TW201248732A - Pixel structure and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

201248732 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種晝素結構及其製作方法，且特別 是有關於一種面線切換型（Plane t〇 Line Switching，PLS ) 顯示器的畫素結構及其製作方法。 【先前技術】 目前市場對於薄膜電晶體液晶顯示面板（TFT liquid crystal display panel)皆朝向高對比、無灰階反轉、高亮度、 高色飽和度、快速反應以及廣視角等方向發展。常見的廣 視角技術包括：扭轉向列型（twisted nematic，TN)液晶加 上廣視角膜（wide viewing film )、共平面切換型（in_piane switching，IPS )液晶顯示面板、邊界電場切換型（fringe field switching，FFS )液晶顯示面板與多域垂直配向型 (multi-domain vertical alignment，MVA )液晶顯示面板。 以邊界電場切換型液晶顯示面板為例，其因具有最低 之視角色彩失真（意即低色偏）與高透過率等光學特性， 目前被廣泛使用於各種電子設備當中做為平面顯示裝置。 於中小尺寸面板當中，為使晝素結構的開口率增加，目前 發展出與邊界電場切換型控制原理相同之出面線切換型 (Plane to Line Switching，PLS)的設計，兩者之差異僅在 於晝素電極與共通電極的配置方式。 美國專利US 7663724B2揭露一種面線切換型顯示器 之晝素結構的設計’其是依序形成半導體層、晝素電極、 4 201248732 源極/汲極、保護層及共通電極層，而完成晝素結構的製 作。由於此設収絲成畫素電極吨在形成馳/沒極， 因此源極或汲極會覆蓋局部晝素電極。再者，於形成源極/ 没極之後’通常會透過通道回侧（back channei价^之 乾式步驟，以將位於源極/汲極之間下方的部分半導體層移 除’可避免高漏電流（Offcurrent)的情況產生。然而：於 此通道回侧（baek-ehanneleteh)之乾式步驟的過程中、， 易因電㈣擊的方式而使得畫素電極產线渣或碎屑，而 這些晝素電__或碎屑會影響铸體層的元件特性以 及後續所軸之保護層的平整度，進而影響整體顯示器的 顯不品質。此外’此晝素結構的製作需採用六道光罩製程， 相對於目前―般的五道光罩製程而言，其製作成本較高。 因此’如何職晝素電極之錢柄騎產生的問題以及 減少光罩的使用數量成為重要的研發方向之一。 【發明内容】 本發明提供一種晝素結構及其製作方法，可解決習知 畫素電極之殘料碎屑所產生關題，並可 構製程情使狀衫數目，糾軸其製作成本:素、，、。 本發明提出-種晝素結構的製作方法，其包括下述步 =依序軸-閘極、—閘絕緣層、—半導 基板上。形成—第一圖案化光阻層於導電層上導 1案化光阻層暴露出部分閘絕緣層，且包括多個 第-先阻區塊以及多個第二光阻區塊，且每—第二光阻區 201248732 ”小於母一第一光阻區塊的厚度。減少 光阻層的厚度’直到第二紐區塊被完 二 部分導電層。職-畫素電極層於部分=而暴路出 第-圖案化光阻層以及部分導電層緣】、剩餘的 於部分晝素電極層上，其中第—圖案化光阻層 層互不重叠。以第二光阻層為-_罩幕，== -光阻層之外的部分晝素電極層及其下方八=品第 部分半導體層，以於導電層定義:刀電曰與 二電極區塊，於半導體層“電=塊及-第 一圖案化総層與第二光阻層，以 =剩餘的第 塊與晝素電極層。形成一保護 :一 電極區塊、第二電極區塊、通道區、；第 絕緣層。形成-共通電極層於部分保;2極層及部分間 的步之;ΓΓ2述形成第-圖案化光-層 匕秸.