CN101598877A - 主动元件矩阵基板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主动元件矩阵基板，其包括第一图案化导体层、介电层、第二图案化导体层、保护层及多个像素电极。第一图案化导体层包括多条扫描线与共通线、多个栅极与条状浮置遮光图案。介电层覆盖第一图案化导体层并具有分别暴露出共通线的多个第一接触开口。第二图案化导体层包括多条数据线、多个源极与漏极、多个条状电容电极。各条状电容电极通过一个第一接触开口与一条共通线电性连接，各数据线与一条状电容电极之间具有一间隙，且各条状浮置遮光图案位于数据线、间隙与条状电容电极下方。像素电极通过保护层的第二接触开口与漏极电性连接。

Description

主动元件矩阵基板

技术领域

本发明是有关于一种基板，且特别是有关于一种主动元件矩阵基板。

背景技术

在诸多平面显示器(Flat Panel Display，FPD)中，液晶显示器(LiquidCrystal Display，LCD)因具有高空间利用效率、低消耗功率、无辐射以及低电磁干扰等优越特性，因此成为目前市场的主流。

图1A绘示为现有技术一种液晶显示器的立体示意图。请参照图1A，液晶显示器100具有一主动元件矩阵基板110、一对向基板120、一夹设于主动元件矩阵基板110与对向基板120之间的液晶层130以及用以提供光线的背光模块140。主动元件矩阵基板110上具有多个像素单元112以及多条位于像素单元112之间的信号线114，对向基板120具有一共通电极122。液晶层130中的液晶分子藉由像素单元112中的像素电极116与共通电极122之间的电压差作不同程度的扭转，以控制背光模块140所提供的光线L经过液晶显示面板150的穿透率，而使液晶显示面板150呈现显示效果。

图1B进一步绘示图1A的现有技术的一种液晶显示器的局部放大剖面示意图，其中图1B中绘示两组像素单元112的剖面为例作说明。请参照图1B，对向基板120具有一位于信号线114上方的黑色矩阵124(Black Matrix简称BM，图1中仅绘示一个黑色矩阵为例)。如图1B所示，由于信号线114上方的液晶层130的液晶分子会受到信号线114的影响而产生非预期的扭转，导致漏光现象，因此黑色矩阵124对应地设置于信号线114上方的对向基板120上，用以遮蔽通过非显示区域(如信号线)的光线以避免漏光。

如前述，为避免液晶显示器100在显示时产生上述漏光的现象，可藉由加宽黑色矩阵124的宽度W’来改善侧向漏光的问题。然而，加宽黑色矩阵124宽度W’会使得液晶显示面板150的像素开口率(Aperture Ratio)下降，进而影响液晶显示器100的亮度表现。因此，如何在兼顾开口率的需求下防止漏光是目前液晶显示器的一大课题。

发明内容

本发明提供一种主动元件矩阵基板，其可以大幅增加开口率，并可大幅降低数据线与共通线之间的寄生电容。

本发明提出一种主动元件矩阵基板，其包括一基板、一第一图案化导体层、一介电层、一第二图案化导体层、一保护层以及多个像素电极。第一图案化导体层配置于基板上，第一图案化导体层包括多条扫描线、多个与扫描线连接的栅极、多条共通线以及多个条状浮置遮光图案。介电层配置于基板上以覆盖第一图案化导体层，介电层具有多个第一接触开口，且各第一接触开口分别将共通线的一部分区域暴露。第二图案化导体层配置于介电层上，第二图案化导体层包括多条数据线、多个与数据线连接的源极、多个漏极、多个条状电容电极，其中各条状电容电极通过其中一个第一接触开口与其中一条共通线电性连接，各数据线与其中一条状电容电极之间具有一间隙，且各条状浮置遮光图案位于数据线、间隙以及条状电容电极下方。保护层配置于介电层上以覆盖第二图案化导体层，保护层具有多个第二接触开口，且各第二接触开口分别将其中一个漏极暴露。多个像素电极配置于保护层上，其中各像素电极分别通过其中一个第二接触开口与其中一个漏极电性连接。

