TWI459103B - 畫素結構及其製造方法 - Google Patents

Description

畫素結構及其製造方法

本發明是有關於一種液晶顯示結構及其製造方法，且特別是有關於一種液晶顯示器中之畫素結構及其製造方法。

對液晶顯示器而言，其中畫素開口率的大小會直接影響到背光源的利用率，亦會影響顯示器的顯示亮度，而影響開口率設計大小的最主要因素，在於畫素電極與資料線之間的距離。不過，當畫素電極與資料線過於接近，其間的雜散電容會變大，導致畫素電極上充飽的電荷在下個畫面轉換前，會因資料線傳送不同電壓信號而受到影響，進而產生串音效應(cross talk)。

習知技術係在畫素電極和資料線之間加入一層共通電極，並藉由所加入的共通電極來遮蔽雜散電容Cpd所產生的效應。然而，以上述方法來製作畫素結構，不僅需要使用多層的絕緣層，同時更需要額外的金屬層來作為遮蔽用的共通電極。如此一來，不僅使得製程的步驟和複雜度增加，也直接增加了製作的時間和成本。

本發明的目的是在提供一種畫素結構之製造方法，藉以節省畫素結構的製作時間和成本。

本發明的目的是在提供一種畫素結構，藉以獲得較佳的畫素顯示品質。

本發明之一技術樣態係關於一種畫素結構之製造方法，其包含：形成一第一圖案化金屬層於一基板上，其中第一圖案化金屬層包含一閘極、一閘極延伸電極、一第一資料線段以及一第二資料線段；形成一閘極絕緣層覆蓋於基板以及第一圖案化金屬層上；形成一半導體通道層於閘極上方之閘極絕緣層上；形成一第二圖案化金屬層於閘極絕緣層和半導體通道層上，其中第二圖案化金屬層包含一源極、一汲極、一閘極線以及一共通電極，且源極和汲極對應於閘極兩側上方之半導體通道層上，共通電極位於第一資料線段之上方；形成一保護層覆蓋於閘極絕緣層和第二圖案化金屬層上；同時形成複數個第一接觸孔以及複數個第二接觸孔，其中該些第一接觸孔分別露出第一圖案化金屬層中之閘極延伸電極和第二資料線段，而該些第二接觸孔分別露出第二圖案化金屬層中之閘極線、部分源極以及部分汲極；以及形成一導電層覆蓋該些第一接觸孔和該些第二接觸孔，使得第二圖案化金屬層中之閘極線藉由導電層經第一接觸孔和第二接觸孔與第一圖案化金屬層中之閘極延伸電極電性連接，且第二圖案化金屬層中之源極藉由導電層經第一接觸孔和第二接觸孔與第一圖案化金屬層中之第二資料線段電性連接。

本發明之另一技術樣態係關於一種畫素結構，其包含一第一圖案化金屬層、一閘極絕緣層、一半導體通道層、一第二圖案化金屬層、一保護層、複數個第一接觸孔和第二接觸孔以及一導電層。第一圖案化金屬層配置於一基板上，並包含一閘極、一閘極延伸電極、一第一資料線段以及一第二資料線段。閘極絕緣層覆蓋於基板以及第一圖案化金屬層上。半導體通道層配置於閘極上方之閘極絕緣層上。第二圖案化金屬層配置於閘極絕緣層和半導體通道層上，並包含一源極、一汲極、一閘極線以及一共通電極，其中源極和汲極位於對應閘極兩側上方之半導體通道層上，共通電極位於第一資料線段之上方。保護層覆蓋於閘極絕緣層和第二圖案化金屬層上。該些第一接觸孔和第二接觸孔同時形成於第一圖案化金屬層上之部分區域和第二圖案化金屬層上之部分區域上，且該些第一接觸孔露出第一圖案化金屬層中之閘極延伸電極和第二資料線段，該些第二接觸孔露出第二圖案化金屬層中之閘極線、源極以及汲極。導電層覆蓋該些第一接觸孔和該些第二接觸孔，且第二圖案化金屬層中之閘極線藉由導電層經第一接觸孔和第二接觸孔與第一圖案化金屬層中之閘極延伸電極電性連接，第二圖案化金屬層中之源極藉由導電層經第一接觸孔和第二接觸孔與第一圖案化金屬層中之第二資料線段電性連接。

