專利名稱：像素結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)，特別是涉及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)。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管液晶顯示器主要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以陣列形式排列的像素結(jié)構(gòu)(pixel structure)所組成，其包括多個薄膜晶體管/薄膜電晶體(thin film transistor)以及與每一薄膜晶體管對應(yīng)配置的一像素電極(pixel electrode)。上述薄膜晶體管包括柵極/閘極(gate)、通道層/溝道層(channel)、漏極(drain)與源極(source)，該薄膜晶體管用來作為液晶顯示單元的開關(guān)組件。
如圖1所示，其示出了一現(xiàn)有像素結(jié)構(gòu)的上視示意圖；圖2為圖1的I-I’剖面示意圖。
請同時參照圖1與圖2，現(xiàn)有像素結(jié)構(gòu)的制造方法為首先在一基板100上形成一柵極102以及一掃描配線(scan line)101，其中掃描配線101與柵極102連接。之后，在基板100上形成一柵極介電層(gate dielectriclayer)104，以覆蓋住柵極102以及掃描配線101。接著，在柵極102上方的柵極介電層104上形成一非晶硅通道層106，并且在非晶硅通道層106上形成一歐姆接觸層108。之后，在歐姆接觸層108上形成一源極/漏極112a/112b，并且同時在柵極介電層104上確定出與源極112a連接的一數(shù)據(jù)配線(data line)111，其中柵極102、通道層106與源極/漏極112a/112b構(gòu)成一薄膜晶體管130。之后，在基板100的上方形成一保護(hù)層(passivation layer)114，以覆蓋住薄膜晶體管130，并且將保護(hù)層114圖案化，以在保護(hù)層114中形成一開口116。之后，再在保護(hù)層114上形成一像素電極118，其中像素電極118通過開口116而與薄膜晶體管130的漏極112b電連接。
另外，在該像素結(jié)構(gòu)中，在相鄰于該像素結(jié)構(gòu)之一的掃描配線101a上還形成有一像素儲存電容器120，其由掃描配線101a(作為一下電極)、對應(yīng)形成于掃描配線101a上的一導(dǎo)電層124與像素電極118(作為一上電極)以及形成于下電極與上電極之間的柵極介電層104所構(gòu)成，其中導(dǎo)電層124與像素電極118之間透過形成在保護(hù)層114中的一開口126而電連接。
由上述說明可知，現(xiàn)有像素結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管130配置在像素結(jié)構(gòu)的一角落，用以驅(qū)動整個像素結(jié)構(gòu)，而且其像素儲存電容器120配置在另一掃描配線101a的上方。因此，這種像素結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)容易受到制造過程中污染粒子的影響而失效，也就是，倘若有污染粒子附著在像素結(jié)構(gòu)的某一處而造成短路等缺陷時，將可能導(dǎo)致整個像素結(jié)構(gòu)無法正常運(yùn)作。而且，現(xiàn)有像素儲存電容器120采用配置在掃描配線101a上的架構(gòu)，這樣，由于掃描波形需多一階的設(shè)計(jì)，因此在驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)及制造方面都會較為復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的為提供一種像素結(jié)構(gòu)，以改善現(xiàn)有像素結(jié)構(gòu)的配置方式所產(chǎn)生的問題。
為此，本發(fā)明提出一種像素結(jié)構(gòu)，其適于架構(gòu)在一基板上，該像素結(jié)構(gòu)包括一掃描配線、一柵極介電層、一數(shù)據(jù)配線、一保護(hù)層、一透明像素電極以及一雙漏極薄膜晶體管(Double Drain TFT)。其中，掃描配線配置在基板上，柵極介電層配置于基板上并覆蓋住掃描配線。另外，數(shù)據(jù)配線配置于柵極介電層上，且數(shù)據(jù)配線的延伸方向與掃描配線的延伸方向不同。此外，保護(hù)層配置于柵極介電層上并覆蓋住數(shù)據(jù)配線。而透明像素電極配置于保護(hù)層上，特別是位于掃描配線上方的透明像素電極中更具有多個開口，以降低掃描配線與透明像素電極之間的寄生電容。再者，雙漏極薄膜晶體管配置于基板上，且該雙漏極薄膜晶體管配置在像素結(jié)構(gòu)的中央，其中雙漏極薄膜晶體管具有一柵極、一通道層、一源極以及二漏極，源極與數(shù)據(jù)配線電連接，二漏極分別與透明像素電極電連接，通道層配置在柵極上方的柵極介電層上，源極與二漏極配置在通道層上，而柵極與掃描配線電連接。
