专利名称：画素结构的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种画素结构，且特别是有关于一种应用于薄膜晶体管液晶显示器的画素结构。
背景技术：
自从第一台以阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)为工作模式的黑白电视机发明以来，显示技术便以飞快的速度不断演进。然而，由于以阴极射线管制造的显示器具有体积大、重量重、辐射量高及画质较差等缺点，因此新的平面显示技术便不断被开发出。在这些平面显示技术中，又以具有轻薄短小、省电、低辐射、全彩及方便携带等优点的液晶显示器(LiquidCrystal Display，LCD)技术最为纯熟且普及化。举凡手机、数码相机、数码摄影机、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、笔记型计算机、液晶电视等都有其应用范围。
由于液晶显示器逐渐发展朝向高分辨率(High Resolution)发展，然而在液晶显示面板制造过程中，在液晶显示面板上难免会形成一些瑕疵(defect)，而这些瑕疵将造成影像质量下降。以下就薄膜晶体管液晶显示器为例进行说明。
图1A显示为公知一种画素结构的俯视图，而图1B显示沿图1A中的A-A’线的剖面图。请共同参照图1A与图1B，此画素结构100适于由基板25上的扫瞄线50与数据线75所控制。画素结构100包括薄膜晶体管110与画素电极120。薄膜晶体管110包括第一介电层112a、半导体层114、奥姆接触层116、源极118a、汲极118b与第二介电层112b。其中，薄膜晶体管110是利用部份的扫瞄线50作为闸极，而第一介电层112a覆盖住扫瞄线50。半导体层114配置于扫描线50上方的第一介电层112a上，而奥姆接触层116配置于半导体层114上。源极118a与汲极118b配置于奥姆接触层116上，其中源极118a与数据线75电性连接。第二介电层112b覆盖源极118a与部份汲极118b，而第二介电层112b具有接触窗开口130。画素电极120便经由接触窗开口130与薄膜晶体管110的汲极118b电性连接。
请再参照图1B，在一般的薄膜晶体管制程中会利用光阻层(未显示)以及源极118a与汲极118b作为蚀刻罩幕，将半导体层114上方的奥姆接触层116移除，也就是会进行背通道蚀刻(Back Channel Etching，BCE)而完成薄膜晶体管110的制作。然而，此种方式在大面积面板的制作中，由于整体的蚀刻速率均匀度会有所差异，因此部分奥姆接触层116蚀刻不完全。由于奥姆接触层116具有良好的导电性质，所以漏电流容易沿着图1A中所显示的路径S1发生。
承上述，公知为降低漏电流现象的作法有以下二种。第一种方式是增加半导体层114以及源极118a与汲极118b之间的层间距离，如图1B所示。而第一种方式是增加线路的负载电容(load capacitance)以及减少画素结构100的开口率(aperture ratio)，因此造成驱动讯号的失真和闪烁(Flicker)及显示亮度降低等现象。
请参照图2，第二种方法是增加源极218a与汲极218b在边缘位置的距离，其公开在美国专利公开号US2005/0041169A1中。如图2所显示，源极218a与汲极218b之间的距离为L1(即通道长度)，且源极218a与汲极218b的边缘之间距离为L2。也就是说，源极218a与汲极218b之间在边缘位置的距离增加了ΔL，且宽度变化了Δw。因此，在不减少开启电流的情况下，此设计将可以减少漏电流的产生。在此设计中的漏电流虽降低，但降低的漏电流程度不能提升到达所需要的标准的开启/关闭电流比(Ion/Ioff)。
发明内容
本发明的目的是提供一种画素结构，以降低奥姆接触层蚀刻不完全所产生的漏电流。
