CN1324374C - 薄膜晶体管阵列基板 - Google Patents

Abstract

一种薄膜晶体管阵列基板，包括基板、扫描配线、数据配线、薄膜晶体管、栅介电层、保护层以及图案化的平坦层。其中，薄膜晶体管阵列基板在配置框胶处的表面粗糙度大于薄膜晶体管阵列基板其它部分的表面粗糙度，以便于增加框胶与薄膜晶体管阵列基板间的接触面积，进而提高其间的附着力，以避免发生前基板与薄膜晶体管阵列基板分离的问题。

Description

薄膜晶体管阵列基板

技术领域

本发明是有关于一种薄膜晶体管阵列基板，且特别是有关于一种具有较大的表面粗糙度的薄膜晶体管阵列基板。

背景技术

针对多媒体社会的急速进步，多半受惠于半导体元件及显示装置的飞跃性进步。就显示面板而言，具有高画质、空间利用效率佳、低消耗功率、无辐射等优越特性的薄膜晶体管液晶显示面板(Thin FilmTransistor Liquid Crystal Display，TFT LCD)已逐渐成为市场的主流。

一般来说，液晶显示面板(LCD panel)是由薄膜晶体管阵列基板、液晶层以及彩色滤光基板所构成，且其通常会在薄膜晶体管阵列基板上涂布一层框胶(sealant)，并通过框胶的黏着性而与彩色滤光基板贴合。一般常见的框胶有两大类，一种为热固化(thermal curing)框胶，另一种为紫外光固化(UV curing)框胶。框胶的主要作用在于将所注入的液晶稳定于薄膜晶体管阵列基板以及彩色滤光基板之间，此外，框胶对于晶穴间距(cell gap)的维持也有些许的功能。

图1A为一种液晶显示面板的俯视透视图。而图1B是图1A所绘的液晶显示面板I-I′部分的剖面示意图。请参照图1A与图1B，薄膜晶体管阵列基板102上具有薄膜晶体管、扫描配线、数据配线(未绘示)、保护层110、图案化的平坦层112以及间隙支撑物114，而彩色滤光基板104配置于薄膜晶体管阵列基板102的上方。框胶108位于薄膜晶体管阵列基板102与彩色滤光基板104间，而液晶层106则配置于彩色滤光基板104、薄膜晶体管阵列基板102以及框胶108之间。

保护层110与图案化的平坦层112依序配置在基板116上，且覆盖住其上的薄膜晶体管、扫描配线以及数据配线。间隙支撑物114配置在图案化的平坦层112及保护层110之上，而这些位于薄膜晶体管阵列基板102与彩色滤光阵列基板104之间的间隙支撑物114用以固定薄膜晶体管阵列基板102与彩色滤光基板104间的晶穴间距。值得注意的是，上述的框胶108直接与边缘区域(peripheral region)的保护层110连接。

然而，由于液晶显示面板容易因框胶108与保护层110之间的附着力不够而使框胶108与保护层110剥离，进而使得薄膜晶体管阵列基板102与彩色滤光基板104互相分离。因此，公知提出了一种改善框胶的附着力的液晶显示面板。

图2为公知的另一种液晶显示面板于图1A所标示的I-I′部分的剖面示意图。请参照图1A及图2，保护层110与图案化的平坦层212依序配置在基板116上，而间隙支撑物114配置在图案化的平坦层212及保护层110之上，并位于薄膜晶体管阵列基板102与彩色滤光阵列基板104之间。而框胶108则配置在图案化的平坦层212上，并填入图案化的平坦层212的开口220内，而与开口220所暴露出的保护层110连接。

在图2所示的液晶显示面板中，虽然已将框胶108同时涂布在保护层110以及图案化的平坦层212上，以便于增加其与薄膜晶体管阵列基板102之间的接触面积，但此作法仍不足以确保薄膜晶体管阵列基板102与彩色滤光基板104不会分离。

在上述两种公知的液晶显示面板中，若要更进一步增加框胶108与薄膜晶体管阵列基板102间的附着力，可通过增加框胶108的宽度来增加其与薄膜晶体管阵列基板间的接触面积，进而提高其间的附着力。然而，若以增加框胶108的宽度的方式来提高其附着力，则势必会增加框胶材料的使用量，造成制造成本上的负担。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种薄膜晶体管阵列基板，具有较大的表面粗糙度，以增加其与框胶的接触面积，进而提高其与彩色滤光阵列基板间的结合力。

本发明提出一种薄膜晶体管阵列基板，包括基板、扫描配线、数据配线、薄膜晶体管、栅介电层、保护层以及图案化的平坦层。其中，扫描配线与数据配线交错地配置在基板上，而薄膜晶体管配置于邻近扫描配线与数据配线交错之处。栅介电层配置于基板上，并覆盖住薄膜晶体管的栅极。保护层配置于栅介电层上，并覆盖住薄膜晶体管的源极/漏极。而图案化的平坦层配置于保护层上，并暴露出基板边缘处部分的保护层。其中，保护层被暴露的部分的表面粗糙度较大且适于配置一框胶，而保护层被平坦层所覆盖的部分的表面粗糙度较小。换言之，保护层被暴露之部分的表面粗糙度大于保护层被平坦层所覆盖的部分的表面粗糙度。

