薄膜晶體管基板、顯示面板及顯示裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明是有關(guān)于一種薄膜晶體管基板、顯示面板及顯示裝置，特別是關(guān)于一種采用上柵極式(top-gate)的薄膜晶體管基板、顯示面板及顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]隨著顯示技術(shù)的快速發(fā)展，不論面板尺寸大小，高分辨率的顯示器以逐漸成為市場(chǎng)主流，其能夠處理數(shù)字信號(hào)，并顯示更多的畫面細(xì)節(jié)。液晶顯示器(Liquid crystaldisplay，IXD)由于具有低耗電、厚度薄、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，適用于此類高分辨率的產(chǎn)品中。
[0004]一般的薄膜晶體管(Thin film transistor, TFT)液晶顯示器利用TFT對(duì)像素電極進(jìn)行充放電，改變對(duì)應(yīng)于像素電極的液晶分子的透光率。在現(xiàn)行液晶顯示器設(shè)計(jì)中，常見(jiàn)的多晶硅薄膜晶體管的設(shè)計(jì)多采用下柵極(bottom gate)的晶體管設(shè)計(jì)，但在制作下柵極薄膜晶體管時(shí)，因制作通道層過(guò)程中會(huì)有高低落差，導(dǎo)致下柵極薄膜晶體管元件效能較差；而為了實(shí)現(xiàn)高分辨率液晶顯示器，因此需要在顯示區(qū)域中設(shè)計(jì)存儲(chǔ)電容(storagecapacitance, Cst),以保持穩(wěn)定電壓值防止畫面閃爍(flicker)。然而,運(yùn)用于高分辨率液晶顯示器的設(shè)計(jì)采用下柵極(bottom gate)的晶體管以及存儲(chǔ)電容電極位于像素區(qū)域中的設(shè)計(jì)，會(huì)使得在制作工藝上晶體管效能不佳，且又會(huì)降低顯示器的開(kāi)口率。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于一種薄膜晶體管基板及應(yīng)用其的顯示面板與顯示裝置，薄膜晶體管基板的像素結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可達(dá)成高分辨率成像，并在平行于柵極的走線處具有額外的存儲(chǔ)電容。
[0006]為達(dá)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出一種薄膜晶體管基板。薄膜晶體管基板包括底板、第一金屬層、第一絕緣層、通道層、第二絕緣層及柵極層。第一金屬層設(shè)置于底板之上，且包括互相分開(kāi)的第一部分及第二部分。第一絕緣層設(shè)置于第一金屬層之上。通道層設(shè)置于第一絕緣層之上。第二絕緣層設(shè)置于通道層之上。柵極層設(shè)置于第二絕緣層之上。其中，第一金屬層的第一部分及第二部分分別與通道層部分重疊。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種顯示面板。顯示面板包括上述的薄膜晶體管基板、對(duì)向基板及液晶層。對(duì)向基板相對(duì)于薄膜晶體管基板設(shè)置。液晶層位于薄膜晶體管基板及對(duì)向基板之間。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提出一種顯示裝置。顯示裝置包括上述的顯示面板及背光模塊。背光模塊設(shè)置于顯示面板鄰近薄膜晶體管基板的一側(cè)。
[0009]為了對(duì)本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下:
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1繪示依照本發(fā)明一實(shí)施例的顯示裝置的示意圖。
[0011]圖2A繪示依照本發(fā)明一實(shí)施例的薄膜晶體管基板中，部分像素結(jié)構(gòu)的上視圖。
[0012]圖2B繪示圖2A的薄膜晶體管基板沿虛線A-A’的剖面圖。
[0013]圖3A繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的顯示面板。
[0014]圖3B繪示依照本發(fā)明又一實(shí)施例的顯示面板。
[0015]圖3C繪示依照本發(fā)明再一實(shí)施例的顯示面板。
[0016]符號(hào)說(shuō)明
[0017]1:顯示裝置
[0018]2、3、4:顯示面板
[0019]10:薄膜晶體管基板
