显示器及其制作方法 技术领域 本发明涉及一种显示器及其制作方法, 且特别是涉及一种具有感光元件的显示器 及其制作方法。
背景技术 随着液晶与等离子体显示器的普及化, 平面显示器除了观赏影像之外, 已经变成 所谓的 「多媒体平台 (Multimedia Board)」 , 内嵌式触控面板 (Touch Panel Integration On Glass) 为目前显示技术的一种新提案。其制作方法是在有源元件阵列基板中新增感光 元件 (Photo Sensor) 的构造, 将触控面板的触控功能 (Touch-input function) 整合进入 显示面板中, 让显示面板具备触控面板的触控功能。
另一方面, 在显示器面板技术不断发展下, 光学及影像的感测也逐渐出现在显示 器面板的应用上, 由于低温多晶硅 (LTPS) 技术提供薄膜晶体管更好的元件特性, 使得将影 像感测电路转移至 LTPS 显示面板上的可行性也大为增加。然而, LTPS 工艺中多晶硅薄膜
(Poly-Si film) 的厚度不足 ( < 50nm), 使得 P-I-N 感光二极管的光电特性不佳且易受面 板强烈背光源照射的影响。 发明内容 本发明提供一种显示器, 其整合了感光元件的制作, 以达成内嵌式光学触控或其 他各种影像感测的应用。
本发明提供一种具有感光元件的显示器, 其中感光元件可直接相容并整合于有源 元件 ( 如 LTPS-TFT 或 a-Si TFT) 的工艺, 且可具有良好的光电特性、 大感光面积, 并可遮蔽 背景光照射。
本发明提供一种具有感光元件的显示器, 其中感光元件采用感光富硅介电层, 以 提供良好的光电特性、 可对吸收光谱进行调变以及高度工艺整合能力等优点。
为具体描述本发明的内容, 在此提出一种显示器, 包括基板、 有源元件、 像素电极 以及感光元件。有源元件配置于基板上, 且有源元件具有沟道层。像素电极配置于基板上, 且电性连接有源元件。 感光元件配置于基板上, 且感光元件包括下电极、 感光叠层以及透明 上电极。下电极配置于基板上。感光叠层配置于下电极上, 且感光叠层包括堆叠的感光富 硅介电层以及辅助层, 其中沟道层与辅助层为同一层, 且由氧化物半导体所构成。此外, 透 明上电极配置于感光叠层上。
在本发明的实施例中, 所述氧化物半导体可包括铟镓锌氧化物 (IGZO)。
在本发明的实施例中, 所述辅助层位于感光富硅介电层与下电极之间。
在本发明的实施例中, 所述辅助层位于感光富硅介电层与透明上电极之间。
在本发明的实施例中, 所述像素电极与透明上电极由同一层所构成。
在本发明的实施例中, 所述有源元件包括栅极、 栅极介电层、 源极与漏极以及所述 沟道层。栅极与栅极介电层配置于基板上, 且栅极介电层覆盖栅极。源极与漏极配置于栅
极介电层上, 且位于栅极两侧。 沟道层配置于栅极介电层上且位于栅极上方, 且沟道层位于 源极与漏极之间。
在本发明的实施例中, 下电极与栅极由同一层所构成。
在本发明的实施例中, 下电极跟源极与漏极由同一层所构成。
在本发明的实施例中, 所述显示器还包括保护层, 其覆盖栅极介电层、 源极与漏极 以及氧化物半导体层。保护层具有接触窗。像素电极经由接触窗跟漏极电性连接。此外, 保护层还具有开口, 而透明上电极经由开口跟感光叠层电性连接。
在本发明的实施例中, 沟道层位于源极与漏极之间, 且位于部分源极与漏极上。
在本发明的实施例中, 沟道层位于源极与漏极之间, 且位于部分源极与漏极下。
在本发明的实施例中, 所述显示器具有显示区以及位于显示区外围的周边电路 区。有源元件位于显示区内, 而感光元件位于周边电路区内。
在本发明的实施例中, 所述显示器具有多个像素区, 呈阵列排列, 且有源元件与感 光元件位于同一个像素区内。
在本发明的实施例中, 所述显示器还包括显示材料层与对向电极。显示材料层设 置于像素电极上, 且对向电极设置在显示材料层上。 在本发明的实施例中, 显示材料层包括液晶层、 有机发光层或电泳材料层。
本发明还提出另一种显示器, 包括基板、 有源元件、 像素电极以及感光元件。有源 元件配置于基板上, 且有源元件具有沟道层。像素电极配置于基板上, 且电性连接有源元 件。感光元件配置于基板上, 且感光元件包括下电极、 感光叠层以及透明上电极。下电极配 置于基板上。感光叠层配置于下电极上。感光叠层包括堆叠的感光材料层以及辅助层, 其 中沟道层与辅助层为同一层, 且由氧化物半导体所构成。透明上电极配置于感光叠层上。
