专利名称：一种液晶面板及包含该液晶面板的显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶面板，具体涉及在液晶面板的像素区域内电极布线结构。
背景技术：
随着液晶面板应用范围的扩展，液晶面板本身也获得更好的发展。为了提 高液晶面板的显示质量，降低液晶显示器的功耗，现有的液晶面板一般采用点 反转驱动技术，以提高液晶面板的显示质量，但会导致源驱动器的功耗增大。参阅图l，示出现有技术液晶面板的局部等效电路结构图。如图1所示，该液晶面板包括NxM个像素单元(图中仅示出3x4个像素单元)，其中N为 像素单元的列数，M为像素单元的行数。每个像素单元10包括选通线Gl、选 通线G2、选通线G3......和数据线D1、数据线D2、数据线D3......以及薄膜晶体管IOI、存储电容102和液晶电容103。公共线11形成在各选通线之间。其 中，存储电容102的一端是像素电极(未图示)，另一端是存储电极(未图示)； 液晶电容103—端是像素电极(未图示)，另一端是对置电极(未图示)。薄膜 晶体管101的栅极(未图示)电连接选通线，源极(未图示))电连接数据线， 漏极(未图示)经由通孔(未图示)电性连接到像素电极(未图示)。在图1所示的液晶显示面板的结构中，相邻两列相同极性的像素单元10 电性连接同一根数据线，在一帧时间内，对不同选通线输入选通脉沖即扫描不 同先通线时，单根数据线因电性连接的像素单元极性相同，故一帧内，单根数 据线输入的电压值幅度变化小，可相对减小源驱动器的功耗。参阅图2，其示出图1中液晶面板的驱动仿真图。在每帧交替时，单根数 据线将数据电压极性反转地提供给各像素单元10。例如，第n帧时，高于公 共电压Vcom的数据电压被施加到像素电极，此时像素单元为正极性，以(+ ) 表示，第n+l帧时，低于公共电压Vcom的数据电压被施加到像素电极，此时 像素单元为负极性，以(+ )表示。当选通脉冲施加到相应的选通线，与该选 通线相连接的薄膜晶体管101导通，数据电压施加到像素电极(未图示)，液 晶电容102和存储电容103 #1充电，当施加到相应的选通线的选通脉冲关闭， 与该选通线相连接的薄膜晶体管101断开，像素电极(未图示)保持一个被充电后的电压值，直至薄膜晶体管101再次导通。第n帧内，向数据线施加15V的数据电压，在施加开启扫描信号后，选通 线为高电平时，与该选通线相连接的薄膜晶体管导通，通过该薄膜晶体管，数 据线上15V的像素电压对像素单元的液晶电容充电，像素电极(未图示)上的 像素电压达到与目标数据电压相同的电压值，但在扫描信号关闭瞬间，像素电 压由于扫描信号关闭动作产生一个下降的馈通电压AVp。扫描信号关闭后，选 通线为低电平，与该选通线相连接的薄膜晶体管断开，像素电极(未图示)上 维持12. 5V左右的像素电压。公共电压Vcom为恒定5V电压，液晶电容两端的 液晶电压维持7. 5V左右的正极性电压。第n+l帧到来时，在施加开启扫描信号后，选通线为高电平时，与该选 通线相连接的薄膜晶体管导通，通过该薄膜晶体管，数据线上OV的像素电压 对像素单元的液晶电容充电，像素电极(未图示)上的像素电压达到与目标数 据电压相同的电压值，但在扫描信号关闭瞬间，像素电压由于扫描信号关闭动 作产生一个下降的馈通电压AVp，扫描信号关闭后，选通线为低电平时，与该 选通线相连接的薄膜晶体管断开，像素电极上维持负2. 5V左右的像素电压。 公共电压Vcom为5V，液晶电容两端的液晶电压仍维持7. 5V左右的负极性电 压。现有技术的平面控制型(IPS )液晶面板和边缘场效应型(FFS)液晶面板的 LCD装置的驱动电路，提供恒定的DC值(即直流电压)作为公共电压，且在 不同帧，将正负极性的数据电压交替提供给数据线，施加到像素单元中液晶电 容(未图示)两端的液晶电压的极性与大小，依赖于数据电压的极性与大小和 公共电压大小，为了将液晶电压稳定到所需值，必须使用具有较大输出电压差 的源极驱动器，以将高电压施加到像素单元10,这会增加源极驱动器的功耗， 提高液晶面板的使用成本。 