CN102402084B - 显示面板以及显示面板的配向方法 - Google Patents

Abstract

一种显示面板，其包括第一基板、像素阵列、第一驱动电路、第一开关元件、输入电压垫、第二基板以及显示介质。第一基板具有显示区以及周边区。像素阵列位于显示区中，且像素阵列包括多条扫描线、多条数据线、与扫描线以及数据线电性连接的多个像素单元、以及与扫描线或数据线平行设置之多条电容电极线。第一驱动电路整合于周边区中并且与像素阵列电性连接。第一开关元件位于第一驱动电路与像素阵列之间，其中第一开关元件电性连接第一驱动电路、扫描线以及电容电极线。电压输入垫位于周边区中且与第一开关元件电性连接，其中电压输入垫之电压信号通过第一开关元件之后可同时传递到扫描线以及电容电极线。第二基板位于第一基板的对向且第二基板上具有对向电极。显示介质位于第一基板与第二基板之间。

Description

显示面板以及显示面板的配向方法

技术领域

本发明是有关于一种显示面板及其配向方法，且特别是有关于一种采用聚合物稳定配向(Ploymer Stabilized Alignment，PSA)技术之显示面板及其配向方法。

背景技术

在显示器的发展上，随着光电技术与半导体制造技术的进步，具有高画质、空间利用效率佳、低消耗功率、无辐射等优越特性的液晶显示器已逐渐成为市场之主流。

液晶显示器包括了背光模组以及液晶显示面板，而传统液晶显示面板是由两基板以及填于两基板之间的一液晶层所构成。一般而言，在液晶显示面板的制造过程中，都会在两基板上形成配向膜，以使液晶分子具有特定的排列。习知形成配向膜的方法是先涂布配向材料之后，再对配向材料进行配向制程。而配向制程可以分成接触式配向制程以及非接触式配向制程。虽然非接触式配向制程可解决接触式磨擦配向产生的静电问题及粒子(particle)污染等问题，但是其往往会发生配向表面之锚定能不足的问题。而如果配向表面之锚定能不足，将往往导致液晶显示面板的显示品质不佳。

为解决上述问题，目前已提出一种聚合物稳定配向(Ploymer StabilizedAlignment，PSA)的技术。此技术乃是在液晶材料中掺入适当浓度的单体化合物(monomer)并且震荡均匀。接着，将混合后的液晶材料置于加热器上加温到达等向性(Isotropy)状态。然后，当液晶混合物降温25℃室温时，液晶混合物会回到向列型(nematic)状态。此时将液晶混合物注入至液晶盒并施予电压。当施加电压使液晶分子排列稳定时，则使用紫外光或加热的方式让单体化合物进行聚合反应以成聚合物层，由此达到稳定配向的目的。

发明内容

本发明提供一种显示面板以及其配向方法，其是采用聚合物稳定配向技术来对显示面板内之液晶分子进行配向。

本发明提出一种显示面板，其包括第一基板、像素阵列、第一驱动电路、第一开关元件、输入电压垫、第二基板以及显示介质。第一基板具有显示区以及周边区。像素阵列位于显示区中，且像素阵列包括多条扫描线、多条数据线、与扫描线以及数据线电性连接的多个像素单元、以及与扫描线或数据线平行设置之多条电容电极线。第一驱动电路整合于周边区中并且与像素阵列电性连接。第一开关元件位于第一驱动电路与像素阵列之间，其中第一开关元件电性连接第一驱动电路、扫描线以及电容电极线。电压输入垫位于周边区中且与第一开关元件电性连接，其中电压输入垫之电压信号通过第一开关元件之后可同时传递到扫描线以及电容电极线。第二基板位于第一基板的对向且第二基板上具有对向电极。显示介质位于第一基板与第二基板之间。

本发明提出一种显示面板的配向方法，此方法包括提供如上所述之显示面板。接着，在电压输入垫施予直流电压，直流电压通过第一开关元件而传递到扫描线以及电容电极线，并且同时于对向电极施予熟化电压(curing voltage)信号，以对显示介质进行预倾配向程序。

