TWI557486B - 薄膜電晶體基板、其製作方法及顯示面板 - Google Patents

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Description

薄膜電晶體基板、其製作方法及顯示面板
本發明涉及一種薄膜電晶體基板、其製作方法及具有此薄膜電晶體基板的顯示面板。
顯示器現已廣泛應用於各個顯示領域，如家庭、公共場所、辦公場所及個人電子相關產品等，隨著顯示器應用的越來越廣泛，人們對顯示器的要求已經偏向越來越輕薄、清晰度越來越高的方向發展。目前，液晶顯示裝置已經從製作簡單、成本低廉但視角較小的扭曲向列(Twisted Nematic，TN)型液晶顯示器，發展到多維電場(Advanced Super Dimension Switch，AD-SDS，簡稱ADS)型液晶顯示裝置，以及基於ADS模式提出的高開口率的HADS型液晶顯示裝置，無論哪一種液晶顯示裝置，其液晶顯示面板的製作工藝係單獨製造薄膜電晶體陣列基板和彩色濾光片基板，然後再將薄膜電晶體陣列基板和彩色濾光片基板進行對位、成盒(Cell)。
由於薄膜電晶體陣列基板及彩色濾光片基板係分別獨立製作再對位成盒在一起的，所以至少會有兩個基板的厚度，同時兩基板對位時又存在對位偏差，對位偏差又會導致漏光、透過率降低等不良；而且，隨著終端產品解析度增加，當中小尺寸產品解析度提 升至500ppi甚至更高的時候，使用現有技術很難使彩色濾光片上的接觸孔的尺寸達到小於5um甚至更小的需求。
有鑑於此，有必要提供一種薄膜電晶體基板的製作方法、由此方法製作的薄膜電晶體及具有此薄膜電晶體基板的顯示面板。
一種薄膜電晶體基板的製作方法：提供一基底，於該基底上形成多個薄膜電晶體；於該薄膜電晶體上形成第一光阻層；圖案化該第一光阻層，於對應該薄膜電晶體的漏極的位置得到間隔物，每個該間隔物之間具有間隙；於該間隙內形成一彩色濾光層，該彩色濾光層覆蓋該薄膜電晶體；對該間隔物及該彩色濾光層同時進行曝光顯影，去除該間隔物，以得到暴露出該漏極的接觸孔；於該彩色濾光層上形成畫素電極，該畫素電極藉由該接觸孔與該薄膜電晶體的漏極電性連接。
一種薄膜電晶體基板，該薄膜電晶體基板採用上述的製作方法制得。
一種顯示面板，其包括薄膜電晶體基板、與該薄膜電晶體基板相對設置的對向基板及夾設於該薄膜電晶體基板與該對向基板之間的液晶層，該顯示面板採用上述方法製作的薄膜電晶體基板。
與現有技術相比較，本發明的薄膜電晶體基板、其製作方法及具有此薄膜電晶體基板的顯示面板，將彩色濾光層製作於薄膜電晶體基板上，並利用正型光阻搭配負型光阻同時使用，以制得具有小尺寸接觸孔的彩色濾光層，在有效降低顯示面板厚度，減少由於對位偏差導致的漏光、透過率降低等不良的同時，增加顯示面板的解析度，提高顯示面板的顯示效果。
11、21‧‧‧薄膜電晶體基板
110、210‧‧‧第一基底
111、211‧‧‧薄膜電晶體
30‧‧‧第一光阻層
1113‧‧‧漏極
31‧‧‧間隔物
32‧‧‧間隙
R‧‧‧紅色光阻單元
40‧‧‧紅色光阻層
1121‧‧‧接觸孔
G‧‧‧綠色光阻單元
50‧‧‧綠色光阻層
B‧‧‧藍色光阻單元
112、212‧‧‧彩色濾光層
113、213‧‧‧畫素電極
114、214‧‧‧絕緣層
10、20‧‧‧顯示面板
12、22‧‧‧對向基板
13、23‧‧‧液晶層
121、221‧‧‧黑矩陣
1110‧‧‧柵極
1111‧‧‧柵極絕緣層
1112‧‧‧源極
1114‧‧‧通道層
120、220‧‧‧第二基底
122、222‧‧‧平坦層
123、223‧‧‧公共電極層
圖1到圖10為本發明一較佳實施方式所示的薄膜電晶體基板的製作方法各步流程的剖視圖。
圖11為本發明的第一實施方式的顯示面板的剖面示意圖。
圖12為本發明的第二實施方式的顯示面板的剖面示意圖。
