CN110942708B - 导电结构、线路设计及显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导电结构、线路设计及显示器，导电结构包含第一导线、第二导线以及导电柱。第二导线设置于第一导线上并与第一导线交错。导电柱设置于第一导线与第二导线之间。导电柱的下表面面积大于第一导线与导电柱重叠的面积。此导电结构可以降低导线之间的寄生电容。

Description

导电结构、线路设计及显示器

技术领域

本发明是关于一种导电结构、线路设计及显示器。

背景技术

随着显示技术的蓬勃发展，显示面板已被广泛地应用在各式各样的显示装置中，例如：电视、笔记本电脑、平板电脑、电子纸(e-paper)及行动电话。在影响消费者选购显示装置的众多因素中，面板的显示性能会大幅影响消费者的购买意愿。

寄生电容(parasitic capacitance)是电路中信号传输时，由于传输路径上经过其他不等电位的金属所形成的电容。因此，在计算寄生电容时，没有电性连接的两导线交错处，接触垫会被算入寄生电容中。故当寄生电容过大，则容易影响显示装置的显示性能。

发明内容

因此，本发明提供一种导电结构，能够有效的改善寄生电容的问题。本发明的导电结构包含第一导线、第二导线、导电柱以及绝缘层。第二导线设置于第一导线上并与第一导线交错。导电柱设置于第一导线与第二导线之间。导电柱的下表面面积大于第一导线与导电柱重叠的面积。绝缘层位于第一导线与第二导线之间，且围绕导电柱。

在本发明一实施方式中，导电柱的上表面面积大于第二导线与导电柱重叠的面积。

在本发明一实施方式中，第二导线包含主体及凸出部。此凸出部该主体的两侧延伸出来。

在本发明一实施方式中，第二导线的上述凸出部在主体延伸的方向上具有一定宽度，且此凸出部的宽度实质上等于第一导线的宽度。

本发明提供一种线路设计，其包含多条第一导线、多条第二导线、至少一个导电柱以及绝缘层。多条第二导线与多条第一导线交错，以形成多个第一交错处及多个第二交错处。多条第二导线在多个第一交错处与多条第一导线电性连接。多条第二导线在多个第二交错处与多条第一导线电性绝缘。此至少一个导电柱设置于多个第一交错处，且介于第一导线与第二导线之间。导电柱的下表面面积大于第一导线与导电柱重叠的面积。绝缘层设置在第一导线与第二导线之间并围绕导电柱，且绝缘层设置在第二交错处使得第一导线系通过绝缘层与第二导线电性绝缘。

在本发明一实施方式中，导电柱的上表面面积大于第二导线与导电柱重叠的面积。

在本发明一实施方式中，此线路设计进一步包括至少一个半导体层，其设置于绝缘层与多条第二导线之间。半导体层的上表面面积实质上等于导电柱的上表面面积。

在本发明一实施方式中，各个第二导线包含主体及凸出部。各凸出部从各主体的两侧延伸出来。

在本发明一实施方式中，各个第二导线的上述凸出部在各主体延伸的方向上具有一定宽度，且各个凸出部的宽度实质上等于各个第一导线的宽度。

本发明提供一种显示器，其包含基板、多条第一导线、多条第二导线、多个导电柱以及绝缘层。第一导线设置于基板上。多条第二导线位于多条第一导线上方且与多条第一导线交错形成多个第一交错处。多条第二导线在多个第一交错处与多条第一导线电性连接。多个导电柱位于多条第一导线与多条第二导线之间，且设置于多个第一交错处以电性连接对应的第一导线与对应的第二导线。各个导电柱在基板上的正投影面积大于对应的第一导线与对应的导电柱正投影在基板上的重叠面积。绝缘层设置在这些第一导线与这些第二导线之间并围绕这些导电柱。

附图说明

本发明上述和其他方面、特征及其他优点参照说明书内容并配合附图得到更清楚的了解，其中：

图1绘示本发明一比较例的像素阵列基板的线路设计的局部示意图；

图2是绘示本发明的一实施方式的像素阵列基板的线路设计的上视示意图；

图3是绘示图2中导电结构的局部放大示意图；

图4A是绘示沿图3中线段A-A’的剖面示意图；

图4B是绘示沿图3中线段B-B’的剖面示意图；

图5是绘示图2中绝缘结构的局部放大示意图；

图6A是绘示沿图5中线段C-C’的剖面示意图；以及

图6B是绘示沿图5中线段D-D’的剖面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的叙述更加详尽与完备，下文针对了本发明的实施方面与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。以下所公开的各实施例，在有益的情形下可相互组合或取代，也可在一实施例中附加其他的实施例，而无须进一步的记载或说明。