本发明另提出一种显示面板的配向方法，此方法包括提供如上所述之显示面板，其中所述显示面板更包括第二驱动电路以及第二开关元件。第二驱动电路位于周边区并且与像素阵列电性连接，且第二开关元件位于第二驱动电路与像素阵列之间，其中第二开关元件电性连接第二驱动电路以及数据线。第二开关元件与电压输入垫电性连接，且电压输入垫之电压信号通过第二开关元件之后可传递到数据线。接着，在电压输入垫施予直流电压，所述直流电压通过第一开关元件以及第二开关元件而传递到扫描线、电容电极线及数据线，并且同时于对向电极施予熟化电压信号，以对显示介质进行预倾配向程序。

基于上述，本发明于像素阵列与第一/第二驱动电路之间设置第一/第二开关元件，且经由电压输入垫所输入的直流电压于通过第一/第二开关元件之后可传递到像素阵列，以对显示介质进行预倾配向程序。因此本发明于进行预倾配向程序时的电压信号不需经过第一/第二驱动电路，因此不会对第一/第二驱动电路造成耗损。

为让本发明之上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1是根据本发明一实施例之显示面板的剖面示意图。

图2是图1之显示面板之第一基板上之元件的上视示意图。

图3是图1之显示面板之配向程序的示意图。

图4是根据本发明另一实施例之显示面板之第一基板上之元件的上视示意图。

附图标记说明

100：第一基板

200：第二基板

202：对向电极

300：显示介质

500：光束

A：显示区

B：非显示区

AR：像素阵列

P：像素单元

T：主动元件

PE：像素电极

DR1：第一驱动电路

DR2：第二驱动电路

SW1：第一开关元件

SW2：第二开关元件

G1、G2：闸极

S1、S2：源极

D1、D2：漏极

PA：电压输入垫

L1、L2：导线

SL1～SLn：扫描线

DL1～DLn：数据线

CL1～CLn：电容电极线

具体实施方式

图1是根据本发明一实施例之显示面板的剖面示意图。图2是图1之显示面板之第一基板上之元件的上视示意图。请参照图1以及图2，本实施例之显示面板包括第一基板100、像素阵列AR、第一驱动电路DR1、第二驱动电路DR2、多个第一开关元件S1、多个第二开关元件S2、输入电压垫PA、第二基板200以及显示介质300。

第一基板100之材质可为玻璃、石英、有机聚合物、或是不透光/反射材料(例如：导电材料、金属、晶圆、陶瓷、或其它可适用的材料)、或是其它可适用的材料。若使用导电材料或金属时，则在第一基板100上覆盖一层绝缘层(未绘示)，以避免短路问题。第一基板100具有显示区A以及周边区B。根据本实施例，周边区B位于显示区A的周围。

像素阵列AR位于第一基板100上且位于显示区A中。像素阵列AR包括多条扫描线SL1～SLn、多条数据线DL1～DLn、多个像素单元P、以及多条电容电极线CL1～CLn。

根据本实施例，扫描线SL1～SLn与数据线DL1～DLn彼此交越设置，且扫描线SL1～SLn与数据线DL1～DLn之间夹有绝缘层。换言之，扫描线SL1～SLn的延伸方向与数据线DL1～DLn的延伸方向不平行，较佳的是，扫描线SL1～SLn的延伸方向与数据线DL1～DLn的延伸方向垂直。基于导电性的考量，扫描线SL1～SLn与数据线DL1～DLn一般是使用金属材料。然，本发明不限于此，根据其他实施例，扫描线SL1～SLn与数据线DL1～DLn也可以使用其他导电材料。例如：合金、金属材料的氮化物、金属材料的氧化物、金属材料的氮氧化物、或其它合适的材料)、或是金属材料与其它导材料的堆迭层。

