專利名稱：像素結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種像素結(jié)構(gòu)，且特別是有關(guān)于一種具有半導(dǎo)體-金屬-絕緣層-銦錫氧化物 6emicomductor-MetaHnsulator-IT0，SMII)結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)存電容(storage capacitor，Cst)的像素結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管液晶顯示器(TFT LCD)主要是由薄膜晶體管陣列基板、彩色濾光陣列基板和液晶層所構(gòu)成，其中薄膜晶體管陣列基板是由多個(gè)以陣列排列的薄膜晶體管，以及與每一個(gè)薄膜晶體管對(duì)應(yīng)配置的像素電極(pixel electrode)所組成。此外，現(xiàn)有為了增進(jìn)像素結(jié)構(gòu)對(duì)于顯示數(shù)據(jù)的記憶與保持的功能，通常會(huì)在像素結(jié)構(gòu)中形成儲(chǔ)存電容。例如， 使像素電極覆蓋于金屬電容電極上，以形成MII儲(chǔ)存電容?，F(xiàn)有技術(shù)多以源極金屬層來制作MII結(jié)構(gòu)的金屬電容電極，在一些制程例如四道掩模制程里，其中源極金屬層下方會(huì)墊有半導(dǎo)體層，以和源極上方的像素電極形成SMII的電容結(jié)構(gòu)，且源極金屬層會(huì)暴露半導(dǎo)體層局部的外圍區(qū)域，其中，源極上方的像素電極與源極上方之外的像素電極連接在一起。然而，半導(dǎo)體材料在照光時(shí)會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)電特性，因此外露的半導(dǎo)體層與上方的像素電極之間會(huì)隨著不同頻率以及不同電壓的操作條件而產(chǎn)生寄生電容，使得SMII儲(chǔ)存電容的電容值產(chǎn)生變化，并導(dǎo)致顯示畫面產(chǎn)生水波紋(water fall)或是殘影(image sticking)等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種像素結(jié)構(gòu)，其可以消弭SMII電容結(jié)構(gòu)中半導(dǎo)體層與透明電極之間產(chǎn)生的寄生電容，避免顯示畫面產(chǎn)生水波紋或是殘影等缺陷，以提升顯示質(zhì)量。為具體描述本發(fā)明的內(nèi)容，在此提出一種像素結(jié)構(gòu)，包括一基板、一掃描線、一數(shù)據(jù)線、一薄膜晶體管、一半導(dǎo)體層、一金屬電容電極、一保護(hù)層、一像素電極以及一透明電容電極。掃描線與數(shù)據(jù)線配置于基板上，且數(shù)據(jù)線的延伸方向與掃描線的延伸方向相交。薄膜晶體管配置于基板上，并且電性連接至掃描線與數(shù)據(jù)線。半導(dǎo)體層配置于基板上，而金屬電容電極配置于半導(dǎo)體層上，且金屬電容電極在基板上的投影區(qū)域的邊緣較半導(dǎo)體層在基板上的投影區(qū)域的邊緣內(nèi)縮。保護(hù)層配置于基板上，且覆蓋掃描線、數(shù)據(jù)線、薄膜晶體管、半導(dǎo)體層以及金屬電容電極。像素電極配置于保護(hù)層上，并且電性連接至薄膜晶體管，像素電極在基板上的投影區(qū)域與半導(dǎo)體層在基板上的投影區(qū)域不會(huì)重疊。透明電容電極配置于保護(hù)層上，且透明電容電極在基板上的投影區(qū)域位于金屬電容電極在基板上的投影區(qū)域內(nèi)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，透明電容電極在基板上的投影區(qū)域的邊緣與金屬電容電極在基板上的投影區(qū)域的邊緣的最小間距大于或等于O微米，且小于或等于6微米。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，透明電容電極在基板上的投影區(qū)域的邊緣與金屬電容電極在基板上的投影區(qū)域的邊緣的最小間距大于或等于1微米，且小于或等于4微米。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，像素電極在基板上的投影區(qū)域的邊緣與半導(dǎo)體層在基板上的投影區(qū)域的邊緣的最小間距大于或等于1. 6微米，且小于或等于6微米。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，像素電極在基板上的投影區(qū)域的邊緣與半導(dǎo)體層在基板上的投影區(qū)域的邊緣的最小間距大于或等于2微米，且小于或等于4微米。在本發(fā)明 的一實(shí)施例中，所述像素結(jié)構(gòu)還包括一柵極金屬層，其位于基板上，且柵極金屬層在基板上的投影區(qū)域至少覆蓋像素電極在基板上的投影區(qū)域以外的其它區(qū)域。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述像素結(jié)構(gòu)還包括一柵絕緣層，其配置于保護(hù)層與基板之間。柵絕緣層覆蓋柵極金屬層。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，像素電極具有多個(gè)微狹縫。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式作詳細(xì)說明如下。


圖1繪示依照本發(fā)明的一實(shí)施例的一種像素結(jié)構(gòu)；圖2為圖1的像素結(jié)構(gòu)的局部剖面圖；圖3繪示了現(xiàn)有的像素結(jié)構(gòu)與本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)處于不同操作狀態(tài)下的電性曲線.
