CN1828871A - 像素结构的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种像素结构的制造方法，包括：提供一基板，而在基板上已形成一扫描配线、一数据配线与一有源元件，其中有源元件与扫描配线及数据配线电性连接；在基板上形成介电层，然后在介电层上形成图案化光刻胶层，其中图案化光刻胶层具有一第一贯孔与多个第一凹陷，且第一贯孔暴露出部分介电层；以图案化光刻胶层为遮罩，移除部分介电层，以形成图案化介电层，其中图案化介电层具有一第二贯孔与多个第二凹陷，且第二贯孔暴露出部分有源元件，然后移除图案化光刻胶层；在图案化介电层上形成反射层，其中反射层覆盖第二凹陷，且反射层与有源元件电性连接。本发明的第二凹陷的深度与轮廓可以获得相当的控制，反射层不易产生断裂的现象。

Description

像素结构的制造方法

技术领域

本发明涉及一种像素结构的制造方法，且特别是有关于一种用于半穿透半反射式液晶显示面板(transflective LCD panel)或反射式液晶显示面板(reflective LCD panel)的像素结构的制造方法。

背景技术

一般薄膜晶体管液晶显示器可分为穿透式、反射式以及半穿透半反射式三大类，其分类的依据在于光源的利用以及阵列基板(array)的差异。其中，穿透式的薄膜晶体管液晶显示器(transmissive TFT-LCD)主要是以背光源(backlight)作为光源，其薄膜晶体管阵列基板上的像素电极为透明电极以利背光源所发出的光线穿透。此外，反射式薄膜晶体管液晶显示器(reflective TFT-LCD)主要是以前光源(front-light)或是外界光源作为光源，其薄膜晶体管阵列基板上的像素电极为金属或其他具有良好反射特性材质的反射电极，适于将前光源或是外界光源反射。另外，半穿透半反射式薄膜晶体管液晶显示器则可视为穿透式薄膜晶体管液晶显示器与反射式薄膜晶体管液晶显示器的整合架构，其可以同时利用背光源以及前光源或外界光源以进行显示。

图1A至图1D绘示美国专利第6,490,019号的反射式液晶显示器的制造方法的剖面图。请先参考图1A，公知的反射式液晶显示器的制造方法包括下列步骤：请先参考图1A，首先，在一基板10上形成一第一绝缘层50，然后在第一绝缘层50上形成一栅极52。请参考图1B，在第一绝缘层50上形成一第二绝缘层54，以覆盖栅极52。然后，在栅极52上方的第二绝缘层54上形成一半导体层57，其中半导体层57包括一沟道层(channellayer，通道层)56与配置于该沟道层56上的一欧姆接触层(ohmic contactlayer)58。

请参考图1C，在欧姆接触层58上形成一源极60与一漏极62。然后，在基板10上形成一保护层(passivation layer)64，以覆盖源极60与漏极62。接着，移除部分保护层64，以形成接触孔(contact hole)63，而接触孔63暴露出部分漏极62。此外，对于第一绝缘层50、第二绝缘层54与保护层64进行蚀刻，以形成多个凹面部(concave portion)66a，而形成凹面部66a的方法可以是干法刻蚀工艺。

由于保护层64的刻蚀速率(etching rate)不同于第一绝缘层50与第二绝缘层54的刻蚀速率，因此凹面部66a具有锥状的外形(taperedshape)。此外，由于第一绝缘层50能够增加形成凹面部66a所需的蚀刻时间，因此保护层64受到蚀刻的时间也就增加。换言之，凹面部66a便能具有较为平滑的锥状的外形。

请参考图1D，在保护层64上形成一反射电极(reflective electrode)68，且反射电极68覆盖凹面部66a的表面。此外，反射电极68经由接触孔63与漏极62电性连接。由于凹面部66a具有较为平滑的锥状的外形，因此反射电极68较不容易产生断裂的现象。

虽然上述的美国专利第6,490,019号能够改善反射电极68发生断裂的可能性，但在工艺上却必须额外形成第一绝缘层50。此外，由于凹面部66a的深度较深，因此纵使凹面部66a较为平滑，但反射电极68仍旧有可能会发生断裂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种像素结构的制造方法，以制造出用于半穿透半反射式液晶显示面板或全反射式液晶显示面板的像素结构，改善上述公知技术的缺陷。