为实现上述目的，本发明提供的画素结构，适于由一基板上的一扫瞄线与一数据线控制，该画素结构包括一薄膜晶体管，包括一第一介电层，覆盖住该扫瞄线；一半导体层，至少配置于该扫瞄线上方的该第一介电层上，且该半导体层包括一主体与至少一延伸部，其中该延伸部与该主体连接；一奥姆接触层，配置于部分该主体上；一源极与一汲极，配置于该奥姆接触层上，该源极与该数据线电性连接，且该半导体层的该延伸部自该汲极与该源极之间的该主体边缘突出；一第二介电层，覆盖住该源极与部分该汲极；以及一画素电极，与该薄膜晶体管的该汲极电性连接。
所述的画素结构，其中该延伸部的延伸方向与该扫瞄线的延伸方向平行。
所述的画素结构，其中该源极具有一缺口，且部分该汲极位于该缺口内。
所述的画素结构，其中该延伸部的延伸方向与该扫瞄线的延伸方向平行。
所述的画素结构，其中该半导体层的部分该主体位于该数据线下方，且该半导体层的该延伸部自该汲极与该数据线之间的该主体边缘突出。
所述的画素结构，其中该画素电极包括透明电极、反射电极或是半穿透半反射电极。
所述的画素结构，其中该画素电极的材质包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。
依据本发明，还提供一种画素结构，适于由一基板上的一扫瞄线与一数据线控制，该画素结构包括一薄膜晶体管，包括一闸极，与该扫瞄线电性连接；一第一介电层，覆盖住该闸极；一半导体层，至少配置于该闸极上方的该第一介电层上，且该半导体层包括一主体与至少一延伸部，其中该延伸部与该主体连接；一奥姆接触层，配置于部分该主体上；一源极与一汲极，配置于该奥姆接触层上，该源极与该数据线电性连接，且该半导体层的该延伸部自该汲极与该源极之间的该主体边缘突出；一第二介电层，覆盖住该源极与部分该汲极；以及一画素电极，与该薄膜晶体管的该汲极电性连接。
所述的画素结构，其中该延伸部的延伸方向与该数据线的延伸方向平行。
所述的画素结构，其中该画素电极包括透明电极、反射电极或是半穿透半反射电极。
所述的画素结构，其中该画素电极的材质包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。
换言之，本发明的画素结构，其适于由基板上的扫瞄线与数据线而控制，画素结构包括薄膜晶体管与画素电极。薄膜晶体管包括第一介电层、半导体层、奥姆接触层、源极、汲极以及第二介电层。其中，第一介电层覆盖住扫瞄线，而半导体层至少配置于扫瞄线上方的第一介电层上。半导体层包括主体与至少一延伸部，其中延伸部与主体连接，而奥姆接触层配置于部分主体上。源极与汲极则配置于奥姆接触层上，而源极与数据线电性连接，且半导体层的延伸部自汲极与源极之间的主体边缘突出。第二介电层覆盖住源极与部份汲极，而画素电极与薄膜晶体管的汲极电性连接。
在本发明的一实施例中，半导体层的延伸部的延伸方向与扫瞄线的延伸方向平行。
在本发明的一实施例中，源极具有一缺口，且部分汲极位于缺口内。
在本发明的一实施例中，半导体层的延伸部的延伸方向与扫瞄线的延伸方向平行。
在本发明的一实施例中，半导体层的部分主体位于数据线下方，且半导体层的延伸部自汲极与数据线之间的主体边缘突出。
在本发明的一实施例中，画素电极包括透明电极、反射电极或是半穿透半反射电极。
在本发明的一实施例中，画素电极的材质包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。
依据本发明，提出另一种画素结构，适于由基板上的扫瞄线与数据线控制。此画素结构包括薄膜晶体管与画素电极。薄膜晶体管包括闸极、第一介电层、半导体层、奥姆接触层、源极、汲极以及第二介电层。其中，闸极与扫瞄线电性连接，而第一介电层覆盖住闸极。半导体层至少配置于闸极上方的第一介电层上，且半导体层包括主体与至少一延伸部，其中延伸部与主体连接。奥姆接触层配置于部分主体上。源极与汲极配置于奥姆接触层上，而源极与数据线电性连接。半导体层的延伸部自汲极与源极之间的主体边缘突出。第二介电层覆盖住源极与部份汲极。而画素电极与薄膜晶体管的汲极电性连接。
