TWI417626B

TWI417626B - 畫素結構

Info

Publication number: TWI417626B
Application number: TW99138514A
Authority: TW
Inventors: Chih Chung Liu; Yan Cao
Original assignee: Century Display Shenzhen Co
Priority date: 2010-11-09
Filing date: 2010-11-09
Publication date: 2013-12-01
Also published as: TW201219942A

Description

畫素結構

本發明涉及一種液晶顯示裝置的畫素結構，且特別涉及一種可補償寄生電容且不降低開口率的畫素結構。

一般的薄膜電晶體液晶顯示器主要是由一薄膜電晶體陣列基板、一對向基板以及一夾於前述二基板之間的液晶層所構成。薄膜電晶體陣列基板主要包括多條掃描線、多條資料線、排列於掃描線與資料線間的薄膜電晶體以及與每一薄膜電晶體對應配置的畫素電極(Pixel Electrode)。而上述的薄膜電晶體包括閘極、半導體層、源極與汲極，其用來作為液晶顯示單元的開關元件。

薄膜電晶體陣列基板的製作過程通常包括多次的顯影及蝕刻步驟。在一般的製造技術當中，閘極與掃描線是第一金屬層(Metal 1)，源極、汲極與資料線是第二金屬層(Metal 2)。而且，在第一金屬層以及第二金屬層之間至少具有一層閘極絕緣層。薄膜電晶體的結構中，閘極與汲極至少有部分重疊，因此閘極與汲極之間通常會存在所謂的閘極-汲極寄生電容(以下稱作Cgd)。

就液晶顯示器而言，施加在液晶電容Clc上的電壓與液晶分子的光穿透率之間具有特定關係。因此，只要依據所要顯示的畫面來控制施加在液晶電容Clc上的電壓，即可使顯示器顯示預定的畫面。但由於閘極-汲極寄生電容Cgd的存在，液晶電容Clc上所保持的電壓將會隨著掃描線上的電壓變化而有所改變。此電壓變動量稱為饋通電壓(feed-through voltage)△Vp，其可表示為公式(1)：△Vp=[Cgd/(Clc+Cgd+Cst)](Vgon-Vgoff) (1)

其中Vgon-Vgoff為掃描線上的電壓變化，而Cst為儲存電容。

在目前的主動元件陣列工藝中，由於機台移動而引起對位步驟產生偏移以導致各個元件的相對位置有所差異。特別是，當閘極與汲極的重疊面積不同時，將使得同一面板的畫素的閘極-汲極寄生電容Cgd不同。如此一來，同一面板不同顯示畫素具有不同的饋通電壓△Vp，從而在顯示過程中產生顯示亮度不均勻的問題。

為了改善閘極-汲極寄生電容Cgd的變化所造成的負面影響，中國專利公開案CN101750826提出了一種改善閘極-汲極寄生電容Cgd的畫素結構。第1圖是中國專利公開案CN101750826畫素結構的局部俯視示意圖，請參照第1圖，畫素結構100包括一掃描線110、一資料線120、一閘極130、一半導體層140、一源極150、一汲極160以及一畫素電極170。掃描線110以及資料線120彼此交錯並且電絕緣。閘極130連接至掃描線110。半導體層140位於閘極130上方。源極150與汲極160均至少部分位於閘極130上，且源極150連接至資料線120。在該專利中，閘極130、半導體層140、源極150以及汲極160可構成一薄膜電晶體(未標示)。畫素電極170則電連接至汲極160以通過薄膜電晶體的開啟或是關閉來接收資料線120 上所傳輸的訊號。

汲極160包括一環繞源極150的梳型部162以及一連接部166。梳型部162具有一第一分支162a、一第二分支162b以及一條狀底部162c。連接部166的一端連接至條狀底部162c，另一端則背離方向d凸出於閘極130之外，因此，連接部166會與閘極130部分重疊。第二分支162b延伸至閘極130之外以定義出位於閘極130外的一凸出部164，且凸出部164與第二分支162b未延伸至閘極130之外的部分具有相同寬度。凸出部164與連接部166分別位於閘極130的相對兩側。因而，當機台移動而引起對位步驟產生與d方向相反的方向的偏移以使連接部166與閘極130重疊面積減小時，由於第二分支162b凸出部164的存在，因而第二分支162b與閘極130的重疊面積會增加，因而，總的gate-drain重疊面積不會因為對位步驟產生的偏移而產生太大的變化，因而，總的gate-drain寄生電容不會產生太大的變化；當對位步驟產生d方向的偏移以使連接部166會與閘極130重疊面積增加時，由於第二分支162b凸出部164的存在，因而第二分支162b與閘極130的重疊面積會減小，因而，總的gate-drain重疊面積不會因為對位步驟產生的偏移而產生太大的變化，因而，總的gate-drain寄生電容不會產生太大的變化。因而，該前案的畫素結構100設計可以有效的對gate-drain寄生電容進行補償。

一般說來，閘極與資料線之間會存在一定的間距，假設該間距為w。在上述的畫素結構100設計中，由於第二分支162b的凸出部164的存在，為了避免凸出部164與資料線120的短路，因而，閘極130與資料線120之間的間距必然大於w，因而閘極130與資料線120之間的區域有所增加。由於閘極130以及閘極130與資料線120之間的區域一般是不透光的，而在畫素結構100中閘極140與資料線120之間的區域有所擴大，因而，本前案的畫素結構100相對一般的畫素結構的開口率有所減少，因而，液晶顯示裝置的顯示品質有所降低。

