專利名稱：低閃爍液晶顯示面板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示面板(liquid crystal display，LCD)，特別是一種低閃爍液晶顯示面板。
背景技術：
薄膜晶體管平面顯示器，特別是薄膜晶體管液晶顯示器(以下簡稱TFT-LCD)，主要是利用成矩陣狀排列的薄膜晶體管，配合適當?shù)碾娮釉眚寗右壕袼?，以產生豐富亮麗的圖形。由于TFT-LCD具有外型輕薄、耗電量少以及無輻射污染等特性，因此被廣泛地應用在筆記型電腦(notebood)、個人數(shù)字助理(PDA)等攜帶式信息產品上，甚至已有逐漸取代傳統(tǒng)桌上型電腦的CRT監(jiān)視器的趨勢。
請參考

圖1與圖2，圖1為一般TFT-LCD的示意圖，圖2則為一像素的等效電路示意圖。如圖1所示，一TFT-LCD 10包括一掃描線驅動電路區(qū)12、一信號線驅動電路區(qū)14以及一像素陣列(pixel array)區(qū)16，其中像素陣列區(qū)16內包括多個像素，而圖1所示的像素A、像素B以及像素C位于同一條掃描線上。如圖2所示，一像素20包括一液晶單元LC連接至一共通電極CE(common counter electrode)與一薄膜晶體管TFT，其中薄膜晶體管TFT的柵極連接一掃描線G0，其漏極連接一信號線D0，而其源極則與液晶單元LC的像素電極(pixel electrode)相連接。此外，像素20還包括一存儲電容(storage capacitor)SC連接液晶單元LC與一掃描線G1，存儲電容SC的功用之一是減少漏電流對液晶單元LC的電壓的影響，亦即協(xié)助液晶單元LC存儲電荷。
如圖2所示，施加于液晶單元LC上的電壓與光的穿透度具有一定的關系，因此只要依據所要顯示的畫面，控制施加在液晶單元LC上的電壓，即可將各個像素設定在適當?shù)墓獯┩付?，配合均勻的光源，而使顯示器產生預定的畫面。而施加在液晶單元LC上的電壓為共通電極CE與像素電極之間的電壓差，當TFT關閉時，像素電極并未連接至任何電壓源，而處在浮動(floating)狀態(tài)，此時像素電極的周圍若有任何電壓變動，此電壓變動會透過寄生的電容而耦合至像素電極，并改變其電壓，因而使得施加在液晶單元LC上的電壓偏離原先設定的值。而此電壓變動量稱為饋送貫通電壓(Feed-through voltage，VFD)，其可表示為VFD＝[CGS/(CLC+CSC+CGS)]×ΔVG(1)其中，方程式(1)內的CLC為液晶單元LC的電容，CSC為存儲電容SC的電容，CGS為TFT的柵極與源極間的電容，ΔVG則為施加于掃描線上的脈沖電壓的振幅。一般而言，經由調整共通電極CE的電壓便可以消除VFD所造成的影響，然而由于掃描線內的電阻及電容效應，使得施加于掃描線上的脈沖電壓的下降沿(falling edge)會有圓角化(rounded)的情形，因而造成VFD會隨著像素距離掃描線的輸入端(input end)越遠而越小，亦即圖1所示的像素A、像素B與像素C的VFD的關系為(VFD)A＞(VFD)B＞(VFD)C。因此，所有像素的VFD所造成的影響便很難由經調整共通電極CE的電壓而消除，也因此而無法避免TFT-LCD的畫面閃爍(flicker)的情形。
美國專利第6,028,650號即是為了解決前述缺陷的發(fā)明。請參考圖3，圖3為現(xiàn)有LCD的像素陣列的上視圖。如圖3所示，一像素陣列30包括掃描線32與32a電連接至一掃描線驅動電路區(qū)DR1、信號線34a～34c、以及像素A、像素B與像素C分別對應于圖1的像素A、像素B與像素C。其中像素A、B與C內分別包括薄膜晶體管QA、QB與QC以及其相對應的液晶單元(未顯示)。其中薄膜晶體管QA、QB與QC的柵極是與掃描線32相連接，其漏極則分別與信號線34a、34b與34c相連接，而其源極36a、36b與36c則分別與液晶單元的像素電極38a、38b與38c相連接。
如圖3所示，像素陣列30的形成是將一圖案化(patterned)的導電層形成于一基底(未顯示)上，該導電層即是掃描線32與32a。接著一絕緣層及一半導體層依序沉積于掃描線32、32a與該基底上，以及沉積另一層圖案化的導電層以形成信號線34a、34b與34c。最后沉積一透明的導電層以形成像素A、B與C內的像素電極38a、38b與38c。其中掃描線32a與像素電極38a的重疊區(qū)域40a是為像素A的存儲電容，而重疊區(qū)域40b與40c則分別為像素B與C的存儲電容。由于重疊區(qū)域40a、40b與40c的面積呈遞減變化，因此其相對應的電容值關系為(CSC)A＞(CSC)B＞(CSC)C，進而可使像素A、像素B與像素C的VFD的關系為(VFD)A(VFD)B(VFD)C。
