TW471181B

TW471181B - Manufacturing method of wide view angle flat panel display cell

Info

Publication number: TW471181B
Application number: TW089128028A
Authority: TW
Inventors: Jian-Jr Chen; Jr-Hung Chen; Ya-Shiang Dai
Original assignee: Ind Tech Res Inst
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2002-01-01
Also published as: US6432734B1; US20020081761A1

Description

471181 五、發明說明（l) "^〜本發明係有關於一種廣視角平面顯示器面板之製造方法’周以進一步將製程所需之光罩數目降低，以減少成本之浪費。近來所發展之邊緣電場切換（fringe field switch ; FFS)模式’其晝素電極（pixei eiectr〇c|e)與共電極 (common electrode)均係以透明的銦錫氧化物 (indium-tin-oxide ; I TO)電極來製造，可大幅增加液晶顯示器之亮度。FFS模式之電極結構中，晝素電極係呈現梳齒狀（comb shape)、或指狀（finger shape)之結構，共電極則呈平板狀之結構。此外，梳齒狀 '或指狀之畫素電極結構一般係設置於平板狀共電極之上方。 FFS模式之電極結構亦廣泛地應用於廣視角液晶平面顯示器面板中；例如，以同平面切換（in — plane sWiteh ; IPS)模式、或是F〇p(finger panel)型態來實作廣視角液晶顯示器。就FOP型態之電極結構需要兩次之銦錫氧化< 物之製作程序，所以也無可避免地使廣視角液晶顯示器製作所需要之光罩數目增加，而導致製造成本之增加。第1A圖至第1G圖顯示，在習知技術中，以F〇p電極型態來實作廣視角液晶顯示器之單一晝素單元之製造流程剖面圖。首先，形成第一金屬層（Ml)於一基板1〇〇 ;上述基板 1 〇〇 ’例如為玻璃基板。再以微影製程（第1道光罩），定義、姓刻上述第一金屬層（Μ 1 )，以形成閘極層1 〇 1、和下電極層102於上述基板100上，如第1Α圖所示。

471181 五、發明說明（2) ----Ί 形成第一絕緣層1 〇 3於上述基板1 0 0上方。接著，再形成主動層於上述第一絕緣層103上；上述主動層，例如為〆非晶矽（amorphous silicon)層、或是複晶石夕 (polysi1 icon)層 ° 以微影製程（第2道光罩），定義、蝕刻上述主動層，以形成島狀層1 04覆蓋於上述閘極層1 〇 i之上；如第丨β圖所示。 ” 形成第二金屬層（M2)於上述基板1〇〇上方。再以微影製程（第3道光罩），定義、餘刻上述第二導電層（M2) ’以形成第一及第二源/汲極電極（i〇5、1〇6)、 L| 一上電極層107、及一共同接觸（comm〇n；如第1 C圖所示。其中，上述第一、第二源/汲極電極（丨〇 5、J 〇 6 )分別重璺於上述島狀層1 〇4之兩側部分；上述第一、第二源/汲極電極（105、1〇6)之間露出有上述島狀層1〇4。上述下電極層102、上電極層1〇7、及位於兩者間之第一絕緣層1〇3 構成上述顯示器單元之貯存電容器（st〇rage capacit〇r ;

Cst)。形成第二絕緣層（或稱平坦化絕緣層）丨〇9於上述基板 100上方。攀再以微影製程（第4道光罩），定義、蝕刻上述第二絕緣層（109)，以露出上述第一源/汲極1〇5和上電極層1〇7 ; - 如第1 D圖所示。形成第一 I TO層於上述第二絕緣層丨〇9上。

