CN100368904C - 薄膜晶体管液晶显示器基板 - Google Patents

Abstract

一种薄膜晶体管液晶显示器基板，主要包括有基板及覆盖于基板上方的平坦化层。基板上是形成有薄膜晶体管与接触窗插塞(contact plug)，且薄膜晶体管的源/漏极是与接触窗插塞电性连接。平坦化层是覆盖于基板上方，且平坦化层是具有可暴露出接触窗插塞的介层洞(via hole)，而介层洞是具有一断面外廓，此断面外廓是具有至少一直边。其中，介层洞是可通过回焊(reflow)过程而具有斜度(taper)。

Description

薄膜晶体管液晶显示器基板

(1)技术领域

本发明有关一种平面显示器基板，且特别是有关于一种薄膜晶体管液晶显示器基板。

(2)背景技术

相较于传统的阴极射线管(cathode ray tube)，薄膜晶体管液晶显示器(thin film transistor liquid crystal display，TFT-LCD)具有低耗电量、体积小及无辐射等优点，故是已逐渐成为新世代显示器的主流。而薄膜晶体管液晶显示器是具有朝向全彩、高分辨率、轻/薄、低耗能量、大/多样化面积、3D立体显像及应答速率(response speed)快的发展趋势。

薄膜晶体管液晶显示器的应答速率及显示像素的信赖度，是为决定显示器动态画面品质的重要关键。因此，相关大厂对于提升薄膜晶体管液晶显示器的应答速率及显示像素的信赖度，莫不卯足全劲，以期薄膜晶体管液晶显示器的品质能够被有效地加以提升。

请参照图1A，其是传统的薄膜晶体管液晶显示器基板的示意图。传统的薄膜晶体管液晶显示器基板100，包括有基板110，及覆盖于基板110上方的平坦化层140。基板110上是覆盖有缓冲层115、二氧化硅层118、介电层130、保护层135及平坦化层140。

基板110上具有薄膜晶体管116以及接触窗插塞120(一般而言，薄膜晶体管116中的栅极金属层，可通称为第一金属层。而接触窗插塞120则可通称为第二金属层。)，薄膜晶体管的源/漏极125是与接触窗插塞120电性连接。基板110上方具有保护层135，且位于保护层135上方则具有平坦化层140。平坦化层140与保护层135是共同具有可暴露出接触窗插塞120的介层洞145。

图1A中的剖面1B-1B，是对应至图1B，其是介层洞145的剖视图。由图1B中可看出，传统的介层洞145的断面外廓147是为圆形(为求清楚表示断面外廓147的形状，因此于图1B中，并未绘示出覆于介层洞145洞壁上的ITO 150的剖面。)。而介层洞145是以通过回焊(reflow)的方式，而具有如图1A中所示的斜度149。

请同时参照图1A与图1C。图1C是图1A中圆形虚线所框示的局部放大图。回焊平坦化层140的目的，在于使介层洞145可以产生所要求的斜度149。而在习知的作法中，介层洞145的断面外廓147是为圆形(图1B)，其所造成经回焊后介层洞145的斜度149较大(经实作约为75度)。

而由于介层洞具有较大的斜度149，使得之后沉积于介层洞145中的ITO 150，便会有如图1C中矩形虚线所框示部分，于ITO 150与接触窗插塞120接触的部分，ITO 150会有相当锐利的凹点。并且，于ITO 150所具有的凹点处，ITO 150的厚度相对而言则较薄。

因此，对于整个ITO 150而言，ITO 150于此锐利的凹点处，就相当于串联有一个大电阻。当薄膜晶体管116于开启或关闭像素时，此大电阻就会使得像素的亮、暗，有明显的延迟现象产生。此将会使得薄膜晶体管液晶显示器的应答速率只能维持在较慢的品质。

另外，由于ITO 150在与接触窗插塞120接触的部分，具有较为锐利的凹点，因此，此凹点处也是整个ITO 150中最脆弱的地方。ITO 150极易在这个地方断裂。ITO 150的断裂，将会使得像素无法为薄膜晶体管116驱动，像素将会是永远的亮点，进而影响薄膜晶体管液晶显示器的出厂品质。