在本发明的实施例中, 感光材料层包括感光富硅介电层或感光半导体层。
本发明还提出一种显示器的制作方法, 包括下列步骤 : 提供基板 ; 在基板上制作 有源元件, 有源元件具有沟道层 ; 于基板上形成下电极 ; 于下电极上形成感光叠层, 感光叠 层包括堆叠的感光富硅介电层以及辅助层, 其中沟道层与辅助层为同一层, 且由氧化物半 导体所构成 ; 于感光叠层上形成透明上电极 ; 以及, 在基板上形成像素电极, 且电性连接有 源元件。
在本发明的实施例中, 所述显示器的制作方法包括 : 形成第一图案化金属层于基 板上, 以构成有源元件的栅极 ; 形成栅极介电层于基板上, 以覆盖第一图案化金属层 ; 形成 第二图案化金属层于栅极介电层上, 以构成下电极以及有源元件的源极以及漏极 ; 形成氧 化物半导体层于第二图案化金属层上, 以构成有源元件的沟道层以及辅助层, 且沟道层位 于源极与漏极之间且位于栅极上方 ; 形成保护层于栅极介电层上, 以覆盖第二图案化金属 层以及氧化物半导体层, 保护层具有接触窗以及开口, 接触窗暴露出漏极的至少一部分, 而 开口暴露出辅助层的至少一部分 ; 形成感光富硅介电层于开口内并且覆盖辅助层 ; 以及, 形成透明导电层于保护层上, 以构成像素电极以及透明上电极, 像素电极经由接触窗连接 有源元件的漏极, 而透明上电极经由开口连接感光富硅介电层。
在本发明的实施例中, 所述显示器的制作方法包括 : 形成第一图案化金属层于基 板上, 以构成有源元件的栅极 ; 形成栅极介电层于基板上, 以覆盖第一图案化金属层 ; 形成 第二图案化金属层于栅极介电层上, 以构成下电极以及有源元件的源极以及漏极 ; 形成感
光富硅介电层于下电极上 ; 形成氧化物半导体层于第二图案化金属层上, 以构成有源元件 的沟道层以及辅助层, 且沟道层位于源极与漏极之间且位于栅极上方, 辅助层位于感光富 硅介电层上 ; 形成保护层于栅极介电层上, 以覆盖第二图案化金属层以及氧化物半导体层, 保护层具有接触窗以及开口, 接触窗暴露出漏极的至少一部分, 而开口暴露出辅助层的至 少一部分 ; 以及, 形成透明导电层于保护层上, 以构成像素电极以及透明上电极, 像素电极 经由接触窗连接有源元件的漏极, 而透明上电极经由开口连接感光富硅介电层。
在本发明的实施例中, 所述显示器的制作方法, 包括 : 于基板上形成第一图案化金 属层, 以构成下电极以及有源元件的栅极 ; 形成栅极介电层于基板上, 以覆盖第一图案化金 属层, 栅极介电层具有第一开口, 且第一开口暴露出下电极的至少一部分 ; 形成感光富硅介 电层于第一开口内并且覆盖下电极 ; 形成第二图案化金属层于栅极介电层上, 以构成有源 元件的源极以及漏极 ; 形成氧化物半导体层于第二图案化金属层上, 以构成有源元件的沟 道层以及辅助层, 且沟道层位于源极与漏极之间且位于栅极上方, 辅助层配置于感光富硅 介电层上 ; 形成保护层于栅极介电层上, 以覆盖第二图案化金属层以及氧化物半导体层, 保 护层具有接触窗以及第二开口, 接触窗暴露出漏极的至少一部分, 而第二开口暴露出辅助 层的至少一部分 ; 以及, 形成透明导电层于保护层上, 以构成像素电极以及透明上电极, 像 素电极经由接触窗连接有源元件的漏极, 而透明上电极经由第二开口连接辅助层。 在本发明的实施例中, 所述显示器的制作方法包括 : 形成第一图案化金属层于基 板上, 以构成有源元件的栅极以及下电极 ; 形成栅极介电层于基板上, 以覆盖第一图案化金 属层, 栅绝缘层具有第一开口, 且第一开口暴露出下电极的至少一部分 ; 形成感光富硅介电 层于第一开口内并且覆盖下电极 ; 形成氧化物半导体层于栅极介电层上, 以构成有源元件 的沟道层以及辅助层, 沟道层位于栅极上方, 辅助层配置于感光富硅介电层上 ; 形成第二图 案化金属层于栅极介电层上, 以构成有源元件的源极以及漏极, 源极与漏极覆盖沟道层的 相对两侧 ; 形成保护层于栅极介电层上, 以覆盖第二图案化金属层以及氧化物半导体层, 保 护层具有接触窗以及第二开口, 接触窗暴露出漏极的至少一部分, 而第二开口暴露出辅助 层的至少一部分 ; 形成透明导电层于保护层上, 以构成该像素电极以及该透明上电极, 该像 素电极经由该接触窗连接该有源元件的该漏极, 而该透明上电极经由该第二开口连接该辅 助层。
