CN201876642U

CN201876642U - 像素结构

Info

Publication number: CN201876642U
Application number: CN2010201351888U
Authority: CN
Inventors: 刘梦骐; 陈立宣
Original assignee: CPT Video Wujiang Co Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: CPT Video Wujiang Co Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 2010-03-19
Filing date: 2010-03-19
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2020-03-19

Abstract

一种像素结构，提供具有多个像素区域的基板。于各像素区域中形成扫描线及栅极。形成栅绝缘层，覆盖扫描线及栅极。于栅级上方的栅绝缘层上形成半导体层。于各像素区域中形成数据线、源极与漏极。于基板上形成第一保护层，覆盖数据线、源极与漏极。于第一保护层上形成共享线，共享线至少与数据线部份重迭。于共享线上形成与其电性连接的共享电极。形成第二保护层，覆盖共享电极与共享线。于漏极上方的第二保护层中形成曝露出漏极的接触窗开口。于各像素区域中形成像素电极，像素电极藉由接触窗开口与漏极电性连接。

Description

像素结构

技术领域

本实用新型是有关于一种像素结构，且特别是有关于一种具有高开口率及良好显示质量的像素结构。

背景技术

液晶显示器具有高画质、体积小、重量轻、低电压驱动、低消耗功率及应用范围广等优点，因此已取代阴极射线管成为新一代显示器的主流。传统的液晶面板是由彩色滤光基板、薄膜晶体管阵列基板以及设置于此两基板间的液晶层所构成。为了提升液晶面板的显示质量，许多针对液晶面板中的像素结构的布局设计陆续被提出。

图1为公知一种像素结构的上视示意图。请参照图1，基板101具有阵列排列的多个像素区域102，而像素结构100设置于各像素区域102中。此处仅绘示单个像素区域102以便于说明。像素结构100包括扫描线110及栅极112、漏极延伸部136与共享电极114、116、半导体层122、数据线130、源极132与漏极134以及像素电极150。

像素结构100是一种利用公知的五道光罩制程所形成的薄膜晶体管像素结构。公知的五道光罩制程包括：形成扫描线110及栅极112与共享电极114、116的第一道光罩制程；形成半导体层122的第二道光罩制程；形成数据线130、源极132、漏极延伸部136与漏极134的第三道光罩制程；形成漏极134上方或在漏极延伸部136上方的接触窗开口CH的第四道光罩制程；以及形成像素电极150的第五道光罩制程。

在像素结构100中，由于扫描线110、数据线130、构成薄膜晶体管的栅级112、源极132、漏极134与漏极延伸部136，以及共享电极114、116等元件是由不透光的金属层所构成，因此像素结构100的开口率会受到这些不透光的金属层所影响而降低。特别是，共享电极114、116的设置虽可增加像素结构100中的储存电容，但共享电极114、116在各个像素区域中所占的面积越大，即意味着像素结构100的开口率越低。

当像素结构100应用于高分辨率的可携式液晶显示装置时，诸如应用于2.4英寸QVGA(四分之一视讯图形阵列)320×240像素的液晶面板，由于每个像素区域102所占的空间变小，因此像素结构100的开口率约仅有53％，低于一般的电视或监视器的开口率。如此一来，势必要增加显示装置中光源的亮度以维持像素结构100的显示亮度，而造成能源的浪费。

此外，由于像素结构100的共享电极114与扫描线110是同时形成于基板101上，因此当共享电极114与扫描线110的距离接近时，共享电极114与扫描线110之间容易发生短路而使得产品的良率下降。

实用新型内容

本实用新型提供一种像素结构，其具有较高的开口率以及良好的显示质量。

本实用新型提出一种像素结构，设置于基板上，基板具有阵列排列的多个像素区域，且像素结构设置于各像素区域中。像素结构包括扫描线、栅级、栅绝缘层、半导体层、数据线、源极与漏极、第一保护层、共享线、共享电极、第二保护层以及像素电极。扫描线及栅极设置于各像素区域中。栅绝缘层覆盖扫描线与栅级。半导体层设置于栅级上方的栅绝缘层上。数据线、源极与漏极设置于各像素区域中，而源极与漏极设置于半导体层的两侧。第一保护层覆盖数据线、源极与漏极。共享线设置于第一保护层上，且至少与数据线部份重迭。共享电极设置于共享线上且与共享线电性连接。第二保护层覆盖共享电极与共享线，其中漏极上方的第二保护层中具有接触窗开口。像素电极设置于各像素区域中，像素电极藉由接触窗开口与漏极电性连接。

