CN102566184A - 高显示质量的显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高显示质量的显示面板，包含通过资料线、扫描线、与共通电极线互相连接的多个双闸极画素单元，每一个双闸极画素单元包含第一画素与第二画素，其分别连接第一扫描线与第二扫描线，并共享一共通电极线与一资料线，且第一扫描线及第二扫描线设于共通电极线的相异两侧，第一、第二画素也位于第一扫描线与第二扫描线的相异两侧，数据线传输数据讯号至画素中，而扫描线则控制画素接收该数据讯号。本发明可提升面板的画素开口率，并减少扫描线与共通电极线发生短路的几率。

Description

高显示质量的显示面板

【技术领域】

本发明是有关一种显示面板，特别是关于一种高显示质量的显示面板。

【背景技术】

请参阅图1，在传统主动矩阵式的液晶显示器(LCD)中，其单闸极电路架构的每个画素具有一薄膜晶体管(TFT)10，其闸极连接至水平方向的扫描线12，源极连接至垂直方向的数据线14，汲极则连接至画素电极，邻行的薄膜晶体管10有各自连接的数据线14。

以下介绍此传统电路架构的基本操作方式，在水平方向上的同一条扫描线12上，所有薄膜晶体管10的闸极都连接在一起，所以施加电压是连动的，若在某一条扫描线12上施加足够大的正电压，则此条扫描在线所有的薄膜晶体管12都会被打开，此时该条扫描线12上的画素电极，会与垂直方向的数据线14连接，而经由垂直数据线14送入对应的视讯信号，以将画素电极充电至适当的电压。接着施加足够大的负电压，关闭薄膜晶体管10，直到下次再重新写入信号，其间使得电荷保存在液晶电容上；此时再启动一条水平扫描线12，送入其对应的视讯信号。如此依序将整个画面的视讯数据写入，再重新自第一条重新写入信号。

上述单闸极电路架构由于数据线14的数量过多，因此其消耗在源极芯片上的成本相当高，而为了减少此成本的消耗，后来的技术提出了一种双闸极电路架构，也就是如图2所示，相邻两行的薄膜晶体管16共享同一条数据线18，这样一来，就可以减少资料线18的使用数量，进而降低源极芯片的制造成本。

但是对于上述所提供的技术而言，其从电路布局来观察，如图3所示，扫描线20与共通电极线22属同一层金属层，且相距极近，所以在制作过程中，若有粒子不小心掉入面板当中，容易在制程完成后导致扫描线20与共通电极线22发生短路，进而导致面板显示上有横条暗线或是亮线等线不良问题，除此之外，因为在相邻扫描线20与相邻资料线18的二个电极层24为分别二个画素的画素显示区，而共通电极线22占到电极层24之透光区域之面积，使电极层24扣掉形成共通电极线22之金属层的透光区域部分变少，进而让整个面板的开口率有所损失。

因此，本发明在针对上述的困扰，提出一种高显示质量的显示面板，以解决现有技术所产生的问题。

【发明内容】

本发明的主要目的，在于提供一种高显示质量的显示面板，其将共通电极线设置在相邻的扫描线之间，以减少共通电极线的数量，如此可提升面板的画素开口率，并减少扫描线与共通电极线发生短路的机率。

为达上述目的，本发明提供一种高显示质量的显示面板，包含多条平行的扫描线与多条平行的数据线，扫描线中包含有一第一扫描线与一第二扫描线，数据线与扫描线互相垂直，并与多条共通电极线互相平行，且此些数据线中包含一第一资料线，共通电极线包含一第一共通电极线，第一扫描线及第二扫描线设于第一共通电极线的相异两侧，显示面板还包含由资料线、扫描线、与共通电极线互相连接的多个双闸极画素单元，每一个双闸极画素单元连接一条数据线、二条扫描线与一条共通电极线，每一个双闸极画素单元包含第一画素与第二画素，第一画素连接第一扫描线、第一共通电极线与第一数据线，第二画素连接第二扫描线、第一共通电极线与第一资料线，第一、第二画素位于第一扫描线与第二扫描线的相异两侧，第一数据线与第一共通电极线分别传输一数据讯号与一第一共通电极讯号至第一画素与第二画素中，且第一、第二扫描线分别控制第一、第二画素接收该数据讯号。

