專(zhuān)利名稱(chēng):薄膜晶體管液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種有效去除薄膜晶體管液晶顯示器像素顯示區(qū)域的非晶硅微粒殘留，以提升薄膜晶體管液晶顯示器合格率的像素結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還涉及一種薄膜晶體管液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)的制作方法。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管液晶顯示器(Thin Film Transistor Liquid CrystalDisplay；TFT LCD)具有省電，畫(huà)質(zhì)佳和響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，故逐漸成為平面顯示器中的主流。其中，主動(dòng)式矩陣驅(qū)動(dòng)技術(shù)又以非晶硅薄膜晶體管組件(Amorphous Silicon Thin Film Transistor；a-SiTFT)為主流。
薄膜晶體管的構(gòu)造主要可分為四種，分別為(a)同平面結(jié)構(gòu)，(b)逆同平面(inverted coplanar)結(jié)構(gòu)，(c)交錯(cuò)型結(jié)構(gòu)，(d)逆交錯(cuò)型(inverted staggered)結(jié)構(gòu)。每種結(jié)構(gòu)都有其應(yīng)用與設(shè)計(jì)，然而，其中逆交錯(cuò)型結(jié)構(gòu)則廣泛地被非晶硅TFT制造業(yè)者所采用。
TFT LCD的制程，主要是依據(jù)電路設(shè)計(jì)要求，在基板表面反復(fù)進(jìn)行薄膜、黃光、蝕刻等不同的制程，以完成薄膜晶體管矩陣結(jié)構(gòu)。其與另一片上面有彩色濾光片的基板配合，組合形成液晶顯示器的空穴之后，再進(jìn)行液晶的注入，以完成該TFT LCD面板。再將該TFT LCD面板裝上驅(qū)動(dòng)電路(IC)，電路板和背光源，再進(jìn)行機(jī)殼模塊組裝及包裝過(guò)程，從而完成成品。
然而，由于制程環(huán)境中的粉塵微粒殘留于基板上，后續(xù)制程中常造成非晶硅蝕刻不完全，以致于形成非晶硅微粒殘留的問(wèn)題。而該非晶硅微粒殘留是一般a-Si TFT LCD的極大缺陷(defect)之一，還由于所產(chǎn)生的非晶硅微粒殘留比一般的微粒殘留較難測(cè)試，特別是當(dāng)非晶硅微粒殘留發(fā)生的位置在像素顯示區(qū)域時(shí)，該非晶硅微粒將與像素電極將產(chǎn)生弱電容耦合效應(yīng)，因而降低該薄膜晶體管液晶顯示器的合格率。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的在于提供一種薄膜晶體管液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)，其可有效地避免a-Si TFT LCD的像素顯示區(qū)域中存在于像素電極下的a-Si微粒殘留。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種薄膜晶體管液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)的制作方法。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的薄膜晶體管液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)，包括一基板；一緩沖層，設(shè)于該基板的一側(cè)表面，且該緩沖層形成一第一緩沖層和一第二緩沖層，其中該第一緩沖層的厚度小于該第二緩沖層的厚度；一像素驅(qū)動(dòng)單元，設(shè)于該第二緩沖層上；一保護(hù)層，設(shè)于該像素驅(qū)動(dòng)單元上，且該保護(hù)層具有一接觸孔；一像素電極，該像素電極覆蓋該第一緩沖層并延伸覆蓋該接觸孔，該像素電極通過(guò)該接觸孔與該像素驅(qū)動(dòng)單元電性連接。