上述覆盖于接触窗插塞120上方的保护层135与平坦化层140，亦可改以仅覆盖平坦化层140替代。亦即，原本平坦化层140与保护层135所共同具有的介层洞145，是可只为平坦化层所具有。而经回焊后的平坦化层，亦可使具圆形断面外廓的介层洞仅能具有较大的斜度。因此，介层洞的斜度的大小是取决于介层洞的断面外廓的形状，而与接触窗插塞上只覆有平坦化层或依序覆有保护层与平坦化层并无直接的关连。

(3)发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种薄膜晶体管液晶显示器基板，以使薄膜晶体管液晶显示器的品质可以被有效提升。

根据上述目的，本发明提出一种薄膜晶体管液晶显示器基板，主要包括有基板及覆盖于基板上方的平坦化层。基板上形成有薄膜晶体管与接触窗插塞，且薄膜晶体管的源/漏极是与接触窗插塞电性连接。平坦化层是覆盖于基板上方，且平坦化层具有可暴露出接触窗插塞的介层洞，而介层洞具有一断面外廓，此断面外廓具有至少一直边。其中，介层洞可通过回焊过程而具有斜度。上述的断面外廓可以是矩形。介层洞可通过微影制程而形成，且微影制程所使用的光罩具有对应于断面外廓的图案。另外，于平坦化层上方与介层洞中沉积有导电材料，此导电材料是与接触窗插塞电性连接。且，此导电材料可为氧化铟锡。上述的薄膜晶体管液晶显示器基板，于基板与平坦化层间也可覆盖有一层保护层，而介层洞是为平坦化层与保护层共同所具有。

根据上述目的，本发明另提出一种平坦化层中的介层洞结构，主要包括有基板及覆盖于基板上方的平坦化层。基板上形成有晶体管与接触窗插塞，且晶体管的源/漏极是与接触窗插塞电性连接。平坦化层覆盖于基板上方，且平坦化层具有可暴露出接触窗插塞的介层洞，而介层洞具有一断面外廓，此断面外廓具有至少一直边。其中，介层洞是可通过回焊过程而具有斜度。上述的断面外廓可以是矩形。介层洞是可通过微影制程而形成，且微影制程所使用的光罩具有对应于断面外廓的图案。另外，于平坦化层上方与介层洞中沉积有导电材料，此导电材料是与接触窗插塞电性连接。与上述的平坦化层中的介层洞结构相似，另一种子平坦化层与保护层中的介层洞结构，是于基板与平坦化层间覆盖有一层保护层，而介层洞是为平坦化层与保护层共同所具有。上述的平坦化层中的介层洞结构，以及平坦化层与保护层中的介层洞结构，则是均可用于薄膜晶体管液晶显示器基板中。

为让本发明的上述目的、特点和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图进行详细说明如下。

(4)附图说明

图1A是传统的薄膜晶体管液晶显示器基板的示意图。

图1B是图1A中介层洞145的剖视图。

图1C是图1A中圆形虚线所框示的局部放大图。

图2A是依照本发明较佳实施例的薄膜晶体管液晶显示器基板的示意图。

图2B是图2A中介层洞245的剖视图。

图2C是图2A中圆形虚线所框示的局部放大图。

(5)具体实施方式

请参照图2A，其是依照本发明较佳实施例的薄膜晶体管液晶显示器基板的示意图。薄膜晶体管液晶显示器基板200，主要包括有基板210，及覆盖于基板210上方的平坦化层240。通常，基板210上依序覆盖有缓冲层215、二氧化硅层218、介电层230、保护层235及平坦化层240。

基板210上形成有薄膜晶体管216与接触窗插塞220(通称为第二金属层(metal 2))，并且，薄膜晶体管的源/漏极225是与接触窗插塞220电性连接。平坦化层240是覆盖于基板210上方，且平坦化层240具有可暴露出接触窗插塞220的介层洞245。

