CN107833905A - 开关阵列基板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种开关阵列基板及其制造方法。开关阵列基板包括一基板、一开关元件以及一保护层。开关元件设置于基板上，并具有一闸极、一通道层、一漏极及一源极，闸极与通道层对应设置，漏极及源极的一端分别与通道层接触，通道层具有相反的一第一侧边与一第二侧边。保护层分别设置于通道层的第一侧边与源极之间及第二侧边与漏极之间。本发明可改善开关阵列基板的漏电问题。

Description

开关阵列基板及其制造方法

技术领域

本发明关于一种开关阵列基板及其制造方法，特别关于一种可改善漏电问题的开关阵列基板及其制造方法。

背景技术

随着科技的进步，平面显示装置已经广泛的被运用在各种领域，例如是液晶显示装置，因具有体型轻薄、低功率消耗及无辐射等优越特性，已经渐渐地取代传统阴极射线管显示装置，而应用至许多种类的电子产品中，例如行动电话、可携式多媒体装置、笔记型计算机、液晶电视及液晶屏幕等等。

以液晶显示面板为例，液晶显示面板主要是利用电场控制液晶分子的旋转，让光线可穿过液晶分子而显示影像。其中，薄膜晶体管(thin film transistor,TFT)为液晶显示面板像素驱动的关键组件。当面板朝着大尺寸高画质发展时，提升薄膜晶体管开关特性的技术是必要的趋势，尤其在薄膜晶体管截止(不导通)时因漏电问题会导致显示异常，因此，薄膜晶体管的漏电问题是迫切需要解决的课题。

发明内容

有鉴于先前技术的不足，发明人经研发后得本发明。本发明的目的为提供一种可改善漏电问题的开关阵列基板及其制造方法。

本发明提出一种开关阵列基板，包括一基板、一开关元件以及一保护层。开关元件设置于基板上，并具有一闸极、一通道层、一漏极及一源极，闸极与通道层对应设置，漏极及源极的一端分别与通道层接触，通道层具有相反的一第一侧边与一第二侧边。保护层分别设置于通道层的第一侧边与源极之间，及第二侧边与漏极之间。

其中，通道层包括一n型半导体层与一非晶硅层，非晶硅层设置于n型半导体层与闸极之间，且源极与漏极分别接触n型半导体层。

另外，保护层可设置于n型半导体层、非晶硅层与源极之间，及n型半导体层、非晶硅层与漏极之间。或者，保护层可设置于非晶硅层与源极之间，及非晶硅层与漏极之间。

另外，开关阵列基板还包括一像素电极层及一平坦化层，像素电极层与漏极连接，平坦化层设置于开关元件上，并于漏极上具有一通孔，且像素电极层通过通孔与漏极连接。

本发明另提出一种开关阵列基板的制造方法，包括：提供一基板；形成一开关元件在基板上，其中开关元件具有一闸极、一通道层、一漏极及一源极，闸极与通道层对应设置，漏极及源极的一端分别与通道层接触，通道层具有相反的一第一侧边与一第二侧边；以及形成一保护层在通道层的第一侧边与源极之间，及第二侧边与漏极之间。

本发明又提出一种开关阵列基板，包括一基板、一开关元件、一保护层以及一像素电极层。开关元件设置于基板上，并具有一闸极、一通道层、一漏极及一源极，闸极与通道层对应设置，漏极及源极的一端分别与通道层接触，通道层具有相反的一第一侧边与一第二侧边。保护层分别设置于通道层的第一侧边与源极之间，及第二侧边与漏极之间。像素电极层与漏极连接；其中，通道层包括一n型半导体层与一非晶硅层，非晶硅层设置于n型半导体层与闸极之间，且源极与漏极分别接触n型半导体层，保护层设置于n型半导体层、非晶硅层与源极之间，及n型半导体层、非晶硅层与漏极之间，或设置于非晶硅层与源极之间，及非晶硅层与漏极之间。

承上所述，在本发明的开关阵列基板及其制造方法中，通过保护层分别设置于通道层的两相反的第一侧边与第二侧边，使保护层可分别位于通道层的第一侧边与源极之间，以及通道层的第二侧边与漏极之间，避免源极与漏极的金属材料与通道层的非晶硅材料直接接触，借此，可阻止源极与漏极和非晶硅层之间的漏电现象，使得本发明的开关阵列基板及其制造方法可改善开关阵列基板的漏电问题，以维持光学性能的要求。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。在附图中：

