專利名稱：一種像素結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體組件的結(jié)構(gòu)及其制造方法，且特別是有關(guān)于一 種薄膜晶體管液晶顯示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display, TFT-LCD)的像素結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管液晶顯示器主要由薄膜晶體管數(shù)組基板、彩色濾光數(shù)組基板和 液晶層所構(gòu)成，其中薄膜晶體管數(shù)組基板是由多個以數(shù)組排列的薄膜晶體管， 以及與每一薄膜晶體管對應(yīng)配置的一像素電極(Pixel Electrode)所組成。而 上述的薄膜晶體管包括柵極、信道層、源極與漏極，薄膜晶體管系用來作為液 晶顯示單元的開關(guān)組件。薄膜晶體管組件的操作原理與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體MOS組件相類似，都是具有三 個端子(柵極、源極以及漏極)的組件。通常薄膜晶體管組件可分成非晶硅與多 晶硅材質(zhì)兩種類型。其中，非晶硅薄膜晶體管是屬于較為成熟的技術(shù)。就非晶 硅薄膜晶體管液晶顯示器而言，其制造流程大致包括在基板上形成柵極、信道 層、源極/漏極、像素電極以及保護層。圖1所示，其繪示為現(xiàn)有一種像素結(jié)構(gòu)的上視示意圖；圖2所示，其繪示為圖i由i-r的剖面示意圖。請同時參照圖1與圖2，現(xiàn)有像素結(jié)構(gòu)的制造方法首先提供一透明基板 100。接著，在透明基板100上形成一柵極102以及與柵極102連接的一掃描 配線130，并且同時在透明基板100上形成一遮光金屬層132a、 132b，而遮光 金屬層132a、 132b形成在一預(yù)定形成數(shù)據(jù)配線處的兩側(cè)。之后，在透明基板 100上形成一柵絕緣層104，覆蓋住柵極102、掃描配線130以及遮光金屬層
接著，在柵極102上方的柵絕緣層104上形成一信道層106。然后，在信 道層106上形成一源極/漏極108a/108b，并且同時在柵絕緣層104上形成與 源極108a連接的一數(shù)據(jù)配線140，其中數(shù)據(jù)配線140所延伸的方向與掃描配 線130所延伸的方向垂直，而且在數(shù)據(jù)配線140兩側(cè)的柵絕緣層104底下形成 有遮光金屬層132a、 132b。而柵極102、信道層106以及源極/漏極108a/108b 構(gòu)成一薄膜晶體管120。之后，在透明基板100的上方形成一保護層110，覆蓋住薄膜晶體管120 與數(shù)據(jù)配線140。續(xù)之，在保護層110中形成一開口 112，暴露出薄膜晶體管 的漏極108b。接著，在保護層110上形成一像素電極114，其中像素電極114 與薄膜晶體管120的漏極108b之間通過開口 112而彼此電性連接。在此，所 定義出的像素電極114可能同時覆蓋住遮光金屬層132a、 132b。由于遮光金屬層132a、 132b與數(shù)據(jù)配線140之間以及遮光金屬層132a、 132b與像素電極114之間會產(chǎn)生有寄生電容，又由于遮光金屬層132a、 132b 為浮置狀態(tài)，因此其所產(chǎn)生的寄生電容將難以計算與控制。特別是，倘若在定 義數(shù)據(jù)配線140時有些許的偏差，將會造成數(shù)據(jù)配線140與遮光金屬層132a、 132b之間的距離不一致，如圖1所示，遮光金屬層132a與數(shù)據(jù)配線140的距 離較遮光金屬層132b與數(shù)據(jù)配線140的距離要小。如此一來，數(shù)據(jù)配線140 與其兩側(cè)的遮光金屬層132a、 132b所產(chǎn)生的寄生電容量會不相同，換言之， 數(shù)據(jù)配線140與其兩側(cè)的遮光金屬層132a、 132b之間的電荷分布會不均勻， 如此將會造成兩區(qū)域顯示的顏色與灰度會不均勻，其稱為Shot Mura。