有源矩阵液晶显示器及液晶显示面板的制作方法

专利名称：有源矩阵液晶显示器及液晶显示面板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种有源矩阵液晶显示器及其液晶显示面板，可降低穿遂电压，并能 提高显示灰度级的正确性。 根据本发明的第一方面，一种有源矩阵液晶显示器，包括扫描驱动器及液晶显示 面板。扫描驱动器用以输出扫描驱动信号及补偿信号。当扫描驱动信号的电平变化时，补偿 信号的电平依照扫描驱动信号的电平变化而反相变化。液晶显示面板包括像素单元及扫描 线。像素单元包括有源组件及液晶电容。扫描线用以传送扫描驱动信号，以控制有源组件 及液晶电容。补偿信号线相邻于扫描线，用以传送补偿信号，以降低穿遂电压(FeedThrough Voltage)。 根据本发明的第二方面，提供一种液晶显示面板，包括像素电极、漏极电极、公共 电极布线、补偿信号线、扫描线、第一沟道层及数据线。漏极电极电性连接至像素电极。公 共电极布线与像素电极部分重叠。补偿信号线不与像素电极重叠，且与漏极电极部分重叠。 扫描线不与像素电极重叠，且与漏极电极部分重叠。第一沟道层设置于扫描线上。数据线 经由第一沟道层耦接至漏极电极。 根据本发明的第三方面，提供一种液晶显示面板，包括像素电极、漏极电极、数据 线、扫描线、补偿信号线、第一沟道层及第二沟道层。漏极电极电性连接至像素电极。第一 沟道层设置于扫描线上。第一沟道层与漏极电极部分重叠，且与数据线部分重叠。第二沟 道层设置于补偿信号线上。第二沟道层与漏极电极部分重叠，且不与数据线部分重叠。
根据本发明的第四方面，提供一种有源矩阵液晶显示器，包括扫描驱动器及面板。 扫描驱动器用以输出互为反相的扫描驱动信号及补偿信号。面板至少包括像素单元、扫描 线及补偿信号线。扫描线受控于所述扫描驱动信号而使能所述像素单元。补偿信号线相邻 平行于所述扫描线，并受控于补偿信号，以降低一穿遂电压。


为了使本发明的上述和其它目的、特征、优点更加明显易懂，结合附图对其实施例 进行详细说明，在附图中 图1表示依照本发明实施例的有源矩阵液晶显示器的示意图； 图2表示图1的像素单元的一种等效电路图； 图3A表示依照本发明实施例在降低穿遂电压时位于液晶显示面板上的多种信号 的一种时序图； 图3B表示依照本发明实施例在降低穿遂电压时位于液晶显示面板上的多种信号 的另一种时序图； 图4表示依照本发明一实施例的液晶显示面板的像素单元一种布局的示意图；以 及 图5表示依照本发明一实施例的液晶显示面板的像素单元另一种布局的示意图。主要组件符号说明
100 :有源矩阵液晶显示器 120:扫描驱动器 140 :液晶显示面板 SB:基板 D :数据线 G :扫描线 GC :补偿信号线 P :像素单元 PE:像素电极 Sg :扫描驱动信号 Sgc :补偿信号 Vd:数据电压 Vn:像素电压
具体实施例方式
参照图l，其表示依照本发明一实施例的有源矩阵液晶显示器(ActiveMatrix Liquid Crystal Display, AMLCD)的示意图。有源矩阵液晶显示器100包括扫描驱动器 120及液晶显示面板140。扫描驱动器120用以输出实质上互为反相的扫描驱动信号Sg及 补偿信号Sgc。显示面板140至少包括像素单元P、扫描线G及补偿信号线GC。扫描线G受 控于扫描驱动信号Sg以使能像素单元P。补偿信号线GC相邻平行于扫描线G，补偿信号线 GC用以传输补偿信号Sgc，以降低穿遂电压(Feed Through Voltage)。
参照图2，其表示图1的像素单元P的一种等效电路图。在该例中，像素单元P包 括有源组件、液晶电容Clc及储存电容Cst。有源组件例如为晶体管T。在实践中，晶体管T 例如为N型薄膜晶体管(N-type TFT)或P型薄膜晶体管(P-type TFT)。晶体管T将数据 线D连接至液晶电容Clc及储存电容Cst。当扫描驱动信号Sg为高电平时，受控的扫描线 G会导通晶体管T。导通的晶体管T将数据线D上的数据电压Vd传送至液晶电容Clc及储 存电容Cst。液晶电容Clc及储存电容Cst根据数据电压Vd以进行充电，以在像素电极PE 上产生对应的像素电压Vn。 传统上，该像素电压Vn会受到位于扫描线G与像素电极PE之间的寄生电容Cgs 的影响。也就是说，当扫描驱动信号Sg的电平改变时，例如由高电平改变为低电平时，扫描 驱动信号Sg会经由寄生电容Cgs产生穿遂电压而影响像素电压Vn的大小。