图2A中的剖面2B-2B，是对应至图2B，其是介层洞245的剖视图。由图2B中可看出，本发明的介层洞245的断面外廓247是为具有至少一直边的形状，亦即，是为非圆形的形状，例如，为具有四条直边的矩形。其是有别于传统的薄膜晶体管液晶显示器基板100上于平坦化层140中的介层洞145的断面外廓147为圆形。(为求清楚表示断面外廓247，因此于图2B中，并未绘示出覆于介层洞245洞壁上的ITO 250的剖面)。而介层洞245是以通过回焊的方式而具有如图2A中所示的斜度249。

请同时参照图2A与图2C。图2C是图2A中圆形虚线所框示的局部放大图。上述本发明的薄膜晶体管液晶显示器基板200的平坦化层240，于图2B中，经微影制程所形成的介层洞245的断面外廓247是为具有四条直边的矩形(至少具有一条直边的任意形状皆可，亦即，是为非圆形皆可)。而于平坦化层240经回焊后，此种具矩形的断面外廓247的介层洞245，将得以获得较小的斜度249(经实作约为51度)。

此具有较小斜度249的介层洞245，将使得沉积于介层洞245中，且与接触窗插塞220电性连接的例如是ITO 250的导电材料，会有如图2C中矩形虚线所框示部分，于ITO 250与接触窗插塞220接触的部分，ITO 250会有较为平缓的凹陷，以及较厚、较为均匀的厚度。

上述覆盖于接触窗插塞220上方的保护层235与平坦化层240，亦可改以仅覆盖平坦化层240替代。亦即，原本平坦化层240与保护层235所共同具有的介层洞245，是可只为平坦化层240所具有。而经回焊后的平坦化层240，亦可使具有矩形断面外廓的介层洞能具有较小的斜度。

且，上述的结构亦可视为可用于一般半导体制程中的平坦化层与保护层中的介层洞结构，以及平坦化层中的介层洞结构。除了薄膜晶体管216可应用此两种结构外，一般半导体制程中的晶体管亦可使用此两种结构。而此两种结构，是皆可用于薄膜晶体管液晶显示器基板中，且无论是用于非晶硅的制程或低温多晶硅(LTPS)的制程皆可。

另外，上述的于微影制程中所使用的光罩，是具有对应于断面外廓247的图案。而断面外廓247除了可以是矩形外，任何例如是半圆形(半圆形具有一直边)、三边形(具有三直边)、五边形(具有五直边)等具有至少一直边的非圆形的外廓，均可用以做为介层洞145的断面外廓。

因此，本发明上述实施例所揭露的薄膜晶体管液晶显示器基板，至少具有的优点为：对于整个ITO 250而言，ITO 250在与接触窗插塞220接触的地方具有相当均匀的厚度。因此，相较于习知的薄膜晶体管液晶显示器基板100，当薄膜晶体管216于开启或关闭像素时，像素的亮、暗，就不会再有延迟的现象产生。此将可以使得薄膜晶体管液晶显示器的应答速率能够有效被提升。

再者，由于ITO 250在与接触窗插塞220接触的部分相当平滑，因此，将不会有应力集中的地方产生。ITO 250因此而不易断裂，进而能够确保薄膜晶体管液晶显示器的品质。

综上所述，虽然本发明已以实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉本技术的人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作出各种的更动与替换，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的为准。

Claims (20)

