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CN111812903B - 像素结构 - Google Patents

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CN111812903B
CN111812903B CN202010777698.3A CN202010777698A CN111812903B CN 111812903 B CN111812903 B CN 111812903B CN 202010777698 A CN202010777698 A CN 202010777698A CN 111812903 B CN111812903 B CN 111812903B
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switch element
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赖呈暐
曹福君
林晓彤
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AU Optronics Corp
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Abstract

一种像素结构，包括数据线、扫描线、共用信号线、第一开关元件、第二开关元件、第一像素电极以及第二像素电极。第一开关元件电性连接至扫描线以及数据线。第二开关元件电性连接至扫描线以及共用信号线。第一像素电极电性连接第一开关元件。第二像素电极电性连接第二开关元件。第二像素电极包围第一像素电极。

Description

像素结构
技术领域
本发明涉及一种像素结构，且特别涉及一种包含第一像素电极以及第二像素电极的像素结构。
背景技术
在单一配向方向的液晶显示装置中，不同视角所对应的光线的相位延迟明显不同，因此，液晶显示装置的使用者容易在不同位置感受到不一样的画面亮度。目前，多象限配向(Multi-domain Vertical Alignment)技术被用来改善此问题。在多象限配向技术中，单一像素被分成多个象限(domain)，不同的象限中的液晶可以有不同的转动方向，借此，能改善液晶显示装置所发出的光线在不同视角下出现相位延迟不同的问题。
然而，随着技术的进展，液晶显示装置的分辨率越来越高，且单一像素的尺寸也随之缩小，因此，要如何在维持开口率的前提下将像素区分成多个象限越来越困难。
发明内容
本发明提供一种像素结构，可以将像素结构区分成多个象限，且具有高开口率的优点。
本发明的至少一实施例提供一种像素结构。像素结构包括数据线、扫描线、共用信号线、第一开关元件、第二开关元件、第一像素电极以及第二像素电极。第一开关元件电性连接至扫描线以及数据线。第二开关元件电性连接至扫描线以及共用信号线。第一像素电极电性连接第一开关元件。第二像素电极电性连接第二开关元件。第二像素电极包围第一像素电极。
附图说明
图1A是依照本发明的一实施例的一种像素结构的俯视示意图。
图1B是沿着图1A线aa’的剖面示意图。
图1C是沿着图1A线bb’的剖面示意图。
图2是依照本发明的一实施例的一种第一像素电极与第二像素电极的俯视示意图。
图3是依照本发明的一实施例的一种第一像素电极与第二像素电极的俯视示意图。
图4是依照本发明的一实施例的一种第一像素电极与第二像素电极的俯视示意图。
图5是依照本发明的一实施例的一种第一像素电极与第二像素电极的俯视示意图。
图6是依照本发明的一实施例的一种第一像素电极与第二像素电极的俯视示意图。
图7是依照本发明的一实施例的一种第一像素电极与第二像素电极的俯视示意图。
附图标记说明：
10、20：像素结构
100：基板
110、130：闸绝缘层
120：绝缘层
140：彩色滤光元件
200、200a、200b、200c、200d、200e、200f：第一像素电极
210、210a、210b、210c、210d、210e、210f：主干部
220、220a、220b、220c、220d、220e、220f：支干部
230a：延伸部
240e、240f：连接部
300、300a、300b、300c、300d、300e、300f：第二像素电极
310f：突起结构
CH1、CH2：通道层
CL：共用信号线
CSL：电容电极线
D1a：第一漏极
D1b：第二漏极
D2：漏极
DL：数据线
DR1、DR2、E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8：延伸方向
G1、G2：栅极
GV：沟槽
H1、H2：开口
S1、S2：源极
SL：扫描线
St1：第一狭缝
St2：第二狭缝
St3：第三狭缝
