顯示面板的像素結構及其製造方法
2023-06-12 10:30:56
專利名稱：顯示面板的像素結構及其製造方法
顯示面板的像素結構及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種顯示技術領域，特別是涉及一種顯示面板的像素結構及其製造方法。
背景技術：
液晶顯示器(Liquid Crystal Display, IXD)已被廣泛應用於各種電子產品中， 液晶顯示器大部分為背光型液晶顯示器，其是由液晶顯示面板及背光模塊(backlight module)所組成。一般的液晶顯示面板包含彩色濾光片(Color Filter,CF)基板及薄膜電晶體(Thin Film Transistor, TFT)矩陣基板。CF基板上設有多個彩色濾光片和共同電極。TFT矩陣基板上設有多條彼此平行的掃描線、多條彼此平行的數據線、多個薄膜電晶體及像素電極，其中掃描線是垂直於數據線，且兩相鄰掃描線和兩相鄰數據線之間可界定像素(Pixel)區域。然而，當顯示面板的尺寸愈大時，容易造成顯示面板上的掃描信號的延遲。因此， 掃描信號波形容易變形，而嚴重影響數據線信號充電的正確性。故，有必要提供一種顯示面板的像素結構及其製造方法，以解決現有技術所存在的問題。
發明內容本發明提供一種顯示面板的像素結構及其製造方法，以解決信號的延遲問題。本發明的主要目的在於提供一種顯示面板的像素結構，其形成於一基板上，所述像素結構包括像素電極；第一電晶體，包括第一柵電極、第一源電極及第一漏電極，其中所述第一漏電極是電性連接於所述像素電極，所述第一源電極是電性連接於數據線；以及第二電晶體，包括第二柵電極、第二源電極及第二漏電極，其中所述第二源電極是電性連接於第一柵極線，所述第二漏電極是電性連接於所述第一電晶體的所述第一柵電極，所述第二柵電極是電性連接於第二柵極線。在本發明的一實施例中，所述第二柵極線是平行於所述第一柵極線。在本發明的一實施例中，所述第二柵電極是由部分的所述第二柵極線所形成。在本發明的一實施例中，所述第二源電極是由所述第一柵極線延伸出。在本發明的一實施例中，所述第二柵極線是平行於所述數據線。在本發明的一實施例中，所述第二柵電極通過第一接孔來電性連接於所述第二柵極線。在本發明的一實施例中，所述第二源電極通過第二接孔來電性連接於所述第一柵極線。在本發明的一實施例中，第二漏電極通過第三接孔來電性連接於第一柵電極。
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本發明的另一目的在於提供一種像素結構的製造方法，所述製造方法包括如下步驟形成第一電極及第二電極於基板上；形成第一柵極絕緣層於所述第一電極上；形成半導體層於第一柵極絕緣層及所述第二電極上； 形成第一源電極及第一漏電極於所述半導體層上，其中所述第一源電極及所述第一漏電極是對位於所述第一電極，而部分所述第一電極是作為第一柵電極；形成第二柵極絕緣層於所述半導體層上，其中所述第二柵極絕緣層是對位於所述第二電極及另一部分的所述第一電極；形成第二柵電極於所述第二柵極絕緣層上，其中所述第二電極是作為第二源電極，所述另一部分的所述第一電極是作為第二漏電極；以及形成像素電極，其中所述像素電極是電性連接於所述第一漏電極。本發明的又一目的在於提供一種像素結構的製造方法，所述製造方法包括如下步驟形成第一柵電極及第二柵電極於基板上；形成柵極絕緣層於所述第一柵電極及所述第二柵電極上；形成第一半導體層及第二半導體層於柵極絕緣層上，其中所述第一半導體層是對位於所述第一柵電極，所述第二半導體層是對位於所述第二柵電極；形成第一源電極及第一漏電極於所述第一半導體層上；形成第二源電極及第二漏電極於所述第二所述半導體層上，其中所述第二漏電極是通過接孔來電性連接於所述第一柵電極；以及形成像素電極，其中所述像素電極是電性連接於所述第一漏電極。本發明的顯示面板的像素結構及其製造方法可確保柵極線所傳送的柵極信號的正確性，以改善信號波形因延遲而導致的變形問題，而可確保數據線信號充電的正確性。因此，通過本發明的顯示面板的像素結構，可改善顯示面板的像素充電效果。為讓本發明的上述內容能更明顯易懂，下文特舉優選實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下
