专利名称：高显示质量的双闸极显示面板的制作方法
高显示质量的双闸极显示面板
技术领域：
本发明为有关一种显示面板，特别是关于一种高显示质量的双间极显示面板。背景技术：
请参阅图1，在传统主动矩阵式的液晶显示器(LCD)中，其单闸极电路架构的每个画素具有一薄膜晶体管(TFT) 10，其闸极连接至水平方向的扫描线12，源极连接至垂直方向的数据线14，汲极则连接至画素电极，邻行的薄膜晶体管10有各自连接的数据线14。以下介绍此传统电路架构的基本操作方式，在水平方向上的同一条扫描线12上， 所有薄膜晶体管10的间极都连接在一起，所以施加电压是连动的，若在某一条扫描线12上施加足够大的正电压，则此条扫描在线所有的薄膜晶体管12都会被打开，此时该条扫描线 12上的画素电极，会与垂直方向的数据线14连接，而经由垂直数据线14送入对应的视讯信号，以将画素电极充电至适当的电压。接着施加足够大的负电压，关闭薄膜晶体管10，直到下次再重新写入信号，其间使得电荷保存在液晶电容上；此时再启动一条水平扫描线12， 送入其对应的视讯信号。如此依序将整个画面的视讯数据写入，再重新自第一条重新写入信号。上述单闸极电路架构由于数据线14的数量过多，因此其消耗在源极芯片上的成本相当高，而为了减少此成本的消耗，后来的技术提出了一种双闸极电路架构，也就是如图 2所示，相邻两行的薄膜晶体管16共享同一条数据线18，这样一来，就可以减少资料线18 的使用数量，进而降低源极芯片的制造成本。但是对于上述所提供的技术而言，其从电路布局来观察，如图3所示，扫描线20与共通电极线22属同一层金属层，且相距极近，所以在制作过程中，若有粒子不小心掉入面板当中，容易在制程完成后导致扫描线20与共通电极线22发生短路，进而导致面板显示上有横条暗线或是亮线等线不良问题，除此之外，因为在相邻扫描线20与相邻资料线18的二个电极层M为分别二个画素的画素显示区，而共通电极线22占到电极层M的透光区域的面积，使电极层M扣掉形成共通电极线22的金属层的透光区域部分变少，进而让整个面板的开口率有所损失。
发明内容本发明主要目的，在于提供一种高显示质量的双闸极显示面板，其在同一道制程中，利用一金属层形成晶体管的源、汲极、数据线以及共通电极线，并将共通电极线置于相邻两行的晶体管之间，如此可提升显示面板的开口率，并避免扫描线与共通电极线在运作时发生短路。为达上述目的，本发明提供一种高显示质量的双闸极显示面板，包含多条平行的扫描线与多条平行的数据线，扫描线包含有一第一扫描线与一第二扫描线，而数据线与扫描线互相垂直，并与多条共通电极线互相平行，且此些数据线中包含一第一资料线，共通电极线中包含一第一共通电极线与一第二共通电极线，显示面板还包含由资料线、扫描线、与
4共通电极线互相连接的多个双间极画素单元，每一个双间极画素单元连接一数据线、二扫描线与二共通电极线，每一条共通电极线分别位于相邻两行的双闸极画素单元之间，且连接其相邻两行的双间极画素单元，每一个双间极画素单元包含第一画素与第二画素，第一画素连接第一扫描线、第一共通电极线与第一数据线，而第二画素连接第二扫描线、第二共通电极线与第一资料线，该第一、第二画素位于第一扫描线与该第二扫描线的相异两侧，第一、第二共通电极线分别传输一第一共通电极讯号至第一画素与第二画素中，且第一数据线传输一数据讯号至第一画素与第二画素中，第一、第二扫描线则分别控制第一、第二画素接收数据讯号。
下面结合附图和实施例对发明进一步说明图1与图2为现有技术的显示面板的电路示意图；图3为现有技术的显示面板的电路布局(layout)结构示意图；图4为本发明的液晶显示面板的电路示意图；图5为本发明的双闸极画素单元的电路示意图；图6为本发明的液晶显示面板的第一实施例的电路布局结构示意图；图7为本发明的液晶显示面板的电路布局结构的局部放大示意图；图8为图6的电路布局结构中沿A-A’切线的结构剖视图；图9为本发明的液晶显示面板的第二实施例的电路布局结构示意图；图10为本发明的液晶显示面板的第三实施例的电路布局结构示意图。
具体实施方式
