背景技术
功能先进的显示器渐成为现今消费电子产品的重要特色,其中液晶显示器已经逐渐成为各种电子设备如移动电话、个人数字助理(PDA)、数字相机、计算机屏幕或笔记型计算机屏幕所广泛应用具有高分辨率彩色屏幕的显示器。
传统液晶显示器的液晶显示面板包含数个像素(pixel),而每一个像素包含三个分别代表红绿蓝(RGB)三原色的像素单元构成。请参阅图1,图1是一般液晶显示面板的像素单元10的示意图。如图1所示,当栅极驱动器(未图示)输出的扫描信号经过扫描线11使得每一列的像素单元的薄膜晶体管13依序开启,同时源极驱动器(未图示)则经过数据线12输出对应的数据信号至一整列的像素单元使其充电到各自所需的电压,以显示不同的灰阶。栅极驱动器会一列接一列地输出扫描信号以将每一列的像素单元的薄膜晶体管13打开,再由源极驱动器对每一列开启的像素单元进行充放电。如此依序下去,直到所有像素单元10都充电完成,再从第一列开始充电。
请一并参阅图2与图1,图2显示了图1中A至B至C点的横截面图。如图2所示,在A、B两点间,薄膜晶体管13的栅极131是由第一金属层形成,而源极132与漏极133则是以第二金属层所形成。而于B、C两点间,储存电容Cst的下极板141也是由第一金属层形成。而于薄膜晶体管13与储存电容Cst之间的透明导电层15则是像素区域。
在此请参阅图3至图7,图3至图7是完成图2所示的结构所须的制程流程图,其中,每一个图均代表一道掩膜制程,也就是说,完成图2所绘示的的结构必须经过五道掩膜制程。
请参阅图3,在此道制程之中,会先于玻璃基板101上沉积第一金属层(未图示)并利用第一道掩膜进行显影制程。显影制程是在第一金属层上涂布光阻(未图示)后,利用具有特定图案的第一道掩膜对光阻进行曝光再用显影剂(developer)将已曝光的光阻洗除。之后对第一金属层进行蚀刻制程。蚀刻制程是将没有光阻覆盖的第一金属层以强酸移除,而有光阻覆盖的第一金属层(大致呈该特定图案)会产生图3所示的作为薄膜晶体管13的栅极131和储存电容Cst的下极板141,接着再洗除剩余的光阻。
请继续参阅图4,在此道制程中,首先会先沉积隔离层(isolation layer)16,接着沉积主动层(active layer)17,最后再沉积欧姆接触层(n+layer)18,之后利用第二道掩膜进行显影制程,并且对主动层17与欧姆接触层18进行蚀刻制程。
请继续参阅图5,在此道制程之中,首先会先沉积第二金属层(未图示),之后再利用第三道掩膜进行显影制程,并且对第二金属层和欧姆接触层18进行蚀刻制程,以产生薄膜晶体管的漏极132与源极133以及数据线12。
请继续参阅图6,在此道制程中,首先会先沉积钝化层(passivationlayer)19,之后再利用第四道掩膜进行显影制程,并且对钝化层19进行蚀刻制程,以于源极133之上产生一接触窗(via)20。
最后请参阅图7,在此道制程中,首先会先沉积透明导电层15,接着用第五道掩膜进行显影制程,并且对透明导电层15进行蚀刻制程,以产生图7所示的结构,至此,整个液晶显示面板10的基本结构业已完成。
然而,上述的结构与制程技术尚有改进空间,举例来说,像素区域的开口率尚有提升的必要,以提升整体面板的透光率。
发明内容
根据本发明的实施例,本发明揭露一种液晶显示面板的制造方法。包括:提供一玻璃基板;蚀刻形成于玻璃基板上的第一金属层,以形成一数据线;依序沉积一第一钝化层和一第二金属层于玻璃基板以及第一金属层上;蚀刻第二金属层,以形成一开关单元的控制电极;依序沉积一隔离层以及一主动层于第一钝化层以及第二金属层上;同时蚀刻主动层以保留控制电极上方的主动层,其中主动层作为开关单元的传输通道;蚀刻数据线上方的第一钝化层以及隔离层,以于数据线上方形成一接触窗;沉积一透明导电层于隔离层、数据线以及主动层上沉积一光阻于所述透明导电层之上;对所述光阻进行曝光显影,并蚀刻所述透明导电层以于所述主动层的上方形成一通孔,同时将透明导电层分为第一导电层和第二导电层,其中数据线经过接触窗上的第一导电层电性连接主动层,且主动层电性连接第二导电层;沉积一第二钝化层于所述光阻、所述隔离层和所述通孔之上;以及剥离所述光阻以及所述光阻上的所述第二钝化层,使得未剥离的第二钝化层覆盖于所述通孔上。