本发明还提出另一种显示器的制作方法, 包括 : 提供基板 ; 在基板上制作有源元 件, 有源元件具有沟道层, 其中沟道层由氧化物半导体所构成 ; 于基板上形成下电极 ; 于下 电极上形成感光富硅介电层 ; 于感光叠层上形成透明上电极 ; 以及, 在基板上形成像素电 极, 且电性连接有源元件。
在本发明的实施例中, 所述显示器的制作方法, 包括 : 形成第一图案化金属层于基 板上, 以构成下电极以及有源元件的栅极 ; 形成栅极介电层于基板上, 以覆盖第一图案化金 属层, 栅极介电层具有第一开口, 且第一开口暴露出下电极的至少一部分 ; 形成感光富硅介 电层于第一开口内并且覆盖下电极 ; 形成第二图案化金属层于栅极介电层上, 以构成有源 元件的源极以及漏极 ; 形成氧化物半导体层于第二图案化金属层上, 以构成有源元件的沟 道层, 且沟道层位于源极与漏极之间且位于栅极上方 ; 形成保护层于栅极介电层上, 以覆盖 第二图案化金属层、 氧化半导体层以及感光富硅介电层, 保护层具有接触窗以及第二开口, 接触窗暴露出漏极的至少一部分, 而第二开口暴露出感光富硅介电层的至少一部分 ; 以及,
形成透明导电层于保护层上, 以构成像素电极以及透明上电极, 像素电极经由接触窗连接 有源元件的漏极, 而透明上电极经由第二开口连接感光富硅介电层。
在本发明的实施例中, 所述显示器的制作方法包括 : 形成第一图案化金属层于基 板上, 以构成有源元件的栅极 ; 形成栅极介电层于基板上, 以覆盖第一图案化金属层 ; 形成 第二图案化金属层于栅极介电层上, 以构成下电极以及有源元件的源极以及漏极 ; 形成氧 化半导体层于第二图案化金属层上, 以构成有源元件的沟道层, 且沟道层位于源极与漏极 之间且位于栅极上方 ; 形成保护层于栅极介电层上, 以覆盖第二图案化金属层以及氧化半 导体层, 保护层具有接触窗以及开口, 接触窗暴露出漏极的至少一部分, 而开口暴露出下电 极的至少一部分 ; 形成感光富硅介电层于开口内并且覆盖下电极 ; 以及, 形成透明导电层 于保护层上, 以构成像素电极以及透明上电极, 像素电极经由接触窗连接有源元件的漏极, 而透明上电极经由开口连接感光富硅介电层。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂, 下文特举实施例, 并配合附图作详 细说明如下。 附图说明
图 1 绘示依据本发明的实施例的一种将感光元件应用于内嵌式光学触控的显示 图 2 绘示依据本发明的另一实施例的一种具有环境光线传感器的显示器。 图 3A-3F 绘示依照本发明的实施例的一种显示器的制作方法。 图 4 绘示依照本发明的实施例的一种显示器的完整架构。 图 5A-5F 绘示依照本发明的另一实施例的一种显示器的制作方法。 图 6A-6G 绘示依照本发明的另一实施例的一种显示器的制作方法。 图 7A-7G 绘示依照本发明的另一实施例的一种显示器的制作方法。 图 8A-8G 绘示依照本发明的另一实施例的一种显示器的制作方法。 图 9A-9F 绘示依照本发明的另一实施例的一种显示器的制作方法。 附图标记说明 100 : 显示器 110 : 显示区 120 : 周边电路区 112 : 像素区 130 : 有源元件 140 : 感光元件 200 : 显示器 210 : 显示区 220 : 周边电路区 240 : 感光元件 300 : 有源元件阵列基板 310、 510、 610、 710、 810、 910 : 基板 320、 520、 620、 720、 820、 920 : 第一图案化金属层9器。
102354695 A CN 102354705
