TW594649B - Image display device and image display apparatus - Google Patents

Description

594649 五、發明說明（1) 一、【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種用於影像顯示裝置清晰度 (definition)改進的技術，特別是關於一種液晶顯示裝 置。 二、【先前技術】 利用薄膜電晶體（Thln—Film Transistors， TFTs)作 為開關το件的主動矩P車型液晶顯示裝置，|習知的一種液 曰曰顯不衮置。主動矩陣型液晶顯示裝置包含一TFT陣列基 ，，掃描訊號線與顯示訊號線以矩陣的形式排列於其中， 薄膜電晶體則置於交點的位置上，彩色濾光片基板則以與 TFT陣列基板間隔一預設距離配置。於tft陣列基板與彩色 濾光片基板之間填滿液晶材料。薄膜電晶體控制電壓應用 到液a曰材料，並且藉由液晶的光電效應實現顯示效果。 隨著主動矩陣型液晶顯示裝置之清晰度的改善，增加 了像素的數目，亦增加了下列的若干問題。特別是，隨著 像素的增加，掃描訊號線與顯示訊號線的數目亦大大地增 加，並且驅動積體電路（ICs)也會增加，因此造成成本上曰 升。再者’於驅動積體電路與TFT陣列基板間連接的電極 間距會變窄，如此造成連接變得困難，並且 率會下降。 妁良 為了同時解決這些問題，許多建議因蘊而生，從一顯

第6頁 594649 五、發明說明（2) 示訊號線時間上分開地供應一電位至二或多個於列方向上 彼此相鄰的像素，則可減少所需的驅動積體電路的數目， 並且加寬連接所需的間距。如此的建議包含，例如日本尚 未審查、專利公開號Hei 6 ( 1 994 )- 1 388 5 1、He i 6 (1994)-148680 、Hei 11(1999)-2837 、Hei 5(1993)-265045 、Hei 5(1993)-188395 ，及Hei 5(1993)-303114 。 要說明的是，上述的顯示元件如同一多工像素顯示元件 (multiplex pixel display device) 〇 從降低成本的觀點來看，液晶顯示裝置的製造過程可 以縮短。上述TFT陣列基板使用光刻製程形成（此後稱為微 影）’並且正在朝減少微影步驟數目改進。舉例來說，一 般藉由七道光罩製程形成TFT陣列基板（也稱為七道微影步 驟），但現今減少微影步驟製程中，已採用五道微影步 驟。 當利用減少微影步驟製程製造具有上述多工像素顯示 元件的T F T陣列基板，在若干例子中，可於一液晶層或一 配向層上暴露出電性連接至一掃描訊號線或一閘電極的部 份，這種情形將詳述如下。要注意的是，此暴露的部份在 此後稱為閘極電位暴露（gate potentiai exposure)，且 對於影像品質有不良的影響。雖然以保護薄層覆蓋相關部 份是可想像的，但須額外的製裎步驟來準備保護薄層，這 對採用減少微影步驟製程而言是無意義的。

594649 五、發明說明（3) 三、【發明内容】 根據上述，本發明的目的之…，即 衫步驟製程的情形下，在—多工像素顯示元件中， 種避免於一液晶層或一配向層上暴露出電性連接二 訊號線或一閘電極之部份的技術。再者，本發明 ^苗 =在於，使用此技術的一液晶顯示元件與—液晶顯示裝之 在描述根據本發明之為了解決上述問題的裝 將詳述在一多工像素顯示元件中常用的閘極電位暴露:， 第17圖為-等效電路圖，顯示_多像素顯示元 (multiple pixel display device)的例子。 於第17圖中，關於橫越顯示訊號線Dm 素電極^1〇〇與8100、以及為第一TFT M1 ' 1的像 第三TFT M3的排列如下。 W、與 首先，第一TFT Ml的源極與汲極電極個別連接至 訊號線Dm與像素電極A1〇〇。第一TFT们的閘電極連 二TFTM2的源極電極。於此 tfta目士 , 弟 兀件。在-液晶顯示裝置的例子+，連接至顯 ： 的終端可稱為源極電極，連接至像素電極的終端可稱2

第8頁 五、發明說明（4) -- 極電極。然而亦有完全相反稱呼的例子。換句話說，除了 1電極外’並沒有唯一決定何者應該為源極電極或汲極電 才& ° 其次’第二TFT M2的源極與汲極電極個別連接至第一 TFT M1的閘電極與掃描訊號線Gn + 2。 h因此，第一TFT Ml的閘電極藉由第二TFT M2連接至掃 描訊號線Gn + 2。第二TFT M2的閘電極連接至掃描訊號線 Gn+1。根據上述，只有當兩相鄰掃描訊號線Gn + i與掃描訊 $線Gn + 2同時在一選擇電位（此後稱為被選定）的期間，第 一TFT Ml被打開，藉此將顯示訊號線Dm 電極A100。 仏應主像素 1 Μ M3的源極與 弟 屯1脚训廷接至顯示訊號蠄 ^與料電刪〇〇。第三TFT Μ3的閘電極連接至掃描= 線Gn + Ι。根據上述，當掃描訊號線以+丨被選擇時，第二〜 第18圖為-平面示意圖，說明第17圖中顯示元件 象素電極C100與D100鄰近的電路配置。如上 影製造顯示元件22。於川时，相同的色 同的微影步驟製備。色調亦顯示製造過程的順彳， 594649

掃 色調表示較早的步驟。其中可以看的出來，舉例來說 描訊號線Gn + Ι與Gn + 2於顯示訊號線Dm之前形成。 於第18圖中，第一TFT Ml的源極/汲極電極51連接至 像素電極A100，源極/汲極電極61連接至顯示訊號線^與 閘電極71。弟一 T F T Μ 2的源極/沒極電極5 2藉由一連接哭 8 1連接至第一 T F Τ Μ1的閘電極7 1，源極/汲極電極6 2連接 7至掃描訊號線Gn + 2與為掃描訊號線Gn+i之一部份的閘電極 分支線83藉由一連接器82連接至掃描訊號線Gn + 2。分 支線83之一部份構成源極/汲極電極62。 刀 第1 9圖為於第1 8圖中沿著Z-Z線之剖面示意圖。要★兒 明的是，第1 9圖的尺寸比例與第1 8圖不同。 。 如苐19圖中所示，於一玻璃基板95上形成掃描訊號線 Gn+1、Gn + 2與閘電極71。此外，於一玻璃基板95上形成t ，掃描訊號線Gn + 1(閘電極72)、Gn + 2與閘電極71的閘絕緣 溥層94。於閘絕緣薄層94上，在與第一TFT Ml及第二TFT M2相關的部份形成半導體層mi與9 32。於半導體層上 形成源極/沒極電極51與61，並與一通道保護層 了 TFT Ml。此外，於半導體層93 2上形成源極/汲極電極“ 與62 ’並與一通道保護層96構成第二TFT M2。再者，一保

