TWI297545B - - Google Patents

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；1297545 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種液晶顯示器，尤指一種薄膜電晶體 液晶I員示器之畫素結構。 【先前技術】 液晶顯示器（Liquid Crystal Display ; LCD)因具有低 幅射性以及體積輕薄短小之優點，故於使用上日漸廣泛， ⑩ 而薄膜％晶體液晶顯示器（Thin Film Transistor LCD ; TFT LCD)因為其對比與視角之特點，在市場上目前仍為主 流顯示器。 由於液晶本身材料不發光，使得TFT LCD之光源來自 背後光源，該背後光源經由TFT LCD之各層如偏光片、彩 色濾光片（color filter)等等材質，真正顯示的亮度大約 只有原發光光源之10%左右。也因為顯示亮度的不足，若 提高背光模組亮度時，雖可讓面板亮度增亮，卻提升面板 籲模組之功率損耗；至於提高面板開口率雖可增進面板顯示 亮度’但是現今如何提高顯示面板上的晝素（pixel)的開 口率，目前仍為所有面板業者所致力發展的目標。 請參閱「第一圖」，為習知技術晝素結構示意圖，此 晝素結構包括TFT結構la、由第一導電金屬層所形成之 掃描訊號線3a、遮光層2a與共通電極4a、主動區5a、由第 ， 二導電金屬層所形成之資料訊號線6a、透明導電層形成之 晝素電極7a ’其製作儲存電容的方式是由第一導電金屬層 所形成之共通電極4a與由TFT結構la源極電極對應之重 5 Ί297545 疊區域8a。而遮光層2&係用以防止漏光，負責遮斷液晶顯 示器内部多餘的背光模組的光線，使每一個晝素間的光源 不會互相干擾，^冋頒不的對比度。然而在一定面積的情 況下，此設計方法之開口率將不會太高，因為形成該儲存 電容所需之重疊區域如將佔據晝素一些區域且遮光層2a將 使開口率降低，對於顯示面板往高解析度（晝素尺寸變小 )的趨勢下，此設計方法更不符合市場需求。 再請參閱「第二圖」’亦為另一習知技術畫素佈局示 籲 意圖，其晝素設計與第一圖之習知技術結構大致相同包括 TFT結構la、由弟一導電金屬層所形成之掃描訊號線如與 共通電極4a、主動區5a、由第二導電金屬層所形成之資料 訊號線6a、透明導電層形成之晝素電極7a，其製作儲存φ 容的方式是由第一導電金屬層所形成之共通電極知與由％ TFT結構la源極電極對應之重疊區域8a ;此種設計與第一 圖習知技術最大差異點在於在第二金屬層成膜時，再以化 Φ 學氣相沉積方法塗佈一保護層（Passivation)lla，然後再 塗佈-層低介電常數之有機絕緣層1Ga，最後再鍍场明 導電層（如第三圖所示為C-C橫切剖面圖，該保護層以 、基板12a、閘極絕緣層13a)，前述製作有機絕緣層之主 要目的在於降低資料訊號線與晝素電極所形成之寄^電* ，以避免產生串擾（crc)sstalk)現象。由於第 = 較第-圖習知技術有較高之開口率，但 設計必需額外提供出—定面積以充當畫素之儲存電容旦， 設計兩解析度面板時此種設計，仍有相當大的改善空間。 ；Ϊ297545 【發明内容】 本發明主要目的，在於改善傳統所存在缺失，主要目 的在於不論應用於高低解析度面板時，皆可提升晝素開口 率，以提高晝素品質，相對減少需加強背光模組亮度所造 成的功率損耗。 