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CN105068344B - 显示面板及其像素阵列 - Google Patents

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CN105068344B
CN105068344B CN201510458519.9A CN201510458519A CN105068344B CN 105068344 B CN105068344 B CN 105068344B CN 201510458519 A CN201510458519 A CN 201510458519A CN 105068344 B CN105068344 B CN 105068344B
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common electrode
gate
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AU Optronics Corp
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Abstract

本发明公开了一种像素阵列包括多个像素行，各像素行包括第一栅极线、第二栅极线、多个子像素以及多条数据线。第一栅极线与第二栅极线沿第一方向依序排列。子像素沿第二方向设置于第一栅极线与第二栅极线之间。各数据线包括主干部、分支部以及连接部。数据线的主干部沿第二方向依序排列并与第一栅极线与第二栅极线相交。数据线的分支部与主干部沿第二方向交替排列，且各子像素设置于任两相邻的主干部与分支部之间。各数据线的连接部设置于第一栅极线与第二栅极线之间并与主干部与分支部电性连接，且各连接部沿第二方向贯穿对应的子像素。

Description

显示面板及其像素阵列
技术领域
本发明关于一种显示面板及其像素阵列，尤指一种具有半源极驱动(half sourcedriver,HSD)架构且数据线的连接部贯穿子像素的显示面板及其像素阵列。
背景技术
随着液晶显示技术不断的提升，液晶显示面板已广泛地被应用在平面电视、笔记型电脑、智慧型手机与各类型的消费型电子产品上。现有液晶显示器的驱动方式是利用源极驱动电路(source driver)与栅极驱动电路(gate driver)来驱动像素以显示影像。由于源极驱动电路的成本较栅极驱动电路高，为了降低源极驱动电路的使用量，衍生出具有半源极驱动(half source driver,HSD)架构的显示面板，将源极驱动电路的数据线数目减半，而将栅极驱动电路的栅极线数目加倍，以减少生产成本。在现有具有半源极驱动架构的显示面板的像素阵列中，数据线需与对应的像素的主动开关元件(active switchingelement)电性连接，因此影响两相邻像素行的相邻两条栅极线之间的布线空间，进而导致像素的开口率偏低。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种具有半源极驱动架构且数据线的连接部贯穿子像素的显示面板及其像素阵列，以增加显示面板的开口率。
为达上述目的，本发明提供一种像素阵列，设置于一阵列基板上。像素阵列包括多个像素行，各像素行包括一第一栅极线、一第二栅极线、多个子像素以及多条数据线。第一栅极线与第二栅极线沿一第一方向依序排列。子像素沿一第二方向设置于第一栅极线与第二栅极线之间，其中一部分的子像素与第一栅极线电性连接，且另一部分的子像素与第二栅极线电性连接。各数据线包括一主干部、一分支部以及一连接部。数据线的主干部沿第二方向依序排列并与第一栅极线与第二栅极线相交。数据线的分支部与主干部沿第二方向交替排列，且各子像素设置于任两相邻的主干部与分支部之间。各数据线的连接部设置于第一栅极线与第二栅极线之间并与主干部与分支部电性连接，且各连接部沿第二方向贯穿对应的子像素。
为达上述目的，本发明另提供一种显示面板，其包括上述像素阵列、对向基板以及显示介质层。对向基板与阵列基板相对设置，以及显示介质层设置于阵列基板与对向基板之间。
附图说明
图1绘示了本发明的第一实施例的像素阵列的示意图。
图2绘示了本发明的第一实施例的像素阵列的示意图中沿A-A’线的剖面示意图。
图3绘示了本发明的第一实施例的一变化实施例的像素阵列的示意图。
图4绘示了本发明的第二实施例的像素阵列的示意图。
图5绘示了本发明的第二实施例的像素阵列的示意图中沿B-B’线的剖面示意图。
图6绘示了本发明的第三实施例的像素阵列的示意图。
