CN103838039A - 像素结构 - Google Patents
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Abstract
一种像素结构，包括数据线、扫描线、有源元件、像素电极以及间隙物。有源元件与数据线以及扫描线电性连接，且有源元件包括栅极、通道层、源极以及漏极，其中栅极、通道层以及源极或漏极在垂直投影方向上的重叠部分为第一区域。像素电极与漏极电性连接。间隙物对应有源元件设置，其中间隙物覆盖有源元件的第一区域。间隙物具有相对设置的第一边缘与第二边缘，第一边缘与第二边缘位于第一区域外。
Description
【技术领域】
本发明是有关于一种像素结构，且特别是有关于一种具有间隙物的像素结构。
【背景技术】
随着科技的进步，体积庞大的阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)显示器已经渐渐地走入历史。因此，液晶显示器(Liquid CrystalDisplay，LCD)、有机发光二极管显示器(Organic Light Emitting Diodedisplay，OLED display)、电泳显示器(Electro-Phoretic Display，EPD)、等离子显示器(Plasma Display Panel，PDP)等显示面板则逐渐地成为未来显示器的主流。
已知的液晶显示器可包括多个间隙物，配置在像素阵列基板与对向基板之间，且对应像素阵列基板的有源元件设置。由于有源元件(例如是薄膜晶体管)为多层堆叠而成的结构，因此在间隙物与有源元件接触处部分间隙物会被有源元件压缩。再者，随着元件尺寸持续缩小的趋势，间隙物与有源元件之间的对位更加困难。举例来说，当间隙物配置在对向基板上时，像素阵列基板与对向基板组立时的对位容易造成对位误差。当间隙物配置在像素阵列基板上时，黄光光罩曝光显影时的对位亦容易造成对位误差。当间隙物与有源元件之间具有对位误差(例如间隙物上移、下移或旋转)时，间隙物与有源元件的高度最高的区域之间的重叠面积会随间隙物的偏移而改变，因此容易使间隙物所受到的压缩力实质上不同，进而导致间隙物的结构不稳定以及液晶显示器的不同区域有耐压程度不均匀的问题。
【发明内容】
本发明提供一种像素结构，其可使显示面板的不同区域具有均匀的耐压程度。
本发明提出一种像素结构，包括数据线、扫描线、有源元件、像素电极以及间隙物。有源元件与数据线以及扫描线电性连接，且有源元件包括栅极、通道层、源极以及漏极，其中栅极、通道层以及源极或漏极在垂直投影方向上的重叠部分为第一区域。像素电极与漏极电性连接。间隙物对应有源元件设置，其中间隙物覆盖有源元件的第一区域，间隙物具有相对设置的第一边缘与第二边缘，第一边缘与第二边缘位于第一区域外。
基于上述，在本发明的像素结构中，当间隙物与有源元件之间具有对位误差时，像素结构的间隙物与有源元件的高度最高的区域之间的重叠面积不会随间隙物的偏移而改变，则间隙物所受到的压缩力实质上为固定值，进而可使间隙物的结构稳定且显示面板的不同区域具有均匀的耐压程度。
为让本发明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是依照本发明的显示面板的剖面示意图。
图2A是依照本发明的第一实施例的像素结构的上视示意图。
图2B是图2A的区域R的放大示意图。
图2C是当图2B的间隙物与有源元件之间具有对位误差时的上视示意图。
图3是图2B中沿线I-I’的有源元件的剖面示意图。
图4是图2B中沿线II-II’的有源元件的剖面示意图。
图5A及图5B是当间隙物与通道层的形状不同时的像素结构的上视示意图。
图6A是依照本发明的第二实施例的像素结构的上视示意图。
图6B是图6A的区域R的放大示意图。
图7是图6B中沿线I-I’的有源元件的剖面示意图。
图8是图6B中沿线II-II’的有源元件的剖面示意图。
【符号说明】
10：像素阵列基板
12、22：基板
14：像素阵列
20：对向基板
24：电极层
30：显示介质
50：显示面板
100、100’：像素结构
104、106：绝缘层
108：接触窗
110：第一区域
120：第二区域
130：第三区域
140、140’：间隙物
140a：第一边缘
140b：第二边缘
140c、140c’：第三边缘
140d、140d’：第四边缘
CH：通道层
D：漏极
d1、d2、d3、d4：最短距离
DL：数据线
G：栅极
PE：像素电极
R：区域
S：源极
SL：扫描线
T：有源元件
I-I’、II-II’：线
【具体实施方式】
图1是依照本发明的显示面板的剖面示意图。请参照图1，显示面板50包括像素阵列基板10、对向基板20以及显示介质30。显示面板50例如是液晶显示面板或是其他形式的显示面板。
