專利名稱：具有儲(chǔ)存電容器的像素結(jié)構(gòu)與其形成方法及液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種顯示器裝置，且特別是有關(guān)于一種像素儲(chǔ)存電容器結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
顯示器于日常生活中，是常見的裝置。特別是使用的電視或計(jì)算機(jī)必須備有一顯示器，使影像能顯示于顯示器的屏幕上，呈現(xiàn)給使用者。一般顯示器若是以陰極射線設(shè)計(jì)，其需要很大的空間，造成不便。尤其是，筆記型計(jì)算機(jī)無(wú)法與陰極射線的顯示器一起使用。因此由點(diǎn)數(shù)組設(shè)計(jì)形成的平面顯示器產(chǎn)品，例如液晶顯示器(liquid crystaldisplay，LCD)或是薄膜晶體管(thin film transistor，TFT)液晶顯示器，已被成功推出。薄膜晶體管液晶顯示器的圖像是由一像素?cái)?shù)組所構(gòu)成。每一個(gè)像素由一薄膜晶體管所控制。
請(qǐng)參閱圖1，圖1繪示公知薄膜晶體管液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)電路。薄膜晶體管液晶顯示器包括一掃描電路(scanning circuit)100及一信號(hào)保持電路(signal-holding circuit)102。掃描電路100驅(qū)動(dòng)一組掃描線110，而信號(hào)保持電路102驅(qū)動(dòng)一組信號(hào)線112。掃描線110與信號(hào)線112交叉構(gòu)成一二維數(shù)組。二維數(shù)組的每一交叉點(diǎn)，包括有一薄膜晶體管104，一像素儲(chǔ)存電容108，及一液晶顯示單元106，如此形成一像素。薄膜晶體管104的柵極由對(duì)應(yīng)的掃描線110控制，而薄膜晶體管104的源極由對(duì)應(yīng)的信號(hào)線112控制。薄膜晶體管104的漏極連接于一像素電極層，也同時(shí)連接像素儲(chǔ)存電容器108的一電極。像素儲(chǔ)存電容108是用于維持控制液晶所需的電壓。像素儲(chǔ)存電容108的另一電極，在更早期技術(shù)可連接于相鄰的掃描線。
另外，隨著薄膜晶體管液晶顯示器的大尺寸化，為降低驅(qū)動(dòng)的柵極延遲效應(yīng)(gate delay)的影響，現(xiàn)今像素以一共通電極型像素儲(chǔ)存電容(Cst On Common)為設(shè)計(jì)主流。此種型式設(shè)計(jì)，因采取共通電極(common)與柵極分離的做法。電容的另一電極連接到一共通電壓，例如一共通電極(common electrode，Vcom)。
請(qǐng)參閱圖2，圖2繪示一公知薄膜晶體管液晶顯示器的布局結(jié)構(gòu)。薄膜晶體管104的柵極連接于掃描線110。薄膜晶體管104的源極連接到對(duì)應(yīng)的信號(hào)線112。薄膜晶體管104的漏極連接到像素電極層118。另外像素儲(chǔ)存電容器由一共通下電極114與上電極116所構(gòu)成。像素電極層118透過(guò)一開口120與上電極116連接。
其中，下電極114形成于一透明基板126上。下電極114一般又稱為第一金屬層，其一般與薄膜晶體管104的柵極共同定義形成。接著，一電容介電層124形成覆蓋于下電極114上。一金屬電極層116形成于電容介電層124上作為儲(chǔ)存電容的上電極116，其與下電極114重疊的部份，為主要電荷儲(chǔ)存位置。一保護(hù)層122形成覆蓋過(guò)于電容上電極116，且覆蓋其它部分。保護(hù)層122有一開口120，暴露出電容上電極116。一像素電極層118透過(guò)開口120，可與電容上電極116連接。另外，其它結(jié)構(gòu)以完成液晶顯示器，例如整合彩色濾光片基板于明基板126上，并填入一液晶層(未示)等，為公知技術(shù)者熟知，于此不再詳述。
上述公知結(jié)構(gòu)中，當(dāng)數(shù)組制造過(guò)程中，薄膜晶體管104的的信道區(qū)一般是由非晶硅氫化物(amorphous silicon hydride，a-SiH)所形成。于定義形成過(guò)程中，非晶硅的異物115，容易沿電容下電極114的邊緣而殘留在電容介電層24上。當(dāng)進(jìn)行習(xí)稱第二金屬層制作工藝(metal2)，以形成電容上電極116及信號(hào)線112時(shí)，電容上電極116會(huì)覆蓋過(guò)電容的下電容電極114，并跨過(guò)其邊緣。此時(shí)若有導(dǎo)電的殘留異物115沿電容下電極114邊緣殘留在電容介電層24上，將使電容上電極116與信號(hào)線112短路(short)，造成數(shù)組的缺陷。