图7绘示了本发明的第三实施例的像素阵列的示意图中沿C-C’线的剖面示意图。
图8绘示了本发明的一实施例的显示面板的剖面示意图。
其中，附图标记：
100 阵列基板 102、102A、202、302 像素阵列
104 像素行 106 第一栅极线
108 第二栅极线 110 子像素
112 数据线 D1 第一方向
D2 第二方向 114 主干部
116 分支部 118 连接部
132 第一像素行 134 第二像素行
136 主动开关元件 138 像素电极
140 栅极 142 漏极
144 源极 146 栅极绝缘层
148 通道层 150 保护层
152 第一保护层 154 第二保护层
156 共通电极 158 绝缘层
160 共通电极线 10 显示面板
162 显示介质层 164 对向基板
Z 垂直投影方向
具体实施方式
为使熟习本发明所属技术领域的一般技艺者能更进一步了解本发明，下文特列举本发明的较佳实施例，并配合所附图式，详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。
请一并参考图1与图2，图1绘示了本发明的第一实施例的像素阵列的示意图，图2绘示了本发明的第一实施例的像素阵列的剖面示意图，且图2是对应图1的显示面板的像素阵列的示意图中A-A’线的剖面示意图。如图1与图2所示，本实施例的像素阵列102设置于阵列基板100上，像素阵列102包括多个像素行104，且各像素行104包括第一栅极线106、第二栅极线108、多个子像素110以及多条数据线112。第一栅极线106与第二栅极线108沿第一方向D1依序排列。子像素110沿第二方向D2设置于第一栅极线106与第二栅极线108之间，其中一部分的子像素110与第一栅极线106电性连接，且另一部分的子像素110与第二栅极线108电性连接。在本实施例中，第一方向D1例如为图1的纵向方向，第二方向D2为图1的横向方向，但不以此为限。
各数据线112包括主干部114、分支部116以及连接部118。数据线112的主干部114沿第二方向D2依序排列并与第一栅极线106与第二栅极线108相交。详细而言，数据线112的主干部114在垂直投影方向Z上与第一栅极线106与第二栅极线108部分重叠。数据线112的分支部116与主干部114沿第二方向D2交替排列，且各子像素110设置于任两相邻的主干部114与分支部116之间。各数据线112的连接部118设置于第一栅极线106与第二栅极线108之间并与主干部114与分支部116电性连接，且各连接部118沿第二方向D2贯穿对应的子像素110，藉此各数据线112的主干部114、分支部116以及连接部118可组合成”H”字型结构，但不以此为限。在本实施例中，各像素行104中的第一栅极线106、第二栅极线108与数据线112的连接部118可以是互相平行的，且各像素行104中数据线112的主干部114与分支部116可以是互相平行的，但不以此为限。另外，各像素行104的数据线112的分支部116是设置于与其对应的像素行104中的第一栅极线106与第二栅极线108之间。本实施例的像素阵列102选用具有半源极驱动架构的像素阵列，因此部分子像素共用同一条数据线而可将数据线的数量减半。此外，在本实施例的像素阵列102中，数据线112的连接部118贯穿子像素110并与分支部116以及主干部114电性连接。藉此，本实施例的像素阵列102中数据线112的分支电极116不需占用相邻两像素行104的相邻第一栅极线106与第二栅极线108之间的布线空间即可与两相邻子像素110的主动开关元件136电性连接，进而可有效缩短相邻两像素行104的相邻第一栅极线106与第二栅极线108之间的布线空间，以提升显示面板的开口率。值得一提的是，在像素阵列102中子像素110中间的区域是显示面板中液晶效率较差的区域，因此本实施例的数据线112的连接部118可遮住液晶效率较差的区域，进而提升显示面板的液晶效率。
此外，在本实施例的像素阵列102中，各数据线112的主干部114与各数据线112的分支部116为ㄑ字型的电极，但不以此为限。在其他变化实施例中，各数据线112的主干部114与分支部116可为沿相同方向(例如第一方向D1)延伸的直线型的电极。另值得一提的是，在本实施例中像素行104可包括第一像素行132与第二像素行134，其中第一像素行132的数据线112的连接部118贯穿第一像素行132的第偶数个子像素110，以及第二像素行134的数据线112的连接部118贯穿第二像素行134的第奇数个子像素110，但不以此为限。在其他变化实施例中，第一像素行132的数据线112的连接部118亦可贯穿第一像素行132的第奇数个子像素110，以及第二像素行134的数据线112的连接部118贯穿第二像素行134的第偶数个子像素110。
