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TWI260093B - Thin film transistor with microlens structure, forming method thereof and TFT display panel comprising thereof - Google Patents

Thin film transistor with microlens structure, forming method thereof and TFT display panel comprising thereof Download PDF

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TWI260093B
TWI260093B TW094102108A TW94102108A TWI260093B TW I260093 B TWI260093 B TW I260093B TW 094102108 A TW094102108 A TW 094102108A TW 94102108 A TW94102108 A TW 94102108A TW I260093 B TWI260093 B TW I260093B
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TW
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thin film
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forming
film transistor
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Inventor
Ming-Sung Shih
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Au Optronics Corp
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    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
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    • H10F39/8063—Microlenses

Landscapes

  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Description

曰曰 體，且 1260093 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本务明係有關薄膜電 透鏡結構的薄膜電晶體。 特別是有關於一種有微 【先前技術】 溥膜電晶體除了可 ，也可以作為影像感測器，擷取；：：：：士的驅動元件 或雷射投影筆其應用包括影印、光筆 •r式電視、自動心ί償= 路互動視訊等功能。 先商子心像機以及網 通^ ’專1¾電晶體液晶顯干哭 示，其中的非晶石夕薄膜u體;;件圖所 Charniei Etch)結構，如第2 f為月通逗蝕刻（Back 光吸收材料，特別是在可見光範=，’因非晶:夕為相當好的 蝕刻結構當作薄膜電晶體光感測器因此:利用此背通道 晶石夕薄膜電晶體感測器的形二需$二取影像二但目前的非 不器製程’因此薄膜電晶體感測：：：：：晶體顯 •對比 I t田對比值過低，無法彩色 影像丨 p或擷取出品質較佳的 2·當作指紋或掌紋辨識，容易 3·當作互動式電視或監視器的：：買錯誤’· 種環境下使用； μ入没備’將無法在各 0632-A50306TWf(5.0) ； AU0404049 ； JASON.ptd 第6頁 1260093 〜^一 五、發明說明（2) 4.對比值過低，造成後段放大 ^， 路分辨信號的困 5 ·因光電流較小所以反應時間較慢 【發明内容】 本發明之實施例係配合薄膜崎、 開=率的製程或反射式薄膜電晶體;C夜晶顯示器目前高 測态上方形成一微透鏡結構聚光，提:“在薄膜電晶體感 的光電流。 阿缚膜電晶體感測器 >本發明之一實施例係提供一種 窀晶體，包括一金屬閘極、一閘極介泰=透鏡結構的薄膜 一源/汲極金屬層以及一微透鏡；金】^、一半導體層、 ，閘極介電層覆蓋該閘極，半雕^ ?極位於一基板上 上，源/沒極金屬層分別覆蓋該極介電層 露出介於該源極^/汲極金屬層間之該=^雕衣面之兩側， 位於露出之該半導體層的上方。^ ^ ~版層，而微透鏡 本發明之實施例亦提供一種呈右 晶體形成方法，包括形成一薄膜電晶體電 I·，電晶體有-半導體層，其兩侧分別為； 層所覆蓋’而露出介於該源極，汲極金屬層；^丰：： 層；以及形成一微透鏡，位於露出之該半導體歧 依據本發明實施例所形成之且右料噯供处" 曰曰 體有如下優點：&之具有被透鏡結構的薄膜電 1.配合目前非晶石夕薄膜電晶體液晶顯示器製程，製裎 0632-A50306TWf(5.0) ； AU0404049 ； JASON.ptd $ 7頁 1260093 五、發明說明（3) 簡單； 2 ·不增加額外成本； 3·有高畫質的影像擷取功能； y 4 ·透過黃光製程及光罩設計可控制光組材料的形狀， 形成各種所需的微透鏡結構； 5 ·反應時間快。 