T1：第一开关元件
T2：第二开关元件
W1、W2、W3：宽度
X：间隙
具体实施方式
以下将以附图公开本发明的多个实施方式，为明确说明，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解的是，这些实务上的细节不应用被以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有的结构与元件在附图中将省略或以简单示意的方式为之。
在整个说明书中，相同的附图标记表示相同或类似的元件。在附图中，为了清楚起见，放大了层、膜、面板、区域等的厚度。应当理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在另一元件“上”或“连接到”另一元件时，其可以直接在另一元件上或与另一元件连接，或者所述元件与所述另一元件中间可以也存在其他元件。相反，当元件被称为“直接在另一元件上”或“直接连接到”另一元件时，所述元件与所述另一元件中间不存在其他元件。如本文所使用的，“连接”可以指物理及/或电性连接。再者，二元件互相“电性连接”或“耦合”是可为二元件间存在其它元件。
应当理解，尽管术语“第一”与“第二”等在本文中可以用于描述各种元件、部件、区域、层及/或部分，但是这些元件、部件、区域、及/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分区分开。
此外，诸如“下”或“底部”和“上”或“顶部”的相对术语可在本文中用于描述一个元件与另一元件的关系，如图所示。应当理解，相对术语旨在包括除了图中所示的方位之外的装置的不同方位。例如，如果一个附图中的装置翻转，则原本被描述为在元件的“下”侧的其他元件将变成被定向在元件的“上”侧。因此，取决于附图的特定取向，示例性术语“下”可以包括“下”和“上”的取向。类似地，如果一个附图中的装置翻转，则被描述为原本在元件“下”或“下方”的其他元件将变成被定向为在其它元件“上方”。因此，示例性术语“下”或“下方”可以包括上方和下方的取向。
图1A是依照本发明的一实施例的一种像素结构的俯视示意图。图1B是沿着图1A线aa’的剖面示意图。图1C是沿着图1A线bb’的剖面示意图。
请参考图1A、图1B以及图1C，像素结构10包括数据线DL、扫描线SL、共用信号线CL、第一开关元件T1、第二开关元件T2、第一像素电极200以及第二像素电极300。
请参考图1A与图1B，第一开关元件T1以及第二开关元件T2位于基板100上。第一开关元件T1电性连接至扫描线SL以及数据线DL。第二开关元件T2电性连接至扫描线SL以及共用信号线CL。
在本实施例中，第一开关元件T1包括通道层CH1、栅极G1、源极S1、第一漏极D1a与第二漏极D1b。栅极G1位于基板100上，且电性连接至扫描线SL。闸绝缘层110覆盖栅极G1以及基板100。通道层CH1位于闸绝缘层110上，且重叠于栅极G1。源极S1、第一漏极D1a与第二漏极D1b位于通道层CH1上，且源极S1、第一漏极D1a与第二漏极D1b电性连接通道层CH1。源极S1电性连接至数据线DL。源极S1位于第一漏极D1a与第二漏极D1b之间。
在本实施例中，第二开关元件T2包括通道层CH2、栅极G2、源极S2与漏极D2。栅极G2位于基板100上，且电性连接至扫描线SL。闸绝缘层110覆盖栅极G2。通道层CH2位于闸绝缘层110上，且重叠于栅极G2。源极S2与漏极D2位于通道层CH2，且源极S2与漏极D2电性连接通道层CH2。源极S2电性连接至共用信号线CL。
在本实施例中，像素结构10还包括电容电极线CSL。第二开关元件T2的漏极D2与第一开关元件T1的第二漏极D1b连成一体，且第二开关元件T2的漏极D2、第一开关元件T1的第二漏极D1b以及第一开关元件T1的第一漏极D1a重叠于电容电极线CSL。
在本实施例中，栅极G1、栅极G2、扫描线SL以及电容电极线CSL属于相同膜层，且栅极G1、栅极G2与扫描线SL连成一体，但本发明不以此为限。在本实施例中，源极S1、第一漏极D1a、第二漏极D1b、源极S2、漏极D2、共用信号线CL以及数据线DL属于相同膜层，但本发明不以此为限。在本实施例中，栅极G1、栅极G2、扫描线SL、电容电极线CSL、源极S1、第一漏极D1a、第二漏极D1b、源极S2、漏极D2、共用信号线CL以及数据线DL的材料例如包括单层或多层的导电材料，举例来说，金属材料、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其它合适的材料或是金属材料与其它导材料的堆叠层。在一些实施例中，像素结构10选择性地包括重叠于数据线DL的遮蔽电极(未绘出)，其中遮蔽电极例如与扫描线SL属于相同膜层，且遮蔽电极可用于降低数据线DL上的电压对像素电极的干扰。
