像素结构及其制造方法

像素结构及其制造方法
【专利摘要】本发明是有关于一种像素结构及其制造方法。像素结构包括基板、晶体管、平坦层、多个接触窗以及像素电极层。晶体管配置于基板上且包括栅极、源极及漏极。平坦层配置于栅极、源极及漏极的一部分上。多个接触窗贯穿平坦层，且暴露出漏极的另一部分。像素电极层配置于平坦层上、接触窗中及漏极的另一部分上，且电性连接至漏极。
【专利说明】像素结构及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种像素结构及其制造方法，特别是有关于一种包括多个接触窗的像素结构及其制造方法。
【背景技术】
[0002]在像素结构的工艺中，会在具有隔离作用的绝缘层形成接触窗(ContactWindow)，借以连接上下两层导电层。例如像素结构中，会在绝缘的平坦层上制作一个接触窗以曝露出漏极的一部分，使像素电极能与此部分的漏极作电性连接。
[0003]在现有习知的像素结构工艺中，在形成接触窗后，为增加覆盖在平坦层上的像素电极与平坦层之间的附着力，会先对平坦层采用表面等离子体处理，再将像素电极覆盖在平坦层上。然而，此种做法需要多一道工艺，且有可能会导致良率损失或是产能下降。因此，如何改良现有习知像素结构的工艺与结构使其像素电极与平坦层之间能附着良好，是像素结构工艺中值得讨论的问题。
[0004]由此可见，上述现有的像素结构工艺在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。因此如何能创设一种新型结构的像素结构及其制造方法，亦成为当前业界极需改进的目标。

【发明内容】

[0005]本发明的目的在于，克服现有的像素结构工艺存在的缺陷，而提供一种新型结构的像素结构及其制造方法，所要解决的技术问题是使其可解决其像素电极与平坦层间附着不佳的问题。
[0006]本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种像素结构，其中包括:基板；晶体管，配置于该基板上，且包括栅极、源极及漏极；平坦层，配置于该栅极、该源极及该漏极的一部分上；多个接触窗，贯穿该平坦层，且暴露出该漏极的另一部分；以及像素电极层，配置于该平坦层上、所述接触窗中及该漏极的该另一部分上，且电性连接至该漏极。
[0007]本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0008]前述的像素结构，其中所述的像素电极层的材质为金属或透明导电材料。
[0009]前述的像素结构，其中所述的平坦层的材料为有机材料。
[0010]前述的像素结构，其特征在于至少部分所述接触窗位于该漏极的角落。
[0011]前述的像素结构，其中所述的栅极配置于该基板上，且该晶体管更包括:绝缘层，配置于该栅极上；以及半导体层，配置于该绝缘层上，其中该源极连接至该半导体层的一端，且该漏极连接至该半导体层的另一端。
[0012]前述的像素结构，其中所述的漏极的材质为金属。
[0013]本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种像素结构的制造方法，其中包括:提供基板；在该基板上形成晶体管，其中该晶体管包括栅极、源极及漏极；在该基板上形成平坦层，以覆盖该晶体管；形成多个贯穿该平坦层的接触窗，并使该接触窗暴露出该漏极的一部分；以及在该平坦层上、该接触窗中及该漏极的该部分上形成像素电极层。
[0014]本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0015]前述的像素结构的制造方法，其特征在于在该基板上形成该晶体管的步骤包括:在该基板上形成该栅极；在该栅极上形成绝缘层；在该绝缘层上形成半导体层；以及在该半导体层的相对两端上分别形成该源极与该漏极。
[0016]前述的像素结构的制作方法，其特征在于形成所述贯穿该平坦层的接触窗的步骤包括使至少部分所述接触窗位于该漏极的角落。
[0017]前述的像素结构的制作方法，其中所述的像素电极层的材质为金属或透明导电材料。
[0018]前述的像素结构的制作方法，其中所述的平坦层的材料为有机材料。
[0019]前述的像素结构的制作方法，其中所述的漏极的材质为金属。
[0020]本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明的主要技术内容如下:一种像素结构包括基板、晶体管、平坦层、多个接触窗以及像素电极层。晶体管配置于基板上且包括栅极、源极及漏极。平坦层配置于栅极、源极及漏极的一部分上。多个接触窗贯穿平坦层，且暴露出漏极的另一部分。像素电极层，配置于平坦层上、接触窗中及漏极的另一部分上，且电性连接至漏极。本发明提出一种像素结构的制造方法，包括下列步骤。首先，提供基板。接着在基板上形成晶体管，其中晶体管包括栅极、源极及漏极。再来，在基板上形成平坦层，以覆盖晶体管。之后，形成多个贯穿平坦层的接触窗，并使接触窗暴露出漏极的一部分。在平坦层上、接触窗中及漏极的一部分上形成像素电极层。