另外，殘留異物115可能也會(huì)造成上下電容電極的短路，使像素儲(chǔ)存電容108失去效應(yīng)，造成此像素的亮點(diǎn)缺陷。異物115殘留造成亮點(diǎn)缺陷時(shí)，一般除了用激光將異物除去以外，同時(shí)也會(huì)使共通電極114造成為斷線。斷線會(huì)造成柵極淡線的發(fā)生。因此為防止淡線的發(fā)生，當(dāng)有缺陷的電容器所產(chǎn)生的點(diǎn)缺陷發(fā)生時(shí)，一般的做法則傾向于不修補(bǔ)此點(diǎn)缺陷，因而形成亮點(diǎn)。
但是，現(xiàn)今市場(chǎng)對(duì)顯示器的畫像品質(zhì)，其要求越益嚴(yán)苛。如何將亮點(diǎn)以激光修補(bǔ)的技術(shù)，將亮點(diǎn)修補(bǔ)成暗點(diǎn)，以達(dá)到零亮點(diǎn)的目標(biāo)，是目前的主流趨勢(shì)。目前上述的激光修補(bǔ)技術(shù)，無(wú)法做暗點(diǎn)化，因?yàn)楝F(xiàn)有的暗點(diǎn)化技術(shù)，會(huì)使共通電極與柵極短路而造成亮線缺陷。因此如何解決蓄積電容器的點(diǎn)缺陷，無(wú)法做暗點(diǎn)化的問題，為進(jìn)一步提升畫像品質(zhì)的重要關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種像素儲(chǔ)存電容器結(jié)構(gòu)。通過(guò)縮小電容上電極的邊緣，使電容下電極大于電容上電極。如此當(dāng)導(dǎo)電異物殘留于電容下電極的邊緣時(shí)，因電容上電極不與電容下電極的邊緣重疊，即使異物殘留，也可降低電容與信號(hào)線短路的機(jī)率。
本發(fā)明提供一種像素儲(chǔ)存電容器結(jié)構(gòu)，包括第一電容電極形成于一基板上。一電容介電層形成于第一電容電極上。一第二電容電極形成于電容介電層上，其中第二電容電極的面積范圍小于第一電容電極的面積范圍。一保護(hù)層覆蓋過(guò)于第二電容電極上，其中保護(hù)層有一開口，暴露出第二電容電極。一像素電極層覆蓋于保護(hù)層上，透過(guò)保護(hù)層的開口與第二電容電極連接。
上述中，該像素電極與一開關(guān)組件連接。
上述中，因第二電容電極的面積范圍小于第一電容電極的面積范圍，其邊緣不重疊，因此有效降低電容短路的機(jī)率。
本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置，包括復(fù)數(shù)條掃描線；復(fù)數(shù)條信號(hào)線；以及復(fù)數(shù)個(gè)像素，每一像素包括一液晶單元，具有一像素電極連接至一儲(chǔ)存電容，以及一開關(guān)組件，連接液晶單元與信號(hào)線之一，而開關(guān)組件之一連接至掃描線之一；其中，上述儲(chǔ)存電容還包括一第一電容電極、一電容介電層與一第二電容電極，第二電容電極與第一電容電極的一重疊區(qū)域大致上相等于第二電容電極的面積。
本發(fā)明另外提供一種形成一像素儲(chǔ)存電容器的方法，包括形成一第一電容電極于一基板上。于該第一電容電極上，形成一電容介電層。于該電容介電層上，形成一第二電容電極，其中該第二電容電極的一面積范圍小于該第一電容電極。于該第二電容電極上形成一覆蓋保護(hù)層。定義該保護(hù)層以形成一開口，暴露出該第二電容電極。形成一像素電極層，覆蓋于該保護(hù)層上，透過(guò)該保護(hù)層的該開口與該第二電容電極連接。
為讓本發(fā)明的上述目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明。


圖1繪示公知薄膜晶體管液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)電路。
圖2繪示一公知薄膜晶體管液晶顯示器的布局結(jié)構(gòu)。
圖3A繪示依照本發(fā)明，薄膜晶體管液晶顯示器的布局結(jié)構(gòu)。
圖3B繪示依照本發(fā)明，于圖3A中沿II-II線的剖面圖。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明100 掃描電路102 信號(hào)保持電路104 薄膜晶體管 106 像素液晶108 儲(chǔ)存電容110 掃描線112 信號(hào)線 114 共通電極線115 異物116，200 電容上電極118，204 像素電極120，202 開口122 保護(hù)層 124 電容介電層126 基板
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的像素儲(chǔ)存電容器結(jié)構(gòu)，其主要特征之一為通過(guò)縮小電容上電極的邊緣，或是擴(kuò)大電容下電極的邊緣，使電容下電極大于電容上電極。如此當(dāng)導(dǎo)電異物沿電容下電極的邊緣殘留在電容介電層上時(shí)，因電容上電極不與電容下電極的邊緣重疊，即使導(dǎo)電異物殘留，也可降低電容與信號(hào)線短路的機(jī)率。以下舉一實(shí)施例作為本發(fā)明特征的描述。
請(qǐng)參閱圖3A，圖3A繪示依照本發(fā)明，薄膜晶體管液晶顯示器的布局結(jié)構(gòu)。薄膜晶體管104的柵極連接于掃描線110。薄膜晶體管104包括一柵極104g，一源極104s，即一漏極104d。薄膜晶體管104的設(shè)計(jì)，一般有兩種，一種是柵極104g在下，而源極104s及漏極104d在上。另種設(shè)計(jì)為柵極104g在上，而源極104s及漏極104d在下。現(xiàn)今以柵極104g在下，先形成于透明基底上。柵極104g一般與電容下電極114一起定義形成，又稱為第一金屬(metal 1)制作工藝。源極104s及漏極104d之間有一信道區(qū)104a。一般信道區(qū)104a是由導(dǎo)電的非晶硅所形成，而源極104s及漏極104d則由具有N型摻雜-的非晶硅導(dǎo)電物質(zhì)定義形成。一般液晶顯示器，又包括上下像素電極層，及其間的液晶層。另外又包括濾色層，相位差板，偏光板，等等，皆為熟此技術(shù)者熟知的技術(shù)，不詳細(xì)描述。而液晶顯示器控制機(jī)制，簡(jiǎn)單描述于下。
請(qǐng)同時(shí)參見圖1，薄膜晶體管104的柵極104g連接掃描線110。掃描線110由掃描電路100控制。源極104s則連接到對(duì)應(yīng)的信號(hào)線112。信號(hào)線112由保持電路102控制。薄膜晶體管104的漏極104d連接到一像素電極層204。另外像素儲(chǔ)存電容器由一電容下電極114與一電容上電極200所構(gòu)成。電容下電極114也例如連接到一共通電極Vcom。像素電極層204透過(guò)一開口202與電容上電極200連接。于像素電極層204上有一液晶層，及液晶層上方的一像素電極層(未示)。像素電極層204一般由銦錫氧化物(Indium tin oxide)所形成。
掃描電路100與保持電路102各由不同的時(shí)鐘脈沖，以一順序供給掃描線110與信號(hào)線112。掃描線110控制薄膜晶體管104的開與關(guān)。信號(hào)線112施加電壓給薄膜晶體管104。而薄膜晶體管104的漏極與像素儲(chǔ)存電容器108連接。如果薄膜晶體管104被打開時(shí)，可經(jīng)信號(hào)線112供給像素儲(chǔ)存電容器108的所需的電壓，進(jìn)而控制像素電極ITO的電壓。由上下像素電極ITO所施加的電壓，因此可控制像素范圍內(nèi)的其間液晶分子的轉(zhuǎn)動(dòng)特性。當(dāng)像素儲(chǔ)存電容器，經(jīng)薄膜晶體管104的開啟充電，可依選擇，控制液晶在此像素的亮暗，并保持之。
由于像素?cái)?shù)組的制造過(guò)程需經(jīng)至少四道制作工藝，可能會(huì)有一些異物殘留其間，造成組件的缺陷，例如前述圖2所引起的一些問題。為了解決異物的殘留，造成不當(dāng)短路，利用本發(fā)明設(shè)計(jì)電容上電極，可解決上述問題。
本發(fā)明設(shè)計(jì)使電容上電極200涵蓋的范圍，比電容下電極114小，使電容下電極114的邊緣不會(huì)與電容上電極200重疊，也即電容上電極200與電容下電極114的重疊區(qū)域大約相當(dāng)于電容上電極200的面積。于形成電容的過(guò)程中，下電極114的邊緣容易殘留異物115。異物115一般是導(dǎo)電殘留物，例如形成信道區(qū)的非晶硅材料，其容易沿電容下電極114的邊緣殘留在電容介電層124上而形成導(dǎo)電殘留物。由于電容上電極200一般是與信號(hào)線112一起形成，如果電容上電極200與電容下電極114的邊緣有重疊。異物115可能會(huì)造成電容上電極200與信號(hào)線112的短路。
