TWI299573B - Liquid crystal display array substrate and its manufacturing method - Google Patents

Description

1299573 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明疋有關於一種液晶顯示器，特別是薄膜電晶體 液晶顯示器陣列之結構及製造方法。 【先前技術】 隨著液晶顯示器技術的進步和市場對大尺寸顯示器的 需求，不僅液晶顯示器的尺寸愈來愈大，顯示器的解析度 也愈來愈高，使得導線的阻抗和電容也跟著提高。導線之 阻抗和電容的提高會使得顯示器中電阻電容延遲的問題愈 來愈嚴重，除了影響到顯示器中訊號的傳輸，也降低了顯 示器的顯示品質。 習知降低顯示器中電阻電容延遲的方法，主要為導入 銅製釭及增加導線線寬。雖然在液晶顯示器製程中導入製 作銅導線的銅製程，可降低導線的阻抗而增加訊號的傳導 速度，因而可望降低電阻電容延遲，但銅製程本身卻有許 多問題有待解決。增加導線線寬因為可增加導線的截面 積，降低導線的阻抗，故可降低電阻電容延遲的影響。但 導線加寬部會影響到畫素顯示的面積，降低顯示器的開口 率及顯示器的亮度。 另外，由於顯示器的晝素區域是由多個不同功能的薄 層組成’各薄層的反射率差異很大，以致於光在通過薄層 和薄層間的界面時，造成部分的光容易反射而降低光的穿 透度。如此一來，會使得顯示器亮度下降，或顯示器需要 5 •1299573 用較高亮度的背光源才能達到想要的亮度。 【發明内容】 因此本發明的目的之一就是在提供一種液晶顯示器陣 列基板，能降低其導線之電阻電容延遲，並且不會影響到 顯示器的開口率。 本發明的另一目的是在提供一種液晶顯示器陣列基板 之製造方法，能增加穿透晝素區域的光量，提升顯示器的 亮度。 根據本發明之上述目的，提出一種液晶顯示器陣列基 板。此陣列基板包含第一導線、第二導線、訊號絕緣層、 第三導線、第四導線、電晶體和晝素電極。第一導線，位 於基板上並且具有交叉區域。第二導線於基板上，分別垂 直排列於第一導線之交叉區域之兩侧。訊號絕緣層，位於 第二導線與交叉區域之上，其中位於第二導線上之訊號絕 緣層具有第一開口，以暴露出第二導線。第三導線，覆蓋 父叉區域兩側之第一導線以複合成一掃描線。第四導線， 覆蓋第一導線與交叉區域以複合成一訊號線，第三導線與 第四導線沒有相接。電晶體的源極與第四導線電性相連， 電晶體的閘極與第一導線電性相連。畫素電極與電晶體之 汲極電性相接。 根據本發明之上述目的，提出一種液晶顯示器陣列基 板之製造方法。首先，以圖案化之第一金屬層於基板上分 別形成第一導線、第二導線及閘極，第一導線具有交叉區 6 1299573 域且與閘極電性相連，第二導線分別垂直排列於第一導線 之交叉區域之兩側。之後，依序形成圖案化之介電層及半 ‘體層於弟一導線、父叉區域與閘極上方，其中位於第二 導線上之介電層與半導體層具有第一開口以曝露出第二導 線，位於閘極上方之介電層與半導體層分別作為介電層與 通道層之用。之後，以圖案化之第二金屬層於基板上分別 幵成弟二導線來覆蓋位於交叉區域兩側之第一導線以形成 掃描線，形成第四導線來覆蓋位於第二導線與交叉區域上 之半導體層以开> 成訊號線，以及形成源極及汲極於通道層 上之兩側以形成薄膜電晶體，其中第三導線與第四導線沒 有相接。之後，形成圖案化之保護層覆蓋於薄膜電晶體、 掃描線與訊號線之上。最後，形成晝素電極於基板上方， 晝素電極與薄膜電晶體電性相接。 由上述可知，在本發明的薄膜電晶體液晶顯示器陣列 基板之結構中，因為掃描線和訊號線的厚度增加了，截面 積變大了，阻抗因而降低了，故可改善電阻電容延遲對書 素品質的影響。而且，因為掃描線和訊號線在基板上佔據 的面積依然一樣，故不會影響畫素面積的大小。此外，因 為晝素區域上無介電層，故光所需通過的層數減少，使得 晝素區域的透光率增加，以增加顯示器的亮度。 