CN104793414A - 液晶显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶显示面板，其包括基板、多个栅极线、多个源极线、多个半导体层及多个遮光层。栅极线平行排列于基板上。源极线平行排列于基板上，且栅极线及源极线交错以定义多个像素区。半导体层相对应于像素区而设置，各半导体层包含有至少一个与各栅极线重叠的通道区域。遮光层设置于通道区域与基板之间。其中，至少一个栅极线与至少两个彼此隔离的遮光层在基板表面的法线方向上重叠，且至少一个遮光层与偶数个相邻的源极线在基板表面的法线方向上重叠。

Description

液晶显示面板
技术领域
本发明是有关于一种液晶显示面板，且特别是有关于一种具有特定遮光层排列方式的液晶显示面板。
背景技术
随着显示技术的快速发展，高分辨率的显示器已逐渐成为市场主流，其能够处理数字信号，并显示更多的画面细节。液晶显示面板(Liquid crystaldisplay,LCD)由于具有低耗电、厚度薄、重量轻等优点，适用于此类高分辨率的显示器中。
一种传统的液晶显示面板采用上栅极(top-gate)式的薄膜晶体管(Thinfilm transistor,TFT)作为驱动，这种设计的栅极电极位于主动层的上方，且会在面板内设置遮光层以避免背光光线直接照射电路结构，造成光漏电。然而，在显示面板驱动时，遮光层容易受到源极线信号的耦合，使TFT的I-V曲线产生分离，故需要增加栅极电压于开启(Vgh)及关闭(Vgl)状态的差值(ΔVg=Vgh-Vgl)以避免漏电流的产生，然在使用上会使得薄膜晶体管的负载增加而造成元件寿命降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液晶显示面板，能应用在高分辨率显示器上，且具有特定的遮光层排列方式，可提升元件电性。
为达上述目的，根据本发明的一方面，提出一种液晶显示面板。液晶显示面板包括基板、多个栅极线、多个源极线、多个半导体层及多个遮光层。栅极线平行排列于基板上。源极线平行排列于基板上，且栅极线及源极线交错以定义多个像素区。半导体层相对应于像素区而设置，各半导体层包含有至少一个与各栅极线重叠的通道区域。遮光层设置于通道区域与基板之间。其中，至少一个栅极线与至少两个彼此隔离的遮光层在基板表面的法线方向上重叠，且至少一个遮光层与偶数个相邻的源极线在基板表面的法线方向上重叠。
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，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绘示依照本发明一实施例的液晶显示面板的示意图。
图2A绘示依照本发明一实施例的薄膜晶体管基板的上视图，图2B绘示图2A的薄膜晶体管基板的剖面图，图2C绘示图2A的薄膜晶体管基板的变化型。
图3绘示依照本发明另一实施例的薄膜晶体管基板的上视图。
图4绘示依照本发明又一实施例的薄膜晶体管基板的上视图。
图5绘示依照本发明再一实施例的薄膜晶体管基板的上视图。
符号说明
1：显示面板
10、20、30、40：第一基板、薄膜晶体管基板
11、111x1、111x2、111x3、111x5、112x1、112x2：像素区
12、121、122、123：通道区域
100：底板
110、1101～1103：遮光层
120：第一绝缘层
130：半导体层
140：第二绝缘层
150、1501～1505：栅极线
160：第三绝缘层
170、1701～17013：源极线
180：平坦层
190：透明电极
195：第四绝缘层
20：液晶层
30：第二基板
40：背光模块
具体实施方式
以下参照所附图式详细叙述本发明的实施例。需特别注意的是，图式已经简化以利清楚说明实施例的内容，且图式上的尺寸比例并非按照实际产品等比例绘制，因此并非作为限缩本发明保护范围之用。
请参照图1，其绘示依照本发明一实施例的液晶显示面板的示意图。液晶显示面板1，由第一基板10、液晶层20以及第二基板30组成。第一基板10例如是薄膜晶体管基板。液晶层20位于第一基板10及第二基板30之间，可受电压驱动而改变其透光率。第二基板30相对于第一基板10设置，例如是彩色滤光片基板，使显示面板1能够显示彩色。此外，在其他实施例中，彩色滤光片也可以配置于第二基板30上，而第一基板10则无需设计配置有彩色滤光片基板，此即所谓的COA基板架构（Color filter on array）。此外，由于液晶显示面板1不会自发光，可配置背光模块40以提供显示光源。
请参照图2A，其绘示依照本发明一实施例的薄膜晶体管基板的上视图。薄膜晶体管基板10为显示面板1的主要元件，其上具有多条栅极线1501～1505，以及多条源极线1701～1706。栅极线1501～1505为等间隔排列，彼此互相平行并沿一第一方向延伸。源极线1701～1706亦为等间隔排列，彼此互相平行并沿一第二方向延伸。第一方向与第二方向为垂直正交，从而在薄膜晶体管基板10上定义出多个像素区11。每个像素区对应显示面板1的一个像素，在单位面积能够呈现的像素数量，便为显示器的分辨率(resolution)，以PPI(pixel per inch，每英吋的像素数目)为单位。