图1为本发明实施例的一种开关阵列基板的制造方法的流程步骤图。

图2为本发明实施例的一种开关阵列基板的剖视示意图。

图3为本发明另一实施例的开关阵列基板的剖视示意图。

图4为一种显示面板的剖视示意图。

图5为一种显示装置的剖视示意图。

具体实施方式

这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，并且是用于描述本申请的示例性实施例的目的。但是本申请可以通过许多替换形式来具体实现，并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其它特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

以下将参照相关图式，说明依本发明实施例的开关阵列基板及其制造方法，其中相同的组件将以相同的参照符号加以说明。

以下提到的显示面板可为液晶显示面板、或为有机发光二极管显示面板，并不限制。以液晶显示面板为例，液晶显示面板可为一主动矩阵式(active matrix)显示面板，并可包括本发明的开关阵列基板、彩色滤光基板及液晶层，液晶层夹置于开关阵列基板与彩色滤光基板之间。其中，开关阵列基板可具有复数条扫描线、复数条数据线及复数像素，该些扫描线及该些数据线呈交错设置以形成像素矩阵。当该些扫描线分别接收一扫描讯号时可分别使该些扫描线导通，并将对应每一行像素的一数据讯号藉由该些数据线传送至该些像素，使液晶显示面板可显示影像。以下，介绍本发明的开关阵列基板的制造方法及其结构。

图1为本发明一实施例的一种开关阵列基板的制造方法的流程步骤图，而图2为本发明一实施例的一种开关阵列基板1的剖视示意图。

请参照图1并配合图2所示，开关阵列基板的制造方法的流程可包括步骤S01至步骤S03。

步骤S01为：提供一基板S1。接着，进行步骤S02为：形成一开关元件T在基板S1上，其中开关元件T具有一闸极G、一通道层12、一漏极D及一源极S，闸极G与通道层12对应设置，漏极D及源极S的一端分别与通道层12接触，通道层12具有相反的一第一侧边123与一第二侧边124。本实施例的开关元件T例如但不限于为薄膜晶体管(TFT)，并可于基板S1形成开关元件T阵列。

进行步骤S03为：形成一保护层17在通道层12的第一侧边123与源极S之间，及第二侧边124与漏极D之间。于此，保护层17可在各开关元件T的漏极D及源极S形成前进行，使保护层17可位于通道层12的第一侧边123与源极S之间，及位于第二侧边124与漏极D之间。

接著，可在开关元件T上再依序形成一第一绝缘层13、一平坦化层14、一共同电极层18、一第二绝缘层15與一像素电极层16，以形成开关阵列基板1。

因此，于图2中，开关阵列基板1可包括一基板S1、一开关元件T及一保护层17。另外，本实施例的开关阵列基板1还可包括一第一绝缘层13、一平坦化层14、一第二绝缘层15、一像素电极层16及一共同电极层18。

开关元件T设置于基板S1上。在实施上，基板S1可为一可透光的材质，用于穿透式显示装置，例如是玻璃、石英或类似物、塑料、橡胶、玻璃纤维或其它高分子材料，较佳的可为一硼酸盐无碱玻璃基板(alumino silicate glass substrate)。或者，基板S1也可是一不透光的材质，用于自发光或反射式显示装置，例如是金属-玻璃纤维复合板、金属-陶瓷复合板。又或者，基板S1也可以是一软性基板，本发明并不限制。

本实施例的开关元件T为薄膜晶体管，并具有一闸极G、一闸极介电层11、一通道层12、一源极S及一漏极D。闸极G设置于基板S1上。闸极G的材质为金属(例如为铝、铜、银、钼、或钛)或其合金所构成的单层或多层结构。部分用以传输驱动讯号的导线，可以使用与闸极G同层且同一制程的结构，彼此电性相连，例如扫描线。

闸极介电层11设置于闸极G上，且闸极介电层11可为有机材质例如为有机硅氧化合物，或无机材质例如为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铝、氧化铪、或上述材质的多层结构。闸极介电层11需完整覆盖闸极G，并可选择部分或全部覆盖基板S1。

