專利名稱：具有電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種液晶顯示器，且特別是有關(guān)于一種具有電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的液晶顯示器。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)是目前最被廣泛使用的一種平面顯示器，具有低消耗電功率、薄型輕量以及低電壓驅(qū)動(dòng)等特征，其顯示原理是利用液晶分子的材料特性，于外加電場(chǎng)后使液晶分子的排列狀態(tài)改變，造成液晶材料產(chǎn)生各種光電效應(yīng)。一般而言，LCD的顯示區(qū)域包含多個(gè)像素區(qū)域，每一個(gè)像素區(qū)域是指由兩條柵極線(gate line)(又稱掃描線，scan line)與兩條數(shù)據(jù)線(data line)所定義的矩形區(qū)域，其內(nèi)設(shè)置有一薄膜晶體管(thin film transistor，以下簡(jiǎn)稱TFT)以及一像素電極(pixelelectrode)，此薄膜晶體管為一種開關(guān)組件(switching device)。
圖1是表示傳統(tǒng)的液晶顯示器的一像素區(qū)的平面圖，圖中虛線內(nèi)的區(qū)域?yàn)楸∧ぞw管T，其由柵極G、源極S和漏極D所組成。柵極G延伸自柵極線12，且由M1制作(即第一層金屬的制作)定義而成，源極S和漏極D的金屬材料部份，與數(shù)據(jù)線22一起由M2制作(即第二層金屬的制作)定義而成。圖中標(biāo)號(hào)18為通道保護(hù)層，24為像素電極。漏極D和柵極G之間具有一柵極-漏極寄生電容Cgd，如圖中右邊的斜線區(qū)域，源極S和柵極G之間亦具有一柵極-源極寄生電容Cgs，如圖中左邊的斜線區(qū)域。當(dāng)M1制作和M2制作有偏移發(fā)生時(shí)，柵極-漏極寄生電容Cgd和柵極-源極寄生電容Cgs會(huì)隨之改變。舉例而言，當(dāng)M2制作相對(duì)向左偏移時(shí)，即源極S和漏極D向左偏移時(shí)，柵極-漏極寄生電容Cgd會(huì)變大，柵極-源極寄生電容Cgs會(huì)變小。相反地，當(dāng)M2制作相對(duì)向右偏移時(shí)，即源極S和漏極D向右偏移時(shí)，柵極-漏極寄生電容Cgd會(huì)變小，柵極-源極寄生電容Cgs會(huì)變大。
請(qǐng)同時(shí)參考圖2所示的等效電路圖，柵極-源極寄生電容Cgs的改變并不會(huì)直接影響到液晶單元36，但是柵極-漏極寄生電容Cgd的改變會(huì)改變施加至液晶單元36的圖像信號(hào)的電壓值。其原因在于，柵極-漏極寄生電容Cgd串聯(lián)至該對(duì)應(yīng)的液晶單元36和儲(chǔ)存電容Cst(未表示于圖1中)的并聯(lián)電路36a。當(dāng)控制該液晶單元36的薄膜晶體管T關(guān)斷時(shí)，串接的柵極-漏極寄生電容Cgd會(huì)降低該液晶單元36的電壓，使得液晶顯示器在顯示圖像時(shí)，產(chǎn)生的畫面會(huì)局部或全面的不均勻現(xiàn)象(mura)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種可以避免柵極-漏極寄生電容Cgd會(huì)隨M1制作和M2制作的相對(duì)偏移而變動(dòng)的結(jié)構(gòu)，以提高產(chǎn)品的合格率。
因此，本發(fā)明提供一種具有電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的液晶顯示器，借助補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，來補(bǔ)償M1制作和M2制作相對(duì)偏移時(shí)所造成的柵極-漏極寄生電容的改變。其中，補(bǔ)償結(jié)構(gòu)與柵極電連接，漏極的一端與柵極重迭，且漏極的另一端與補(bǔ)償結(jié)構(gòu)重迭。
本發(fā)明并提供一種具有電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的液晶顯示器，借助在漏極的遠(yuǎn)離柵極的那一端，設(shè)置另一寄生電容結(jié)構(gòu)與柵極耦接，使漏極與柵極重迭端的寄生電容改變時(shí)，會(huì)在漏極的另一端得到補(bǔ)償，致使總體的柵極-漏極寄生電容維持不變。
