CN101976655B - 液晶显示面板的薄膜晶体管基板与其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液晶显示面板的薄膜晶体管基板与其制作方法。此液晶显示面板的薄膜晶体管基板包括一基板、一储存电容电极、一第一绝缘层、一栅极、一栅极绝缘层、一图案化半导体层、一源极与一漏极、一第二绝缘层、以及至少一像素电极。其中，部分的像素电极与部分的储存电容电极彼此重迭，以形成一储存电容，且储存电容电极包括一图案化透明导电层与一图案化不透明导电层。再者，图案化透明导电层与图案化不透明导电层的设置位置由一灰阶光罩定义，并且图案化透明导电层的面积大于图案化不透明导电层的面积，以提升开口率。

Description

液晶显示面板的薄膜晶体管基板与其制作方法

技术领域

本发明是关于一种液晶显示面板的薄膜晶体管基板与其制作方法，尤指一种提升开口率的液晶显示面板的薄膜晶体管基板与其制作方法。

背景技术

由于液晶显示面板具有低辐射、体积小及低耗能等优点，因此广泛地应用在笔记型计算机、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、平面电视，或行动电话等各种信息产品上。一般而言，液晶显示面板包括一薄膜晶体管基板、一彩色滤光片基板、以及设置于薄膜晶体管基板与彩色滤光片基板之间的一液晶层。再者，薄膜晶体管基板上定义有复数个像素区，并且于液晶显示面板的一侧另外设置一背光模块，用以提供一背光源。据此，透过控制各像素区施加于液晶层的电压，可以使各像素区呈现相对应的灰阶，进而达到画面显示的效果。此外，为了让电压能保持到下一次更新画面的时候之用，一般会于薄膜晶体管基板上设置储存电容。

然而，储存电容的材料为不透光金属层。此不透光金属层会阻挡光线的通过，降低各像素区的开口率，进而降低液晶显示面板的亮度。另一方面，若为了增加各像素区的开口率，而减少储存电容的各电极面积，将使液晶层的电压无法保持到下一次更新画面，进而影响显示画面的质量，例如导致影像闪烁等问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种液晶显示面板的薄膜晶体管基板与其制作方法，以解决公知技术所面临的问题。

本发明的一较佳实施例提供一种液晶显示面板的薄膜晶体管基板的制作方法，包括下列步骤。首先，提供一基板。接着，于基板上形成一透明导电层与一不透明导电层，其中不透明导电层设置于透明导电层上。之后，利用一灰阶光罩，使透明导电层与不透明导电层图案化，以形成至少一储存电容电极，其中储存电容电极包括一图案化透明导电层与一图案化不透明导电层，且图案化透明导电层的面积大于图案化不透明导电层的面积。随后，于储存电容电极上形成一第一绝缘层。再者，于基板上形成至少一栅极。接着，于栅极上依序至少形成一栅极绝缘层、一图案化半导体层、一源极与一漏极、以及一第二绝缘层。此外，于第二绝缘层与第一绝缘层上形成至少一像素电极，其中部分像素电极与部分储存电容电极彼此重迭，以形成一储存电容。

本发明的一较佳实施例提供一种液晶显示面板的薄膜晶体管基板。上述液晶显示面板的薄膜晶体管基板包括一基板、一储存电容电极、一第一绝缘层、一栅极、一栅极绝缘层、一图案化半导体层、一源极与一漏极、一第二绝缘层、以及一像素电极。储存电容电极设置于基板上，其中储存电容电极包括一图案化透明导电层与一图案化不透明导电层，而图案化不透明导电层设置于图案化透明导电层上，且图案化透明导电层的面积大于图案化不透明导电层的面积。第一绝缘层设置于储存电容电极上。再者，栅极设置于基板上。栅极绝缘层、图案化半导体层、源极与一漏极、以及第二绝缘层依序设置于栅极上。像素电极设置于第二绝缘层与第一绝缘层上，其中部分像素电极与部分储存电容电极彼此重迭，以形成一储存电容。

