一種液晶面板及包含該液晶面板的顯示裝置的製作方法

2023-05-23 15:49:16 1

專利名稱：一種液晶面板及包含該液晶面板的顯示裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種液晶面板，具體涉及在液晶面板的像素區域內電極布線結構。
背景技術：
隨著液晶面板應用範圍的擴展，液晶面板本身也獲得更好的發展。為了提 高液晶面板的顯示質量，降低液晶顯示器的功耗，現有的液晶面板一般採用點 反轉驅動技術，以提高液晶面板的顯示質量，但會導致源驅動器的功耗增大。參閱圖l，示出現有技術液晶面板的局部等效電路結構圖。如圖1所示，該液晶面板包括NxM個像素單元(圖中僅示出3x4個像素單元)，其中N為 像素單元的列數，M為像素單元的行數。每個像素單元10包括選通線Gl、選 通線G2、選通線G3......和數據線D1、數據線D2、數據線D3......以及薄膜電晶體IOI、存儲電容102和液晶電容103。公共線11形成在各選通線之間。其 中，存儲電容102的一端是像素電極(未圖示)，另一端是存儲電極(未圖示)； 液晶電容103—端是像素電極(未圖示)，另一端是對置電極(未圖示)。薄膜 電晶體101的柵極(未圖示)電連接選通線，源極(未圖示))電連接數據線， 漏極(未圖示)經由通孔(未圖示)電性連接到像素電極(未圖示)。在圖1所示的液晶顯示面板的結構中，相鄰兩列相同極性的像素單元10 電性連接同一根數據線，在一幀時間內，對不同選通線輸入選通脈沖即掃描不 同先通線時，單根數據線因電性連接的像素單元極性相同，故一幀內，單根數 據線輸入的電壓值幅度變化小，可相對減小源驅動器的功耗。參閱圖2，其示出圖1中液晶面板的驅動仿真圖。在每幀交替時，單根數 據線將數據電壓極性反轉地提供給各像素單元10。例如，第n幀時，高於公 共電壓Vcom的數據電壓被施加到像素電極，此時像素單元為正極性，以(+ ) 表示，第n+l幀時，低於公共電壓Vcom的數據電壓被施加到像素電極，此時 像素單元為負極性，以(+ )表示。當選通脈衝施加到相應的選通線，與該選 通線相連接的薄膜電晶體101導通，數據電壓施加到像素電極(未圖示)，液 晶電容102和存儲電容103 #1充電，當施加到相應的選通線的選通脈衝關閉， 與該選通線相連接的薄膜電晶體101斷開，像素電極(未圖示)保持一個被充電後的電壓值，直至薄膜電晶體101再次導通。第n幀內，向數據線施加15V的數據電壓，在施加開啟掃描信號後，選通 線為高電平時，與該選通線相連接的薄膜電晶體導通，通過該薄膜電晶體，數 據線上15V的像素電壓對像素單元的液晶電容充電，像素電極(未圖示)上的 像素電壓達到與目標數據電壓相同的電壓值，但在掃描信號關閉瞬間，像素電 壓由於掃描信號關閉動作產生一個下降的饋通電壓AVp。掃描信號關閉後，選 通線為低電平，與該選通線相連接的薄膜電晶體斷開，像素電極(未圖示)上 維持12. 5V左右的像素電壓。公共電壓Vcom為恆定5V電壓，液晶電容兩端的 液晶電壓維持7. 5V左右的正極性電壓。第n+l幀到來時，在施加開啟掃描信號後，選通線為高電平時，與該選 通線相連接的薄膜電晶體導通，通過該薄膜電晶體，數據線上OV的像素電壓 對像素單元的液晶電容充電，像素電極(未圖示)上的像素電壓達到與目標數 據電壓相同的電壓值，但在掃描信號關閉瞬間，像素電壓由於掃描信號關閉動 作產生一個下降的饋通電壓AVp，掃描信號關閉後，選通線為低電平時，與該 選通線相連接的薄膜電晶體斷開，像素電極上維持負2. 5V左右的像素電壓。 公共電壓Vcom為5V，液晶電容兩端的液晶電壓仍維持7. 5V左右的負極性電 壓。現有技術的平面控制型(IPS )液晶面板和邊緣場效應型(FFS)液晶面板的 LCD裝置的驅動電路，提供恆定的DC值(即直流電壓)作為公共電壓，且在 不同幀，將正負極性的數據電壓交替提供給數據線，施加到像素單元中液晶電 容(未圖示)兩端的液晶電壓的極性與大小，依賴於數據電壓的極性與大小和 公共電壓大小，為了將液晶電壓穩定到所需值，必須使用具有較大輸出電壓差 的源極驅動器，以將高電壓施加到像素單元10,這會增加源極驅動器的功耗， 提高液晶面板的使用成本。 