CN102495504A - 平面显示面板及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种平面显示面板及其形成方法，所述平面显示面板包含多行扫描线、多列数据线及多条平行并重叠于数据线的遮蔽线。所述多条遮蔽线是一对一设置于像素电极的一侧，且所述多条遮蔽线与所述多行扫描线由同一金属层构成。由于遮蔽线可以增加遮光面积，且遮蔽线与扫描线都是以同一金属层构成，所以本发明的遮蔽线在不用增加额外制程的情形下，可以遮蔽更多光线以防从数据线两侧穿出。

Description

平面显示面板及其形成方法
【技术领域】
本发明涉及一种平面显示面板以及其形成方法，尤指一种具有遮蔽线结构的平面显示面板以及其形成方法。
【背景技术】
现今消费电子产品普遍采用轻薄的平板显示器，其中液晶显示器已经逐渐被各种电子设备如电视、移动电话、个人数字助理、数码相机、计算机屏幕或笔记本电脑等所广泛使用。
薄膜晶体管液晶显示面板由于具有高画质、空间利用效率佳、消耗功率低、无辐射等优越特性，因而已逐渐成为市场的主流。为了提高液晶显示面板的表面亮度，提高光源亮度的利用率，需要提高液晶显示面板的透光率。除了提高光学部件及其材料的透光率以外，特别要提高像素(pixel)的开口率。传统的液晶显示面板是由一彩色滤光(color filter)基板、一薄膜晶体管基板(thin film transistor array substrate，TFT array substrate)以及一配置于此两基板间的液晶层(liquid crystal layer)所构成。然而，此种液晶显示面板的分辨率(resolution)较差、像素(pixel)的开口率较低，且彩色滤光基板与薄膜晶体管基板接合时容易有对位误差(misalignment)。
为了提高像素的开口率，可提高薄膜晶体管基板与彩色滤光基板的对位精度。近年来，更提出了将彩色滤光层直接整合于薄膜晶体管基板上(Color Filteron Array，COA)或是将黑色矩阵层制作于薄膜晶体管基板上(Black matrix onArray，BOA)的技术，将COA基板或BOA基板与另一不具备彩色滤光层或黑色矩阵层的对向基板组立，并于两基板间填入液晶分子，以形成液晶显示面板。由于彩色滤光层是仅直接形成于薄膜晶体管阵列基板上，因此不会产生对位误差。但是采用此结构，薄膜晶体管基板与彩色滤光基板的对位精度的要求会为明显，稍有误差势必会影响开口率的大小，而且会降低组装工艺的成品率，增加成本。
【发明内容】
因此，本发明的目的是提供一种具有遮蔽线结构的平面显示面板以及其形成方法。所述具有遮蔽线结构的平面显示面板以及其形成方法不需使用黑色矩阵层，不仅可以降低成本，也可以不用考虑彩色滤光基板与薄膜晶体管基板有对位误差的问题。
本发明提供一种平面显示面板，包含多个像素电极，呈矩阵排列；多行扫描线，彼此相互平行并朝一第一方向延伸，用来传输扫描信号；多列数据线，彼此相互平行并朝一第二方向延伸，所述第二方向垂直于所述第一方向，用来传输数据信号；多个薄膜晶体管，所述多个薄膜晶体管是一对一耦接于所述像素电极、所述多行扫描线和所述多列数据线，每一薄膜晶体管用来于接收耦接的扫描线传来的所述扫描信号时，导通耦接的数据线传输的所述数据信号给对应的像素电极；以及多条遮蔽线，平行并重叠于所述多列数据线，所述多条遮蔽线彼此不相互连接，且所述多条遮蔽线与所述多行扫描线由同一金属层构成。
依据本发明的一实施例，另包含一绝缘层以及一保护层，所述绝缘层位于所述多条遮蔽线与所述多列数据线之间，所述保护层位于所述数据线之上。
依据本发明的一实施例，每一像素电极的一侧设有所述多条遮蔽线的其中一条遮蔽线，且每一遮蔽线的宽度大于所重叠数据线的宽度。
依据本发明的一实施例，每一像素电极的一侧设有所述多条遮蔽线的其中两条遮蔽线，且所述两条遮蔽线是部分重叠于所重叠的所述数据线。
