一种双栅极扫描线驱动的像素结构及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种双栅极扫描线驱动的像素结构及其制作方法。该像素结构包括：像素单元，包括水平相邻的两个子像素；每个所述像素包括两条扫描线和一条数据线；每个子像素设置有薄膜晶体管，薄膜晶体管包括与扫描线电连接的栅极和补偿栅极，每条数据线分别与薄膜晶体管的源极电连接，且与同一条数据线电连接的薄膜晶体管分别与不同的扫描线电连接；像素电极，位于子像素中，并与薄膜晶体管的漏极电连接；公共电极,包括由第一层金属层制成的第一公共电极和由第二金属层制成的第二公共电极,第一公共电极和第二公共电极通过接触孔电连接,第一公共电极、第二公共电极围绕所述子像素的四周设置，且与像素电极部分交叠。

【技术实现步骤摘要】
一种双栅极扫描线驱动的像素结构及其制作方法
本专利技术涉及液晶显示
，尤其涉及一种双栅极扫描线驱动的像素结构及其制作方法。
技术介绍
液晶显示器（LCD）通常由阵列基板与彩膜基板组成，阵列基板上设置有排列成行列矩阵的像素结构。如图1所示，每一像素包含共同形成于一基板的一薄膜晶体管（TFT）及一像素电极P，薄膜晶体管的栅极与扫描线（D1，D2，D3）连接，源极与数据线（S1，S2，S3）连接，漏极与像素电极P连接。位于同一行的薄膜晶体管的栅极通过一根扫描线连接在一起，再由扫描驱动器来控制，位于同一行的薄膜晶体管的源极分别通过不同的数据线由源极驱动器来控制。共电极则形成于另一基板上。液晶密封于阵列基板的像素电极与彩膜基板的公共电极之间，通过控制两基板之间液晶分子的偏转得以显示出每一画面。栅极驱动器与源极驱动器分别由多个驱动集成电路（IC）芯片所组成。由于源极驱动芯片的价格通常高于栅极驱动芯片的价格，因此为了降低成本，提出了一种双栅极扫描线驱动的像素结构。如图2所示，增加一倍栅极扫描线的数量，而源极数据线的数目减少一半，这样总驱动IC的成本降低，使双栅极扫描线驱动的液晶显示器的成本低于传统的液晶想显示器。但是双栅极线扫描驱动的液晶显示器存在问题，如图3所示，在由扫描线5、扫描线5’、数据线4和4’限定出的像素区域中存在呈对角设置的两个TFTa和b。以TFTa包括与栅极扫描线5连接的栅极1，在栅极之上的沟道层6，在沟道层之上与数据线4连接的源极2，与像素电极7连接的漏极3。在栅极1和漏极源3之间存在寄生的栅漏电容。同样在TFTb中栅极1’和漏极3’之间也存在寄生的栅漏电容。由于TFTa和b的栅极采用同一金属层制成，而TFTa和b的漏极采用另一金属层制成。寄生的栅漏电容的大小和作为TFT栅极的金属层图形和作为TFT漏极的金属层图形的重叠面积成正比，而作为TFT源极的金属层图形和作为TFT漏极的图形是通过两次光刻工艺制作的，两次光刻工艺之间工程上会存在一定的偏差。如作为TFT栅极的金属层图形为基准位置不变，当作为TFT漏极的金属层图形向右偏移时，结果像素区域中左上角TFTa的栅漏电容就会变小，而右下角TFTb中的源漏电容就会变大，如此图中左边一列和右边一列的很多TFT参数在电子驱动时最佳条件的取值就会不同，导致整屏的电子驱动调节范围下降，屏的画质效果显著下降。为了解决上述的问题，通常采用补偿性TFT的构造，如图4所示。在TFT中增加了与栅极扫描线相连接的补偿栅极8，补偿栅极8与漏极3之间的栅漏电容为补偿电容。在图中左上角的TFTa的栅漏电容等效为栅极1和漏极3之间的栅漏电容与补偿栅极8和漏极3之间的补偿的栅漏电容之和。TFT的漏极发生左右偏移时，栅漏电容增大，则补偿电容减小；或者TFT的栅漏电容减小，则补偿电容会增大，这样无论漏极3向左或向右偏移，最终TFT的栅漏等效电容是TFT源漏电容和TFT源漏电容补偿部分两部分组成的，结果不变。