专利名称：可补偿共同电压的液晶显示面板及液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示面板及液晶显示器，可补偿面板的共同电压，以稳定共 同电压的电平，且不会造成数据驱动电路的负载过重，从而使得液晶显示器显示正确的画 面。 根据本发明的第一方面，提出一种液晶显示面板，包括第一基板、第二基板及液晶 层。第一基板包括衬底、共同电极走线层、第一绝缘层、半导体层、第二绝缘层、数据线及导 电层。共同电极走线层形成在衬底上。第一绝缘层形成在共同电极走线层上。半导体层形
4成在第一绝缘层上。第二绝缘层形成在半导体层上，第二绝缘层具有开口。数据线形成在 第二绝缘层上。导电层形成在开口及部分第二绝缘层上，且导电层与数据线电隔离。第二 基板与第一基板平行配置。液晶层夹置于第一基板与第二基板之间。 根据本发明的第二方面，提出一种液晶显示器，包括液晶显示面板以及背光模块。 液晶显示面板包括第一基板、第二基板及液晶层。第一基板包括衬底、共同电极走线层、第 一绝缘层、半导体层、第二绝缘层、数据线及导电层。共同电极走线层形成在衬底上。第一 绝缘层形成在共同电极走线层上。半导体层形成在第一绝缘层上。第二绝缘层形成在半导 体层上，第二绝缘层具有开口。数据线形成在第二绝缘层上。导电层形成在开口及部分第 二绝缘层上，且导电层与数据线电隔离。第二基板与第一基板平行配置。液晶层夹置于第 一基板与第二基板之间。背光模块耦接至液晶显示面板。 为了本发明上述内容能更加明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细 说明如下
图1A所示为传统液晶显示面板的像素的等效电路图； 图1B所示为传统的可补偿共同电压的液晶显示面板的像素的等效电路图； 图2A所示为依照本发明第一实施例的液晶显示面板的部分结构剖面图； 图2B所示为图2A的液晶显示面板的像素的等效电路图； 图3A至图3C所示为分别依照图1A、图1B及图2B图中的两个像素的电效电路； 图4A至图4C所示为分别依照图3A至图3C的等效电路的共同电压的仿真波形 图； 图5所示为依照本发明第一实施例的液晶显示面板的部分结构的布线图； 图6所示为依照本发明第二实施例的液晶显示面板的部分结构剖面图； 图7所示为图6的液晶显示面板的像素的等效电路图； 图8所示为应用本发明实施例的液晶显示面板的液晶显示器的示意图。 [ooao]主要组件符号说明
100:液晶显示面板 101 :衬底 102:共同电极走线层 103 :第一绝缘层 104 :半导体层 104a :非晶硅层 104b :掺杂层 105 :第二绝缘层 106、D1、D2 :数据线 107:导电层 107a:氧化铟锡层 108:像素电极层 109 :第三绝缘层
110:第一基板 120 :第二基板 121:共同电极层 800 :液晶显示器 820 :液晶显示面板 840 :背光模块 Clc:液晶电容 Cst、Cstl、Cst2 :储存电容 Cpl、Cp2:等效电容 Cxd、 Cxdl、 Cxdla、 Cxdlb、 Cxda、 Cxdb、 Cxu、 Cxul、 Cxu2、 Cxu2a、 Cxu2b :寄生电容 0:开口 R1、R2:区域 Sn :扫描线 tl、t2:时间 TFT :薄膜晶体管 Vcomu :上基板共同电压 Vcomd :下基板共同电压 Vl、Va、Vb、 Vc :电压电平 Vs:恒定电压源
具体实施方式
第一实施例 参照图2A，其所示为依照本发明第一实施例的液晶显示面板的部分结构剖面图。 液晶显示面板100包括第一基板110、第二基板120及液晶层130。第一基板110例如为下 基板。第二基板120例如为上基板，其与第一基板110平行配置。液晶层130夹置于第一 基板110与第二基板120之间。 第一基板110包括衬底101、共同电极走线层102、第一绝缘层103、半导体层104、 第二绝缘层105、数据线106及导电层107。共同电极走线层102形成在衬底101上。第一 绝缘层103形成在共同电极走线层102上。半导体层104形成在第一绝缘层103上。第二 绝缘层105形成在半导体层104上，第二绝缘层105具有开口 0。数据线106形成在第二 绝缘层105上。导电层107形成在开口 O及部分第二绝缘层105上，且导电层107与数据 线106电隔离。