一种显示面板和显示装置的制作方法

本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板和显示装置。

背景技术：

液晶显示器具有低辐射、体积小以及低能耗等优点，其已经逐渐取代传统的阴极射线管显示器而广泛地应用在平板电视、个人电脑以及其它便携式产品上。

通常情况下，显示面板中的每个像素包括三个子像素(例如，R、G、B)，每个子像素均由一条扫描线(gate line)和一条数据线(source line)进行控制。因此，一个分辨率为M×N的显示面板，就需要配置M条扫描线和3N条数据线。

然而，一方面，显示面板正向越大和越小两个方向发展，而对于小尺寸的液晶显示面板来说，由于受到空间的限制，通常在这类液晶显示面板中只能配置一个驱动芯片。而另一方面，随着显示面板分辨率的提高，显示面板中所包含的子像素的数量也越来越多。因此，在空间有限的情况下，通常采用多路分用(DEMUX)电路来减少驱动芯片的输出管脚数。

DEMUX电路包括多个多路分用开关，通过对驱动芯片的至少一个输出通道的数据电压进行时分，然后将数据电压提供给多个数据线(实现对所连接子像素的充电)。例如，1：2、1：3、1：6、2：6、2：12等。通过响应于多路分用控制信号驱动的多路分用开关的切换操作来执行多路分用切换电路的时分操作。

然而，现有技术的显示面板中，采用DEMUX电路后，在子像素的实际充电过程中，在开关元件截止之后，数据线上的残留数据电压会继续对子像素充电，但是对于同一帧周期中的最后一个子像素，由于数据线的残留电压对该子像素的充电时间较短(与同一帧周期的其他子像素相比)，该子像素充电不足，存在同一帧周期的各个子像素充电差异大的问题。

技术实现要素：

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种显示面板及显示装置，以期解决现有技术中存在的技术问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种显示面板，包括：多条扫描线和多条数据线，多条扫描线和多条数据线绝缘交叉设置；多条数据信号线；多条多路分用控制线；以及多路分用电路，用于基于多路分用控制线的信号将数据信号线上的数据电压信号分时提供给各数据线。其中，多路分用电路包括多个多路分用开关单元，每个多路分用开关单元包括多个晶体管开关；每条多路分用控制线与每个多路分用开关单元中的至少一个晶体管开关的栅极电连接；晶体管开关的第一极与数据信号线电连接，晶体管开关的第二极与数据线电连接；在一个帧周期中，同一个多路分用开关单元中最后一个导通的晶体管开关的沟道宽长比大于该多路分用开关单元中其他晶体管开关的沟道宽长比。

在一些实施例中，显示面板包括彼此相对设置的阵列基板和彩膜基板，以及设置在阵列基板和彩膜基板之间的液晶层。其中，多路分用电路设置在阵列基板上，多路分用控制线设置在阵列基板上或彩膜基板上，数据信号线设置在阵列基板上或彩膜基板上。

在一些实施例中，阵列基板具有显示区域和围绕显示区域的边框区域。其中，多路分用电路设置在边框区域。

在一些实施例中，晶体管开关为薄膜晶体管。

在一些实施例中，晶体管开关包括有源层。其中，有源层由低温多晶硅构成。

在一些实施例中，在一个帧周期中，同一个多路分用开关单元中除最后一个导通的晶体管开关之外的其他多个晶体管开关中，晶体管开关的沟道宽长比是相同的。

在一些实施例中，在一个帧周期中，同一个多路分用开关单元中除最后一个导通的晶体管开关之外的其他多个晶体管开关中，至少两个晶体管开关的沟道宽长比是不同的。

在一些实施例中，在一个帧周期中，同一个多路分用开关单元中任意两个相邻的晶体管开关中，先导通的晶体管开关的沟道宽长比小于后导通的晶体管开关的沟道宽长比。

在一些优选的实施例中，每个多路分用开关单元包括六个晶体管开关。其中，在同一个帧周期中，在同一个多路分用开关单元中最后一个导通的晶体管开关的沟道宽长比是该多路分用开关单元中其他五个晶体管开关的沟道宽长比的3倍。

根据本申请的另一方面还提供了一种显示装置，包括如上的显示面板。

本申请提供的方案，通过采用非对称设计，使得在一个帧周期中，同一个多路分用开关单元中最后一个导通的晶体管开关的沟道宽长比大于该多路分用开关单元中其他晶体管开关的沟道宽长比，实现同一个帧周期中最后一个被充电的子像素具有与该帧周期中的其他子像素一致的充电效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出了晶体管开关的结构示意图；