在本發(fā)明中，像素結(jié)構(gòu)的兩邊緣處更配置有二像素儲存電容器，其中每一像素儲存電容器由配置在基板上的一共享線(作為一下電極)、對應(yīng)配置在共享線上方的一導(dǎo)電層與透明像素電極(作為一上電極)以及配置在下電極與上電極之間的柵極介電層所構(gòu)成，其中導(dǎo)電層與透明像素電極之間通過配置在保護(hù)層中之一上的接觸窗而彼此電連接。
本發(fā)明還提出一種像素結(jié)構(gòu)，其適于架構(gòu)在一基板上，該像素結(jié)構(gòu)包括一掃描配線、一柵極介電層、一數(shù)據(jù)配線、一反射像素電極以及一雙漏極薄膜晶體管(Double Drain TFT)。其中，掃描配線配置在基板上，柵極介電層配置于基板上并覆蓋住掃描配線。另外，數(shù)據(jù)配線配置于柵極介電層上，且數(shù)據(jù)配線的延伸方向與掃描配線的延伸方向不同。而反射像素電極配置于柵極介電層上。在此，反射像素電極可以配置成位于掃描配線的兩側(cè)的兩塊反射像素電極，或是配置成一塊反射像素電極，但在掃描配線上的反射像素電極中具有多個開口，以降低掃描配線與反射像素電極之間的寄生電容。再者，雙漏極薄膜晶體管配置于基板上，且該雙漏極薄膜晶體管配置在像素結(jié)構(gòu)的中央，其中雙漏極薄膜晶體管具有一柵極、一通道層、一源極以及二漏極，源極與數(shù)據(jù)配線電連接，二漏極分別與反射像素電極連接，通道層配置在柵極上方的柵極介電層上，源極與二漏極配置在通道層上，而柵極與掃描配線電連接。
在本發(fā)明中，該像素結(jié)構(gòu)的兩邊緣處更配置有二像素儲存電容器，其中每一像素儲存電容器由配置在基板上的一共享線(作為一下電極)、對應(yīng)配置在共享線上方的反射像素電極(作為一上電極)以及配置在下電極與上電極之間的柵極介電層所構(gòu)成。
由于本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管配置在像素結(jié)構(gòu)的中央，且薄膜晶體管的兩個漏極同時驅(qū)動其兩側(cè)的像素電極，因此本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)不會因?yàn)橹圃爝^程中微粒的影響而導(dǎo)致整個像素結(jié)構(gòu)無法正常運(yùn)作。
本發(fā)明將薄膜晶體管配置在像素結(jié)構(gòu)中央的位置，可以使像素電極上電場分布較為均勻，因此該種配置方式對于顯示非常有利。
由于本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)中的像素儲存電容器并非如現(xiàn)有技術(shù)那樣配置在掃描配線的上方，因此相對于現(xiàn)有像素結(jié)構(gòu)的架構(gòu)，本發(fā)明在驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)上較為簡化。
為使本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下面通過較佳實(shí)施例并配合附圖進(jìn)行更詳細(xì)的說明。其中圖1為現(xiàn)有一像素結(jié)構(gòu)的上視示意圖；圖2為圖1的I-I’剖面示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一第一實(shí)施例的像素結(jié)構(gòu)的上視示意圖；圖4為圖3的II-II’剖面示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明一第二實(shí)施例的像素結(jié)構(gòu)的上視示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明一第二實(shí)施例的像素結(jié)構(gòu)的上視示意圖；以及圖7為圖5與圖6的III-III’以及IV-IV’剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式
第一實(shí)施例如圖3所示，其示出了根據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的像素結(jié)構(gòu)的上視圖；而圖4所示為圖3中的II-II’剖面示意圖。
請參照圖3與圖4，本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的制造方法為首先提供一基板200，其中基板200例如是一透明玻璃基板或是一透明塑料基板。接著，在基板200上形成一掃描配線201以及一柵極202，其中掃描配線201與柵極202電連接。
之后，在基板200上全面性地形成一柵極介電層204，以覆蓋住掃描配線201以及柵極202。其中柵極介電層204的材料例如為氮化硅或氧化硅等介電材料。
接著，在柵極202上方的柵極介電層204上形成一通道層206，其中通道層206的材料例如為非晶硅。接著，在通道層206上形成一源極212a以及二漏極212b、212c，并且同時在柵極介電層204上形成與源極212a連接的一數(shù)據(jù)配線211。其中，柵極202、通道層206、源極212a以及二漏極212b、212c構(gòu)成一雙漏極薄膜晶體管(Double DrainTFT)230，且雙漏極薄膜晶體管230配置在整個像素結(jié)構(gòu)的中央。