发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种液晶面板，该液晶面板减小源驱动 器的功耗，降低液晶面板的使用成本。本发明一种液晶面板，包括多个像素单元，每个像素单元包括选通线，数 据线，像素电极，薄膜晶体管，所述液晶面板同一行像素单元中，第一像素单元的公共电极通过第一公共线电性连接，第二像素单元的公共电极通过第二 公共线电性连接。优选的，单根数据线电性连接相邻两列像素单元中第 一像素单元或第二像 素单元。优选的，单根选通线电性连接相邻两行像素单元中所有奇数列像素单元或 连接相邻两行像素单元中所有偶数列像素单元。优选的，所述第一像素单元被输入正极性电压，第二像素单元被输入负极 性电压。优选的，所述第一公共线连接第一公共电压,所述第二公共线连接第二公 共电压。优选的，所述第一公共电压与第二公共电压为交流电压，且在同一帧内极 性相反。优选的，所述交流电压为方波形交流电压。优选的，第一公共电压和第二公共电压的极性随输入相应数据线的被施加 的数据电压极性的变化而变化。优选的，所述液晶面板是平面控制型液晶面板、边缘场效应型液晶面板、 或扭曲向列型液晶显示面板。优选的，在薄膜晶体管开启之前，数据电压被施加到数据线。优选的，所述扭曲向列型液晶显示面板的公共电极是形成存储电容的电极。本发明还公开包括上述液晶面板的显示装置。与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明在控制模式的液晶显示板中设置第一公共线Vcoml和第二公共线 Vcom2，第一像素单元的公共电极通过第一公共线Vcoml电性连接，第二像素 单元的公共电极通过第二公共线Vcom2电性连4妄。本发明的第一/>共电压 Vcoml和第二公共电压Vcoii^在数据电压为高电平时，变换为低电平；在数据 电压为低电平时，变换为高电平，配合数据电压变化，使具有10V电压差的源 极驱动器就可以给液晶施加7. 5V电压，而现有:R术中，只有具有15V电压差 的源极驱动器才可给液晶施加7. 5V电压，因此，本发明的源极驱动器输出电压差较小，可减少源极驱动器功耗。
图1为现有技术液晶面板的局部等效电路结构； 图2为图1中液晶面板的驱动仿真图； 图3为本发明液晶面板部局平面结构示意图； 图4为本发明的第一实施例IPS液晶面板平面结构示意图； 图5为上下基板组合后沿图4A-A，的剖视图； 图6为本发明液晶面板局部等效电路结构图； 图7为本发明公共电压的时序图； 图8为本发明液晶面板的驱动仿真图； 图9为本发明第二实施例FFS液晶面板平面结构示意图； 图IO为上下基板组合后沿图9中B-B，的剖视图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。参阅图3，图3为本发明液晶面板部局平面结构示意图，本发明在平面控 制模式的液晶显示板具有第一像素单元、第二像素单元、第一公共线和第二公 共线，各行像素单元中的第一像素单元的公共电极通过第一公共线电性连接， 第二像素单元的公共电极通过第二公共线电性连接。第一公共线和第二公共线 分别连接第一公共电压和第二公共电压，第一/>共电压和第二公共电压施加招^ 性相反的交变电压，配合数据信号的变化驱动像素单元。为描述方便在此仅示出布有选通线、数据线、公共线及薄膜晶体管(TFT) 等结构的阵列基板(Array基板)，而与阵列基板相对设置的彩色滤色器基板 (CF基板)并未在图4中示出。如图3所示，在本发明中第一公共线41电连 接至第一公共电压Vcoml,第二公共线42电连接至第二公共电压Vcom2。当液 晶面板工作时，在第n帧内，与第一公共线41及第二公共线42所电性连接的 象素单元极性相反，其中，第一公共线41电性连接正极性像素单元的公共电 极，第二公共线42电性连接负极性像素单元的公共电极。当变换到第n+l帧 时，各像素单元的极性转换，第一公共线41电性连接至负极性像素单元的公共电极，第二公共线42电性连接至正极性像素单元的公共电极。在本发明中，配合数据信号的变化，第一公共电压Vcoml和第二公共电压Vcom2亦进行电压 交变，从而进行像素单元的极性反转。第一公共电压Vcoml和第二/>共电压 Vcom2进行电压交变的具体实施方式