一入 ，圖4為依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種像素結(jié)構(gòu)的局部剖面圖。其中，附圖標(biāo)記100:像素結(jié)構(gòu)110:基板120:掃描線130 資料線140 薄膜晶體管142 柵極144 源極146 漏極148 通道層15O 半導(dǎo)體層160:金屬電容電極170 保護(hù)層172a、172b 保護(hù)層的開孔1洲、182、184 像素電極190:透明電容電極Cst:儲(chǔ)存電容Dl 像素電極在基板上的投影區(qū)域的邊緣與半導(dǎo)體層在基板上的投影區(qū)域的邊緣的最小間距D2:透明電容電極在基板上的投影區(qū)域的邊緣與金屬電容電極在基板上的投影區(qū)域的邊緣的最小間距Rl R4:區(qū)域
W:遮蔽層在基板上的投影區(qū)域與像素電極在基板上的投影區(qū)域的重疊部分的寬度200 像素結(jié)構(gòu)202 遮蔽層204:柵絕緣層210 基板250 半導(dǎo)體層270 保護(hù)層28O:像素電極290:透明電容電極
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。圖1繪示依照本發(fā)明的一實(shí)施例的一種像素結(jié)構(gòu)。圖2為圖1的像素結(jié)構(gòu)的局部剖面圖。請(qǐng)同時(shí)參考圖1與2，像素結(jié)構(gòu)100包括基板110、掃描線120、數(shù)據(jù)線130、薄膜晶體管140、半導(dǎo)體層150、金屬電容電極160、保護(hù)層170、像素電極180以及透明電容電極 190。尤其，本實(shí)施例的SMII儲(chǔ)存電容Cst是由半導(dǎo)體層150、金屬電容電極160、保護(hù)層 170以及透明電容電極190所構(gòu)成。此外，掃描線120與數(shù)據(jù)線130配置于基板110上，且數(shù)據(jù)線130的延伸方向與掃描線120的延伸方向相交，以定義出像素結(jié)構(gòu)100的區(qū)域。薄膜晶體管140配置于基板110 上，并且電性連接至掃描線120與數(shù)據(jù)線130。其中，薄膜晶體管140是由柵極、通道層、源極與漏極所構(gòu)成，并且依照薄膜晶體管140的類型可包含底柵型薄膜晶體管或頂柵型薄膜晶體管，皆可使用于本發(fā)明下列所述的實(shí)施例。更詳細(xì)而言，本實(shí)施例是直接將薄膜晶體管 140制作于掃描線120上，即以掃描線120做為薄膜晶體管140的柵極142，而薄膜晶體管 140的源極144連接數(shù)據(jù)線130。薄膜晶體管140用來作為像素結(jié)構(gòu)100的開關(guān)元件，而通過與薄膜晶體管140耦接的掃描配線120與數(shù)據(jù)線130可選取特定的像素結(jié)構(gòu)100，并對(duì)其施與適當(dāng)?shù)牟僮麟妷海燥@示對(duì)應(yīng)此像素結(jié)構(gòu)100的顯示數(shù)據(jù)。半導(dǎo)體層150配置于基板110上，其中此半導(dǎo)體層150與薄膜晶體管140中的通道層148采用同一個(gè)半導(dǎo)體材料層來制作，并可在同一制程完成，但不限于此。較佳地，半導(dǎo)體層150與薄膜晶體管140中的通道層148分隔開來的，即上述二者相互不連接。于其它實(shí)施例中，半導(dǎo)體層150與薄膜晶體管140中的通道層148可選擇性的相互連接而相互連動(dòng)。其中，半導(dǎo)體層150與通道層148其中至少一者，可為單層或多層結(jié)構(gòu)，且其材料包含非晶硅、多晶硅、單晶硅、微晶硅、金屬氧化物半導(dǎo)體材料、有機(jī)半導(dǎo)體材料、或上述材料包含摻雜子、或其它合適的半導(dǎo)體材料、或上述的組合。此外，金屬電容電極160配置于半導(dǎo)體層150上，且金屬電容電極160在基板110上的投影區(qū)域的邊緣會(huì)較半導(dǎo)體層150在基板110上的投影區(qū)域的邊緣內(nèi)縮。換言之，會(huì)有一部份的半導(dǎo)體層150被暴露于金屬電容電極160之外。本實(shí)施例的金屬電容電極160與薄膜晶體管140的源極144、漏極146例如是采用同一個(gè)金屬材料層來制作，并可在同一制程完成。較佳地，金屬電容電極160與薄膜晶體管140的源極144、漏極146分隔開來的，即上述元件相互不連接。
