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顯示面板及其像素陣列.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510458519.9

申請日:

2015.07.30

公開號:

CN105068344A

公開日:

2015.11.18

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G02F 1/1362申請日:20150730|||公開
IPC分類號: G02F1/1362; H01L27/12 主分類號: G02F1/1362
申請人: 友達光電股份有限公司
發明人: 黃玄驊; 林建宏
地址: 中國臺灣新竹科學工業園區新竹市力行二路1號
優先權: 104119373 2015.06.16 TW
專利代理機構: 北京律誠同業知識產權代理有限公司11006 代理人: 梁揮; 祁建國
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510458519.9

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.07.10|||2015.12.16|||2015.11.18

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種像素陣列包括多個像素行,各像素行包括第一柵極線、第二柵極線、多個子像素以及多條數據線。第一柵極線與第二柵極線沿第一方向依序排列。子像素沿第二方向設置于第一柵極線與第二柵極線之間。各數據線包括主干部、分支部以及連接部。數據線的主干部沿第二方向依序排列并與第一柵極線與第二柵極線相交。數據線的分支部與主干部沿第二方向交替排列,且各子像素設置于任兩相鄰的主干部與分支部之間。各數據線的連接部設置于第一柵極線與第二柵極線之間并與主干部與分支部電性連接,且各連接部沿第二方向貫穿對應的子像素。

權利要求書

1.一種像素陣列,其特征在于,設置于一陣列基板上,該像素陣列包括:
多個像素行,各該像素行包括:
一第一柵極線;
一第二柵極線,該第一柵極線與該第二柵極線沿一第一方向依序排列;
多個子像素,沿一第二方向設置于該第一柵極線與該第二柵極線之間,其
中一部分的這些子像素與該第一柵極線電性連接,且另一部分的這些子像素與
該第二柵極線電性連接;以及
多條數據線,各該數據線包括一主干部、一分支部以及一連接部,
其中:
這些數據線的這些主干部沿該第二方向依序排列并與該第一柵極線與該
第二柵極線相交;
這些數據線的這些分支部與這些主干部沿該第二方向交替排列,且各該子
像素設置于任兩相鄰的該主干部與該分支部之間;以及
各該數據線的該連接部設置于該第一柵極線與該第二柵極線之間并與該
主干部與該分支部電性連接,且各該連接部沿該第二方向貫穿對應的該子像
素。
2.根據權利要求1所述的像素陣列,其特征在于,這些像素行包括一第
一像素行與一第二像素行,這些數據線的這些連接部貫穿該第一像素行的第偶
數個子像素,以及這些數據線的這些連接部貫穿該第二像素行的第奇數個子像
素。
3.根據權利要求1所述的像素陣列,其特征在于,各該子像素包括一主
動開關元件與一像素電極,該主動開關元件包括一柵極、一漏極與一源極,且
該像素電極與對應的該主動開關元件的該漏極電性連接。
4.根據權利要求3所述的像素陣列,其特征在于,各該像素行上的第6n-5
個子像素的該主動開關元件的該柵極、第6n-2個子像素的該主動開關元件的
該柵極與第6n個子像素的該主動開關元件的該柵極與該第一柵極線電性連
接,各該像素行上的第6n-4個子像素的該主動開關元件的該柵極、第6n-3個
子像素的該主動開關元件的該柵極與第6n-1個子像素的該主動開關元件的該
柵極與該第二柵極線電性連接,其中n為大于0的整數。
5.根據權利要求4所述的像素陣列,其特征在于,該分支部與在該第二
方向上與其相鄰的兩這些子像素的這些主動開關元件的這些源極電性連接。
6.根據權利要求1所述的像素陣列,其特征在于,另包括一保護層、一
絕緣層與一共通電極,設置于該陣列基板上,其中該共通電極設置于該保護層
上,這些像素電極設置于該共通電極上,且該絕緣層設置于該共通電極與這些
像素電極之間。
7.根據權利要求6所述的像素陣列,其特征在于,各該像素行另包括一
共通電極線,設置于該第一柵極線與該第二柵極線之間,該共通電極線與這些
數據線的這些連接部在一垂直投影方向上至少部分重疊,且該共通電極線與該
共通電極電性連接。
8.根據權利要求7所述的像素陣列,其特征在于,該共通電極線設置于
該絕緣層與該共通電極之間。
9.根據權利要求6所述的像素陣列,其特征在于,另包括多條共通電極
線,其中各該共通電極線設置于各該像素行的該第二柵極線與相鄰的該像素行
的該第一柵極線之間,且這些共通電極線與該共通電極電性連接。
10.根據權利要求9所述的像素陣列,其特征在于,這些共通電極線設置
于該絕緣層與該共通電極之間。
11.一種顯示面板,其特征在于,包括:
如權利要求1所述的該像素陣列;
一對向基板,與該陣列基板相對設置;以及
一顯示介質層,設置于該陣列基板與該對向基板之間。