说明书5/10 页322、 522、 622、 722、 822、 922 : 栅极 330、 530、 630、 730、 830、 930 : 栅极介电层 340、 540、 640、 740、 840、 940 : 第二图案化金属层 342、 542、 624、 724、 824、 942 : 下电极 344、 544、 644、 744、 844、 944 : 源极 346、 546、 646、 746、 846、 946 : 漏极 350、 550、 650、 750、 850、 950 : 氧化物半导体层 352、 552、 652、 752 : 辅助层 354、 554、 654、 754、 854、 954 : 沟道层 360、 560、 660、 760、 860、 960 : 保护层 362、 562、 632、 662、 732、 762、 832、 862、 962 : 开口 364、 564、 664、 764、 864、 964 : 接触窗 370、 570、 670、 770、 870、 970 : 感光富硅介电层 380、 580、 680、 780、 880、 980 : 透明导电层 382、 582、 682、 782、 882、 982 : 透明上电极 384、 584、 684、 784、 884、 984 : 像素电极 390、 590、 690、 790、 890、 990 : 薄膜晶体管 398、 598、 698、 798、 898、 998 : 感光元件 400 : 显示器 910 : 显示材料层 920 : 对向电极具体实施方式
本发明提出的显示器可将感光元件应用于多种用途, 例如内嵌式光学触控或者作 为显示器的环境光线传感器。
图 1 绘示依据本发明的实施例的一种将感光元件应用于内嵌式光学触控的显示 器。如图 1 所示, 显示器 100 包括显示区 110 以及周边电路区 120。显示区 110 内具有阵列 排列的多个像素区 112, 用以显示图框画面。在特定的像素区 112 中, 同时设置有有源元件 ( 如薄膜晶体管 )130 与感光元件 140。感光元件 140 可以感测使用者手指覆盖时所反射的 背光源, 由此得知使用者触碰面板的位置, 以达成各项触控操作。
图 2 绘示依据本发明的另一实施例的一种具有环境光线传感器的显示器。如图 2 所示, 显示器 200 包括显示区 210 以及周边电路区 220。本实施例是将感光元件 240 设置于 显示器 200 的显示区 210 以外的周边电路区 220 内。运作时, 感光元件 240 接收环境光线, 并对应输出感测信号, 以依据此控制信号对显示器 200 进行各项操作。例如, 调节背光源的 亮度, 达到省电的效果。 或是, 依据环境光线的强弱, 自动调节显示器显示的亮度和对比度, 如此有助于减缓高亮度和反光造成的眼睛疲劳, 也能降低显示器 200 的能量消耗。
不论应用于前述何种架构下, 本发明皆可选择将感光元件整合于显示器的有源元 件的工艺。以下将举多个实施例来说明本发明将感光元件整合于显示器的结构与工艺。
图 3A-3F 绘示依照本发明的实施例的一种显示器的制作方法。 首先, 如图 3A 所示,形成第一图案化金属层 320 于基板 310 上, 以构成栅极 322。接着, 如图 3B 所示, 形成栅极 介电层 330 于基板 310 上, 以覆盖栅极 322。并且, 形成第二图案化金属层 340 于栅极介电 层 330 上, 以构成同一层的下电极 342 以及源极 344 与漏极 346。
然后, 如图 3C 所示, 形成氧化物半导体层 350 于第二图案化金属层 340 上, 以构成 同一层的沟道层 354 以及辅助层 352, 且沟道层 354 位于源极 344 与漏极 346 之间且位于栅 极 322 上方。在此, 氧化物半导体层 350 的材料例如是铟镓锌氧化物 (IGZO)、 铟镓氧化物 (IGO)、 铟锌氧化物 (IZO)、 锌锡氧化物 (ZTO) 等, 但不限于此。此外, 栅极 322、 栅极介电层 330、 源极 344 与漏极 346 以及沟道层 354 构成薄膜晶体管 390, 以作为有源元件。
接着, 如图 3D 所示, 形成保护层 360 于栅极介电层 330 上, 以覆盖第二图案化金属 层 340 以及氧化物半导体层 350。保护层 360 具有接触窗 364 以及开口 362。接触窗 364 暴露出漏极 346 的至少一部分, 而开口 362 暴露出辅助层 352 的至少一部分。
