CN104218039B - 显示面板以及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示面板，其包括：一第一基板；一元件层，配置于第一基板上，元件层包括多个薄膜晶体管，其中，薄膜晶体管包括：一栅极；一栅绝缘层，配置于第一基板上并覆盖栅极；一源极，配置于栅绝缘层上；一透明导电层，配置于栅绝缘层上，并与源极重叠，且与源极电性连接；一像素电极；一主动层，电性连接透明金属氧化物层与像素电极；一第二基板，配置于第一基板上；以及一显示介质，位于第一基板与第二基板之间。

Description

显示面板以及显示装置

技术领域

本发明有关于薄膜晶体管，且特别是有关于具有薄膜晶体管的显示面板与显示装置。

背景技术

随着显示科技的日益进步，人们借着显示器的辅助可使生活更加便利，为求显示器轻、薄之特性，促使平面显示器(flat panel display，FPD)成为目前的主流。在诸多平面显示器中，液晶显示器(liquid crystal display，LCD)具有高空间利用效率、低消耗功率、无辐射以及低电磁干扰等优越特性，因此，液晶显示器深受消费者欢迎。

液晶显示器主要是由主动阵列基板、彩色滤光基板与位于两基板之间的液晶层所构成。主动阵列基板具有主动区以及周边电路区。主动阵列位于主动区内，而具有多个底栅极薄膜晶体管的驱动电路则位于周边电路区内。

在已知技术中，底栅极薄膜晶体管的制作工艺会遭遇到一些问题，例如在形成源极与漏极时，容易损伤位于其下的主动层，以致于背通道受损。为改善此一问题，已知技术于主动层上形成一蚀刻停止层，并将源极与漏极形成在蚀刻停止层上，且源极与漏极可穿过蚀刻停止层而电性连接至主动层。

然而，相比较于不具蚀刻停止层的薄膜晶体管，具有蚀刻停止层的薄膜晶体管具有元件尺寸较大且通道长度较长的问题，故不适于应用在高分辨率、高开口率、且窄边框的显示面板中。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种显示面板，其包括：一第一基板；一元件层，配置于第一基板上，元件层包括多个薄膜晶体管，其中，薄膜晶体管包括：一栅极，配置于第一基板上；一栅绝缘层，配置于第一基板上并覆盖栅极；一源极，配置于栅绝缘层上；一透明导电层，配置于栅绝缘层上，并与源极重叠，且与源极电性连接；一像素电极，配置于栅绝缘层上；一主动层，配置于栅绝缘层上，并位于栅极上方，主动层电性连接透明导电层与像素电极；一第二基板，配置于第一基板上，其中元件层位于第一基板与第二基板之间；以及一显示介质，位于第一基板与第二基板之间。