在本发明之一实施例中，上述的各数据线例如与其中一条状电容电极之间的间隙未被像素电极所覆盖。

在本发明之一实施例中，上述的扫描线的延伸方向例如是实质上平行于共通线的延伸方向，且各共通线分别位于二相邻扫描线之间。

在本发明之一实施例中，上述的数据线的延伸方向例如实质上平行于条状浮置遮光图案以及条状电容电极的延伸方向。

在本发明之一实施例中，上述的位于同一条数据线两侧的二条状电容电极的间隙例如为S，各条状浮置遮光图案的线宽例如为W1，而各数据线的线宽例如为W2，且W1＞S＞W2。

在本发明之一实施例中，上述的各条状浮置遮光图案的线宽例如为W1，各数据线的线宽例如为W2，而各间隙例如为G，且W1＞W2+2G。

在本发明之一实施例中，上述的各条状电容电极的至少部分区域例如与其中一个像素电极重叠。

本发明另提出一种主动元件矩阵基板，其包括基板、第一图案化导体层、介电层、第二图案化导体层、保护层以及多个像素电极。第一图案化导体层配置于基板上，第一图案化导体层包括多条扫描线、多个与扫描线连接的栅极以及多个条状浮置遮光图案。介电层配置于基板上以覆盖第一图案化导体层，介电层具有多个第一接触开口，且各第一接触开口分别将扫描线的一部分区域暴露。第二图案化导体层配置于介电层上，第二图案化导体层包括多条数据线、多个与数据线连接的源极、多个漏极、多个条状电容电极，其中各条状电容电极与各条状电容电极通过其中一个第一接触开口与其中一条扫描线电性连接，各数据线与其中一条状电容电极之间具有一间隙，且各条状浮置遮光图案位于数据线、间隙以及条状电容电极下方。保护层配置于介电层上以覆盖第二图案化导体层，保护层具有多个第二接触开口，且各第二接触开口分别将其中一个漏极暴露。多个像素电极配置于保护层上，其中各像素电极分别通过其中一个第二接触开口与其中一个漏极电性连接。

在本发明之一实施例中，上述的各数据线例如与其中一条状电容电极之间的间隙未被像素电极所覆盖。

在本发明之一实施例中，上述的数据线的延伸方向实质上平行于条状浮置遮光图案以及条状电容电极的延伸方向。

在本发明之一实施例中，上述的位于同一条数据线两侧的二条状电容电极的间隙例如为S，各条状浮置遮光图案的线宽例如为W1，而各数据线的线宽例如为W2，且W1＞S＞W2。

在本发明之一实施例中，上述的各条状浮置遮光图案的线宽例如为W1，各数据线的线宽例如为W2，而各间隙为例如G，且W1＞W2+2G。

在本发明之一实施例中，上述的各条状电容电极的至少部分区域例如与其中一个像素电极重叠。

基于上述，利用条状浮置遮光图案以及条状电容电极的适当布局方式，当主动元件矩阵基板应用于液晶显示器时可以大幅增加开口率并避免漏光现象，并且利用条状电容电极与共通线或扫描线电性连接，藉以进一步提供用以稳定像素电极上的数据电压的储存电容。另一方面，相较于现有技术结构，由于信号线之间(例如数据线与条状电容电极之间)的横向寄生电容很小且对液晶影响较小，故此寄生电容可以被忽略，因此在提高像素开口率的同时，不会使得数据线因寄生电容的影响而导致负载过大的问题，并且可以避免信号线之间产生串音现象。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1A绘示为现有技术的一种液晶显示器的立体示意图；