在本实施例中，各子像素110包括主动开关元件136与像素电极138，主动开关元件136包括栅极140、漏极142与源极144，且像素电极138与对应的主动开关元件136的漏极142电性连接。此外，数据线112的分支部116与在第二方向D2上与其相邻的两子像素110的主动开关元件136的源极144电性连接。举例而言，各数据线112的分支部116的一端可与相邻的两子像素110的其中一者的主动开关元件136的源极144电性连接，而各数据线112的分支部116的另一端可与相邻的两子像素110的其中另一者的主动开关元件136的源极144电性连接，但不以此为限。详细而言，各像素行104上的第6n-5个子像素110的主动开关元件136的栅极140、第6n-2个子像素110的主动开关元件136的栅极140与第6n个子像素110的主动开关元件136的栅极140与第一栅极线106电性连接，各像素行104上的第6n-4个子像素110的主动开关元件136的栅极140、第6n-3个子像素110的主动开关元件136的栅极140与第6n-1个子像素110的主动开关元件136的栅极140与第二栅极线108电性连接，其中n为大于0的整数，但不以此为限。此外，子像素110可包括用以提供不同颜色的子像素，并藉由子像素110所提供不同颜色的光进行混色以达到全彩显示的效果。子像素110例如可包括红色子像素、绿色子像素与蓝色子像素，且红色子像素、绿色子像素与蓝色子像素可为条状(stripe)方式排列，但不以此为限。举例而言，各像素行104的第6n-5个与第6n-2个子像素110可以为蓝色子像素、第6n-4个与第6n-1个子像素110可以为红色子像素以及第6n-3个与第6n个子像素110可以为绿色子像素，藉此子像素110所提供不同颜色的光可进行混色以达到全彩显示的效果，但不以此为限。在其他变化实施例中，各像素行104的第6n-5个与第6n-2个子像素110可以为红色子像素、第6n-4个与第6n-1个子像素110可以为绿色子像素以及第6n-3个与第6n个子像素110可以为蓝色子像素。另值得一提的是，本实施例的像素阵列102可以行反转(column inversion)的方式驱动，但不以此为限。
请继续参考图2，在本实施例中主动开关元件136可为薄膜晶体管，例如非晶硅薄膜晶体管、氧化物半导体薄膜晶体管或其它材料的薄膜晶体管，且薄膜晶体管可选用顶栅极型薄膜晶体管、底栅极型薄膜晶体管或其它型式薄膜晶体管。本实施例使用底栅极型的非晶硅薄膜晶体管作为主动开关元件136，其包括栅极140、漏极142、源极144、栅极绝缘层146、通道层148与保护层150。栅极140设置于阵列基板100上并与第一栅极线106或第二栅极线108电性连接。栅极绝缘层146设置于栅极140与阵列基板100上。通道层148可例如为非晶硅通道层设置于栅极绝缘层146上且于垂直投影方向Z上与栅极140重叠。通道层148的材料不以非晶硅为限，而可为其它适合的半导体，例如其它半导体层(例如多晶硅、微晶硅)，氧化物半导体层例如氧化铟镓锌(IGZO)或其它适合的半导体材料。漏极142与源极144设置于通道层148与栅极绝缘层146上，且源极144与数据线112电性连接。保护层150设置于漏极142、源极144、通道层148以及栅极绝缘层146上，其中保护层150可为单层或双层结构。在本实施例中，保护层150可为双层结构，例如可为第一保护层152与第二保护层154依序堆叠，其中第一保护层152的材料可包括无机绝缘材料例如氧化硅、氮化硅或氮氧化硅，但不以此为限，且第二保护层154的材料可包括有机绝缘材料例如压克力或环氧树脂，但不以此为限。第二保护层154可设置于第一保护层152上，且第二保护层154的厚度较佳可大于第一保护层152的厚度，且第二保护层154的厚度较佳约为2微米(μm)，但不以此为限。此外，本实施例的像素阵列102另包括共通电极156、绝缘层158与像素电极138。共通电极156设置于保护层150上，像素电极138设置于共通电极156上，且绝缘层158设置于共通电极156与像素电极138之间，但不以此为限。本实施例的像素阵列102具有厚度约2微米的保护层150，可有效降低数据线112与像素电极138之间的寄生电容，使像素电极138可在垂直投影方向Z上与数据线112重叠而不会受到寄生电容的影响，因此可有效提升显示面板102的开口率。在本实施例中，第一栅极线106、第二栅极线108以及栅极140可由同一层图案化金属层所构成(例如第一金属层)，但不以此为限。数据线112、源极144以及漏极142可由同一层图案化金属层所构成(例如第二金属层)，但不以此为限。像素电极138可为透明电极，例如氧化铟锡电极，但不以此为限。