形成一第一光阻層於练I e 階光罩於第—光阻，的上方，電層·^提供-灰 光區、多個4=ί個;:灰階光單具有至少-透 第-光阻層進行一曝光步驟及及以灰階光罩對 案化光阻層，其中第一光阻區驟’以形成第-圖 M H光阻區塊的位置分別對遮統的 在本發明之一音^由、t應+透光區的位置。 更包括：於減少第上述晝素結構的製作方法， 案化光阻層為—姑刻罩幕，進前:以第-圖 •緣層’其中被暴露出的部分閘絕緣層 6 201248732 光區的位置。 :化无阻層 在本毛明夂一實施例中，上返減少第—圖 的厚度的方法包括進行-灰化（ashing)製程。 在本發明之-實施例中，上述晝素電極層之 銦錫氧化物（indlUmtinoxide，IT〇)或銦鋅氧化物η zinc oxide, ΙΖΟ)。 、 um 在本發明之-實施例中，上述第一電極區塊斑第二電 極區塊是位於剩餘的第一圖案化光阻層的下方 通道區的兩側上。 一在本發明之一實施例中，上述移除剩餘的第一圖案化 光阻層與第二光阻層的方法包括掀離（lift-off)製程。 本發明提出一種晝素結構，其配置於一基板1。晝素 結構包括一閘極、一閘絕緣層、一半導體層、一導電層、 -晝素電極層、-保護層以及—共通電極層。閘極配置於 基板上。閘絕緣層配置於基板上且覆蓋閘極。半導體層配 置於閘絕緣層上，且具有一通道區。導電層配置於半導體 層上，且包括一第一電極區塊及一第二電極區塊，其中第 一電極區塊與第二電極區塊位於通道區的兩側上。晝素電 極層配置於導電層上，且局部覆蓋第二電極區塊。保護層 覆蓋導電層、畫素電極層及通道區。共通電極層配置於部 分保護層上。 在本發明之一實施例中’上述之晝素電極層之材質包 括銦錫氧化物（indium tin oxide，IT0 )或銦鋅氧化物 (indium zinc oxide, IZ0 )。 7 201248732 在本發明之一實施例中，上述之第一電極區塊為一源 極區塊，而第二電極區塊為一没極區塊。 基於上述，由於本發明之晝素結構的製作方法是先形 成晝素電極層於導電層上之後’再定義出第一電極區塊（即 源極）、第二電極區塊（即沒極）以及半導體層的通道區。 相較於習知技術而言’本發明除了可減少光罩的使用數 目，以降低製作成本之外，亦可解決習知晝素電極的殘渣 或碎屑所產生的問題。 為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特 舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。 【實施方式】 ，圖1A至圖1H為本發明之一實施例之一種畫素結構 的製作方法的剖面示意圖。請先參考圖1A，本實施例的晝 素、、、。構的製作方法包括以下步驟。首先，依序形成一問極 一閘絕緣層120、一半導體層13〇、一導電層14〇及 :第-光阻層20於-基板！〇上。其中，基板1()例如是一 一可撓性基板或其他適當材質之基板，於此不 層’提供灰陛先罩3G於第一光阻 均20的上方，其中灰階光罩邓具有至少一 個半透光區34以及多個遮光區36。接著，:、夕 對第-光阻層20進行一曝光步驟 白先罩30 笫一园安VL t /娜久顯衫步驟’以形成一 先阻層SI於此，第一圖案化光阻層施包 8 201248732 每第光:【:塊22以及多個第二光阻區塊24，其中 分別對應灰階光罩一光阻區塊22的位置 ir日卩油乎遮先區36的位置，而每一第一 f置分別對應灰階光罩3。之半透光區丈: 侧3，’ ^再參考圖1B ’以第一圖案化光阻層2〇a為-其中露’以暴露出部分間絕緣層W， 之透光區32的位V7 _緣層12G的位置對應灰階光罩如 阻層2〇:的二時^考圖1B與圖1C，減少第-圖案化光 露出部分光;區=被完全移除，而暴 小於第-厚度T1的—二V ί—_化光阻層2Ga具有 化光阻層2〇a❹由第—厚度T3。於此，減少第一圖案 製程。