CN1837901A

CN1837901A - 一种液晶显示面板的像素储存电容结构

Info

Publication number: CN1837901A
Application number: CN 200510055768
Authority: CN
Inventors: 蔡哲福; 周怡伶; 王文俊
Original assignee: Wintek Corp
Current assignee: Wintek Corp
Priority date: 2005-03-21
Filing date: 2005-03-21
Publication date: 2006-09-27

Abstract

本发明公开了一种液晶显示面板的像素储存电容结构，利用透明导电层形成的像素电极的一部分区域对应重叠于由第二导电金属层形成的共通电极，作为该像素的储存电容；且该共通电极也可作为该像素的遮光层，负责遮断多余的背光模块的光线，使每一个像素间的光源不会互相干扰，从而提高整体显示面板的对比度。

Description

一种液晶显示面板的像素储存电容结构

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器像素的储存电容结构，特别是主动式矩阵型液晶显示器的像素储存电容结构，用以提高像素的开口率，提高整体面板显示的亮度。

背景技术

液晶显示器(Liquid Crystal Display；LCD)因具有低幅射性以及体积轻薄短小的优点而使用日益广泛，而薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor LCD；TFT LCD)因为其对比与视角的特点，目前在市场上仍为主流显示器。由于液晶材料本身不发光，使得TFTLCD的光源来自背后光源，该背后光源经由TFT LCD的各层，如偏光片、彩色滤光片(color filter)等材质，真正显示的亮度大约只有原发光光源的10％左右。因此由于亮度的不足，提高面板开口率将可增进面板的显示亮度，现今如何提高显示面板上的像素(pixel)的开口率，目前仍为所有面板研发人员所致力的目标。

请参阅图1，是传统的TFT LCD的像素结构示意图。现有技术的显示区结构，如图所示是一种使用薄膜晶体管开关元件(TFT)的主动矩阵型液晶显示面板10的结构。该液晶显示面板10包括配置于每一矩阵区块的TFT 2与连接于TFT 2的源极电极(像素电极)的像素电容器1。该像素电容器1包括一介于像素电极与共通电极接点4之间的液晶层所形成的液晶电容器1a，与平行于该液晶电容器1a的储存电容器1b。液晶电容器1a、储存电容器1b的另一端电性连接至配置在对应基板的共通电极接点4。扫描信号线3电性连接至TFT 2的栅极电极，而数据信号线5电性连接至TFT 2的漏极电极。该TFT 2藉由扫描信号线3提供的信号使TFT 2处于开/关的状态。当TFT 2被打开时，影像信号电压经由数据信号线5供给至TFT 2源极电极(像素电极)，藉由该TFT 2漏极电极对像素电容器1充电至相对应漏极电极的电压准位。其中标号8与9分别为配接至驱动芯片扫描信号线接点8、数据信号线接点9。

另外，该液晶显示面板10设有静电防护电路7，介于扫描信号线3与等电位线接点6之间，及数据信号线5与等电位线接点6之间。当静电电压产生，此时通过静电防护电路7将静电电压排除，因此可防止TFT 2免于遭受静电电压的破坏。其中该静电电压的产生是由于制造液晶显示装置的制程，在组合主动矩阵基板(在其上具有开关元件的基板)时，特别是配置驱动电路芯片(Driver IC)的制程时所产生。

另请参阅图2，为一现有的技术像素布局示意图，包括TFT 11、遮光层13、由第一导电金属层所形成的扫描信号线14、主动区15、由第二导电金属层所形成的数据信号线16、像素电极17与共通电极18，其制作储存电容的方式是由第一导电金属层所形成的共通电极18与由第二导电金属层所形成的TFT 11源极电极(像素电极)对应的重叠区域19。另外该遮光层13用以防止漏光，负责遮断液晶显示器内部多余的背光模块的光线，使每一个像素间的光源不会互相干扰，以提高显示的对比度，这样该像素将可同时达到具有储存电容及具有遮光效果。然而在一定面积的情况下，此设计方法的开口率将不会太大，因为形成该储存电容所需的重叠区域19面积将不会太小，而该遮光层13也占去一定的面积，对于显示面板往高分辨率(像素变小)的趋势下，此设计方法将更压缩其开口率。

