本發(fā)明涉及一種像素結構，且特別是有關于一種邊際場切換式(Fringe Field Switching,FFS)的像素結構。

背景技術：

隨著液晶顯示技術不斷的提升，液晶顯示面板已廣泛地被應用在平面電視、筆記本電腦、手機與各類型的消費性電子產品上。為了解決現有技術液晶顯示面板的視角過小的缺點，業(yè)界研發(fā)出一種水平電場型液晶顯示面板來改善視角。

邊緣電場切換型(fringe field switching,FFS)液晶顯示面板主要特色在于將共通電極與像素電極設置于同一基板的不同平面上，并藉由共通電極與像素電極產生的電場來驅動液晶分子排列，進而達到廣視角的效果。然而，在現有技術的邊緣電場切換型液晶顯示面板中，共通電極的材料為透明導電材料，例如為氧化銦錫，由于氧化銦錫的阻抗較大，會使得共通信號在傳遞時會產生衰減，因此造影響顯示的品質。

技術實現要素：

本發(fā)明提供一種像素結構，其可以提升像素結構的開口率。

本發(fā)明提供一種像素結構包括基板、共通線、第一絕緣層、第一連接電極、主動元件、第二絕緣層、保護層、第一電極、第三絕緣層、第二連接電極及第二電極。共通線設置于基板上。第一絕緣層設置于基板與共通線上，且具有對應共通線的一第一開口。第一連接電極設置于第一絕緣層上，且通過第一開口與共通線電性連接。主動元件設置于基板上。第二絕緣層設置于第一絕緣層與主動元件上，且覆蓋部分的該第一連接電極。保護層設置于第二絕緣層上，其中保護層具有一第一保護層開口。第一電極設置于保護層上，其中第一電極具有至少一突出部。突出部覆蓋第一保護層開口的部分側壁，并且設置于第一保護層開口內的該第二絕緣層上。第三絕緣層位于第一電極上，其中第三絕緣層與第二絕緣層于共通線之上共同形成一第一接觸窗。第一接觸窗位于第一保護層開口內，且第一接觸窗與第一連接電極以及突出部對應設置。第二連接電極覆蓋于第一接觸窗上，使得第一電極的突出部通過第二連接電極與第一連接電極電性連接。第二電極位于第三絕緣層上，且與主動元件電性連接。

基于上述，本發(fā)明一實施例的像素結構中，利用一個第一接觸窗的結構，使得第一電極的突出部通過第二連接電極與共通線電性連接，以提升像素結構的開口率。

以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。

附圖說明

圖1A至圖8A為本發(fā)明一實施例的像素結構的制造流程的上視示意圖；

圖1B至圖8B是根據圖1A至圖8A的剖面線A-A’繪示的像素結構的剖面示意圖；

圖1C至圖8C是根據圖1A至圖8A的剖面線B-B’繪示的像素結構的剖面示意圖；

圖1D至圖8D是根據圖1A至圖8A的剖面線C-C’繪示的像素結構的剖面示意圖；

圖9為本發(fā)明一實施例的2×2的像素結構的上視示意圖。

其中，附圖標記

10：像素結構

100：基板

110’：第一絕緣材料層

110：第一絕緣層

112：第一開口

120：半導體層

130：第一連接電極

140’：第二絕緣材料層

140：第二絕緣層

150：保護層

152：第一保護層開口

154：第二保護層開口

160：第一電極

162：第二開口

165：突出部

165E：端部

170：第三絕緣層

172：第一接觸窗

172E1：第一側壁

172E2：第二側壁

174：第二接觸窗

180：第二電極

180S：狹縫

185：第二連接電極

185S:斷路結構

CL：共通線

DE：漏極

DL：數據線

GE：柵極

SE：源極

SL：掃描線

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的結構原理和工作原理作具體的描述：

以下將以圖式揭露本發(fā)明的多個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節(jié)將在以下敘述中一并說明。然而，應了解到，這些實務上的細節(jié)不應用以限制本發(fā)明。也就是說，在本發(fā)明部分實施方式中，這些實務上的細節(jié)是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些現有技術慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式為之。

