CN102213885B - 薄膜晶体管矩阵结构及液晶显示面板 - Google Patents

薄膜晶体管矩阵结构及液晶显示面板 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种薄膜晶体管矩阵结构及液晶显示面板，所述薄膜晶体管矩阵结构包括若干扫描线、若干数据线、若干第一数据线、若干第二数据线、若干像素单元以及若干控制模块。每一控制模块耦接于一扫描线、一第二数据线以及一像素单元之间，当开启一扫描线以使一第一数据线对所述像素单元充电时，通过所述第二数据线以同时对下级控制模块作充电，当关闭所述扫描线且开启另一扫描线以使所述第一数据线对另一像素单元作充电时，所述充电的下级控制模块对所述另一像素单元作快速充电，以缩短像素的充电时间。

Description

薄膜晶体管矩阵结构及液晶显示面板
【技术领域】
本发明涉及一种晶体管矩阵结构及其显示面板，且特别是涉及一种薄膜晶体管矩阵结构及液晶显示面板。
【背景技术】
薄膜晶体管矩阵结构(Thin-Film Transistor Array,TFT Array)是液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)不可或缺的重要显示组件，图1是现有技术的薄膜晶体管矩阵结构100的结构示意图。其中薄膜晶体管矩阵结构100主要是由若干个像素单元(pixel unit)102、若干条扫描线(scan line)104以及若干条数据线(data line)106所组成。
这些像素单元102电性连接这些扫描线104与数据线106，每一像素单元102具有一晶体管108、液晶电容(liquid-crystal capacitor,CLC)110以及储存电容(storage capacitor,CS)112，其中每一晶体管108具有一闸极(gate)G、一源极(source)S以及一汲极(drain)D，而闸极G连接扫描线104，源极S连接数据线106，且汲极D共同连接液晶电容(CLC)110以及储存电容(CS)112，所述液晶电容(CLC)110以及储存电容(CS)112接地(如图1所示)或是共同连接至共享线(common line)(未图示)。
当第一扫描线(SL1)上施加足够大的正电压时，连接所述第一扫描线(SL1)上的薄膜晶体管108会被开启(switch on)，使这些液晶电容的像素电极与垂直方向的资料线106电性导通，而经由垂直数据线送入对应的视频信号，以将这些液晶电容充电至适当的电压水平；换言之，对这些像素单元所对应的液晶电容进行充电，以驱动液晶层内的液晶分子，使液晶显示器显示影像；同时，对连接所述数据线的这些储存电容112进行充电，所述储存电容112在于使液晶电容110两端的电压维持在一定值下，亦即在未进行数据更新之前，液晶电容110的两端电压藉由储存电容112维持住。接着，施加足够大的负电压，关闭(switch off)薄膜晶体管108，直到下次再重新写入视频信号，其间使得电荷保存在液晶电容110上，此时再启动次一条水平扫描线(SL2)104，而经由垂直数据线106送入其对应的视频信号。
然而，必须在目前扫描线(SL1)上的薄膜晶体管108关闭之后，才能对次扫描线(SL2)的像素单元(P2)的液晶电容110以及储存电容充电，耗费较长的充电时间。因此需要发展一种新式的薄膜晶体管矩阵结构，以解决上述充电时间过长的问题。
【发明内容】
有监于此，本发明的目的在于提供一种薄膜晶体管矩阵结构及液晶显示面板，以解决上述像素充电时间过长的问题，其通过预先充电的电容器，缩短像素的充电时间。
