TWI292625B - Fabricating method for pixel structure - Google Patents
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Description
-1292625 17302twf.doc/r 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種晝素結構的製造方法，且特別是 有關於一種用於半穿透半反射式液晶顯示面板 (transflective LCD panel )或反射式液晶顯示面板 (reflective LCD panel)之晝素結構的製造方法。 【先前技術】 一般薄膜電晶體液晶顯示器可分為穿透式、反射式， 以及半穿透半反射式三大類，其分類的依據在於光源的利 用以及陣列基板（array)的差異。其中，穿透式之薄膜電 晶體液晶顯示器（transmissive TFT-LCD )主要係以背光源 (backlight)作為光源，其薄膜電晶體陣列基板上的晝素' 電極為透明電極以利背光源所發出的光線穿透。此外，反 射式薄膜電晶體液晶顯示器（reflectiveTFT_LCD)主要係 =前光源（front-light)或是外界光源作為光源，其薄臈 晶體陣列基板上的畫素電極為金屬或其他具有良好反射= ^材質^反射電極，適於將前光源或是外界光源反射。; 穿透半反射式薄膜電晶體液晶顯示器則可視為穿透
If膜包晶體液晶顯示器與反射式薄膜電晶體液晶顯示哭 ^合架構，射_時利时絲以及縣 ^ 源以進行顯示。 ^ 、r曰曰回一 1至圖1D繪示美國專利* 6,490,019號之反射式 不态的製造方法的剖面圖。請先參考圖1A，習知的 、/液晶顯π㈣製造方法包括下列步驟。請先參考圖 1292¾^^ ，首先，在一基板10上形成一第一絕緣層5Q，然後在 第一絕緣層5〇上形成一閘極52。請參考圖1B，在第一絕 緣層5〇上形成一第二絕緣層54，以覆蓋閘極52。然後， 在閘極52上方之第二絕緣層54上形成一半導體層57，其 中半體層57包括一通道層56與配置於 。亥通道層56上之一歐姆接觸層（〇hmicc〇ntactiayer) %。 請參考圖1C，在歐姆接觸層58上形成一源極6〇與 一及極62。然後，在基板1〇上形成一保護層（卯—^姐⑽ 響 layer) 64，以覆蓋源極60與汲極62。接著，移除部分保 遵層64，以形成接觸孔（contact h〇ie) 63，而接觸孔63 暴露出部分汲極62。此外，對於第一絕緣層5〇、第二絕緣 層54與保護層64進行蝕刻，以形成多個凹面部（c〇ncave portion) 66a，而形成凹面部66a的方法可以是乾式蝕刻製 . 程。 、 由於保濩層64的|虫刻率（etching rate)不同於第一絕 緣層50與第一絕緣層54的餘刻率，因此凹面部66a具有 ❿ 錐狀的外形（tapered shape)。此外，由於第一絕緣層5〇 月b夠增加形成凹面部66a所需的|虫刻時間，因此保護層64 受到蝕刻的時間也就增加。換言之，凹面部66a便能^有 較為平滑的錐狀的外形。 ^ 請參考圖1D，在保護層64上形成一反射電極 (reflective electrode) 68，且反射電極68覆蓋凹面部6如 之表面。此外，反射電極68經由接觸孔63與汲極62電性 連接。由於凹面部66a具有較為平滑的錐狀的外形，因此 ,doc/r 〜 反射電極68較不容易產生斷裂的現象。 雖然上述之美國專利第6,49〇,〇19號能夠改善反射電 極68發生斷裂的可能性，但在製程上卻必須額外形成第〜 絕緣層50。此外，由於凹面部66a的深度較深，因此縱使 凹面部66a較為平滑，但反射電極68仍舊有可能合發生
裂。 曰X 【發明内容】 有鑒於此，本發明的目的就是在提供一種晝素結構的 ❿製造方法’以製造出用於半穿透半反射式液晶顯示面板或 全反射式液晶顯示面板之晝素結構。 基於上述目的或其他目的，本發明提出一種晝素結構 的製造方法，其包括下列步驟。首先，提供一基板，在基 板上形成一掃瞄配線、一資料配線與一主動元件，其中主 動元件與掃瞄配線及資料配線電性連接。 ^ *電層，以覆蓋主動元件與資料配線，然== 成一圖案化光阻層，其中圖案化光阻層具有一第一貫孔與 • 多個第一凹陷，且第一貫孔暴露出部分介電層。以圖案ί匕 光阻層為遮罩，移除部分介電層，以形成一圖案化介電層， 中圖木化；丨電層具有一苐二貫孔與多個第二凹陷，且第 二貫孔暴露出部分主動元件，然後移除圖案化光阻層。在 目案化介電層上賴-反射層，其中反射層覆蓋多^第二 凹’且反射層與主動元件電性連接。 依照本發明實施例，形成圖案化光阻層的方法可以是 使用一半調式光罩（half-tonemask)。 .I292^,oc/r 依照本發明實施例，移除部分介電層的方法可以是乾 式餘刻或濕式姓刻。 依照本發明實施例’反射層更覆蓋第二貫孔，且反射 層經由第二貫孔與主動元件電性連接。