請同時參閱圖1至9，其為本發明一較佳實施方式的薄膜電晶體基板11的製作方法各步流程的剖視圖。該方法包括如下步驟：
步驟S01，如圖1所示提供第一基底110，並於該第一基底110上形成多個薄膜電晶體111。
步驟S02，如圖2所示，於該第一基底110及該薄膜電晶體111上形成第一光阻層30，且該第一光阻層30覆蓋多個該薄膜電晶體111。本實施方式中，該第一光阻層30採用正型光阻。
步驟S03，如圖3所示，圖案化該第一光阻層30，於對應該薄膜電晶體111的漏極1113上方的位置形成間隔物31。相鄰的間隔物31之間具有間隙32。本實施方式中，該間隔物31為一倒梯形，該間隔物31遠離該基底一端的寬度大於該間隔物31靠近該基底一端的 寬度，該間隔物的寬度優選為3-5微米，高度優選為5-10微米。
步驟S04，在該薄膜電晶體111上形成紅色光阻單元R。如圖4所示，形成一層紅色光阻層40於該薄膜電晶體111上，該紅色光阻層40覆蓋該薄膜電晶體111，如圖5所示，對該紅色光阻層40進行曝光顯影，圖案化該紅色光阻層40得到紅色光阻單元R，並同時去除位於該紅色光阻單元R中的該間隔物31，以得到具有接觸孔1121的紅色光阻單元R。具體的，於該間隙32中填滿紅色光阻，形成紅色光阻層40，對該紅色光阻層40進行曝光顯影，圖案化該紅色光阻層40得到該紅色光阻單元R，在對該紅色光阻層40進行圖案化曝光顯影得到該紅色光阻單元R的同時，位於該紅色光阻單元R內的間隔物31也得到曝光顯影被除去，所以會得到具有接觸孔1121的紅色光阻單元R。本實施方式中，該紅色光阻採用負型光阻。
步驟S05，在該薄膜電晶體111上形成綠色光阻單元G。如圖6所示，形成一層綠色光阻層50於該第一基底110上，該綠色光阻層50覆蓋該薄膜電晶體111，如圖7所示，對該綠色光阻層50進行曝光顯影，圖案化該綠色光阻層50的同時去除位於該綠色光阻單元G中的該間隔物31，以得到具有該接觸孔1121的綠色光阻單元G。具體的，將未填充紅色光阻單元R的該間隙32中填滿綠色光阻，形成綠色光阻層50，然後對該綠色光阻層50進行曝光顯影，圖案化該綠色光阻層50得到該綠色光阻單元G，在對該綠色光阻層50進行圖案化曝光顯影得到該綠色光阻單元G的同時，位於綠色光阻單元G內的間隔物31也得到曝光顯影被除去，所以會得到具有接觸孔1121的綠色光阻單元G。本實施方式中，該綠色光阻採用 負型光阻。
步驟S06，在該薄膜電晶體111上形成藍色光阻單元B，該紅色光阻單元R、該綠色光阻單元G及該藍色光阻單元B共同構成一彩色濾光層112。本實施方式中，以RGB型彩色濾光層為例進行說明，在其他實施方式中，也可為RGBW型彩色濾光層。具體的，向未填充任何光阻的該間隙32內填充藍色光阻，即可得到如圖8所示的藍色光阻單元B，接著對該藍色光阻單元B進行曝光顯影，去除位於該藍色光阻單元B中的該間隔物31，得到如圖9所示的，具有接觸孔1121的該藍色光阻單元B。該紅色光阻單元R、該綠色光阻單元G及該藍色光阻單元B共同構成具有接觸孔1121的該彩色濾光層112，該彩色濾光層112還作為該薄膜電晶體111的鈍化層。本實施方式中，該接觸孔1121的形狀與該間隔物31的形狀相同，為一倒梯形，且該接觸孔1121遠離該基底一端的寬度大於該接觸孔1121靠近該基底一端的寬度。該接觸孔1121的寬度優選為3-5微米，即該接觸孔1121遠離該第一基底110的一端的寬度不大於5微米，該接觸孔1121靠近該第一基底110的一端的寬度不小於3微米。該接觸孔1121遠離該第一基底110的一端的寬度優選為5微米，該接觸孔1121靠近該第一基底110的一端的寬度優選為3微米，該但並不局限於此，在其他實施方式中，可根據顯示面板的解析度需求製作相應尺寸的接觸孔。本實施方式中，該接觸孔1121形成於每一該紅色光阻單元R、該綠色光阻單元G及該藍色光阻單元B內，該藍色光阻單元B與該紅色光阻單元R及該綠色光阻單元G一樣，均採用負型光阻，所以，該彩色濾光層112也為負型光阻。
