TWI706396B - 顯示面板及其畫素單元 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種顯示面板及其畫素單元。畫素單元包括閘極線、資料線、分壓控制線、第一電晶體以及第二電晶體。第一電晶體具有第一閘極、第一源極以及第一汲極。第二電晶體具有第二閘極、第二源極以及第二汲極。第一閘極與第二閘極分別耦接於閘極線。第一源極以及第一汲極的其中之一耦接於資料線,而另一則耦接第二源極以及第二汲極的其中之一。第二源極以及第二汲極的另外之一耦接於分壓控制線。第一電晶體具有第一通道長度,第二電晶體具有第二通道長度,第二通道長度與第一通道長度之比值等於或小於0.9。

Description

顯示面板及其畫素單元
本發明涉及一種顯示面板及其畫素單元,尤其是涉及一種降低影像殘留現象的顯示面板及其畫素單元。
在習知的顯示面板技術中,為了解決大視角時,觀看顯示面板所產生的亮度差異,提供一技術方案,其中在同一畫素內藉由另一組畫素結構另外提供一組不同的畫素電壓,藉此使同一畫素區域內的液晶分子有兩種不同的傾斜角度。如此,人眼在不同視角時可以看到較平均的光學表現。
在現有的技術中,上述另外提供的畫素結構(以下稱次畫素)一般通過串聯另一電晶體以調整其分壓。然而,此分壓結構容易造成次畫素的電晶體在經過一段使用時間後電性受損,導致顯示面板在顯示畫面時發生影像殘留(image sticking)等問題。
因此,本發明提出一種顯示裝置,藉由提高次畫素的等效電阻,以降低長時間使用後,次畫素的電晶體的電阻變動量對其分壓的影響,以降低導致顯示面板在顯示畫面時發生影像殘留(image sticking)效應。
本發明之一實施例提供一種顯示面板之畫素單元,包括閘極線、資料線、分壓控制線、第一電晶體以及第二電晶體。第一電晶體具有第一閘極、第一源極以及第一汲極。第二電晶體具有第二閘極、第二源極以及第二汲極。第一閘極與第二閘極分別耦接於閘極線。第一源極以及第一汲極的其中之一耦接於資料線,而另一則耦接第二源極以及第二汲極的其中之一。第二源極以及第二汲極的另外之一耦接於分壓控制線。第一電晶體具有第一通道長度,第二電晶體具有第二通道長度,第二通道長度與第一通道長度之比值等於或小於0.9。
本發明另一實施例提供一種顯示面板,包含複數個如上述之畫素單元。
為更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容,請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式,然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明,並非用來對本發明加以限制。
以下通過特定的具體實施例並配合圖1至圖5以說明本發明所公開的顯示面板及其畫素單元的實施方式,本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。然而,以下所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍,在不悖離本發明構思精神的原則下,本領域技術人員可基於不同觀點與應用以其他不同實施例實現本發明。
在附圖中,為了清楚起見,放大了層、膜、面板、區域等的厚度。在整個說明書中,相同的附圖標記表示相同的元件。應當理解,當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件“上”或“連接到”另一元件時,其可以直接在另一元件上或與另一元件連接,或者中間元件可以也存在。相反,當元件被稱為“直接在另一元件上”或“直接連接到”另一元件時,不存在中間元件。如本文所使用的,“連接”可以指物理及/或電性連接。再者,“電性連接”或“耦合”係可為二元件間存在其它元件。
此外,應當理解,儘管術語“第一”、“第二”、“第三”等在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分,但是這些元件、部件、區域、及/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、層或部分與另一個元件、部件、區域、層或部分區分開。因此,下面討論的“第一元件”、 “部件”、 “區域”、 “層”或“部分”可以被稱為第二元件、部件、區域、層或部分而不脫離本文的教導。
