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CN101354506B - 薄膜晶体管液晶显示器的像素结构 - Google Patents

薄膜晶体管液晶显示器的像素结构 Download PDF

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CN101354506B CN2007101194979A CN200710119497A CN101354506B CN 101354506 B CN101354506 B CN 101354506B CN 2007101194979 A CN2007101194979 A CN 2007101194979A CN 200710119497 A CN200710119497 A CN 200710119497A CN 101354506 B CN101354506 B CN 101354506B
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Gaochuang Suzhou Electronics Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种薄膜晶体管液晶显示器的像素结构，包括第一像素和第二像素，驱动所述第一像素的第一薄膜晶体管和驱动所述第二像素的第二薄膜晶体管均与位于所述第一像素和第二像素之间的数据线连接。本发明还涉及一种薄膜晶体管液晶显示器的像素结构，包括第一像素和第二像素，驱动所述第一像素的第一薄膜晶体管和驱动所述第二像素的第二薄膜晶体管均与位于所述第一像素和第二像素之间的栅极线连接。上述两种像素分别是将原有数据线和栅极线的数量减少了一半，从而节省了很多原来数据线和栅极线所占用的像素空间，实现了单数据线或者栅极线双驱动的薄膜晶体管液晶显示器的像素结构。

Description

薄膜晶体管液晶显示器的像素结构
技术领域
本发明涉及一种薄膜晶体管液晶显示器的像素结构，特别是一种采用单数据线(data line)或栅极线(gate line)驱动相邻两个像素的薄膜晶体管液晶显示器的像素结构。
背景技术
目前，现有技术中的薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，以下简称TFT-LCD)均是通过一条数据线和一条栅极线来控制一个薄膜晶体管(Thin Film Transistor，以下简称TFT)，驱动一个像素，参见图1。该薄膜晶体管液晶显示器的像素结构100包括像素(pixel)101和位于绝缘相交的栅极线102和数据线103相交处的TFT 104。TFT 104作为开关组件驱动像素101，其栅极G与栅极线102连接，源级S与数据线103连接，漏级D与像素101连接。可以看出，在现有技术中的薄膜晶体管液晶显示器的像素结构中，像素101是通过一条栅极线102和一条数据线103共同控制一个TFT 104来驱动的。当TFT-LCD的分辨率增加时，会相应地增加数据线和栅极线的数量。对于高分辨率TFT-LCD的液晶显示面板，会出现因数据线或栅极线数量的增加，导致其相应长度过长，而出现各种显示的问题，如：信号延迟，为了减少信号延迟而增加线宽所造成的像素开口率的降低，以及在数据线和栅极线的边际处也容易出现一些对显示不利等问题。
发明内容
本发明的第一个方面是提供一种TFT-LCD的像素结构，用以解决高分辨率的液晶显示面板的显示问题，实现节省数据线所占用的像素空间。
本发明的第二个方面是提供另一种TFT-LCD的像素结构，用以解决高分辨率的液晶显示面板的显示问题，实现节省栅极线所占用的像素空间。
为了实现本发明的第一个方面，本发明通过一些实施例提供了如下的技术方案：一种TFT-LCD的像素结构，包括第一像素和第二像素，驱动所述第一像素的第一薄膜晶体管和驱动所述第二像素的第二薄膜晶体管均与位于所述第一像素和第二像素之间的数据线连接；所述第一薄膜晶体管为正压开启的薄膜晶体管；所述第二薄膜晶体管为负压开启的薄膜晶体管；栅极线为前半帧信号正压开启所述第一薄膜晶体管、后半帧信号负压开启所述第二薄膜晶体管的栅极线，或者栅极线为前半帧信号负压开启所述第二薄膜晶体管、后半帧信号正压开启所述第一薄膜晶体管的栅极线。
实现本发明的一些实施例使得原有的数据线的数量减少了一半，从而能够节省下很多原来数据线所占用的像素空间。节省下来的这些空间可以适当地增加数据线的宽度，从而降低信号延迟，同时还可以适当地提高像素的开口率，因此上述技术方案可以很好地满足大尺寸、高分辨率以及高开口率TFT-LCD设计与显示的要求。