θ 从的方法例如是進行—灰化（ashing) 閘絕⑴’形成一晝素電極層150於部分 電層^上，第一圖案化光阻層2〇a以及部分導 (iliiumt. 旦’、電極層I50之材質包括銦錫氧化物 1=刪则她，订〇)或銦辞氧化物㈤1Umzinc〇減 幸電^ Ι’5^ί考圖1E’形成—第二光阻層4G於部分晝 京冤極層15〇上，1中篦— 層40互不重疊。第圖案化先阻層施與第二光阻 201248732 為-触:置』同時參考圖1E與圖1F ’以第二光阻層40 電極層15〇及第:光阻層4〇之外的部分畫素 no靜“ 部分導電層14G與部分半導體層 乂於導電層14〇定義出_第—電極區塊142及一第二 ’而於半導體層13〇定義出—通道區1其 及豆下:二於、第二光阻層4°之外的部分晝素電極層150 如是通道回2= ^與部分半導體層130的方法例 笛一雷( annd etCh)之乾式製程。於此， 圖荦化光Γ2與第二電極區塊144是位於剩餘的第一 塊，而電極區塊142例如為-源極區 A而第—電極區塊144例如為一没極區塊。 之後，請參考圖1G，移除 電Γ/塊，Γ層4°，以暴露㈣-電極區 電極區塊144與書音雷托® β丄 *一 圖案化光阻層2〇a倉第一工阻异。〇、’移除剩餘的第-程。 η第-先阻層40的方法例如是掀離製 „，請參考圖1H ’形成一保護層16〇

巧”二電極區株144、半導題 通J 】，、畫素電極層15Q及部分魏緣層12 二 成-共通電極層17G於部分保護層16 ^ 構100的製作。 而凡成晝素結 於結構上，請再參考圖1H，本實 配置於基板10上，其中晝素結構⑽包括閘極110、間= 201248732 緣層120、半導體層13〇、導電層14〇、晝素電極層15〇、 保護層160以及共通電極層ι7〇。閘極u〇配置於基板1〇 上。閘絕緣層120配置於基板10上且覆蓋閘極U〇。半導 體層130配置於閘絕緣層12〇上，且具有一通道區132。 導電層140配置於半導體層13〇上，且包括第一電極區塊 142及第二電極區塊144,其中第一電極區塊142與第二電 極區塊144位於半導體層13〇之通道區132的兩側上，且 第一電極區塊142例如為一源極區塊，而第二電極區塊144 例如為一汲極區塊。晝素電極層150配置於導電層140上， 且局部覆蓋第二電極區塊144。保護層160覆蓋導電層 140、晝素電極層150及半導體層130的通道區132。共通 電極層170配置於部分保護層160上。 由於本實施例是利用灰階光罩30來改變製程的順 序’以先形成晝素電極層150於導電層140上之後，再定 義出導電層140的第一電極區塊142與第二電極區塊144 以及半導體層130的通道區132。因此，本實施例之晝素 結構100的製作方式不但可以減少一道光罩製程，意即減 少光罩的使用數目，而達到降低製作成本之目的之外，亦 可解決習知晝素電極的殘渣或碎屑所產生的問題。此外， 於形成晝素電極層150時，導電層140還沒定義出第一電 極區塊142與第二電極區塊144，意即導電層14〇仍完整 覆蓋於半導體層130上’因此晝素電極層150於形成的過 程中並不會滲入於半導體層130中，可維持半導體層13〇 的元件特性。 11 201248732 综上所述’由於本發明之晝素結構的製作方法是先形 成晝素電極層於導電層上之後，再定義出第一電極區塊（即 源極）、第二電極區塊（即汲極）以及半導體層的通道區。 相杈於習知技術而言，本發明除了可減少光罩的使用數 目’以降低製作成本之外，亦可解決習知晝素電極的殘渣 或碎屑所產生的問題。 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，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離 本發明之精神和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，故本 發明之保護當視伽之申料職_界定者為準。 