為了克服現有技術中存在的問題，本發明提供一種液晶顯示裝置的畫素結構。

本發明提供一種液晶顯示裝置的畫素結構，包括：掃描線及資料線，兩者彼此交錯並且電絕緣；閘極，與掃描線電性連接；源極，至少部分位於閘極上並連接至資料線；汲極，至少部分位於閘極上並與源極對向配置；畫素電極，包括一主體部和一延伸部，主體部與汲極電性連接，延伸部與主體部電性相連，且延伸部與閘極及汲極部份重疊。

在本發明之一實施例中，上述的延伸部包括延伸電極和延伸分支，延伸電極電性連接至主體部及延伸分支。

在本發明之一實施例中，延伸電極與延伸分支實質上構成一“L”形，其豎向部分為延伸電極，橫向部分為延伸分支，且延伸分支系與閘極及汲極部分重疊。

在本發明之一實施例中，上述的漏極系為一梳狀電極，其包括：梳形部，梳形部構成為一“”形，且其更包括一底部和兩分支，兩分支與底部連接；連接部，其一端與底部連接，另一端與畫素電極之主體部電性連接。

在本發明之一實施例中，上述之梳形部之分支其中之一與延伸分支部分重疊，並小於延伸分支的寬度。梳形部之分支的寬度為連接部寬度的1.4倍。

在本發明之一實施例中，上述之梳形部之分支其中之一與延伸分支部分重疊，並大於或等於延伸分支。延伸分支的寬度為連接部寬度的1.4倍。

在本發明之一實施例中，延伸電極與延伸分支實質上構成“”，其豎向部分為延伸電極，橫向部分為兩延伸分支，且兩延伸分支與汲極分別部分重疊。

在本發明之一實施例中，兩分支分別與兩延伸分支部分重疊。在本發明之一實施例中，兩個分支的寬度總和實質上為連接部寬度的1.4倍。

在本發明之一實施例中，延伸分支連接延伸電極一端的寬度小於遠離延伸電極的一端。

在本發明之一實施例中，延伸部包括有一重疊部及非重疊部，重疊部系為與閘極及汲極重疊，非重疊部與主體部和重疊部連接。在本發明之一實施例中，非重疊部有一部分沿一方向由重疊部延伸到汲極之外以改善對位步驟引起的誤差。

在本發明之一實施例中，汲極系為一條狀電極，一端與延伸部部分重疊，另外一端與畫素電極電性連接，且重疊的一端的寬度大於另外一端的寬度。

在本發明之一實施例中，畫素結構還包括一接觸電極，接觸電極與汲極電性相連且部分重疊。

根據以上所述，本發明設置畫素電極具有一延伸部，且延伸部在閘極內與汲極部分重疊，因此，當機台移動而引起對位步驟產生偏移時，因為延伸部與汲極的重疊區域也隨之變化，因此，閘極-汲極寄生電容Cgd可以得到補償，因此改善了不同畫素閘極-汲極寄生電容Cgd不同的問題，因而改善了畫面亮度不均的問題。另外，由於延伸部與資料線不是位於同一層且電性絕緣，因此，兩者即使重疊也不會出現短路的問題，因而，本發明相對前案不需要增加閘極與資料線之間的寬度，因而，本發明的開口率不會減少。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