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的就是在提供一種像素結(jié)構(gòu)及其制造方法，在盡可能降 低寄生電容量的情況下，解決現(xiàn)有的方法因數(shù)據(jù)配線與其兩側(cè)的遮光金屬層之 間寄生電容不一致而導(dǎo)致顯示不均勻的問題。本發(fā)明提出一種像素結(jié)構(gòu)，其適于架構(gòu)于一透明基板上，此像素結(jié)構(gòu)包括 一掃描配線、 一柵絕緣層、 一數(shù)據(jù)配線、 一遮光層、 一薄膜晶體管、 一保護層、 一接觸窗以及一像素電極。其中掃描配線配置在透明基板上，柵絕緣層配置于 透明基板上，并覆蓋住掃描配線。數(shù)據(jù)配線配置于柵絕緣層上，且數(shù)據(jù)配線所
延伸的方向垂直于掃描配線所延伸的方向。另外，遮光層配置在透明基板的表 面上，并對應(yīng)配置于數(shù)據(jù)配線的兩側(cè)，其中數(shù)據(jù)配線兩側(cè)的遮光層彼此電性連接。在本發(fā)明中遮光層由一遮光部以及一連接部所構(gòu)成，其中遮光部對應(yīng)配置 在數(shù)據(jù)配線的兩側(cè)，而連接部將配置在數(shù)據(jù)配線兩側(cè)的遮光部連接起來。除此之外，薄膜晶體管配置于透明基板上，且薄膜晶體管包括一柵極、一 信道層與一源極/漏極，其中源極與數(shù)據(jù)配線電性連接，柵極與掃描配線電性 連接，而信道層配置在柵極上方的柵絕緣層上。另外，保護層配置于透明基板 的上方，覆蓋住薄膜晶體管與數(shù)據(jù)配線。接觸窗配置在保護層中。而像素電極 配置于保護層上，其中像素電極通過接觸窗而與漏極電性連接。本發(fā)明提出一種像素結(jié)構(gòu)的制造方法，此方法首先在一透明基板上形成一 柵極與柵極連接的一掃描配線，并且同時在透明基板上形成一遮光層，其中， 遮光層形成在一預(yù)定形成數(shù)據(jù)配線處的兩側(cè)，且數(shù)據(jù)配線處兩側(cè)的遮光層彼此 電性連接。在本發(fā)明中，遮光層由一遮光部以及一連接部所構(gòu)成，其中遮光部 形成在對應(yīng)資料配的兩側(cè)，而連接部將數(shù)據(jù)配線兩側(cè)的遮光部連接起來。另外， 本發(fā)明的遮光層亦可以定義成橫越數(shù)據(jù)配線兩側(cè)的一塊狀遮光金屬層。之后， 在透明基板上形成一柵絕緣層，覆蓋住柵極、掃描配線以及遮光層。接著，在 柵極的柵絕緣層上形成一信道層。然后在信道層上形成一源極/漏極，并且同 時在柵絕緣層上形成與源極連接的一數(shù)據(jù)配線，其中柵極、信道層以及源極/ 漏極構(gòu)成一薄膜晶體管。續(xù)之，在透明基板的上方形成一保護層，覆蓋住薄膜 晶體管以及數(shù)據(jù)配線。接著在保護層中形成一開口，暴露出漏極。之后在保護 層上形成一像素電極，其中像素電極通過開口而與漏極電性連接。本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)及其制造方法，由于配置在數(shù)據(jù)配線兩側(cè)的遮光層彼此 電性連接，因此數(shù)據(jù)配線與其兩側(cè)的遮光層所產(chǎn)生的電容可以互相平衡，而避 免因數(shù)據(jù)配線兩側(cè)的寄生電容不一而造成顯示不均勻的情形。本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)及其制造方法，由于數(shù)據(jù)配線與遮光層之間除了有一柵 絕緣層之外，還包括有一介電層，基于電容與電容介電層的厚度成反比的關(guān)系， 因此此種結(jié)構(gòu)及方法可降低寄生電容量，進而減少因數(shù)據(jù)配線兩側(cè)的寄生電容 不一而造成顯示不均勻的情形。為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉
一較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明。


