专利名称：反射式电泳显示装置的画素结构及其制作方法
技术领域：
本发明系关于一种电泳显示装置的画素结构及其制作方法，尤指一种反射式电泳显示装置的画素结构及其制作方法。
背景技术：
随着科技的发展，各种类型的平面显示装置，例如液晶显示器、有机发光二极管显示器以及电浆显示器等，已逐渐取代传统的阴极射线管(cathode ray tube, CRT)显示器。 在近几年中，显示器业者另开发了电泳显示装置(又称电子纸，Electronic Paper)，以进一步提供更轻薄、柔软与便于携带的显示器。一般而言，主动式矩阵(active matrix)电泳显示装置通常包括薄膜晶体管(thin film transistor,TFT)矩阵设于画素电极的下方，当一画素区中的TFT的闸极被导通开启时，会使画素电极充电而使对应的带电微粒子发生上升或下沈运动。传统制作主动式矩阵电泳显示装置的步骤于形成薄膜晶体管的闸极、半导体层、薄膜晶体管的源极与汲极、保护层、光阻层、反射电极以及画素电极时需花费光罩来进行图案化制程，因此总共需花费七道光罩才能完成。然而，光罩的数量系影响着主动式矩阵电泳显示装置的制作成本，因此为了有效降低主动式矩阵电泳显示装置的制作成本，减少光罩的使用数量来制作出主动式矩阵电泳显示装置实为业界努力的目标。
发明内容
本发明的主要目的之一在于提供一种反射式电泳显示装置的画素结构及其制作方法，以减少光罩的使用数量，进而降低制作成本。为达上述的目的，本发明提供一种制作反射式电泳显示装置的画素结构的方法。 首先，提供一基板。接着，形成一第一金属图案层于基板上。随后，形成一绝缘层于第一金属图案层与基板上。然后，形成一半导体图案层与一第二金属图案层于绝缘层上。接着，覆盖一保护层于基板、半导体图案层与第二金属图案层上。其后，形成一有机光阻图案层于保护层上，且有机光阻图案层具有一第一接触洞，曝露出保护层。随后，以有机光阻图案层为一屏蔽，移除曝露出的保护层，以于保护层中形成一第二接触洞，并曝露出第二金属图案层。接着，形成一第三金属图案层于有机光阻图案层与曝露出的第二金属图案层上。然后， 形成一透明导电图案层于第三金属图案层上，且透明导电图案层覆盖第三金属图案层。为达上述的目的，本发明提供一种反射式电泳显示装置的画素结构。画素结构包括一基板、一薄膜晶体管、一有机光阻图案层、一保护层、一金属图案层以及一透明导电图案层。薄膜晶体管设于基板上，且薄膜晶体管具有一间极、一源极以及一汲极。有机光阻图案层设于基板与薄膜晶体管上，且有机光阻图案层具有一第一接触洞。保护层设于基板与有机光阻图案层之间，且保护层具有一第二接触洞，其中第一接触洞对应于第二接触洞。金属图案层设于有机光阻图案层上，并透过第一接触洞与第二接触洞与汲极相接触。透明导电图案层设于金属图案层上。
本发明藉由半色调光罩来形成具有厚度不同的光阻图案层，且利用有机光阻图案 层作为屏蔽来形成第二接触洞，因此仅需五道光罩即可形成反射式电泳显示装置的画素结 构，使光罩的使用数量可有效缩减，且制作成本得以降低。
图1至图9为本发明较佳实施例的制作反射式电泳显示装置的画素结构的方法示 意图。图10为本发明较佳实施例的反射式电泳显示装置的画素结构的上视示意图。主要组件符号说明
10画素结构IOa开口区
12基板14第一金属图案层
14a闸极14b扫描线
14c共通线16绝缘层
18半导体层20第二金属层
22半色调光罩22a透光区
22b半透光区22c遮光区
24光阻图案层Ma第一厚度部
24b第二厚度部沈半导体图案层
28第二金属图案层^a源极
28b汲极28c资料线
30保护层30a第二接触洞
32有机光阻层34有机光阻图案层
34a第一接触洞36第三金属图案层
38透明导电图案层40电泳显示薄膜
42保护膜44薄膜晶体管
44a通道区A-A，剖面线。