說明書

顯示面板及其像素陣列

技術領域

本發明關于一種顯示面板及其像素陣列,尤指一種具有半源極驅動(half
sourcedriver,HSD)架構且數據線的連接部貫穿子像素的顯示面板及其像素陣
列。

背景技術

隨著液晶顯示技術不斷的提升,液晶顯示面板已廣泛地被應用在平面電
視、筆記型電腦、智慧型手機與各類型的消費型電子產品上。現有液晶顯示器
的驅動方式是利用源極驅動電路(sourcedriver)與柵極驅動電路(gatedriver)來
驅動像素以顯示影像。由于源極驅動電路的成本較柵極驅動電路高,為了降低
源極驅動電路的使用量,衍生出具有半源極驅動(halfsourcedriver,HSD)架構
的顯示面板,將源極驅動電路的數據線數目減半,而將柵極驅動電路的柵極線
數目加倍,以減少生產成本。在現有具有半源極驅動架構的顯示面板的像素陣
列中,數據線需與對應的像素的主動開關元件(activeswitchingelement)電性連
接,因此影響兩相鄰像素行的相鄰兩條柵極線之間的布線空間,進而導致像素
的開口率偏低。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種具有半源極驅動架構且數據線的連接部
貫穿子像素的顯示面板及其像素陣列,以增加顯示面板的開口率。

為達上述目的,本發明提供一種像素陣列,設置于一陣列基板上。像素陣
列包括多個像素行,各像素行包括一第一柵極線、一第二柵極線、多個子像素
以及多條數據線。第一柵極線與第二柵極線沿一第一方向依序排列。子像素沿
一第二方向設置于第一柵極線與第二柵極線之間,其中一部分的子像素與第一
柵極線電性連接,且另一部分的子像素與第二柵極線電性連接。各數據線包括
一主干部、一分支部以及一連接部。數據線的主干部沿第二方向依序排列并與
第一柵極線與第二柵極線相交。數據線的分支部與主干部沿第二方向交替排
列,且各子像素設置于任兩相鄰的主干部與分支部之間。各數據線的連接部設
置于第一柵極線與第二柵極線之間并與主干部與分支部電性連接,且各連接部
沿第二方向貫穿對應的子像素。

為達上述目的,本發明另提供一種顯示面板,其包括上述像素陣列、對向
基板以及顯示介質層。對向基板與陣列基板相對設置,以及顯示介質層設置于
陣列基板與對向基板之間。

附圖說明

圖1繪示了本發明的第一實施例的像素陣列的示意圖。

圖2繪示了本發明的第一實施例的像素陣列的示意圖中沿A-A’線的剖
面示意圖。

圖3繪示了本發明的第一實施例的一變化實施例的像素陣列的示意圖。

圖4繪示了本發明的第二實施例的像素陣列的示意圖。

圖5繪示了本發明的第二實施例的像素陣列的示意圖中沿B-B’線的剖面
示意圖。

圖6繪示了本發明的第三實施例的像素陣列的示意圖。

圖7繪示了本發明的第三實施例的像素陣列的示意圖中沿C-C’線的剖面
示意圖。

圖8繪示了本發明的一實施例的顯示面板的剖面示意圖。

其中,附圖標記:

100陣列基板102、102A、202、302像素陣列

104像素行106第一柵極線

108第二柵極線110子像素

112數據線D1第一方向

D2第二方向114主干部

116分支部118連接部

132第一像素行134第二像素行

136主動開關元件138像素電極

140柵極142漏極

144源極146柵極絕緣層

148通道層150保護層

152第一保護層154第二保護層

156共通電極158絕緣層

160共通電極線10顯示面板

162顯示介質層164對向基板

Z垂直投影方向

具體實施方式

為使熟習本發明所屬技術領域的一般技藝者能更進一步了解本發明,下文
特列舉本發明的較佳實施例,并配合所附圖式,詳細說明本發明的構成內容及
所欲達成的功效。

請一并參考圖1與圖2,圖1繪示了本發明的第一實施例的像素陣列的示
意圖,圖2繪示了本發明的第一實施例的像素陣列的剖面示意圖,且圖2是對
應圖1的顯示面板的像素陣列的示意圖中A-A’線的剖面示意圖。如圖1與圖
2所示,本實施例的像素陣列102設置于陣列基板100上,像素陣列102包括
多個像素行104,且各像素行104包括第一柵極線106、第二柵極線108、多
個子像素110以及多條數據線112。第一柵極線106與第二柵極線108沿第一
方向D1依序排列。子像素110沿第二方向D2設置于第一柵極線106與第二
柵極線108之間,其中一部分的子像素110與第一柵極線106電性連接,且另
一部分的子像素110與第二柵極線108電性連接。在本實施例中,第一方向
D1例如為圖1的縱向方向,第二方向D2為圖1的橫向方向,但不以此為限。

各數據線112包括主干部114、分支部116以及連接部118。數據線112
的主干部114沿第二方向D2依序排列并與第一柵極線106與第二柵極線108
相交。詳細而言,數據線112的主干部114在垂直投影方向Z上與第一柵極線
106與第二柵極線108部分重疊。數據線112的分支部116與主干部114沿第
二方向D2交替排列,且各子像素110設置于任兩相鄰的主干部114與分支部
116之間。各數據線112的連接部118設置于第一柵極線106與第二柵極線108
之間并與主干部114與分支部116電性連接,且各連接部118沿第二方向D2
貫穿對應的子像素110,藉此各數據線112的主干部114、分支部116以及連
接部118可組合成”H”字型結構,但不以此為限。在本實施例中,各像素行
104中的第一柵極線106、第二柵極線108與數據線112的連接部118可以是
互相平行的,且各像素行104中數據線112的主干部114與分支部116可以是
互相平行的,但不以此為限。另外,各像素行104的數據線112的分支部116
是設置于與其對應的像素行104中的第一柵極線106與第二柵極線108之間。
本實施例的像素陣列102選用具有半源極驅動架構的像素陣列,因此部分子像
素共用同一條數據線而可將數據線的數量減半。此外,在本實施例的像素陣列
102中,數據線112的連接部118貫穿子像素110并與分支部116以及主干部
114電性連接。藉此,本實施例的像素陣列102中數據線112的分支電極116
不需占用相鄰兩像素行104的相鄰第一柵極線106與第二柵極線108之間的布
線空間即可與兩相鄰子像素110的主動開關元件136電性連接,進而可有效縮
短相鄰兩像素行104的相鄰第一柵極線106與第二柵極線108之間的布線空
間,以提升顯示面板的開口率。值得一提的是,在像素陣列102中子像素110
中間的區域是顯示面板中液晶效率較差的區域,因此本實施例的數據線112
的連接部118可遮住液晶效率較差的區域,進而提升顯示面板的液晶效率。