【附图说明】

下面结合附图和实施例对发明进一步说明：

图1与图2为现有技术的显示面板的电路示意图；

图3为现有技术的显示面板的电路布局(layout)结构示意图；

图4为本发明的液晶显示面板的电路示意图；

图5为本发明的双闸极画素单元的电路示意图；

图6为本发明的液晶显示面板的第一实施例的电路布局结构示意图；

图7为本发明的液晶显示面板的第一实施例的电路布局结构的局部放大示意图；

图8为图7的电路布局结构中沿A-A’切线的结构剖视图；

图9为本发明的液晶显示面板的第二实施例的电路布局结构示意图；

图10为本发明的液晶显示面板的第二实施例的电路布局结构的局部放大示意图。

【具体实施方式】

本发明的主要设计将共通电极线设置在相邻的扫描线之间，以下请参阅图4。本发明的液晶显示面板的等效电路包含多条平行的扫描线26与多条平行的数据线28，扫描线26包含有一第一扫描线262与一第二扫描线264，数据线28与扫描线26互相垂直，且数据线28中包含一第一数据线282，扫描线26与多条共通电极线30互相平行，且共通电极线30包含一第一共通电极线302。

本发明的液晶显示面板还包含以矩阵方式排列的多个双闸极画素单元32，并以数据线28、扫描线26与共通电极线30彼此连接而成，每一个双闸极画素单元32连接一条数据线28、二条扫描线26与一条共通电极线30。同一行的双闸极画素单元32会共享同一条数据线28，同一列的双闸极画素单元32会共享同一条扫描线26与共通电极线30。每一个双闸极画素单元32中的组件之连接关系与位置关系都相同，而以一个双闸极画素单元32为例，并将第一、第二扫描线262、264、第一资料线282、第一共通电极线302与一双闸极画素单元32彼此之间的连接与位置关系介绍如下。

请同时参阅图5，每一个双闸极画素单元32包含一第一、第二画素34、36，而第一画素34包含一第一薄膜晶体管342及其对应连接的一第一液晶电容346、一第一储存电容344，第二画素36包含一第二薄膜晶体管362及其对应连接的一第二液晶电容366、一第二储存电容364，且第一、第二画素34、36分别设于第一扫描线262与第二扫描线264的相异两侧，第一扫描线262及第二扫描线264设于第一共通电极线302的相异两侧，第一、第二画素34、36设于第一资料线282的相异两侧。

第一薄膜晶体管342的闸极连接第一扫描线262，其源极连接第一数据线282，其汲极连接第一液晶电容346与第一储存电容344的一端，第一液晶电容346的另一端连接一彩色滤光片(CF)端的共通电极，以接收一第一共通电极讯号，第一储存电容344的另一端连接第一共通电极线302，第一资料线282与第一共通电极线302分别传输一数据讯号与一第二共通电极讯号至第一薄膜晶体管342中，且第一扫描线262控制第一薄膜晶体管342接收该数据讯号，进而控制第一液晶电容346的充放电，而第一储存电容344用来维持第一液晶电容346两端的电位差，以防第一液晶电容346漏电的情况发生。

同样地，第二薄膜晶体管362的闸极连接第二扫描线264，其源极连接第一数据线282，其汲极连接第二液晶电容366与第二储存电容364的一端，第二液晶电容366的另一端连接彩色滤光片端的共通电极，以接收第一共通电极讯号，第二储存电容364的另一端连接第一共通电极线302，第一资料线282与第一共通电极线302分别传输数据讯号与第二共通电极讯号至第二薄膜晶体管362中，且第二扫描线264控制第二薄膜晶体管362接收该数据讯号，进而控制第二液晶电容366的充放电，而第二储存电容364用来维持第二液晶电容366两端的电位差，以防第二液晶电容366漏电的情况发生。

此图4可与现有技术的图2同时比较，可轻易看出现共通电极线在图2与图4是位于不同的位置，而这样的结果当搭配此各自的电路布局结构(layout)图3与图6时，可以明显看出共通电极线的设计位置明显不同故得知此设计能提升画素的开口率，且此电路设计可应用于垂直配向式(VA type)、扭转向列式(TN type)、平面转换式(IPS type)的液晶或是有有机缘膜的画素设计。

请继续参阅图4，本发明的液晶显示面板的作动描述如下，首先每一条共通电极线30与数据线28分别传输一第一共通电极讯号与一数据讯号至连接的储存电容42与薄膜晶体管38中，且每一个液晶电容40接收一第一共通电极讯号。接着利用扫描线26由上而下依序控制每一行的薄膜晶体管38接收该数据讯号，进而控制液晶电容40的充放电，同时连接液晶电容40的储存电容42则用来维持液晶电容40两端的电位差。