其中，第一绝缘层103及第二绝缘层105例如为氮化硅(siliconnitride， SiNx)层，然而也不限于此。 半导体层104例如包括非晶硅层104a及掺杂层104b。其中，非晶硅层104a形成 在第一绝缘层103上。掺杂层104b形成在非晶硅层104a上，且与导电层107相接触。共 同电极走线层102被施加一共同电压，导电层107也被施加该共同电压，该共同电压例如为 下基板共同电压Vcomd。导电层107优选为氧化铟锡(Indium Tin Oxide， ITO)层。由于 导电层107是在开口 0与半导体层104的掺杂层104b相接触，所以半导体层104也会具有 下基板共同电压Vcomd。此外，第二基板120包括共同电极层121，共同电极层121也被施加另一共同电压，例如被施加上基板共同电压Vcomu。 同时参照图2A及图2B，图2B所示为图2A的液晶显示面板100的像素的等效电路 图。在图2B中，数据线106例如经由薄膜晶体管(Thin FilmTransistor)TFT耦接至液晶 电容Clc及储存电容Cst。液晶电容Clc及储存电容Cst还分别耦接至上基板及下基板共 同电压Vcomu及Vcomd。参考图2A及图2B的数据线106与共同电极层121之间形成寄生 电容Cxu。数据线106与共同电极走线层102之间也形成寄生电容Cxd。
此外，数据线106与半导体层104之间形成寄生电容Cxda，且半导体层104与共同 电极走线层102之间形成另一寄生电容Cxdb。如此，由于半导体层104形成在数据线106 与共同电极走线层102之间，所以原用于表示为数据线106与共同电极走线层102之间的 寄生电容Cxd，可视为两个寄生电容Cxda与Cxdb的串联。还有，施加于导电层107的下基 板共同电压Vcomd可视为图2的恒定电压源Vs，该恒定电压源Vs的电压电平为Vcomd。
继续参照图2B，液晶显示面板100应用于液晶显示器。该液晶显示器例如包括数 据驱动电路(未图示)，用以传送像素电压至数据线106。当数据线106所传送的像素电压 其极性改变时，上基板和下基板共同电压Vcomu和Vcomd分别经由寄生电容Cxu及Cxd受 到数据线106所传送的像素电压的影响，使得其电压电平被拉高或拉低。在本实施例中，当 下基板共同电压Vcomd被数据线106的像素电压影响而变动时，可通过半导体层104与共 同电极走线层102之间的寄生电容Cxdb及恒定电压源Vs，来补偿下基板共同电压Vcomd， 以使被像素电压影响而变动的下基板共同电压Vcomd可及时在扫描线选择时间内回到预 设电压电平。 以下将说明传统液晶显示面板与本实施例的液晶显示面板在补偿共同电压时的 等效电路及其仿真结果。参照图3A至图3C，其所示为分别依照图1A、图1B及图2B中的 两个像素的等效电路图。图3C的数据线Dl及D2为在图2B中示出的像素中的数据线106 在两像素中的两条数据线。在图3A至图3C中，数据线Dl例如受数据驱动电路的最大驱动 能力的电源驱动，而数据线D2不受驱动，所以数据线D2不会影响上基板及下基板共同电压 Vcomu及Vcomd的电压电平。 参照图4A至图4C中，其所示为分别依照图3A至图3C的等效电路的共同电压的 仿真波形图。以图4A为例说明如下。图4A图是以下基板共同电压Vcomd为例所示出的。 在时间tl时，数据线D1由预设电压电平改变为最高驱动电压，例如由6伏特改变为12伏 特，而数据线D2的电压无改变，例如仍维持6伏特。此时，下基板共同电压Vcomd受到数据 线D1的影响而被拉升至电压电平V1。过了时间tl之后，下基板共同电压Vcomd不再受数 据线D1影响，而逐渐回复至预设的共同电压电平(6伏特)。在时间t2时，数据线Dl改变 为另一电压，例如最低驱动电压0伏特，此时下基板共同电压Vcomd仍未回到预设电压电平 (6伏特)，且漂移至电压电平Va。同理可知，上基板共同电压Vcomu也会受到影响而使其电 压电平产生漂移。 以下将提供详细的模拟结果。在图4A中，下基板共同电压Vcomd仿真结果为电压 电平Va，即6. 29伏特，故知下基板共同电压Vcomd无法及时在扫描线选择时间内回到预设 电压电平。在图4B中，经由传统方法补偿后的上基板共同电压Vcomd的仿真结果为电压电 平Vb，即6. 07伏特，故知上基板共同电压Vcomd仍无法及时在扫描线选择时间内回到预设 电压电平。