显示面板的制作方法

本发明关于一种显示面板，特别是一种以光传输信号的显示面板。

背景技术：

以往的显示面板通常是以电信号传递信息，也就是以载有驱动数据的电压或电流驱动像素阵列的行或列。这样的架构便于使用者对像素阵列进行定址控制。但是随着解析度的增加及面板尺寸的增加，显示面板中的各元件间的距离也随之缩短，而产生了许多非理想的效应。例如，显示面板中的主动元件基板的寄生电容与寄生电阻增加而造成了信号衰减或信号延迟等问题，导致输出或读取的信号错误。此外，解析度的增加造成走线增加，也使得周边扇出脚位的空间受到限制。

目前常见的解决方式例如有调整晶体管元件的长宽比或增加像素电极的宽度等。但于此同时，却会增加像素电路元件所占的面积，从而降低像素的开口率或者是增加边框宽度，在解决原有问题的同时却也造成了新的问题。

技术实现要素：

本发明在于提供一种显示面板，以在不降低像素的开口率且不增加边框宽度的情况下，克服以往因为解析度增加或面板尺寸增加而导致的非理想效应。

本发明揭露了一种显示面板具有光波导、导线与像素阵列。光波导分别用以传输光控制信号。每一光控制信号具有至少一子控制信号，至少一子控制信号对应于至少一波长范围。导线分别用以传输电控制信号，导线分别与光波导交错排列。像素阵列具有像素单元。像素单元，排列成多行与多列。像素单元具有像素电极、滤光单元与光晶体管。滤光单元耦接光波导其中之一。滤光单元用以自耦接的光波导中接收子控制信号，并用以依据所接收的子控制信号筛选出特定光信号作为光晶体管的输入信号。光晶体管具有第一端、第二端与第三端。第一端电性连接像素电极，第二端电性连接导线的其中之一，第三端耦接滤光单元。光晶体管电性连接像素电极。

综合以上所述，本发明提供了一种显示面板，所述的显示面板的像素单元中设置有光晶体管与滤光单元，藉此，可以用光波导作为显示面板的扫描线或是数据线，也就是说，可以藉由光来传输显示面板的驱动信号或数据信号。显示面板得以减少导线数，而避免了电性元件间的非理想耦合效应。另一方面，藉由将原对应于多个电性通道的信号改以光信号的传输于共同的光通道上，更降低了信号线数目，解决周边扇出空间受限与边框宽度增加等问题。

以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。

附图说明

图1为根据本发明一实施例所绘示的显示面板的结构示意图。

图2为根据本发明更一实施例所绘示的显示面板的结构示意图。

图3为根据本发明一实施例所绘示的滤光单元的结构示意图。

图4为根据本发明另一实施例所绘示的滤光单元的结构示意图。

图5A为根据本发明更一实施例所绘示的滤光单元的结构示意图。

图5B为根据图5A所绘示的滤光单元相对于其他元件的相对位置示意图。

图6A为根据本发明再一实施例所绘示的滤光单元的结构示意图。

图6B为根据图6A所绘示的滤光单元相对于其他元件的相对位置示意图。

图7A为根据本发明再一实施例所绘示的滤光单元的结构示意图。

图7B为根据图7A所绘示的滤光单元相对于其他元件的相对位置示意图。

图7C为根据图7A所绘示的滤光单元相对于其他元件的另一种相对位置示意图。

其中，附图标记：

1～3 显示面板

10a～30c 像素单元

112a～312c、412～812 滤光单元

4122 导光件

5122 共振部

4124 滤光件

5124 导光部

114a～314c、414～814 光晶体管

C1～C3 像素电容

CL 披覆层

CR 核心层

D1～D3 数据线

G 光栅

P1 第一环状表面

P2 内圆周侧面

R 共振半径

S1～S3 扫描线

WG 光波导

SL 遮蔽层

SL’ 遮光层

θ 导光角

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何熟习相关技艺者了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、申请专利范围及图式，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。

