一種液晶面板及其製備方法與流程
2023-07-08 11:49:21 1
本發明涉及液晶顯示技術領域，具體說涉及一種液晶面板及其製備方法。
背景技術：
隨著液晶技術的不斷發展，液晶面板在人們日常的生產生活中的應用也越來越廣泛。
在薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)中，體現面板顯示效果的關鍵單元包括像素單元(Pixel)以及驅動像素單元的驅動電路(GOA)。在像素單元以及驅動像素單元的驅動電路中構造有作為開關的TFT，TFT的驅動能力直接影響著面板的顯示效果。
現有的液晶面板設計方案以及工程的製程能力可能會出現TFT的驅動能力不足，導致像素單元(Pixel)充電不足或者漏電嚴重，這樣的情況輕者會導致面板出現串擾(Crosstalk)和閃爍(Flicker)超規的情況，重者會影響面板的正常顯示。
因此，為了增強液晶面板的TFT驅動能力，需要一種新的液晶面板設計。
技術實現要素：
本發明提供了一種液晶面板，所述液晶面板上構造有多個像素行，每個像素行包含遮光層電極、多個像素單元以及用於驅動所述像素單元的驅動電路，其中：
所述遮光層電極為對應所述像素單元和/或所述驅動電路的遮光層；
所述遮光層電極與同一像素行的所述驅動電路的第三級緩衝和/或第二級緩衝的輸入端相連。
在一實施例中，所述遮光層電極包含第一遮光層電極，其中：
所述第一遮光層電極為對應所述像素單元的遮光層；
所述第一遮光層電極與同一像素行的所述驅動電路的第三級緩衝的輸入端相連。
在一實施例中，所述第一遮光層電極包含多個相連的遮光層小塊，其中，多個所述遮光層小塊分別對應同一像素行的多個像素單元。
在一實施例中，所述遮光層電極包含第二遮光層電極，其中：
所述第二遮光層電極為對應所述驅動電路的遮光層；
所述第二遮光層電極與同一像素行的所述驅動電路的第二級緩衝的輸入端相連。
在一實施例中，所述第二遮光層電極為所述驅動電路的第三級緩衝的薄膜電晶體對應的遮光層。
本發明還提出了一種液晶面板的製備方法，製備包含多個像素行的所述液晶面板，在每個像素行中構造遮光層電極、多個像素單元以及用於驅動所述像素單元的驅動電路，其中：
利用對應所述像素單元和/或所述驅動電路的遮光層構造所述遮光層電極；
連接所述遮光層電極與同一像素行的所述驅動電路的第三級緩衝和/或第二級緩衝的輸入端以改善所述像素單元和/或所述驅動電路中薄膜電晶體的驅動能力。
在一實施例中，所述遮光層電極包含第一遮光層電極，其中：
利用對應所述像素單元的遮光層構造所述第一遮光層電極；
連接所述第一遮光層電極與同一像素行的所述驅動電路的第三級緩衝的輸入端以改善所述像素單元中薄膜電晶體的驅動能力。
在一實施例中，將分別對應同一像素行的多個像素單元的多個遮光層小塊相連以構造所述第一遮光層電極。
在一實施例中，所述遮光層電極包含第二遮光層電極，其中：
利用對應所述驅動電路的遮光層構造所述第二遮光層電極；
連接所述第二遮光層電極與同一像素行的所述驅動電路的第二級緩衝的輸入端以改善所述驅動電路中第三級緩衝的薄膜電晶體的驅動能力。
在一實施例中，針對所述驅動電路中第三級緩衝的薄膜電晶體構造遮光層以形成所述第二遮光層電極。
相較於現有液晶面板設計，本發明的方法通過將液晶面板的特定遮光層作為遮光層電極接入驅動電路，可以使相應的TFT的有緣層(Poly)一直處於一個較高的電場中，從而使得TFT在開態時可以增大開態電流、關態時減小關態電流，進而提高液晶面板中相應的TFT的驅動能力。
本發明的其它特徵或優點將在隨後的說明書中闡述。並且，本發明的部分特徵或優點將通過說明書而變得顯而易見，或者通過實施本發明而被了解。本發明的目的和部分優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的步驟來實現或獲得。
附圖說明
