專利名稱：適用于廣視角液晶顯示器的像素結構及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種廣視角顯示器，特別涉及一種適用于廣視角顯示器的像素結構，用以有效提升圖像質(zhì)量。
背景技術：
液晶顯示器(LCD)利用外加電場的作用，使得液晶分子產(chǎn)生轉動而改變液晶配向狀態(tài)。液晶顯示器藉由液晶分子配向變化所產(chǎn)生的各種光學性質(zhì)的變化，例如雙折射、旋光、二色性等，將其轉換成視覺上的變化以達到顯示圖像信息的目的。由于液晶顯示器具有厚度薄、重量輕、低耗電、及低操作電壓等特點，目前已廣泛應用于便攜式個人計算機、數(shù)碼相機、投影儀等電子產(chǎn)品上，而在平面顯示器市場中占有重要的地位。
目前的液晶顯示器正朝著高亮度、高對比度、廣視角、大面積、及全彩色的趨勢發(fā)展。其中，為了解決視角的問題，發(fā)展出一種多域垂直配向(multi-domain vertical alignment，MVA)液晶顯示器，其將顯示用的液晶區(qū)域分隔成多域，藉以使液晶分子朝多個方向傾斜，進而增加液晶顯示器的視角。在這種液晶顯示器中，為了精確控制液晶分子的傾斜方向，通常需要以預傾角(pre-tilt angle)來控制液晶的排列方向。一般常見的作法是利用狹縫(slit)或與突出部(protrusion)的組合來產(chǎn)生預傾角。
圖4示出了傳統(tǒng)多域垂直配向液晶顯示器的像素結構平面示意圖。像素結構包括一基板10、柵極線12a及12b、數(shù)據(jù)線18a及18b、一儲存電容24、絕緣層25及一像素電極26。柵極線12a及12b與數(shù)據(jù)線18a及18b垂直相交并設置于基板10上，例如是一陣列基板，以構成一像素區(qū)20。像素區(qū)20上方依次設置有儲存電容24、像素電極26及夾設于其間的絕緣層(保護層)25。典型的儲存電容24位于像素區(qū)20中間的部分，其包括一下電極12c、一上電極18c及介于上下電極18c及12c的間的一電容絕緣層(未示出)。像素電極26具有用以產(chǎn)生預傾角的狹縫26a，且其通常會跨過儲存電容24上方。
由于在觀看此類型液晶顯示器時，鄰近柵極線12a及12b兩側的液晶排列較差，容易造成色偏的現(xiàn)象。為了消除此現(xiàn)象，通常柵極線12a及12b上方會利用黑底(black matrix)(未示出)來遮住該處。然而，如此會影響開口率(aperture ratio)，不利于開口率的提高。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于廣視角液晶顯示器的像素結構及其制造方法，其藉由改變儲存電容的配置，以有效改善色偏(wash out)現(xiàn)象，且同時維持或甚至增加開口率。
根據(jù)上述的目的，本發(fā)明提供一種適用于廣視角液晶顯示器的像素結構，其包括一對柵極線、一對數(shù)據(jù)線、一像素電極以及一儲存電容。該對柵極線平行設置于一基板上，而該對數(shù)據(jù)線平行設置于基板上且大體垂直相交于該對柵極線，以在基板上界定出一像素區(qū)。像素電極設置于像素區(qū)上方，且儲存電容設置于像素區(qū)上方，其大體平行于其中一柵極線且與該柵極線相鄰或部分交迭。
又根據(jù)上述的目的，本發(fā)明提供一種適用于廣視角液晶顯示器的像素結構的制造方法。在一基板上形成一第一導電層，并界定第一導電層，以在基板上形成大體相互平行的一對柵極線。在基板上形成一第一絕緣層，并覆蓋該對柵極線。在第一絕緣層上形成一第二導電層，并界定第二導電層，以在第一絕緣層上形成一對數(shù)據(jù)線及一儲存電容的下電極，其中該對數(shù)據(jù)線大體相互平行并大體垂直相交于該對柵極線而形成一像素區(qū)，且儲存電容的下電極大體平行于其中一柵極線且與該柵極線相鄰或部分交迭。在第一絕緣層上形成一第二絕緣層，并覆蓋第一及第二數(shù)據(jù)線及儲存電容的下電極。在像素區(qū)上方的第二絕緣層上形成一像素電極，其部分延伸于儲存電容的下電極上方，用以作為一儲存電容的上電極。