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護薄層9 1堆疊於這些薄層上。 於閘電 保護薄層9 1 絕緣薄層9 1 98的一部份 連接起來。 薄層94的接 極6 2上，形 成接觸洞9 9 6 2與掃描訊

極71上，形成穿過閘絕緣薄層94的接觸洞叨與 。同4，於源極/汲極電極52上，形成穿過閘 的，觸洞98。連接器8丨構成接觸洞97與接觸洞 ，藉此，源極/汲極電極52與閘電極71可電性 此外，於掃描訊號線Gn + 2上，形成穿過閘絕 觸洞1 0 0與保護薄層9丨。同時，於源極/汲極電 成牙過閘絕緣薄層91的接觸洞9 9。連接器8 2構 與接觸洞100的一部份，藉此，源極/汲^電極 號線Gn + 2可電性連接起來。 於此，保護薄層9 1不會形成於連接器8丨與連接器8 2之 上。因此，閘電極71與掃描訊號線Gn + 2個自藉由連接器。 與連接器82暴露於外。雖然未顯示於第丨9圖中，配向薄層 通常形成於閘絕緣薄層91上，且同時於配向薄層上具有二 液，層。根據上述，閘電極71與掃描訊號線Gn + 2兩者與配 向薄層具有電性連接。在如此的結構中，當一電位（閘電 位）供應至閘電極7 1與掃描訊號線g n + 2時，電荷就會不斷 供應至與閘電極71及掃描訊號線Gn + 2連接之範圍内的配向 薄層。根據上述，液晶層中存在的摻質會集中於此範圍 内，藉此，可能發生電位降或電荷保留缺乏，並且可能因 而造成影像品質的劣化。

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一一顯示於第丨7至第19圖所使用的顯示元件22(也 由減少微影步驟製程所形成’特別是五道微 驟二铲衣釦。第2〇A至2〇E為示意圖，顯示藉由五道微影牛 驟衣長形成顯示元件22的過程。 •” 綠先，於一玻璃基板95上以一金屬薄層形成掃描气贫 圖所%問電/72)與^ + 2。金屬薄層形成之後，如第20^ Gn + 2與閘^ ^影圖案移轉掃描訊號線Gn + U間電極72)、 門雷於已形成掃描訊號線Gn+1(閘電極72)、Gn+2與 戶93 :此外玻璃ί f 95上’形成一閘絕緣薄層94與半導體 圖荦移第2GB圖所示’藉由微影、於半導體層93上 圖案移轉通道保護層96。 之後，用一金屬薄層形 與62，並形成一分支線83。 圖所示，藉由微影圖案移轉 62與分支線83，並微影圖案 一接著，以一薄層形成保 所示，藉由微影圖案移轉保 候，形成接觸洞9 7、9 8、 y y 成源極/汲極電極51、61、52 金屬薄層形成之後，如第20C 源極/汲極電極51、61、52、 移轉半導體層931與932。 護薄層91。再者，如第20D圖 護薄層9 1，於圖案移轉的時 與 100 〇

第12頁 五、發明說明（8) 保護薄層W形成之後，一 (lndlum tin 〇xide，ITQ) s H如銦錫氧化物 電極。利用ΙΤΟ薄層製備連接錢鑛方式形成像素 後，如第2〇F m邮-“接ϋσ81人82。於Π0薄層形成之 -斤不’稭由微影圖案移轉連接器81與82。 於顯示元件2 2中，閘極電位吴霞 分··-為介於第一TFT⑺及：：二路二生的部份有兩部 —為介於分支線83與掃 i M2f間的連接部份； 與-像素電極相關。當= :然，此兩部份僅 電位暴露存在於每個像素^』^件22時，相似的閘極 心二暴二==連接第- 外’藉由一連接分支線83==:。此 ，何需要利用連接器81與82作為連接之用的原因在 G: + 2 =!”驟個別形成的閘電極71與掃描訊號線 ，不同於形成源極/汲極電極52與分支線83的步驟， >之後形成的接觸 >同。舉例來說，於第2 〇 A至 ::述的五道：影製程的例子中，若是連接器81形成於Μ 之則，則可避免間極電位暴露，但於91形成之前，沒有空 間可插入用以形成連接器8 J的步驟。 594649 發明說明（9) 於此 測量 基於顯示元件2 2，將考慮避免閘極電位暴霖的 首先，如同介於第__TFT M1與第二TFT M2之間的 i j由二 =接方式避免閉極電位暴露。特別的 曰由弟一TFT M2的源極/汲極電極52與62，第一 Ml的源極/汲極電極61連接至顯示訊號 第一 TFTM1與第二TFT M2為同時串聯連接，第一 ° ° ;同从衫步驟中形成，因此變得不需要、卓蛀 器8卜此夕卜，即使在五道微影製程的例子中接 汲極電極61與52所在的薄層低於91，因此於相關 份不會發生閘極電位暴露。 胃的連接部 其次， 接部份，開 Gn + 2。無論 G η + 2形成於 線Gn + 2相交 閘電極71。 進行類似於 量。然而， 部份是於一 上所述，於 如同介於掃描 始時，同一層 如何，在此例 同一層。根據 的結構，用以 因此，將再發 第一TFT Ml與 即使於存在相 顯不範圍外， 顯示元件2 2中