在本实施例所提出的液晶显示器中，由于补偿信号线GC相邻平行于扫描线G，所 以，像素电压Vn还会受到位于补偿信号线GC与像素电极PE之间的寄生电容Cgcs影响。而 且，当扫描驱动信号Sg的电平改变时，补偿信号Sgc的电平也会改变。此时补偿信号Sgc 也会经由寄生电容Cgs影响像素电极PE。也就是说，在本发明的实施例中，可在扫描驱动 信号Sg驱动像素单元P时，通过扫描驱动器120传送补偿信号Sgc来降低受扫描驱动信号 Sg影响时所产生的穿遂电压。 下面说明降低穿遂电压的原理。继续参照图2。传统上，穿遂电压Vp'的公式为
<formula>formula see original document page 7</formula>(等式1) 其中，Cgs表示为位于扫描线G与像素电极PE之间的寄生电容Cgs的电容值；A Vg 表示为扫描线G所传送的扫描驱动信号Sg的电压电平的变化；Cgs A Vg为像素电极PE所 增加的储存电荷；Ctotal表示在像素电极PE上的等效电容值。这里，Ctotal表示为寄生电 容Cgs、液晶电容Clc及储存电容Cst的电容值的总和。 在本实施例中，由于使用了补偿信号线Gc，因此穿遂电压Vp的公式为
<formula>formula see original document page 7</formula>(等式2) 类似的符号如等式1所述。与等式1不同的是，其中，Cgcs表示为位于补偿信号 线GC与像素电极PE之间的寄生电容Cgcs的电容值；A Vgc表示为补偿信号线GC所传送 的补偿信号Sgc的电压电平的变化；Cgs AVg+Cgcs A Vgc为像素电极PE所增加的储存 电荷；而这里的Ctotal表示为寄生电容Cgs及Cgcs、液晶电容Clc及储存电容Cst的电容 值的总和。 从等式2可知，若要降低穿遂电压Vp，可使Cgs AVg+Cgcs A Vgc的数值越小越 好。优选地，使得Cgs" AVg+Cgcs AVgc = 0。在本发明的实施例中，使用互为反相的扫 描驱动信号Sg与补偿信号Sgc，使得补偿信号Sgc的电压电平变化量A Vgc的极性，与扫描 驱动信号Sg的电压电平变化量AVg的极性相反，以减少Cgs AVg+Cgcs A Vgc的数值， 而能达到降低穿遂电压的目的。 下面以两个例子来说明本发明的实施例如何降低穿遂电压。在第一个例子中，图 2的有源组件(晶体管T)为N型薄膜晶体管。参照图3A，其表示依照本发明一实施例在降 低穿遂电压时位于液晶显示面板140上的多种信号的一种时序图。扫描驱动信号Sg在第一电压VI及第二电压V2之间变化，第一电压VI大于第二电压V2。这样，在扫描驱动信号 Sg截止N型薄膜晶体管时，所产生的穿遂电压Vp会使得像素电压Vn被拉低，如虚线DL1所示。 补偿信号Sgc在第三电压V3及第四电压V4之间变化，第四电压V4大于第三电压 V3。扫描驱动信号Sg由第一电压VI转换为第二电压V2的时间点t0与补偿信号Sgc由第 三电压V3转换为第四电压V4的时间点tl实质上相同。也就是说，在时段t中，扫描驱动 信号Sg具有例如为高电平的第一电压Vl，补偿信号Sgc则例如为具有低电平的第三电压 V3。而在时间点tO(在该例中tO等于tl)时，扫描驱动信号Sg在转为例如具有低电平的 第二电压V2，补偿信号Sgc则转为例如具有高电平的第四电压V4。 由于第一 电压VI高于第二电压V2 (VI > V2)，因此扫描驱动信号Sg的电压电平变 化量△ Vg为正值(A Vg = Vl-V2 > 0)，且由于第四电压V4高于第三电压V3 (V4 > V3)，因 而，补偿信号Sgc电压电平变化量AVgc为负值(AVgc = V3_V4<0)。因为AVg与AVgc 的极性相反，因此整体而言，Cgs A Vg+Cgcs A Vgc的数值会变小。