附圖用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與本發明的實施例共同用於解釋本發明，並不構成對本發明的限制。在附圖中：
圖1是現有技術中的GOA電路結構示意圖；
圖2是現有技術中的液晶面板像素單元平面結構示意圖；
圖3是現有技術中的液晶面板像素單元TFT截面示意圖；
圖4是現有技術中的液晶面板像素單元TFT開關狀態示意圖；
圖5是根據本發明一實施例的GOA電路結構示意圖；
圖6是根據本發明一實施例的液晶面板像素單元TFT截面示意圖；
圖7是根據本發明一實施例的液晶面板像素單元TFT開關狀態示意圖；
圖8是根據本發明一實施例的液晶面板像素單元平面結構示意圖；
圖9是現有技術中的液晶面板GOA第三級緩衝NTFT截面示意圖；
圖10是現有技術中的液晶面板GOA第三級緩衝NTFT開關狀態示意圖；
圖11是根據本發明一實施例的GOA電路結構示意圖；
圖12是根據本發明一實施例的液晶面板GOA第三級緩衝NTFT截面示意圖；
圖13是根據本發明一實施例的液晶面板GOA第三級緩衝NTFT開關狀態示意圖。
具體實施方式
以下將結合附圖及實施例來詳細說明本發明的實施方式，藉此本發明的實施人員可以充分理解本發明如何應用技術手段來解決技術問題，並達成技術效果的實現過程並依據上述實現過程具體實施本發明。需要說明的是，只要不構成衝突，本發明中的各個實施例以及各實施例中的各個特徵可以相互結合，所形成的技術方案均在本發明的保護範圍之內。
在薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)中，體現面板顯示效果的關鍵單元包括像素單元以及驅動像素單元的驅動電路。在像素單元以及驅動像素單元的驅動電路中構造有作為開關的TFT，TFT的驅動能力直接影響著面板的顯示效果。
現有的液晶面板設計方案以及工程的製程能力可能會出現TFT的驅動能力不足，導致像素單元(Pixel)充電不足或者漏電嚴重，這樣的情況輕者會導致面板出現串擾(Crosstalk)和閃爍(Flicker)超規的情況，重者會影響面板的正常顯示。
針對上述問題，首先分析現有液晶面板的結構，在當前的液晶面板設計中，面板上主要的TFT原件包括Pixel中的Pixel TFT。通常使用驅動Pixel TFT的是GOA電路。通常GOA電路包括兩種類型：CMOS GOA和單MOS GOA。其中GOA Buffer是CMOS GOA的一部分，用於提升柵極電壓的驅動能力，其分為三級。
如圖1所示，圖1是一個現有技術的液晶面板中CMOS GOA電路的設計示意圖。CMOS GOA電路通常由邏輯電路和三級Buffer組成。其中：
100處是GOA電路的輸出端，與液晶面板有效顯示區域(AA區)的一行像素的TFT的柵極(Gate)相連。
如圖2所示，圖2是現有技術的液晶面板中一行Pixel的設計平面示意圖。其中：LS為遮光層；Po為多晶矽層(Poly)；GE為開關線(柵極，Gate)；SD為源極線以及漏極線(Source/Drain，S/D)；200處(Gate線)與圖1中100處相連，接收GOA的驅動信號。
現有技術的液晶面板中一Pixel的設計截面示意圖如圖3所示，其中：
300處：是現用的面板中Pixel TFT的柵極(Gate)；
301處：是現用的面板中Pixel TFT的源極(Source)；
302處：是現用的面板中Pixel TFT的漏極(Drain)；
310處：是現用的面板中Pixel TFT的截面圖，其中包括LS層(遮光層)，BF層(Buffer，緩衝層)，Po層(Poly，多晶矽層)，GI層(柵絕緣層)，GE(Gate，柵級)，SD(Source/Drain，S/D，源極/漏極)。