200、300、400、500、600、700、800、900‧‧‧畫素結構

210、710‧‧‧掃描線

220、720‧‧‧數據線

230、730‧‧‧閘極

240、740‧‧‧半導體層

250、750‧‧‧源極

260、360、760、860‧‧‧汲極

261‧‧‧第一端

262、362、762、862‧‧‧梳型部

262a、362a、762a‧‧‧第一分支

262b、362b、762b‧‧‧第二分支

262c、362c、762c‧‧‧底部

266、366、766、866‧‧‧連接部

267‧‧‧第二端

270、470、570、670、770、970‧‧‧畫素電極

271、471、571、671、771、971‧‧‧主體部

272、472、572、672、772、972‧‧‧延伸部

272a、472a、572a、672a、772a、972a‧‧‧延伸電極

272c、472c、572c、672c、772c、972c‧‧‧延伸分支

281、781‧‧‧接觸孔

282‧‧‧閘極絕緣層

283‧‧‧鈍化層

2711‧‧‧延伸端

第1圖是習知技術畫素結構的局部俯視示意圖。

第2圖是本發明第一實施例畫素結構的局部俯視示意圖。

第3圖為本發明第二實施例的畫素結構的局部俯視示意圖。

第4圖是第3圖畫素結構沿A-A線的剖視圖。

第5圖是本發明第三實施例畫素結構的局部俯視示意圖。

第6圖是本發明第四實施例畫素結構的局部俯視示意圖。

第7圖是本發明第五實施例畫素結構的局部俯視示意圖。

第8圖是本發明第六實施例畫素結構的局部俯視示意圖。

第9圖是本發明第七實施例畫素結構的局部俯視示意圖。

第10圖是本發明第八實施例畫素結構的局部俯視示意圖。

第一實施例

第2圖是本發明第一實施例畫素結構的局部俯視示意圖，請參閱第2圖，畫素結構200包括一掃描線210、一資料線220、一閘極230、一半導體層240、一源極250、一汲極260以及一畫素電極270。掃描線210以及資料線220彼此交錯並且電絕緣。閘極230及掃描線210為第一金屬層，且閘極230電性連接至掃描線210。半導體層240位於閘極230上方。資料線220、源極250和汲極260為第二金屬層，且源極250電性連接至資料線220，源極250與汲極260均至少部分位於閘極230上。在本實施例中，閘極230、半導體層240、源極250以及汲極260可構成一薄膜電晶體(未標示)。畫素電極270則電性連接至汲極260以通過薄膜電晶體的開啟或是關閉來接收資料線220上所傳輸的訊號。

汲極260包括第一端261、一連接部266及第二端267。在本實施方式中，該第一端261為一環繞源極250的梳型部262，在變更實施方式中，該梳型部266也可為其他形狀。梳型部262完全置於閘極230內，且梳型部262具有一第一分支262a、一第二分支262b以及一條狀底部262c。也就是說，梳型部262為“”形圖案。第一分支262a與第二分支262b由條狀底部262c的兩端沿方向D延伸以使梳型部262圍繞源極250。連接部266的一端連接至條狀底部262c，另一端則背離方向D延伸至閘極230之外，因此，連接部266會與閘極230部分重疊。在本實施例中，第一分支262a的寬度等於第二分支262b的寬度，且都等於連接部266的寬度。

為了改善前案所述的由於機台移動而引起對位步驟產生偏移以導致不同畫素具有不同閘極-汲極寄生電容Cgd的問題，進而產生顯示亮度不均勻的問題，本實施例提出了一種畫素電極270的設計以用來改善此種缺陷，其設計概念如下。

畫素電極270包括一主體部271和一延伸部272，主體部271與延伸部272的材料相同，並且是通過同一個光罩(mask)制程一起形成的。該主體部271包括一延伸端2711。該延伸端2711與該延伸部272朝向同一方向延伸且相對。該主體部271的該延伸端2711通過一接觸孔281(contact hole)與汲極260的第二端267電性連接，且該二端267與該延伸端2711在平面上交疊且不凸出於該延伸端2711。該第一端261與該延伸部272在平面內交疊且不凸出於該延伸部272。延伸部272包括一延伸電極272a、一延伸分支272c。延伸電極272a與延伸分支272c實質上構成一“L”形，其豎向部分為延伸電極272a，橫向部分為延伸分支272c。延伸電極272a位於主體部271和延伸分支272c之間且分別與兩者電性連接。延伸分支272c由延伸電極272a遠離主體部271的一端沿背離方向D的方向延伸以與閘極230及汲極260的第一分支262a部分重疊。也就是說，延伸分支272a有一重疊部與一非重疊部，重疊部為延伸分支272c與汲極260重疊的區域，且該重疊部位於閘極230所構成的範圍內；非重疊部為除重疊部以外的延伸分支272c，且非重疊部有一部分由重疊部沿D方向延伸到第一分支262a以外並與閘極230重疊，習知技藝者應該理解該部分在D方向的寬度要大於或等於機台偏移的範圍。

由以上的敘述可知，畫素電極270和汲極260都與閘極230有重疊，且畫素電極270和汲極260電性連接，因此，閘極-汲極寄生電容Cgd包括梳型部262與閘極230重疊產生的寄生電容、連接部266與閘極230重疊產生的寄生電容、以及畫素電極270的延伸電極272a與閘極230重疊產生的寄生電容、延伸分支272c與閘極230重疊產生的寄生電容。另外，由於重疊部是在閘極230內，而且重疊部與閘極230之間存在汲極260的第一分支262a，因此，在該延伸分支272c的重疊部不存在延伸分支272c與閘極230的寄生電容，只存在第一分支262a與閘極230的寄生電容，換句話說，延伸分支272c與閘極230的寄生電容只存在非重疊部與閘極230重疊的寄生電容。因此，總的閘極-汲極寄生電容Cgd包括：梳型部262與閘極230重疊的寄生電容、連接部266與閘極230重疊的寄生電容、以及延伸電極272a與閘極230重疊的寄生電容、延伸分支272c非重疊部與閘極230重疊產生的寄生電容。

當由於機台移動而引起對位步驟產生偏移以使第二金屬層在方向D上產生了偏移，於是資料線220、源極250以及汲極260相對於閘極230的位置關係實際上如虛線所繪示(只繪示汲極260為虛線) 。也就是說，資料線220、源極250以及汲極260整體地相對閘極230朝向圖面的左側，也就是朝著方向D，平移。汲極260的連接部266因為左移的原因，引起與閘極230重疊的面積增大，因此，連接部266與閘極230的寄生電容增大。梳型部262雖然也左移，但是由於一直都處於閘極230內，因此梳型部262與閘極230的寄生電容不變。而延伸電極272的延伸分支272c因為汲極260的第一分支262a左移的原因，引起重疊部面積增加，因此，延伸分支272c非重疊部與閘極230的寄生電容減少。延伸電極272a與閘極230的重疊面積不變，因此兩者的寄生電容也不發生變化。因此，在本實施例中，延伸分支272c與閘極230的寄生電容的減少量補償了連接部266與閘極230的寄生電容的增大量，因而閘極-汲極寄生電容Cgd得到了補償，改善了由於機台移動而引起對位步驟產生偏移以造成的不同畫素閘極-汲極寄生電容Cgd不同的問題。反之亦然，因而由不同畫素的閘極-汲極寄生電容的不同而造成的畫面亮度不均勻得到了改善。