请参照图1，图1为根据本发明一实施例所绘示的显示面板的结构示意图。显示面板1具有多条扫描线、多条数据线与像素阵列，像素阵列中具有多个像素单元。为求叙述简明，在图1中以扫描线S1、S2、S3、数据线D1、D2、D3与部分的像素单元进行说明，其中图1中标示有像素单元10a～10c。以像素单元10a来说，像素单元10a具有像素电极、滤光单元112a与光晶体管114a。图中的电容C1则为像素电极所形成的等效电容，后续以像素电容C1称之。滤光单元112a耦接扫描线S2。光晶体管114a具有第一端、第二端与第三端。光晶体管114a的第一端电性连接像素电容C1。光晶体管114a的第二端电性连接数据线D1，光晶体管114a的第三端耦接滤光单元112a。在第一类的实施例中，如图1所示，显示面板1中的扫描线是光波导(waveguide)，数据线为导线。

在第一类的实施例中，以光波导作为扫描线。也就是说，扫描线S1、S2、S3为光波导，并用以传输光控制信号。在此实施例中，每一条扫描线用以传输多个光控制信号的其中之一，每一光控制信号具有至少一子控制信号，至少一子控制信号对应于至少一波长范围。从另一个角度来说，每一个光控制信号对应于一个子控制信号或者是由多个子控制信号叠合而成。所述的光控制信号可以是可见光或者是不可见光，在此并不加以限制。在此类实施例中，数据线为多条导线。导线的材质适于导电，每一导线用以传输多个电控制信号的其中之一。在此实施例中，所述的电控制信号例如承载有欲写入像素的数据。

其中，当光控制信号为可见光时，光晶体管例如是以具可见光光电感应材料制作而成，相关材料例如非晶硅(α-Si)，微晶硅(μc-Si)，纳米晶硅(nc-Si)，非晶锗硅(α-SiGe)、微晶碳化硅(μc-SiC)、非晶相铟镓锌氧化物(α-indium gallium zinc oxide,α-IGZO)或其他具可见光感光的有机半导体材料或无机半导体材料等。而当光控制信号为不可见光时，光晶体管例如为以可感应不可见光的材料制成，相关材料例如以硅为主的化合物晶体、砷化铟镓(InGaAs)或其他具不可见光感光的有机半导体材料或无机半导体材料等。

各滤光单元用以自其中一光波导中的光控制信号取得至少其中一子控制信号。且各滤光单元用以依据取得的子控制信号产生光输入信号用以开启像素单元中的光晶体管。在图1所示的实施例中，当系统提供具有特定波长范围的光信号至扫描线S2时，滤光单元112a更进一步地自所述的光信号中滤出具有等效波长λ₁的子控制信号，滤光单元112a更依据此具有等效波长λ₁的子控制信号产生光输入信号，并提供光输入信号给光晶体管114a，以选择性地导通光晶体管114a。如前述地，光晶体管114a的第三端耦接滤光单元112a。光晶体管114a的第三端例如为控制端，光晶体管114a依据光输入信号选择性地导通，且光晶体管114a用以依据数据线D1输出的电控制信号对像素电容C1充电。在一实施例中，滤光单元112a直接将取得的子控制信号作为光输入信号。

相仿地，像素单元10b、10c中的滤光单元112b、112c也可用以取得具有等效波长λ₁的子控制信号，并据以产生光输入信号。而在另一实施例中，像素单元10b中的滤光单元112b用以取得具有等效波长λ₂的子控制信号，像素单元10c中的滤光单元112c分别用以取得具有等效波长λ₃的子控制信号。换句话说，在此实施例中，像素单元10a～10c分别受控于不同波长范围的光控制信号。

请再参照图2以说明本发明所提供的显示面板的另一种实施态样，图2为根据本发明更一实施例所绘示的显示面板的结构示意图。在图2中绘示有3行乘3列的像素，其中在图2图面方向的横向为行，纵向为列。另一方面，在此实施例中，数据线D1、D2、D3为光波导，扫描线S1为导线。在图2的图面方向中的各列像素分别耦接不同的数据线D1、D2、D3，而各行像素则同样电性连接扫描线S1。其中，就数据线D2来说，数据线D2上的光控制信号具有多个子控制信号，每一个子控制信号分别对应于不同的波长范围，滤光单元312a、312b、312c分别自光控制信号中取得对应的子控制信号。