在本發(fā)明中，在通道層206以及源極212a與二漏極212b、212c之間更包括形成有一歐姆接觸層208，用于增強(qiáng)兩者之間的電性接觸。
之后，在基板200上全面性地形成一保護(hù)層214，以覆蓋住雙柵極薄膜晶體管230，其中保護(hù)層214的材料例如為氮化硅等絕緣材質(zhì)。
接著，在保護(hù)層214中形成二開口216a、216b，其中開口216a與開口216b分別暴露出漏極212b以及漏極212c。
之后，在保護(hù)層214上形成一透明像素電極218，其中透明像素電極218通過開口216a、216b分別與漏極212b、212c電連接。特別是，位于掃描配線201上方的透明像素電極218中更確定出多個開口219，以降低透明像素電極218與掃描配線201之間所產(chǎn)生的寄生電容。
除此之外，本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)之兩邊緣處更包括形成有二像素儲存電容器220a、220b，其中像素儲存電容器220a、220b系由二共享線222a、222b(作為一下電極)、對應(yīng)形成于共享線222a、222b上方的二導(dǎo)電層224a、224b與透明像素電極218(作為一上電極)以及位于上電極與下電極之間的柵極介電層204所構(gòu)成。其中，共享線222a、222b是在形成掃描配線201時所同時確定出的，而導(dǎo)電層224a、224b為在形成源極212a、漏極212b、212c以及數(shù)據(jù)配線211時所同時確定出的，而透明像素電極218與導(dǎo)電層224a、224b之間透過形成在保護(hù)層214中的二開口226a、226b而彼此電連接(具有相同的電位)。
因此，本實(shí)施例的像素結(jié)構(gòu)包括一掃描配線201、一柵極介電層204、一數(shù)據(jù)配線211、一保護(hù)層214、一透明像素電極218以及一雙漏極薄膜晶體管(Double Drain TFT)230。
其中，掃描配線201配置于基板200上，柵極介電層204配置于基板200上并覆蓋住掃描配線201。另外，數(shù)據(jù)配線211配置于柵極介電層204上，且數(shù)據(jù)配線211的延伸方向與掃描配線201的延伸方向不同。此外，保護(hù)層214配置于柵極介電層204上并覆蓋住數(shù)據(jù)配線211。而透明像素電極218配置于保護(hù)層214上，其中位于掃描配線201上的透明像素電極218中更具有多個開口219，以降低掃描配線201與透明像素電極218之間的寄生電容。再者，雙漏極薄膜晶體管230配置于基板200上，且此雙漏極薄膜晶體管230配置在像素結(jié)構(gòu)的中央，其中雙漏極薄膜晶體管具有一柵極202、一通道層206、一源極212a以及二漏極212b、212c，源極212a與數(shù)據(jù)配線211電連接，二漏極212b、212c分別與透明像素電極218電連接，通道層206配置在柵極202上方的柵極介電層204上，源極212a與二漏極212b、212c配置在通道層206上，而柵極202與掃描配線201電連接。
在本發(fā)明中，該像素結(jié)構(gòu)的兩邊緣處更包括配置有二像素儲存電容器220a、220b，其中像素儲存電容器220a、220b由配置在基板上的二共享線222a、222b(作為一下電極)、對應(yīng)配置在共享線222a、222b上方的二導(dǎo)電層224a、224b與透明像素電極218(作為一上電極)、以及配置在下電極與上電極之間的柵極介電層204所構(gòu)成，其中導(dǎo)電層224a、224b與透明像素電極218之間透過配置在保護(hù)層214中的接觸窗226a、226b而彼此電連接。
本實(shí)施例的像素結(jié)構(gòu)為一穿透式像素結(jié)構(gòu)，其可應(yīng)用于一穿透式液晶顯示器中。而且由于本發(fā)明的單一像素結(jié)構(gòu)中透明區(qū)域的面積相等均分，倘若將本發(fā)明的多個像素結(jié)構(gòu)以三角布置的方式(Delta Type)配置在基板上，對于顯示品質(zhì)的提高將更加有幫助。
第二實(shí)施例圖5所示為根據(jù)本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的像素結(jié)構(gòu)的上視圖；圖7所示為圖5的III-III’剖面示意圖。
請參照圖5與圖7，本實(shí)施例的像素結(jié)構(gòu)的制造方法為首先提供一基板300，其中基板300例如為一透明玻璃基板或?yàn)橐煌该魉芰匣濉＝又诨?00上形成一掃描配線301以及一柵極302，其中掃描配線301與柵極302電連接。
之后，在基板300上全面性地形成一柵極介電層304，以覆蓋住掃描配線301和柵極302。其中柵極介電層304的材料例如為氮化硅或氧化硅等介電材料。