而且，在畫素結構200中，由於梳型部262完全置於閘極230區域內，沒有前案出現的分支凸出於閘極之外的情形，而且，畫素電極270與資料線220不是位於同一層，習知技藝者可以理解兩者之間有一層鈍化層(未繪示)，因此，畫素電極270與資料線220即使重疊也沒有關係，因此，畫素結構200的閘極230與資料線220之間的間距可以和一般的畫素結構一樣，即間距為w，因此，本實施例的畫素結構200不會出現前案提到的開口率下降的問題。

另外，在本實施例中，延伸分支272c在各處的寬度相等，且大於或者等於第一分支262a的寬度，因此，延伸電極272c在重疊部的區域可以完全覆蓋第一分支262a。當然，本實施例不限於此，延伸電極272c在重疊部的區域也可以不完全覆蓋第一分支262a，即只是部分覆蓋第一分支262a，只要兩者有重疊即可達到閘極-汲極寄生電容補償的效果。延伸分支272c的寬度不限於要大於或等於第一分支262a的寬度，延伸分支272c的寬度小於第一分支262a的寬度也可以。

而且，第一分支262a的寬度不限於等於第二分支262c的寬度，而且連接部266的寬度也不限於等於兩分支中任何一支的寬度，下面將描述第一分支262a大於連接分支262b的實施例。

第二實施例

第3圖為本發明第二實施例的畫素結構的局部俯視示意圖，第3圖的畫素結構與第2圖的畫素結構相似，因此相同的元件符號代表相同的元件。本實施例與第一實施例的區別為畫素結構300的汲極360的設計。

具體而言，本實施例汲極360與第一實施例汲極260的區別為梳型部362的第一分支362a的寬度W1與連接部的寬度W3不相等，且滿足關係：W1實質上為W3的1.4倍。當第一分支362a的寬度W1與連接部的寬度W3滿足該關係時，可以得到閘極230與延伸分支272c的寄生電容的變化量等於閘極230與連接部366的寄生電容的變化量，因而畫素結構300可以保持閘極-汲極寄生電容Cgd等於我們預先設計的值，因而本實施例可以進一步改善液晶顯示裝置畫面亮度的均勻性。

下面將詳細描述第一分支362a之寬度W1與連接部366之寬度W2的上述關係的由來。第4圖是第3圖畫素結構沿A-A線的剖視圖，請參閱第4圖，閘極230和半導體層240之間一般有一閘極絕緣層282，因此在閘極230區域內汲極360與閘極230之間存在閘極絕緣層282和半導體層240；汲極360與畫素電極270之間一般有一鈍化層283，因此延伸分支272c與閘極230之間一般會存在閘極絕緣層282、半導體層240和鈍化層283。一般說來，閘極絕緣層282的厚度d1約為3300A，相對電容率(_r1約為7F/cm；半導體層240的厚度d2約為2000A，相對電容率(_r2約為11F/cm；鈍化層283的厚度為d3為2000A，相對電容率(_r3約為7F/cm。另外，空氣的電容率ε₀為1F/cm。因此，根據計算電容C的公式：C=ε_rε₀ ^＊A/d,(2)

其中A為兩金屬的正對面積，d為兩金屬的距離，ε_r為相對電容率，ε₀為空氣的電容率。

並且兩串聯電容C₀₁和C₀₂的總的電容C₀為：1/C₀=1/C₀₁+1/C₀₂ (3)

請同時參閱第3圖和第4圖，當由於機台移動而引起對位步驟產生偏移以使第二金屬層在方向D上產生了例如△d的長度偏移時，連接部266和梳型部362也隨之向左偏移了△d的長度。連接部266向左偏移了△d的長度，則連接部266與閘極230的重疊面積增加了△d^＊W3。梳型部362向左偏移了△d的長度，第一分支362a也向左偏移了△d的長度，延伸分支272c的重疊部也隨之增加了△d的長度，因為延伸分支272c在重疊部區域是完全覆蓋第一分支362a，所以延伸分支272c的重疊部的面積增加了△d^＊W1，因此，延伸分支272c非重疊部與閘極230的重疊面積減少了△d^＊W1。因此，連接部366與閘極230的寄生電容增加，而延伸分支272c與閘極230的寄生電容減少，假設連接部366與閘極230的寄生電容的增加量為C1，延伸分支272c與閘極230的寄生電容的減少量為C2，為了使閘極-汲極寄生電容Cgd保持不變，既要滿足關係：C1等於C2，根據上面的公式(2)和公式(3)，以及上面給出的習知參數資訊，可以通過一般的數學計算得出：W1實質上為W3的1.4倍。

