专利名称：薄膜晶体管液晶显示器面板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器面板，尤其涉及一种能够根据环境光的亮度 调节显示亮度的薄膜晶体管液晶显示器面板。
背景技术：
薄膜晶体管(Thin Film Transistor,简称TFT )液晶显示器(Liquid Crystal Display,简称LCD)中的液晶由阵列基板和彩膜基板夹持，彩膜基 板上有彩色树脂和公共电极，阵列基板上有TFT和像素电极，当公共电极和 像素电极之间施加电压时液晶发光，对于扭曲向列(Twisted Nematic,简称 TN)模式常白方式的LCD来说，液晶两侧电压差越小，液晶亮度越大。
在对环境亮度依赖性强的环境中，需要TFT LCD的显示亮度能够做出相 应的变化，即当环境光比较强时，需要液晶显示亮度强，环境光比较弱时， 需要液晶显示亮度弱，而现有技术中TFT LCD显示亮度无法根据环境光的变 化进行相应的亮度调整。
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄膜晶体管液晶显示器面板，该液晶显示器 面板可以根据环境光亮度的改变调节薄膜晶体管液晶显示器的液晶显示亮 度。
为了实现上述目的，本发明提供了一种薄膜晶体管液晶显示器面板，包 括数据线驱动电路和形成有面板显示区域的阵列基板，所述数据线驱动电路
不境光亮度改变液晶显示亮度的显示亮度控制装置。
其中，所述显示亮度控制装置包括控制栅线、第一二极管、第二二极 管、第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管和公共电极信号线；第一二极管和第 二二极管并联设置在所述数据线驱动电路的数据线输出端和所述阵列基板的 数据线输入端之间，其中第一二极管的正极与所述数据线驱动电路的数据线 输出端相连接，负极与所述阵列基板的数据线输入端连接；第二二极管的负 极与所述阵列基板的数据线输入端连接，正极与所述数据线驱动电路的数据 线输出端相连接；公共电极信号线分别与第一二极管负极和第二二极管正极 连接；第一薄膜晶体管的栅极与控制栅线连接，源极和漏极中的一个与公共 电极信号线连接，另一个与第一二极管的负极连接；第二薄膜晶体管的栅极 与控制栅线连接，源极和漏极中的一个接公共电极信号线，另一个与第二二 极管的正极连接。
本发明通过在数据线驱动电路的数据线输出端与阵列基板的数据线输入 端之间串接可根据环境光亮度改变液晶显示亮度的显示亮度控制装置，使得 环境光变强时，数据线的信号电压趋近于公共电极信号线的电压，减小了施 加在液晶两側的电压差，提高了液晶显示亮度，实现了液晶显示亮度随环境 光变化的目的。
下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
图1所示为本发明薄膜晶体管液晶显示器面板中显示亮度控制装置结构 示意图2所示为本发明薄膜晶体管液晶显示器面板中显示亮度控制装置一实 施例结构示意图3所示为本发明薄膜晶体管液晶显示器面板结构示意图4所示为本发明薄膜晶体管液晶显示器面板中液晶显示亮度控制装置中的薄膜晶体管在基板上的截面示意图。
具体实施例方式
图1所示为本发明薄膜晶体管液晶显示器面板中显示亮度控制装置结构
示意图，该装置的具体结构为第一二极管11的正极与液晶显示器面板数据 线驱动电路中数据线输出端相连接，第一二极管11的负极连接第一薄膜晶体 管13的源极或漏极中的一个和液晶显示器面板阵列基板的数据线输入端，第 二二极管12的负极与液晶显示器面板数据线驱动电路中数据线输出端连接， 第二二极管12的正极连接第二薄膜晶体管14的源极或漏极中的一个和液晶 显示器面板阵列基板的数据线输入端，第一薄膜晶体管13的源极或漏极中另 一个连接公共电极信号线Vcom，第二薄膜晶体管14的源极或漏极中的另一 个连接公共电极信号线Vcom,第一薄膜晶体管13和第二薄膜晶体管14的栅 极接-20伏到5伏的固定电压，C端连接数据线，D端连接液晶显示器面板阵 列基板的数据线输入端，该装置中第一薄膜晶体管13和第二薄膜晶体管14通 过沉积工艺形成在阵列基板上显示区域以外的区域。
