CN1949069A - 液晶显示器阵列基板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶显示器阵列基板及其制造方法。液晶显示器阵列基板中的扫描线与信号线都是由双层导电层所构成，以降低其电容电阻延迟。此外，由扫描线以及信号线所划分出的像素区域上移除介电层，甚至还可进一步移除平坦层，以增加像素区域的透光率。

Description

液晶显示器阵列基板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器，特别是涉及一种薄膜晶体管液晶显示器阵列的结构及制造方法。

背景技术

随着液晶显示器技术的进步和市场对大尺寸显示器的需求，不仅液晶显示器的尺寸越来越大，显示器的分辨率也越来越高，使得导线的阻抗和电容也跟着提高。导线的阻抗和电容的提高会使显示器中电阻电容延迟的问题越来越严重，除了影响到显示器中信号的传输，也降低了显示器的显示质量。

公知降低显示器中电阻电容延迟的方法，主要为导入铜处理及增加导线线宽。虽然在液晶显示器制作流程中导入制作铜导线的铜处理过程，可降低导线的阻抗而增加信号的传导速度，从而可降低电阻电容延迟，但铜处理过程本身有许多问题有待解决。增加导线线宽因为可增加导线的截面积，降低导线的阻抗，故可降低电阻电容延迟的影响。但导线加宽会影响到像素显示的面积，降低显示器的开口率及显示器的亮度。

另外，由于显示器的像素区域是由多个不同功能的薄层组成，各薄层的反射率差异很大，以致于光在通过薄层和薄层间的界面时，造成部分的光容易反射而降低光的穿透度。如此一来，会使得显示器亮度下降，或显示器需要用较高亮度的背光源才能达到想要的亮度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液晶显示器阵列基板，能降低其导线的电阻电容延迟，并且不会影响到显示器的开口率。

本发明的另一目的在于提供一种液晶显示器阵列基板的制造方法，能增加穿透像素区域的光量，提升显示器的亮度。

为了实现上述目的，本发明提供了一种液晶显示器阵列基板。此阵列基板包含第一导线、第二导线、信号绝缘层、第三导线、第四导线、晶体管和像素电极。第一导线，位于基板上并且具有交叉区域。第二导线在基板上，分别垂直排列于第一导线的交叉区域的两侧。信号绝缘层，位于第二导线与交叉区域之上，其中位于第二导线上的信号绝缘层具有第一开口，以露出第二导线。第三导线，覆盖交叉区域两侧的第一导线以复合成一扫描线。第四导线，覆盖第二导线与交叉区域以复合成一信号线，第三导线与第四导线没有相接。晶体管的源极与第四导线电性相连，晶体管的栅极与第一导线电性相连。像素电极与晶体管的漏极电性相接。

为了实现上述目的，本发明提供了一种液晶显示器阵列基板的制造方法。首先，以图案化的第一金属层于基板上分别形成第一导线、第二导线与栅极，第一导线具有交叉区域且与栅极电性相连，第二导线分别垂直排列于第一导线的交叉区域的两侧。之后，依序形成图案化的介电层及半导体层于第二导线、交叉区域与栅极上方，其中位于第二导线上的介电层与半导体层具有第一开口以露出第二导线，位于栅极上方的介电层与半导体层分别作为介电层与通道层。之后，以图案化的第二金属层在基板上分别形成第三导线来覆盖位于交叉区域两侧的第一导线以形成扫描线，形成第四导线来覆盖位于第二导线与交叉区域上的半导体层以形成信号线，以及形成源极及漏极于通道层上的两侧以形成薄膜晶体管，其中第三导线与第四导线没有相接。之后，形成图案化的保护层覆盖于薄膜晶体管、扫描线与信号线之上。最后，形成像素电极于基板上方，像素电极与薄膜晶体管电性相接。

由上述可知，在本发明的薄膜晶体管液晶显示器阵列基板的结构中，因为扫描线和信号线的厚度增加了，截面积变大了，阻抗因而降低了，故可改善电阻电容延迟对像素质量的影响。而且，因为扫描线和信号线在基板上占据的面积依然一样，故不会影响像素面积的大小。此外，因为像素区域上无介电层，故光所需通过的层数减少，使得像素区域的透光率增加，以增加显示器的亮度。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1A至图1E为依照本发明一较佳实施例液晶显示器阵列基板的制造流程剖面示意图；