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再以微影製程（第5道光罩），定義、飴刻上述第_ΙΤ〇層，以形成共電極層110，如第1Ε圖所示；其中，上述共電極層110與上述第一源/沒極電極1〇5和上電極層IQ?均構成電性接觸。接著，依序形成平坦化絕緣層1 Π、&TE〇s層丨丨2，於上述基板100上方。然後，以微影製程（第6道光罩），定、義、姓刻上述了EOS層1 1 2、及平坦化絕緣層11 ;[，以霖出上述共同接觸層108，如第1F圖所示。形成第二I TO層於上述TE0S層1 12上；再以微影製程 (第7道光罩），定義、蝕刻上述第二IT〇層，以形成複= (指狀、或梳狀）之晝素電極1 1 3，如第丨G圖所示。由上述清楚可知，使甩傳統F0P電極結構來製作液晶平面顯示器所需之光罩數目（共7道），由於比一般薄膜^曰晶體液晶顯示器（TFT LCD)與以FFS模式…等製造者，兩更多之光罩數，故而有浪費成本、及降低競爭力···等^題產生為達成上述目的板早元之製造方法，

有鑑於此，本發明之目為提出一種廣視角平面磲面板單元之製造方法，將傳統技術中原本需兩道光罩== 完成之絕緣層開孔程序’合併成僅需—道光罩即可^ 此藉此達到減少光罩數目，降低生產成本之目的。几成，，本發明提出之廣視角平面顯示器面包括如下步驟： (a) 形成第一導電層於一基板上； (b) 以微影製程定義、蝕刻上述第一導電層，以形成

471181 五、發明說明（4) 閑極層、i ^ 曰和下電極層於上述基板上； (c) 形成第一絕緣層於上述基板上；以形成島狀 (d) 形成主動層於上述第一絕緣層上； φα)以微影製程定義、蝕刻上述主動芦 “覆蓋於上述閘極層之上； 9 (f)形成第二導電層於上述基板上方；第_ (】) U微影製程定義、蝕刻上述第二導電層，以形成層；复Ϊ—源/及極電極、一上電極層、及一共同接觸島狀層之兩ΪΪ第、一、第二源"及極電極分別重疊於上述上迷島狀層；上述下電極層、 ^路間之第一妨& Ρ ^ 上電極層、及位於兩者 (h)开ΓΛ/上述顯示11單元之貯存電容器；少成弟一絕緣層於上述基板上方； (1)形成第三導電層於上述第二絕緣層之上； (j )以微影製程定義、蝕刻上 — 共電極層；挪J上述弟二導電層，以形成 (k) 形成第三絕緣層於上述基板上方； (l) 以微影製程定義 '蝕刻上述第第四開孔、和至少-個第五開孔二以ΐ述第一源/汲極電極；上述第二、弟—開孔中，分別露出上述共露出上述上電極厍· μ、+、哲 9 ’上迷第四開孔中，層出上L上電極層’上^五開孔中，露出上述共同接觸 ⑷形成第四導電層於上述第三絕緣層上，並分別填 471181 五、發明說明（5) 入上述第一至第五開孔中複數三絕開孔電極上述上述第五接。懂，如下 a曰顯施例元之層； n )以微景彡製程定義、餘刻上述第四導電声，畫素電極、一第一連接層、及一第二連曰，成綠政，布逆接層於上述第，运上，其中，上述第一連接層連接上述第一、中之第四導電層，使上述第一開孔中之第一源/汲一和上述共電極層構成電性連接；技四開孔中之第四導電I，使上述“極層知電極層構成電性連接；上述複數畫素電極透過上述肩孔中之第四導電層而與上述共同接觸層構成電性連圖式之簡單說明：為讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易下文特舉較佳實施例’並配合所附圖式，做詳細說明第1A圖至第1G圖顯示以F0P電極型態來實作廣視角液示器之單一晝素單元之製造流程剖面圖； / 第2圖係顯示本發明廣視角平面顯示面板單元之一每之電路佈局圖； K 第3Α圖至第3F圖顯示本發明廣視角平面顯示器面板一實施例之製造方法。符號說明： 100〜基板；101〜閘極層；102〜下電極層；1〇3〜絕緣 104〜島狀層；1〇5〜第一源/汲極電極；1〇6〜第源/汲

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471181 五、發明說明（6) 極電極； 10 7〜上電極層；108〜共同接觸；109〜絕緣層；1 1〇〜共電極層； 111〜絕緣層；i 12〜TE0S層；丨丨3〜晝素電極；2〇1〜薄膜電晶體，2 0 2〜掃描線；2 〇 3〜資料線；2 0 4〜共電極層； 20 5〜晝素電極；2〇6〜第一連接部；2〇7〜第一源/汲極； 208〜第二連接部；209〜貯存電容器；300〜基板； 301〜閘極層；302〜下電極層；303〜絕緣層；304〜島狀