本发明提供一种形成平面显示面板的方法，包含：提供一玻璃基板；形成一第一金属层于所述玻璃基板上；蚀刻所述第一金属层，以形成多个薄膜晶体管的栅极、多条遮蔽线以及多条扫描线，其中所述多条遮蔽线彼此不相互连接；在所述多个薄膜晶体管的栅极、所述多条遮蔽线以及所述多条扫描线上形成一绝缘层；形成一半导体层以及一第二金属层于所述绝缘层上；以及蚀刻所述半导体层以及所述第二金属层，以形成所述多个薄膜晶体管的通道区域、源极和漏极以及多条数据线，其中所述多条遮蔽线平行并重叠于所述多列数据线。
本发明提供另一种形成平面显示面板的方法，包含：提供一玻璃基板；形成一第一金属层于所述玻璃基板上；蚀刻所述第一金属层，以形成多个薄膜晶体管的栅极、多条遮蔽线以及多条扫描线，其中所述多条遮蔽线彼此不相互连接；在所述多个薄膜晶体管的栅极、所述多条遮蔽线以及所述多条扫描线上形成一绝缘层；形成一半导体层于所述绝缘层上；蚀刻所述半导体层，以形成所述多个薄膜晶体管的通道区域；以及形成一第二金属层，并蚀刻所述第二金属层，以形成所述多个薄膜晶体管的源极和漏极以及多条数据线，其中所述多条遮蔽线平行并重叠于所述多列数据线。
依据本发明的一实施例，所述方法另包含：在所述多条数据线、所述多个薄膜晶体管的源极和漏极上形成一保护层；蚀刻所述保护层，以在所述漏极的上方形成一连接孔；及形成一透明导电层于所述保护层之上，并蚀刻所述透明导电层以形成一像素电极。
依据本发明的一实施例，所述方法另包含：每一遮蔽线的宽度大于所重叠数据线的宽度。
依据本发明的一实施例，其特征在于，每一像素电极的一侧设有所述多条遮蔽线的其中两条遮蔽线，且所述两条遮蔽线是部分重叠于所重叠的所述数据线。
相较于现有技术，本发明提供一种具有遮蔽线结构的平面显示面板以及其形成方法。所述平面显示面板包含多行扫描线、多列数据线及多条平行并重叠于数据线的遮蔽线。所述多条遮蔽线是一对一设置于像素电极的一侧，且所述多条遮蔽线与所述多行扫描线由同一金属层构成。由于遮蔽线可以增加遮光面积，且遮蔽线与扫描线都是以同一金属层构成，所以本发明的遮蔽线在不用增加额外制程的情形下，可以遮蔽更多光线以防从数据线两侧穿出。也因为遮蔽线与扫描线是同一制程产生，所以不会产生额外的制造成本。
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：
【附图说明】
图1为本发明具有遮蔽线结构的第一实施例的平面显示面板的局部示意图。
图2至图5为形成本发明平面显示面板的方法示意图。
图6为本发明具有遮蔽线结构的第二实施例的平面显示面板的局部示意图。
【具体实施方式】
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1，图1为本发明具有遮蔽线结构的第一实施例的平面显示面板的局部示意图。平面显示面板包含多个像素电极和数百条的扫描线、数据线和遮蔽线，为简化图式以及便于说明，以下的实施例说明仅绘示部分平面显示面板。平面显示面板包含多个呈矩阵排列的像素电极300a、300b和300c、多条彼此相互平行并朝一第一方向X延伸的扫描线301a、301b和301c、多条彼此相互平行并朝一第二方向Y延伸的数据线302a、302b和302c、多个薄膜晶体管303a、303b和303c、和平行于数据线302a的遮蔽线307a、307b和307c，第二方向Y垂直于第一方向X。薄膜晶体管303a的栅极耦接至扫描线301a，源极耦接至数据线302a，漏极耦接至像素电极300a，薄膜晶体管303b和303c的结构与连接关系与薄膜晶体管303a相同，在此不另赘述。当薄膜晶体管303a接收耦接的扫描线301a传来的扫描信号时，会导通耦接的数据线302a传输的数据信号给对应的像素电极300a。像素电极300a对应的液晶分子是依据施加于像素电极300a的数据电压来旋转，以显示不同的灰阶。