本发明主要设计是在同一道制程中，利用一金属层形成晶体管的源、汲极、数据线以及共通电极线，并将共通电极线置于相邻两行的晶体管之间，首先请参阅图4。本发明的液晶显示面板的等效电路包含多条平行的扫描线观与多条平行的数据线沈，扫描线观包含有一第一扫描线282与一第二扫描线观4，数据线沈与扫描线观互相垂直，且数据线沈中包含一第一资料线262。本发明的液晶显示面板还包含以矩阵方式排列的多个双闸极画素单元32，并以数据线26、扫描线观与共通电极线30彼此连接而成，多条扫描线观与多条共通电极线30垂直交会，每一条共通电极线30分别位于相邻两行的双间极画素单元32之间，并连接相邻两行的双间极画素单元32，且共通电极线30包含一第一、第二共通电极线302、304。每一个双闸极画素单元32连接一条数据线沈、二条扫描线观与二条共通电极线30，同一行的双闸极画素单元32会共享同一条数据线沈与共通电极线30，同一列的双闸极画素单元32会共享同一条扫描线28。每一个双闸极画素单元32中的组件的连接关系与位置关系都相同， 以一个双闸极画素单元32为例，并将第一、第二扫描线观2、观4、第一资料线沈2、第一、第二共通电极线302、304与一双闸极画素单元32彼此之间的连接与位置关系介绍如下。请同时参阅图5，每一个双闸极画素单元32包含一第一、第二画素34、36，而第一画素34包含一第一薄膜晶体管342及其对应连接的一第一液晶电容346、一第一储存电容 344，第二画素36包含一第二薄膜晶体管362及其对应连接的一第二液晶电容366、一第二储存电容364，且第一、第二画素34、36分别设于第一扫描线282与第二扫描线观4的相异两侧，第一共通电极线302及第二共通电极线304设于第一资料线沈2的相异两侧，第一、 第二画素34、36设于第一资料线沈2的相异两侧。第一薄膜晶体管342的闸极连接第一扫描线观2，其源极连接第一数据线沈2，其汲极连接第一液晶电容346与第一储存电容344的一端，第一液晶电容346的另一端连接一彩色滤光片(CF)端的共通电极，以接收一第一共通电极讯号，第一储存电容344的另一端连接第一共通电极线302，第一资料线沈2与第一共通电极线302分别传输一数据讯号与一第二共通电极讯号至第一薄膜晶体管342中，且第一扫描线282控制第一薄膜晶体管 342接收该数据讯号，进而控制第一液晶电容346的充放电，而第一储存电容344用来维持第一液晶电容346两端的电位差，以防第一液晶电容346漏电的情况发生。同样地，第二薄膜晶体管362的闸极连接第二扫描线观4，其源极连接第一数据线 262，其汲极连接第二液晶电容366与第二储存电容364的一端，第二液晶电容366的另一端连接彩色滤光片端的共通电极，以接收第一共通电极讯号，第二储存电容364的另一端连接第二共通电极线304，第一资料线262与第二共通电极线304分别传输数据讯号与第二共通电极讯号至第二薄膜晶体管362中，且第二扫描线284控制第二薄膜晶体管362接收该数据讯号，进而控制第二液晶电容366的充放电，而第二储存电容364用来维持第二液晶电容366两端的电位差，以防第二液晶电容366漏电的情况发生。上述本发明的电路设计可应用于垂直配向式(VA type)、扭转向列式(TN type)、 平面转换式(IPS type)的液晶或是有有机缘膜的画素设计。请继续参阅图4，本发明的液晶显示面板的作动描述如下，首先每一条共通电极线 30与数据线沈分别传输一第一共通电极讯号与一数据讯号至连接的储存电容40与薄膜晶体管38中，且每一个液晶电容42接收一第一共通电极讯号。接着利用扫描线观由上而下依序控制每一行的薄膜晶体管38接收该数据讯号，进而控制液晶电容42的充放电，同时连接液晶电容42的储存电容40则用来维持液晶电容42两端的电位差。请继续参阅其电路布局结构示意图，以下请同时参阅图6与图7。图7为图6中虚线方框中的画素电极结构的放大示意图，此虚线方框中所有的组件包含二由电极层70形成的画素电极、二颗薄膜晶体管44、46及其周围的布线，薄膜晶体管44、46为N型，而图6则是以此虚线方框中的画素电极结构为单元，彼此利用扫描线(Gate line)48、数据线(Data line) 50、及共通电极线52相互连接而构成的数组液晶显示面板的第一实施例。