像素结构 【技术领域】
本发明涉及一种半导体元件结构，特别是涉及一种薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，TFT-LCD)的像素结构。
背景技术
薄膜晶体管液晶显示器主要由薄膜晶体管阵列基板、彩色滤光阵列基板和液晶层所构成，其中薄膜晶体管阵列基板是由多个以阵列形式排列的像素结构(pixel structure)所组成，其包括多个薄膜晶体管/薄膜电晶体(thin film transistor)以及与每一薄膜晶体管对应配置的一像素电极(pixel electrode)。上述薄膜晶体管包括栅极/闸极(gate)、通道层/沟道层(channel)、漏极(drain)与源极(source)，该薄膜晶体管用来作为液晶显示单元的开关组件。
如图1所示，其示出了一现有像素结构的上视示意图；图2为图1的I-I’剖面示意图。
请同时参照图1与图2，现有像素结构的制造方法为首先在一基板100上形成一栅极102以及一扫描配线(scan line)101，其中扫描配线101与栅极102连接。之后，在基板100上形成一栅极介电层(gate dielectriclayer)104，以覆盖住栅极102以及扫描配线101。接着，在栅极102上方的栅极介电层104上形成一非晶硅通道层106，并且在非晶硅通道层106上形成一欧姆接触层108。之后，在欧姆接触层108上形成一源极/漏极112a/112b，并且同时在栅极介电层104上确定出与源极112a连接的一数据配线(data line)111，其中栅极102、通道层106与源极/漏极112a/112b构成一薄膜晶体管130。之后，在基板100的上方形成一保护层(passivation layer)114，以覆盖住薄膜晶体管130，并且将保护层114图案化，以在保护层114中形成一开口116。之后，再在保护层114上形成一像素电极118，其中像素电极118通过开口116而与薄膜晶体管130的漏极112b电连接。
另外，在该像素结构中，在相邻于该像素结构之一的扫描配线101a上还形成有一像素储存电容器120，其由扫描配线101a(作为一下电极)、对应形成于扫描配线101a上的一导电层124与像素电极118(作为一上电极)以及形成于下电极与上电极之间的栅极介电层104所构成，其中导电层124与像素电极118之间透过形成在保护层114中的一开口126而电连接。
由上述说明可知，现有像素结构的薄膜晶体管130配置在像素结构的一角落，用以驱动整个像素结构，而且其像素储存电容器120配置在另一扫描配线101a的上方。因此，这种像素结构的设计容易受到制造过程中污染粒子的影响而失效，也就是，倘若有污染粒子附着在像素结构的某一处而造成短路等缺陷时，将可能导致整个像素结构无法正常运作。而且，现有像素储存电容器120采用配置在扫描配线101a上的架构，这样，由于扫描波形需多一阶的设计，因此在驱动电路的设计及制造方面都会较为复杂。
【发明内容】
因此，本发明的目地为提供一种像素结构，以改善现有像素结构的配置方式所产生的问题。
为此，本发明提出一种像素结构，其适于架构在一基板上，该像素结构包括一扫描配线、一栅极介电层、一数据配线、一保护层、一透明像素电极以及一双漏极薄膜晶体管(Double Drain TFT)。其中，扫描配线配置在基板上，栅极介电层配置于基板上并覆盖住扫描配线。另外，数据配线配置于栅极介电层上，且数据配线的延伸方向与扫描配线的延伸方向不同。此外，保护层配置于栅极介电层上并覆盖住数据配线。而透明像素电极配置于保护层上，特别是位于扫描配线上方的透明像素电极中更具有多个开口，以降低扫描配线与透明像素电极之间的寄生电容。再者，双漏极薄膜晶体管配置于基板上，且该双漏极薄膜晶体管配置在像素结构的中央，其中双漏极薄膜晶体管具有一栅极、一通道层、一源极以及二漏极，源极与数据配线电连接，二漏极分别与透明像素电极电连接，通道层配置在栅极上方的栅极介电层上，源极与二漏极配置在通道层上，而栅极与扫描配线电连接。
在本发明中，像素结构的两边缘处更配置有二像素储存电容器，其中每一像素储存电容器由配置在基板上的一共享线(作为一下电极)、对应配置在共享线上方的一导电层与透明像素电极(作为一上电极)以及配置在下电极与上电极之间的栅极介电层所构成，其中导电层与透明像素电极之间通过配置在保护层中之一上的接触窗而彼此电连接。
