薄膜晶體管液晶顯示器的像素結構的制造方法技術

一種薄膜晶體管液晶顯示器的像素結構的制造方法，此方法首先在一基板上依序形成一透明導電層以及一第一金屬層，并且圖案化第一金屬層以及透明導電層而形成一閘極圖案以及一像素電極圖案。接著在基板上方形成一閘絕緣層以及一半導體層，并且進行一圖案化制造過程，以保留閘極圖案上方的閘絕緣層以及半導體層，且除去像素電極圖案的第一金屬層。隨后，在基板上方形成一第二金屬層，并且圖案化第二金屬層，而于半導體層上形成一源極圖案與一汲極圖案。接著在基板上方形成一保護層，并且圖案化保護層，而使像素電極圖案的透明導電層暴露出來。本發明專利技術還涉及一種薄膜晶體管液晶顯示器的像素結構。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種薄膜晶體管(Thin Film Transistor)液晶顯示器的像素(pixel)結構及其制造方法，且特別涉及一種使用四道光罩制造過程的。
技術介紹
薄膜晶體管液晶顯示面板主要由薄膜晶體管陣列基板、彩色濾光陣列基板和夾于兩基板之間的液晶層所構成，其中薄膜晶體管陣列基板由多個像素結構所構成，且每一像素包括了一薄膜晶體管以及一像素電極(Pixel Electrode)。一般薄膜晶體管液晶顯示器的像素結構的制造方法，較常見的是五道光罩制造過程。第一道光罩制造過程是用來定義第一金屬層，以形成掃描配線以及薄膜晶體管的閘極等構件。第二道光罩制造過程是定義出薄膜晶體管的通道層以及歐姆接觸層。第三道光罩制造過程是用來定義第二金屬層，以形成資料配線以及薄膜晶體管的源極/汲極等構件。第四道光罩制造過程是用來將保護層圖案化。而第五道光罩制造過程是用來將透明導電層圖案化，以形成像素電極。然而，隨著薄膜晶體管液晶顯示器朝大尺寸制作的發展趨勢，而將會面臨許多的問題與挑戰，例如優良率降低以及產能下降等等。因此，如果能減少薄膜晶體管制造過程的光罩數，即降低薄膜晶體管元件制作的曝光工程次數，就可以減少制造時間，增加產能，進而降低制造成本。而目前使用四道光罩制造過程的技術也已經被提出，其大多是于光罩上使用半透光(halftone)的圖案設計，以減少一道光罩數。但是，于光罩上使用半透光圖案的方式卻存在有一些問題，例如光罩布局設計難度提高以及光阻選擇性是否足夠等等。而且，通常于光罩上使用半透光圖案的技術，在曝光之后的光阻圖案的均勻性經常是不理想的。
技術實現思路
因此，本專利技術的目的就是提供一種薄膜晶體管液晶顯示器的像素結構的制造方法，其為一種四道光罩制造過程，而且不需于光罩上使用半透光圖案(halftone)的技術。本專利技術的目的就是提供一種薄膜晶體管液晶顯示器的像素結構，其為利用四道光罩制造過程所制成的像素結構。本專利技術提出一種薄膜晶體管液晶顯示器的像素結構的制造方法，此方法首先在一基板上依序形成一透明導電層以及一第一金屬層，并且進行一第一道光罩制造過程，以圖案化第一金屬層以及透明導電層，而形成一閘極圖案以及一像素電極圖案。接著在基板上方形成一閘絕緣層以及一半導體層，覆蓋上述所形成的閘極圖案以及像素電極圖案，并且進行一第二道光罩制造過程，以保留閘極圖案上方的閘絕緣層以及半導體層，并且將像素電極圖案的第一金屬層除去。隨后，在基板上方形成一第二金屬層，并且進行一第三道光罩制造過程，以圖案化第二金屬層，而于保留下來的半導體層上形成一源極圖案與一汲極圖案。接著在基板上方形成一保護層，并且進行一第四道光罩制造過程，以圖案化保護層，而使像素電極圖案的透明導電層暴露出來。本專利技術又提出一種薄膜晶體管液晶顯示器的像素結構，其包括一薄膜晶體管、一像素電極圖案以及一保護層。其中薄膜晶體管配置在一基板的表面上，且薄膜晶體管包括一閘極圖案、配置在閘極圖案上的一閘絕緣層、覆蓋在閘絕緣層上的一半導體層以及形成在半導體層上的一源極圖案與一汲極圖案。