CN102169852B - 像素结构的制作方法以及像素结构 - Google Patents

Abstract

一种像素结构的制作方法以及像素结构，其包括下列步骤。于一基板上形成一主动组件。于主动组件上形成一图案化介电层。于图案化介电层的表面上形成一第一图案化透明电极，且第一图案化透明电极与主动组件电性连接。对第一图案化透明电极进行一第一高温制程，以使第一图案化透明电极结晶化。于结晶化的第一图案化透明电极的表面上形成一第二图案化透明电极，且第二图案化透明电极的图案与第二图案化透明电极的图案实质上相同。对第二图案化透明电极进行一第二高温制程，其中第二高温制程的温度小于第一高温制程的温度。此外，本发明还提出一种利用上述制作方法所制作出来的像素结构。

Description

像素结构的制作方法以及像素结构

技术领域

本发明是有关于一种像素结构的制作方法，且特别是有关于一种具有高温制程的像素结构的制作方法。

背景技术

显示器为人与信息的沟通界面，目前以平面显示器为主要发展的趋势。平面显示器主要有以下几种：有机电激发光显示器(organic electroluminescence display)、电浆显示器(plasma display panel)以及液晶显示器等(liquid crystal display)。其中，又以液晶显示器的应用最为广泛。一般而言，液晶显示器主要由主动组件阵列基板(active device array substrate)、彩色滤光阵列基板(color filter substrate)和液晶层(liquid crystal layer)所构成。其中，主动组件阵列基板包括多条扫描线(scan lines)、多条数据线(data lines)以及多个阵列排列的像素结构(pixel unit)，且各个像素结构分别与对应的扫描线及数据线电性连接。

一般而言，在像素结构的制程中，于制作像素电极时，先于覆盖主动组件的介电层上沈积非晶形(amorphous)的铟锡氧化物薄膜，并图案化该非晶形的铟锡氧化物薄膜。之后，再进行一道高温退火(annealing)的程序，以将非晶形(amorphous)的铟锡氧化物薄膜转换成多晶形(poly-crystal)铟锡氧化物薄膜而构成像素电极。然而，在此制程中，由于多晶形(poly-crystal)铟锡氧化物薄膜与介电层的热膨胀系数不同，多晶形(poly-crystal)铟锡氧化物薄膜容易在此高温制程中产生裂缝(crack)。如此一来，将使主动组件所传递的数据电压无法顺利地传递到像素电极的整个表面，使得位于该像素电极裂缝上方的液晶分子无法正常地偏转，导致液晶显示器产生显示异常的现象。

为了防止多晶形铟锡氧化物薄膜容易在前述高温制程中产生裂缝的问题，而降低高温退火制程的温度时，铟锡氧化物薄膜会因结晶化程度不足而影响像素电极的电性表现之外，亦容易使像素电极与介电层之间的附着力不足，导致像素电极容易自介电层表面剥离，而影响像素结构整体的电性表现。

发明内容

本发明提供一种像素结构的制作方法，其在不增加光罩数量的前提下，维持像素结构整体的电性表现。

本发明提供一种像素结构，其能改善液晶显示器产生前述显示异常的现象。

本发明提出一种像素结构的制作方法，其包括下列步骤。于一基板上形成一主动组件。于主动组件上形成一图案化介电层。于图案化介电层的表面上形成一第一图案化透明电极，且第一图案化透明电极与主动组件电性连接。对第一图案化透明电极进行一第一高温制程，以使第一图案化透明电极结晶化。于结晶化的第一图案化透明电极的表面上形成一第二图案化透明电极，其中第二图案化透明电极的图案与该第二图案化透明电极的图案实质上相同。对第二图案化透明电极进行一第二高温制程，其中第二高温制程的温度小于第一高温制程的温度。

在本发明的一实施例中，前述的第一高温制程的温度例如介于180℃至220℃。

在本发明的一实施例中，前述的第二高温制程的温度介于120℃至140℃。

在本发明的一实施例中，前述的第二图案化透明电极具有一第二狭缝，且第二狭缝与第一狭缝实质上重合。

在本发明的一实施例中，前述的形成第一图案化透明电极的方法包括下列步骤。于图案化介电层上全面性地形成一第一透明导电层。接着，利用一光罩对第一透明导电层进行图案化，以形成第一图案化透明电极。此外，前述的形成第二图案化透明电极的方法包括下列步骤。于第一图案化透明电极上全面性地形成一第二透明导电层。之后，利用相同的光罩对第二透明导电层进行图案化，以形成第二图案化透明电极。