为了实现本发明的第二个方面，本发明通过一些实施例提供了如下的技术方案：一种TFT-LCD的像素结构，包括第一像素和第二像素，驱动所述第一像素的第一薄膜晶体管和驱动所述第二像素的第二薄膜晶体管均与位于所述第一像素和第二像素之间的栅极线连接；所述第一薄膜晶体管为正压开启的薄膜晶体管；所述第二薄膜晶体管为负压开启的薄膜晶体管；所述栅极线为前半帧信号正压开启所述第一薄膜晶体管、后半帧信号负压开启所述第二薄膜晶体管的栅极线，或者所述栅极线为前半帧信号负压开启所述第二薄膜晶体管、后半帧信号正压开启所述第一薄膜晶体管的栅极线。
实现本发明的另一些实施例使得原有的栅极线的数量减少了一半，从而能够节省下很多原来栅极线所占用的像素空间。节省下来的这些空间可以适当地增加栅极线的宽度，从而降低信号延迟，同时还可以适当地提高像素的开口率，因此上述技术方案可以很好地满足大尺寸、高分辨率以及高开口率TFT-LCD设计与显示的要求。
与现有技术相比，上述实现本发明的实施例通过将原有数据线和栅极线的数量减半，从而实现了节省像素空间。节省下来的像素空间一部分可以用来增加数据线和栅极线的宽度，从而降低信号延迟，另一部分还可以用来增加像素的开口率。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为现有技术TFT-LCD的像素结构的结构示意图；
图2为本发明TFT-LCD的像素结构的第一实施例的结构示意图；
图3为本发明TFT-LCD的像素结构的第二实施例的结构示意图。
具体实施方式
如图2所示，为本发明TFT-LCD的像素结构的第一实施例的结构示意图。本实施例TFT-LCD的像素结构200包括第一像素201和第二像素202，驱动第一像素201的第一TFT 203和驱动第二像素202的第二TFT 204均与位于第一像素201和第二像素202之间的数据线205连接。第一TFT 203的栅极G与栅极线206连接，源级S与数据线205连接，漏级D与第一像素201连接；第二TFT204的栅极G与栅极线206连接，源级S与数据线205连接，漏级D与第二像素202连接。
其中，为了不影响单条数据线对左右两侧相邻的第一像素和第二像素的影响，数据线两侧的第一TFT 203和第二TFT 204采用不同的结构，即使得它们具有反相器的功能结构。本实施例优选为，第一TFT 203为正压开启的TFT，第二TFT 204则为负压开启的TFT，可以采用半导体材料掺杂来实现这种反向驱动的TFT。栅极线信号的驱动电压的范围可以是-8V至25V，将栅极线在一帧中的信号作进一步的调整，使它不但可以满足正向(正压)启动第一TFT 203，也可以满足负向(负压)启动第二TFT 204。本实施例优选为，栅极线为前半帧信号正压开启第一TFT 203、后半帧信号负压开启第二TFT 204的栅极线。即在栅极线信号的前半帧内，传输正向电压，使得第一TFT 203导通，第二TFT 204则还处于关断状态，此时的数据线信号只是传输给第一TFT 203驱动的第一像素201；在栅极线信号的后半帧内，传输负向电压，即信号由正变负，使得第一TFT203处于关断状态，而此时启动数据线另一侧第二TFT 204，此时的数据线信号则传输给第二TFT 204驱动的第二像素202。在信号传输过程中，可以通过控制向数据线提供数据信号的数据驱动集成电路(data drive IC)和向栅极线提供扫描信号的扫描驱动集成电路(gate drive IC)来很好的实现上述功能。
上述实施例中，栅极线还可以为前半帧信号负压开启第二TFT 204、后半帧信号正压开启第一TFT 203的栅极线。即在栅极线信号的前半帧内，传输负向电压，使得第二TFT 204导通，数据线信号传输数据信号给第二像素202；在栅极线信号的后半帧内，传输正向电压，使得第一TFT 203导通，数据线信号传输数据信号给第一像素201。
此外，由传统的氢化非晶硅薄膜晶体管(a-Si:H TFT)的电流-电压(I-V)特性曲线可知，当栅极线电压过低时，截止电流将增大。因此，本实施例优选地，第一TFT 203和第二TFT 204都采用多晶硅(poly-Si)基掺杂的TFT，即poly-Si TFT，可以有效地降低截止电流，保持良好的TFT特性。
本实施例通过单数据线控制左右两侧的相邻像素的开关与信号的输入的功能，实现了将原有数据线的数量减少了一半，从而节省了很多原来数据线所占用的像素空间。上述节省的像素空间可以适当地增加数据线的宽度，从而降低信号延迟，同时还可以适当地提高像素的开口率。此外，通过采用在poly-Si衬底上进行不同的掺杂来实现互为反向的TFT控制；通过数据线的反向型TFT结构来控制TFT开启的先后顺序，从而控制信号的输入，实现单数据线双驱动的TFT-LCD的像素结构结构。