为达到上述发明目的，本发明提供一种薄膜晶体管矩阵结构及液晶显示面板，薄膜晶体管矩阵结构包括若干扫描线、若干第一数据线、若干第二数据线、若干像素单元以及若干控制模块。若干第一数据线，以与所述若干扫描线交错设置；若干第二数据线，以与所述若干扫描线交错设置；若干像素单元，每一像素单元分别耦接一扫描线以及一第一数据线；以及若干控制模块，包括一上级控制模块以及一下级控制模块，所述下级控制模块连接所述上级控制模块，所述上级控制模块耦接于一扫描线、一第二数据线以及一像素单元之间，所述下级控制模块耦接于另一扫描线、所述第二数据线以及另一像素单元之间，当开启所述扫描线以使所述第一数据线对所述像素单元充电时，通过所述第二数据线以对所述下级控制模块作充电，当关闭所述扫描线且开启所述另一扫描线以使所述第一数据线对所述另一像素单元作充电时，所述充电的下级控制模块对所述另一像素单元作充电。
在一实施例中，下级控制模块还包括第一控制晶体管、第二控制晶体管以及电容器。第一控制晶体管耦接于所述扫描线、所述第二数据线、所述像素单元、以及一上级控制模块；第二控制晶体管，耦接所述另一扫描线以及所述另一像素单元；以及电容器，耦接所述下级控制模块的所述第一控制晶体管以及第二控制晶体管。
在一实施例中，当开启所述扫描线以使所述第一数据线对所述像素单元充电时，通过所述第二数据线与所述第一控制晶体管，以对下级控制模块的电容器作充电，当关闭所述扫描线并且开启所述另一扫描线以使所述第一数据线对所述另一像素单元充电时，所述充电的下级控制模块的电容器对所述另一像素单元充电。
在一实施例中，上级控制模块还包括第一控制晶体管、第二控制晶体管以及电容器。第一控制晶体管；第二控制晶体管，耦接所述扫描线、所述像素单元以及所述下级控制模块的第一控制晶体管的闸极；以及电容器，耦接所述第二控制晶体管。
在一实施例中，像素单元还包括切换晶体管、液晶电容以及储存电容。切换晶体管耦接所述扫描线、所述第一数据线以及所述上级控制模块的第二控制晶体管以及所述下级控制模块的第一控制晶体管的闸极；液晶电容，耦接所述切换晶体管；以及储存电容耦接所述切换晶体管并且与所述液晶电容并联。
本发明另提供一种液晶显示面板，包括扫描驱动模块以及数据驱动模块，其特征在于，所述液晶显示面板还设置一薄膜晶体管矩阵结构，所述扫描驱动模块以及数据驱动模块用以驱动所述薄膜晶体管矩阵结构，所述薄膜晶体管矩阵结构包括若干扫描线、若干第一数据线、若干第二数据线、若干像素单元以及若干控制模块。若干第一数据线，以与所述若干扫描线交错设置；若干第二数据线，以与所述若干扫描线交错设置；若干像素单元，每一像素单元分别耦接一扫描线以及一第一数据线；以及若干控制模块，包括一上级控制模块以及一下级控制模块，所述下级控制模块连接所述上级控制模块，所述上级控制模块耦接于一扫描线、一第二数据线以及一像素单元之间，所述下级控制模块耦接于另一扫描线、所述第二数据线以及另一像素单元之间，当开启所述扫描线以使所述第一数据线对所述像素单元充电时，通过所述第二数据线以对所述下级控制模块作充电，当关闭所述扫描线且开启所述另一扫描线以使所述第一数据线对所述另一像素单元作充电时，所述充电的下级控制模块对所述另一像素单元作充电。
在一实施例中，下级控制模块还包括第一控制晶体管、第二控制晶体管以及电容器。第一控制晶体管耦接于所述扫描线、所述第二数据线、所述像素单元、以及一上级控制模块；第二控制晶体管，耦接所述另一扫描线以及所述另一像素单元；以及电容器，耦接所述下级控制模块的所述第一控制晶体管以及第二控制晶体管。
在一实施例中，当开启所述扫描线以使所述第一数据线对所述像素单元充电时，通过所述第二数据线与所述第一控制晶体管，以对所述下级控制模块的电容器作充电，当关闭所述扫描线并且开启所述另一扫描线以使所述第一数据线对所述另一像素单元充电时，所述充电的下级控制模块的电容器对所述另一像素单元充电。
