TWI388035B - 畫素結構及其製造方法 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種畫素結構及其製造方法，且特別是有關於一種半穿透半反射/反射式液晶顯示器(Transflective/Reflective Liquid Crystal Display)中所使用的畫素結構及其製造方法。
一般的液晶顯示器可分為穿透式、反射式，以及半穿透半反射式等三種。隨著可攜式電子產品的發展趨勢，可利用外界光源的反射式與半穿透半反射式液晶顯示器逐漸受到重視。然而，在液晶顯示器中，於製作習知的反射式或半穿透半反射式的畫素結構時，需要再進行反射層的製作。並且，通常會需要再增加額外的製程，以製作表面具有高低起伏的反射層，而提昇反射層對於光線的反射效果。
圖1A~圖1I繪示為習知一種半穿透半反射式液晶顯示器的畫素結構的製作流程剖面示意圖。請先參照圖1A，首先，提供一基板110，且利用第一道光罩製程(first mask)在基板110上形成一閘極120。接著，請參照圖1B，在基板110上形成一閘極絕緣層130以覆蓋閘極120。再來，請參照圖1C，利用第二道光罩製程(second mask)，在閘極120上方的閘極絕緣層130上形成一半導體層140。
繼之，請參照圖1D，利用第三道光罩製程(third mask)
在該半導體層140的兩側形成一源極152與一汲極154以及圖案化半導體層140'。再來，請參照圖1E，在基板110上形成保護層160覆蓋源極152、汲極154與圖案化半導體層140'。接著，請參照圖1F，利用第四道光罩製程(fourth mask)圖案化此保護層160，以在保護層160中製作接觸窗開口162，並且同時移除穿透區164中的保護層160。
再來，請參照圖1G，利用第五道光罩製程(fifth mask)圖案化此保護層160，以形成多數個凸起物166。繼之，請參照圖1H，利用第六道光罩製程(sixth mask)於凸起物166上形成反射層170。之後，請參照圖1I，利用第七道光罩製程(seventh mask)製作畫素電極180，此畫素電極180透過接觸窗開口162電性連接汲極154。至此，完成習知半穿透半反射式液晶顯示器的畫素結構100的製作。
如圖1G所示，欲將保護層160形成為多個凸起物166時，此保護層160需要採用有機材質，才能易於製作出高低起伏較大的凸起物166。因此，除了保護層160為有機材質以外，其他的膜層大多為無機材質。然而，由於無機材質與有機材質的特性不相同，所以需使用不同的製程參數，這將使得製程較為複雜。
另外，上述畫素結構100需要七道光罩製程以進行薄膜電晶體(由閘極120、源極152與汲極154所組成)與反射層170的製作，所以，不易降低光罩成本。並且，由於製程步驟較多，也難以提昇生產產能。
本發明提供一種畫素結構的製造方法，可簡化製程步驟、降低生產成本且提昇生產產能。
本發明提供一種畫素結構，具有易於同時製作薄膜電晶體、與表面具有高低起伏之反射層的結構。
基於上述，本發明提出一種畫素結構的製造方法，包括下列步驟。首先，提供一基板，此基板具有一主動元件區與一畫素區。接著，在基板上形成一閘極與多數個凸起物，其中閘極位於主動元件區，且凸起物位於畫素區。再來，形成一閘極絕緣層覆蓋閘極與凸起物。繼之，在閘極與凸起物上方的閘極絕緣層上形成一半導體層。接著，於閘極上方的圖案化半導體層的兩側形成一源極與一汲極。再來，形成一圖案化保護層覆蓋基板，且圖案化保護層暴露出部分汲極。繼之，在基板上形成一畫素電極，而畫素電極電性連接於汲極。之後，於凸起物上方的畫素電極上形成至少一反射層。
在本發明之一實施例中，上述之反射層的材質是選自於鉻、鋁、鈦、鉬、鎢、鉭、銅及其組合。
在本發明之一實施例中，上述之畫素區包括一反射區與一穿透區，而凸起物是位於反射區中，且畫素電極從反射區延伸到穿透區。
在本發明之一實施例中，上述之圖案化保護層之材質包括無機材質。
在本發明之一實施例中，上述之於閘極上方的半導體
層的兩側形成源極與汲極時，更包括移除閘極上方部分的半導體層，以形成一圖案化半導體層。
本發明再提出一種畫素結構的製造方法，包括下列步驟。首先，提供一基板，此基板具有一主動元件區與一畫素區。接著，在基板上形成一閘極與多數個凸起物，其中閘極位於主動元件區，且凸起物位於畫素區。再來，形成一閘極絕緣層覆蓋閘極與凸起物。繼之，在閘極與凸起物上方的閘極絕緣層上形成一半導體層。接著，於閘極上方的圖案化半導體層的兩側形成一源極與一汲極，且同時形成一反射層覆蓋凸起物。繼之，形成一圖案化保護層覆蓋基板，且圖案化保護層暴露出部分汲極。之後，於基板上形成一畫素電極，而畫素電極電性連接汲極。