在成盒工艺中，会利用同一掩膜的显影制程(Photo Etching Process，PEP)蚀刻一第一金属层(未图示)以一并形成多行扫描线301a、301b和301c和多条遮蔽线307a、307b和307c，多条遮蔽线307a、307b和307c是一对一设置于像素电极300a、300b和300c的一侧。接着会利用另一掩膜的显影制程蚀刻一第二金属层(未图示)以形成多列数据线302a、302b和302c。该第一金属层形成的扫描线301a、301b和301c和遮蔽线307a、307b和307c，与由该第二金属层形成的数据线302a、302b和302c之间至少设置一绝缘层(未图示)，用来避免扫描线、遮蔽线和数据线直接电性连接。较佳地，对应于同一列的像素电极的遮蔽线皆重叠于一列数据线，例如：数据线302a重叠于遮蔽线307a、307b之上，且每一遮蔽线307a、307b的宽度大于所重叠数据线302a的宽度。
一般来说，虽然数据线302a的宽度小于扫描线301a，所以数据线302a出现漏光的机会大于扫描线301a。但是遮蔽线307a、307b的宽度大于数据线302a的宽度，且遮蔽线307a、307b与扫描线301a都是以同一金属层构成，所以遮蔽线307a、307b可以遮蔽更多光线以防从数据线302a两侧穿出。
在以下的揭露之中，将解说本发明平面显示面板300的制程方式。在此请参阅图2至图6，图2至图6为形成本发明平面显示面板300的方法示意图。
在此请先参阅图2，首先提供一个玻璃基板350当作下基板，接着进行一金属薄膜沉积制程，以于玻璃基板350表面形成一第一金属层(未显示)，并利用一第一掩膜来进行第一微影蚀刻，以蚀刻得到薄膜晶体管303a的栅极371、遮蔽线307a以及扫描线301a。虽然图2并未标示出扫描线301a，但本领域的技术人员可以了解栅极371实质上是扫描线301a的一部分。
接着请参阅图3，接着沉积以氮化硅(SiNx)为材质的绝缘层351而覆盖栅极371、遮蔽线307a以及扫描线301a。于绝缘层351上连续沉积非晶硅(a-Si，Amorphous Si)层以及一高电子掺杂浓度的N+非晶硅层。再于非晶硅层以及一高电子掺杂浓度的N+非晶硅层上覆盖第二金属层(未绘示于图中)。接着利用第二掩膜以蚀刻非晶硅层以及N+非晶硅层以构成半导体层372，同时蚀刻该第二金属层以形成薄膜晶体管303a的源极373、漏极374以及数据线302a。半导体层372包含作为薄膜晶体管303a通道的非晶硅层372a以及用来降低阻抗的欧姆接触层(Ohmic contact layer)372b。数据线302a是直接连接到源极373。虽然图3并未标示出数据线302a，但本领域的技术人员可以了解源极373实质上是数据线302a的一部分。
除此之外，在本实施例中，图3的结构是用第二掩膜同时蚀刻非晶硅层、N+非晶硅层和第二金属层。另一实施例中，可以先形成非晶硅层、N+非晶硅层于绝缘层351之上，先以第二掩膜蚀刻非晶硅层、N+非晶硅层以形成半导体层372；之后，形成第二金属层于半导体层372和绝缘层351之上，以另一掩膜蚀刻该第二金属层以形成薄膜晶体管303a的源极373、漏极374以及数据线302a。
请参阅图4，接着沉积以氮化硅为材质的保护层(passivation layer)375，并覆盖源极373、及漏极374和数据线302a，再利用第三掩膜来进行第三微影蚀刻用以去除漏极374上方的部份保护层375，直至漏极374表面，以于漏极374上方形成连接孔(Via)531。
请参阅图5，图5也是图2所示的平面显示面板300沿线段A-A’的剖面图。在保护层375上形成以氧化铟锡物(Indium tin oxide，ITO)为材质的透明导电层，接着利用一第五掩膜蚀刻该透明导电层以形成像素电极300b。像素电极300b透过预先形成的连接孔531与薄膜晶体管303a的漏极374电性连接。
上述实施例仅绘示部分的平面显示面板300。但通过上述的制程，遮蔽线307a、307b和307c与扫描线301a、301b和301c是在第一PEP制程时利用同一掩膜对该第一金属层进行蚀刻所形成，所以本发明形成平面显示面板300的方法不需要额外的制程就可以形成遮蔽线307a、307b和307c。但是遮蔽线307a、307b的宽度大于数据线302a的宽度，遮蔽线307a、307b可以遮蔽更多光线以防从数据线302a两侧穿出。