因此，穿遂电压Vp(如 虚线所示)将会降低，优选地，使Cgs A Vg+Cgcs A Vgc成为接近零的数值，以使穿遂电 压Vp接近于零值。 在第二例子中，与第一例子不同的是，图2的有源组件(晶体管T)为P型薄膜晶 体管。参照体3B，其表示依照本发明一实施例在降低穿遂电压时位于液晶显示面板140上 的多种信号的另一种时序图。由于使用P型薄膜晶体管，因此，在该例中，扫描驱动信号Sg 在导通(turn on)P型薄膜晶体管时的电压会小于截止(turn off)P型薄膜晶体管时的电 压。也就是说，在该例中，与第一个例子不同的是，扫描驱动信号Sg的第一电压VI小于第 二电压V2，这样，在扫描驱动信号Sg截止P型薄膜晶体管时，所产生的穿遂电压Vp会使得 像素电压Vn被拉高，如虚线DL2所示。 补偿信号Sgc的第四电压V4小于第三电压V3。而类似于第一个例子，通过 补偿信号Sgc在时间点t0时，即扫描驱动信号Sg截止P型薄膜晶体管时，依照扫描 驱动信号Sg的电平的变化而进行反相变化，使得AVg与AVgc的极性相反，来减小 Cgs* AVg+Cgcs* AVgc的数值。这样，穿遂电压Vp(如虚线所示)将会降低，优选地，使 Cgs A Vg+Cgcs AVgc成为接近零的数值，以使穿遂电压Vp接近于零值。
在本实施例中，以时间点t0实质上相同于时间点tl为例说明，然而也不限于此， 时间点to与tl也可以不同，且两者相差一段时间。举例来说，在其它的实施例中，扫描驱 动信号Sg由第一电压VI转换为第二电压V2的时间点t0，与补偿信号Sgc由第三电压V3 转换为第四电压V4的时间点tl，相差约小于0. 5微(micron)秒。 而且，在本实施例中，第一电压V1为足以使有源组件导通的电压，而第二电压V2 为足以使有源组件截止的电压。 一般而言，当扫描驱动信号Sg变化以截止有源组件(如图 2的晶体管T)时，此时的穿遂电压影响像素电压的情况最为严重。因此，在本实施例中，通 过在时间点t0时，S卩晶体管T将被截止时，使得补偿信号Sgc与扫描驱动信号Sg反相变化， 来改善穿遂电压。然而，也不限于此，只要能在扫描驱动信号Sg控制(导通或截止)晶体 管T时，对应地改变补偿信号Sgc所传送的电压的电平，来改善穿遂电压的问题，都在本发 明的保护范围内。 下面进一步说明本发明的液晶显示面板140的布局。参照图4，其表示依照本发
8明一实施例的液晶显示面板140的像素单元P的一种布局的示意图。在图4中，液晶显示 面板140包括像素电极PE、漏极电极(drainelectrode)DE、公共电极布线C0M、补偿信号 线GC、扫描线G、第一沟道层CH1、第二沟道层CH2及数据线D。漏极电极DE表示为连接在 图1的晶体管T与像素电极PE之间的电极，该电极在本发明实施例中被称为漏极电极DE， 然而也不限于此，连接于晶体管T与像素电极PE之间的电极也可被称为源极电极(source electrode)，需要理解，这里使用的名称只是用以说明，并非用以限制本发明。漏极电极DE 电性连接至像素电极PE，例如经由通孔(via)VIA电性连接至像素电极PE。第一沟道层CHI 设置于扫描线G上。第二沟道层CH2设置于补偿信号线GC上。数据线D经由第一沟道层 CH1耦接至漏极电极DE。 在本实施例中，公共电极布线COM与像素电极PE部分重叠。扫描线G不与像素电 极PE重叠，且与漏极电极DE部分重叠。补偿信号线GC不与像素电极PE重叠，且与漏极电 极DE部分重叠。第一沟道层CHI与漏极电极DE部分重叠，且与数据线D部分重叠，第二沟 道层CH2与漏极电极DE部分重叠，且不与数据线D部分重叠。 由于第一沟道层CHl位于扫描线G之上，且与电性连接至像素电极PE的漏极电极 DE部分重叠，因此，扫描线G与像素电极PE之间会具有如图2所示的寄生电容Cgs。类似 地，由于第二沟道层CH2位于补偿信号线GC之上，且与电性连接至像素电极PE的漏极电极 DE部分重叠，因此，补偿信号线GC与像素电极PE之间会具有如图2所示的寄生电容Cgcs。 这样，可通过在补偿信号线GC上传送与扫描在线所传送的信号不同的信号，以降低穿遂电 压的效应。扫描线G与补偿信号线GC所传送的信号及降低穿遂电压的原因已详述于前述 说明中，因而这里不再重述。 此外，与第二沟道层CH2不同，第一沟道层CHI还与数据线D部分重叠，而可能具