在本發明之一實施例中，上述之反射層與汲極是相同的膜層且彼此相連。
在本發明之一實施例中，上述之反射層的材質是選自於鉻、鋁、鈦、鉬、鎢、鉭、銅及其組合。
在本發明之一實施例中，上述之畫素區包括一反射區與一穿透區，而凸起物是位於反射區中，且畫素電極從反射區延伸到穿透區。
在本發明之一實施例中，上述之圖案化保護層之材質包括無機材質。
在本發明之一實施例中，上述之於閘極上方的半導體層的兩側形成源極與汲極，且同時形成反射層覆蓋凸起物時，更包括移除閘極上方部分的半導體層，以形成一圖案
化半導體層。
本發明又提出一種畫素結構，包括基板、閘極與多數個凸起物、閘極絕緣層、圖案化半導體層、源極與汲極、圖案化保護層、畫素電極以及反射層。基板具有一主動元件區與一畫素區。閘極與凸起物設置於基板上，其中，閘極位於主動元件區，且凸起物位於畫素區。閘極絕緣層覆蓋閘極與凸起物。圖案化半導體層設置在閘極與凸起物上方的閘極絕緣層上。源極與汲極設置於閘極上方的圖案化半導體層的兩側。圖案化保護層覆蓋基板且暴露出部分汲極。畫素電極設置於畫素區，而畫素電極電性連接汲極。反射層設置於凸起物上方的畫素電極上，或是設置於凸起物上方的圖案化半導體層與圖案化保護層之間。
在本發明之一實施例中，上述之反射層設置於凸起物上方的圖案化半導體層與圖案化保護層之間時，反射層與汲極是相同的膜層且彼此相連。
在本發明之一實施例中，上述之反射層的材質是選自於鉻、鋁、鈦、鉬、鎢、鉭、銅及其組合。
在本發明之一實施例中，上述之畫素區包括一反射區與一穿透區，而凸起物是位於反射區中，且畫素電極從反射區延伸到穿透區。
在本發明之一實施例中，上述之圖案化保護層之材質包括無機材質。
本發明再提出一種畫素結構的製造方法，包括下列步驟。首先，提供一基板，此基板具有一主動元件區與一畫
素區。接著，在基板上形成閘極，且閘極位於主動元件區。再來，形成一閘極絕緣層覆蓋閘極。繼之，在閘極絕緣層上形成一半導體層，其中半導體層包括一通道層與多數個凸起物，而通道層位於閘極上方的閘極絕緣層上，凸起物位於畫素區中的閘極絕緣層上。接著，於通道層的兩側形成一源極與一汲極，且同時形成一反射層覆蓋凸起物。繼之，形成一圖案化保護層覆蓋基板，且圖案化保護層暴露出部分汲極。之後，於基板上形成一畫素電極，且畫素電極電性連接汲極。
在本發明之一實施例中，上述之反射層與汲極是相同的膜層且彼此相連。
在本發明之一實施例中，上述之反射層的材質是選自於鉻、鋁、鈦、鉬、鎢、鉭、銅及其組合。
在本發明之一實施例中，上述之畫素區包括一反射區與一穿透區，而凸起物是位於反射區中，且畫素電極從反射區延伸到穿透區。
在本發明之一實施例中，上述之圖案化保護層之材質包括無機材質。
在本發明之一實施例中，上述之於通道層的兩側形成源極與汲極，且同時形成反射層覆蓋凸起物時，更包括移除閘極上方部分的半導體層，以形成一圖案化半導體層。
本發明又提出一種畫素結構，包括基板、閘極、閘極絕緣層、圖案化半導體層、源極與汲極、圖案化保護層、畫素電極以及反射層。基板具有一主動元件區與一畫素
區。閘極設置於基板上，且閘極位於主動元件區。閘極絕緣層覆蓋閘極。圖案化半導體層設置在閘極絕緣層上，其中圖案化半導體層包括一通道層與多數個凸起物，而通道層位於該閘極上方的閘極絕緣層上，凸起物位於畫素區中的閘極絕緣層上。源極與汲極設置於通道層的兩側。圖案化保護層覆蓋基板且暴露出部分汲極。畫素電極設置於基板上，而畫素電極電性連接汲極。反射層覆蓋凸起物，且反射層位於凸起物與圖案化保護層之間。
在本發明之一實施例中，上述之反射層與汲極是相同的膜層且彼此相連。
在本發明之一實施例中，上述之反射層的材質是選自於鉻、鋁、鈦、鉬、鎢、鉭、銅及其組合。
在本發明之一實施例中，上述之畫素區包括一反射區與一穿透區，而凸起物是位於反射區中，且畫素電極從反射區延伸到穿透區。
在本發明之一實施例中，上述之圖案化保護層之材質包括無機材質。
本發明的畫素結構的製作方法利用現有的五道光罩製程，即可以完成薄膜電晶體的製作，且同時使反射層的表面具有高低起伏的形狀。所以，可以簡化製程步驟、降低光罩成本與提昇生產產能。另外，藉由上述的畫素結構的製作方法可易於同時製作薄膜電晶體、與表面具有高低起伏之反射層的畫素結構。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特
舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
在以下所有的實施例中，本發明之畫素結構的製作方法適於製作半穿透半反射式的畫素結構、或是反射式的畫素結構。以下圖式僅以半穿透半反射式的畫素結構為例進行說明，本發明並不限定僅用於半穿透半反射式的畫素結構的製作。
圖2A~圖2H繪示為本發明第一實施例之畫素結構的製作流程剖面示意圖，請依序參照圖2A~2H。
首先，請參照圖2A，提供一基板210，此基板210具有一主動元件區212與一畫素區214。此基板210可以是玻璃基板、矽基板或是其他類似材質的基板。接著，在基板210上形成一閘極220a與多數個凸起物220b，其中閘極220a位於主動元件區212，且凸起物220b位於畫素區214。閘極220a與凸起物220b是利用第一道光罩製程所製作的，並且，閘極220a與凸起物220b的材質例如是選自於鉻、鋁、鈦、鉬、鎢、鉭、銅及其組合。
再來，請參照圖2B，形成一閘極絕緣層230覆蓋閘極220a與凸起物220b。形成閘極絕緣層230的方法例如是化學氣相沈積法，而閘極絕緣層230的材質例如是氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或是類似的材質。
繼之，請參照圖2C，在閘極220a與凸起物220b上方的閘極絕緣層230上形成一半導體層240。此半導體層240是利用第二道光罩製程所製作的。並且，此半導體層240的材質例如是非晶矽或是多晶矽。
接著，請同時參照圖2C與圖2D，於閘極220a上方的半導體層240的兩側形成一源極252與一汲極254。此源極252與汲極254是利用第三道光罩製程所製作的，並利用此光罩形成一圖案化半導體層240'，其中，位於閘極220a上方的圖案化半導體層240'是作為一通道層。更詳細而言，可以於閘極220a上方的半導體層240的兩側形成源極252與汲極254時，更包括移除閘極220a上方部分的半導體層240，以形成一圖案化半導體層240'。另外，源極252、汲極254的材質例如是選自於鉻、鋁、鈦、鉬、鎢、鉭、銅及其組合。特別是，閘極220a源極252與汲極254構成了一個薄膜電晶體。
再來，請同時參照圖2E與圖2F，形成一圖案化保護層260'覆蓋基板，且圖案化保護層260'暴露出部分汲極254。此圖案化保護層260'的材質例如是無機材質。更詳細而言，如圖2E所繪示，首先利用化學氣相沈積法在基板210上沈積一層保護層260。之後，如圖2F所繪示，利用第四道光罩製程在保護層260中製作一接觸窗開口262，進而使得圖案化保護層260'暴露出部分汲極254。
特別是，由於圖案化保護層260'使用無機材質，相較於習知使用有機材質的保護層160而言(如圖1G~圖1H
所繪示)，此步驟不需對於現行的製程參數進行變更，而有利於簡化製程。
繼之，請參照圖2G，在基板210上形成一畫素電極270，而畫素電極270電性連接於汲極254。此畫素電極270的材質為透明導電材質，舉例而言，畫素電極270的材質可以是銦錫氧化物或是銦鋅氧化物。並且，此畫素電極270是利用第五道光罩製程所製作的，而畫素電極270是經由接觸窗開口262而電性連接到汲極254。
之後，請參照圖2H，於凸起物220b上方的畫素電極270上形成一反射層280。此反射層280的材質例如是選自於鉻、鋁、鈦、鉬、鎢、鉭、銅及其組合。此反射層280是利用第六道光罩製程所製作的。至此，完成畫素結構200的製作。
承上述，如圖2H所示，當反射層280僅設置於部分畫素區214中時，此畫素結構200是半穿透半反射式的畫素結構。更詳細而言，畫素區214包括一反射區214a與一穿透區214b，而凸起物220b是位於反射區214a中，且畫素電極270從反射區214a延伸到穿透區214b。因此，在反射區214a中的反射層280可反射來自外界的光線，而在穿透區214b的畫素電極270可利用使來自背光模組(未繪示)而由背面出射的光線。
但是，當反射層280設置於全部的畫素區214時，此時即成為反射式的畫素結構(未繪示)。特別是，配合如圖2A所繪示的步驟，可先在全部的畫素區214(包含反射
區214a與穿透區214b)中形成凸起物220b，以使後續所製作的反射層280具有良好之光線反射效果。
承上所述，利用六道光罩製程可同時製作閘極220a與凸起物220b，且藉由膜層的堆疊而使反射層280的表面具有高低起伏的形狀。相較於習知的七道光罩製程而言，此畫素結構200的製造方法具有簡單的製程步驟，可以降低成本且提昇生產產能。