为此，本发明提出一种像素结构的制造方法，其包括下列步骤。首先，提供一基板，在基板上形成一扫描配线、一数据配线与一有源元件，其中有源元件与扫描配线及数据配线电性连接。在基板上形成一介电层，以覆盖有源元件与数据配线，然后在介电层上形成一图案化光刻胶层，其中图案化光刻胶层具有一第一贯孔与多个第一凹陷，且第一贯孔暴露出部分介电层。以图案化光刻胶层为遮罩，移除部分介电层，以形成一图案化介电层，其中图案化介电层具有一第二贯孔与多个第二凹陷，且第二贯孔暴露出部分有源元件，然后移除图案化光刻胶层。在图案化介电层上形成一反射层，其中反射层覆盖多个第二凹陷，且反射层与有源元件电性连接。

依照本发明实施例，形成图案化光刻胶层的方法可以是使用一半调式光掩膜(half-tone mask)。

依照本发明实施例，移除部分介电层的方法可以是干法刻蚀或湿法刻蚀。

依照本发明实施例，反射层更覆盖第二贯孔，且反射层经由第二贯孔与有源元件电性连接。

依照本发明实施例，在移除图案化光刻胶层之后与在形成反射层前，更包括在图案化介电层上形成一透明导电层，其中透明导电层覆盖第二贯孔与第二凹陷，且反射层经由透明导电层与有源元件电性连接。此外，反射层具有一开口，其暴露出部分透明导电层。

依照本发明实施例，在移除图案化光刻胶层之后与形成反射层之前，更包括在图案化介电层上形成一透明导电层，且透明导电层经由反射层与有源元件电性连接。此外，反射层具有一开口，其暴露出部分透明导电层。

依照本发明实施例，在形成反射层之后，更包括在反射层上形成一透明导电层，其中透明导电层覆盖第二贯孔，且反射层经由透明导电层与有源元件电性连接。此外，反射层具有一开口，且透明导电层覆盖开口。

依照本发明实施例，形成扫描配线、数据配线与有源元件的方法可以是在基板上形成扫描配线与连接至扫描配线的一栅极。然后，在基板上形成一栅绝缘层，以覆盖栅极。在栅极上方的栅绝缘层上形成一半导体层。接着，在基板上形成数据配线与连接至数据配线的一源极/漏极，且源极/漏极位于半导体层上，并位于栅极的两侧，其中前述第二贯孔暴露出部分源极/漏极。

本发明的特点和优点是：基于上述，本发明使用一半调式光掩膜以形成具有第一贯孔与第一凹陷的图案化光刻胶层，然后以此图案化光刻胶层为遮罩对于介电层进行干式蚀刻工艺或湿法刻蚀工艺，以形成第二贯孔与第二凹陷。因此，本发明克服了公知技术的缺陷，第二凹陷的深度与轮廓可以获得相当的控制；另外，本发明的像素结构的制造方法与现有的工艺相容而无须增加额外的工艺设备；而且，与公知技术需额外形成第一绝缘层相比，本发明并不需要增加其他的膜层便可制造出用于反射式液晶显示面板的像素结构；再者，本实施例的第二凹陷的深度较浅，因此反射层较不易产生断裂的现象。

附图说明

图1A至图1D绘示美国专利第6,490,019号的反射式液晶显示器的制造方法的剖面图。

图2A至图2F绘示依照本发明第一实施例的像素结构的制造方法的剖面图。

图2G绘示依照本发明第一实施例的另一像素结构的制造方法的剖面图。

图3为图2F的俯视图。

图4A至图4B绘示依照本发明第二实施例的像素结构的制造方法的剖面图。

图4C与图4D绘示依照本发明第二实施例的另一像素结构的制造方法的剖面图。

图5为图4B的俯视图。

附图标号说明：

10：基板                50：第一绝缘层          52：栅极

54：第二绝缘层          56：半导体层            57：沟道层

58：欧姆接触层          60：源极                62：漏极

63：接触孔              64：保护层              66a：凹面部

68：反射电极            100：像素结构           110：基板

120：扫描配线           130：数据配线           140：有源元件

142：栅极               144：栅绝缘层           146：半导体层

146a：沟道层            146b：欧姆接触层        148：源极/漏极

150：介电层             152：图案化介电层       152a、312a：第二贯孔

152b、312b：第二凹陷    160：透明导电层         170、320：反射层

210：图案化光刻胶层     212：第一贯孔           214：第一凹陷

320a：开口

具体实施方式

为让本发明的上述技术方案和其他特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

【第一实施例】

图2A至图2F绘示依照本发明第一实施例的像素结构的制造方法的剖面图，而图2G绘示依照本发明第一实施例的另一像素结构的制造方法的剖面图，且图3为图2F的俯视图。请先参考图2A与图3，本发明的像素结构的制造方法可以制造出用于半穿透半反射式液晶显示面板或全反射式液晶显示面板的像素结构，而本实施例将以全反射式液晶显示面板的像素结构为例进行说明。本发明的像素结构的制造方法包括下列步骤：首先，提供一基板110，而基板110可以是玻璃基板、石英基板或其他型态的基板。此外，在基板110上形成一扫描配线120、一数据配线130与一有源元件140，其中有源元件140与扫描配线120及数据配线130电性连接。举例而言，有源元件140可以是底部栅极薄膜晶体管、顶部栅极薄膜晶体管、低温多晶硅薄膜晶体管或是其他类型的有源元件，而本实施例以底部栅极薄膜晶体管为例进行说明。

