像素结构的制作方法

本发明涉及一种像素结构，尤其涉及一种具有三栅极设计的像素结构。

背景技术：

在整合有触控功能的显示面板驱动芯片中，通常需将像素结构中的扫描线以及感测线上方的部分共享电极移除(即，共享电极需具有多个开口)，以降低扫描线以及感测线与共享电极之间的电阻电容负载。然而，扫描线以及感测线的上方需因此覆盖有黑矩阵以避免产生漏光现象，此将导致像素结构的开口率下降。

技术实现要素：

本发明提供一种像素结构，其在避免产生漏光现象的情况下可提升开口率。

根据本发明的实施例，本发明的像素结构包括第一金属层、栅绝缘层、第二金属层、第一层间绝缘层、第一导电层、第二层间绝缘层以及第二导电层。第一金属层包括栅极以及扫描线。扫描线沿第一方向延伸。栅绝缘层设置于第一金属层上。第二金属层设置于栅绝缘层上。第二金属层包括源极、漏极、数据线以及感测线。数据线沿第二方向延伸。感测线包括主干以及延伸部。主干沿第二方向延伸。延伸部沿第一方向延伸。延伸部与扫描线对应地设置。第一层间绝缘层设置于第二金属层上。第一导电层设置于第一层间绝缘层上。第二层间绝缘层设置于第一导电层上。第二导电层设置于第二层间绝缘层上。

在根据本发明的实施例的像素结构中，像素结构应用于三栅极设计的显示面板。

在根据本发明的实施例的像素结构中，第二导电层包括狭缝。

根据本发明的实施例，本发明的像素结构包括第一金属层、栅绝缘层、第二金属层、第一层间绝缘层、第三金属层、第二层间绝缘层、第一导电层、第三层间绝缘层以及第二导电层。第一金属层包括栅极以及扫描线。扫描线沿第一方向延伸。栅绝缘层设置于第一金属层上。第二金属层设置于栅绝缘层上。第二金属层包括源极、漏极以及数据线。数据线沿第二方向延伸。第一层间绝缘层设置于第二金属层上。第三金属层设置于第一层间绝缘层上。第三金属层包括感测线。感测线包括主干以及延伸部。主干沿第二方向延伸。延伸部沿第一方向延伸。延伸部与扫描线对应地设置。第二层间绝缘层设置于第三金属层上。第一导电层设置于第二层间绝缘层上。第三层间绝缘层设置于第一导电层上。第二导电层设置于第三层间绝缘层上。

在根据本发明的实施例的像素结构中，其还包括平坦层。平坦层设置于第一层间绝缘层与第二层间绝缘层之间。第三金属层设置于平坦层上。

在根据本发明的实施例的像素结构中，像素结构应用于三栅极设计的显示面板。

在根据本发明的实施例的像素结构中，第二导电层包括狭缝。

根据本发明的实施例，本发明的像素结构包括扫描线、数据线、主动组件、感测线、像素电极以及共享电极。扫描线沿第一方向延伸。数据线沿第二方向延伸。主动组件与对应的扫描线以及对应的数据线电性连接。感测线包括主干以及延伸部。主干沿第二方向延伸。延伸部沿第一方向延伸。延伸部与扫描线对应地设置。像素电极与主动组件电性连接。共享电极与感测线电性连接。本发明的像素结构应用于三栅极设计的显示面板。

在根据本发明的实施例的像素结构中，数据线与感测线为同一层金属层。

在根据本发明的实施例的像素结构中，数据线与感测线为不同层金属层。

由于本发明的像素结构使感测线的延伸部与扫描线对应地设置，其可用以遮蔽扫描线的漏光现象，藉此可不需设置额外的黑矩阵于扫描线上方，以增加像素结构的开口率。

附图说明

包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。

图1a为本发明一实施例的像素结构的俯视示意图。

图1b为依据图1a的剖线a-a’的剖面示意图。

图2a为本发明另一实施例的像素结构的俯视示意图。

图2b为依据图2a的剖线b-b’的一实施例的剖面示意图。

图2c为依据图2a的剖线b-b’的另一实施例的剖面示意图。

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同组件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。本发明也可以各种不同的形式体现，而不应限于本文中所述的实施例。附图中的层与区域的厚度会为了清楚起见而放大。相同或相似的参考号码表示相同或相似的组件，以下段落将不再一一赘述。另外，实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

