TWI308985B - Pixel structure of in-plane switching liquid crystal display and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
1308985 1397〇twf. doc/c 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於-種畫素結構及其製 別是有關於一種共平面轉換液晶顯板夸甚特 製作方法。 攸之畫素結構及其 【先前技術】 11¾著多媒體技術的高度發展，^ 傳遞大多已由類比轉為數位傳輸，而：= 象：訊的 生活模式，視訊或影像裝置之體積也如名σ現代 傳統的陰極射線管（Cathc)deRayTubfmi: ，於其内部電子腔的結構，使得顯示=符= 匕以及低消耗功率的需求，：使用：: ”與半導體製造技術之成熟，平面顯示㊁ (Flat Panel Dlsplay)便蓬勃發展起來，其 顯〒器（Liquid Crystal Display，LCD)基^其低^ 壓操作、無輻射線散射、重量輕以及體積小等優點，' 更逐漸取代傳統的陰極射線管顯示器而成為近 顯示器產品之主流。 西然^，液晶顯示器目前仍存在視角範圍狹窄與 4貝格偏尚等問題’因此如何增加其視角範圍，是目 前急需改善的課題之一。現今已有許多廣視角液晶 顯示器方案被提出，其包括有多域垂直配向= (Multi-domain Vertical Alignment, MVA)液晶顯示 I3〇89^〇twf,oc/c 益1共平面轉換（In-plane Switching，IPS)液晶顯 不益以及邊緣電場轉換模式（Fringe Field Switching，FFS)液晶顯示器等等。 圖1繪示為習知一種共平面轉換液晶顯示器之 晝素結構。請參照圖1，此畫素結構1〇〇包括一 膜電晶體110、多條驅動電極13〇以及多條共用電 極140。其中’驅動電極13〇以及共用電極⑽係 配，於同-玻璃基板1()2 (緣示於圖2E)上，且彼 此交互平行排列，而驅動電極13〇係電性 此外’薄膜電晶請係藉由掃： 配線H)4與賢料配線1G6進行驅動，其中當晝面資 料沿貧料配線106寫入薄膜電晶冑110日夺，驅動電 極130與共用電極140之間將產生水平方向之電場， 以驅動液晶分子沿電場方向 顯示的效果。 心』适4 Μ祝角 圖2Α〜圖2Ε所緣示為習知一種共 ;顯示器之畫素結構製程的剖面流程圖換： 圖2 Α所示，進行第—指氺罢制 m 板102上沈積一閘絕緣屏口回Β所不，於玻璃基 製程，以於閘極112上日2j並進订第二道光罩 上方之間絕緣層12 2卜·a、 歐姆接觸層118。然後，= 形成一源極歐姆接觸層…上 第四道光罩製程，简圖案化 1308985 13970twf.doc/c 接著，如圖2E所示，進行第五道光罩製程，以於保 護層124上形成交互穿插排列的驅動電極130與共 用電極140。此外，在上述晝素結構之製程後，更 可於此晝素結構100上全面性地沈積一層配向膜 150。 請同時參照圖1及圖2E，由於驅動電極130 與共用電極140有一定的厚度，因此沈積於其上的 配向膜150相較於電極兩側的區域會有一斷差產 生。如此一來，當進行配向工程時，由於配向膜15 0 之配向方向D和電極130、140的延伸方向之間具 有一夾角0，使得電極兩侧區域144可能發生液晶 配向不良的情形，造成液晶分子無法正常轉動，因 而降低了液晶顯示器的顯示品質。此外，習知的共 平面轉換液晶顯示面板之晝素結構的製程通常需進行五道 光罩製程，且在定義源極/汲極時，亦可能蝕刻到部分的 通道層，因此不僅製程時間較長，且其製程良率亦無法有 效提昇。 【發明内容】 本發明的目的就是在提供一種共平面轉換液晶顯示 面板之晝素結構，用以改善因電極兩側之高度斷差所 造成之液晶分子配向不良的情形。 本發明的另一目的是提供一種共平面轉換液晶顯示 面板之晝素結構的製作方法，其可降低所需使用之光 罩製程，以縮短製程時間，並可避免通道層在製程 中受到蝕刻，進而提供較佳之製程良率。 1308985 13970twf.doc/c 本發明提出一種共平面轉換液晶顯示面板之晝素結 構，其適於架構於一基板上，並藉由一掃描配線與—資料 配線進行驅動。