層； 305〜第一源/汲極電極；306〜第二源/汲極電極；〜上電極層；308〜共同接觸層；30 9〜絕緣層； 31〇〜共電極層；311〜絕緣層；312〜畫素電極； 313〜第一連接層；314〜第二連接層； opl-〇p5〜第一至第五開孔。實施例：

第2^圖係顯示本發明廣視角平面顯示面板單元之電路佈局不意圖。參照第2圖，在單一晝素單元中，有一作為，關兀件之薄膜電晶體201位於掃描線202和資料線203之 =越區2近。此一畫素單元中，下層之共電極層204係呈平板狀結構’而上層之複數晝素極20 5係呈現指狀或是梳片、之，置’其中，上述複數畫素極2 0 5係彼此平行地配置’、透過至少一共同接觸層（未圖示於第2圖中），而互相構成電〖生連接。共電極層204透過第一連接部2〇6而與薄膜

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電晶體201之第1/¾極207構成電性連接。貯存電 HI上。電極透過I連接部208而與共電極層2G4構成^

*之? 2第3/圖顯不本發明廣視角+面顯#器面板單貝施例之4造方法。第3A至第3F圖中，楚τ區将為薄膜電晶體所在之區域，對應於第2圖中沿Α_Α方向°°之刊，·'、面’·第π區係電極結構所在之㈣，對應於第2二/ 區係貯存電容所在之區域，對應於 Ϊ域方向之剖面；第1^係共同接觸層所在之依據本發明實施例之製造方法，包括如下之步驟。、首先5形成第一金屬層（metal-1)於一基板3〇〇上；上述基板300例如為玻璃、或石英。進行微影製程定義（使用第丨道光罩），並蝕刻上述第一金屬層（metal-1)，以形成閘極層3〇1、和下電極層3〇2 於上述基板300上，如第3A圖所示。接著，形成絕緣層303於上述基板30〇上；再形成主動層於上述第一絕緣層303上。其中，上述主動層係為非晶矽（amorphous silicon)層或是複晶矽（p〇lysiHc〇n)層。

進行微影製程定義（使用第2道光罩），並蝕刻上述主動層’以形成島狀層304覆蓋於上述閘極層3〇1之上，如第 3 B圖所示。再形成第二金屬層（metal-2)於上述基板300上方。進行微影製程定義（使闬第3道光罩），並蝕刻上述第

0412-5378TWF-ptd 第10頁 471181 五、發明說明（8) 二金屬層（metal-2)，以形成第一 ⑼5、3。6)、-上電極層3第及及；二源"及極電極 3C圖所示。胃3()7及-共同接觸層308，如第 a田 —愿/〆及極電極（3 0 5、3 0 6 )分別重疊於上述島狀層304之兩側部分· μ、+、# Ub)刀別 J w σ丨刀，上述第一、奠-源/ % 極電極（ 305、306 )之間露出右卜、丄、i ^ 米一你/ /及矽m F、. m :有島狀層（作為薄膜電晶體之逍運ΕΪ)，上述下電極爲^09、。电徑層川2、上電極層307、及位於兩者間之第一絕緣層3 0 3構成顯千哭留- A上、〇倂風顯不态早兀之貯存電容器 (storage capacitor) ° 口口形成絕緣層309於上述基板3〇〇上方。再形成導 (IT01)於上述絕緣層309之上；其中，上述導電層ίτ〇丨曰銦錫氧化物（ΙΤ0)層。進行微影製程定義（使用第4道光罩），並蝕刻上述導電層ΙΤ01，以开> 成共電極層31〇，如第3d圖所示。再形成絕緣層311於上述基板3 〇〇上方c 進行微影製程定義（使用第5道光罩），並以微影製程定義、餃刻上述絕緣層311和30 9，以形成第一至第四開孔 (opl〜op4)、和至少一個第五開孔（〇p5)，如第3E圖所示0