根據本發明之技術內容，應用前述畫素結構及其製造方法，可減少製作畫素結構所需的步驟和複雜度，減低製作時間和成本。

第1A圖至第1E圖係依照本發明之實施例繪示一種畫素結構其製作流程的上視示意圖，而第2A圖至第2E圖則是分別為第1A圖至第1E圖中沿剖線AA’、剖線BB’以及剖線CC’所繪示之剖面示意圖。首先，如第1A圖和第2A圖所示，在基板102上形成第一圖案化金屬層110，其中第一圖案化金屬層110包括閘極112、第一資料線段114、第二資料線段116以及閘極延伸電極118，而第一資料線段114和第二資料線段116係各別指資料線在剖線BB’和剖線AA’下的不同部分。在選用的材料方面，基板102可為玻璃基板或塑膠基板，而第一圖案化金屬層110則可為鋁、銅、銀、金...等金屬或者上述金屬所構成之複合金屬。

接著，如第1B圖和第2B圖所示，在基板102以及第一圖案化金屬層110上形成閘極絕緣層120，以覆蓋於基板102和第一圖案化金屬層110上，並且於閘極112上方的閘極絕緣層120上，形成圖案化的半導體通道層124及其上之圖案化的摻雜半導體材料層128(如：N型摻雜半導體材料層)。其中，閘極絕緣層120的材料可為二氧化矽、氮化矽或氮氧化矽等介電材料。

再者，如第1C圖和第2C圖所示，在閘極絕緣層120、半導體通道層124及其上之摻雜半導體材料層128上形成第二圖案化金屬層130，其中第二圖案化金屬層130包括源極132、汲極134、閘極線136以及共通電極138，且第二圖案化金屬層130亦可為鋁、銅、銀、金...等金屬或者上述金屬所構成之複合金屬。在形成第二圖案化金屬層130的過程中，部分的摻雜半導體材料層128會被移除，而露出半導體通道層124的部分區域，以形成歐姆接觸層128a。此外，源極132和汲極134係分別對應於閘極112以及閘極112上方之半導體通道層124的兩側，而共通電極138則是位於第一資料線段114之上方。在此值得注意的是，上述的源極132和汲極134可依據實際上不同的設計或命名而互換名稱為汲極和源極。

接著，如第1D圖和第2D圖所示，在已完成的結構上形成保護層140以覆蓋於其上，例如在閘極絕緣層120、第二圖案化金屬層130以及部分露出的半導體通道層124上覆蓋保護層140，其中保護層140的材料可為二氧化矽、氮化矽或氮氧化矽等介電材料。然後，在第一圖案化金屬層110上之部分區域和第二圖案化金屬層130上之部分區域上，同時形成第一接觸孔144以及第二接觸孔146，其中第一接觸孔144分別露出第一圖案化金屬層110中閘極延伸電極118和第二資料線段116的部分區域，而第二接觸孔146則分別露出第二圖案化金屬層130中閘極線136的部分區域、汲極134的部分區域以及源極132的部分區域。

此外，上述同時形成第一接觸孔144和第二接觸孔146的步驟，可利用同一道光罩製程完成，並對第一圖案化金屬層130上方的閘極絕緣層120和保護層140進行蝕刻(如：微影蝕刻)，以分別露出相對應的部分。具體地來說，在上述形成第一接觸孔144的步驟中，更可移除閘極延伸電極118上方之閘極絕緣層120及保護層140的部分區域，藉以露出部分閘極延伸電極118，並且移除第二資料線段116上方之閘極絕緣層120及保護層140的部分區域，藉以露出部分第二資料線段116。另一方面，在上述形成第二接觸孔146的步驟中，更可移除閘極線136上方、源極132上方及汲極134上方之部分保護層140，藉以露出閘極線136、源極132以及汲極134的部分區域。

