CN104483793A - Tft-lcd像素结构及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种TFT-LCD像素结构及其制作方法，所述TFT-LCD像素结构包括形成于基板上的栅极线、TFT开关及像素电极。所述TFT开关包括圆形漏极、环形半导体层、环形源极及保护层。所述圆形漏极绝缘地形成于所述栅极线上。所述环形半导体层环设于所述圆形漏极的周围。所述环形源极环设于所述环形半导体层的周围。所述保护层形成于所述圆形漏极、环形半导体层及环形源极上，其中所述保护层在所述圆形漏极上形成一过孔，且所述像素电极经由所述过孔与所述圆形漏极电性连接。本发明的TFT-LCD像素结构可提升开口率并提高像素电极的充电能力。

Description

TFT-LCD像素结构及其制作方法
【技术领域】
本发明涉及液晶显示领域，特别涉及一种薄膜晶体管液晶显示器(Thin film transistor liquid crystal display,TFT-LCD)像素结构及其制作方法。
【背景技术】
随着液晶显示技术的进步，薄膜晶体管阵列(TFT array)基板上的像素数量逐步提升，也就是说，显示面板上的每英寸像素(Pixels Per Inch,PPI)也同步提升。因此，控制每一像素亮度的薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)的数量也日益增加。
然而，在同样的面积下，需要设置越来越多的TFT开关以及多条栅极线及数据线，使得液晶面板的透光的开口率逐渐下降。为提升开口率，TFT开关的制作尺寸也越来越小，这将造成像素电极充电能力越受考验。图1为现有TFT-LCD像素结构的剖面示意图，如图1所示，TFT开关10包括了栅极11、与数据线连接的源极12及与像素电极15的漏极13。TFT开关10上需设有一预定厚度的保护层，简称OC(Over Coat)层17。像素电极15与源极12需要通过过孔19电性连接。然而，缩小的TFT开关10的漏极13同样也缩小了，因此使得像素电极15与漏极13连接的区域也同步缩小。此将影响到像素电极15的导电度，而降低了像素电极15的充电能力。同时，由于OC层17过大而导致过孔19较大，也会的阻碍到像素开口率的提升。
【发明内容】
本发明的一个目的在于提供一种TFT-LCD像素结构，其将TFT开关的源极及漏极设置在栅极线上，而提升了开口率。另外，本发明将漏极设计为圆形，而源极设置为围绕漏极的环形，使得像素电极与漏极的接触面积增加，而提高了像素电极的充电能力。
本发明的另一个目的在于提供一种TFT-LCD阵列基板，其将TFT开关的源极及漏极设置在栅极线上，而提升了开口率，同时将漏极设计为圆形，使得像素电极与漏极的接触面积增加，而提高了像素电极的充电能力。
本发明的再另一个目的在于提供一种TFT-LCD像素结构的制作方法，其提供制作上述TFT-LCD像素结构的具体步骤，以解决现有面板的问题。
为解决上述问题，本发明的优选实施例提供了一种TFT-LCD像素结构，其包括形成于基板上的栅极线、TFT开关及像素电极。所述TFT开关包括圆形漏极、环形半导体层、环形源极及保护层。所述圆形漏极绝缘地形成于所述栅极线上。所述环形半导体层环设于所述圆形漏极的周围。所述环形源极环设于所述环形半导体层的周围。所述保护层形成于所述圆形漏极、环形半导体层及环形源极上，其中所述保护层在所述圆形漏极上形成一过孔，且所述像素电极经由所述过孔与所述圆形漏极电性连接。
在本发明优选实施例中，所述过孔的大小约等于所述圆形漏极的大小。优选地，所述过孔为圆形。
在本发明优选实施例中，所述栅极线具有预定宽度，且定义出条状遮蔽区。进一步来说，所述圆形漏极、环形半导体层及环形源极皆位于所述条状遮蔽区内。另外，所述栅极线上设置有栅绝缘层，且所述圆形漏极、环形半导体层及环形源极皆形成于所述栅绝缘层上。
在本发明优选实施例中，所述圆形漏极的中心定义有一开孔，所述开孔与所述过孔连接。