，将参照图5是行详细说明。参阅图4,示出本发明的第一实施例平面控制型(IPS)液晶面板部分像 素布图结构，为清晰描述像素单元的结构，在图4中，针对彩色滤色器基板仅 示出黑色矩阵(BM),而并未示出彩色滤色器等结构。与一般液晶面板不同的 是，这种IPS面板将像素电极和对置电极(本实施例中称为公共电极)平行设 置在阵列基板上。，各行像素单元的第一像素单元的公共电极70通过第一公共 线71连接在一起，并施加第一公共电压Vcoml;各行像素单元的第二像素单 元的公共电极70通过第二/>共线72连接在一起，并施加第二公共电压Vcom2。 薄膜晶体管701接收选通线74的开启描扫信号，将数据线73上的数据电压施 加给液晶电容的像素电极75 (在本实施例中液晶电容的两个电极分别是公共 电极70及像素电极75),液晶电容开始充电，其两端电压上升至接近数据电 压，液晶电容与具备公共电压的公共电极70形成水平电场，液晶根据该两电 极间的电场大小来旋转角度，从而控制光透过率进行灰阶显示。另外，每个像 素单元还包括一个存储电容，该存储电容的两个电极是存储电极(未图示)及 像素电极。参阅图5,示出沿图4A-A的剖视图，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间。上基板为彩色滤光片基板，其主要 包括上玻璃基板80,附在上玻璃基板上的滤色器80a, 80b(其中滤色器具有 三基色，80a代表红色，80b代表绿色，蓝色图中未示出)和黑色矩阵81,黑 色矩阵81设置在滤色器之间，两端与滤色器部分重叠，以防止漏光。下基板为阵列基板，包括下玻璃基板83，第一金属层和栅绝缘层85，第 一金属层上覆盖栅绝缘层85，第二金属层和钝化层86,第二金属层上覆盖钝 化层86。第一金属层包括公共电极70和第二公共线72，第二公共线72两端分别 与公共电极70的部分分支相电性连接。第二公共线72正上方对应上基板的黑 色矩阵81,黑色矩阵81可完全遮住第二公共线72，以防止漏光，第一金属层上覆盖栅绝缘层85,防止第一金属层与第二金属层电连接，及第一金属层的 各公共电极70电连接。第二金属层设置在栅绝缘层85上，第二金属层包括像素电极75和数据线 73,第二金属层上覆盖钝化层86。上下基板组合后，第一公共线的位置和结构特征等与第二公共线类似，这 里不再赘述。参阅图6，示出本发明液晶面板局部等效电路结构图，选通线G1、选通线 G2、选通线G3......和数据线D1、数据线D2、数据线D3......交叉形成，任两条选通线之间设置第一公共线31和第二公共线32，第一公共线连接第一公共电 压Vcoml，第二公共线连接第二/>共电压Vcom2。在像素单元呈现点反转驱动 的模式下，各像素单元30的极性与其相邻的上下左右像素单元极性相反，有 序间隔排列，使同极性的像素单元30不相邻。像素单元30包括薄膜晶体管 301、存储电容302和液晶电容303。每根数据线电性连接相邻两列像素单元 中极性相同的像素单元，选通线Gn电性连接相邻两行像素单元中所有奇/偶数 列的像素单元，选通线Gn+1电性连接相邻两行像素单元中所有偶/奇数列的像 素单元。例如，数据线D2电性连接该第一列及第二列像素单元所有负极性像 素单元。选通线G2电性连接第一行像素单元中的所有正极性像素单元和第二 行像素单元的所有负极性像素单元。参阅图7，为本发明公共电压的时序图，如图7所示，第一公共电压Vcoml 和第二公共电压Vcom2为矩形方波，在同一帧中第一公共电压Vcoml和第二公 共电压Vcom2具有相反极性，且随着时序变化，第一/>共电压Vcoml和第二/> 共电压Vcom2各自的极性亦发生变换。如，第一帧，第一公共电压Vcoml为高 电平，第二公共电压Vcom2为低电平；第二帧，第一公共电压Vcoml为低电平， 第二公共电压Vcom2为高电平。参阅图8，其示出本发明液晶面板的驱动仿真图，该仿真图是液晶面板具 有以下参数时取得的象素单元中薄膜晶体管(TFT)的宽长比(W/L)为17/5. 