根据本发明的实施例,本发明揭露一种液晶显示面板。包含:一玻璃基板;一第一金属层,位于玻璃基板上,用来作为一数据线;一第一钝化层,位于玻璃基板以及第一金属层上;一第二金属层,位于第一钝化层之上,作为一开关单元的控制电极;一隔离层,位于第一钝化层以及第二金属层上;一主动层,位于隔离层上,用来作为开关单元的传输通道;一接触窗,形成于数据线的上方;一第二钝化层,覆盖于所述主动层上方的通孔上,用来保护所述主动层;以及一透明导电层,位于隔离层以及接触窗上,透明导电层包含一第一导电层和一第二导电层,第一导电层用来电性连接数据线,第二导电层用来作为像素电极,其中当控制电极接收一扫描电压时,会将数据线传来的数据电压经过第一导电层、主动层传输到第二导电层。
根据本发明的实施例,本发明揭露一种薄膜晶体管,形成于一玻璃基板上。薄膜晶体管包含:一第一钝化层,位于玻璃基板之上;一金属层,位于第一钝化层和基板之上,作为薄膜晶体管的栅极;一隔离层,位于金属层上;一主动层,位于隔离层上,用来作为薄膜晶体管的传输通道;一第二钝化层,布设于所述通孔内,用来保护所述主动层;以及一透明导电层,透明导电层被一通孔贯穿而分为第一导电层和第二导电层,第一导电层作为薄膜晶体管的第一电极,用来传递自第一电极输出或输入至第一电极的电信号,第二导电层作为薄膜晶体管的第二电极,用来传递自第二电极输出或输入至第二电极的电信号。
根据本发明的实施例,本发明还揭露一种液晶显示面板的制造方法,其包含:提供一玻璃基板;蚀刻形成于玻璃基板上的第一金属层,以形成一开关单元的控制电极;依序沉积一第一钝化层和一第二金属层于玻璃基板以及第一金属层上;蚀刻第二金属层以形成一数据线;依序沉积一隔离层以及一主动层于第一钝化层以及第二金属层上;同时蚀刻主动层以保留控制电极上方的主动层,其中主动层作为开关单元的传输通道;蚀刻数据线上方的第一钝化层以及隔离层,以于数据线上方形成一接触窗;沉积一透明导电层于隔离层、数据线以及主动层上;沉积一光阻于所述透明导电层之上;对所述光阻进行曝光显影,并蚀刻所述透明导电层以于所述主动层的上方形成一通孔,同时将透明导电层分为第一导电层和第二导电层,其中数据线经过接触窗上的第一导电层电性连接主动层,且主动层电性连接第二导电层;沉积一第二钝化层于所述光阻、所述隔离层和所述通孔之上;以及剥离所述光阻以及所述光阻上的所述第二钝化层,使得未剥离的第二钝化层覆盖于所述通孔上。
根据本发明的实施例,本发明还揭露一种液晶显示面板。包含:一玻璃基板;一第一金属层,位于玻璃基板上,用来作为一开关单元的控制电极;一第一钝化层,位于玻璃基板以及第一金属层上;一第二金属层,位于第一钝化层之上,作为一数据线;一隔离层,位于第一钝化层以及第二金属层上;一主动层,位于隔离层上,用来作为开关单元的传输通道;一接触窗,形成于数据线的上方;一第二钝化层,覆盖于所述主动层上方的通孔上,用来保护所述主动层;以及一透明导电层,位于隔离层以及接触窗上,透明导电层包含一第一导电层和一第二导电层,第一导电层用来电性连接数据线,第二导电层用来作为像素电极,其中当控制电极接收一扫描电压时,会将数据线传来的数据电压经过第一导电层、主动层传输到第二导电层。
根据本发明的实施例,本发明还揭露一种薄膜晶体管,形成于一玻璃基板上。薄膜晶体管包含:一金属层,位于玻璃基板之上,作为薄膜晶体管的栅极;一第一钝化层,位于金属层和玻璃基板之上;一隔离层,位于金属层上;一主动层,位于隔离层上,用来作为薄膜晶体管的传输通道;一第二钝化层,布设于所述通孔内,用来保护所述主动层;以及一透明导电层,透明导电层被一通孔贯穿而分为第一导电层和第二导电层,第一导电层作为薄膜晶体管的第一电极,用来传递自第一电极输出或输入至第一电极的电信号,第二导电层作为薄膜晶体管的第二电极,用来传递自第二电极输出或输入至第二电极的电信号。