為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實施例，并配合附圖，作詳細說明如下


圖1A至1G示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的適用于廣視角液晶顯示器的像素結構的制造方法的平面示意圖。
圖1G-1示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的適用于廣視角液晶顯示器的像素結構平面示意圖。
圖2A至2G分別示出了圖1A至1G中沿2A-2A’、2B-2B’、2C-2C’、2D-2D’、2E-2E’、2F-2F’、2G-2G’線的剖面示意圖。
圖3A至3C分別示出了圖1E至1G中沿3A-3A’、3B-3B’、3C-3C’線的剖面示意圖。
圖4示出了傳統(tǒng)廣視角液晶顯示器的像素結構的平面示意圖。
符號說明公知10～基板；12a、12b～柵極線；12c～下電極；18a、18b～數(shù)據(jù)線；18c～上電極；20～像素區(qū)；24～儲存電容；25～絕緣層；26～像素電極；26a～狹縫。
本發(fā)明100～基板；102～第一導電層；102a、102b～柵極線；102c～共用線；102d～側向延伸部；103～柵極電極；104～第一絕緣層；106～非晶硅層；108～第二導電層；108a、108b～數(shù)據(jù)線；108c、108d、108e～導電圖案層；110～像素區(qū)；111a～源極電極；111b～漏極電極；112～第二絕緣層；112a、112b、112c、112d、112e、112f～接觸孔；114、118、120、122～儲存電容；116～像素電極；116a～狹縫；117a、117b～透明導電部。
具體實施例方式
圖1G示出了本發(fā)明實施例的適用于廣視角液晶顯示器的像素結構的平面示意圖。此處，廣視角液晶顯示器可為多域垂直配向(multi-domain verticalalignment，MVA)液晶顯示器。像素結構包括一基板100、一像素電極116以及多個儲存電容114、118、120及122?；?00上設置有至少一對平行的柵極線102a及102b及至少一對平行的數(shù)據(jù)線108a及108b。數(shù)據(jù)線108a及108b大體垂直相交于柵極線102a及102b，以在基板100上界定出一像素區(qū)110。
在像素區(qū)110上方設置有一薄膜晶體管及一像素電極116。此處，薄膜晶體管至少包括一柵極電極103(未示出)、作為有源(溝道)層的多晶硅層106、源極電極111a及漏極電極111b。柵極電極103電連接至柵極線102a、源極電極111a電連接至像素電極116而漏極電極111b電連接至數(shù)據(jù)線108a。像素電極116可由一透明導電層所構成，例如銦錫氧化物(ITO)，且其具有至少一狹縫116a，用以產(chǎn)生預傾角。
多個儲存電容114、118、120及122設置于像素區(qū)110上方。儲存電容114位于像素區(qū)110中間的部分，且大體平行于柵極線102a及102b。在本實施例中，儲存電容114的下電極102c與柵極線102a及102b由相同的導電層界定而成。再者，上電極108e與數(shù)據(jù)線108a及108b由相同的導電層界定而成。
在另一實施例中，像素電極116與儲存電容114的上電極由相同的導電層界定而成，而無需額外設置上述上電極108e。
儲存電容118大體平行于且鄰近柵極線102a，而儲存電容120大體平行于且鄰近柵極線102b。不同于儲存電容114，儲存電容118及120的下電極108c及108d與數(shù)據(jù)線108a及108b是由相同的導電層界定而成的，而像素電極116與儲存電容118及120的上電極是由相同的導電層界定而成的。亦即，以像素電極116作為儲存電容118及120的上電極。
