CN2237857Y - 一种薄膜电晶体液晶显示器的储存电容结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示一种设计成栅状的薄膜电晶体液晶显示器的储存电容的结构，一方面可增大其开口率，另一方面由于薄膜电晶体液晶显示器的栅状储存电容与扫描线和信号线邻近部分减少，可有效减少彼此短路现象和减小延迟电容效应。

Description

一种薄膜电晶体液晶显示器的储存电容结构

本实用新型涉及一种薄膜电晶体液晶显示器的储存电容结构，尤其涉及将薄膜电晶体液晶显示器的储存电容的第一电极设计成栅状，且位于象素电极的中央部分，分别距象素电极上下各约1/4处，该栅状储存电容的纵向部分位于上层板遮光矩阵内，可有效减少短路现象及减少延迟电容效应。

薄膜电晶体(以下简称TFT)已大量应用在液晶显示器上，在每一次扫描时间(约63.5μs)信号经TFT传送并储存在液晶电容中，到下一次扫描时(约16.7ms)更新信号。但一般目前液晶的电容值不大(约0.3pf)，能够储存的信号电荷有限，在每次扫描间隔电荷的流失造成等效电压下降，使画面闪烁；此外薄膜电晶体不可避免地有一闸极与源极的重叠区域所形成的耦合电容Cgs，它会造成象素电极上的电压降ΔVgs(如图一) $\mathrm{\ΔVgs}=\frac{\mathrm{Cgs}}{\mathrm{Cls}+\mathrm{Cgs}}\·\mathrm{Vg}$

为减少上述的影响，各厂商设计出一储存电容Cs与液晶电容并联的结构以解决上述问题，这样一方面可增加信号电荷之储存量，另一方面可减小耦合电容的影响，此时电压降为 $\mathrm{\ΔVgs}=\frac{\mathrm{Cgs}}{\mathrm{Cls}+\mathrm{Cs}+\mathrm{Cgs}}\·\mathrm{Vg}$

现有技术中已知的储存电容制作方式有三种，分别叙述如下：图2(a)中所示为第一种已知的薄膜电晶体液晶显示器的储存电容，储存电容14的组成由与闸极11同时形成的金属电极、闸极绝缘层12、ITO电极13三者构成，图二(b)为其俯视图，其斜线部分即储存电容的金属电极。由图中可见储存电容的金属电极横跨过象素电极，使薄膜电晶体液晶显示器的开口率降低。

图3(a)所示为第二种已知的薄膜电晶体液晶显示器的储存电容，其储存电容14利用闸极11的延伸部分与闸极绝缘层12、ITO电极13共同形成，虽然其储存电容位于上层遮光矩阵21内，提升了开口率，但若制作出现对位偏差，将使各曝光区的储存电容值发生改变，且此种设计方式使得储存电容无法与共同电极连接，当驱动此薄膜电晶体时，容易产生漏电或崩溃的现象，图3(b)为其俯视图。

图4(a)所示为第三种已知的薄膜电晶体液晶显示器的储存电容，它与第一种已知方式的储存电容组成相同，为避免影响开口率而将储存电容14安排在象素电极的四周，尽量使储存电容位在上层遮光矩阵21内，但这一结构将使储存电容与扫描线十分接近，易造成二者短路，且储存电容与扫描线和信号线因太接近易衍生出延迟电容效应，图4(b)为其俯视图。

本实用新型的薄膜电晶体液晶显示器的储存电容如图5(a)所示，其储存电容14为与闸极11金属同时形成于基板上并作为储存电容的第一电极，与随后沉积的闸极介电层12和ITO电极13共同组成，储存电容的第一电极设计成栅状，其涵盖范围为象素电极的中央部分，距象素电极上下边缘各1/4处，参见图5(b)及图5(c)，储存电容的纵向部分位于上层遮光矩阵范围内，这种结构与第一种已知结构相比较，在相同储存电容面积情况下，可获得较大的开口率，与第二种已知方式相比较其储存电容可和共同电极相接，不必担心会发生漏电或崩溃，与第三种已知方式相比较，储存电容减少了短路机会，降低延迟电容效应；根据本实用新型所制得的产品较已知技术更具新颖性及进步性。