圖1顯示依照本發明的實施例的顯示面板與背光模塊的剖面示意圖；圖2顯示依照本發明的第一實施例的顯示面板的像素結構的等效電路圖；圖3顯示依照本發明的第一實施例的像素結構的示意圖；圖4顯示依照本發明圖3沿A-A線的剖視圖；圖5顯示依照本發明的顯示面板的柵極信號的波形圖；圖6顯示依照本發明的第一實施例的顯示面板的像素結構的等效電路圖；圖7顯示依照本發明的第一實施例的像素結構的示意圖；以及圖8顯示依照本發明圖7沿B-B線的剖視圖。
具體實施方式
以下各實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發明可用以實施的特定實施例。本發明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「內」、「外」、「側面」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。在圖中，結構相似的單元是以相同標號表示。請參照圖1，其顯示依照本發明的實施例的顯示面板與背光模塊的剖面示意圖。本發明的顯示面板100可為例如液晶顯示(IXD)面板、有機發光二極體顯示(OLED)面板、等離子顯示屏(PDP)或場致電子發射顯示面板(Field Emission Display)面板。以LCD為例，當顯示面板100例如為液晶顯示面板時，顯示面板100可組合背光模塊101，而形成液晶
顯示裝置。請參照圖2、圖3及圖4，圖2顯示依照本發明的第一實施例的顯示面板的像素結構的等效電路圖，圖3顯示依照本發明的第一實施例的像素結構的示意圖，圖4顯示依照本發明圖3沿A-A線的剖視圖。本實施例的顯示面板100包含基板110、多個像素120、多條數據線130、多條第一柵極線140及多條第二柵極線150。數據線130和第一柵極線140是相互交錯地配置於基板110上，像素120是以矩陣形式來配置於基板110上，並位於數據線 130和第一柵極線140之間，第二柵極線150是排列於像素120之間，其中第二柵極線150 可平行於數據線130或第一柵極線140。在第一實施例中，第二柵極線150是平行於第一柵極線140。如圖2所示，基板110可例如為玻璃基板或可撓性塑料基板，在本實施例中，基板 110可例如為薄膜電晶體(Thin Film Transistor,TFT)矩陣基板，當顯示面板100例如為液晶顯示面板時，顯示面板100可更包含液晶層(未繪示)和另一基板(未繪示)，此另一基板例如為彩色濾光片(Color Filter, CF)基板，其相對於基板110設置，此時，液晶層是形成於TFT矩陣基板(基板110)和CF基板之間，此另一基板可設有公共電極(未繪示)， 用以提供一公共電壓(Vcom)。如圖2所示，每一像素120可包括像素電極121、第一電晶體122及第二電晶體 123。像素電極121優選是以透光導電材料所製成，例如氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、 氧化銦錫鋅(ITZO)、鋁摻雜氧化鋅(AZO)、鎵摻雜氧化鋅(GZO)、氧化鋅(SiO)或聚乙撐二氧噻吩(PEDOT)。第一電晶體122及第二電晶體123例如為薄膜電晶體(TFT)，其電性連接於數據線130、第一柵極線140、第二柵極線150及像素電極121。第一電晶體122是用於允許數據線130提供數據信號至像素電極121，而第二電晶體123是用於修正由第一柵極線140 所傳來的柵極信號，並提供修正後的柵極信號至第一電晶體122。如圖2所示，第一電晶體122包括第一柵電極124、第一源電極125及第一漏電極 126，其中第一漏電極1 是電性連接於像素電極121，第一源電極125是電性連接於數據線 130。