本發(fā)明提供一種液晶顯示器，包括具有電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的第一制作層和第二制作層，其中第一制作層包含柵極線、柵極以及補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，其中柵極與柵極線電連接，補(bǔ)償結(jié)構(gòu)與柵極電連接。第二制作層包括數(shù)據(jù)線、源極以及漏極，其中源極和漏極分別對(duì)應(yīng)于柵極的兩側(cè)，源極與數(shù)據(jù)線電連接，且數(shù)據(jù)線與柵極線垂直，其中漏極具有相對(duì)的第一端和第二端，漏極的第一端與柵極重迭，且漏極的第二端與補(bǔ)償結(jié)構(gòu)重迭。其中，第一制作層和第二制作層之間具有一可允許的偏移范圍，在可允許的偏移范圍內(nèi)，漏極的第一端與柵極之間的一第一寄生電容和漏極的第二端與補(bǔ)償結(jié)構(gòu)之間的一第二寄生電容的總和維持一定值。


圖1是表示傳統(tǒng)的液晶顯示器的像素區(qū)的平面圖。
圖2為傳統(tǒng)的液晶顯示器的等效電路圖。
圖3A為M1和M2制作未發(fā)生任何重迭偏差的示意圖。
圖3B為M1和M2制作發(fā)生重迭偏差的示意圖。
圖4為圖3B的4-4’切線剖面圖。
圖5為本發(fā)明第一實(shí)施例的一種具有Cgd電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的像素單元的等效電路圖。
圖6是表示本發(fā)明一第二實(shí)施例的一種具有Cgd電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的上視圖，其中虛線表示M1和M2制作未發(fā)生重迭偏差的情況，實(shí)線表示M1和M2制作發(fā)生重迭偏差后的情況。
圖7是表示本發(fā)明一第三實(shí)施例的一種具有Cgd電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的上視圖，其中虛線表示M1和M2制作未發(fā)生重迭偏差的情況，實(shí)線表示M1和M2制作發(fā)生重迭偏差后的情況。
符號(hào)說明薄膜晶體管T 柵極G源極S 漏極D柵極線12、102 數(shù)據(jù)線22、112通道保護(hù)層18、108 像素電極24、114柵極-漏極寄生電容Cgd柵極-源極寄生電容Cgs液晶單元36 儲(chǔ)存電容Cst并聯(lián)電路36a 補(bǔ)償結(jié)構(gòu)102a、102b柵極絕緣層104 半導(dǎo)體層106漏極電極112D漏極半導(dǎo)體區(qū)110D源極電極112S源極半導(dǎo)體區(qū)110S柵極遠(yuǎn)離柵極線的一端120漏極與柵極重迭的一端122漏極與像素電極重迭的一端124寄生電容CA、CB、CC寄生電容的改變量ΔC1、ΔC2決定單位偏移量的補(bǔ)償結(jié)構(gòu)寬度W制作可允許的偏移范圍Ws具體實(shí)施方式
為了降低M1和M2制作的重迭偏差所造成的柵極-漏極之間的寄生電容(Cgd)不會(huì)受制作偏差而改變，因此設(shè)計(jì)一補(bǔ)償電容，以有效確保Cgd不會(huì)因制作的可允許偏差而改變。
由M2制作所形成的漏極的一端與由M1制作所形成的柵極以及通道保護(hù)層相互重迭，傳統(tǒng)上，漏極的另一端與像素電極重迭，并未與M1制作的任何導(dǎo)線重迭，于重迭處并設(shè)置導(dǎo)電插塞使像素電極和漏極電連接。而本發(fā)明設(shè)置一補(bǔ)償結(jié)構(gòu)與漏極的另一端重迭。因此，當(dāng)M2制作有偏差時(shí)，漏極的一端與柵極的重迭位置發(fā)生偏移，漏極的另一端與補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的重迭位置會(huì)隨之發(fā)生偏移補(bǔ)償，致使漏極與柵極的寄生電容產(chǎn)生一改變量ΔC1，相對(duì)地，漏極與補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的重迭處會(huì)產(chǎn)生一補(bǔ)償電容ΔC2，其中，ΔC1的絕對(duì)值會(huì)大致等于ΔC2的絕對(duì)值。如表一所示，當(dāng)ΔC1的改變量為正時(shí)，則ΔC2的改變量為負(fù)；相反地，當(dāng)ΔC1的改變量為負(fù)時(shí)，則ΔC2的改變量為正，換言的，ΔC1+ΔC2≅0,]]>或|ΔC1|-|ΔC2|≅0.]]>是故，即使M1和M2制作有重迭偏差發(fā)生，但并不會(huì)影響柵極-漏極之間的寄生電容(Cgd)。