繼之，在柵極302上方的柵極介電層304上形成一通道層306，其中通道層306的材料例如為非晶硅。接著，在通道層306上形成一源極312a以及二漏極312b、312c，并且同時在柵極介電層304上形成與源極312a連接的一數(shù)據(jù)配線311以及與漏極312b、312c電連接的一反射像素電極318。其中，反射像素電極318的材料例如為金屬材料。而柵極302、通道層306、源極312a以及二漏極312b、312c構(gòu)成一雙漏極薄膜晶體管(Double Drain TFT)330，且雙漏極薄膜晶體管330配置在整個像素結(jié)構(gòu)的中央。在本實(shí)施例中，在通道層306以及源極312a與二漏極312b、312c之間更包括形成有一歐姆接觸層308，以增強(qiáng)兩者之間的電性接觸。
在此，反射像素電極318可以定義成位于掃描配線301兩側(cè)的兩塊反射像素電極318(如圖5所示)，其中兩塊像素電極318分別與漏極312b、312c電連接，以減少像素電極318與掃描配線301之間所產(chǎn)生的寄生電容?；蛘呤?，將反射像素電極318定義成單塊的反射像素電極318(如圖6所示)，而在掃描配線301上方的反射像素電極318中定義有多個開口319，以減少反射像素電極318與掃描配線301之間所產(chǎn)生的寄生電容。
除此之外，本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的兩邊緣處更包括形成有二像素儲存電容器320a、320b，其中像素儲存電容器320a、320b由二共享線322a、322b(作為一下電極)、對應(yīng)形成于共享線322a、322b上方的反射像素電極318(作為一上電極)以及位于上電極與下電極之間之柵極介電層304所構(gòu)成。其中，共享線322a、322b為在形成掃描配線301與柵極302時所同時定義出來的。
因此，本實(shí)施例的像素結(jié)構(gòu)包括一掃描配線301、一柵極介電層304、一數(shù)據(jù)配線311、一反射像素電極318以及一雙漏極薄膜晶體管(DoubleDrain TFT)330。
其中，掃描配線301配置于基板300上，柵極介電層304配置于基板300上并覆蓋住掃描配線301。另外，數(shù)據(jù)配線311配置于柵極介電層304上，且數(shù)據(jù)配線311的延伸方向與掃描配線301的延伸方向不同。而反射像素電極318配置于柵極介電層304上，在此，反射像素電極318可以配置成位于掃描配線301兩側(cè)的兩塊反射像素電極318，或者是一塊反射像素電極318，但在掃描配線301上的反射像素電極318中具有數(shù)個開口319，以降低掃描配線301與反射像素電極318之間的寄生電容。再者，雙漏極薄膜晶體管330配置于基板300上，且該雙漏極薄膜晶體管330配置在像素結(jié)構(gòu)的中央，其中雙漏極薄膜晶體管330具有一柵極302、一通道層306、一源極312a以及二漏極312b、312c，源極312a與數(shù)據(jù)配線311電連接，二漏極312b、312c分別與反射像素電極318電連接，通道層306配置在柵極302上方的柵極介電層304上，源極312a與二漏極312b、312c配置在通道層306上，而柵極302與掃描配線301電連接。
在本實(shí)施例中，該像素結(jié)構(gòu)的兩邊緣處更包括配置有二像素儲存電容器320a、320b，其中像素儲存電容器320a、320b由配置在基板300上的一共享線322a、322b(作為一下電極)、對應(yīng)配置在共享線322a、322b上方的反射像素電極318(作為一上電極)以及配置在下電極與上電極之間的柵極介電層304所構(gòu)成。
本實(shí)施例的像素結(jié)構(gòu)為一反射式像素結(jié)構(gòu)，其可應(yīng)用于一反射式液晶顯示器中。而且由于本發(fā)明的單一像素結(jié)構(gòu)中顯示區(qū)域的面積相等均分，倘若是將本發(fā)明的多個像素結(jié)構(gòu)以三角布置的方式(Delta Type)配置在基板上，對于顯示品質(zhì)的提高將更加有幫助。
綜合以上所述，本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)1.由于本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管配置在像素結(jié)構(gòu)的中央，且薄膜晶體管的兩個漏極同時驅(qū)動其兩側(cè)的像素電極，因此本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)相對不會受到制造過程中微粒的影響而導(dǎo)致整個像素結(jié)構(gòu)無法正常運(yùn)作。
2.本發(fā)明將薄膜晶體管配置在像素結(jié)構(gòu)中央的位置，可以使像素電極上電場分布較為均勻，因此該種配置方式對于顯示效果有很大的幫助。
3.由于本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)中的像素儲存電容器并非如現(xiàn)有技術(shù)那樣配置在掃描配線的上方，因此相對于現(xiàn)有像素結(jié)構(gòu)的架構(gòu)，本發(fā)明在驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)上較為簡化。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例的方式進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)本技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)當(dāng)可作出多種改進(jìn)或變化，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以附權(quán)利要求的范圍所限定。