本发明还提出一种像素结构，其适于架构在一基板上，该像素结构包括一扫描配线、一栅极介电层、一数据配线、一反射像素电极以及一双漏极薄膜晶体管(Double Drain TFT)。其中，扫描配线配置在基板上，栅极介电层配置于基板上并覆盖住扫描配线。另外，数据配线配置于栅极介电层上，且数据配线的延伸方向与扫描配线的延伸方向不同。而反射像素电极配置于栅极介电层上。在此，反射像素电极可以配置成位于扫描配线的两侧的两块反射像素电极，或是配置成一块反射像素电极，但在扫描配线上的反射像素电极中具有多个开口，以降低扫描配线与反射像素电极之间的寄生电容。再者，双漏极薄膜晶体管配置于基板上，且该双漏极薄膜晶体管配置在像素结构的中央，其中双漏极薄膜晶体管具有一栅极、一通道层、一源极以及二漏极，源极与数据配线电连接，二漏极分别与反射像素电极连接，通道层配置在栅极上方的栅极介电层上，源极与二漏极配置在通道层上，而栅极与扫描配线电连接。
在本发明中，该像素结构的两边缘处更配置有二像素储存电容器，其中每一像素储存电容器由配置在基板上的一共享线(作为一下电极)、对应配置在共享线上方的反射像素电极(作为一上电极)以及配置在下电极与上电极之间的栅极介电层所构成。
由于本发明的像素结构的薄膜晶体管配置在像素结构的中央，且薄膜晶体管的两个漏极同时驱动其两侧的像素电极，因此本发明的像素结构不会因为制造过程中微粒的影响而导致整个像素结构无法正常运作。
本发明将薄膜晶体管配置在像素结构中央的位置，可以使像素电极上电场分布较为均匀，因此该种配置方式对于显示非常有利。
由于本发明的像素结构中的像素储存电容器并非如现有技术那样配置在扫描配线的上方，因此相对于现有像素结构的架构，本发明在驱动电路的设计上较为简化。
【附图说明】
为使本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下面通过较佳实施例并配合附图进行更详细的说明。其中：
图1为现有一像素结构的上视示意图；
图2为图1的I-I’剖面示意图；
图3是根据本发明一第一实施例的像素结构的上视示意图；
图4为图3的II-II’剖面示意图；
图5是根据本发明一第二实施例的像素结构的上视示意图；
图6是根据本发明一第二实施例的像素结构的上视示意图；以及
图7为图5与图6的III-III’以及IV-IV’剖面示意图。
【具体实施方式】
第一实施例
如图3所示，其示出了根据本发明一较佳实施例的像素结构的上视图；而图4所示为图3中的II-II’剖面示意图。
请参照图3与图4，本发明的像素结构的制造方法为首先提供一基板200，其中基板200例如是一透明玻璃基板或是一透明塑料基板。接着，在基板200上形成一扫描配线201以及一栅极202，其中扫描配线201与栅极202电连接。
之后，在基板200上全面性地形成一栅极介电层204，以覆盖住扫描配线201以及栅极202。其中栅极介电层204的材料例如为氮化硅或氧化硅等介电材料。
接着，在栅极202上方的栅极介电层204上形成一通道层206，其中通道层206的材料例如为非晶硅。接着，在通道层206上形成一源极212a以及二漏极212b、212c，并且同时在栅极介电层204上形成与源极212a连接的一数据配线211。其中，栅极202、通道层206、源极212a以及二漏极212b、212c构成一双漏极薄膜晶体管(Double DrainTFT)230，且双漏极薄膜晶体管230配置在整个像素结构的中央。
在本发明中，在通道层206以及源极212a与二漏极212b、212c之间更包括形成有一欧姆接触层208，用于增强两者之间的电性接触。
之后，在基板200上全面性地形成一保护层214，以覆盖住双栅极薄膜晶体管230，其中保护层214的材料例如为氮化硅等绝缘材质。
接着，在保护层214中形成二开口216a、216b，其中开口216a与开口216b分别暴露出漏极212b以及漏极212c。
之后，在保护层214上形成一透明像素电极218，其中透明像素电极218通过开口216a、216b分别与漏极212b、212c电连接。特别是，位于扫描配线201上方的透明像素电极218中更确定出多个开口219，以降低透明像素电极218与扫描配线201之间所产生的寄生电容。