本发明的液晶显示面板的薄膜晶体管基板与其制作方法，利用一个灰阶光罩即可完成具有图案化透明导电层与图案化不透明导电层的储存电容电极。相较于利用两道光罩制程形成图案化透明导电层与图案化不透明导电层的方式，本发明可减少一道光罩数及缩减制程步骤，且可避免图案化透明导电层与图案化不透明导电层的层间对位精度差所造成的电性差异。再者，本发明可藉由面积较大的图案化透明导电层，增加储存电容的电容值，并且可藉由图案化透明导电层的透光性质，达到高开口率的效果。

附图说明

图1至图6绘示了本发明第一较佳实施例制作液晶显示面板的薄膜晶体管基板的示意图。

图7至图10绘示了本发明第二较佳实施例制作液晶显示面板的薄膜晶体管基板的示意图。

具体实施方式

在说明书及前述的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及前述的权利要求范围并不以名称的差异来作为区别组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区别的基准。在通篇说明书及前述的权利要求当中所提及的「包括」为一开放式的用语，故应解释成「包括但不限定于」。此外，「电性连接」一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置电性连接于一第二装置，则代表第一装置可直接连接于第二装置，或透过其它装置或连接手段间接地连接至第二装置。另外，需注意的是图式仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。

请参考图1至图6，图1至图6绘示了本发明第一较佳实施例制作液晶显示面板的薄膜晶体管基板的示意图。如图1所示，首先提供一基板10，其材质可为玻璃、塑料或石英，但并不以此为限，而可为其它合适的材质。接着，于基板10上形成一透明导电层111与一不透明导电层112，其中不透明导电层112设置于透明导电层111上。在本较佳实施例中，透明导电层111由透明导电材料组成，例如由铟锡氧化物(ITO)或氧化锌(ZnO)等。并且，不透明导电层112可以是一金属层，例如由铝、铬、钼、钨、钽、铜或是上述金属的合金等组成。但本发明的透明导电层111与不透明导电层112不以上述为限，而可由其它适合的材料组成。之后，于不透明导电层112上形成一光阻层121，并且利用一灰阶光罩(gray-tone mask，GTM)20，对光阻层121进行一曝光制程。其中，灰阶光罩20可以是一半色调光罩(half-tone mask，HTM)，但不以此为限，例如可以是一相位移光罩(phase shift mask)。灰阶光罩20至少具有一第一区201、一半透光区202、与一第二区203。值得注意的是，当光阻层121为一正型光阻时，第一区为一遮光区，而第二区为一透光区；当光阻层121为一负型光阻时，第一区为一透光区，而第二区为一遮光区。此外，半透光区202的透光率可视状况调整。

如图2所示，于曝光制程后，对光阻层121进行一显影制程，去除部分光阻层121，以形成一图案化光阻层122。由于在曝光制程时，第一区201、半透光区202、与第二区203所对应的光阻层121具有不同的曝光量，因此在显影制程中，对应于第一区201的图案化光阻层122的厚度大于对应于半透光区202的图案化光阻层122的厚度，而对应于第二区203的图案化光阻层122可被移除。随后如图2与第3A图所示，透过一蚀刻制程，移除未被图案化光阻层122保护的不透明导电层112与透明导电层111。在本较佳实施例中，此蚀刻制程可以同时移除未被图案化光阻层122保护的不透明导电层112与透明导电层111，但不以此为限。例如，于另一实施例中，此蚀刻制程可以先移除未被图案化光阻层122保护的不透明导电层112，再移除未被图案化光阻层122保护之透明导电层111。此外，蚀刻制程可依不透明导电层112与透明导电层111的不同而选用干式蚀刻制程或湿式蚀刻制程。