请继续参阅其电路布局结构示意图，以下请同时参阅图6与图7的电路布局的第一实施例。图7为图6中虚线方框中的画素电极结构的放大示意图，此虚线方框中所有的组件包含二由电极层66形成的画素电极、二颗薄膜晶体管44、46及其周围的布线，薄膜晶体管44、46为N型，而图6则是以此虚线方框中的画素电极结构为单元，彼此利用扫描线(Gateline)48、数据线(Data line)50、及共通电极线52相互连接而构成的数组液晶显示面板。且，由于画素电极结构在显示面板上是以矩阵方式排列，因此同一行的画素电极结构会共享同一条数据线50，同一列的画素电极结构会共享同一条扫描线48与共通电极线52。每一个画素电极结构中的组件的连接关系与位置关系都相同，而以一个画素电极结构为例，陈述如下。

为了清楚说明实施方式，以下请同时参阅图7与图8，图8为图7的电路布局结构中沿A-A’切线的剖视图，可表达出图7中所包含的组件的上下堆栈关系。图7为一画素电极结构，其主要包含一透明基板54、一第一数组画素与一第二数组画素，第一、第二数组画素分别形成第一、第二薄膜晶体管44、46、第一、第二画素电极67、69，以及第一、第二扫描线76、78。第一、第二数组画素由一第一金属层56、一绝缘层58、一半导体层60、一第二金属层62、一保护层64、一电极层66所形成，而液晶层设在电极层上66。保护层64为一绝缘材质，其与绝缘层58的材质都为氮化硅，电极层66的材质为氧化铟锡(ITO)，且此电极层66形成与第一、第二薄膜晶体管44、46分别连接的第一、第二画素电极67、69。

第一金属层56设于透明基板54上，以形成一第一薄膜晶体管44的闸极72、一第二薄膜晶体管46的闸极74、一第一扫描线76、一第二扫描线78与在第一扫描线76下方与第二扫描线78上方两者之间的一共通电极线80，然在第一金属层56形成时，同时分别将第一、第二扫描线76、78与第一、第二薄膜晶体管44、46的闸极72、74形成为相连的线路，第一金属层56形成后其上形成有绝缘层58，绝缘层58是在二薄膜晶体管44、46上作为闸极绝缘层。绝缘层58上设有半导体层60，此半导体层60分为上下二层结构，其下层为一非晶硅层(a-Si)68，直接设于绝缘层58上，其上层为一n⁺掺杂非晶硅(n⁺a-Si)的奥姆接触层70，奥姆接触层70与绝缘层58上设有一第二金属层62，以形成第一、第二薄膜晶体管44、46的源极82、84与汲极86、88与一数据线90，数据线90连接第一、第二薄膜晶体管44、46的源极82、84，又第一、第二薄膜晶体管44、46位于资料线90的相异两侧，第一、第二薄膜晶体管44、46分别位于第一、第二扫描线76、78的相异两侧，第一、第二薄膜晶体管44、46的源82、84、汲极86、88分别位于第一、第二薄膜晶体管44、46的闸极72、74上方，且非晶硅层68与奥姆接触层70都位于第一、第二薄膜晶体管44、46的源极82、84与汲极86、88下方，数据线90与共通电极线80、第一、第二扫描线76、78垂直交会。

另从图中可以发现，第一画素电极67设于第一扫描线76下方且重叠于共通电极线80及第二扫描线78，其中第一画素电极67与第二扫描线78重叠面积小于第一画素电极67与共通电极线80重叠面积。而第二画素电极69设于第二扫描线78上方且重叠于共通电极线80及第一扫描线76，其中第二画素电极69与第一扫描线76重叠面积小于第二画素电极69与共通电极线80重叠面积。

奥姆接触层70与第二金属层62上覆盖一保护层64，此保护层64具有分别位于第一、第二薄膜晶体管44、46的汲极86、88和半导体层60上方的一通孔92。此通孔92为图8的剖视图中的保护层64没有连接的部分，且在保护层64蚀刻出通孔92时，因无法透过半导体层60并继续往绝缘层58蚀刻，所以通孔92深度仅能到达半导体层60。