具体实施例方式本说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领 域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书 及后续的申请专利范围并不以名称的差异来作为区别组件的方式，而是以组件在功能上的 差异来作为区别的基准。在通篇说明书及后续的请求项当中所提及的「包含以及包括」系为 一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。此外，「电连接」一词在此系包含任何直 接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置电连接于一第二装置，则代表该第 一装置可直接连接于该第二装置，或透过其它装置或连接手段间接地连接至该第二装置。请参考图1至图9，图1至图9为本发明较佳实施例的制作反射式电泳显示装置的 画素结构的方法示意图。反射式电泳显示装置系具有复数个画素结构，分别设置于复数个 画素区中。为了清楚说明本发明的方法，下述以单一画素区中的画素结构为例来做说明。如 图1所示，首先提供一基板12，例如玻璃基板。然后，形成一第一金属层覆盖于基板12上。随后，利用一第一光罩，图案化第一金属层，以形成一第一金属图案层14。接着，形成一绝缘层16，例如氧化物或氮化物，覆盖于基板12与第一金属图案层14上。于本实施例中，形成绝缘层16的步骤可利用一沉积制程，例如物理气相沉积制程或化学气相沉积制程，但不限于此。如图2所示，接下来，依序形成一半导体层18与一第二金属层20于绝缘层16上。 于本实施例中，半导体层18可包括一非晶硅层与一 P型或N型掺杂的非晶硅层，且形成半导体层18的步骤可为先形成一非晶硅层于绝缘层16上，然后进行一离子布植制程，于非晶硅层中掺杂P型或N型离子，以形成P型或N型掺杂的非晶硅层，但本发明并不限于此。如图3所示，接着，形成一光阻层于第二金属层20上，且将一半色调光罩22设于光阻层上，并利用半色调光罩22作为一第二光罩，蚀刻光阻层，以形成一光阻图案层M于第二金属层20上，且曝露出第二金属层20。半色调光罩22具有一透光区22a、一半透光区 22b以及一遮光区22c，因此所形成的光阻图案层M具有对应于遮光区22c的一第一厚度部2 与对应于半透光区22b的一第二厚度部Mb，且第一厚度部2 的厚度大于第二厚度部Mb的厚度。如图4所示，随后，以光阻图案层M为屏蔽，进行一蚀刻制程，先移除对应于透光区2 的第二金属层20与半导体层18以及对应于半透光区22b的第二厚度部Mb，以曝露出第二厚度部24b下方的第二金属层20，然后利用具有绝缘层16与第二金属层20的高蚀刻选择比的蚀刻液，移除曝露出第二金属层20以及部分半导体层18，以形成一半导体图案层沈以及一第二金属图案层观。值得注意的是，本实施例利用半色调光罩22，形成具有不同厚度的光阻图案层对，藉此第二厚度部24b可较第一厚度部22b先被移除，因此位于第二厚度部24b下方的第二金属层20与部分半导体层18可藉由持续进行蚀刻制程而被移除。如图5所示，接着，移除光阻图案层M的第一厚度部Ma。然后，进行一沉积制程， 覆盖一保护层30，例如氮化硅，于基板12、半导体图案层沈与第二金属图案层观上。随后，进行另一沉积制程，形成一有机光阻层32于保护层30上。如图6所示，利用一第三光罩，图案化有机光阻层32，以形成有机光阻图案层34于保护层30上，且有机光阻图案层34具有一第一接触洞34a，曝露出保护层30。如图7所示，接着，烘烤有机光阻图案层34a，例如将具有有机光阻图案层3 的半成品设置于温度约略为220度的烤箱中，使有机光阻图案层3 硬化，而可作为硬屏蔽。 然后，以有机光阻图案层3 为屏蔽，移除曝露出的保护层30，以于保护层30中形成一第二接触洞30a，并曝露出第二金属图案层观。