在图4C中，利用本发明实施例的液晶显示面板，补偿后的下基板共同电压Vcomd的仿真结果为电压电平Vc，即5. 99伏特。由此可知，在本实施例所提出的液晶显示面板中， 下基板共同电压Vcomd可在扫描线选择时间内回到预设电压电平。 此外，本实施例的液晶显示面板还具有高开口率(即erture ratio)的优点。参照 图5，其所示为依照本发明第一实施例的液晶显示面板的部分结构的布线图。在图5中，导 电层107优选为氧化铟锡(Indium Tin Oxide， ITO)层107a。该透明的ITO层107a被施 加恒定电压源Vs，该恒定电压源Vs的电压电平为下基板共同电压Vcomd，并经由开口 0将 恒定电压源Vs的电压电平传送至形成于数据线106与共同电极走线层102之间的半导体 层104，以补偿下基板共同电压Vcomd。透明的ITO层107a可使背光模块(图5中未示出) 的光线穿透，所以不会造成开口率的降低。 并且一般而言，共同电极走线层102与像素电极层108之间会形成储存电容Cst。 而上述实施例中，共同电极走线层102还可形成在ITO层107a的下方，以形成另一储存电 容Cst'，如图5所示。因此，相较于传统的液晶显示面板，由于本发明实施例的液晶显示面 板具有额外的储存电容Cst'，所以储存电容Cst的面积可减小，共同电极走线层102在经过 像素电极108时的布线宽度可以减小，而这更进一步地提高开口率。 此外，本发明实施例的液晶显示面板可减轻数据驱动电路的负载，现说明如下。继 续参照图5，图2B的寄生电容Cxu位于数据线106与第二基板的共同电极层121的交叠处， 即位于区域Rl，而寄生电容Cxd位于数据线106与第一基板的共同电极走线层102的交叠 处，即位于区域R2。根据电容的计算公式C二 eA/d，由于区域R2的面积小于区域Rl的面 积，所以可推知寄生电容Cxd小于寄生电容Cxu。 因此，传统补偿电压的方法中，是在数据线与第二基板的共同电极层之间再形成 一 ITO层，将使得其间的寄生电容变得更大，而造成数据驱动电路的负载过重。而本发明的 实施例中，是在较小的寄生电容Cxd之间提供电流路径来补偿共同电压，所以不会造成数
据驱动电路的负载过重。
第二实施例 参照图6，其所示为依照本发明第二实施例的液晶显示面板的部分结构剖面图。与 第一实施例不同的是，第一基板110还包括第三绝缘层109。第三绝缘层109形成在数据线 106上，且覆盖数据线106。导电层107还延伸至第三绝缘层109上，以与数据线106部分 重叠。如此，导电层107与数据线106之间会形成寄生电容Cxua，而导电层107与共同电极 层121之间会形成寄生电容Cxub。在本实施例中，液晶显示面板600的像素的等效电路图 如图7图所示。 在图7中，当第二基板120的上基板共同电压Vcomu被数据线106的像素电压影响 而变动时，通过导电层107与共同电极层121之间的寄生电容Cxub及恒定电压源Vs，可补 偿上基板共同电压Vcomu，使得被像素电压影响而变动的上基板共同电压Vcomu可及时在 扫描线选择时间内回到预设电压电平。因此，在本实施例中，不仅具有相同于第一实施例的 补偿下基板共同电压Vcomd的优点，还能补偿上基板共同电压Vcomu，使得共同电压Vcomu 及Vcomd均能实时回到预设电压电平。 此外，本发明上述实施例所提出的液晶显示面板，可应用于液晶显示器中。参照图 8，其所示为应用本发明实施例的液晶显示面板的液晶显示器的示意图。液晶显示器800包 括液晶显示面板820及背光模块840。液晶显示面板820例如具有上述实施例所公开的液晶显示面板(如图2A的液晶显示面板100、或图6的液晶显示面板600)的架构。背光模 块840耦接至该液晶显示面板820，用以提供液晶显示面板820显示画面时所需的光源LS。 由于液晶显示面板820可通过补偿上基板及下基板的共同电压，来稳定上基板及下基板的 共同电压，因此，液晶显示器800能在具有稳定共同电压的液晶显示面板的操作下，正确地 调控背光模块840所提供的光源LS，从而显示正确的画面。 本发明上述实施例所公开的液晶显示面板及液晶显示器，是通过形成半导体层于 第一基板的共同电极走线层及数据线之间，来补偿共同电极走线层的共同电压，使得下基 板共同电压得以及时在扫描线选择时间内回到正常的电平，故液晶显示器能显示正确的画 面，且不会严重地加重数据驱动电路的负载，由此，距离数据驱动电路较远侧的像素的储存 电容不会有充电不足的问题。此外，还通过使用透明的ITO层做为导电层，使得开口率得以 维持。还有，在另一实施例中，还将导电层设置在数据线上，来补偿上基板共同电压以回到 正常的电平，故能达到同时稳定上基板与下基板的共同电压的效果。 综上所述，虽然本发明已以优选实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明。本 发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种修改与变型。 因此，本发明的保护范围应以所附权利要求书的范围为准。