保護(hù)層170配置于基板110上，且覆蓋掃描線120、數(shù)據(jù)線130、薄膜晶體管140、 半導(dǎo)體層150以及金屬電容電極160。像素電極180包括分別位于掃描線120的相對(duì)兩側(cè)的第一像素電極182以及第二像素電極184，其配置于保護(hù)層170上，并且分別經(jīng)由保護(hù)層 170的開孔172a與172b電性連接至薄膜晶體管140的漏極146。此外，第一像素電極182 以及第二像素電極184分別具有多個(gè)微狹縫，以輔助液晶分子的配向。本實(shí)施例的第一像素電極182以及第二像素電極184在基板110上的投影區(qū)域與半導(dǎo)體層150在基板110上的投影區(qū)域不會(huì)重疊。從圖2的1-1’截面觀之，第一像素電極 182 (或第二像 素電極184)在基板110上的投影區(qū)域的邊緣與半導(dǎo)體層150在基板110上的投影區(qū)域的邊緣的最小間距Dl會(huì)實(shí)質(zhì)上大于或?qū)嵸|(zhì)上等于零。舉例而言，最小間距Dl 可實(shí)質(zhì)上大于或?qū)嵸|(zhì)上等于1. 6微米，且實(shí)質(zhì)上小于或?qū)嵸|(zhì)上等于6微米。或者，最小間距 Dl可實(shí)質(zhì)上大于或?qū)嵸|(zhì)上等于2微米，且實(shí)質(zhì)上小于或?qū)嵸|(zhì)上等于4微米。然而，最小間距Dl會(huì)影響像素的開口率。例如，若是像素電極180距離半導(dǎo)體層150較遠(yuǎn)，則像素的開口率也相對(duì)較小。因此，本領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者當(dāng)可依據(jù)實(shí)際的像素結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)需求來決定最小間距D1。透明電容電極190配置于保護(hù)層170上，以與半導(dǎo)體層150、金屬電容電極160以及保護(hù)層170共同構(gòu)成SMII儲(chǔ)存電容Cst。透明電容電極190在基板110上的投影區(qū)域位于金屬電容電極160在基板110上的投影區(qū)域內(nèi)。在本實(shí)施例中，透明電容電極190與像素電極180例如是采用同一個(gè)透明導(dǎo)電材料層來制作，且也可在同一制程完成，且本實(shí)施例還通過圖案化制程移除了位于被金屬電容電極160所暴露的該部份半導(dǎo)體層150上方的透明導(dǎo)電材料層，如Rl區(qū)域及R2區(qū)域，避免被暴露的該部份半導(dǎo)體層150與透明導(dǎo)電材料層形成寄生電容。也就是說，透明電容電極190與像素電極180部份分隔開來。從圖2的1-1’截面觀之，透明電容電極190在基板110上的投影區(qū)域的邊緣與金屬電容電極160在基板110上的投影區(qū)域的邊緣的最小間距D2會(huì)大于或等于零。舉例而言，最小間距D2實(shí)質(zhì)上可大于或?qū)嵸|(zhì)上等于0微米，且實(shí)質(zhì)上小于或?qū)嵸|(zhì)上等于6微米?；蛘咦钚￠g距D2可實(shí)質(zhì)上大于或?qū)嵸|(zhì)上等于1微米，且實(shí)質(zhì)上小于或?qū)嵸|(zhì)上等于4微米。然而，最小間距D2取決于實(shí)際的像素結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)需求。例如，透明電容電極190若較小，則儲(chǔ)存電容Cst也會(huì)相對(duì)變??；而透明電容電極190若較大，則金屬電容電極160也會(huì)變大，相對(duì)使得像素的開口率變小。