在一实施例中，上级控制模块还包括第一控制晶体管、第二控制晶体管以及电容器。第一控制晶体管；第二控制晶体管，耦接所述扫描线、所述像素单元以及所述下级控制模块的第一控制晶体管的闸极；以及电容器，耦接所述第二控制晶体管。
在一实施例中，像素单元还包括切换晶体管、液晶电容以及储存电容。切换晶体管耦接所述扫描线、所述第一数据线以及所述上级控制模块的第二控制晶体管以及所述下级控制模块的第一控制晶体管的闸极；液晶电容，耦接所述切换晶体管；以及储存电容耦接所述切换晶体管并且与所述液晶电容并联。
本发明薄膜晶体管矩阵结构及液晶显示面板通过开启控制晶体管，通过预先充电的电容器以及两条数据线驱动像素，缩短像素的充电时间。
【附图说明】
图1为现有技术的薄膜晶体管矩阵结构的示意图。
图2为根据本发明实施例中薄膜晶体管矩阵结构的示意图。
图3为根据本发明实施例中具有薄膜晶体管矩阵结构的液晶显示面板的示意图。
【具体实施方式】
本发明说明书提供不同的实施例来说明本发明不同实施方式的技术特征。实施例中的各组件的配置是为了清楚说明本发明揭示的内容，并非用以限制本发明。在不同的图式中，相同的组件符号表示相同或相似的组件。
参考图2，其为根据本发明实施例中薄膜晶体管矩阵结构200的示意图。所述薄膜晶体管矩阵结构200包括若干扫描线202、若干第一数据线204a、若干第二数据线204b、若干像素单元206以及若干控制模块208。若干扫描线202分别与若干第一数据线204a及若干第二数据线204b互相交错排列设置。此处是以两条扫描线SL(n-1)、SLn 202与一条第一资料线DL1 204a、一条第二资料线DL2 204b交错排列设置，两个像素单元P(n-1)、Pn 206，以及两个控制模块CT(n-1)、CTn 208为例作说明，但是其数量不限于此。
每一像素单元P(n-1)、Pn 206分别耦接于一扫描线202、一第一数据线204a以及控制模块208之间，所述若干像素单元P(n-1)、Pn 206分别设置于两条扫描线SL(n-1)、SLn 202与一条第一资料线DL1 204a及一条第二资料线DL2 204b交错位置附近。
若干控制模块208a、208b设置于像素单元P(n-1)、Pn 206之间。其中一控制模块208a耦接于一扫描线SL(n-1)202、一第二数据线204b以及一像素单元P(n-1)206之间；另一控制模块208b耦接于另一扫描线SLn 202、一第二数据线204b以及另一像素单元Pn 206之间。当开启一扫描线SL(n-1)202以使第一资料线DL1 204a对所述像素单元P(n-1)206充电时，通过所述第二数据线DL2 204b以对下级控制模块208b作充电，当关闭所述扫描线SL(n-1)202且开启另一扫描线SLn 202以使所述第一资料线DL1 204a对另一像素单元Pn 206作充电时，所述充电的下级控制模块208b对所述另一像素单元Pn 206作充电。
所述下级控制模块208b还包括第一控制晶体管210a、第二控制晶体管210b以及电容器212。第一控制晶体管210a耦接于所述扫描线SL(n-1)202、所述第二资料线DL2 204b、所述像素单元P(n-1)206、以及一上级控制模块208a。第二控制晶体管210b耦接所述另一扫描线SLn 202以及所述另一像素单元Pn 206。电容器212耦接所述下级控制模块208b的所述第一控制晶体管210a以及第二控制晶体管210b。当开启一扫描线SL(n-1)202以使所述第一资料线DL1 204a对所述像素单元P(n-1)206充电时，通过所述第二数据线DL2204b与所述下级控制模块208b的第一控制晶体管210a，以对下级控制模块208b的电容器212作充电，当关闭所述扫描线SL(n-1)202并且开启另一扫描线SLn 202以使所述第一资料线DL1 204a对另一像素单元Pn 206充电时，所述充电的下级控制模块208b的电容器212对所述另一像素单元Pn 206充电。