為了消除a-Si TFT LCD的像素顯示區(qū)域中存在于像素電極下的a-Si微粒殘留，根據(jù)本發(fā)明的制造方法包括在一基板的一側(cè)表面上形成一緩沖層；在該緩沖層形成一像素驅(qū)動(dòng)單元；在該緩沖層和像素驅(qū)動(dòng)單元形成一保護(hù)層；圖案化該保護(hù)層，在該像素驅(qū)動(dòng)單元上形成一接觸孔，該緩沖層形成一第一緩沖層和一第二緩沖層，其中該第二緩沖層位于像素驅(qū)動(dòng)單元和基板之間；形成一像素電極，該像素電極覆蓋于該第一緩沖層延伸覆蓋于該接觸孔，通過(guò)該接觸孔使該像素驅(qū)動(dòng)單元與該像素電極電性連接。
本發(fā)明具有以下效果，由于根據(jù)本發(fā)明的薄膜晶體管液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)包括一基板、一緩沖層、一像素驅(qū)動(dòng)單元、一保護(hù)層(鈍化層，passivation layer)、與一像素電極(pixel electrode)，該像素結(jié)構(gòu)可在基板上定義出一像素顯示區(qū)域；該緩沖層完整覆蓋該基板的一側(cè)表面，該像素驅(qū)動(dòng)單元設(shè)于該緩沖層上，而在該像素驅(qū)動(dòng)單元制作后，鍍上一層保護(hù)層，且在定義保護(hù)層的制程中同時(shí)對(duì)該像素顯示區(qū)域進(jìn)行蝕刻制程，直到該緩沖層過(guò)蝕刻(over etching)為止，再制作該像素電極。因而制作像素驅(qū)動(dòng)單元時(shí)，在該像素顯示區(qū)域上所殘留的非晶硅微粒，可隨著該第一緩沖層的過(guò)蝕刻而消除，進(jìn)而使第一緩沖層201上的該像素電極50可避免由于非微粒殘留而產(chǎn)生弱電容耦合效應(yīng)。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的薄膜晶體管液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2-1是本發(fā)明在基板上形成緩沖層的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2-2是本發(fā)明形成像素驅(qū)動(dòng)單元后的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2-3是本發(fā)明形成保護(hù)層后的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2-4是本發(fā)明在保護(hù)層上制作接觸孔，并在同一道制程中對(duì)緩沖層過(guò)蝕刻后的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2-5是本發(fā)明制作像素電極后的像素結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。
本發(fā)明公開(kāi)了一種非晶硅的薄膜晶體管液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)與制作方法，請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)包括一基板10、一緩沖層20、一像素驅(qū)動(dòng)單元30、一保護(hù)層40、與一像素電極50，其中，該緩沖層20完整覆蓋該基板10的一側(cè)表面，該緩沖層20形成一第一緩沖層201和一第二緩沖層202，其中第一緩沖層201的厚度小于第二緩沖層202，且第一緩沖層201的區(qū)域成為像素顯示區(qū)域70，而該緩沖層20可為氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)、或氮氧化硅(SiONx)。
該像素驅(qū)動(dòng)單元30設(shè)置在該第二緩沖層202上，該像素驅(qū)動(dòng)單元30包括一晶體管31、一儲(chǔ)存電容32，且本實(shí)施例的晶體管31是以逆交錯(cuò)型結(jié)構(gòu)為例示出的，其包括漏極311、源極312、非晶硅313、n+型非晶硅314、柵極絕緣層315、和柵極316等結(jié)構(gòu)，但是，晶體管31也可采用同平面結(jié)構(gòu)、逆同平面結(jié)構(gòu)、或交錯(cuò)型結(jié)構(gòu)等其它結(jié)構(gòu)；而該儲(chǔ)存電容32由一下電極321-絕緣層322-上電極323的結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，其中上電極323可與該漏極311連接而一起制成，且柵極絕緣層315與儲(chǔ)存電容32的絕緣層322也可為同一層結(jié)構(gòu)同時(shí)制成。