在以下描述中，将详细叙述许多特定细节以使读者能够充分理解以下的实施例。然而，可在无此等特定细节的情况下实践本发明的实施例。在其他情况下，为简化附图，熟知的结构与装置仅示意性地绘示于图中。

图1绘示本发明一比较例的像素阵列基板的线路设计的局部示意图。如图1所示，两条第一信号线110a及110b与第二信号线130交错，并亦与选择线120交错而形成第一交错处a1及第二交错处a2。第一信号线110a与选择线120在第一交错处a1电性连接，因此外部信号源的信号可通过选择线120传递至第一信号线110a。第一信号线110b与选择线120在第二交错处a2电性绝缘，然而，第一信号线110b可通过其他选择线(未示出)而连接至外部信号源。一般来说，信号线和选择线在电性连接的交错处(例如，第一交错处a1)通常会设计出大于线路宽度和导电孔面积的接触垫(contact pad)作为转接。然而，在工艺中常会有光学检测以检查各个交错处的线路结构是否一致，因此，信号线与选择线在不需要电性连接的交错处(例如，第二交错处a2)也会需要设计接触垫。

图2是根据本发明的一实施方式所绘示的像素阵列基板200的线路设计A的上视示意图。如图2所示，像素阵列基板200的线路设计A包含多条第一导线210及多条第二导线220。具体的说，这些第一导线210和第二导线220彼此交错以形成多个导电结构R1和多个绝缘结构R2，其中导电结构R1位于第一交错处X1，且绝缘结构R2位于第二交错处X2。第一导线210在第一交错处X1与第二导线220电性连接；而第一导线210在第二交错处X2与第二导线220电性绝缘。以上先简要地描述图2，有关其详细的具体实施方式，将于下文更完整地描述。

图3是图2中导电结构R1的放大示意图。如图3所示，第一导线210沿着方向D1延伸，且第二导线220沿着方向D2延伸，使得第一导线210与第二导线220交错。在一实施例中，方向D1实质上垂直于方向D2，但不限于此。在一些实施方式中，第二导线220包含主体220M及凸出部220P。详细的说，主体220M是沿着方向D2延伸，且凸出部220P从主体220M的两侧沿方向D1延伸出某一特定距离。第一导线210和第二导线220的交错处X1还包含导电柱230，其用以电性连接第一导线210和第二导线220。这样的设计，使得交错处X1成为用以电性连接第一导线210和第二导线220的导电结构R1。上述的凸出部220P并非本发明的必要技术特征，亦可以省略。

图4A是绘示沿图3中线段A-A’的剖面示意图。图4B是绘示沿图3中线段B-B’的剖面示意图。如图4A及图4B所示，具体的说，第二导线220设置于第一导线210的上方。在多个实施例中，第一导线210和第二导线220一般是由金属材料所形成，例如钛、钽、银、金、铂、铜、铝、钼、钕、钨、铬、铑、铼、钌、钴、其他合适金属或上述合金，但不以此为限。在其他多个实施例中，第一导线210和第二导线220也可以由其他的导电材料所形成，例如包括金属材料的氧化物、金属材料的氮化物、金属材料的氮氧化物或是金属材料与其他导电材料的堆叠层。具体的说，在形成(例如，蚀刻)上层的第二导线220时，为了保护第二导线220下方附近的第一导线210不被化学药液侵蚀，因此，第二导线220在两导线210和220的交错处需设计出能够保护第一导线210的双翼(亦即，第二导线220的凸出部220P)。如图所示，第二导线220的凸出部220P在其主体220M延伸的方向(即方向D2)上具有一定宽度W2，且此凸出部220P的宽度W2实质上等于第一导线210的宽度W1。

请继续参阅图4A及图4B，导电柱230设置于第一导线210与第二导线220之间，并且电性连接第一导线210和第二导线220。在多个实施例中，导电柱230一般是由金属材料所形成，例如钛、钽、银、金、铂、铜、铝、钼、钕、钨、铬、铑、铼、钌、钴、其他合适金属或上述合金，但不以此为限。在其他多个实施例中，导电柱230也可以由其他的导电材料所形成，例如包括金属材料的氧化物、金属材料的氮化物或金属材料的氮氧化物。在一些实施例中，导电柱230可以为圆柱、角柱或其他几何柱体，因此，可以理解的是，导电柱230的上表面面积实质上等于其下表面面积。在其他实施例中，根据制作导电柱230的工艺，导电柱230也可以为梯形柱(图未示)，例如导电柱230的上表面面积大于其下表面面积。