【實施方式】 現請麥照第3圖，其為依據本發明之一實施例之具有 | ，透鏡結構的薄膜電晶體，包括一金屬閘極3 〇 3、一閘钰 介電層305、一半導體層3 〇7、一源/汲極金屬層3〇9以及 一微透鏡3 11 ;金屬閘極3 〇 3位於一基板3 〇 1上，閘極介電 層305覆盍該金屬閘極303，半導體層3〇7位於該閘極介電 層3 0 5上，源/汲極金屬層3 0 9分別覆蓋該半導體層3 〇 7上 表面之兩侧，露出介於該源極/汲極金屬層3 〇 9間之該半 導體層307，而微透鏡311位於露出之該半導體層307的上 方。較佳而言，該半導體層之材質包含石夕，其可以為包含 非晶矽、單晶矽或多晶矽。於一實施例中，係為一非晶 質。 如第3圖β示，該微透鏡31 1與該半導體層3 0 7之間夹 有一護層（passivation layer)310，較佳而言，該微透鏡 3 1 1之材質為一光阻材料。此微透鏡3 1 1可以藉由光阻材料 以旋轉方式塗佈（spin coating)或是以狹缝方式塗佈 (s 1 i t coat i ng)，再經軟烤、曝光、顯影及漂白照光後， 0632-A50306TWf(5.0) ； AU0404049 ； JASON.ptd 第8頁 1260093 五、發明説明（4) 幾乎矸以達到透光率大於9 5 %，是一個相當理想的聚光透 鏡，透過此微透鏡3 1 1將外界的光信號放大，可有效地提 昇非晶矽薄膜電晶體感測器的光電流。 舉例而言，形成微透鏡3 1 1之材質可以使用有機光阻 材料，其於微影標準製程之後，若再經過紫外線漂白照光 (UV bleach)及烤爐微烤（〇veri Curing)後，可呈現高穿透 度的壓克力樹酯者即可符合本發明之使用。於本發明之數 個實施例中，我們可以使用例如日本JSR廒商之產品型號 如PC 4 0 3B、PC 41 1、JS100、JS 2 0 0 ····等光阻。 _ 於一實施例中，如第3圖所示，微透鏡3 11與該半導體 層307之間之護層（passivation layer)31〇並非為必要之 條件。例如’當此薄膜電晶體係僅僅作為感測器之用時， 該微透鏡311與該半導體層307係可直接接觸，並不需要護 層（passivation layer)310之存在。但是，如果此電 晶體要當作驅動元件，或是需要具備儲存電容之功能時， 則微透鏡3 11與該半導體層3 0 7之間就可以有一護層此 (passivation 1 ayer)310 ° 曰 率損失的影響，雖然開口率會降低3至5 薄膜電晶體液晶顯示面板的產品應用價 本發明亦提供一種薄膜電晶體液晶顯示面板，包括一 _素陣列，如第4圖所示，該晝素陣列包括—前段感測電 路401以及一後段放大器電路4〇3，前段感測電路4〇1包括 如上逑之具有微透鏡結構的薄膜電晶體&。於此每施例 中’前段感測電路401可置於藍色的晝素\，可^低^開口 ’卻可大幅提昇 0632-A50306TWf(5.0) ； AU0404049 ； JASON.ptd 第9頁
1260093 五、發明說明（5) 曰辦本毛明之實施例亦提供一種具有微透鏡結構的薄膜電 上，开^ ^方去’包括形成一薄膜電晶體於一玻璃基板3 0 1 八，第3圖所示，該薄膜電晶體有一半導體層3 0 7，其兩 二及極金屬層3 0 9所覆蓋，而露出介於該源極 311 ，"、’、麵。層3 〇 9間之該半導體層3 〇 7 ;以及形成一微透鏡 4於路出之該半導體層307上方。較佳而言，該半導 ς島；…含石夕，其可以為包含非晶石夕、單晶石夕或多晶 夕。於一貫施例中，係為一非晶矽材質。 |癱^』再者該具有微迓鏡結構的薄膜電晶體形成方法可f 匕於該微透鏡311與該半導體層30 7之間形成一護層 = = = layer)310，較佳而言，該微透鏡311之材 i材料以(其中成該微透鏡之步驟包括將該光 曰雕 轉力式（spin、sllt coating)塗佈於該薄膜電 =二，/而形成該微透鏡之步驟包括以微影製程控制_ 透鏡的形狀，微影製程包括軟烤（sQftbake)、曝光制⑸ 』fe)、顯影（devel0 ㈣ ent)、硬烤（hardbake)或其 ,„ ^發明之實施例係配合薄膜電晶體液晶顯示器目前古 气：：：製程或反射式薄膜電晶體製程，在薄膜電晶體： 測益上方形成一微透鏡結構聚光，収感 的光電流。 门潯胰包日日體感測器 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上， :艮=發明，任何熟習此技藝者，在不脫離：發； 和粑圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之^ 0632-A50306TWf(5.0) ； AU0404049 ； JASON.ptd 第10頁 1260093 五、發明說明（6) 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
第11頁 0632-A50306TWf(5.0) ； AU0404049 ； JASON.ptd 1260093 圖式簡單說明 第1圖為薄膜電晶體液晶顯示器之晝素陣列。 第2圖為背通道蝕刻結構的薄膜電晶體。 第3圖為依據本發明之一實施例之具有微透鏡結構的 薄膜電晶體之結構圖。 第4圖為包括第3圖所示具有微透鏡結構的薄膜電晶體 之晝素陣列。 【主要元件符號說明】 3 0 1〜玻璃基板； 鲁 3 0 3〜金屬閘極； 3 0 5〜閘極介電層； 3 0 7〜半導體層； 3 0 9〜源/汲極金屬層； 3 1 1〜微透鏡； 4 0 1〜前段感測電路； 4 0 3〜後段放大器電路；
Tp〜具有微透鏡結構的薄膜電晶體。 ❿
0632-A50306T\Vf(5.0) ； AU0404049 ； JASON.ptd 第12頁