Pixel TFT的驅動狀態如圖4所示。圖4是現用面板的Pixel中TFT開關狀態示意圖。圖4中的截面圖與圖3中310部分的層級結構一致，其中：401是現用的面板的Sub Pixel中TFT開態示意圖，在柵極處加一個9V的電壓；402是現用的面板的Sub Pixel中TFT關態示意圖，在柵極處加一個-7V的電壓。
經過上述分析，想要優化Pixel TFT的驅動能力，方案之一是增加開態電流和/或減小關態電流。
因此，在本發明提出了一種新的液晶面板設計。在根據本發明一實施例的液晶面板中，相較與現有技術，Pixel TFT的有緣層(Poly)所處的電場更大，這就使得開態時更有利於載流子運動和/或關態時不利於載流子與運動。具體的，在本發明一實施例的液晶面板中，Pixel TFT的遮光層BF被作為遮光層電極與CMOSGOA的第三級緩衝的輸入端相連。LS層既可以作為有源層的遮光層又可以作為電極，這樣在每個Pixel柵極為高電位時，其對應的LS層電極為低電位；在每個Pixel柵極為低電位時，其對應的LS層電極為高電位。
如圖5所示，圖5所示是根據本發明一實施例的GOA電路的設計示意圖，CMOS GOA電路由邏輯電路和三級Buffer組成，其中：
501處是GOA電路的驅動輸出端，與AA區的一行像素的Gate相連；
502處是GOA電路第三級Buffer的輸入級。
由Pixel TFT的遮光層BF接入到502處，從而使得在每個Pixel柵極為高電位時，其對應的LS層電極為低電位；在每個Pixel柵極為低電位時，其對應的LS層電極為高電位。
進一步的，在本發明的一實施例中，主要是通過增加Pixel TFT的有緣層(Poly)所處的電場來增強Pixel TFT的驅動能力。為了避免出現電場幹擾，就要求增加的電場的施加範圍與Pixel TFT的有緣層(Poly)的範圍對應。
在現有設計中，遮光層LS的範圍通常只作為有源層(Poly層)的遮光層，如圖3所示。因此將LS接入GOA的第三級Buffer的輸入級時增強的電場也正好作用於Pixel TFT的有緣層(Poly)。因此在本發明一實施例中，並不需要改變現有設計中的Pixel TFT層級布局以及LS層的布局範圍。
進一步的，在現有設計中，如圖2中210處所示，對於液晶基板整體或是液晶基板上的一行像素而言，LS層被分割成小塊作為有源層(Poly層)的遮光層(每個小塊分別針對各個TFT的有源層(Poly層))。但是在驅動Pixel TFT時，一行像素的Gate是連接到一個GOA的輸出上的。因此，在本發明一實施例中，為了簡化布線，將每一行Pixel中的LS層小塊連接起來作為遮光層電極。
如圖6所示，圖6是根據本發明一實施例的液晶面板中一行Pixel的設計平面示意圖。其中：LS為遮光層；Po為多晶矽層(Poly)；GE為開關線(柵極，Gate)；SD為源極線以及漏極線(Source/Drain，S/D)；600處(Gate線)與圖5中501處相連，接收GOA的驅動信號。將圖2中210處所示的各個LS小塊連接，形成圖6中610處所示的一體的遮光層電極，其在620處與圖5中502處相連。
綜上，在本發明的一實施例中，相較於現有技術，在不改變現有的液晶面板基本結構設計的基礎上，液晶面板的Pixel TFT的驅動能力被大大增強。
進一步的，在本發明一實施例中，針對單一Pixel的結構如圖7所示。圖7所示是根據本發明一實施例的Pixel中TFT截面示意圖，其中：
700處是Pixel TFT的柵極(Gate)；(與圖5中501處相連)
701處Pixel TFT的源極(Source)；
702處Pixel TFT的漏極(Drain)；
710處是Pixel TFT的截面圖；
GE、GI、SD、Po、BF以及LS分別為Gate柵極、柵絕緣層、源極/漏極、多晶矽層、緩衝層以及遮光層。
由圖7可以看出，圖7所示實施例與現有方案(圖3)的不同點在於圖7中遮光層(LS)與圖5中第三級Buffer的輸入級相連(703處與502處相連)。
這樣，在Pixel TFT的開關狀態就如圖8所示。圖8為根據本發明一實施例的Pixel TFT的開關狀態截面示意圖。