圖1為現(xiàn)有一種像素結(jié)構(gòu)的上視示意圖； 圖2為圖1由I-I'的剖面示意圖；圖3是依照本發(fā)明一較佳實施例的一種像素結(jié)構(gòu)的上視示意圖; 圖4為圖3由II-II'的剖面示意圖；圖5是依照本發(fā)明一較佳實施例的一種像素結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。標(biāo)示說明100:透明基板102:柵極104:柵絕緣層跳信道層108a/108b:源極/漏極110:保護層112:開口(接觸窗)114:像素電極120:薄膜晶體管130:掃描配線132a、 132b:遮光部132c:連接部134、 160:遮光層140:數(shù)據(jù)配線150:介電層具體實施方式
第一實施例圖3所示，其繪示為依照本發(fā)明一較佳實施例的一像素結(jié)構(gòu)的上述示意 圖；圖4所示，其繪示為圖3中由II-II'的剖面示意圖。請參照圖3與圖4，首先提供一透明基板100，其中透明基板100例如是 一玻璃基板或一塑料基板。接著，在透明基板100上形成一柵極102以及與柵 極102連接的一掃描配線130，且同時在透明基板100上成一遮光層134。其 中，遮光層134由一遮光部132a、 132b以及一連接部132c所構(gòu)成，且遮光部 132a、 132b配置在一預(yù)定形成數(shù)據(jù)配線處的兩側(cè)，而連接部132c將遮光部 132a、 132b連接起來。在本實施例中，柵極102、掃描配線130以及遮光層134的材質(zhì)例如是鉭、 鈦或鋁金屬等導(dǎo)體。之后，在透明基板100上全面性的形成一柵絕緣層104，
覆蓋住柵極102、掃描配線130以及遮光層134。其中，柵絕緣層104例如是 一氮化硅層或是一氧化硅層。接著，在柵極102上方的柵絕緣層104上形成一信道層106。而在信道層 106的表面上還包括形成有一歐姆接觸層(未繪示)。在此，信道層106的材質(zhì) 例如是非晶硅(a-Si )，而歐姆接觸層的材質(zhì)例如是經(jīng)摻雜的非晶硅(n+-Si )。然后，在信道層106上形成一源極/漏極108a/108b，并且同時在柵絕緣 層104上形成與源極108a連接的一數(shù)據(jù)配線140，其中數(shù)據(jù)配線140所延伸 的方向與掃描配線130所延伸的方向垂直，且數(shù)據(jù)配線140兩側(cè)的柵絕緣層 104底下形成有遮光層134。而柵極102、信道層106以及源極/漏極108a/108b 構(gòu)成一薄膜晶體管120。之后，在透明基板100的上方形成一保護層110，覆蓋住薄膜晶體管120 以及數(shù)據(jù)配線140。續(xù)之，在保護層110中形成一開口 112，暴露出薄膜晶體 管的漏極108b。接著，在保護層110上形成一像素電極114，其中像素電極 114與薄膜晶體管120的漏極108b的間隙通過開口 112而彼此電性連接，且 所定義出的像素電極114可能同時覆蓋住部分遮光層134。本實施的像素結(jié)構(gòu)由于其遮蔽層134的遮光部132a、 132b之間通過連接 部132c而彼此電性連接，因此數(shù)據(jù)配線140與其兩側(cè)的遮光部132a、 132b 所產(chǎn)生的寄生電容則可以互相平衡，因此可避免因數(shù)據(jù)配線140兩側(cè)的電容不 一而導(dǎo)致顯示不均勻的情形。本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)適于架構(gòu)于一透明基板100上，此像素結(jié)構(gòu)包括一掃描 配線130、 一柵絕緣層104、 一數(shù)據(jù)配線140、 一遮光層134(或遮光層160)、 一薄膜晶體管120、 一保護層110、 一接觸窗112以及一像素電極114。其中，掃描配線130配置在透明基板100上，柵絕緣層104配置于透明基 板100上，并覆蓋住掃描配線130。數(shù)據(jù)配線140配置于柵絕緣層104上，且 數(shù)據(jù)配線140所延伸的方向垂直于掃描配線130所延伸的方向。