步驟S07，如圖10所示，於具有該接觸孔1121的彩色濾光層112上 形成畫素電極113及絕緣層114，該畫素電極113藉由該接觸孔1121與該薄膜電晶體111的漏極1113電性連接，該畫素電極113位於該彩色濾光層112與該絕緣層114之間。本實施方式中，該絕緣層114的材質主要為高分子矽氧化合物，如倍半矽氧烷(Silsesquioxane)、矽氧烷(Siloxanes)等，該絕緣層114的厚度優選為0.5-2.0微米。
該薄膜電晶體的製作方法使用可接受兩次曝光顯影制程的正型光阻搭配負型光阻，先用正型光阻藉由曝光顯影製作倒梯形形狀的間隔物，再用負型光阻製作RGB彩色光阻單元，同時進行全面性曝光，去除間隔物，可以使製作的彩色濾光層具有小尺寸的接觸孔，避免了傳統彩色濾光層使用單一負型光阻或正型光阻無法藉由單一的曝光顯影技術製作得到小尺寸接觸孔，進一步的增加使用該薄膜電晶體基板的顯示面板的解析度，提高顯示面板的顯示效果，同時將彩色濾光層製作與薄膜電晶體基板上，並利用高分子矽氧化合物製作絕緣層，不僅可以有效減小薄膜電晶體基板的厚度及使用該薄膜電晶體基板的顯示面板的厚度。
請參閱圖11，圖11為本發明一較佳實施方式的顯示面板10的剖面圖。該顯示面板10包括薄膜電晶體基板11、與該薄膜電晶體基板11相對設置之對向基板12及夾於該薄膜電晶體基板11與該對向基板12之間的液晶層13。
該薄膜電晶體基板11包括第一基底110、薄膜電晶體111、彩色濾光層112、畫素電極113及絕緣層114，該薄膜電晶體111設置於該第一基底110上，該彩色濾光層112覆蓋該薄膜電晶體111，該畫素電極113設置於該彩色濾光層112上並與該薄膜電晶體111電性 連接，該絕緣層114覆蓋該彩色濾光層112及該畫素電極113。本實施方式中，該彩色濾光層112作為該薄膜電晶體111的鈍化層，該彩色濾光層112還作為該顯示面板10的彩色濾光片的一部分。本實施方式中，該薄膜電晶體基板11使用圖1到圖10所示的製作方法製作的薄膜電晶體基板。
本實施方式中，該對向基板12還包括黑矩陣121，該黑矩陣121與該彩色濾光層112共同構成該液晶顯示面板10的彩色濾光片。本實施方式中，該畫素電極113作為產生用以驅動該液晶層13旋轉的電場的電極之一。本實施方式中，該第一基底110可以為透光(如玻璃、石英、或類似物)或不透光(如晶片、陶瓷、或類似物)的剛性無機材質，亦可為塑膠、橡膠、聚酯、或聚碳酸酯等可撓性有機材質。本實施方式中，該絕緣層114的材質為高分子矽氧化合物，如倍半矽氧烷(Silsesquioxane)、矽氧烷(Siloxanes)等，該絕緣層114的厚度優選為0.5-2.0微米。
具體地，該薄膜電晶體111包括柵極1110、柵極絕緣層1111、源極1112、漏極1113及通道層1114。該柵極1110設置於該第一基底110上，該柵極絕緣層1111覆蓋該柵極1110及該第一基底110，該通道層1114設置該柵極絕緣層1111上並對應位於該柵極1110的上方，該源極1112與該漏極1113彼此相對設置於該通道層1114及該柵極絕緣層1111上。本實施方式中，該薄膜電晶體111可以為低溫多晶矽薄膜電晶體，但並不局限於此，在其他實施方式中，該薄膜電晶體111也可以為其他類型的薄膜電晶體。