請參閱圖1,本發明實施例提供的顯示面板Z具有電晶體層10、共通電極層20、第一基板30、第二基板40以及光調變層50。本實施例Z中,顯示面板Z為薄膜電晶體液晶顯示面板,其中光調變層50為液晶層,通過共通電極層20與電晶體層10中的畫素電壓形成的電壓差,使對應不同畫素區域的液晶分子依照該區域的電壓差旋轉而得到預設灰階值。然而,本發明不限於此。例如,在其他實施例中,顯示面板Z可為其他種類發光方式的顯示面板,而其結構不限於上述。
本實施例中,電晶體層10由複數個畫素單元100形成。詳細來說,請參閱圖2A,畫素單元100包括閘極線G、資料線D、分壓控制線T、第一電晶體101以及第二電晶體102。第一電晶體101與第二電晶體102串聯以接收資料線D傳輸的畫素電壓,並經由分壓控制線T控制第一電晶體101與第二電晶體102的分壓。明確而言,如圖所示,第一電晶體101具有第一閘極101G、第一源極101S以及第一汲極101D;第二電晶體102具有第二閘極102G、第二源極102S以及第二汲極102D。第一閘極101G與第二閘極102G分別耦接於閘極線G,第一源極101S以及第一汲極101D的其一耦接於資料線D,另一則耦接第二源極102S或第二汲極102D。第二電晶體102的另一端則耦接於分壓控制線T。分壓控制線T可耦接於一固定的電壓源,或一電壓控制電路以動態調整第一電晶體101與第二電晶體102的分壓,本發明不限於此。
進一步來說,請繼續參閱圖2A,畫素單元100還包括第三電晶體103,第一電晶體101是通過第三電晶體103以自資料線D接收畫素電壓。詳細來說,第三電晶體103包括第三閘極103G、第三源極103S以及第三汲極103D。第三電晶體103以第三閘極103G耦接於閘極線G,以第三汲極103D及第三源極103S耦接於資料線D與第一電晶體101之間。圖2A中,第一電晶體101、第三電晶體103為U型電晶體(其中一電極呈U型),且分別以第一源極101S、第三源極103S耦接於資料線D。第二電晶體102為I型電晶體(其中一電極呈長棒狀)且以第二汲極102D耦接於第一電晶體101,然而本發明亦不以此為限。例如,在其他實施例中,第一電晶體101也可為I型電晶體。
圖2B顯示圖2A實施例的電路示意圖。請配合參閱圖2A及圖2B,第一電晶體101與第三電晶體103分別接收資料線D傳輸的畫素電壓。第三電晶體103通過接觸孔P1連接至儲存電容C1,第一電晶體101通過接觸孔P2連接至儲存電容C2。第二電晶體102一端連接至分壓控制線T以接收電壓VT,另一端耦接於第一電晶體101連接儲存電容C2的一端,以控制第一電晶體101輸出之畫素電壓。
請配合參閱圖2A、圖3A及圖3B,第一電晶體101具有第一通道長度L1,第二電晶體102具有第二通道長度L2。本實施例中,第二通道長度L2與第一通道長度L1的比值小於或等於0.9。一般來說,就電路設計而言,習知的第一電晶體101與第二電晶體102會設計成具有相同的通道長度。而本實施例中,為了在第一電晶體101與第二電晶體102分壓不變的前提下,使第一電晶體101的等效電阻提高,因此使第二通道長度L2與第一通道長度L1的比值小於或等於0.9。如此,可減少第一電晶體101經歷長時間使用後電阻值的變動對其分壓造成的影響。藉此,本發明實施例可改善影像殘留的問題。需要強調的是,本發明圖式中所示元件僅為示意,其在圖中的尺寸及相對比例不代表實際上的尺寸及相對比例。
明確而言,請參閱圖3A、圖3B與圖4。電晶體中,通道寬度與通道長度的比值為此電晶體的等效電阻。本實施例中,通道長度的定義為汲極與源極之間的距離,如圖3A中的第一通道長度L1、圖3B中的第二通道在長度L2。而就通道寬度的定義,以U型電晶體而言,如圖3A的實施例,第一電晶體101的通道寬度的定義為第一閘極101G面積a除以第一通道長度L1,故其等效電阻會與通道長度成正比;就I型電晶體而言,通道寬度的定義為汲極與源極共同橫跨的半導體寬度,如圖3B中第二電晶體102的通道寬度W2(即以網點標示的閘極102G區域的寬度),以及圖4中第一電晶體101的通道寬度W1。由於等效電阻為通道寬度與通道長度的比值,因此本實施例藉由使第二通道長度L2與第一通道長度L1的比值小於或等於0.9,與習知技術中具有類似架構、第一電晶體與第二電晶 體之間電阻比值相同的畫素單元相較,I型的第一電晶體101(圖4的實施例)等效電阻會較高,而U型的第一電晶體101(圖3A的實施例)的等效電阻亦會較高,藉此可改善畫素單元老化導致影像殘留的問題。