对于前述的缺陷，美国专利US6262784提出一种利用由第一导电金属层形成的共通电极与透明导电层-像素电极(如铟锡氧化物(ITO))的对应重叠区域形成一储存电容的结构，此设计方法虽较传统的布局方法有较高的开口率，但由于其共通电极与像素电极之间由于TFT元件制程，因此具有二层绝缘层，其一为第一绝缘层-栅极绝缘层，其二为第二绝缘层-保护层(passivation)，由两平行板间的电容公式可以得知，两平板间的电容值会与平板间的距离成反比，所以美国专利US6262784所披露的由第一导电金属层-共通电极与透明导电层-像素电极的厚度将会因为该些绝缘层的厚度缩小不易，导致在需一定储存电容值的像素设计下，势必要有一定的重叠区域，方可制作每一像素所需的储存电容值。

发明内容

为解决上述缺陷，本发明的主要目的在于提供一种液晶显示器像素储存电容的结构，该第二导电金属层形成的共通电极与由该透明导电层形成的像素电极的对应重叠区域夹置有该第二绝缘层，作为该像素存积电荷的储存电容形态。这样可因为该第二绝缘层为单一厚度，且单一厚度的可控制特性，可以较少的重叠面积而达到一像素所需的储存电容值，藉此本发明的像素与现有技术的相比将可提高其开口率，从而提高整体面板显示的亮度。

本发明的次要目的在于该共通电极在与该像素电极形成储存电容的同时，藉由该共通电极的不透光性，该共通电极可作为该像素的遮光层，负责遮断多余的背光模块的光线，提高整体显示面板的对比度，不需如传统另外再设置遮光层。

本发明是一种液晶显示器像素储存电容的结构，包括一基板；一第一导电金属层，覆盖于该基板；一第一绝缘层，覆盖于该第一导电金属层；一第二导电金属层，覆盖于该第一绝缘层；一第二绝缘层，覆盖于该第二导电金属层；一像素电极，覆盖于该第二绝缘层，且该像素电极的部分区域对应于该第二导电金属层；该像素电极与该第二导电金属层对应有重叠区域，该重叠区域之间夹置有该第二绝缘层，以形成像素储存电容结构。

其中该第二导电金属层包括一共通电极，由该第二导电金属层形成的共通电极，也因为金属层的不透光性，所以该共通电极同时可作为该像素的遮光层，负责遮断多余的背光模块的光线，使每一个像素间的光源不会互相干扰，从而提高整体显示面板的对比度。

附图说明

图1是传统TFT LCD的像素结构示意图。

图2是现有技术的像素结构示意图。

图3是薄膜晶体管的结构示意图。

图4-1是本发明的像素结构的第一实施例的示意图。

图4-2是图4-1的A-A方向的剖面图。

图5是本发明的像素结构的第二实施例的示意图。

具体实施方式

有关本发明的详细内容及技术说明，现结合附图说明如下：

请先参阅图3所示，是薄膜晶体管(TFT)的结构剖面图。以下将先介绍本发明的薄膜晶体管的制程，首先一第一导电金属层在一基板50表面形成TFT结构的栅极电极51与像素的扫描信号线，其材料的成膜是由溅镀(Sputter)设备来进行，其材料则使用钼(Mo)、钽(Ta)、铬(Cr)、钨(W)、铝(Al)以及铝合金所组成的族群或其任意组合，根据需求也可制作积层(Multilayer)使用。其次一第一绝缘层形成一栅极绝缘层52与一半导体层，其中该半导体层的成膜是采用电浆辅助化学气相沉积(PECVD)设备以连续的方式进行栅极绝缘层52(如：SiNx)、a-Si:H本质层53、以及n+Si欧姆接触(Ohmic Contact)膜54，其中a-Si:H本质层53与SiNx的栅极绝缘层52是连续成膜的，所以可以得到较好的SiNx与a-Si:H半导体膜的界面，接着利用黄光及蚀刻模块形成该薄膜晶体管所需的主动层区图样。随后再以溅镀镀上一第二导电金属层与利用黄光制程形成薄膜晶体管结构的漏、源极电极55的图样，然后用干蚀刻方式蚀刻背向信道端的n+Si欧姆接触膜54，接着再以薄膜制程进行化学气相沉积一第二绝缘层56，以形成一保护层(passivation)，接着再以黄光制程在欲制作不同层金属连接处挖洞，接着再以溅镀镀上一透明导电层形成的像素电极57，如：氧化铟锡(indium tinoxide，ITO)，接着利用黄光制程形成像素区域的图样，完成该薄膜晶体管的制程。