在保护层64上设有一电极层66，此电极层66可通过通孔92与对应的第一、第二薄膜晶体管44、46的汲极86、88和半导体层60相接触。如图8所示，由于通孔的缘故，作为汲极86的第二金属层62和半导体层60暴露在外，因此可与电极层66相接触。且，为了减少杂散电容，此电极层66具有分别位于第一、第二扫描线76、78上的一通孔94。

另外，与薄膜晶体管的汲极相接触的电极层66和第一金属层56、第二金属层62重叠的部分，可形成该薄膜晶体管的储存电容。如第一薄膜晶体管44的汲极86有一部分往共通电极线80延伸，并与此共通电极线80与电极层66重叠的部分为第一薄膜晶体管44的储存电容；第二薄膜晶体管46的汲极88有一部分往共通电极线80延伸，并与此共通电极线80与电极层66重叠的部分为第二薄膜晶体管46的储存电容。

还有，此实施例的电极层66并没有与第一、第二薄膜晶体管44、46的汲极86、88侧的第一、第二扫描线76、78重叠，所以在连接每个薄膜晶体管的电极层边缘处，必须于彩色滤光片中对应设置遮光物，如黑色矩阵(BM)。如此一来，当显示面板制作成液晶显示器时，每一个画素边缘才不会出现漏光，而影响液晶分子排列，且邻接画素才不会出现混色的现象。

利用上述电路布局所制造出来的液晶显示面板如图6所示，可与现有技术的图3同时比较，在相邻扫描线48与相邻数据线50的二个电极层66为分别二个画素的画素显示区，在本发明的设计下，共通电极线52不会侵占到电极层66的透光区域的面积，另外在相同的晶体管的数量下，图6所使用到的共通电极线52的数量比图3少，其与图4的等效电路图的比较结果相同，换句话说，如此设计便能提升画素的开口率，同时由于共通电极线的数量减少，因此更可减少扫描线与共通电极线发生短路的机率。

接着请同时参阅图9与图10的电路布局的第二实施例，其与第一实施例的差异在于电极层66与第一、第二薄膜晶体管44、46的汲极86、88侧的第一、第二扫描线76、78部份重叠，所以在连接每个薄膜晶体管的电极层与第一、第二扫描线76、78重叠区域的边缘处，不必于彩色滤光片中对应设置遮光物，此种设计可同时增加了储存电容的分布面积，进而减少面板闪烁率，且增加其开口率。

综上所述，本发明将共通电极线设置在相邻的扫描线之间，以减少共通电极线的数量，如此可提升面板的画素开口率，并减少扫描线与共通电极线发生短路的机率，是一相当实用的发明。

以上所述者，仅为本发明一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，故凡依本发明申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的申请专利范围内。

Claims (18)

1.一种高显示质量的显示面板，其特征在于：包含，

多条平行的扫描线，其中包含有一第一扫描线与一第二扫描线；

多条平行的数据线，其与该些扫描线互相垂直，且该些数据线中包含一第一资料线；

多条共通电极线，其与该些扫描线互相平行，且该些共通电极线包含一第一共通电极线，该第一扫描线及该第二扫描线设于该第一共通电极线的相异两侧；以及

多个双闸极画素单元，每一该双闸极画素单元连接一该数据线、二该扫描线与一该共通电极线，每一该双闸极画素单元包含：

第一画素，其连接该第一扫描线、该第一共通电极线与该第一资料线；以及

第二画素，其连接该第二扫描线、该第一共通电极线与该第一资料线，该第一、第二画素位于该第一资料线的相异两侧。

2.根据权利要求1所述的高显示质量的显示面板，其特征在于：该第一、第二画素位于该第一、第二扫描线的相异两侧。

3.根据权利要求1所述的高显示质量的显示面板，其特征在于：该第一画素包含，

一第一薄膜晶体管，其闸极连接该第一扫描线，其源极连接该第一数据线；

一第一液晶电容，其一端连接该第一薄膜晶体管的汲极，另一端连接一共通电极，以接收一第一共通电极讯号，该第一薄膜晶体管接收该第一数据线所传输的一数据讯号，该第一扫描线控制该第一薄膜晶体管的开关状态，使该第一薄膜晶体管根据该数据讯号控制该第一液晶电容的充放电；以及

一第一储存电容，其一端连接该第一薄膜晶体管的汲极，另一端连接该第一共通电极线，以接收该第一共通电极线所传输的一第二共通电极讯号，该第一储存电容维持该第一液晶电容的两端的电位差。

