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TW201435463A - 畫素結構 - Google Patents

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TW201435463A TW102109292A TW102109292A TW201435463A TW 201435463 A TW201435463 A TW 201435463A TW 102109292 A TW102109292 A TW 102109292A TW 102109292 A TW102109292 A TW 102109292A TW 201435463 A TW201435463 A TW 201435463A
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Fang-An Shu
Tzung-Wei Yu
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Abstract

本發明的畫素結構,配置於一基板上。畫素結構包括一主動元件、一第一電極、一第二電極以及一配向層。主動元件配置於基板上。第一電極配置於基板上並且具有多個第一狹縫,其中第一電極的厚度由20Å至100Å。第二電極配置於基板上,電性獨立於第一電極且第二電極的面積至少部分地位於第一狹縫中。第一電極與第二電極其中一者電性連接至主動元件。配向層至少覆蓋第一電極以及第一狹縫。

Description

畫素結構
本發明是有關於一種畫素結構,且特別是有關於一種電極上設置有狹縫的畫素結構。
目前市場上常見的平面顯示器主要是以畫素陣列基板驅動顯示介質來實現影像的顯示,其中畫素陣列基板上設置有陣列排列的多個畫素結構。一般而言,畫素結構大多由一主動元件以及連接於主動元件的畫素電極所構成,其中畫素電極的圖案設計可以影響畫素結構所提供的電場形式以實現不同顯示面板的應用。舉例而言,共平面切換式(In-Plane Switching,IPS)液晶顯示面板與邊際場切換式(Fringe Field Switching,FFS)液晶顯示面板都是藉由在畫素電極上設置多個狹縫來實現所需要的驅動電場。
不過,基於畫素電極具有一定的厚度,多個狹縫的畫素電極也讓畫素結構具有不平坦的表面。此時,為了導引液晶層的液晶分子呈現特定排列而在畫素電極上配置的配向層將順應畫素電極的狹縫而起伏。如此,在配向層上進行摩擦配向處理時將發生配向不均勻的情形而不利於液晶顯示面板的品質。
本發明提供一種畫素結構,具有理想的表面平坦性。
本發明的畫素結構,配置於一基板上。畫素結構包括一主動元件、一第一電極、一第二電極以及一配向層。主動元件配置於基板上。第一電極配置於基板上並且具有多個第一狹縫,其中第一電極的厚度由20Å至100Å。第二電極配置於基板上,電性獨立於第一電極且第二電極的面積至少部分地位於第一狹縫中。第一電極與第二電極其中一者電性連接至主動元件。配向層至少覆蓋第一電極以及第一狹縫。
在本發明的一實施例中,上述第二電極位於第一電極與基板之間。此時,畫素結構更包括一絕緣層,其配置於第一電極與第二電極之間。
在本發明的一實施例中,上述第二電極與第一電極同平面,且第二電極具有多個第二狹縫使第一電極至少部分地位於第二狹縫中。此時,配向層亦覆蓋第二電極以及第二狹縫。第二電極的厚度可以由20Å至100Å,且第二電極的光穿透率可以由60%至100%。
在本發明的一實施例中,上述第一電極與第二電極的另一者連接至一共用電位。
在本發明的一實施例中,上述第一電極電性連接至主動元件。另外,畫素結構可以更包括一連接電極,且連接電極連接於主動元件與第一電極之間。橋接電極的厚度例如大於第一電極 的厚度。
在本發明的一實施例中,上述第一電極的材質包括金屬、金屬氧化物或上述之組合。
在本發明的一實施例中,上述第一電極的光穿透率由60%至100%。
基於上述,本發明實施例的電極具有多個狹縫,且厚度薄。因此,電極不會在畫素結構造成顯著的起伏。此時,覆蓋於電極上的配向層可以具有理想的配向均勻性而有助於提升畫素結構的品質。
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。
10‧‧‧基板
100、200、300、400、500‧‧‧畫素結構
110‧‧‧主動元件
112‧‧‧閘極
114‧‧‧通道層
116‧‧‧源極
118‧‧‧汲極