请参阅图6，图6为本发明具有遮蔽线结构的第二实施例的平面显示面板400的局部示意图。图1的平面显示面板300与图6所示的平面显示面板400在制程顺序上是相同的，在此不另赘述。但不同于图1的平面显示面板300，图6所示的平面显示面板400在每一像素电极的一侧设有两条遮蔽线，且所述两条遮蔽线是部分重叠于所重叠的数据线。举例来说，平面显示面板400在像素电极300a的一侧设有两条遮蔽线317a、317b，且所述两条遮蔽线317a、317b是部分重叠于数据线302a。由于数据线302a本身也是金属层，所以也具有遮光的效果。设置于数据线302a两侧的遮蔽线317a、317b也可以扩大遮光的面积，达到与图1的平面显示面板300近似的遮光效果。
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。

Claims (9)

1.一种平面显示面板，包含：
多个像素电极，呈矩阵排列；
多行扫描线，彼此相互平行并朝一第一方向延伸，用来传输扫描信号；
多列数据线，彼此相互平行并朝一第二方向延伸，所述第二方向垂直于所述第一方向，用来传输数据信号；
多个薄膜晶体管，所述多个薄膜晶体管是一对一耦接于所述像素电极、所述多行扫描线和所述多列数据线，每一薄膜晶体管用来于接收耦接的扫描线传来的所述扫描信号时，导通耦接的数据线传输的所述数据信号给对应的像素电极；以及
多条遮蔽线，平行并重叠于所述多列数据线，所述多条遮蔽线彼此不相互连接，且所述多条遮蔽线与所述多行扫描线由同一金属层构成。
2.根据权利要求1所述的平面显示面板，其特征在于，另包含一绝缘层以及一保护层，所述绝缘层位于所述多条遮蔽线与所述多列数据线之间，所述保护层位于所述数据线之上。
3.根据权利要求1所述的平面显示面板，其特征在于，每一像素电极的一侧设有所述多条遮蔽线的其中一条遮蔽线，且每一遮蔽线的宽度大于所重叠数据线的宽度。
4.根据权利要求1所述的平面显示面板，其特征在于，每一像素电极的一侧设有所述多条遮蔽线的其中两条遮蔽线，且所述两条遮蔽线是部分重叠于所重叠的所述数据线。
5.一种形成平面显示面板的方法，包含：
提供一玻璃基板；
形成一第一金属层于所述玻璃基板上；
蚀刻所述第一金属层，以形成多个薄膜晶体管的栅极、多条遮蔽线以及多条扫描线，其中所述多条遮蔽线彼此不相互连接；
在所述多个薄膜晶体管的栅极、所述多条遮蔽线以及所述多条扫描线上形成一绝缘层；
形成一半导体层以及一第二金属层于所述绝缘层上；以及
蚀刻所述半导体层以及所述第二金属层，以形成所述多个薄膜晶体管的通道区域、源极和漏极以及多条数据线，其中所述多条遮蔽线平行并重叠于所述多列数据线。
6.根据权利要求5所述形成平面显示面板的方法，其特征在于，所述方法另包含：
在所述多条数据线、所述多个薄膜晶体管的源极和漏极上形成一保护层；
蚀刻所述保护层，以在所述漏极的上方形成一连接孔；及
形成一透明导电层于所述保护层之上，并蚀刻所述透明导电层以形成一像素电极。
7.根据权利要求5所述形成平面显示面板的方法，其特征在于，所述方法另包含：每一遮蔽线的宽度大于所重叠数据线的宽度。
8.根据权利要求5所述形成平面显示面板的方法，其特征在于，每一像素电极的一侧设有所述多条遮蔽线的其中两条遮蔽线，且所述两条遮蔽线是部分重叠于所重叠的所述数据线。
9.一种形成平面显示面板的方法，包含：
提供一玻璃基板；
形成一第一金属层于所述玻璃基板上；
蚀刻所述第一金属层，以形成多个薄膜晶体管的栅极、多条遮蔽线以及多条扫描线，其中所述多条遮蔽线彼此不相互连接；
在所述多个薄膜晶体管的栅极、所述多条遮蔽线以及所述多条扫描线上形成一绝缘层；
形成一半导体层于所述绝缘层上；
蚀刻所述半导体层，以形成所述多个薄膜晶体管的通道区域；以及
形成一第二金属层，并蚀刻所述第二金属层，以形成所述多个薄膜晶体管的源极和漏极以及多条数据线，其中所述多条遮蔽线平行并重叠于所述多列数据线。
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