表一 以下以數(shù)實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明。
第一實(shí)施例圖3A和圖3B是表示本發(fā)明一第一實(shí)施例的一種具有Cgd電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的上視圖，其中，圖3A為M1和M2制作未發(fā)生任何重迭偏差的示意圖，圖3B為M1和M2制作發(fā)生重迭偏差的示意圖。圖4為圖3B的4-4’切線的剖面圖。圖5為對(duì)應(yīng)于第3A和3B圖的等效電路圖。
在此實(shí)施例中，用于補(bǔ)償柵極-漏極寄生電容(Cgd)的補(bǔ)償結(jié)構(gòu)包括102a和102b。其中，補(bǔ)償結(jié)構(gòu)102a由柵極G遠(yuǎn)離柵極線102的一端(標(biāo)號(hào)120處)延伸至漏極D與像素電極114重迭的一端(標(biāo)號(hào)124處)，且與該端(標(biāo)號(hào)124處)的漏極D部份重迭。補(bǔ)償結(jié)構(gòu)102b由柵極線102延伸至漏極D與像素電極114重迭的一端(標(biāo)號(hào)124處)，且與該端(標(biāo)號(hào)124處)的漏極D部份重迭。漏極D的另一端(標(biāo)號(hào)122處)與柵極G重迭。
如圖3B和圖4所示，圖中的虛線表示M1和M2制作未發(fā)生重迭偏差的情況，實(shí)線表示M1和M2制作發(fā)生重迭偏差后的情況。當(dāng)發(fā)生重迭偏差時(shí)，在寄生電容CA端的偏差，會(huì)在寄生電容CB和CC端得到補(bǔ)償。在此情況下，柵極-漏極之間的寄生電容Cgd＝CA+CB+CC，寄生電容的改變量ΔC1+ΔC2≅0.]]>其中寄生電容CA的電容介電層有兩種，一種是包括柵極絕緣層104、半導(dǎo)體層106和通道保護(hù)層108的迭層結(jié)構(gòu)，另一種是包括柵極絕緣層104和半導(dǎo)體層106的迭層結(jié)構(gòu)，寄生電容CB和CC的電容介電層包括柵極絕緣層104和半導(dǎo)體層106。在此實(shí)施例中所稱的漏極D包括漏極電極112D和漏極半導(dǎo)體區(qū)110D，源極S包括源極電極112S和源極半導(dǎo)體區(qū)110S。上述做為薄膜晶體管通道用的半導(dǎo)體層106的材料例如是非晶硅，源極半導(dǎo)體區(qū)110S和漏極半導(dǎo)體區(qū)110D的材料例如為摻雜的非晶硅。
值得注意的是，補(bǔ)償結(jié)構(gòu)102a和102b必須能夠在可允許的制作誤差范圍內(nèi)提供電容補(bǔ)償效用。
第二實(shí)施例圖6是表示本發(fā)明一第二實(shí)施例的一種具有Cgd電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的上視圖，其中虛線表示M1和M2制作未發(fā)生重迭偏差的情況，實(shí)線表示M1和M2制作發(fā)生重迭偏差后的情況。
在此實(shí)施例中，用于補(bǔ)償柵極-漏極寄生電容(Cgd)的補(bǔ)償結(jié)構(gòu)為102a，其由柵極G遠(yuǎn)離柵極線102的一端(標(biāo)號(hào)120處)延伸至漏極D與像素電極114重迭的一端(標(biāo)號(hào)124處)，且與該端(標(biāo)號(hào)124處)的漏極D部份重迭。當(dāng)發(fā)生重迭偏差時(shí)，在寄生電容CA端的偏差，會(huì)在寄生電容CC端得到補(bǔ)償。在此情況下，柵極-漏極之間的寄生電容Cgd＝CA+CC，寄生電容的改變量ΔC1+ΔC2≅0.]]>值得注意的是，補(bǔ)償結(jié)構(gòu)102a的設(shè)計(jì)包括兩因子，一是含蓋制作可允許的偏移范圍Ws，另一是決定單位偏移時(shí)的寄生電容量與ΔC1相同的電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)102a的寬度W。