所述上级控制模块208a与所述下级控制模块208b类似，所述上级控制模块208a还包括第一控制晶体管210a、第二控制晶体管210b以及电容器212。第二控制晶体管210b耦接所述扫描线SL(n-1)202、所述像素单元P(n-1)206以及所述下级控制模块208b的第一控制晶体管210a的闸极。电容器212耦接所述第二控制晶体管210b。
根据上述，本发明之薄膜晶体管矩阵结构200运作时，在两个像素单元206之间利用两条数据线204a、204b，其中一条资料线204a用于对两个像素单元进行充电(亦即传送视频讯号)，另一条数据线204b用于对电容器212预先充电。具体来说，施加一电压(例如正电压)至所述扫描线SL(n-1)202，藉由开启像素单元P(n-1)206的切换晶体管214，以对像素单元P(n-1)206作充电，并且开启控制模块208a的第一控制晶体管210b，以使第二数据线DL 2204b传送视频信号，以通过下级控制模块208b的第一控制晶体管210a而对下级控制模块208b的电容器212预先进行充电。
接着，施加另一电压(例如负电压)至所述扫描线SL(n-1)202，以关闭像素单元P(n-1)206的切换晶体管214、上级控制模块208a的第二控制晶体管210b、以及下级控制模块208b的第一控制晶体管210a，亦即关闭与扫描线SL(n-1)202连接的晶体管。然后，施加电压至所述另一扫描线SLn 202，藉由开启像素单元Pn 206的切换晶体管214，以对像素单元Pn 206作充电，同时通过下级控制模块208b的已充电电容器212对像素单元Pn 206作充电，如此可以节省像素单元Pn 206的充电时间，进行像素的快速充电。换言之，当切换晶体管214开启时，除了第一数据线DL1 204对像素单元Pn 206充电之外，可以进一步利用下级控制模块208b的已充电电容器212对像素单元Pn 206作充电，以达到快速充电的目的，有效缩短像素的充电时间。
所述像素单元P(n-1)206还包括切换晶体管214、液晶电容(liquid-crystal capacitor,CLC)216以及储存电容(storage capacitor,CS)218。切换晶体管214耦接所述扫描线SL(n-1)202、所述第一数据线DL1204a、所述上级控制模块208a的第二控制晶体管210b以及下级控制模块208b的第一控制晶体管210a的闸极。液晶电容216耦接所述切换晶体管214的汲极以及所述上级控制模块208a的第二控制晶体管210b的源极。储存电容218耦接所述切换晶体管214的汲极以及所述上级控制模块208a的第二控制晶体管210b的源极，储存电容218并且与所述液晶电容216并联。
所述像素单元Pn 206与所述像素单元P(n-1)206相同，所述像素单元Pn 206还包括切换晶体管214、液晶电容216以及储存电容218。切换晶体管214耦接所述扫描线SLn 202、所述第一数据线DL1 204a以及所述下级控制模块208b的第二控制晶体管210b。液晶电容216耦接所述切换晶体管214的汲极以及所述下级控制模块208b的第二控制晶体管210b的源极。储存电容218耦接所述切换晶体管214的汲极以及所述下级控制模块208b的第二控制晶体管210b的源极，储存电容218并且与所述液晶电容216并联。