相较于先前技术,本发明的液晶显示面板以及其相关制造方法仍是利用五道掩膜制程,即可产生一种新的薄膜晶体管架构的液晶显示面板。该液晶显示面板将透明导电层直接形成薄膜晶体管的第一电极与第二电极,同时该透明导电层亦作为薄膜晶体管与数据线之间以及薄膜晶体管与液晶电容之间的连接线。因此,薄膜晶体管上方无须另外形成一接触窗来提供接触点,便可透过透明导电层连接到数据线,如此一来,像素区域可更加扩大,进而提升液晶面板的开口率,使光源所发出的光能够更有效率的投射出来。
为让本发明的上述内容能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附图式,作详细说明如下:
具体实施方法
以下各实施例的说明是参考附加的图式,用以例示本发明可用以实施之特定实施例。本发明所提到的方向用语,例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「顶」、「底」、「水平」、「垂直」等,仅是参考附加图式的方向。因此,使用的方向用语是用以说明及理解本发明,而非用以限制本发明。
请参阅图8~图16,图8至图16为本发明第一实施例的液晶显示面板的制程示意图。请先参阅图8,在此道制程之中,首先在玻璃基板201上沉积第一金属层(未图示)并利用第一道掩膜进行显影制程。显影制程是在第一金属层上涂布光阻(未图示)后,利用具有特定图案的第一道掩膜对光阻进行曝光再用显影剂(developer)将已曝光的光阻洗除。之后对第一金属层进行蚀刻制程。蚀刻制程是将没有光阻覆盖的第一金属层以强酸移除,而有光阻覆盖的第一金属层(大致呈该特定图案)会产生数据线22,接着再洗除剩余的光阻。
请继续参阅图9,在此道制程之中,首先,在玻璃基板201以及第一金属层上,先沉积第一钝化层(passivation layer)24,接着再于第一钝化层24上,沉积第二金属层(未图示)。之后再利用第二道掩膜进行显影制程,并且对第二金属层进行蚀刻,以产生控制电极261。
请继续参阅图10,在此道制程中,首先,在控制电极261以及第一钝化层24上,沉积一隔离层(isolation layer)28,接着在于隔离层28上依序沉积主动层(active layer)与欧姆接触层(n+layer)。之后再利用第三道掩膜进行显影制程,并且对主动层与欧姆接触层进行蚀刻制程,以保留对应于控制电极261上方的主动层30与欧姆接触层32。
请继续参阅图11,在此道制程中,利用第四道掩膜进行显影制程,以对隔离层28与第一钝化层24进行蚀刻制程直至数据线22,以产生一接触窗(via)34。
请参阅图12,在此道制程之中,先沉积透明导电层36,之后在透明导电层36上方涂布一层光阻(photoresist)38。
接着请参阅图13,在此道制程中,利用第五道掩膜40对光阻38进行曝光,没有掩膜40遮蔽的光阻38在光线照射后,对显影剂的溶解性会改变。所以可用显影剂将已曝光的光阻38洗除。
接着请参阅图14,在此道制程中,利用未曝光显影后的光阻38,对透明导电层36以及欧姆接触层32进行蚀刻制程以形成一通孔42,其中通孔42是形成在控制电极261的上方,而通孔42两侧欧姆接触层32则分别形成第一欧姆接触层321与第二欧姆接触层322。
接着请参阅图15,在此道制程之中,在尚未去除光阻38之前,沉积一层第二钝化层44在光阻38之上和通孔42之内。
接着请参阅图16,在此道制程中,再将光阻38以及光阻38之上的第二钝化层44利用剥离(lift-off)方法一并去除。由于通孔42内的第二钝化层44并未附着于光阻38之上而不会被剥离,如此一来,通孔42内以及通孔42对应之处的主动层30上会附着第二钝化层44。