第二電晶體123包括第二柵電極127、第二源電極1 及第二漏電極129，其中第二源電極1 是電性連接於第一柵極線140，第二漏電極1 是電性連接於第一電晶體122的第一柵電極124，第二柵電極127是電性連接於第二柵極線150。當本實施例的第一柵極線140傳送柵極信號至第一電晶體122時，第一柵極線140 所傳送的柵極信號可通過第二電晶體123來進行修正，而修正後的柵極信號可通過第二電晶體123來提供至第一電晶體122。因此，當數據線130通過第一電晶體122來傳送數據信號至像素電極121時，第一電晶體122可通過較正確的修正後柵極信號來開啟，因而可確保數據線130信號充電的正確性，而大幅改善柵極信號的延遲問題。請參照圖5，其顯示依照本發明的顯示面板的柵極信號的波形圖，線段102為現有技術的一顯示面板的柵極信號波形，而線段103為本發明的顯示面板100的修正後柵極信號波形。如圖5所示，相較於線段102的變形波形，線段103的修正後柵極信號波形可改善柵極信號因信號延遲而導致的信號變形問題。因此，本發明的顯示面板100的像素120可改善柵極信號的延遲問題，確保數據線130信號充電的正確性。如圖4所示，當製造本實施例的顯示面板100的像素結構120時，首先，形成第一電極111及第二電極112於基板110上，第一電極111及第二電極112之間具有一間隙。 第一電極111及第二電極112可通過光刻工藝來形成，其材料例如為Al、Ag、Cu、Mo、Cr、W、 Ta、Ti、氮化金屬或上述任意組合的合金，亦可為具有耐熱金屬薄膜和低電阻率薄膜的多層結構，例如氮化鉬薄膜和鋁薄膜的雙層結構。在本實施例中，電極111、112及第一柵極線 140可同時通過光刻工藝來形成於基板110上，第二電極112是由第一柵極線140延伸出。如圖4所示，接著，形成第一柵極絕緣層113於第一電極111上。第一柵極絕緣層 113的材料例如為氮化矽(SiNx)或氧化矽(SiOx)，其例如是以等離子體增強化學氣相沉積 (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)方式來沉積形成。接著,形成半導體層114於第一柵極絕緣層113及第二電極112上，半導體層114的材料例如是由重摻雜有N型雜質(例如砷)的N+非晶矽(a-Si)或其矽化物所形成。如圖4所示，接著，形成第一源電極125及第一漏電極1 於半導體層114上，其中第一源電極125及第一漏電極1 是對位於第一電極111，亦即第一源電極125及第一漏電極1 是位於第一電極111的上方。其中，部分的第一電極111是作為第一柵電極124，第一源電極125是電性連接於數據線130。因此，通過部分的第一電極111 (第一柵電極124)、 第一柵極絕緣層113、半導體層114、第一源電極125及第一漏電極1 的形成，可得到第一電晶體122。第一源電極125及第一漏電極126的材料例如Al、Ag、Cu、Mo、Cr、W、Ta、Ti、 氮化金屬或上述任意組合的合金。如圖4所示，接著，形成第二柵極絕緣層115於半導體層114上，其中此第二柵極絕緣層115是對位於第二電極112及另一部分的第一電極111，亦即第二柵極絕緣層115是位於第二電極112及另一部分的第一電極111的上方。接著，形成第二柵電極127於第二柵極絕緣層115上，其中第二電極112是作為第二源電極128，此另一部分的第一電極111 是作為第二漏電極129。因此，通過第二柵電極127、第二柵極絕緣層115、半導體層114、第二電極112(第二源電極128)及另一部分的第一電極111(第二漏電極129)的形成，可得到第二電晶體123。其中，第二柵電極127是由部分的第二柵極線150所形成，第二柵電極 127的材料可例如為Al、Ag、Cu、Mo、Cr、W、Ta、Ti、氮化金屬或上述任意組合的合金，並可相同或不同於電極111、112的材料。如圖4所示，接著，形成像素電極116，其中像素電極116是電性連接於第一電晶體 122的第一漏電極126。且像素電極116可形成於保護層118上，此保護層118可形成於源電極125及漏電極1 上。保護層118可具有至少一接孔(未顯示)，以暴露出部分漏電極 126，像素電極層116可覆蓋於接孔上，以電性連接於漏電極126，故完成本實施例的顯示面板100的像素結構120。