图1B进一步绘示图1A中一种液晶显示器的局部放大剖面示意图；

图2绘示为本发明第一实施例的一种主动元件矩阵基板的局部上视图；

图3A是将图2中的主动元件矩阵基板应用于液晶显示器的局部剖面图；

图3B是沿着图2的BB’剖面线以及CC’剖面线的主动元件矩阵基板的局部剖面示意图；

图4绘示为本发明第二实施例的一种主动元件矩阵基板的局部上视图；

图5为图4沿BB’剖面线的剖面示意图。

其中，附图标记为：

110、200、400：主动元件矩阵基板

300：液晶显示器

112：像素单元

114：信号线

116：像素电极

120：对向基板

122：共通电极

124：黑色矩阵

130：液晶层

140：背光模块

150：液晶显示面板

202：基板

210：第一图案化导体层

212：扫描线

214：栅极

216：共通线

218：条状浮置遮光图案

230：介电层

240：第二图案化导体层

242：数据线

244：源极

246：漏极

248：条状电容电极

249：主动层

260：保护层

270：像素电极

280：介电层

290：对向基板

296：液晶层

C：储存电容

D1：上方向

D2：下方向

G：数据线与其中一条状电容电极之间的间隙

H1：第一接触开口

H2：第二接触开口

L：光线

W’：黑色矩阵的宽度

W1：条状浮置遮光图案的线宽

W2：数据线的线宽

S：同一条数据线两侧的二条状电容电极的间隙

T：主动元件

具体实施方式

第一实施例

图2绘示为本发明第一实施例的一种主动元件矩阵基板的局部上视图，图3A是将图2中的主动元件矩阵基板应用于液晶显示器的局部剖面图，其中图3A中剖面位置大致为沿着图2中AA’剖面线的主动元件矩阵基板200的对应位置。请同时参照图2与图3A，本实施例的主动元件矩阵基板200包括基板202、第一图案化导体层210、介电层230、第二图案化导体层240、保护层260以及多个像素电极270。

请同时参照图2与图3A，第一图案化导体层210配置于基板202上，第一图案化导体层210包括多条扫描线212、多个与扫描线212连接的栅极214、多条共通线216以及多个条状浮置遮光图案218，在本实施例中，扫描线212的延伸方向例如是实质上平行于共通线216的延伸方向，且各共通线216分别位于二相邻扫描线212之间。第二图案化导体层240配置于介电层230上，第二图案化导体层240包括多条数据线242、多个与数据线242连接的源极244、多个漏极246、多个条状电容电极248。在本实施例中，数据线242的延伸方向例如实质上平行于条状浮置遮光图案218以及条状电容电极248的延伸方向。此外，数据线242大体与扫描线212垂直排列，并且数据线242与扫描线212大致上围出多个像素单元，而图2中仅绘示两组像素单元为例作说明。

请继续参照图2与图3A，为清楚说明各膜层之间的堆栈关系，于图3A中定义一膜层的相对关系，如图中的上方向D1以及下方向D2。如图3A所示，对向基板290具有黑色矩阵292，且位于主动元件矩阵基板200的上方。此外，液晶层296则配置于主动元件矩阵基板200与对向基板290之间。

请同时参照图2与图3A，值得注意的是，条状浮置遮光图案218位于数据线242正下方，并且条状浮置遮光图案218的面积大体大于且涵盖数据线242的面积，因此条状浮置遮光图案218能够有效遮蔽来自背光模块的光线L，如此一来，位于对向基板290上的黑色矩阵292的宽度W’可以地被大幅缩减，进而提升了液晶显示器300的整体开口率。并且，由于条状浮置遮光图案218不与其它膜层或信号线连接，故其独立成为电性浮置的状态。如此，条状浮置遮光图案218在遮蔽光线以增加开口率的同时，条状浮置遮光图案218与数据线242之间的寄生电容可以有效地被抑制。藉此，数据线242的负载可以有效被控制，以避免数据线因电阻-电容迟缓(RC delay)过大而需要提高数据驱动信号的电力(power)等问题。另一方面，数据线242亦不易受到条状浮置遮光图案218的影响而发生所传递的数据电压产生扰动，导致串音等现象。

请继续同时参照图2与图3A，各数据线242与其中一条状电容电极248之间具有一间隙G，且各条状浮置遮光图案218位于数据线242、间隙G以及条状电容电极248下方。具体而言，在本实施例中，各数据线242与其中一条状电容电极248之间的间隙G未被像素电极270所覆盖，并且各条状电容电极248邻接像素电极270的一侧的至少部分区域例如与其中一个像素电极270重叠，而各条状电容电极248邻接数据线242的一侧的至少部分区域例如与其中一个条状浮置遮光图案218重叠。藉此，条状浮置遮光图案218与条状电容电极248可以共同构成遮光结构。

进一步而言，令位于同一条数据线242两侧的二条状电容电极248的间隙为S、各条状浮置遮光图案218的线宽为W1，而各数据线242的线宽为W2，且位于同一条数据线242两侧的二条状电容电极248的间隙S、浮置遮光图案的线宽W1以及数据线242的线宽W2例如是满足下列关系式W1＞S＞W2，换言之，各条状浮置遮光图案218在基板202上的投影范围会涵盖二条状电容电极248的间隙S，并且会涵盖数据线242在基板202上的投影范围。藉此，条状浮置遮光图案218与条状电容电极248可以共同构成像素单元长边的遮光结构，有效地遮蔽来自背光模块的光线，避免光线穿透数据线242以及位于同一条数据线242两侧之二条状电容电极248的间隙S，进而避免漏光。

更详细而言，令各数据线242与其中一条状电容电极248之间的间隙为G、令各条状浮置遮光图案218的线宽为W1，且各数据线242的线宽为W2，在本实施例中，数据线242与其中一条状电容电极248之间的间隙G、条状浮置遮光图案218的线宽W1以及数据线242的线宽W2例如满足下列关系式W1＞W2+2G。藉此，条状浮置遮光图案218的线宽W1可以有效遮蔽来自背光模块的光线，避免光线穿透数据线242以及数据线242与条状电容电极248的间隙G的区域，进而在提高开口率时避免产生漏光。如此一来，如图3A所示，对向基板290上的黑色矩阵292的线宽W’可以被缩减至小于条状浮置遮光图案218的线宽W1的范围，因此可以大幅提升开口率。

当然，设计者尚可依据主动元件矩阵基板200与对向基板290之间的晶穴间隙(Cell Gap)大小或是开口率、亮度等产品需求，适度地调整条状浮置遮光图案218的宽度W1、条状电容电极248、数据线242与条状电容电极248的间隙G以及位于同一条数据线242两侧的二条状电容电极248的间隙S，以进一步提升条状浮置遮光图案218的遮光效果。

图3B是沿着图2的BB’剖面线以及CC’剖面线的主动元件矩阵基板的局部剖面示意图。请同时参照图2与图3B，介电层230配置于基板202上，以覆盖第一图案化导体层210，其中介电层230具有多个第一接触开口H1，且各第一接触开口H1分别暴露共通线216的一部分区域。第二图案化导体层240配置于介电层230上。特别的是，各条状电容电极248通过其中一个第一接触开口H1与其中一条共通线216电性连接。

如图2与3B所示，保护层260配置于介电层230上以覆盖第二图案化导体层240，保护层260具有多个第二接触开口H2，且各第二接触开口H2分别将其中一个漏极246暴露。多个像素电极270配置于保护层260上，其中各像素电极270分别通过其中一个第二接触开口H2与其中一个漏极246电性连接。换言之，在一像素单元中，栅极214、主动层249、源极244与漏极246构成一主动元件T，而数据线242藉由主动元件T的控制将对应的数据信号经由漏极246输入至对应的像素电极270以达到显示的效果。

值得注意的是，在本实施例中，各条状电容电极248通过其中一个第一接触开口H1与其中一条共通线216电性连接，藉由各条状电容电极248与其中一条共通线216电性连接，而在一像素单元中形成了储存电容C于共通线216的型态(Cst on common)，换言之，在一像素单元中，像素电极270、保护层260、两侧的条状电容电极248以及共通线216共同构成一储存电容C于共通线216的型态。如此一来，条状电容电极248可以进一步增加像素单元的储存电容值，以进一步稳定像素电极270的数据信号。另一方面，藉由像素单元中的两侧条状电容电极248的设置亦可以进一步抑制数据线242所传输的数据信号对像素电极270中所储存的数据信号的干扰。

此外，如图3B所示，在本实施例中，位于第一接触开口H1处的条状电容电极248更可以藉由一辅助的接触电极272来进一步确保条状电容电极248与共通线216之间的电性连接，举例而言，接触电极272与像素电极270的材质相同，并利用同一道光罩工艺所制成。

实务上，当主动元件矩阵基板200应用液晶显示器时，由于条状浮置遮光图案218可以有效阻挡来自背光模块的光线，因此可以大幅防止漏光。并且，在提升开口率时，利用条状电容电极248与共通线216电性连接，可以将储存电容C架构于共通线216上进而稳定像素电极270的数据电压。再者，藉由上述条状浮置遮光图案218与条状电容电极248的设计，可以大幅降低数据线242与条状浮置遮光图案218之间的寄生电容，避免数据线242负载过大的问题，并可避免信号线之间产生串音现象。

第二实施例

图4绘示为本发明第二实施例的一种主动元件矩阵基板的局部上视图，请参照图4，本实施例的主动元件矩阵基板400与第一实施例的主动元件矩阵基板200类似，在本实施例的主动元件矩阵基板400的像素单元中，储存电容的型态为储存电容于扫描线212的型态(Cst on scan line)。为清楚说明，本实施例与第一实施例相同构件以相同符号表示。

图5为图4沿BB’剖面线的剖面示意图。请参照图5，在本实施例中，介电层230的第一接触开口H1的位置是开设于扫描线212的上方，换言之，第一接触开口H1分别将扫描线212的一部分区域暴露。并且，各条状电容电极248通过其中一个第一接触开口H1与其中一条扫描线212电性连接。其余构件以及设计考虑与第一实施例相同，类推第一实施例的记载内容，不再赘述。

如图5所示，藉由各条状电容电极248与其中一条扫描线212电性连接，在一像素单元中，像素电极270、保护层260、两侧的条状电容电极248以及扫描线212共同构成一储存电容C架构于扫描线212的型态。值得一提是，在本实施例中，条状电容电极248例如是与下一条扫描线212电性连接。藉由上述的布局，条状电容电极248可以进一步增加像素单元的储存电容值，并且于像素单元中的主动元件的关闭期间内，稳定像素电极270的数据信号不受干扰。另一方面，藉由像素单元中的两侧条状电容电极248的设置亦具有进一步抑制数据线242所传输的数据信号对像素电极270中所储存的数据信号的干扰的效果。

此外，如图5所示，在本实施例中，位于第一接触开口H1处的条状电容电极248更可以藉由一辅助的接触电极272来进一步确保条状电容电极248与扫描线212之间的电性连接，举例而言，此接触电极272与像素电极270的材质相同，并利用同一道光罩工艺所制成。

综上所述，本发明的主动元件矩阵基板利用条状浮置遮光图案以及条状电容电极与共通线或扫描线电性连接的适当布局方式，可以大幅提升开口率，并且当其应用于液晶显示器时，可以避免漏光并使亮度提升。另一方面，条状电容电极可以提供一用以稳定像素单元的数据电压的储存电容，并且由于数据线与共通线之间的寄生电容可以被忽略，因此在提高像素开口率的同时，不会使得数据线因寄生电容而导致负载过大的问题，并且可以避免信号线之间产生串音现象。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种主动元件矩阵基板，其特征在于，包括：