另外，遮光層134配置在透明基板100的表面上，并對應(yīng)配置于數(shù)據(jù)配線 140的兩側(cè)，其中數(shù)據(jù)配線140兩側(cè)的遮光層134彼此電性連接。在本實施例 中，遮光層134由一遮光部132a、 132b以及一連接部132c所構(gòu)成，其中遮光 部132a、 132b對應(yīng)配置在數(shù)據(jù)配線140的兩側(cè)，而連接部132c將配置在數(shù)據(jù) 配線140兩側(cè)的遮光部132a、 132b連接起來。 除此之外，薄膜晶體管120配置于透明基板100上，且薄膜晶體管120 包括一柵極102、 一信道層104與一源極/漏極108a/108b，其中源極108a與 數(shù)據(jù)配線140電性連接，柵極102與掃描配線130電性連接，而信道層106 配置在柵極102上方的柵絕緣層104上。另外，保護層110配置于透明基板 100的上方，覆蓋住薄膜晶體管120與數(shù)據(jù)配線140。接觸窗112配置在保護 層110中。而像素電極114配置于保護層110上，其中像素電極114通過接觸 窗112而與漏極108b電性連接。第二實施例本發(fā)明另一種可防止顯示不均勻的像素結(jié)構(gòu)的制造方法如圖5所示，圖5 為依照本發(fā)明另一較佳實施例的像素結(jié)構(gòu)的面示意圖。請參照圖5，如先前現(xiàn)有技術(shù)所描述，在透明基板100上形成柵極102與 掃描配線130的同時，也在透明基板100上形成遮光層132a、 132b。之后， 在透明基板100上方形成一柵絕緣層104，覆蓋住柵極102、掃描配線130與 遮光層132a、 132b。接著，在遮光層132a、 132b上的柵絕緣層104上再額外 形成一介電層150，其中介電層150的材質(zhì)例如是氮化硅。接續(xù)，依序形成一信道層106、 一源極/漏極108a/108b以及與源極108a 連接的一數(shù)據(jù)配線140，以構(gòu)成一薄膜晶體管120。其中，所形成的數(shù)據(jù)配線 140與遮光層132a、 132b之間除了形成有柵絕緣層104之外，還形成有一介 電層150。之后，再依序先前所述的方法形成一保護層110 —接觸窗112以及 一像素電極114，以完成一像素結(jié)構(gòu)的制作。值得一提的是，本實施例的于數(shù)據(jù)配線140與遮光層132a、 132b之間額 外的形成一層介電層150可以減少數(shù)據(jù)配線140與遮光層132a、 132b之間所 產(chǎn)生的寄生電容。另外，在此實施例中，遮光層132a、 132b之間可以選擇性 的彼此電性連接。例如圖1所示，遮光層132a、 132b之間并未電性連接，或 者是如圖3所示，遮光層132a、 132b之間通過連接部132c而電性連接，或者 是如圖5所示，遮光層160橫越數(shù)據(jù)配線140的兩側(cè)。本實施例的像素結(jié)構(gòu)，其適于架構(gòu)于一透明基板100上，此像素結(jié)構(gòu)包 括一掃描配線130、 一柵絕緣層104、 一數(shù)據(jù)配線140、 一遮光層132a、 132b(或 遮光層134、 160)、 一介電層150、 一薄膜晶體管120、 一保護層110、 一接觸 窗112以及一像素電極114。
其中，掃描配線130配置在透明基板100上，柵絕緣層104配置于透明 基板100上，并覆蓋住掃描配線130。數(shù)據(jù)配線140配置于柵絕緣層104上， 且數(shù)據(jù)配線140所延伸的方向垂直于掃描配線130所延伸的方向。另外，遮光層132a、 132b配置在透明基板100上，并對應(yīng)配置在數(shù)據(jù)配 線140的兩側(cè)。而介電層150配置在遮光層132a、 132b上方的柵絕緣層104 以及數(shù)據(jù)配線140之間。在此，數(shù)據(jù)配線140兩側(cè)的遮光層132a、 132b可選 擇性的彼此電性連接。