之後，如第1E圖和第2E圖所示，再形成導電層150覆蓋上述的第一接觸孔144和第二接觸孔146，使得第二圖案化金屬層130中的閘極線136，藉由導電層150經第一接觸孔144和第二接觸孔146，與第一圖案化金屬層110中的閘極延伸電極118電性連接，且使得第二圖案化金屬層130中的源極132，藉由導電層150經第一接觸孔144和第二接觸孔146，與第一圖案化金屬層110中的第二資料線段116電性連接。其中，導電層150可為圖案化透明導電層，且圖案化透明導電層的材料可為銦錫氧化物或銦鋅氧化物等透明導電材料。如此一來，便可有效地簡化製程步驟，並減少製程所需使用的材料。

此外，以上述之導電層150而言，其更可包括閘極線連接電極150a、資料線連接電極150b以及畫素電極150c，其中閘極線連接電極150a係電性連接閘極線136和閘極延伸電極118，資料線連接電極150b係電性連接源極132和第二資料線段116，而畫素電極150c則是覆蓋汲極134上的第二接觸孔146。

由上述本發明之實施例可知，應用前述畫素結構及其製造方法，可減少製作畫素結構所需的步驟和複雜度，減低製作時間和成本。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何具有本發明所屬技術領域之通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

102．．．基板

110．．．第一圖案化金屬層

112．．．閘極

114．．．第一資料線段

116．．．第二資料線段

118．．．閘極延伸電極

120．．．閘極絕緣層

124．．．半導體通道層

128．．．摻雜半導體材料層

128a．．．歐姆接觸層

130．．．第二圖案化金屬層

132．．．源極

134．．．汲極

136．．．閘極線

138．．．共通電極

140．．．保護層

144．．．第一接觸孔

146．．．第二接觸孔

150．．．導電層

150a．．．閘極線連接電極

150b．．．資料線連接電極

150c．．．畫素電極

第1A圖至第1E圖係依照本發明之實施例繪示一種畫素結構其製作流程的上視示意圖。

第2A圖至第2E圖係分別為第1A圖至第1E圖中沿剖線AA’、剖線BB’以及剖線CC’所繪示之剖面示意圖。

102．．．基板

112．．．閘極

114．．．第一資料線段

116．．．第二資料線段

118．．．閘極延伸電極

120．．．閘極絕緣層

124．．．半導體通道層

128．．．摻雜半導體材料層

128a．．．歐姆接觸層

132．．．源極

134．．．汲極

136．．．閘極線

138．．．共通電極

140．．．保護層

144．．．第一接觸孔

146．．．第二接觸孔

150．．．導電層

150a．．．閘極線連接電極

150b．．．資料線連接電極

150c．．．畫素電極

Claims (12)