發明內容本發明所要解決的技術問題是提供一種液晶面板，該液晶面板減小源驅動 器的功耗，降低液晶面板的使用成本。本發明一種液晶面板，包括多個像素單元，每個像素單元包括選通線，數 據線，像素電極，薄膜電晶體，所述液晶面板同一行像素單元中，第一像素單元的公共電極通過第一公共線電性連接，第二像素單元的公共電極通過第二 公共線電性連接。優選的，單根數據線電性連接相鄰兩列像素單元中第 一像素單元或第二像 素單元。優選的，單根選通線電性連接相鄰兩行像素單元中所有奇數列像素單元或 連接相鄰兩行像素單元中所有偶數列像素單元。優選的，所述第一像素單元被輸入正極性電壓，第二像素單元被輸入負極 性電壓。優選的，所述第一公共線連接第一公共電壓,所述第二公共線連接第二公 共電壓。優選的，所述第一公共電壓與第二公共電壓為交流電壓，且在同一幀內極 性相反。優選的，所述交流電壓為方波形交流電壓。優選的，第一公共電壓和第二公共電壓的極性隨輸入相應數據線的被施加 的數據電壓極性的變化而變化。優選的，所述液晶面板是平面控制型液晶面板、邊緣場效應型液晶面板、 或扭曲向列型液晶顯示面板。優選的，在薄膜電晶體開啟之前，數據電壓被施加到數據線。優選的，所述扭曲向列型液晶顯示面板的公共電極是形成存儲電容的電極。本發明還公開包括上述液晶面板的顯示裝置。與現有技術相比，本發明具有以下優點本發明在控制模式的液晶顯示板中設置第一公共線Vcoml和第二公共線 Vcom2，第一像素單元的公共電極通過第一公共線Vcoml電性連接，第二像素 單元的公共電極通過第二公共線Vcom2電性連4妄。本發明的第一/>共電壓 Vcoml和第二公共電壓Vcoii^在數據電壓為高電平時，變換為低電平；在數據 電壓為低電平時，變換為高電平，配合數據電壓變化，使具有10V電壓差的源 極驅動器就可以給液晶施加7. 5V電壓，而現有:R術中，只有具有15V電壓差 的源極驅動器才可給液晶施加7. 5V電壓，因此，本發明的源極驅動器輸出電壓差較小，可減少源極驅動器功耗。


圖1為現有技術液晶面板的局部等效電路結構； 圖2為圖1中液晶面板的驅動仿真圖； 圖3為本發明液晶面板部局平面結構示意圖； 圖4為本發明的第一實施例IPS液晶面板平面結構示意圖； 圖5為上下基板組合後沿圖4A-A，的剖視圖； 圖6為本發明液晶面板局部等效電路結構圖； 圖7為本發明公共電壓的時序圖； 圖8為本發明液晶面板的驅動仿真圖； 圖9為本發明第二實施例FFS液晶面板平面結構示意圖； 圖IO為上下基板組合後沿圖9中B-B，的剖視圖。
具體實施方式
為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。參閱圖3，圖3為本發明液晶面板部局平面結構示意圖，本發明在平面控 制模式的液晶顯示板具有第一像素單元、第二像素單元、第一公共線和第二公 共線，各行像素單元中的第一像素單元的公共電極通過第一公共線電性連接， 第二像素單元的公共電極通過第二公共線電性連接。第一公共線和第二公共線 分別連接第一公共電壓和第二公共電壓，第一/>共電壓和第二公共電壓施加招^ 性相反的交變電壓，配合數據信號的變化驅動像素單元。為描述方便在此僅示出布有選通線、數據線、公共線及薄膜電晶體(TFT) 等結構的陣列基板(Array基板)，而與陣列基板相對設置的彩色濾色器基板 (CF基板)並未在圖4中示出。如圖3所示，在本發明中第一公共線41電連 接至第一公共電壓Vcoml,第二公共線42電連接至第二公共電壓Vcom2。當液 晶面板工作時，在第n幀內，與第一公共線41及第二公共線42所電性連接的 象素單元極性相反，其中，第一公共線41電性連接正極性像素單元的公共電 極，第二公共線42電性連接負極性像素單元的公共電極。當變換到第n+l幀 時，各像素單元的極性轉換，第一公共線41電性連接至負極性像素單元的公共電極，第二公共線42電性連接至正極性像素單元的公共電極。在本發明中，配合數據信號的變化，第一公共電壓Vcoml和第二公共電壓Vcom2亦進行電壓 交變，從而進行像素單元的極性反轉。第一公共電壓Vcoml和第二/>共電壓 Vcom2進行電壓交變的具體實施方式