在说明本发明的该薄膜晶体管(TFT)的结构后，现请同时参阅图4-1、4-2所示，是本发明的像素结构的第一实施例。本发明包括一基板100；一第一导电金属层，覆盖于该基板100，且该第一导电金属层是该液晶显示面板的扫描信号线110；一第一绝缘层101，覆盖于该第一导电金属层；一第二导电金属层，覆盖于该第一绝缘层101，且该第二导电金属层是该液晶显示面板的数据信号线150及共通电极151；一第二绝缘层102，覆盖于该第二导电金属层；一透明导电层形成的像素电极170覆盖于该第二绝缘层102，且该像素电极170的部分区域对应于该第二导电金属层的共通电极151；通过该像素电极与该第二导电金属层形成的共通电极151间的对应重叠区域200，该重叠区域200形成一种该像素电极170与该第二导电金属层夹置该第二绝缘层102的电容结构。

本发明主要是利用该第二导电金属层形成的共通电极151与由该透明导电层形成的像素电极170对应的重叠区域200，形成该像素储存电容的结构。该第一实施例的结构包括：一薄膜晶体管(TFT)300、一第一导电金属层形成的扫描信号线110图案化于该基板100表面，其中该像素的扫描信号线110呈横向样态，且由该第一导电金属层所形成。一第二导电金属层所形成呈纵向样态的数据信号线150，及沿该像素内缘的共通电极151。然后再沉积一第二绝缘层102以形成保护层(passivation)，一接触窗152与一透明导电层所形成的像素电极170(其中该接触窗152用于连接该薄膜晶体管300的源极与该像素电极170)，通过该共通电极151与部分该像素电极170所形成的对应重叠区域200夹置该第二绝缘层102，作为该像素存积电荷的储存电容形态。

请参阅图5所示，是本发明的像素结构的第二实施例。相同地，利用该第二导电金属层形成的共通电极151与该透明导电层形成的像素电极170的对应对重叠区域200，形成该像素的储存电容结构。第二实施例与第一实施例的不同处在于原本由第一导电金属层所形成的扫描信号线110改呈纵向样态，由第二导电金属层所形成的数据信号线150改呈横向样态。该第二实施例的像素结构包括：一薄膜晶体管300，一扫描信号线110图案化于一基板100表面，其中呈纵向样态的扫描信号线110由该第一导电金属层所形成。一第二导电金属层所形成呈横向样态的数据信号线150，及位于该像素所内缘的共通电极151。然后再沉积一第二绝缘层102以形成保护层(passivation)，一接触窗152与一透明导电层所形成的像素电极170，(其中该接触窗152用于连接该薄膜晶体管300的源极与该像素电极170)，通过该共通电极151与像素电极170对应部分处夹置该第二绝缘层102，作为像素存积电荷的储存电容形态。

另外，本发明中该第二导电金属层所形成的共通电极151在与部分像素电极170的对应重叠区域200形成该储存电容的同时，藉由该第二导电金属层的不透光性，该共通电极151可同时作为该像素的遮光层，负责遮断多余的背光模块的光线，提高整体显示面板的对比度，不需如传统需另外再设置遮光层。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种液晶显示面板的像素储存电容结构，其特征在于包括：

一基板(100)；

一第一导电金属层，所述第一导电金属层覆盖于所述基板(100)；

一第一绝缘层(101)，所述第一绝缘层(101)覆盖于所述第一导电金属层；

一第二导电金属层，所述第二导电金属层覆盖于所述第一绝缘层(101)；

一第二绝缘层(102)，所述第二绝缘层覆盖于所述第二导电金属层；

一像素电极(170)，所述像素电极覆盖于所述第二绝缘层(102)，且所述像素电极(170)的部分区域对应于所述第二导电金属层；

所述像素电极(170)与所述第二导电金属层形成对应的重叠区域(200)，所述重叠区域(200)之间夹置有所述第二绝缘层(102)以形成像素储存电容结构。

2.根据权利要求1所述的像素储存电容结构，其特征在于，所述第一导电金属层是所述液晶显示面板的扫描信号线(110)。

3.根据权利要求1所述的像素储存电容结构，其特征在于，所述第二导电金属层是所述液晶显示面板的数据信号线(150)及共通电极(151)。

4.根据权利要求3所述的像素储存电容结构，其特征在于，所述共享电极(151)对应于所述像素电极(170)的重叠区域(200)，所述重叠区域(200)之间夹置有所述第二绝缘层(102)以形成像素储存电容结构。