通道层12与闸极G对应设置，且通道层12相对闸极G位置设置于闸极介电层11上。本实施例的通道层12是以非晶硅(amorphous silicon,a-Si)材料制作，并可包括一n型半导体层121与一非晶硅层122，非晶硅层122设置于n型半导体层121与闸极G之间。另外，通道层12具有相反的一第一侧边123与一第二侧边124。于此，第一侧边123与第二侧边124分别位于通道层12的左、右两侧。特别一提的是，本实施例的开关元件T是一下闸极(bottomgate，即闸极G位于通道层12的下方)的TFT为例，然并不以此为限，在不同的实施例中，开关元件T也可以是上闸极(top gate，即闸极G位于通道层12的上方)的TFT。

源极S与漏极D分别设置于通道层12上，且源极S和漏极D的一端分别与通道层12接触，于开关元件T的通道层12未导通时，源极S与漏极D是电性分离。如图2所示，源极S和漏极D分别与通道层12接触的位置在通道层12的上侧表面的两侧。具体来说，源极S和漏极D可由同一层导电层形成，且源极S和漏极D是分别接触n型半导体层121的上表面的两侧。源极S与漏极D的材质可为金属(例如铝、铜、银、钼、或钛)或其合金所构成的单层或多层结构。此外，部分用以传输驱动讯号的导线，可以使用与源极S与漏极D同层且同一制程的结构，例如数据线。

保护层17分别设置于通道层12的第一侧边123与源极S之间，及第二侧边124与漏极D之间，以达到阻隔漏电路径的效果。保护层17可为有机材质例如为有机硅氧化合物，或无机材质例如为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铝、氧化铪、或上述材质的多层结构。具体来说，本实施例的保护层17是分别位于n型半导体层121、非晶硅层122与源极S之间，及n型半导体层121、非晶硅层122与漏极D之间。

另外，第一绝缘层13设置于源极D与漏极D上，并至少覆盖部分漏极D。平坦化层14设置于第一绝缘层13上，且第一绝缘层13与平坦化层14于漏极D上具有一通孔O。第二绝缘层15设置于平坦化层14上，而像素电极层16设置于第二绝缘层15上，而且，像素电极层16可设置于通孔O内，并可通过通孔O而接触漏极D，以与漏极D电性连接。此外，本实施例的共同电极层18设置于平坦化层14与第二绝缘层15之间。

像素电极层16和共同电极层18的材质例如可为铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铝锌氧化物(AZO)、镉锡氧化物(CTO)、氧化锡(SnO2)、或氧化锌(ZnO)等透明导电材料。

承上，当非晶硅材料的开关元件(薄膜晶体管)关态(不导通)时，因漏电问题会导致显示面板的显示异常，其主要的漏电路径为非晶硅层122与源极S及非晶硅层122与漏极D的接触面。因此，在上述实施例中，将保护层17分别设置于通道层12的第一侧边123与源极S之间，及第二侧边124与漏极D之间，可阻止源极S与漏极D的金属成份和非晶硅层122直接接触，借此隔绝开关元件T(薄膜晶体管)的漏电路径，避免因漏电问题而导致的显示异常。

在不同的实施例中，例如图3所示，也可只在非晶硅层122与源极S和非晶硅层122与漏极D之间设置保护层17，也就是说，将保护层17设置于非晶硅层122与源极S之间，及非晶硅层122与漏极D之间，一样可达到阻隔漏电路径的效果。

接着，请参照图4所示，其为一种显示面板2的剖视示意图。

显示面板2包括一开关阵列基板1、一对向基板S2及一显示介质L。

开关阵列基板1已于上述中详述，于此不再多作说明。图4是以开关阵列基板1为例，当然，也可以图3的开关阵列基板1a来取代开关阵列基板1，并不限制。

对向基板S2与开关阵列基板1相对设置，而显示介质L设置于开关阵列基板1与对向基板S2之间。其中，对向基板S2为一可透光的材质，例如是玻璃、石英或类似物。在实际运用时，开关阵列基板1的基板S1与对向基板S2可选用相同或不同的材质，例如是对向基板S2使用钾玻璃基板，而基板S1使用硼酸盐无碱玻璃基板。另外，在本实施例中，还可于对向基板S2面对显示介质L的表面上设置一彩色滤光层F，以作为彩色化显示之用。

除此之外，本实施例的显示介质L为一液晶层而包含有多个液晶分子，使显示面板2为液晶显示面板。在不同的实施例中，若显示介质L包含有机发光二极管时，则可使显示面板2为有机发光二极管显示面板，此时，对向基板S2可为一保护基板或一保护膜层，而且，可选择性的设置或不设置彩色滤光层F。