参考图2以及图3，图3为根据本发明实施例中具有薄膜晶体管矩阵结构200的液晶显示面板300的示意图。液晶显示面板300包括扫描驱动模块302、数据驱动模块304以及薄膜晶体管矩阵结构200。扫描驱动模块302以及数据驱动模块304用以驱动薄膜晶体管矩阵结构200，亦即扫描驱动模块302施加电压至扫描线202上，以控制连接于扫描线202的切换晶体管214、控制模块的第一晶体管210a与第二晶体管210b之开启或是关闭状态。数据驱动模块304传送视频信号至像素单元Pn、Pn(-1)206，进而对这些像素单元Pn、P(n-1)206所对应的液晶电容进行充电，以驱动液晶层内的液晶分子，使液晶显示器显示影像。
所述薄膜晶体管矩阵结构200包括若干扫描线202、若干第一数据线204a、若干第二数据线204b、若干像素单元206以及若干控制模块208。若干扫描线202分别与若干第一数据线204a及若干第二数据线204b互相交错排列设置。此处是以两条扫描线SL(n-1)、SLn 202与一条第一资料线DL1204a、一条第二资料线DL2 204b交错排列设置，两个像素单元P(n-1)、Pn 206，以及两个控制模块CT(n-1)、CTn 208为例作说明，但是其数量不限于此。
每一像素单元P(n-1)、Pn 206分别耦接于一扫描线202、一第一数据线204a以及控制模块208之间，所述若干像素单元P(n-1)、Pn 206分别设置于两条扫描线SL(n-1)、SLn 202与一条第一资料线DL1 204a及一条第二资料线DL2 204b交错位置附近。
若干控制模块208a、208b设置于像素单元P(n-1)、Pn 206之间。其中一控制模块208a耦接于一扫描线SL(n-1)202、一第二数据线204b以及一像素单元P(n-1)206之间；另一控制模块208b耦接于另一扫描线SLn 202、一第二数据线204b以及另一像素单元Pn 206之间。当开启一扫描线SL(n-1)202以使第一资料线DL1 204a对所述像素单元P(n-1)206充电时，通过所述第二数据线DL2 204b以对下级控制模块208b作充电，当关闭所述扫描线SL(n-1)202且开启另一扫描线SLn 202以使所述第一资料线DL1 204a对另一像素单元Pn 206作充电时，所述充电的下级控制模块208b对所述另一像素单元Pn 206作充电。
为达到缩短像素的充电时间，本发明采取的技术方案是在两个像素单元之间利用两条数据线，其中一条数据线用于对两个像素单元进行充电(亦即传送视频讯号)，另一条数据线用于对电容器212预先充电。亦即除了第一数据线对像素单元充电之外，可以进一步利用下级控制模块的已充电电容器对像素单元作充电，以达到快速充电的目的，有效缩短像素的充电时间。
虽然本发明已用较佳实施例揭露如上，然其幷非用以限定本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种薄膜晶体管矩阵结构，其特征在于，所述薄膜晶体管矩阵结构包括：
若干扫描线；
若干第一数据线，以与所述若干扫描线交错设置；
若干第二数据线，以与所述若干扫描线交错设置；
若干像素单元，每一像素单元分别耦接一扫描线以及一第一数据线；以及
若干控制模块，包括一上级控制模块以及一下级控制模块，所述下级控制模块连接所述上级控制模块，所述上级控制模块耦接于一扫描线、一第二数据线以及一像素单元之间，所述下级控制模块耦接于另一扫描线、所述第二数据线以及另一像素单元之间，当开启所述扫描线以使所述第一数据线对所述像素单元充电时，通过所述第二数据线以对所述下级控制模块作充电，当关闭所述扫描线且开启所述另一扫描线以使所述第一数据线对所述另一像素单元作充电时，所述充电的下级控制模块对所述另一像素单元作充电。
2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管矩阵结构，其特征在于，所述下级控制模块还包括：