下面详细介绍本发明液晶显示器显示亮度控制装置的工作原理。 由于薄膜晶体管的沟道对光非常敏感，所以只要将薄膜晶体管的沟道部 分暴露在环境光中，尽管薄膜晶体管栅极施加低电压，薄膜晶体管的沟道区 域中也会产生电流，环境光亮度越强，沟道中产生的电流值越大，反之，则 沟道中产生的电流值越小。本发明通过在阵列基板上液晶显示器面板显示区 域以外的位置形成第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管，且使第一薄膜晶体管 和第二薄膜晶体管的沟道区域上方暴露在环境光中，即沟道区域上方的彩膜 基板上不设置黑矩阵，使第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管均能随着环境光 的变化产生相应大小的电流。
对于TN模式常白方式的液晶显示器，液晶显示的亮度与施加在液晶两侧 的电压差有关系，现有技术一般采用极性反转控制方法控制液晶显示，即采用两种极性不同(数据线信号电压大于公共电极Vcom的电压或者数据线信号 电压小于公共电极Vcom的电压)的电压差来驱动液晶，使液晶受到二个方向 的电压控制，减小液晶的老化。
当数据线上信号的电压大于公共电极信号线Vcom的电压时，图1中第二 二极管12截止，处于断开状态，第一二极管ll导通，由于第一薄膜晶体管 13暴露在环境光中，当环境光强时，第一薄膜晶体管13沟道中产生电流值 较大的电流，第一薄膜晶体管13的源极和漏极导通，流过第一二极管11的 电流有一部分从第一薄膜晶体管13流出，所以向阵列基板的数据线输入端输 入的信号电压就会减小，趋近于公共电极信号线Vcom的电压，这样施加在液 晶两端的电压差减小，液晶显示亮度增加，即环境光越强，液晶显示亮度越 强；当环境光弱时，第一薄膜晶体管13沟道中产生的电流小，所以向阵列基 板的数据线输入端输入的信号电压就会增大，与公共电极信号线Vcom的电压 差增大，这样施加在液晶两端的电压差增大，液晶显示亮度降低，即环境光 越弱，液晶显示亮度越弱。从第一二极管11流过的电压信号除一部分从第一 薄膜晶体管13流过其余部分均被送往阵列基板的数据线输入端。当数据线上 信号电压小于公共电极信号线Vcom的电压时，图1中第一二极管11截止， 处于断开状态，第二二极管12导通，由于第二薄膜晶体管14暴露在环境光 中，当环境光强时，第二薄膜晶体管14沟道中产生电流值较大的电流，第二 薄膜晶体管的源极和漏极导通，第二薄膜晶体管中有电流流向第二二极管12, 所以输入到阵列基板的数据线输入端的信号电压就会增加，趋近于公共电极 信号线Vcom的电压，这样施加在液晶两端的电压差减小，液晶显示亮度增加， 即环境光越强，液晶显示亮度越强；当环境光弱时，第二薄膜晶体管14沟道 中产生电流值较小的电流，输入到阵列基板的数据线输入端的信号电压减小， 与公共电极信号线Vcom的电压差增加，这样施加在液晶两端的电压差增加， 液晶显示亮度降低，即环境光越弱，液晶显示亮度越弱。从第二二极管12流 过的电压信号以及从第一薄膜晶体管13流过的电压均被送往阵列基板的数据线信号输入端。
本发明提供的液晶显示亮度控制装置利用薄膜晶体管的沟道对光敏感的 特性，采用极性反转控制液晶显示，通过在数据线驱动电路的数据线输出端 与阵列基板的数据线输入端之间串联接入二极管和薄膜晶体管，使得环境光
变强时，数据线的信号电压趋近于公共电极信号线Vcom的电压，减小了施加 在液晶两侧的电压差，提高了液晶显示亮度，实现了液晶显示亮度随环境光 变化的目的。
图2所示为本发明薄膜晶体管液晶显示器面板中显示亮度控制装置一实 施例结构示意图，图2与图1区别在于图2中在第一二极管11的负极和公 共电极信号线之间以及第二二极管12的正极和公共电极信号线之间串接钳 位电阻15，该钳位电阻15的阻值为几千到几兆欧姆，钳位电阻15的加入可 以进一步起到钳制A点和B点电压的目的。