晝素結構包括一薄膜電晶體、一介電層、 多條驅動電極以及多條共用電極，其中薄膜電晶體配置於 基板上，且耦接至掃描配線與資料配線，而介電層係由薄 膜電晶體内向外延伸而覆蓋於基板上。此外，驅動電極與 共用電極係嵌設(embedded)於介電層内，其中驅動電極係 編妾至4膜電晶體’且共用電極係與驅動電極交互穿插 置。 x 扠出 /丨王里尔邱偁的眾邗万沄，通用於一丑 =轉換液晶顯示面板。首先，提供-基板，其上係^ =主動元件11，且絲元件區内已形成有-閘極、覆罢 ^之-_緣層以及位㈣絕緣層上之—通道層。 二於::表層上形成一保護層’且保護層係覆蓋通道層。 二緣層，以於通道層上方的保護 曰W成源極/沒極接觸窗開口 患 =穿，置的多條驅動電極舆多條共= ‘上所述，本發明係於主動 、用电極。 閘絕緣層中形成多個條狀電極開口，並於卜的保護層與 形成交互穿插配置的多條驅動電極與多條共 1308985 13970twf.doc/c 此，本發明能減少電極兩側的高度斷差，從而減少配 向不良的情況發生。此外，本發明之晝素結構的製作方 法需歷經四道光罩製程，因此可有效降低製造成本。 為讓本發明之上述和其他目的、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。 ' 【實施方式】 圖3繪示本發明之一種共平面轉換液晶顯示器之 畫素結構的剖面示意圖。請參照圖3，晝素結構3〇〇係 架構於-基板302上，其例如是一玻璃基板，且此晝素結 構300例如是藉由一掃描配線與一資料配線（未繪示）進 灯驅動。晝素結構300包括一薄膜電晶體31〇、一介 320、多條驅動電極33G以及多條共用電極 340，其中镇 膜電晶體係配置於基板3〇2上，並幢至掃描配線: 未綠示）。此外，介電層320例如是由薄膜電 曰曰脰3Η)内之1絕緣層322與一保護層324向外延戶 形成’其中介電層細例如具有多個條狀如324b f 驅動電極330與共用電極姻係嵌設於開口 324b内， 呈父互穿插配置。另外’驅動 亚 體310,並與共用電極3㈣徂卜工竹耦接至核電晶 田，、，“μ ^供—水平方向之驅動電埸 用& 結構綱上方之液晶 努’ :=圖3,薄膜電晶體31。之一咖二 道層314係對應於閘極犯而配置於閘二層It通 0此 1308985 13970twf.doc/c 外，保護層324係配置於通道層314上，且保護層324中 具有一源極/汲極接觸窗開口 324a，而源極/汲極316係配 置於保護層324上，並藉由源極/汲極接觸窗開口 32如連 接通道層314。在本實施例中，源極/汲極316、驅動電極 330以及共用電極34〇例如是同一圖案化線路，且此圖案 化線路例如是由一金屬材料層328與一透明導電材料層 338所構成之複合導電層，其中金屬材料層328之材質例 如是鉻(Cr)或鋁(A1)等金屬材質，而透明導電材料層现 之材質例如是銦錫氧化物(Indium Tin 〇xide, IT〇)或銦鋅 氧化物(Indium Zinc Oxide, ΙΖΟ)等。當然，在本發明之其 他實施例中，此圖案化線路亦可以是僅由金屬或透明氧化 物其中一種導電材質所構成之單一導電層。 值得一提的是，上述之薄膜電晶體31〇例如更可包 括一歐姆接觸層318’其配置於源極/汲極316與通道層314 之間，用以增加源極/汲極316與通道層314之間的導電 性。此外，共用電極34〇與基板302之間以及驅動電極wo 與基板302之間例如具有一黏著層36〇，用以增加共用電 極340、驅動電極330與基板302之間的黏著性。在一實 施例中，黏著層360與歐姆接觸層318例如可以是同一膜 層，其材質例如是摻雜非晶矽。 承上所述，本發明係使驅動電極33〇與共用電極34〇 肷^又於；I電層320中，以提供一較為平坦的表面，當在 晝素結構300上形成配向膜350時，將可減少配向膜 1308985 13970twf.doc/c 350在驅動電極330與共用電極34〇兩側可能形成的 高度斷差。如此一來，便可避免配向不良的情形， 進而提供較佳的顯示品質。
為了詳細說明本發明之特徵，下文係提出上述 之晝素結構的一種製作方法加以說明。請參考圖4A 〜4D ’其依序繪示本發明之晝素結構的製程剖面流 程圖。
