TWI505000B - 液晶面板 - Google Patents

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Description

液晶面板
本揭露是有關於一種顯示面板，且特別是有關於一種液晶面板。
近年來，液晶顯示器已經廣泛應用於電子產品的顯示螢幕。液晶顯示器有許多不同的形式，包括扭轉向列(Twister Nematic,TN)，超扭曲向列(Super Twisted Nematic,STN)，平面切換(In-Plane Switching,IPS)，多區域垂直排列(Multi-domain Vertical Alignment,MVA)等。當施加電壓時可以控制液晶分子的旋轉方向，並調變光的偏振方向，進而影響光通過量而造成亮態及暗態之反差作為顯示結果。
請參照第1圖，第1圖繪示係為傳統液晶顯示器之掃描訊號與畫素電壓之訊號時序圖。薄膜電晶體之汲極耦接至資料線，且薄膜電晶體之源極耦接至畫素電極。薄膜電晶體關閉的瞬間，薄膜電晶體之閘極上的掃描訊號Vg 會造成薄膜電晶體之源極上的畫素電壓Vp 下降一回踢電壓(kick-back)△V。這是因為當掃描訊號Vg急速下降時，畫素電壓Vp 也會由於薄膜電晶體的源極與閘極之間的寄生電容Cgs (parasitic capacitance)所引起的耦合現象(coupling phenomenon)而下降。回踢電壓△V與成正比。 其CLC 表示液晶電容，Cgs 表示在薄膜電晶體之源極與閘極間的寄生電容。
為了避免回踢電壓△V太大造成畫面閃爍(Flicker)或影像殘留(Image Sticking)，傳統液晶顯示器會盡量使寄生電容Cgs越小越好。因此傳統薄膜電晶體的設計上，耦接至畫素電極之源極的面積會小於薄膜電晶體之耦接至資料線之汲極的面積。但隨著面板尺寸越大，畫素數目越多，對資料線的負荷大為增加，而可能造成訊號失真的問題。
本揭露係有關於一種液晶面板，並提供一新薄膜電晶體設計，以降低資料線負擔及訊號失真的問題。
根據本揭露，提出一種液晶面板。液晶面板包括液晶層、第一資料線、掃描線、畫素電極及第一薄膜電晶體。液晶層包括高介電係數液晶材料，而畫素電極驅動液晶層。第一薄膜電晶體包括第一電極及第二電極。第一電極係耦接至畫素電極，且具有至少兩個第一分支電極。第二電極係耦接至第一資料線，且具有至少一個第二分支電極。第一電極與掃描線之第一重疊面積大於第二電極與掃描線之第二重疊面積，且至少一個該第二分支電極會位在兩個該第一分支電極之間。
為了對本揭露之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
 第一實施例
請同時參照第2圖、第3圖、第4圖、第5圖及第6圖，第2圖繪示係為依照第一實施例之一種液晶面板之電路圖，第3圖繪示係為依照第一實施例之一種液晶面板之電路佈局圖，第4圖繪示係為沿BB’剖面線之剖面圖，第5圖繪示係為第一電極、第二電極與掃描線之側視圖，第6圖繪示係為依照第一實施例之第一電極與第二電極之示意圖。液晶面板2例如為平面切換式(In-Plane Switching,IPS)面板、垂直配向式(Vertical Alignment,VA)面板或平面搭垂直混合式面板，平面切換式面板是利用橫向電場來改變液晶分子的轉向，而垂直配向式面板是利用縱向電場來改變液晶分子的轉向，而混合式則是兩者兼具。液晶面板2包括液晶層21、第一資料線22a、掃描線23、畫素電極24、第一薄膜電晶體25a及共同電極26。畫素電極24用以驅動液晶層21，畫素電極24可具有不同形狀，於此並不限制。且畫素電極24可依不同設計而有不同的電位，例如為由共同電極26提供之共同電位，或例如為由不同的薄膜電晶體提供的不同電位。液晶層21包括高介電係數液晶材料。高介電係數液晶材料之平均介電係數係介於20至500之間，且高介電係數液晶材料例如為藍相液晶或其他具有高極性官能基之液晶，或例如加入高比例之旋性(Chiral，或稱手性)材料。液晶層21之等效電容於第2圖係以液晶電容CLC 表示。共同電極26係被施加一共同電 位Vcom ，且畫素電極24與共同電極26形成儲存電容Cst1 。
第一薄膜電晶體25a包括第一電極251、第二電極252及主動層255，且第一電極251及第二電極252形成於主動層255上。第一薄膜電晶體例如為非晶矽(Amorphous Silicon)薄膜電晶體、低溫多晶矽(Low Temperature Poly-Silicon,LTPS)薄膜電晶體或氧化銦鎵鋅(Indium Gallium Zinc Oxide,IGZO)薄膜電晶體，第一薄膜電晶體25a例如為第一電極251與第二電極252之形狀不對稱之J型(J-Type)薄膜電晶體。第一電極251係耦接至畫素電極24，而第二電極252係耦接至第一資料線22a。第一電極251具有至少兩個第一分支電極251a。第二電極252具有至少一個第二分支電極252a。第一分支電極251a係沿第二電極252連續彎曲以形成一指叉狀，並包覆部份第二電極252，且至少一個該第二分支電極252a會位在兩個該第一分支電極251a之間。需說明的是，第一分支電極251a及第二分支電極252a的形狀可以例如是矩形、L形、圓弧形、半圓形、波浪狀或其他形狀，在此並不特別侷限。第一分支電極251a的個數不侷限於2個，第一電極251亦可以包括兩個以上的第一分支電極251a。相似地，第二分支電極252a的個數不侷限於1個，第二電極252亦可以包括兩個以上的第二分支電極252a，但至少有一第二分支電極會位在兩個第一分支電極之間。