該保護(hù)層40設(shè)置在該像素驅(qū)動(dòng)單元30上，且該保護(hù)層40具有一接觸孔60，該接觸孔60讓該像素驅(qū)動(dòng)單元30的電性連接的區(qū)域裸露出來(lái)。
如上所述的結(jié)構(gòu)，即可供在形成、定義該保護(hù)層40時(shí)，在同一道制程中對(duì)像素顯示區(qū)域70上的第一緩沖層201進(jìn)行蝕刻制程，直到該第一緩沖層201過(guò)蝕刻部分厚度為止，因而使位于該像素顯示區(qū)域70的該第一緩沖層201的厚度比該第二緩沖層202小，而該像素電極50覆蓋該第一緩沖層201并延伸覆蓋該接觸孔60，讓該像素電極50通過(guò)該接觸孔60與該像素驅(qū)動(dòng)單元30電性連接。
因而制作像素驅(qū)動(dòng)單元30時(shí)，在該像素顯示區(qū)域70上所殘留的非晶硅微粒，可隨著該第一緩沖層201的過(guò)蝕刻而消除，進(jìn)而使第一緩沖層201上的該像素電極50，可避免由于非晶硅微粒殘留而產(chǎn)生弱電容耦合效應(yīng)。
而根據(jù)本發(fā)明的制作方法包括下述步驟緩沖層20在基板10的一側(cè)表面上形成，即在基板10的一側(cè)表面上完整地鍍上緩沖層20，其結(jié)構(gòu)如圖2-1所示，且基板10可定義出像素顯示區(qū)域70，可利用薄膜制程如以硅烷的化學(xué)氣相沉積制作緩沖層20，該緩沖層20可為氮化硅(SiNx)，氧化硅(SiOx)、或氮氧化硅(SiONx)。
在該緩沖層20上形成一像素驅(qū)動(dòng)單元30，該像素驅(qū)動(dòng)單元30包括一晶體管31、一儲(chǔ)存電容32，其在該緩沖層20上不同于像素顯示區(qū)域70的位置制作，如同前述，本實(shí)施例中的晶體管31是以逆交錯(cuò)型為例，包括漏極311、源極312、非晶硅313、n+型非晶硅314、柵極絕緣層315、和柵極316等，其結(jié)構(gòu)如圖2-2所示，其利用半導(dǎo)體制程，如薄膜、黃光、蝕刻等制程加以制作完成，在此不再贅述，同樣的晶體管31也可采用同平面結(jié)構(gòu)、逆同平面結(jié)構(gòu)、或交錯(cuò)型結(jié)構(gòu)等其它結(jié)構(gòu)。而該儲(chǔ)存電容32是由下電極321-絕緣層322-上電極323的結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，其中上電極323可與該漏極311連接而一起制成，且柵極絕緣層315與儲(chǔ)存電容32的絕緣層322也可為同一層結(jié)構(gòu)同時(shí)制成。
保護(hù)層40在該緩沖層20及該像素驅(qū)動(dòng)單元30上形成，其結(jié)構(gòu)如圖2-3所示，且該保護(hù)層40可利用薄膜制程制作完成，而保護(hù)該像素驅(qū)動(dòng)單元30。
圖案化該保護(hù)層40，在該像素驅(qū)動(dòng)單元30上形成一接觸孔60，并將該緩沖層20形成一第一緩沖層201和一第二緩沖層202，其中該第二緩沖層202位于該像素驅(qū)動(dòng)單元30和該基板10之間，而第一緩沖層201位于像素顯示區(qū)域70。其是在制作該接觸孔60的同一道制程中對(duì)像素顯示區(qū)域70上的第一緩沖層201進(jìn)行蝕刻制程，直到該第一緩沖層201過(guò)蝕刻部分厚度為止，其結(jié)構(gòu)如圖2-4所示，因而在制作像素驅(qū)動(dòng)單元30時(shí)在該像素顯示區(qū)域70上的該第一緩沖層201所殘留的非晶硅微粒，可隨著該第一緩沖層201被過(guò)蝕刻而同時(shí)被消除。
形成像素電極50，該像素電極50覆蓋第一緩沖層201上并延伸覆蓋該接觸孔60，讓該像素電極50通過(guò)該接觸孔60與該像素驅(qū)動(dòng)單元30電性連接，其結(jié)構(gòu)如圖2-5所示，該像素電極50可利用薄膜制程如濺鍍加以制作完成。