在本发明优选实施例中，所述环形半导体层包括环形有源层、第一环形欧姆接触层及第二环形欧姆接触层。所述第一环形欧姆接触层设置于所述环形有源层的内缘，用于与所述圆形漏极接触。所述第二环形欧姆接触层设置于所述环形有源层的外缘，用于与所述环形源极接触。
本发明的另一优选实施例提供了一种TFT-LCD阵列基板，其包括形成于基板上的多条栅极线、多条数据线、多个TFT开关及多个像素电极。每个TFT开关包括：圆形漏极，绝缘地形成于所述栅极线上；环形半导体层，环设于所述圆形漏极的周围；环形源极，环设于所述环形半导体层的周围；以及保护层，形成于所述圆形漏极、环形半导体层及环形源极上，其中所述保护层在所述圆形漏极上形成过孔，且所述像素电极经由所述过孔与所述圆形漏极电性连接。
在本发明优选实施例中，所述数据线耦接所述环形源极的外缘。
同样地，为解决上述问题，本发明的另一优选实施例提供了一种TFT-LCD像素结构的制作方法，包括下列步骤：在基板上形成栅极线；在所述栅极线上形成栅绝缘层；采用光罩工艺在所述栅绝缘层上形成圆形漏极及环设于所述圆形漏极周围的环形源极；在所述栅绝缘层上形成位于所述圆形漏极及所述环形源极之间的环形半导体层；形成位于所述圆形漏极、环形半导体层及环形源极上的保护层，其中所述保护层在所述圆形漏极上形成一过孔；以及在所述保护层上形成像素电极，其中所述像素电极经由所述过孔与所述圆形漏极电性连接。
在本发明优选实施例中，形成所述环形半导体层的步骤包括：采用镀膜工艺形成欧姆接触层；图形化所述欧姆接触层，以形成与圆形漏极的外缘接触的第一环形欧姆接触层，以及与所述环形源极的内缘接触的第二环形欧姆接触层；以及形成位于所述第一环形欧姆接触层及所述第二环形欧姆接触层之间的环形有源层。
相对于现有技术，本发明将TFT开关的源极、漏极及半导体层设置在同一平面上，且漏极、半导体层及源极呈现为同心圆的设计。而本发明的圆形漏极、环形半导体层及环形源极设置在栅极线上，而过孔直接做在圆形漏极之上，而提升了开口率。另外，本发明圆形漏极与环形源极增大了导电沟道面积，从而提高了像素电极的充电能力。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
【附图说明】
图1为现有TFT-LCD像素结构的剖面示意图；
图2为本发明一优选实施例的TFT-LCD像素结构的局部俯视示意图；
图3为图1沿AA线段的俯视示意图；
图4为本发明一优选实施例的TFT-LCD像素结构的剖面示意图；
图5为另一实施例的局部剖面示意图；
图6为本发明一优选实施例的TFT-LCD像素结构的制作方法的流程图。
【具体实施方式】
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。
请参阅图2至图4，图2为本发明一优选实施例的TFT-LCD像素结构的局部俯视示意图，图3为图1沿AA线段的俯视示意图，图4为本发明一优选实施例的TFT-LCD像素结构的剖面示意图。需注意的是，上述图式仅是用来说明，并未以实际比例绘制。
如图所示，本实施例的TFT-LCD像素结构包括形成于基板210上的栅极线220、TFT开关250及像素电极270。如图2所示，本实施例的TFT开关250包括圆形漏极252、环形半导体层260、环形源极254及保护层280。
如图3所示，圆形漏极252绝缘地形成于所述栅极线220上。具体地，所述栅极线220上设置有栅绝缘(GI)层230，且所述圆形漏极252形成于所述栅绝缘层230上。
如图2及图3所示，环形半导体层260环设于所述圆形漏极252的周围，且与圆形漏极252的外缘接触。另外，所述环形源极254环设于所述环形半导体层260的周围，且与环形半导体层260的外缘接触。具体而言，环形半导体层260作为圆形漏极252与环形源极254的导电通道。
在此实施例中，圆形漏极252、环形半导体层260、环形源极254设置在同一平面上。也就是说，圆形漏极252、环形半导体层260、及环形源极254具有相同厚度。值得一提的是，圆形漏极252、环形半导体层260、及环形源极254呈现了一种同心圆结构，该同心圆结构的圆心位于圆形漏极252的中心。然而，本发明并不限于同心圆的结构，如椭圆、矩形等皆在本发明的范围中。更进一步地说，漏极及源极可采用不规则形状，以增加两电极之间的半导体层的接触面积，进而增大充电能力。