液晶面板2更進一步包括第一玻璃基板27、第二玻璃基板28、黑色矩陣(Black Matrix,BM)29、彩色濾光片30、絕緣層31及閘極保護層32。掃描線23形成於第二玻璃基板28上，且絕緣層31形成於第一電極251及第二電極252上。閘極保護層32形成於掃描線23上。液晶層21形成於絕緣層31與彩色濾光片30之間，且黑色矩陣29形成於彩色濾光片30與第一玻璃基板27之間。然實際應用並不侷限於此，於其他實施例中，當背光模組係以色序法(Color Sequence)的方式提供背光至液晶面板2，則液晶面板2可不使用彩色濾光片30。於其他實施例中，彩色濾光片30可形成於第一玻璃基板27或第二玻璃基板28。黑色矩陣29可形成於第一玻璃基板27或第二玻璃基板28。
請同時參照第2圖、第3圖、第4圖及第5圖，第5圖繪示係為第一電極、第二電極與掃描線之側視圖。第一電極251與掃描線23形成第一電容Cgs1 ，且第二電極252與掃描線23形成第二電容Cgd1 。第一電極251與掃描線23之第一重疊面積A1大於第二電極252與掃描線23之第二重疊面積A2。由於第一重疊面積A1大於第二重疊面積A2，因此第一電容Cgs1 大於第二電容Cgd1 。其中，第一重疊面積A1與第二重疊面積A2之比值為，且 1<4。
於第一實施例中，當第一重疊面積A1大於第二重疊面積A2時，回踢電壓△V並不會隨之增加。這是因為液晶層21係使用高介電係數液晶材料而變大。當液晶電容CLC 變大後，已經可以平衡第一電容Cgs1 的增加而使回踢電壓△V不增加。此外，由於第二重疊面積A2小於第一重疊面積A1，因此能讓第二電容Cgd1 比第一電容Cgs1 小。如此一來，於使用此實施例之薄膜電晶體設計，可在維持相同薄膜電晶體的通道寬度與長度的比例下，將能改善第一資料線22a及掃描線23上的上電阻電容延遲(RC Delay)效應，以避免第一資料線22a上的訊號失真。
第二實施例
請同時參照第7圖、第8圖及第10圖，第7圖係為依照第二實施例之一種液晶面板之電路圖，第8圖繪示係為依照第二實施例之一種液晶面板之電路佈局圖，第10圖繪示係為依照第二實施例之第一電極、第二電極、第三電極及第四電極之示意圖。第二實施例與第一實施例主要不同之處在於液晶面板4更包括第二資料線22b及第二薄膜電晶體25b。第二薄膜電晶體25b例如為非晶矽(Amorphous Silicon)薄膜電晶體、低溫多晶矽(Low Temperature Poly-Silicon,LTPS)薄膜電晶體或氧化銦鎵鋅(Indium Gallium Zinc Oxide,IGZO)薄膜電晶體。
第二薄膜電晶體25b包括第三電極253、第四電極254及主動層256，且第三電極253及第四電極254形成於主動層256上。第三電極253係耦接至畫素電極24，而第四 電極254係耦接至第二資料線22b。第二薄膜電晶體25b例如為第三電極253與第四電極254之形狀不對稱之J型(J-Type)薄膜電晶體。第三電極253具有至少兩個第三分支電極253a。第四電極254具有至少一個第四分支電極254a。第三分支電極253a係沿第四電極254連續彎曲以形成一指叉狀，並包覆部份第四電極254。需說明的是，第三分支電極253a及第四分支電極254a的形狀可以例如是矩形、L形、圓弧形、半圓形、波浪狀或其他形狀，在此並不特別侷限。第三分支電極253a的個數不侷限於2個，第三電極253亦可以包括兩個以上的第三分支電極253a。相似地，第四分支電極254a的個數不侷限於1個，第四電極254亦可以包括兩個以上的第四分支電極254a。
請同時參照第7圖、第8圖及第9圖，第9圖繪示係為第一電極、第二電極、第三電極、第四電極與掃描線之側視圖。第三電極253與掃描線23形成第三電容Cgs2 ，且第四電極254與掃描線23形成第四電容Cgd2 。第三電極253與掃描線23之第三重疊面積A3大於第四電極254與掃描線23之第二重疊面積A4。由於第三重疊面積A3大於第四重疊面積A4，因此第三電容Cgs2 大於第四電容Cgd2 。其中，第三重疊面積A3與第四重疊面積A4之比值為，且1<4。此外，由於第四重疊面積A4小於第三重疊面積A3，因此能讓第四電容Cgd2 比第三電容Cgs2 小。如此一來，於使用此實施例之薄膜電晶體設計，可在維持 相同薄膜電晶體的通道寬度與長度的比例下，將能改善第二資料線22b及掃描線23上的上電阻電容延遲(RC Delay)效應，以避免第二資料線22b上的訊號失真。
