防止電極線斷線的平面顯示器結構的製作方法
2023-06-08 17:23:41
專利名稱：防止電極線斷線的平面顯示器結構的製作方法
技術領域：
本發明有關一種平面顯示器，且特別是有關一種防止電極線斷線的平面顯示器結構。
背景技術：
液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)是目前最被廣泛使用的一種平面顯示器，具有低消耗電功率、薄型輕量以及低電壓驅動等特徵，其顯示原理是利用液晶分子的材料特性，於外加電場後使液晶分子的排列狀態改變，造成液晶材料產生各種光電效應。一般而言，在液晶顯示器中，液晶層夾在兩透明基板(例如玻璃基板)的間，其中一透明基板其上方配置有驅動元件，例如薄膜電晶體(thin film transistors，TFTs)。在液晶顯示器的顯示區中，像素區(pixel area)的陣列由水平延伸的掃描線和垂直延伸的數據線所定義。每一像素區具有一薄膜電晶體和一像素電極。
一般說來，就結構而言，薄膜電晶體(TFT)可區分為頂部柵極型TFT(topgate TFT)與底部柵極型TFT(bottom gate TFT)。而底部柵極型TFT又可區分為通道蝕刻型TFT與通道保護型TFT。其中，通道保護型TFT是設置一通道保護層(產業界通稱為I-stop)於半導體層上方以做為保護而得名。
請配合參照圖1的平面顯示器的TFT面板俯視圖，以及圖2與圖3的結構剖面圖，其中圖2是沿著圖1的11』線段的剖面圖，而圖3是沿著圖1的22』線段的剖面圖，以說明現有通道保護層所形成的位置。102a顯示一柵極，102b顯示一掃描線，另外，柵極102a兩側分別為源極電極110a與漏極電極110b，再者，源極電極110a向外延伸形成與掃描線102b垂直的一數據電極110c。用來做為通道保護層的形成位置有兩個區域，一為薄膜電晶體的上方，如圖1中顯示T區域，一為掃描線102b與數據線110c重迭的區域，如圖1中顯示P區域，在此文中，為清楚區隔P區域與T區域的鈍化材質，稱T區域的鈍化材質為通道保護層，稱P區域的鈍化材質為蝕刻緩衝層。T區域的剖面結構，如圖2所示，通道保護層112a設置於柵極102a上方的半導體層106表面，通道保護層112a兩側分別設置摻雜的半導體層108a、108b以做為源極與漏極的歐姆接觸層，110a顯示一源極電極與110b顯示一漏極電極。另外，在區域P與通道保護層112a以相同材質且同時形成的蝕刻緩衝層112b，如圖3所示，蝕刻緩衝層112b夾設在掃描線102b上方的半導體層106與數據線110c之間。
然而，夾設於P區域的蝕刻緩衝層112b通常是以掃描線102b為光掩模由背面曝光來定義圖形的邊緣，因此在蝕刻定義蝕刻緩衝層112b上方的數據線110c時，容易因為發生側面蝕刻而產生斷線，請配合參照圖4的局部俯視圖(即圖1的P區域的放大圖)，蝕刻緩衝層112b的直線輪廓邊緣112』的會促使側面蝕刻沿著數據線110c延伸的垂直方向而發展(圖4中所顯示的箭頭方向)，造成數據線斷線的嚴重問題。
發明內容
有鑑於此，為了解決上述問題，本發明主要目的在於提供一種防止數據線斷線的平面顯示器結構，可適用於具有通道保護層型TFT面板的液晶顯示器。
本發明的目的在於提供一種防止數據線斷線的平面顯示器結構，藉由設計現有蝕刻緩衝層的輪廓，以抑制側面蝕刻延伸，而達到防止數據線斷線的效果。
本發明的主要特徵在於設計蝕刻緩衝層的輪廓，改變位於像素區上數據線與掃描線重迭的區域的蝕刻緩衝層輪廓，使其與數據線重迭的邊緣(也就是與數據電極延伸方向相交錯的通道保護層邊緣)呈現非直線，用以阻擋側面蝕刻的延伸。再此所指的側面蝕刻是指蝕刻定義數據線時，蝕刻方向由原來的沿著數據線延伸的方向而沿著蝕刻緩衝層擴展到其垂直方向。
為獲致上述的目的，本發明提出一種防止數據線斷線的平面顯示器結構，此結構主要包括一基板、設置於該基板上的一第一掃描線、一絕緣層、一蝕刻緩衝層以及一第二數據線。其中，該絕緣層設置於該第一掃描線與該基板上。另外，該蝕刻緩衝層設置於該絕緣層上，並且對準於該第一掃描線上方。再者，該第二數據線則設置於該蝕刻緩衝層與該基板上，且與該第一掃描線垂直延伸。根據本發明，該蝕刻緩衝層的與該第二電極線重迭區域的邊緣呈非直線。
根據本發明，其中該通道保護層的與該第二電極線重迭區域的邊緣呈內彎曲線、外突曲線、波線、鋸齒狀、階梯狀、多邊形或任意不規則或規則的非直線。
如前所述，其中該通道保護層的寬度不大於該第一掃描線的寬度。
如前所述，其中該通道保護層可由氮化物所構成。並且，該絕緣層可由氮化物或氧化物所構成。
如前所述，本發明的結構更包括一半導體層，夾設於該通道保護層與該絕緣層之間。
如前所述，本發明的結構更包括一摻雜的半導體層，夾設於該蝕刻緩衝層與該第二金屬線之間。
另外，本發明又提出一種防止電極線斷線的平面顯示器結構，此結構主要包括一基板、一第一掃描線、一絕緣層、一半導體層、一摻雜的半導體層、一第二數據線以及一鈍化層包括一通道保護層與一蝕刻緩衝層。該第一掃描線設置於該基板上，且該第一掃描線包括一柵極層與一第一柵極線。另外，該絕緣層設置於該第一掃描線和該基板上。再者，該半導體層設置於該絕緣層上。另，該摻雜的半導體層設置於該半導體層上。該第二數據線設置於該摻雜的半導體層上，且該第二數據線包括一源極電極和一漏極電極。該通道保護層夾設於該柵極層上方的該半導體層與摻雜的半導體層之間，以及該蝕刻緩衝層夾設於該源極電極與該第一柵極線垂直重迭的該半導體層表面。根據本發明，位於該源極電極與該第一柵極線垂直重迭區域的該蝕刻緩衝層，其與該源極電極重迭區域的邊緣呈非直線。
根據本發明，該蝕刻緩衝層的與該源極電極重迭區域的邊緣呈內彎曲線、外突曲線、波線、鋸齒狀、階梯狀、多邊形或任意不規則或規則的非直線。
如前所述，其中該蝕刻緩衝層的寬度不大於該第一電極的寬度。
如前所述，該蝕刻緩衝層可由氮化物所構成。並且，該絕緣層可由氮化物或氧化物所構成。另外，該半導體層可由多晶矽或非晶矽所構成。再者，該摻雜的半導體層由摻雜n型摻雜劑的非晶矽所構成。
為使本發明的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉優選實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下，其中圖1是顯示現有的平面顯示器的TFT面板俯視圖；圖2是沿著圖1的11』線段的結構剖面圖；圖3是沿著圖1的22』線段的結構剖面圖；圖4是顯示圖1的P區域的放大圖，也是圖3的局部俯視圖；圖5是顯示根據本發明的平面顯示器的一實施例的TFT面板俯視圖；圖6是沿著圖5的33』線段的結構剖面圖；圖7是沿著圖5的44』線段的結構剖面圖；以及圖8至圖11是顯示根據本發明的防止電極線斷線的平面顯示器結構的優選實施例俯視圖。
附圖標記說明100、400～基板； 102a、402a～柵極層；102b、402b～掃描線； 104、404～絕緣層；106、406～半導體層； 108a、408a、108b、408b～摻雜半導體層；110a、410a～源極電極；110b、410b～漏極電極；110c～數據線；114、414～保護層；118、418～像素電極；112、412～通道保護層；112』～通道保護層的直線輪廓邊緣；430～通道保護層的非直線輪廓邊緣；T、T』～具有通道保護層的區域；P、P』～具有蝕刻緩衝層的區域；W～蝕刻緩衝層的寬度；d1～現有蝕刻緩衝層的直線輪廓邊緣長度；d2、d3、d4、d5、d6～蝕刻緩衝層邊緣的長度。
具體實施例方式
以下請配合參考圖5的平面顯示器俯視圖；圖6與圖7的結構剖面圖；以及圖8至圖11的俯視圖，說明根據本發明的優選實施例。
為清楚了解本發明的主要特徵-蝕刻緩衝層的結構與形成位置，請同時參照圖5、圖6與圖7。圖5是顯示平面顯示器的TFT面板俯視圖，圖6是圖5中沿著33』線段的結構剖面圖，至於圖7則是圖5中沿著44』線段的結構剖面圖。
圖5中402a顯示一柵極層，向外延伸形成一掃描線402b。另外，柵極層402a兩側分別為源極電極410a與漏極電極410b。再者，源極電極410a向外延伸形成與掃描線402b垂直的一數據電極410c。一鈍化層材質形成於兩個區域，一為薄膜電晶體的上方，如圖5中顯示T』區域，稱之為通道保護層，一為掃描線402b與數據線410c重迭的像素區域，如圖5中顯示P』區域，稱之為蝕刻緩衝層。T』區域的剖面結構，如圖6所示，P』區域的剖面結構，如圖7所示。400顯示一基板，其材質可為玻璃或是石英，第一電極線包括一柵極層402a與延伸的一柵極線402b，亦稱為掃描線，設置於基板400表面。接著，全面性設置一絕緣層404，使絕緣層404覆蓋於柵極層402a、柵極線402b與基板400上，絕緣層的材質可為氮化物或氧化物，例如氮化矽(Si3N4)、氮氧化矽(SiOxNy)。接著，一半導體層406設置於絕緣層404上，其材質例如為多晶矽或非晶矽。然後，鈍化材質的通道保護層412a設置於柵極層402a上方的半導體層406表面(如圖6所示)。並且鈍化材質的蝕刻緩衝層412b設置於數據線410c與掃描線402b(P區域)的重迭區域的半導體層406表面(如圖7所示)，通道保護層412a與蝕刻緩衝層412b的材質可為氮化物，例如氮化矽(Si3N4)。另外，一摻雜的半導體層設置於半導體層406上，且摻雜的半導體層包括408a和408b，以分別做為源極與漏極，摻雜的半導體層的材質例如為摻雜n型的非晶矽。再者，一第二電極線，包括一源極電極410a與一漏極電極410b，源極電極410a向外往掃描線402b的垂直方向延伸，做為一數據電極410c。
在T區域，如圖6所示，源極電極410a與漏極電極410b分別設置於通道保護層412a兩側。通道保護層412可以保護半導體層406不被損傷。在P區域，如圖7所示，蝕刻緩衝層412b設於數據線410c與掃描線402b垂直重迭區域的半導體層406表面。
請參照圖8至圖11，分別顯示圖7的局部俯視圖，亦即圖5的P』區域的放大圖。P』區域的蝕刻緩衝層412b與通道保護層412a同時以同材質形成。位於數據線410c(延伸的源極電極)與掃描線402b垂直重迭區域的蝕刻緩衝層412b，其與數據線410c重迭區域的邊緣430呈非直線，例如內彎曲線(如圖8所示)、外突曲線(如圖9所示)、階梯狀(如圖10所示)、多邊形或任意不規則或規則的非直線，只要蝕刻緩衝層412b呈非直線即符合本發明的精神，其形狀在此並不加以設限。也就是說，蝕刻緩衝層412b邊緣430長度大於圖4中現有通道保護層邊緣112』。在此以圖11為例，本發明的蝕刻緩衝層412b邊緣430長度Di＝d2+d3+d4+d5+d6，相較於圖4的現有通道保護層112b邊緣112』長度Dp＝d1，則Di＞Dp，如此，就可以在蝕刻形成蝕刻緩衝層412b上方的第二電極線(數據線)410c而導致側面蝕刻產生時，提供阻擋側面蝕刻延伸的能力，進而防止第二電極線410c斷線，此即為本發明的主要特徵。在此僅以圖11為例，但是本發明的圖8至圖11皆符合上述情況。
再參照圖6與圖7，在此簡單說明本發明的結構的製作方法。
首先，於基板400上以適當沉積方式形成第一電極線，並且圖案化，以形成柵極層402a與掃描線402b。
接著，再以適當沉積方式，全面性形成絕緣層404於柵極層402a、掃描線402b與基板400表面。
然後，在預定形成數據電極、源極與漏極的位置，以適當沉積形成半導體層406。
接著，沉積鈍化層，鈍化層包括通道保護層412a與蝕刻緩衝層412b，採用二次曝光程序，第一次施行正向曝光，定義出通道保護層412a與蝕刻緩衝層412b欲形成的位置與輪廓，其輪廓如圖8至圖11所示，第二次再利用第一電極線(包括柵極層402a與掃描線402b)做為掩模，施行背向曝光，以確保對應於第一電極線以外的區域不會有通道保護層412a與蝕刻緩衝層412b存在，如圖8所示，通道保護層412a與蝕刻緩衝層412b的寬度W不會大於第一電極線。
接著，沉積一摻雜的半導體層與一第二金屬層，然後蝕刻金屬層並去除位於圖5的T』區域的通道保護層412上方的摻雜的半導體層，以形成源極408a與漏極408b於通道保護層412上方兩側。
數據線410c於圖6的P』區域會形成非直線的表面起伏，如此一來，以往容易沿著直線邊緣延伸的側面蝕刻，便可以有效被彎曲起伏的輪廓抑制其延伸，達到防止電極斷線的效果。
最後，於整個表面形成一保護層414，僅露出漏極電極410b表面。之後於保護層414上形成與漏極電極410b電接觸的像素電極418。其中，保護層414的材質可為有機材質、氧化矽、氮化矽。
本發明的蝕刻緩衝層412b與通道保護層412a採用相同材質且同時製作獲得，由於工藝中定義蝕刻緩衝層412b與通道保護層412a時採用二次曝光，其中背向曝光利用柵極層412a與掃描線412b做為掩模，因此，本發明的蝕刻緩衝層412b對準於掃描線412b上方，且尺寸大小不會超過掃描線412b的範圍。
綜合上述，本發明的防止電極線斷線的平面顯示器結構具有下列優點1.沿用現有結構，僅改良且設計通道保護層的輪廓，便可有效克服電極斷線的嚴重問題，又不需大幅變更結構。
2.本發明的結構的製作，亦可採用公知的現有技術即可達成，不需額外設備，結構容易製作完成。
本發明雖以優選實施例公開如上，但是其並非用以限定本發明的範圍，本領域技術人員在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，當可做各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當以所附的權利要求所界定的為準。
權利要求
1.一種防止電極線斷線的平面顯示器結構，包括一基板；一第一電極線，設置於該基板上；一絕緣層，設置於該第一電極線與該基板上；一蝕刻緩衝層，設置於該絕緣層上，且對準於該第一電極線上方；以及一第二電極線，設置於該通道保護層與該基板上，且與該第一電極線垂直延伸；其中，該蝕刻緩衝層的與該第二電極線重迭區域的邊緣呈非直線。
2.如權利要求1所述的防止電極線斷線的平面顯示器結構，其中該蝕刻緩衝層的與該第二電極線重迭區域的邊緣呈內彎曲線、外突曲線、波線、鋸齒狀、階梯狀、多邊形或任意不規則或規則的非直線。
3.如權利要求1所述的防止電極線斷線的平面顯示器結構，其中該蝕刻緩衝層的寬度不大於該第一電極的寬度。
4.如權利要求1所述的防止電極線斷線的平面顯示器結構，其中該蝕刻緩衝層由氮化物所構成。
5.如權利要求1所述的防止電極線斷線的平面顯示器結構，其中該絕緣層由氮化物或氧化物所構成。
6.如權利要求1所述的防止電極線斷線的平面顯示器結構，其中還包括一半導體層，夾設於該蝕刻緩衝層與該絕緣層之間。
7.如權利要求1所述的防止電極線斷線的平面顯示器結構，其中還包括一摻雜半導體層，夾設於該蝕刻緩衝層與該第二電極線之間。
8.一種防止電極線斷線的平面顯示器結構，包括一基板；一第一電極線，設置於該基板上，該第一電極線包括一柵極層與一第一柵極線；一絕緣層，設置於該第一電極線和該基板上；一半導體層，設置於該絕緣層上；一摻雜的半導體層，設置於該半導體層上，其中該摻雜的半導體層包括一源極和一漏極；一第二電極線，設置於該摻雜的半導體層上，其中該第二電極線包括一源極電極和一漏極電極，且該源極電極與該第一柵極線垂直延伸；以及一鈍化層，包括一通道保護層與一蝕刻緩衝層，其中該通道保護層夾設於該柵極層上方的該半導體層與該源極和該漏極之間，該蝕刻緩衝層夾設於該源極電極與該第一柵極線垂直重迭的該半導體層表面；其中，該蝕刻緩衝層的與該源極電極重迭區域的邊緣呈非直線。
9.如權利要求8所述的防止電極線斷線的平面顯示器結構，其中該蝕刻緩衝層的與該源極電極重迭區域的邊緣呈內彎曲線、外突曲線、波線、鋸齒狀、階梯狀、多邊形或任意不規則或規則的非直線。
10.如權利要求8所述的防止電極線斷線的平面顯示器結構，其中該通道保護層與該蝕刻緩衝層的寬度不大於該第一電極的寬度。
11.如權利要求8所述的防止電極線斷線的平面顯示器結構，其中該鈍化層由氮化物所構成。
12.如權利要求8所述的防止電極線斷線的平面顯示器結構，其中該絕緣層由氮化物或氧化物所構成。
13.如權利要求8所述的防止電極線斷線的平面顯示器結構，其中該半導體層由多晶矽或非晶矽所構成。
14.如權利要求8所述的防止電極線斷線的平面顯示器結構，其中該摻雜的半導體層由摻雜n型摻雜劑的非晶矽所構成。
全文摘要
本發明公開一種防止電極線斷線的平面顯示器結構，藉由設計蝕刻緩衝層的輪廓，改變位於像素區上數據線與掃描線重迭的區域的蝕刻緩衝層輪廓，使其與掃描線重迭的邊緣(也就是與數據線延伸方向相交錯的蝕刻緩衝層邊緣)呈現非直線，用以防止蝕刻時側面蝕刻的延伸。
文檔編號G02F1/136GK1544977SQ200310115648
公開日2004年11月10日 申請日期2003年11月10日 優先權日2003年11月10日
發明者來漢中 申請人:友達光電股份有限公司