例如圖1所示的遮光層132a、 132b(遮光層132a、 132b 并未電性連接)，或是如圖3與圖5所示的遮光層134、 150(數(shù)據(jù)配線兩側(cè)的 遮光層有電性連接的關(guān)系)?？偠灾?，本實施例的遮光層132a、 132b(或遮 光層134、 160)與數(shù)據(jù)配線140之間配置有柵絕緣層104以及介電層150。除此之外，薄膜晶體管120配置于透明基板100上，且薄膜晶體管120 包括一柵極102、 一信道層106與一源極/漏極108a/108b，其中源極108a與 數(shù)據(jù)配線140電性連接，柵極102與掃描配線130電性連接，而信道層106 配置在柵極102上方的柵絕緣層104上。另外，保護層110配置于柵絕緣層 104上，覆蓋住薄膜晶體管120與數(shù)據(jù)配線140。接觸窗112配置在保護層110 中。而像素電極114配置于保護層110上，其中像素電極114通過接觸窗112 而與漏極108b電性連接。在此，由于數(shù)據(jù)配線140與遮光層132a、 132b(或遮光層134、 160)之間 除了形成有柵絕緣層104之外，還形成有一介電層150，基于電容與電容介電 層的厚度成反比的關(guān)系，因此本實施例的結(jié)構(gòu)與方法可以降低數(shù)據(jù)配線140 與遮光層132a、 132b(或遮光層134、 160)之間的寄生電容量，借此以減少數(shù) 據(jù)配線140兩側(cè)因寄生電容不一致而導(dǎo)致顯示不均勻的現(xiàn)象。本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)及其制造方法，由于配置在數(shù)據(jù)配線兩側(cè)的遮光層彼此 電性連接，因此數(shù)據(jù)配線與其兩側(cè)的遮光層所產(chǎn)生的電容可以互相平衡，而避 免因數(shù)據(jù)配線左右的寄生電容不一而造成顯示不均勻的情形。本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)及其制造方法，由于數(shù)據(jù)配線與遮光層之間除了有一柵 絕緣層之外，還包括有一介電層，基于電容與電容介電層的厚度呈反比的關(guān)系， 因此此種結(jié)構(gòu)及方法可降低寄生電容量，進而減少因數(shù)據(jù)配線左右的寄生電容 不一而造成顯示不均勻的情形。雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟
悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許之更動與潤飾，因 此本發(fā)明的保護范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種像素結(jié)構(gòu)，適于架構(gòu)于一透明基板上，其特征在于該像素結(jié)構(gòu)包括一掃描配線，配置在該透明基板上；一柵絕緣層，配置于該透明基板上，并覆蓋住該掃描配線；一數(shù)據(jù)配線，配置于該柵絕緣層上，且該數(shù)據(jù)配線所延伸的方向垂直于該掃描配線所延伸的方向；一遮光層，配置在該透明基板上，并分別相對獨立配置在該數(shù)據(jù)配線的兩側(cè)，其中該數(shù)據(jù)配線兩側(cè)的該遮光層彼此電性連接；一薄膜晶體管，配置于該透明基板上，該薄膜晶體管包括一柵極、一信道層與一源極/漏極，其中該源極與該數(shù)據(jù)配線電性連接，該柵極與該掃描配線電性連接，該信道層配置在該柵極上方的該柵絕緣層上；一保護層，配置于該透明基板的上方，覆蓋住該薄膜晶體管與該數(shù)據(jù)配線；一接觸窗，配置在該保護層中；一像素電極，配置于該保護層上，其中該像素電極通過該接觸窗而與該漏極電性連接；其中，在該遮光層與該像素層電極之間，設(shè)置有該柵絕緣層及保護層。
2、 如權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于該遮光層包括 一遮光部，分別配置配置在該數(shù)據(jù)配線的兩側(cè)；一連接部，將配置在該數(shù)據(jù)配線兩側(cè)的該遮光部呈H狀連接起來。