另外，在本實施例中，汲極第二分支362b的寬度可以等於汲極第一分支362a的寬度，也可以不等於第一分支362a的寬度。而且，延伸分支272c的寬度大於第一分支362a的寬度W1，且延伸分支272c在重疊部區域完全覆蓋第一分支362a。

第三實施例

第5圖是本發明第三實施例的畫素結構的局部俯視示意圖，第5圖的畫素結構與第2圖的畫素結構相似，因此相同的元件符號代表相同的元件。本實施例與第一實施例的區別為畫素結構400的畫素電極470的設計。

具體而言，本實施例畫素電極470與第二實施例畫素電極270的區別為畫素電極470的延伸分支472c的寬度W4小於第一分支262a的寬度W1，且延伸分支472c的重疊部完全置於第一分支262a內，即第一分支262a在該重疊部區域內完全覆蓋延伸分支472c。同樣，本實施例的設計可以改善因為偏移而造成不同畫素之間的閘極-汲極寄生電容的不同。

在偏移時，為了達到較佳的閘極-汲極寄生電容補償效果，同樣，根據實施例2，在本實施例中延伸分支的寬度W1與連接部的寬度W3滿足關係：W1實質上為W3的1.4倍。

第四實施例

在前面的實施例設計中，由於延伸部與閘極重疊，導致每一個畫素結構中閘極-汲極寄生電容Cgd相對傳統的畫素結構大，因此，本實施例主要針對此問題而進行改善。

第6圖是本發明第四實施例的畫素結構的局部俯視示意圖，第6圖的畫素結構與第2圖的畫素結構相似，因此相同的元件符號代表相同的元件，本實施例與實施例1的區別為畫素結構500的延伸分支572c的設計。

具體而言，本實施例與第二實施例的區別為延伸分支572c在各處的寬度不是完全一樣，且延伸分支572c連接延伸電極572a的一端的寬度W41要小於另一端的寬度W42，且該另一端與第一分支262a部分重疊且在該重疊部區域完全覆蓋第一分支562a。在本實施例中，寬度W41越小越好，只要滿足電性能夠較好的傳遞到重疊部即可。

請繼續參閱第6圖，本實施例延伸分支572c由寬度W41增寬到W42不是漸變的過程，而是在非重疊部的一處由W41突變到W42。另外，在本發明的其他實施例中，習知技藝者應該可以理解，延伸分支572c由寬度W41增寬到W42是漸變的過程也是可以的，只要能達到減小延伸分支572c與閘極230的重疊即可。而且，在其他的實施例中，也可以通過減小延伸電極572a的寬度來達到本實施例的目的。

通過這樣的設計，由於延伸分支572c與閘極230的重疊面積相對前面實施例的設計要小，因而本實施例中的閘極-汲極寄生電容Cgd要小於前面實施例中的閘極-汲極寄生電容，同樣，本實施例的設計可以改善由於偏移而造成不同畫素之間的閘極-汲極寄生電容的不同。

第五實施例

第7圖是本發明第五實施例的畫素結構的局部俯視示意圖，第7圖的畫素結構與第2圖的畫素結構相似，因此相同的元件符號代表相同的元件。本實施例與第一實施例的區別為畫素結構600的延伸部672的設計。

具體而言，在本實施例中，畫素電極670的延伸部包括一延伸電極672a、一第一延伸分支672c、以及一第二延伸分支672d。延伸電極672a、第一延伸分支672c以及第二延伸分支672d實質上構成一“”形，其豎向部分為延伸電極672a，橫向的兩部分分別為第一延伸分支672c和第二延伸分支672d。延伸電極672a位於主體部671和第二延伸分支672d之間且分別與主體部、第一延伸分支672c、第二延伸分支672d電性連接。第一延伸分支672c和第二延伸分支672d由延伸電極672a沿背離方向D的方向分別延伸以與閘極230及汲極260部分重疊，且第一延伸分支672c與第一分支272a部分重疊，第二延伸分支672d與第二分支272c部分重疊。也就是說，第一延伸分支672c與第一分支262a重疊的部分位於閘極230所構成的範圍內，第二延伸分支672d與第二分支262d重疊的部分位於閘極230所構成的範圍內。而且，在本實施例中，在第一延伸電極672c與第一分支262a重疊的區域第一延伸電極672c完全覆蓋第一分支262a，在第二延伸電極672d與第二分支262b重疊的區域第二延伸電極672d完全覆蓋第二分支262b。

本實施例通過設置第一延伸電極672c和第二延伸電極672d，且第一延伸電極672c和第二延伸電極672d分別與第一分支262a和第二分支672b重疊，因此同樣可以改善因為偏移而造成不同畫素之間的閘極-汲極寄生電容的不同。

請繼續參閱第7圖，為了得到較好的閘極-汲極寄生電容Cgd補償效果，即保持閘極-汲極寄生電容Cgd等於我們預先設計的值，參照第二實施例的設計，同樣本實施例可以設計第一分支262a的寬度W1與第二分支262b的寬度W2的寬度總和實質上等於連接部266的寬度W3的1.4倍，即W1+W2=1.4W3。其中，在本實施例中，第一分支262a的寬度W1可以等於第二分支262b的寬度W2，即第一分支262a的寬度W1和第二分支的寬度W2都為連接部266的寬度W3的0.7倍，即W1=W2=0.7W3。另外，本發明不限於此，在其他的實施例中，第一分支262a的寬度W1也可以不等於第二分支262b的寬度W2，只要第一分支262a的寬度W1與第二分支262b的寬度W2的寬度總和實質上等於連接部266的寬度W3的1.4倍即可。