本发明的像素阵列并不以上述实施例为限。下文将依序介绍本发明的其它较佳实施例的像素阵列，且为了便于比较各实施例的相异处并简化说明，在下文的各实施例中使用相同的符号标注相同的元件，且主要针对各实施例的相异处进行说明，而不再对重复部分进行赘述。
请参考图3，其绘示了本发明的第一实施例的一变化实施例的像素阵列的示意图。如图3所示，不同于第一实施例，在本变化实施例的像素阵列102A中，各像素行104上的第6n-5个子像素110的主动开关元件136的栅极140、第6n-3个子像素110的主动开关元件136的栅极140与第6n个子像素110的主动开关元件136的栅极140与第一栅极线106电性连接，各像素行104上的第6n-4个子像素110的主动开关元件136的栅极140、第6n-2个子像素110的主动开关元件136的栅极140与第6n-1个子像素110的主动开关元件136的栅极140与第二栅极线108电性连接，其中n为大于0的整数，但不以此为限。本变化实施例的像素阵列102A的其余特征可与前述实施例相同，并可参考图1与图2，在此不再赘述。
请参考图4与图5，图4绘示了本发明的第二实施例的像素阵列的示意图，图5绘示了本发明的第二实施例的像素阵列的剖面示意图，且图5是对应图4的像素阵列的示意图中B-B’线的剖面示意图。本实施例与第一实施例不同的地方在于，各像素行104另包括共通电极线160，其中共通电极线160设置于第一栅极线106与第二栅极线108之间，共通电极线160与数据线112的连接部118在垂直投影方向Z上至少部分重叠，且共通电极线160与共通电极156电性连接。如图5所示，本实施例中的共通电极线160可设置于共通电极156与绝缘层158之间，但不以此为限。换言之，本实施例中的共通电极线160以不同于数据线112、第一栅极线106以及第二栅极线108的图案化金属层所形成(例如第三金属层)，但不以此为限。在其他变化实施例中，共通电极线160也可与第一栅极线106以及第二栅极线108于同一图案化金属层所形成(例如第一金属层)。此外，本实施例的共通电极线160在垂直投影方向Z上与数据线112的主干部114、分支部116及连接部118至少部分重叠。由于共通电极线160与数据线112的连接部118于垂直投影方向Z上重叠的设计，除了不影响原本第一栅极线106与第二栅极线108之间的布线空间，亦可有效地提升显示面板的开口率。本实施例的像素阵列202的其余特征可与第一实施例或第一变化实施例相同，并可参考图1至图3，在此不再赘述。
请参考图6与图7，图6绘示了本发明的第三实施例的像素阵列的示意图，图7绘示了本发明的第三实施例的像素阵列的剖面示意图，且图7是对应图6的显示面板的像素阵列的示意图中C-C’线的剖面示意图。本实施例与第一实施例不同的地方在于，像素阵列302另包括多条共通电极线160，其中各共通电极线160设置于各像素行104的第二栅极线108与相邻的像素行104的第一栅极线106之间，并以平行第一栅极线106或第二栅极线108的方向延伸。此外，共通电极线160与共通电极156电性连接。如图7所示，本实施例中的共通电极线160可设置于共通电极156与绝缘层158之间，但不以此为限。换言之，本实施例中的共通电极线160以不同于数据线112、第一栅极线106以及第二栅极线108的图案化金属层所形成(例如第三金属层)，但不以此为限。在其他变化实施例中，共通电极线160也可与数据线112于同一图案化金属层所形成(例如第二金属层)。本实施例的像素阵列302的其余特征可与第一实施例或第一变化实施例相同，并可参考图1至图3，在此不再赘述。
请参考图8，其绘示了本发明的一实施例的显示面板的剖面示意图。如图8所示，本实施例的显示面板10包括阵列基板100、像素阵列102、显示介质层162以及对向基板164。对向基板164与阵列基板100相对设置，像素阵列102设置于阵列基板100上，且显示介质层162设置于阵列基板100与对向基板164之间。本实施例的像素阵列102可为前述任一实施例所揭示的像素阵列。阵列基板100与对向基板164可包括玻璃基板、塑胶基板或其他适合的硬式或可挠式基版，其中阵列基板100可另包括被动元件(例如电容、电阻等)、配向层或驱动控制电路设置于显示介质层162与阵列基板100之间，对向基板164可包括彩色滤光片或黑色矩阵设置于显示介质层162与对向基板164之间，但不以此为限。此外，显示介质层162可例如为液晶层、电泳层(electrophoresis)或有机发光二极管(OLED)元件，但不以此为限。在本实施例中，显示面板10为边缘电场切换型(Fringe Field Switching)液晶显示面板，但本发明不限于此。在其他变化实施例中，显示面板亦可为平面内切换型(In-PlaneSwitching)液晶显示面板、扭转向列型(Twisted Nematic)液晶显示面板、垂直向列型(Vertical Alignment)液晶显示面板或光电补偿型(electrical optical compensation)液晶显示面板。