像素阵列基板10包括基板12以及像素阵列14。基板12的材质可为玻璃、石英、有机聚合物或是金属等等。像素阵列14配置在基板12上，且像素阵列14包括多个像素结构。关于像素结构的设计将于后文中详细地描述。
对向基板20位于像素阵列基板10的对向侧。对向基板20包括基板22以及电极层24。基板22的材质可为玻璃、石英或有机聚合物等等。电极层24是全面地覆盖于基板22上。电极层24为透明导电层，其材质包括金属氧化物，例如是铟锡氧化物或者是铟锌氧化物。
显示介质30位于像素阵列基板10与对向基板20之间。当显示面板50为液晶显示面板时，显示介质30例如是液晶分子。
图2A是依照本发明的第一实施例的像素结构的上视示意图，图2B是图2A的区域R的放大示意图，图2C是当图2B的间隙物与有源元件之间具有对位误差时的上视示意图，而图3与图4分别是图2B中沿线I-I’以及线II-II’的有源元件的剖面示意图。为了清楚地说明本发明的实施例，图2A至图4仅绘示出图1的像素阵列14的其中一个像素结构，此领域技术人员应可以理解，图1的像素阵列14实际上即是由多个图2A至图4所示的像素结构组成阵列形式所构成。
请同时参照图2A至图4，像素结构100包括数据线DL、扫描线SL、有源元件T、像素电极PE以及间隙物140。
数据线DL与扫描线SL位于基板12上。数据线DL与扫描线SL的延伸方向不相同，较佳的是数据线DL的延伸方向与扫描线SL的延伸方向垂直。此外，数据线DL与扫描线SL是位于不相同的膜层，且两者之间夹有绝缘层(未绘示)。数据线DL与扫描线SL主要用来传递驱动此像素结构100的驱动信号。数据线DL与扫描线SL一般是使用金属材料。然而，本发明不限于此。根据其他实施例，数据线DL与扫描线SL也可以使用其他导电材料例如是包括合金、金属材料的氧化物、金属材料的氮化物、金属材料的氮氧化物或是金属材料与其它导电材料的堆叠层。
有源元件T位于基板12上，且有源元件T与数据线DL以及扫描线SL电性连接。在此，有源元件T例如是薄膜晶体管，其包括栅极G、通道层CH、源极S以及漏极D。栅极G与扫描线SL电性连接，源极S与数据线DL电性连接。换言之，当有控制信号输入扫描线SL时，扫描线SL与栅极G之间会电性导通；当有控制信号输入数据线DL时，数据线DL会与源极S电性导通。通道层CH位于栅极G的上方并且位于源极S与漏极D的下方。本实施例的有源元件T是以底部栅极型薄膜晶体管为例来说明，但本发明不限于此。在其他实施例中，有源元件T也可以是顶部栅极型薄膜晶体管。
在本实施例中，有源元件T具有第一区域110、第二区域120以及第三区域130。第一区域110为栅极G、通道层CH以及源极S或漏极D在垂直投影方向上的重叠部分。亦即，第一区域110为有源元件T的高度最高的区域。第二区域120为栅极G以及源极S或漏极D在垂直投影方向上的重叠部分。第三区域130为栅极G以及通道层CH在垂直投影方向上的重叠部分。
在有源元件T的栅极G上更覆盖有绝缘层104，其又可称为栅极绝缘层。另外，在有源元件T上可更覆盖有另一绝缘层106，其又可称为保护层。绝缘层104与绝缘层106的材料例如是包括无机材料、有机材料或上述的组合。无机材料例如是包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或上述至少二种材料的堆叠层。
像素电极PE与有源元件T的漏极D电性连接。更详细来说，像素电极PE可透过接触窗108与有源元件T的漏极D电性连接，其中接触窗108穿过绝缘层106。像素电极PE例如是透明导电层，其包括金属氧化物，例如是铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物、或其它合适的氧化物、或者是上述至少二者的堆叠层。
间隙物140配置在像素阵列基板10的像素阵列14与对向基板20的电极层24之间。在本实施例中，间隙物140例如是先形成在对向基板20上，再将像素阵列基板10与对向基板20组立以使间隙物140位于像素阵列基板10与对向基板20之间，但本发明不限于此。在其他实施例中，间隙物140亦可以是先形成在像素阵列基板10上，再将像素阵列基板10与对向基板20组立。再者，间隙物140对应有源元件T设置，其中间隙物140至少覆盖有源元件T的第一区域110。间隙物140的材料例如是光阻或其他合适的材料。在本实施例中，间隙物140为矩形间隙物，且通道层CH为矩形通道层。因此，间隙物140具有两个短边以及两个长边。所述两个短边为第一边缘140a以及第二边缘140b，且所述两个长边为第三边缘140c以及第四边缘140d。