且，由于画素电极结构在显示面板上是以矩阵方式排列，因此同一行的画素电极结构会共享同一条数据线50，同一列的画素电极结构会共享同一条扫描线48与共通电极线52。每一个画素电极结构中的组件的连接关系与位置关系都相同，兹以一个画素电极结构为例，陈述如下。为了清楚说明实施方式，以下请同时参阅图7与图8，图8为图7的电路布局结构中沿A-A’切线的剖视图，可表达出图7中所包含的组件的上下堆栈关系。图7为一画素电极结构，其主要包含一透明基板58、一第一数组画素与一第二数组画素，第一、第二数组画素系分别形成第一、第二薄膜晶体管44、46、第一、第二画素电极71、73，以及第一、第二扫描线92、94。第一、第二数组画素系由一第一金属层60、一绝缘层62、一半导体层64、一第二金属层66、一保护层68、一电极层70所形成，而液晶层设在电极层上70。保护层68为一绝缘材质，其与绝缘层62的材质皆为氮化硅，电极层70的材质为氧化铟锡(ITO)，且此电极层70形成与第一、第二薄膜晶体管44、46分别连接的第一、第二画素电极71、73，此第一、第二画素电极71、73分别位于第一、第二薄膜晶体管44、46的上方与下方。第一金属层60设于透明基板58上，以形成一第一薄膜晶体管44的闸极78、一第二薄膜晶体管46的闸极80、一第一扫描线92、一第二扫描线94，然在第一金属层60形成时，同时分别将第一、第二扫描线92、94与第一、第二薄膜晶体管44、46的闸极78、80形成为相连的线路，第一金属层60上形成后其上形成有绝缘层62，绝缘层62于二薄膜晶体管44、46上作为间极绝缘层。绝缘层62上设有半导体层64，此半导体层64分为上下二层结构，其下层为一非晶硅层(a-Si) 72，直接设于绝缘层62上，其上层为一 η+掺杂非晶硅 (n+a-Si)的奥姆接触层74，奥姆接触层74与绝缘层62上设有一第二金属层66，以形成第一、第二薄膜晶体管44、46的源极82、84与汲极86、88、一第一、第二共通电极线96、98与一数据线90，数据线90连接第一、第二薄膜晶体管44、46的源极82、84，又第一、第二薄膜晶体管44、46位于资料线90的相异两侧，第一、第二薄膜晶体管44、46位于第一、第二扫描线 92,94之间，数据线90位于第一、第二共通电极线96、98之间，第一、第二薄膜晶体管44、46 的源82、84、汲极86、88分别位于第一、第二薄膜晶体管44、46的间极78、80上方，且非晶硅层72与奥姆接触层74都位于第一、第二薄膜晶体管44、46的源极82、84与汲极86、88下方，数据线90与第一、第二共通电极线96、98互相平行设置，并与第一、第二扫描线74、76 垂直交会。奥姆接触层74与第二金属层66上覆盖一保护层68，此保护层68具有分别位于第一、第二薄膜晶体管44、46的汲极86、88和半导体层64上方的一通孔76，另在保护层68 蚀刻出通孔76时，因无法透过半导体层64并继续往绝缘层62蚀刻，所以通孔76的深度系仅能到达半导体层64。此通孔76为图8的剖视图中的保护层68没有连接的部分。在保护层68上设有一电极层70，此电极层70可通过通孔76与对应的第一、第二薄膜晶体管44、46的汲极86、88和半导体层64相接触。如图8所示，由于通孔的缘故，作为汲极88的第二金属层66和半导体层64暴露在外，因此可与电极层70相接触。以下请同时参阅图6与图7，与薄膜晶体管的汲极相接触的电极层70和第二金属层66重叠的部分，可形成该薄膜晶体管的储存电容，在此第一实施例中，第一、第二共通电极线96、98有一部分往数据线90的方向延伸成长条状，但未与数据线90接触，此延伸部与电极层70重叠，并位于对应的电极层70中间，进而形成储存电容，因此第一、第二薄膜晶体管44、46分别连接第一、第二储存电容M、56。