虽然在本实施例中，第一开关元件T1以及第二开关元件T2是以底部栅极型的薄膜晶体管为例，但本发明不以此为限。在其他实施例中，第一开关元件T1以及第二开关元件T2也可以是顶部栅极型或其他类型的薄膜晶体管。
绝缘层120位于源极S1、第一漏极D1a、第二漏极D1b、源极S2、漏极D2、共用信号线CL以及数据线DL上。在本实施例中，彩色滤光元件140位于绝缘层120上，但本发明不以此为限。在其他实施例中，彩色滤光元件140位于绝缘层120与闸绝缘层110之间。在本实施例中，彩色滤光元件140位于基板100上，并构成彩色滤光层于像素阵列上(Color filter onarray，COA)的结构，但本发明不以此为限。在其他实施例中，彩色滤光元件140位于对向基板(未绘出)上，其中液晶分子位于基板100与对向基板之间。
绝缘层130位于彩色滤光元件140上。第一像素电极200以及第二像素电极300位于绝缘层130上。第一像素电极200以及第二像素电极300重叠于彩色滤光元件140。在本实施例中，第一像素电极200与第二像素电极300属于相同导电膜层，且第一像素电极200与第二像素电极300结构上彼此分离。在本实施例中，第一像素电极200与第二像素电极300的材料包括透明导电材料，举例来说，铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物或其它合适的氧化物或者是上述至少二者的堆叠层。
在本实施例中，第一像素电极200电性连接第一开关元件T1。举例来说，第一像素电极200填入开口H1，并电性连接第一开关元件T1的第一漏极D1a，开口H1例如贯穿绝缘层120以及绝缘层130。
第二像素电极300电性连接第二开关元件T2。举例来说，第二像素电极300填入开口H2，并电性连接第二开关元件T2的漏极D2，开口H2例如贯穿绝缘层120以及绝缘层130。
在本实施例中，第一像素电极200与第二像素电极300皆位于对应的扫描线SL的同一侧。因此，只需要于扫描线SL的一侧设置电容电极线CSL，就可以通过同一条电容电极线CSL形成对应于第一像素电极200的存储电容与第二像素电极300的存储电容。借此，可以提升像素结构10的开口率。
在本实施例中，第一像素电极200包括主干部210以及分别位于主干部210的两侧的两个支干部220。第一像素电极200在两个支干部处220的宽度W2大于第一像素电极200远离支干部220处的宽度W1。在一些实施例中，像素结构10的开口区中的第一像素电极200可以是对称或非对称的图形，但本发明不以此为限。
支干部220的宽度随着远离主干部210而渐减。举例来说，支干部220的形状为梯形，其中支干部220较宽的底边连接主干部210，且支干部220较窄的顶边远离主干部210。支干部220中具有辐射状的多个第一狭缝St1。第一狭缝St1的延伸方向E1与数据线DL的延伸方向DR1夹有锐角，且第一狭缝St1的延伸方向与扫描线SL的延伸方向DR2夹有锐角。在本实施例中，支干部220包括不同延伸方向的第一狭缝St1，举例来说，支干部220包括沿着延伸方向E1延伸的第一狭缝St1、沿着延伸方向E2延伸的第一狭缝St1、沿着延伸方向E3延伸的第一狭缝St1以及沿着延伸方向E4延伸的第一狭缝St1。在一些实施例中，延伸方向E1实质上平行于延伸方向E4，且延伸方向E2实质上平行于延伸方向E3，但本发明不以此为限。延伸方向E1、E2、E3、E4皆与延伸方向DR1夹有锐角。在一些实施例中，延伸方向E1、E2、E3、E4与延伸方向DR1夹的锐角介于30度至60度。延伸方向DR1与延伸方向DR2实质上互相垂直。
在本实施例中，共用信号线CL重叠于第一像素电极200的主干部210。举例来说，在像素结构10的开口区中的共用信号线CL重叠于主干部210，借此能减少共用信号线CL对像素结构10的穿透率所造成的影响。
第二像素电极300包围第一像素电极200。在本实施例中，第一像素电极200与第二像素电极300之间的最短距离介于2微米至5微米。在一些实施例中，像素结构10的开口区中的第二像素电极300可以是对称或非对称的图形，但本发明不以此为限。
第二像素电极300中具有辐射状的多个第二狭缝St2。第二狭缝St2的延伸方向与数据线DL的延伸方向DR1夹有锐角，且第二狭缝St2的延伸方向与扫描线SL的延伸方向DR2夹有锐角。在本实施例中，第二像素电极300包括不同延伸方向的第二狭缝St2，举例来说，第二像素电极300包括沿着延伸方向E5延伸的第二狭缝St2、沿着延伸方向E6延伸的第二狭缝St2、沿着延伸方向E7延伸的第二狭缝St2以及沿着延伸方向E8延伸的第二狭缝St2。在一些实施例中，延伸方向E5实质上平行于延伸方向E8，且延伸方向E6实质上平行于延伸方向E7，但本发明不以此为限。延伸方向E5、E6、E7、E8皆与延伸方向DR1夹有锐角。在一些实施例中，延伸方向E5、E6、E7、E8与延伸方向DR1夹的锐角介于30度至60度。
