平面顯示面板及其形成方法
2023-06-15 00:08:56
專利名稱：平面顯示面板及其形成方法
平面顯示面板及其形成方法
技術領域：
本發明涉及一種平面顯示面板以及其形成方法，尤指一種具有遮蔽線結構的平面顯示面板以及其形成方法。
背景技術：
現今消費電子產品普遍採用輕薄的平板顯示器，其中液晶顯示器已經逐漸被各種電子設備如電視、行動電話、個人數字助理、數位相機、計算機屏幕或筆記本電腦等所廣泛使用。薄膜電晶體液晶顯示面板由於具有高畫質、空間利用效率佳、消耗功率低、無輻射等優越特性，因而已逐漸成為市場的主流。為了提高液晶顯示面板的表面亮度，提高光源亮度的利用率，需要提高液晶顯示面板的透光率。除了提高光學部件及其材料的透光率以外，特別要提高像素(Pixel)的開口率。傳統的液晶顯示面板是由一彩色濾光(color filter) ■!&、一 ^ΙΜIh^iWSIS- (thin film transistor array substrate, TFT array substrate)以及一配置於此兩基板間的液晶層(liquid crystal layer)所構成。然而，此種液晶顯示面板的解析度(resolution)較差、像素(pixel)的開口率較低，且彩色濾光基板與薄膜電晶體基板接合時容易有對位誤差(misalignment)。為了提高像素的開口率，可提高薄膜電晶體基板與彩色濾光基板的對位精度。近年來，更提出了將彩色濾光層直接整合於薄膜電晶體基板上(Color Filter on Array, C0A)或是將黑色矩陣層製作於薄膜電晶體基板上(Black matrix on Array, BOA)的技術， 將COA基板或BOA基板與另一不具備彩色濾光層或黑色矩陣層的對向基板組立，並於兩基板間填入液晶分子，以形成液晶顯示面板。由於彩色濾光層是僅直接形成於薄膜電晶體陣列基板上，因此不會產生對位誤差。但是採用此結構，薄膜電晶體基板與彩色濾光基板的對位精度的要求會為明顯，稍有誤差勢必會影響開口率的大小，而且會降低組裝工藝的成品率，增加成本。
發明內容因此，本發明的目的是提供一種具有遮蔽線結構的平面顯示面板以及其形成方法。所述具有遮蔽線結構的平面顯示面板以及其形成方法不需使用黑色矩陣層，不僅可以降低成本，也可以不用考慮彩色濾光基板與薄膜電晶體基板有對位誤差的問題。本發明提供一種平面顯示面板，包含多個像素電極，呈矩陣排列；多行掃描線，彼此相互平行並朝一第一方向延伸，用來傳輸掃描信號；多列數據線，彼此相互平行並朝一第二方向延伸，所述第二方向垂直於所述第一方向，用來傳輸數據信號；多個薄膜電晶體，所述多個薄膜電晶體是一對一耦接於所述像素電極、所述多行掃描線和所述多列數據線，每一薄膜電晶體用來於接收耦接的掃描線傳來的所述掃描信號時，導通耦接的數據線傳輸的所述數據信號給對應的像素電極；以及多條遮蔽線，平行並重疊於所述多列數據線，所述多條遮蔽線彼此不相互連接，且所述多條遮蔽線與所述多行掃描線由同一金屬層構成。
依據本發明的一實施例，另包含一絕緣層以及一保護層，所述絕緣層位於所述多條遮蔽線與所述多列數據線之間，所述保護層位於所述數據線之上。依據本發明的一實施例，每一像素電極的一側設有所述多條遮蔽線的其中一條遮蔽線，且每一遮蔽線的寬度大於所重疊數據線的寬度。依據本發明的一實施例，每一像素電極的一側設有所述多條遮蔽線的其中兩條遮蔽線，且所述兩條遮蔽線是部分重疊於所重疊的所述數據線。本發明提供一種形成平面顯示面板的方法，包含提供一玻璃基板；形成一第一金屬層於所述玻璃基板上；蝕刻所述第一金屬層，以形成多個薄膜電晶體的柵極、多條遮蔽線以及多條掃描線，其中所述多條遮蔽線彼此不相互連接；在所述多個薄膜電晶體的柵極、 所述多條遮蔽線以及所述多條掃描線上形成一絕緣層；形成一半導體層以及一第二金屬層於所述絕緣層上；以及蝕刻所述半導體層以及所述第二金屬層，以形成所述多個薄膜電晶體的通道區域、源極和漏極以及多條數據線，其中所述多條遮蔽線平行並重疊於所述多列數據線。本發明提供另一種形成平面顯示面板的方法，包含提供一玻璃基板；形成一第一金屬層於所述玻璃基板上；蝕刻所述第一金屬層，以形成多個薄膜電晶體的柵極、多條遮蔽線以及多條掃描線，其中所述多條遮蔽線彼此不相互連接；在所述多個薄膜電晶體的柵極、所述多條遮蔽線以及所述多條掃描線上形成一絕緣層；形成一半導體層於所述絕緣層上；蝕刻所述半導體層，以形成所述多個薄膜電晶體的通道區域；以及形成一第二金屬層， 並蝕刻所述第二金屬層，以形成所述多個薄膜電晶體的源極和漏極以及多條數據線，其中所述多條遮蔽線平行並重疊於所述多列數據線。依據本發明的一實施例，所述方法另包含在所述多條數據線、所述多個薄膜電晶體的源極和漏極上形成一保護層；蝕刻所述保護層，以在所述漏極的上方形成一連接孔； 及形成一透明導電層於所述保護層之上，並蝕刻所述透明導電層以形成一像素電極。依據本發明的一實施例，所述方法另包含每一遮蔽線的寬度大於所重疊數據線的寬度。