以下参照图2A及图2B，其是薄膜晶体管基板10的细部结构图。图2B为图2A的薄膜晶体管基板沿栅极线的剖面图，此处是以沿虚线框A中的栅极线1504的剖面为例。薄膜晶体管基板10包括底板100、遮光层110、第一绝缘层120、半导体层130、第二绝缘层140、栅极线150、第三绝缘层160、源极线170、平坦层180、二透明电极190以及第四绝缘层195。遮光层110是以浮接(floating)的方式设置于底板100上，并对应于栅极线150的延伸方向(第一方向，此处为X轴)排列。但在其他实施例中，遮光层110亦可耦合至该栅极线150。任一条栅极线150至少与两个以上彼此隔离的遮光层110重叠(本例中为至少3个，然而随着面板尺寸不同，数量可自由变化)，且任一个遮光层110与相邻的两个源极线(例如图2A的1701、1702)重叠。这里的重叠是指遮光层110与栅极线150，或遮光层110与源极线170在基板100的表面的法线方向(Z轴方向)上重合。遮光层110可选用如金属或非晶硅之类透光率低的材质制成，以避免自底板100另一侧的背光光线直接照射到电路结构上。第一绝缘层120位于遮光层110上，而半导体层130位于第一绝缘层120上，也就是第一绝缘层120分隔遮光层110及半导体层130。本实施例中，第一绝缘层120为单层，然而其也可为多层结构，本发明并不限制。
如图2A及2B所示，第二绝缘层140位于半导体层130上，而栅极线150位于第二绝缘层140上，也就是第二绝缘层140分隔半导体层130及栅极线150。半导体层130具有一与栅极线150重叠(对应图2A标号12)的通道区域，其与栅极线150构成一晶体管，其中栅极线150作为晶体管的栅极电极，而半导体层130作为晶体管的主动层。由于栅极电极位于主动层的上方，这样的晶体管称作上栅极式(top-gate)晶体管。图2A中的半导体层130是以U形排列在薄膜晶体管基板10上，故一个半导体层130有两个部份与栅极线150重叠，也就是具有两个通道区域12。也就是说，一个像素区11内具有两个通道区域12。U形的半导体层130排列方式较节省空间，可降低相邻的源极线170的间距，使薄膜晶体管基板10上能够划分出更多的像素区。相较于另一种L形的半导体层排列方式，本实施例的薄膜晶体管基板10采用的U形的半导体排列方式，能够提高组合后的液晶显示面板的分辨率。
如图2A及2B所示，第三绝缘层160位于栅极线150的上方，而源极线170位于第三绝缘层160的上方，也就是第三绝缘层160分隔栅极线150与源极线170。此外，在薄膜晶体管基板10中，更可于源极线170之上设置平坦层180，以方便透明电极190设置于平坦层180之上。
在薄膜晶体管基板10中，多条源极线分别提供一数据电压以驱动多个像素区，其可采用行反转(column inversion)或点反转(dot inversion)的极性反转(polarity inversion)方式驱动。以行反转驱动模式来说，其是给予整条源极线相同极性的数据电压，以及给予相邻的源极线不同极性的数据电压(例如源极线1701、1703、1705为正极性，而源极线1702、1704、1706为负极性)；而点反转驱动模式使相邻的像素区11被不同正负极性(例如111x1、112x2为正极性，111x2、112x1为负极性)的数据电压所驱动。两种方式皆使位于同一行(栅极线方向，此处为X轴)上的相邻像素区被不同正负极性的数据电压(例如111x1、111x3为正极性，111x2为负极性)所驱动。本实施例的薄膜晶体管基板10，将遮光层110设计成能同时与两个相邻的源极线170重叠，可抵消源极线170与遮光层110间的耦合效应(coupling effect)，降低像素区中栅极电压于开启(Vgh)及关闭(Vgl)状态的差值(ΔVg=Vgh-Vgl)，藉此，晶体管能够以较小的负载驱动，而延长晶体管的使用寿命。特别说明的是，图2A中的遮光层110遮盖相邻像素区中的两个半导体层，也就是遮盖4个通道区域12(一个U型的半导体层具有2个通道区域)，然遮光层亦可仅覆盖两相邻的源极线170，不一定要延伸遮盖四个通道区域12。例如请参照图2C，其中一个遮光层1101遮盖相邻的两条源极线1701、1702，然仅遮盖3个通道区域121、122、123。
值得注意的是，本发明的薄膜晶体管基板中的遮光层排列方式并不限于上述形式，只要遮光层所重叠的源极线的个数为偶数即可。以下以第3至图5叙述遮光层的其他排列方式。
请参照图3，其绘示依照本发明另一实施例的薄膜晶体管基板的上视图。薄膜晶体管基板20与前述的薄膜晶体管基板10的差异在于，重叠于不同栅极线150上的遮光层110为错位排列，也就是位于相邻栅极线上的遮光层并未对齐。举例来说，栅极线1501上的遮光层1101与源极线1701、1702重叠；相对的，栅极线1502上的遮光层1103与源极线1702、1703重叠。遮光层1101、1103并未对齐，而是差距一个源极线170的间距，形成错位排列。相较于对齐的排列方式，错位的排列方式更容易使观看者不容易发现遮光层的存在。