首先’如圖4A所示，提供一基板302，其中基板302 上係劃分有一主動元件區304及一電極區306。之後，在 基板302上沈積一金屬層（未繪示），其材質例如是鉻(Cr)， 並藉由第一道光罩製程來圖案化此金屬層，以於主動元件 區304内形成閘極312。 接著，如圖4B所示，於基板302上形成一閘絕緣層 322，其係覆蓋閘極312，而此閘絕緣層322的材質例如 是氧化矽(SiO)或氮化矽(SiN)等其他絕緣材料。之後，於
閘絕緣層322上形成一非晶矽(&_別)材料層（未繪示），並藉 由第一道光罩製程來圖案化此非晶石夕材料層，以形成通道 層 314。 然後，如圖4C所示，於閘絕緣層322上形成一保護 層32二’其係覆蓋通道層314，且此保護層324的材質例 如為氮化⑦(SiN)。接著，進行第三道鮮製程，以於通 道層3丨4上方的保護層324中形成源極/汲極接觸窗開口 324a，並且於電極區306内之保護層324與閘絕緣層 11
I308HC/C 中形成多個條狀電極開口 324b。 非曰矽層遍圖4D所不，於基板302上依序形成一播雜 非曰曰石夕層368、-金屬材料層328以及—透明導電材❹ 338 ’並且進行第四道光罩製程，其中藉由摻雜非晶石夕^ 368可於源極/汲極接觸窗開口魏内與條狀電極開: 324b内分別形成歐姆接觸層318與黏著層36〇。此外，藉 由金屬材料層328與透明導電材料層338則可形成源極曰/
汲極316，並且同時於條狀電極開口 324b内形成交互穿 插配置的驅動電極330與共用電極340。
本發明之畫素結構的製作方法僅使用四道光罩製 私，因此可具有較佳之製程效率與較低的製作成本。 此外’當進行第四道光罩製程（如圖4D所示）以形成 源極/汲極316時，通道層314可受到上方之保護層324 的保護，因此可避免通道層314受到蝕刻。值得一提的是， 在製作驅動電極330與共用電極340時，.本發明亦可選擇 性地僅形成金屬材料層328或透明導電材料層338其中之 一，且更可調整其他膜層（例如保護層324或閘絕緣層322) 與此金屬材料層328或透明導電材料層338之間的製程參 數，以求得最佳化的尺寸(例如厚度)搭配，進而提供較為 平坦之表面。 綜上所述，本發明之共平面轉換液晶顯示面板的晝 素結構及其製作方法至少具有下列特徵與優點： (1)驅動電極與共用電極係嵌設於介電層中，因此可 12 'twf.doc/c 有效減少配向膜 度’從而減少阶二 極兩側的區域產生的斷差高 (2) 僅需二四的情況發生。 作成本，並提高生、光罩製程，因此可有效節省製 (3) 可有效確保 '率— 率，且因通道屑 & 曰之完整，以提供較佳之製程良 或光漏電流，‘而可相對縮減，更有助於降低漏電流 雖然本發明素結構之整體t性表現。 以限定本發明^實施綱⑸上，然其並非用 神和範_，當可 ^ $脫離本發明之精 護範圍當視—+更動與，_，因此本發明之仅 申請專利範圍所界定者^。保 ^ 、曰示為習知一種共平面間轉拖> 之晝素結構。 轉換液晶顯示器 圖严〜圖2£所料為習知 液曰曰顯示器之晝素結構製程的剖：干面間轉換 圖3繪示本發明之王… 晝素結構的剖面示意圖。十轉钱液晶顯示器之 圖4A〜圖4D ’其依序繪示本發 製程剖面流程圖。 <i素結構的 【主要元件符號說明】 1〇〇:晝素結構 W2:玻璃基板 104 :掃瞄配線 13 1308985 13970twf.doc/c 106 :資料配線 110 :薄膜電晶體 112 :閘極 114 :通道層 116 :源極/汲極 118 :歐姆接觸層 122 :閘絕緣層 124 :保護層 130 :驅動電極 140 :共用電極 144 :電極兩側區域 150 :配向膜 D :配向方向 0 :夾角 300 :畫素結構 302 :基板 304 :主動元件區 306 .電極區 310 :薄膜電晶體 312 :閘極 314 :通道層 316 :源極/汲極 318 :歐姆接觸層 1308985 13970twf.doc/c 320 :介電層 322 :閘絕緣層 324 :保護層 324a :源極/汲極接觸窗開口 324b :條狀電極開口 328 金屬材料層 330 驅動電極 338 透明導電材料層 340 共用電極 350 配向膜 360 黏著層 368 摻雜非晶矽層 15
Claims (1)
