像素结构及显示面板的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种像素结构及显示面板，本发明的像素结构包括扫描线以及数据线、第一主动元件、像素电极、信号线、第二主动元件、共享电极以及储存电容器。第一主动元件与扫描线以及数据线电性连接。像素电极与第一主动元件电性连接。信号线电性连接至一共享电压。第二主动元件与扫描线以及信号线电性连接。共享电极与第二主动元件电性连接。储存电容器位于第一主动元件以及第二主动元件之间。所述储存电容器的一端电性连接至第一主动元件且另一端电性连接至第二主动元件。
【专利说明】像素结构及显示面板
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种像素结构及显示面板，特别是涉及一种液晶显示面板及其像素结 构。
【背景技术】
[0002] 传统液晶显示面板的像素结构大部分都采用单一颗主动元件来对储存电容进行 充放电。此种架构在主动元件进行开关切换时，存在馈通（Feed through)电压，使得施加 在液晶分子上的正负半周电场无法对称。因为馈通电压的影响以及液晶需要在正负极性的 驱动方式中不断变化，导致液晶显示面板会产生画面闪烁的问题。为了减轻这种现象，一般 是利用调整共享电压来补偿并改善正负极性的差异。但是，若将此补偿方法运用在边缘场 切换技术（Fringe Field Switching，FFS)液晶显示面板时，共享电极层会因为每个区域的 阻抗差异而存在共享电压不均匀的情况，因此还是会造成画面有局部闪烁的问题。为了使 液晶显示面板具有更良好的显示质量，降低馈通电压以减少画面闪烁并同时改善共享电压 不均匀的缺点，是目前亟需克服的一个重要课题。
【发明内容】
[0003] 本发明提供一种像素结构及显示面板，可降低馈通电压效应并改善共享电极层的 一致性。
[0004] 本发明的像素结构包括扫描线以及数据线、第一主动元件、像素电极、信号线、第 二主动元件、共享电极以及储存电容器。第一主动元件与扫描线以及数据线电性连接。像 素电极与第一主动元件电性连接。信号线会电性连接至一共享电压。第二主动元件与扫描 线以及信号线电性连接。共享电极与第二主动元件电性连接。储存电容器位于第一主动元 件以及第二主动元件之间。所述储存电容器的一端电性连接至第一主动元件且另一端电性 连接至第二主动元件。
[0005] 本发明的显示面板包括第一基板、像素阵列、第二基板以及显示介质。像素阵列设 置于第一基板上。第二基板位于第一基板的相对侧。显示介质位于第一基板与第二基板之 间。所述像素阵列包括多个像素结构。像素结构包括扫描线以及数据线、第一主动元件、像 素电极、信号线、第二主动元件、共享电极以及储存电容器。第一主动元件与扫描线以及数 据线电性连接。像素电极与第一主动元件电性连接。信号线会电性连接至一共享电压。第 二主动元件与扫描线以及信号线电性连接。共享电极与第二主动元件电性连接。储存电容 器位于第一主动元件以及第二主动元件之间。所述储存电容器的一端电性连接至第一主动 元件且另一端电性连接至第二主动元件。
[0006] 基于上述，本发明的像素结构包括两个主动元件，第一主动元件与像素电极电性 连接，且第二主动元件与共享电极电性连接。由于所述像素结构的共享电极是通过信号线 以及第二主动元件给予共享电压，因此可以使共享电极的共享电压维持一致性。另外，由于 此像素结构的储存电容器位于第一主动元件以及第二主动元件之间，其可以降低馈通电压 以解决画面闪烁问题。
[0007] 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，以下特举实施例，并配合所附附图 作详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图1为本发明一实施例的显示面板的剖面示意图；
[0009] 图2为本发明一实施例的像素结构的等效电路图；
[0010] 图3为本发明一实施例的像素结构的上视示意图；
[0011] 图4为本发明一实施例的像素结构的剖面示意图；
[0012] 图5为本发明另一实施例的像素结构的剖面示意图；
[0013] 图6A为传统像素结构的正负半周电压量测图；
