CN1318908C - 薄膜晶体管数组 - Google Patents
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Abstract
一种薄膜晶体管数组，具有多条用以提供像素储存电容的共享配线。特别的是，每一条共享配线是具有多条分支配线。其中，共享配线及其分支配线是分别与像素电极构成储存电容。这些分支配线位于像素区域内发光效率较差之处，因此可在不影响像素开口率的前提下增加像素的储存电容，进而提高液晶面板的效能。
Description
技术领域
本发明是有关于一种显示装置，且特别是有关于一种可增加储存电容的薄膜晶体管数组。
背景技术
针对多媒体社会的急速进步，多半是由于半导体组件或显示装置的飞跃性进步。就显示器而言，具有高画质、空间利用效率佳、低消耗功率、无辐射等优越特性的薄膜晶体管液晶显示器(Thin FilmTransistor Liquid Crystal Display，TFT-LCD)已逐渐成为市场的主流。
薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)主要由薄膜晶体管数组、彩色滤光片和液晶层所构成。其中薄膜晶体管数组是由多个数组排列的薄膜晶体管以及与每一个薄膜晶体管对应配置的像素电极(pixel electrode)所组成。而薄膜晶体管是用来作为液晶显示单元的开关组件。此外，为了控制个别的像素单元，通常会通过扫描配线(scan line)与数据配线(date line)来选取特定的像素，并通过提供适当的操作电压，以显示对应此像素的显示数据。另外，上述的像素电极的部分区域通常会覆盖在扫描配线或是共享配线(common line)上，以形成储存电容(storagecapacitor)。公知技术中，常见的储存电容可区分为金属层-绝缘层-金属层(Metal-Insulator-Metal，MIM)以及金属层-绝缘层-铟锡氧化物层(Metal-Insulator-ITO，MII)两种架构，以下将针对上述两种架构的储存电容结构进行详细说明。
如图1所示为公知的金属层-绝缘层-金属层(MIM)架构的储存电容的剖面示意图。公知的像素结构中，金属层-绝缘层-金属层(MIM)架构的储存电容Cst通常是通过扫描配线或共享配线100与其上方的上电极120耦合而成。而且，在金属层-绝缘层-金属层(MIM)架构的储存电容中，扫描配线或共享配线100与上电极120是通过栅极绝缘层110彼此电性绝缘。此外，像素电极140是通过保护层130中的接触窗开口132与上电极120电性连接。
图2所示为公知金属层-绝缘层-铟锡氧化物层(MII)架构的储存电容的剖面示意图。公知的像素结构中，金属层-绝缘层-铟锡氧化物层(MII)架构的储存电容通常是通过扫描配线或共享配线200与其上方的像素电极230耦合而成。与金属层-绝缘层-金属层(MIM)架构不同之处在于，金属层-绝缘层-铟锡氧化物层(MII)架构的储存电容中的扫描配线或共享配线200与像素电极230是通过栅极绝缘层210与保护层220彼此电性绝缘。
一般来说，像素结构的开口率(aperture ratio)愈大则的发光效率愈好。另一方面，储存电容Cst愈大则液晶显示器的光电功能愈好。然而，在公知液晶显示器的像素结构中，若以增加共享配线面积的方式来增加储存电容Cst，将会降低此像素结构的开口率。若要在不影响开口率的前提下增加储存电容值Cst，则必须缩减栅极绝缘层210及/或保护层220的厚度，但若缩减栅极绝缘层210及/或保护层220的厚度，则有可能使得薄膜晶体管的组件信赖性(reliability)下降。
另外，制程的缺陷或其它因素可能使得粒子(particle)落于栅极绝缘层及/或保护层中或因栅极绝缘层及/或保护层破洞，而导致电容泄漏(leakage)的情形。如此一来，将会导致像素显示异常，而使得显示品质不佳。