在本发明的一实施例中，上述的半导体层延伸部，其延伸方向与数据线的延伸方向平行。
在本发明的一实施例中，画素电极包括透明电极、反射电极或是半穿透半反射电极。
在本发明的一实施例中，画素电极的材质包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。
基于上述，由于半导体层边缘容易残留有蚀刻不完全的奥姆接触层，且漏电流容易沿着半导体层边缘产生，因此本发明采用具有延伸部的半导体层，而此延伸部可以增长漏电流所需行经的路径。由于奥姆接触层为高电阻值材料，因此此画素结构可降低漏电流的发生，进而提升开启/关闭电流比(Ion/Ioff)。
图1A为公知的一种画素结构的俯视图。
图1B为沿图1A中的A-A’线的剖面图。
图2为公知的另一种薄膜晶体管结构的俯视图。
图3A是本发明的第一实施例的一种画素结构的俯视图。
图3B为沿图3A中的B-B’线的剖面图。
图4是本发明的第二实施例的一种画素结构的俯视图。
图5是本发明的第三实施例的一种画素结构的俯视图。
图6A是本发明的第四实施例的一种画素结构的俯视图。
图6B为沿图6A中的C-C’线的剖面图。
具体实施例方式
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
第一实施例图3A为本发明第一实施例的一种画素结构的俯视图，而图3B为沿图3A中的B-B’线的剖面图。请共同参照图3A与图3B，此画素结构300适于由基板25上的扫瞄线50与数据线75而控制。此画素结构300包括薄膜晶体管310与画素电极320。其中，画素电极320与薄膜晶体管310电性连接。此外，薄膜晶体管310包括第一介电层312a、半导体层314、奥姆接触层316、源极318a、汲极318b以及第二介电层312b。
更详细地，第一介电层312a覆盖住扫瞄线50，而半导体层314a配置于扫描线50上方的第一介电层312a上。换言之，扫瞄线50的一部分作为薄膜晶体管310的闸极。然而，闸极与扫瞄线50亦可个别独立，如图6A所示。半导体层314具有主体314a与至少一延伸部314b，且延伸部314b与主体314a连接。奥姆接触层316配置于部分半导体层314的主体314a上，而源极318a与汲极318b则配置于奥姆接触层316上，其中源极318a与数据线75电性连接。值得注意的是，半导体层314的延伸部314b自汲极318b与源极318a之间的主体边缘突出。在本实施例中，延伸部314b的延伸方向与扫描线50延伸方向平行。然而，延伸部314b的延伸方向亦随着薄膜晶体管310的型态而有所不同，其详述如后。此外，第二介电层312b覆盖住源极318a与部分汲极318b，且第二介电层312b具有接触窗开口330，其暴露出部分汲极318b。画素电极320便经由接触窗开口330与薄膜晶体管310的汲极318b电性连接。
扫描线50例如为铝合金导线或是其它适当导体材料所形成的导线。源极318a与部分汲极318b的材质则可为铬金属、铝合金或是其它适当导体材料。第二介电层312b的材质例如为氮化硅(silicon nitride)或是其它适当的材质。此外，画素电极320例如是一透明电极(transmissive electrode)、反射电极(reflective electrode)或是半穿透半反射电极(transflectiveelectrode)。其中，透明电极的材质可以是铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)或铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide，IZO)。
相较于在公知技术中漏电流容易沿着半导体层114边缘产生(也就是由汲极118b沿着半导体层114边缘至源极118a的路径S1)，本发明增加半导体层314边缘的长度(也就是增设延伸部314b)，以降低漏电流沿半导体层314的边缘发生的机率，也就是路径S2，因此本发明的画素结构300能够抑制漏电流的发生，并提升画素结构到达所需的开启/关闭电流比(Ion/Ioff)。