【實施方式】 以下將以圖示及詳細說明清楚說明本發明之精神，如 熟悉此技術之人員在瞭解本發明之較佳實施例後，當可由 7 1299573 本發明所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本發 明之精神與範圍。 實施例一 請同時參見第1A圖與第2A圖，第1A圖為第2A圖中 訊號線的AA切線、掃描線的BB切線、電容線的cc切線 和閘極的DD切線的剖面結構示意圖。首先，在透明基板（未 繪示於圖中）上形成第一金屬層，然後定義第一金屬層以形 成第一掃描線112、第一訊號線114、電容線116及閘極 118。在第2A圖中，第一掃描線112與電容線116互相平 行，第一掃描線112與電容線116分別具有複數個交叉區 域119。第一訊號線114垂直於第一掃描線112和電容線 116，且第一訊號線丨14間斷排列於第一掃描線丨丨2和電容 線116之父叉區域119之兩側，不與交叉區域119相接。 第一掃描線112與第一訊號線114所定義出之區域為基板 上的畫素區域。 η月參見第1B圖’在第一掃描線ι12、第一訊號線114、 電容線116及閘極118上依序形成一層介電層12〇和一層 半導體層130。在較佳的實施例中，半導體層13〇由非晶矽 層和位於其上的Ν型摻雜非晶矽層共同組成。 印同時參照第1C圖與第2Β圖，第2Β圖為第1C圖的 俯視圖。在第ic圖與第2Β圖中，定義半導體層13〇和介 電層120’以分別在第一訊號線U4和交叉區域η9上形成 訊號絕緣層134，在電容線116上形成電容介電層136，在 1299573 閘極118上形成通道層138。在第一訊號線114之中央部分 的讯號絕緣層134具有開口 139，以暴露出第一訊號線 114。而且訊號絕緣層134和電容介電層136各自獨立不相 接。在此’由第一掃描線丨丨2與第一訊號線丨14所定義出 - 之晝素區域之上的介電層和半導體層全被移除，以減少光 通過晝素區域所需經過的薄膜層數，讓晝素區域的透光率 增加。 參 請同時參考第1D圖與第2C圖，第2C圖為第id圖的 俯視圖在疋義元半導體層和介電層後，在其上形成一層 第二金屬層。然後定義第二金屬層，以分別在暴露出的第 - 一掃描線112上形成第二掃描線142，在訊號絕緣層134 * 上及開口 I39之中形成第二訊號線144，在電容介電層136 上形成上電極146,在通道層138之兩側分別形成源極148 和汲極149,以及形成連接線147用以連接上電極146與汲 極 149。 _ 上述之第二掃描線142和第一掃描線Π2直接接觸， 形成了具有雙層金屬結構之掃描線。而第二訊號線144和 第一訊號線114在開口 139處直接接觸，亦形成具有雙層 金屬結構之訊號線。在交叉區域119上的訊號絕緣層134 用來使第二訊號線144分別與第一掃描線112以及電容線 ^ U6互相絕緣。上述之閘極118、源極148和汲極149構成 電晶體之三個電極。上述之電容線116、電容介電層136、 上電極146三者構成完整的儲存電容器。 最後，請同時參考第1E圖與第2D圖，第2D圖為第 9 1299573 1E圖的俯視圖。在第1E圖與第2D圖中，先沉積一層保護 層150，然後疋義保護層15〇，以移除位於畫素區域與上電 極146的保護層，並使其覆蓋在第二掃描線142、第二訊號 線144、源極148和汲極149之上，以保護上述之導線與電 極，使其不易被氧化。 ^ 接著，在基板上形成平坦層160，再定義平坦層16〇， 以暴露出上電極146。 最後，形成透明導電層，再定義透明導電層，以在晝 素區域上形成與上電極146相接之畫素電極17卜在此，= 素電極是透過上電極146與沒極149相接。畫素電極⑺ 彼此獨立不相接。在本發明的液晶顯示器陣列基板中，掃 描線和訊號㈣由兩層金屬層所構成。在先前所述中，掃 描線由第-掃描線和第二掃描線所構成，訊號線由第一訊 號線和第二訊號線所構成。