120、310、410‧‧‧第一電極
122、312‧‧‧狹縫
130、320、420‧‧‧第二電極
140‧‧‧配向層
150、160‧‧‧絕緣層
210、510‧‧‧連接電極
412‧‧‧第一狹縫
422‧‧‧第二狹縫
430‧‧‧間隔
A、B‧‧‧位置
D‧‧‧方向
F‧‧‧刷毛
T1、T2、T3、T4、T5‧‧‧厚度
I-I’、II-II’‧‧‧剖線
圖1為本發明第一實施例的畫素結構的上視示意圖。
圖2為圖1的畫素結構言剖面I-I’的剖面示意圖。
圖3為本發明第二實施例的畫素結構的剖面示意圖。
圖4為本發明第三實施例的畫素結構的剖面示意圖。
圖5為本發明第四實施例的畫素結構的上視示意圖。
圖6為圖5的畫素結構沿剖線II-II’的剖面示意圖。
圖7為本發明第五實施例的畫素結構的剖面示意圖。
圖1為本發明第一實施例的畫素結構的上視示意圖,而圖2為圖1的畫素結構言剖面I-I’的剖面示意圖。請參照圖1與圖2,畫素結構100配置於基板10上,且畫素結構100包括有主動元件110、第一電極120、第二電極130、配向層140、絕緣層150與絕緣層160。
主動元件110例如是薄膜電晶體,且包括有閘極112、通道層114、源極116與汲極118。在此,主動元件110具有底閘型薄膜電晶體結構,但本發明不以此為限。在其他的實施例中,主動元件110可以具有頂閘型薄膜電晶體結構。此外,通道層114的材質可以選擇性地為非晶矽半導體材料、多晶矽半導體材料、有機半導體材料、氧化物半導體材料或是其他半導體材料。閘極112、源極116與汲極118的材質則可以是金屬、金屬氧化物或是其他的導體材料。
在本實施例中,第一電極120與第二電極130彼此堆疊。第一電極120具有多個狹縫122,且這些狹縫122暴露出第二電極130的部分面積,而構成邊際場切換式結構設計。也就是說,第二電極130至少有一部分位在這些狹縫122當中。另外,第一電極120與第二電極130彼此電性獨立。第一電極120在此例如是連接於主動元件110的汲極118,而第二電極130例如連接於一共用電位。因此,畫素結構100被驅動時,第一電極120與位於狹縫122中的第二電極130可以具有不同的電位而形成驅動電場。不過, 本發明不以此為限。在其他實施例中,第一電極120可選擇地連接至共用電位而第二電極130則連接至主動元件110,藉以形成所需的驅動電場。
在本實施例中,第一電極120的材質為金屬或是金屬氧化物且第一電極120的厚度T1由20Å至100Å,所以第一電極120可以具有良好的光穿透率。舉例而言,第一電極120的光穿透率可以由60%至100%。同時,第二電極130可以採用透明導電材料製作而有助於提升畫素結構100的光穿透率,但本發明不以此為限。在其他實施例中,第二電極130可選擇地與閘極112同時製作。因此,第二電極130的材質可以相同於閘極112。
配向層140覆蓋住第一電極120以及狹縫122。為了提供配向能力,配向層140例如經由摩擦配向或是類似的處理製程。以摩擦配向處理為例,配向層140表面會受到刷毛F的摩擦以形成所需要的配向結構。一般來說,配向層140所配置的表面越平坦,刷毛F在配向層140上的摩擦作用將越均勻而可以達到理想的配向效果。因此,在本實施例中,第一電極120的厚度T1由20Å至100Å。如此一來,本實施例的第一電極120雖然具有多個狹縫122,但是第一電極120所在區域與狹縫122所在區域的高度差異並不顯著,這有助於在配向層140中形成均勻的配向結構。
具體來說,刷毛F沿著方向D摩擦配向層140時,位置A處的配向層140與位置B處的配向層140所受到的摩擦作用將受到第一電極120所在區域與狹縫122所在區域的高度差異而影 響。第一電極120的厚度T1越厚,位置A處的配向層140與位置B處的配向層140所受到的摩擦作用的差異越大,意味著配向均勻性越差。反之,第一電極120的厚度T1越薄,位置A處的配向層140與位置B處的配向層140所受到的摩擦作用的差異越小,意味著配向均勻性越好。因此,本實施例中第一電極120的厚度T1由20Å至100Å的薄化設計有助於使畫素結構100具有理想的品質。特別是,畫素結構100應用於液晶顯示面板時可以對液晶顯示面板中的液晶層提供均勻一致的配向作用,以提升液晶顯示面板的顯示品質。