更详细而言，在基板110上形成一第一导体层，然后对于第一导体层进行图案化工艺，以形成扫描配线120与连接至扫描配线120的一栅极142。然后，在基板110上形成一栅绝缘层144，以覆盖栅极142。接着，在栅极142上方的栅绝缘层144上形成一半导体层146，而半导体层146可以包括一沟道层146a与配置于沟道层146a上的一欧姆接触层146b。在基板110上形成第二导体层，然后对于第二导体层进行图案化，以形成数据配线130与连接至数据配线130的一源极/漏极148，其中源极/漏极148位于半导体层144上，并位于栅极142的两侧。然后，移除部分欧姆接触层146b与沟道层146a，以完成有源元件140的制作。

请参考图2B，在基板110上形成一介电层150，以覆盖有源元件140与数据配线130。在本实施例中，介电层150可以是保护层。然后，在介电层150上形成一图案化光刻胶层210，其中图案化光刻胶层210具有一第一贯孔212与多个第一凹陷214，且第一贯孔212暴露出部分介电层150。举例而言，形成此种型态的图案化光刻胶层210的方法可以是先在介电层150上形成一光刻胶材料层，然后使用一半调式光掩膜(光罩)对于此光刻胶材料层进行曝光工艺。更详细而言，半调式光掩膜具有透光区、不透光区与半透光区，其中透光区对应至第一贯孔212，而半透光区对应至第一凹陷214。由于半透光区与透光区的透光率不同，因此在显影工艺之后，在图案化光刻胶层210内便形成出第一贯孔212与第一凹陷214。

请参考图2C至图2E，以图案化光刻胶层210为遮罩，移除部分介电层150，以形成一图案化介电层152，其中图案化介电层152具有一第二贯孔152a与多个第二凹陷152b，且第二贯孔152a暴露出部分有源元件140。由于第二贯孔152a暴露出部分有源元件140，因此第二贯孔152a也可以称为接触孔。

更详细而言，形成图案化介电层152包括下列步骤。首先，移除部分介电层150，以形成第二贯孔152a，如图2C所示。然后，移除部分图案化光刻胶层210，以使第一凹陷214暴露出下方的介电层150，如图2D所示。接着，移除部分介电层150，以形成第二凹陷152b，如图2E所示。此外，形成第二贯孔152a与第二凹陷152b的方法可以是干法刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺，而本实施例采用干法刻蚀工艺。再来，移除图案化光刻胶层210。

请参考图2F与图3，在图案化介电层152上形成一透明导电层160，其中透明导电层160覆盖第二贯孔152a与第二凹陷152b，因此透明导电层160经由第二贯孔152a与有源元件140电性连接。此外，透明导体层160的材料可以是铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)、铟锌氧化物(indium zinc oxide，IZO)、锌铝氧化物(aluminum zinc oxide，AZO)或是其他透明导体材料。然后，在透明导体层160上形成反射层170，其中反射层170至少覆盖第二凹陷152b，且反射层170经由透明导电层160与主动元件140电性连接。至此大致完成像素结构100的制作。另外，反射层170的材料可以是铝、铝合金、银或是其他具有高反射率的金属。

请参考图2G，值得注意的是，本实施例并不限定需形成透明导电层160与反射层170，也可以单独形成反射层170。此时，反射层170需覆盖第二贯孔152a，因此反射层170才能够经由第二贯孔152a与有源元件140电性连接。

由于本发明使用半调式光掩膜以形成具有第一贯孔212与第一凹陷214的图案化光刻胶层210，然后以此图案化光刻胶层为遮罩对于介电层150进行蚀刻工艺，以形成第二贯孔152a与第二凹陷152b。因此，第二凹陷152b的深度与轮廓可以获得相当的控制。此外，本发明的像素结构的制造方法与现有的工艺相容而无须增加额外的工艺设备。另外，与公知技术需额外形成第一绝缘层相比，本发明并不需要增加其他的膜层便可制造出用于反射式液晶显示面板的像素结构。再者，与公知技术相比，本实施例的第二凹陷152b的深度较浅，因此反射层170较不易产生断裂的现象。