如图3所示，为本发明TFT-LCD的像素结构的第二实施例的结构示意图。本实施例TFT-LCD的像素结构300包括第一像素301和第二像素302，驱动第一像素301的第一TFT 303和驱动第二像素302的第二TFT 304均与位于第一像素301和第二像素302之间的栅极线306连接。第一TFT 303的栅极G与栅极线306连接，源级S与数据线305连接，漏级D与第一像素301连接；第二TFT304的栅极G与栅极线306连接，源级S与数据线305连接，漏级D与第二像素302连接。
本实施例中，栅极线两侧的第一TFT 303和第二TFT 304也采用不同的结构实现反相器的功能，与上一实施例中的第一TFT 203和第二TFT 204类似，一个TFT采用正压启动，另一个TFT则采用负压启动，可以采用半导体材料掺杂来实现这种互为反向TFT的驱动。
本实施例优选地，第一TFT 303为正压开启的TFT，第二TFT 304则为负压开启的TFT。栅极线可以为前半帧信号正压开启第一TFT 303、后半帧信号负压开启第二TFT 304的栅极线；栅极线还可以为前半帧信号负压开启第二TFT 304、后半帧信号正压开启第一TFT 303的栅极线。
本实施例优选地，第一TFT 304的开启电压为正向电压；第二TFT 305的开启电压为反向电压。与上一实施例相比，本实施例工作的基本原理是类似的，在此不再赘述。本实施例可以更好地降低上一帧的TFT的截止电流，减少栅极线所占用的空间，减小信号延迟，以及增大开口率。
与上一实施例相比，本实施例是通过单栅极线控制上下两侧的相邻像素的开关与信号的输入的功能，实现了将原有栅极线的数量减少了一半，从而节省了很多原来栅极线所占用的像素空间。类似地，上述节省的像素空间也可以适当地增加栅极线的宽度，从而降低信号延迟，同时还可以适当地提高像素的开口率。此外，同样是通过采用在poly-Si衬底上进行不同的掺杂来实现互为反向的TFT控制；通过栅极线的反向型TFT结构来控制TFT开启的先后顺序，从而控制信号的输入，实现单栅极线双驱动的薄膜晶体管液晶显示器的像素结构结构。
如果能够有效地解决a-Si:H在负向电压出现的截止电流变大的问题，本发明上述两个实施例也可以通过采用在a-Si:H衬底上来形成这种互为反向的TFT结构，实现单数据线或者栅极线双驱动的薄膜晶体管液晶显示器的像素结构结构。
本发明上述两个实施例分别是将原有数据线和栅极线的数量减少了一半，从而节省了很多原来数据线和栅极线所占用的像素空间。上述节省下来的像素空间一部分可以用于增加数据线和栅极线的宽度，从而降低信号延迟；另一部分可以用于提高像素的开口率。此外，通过采用互为反向的TFT结构，使得TFT的开关的先后顺序得以控制，从而实现了单数据线或者栅极线双驱动的薄膜晶体管液晶显示器的像素结构结构。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种薄膜晶体管液晶显示器的像素结构，包括第一像素和第二像素，其特征在于：驱动所述第一像素的第一薄膜晶体管和驱动所述第二像素的第二薄膜晶体管均与位于所述第一像素和第二像素之间的数据线连接；所述第一薄膜晶体管为正压开启的薄膜晶体管；所述第二薄膜晶体管为负压开启的薄膜晶体管；栅极线为前半帧信号正压开启所述第一薄膜晶体管、后半帧信号负压开启所述第二薄膜晶体管的栅极线，或者栅极线为前半帧信号负压开启所述第二薄膜晶体管、后半帧信号正压开启所述第一薄膜晶体管的栅极线。
2.根据权利要求1所述的像素阵列，其特征在于：所述第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管为多晶硅薄膜晶体管。
3.根据权利要求2所述的像素阵列，其特征在于：所述第二薄膜晶体管为半导体掺杂的多晶硅薄膜晶体管。
4.一种薄膜晶体管液晶显示器的像素结构，包括第一像素和第二像素，其特征在于：驱动所述第一像素的第一薄膜晶体管和驱动所述第二像素的第二薄膜晶体管均与位于所述第一像素和第二像素之间的栅极线连接；所述第一薄膜晶体管为正压开启的薄膜晶体管；所述第二薄膜晶体管为负压开启的薄膜晶体管；所述栅极线为前半帧信号正压开启所述第一薄膜晶体管、后半帧信号负压开启所述第二薄膜晶体管的栅极线，或者所述栅极线为前半帧信号负压开启所述第二薄膜晶体管、后半帧信号正压开启所述第一薄膜晶体管的栅极线。
5.根据权利要求4所述的像素阵列，其特征在于：所述第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管为多晶硅薄膜晶体管。
6.根据权利要求5所述的像素阵列，其特征在于：所述第二薄膜晶体管为半导体掺杂的多晶硅薄膜晶体管。
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