儲存電容122大體平行且鄰近數(shù)據(jù)線108a。相同于儲存電容114，儲存電容122的下電極102d與柵極線102a及102b是由相同的導電層界定而成的。此外，相同于儲存電容118及120，像素電極116與儲存電容122的上電極由相同的導電層界定而成。
圖1G-1示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的適用于廣視角液晶顯示器的像素結構的平面示意圖，其中相同于圖1G的部件使用相同的標號，且此處省略相同或類似的說明。在本實施例中，不同于圖1G之處在于大體平行于數(shù)據(jù)線108a的儲存電容122可與數(shù)據(jù)線108a部分交迭。同樣地，分別大體平行于柵極線102a及102b的儲存電容118及120可分別與柵極線102a及102b部分交迭。
以下配合圖1A至1G、圖2A至2G及圖3A至3C說明本發(fā)明實施例的適用于廣視角液晶顯示器的像素結構的制造方法。其中，圖1A至1G示出廣視角液晶顯示器的像素結構的制造方法平面示意圖；圖2A至2G分別示出圖1A至1G中沿2A-2A’、2B-2B’、2C-2C’、2D-2D’、2E-2E’、2F-2F’、2G-2G’線的剖面示意圖；圖3A至3C分別示出圖1E至1G中沿3A-3A’、3B-3B’、3C-3C’線的剖面示意圖。首先，請參照圖1A及2A，提供一基板100，例如是由透明玻璃或石英所構成的陣列基板。在基板100上形成一第一導電層102，例如鋁、鉻、鉬、鎢、銅或其合金。接著，請參照圖1B及2B，界定第一導電層102，以在基板100上形成大體相互平行的柵極線102a及102b，其中柵極線102a具有一突出部103，用以作為薄膜晶體管的柵極電極。同時，藉由界定第一導電層102，而在柵極線102a及102b之間形成一大體平行于柵極線102a及102b的共用線102c。在本實施例中，共用線102c具有大體平行且鄰近于隨后形成的一數(shù)據(jù)線的一側向延伸部102d。側向延伸部102d的一端可具有一突出部，其大體平行且鄰近于一柵極線102b。共用線102c及其側向延伸部102d用以分別作為后續(xù)儲存電容的下電極。
接下來，請參照圖1C及2C，在基板100上形成一第一絕緣層104，例如氧化硅或氮化硅層，并覆蓋柵極線102a及102b、柵極電極103以及共用線102c及其側向延伸部102d。此處，第一絕緣層104用作薄膜晶體管的柵極絕緣層以及儲存電容絕緣層。之后，可藉由傳統(tǒng)沉積技術，例如化學氣相沉積(CVD)，在柵極電極103上方的第一絕緣層104上形成一多晶硅或非晶硅層106，用以作為薄膜晶體管的有源(溝道)層。
接下來，請參照圖1D及2D，在第一絕緣層104上形成一第二導電層108，例如鋁、鉻、鉬、鎢、銅或其合金，并覆蓋多晶硅或非晶硅層106。接著，界定第二導電層108，以在第一絕緣層104上形成大體相互平行的數(shù)據(jù)線108a及108b，且其大體垂直相交于柵極線102a及102b而形成一像素區(qū)110。同時，藉由界定該第二導電層108，以在多晶硅層(有源層)106上分別形成源極電極111a與漏極電極111b。此外，藉由界定該第二導電層108，以在第一絕緣層104上形成大體相互平行于柵極線102a及102b的導電圖案層108c、108d及108e。導電圖案層108c及108d分別鄰近柵極線102a及102b，用以作為后續(xù)儲存電容的下電極。導電圖案層108e形成于共用線102c上方的第一絕緣層104上，用以作為儲存電容的上電極。在本實施例中，共用線102c、導電圖案層108e以及介于其間的第一絕緣層104在像素區(qū)110中間部構成一儲存電容114，如圖1E、2E及3A所示。
接下來，請參照圖1F、2F及3B，在第一絕緣層104上形成一第二絕緣層(保護層)112，并覆蓋數(shù)據(jù)線108a及108b、源極及漏極電極111a及111b、以及導電圖案層108c、108d及108e。第二絕緣層112可獨自或與第一絕緣層104一起用作儲存電容絕緣層，其可為單層或多層結構，例如為氧化硅層、氮化硅層、或其組合。之后，蝕刻第二絕緣層112和/或第一絕緣層104，以在其中形成多個介層洞(接觸孔)112a、112b、112c、112d、112e及112f。其中，接觸孔112a用于電連接薄膜晶體管與后續(xù)形成的像素電極，而接觸孔112b、112c、112d、112e及112f則用以電連接多個儲存電容。
