专利名称：应用于平面显示器上的储存电容结构及其形成方法
技术领域：
本发明涉及一种储存电容结构及其形成方法，尤指应用于平面显示器的主矩阵中的储存电容结构及其形成方法。
而由于储存电容15的电容值会影响画面品质好坏，例如，当电容值太小时画面容易产生闪烁(flicker)及串音(cross-talk)等现象，因此，如何维持足够的电容值为设计时的必要考量。再请参见
图1(b)，常见薄膜晶体管液晶显示器面板的部份构造示意图，图中基板20左半部为一薄膜晶体管构造21的剖面示意图，而右半部则为一电容构造22的剖面示意图，其主要由一下电极层221、一介电层222与一上电极层223所构成，而以目前低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS-TFT)的制造技术下，电容构造22下电极层221的材质为多晶硅，至于上电极层223则为金属。
但是，常见手段大多以加大下电极层221与上电极层223的面积(例如增加图中A线段的长度)来达到增加电容值的目的。但由图中可清楚看出，当欲增加电容值而加大下电极层221与上电极层223的面积时，液晶受控的透光区域23的面积将随之减少，如此将造成显示器的亮度表现不佳，必须增加背面光源的强度与增大电源功率，造成显示器整体的耗能增加，不符合现今对电子产品的低耗电要求。因此，如何改善上述常见手段的缺陷，为发展本发明的主要目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于平面显示器上的储存电容结构及其形成方法，在不增加投影面积的情况下，增加电极层与介电层间的接口面积，进而有效增加该储存电容的电容值。
本发明的另一目的在于提供一种应用于平面显示器上的储存电容结构及其形成方法，除了以蚀刻方式来增加有效面积之外，任何可增加电极层与介电层间接口的粗糙程度的方式都可被运用。
本发明的目的是这样实现的本发明公开了一种储存电容结构，应用于一平面显示器的主矩阵中，该储存电容结构包括一下电极层，其上表面具有凹凸结构；一介电层，覆盖于该下电极层的上表面；以及一上电极层，覆盖于该介电层的上。
根据上述构想，本发明所述的储存电容结构，其中该下电极层的材质为多晶硅，该上电极层的材质为金属。
本发明还公开了一种储存电容结构形成方法，应用于一平面显示器主矩阵的制造过程中，该方法包括下列步骤提供一基板；于该基板上方形成一下电极层，该下电极层的上表面具有凹凸结构；于该下电极层的上表面覆盖一介电层；以及于该介电层的上表面上覆盖一上电极层。
根据上述构想，本发明所述的储存电容结构形成方法，其中该下电极层的材质为多晶硅，该上电极层的材质为金属。
根据上述构想，本发明所述的储存电容结构形成方法，其中该下电极层的形成方法包括下列步骤于该基板上方形成一原始下电极层；以及对该原始下电极层进行一光罩微影蚀刻制造过程，用以蚀刻去除该原始下电极层的部份表面，进而形成具有凹凸结构的该下电极层。
本发明还公开一种储存电容结构，应用于一平面显示器的主矩阵中，该储存电容结构包括一下电极层；一介电层，覆盖于该下电极层的上，该介电层的上表面具有凹凸结构；以及一上电极层，覆盖于该介电层的上表面上。
根据上述构想，本发明所述的储存电容结构，其中该下电极层的材质为多晶硅，该上电极层的材质为金属。
本发明还公开一种储存电容结构形成方法，应用于一平面显示器主矩阵的制造过程中，该方法包括下列步骤提供一基板；于该基板上方形成一下电极层；于该下电极层的上覆盖一介电层，该介电层的上表面具有凹凸结构；以及于该介电层的上表面上覆盖一上电极层。
根据上述构想，本发明所述的储存电容结构形成方法，其中该下电极层的材质为多晶硅，该上电极层的材质为金属。
根据上述构想，本发明所述的储存电容结构形成方法，其中该介电层的形成方法包括下列步骤于该下电极层上方形成一原始介电层；以及对该原始介电层进行一光罩微影蚀刻制造过程，用以蚀刻去除该原始介电层的部份表面，进而形成具有凹凸结构的该介电层。
本发明各组件列示如下
具体实施方式
由于平行板电容的电容值与电极面积呈正相关(C＝ε*A/d，ε为介电层的介电系数，A为电极面积，d为电极间距)，因此本发明发展出如图2(a)(b)(c)与图3(a)(b)(c)所示的较佳实施例制造方法来增加储存电容的电容值。
请先参见图2(a)(b)(c)的所示，先于一透光基板30上形成一原始下电极层31(如图2(a)所示)，然后再对该原始下电极层31进行一光罩微影蚀刻制造过程，用以蚀刻去除该原始下电极层31的部份表面达到一深度，进而形成具有凹凸结构的下电极层32(如图2(b)所示)，然后再依序覆盖一介电层33与一上电极层34，最后形成如图2(c)所示的储存电容构造。如此一来，具有凹凸结构的该下电极层32将导致有效的电极面积增加，进而达到增加储存电容值但不会减少液晶受控的透光区域面积的目的。