另外，若是異物115與電容上電極200與電容下電極114觸碰，會(huì)使電容短路失效。本發(fā)明設(shè)計(jì)，使電容上電極200比電容下電極114小，如此只少可避免電容短路，或是像素電極層204短路到信號(hào)線。
本發(fā)明要求電容上電極200的面積范圍比電容下電極114小，是為了避免其邊緣的重疊。因此面積的形狀或大小可視實(shí)際的設(shè)計(jì)而改變，而只要避免邊緣的重疊即可。
薄膜晶體管104的作用，一般而言類似于一開關(guān)組件，可控制電容器的充電狀態(tài)。而開口202的形成可由一般的定義制作工藝達(dá)成，例如微影蝕刻。開口202的位置，是為了使像素電極與電容上電極200的連接，一般是位于電容上電極200的范圍之內(nèi)，例如可形成于約中間部位。
上述中，本發(fā)明的主要特征在于，電容上電極200比電容下電極114小，使異物115不會(huì)觸碰到電容上電極200造成短路。圖3B繪示依照本發(fā)明，于圖3A中沿II-II線的剖面圖。請(qǐng)參閱圖3A與圖3B，一電容下電極114形成于一基板126上。一電容介電層124形成覆蓋過(guò)電容下電極114。電容上電極200形成于電容介電層124上。電容下電極114，電容介電層124與電容上電極200形成一儲(chǔ)存電容。一保護(hù)層122形成于電容上電極200之上，且覆蓋過(guò)基板126。保護(hù)層122有一開口202，暴露出電容上電極200。一像素電極層204，形成于保護(hù)層122之上。像素電極層204且透過(guò)開口202與電容上電極200連接。
上述中，電容上電極200比電容下電極114的范圍小，因此不與電容下電極114的邊緣重疊。當(dāng)電容下電極114的邊緣殘留有異物115時(shí)，也不會(huì)與電容上電極200觸碰造成不當(dāng)短路。例如異物115延伸至信號(hào)線112時(shí)，電容上電極200若與異物115觸碰，會(huì)造成電容上電極200與信號(hào)線112之間的短路。
上述殘留異物115的位置分布，僅是一示意圖。殘留異物115也可能不連續(xù)，但是異物115殘留于電容下電極114的邊緣造成不當(dāng)?shù)亩搪肥莻鹘y(tǒng)制作工藝常碰到的問題。
本發(fā)明的特征之一在于，設(shè)計(jì)電容下電極114的邊緣不與電容上電極200重疊。因其邊緣不重疊，可以有效防止不當(dāng)短路。為了有足夠的蓄積電容值，除了可縮小電容上電極200的面積范圍為外，也可放大電容下電極114的面積范圍。甚至改變面積的邊緣形狀皆不脫離本發(fā)明提出的特征。
換句話說(shuō)，本發(fā)明的特征在于電容下電極114與電容上電極200的邊緣不重疊即是。至于面積范圍的調(diào)整僅是設(shè)計(jì)上的變化條件。另外，本發(fā)明并不限用于儲(chǔ)存電容在共通電極上(Cs on common)的設(shè)計(jì)，也可應(yīng)用于儲(chǔ)存電容在柵極(Cs on gate)上的設(shè)計(jì)。
權(quán)利要求
1.一種具有儲(chǔ)存電容器的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于包括一第一電容電極，形成于一基板上；一電容介電層，形成于該第一電容電極上；一第二電容電極，形成于該電容介電層上，其中該第二電容電極的一面積范圍小于該第一電容電極的一面積范圍；一保護(hù)層覆蓋過(guò)于該第二電容電極上，其中該保護(hù)層有一開口，暴露出該第二電容電極；一像素電極層覆蓋于該保護(hù)層上，透過(guò)該保護(hù)層的該開口與該第二電容電極連接。
2.如權(quán)利要求1所述的具有儲(chǔ)存電容器的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于該第一電容電極與該第二電容電極的一重疊區(qū)域具有與該第二電容電極大致上相等的一面積。
3.如權(quán)利要求1所述的具有儲(chǔ)存電容器的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于該像素電極與一開關(guān)組件連接。
4.如權(quán)利要求1所述的具有儲(chǔ)存電容器的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于該像素電極與一薄膜晶體管連接。
5.如權(quán)利要求1所述的具有儲(chǔ)存電容器的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于該第一電容電極連接于一共通電壓。
