[发明专利]像素装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种像素装置，且特别涉及一种利用布局技术增加其所包含的存储电容电容量的像素装置。

背景技术

液晶显示面板由像素阵列所组成，而像素阵列包括多个像素装置。图1为传统像素装置100的电路图。请参照图1，像素装置100包含有开关元件110、存储电容130及液晶单元120。开关元件110例如为晶体管，其栅极耦接扫描线L11以接收扫描驱动信号，其第一源/漏极耦接数据线L12以接收数据驱动信号，且其第二源/漏极耦接液晶单元120的电极M1及存储电容130的电极M2。液晶单元120的另一电极M3及存储电容130的另一电极M4则分别耦接共同电压Vcom及参考电压Vref。

当扫描驱动信号致能而使开关元件110导通时，具有像素电压Vpix的数据驱动信号便会通过数据线L12提供至液晶单元120，使液晶单元120响应其所接收的数据驱动信号，进而控制液晶的转动及透光率。然而，液晶单元120的电极M1及M3之间的漏电流效应，将使得所提供的像素电压逐渐降低。因此，在画面扫描期间，需要通过存储电容130用来维持液晶单元120电极M1及M3之间的电压差。

在像素装置中，存储电容130是很重要的元件，其依据布局及工艺技术可分为三种不同结构，即多晶硅层-绝缘层-多晶硅层(poly-insulator-poly，PIP)结构，金属层-绝缘层-金属层(metal-insulator-metal，MIM)结构，以及金属氧化物硅(metal-oxide-silicon，MOS)结构。

图2A为传统像素装置的电路图。请参照图2A，像素装置200包括开关元件210、液晶单元220及存储电容230，其中存储电容230为多晶硅层-绝缘层-多晶硅层结构。在此，开关元件210、液晶单元220及存储电容230的连接关系如图1所示。图2B为图2A中存储电容230的布局结构图。请参照图2A及图2B，存储电容230的电极P21及P22分别为由第一多晶硅层及第二多晶硅层组成，且绝缘层IN21耦接于电极P21与P22之间。请参照图2B，第一多晶硅层所组成的电极P21耦接至第一金属层的第一部分所组成的电极M211，其中参考电压Vref为提供至电极M211。第二多晶硅层所组成的电极P22耦接至第一金属层的第二部分所组成的电极M212，其中像素电压Vpix为提供至电极M212。图2A及图2B所绘示的像素结装置可应用在硅基液晶(Liquid Crystal On Silicon，LCOS)面板，且液晶单元220的电极M23须经由第二金属层所组成的电极M22，而耦接至具有像素电压Vpix的电极M212，其中电极M23作为金属镜面或反射器。

图3A为传统像素装置的电路图。请参照图3A，像素装置300包括开关元件310、液晶单元320及存储电容330。存储电容330为金属氧化物硅结构。在此，开关元件310、液晶单元320及存储电容330的连接关系如图1所示。图3B为图3A中存储电容330的布局结构图。请参照图3A及图3B，存储电容330的电极D31及P31分别为由扩散层及多晶硅层所组成的，其中绝缘层IN31耦接于电极D31与P31之间。请参照图3B，扩散层所组成的电极D31耦接第一金属层的第一部分所组成的电极M311，其中参考电压Vref提供至电极M311。多晶硅层所组成的电极P31耦接第一金属层的第二部分所组成的电极M312，其中像素电压Vpix提供至电极M312。另外，液晶单元320的电极M33经由第二金属层组成的电极M32而耦接具有像素电压Vpix的电极M312。

图4A为传统像素装置的电路图。请参照图4A，像素装置400包括开关元件410、液晶单元420及存储电容430，其中存储电容430为金属层-绝缘层-金属层结构。在此，开关元件410、液晶单元420及存储电容430的连接关系为如图1所示。图4B为图4A中存储电容430的布局结构图。请参照图4A及图4B，存储电容430的电极M41及M44为分别由第一金属层及电容上置金属层(capacitor top metal，CTM)所组成的，其中绝缘层IN41为耦接于电极M41与M44之间。电容上置金属层所组成的电极M44耦接第二金属层所组成的电极M42，其中像素电压Vpix提供至电极M42，且参考电压Vref提供至电极M41。另外，液晶单元420的电极M43耦接具有像素电压Vpix的电极M42。