[0014] 图6B为本发明一实施例的像素结构的正负半周电压量测图。
[0015] 附图标记
[0016] Cst:储存电容器 Cgd 1 :第一栅极漏极耦合电容
[0017] Cgd 2 :第二栅极漏极耦合电容Vcom :共享电压
[0018] DL:数据线 SL:扫描线
[0019] SgL:信号线 CE:共享电极
[0020] PE:像素电极 H:接触窗
[0021] Tl :第一主动元件 T2 :第二主动元件
[0022] S1、S2:源极 D1、D2:漏极
[0023] G1、G2:栅极 CH1、CH2:通道
[0024] 0:欧姆接触层 100 :像素结构
[0025] 10 :第一基板 20 :第二基板
[0026] 30 :显示介质 PX :像素阵列
[0027] CF :彩色滤光阵列 102 :栅极绝缘层
[0028] 103 :绝缘层
【具体实施方式】
[0029] 图1为发明一实施例的显示面板的剖面示意图。请参照图1，本实施例的显示面板 包括第一基板10、像素阵列PX、第二基板20以及显示介质30。第一基板10的材质可为玻 璃、石英、有机聚合物、或是不透光/反射材料（例如：导电材料、金属、晶片、陶瓷、或其它可 适用的材料）、或是其它可适用的材料。若使用导电材料或金属时，则在第一基板10上覆盖 一层绝缘层（未示出），以避免短路问题。
[0030] 像素阵列PX位于第一基板10上，所述像素阵列PX是由多个像素结构所构成。而 有关像素阵列PX中的像素结构将于后续段落作详细说明。
[0031] 第二基板20位于第一基板10的相对侧。第二基板20的材质可为玻璃、石英或有 机聚合物等等。在一实施例中，第二基板20上可还包括设置有彩色滤光阵列CF，其包括红、 绿、蓝色滤光图案。显示介质30位于第一基板10与第二基板20之间。
[0032] 显示介质30可包括液晶分子、电泳显示介质、或是其它可适用的介质。在本发明 下列实施例中的显示介质以液晶分子当作范例，但不限于此。
[0033] 承上所述，像素阵列PX是由多个像素结构所构成，每一个像素结构的结构如下所 述。
[0034] 图2为本发明一实施例的像素结构的等效电路图。图3为本发明一实施例的像素 结构的上视示意图。图4为本发明一实施例的像素结构的剖面示意图。请同时参照图2、图 3以及图4,像素结构100包括扫描线SL以及数据线DL、第一主动元件T1、像素电极PEJf 号线SgU第二主动元件T2、共享电极CE以及储存电容器Cst。
[0035] 扫描线SL与数据线DL彼此交越设置，且扫描线SL与数据线DLl之间夹有绝缘层 102。扫描线SL延伸方向与数据线DL的延伸方向不平行，较佳的是，扫描线SL的延伸方向 与数据线DL的延伸方向垂直。基于导电性的考虑，扫描线SL与数据线DL -般是使用金属 材料。然而本发明不限于此，根据其它实施例，扫描线SL与数据线DL也可以使用其它导电 材料。例如：合金、金属材料的氮化物、金属材料的氧化物、金属材料的氮氧化物、或其它合 适的材料）、或是金属材料与其它导电材料的堆栈层。
[0036] 第一主动元件Tl与扫描线SL以及数据线DL电性连接，且像素电极PE与第一主 动元件Tl电性连接。更详细而言，第一主动元件Tl包括栅极G1、通道CH1、源极Sl以及漏 极Dl。栅极Gl与扫描线SL电性连接。源极Sl与数据线DL电性连接。漏极Dl与像素电 极PE电性连接。承上所述，绝缘层102覆盖栅极G1，通道CHl位于绝缘层102上。源极Sl 以及漏极Dl位于通道CHl的上方。另外，本实施例的第一主动元件Tl还包括一欧姆接触 层〇,其设置于第一主动元件Tl的源极Sl、漏极Dl以及通道CHl之间。在本实施例中，像 素电极PE与第一主动元件Tl的漏极Dl直接接触，且绝缘层103覆盖像素电极PE。绝缘层 103的材料可以与绝缘层102的材料相同，但本发明不限于此。绝缘层102以及绝缘层103 的材料分别可以是无机材料（例如：氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、其它合适的材料、或上述至 少两种材料的堆栈层）、有机材料、或其它合适的材料、或上述的组合。