在本实施例中，支干部220的第一狭缝St1不朝向第二像素电极300开放。举例来说，支干部220的第一狭缝St1并未被支干部220朝向第二像素电极300的侧壁暴露出来。
在本实施例中，至少部分第二狭缝St2朝向两个支干部220开放。举例来说，相邻于支干部220的侧壁的第二狭缝St2朝向两个支干部220开放。换句话说，第二像素电极300朝向支干部220的部分第二狭缝St2贯穿第二像素电极300靠近支干部220的侧壁。借此，可以改善液晶导向不良的问题。
在一些实施例中，第一像素电极200与第二像素电极300具有电压差，举例来说，第二像素电极300上的电压比上第一像素电极200上的电压介于1：4～8：9。由于第一像素电极200与第二像素电极300具有电压差，可以提升第一像素电极200与第二像素电极300交界处的液晶效率，并减少第一像素电极200的主干部210的宽度。
基于上述，第二像素电极300包围第一像素电极200，可以将像素结构10区分成多个象限，并使像素结构10具有高开口率的优点。
图2是依照本发明的一实施例的一种第一像素电极与第二像素电极的俯视示意图。在此必须说明的是，图2的实施例沿用图1A至图1C的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，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。
在本实施例中，第一像素电极200a包括主干部210a以及位于主干部210a两侧的支干部220a。图2的支干部220a相较于图1A的支干部220面积更小。
在本实施例中，第一像素电极200a还包括位于主干部210a两侧的多个延伸部230a。延伸部230a位于干部210a靠近第一开关元件(图2未绘出)的一侧，且第一开关元件连接主干部210a或延伸部230a。在本实施例中，相邻两个延伸部230a之间具有第三狭缝St3。
基于上述，第二像素电极300a包围第一像素电极200a，可以将像素结构区分成多个象限，并使像素结构具有高开口率的优点。
图3是依照本发明的一实施例的一种第一像素电极与第二像素电极的俯视示意图。在此必须说明的是，图3的实施例沿用图2的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，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。
请参考图3，在本实施例中，第一像素电极200b包括主干部210b以及位于主干部210b两侧的支干部220b。在本实施例中，支干部220b为直线形，且第一像素电极200b大致上为十字形。
基于上述，第二像素电极300b包围第一像素电极200b，可以将像素结构区分成多个象限，并使像素结构具有高开口率的优点。
图4是依照本发明的一实施例的一种第一像素电极与第二像素电极的俯视示意图。在此必须说明的是，图4的实施例沿用图1A至图1C的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，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。
请参考图4，在本实施例中，第一像素电极200c中没有第一狭缝，且第二像素电极300c中没有第二狭缝。
在本实施例中，第一像素电极200c与第二像素电极300c之间的最短距离介于2微米至5微米。
在本实施例中，第二像素电极300c中具有沟槽GV。在本实施例中，第二像素电极300c中具有四个互相分离的沟槽GV，每个沟槽GV对应第二像素电极300c的一个角落设置，但本发明不以此为限。在其他实施例中，沟槽GV可以互相连通，且沟槽GV的数量可以依照需求而调整。
沟槽GV的延伸方向实质上平行数据线(图4未绘出)的延伸方向DR1及/或扫描线(图4未绘出)的延伸方向DR2。在本实施例中，部分沟槽GV的延伸方向实质上平行数据线的延伸方向DR1，且部分沟槽GV的延伸方向实质上平行扫描线的延伸方向DR2。
在本实施例中，沟槽GV的宽度W3介于2微米至5微米。在本实施例中，沟槽GV邻近第二像素电极300c的边缘，举例来说，沟槽GV与第二像素电极300c的边缘之间的间距GP介于2微米至5微米。通过沟槽GV的设置，可以改善靠近像素结构的边界的液晶的转动方向，并增加像素结构的穿透率。
在本实施例中，第一像素电极200c与第二像素电极300c具有电压差，举例来说，第二像素电极300c上的电压比上第一像素电极200c上的电压介于1：4～8：9。
在一些实施例中，通过调整，第一像素电极200c的面积与第二像素电极300c的面积的比例，可以使像素结构具有广视角的优点。
基于上述，第二像素电极300c包围第一像素电极200c，可以将像素结构区分成多个象限，并使像素结构具有高开口率的优点。