成咸線Gn + 2與分支線83之間的連 必y員形成分支線8 3與掃描訊號線 子中，分支線8 3亦與掃描訊號線 上述，需要分支線83與掃描 將分支線83連接至第一 TFT ^閘極電位暴露。因而，不可能 =:TFT M2之間之連接部份的測 义接部份的例子中，若是連接 衫像劣化的問題就不會發生。如 ’相關的連接部份存在於每一像 594649 五、發明說明（10) /Λ極上。之無Λ如何’藉由將連接部份聚集至顯示元似於 於顯示範圍之外，可以避///, 接部份設置 外 了以避免發生閘極電位暴露。 如第17圖所示，於顯示元件22中， ^ ^ iiGn+2^^ ^ ^ ^^ :::、相關的連接部份可聚集於最外圍角落(第17 ^…^洛或右角落）。舉例來說，於第1 7圖中，_由連 It 號_ ^

二TFT M2等等。極A100的第一m M2、像素電極入110的第 再者’如同介於掃描訊號線G 接部份，可採用下列測量。 刀支線83之間的連 如第1 7圖所示，於顯示 所分出的分支線B1與掃描訊 以發生閘極電位暴露。因此 結構，介於掃描訊號線Gn + 2 可避免閘極電位暴露的發生 Μ 2為串聯連接，而且從一預 可限制至僅有一或二條，則 兀件22中，從掃描訊號線Gn + 2 號線Gn + 1相交。因為相交，所 ，若是採用不發生相交的連線 與分支線83之間的連接部份亦 。假定第一TFT Ml與第二TFT 設掃描訊號限所分出的分支線 叮理％如稍後描述的結構。 本發明根據上述的技術’為—具有於行列方向上排列 第15頁 594649

的矩陣型 示元件包 示元件要 式排列之像 含若干顯示 件包含若干 一第一像素電極與一 顯示線，提供第一像 訊號；於共同顯示訊 素電 元件 顯示 第二 素電 開關要件與一第二開關 共同顯示 件；一第一掃描訊號 要件與第 掃描訊號 外，從顯 訊號線， 訊號線與第 線， ;及 極的影像 要件，排 訊號線， 像素電極 極與第二 與第一像 要件（s w i 素電極之 用以傳送 顯示元 列於行 用以傳 ，分時 像素電 素電極 tch i ng 件，上述影像顯 方向上。每一顯 送一顯示訊號； 地藉由單 極所傳送 之間’提 element 提供一第 三開關要件 線’用以傳送一掃描訊號 示元件要件中的 與第二掃描訊號 一第二掃 描訊號 至第二 第一掃描訊號線 線位於不同處。 一掃描訊號至第 線’平行 開關要件 分出的第 一共同 之顯示 供一第 s);於 開關要 一開關 於第一 。此 一掃描 於本發明之影像顯示元件中，從顯示元件要件中的第 一掃描訊號線分出第二掃描訊號線，其中第一掃描訊號線 位於苐二掃描訊號線的下游，以及一儲存電容形成於顯 不7L件要件中的每一第一像素電極與每一第二像素電極之 間，並且顯示元件要件中的第一掃描訊號線位於第一像素 電極與第二像素電極的上游。 再者，於本發明中，於第一像素電極與顯示訊號線之 間’第一開關要件與第二開關要件以串聯方式連接。在此 例子中’影像顯示元件也許包含一保護薄層’用以保護第 94649 五、發明說明（12) 二開關要件，以及連接至第二開一 可形成於保護薄層上。 、弟一掃描訊號線 像素電 且於一 線相 層，用 第二掃 極4外像中’於第一掃描訊號線與第- =像顯不乾圍外，第二掃描訊號線 ?=

父。在此例子巾’影像元件C A ί I 以保護第二開關要件，並 L 3保4薄 描訊號線，可形成於參“連妾至第二開關要件的 J小成於衫像顯不範圍外的保護薄層上 無需說明於本發明中，上述組成可相互結合。 一種影 之像素 非顯示 電路， 應掃描 示訊號 平行的 號至像 正整 干顯示 號線與 要件以 像顯發別配置的影像顯示裝置，為 電極的-影像顯：範圍以陣，式排列 用以供應顯示訊號；一掃^ = ^不§凡號供應 訊號；若干彼此相互平行：路用用以供 掃描訊像素電極；若干彼此相互 素電極.1m 一I= Γ田汛號供應電路傳送掃描訊 數）掃描1 /碑V、/二像素電極，位於第η (η為一 訊號中預：之:+J掃描訊號線之間’並且從若 第-像門示訊號；於預設之顯示訊 間，—第-㈤關要件與-第二開關 第17頁 11 五、發明說明（13) 串聯方式連接；及一筮二 嗖盥第-H f & 二開關要件連接於預設之顯示訊# 踝興弟一像素電極之間。姐 〇tL^ 描訊號控制第-開關要W訊號線傳送之掃 -分支掃描訊號線所傳送二之二2 =號線所分出的 與關。 、的拎描汛旒，控制第二開關的開 干影像顯示裝置有-種配置，其中由位於非題 不衫像乾圍中之第η+2掃描 丁田诅於非顯 線，包含延伸至非顯亍$ &、、泉斤刀出的分支掃描訊號 份，以及連接至；行方向上的一第-部 並且分支掃描訊於後第二部份延伸至列方向上， 線相交。 線^顯不影像範圍中的第n + l掃描訊號 再 本發明 形式排 顯示範 顯示訊 電路，線，用 若干彼 路傳送 極，位 者，當 提供一 列之若 圍的一 號供應 用以供 以從顯 此相互 若干掃 於第η 具有本發 影像顯示 干像素電 非顯示影 電路，用 應掃描訊 示訊號供 平行的掃 描訊號至 C π為一正 明之較 裝置， 像範圍 以供應 號；若 應電路 描訊號 像素電 特別配置 包含具有 影像顯示 。上述影 顯示訊號 干彼此相 傳送顯示 的影像顯 以行列方 範圍，與 像顯示裝 示裝置， 向之矩陣 圍繞影像 置包含一 互平行的 訊號至像 線，用以從掃描訊 極；一第一與第 整數）掃描訊號線與第n + 1 掃描訊號供應 顯示訊號 素電極； 號供應電 像素電 掃描訊號 594649