最后，請參照圖1G、2G及3C，在第二絕緣層112上形成一透明導電層(未示出)，例如ITO并填入接觸孔112b、112c、112d、112e及112f。之后，界定透明導電層，以在像素區(qū)110上方的第二絕緣層112上形成一像素電極116。像素電極116具有一狹縫116a，用以產(chǎn)生預傾角。此外，像素電極116部分延伸于作為儲存電容下電極的導電圖案層108c及108d與共用線102c的側向延伸部102d上方，而分別構成儲存電容118、120及122。
在另一實施例中，像素電極116可作為儲存電容114的上電極，而無需在界定第二導電層108時形成導電圖案層108e，以及在蝕刻第二絕緣層112時形成接觸孔112b。亦即，儲存電容114可由共用線(下電極)102c、像素電極(上電極)、及第一及第二絕緣層(電容絕緣層)104及112所構成。
同時，藉由界定透明導電層，以在接觸孔112c及接觸孔112d上方形成與像素電極116分開的透明導電部117a且在接觸孔112e與112f上方形成與像素電極116分開的透明導電部117b。儲存電容114、118、120及122藉由透明導電部117a及117b以及接觸孔112b、112c、112d、112e及112f彼此電連接。
另外，本領域技術人員可通過類似圖1A至1G所示的工藝步驟，制作出如圖1G-1所示的像素結構。為簡化說明，此處不再加以贅述。
根據(jù)本發(fā)明的像素結構，由于非透明的導電圖案層108c及108d分別與柵極線102a及102b相鄰或部分交迭，因此無需額外在柵極線上方形成黑底即可排除鄰近柵極線處所產(chǎn)生的色偏現(xiàn)象，同時有助于開口率的提高。此外，由于儲存電容118、120及122的存在，儲存電容114的面積得以縮小，以進一步改善開口率，并有效提升圖像質(zhì)量。
雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領域的普通技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種適用于廣視角液晶顯示器的像素結構，包括第一及第二柵極線，平行設置于一基板上；第一及第二數(shù)據(jù)線，平行設置于所述基板上且大體垂直相交于所述第一及第二柵極線，以在所述基板上定義出一像素區(qū)；一像素電極，設置于所述像素區(qū)上方；以及一第一儲存電容，設置于所述像素區(qū)上方，其大體平行所述第一柵極線且與第一柵極線相鄰或部分交迭。
2.如權利要求1所述的適用于廣視角液晶顯示器的像素結構，其中所述第一及第二數(shù)據(jù)線與所述第一儲存電容的下電極由相同的導電層界定而成。
3.如權利要求1所述的適用于廣視角液晶顯示器的像素結構，其中所述像素電極與所述第一儲存電容的上電極由相同的導電層界定而成。
4.如權利要求1所述的適用于廣視角液晶顯示器的像素結構，還包括一第二儲存電容，設置于像素區(qū)上方，其大體平行所述第二柵極線且與第二柵極線相鄰或部分交迭。
5.如權利要求4所述的適用于廣視角液晶顯示器的像素結構，其中所述第一及第二數(shù)據(jù)線與所述第二儲存電容的下電極由相同的導電層界定而成。
6.如權利要求4所述的適用于廣視角液晶顯示器的像素結構，其中所述像素電極與所述第二儲存電容的上電極由相同的導電層界定而成。
7.如權利要求1所述的適用于廣視角液晶顯示器的像素結構，還包括一第二儲存電容，設置于像素區(qū)的中間部上方，其大體平行所述第一及第二柵極線。
8.如權利要求7所述的適用于廣視角液晶顯示器的像素結構，其中所述第一及第二柵極線與所述第二儲存電容的下電極由相同的導電層界定而成。
9.如權利要求7所述的適用于廣視角液晶顯示器的像素結構，其中所述第一及第二數(shù)據(jù)線與所述第二儲存電容的上電極由相同的導電層界定而成。
