一种双薄膜晶体管像素结构的液晶显示器制造技术

技术编号:3240625 阅读:221 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种具有高显示频率的液晶显示器,其特征在于:包含有:    至少一第一扫描线;    至少一第二扫描线;    至少一第一讯号线;    至少一第二讯号线;以及    至少一像素,该像素电连接于该第一扫描线、该第二扫描线、该第一讯号线以及该第二讯号线,且该像素包含有:    一填充有多个液晶分子的液晶单元;    一像素电极;    一控制对该像素电极充电的第一开关晶体管,且该第一开关晶体管的一闸极电连接于该第一扫描线、一源极电连接于该第一讯号线、一漏极电连接于该像素电极;以及    一控制对该像素电极充电的第二开关晶体管,且该第二开关晶体管的一闸极电连接于该第二扫描线、一源极电连接于该第二讯号线、一漏极电连接于该像素电极;    其中该第一开关晶体管具有一第一信道长度(L↓[1])以及一第一信道宽度(W↓[1]),该第二开关晶体管具有一第二信道长度(L↓[2])以及一第二信道宽度(W↓[2]),且该第一信道宽度对该第一信道长度的比值(W↓[1]/L↓[1])小于该第二信道宽度对该第二信道长度的比值(W↓[2]/L↓[2])。(*该技术在2013年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术提供一种双薄膜晶体管(TFT)像素结构的液晶显示器,特别是一种具有高分辨率以及高显示频率的液晶显示器。
技术介绍
薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD),主要是利用呈矩阵状排列的薄膜晶体管,再配合以适当的电容、连接垫等电子组件来驱动液晶像素,进而产生丰富亮丽的图像。传统的薄膜晶体管液晶显示器基本上包含有一透明基板(transparent substrate),其上具有许多排列成多组的薄膜晶体管、像素电极(pixel electrode)、互相垂直交错(orthogonal)的扫瞄线(scan or gate line)以及讯号线(data or signal line)、一滤光板(colorfilter)、以及填充于透明基板与滤光板之间的液晶材料,并辅以适当的电子组件来驱动液晶像素,以产生丰富亮丽的图形。由于TFT-LCD具有外型轻薄、耗电量少以及无辐射污染等特性,因此被广泛地应用在笔记型计算机(notebook)、个人数字助理(PDA)等携带式信息产品上,甚至已有逐渐取代传统桌上型计算机之CRT监视器的趋势。请参考图1与图2,图1为一TFT-LCD示意图,图2A为现有技术中一像素20的等效电路示意图,图2B为现有技术中一像素20的上视图。如图1所示,一TFT-LCD 10包含有一扫描线驱动电路区12、一讯号线驱动电路区14以及一像素阵列(pixel array)区16,其中像素阵列区16内还包含有多个像素(未显示)。如图2A与图2B所示,每一个设于像素阵列区16内的像素20均包含有一填充有液晶分子(liquid crystal molecules,未显示)的液晶单元(liquid crystal unit,LC unit)22,且液晶单元22电连接至一共通电极(common counter electrode,CE)与一薄膜晶体管(thin film transistor,TFT)24。薄膜晶体管24的一闸极26电连接于一扫描线Gn,一源极28电连接于一讯号线Sn,一漏极32电连接于一像素电极(pixel electrode,未显示)。此外,像素20还包含有一储存电容SC(storage capacitor)电连接液晶单元22与共通电极,一闸极-漏极电容GD(gate-drain capacitor)电连接薄膜晶体管24的闸极26与漏极32。其中,储存电容SC的功用之一是减少漏电流对液晶单元22的电压的影响,亦即协助液晶单元22储存电荷,而闸极-漏极电容GD则为一寄生电容(parasitic capacitor)。请参考图3,图3为现有技术中对图2的像素20充电的示意图。如图3所示,一第一电压脉冲(first voltage pulse)依照其脉冲时序(time)先被施加于前一列扫描线Gn-1之上,再依照其脉冲时序于下一周期(nextperiod)被施加于后一列扫描线Gn之上,同时间,一第二电压脉冲(secondvoltage pulse)亦依照其脉冲时序先被施加于前一行讯号线Sn+1之上,再依照其脉冲时序于下一周期被施加于后一行讯号线Sn之上。