请回到图3，导电柱230的下表面面积大于第一导线210与导电柱230重叠的面积。且该导电柱230的下表面面积大于第二导线220正投影在该第一导线210上重叠的面积。在一些实施例中，导电柱230的上表面面积大于第二导线220与导电柱230重叠的面积。这样的设计，在第一交错处X1所产生影响寄生电容的面积为第一导线210与第二导线220的重叠区域OL(L×W1(或W2))。相较于传统导电结构具有大面积接触垫的设计，本发明的导电结构可以减少大约10％至25％的寄生电容，寄生电容亦称的为杂散电容(stray capacitance)，进而在其应用于显示装置时避免杂散振荡(Parasitic oscillation)的问题发生。

接着，请继续参阅图4A及图4B，在多个实施方式中，导电结构R1还包含绝缘层240。详细的说，此绝缘层240设置于第一导线210与第二导线220之间，且围绕导电柱230。也就是说，导电柱230位于绝缘层240中并电性连接第一导线210和第二导线220。在多个实施例中，绝缘层240的材料可为任何合适的绝缘材料，其包含但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氧化硅、碳化硅或其组合。上述绝缘材料形成第一导线210与第二导线220之间的杂散电容。在一些实施方式中，导电结构R1可以还包含基板202位于第一导线210的下方。在多个实施例中，基板202可为透光基板、不透光基板或可挠性基板，举例来说，透光基板包含玻璃、石英或其它透明材质；不透光基板包含陶瓷、晶圆或其它不透明材质；以及可挠性基板包含塑胶、橡胶、聚酯、聚碳酸酯或其它可挠性材质。

请参阅图2。本发明的另一方面是提供一种线路设计A，其包含多条第一导线210、多条第二导线220。如图所示，这些第一导线210与这些第二导线220交错，以形成多个第一交错处X1及多个第二交错处X2。这些第二导线220在这些第一交错处X1通过导电柱230(标示于图3及图4A)与这些第一导线210电性连接而形成导电结构R1，且这些第二导线220在这些第二交错处X2与这些第一导线210电性绝缘而形成绝缘结构R2。

在一实施方式中，这些第一导线210沿着方向D1延伸并沿方向D2排列，且这些第二导线220沿着方向D2延伸并沿方向D1排列。在一实施例中，方向D1实质上垂直于方向D2，但不限于此。

请同时参阅图3、图4A和图4B，导电柱230是设置于这些第一交错处X1，且介于第一导线210与第二导线220之间，其中导电柱230的下表面面积大于第一导线210与导电柱230重叠的面积。且该导电柱230的下表面面积大于第二导线220正投影在该第一导线210上重叠的面积。在一些实施例中，导电柱230的上表面面积大于第二导线220与导电柱230重叠的面积。这样的设计，使得第一交错处X1中第一导线210与第二导线220之间的影响寄生电容的面积为L×W1(或W2)。

图5是绘示图2中绝缘结构R2的局部放大示意图。如图5所示，如上所述的各个第二交错处X2为第一导线210与第二导线220电性绝缘处。也就是说，在第二交错处X2，第一导线210与第二导线220并没有电性连接。因此，第二交错处X2不包含如第一交错处X1的用以电性连接第一导线210及第二导线220的导电柱230。可以理解的是，有关于第一导线210和第二导线220各自的结构特征及材料可参照前文如图3至图4B的相关叙述，在此不再赘述。

图6A是绘示沿图5中线段C-C’的剖面示意图。图6B是绘示沿图5中线段D-D’的剖面示意图。如图6A及图6B所示，在多个实施例中，在绝缘结构R2中，线路设计A也包含设置于第一导线210与第二导线220之间的绝缘层240。可以理解的是，这些第一导线210系通过绝缘层240与这些第二导线220在第二交错处X2电性绝缘。在一实施例中，位于第二交错处X2的绝缘层240与位于第一交错处X1的绝缘层240是由同一道工艺形成，因此，可以理解的是，位于第二交错处X2的绝缘层240的材料与位于第一交错处X1的绝缘层240的材料实质上相同。