第六實施例

第8圖為本發明第六實施例的畫素結構的局部俯視示意圖，請參閱第8圖，畫素結構700包括一掃描線710、一資料線720、一閘極730、一半導體層740、一源極750、一汲極760、一畫素電極770以及一接觸電極790。掃描線710以及資料線720彼此交錯並且電絕緣。閘極730及掃描線710為第一金屬層，且閘極730電性連接至掃描線710。半導體層740位於閘極730上方。資料線720、源極750與汲極760為第二金屬層，且源極750電性連接至資料線720，源極750與汲極760均至少部分位於閘極730上。在本實施例中，閘極730、半導體層740、源極750以及汲極760可構成一薄膜電晶體(未標示)。畫素電極770與接觸電極790則分別電性連接至汲極760。

汲極760包括一環繞源極750的梳型部762以及一連接部766。梳型部762完全置於閘極730內，且梳型部762具有一第一分支762a、一第二分支762b以及一條狀底部762c。也就是說，梳型部762為“”形圖案。第一分支762a與第二分支762b由條狀底部762c的兩端沿方向D延伸以使梳型部762圍繞源極750。連接部766的一端連接至條狀底部762c，另一端則背離方向D延伸至閘極730之外，因此，連接部766會與閘極730部分重疊。

為了改善前案所述的由於機台移動而引起對位步驟產生偏移以導致不同畫素具有不同閘極-汲極寄生電容Cgd的問題，進而產生顯示亮度不均勻的問題，本實施例提出了一種畫素電極770和接觸電極790的設計以用來改善此種缺陷，其設計概念如下。

畫素電極770包括一主體部771和一延伸部772，主體部771通過一第一接觸孔(contact hole)781與汲極760電性連接。延伸部772包括一延伸電極772a和一延伸分支772c。延伸電極772a與延伸分支772c實質上構成一“L”形，其豎向部分為延伸電極772a，橫向部分為延伸分支772c。延伸電極772a位於主體部771和延伸分支772c之間且分別與兩者電性連接。延伸分支772c由延伸電極772a遠離主體部771的一端沿背離方向D的方向延伸以與閘極730及汲極760的第一分支762a部分重疊。也就是說，延伸分支772a有一重疊部與一非重疊部，重疊部為延伸分支772c與汲極760重疊的區域，且該重疊部位於閘極230所構成的範圍內；非重疊部為除重疊部以外的延伸分支272c，且非重疊部有一部分由重疊部沿D方向延伸到第一分支262a以外並與閘極230重疊，習知技藝者應該理解該部分在D方向的寬度要大於或等於機台偏移的範圍。

接觸電極790與畫素電極790是由相同的材料構成，並且是通過同一道光罩(mask)制程形成。接觸電極790通過一第二接觸孔(contact hole)784與汲極760的第二分支762b電性連接，且第二接觸孔784位於第二分支762b遠離條狀底部762c的一端。接觸電極790由第二接觸孔784沿方向D延伸到第二分支762c以外以及閘極730以外，因此，接觸電極790有部分與第二分支762b重疊，有部分未與第二分支762b重疊但與閘極730重疊，還有部分與閘極 730不重疊。另外，該接觸電極790為條狀電極，且接觸電極790的寬度在本實施例中為大於或等於第二分支的寬度，在接觸電極790與第二分支762b重疊的區域接觸電極790完全覆蓋第二分支762c，當然，習知記憶者應該可以理解，接觸電極790的寬度不限於此。

由以上的敘述可知，畫素電極770、接觸電極790和汲極760都與閘極730有重疊，且畫素電極770和接觸電極790都分別與汲極760電性連接，因此，閘極-汲極寄生電容Cgd包括梳型部762與閘極730重疊產生的寄生電容、連接部766與閘極730重疊產生的寄生電容、畫素電極770的延伸電極772a與閘極730重疊產生的寄生電容、延伸分支772c與閘極730重疊產生的寄生電容、以及接觸電極790與閘極730重疊產生的寄生電容。另外，由於延伸分支772c的重疊部是在閘極730內，且重疊部與閘極730之間存在汲極760的第一分支762a，因此，在該延伸分支772c的重疊部不存在延伸分支772c與閘極730的寄生電容，只存在第一分支762a與閘極730的寄生電容，換句話說，延伸分支772c與閘極730的寄生電容只存在非重疊部與閘極730重疊的寄生電容。同樣，由於第二分支762b與接觸電極790在閘極730內重疊，且在該重疊區域內閘極730與接觸電極790之間存在第二分支762b，因此，在該重疊區域內只存在第二分支762b與閘極730的寄生電容，不存在接觸電極790與閘極730的寄生電容，換句話說，接觸電極790與閘極730的寄生電容只存在除第二分支762b區域之外與閘極730重疊的寄生電容。因此，閘極-汲極寄生電容包括：梳型部762與閘極730的寄生電容、連接部766與閘極730的寄生電容、延伸電極772a與閘極230重疊的寄生電容、延伸分支772c非重疊部與閘極730重疊產生的寄生電容、以及除第二分支762b區域以外接觸電極790與閘極730重疊產生的寄生電容。