本发明一实施例提供一种显示装置，包括：一前述显示面板；以及一背光模块，显示面板配置于背光模块上。

附图说明

图1A绘示本发明一实施例之一显示面板的剖面图。

图1B绘示图1A的元件层与第一基板的上视图。

图1C绘示图1B的元件层与第一基板沿I-I’线段的剖面图。

图2A绘示本发明一实施例的另一显示面板的元件层与第一基板的上视图。

图2B绘示图2A的元件层与第一基板沿I-I’线段的剖面图。

图3A绘示绘示本发明一实施例的又一显示面板的元件层与第一基板的上视图。

图3B绘示图3A的元件层与第一基板沿I-I’线段的剖面图。

图4绘示本发明一实施例的一显示面板的元件层与第一基板的剖面图。

图5A绘示本发明一实施例的又一显示面板的元件层与第一基板的上视图。

图5B绘示图5A的元件层与第一基板沿I-I’线段的剖面图。

图6绘示本发明一实施例的一显示面板的元件层与第一基板的剖面图。

图7绘示本发明一实施例的显示装置的剖面图。

符号说明

100 显示面板

110 第一基板

120 薄膜晶体管

121 栅极

122 栅绝缘层

123 源极

123a 侧壁

124 透明导电层

125 像素电极

126 主动层

127 绝缘层

127a 第一绝缘层

128 共用电极

129 第二绝缘层

130 第二基板

140 显示介质

700 显示装置

710 背光模块

D 元件层

I 第三绝缘层

I3 第四绝缘层

S1、S2 间距

T1 第一贯孔

T2 第二贯孔

T3 第三贯孔

具体实施方式

以下将详细说明本发明实施例的制作与使用方式。然而应注意的是，本发明提供许多可供应用的发明概念，其可以多种特定型式实施。文中所举例讨论的特定实施例仅为制造与使用本发明的特定方式，非用以限制本发明的范围。此外，在不同实施例中可能使用重复的标号或标示。这些重复仅为了简单清楚地叙述本发明，不代表所讨论的不同实施例及/或结构的间具有任何关连性。再者，当述及一第一材料层位于一第二材料层上或之上时，包括第一材料层与第二材料层直接接触或间隔有一或更多其他材料层的情形。在图式中，实施例的形状或是厚度可能扩大，以简化或是突显其特征。再者，图中未绘示或描述的元件，可为所属技术领域中具有通常知识者所知的任意形式。

图1A绘示本发明一实施例的一显示面板的剖面图。图1B绘示图1A的元件层与第一基板的上视图。图1C绘示图1B的元件层与第一基板沿I-I’线段的剖面图。

请参照图1A，本实施例的显示面板100包括一第一基板110、一元件层D、一第二基板130、以及一显示介质140。

详细而言，第一基板110与第二基板130例如为透明基板(例如玻璃基板或高分子基板)，且第一基板110与第二基板130其中之一上可配置有彩色滤光层(未绘示)。元件层D配置于第一基板110上。第二基板130配置于第一基板110上，其中元件层D位于第一基板110与第二基板130之间。显示介质140位于第一基板110与第二基板130之间。显示介质140例如为一液晶层、或是一有机发光层。

请参照图1A、1B、1C，元件层D包括多个薄膜晶体管120。为简化与清楚说明起见，图1B、1C仅绘示局部的元件层D，并仅就单一个薄膜晶体管120作详细说明，但并非用以限定本发明。薄膜晶体管120包括一栅极121、一栅绝缘层122、一源极123、一透明导电层124、一像素电极125、以及一主动层126。为简化起见，图1B仅绘示第一基板110与具导电性质的膜层(包括栅极121、源极123、透明导电层124、像素电极125、以及主动层126)。

详细而言，栅极(或扫描线)121配置于第一基板110上。栅极121的材质可包括铝(Al)与钼(Mo)、铜、或是其他适合的导电材料。栅绝缘层122配置于第一基板110上并覆盖栅极121。栅绝缘层122的材质包括有机材料、或氧化物，其中有机材料例如为聚四氟乙烯(PFA，Polytetrafluoroethylene)、硅基(silica based)材料、或是压克力基(acrylicbased)材料，氧化物包括氧化铝、氧化硅、氮化硅、氧化钛、或硅铝氧化物。

源极123配置于栅绝缘层122上。源极123例如为一钼-铝-钼三层结构、或是其他适合的金属材料层。透明导电层124配置于栅绝缘层122上，并与源极123重叠，且透明导电层124与源极123电性连接。

在一实施例中，透明导电层124覆盖部分的源极123。在本实施例中，透明导电层124覆盖整个源极123。在本实施例中，透明导电层124直接接触源极123的侧壁123a。透明导电层124的材质包括透明金属氧化物，例如铟锡氧化物或是其他导电性质良好的透明导电材料。

值得注意的是，当源极123为钼-铝-钼三层结构时，其中的铝层易于之前的蚀刻制作工艺(亦即，图案化金属层以形成源极的制作工艺)中在铝层的侧表面产生铝针，而易影响铝层与其他元件的电性连接品质。由于本实施例采用的透明导电层124直接接触源极123的侧壁123a，因此，当对透明导电层124进行退火处理时，透明导电层124可与铝层反应而将铝针氧化成氧化铝，故可避免铝针造成源极123与主动层126之间电性连接品质不佳的问题。