请继续参阅图6A及图6B，在绝缘结构R2中，线路设计A还包含设置于绝缘层240与第二导线220之间的半导体层250，但本发明不限于此，半导体层250亦可以金属层或其他材料层取代，可依据工艺的顺序，在绝缘层240上垫一其他材料层，让最后的产品通过自动光学检查即可。在多个实施例中，半导体层250包含非晶硅(amorphous silicon)、多晶硅(polysilicon)、微晶硅(Microcrystalline Silicon，mc-Si)、单晶硅(single crystalsilicon)、上述材料的组合或其他半导体材料。

一般来说，在制作电路布线的过程中，常会利用自动光学检查(AutomatedOptical Inspection，AOI)从电路布线的上方进行检测，去比较各交错处附近的线路结构是否一致，若出现不一致的状况，则会被判定为线路结构出现缺陷，而无法进行下一步的工艺。在如图6A及图6B所示的电性绝缘的第二交错处X2中，若在不包含半导体层250的情况下，第一导线210与第二导线220之间仍为电性绝缘，但是，在进行自动光学检查时，由于第二交错处X2不具有类似于导电柱230(标示于图4A及图4B)的结构，而使得第二交错处X2被判定为线路结构出现缺陷。所以，在第二交错处X2必须设计出类似于导电柱230(标示于图4A及图4B)结构的半导体层250，进而使得各交错处附近的线路结构相似，而能够符合自动光学检查的检测标准。举例来说，由于半导体层250设置在第二交错处X2并介于绝缘层240与第二导线220之间的缘故，使得第一交错处X1附近的线路结构与第二交错处X2附近的线路结构在机器视觉上被判定为相似。并且，这些半导体层250与这些第一导线210及这些第二导线220电性绝缘。上述的结构(即第二交错处X2的结构)是为了符合光学检查的判定而设计，因次，若不在意光学检查的结果，上述的结构并非为面板上必要的结构。

因此，为了要使各交错处附近的线路结构一致，半导体层250在俯视图所呈现的形状(如图3所示)应该与导电柱230在俯视图所呈现的形状(如图5所示)相同或类似。在一实施例中，半导体层250的上表面面积实质上等于导电柱230的上表面面积。

如图5所示，这样的设计，使得第二交错处X2中第一导线210与第二导线220之间的寄生电容面积亦为L×W1(或W2)。相较于传统导电结构具有大面积接触垫的线路设计，本发明的线路设计A可以减少大约10％至25％的寄生电容，进而在其应用于显示装置时避免杂散振荡的问题发生。

本发明所提供的导电结构R1以及线路设计A可以应用于各种显示装置中的像素阵列基板，举例来说，如图2所示的像素阵列基板200包含本发明的线路设计A，且线路设计A中包含前述的导电结构R1。

如图2所示，像素阵列基板200包括基板202、驱动单元204及线路设计A。线路设计A和驱动单元204皆位于基板202上。线路设计A包含多条第一导线210和多条第二导线220交错设置以形成多个第一交错处X1及多个第二交错处X2。更详细的说，这些第二导线220在这些第一交错处X1与这些第一导线210电性连接而形成导电结构R1，且这些第二导线220在这些第二交错处X2与这些第一导线210电性绝缘而形成绝缘结构R2。在多个实施例中，这些第一导线210沿方向D1延伸且沿方向D2排列，且这些第二导线220沿方向D2延伸且沿方向D1排列。在一实例中，方向D1垂直于方向D2，但不限于此。应注意，这些第二导线220还延伸以与驱动单元204电性连接，并传递来自驱动单元204的信号，而这些第一导线210则会透过这些第一交错处X1电性连接至这些第二导线220，再通过与驱动单元204电性连接的第二导线220来接收驱动单元204的信号。

在多个实例中，线路设计A还包含多条扫描线260，其与第二导线220平行。更具体的说，这些第一导线210可以为数据线，且这些第二导线220可以为选择线。须说明的是，这些第二导线220和扫描线260与第一导线210交错而定义出多个像素区P。举例来说，各像素区P包含至少一个主动元件(图未示)及至少一个像素电极(图未示)，其中主动元件与这些第一导线210的其中一者及这些扫描线260的其中一者电性连接。应注意，这些第一导线210与这些扫描线260交错且电性绝缘，且这些第二导线220与这些扫描线260平行且电性绝缘。值得注意的是，扫描线260及第二导线220以实质上相向延伸至驱动单元204，因此相较于传统的不含选择线(相当于本案的第二导线220)而促使数据线(相当于本案的第一导线210)必须从像素阵列的两侧拉线至驱动单元的结构设计，本发明如图2所示的像素阵列基板200能够缩小边框的宽度，从而实现窄边框的设计。此外，在本发明的另一实施例中，如图2所示的标号260可设计为数据线且其与第二导线220平行，此时，扫描线即为标号210。