图3所示为本发明薄膜晶体管液晶显示器面板结构示意图，具体结构为 数据线驱动电路7与液晶显示器面板显示区域6之间的每条数据线2上均串 联有液晶显示器显示亮度控制装置1，液晶显示器显示亮度控制装置1同时 与控制栅线3、第二公共电极信号线5相连，栅线4与液晶显示器面板显示 区域6中的薄膜晶体管的栅极相连，控制液晶显示器面板显示区域6中薄膜 晶体管的打开和关闭。图3所示液晶面板与现有技术中液晶面板的区别在于 在数据线驱动电路7与液晶显示器面板显示区域之间设置有液晶显示器显示 亮度控制装置1;阵列基板上还设有电压为-20伏到5伏固定电压的控制栅线 3,与液晶显示器显示亮度控制装置1中的薄膜晶体管的栅极相连，控制栅线 3与液晶显示器面板显示区域6中的栅线4不同，液晶显示器面板显示区域6 中的栅线4是用来控制液晶显示器面板显示区域6中的薄膜晶体管的打开和 关闭的，而本发明中的控制栅线3是用于给液晶显示器显示亮度控制装置中 的第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的栅极提供固定电压；液晶显示器面板 显示区域6与数据线驱动电路7之间还设有第二公共电极信号线5，该第二公共电极信号线5与液晶显示器面板显示区域6中的第一公共电极信号线8
中的信号电压是相同的，不同的是本发明中与液晶显示器显示亮度控制装置
1相连的第一公共电极信号线5的位置是位于数据线驱动电路7与液晶显示
器面板显示区域6之间。
图3所示的液晶面板结构中，液晶显示器显示亮度控制装置1中的第一
二极管和第二二极管，以及钳位电阻是电子器件，设置于数据线驱动电路7
中，第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管设置于液晶显示器面板显示区域6与
数据线驱动电路7之间的区域，通过薄膜晶体管制作工艺沉积在液晶显示器
的基板上。由于本发明液晶显示器显示亮度控制装置1中的薄膜晶体管设置
于阵列基板上的显示区域之外，所以该薄膜晶体管上方区域彩膜基板上不设 置黑矩阵掩膜。
本发明提供的液晶显示器面板，通过在数据线驱动电路和阵列基板之间 的每条数据线上串联液晶显示器显示亮度控制装置，并且在该液晶显示器显 示亮度控制装置中薄膜晶体管所在区域上方彩膜基板上不设置黑矩阵掩膜， 当环境光亮度变强时，液晶显示亮度强，环境光变弱时，液晶显示亮度弱， 实现了液晶显示亮度随环境光的变化而变化。
图4所示为本发明薄膜晶体管液晶显示器面板中液晶显示亮度控制装置 中的薄膜晶体管在基板上的截面示意图。本发明中液晶显示器面板中显示亮 度控制装置中的薄膜晶体管制作在基板上的方法具体为使用磁控溅射方 法，在玻璃基板21上制备一层厚度在100纳米至700纳米的栅金属薄膜， 栅金属材料通常使用钼、钻、铝镍合金、钼鴒合金、铬、铜等金属。用栅 极掩模板通过曝光工艺和化学腐蚀工艺，在玻璃基板21上像素区以外区 域形成控制栅线(即图3中的控制栅线3)、栅电极22、第二公共电极信 号线(即图3中的第二公共电极信号线5)以及公共电极29，第二公共电 极信号线与公共电极29相连，然后利用化学汽相沉积的方法在基板上连 续淀积100纳米到600纳米的栅极绝缘层薄膜23和100纳米到600纳米 的非晶硅薄膜24，栅极绝缘层薄膜23材料通常是氮化硅，也可以使用氧
9化硅和氮氧化硅，也可以是铝的氧化物等。用有源层的掩模板进行曝光后
对非晶硅薄膜24进行刻蚀，形成本发明液晶显示器液晶显示亮度控制装 置中薄膜晶体管的有源层沟道。接下来采用和栅金属薄膜类似的制备方 法，在基板21上淀积一层类似于栅金属的厚度在100纳米到700纳米的 金属薄膜，通常使用钼、铝、铝镍合金、钼鴒合金、铬、或铜等金属，通 过源漏极的掩模板通过曝光工艺和化学腐蚀工艺，形成数据线和源电极 (或漏电极)25。接下来用和制备栅极绝缘层以及有源层相类似的方法， 在整个基板21上沉积一层厚度在100纳米到600纳米的钝化层26,其材 料通常是氮化硅。通过钝化层的掩模版，利用曝光和刻蚀工艺形成漏极(或 源极)部分的钝化层过孔28，最后通过掩模光刻化学腐蚀等工艺，形成过 孔28处所需的连接导电接触层27。从图4中可以看出由于钝化层过孔28 上形成有导电接触层27,所以源极(或漏极)25与公共电极29之间是导 通的。