举例来说，像素单元30a代表红色子像素，像素单元30b代表绿色子像素，像素单元30c代表蓝色子像素。数据线D2上的光控制信号例如具有三个子控制信号，三个子控制信号分别具有等效波长λ₁、λ₂、λ₃。而滤光单元312a用以取得具有等效波长λ₁的子控制信号，滤光单元312b用以取得具有等效波长λ₂的子控制信号，滤光单元312c用以取得具有等效波长λ₃的子控制信号。也就是说具有等效波长λ₁的子控制信号承载有关联于红色子像素的数据，具有等效波长λ₂的子控制信号承载有关联于绿色子像素的数据，具有等效波长λ₃的子控制信号承载有关联于蓝色子像素的数据。须注意的是，所述的等效波长λ₁～λ₃为使用者自定义的波长，而不一定是实际对应于红色光、绿色光与蓝色光的波长。

在一实施例中，各子控制信号同时被提供至数据线D2。滤光单元312a、312b、312c分别依据不同的子控制信号产生对应的输入信号，而使得光晶体管314a、314b、314c程度不一地导通。此时，同一列上的光晶体管314a、314b、314c基于扫描线S1上的电压电平而分别将不同的数据写进像素电容C1～C3。换句话说，在此实施例中，图2中的9个像素单元同时进行更新。由于滤光单元与等效波长的对应关系，各像素单元得以依据不同的信号进行作动。由于不同行的像素单元可以同时进行更新，因此变相地提升了显示面板的更新速率。另一方面，由于不同行的像素单元电性连接至相同的导线，也减少了面板扇出走线的数量，降低面板的边框宽度。于另一实施例中，各子控制信号不同时地被提供至数据线。藉由滤光单元与等效波长的对应关系配合分时控制，得以确保各像素单元是受到正确的信号驱动。

请接着参照图3以说明滤光单元的实施态样，图3为根据本发明一实施例所绘示的滤光单元的结构示意图。图3中绘示有光波导WG、滤光单元412与光晶体管414。其中，为求叙述简明，以简要的几合图形代表所述的各元件。换句话说，图3仅用以示意，而非真实地用以限制各元件的形状与相对位置。如图4所示，光波导WG具有核心层CR、披覆层CL与遮蔽层SL。披覆层CL包覆至少部分的核心层CR，核心层CR与披覆层CL位于遮蔽层SL上。其中，核心层CR的折射率大于披覆层CL的折射率。滤光单元412具有导光件4122与滤光件4124。导光件4122设置于核心层CR，滤光件4124设置于披覆层CL。在一实施例中，滤光件4124暴露于披覆层CL，光晶体管414的第三端朝向暴露于披覆层CL的滤光件4124设置。

在一实施例中，导光件4122类似于背光模块中导光板上的微结构。导光件4122用以将光控制信号中的部分光量反射至滤光件4124。从另一个角度来说，滤光件4124相当于接收到局部强度的光控制信号，多余强度的光信号仍会沿着核心层CR持续往后段像素传播。滤光件4124再自接收的光中取得对应的子控制信号，并依据取得的子控制信号提供输入信号给光晶体管414。在此实施例中，光控制信号例如为可见光，滤光件4124例如为滤光片，以滤出对应波长范围的光。而在另一实施例中，导光件4122例如为周期性的光栅。经由调整光栅的周期，得以选择性地绕射出具有所欲波长的光至滤光件4124。而滤光件4124则用以再进一步地滤出光信号中对应的子控制信号，以提供准确的子控制信号。

请再参照图4，图4为根据本发明另一实施例所绘示的滤光单元的结构示意图。滤光单元512具有共振部5122与导光部5124。其中，共振部5122例如为环形共振器或碟形共振器，在此及后续的实施例中是举共振部5122为环形共振器为例进行说明。在此实施例中，共振部5122的实体部位覆盖部分的光波导WG与部分的导光部5124，导光部5124覆盖至少部分的光晶体管514。共振部5122用以依据光波导WG中的光控制信号的子控制信号产生光输入信号，并将光输入信号提供给导光部5124。导光部5124的一端具有导光角θ。藉由调整导光角θ而得以使光输入信号得以准确地传输至光晶体管514，导光角θ可以例如设定为不小于40度，且不大于50度。其中，共振部5122具有共振半径R，共振半径R可表达为其中，m为正整数，λ₁为欲藉由滤光单元512自光控制信号中取得的子控制信号所具有的等效波长，π为圆周率。