以同样的观念，也可先于一透光基板40上依序形成一下电极层41与一原始介电层42(如图3(a)所示)，然后再对该原始介电层42进行一光罩微影蚀刻过程，用以蚀刻去除该原始介电层42的部份表面达一深度，进而形成具有凹凸结构的介电层43(如图3(b)所示)，然后再覆盖一上电极层44，最后形成如图3(c)所示的储存电容构造。如此一来，具有凹凸结构的该介电层43也可造有效的电极面积增加，进而达到增加电容值但不会减少液晶受控的透光区域面积的目的。
请参见图4(a)(b)，上述下电极层或介电层表面的凹凸结构实施例的上视示意图，其中斜线区域表示出凸起部份。
再请参见图5(a)(b)(c)，其是对本发明构想进行定量分析的实例示意图，为了方便计算，将凸起部份的侧壁假设为45度，因此，图5(a)中所示的凹凸结构，依据下列算式的推算，将可增加约0.85％的电容值。
无凹凸结构的原始电容值＝单位面积电容*原始面积＝单位面积电容*100微米*100微米具有凹凸结构的改良电容值＝平板电容+边际电容＝单位面积电容*等效面积＝单位面积电容*(平板电容面积+边际电容面积)，而其中平板电容面积＝(100微米*100微米)-(52微米*2+50微米*2)＝9796平方微米，而边际电容面积＝(52微米*2+50微米*2)*1.414＝288.5平方微米，所以改良电容的等效面积＝10084.5平方微米，故增加约0.85％的电容值运用类似算式的推算可知，图5(b)(c)所示的凹凸结构，将可分别增加约1.27％与8.28％的电容值。而由上述可知，本发明在不增加投影面积的情况下，增加电极层与介电层间的接口面积，进而有效增加该储存电容的电容值以改善上述常见手段的缺陷，确实达成发展本发明的主要目的。而除了以蚀刻方式来增加有效面积之外，任何可增加电极层与介电层间接口的粗糙程度的方式都可被运用，故本发明技术手段可有效地应用于薄膜晶体管液晶显示器等平面显示器之中，而以目前低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器的制造技术下，该下电极层的材质可用多晶硅来完成，至于上电极层则用金属(例如铝)，至于介电层则可为氧化硅或者是氮化硅来完成。
权利要求
1.一种应用于平面显示器上的储存电容结构，其特征在于，该储存电容结构包括一下电极层，其上表面具有凹凸结构；一介电层，覆盖于该下电极层的上表面；以及一上电极层，覆盖于该介电层的上。
2.如权利要求1所述的应用于平面显示器上的储存电容结构，其特征在于，该下电极层的材质为多晶硅，该上电极层的材质为金属。
3.一种应用于平面显示器上的储存电容形成方法，该方法包括下列步骤提供一基板；于该基板上方形成一下电极层，该下电极层的上表面具有凹凸结构；于该下电极层的上表面覆盖一介电层；以及于该介电层的上表面上覆盖一上电极层。
4.如权利要求3所述的应用于平面显示器上的储存电容结构形成方法，其特征在于，该下电极层的材质为多晶硅，该上电极层的材质为金属。
5.如权利要求3所述的应用于平面显示器上的储存电容结构形成方法，其特征在于，该下电极层的形成方法包括下列步骤于该基板上方形成一原始下电极层；以及对该原始下电极层进行一光罩微影蚀刻制造过程，用以蚀刻去除该原始下电极层的部份表面，进而形成具有凹凸结构的该下电极层。
6.一种应用于平面显示器上的储存电容结构，其特征在于，该储存电容结构包括一下电极层；一介电层，覆盖于该下电极层的上，该介电层的上表面具有凹凸结构；以及一上电极层，覆盖于该介电层的上表面上。
7.如权利要求6所述的应用于平面显示器上的储存电容结构，其特征在于，该下电极层的材质为多晶硅，该上电极层的材质为金属。
8.一种应用于平面显示器上的储存电容结构形成方法，应用于一平面显示器主矩阵的制造过程中，其特征在于，该方法包括下列步骤提供一基板；于该基板上方形成一下电极层；于该下电极层的上覆盖一介电层，该介电层的上表面具有凹凸结构；以及于该介电层的上表面上覆盖一上电极层。
9.如权利要求8所述的应用于平面显示器上的储存电容结构形成方法，其特征在于，该下电极层的材质为多晶硅，该上电极层的材质为金属。
10.如权利要求8所述的应用于平面显示器上的储存电容结构形成方法，其特征在于，该介电层的形成方法包括下列步骤于该下电极层上方形成一原始介电层；以及对该原始介电层进行一光罩微影蚀刻制造过程，用以蚀刻去除该原始介电层的部份表面，进而形成具有凹凸结构的该介电层。
全文摘要
本发明涉及一种储存电容结构及其形成方法，应用于一平面显示器的主矩阵中，该储存电容结构包括一下电极层，其上表面具有凹凸结构；一介电层，覆盖于该下电极层的上表面；以及一上电极层，覆盖于该介电层之上，而该形成方法包括下列步骤提供一基板；于该基板上方形成该下电极层，该下电极层的上表面具有凹凸结构；于该下电极层的上表面覆盖该介电层；以及于该介电层的上表面上覆盖该上电极层。
文档编号G02F1/13GK1403853SQ0213187
公开日2003年3月19日 申请日期2002年9月5日 优先权日2002年9月5日
发明者邱昌明, 戴亚翔 申请人:统宝光电股份有限公司