1. 一種畫素結構之製造方法，包含：形成一第一圖案化金屬層於一基板上，該第一圖案化金屬層包含一閘極、一閘極延伸電極、一第一資料線段以及一第二資料線段；形成一閘極絕緣層覆蓋於該基板以及該第一圖案化金屬層上；形成一半導體通道層於該閘極上方之該閘極絕緣層上；形成一第二圖案化金屬層於該閘極絕緣層和該半導體通道層上，該第二圖案化金屬層包含一源極、一汲極、一閘極線以及一共通電極，其中該源極和該汲極對應於該閘極兩側上方之該半導體通道層上，該共通電極位於該第一資料線段之上方；形成一保護層覆蓋於該閘極絕緣層和該第二圖案化金屬層之該源極、該汲極、該閘極線以及該共通電極上；同時形成複數個第一接觸孔以及複數個第二接觸孔，其中該些第一接觸孔分別露出該第一圖案化金屬層中之該閘極延伸電極和該第二資料線段，而該些第二接觸孔分別露出該第二圖案化金屬層中之該閘極線、部分該源極以及部分該汲極；以及形成一導電層覆蓋該些第一接觸孔和該些第二接觸孔，其中該導電層包含一畫素電極，且該第二圖案化金屬層中之該閘極線藉由該導電層經該第一接觸孔和該第二接觸孔與該第一圖案化金屬層中之該閘極延伸電極電性連 接，且該第二圖案化金屬層中之該源極藉由該導電層經該第一接觸孔和該第二接觸孔與該第一圖案化金屬層中之該第二資料線段電性連接，且該畫素電極藉由該第二接觸孔電性連接該汲極。
2. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構之製造方法，其中同時形成該些第一接觸孔和該些第二接觸孔之步驟更包含：蝕刻該第一圖案化金屬層上方之該閘極絕緣層和該保護層。
3. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構之製造方法，其中該導電層係為一圖案化透明導電層。
4. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構之製造方法，其中該導電層包含一閘極線連接電極，該閘極線連接電極電性連接該閘極線和該閘極延伸電極。
5. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構之製造方法，其中該導電層包含一資料線連接電極，該資料線連接電極電性連接該源極和該第二資料線段。
6. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構之製造方法，其中同時形成該些第一接觸孔以及該些第二接觸孔之步驟係利用同一道光罩製程完成。
7. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構之製造方法，其中形成該些第一接觸孔以分別露出該第一圖案化金屬層中之該閘極延伸電極和該第二資料線段之步驟係包含：移除該閘極延伸電極上方之部分該閘極絕緣層及該保護層以及移除該第二資料線段上方之部分該閘極絕緣層及該保護層。
8. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構之製造方法，其中形成該些第二接觸孔以分別露出該第二圖案化金屬層中之該閘極線、部分該源極以及部分該汲極之步驟係包含：移除該閘極線上方、該源極上方以及該汲極上方之部分該保護層。
9. 一種畫素結構，包含：一第一圖案化金屬層，配置於一基板上，並包含一閘極、一閘極延伸電極、以及一第一資料線段以及一第二資料線段；一閘極絕緣層，覆蓋於該基板以及該第一圖案化金屬層上；一半導體通道層，配置於該閘極上方之該閘極絕緣層上；一第二圖案化金屬層，配置於該閘極絕緣層和該半導 體通道層上，並包含一源極、一汲極、一閘極線以及一共通電極，其中該源極和該汲極位於對應該閘極兩側上方之該半導體通道層上，該共通電極位於該第一資料線段之上方；一保護層，覆蓋於該閘極絕緣層和該第二圖案化金屬層之該源極、該汲極、該閘極線以及該共通電極上；複數個第一接觸孔以及第二接觸孔，同時形成於該第一圖案化金屬層上之部分區域和該第二圖案化金屬層上之部分區域上，該些第一接觸孔露出該第一圖案化金屬層中之該閘極延伸電極和該第二資料線段，該些第二接觸孔露出該第二圖案化金屬層中之該閘極線、該源極以及該汲極；以及一導電層，覆蓋該些第一接觸孔和該些第二接觸孔，其中該導電層包含一畫素電極，且該第二圖案化金屬層中之該閘極線藉由該導電層經該第一接觸孔和該第二接觸孔與該第一圖案化金屬層中之該閘極延伸電極電性連接，且該第二圖案化金屬層中之該源極藉由該導電層經該第一接觸孔和該第二接觸孔與該第一圖案化金屬層中之該第二資料線段電性連接，且該畫素電極藉由該第二接觸孔電性連接該汲極。
10. 如申請專利範圍第9項所述之畫素結構，其中該導電層係為一圖案化透明導電層。
11. 如申請專利範圍第9項所述之畫素結構，其中該 導電層包含一閘極線連接電極，該閘極線連接電極電性連接該閘極線和該閘極延伸電極。
12. 如申請專利範圍第9項所述之畫素結構，其中該導電層包含一資料線連接電極，該資料線連接電極電性連接該源極和該第二資料線段。