在本發明一較佳實施例中,第一通道寬度W1與第一通道長度L1之比值為第二通道寬度W2與第二通道長度L2之比值的2至6倍。然而,本發明不限於此。在另一較佳實施例中,當用於較高解析度的面板(例如8K面板,但不以此為限),第一通道寬度W1與第一通道長度L1之比值為第二通道寬度W2與第二通道長度L2之比值的1.5至3倍。本發明亦不以此為限;在其他實施例中,只要第二通道寬度與第一通道寬度的比值等於或小於0.9即落入本發明的範圍。
值得一提的是,雖本實施例中第一電晶體101的通道長度L1大於第二電晶體102的通道長度L2,然而在兩電晶體預設的分壓不變的前提下,第二電晶體102的電阻也需適量提高。因此,在一實施例中,在第一電晶體101的通道長度L1提高的前提下,第二電晶體102的通道寬度W2可降低以提高第二電晶體102的等效電阻。明確而言,在一較佳實施例中,第一通道寬度W1與第一通道長度L1之比值為1.5至6,且該第二通道寬度W2與第二通道長度L2之比值為0.7至3。
表一為依據本實施例的第一實驗例至第四實驗例的通道長度比值(L2/L1)以及經過壓力測試之後量測的亮度最小可覺差(Just-Noticeable Difference,JND),其中JND1表示第一次量測之JND數值,JND2表示第二次量測之JND數值。上述壓力測試及量測條件是在168小時中分別給予不同的測試畫素全黑及全白的畫素電壓,其後,測試畫素均接收L128灰階的畫素電壓,並量測JND值。本實施例中使用的JND定義為一顯示黑色的像素與一顯示白色的像素之間的亮度差異除以白色像素之亮度。JND值小於2表示亮度之差異人眼難以察覺。
Figure 108129951-A0305-02-0009-1
由表一可知,第二通道長度L2與第一通道長度L1之比小於或等於0.9的第三實驗例以及第四實驗例可達到人眼難以察覺的亮度落差,即可以降低影像殘留效應,其中以第三實驗例(L2/L1=0.8)的功效較明顯。故在本發明一較佳實施例中,第二通道長度L2與第一通道長度L1的比值小於或等於0.8。
表二顯示第五實驗例與第六實驗例經過壓力測試後的顯示亮度L255與亮度L128的跨壓差。壓力測試條件為在攝氏80度下,分別給予畫素單元120 lx照度之全黑及全白的畫素電壓十小時。之後,分別給予畫素單元L255及L128灰階的畫素電壓,量測經過黑白壓力測試的畫素的分壓落差。
Figure 108129951-A0305-02-0009-2
由表二可知,經過壓力測試後,第六實驗例之分壓落差較小,表示第一電晶體101預設輸出亮度與實際輸出亮度的差異小。故第二通道長度L2與第一通道長度L1的比值小於或等於0.8可較佳地降低人眼對於輸出畫面可察覺的顏色差異,換句話說,可改善電晶體因長時間使用後的電阻差異所導致的影像殘留問題。
請參閱圖5,本發明一實施例提供的畫素單元100還進一步包括第一畫素電極101P以及第二畫素電極103P。詳細而言,第一畫素電極101P通過接觸孔P2電性連接於第一電晶體101的第一汲極101D,用以輸出第一電晶體101輸出、經第二電晶體102調整分壓後經接觸孔P2傳輸的畫素電壓。第二畫素電極103P通過接觸孔P1電性連接於第三電晶體103,用以輸出第三電晶體103通過第三汲極103D以及接觸孔P1輸出的畫素電壓。通過上述技術手段,本實施例可使第一電晶體101在通過第二電晶體102調整分壓的前提下,即使經長時間使用或者極端操作條件之後,第一畫素電極101P能較精準地輸出第一電晶體101經接觸孔P2輸出的電壓,降低影像殘留的效應。
綜上所述,本發明實施例通過「第二通道長度與第一通道長度之比值等於或小於0.9」的技術手段,以提高第一電晶體的等效電阻,進而降低第一電晶體的影像殘留效應。
上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例,並非因此侷限本發明的申請專利範圍,所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化,均落入本發明的申請專利範圍內。