以上通过薄膜晶体管制作工艺在阵列液晶显示器面板显示区域之外 的区域上沉积本发明液晶显示器面板显示亮度控制装置中的薄膜晶体管， 该薄膜晶体管的沟道充分暴露在环境光中，当环境光强足以使该薄膜晶体 管中产生电流时，薄膜晶体管的源极和漏极导通，薄膜晶体管的源极或 漏极中的一个与公共电极导通，这样薄膜晶体管沟道中的电流选择性地流 向数据线信号和公共电极信号线中信号电压较低的 一侧，达到减'J、数据线 和公共电极信号线电压差的目的，沟道中电流的大小决定两者之间电压差 减小的幅度。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其 限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术 人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或 者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技
术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1、一种薄膜晶体管液晶显示器面板，包括数据线驱动电路和形成有面板显示区域的阵列基板，其特征在于，所述数据线驱动电路的数据线输出端与所述阵列基板的数据线输入端之间串接有可根据环境光亮度改变液晶显示亮度的显示亮度控制装置。
2、 根据权利要求1所述的薄膜晶体管液晶显示器面板，其特征在于，所 述显示亮度控制装置包括控制栅线、第一二极管、第二二极管、第一薄膜 晶体管、第二薄膜晶体管和公共电极信号线；第一二极管和第二二极管并联 设置在所述数据线驱动电路的数据线输出端和所述阵列基板的数据线输入端 之间，其中第一二极管的正极与所述数据线驱动电路的数据线输出端相连接， 负极与所述阵列基板的数据线输入端连接；第二二极管的负极与所述阵列基 板的数据线输入端连接，正极与所述数据线驱动电路的数据线输出端相连接； 公共电极信号线分别与第一二极管负极和第二二极管正极连接；第一薄膜晶 体管的栅极与控制栅线连接，源极和漏极中的一个与公共电极信号线连接， 另一个与第一二极管的负极连接；第二薄膜晶体管的栅极与控制栅线连接，源极和漏极中的一个接公共电极信号线，另 一个与第二二极管的正极连接。
3、 根据权利要求2所述的薄膜晶体管液晶显示器面板，其特征在于，所 述控制;断线与-20V- 5V的固定电压连接。
4、 根据权利要求2所述的薄膜晶体管液晶显示器面板，其特征在于，所 述控制栅线和公共电极信号线设置在所述阵列基板上，并位于所述面板显示 区域之外。
5、 根据权利要求2所述的薄膜晶体管液晶显示器面板，其特征在于，所 述第一薄膜晶体管与第二薄膜晶体管设置在所述阵列基板上，并位于所述面 板显示区域之外。
6、 根据权利要求5所述的薄膜晶体管液晶显示器面板，其特征在于，还 包括彩膜基板，所述彩膜基板上正对所述第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的区域为透光区域。
7、根据权利要求1 ~ 6中任一权利要求所述的薄膜晶体管液晶显示器面板， 其特征在于，所述显示亮度控制装置还包括二个钳位电阻， 一个钳位电阻 串接于所述第一二极管的负极与公共电极信号线之间，另 一个钳位电阻串接 于第二二极管的正极与公共电极信号线之间。
8、根据权利要求7所述的薄膜晶体管液晶显示器面板，其特征在于，所 述第一二极管、第二二极管和两个钳位电阻集成在液晶显示器面板的数据线 驱动电路中。
全文摘要
本发明涉及一种薄膜晶体管液晶显示器面板，包括数据线驱动电路和形成有面板显示区域的阵列基板，所述数据线驱动电路的数据线输出端与所述阵列基板的数据线输入端之间串接有可根据环境光亮度改变液晶显示亮度的显示亮度控制装置。该显示亮度控制装置包括沉积在液晶显示器阵列基板上显示区域之外的两个薄膜晶体管以及集成在数据线驱动电路中的两个二极管。本发明提供的液晶显示器面板能够根据环境光的亮度控制液晶显示的亮度，使液晶显示亮度随环境光亮度的变化而变化。
文档编号H01L27/12GK101441374SQ20071017792
公开日2009年5月27日 申请日期2007年11月22日 优先权日2007年11月22日
发明者彭志龙 申请人:北京京东方光电科技有限公司