專利名稱：一種液晶顯示設(shè)備的像素結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示設(shè)備，尤其涉及該液晶顯示設(shè)備中的像素結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，薄膜晶體管(TFT,Thin Film Transistor)已廣泛地應(yīng)用于如有機發(fā)光顯示器(OLED, Organic Light Emitting Display)或平板顯不器(FPD, Flat Panel Display)等顯示設(shè)備中作為控制每個像素的開關(guān)元件。在現(xiàn)有技術(shù)中，薄膜晶體管平板顯示器，尤其是薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)包括多條掃描線及其掃描驅(qū)動電路、多條數(shù)據(jù)線及其數(shù)據(jù)驅(qū)動電路、多條公共電極線以及多個像素單元等。具體來說，多個像素單元中的每一像素單元形成于玻璃基板上的一掃描線與對應(yīng)的一數(shù)據(jù)線的交叉處，其中掃描線與數(shù)據(jù)線相互垂直。而且，在該掃描線與數(shù)據(jù)線的交叉處設(shè)置一薄膜晶體管以驅(qū)動像素單元，從而產(chǎn)生各式各樣、色彩斑斕的圖像。圖I示出傳統(tǒng)的 用于液晶顯示設(shè)備的像素結(jié)構(gòu)的電路組成示意圖。如圖I所示，薄膜晶體管TFT包括一柵極、一源極和一漏極，其柵極電性連接至一掃描線101，其源極電性連接至一數(shù)據(jù)線103，其漏極電性連接至一像素存儲電容Cst和一液晶電容Cir,并且該像素存儲電容Cst和該液晶電容各自的另一端均連接至一共通電壓，當(dāng)輸入掃描信號至該掃描線101從而打開薄膜晶體管時，加載于數(shù)據(jù)線103上的數(shù)據(jù)信號對液晶電容和像素存儲電容充電。然而，對于高介電系數(shù)的液晶來說，正常工作情形下，傳統(tǒng)的像素存儲電容會占據(jù)單個像素的大部分區(qū)域，從而使像素開口率變小，造成光穿透率大幅下降，影響圖像質(zhì)量。有鑒于此，如何設(shè)計一種新穎的像素結(jié)構(gòu)，使其在相同像素開口率的條件下，像素存儲電容的電容量增加并且光穿透率不受影響，是業(yè)內(nèi)相關(guān)技術(shù)人員亟待解決的一項課題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中的像素結(jié)構(gòu)在設(shè)計時所存在的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種新穎的、用于液晶顯示設(shè)備的像素結(jié)構(gòu)。依據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種液晶顯示設(shè)備的像素結(jié)構(gòu)，該像素結(jié)構(gòu)中的每一像素包括—第一薄膜晶體管，具有一柵極、一源極和一漏極，其柵極電性連接至一掃描線，其源極電性連接至一第一數(shù)據(jù)線，其漏極電性連接至一液晶電容的一端，第一數(shù)據(jù)線與掃描線相互垂直；一第二薄膜晶體管，具有一柵極、一源極和一漏極，其柵極電性連接至該掃描線，其源極電性連接至一第二數(shù)據(jù)線，其漏極電性連接至該液晶電容的另一端，其中，第一數(shù)據(jù)線與第二數(shù)據(jù)線相互平行；一第一存儲電容，其一端電性連接至液晶電容的該端，其另一端電性連接至一共通電極線；以及
一第二存儲電容，其一端電性連接至液晶電容的該另一端，其另一端電性連接至該共通電極線，其中，第一數(shù)據(jù)線上的輸入訊號與第二數(shù)據(jù)線上的輸入訊號的電位極性相反。在其中的一實施例中，當(dāng)掃描線打開時，第一數(shù)據(jù)線上的輸入訊號藉由第一薄膜晶體管對第一存儲電容和液晶電容進(jìn)行充電，第二數(shù)據(jù)線上的輸入訊號藉由第二薄膜晶體管對第二存儲電容和液晶電容進(jìn)行充電。在其中的一實施例中，像素結(jié)構(gòu)還包括一具有指叉圖案化的第二金屬層，該第二金屬層經(jīng)由一貫通孔電性連接至共通電極線。進(jìn)一步，第二金屬層為一透明導(dǎo)電氧化物或一金屬材料制成。在其中的一實施例中，第二金屬層設(shè)置于一平坦層與一柵極絕緣層之間，且在空間上與相應(yīng)的像素電極部分地重疊。進(jìn)一步，像素電極分布于平坦層的上表面，且平行于該