图2A至图2D为依照本发明一较佳实施例液晶显示器阵列基板的制造流程俯视示意图；

图3A为依照本发明另一较佳实施例液晶显示器阵列基板的制造流程剖面示意图；

图3B为依照本发明另一较佳实施例液晶显示器阵列基板的扫描线俯视示意图；

图4A为依照本发明又一较佳实施例液晶显示器阵列基板的制造流程剖面示意图；

图4B为依照本发明又一较佳实施例液晶显示器阵列基板的扫描线俯视示意图。

其中，附图标记：

112    第一扫描线

114    第一信号线

116    电容线

118    栅极

119    交叉区域

120    介电层

130    半导体层

134    信号绝缘层

136    电容介电层

138    通道层

139    开口

142    第二扫描线

144    第二信号线

146    电容的上电极

147    连接线

148    源极

149    漏极

150    保护层

160    平坦层

171    像素电极

181    接点

具体实施方式

实施例一，请同时参考图1A与图2A，图1A为图2A中信号线的AA切线、扫描线的BB切线、电容线的CC切线和栅极的DD切线的剖面结构示意图。首先，在透明基板(图中未示)上形成第一金属层，然后定义第一金属层以形成第一扫描线112、第一信号线114、电容线116与栅极118。在图2A中，第一扫描线112与电容线116互相平行，第一扫描线112与电容线116分别具有数个交叉区域119。第一信号线114垂直于第一扫描线112和电容线116，且第一信号线114间断排列于第一扫描线112和电容线116的交叉区域119的两侧，不与交叉区域119相接。第一扫描线112与第一信号线114所定义出的区域为基板上的像素区域。

请参考图1B，在第一扫描线112、第一信号线114、电容线116与栅极118上依序形成一层介电层120和一层半导体层130。在较佳的实施例中，半导体层130由非晶硅层和位于其上的N型掺杂非晶硅层共同组成。

请同时参考图1C与图2B，图2B为图1C的俯视图。在图1C与图2B中，定义半导体层130和介电层120，以分别在第一信号线114和交叉区域119上形成信号绝缘层134，在电容线116上形成电容介电层136，在栅极118上形成通道层138。在第一信号线114的中央部分的信号绝缘层134具有开口139，以露出第一信号线114。而且信号绝缘层134和电容介电层136各自独立不相接。在此，由第一扫描线112与第一信号线114所定义出的像素区域之上的介电层和半导体层全被移除，以减少光通过像素区域所需经过的薄膜层数，让像素区域的透光率增加。

请同时参考图1D与图2C，图2C为图1D的俯视图。在定义完半导体层和介电层后，在其上形成一层第二金属层。然后定义第二金属层，以分别在露出的第一扫描线112上形成第二扫描线142，在信号绝缘层134上及开口139之中形成第二信号线144，在电容介电层136上形成上电极146，在通道层138的两侧分别形成源极148和漏极149，以及形成连接线147用以连接上电极146与漏极149。

上述的第二扫描线142和第一扫描线112直接接触，形成了具有双层金属结构的扫描线。而第二信号线144和第一信号线114在开口139处直接接触，亦形成具有双层金属结构的信号线。在交叉区域119上的信号绝缘层134用来使第二信号线144分别与第一扫描线112以及电容线116互相绝缘。上述的栅极118、源极148和漏极149构成晶体管的三个电极。上述的电容线116、电容介电层136、上电极146三者构成完整的储存电容器。

最后，请同时参考图1E与图2D，图2D为图1E的俯视图。在图1E与图2D中，先沉积一层保护层150，然后定义保护层150，以移除位于像素区域与上电极146的保护层，并使其覆盖在第二扫描线142、第二信号线144、源极148和漏极149之上，以保护上述的导线与电极，使其不易被氧化。

接着，在基板上形成平坦层160，再定义平坦层160，以露出上电极146。

最后，形成透明导电层，再定义透明导电层，在像素区域上形成与上电极146相接的像素电极171。在此，像素电极是通过上电极146与漏极149相接。像素电极171彼此独立不相接。在本发明的液晶显示器阵列基板中，扫描线和信号线皆由两层金属层所构成。在以上所述中，扫描线由第一扫描线和第二扫描线所构成，信号线由第一信号线和第二信号线所构成。这样，扫描线和信号线的厚度增加了，截面积变大了，阻抗从而降低了，故可改善电阻电容延迟对像素质量的影响。此外，因为扫描线和信号线在基板上占据的面积依然一样，故不会影响每个像素的开口率的大小。

此外，原本光经过像素区域时，需要穿过基板、介电层、平坦层和透明导电层。因为各层之间的折射率不同，使得光在穿透界面时，部分光会因为折射与/或反射而损耗。在本实施例中，移除了折射率最大的介电层，不仅各层之间的折射率差异缩小，光通过界面间的反射率也减少了。光所需经过的层数由五层降低到三层，需经过的界面数由四个减少到两个，使得光在界面的反射机率大幅降低。光通过像素区域的损耗减少了，故最终的显示器产品的亮度可获得明显的提升。