请接着参照图5A与图5B，图5A为根据本发明更一实施例所绘示的滤光单元的结构示意图，图5B为根据图5A所绘示的滤光单元相对于其他元件的相对位置示意图。如图5A所示，滤光单元612为环型共振器并具有共振部6122与多个光栅G。更详细地来说，共振部6122具有第一环状表面P1。第一环状表面P1朝向光晶体管614。光栅G位于第一环状表面P1。光栅G在第一环状表面P1上以等效间距环状排列，等效间距为其中λ₁为滤光单元612对应的波长范围中的等效波长，n_eff为滤光单元612耦接光晶体管的等效折射率。于另一实施例中，滤光单元612也可以是碟型共振器。而如图5B所示，滤光单元612配置位置介于光晶体管614与遮光层SL’之间。滤光单元612的实体部位与部分的光波导WG和光晶体管614重叠。其中，滤光单元612的第一环状表面P1朝向光晶体管614，以将光输入信号提供给光晶体管614。本实施例中，光晶体管614位于滤光单元612上方，光晶体管614的受光面可直接面对光栅G与第一环状表面P1，因此，滤光单元612内的波长λ₁光信号可垂直光栅G结构方向导出，使得光晶体管614更容易接收或有效感应特定波长。

请一并参照图6A与图6B，图6A为根据本发明再一实施例所绘示的滤光单元的结构示意图，图6B为根据图6A所绘示的滤光单元相对于其他元件的相对位置示意图。如图6A所示，滤光单元712为环型共振器并具有共振部7122与多个光栅G。更详细地来说，共振部7122具有第一环状表面P1。第一环状表面P1朝向光晶体管714。光栅G位于第一环状表面P1。光栅G在第一环状表面P1上以等效间距环状排列，等效间距为其中λ₁为滤光单元712对应的波长范围中的等效波长，n_eff为滤光单元712耦接光晶体管的等效折射率。于另一实施例中，滤光单元712也可以是碟型共振器。而如图7B所示，滤光单元712配置位置介于光晶体管714与遮光层SL’之间。滤光单元712的实体部位与至少部分的光晶体管714重叠。光波导WG相邻于滤光单元712而耦合滤光单元712。其中，滤光单元712的第一环状表面P1与光栅G朝向光晶体管714，以将光输入信号提供给光晶体管714。

请再参照图7A、图7B与图7C，图7A为根据本发明再一实施例所绘示的滤光单元的结构示意图，图7B为根据图7A所绘示的滤光单元相对于其他元件的相对位置示意图，图7C为根据图7A所绘示的滤光单元相对于其他元件的另一种相对位置示意图。如图7A所示，滤光单元812为环型共振器并具有共振部8122与多个光栅G。更详细地来说，共振部8122具有内圆周侧面P2。光栅G位于内圆周侧面P2。光栅G在内圆周侧面P2上以一等效间距环状排列，等效间距为其中λ₁为滤光单元812对应的波长范围中的等效波长，n_eff为滤光单元812耦接光晶体管的等效折射率。而如图7B与图7C所示，滤光单元812配置位置介于光晶体管814与遮光层SL’之间，光晶体管814与遮光层SL’分别位于滤光单元812的上方或下方则不限定。滤光单元812的实体部位与部分的光波导WG以及光晶体管814重叠，此滤光单元812可螺旋轴向导出光信号至光晶体管814。

综合以上所述，本发明提供了一种显示面板，所述的显示面板的像素单元中设置有光晶体管与滤光单元，藉此，可以用光波导作为显示面板的扫描线或是数据线，也就是说，藉由光传输显示面板的驱动信号或数据信号。在此光电复合式的架构下，显示面板得以减少导线数，而避免了电性元件间的非理想耦合效应。而且，以光信号进行传输之时更免以电信号进行传输时所面临到的阻抗问题。另一方面，因为不同波长的光之间彼此独立，在传输上互不干扰，因此可将原对应于多个电性通道的信号改以光信号的传输于共同的光波导上，从而降低了信号线数目，解决周边扇出空间受限与边框宽度增加等问题。此外，光波导可为透明材质取代不透明的电极线，而提升了像素的开口率。

虽然本发明以前述的实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。在不脱离本发明的精神和范围内，所为的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。关于本发明所界定的保护范围请参考所附的申请专利范围。