请继续参阅图17,图17是本发明液晶显示面板50的结构图。液晶显示面板50包含玻璃基板201和玻璃基板202。当玻璃基板201上设置数据线22、开关单元52之后,会先注入液晶层250,并覆上设置有黑色矩阵层(blackmatrix)242和彩色滤光片(color filter)244的玻璃基板202。另一透明电极层240会覆盖在黑色矩阵层242和彩色滤光片244之上。透明电极层240作为公共电压(common voltage)电极层,会被施加一公共电压。通孔42将透明导电层36分为第一导电层36a和第二导电层36b。开关单元52等效上可作为控制数据线22输入数据信号与否的薄膜晶体管,也就是说,开关单元52的控制电极261可作为薄膜晶体管的栅极,而第一导电层36a和第二导电层36b实质上是分别作为开关单元52的第一电极和第二电极,亦即可作为薄膜晶体管的源极(或漏极)和漏极(或源极),而主动层30则是作为开关单元52的漏极和源极之间的传输通道。第一导电层36a作为第一电极可用来输出或输入电信号,对应地,第二导电层36b作为第二电极则可用来输入或输出电信号。附着于通孔42的第二纯化层44的目的是用来隔离作为传输通道的主动层30和欧姆接触层32,以避免与液晶层250直接接触而影响液晶分子的转动。在本实施例中,第二导电层36b不仅作为薄膜晶体管52的第二电极,实质上,也是作为像素电极。液晶电容56实质上是由像素电极和透明导电层240重叠之处构成,当控制电极52接收一扫描电压时,会将数据线22传来的数据电压经过第一导电层36a和开关单元52传输到第二导电层36b(也是像素电极)。液晶层250的液晶分子会依据第二导电层36b的数据电压和透明电极层240公共电压之间的电压差来控制其转动方向,据以决定光线的穿透程度。
请参阅图16,本实施例的薄膜晶体管52是形成于玻璃基板201上,其包含位于玻璃基板201上的第一钝化层24、位于第一钝化层24上的栅极261、位于栅极261上的隔离层28、位于隔离层28上作为薄膜晶体管52传输通道的主动层30以及位于主动层30上开设一通孔42的欧姆接触层32。欧姆接触层32在通孔42的两侧分别形成第一欧姆接触层321与第二欧姆接触层322。透明导电层36在通孔42的两侧分别形成第一导电层36a和第二导电层36b。第一导电层36a连接第一欧姆接触层321,作为第一电极用来输出或输入电信号;第二导电层36b连接第二欧姆接触层322,作为第二电极用来输出或输入电信号。
在本发明的较佳实施例中,欧姆接触层32所包含的第一欧姆接触层321与第二欧姆接触层322是用来降低薄膜晶体管52的电阻值。在另一实施例的制造过程中,欧姆接触层32是可以不需要设置,因此产生的液晶显示面板50和薄膜晶体管52也可以不需要第一欧姆接触层321与第二欧姆接触层322。
请参阅图18~图26,图18至图26为本发明第二实施例的液晶显示面板的制程示意图。请先参阅图18,在此道制程中,首先在玻璃基板601上沉积第一金属层(未图示),之后以第一掩膜进行显影制程,并且对第一金属层进行蚀刻制程,以产生开关单元的控制电极661。
请继续参阅图19,在此道制程中,首先,在玻璃基板601以及第一金属层上先沉积第一钝化层64,接着再于第一钝化层64上,沉积第二金属层(未图示)。之后再利用第二道掩膜进行显影制程,并且对第二金属层进行蚀刻制程,以产生数据线62。
请继续参阅图20,在此道制程中,首先,在控制电极661以及第一钝化层64上,沉积一隔离层(isolation layer)68,接着在于隔离层68上依序沉积主动层(active layer)与欧姆接触层(n+layer)。之后再利用第三道掩膜进行显影制程,并且对主动层与欧姆接触层进行蚀刻制程,以保留对应于控制电极661上方的主动层70与欧姆接触层72。
请继续参阅图21,在此道制程中,利用第四道掩膜进行显影制程,以对第一钝化层64进行蚀刻制程直至数据线62,以产生一接触窗(via)74。
请参阅图22,在此道制程中,先沉积透明导电层76,之后在透明导电层76上方涂布一层光阻(photoresist)78。
接着请参阅图23,在此道制程中,利用第五道掩膜90对光阻78进行曝光,没有掩膜90遮蔽的光阻78在光线照射后,对显影剂(developer)的溶解性会改变。所以可用显影剂将已曝光的光阻78洗除。