之后, 如图 3E 所示, 形成感光富硅介电层 370 于开口 362 内并且覆盖辅助层 352。 并且, 如图 3F 所示, 形成透明导电层 380 于保护层 360 上, 可以构成同一层的像素电极 384 以及透明上电极 382。像素电极 384 经由接触窗 364 连接漏极 346, 而透明上电极 382 经由 开口 362 连接感光富硅介电层 370。 至此, 大致完成显示器的有源元件阵列基板的制作。实际上, 如图 4 所示, 本实施 例的有源元件阵列基板 300 上还可能配置显示材料层 910 以及对向电极 920, 以成为显示器 400。在本实施例所示的显示器 400 中, 显示材料层 910 设置于像素电极 384 上, 且对向电 极 920 设置在显示材料层 910 上。随着显示器 400 的类型不同, 所述显示材料层 910 可以 是液晶层、 有机发光层、 电泳材料层或其他可能的显示介质。 其详细的结构与制造方法为本 领域一般技术人员所熟知, 因此不再赘述。
在本实施例中, 感光富硅介电层 370 与辅助层 352 堆叠, 以构成感光叠层。此感光 富硅介电层 370 中的硅原子受入射光激发而产生电子空穴对, 并可在有外加偏压 ( 或外加 电场 ) 的情况下来分离这些受光激发而产生的电子空穴对, 以形成光电流。感光富硅介电 层 370 的材料为硅的化学当量 (Stoichiometry) 大于其他成份的化学当量。例如是富硅氧 化硅 (SiOx)、 富硅氮化硅 (SiNy)、 富硅碳化硅 (SiCz) 富硅氮氧化硅 (SiOxNy)、 富硅碳氧化 硅 (SiOxCz)、 氢化富硅氧化硅 (SiHwOx)、 氢化富硅氮氧化硅 (SiHwOxNy) 等或是其叠层, 其 中 w < 4, x < 2, y < 1.34, z < 1, 但是并不限于此, 亦可以其他适当成分替代。所述感光 富硅介电层 370 的光电特性可由其本身膜层中的硅元素含量、 膜层厚度等, 来调变与控制, 以得到良好的光电转换效率。
此外, 本实施例以氧化物半导体来制作辅助层 352 有助于提高感光富硅介电层 370 的电子空穴传输效果, 可进一步提高光电转换效率。
另外, 本实施例由感光富硅介电层 370 与辅助层 352 堆叠形成的感光叠层可与下 电极 342 以及透明上电极 382 构成感光元件 398。此感光元件 398 属于金属 - 介电 - 金属 (Metal-Insulation-Metal, MIM) 架构, 可被整合于显示器 400 的有源元件阵列基板 300 的 架构中。尤其, 本实施例的设置方式有助于将感光元件的感光面积 (Fill Factor) 最大化, 并可通过下电极 342 来遮蔽背光源, 以降低背光源对感光元件造成的噪声影响。
以下将再就本发明提出的其他几种整合了感光元件的显示器结构及其制作方法 进行说明, 其中与前述实施例相同或相近的技术描述可能被省略或简化。 另一方面, 当相关
的实施例采用相同或近似的技术手段时, 亦可以达成等效或类似的技术效果。 因此, 以下实 施例不再重复说明相同或近似的技术手段可能达成的技术效果。 本领域中普通技术人员在 对照前述实施例与下述多个实施例的内容之后, 当可依现有技术水平来引用、 合并或省略 相关的技术手段, 以符合实际需求。
图 5A-5F 绘示依照本发明的另一实施例的一种显示器的制作方法。本实施例与前 述图 3A-3F 所示的实施例的差异在于 : 辅助层与感光富硅介电层的上下顺序颠倒。
首先, 如图 5A 所示, 形成第一图案化金属层 520 于基板 510 上, 以构成栅极 522。 接着, 如图 5B 所示, 形成栅极介电层 530 于基板 510 上, 以覆盖栅极 522。并且, 形成第二图 案化金属层 540 于栅极介电层 530 上, 以构成下电极 542 以及源极 544 与漏极 546。
然后, 如图 5C 所示, 形成感光富硅介电层 570 于下电极 542 上。并且, 如图 5D 所 示, 形成氧化物半导体层 550 于第二图案化金属层 540 上, 以构成沟道层 554 以及辅助层 552。沟道层 554 位于源极 544 与漏极 546 之间且位于栅极 522 上方。此外, 辅助层 552 位 于感光富硅介电层 570 上。 在此, 氧化物半导体层 550 的材料可包括铟镓锌氧化物 (IGZO)。 此外, 栅极 522、 栅极介电层 530、 源极 544 与漏极 546 以及沟道层 554 构成薄膜晶体管 590, 以作为有源元件。 接着, 如图 5E 所示, 形成保护层 560 于栅极介电层 530 上, 以覆盖第二图案化金属 层 540 以及氧化物半导体层 550。保护层 560 具有接触窗 564 以及开口 562。接触窗 564 暴露出漏极 546 的至少一部分, 而开口 562 暴露出辅助层 552 的至少一部分。