实施例二，在本实施例中，省略了实施例一的平坦层，因此也对液晶显示器阵列基板的部分结构做出一些相对应的调整。在实施例二中，除了在定义第二金属层时，在电容介电层上不形成上电极外，从第一金属层的沉积至保护层的沉积的制作流程步骤与实施例一的制作流程步骤相同，故在此不再赘述。

请同时参考图3A与图3B，第3B图为第3A图的俯视图。

在沉积保护层之后，定义保护层150使其覆盖于第二扫描线142、第二信号线144、源极148和漏极149之上。之后，形成透明导电层，再定义透明导电层，以在像素区域上形成像素电极171，像素电极171是经接点181与晶体管的漏极149相接。

在上述定义保护层的步骤中，因为在电容介电层上无上电极，故可继续往下蚀刻以去除电容线116上的半导体层130，只留下介电层120。因此在图3A中，储存电容器是由电容线116、介电层120与像素电极171所构成，其分别为储存电容器的下电极、介电层与上电极。相比于实施例一中，储存电容器的介电层是由介电层和半导体层两者构成，在本实施例中，储存电容器的介电层仅由介电层构成，因此，储存电容器的介电层的厚度变薄，储存电容器整体的储存电容量从而可以增加。

因为在这个实施例的像素区域中，进一步省略掉平坦层，使得光通过像素区域时，仅需经过基板和透明导电层。不仅光所需经过的薄膜层数减少，所需经过的界面数也减少了，故可以进一步降低光在通过界面时的损耗量。

因为透明导电层本身有导体的性质，故实施例二中的第二金属层与透明导电层，可以仅由透明导电层来代替。因此，在实施例三中，除了省略平坦层之外，还省略了第二金属层。在这个实施例中，透明导电层除了可做为像素电极之外，还兼做为导线。因为省略了平坦层和第二金属层，故制作过程所需的光罩数可减少，制作过程的成本也可降低。在实施例三中，从第一金属层的沉积至定义半导体层和介电层的工艺步骤与实施例一的工艺步骤相同，故在此不再赘述。

请同时参考图4A与图4B，图4B为图4A的俯视图。在沉积一层透明导电层之后，定义透明导电层，以在第一扫描线112上形成第二扫描线142，在第一信号线114上形成第二信号线144，在信道层138两侧形成源极148和漏极149，以及在像素区域形成像素电极171。其中，位于电容介电层136上的像素电极171可兼做为存储电容器的上电极。

之后，沉积一层保护层，再定义保护层150，使其覆盖在第二扫描线142、第二信号线144、源极148和漏极149之上，以保护上述的导线与电极。

由上述本发明较佳实施例可知，应用本发明具有下列优点：

(1)可降低扫描线和信号线的阻抗，以降低电阻电容延迟对像素质量的影响。

(2)可增加像素区域的透光率，以增加显示器的亮度。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (17)

1、一种液晶显示器阵列基板的制造方法，其特征在于，包含：

形成一图案化第一金属层于一基板上，以分别形成至少一第一导线、至少两条第二导线及至少一栅极，该第一导线具有至少一交叉区域且与该栅极电性相连，该第二导线分别垂直排列于该第一导线的该交叉区域的两侧；

依次形成并图案化一介电层及一半导体层于该第二导线、该交叉区域与该栅极上方，其中位于该第二导线上的该介电层与该半导体层具有一第一开口以露出该第二导线，位于该栅极上方的该半导体层作为通道层；

形成一图案化第二金属层于该基板上，以分别形成至少两条第三导线来覆盖位于该交叉区域两侧的该第一导线以形成一扫描线，形成一第四导线来覆盖位于该第二导线与该交叉区域上的该半导体层以形成一信号线，以及形成至少一源极及至少一漏极于该通道层上的两侧以形成至少一薄膜晶体管，其中该第三导线与该第四导线未相接；

