CN100444006C - 用于显示器的薄膜晶体管阵列面板 - Google Patents

用于显示器的薄膜晶体管阵列面板 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种薄膜晶体管阵列面板，其包括：绝缘基片；多条栅极线，形成于绝缘基片上；多条数据线，通过与多条栅极线绝缘交叉限定显示区域；静电消散线，与栅极线交叉；二极管，连接栅极线和静电消散线；以及数据线维修用维修线，形成于显示区域外部的绝缘基片上并与静电消散线绝缘交叉。根据本发明，由于沿着维修线流动的静电荷不会传输到数据线，因此可以防止显示区域的薄膜晶体管的缺陷。

Description

用于显示器的薄膜晶体管阵列面板
技术领域
本发明涉及一种用于显示器的薄膜晶体管阵列面板。
背景技术
显示器可提供像图像这样的信息。液晶显示器(LCD)和有机电致发光显示器(OLED)比其它平板显示器使用得更为广泛，并且薄膜晶体管(TFT)阵列面板具有像液晶显示器和有机电致发光显示器这样的功能。
薄膜晶体管阵列面板包括有排成行的多条栅极线、排成列的多条数据线、通过多条栅极线和多条数据线交叉限定的像素区、以及将像素电极连接到多条栅极线和多条数据线的薄膜晶体管。薄膜晶体管开关数据信号的传输，根据通过栅极线传送的栅极信号将数据信号通过数据线传送到像素电极。驱动电压发生器产生栅极接通电压或栅极关闭电压并将其传送到多个栅极驱动集成电路(IC)。栅极驱动集成电路根据信号控制器的控制产生栅极信号。数据信号通过多个数据驱动集成电路产生，数据驱动集成电路可将来自信号控制器的灰度信号转换成模拟电压。
信号控制器和驱动电压发生器在液晶显示器阵列面板外部的印刷电路板(PCB)上形成，而将驱动集成电路安装在介于PCB和LCD组合体之间的柔性印刷电路(FPC)上。一般而言，使用两个PCB。其中之一，被称为栅极PCB，其位于液晶(LC)面板组合体的一侧，而另一个，被称为数据PCB，其位于另一侧。由于将栅极驱动集成电路置于栅极PCB和显示面板之间，并且将数据驱动集成电路置于数据PCB和显示面板之间，因此每个集成电路分别从对应的PCB接收信号。
然而，可以不使用栅极PCB而只使用数据PCB，同时不改变栅极FPC和该栅极FPC上栅极驱动集成电路的位置。在这种情况下，数据FPC和薄膜晶体管阵列面板具有用于将来自信号控制器和数据PCB上驱动电压发生器的信号传送到栅极驱动集成电路的布线。此外，栅极FPC还具有用于将信号传送到下一个栅极驱动集成电路的布线。
同时，在薄膜晶体管阵列面板上形成许多细布线，其中的某些细布线可能发生断路或短路。在针对出现这类事情的准备工作中，准备一种用于维修断路或短路电路的结构以防止面板废弃。用于维修数据线断路的维修线是最流行的方法之一。维修线围绕薄膜晶体管的显示区域并且与具有置于其间绝缘层的数据线的两个端部交叉。当数据线断路时，将断路的数据线的两个端部通过照射激光与维修线连接。
然而，当静电流入维修线时，静电可能损坏绝缘层并流入与维修线交叉的数据线。结果，可能导致显示区域中薄膜晶体管的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于可防止由于静电通过维修线而致薄膜晶体管阵列面板的损坏。
本发明提供了一种薄膜晶体管阵列面板，其包括：绝缘基片；栅极线，形成于绝缘基片上；数据线，与栅极线绝缘且通过与栅极线交叉限定显示区域；静电消散线，与栅极线交叉；二极管，连接栅极线和静电消散(dispersion)线；以及数据线维修用维修线，形成于显示区域外部的绝缘基片上，并且与静电消散线交叉。
此时，二极管可以包括第一二极管和第二二极管，其中第一二极管与栅极线和静电消散线连接，这样正向电流可以通过第一二极管从栅极线流入静电消散线，第二二极管与栅极线和静电消散线连接，这样正向电流可以通过第二二极管从静电消散线流入栅极线。
维修线可以包括与数据线交叉的第一维修线、不与数据线交叉第二维修线、以及与第一维修线和第二维修线交叉的维修线连接条，第二维修线可以与静电消散线绝缘交叉。
薄膜晶体管阵列面板可以进一步包括布线，该布线比第二维修线距离显示区域更远且邻接第二维修线。静电消散线可以在维修线与数据线交叉前与维修线交叉。
薄膜晶体管阵列面板可以进一步包括绝缘层，该绝缘层介于维修线和静电消散线之间。
维修线还可以与数据线交叉。