如图2及图3所示，进一步而言，环形半导体层260包括环形有源层261、第一环形欧姆接触层262及第二环形欧姆接触层n+掺杂非晶硅层264。优选地，环形有源层261是由非晶硅(a-Si)所制成，第一环形欧姆接触层262及第二环形欧姆接触层264是由n+掺杂非晶硅(n+a-Si)所制成。第一环形欧姆接触层262设置于所述环形有源层261的内缘，用于与所述圆形漏极252接触。第二环形欧姆接触层264设置于所述环形有源层261的外缘，用于与所述环形源极254接触。
如图2所示，栅极线220具有预定宽度W，且定义出条状遮蔽区S。进一步来说，圆形漏极252、环形半导体层260及环形源极254皆位于所述条状遮蔽区S内。另外，所述栅极线220上设置有栅绝缘层230，且所述圆形漏极252、环形半导体层260及环形源极254皆形成于所述栅绝缘层230上。因此，本实施例的TFT开关250并不占用透光的区域，可极大化像素的开口率。
如图4所示，保护层280形成于所述圆形漏极252、环形半导体层260、及环形源极254上，其中所述保护层280在所述圆形漏极252上形成一过孔282，且所述像素电极270经由所述过孔282与所述圆形漏极252电性连接。值得一提的是，保护层280与圆形漏极252、环形半导体层260及环形源极254之间还设有一钝化(passivation)层284。在本实施例中，过孔282的大小约等于所述圆形漏极252的大小。也就是说，过孔282由俯视方向来看为圆形。然而，在其他实施例中，过孔和漏极的形状可以不同，只要使得像素电极270可以接触漏极即可。。此外，也因过孔282位于TFT开关250的中央，并于延伸到TFT开关250外的像素显示区域，而可最大化开口率。
值得一提的是，所述保护层280上还设有一公共电极272，而可与像素电极270作用形成共平面开关模式IPS(In-Plane-Switching)像素结构。
请参照图5，图5为另一实施例的局部剖面示意图。在另一实施例中，所述圆形漏极252的中心定义有一开孔253，所述开孔253与所述过孔282连接，使得过孔282上的像素电极270可增加与圆形漏极252的接触面积，而进一步加强像素电极270的充电能力。同样地，本发明并不限定开孔253的大小与形状，只要像素电极270与漏极252接触即可。
以下将详细说明包含上述TFT-LCD像素结构的TFT-LCD阵列基板，请一并参照图2至图4，本实施例的TFT-LCD阵列基板包括形成于基板210上的多条栅极线220、多条数据线225、多个TFT开关250及多个像素电极270。
类似地，每个TFT开关250包括圆形漏极252、环形半导体层260、环形源极254及保护层280。圆形漏极252绝缘地形成于所述栅极线220上。环形半导体层260环设于所述圆形漏极252的周围。环形源极254环设于所述环形半导体层260的周围。保护层280形成于所述圆形漏极252、环形半导体层260及环形源极254上，其中所述保护层280在所述圆形漏极252上形成一过孔282，且所述像素电极270经由所述过孔与282所述圆形漏极252电性连接。值得注意的是，本实施例的数据线225耦接所述环形源极254的外缘。
以下将详细说明本实施例的TFT-LCD像素结构的制作方法，请一并参阅图6及图2至图4，图6为本发明一优选实施例的TFT-LCD像素结构的制作方法的流程图。本实施例的TFT-LCD像素结构的制作方法开始于步骤S10。
在步骤S10中，在基板210上形成栅极线220，然后执行步骤S20。在步骤S20中，在所述栅极线220上形成栅绝缘层230，然后执行步骤S30。上述步骤为本领域技术人员所熟知的，在此不再详细说明。
在步骤S30中，采用光罩工艺在所述栅绝缘层230上形成圆形漏极252及环设于所述圆形漏极252周围的环形源极254，然后执行步骤S40。