除此之外，本发明的像素结构之两边缘处更包括形成有二像素储存电容器220a、220b，其中像素储存电容器220a、220b系由二共享线222a、222b(作为一下电极)、对应形成于共享线222a、222b上方的二导电层224a、224b与透明像素电极218(作为一上电极)以及位于上电极与下电极之间的栅极介电层204所构成。其中，共享线222a、222b是在形成扫描配线201时所同时确定出的，而导电层224a、224b为在形成源极212a、漏极212b、212c以及数据配线211时所同时确定出的，而透明像素电极218与导电层224a、224b之间透过形成在保护层214中的二开口226a、226b而彼此电连接(具有相同的电位)。
因此，本实施例的像素结构包括一扫描配线201、一栅极介电层204、一数据配线211、一保护层214、一透明像素电极218以及一双漏极薄膜晶体管(Double Drain TFT)230。
其中，扫描配线201配置于基板200上，栅极介电层204配置于基板200上并覆盖住扫描配线201。另外，数据配线211配置于栅极介电层204上，且数据配线211的延伸方向与扫描配线201的延伸方向不同。此外，保护层214配置于栅极介电层204上并覆盖住数据配线211。而透明像素电极218配置于保护层214上，其中位于扫描配线201上的透明像素电极218中更具有多个开口219，以降低扫描配线201与透明像素电极218之间的寄生电容。再者，双漏极薄膜晶体管230配置于基板200上，且此双漏极薄膜晶体管230配置在像素结构的中央，其中双漏极薄膜晶体管具有一栅极202、一通道层206、一源极212a以及二漏极212b、212c，源极212a与数据配线211电连接，二漏极212b、212c分别与透明像素电极218电连接，通道层206配置在栅极202上方的栅极介电层204上，源极212a与二漏极212b、212c配置在通道层206上，而栅极202与扫描配线201电连接。
在本发明中，该像素结构的两边缘处更包括配置有二像素储存电容器220a、220b，其中像素储存电容器220a、220b由配置在基板上的二共享线222a、222b(作为一下电极)、对应配置在共享线222a、222b上方的二导电层224a、224b与透明像素电极218(作为一上电极)、以及配置在下电极与上电极之间的栅极介电层204所构成，其中导电层224a、224b与透明像素电极218之间透过配置在保护层214中的接触窗226a、226b而彼此电连接。
本实施例的像素结构为一穿透式像素结构，其可应用于一穿透式液晶显示器中。而且由于本发明的单一像素结构中透明区域的面积相等均分，倘若将本发明的多个像素结构以三角布置的方式(Delta Type)配置在基板上，对于显示品质的提高将更加有帮助。
第二实施例
图5所示为根据本发明另一较佳实施例的像素结构的上视图；图7所示为图5的III-III’剖面示意图。
请参照图5与图7，本实施例的像素结构的制造方法为首先提供一基板300，其中基板300例如为一透明玻璃基板或为一透明塑料基板。接着，在基板300上形成一扫描配线301以及一栅极302，其中扫描配线301与栅极302电连接。
之后，在基板300上全面性地形成一栅极介电层304，以覆盖住扫描配线301和栅极302。其中栅极介电层304的材料例如为氮化硅或氧化硅等介电材料。
继之，在栅极302上方的栅极介电层304上形成一通道层306，其中通道层306的材料例如为非晶硅。接着，在通道层306上形成一源极312a以及二漏极312b、312c，并且同时在栅极介电层304上形成与源极312a连接的一数据配线311以及与漏极312b、312c电连接的一反射像素电极318。其中，反射像素电极318的材料例如为金属材料。而栅极302、通道层306、源极312a以及二漏极312b、312c构成一双漏极薄膜晶体管(Double Drain TFT)330，且双漏极薄膜晶体管330配置在整个像素结构的中央。在本实施例中，在通道层306以及源极312a与二漏极312b、312c之间更包括形成有一欧姆接触层308，以增强两者之间的电性接触。