有额外的寄生电容，因此，优选地，在本发明的实施例所提出的液晶显示面板中，设计使得
扫描线G的等效电阻值大于补偿信号线GC的等效电阻值。这样，可使部分补偿信号线GC的
宽度小于扫描线G的宽度，以使扫描线的等效电阻大于补偿信号线的等效电阻值。举例来
说，如图4所示，扫描线G的宽度为W1，部分补偿信号线GC的宽度为W2，其中W2〈W1。而且，
优选地，使用与第二沟道层CH2的特性类似的第一沟道层CHl，以使寄生电容Cgcs的电容值
等于寄生电容Cgs。举例来说，例如可使得扫描线与补偿信号线由同一黄光制程(process)
制成，且扫描线与补偿信号线的材料为相同的金属材料，以使两者具有类似的特性。 上述通过改变扫描线G与补偿信号线GC的宽度来达到调整电阻的目的，然而也不
限于此。也可以通过使用不同的材料来配置扫描线G与补偿信号线GC，使得扫描线G的等
效电阻值大于补偿信号线GC的等效电阻值。 此外，在图4所示的例子中，补偿信号线GC位于公共电极布线COM与扫描线G之 间，然而也不限于此。参照图5，其表示依照本发明一实施例的液晶显示面板140的另一布 局的示意图。在该例中，扫描线G位于公共电极布线COM与补偿信号线GC之间。这样，也 能够通过补偿信号线GC达到降低穿遂电压的目的。 本发明上述实施例所公开有源矩阵液晶显示器及液晶显示面板，通过使用相邻平 行于扫描线的补偿信号线，并传送以反相于扫描驱动信号的补偿信号，可有效地降低穿遂 电压，并能提高显示灰度级的正确性。 综上所述，虽然本发明已通过优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本
9发明所属技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可做出各种更动与 修改。因此，本发明的保护范围由所附的权利要求书限定。
权利要求
一种有源矩阵液晶显示器，包括扫描驱动器，用以输出扫描驱动信号及补偿信号；以及液晶显示面板，包括像素单元，包括有源组件及液晶电容；扫描线，用以传送所述扫描驱动信号，以控制所述有源组件及所述液晶电容；及补偿信号线，相邻于所述扫描线，用以传送所述补偿信号以降低穿遂电压；其中当所述扫描驱动信号的电平变化以截止所述有源组件时，所述补偿信号的电平依照所述扫描驱动信号的电平的变化而进行反相变化。
2. 根据权利要求1所述的有源矩阵液晶显示器，其中所述扫描驱动信号在第一电压及 第二电压之间变化，所述第一电压大于所述第二电压，所述补偿信号在第三电压及第四电 压之间变化，所述第四电压大于所述第三电压；其中当所述扫描驱动信号由所述第一 电压转换为所述第二电压以截止所述有源组件 时，所述补偿信号由所述第三电压转换为所述第四电压。
3. 根据权利要求2所述的有源矩阵液晶显示器，其中所述有源组件为N型薄膜晶体管。
4. 根据权利要求2所述的有源矩阵液晶显示器，其中所述扫描驱动信号由所述第一电 压转换为所述第二电压的时间点与所述补偿信号由所述第三电压转换为所述第四电压的 时间点相差小于O. 5微秒。
5. 根据权利要求2所述的有源矩阵液晶显示器，其中所述扫描驱动信号由所述第一电 压转换为所述第二电压的时间点与所述补偿信号由所述第三电压转换为所述第四电压的 时间点实质上相同。
6. 根据权利要求1项所述的有源矩阵液晶显示器，其中所述扫描驱动信号在第一电压 及第二电压之间变化，所述第一电压小于所述第二电压，所述补偿信号在第三电压及第四 电压之间变化，所述第四电压小于所述第三电压；其中当所述扫描驱动信号由所述第一 电压转换为所述第二电压以截止所述有源组件 时，所述补偿信号由所述第三电压转换为所述第四电压。
7. 根据权利要求6所述的有源矩阵液晶显示器，其中所述有源组件为P型薄膜晶体管 (P型TFT)。
8. 根据权利要求6所述的有源矩阵液晶显示器，其中所述扫描驱动信号由所述第一电 压转换为所述第二电压的时间点与所述补偿信号由所述第三电压转换为所述第四电压的 时间点相差小于O. 5微秒。