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請參照圖6、圖7及圖8，圖6顯示依照本發明的第二實施例的顯示面板的像素結構的等效電路圖，圖7顯示依照本發明的第二實施例的像素結構的示意圖，圖8顯示依照本發明圖7沿B-B線的剖視圖。第二實施例的像素220可包括像素電極221、第一電晶體222 及第二電晶體223。第一電晶體222及第二電晶體223電性連接於數據線230、第一柵極線 M0、第二柵極線250及像素電極221。第一電晶體222是用於允許數據線230提供數據信號至像素電極221，而第二電晶體223是用於修正由第一柵極線240所傳來的柵極信號，並提供修正後的柵極信號至第一電晶體222。在第二實施例中，第二柵極線250是平行於數據線 230。如圖8所示，第一電晶體222包括第一柵電極224、第一源電極225及第一漏電極 226，其中第一漏電極2 是電性連接於像素電極221，第一源電極225是電性連接於數據線 230。第二電晶體223包括第二柵電極227、第二源電極2 及第二漏電極229，其中第二源電極2 是電性連接於第一柵極線對0，第二漏電極2 是電性連接於第一電晶體222的第一柵電極224，第二柵電極227是電性連接於第二柵極線250。如圖8所示，當製造本實施例的顯示面板的像素結構220時，首先，形成第一柵電極2M及第二柵電極227於基板210上，其中第一柵電極2M及第二柵電極227之間具有一間隙。第一柵電極2M及第二柵電極227可通過光刻工藝來形成，其材料例如為Al、Ag、 Cu、Mo、Cr、W、Ta、Ti、氮化金屬或上述任意組合的合金，亦可為具有耐熱金屬薄膜和低電阻率薄膜的多層結構，例如氮化鉬薄膜和鋁薄膜的雙層結構。在本實施例中，柵電極224、227 及第一柵極線240可同時通過光刻工藝來形成於基板210上。如圖8所示，接著，形成柵極絕緣層213於第一柵電極2M及第二柵電極227上， 柵極絕緣層213的材料例如為氮化矽(SiNx)或氧化矽(SiOx)。接著，形成第一半導體層 211及第二半導體層212於柵極絕緣層213上，其中第一半導體層211是對位於第一柵電極224，第二半導體層212是對位於第二柵電極227，亦即第一半導體層211是位於第一柵電極2M上，第二半導體層212是位於第二柵電極227上。半導體層211、212的材料例如是由重摻雜有N型雜質(例如砷)的N+非晶矽(a-Si)或其矽化物所形成。如圖8所示，接著，形成第一源電極225及第一漏電極2 於第一半導體層211上， 且形成第二源電極2 及第二漏電極2 於第二半導體層212上。因此，通過第一柵電極 224、柵極絕緣層213、第一半導體層211、第一源電極225及第一漏電極226的形成，可得到第一電晶體222 ；通過第二柵電極227、柵極絕緣層213、第二半導體層212、第二源電極2 及第二漏電極2 的形成，可得到第二電晶體223。其中，源電極225、2 及漏電極2沈、2四的材料例如Al、Ag、Cu、Mo、Cr、W、Ta、Ti、氮化金屬或上述任意組合的合金。如圖8所示，在第二實施例中，源電極225、228、漏電極226、2 及第二柵極線250 可同時通過光刻工藝來形成。再者，在第二實施例中，位於不同層的電極及信號線可通過接孔(contact hole)來連接。其中，第二柵電極227可通過接孔201來電性連接於第二柵極線250，第二源電極2 可通過接孔202來電性連接於第一柵極線M0，第二漏電極2 可通過接孔203來電性連接於第一柵電極224。如圖8所示，接著，形成像素電極216，其中像素電極216是電性連接於第一電晶體 222的第一漏電極226。且像素電極216可形成於保護層218上，此保護層218可形成於源電極225、2觀及漏電極226、2四上。