Claims (1)

1260093 六、申請專利範圍 1 · 一種具有微透鏡結構的薄膜電晶體，包括： 一金屬閘極，位於/玻璃基板上； 一閘極介電層，覆蓋該閘極； 一半導體層，位於該閘極介電層上； 侧 二源/沒極金屬層，分別覆蓋該半導體層上表面之兩 路出介於該源極/汲極金屬層間之該半導體層，·以及 一微透鏡，位.於露出之該半導體層的上方。 膜-2曰m利範圍第1項所述之具有微透鏡結構的薄 •'7aa ，，、尹，該微透鏡與該半導體層之間夹有一護屑 "Passivation layer〇。 嘴 膜電3曰：申ί:利J圍第1項所述之具有微透鏡結構的薄 t %日日胜其中，該半導體層之材質包含矽。 〜 膜電4曰：m圍第1項所述之具有微透鏡結構的灌 5二：.微透鏡之材質為-光阻材料。 利二[/所電晶體液晶顯示面板，其係“如申^ R鐘λ返之具有微透鏡結構的薄膜電曰體寻 括： 口構的缚膜電晶體形成方法，包 形成一薄膜電晶體於—破 —半導體層，其兩側分別為源入居該薄膜電晶體有 出介於該源極，没極金屬層間之所覆蓋，而露 形成一微透鏡，位於 孓忒牛¥歧層；以及 7.如申請專利範” 該半導體層上方。 膜電晶體形成方法，其中 述之具有微透鏡結構 該微透鏡與該半導稱的涛 T ’體層之間失 0632-A50306TlVf(5.0) ； AU0404049 ； JASON.ptd 第13 頁 !26〇〇93 ’、、申請專利範圍 口蒦層（passivation layer L如申請專利範圍第6項所述之具有微透鏡結構的薄 联电晶體形成方法，其中，該半導體島之材質為石夕。 9.如申請專利範圍第6項所述之具有微透鏡結構的薄 止笔日日體形成方法，其中，該微透鏡之材質為一光阻材 膜電 光P且 ► 膜電 影製 如申請專利範圍第9項所述之具有微透鏡結構的薄 晶體形成方法，其中，形成該微透鏡之步驟包括^ 材料塗佈於該薄膜電晶體上。 ☆ W 如申請專利範圍第6項所述之具有微透鏡社 晶體形成方法，其中，形成該微透鏡之步驟赵、、， 程控制該微透鏡的形狀。 Μ微
0632-A50306TWf(5.0) ； AU0404049 ； JASON.ptd 第14頁
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