综上所述，在本发明的显示面板及其像素阵列中，数据线具有主干部、连接部与分支部，其中连接部贯穿对应的子像素并与主干部以及分支部电性连接，且数据线通过分支部与对应的像素电性连接，可以避免现有具有半源极驱动架构的像素阵列中，数据线的分支电极为了与对应的子像素的主动开关元件电性连接而占用两相邻像素行的相邻两条栅极线之间的布线空间。因此，本发明的显示面板及其像素阵列可有效地缩减两相邻像素行的相邻两条栅极线之间的布线空间，进而有效地提升显示面板的开口率。再者，在本发明的显示面板及其像素阵列中，数据线的连接部亦可有效地挡住液晶效率较差的区域，以提升显示面板的液晶效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种像素阵列，其特征在于，设置于一阵列基板上，该像素阵列包括：
多个像素行，各该像素行包括：
一第一栅极线；
一第二栅极线，该第一栅极线与该第二栅极线沿一第一方向依序排列；
多个子像素，沿一第二方向设置于该第一栅极线与该第二栅极线之间，其中一部分的这些子像素与该第一栅极线电性连接，且另一部分的这些子像素与该第二栅极线电性连接，各该子像素包括一主动开关元件与一像素电极；以及
多条数据线，各该数据线包括一主干部、一分支部以及一连接部，
其中：
这些数据线的这些主干部沿该第二方向依序排列并与该第一栅极线与该第二栅极线相交；
这些数据线的这些分支部与这些主干部沿该第二方向交替排列，且各该子像素设置于任两相邻的该主干部与该分支部之间，且各该子像素的该主动开关元件与各该数据线的该分支部相连接；以及
各该数据线的该连接部设置于该第一栅极线与该第二栅极线之间并与该主干部与该分支部电性连接，且各该连接部沿该第二方向贯穿对应的该子像素；
这些像素行包括一第一像素行与一第二像素行，这些数据线的这些连接部贯穿该第一像素行的第偶数个子像素，以及这些数据线的这些连接部贯穿该第二像素行的第奇数个子像素。
2.根据权利要求1所述的像素阵列，其特征在于，该主动开关元件包括一栅极、一漏极与一源极，且该像素电极与对应的该主动开关元件的该漏极电性连接。
3.根据权利要求2所述的像素阵列，其特征在于，各该像素行上的第6n-5个子像素的该主动开关元件的该栅极、第6n-2个子像素的该主动开关元件的该栅极与第6n个子像素的该主动开关元件的该栅极与该第一栅极线电性连接，各该像素行上的第6n-4个子像素的该主动开关元件的该栅极、第6n-3个子像素的该主动开关元件的该栅极与第6n-1个子像素的该主动开关元件的该栅极与该第二栅极线电性连接，其中n为大于0的整数。
4.根据权利要求3所述的像素阵列，其特征在于，该分支部与在该第二方向上与其相邻的两这些子像素的这些主动开关元件的这些源极电性连接。
5.根据权利要求1所述的像素阵列，其特征在于，另包括一保护层、一绝缘层与一共通电极，设置于该阵列基板上，其中该共通电极设置于该保护层上，这些像素电极设置于该共通电极上，且该绝缘层设置于该共通电极与这些像素电极之间。
6.根据权利要求5所述的像素阵列，其特征在于，各该像素行另包括一共通电极线，设置于该第一栅极线与该第二栅极线之间，该共通电极线与这些数据线的这些连接部在一垂直投影方向上至少部分重叠，且该共通电极线与该共通电极电性连接。
7.根据权利要求6所述的像素阵列，其特征在于，该共通电极线设置于该绝缘层与该共通电极之间。
8.根据权利要求5所述的像素阵列，其特征在于，另包括多条共通电极线，其中各该共通电极线设置于各该像素行的该第二栅极线与相邻的该像素行的该第一栅极线之间，且这些共通电极线与该共通电极电性连接。
9.根据权利要求8所述的像素阵列，其特征在于，这些共通电极线设置于该绝缘层与该共通电极之间。
10.一种显示面板，其特征在于，包括：
如权利要求1所述的该像素阵列；
一对向基板，与该阵列基板相对设置；以及
一显示介质层，设置于该阵列基板与该对向基板之间。
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