當由於機台移動而引起對位步驟產生偏移以使第二金屬層在方向D上產生了偏移，於是資料線720、源極750以及汲極760相對於閘極730的位置關係實際上如虛線所繪示(只繪示汲極760為虛線)。也就是說，資料線720、源極750以及汲極760整體地相對閘極730朝向圖面的左側，也就是朝著方向D，平移。汲極的連接部766因為左移的原因，引起重疊於閘極730的面積增大，因此，連接部766與閘極730的寄生電容增大。梳型部762雖然也左移，但是由於一直都處於閘極730區域內，因此梳型部762與閘極730的寄生電容不變。然而，由於梳型部762的左移，造成第一分支762a隨之左移，從而引起第一分支762a與延伸分支772c的重疊面積增加，即重疊部增加，非重疊部減小，因此，延伸分支772c與閘極730的寄生電容減少；同樣，由於梳型部762的左移，造成第二分支762b也隨之左移，從而引起接觸電極790與第二分支762b的重疊面積增加，即除第二分支762c區域以外接觸電極790與閘極730重疊的面積減小，因此，接觸電極790與閘極730的寄生電容減少。因此延伸分支772c與閘極730的寄生電容的減少量以及接觸電極790與閘極730的寄生電容的減少量補償了連接部766與閘極730的寄生電容的增加量，因而閘極-汲極寄生電容Cgd得到了補償，改善了由於機台移動而引起對位步驟產生偏移以造成的不同畫素閘極-汲極寄生電容不同的問題。反之亦然，因而由不同畫素的閘極-汲極寄生電容的不同而造成的畫面亮度不均勻也得到了改善。

同樣，為了達到較佳的閘極-汲極寄生電容Cgd補償效果，在本實施例中第一分支的寬度與第二分支的寬度的總和實質上為連接部寬度的1.4倍。

第七實施例

第9圖是本發明第七實施例的畫素結構的局部俯視示意圖，第9圖的畫素結構與第2圖的畫素結構相似，因此相同的元件符號代表相同的元件。本實施例與實施例1的區別為畫素結構800的汲極860的設計。

具體而言，在本實施例中，汲極860為一條狀電極，且有部分位於閘極230內部。汲極860包括一分支部862和一連接部866，分支部862完全置於閘極230以內，連接部866由分支部862沿與方向D相反的方向延伸到閘極230以外，因此，連接部866有部分位於閘極230以內，有部分位於閘極230以外。連接部866通過一接觸孔281(contact hole)與畫素電極270電性連接。分支部862遠離連接部866的一端與延伸電極272c重疊。另外，在本實施例中，分支部862在各處的寬度相等，連接部866在各處的寬度相等，且分支部862的寬度實質上為連接部866寬度的1.4倍。同樣，本實施例通過汲極860與延伸電極272c的重疊，可以達到閘極-汲極寄生電容Cgd補償的效果。

第八實施例

第10圖是本發明第八實施例的畫素結構的局部俯視示意圖，第10圖的畫素結構與第9圖的畫素結構相似，因此相同的元件符號均代表相同功能與相同配置方式的元件。本實施例與第七實施例的區別為畫素結構900的畫素電極970的設計。

具體而言，畫素電極970包括一主體部971和一延伸部972，主體部971與延伸部972的材料相同，並且是通過同一個光罩(mask)制程一起形成的。主體部971通過一接觸孔281(contact hole)與汲極860電性連接。延伸部972包括第一延伸電極972a、第二延伸電極972b和第三延伸電極972c。第一延伸電極972a由主體部971沿方向D延伸以與資料線220部分重疊，當然，在其他的實施例中，第一延伸電極972a與資料線220不重疊也可以。第二延伸電極972b位於第一延伸電極972b與延伸分支972c之間且與兩者分別電性連接。延伸分支972c由第二延伸電極972b沿與方向D相反的方向延伸以與分支部962及閘極230重疊重疊。也就是說，延伸分支972a有一重疊部與一非重疊部，重疊部為延伸分支972c與分支部862重疊的區域，且該重疊部位於閘極230所構成的範圍內；非重疊部為除重疊部以外的延伸分支972c，且非重疊部有一部分由重疊部沿D方向延伸到第一分支862以外並與閘極230重疊，習知技藝者應該理解該部分在D方向的寬度要大於或等於機台偏移的範圍。

當由於機台移動而引起對位步驟產生偏移以使第二金屬層在方向D上產生了偏移，於是資料線220、源極250以及汲極860相對於閘極230的位置關係實際上如虛線所繪示(只表示了汲極860)。因此，連接部866與閘極230的重疊面積增加，而分支部862與閘極230的重疊面積不變。由於分支部862在方向D上產生了偏移，因此，分支部862與延伸電極972c的重疊面積增加，因而，延伸電極972c與閘極230的寄生電容減少。因此，延伸電極972c與閘極230的寄生電容減少量補償了分支部862與閘極230寄生電容的增加量，因此，閘極-汲極寄生電容Cgd得到了補償，改善了由於機台移動而引起對位步驟產生偏移以造成的不同畫素閘極-汲極寄生電容不同的問題。反之亦然，因而由不同畫素的閘極-汲極寄生電容的不同而造成的畫面亮度不均勻也得到了改善。