該彩色濾光層112包括依序間隔設置的紅色光阻單元R、綠色光阻單元G及藍色光阻單元B，每一該紅色光阻單元R、該綠色光阻單 元G及該藍色光阻單元B包括接觸孔1121，每一該接觸孔1121貫穿每一該紅色光阻單元R、該綠色光阻單元G及該藍色光阻單元B直至暴漏出該漏極1113，該畫素電極113藉由該接觸孔1121與該漏極1113電連接。本實施方式中，該畫素電極113為透明導電材料，如氧化銦錫(Indium tin oxide，ITO)等。為避免該畫素電極113發生斷裂的問題，該接觸孔1121的形狀為一倒梯形，該接觸孔1121遠離該第一基底110的一端的寬度大於該接觸孔1121靠近該第一基底110的一端的寬度。該接觸孔1121的寬度優選為3-5微米，即該接觸孔1121遠離該第一基底110的一端的寬度不大於5微米，該接觸孔1121靠近該第一基底110的一端的寬度不小於3微米。本實施方式中，該接觸孔1121遠離該第一基底110的一端的寬度優選為5微米，該接觸孔1121靠近該第一基底110的一端的寬度優選為3微米，該但並不局限於此，在其他實施方式中，可根據顯示面板的解析度需要製作相應尺寸的接觸孔。
進一步的，該對向基板12還包括第二基底120、平坦層122及公共電極層123，該黑矩陣121設置於該第二基底120靠近該液晶層13的一側，該平坦層122位於該黑矩陣121與該第二基底120的一側，該公共電極層123設置於該第二基底120與該黑矩陣131之間。本實施方式中，該公共電極層123作為產生用以驅動該液晶層13旋轉的電場的電極之一，與該畫素電極113共同作用以產生用於驅動該液晶層13在平面內旋轉的電場。本實施方式中，該第二基底120可選用與該第一基底110相同的材質，也可選用與該第一基底110不同的材質。本實施方式中，該公共電極層123可以選用與該畫素電極113相同材質的透明導電材料，如氧化銦錫(Indium tin oxide，ITO)等，也可選用與該畫素電極113不同材質的透 明導電材料。
相較於現有技術，本實施方式的顯示面板10，採用前述薄膜電晶體基板的製作方法製作的薄膜電晶體，具有小尺寸的接觸孔的同時，採用COA技術，將彩色濾光層製作與薄膜電晶體基板上，不僅提高了顯示面板的解析度，降低了顯示面板的厚度，還減少了由於對位偏差導致的漏光、透過率降低等不良。
請參閱圖12，圖12為本發明第二實施方式所提供的顯示面板20的剖面圖。該顯示面板20包括薄膜電晶體基板21、與該薄膜電晶體基板21相對設置的對向基板22及夾設於該薄膜電晶體基板21與該對向基板22之間的液晶層23。
該薄膜電晶體基板21包括第一基底210、薄膜電晶體211、彩色濾光層212、畫素電極213及絕緣層214，該薄膜電晶體211設置於該第一基底210上，該彩色濾光層212覆蓋該薄膜電晶體211，該畫素電極213設置於該彩色濾光層212上並與該薄膜電晶體211電性連接，該絕緣層214覆蓋該彩色濾光層212及該畫素電極213。本實施方式中，該畫素電極213作為產生用以驅動該液晶層23旋轉的電場的電極之一。本實施方式中，該第一基底210可以為透光(如玻璃、石英、或類似物)或不透光(如晶片、陶瓷、或類似物)的剛性無機材質，亦可為塑膠、橡膠、聚酯、或聚碳酸酯等可撓性有機材質。本實施方式中，該絕緣層214的材質為高分子矽氧化合物，如倍半矽氧烷(Silsesquioxane)、矽氧烷(Siloxanes)等，該絕緣層214的厚度優選為0.5-2.0微米。本實施方式中，該薄膜電晶體基板21與本發明的顯示面板10的薄膜電晶體基板11相同，使用圖1到圖10所示的製作方法製作的薄膜電晶體基板，於 此不再贅述。
進一步的，該顯示面板20還包括黑矩陣221及平坦層222，該黑矩陣221設置於該絕緣層214上，並對應設置於該薄膜電晶體211上方，該黑矩陣221與該彩色濾光層212共同構成該顯示面板20的彩色濾光片，該平坦層222覆蓋該黑矩陣221及該絕緣層214。