本发明还提供了一种薄膜晶体管阵列面板，其包括：绝缘基片；第一信号线，形成于绝缘基片上；第二信号线，与第一信号线交叉，并且通过与第一信号线交叉限定显示区域；静电消散线，与第一信号线交叉；二极管，连接第一信号线和静电消散线；以及周缘布线，形成于显示区域外部的绝缘基片上，并且与静电消散线交叉。
优选地，周缘布线还与第二信号线绝缘交叉。
附图说明
通过以下参照附图进行更为详细的描述可以理解本发明的优选实施例，其中：
图1是根据本发明一实施例的液晶显示器立体图；
图2是根据本发明一实施例的液晶显示器的像素等效电路图；
图3是根据本发明一实施例的液晶显示器的简要布局图；
图4是图3的液晶显示器A部分的放大布局图；
图5是在根据本发明一实施例的薄膜晶体管阵列面板中维修线和静电消散线交叉状态布局图；以及
图6是沿着图5的VI-VI′线的薄膜二极管阵列面板截面图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员能够实施本发明，现参照附图详细说明本发明的实施例。但是本发明可表现为不同形式，它不局限于在此说明的实施例。
在附图中，为了清楚起见，扩大了各层的厚度及区域。在全篇说明书中对相同元件附上相同的标号，应当理解的是当提到层、膜、区域、或基片等元件在别的元件“之上”时，指其直接位于别的元件之上，或者也可能有别的元件介于其间。相反，当某个元件被提到“直接”位于别的元件之上时，意味着并无别的元件介于其间。
图1是根据本发明一实施例的液晶显示器立体图，而图2是根据本发明一实施例的液晶显示器(LCD)的像素等效电路图。
如图1所示，液晶显示器包括液晶显示面板组合体300、与液晶显示面板组合体300连接的栅极驱动器400、与液晶显示面板组合体300连接的数据驱动器500、与栅极驱动器400连接的驱动电压发生器700、与数据驱动器500连接的灰度电压发生器800、以及控制驱动电压发生器700和灰度电压发生器800的信号控制器600。
图1显示液晶显示面板组合体300包括多条信号线G1-Gn和D1-Dm以及与该信号线连接的多个像素。每个像素包括与信号线G1-Gn和D1-Dm、以及与液晶电容器Clc及存储电容器Cst连接的开关元件Q。信号线G1-Gn和D1-Dm包括沿着列方向传送扫描信号或栅极信号的多条扫描信号线或栅极线G1-Gn、以及沿着行方向传送图像信号或数据信号的多条数据信号线或数据线D1-Dm。开关元件Q具有三个端子。将控制电极与栅极线G1-Gn连接，输入电极与数据线D1-Dm连接，而输出电极与液晶电容器Clc及存储电容器Cst的电极连接。
液晶电容器Clc的另一个电极与共同电压Vcom或基准电压连接。存储电容器Cst的另一个电极与另外电压连接，例如，与基准电压连接。然而，存储电容器Cst的另一个电极可以与邻接的上部栅极线(下面称为“前端栅极线”)连接。将存储电容器Cst的前一种方式称之为独立布线方式，而将存储电容器Cst的后一种方式称之为前端栅极方式。
另外，在图2中简要地示出了液晶显示面板组合体300的结构。为了方便起见，在图2中示出了一个像素。
如图2所示，液晶显示器组合体300包括下部面板100、面对下部面板100的上部面板200、以及置于下部面板100和上部面板200之间的液晶层3。下部面板100具有栅极线Gi-1和Gi、数据线Dj、开关元件Q、以及存储电容器Cst。液晶电容器Clc具有两个电极，其中一个是下部面板100的像素电极190，而另一个是上部面板200的共同电极270，将液晶层3置于两个电极190和270之间起电介质作用。
将像素电极190与开关元件Q连接，而共同电极270完整地形成于上部面板200并与共同电压Vcom连接。
在这里，根据像素电极190和共同电极270产生的电场而改变液晶分子的排列，并且，相应地改变液晶层3中入射光的偏振。这种偏振的变化由于附着于面板100和200的起偏膜(在图2中未示出)导致入射光的透射比不同。
而且，在下部面板100上形成施加有共同电压的独立布线。在像素电极190和独立布线之间形成存储电容器Cst。在前端栅极方式中，如像素电极190与具有置于其间的绝缘层的前端栅极线Gi-1重叠以形成存储电容器Cst。
在图2中，所示的金属氧化物半导体(MOS)晶体管是作为开关元件Q的实例。MOS晶体管通过薄膜晶体管(TFT)具体实施，该薄膜晶体管包括非晶硅或多晶硅的通道层。与图2不同，还可以在下部面板100上形成共同电极270，并且，在这种情况下，两个电极190和270都可以在下部面板上形成以具有直线形态。