像素电极125配置于栅绝缘层122上。在一实施例中，透明导电层124与像素电极125由同一个薄膜沉积制作工艺制得，透明导电层124与像素电极125具有相同的材质，例如铟锡氧化物。在一实施例中，透明导电层124与像素电极125之间的间距S1小于或等于4微米且大于或等于0.5微米。

主动层126配置于栅绝缘层122上，并位于栅极121上方，主动层126电性连接透明导电层124与像素电极125。主动层126的材质例如为金属氧化物，例如铟镓锌氧化物或是其他适合作为主动层的材料。在一实施例中，主动层126覆盖部分透明导电层124。在本实施例中，主动层126覆盖整个透明导电层124。

在一实施例中，主动层126覆盖部分透明导电层124以及源极123。在本实施例中，主动层126覆盖透明导电层124以及源极123的整体。在一实施例中，主动层126覆盖部分像素电极125。在一实施例中，像素电极125直接接触主动层126。

值得注意的是，本实施例的像素电极125兼具有漏极的功能，因此，本实施例可减少一道制作漏极的制作工艺。此外，本实施例的主动层126经由透明导电层124而电性连接至源极123，因此，本实施例的薄膜晶体管120的通道长度等于(电性连接源极123的)透明导电层124与(兼具有漏极功能的)像素电极125之间的间距S1。由于透明导电层124与像素电极125可于同一道制作工艺中制得，因此，间距S1只取决于光刻蚀刻制作工艺的制作工艺极限，故本实施例的薄膜晶体管120的通道长度(亦即，间距S1)小于已知具有蚀刻停止层的薄膜晶体管的通道长度。

在一实施例中，薄膜晶体管120可选择性地还包括一绝缘层127以及一共用电极128，绝缘层127配置于栅绝缘层122上且覆盖透明导电层124、像素电极125、源极123、以及主动层126。共用电极128配置于绝缘层127上，并位于像素电极125上方。

以下将介绍本发明多个不同实施例的显示面板，由于这些显示面板与图1A-1C的显示面板的差异只在于元件层D的结构，因此，为简化起见，以下实施例的图式只绘示元件层D以及第一基板110的上视图及剖面图。此外，在图1A-1C的实施例与下述多个实施例中标示相同或相似的符号的元件为材质或结构相同或相似的元件，下文中将不再赘述。

图2A绘示绘示本发明一实施例的另一显示面板的元件层与第一基板的上视图。图2B绘示图2A的元件层与第一基板沿I-I’线段的剖面图。

请参照图2A、2B，本实施例的元件层D相似于图1A-1C的元件层D，两者差异之处在于本实施例的元件层D的薄膜晶体管120的透明导电层124位于源极123与栅绝缘层122之间。换言之，本实施例的源极123位于透明导电层124上。在一实施例中，主动层126可仅覆盖透明导电层124，以经由透明导电层124而电性连接至源极123。在本实施例中，主动层126可同时覆盖源极123与透明导电层124。

图3A绘示本发明一实施例的又一显示面板的元件层与第一基板的上视图。图3B绘示图3A的元件层与第一基板沿I-I’线段的剖面图。

请参照图3A、3B，本实施例的元件层D相似于图1A-1C的元件层D，两者差异之处在于本实施例的元件层D的薄膜晶体管120的像素电极125位于主动层126上。

详细而言，在本实施例中，薄膜晶体管120还包括一第一绝缘层127a，第一绝缘层127a配置于栅绝缘层122上，且覆盖源极123、透明导电层124、以及主动层126。第一绝缘层127a具有一第一贯孔T1暴露出主动层126，且像素电极125配置于第一绝缘层127a上并延伸入第一贯孔T1中而连接主动层126。