然而，存儲電容的功用之一是減少漏電流對液晶單元的電壓的影響，亦即協(xié)助液晶單元存儲電荷，存儲電容的電容越小則對協(xié)助液晶單元存儲電荷的能力越低。因此，藉由改變存儲電容的電容大小以使每一個像素保持相同的VFD，其缺點之一是電容越小的存儲電容對協(xié)助液晶單元存儲電荷的能力越低。此外，為了改變存儲電容以使每一個像素保持相同的VFD，則掃描線的寬度必須配合最大存儲電容設計，因此會減少像素中可透光的開口部分，亦即減少開口率。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種液晶單元面板，并且每一個像素具有約略相同的VFD，以改善前述的缺陷。
依據本發(fā)明的目的，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中的一種低閃爍液晶顯示面板包括一掃描線控制電路、多條信號線、多條掃描線以及多個像素。每一該像素包括一液晶單元與一開關晶體管(switching transistor)，其中該液晶單元具有一像素電極以及一存儲電容，而該開關晶體管包括一電連接于該多條掃描線其中之一的柵極、一電連接于該多條信號線其中之一的漏極，以及一電連接于該像素電極的源極。其中該柵極與該源極之間具有一重疊區(qū)域，且該重疊區(qū)域的面積是隨著相對應于該重疊區(qū)域的掃描線的一輸入端與相對應于該重疊區(qū)域的像素的距離增加而增加。
由于本發(fā)明是改變柵極與源極的重疊區(qū)域的面積，進而改變CGS以達到使每個像素的VFD相同的功效。本發(fā)明并沒有對存儲電容做任何更動，因此并不會影響液晶單元的電荷存儲。此外，本發(fā)明也不需要增加掃描線的寬度，因此可改善開口率減少的缺失。
附圖的簡要說明圖1為一般TFT-LCD的示意圖。
圖2為一像素的等效電路示意圖。
圖3為現(xiàn)有TFT-LCD的像素陣列的上視圖。
圖4為本發(fā)明的TFT-LCD的像素陣列的上視圖。
圖5為本發(fā)明的另一實施例的TFT-LCD的像素陣列的上視圖。
附圖的符號說明10 TFT-LCD 12 掃描線驅動電路區(qū)14 信號線驅動電路區(qū)16 像素陣列區(qū)20 等效電路30 像素陣列32 掃描線 32a 掃描線34a 信號線 34b 信號線34c 信號線 36a 源極36b 源極36c 源極38a 像素電極38b 像素電極38c 像素電極40a 重疊區(qū)域40b 重疊區(qū)域40c 重疊區(qū)域50 像素陣列52 掃描線54a 信號線 54b 信號線54c 信號線 56a 源極56b 源極56c 源極57a 區(qū)塊57b 區(qū)塊57c 區(qū)塊58a 像素電極58b 像素電極58c 像素電極59a 區(qū)塊59b 區(qū)塊59c 區(qū)塊60a 重疊區(qū)域60b 重疊區(qū)域60c 重疊區(qū)域62a 保護結構62b 保護結構62c 保護結構優(yōu)選實施方式的詳細說明請參考圖4，圖4為本發(fā)明的TFT-LCD的像素陣列的上視圖。如圖4所示，一像素陣列50包括掃描線52電連接至一掃描線驅動電路區(qū)DR1、信號線54a～54c、以及像素A、像素B與像素C，其位置分別對應于圖1的像素A、像素B與像素C。其中像素A、B與C內分別包括薄膜晶體管TA、TB與TC以及其相對應的液晶單元(未顯示)。并且薄膜晶體管TA、TB與TC的漏極分別與信號線54a、54b與54c相連接，其源極56a、56b與56c則分別與液晶單元的像素電極58a、58b與58c相連接，而其柵極則分別與掃描線52相連接。其中掃描線52與源極56a重疊部分為重疊區(qū)域60a(斜線部分)，而重疊區(qū)域60b與60c則分別為掃描線52與源極56b及56c的重疊部分。此外，薄膜晶體管TA、TB與TC的柵極分別包括區(qū)塊57a、57b與57c，并且區(qū)塊57a、57b與57c是位于重疊區(qū)域60a、60b與60c內，且區(qū)塊57a、57b與57c的面積呈遞增變化。為了避免區(qū)塊57a、57b與57c于后續(xù)制程中與柵極分離，可分別于區(qū)塊57a、57b與57c的兩側加上一對保護結構62a、62b與62c，其中保護結構62a、62b與62c可設在重疊區(qū)域60a、60b與60c的兩側或設在重疊區(qū)域60a、60b與60c的內部。由于區(qū)塊57a、57b與57c的面積是呈遞增變化，且重疊區(qū)域60a、60b與60c分別扣除區(qū)塊57a、57b與57c后的面積約略相同，所以重疊區(qū)域60a、60b與60c的面積也是呈現(xiàn)遞增變化。