以下將繼續說明經由上述畫素結構的製作方法所製作的畫素結構200。請繼續參照圖2H，此畫素結構200包括：基板210、閘極220a與多數個凸起物220b、閘極絕緣層230、圖案化半導體層240'、源極252與汲極254、圖案化保護層260'、畫素電極270以及反射層280。
如圖2H所示，基板210具有一主動元件區212與一畫素區214。閘極220a與凸起物220b設置於基板210上，其中，閘極220a位於主動元件區212，且凸起物220b位於畫素區214。閘極絕緣層230覆蓋閘極220a與凸起物220b。圖案化半導體層240'設置在閘極220a與凸起物220b上方的閘極絕緣層230上。源極252與汲極254設置於閘極220a上方的圖案化半導體層240'的兩側。圖案化保護層260'覆蓋基板210且暴露出部分汲極254。畫素電極270設置於基板210上，而畫素電極270電性連接汲極254。反射層280設置於凸起物220b上方的畫素電極270上。
同樣地，當反射層280僅設置於凸起物220b上方的畫素電極270上時，此畫素結構200是半穿透半反射式的畫
素結構。然而，當反射層280設置於畫素電極270上且位於整個畫素區214中時(未繪示於圖中)，此畫素結構即為一反射式的畫素結構。上述的畫素結構200具有簡單而易於製作結構，所以能節省生產成本。
至於畫素結構200的各元件所使用的材料、膜層設置方式等已於圖2A~圖2H的內容中所述，因此不予以重述。
圖3A~圖3G繪示為本發明第二實施例之畫素結構的製作流程剖面示意圖，請依序參照圖3A~3G。
首先，請參照圖3A，提供一基板310，此基板310具有一主動元件區312與一畫素區314。此基板310可以是玻璃基板、矽基板或是其他類似材質的基板。接著，在基板310上形成一閘極320a與多數個凸起物320b，其中閘極320a位於主動元件區312，且凸起物320b位於畫素區314。閘極320a與凸起物320b是利用第一道光罩製程所製作的，並且，閘極320a與凸起物320b的材質例如是選自於鉻、鋁、鈦、鉬、鎢、鉭、銅及其組合。
再來，請參照圖3B，形成一閘極絕緣層330覆蓋閘極320a與凸起物320b。形成閘極絕緣層330的方法例如是化學氣相沈積法，而閘極絕緣層330的材質例如是氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或是類似的材質。
繼之，請參照圖3C，在閘極320a與凸起物320b上方的閘極絕緣層330上形成一半導體層340。此半導體層340
是利用第二道光罩製程所製作的。並且，此半導體層340的材質例如是非晶矽或是多晶矽。
接著，請同時參照圖3C與圖3D，於閘極320a上方的半導體層340的兩側形成一源極352與一汲極354，且同時形成一反射層360覆蓋凸起物320b。此源極352、汲極354與反射層360是利用第三道光罩製程所製作的，並利用此光罩形成一圖案化半導體層340'，其中，位於閘極320a上方的圖案化半導體層340'是作為一通道層。更詳細而言，於閘極320a上方的半導體層340的兩側形成源極352與汲極354，且同時形成反射層360覆蓋凸起物320b時，更包括移除閘極320a上方部分的半導體層340，以形成一圖案化半導體層340'。
另外，源極352、汲極354與反射層360的材質例如是選自於鉻、鋁、鈦、鉬、鎢、鉭、銅及其組合。並且，閘極320a、源極352與汲極354構成了一個薄膜電晶體。與前述第一實施例不同的是，在第三道光罩製程中同時形成了反射層360。
特別是，如圖3D所示，反射層360與汲極354是相同的膜層且彼此相連。然而，在其他的實施例中，也可以使反射層360與汲極354是彼此分離的(未繪示)。
繼之，請同時參照圖3E與圖3F，形成一圖案化保護層370'覆蓋基板，且圖案化保護層370'暴露出部分汲極354。此圖案化保護層370'的材質例如是無機材質。更詳細而言，如圖3E所繪示，利用化學氣相沈積法在整個基
板310上沈積一層保護層370。之後，如圖3F所繪示，利用第四道光罩製程在保護層370中製作一接觸窗開口372，進而使得圖案化保護層370'暴露出部分汲極354。
特別是，由於圖案化保護層370'使用無機材質，相較於習知使用有機材質的保護層160而言(如圖1G~圖1H所繪示)，此步驟不需對於現行的製程參數進行變更，而有利於簡化製程。另外，圖案化保護層370'還可以使用透明的無機材質，使反射層360更能夠有效地反射來自外界的光線。
