CN102854678A

CN102854678A - 一种可提高画面解析度的立体显示设备及其制造方法

Info

Publication number: CN102854678A
Application number: CN 201210335706
Authority: CN
Inventors: 徐源竣; 吕思慧; 李明贤
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2013-01-02

Abstract

本发明提供了一种可提高画面解析度的立体显示设备及其制造方法。该立体显示设备包括：多条栅极线；多条数据线，数据线与栅极线位于不同的平面，且第二方向与第一方向彼此正交；以及中间介质层，设置于栅极线与数据线之间，包括第一介质部和第二介质部，第一介质部与第二介质部分别位于栅极线的相对两侧，两介质部间还具有一容置空间，该容置空间填充有一低k材料，以降低栅极线与数据线间的寄生电容。采用本发明，在该中间介质层的部分区域开设一容置空间，进而利用低k材料来填充该容置空间，以降低栅极扫描线与源极数据线之间的寄生电容，减小数据线上的RC延迟，提升设备的性能和图像显示质量。

Description

一种可提高画面解析度的立体显示设备及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种立体显示设备，尤其涉及一种可提高画面解析度的立体显示设备及其制造方法。

背景技术

当前，随着半导体技术和液晶显示技术的发展，自动立体显示(Autosterocopic，或称为3D显示)设备也逐渐受到设计人员和使用者的青睐。在3D显示器的研发过程中，大致包括两大技术体系，其一是需佩戴立体眼镜的3D显示器，其二是无需佩戴立体眼镜的裸眼3D显示器。一般来说，在平面显示器的显示屏幕上，若要形成具有立体感的显示图像，必须至少提供两组相位不同的图像，例如，通过摩尔纹干涉测量法精确对位，利用一组倾斜排列的凸透镜阵列，仅在水平方向上发生折射以便为人的左眼和右眼提供不同的透视图像，进而在大脑中将这两幅图像进行合成，以达成图像的立体显示效果。

在现有技术中，小尺寸的3D显示器的画面分辨率较低，已无法满足消费者的使用需求。为了提高分辨率，势必会增加液晶面板的扫描线的数量，以960行的栅极扫描线为例，在2D显示模式下，60Hz的工作频率其扫描时间小于17.36us，120Hz的工作频率其扫描时间小于8.68us，当栅极扫描线的数量增加一倍，变成1920行时，于3D显示模式下，60Hz的工作频率其扫描时间小于8.68us，120Hz的工作频率其扫描时间小于4.34us。又如，以1280行的栅极扫描线为例，在2D显示模式下，60Hz的工作频率其扫描时间小于13.02us，120Hz的工作频率其扫描时间小于6.51us，当栅极扫描线的数量增加一倍，变成2560行时，于3D显示模式下，60Hz的工作频率其扫描时间小于6.51us，120Hz的工作频率其扫描时间小于3.26us。也就是说，相比于2D显示模式，3D显示模式下的栅极扫描线的数量增加的同时，扫描时间也会相应地缩短。

如此一来，扫描时间缩短(即，同一扫描线的扫描信号的持续期间变短)时，对像素的充电时间也会变短，由于不同像素的像素电压会频繁切换，这样就会相当程度地造成数据线上的RC延迟增加。

有鉴于此，如何设计一种可提高画面解析度的立体显示设备，以降低栅极扫描线与源极数据线交叠(crossover)处的寄生电容，减小数据线上的RC延迟，是相关技术人员需要解决的一项课题。

发明内容

针对现有技术中的立体显示设备在画面解析度方面所存在的上述缺陷，本发明提供了一种可提高画面解析度的立体显示设备及其制造方法。

依据本发明的一个方面，提供了一种可提高画面解析度的立体显示设备，包括：

多条栅极线，每一栅极线沿一第一方向延伸；

多条数据线，每一数据线沿一第二方向延伸，数据线与栅极线位于不同的平面，且第二方向与第一方向彼此正交；以及

一中间介质层，设置于栅极线与数据线之间，该中间介质层包括一第一介质部和一第二介质部，该第一介质部与该第二介质部分别位于栅极线的相对两侧，

其中，第一介质部和第二介质部间还具有一容置空间，该容置空间填充有一低k材料，以降低栅极线与数据线间的寄生电容。

在一实施例中，低k材料为空气或有机材料或空气与有机材料二者的混合物。进一步，有机材料的介电常数为3.3。

在一实施例中，中间介质层包括层叠的氧化硅层和氮化硅层，所述氮化硅层位于所述氧化硅层的上方，所述氮化硅层与所述氧化硅层的厚度均为3000埃。

依据本发明的另一个方面，提供了一种可提高画面解析度的立体显示设备的制造方法，该制造方法包括以下步骤：

形成多条栅极线；

形成一中间介质层于多条栅极线的上方；

形成多条数据线于该中间介质层的上方，数据线与栅极线位于不同平面，且数据线的延伸方向与栅极线的延伸方向彼此正交；

涂布一光刻胶于该中间介质层的上表面；

蚀刻该中间介质层，形成一容置空间，以便露出数据线下方的栅极线；以及

填充一低k材料于该容置空间内，以降低栅极线与数据线间的寄生电容。

在一实施例中，于上述蚀刻步骤与填充步骤之间，该制造方法还包括：移除中间介质层的上表面的所述光刻胶。

在一实施例中，该制造方法还包括：在填充有低k材料的容置空间之上形成一导电层，该导电层由氧化铟锡材料制成。

在一实施例中，上述涂布步骤还包括：涂布光刻胶于数据线的上表面，以保护该数据线。

在一实施例中，形成该中间介质层的步骤还包括：形成氧化硅层于栅极线的上方；以及形成氮化硅层于氧化硅层的上方，其中，氧化硅层与氮化硅层的厚度均为3000埃。

在一实施例中，低k材料为空气或有机材料或空气与有机材料二者的混合物。

采用本发明的可提高画面解析度的立体显示设备及其制造方法，在彼此正交的栅极扫描线与源极数据线之间设置一中间介质层，并且在该中间介质层的部分区域开设一容置空间，进而利用低k材料来填充该容置空间，以降低栅极扫描线与源极数据线之间的寄生电容，减小数据线上的RC延迟，提升设备的性能和图像显示质量。

附图说明

读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，

图1示出液晶面板中的栅极线与数据线彼此正交设置时的状态示意图；

图2示出依据本发明的一实施方式的可提高画面解析度的立体显示设备的结构示意图；

图3(a)至图3(f)示出依据本发明的可提高画面解析度的立体显示设备的制造方法的第一具体实施例；以及

图4(a)至图4(e)示出依据本发明的可提高画面解析度的立体显示设备的制造方法的第二具体实施例。

具体实施方式

为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本发明的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本发明所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。

下面参照附图，对本发明各个方面的具体实施方式作进一步的详细描述。

图1示出液晶面板中的栅极线与数据线彼此正交设置时的状态示意图。参照图1，液晶面板包括多条栅极线100、102和多条数据线104、106，每一栅极线沿水平方向延伸，每一数据线沿竖直方向延伸。其中，数据线与栅极线位于不同的平面，并且数据线与栅极线交错设置。具体地，数据线104和106分别接收来自源驱动器的像素电压信号，藉由该像素电压信号对像素进行充电；栅极线100和102分别接收来自栅驱动器的扫描信号，以便藉由该扫描信号来打开对应位置的薄膜晶体管。例如，薄膜晶体管的栅极电性连接至一栅极线，薄膜晶体管的源极电性连接至一数据线，以及薄膜晶体管的漏极电性连接至一像素，当薄膜晶体管的栅极接收一扫描信号时，漏极与源极电性导通，进而利用源极的像素电压信号对像素进行充电。

应当指出，栅极线与数据线的交叉位置会产生寄生电容，而寄生电容的大小会严重影响数据线上的RC延迟。如图1所示，栅极线102与数据线104的交叉位置108(如虚线圆圈所示)具有一寄生电容，类似地，栅极线102与数据线106之间、栅极线100与数据线104之间、栅极线100与数据线106之间均形成有寄生电容。