此外，薄膜晶体管120可选择性地还包括一第二绝缘层129以及一共用电极128。第二绝缘层129配置于栅绝缘层122与第一绝缘层127a之间，且覆盖源极123、透明导电层124、以及主动层126。

第二绝缘层129具有一第二贯孔T2，第二贯孔T2与第一贯孔T1连通而暴露出主动层126，像素电极125延伸入第一贯孔T1与第二贯孔T2中而连接主动层126。共用电极128配置于第二绝缘层129上，并位于第二绝缘层129与第一绝缘层127a之间，且位于像素电极125下方。

值得注意的是，在本实施例中，像素电极125与透明导电层124于不同制作工艺中形成，因此，像素电极125与透明导电层124之间的间距S2不受光刻蚀刻的制作工艺极限的限制，故间距S2可小于图1A-1C的间距S1。在本实施例中，透明导电层124与像素电极125之间的间距S2小于或等于3微米且大于或等于0.5微米。

此外，在本实施例中，薄膜晶体管120可选择性地还包括一第三绝缘层I，第三绝缘层I配置于栅绝缘层122与第二绝缘层129之间，且覆盖源极123、透明导电层124、以及主动层126。第三绝缘层I具有一第三贯孔T3，且第三贯孔T3与第一贯孔T1、第二贯孔T2连通，像素电极125延伸入第一贯孔T1、第二贯孔T2与第三贯孔T3中而连接主动层126。

图4绘示本发明一实施例的一显示面板的元件层与第一基板的剖面图。请参照图4，本实施例的元件层D相似于图3A、3B的元件层D，两者差异之处在于本实施例的元件层D的薄膜晶体管120的像素电极125位于共用电极128下方。

详细而言，本实施例的薄膜晶体管120可还包括一第四绝缘层I3，第四绝缘层I3配置于第一绝缘层127a上，且共用电极128配置于第四绝缘层I3上并位于像素电极125上方。

此外，相比较于图3A、3B的薄膜晶体管120，本实施例的薄膜晶体管120不具有配置于栅绝缘层122与第一绝缘层127a之间的第二绝缘层129。

图5A绘示本发明一实施例的又一显示面板的元件层与第一基板的上视图。图5B绘示图5A的元件层与第一基板沿I-I’线段的剖面图。

请参照图5A、5B，本实施例的元件层D相似于图2A、2B的元件层D以及图3A、3B的元件层D。详细而言，本实施例的元件层D的薄膜晶体管120的透明导电层124位于源极123与栅绝缘层122之间(相似于图2A、2B的元件层D)，且本实施例的元件层D的薄膜晶体管120的像素电极125位于主动层126上(相似于图3A、3B的元件层D)。此外，本实施例的像素电极125位于共用电极128上(相似于图3A、3B的元件层D)。

图6绘示本发明一实施例的一显示面板的元件层与第一基板的剖面图。请参照图6，本实施例的元件层D相似于图5A、5B的元件层D，两者差异之处在于本实施例的元件层D的薄膜晶体管120的像素电极125位于共用电极128下方。

详细而言，本实施例的薄膜晶体管120可还包括一第四绝缘层I3，第四绝缘层I3配置于第一绝缘层127a上，且共用电极128配置于第四绝缘层I3上并位于像素电极125上方。

此外，相比较于图5A、5B的薄膜晶体管120，本实施例的薄膜晶体管120不具有配置于栅绝缘层122与第一绝缘层127a之间的第二绝缘层129。

图7绘示本发明一实施例的显示装置的剖面图。请参照图7，本实施例的显示装置700包括如图1A所示的显示面板100以及一背光模块710，其中显示面板100配置于背光模块710上。显示面板100的元件层D可替换成图2A-6所示的任一元件层D。显示装置700可为手机、电脑荧幕、或是其他适合的显示装置。

综上所述，本发明藉由形成一与源极重叠且电性连接的透明导电层的方式缩短薄膜晶体管的通道长度。此外，本发明使透明导电层接触源极的侧壁以氧化源极侧壁上的铝针，故本发明可避免铝针造成源极与主动层之间电性连接品质不佳的问题。