请同时参阅图2、图3、图4A及图4B，本发明的又一方面是提供一种显示器。显示器包含基板202、多条第一导线210、多条第二导线220、多个导电柱230以及绝缘层240。具体的说，多条第一导线210设置于基板202上。多条第二导线220位于这些第一导线210上方，且与这些第一导线210交错以形成多个第一交错处X1。这些第二导线220在这些第一交错处X1与所述的第一导线210电性连接。多个导电柱230设置于所述的第一交错处X1并位于这些第一导线210与这些第二导线220之间。各个导电柱230电性连接对应的第一导线210与对应的第二导线220。应注意，各个导电柱230在基板202上的正投影面积大于对应的第一导线210与对应的导电柱230正投影在基板202上的重叠面积。绝缘层240设置在这些第一导线210与这些第二导线220之间并围绕所述的导电柱230。

综上所述，本发明的导电结构以及线路设计中的第一导线和第二导线不需要形成如先前技术所述的具有大面积的接触垫，反而只需维持其原导线宽度及面积的一致性，以降低导线之间的寄生电容。

虽然本发明已以实施方式公开如上，以上所述仅为本发明的优选实施例，并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种导电结构，其特征在于，包括：

第一导线；

第二导线，设置于所述第一导线上，并与所述第一导线交错；

导电柱，设置于所述第一导线与所述第二导线之间，其中所述导电柱的下表面面积大于所述第一导线与所述导电柱重叠的面积；以及

绝缘层，位于所述第一导线与所述第二导线之间，且围绕所述导电柱。

2.如权利要求1所述的导电结构，其特征在于，所述导电柱的上表面面积大于所述第二导线与所述导电柱重叠的面积。

3.如权利要求1所述的导电结构，其特征在于，所述第二导线包含主体及凸出部，所述凸出部从所述主体的两侧延伸出。

4.如权利要求3所述的导电结构，其特征在于，所述第二导线的所述凸出部在所述主体延伸的方向上具有宽度，且所述凸出部的所述宽度实质上等于所述第一导线的宽度。

5.一种线路设计，其特征在于，包括：

多条第一导线；

多条第二导线，与所述多条第一导线交错，以形成多个第一交错处及多个第二交错处，所述多条第二导线在所述多个第一交错处与所述多条第一导线电性连接，所述多条第二导线在所述多个第二交错处与所述多条第一导线电性绝缘；

至少一个导电柱，设置于所述多个第一交错处，且介于所述多条第一导线与所述多条第二导线之间，其中所述导电柱的下表面面积大于所述第二导线正投影在所述第一导线上重叠的面积；以及

绝缘层，设置在所述多条第一导线与所述多条第二导线之间并围绕所述导电柱，所述绝缘层设置在所述多个第二交错处，使所述多条第一导线通过所述绝缘层与所述多条第二导线电性绝缘。

6.如权利要求5所述的线路设计，其特征在于，所述导电柱的上表面面积大于所述第二导线与所述导电柱重叠的面积。

7.如权利要求5所述的线路设计，其特征在于，进一步包括至少一个半导体层，设置于所述绝缘层与所述多条第二导线之间，所述半导体层的上表面面积实质上等于所述导电柱的上表面面积。

8.如权利要求5所述的线路设计，其特征在于，各所述第二导线包含主体及凸出部，各所述凸出部从各所述主体的两侧延伸出来。

9.如权利要求8所述的线路设计，其特征在于，各所述第二导线的所述凸出部在各所述主体延伸的方向上具有宽度，且各所述凸出部的所述宽度实质上等于各所述第一导线的宽度。

10.一种显示器，其特征在于，包括：

基板；

多条第一导线，设置于所述基板上；

多条第二导线，位于所述多条第一导线上方，且与所述多条第一导线交错以形成多个第一交错处，所述多条第二导线在所述多个第一交错处与所述多条第一导线电性连接；

多个导电柱，设置于所述多个第一交错处并位于所述多条第一导线与所述多条第二导线之间，各所述导电柱电性连接对应的所述第一导线与对应的所述第二导线，其中各所述导电柱在所述基板上的正投影面积大于对应的所述第一导线与对应的所述导电柱正投影在基板上的重叠面积；以及

绝缘层，设置在所述多条第一导线与所述多条第二导线之间并围绕所述多个导电柱。

Images