線之間’並且從若干顯示訊號中預$ 一 一 號；於預設之顯示訊號線與第一偾=一，接收顯示訊 關要件與一第二開關要件以串聯;;電極之間，一第一開 要件連接於預設之顯示訊號線“第：η:及-第三開關 經由第η掃描訊號線傳送之掃描 ，、電極之間。其中 第三開關要件的開與關，2且=，？ -開關要件與 所分出的一分支掃描訊號線所# =弟n+1掃描訊號線 開關的開與關。 斤傳达的掃描訊號，控制第二 四、【實施方式】 (第一實施例） 置之一實施例，加以描述本 下述根據有關液晶顯示裝 發明之影像顯示裝置。 顯不一液晶顯示裝 第1圖為根據本發明之一實施例 置1之主要配置的方塊示意圖。 根據本發明之液晶顯示裝置1(liquid uystal display apparatus)，具有的一特點是橫越一共同顯示訊 號線（common display signal Hne)之彼此相鄰的兩像° 素，分旱相關的顯示汛號線，藉此，顯示訊號線的數目可 減少一半。此外，本發明之液晶顯示裝置1具有的另一特 點疋，具有一於一顯示範圍内不會有閘極電位暴露（g a七e potential exposure)存在的結構。要說明的是，液曰$ 曰曰”条貝

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I 五、發明說明（15) 不裝置1需要具有其他結構要件，例如TFT陣列基板組成一 顯示元件2(di splay device)、一彩色濾片基板面朝向TFT 陣列基板、以及一背光單元（backl ight unit)。無論如 何，因為這些結構要件並非本發明的特徵，因此於此省略 其說明。

蒼考第1圖’液晶顯示裳置j具有一為驅動器電路的X =動器3(driVer)，用以經由顯示訊號細、提供顯示訊 唬給於顯示元件2中的像素電極（Pixel electrodes);以 =:驅動：電路的Y驅動器4，用以經由掃描訊號線4〇、提 ，知描讯唬控制TFT的開與關（〇N and 〇FF)。 顯示：f.給像素電極'，是意味寫入電位給像素電：Λ 不^牛2中，_像素（Μ、Ν為任意的正整數）以 在，頁 (matrix)的方式排列。 驅，W與4連接至一時序控制器 cf!n Γ0Γ库J圖上未示）。從一系、统端，例如一個人電 收訊號的數位視訊資料、二訊 號以控制驅動器3與4的操作。 的是其ΐ2以第以嶋元… 2中，是連續地；示，元件2,在實際的顯… 極A11、Cl 1、A12 ...备' 圖令配置的電路。繪於像素電 .·二邊的虛線，表示在顯示元件2中、 1

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一影像顯示範圍與一非顯示影像範圍的分野，虛線的右邊 是影像顯示範圍。 在第2圖中，關於彼此相鄰的像素電極A丨j與β丨}，橫 越一顯不訊號線Dm、二個TFT，即一第一 TFT Ml、一第-TFT M2、以及一第三TFT M3，依此排列下去。 一 首先’第一TFT Ml的若干源極/汲極電極各自連接至 顯示訊號線Dm與第二TFT M2的一源極/汲極電極。一掃描 訊號線Gn + Ι (第一掃描訊號線）的一部分，構成第一TFT们 的一閘電極。 其次’第二T F T Μ 2的若干源極/汲極電極各自連接至 第一TFT Ml的一源極/汲極電極與像素電極A11。由一掃描 訊號線Gn + 2(第三掃描訊號線）所分出的一掃描訊號線^十 2 (第二掃描訊號線）的一部分，構成第二TFT m2的一閘電 極0 苐TFT Ml與弟一 TFTM2具有如上所述之連接關係。 根據上述，只有當兩相鄰掃描訊號線Gn + 1與〇11 + 2同時在一 選擇電位（selection potential)時的期間，第一tft Ml 與第二TFT M2才會打開（〇N)，藉此，顯示訊號線Dm的電位 才會供應至像素電極Al 1。

五、發明說明（17) 第三TFT M3的若干源極/汲極電極各自連接至顯示訊 號線Dm與像素電極Bl 1。掃描訊號線Gn + Ι的一部分構成第 三TFT M3的一閘電極。根據上述，當掃描訊號線Gn + Ι在一 選擇電位時的期間，第三TFT M3才會打開（ON)，藉此，藉 此，顯示訊號線Dm的電位才會供應至像素電極βΐ 1。 顯示元件2具有如上所述之電路配置。經由單一共同 顯示訊號線Dm，提供掃描訊號給像素電極AU與]811。換句 話說，顯不訊號線Dm為一由像素電極A1工與β1 j所共有的顯 示訊號線。因此，當像素以M*N矩陣方式排列時，顯示吒 號線Dm的數目為M/2。第一TFT M1與第二TFT M2連接至 tl'11 ’以及’第一TFT M1連接至顯示訊號線Dm，也 連接至第二TFT M2。第—TFT M1的 也 描訊號線Gn +1下游（downstreann夕戶》思按芏田伹於卸 的掃描訊號線Gn+2,。 am)之~描訊號線Gn+2所分出 π京:Μ冢顯示範圍中 2,以彼此平行的方式排列。從驅:S 5虎線Gn + 2與Gn +

Gn + 2與Gn + 2,被繪為單—線， °°4而來的掃描訊號線 兩條。因此’掃描訊號線Gn + 2與二示内則分成 根據彼此不同行（r〇W)、偯 h "、自於單一線，但 的方式應用於成對的掃描訊、' :汛號給像素電極。相同 的掃描訊號線Gn + 3與Gn + 3，、以及成對 若干掃描訊號由一組諸如此類之句’在顯示元件2中的 、成對的掃描訊號線Gn+Ι與 594649