在本实用新型的一实施例中，上述的共享线环绕于各像素区域的周围。

在本实用新型的一实施例中，上述的共享线环绕于各像素区域的部分周围，其与扫描线重迭、部份重迭或不重迭。

在本实用新型的一实施例中，上述的接触窗开口形成于漏极上方的第一保护层中。

在本实用新型的一实施例中，上述的像素电极具有多个狭缝。

在本实用新型的一实施例中，上述的共享线的材料包括铬或钼。

在本实用新型的一实施例中，上述的共享电极的材料包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。

在本实用新型的一实施例中，上述的扫描线与栅级的材料包括铬、钼、铝或上述的合金。

在本实用新型的一实施例中，上述的栅绝缘层的材料包括氮化硅或氧化硅。

在本实用新型的一实施例中，上述的第一保护层的材料包括氮化硅或氧化硅。

在本实用新型的一实施例中，上述的半导体层的材料包括非晶硅或结晶硅。

在本实用新型的一实施例中，上述的数据线、源极与漏极的材料包括铬、钼、铝或上述的合金。

在本实用新型的一实施例中，上述的第二保护层的材料包括氮化硅或氧化硅。

在本实用新型的一实施例中，上述的像素电极的材料包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。

基于上述，本实用新型的像素结构将共享线设置成与数据线部份重迭，以提高像素结构的开口率。此外，于共享线上形成与共享线电性连接的共享电极，以利用共享电极与像素电极之间所形成的电场来驱动液晶，使像素结构能达到广视角显示的功效。再者，由于共享线与扫描线是由不同道的光罩制程所制作，可避免共享线与扫描线之间发生短路现象，从而提高产品良率且使像素结构具有良好的显示质量。

为让本实用新型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1为公知一种像素结构的上视示意图。

图2为本实用新型的一实施例的像素结构的上视示意图。

图3A与图3B分别为沿图2的A-B以及B-C线的剖面示意图。

图4A至图4H为本实用新型的一实施例的像素结构的制造方法的流程上视示意图。

具体实施方式

本实用新型是以增加光罩制程的方式，来减少因共享线的设置所造成的开口率损失，藉以形成具有高开口率及良好显示质量的像素结构。特别是，共享线与扫描线并非利用同一道光罩制程制作，可避免共享线与扫描线之间发生短路现象。

图2为本实用新型的一实施例的像素结构的上视示意图。图3A与图3B分别为沿图2的A-B以及B-C线的剖面示意图。

请同时参照图2、图3A以及图3B，像素结构200设置于基板201上，此基板201具有阵列排列的多个像素区域202，且像素结构200设置于各像素区域202中。为便于说明，图2中仅绘示单个像素区域202。像素结构200包括：扫描线210及栅极212、栅绝缘层220(绘示于图3A与图3B中)、半导体层230、数据线240(被共享线260覆盖，请参照图4D)、源极242与漏极244、第一保护层250(绘示于图3A与图3B中)、共享线260、262、共享电极270、第二保护层280(绘示于图3A与图3B中)以及像素电极290。

扫描线210及栅极212设置于各像素区域202中。栅绝缘层220覆盖扫描线210与栅级212。半导体层230设置于栅级212上方的栅绝缘层220上。数据线240、源极242与漏极244设置于各像素区域202中，且源极242与漏极244设置于半导体层230的两侧。第一保护层250覆盖数据线240、源极242与漏极244。共享线260、262设置于第一保护层250上，且至少与数据线240部份重迭。共享电极270设置于共享线260、262上且与共享线260、262电性连接。第二保护层280覆盖共享电极270与共享线260、262，其中漏极244上方的第二保护层280中具有接触窗开口CH。像素电极290设置于各像素区域202中，且像素电极290是藉由接触窗开口CH与漏极244电性连接。

值得注意的是，虽然在本实施例中是以共享线260与数据线240完全重迭为例，但共享线260与数据线240也可以部分重迭。再者，在一实施例中(未绘示)，共享线260、262也可以同时与数据线240及扫描线210重迭，而例如是环绕于各像素区域202的周围。在本实用新型中，由于共享线260、262与数据线240至少部份重迭，因此能避免共享线260、262遮蔽到像素区域202的其它位置，以提升像素结构200的开口率。