请参照图4，其绘示依照本发明又一实施例的薄膜晶体管基板的上视图。薄膜晶体管基板30与前述的薄膜晶体管基板的差异在于，位于不同栅极线150上的遮光层110可互相连接。举例来说，位于栅极线1501上的遮光层与位于栅极线1502上的遮光层互相连接，而位于栅极线1503上的遮光层与位于栅极线1504上的遮光层互相连接，形成Z字形的遮光层110。Z字形的遮光层110覆盖4个相邻像素区11的源极线170。不过，无论薄膜晶体管采用点反转或行反转驱动，此4个相邻像素区会有2个正极性与2个负极性，故仍可抵消遮光层110与源极线170间的耦合效应，提高显示品质。值得注意的是，本发明并不限制遮光层的形状，在其他实施例中，遮光层亦可往其他方向延伸，形成网状，只要遮光层与偶数个相邻的源极线重叠，皆可降低遮光层与源极线间的耦合效应，提高显示品质。
请参照图5，其绘示依照本发明再一实施例的薄膜晶体管基板的上视图。薄膜晶体管基板40与上述实施例的差异之处在于，遮光层110所遮盖的源极线170数量不完全相同。举例来说，位于栅极线1501上的遮光层1101遮盖6条源极线(1704～1709)，也就是遮盖12个通道区域12；位于栅极线1502上的遮光层1102遮盖2条源极线(1702～1703)，也就是遮盖4个通道区域12；位于栅极线1503上的遮光层1103遮盖4条源极线(1701～1704)，也就是遮盖8个通道区域12。由于显示面板驱动时，相邻像素区11的源极线170所提供的数据电压的极性会相反，故只要遮光层能够遮盖相邻的偶数个(2、4、6、8…)源极线，皆能够使遮光层110所受的正负极性互相抵消，降低遮光层110与源极线170间的耦合效应，提升显示品质。
上述实施例的液晶显示面板，通过在栅极线的重叠区域设计一个以上的遮光层，可降低制作工艺精度，以应用在高分辨率的显示器上。此外，通过让遮光层覆盖偶数个相邻的源极线，能够抵消遮光层与源极线间的耦合效应，使晶体管能够以较小的负载驱动，而延长其使用寿命。
综上所述，虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明。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，本发明的保护范围应附上的权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种液晶显示面板，包括：
基板；
多条栅极线，平行排列于该基板上；
多条源极线，平行排列于该基板上，该些栅极线及该些源极线交错以定义多个像素区；
多个半导体层，相对应于该些像素区而设置，各该半导体层包含有至少一个与各该栅极线重叠的通道区域；以及
多个遮光层，设置于该些通道区域与该基板之间；
其中，至少一个该些栅极线与至少两个彼此隔离的该些遮光层在该基板表面的法线方向上重叠，且至少一个该些遮光层与偶数个相邻的该些源极线在该基板表面的法线方向上重叠。
2.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中任一个该些栅极线与至少两个彼此隔离的该些遮光层在该基板表面的法线方向上重叠，且与任两个相邻的该些栅极线重叠的该些遮光层为错位排列。
3.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中至少两个该些遮光层所重叠的该些源极线的数量为相异。
4.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中至少两个与相邻的该些栅极线重叠的该些遮光层互相连接。
5.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中该些源极线分别提供一数据电压至该些像素区，且相邻的该些源极线所提供的该些数据电压分别具有一正极性与一负极性。
6.如权利要求5所述的液晶显示面板，其中在任一个该遮光层所重叠的该些源极线中，提供正极性数据电压的源极线数量相等于提供负极性数据电压的源极线数量。
7.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中各该半导体层弯曲成U形，且各该半导体层具有二个与各该栅极线重叠的通道区域。
8.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中任一个该遮光层与4n个相邻的该些通道区域重叠，n为大于零的正整数。
9.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中任一个该遮光层与3n个相邻的该些通道区域重叠，n为大于零的正整数。
10.如权利要求1所述的液晶显示面板，其以点反转或行反转的方式驱动。
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