依照本发明的实施例所述，保护层被暴露的部分具有多个沟槽，其例如是锯齿状沟槽、矩形沟槽以及圆形沟槽。而在本发明的一实施例中，此些沟槽的深度例如是大于1微米。

依照本发明的实施例所述，保护层的材质为无机材料，其例如是氮化硅或是氧化硅。

依照本发明的实施例所述，平坦层的材质为有机材料。在另一实施例中，平坦层的材质还可以是感光材料。

本发明是于与框胶接触的保护层表面上提高其表面粗糙度，以增加框胶与保护层的接触面积，进而提高框胶与薄膜晶体管阵列基板间的附着力，以避免液晶显示面板发生基板分离的问题。

附图说明

图1A为一种液晶显示面板的俯视透明图。

图1B是图1A所示的液晶显示面板I-I′部分的剖面示意图。

图2为公知的另一种液晶显示面板于图1A所标示的I-I′部分的剖面示意图。

图3A为本发明一较佳实施例的一种液晶显示面板的俯视图。

图3B为图3A的II-II′部分的剖面示意图。

图4为本发明的另一种液晶显示面板于图3A所标示的II-II′部分的剖面示意图。

102、302：薄膜晶体管阵列基板

104：彩色滤光基板

106、306：液晶层

108、308：框胶

110、320：保护层

112、322：图案化的平坦层

114：间隙支撑物

116、310：基板

212：图案化的平坦层

220、330：开口

300：液晶显示面板

304：前基板

312：扫描配线

313：栅极

314：数据配线

315：源极/漏极

316：薄膜晶体管

317：通道层

318：栅介电层

324：扫描配线与数据配线之交错处

326：沟槽

328a：第一间隙支撑物

328b：第二间隙支撑物

h：沟槽深度

具体实施方式

本发明是在不增加框胶宽度的情况下，设法增加框胶与基板间的接触面积，进而增强液晶显示面板的两基板间的结合力，以避免显示面板发生分离。以下将举较佳实施例说明本发明，但其并非用以限定本发明。

图3A为本发明一较佳实施例的一种液晶显示面板的俯视图。而图3B为图3A的II-II′部分的剖面示意图。值得注意的是，为了使图式较为简洁，图3A中并未示出液晶层，而是在图3B中清楚标示出其所在之处。

请同时参照图3A及图3B，液晶显示面板300主要是由薄膜晶体管阵列基板302、前基板304、框胶308以及液晶层306所构成。其中，薄膜晶体管阵列基板302包括基板310、扫描配线312、数据配线314、薄膜晶体管316、栅介电层318、保护层320以及图案化的平坦层322。而前基板304例如是彩色滤光基板(Color Filter)。

值得注意的是，图3A所示的液晶显示面板300并非以实际的大小比例绘之，其中所示的扫描配线312、数据配线314以及薄膜晶体管316远较于实际尺寸大，仅用于清楚说明本实施例，并非其实际比例。

请再参照图3A，扫描配线312与数据配线314交错地排列在基板310上。也就是说，每一条扫描配线312与每一条数据配线314皆有一交错处，如图3A中所标示的交错处324。而每一薄膜晶体管316即是分别配置在邻近交错处324的位置上。值得注意的是，若依据薄膜晶体管316中的膜层结构来区分，本实施例的薄膜晶体管316例如为顶电极型态的薄膜晶体管(top-gate TFT)或是底电极型态的的薄膜晶体管(bottom gate TFT)。此外，若依据薄膜晶体管316中的通道层材质来区分，薄膜晶体管316亦可例如为非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT)或是低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS-TFT)。

请再参照图3B，以底电极型态的非晶硅薄膜晶体管为例，栅介电层318配置在基板310上，并覆盖住扫描配线以及薄膜晶体管316中的栅极313，其材质例如是氧化硅或氮化硅。而保护层320配置在栅介电层318上，且覆盖住数据配线以及薄膜晶体管316中的通道层317及源极/漏极315，其材质例如是无机材料，例如是氧化硅或氮化硅。而栅介电层318与保护层320的形成方法例如是化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition)。

图案化的平坦层322配置在保护层320上，并暴露出液晶显示面板300边缘部分的保护层320。而框胶308即是涂布在此处的保护层320上，以黏着于薄膜晶体管阵列基板302以及前基板304之间。