虽然结合以上较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明的范围，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视附上的权利要求所界定的为准。

Claims (19)

1.一种显示面板，包括：

第一基板；

元件层，配置于该第一基板上，该元件层包括多个薄膜晶体管，其中，该薄膜晶体管包括：

栅极，配置于该第一基板上；

栅绝缘层，配置于该第一基板上并覆盖栅极；

源极，配置于该栅绝缘层上；

透明导电层，配置于该栅绝缘层上，与该源极重叠，且与该源极电性连接；

像素电极，配置于该栅绝缘层上；

主动层，配置于该栅绝缘层上，位于该栅极上方，该主动层电性连接该透明导电层与该像素电极，且该主动层覆盖至少部分该透明导电层；

第二基板，配置于该第一基板上，其中该元件层位于该第一基板与该第二基板之间；以及

显示介质，位于该第一基板与该第二基板之间。

2.如权利要求1所述的显示面板，其中该透明导电层覆盖该源极。

3.如权利要求2所述的显示面板，其中该透明导电层直接接触该源极的侧壁。

4.如权利要求1所述的显示面板，其中该透明导电层位于该源极与该栅绝缘层之间。

5.如权利要求1所述的显示面板，其中该主动层覆盖至少部分该透明导电层以及该源极。

6.如权利要求1所述的显示面板，其中该主动层覆盖部分该像素电极。

7.如权利要求6所述的显示面板，其中该透明导电层与该像素电极由同一制作工艺制得，该透明导电层与该像素电极具有相同的材质。

8.如权利要求7所述的显示面板，其中该透明导电层与该像素电极之间的间距小于或等于4微米且大于或等于0.5微米。

9.如权利要求6所述的显示面板，其中该薄膜晶体管还包括：

绝缘层，配置于该栅绝缘层上，且覆盖该透明导电层、该像素电极、该源极、以及该主动层；以及

共用电极，配置于该绝缘层上，并位于该像素电极上方。

10.如权利要求1所述的显示面板，其中该像素电极位于该主动层上。

11.如权利要求10所述的显示面板，其中该薄膜晶体管还包括：

第一绝缘层，配置于该栅绝缘层上，且覆盖该源极、该透明导电层、以及该主动层，且该第一绝缘层具有第一贯孔，暴露出该主动层，该像素电极配置于该第一绝缘层上并延伸入该第一贯孔中而连接该主动层。

12.如权利要求11所述的显示面板，其中该薄膜晶体管还包括：

第二绝缘层，配置于该栅绝缘层与该第一绝缘层之间，且覆盖该源极、该透明导电层、以及该主动层，且该第二绝缘层具有第二贯孔，该第二贯孔与该第一贯孔连通而暴露出该主动层，该像素电极延伸入该第一贯孔与该第二贯孔中而连接该主动层；以及

共用电极，配置于该第二绝缘层上，并位于该第二绝缘层与该第一绝缘层之间，且位于该像素电极下方。

13.如权利要求11所述的显示面板，其中该薄膜晶体管还包括：

第三绝缘层，配置于该第一绝缘层上；以及

共用电极，配置于该第三绝缘层上，且位于该像素电极上方。

14.如权利要求10所述的显示面板，其中该透明导电层与该像素电极之间的间距小于或等于3微米且大于或等于0.5微米。

15.如权利要求1所述的显示面板，其中该主动层的材质包括金属氧化物。

16.如权利要求15所述的显示面板，其中该透明导电层的材质包括铟锡氧化物，该主动层的材质包括铟镓锌氧化物。

17.如权利要求1所述的显示面板，其中该像素电极直接接触该主动层。

18.如权利要求1所述的显示面板，其中该显示介质为一液晶层、或是一有机发光层。

19.一种显示装置，包括：

如权利要求1所述的显示面板；以及

背光模块，该显示面板配置于该背光模块上。