，將參照圖5是行詳細說明。參閱圖4,示出本發明的第一實施例平面控制型(IPS)液晶面板部分像 素布圖結構，為清晰描述像素單元的結構，在圖4中，針對彩色濾色器基板僅 示出黑色矩陣(BM),而並未示出彩色濾色器等結構。與一般液晶面板不同的 是，這種IPS面板將像素電極和對置電極(本實施例中稱為公共電極)平行設 置在陣列基板上。，各行像素單元的第一像素單元的公共電極70通過第一公共 線71連接在一起，並施加第一公共電壓Vcoml;各行像素單元的第二像素單 元的公共電極70通過第二/>共線72連接在一起，並施加第二公共電壓Vcom2。 薄膜電晶體701接收選通線74的開啟描掃信號，將數據線73上的數據電壓施 加給液晶電容的像素電極75 (在本實施例中液晶電容的兩個電極分別是公共 電極70及像素電極75),液晶電容開始充電，其兩端電壓上升至接近數據電 壓，液晶電容與具備公共電壓的公共電極70形成水平電場，液晶根據該兩電 極間的電場大小來旋轉角度，從而控制光透過率進行灰階顯示。另外，每個像 素單元還包括一個存儲電容，該存儲電容的兩個電極是存儲電極(未圖示)及 像素電極。參閱圖5,示出沿圖4A-A的剖視圖，液晶面板主要包括上基板、下基板、 和液晶，液晶分布在上基板和下基板之間。上基板為彩色濾光片基板，其主要 包括上玻璃基板80,附在上玻璃基板上的濾色器80a, 80b(其中濾色器具有 三基色，80a代表紅色，80b代表綠色，藍色圖中未示出)和黑色矩陣81,黑 色矩陣81設置在濾色器之間，兩端與濾色器部分重疊，以防止漏光。下基板為陣列基板，包括下玻璃基板83，第一金屬層和柵絕緣層85，第 一金屬層上覆蓋柵絕緣層85，第二金屬層和鈍化層86,第二金屬層上覆蓋鈍 化層86。第一金屬層包括公共電極70和第二公共線72，第二公共線72兩端分別 與公共電極70的部分分支相電性連接。第二公共線72正上方對應上基板的黑 色矩陣81,黑色矩陣81可完全遮住第二公共線72，以防止漏光，第一金屬層上覆蓋柵絕緣層85,防止第一金屬層與第二金屬層電連接，及第一金屬層的 各公共電極70電連接。第二金屬層設置在柵絕緣層85上，第二金屬層包括像素電極75和數據線 73,第二金屬層上覆蓋鈍化層86。上下基板組合後，第一公共線的位置和結構特徵等與第二公共線類似，這 裡不再贅述。參閱圖6，示出本發明液晶面板局部等效電路結構圖，選通線G1、選通線 G2、選通線G3......和數據線D1、數據線D2、數據線D3......交叉形成，任兩條選通線之間設置第一公共線31和第二公共線32，第一公共線連接第一公共電 壓Vcoml，第二公共線連接第二/>共電壓Vcom2。在像素單元呈現點反轉驅動 的模式下，各像素單元30的極性與其相鄰的上下左右像素單元極性相反，有 序間隔排列，使同極性的像素單元30不相鄰。像素單元30包括薄膜電晶體 301、存儲電容302和液晶電容303。每根數據線電性連接相鄰兩列像素單元 中極性相同的像素單元，選通線Gn電性連接相鄰兩行像素單元中所有奇/偶數 列的像素單元，選通線Gn+1電性連接相鄰兩行像素單元中所有偶/奇數列的像 素單元。例如，數據線D2電性連接該第一列及第二列像素單元所有負極性像 素單元。選通線G2電性連接第一行像素單元中的所有正極性像素單元和第二 行像素單元的所有負極性像素單元。參閱圖7，為本發明公共電壓的時序圖，如圖7所示，第一公共電壓Vcoml 和第二公共電壓Vcom2為矩形方波，在同一幀中第一公共電壓Vcoml和第二公 共電壓Vcom2具有相反極性，且隨著時序變化，第一/>共電壓Vcoml和第二/> 共電壓Vcom2各自的極性亦發生變換。