由于第二接触洞30a系藉由以有机光阻图案层 34a为屏蔽所蚀刻出，因此第一接触洞34a的宽度与第二接触洞30a的宽度相同，但本发明不以此为限。如图8所示，然后，沉积一第三金属层于有机光阻图案层3 与曝露出的第二金属图案层观上，亦即第三金属层延伸至第一接触洞3 与第二接触洞30a中，且覆盖于曝露出的第二金属图案层观上，以与第二金属图案层观相接触。并且，利用一第四光罩，图案化第三金属层，以形成第三金属图案层36于有机光阻图案层3 与第二金属图案层观上。 接着，沉积一透明导电层，例如氧化铟锌或氧化铟锡，于第三金属图案层36上。然后，利用一第五光罩，图案化透明导电层，以形成透明导电图案层38于第三金属图案层36上。如图9所示，随后，覆盖一电泳显示薄膜(electrophoretic display film)40于透明导电图案层38上，且覆盖一保护膜42于电泳显示薄膜40上，以保护电泳显示薄膜40。 至此，已完成本实施例的反射式电泳显示装置的画素结构10。值得注意的是，本实施例藉由半色调光罩22来形成具有厚度不同的光阻图案层对，进而可于同一蚀刻制程中形成半导体图案层沈与第二金属图案层观，且可减少一光罩来移除位于第二厚度部24b下方的半导体图案层沈以及第二金属图案层观。并且，本实施例另利用有机光阻图案层34作为屏蔽来形成第二接触洞30a，因此更可减少一光罩来形成第二接触洞30a。由此可知，本实施例仅需五道光罩即可形成反射式电泳显示装置的画素结构10，因此可有效缩减所使用的光罩的数量，且降低制作成本。以下将进一步说明本实施例的反射式电泳显示装置的画素结构。请参考图10，且一并参考图9。图10为本发明较佳实施例的反射式电泳显示装置的画素结构的上视示意图，且图9为沿着图10的剖面线A-A’的剖面示意图。如图9与图10所示，本实施例的反射式电泳显示装置的画素结构10包括基板12、第一金属图案层14、绝缘层16、半导体图案层沈、第二金属图案层观、有机光阻图案层34、保护层30、第三金属图案层36、透明导电图案层38、电泳显示薄膜40以及保护膜42。于本实施例中，第一金属图案层14包括一薄膜晶体管44的一闸极14a、一扫描线14b以及一共通线14c，且第二金属图案层观包括薄膜晶体管44的一源极28a与一汲极^b以及一数据线^c。绝缘层16系作为薄膜晶体管44 的闸极绝缘层，且位于源极28a与汲极28b之间的半导体图案层沈作为薄膜晶体管44的一通道区44a。并且，闸极14a与扫描线14b相连接，以藉由扫描线14b将扫描讯号传递至闸极14a，且源极^a与数据线28c相连接。值得一提的是，半透光区22b系对应于闸极1 的位置，而遮光区22c对应于源极^a、汲极^b以及数据线^c的位置。藉此，光阻图案层M的第一厚度部2 系位于源极^a、汲极^b以及数据线28c的正上方，且第二厚度部 24b位于作为通道区44a的半导体图案层沈的正上方。因此，移除通道区4 上的半导体层与第二金属层的步骤并不需额外的光罩来定义，以减少一道光罩。此外，值得注意的是， 第三金属图案层36系覆盖整个画素结构10的一开口区10a，以用于反射外界光源，进而使反射式电泳显示装置可操作于有光源的环境下，且不需额外设置背光源。并且，透明导电图案层38系覆盖第三金属图案层36，使第三金属图案层36于制作过程中不会产生剥离或腐蚀的情况。此外，本实施例的电泳显示薄膜40包括复数个带电黑粒子与一电介质液体，并藉由控制透明导电图案层38的电压，来调整带电黑粒子的位置，进而呈现出黑白画面。并且，保护膜42可用于保护电泳显示薄膜40，以防止电泳显示薄膜40受到刮伤。综上所述，本发明藉由半色调光罩来形成具有厚度不同的光阻图案层，且利用有机光阻图案层作为屏蔽来形成第二接触洞，因此仅需五道光罩即可形成反射式电泳显示装置的画素结构，使光罩的使用数量可有效缩减，且制作成本得以降低。