像素陣列50的形成是將一圖案化(patterned)的導電層形成于一基底(未顯示)上，該導電層即是掃描線52。接著一絕緣層(未顯示)及一半導電層(未顯示)依序沉積于掃描線52與該基底上，以及沉積另一圖案化的導電層以形成信號線54a、54b與54c。最后沉積一透明導電層以形成像素A、B與C內的像素電極58a、58b與58c。
請參考方程式(1)，一般而言，方程式(1)所示的存儲電容的電容CSC與液晶單元的電容CLC皆約為柵極與源極間的電容CGS的數(shù)十倍，亦即CSC，CLC＞＞CGS，因此，方程式(1)可改寫成下式VFD＝[CGS/(CLC+CSC)]×ΔVG(2)
因此，對于圖4中的像素A、像素B與像素C而言，若使(CGS)A＝(CGS)B＝(CGS)C、(CSC)A＝(CSC)B＝(CSC)C與(CLC)A＝(CLC)B＝(CKC)C，則像素A、像素B與像素C的VFD的關系將為(VFD)A＞(VFD)B＞(VFD)C。然而如方程式(2)所示，若使(CGS)A＜(CGS)B＜(CGS)C、(CSC)A＝(CSC)B＝(CSC)C與(CLC)A＝(CLC)B＝(CLC)C，則可使像素A、像素B與像素C的VFD約略相同，而本發(fā)明即是利用此概念以解決前述的缺失。本發(fā)明的方法是在柵極上增加區(qū)塊57a、57b與57c，以使柵極與源極的重疊區(qū)域60a、60b與60c的面積呈遞增變化，而使重疊區(qū)域60a、60b與60c相對應的電容值關系為(CGS)A＜(CGS)B＜(CGS)C，進而可使像素A、像素B與像素C的VFD的關系為(VFD)A(VFD)B(VFD)C。
在本發(fā)明的第一實施例中，像素陣列50內有1024個像素，并將1024個像素區(qū)分為多個區(qū)間，其中同一個區(qū)間內的薄膜晶體管的柵極所包括的區(qū)塊面積皆約略相同，而任兩個相鄰區(qū)間內的柵極所包括的區(qū)塊的面積差為一預定值。如圖4所示，若區(qū)間I與區(qū)間II相鄰，區(qū)間II與區(qū)間III相鄰，則區(qū)塊57b比區(qū)塊57a的面積多出上述的預定值，而區(qū)塊57c比區(qū)塊57b的面積多出上述的預定值。此外，區(qū)塊57a、57b與57c的形狀并不限定為矩形，只要可達到增加重疊區(qū)域60a、60b與60c面積的目的即可。
請參考圖5，圖5為本發(fā)明的另一實施例的TFT-LCD的像素陣列的上視圖。如圖5所示，在本發(fā)明的第二實施例中，薄膜晶體管TA、TB與TC的源極分別包括區(qū)塊59a、59b與59c，并且區(qū)塊59a、59b與59c是位于重疊區(qū)域60a、60b與60c內且區(qū)塊59a、59b與59c的面積是呈遞增變化，此外，由于重疊區(qū)域60a、60b與60c分別扣除區(qū)塊57a、57b與57c后的面積約略相同，所以柵極與源極的重疊區(qū)域60a、60b與60c的面積亦呈遞增變化。因此，與重疊區(qū)域60a、60b與60c相對應的電容值關系為(CGS)A＜(CGS)B＜(CGS)C，進而可使像素A、像素B與像素C的VFD的關系為(VFD)A(VFD)B(VFD)C。其中，如圖5所示，若區(qū)間I與區(qū)間II相鄰，區(qū)間II與區(qū)間III相鄰，則區(qū)塊59b比區(qū)塊59a的面積多出一預定值，而區(qū)塊59c比區(qū)塊59b的面積多出上述的預定值。此外，區(qū)塊59a、59b與59c的形狀并不限定為矩形，只要可達到增加重重疊區(qū)域60a、60b與60c面積的目的即可。
此外，第一實施例及第二實施例皆可將1024個像素區(qū)分為1024個區(qū)間，即每一個區(qū)間只包括一個像素，并使每一區(qū)間內的柵極或源極所增加的區(qū)塊的面積呈遞增變化，而此可更精確地使每一個像素VFD約略相同。
簡而言之，本發(fā)明是藉由調整TFT的柵極與源極間的電容CGS，以使每一個像素的VFD約略相同，其方法是在薄膜晶體管的柵極或源極上增加一區(qū)塊，以調整各個像素的柵極與源極的重疊區(qū)域的面積，而使重疊區(qū)域的面積隨著相對應于該重疊區(qū)域的掃描線的一輸入端與相對應于該重疊區(qū)域的像素的距離增加而增加。