在本发明的一实施例中，前述的第一图案化透明电极与第二图案化透明电极是利用相同的光罩进行图案化，以使第一图案化透明电极的图案实质上与第二图案化透明电极的图案相互重合。

在本发明的一实施例中，第一图案化透明电极在进行前述的第一高温制程的后还包括形成一裂缝，且在形成该第二图案化透明电极的步骤中，第二图案化透明电极覆盖裂缝。

在本发明的一实施例中，前述的图案化介电层为有机层。

本发明还提出一种像素结构，其包括一基板、一主动组件、一图案化介电层、一第一图案化透明电极以及一第二图案化透明电极。主动组件位于基板上。图案化介电层覆盖主动组件。第一图案化透明电极位于图案化介电层的表面上，第一图案化透明电极与主动组件电性连接，第一图案化透明电极具有一第一狭缝。第二图案化透明电极位于第一图案化透明电极的表面上，第二图案化透明电极具有一第二狭缝，且第二狭缝与第一狭缝重合。

在本发明的一实施例中，前述的第一图案化透明电极还包括一裂缝，其中裂缝自第一狭缝延伸，且第二图案化透明电极覆盖此裂缝。

基于上述，本发明的像素结构的制作方法利用相同的光罩来形成图案化透明电极的迭层，并使两层图案化透明电极的高温制程的温度满足特定关系，藉此控制两层透明电极的结晶化状态及其与底下膜层之间的附着力，使得本发明的像素结构的组件特性能正常地运作。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中一种像素结构的制作方法流程示意图。

图2A到图2F为本发明一实施例中一种像素结构的制作方法的剖面示意图。

图3为利用前述图2A至图2F的像素结构的制作方法所制作的一种像素结构上视图。

具体实施方式

图1为本发明较佳实施例中一种像素结构的制作方法流程示意图。图2A到图2F为本发明一实施例中一种像素结构的制作方法的剖面示意图，而图3为利用前述图2A至图2F的像素结构的制作方法所制作的一种像素结构上视图，其中图2F为对应图3沿AA’剖面线的剖面示意图。

请参照图1、图2A与图3，首先提供一基板200，基板200上已形成有主动组件210以及覆盖主动组件210的图案化介电层220(步骤S10)，主动组件210例如为薄膜晶体管，其包括栅极212、源极214以及漏极216，在本实施例中，于形成栅极212的制程中一并形成扫描线218，并于形成源极214与漏极216时一并形成数据线219。此外，在本实施例中，图案化介电层220具有一接触窗H，该接触窗H暴露出漏极216，图案化介电层220例如为有机层。

接着，如图1、图2A、图2B与图3所示，在图案化介电层220的表面上形成一非晶形的第一图案化透明电极232(步骤S20)。更详细而言，如图1、图2A与图3所示，于图案化介电层220的表面上全面地形成一非晶形的第一透明导电层230，其中非晶形的第一透明导电层230的材质例如为非晶形的铟锡氧化物薄膜(Indium-Tin Oxide, ITO)、铟锌氧化物薄膜(Indium-Zinc Oxide, IZO)等，形成非晶形的第一透明导电层230的方法例如为物理气相沈积法(physical vapor deposition，PVD)或化学气相沈积法(chemical vapor deposition，CVD)。以非晶形铟锡氧化物薄膜为例，其形成方法例如为溅镀，更详细而言，使用一铟锡氧化物的靶材在一真空腔体中形成靶材离子，并经由溅镀制程将靶材离子沈积在图案化介电层220上以形成非晶形铟锡氧化物薄膜。

之后，如图1、图2B与图3所示，图案化第一透明导电层230，以使其形成第一图案化透明电极232，其中图案化第一透明导电层230的方法可先在第一透明导电层230上形成一光阻层（未绘示），利用一光罩（未绘示）对该光阻层进行曝光、显影以形成一图案化光阻层（未绘示）。接着，以图案化光阻层（未绘示）为罩幕，对第一透明导电层230层进行图案化，以形成第一图案化透明电极232，在本实施例中，第一图案化透明电极232作为像素结构的像素电极，当其应用于液晶显示器时，像素电极用以接收来自主动组件210的数据信号，并与对向基板的共通电极产生一电压差，使得位于其上方的液晶依据此电压差作不同程度的偏转，藉此产生显示功能。