像素单元P包括主动元件T以及像素电极PE。主动元件T可以是底部闸极型薄膜电晶体或是顶部闸极型薄膜电晶体，其包括闸极、通道、源极以及漏极。主动元件T与对应的一条扫描线SL1～SLn及对应的一条数据线DL1～DLn电性连接。另外，主动元件T与像素电极PE电性连接。其中，上述电晶体通道的材料包含氧化物半导体材料、有机半导体材料、无机半导体材料、或其它适合的材料、或上述至少二种材料之组合。

电容电极线CL1～CLn平行扫描线SL1～SLn或是数据线DL1～DLn设置。在图2中是以电容电极线CL1～CLn平行扫描线SL1～SLn设置为例来说明，但本发明不限于此。在本实施例中，电容电极线CL1～CLn平行扫描线SL1～SLn，因此电容电极线CL1～CLn可以是与扫描线SL1～SLn位于同一膜层，且电容电极线CL1～CLn之材质可以与扫描线SL1～SLn的材质相同。倘若电容电极线CL1～CLn平行数据线DL1～DLn设置，那么电容电极线CL1～CLn可以是与数据线DL1～DLn位于同一膜层，且电容电极线CL1～CLn之材质可以与数据线DL1～DLn之材质相同。另外，电容电极线CL1～CLn与像素单元P之像素电极PE重迭设置，以形成各像素单元P之储存电容器。

第一驱动电路DR1整合(或称为集成)于周边区B中并且与像素阵列AR电性连接。也就是说，第一驱动电路DR1是利用像素阵列AR中的各膜层一起制作出来的。根据本实施例，第一驱动电路DR1与像素阵列AR之扫描线SL1～SLn电性连接。第一驱动电路DR1透过扫描线SL1～SLn提供像素单元P对应的闸极信号，因此第一驱动电路DR1可称为闸极驱动电路。在本实施例中，第一驱动电路DR1为整合于阵列层之闸极驱动电路(gate driver on array，GOA)。另外，第一驱动电路DR1也可与电容电极线CL1～CLn电性连接。因此，电容电极线CL1～CLn上之电容电极之电压信号亦可透过第一驱动电路DR1中之电路设计来提供。

第二驱动电路DR2位于周边区B并且与像素阵列AR电性连接。根据本实施例，第一驱动电路DR1与像素阵列AR之数据线DL1～DLn电性连接。第二驱动电路DR2透过数据线DL1～DLn提供像素单元P对应的源极信号，因此第二驱动电路DR2可称为源极驱动电路。于其它实施例中，第二驱动电路DR2也可整合(或称为集成)于周边区B中。也就是说，第二驱动电路DR2是利用像素阵列AR中的各膜层一起制作出来的，则可称为整合于阵列层之源极驱动电路(source driver on array，SOA)。意即，第二驱动电路DR2可选择性地压合于或者是整合于周边区B。

第一开关元件SW1位于第一驱动电路DR1与像素阵列AR之间，其中第一开关元件S1电性连接第一驱动电路DR1、扫描线SL1～SLn以及电容电极线CL1～CLn。换言之，在每一条扫描线SL1～SLn与第一驱动电路DR1之间以及每一条电容电极线CL1～CLn与第一驱动电路DR1之间都对应设置有一个第一开关元件SW1。在本实施例中，第一开关元件SW1包括闸极G1、源极S1以及漏极D1。

第二开关元件SW2位于第二驱动电路DR2与像素阵列AR之间，其中第二开关元件SW2电性连接第二驱动电路DR2以及数据线DL1～DLn。换言之，在每一条数据线DL1～DLn与第二驱动电路DR2之间都对应设置有一个第二开关元件SW2。在本实施例中，第二开关元件SW2包括闸极G2、源极S2以及漏极D2。