依妝本發明貫施例，在移除圖案化光阻層之後與在形 ^反射層前，更包括在圖案化介電層上形成—透明導電 :其中透明導電層覆盘第二貫孔與第二凹陷，且反射芦 j由透叫f層齡動元件紐連接。此外，反射層具^ 開口，其暴露出部分透明導電層。 依,¼本發明貫關，在移除圖案化絲層之後與形成 ^射層之前，更包括在圖案化介電層上形成—透明導電 =且透明導電層經由反射層與主動元件電性連接。此外， 才層具有一開口，其暴露出部分透明導電層。 射/Hi發明實施例，在形成反射層之後，更包括在反 Θ >成-透明導電層’其中透明導電層覆蓋第二貫 反^反Λ層經由透明導電層與主動元件電性連接。此外， 射層^有-開口 ’且透明導電層覆蓋開口。 元件彡雜義線、㈣配線與主動 綠夕在基板上形成掃猫配線與連接至掃目苗配 ^ f亟。然後，在基板上形成一閘絕緣層，以覆苔閉 閘極t方之_緣層上形成—半導體層。接著ί “二tr他線與連接至資料配線之—源極/汲極，且 =極並位於難之兩側，其中前 k罘—貝孔恭路出部分源極/汲極。 1292氣。c/r •基=上述’本發明使用—半調式光罩以形成具有第一 =14第凹陷之圖案化光阻層，然後以此圖案化光阻層 對於介電層進行乾式餘刻製程或濕式侧製程，以 二第二貝孔與第二凹陷。因此’第二凹陷的深度與輪廓 可以彳隻得相當的控制。 為縣發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 重’下文轉較佳實施例，並配合賴圖式，作詳細說 明如下。 【實施方式】 【弟一實施例】
的制、it至®2F_依照本發明第—實_之晝素結構 2 = ί的剖面圖’而圖2G %示依照本發明第一實施 夕#•、請旦素、。構的製造方法的剖面圖，且圖3為圖2F 工t考圖2A與圖3,本發明之晝素結構的製 反射切;? f於半穿透半反射式液晶顯示面板或全 式ϋΐΓί之晝素結構，而本實施例將以全反射 =的製造方法包括下列步驟。首先，提供士=素 而基板110可以是破璃基板、 土板 板。此外，在基板m增一掃他型態： 線130與一主動元件140，其中主動元件u 〇、一育料配 12〇及資料配線⑽電性連接。舉0與掃目苗配線 可以是底部閘極薄膜電晶體、頂^，動元件H0 多晶石夕薄膜電晶體或是其他類型 晶體、低溫 助70件，而本實施例 10 I292^5vfdoc/r 以底部閘極薄膜電晶體為例進行說明。 、，+更詳細而言，在基板110上形成一第一導體層，然後 對於第&體層進行圖案化製程，以形成掃猫配線與 連接至掃瞄配線120之一閘極142。然後，在基板11〇上 形成一閘絕緣層144,以覆蓋閘極142。接著，在閘極142 上方之閘絕緣層144上形成一半導體層146，而半導體層 146可以是包括一通道層146a與配置於通道層14如上之 一歐姆接觸層146b。在基板110上形成第二導體層，然後 對於第二導體層進行圖案化，以形成資料配線13〇與連接 至資料配線130之一源極/汲極148，其中源極/汲極148位 於半導體層144上，並位於閘極142之兩側。然後，移除 邛分歐姆接觸層146b與通道層i46a，以完成主動元件14〇 的製作。 —請參考圖2B，在基板11〇上形成一介電層15〇，以覆 盍主動元件140與資料配線13〇。在本實施例中，介電層 150可以是保護層。然後，在介電層15〇上形成一圖案化 # 光阻層21〇，其中圖案化光阻層210具有一第一貫孔212 與多個第-凹陷214，且第-貫孔212暴露出部分介電層 150。舉例而言，形成此種型態的圖案化光阻層21〇的方^ 可以是先在介電層150上形成一光阻材料層，然後使用— . 半調式光罩對於此光阻材料層進行曝光製程。更詳細而 s，半調式光罩具有透光區、不透光區與半透光區，其中 透光區對應至第一貫孔212,而半透光區對應至第一凹陷 214。由於半透光區與透光區的透光率不同，因此在顯影掣 11 d〇c/r 1292^2)§wf. 