之后, 如图 5F 所示, 形成透明导电层 580 于保护层 560 上, 以构成像素电极 584 以 及透明上电极 582。像素电极 584 经由接触窗 564 连接漏极 546, 而透明上电极 582 经由开 口 562 连接辅助层 552。如此, 感光富硅介电层 570 与辅助层 552 堆叠形成的感光叠层可与 下电极 542 以及透明上电极 582 构成感光元件。
基于上述, 本实施例与前述实施例的差异在于先形成感光富硅介电层 570, 而后才 将辅助层 552 形成于感光富硅介电层 570 上, 以构成感光叠层。因此, 本实施例的感光叠层 ( 辅助层 552/ 感光富硅介电层 570) 与前述实施例的感光叠层 ( 感光富硅介电层 370/ 辅助 层 352) 的膜层上下顺序颠倒。
此外, 本实施例亦可如同图 4 所示, 在像素电极上配置显示材料层以及对向电极 等, 以成为完整的显示器。然而, 本实施例不再对该多个膜层与元件进行重复说明, 相关内 容可参考前述实施例。
图 6A-6G 绘示依照本发明的另一实施例的一种显示器的制作方法。本实施例与前 述图 4A-4F 所示的实施例的差异在于 : 本实施例以第一图案化金属层来制作下电极, 即本 实施例的下电极与栅极为同一层。
首先, 如图 6A 所示, 形成第一图案化金属层 620 于基板 610 上, 以构成栅极 622 以 及下电极 624。接着, 如图 6B 所示, 形成栅极介电层 630 于基板 610 上, 以覆盖第一图案化 金属层 620, 其中栅极介电层 630 具有第一开口 632, 以暴露出下电极 624 的至少一部分。
然后, 如图 6C 所示, 形成第二图案化金属层 640 于栅极介电层 630 上, 以构成源极 644 与漏极 646。并且, 如图 6D 所示, 形成感光富硅介电层 670 于第一开口 632 内, 并且覆 盖下电极 624。之后, 如图 6E 所示, 形成氧化物半导体层 650 于第二图案化金属层 640 上, 以构成沟道层 654 以及辅助层 652。沟道层 654 位于源极 644 与漏极 646 之间且位于栅极
622 上方。此外, 辅助层 652 位于感光富硅介电层 670 上。在此, 氧化物半导体层 650 的材 料可包括铟镓锌氧化物 (IGZO)。此外, 栅极 622、 栅极介电层 630、 源极 644 与漏极 646 以及 沟道层 654 构成薄膜晶体管 690, 以作为有源元件。
接着, 如图 6F 所示, 形成保护层 660 于栅极介电层 630 上, 以覆盖第二图案化金属 层 640 以及氧化物半导体层 650。保护层 660 具有接触窗 664 以及第二开口 662。接触窗 664 暴露出漏极 646 的至少一部分, 而第二开口 662 暴露出辅助层 652 的至少一部分。
之后, 如图 6G 所示, 形成透明导电层 680 于保护层 660 上, 以构成像素电极 684 以 及透明上电极 682。像素电极 684 经由接触窗 664 连接漏极 646, 而透明上电极 682 经由第 二开口 662 连接辅助层 652。如此, 感光富硅介电层 670 与辅助层 652 堆叠形成的感光叠层 可与下电极 642 以及透明上电极 682 构成感光元件。
基于上述, 本实施例与前述实施例的差异在于本实施例以第一图案化金属层来制 作下电极, 而前述实施例是以第二图案化金属层来制作下电极。 换言之, 本实施例的下电极 与栅极是由同一层所形成, 而前述实施例的下电极跟源极与漏极是由同一层所形成。
此外, 本实施例亦可如同图 4 所示, 在像素电极上配置显示材料层以及对向电极 等, 以成为完整的显示器。然而, 本实施例不再对该多个膜层与元件进行重复说明, 相关内 容可参考前述实施例。