接下来，如第3B图所示，对图案化光阻层122进行一灰化制程，以缩减对应于第一区201的图案化光阻层122的厚度，并移除对应半透光区202的图案化光阻层122，以曝露出部分不透明导电层112。随后如第3B图与图4所示，透过另一蚀刻制程，移除未被图案化光阻层122覆盖保护的不透明导电层112。然后，移除图案化光阻层122。据此，本发明利用此灰阶光罩20，图案化透明导电层111与不透明导电层112，以形成至少一储存电容电极11，其中储存电容电极11可以与后续形成的像素电极形成一储存电容，以利用此储存电容于像素扫瞄期间辅助维持各像素的电压差值。在本较佳实施例中，储存电容电极11包括一图案化透明导电层113与一图案化不透明导电层114，且图案化透明导电层113的面积大于图案化不透明导电层114的面积。再者，储存电容电极11的图案化不透明导电层114大体上对应于第一区201，而储存电容电极11的图案化透明导电层113突出于图案化不透明导电层114的部分大体上对应于半透光区202。

如图5所示，于储存电容电极11上形成一第一绝缘层13，其中第一绝缘层13可为一单一绝缘层或一复合(composite)膜层，其材质可包括氧化硅、氮化硅、或氮氧化硅等，但不以此为限。之后，于基板10上形成至少一栅极14。在第一较佳实施例中，栅极14形成于第一绝缘层13上，且栅极14可以是一金属层，例如由铝、铬、钼、钨、钽、铜或是上述金属的合金等组成。接着，于栅极14上依序至少形成一栅极绝缘层15、一图案化半导体层16、一源极171、一漏极172、一数据线173以及一第二绝缘层18。其中，栅极绝缘层15主要用以隔绝栅极14与后续形成于的膜层，例如图案化半导体层16、源极171、与漏极172。再者，源极171、漏极172与数据线173的形成方式，可透过先沉积一导电层(图未示)，再以一微影暨蚀刻方法(Photo-Etching-Process)对导电层进行图案化制程，以形成源极171、漏极172与资料线173。换言之，源极171、漏极172与数据线173可由同一层导电层组成。此外，漏极172电性连接至数据线173。

然后，于第二绝缘层18与第一绝缘层13上形成至少一像素电极19，其中部分像素电极19与部分储存电容电极11彼此重迭，以形成一储存电容。在本较佳实施例中，像素电极19由一透明导电材料组成，例如铟锡氧化物或氧化锌等，但不以此为限。值得注意的是，第二绝缘层18具有至少一接触孔181，而像素电极19透过接触孔181与漏极172电性连接。此外，如图6所示，本发明另外提供第一较佳实施例的液晶显示面板的薄膜晶体管基板的布局图。图6绘示了四个像素，并且以虚框标示其中一个像素P1，但本发明不以此为限。再者，上述的图1至图5为沿着图6的A-A’线的剖面结构示意图。至此，本发明第一较佳实施例的液晶显示面板的薄膜晶体管基板已完成。

据此，第一较佳实施例的液晶显示面板的薄膜晶体管基板，利用一个灰阶光罩20即可完成具有图案化透明导电层113与图案化不透明导电层114的储存电容电极11。相较于利用两道光罩制程形成图案化透明导电层113与图案化不透明导电层114的方式，本发明可减少一道光罩数及缩减制程步骤，且由于图案化透明导电层113与图案化不透明导电层114的设置位置透过同一个光罩定义，故可避免图案化透明导电层113与图案化不透明导电层114的层间对位精度差所造成的电性差异。再者，本发明的储存电容电极11包括图案化透明导电层113与图案化不透明导电层114，且图案化透明导电层113的面积大于图案化不透明导电层114的面积。因此，储存电容电极11与像素电极19所形成的储存电容，不但可藉由面积较大的图案化透明导电层113，增加储存电容的电容值，并且可透过图案化透明导电层113的透光性质，达到高开口率(high aperture ratio)的效果。