如此，掃描線和訊號線的厚度 增=了，截面積變大了，阻抗因而降低了，故可改善電阻 電合延遲對畫素品質的影響。此外，因為掃描線和訊號線 在基板上佔據的面積依然—樣，故不會影響每個畫素之 口率的大小。 一 此外，原本光經過畫素區域時，需要穿過基板、介電 f、平坦層和透明導電。因為各層之間的折射率不同，使 仔光在穿透界面時，部分光會因為折射與/或反射而損耗。 在本實施例中，移除了折射率最大的介電層，不僅各層之 間的折射率差異縮小，光通過界面間的反射率也減少了。 “斤而、、工過的層數由五層降低到三層，需經過的界面數由 1299573 四個減少到兩個，使得光在界面的反射機率大幅降低。光 通過畫素區域的損耗減少了，故最終的顯示器產品的亮度 可望獲得明顯的提升。 實施例二 在實施例二中，省略了實施例一之平坦層，因此也對 液^顯示器陣列基板的部分結構做出—些相對應的調整。 在實施例二中，除了在定義第二金屬層時，在電容介電層 上不形成上電極外，從第一金屬層之沉積至保護層之沉積 的製程步驟與實施例—的製程步驟相同，故在此不再贊述。 請同時參考第3A圖與第3B圖，第3B圖為第3A圖的 俯視圖。。 在沉積保護層之後，定義保護層15G使其覆蓋於第二 掃描線142、苐一讯號線144、源極}48和沒極149之上。 之後，形成透明導電層，再定義透明導電層，以在畫素區 域上形成晝素電極171，晝素電極171是經由接點181與電 晶體的沒極149相接。 在如述定義保護層的步驟中，因為在電容介電層上無 上電極，故可繼續往下蝕刻以去除電容線116上之半導體 層130，只留下介電層12〇。因此在第3A圖中，儲存電容 益是由電容線116、介電層丨2〇與晝素電極ι71所構成，其 分別為儲存電容器之下電極、介電層與上電極。相較於實 施例一中，儲存電容器之介電層是由介電層和半導體層兩 者構成，在本實施例中，儲存電容器之介電層僅由介電層 11 1299573 稱成，囚此 容器整體的儲存電容量因而可以增加 因為在這個實施例之畫素區域中，_ 進一步省略掉平土曰 層，使得光通過畫素區域時，僅需經過基板和透― 不僅光所需經過的薄膜層數減少，所需經過的界面曰 少了，故可以進一步降低光在通過界面的損耗量。减 實施例三

因為透明導電層本身有導體的性質，故實施例二中之 第二金屬層與透明導電層，可以僅由透明導電層來代替 之。因此，在實施例三中，除了省略平坦層之外，還省略 了弟-金屬層。在這個實施例中，透明導電層除了可做為 畫素電極之外，還兼做為導線。因為，省略了平括層和第 二金屬層，故製程所需的光罩數可減少，製程的成本也可 望降低。在實施例三中’從第一金屬層的沈積至定義半導 體層和介電層的製程步驟與實施例—的製程步驟相同，故 在此不再贊述。 請同時參考第4A圖與第4B圖，第4B圖為第4A圖的 俯視圖。。在沉積一層透明導電層之後，定義透明導電層， 以在第一知描線112上形成第二掃描線M2,在第一訊號線 114上形成第二訊號線144，在通道層…兩側形成源極w ♦汲極149’以及在晝素區域形成畫素電極i7i。其中，位 於電容介電層136上之畫素電極m可兼做為儲存電容器 之上電極。 12 1299573 之後，沉積一層保護層，再定義保護層丨5〇，使其覆蓋 在弟一知描線142、第二訊號線144、源極148和汲極149 之上，以保護上述之導線與電極。 由上述本發明較佳實施例可知，應用本發明具有下列 優點。 (1) 可降低知描線和訊號線的阻抗，以降低電阻電容 延遲對畫素品質的影響。 (2) 可增加晝素區域的透光率，以增加顯示器的亮 度。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 ^為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例 能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下： 第1A-1E圖係繪示依照本發明一較佳實施例液晶顯示 器陣列基板的製造流程剖面示意圖。 