該對向基板22包括第二基底220及公共電極層223，該公共電極層223位於該第二基底220靠近該液晶層23的一側。本實施方式中，該公共電極層223作為產生用以驅動該液晶層23旋轉的電場的電極之一，與該畫素電極213共同作用以產生用於驅動該液晶層23在平面內旋轉的電場。本實施方式中，該第二基底220可選用與該第一基底210相同的材質，也可選用與該第一基底210不同的材質。本實施方式中，該公共電極層223可以選用與該畫素電極213相同材質的透明導電材料，如氧化銦錫(Indium tin oxide，ITO)等，也可選用與該畫素電極213不同材質的透明導電材料。
相較於現有技術，本實施方式的顯示面板10，採用前述薄膜電晶體基板的製作方法製作的薄膜電晶體，具有小尺寸的接觸孔的同時，採用COA技術，將彩色濾光層製作與薄膜電晶體基板上，不僅提高了顯示面板的解析度，降低了顯示面板的厚度，還減少了由於對位偏差導致的漏光、透過率降低等不良。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施例為限，該舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
11‧‧‧薄膜電晶體基板
110‧‧‧第一基底
111‧‧‧薄膜電晶體
1113‧‧‧漏極
R‧‧‧紅色光阻單元
1121‧‧‧接觸孔
G‧‧‧綠色光阻單元
B‧‧‧藍色光阻單元
112‧‧‧彩色濾光層
113‧‧‧畫素電極
114‧‧‧絕緣層

Claims (12)

  1. 一種薄膜電晶體基板的製作方法：提供基底，於該基底上形成多個薄膜電晶體；於該薄膜電晶體上形成第一光阻層，該第一光阻層為正型光阻；圖案化該第一光阻層，於對應多個該薄膜電晶體的漏極的位置得到多個間隔物，每個該間隔物之間具有間隙；於該間隙形成彩色濾光層，該彩色濾光層覆蓋該薄膜電晶體，該彩色濾光層為負型光阻；形成該彩色濾光層的同時，對該間隔物及該彩色濾光層同時進行曝光顯影，去除該間隔物，以得到暴露出部分漏極的接觸孔；於該彩色濾光層上形成畫素電極，該畫素電極藉由該接觸孔與該薄膜電晶體的漏極電性連接。
  2. 如請求項第1項所述的薄膜電晶體基板的製作方法，其中，該彩色濾光層包括紅色光阻單元、綠色光阻單元及藍色光阻單元，該彩色濾光層同時作為該薄膜電晶體基板的鈍化層。
  3. 如請求項2所述的薄膜電晶體基板的製作方法，該接觸孔形成於每一該紅色光阻單元、該綠色光阻單元及該藍色光阻單元內。
  4. 如請求項第1項所述的薄膜電晶體基板的製作方法，其中，形成該畫素電極後，再形成一平坦層，該平坦層覆蓋該彩色濾光層及該畫素電極，該平坦層的材質為高分子矽氧化合物。
  5. 如請求項4所述的薄膜電晶體基板的製作方法，其中，該平坦層的厚度為0.5-2微米。
  6. 如請求項第1項所述的薄膜電晶體基板的製作方法，其中，該間隔物為一 倒梯形，該間隔物遠離該基底一端的寬度大於該間隔物靠近該基底一端的寬度，該間隔物的寬度為3-5微米，該間隔物的高度為5-10微米。
  7. 如請求項第1項所述的薄膜電晶體基板的製作方法，其中，該接觸孔的形狀與該間隔物的形狀相同。
  8. 一種薄膜電晶體基板，其中，該薄膜電晶體基板採用請求項1-7項任一項所述的製作方法制得。
  9. 一種顯示面板，其包括薄膜電晶體基板、與該薄膜電晶體基板相對設置的對向基板及夾設於該薄膜電晶體基板與該對向基板之間的液晶層，其中，該薄膜電晶體基板採用請求項第1-7項所述的製作方法製作的薄膜電晶體基板。
  10. 如請求項第1項所述的顯示面板，其中，該顯示面板包括黑矩陣，該黑矩陣與該薄膜電晶體基板上的彩色濾光層共同構成該顯示面板的彩色濾光片。
  11. 如請求項第10項所述的顯示面板，其中，該黑矩陣位於該對向基板靠近該液晶層的一側。
  12. 如請求項第10項所述的顯示面板，其中，該黑矩陣位於該薄膜電晶體基板靠近該液晶層的一側。
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