此外,在本實施例的像素陣列102中,各數據線112的主干部114與各數
據線112的分支部116為ㄑ字型的電極,但不以此為限。在其他變化實施例中,
各數據線112的主干部114與分支部116可為沿相同方向(例如第一方向D1)
延伸的直線型的電極。另值得一提的是,在本實施例中像素行104可包括第一
像素行132與第二像素行134,其中第一像素行132的數據線112的連接部118
貫穿第一像素行132的第偶數個子像素110,以及第二像素行134的數據線112
的連接部118貫穿第二像素行134的第奇數個子像素110,但不以此為限。在
其他變化實施例中,第一像素行132的數據線112的連接部118亦可貫穿第一
像素行132的第奇數個子像素110,以及第二像素行134的數據線112的連接
部118貫穿第二像素行134的第偶數個子像素110。

在本實施例中,各子像素110包括主動開關元件136與像素電極138,主
動開關元件136包括柵極140、漏極142與源極144,且像素電極138與對應
的主動開關元件136的漏極142電性連接。此外,數據線112的分支部116
與在第二方向D2上與其相鄰的兩子像素110的主動開關元件136的源極144
電性連接。舉例而言,各數據線112的分支部116的一端可與相鄰的兩子像素
110的其中一者的主動開關元件136的源極144電性連接,而各數據線112的
分支部116的另一端可與相鄰的兩子像素110的其中另一者的主動開關元件
136的源極144電性連接,但不以此為限。詳細而言,各像素行104上的第6n-5
個子像素110的主動開關元件136的柵極140、第6n-2個子像素110的主動開
關元件136的柵極140與第6n個子像素110的主動開關元件136的柵極140
與第一柵極線106電性連接,各像素行104上的第6n-4個子像素110的主動
開關元件136的柵極140、第6n-3個子像素110的主動開關元件136的柵極
140與第6n-1個子像素110的主動開關元件136的柵極140與第二柵極線108
電性連接,其中n為大于0的整數,但不以此為限。此外,子像素110可包括
用以提供不同顏色的子像素,并藉由子像素110所提供不同顏色的光進行混色
以達到全彩顯示的效果。子像素110例如可包括紅色子像素、綠色子像素與藍
色子像素,且紅色子像素、綠色子像素與藍色子像素可為條狀(stripe)方式排列,
但不以此為限。舉例而言,各像素行104的第6n-5個與第6n-2個子像素110
可以為藍色子像素、第6n-4個與第6n-1個子像素110可以為紅色子像素以及
第6n-3個與第6n個子像素110可以為綠色子像素,藉此子像素110所提供不
同顏色的光可進行混色以達到全彩顯示的效果,但不以此為限。在其他變化實
施例中,各像素行104的第6n-5個與第6n-2個子像素110可以為紅色子像素、
第6n-4個與第6n-1個子像素110可以為綠色子像素以及第6n-3個與第6n個
子像素110可以為藍色子像素。另值得一提的是,本實施例的像素陣列102
可以行反轉(columninversion)的方式驅動,但不以此為限。