本发明的液晶显示面板的薄膜晶体管基板并不以上述的第一较佳实施例为限，而可具有其它不同的实施样态。为了简化说明并易于比较，在下文的第二较佳实施例中，对于相同组件沿用相同的符号来表示。请参考图7至图10，图7至图10绘示了本发明第二较佳实施例制作液晶显示面板的薄膜晶体管基板的示意图，其中图7为沿着图8的A-A’线的剖面结构示意图，而图9为沿着图10的A-A’线的剖面结构示意图。再者，图8与图10各绘示了两个像素，并且以虚框标示其中一个像素P1，但本发明不以此为限。如图7与图8所示，于基板10上形成至少一栅极14。接着，于栅极14上依序至少形成一栅极绝缘层15、一图案化半导体层16、一源极171与一漏极172、一数据线173、以及一第二绝缘层18。此外，第一绝缘层18具有至少一接触孔181，以曝露出部分的漏极172。之后，利用大体上相同于第一较佳实施例中制作储存电容电极11的方法，于第二绝缘层18上形成至少一储存电容电极11，其中储存电容电极11包括一图案化透明导电层113与一图案化不透明导电层114，且图案化透明导电层113的面积大于图案化不透明导电层114的面积。

接下来，如图9与图10所示，于储存电容电极11上形成一第一绝缘层13，且移除部分的第一绝缘层13，以使第一绝缘层13与第二绝缘层18共同具有至少一接触孔181，并曝露出部分的漏极172。随后，于第二绝缘层18与第一绝缘层13上形成至少一像素电极19，且像素电极19透过接触孔181与漏极172电性连接。其中，部分像素电极19与部分储存电容电极11彼此重迭，以形成一储存电容。至此，本发明第二较佳实施例的液晶显示面板的薄膜晶体管基板已完成。据此，第二较佳实施例的液晶显示面板的薄膜晶体管基板，可减少一道光罩数及缩减制程步骤，且可避免图案化透明导电层113与图案化不透明导电层114的层间对位精度差所造成的电性差异。再者，本发明可藉由面积较大的图案化透明导电层113，增加储存电容的电容值，并且可透过图案化透明导电层113的透光性质，达到高开口率的效果。

综上所述，本发明的液晶显示面板的薄膜晶体管基板，利用一个灰阶光罩即可完成具有图案化透明导电层与图案化不透明导电层的储存电容电极。相较于利用两道光罩制程形成图案化透明导电层与图案化不透明导电层的方式，本发明可减少一道光罩数及缩减制程步骤，且由于图案化透明导电层与图案化不透明导电层的设置位置透过同一个光罩定义，故可避免图案化透明导电层与图案化不透明导电层的层间对位精度差所造成的电性差异。再者，本发明的储存电容电极包括图案化透明导电层与图案化不透明导电层，且图案化透明导电层的面积大于图案化不透明导电层的面积。因此，储存电容电极与像素电极所形成的储存电容，不但可藉由面积较大的图案化透明导电层，增加储存电容的电容值，并且可藉由图案化透明导电层的透光性质，达到高开口率的效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种液晶显示面板的薄膜晶体管基板的制作方法，其特征在于，包括：

提供一基板；

于该基板上形成一透明导电层与一不透明导电层，其中该不透明导电层设置于该透明导电层上；

利用一灰阶光罩，图案化该透明导电层与该不透明导电层，以形成至少一储存电容电极，其中该储存电容电极包括一图案化透明导电层与一图案化不透明导电层，且该图案化透明导电层的面积大于该图案化不透明导电层的面积；

于该储存电容电极上形成一第一绝缘层；

于该基板上形成至少一栅极；

于该栅极上依序至少形成一栅极绝缘层、一图案化半导体层、一源极与一漏极、以及一第二绝缘层；以及

于该第二绝缘层与该第一绝缘层上形成至少一像素电极，其中部分该像素电极与部分该储存电容电极彼此重迭，以形成一储存电容。

2.如权利要求1所述的液晶显示面板的薄膜晶体管基板的制作方法，其特征在于，该栅极形成于该第一绝缘层上，且该第二绝缘层具有至少一接触孔，而该像素电极透过该接触孔与该漏极电性连接。

3.一种液晶显示面板的薄膜晶体管基板的制作方法，其特征在于，包括：

提供一基板；

于基板上形成至少一栅极；

于栅极上依序至少形成一栅极绝缘层、一图案化半导体层、一源极与一漏极、一数据线、以及一第二绝缘层；

于该第二绝缘层上形成一透明导电层与一不透明导电层，其中该不透明导电层设置于该透明导电层上；

利用一灰阶光罩，图案化该透明导电层与该不透明导电层，以形成至少一储存电容电极，其中该储存电容电极包括一图案化透明导电层与一图案化不透明导电层，且该图案化透明导电层的面积大于该图案化不透明导电层的面积；