像素電極圖案配置在基板的表面，且此像素電極圖案與上述薄膜晶體管的汲極圖案電性接觸。另外，保護層覆蓋住薄膜晶體管，并暴露出上述像素電極圖案。本專利技術僅需進行四道光罩制造過程即可以完成像素結構的制作，其較傳統五道光罩制造過程可以減少一道光罩數，因此具有增加產能以及降低成本的優點。本專利技術的四道光罩制造過程中并未于光罩上使用半透光圖案(halftone)的技術，因此不會有光罩布局設計以及光阻選擇性方面的問題，而且也不會有曝光后圖案不均勻的問題。為使本專利技術上述和其他目的、特征、和優點能更明顯易懂，下文特舉一優選實施例并配合附圖作詳細說明如下。附圖說明圖1是依照本專利技術一優選實施例的薄膜晶體管液晶顯示器的像素結構的俯視示意圖。圖2A至圖2H是依照本專利技術一優選實施例的薄膜晶體管液晶顯示器的像素結構的制造流程剖面示意圖。圖式標示說明100基板102、102a透明導電層104、104a、122、122a金屬層106、120、124、132光阻層108閘極圖案110像素電極圖案112下電極圖案114、114a焊墊圖案116、116a閘絕緣層118、118a、118b半導體層126源極128汲極129上電極130、130a保護層150掃瞄配線160資料配線T薄膜晶體管 P像素電極C儲存電容B、B’焊墊具體實施方式本專利技術所提出的薄膜晶體管液晶顯示器的像素結構的制造方法完全不需于光罩上使用半透光圖案(halftone)的技術，即，可以四道光罩完成像素結構的制作。而所制成的具有多個像素結構的基板可以以任何方式與彩色濾光基板及液晶層搭配，以構成一薄膜晶體管液晶顯示面板。以下的說明為本專利技術一優選實施例，但并非用以限定本專利技術。圖1是依照本專利技術一優選實施例的薄膜晶體管液晶顯示器中的一像素結構的俯視示意圖，圖2A至圖2H是依照本專利技術一優選實施例的薄膜晶體管液晶顯示器中的一像素結構的制造流程剖面示意圖。請參照圖1以及圖2A，首先在一基板100上依序形成一透明導電層102以及一第一金屬層104。在一優選實施例中，基板100上例如包括了有預定形成薄膜晶體管T的區域、預定形成像素電極P的區域、預定形成儲存電容器(storage capacitor)C的區域以及預定形成焊墊(bonding pad)B、B’的區域。而基板100例如是透明玻璃基板或是透明塑膠基板。透明導電層102的材質例如是金屬氧化物，其例如是銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)或是其他類似物。而第一金屬層104的材質例如是鉻(Cr)、鎢(W)、(Ta)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)或是其合金。緊接著，進行一第一道光罩制造過程，以在第一金屬層104上形成一圖案化的光阻層106，并且以光阻層106作為一蝕刻罩幕進行一蝕刻制造過程，以圖案化第一金屬層104以及透明導電層102，而形成圖案化的第一金屬層104a以及圖案化的透明導電層102a，如圖2B所示。在一優選實施例中，第一道光罩制造過程于預定形成薄膜晶體管T的區域中定義出閘極圖案108、于預定形成像素電極P的區域中定義出像素電極圖案110，并且定義出與閘極圖案108電性連接的掃瞄配線150(如圖1所示)。在另一優選實施例中，還包括于預定形成儲存電容器C的區域中定義出下電極圖案112，儲存電容器C例如是一閘極上方的儲存電容器(Cson gate)。在另一優選實施例中，第一道光罩制造過程還包括于基板100邊緣預定形成焊墊B的區域中定義出與掃瞄配線150電性連接的焊墊圖案114，還包括于基板100的另一個邊緣預定形成焊墊B’的區域定義出獨立的焊墊圖案114a(其剖面與焊墊B相同或相似)。