值得注意的是，本实施例的第一图案化透明电极232还具有一第一狭缝S1，此第一狭缝S1自第一图案化透明电极232的一侧往对向侧延伸。第一狭缝S1有助于像素电极上方的液晶分子的反应速度，详言之，当有外力施加于液晶显示器上时，被按压处的液晶分子会不正常的倾倒，且由于回复速度较慢，将使液晶显示器产生污点(smudge)的缺陷，本实施例的第一狭缝S1有助于加速该处液晶分子的回复速度，进而避免污点缺陷的产生。此外，位于像素电极的中间区域上方的液晶分子可经由第一狭缝S1而受到较强的电场推力，藉此亦可加速液晶分子的反应时间。

承上述，如图1、图2C与图3所示，在对第一图案化透明电极232进行一第一高温制程T1，以使第一图案化透明电极232结晶化(步骤S30)。详细而言，以非晶形铟锡氧化物薄膜作为第一图案化透明电极232为例，由于非晶形铟锡氧化物薄膜的电阻值、晶格结构、表面粗糙度、或晶格内应力均未优化，因此加热非晶形铟锡氧化物薄膜使其高于结晶化温度后，可以使非晶形铟锡氧化物薄膜结晶成形成为多晶形铟锡氧化物薄膜。此第一高温制程T1例如为高温退火制程，其温度可视第一图案化透明电极232的材质以及量产性的考虑而适度地调整。具体而言，在本发明的一实施例中，第一高温制程T1的温度例如介于180℃至220℃，当采用180℃的第一高温制程T1时，第一图案化透明电极232的结晶化程度较为完全，而当采用220℃的第一高温制程T1时，可缩短产出时间（tack time），有助于提升整体产能。此外，结晶化之后的第一图案化透明电极232与底层的图案化介电层220之间具有良好的附着力，可避免公知像素电极自底层剥离的问题产生。

值得一提的是，当第一图案化透明电极232进行第一高温制程T1后，第一图案化透明电极232难免因其与底层图案化介电层220之间的热膨胀系数差异而产生裂缝C，如图2C与图3所示，此裂缝C例如是自第一狭缝S1的一端延伸至第一图案化透明电极232的另一侧，换言之，第一图案化透明电极232被第一狭缝S1与裂缝C分离为彼此电性绝缘的上半部232a与下半部232b，其中第一图案化透明电极的上半部232a由于未能接收到主动组件210所传递数据电压，将使该处上方的液晶分子无法正常偏转，导致显示异常的现象。特别的是，本发明在第一图案化透明电极232的表面上利用另一透明电极加以覆盖，以维护像素结构正常的电性运作，详细说明如下。

如图1、图2D、图2E与图3所示，在结晶化的第一图案化透明电极232的表面上形成一第二图案化透明电极242(步骤S40)。更详细而言，如图1、图2D与图3所示，形成第二图案化透明电极242的方法例如与前述形成第一图案化透明电极232的方法类似，简言之，在结晶化的第一图案化透明电极232的表面上全面性地形成一第二透明导电层240，此第二透明导电层240的材质与形成方法与前述第一透明导电层230类似。特别的是，如图1、图2E与图3所示，在图案化第二透明导电层240时采用与第一图案化透明电极232相同的光罩（未绘示），使得第二图案化透明电极242的图案与第一图案化透明电极232的图案实质上相同，换言之，在本实施例中，第二图案化透明电极242亦具有一第二狭缝S2，且第二狭缝S2与第一狭缝S1实质上重合。

之后，如图1、图2F与图3所示，对第二图案化透明电极242进行一第二高温制程T2，其中第二高温制程T2的温度小于第一高温制程T1的温度(步骤S50)。第二图案化透明电极242在经第二高温制程T2之后仍然具有相当程度的结晶化，因而具有良好的导电性。

第二高温制程T2的温度可视第二图案化透明电极242的材质以及量产性的考虑而适度地调整。详细而言，以非晶形铟锡氧化物薄膜作为第二图案化透明电极242为例，非晶形铟锡氧化物薄膜具有一产生裂缝C的临界温度，而此第二高温制程T2的温度较佳地是小于该临界温度。具体而言，本发明的一实施例中，当非晶形铟锡氧化物薄膜产生裂缝C的临界温度实质上为140℃时，第二高温制程T2的温度较佳选用介于120℃至140℃的范围，但本发明并不以此为限。第二图案化透明电极242在经第二高温制程T2的温度后可优化其电气特性。