3 (um)，存储电容(Cst)为479fF,薄膜晶体管中栅极与源极之间的寄生电容 (Cgs)为29, 6fF,液晶电容(Clc)为85fF。第n帧内，向数据线施加10. 5V的数据电压，在选通线被输入开启扫描信号，选通线为高电平时，与该选通线相电性连"^妻的薄膜晶体管导通，通过该薄膜晶体管，数据线上IO. 5V的电压对像素单元的液晶电容充电，像素电极上的像素电压达到与目标数据电压相同的电压值，但在扫描信号关闭瞬间，由于扫描信号的关闭动作，像素电压产生一个下降的馈通电压△ Vp,扫描信号关闭后，选通线为低电平时，与该选通线相电性连接的薄膜晶体管断开，像素电极上维持7. 5V左右的像素电压。此时，第一公共电压Vcoml为低电平，约为0V，液 晶电容两端的液晶电压维持7. 5V左右的正极性电压。当第一公共电压Vcoml由低电平0V变为高电平5V时，因电容耦合效应， 像素电极上的像素电压也由原来的7. 5V变成12. 5V (图6中"Vcoml耦合"部 分)，液晶电容两端的液晶电压维持7. 5V左右的正极性电压。第n+l帧到来时，在选通线被输入开启扫描信号后，选通线为高电平时， 与该选通线相连接的薄膜晶体管导通，通过该薄膜晶体管，数据线上O. 5V的 电压对像素单元的液晶电容充电，像素电极(未图示)上的像素电压达到与目 标数据电压相同的电压值，在扫描信号关闭瞬间，像素电压由于扫描信号关闭 动作产生一个下降的馈通电压AVp，扫描信号关闭后，选通线为低电平时，与 该选通线相连接的薄膜晶体管断开，像素电极上维持负2. 5V左右的像素电压。 此时，第一/>共电压Vcoml为5V，液晶电容两端的液晶电压仍维持7. 5V左右 的负极性电压。同理，与第一公共电压Vcoml高、低电平相同，极性相反的第二公共电压 Vcom2,配合数据在线施加的数据电压变化，也可在施加较小的电压到数据线 时，让液晶两端保持所需的电压。由上述分析可知，本发明的第一公共电压Vcoml和第二公共电压Vcom2在 数据在线施加的数据电压为高电平时，变换为低电平；在数据在线施加的数据 电压为低电平时，变换为高电平，配合数据电压变化，使具有10V电压差的源 极驱动器就可以给液晶施加7. 5V电压，而现有技术中，只有具有15V电压差 的源极驱动器才可给液晶施加7. 5V电压(具体可参见图2)， 因此，本发明 的源极驱动器输出电压差较小，可减少源极驱动器功耗。参阅图9，示出本发明的第二实施例FFS型液晶面板部分平面图，为清晰 描述像素单元的结构，在图5中，针对彩色滤色器基板仅示出黑色矩阵(BM),而并未示出彩色滤色器等结构。各行像素单元中的第一像素单元的公共电极90通过第一公共线91连接在一起，并施加第一/>共电压Vcoml;各行-像素单 元中的第二像素单元的公共电极90通过第二公共线92连接在一起，并施加第 二公共电压Vcom2。薄膜晶体管901接收选通线94的开信号，将数据线93上 的数据电压施加给液晶电容，液晶电容开始充电，其两端电压达到接近目标数 据电压值，液晶95电压与具备公共电压的公共电极90形成水平电场，液晶根 据该两电极间的电场大小来旋转角度，从而控制光透过率进行灰阶显示。参阅图IO，示出沿图9中B-B剖视图，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间。上基板为彩色滤光片基板，其 主要包括上玻璃基板IOO,附在上玻璃基板100上的滤色器100a， 100b(其中 滤色器具有三基色，80a代表红色，80b代表绿色，蓝色图中未示出)和黑色 矩阵IIO,黑色矩阵IIO设置在滤色器之间，两端与滤色器部分重叠，以防止 漏光。下基板为阵列基板，包括下玻璃基板130,第一金属层和栅绝缘层150, 第一金属层上覆盖栅绝缘层150,第二金属层和钝化层160，第二金属层上覆 盖钝化层86。第一金属层包括公共电极90和第二公共线92，第二公共线92两端分别 部分覆盖部分公共电极90。