图5是依照本发明的一实施例的一种第一像素电极与第二像素电极的俯视示意图。在此必须说明的是，图5的实施例沿用图4的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，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。
请参考图5，在本实施例中，第一像素电极200d包括主干部210d以及位于主干部210d两侧的支干部220d。在本实施例中，支干部220d为直线形，且第一像素电极200d大致上为十字形。
基于上述，第二像素电极300d包围第一像素电极200d，可以将像素结构区分成多个象限，并使像素结构具有高开口率的优点。
图6是依照本发明的一实施例的一种第一像素电极与第二像素电极的俯视示意图。在此必须说明的是，图6的实施例沿用图5的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，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。
请参考图6，在本实施例中，第一像素电极200e包括主干部210e、支干部220e以及位多个连接部240e。在本实施例中，支干部220e为直线形，且连接部240e为三角形。连接部240e位于主干部210e与支干部220e的夹角。
基于上述，第二像素电极300e包围第一像素电极200e，可以将像素结构区分成多个象限，并使像素结构具有高开口率的优点。
图7是依照本发明的一实施例的一种第一像素电极与第二像素电极的俯视示意图。在此必须说明的是，图7的实施例沿用图6的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，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。
请参考图7，在本实施例中，第一像素电极200f包括主干部210f、支干部220f以及位多个连接部240f。第二像素电极300f具有两个沟槽GV。两个沟槽GV分别位于第一像素电极200f的两侧。
第二像素电极300f具有位于沟槽GV中的突起结构310f。突起结构310f邻近于对应的支干部220f。在本实施例中，第一像素电极200e与第二像素电极300e之间的间隙X连接沟槽GV，突起结构310f位于沟槽GV朝向支干部220f的侧面，且突起结构310f位于间隙X与沟槽GV的连接处。
基于上述，第二像素电极300f包围第一像素电极200f，可以将像素结构区分成多个象限，并使像素结构具有高开口率的优点。

Claims (13)

1.一种像素结构，包括：
一数据线、一扫描线以及一共用信号线；
一第一开关元件，电性连接至该扫描线以及该数据线；
一第二开关元件，电性连接至该扫描线以及该共用信号线；
一第一像素电极，电性连接该第一开关元件；以及
一第二像素电极，电性连接该第二开关元件，其中该第二像素电极包围该第一像素电极，
其中该共用信号线具有两个转弯部，并且该两个转弯部完全地重叠于该第二像素电极，并且该共用信号线的连接该两个转弯部的直的部分仅重叠于该第一像素电极。
2.如权利要求1所述的像素结构，其中该第一像素电极包括：
一主干部；以及
两个支干部，分别位于该主干部的两侧。
3.如权利要求2所述的像素结构，其中该两个支干部为直线形。
4.如权利要求2所述的像素结构，其中该两个支干部的宽度随着远离该主干部而渐减。
5.如权利要求4所述的像素结构，其中该两个支干部中具有多个第一狭缝，所述多个第一狭缝的延伸方向与该数据线的延伸方向夹有锐角。
6.如权利要求2所述的像素结构，其中该第二像素电极中具有多个第二狭缝，所述多个第二狭缝的延伸方向与该数据线的延伸方向夹有锐角。
7.如权利要求6所述的像素结构，其中至少部分所述多个第二狭缝贯穿该第二像素电极靠近该两个支干部的侧壁。
8.如权利要求2所述的像素结构，其中该第二像素电极中具有沟槽，该沟槽的延伸方向实质上平行该数据线的延伸方向及/或该扫描线的延伸方向。
9.如权利要求8所述的像素结构，其中该第二像素电极具有位于该沟槽中的突起结构，且该突起结构邻近于对应的该支干部。
10.如权利要求2所述的像素结构，其中该第一像素电极在该两个支干部处的宽度大于该第一像素电极远离该两个支干部处的宽度。
11.如权利要求1所述的像素结构，其中该第一像素电极与该第二像素电极之间的最短距离介于2微米至5微米。
12.如权利要求1所述的像素结构，其中该第一像素电极与该第二像素电极属于相同膜层。
13.如权利要求1所述的像素结构，其中该第二像素电极上的电压比上该第一像素电极上的电压介于1：4～8：9。
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