形成一图案化保护层以覆盖于该薄膜晶体管、该扫描线与该信号线之上；以及

形成至少一像素电极于该基板上方，该像素电极与该薄膜晶体管电性相接。

2、根据权利要求1所述的液晶显示器阵列基板的制造方法，其特征在于，该半导体层包括一非晶硅层与位于其上的一掺杂非晶硅层。

3、根据权利要求1所述的液晶显示器阵列基板的制造方法，其特征在于，还包含：

形成该图案化第一金属层还包含形成与该第一导线平行的一电容线，该电容线与该栅极位于该第一导线的同侧且不与该第二导线相连；

形成该介电层于该电容线上作为一电容介电层；以及

形成该像素电极于该电容介电层之上作为一上电极。

4、根据权利要求1所述的液晶显示器阵列基板的制造方法，其特征在于，在形成图案化的该保护层及形成该像素电极之间，还包含形成图案化的一平坦层于该基板上。

5、根据权利要求4所述的液晶显示器阵列基板的制造方法，其特征在于，还包含：

形成该图案化第一金属层还包含形成与该第一导线平行的一电容线，该电容线与该栅极位于该第一导线的同侧且不与该第二导线相连；

形成该介电层与该半导体层于该电容线上作为一电容介电层；以及

形成该图案化第二金属层于该电容介电层之上作为一上电极，该上电极与该像素电极电性相接，其中该平坦层具有一第二开口以露出该上电极。

6、一种液晶显示器阵列基板的制造方法，其特征在于，包含：

形成一图案化第一金属层于一基板上，以分别形成至少一第一导线、至少两条第二导线及至少一栅极，该第一导线具有至少一交叉区域且与该栅极电性相连，该第二导线分别垂直排列于该第一导线的该交叉区域的两侧；

依序形成并图案化一介电层及一半导体层于该第二导线、该交叉区域与该栅极上方，其中位于该第二导线上的该介电层与该半导体层具有一第一开口以露出该第二导线，位于该栅极上方的该半导体层作为通道层之用；

形成一图案化透明导电层于该基板上，以分别形成至少两条第三导线来覆盖位于该交叉区域两侧的该第一导线以形成一扫描线，形成一第四导线来覆盖位于该些第二导线与该交叉区域上的该半导体层以形成一信号线，形成至少一源极及至少一漏极于该通道层上的两侧以形成至少一薄膜晶体管，以及形成至少一像素电极于该扫描线与该信号线之间，其中该第三导线与该第四导线没有相接；以及

形成一图案化保护层以覆盖于该薄膜晶体管、该扫描线与该信号线之上。

7、根据权利要求6所述的液晶显示器阵列基板的制造方法，其特征在于，该半导体层包括一非晶硅层与位于其上的一掺杂非晶硅层。

8、根据权利要求6所述的液晶显示器阵列基板的制造方法，其特征在于，还包含：

形成该第一金属层还包含形成与该第一导线平行的一电容线，该电容线与该栅极位于该第一导线的同侧且不与该第二导线相连；

形成该介电层于该电容线上作为一电容介电层；以及

形成该图案化的该透明导电层于该电容介电层上作为一上电极，该上电极与该像素电极电性相接。

9、一种液晶显示器阵列基板，其特征在于，包含：

至少一第一导线，位于一基板上，该第一导线具有至少一交叉区域；

至少两条第二导线，位于该基板上，该第二导线分别垂直排列于该第一导线的该交叉区域的两侧；

至少一信号绝缘层，位于该第二导线与该交叉区域之上，其中位于该第二导线上的该信号绝缘层具有至少一第一开口，以露出该第二导线；

至少两条第三导线，覆盖该交叉区域两侧的该第一导线以复合成一扫描线；

至少一第四导线，覆盖该信号绝缘层与该第一开口以复合成一信号线，该第三导线与该第四导线没有相接；

至少一晶体管，该晶体管的一源极与该第四导线电性相连，该晶体管的一栅极与该第一导线电性相连；以及

至少一像素电极，该像素电极与该晶体管的一漏极电性相接。

10、根据权利要求9所述的液晶显示器阵列基板，其特征在于，还包含：

一电容线，位于该基板上，与该第一导线平行，与该晶体管位于该第一导线的同侧且不与该第二导线相连；

一电容介电层，位于该电容线上；以及

一上电极，位于该电容介电层上，与该晶体管的该漏极及该像素电极电性相接。

11、根据权利要求10所述的液晶显示器阵列基板，其特征在于，还包含：

图案化的一平坦层，位于该基板之上，该平坦层具有一第二开口以露出该上电极。

12、根据权利要求10所述的液晶显示器阵列基板，其特征在于，该电容介电层包含一介电层和一半导体层。

13、根据权利要求10所述的液晶显示器阵列基板，其特征在于，该电容介电层包含一介电层。

14、根据权利要求10所述的液晶显示器阵列基板，其特征在于，该上电极的材质为金属或透明导电材料。

15、根据权利要求9所述的液晶显示器阵列基板，其特征在于，该第一导线和该第二导线的材质为金属。

16、根据权利要求9所述的液晶显示器阵列基板，其特征在于，该第三导线、该第四导线和该晶体管的源极和漏极的材质为金属或透明导电材料。

17、根据权利要求9所述的液晶显示器阵列基板，其特征在于，还包含一保护层，位于该第三导线、该第四导线和该晶体管上。

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