第二金屬層。 在其中的一實施例中，相鄰像素電極的電位極性相反，并且它們所間隔的平坦層被蝕刻為一溝槽，該溝槽的底面與該柵極絕緣層相接觸。在其中的一實施例中，液晶顯不設(shè)備為一平面切換液晶顯不器或一邊緣場切換液晶顯不器。采用本發(fā)明的用于液晶顯示設(shè)備的像素結(jié)構(gòu)，藉由一數(shù)據(jù)線的控制信號來對一存儲電容和一液晶電容進(jìn)行充電，以及藉由另一數(shù)據(jù)線的控制信號來對另一存儲電容和該液晶電容進(jìn)行充電，并且利用第二金屬層的指叉圖案使電位極性相反的相鄰像素電極與共通電極之間的距離更短，不僅可增加像素存儲電容的電容量，而且還不會對光穿透率產(chǎn)生影響。此外，在相鄰像素電極間還可挖出溝槽，藉由該溝槽來降低驅(qū)動電壓。


讀者在參照附圖閱讀了本發(fā)明的具體實施方式
以后，將會更清楚地了解本發(fā)明的各個方面。其中，圖I示出現(xiàn)有技術(shù)的用于液晶顯示設(shè)備的像素結(jié)構(gòu)的電路組成示意圖；圖2示出依據(jù)本發(fā)明的一實施方式，用于液晶顯示設(shè)備的像素結(jié)構(gòu)的電路組成示意圖；圖3示出圖2的像素電路中兩條數(shù)據(jù)線的電壓波形示意圖；圖4示出圖2的像素結(jié)構(gòu)的第一實施例的剖視圖；以及圖5示出圖2的像素結(jié)構(gòu)的第二實施例的剖視圖。
具體實施例方式為了使本申請所揭示的技術(shù)內(nèi)容更加詳盡與完備，可參照附圖以及本發(fā)明的下述各種具體實施例，附圖中相同的標(biāo)記代表相同或相似的組件。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下文中所提供的實施例并非用來限制本發(fā)明所涵蓋的范圍。此外，附圖僅僅用于示意性地加以說明，并未依照其原尺寸進(jìn)行繪制。圖2示出依據(jù)本發(fā)明的一實施方式，用于液晶顯示設(shè)備的像素結(jié)構(gòu)的電路組成示意圖。
參照圖2，在本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)中，每一像素包括薄膜晶體管Ql和Q2、像素存儲電容Cstl和Cst2以及液晶電容Clc。更具體地，薄膜晶體管Ql的柵極電性連接至一掃描線GL (Gate line)，其源極電性連接至一數(shù)據(jù)線DL1，其漏極電性連接至一液晶電容Clc的一端。在此，數(shù)據(jù)線DLl與掃描線GL相互垂直。類似地，薄膜晶體管Q2的柵極電性連接至掃描線GL，其源極電性連接至一數(shù)據(jù)線DL2，其漏極電性連接至液晶電容Clc的另一端，亦即，液晶電容Clc設(shè)置在薄膜晶體管Ql的漏極與薄膜晶體管Q2的漏極之間。數(shù)據(jù)線DLl與數(shù)據(jù)線DL2相互平行，例如，掃描線GL位于水平方向，數(shù)據(jù)線DLl與數(shù)據(jù)線DL2位于豎直方向。在其它的一些實施例中，也可將掃描線GL設(shè)置在豎直方向，而數(shù)據(jù)線DLl和DL2設(shè)置在水平方向。像素存儲電容Cstl的一端電性連接至液晶電容Clc的一端或薄膜晶體管Ql的漏極，像素存儲電容Cstl的另一端電性連接至一共通電極線，該共通電極線上加載有一共通電壓Vcom。像素存儲電容Cst2的一端電性連接至液晶電容Clc的另一端或薄膜晶體管Q2的漏極，像素存儲電容Cst2的另一端電性連接至該共通電極線。需要指出的是，在上述像素結(jié)構(gòu)中，來自數(shù)據(jù)線DLl的輸入訊號與來自數(shù)據(jù)線DL2 的輸入訊號的電位極性始終相反。例如，數(shù)據(jù)線DLl的輸入訊號為一高電平的電壓信號，而數(shù)據(jù)線DL2的輸入訊號為一低電平的電壓信號。又如，數(shù)據(jù)線DLl的輸入訊號為一低電平的電壓信號，而數(shù)據(jù)線DL2的輸入訊號為一高電平的電壓信號。在一實施例中，當(dāng)掃描線GL打開時，數(shù)據(jù)線DLl上的輸入訊號藉由薄膜晶體管Ql對像素存儲電容Cstl和液晶電容Clc進(jìn)行充電，數(shù)據(jù)線DL2上的輸入訊號藉由薄膜晶體管Q2對像素存儲電容Cst2和液晶電容Clc進(jìn)行充電。在一些實施例中，該像素結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于一平面切換(IPS, In Plane Switching)液晶顯示器或一邊緣場切換(FFS, Fringe Field Switching)液晶顯示器。