第二公共线92正上方对应上基板的黑色矩阵110, 黑色矩阵110可完全遮住第二公共线92，以防止漏光，第一金属层覆盖栅绝 缘层150，防止第一金属层与第二金属层电连接。第二金属层包括像素电极95和数据线93，数据线93设置在栅绝缘层150 上，数据线170上覆盖钝化层160,钝化层160上设置像素电极90。上下基板组合后，第一公共线的位置和结构特征等与第二公共线类似，这 里不再赘述。本发明的实施例中仅以IPS和FFS为例进行说明，根据本发明的构思这样 的液晶面板结构同样可以应用到其他类型的液晶面板中，例如扭曲向列型(TN ) 液晶显示面板等，在TN液晶面板中的各像素单元的公共电极是形成存储电容 的电极，且需要对CF基板上的对置电极输入第三公共电压。各像素单元的公 共电极的连接方式与IPS和FFS相似，在此不再赘述。以上对本发明所提供的液晶面板，进行了详细介绍，本文中应用了具体个 例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发 明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明 书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1、一种液晶面板，包括多个像素单元，每个像素单元包括选通线，数据线，像素电极，薄膜晶体管，其特征在于所述液晶面板同一行像素单元中，第一像素单元的公共电极通过第一公共线电性连接，第二像素单元的公共电极通过第二公共线电性连接。
2、 如权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，单根数据线电性连接相 邻两列像素单元中第 一像素单元或第二像素单元。
3、 如权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，单根选通线电性连接相 邻两行像素单元中所有奇数列像素单元或连接相邻两行像素单元中所有偶数 列像素单元。
4、 如权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，所述第一像素单元被输 入正极性电压，第二像素单元被输入负极性电压。
5、 如权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，所述第一公共线连接第 一公共电压，所述第二公共线连接第二公共电压。
6、 如权利要求5所述的液晶面板，其特征在于，所述第一公共电压与第 二公共电压为交流电压，且在同一帧内极性相反。
7、 如权利要求6所述的液晶面板，其特征在于，所述交流电压为方波形 交;充电压。
8、 如权利要求5所述的液晶面板，其特征在于，第一公共电压和第二公 共电压的极性随输入相应数据线的被施加的数据电压极性的变化而变化。
9、 如权利要求1至8中任意一项所述的液晶面板，其特征在于，所述液 晶面板是平面控制型液晶面板、边缘场效应型液晶面板、或扭曲向列型液晶显 示面板。
10、 如权利要求9所述的液晶面板，其特征在于，在薄膜晶体管开启之前， 数据电压被施加到数据线。
11、 如权利要求9所述的液晶面板，其特征在于，所述扭曲向列型液晶显 示面板的公共电极是形成存储电容的电极。
12、 一种包括如权利要求1至11中任意一项所述的液晶面板的显示装置。
全文摘要
本发明涉及一种液晶面板，包括多个像素单元，每个像素单元包括选通线，数据线，像素电极，薄膜晶体管，其特征在于所述液晶面板的第一像素单元的公共电极通过第一公共线电性连接，第二像素单元的公共电极通过第二公共线电性连接。所述第一公共线连接第一公共电压，所述第二公共线连接第二公共电压。所述第一公共电压与第二公共电压为交流电压，且同一帧内极性相反。本发明液晶面板可减小源驱动器的功耗，降低液晶面板的使用成本。
文档编号G02F1/1362GK101261414SQ200810090489
公开日2008年9月10日 申请日期2008年4月21日 优先权日2008年4月21日
发明者廖家德, 简廷宪, 邱郁雯, 钟德镇 申请人:昆山龙腾光电有限公司