抑第2Α-2Γ)圖係繪不依照本發明一較佳實施例液晶顯示 器陣列基板的製造流程俯視示意圖。 第圖係繪不依照本發明另一較佳實施例液晶顯示 器陣列基板的製造流程剖面示意圖。 第3Β目係、縿不依照本發明另一較佳實施例液晶顯示 13 1299573 器陣列基板的掃描線俯視示意圖。 第4A圖係繪示依照本發明又一較佳實施例液晶顯示 器陣列基板的製造流程剖面示意圖。 第4B圖係繪示依照本發明又一較佳實施例液晶顯示 器陣列基板的掃描線俯視示意圖。 【主要元件符號說明】 112 :第一掃描線 114 :第一訊號線 116 :電容線 118 :閘極 Π9 :交叉區域 120 :介電層 130 :半導體層 13 4 ·成就絕緣層 136 :電容介電層 138 :通道層 139 :開口 142 :第二掃描線 144 :第二訊號線 146 :電容之上電極 147 :連接線 148 :源極 149 :汲極 1299573 150 :保護層 16 0 :平坦層 171 :畫素電極 181 :接點

Claims (1)

1299573 十、申請專利範圍： 1· 一種液晶顯示器陣列基板之製造方法，包含： 开> 成一圖案化第一金屬層於一基板上，以分別形成至 少一第一導線、至少二第二導線及至少一閘極，該第一導 • 線具有至少一交叉區域且與該閘極電性相連，該些第二導 線分別垂直排列於該第一導線之該交叉區域之兩側； 依序形成並圖案化一介電層及一半導體層於該些第二 導線、該交叉區域與該閘極上方，其中位於該第二導線上 馨 之°亥’丨電層與5亥半導體層具有一第一開口以曝露出該第二 導線，位於該閘極上方之該半導體層作為通道層之用； 形成一圖案化第二金屬層於該基板上，以分別形成至 少二第三導線來覆蓋位於該交叉區域兩側之該第一導線以 - 形成一掃描線，形成一第四導線來覆蓋位於該些第二導線 與該交叉區域上之該半導體層以形成一訊號線，以及形成 至少一源極及至少一汲極於該通道層上之兩側以形成至少 —薄膜電晶體，其中該些第三導線與該第四導線沒有相接； 形成一圖案化保護層以覆蓋於該薄膜電晶體、該掃描 線與該訊號線之上；以及 形成至少一畫素電極於該基板上方，該晝素電極與該 薄膜電晶體電性相接。 2·如申請專利範圍第“員所述之顯示器陣列基板之製 造方法，其中該半導體層包括一非晶 摻雜非晶矽層。 ，、之 16 1299573 、3·如中請專利範圍帛i項所述之顯示时列基板 造方法，還包含： —=成：圖案化第一金屬層更包含形成與該第一導線平 亍之電谷線，該電容線與該閘極位於該第一導線之 且不與該第二導線相連； /成為；I電層於該電容線上作為一電 · 形成該畫素電極於該電容介電層之上作為=電二及

、生4·如中睛專利範圍帛工項所述之顯示器陣列基板之製 w方去，在形成圖案化之該保護層及形成該書 間’還包含形成圖案化之-平坦層於該基板上= 、5.如巾睛專利範圍第4項所述之顯示器陣列基板之 造方法，還包含： i —2成該圖案化第一金屬層更包含形成與該第一導線平 行之一電容線，該電容線與該閘極位於該第—導線之 且不與该第二導線相連； 人形成該介電層與該半導體層於該電容線上作為一電容 介電層；以及 谷 形成該圖案化第二金屬層於該電容介電層之上作為— =極’該上電極與該晝素電極電性相接，其中該平_ 具有一第二開口以暴露出該上電極。 