发明内容
本发明的目的就是提供一种薄膜晶体管数组，可改善因粒子污染而导致电容泄漏的问题，并且在不影响开口率以及晶体管组件信赖性的前提下增加储存电容，以提高液晶面板的效能。
本发明提出一种薄膜晶体管数组，其是与彩色滤光片以及液晶层构成一液晶显示面板。其中，彩色滤光片上是配置有多个配向凸起物及/或多个第一狭缝。此薄膜晶体管数组包括基板、多条扫描配线、多条数据配线、多个薄膜晶体管、多个像素电极以及多条共享配线所构成。这些数据配线与扫描配线是将基板区分为多个像素区域，而这些配向凸起物及/或第一狭缝都是对应至这些像素区域内。
综上所述，每一个薄膜晶体管与每一个像素电极都是分别位于这些像素区域其中之一内，且薄膜晶体管是通过扫描配线以及数据配线来驱动，而像素电极则是与对应的薄膜晶体管电性连接。每一条共享配线都分别位于俩个相邻的扫描配线之间，特别的是，每一条共享配线是具有多个第一分支配线，而每一像素电极至少覆盖住一条第一分支配线，且每一条第一分支配线是部份地对应至这些配向凸起物及/或第一狭缝其中之一。
依照本发明的实施例所述，此薄膜晶体管数组更包括多个上电极，这些上电极是分别配置在共享配线与像素电极之间，而且每一个上电极是与对应的像素电极电性连接。此外，在实施例中，每一条共享配线更包括有多个第二分支配线，而这些第二分支配线是邻近于像素区域的边缘，且例如是对应于彩色滤光片的黑矩阵。另外，在一实施例中，每一个像素电极例如具有多个第二狭缝，而第一分支配线是避开这些第二狭缝而设置。
依照本发明的实施例所述，此薄膜晶体管数组更包括一栅极绝缘层，配置于基板上，并且覆盖住扫描配线、共享配线及其分支。此外，此薄膜晶体管数组更包括有保护层，其是覆盖住数据配线以及上电极。
本发明是通过共享配线的分支来增加液晶面板中的储存电容，进而使面板具有高的显示品质。如此一来，即使缩小共享配线的面积，也可通过分支配线与像素电极之间的电容来补偿因缩小共享配线的面积所减少的电容。因此本发明可降低在像素上电极与共享配线之间发生电容泄漏的机率。
附图说明
图1为公知金属层-绝缘层-金属层(MIM)架构的储存电容的剖面示意图。
图2为公知金属层-绝缘层-铟锡氧化物层(MII)架构的储存电容的剖面示意图。
图3为本发明一实施例的一种薄膜晶体管数组的俯视示意图。
图4为本发明实施例的一种多域垂直配向液晶显示面板的剖面示意图，且其是为对应图3的薄膜晶体管数组的I-I’线的剖面示意图。
图5及图6分别是本发明实施例的多域垂直配向液晶显示面板的剖面示意图，且其是为对应图3的薄膜晶体管数组之II-II’线处的剖面示意图。
图7为本发明薄膜晶体管数组中的金属层-绝缘层-金属层(MIM)架构的储存电容的剖面示意图。
图8为本发明薄膜晶体管数组中的金属层-绝缘层-铟锡氧化物层(MII)架构的储存电容的剖面示意图。
图9为本发明另一实施例中的薄膜晶体管数组的俯视示意图。
图10为图9中沿III-III’线的剖面示意图。
图11至图18分别为本发明其它实施例中的薄膜晶体管数组。
图号说明
100、200、322：共享配线 110、200、323：栅极绝缘层
120、324：上电极 130、220、321：保护层
132、325：接触窗开口 140、230、320：像素电极
300：多域垂直配向液晶显示面板
304：彩色滤光片 306：液晶层
307：液晶分子 308：彩色滤光膜
310：黑矩阵 312：基板
314：扫描配线 316：数据配线
319：共享电极 318：薄膜晶体管
322：共享配线 322a：第一分支配线
322b：第二分支配线 326：像素区域
332：配向凸出物 340：第二狭缝
350：第一狭缝 302：薄膜晶体管数组
具体实施方式
本发明是通过具有分支的共享配线来增加储存电容，而且这些共享配线的分支是对应于像素区域内发光效率较差的部位，因此可减小对像素结构开口率的影响。以下将举实施例说明本发明，但其并非用以限定本发明，熟知此技术者可依照本发明精神对下述实施例做适当的修饰，但仍属于本发明的范围内。