一基板；

一第一图案化导体层，配置于该基板上，该第一图案化导体层包括多条扫描线、多个与该些扫描线连接的栅极、多条共通线以及多个条状浮置遮光图案；

一介电层，配置于该基板上以覆盖该第一图案化导体层，该介电层具有多个第一接触开口，且各该第一接触开口分别将该些共通线的一部分区域暴露；

一第二图案化导体层，配置于该介电层上，该第二图案化导体层包括多条数据线、多个与该些数据线连接的源极、多个漏极以及多个条状电容电极，其中各该条状电容电极通过其中一个第一接触开口与其中一条共通线电性连接；

一保护层，配置于该介电层上以覆盖该第二图案化导体层，该保护层具有多个第二接触开口，且各该第二接触开口分别将其中一个漏极暴露；以及

多个像素电极，配置于该保护层上，其中各该像素电极分别通过其中一个第二接触开口与其中一个漏极电性连接。

2.如权利要求1所述的主动元件矩阵基板，其特征在于，各该数据线与其中一条状电容电极之间的该间隙未被该些像素电极所覆盖。

3.如权利要求1所述的主动元件矩阵基板，其特征在于，该些数据线的延伸方向实质上平行于该些条状浮置遮光图案以及该些条状电容电极的延伸方向。

4.如权利要求1所述的主动元件矩阵基板，其特征在于，位于同一条数据线两侧的二条状电容电极的间隙为S，各该条状浮置遮光图案的线宽为W1，而各该数据线的线宽为W2，且W1＞S＞W2。

5.如权利要求1所述的主动元件矩阵基板，其特征在于，各该数据线与其中一条状电容电极之间具有一间隙，且各该条状浮置遮光图案位于该数据线、该间隙以及该条状电容电极下方，其中各该条状浮置遮光图案的线宽为W1，各该数据线的线宽为W2，而各该间隙为G，且W1＞W2+2G。

6.如权利要求1所述的主动元件矩阵基板，其特征在于，各该条状电容电极的至少部分区域与其中一个像素电极重叠。

7.一种主动元件矩阵基板，其特征在于，包括：

一基板；

一第一图案化导体层，配置于该基板上，该第一图案化导体层包括多条扫描线、多个与该些扫描线连接的栅极以及多个条状浮置遮光图案；

一介电层，配置于该基板上以覆盖该第一图案化导体层，该介电层具有多个第一接触开口，且各该第一接触开口分别将该些扫描线的一部分区域暴露；

一第二图案化导体层，配置于该介电层上，该第二图案化导体层包括多条数据线、多个与该些数据线连接的源极、多个漏极、多个条状电容电极，其中各该条状电容电极通过其中一个第一接触开口与其中一条扫描线电性连接；

一保护层，配置于该介电层上以覆盖该第二图案化导体层，该保护层具有多个第二接触开口，且各该第二接触开口分别将其中一个漏极暴露；以及

多个像素电极，配置于该保护层上，其中各该像素电极分别通过其中一个第二接触开口与其中一个漏极电性连接。

8.如权利要求7所述的主动元件矩阵基板，其特征在于，位于同一条数据线两侧的二条状电容电极的间隙为S，各该条状浮置遮光图案的线宽为W1，而各该数据线的线宽为W2，且W1＞S＞W2。

9.如权利要求7所述的主动元件矩阵基板，其特征在于，各该数据线与其中一条状电容电极之间具有一间隙，且各该条状浮置遮光图案位于该数据线、该间隙以及该条状电容电极下方，其中各该条状浮置遮光图案的线宽为W1，各该数据线的线宽为W2，而各该间隙为G，且W1＞W2+2G。

10.一种液晶显示器，其特征在于，包括：

如权利要求1项至第9项中任一所述的主动元件矩阵基板；

一对向基板；以及

一液晶层，位于该主动元件矩阵基板以及该对向基板之间。

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