电压输入垫PA位于周边区B中且与第一开关元件SW1以及第二开关元件SW2电性连接。更详细来说，各第一开关元件SW1之闸极G1以及源极S1透过导线L1而与电压输入垫PA电性连接，且各第一开关元件SW1之漏极D1与对应的扫描线SL1～SLn或电容电极线CL1～CLn电性连接。各第二开关元件SW2之闸极G2以及源极S2透过导线L2而与电压输入垫PA电性连接，且各第二开关元件SW2之漏极D2与对应的数据线DL1～DLn电性连接。

承上所述，当于电压输入垫PA输入电压信号之后，所述电压信号可通过第一开关元件SW1而同时传递到扫描线SL1～SLn以及电容电极线CL1～CLn，且所述电压信号亦可通过第二开关元件SW2而传递到数据线DL1～DLn。

第二基板200位于第一基板100的对向。第二基板200之材质可为玻璃、石英或有机聚合物等等。在一实施例中，第二基板200上可包括设置有对向电极202。对向电极202为透明导电层，其材质包括金属氧化物，例如是铟锡氧化物或者是铟锌氧化物。对向电极202是全面地覆盖于第二基板200上。此外，根据本发明之另一实施例，第二基板200上可更包括设置有彩色滤光阵列(未绘示)，其包括红、绿、蓝色滤光图案。另外，第二基板200上更可包括设置遮光图案层(未绘示)，其又可称为黑矩阵，其设置于彩色滤光阵列的图案之间。当然，本发明之另一实施例并不限于此，也可以将彩色滤光阵列设置于第一基板100上且位像素阵列AR之上或之下，而黑矩阵可选择性的设置于第一基板100上，或者是设置于第二基板200上。

显示介质300位于第一基板100与第二基板200之间。显示介质300包括液晶分子以及单体化合物。所述单体化合物于后续进行聚合物稳定配向程序时，单体化合物会进行聚合反应而于像素阵列AR以及对向电极202之表面形成聚合物薄膜。因此，在显示面板尚未进行聚合物稳定配向程序之前，显示介质300包括液晶分子以及单体化合物。然，当在显示面板进行聚合物稳定配向程序之后，显示介质300主要为液晶分子。

上述显示面板之配向方法的操作方法如下所述。请参照图2以及图3，在第一基板100之电压输入垫PA施予直流电压Vdc。根据本实施例，所述直流电压Vdc之电压值约为10～50V。由于电压输入垫PA与第一开关元件SW1以及第二开关元件SW2电性连接，且直流电压Vdc之电压值足够大，因此当直流电压Vdc通过导线L1以及导线2而传递到第一开关元件SW1以及第二开关元件SW2时会将第一开关元件SW1以及第二开关元件SW2开启，而使得直流电压Vdc传递到扫描线SL1～SLn、电容电极线CL1～CLn以及数据线DL1～DLn。

承上所述，在对电压输入垫PA施予直流电压Vdc的同时，于对向电极202上施予熟化电压(curing voltage)信号Vs，所述熟化电压信号Vs例如是阶梯波峰信号。此时，位于像素阵列AR与对向电极202之间的显示介质300中之液晶分子于受到上述电压信号之驱动会产生液晶分子预倾之作用。因此，此时又可称为液晶分子预倾配向程序。

之后，请参照图3，施加能量光束500于显示面板上，以使得显示介质300中之单体化合物进行聚合物稳定配向程序。值得一提的是，此时仍持续在电压输入垫PA施予直流电压Vdc并且持续于对向电极202上施予熟化电压信号Vs ，以使得液晶分子维持预倾的状态。这时候，当显示介质300受到能量光束500之照射时，显示介质300中之单体化合物会进行聚合反应而于像素阵列AR以及对向电极202之表面形成聚合物薄膜。所述聚合物薄膜可对预倾之液晶分子产生稳定配向的作用，进而使得液晶分子完成配向程序。因此，此聚合物薄膜也可称为配向膜。另外，于其它实施例中，为了让显示介质300中液晶分子预倾效果较好，会先分别在第一基板100及第二基板200上先涂布另一配向膜，然后，将显示介质300夹设于第一基板100及第二基板上。其中显示介质300的材料包含如上所述的材料、第一基板100结构如上所述的设置、以及第二基板200结构如上所述的设置。再施行上述的配向程序。也就是说，第一基板100与第二基板200上分别会有聚合物薄膜(或称为配向膜)形成在另一配向膜上。