保護層218可具有至少一接孔(未顯示)，以暴露出部分漏電極226，像素電極層216可覆蓋於接孔上，以電性連接於漏電極226，故完成第二實施例的顯示面板的像素結構220。由上述可知，本發明的顯示面板的像素結構及其製造方法可利用第二電晶體來修正柵極線所傳送的柵極信號，以改善信號波形因延遲而導致的變形問題，而可確保數據線信號充電的正確性。因此，通過本發明的顯示面板的像素結構，可改善顯示面板的像素充電效果(充電率及均勻度)。綜上所述，雖然本發明已以優選實施例揭露如上，但上述優選實施例並非用以限制本發明，本領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，均可作各種更動與潤飾，因此本發明的保護範圍以權利要求界定的範圍為準。
權利要求
1.一種顯示面板的像素結構，其形成於ー基板上，其特徵在於所述像素結構包括 像素電極；第一電晶體，包括第一柵電極、第一源電極及第一漏電極，其中所述第一漏電極是電性 連接於所述像素電極，所述第一源電極是電性連接於數據線；以及第二電晶體，包括第二柵電極、第二源電極及第ニ漏電極，其中所述第二源電極是電性 連接於第一柵極線，所述第二漏電極是電性連接於所述第一電晶體的所述第一柵電扱，所 述第二柵電極是電性連接於第二柵極線。
2.根據權利要求1所述的像素結構，其特徵在於所述第二柵極線是平行於所述第一 柵極線。
3.根據權利要求2所述的像素結構，其特徵在於所述第二柵電極是由部分的所述第 ニ柵極線所形成。
4.根據權利要求2所述的像素結構，其特徵在於所述第二源電極是由所述第一柵極 線延伸出。
5.根據權利要求1所述的像素結構，其特徵在於所述第二柵極線是平行於所述數據線。
6.根據權利要求5所述的像素結構，其特徵在於所述第二柵電極通過第一接孔來電 性連接於所述第二柵極線。
7.根據權利要求5所述的像素結構，其特徵在於所述第二源電極通過第二接孔來電 性連接於所述第一柵極線。
8.根據權利要求5所述的像素結構，其特徵在於第二漏電極通過第三接孔來電性連 接於第一柵電扱。
9.一種像素結構的製造方法，其特徵在於所述製造方法包括如下步驟 形成第一電極及第ニ電極於基板上；形成第一柵極絕緣層於所述第一電極上；形成半導體層於所述第一柵極絕緣層及所述第二電極上；形成第一源電極及第一漏電極於所述半導體層上，其中所述第一源電極及所述第一漏 電極是對位於所述第一電極，而部分所述第一電極是作為第一柵電扱；形成第二柵極絕緣層於所述半導體層上，其中所述第二柵極絕緣層是對位於所述第二 電極及另一部分的所述第一電極；形成第二柵電極於所述第二柵極絕緣層上，其中所述第二電極是作為第二源電極，所 述另一部分的所述第一電極是作為第二漏電極；以及形成像素電極，其中所述像素電極是電性連接於所述第一漏電極。
10.一種像素結構的製造方法，其特徵在於所述製造方法包括如下步驟 形成第一柵電極及第ニ柵電極於基板上；形成柵極絕緣層於所述第一柵電極及所述第二柵電極上；形成第一半導體層及第ニ半導體層於柵極絕緣層上，其中所述第一半導體層是對位於 所述第一柵電極，所述第二半導體層是對位於所述第二柵電扱； 形成第一源電極及第一漏電極於所述第一半導體層上；形成第二源電極及第ニ漏電極於所述第二所述半導體層上，其中所述第二漏電極是通過接孔來電性連接於所述第一柵電極；以及形成像素電極，其中所述像素電極是電性連接於所述第一漏電極。
全文摘要
本發明提供一種顯示面板的像素結構及其製造方法。此製造方法包括如下步驟形成第一電晶體及第二電晶體於基板上，其中第一電晶體是連接於第二電晶體與數據線之間，第二電晶體是連接於第一柵極線與第二柵極線；以及形成像素電極，其中像素電極是連接於第一電晶體。本發明可改善信號波形因延遲而導致的變形問題。
文檔編號G02F1/1362GK102402085SQ20111034305
公開日2012年4月4日 申請日期2011年11月3日 優先權日2011年11月3日
發明者侯鴻龍 申請人:深圳市華星光電技術有限公司