但这样的结构在公共电极9和栅极扫描线5之间存在一定的缺口，如图4中虚线部分框起的位置10，需要进行防漏光设计，这样在需要黑矩阵（BM）图形的拐角设计，以填补该缺口的漏光，增大的BM的面积，导致透光率下降，使作为液晶显示器重要性能参数的开口率降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于一种双栅极扫描线驱动的像素结构及其制作方法，能够填补公共电极与栅极扫描驱动线之间的缺口，不需要BM防漏光，提高透光率和开口率。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种双栅极扫描线驱动的像素结构，包括：像素单元，包括相邻的两个子像素；每个所述像素单元包括两条扫描线和一条数据线；每个所述子像素设置有薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括与所述扫描线电连接的栅极和补偿栅极，每条所述数据线分别与所述薄膜晶体管的源极电连接，且与同一条数据线电连接的所述薄膜晶体管分别与不同的所述扫描线电连接；像素电极，位于所述子像素中，并与所述薄膜晶体管的漏极电连接；公共电极,包括由第一层金属层制成的第一公共电极和由第二金属层制成的第二公共电极,所述第一公共电极和第二公共电极通过第一接触孔电连接,其中，所述第一公共电极、第二公共电极围绕所述子像素的四周设置，且与所述像素电极部分交叠。进一步地，所述第一公共电极设置在靠近所述数据线的一侧，所述第二公共电极设置在远离所述数据线的一侧。进一步地，所述扫描线、所述薄膜晶体管的栅极和补偿栅极、所述第一公共电极由同一金属层制成。进一步地，所述数据线、所述薄膜晶体管的漏极、所述第二公共电极由同一金属层制成。进一步地，所述薄膜晶体管还包括位于所述栅极和所述补偿栅极之上的沟道层,以及与所述像素电极电连接的漏极。进一步地，所述薄膜晶体管的漏极通过接触孔与所述像素电极电性连接。进一步地，所述补偿栅极设置在所述第二公共电极与所述扫描线之间的空隙处，且所述补偿栅极与所述第二公共电极部分交叠。本专利技术还公开一种双栅极扫描线驱动的像素结构的制作方法，包括以下步骤:提供一基板；在所述基板上设置第一金属层，图案化所述第一金属层，以形成扫描线、与所述扫描线电性连接的栅极和补偿栅极、第一公共电极；在所述扫描线、所述薄膜晶体管的栅极和补偿栅极、所述第一公共电极之上形成第二金属层，图案化所述第二金属层，以形成数据线、薄膜晶体管的源极及漏极、第二公共电极；其中，每条所述数据线分别与所述薄膜晶体管的源极电连接，且与同一条数据线电连接的所述薄膜晶体管分别与不同的所述扫描线电连接；所述第二公共电极通过第一接触孔与所述第一公共电极连接，所述第一公共电极、第二公共电极围绕所述子像素的四周设置，且与所述像素电极部分交叠；形成像素电极层,与所述薄膜晶体管的漏极电连接。进一步地，所述扫描线,薄膜晶体管的栅极和所述补偿栅极,第一公共电极由同一金属层制成。进一步地，所述数据线,所述薄膜晶体管的漏极,第二公共电极由同一金属层制成。进一步地，所述补偿栅极设置在所述第二公共电极与所述扫描线之间的空隙处，且所述补偿栅极与所述第二公共电极部分交叠。进一步地，形成像素电极层之后,与薄膜晶体管的漏极连接的步骤还包括形成像素电极层之后还包括：形成覆盖所述数据线、薄膜晶体管的漏极、第二公共电极的保护层；所述薄膜晶体管的漏极之上的保护层形成有第二接触孔；所述薄膜晶体管的漏极通过所述第二接触孔与所述像素电极电性连接。本专利技术还公开一种液晶显示器，包括阵列基板，所述阵列基板上设置有双栅极扫描线驱动的像素结构。与现有技术相比，本专利技术以TFT的补偿部分与公共电极至少部分重叠的方式填补公共电极与栅极扫描线之间的空白区域，无需BM图形的拐角设计，提高了液晶显示器透光率和开口率。附图说明图1是现有技术中单栅极扫描线驱动的液晶显示器示意图。图2是现有技术中双栅极扫描线驱动的液晶显示器示意图。图3是现有技术中双栅极扫描线驱动的像素结构示意图。