如上所述，本發(fā)明在制作具接觸孔60的保護(hù)層40的時(shí)候，在同一道制程中對(duì)像素顯示區(qū)域70上的該第一緩沖層201進(jìn)行蝕刻制程，直到該第一緩沖層201過(guò)蝕刻部分厚度為止，因此可有效去除制作薄膜晶體管矩陣時(shí)所殘留的非晶硅微粒殘留，以避免非晶硅微粒在像素電極50的區(qū)域產(chǎn)生弱電容耦合效應(yīng)，進(jìn)而提高薄膜晶體管液晶顯示器的合格率。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于包括一基板(10)；一緩沖層(20)，設(shè)于所述基板(10)的一側(cè)表面，且所述緩沖層(20)形成一第一緩沖層(201)和一第二緩沖層(202)，其中所述第一緩沖層(201)的厚度小于所述第二緩沖層(202)的厚度；一像素驅(qū)動(dòng)單元(30)，設(shè)于所述第二緩沖層(202)上；一保護(hù)層(40)，設(shè)于所述像素驅(qū)動(dòng)單元(30)上，且所述保護(hù)層(40)具有一接觸孔(60)；一像素電極(50)，所述像素電極(50)覆蓋所述第一緩沖層(201)并延伸覆蓋所述接觸孔(60)，所述像素電極(50)通過(guò)所述接觸孔(60)與所述像素驅(qū)動(dòng)單元(30)電性連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的薄膜晶體管液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述像素驅(qū)動(dòng)單元(30)包括一晶體管(31)和一儲(chǔ)存電容(32)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的薄膜晶體管液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述緩沖層(20)為氮化硅、氧化硅、或氮氧化硅中的任意一種。
4.一種薄膜晶體管液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于包括在一基板(10)的一側(cè)表面上形成一緩沖層(20)；在所述緩沖層(20)形成一像素驅(qū)動(dòng)單元(30)；在所述緩沖層(20)和所述像素驅(qū)動(dòng)單元(30)形成一保護(hù)層(40)；圖案化所述保護(hù)層(40)，在所述像素驅(qū)動(dòng)單元(30)上形成一接觸孔(60)，所述緩沖層(20)形成一第一緩沖層(201)和一第二緩沖層(202)，其中該第二緩沖層(202)位于所述像素驅(qū)動(dòng)單元(30)和所述基板(10)之間；形成一像素電極(50)，所述像素電極(50)覆蓋于所述第一緩沖層(201)并延伸覆蓋于所述接觸孔(60)，通過(guò)所述接觸孔(60)使所述像素驅(qū)動(dòng)單元(30)與所述像素電極(50)電性連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的制作方法，其特征在于，所述像素驅(qū)動(dòng)單元(30)包括一晶體管(31)和一儲(chǔ)存電容(32)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的制作方法，其特征在于，所述緩沖層(20)為氮化硅、氧化硅、或氮氧化硅中的任意一種。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種薄膜晶體管液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)及其制作方法，首先在基板上設(shè)置一緩沖層，在像素驅(qū)動(dòng)單元制作后，在制作具有接觸孔的保護(hù)層的時(shí)候，在同一道制程中對(duì)像素顯示區(qū)域進(jìn)行蝕刻制程，直到該緩沖層過(guò)蝕刻為止，從而有效去除像素顯示區(qū)域上殘留的非晶硅微粒，以避免該非晶硅微粒在像素顯示區(qū)域和后續(xù)制程形成的像素電極產(chǎn)生弱電容耦合效應(yīng)，進(jìn)而提高制作薄膜晶體管液晶顯示器的合格率。
文檔編號(hào)G02F1/133GK1991538SQ200510097489
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2005年12月28日
發(fā)明者郭建忠 申請(qǐng)人:勝華科技股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan