[发明专利]一种像素的结构及其制程方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种像素结构及制程方法，以及薄膜晶体管的结构及其制程方法，尤指一种应用金属氧化物薄膜层的像素结构及制程方法，以及薄膜晶体管的结构及其制程方法。

背景技术

图1A与图1B所示为具有公知的薄膜晶体管的像素结构。

常见的薄膜晶体管(TFT)结构大致可区分为两种：下栅极(Bottom-Gate)结构的薄膜晶体管1a与上栅极(Top-Gate)结构的薄膜晶体管2a。

如图1A所示，像素1形成于基板11上，且可区分为薄膜晶体管区10a及像素电极区10b。于薄膜晶体管区10a，具有下栅极结构的薄膜晶体管1a，借助于栅极导电层12a、栅极绝缘层13、通道层14、源极及漏极导电层16a、16b、保护层17以及像素电极层18依序层叠，以形成下栅极结构的薄膜晶体管1a。其中，像素电极层18透过穿孔(ViaHole)19与漏极金属层16b连接，以及，源极及漏极导电层16a、16b分别透过高杂质参杂的半导体层15与通道层14接触，以降低源极及漏极导电层16a、16b与通道层14之间奥姆接触的电阻值。

于像素电极区10b，具有储存电容(Storage Capacitor)1b，电极层12b以及像素电极层18分别为储存电容1b的下电极及上电极，栅极绝缘层13、保护层17则为储存电容1b的绝缘层。其中，电极层12b与栅极导电层12a为同时形成但彼此相隔的导电层。

其中，栅极导电层12a、12b、源极及漏极导电层16a、16b通常以不透光的导电金属材质形成，如金、银、钛、铝及其合金或其他导电材质所形成；通道层14通常以非晶硅半导体(amorphous Si)等材质所形成；像素电极层18通常以透明的导电金属氧化物，如ITO、IZO、IGZO等材质所形成。

图1B的像素2于薄膜晶体管区10a具有上栅极结构的薄膜晶体管2a，以及于像素电极区10b具有储存电容2b。上栅极结构的薄膜晶体管2a借助于彼此相隔的源极及漏极导电层16a、16b、通道层14、栅极绝缘层13、栅极导电层12a、保护层17、像素电极层18等依序层叠，以形成上栅极结构的薄膜晶体管2a。其中，通道层14亦可直接形成于基板11之上，再于通道层14上形成彼此相隔的源极及漏极导电层16a、16b，以形成另一种上栅极结构的薄膜晶体管(未显示)。

于像素电极区10b，具有储存电容2b，借助于电极层16c、像素电极层18分别为储存电容2b的下电极及上电极，栅极绝缘层13、保护层17则为储存电容2b的绝缘层，以形成储存电容2b。其中，电极层16c与源极及漏极导电层16a、16b为同时形成但彼此相隔的导电层。

因此，下栅极结构的薄膜晶体管1a与上栅极结构的薄膜晶体管2a仅为上述各个层的层叠顺序不同。

传统之下栅极结构的薄膜晶体管1a或是上栅极结构的薄膜晶体管2a，其栅极导电层12a以及源极及漏极导电层16a、16b皆为不透光的导电金属材质所形成，加上储存电容1b、2b的电极层12b、16c，亦会遮蔽背光源光线的穿透，因此在制作穿透式发光的显示装置时，其开口率(Aperture ratio，AR)仅约60％。换言之，在制作像素1或像素2的同时，也决定了穿透式发光的显示装置最高的亮度不会超过背光模块提供发光亮度的60％。再配合上诸如彩色滤光片(Color Filter)、偏光膜(Polarizer)等零组件吸收一定比例的发光亮度，致使穿透式发光的显示装置的显示亮度通常仅有背光模块亮度的10％。

为了提升穿透式发光的显示装置的亮度，产生各种调整像素的设计方式，以提升像素结构的开口率。即使如此，穿透式发光的显示装置的显示亮度仍然无法获得有效的改善。因此，为了使穿透式发光的显示装置具有满意的显示亮度，则须使用更高亮度的背光模块，致使制造成本增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，利用不同氧含量的金属氧化物IGZO来制作薄膜晶体管，即可产生一具有良好透光率的薄膜晶体管，由此，可以制作接近100％开口率的像素。

本发明提出一种借助于薄膜晶体管的漏极导电层的沿伸部延伸至像素电极区，以作为储存电容的电极层，即可借着调整储存电容的上电极或下电极占据像素电极区的面积的大小，以调整储存电容的电容值。

本发明提出一种具有下栅极结构的薄膜晶体管的像素，薄膜晶体管的漏极导电层的沿伸部延伸至像素电极区，以取代像素电极层，由此可节省部分制程以及光罩的设置，以达到节省制程时间、成本以及光罩的目的。