[0037] 第二主动元件T2与扫描线SL以及信号线SgL电性连接，且共享电极CE与第二主 动元件T2电性连接。更详细而言，第二主动元件T2包括栅极G2、通道CH2、源极S2以及漏 极D2。栅极G2与扫描线SL电性连接。共享电极CE借由接触窗H与第二主动元件T2的 漏极D2电性连接。源极S2与信号线SgL电性连接，且信号线SgL电性连接至一共享电压 Vcom。承上所述，绝缘层102覆盖栅极G2,通道CH2位于绝缘层102上。源极S2以及漏极 D2位于通道CH2的上方。在本实施例中，共享电极CE位于绝缘层103上，且共享电极CE通 过一接触窗H与第二主动元件T2的漏极D2电性连接。另外，本实施例的第二主动元件T2 还包括欧姆接触层0,其设置于第二主动元件T2的源极S2、漏极D2以及通道CH2之间。
[0038] 上述的第一主动元件Tl与第二主动元件T2是以底部栅极型薄膜晶体管为例来说 明，但本发明不限于此。根据其它实施例，上述的第一主动元件Tl与第二主动元件T2也可 是以顶部栅极型薄膜晶体管。
[0039] 请继续参照图2、图3以及图4,像素结构100的信号线SgL与数据线DL平行设置， 且信号线SgL与数据线DL分别位于像素电极PE以及共享电极CE的两侧边。在此实施例 中，信号线SgL与数据线DL可以以同一道光罩制造工艺形成，但本发明不限于此。
[0040] 除此之外，像素电极PE是作为储存电容器Cst的一电极且共享电极CE作为储存 电容器Cst的另一电极，且位于像素电极PE与共享电极CE之间的绝缘层103则是作为储 存电容器Cst的电容介电层。此外，在第一主动元件Tl的栅极Gl以及漏极Dl之间还包括 第一栅极漏极耦合电容Cgdl，且在第二主动元件T2的栅极G2以及漏极D2之间还包括第二 栅极漏极耦合电容Cgd2。在本实施例中，第一栅极漏极耦合电容Cgdl以及第二栅极漏极耦 合电容Cgd2分别位于该储存电容器Cst的两端。另外，第一栅极漏极耦合电容Cgdl实质 上等于第二栅极漏极耦合电容Cgd2的电容。
[0041] 另外，在本实施例中，像素电极PE为一块状电极，且共享电极CE具有多个狭缝图 案。述绝缘层103是位于像素电极PE以及共享电极CE之间。当于驱动此像素结构时，像 素电极PE与共享电极CE之间可形成一边缘场（fringing field)分布，以使图1的显示面 板的显示介质30产生扭转，以使显示面板产生对应的影像。
[0042] 值得一提的是，本实施例的像素电极PE为一块状电极且共享电极CE具有多个狭 缝图案为例来说明，但本发明不限于此。根据其它实施例，也可以将共享电极CE设置为一 块状电极，且将像素电极PE设计成具有多个狭缝图案，如此当于驱动此像素结构时，像素 电极PE与共享电极CE之间可形成一边缘场（fringing field)分布，以使图1的显示面板 的显示介质30产生扭转，以使显示面板产生对应的影像。
[0043] 图5为本发明另一实施例的像素结构的剖面示意图。请参照图5,图5的像素结构 与图4的像素结构相似，因此相同的元件以相同的符号表示，且不在重复说明。图5的实施 例与图4的实施不同之处在于，共享电极CE与第二主动元件T2是直接接触，且绝缘层103 覆盖共享电极CE，而像素电极PE位于绝缘层103上，且像素电极PE通过接触窗H与第一 主动元件Tl电性连接。类似地，在图5的实施例中，位于绝缘层103上的像素电极PE为一 块状电极且位于绝缘层103下方的共享电极CE具有多个狭缝图案，但本发明不限于此。根 据其它实施例，也可以将共享电极CE设置为一块状电极，且将像素电极PE设计成具有多个 狭缝图案。如此当于驱动此像素结构时，像素电极PE与共享电极CE之间可形成一边缘场 (fringing field)分布，以使图1的显示面板的显示介质30产生扭转，以使显示面板产生 对应的影像。
[0044] 基于上述，由于本发明的实施例的像素结构具有两个主动元件，其中第一主动元 件Tl与像素电极PE电性连接且第二主动元件T2与共享电极CE电性连接。换言之，共享 电极CE是通过信号线SgL以及第二主动元件T2将共享电压给于共享电极CE，因此可以解 决传统FFS液晶显示面板存在共享电极层的共享电压分布不均的问题。