另外，请参照图5所示，其为一种显示装置3的剖视示意图。

显示装置3包括一显示面板2及一背光模块B。显示面板2包括一开关阵列基板1、一对向基板S2及一显示介质L。其中，开关阵列基板1已于上述中详述，于此不再多作说明。当然，也可以图3的开关阵列基板1a来取代开关阵列基板1，本发明并不限制。

背光模块B设置于开关阵列基板1远离对向基板S2的一侧，并可发出光线自开关阵列基板1的基板S1通过显示介质L，再由对向基板S2射出，以显示影像。

综上所述，在本发明的开关阵列基板及其制造方法中，通过保护层分别设置于通道层的两相反的第一侧边与第二侧边，使保护层可分别位于通道层的第一侧边与源极之间，以及通道层的第二侧边与漏极之间，避免源极与漏极的金属材料与通道层的非晶硅材料直接接触，借此，可阻止源极与漏极和非晶硅层之间的漏电现象，使得本发明的开关阵列基板及其制造方法可改善开关阵列基板的漏电问题，以维持光学性能的要求。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包括于权利要求书范围中。

Claims (10)

1.一种开关阵列基板，其特征在于，包括：

一基板；

一开关元件，设置于所述基板上，并具有一闸极、一通道层、一漏极及一源极，所述闸极与所述通道层对应设置，所述漏极及所述源极的一端分别与所述通道层接触，所述通道层具有相反的一第一侧边与一第二侧边；以及

一保护层，分别设置于所述通道层的所述第一侧边与所述源极之间，及所述第二侧边与所述漏极之间。

2.如权利要求1所述的开关阵列基板，其特征在于，所述通道层包括一n型半导体层与一非晶硅层，所述非晶硅层设置于所述n型半导体层与所述闸极之间，且所述源极与所述漏极分别接触所述n型半导体层。

3.如权利要求2所述的开关阵列基板，其特征在于，所述保护层设置于所述n型半导体层、所述非晶硅层与所述源极之间，及所述n型半导体层、所述非晶硅层与所述漏极之间。

4.如权利要求2所述的开关阵列基板，其特征在于，所述保护层设置于所述非晶硅层与所述源极之间，及所述非晶硅层与所述漏极之间。

5.如权利要求1所述的开关阵列基板，其特征在于，还包括：

一像素电极层，与所述漏极连接；及

一平坦化层，设置于所述开关元件上，并于所述漏极上具有一通孔，且所述像素电极层通过所述通孔与所述漏极连接。

6.一种开关阵列基板的制造方法，其特征在于，包括：

提供一基板；

形成一开关元件在所述基板上，其中所述开关元件具有一闸极、一通道层、一漏极及一源极，所述闸极与所述通道层对应设置，所述漏极及所述源极的一端分别与所述通道层接触，所述通道层具有相反的一第一侧边与一第二侧边；以及

形成一保护层在所述通道层的所述第一侧边与所述源极之间，及所述第二侧边与所述漏极之间。

7.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述通道层包括一n型半导体层与一非晶硅层，所述非晶硅层位于于所述n型半导体层与所述闸极之间，且所述源极与所述漏极分别接触所述n型半导体层。

8.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述保护层形成于所述n型半导体层、所述非晶硅层与所述源极之间，及所述n型半导体层、所述非晶硅层与所述漏极之间。

9.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述保护层形成于所述非晶硅层与所述源极之间，及所述非晶硅层与所述漏极之间。

10.一种开关阵列基板，其特征在于，包括：

一基板；

一开关元件，设置于所述基板上，并具有一闸极、一通道层、一漏极及一源极，所述闸极与所述通道层对应设置，所述漏极及所述源极的一端分别与所述通道层接触，所述通道层具有相反的一第一侧边与一第二侧边；

一保护层，分别设置于所述通道层的所述第一侧边与所述源极之间，及所述第二侧边与所述漏极之间；以及

一像素电极层，与所述漏极连接；

其中，所述通道层包括一n型半导体层与一非晶硅层，所述非晶硅层设置于所述n型半导体层与所述闸极之间，且所述源极与所述漏极分别接触所述n型半导体层，所述保护层设置于所述n型半导体层、所述非晶硅层与所述源极之间，及所述n型半导体层、所述非晶硅层与所述漏极之间，或设置于所述非晶硅层与所述源极之间，及所述非晶硅层与所述漏极之间。