之後，請參照圖3G，於基板310上形成一畫素電極380，而畫素電極380電性連接汲極354。此畫素電極380的材質為透明導電材質，舉例而言，畫素電極380的材質可以是銦錫氧化物或是銦鋅氧化物。並且，此畫素電極380是利用第五道光罩製程所製作的，而畫素電極380是經由接觸窗開口372而電性連接到汲極354。
值得注意的是，如圖3G所示的反射層360設置於部分畫素區314中，此時，畫素結構300為半穿透半反射式的畫素結構。更詳細而言，此畫素區314包括一反射區314a與一穿透區314b，而凸起物320b是位於反射區314a中，且畫素電極380從反射區314a延伸到穿透區314b。所以，在反射區314a中的反射層360可反射來自外界的光線，而在穿透區314b的畫素電極380可利用來自背光模組(未繪示)而由背面出射的光線。
但是，反射層360也可以設置於全部的畫素區314
中，而成為反射式的畫素結構(未繪示)。特別是，配合如圖3A所繪示的步驟，可先在全部的畫素區314中形成凸起物320b，以使後續所製作的反射層360具有更佳之光線反射效果。
承上所述，上述畫素結構的製作方法僅利用五道光罩，即可形成半穿透半反射式的畫素結構、或是反射式的畫素結構，因而可簡化製程並降低成本。換言之，利用製作薄膜電晶體之原有的光罩製程可同時製作閘極320a與凸起物320b，且可同時製作源極352、汲極354與反射層360，因此，不需增加額外的光罩製程，即可以使反射層360的表面具有良好的高低起伏形狀。
以下將繼續說明經由上述畫素結構的製作方法所製作的畫素結構300。請繼續參照圖3G，此畫素結構300包括基板310、閘極320a與多數個凸起物320b、閘極絕緣層330、圖案化半導體層340'、源極352與汲極354、圖案化保護層370'、畫素電極380以及反射層360。
請參照圖3G，基板310具有主動元件區312與畫素區314。閘極320a與凸起物320b設置於基板310上，其中，閘極320a位於主動元件區312，且凸起物320b位於畫素區314。閘極絕緣層330覆蓋閘極320a與凸起物320b。圖案化半導體層340'設置在閘極320a與凸起物320b上方的閘極絕緣層330上。源極352與汲極354設置於閘極320a上方的圖案化半導體層340'的兩側。圖案化保護層370'覆蓋基板310且暴露出部分汲極354。畫素電極380設置
於基板310上，而畫素電極380電性連接汲極354。反射層360設置於凸起物320b上方的圖案化半導體層340'與圖案化保護層370'之間。
如圖3G所繪示，當反射層360設置於凸起物320b上方的圖案化半導體層340'與圖案化保護層370'之間時，反射層360與汲極354是相同的膜層且彼此相連。當然，反射層360與汲極354也可以彼此不相連(未繪示)。
值得注意的是，此畫素結構300可以是半穿透半反射式的畫素結構，或是反射式的畫素結構。
當畫素結構300為半穿透半反射式的畫素結構時，畫素區314可以包括一反射區314a與一穿透區314b，而凸起物320b是位於反射區314a中，且畫素電極380從反射區314a延伸到穿透區314b。
當然，也可以使反射層360設置於整個畫素區314中，使畫素結構300為反射式的畫素結構(未繪示)。更詳細而言，配合如圖3D所示之第三道光罩製程，在形成源極352、汲極354與反射層360時，使反射層360延伸於整個畫素區314中(未繪示於圖中)。亦即，反射層360會延伸於反射區314a與穿透區314b中。上述的畫素結構300具有簡單的結構而易於製作，進而能節省生產成本。
圖4A~圖4G繪示為本發明第三實施例之畫素結構的製作流程剖面示意圖，請依序參照圖4A~4G。
首先，請參照圖4A，提供一基板410，此基板410具有一主動元件區412與一畫素區414。此基板410可以是玻璃基板、矽基板或是其他類似材質的基板。接著，在基板410上形成閘極420，且閘極420位於主動元件區412。閘極420是利用第一道光罩製程所製作的，並且，閘極420的材質例如是選自於鉻、鋁、鈦、鉬、鎢、鉭、銅及其組合。特別是，在第一道光罩製程中僅形成閘極420。
再來，請參照圖4B，形成一閘極絕緣層430覆蓋閘極420。形成閘極絕緣層430的方法例如是化學氣相沈積法，而閘極絕緣層430的材質例如是氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或是類似的材質。