曰 6. —種液晶顯示器陣列基板之製造方法，包含： 17 •1299573 形成一圖案化第_金屬層於一基板上，以分別形成至 少一第一導線、至少二第二導線及至少一閘極，該第一導 線具有至少一交叉區域且與該閘極電性相連，該些第二導 線分別垂直排列於該第一導線之該交叉區域之兩側； 依序形成並圖案化一介電層及一半導體層於該些第二 導線、該交叉區域與該閘極上方，其中位於該第二導線上 之該介電層與該半導體層具有一第一開口以曝露出該第二 導線，位於該閘極上方之該半導體層作為通道層之用； 形成一圖案化透明導電層於該基板上，以分別形成至 少二第三導線來覆蓋位於該交叉區域兩側之該第一導線以 形成一掃描線，形成一第四導線來覆蓋位於該些第二導線 與該交叉區域上之該半導體層以形成一訊號線，形成至少 一源極及至少一汲極於該通道層上之兩側以形成至少一薄 膜電晶體，以及形成至少一晝素電極於該掃描線與該訊號 線之間，其中該些第三導線與該第四導線沒有相接；以及 形成一圖案化保護層以覆蓋於該薄膜電晶體、該掃描 線與該訊號線之上。 7.如申請專利範圍第6項所述之顯示器陣列基板之製 造方法，其中該半導體層包括一非晶矽層與位於其上之一 換雜非晶；^層。 、8·如中請專利範圍第6項所述之顯示器陣列基板之製 造方法，還包含： 18 •1299573 形成該第一金屬層更包含形成與該第一導線平行之一 電容線，該電容線與該閘極位於該第一導線之同側且不與 該第二導線相連； 形成該介電層於該電容線上作為一電容介電層；以及 形成該圖案化之該透明導電層於該電容介電層上作為 一上電極，該上電極與該晝素電極電性相接。

9· 一種液晶顯示器陣列基板，包含： 至少一第一導線於一基板上，該第一導線具有至少一 交叉區域； 至少二第二導線於該基板上，該些第二導線分別垂直 排列於該第一導線之該交叉區域之兩側； 至少一訊號絕緣層，位於該些第二導線與該交叉區域 之上其中位於該些第二導線上之該訊號絕緣，層具有至少 一第一開口，以暴露出該些第二導線； 至 >、一第二導線’覆蓋該交叉區域兩側之該一 以複合成一掃描線； 少一第四導線，覆蓋該訊號絕緣層與該第一開口以 複合成一訊號線，該些第三導線與該第四導線沒有相接； 至少一電晶體，該電晶體之一源極與該第四導線電性 相連，該電晶體之一閘極與該第一導線電性相連；以及 至少一晝素電極，該畫素電極與該電晶體之一 性相接。 位電 1299573 10.如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示器陣列基 板，還包含： 一電容線，位於該基板上，與該第一導線平行，與該 電晶體位於該第一導線之同側且不與該第二導線相連； 一電容介電層，位於該電容線上；以及 一上電極，位於該電容介電層上，與該電晶體的該汲 極及該晝素電極電性相接。 11·如申請專利範圍第10項所述之液晶顯示器陣列 基板’更包含： 圖案化之一平坦層，位於該基板之上，該平坦層具有 一第二開口以暴露出該上電極。 12·如申請專利範圍第10項所述之液晶顯示器陣列 基板，其中該電容介電層包含一介電層和一半導體層。 13·如申請專利範圍第1〇項所述之液晶顯示器陣列 基板，其中該電容介電層包含一介電層。 14. 如申請專利範圍第1〇項所述之液晶顯示器陣列 基板，其中該上電極的材質為透明導電材料。 15. 如申請專利範圍第1〇項所述之液晶顯示器陣列 基板’其中該上電極的材質為金屬。 20 1299573 16·如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示器陣列基 板’其中該第一導線和該第二導線的材質為金屬。 17 ·如申请專利範圍第9項所述之液晶顯示器陣列基 板，其中該第三導線和該第四導線和該電晶體的源極和汲 極的材質為金屬。 18·如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示器陣列基 板，其中該些第三導線、該第四導線和該電晶體的源極和 汲極的材質為透明導電材料。 19·如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示器陣列基 板更包s —保護層，位於該些第三導線、該第四導線和 該電晶體上。

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