第三實(shí)施例圖7是表示本發(fā)明一第三實(shí)施例的一種具有Cgd電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的上視圖，其中虛線表示M1和M2制作未發(fā)生重迭偏差的情況，實(shí)線表示M1和M2制作發(fā)生重迭偏差后的情況。
在此實(shí)施例中，用于補(bǔ)償柵極-漏極寄生電容(Cgd)的補(bǔ)償結(jié)構(gòu)為102b，由柵極線102延伸至漏極D與像素電極114重迭的一端(標(biāo)號(hào)124處)，且與該端(標(biāo)號(hào)124處)的漏極D部份重迭。當(dāng)發(fā)生重迭偏差時(shí)，在寄生電容CA端的偏差，會(huì)在寄生電容CB端得到補(bǔ)償。在此情況下，柵極-漏極之間的寄生電容Cgd＝CA+CB，寄生電容的改變量ΔC1+ΔC2≅0.]]>發(fā)明的特征與效果綜上所述，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明借助補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使漏極的兩端分別與柵極和補(bǔ)償結(jié)構(gòu)重迭，來補(bǔ)償M1制作和M2制作相對(duì)偏移時(shí)所造成的柵極-漏極寄生電容的改變。
2.在漏極的兩相對(duì)端中，一端與柵極之間具有寄生電容，另一相對(duì)端設(shè)計(jì)另一寄生電容與柵極耦接，使漏極與柵極重迭端的寄生電容改變時(shí)，會(huì)在漏極的另一端得到補(bǔ)償，致使總體的柵極-漏極寄生電容(Cgd)維持不變。
3.本發(fā)明的液晶顯示器可以避免柵極-漏極寄生電容隨M1制作和M2制作的相對(duì)偏移而變動(dòng)，因此可以提高產(chǎn)品的合格率。
綜上所述，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可進(jìn)行各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的范圍以所提出的權(quán)利要求限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種具有電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的液晶顯示器，包括一柵極線；一柵極，與該柵極線電連接；一補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，與該柵極電連接；以及一漏極，具有相對(duì)的一第一端和一第二端，該漏極的該第一端與該柵極重迭，且該漏極的該第二端與該補(bǔ)償結(jié)構(gòu)重迭。
2.如權(quán)利要求1所述的具有電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的液晶顯示器，其中該補(bǔ)償結(jié)構(gòu)延伸自該柵極線。
3.如權(quán)利要求1所述的具有電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的液晶顯示器，其中該補(bǔ)償結(jié)構(gòu)延伸自該柵極。
4.如權(quán)利要求1所述的具有電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的液晶顯示器，其中該補(bǔ)償結(jié)構(gòu)包括兩部份，一部份延伸自該柵極線，另一部份延伸自該柵極。
5.一種具有電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的液晶顯示器，具有一薄膜晶體管由一柵極線和一數(shù)據(jù)線控制開關(guān)，該液晶顯示器包括一柵極，與該柵極線電連接；以及一漏極，具有相對(duì)的一第一端和一第二端，該漏極的該第一端與該柵極之間具有一第一寄生電容，該漏極的該第二端具有一第二寄生電容與該柵極耦接。