綜上所述，雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
2‧‧‧液晶面板
21‧‧‧液晶層
22a‧‧‧第一資料線
22b‧‧‧第二資料線
23‧‧‧掃描線
24‧‧‧畫素電極
25a‧‧‧第一薄膜電晶體
25b‧‧‧第二薄膜電晶體
26‧‧‧共同電極
27‧‧‧第一玻璃基板
28‧‧‧第二玻璃基板
29‧‧‧黑色矩陣
30‧‧‧彩色濾光片
31‧‧‧絕緣層
32‧‧‧閘極保護層
251‧‧‧第一電極
251a‧‧‧第一分支電極
252‧‧‧第二電極
252a‧‧‧第一分支電極
253‧‧‧第三電極
253a‧‧‧第一分支電極
254‧‧‧第四電極
254a‧‧‧第一分支電極
255、256‧‧‧主動層
BB’‧‧‧剖面線
CLC ‧‧‧液晶電容
Cst1 、Cst2 ‧‧‧儲存電容
Cgs1 ‧‧‧第一電容
Cgd1 ‧‧‧第二電容
Cgs2 ‧‧‧第三電容
Cgd2 ‧‧‧第四電容
Vg ‧‧‧掃描訊號
Vp ‧‧‧畫素電壓
△V‧‧‧回踢電壓
Vcom ‧‧‧共同電壓
第1圖繪示係為傳統液晶顯示器之掃描訊號與畫素電壓之訊號時序圖。
第2圖繪示係為依照第一實施例之一種液晶面板之電路圖。
第3圖繪示係為依照第一實施例之一種液晶面板之電路佈局圖。
第4圖繪示係為沿BB’剖面線之剖面圖。
第5圖繪示係為第一電極、第二電極與掃描線之側視圖。
第6圖繪示係為依照第一實施例之第一電極與第二電極之示意圖。
第7圖係為依照第二實施例之一種液晶面板之電路圖。
第8圖繪示係為依照第二實施例之一種液晶面板之 電路佈局圖。
第9圖繪示係為第一電極、第二電極、第三電極、第四電極與掃描線之側視圖。
第10圖繪示係為依照第二實施例之第一電極、第二電極、第三電極及第四電極之示意圖。
2‧‧‧液晶面板
22a‧‧‧第一資料線
23‧‧‧掃描線
24‧‧‧畫素電極
25a‧‧‧第一薄膜電晶體
26‧‧‧共同電極
251‧‧‧第一電極
252‧‧‧第二電極
255‧‧‧主動層
BB’‧‧‧剖面線

Claims (10)

  1. 一種液晶面板，包括：一液晶層，包括一高介電係數液晶材料；一第一資料線；一掃描線；一畫素電極，用以驅動該液晶層；以及一第一薄膜電晶體，包括：一第一電極，係耦接至該畫素電極，且具有至少兩個第一分支電極；及一第二電極，係耦接至該第一資料線，且具有至少一個第二分支電極，該第一電極與該掃描線之一第一重疊面積大於該第二電極與該掃描線之一第二重疊面積，且至少一個該第二分支電極會位在兩個該第一分支電極之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶面板，其中該第一電極與該掃描線形成一第一電容，且該第二電極與該掃描線形成一第二電容，該第一電容大於該第二電容。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶面板，其中該第一重疊面積與該第二重疊面積之比值係大於1，且該第一重疊面積與該第二重疊面積之比值係小於或等於4。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶面板，其中該高介電係數液晶材料之平均介電係數係介於20至500之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之液晶面板，其中該第一薄膜電晶體係為非對稱J型薄膜電晶體。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之液晶面板，更包括一第二資料線及一第二薄膜電晶體，該第二薄膜電晶體包括：一第三電極，係耦接至該畫素電極，且具有至少兩個第三分支電極；及一第四電極，係耦接至該第二資料線，且具有至少一個第四分支電極，該第三電極與該掃描線之一第三重疊面積大於該第四電極與該掃描線之一第四重疊面積，且至少一個該第四分支電極會位在兩個該第三分支電極之間。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之液晶面板，其中該第三電極與該掃描線形成一第三電容，且該第四電極與該掃描線形成一第四電容，該第三電容大於該第四電容。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之液晶面板，其中該第三重疊面積與該第四重疊面積之比值係大於1，且該第三重疊面積與該第四重疊面積之比值係小於或等於4。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之液晶面板，其中該高介電係數液晶材料之平均介電係數係介於20至500之間。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之液晶面板，其中該第二薄膜電晶體係為非對稱J型薄膜電晶體。
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