[0045] 另外，由于本发明的实施例的像素结构具有两个主动元件T1、T2,以使得像素电极 PE与共享电极CE形成的储存电容器Cst两端分别具有第一栅极漏极耦合电容Cgdl以及 第二栅极漏极親合电容Cgd2。基于惠斯敦电桥效应（wheastone bridge condition)的作 用，当上述两个主动元件T1、T2同时从开启（ON)切换至关闭（OFF)时，像素电极PE的两端 会同时造成馈通电压（feed-through voltage)而相互抵销，因此可以降低传统像素结构因 馈通电压（feed-through voltage)所造成的闪烁问题。
[0046] [实例]
[0047] 为了证明本发明的像素结构可降低馈通电压以及解决共享电压不均匀的缺点，特 别以下列实例作为说明。
[0048] 图6A为传统像素结构的正负半周电压量测图。图6B为本发明一实施例的像素结 构的正负半周电压量测图。特别是，图6A的传统像素结构为使用一个主动元件且共享电极 为未图案化的共享电极层（Full ITO common electrode)。图6B的像素结构为如图3所示 的像素结构。
[0049] 于图6A与图6B中，量测的是像素结构的像素电压与时间之间的关系图，在此像素 电压是以正半周以及负半周交替方式驱动。从图6A与图6B可知，传统像素结构与本实施 例的像素结构的像素电压的馈通电压情况，且馈通电压值如下列表1所示。
[0050] 表 1
【权利要求】
1. 一种像素结构，其特征在于，包括： 一扫描线W及一数据线； 一第一主动元件，与所述扫描线W及所述数据线电性连接； 一像素电极，与所述第一主动元件电性连接； 一信号线，电性连接至一共享电压； 一第二主动元件，与所述扫描线W及所述信号线电性连接； 一共享电极，与所述第二主动元件电性连接；W及 一储存电容器，位于所述第一主动元件W及所述第二主动元件之间，其中所述储存电 容器的一端电性连接至所述第一主动元件且所述储存电容器的另一端电性连接至所述第 二主动元件。
2. 根据权利要求1所述的像素结构，还包括一绝缘层，位于所述像素电极W及所述共 享电极之间，其中所述像素电极与所述共享电极之间形成一边缘场分布。
3. 根据权利要求2所述的像素结构，其特征在于， 所述像素电极与所述第一主动元件直接接触，且所述绝缘层覆盖所述像素电极；且 所述共享电极位于所述绝缘层上，且所述共享电极通过一接触窗与所述第二主动元件 电性连接。
4. 根据权利要求2所述的像素结构，其特征在于， 所述共享电极与所述第二主动元件直接接触，且所述绝缘层覆盖所述共享电极；且 所述像素电极位于所述绝缘层上，且所述像素电极通过一接触窗与所述第一主动元件 电性连接。
5. 根据权利要求2所述的像素结构，其特征在于，所述共享电极为一块状电极，且所述 像素电极具有多个狭缝图案。
6. 根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，所述像素电极是作为所述储存电容 器的一电极且所述共享电极作为所述储存电容器的另一电极。
7. 根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，所述信号线与所述数据线平行设置， 且所述信号线与所述数据线分别位于所述像素电极的两侧边。
8. 根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，所述像素电极为一块状电极，且所述 共享电极具有多个狭缝图案。
9. 根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，还包括一第一栅极漏极禪合电容W 及一第二栅极漏极禪合电容，分别位于所述储存电容器的两端，其中所述第一栅极漏极禪 合电容实质上等于所述第二栅极漏极禪合电容的电容。
10. -种显示面板，其特征在于，包括： 一第一基板，所述第一基板上包括设置一像素阵列，所述像素阵列包括多个像素结构， 其中每一像素结构根据权利要求1所述； 一第二基板，位于所述第一基板的对向侧；W及 一显示介质，位于所述第一基板与所述第二基板之间。
【文档编号】G02F1/1368GK104460166SQ201510001652
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2015年1月4日 优先权日:2014年11月26日
【发明者】林峻锋, 谢曜安, 郭玉苹 申请人:友达光电股份有限公司