在本實施例中,為了實現各構件的電性特性,畫素結構100更包括有絕緣層150與絕緣層160。絕緣層150位於閘極112與通道層114之間。絕緣層160則覆蓋主動元件110使得主動元件110位在絕緣層160與基板10之間。同時,絕緣層160具有接觸窗162,使得第一電極120延伸至接觸窗162中以連接於主動元件110的汲極118。另外,圖2表示第二電極130位於絕緣層150與基板10之間,但本發明不以此為限。在其他的實施例中,第二電極130可以選擇地位於絕緣層150與絕緣層160之間。
圖3為本發明第二實施例的畫素結構的剖面示意圖。請參照圖3,畫素結構200,大致上與畫素結構100相似,而包括有主動元件110、第一電極120、第二電極130、配向層140、絕緣層150、絕緣層160與連接電極210。也就是說,畫素結構200不同於畫素結構100之處主要在於,畫素結構200更包括有連接電 極210。連接電極210連接於主動元件110的汲極118與第一電極120之間且連接電極210的厚度T2大於第一電極120的厚度T1。此時,連接電極210相對於第一電極120不容易在接觸窗162斷開,因此連接電極210的設置有助於確保第一電極120與主動元件110的電性連接。換言之,在本實施例中,第一電極120可以透過連接電極210連接至主動元件110的汲極118。不過,本發明不限定連接電極210與第一電極120的堆疊順序。在其他的實施例中,連接電極210可以設置於第一電極120上方使得第一電極120位在連接電極210與汲極118之間。此時,連接電極210也有助於確保第一電極120與主動元件110的電性連接。
圖4為本發明第三實施例的畫素結構的剖面示意圖。請參照圖4,畫素結構300,相似於畫素結構100,包括有主動元件110、第一電極310、第二電極320、配向層140、絕緣層150與絕緣層160。在此,主動元件110、配向層140、絕緣層150與絕緣層160的相關描述可以參照第一實施例而不另贅述。因此,以下就第一電極310與第二電極320做進一步的說明。
在本實施例中,第二電極320配置於第一電極310與基板10之間,且位在絕緣層150與絕緣層160之間。第二電極320連接於主動元件110的汲極118。第一電極310則連接至共用電位。此外,第一電極310具有多個狹縫312使得第二電極320的部分面積位於狹縫312中以實現畫素結構300的驅動。
本實施例的第一電極310的厚度T1由20Å至100Å,所 以第一電極310即使具有狹縫312,不會造成高低起伏明顯的表面結構。因此,配向層140可以均勻地受到配向處理而具有均勻的配向作用。換言之,與前述實施例相仿,畫素結構300具有理想的品質,特別是有助於提升液晶顯示面板的顯示品質。
在前述多個實施例中,兩電極以彼此疊置並由至少一層絕緣層分隔開來,但本發明不以此為限。圖5為本發明第四實施例的畫素結構的上視示意圖,而圖6為圖5的畫素結構沿剖線II-II’的剖面示意圖。請同時參照圖5與圖6,畫素結構400配置於基板10上並且包括有主動元件110、第一電極410、第二電極420、配向層140、絕緣層150與絕緣層160。在此,主動元件110、配向層140、絕緣層150與絕緣層160可以參照前述實施例的描述而不再贅述。
在本實施例中,第一電極410與第二電極420都配置於絕緣層160上。也就是說,第一電極410與第二電極420設置於同平面以構成共平面切換式結構設計。另外,第一電極410與第二電極420各自為梳狀電極,且交替地排列。第一電極410透過絕緣層160中的接觸窗162電性連接於主動元件110的汲極118而第二電極420則連接於一共用電位。如此一來,畫素結構400驅動時,第一電極410與第二電極420具有不同的電位而可以形成所需要的驅動電場。
第一電極410具有多個第一狹縫412,而第二電極410具有多個第二狹縫422,其中第一電極410至少一部份的面積位於 第二狹縫422中而第二電極420至少一部份的面積位於第一狹縫412中。並且,為了避免第一電極410與第二電極420電性連接,第一電極410與第二電極420之間設置有一間隔430。在本實施例中,間隔430實質上為第一狹縫412與第二狹縫422重疊之處。
此外,在本實施例中,第一電極410與第二電極420實質上可以由相同材料層製作而成,而此材料層的材質可以為金屬、金屬氧化物或其組合。並且,第一電極410的厚度T3與第二電極420的厚度T4都由20Å至100Å。所以,第一電極410與第二電極420都具有良好的光穿透率,例如由60%至100%。此外,由於第一電極410與第二電極420具有薄化的設計,第一電極410、第二電極420與間隔430之間的高度差異不顯著。所以,覆蓋於第一電極410與第二電極420上的配向層140在受到摩擦配向處理時可以均勻的受到摩擦而有助於提升畫素結構400的品質。
