[发明专利]有源矩阵型液晶显示器及其像素结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种具高开口率(aperture ratio)的有源矩阵型液晶显示器及其像素结构。

背景技术

图1A为一平面示意图，显示一公知有源矩阵型液晶显示器(active matrixliquid crystal display；AM LCD)的有源元件基板(active element substrate)上构成一像素结构100的不同膜层，图1B为沿图1A的A-A线横切而得的剖面图，显示该像素结构100的一储存电容器(storage capacitor)Cst设计。

如图1A所示，薄膜晶体管(thin film transistor；TFT)102例示为一n型非晶硅薄膜晶体管(n-type a-Si TFT)，其栅极102g连接扫描线104，源极102s连接到数据线106，且漏极102d经由接触孔108连接像素电极110。请参考图1B，储存电容器Cst是由共同配线112间隔栅极绝缘层(gateinsulator)114、钝化层(passivation insulator)116与像素电极110所构成。作为储存电容器Cst下电极的共同配线112是于进行公知第一金属层(metal 1)工艺时与薄膜晶体管102的栅极102g共同形成。

一般而言，储存电容器Cst的电容值取决于上、下电容电极两者叠合的面积、所夹的介电层厚度与介电层的介电常数来决定。然而，上述的储存电容器Cst设计，其构成储存电容器Cst的两电极(共同配线112与像素电极110)间所夹的介电层过厚(同时包含栅极绝缘层114及钝化层116)，若欲获得所需的储存电容值，需大幅增加作为下电极的共同配线112的面积。然而，共同配线112由不透光的第一金属层材料所构成，如此即导致该像素结构100的开口率(aperture ratio)显著下降。

图2A及图2B为显示具有另一种储存电容器Cst设计的公知像素结构200的示意图，图2B为沿图2A的B-B线横切而得的剖面图。

如图2A所示，薄膜晶体管202例示为一n型非晶硅薄膜晶体管(n-type a-SiTFT)，其栅极202g连接扫描线204，源极202s连接到数据线206，且漏极202d则经由接触孔220连接像素电极212。储存电容器Cst由一下电极208与上电极210所构成。像素电极212经由一接触孔214与上电极210连接。储存电容器的下电极208是在进行公知第一金属层(metal 1)工艺时与薄膜晶体管202的栅极202g共同形成。储存电容器的上电极210则在进行公知第二金属层(metal2)工艺时与薄膜晶体管202的源极202s及漏极202d共同形成。

请参考图2B，依该储存电容器Cst设计，储存电容器Cst的下电极208(第一金属层构成)与上电极210(第二金属层构成)两者间仅间隔栅极绝缘层216而未间隔钝化层218。因此，与前述图1A、1B所示的储存电容器设计相比，因两电容电极所夹的介电层较薄而得以减小两电容电极的面积。然而，为确保导电异物不会沿下电极208边缘残留在栅极绝缘层216，同时考虑所能容许的制造公差，在利用该设计的液晶阵列基板实际制造过程中，下电极208通常会形成一比所需电容值更大的面积，以确保上电极210能置于下电极208所涵盖区域内，如此不仅造成材料浪费且使该像素结构200的开口率下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种液晶显示装置及其像素结构，其能通过储存电容器的改进结构而获得良好开口率，有效提升显示器的对比表现。

本发明的技术解决方案是：一种具储存电容器的像素结构，其包含一第一金属层(metal 1 layer)、一栅极绝缘层、一第二金属层(metal 2 layer)、一钝化层及一像素电极。第一金属层界定出一共用配线、一扫描线及一有源元件的栅极区域，且覆盖第一金属层的栅极绝缘层具有至少一接触孔以暴露部份第一金属层的共用配线。第二金属层形成于栅极绝缘层上且界定出一数据线、有源元件的漏极及源极区域及一储存电容电极，且储存电容电极经由栅极绝缘层的接触孔电连接第一金属层所制成的共用配线。一钝化层覆盖该第二金属层，且一像素电极形成于钝化层上并与储存电容电极间隔该钝化层构成一储存电容器。由第二金属层构成的储存电容电极亦可作为像素结构中的一遮光线。