為了進(jìn)一步說明圖2中的數(shù)據(jù)線DLl與數(shù)據(jù)線DL2之間的電位極性關(guān)系，圖3示出圖2的像素電路中兩條數(shù)據(jù)線的電壓波形示意圖。不妨定義數(shù)據(jù)線DLl上的控制電壓為VI，數(shù)據(jù)線DL2上的控制電壓為V2，且Vl對應(yīng)于圖3中的虛線部分，V2對應(yīng)于圖3中的實線部分。當(dāng)數(shù)據(jù)線DLl與數(shù)據(jù)線DL2交叉之ltr, Vl為15V，共通電壓Vcom為7. 5V，V2為0V。此時，數(shù)據(jù)線DLl上的控制電壓Vl相對于共通電壓Vcom為+7. 5V，而數(shù)據(jù)線DL2上的控制電壓V2相對于共通電壓Vcom為-7. 5V，故數(shù)據(jù)線DLl與DL2各自的控制電壓的電位極性相反。類似地，在數(shù)據(jù)線DLl與數(shù)據(jù)線DL2交叉之后，控制電壓Vl從15V變?yōu)?V，控制電壓V2從OV上升至15V，則數(shù)據(jù)線DLl上的控制電壓Vl相對于共通電壓Vcom為-7. 5V，數(shù)據(jù)線DL2上的控制電壓V2相對于共通電壓Vcom為+7. 5V，因此，數(shù)據(jù)線DLl與DL2各自的控制電壓的電位極性仍然相反。應(yīng)當(dāng)理解，在其它的實施例中，數(shù)據(jù)線DLl的控制電壓VI、數(shù)據(jù)線DL2的控制電壓V2以及共通電壓Vcom的數(shù)值也并不只局限于此。圖4示出圖2的像素結(jié)構(gòu)的第一實施例的剖視圖。參照圖4，該像素結(jié)構(gòu)還包括一具有指叉圖案化的第二金屬層M2，該第二金屬層M2經(jīng)由一貫通孔電性連接至共通電極404。例如，第二金屬層M2為一透明導(dǎo)電氧化物(如銦錫氧化物或銦鋅氧化物)或一金屬材料制成。在該實施例中，第二金屬層M2設(shè)置于一平坦層406與一柵極絕緣層402之間，并且在空間上與相應(yīng)的像素電極部分重疊。柵極絕緣層402設(shè)置于玻璃基板400之上。舉例來說,在平坦層406的上方設(shè)置有像素電極408、410和412，其中，像素電極408與像素電極410的電位極性相反，以及像素電極410與像素電極412的電位極性相反。亦即，像素電極408與像素電極412的電位極性相同。結(jié)合圖2和圖4，在采用該像素結(jié)構(gòu)來顯示畫面時，當(dāng)掃描信號打開時，數(shù)據(jù)線DLl和DL2的電位分別為+15V和-15V，此時，數(shù)據(jù)線DLl和DL2上的控制信號充電至各自的像素存儲電容Cstl和Cst2，此時，相鄰像素電極之間的電場方向平行于第二金屬層M2，而像素電極與相應(yīng)的第二金屬層M2之間的電場方向垂直于第二金屬層M2,液晶被拉至平行于玻璃基板400，畫面為白色。當(dāng)掃描信號關(guān)閉時，相鄰像素電極之間的電場方向仍然平行于第二金屬層M2，以及第二金屬層M2與像素電極之間的垂直電場逐漸變小，但畫面保持白色不變。另外，當(dāng)掃描信號打開，數(shù)據(jù)線DLl和DL2的電位分別為(TO. 2V時，對應(yīng)的薄膜晶 體管Ql和Q2打開，相鄰像素電極之間的水平電場不足以拉開液晶，此時的液晶為各向同性狀態(tài)(isotropic status),而像素電極與相應(yīng)的第二金屬層M2之間的電場方向仍然垂直于第二金屬層M2，畫面成黑色。當(dāng)掃描信號關(guān)閉時，相鄰像素電極之間的水平電場、像素電極與第二金屬層M2之間的垂直電場均逐漸變小，畫面保持黑色不變。圖5示出圖2的像素結(jié)構(gòu)的第二實施例的剖視圖。圖5與圖4的主要區(qū)別是在于，電位極性相反的像素電極之間，平坦層被蝕刻為一溝槽P，并且該溝槽P的底面與柵極絕緣層402相接觸。例如，電位極性為正的像素電極408與電位極性為負(fù)的像素電極410之間，平坦層406被蝕刻成溝槽P。又如，電位極性為負(fù)的像素電極410與電位極性為正的像素電極412之間，平坦層406也被蝕刻成溝槽P。藉由該溝槽P來降低驅(qū)動電壓。采用本發(fā)明的用于液晶顯示設(shè)備的像素結(jié)構(gòu)，藉由一數(shù)據(jù)線的控制信號來對一存儲電容和一液晶電容進(jìn)行充電，以及藉由另一數(shù)據(jù)線的控制信號來對另一存儲電容和該液晶電容進(jìn)行充電，并且利用第二金屬層的指叉圖案使電位極性相反的相鄰像素電極與共通電極之間的距離更短，不僅可增加像素存儲電容的電容量，而且還不會對光穿透率產(chǎn)生影響。此外，在相鄰像素電極間還可挖出溝槽，藉由該溝槽來降低驅(qū)動電壓。上文中，參照附圖描述了本發(fā)明的具體實施方式