第二实施例图4为本发明第二实施例的一种画素结构的俯视图。请参考图4，本实施例与第一实施例相似，其不同之处在于在本实施例中的薄膜晶体管410中，源极418a具有一缺口440，且源极418a并与数据线75电性连接。此外，部分汲极418b则位于源极418a的缺口440内。同样地，半导体层414包括一主体414a以及与主体414a相连的至少一延伸部414b，其中延伸部414b自汲极418b与源极418a之间的主体414a边缘突出。此外，延伸部414b的延伸方向与扫描线50延伸方向平行。如同前述，由于漏电流容易沿着半导体层的边缘发生，因此延伸部414b能够增加由汲极418b至源极418a的路径长度S3，以抑制漏电流的发生。
第三实施例图5为本发明第三实施例的一种画素结构的俯视图。请参考图5，本实施例与第一实施例相似，其不同之处在于在本实施例的薄膜晶体管510中，半导体层514的部分主体514a位于数据线75下方，且半导体层514的延伸部514b自汲极518b与数据线75之间的主体514a边缘突出。同样地，由于半导体层514上残留有奥姆接触层516，因此漏电流将会沿着路径S4传递。为了进一步说明延伸部514b抑制漏电流的能力，以下将以本实施例所描述的画素结构为例进行说明。
表1
请参考表1与图5，延伸部514b具有的长度分别为0μm、5μm、10μm、20μm及30μm五种不同长度。所施加的电压为Vg＝-6(Vol.)，并量测沿着路径S4的漏电流值。各种长度的延伸部514b所量测到的漏电流值分别为1.44pA、0.57pA、0.86pA、0.60pA、0.43pA。由表1可知，漏电流值随着延伸部514b的长度增加而降低。更详细而言，延伸部514b的长度为0μm(公知技术)与延伸部514b的长度为30μm的漏电流比约为3.7倍。因此，相较于公知技术，本实施例的画素结构能够降低漏电流，以提升开启/关闭电流比(Ion/Ioff)。换言之，相较于公知技术，采用本实施例的画素结构的液晶显示面板具有较佳的显示质量。
第四实施例图6A为本发明第四实施例中的一种画素结构的俯视图，而图6B为沿图6A中的C-C’线的剖面图。请参照图6A与图6B，本实施例与第一实施例相似，其不同之处在于在本实施例的画素结构600中，薄膜晶体管610具有闸极618c，而闸极618c与扫瞄线50电性连接。第一介电层612a覆盖闸极618c。半导体层614配置于闸极618c上方的第一介电层612a上，而半导体层614具有主体614a以及与至少一延伸部614b，其中延伸部614b与主体614a相连接。此外，奥姆接触层616则配置于部份半导体层614的主体614a上。源极618a与汲极618b则配置于奥姆接触层616上，且源极618a并与数据线75电性连接。同样地，延伸部614b也是自汲极618b与源极618a之间的主体614a边缘突出。在本实施例中，延伸部614b的延伸方向与数据线75延伸方向平行。第二介电层612b覆盖住源极618a与部份汲极618b，且第二介电层612b具有接触窗开口630，其暴露出部分汲极618b。画素电极620便由接触窗开口630与薄膜晶体管610的汲极电性连接。
同样地，本实施例将以不同长度的延伸部614b为例说明延伸部614b抑制漏电流的能力。
表2
请参考表2与图6A，延伸部614b具有的长度分别为0μm、5μm、10μm及20μm四种不同长度。所施加的电压为Vg＝-6(Vol.)，并量测沿着路径S5的漏电流值。各种长度的延伸部614b所量测到的漏电流值分别为0.74pA、0.44pA、0.36pA、0.38pA。
同样地，由表2可知，漏电流值随着延伸部614b长度变长而降低。举例而言，当延伸部614b的长度为0μm(公知技术)与延伸部614b的长度为10μm时，两者的漏电流比约为2.1倍。因此，相较于公知技术，本实施例的画素结构能够降低漏电流，以提升开启/关闭电流比(Ion/Ioff)。