801是Pixel的TFT開態示意圖，在柵極處加一個9V的電壓，由於LS層作為電極與GOA的第三級Buffer的輸入級相連，因此此時LS電極上電位為-7V。這樣，相比於現有技術方案(圖4所示)，此時Pixel TFT的有緣層(Poly)會一直處於一個較高的電場中，更有利於載流子的運動，可以增加開態電流。
802處是Pixel的TFT關態示意圖，在柵極處加一個-7V的電壓，由於LS層作為電極與GOA的第三級Buffer的輸入級相連，因此此時LS電極上電位為9V。這樣，相比於現有技術方案(圖4所示)，此時Pixel TFT的有緣層(Poly)會一直處於一個較高的反向電場中，不利於載流子的運動，可以減小關態電流。
綜上，在本發明的上述實施例中，相較於現有技術，液晶面板的Pixel TFT的驅動能力被大大增強。
進一步的，驅動Pixel TFT的是GOA電路，因此GOA的驅動能力會直接影響到Pixel TFT的運行。GOA Buffer是CMOS GOA的一部分，用於提升柵極電壓的驅動能力。本發明的發明人還針對GOA緩衝(Buffer)中的TFT進行分析。
如圖9所示，圖9是現有技術的液晶面板中GOA電路中第三級Buffer的NTFT的設計示意圖。其中：
900處是柵極(Gate)；
901處是源極(Source)；
902處是漏極(Drain)；
910處是截面圖，其中包括BF層(Buffer，緩衝層)，Po層(Poly，多晶矽層)，GI層(柵絕緣層)，GE(Gate，柵級)，SD(Source/Drain，S/D，源極/漏極)。
第三級Buffer的NTFT的工作狀態如圖10所示。圖10是現用面板的GOA電路中第三級Buffer的NTFT開關狀態示意圖。圖10中：1001是開態示意圖，在柵極處加一個9V的電壓；1002是關態示意圖，在柵極處加一個-7V的電壓。
經過上述分析，想要優化第三級Buffer的NTFT的驅動能力，方案之一是增加開態電流和/或減小關態電流。由於第三級Buffer的NTFT的層級結構與驅動狀態流程與Pixel TFT在原理以及細節上基本一致，因此，可以採用類似增強PixelTFT的驅動能力的方法來增強第三級Buffer的NTFT的驅動能力。
在本發明一實施例中，增強Pixel TFT的驅動能力的主要方法是將Pixel對應的遮光層作為遮光層電極接入GOA電路中第三級Buffer的輸入端。但是在現有設計中，GOA電路中第三級Buffer的NTFT是沒有相應的遮光層的(如圖9以及圖10所示)，因此在本發明一實施例中，對GOA電路中第三級Buffer的NTFT的層級結構進行調整，為其增加遮光層(LS)。
具體的，如圖11以及圖12所示，圖11所示是根據本發明一實施例的GOA電路的設計示意圖，CMOS GOA電路由邏輯電路和三級Buffer組成，其中：
1101處是GOA電路的驅動輸出端，與AA區的一行像素的Gate相連；
1102處是GOA電路第二級Buffer的輸入級。
圖12所示是根據本發明一實施例的GOA電路中第三級Buffer的NTFT截面示意圖，其中：
1200處是Pixel TFT的柵極(Gate)；
1201處Pixel TFT的源極(Source)；
1202處Pixel TFT的漏極(Drain)；
1210處是Pixel TFT的截面圖；
GE、GI、SD、Po以及BF分別為Gate柵極、柵絕緣層、LS層、源極/漏極、多晶矽層以及緩衝層。
圖12的設計與現有技術(圖9)的區別在於增加了LS遮光層，並進一步的，LS層在1203處與圖11的1102處(GOA電路第二級Buffer的輸入級)相連。