第一边缘140a以及第二边缘140b与数据线DL实质上朝同一方向延伸，且彼此平行。第一边缘140a与第二边缘140b相对设置，且第一边缘140a与第二边缘140b位于第一区域110外。更详细来说，在本实施例中，第一边缘140a不与源极S重叠且不与第二区域120重叠，而第二边缘140b与漏极D重叠且不与第二区域120重叠。然而，本发明不限于此。在其他实施例中，亦可以是第一边缘140a与源极S(或数据线DL)重叠且不与第二区域120重叠，而第二边缘140b与漏极D重叠且不与第二区域120重叠。再者，间隙物140的第一边缘140a以及第二边缘140b与有源元件T的第二区域120之间的最短距离d1、d2分别为1μm以上。然而，本发明不限于此。在其他实施例中，最短距离d1、d2亦可以是其他数值，只要最短距离d1、d2至少大于间隙物140与有源元件T的对位误差值即可。
第三边缘140c以及第四边缘140d沿着扫描线SL的延伸方向延伸，且彼此平行。第三边缘140c以及第四边缘140d与通道层CH的长边彼此正交。第三边缘140c与第四边缘140d相对设置，且第三边缘140c与第四边缘140d位于第一区域110外。更详细来说，第三边缘140c与第四边缘140d位于第三区域130中。间隙物140部分地覆盖通道层CH，且第三边缘140c与第四边缘140d与通道层CH重叠。再者，间隙物140的第三边缘140c以及第四边缘140d与有源元件T的第一区域110之间的最短距离d3、d4分别为1μm以上。然而，本发明不限于此。在其他实施例中，最短距离d3、d4亦可以是其他数值，只要最短距离d3、d4至少大于间隙物140与有源元件T的对位误差值即可。此外，上述最短距离d1、d2、d3及d4可以是相同的或不同的，本发明不特别限定。也就是说，在本实施例中，间隙物140至少覆盖有源元件T的第一区域110(亦即，有源元件T的高度最高的区域)。再者，间隙物140的第一边缘140a、第二边缘140b、第三边缘140c以及第四边缘140d皆位于第一区域110外，且上述边缘与第一区域110之间分别具有最短距离d1、d2、d3及d4，其中所述最短距离d1、d2、d3及d4至少要大于间隙物140与有源元件T的对位误差值。
值得一提的是，在本实施例中，当间隙物140与有源元件T之间具有对位误差(例如间隙物140上移、下移或旋转)时，则间隙物140与有源元件T的第一区域110(亦即，有源元件T的高度最高的区域)的重叠面积实质上可以维持固定值，其中所述重叠面积与第一区域110的面积相同。亦即，间隙物140被有源元件T的第一区域110所压缩的面积实质上可以维持固定值，其中所述间隙物140被有源元件T的第一区域110所压缩的面积也就是上述的重叠面积。
举例来说，图2C是当图2B的间隙物140与有源元件T之间具有对位误差时的上视示意图。图2C的实施例与上述图2B的实施例相似，因此相同或相似的元件以相同或相似的符号表示，且不再重复说明。如图2C所示，当间隙物140与有源元件T之间具有对位误差而使间隙物140向下偏移时，则图2C的间隙物140与第一区域110的重叠面积(亦即，第一区域110的面积)实质上相等于图2B(无对位误差)的间隙物140与第一区域110的重叠面积(亦即，第一区域110的面积)。也就是说，本发明具有最佳化的间隙物140的设计，以使像素结构100的间隙物140与有源元件T的高度最高的区域(亦即，第一区域110)之间的重叠面积不会随间隙物140的偏移而改变，进而可使间隙物140的结构稳定且显示面板50的不同区域具有均匀的耐压程度。
还值得一提的是，间隙物140与通道层CH的形状不限于矩形。在其他实施例中，间隙物140与通道层CH可各自为矩形、正方形、梯形、多边形、不规则形或其他合适的形状。举例来说，图5A及图5B是当间隙物140与通道层CH的形状不同时的像素结构100的上视示意图。图5A与图5B的实施例与上述图2A的实施例相似，因此相同或相似的元件以相同或相似的符号表示，且不再重复说明。如图5A所示，间隙物140可为矩形且通道层CH可为多边形。如图5B所示，间隙物140可为多边形且通道层CH可为矩形。因此，间隙物140的形状与通道层CH的形状可以是相同的或不同的各种形状，只要当间隙物140与有源元件T之间具有对位误差时间隙物140与第一区域110的重叠面积实质上可以维持固定值即可。
图6A是依照本发明的第二实施例的像素结构的上视示意图，图6B是图6A的区域R的放大示意图，而图7与图8分别是图6B中沿线I-I’以及线II-II’的有源元件的剖面示意图。图6A至图8的实施例与上述图2A至图4的实施例相似，因此相同或相似的元件以相同或相似的符号表示，且不再重复说明。
请同时参照图6A至图8，图6A至图8的实施例与上述图2A至图4的实施例的不同的处在于间隙物140’的第三边缘140c’与第四边缘140d’同时位于通道层CH外。更详细来说，在像素结构100’中，间隙物140’完全地覆盖通道层CH，且第三边缘140c’与第四边缘140d’不与通道层CH重叠。