繼之，請參照圖4C，在閘極絕緣層430上形成一半導體層440，其中半導體層440包括一通道層440a與多數個凸起物440b，而通道層440a位於閘極420上方的閘極絕緣層430上，凸起物440b位於畫素區414中的閘極絕緣層430上。此半導體層440是利用第二道光罩製程所製作的。並且，此半導體層440的材質例如是非晶矽或是多晶矽。與前述第一實施例與第二實施例不同的是，本實施例在第二道光罩製程同時形成通道層440a與凸起物440b。
接著，請參照圖4D，於通道層440a的兩側形成一源極452與一汲極454，且同時形成一反射層460覆蓋凸起物440b。此源極452、汲極454與反射層460是利用第三道光罩製程所製作的，並且利用此光罩形成一圖案化半導體層440'。更詳細而言，可以於通道層440a的兩側形成
源極452與汲極454，且同時形成反射層460覆蓋凸起物440b時，更包括移除閘極420上方部分的半導體層440，以形成一圖案化半導體層440'。另外，源極452、汲極454與反射層460的材質例如是選自於鉻、鋁、鈦、鉬、鎢、鉭、銅及其組合。並且，閘極420、源極452與汲極454構成了一個薄膜電晶體。特別是，如圖4D所示的反射層460與汲極454是相同的膜層且彼此相連。然而，在其他的實施例中，也可以使反射層460與汲極454是彼此分離的(未繪示)。
繼之，請同時參照圖4E與圖4F，形成一圖案化保護層470'覆蓋基板410，且圖案化保護層470'暴露出部分汲極454。此圖案化保護層470'的材質例如是無機材質。更詳細而言，如圖4E所繪示，利用化學氣相沈積法在整個基板410上沈積一層保護層470。之後，如圖4F所繪示，利用第四道光罩製程在保護層470中製作一接觸窗開口472，進而使得圖案化保護層470'暴露出部分汲極454。
特別是，由於圖案化保護層470'使用無機材質，相較於習知使用有機材質的保護層160而言(如圖1G~圖1H所繪示)，此步驟不需對於現行的製程參數進行變更，而有利於簡化製程。另外，圖案化保護層470'還可以使用透明的無機材質，以使反射層460能夠更有效地反射來自外界的光線。
之後，請參照圖4G，於基板410上形成一畫素電極480，且畫素電極480電性連接汲極454。此畫素電極480
的材質為透明導電材質，舉例而言，畫素電極480的材質可以是銦錫氧化物或是銦鋅氧化物。並且，此畫素電極480是利用第五道光罩製程所製作的，而畫素電極480是經由接觸窗開口472而電性連接到汲極454。
承上述，如圖4G所示的反射層460僅設置於部分畫素區414中時，此畫素結構400是半穿透半反射式的畫素結構。更詳細而言，此畫素區414包括一反射區414a與一穿透區414b，而凸起物440b是位於反射區414a中，且畫素電極480從反射區414a延伸到穿透區414b。因此，在反射區414a中的反射層460可反射來自外界的光線，而在穿透區414b的畫素電極480可利用使來自背光模組(未繪示)而由背面出射的光線。
但是，反射層460也可以設置於全部的畫素區414時，此時即成為反射式的畫素結構(未繪示)。特別是，配合如圖4C所繪示的步驟，可先在全部的畫素區414中形成凸起物440b，以使後續所製作的反射層460具有更佳之光線反射效果。
承上所述，上述畫素結構的製作方法僅利用五道光罩，即可形成半穿透半反射式的畫素結構、或是反射式的畫素結構，因而可簡化製程並節省成本。換言之，利用製作薄膜電晶體之原有的光罩製程同時製作通道層440a與凸起物440b，且同時製作源極452、汲極454與反射層460。因此，不需增加額外的光罩製程，即可以使反射層460的表面具有高低起伏的形狀。
以下將繼續說明經由上述畫素結構的製作方法所製作的畫素結構400。請繼續參照圖4G，此畫素結構400包括基板410、閘極420、閘極絕緣層430、圖案化半導體層440'、源極452與汲極454、圖案化保護層470'、畫素電極480以及反射層460。
如圖4G所繪示，基板410具有一主動元件區412與一畫素區414。閘極420設置於基板410上，且閘極420位於主動元件區412。閘極絕緣層430覆蓋閘極420。圖案化半導體層440'設置在閘極絕緣層430上，其中圖案化半導體層440'包括一通道層440a與多數個凸起物440b，而通道層440a位於該閘極420上方的閘極絕緣層430上，凸起物440b位於畫素區414中的閘極絕緣層430上。源極452與汲極454設置於通道層440a的兩側。圖案化保護層470'覆蓋基板410且暴露出部分汲極454。畫素電極480設置於基板410上，而畫素電極480電性連接汲極454。反射層460覆蓋凸起物440b，且反射層460位於凸起物440b與圖案化保護層470'之間。