Gn+K所組成。並且，與掃描方向上，掃描訊號線“ +丨與 Gn + 2位於像素電極A1}的下游，掃描訊號線Gn + 2,較掃描 訊號線Gn + Ι靠近像素電極A11。再者，介於位在像素電極 All上游之掃描訊號線Gn與像素電極Α1ι之間，形成一 第3圖根據本實施例之顯示元件2的電路配置之部分 面示意圖。 如第3圖，有關像素電極All (1〇)，第一丁ft mi與第二 TFT M2個別位於掃描訊號線Gn+l與Gn +2，上。有關像素電 極B11(10)，第三TFT M3位於掃描訊號線GnH上。換句$ 說，第一TFT Mi與第三TFT M3使用部分的掃描訊號線 作為個自的閘電極，第二TFT M2則使用部分的掃描訊號線 Gn + 2’作為閘電極。要說明的是，諸如保護層 °仏、、 (passivation film)並無顯示於第3圖，而將在第4圖中顯 示〇 弟4圖為第3圖中沿著X _ X線之剖面示意圖。如第4圖， 在玻璃基板15 (glass substrate)上形成掃描訊號線Gn + 1 與Gn + 2 。在玻璃基板15上’也形成覆蓋掃描訊號線〇η+ι 與Gn + 2’ 的一閘絕緣薄層14(gate insulating fiim)。在 閘絕緣薄層1 4上一些預設範圍内形成一半導體層j 3 (semiconductor layer)。在半導體層13上，於沒有通道

第23頁 594649 五、發明說明（19) 保護層16(channel protection film)形成的區域中形成 一源極/沒極層1 2。再者，於源極/汲極層丨2上形成一保護 薄層11 (passivation fi lm)。基於上述的堆疊结構，步成 第一TFT Ml與第二TFT M2。於第二TFT M2處護薄層u 中形成一接觸洞1 7 °藉由接觸洞1 7，像素電極丨〇與源極/ 沒極層12所組成的第二TFT M2是具有電性連結的7 ” 第5A~5E圖為示意圖，說明根據第4圖之顯示元件2的 部分之製造過程。 #成ΐ 2 J Γ來說’ ’用濺鍍的方式，於玻璃基板15上 形成从形成知描訊號線(^+丨與以^，的金屬層。諸如鈕 (=展翻一 = 合入金、銷—鶴合金、1呂等此類材質，皆可作為 移轉形成如如圖中所示之掃描訊號線Gn+1與Gn+2,。 上，來：形成掃描訊號線Gn+i與“+2,的玻璃基板15 層或氮切層，藉以形成 成半導轉> 1 3。$牛例來況，形成一非晶矽層，藉以形 氮化矽Ϊ :藉以4、,於:1矽層上，舉例來1兒，形成- 絕緣薄層14與半導:1 由微影方法，於閘 之通道保護層16。 圖木移轉形成如第㈣中所示

第24頁 五、發明說明（20) 藉以形成源i二來極V利用諸賤鍍的方，，形成-金屬層’ 質，皆可作A人Μ曰 啫如鈕（Ta)、鉬、鋁等此類材 法，圖突_鳇五屬形成金屬層之後，藉由微影的方 導體層G。夕形成如第5C圖中所示之源極/汲極層1 2與半 藉以Ϊ:保氣=積，法’形成-氮化… 形成如第5D圖中所示 微影的方法’圖案移轉 並形成接觸洞丨7。 ” 4，專層1 1。於圖案移轉過程中， 於保護薄層U形成之後， 錫氧化層（ITO film)，ϋ 用濺鍍的方法，形成一銦 層形成之後，ϋ由微影：方‘成：：電極B。於銦錫氧化 所示之像素電極10。 ’圖案移轉形成如第5Ε圖中 如第4圖與第5α〜5ε圖中 2，即使於一5道微影步驟中，二根據本發明之顯示元件 極電位暴露。w帶地，於此不二解:範”也不會發生閉 會發生閘極電位暴露。 而解釋，在弟三TFT M3處不 接著，參照第6與7圖說明 一部分的結構。 ”、員不70件2之顯示範圍外之 五、發明說明（21) >第6圖為一平面示意圖，說明第2圖中、以虛線圍繞之 範圍的結構。參照第6圖，安排提供相同掃描訊號的兩掃 描汛號線Gn + 2與Gn + 2,，以便將像素電極ch hi、。21、 D2卜···夾於之中，經由一連接線18與若干連接器i9，此兩 掃描訊號線Gn + 2與Gn + 2,是電性上地連接的。於如第4圖與 第5A〜5E圖中所示之源極/汲極層12形成的過程中一起形成 連接線18。期間，因為於像素電極1〇形成的過程中一起形 成連接裔1 9，因此連接器1 9是由銦錫氧化層材質形成。參 ，以第6圖中沿著γ-γ線之剖面示意圖的第7圖將有助於瞭 解0 士弟7圖所示’在知描訊號線〇]1 + 1、〇η + 2、與〇η + 2，形 璃基板15上，形成閘絕緣薄層14。再者厂於閘絕緣 '9形成的一預設區域内（圖示中央部分），形成半導體 】1 ^與作為連接線1 8功能的源極/汲極層丨2。於源極/汲極 層12與閘絕緣薄層14上形成保護薄層^。於源極/汲極層 Γ ^^的11中形成接觸洞17。再者，於掃描訊號線Gn + 2與 上之閘絶緣薄層1 4與保護薄層11中形成接觸洞1 7。 進入接觸洞的連接器19，掃描訊號線以^與^ “性上地連接至源極/汲極層丨2。保護薄層丨丨並沒有形 錮，氧化層材質形成的連接器19上。因&，藉由連 接益19，掃描訊號線Gn + 2與Gn + 2’被暴露在外。 594649 五、發明說明（22) ，據上述，於第一實施例之顯示元件2的結構 2因域中的：區域中暴露掃描訊號_與‘ ，口此於α不區域中不會發生閘極電位 述，可以避免因在液晶中存在植 = 劣 }入碓子所導致的影像品質 接著，參照第8至"圖為等效電路圖，說明視掃描訊 m至Gn+3之”被選擇"或"未選擇"而定的像素電極 A1 1至D11的操作。 如Ϊ8圖所示，從當選擇掃描訊號線(^+丨與以“的 描訊i線Gn+2降至未選#的電位(之後稱為"未 述擇）的牯間，於此期間，第一TFT M1至第三m M3是打 開的(ON)。如第8圖所示’應用從顯示訊號線如至像素電 極All而來的一電位Val，將之寫入像素電極An、B11盥