图1a为本发明一实施例的像素结构的俯视示意图，图1b为依据图1a的剖线a-a’的剖面示意图。

请同时参照图1a以及图1b，在本实施例中，像素结构10是一种三栅极型的像素结构。详细地说，本实施例的像素结构10通过三条扫描线(或称栅极线)来驱动一个像素单元。与常见的使用单栅极型的像素结构的显示面板相比，在相同的分辨率下，使用三栅极型的像素结构的显示面板包括三倍的扫描线以及三分之一的数据线。在此情况下，由于与扫描线电连接的栅极驱动芯片的成本与耗电量均较与数据线电连接的源极驱动芯片来得低，因此，使用三栅极型的像素结构的显示面板可降低其成本及耗电量。

在一实施例中，像素结构10包括扫描线sl、数据线dl、主动组件t、感测线sx、像素电极pe以及共享电极ce。另外，像素结构10可还包括衬底100、栅绝缘层gi以及层间绝缘层pv1、pv3。

为了方便说明，图1a中仅示出出像素结构10的部分区域，本领域技术人员可以根据以下实施例了解像素结构10的结构或布局。

衬底100可例如是刚性衬底或柔性衬底。举例来说，衬底100的材料可例如是玻璃、石英或有机聚合物，或者衬底100的材料可例如是聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙醇酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯聚醚砜或聚芳基酸酯。在一实施例中，扫描线sl、数据线dl、主动组件t、感测线sx、像素电极pe以及共享电极ce设置于衬底100上。

扫描线sl例如实质上沿第一方向e1延伸且沿第二方向e2排列，且数据线dl实质上沿第二方向e2延伸且沿第一方向e1排列，但本发明不以此为限。在一实施例中，第一方向e1实质上垂直于第二方向e2。在本实施例中，扫描线sl是以锯齿形为例，且数据线dl是以直线形为例，但本发明不以此为限。在其他实施例中，扫描线sl可以是直线形或其他形状，且数据线dl亦可以是锯齿形或其他形状。基于导电性的考虑，扫描线sl以及数据线dl一般是包括金属材料，但本发明不限于此。在其他实施例中，扫描线sl以及数据线dl亦可以使用其他导电材料，例如：合金、金属材料的氮化物、金属材料的氧化物、金属材料的氮氧化物、或是金属材料与其它导电材料的堆栈层。

主动组件t例如与扫描线sl以及数据线dl电性连接。在本实施例中，主动组件t是以底部栅极型薄膜晶体管为例，但本发明不以此为限。主动组件t也可以是顶部栅极型薄膜晶体管或其他类型的主动组件。

主动组件t例如包括栅极g、源极s以及漏极d，其中栅极g电连接于扫描线sl，且源极s电连接于数据线dl。主动组件t的材料可包括(但不限于)：金属材料、合金、金属材料的氮化物、金属材料的氧化物、金属材料的氮氧化物、或是金属材料与其它导电材料的堆栈层。在一实施例中，扫描线sl以及主动组件t的栅极g例如是由同一层第一金属层m1所形成，且数据线dl以及主动组件t的源极s与漏极d例如是由另一同层第二金属层m2所形成。

栅极g例如设置于衬底100上。栅绝缘层gi设置于第一金属层m1上且可例如覆盖栅极g。在一实施例中，栅绝缘层gi的材料可为无机材料(例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或其组合)、有机材料(例如：聚酰亚胺系树脂、环氧系树脂、压克力系树脂或其组合)或上述的组合，但本发明不以此为限。栅绝缘层gi可为单层结构，但本发明并不限于此。在其他实施例中，栅绝缘层gi也可为多层结构。