图 7A-7G 绘示依照本发明的另一实施例的一种显示器的制作方法。本实施例与前 述图 6A-6G 所示的实施例的差异在于 : 有源元件的结构不同。
首先, 如图 7A 所示, 形成第一图案化金属层 720 于基板 710 上, 以构成栅极 722 以 及下电极 724。接着, 如图 7B 所示, 形成栅极介电层 730 于基板 710 上, 以覆盖第一图案化 金属层 720, 其中栅极介电层 730 具有第一开口 732, 以暴露出下电极 724 的至少一部分。
然后, 如图 7C 所示, 形成感光富硅介电层 770 于第一开口 732 内并且覆盖下电极 724。并且, 如图 7D 所示, 形成氧化物半导体层 750 于栅极介电层 730 上, 以构成沟道层 754 以及辅助层 752。沟道层 754 位于栅极 722 上方, 辅助层 752 配置于感光富硅介电层 770 上。在此, 氧化物半导体层 750 的材料可包括铟镓锌氧化物 (IGZO)。
接着, 如图 7E 所示, 形成第二图案化金属层 740 于栅极介电层 730 上, 以构成源极 744 以及漏极 746。源极 744 与漏极 746 覆盖沟道层 754 的相对两侧。栅极 722、 栅极介电 层 730、 源极 744 与漏极 746 以及沟道层 754 构成薄膜晶体管 790, 以作为有源元件。
接着, 如图 7F 所示, 形成保护层 760 于栅极介电层 730 上, 以覆盖第二图案化金属 层 740 以及氧化物半导体层 750。保护层 760 具有接触窗 764 以及第二开口 762。接触窗 764 暴露出漏极 746 的至少一部分, 而第二开口 762 暴露出辅助层 752 的至少一部分。
之后, 如图 7G 所示, 形成透明导电层 780 于保护层 760 上, 以构成像素电极 784 以 及透明上电极 782。像素电极 784 经由接触窗 764 连接漏极 746, 而透明上电极 782 经由第 二开口 762 连接辅助层 752。如此, 感光富硅介电层 770 与辅助层 752 堆叠形成的感光叠层 可与下电极 742 以及透明上电极 782 构成感光元件。
基于上述, 本实施例与前述实施例的差异在于本实施例的沟道层位于部分源极与 漏极下, 而前述实施例的沟道层位于部分源极与漏极上。
此外, 本实施例亦可如同图 4 所示, 在像素电极上配置显示材料层以及对向电极 等, 以成为完整的显示器。然而, 本实施例不再对该多个膜层与元件进行重复说明, 相关内容可参考前述实施例。
图 8A-8G 绘示依照本发明的另一实施例的一种显示器的制作方法。本实施例与前 述图 6A-6G 所示实施例的主要差异在于 : 本实施例的感光元件中不具有辅助层。
首先, 如图 8A 所示, 形成第一图案化金属层 820 于基板 810 上, 以构成下电极 824 以及栅极 822。接着, 如图 8B 所示, 形成栅极介电层 830 于基板 810 上, 以覆盖第一图案化 金属层 820, 其中栅极介电层 830 具有第一开口 832, 以暴露出下电极 824 的至少一部分。
然后, 如图 8C 所示, 形成第二图案化金属层 840 于栅极介电层 830 上, 以构成源极 844 与漏极 846。并且, 如图 8D 所示, 形成感光富硅介电层 870 于第一开口 832 内, 并且覆 盖下电极 824。
之后, 如图 8E 所示, 形成氧化物半导体层 850 于第二图案化金属层 840 上, 以构成 沟道层 854。沟道层 854 位于源极 844 与漏极 846 之间且位于栅极 822 上方。在此, 氧化物 半导体层 850 的材料可包括铟镓锌氧化物 (IGZO)。此外, 栅极 822、 栅极介电层 830、 源极 844 与漏极 846 以及沟道层 854 构成薄膜晶体管 890, 以作为有源元件。
接着, 如图 8F 所示, 形成保护层 860 于栅极介电层 830 上, 以覆盖第二图案化金属 层 840、 氧化物半导体层 850 以及感光富硅介电层 870。保护层 860 具有接触窗 864 以及第 二开口 862。接触窗 864 暴露出漏极 846 的至少一部分, 而第二开口 862 暴露出感光富硅介 电层 870 的至少一部分。