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种制作反射式电泳显示装置的画素结构的方法，其特征在于，包括 提供一基板；形成一第一金属图案层于该基板上； 形成一绝缘层于该第一金属图案层与该基板上； 形成一半导体图案层与一第二金属图案层于该绝缘层上； 覆盖一保护层于该基板、该半导体图案层与该第二金属图案层上； 形成一有机光阻图案层于该保护层上，且该有机光阻图案层具有一第一接触洞，曝露出该保护层；以该有机光阻图案层为一屏蔽，移除曝露出的该保护层，以于该保护层中形成一第二接触洞，并曝露出该第二金属图案层；形成一第三金属图案层于该有机光阻图案层与曝露出的该第二金属图案层上；以及形成一透明导电图案层于该第三金属图案层上，且该透明导电图案层覆盖该第三金属图案层。
2.根据权利要求1所述的制作反射式电泳显示装置的画素结构的方法，其特征在于 其中该第一接触洞的宽度与该第二接触洞的宽度相同。
3.根据权利要求1所述的制作反射式电泳显示装置的画素结构的方法，其特征在于 其中形成该半导体图案层与该第二金属图案层的步骤包括依序形成一半导体层与一金属层于该绝缘层上；利用一半色调光罩，形成一光阻图案层于该金属层上，曝露出该金属层，其中该光阻图案层具有一第一厚度部与一第二厚度部，且该第一厚度部的厚度大于该第二厚度部的厚度；以及以该光阻图案层为一屏蔽，移除曝露出的该金属层、该第二厚度部以及位于该第二厚度部下方的该金属层与部分该半导体层，以形成该半导体图案层以及该第二金属图案层。
4.根据权利要求3所述的制作反射式电泳显示装置的画素结构的方法，其特征在于 其中该第一金属图案层包括一闸极，且该第二厚度部系位于该闸极的正上方。
5.根据权利要求1所述的制作反射式电泳显示装置的画素结构的方法，其特征在于 其中于形成该有机光阻图案层的步骤与移除曝露出的该保护层的步骤的间，该方法另包括烘烤该有机光阻图案层。
6.根据权利要求1所述的制作反射式电泳显示装置的画素结构的方法，其特征在于 另包括覆盖一电泳显示薄膜(electrophoretic display film)于该透明导电图案层上。
7.根据权利要求1所述的制作反射式电泳显示装置的画素结构的方法，其特征在于 另包括覆盖一保护膜于该电泳显示薄膜上。
8.一种反射式电泳显示装置的画素结构，其特征在于，包括 一基板；一薄膜晶体管，设于该基板上，且该薄膜晶体管具有一间极、一源极以及一汲极； 一有机光阻图案层，设于该基板与该薄膜晶体管上，且该有机光阻图案层具有一第一接触洞；一保护层，设于该基板与该有机光阻图案层之间，且该保护层具有一第二接触洞，其中该第一接触洞对应于该第二接触洞；一金属图案层，设于该有机光阻图案层上，并透过该第一接触洞与该第二接触洞与该汲极相接触；以及一透明导电图案层，设于该金属图案层上。
9.根据权利要求8所述的反射式电泳显示装置的画素结构，其特征在于另包括一电泳显示薄膜，设于该透明导电图案层上。
10.根据权利要求9所述的反射式电泳显示装置的画素结构，其特征在于另包括一保护膜，设于该电泳显示薄膜上。
全文摘要
本发明涉及一种制作反射式电泳显示装置的画素结构的方法。首先，依序形成一第一金属图案层、一绝缘层、一半导体图案层与一第二金属图案层于一基板上。接着，覆盖一保护层于基板、半导体图案层与第二金属图案层上，且形成一有机光阻图案层于保护层上，其中有机光阻图案层具有一第一接触洞，曝露出保护层。随后，以有机光阻图案层为屏蔽，移除曝露出的保护层，以于保护层中形成一第二接触洞，并曝露出第二金属图案层。接着，依序形成一第三金属图案层与一透明导电图案于有机光阻图案层与曝露出的第二金属图案层上。
文档编号G02F1/167GK102339794SQ201110308058
公开日2012年2月1日 申请日期2011年10月12日 优先权日2011年10月12日
发明者杜英宗, 林宜纬, 邱羡坤, 锺明宗 申请人:中华映管股份有限公司, 华映光电股份有限公司