綜上所述，本發明的畫素電極具有一延伸部，且延伸部在閘極內與汲極部分重疊，因此，當機台移動而引起對位步驟產生偏移時，因為延伸部與汲極的重疊區域也隨之變化，導致延伸部與閘極的寄生電容也隨之變化，因此，閘極-汲極寄生電容Cgd可以得到補償，因此改善了不同畫素閘極-汲極寄生電容Cgd不同的問題，因而改善了畫面亮度不均勻。另外，由於延伸部與資料線不是位於同一層且電性絕緣，因此，兩者即使重疊也不會出現短路的問題，因而，本發明相對前案不需要增加閘極與資料線之間的寬度，因而，本發明的開口率不會減少。

最後應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。

200‧‧‧畫素結構

210‧‧‧掃描線

220‧‧‧數據線

230‧‧‧閘極

240‧‧‧半導體層

250‧‧‧源極

260‧‧‧汲極

262‧‧‧梳型部

262a‧‧‧第一分支

262b‧‧‧第二分支

262c‧‧‧底部

266‧‧‧連接部

270‧‧‧畫素電極

271‧‧‧主體部

272‧‧‧延伸部

272a‧‧‧延伸電極

272c‧‧‧延伸分支

281‧‧‧接觸孔

261‧‧‧第一端

267‧‧‧第二端

2711‧‧‧延伸端

Claims

一種畫素結構，包括：一掃描線及一資料線，彼此交錯並且電絕緣；一閘極，與該掃描線電性連接；一源極，至少部分位於該閘極上並連接至該資料線；一汲極，至少部分位於該閘極上並與該源極對向配置，其中，該汲極包括第一端、連接部及第二端，該連接部電性連接連接該第一端及該第二端；一畫素電極，該畫素電極包括一主體部和一延伸部，該主體部包括一延伸端，該延伸端與該延伸部朝同一方向延伸且相對，該第二端與該延伸端電性連接，且該第二端與該延伸端在平面上交疊且不凸出於該延伸端，該延伸部與該主體部電性相連，該延伸部與該閘極及該汲極部分重疊，該第一端與該延伸部在平面上交疊且不凸出於該延伸部。
如申請專利範圍第1項所述的畫素結構，其中該延伸部包括一延伸電極和一延伸分支，該延伸電極電性連接至該主體部及該延伸分支。
如申請專利範圍第2項所述的畫素結構，其中該延伸電極與該延伸分支實質上構成一“L”形，其豎向部分為該延伸電極，橫向部分為該延伸分支，且該延伸分支系與該閘極及該汲極部份重疊。
如申請專利範圍第3項所述的畫素結構，其中該第一端為梳形部，該梳形部構成為一“”形，且其更包括一底部和兩分支，該兩分支與該底部連接。
如申請專利範圍第4項所述的畫素結構，其中該梳形部之分支其中之一與該延伸分支部分重疊，並小於該延伸分支的寬度。
如申請專利範圍第5項所述的畫素結構，其中該梳形部之該分支的寬度實質上為該連接部寬度的1.4倍。
如申請專利範圍第4項所述的畫素結構，其中該梳形部之分支其中之一與該延伸分支部分重疊，並大於或等於該延伸分支。
如申請專利範圍第7項所述的畫素結構，其中該延伸分支的寬度實質上為該連接部寬度的1.4倍。
如申請專利範圍第2項所述的畫素結構，其中該延伸電極與該延伸分支實質上構成一“”形，其豎向部分為該延伸電極，橫向部分為該兩延伸分支，且該兩延伸分支與該漏極分別部分重疊。
如申請專利範圍第9項所述的畫素結構，其中該第一端為梳形部，該梳形部構成為一“”形，該梳形部包括一底部和兩分支，該兩分支與該底部連接。
如申請專利範圍第10項所述的畫素結構，其中該兩分支分別與該兩延伸分支部分重疊。
如申請專利範圍第11項所述的畫素結構，其中該兩個分支的寬度總和實質上為該連接部寬度的1.4倍。
如申請專利範圍第12項所述的畫素結構，其中該延伸分支連接延伸電極一端的寬度小於遠離延伸電極的一端。
如申請專利範圍第1項所述的畫素結構，其中該延伸部包括有一重疊部及非重疊部，重疊部系為與該閘極及該汲極重疊，非重疊部與該主體部和該重疊部連接。
如申請專利範圍第14項所述的畫素結構，其中該非重疊部有一部分沿一方向由該重疊部延伸到汲極之外以改善對位步驟引起的誤差。
如申請專利範圍第1項所述的畫素結構，其中該汲極系為一條狀電極，一端與該延伸部部分重疊，另外一端與畫素電極電性連接，且該重疊的一端的寬度大於另外一端的寬度。
如申請專利範圍第1項所述的畫素結構，其中該畫素結構還包括一接觸電極，該接觸電極與該汲極電性相連且部分重疊。