之后, 如图 8G 所示, 形成透明导电层 880 于保护层 860 上, 以构成像素电极 884 以 及透明上电极 882。像素电极 884 经由接触窗 864 连接漏极 846, 而透明上电极 882 经由第 二开口 862 连接感光富硅介电层 870。如此, 感光富硅介电层 870 可与下电极 842 以及透明 上电极 882 构成感光元件。
基于上述, 本实施例与前述图 6A-6G 所示实施例的差异在于本实施例的感光元件 是由感光富硅介电层、 下电极以及透明上电极所构成。此外, 本实施例亦可如同图 4 所示, 在像素电极上配置显示材料层以及对向电极等, 以成为完整的显示器。 然而, 本实施例不再 对该多个膜层与元件进行重复说明, 相关内容可参考前述实施例。
图 9A-9F 绘示依照本发明的另一实施例的一种显示器的制作方法。本实施例与前 述图 5A-5F 所示的实施例的差异在于 : 本实施例的感光元件中不具有辅助层。
首先, 如图 9A 所示, 形成第一图案化金属层 920 于基板 910 上, 以构成栅极 922。 接着, 如图 9B 所示, 形成栅极介电层 930 于基板 910 上, 以覆盖栅极 922。并且, 形成第二图 案化金属层 940 于栅极介电层 930 上, 以构成下电极 942 以及源极 944 与漏极 946。
然后, 如图 9C 所示, 形成感光富硅介电层 970 于下电极 942 上。并且, 如图 9D 所 示, 形成氧化物半导体层 950 于第二图案化金属层 940 上, 以构成沟道层 954。沟道层 954 位于源极 944 与漏极 946 之间且位于栅极 922 上方。在此, 氧化物半导体层 950 的材料可 包括铟镓锌氧化物 (IGZO)。此外, 栅极 922、 栅极介电层 930、 源极 944 与漏极 946 以及沟道 层 954 构成薄膜晶体管 990, 以作为有源元件。
接着, 如图 9E 所示, 形成保护层 960 于栅极介电层 930 上, 以覆盖第二图案化金属 层 940、 氧化物半导体层 950 以及感光富硅介电层 970。保护层 960 具有接触窗 964 以及开 口 962。接触窗 964 暴露出漏极 946 的至少一部分, 而开口 962 暴露出感光富硅介电层 970 的至少一部分。其中, 图 9D 与 9E 的步骤顺序可以互换, 即本实施例也可以选择先形成保护层 960, 再于保护层的开口 962 中形成感光富硅介电层 970。
之后, 如图 9F 所示, 形成透明导电层 980 于保护层 960 上, 以构成像素电极 984 以 及透明上电极 982。像素电极 984 经由接触窗 964 连接漏极 946, 而透明上电极 982 经由开 口 962 连接感光富硅介电层 970。如此, 感光富硅介电层 970 可与下电极 942 以及透明上电 极 982 构成感光元件。
上述多个实施例披露了几种本发明可能的显示器结构, 其中采用感光富硅介电层 与辅助层堆叠形成的感光叠层与透明上电极以及下电极来构成感光元件, 以获得良好的光 电转换效率。 其中, 由于以氧化物半导体来制作辅助层, 因此有助于提高感光富硅介电层的 电子空穴传输效果。
本发明也可以选择省略辅助层, 而仅以感光富硅介电层来与透明上电极以及下电 极构成感光元件。此外, 有源元件的结构也可以随实际状况变更。
另一方面, 本发明并非限定必须选择感光富硅介电层, 亦可选用其他具有类似的 感光特性的感光材料层, 例如感光半导体层来取代前述多个实施例中的感光富硅介电层, 以达到类似的技术效果。
本发明提出的任何一种感光元件结构皆可被整合于显示器的有源元件阵列基板 的架构以及既有工艺中, 不会造成制作成本的负担。 尤其, 本实施例的设置方式有助于将感 光元件的感光面积 (Fill Factor) 最大化, 并可通过下电极来遮蔽背光源, 以降低背光源对 感光元件造成的噪声影响。 本发明提出的显示器可应用感光元件来形成内嵌式光学触控架构, 或是将感光元 件作为环境光线传感器, 其可具有良好的光电特性、 可对吸收光谱进行调变, 并具有高度工 艺整合能力。
虽然本发明已以实施例披露如上, 然其并非用以限定本发明, 任何所属技术领域 中普通技术人员, 在不脱离本发明的精神和范围内, 当可作些许的更动与润饰, 故本发明的 保护范围当视权利要求所界定为准。