如圖4G所繪示的反射層460位於凸起物440b與圖案化保護層470'之間時，反射層460與汲極454是相同的膜層且彼此相連。當然，反射層460與汲極454也可以彼此不相連(未繪示)。
另外，此畫素結構400為半穿透半反射式的畫素結構時，畫素區414可以包括一反射區414a與一穿透區414b，而凸起物440b是位於反射區414a中，且畫素電極480從
反射區414a延伸到穿透區414b。
當然，也可以使反射層460設置於整個畫素區414中，使此畫素結構成為反射式的畫素結構(未繪示於圖中)。更詳細而言，配合如圖4D之第三道光罩製程，在形成源極452、汲極454與反射層460時，使反射層460延伸於整個畫素區414中(未繪示於圖中)，亦即，反射層460會延伸於反射區414a與穿透區414b中。此時，畫素結構400即為一反射式的畫素結構。上述的畫素結構400具有簡單的結構而易於製作，進而能節省生產成本
綜上所述，本發明的畫素結構及其製造方法具有下述優點：(1)利用製作薄膜電晶體之原有的光罩製程同時製作閘極與凸起物、或同時製作通道層與凸起物、或同時製作源極、汲極與反射層，因此，不需增加額外的光罩製程，即可使反射層的表面具有高低起伏之形狀。
(2)保護層採用無機材質，相較於習知的保護層使用有機材質而言，不需要變更現有製程。並且，利用膜層的堆疊，也可在使用無機材質的情形下，使反射層的表面易於具有高低起伏之形狀。
(3)此畫素結構的製造方法所使用的光罩數量少，所以製程簡單，且光罩成本低。
(4)此畫素結構與有易於同時製作薄膜電晶體、與表面具有高低起伏之反射層的結構。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，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內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、200、300、400‧‧‧畫素結構
110、210、310、410‧‧‧基板
120、220a、320a、420‧‧‧閘極
130、230、330、430‧‧‧閘極絕緣層
140、240、340、440‧‧‧半導體層
152、252、352、452‧‧‧源極
154、254、354、454‧‧‧汲極
160、260、370、470‧‧‧保護層
162、262、372、472‧‧‧接觸窗開口
164、214b、314b、414b‧‧‧穿透區
166、220b、320b、440b‧‧‧凸起物
170、280、360、460‧‧‧反射層
180、270、380、480‧‧‧畫素電極
212、312、412‧‧‧主動元件區
214、314、414‧‧‧畫素區
214a、314a、414a‧‧‧反射區
140'、240'、340'、440'‧‧‧圖案化半導體層
260'、370'、470'‧‧‧圖案化保護層
440a‧‧‧通道層
圖1A~圖1I繪示為習知一種半穿透半反射式液晶顯示器的畫素結構的製作流程剖面示意圖。
圖2A~圖2H繪示為本發明第一實施例之畫素結構的製作流程剖面示意圖。
圖3A~圖3G繪示為本發明第二實施例之畫素結構的製作流程剖面示意圖。
圖4A~圖4G繪示為本發明第三實施例之畫素結構的製作流程剖面示意圖。
300‧‧‧畫素結構
310‧‧‧基板
312‧‧‧主動元件區
314‧‧‧畫素區
314a‧‧‧反射區
314b‧‧‧穿透區
320a‧‧‧閘極
320b‧‧‧凸起物
330‧‧‧閘極絕緣層
340'‧‧‧圖案化半導體層
352‧‧‧源極
354‧‧‧汲極
360‧‧‧反射層
370'‧‧‧圖案化保護層
372‧‧‧接觸窗開口
380‧‧‧畫素電極
Claims (18)
- 一種畫素結構的製造方法，包括：提供一基板，該基板具有一主動元件區與一畫素區；在該基板上形成一閘極與多數個凸起物，其中該閘極位於該主動元件區，且該些凸起物位於該畫素區；形成一閘極絕緣層覆蓋該閘極與該些凸起物；在該閘極與該些凸起物上方的該閘極絕緣層上形成一半導體層；於該閘極上方的該半導體層的兩側形成一源極與一汲極，且同時形成一反射層覆蓋該些凸起物，其中該反射層與該汲極是相同的膜層且彼此相連；形成一圖案化保護層覆蓋該基板，且該圖案化保護層暴露出部分該汲極；以及於該基板上形成一畫素電極，而該畫素電極電性連接該汲極。