在现有技术中，于数据线与栅极线的交叉位置设计一中间介质层(Inter Layer Dielectrics，ILD)，该中间介质层包括层叠的氧化硅层(SiO_X)和氮化硅层(SiN_X)，藉由该氧化硅层和氮化硅层来尽可能地减小栅极线与数据线间的寄生电容。然而，氧化硅层的介电常数εr约为4.4，氮化硅层的介电常数εr约为6.3，在复合计算后，中间介质层的介电常数高达5.18。如此一来，现有的中间介质层仍然无法显著降低栅极线与数据线之间的寄生电容，数据线的RC延迟还比较严重。

为了有效地解决或消除上述寄生电容对数据线RC延迟的影响，图2示出依据本发明的一实施方式的可提高画面解析度的立体显示设备的结构示意图。

参照图2，该立体显示设备包括一栅极线100、一数据线104和一中间介质层。其中，栅极线100与数据线104位于不同的平面，且彼此正交设置。中间介质层设置于栅极线100与数据线104之间，该中间介质层包括一第一介质部和一第二介质部。第一介质部与第二介质部分别位于栅极线100的相对两侧，例如，第一介质部在栅极线100的左侧，第二介质部在栅极线100的右侧。需要特别指出的是，中间介质层的第一介质部与第二介质部之间还具有一容置空间205，该容置空间205填充有一低k材料(或低介电常数的材料)，藉由该低k材料来降低栅极线100与数据线104之间的寄生电容。

在一具体实施例中，容置空间205所填充的低k材料为空气，或者有机材料，或者空气与有机材料二者的混合物。例如，该低k材料为空气，亦即，第一介质部与第二介质部之间被挖空，而并不填充任何物质。又如，该低k材料为空气与有机材料二者的混合物，亦即，容置空间205的一部分区域填充有机材料，另一部分保持被挖空状态而无需填充任何物质。以有机材料的介电常数εr等于3.3为例，无论是空气、有机材料或二者的混合物，其填充至容置空间205时，栅极线100与数据线104的交叉位置处的介电常数不大于3.3，因而，相比于现有技术，栅极线100与数据线104之间所产生的寄生电容将可下降36％(上述现有的复合介电常数为5.18)。

在一具体实施例中，该中间介质层包括层叠的氧化硅层201和氮化硅层203。该氮化硅层203位于氧化硅层201的上方，该氮化硅层203与该氧化硅层201的厚度均为3000埃(1埃等于0.1纳米)。

采用本发明的可提高画面解析度的立体显示设备，在彼此正交的栅极扫描线与源极数据线之间设置一中间介质层，并且在该中间介质层的部分区域开设一容置空间，进而利用低k材料(空气、有机材料或二者的混合物)来填充该容置空间，以降低栅极扫描线与源极数据线之间的寄生电容，减小数据线上的RC延迟，提升设备的性能和图像显示质量。

图3(a)至图3(f)示出依据本发明的可提高画面解析度的立体显示设备的制造方法的第一具体实施例。

参照图3(a)至图3(f)，在该制造方法中，首先形成一栅极线100，然后形成一中间介质层于栅极线100的上方，接着形成一数据线104于该中间介质层的上方，如图3(a)所示。其中，数据线104与栅极线100位于不同的平面，且数据线104的延伸方向(如，竖直方向)与栅极线100的延伸方向(如，水平方向)彼此正交。较佳地，形成中间介质层的步骤还包括：先形成氧化硅层201于栅极线100的上方，然后形成氮化硅层203于氧化硅层201的上方，例如，氧化硅层201和氮化硅层203的厚度均为3000埃。

在图3(b)中，涂布一光刻胶(PhotoResist，PR)207于中间介质层的氮化硅层203的上表面。应当理解，光刻胶207的涂布区域面积可根据图2中的容置空间205进行弹性设置。也就是说，当所需容置空间205的区域较大时，可涂布较少量的光刻胶207于氮化硅层203的上表面，以便蚀刻掉较大面积的氮化硅层203和氧化硅层201。当所需容置空间205的区域相对较小时，可涂布较大面积的光刻胶207于氮化硅层203的上表面，以便蚀刻掉较小区域的氮化硅层203和氧化硅层201。接着，对光刻胶207与数据线104之间的区域进行蚀刻，形成一容置空间205，以便露出数据线104下方的栅极线100，如图3(c)中的箭头所示。最后，在该容置空间205中填充一低k材料，以降低栅极线100与数据线104之间的寄生电容，如图3(e)所示。