圖7為本發明第五實施例的畫素結構的剖面示意圖。請參照圖7,畫素結構500,大致上與畫素結構400相似,而包括有主動元件110、第一電極410、第二電極420、配向層140、絕緣層150、絕緣層160與連接電極510。也就是說,畫素結構500不同於畫素結構400之處主要在於,畫素結構500更包括有連接電極510。連接電極510連接於主動元件110的汲極118與第一電極410之間且連接電極210的厚度T5大於第一電極410的厚度T3與第二電極420的厚度T4。此時,連接電極510相對於第一電極100不容易在接觸窗162斷開,因此連接電極510的設置有助於確 保第一電極410與主動元件110的電性連接。在此,連接電極510雖表示為位在第一電極410與汲極118之間,但本發明不以此為限。在其他的實施例中,第一電極410可以位於連接電極510與汲極118之間。
綜上所述,本發明實施例的畫素結構採用具有狹縫且厚度薄化的電極。電極所在位置與狹縫所在位置的高度差異不明顯因此在電極上的配向層進行摩擦處理的過程可以更為均勻。因此,本發明實施例的畫素結構具有理想的品質。
10‧‧‧基板
100‧‧‧畫素結構
110‧‧‧主動元件
112‧‧‧閘極
114‧‧‧通道層
116‧‧‧源極
118‧‧‧汲極
120‧‧‧第一電極
122‧‧‧狹縫
130‧‧‧第二電極
140‧‧‧配向層
150、160‧‧‧絕緣層
162‧‧‧接觸窗
A、B‧‧‧位置
D‧‧‧方向
F‧‧‧刷毛
T1‧‧‧厚度
I-I’‧‧‧剖線

Claims (13)

  1. 一種畫素結構,配置於一基板上,該畫素結構包括:一主動元件,配置於該基板上;一第一電極,配置於該基板上並且該第一電極具有多個第一狹縫,其中該第一電極的厚度由20Å至100Å;一第二電極,配置於該基板上,電性獨立於該第一電極且該第二電極的面積至少部分地位於該些第一狹縫中,其中該第一電極與該第二電極其中一者電性連接至該主動元件;以及一配向層,至少覆蓋該第一電極以及該些第一狹縫。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的畫素結構,其中該第二電極位於該第一電極與該基板之間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的畫素結構,更包括一絕緣層,配置於該第一電極與該第二電極之間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的畫素結構,其中該第二電極與該第一電極同平面,且該第二電極具有多個第二狹縫使該第一電極至少部分地位於該些第二狹縫中。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的畫素結構,其中該第二電極的厚度由20Å至100Å。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的畫素結構,其中該配向層更覆蓋該第二電極以及該些第二狹縫。
  7. 如申請專利範圍第4項所述的畫素結構,其中該第二電極的光穿透率由60%至100%。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的畫素結構,其中該第一電極與該第二電極的另一者連接至一共用電位。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的畫素結構,其中該第一電極電性連接至該主動元件。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的畫素結構,更包括一連接電極,該連接電極連接於該主動元件與該第一電極之間。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的畫素結構,其中該連接電極的厚度大於該第一電極的厚度。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的畫素結構,其中該第一電極的材質包括金屬、金屬氧化物或上述之組合。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的畫素結構,其中該第一電極的光穿透率由60%至100%。
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