为了显示颜色，在对应于像素电极190的区域形成红、绿、蓝滤色器230。如图2所示，尽管滤色器230通常形成于上部面板200的对应区域，但是可以在下部面板100上的像素电极190上部或下部区域形成滤色器230。
再次参照图1，驱动电压发生器700产生诸如用于接通开关元件Q的栅极接通电压Von和用于关闭开关元件Q的栅极关闭电压Voff这样的电压。
灰度电压发生器800产生与液晶显示器的亮度相关的多个灰度电压。
将被称为扫描驱动器的栅极驱动器400与液晶面板组合体300的栅极线连接，并且其补偿驱动电压发生器700的栅极接通电压Von并提供给栅极线G1-Gn。栅极信号通过栅极接通电压Von和栅极关闭电压Voff组合而形成。
将被称为源极驱动器的数据驱动器500与液晶面板组合体300的数据线D1-Dm连接，并且其选择来自灰度电压发生器800的灰度电压并将灰度电压作为数据信号提供给数据线D1-Dm。
信号控制器600产生控制栅极驱动器400、数据驱动器500、以及驱动电压发生器700操作的控制信号，并且其向栅极驱动器400、数据驱动器500、以及驱动电压发生器700提供相应的对应控制信号。
如图3所示，通常栅极驱动器400具有多个栅极驱动集成电路441-444，而数据驱动器500具有多个数据驱动集成电路540。可以采用与信号线G1-Gn和D1-Dm及薄膜晶体管Q相同的制造工艺在液晶显示面板组合体300内部或外部形成各集成电路。
下面，详细地描述根据本发明一实施例的液晶显示器(LCD)结构。
图3是根据本发明一实施例的液晶显示器简要布局图。
如图3所示，在包含栅极线G1-Gn和数据线D1-Dm的液晶显示面板组合体300上设置PCB 550。PCB 550包括诸如信号控制器600、驱动电压发生器700、以及灰度电压发生器800这样的电路。通过数据柔性印刷电路(FPC)510将液晶显示面板组合体300与PCB550进行电连接和物理连接。
数据FPC 510包括数据驱动集成电路540、多条数据引线440、和多条栅极驱动信号布线521-524。由于将数据引线440与数据驱动集成电路540的输出端子连接且通过接触部C2与数据线D1-Dm连接，他们将来自数据驱动集成电路540的图像信号传送至数据线D1-Dm。为了方便起见，在图3中仅示出了四个栅极驱动信号布线521-524，但是实际上栅极驱动信号布线数量是五个以上。在本发明的实施例中，信号线521传送栅极接通电压，例如，信号线522传送栅极关闭电压或栅极时钟信号，而信号线523传送垂直同步开始信号。而且信号线524传送来自信号控制器600的顺序信息信号(SIS)。
将信号线521-524与PCB 550的电路元件进行电连接，如与数据驱动集成电路540电连接。
将四个栅极驱动FPC 411-414附着在液晶显示面板组合体300左侧，并将栅极驱动集成电路441-444分别设置在栅极FPC 411-414上。在栅极FPC 411-414上形成多条栅极引线420和栅极驱动信号布线421、422、423a、423b、424。尽管将栅极驱动信号布线421、422、423a、423b、424的信号线421、422、424通过支路信号线与栅极驱动集成电路441-444的输入端子连接，将信号线423a和423b的一端与栅极驱动集成电路441-444连接。将上部信号线423a与与栅极驱动集成电路441-444的输入端子连接，而将下部信号线423b与栅极驱动集成电路441-444的输出端子连接。为了方便起见，在3图中只示出了五个栅极驱动信号布线421、422、423a、423b、424，但是栅极线的数量可以变化。
如图3所示，将像素区域通过交叉排成行的栅极线G1-Gn和排成列的数据线D1-Dm限定。显示区域D包括多个像素区域以显示图像。由于在显示区域D外部(在图3中表示为斜线)黑阵220，因此可以防止来自显示区域D的光泄漏。尽管栅极线G1-Gn和数据线D1-Dm在显示区域D内基本上平行，但是若它们在显示区域的外部分组集中，则它们之间的距离变得更近。然后，在显示区域D内它们再次是基本上平行的并且距离更近。