其中，上述第一開孔（〇pl )中，露出上述第一源/汲極電極305 ;上述第二、第三開孔（op2、op3)中，分別露出上述共電極層310 ;上述第四開孔（op4)中，露出上述上電極層307 ;上述第五開孔（op5)中，露出上述共同接觸層 308。 '

0412-5378TWF-ptd 第11頁 471181 五、發明說明（9) 接著，形成導電層ΠΤ02)於上述絕緣層3U上，並分別填入上述第一至第五開孔（〇pl〜op5)中。上述導電声 IT02為鋼錫氧化物層。進行微影製程定義（使用第6道光罩），並蝕刻上述導電層ΙΤ02，以形成複數晝素電極31 2、一第一連接層313' ' 及一第二連接層314於上述絕緣層311上，如第扑圖所示。其中’上述第一連接層313連接上述第一、第二開孔 (opl、〇Ρ2)中之導電層ΙΤ02，使上述第一開孔（〇ρΐ)中之第汲極電極305和上述共電極層31〇構成電性連接。 ^述第二連接層314連接上述第三、第四開孔（〇ρ3、〇中之導電層Η02，使上述共電極層31〇和上述上電極屏3〇7 構m接。上述複數晝素電極312透過上述第五；孔 °P中之導電層1Τ02而與上述共同接觸層308構成電性連接觸上門說本發明在形成絕緣層309後，先不做挖作，在形成絕緣層311後，再將-同合並在導電侧2之非畫素非透光區流紅，以減少浪費並降低生產成本。 *之衣作雖然本發明p v ^ _ 限定本發明’任何熟,ί本Cdi脫以非用以神和範圍内，當可傲此4 *者在不脫離本發明之精護範圍當視後附之申：和潤因此本發明之保甲明專利範圍所界定者為準。

Claims

471181 六廣视角平面顯示面板單元之一導電層於一基板上；乂方法，包、申請專利範圍括·· 形成閘極 :乂微影製程定義、蝕刻上述第層":下電極層於上述基板上；V电層，以形成第一絕緣層於上述基板上；形成主動層於上述第一絕緣層上；以微影製程定義、蝕刻上述主動層，息於上述閘極層之上；㈢M形成島狀層覆形成第二導電層於上述基板上方；乂微如製程定義、韻刻上述第二導電岸及第二源/汲極電極、一上電極層；’以形成第一中，上述第-、第二源"及極電極分別重觸層，·其述島狀層；上述ΐϊ極層弟：=極電極之間露出有上、巴緣層構成上述顯示器單元之貯』之弟形成第二絕緣層於上述基板上方；β ，形成第三導電層於上述第二絕緣層之上. 以微影製程定義、蝕刻上述；：極層； ▼电尽以形成共電形成第三絕緣層於上述基板上方；以微影製程定義、蝕刻上述成第-至第四開孔〜少一；第第：開：7 =層：以形 ;中：露ΐ上述第一源7沒極電上述第-、第述第開孔中，分別露出上述共電極層，·上述第四開第孔一中，弟露二 471181 六'宇請專利範圍上述上電極層；上述第形成第四導電層於上=一中绍露出上述共同接觸層；述第一至第五開孔中；第一名緣層上，並分別填入上以微影製程定義、蝕刻上畫素電極、一第一連接層弟四i^電層，以形成複數緣層上，1卜上述第：連於上述第三絕中之第四導電層，使上述第一上述弟一、第二開孔和上述共電極層構成電性 T =第—源/汲極電極第三、第四開孔中之第四導電層上接層連接上述上電極層構成電性連接； 2 2電極層知上述開孔2中：:四導電層而與上素層電五述第t Γ = 述之製造方法，㈠上。 ^ 弟一導電層係為金屬層。其中其中其中上、3·如申請專利範圍第1項所述之製造方法述第二、第四導電層係為銦錫氧化物層。上 4 ·如申請專利範圍第1項所述之製造方法述第一、苐一導電層係為金屬層。所 5 ·如申請專利範圍第1項所述之製造方法形成之上述複數畫素電極係配置成指狀。

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