【圖式簡單說明】 圖1A至圖1H 的製作方法的剖面示 為本發明之—實施狀—種晝素結構 意圖。 【主要元件符號說明】 1〇 .基板 20 :第一光阻層 20a •第一圖案化光阻層 22 :第一光阻區塊 24 :第二光阻區塊 30 :灰階光罩 32 ·透光區 半透光區 12 201248732 36 :遮光區 40 :第二光阻層 100 :晝素結構 110 ·問極 120 :閘絕緣層 130 :半導體層 132 :通道區 140 :導電層 142 :第一電極區塊 144 :第二電極區塊 150 :晝素電極 160 :保護層 170·共通電極層 T1 :第一厚度 T2 :第二厚度 T3 :第三厚度 13

Claims (1)

1. 201248732 七、申請專利範圍： 種晝素結構的製作方法，包括·· 電層極、n賴、-半導騎以及-導 圖二第::出案:二 電層上g其㈣- 阻層包括多個第一光阻=閑絕緣層’且該第一圖案化光 該第塊的厚度二 =第多度且各 巴塊^^第—_化光1^的厚度，直到該此第:光阻 塊被元全移除，而暴露出部分該導電層； 先阻 第二光阻層於部分該畫素電極層上w μ 圖案化光阻層與該第二光阻層 上’其中該第 以該第二光阻層為罩幕f二 阻層之外的部分該畫素電極層及其下露於該第二光 部f該半導體層’以於該導電層^蟲―二分讀導電層與 一第二電極區塊，於該半導體i定義出二〜電極區塊及 移除剩餘的該第一圖案 ^一通道區； 暴露出該第-電極區塊、該第 ^；、5㈣二光阻層，以 形成一保護層以覆蓋於該第雷與該畫素電極層； 區塊 '該通道區、該畫素電極層及部2^、該第二電極 形成一共通電極層於部分該保ϋ甲1絕緣層；以及 2.如㈣專概料 —素、'告構的製作方 201248732 去，其中形成該第一圖案化光阻層的步: 升> 成一弟一光阻層於該導電層上 •la ^ _ 七 m·!·... 包括 u力乂一乐一九阻層於該導電層上； 提t、灰1%光罩於該第―光阻層的上方，其中該灰階 罩具有至卜透光區、多個半透光區以及多個遮光區； 以及 灰階光罩對該第-絲層進行步驟及一 料—圖案化光阻層，其中該些第一光 阻：塊的：晉刀、別對應該些遮光區的位置，而該些第二光 f的位置分觸應該些半透光區的位置。 法，更Sr專利乾圍第2項所述之晝素結構的製作方 案化=為以光:層的厚度之前’以該第-圖 分該閘絕緣層，其中被仃製程，以暴露出部 應該透光區的位置。。、路出的部分該閘絕緣層的位置對 4.如申請專利範圍第 法，其中減少該第-圖幸化也項所述之晝素結構的製作方 一灰化製程。 〃光阻層的厚度的方法包括進行 5·如申請專利範圍 法，其中該4素電極層之松暂項所述之晝素結構的製作方 物。 胃何質包括銦錫氧化物或銦鋅氧化 6·如申凊專利範圍第1 法，其中該第_電極區塊=所述之晝素結構的製作方 該第一圖案化光阻層的=厂第一電極區塊是位於剩餘的 ' ’且配置於該通道區的兩側上。 201248732 7_如申請專利範圍第丨項所述之畫素結構的製作方 法’其中移_餘的該第—圖案化光阻層與該第二光阻層 的方法包括掀離製程。 8· -種晝素結構置於—基板上，該晝素結構包括： 一閘極，配置於該基板上； 一 =，緣層’配置於該基板上且覆蓋該問極； —半導體層’配置於該閘絕緣層上，且具有-通道區； 導電層，配置於該半導體層上，且包括一第一電極 第二電極區塊，其中該第-電極區塊與該第二電 極區塊位於該通道區的兩側上； 晝素電極層，配置於該導電層上，且局部覆蓋該第 二電極區塊； 保護層，覆蓋該導電層、該晝素電極層及該通道 區；以及 共通電極層，配置於部分該保護層上。 素雷1如申請專利範圍第8項所述之畫素結構，其中該晝 ’、極層之材質包括銦錫氧化物或銦鋅氧化物。 第一 1〇·如申請專利範圍第8項所述之晝素結構，其中該 電極區塊為一源極區塊，而該第二電極區塊為一没極 區塊。