Dji。在這時’ *定了像素電極A11的電位vai。要說明的 疋’在第8圖中’繪以相關粗線表示掃描訊號線g…、^ + 2電+ 2的選擇。此外，細線則應用在被寫入電位的像素 在設定掃描訊號線Gn + 2為未選擇之後，從顯示訊號 Dm提供的電位改變至Vbl，藉以應用至像素電極^1。

在設定掃描訊號線Gn + 2為未選擇之後的期間，掃描 訊

第27頁 594649

就線Gn+1仍是被選擇的，藉此，如第9圖所示，電位Vbi被 寫入像素電極B11並決定像素電極B 11的電位。如上所述， 顯示汛號線Dm的電位，是分時地（time-divisionally)被 提供給像素電極Al 1與Bl 1。 接著，在設定掃描訊號線Gn+Ι為未選擇之後，顯示訊 號線Dm的電位改變至電位Vcl，藉以應用至像素電極〇11。 在没疋掃描訊號線g η +1為未選擇之後的期間，當再度 選擇掃描訊號線Gn + 2與選擇掃描訊號線Gn + 3時，電二Vc；^ 被寫入像素電極Cll、D11與B12，如第10圖所示。此時， 並決定像素電極C11的電位Vcl。 在設定掃描訊號線Gn + 3為未選擇之後’從顯示訊號線 m提供的電位改變至Vdl，藉以應用至像素電極Dn。 "又疋掃描訊號線Gn + 3為未選擇之後的期間，掃描訊 線Gn + 2仍然為被選擇，如第u圖所示，藉此電位vdi 入像素電極D11，並決定像素電極D1丨的電位 淮—ίΪΓ月的目的之一在於利用掃描訊號線Gn + 1至h + 3 =像素電極A11、B11、⑴與Du的操作。然而，熟悉此 技.之人士可輕易得知’其他像素電極的操作是類似的。

594649 五、發明說明（24) 在”、、員示元件2中’只有顯示訊號線Dm、如+1、··· =介象素電则與B11之間、介於像素電極m侧 η曰直η 口此類，也就是說’介於x方向上之像素電極之 曰1。，、間，在γ方向上，排列被分出的掃描訊號線盥 Γ::言’諸如像素電極Aiiw方向上是报長的。 田；方向上排列只有顯示訊號線Dm的結構被採 :;的類：：：：：2:，：素電極A11的長軸方向 、 改善開口率（aperture ratio)。 (第二實施例） —述根據本發明說明一第二實施例。第二實施例比 外二t 2 t加改善的是’第二實施例具有於顯示範圍内、 曰7 i i閘極電位暴露的一顯示元件結構。要說明的 =二一二根據第二實施例之一液晶顯示裝置1的基本配置 [:- d列的相同’因此，將以與顯示元件2之差異描 述第一 κ轭例之顯示元件2 1。 3 12圖為根據第二實施例，說明顯示元件21的一等 電路圖。 於第1 2圖中，關於彼此相鄰的像素電極A1 1與Β11，橋 越一顯示訊號線Dm、三個TFT，即一第一TFT Mn、、一第二 TFT M12、以及—第三TFT M13，依此排列下去。

第29頁 594649

百先，第一TFT Mil的若干源極/汲極電極 顯示訊號線Dm與第二TFT M!2的一源極/汲極電極。一 ^ 訊號線Gn的一部分，構成第一丁FT Mn的一閘電極。V田 其次，第二TFT M12的若干源極/汲極電極各自 第一TFT Mil的一源極/汲極電極與像素電極Au。一 訊號線Gn + 1,的一部分，構成第二TFT M12的一閘電極。% 描訊號線Gn + Ι，係由掃描訊號線Gn+i所分出的。 $ 少第一TFT Ml 1與第二TFT M12具有如上所述之連接關 係。根據上述，只有當兩相鄰掃描訊號線(^與以+丨，同時 被選擇時的期間，第一TFT Mil與第二TFT M12才會打開 (ON)，藉此，顯示訊號線j)m的電位才會供應至像素電極 All。 ” 第二TFΤ Μ1 3的若干源極/汲極電極各自連接至顯示訊 號線D m與像素電極Β11。掃描訊號線g η的一部分構成第三 TFT Ml 3的一閘電極。根據上述，當掃描訊號線“在被選 擇時的期間，第三TFT M13才會打開（on)，藉此，顯示訊 號線Dm的電位才會供應至像素電極μ 1。 於此，比較第1 2圖與第2圖，可能很容易瞭解到，在

第二實施例中，第一 TFT Mil、第二TFT M12、與第三TFT Μ1 3至像素電極a 1 1與B11的連接配置，以及在第一實施例

第30頁 五、發明說明（26) 中，第一m M1、第二TFT M2、 的連接配置，兩者之間並=象素電極 此，可能很容易類推的，在 有基本的差異。因 pa ^ ^ ^ ^々 乐一只施例的顯示元件2 1中， 閘極電位暴路不會發生於顯示範圍内。 下。 而第K加例與第二實施例之間的差異說明如 第一TFTS M1與第二TFT…個別 广=兩，描訊號線Gn + 1、Gn + 2’上，兩掃描訊號編 掃描方向上之所有像素電極的下游處。由

:m號線Gn+1的下游處之掃描訊號線—2所分出的 知描=唬線Gn + 2’連接至較接近像素電極An的第二TFT M2。掃描訊號線Gn+1連接至較遠離像素電極aii的第一了打 Ml。因此，掃描讯號線611 + 1與掃描訊號線+ 相交。相 交的部分導致閘極電位暴露於顯示範圍之外…於上描 述過。