請繼續參考圖2,在本實施例中主動開關元件136可為薄膜晶體管,例如
非晶硅薄膜晶體管、氧化物半導體薄膜晶體管或其它材料的薄膜晶體管,且薄
膜晶體管可選用頂柵極型薄膜晶體管、底柵極型薄膜晶體管或其它型式薄膜晶
體管。本實施例使用底柵極型的非晶硅薄膜晶體管作為主動開關元件136,其
包括柵極140、漏極142、源極144、柵極絕緣層146、通道層148與保護層
150。柵極140設置于陣列基板100上并與第一柵極線106或第二柵極線108
電性連接。柵極絕緣層146設置于柵極140與陣列基板100上。通道層148
可例如為非晶硅通道層設置于柵極絕緣層146上且于垂直投影方向Z上與柵極
140重疊。通道層148的材料不以非晶硅為限,而可為其它適合的半導體,例
如其它半導體層(例如多晶硅、微晶硅),氧化物半導體層例如氧化銦鎵鋅(IGZO)
或其它適合的半導體材料。漏極142與源極144設置于通道層148與柵極絕緣
層146上,且源極144與數據線112電性連接。保護層150設置于漏極142、
源極144、通道層148以及柵極絕緣層146上,其中保護層150可為單層或雙
層結構。在本實施例中,保護層150可為雙層結構,例如可為第一保護層152
與第二保護層154依序堆疊,其中第一保護層152的材料可包括無機絕緣材料
例如氧化硅、氮化硅或氮氧化硅,但不以此為限,且第二保護層154的材料可
包括有機絕緣材料例如壓克力或環氧樹脂,但不以此為限。第二保護層154
可設置于第一保護層152上,且第二保護層154的厚度較佳可大于第一保護層
152的厚度,且第二保護層154的厚度較佳約為2微米(μm),但不以此為限。
此外,本實施例的像素陣列102另包括共通電極156、絕緣層158與像素電極
138。共通電極156設置于保護層150上,像素電極138設置于共通電極156
上,且絕緣層158設置于共通電極156與像素電極138之間,但不以此為限。
本實施例的像素陣列102具有厚度約2微米的保護層150,可有效降低數據線
112與像素電極138之間的寄生電容,使像素電極138可在垂直投影方向Z上
與數據線112重疊而不會受到寄生電容的影響,因此可有效提升顯示面板102
的開口率。在本實施例中,第一柵極線106、第二柵極線108以及柵極140可
由同一層圖案化金屬層所構成(例如第一金屬層),但不以此為限。數據線112、
源極144以及漏極142可由同一層圖案化金屬層所構成(例如第二金屬層),但
不以此為限。像素電極138可為透明電極,例如氧化銦錫電極,但不以此為限。

本發明的像素陣列并不以上述實施例為限。下文將依序介紹本發明的其它
較佳實施例的像素陣列,且為了便于比較各實施例的相異處并簡化說明,在下
文的各實施例中使用相同的符號標注相同的元件,且主要針對各實施例的相異
處進行說明,而不再對重復部分進行贅述。

請參考圖3,其繪示了本發明的第一實施例的一變化實施例的像素陣列的
示意圖。如圖3所示,不同于第一實施例,在本變化實施例的像素陣列102A
中,各像素行104上的第6n-5個子像素110的主動開關元件136的柵極140、
第6n-3個子像素110的主動開關元件136的柵極140與第6n個子像素110的
主動開關元件136的柵極140與第一柵極線106電性連接,各像素行104上的
第6n-4個子像素110的主動開關元件136的柵極140、第6n-2個子像素110
的主動開關元件136的柵極140與第6n-1個子像素110的主動開關元件136
的柵極140與第二柵極線108電性連接,其中n為大于0的整數,但不以此為
限。本變化實施例的像素陣列102A的其余特征可與前述實施例相同,并可參
考圖1與圖2,在此不再贅述。

請參考圖4與圖5,圖4繪示了本發明的第二實施例的像素陣列的示意圖,
圖5繪示了本發明的第二實施例的像素陣列的剖面示意圖,且圖5是對應圖4
的像素陣列的示意圖中B-B’線的剖面示意圖。本實施例與第一實施例不同的
地方在于,各像素行104另包括共通電極線160,其中共通電極線160設置于
第一柵極線106與第二柵極線108之間,共通電極線160與數據線112的連接
部118在垂直投影方向Z上至少部分重疊,且共通電極線160與共通電極156
電性連接。如圖5所示,本實施例中的共通電極線160可設置于共通電極156
與絕緣層158之間,但不以此為限。換言之,本實施例中的共通電極線160
以不同于數據線112、第一柵極線106以及第二柵極線108的圖案化金屬層所
形成(例如第三金屬層),但不以此為限。在其他變化實施例中,共通電極線160
也可與第一柵極線106以及第二柵極線108于同一圖案化金屬層所形成(例如
第一金屬層)。此外,本實施例的共通電極線160在垂直投影方向Z上與數據
線112的主干部114、分支部116及連接部118至少部分重疊。由于共通電極
線160與數據線112的連接部118于垂直投影方向Z上重疊的設計,除了不影
響原本第一柵極線106與第二柵極線108之間的布線空間,亦可有效地提升顯
示面板的開口率。本實施例的像素陣列202的其余特征可與第一實施例或第一
變化實施例相同,并可參考圖1至圖3,在此不再贅述。