如，第一幀，第一公共電壓Vcoml為高 電平，第二公共電壓Vcom2為低電平；第二幀，第一公共電壓Vcoml為低電平， 第二公共電壓Vcom2為高電平。參閱圖8，其示出本發明液晶面板的驅動仿真圖，該仿真圖是液晶面板具 有以下參數時取得的象素單元中薄膜電晶體(TFT)的寬長比(W/L)為17/5. 3 (um)，存儲電容(Cst)為479fF,薄膜電晶體中柵極與源極之間的寄生電容 (Cgs)為29, 6fF,液晶電容(Clc)為85fF。第n幀內，向數據線施加10. 5V的數據電壓，在選通線被輸入開啟掃描信號，選通線為高電平時，與該選通線相電性連"^妻的薄膜電晶體導通，通過該薄膜電晶體，數據線上IO. 5V的電壓對像素單元的液晶電容充電，像素電極上的像素電壓達到與目標數據電壓相同的電壓值，但在掃描信號關閉瞬間，由於掃描信號的關閉動作，像素電壓產生一個下降的饋通電壓△ Vp,掃描信號關閉後，選通線為低電平時，與該選通線相電性連接的薄膜電晶體斷開，像素電極上維持7. 5V左右的像素電壓。此時，第一公共電壓Vcoml為低電平，約為0V，液 晶電容兩端的液晶電壓維持7. 5V左右的正極性電壓。當第一公共電壓Vcoml由低電平0V變為高電平5V時，因電容耦合效應， 像素電極上的像素電壓也由原來的7. 5V變成12. 5V (圖6中"Vcoml耦合"部 分)，液晶電容兩端的液晶電壓維持7. 5V左右的正極性電壓。第n+l幀到來時，在選通線被輸入開啟掃描信號後，選通線為高電平時， 與該選通線相連接的薄膜電晶體導通，通過該薄膜電晶體，數據線上O. 5V的 電壓對像素單元的液晶電容充電，像素電極(未圖示)上的像素電壓達到與目 標數據電壓相同的電壓值，在掃描信號關閉瞬間，像素電壓由於掃描信號關閉 動作產生一個下降的饋通電壓AVp，掃描信號關閉後，選通線為低電平時，與 該選通線相連接的薄膜電晶體斷開，像素電極上維持負2. 5V左右的像素電壓。 此時，第一/>共電壓Vcoml為5V，液晶電容兩端的液晶電壓仍維持7. 5V左右 的負極性電壓。同理，與第一公共電壓Vcoml高、低電平相同，極性相反的第二公共電壓 Vcom2,配合數據在線施加的數據電壓變化，也可在施加較小的電壓到數據線 時，讓液晶兩端保持所需的電壓。由上述分析可知，本發明的第一公共電壓Vcoml和第二公共電壓Vcom2在 數據在線施加的數據電壓為高電平時，變換為低電平；在數據在線施加的數據 電壓為低電平時，變換為高電平，配合數據電壓變化，使具有10V電壓差的源 極驅動器就可以給液晶施加7. 5V電壓，而現有技術中，只有具有15V電壓差 的源極驅動器才可給液晶施加7. 5V電壓(具體可參見圖2)， 因此，本發明 的源極驅動器輸出電壓差較小，可減少源極驅動器功耗。參閱圖9，示出本發明的第二實施例FFS型液晶面板部分平面圖，為清晰 描述像素單元的結構，在圖5中，針對彩色濾色器基板僅示出黑色矩陣(BM),而並未示出彩色濾色器等結構。各行像素單元中的第一像素單元的公共電極90通過第一公共線91連接在一起，並施加第一/>共電壓Vcoml;各行-像素單 元中的第二像素單元的公共電極90通過第二公共線92連接在一起，並施加第 二公共電壓Vcom2。薄膜電晶體901接收選通線94的開信號，將數據線93上 的數據電壓施加給液晶電容，液晶電容開始充電，其兩端電壓達到接近目標數 據電壓值，液晶95電壓與具備公共電壓的公共電極90形成水平電場，液晶根 據該兩電極間的電場大小來旋轉角度，從而控制光透過率進行灰階顯示。參閱圖IO，示出沿圖9中B-B剖視圖，液晶面板主要包括上基板、下基 板、和液晶，液晶分布在上基板和下基板之間。上基板為彩色濾光片基板，其 主要包括上玻璃基板IOO,附在上玻璃基板100上的濾色器100a， 100b(其中 濾色器具有三基色，80a代表紅色，80b代表綠色，藍色圖中未示出)和黑色 矩陣IIO,黑色矩陣IIO設置在濾色器之間，兩端與濾色器部分重疊，以防止 漏光。下基板為陣列基板，包括下玻璃基板130,第一金屬層和柵絕緣層150, 第一金屬層上覆蓋柵絕緣層150,第二金屬層和鈍化層160，第二金屬層上覆 蓋鈍化層86。