本发明的薄膜晶体管数组可以与公知适用的彩色滤光片以及公知适用的液晶层构成一多域垂直配向(Multi-Domain Vertical Alignment，MVA)液晶显示面板。一般来说，传统多域垂直配向液晶显示面板的彩色滤光片主要是由多个彩色滤光薄膜、黑矩阵(black matrix)以及共享电极所构成，且共享电极上更可以配置有配向凸起物及/或狭缝。
图3所示为本发明一较佳实施例的一种薄膜晶体管数组的部分上视示意图。如图3所示，薄膜晶体管数组302主要是由基板312、多条扫描配线314、多条数据配线316、多个薄膜晶体管318、多个像素电极320以及多条共享配线322所构成。其中，数据配线316与扫描配线314是配置在基板312上，并将基板312区分为多个像素区域326。薄膜晶体管318与像素电极320均位于像素区域326内，且薄膜晶体管318是通过扫描配线314以及数据配线316来驱动，而像素电极320则是与对应的薄膜晶体管318电性连接。其中，像素电极320的材质例如是铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)、铟锌氧化物(Indium ZincOxide，IZO)或是其它透明导电材质。特别的是，薄膜晶体管数组302中的像素电极320上例这样形成有多个第二狭缝340，以便于改变此处的电场，进而改变配置在邻近第二狭缝340的液晶分子307的倾倒方向，以增加显示面板的可视范围，如图4所示。图4所绘示的是采用本发明较佳实施例的薄膜晶体管数组的液晶显示面板的剖面示意图，此液晶显示面板300是由彩色滤光片304、薄膜晶体管数组302与液晶层306所构成，而液晶层306内系包含了许多液晶分子307。
如图3所示，共享配线322是配置在基板312上，而共享配线322的材质例如为金属材质。特别的是，每一条共享配线322均具有多条第一分支配线322a，是用以增加储存电容，且每一个像素电极320至少覆盖住一条第一分支配线322a，而这些第一分支配线322a配置在像素区域326内发光效率较差之处，以避免影响此像素的开口率。如图5及图6所示，其是依照本发明较佳实施例的多域垂直配向液晶显示面板的剖面示意图，彩色滤光片304的共享电极319上配置有配向凸起物332及/或第一狭缝350，而本实施例的第一分支配线322a是对应于彩色滤光片304上的配向凸起物332(如图5所示)或第一狭缝350(如图6所示)。当然，第一分支配线322a也可以是一部份对应于配向凸起物332，而另一部份则对应于第一狭缝350。此外，在多域垂直配向液晶显示面板300中，还可以将共享配线322的面积设计为小于公知薄膜晶体管数组中的共享配线(如图1所示的共享配线100)的面积，以减少储存电容Cst因受到粒子污染而产生电容泄漏现象的机率。
另外，如图3所示，在本实施例中还可以在像素电极320与共享配线322之间配置上电极324。上电极324与数据配线316可在同一制程中制作完成，而用以覆盖住数据配线316的保护层321也会覆盖住上电极324，而像素电极320是通过保护层321中的接触窗开口325而与上电极324电性连接(如图7所示)，所以共享配线322、保护层32 1以及上电极324即构成金属层-绝缘层-金属层(MIM)架构的储存电容Cst。此外，倘若上电极324未覆盖住第一分支配线322a，则第一分支配线322a与保护层321、栅极绝缘层323以及像素电极320构成金属层-绝缘层-铟锡氧化物(MII)架构的储存电容Cst(如图8所示)。另外，倘若上电极324也覆盖住第一分支配线322a，则第一分支配线322a是与保护层321以及上电极324构成如图7所示的金属层-绝缘层-金属层(MIM)架构的储存电容。