利用上述电路布局所制造出来的液晶显示面板如图6所示，可与现有技术的图3 同时比较，在相邻扫描线48与相邻数据线50的二个电极层66为分别二个画素的画素显示区，在本发明的设计下，共通电极线52不会侵占到电极层70的透光区域的面积，且形成共通电极线52与扫描线48的金属层不同，换句话说，可以让共通电极线52更靠近扫描线48， 且因为共通电极线52与相对应电极层70所形成的储存电容较大，因为仅剩保护层68，故可以设计较小的面积来产生较大的储存电容，利用这种设计便能提升画素的开口率，同时由于共通电极线与扫描线由不同金属层所形成，因此更可减少扫描线与共通电极线发生短路的机率。接下来请同时参阅图7与本发明的液晶显示面板的第二实施例的电路布局结构示意图，如图9所示，图8的虚线方框里的画素电极结构与图7相同。由于第一实施例的储存电容是位于电极层中间，会影响液晶层在运作时的配向问题，为了改善此状况，而提出第二实施例，第二实施例与第一实施例的差异在于第一、第二共通电极线96、98有一部分往数据线90的方向延伸成长条状，但未与数据线90接触，此延伸部与电极层70重叠，并分别靠近第二、第一扫描线94、92，进而形成储存电容，因此第一、第二薄膜晶体管44、46分别连接第一、第二储存电容M、56。最后请同时参阅图7与本发明液晶显示面板的第三实施例的电路布局结构示意图，如图10所示，图10的虚线方框里的画素电极结构与图7相同。为了增加储存电容的面积，而提出第三实施例，第三实施例与第一实施例的差异在于第一、第二共通电极线96、98 有一部分系往相异两侧方向延伸成长条状，但未与数据线90接触，此延伸部系与电极层70 重叠，并分别靠近第二、第一扫描线94、92，进而形成储存电容，因此第一、第二薄膜晶体管 44,46分别连接第一、第二储存电容M、56。综上所述，本发明是在同一道制程中，利用一金属层形成晶体管的源、汲极、数据线以及共通电极线，并将共通电极线置于相邻两行的晶体管之间，如此可提升显示面板的开口率，并避免扫描线与共通电极线在运作时发生短路，是一相当实用的发明。以上所述者，仅为本发明一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，故凡依本发明申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的申请专利范围内。
权利要求
1.一种高显示质量的双间极显示面板，其特征在于包含多条平行的扫描线，其中包含有一第一扫描线与一第二扫描线；多条平行的数据线，其与该些扫描线互相垂直，且该些数据线中包含一第一资料线； 多条共通电极线，其与该些数据线互相平行，且该些共通电极线中包含一第一共通电极线与一第二共通电极线；以及多个双间极画素单元，每一该双间极画素单元连接一该数据线、二该扫描线与二该共通电极线，每一该共通电极线分别位于相邻两行的该些双间极画素单元之间，且连接其相邻两行的该些双间极画素单元，每一该双间极画素单元包含第一画素，其连接该第一扫描线、该第一共通电极线与该第一资料线；以及第二画素，其连接该第二扫描线、该第二共通电极线与该第一资料线，该第一、第二画素位于该第一资料线的相异两侧。
2.根据权利要求1所述的高显示质量的双间极显示面板，其特征在于该第一、第二画素位于该第一、第二扫描线的相异两侧。
3.根据权利要求1所述的高显示质量的双间极显示面板，其特征在于该第一画素包含一第一薄膜晶体管，其间极连接该第一扫描线，其源极连接该第一数据线； 一第一液晶电容，其一端连接该第一薄膜晶体管的汲极，另一端连接一共通电极，以接收一第一共通电极讯号，该第一薄膜晶体管接收该第一数据线所传输的一数据讯号，该第一扫描线控制该第一薄膜晶体管的开关状态，使该第一薄膜晶体管根据该数据讯号控制该第一液晶电容的充放电；以及一第一储存电容，其一端连接该第一薄膜晶体管的汲极，另一端连接该第一共通电极线，以接收该第一共通电极线所传输的一第二共通电极讯号，该第一储存电容维持该第一液晶电容的两端的电位差。