為達上述之目的，本發明之薄膜電晶體液晶顯示器之 畫素結構，係包括一基板，一第一導電金屬層覆蓋該基 板，接著連續成膜一第一絕緣層（閘極絕緣層）、非晶矽 (a-Si:H)本質層與n+Si歐姆接觸（Ohmic Contact)膜覆蓋於 該第一導電金屬層，然後成膜一第二導電金屬層，一第二 絕緣層覆蓋於該第二導電金屬層，一有機絕緣層覆蓋於該 第二絕緣層，一第三導電金層覆蓋於該有機絕緣層，一保 護層（passivation)覆蓋於該第三導電金屬層，一透明導電 層覆蓋於該保護層；本發明特點俾藉該低介電常數之有機 絕緣層以降低第二導電金屬層-資料訊號線與第三導電金 ❿ 層-共通電極（Vcom)形成之寄生電容，同時利用共通電極 與該透明導電層形成之畫素電極夾置保護層以作為晝素所 需之儲存電容結構，再搭配共通電極（Vcom)之不透光性防 止漏光，負責遮斷液晶顯示器内部多餘的背光模組的光線 ，使每一個畫素間的光源不會互相干擾，提高顯示的對比 度。 ~ 【實施方式】 _ 茲有關本發明之技術内容及詳細說明，現配合圖式說 7 1297545 ' 明如下： 請參閱第四〜十九圖所示，係為本發明之液晶顯示器 之畫素製作流程實施例結構。本發明之薄膜電晶體液晶顯 示器之晝素結構，主要係以提升畫素開口率，以增加亮度 並提升面板顯示品值，提升產品競爭力。 本發明之薄膜電晶體液晶顯示器之晝素結構包括：一 TFT結構9、由第一導電金屬層所形成之掃描訊號線11、 I 主動區10、由第二導電金屬層所形成之資料訊號線3、第 三導電層-共通電極6、透明導電層-晝素電極101與第 二絕緣層4，而本發明之晝素結構如下： 首先，取一基板1 ，該基板1係以硬材質（如玻璃） 或軟材質（塑膠）之任一種材質所製成； 利用塗佈設備於將第一導電金屬材料成膜於上述基板 1表面上，以形成一第一導電金屬層（如第四圖之佈局結 構所示及第五圖在第四圖之A-A’位置斷面剖視結構所示 • )，該第一導電金屬層形成TFT結構之閘極電極12與晝素 之掃描訊號線11，前述之第一導電金屬層材料則使用鉬（M 〇)、组（Ta)、鉻（Cr)、鶴（1)、銘（人1)以及铭合金所組成 之族群或其任意組合，或者依需求也可製作積層（Multila yer)使用的任一種方式。 於上述之第一導電金屬層表面上形成一第一絕緣層21 (如：SiNx氮化矽）與一半導體層（如第七圖在第六圖之 B-B’位置斷面剖視結構所示），其中該半導體層的成膜 是採用電聚輔助化學氣相沉積（PECVD)設備以連續的方式 8 1297545 進行a-Si:H(含氫非晶石夕）本質層22、以及n+Si歐姆接觸 (Ohmic Contact)膜 23，其中 a-Si :H 本質層 22與 SiNx 的第一 絕緣層21是連續成膜的，所以此做法可以得到較好的义敗 與a-Si:H半導體膜的界面； 接著

刊用頁无裂程形成該溥膜電晶體所需之半導體 層圖樣（如第人及九圖所示）’·再利用崎技術於上述之 斛&歐姆接觸（Ohmic Contact)膜23表面鍍上一第二導電金 屬層（如第八圖之佈局結構示意圖），利用黃光製程二成 ^電晶體結構之祕電極32、源極電極31及資料訊號線 ^圖樣H用乾則方式_背向通 =膜观如第九圖為第八圖在c_c，位置斷面剖視結構 錢W賴製餘前叙祕電極32、源極電極 …_4_ =料45虎線3上進行化學氣相沈積—第二絕緣層4(如 弟十圖之佈局結構示意圖）；

著在上第一絕緣層4形成後，以光阻塗佈機（spi 7 )的方式於第二絕緣層4表面塗佈-層有機絕緣層 5: = -圖為第十圖在Μ’位置斷面剖視結構及第十 一 1斜圖在E-E’位置斷面剖視結構所示）； 上述之有機平坦化層5塗佈後，並形成—接觸窗8( 一第：士 h〇le) ’再透過賤鍍方式於有機、絕緣層5表面鑛上 樣（：：電金屬層形成晝素所需之共通(V)電極6之圖 弟十二圖之佈局結構所示及第十四圖為第十三圖在 F—F位置斷面剖視結構所示）； 妾著在上述之有機絕緣層5及共通（vcom)電極6 1297545 形成後，於有機絕緣層5及共通（Vcom)電極6的表面上再 以薄膜製程進行化學氣相沈積一保護層7(如第十五圖之佈 局結構所示及第十六圖為第十五圖在G-G’位置斷面剖視 結構所示），其中，保護層7係包含有機材料或無機材料 之任一種材質所製成； 又接著，將覆概於接觸窗8上之保護層7去除，再透 過濺鑛技術於上述保護層7上鑛上一層透明導電層形成之 0 晝素電極101 (如第十七、十八、十九圖所示），而前述之 透明導電層材料如：係以氧化銦錫（IT0 )或氧化銦鋅（I Z0)等透明材質； 最後，利用黃光製程形成晝素區域之圖樣，完成該晝 素結構製程。 