附圖標(biāo)記說明100、200、300基板101、201、301掃描配線102、202、302柵極104、204、304柵極介電層106、206、306通道層108、208、308歐姆接觸層111、211、311數(shù)據(jù)配線112a、212a、312a源極112b、212b、212c、312b、312c漏極114、214保護(hù)層116、216a、216b、226a、226b開口(接觸窗)
118、218、318像素電極120、220a、220b、320a、320b像素儲存電容器130、230、330雙漏極薄膜晶體管222a、222b、322a、322b共享線224a、224b導(dǎo)電層
權(quán)利要求
1.一種像素結(jié)構(gòu)，適于架構(gòu)在一基板上，該像素結(jié)構(gòu)包括一雙漏極薄膜晶體管，配置于該基板上并位于該像素結(jié)構(gòu)的中央，其中該雙漏極薄膜晶體管具有一柵極、一通道層、一源極以及二漏極；一掃描配線，配置在該基板上，且該掃描配線與該雙漏極薄膜晶體管的柵極電連接；一數(shù)據(jù)配線，配置于該基板上，其中該數(shù)據(jù)配線的延伸方向與該掃描配線的延伸方向不同，且該數(shù)據(jù)配線與該雙漏極薄膜晶體管的該源極電連接；以及一像素電極，配置于該基板上，其中該像素電極與該雙漏極薄膜晶體管的二漏極電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一第一像素儲存電容器以及一第二像素儲存電容器，它們分別配置在該像素結(jié)構(gòu)的兩邊緣處。
3.如權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，位于該掃描配線上方的該像素電極中具有多個開口。
4.如權(quán)利要求1或2所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，該像素電極為一透明像素電極，其中，該像素結(jié)構(gòu)包括一柵極介電層，配置于該基板上并覆蓋住該掃描配線；一保護(hù)層，配置于該柵極介電層上并覆蓋住該數(shù)據(jù)配線；該透明像素電極配置于該保護(hù)層上。
5.如權(quán)利要求4所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，每一像素儲存電容器由配置在該基板上的一共享線、對應(yīng)配置在該共享線上方的一導(dǎo)電層與該透明像素電極以及配置在該共享線與該導(dǎo)電層/該透明像素電極之間的柵極介電層所構(gòu)成，且該導(dǎo)電層與該透明像素電極彼此電連接。
6.如權(quán)利要求4所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，該透明像素電極的材料包括銦錫氧化物。
7.如權(quán)利要求1或2所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，該像素電極為一反射像素電極，其中，該像素結(jié)構(gòu)包括一柵極介電層，配置于該基板上，并覆蓋住該掃描配線；該反射像素電極配置于該柵極介電層上。
8.如權(quán)利要求7所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，每一像素儲存電容器由配置在該基板上的一共享線、對應(yīng)配置在該共享線上方的該反射像素電極以及配置在該共享線與該反射像素電極之間的柵極介電層所構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求7所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，該反射像素電極的材料包括金屬材料。
10.如權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，該通道層與該源極、該二漏極之間還配置有一歐姆接觸層。
全文摘要
一種像素結(jié)構(gòu)，其適于架構(gòu)在一基板上，該像素結(jié)構(gòu)包括一掃描配線，配置在基板上；一柵極介電層，配置于基板上并覆蓋住掃描配線；一數(shù)據(jù)配線，配置于柵極介電層上，且數(shù)據(jù)配線的延伸方向與該掃描配線的延伸方向不同；一保護(hù)層，配置于柵極介電層上并覆蓋住數(shù)據(jù)配線；一透明像素電極，配置于保護(hù)層上；以及一雙漏極薄膜晶體管，配置于基板上，其中雙漏極薄膜晶體管具有一柵極、一通道層、一源極以及二漏極，源極與數(shù)據(jù)配線電連接，二漏極分別與透明像素電極電連接，而柵極與掃描配線電連接。
文檔編號G02F1/136GK1515943SQ03100939
公開日2004年7月28日 申請日期2003年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月8日
發(fā)明者呂安序 申請人:廣輝電子股份有限公司