圖3繪示了現(xiàn)有的像素結(jié)構(gòu)處于高頻操作(140KHZ)、高頻操作(HOKHz)并且照光、以及低頻操作(IOKHz)并且照光的三種狀態(tài)的儲(chǔ)存電容值(法拉，F(xiàn))與電壓的關(guān)系曲線，以及本實(shí)施例的像素結(jié)構(gòu)100在Dl約為2微米，而D2約為1. 5微米時(shí)，處于前述三種狀態(tài)下的儲(chǔ)存電容值(F)與電壓的關(guān)系曲線。由圖3可以明顯發(fā)現(xiàn)本實(shí)施例的像素結(jié)構(gòu)100 不論在高頻操作(約140KHz)、高頻操作(約140KHz)并且照光、或是低頻操作(約IOKHz) 并且照光的狀態(tài)下，都有相近的電性表現(xiàn)。換言之，本實(shí)施例的像素結(jié)構(gòu)100大幅消弭了 SMII儲(chǔ)存電容Cst中寄生電容的影響，使得像素結(jié)構(gòu)100具有穩(wěn)定的電性，以提供良好的顯不質(zhì)量。圖4為依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種像素結(jié)構(gòu)的局部剖面圖。如圖4所示，本實(shí)施例的像素結(jié)構(gòu)200具有與前述實(shí)施例類似的像素結(jié)構(gòu)100，除了 本實(shí)施例的像素結(jié)構(gòu) 200在半導(dǎo)體層250的下方還具有一遮蔽層202，以及覆蓋遮光層202的柵絕緣層204。此遮蔽層202例如是采用與柵極金屬層相同材料，也可以在相同制程來制作。更詳細(xì)而言，本實(shí)施可以在制作像素結(jié)構(gòu)200的薄膜晶體管時(shí)，將用來形成薄膜晶體管的柵極的柵極金屬層延伸到半導(dǎo)體層250的下方，來形成遮蔽層202，而配置于保護(hù)層270與基板210之間的柵絕緣層204會(huì)覆蓋形成遮蔽層202的柵極金屬層，該柵極金屬層位于該基板上，且該柵極金屬層在該基板上的投影區(qū)域至少覆蓋該像素電極在該基板上的投影區(qū)域以外的其它區(qū)域。由于本實(shí)施例的像素結(jié)構(gòu)200移除了對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體層250的透明電極層，也就是移除了位于被金屬電容電極260所暴露的該部份半導(dǎo)體層250上方的透明導(dǎo)電材料層，如R3區(qū)域及R4區(qū)域，使成為透明電容電極290與像素電極280，因此對(duì)應(yīng)于此鏤空區(qū)域的液晶分子可能出現(xiàn) 不規(guī)則的排列，而導(dǎo)致顯示時(shí)的漏光，遮蔽層202便可用來遮蔽此漏光的區(qū)域。 換言之，遮蔽層202(例如是柵極金屬層)在基板210上的投影區(qū)域至少覆蓋像素電極280 在基板210上的投影區(qū)域以外的其它區(qū)域。例如，遮蔽層202在基板210上的投影區(qū)域與像素電極280在基板210上的投影區(qū)域的重疊部分，其寬度W實(shí)質(zhì)上可大于或?qū)嵸|(zhì)上等于 2微米。綜上所述，本發(fā)明對(duì)像素結(jié)構(gòu)中的SMII電容結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，其中移除對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體層的透明電極層的局部區(qū)域，以消弭透明電極層與半導(dǎo)體層之間產(chǎn)生寄生電容，避免顯示畫面產(chǎn)生水波紋或是殘影等缺陷，以提升顯示質(zhì)量。此外，本發(fā)明可在透明電極層被鏤空的區(qū)域形成遮蔽層，以遮蔽可能產(chǎn)生的漏光。雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。舉例而言，前述多個(gè)實(shí)施例所繪示的像素結(jié)構(gòu)僅為舉例之用，實(shí)際上，本發(fā)明提出的技術(shù)方案可適用于任何具有類似的SMII儲(chǔ)存電容的像素結(jié)構(gòu)。