請參考圖6與圖7,圖6繪示了本發明的第三實施例的像素陣列的示意圖,
圖7繪示了本發明的第三實施例的像素陣列的剖面示意圖,且圖7是對應圖6
的顯示面板的像素陣列的示意圖中C-C’線的剖面示意圖。本實施例與第一實
施例不同的地方在于,像素陣列302另包括多條共通電極線160,其中各共通
電極線160設置于各像素行104的第二柵極線108與相鄰的像素行104的第一
柵極線106之間,并以平行第一柵極線106或第二柵極線108的方向延伸。此
外,共通電極線160與共通電極156電性連接。如圖7所示,本實施例中的共
通電極線160可設置于共通電極156與絕緣層158之間,但不以此為限。換言
之,本實施例中的共通電極線160以不同于數據線112、第一柵極線106以及
第二柵極線108的圖案化金屬層所形成(例如第三金屬層),但不以此為限。在
其他變化實施例中,共通電極線160也可與數據線112于同一圖案化金屬層所
形成(例如第二金屬層)。本實施例的像素陣列302的其余特征可與第一實施例
或第一變化實施例相同,并可參考圖1至圖3,在此不再贅述。

請參考圖8,其繪示了本發明的一實施例的顯示面板的剖面示意圖。如圖
8所示,本實施例的顯示面板10包括陣列基板100、像素陣列102、顯示介質
層162以及對向基板164。對向基板164與陣列基板100相對設置,像素陣列
102設置于陣列基板100上,且顯示介質層162設置于陣列基板100與對向基
板164之間。本實施例的像素陣列102可為前述任一實施例所揭示的像素陣列。
陣列基板100與對向基板164可包括玻璃基板、塑膠基板或其他適合的硬式或
可撓式基版,其中陣列基板100可另包括被動元件(例如電容、電阻等)、配向
層或驅動控制電路設置于顯示介質層162與陣列基板100之間,對向基板164
可包括彩色濾光片或黑色矩陣設置于顯示介質層162與對向基板164之間,但
不以此為限。此外,顯示介質層162可例如為液晶層、電泳層(electrophoresis)
或有機發光二極管(OLED)元件,但不以此為限。在本實施例中,顯示面板10
為邊緣電場切換型(FringeFieldSwitching)液晶顯示面板,但本發明不限于此。
在其他變化實施例中,顯示面板亦可為平面內切換型(In-PlaneSwitching)液晶
顯示面板、扭轉向列型(TwistedNematic)液晶顯示面板、垂直向列型(Vertical
Alignment)液晶顯示面板或光電補償型(electricalopticalcompensation)液晶顯
示面板。

綜上所述,在本發明的顯示面板及其像素陣列中,數據線具有主干部、連
接部與分支部,其中連接部貫穿對應的子像素并與主干部以及分支部電性連
接,且數據線通過分支部與對應的像素電性連接,可以避免現有具有半源極驅
動架構的像素陣列中,數據線的分支電極為了與對應的子像素的主動開關元件
電性連接而占用兩相鄰像素行的相鄰兩條柵極線之間的布線空間。因此,本發
明的顯示面板及其像素陣列可有效地縮減兩相鄰像素行的相鄰兩條柵極線之
間的布線空間,進而有效地提升顯示面板的開口率。再者,在本發明的顯示面
板及其像素陣列中,數據線的連接部亦可有效地擋住液晶效率較差的區域,以
提升顯示面板的液晶效率。

以上所述僅為本發明的較佳實施例,凡依本發明申請專利范圍所做的均等
變化與修飾,皆應屬本發明的涵蓋范圍。

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顯示 面板 及其 像素 陣列
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本文標題:顯示面板及其像素陣列.pdf
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