- 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構的製造方法，其中該反射層的材質是選自於鉻、鋁、鈦、鉬、鎢、鉭、銅及其組合。
- 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構的製造方法，其中該畫素區包括一反射區與一穿透區，而該些凸起物是位於該反射區中，且該畫素電極從該反射區延伸到該穿透區。
- 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構的製造方法，其中該圖案化保護層之材質包括無機材質。
- 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構的製造方法，其中於該閘極上方的該半導體層的兩側形成該源極與該汲極，且同時形成該反射層覆蓋該些凸起物時，更包括移除該閘極上方部分的該半導體層，以形成一圖案化半導體層。
- 一種畫素結構，包括：一基板，該基板具有一主動元件區與一畫素區；一閘極與多數個凸起物，設置於該基板上，其中，該閘極位於該主動元件區，且該些凸起物位於該畫素區；一閘極絕緣層，覆蓋該閘極與該些凸起物；一圖案化半導體層，設置在該閘極與該些凸起物上方的該閘極絕緣層上；一源極與一汲極，設置於該閘極上方的該圖案化半導體層的兩側；一圖案化保護層，覆蓋該基板且暴露出部分該汲極；一畫素電極，設置於該基板上，而該畫素電極電性連接該汲極；以及一反射層，設置於該些凸起物上方的該畫素電極上，或是設置於該些凸起物上方的該圖案化半導體層與該圖案化保護層之間，其中該反射層與該汲極是相同的膜層且彼此相連。
- 如申請專利範圍第6項所述之畫素結構，其中該反射層的材質是選自於鉻、鋁、鈦、鉬、鎢、鉭、銅及其組合。
- 如申請專利範圍第6項所述之畫素結構，其中該畫素區包括一反射區與一穿透區，而該些凸起物是位於該反射區中，且該畫素電極從該反射區延伸到該穿透區。
- 如申請專利範圍第6項所述之畫素結構，其中該圖案化保護層之材質包括無機材質。
- 一種畫素結構的製造方法，包括：提供一基板，該基板具有一主動元件區與一畫素區；在該基板上形成一閘極，且該閘極位於該主動元件區；形成一閘極絕緣層覆蓋該閘極；在該閘極絕緣層上形成一半導體層，其中該半導體層包括一通道層與多數個凸起物，而該通道層位於該閘極上方的該閘極絕緣層上，該些凸起物位於該畫素區中的該閘極絕緣層上；於該通道層的兩側形成一源極與一汲極，且同時形成一反射層覆蓋該些凸起物，其中該反射層與該汲極是相同的膜層且彼此相連；形成一圖案化保護層覆蓋該基板，且該圖案化保護層暴露出部分該汲極；以及於該基板上形成一畫素電極，且該畫素電極電性連接該汲極。
- 如申請專利範圍第10項所述之畫素結構的製造方法，其中該反射層的材質是選自於鉻、鋁、鈦、鉬、鎢、鉭、銅及其組合。
- 如申請專利範圍第10項所述之畫素結構的製造方法，其中該畫素區包括一反射區與一穿透區，而該些凸起物是位於該反射區中，且該畫素電極從該反射區延伸到該穿透區。
- 如申請專利範圍第10項所述之畫素結構的製造方法，其中該圖案化保護層之材質包括無機材質。
- 如申請專利範圍第10項所述之畫素結構的製造方法，其中於該半導體層的兩側形成該源極與該汲極，且同時形成該反射層覆蓋該些凸起物時，更包括移除該閘極上方部分的該半導體層，以形成一圖案化半導體層。
- 一種畫素結構，包括：一基板，該基板具有一主動元件區與一畫素區；一閘極，設置於該基板上，且該閘極位於該主動元件區；一閘極絕緣層，覆蓋該閘極；一圖案化半導體層，設置在該閘極絕緣層上，其中該圖案化半導體層包括一通道層與多數個凸起物，而該通道層位於該閘極上方的該閘極絕緣層上，該些凸起物位於該畫素區中的該閘極絕緣層上；一源極與一汲極，設置於該通道層的兩側；一圖案化保護層，覆蓋該基板且暴露出部分該汲極；一畫素電極，設置於該基板上，而該畫素電極電性連接該汲極；以及一反射層，覆蓋該些凸起物，且該反射層位於該些凸 起物與該圖案化保護層之間，其中該反射層與該汲極是相同的膜層且彼此相連。
- 如申請專利範圍第15項所述之畫素結構，其中該反射層的材質是選自於鉻、鋁、鈦、鉬、鎢、鉭、銅及其組合。
- 如申請專利範圍第15項所述之畫素結構，其中該畫素區包括一反射區與一穿透區，而該些凸起物是位於該反射區中，且該畫素電極從該反射區延伸到該穿透區。
- 如申請專利範圍第15項所述之畫素結構，其中該圖案化保護層之材質包括無機材質。
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