主动组件t可例如还包括半导体层se。半导体层se例如设置于栅绝缘层gi上(未示出)。半导体层se的材料可为非晶硅，但本发明不以此为限。半导体层se的材料也可为多晶硅、微晶硅、单晶硅、纳米晶硅或其它具有不同晶格排列的半导体材料或金属氧化物半导体材料。在一实施例中，半导体层se与栅极g对应地设置。源极s以及漏极d例如亦设置于栅绝缘层gi上，且源极s以及漏极d各自电连接于半导体层se。

层间绝缘层pv1设置于第二金属层m2上且可例如覆盖源极s以及漏极d。在本实施例中，层间绝缘层pv1的材料可为无机材料(例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或其组合)、有机材料(例如：聚酰亚胺系树脂、环氧系树脂、压克力系树脂或其组合)或上述的组合，但本发明不以此为限。层间绝缘层pv1可为单层结构，但本发明并不限于此。在其他实施例中，层间绝缘层pv1也可为多层结构。

像素电极pe以及共享电极ce例如设置于层间绝缘层pv1上。在本实施例中，像素电极pe设置于共享电极ce上方，且像素电极pe与共享电极ce之间夹设有层间绝缘层pv3，但本发明不以此为限。亦即，共享电极ce也可设置于像素电极pe上方。层间绝缘层pv3具有与层间绝缘层pv1类似的材料与结构，于此不再赘述。像素电极pe例如通过接触窗h电连接于主动组件t的漏极d。像素电极pe以及共享电极ce的材料可包括金属氧化物导电材料，例如铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟镓锌氧化物、或其它合适的氧化物、或者是上述至少二者的堆栈层。像素电极pe以及共享电极ce可选择性地具有狭缝，但本发明并不限于此。在本实施例中，像素电极pe具有狭缝pe_s。

感测线sx例如与共享电极ce电连接。在本实施例中，感测线sx为第二金属层m2的一部分，但本发明不以此为限。感测线sx例如包括主干sx1以及延伸部sx2。感测线sx的主干sx1例如实质上沿第二方向e2延伸，且感测线sx的延伸部sx2例如实质上沿第一方向e1延伸。在一实施例中，感测线sx的延伸部sx2与扫描线sl对应地设置。亦即，感测线sx的延伸部sx2设置于扫描线sl的上方且实质上与扫描线sl重叠。

本实施例通过使感测线sx的延伸部sx2与扫描线sl对应地设置，可改变电场的控制强度，进而避免扫描线sl边界的漏光现象，藉此可缩小黑矩阵关键维度损失(cdloss)，以增加像素结构10的开口率。

图2a为本发明另一实施例的像素结构的俯视示意图，图2b为依据图2a的剖线b-b’的一实施例的剖面示意图。在此需说明的是，图2a沿用图1a的组件标号与部分内容，图2b沿用图1b的组件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的组件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，在此不赘述。

请同时参照图2a以及图2b，本实施例的像素结构20与前述实施例的像素结构10的主要差异在于：感测线sx并非为第二金属层m2的一部分，而是为第三金属层m3的一部分。在本实施例中，感测线sx设置于层间绝缘层pv1上且经层间绝缘层pv2覆盖。

本实施例通过使感测线sx的延伸部sx2与扫描线sl对应地设置，可改变电场的控制强度，进而避免扫描线sl边界的漏光现象，藉此可缩小黑矩阵关键维度损失(cdloss)，以增加像素结构20的开口率。

图2c为依据图2a的剖线b-b’的另一实施例的剖面示意图。在此需说明的是，图2c沿用图2b的组件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的组件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，在此不赘述。

请同时参照图2a以及图2c，本实施例的像素结构30与前述实施例的像素结构20的主要差异在于：在第三金属层m3与第二金属层m2之间设置有平坦层oc，即，在感测线sx与数据线dl之间设置有平坦层oc。在本实施例中，平坦层oc夹置于层间绝缘层pv1与层间绝缘层pv2之间。平坦层oc的设置可使感测线sx与数据线dl即使部分重叠也可降低两者之间的电性干扰。

本实施例通过使感测线sx的延伸部sx2与扫描线sl对应地设置，可改变电场的控制强度，进而避免扫描线sl边界的漏光现象，藉此可缩小黑矩阵关键维度损失(cdloss)，以增加像素结构30的开口率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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