图1为显示元件的实际波形；

图2(a)为第一种已知的薄膜电晶体液晶显示器的储存电容剖面图；

图2(b)为图2(a)的俯视图；

图3(a)为第二种已知的薄膜电晶体液晶显示器的储存电容剖面图，它涉及以闸极电极当作储存电容第一电极的一部分；

图3(b)为图3(a)的俯视图；

图4(a)为第三种已知的薄膜电晶体液晶显示器的储存电容剖面图，其储存电容设计成环状，位于象素电极的四周；

图5(a)为本实用新型的储存电容剖面图；

图5(b)为图5(a)的俯视图；

图5(c)为本实用新型的另一实例俯视图。

以下详细说明本实用新型的薄膜电晶体液晶显示器的储存电容的结构及其制作工艺，并与已知的各种已知方式作一比较。

首先在玻璃基板上溅镀一层金属层，蚀刻出闸极电极11和储存电容第一电极14，然后，根据常规方式生长反转堆叠式簿膜电晶体，储存电容的第一电极设计成栅状，其涵盖范围为象素电极中央部分距象素电极上下边缘各1/4处，储存电容的纵向部分位于上层遮光矩阵范围内；图五(b)为其俯视图。

比较图2(b)的第一种已知方式的储存电容，本实用新型的储存电容纵向部分别位于上层遮光矩阵内，所以这一部分储存电容所占面积不影响开口率，以第一种已知技术的储存电容电极宽30μm，象素电极扣除上层遮光矩阵重叠部分长160μm，宽120μm，本实用新型的储存电容纵向部分宽5μm，则在相同储存电容面积情况下第一种已知技术的储存电容开口率约为45％而根据本实用新型所设计可达48％。

比较图3(b)的第二种已知技术的储存电容，因其储存电容为与闸极电极共用一电极，故无法与共同电极相接，有漏电或崩溃的可能，另一方面此种设计在光罩对准时若有偏差，则导致各曝光区的储存电容值不同，使液晶显示器影像出现偏差；而本实用新型所设计的储存电容与闸极电极不连在一起，所以储存电容可和共同电极相连，避免上述危险，另外栅状设计的储存电容即使在光罩对准上有所偏差亦不影响其总储存电容值。

比较图4(b)的第三种已知技术的储存电容，其储存电容环绕在象素电极四周，因与横向的的扫描线和纵向的信号线十分接近，所以易有彼此短路的情形发生，另外，还易使延迟电容效应更加明显；而根据实用新型设计的储存电容只有在纵向一部分和信号线相近，大大减少了短路机会，同样延迟电容效应亦不明显。

本实用新型的储存电容电极栅条数，在考虑到黄光工艺线宽解析度为3μm时，其储存电容的栅状条数不超过十条；图5(C)为本实用新型另一俯视图。

综上所述，本实用新型揭示一种薄膜电晶体液晶显示器的储存电容结构，由于薄膜电晶体液晶显示器的储存电容设计成栅状，一方面可增大其开口率，另一方面由于薄膜电晶体液晶显示器的栅状储存电容与扫描和信号线邻近部部分减少，可明显有效减少彼此短路现象和减小延迟电容效应。

Claims (4)

1.一种薄膜电晶体液晶显示器的储存电容结构，其特征在于该储存电容的第一电极设计成栅状并位于象素电极的中央部分，距象素电极上下各约1/4处，薄膜电晶体液晶显示器的栅状储存电容的纵向部分位于上层遮光矩阵内，栅状条数为2至10条。

2.根据权利要求1所述的薄膜电晶体液晶显示器的储存电容结构，其特征在于：栅状储存电容由

(a)与闸极一起沉积蚀刻而成的储存电容第一电极；

(b)闸极介电层；以及

(c)象素电极ITO；

三层结构构成。

3.根据权利要求2所述的薄膜电晶体液晶显示器的储存电容结构，其特征在于第一电极为不与闸极一起沉积的介电层。

4.根据权利要求2所述的薄膜电晶体液晶显示器的储存电容结构，其特征在于储存电容的介电层为不与闸极介电层一起沉积的介电层。

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