4.根据权利要求1所述的高显示质量的双间极显示面板，其特征在于该第二画素包含一第二薄膜晶体管，其间极连接该第二扫描线，其源极连接该第一数据线； 一第二液晶电容，其一端连接该第二薄膜晶体管的汲极，另一端连接一共通电极，以接收一第一共通电极讯号，该第二薄膜晶体管接收该第一数据线所传输的一数据讯号，该第二扫描线控制该第二薄膜晶体管的开关状态，使该第二薄膜晶体管根据该数据讯号控制该第二液晶电容的充放电；以及一第二储存电容，其一端连接该第二薄膜晶体管的汲极，另一端连接该第二共通电极线，以接收该第二共通电极线所传输的一第二共通电极讯号，该第二储存电容维持该第二液晶电容的两端的电位差。
5.根据权利要求1所述的高显示质量的双间极显示面板，其特征在于该显示面板为液晶显示面板。
6.根据权利要求1所述的高显示质量的双间极显示面板，其特征在于该第一、第二画素的驱动方法包含下列步骤该第一数据线传输一数据讯号至该第一、第二画素，且该第一、第二共通电极线分别传输一共通电极讯号至该第一、第二画素；以及该第一、第二扫描线分别控制该第一、第二画素接收该数据讯号。
7.根据权利要求3所述的高显示质量的双间极显示面板，其特征在于该第一薄膜晶体管的间极与该些扫描线由一第一金属层所形成，该第一薄膜晶体管的源、汲极、该些共通电极线与该些资料线由一第二金属层所形成，且该第一薄膜晶体管的源、汲极位于其闸极的上方。
8.根据权利要求4所述的高显示质量的双间极显示面板，其特征在于该第二薄膜晶体管的间极、该些扫描线由一第一金属层所形成，该第二薄膜晶体管的源、汲极、该些共通电极线与该些资料线由一第二金属层所形成，且该第二薄膜晶体管的源、汲极位于其闸极的上方。
9.根据权利要求7或8所述的高显示质量的双间极显示面板，其特征在于该第一金属层上覆盖有一绝缘层。
10.根据权利要求9所述的高显示质量的双间极显示面板，其特征在于该绝缘层上设有一半导体层，其位于该源、汲极的下方，且该第二金属层设于该半导体层与该绝缘层上。
11.根据权利要求9所述的高显示质量的双间极显示面板，其特征在于该半导体层与该第二金属层上覆盖有一保护层，且该保护层具有位于该汲极上方的一通孔。
12.根据权利要求11所述的高显示质量的双间极显示面板，其特征在于该保护层上设有一电极层，该电极层通过该通孔与对应的该汲极相接触。
13.根据权利要求12所述的高显示质量的双间极显示面板，其特征在于该第一、第二共通电极线有一部分往该第一数据线的方向延伸，以与该电极层重叠。
14.根据权利要求12所述的高显示质量的双间极显示面板，其特征在于该第一、第二共通电极线有一部分往该第一数据线的方向延伸，以与该电极层重叠，并分别靠近该第二、 第一扫描线。
15.根据权利要求12所述的高显示质量的双间极显示面板，其特征在于该第一、第二共通电极线有一部分往相异两侧的方向延伸，以与该电极层重叠，并分别靠近该第二、第一扫描线。
16.根据权利要求11所述的高显示质量的双间极显示面板，其特征在于该半导体层包含一非晶硅层，设于该绝缘层上；以及一奥姆接触层，设于该非晶硅层上，并供该第二金属层与该保护层设于其上。
17.根据权利要求11所述的高显示质量的双间极显示面板，其特征在于该通孔位于部分的该半导体层与部分的该第二金属层上方，使该半导体层与该第二金属层通过该电极层相连接。
18.根据权利要求17所述的高显示质量的双间极显示面板，其特征在于该通孔深度到达该半导体层。
全文摘要
本发明提供一种高显示质量的双闸极显示面板，包含由资料线、扫瞄线、与共通电极线互相连接的多个双闸极画素单元，每一个双闸极画素单元包含第一画素与第二画素，其分别连接第一扫描线与第二扫描线，并共享一资料线，且每一条共通电极线设于相邻两行的双闸极画素单元之间，第一、第二画素位于第一扫描线与第二扫描线的相异两侧，数据线传输数据讯号至画素中，而扫描线则控制画素接收该数据讯号。本发明可提升面板的画素开口率，并减少扫描线与共通电极线发生短路的机率。
文档编号G09G3/36GK102566183SQ201210059400
公开日2012年7月11日 申请日期2012年3月8日 优先权日2012年3月8日
发明者柳智忠 申请人:深超光电(深圳)有限公司