接着请参阅图24,在此道制程之中,利用未曝光显影后的光阻78,对透明导电层76以及欧姆接触层72进行蚀刻制程以形成一通孔82,其中通孔82是形成在控制电极661的上方,而通孔82两侧欧姆接触层72则分别形成第一欧姆接触层721与第二欧姆接触层722。
接着请参阅图25,在此道制程中,在尚未去除光阻78之前,沉积一层第二钝化层84于光阻78之上和通孔82之内。
接着请参阅图26,在此道制程之中,再将光阻78以及光阻78之上的第二钝化层84利用剥离(lift-off)方法一并去除。由于通孔82内的第二钝化层84并未附着于光阻78之上而不会被剥离,如此一来,通孔82内以及通孔82对应之处的主动层70上会附着第二钝化层84,可有效隔离主动层70。
请继续参阅图27,图27是本发明液晶显示面板90的结构图。液晶显示面板90包含玻璃基板601和玻璃基板602。当玻璃基板601上设置数据线62、开关单元92之后,会先注入液晶层650,并覆上设置有黑色矩阵层642和彩色滤光片644的玻璃基板602。另一透明电极层640会覆盖在黑色矩阵层642和彩色滤光片644之上。透明电极层640作为公共电压电极层,会被施加一公共电压。通孔82将透明导电层76分为第一导电层76a和第二导电层76b。开关单元92等效上可作为控制数据线62输入的数据信号与否的薄膜晶体管,也就是说,开关单元92的控制电极661可作为薄膜晶体管的栅极,而第一导电层76a和第二导电层76b实质上是分别作为开关单元92的第一电极和第二电极,亦即可作为薄膜晶体管的源极(或漏极)和漏极(或源极),而主动层70则是作为开关单元92的漏极和源极之间的传输通道。第一导电层76a作为第一电极可用来输出或输入电信号,对应地,第二导电层76b作为第二电极则可用来输入或输出电信号。附着于通孔82的第二纯化层84的目的是用来保护作为传输通道的主动层70和欧姆接触层72,以避免与液晶层650直接接触而影响液晶分子的转动。在本实施例中,第二导电层76b不仅作为薄膜晶体管92的第二电极,实质上,也是作为像素电极。液晶电容96实质上是由像素电极和透明导电层640重叠之处构成,当控制电极92接收一扫描电压时,会将数据线62传来的数据电压经过第一导电层76a和开关单元92传输到第二导电层76b(也是像素电极)。液晶层650的液晶分子会依据第二导电层76b的数据电压和透明电极层640公共电压之间的电压差来控制其转动方向,据以决定光线的穿透程度。
请参阅图26,本实施例的薄膜晶体管92是形成于玻璃基板601上,其包含位于玻璃基板601上的栅极661、覆盖栅极621的第一钝化层64、位于第一钝化层64上的隔离层68、位于隔离层68上作为薄膜晶体管92传输通道的主动层70以及位于主动层70上开设一通孔82的欧姆接触层72。欧姆接触层72在通孔82的两侧分别形成第一欧姆接触层721与第二欧姆接触层722。透明导电层76在通孔82的两侧分别形成第一导电层76a和第二导电层76b。第一导电层76a连接第一欧姆接触层721,作为第一电极用来输出或输入电信号;第二导电层76b连接第二欧姆接触层722,作为第二电极用来输出或输入电信号。
在本发明的较佳实施例中,欧姆接触层72所包含的第一欧姆接触层721与第二欧姆接触层722是用来降低薄膜晶体管92的电阻值。在另一实施例的制造过程中,欧姆接触层72是可以不需要设置,因此产生的液晶显示面板90和薄膜晶体管92也可以不需要第一欧姆接触层721与第二欧姆接触层722。
综上所述,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,但该较佳实施例并非用以限制本发明,该领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与润饰,因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。