6.一種具有儲(chǔ)存電容器的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于包括一第一電容電極，形成于一基板上；一電容介電層，形成于該第一電容電極上；一第二電容電極，形成于該電容介電層上，其中該第二電容電極的一邊緣不跨過(guò)該第一電容電極的一邊緣。
7.如權(quán)利要求6所述的具有儲(chǔ)存電容器的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于還包括一保護(hù)層覆蓋過(guò)于該第二電容電極上，其中該保護(hù)層有一開口，暴露出該第二電容電極；一像素電極層覆蓋于該保護(hù)層上，透過(guò)該保護(hù)層的該開口與該第二電容電極連接。
8.如權(quán)利要求6所述的具有儲(chǔ)存電容器的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于該第一電容電極的該邊緣，殘留有一異物。
9.如權(quán)利要求8所述的具有儲(chǔ)存電容器的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于該一異物包括非晶硅。
10.如權(quán)利要求6所述的具有儲(chǔ)存電容器的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于該第一電容電極與該第二電容電極所形成的一電容器，受控于一薄膜晶體管。
11.一種具有儲(chǔ)存電容器的像素結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于包括形成一第一電容電極，于一基板上；形成一電容介電層，于該第一電容電極上；形成一第二電容電極，于該電容介電層上，其中該第二電容電極的一面積范圍小于該第一電容電極；形成一保護(hù)層覆蓋過(guò)于該第二電容電極上；定義該保護(hù)層以形成一開口，暴露出該第二電容電極；形成一像素電極層，覆蓋于該保護(hù)層上，透過(guò)該保護(hù)層的該開口與該第二電容電極連接。
12.如權(quán)利要求11所述的具有儲(chǔ)存電容器的像素結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于該第一電容電極與該第二電容電極的一重疊區(qū)域，具有與該第二電容電極大致上相等的一面積。
13.如權(quán)利要求11所述的具有儲(chǔ)存電容器的像素結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于該像素電極與一開關(guān)組件連接。
14.如權(quán)利要求11所述的具有儲(chǔ)存電容器的像素結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于還包括連接該像素電極至一薄膜晶體管。
15.如權(quán)利要求11所述的具有儲(chǔ)存電容器的像素結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于還包括連接該第一電容電極至一共通電壓。
16.一種液晶顯示裝置，其特征在于包括復(fù)數(shù)條掃描線；復(fù)數(shù)條信號(hào)線；復(fù)數(shù)個(gè)像素，每一像素包括一液晶單元，具有一像素電極連接至一儲(chǔ)存電容，以及一開關(guān)組件，連接該液晶單元與該些信號(hào)線之一，該開關(guān)組件的一連接至該些掃描線之一；其中，該儲(chǔ)存電容包括一第一電容電極、一電容介電層與一第二電容電極，該第二電容電極與該第一電容電極的一重疊區(qū)域大致上相等于該第二電容電極的面積。
全文摘要
一種像素儲(chǔ)存電容器結(jié)構(gòu)，包括一第一電容電極形成于一基板上。一電容介電層形成于第一電容電極上。一第二電容電極形成于電容介電層上，其中第二電容電極的面積范圍小于第一電容電極的面積范圍。一保護(hù)層覆蓋過(guò)于第二電容電極上，其中保護(hù)層有一開口，暴露出第二電容電極。一像素電極層覆蓋于保護(hù)層上，透過(guò)保護(hù)層的開口與第二電容電極連接。
文檔編號(hào)G02F1/133GK1490645SQ0214632
公開日2004年4月21日 申請(qǐng)日期2002年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月18日
發(fā)明者吳永良, 王東榮, 郭晉榮 申請(qǐng)人:奇美電子股份有限公司