[0021]借由上述技术方案，本发明像素结构及其制造方法至少具有下列优点及有益效果:由于像素结构中形成多个接触窗，以增加像素结构的像素电极层与漏极间的接触面积，并以此增加覆盖在平坦层上的像素电极层与平坦层之间的附着力。此外，工艺中可省略对平坦层做表面等离子体处理的步骤，具简化制作流程的优点。
[0022]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【专利附图】

【附图说明】
[0023]图1A是本发明的一实施例的像素结构的俯视图。
[0024]图1B是图1A的像素结构沿1-1’割面线的剖面示意图。
[0025]图1C是应用本发明的像素结构的电泳显示装置的剖面示意图。
[0026]图2A至图2J是绘示图1B的像素结构的制作流程的剖面示意图。
[0027]100:像素结构110:基板
[0028]120:晶体管121:栅绝缘层
[0029]122a:掺杂材料层122b:金属材料层
[0030]122:欧姆接触层123:保护层
[0031]130:平坦层140:接触窗[0032]150:像素电极层160:共享电极
[0033]200:电泳显示装置210:透明基板
[0034]220:透明电极层230:微胶囊
[0035]230a:电泳液230b:白色带电粒子
[0036]230c:黑色带电粒子G:栅极
[0037]S:源极D:漏极
[0038]Dl:第一部分D2:第二部分
[0039]C:半导体层SL:扫描线[0040]DL:数据线
【具体实施方式】
[0041]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的像素结构及其制造方法其【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0042]图1A是本发明的一实施例的像素结构的俯视图，图1B是图1A的像素结构沿1_1’割面线的剖面示意图。请同时参阅图1A与图1B，以下将针对像素结构100的膜层结构进行描述。
[0043]像素结构100包括基板110、晶体管120、平坦层130、多个接触窗140以及像素电极层150。晶体管120配置于基板110上。晶体管120包括栅极G、源极S及漏极D。平坦层130配置于栅极G、源极S及漏极D的第一部分Dl上。多个接触窗140贯穿平坦层130，且暴露出漏极D的第二部分D2。像素电极层150配置于平坦层130上、接触窗140中及漏极D的第二部分D2上，且电性连接至漏极D。在图1B中仅绘示出多个接触窗的其中一个，实际上如图1A的俯视图所绘示，像素结构100包括多个接触窗140。为了使图1A中各结构的位置关系能够清楚表现，图1A将像素电极层150绘示成透明的，以能清楚表现其所覆盖的结构。然而，如果像素电极层150材质为金属时，应是不透明的，因此图1A中像素电极层150底下的结构应会被遮避而看不到。
[0044]请参阅图1B，详细而言，像素结构100的晶体管120更包括栅绝缘层121与半导体层C。栅绝缘层121配置于栅极G上，半导体层C配置于栅绝缘层121上。源极S与漏极D相隔一段距离。源极S连接至半导体层C的一端，且漏极D连接至半导体层C的另一端。此外，晶体管120更包括欧姆接触层122，与保护层123。欧姆接触层122配置在源极S与半导体层C之间，以及漏极D与半导体层C之间。保护层123覆盖在源极S、漏极D与半导体层C上。
[0045]平坦层130的材料可以是有机材料，例如高分子聚合物、含感光材质的有机物、苯并环丁烯(Benzocyclobutene ;BCB)、全氟环丁烧(Perfluorocyclobutane ;PFCB)、氟化的对二甲苯(fluorinated para-xylene)、丙烯酸酯树脂(acrylic resin)及有色树脂(colorresin)等。像素电极层150的材质为金属或透明导电材料，该透明导电材料例如是铟锡氧化物、铟锌氧化物或招锌氧化物(aluminum zone oxide, AZ0),但本发明并不以此为限。漏极D的材料例如是铝(Al)、钨(W)、钥(Mo)、钽(Ta)、铬(Cr)等金属或其合金。由于像素结构100具有多个接触窗140，因此像素电极层150可与漏极D具有多个接触位置，如此一来可增加两者间的接触面积。如果像素电极层150材质为金属时，由于像素电极层150与漏极D的材料皆为金属，因此可通过增加两金属间接触面积来增加两者间的锚定力，使得覆盖在平坦层130上的像素电极层150与平坦层130之间能有良好的附着力。
[0046]请再参阅图1A，在图1A中，部分的接触窗140是位于漏极D的角落。在像素结构100中，由于层与层之间较容易由边缘剥离脱层，因此将部分接触窗140的位置配置在漏极D的各个角落，能够避免覆盖在平坦层130上的像素电极层140由角落剥离。
[0047]此外，如图1A所绘示，像素结构100更可包括共享电极160、数据线DL与扫描线SL。在数据线DL与共享电极160之间的半导体层C，可以降低两层金属之间的耦合(coupling)效应，但本发明并不限于此。设计者可按照实际应用的需求，选择性地调整是否在两金属层之间增加此半导体层C。
[0048]本实施例的像素结构100可应用于显示装置例如电泳显示装置。图1C是应用本发明的像素结构的电泳显示装置的剖面示意图。请参阅图1C，电泳显示装置200包括透明基板210、透明电极层220、微胶囊230与本实施例的像素结构100。透明基板210配置于像素结构100的上方，透明电极层220配置于透明基板210下。透明电极层220的材料可以是铟锡氧化物、铟锌氧化物或招锌氧化物(aluminum zone oxide, AZ0),但本发明并不限制透明电极层220的材料。
[0049]微胶囊230介于透明电极层220与像素结构100之间做为显示介质。每一个微胶囊230包括电泳液230a，以及分布于电泳液230a中的多个黑色带电粒子230c与多个白色带电粒子230b。通过施加直流电压或交流电压的方式可以驱动黑色带电粒子230c与白色带电粒子230b的移动。举例而言,黑色带电粒子230c例如是带负电,而白色带电粒子230b例如是带正电，当像素电极层150的电位高于透明电极层220时，可以控制使黑色带电粒子230c相较于白色带电粒子230b更靠近像素电极层150。反过来说，当像素电极层150的电位低于透明电极层220时，可使白色带电粒子230b相较于黑色带电粒子230c更靠近像素电极层150。
[0050]在电泳显示装置200中，利用黑色带电粒子230c与白色带电粒子230b的移动，从而使各像素结构100分别显示黑色、白色或是不同阶调的灰色。此外，透明基板210与基板110的材料可以是具有可挠性的材料，例如塑料。此电泳显示装置200可做为电子纸(e-paper)或电子书(e-book)。
[0051]微胶囊230内的带电粒子并不限于黑色与白色。在另一个例子里，电泳液230a与带电粒子可以具有其它颜色例如是红色、绿色或蓝色，使电泳显示装置200具有全彩的效果，在此并不加以限制。当然，也可在电泳显示装置200中搭配彩色滤光片技术，但本发明并不以此为限。
[0052]以上已将本实施例的像素结构100的各膜层结构与其应用做出描述与介绍，以下将针对本实施例的像素结构100的制作流程进行介绍。图2A至图2J是绘示图1B的像素结构的制作流程的剖面示意图。像素结构100的制作流程主要包括下列步骤。首先，提供基板110。接着在基板110上形成晶体管120，其中晶体管120包括栅极G、源极S及漏极D。再来，在基板110上形成平坦层130以覆盖晶体管120。之后，形成多个贯穿平坦层130的接触窗140，并使接触窗140暴露出漏极D的第二部分D2。接着在平坦层130上、接触窗140中及漏极D的第一部分Dl上形成像素电极层150。配合图2A至图2J的详细制作流程描述如下。
[0053]首先请参阅图2A，提供基板110，基板110的材质可以是塑料、玻璃或其它透明材质。接着如图2B所绘示，在基板110上形成栅极G，栅极G的材料可以是金属。栅极G可用于控制晶体管120是处于开启或是关闭状态。
[0054]请再参阅图2C，在图2C的步骤中，会在栅极G的上方形成栅绝缘层121，栅绝缘层121可以由无机材料(例如氧化硅、氮化硅或氮氧化硅)、有机材料或是由包含绝缘材料及其它绝缘材料的堆叠层制作而成。
[0055]请再参阅图2D，在形成栅绝缘层121后，接着会在栅绝缘层121的上方形成半导体层C，半导体层C的材料可以是非晶硅，但本发明并不限于此。半导体层C可提供电子通道，使电荷经由此通道流动。在前述步骤中所形成介于栅极G与半导体层C之间的栅绝缘层121，可用于将栅极G与半导体层C做电性隔离。
[0056]接着请参阅图2E，形成一掺杂材料层122a在半导体层C的上方，并可依半导体层C材料的类型选择掺杂P型掺杂材料或η型掺杂材料。随之，如图2F所绘示，形成一层金属材料层122b覆盖于掺杂材料层122a、半导体层C以与门绝缘层121。
[0057]接着请先参阅图2G，先以湿刻蚀刻蚀金属材料层122b形成源极S与漏极D，其中源极S、漏极D会与下方的半导体层C电性连接。接着如图2H所绘示，再以干刻蚀刻蚀掺杂材料层122a形成欧姆接触层122。在此，欧姆接触层122可降低源极S、漏极D与半导体层C的接触阻抗。
[0058]请再参阅图21，在图21的步骤中，先形成保护层123覆盖在源极S、漏极D与半导体层C。此保护层123可以将水气与源极S、漏极D做隔绝以保护这些金属构成的结构。保护层123的材料，例如是氧化硅，但本发明并不以此为限。接着，在保护层123上再形成一层平坦层130，平坦层130的材料可以是有机材料。
[0059]请再参阅图2J，在此步骤中，会同时形成多个接触窗140，接触窗140会暴露出漏极D的第二部分D2。图2J中仅示意性的绘示出其中一个接触窗140。在此请参阅图1A，在图2J的步骤中所形成的多个接触窗140，其位置可以位于漏极D的各个角落，其功能如前述，可避免覆盖在平坦层130上的像素电极层150由角落剥离。
[0060]接着请参阅图1B，形成一像素电极层150在平坦层130上、接触窗140中及漏极D的第一部分Dl上，此像素电极层150的材料可以是金属或透明导电材料，该透明导电材料例如是铟锡氧化物、铟锌氧化物或招锌氧化物(aluminum zone oxide, AZ0),但本发明并不以此为限。借由上一步骤中形成的多个接触窗140，像素电极层150与漏极D可具有多个接触位置以增加两者间的接触面积。
[0061]在本实施例中，将像素电极层150形成平坦层130上、接触窗140中及漏极D的第一部分Dl上之前，可以不用在平坦层130的表面上先采用表面等离子体处理技术，以提升像素电极层150与平坦层130间的附着性。只要在像素结构100的工艺中，同时形成多个接触窗140以增加像素电极层150与漏极D两金属间的锚合力，并借此使像素电极层150与平坦层130能附着良好。因此，可简化工艺的步骤并提升工艺的良率。
[0062]综上所述，本发明的实施例的像素结构及其制造方法中，借由于像素结构中形成多个接触窗，以增加像素结构的像素电极层与漏极间的接触面积，并以此增加覆盖在平坦层上的像素电极层与平坦层的间的附着力。此外，工艺中可省略对平坦层做表面等离子体处理的步骤，具简化制作流程的优点。
[0063]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种像素结构，其特征在于包括: 基板； 晶体管，配置于该基板上，且包括栅极、源极及漏极； 平坦层，配置于该栅极、该源极及该漏极的一部分上； 多个接触窗，贯穿该平坦层，且暴露出该漏极的另一部分；以及像素电极层，配置于该平坦层上、所述接触窗中及该漏极的该另一部分上，且电性连接至该漏极。
2.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于其中所述的像素电极层的材质为金属或透明导电材料。
3.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于其中所述的平坦层的材料为有机材料。
4.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于至少部分所述接触窗位于该漏极的角落。
5.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于其中所述的栅极配置于该基板上，且该晶体管更包括: 绝缘层，配置于该栅极上；以及 半导体层，配置于该绝缘层上，其中该源极连接至该半导体层的一端，且该漏极连接至该半导体层的另一端。
6.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于其中所述的漏极的材质为金属。
7.一种像素结构的制造方法，其特征在于包括: 提供基板； 在该基板上形成晶体管，其中该晶体管包括栅极、源极及漏极； 在该基板上形成平坦层，以覆盖该晶体管； 形成多个贯穿该平坦层的接触窗，并使该接触窗暴露出该漏极的一部分；以及 在该平坦层上、该接触窗中及该漏极的该部分上形成像素电极层。
8.如权利要求7所述的像素结构的制造方法，其特征在于在该基板上形成该晶体管的步骤包括: 在该基板上形成该栅极； 在该栅极上形成绝缘层； 在该绝缘层上形成半导体层；以及 在该半导体层的相对两端上分别形成该源极与该漏极。
9.如权利要求7所述的像素结构的制作方法，其特征在于形成所述贯穿该平坦层的接触窗的步骤包括使至少部分所述接触窗位于该漏极的角落。
10.如权利要求7所述的像素结构的制作方法，其特征在于其中所述的像素电极层的材质为金属或透明导电材料。
11.如权利要求7所述的像素结构的制作方法，其特征在于其中所述的平坦层的材料为有机材料。
12.如权利要求7所述的像素结构的制作方法，其特征在于其中所述的漏极的材质为金属。
【文档编号】H01L27/12GK103531590SQ201210355412
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年9月21日 优先权日:2012年7月3日
【发明者】陈建翰, 王志诚, 陈世芳 申请人:元太科技工业股份有限公司