在液晶显示面板组合体300的显示区域D外部的左侧上部及左侧边缘上形成栅极驱动信号布线321a-321d、322a-322d、323a-323d、324a-324d。将形成在左上边缘的栅极驱动信号布线321a、322a、323a、324a通过接触部C4与数据FPC 510的栅极驱动信号布线521、522、523、524电连接，通过接触部C3与最上部栅极FPC 411的栅极驱动信号布线421、422、423a、424电连接。将另外的栅极驱动布线321b-321d、322b-322d、323b-323d、324a-324d设置在栅极线G1-Gn集中部分之间。它们通过接触部C5、C6将栅极FPC 411的栅极驱动信号布线421、422、423a、424与邻接的栅极FPC 411-414的栅极驱动信号布线421、422、423a、423b、424连接。
另外，除了数据FPC 510之外，可将不包含数据驱动集成电路540的FPC(未示出)附着于PCB 550和液晶显示面板组合体300。在这种情况下，可将栅极驱动信号布线521-524设置在FPC上。
在这里，通过接触部C1-C6利用各向异性导电层将液晶显示面板组合体300的栅极线G1-Gn、数据线D1-Dm及信号线521-524与FPC 411-414、510的引线420、440及信号线321a-321d、322a-322d、323a-323d、324a-324d进行相互连接。
在显示区域D外的下部上形成第一至第三维修线701、702、703。第三维修线703与数据线末端绝缘交叉。而且，在同一区域上形成维修线连接条704，并且它与第一至第三维修线701、702、703绝缘交叉。将第一及第二维修线701、702沿着FPC 411-414的连接布线与在显示区域D外上部形成的维修线(未示出)连接。在显示区域D外上部形成的维修线(未示出)与数据线绝缘交叉。
而且，静电消散线601与栅极线的起始部分交叉，并且与其并排形成于第一数据线左侧。在这种情况下，静电消散线601与具有两个二极管的栅极线和连接。静电消散线601与第一及第二维修线701、702绝缘交叉。
可在第一维修线701外部形成布线图案801，并且可以向布线图案801提供共同电压。
图4是图3的液晶显示器A部分的放大布局图。
通过栅极线121和数据线171交叉限定显示区域D。在这里，将数据线171的宽度在显示区域D外部的部分处放大，以形成检查衬垫。将检查衬垫与检查探针接触以检验数据线171是否存在缺陷。
在显示区域D左侧，将静电消散线601与栅极线121交叉，并将静电消散线601与具有两个二极管D1和D2的栅极线121连接。将两个二极管中的一个二极管进行安装以便正向电流从栅极线121流入静电消散线601，而另一个二极管进行安装以便正向电流从静电消散线601流入栅极线121。
若将静电引入栅极线121之一，则通过二极管D2将静电传输到静电消散线601，并且通过二极管D1分散到所有的栅极线121。在这种静电消散过程中，可以通过击穿二极管D1、D2来耗尽静电。
二极管D1和D2具有薄膜晶体管结构，在此将栅极和源极连接到同一布线。也就是说，第一二极管D1具有薄膜晶体管结构，在此将栅极和源极与静电消散线601连接并将漏极与栅极线121连接。第二二极管D2具有薄膜晶体管结构，在此将栅极和源极与栅极线121连接并将漏极与静电消散线601连接。
由于只有当施加高于预定值的高电压时这种二极管D1和D2形成通道以流动电流，因此二极管D1和D2通过具有高电压的静电形成通道，而通过驱动液晶显示器的扫描信号电压不能形成通道。因此，栅极线121的扫描信号不会传输到另外的栅极线121。
在显示区域外部形成第一至第三维修线701、702、703，而其中第三维修线703与数据线171交叉。第一及第二维修线701、702通过FPC的连接布线与在显示区域D外上部形成的维修线(未示出)连接。第一、第二、第三维修线701、702、703都与维修线连接条704交叉。
若多条数据线171之一断路，则将断路的数据线171与第三维修线703、第三维修线703和维修线连接条704、维修线连接条704和第一及第二维修线701、702中之一的下部连接，断路的数据线171上部通过第一及第二维修线701、702之一与断路的数据线171的下部连接。然后，将不用于迂回传送的数据信号的部分维修线701、702、703与使用的其它部分截断。在此，通过照射激光进行布线的连接和截断。