在以下詳細說明中，參考了作為詳細說明的一部分的附圖。在附圖中，類似符號通常表示類似部件，除非上下文另行指明。具體實施方式部分、附圖和權利要求書中記載的示例性實施例并不是限制性的。在不脫離在此所呈現主題的精神或范圍的情況下，可以利用其他實施例，且可以進行其他改變。應當理解，在此一般性記載以及附圖中圖示的本公開的各方案可以按照在此明確和隱含公開的多種不同配置來設置、替換、組合、分割和設計。

至于文中的用語僅是為描述特定實施例之目的，且并非意欲限制本發(fā)明。如本文中所使用的，除非本文另外有明確指示，否則單數形式「一」以及「所述」也代表包括多個的形式或至少一個的形式。而文中使用「第一」、「第二」等來描述各種元件、區(qū)、層等，但是這樣的用語僅用以將一元件、區(qū)或層區(qū)別于另一元件、區(qū)或層。因此，可在不偏離本揭示所教示的情況下，將以下討論之第一元件、零件、區(qū)域、層和/或部分稱為第二元件、零件、區(qū)域、層和/或部分。此外，本文中可使用諸如“于...下”、“于...上”、“下”、“上”及其類似的空間相對用語，來描述附圖中的一元件或特征與另一元件或特征的關系。應了解，空間相對用語可涵蓋使用中的元件除了附圖所描繪的方位以外的不同方位。舉例而言，若將圖中的元件翻轉，則被描述為位于其他元件或特征“下方”或“之下”的元件接著將定向成位于其他元件或特征“上方”。因此，空間相對用語“于......下”可包括上方以及下方的兩方位。

在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區(qū)域等的厚度。在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。應當理解，當諸如層、膜、區(qū)域或基板的元件被稱為在另一元件“上”或“連接到”另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反地，當元件被稱為“直接在另一元件上”或“直接連接到”另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，“連接”可以指物理及/或電連接。

圖1A至圖8A為本發(fā)明一實施例的像素結構的制造流程的上視示意圖。圖1B至圖8B是根據圖1A至圖8A的剖面線A-A’繪示的像素結構的剖面示意圖。圖1C至圖8C是根據圖1A至圖8A的剖面線B-B’繪示的像素結構的剖面示意圖。圖1D至圖8D是根據圖1A至圖8A的剖面線C-Cv繪示的像素結構的剖面示意圖。圖9為本發(fā)明一實施例的2×2的像素結構的上視示意圖。

請參照圖1A-1D。首先，提供一基板100?；?00可為硬質基板或可撓式基板，例如玻璃基板、石英基板、藍寶石基板、塑膠基板或其它適合的基板。接著，在基板100上形成一柵極GE、一掃描線SL以及一共通線CL。柵極GE與掃描線SL電性連接。在本實施例中，柵極GE、掃描線SL以及共通線CL一般是使用金屬材料，例如使用鉬(Mo)、鋁(Al)等，但本發(fā)明不限于此，在其他實施例中，柵極GE、掃描線SL以及共通線CL亦可使用其他導電材料，例如：合金、金屬材料的氮化物、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮氧化物、或者金屬材料與其它導電材料的堆疊層。詳細來說，柵極GE、掃描線SL以及共通線CL的形成方式例如是在基板100上形成一層導電層(未繪示)，并藉由微影以及蝕刻的工藝對此導電層圖案化以定義出柵極GE、掃描線SL以及共通線CL。

請參照圖2A-2D。接著，在柵極GE、掃描線SL以及共通線CL上形成第一絕緣材料層110’。第一絕緣材料層110’覆蓋柵極GE、掃描線SL、共通線CL與基板100。第一絕緣材料層110’的材料可為無機材料(例如：氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、或上述至少二種材料的堆疊層)、有機材料、或上述組合。且其形成方法例如是通過化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition,CVD)或是其他合適的工藝方法。然后，在第一絕緣材料層110’上形成半導體層120。半導體層120的材質可為非晶硅(Amorphous silicon)、低溫多晶硅(Low Temperature Polycrystalline Silicon)、微晶硅、單晶硅、有機半導體材料、金屬氧化物半導體材料(例如：氧化銦鎵鋅、氧化銦鋅、銦鍺鋅氧化物等)、或其它適當的材料。半導體層120的形成方法例如是通過化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition,CVD)或是其他合適的工藝，先形成半導體材料(未繪示)，之后再通過微影與蝕刻以定義出圖案而形成半導體層120。