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权利要求
一种液晶显示面板，包括第一基板，包括衬底；共同电极走线层，形成在所述衬底上；第一绝缘层，形成在所述共同电极走线层上；半导体层，形成在所述第一绝缘层上；第二绝缘层，形成在所述半导体层上，所述第二绝缘层具有开口；数据线，形成在所述第二绝缘层上；以及导电层，形成在所述开口及部分的所述第二绝缘层上，且所述导电层与所述数据线电隔离；第二基板，其与所述第一基板平行配置；以及液晶层，其夹置于所述第一基板与所述第二基板之间；其中，所述共同电极走线层与所述导电层被施加一共同电压。
2. 根据权利要求1所述的液晶显示面板，其中，所述第一基板还包括第三绝缘层，所述 第三绝缘层形成在数据线上，且覆盖所述数据线，所述导电层还延伸至所述第三绝缘层上， 以与所述数据线部分重叠。
3. 根据权利要求1所述的液晶显示面板，其中，所述半导体层包括 非晶硅层，形成在所述第一绝缘层上；以及掺杂层，形成在所述非晶硅层上，且与所述导电层相接触。
4. 根据权利要求l所述的液晶显示面板，其中，所述导电层为氧化铟锡(Indium Tin 0xide， IT0)层。
5. 根据权利要求1所述的液晶显示面板，其中，所述第一绝缘层及所述第二绝缘层为 氮化硅层。
6. 根据权利要求1所述的液晶显示面板，其中，所述第二基板包括共同电极层，所述共 同电极层被施加另 一共同电压。
7. —种液晶显示器，包括 液晶显示面板，包括 第一基板，包括衬底；共同电极走线层，形成在所述衬底上； 第一绝缘层，形成在所述共同电极走线层上； 半导体层，形成在所述第一绝缘层上；第二绝缘层，形成在所述半导体层上，所述第二绝缘层具有开口 ； 数据线，形成在所述第二绝缘层上；以及导电层，形成在所述开口及部分的所述第二绝缘层上，且所述导电层与所述数据线电 隔离；第二基板，其与所述第一基板平行配置；以及 液晶层，其夹置于所述第一基板与所述第二基板之间；以及 背光模块，其耦接至所述液晶显示面板；其中，所述共同电极走线层与所述导电层被施加一共同电压。
8. 根据权利要求7所述的液晶显示器，其中，所述第一基板还包括第三绝缘层，所述第 三绝缘层形成在数据线上，且覆盖所述数据线，所述导电层还延伸至所述第三绝缘层上，以 与所述数据线部分重叠。
9. 根据权利要求7所述的液晶显示器，其中，所述半导体层包括 非晶硅层，形成在所述第一绝缘层上；以及掺杂层，形成在所述非晶硅层上，且与所述导电层相接触。
10. 根据权利要求7所述的液晶显示器，其中，所述导电层为氧化铟锡层。
11. 根据权利要求7所述的液晶显示器，其中，所述第一绝缘层及所述第二绝缘层为氮 化硅层。
12. 根据权利要求7所述的液晶显示器，其中，所述第二基板包括共同电极层，所述共 同电极层被施加另 一共同电压。
全文摘要
本发明涉及一种可补偿共同电压的液晶显示面板及液晶显示器。该液晶显示面板，包括第一基板、第二基板及液晶层。第一基板包括衬底、共同电极走线层、第一绝缘层、半导体层、第二绝缘层、数据线及导电层。共同电极走线层形成在衬底上。第一绝缘层形成在共同电极走线层上。半导体层形成在第一绝缘层上。第二绝缘层形成在半导体层上，第二绝缘层具有开口。数据线形成在第二绝缘层上。导电层形成在开口及部分第二绝缘层上，且导电层与数据线电隔离。第二基板与第一基板平行配置。液晶层夹置于第一基板与第二基板之间。
文档编号G02F1/136GK101738793SQ200810174838
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月7日 优先权日2008年11月7日
发明者李恒贤, 林峰生, 陈傅丞, 陈宥烨 申请人:奇美电子股份有限公司