为了减少由于维修线701、702而致的电容负载，第一及第二维修线701、702不与数据线171交叉，并且第一及第二维修线701、702通过维修线连接条704与数据线171交叉的第三维修线703连接。在必要时，可以省略维修线连接条704，可以使维修线701、702直接与数据线171交叉。
静电消散线601与维修线701、702绝缘交叉。
下面参照图5及图6，将静电消散线601和维修线701交叉结构进行描述。
由于维修线701和702及栅极线121形成在同一层上，并且静电消散线601和数据线171形成在相一层上，因此将栅极绝缘层140置于静电消散线601及维修线701和702之间。因此，静电消散线601和维修线701通过栅极绝缘层140绝缘。此外，在静电消散线601上形成钝化层180。
在维修线701外部形成布线图案801，并且布线图案801可将共同电压提供到与上部面板的共同电极270(如图2所示的270)接触的接触球(未示出)。
在薄膜晶体管阵列面板的这种结构中，静电常常流入到形成于薄膜晶体管最外侧的布线图案801。静电传送到OLB衬垫414(如图3所示)上邻接的维修线701，其中使维修线701和布线图案801靠近，并且流入邻接的维修线701。将流入维修线701的静电传送到在维修线连接条704与维修线701交叉之前与维修线701交叉的静电消散线601，并将流入静电消散线601的静电扩散到整个阵列面板。即使维修线701和静电消散线601通过栅极绝缘层140绝缘，但是具有高压的静电能够引起栅极绝缘层140的损坏，并且将静电传送到静电消散线601。
因此，流入维修线701的静电由于维修线701和静电消散线601的交叉而不能穿过显示区域，可以防止由于静电在显示区域D出现的薄膜晶体管的缺陷。
根据本发明，由于流入维修线的静电不能传送到数据线，因此可以防止由于静电在显示区域D出现的薄膜晶体管的缺陷。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种薄膜晶体管阵列面板，包括：
绝缘基片；
栅极线，形成于所述绝缘基片上；
数据线，与所述栅极线绝缘且通过与所述栅极线交叉限定显示区域；
静电消散线，与所述栅极线交叉；
二极管，连接所述栅极线和所述静电消散线；以及
数据线维修用维修线，形成于所述显示区域外部的所述绝缘基片上，并且在所述显示区域外部与所述静电消散线绝缘交叉。
2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管阵列面板，其特征在于，包括：
第一二极管，与所述栅极线和所述静电消散线连接，这样正向电流可以通过所述第一二极管从所述栅极线流入所述静电消散线；
第二二极管，与所述栅极线和所述静电消散线连接，这样正向电流可以通过所述第二二极管从所述静电消散线流入所述栅极线，其中
在所述显示区域外部的所述绝缘基片上形成所述第一二极管和所述第二二极管。
3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管阵列面板，其特征在于，包括：
第一维修线，与所述数据线交叉；
第二维修线，不与所述数据线交叉；以及
维修线连接条，与所述第一维修线和所述第二维修线交叉。
4.根据权利要求3所述的薄膜晶体管阵列面板，其特征在于，所述第二维修线与所述静电消散线绝缘交叉。
5.根据权利要求3所述的薄膜晶体管阵列面板，其特征在于，还包括布线，所述布线比所述第二维修线距离所述显示区域更远且邻接所述第二维修线。
6.根据权利要求1所述的薄膜晶体管阵列面板，其特征在于，所述静电消散线在所述维修线与所述数据线交叉前与所述维修线交叉。
7.根据权利要求1所述的薄膜晶体管阵列面板，其特征在于，还包括绝缘层，而所述绝缘层介于所述维修线和所述静电消散线之间。
8.根据权利要求1所述的薄膜晶体管阵列面板，其特征在于，所述维修线与所述数据线交叉。
9.一种薄膜晶体管阵列面板，包括：
绝缘基片；
第一信号线，形成于所述绝缘基片上；
第二信号线，与所述第一信号线交叉，并且通过与所述第一信号线交叉限定显示区域；
静电消散线，与所述第一信号线交叉；
二极管，连接所述第一信号线和所述静电消散线；以及
周缘布线，形成于所述显示区域外部的所述绝缘基片上，并且在所述显示区域外部与所述静电消散线绝缘交叉。
10.根据权利要求9所述的薄膜晶体管阵列面板，其特征在于，所述周缘布线与所述第二信号线绝缘交叉。
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