在显示介质300之液晶分子完成配向程序之后，即可关闭能量光束500并且停止对电压输入垫PA施予直流电压Vdc以及在对向电极202上施予熟化电压信号Vs。

在完成上述之液晶配向程序之后，当欲对显示面板进行显示操作时，第一驱动电路DR1之驱动信号可直接输入至各扫描线SL1～SLn，且电容电压也可以直接透过驱动电路DR1而输入至电容电极线CL1～CLn。第二驱动电路DR2之驱动信号亦可直接输入至数据线DL1～DLn。换言之，第一/第二开关元件SW1/SW2之存在并不会影响驱动信号输入至像素阵列AR中。

在本实施例中，由于对液晶分子进行聚合物稳定配向程序时所需的直流电压Vdc不会通过第一与第二驱动电路DR1、DR2，因此直流电压Vdc就不会对第一与第二驱动电路DR1、DR2造成耗损或是伤害。而在进行上述之聚合物稳定配向程序之后，第一与第二驱动电路DR1、DR2之驱动信号仍可正常的输入之像素阵列AR以驱动显示面板显示影像。由于本实施例显示面板之设计可以降低显示面板之驱动电路的耗损，因此可以提高显示面板的使用寿命。

图4是根据本发明另一实施例之显示面板之第一基板上之元件的上视示意图。图4之第一基板上之元件大致与图2相同或是相似，因此相同的元件以相同的符号表示，且不再重复说明。在图4之实施例中，第一基板100上之周边区B中包括第一与第二驱动电路DR1、DR2、电压输入垫PA以及第一开关元件SW1。换言之，本实施例在二驱动电路DR2与像素阵列AR之间省略第二开关元件SW2之设置。

承上所述，当于具有如图4所示之第一基板100之元件之显示面板进行配向程序时，对电压输入垫PA施予直流电压Vdc，并且在对向电极202上施予熟化电压信号Vs，如图3所示。所述直流电压Vdc之电压值约为10～50V，且所述熟化电压信号Vs例如是阶梯波峰信号。由于电压输入垫PA与第一开关元件SW1电性连接，且直流电压Vdc之电压值足够大，因此当直流电压Vdc通过导线L1而传递到第一开关元件SW1时会将第一开关元件SW1开启，而使得直流电压Vdc传递到扫描线SL1～SLn以及电容电极线CL1～CLn。此时，位于像素阵列AR与对向电极202之间的显示介质300中之液晶分子于受到上述电压信号之驱动会产生液晶分子预倾之作用。

之后，如图3所示，施加能量光束500于该显示面板上，以使得显示介质300中之单体化合物进行聚合物稳定配向程序。值得一提的是，此时仍持续在电压输入垫PA施予直流电压Vdc，并且持续于对向电极202上施予熟化电压信号Vs，以使得液晶分子维持预倾的状态。这时候，当显示介质300受到能量光束500之照射时，显示介质300中之单体化合物会进行聚合反应而于像素阵列AR以及对向电极202之表面形成聚合物薄膜。所述聚合物薄膜可对预倾之液晶分子产生稳定配向的作用，进而使得液晶分子完成配向程序。

在显示介质300之液晶分子完成配向程序之后，即可关闭能量光束500并且停止对电压输入垫PA施予直流电压Vdc以及在对向电极202上施予熟化电压信号Vs。

在完成上述之液晶配向程序之后，当欲对显示面板进行显示操作时，第一驱动电路DR1之驱动信号可直接输入至各扫描线SL1～SLn，且电容电压也可以直接透过驱动电路DR1而输入至电容电极线CL1～CLn。换言之，第一开关元件SW1之存在并不会影响驱动信号输入至像素阵列AR中。