3、 如權(quán)利要求l所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于還包括一介電層，配置 在該數(shù)據(jù)配線與該遮光層上方的該柵絕緣層之間。
4、 如權(quán)利要求l、 2或3所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于該遮光層為遮光 金屬層。
5、 如權(quán)利要求4所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于該遮光層的材質(zhì)與該柵 極及該掃描配線的材質(zhì)相同。
6、 如權(quán)利要求3所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于該介電層為一氮化硅層。
7、 一種像素結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于包括在一透明基板上形成一柵極以及與該柵極連接的一掃描配線，并且同時在 該透明基板上形成一遮光層，其中該遮光層分別相對獨立形成在一預(yù)定形成數(shù) 據(jù)配線處的兩側(cè)，且將形成在該預(yù)定形成數(shù)據(jù)配線處兩側(cè)的該遮光層彼此電性連接；在該透明基板上形成一柵絕緣層，覆蓋住該柵極、該掃描配線以及該遮光層；在該柵極的該柵絕緣層上形成一信道層；在該信道層上形成一源極/漏極，并且同時在該柵絕緣層上形成與該源極 連接的一數(shù)據(jù)配線，其中柵極、該信道層以及該源極/漏極構(gòu)成一薄膜晶體管； 在該透明基板的上方形成一保護層，覆蓋住該薄膜晶體管以及該數(shù)據(jù)配線；在該保護層中形成一開口，暴露出該漏極；在該保護層上形成一像素電極，其中該像素電極通過該開口而與該漏極電 性連接；在該遮光層與該像素層電極之間，設(shè)置有該柵絕緣層及保護層。
8、 如權(quán)利要求7所述的像素結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于 該遮光層通過一連接部將形成在該預(yù)定形成數(shù)據(jù)配線處兩側(cè)的一遮光部呈H狀連接起來。
9、 如權(quán)利要求7所述的像素結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于還包括在該 遮光層上的該柵絕緣層上形成一介電層的步驟。
10、 如權(quán)利要求7、 8或9所述的像素結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于該遮光層為遮光金屬層。
11、 如權(quán)利要求10所述的像素結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于該遮光層的材質(zhì)與該柵極及該掃描配線的材質(zhì)相同。
12、 如權(quán)利要求9所述的像素結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于該介電層為一氮化硅層。
全文摘要
一種像素結(jié)構(gòu)及其制造方法，該像素結(jié)構(gòu)適于配置在一透明基板上，其包括一掃描配線、一柵絕緣層、一數(shù)據(jù)配線、一遮光層、一薄膜晶體管、一保護層、一接觸窗以及一像素電極；其中，遮光層配置在透明基板的表面上且分別相對獨立配置于數(shù)據(jù)配線的兩側(cè)，而且配置在數(shù)據(jù)配線兩側(cè)的遮光層彼此電性連接，以避免因數(shù)據(jù)配線與其兩側(cè)的遮光層所產(chǎn)生的寄生電容不一致，而導(dǎo)致顯示不均勻的情形。
文檔編號G02F1/136GK101154671SQ20071018206
公開日2008年4月2日 申請日期2002年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月28日
發(fā)明者陳士元, 黃淑儀 申請人:友達光電股份有限公司