接著，請參照圖3A-3D。對第一絕緣材料層110’進行一微影蝕刻工藝以形成第一絕緣層110，第一絕緣層110具有一第一開口112。第一開口112對應共通線CL。也就是說，第一開口112位于共通線CL的上并暴露的部份共通線CL。

請參照圖4A-4D。在第一絕緣層110與半導體層120上形成數據線DL、源極SE、漏極DE以及第一連接電極130。源極SE與漏極DE分別設置于半導體層120的兩側，且源極SE電性連接的數據線DL。第一連接電極130設置于共通線CL上方的第一絕緣層110上，并通過第一開口112與共通線CL電性連接。更詳細來說，第一連接電極130填入第一開口112中，并與共通線CL接觸。而柵極GE、半導體層120、源極SE與漏極DE構成主動元件SW。

在本實施例中，數據線DL、源極SE、漏極DE以及第一連接電極130一般是使用金屬材料，例如使用鉬(Mo)、鋁(Al)等，但本發(fā)明不限于此，在其他實施例中，數據線DL、源極SE、漏極DE以及第一連接電極130亦可使用其他導電材料，例如：合金、金屬材料的氮化物、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮氧化物、或者金屬材料與其它導電材料的堆疊層。詳細來說，數據線DL、源極SE、漏極DE以及第一連接電極130的形成方式例如是在第一絕緣層110上形成一層導電層(未繪示出)，并藉由微影以及蝕刻的工藝對此導電層圖案化以定義出數據線DL、源極SE、漏極DE以及第一連接電極130。

需說明的是，雖然上述主動元件SW的制造方法是以底部柵極(bottom gate)型薄膜晶體管的制造方法為示例，但本發(fā)明不限于此，在其他實施例中，亦可以頂部柵極(top gate)型薄膜晶體管的制造方法形成主動元件SW。

請參照圖5A-5D，接著，在主動元件SW與第一連接電極130上形成第二絕緣材料層140’。第二絕緣材料層140’覆蓋主動元件SW、第一連接電極130以及第一絕緣層110。第二絕緣材料層140’的材料可為無機材料(例如：氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、或上述至少二種材料的堆疊層)、有機材料或上述組合。然后，在第二絕緣材料層140’上形成保護層150。保護層150具有第一保護層開口152與第二保護層開口154。第一保護層開口152暴露出位于第一連接電極130上方的部份第二絕緣材料層140’。第二保護層開口154暴露出位于漏極DE上方的部份第二絕緣材料層140’。保護層150的材料為一般為有機材料，但不以此為限，例如也可以為無機材料與有機材料的組合。值得一提的是，保護層150若選用彩色光阻有機材料，則可以形成彩色濾光層在陣列基板(color filter on array,COA)的像素結構。

請參照圖6A-6D與并請參考圖9。接著，在保護層150上形成第一電極160。第一電極160具有第二開口162，第二開口162對應暴露出主動元件SW與該第一連接電極130設置，也就是說，第二開口162未覆蓋主動元件SW與該第一連接電極130。第一電極160覆蓋于第一保護層開口152的部分側壁，且第一電極160具有至少一突出部165，突出部165設置于第一保護層開口152內的第二絕緣材料層140’上。在本實施例中，第一電極160具有兩個突出部165，設置于第一保護層開口152內。第一電極160的材質一般為透光導電材料，但不以此為限，例如第一電極160的材質也可以為反光導電材料或透光導電材料與反光導電材料的組合。透光導電材料例如為銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、上述至少二者的堆疊層或其他適當材料。反光導電材料可為金屬(例如：鋁等)或其他適當材料。

接著，請繼續(xù)參照圖7A-7D。第三絕緣材料層(未繪示)共形地(conformally)覆蓋于保護層150與第一電極160上。然后，對第三絕緣材料層(未繪示)與第二絕緣材料層140’進行蝕刻工藝，以形成第二絕緣層140與第三絕緣層170。第二絕緣層140與第三絕緣層170于共通線CL之上共同形成一第一接觸窗172，以及于漏極DE上共同形成一第二接觸窗174。第二接觸窗174暴露出漏極DE。第一接觸窗172暴露出第一連接電極130和突出部165。在本實施例中，由于進行蝕刻工藝之前，突出部165被第三絕緣材料層(未繪示)覆蓋，也就是說，突出部165是設置于第三絕緣材料層(未繪示)與第二絕緣材料層140’之間，因此在進行蝕刻工藝時，突出部165可以被第三絕緣層170暴露出來。第三絕緣層170的材料可為無機材料(例如：氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、或上述至少二種材料的堆疊層)、有機材料、或上述組合。