10.如權利要求7所述的適用于廣視角液晶顯示器的像素結構，其中所述像素電極與所述第二儲存電容的上電極由相同的導電層界定而成。
11.如權利要求1所述的適用于廣視角液晶顯示器的像素結構，還包括一第二儲存電容，設置于像素區(qū)上方，其大體平行于所述第一數(shù)據(jù)線且與第一數(shù)據(jù)線相鄰或部分交迭。
12.如權利要求11所述的適用于廣視角液晶顯示器的像素結構，其中所述第一及第二柵極線與所述第二儲存電容的下電極由相同的導電層界定而成。
13.如權利要求11所述的適用于廣視角液晶顯示器的像素結構，其中所述像素電極與所述第二儲存電容的上電極由相同的導電層界定而成。
14.一種適用于廣視角液晶顯示器的像素結構的制造方法，包括在一基板上形成一第一導電層；界定所述第一導電層，以在所述基板上形成大體相互平行的第一及第二柵極線；在所述基板上形成一第一絕緣層，并覆蓋所述第一及該第二柵極線；在所述第一絕緣層上形成一第二導電層；界定所述第二導電層，以在所述第一絕緣層上形成一第一數(shù)據(jù)線、一第二數(shù)據(jù)線、及一第一儲存電容的下電極，其中所述第一及第二數(shù)據(jù)線大體相互平行并大體垂直相交于所述第一及第二柵極線而形成一像素區(qū)，所述第一儲存電容的下電極大體平行于所述第一柵極線且與第一柵極線相鄰或部分交迭；在所述第一絕緣層上形成一第二絕緣層，并覆蓋所述第一數(shù)據(jù)線、第二數(shù)據(jù)線、及第一儲存電容的下電極；以及在所述像素區(qū)上方的第二絕緣層上形成一像素電極，其部分延伸于所述第一儲存電容的下電極上方，用以作為一第一儲存電容的上電極。
15.如權利要求14所述的適用于廣視角液晶顯示器的像素結構的制造方法，還包括藉由界定所述第一導電層，以在所述第一及第二柵極線之間形成一大體平行的第二儲存電容的下電極；在第二儲存電容的下電極上覆蓋所述第一絕緣層；以及藉由定義所述第二導電層，以在該第二儲存電容的下電極上方的所述第一絕緣層上形成一第二儲存電容的上電極。
16.如權利要求14所述的適用于廣視角液晶顯示器的像素結構的制造方法，還包括藉由界定所述第一導電層，以在所述第一及第二柵極線之間形成一大體平行的第二儲存電容的下電極；在第二儲存電容的下電極上覆蓋所述第一及第二絕緣層；以及在所述第二儲存電容的下電極上方的所述第二絕緣層上形成該像素電極，用以作為一第二儲存電容的上電極。
17.如權利要求14所述的適用于廣視角液晶顯示器的像素結構的制造方法，還包括藉由界定所述第二導電層，以在所述第一絕緣層上形成一第二儲存電容的下電極，其大體平行于所述第二柵極線且與第二柵極線相鄰或部分交迭；在第二儲存電容的下電極上覆蓋所述第二絕緣層；以及在所述第二儲存電容的下電極上方的所述第二絕緣層上形成所述像素電極，用以作為第二儲存電容的上電極。
18.如權利要求14所述的適用于廣視角液晶顯示器的像素結構的制造方法，還包括藉由界定所述第一導電層，以在所述基板上形成一第二儲存電容的下電極，其大體平行于所述第一數(shù)據(jù)線且與第一數(shù)據(jù)線相鄰或部分交迭；在第二儲存電容的下電極上依次覆蓋所述第一及第二絕緣層；以及在所述第二儲存電容的下電極上方的第二絕緣層上形成所述像素電極，用以作為第二儲存電容的上電極。
全文摘要
本發(fā)明提供一種適用于廣視角液晶顯示器的像素結構，其包括一對柵極線、一對數(shù)據(jù)線、一像素電極以及一儲存電容。兩柵極線平行設置于一基板上，而兩數(shù)據(jù)線平行設置于基板上且大體垂直相交于兩柵極線，以在基板上定義出一像素區(qū)。像素電極設置于像素區(qū)上方，且儲存電容設置于像素區(qū)上方，其大體平行其中一柵極線且與該柵極線相鄰或部分交迭。本發(fā)明還提供一種適用于廣視角液晶顯示器的像素結構的制造方法。
文檔編號G02F1/13GK1693980SQ200510076168
公開日2005年11月9日 申請日期2005年6月8日 優(yōu)先權日2005年6月8日
發(fā)明者吳明洲, 林永倫, 蘇振嘉, 田名峰 申請人:友達光電股份有限公司