[0020]100:底板
[0021]110:第一金屬層
[0022]111:第一部分
[0023]112:第二部分
[0024]120:第一絕緣層
[0025]130:通道層
[0026]130A、130B:通道區(qū)
[0027]140:第二絕緣層
[0028]150:柵極層
[0029]160:第三絕緣層
[0030]170:第二金屬層
[0031]180:平坦層
[0032]190:薄膜晶體管元件
[0033]20:液晶層
[0034]30:對(duì)向基板
[0035]310、410:共用電極層
[0036]220、320、420:像素電極
[0037]330、430:層間絕緣層
[0038]40:背光模塊
[0039]50:彩色濾光層
[0040]51:黑矩陣區(qū)
[0041]Vl:第一接觸孔
[0042]V2:第二接觸孔
[0043]Cst:存儲(chǔ)電容
【具體實(shí)施方式】
[0044]以下參照所附圖式詳細(xì)敘述本發(fā)明的實(shí)施例。圖式中相同的標(biāo)號(hào)用以標(biāo)示相同或類似的部分。需特別注意的是，圖式已經(jīng)簡(jiǎn)化以利清楚說(shuō)明實(shí)施例的內(nèi)容，且圖式上的尺寸比例并非按照實(shí)際產(chǎn)品等比例繪制，因此并非作為限縮本發(fā)明保護(hù)范圍之用。
[0045]請(qǐng)參照?qǐng)D1，其繪示依照本發(fā)明一實(shí)施例的顯示裝置。顯示裝置I包括顯示面板2及背光模塊40。顯示面板2為液晶顯示面板，薄膜晶體管基板10、液晶層20以及對(duì)向基板30組成。液晶層20位于薄膜晶體管基板10及對(duì)向基板30之間，可受電壓驅(qū)動(dòng)而改變其透光率。對(duì)向基板30相對(duì)于薄膜晶體管基板10設(shè)計(jì)，例如是彩色濾光片基板，使顯示面板2能夠顯示彩色。
[0046]薄膜晶體管基板10為顯示面板2的主要元件，其上具有多個(gè)像素結(jié)構(gòu)，每個(gè)像素結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)一個(gè)像素。在單位面積能夠呈現(xiàn)的像素?cái)?shù)量，便為顯示器的分辨率(resolut1n)，以PPI (每英吋的像素?cái)?shù)量Pixel Per Inch)為單位。
[0047]圖2A及圖2B繪示依照本發(fā)明一實(shí)施例的薄膜晶體管基板10的像素結(jié)構(gòu)，其中圖2A為上視圖，圖2B為沿著圖2A的虛線A-A’的剖面圖。如圖2B所示，薄膜晶體管基板10包括底板100、第一金屬層110、第一絕緣層120、通道層130、第二絕緣層140、柵極層150、第三絕緣層160、第二金屬層170、平坦層180以及像素電極220。
[0048]請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D2A及圖2B，底板100為透明基板，其上形成有第一金屬層110。第一金屬層110被圖案化成兩個(gè)分開(kāi)的部分，分別為第一部分111及第二部分112。第一部分111的第一金屬層110作為金屬遮光層，阻擋背光模塊(圖1元件40)發(fā)出的光照射到晶體管元件(于后詳述)，避免其電性改變(例如光漏電)。第二部分112的第一金屬層110則可形成外加的存儲(chǔ)電容(亦于后詳述)，增加薄膜晶體管基板10的穩(wěn)定性。
[0049]如圖2A及圖2B所示，第一絕緣層120設(shè)置并覆蓋整個(gè)第一金屬層110，通道層130則設(shè)置在第一絕緣層120之上。也就是說(shuō)，第一絕緣層120分隔第一金屬層110及通道層130。本例中的第一絕緣層120為3層的多層結(jié)構(gòu)，但實(shí)際應(yīng)用上亦可為單層或更多層的設(shè)計(jì)，并不做為限制。請(qǐng)參照?qǐng)D2A，通道層130以U形排列在薄膜晶體管基板10上。這樣的排列方式可減少開(kāi)口率的損失使得排列較為緊密，單位面積上可放入較多的像素，因此能夠制作高分辨率的顯示面板。一實(shí)施例中，U形的電路設(shè)計(jì)可達(dá)到至少538PPI的分辨率。相較于另一種L形的電路設(shè)計(jì)最高僅能達(dá)到500PPI的分辨率，L形較難實(shí)現(xiàn)于高于538PPI的分辨率，故本實(shí)施例的薄膜晶體管基板10可應(yīng)用在高分辨率的顯示面板及顯示器。
[0050]通道層130的材質(zhì)例如是多晶硅、氧化銦鎵鋅等材料，本實(shí)施例的通道層130以多晶硅材料為例，其可摻雜不同濃度的雜質(zhì)，使其具有不同的導(dǎo)電型(例如P型或N型)。本例中，通道層130、第一絕緣層120以及第一