在另一優選實施例中，第一道光罩制造過程還包括定義出下電極圖案112以及焊墊圖案114。請參照圖1與圖2C，之后在基板100上方依序沉積一閘絕緣層116以及一半導體層118，覆蓋住上述所形成的結構。在一優選實施例中，閘絕緣層116的材質例如是氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。半導體層118例如是由一通道材質層(例如是非晶硅)以及一歐姆接觸材質層(例如是摻雜的非晶硅)所構成。緊接著，進行一第二道光罩制造過程，以在半導體層118上形成一圖案化的光阻層120，并且本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種薄膜晶體管液晶顯示器的像素結構的制造方法，包括：在一基板上依序形成一透明導電層以及一第一金屬層；進行一第一道光罩制造過程，以圖案化該第一金屬層以及該透明導電層，而定義出一閘極圖案以及一像素電極圖案；在該基板上方依 序形成一閘絕緣層以及一半導體層，覆蓋該閘極圖案以及該像素電極圖案；進行一第二道光罩制造過程，以保留該閘極圖案上方的該閘絕緣層以及該半導體層，并且除去該像素電極圖案的該第一金屬層；在該基板上方形成一第二金屬層；進行一第 三道光罩制造過程，以圖案化該第二金屬層，而于保留下來的該半導體層上形成一源極圖案與一汲極圖案；在該基板上方形成一保護層；以及進行一第四道光罩制造過程，以圖案化該保護層，而使該像素電極圖案的該透明導電層暴露出來。

【技術特征摘要】
1.一種薄膜晶體管液晶顯示器的像素結構的制造方法，包括在一基板上依序形成一透明導電層以及一第一金屬層；進行一第一道光罩制造過程，以圖案化該第一金屬層以及該透明導電層，而定義出一閘極圖案以及一像素電極圖案；在該基板上方依序形成一閘絕緣層以及一半導體層，覆蓋該閘極圖案以及該像素電極圖案；進行一第二道光罩制造過程，以保留該閘極圖案上方的該閘絕緣層以及該半導體層，并且除去該像素電極圖案的該第一金屬層；在該基板上方形成一第二金屬層；進行一第三道光罩制造過程，以圖案化該第二金屬層，而于保留下來的該半導體層上形成一源極圖案與一汲極圖案；在該基板上方形成一保護層；以及進行一第四道光罩制造過程，以圖案化該保護層，而使該像素電極圖案的該透明導電層暴露出來。2.如權利要求1所述的薄膜晶體管液晶顯示器的像素結構的制造方法，其特征在于于該第一道光罩制造過程中，還包括定義出一下電極圖案；于該第二道光罩制造過程中，還包括保留位于該下電極圖案上的該閘絕緣層與該半導體層；以及于該第三道光罩制造過程中，還包括于該下電極圖案上方的該半導體層上保留下該第二金屬層，以作為一上電極。3.如權利要求1所述的薄膜晶體管液晶顯示器的像素結構的制造方法，其特征在于于該第一道光罩制造過程中，還包括定義出一焊墊圖案；于該第二道光罩制造過程中，還包括保留部分該焊墊圖案上方的該閘絕緣層與該半導體層，并且除去部分該焊墊圖案的該第一金屬層；于該第三道光罩制造過程中，還包括保留該焊墊圖案上方的該第二金屬層；以及于該第四道光罩制造過程中，還包括除去部分該焊墊圖案上的該保護層。4.如權利要求1所述的薄膜晶體管液晶顯示器的像素結構的制造方法，其特征在于于該第一道光罩制造過程中，還包括定義出一下電極圖案以及一焊墊圖案；于該第二道光罩制造過程中，還包括保留位于該下電極圖案以及部分該焊墊圖案上方的該閘絕緣層與該半導體層，并且除去部分該焊墊圖案的該第一金屬層；于該第三道光罩制造過程中，還包括于該下電極圖案上方的該半導體層上保留下該第二金屬層，以作為一上電極，并且保留該焊墊圖案上方的該第二金屬...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃茂村，黃資峰，
申請(專利權)人：廣輝電子股份有限公司，
類型：發明
國別省市：71[中國|臺灣]