在步骤S40中，在所述栅绝缘层230上形成位于所述圆形漏极252及所述环形源极254之间的环形半导体层260，然后执行步骤S50。
在步骤S50中，形成位于所述圆形漏极252、环形半导体层260及环形源极254上的保护层280，其中所述保护层在所述圆形漏极252上形成一过孔282，然后执行步骤S60。
在步骤S60中，在所述保护层280上形成像素电极270，其中所述像素电极270经由所述过孔282与所述圆形漏极252电性连接。
进一步而言，如图2所示，在步骤S40中形成所述环形半导体层260的具体步骤包括：采用镀膜工艺形成欧姆接触层；图形化所述欧姆接触层，以形成与圆形漏极252的外缘接触的第一环形欧姆接触层262，以及与所述环形源极254的内缘接触的第二环形欧姆接触层264；以及形成位于所述第一环形欧姆接触层262及所述第二环形欧姆接触层264之间的环形有源层261。
综上所述，本发明将TFT开关250的源极、漏极及半导体层设置在同一平面上，且漏极、半导体层及源极呈现为同心圆的设计。而本发明的圆形漏极252、环形半导体层260及环形源极254设置在栅极线220上，而提升了开口率。另外，本发明圆形漏极252与环形源极254增大了导电沟道面积，从而提高了像素电极270的充电能力。
虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例幷非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种TFT-LCD像素结构，包括形成于基板上的栅极线、TFT开关及像素电极，其特征在于，所述TFT开关包括：
圆形漏极，绝缘地形成于所述栅极线上；
环形半导体层，环设于所述圆形漏极的周围；
环形源极，环设于所述环形半导体层的周围；以及
保护层，形成于所述圆形漏极、环形半导体层及环形源极上，其中所述保护层在所述圆形漏极上形成一过孔，且所述像素电极经由所述过孔与所述圆形漏极电性连接。
2.根据权利要求1所述的TFT-LCD像素结构，其特征在于，所述过孔的大小约等于所述圆形漏极的大小。
3.根据权利要求2所述的TFT-LCD像素结构，其特征在于，所述过孔为圆形。
4.根据权利要求1所述的TFT-LCD像素结构，其特征在于，所述栅极线具有预定宽度，且定义出条状遮蔽区。
5.根据权利要求4所述的TFT-LCD像素结构，其特征在于，所述圆形漏极、环形半导体层及环形源极皆位于所述条状遮蔽区内。
6.根据权利要求5所述的TFT-LCD像素结构，其特征在于，所述栅极线上设置有栅绝缘层，且所述圆形漏极、环形半导体层及环形源极皆形成于所述栅绝缘层上。
7.根据权利要求1所述的TFT-LCD像素结构，其特征在于，所述圆形漏极的中心定义有一开孔，所述开孔与所述过孔连接。
8.根据权利要求1所述的TFT-LCD像素结构，其特征在于，所述环形半导体层包括：
环形有源层；
第一环形欧姆接触层，设置于所述环形有源层的内缘，用于与所述圆形漏极接触；以及
第二环形欧姆接触层，设置于所述环形有源层的外缘，用于与所述环形源极接触。
9.一种TFT-LCD像素结构的制作方法，其特征在于，包括下列步骤：
在基板上形成栅极线；
在所述栅极线上形成栅绝缘层；
采用光罩工艺在所述栅绝缘层上形成圆形漏极及环设于所述圆形漏极周围的环形源极；
在所述栅绝缘层上形成位于所述圆形漏极及所述环形源极之间的环形半导体层；
形成位于所述圆形漏极、环形半导体层及环形源极上的保护层，其中所述保护层在所述圆形漏极上形成一过孔；以及
在所述保护层上形成像素电极，其中所述像素电极经由所述过孔与所述圆形漏极电性连接。
10.根据权利要求9所述的TFT-LCD像素结构的制作方法，其特征在于，形成所述环形半导体层的步骤包括：
采用镀膜工艺形成欧姆接触层；
图形化所述欧姆接触层，以形成与圆形漏极的外缘接触的第一环形欧姆接触层，以及与所述环形源极的内缘接触的第二环形欧姆接触层；以及
形成位于所述第一环形欧姆接触层及所述第二环形欧姆接触层之间的环形有源层。
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