图4是现有技术中具有补偿性TFT的双栅极扫描线驱动的像素结构示意图。图5是本专利技术具体实施例中双栅极扫描线驱动的像素结构示意图。图6是本专利技术具体实施例中双栅极扫描线驱动的像素结构示意图。图7-1至7-4为在本专利技术具体实施例中各主要步骤中所得到的像素结构的示意图。图中的附图标记所分别指代的技术特征为：1、1’栅极；2、源极；3、3’、漏极；4、4、数据线；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双栅极扫描线驱动的像素结构，其特征在于，包括： 像素单元，包括相邻的两个子像素； 每个所述像素单元包括两条扫描线和一条数据线； 每个所述子像素设置有薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括与所述扫描线电连接的栅极和补偿栅极，每条所述数据线分别与所述薄膜晶体管的源极电连接，且与同一条数据线电连接的所述薄膜晶体管分别与不同的所述扫描线电连接； 像素电极，位于所述子像素中，并与所述薄膜晶体管的漏极电连接； 公共电极,包括由第一层金属层制成的第一公共电极和由第二金属层制成的第二公共电极,所述第一公共电极和第二公共电极通过第一接触孔电连接,其中，所述第一公共电极、第二公共电极围绕所述子像素的四周设置，且与所述像素电极部分交叠。

【技术特征摘要】
1.一种双栅极扫描线驱动的像素结构，其特征在于，包括：像素单元，包括相邻的两个子像素；每个所述像素单元包括两条扫描线和一条数据线；每个所述子像素设置有薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括与所述扫描线电连接的栅极和补偿栅极，每条所述数据线分别与所述薄膜晶体管的源极电连接，且与同一条数据线电连接的所述薄膜晶体管分别与不同的所述扫描线电连接；像素电极，位于所述子像素中，并与所述薄膜晶体管的漏极电连接；公共电极,包括由第一层金属层制成的第一公共电极和由第二金属层制成的第二公共电极,所述第一公共电极和第二公共电极通过第一接触孔电连接,其中，所述第一公共电极、第二公共电极围绕所述子像素的四周设置，且与所述像素电极部分交叠；所述补偿栅极与所述第二公共电极部分交叠。2.根据权利要求1所述的双栅极扫描线驱动的像素结构，其特征在于，所述第一公共电极设置在靠近所述数据线的一侧，所述第二公共电极设置在远离所述数据线的一侧。3.根据权利要求1所述的双栅极扫描线驱动的像素结构，其特征在于，所述扫描线、所述薄膜晶体管的栅极和补偿栅极、所述第一公共电极由同一金属层制成。4.根据权利要求1所述的双栅极扫描线驱动的像素结构，其特征在于，所述数据线、所述薄膜晶体管的漏极、所述第二公共电极由同一金属层制成。5.根据权利要求1所述的双栅极扫描线驱动的像素结构，其特征在于，所述薄膜晶体管还包括位于所述栅极和所述补偿栅极之上的沟道层,以及与所述像素电极电连接的漏极。6.根据权利要求5所述的双栅极扫描线驱动的像素结构，其特征在于，所述薄膜晶体管的漏极通过接触孔与所述像素电极电性连接。7.根据权利要求1所述的双栅极扫描线驱动的像素结构，其特征在于，所述补偿栅极设置在所述第二公共电极与所述扫描线之间的空隙处，且所述补偿栅极与所述第二公共电极部分交叠。8.一种双栅极扫描线驱动的像素结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤:提供一基板；在所述基板上设置第一金属层，图案化所述第一金属层，以形成扫描线、...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹兆铿，
申请(专利权)人：上海中航光电子有限公司，天马微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31