1.一种薄膜晶体管液晶显示器基板，至少包括：

一基板，形成有一薄膜晶体管与一接触窗插塞，该薄膜晶体管的一源/漏极是与该接触窗插塞电性连接；以及

一平坦化层，覆盖于该基板上方，该平坦化层具有一可暴露出该接触窗插塞的介层洞，该介层洞具有一断面外廓，该断面外廓是具有至少一直边；

其中，该介层洞是可通过一回焊过程而具有一斜度。

2.如权利要求1所述的薄膜晶体管液晶显示器基板，其特征在于该断面外廓是非圆形。

3.如权利要求1所述的薄膜晶体管液晶显示器基板，其特征在于该介层洞是通过一微影制程所形成，该微影制程所使用的光罩具有对应于该断面外廓的图案。

4.如权利要求1所述的薄膜晶体管液晶显示器基板，其特征在于该平坦化层上方与该介层洞中还沉积有一导电材料，该导电材料是与该接触窗插塞电性连接。

5.如权利要求4所述的薄膜晶体管液晶显示器基板，其特征在于该导电材料是氧化铟锡。

6.一种薄膜晶体管液晶显示器基板，至少包括：

一基板，形成有一薄膜晶体管与一接触窗插塞，该薄膜晶体管的源/漏极是与该接触窗插塞电性连接；

一保护层，覆盖于该基板上方；

一平坦化层，覆盖于该保护层上方，该平坦化层与该保护层是共同具有一可暴露出该接触窗插塞的介层洞，该介层洞具有一断面外廓，该断面外廓是具有至少一直边；

其中，该介层洞是可通过一回焊过程而具有一斜度。

7.如权利要求6所述的薄膜晶体管液晶显示器基板，其特征在于该断面外廓是非圆形。

8.如权利要求6所述的薄膜晶体管液晶显示器基板，其特征在于该介层洞是通过一微影制程所形成，该微影制程所使用的光罩具有对应于该断面外廓的图案。

9.如权利要求6所述的薄膜晶体管液晶显示器基板，其特征在于该平坦化层上方与该介层洞中还沉积有一导电材料，该导电材料是与该接触窗插塞电性连接。

10.如权利要求9所述的薄膜晶体管液晶显示器基板，其特征在于该导电材料是氧化铟锡。

11.一种平坦化层中的介层洞结构，至少包括：

一基板，形成有一晶体管与一接触窗插塞，该晶体管的一源/漏极是与该接触窗插塞电性连接；以及

一平坦化层，覆盖于该基板上方，该平坦化层具有一可暴露出该接触窗插塞的介层洞，该介层洞具有一断面外廓，该断面外廓具有至少一直边；

其中，该介层洞是可通过一回焊过程而具有一斜度。

12.如权利要求11所述的平坦化层中的介层洞结构，其特征在于该断面外廓是非圆形。

13.如权利要求11所述的平坦化层中的介层洞结构，其特征在于该介层洞是通过一微影制程所形成，该微影制程所使用的一光罩是具有对应于该断面外廓的一图案。

14.如权利要求11所述的平坦化层中的介层洞结构，其特征在于该平坦化层上方与该介层洞中还沉积有一导电材料，该导电材料是与该接触窗插塞电性连接。

15.如权利要求11所述的平坦化层中的介层洞结构，其特征在于该平坦化层中的介层洞结构是可用于一薄膜晶体管液晶显示器基板中。

16.一种平坦化层与保护层中的介层洞结构，至少包括：

一基板，形成有一晶体管与一接触窗插塞，该晶体管的一源/漏极是与该接触窗插塞电性连接；

一保护层，覆盖于该基板上方；

一平坦化层，覆盖于该保护层上方，该平坦化层与该保护层共同具有一可暴露出该接触窗插塞的介层洞，该介层洞具有一断面外廓，该断面外廓是具有至少一直边；

其中，该介层洞是通过一回焊过程而具有一斜度。

17.如权利要求16所述的平坦化层与保护层中的介层洞结构，其特征在于该断面外廓是非圆形。

18.如权利要求16所述的平坦化层与保护层中的介层洞结构，其特征在于该介层洞是通过一微影制程所形成，该微影制程所使用的光罩具有对应于该断面外廓的一图案。

19.如权利要求16所述的平坦化层与保护层中的介层洞结构，其特征在于该平坦化层上方与该介层洞中还沉积有一导电材料，该导电材料是与该接触窗插塞电性连接。

20.如权利要求16所述的平坦化层与保护层中的介层洞结构，其特征在于该平坦化层与保护层中的介层洞结构是可用于一薄膜晶体管液晶显示器基板中。

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