6.如權(quán)利要求5所述的具有電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的液晶顯示器，其中該第一寄生電容的電容介電層有兩部份，一部份為一柵極絕緣層、一半導(dǎo)體層和一通道保護(hù)層的迭層結(jié)構(gòu)，另一部份為該柵極絕緣層和該半導(dǎo)體層的迭層結(jié)構(gòu)，該第二寄生電容的電容介電層為該柵極絕緣層和該半導(dǎo)體層的迭層結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求5所述的具有電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的液晶顯示器，其中該第二寄生電容由該漏極的該第二端與一補(bǔ)償結(jié)構(gòu)構(gòu)成，該補(bǔ)償結(jié)構(gòu)與該柵極電連接。
8.如權(quán)利要求7所述的具有電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的液晶顯示器，其中該補(bǔ)償結(jié)構(gòu)延伸自該柵極線。
9.如權(quán)利要求7所述的具有電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的液晶顯示器，其中該補(bǔ)償結(jié)構(gòu)延伸自該柵極。
10.如權(quán)利要求7所述的具有電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的液晶顯示器，其中該補(bǔ)償結(jié)構(gòu)包括兩部份，一部份延伸自該柵極線，另一部份延伸自該柵極。
11.一種具有電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的液晶顯示器，包括一第一制作層，包含一柵極線、一柵極以及一補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，其中該柵極與該柵極線電連接，該補(bǔ)償結(jié)構(gòu)與該柵極電連接；以及一第二制作層，包括一數(shù)據(jù)線、一源極以及一漏極，其中該源極和該漏極分別對(duì)應(yīng)于該柵極的兩側(cè)，該源極與該數(shù)據(jù)線電連接，且該數(shù)據(jù)線與該柵極線垂直，其中該漏極具有相對(duì)的一第一端和一第二端，該漏極的該第一端與該柵極重迭，且該漏極的該第二端與該補(bǔ)償結(jié)構(gòu)重迭，其中，該第一制作層和該第二制作層之間具有一可允許的偏移范圍，在該可允許的偏移范圍內(nèi)，該漏極的該第一端與該柵極之間的一第一寄生電容和該漏極的該第二端與該補(bǔ)償結(jié)構(gòu)之間的一第二寄生電容的總和維持一定值。
12.如權(quán)利要求11所述的具有電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的液晶顯示器，其中該補(bǔ)償結(jié)構(gòu)延伸自該柵極線。
13.如權(quán)利要求11所述的具有電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的液晶顯示器，其中該補(bǔ)償結(jié)構(gòu)延伸自該柵極。
14.如權(quán)利要求11所述的具有電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的液晶顯示器，其中該補(bǔ)償結(jié)構(gòu)包括兩部份，一部份延伸自該柵極線，另一部份延伸自該柵極。
全文摘要
本發(fā)明提出一種具有電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的液晶顯示器，借助在漏極與像素電極重疊的一端，設(shè)置與柵極耦接的寄生電容結(jié)構(gòu)，使漏極與柵極重疊端的寄生電容改變時(shí)，會(huì)在漏極與像素電極重疊端得到補(bǔ)償，致使總體的柵極－漏極寄生電容維持不變。
文檔編號(hào)G02F1/1343GK1556437SQ200410002080
公開日2004年12月22日 申請(qǐng)日期2004年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月12日
發(fā)明者來漢中 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司