- --4^98985 軸月>〇日修正替換頁 97-11-20 十、申請專利範圍： h種共平面轉換液晶顯示面板查士 構於一基板上，並#由-掃描配社’適於架 動，該晝素結構包括： 、、枓配線進行驅 一薄膜電晶體，配置於該基板上， 耦接至該掃描配線與該資料配線； δΛ/犋電晶體係 一介電層，将由缚撞膜雪曰iS* 雷曰触βα 膜體内之—閘絕緣芦鱗讀腊 電日日體内之一保護層向外延伸而覆蓋於 曰/、以4臈 絕緣層位於該保護層以及該基板之間，且H _其中該間 延伸的該閘絕緣層與該保護層相互重4;〜、电晶體向外 多數條驅動電極，嵌設於該介^ 膜電晶體；以及 电贋内’並耦接至該薄 多數條共用電極，叙設於該介電層内， 電極係與該些驅動電極交互穿插配置。八-二，、用 膜電第1項所述之晝素結構，其中該薄 係配置;、—通韻以及—源極/祕，該間極 i配置於絲板上’制絕緣層倾蓋於制極上，該诵 k層係對應該_她置於制絕緣層上，護層係配 置於該通道層上，且該保護層具有_源極/沒極接觸窗開 口’該源極/没極係酉己置於該保護層上，並藉由該源極 極接觸窗開口連接該通道層。 、3.如申請專利範圍第2項所述之晝素結構，其中該源 極/汲極、該些驅動電極以及該些共用電極係構成一圖案 線路。 4·如申請專利範圍第3項所述之晝素結構，其中該圖 案化線路包括一單一導電層以及一複合導電層其中之一。 16 1308985 "Π年4>月日修正替換頁 *—--— 97-06-18 5.如申請專利範圍第3項所述之晝素結構，其中該圖 案化線路之材質包括金屬以及透明導電氧化物至少其中之 6·如申請專利範圍第3項所述之晝素結構，其中該圖 案化線路之材質為銦錫氧化物(Indium Tin Oxide, ITO)或 鋼鋅氧化物(Indium Zinc Oxide, IZO)。 “ /.如申請專利範圍第2項所述之晝素結構，其中該薄 膜電晶體更包括一歐姆接觸層，其係配置於該源極/汲極鱼 該通道層之間。 一 〜8.如申請專利範圍第7項所述之晝素結構，更包括— 钻著層，其係配置於該些共用電極與該基板之間，以及哕 些驅動電極與該基板之間。 ^ 9.如申請專利範圍第8項所述之晝素結構，其中該黏 耆層與該歐姆接觸層之材質係摻雜非晶矽。 人’ 曰10.-種晝素結構的製作方法，適用於一共平面轉換液 曰曰_示面板，該晝素結構的製作方法包括： 、 提供-基板，其巾絲板上軸分有—域元件區， =主動元件區内已形成有H覆蓋該閘極之1 緣層以及位於該閘絕緣層上之一通道層； 於該閘絕緣層上形成-保護層，且該保護層係覆蓋該 通道層； 圖案化該紐層與該_緣層，膽輯道層上 4護層中形成-源極/錄接觸窗開σ，並且於該主 97-〇6、18 ::=該保護層與該閘絕緣層中形成多數個條狀電極 於該主紅件_之魏制上軸—源極 ^源極/錄係經由該祕你極麵窗開^ ^ 道層，並且於該也條^ 伐主4通 數條驅動购=:内形成交互穿插配置的多 ^如巾請專利範圍第1()項所述之晝素結構 i二I:成該源極/沒極、該些驅動電極以及該此4 : 極的步驟包括： Λ二兴用電 性地形成—導電材料層;以及 驅動電極以及該些共:㊁極〜別形成該源極/汲極、該些 法，^晝素結構的製作方 於该基板上形成一金屬材料層；、 於該金屬材料層上形成__透^ 13.如申請專利範圍第11項所辻电材枓層。 法，其中在形成該導電材料層之晝素結構的製作方 面性地形成-摻雜非晶_，並更包括於該基板上全 的同時_化姉雜非㈣層。_化該導電材料層 18
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Country Status (1)
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Families Citing this family (2)
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-
2004
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Also Published As
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|---|---|
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