這樣，在GOA電路中第三級Buffer的NTFT的開關狀態下就如圖13所示。圖13為根據本發明一實施例的GOA電路中第三級Buffer的NTFT的開關狀態截面示意圖。1301是開態示意圖，在柵極處加一個9V的電壓，由於LS層作為電極與GOA的第二級Buffer的輸入級相連，因此此時LS電極上電位為-7V。這樣，相比於現有技術方案(圖10所示)，此時有緣層(Poly)會一直處於一個較高的電場中，更有利於載流子的運動，可以增加開態電流。
1302處是Pixel的TFT關態示意圖，在柵極處加一個-7V的電壓，由於LS層作為電極與GOA的第二級Buffer的輸入級相連，因此此時LS電極上電位為9V。這樣，相比於現有技術方案(圖10所示)，此時有緣層(Poly)會一直處於一個較高的反向電場中，不利於載流子的運動，可以減小關態電流。
綜上，在本發明的上述實施例中，相較於現有技術，液晶面板的GOA電路中第三級Buffer的驅動能力被大大增強。
綜合上述分析過程以及實施例，本發明提出了一種新的液晶面板設計。在本發明一實施例中，液晶面板上構造有多個像素行，每個像素行包含遮光層電極、多個像素單元以及用於驅動所述像素單元的驅動電路，其中：
遮光層電極為對應像素單元和/或驅動電路的遮光層；
遮光層電極與同一像素行的驅動電路的第三級緩衝和/或第二級緩衝的輸入端相連。
具體的，在一實施例中，遮光層電極包含第一遮光層電極，其中：第一遮光層電極為對應像素單元的遮光層；第一遮光層電極與同一像素行的驅動電路的第三級緩衝的輸入端相連。進一步的，第一遮光層電極包含多個相連的遮光層小塊，其中，多個遮光層小塊分別對應同一像素行的多個像素單元。
在另一實施例中，遮光層電極包含第二遮光層電極，其中：第二遮光層電極為對應驅動電路的遮光層；第二遮光層電極與同一像素行的驅動電路的第二級緩衝的輸入端相連。進一步的，第二遮光層電極為驅動電路的第三級緩衝的薄膜電晶體對應的遮光層。
對應本發明提出的液晶面板設計，本發明還提出了一種液晶面板的製備方法。在一實施例中，製備包含多個像素行的液晶面板，在每個像素行中構造遮光層電極、多個像素單元以及用於驅動像素單元的驅動電路，其中：利用對應像素單元和/或驅動電路的遮光層構造遮光層電極；連接遮光層電極與同一像素行的驅動電路的第三級緩衝和/或第二級緩衝的輸入端以改善像素單元和/或驅動電路中薄膜電晶體的驅動能力。
具體的，在一實施例中，本發明的方法中的遮光層電極包含第一遮光層電極，其中：利用對應像素單元的遮光層構造第一遮光層電極；連接第一遮光層電極與同一像素行的驅動電路的第三級緩衝的輸入端以改善像素單元中薄膜電晶體的驅動能力。進一步的，將分別對應同一像素行的多個像素單元的多個遮光層小塊相連以構造第一遮光層電極。
在另一實施例中，本發明的方法中的遮光層電極遮光層電極包含第二遮光層電極，其中：利用對應驅動電路的遮光層構造第二遮光層電極；連接第二遮光層電極與同一像素行的驅動電路的第二級緩衝的輸入端以改善驅動電路中第三級緩衝的薄膜電晶體的驅動能力。進一步的，針對驅動電路中第三級緩衝的薄膜電晶體構造遮光層以形成第二遮光層電極。
綜上，本發明將液晶面板的特定遮光層作為遮光層電極接入驅動電路。相較於現有技術，本發明的液晶面板中相應的TFT的有緣層(Poly)一直處於一個較高的電場中，從而使得TFT在開態時可以增大開態電流、關態時減小關態電流，進而提高液晶面板中相應的TFT的驅動能力。
進一步的，雖然上述具體實施例主要針對液晶面板Pixel的TFT以及GOA第三級緩衝的NTFT的驅動能力進行增強。但本發明的應用領域並不限於此。在本發明其他實施例中，可以基於將遮光層接入電路的方法來增強其他設備或應用單元模塊的驅動能力。
雖然本發明所公開的實施方式如上，但所述的內容只是為了便於理解本發明而採用的實施方式，並非用以限定本發明。本發明所述的方法還可有其他多種實施例。在不背離本發明實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變或變形，但這些相應的改變或變形都應屬於本發明的權利要求的保護範圍。