本發明之精神在於上述畫素結構之有機絕緣層5與第 二絕緣層4係用以降低資料訊號線3與共通電極6所形成 之寄生電容’資料訊號線3與共通電極6之間’且利用共 φ 通電極6與畫素電極101夾置保護層7作為晝素所需之儲 存電容，同時利用第三導電金屬層之不透光性係用以防止 漏光，負責遮斷液晶顯示器内部多餘的背光模組的光線， 使每一個晝素間的光源不會互相干擾，提高顯示的對比度 〇 綜上所述可知，本發明重點在於第二導電金屬層圖案 化後，先後塗佈一層第二絕緣層4與一層有機絕緣層5於 第二導電金屬層之上，然後共通電極（Vcom)6由第三導電 金屬層製作，此畫素設計可以藉由第二絕緣層4與一層有 -1297545 ' 機絕緣層5以降低資料訊號線3與共通電極（Vcom)6之寄 生電容，以避免產生crosstalk現象，因此可將共通電極（ Vcom)6金屬跑線跨越過資料訊號線3，透過此設計可卓實 提升畫素之開口率，減少需加強背光模組亮度所消耗之功 率損耗，以提升產品競爭力。 惟上述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定 本發明實施之範圍。即凡依本發明申請專利範圍所做的均 I 等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。 【圖式簡單說明】 第一圖，係為習知技術畫素佈局示意圖。 第二圖，係為另一習知技術畫素佈局示意圖。 第三圖，係為第二圖在C-C位置斷面剖視示意圖。 第四圖，係本發明之佈局結構示意圖。 第五圖，係為第四圖在A-A’位置斷面剖視結構示意圖。 第六圖，係本發明之佈局結構示意圖。 φ 第七圖，係為第六圖在B-B ’位置斷面剖視結構示意圖。 第八圖，係本發明之佈局結構示意圖。 第九圖，係為第八圖在C-C’位置斷面剖視結構示意圖。 第十圖，係本發明之佈局結構示意圖。 第十一圖，係為第十圖在D-D’位置斷面剖視結構示意 圖。 第十二圖，係為第十圖在E-E’位置斷面剖視結構示意 圖。 第十三圖，係本發明之佈局結構示意圖。 11 1297545 弟十四圖，孫 _ 圖。 十三圖在F~F，位置斷面剖視結構示意 第第:=，，係本!明之佈局結構示意圖。 圖。'料弟十五圖在G〜G，位置斷面剖視結構示意 ’係本發明之佈局結構意圖。 弟十八圖，係為第 圖。 圖在Η-Η位置斷面剖視結構示意 第十九圖，係為第 圖。 弟十七圖在卜1位置斷面剖視結構示意 掃描訊號線11 資料訊號線3 晝素電極層101 基板1 閘極12 n+Si歐姆接觸膜” 保護層7 薄膜電晶體源極電極31 遮光層2a 共通電極4a 資料訊號線6a 【主要元件符號說明】 ΤΠ結構9 主動區10 共通電極6 有機絕緣層5 • 第一絕緣層21 a-Si:H本質層& 第二絕緣層4 接觸窗8 薄膜電晶體沒極電極32 習知 TFT結構la 掃描訊號線3a 主動區5a 12 一1297545 晝素電極7a 閘極絕緣層13a 保護層11a 重疊區域8a 有機層10a 基板12a

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Claims (1)