100:畫素單元
D:資料線
G:閘極線
T:分壓控制線
101:第一電晶體
101G:第一閘極
a:第一閘極面積
101S:第一源極
101D:第一汲極
101P:第一畫素電極
102:第二電晶體
102G:第二閘極
102S:第二源極
102D:第二汲極
103:第三電晶體
103G:第三閘極
103S:第三源極
103D:第三汲極
103P:第二畫素電極
P1、P2:接觸孔
L1、L2:通道長度
W1、W2:通道寬度
C1、C2:電容
Z:顯示面板
10:電晶體層
20:共通電極層
30:第一基板
40:第二基板
50:光調變層
圖1為本發明實施例的顯示面板的示意圖。
圖2A為本發明實施例的畫素單元的示意圖。
圖2B為本發明實施例的畫素單元的電路示意圖。
圖3A為本發明實施例的第一電晶體的示意圖。
圖3B為本發明實施例的第二電晶體的示意圖。
圖4為本發明的第一電晶體的變化實施例。
圖5為本發明實施例的畫素單元的示意圖。
100:畫素單元
D:資料線
G:閘極線
T:分壓控制線
101:第一電晶體
101G:第一閘極
101S:第一源極
101D:第一汲極
102:第二電晶體
102G:第二閘極
102S:第二源極
102D:第二汲極
103:第三電晶體
103G:第三閘極
103S:第三源極
103D:第三汲極
P1、P2:接觸孔
L1、L2:通道長度

Claims (8)

  1. 一種顯示面板之畫素單元,包含:一閘極線;一資料線;一分壓控制線;一第一電晶體,具有一第一閘極、一第一源極以及一第一汲極;以及一第二電晶體,具有一第二閘極、一第二源極以及一第二汲極,其中,該第一閘極與該第二閘極分別耦接於該閘極線,該第一源極以及該第一汲極的其中之一耦接於該資料線,而另一則耦接該第二源極以及該第二汲極的其中之一,該第二源極以及該第二汲極的另外之一耦接於該分壓控制線,其中,該第一電晶體具有一第一通道長度,該第二電晶體具有一第二通道長度,該第二通道長度與該第一通道長度之比值等於或小於0.9;其中,該第一電晶體具有一第一通道寬度,該第二電晶體具有一第二通道寬度,該第一通道寬度與該第一通道長度之比值為該第二通道寬度與該第二通道長度之比值的1.5至6倍。
  2. 如請求項1所述的畫素單元,其中,該第二通道長度與該第一通道長度之比值小於0.8。
  3. 如請求項1所述的畫素單元,其中,該第一電晶體具有一第一通道寬度,該第二電晶體具有一第二通道寬度,該第一通道寬度與該第一通道長度之比值為該第二通道寬度與該第二通道長度之比值的2至6倍。
  4. 如請求項1所述的畫素單元,其中,該第一電晶體具有一第一通 道寬度,該第二電晶體具有一第二通道寬度,該第一通道寬度與該第一通道長度之比值為該第二通道寬度與該第二通道長度之比值的1.5至3倍。
  5. 如請求項1所述的畫素單元,進一步包括一第一畫素電極,電性連接於該第一電晶體與該第二電晶體之間。
  6. 如請求項1所述的畫素單元,進一步包括:一第二畫素電極;以及一第三電晶體,該第三電晶體具有一第三閘極,一第三源極以及一第三汲極,該第三閘極耦接於該閘極線,該第三源極以及該第三汲極的其中之一耦接於該資料線,該第三源極以及該第三汲極的另外之一耦接於該第二畫素電極。
  7. 一種顯示面板之畫素單元,包含:一閘極線;一資料線;一分壓控制線;一第一電晶體,具有一第一閘極、第一源極以及一第一汲極;以及一第二電晶體,具有一第二閘極、一第二源極以及一第二汲極,其中,該第一閘極與該第二閘極分別耦接於該閘極線,該第一源極以及該第一汲極的其中之一耦接於該資料線,而另一則耦接該第二源極以及該第二汲極的其中之一,該第二源極以及該第二汲極的另外之一耦接於該分壓控制線,其中,該第一電晶體具有一第一通道長度,該第二電晶體具有一第二通道長度,該第二通道長度與該第一通道長度之比值等於或小於0.9, 其中,該第一電晶體具有一第一通道寬度,該第二電晶體具有一第二通道寬度,該第一通道寬度與該第一通道長度之比值為1.5至6,且該第二通道寬度與該第二通道長度之比值為0.7至3。
  8. 一種顯示面板,包含複數個如請求項1至7中任一項所述的畫素單元。
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