再者，在本实施例中，像素电极290例如是具有狭缝292，此狭缝292可以控制液晶的旋转角度，因此，共享电极270与像素电极290之间所形成的电场能进一步控制液晶，使像素结构200能提供广视角显示。当然，虽然在本实施例中是以像素电极290为例，但本实用新型未限制像素电极290的构形、狭缝数目或狭缝的配置方式，也就是说，像素电极290可以具有所属领域具有通常知识者所知的其它结构。

以下，介绍像素结构200的各个元件的材料与膜厚的实施例。扫描线210与栅级212的材料可以是金属或合金，例如是铬、钼、铝或上述的合金，且扫描线210与栅级212的厚度为

栅绝缘层220的材料可以是绝缘材料，例如是氮化硅或氧化硅，且栅绝缘层220的厚度为

半导体层230的材料例如是非晶硅或结晶硅，且半导体层230的厚度为

在一实施例中(未绘示)，半导体层230例如是具有通道层及奥姆接触层。其中，通道层可设置于栅级212上方的栅绝缘层220上，而奥姆接触层设置于通道层上。数据线240、源极242与漏极244的材料可以是金属或合金，例如是铬、钼、铝或上述的合金，且数据线240、源极242与漏极244的厚度为

第一保护层250的材料例如是氮化硅，且第一保护层250的厚度为

共享线260、262的材料可以是金属或合金，例如是铬、钼、铝或上述的合金，且共享线260、262的厚度为

共享电极270的材料可以是透明导电材料，例如是铟锡氧化物或铟锌氧化物，且共享电极270的厚度为

第二保护层280的材料例如是氮化硅，且第二保护层280的厚度为

像素电极290的材料可以是透明导电材料，例如是铟锡氧化物或铟锌氧化物，且像素电极290的厚度为

特别注意的是，在本实施例中，由于共享电极270是由透明导电材料所构成，因此共享电极270所覆盖的部分较不会影响到像素结构200的开口率，可大面积地设置于各像素区域202中。并且，由于共享电极270与共享线260、262电性连接，因此虽然共享电极270是由导电性较差的透明导电材料所构成，但由于共享线260、262是由具有高导电系数的金属所构成，故共享电极270仍能具有较佳的电特性，以利用共享电极270与像素电极290之间所形成的电场来驱动液晶。换言之，像素结构200可同时具有良好的显示质量与较高的开口率。

在本实施例中，共享线260位于数据线240上方且与数据线240重迭，且共享线260、262例如是环绕于各像素区域202的部分周围，因此透过像素区域202中间部分的光线不会被共享线260、262所遮蔽，使像素结构200可具有较高的开口率。在一实施例中，像素结构200的开口率可达约67％。因此，像素结构200特别适用于需要高开口率的中小尺寸显示器，以降低显示装置中对于光源亮度的需求，进而达到省电的目的。

再者，在本实施例中，于共享线260、262上形成与共享线260、262电性连接的共享电极270，以利用共享电极270与像素电极290之间所形成的电场来驱动液晶，使像素结构200能提供广视角显示。如此，相较于边际场切换式(fringe field switching，FFS)，像素结构200所提供的广视角显示具有高开口率的特性，因此更适用于携带型电子产品的中小型液晶显示装置。再者，虽然在本实施例中是以先形成共享线260、262，再形成共享电极270为例，但在另一实施例中，也可以是先形成共享电极270，再形成共享线260、262，如此亦能达到上述的优点。此外，由于共享线262与扫描线210并非利用同一道光罩制程而制作，可避免共享线262与扫描线210之间发生短路现象，从而提高产品的良率且使像素结构200具有良好的显示质量。

以下将详细说明上述的像素结构200的制造方法。

图4A至图4H为本实用新型的一实施例的像素结构的制造方法流程示意图，为便于说明，图中仅绘示单个像素区域。

首先，请参照图4A，提供基板201，此基板201具有阵列排列的多个像素区域202。

接着，请参照图4B，于各像素区域202中形成扫描线210以及栅极212。

然后，于基板201上全面性地形成如图3A与图3B所示的栅绝缘层220，以覆盖扫描线210及栅极212。

继之，请参照图4C，于栅级212上方的栅绝缘层220上形成半导体层230。形成半导体层230的方法例如可先于栅级212上方的栅绝缘层220上形成一通道层(未绘示)；然后再于此通道层上形成奥姆接触层(未绘示)。