特别的是，暴露出基板边缘处的保护层320的表而粗糙度大于被图案化的平坦层322所覆盖的保护层320的表面粗糙度。而增加暴露出基板边缘处的保护层320的表面粗糙度的方法例如是在此处的保护层320中形成多个沟槽326，以使框胶30g填入沟槽326之中。其中，沟槽326例如是锯齿状沟槽(如图3B所示)、矩形沟槽以及圆形沟槽等等，本发明在此不对沟槽326的形状加以限定。熟习此技术者可依实际工艺来决定沟槽326之形状。

此外，沟槽326的形成方法例如是微影/蚀刻工艺或是其它表面粗化的处理工艺。特别的是，在本发明之一较佳实施例中，平坦层322的材质例如是具有感旋光性的有机材料，因此在形成沟槽326的微影工艺中，可直接利用平坦层322作为罩幕对保护层320的局部区域进行蚀刻，以于这些局部区域上形成适当深度的沟槽326。而沟槽326的深度h较佳的是在1微米以上。

值得注意的是，本发明的液晶显示面板中的框胶还可以是部分配置在图案化的平坦层上，且部分配置在保护层上，以增加其与薄膜晶体管阵列基板间的接触面积。以下将举一实施例配合图式加以说明。

图4为本发明的另一种液晶显示面板于图3A所标示的II-II′部分的剖面示意图。而图中的元件标号与图3B所示相同者，其材质及形成方法皆与上述实施例所述相同或相似，以下将不再赘述。

请参照图4，图案化的平坦层322暴露出基板边缘处部分的保护层320，而框胶308部分地配置在保护层320及图案化的平坦层322上。换句话说，框胶配置在图案化的平坦层322上，并填入图案化的平坦层322的开口330中而接触于保护层320。当然，如同上述实施例所述，保护层320在配置有框胶308处的表面粗糙度大于保护层320其它部分的表面粗糙度。而增加此处的表面粗糙度的方法同于上述实施例，即是在此处的保护层320中形成多个沟槽326。

由此可知，在本实施例中不但可通过沟槽326来增加框胶308与保护层320之间的接触面积，更由于框胶308与图案化的平坦层322有较多的接触面积，因而能够有效地增加框胶与薄膜晶体管阵列基板302之间的附着力。

另外，在本发明的液晶显示面板中，更设计有间隙支撑物，配置于薄膜晶体管阵列基板302上，其在本实施例中例如是配置在框胶308内的第二间隙支撑物328b以及图案化的平坦层322上的第一间隙支撑物328a。其中，配置于图案化的平坦层322上的第一间隙支撑物328a用以支撑前基板304，以便于维持薄膜晶体管阵列基板302与前基板304间的间隙大小。而第一间隙支撑物328a例如是一球状支撑物。另外，配置于框胶308内的第二间隙支撑物328b则是用以固定框胶308的高度，以避免因框胶308变形而使得薄膜晶体管阵列基板302与前基板304间的间隙大小不一致。而第二间隙支撑物328b例如是一柱形支撑物。

由上述可知，本发明的液晶显示面板中的框胶至少有一部份配置在具有较大的表面粗糙度的保护层上，而且保护层在与框胶接触之处具有多个沟槽，以使框胶填入此些沟槽中，进而增加框胶与保护层的接触面积。也就是说，本发明的液晶显示面板毋须增加框胶的宽度即可增加框胶与薄膜晶体管阵列基板间的接触面积，因此在本发明的液晶显示面板的制造过程中，可适当地减少框胶用量以降低工艺成本。此外，本发明更能够避免因增加框胶宽度而影响显示面板的开口率，并同时提高两基板间的附着力。

Claims (8)

1.一种薄膜晶体管阵列基板，其特征是，其包括：

一基板；

多数条扫描配线；

多数条数据配线，与该些扫描配线交错配置于该基板上；

多数个薄膜晶体管，每一该些薄膜晶体管分别配置于邻近该些扫描配线其中之一与该些数据配线其中之一的交错处；

一栅介电层，配置于该基板上，并覆盖住该些扫描配线；

一保护层，配置于该栅介电层上，并覆盖住该些数据配线；以及

一图案化的平坦层，配置于该保护层上并暴露出基板边缘处部分的该保护层，其中该保护层被暴露的部分的表面粗糙度较大且适于配置一框胶，而该保护层被该平坦层所覆盖的部分的表面粗糙度较小。

2.如权利要求1所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征是，该保护层被暴露的部分具有多数个沟槽。

3.如权利要求2所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征是，该些沟槽包括锯齿状沟槽、矩形沟槽以及圆形沟槽至少其中之一。

4.如权利要求2所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征是，该些沟槽的深度大于1微米。

5.如权利要求1所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征是，该保护层的材质为无机材料。

6.如权利要求5所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征是，该保护层的材质包括氮化硅以及氧化硅至少其中之一。

7.如权利要求1所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征是，该平坦层的材质为有机材料。

8.如权利要求1所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征是，该平坦层的材质为感光材料。