相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明是改變柵極與源極的重疊區(qū)域的面積，進而達到調整CGS以使每個像素的VFD約略相同的目的。而本發(fā)明除了改變柵極與源極的重疊區(qū)域的面積外，并沒有對存儲電容做任何更動，因此并不會影響液晶單元的電荷存儲。此外，本發(fā)明也不需要增加掃描線的寬度，因此可改善現(xiàn)有技術中開口率減少的缺失。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權利要求所做的等效變化與修飾，都應屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種低閃爍液晶顯示面板，其包括多條信號線；多條掃描線；以及多個像素(piixel)，每一該像素包括一液晶單元(liquid crystal cell)，其具有一像素電極以及一存儲電容，以及一開關晶體管(swutching transistor)，其中該開關晶體管包括一柵極，電連接于該多條掃描線其中之一；一漏極，電連接于該多條信號線其中之一；以及一源極，電連接于該像素電極；其中該柵極與該源極之間具有一重疊區(qū)域，且該重疊區(qū)域的面積是隨著相對應于該重疊區(qū)域的掃描線的一輸入端與相對應于該重疊區(qū)域的像素的距離增加而增加。
2.如權利要求1的低閃爍液晶顯示面板，其中該柵極包括一區(qū)塊，位于該重疊區(qū)域內，并且該區(qū)塊的面積是隨著該輸入端與相對應于該區(qū)塊的像素的距離增加而增加。
3.如權利要求1的低閃爍液晶顯示面板，其中該源極包括一區(qū)塊，位于該重疊區(qū)域內，并且該區(qū)塊的面積是隨著該輸入端與相對應于該區(qū)塊的像素的距離增加而增加。
4.如權利要求2的低閃爍液晶顯示面板，其中該柵極另包括一對保護結構，分別設于該區(qū)塊兩側上，用以避免該區(qū)塊與該柵極分離。
5.一種低閃爍液晶顯示面板，其包括一掃描線，電連接一掃描線控制電路區(qū)；一位于該掃描線上的第一區(qū)間，包括至少一第一晶體管，該第一晶體管包括一電連接該掃描線的第一柵極、一電連接一第一信號線的第一漏極，以及一電連接一第一像素電極的第一源極，且該第一柵極及該第一源極之間具有一第一重疊區(qū)域；以及一位于該掃描線上緊鄰于該第一區(qū)間的第二區(qū)間，包括至少一第二晶體管，該第二晶體管包括一電連接該掃描線的第二柵極、一電連接一第二信號線的第二漏極，以及一電連接一第二像素電極的第二源極，且該第二柵極及該第二源極之間具有一第二重疊區(qū)域；其中該第一區(qū)間位于該掃描線控制電路區(qū)與該第二區(qū)間之間，且該第二重疊區(qū)域的面積大于該第一重疊區(qū)域的面積一預定值。
6.如權利要求5的低閃爍液晶顯示面板，其中該第一柵極包括一第一區(qū)塊，位于該第一重疊區(qū)域內，該第二柵極包括一第二區(qū)塊，位于該第二重疊區(qū)域內，且該預定值為該第二區(qū)塊與該第一區(qū)塊的面積差值。
7.如權利要求6的低閃爍液晶顯示面板，其中該第一柵極另包括至少一保護結構，設于該第一區(qū)塊兩側，用以避免該第一區(qū)塊與該第一柵極分離。
8.如權利要求5的低閃爍液晶顯示面板，其中該第一源極包括一第三區(qū)塊，位于該第一重疊區(qū)域內，而該第二源極包括一第四區(qū)塊，位于該第二重疊區(qū)域內，且該預定值為該第四區(qū)塊與該第三區(qū)塊的面積差值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種低閃爍液晶顯示面板，其包括多條信號線、多條掃描線以及多個像素。每一該像素包括一具有一像素電極與一存儲電容的液晶單元，以及一開關晶體管。其中該開關晶體管包括一柵極電連接于該多條掃描線其中之一、一漏極、以及一源極。其中該柵極與該源極之間具有一重疊區(qū)域，且該重疊區(qū)域的面積是隨著相對應于該重疊區(qū)域的掃描線之一輸入端與相對應于該重疊區(qū)域的像素的距離增加而增加。
文檔編號G06F3/147GK1464381SQ0212130
公開日2003年12月31日 申請日期2002年6月13日 優(yōu)先權日2002年6月13日
發(fā)明者李欣達, 吳昭文 申請人:奇美電子股份有限公司