。但是，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員能夠理解，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以對本發(fā)明的具體實施方式
作各種變更和替換。這些變更和替換都落在本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示設(shè)備的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述像素結(jié)構(gòu)中的每一像素包括 一第一薄膜晶體管，具有一柵極、一源極和一漏極，其柵極電性連接至一掃描線，其源極電性連接至一第一數(shù)據(jù)線，其漏極電性連接至一液晶電容的一端，所述第一數(shù)據(jù)線與所述掃描線相互垂直； 一第二薄膜晶體管，具有一柵極、一源極和一漏極，其柵極電性連接至所述掃描線，其源極電性連接至一第二數(shù)據(jù)線，其漏極電性連接至所述液晶電容的另一端，其中，所述第一數(shù)據(jù)線與所述第二數(shù)據(jù)線相互平行； 一第一存儲電容，其一端電性連接至所述液晶電容的該端，其另一端電性連接至一共通電極線；以及 一第二存儲電容，其一端電性連接至所述液晶電容的該另一端，其另一端電性連接至所述共通電極線， 其中，所述第一數(shù)據(jù)線上的輸入訊號與所述第二數(shù)據(jù)線上的輸入訊號的電位極性相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，當(dāng)所述掃描線打開時，所述第一數(shù)據(jù)線上的輸入訊號藉由所述第一薄膜晶體管對所述第一存儲電容和所述液晶電容進(jìn)行充電，所述第二數(shù)據(jù)線上的輸入訊號藉由所述第二薄膜晶體管對所述第二存儲電容和所述液晶電容進(jìn)行充電。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述像素結(jié)構(gòu)還包括一具有指叉圖案化的第二金屬層，所述第二金屬層經(jīng)由一貫通孔電性連接至所述共通電極線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二金屬層為一透明導(dǎo)電氧化物或一金屬材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二金屬層設(shè)置于一平坦層與一柵極絕緣層之間，且在空間上與相應(yīng)的像素電極部分地重疊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述像素電極分布于所述平坦層的 上表面，且平行于所述第二金屬層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，相鄰像素電極的電位極性相反，并且它們所間隔的平坦層被蝕刻為一溝槽，所述溝槽的底面與所述柵極絕緣層相接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述液晶顯示設(shè)備為一平面切換液晶顯示器或一邊緣場切換液晶顯示器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種液晶顯示設(shè)備的像素結(jié)構(gòu)。每一像素包括第一薄膜晶體管，其柵極電性連接至一掃描線，其源極電性連接至第一數(shù)據(jù)線，其漏極電性連接至液晶電容的一端；第二薄膜晶體管，其柵極電性連接至該掃描線，其源極電性連接至第二數(shù)據(jù)線，其漏極電性連接至該液晶電容的另一端；第一存儲電容；以及第二存儲電容，其中第一數(shù)據(jù)線上的輸入訊號與第二數(shù)據(jù)線上的輸入訊號的電位極性相反。采用本發(fā)明，藉由平行的兩條數(shù)據(jù)線各自的控制信號對各自的存儲電容和同一液晶電容進(jìn)行充電，并利用第二金屬層的指叉圖案使電位極性相反的相鄰像素電極與共通電極之間的距離更短，不僅可增加像素存儲電容的電容量，而且還不會對光穿透率產(chǎn)生影響。
文檔編號G02F1/1368GK102809861SQ20121029256
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月16日
發(fā)明者曾柏翔, 郭家瑋, 郭庭瑋, 劉康弘, 林敬桓 申請人:友達(dá)光電股份有限公司