4.根据权利要求1所述的高显示质量的显示面板，其特征在于：该第二画素包含：

一第二薄膜晶体管，其闸极连接该第二扫描线，其源极连接该第一数据线；

一第二液晶电容，其一端连接该第二薄膜晶体管的汲极，另一端连接一共通电极，以接收一第一共通电极讯号，该第二薄膜晶体管接收该第二数据线所传输的一数据讯号，该第二扫描线控制该第二薄膜晶体管的开关状态，使该第二薄膜晶体管根据该数据讯号控制该第二液晶电容的充放电；以及

一第二储存电容，其一端连接该第二薄膜晶体管的汲极，另一端连接该第一共通电极线，以接收该第一共通电极线所传输的一第二共通电极讯号，该第二储存电容维持该第二液晶电容的两端的电位差。

5.根据权利要求1所述的高显示质量的显示面板，其特征在于：该显示面板为液晶显示面板。

6.根据权利要求1所述的高显示质量的显示面板，其特征在于：该第一、第二画素的驱动方法包含下列步骤：

该第一数据线与该第一共通电极线分别传输一数据讯号与一共通电极讯号至该第一、第二画素；以及

该第一、第二扫描线分别控制该第一、第二画素接收该数据讯号。

7.根据权利要求1所述的高显示质量的显示面板，其特征在于：该些双闸极画素单元以矩阵方式排列。

8.根据权利要求3所述的高显示质量的显示面板，其特征在于：该第一薄膜晶体管的闸极、该些扫描线与该些共通电极线由一第一金属层所形成，该第一薄膜晶体管的源、汲极与该些资料线由一第二金属层所形成，且该第一薄膜晶体管的源、汲极位于其闸极的上方，该第一薄膜晶体管的汲极有一部分往该第一共通电极线延伸，并与该第一共通电极线重叠。

9.根据权利要求4所述的高显示质量的显示面板，其特征在于：该第二薄膜晶体管的闸极、该些扫描线与该些共通电极线由一第一金属层所形成，该第二薄膜晶体管的源、汲极与该些资料线由一第二金属层所形成，且该第二薄膜晶体管的源、汲极位于其闸极的上方，该第二薄膜晶体管的汲极有一部分往该第一共通电极线延伸，并与该第一共通电极线重叠。

10.根据权利要求8或9所述的高显示质量的显示面板，其特征在于：该第一金属层上覆盖有一绝缘层。

11.根据权利要求10所述的高显示质量的显示面板，其特征在于：该绝缘层上设有一半导体层，其位于该源、汲极的下方，且该第二金属层设于该半导体层与该绝缘层上。

12.根据权利要求11所述的高显示质量的显示面板，其特征在于：该半导体层与该第二金属层上覆盖有一保护层，且该保护层分别具有位于该汲极上方的一第一通孔。

13.根据权利要求12所述的高显示质量的显示面板，其特征在于：该保护层上设有一电极层，该电极层形成一第一画素电极与一第二画素电极，该第一画素电极设于该第一扫描线下方且重叠于该第一共通电极线及该第二扫描线，并由该第一通孔与对应的该汲极相接触；该第二画素电极设于该第二扫描线上方且重叠于该第一共通电极线及该第一扫描线，并由该第一通孔与对应的该汲极相接触，且该第一、第二画素电极具有分别位于该第二、第一扫描在线的一第二通孔。

14.根据权利要求13所述的高显示质量的显示面板，其特征在于：该电极层与该薄膜晶体管的汲极侧的该第一、第二扫描线部分重叠。

15.根据权利要求13所述的高显示质量的显示面板，其特征在于：该第一画素电极与该第二扫描线重叠面积小于该第一画素电极与该第一共通电极线重叠面积；该第二画素电极与该第一扫描线重叠面积小于该第二画素电极与该第一共通电极线重叠面积。

16.根据权利要求12所述的高显示质量的显示面板，其特征在于：该半导体层包含：

一非晶硅层，其设于该绝缘层上；以及

一奥姆接触层，其设于该非晶硅层上，并供该第二金属层与该保护层设于其上。

17.根据权利要求12所述的高显示质量的显示面板，其特征在于：该第一通孔位于部分该半导体层与部分该第二金属层上方，使该半导体层与该第二金属层通过该电极层相连接。

18.根据权利要求17所述的高显示质量的显示面板，其特征在于：该第一通孔深度到达该半导体层。

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