在一具体实施例中，于上述蚀刻步骤与填充步骤之间，还可包括一移除步骤，用以移除中间介质层的氮化硅层203上方的光刻胶207，如图3(d)所示。

在一具体实施例中，该制造方法还可在填充有低k材料的容置空间205之上形成一导电层209，例如，该导电层209由氧化铟锡(ITO)材料制成，如图3(f)所示。

图4(a)至图4(e)的实施例与图3(a)至图3(f)的制造方法的实施例的主要区别是在于，还可涂布光刻胶207于数据线104的上表面，以保护数据线104，如图4(a)所示。在图4(b)中，对光刻胶207与数据线104之间的区域进行蚀刻，形成一容置空间205，露出数据线104下方的栅极线100。然后，在图4(c)中移除中间介质层的氮化硅层203上方以及数据线104上方的光刻胶207，然后在图4(d)中填充一低k材料至容置空间205中，最后在图4(e)中形成一导电层209于容置空间205的上方。

由上述可知，采用图3或图4的制造方法，藉由中间介质层的部分区域开设一容置空间，并利用低k材料(空气、有机材料或二者的混合物)来填充该容置空间，可显著降低栅极扫描线与源极数据线之间的寄生电容，减小数据线上的RC延迟。

上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。

Claims

1.一种可提高画面解析度的立体显示设备，其特征在于，所述立体显示设备包括：

多条栅极线，每一栅极线沿一第一方向延伸；

多条数据线，每一数据线沿一第二方向延伸，所述数据线与所述栅极线位于不同的平面，且所述第二方向与所述第一方向彼此正交；以及

一中间介质层，设置于所述栅极线与所述数据线之间，所述中间介质层包括一第一介质部和一第二介质部，所述第一介质部与所述第二介质部分别位于所述栅极线的相对两侧，

其中，所述第一介质部和所述第二介质部之间还具有一容置空间，所述容置空间填充有一低k材料，以降低所述栅极线与所述数据线间的寄生电容。

2.根据权利要求1所述的立体显示设备，其特征在于，所述低k材料为空气或有机材料或空气与有机材料二者的混合物。

3.根据权利要求2所述的立体显示设备，其特征在于，所述有机材料的介电常数为3.3。

4.根据权利要求1所述的立体显示设备，其特征在于，所述中间介质层包括层叠的氧化硅层和氮化硅层，所述氮化硅层位于所述氧化硅层的上方，所述氮化硅层与所述氧化硅层的厚度均为3000埃。

5.一种可提高画面解析度的立体显示设备的制造方法，其特征在于，该制造方法包括以下步骤：

形成多条栅极线；

形成一中间介质层于所述栅极线的上方；

形成多条数据线于所述中间介质层的上方，所述数据线与所述栅极线位于不同的平面，且所述数据线的延伸方向与所述栅极线的延伸方向彼此正交；

涂布一光刻胶于所述中间介质层的上表面；

蚀刻所述中间介质层，形成一容置空间，以便露出所述数据线下方的所述栅极线；以及

填充一低k材料于所述容置空间内，以降低所述栅极线与所述数据线间的寄生电容。

6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，在上述蚀刻步骤与填充步骤之间，该制造方法还包括：

移除所述中间介质层的上表面的所述光刻胶。

7.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，该制造方法还包括：

在填充有所述低k材料的容置空间之上形成一导电层，所述导电层由氧化铟锡材料制成。

8.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，上述涂布步骤还包括：

涂布所述光刻胶于所述数据线的上表面，以保护所述数据线。

9.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，形成所述中间介质层的步骤还包括：

形成氧化硅层于所述栅极线的上方；以及

形成氮化硅层于所述氧化硅层的上方，其中，所述氧化硅层与所述氮化硅层的厚度均为3000埃。

10.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述低k材料为空气或有机材料或空气与有机材料二者的混合物。