1297545 十、申請專利範圍： 1、 一種薄膜電晶體液晶顯示器之畫素結構製作方 法，包括有： a )、取一基板； b)、將第一導電金屬材料成膜於上述該基板表面上 以形成第一導電金屬層，該第一導電金屬層形成TFT結構 之閘極電極與晝素之掃描訊號線； • c)、於上述之第一導電金屬層表面上成膜有一第一 絕緣層與一半導體層； d) 、以圖樣製程於該半導體層，並於該半導體層表 面成膜有一第二導電金屬層，以圖樣化製程該第二導電金 屬層形成薄膜電晶體結構之 >及極電極、源極電極， e) 、以薄膜製程於上述第二導電金屬層表面上成膜 有至少一層第二絕緣層； f) 、以薄膜製程於上述該第二絕緣層表面成膜一第 參 三導電金屬層，再於第三導電金屬層的表面上成膜有一保 護層，並形成一接觸窗； h)、形成一層透明導電層，再利用圖樣製程成形有 一畫素電極之圖樣，該晝素電極經由該接觸窗與該薄膜電 晶體結構之源極電極電性連接。 2、 如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體液晶顯 示器之畫素結構製作方法，其中，該基板係以硬材質（如 玻璃）或軟材質（塑膠）之任一種材質所製成。 3、 如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體液晶顯 14 1297545 示器之晝素結構製作方法，其中，該第一導電金屬層材料 則使用I目（Mo)、组（Ta)、鉻（Cr)、鎢（W)、銘（A1)以及銘 合金所組成之族群或其任意組合，或者依需求也可製作積 層（Multilayer)使用的任一種方式。 4、如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體液晶顯 示器之晝素結構製作方法，其中，該第一絕緣層與半導體 層的成膜是採用電漿輔助化學氣相沉積（PECVD)設備以連 續的方式進行。 > 5、如申請專利範圍第4項所述之薄膜電晶體液晶顯 示器之晝素結構製作方法，其中，該半導體包含a-Si:H( 含氫非晶石夕）本質層、以及n+Si歐姆接觸（Ohmic Contact) 膜。 6、如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體液晶顯 示器之畫素結構製作方法，其中，該第二導電金屬層形成 一資料訊號線。 丨 7、如申請專利範圍第1或6項所述之薄膜電晶體液 晶顯示器之晝素結構製作方法，其中，在薄膜製程時可於 該第二絕緣層表面成膜有至少一層有機絕緣層。 8、 如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體液晶顯 示器之晝素結構製作方法，其中，該第三導電金屬層形成 晝素所需之共通電極之圖樣。 9、 如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體液晶顯 示器之晝素結構製作方法，其中，該晝素電極係以氧化銦 錫（indium tin oxide ，ITO )為材料。 15 1297545 1 4、如申請專利範圍第1 1項所述之薄膜電晶體液 晶顯不裔之晝素結構，其中，該第一導電金屬層材料則使 用翻（Mo)、！旦（Ta)、鉻（Cr)、鎢（w)、鋁⑼以及紹合金 所組成之族群或其任意組合，或者依需求也可製作積層（M ultilayer)使用的任一種方式。 1 5、如申睛專利範圍第1 1項所述之薄膜電晶體液 晶，不器之畫素結構，其中，該半導體包含a—Si:H(含氮 φ 非日日矽）本貝層、以及n+Si歐姆接觸（Ohmic Contact)膜。 日1 6、如申請專利範圍第1 1項所述之薄膜電晶體液 曰曰顯不裔之晝素結構，其中，該第二導電金屬層形成一資 料訊號線、一汲極及一源極。 1 7、如申請專利範圍第i丄或丄6項所述之薄膜電 晶體液晶顯示器之晝素結構，其中，可於該第二絕緣層上 形成有一有機絕緣層。 曰H、*申請專利範圍fii項所述之薄膜電晶體液 # :、員不之晝素結構，其中，該第三導電金屬層形成共通 曰…2如H專利範圍第1 1項所述之細電晶體液 :、、、員不☆之晝素結構，其中，該透明導電層形成—書素電 才虽° 一 曰3 20、如申請專利範圍第1 1項所述之薄膜電晶體浪 曰日顯示器之晝素結構，豆 益機τ '•亥保護層係包含有機材料戒 …機材枓之任—種材質所製成。 17