承上述，当第一图案化透明电极232被第一狭缝S1与裂缝C分离为彼此电性绝缘的上半部232a与下半部232b时，第一图案化透明电极的上半部232a仍然可以藉由第二图案化透明电极242而与第一图案化透明电极的下半部232b电性连接，藉此可使第一图案化透明电极232的上半部上方的液晶分子正常地运作，避免显示异常的问题。此外，由于第二图案化透明电极242与第一图案化透明电极232使用相同的光罩来进行制作，因此，可以节省光罩成本。

综上所述，在本发明的像素结构的制作方法以及利用此方法所制作的像素结构具有以下优点的至少其中之一：

(1)利用相同的光罩来形成图案化透明电极的迭层，可以节省光罩成本。

(2)使两层图案化透明电极的高温制程的温度满足特定关系，藉此控制两层透明电极的结晶化状态及其与底下膜层之间的附着力，可以同时解决公知技术中，像素电极因裂缝而无法正常运作以及自底层剥离的问题。

(3)本发明可制作具有良好组件特性的像素电极，利用此像素结构制作的液晶显示器，其具有较佳的显示质量。

(4)本发明的一实施例中，像素电极具有狭缝，利用此像素结构制作的液晶显示器可以加速该处液晶分子被按压后的回复速度，避免产生污点的缺陷。此外，位于像素电极的中间区域上方的液晶分子可经由狭缝而受到较强的电场推力，藉此亦可加速液晶分子的反应时间。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视前述的申请专利范围所界定者为准。

Claims (11)

1.一种像素结构的制作方法，其特征在于，包括：

于一基板上形成一主动组件；

于该主动组件上形成一图案化介电层；

利用一光罩，于该图案化介电层的表面上形成一第一图案化透明电极，该第一图案化透明电极与该主动组件电性连接；

对该第一图案化透明电极进行一第一高温制程，以使该第一图案化透明电极结晶化；

利用该光罩，于结晶化的该第一图案化透明电极的表面上形成一第二图案化透明电极，且该第二图案化透明电极的图案与该第一图案化透明电极的图案实质上相同；以及

对该第二图案化透明电极进行一第二高温制程，其中该第二高温制程的温度小于该第一高温制程的温度。

2.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，其特征在于，该第一高温制程的温度介于180℃至220℃。

3.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，其特征在于，该第二高温制程的温度介于120℃至140℃。

4.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，其特征在于，该第一图案化透明电极具有一第一狭缝，该第二图案化透明电极具有一第二狭缝，且该第二狭缝与该第一狭缝实质上重合。

5.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，其特征在于，形成该第一图案化透明电极的方法包括：

于该图案化介电层上全面性地形成一第一透明导电层；以及

利用一光罩对该第一透明导电层进行图案化，以形成该第一图案化透明电极。

6.如权利要求5所述的像素结构的制作方法，其特征在于，形成该第二图案化透明电极的方法包括：

于该第一图案化透明电极上全面性地形成一第二透明导电层；以及

利用该光罩对该第二透明导电层进行图案化，以形成该第二图案化透明电极。

7.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，其特征在于，该第一图案化透明电极与该第二图案化透明电极是利用相同的光罩进行图案化，以使该第一图案化透明电极的图案实质上与该第二图案化透明电极的图案相互重合。

8.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，其特征在于，该第一图案化透明电极在进行该第一高温制程之后还包括形成一裂缝，且在形成该第二图案化透明电极的步骤中，该第二图案化透明电极覆盖该裂缝。

9.如权利要求1所述的像素结构的制作方法，其特征在于，该图案化介电层为有机层。

10.一种像素结构，其特征在于，包括：

一基板；

一主动组件，位于该基板上；

一图案化介电层，覆盖该主动组件；

一第一图案化透明电极，位于该图案化介电层的表面上，该第一图案化透明电极与该主动组件电性连接，该第一图案化透明电极具有一第一狭缝；以及

一第二图案化透明电极，位于该第一图案化透明电极的表面上，该第二图案化透明电极具有一第二狭缝，且该第二狭缝与该第一狭缝重合。

11.如权利要求10所述的像素结构的制作方法，其特征在于，该第一图案化透明电极还包括一裂缝，该裂缝自该第一狭缝延伸，且该第二图案化透明电极覆盖该裂缝。

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