值得一提的是，在本实施例中，当间隙物140’与有源元件T之间具有对位误差(例如间隙物140’上移、下移或旋转)时，则间隙物140’与有源元件T的第一区域110(亦即，有源元件T的高度最高的区域)的重叠面积实质上可以维持固定值，其中所述重叠面积与第一区域110的面积相同。亦即，间隙物140’被有源元件T的第一区域110所压缩的面积实质上可以维持固定值，其中所述间隙物140’被有源元件T的第一区域110所压缩的面积也就是上述的重叠面积。也就是说，本发明具有最佳化的间隙物140’的设计，以使像素结构100’的间隙物140与有源元件T的高度最高的区域(亦即，第一区域110)之间的重叠面积不会随间隙物140的偏移而改变，进而可使间隙物140的结构稳定且显示面板50的不同区域具有均匀的耐压程度。
综上所述，在本发明的像素结构中，间隙物至少覆盖有源元件的第一区域(亦即，有源元件的高度最高的区域)，且间隙物的第一边缘与第二边缘位于第一区域外。因此，当间隙物与有源元件之间具有对位误差时，则间隙物所受到的压缩力实质上为固定值。也就是说，本发明具有最佳化的间隙物的设计，以使像素结构的间隙物与有源元件的高度最高的区域之间的重叠面积不会随间隙物的偏移而改变，进而可使间隙物的结构稳定且显示面板的不同区域具有均匀的耐压程度。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
Claims (15)
1.一种像素结构，其特征在于，包括：
一数据线以及一扫描线；
一有源元件，与该数据线以及该扫描线电性连接，且该有源元件包括一栅极、一通道层、一源极以及一漏极，其中该栅极、该通道层以及该源极或该漏极在垂直投影方向上的重叠部分为一第一区域；
一像素电极，与该漏极电性连接；以及
一间隙物，对应该有源元件设置，其中该间隙物覆盖该有源元件的该第一区域，该间隙物具有相对设置的一第一边缘与一第二边缘，该第一边缘与该第二边缘位于该第一区域外。
2.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该栅极以及该源极及该漏极在垂直投影方向上的重叠部分为一第二区域，该间隙物的该第二边缘与该漏极重叠且不与该第二区域重叠。
3.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该间隙物具有相对设置的一第三边缘与一第四边缘，且该第三边缘与该第四边缘位于该第一区域外。
4.如权利要求3所述的像素结构，其特征在于，该栅极以及该通道层在垂直投影方向上的重叠部分为一第三区域，且该第三边缘与该第四边缘位于该第三区域中。
5.如权利要求4所述的像素结构，其特征在于，该间隙物部分地覆盖该通道层，且该第三边缘与该第四边缘与该通道层重叠。
6.如权利要求3所述的像素结构，其特征在于，该第三边缘与该第四边缘同时位于该通道层外。
7.如权利要求6所述的像素结构，其特征在于，该间隙物完全地覆盖该通道层，且该第三边缘与该第四边缘不与该通道层重叠。
8.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该间隙物的该第一边缘以及该第二边缘与该有源元件的该第二区域之间的最短距离分别为1μm以上。
9.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该间隙物的该第三边缘以及该第四边缘与该有源元件的该第一区域之间的最短距离分别为1μm以上。
10.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该间隙物与该通道层的形状各自为矩形、正方形、梯形、多边形或不规则形。
11.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该间隙物包括至少一长边，且该间隙物的该长边与该通道层的一长边彼此正交。
12.如权利要求11所述的像素结构，其特征在于，该间隙物具有两长边，且所述两长边实质上彼此平行。
13.如权利要求12所述的像素结构，其特征在于，该间隙物为一矩形间隙物，且该通道层为一矩形通道层。
14.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该间隙物包括至少一长边，该至少一长边沿着该扫描线的延伸方向延伸。
15.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该第一边缘和该第二边缘与该数据线实质上朝同一方向延伸。
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