陷?i:案化光阻層21〇内便形成出第-貫孔212與 移除部:::二二2:，：圖案化光阻層21〇為遮罩， 具有一第二貫孔仙與多個第二凹陷 二#?ί 貝孔152a暴露出部分主動元件140。由於第 3以稱為a接暴觸露孔出部分主動元件14G，因此第二貫孔152a 首先更言，形成_化介電層152包括下列步驟。 2Γ所-夕“ρ分介電層150，以形成第二貫孔152a，如圖 ^不曰。然後’移除部分圖案化光阻層21〇，以使第—凹 恭露出下方的介電層15〇，如圖2d所示。接著 =分介電^50,以形成第二凹陷咖，如圖2E所示。 泣，形成第二貫孔152a與第二凹陷⑽的方法可以是 y飯刻衣私或濕式侧製程，而本實施例採用乾式餘刻 ‘程。再來，移除圖案化光阻層21〇。 明苓考圖2F與圖3,在圖案化介電層152上形成一 明導電層16G，其中透明導電層⑽覆㈣二貫孔152&鱼 第二凹陷152b，因此透明導電層16〇經由第二貫孔152鱼 主動元件140電性連接。此外，透明導體層16〇的材質;^ 以是銦錫氧化物（indium tin oxide，IT〇)、銷鋅氧化物 (indium zinc oxide, ΙΖΟ)、鋅鋁氧化物（aluminum — oxide，AZO)或是其他透明導體材質。然後，在透明導體 層160上形成反射層170，其中反射層17〇至少覆蓋第二 I292$^)lw f.doc/r 凹陷152b’且反射層17〇經由透明導電層l6〇與主動元件 140電性連接。至此大致完成晝素結構1〇〇的製作。另外， 反射層170的材質可以是在呂、紹合金、銀或是其他具有高 反射率的金屬。 請參考圖2G，值得注意的是，本實施例並不限定需 :成透明導電層⑽與反射層17G，也可以單獨形成反射 層170。此時，反射層170需覆蓋第二貫孔咖，因此反 射層170彳能夠經由第二貫孔152a與主動元件14〇電性 接。 μ由於本發明使用半調式光罩以形成具有第-貫孔212 么，214之圖案化光阻層21。，然後以此圖案化光 阻層為遮罩對於介電層15〇進行似燦程，⑽成第二貫 與第二凹陷⑽。因此，第二凹陷⑽的深度與 幸==獲得相當的控制。此外，本發明之晝素結構的製 ^ 現有的製知相容無須增加額外的製程設備。另 外相車乂於4知技術需額外开》成第一絕緣層，本發明並不 需^增加其他的膜層便可製造出用於反射式液晶顯示面板 ^畫素結構。再者，相較於習知技術，本實施例之第二凹 fe l52b的深度較淺，因此反射層口〇較不產生斷裂的現 象。 【弟'一貫施例】 ，圖4 A至圖4 b緣示依照本發明第二實施例之畫素結構 的製造方法的剖面圖’而圖5為圖犯之俯視圖。圖牝與 圖仍綠示依照本發明第二實施例之另—晝素结構的製造 13 丄么 W^O^lwf.doc/r 方法的剖面圖。請先參考圖Μ與圖5，本實施例與上述實 施例相似，其不同之處在於：在本實施例中，形成第二貫 孔312a與第二凹陷312b的方法為濕式蝕刻製程，因此第 一凹陷312b能夠具有球面狀的外形。 明參考圖4B與圖5，在移除圖案化光阻層21〇之後， 在圖案化介電層310上形成透明導體層16〇，其中透明導 脰層160復盍形成第二貫孔312a與第二凹陷312b，因此 透明導體層160經由第二貫孔312a與主動元件14〇電性連 _ 接。然後’在透明導體層160上形成反射層32〇，其中反 射層320至少覆蓋第二凹陷312b，且反射層32〇具有一開 口 320a，其暴露出部分透明導體層160。換言之，開口 32〇a 也就是穿透區域。由於晝素結構3⑻可以分為反射區域與 牙透區域，因此晝素結構3〇〇也可以用於半穿透半反射式 液晶鮮頁不面板中。 請參考圖4C，反射層32〇也可以直接經由第二貫孔 312a與主動元件14〇電性連接，而透明導體層16〇在經由 φ 反射層320與主動元件140電性連接。 請參考圖4D，本實施例並不限定透明導體層16〇與 反射層320的形成順序，因此本實施例也可以先形成反射 層，然後才形成透明導體層160。此外，透明導體層 160係經由第二貫孔312a與主動元件140電性連接。 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，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護 I292^4f>doc/r 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 圖1A至圖1D繪示美國專利第6,490,019號之反射式 液晶顯示器的製造方法的剖面圖。 