图2A示出了本申请的显示面板的一个实施例的示意性结构图；

图2B示出了图2A的显示面板的局部示意图；

图3示出了具有六路分用电路的显示面板的工作时序示意图；

图4A示出了具有相同沟道宽长比的晶体管开关的六路分用电路的显示面板的子像素充电电压时序示意图；

图4B示出了图2A的显示面板的子像素充电电压时序示意图；

图5A示出了本申请的显示面板的另一实施例的示意性结构图；

图5B示出了本申请的显示面板的又一实施例的示意性结构图；

图6A示出了本申请的显示面板的一个实施例的多路分用开关单元的示意性结构图；

图6B示出了本申请的显示面板的另一实施例的多路分用开关单元的示意性结构图；

图7示出了本申请的显示装置的一个实施例的示意性结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1示出了晶体管开关的结构示意图。

如图1所示，晶体管开关100包括栅极103、源极101和漏极102。其中，源极101和漏极102之间形成导电沟道(未示出)，源极101和漏极102之间的距离为沟道的长度L，源极101/漏极102垂直于长度L方向的宽度为沟道的宽度W。

继续参考图2A和图2B，图2A示出了本申请的显示面板的一个实施例的示意性结构图，图2B示出了图2A的显示面板的局部示意图。

下面结合图2A和图2B对本实施例的显示面板进行描述。

如图2A所示，显示面板200包括：多条沿第一方向D1延伸的数据线S1～Sn和多条沿第二方向D2延伸的扫描线G1～Gm，且多条数据线S1～Sn和多条扫描线G1～Gm绝缘交叉地设置；多条数据信号线DATA1～DATAb；多条多路分用控制线CK1～CKa；以及多路分用控制电路22，用于基于多路分用控制线的信号将所述数据信号线上的数据电压信号分时提供给各数据线。多路分用控制电路22包括多个多路分用开关单元221～22k。其中，m、n、a、b、k均为大于1的整数。

如图2B所示，多路分用开关单元221包括多个晶体管开关，作为示意，图2B示出的多路分用开关单元221包括六个晶体管开关T11～T16，晶体管开关T11～T16的沟道宽长比分别为W₁/L₁、W₂/L₂、W₃/L₃、W₄/L₄、W₅/L₅、W₆/L₆。

其中，每条多路分用控制线(例如，CK1)与每个多路分用开关单元中的至少一个晶体管开关(例如，在多路分用开关单元221中的晶体管开关T11)的栅极电连接，晶体管开关的第一极与数据信号线(例如，DATA1)电连接各晶体管开关的第二极分别与数据线S1～Sn电连接。

在一个帧周期中，响应于多路分用控制信号的切换操作，多路分用开关单元221中的多个晶体管开关T11～T16逐个导通，例如，按照T11～T16的顺序，晶体管开关T11第一个导通，晶体管开关T16最后一个导通。其中，晶体管开关T16的沟道宽长比W₆/L₆大于其他晶体管开关T11～T15的沟道宽长比。

由晶体管开关的特性可知，源、漏极之间的电流与沟道宽长比成正比，即，沟道宽长比越大，源、漏极之间的电流也越大。采用了上述设计的多路分用开关单元221，由于晶体管开关T16的沟道宽长比大于晶体管开关T11～T15的沟道宽长比，也就是说，晶体管开关T16这一通路的数据信号对子像素的充电能力大大提高，因此，在同一个帧周期中给子像素充电时，尽管晶体管开关T16最后一个导通并与晶体管开关T11～T15一起截止使得最后一个被充电的子像素的充电时间较短，但是充电能力的提高有效弥补了这一缺陷，使该子像素在较短的时间内较快地被充电，并达到与该帧周期中其他子像素一致的充电效果，削弱了子像素间的充电差异，改善了显示面板200的显示效果。

需要说明的是，虽然在图2A和图2B中示出了与每个多路分用开关单元连接的数据线、数据信号线和多路分用控制线的数量以及每个多路分用开关单元中包含的晶体管开关的数量，但这仅仅是示意性的。可以理解的是，上述数量可以是任意合适的数量。本领域技术人员可以根据实际应用场景的需求来设置，例如，将数据信号线增加为两条、每个多路分用开关单元包括三个晶体管开关或者将多路分用控制线减少为两条，只要形成多路分用的逻辑关系即可。

此外，本实施例的显示面板200还包括显示区域23和围绕显示区域23的边框区域，多路分用电路22设置在边框区域中。

例如，当由集成电路(未示出)来向数据信号线DATA1～DATAb提供数据信号时，可以将多路分用电路22设置在与集成电路同侧的边框区域中。这样，既可简化集成电路与数据信号线之间的走线设计，还可利用多路分用开关单元221中由于沟道宽长比不同产生的区域进行其他的版图设计，使显示面板200的版图布局更加紧凑。

下面，将结合图3、4A和图4B来对本实施例的显示面板进行进一步描述，以使本实施例的显示面板的技术效果更加明确。

其中，图3示出了具有六路分用电路的显示面板的工作时序示意图；图4A示出了现有技术中具有相同沟道宽长比的晶体管开关的六路分用电路的显示面板的子像素充电电压时序示意图，图4B示出了图2A的显示面板的子像素充电电压时序示意图。

作为示意，在图3所示的一个帧周期中，分时向多路分用单元221的六个晶体管T11～T16提供数据信号电压(例如，5.0v)；图4A所示的显示面板的六路分用电路的晶体管开关的沟道宽长比为W/L(例如，120μm/4μm)。

如图3所示，在一个帧周期中，扫描线G1提供选通信号，多路分用控制线CK1～CK6依次提供选通信号，多路分用开关单元221中的晶体管开关T11～T16依次选通，数据信号线提供的数据信号电压经由晶体管开关T11～T16依次提供到数据线S1～S6，并为所连接的子像素充电。

如图4A所示，在一个帧周期中，响应于扫描线G1、多路分用控制线CK1～CK6的分时切换，子像素Pixel1～Pixel6依次被充电；其中，子像素Pixel1～Pixel6分别与数据线S1～S6电连接。

具体地，在一个帧周期中，扫描线G1提供选通信号，扫描线G1对应的一整行子像素被选通。当多路分用控制线CK1提供选通信号时，晶体管开关T11导通，数据信号电压经由晶体管开关T11、数据线S1以及子像素Pixel1内的薄膜晶体管给子像素Pixel1充电；当多路分用控制线CK1提供的选通信号转换为截止信号时，晶体管开关T11截止，使数据信号电压与子像素Pixel1的连接断开，但是由于数据线S1的残留电压仍然高于子像素Pixel1的电压，因此子像素Pixel1继续被数据线S1的残留电压充电。同样地，子像素Pixel2～Pixel6也依次被充电。

然而，对于子像素Piexl6而言，由于其是该帧周期中最后一个被充电的子像素，当多路分用控制线CK6提供的选通信号转换为截止信号后，扫描线G1提供的选通信号也转换为截止信号，从而使数据线S6与子像素Pixel6的连接也断开，即子像素Pixel6被数据线S6上的残留电压充电的时间不足，导致子像素Pixel6只能被充到4.72v左右，充电率不足95％(4.72v/5.0v＝94.4％)，而子像素Pixel1～Pixel5可被充到4.95v，充电率为99％(4.95v/5.0v＝99％)。

因此，子像素Pixel6与Pixel1～Pixel5之间存在明显的充电差异，影响显示面板的显示质量。

为了改善同一个帧周期中的各个子像素(Pixel6与Pixel1～Pixel5)的这种充电差异，在本实施例中，对上述多路分用开关单元221中的晶体管开关T11～T16采用非对称设计，即：增大晶体管开关T16的沟道宽长比W₆/L₆，同时减小晶体管开关T11～T15的沟道宽长比W₁/L₁(作为示意，晶体管开关T11～T15具有相同的沟道宽长比)。

表一示出了增大晶体管开关T16的沟道宽长比W₆/L₆并且减小晶体管开关T11～T15的沟道宽长比W₁/L₁时，子像素Pixel6和子像素Pixel1～Pixel5的充电电压和充电率。其中，序号为1的一行数据为晶体管开关T11～T16采用相同沟道宽长比时子像素Pixel1～Pixel6的充电数据，序号为2～4的三行数据为晶体管开关T16的沟道宽长比W₆/L₆大于晶体管开关T11～T15的沟道宽长比W₁/L₁的不同情况下子像素Pixel1～Pixel6的充电数据。

表一子像素的充电电压和充电率表

从表一中可以看出，增加/减小晶体管开关的沟道宽长比可提高/降低子像素的充电能力，通过增加晶体管开关T16的沟道宽长比W₆/L₆并且减小晶体管开关T11～T15的沟道宽长比W₁/L₁，可缩小子像素Pixel6与子像素Pixel1～Pixel5之间的充电差异，尤其是，当晶体管开关T16的沟道宽长比W₆/L₆为180μm/4μm，晶体管开关T11～T15的沟道宽长比W₁/L₁为60μm/4μm时，子像素Pixel6与子像素Pixel1～Pixel5的充电效果基本一致，如图4B所示。

尽管上述实施例中，仅对沟道的宽度W进行了增大/减小的设计，但是这仅仅是示意性的。可以理解的是，也可改变沟道的长度L或者同时改变沟道的宽度W和长度L。本领域技术人员可以根据实际应用场景的需求来设置。

在本实施例中，多路分用开关单元中的晶体管开关T11～T16的沟道面积：S’＝180*4+60*4*5＝1920(μm²)；

而采用相同的沟道宽长比的晶体管开关T11～T16的沟道面积：S＝120*4*6＝2880(μm²)；

本实施例的多路分用开关单元与采用相同沟道宽长比的晶体管开关的多路分用开关单元相比，沟道面积减少了：ΔS＝960(μm²)；

在实际设计中，当沟道面积减小时，晶体管开关的栅极以及源/漏极所占面积也可以相应地缩小，从而进一步减小多路分用开关电路所占边框区域的面积，有利于窄边框的实现。

尽管在本实施例中，晶体管开关T1～T5具有相同的沟道宽长比，但这仅仅是示意性的。可以理解的是，晶体管开关T1～T5的沟道宽长比可以是不同的，本领域技术人员可以根据实际应用场景的需求来设置。

继续参考图5A和图5B，图5A示出了本申请的显示面板的另一实施例的示意性结构图，图5B示出了本申请的显示面板的又一实施例的示意性结构图。

如图5A所示，显示面板500a包括：相对设置的阵列基板502和彩膜基板501，以及设置在基板501和502之间的液晶层503。其中，示意性地示出了显示面板500a的非显示区域504和显示区域505。

与图2A所示实施例不同的是，本实施例中，进一步限定了多路分用电路设置在阵列基板上。在阵列基板502的非显示区域504中，第一基板510上设置有晶体管开关，多路分用电路的每个多路分用开关单元包含多个晶体管开关。其中，晶体管开关包括栅极511、源极514和漏极515以及位于栅极511和源/漏极514/515之间的栅介质层512和有源层513。晶体管开关之上形成有钝化层517，钝化层517上形成有多个过孔518。通过过孔518，数据信号线516与源极514电相连，多路分用控制线(未示出)与栅极511电连接。

在阵列基板502的显示区域505中，第一基板510上设置有相同或类似的晶体管开关，通过钝化层517上的过孔518，像素电极519与漏极515电连接。

图5B示出的实施例的结构与图5A的实施例基本相同，在以下的描述中，将不再赘述与图5A所示实施例相同的部分而重点描述不同之处。与图5B所示实施例不同的是，本实施例中，如图5B所示，在显示面板500b的非显示区域504中，数据信号线516和多路分用控制线(未示出)设置在彩膜基板501上，在彩膜基板501和阵列基板502之间设置有多个导电金球520。通过导电金球520，数据信号线516电连接到钝化层上的电极521，在经由通孔518电连接到源极514，多路分用控制线(未示出)电连接到栅极511。

可选地，数据信号线和多路分用控制线可设置在不同的基板上，例如，数据信号线设置在阵列基板上而多路分用控制线设置在彩膜基板上，或者，数据信号线设置在彩膜基板上而多路分用控制线设置在阵列基板上。

需要说明的是，虽然在图5A和图5B中示出了在显示区域和非显示区域的晶体管开关均为非晶硅薄膜晶体管，但这仅仅是示意性的。可以理解的是，上述晶体管开关也可以是其他类型，诸如，低温多晶硅薄膜晶体管，并且显示区域和非显示区域的晶体管开关可以是不同的。本领域技术人员可以根据实际应用场景的需求来设置。

另外，本领域技术人员可以明白，当上述实施例的显示面板200、500a和500b为液晶显示面板时，还可以包括其它的一些公知的结构，例如，设置在彩膜基板上的黑色矩阵(未示出)、色阻(未示出)、O/C保护层(未示出)，设置在阵列基板上和彩膜基板上的配向膜(未示出)，等。为了不模糊本申请的重点，将不再对这些公知的结构进行详细的描述。

继续参考图6A和图6B，图6A示出了本申请的显示面板的一个实施例的多路分用开关单元的示意性结构图，图6B示出了本申请的显示面板的另一实施例的多路分用开关单元的示意性结构图。

如图6A所示，多路分用开关单元600a包括六个晶体管开关T11～T16，其中，晶体管开关T16为同一个帧周期中最后一个导通的晶体管开关，多路分用开关单元600a中的其他晶体管开关T11～T15具有相同的沟道宽长比W/L，晶体管开关T16的沟道宽长比W₆/L₆大于晶体管开关T11～T15的沟道宽长比W/L。

本实施例的工作原理与图4B所示的实施例相同，在此忽略其具体描述。

优选地，当多路分用电路为六路分用电路时，同一个帧周期中，多路分用开关单元中最后一个导通的晶体管开关的沟道宽长比是该分路多用开关单元中其他晶体管开关的沟道宽长比的3倍。

图6B所示的实施例的结构与图6A所示的实施例类似，在以下的描述中，将不再赘述与图6A所示的实施例相同的部分而重点描述不同之处。

如图6B所示，多路分用开关单元600b中的晶体管开关T11～T16的沟道宽长比分别为W₁/L₁、W₂/L₂、……、W₆/L₆，晶体管开关T16的沟道宽长比W₆/L₆大于晶体管开关T11～T15中任意一个晶体管开关的沟道宽长比，并且在晶体管开关T11～T15中至少有两个晶体管开关(例如，T11和T15)的沟道宽长比是不同的(W₁/L₁≠W₅/L₅)。

可选地，在一个帧周期中，同一个多路分用开关单元中任意两个相邻的晶体管开关中，先导通的晶体管开关的沟道宽长比小于后导通的晶体管开关的沟道宽长比。例如，W₁/L₁<W₂/L₂<……<W₆/L₆。

尽管图6A、6B示出了多路分用开关单元600a和600b中包含的晶体管开关的数量为六个，但这仅仅是示意性的。可以理解的是，多路分用开关单元包含的晶体管开关的数量可以为大于1的任意数量。诸如，两个、三个等。本领域技术人员可以根据实际应用场景的需求来设置。

优选地，本申请各实施例中的晶体管开关为薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)。

薄膜晶体管开关包括有源层，有源层可由非晶硅(amorphous silicon，a-Si)或多晶硅(poly silicon，p-Si)构成，多晶硅分为高温多晶硅(High Temperature Poly-silicon，HTPS)和低温多晶硅(Low Temperature Poly-silicon，LTPS)。

优选地，薄膜晶体管的有源层由低温多晶硅构成。

多晶硅薄膜的晶粒尺寸通常会随着制备温度的升高而增大，晶粒之间的缺陷会减少，载流子迁移率会大幅提高。但是，虽然高温(超过650℃)多晶硅可以获得较大的晶粒尺寸和较高的载流子迁移率，但是对于衬底的要求也越高，需要使用石英或其他特制的耐高温玻璃。而低温多晶硅的整个过程在600℃以下完成，一般的玻璃基板都可使用。并且低温多晶硅相对非晶硅而言，不仅可以获得很高的载流子迁移率，还可大幅缩小薄膜晶体管的尺寸，有利于窄边框的实现。

本申请还公开了一种显示装置，如图7中所示，图7示出了本申请的显示装置的一个实施例的示意性结构图。其中，显示装置700可包括如上的显示面板。本领域技术人员应当理解，显示装置除了包括如上的显示面板之外，还可以包括一些其它的公知的结构。为了不模糊本申请的重点，将不再对这些公知的结构进行进一步描述。

本申请的显示装置可以是任何包含如上的显示面板的装置，包括但不限于如图7所示的蜂窝式移动电话700、平板电脑、计算机的显示器、应用于智能穿戴设备上的显示器、应用于汽车等交通工具上的显示装置等等。只要显示装置包含了本申请公开的显示面板的结构，便视为落入了本申请的保护范围之内。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。