在此，反射像素电极318可以定义成位于扫描配线301两侧的两块反射像素电极318(如图5所示)，其中两块像素电极318分别与漏极312b、312c电连接，以减少像素电极318与扫描配线301之间所产生的寄生电容。或者是，将反射像素电极318定义成单块的反射像素电极318(如图6所示)，而在扫描配线301上方的反射像素电极318中定义有多个开口319，以减少反射像素电极318与扫描配线301之间所产生的寄生电容。
除此之外，本发明的像素结构的两边缘处更包括形成有二像素储存电容器320a、320b，其中像素储存电容器320a、320b由二共享线322a、322b(作为一下电极)、对应形成于共享线322a、322b上方的反射像素电极318(作为一上电极)以及位于上电极与下电极之间之栅极介电层304所构成。其中，共享线322a、322b为在形成扫描配线301与栅极302时所同时定义出来的。
因此，本实施例的像素结构包括一扫描配线301、一栅极介电层304、一数据配线311、一反射像素电极318以及一双漏极薄膜晶体管(DoubleDrain TFT)330。
其中，扫描配线301配置于基板300上，栅极介电层304配置于基板300上并覆盖住扫描配线301。另外，数据配线311配置于栅极介电层304上，且数据配线311的延伸方向与扫描配线301的延伸方向不同。而反射像素电极318配置于栅极介电层304上，在此，反射像素电极318可以配置成位于扫描配线301两侧的两块反射像素电极318，或者是一块反射像素电极318，但在扫描配线301上的反射像素电极318中具有数个开口319，以降低扫描配线301与反射像素电极318之间的寄生电容。再者，双漏极薄膜晶体管330配置于基板300上，且该双漏极薄膜晶体管330配置在像素结构的中央，其中双漏极薄膜晶体管330具有一栅极302、一通道层306、一源极312a以及二漏极312b、312c，源极312a与数据配线311电连接，二漏极312b、312c分别与反射像素电极318电连接，通道层306配置在栅极302上方的栅极介电层304上，源极312a与二漏极312b、312c配置在通道层306上，而栅极302与扫描配线301电连接。
在本实施例中，该像素结构的两边缘处更包括配置有二像素储存电容器320a、320b，其中像素储存电容器320a、320b由配置在基板300上的一共享线322a、322b(作为一下电极)、对应配置在共享线322a、322b上方的反射像素电极318(作为一上电极)以及配置在下电极与上电极之间的栅极介电层304所构成。
本实施例的像素结构为一反射式像素结构，其可应用于一反射式液晶显示器中。而且由于本发明的单一像素结构中显示区域的面积相等均分，倘若是将本发明的多个像素结构以三角布置的方式(Delta Type)配置在基板上，对于显示品质的提高将更加有帮助。
综合以上所述，本发明具有下列优点：
1.由于本发明的像素结构的薄膜晶体管配置在像素结构的中央，且薄膜晶体管的两个漏极同时驱动其两侧的像素电极，因此本发明的像素结构相对不会受到制造过程中微粒的影响而导致整个像素结构无法正常运作。
2.本发明将薄膜晶体管配置在像素结构中央的位置，可以使像素电极上电场分布较为均匀，因此该种配置方式对于显示效果有很大的帮助。
3.由于本发明的像素结构中的像素储存电容器并非如现有技术那样配置在扫描配线的上方，因此相对于现有像素结构的架构，本发明在驱动电路的设计上较为简化。
虽然本发明已以较佳实施例的方式进行了详细描述，但其并非用以限定本发明，任何熟习本技术者，在不脱离本发明的精神和范围内当可作出多种改进或变化，因此本发明的保护范围应以附权利要求的范围所限定。
附图标记说明：
100、200、300：基板
101、201、301：扫描配线
102、202、302：栅极
104、204、304：栅极介电层
106、206、306：通道层
108、208、308：欧姆接触层
111、211、311：数据配线
112a、212a、312a：源极
112b、212b、212c、312b、312c：漏极
114、214：保护层
116、216a、216b、226a、226b：开口(接触窗)
118、218、318：像素电极
120、220a、220b、320a、320b：像素储存电容器
130、230、330：双漏极薄膜晶体管
222a、222b、322a、322b：共享线
224a、224b：导电层