一第一控制晶体管，耦接于所述扫描线、所述第二数据线、所述像素单元、以及所述上级控制模块；
一第二控制晶体管，耦接所述另一扫描线以及所述另一像素单元；以及
一电容器，耦接所述下级控制模块的所述第一控制晶体管以及第二控制晶体管。
3.根据权利要求2所述的薄膜晶体管矩阵结构，其特征在于，当开启所述扫描线以使所述第一数据线对所述像素单元充电时，通过所述第二数据线与所述第一控制晶体管，以对所述下级控制模块的电容器作充电，当关闭所述扫描线并且开启所述另一扫描线以使所述第一数据线对所述另一像素单元充电时，所述充电的下级控制模块的电容器对所述另一像素单元充电。
4.根据权利要求2所述的薄膜晶体管矩阵结构，其特征在于，所述上级控制模块还包括：
一第一控制晶体管；
一第二控制晶体管，耦接所述扫描线、所述像素单元以及所述下级控制模块的第一控制晶体管的闸极；以及
一电容器，耦接所述第二控制晶体管。
5.根据权利要求4所述的薄膜晶体管矩阵结构，其特征在于，所述像素单元还包括：
一切换晶体管，耦接所述扫描线、所述第一数据线以及所述上级控制模块的第二控制晶体管以及所述下级控制模块的第一控制晶体管的闸极；
一液晶电容，耦接所述切换晶体管；以及
一储存电容，耦接所述切换晶体管并且与所述液晶电容并联。
6.一种液晶显示面板，包括扫描驱动模块以及数据驱动模块，其特征在于，
所述液晶显示面板还设置一薄膜晶体管矩阵结构，所述扫描驱动模块以及数据驱动模块用以驱动所述薄膜晶体管矩阵结构，所述薄膜晶体管矩阵结构包括：
若干扫描线；
若干第一数据线，以与所述若干扫描线交错设置；
若干第二数据线，以与所述若干扫描线交错设置；
若干像素单元，每一像素单元分别耦接一扫描线以及一第一数据线；以及
若干控制模块，包括一上级控制模块以及一下级控制模块，所述下级控制模块连接所述上级控制模块，所述上级控制模块耦接于一扫描线、一第二数据线以及一像素单元之间，所述下级控制模块耦接于另一扫描线、所述第二数据线以及另一像素单元之间，当开启所述扫描线以使所述第一数据线对所述像素单元充电时，通过所述第二数据线以对所述下级控制模块作充电，当关闭所述扫描线且开启所述另一扫描线以使所述第一数据线对所述另一像素单元作充电时，所述充电的下级控制模块对所述另一像素单元作充电。
7.根据权利要求5所述的液晶显示面板，其特征在于，所述下级控制模块还包括：
一第一控制晶体管，耦接于所述扫描线、所述第二数据线、所述像素单元、以及所述上级控制模块；
一第二控制晶体管，耦接所述另一扫描线以及所述另一像素单元；以及
一电容器，耦接所述下级控制模块的所述第一控制晶体管以及第二控制晶体管。
8.根据权利要求7所述的液晶显示面板，其特征在于，当开启所述扫描线以使所述第一数据线对所述像素单元充电时，通过所述第二数据线与所述第一控制晶体管，以对所述下级控制模块的电容器作充电，当关闭所述扫描线并且开启所述另一扫描线以使所述第一数据线对所述另一像素单元充电时，所述充电的下级控制模块的电容器对所述另一像素单元充电。
9.根据权利要求7所述的液晶显示面板，其特征在于，所述上级控制模块还包括：
一第一控制晶体管；
一第二控制晶体管，耦接所述扫描线、所述像素单元以及所述下级控制模块的第一控制晶体管的闸极；以及
一电容器，耦接所述第二控制晶体管。
10.根据权利要求9所述的液晶显示面板，其特征在于，所述像素单元还包括：
一切换晶体管，耦接所述扫描线、所述第一数据线以及所述上级控制模块的第二控制晶体管以及所述下级控制模块的第一控制晶体管的闸极；
一液晶电容，耦接所述切换晶体管；以及
一储存电容，耦接所述切换晶体管并且与所述液晶电容并联。
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