综上所述，本发明的画素结构具有下列优点一、由于漏电流容易沿着半导体层的边缘发生，因此本发明利用延伸部来增加半导体层边缘的长度，以降低漏电流。
二、由于本发明能够降低漏电流，因此开启/关闭电流比(Ion/Ioff)能够提高。换言之，由于开启/关闭电流比(Ion/Ioff)能够提高，因此采用本发明的画素结构的液晶显示面板较不易产生闪烁和串影等显示不良的现象，以提高显示质量。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习本项技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视申请的专利范围所界定内容为准。
权利要求
1.一种画素结构，适于由一基板上的一扫瞄线与一数据线控制，该画素结构包括一薄膜晶体管，包括一第一介电层，覆盖住该扫瞄线；一半导体层，至少配置于该扫瞄线上方的该第一介电层上，且该半导体层包括一主体与至少一延伸部，其中该延伸部与该主体连接；一奥姆接触层，配置于部分该主体上；一源极与一汲极，配置于该奥姆接触层上，该源极与该数据线电性连接，且该半导体层的该延伸部自该汲极与该源极之间的该主体边缘突出；一第二介电层，覆盖住该源极与部分该汲极；以及一画素电极，与该薄膜晶体管的该汲极电性连接。
2.如权利要求1所述的画素结构，其中该延伸部的延伸方向与该扫瞄线的延伸方向平行。
3.如权利要求1所述的画素结构，其中该源极具有一缺口，且部分该汲极位于该缺口内。
4.如权利要求3所述的画素结构，其中该延伸部的延伸方向与该扫瞄线的延伸方向平行。
5.如权利要求1所述的画素结构，其中该半导体层的部分该主体位于该数据线下方，且该半导体层的该延伸部自该汲极与该数据线之间的该主体边缘突出。
6.如权利要求1所述的画素结构，其中该画素电极包括透明电极、反射电极或是半穿透半反射电极。
7.如权利要求6所述的画素结构，其中该画素电极的材质包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。
8.一种画素结构，适于由一基板上的一扫瞄线与一数据线控制，该画素结构包括一薄膜晶体管，包括一闸极，与该扫瞄线电性连接；一第一介电层，覆盖住该闸极；一半导体层，至少配置于该闸极上方的该第一介电层上，且该半导体层包括一主体与至少一延伸部，其中该延伸部与该主体连接；一奥姆接触层，配置于部分该主体上；一源极与一汲极，配置于该奥姆接触层上，该源极与该数据线电性连接，且该半导体层的该延伸部自该汲极与该源极之间的该主体边缘突出；一第二介电层，覆盖住该源极与部分该汲极；以及一画素电极，与该薄膜晶体管的该汲极电性连接。
9.如权利要求8所述的画素结构，其中该延伸部的延伸方向与该数据线的延伸方向平行。
10.如权利要求8所述的画素结构，其中该画素电极包括透明电极、反射电极或是半穿透半反射电极。
11.如权利要求10所述的画素结构，其中该画素电极的材质包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。
全文摘要
一种画素结构，适于由基板上的扫瞄线与数据线而控制，此画素结构包括薄膜晶体管与画素电极。薄膜晶体管包括第一介电层、半导体层、奥姆接触层、源极与汲极以及第二介电层。第一介电层覆盖扫瞄线，而半导体层配置于扫描线上方的第一介电层上。半导体层具有主体以及与主体连接的至少一延伸部，且延伸部自位于源极与汲极之间的主体边缘突出。奥姆接触层配置于部份的主体上。源极与汲极配置于奥姆接触层上，而源极与数据线电性连接。第二介电层覆盖源极与部分汲极。画素电极与薄膜晶体管的汲极电性相连。因此，此画素结构能够降低漏电流。
文档编号H01L29/786GK101082743SQ200610078480
公开日2007年12月5日 申请日期2006年5月30日 优先权日2006年5月30日
发明者江佳铭, 任坚志 申请人:中华映管股份有限公司