任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請(qǐng)專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括一基板；一掃描線，配置于該基板上；一數(shù)據(jù)線，配置于該基板上，該數(shù)據(jù)線的延伸方向與該掃描線的延伸方向相交；一薄膜晶體管，配置于該基板上，并且電性連接至該掃描線與該數(shù)據(jù)線；一半導(dǎo)體層，配置于該基板上；一金屬電容電極，配置于該半導(dǎo)體層上，且該金屬電容電極在該基板上的投影區(qū)域的邊緣較該半導(dǎo)體層在該基板上的投影區(qū)域的邊緣內(nèi)縮；一保護(hù)層，配置于該基板上，且覆蓋該掃描線、該數(shù)據(jù)線、該薄膜晶體管、該金屬電容電極以及該半導(dǎo)體層；一像素電極，配置于該保護(hù)層上，并且電性連接至該薄膜晶體管，該像素電極在該基板上的投影區(qū)域與該半導(dǎo)體層在該基板上的投影區(qū)域不會(huì)重疊；以及一透明電容電極，配置于該保護(hù)層上，該透明電容電極在該基板上的投影區(qū)域位于該金屬電容電極在該基板上的投影區(qū)域內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，該透明電容電極在該基板上的投影區(qū)域的邊緣與該金屬電容電極在該基板上的投影區(qū)域的邊緣的最小間距大于或等于0微米，且小于或等于6微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，該透明電容電極在該基板上的投影區(qū)域的邊緣與該金屬電容電極在該基板上的投影區(qū)域的邊緣的最小間距大于或等于1微米，且小于或等于4微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，該像素電極在該基板上的投影區(qū)域的邊緣與該半導(dǎo)體層在該基板上的投影區(qū)域的邊緣的最小間距大于或等于1. 6微米，且小于或等于6微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，該像素電極在該基板上的投影區(qū)域的邊緣與該半導(dǎo)體層在該基板上的投影區(qū)域的邊緣的最小間距大于或等于2微米，且小于或等于4微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一柵極金屬層，位于該基板上，且該柵極金屬層在該基板上的投影區(qū)域至少覆蓋該像素電極在該基板上的投影區(qū)域以外的其它區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一柵絕緣層，配置于該保護(hù)層與該基板之間，該柵絕緣層覆蓋該柵極金屬層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，該像素電極具有多個(gè)微狹縫。
全文摘要
本發(fā)明有關(guān)于一種具有SMII電容結(jié)構(gòu)的像素結(jié)構(gòu)，該像素結(jié)構(gòu)包括基板、掃描線、數(shù)據(jù)線、薄膜晶體管、半導(dǎo)體層、金屬電容電極、保護(hù)層、像素電極以及透明電容電極。其中移除了對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體層的透明電極層的局部區(qū)域，以消弭透明電極層與半導(dǎo)體層之間產(chǎn)生寄生電容，避免顯示畫面產(chǎn)生水波紋或是殘影等缺陷，以提升顯示質(zhì)量。
文檔編號(hào)H01L27/32GK102176462SQ20111005097
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者張名豪, 張家銘, 游偉盛 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司