综上所述，本发明于像素阵列与第一/第二驱动电路之间设置第一/第二开关元件，且经由电压输入垫所输入的直流电压于通过第一/第二开关元件之后可传递到像素阵列，以对显示介质进行预倾配向程序。因此本发明于进行预倾配向程序时的电压信号不需经过第一/第二驱动电路，因此不会对第一/第二驱动电路造成耗损。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与润饰，故本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (12)

1.一种显示面板，包括：

一第一基板，其具有一显示区以及一周边区；

一像素阵列，位于该显示区中，且该像素阵列包括多条扫描线、多条数据线、与该些扫描线以及该些数据线电性连接的多个像素单元、以及与该些扫描线或该些数据线平行设置之多条电容电极线；

一第一驱动电路，整合于该周边区中并且与该像素阵列电性连接；

多个第一开关元件，位于该第一驱动电路与该像素阵列之间，其中该些第一开关元件电性连接该第一驱动电路、该些扫描线以及该些电容电极线；

一电压输入垫，位于该周边区中且与该些第一开关元件电性连接，其中该电压输入垫之一电压信号通过该些第一开关元件之后可同时传递到该些扫描线以及该些电容电极线；

一第二基板，位于该第一基板的对向，且该第二基板上具有一对向电极；以及

一显示介质，位于该第一基板与该第二基板之间,其中该显示介质包括液晶分子以及单体化合物，所述单体化合物于进行聚合物稳定配向程序时进行聚合反应而在像素阵列与对向电极表面形成一聚合物薄膜。

2.如权利要求1所述之显示面板，其特征在于，该电压输入垫之该电压信号为一直流电压。

3.如权利要求2所述之显示面板，其特征在于，该直流电压值约为10～50V。

4.如权利要求1所述之显示面板，其特征在于，每一第一开关元件包括一闸极、一源极以及一漏极，该闸极与该源极电性连接该电压输入垫，且该漏极电性连接其中一扫描线或是其中一电容电极线。

5.如权利要求1所述之显示面板，其特征在于，进一步包括：

一第二驱动电路，位于该周边区并且与该像素阵列电性连接；以及

多个第二开关元件，位于该第二驱动电路与该像素阵列之间，其中该些第二开关元件电性连接该第二驱动电路以及该些数据线，

其中该些第二开关元件与该电压输入垫电性连接，且该电压输入垫之该电压信号通过该些第二开关元件之后可传递到该些数据线。

6.如权利要求5所述之显示面板，其特征在于，每一第二开关元件包括一闸极、一源极以及一漏极，该闸极与该源极电性连接该电压输入垫，且该漏极电性连接其中一数据线。

7.一种显示面板的配向方法，包括：

提供一显示面板，其如权利要求1所述；以及

在该电压输入垫施予一直流电压，该直流电压通过该些第一开关元件而传递到该些扫描线以及该些电容电极线，并且同时于该对向电极施予一熟化电压信号，以对该显示介质进行预倾配向程序。

8.如权利要求7所述之显示面板的配向方法，其特征在于，该直流电压约为10～50V。

9.如权利要求7项所述之显示面板的配向方法，其特征在于，进一步包含施加能量光束于该显示面板上，以使得该显示介质进行聚合物稳定配向程序。

10.一种显示面板的配向方法，包括：

提供一显示面板，其如权利要求5所述；以及

在该电压输入垫施予一直流电压，该直流电压通过该些第一开关元件以及该些第二开关元件而传递到该些扫描线、该些电容电极线及该些数据线，并且同时于该对向电极施予一熟化电压信号，以对该显示介质进行预倾配向程序。

11.如权利要求10所述之显示面板的配向方法，其特征在于，该直流电压约为10～50V。

12.如权利要求10所述之显示面板的配向方法，其特征在于，进一步包含施加能量光束于该显示面板上，以使得该显示介质进行聚合物稳定配向程序。

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