另一方面，在第二實施例中，在掃描方向上、位於像 素電，Al 1的上游處之掃描訊號線以，以及在掃描方向 上、藉由位於像素電極Al 1的下游處之掃描訊號線以+丨所 分出的掃描訊號線Gn + Ι，，兩者個別構成第—TFTs Mn、 第二TFTs M12的閘電極。位於掃描訊號線Gn的下游處之掃 描§孔號線Gn +1連接至較接近像素電極人丨1的第二TFT 594649 五、發明說明（27) M12。掃描訊號線Gn連接至第_ 極A1 1。因此，如第丨2圖所示 丄，/、較遠離像素電 描訊號線Gn與包含支線的掃描訊份不會存在於掃 述，根據第二實施例的顯示元中，之間。根據上 樣’即使於非顯示範圍内亦二同顯示範圍中- +曰有閘極電位暴露存在。 其次，冑配合第13圖至第16圖說 顯示元件21的操作。要注意的，f二貝靶例之 用掃描訊號線Gn至Gn + 2之像辛=3圖二弟16圖僅說利 操作。 1豕京電極AH、BU、C11與D11的 如第13圖所示，從當選擇掃描訊號線以與以+丨的時 間，至當掃描訊號線Gn+1設定為未選擇的時間，於此 間，第一TFT Mil至第三TFT M13是打開的（0N)。因此，如 第13圖所示，應用從顯示訊號線Dm至像素電極Au而來的 一電位Va2被寫入像素電極A11、B11與DU。在這時，決定 了像素電極Al 1的電位Va2。 在設定掃描訊號線Gn +1為未選擇之後，從顯示訊號線 Dm提供的電位改變至Vb2，藉以應用至像素電極B1 i。 在設定掃描訊號線G η +1為未選擇之後的期間，掃描訊 號線G η仍然為被選擇，如第1 4圖所示Β1 1的電位。如前所 述，顯示訊號線Dm之電位係分時地供應給像素電極A11與

第32頁 594649 五、發明說明（28)

Bll° 在设疋掃描訊號線G η為未選擇之後，從顯示訊號線ρ m 提供的電位改變至Vc2，藉以應用至像素電極ci 1。在設定 掃描訊號線Gn為未選擇之後的期間，當再度選擇掃描訊號 線Gn+Ι與選擇掃描訊號線Gn + 2時，電位Vcl被寫入像素電 極C11與D11，如第15圖所示。此時，並決定像素電極cii 的電位Vc2。 轉藉為 ，掃描訊 值Vd2被 在設定掃描訊號線Gn + 2為未選擇之後的期間 號線Gn+Ι仍然為被選擇，如第16圖所示，藉此^ 寫入像素電極D11，並決定像素電極D11的電位’ 綜上所述，根據第一與第二實施例的 示元件21中’顯示範圍内外、或顯示範圍内均：2右，肩 電位暴露存在。根據上述，可以避免於士 ，有閘極 度所導致的影像品質劣化。再者，橫越單二妓]因摻質濃 線之彼此相鄰的兩像素分享一顯示訊號線，ς同顯示訊號 線的數量可減少至一半。 错此顯示訊號 晶中，分時地 綜上所述，根據本發明 在主動矩陣液

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(time-divisionally) 或多相鄰像素的顯示裝 一掃描訊號線提供電位給具有二 ，可以避免閘極電位暴露。 本發明藉由參考不同的實施 的人士應有的認知，若干一妒]也迷如上，習知此領域 明的精神及範_。然而，奋、又$ g換無疑地亦不脫離本發 圍，即大凡依本發S所揭二二之限定本發明之專利範 飾，仍應涵蓋在本發明之專利^ ^作之均#變化或修 594649 圖式簡單說明 五、【圖式簡單說明】 上述之本發明的特色與目的，可藉由具體實施例配合 所附的圖式詳加說明： 第1圖為一方塊示意圖，顯示根據第一實施例、一液 晶顯示器的配置。 第2圖為第一實施例之顯示元件的等效電路示意圖。 第3圖為第一實施例之顯示元件的電路配置的部份正 視示意圖。 第4圖為第一實施例之顯示元件的電路配置的部份剖 面示意圖。 第5圖為第一實施例、製造顯示元件的步驟示意圖。 第6圖為第一實施例之顯示元件之顯示範圍外的電路 配置的部份正視示意圖。 第7圖為第一實施例之顯示元件之顯示範圍外的電路 配置的部份剖面示意圖。 第8圖為一示意圖，解釋根據第一實施例之顯示元件 的操作。 第9圖為一示意圖，解釋根據第一實施例之顯示元件 的操作，以及接著第8圖步驟後之狀態。 第1 0圖為一示意圖，解釋根據第一實施例之顯示元件 的操作，以及接著第9圖步驟後之狀態。 第11圖為一示意圖，解釋根據第一實施例之顯示元件 的操作，以及接著第1 0圖步驟後之狀態。 第1 2圖為第二實施例之顯示元件的等效電路示意圖。

594649 圖式簡單說明 第13 的操作。 第14 的操作， 第15 的操作， 第16 的操作， 第17 第18 不意圖。 第19 示意圖。 第20 圖為一示意圖 圖為一示意圖 以及接著第1 3 圖為一示意圖 以及接著第1 4 圖為一示意圖 以及接著第1 5 圖為在這之前 圖為在這之前 圖為在這之前 ，解釋根據第二實施例之顯示元件 2釋根據第二實施例之顯示元件 圖v驟後之狀態。 巴=釋根據第二實施例之顯 圖步驟後之狀態。 件 解釋根據第二實施例之 圖步驟後之狀態。 ，…件 之ί 丁元件的等效電路示意圖。 .、、具不元件的電路配置的部份正視 圖為在這之前之顯示 疋件的電路配置的部份剖面 製造顯示元件的步驟示意圖。 圖式元件符號說明 1液晶顯示裝置 3、4驅動器 11保護薄層 13半導體層 1 5玻璃基板 1 7接觸洞 1 9連接器 3 0顯示訊號線 2顯示元件 1 〇像素電極 1 2源極/汲極層 1 4閘絕緣薄層 1 6通道保護層 1 8連接線 2 1、2 2顯示元件 4 〇掃描訊號線

弟36頁 594649 圖式簡單說明 5 1、5 2、6 1、6 2源極/汲極電極 71、72閘電極 8 3分支線 93半導體層 9 5玻璃基板 9 7、9 8、9 9、1 0 0 接觸洞 8 1、8 2連接器 9 1保護薄層 9 4閘絕緣薄層 9 6通道保護層 931、932半導體層

第37頁

Claims (1)