第一金屬層包括公共電極90和第二公共線92，第二公共線92兩端分別 部分覆蓋部分公共電極90。第二公共線92正上方對應上基板的黑色矩陣110, 黑色矩陣110可完全遮住第二公共線92，以防止漏光，第一金屬層覆蓋柵絕 緣層150，防止第一金屬層與第二金屬層電連接。第二金屬層包括像素電極95和數據線93，數據線93設置在柵絕緣層150 上，數據線170上覆蓋鈍化層160,鈍化層160上設置像素電極90。上下基板組合後，第一公共線的位置和結構特徵等與第二公共線類似，這 裡不再贅述。本發明的實施例中僅以IPS和FFS為例進行說明，根據本發明的構思這樣 的液晶面板結構同樣可以應用到其他類型的液晶面板中，例如扭曲向列型(TN ) 液晶顯示面板等，在TN液晶面板中的各像素單元的公共電極是形成存儲電容 的電極，且需要對CF基板上的對置電極輸入第三公共電壓。各像素單元的公 共電極的連接方式與IPS和FFS相似，在此不再贅述。以上對本發明所提供的液晶面板，進行了詳細介紹，本文中應用了具體個 例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發 明的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明 書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1、一種液晶面板，包括多個像素單元，每個像素單元包括選通線，數據線，像素電極，薄膜電晶體，其特徵在於所述液晶面板同一行像素單元中，第一像素單元的公共電極通過第一公共線電性連接，第二像素單元的公共電極通過第二公共線電性連接。
2、 如權利要求1所述的液晶面板，其特徵在於，單根數據線電性連接相 鄰兩列像素單元中第 一像素單元或第二像素單元。
3、 如權利要求1所述的液晶面板，其特徵在於，單根選通線電性連接相 鄰兩行像素單元中所有奇數列像素單元或連接相鄰兩行像素單元中所有偶數 列像素單元。
4、 如權利要求1所述的液晶面板，其特徵在於，所述第一像素單元被輸 入正極性電壓，第二像素單元被輸入負極性電壓。
5、 如權利要求1所述的液晶面板，其特徵在於，所述第一公共線連接第 一公共電壓，所述第二公共線連接第二公共電壓。
6、 如權利要求5所述的液晶面板，其特徵在於，所述第一公共電壓與第 二公共電壓為交流電壓，且在同一幀內極性相反。
7、 如權利要求6所述的液晶面板，其特徵在於，所述交流電壓為方波形 交;充電壓。
8、 如權利要求5所述的液晶面板，其特徵在於，第一公共電壓和第二公 共電壓的極性隨輸入相應數據線的被施加的數據電壓極性的變化而變化。
9、 如權利要求1至8中任意一項所述的液晶面板，其特徵在於，所述液 晶面板是平面控制型液晶面板、邊緣場效應型液晶面板、或扭曲向列型液晶顯 示面板。
10、 如權利要求9所述的液晶面板，其特徵在於，在薄膜電晶體開啟之前， 數據電壓被施加到數據線。
11、 如權利要求9所述的液晶面板，其特徵在於，所述扭曲向列型液晶顯 示面板的公共電極是形成存儲電容的電極。
12、 一種包括如權利要求1至11中任意一項所述的液晶面板的顯示裝置。
全文摘要
本發明涉及一種液晶面板，包括多個像素單元，每個像素單元包括選通線，數據線，像素電極，薄膜電晶體，其特徵在於所述液晶面板的第一像素單元的公共電極通過第一公共線電性連接，第二像素單元的公共電極通過第二公共線電性連接。所述第一公共線連接第一公共電壓，所述第二公共線連接第二公共電壓。所述第一公共電壓與第二公共電壓為交流電壓，且同一幀內極性相反。本發明液晶面板可減小源驅動器的功耗，降低液晶面板的使用成本。
文檔編號G02F1/1362GK101261414SQ200810090489
公開日2008年9月10日 申請日期2008年4月21日 優先權日2008年4月21日
發明者廖家德, 簡廷憲, 邱鬱雯, 鍾德鎮 申請人:崑山龍騰光電有限公司