于该储存电容电极上形成一第一绝缘层；

于该第二绝缘层与第一绝缘层上形成至少一像素电极，其中，部分像素电极与部分储存电容电极彼此重迭，以形成一储存电容，该第一绝缘层与该第二绝缘层具有至少一接触孔，而该像素电极透过该接触孔与该漏极电性连接。

4.如权利要求1所述的液晶显示面板的薄膜晶体管基板的制作方法，其特征在于，该灰阶光罩至少具有一第一区、一半透光区、与一第二区，该储存电容电极的该图案化不透明导电层对应于该第一区，而该储存电容电极的该图案化透明导电层突出于该图案化不透明导电层的部分对应于该半透光区。

5.如权利要求4所述的液晶显示面板的薄膜晶体管基板的制作方法，其特征在于，图案化该透明导电层与该不透明导电层的步骤包括：

于该不透明导电层上形成一光阻层；

利用一灰阶光罩对该光阻层进行一曝光制程；

于该曝光制程后，对该光阻层进行一显影制程，去除部分该光阻层，以形成一图案化光阻层，其中对应于该第一区的该图案化光阻层的厚度大于对应于该半透光区的该图案化光阻层的厚度；

移除未被该图案化光阻层保护的该不透明导电层与该透明导电层；

对该图案化光阻层进行一灰化制程，以缩减对应于该第一区的该图案化光阻层的厚度，并移除对应该半透光区的该图案化光阻层，以曝露出部分该不透明导电层；

移除未被该图案化光阻层覆盖保护的该不透明导电层；以及

移除该图案化光阻层。

6.如权利要求5所述的液晶显示面板的薄膜晶体管基板的制作方法，其特征在于，该光阻层为一正型光阻，而该第一区为一遮光区，且该第二区为一透光区。

7.如权利要求5所述的液晶显示面板的薄膜晶体管基板的制作方法，其中该光阻层为一负型光阻，而该第一区为一透光区，且该第二区为一遮光区。

8.一种液晶显示面板的薄膜晶体管基板，其特征在于，包括：

一基板；

至少一储存电容电极，设置于该基板上，该储存电容电极包括一图案化透明导电层与一图案化不透明导电层，其中该图案化不透明导电层设置于该图案化透明导电层上，且该图案化透明导电层的面积大于该图案化不透明导电层的面积；

一第一绝缘层设置于该储存电容电极上；

至少一栅极设置于该基板上；

至少一栅极绝缘层、一图案化半导体层、一源极与一漏极、以及一第二绝缘层依序设置于该栅极上；以及

至少一像素电极，设置于该第二绝缘层与该第一绝缘层上，其中部分该像素电极与部分该储存电容电极彼此重迭，以形成一储存电容。

9.如权利要求8所述的液晶显示面板的薄膜晶体管基板，其特征在于，该栅极设置于该第一绝缘层上，且该第二绝缘层具有至少一接触孔，而该像素电极透过该接触孔与该漏极电性连接。

10.一种液晶显示面板的薄膜晶体管基板，其特征在于，包括：

一基板；

至少一栅极设置于该基板上；

至少一栅极绝缘层、一图案化半导体层、一源极与一漏极、一数据线、以及一第二绝缘层依序设置于该栅极上；

至少一储存电容电极，设置于该第二绝缘层上，该储存电容电极包括一图案化透明导电层与一图案化不透明导电层，其中该图案化不透明导电层设置于该图案化透明导电层上，且该图案化透明导电层的面积大于该图案化不透明导电层的面积；

一第一绝缘层设置于该储存电容电极上；

至少一像素电极，设置于该第二绝缘层与该第一绝缘层上，其中，部分像素电极与部分储存电容电极彼此重迭，以形成一储存电容，该第一绝缘层与该第二绝缘层具有至少一接触孔，而该像素电极透过该接触孔与该漏极电性连接。

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