1. 594649 六、申請專利範圍 " —- 1^ 一種影像顯示元件，具有以行列方向之矩陣（matrix)形 ’排列的像素電極，該影像顯示元件包含： 複數個顯示元件要件（display device elements)， 排列於行方向（column direction)上， 每一該顯示元件要件包含： 複數個顯示訊號線，用以傳送一顯示訊號； 第一像素電極與一第二像素電極，分時地（time_ divisi〇naily )被提供共同之該顯示訊號線傳送之該顯示 訊號； 一第一開關要件與一第二開關要件（switching e 1 e m e n t s) ’被提供於該共同顯示訊號線與該第一像素電 極之間； 一第三開關要件，被提供於該共同顯示訊號線與該第 二像素電極之間； 一第一掃描訊號線，用以傳送一掃描訊號至該第一開 關要件與該第三開關要件；及 一第二掃描訊號線，平行於該第一掃描訊號線，用以 傳送一掃描訊號至該第二開關要件， 其中該第二掃描訊號線，從該顯示元件要件中的該第 一掃描訊號線分出（branch)，與該第二掃描訊號線位於不 同處。 2 ·如申請專利範圍所述之第1項之影像顯示元件， 其中從該顯示元件要件中的該第一掃描訊號線分出該

   第38頁 594649 六、申請專利範圍 第二掃描訊號線，該第一掃描訊號線位於該第二掃描訊號 線的下游，及 一儲存電容器形成於該顯示元件要件中的每一該第一 像素電極與每一該第二像素電極之間，並且該顯示元件要 件中的該第一掃描訊號線位於該第一像素電極與該第二像 素電極的上游。 3. 如申請專利範圍所述之第1項之影像顯示元件，其中於 該第一像素電極與該顯示訊號線之間，該第一開關要件與 該第二開關要件以串聯方式連接。 4. 如申請專利範圍所述之第3項之影像顯示元件，進一步 包含： 一保護薄層，用以保護該第二開關要件， 其中連接至該第二開關要件的該第二掃描訊號線部分 形成於該保護薄層上。 5. 如申請專利範圍所述之第1項之影像顯示元件，其中於 該第一掃描訊號線與該複數個第一像素電極與該複數個第 二像素電極之間，提供該第二掃描訊號線，並且於一影像 顯示範圍外，該第二掃描訊號線與該第一掃描訊號線相 交。 6. 如申請專利範圍第5項之影像顯示元件，進一步包含：

   第39頁 594649 六、申請專利範圍 一保護薄層，用以保護該第二開關要件， 其中連接至該第二開關要件的該第二掃描訊號線部分 形成於該影像顯示範圍外的該保護薄層上。 7. 如申請專利範圍所述之第1項之影像顯示元件， 其中由位於該第二掃描訊號線的下游之該顯示元件要 件中的該第一掃描訊號線所分出的該第二掃描訊號線介於 該第一掃描訊號線與該第一與第二像素電極之間，並且與 一影像顯示範圍外之該第一掃描訊號線相交， 於該第一像素電極與該顯示訊號線之間，該第一開關 要件與該第二開關要件以串聯方式連接， 連接至該第二開關要件之部份該第二掃描訊號線，部 分形成於用以保護該影像顯示範圍外之該第二開關要件的 一保護薄層上，以及 於位於該第一像素電極與該第二像素電極的上游、該 顯示元件要件中的每一該第二像素電極與每一該第一掃描 訊號線之間，形成一儲存電容器。 8. —種影像顯示裝置，包含具有以行列方向之矩陣 (m a t r i X )形式排列之複數個像素電極的一影像顯示範圍與 圍繞該影像顯示範圍的一非顯示影像範圍，該影像顯示裝 置包含： 一顯示訊號供應電路，用以供應顯示訊號； 一掃描訊號供應電路，用以供應掃描訊號；

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   複 號供應 双Ί固版 電路傳 複數個彼 號供應電路傳 掃描訊 顯示訊 二f 2行的顯示訊號線，用以從該顯示訊 =個顯示訊號至該複數個像素電極丨 、奖H行，掃描訊號線，用以從該掃描訊 =T 2個掃描訊號至該複數個像素電極； ί ; ϋ電極’位於該第n (n為-正整數） j弟二η▼描訊號線之間，並且從該複數個 设之一，接收該複數個顯示訊號； 之，示訊號線與該第一像素電極之間，一第 一第二開關要件以串聯方式連接；及 關要件連接於該預設之顯示訊號線與該第二 該第Π+1掃描訊號線傳送之該掃描訊號控制 件與該第三開關要件的開與關，及 該第=1掃描訊號線下游之該第η + 2掃描訊號 分支掃描訊號線所傳送的掃描訊號，控制該 關的開與關。 第 Μ 號線與 號中預 於該預設 一開關要件與 一第三開 像素電極之間 其中經由 該第一開關要 經由位於 線所分出的一 第二開 9.如申請專利範圍所述之第8項之影像顯示裝置， 其中由位於該非顯示影像範圍中之該第η + 2掃描訊號 ，所分出的該分支掃描訊號線，包含延伸至該非顯示影像 轉圍中之行方向（column directi0n)上的一第一部份，以 及連接至或第一部份之一第二部份延伸至列方向（r 〇w direction)上，及 該分支掃描訊號線與該顯示影像範圍中的該第n+1掃

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   描訊號線相交。 10. —種影像顯示裳置，包含且 、/ (matrix)形式排列之複數個像行幻方向之矩陣 圍繞該影像顯示範圍的一非_ 1、:亟的一影像顯示範圍與 置包含： 非顯不影像範圍，該影像顯示褒 - j示訊號供應電路’用以供應顯示訊 複數個彼此相互平行的】=共=描訊號； 號供應電路傳送該複數個顯亍；d1:乂從該顯示訊

   -第掃描訊號至該複數個像素電極； 掃描訊號線^該第、電極j，位於該第η (η為一正整數） 顯示訊號中^二之一 Τ田汛號線之間，並且從該複數個 於兮員汉之一，接收該複數個顯示訊號； -開關與該第一像素電極之間，-第 一第—弟一開關要件以串聯方式連接；及 像素電極之pj關要件連接於戎預設之顯不訊號線與該第二 、間，

   篦一開Μ亦 4弟η知^田訊號線傳送之該掃描訊號控制該 弟=要件與該第三開關要件的開與關，及 號線^傳位於1第Μ 1掃描訊號線所分出的一分支掃描訊 咬的掃描訊號，控制該第二開關的開與關。

   第42頁