【第二实施例】

图4A至图4B绘示依照本发明第二实施例的像素结构的制造方法的剖面图，而图5为图4B的俯视图。图4C与图4D绘示依照本发明第二实施例的另一像素结构的制造方法的剖面图。请先参考图4A与图5，本实施例与上述实施例相似，其不同之处在于：在本实施例中，形成第二贯孔312a与第二凹陷312b的方法为湿法刻蚀工艺，因此第二凹陷312b能够具有球面状的外形。

请参考图4B与图5，在移除图案化光刻胶层210之后，在图案化介电层310上形成透明导体层160，其中透明导体层160覆盖形成第二贯孔312a与第二凹陷312b，因此透明导体层160经由第二贯孔312a与有源元件140电性连接。然后，在透明导体层160上形成反射层320，其中反射层320至少覆盖第二凹陷312b，且反射层320具有一开口320a，其暴露出部分透明导体层160。换言之，开口320a也就是穿透区域。由于像素结构300可以分为反射区域与穿透区域，因此像素结构300也可以用于半穿透半反射式液晶显示面板中。

请参考图4C，反射层320也可以直接经由第二贯孔312a与有源元件140电性连接，而透明导体层160在经由反射层320与有源元件140电性连接。

请参考图4D，本实施例并不限定透明导体层160与反射层320的形成顺序，因此本实施例也可以先形成反射层320，然后才形成透明导体层160。此外，透明导体层160经由第二贯孔312a与有源元件140电性连接。

虽然本发明已以具体实施例揭示，但其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围的前提下所作出的等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，皆应仍属本专利涵盖的范畴。

Claims (11)

1.一种像素结构的制造方法，包括：

提供一基板；

在该基板上形成一扫描配线、一数据配线与一有源元件，其中该有源元件与该扫描配线及该数据配线电性连接；

在该基板上形成一介电层，以覆盖该有源元件与该数据配线；

在该介电层上形成一图案化光刻胶层，其中该图案化光刻胶层具有一第一贯孔与多个第一凹陷，且该第一贯孔暴露出部分该介电层；

以该图案化光刻胶层为遮罩，移除部分该介电层，以形成一图案化介电层，其中该图案化介电层具有一第二贯孔与多个第二凹陷，且该第二贯孔暴露出部分该有源元件；

移除该图案化光刻胶层；以及

在该图案化介电层上形成一反射层，其中该反射层覆盖所述第二凹陷，且该反射层与该有源元件电性连接。

2.如权利要求1所述的像素结构的制造方法，其特征在于，其中形成该图案化光刻胶层的方法为使用一半调式光掩膜。

3.如权利要求1所述的像素结构的制造方法，其特征在于，其中移除部分该介电层的方法包括干法刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺。

4.如权利要求1所述的像素结构的制造方法，其特征在于，其中该反射层更覆盖该第二贯孔，且该反射层经由该第二贯孔与该有源元件电性连接。

5.如权利要求1所述的像素结构的制造方法，其特征在于，其中在移除该图案化光刻胶层之后与形成该反射层之前，更包括在该图案化介电层上形成一透明导电层，其中该透明导电层覆盖该第二贯孔与所述第二凹陷，且该反射层经由该透明导电层与该有源元件电性连接。

6.如权利要求5所述的像素结构的制造方法，其特征在于，其中该反射层具有一开口，暴露出部分该透明导电层。

7.如权利要求1所述的像素结构的制造方法，其特征在于，其中在移除该图案化光刻胶层之后与形成该反射层之前，更包括在该图案化介电层上形成一透明导电层，且该透明导电层经由该反射层与该有源元件电性连接。

8.如权利要求7所述的像素结构的制造方法，其特征在于，其中该反射层具有一开口，暴露出部分该透明导电层。

9.如权利要求1所述的像素结构的制造方法，其特征在于，其中在形成该反射层之后，更包括在该反射层上形成一透明导电层，其中该透明导电层覆盖该第二贯孔，且该反射层经由该透明导电层与该有源元件电性连接。

10.如权利要求9所述的像素结构的制造方法，其特征在于，其中该反射层具有一开口，且该透明导电层覆盖该开口。

11.如权利要求1所述的像素结构的制造方法，其特征在于，其中形成该扫描配线、该数据配线与该有源元件的方法包括：

在该基板上形成该扫描配线与连接至该扫描配线的一栅极；

在该基板上形成一栅绝缘层，以覆盖该栅极；

在该栅极上方的该栅绝缘层上形成一半导体层；以及

在该基板上形成该数据配线与连接至该数据配线的一源极/漏极，且该源极/漏极位于该半导体层上，并位于该栅极的两侧，其中该第二贯孔暴露出部分该源极/漏极。

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