而当第一电压脉冲以及第二电压脉冲被同时施加于后一列扫描线Gn以及后一行讯号线Sn之上时,薄膜晶体管24将被开启(turn-on)以对像素电极(未显示)充电(charge),使所谓的像素电压(pixel voltage)上升,进而将像素20中填充于液晶单元(未显示)内的液晶分子(未显示)旋转(rotate)至预期的角度,以控制光的穿透度。为因应高分辨率以及高显示频率的液晶显示器的规格要求,扫描线与讯号线的数量必需被大量增加,而当扫描线与讯号线的数量被大量增加时,相对的每一个像素的充电时间(Ton)将被缩短。由于液晶分子的旋转,需要一定大小的像素电压,也就是说,当充电时间不足以至于像素电压不够大时,便无法提供足够的电场(electric field)来将液晶分子旋转至预期的角度,这将严重影响光对各个像素的穿透度,甚至造成不良品。现有技术中解决此种问题的方法提高薄膜晶体管的信道宽度(channel width)对信道长度(channel length)的比值(W/L value),藉由提高信道宽度对信道长度的比值以增加流过薄膜晶体管信道(channel)内的电流(current),使达到相同像素电压时所需的时间被缩短,进而避免因为充电时间不够所衍生的无法到达预期辉度电压的问题。然而,引用这种解决方法的现有技术却会衍生出其它的问题。请参考图4,图4为现有液晶显示器中薄膜晶体管60产生闸极-漏极电容的示意图。如图4所示,由于薄膜晶体管60的闸极62以及漏极64为导电的材质,同时闸极62与漏极64之间被绝缘的材质(未显示)所隔绝,因此薄膜晶体管60闸极62与漏极64的重叠区域(overlapped region)66,便形成了一个寄生的(parasitic)闸极-漏极电容(GD),而且当薄膜晶体管60的信道宽度对信道长度的比值被增加时,闸极-漏极电容的电容值(Cgd)也会被增加。请再参照回图2可知,施加在液晶单元22上的电压为共通电极CE与像素电极(未显示)之间的电压差,当薄膜晶体管24因充电完成而关闭(turn-off)时,像素电极(未显示)并未连接至任何电压源,因而处在浮动(floating)状态,此时像素电极(未显示)的周围若有任何电压变动,此电压变动会透过寄生的电容而耦合至像素电极(未显示),并改变其电压,因而使得施加在液晶单元22上的电压偏离原先设定的值。而此电压变动量称为馈通电压(Feed-through voltage,VFD),其可表示为 VFD=*ΔVG(1)其中,方程式(1)内的CLC为液晶单元22的电容值,CSC为储存电容SC的电容值,CGD为薄膜晶体管24的闸极-漏极电容的电容值,ΔVG则为施加于扫描线上的脉冲电压的振幅。因此,当薄膜晶体管60的信道宽度对信道长度的比值被增加时,闸极-漏极电容的电容值也因而被增加,进而造成VFD值的改变。尤其是当制作大尺寸的液晶显示器时,由于面板太大,现行制程大多是将面板分为好几个区域分次曝光,在这种情形之下,每一区于曝光对准(alignment)时往往会有不同的偏移,再加上信道宽度对信道长度比值被增加的效应,便相当容易产生线缺陷(stitching defect),使得最后完成的液晶显示器产生线波纹(shotmura)的现象,成为制程上一项难以克服的障碍。因此,如何能发展出一种高分辨率以及高显示频率的液晶显示器,不但能解决充电时间过短的问题,又能避免因为闸极-漏极电容的电容值被增加而造成的线波纹(shot mura)现象,便成为十分重要的课题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种双薄膜晶体管像素结构的液晶显示器(two TFT pixel structure liquid crystal display,two TFT pixel structureLCD),尤指一种具有高分辨率(high resolution)以及高显示频率(highdisplay frequency)的液晶显示器。本技术的具有高显示频率的液晶显示器包含有至少一第一扫描线、至少一第二扫描线、至少一第一讯号本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员:蔡居宏
申请(专利权)人:广辉电子股份有限公司
类型:实用新型
国别省市:

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