除此之外，在本发明的其它实施例中，每一条共享配线322还可以具有多条第二分支配线322b，而这些第二分支配线322b也是配置在像素区域326内发光效率较差之处，其例如是配置在像素区域326的边缘，如图9所示，第二分支配线322b可全部或部分设置于像素电极326内，也可以配置于对应至彩色滤光片304的黑矩阵310之处，如图10所示。
特别值得注意的是，本发明并不限定共享配线322的第一分支配线322a以及第二分支配线322b的图案，如图11至图18所示，第一分支配线322a或第二分支配线322b还可以以其它图案配置。而且，第一分支配线322a或第二分支配线322b例如是避开第二狭缝340而设置(如图14至图16所示)。
综上所述，本发明是通过共享配线的分支来增加液晶显示面板中的储存电容，进而提高面板的显示品质。如此一来，即使缩小共享配线的面积，也可通过增加分支配线来补偿因缩小共享配线面积所减少的电容。因此本发明可缩小共享配线的面积，以降低产生储存电容泄漏的机率。值得一提的是，当本发明的共享配线在分支配线中发生电容泄漏的现象时，可通过修补制程而将产生电容泄漏的分支配线切断，以便于提高液晶面板的产品品率。而且，在本发明的实施例中，共享配线的分支配线是位于液晶面板的像素区域内发光效率较差的地方，因此配置在像素区域内的分支配线并不会对像素的开口率造成不良的影响。换言之，本发明可在不影响开口率的情况下提高像素的储存电容，因此本发明的液晶面板可同时具有开口率与储存电容，进而提高液晶面板效能。
虽然本发明已实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟知此技术者，在不脱离本发明精神和范围内，当可作些更动与修饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定者为准。
Claims (8)
1.一种薄膜晶体管数组，适于与一彩色滤光片以及一液晶层构成一液晶显示面板，且该彩色滤光片上配置有若干个配向凸起物及/或若干个第一狭缝，其特征在于：该薄膜晶体管数组包括：
一基板；
若干条扫描配线，配置于该基板上；
若干条数据配线，配置于该基板上，其中该些扫描配线与该些数据配线是将该基板区分为若干个像素区域；
若干个薄膜晶体管，配置于该基板上，且所述每一薄膜晶体管是分别位于该些像素区域其中之一内，其中该些薄膜晶体管是通过该些扫描配线以及该些数据配线驱动；
若干个像素电极，配置于该基板上，且所述每一像素电极分别位于该些像素区域其中之一内，以与对应该些薄膜晶体管其中之一电性连接；以及若干条共享配线，配置于该基板上，且所述每一该些共享配线是分别位于俩个相邻的该些扫描配线之间，所述每一该些共享配线具有若干个第一分支配线，其中所述每一该些像素电极至少覆盖住该些第一分支配线其中之一，而所述每一该些第一分支配线至少有一部分是对应于该些配向凸起物其中之一及/或若干个第一狭缝其中之一。
2.如权利要求1所述的薄膜晶体管数组，更包括若干个上电极，其特征在于：所述上电极都分别位于该些像素电极与该些共享配线之间，且所述上电极的部分区域是与该些像素电极其中之一电性连接。
3.如权利要求1所述的薄膜晶体管数组，其特征在于：所述共享配线更包括至少一第二分支配线，且该些第二分支配线是邻近于该些像素区域的边缘。
4.如权利要求3所述的薄膜晶体管数组，其特征在于：该些第二分支配线是对应于该彩色滤光片的若干个黑矩阵设置。
5.如权利要求1所述的薄膜晶体管数组，其特征在于：包括一栅极绝缘层，配置于该基板上，并覆盖住该些共享配线。
6.如权利要求1所述的薄膜晶体管数组，其特征在于：包括一保护层，配置于该基板上，并覆盖住该些数据配线。
7.如权利要求1所述的薄膜晶体管数组，其特征在于：该些像素电极具有至少一第二狭缝。
8.如权利要求7所述的薄膜晶体管数组，其特征在于：该些第一分支配线是避开该第二狭缝设置。
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