9. 根据权利要求6所述的有源矩阵液晶显示器，其中所述扫描驱动信号由所述第一电 压转换为所述第二电压的时间点与所述补偿信号由所述第三电压转换为所述第四电压的 时间点实质上相同。
10. 根据权利要求1所述的有源矩阵液晶显示器，其中当所述扫描驱动信号的电平变 化以导通所述有源组件时，所述补偿信号的电平依照所述扫描驱动信号的电平的变化而进 行反相变化。
11. 一种液晶显示面板，包括 像素电极；漏极电极，电性连接至所述像素电极；公共电极布线，与所述像素电极部分重叠；补偿信号线，不与所述像素电极重叠，且与所述漏极电极部分重叠； 扫描线，不与所述像素电极重叠，且与所述漏极电极部分重叠； 第一沟道层，设置于所述扫描线上；以及 数据线，经由所述第一沟道层耦接至所述漏极电极。
12. 根据权利要求11所述的液晶显示面板，其中所述第一基板还包括 第二沟道层，设置于所述补偿信号线上；其中所述第一沟道层与所述漏极电极部分重叠，且与所述数据线部分重叠，所述第二 沟道层与所述漏极电极部分重叠，且不与所述数据线部分重叠。
13. 根据权利要求11所述的液晶显示面板，其中所述扫描线的等效电阻值大于所述补 偿信号线的等效电阻值。
14. 根据权利要求13所述的液晶显示面板，其中所述补偿信号线的部分宽度小于所述 扫描线的宽度，以使所述扫描线的等效电阻值大于所述补偿信号线的等效电阻值。
15. 根据权利要求11所述的液晶显示面板，其中所述扫描线位于所述公共电极布线与 所述补偿信号线之间。
16. 根据权利要求11所述的液晶显示面板，其中所述补偿信号线位于所述公共电极布 线与所述扫描线之间。
17. 根据权利要求11所述的液晶显示面板，其中所述扫描线与所述补偿信号线由同一 黄光制程制成。
18. 根据权利要求11所述的液晶显示面板，其中所述扫描线与所述补偿信号线的材料 为相同的金属材料。
19. 一种液晶显示面板，包括 像素电极；漏极电极，电性连接至所述像素电极；数据线；扫描线；补偿信号线；第一沟道层，设置于所述扫描线上，所述第一沟道层与所述漏极电极部分重叠，且与所 述数据线部分重叠；以及第二沟道层，设置于所述补偿信号线上，所述第二沟道层与所述漏极电极部分重叠，且 不与所述数据线部分重叠。
20. 根据权利要求19所述的液晶显示面板，其中所述扫描线的等效电阻值大于所述补 偿信号线的等效电阻值。
21. 根据权利要求20所述的液晶显示面板，其中所述补偿信号线的部分宽度小于所述 扫描线的宽度，以使所述扫描线的等效电阻值大于所述补偿信号线的等效电阻值。
22. 根据权利要求19所述的液晶显示面板，其中所述扫描线位于所述公共电极布线与 所述补偿信号线之间。
23. 根据权利要求19所述的液晶显示面板，其中所述补偿信号线位于所述公共电极布 线与所述扫描线之间。
24. 根据权利要求19所述的液晶显示面板，其中所述扫描线与所述补偿信号线由同一 黄光制程制成。
25. 根据权利要求19所述的液晶显示面板，其中所述扫描线与所述补偿信号线的材料 为相同的金属材料。
26. —种有源矩阵液晶显示器，包括扫描驱动器，用以输出实质上互为反相的扫描驱动信号及补偿信号；以及 面板，至少包括 像素单元；扫描线，受控于所述扫描驱动信号而使能所述像素单元；及补偿信号线，相邻平行于所述扫描线，所述补偿信号线用以传输所述补偿信号以降低 穿遂电压。
全文摘要
本发明公开一种有源矩阵液晶显示器，包括扫描驱动器及液晶显示面板。扫描驱动器用以输出扫描驱动信号及补偿信号。当扫描驱动信号的电平变化时，补偿信号的电平依照扫描驱动信号的电平的变化而反相变化。液晶显示面板包括像素单元、扫描线及补偿信号线。像素单元包括有源组件及液晶电容。扫描线用以传送扫描驱动信号，以控制有源组件及液晶电容。补偿信号线相邻于扫描线，用以传送补偿信号，以降低穿遂电压(FeedThrough Voltage)。
文档编号G09G3/36GK101738796SQ20081017823
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月17日 优先权日2008年11月17日
发明者宋立伟 申请人:奇美电子股份有限公司