再来，请参照图4D，于各像素区域202中形成数据线240、源极242与漏极244，且源极242与漏极244形成于半导体层230的两侧。

接着，于基板201上全面性地形成如图3A与图3B所示的第一保护层250，以覆盖数据线240、源极242与漏极244。

然后，请参照图4E，于第一保护层250上形成共享线260、262，共享线260、262至少与数据线240部份重迭。在本实施例中，共享线260、262例如是环绕于各像素区域202的部分周围，且与扫描线210不重迭。当然，在其它实施例中，共享线262也有可能与扫描线210完全重迭或部份重迭(未绘示)。形成共享线260、262的方法例如是于基板201上全面性地形成一金属层(未绘示)；然后再以微影蚀刻制程图案化此金属层。

而后，请参照图4F，于共享线260、262上形成共享电极270，共享电极270与共享线260、262电性连接。形成共享电极270的方法例如是：先以溅镀法全面性地形成一透明导电层(未绘示)于基板201上；然后再以微影蚀刻制程图案化此一透明导电层。特别注意的是，在另一实施例中，也可以先形成共享电极270，再形成共享线260、262。

继之，于基板201上全面性地形成如图3A与图3B所示的第二保护层280，以覆盖共享电极270与共享线260、262。

接着，请参照图4G，于漏极244上方的第二保护层280中形成接触窗开口CH，而曝露出漏极244(可同时参考图3A与图3B)。在本实施例中，接触窗开口CH的形成方法例如是依序蚀刻第二保护层280与第一保护层250，以暴露出漏极244，而形成位于第二保护层280与第一保护层250中的接触窗开口CH。

然后，请同时参照图4H、图3A以及图3B，于各像素区域202中形成像素电极290(如图中虚线所围绕的区域)，而像素电极290是藉由接触窗开口CH与漏极244电性连接。至此，即完成像素结构200。

相较于公知技术的像素结构的制造方法，本实施例的像素结构的制造方法增加了形成共享线260、262以及共享电极270的步骤。也就是说，本实施例是以七道光罩程序制造出像素结构200。

可注意到，共享线262与扫描线210并非利用同一道光罩制程制作，可避免共享线262与扫描线210之间发生短路现象。

综上所述，本实用新型的像素结构是将共享线设置成与数据线部份重迭，以提高像素结构的开口率，进而节省能源的使用。再者，于共享线上形成与共享线电性连接的共享电极，以利用共享电极与像素电极之间所形成的电场来驱动液晶，而控制液晶的旋转角度，使像素结构能提供广视角显示技术。

此外，本实用新型的像素结构的制造方法较公知技术多利用了1至2道的光罩制程，亦即，利用额外的光罩制程来制作共享线及共享电极。特别是，由于共享线与扫描线并非利用同一道光罩制程而制作，可避免共享线与扫描线之间发生短路现象，从而提高产品的良率且使像素结构具有良好的显示质量。

虽然本实用新型已以实施例公开如上，然其并非用以限定本实用新型，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本实用新型的保护范围当视上述权利要求范围所界定者为准。

Claims

1.一种像素结构，设置于一基板上，该基板具有阵列排列的多个像素区域，且该像素结构设置于各该像素区域中，其特征在于，该像素结构包括：

一扫描线及一栅级，设置于各该像素区域中；

一栅绝缘层，覆盖该扫描线与该栅级；

一半导体层，设置于该栅级上方的该栅绝缘层上；

一数据线、一源极与一漏极，设置于各该像素区域中，而该源极与该漏极设置于该半导体层的两侧；

一第一保护层，覆盖该数据线、该源极与该漏极；

一共享线，设置于该第一保护层上，且至少与该数据线部份重迭；

一共享电极，设置于该共享线上且与该共享线电性连接；

一第二保护层，覆盖该共享电极与该共享线，其中该漏极上方的该第二保护层中具有一接触窗开口；以及

一像素电极，设置于各该像素区域中，该像素电极藉由该接触窗开口与该漏极电性连接。

2.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该共享线环绕于各该像素区域的周围。

3.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该共享线环绕于各该像素区域的部分周围，且与该扫描线重迭、部份重迭或不重迭。

4.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该接触窗开口形成于该漏极上方的该第一保护层中。

5.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该像素电极具有多个狭缝。

6.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该共享线的材料包括铬或钼。

7.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该共享电极的材料包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。