圖2A至圖2F繪示依照本發明第一實施例之晝素結構 的製造方法的剖面圖。 圖2G繪示依照本發明第一實施例之另一晝素結構的 製造方法的剖面圖。 • 圖3為圖2F之俯視圖。 圖4A至圖4B繪示依照本發明第二實施例之晝素結構 的製造方法的剖面圖。 圖4C與圖4D繪示依照本發明第二實施例之另一晝素 結構的製造方法的剖面圖。 圖5為圖4B之俯視圖。 【主要元件符號說明】 10 :基板 φ 50 :第一絕緣層 52 :閘極 54 :第二絕緣層 56 :半導體層 57 :通道層 58 :歐姆接觸層 60 :源極 62 :汲極 15 ,doc/r 63 :接觸孔 64 :保護層 66a :凹面部 68 :反射電極 100 :晝素結構 110 :基板 120 :掃瞄配線 130 :資料配線 φ 140:主動元件 142 :閘極 144 :閘絕緣層 146 :半導體層 146a :通道層 146b :歐姆接觸層 148 :源極/汲極 150 :介電層 152 :圖案化介電層 • 152a、312a :第二貫孔 152b、312b :第二凹陷 160 :透明導電層 170、320 :反射層 , 210 :圖案化光阻層 212 ··第一貫孔 214 :第一凹陷 320a :開口 16
Claims (1)
1 f.doc/r 十、申請專利範圍： 1. 一種晝素結構的製造方法’包括· 提供一基板； 在該基板上形成一掃猫配線、一資料配線與一主動元 件，其中該主動元件與該掃瞄配線及該資料配線電性連接； 在該基板上形成一介電層，以覆蓋該主動元件與該資 料配線； 在該介電層上形成一圖案化光阻層，其中該圖案化光 阻層具有一第一貫孔與多數個第一凹陷，且該第一貫孔暴 露出部分該介電層； 以該圖案化光阻層為遮罩，移除部分該介電層，以形 成一圖案化介電層，其中該圖案化介電層具有一第二貫孔 與多數個第二凹陷，且該第二貫孔暴露出部分該主動元件； 移除該圖案化光阻層；以及 在該圖案化介電層上形成一反射層，其中該反射層覆 蓋該些第二凹陷，且該反射層與該主動元件電性連接。 2. 如申請專利範圍第1項所述之晝素結構的製造方 法，其中形成該圖案化光阻層之方法為使用一半調式光罩。 3. 如申請專利範圍第1項所述之晝素結構的製造方 法，其中移除部分該介電層之方法包括乾式蝕刻製程或濕 式蝕刻製程。 4. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構的製造方 法，其中該反射層更覆蓋該第二貫孔，且該反射層經由該 第二貫孔與該主動元件電性連接。 (^) 17 doc/r 1292^2<L· 5. 如申請專利範圍第1項所述之晝素結構的製造方 法，其中在移除該圖案化光阻層之後與形成該反射層之 前，更包括在該圖案化介電層上形成一透明導電層，其中 該透明導電層覆蓋該第二貫孔與該些第二凹陷，且該反射 層經由該透明導電層與該主動元件電性連接。 6. 如申請專利範圍第5項所述之畫素結構的製造方 法，其中該反射層具有一開口，暴露出部分該透明導電層。 7. 如申請專利範圍第1項所述之晝素結構的製造方 法，其中在移除該圖案化光阻層之後與形成該反射層之 前，更包括在該圖案化介電層上形成一透明導電層，且該 透明導電層經由該反射層與該主動元件電性連接。 8. 如申請專利範圍第7項所述之晝素結構的製造方 法，其中該反射層具有一開口，暴露出部分該透明導電層。 9. 如申請專利範圍第1項所述之晝素結構的製造方 法，其中在形成該反射層之後，更包括在該反射層上形成 一透明導電層，其中該透明導電層覆蓋該第二貫孔，且該 反射層經由該透明導電層與該主動元件電性連接。 10. 如申請專利範圍第9項所述之晝素結構的製造方 法，其中該反射層具有一開口，且該透明導電層覆蓋該開 Π 〇 11. 如申請專利範圍第1項所述之晝素結構的製造方 法，其中形成該掃猫配線、該資料配線與該主動元件之方 法包括： 在該基板上形成該掃猫配線與連接至該掃猫配線之 (¾) 18 f.doc/r 一閘極； 在該基板上形成一閘絕緣層，以覆蓋該閘極； 在該閘極上方之該閘絕緣層上形成一半導體層；以及 在該基板上形成該資料配線與連接至該資料配線之 一源極/汲極，且該源極/汲極位於該半導體層上，並位於 該閘極之兩側，其中該第二貫孔暴露出部分該源極/汲極。
(^) 19
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