承上所述，在本實施例中，第一保護層開口152的尺寸大于第一接觸窗172的尺寸；第二保護層開口154的尺寸大于第二接觸窗174的尺寸。也就是說，第一接觸窗172的面積小于第一保護層開口152的面積；第二接觸窗174的面積小于第二保護層開口154的面積。更詳細來說，在本實施例中，第一接觸窗172在垂直于基板100的投影方向Z上位于第一保護層開口152內；第二接觸窗174在垂直于基板100的投影方向Z上位于第二保護層開口154內。

值得一提的是，第三絕緣層170覆蓋第一保護層開口152和第二保護層開口154的側壁。更詳細來說，于第一保護層開口152處和第二保護層開口154處，第二絕緣層140與第三絕緣層170共同地包覆保護層150，因此，當前述的第三絕緣材料層(未繪示)與第二絕緣材料層140’進行蝕刻(例如干蝕刻)工藝時，可以避免保護層150受到損傷。此外，在本實施例中，由于前述的第三絕緣材料層(未繪示)與第二絕緣材料層140’的蝕刻工藝可以使用同一道光罩進行圖案化，因此能夠減少所需的光罩數目，以降低像素結構的制作成本。進一步來說，由于第三絕緣層170具有充分的覆蓋性，所以能夠防止保護層150受到侵蝕，避免保護層150產生膨潤(swelling)現象。

請參照圖8A-8D，接著，于第三絕緣層170上形成第二連接電極185與第二電極180。第二電極180通過第二接觸窗174與漏極DE電性連接。第二連接電極185通過第一接觸窗172與第一連接電極130電性連接。于此便完成了本實施例的像素結構10。詳細來說，第二連接電極185覆蓋于該第一接觸窗172上，使得第一電極160的突出部165通過第二連接電極185與該第一連接電極130電性連接，而第一連接電極130與共通線CL電性連接。在一實施例中，第二連接電極185可以與突出部165的上表面和第一連接電極130的上表面接觸。值得說明的是，第一接觸窗172沿著垂直于共通線CL的延伸方向X上(即Y方向上)具有兩相對的第一側壁172E1，沿著共通線CL的延伸方向X上具有兩相對的第二側壁172E2，在本實施例中，第二連接電極185覆蓋第一側壁172E1并與第一連接電極130電性連接。此外，在本實施例的像素結構中，突出部165沿著共通線CL的延伸方向X上具有一端部165E，第二連接電極185于端部處165E具有一斷路結構185S。

請再參照圖8A，第二電極180與第一電極160重疊設置，在本實施例中，第一電極160可為一面狀電極，而第二電極180可具有多個狹縫180S，對應于第一電極160的面積中。每一狹縫180S暴露出部分第一電極160。第一電極160與第二電極180之間的電位差可使狹縫180S與第一電極160之間形成邊緣電場，進而驅動像素結構100上方的顯示介質(未繪示)。換言之，本實施例的像素結構10可為邊緣場切換(Fringe-Field Switching，FFS)像素結構。在本實施例中，第一電極160可電性連接至一共用電壓(例如為定電位)，第二電極180電性連接至主動元件SW。第二連接電極185與第二電極180可適用的材料與第一電極160可適用的材料相同，于此便不再重述。

綜上所述，本發(fā)明一實施例的像素結構中，利用一個第一接觸窗的結構，使得第一電極的突出部暴露出來以及與共通線電性連接的第一連接電極暴露出來，并讓第一電極的突出部通過第二連接電極與第一連接電極電性連接，藉此可以降低接觸窗對像素結構的開口率的影響。由于共通線的材料可以是金屬材料，所以第一電極通過第一接觸窗電性連接于共通線，也可以降低第一電極的電阻值，避免影響顯示品質。另一方面，由于保護層藉由第二絕緣層與第三絕緣層的保護，因此可以防止保護層受到侵蝕，避免保護層產生膨潤現象。再者，通過像素結構中各膜層的疊層配置設計，使得像素結構的制作光罩數目與制作成本得以降低，進而提升像素結構的開口率。

當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。