依據本發明的一實施例，其特徵在於，每一像素電極的一側設有所述多條遮蔽線的其中兩條遮蔽線，且所述兩條遮蔽線是部分重疊於所重疊的所述數據線。相較於現有技術，本發明提供一種具有遮蔽線結構的平面顯示面板以及其形成方法。所述平面顯示面板包含多行掃描線、多列數據線及多條平行並重疊於數據線的遮蔽線。 所述多條遮蔽線是一對一設置於像素電極的一側，且所述多條遮蔽線與所述多行掃描線由同一金屬層構成。由於遮蔽線可以增加遮光面積，且遮蔽線與掃描線都是以同一金屬層構成，所以本發明的遮蔽線在不用增加額外製程的情形下，可以遮蔽更多光線以防從數據線兩側穿出。也因為遮蔽線與掃描線是同一製程產生，所以不會產生額外的製造成本。為讓本發明的上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下
圖1為本發明具有遮蔽線結構的第一實施例的平面顯示面板的局部示意圖。圖2至圖5為形成本發明平面顯示面板的方法示意圖。
圖6為本發明具有遮蔽線結構的第二實施例的平面顯示面板的局部示意圖。
具體實施方式以下各實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發明可用以實施之特定實施例。本發明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「頂」、「底」、「水平」、
「垂直」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。請參閱圖1，圖1為本發明具有遮蔽線結構的第一實施例的平面顯示面板的局部示意圖。平面顯示面板包含多個像素電極和數百條的掃描線、數據線和遮蔽線，為簡化圖式以及便於說明，以下的實施例說明僅繪示部分平面顯示面板。平面顯示面板包含多個呈矩陣排列的像素電極300a、300b和300c、多條彼此相互平行並朝一第一方向X延伸的掃描線 301a、301b和301c、多條彼此相互平行並朝一第二方向Y延伸的數據線30h、302b和302c、 多個薄膜電晶體303a、30;3b和303c、和平行於數據線30 的遮蔽線307a、307b和307c，第二方向Y垂直於第一方向X。薄膜電晶體303a的柵極耦接至掃描線301a，源極耦接至數據線30 ，漏極耦接至像素電極300a，薄膜電晶體30 和303c的結構與連接關係與薄膜電晶體303a相同，在此不另贅述。當薄膜電晶體303a接收耦接的掃描線301a傳來的掃描信號時，會導通耦接的數據線30 傳輸的數據信號給對應的像素電極300a。像素電極300a 對應的液晶分子是依據施加於像素電極300a的數據電壓來旋轉，以顯示不同的灰階。在成盒工藝中，會利用同一掩膜的顯影製程(Photo Etching Process, PEP)蝕刻一第一金屬層(未圖示)以一併形成多行掃描線301a、301b和301c和多條遮蔽線307a、 307b和307c，多條遮蔽線307a、307b和307c是一對一設置於像素電極300a、300b和300c 的一側。接著會利用另一掩膜的顯影製程蝕刻一第二金屬層(未圖示)以形成多列數據線 302a,302b和302c。該第一金屬層形成的掃描線301a,301b和301c和遮蔽線307a,307b 和307c，與由該第二金屬層形成的數據線30h、302b和302c之間至少設置一絕緣層(未圖示)，用來避免掃描線、遮蔽線和數據線直接電性連接。較佳地，對應於同一列的像素電極的遮蔽線皆重疊於一列數據線，例如數據線30 重疊於遮蔽線307a、307b之上，且每一遮蔽線307a、307b的寬度大於所重疊數據線30 的寬度。一般來說，雖然數據線30 的寬度小於掃描線301a，所以數據線30 出現漏光的機會大於掃描線301a。但是遮蔽線307a、307b的寬度大於數據線30 的寬度，且遮蔽線 307a、307b與掃描線301a都是以同一金屬層構成，所以遮蔽線307a、307b可以遮蔽更多光線以防從數據線30 兩側穿出。在以下的揭露之中，將解說本發明平面顯示面板300的製程方式。在此請參閱圖 2至圖6，圖2至圖6為形成本發明平面顯示面板300的方法示意圖。在此請先參閱圖2，首先提供一個玻璃基板350當作下基板，接著進行一金屬薄膜沉積製程，以於玻璃基板350表面形成一第一金屬層(未顯示)，並利用一第一掩膜來進行第一微影蝕刻，以蝕刻得到薄膜電晶體303a的柵極371、遮蔽線307a以及掃描線301a。雖然圖2並未標示出掃描線301a，但本領域的技術人員可以了解柵極371實質上是掃描線 301a的一部分。接著請參閱圖3，接著沉積以氮化矽(SiNx)為材質的絕緣層351而覆蓋柵極371、遮蔽線307a以及掃描線301a。於絕緣層351上連續沉積非晶矽(a_Si，Amorphous Si)層以及一高電子摻雜濃度的N+非晶矽層。再於非晶矽層以及一高電子摻雜濃度的N+非晶矽層上覆蓋第二金屬層(未繪示於圖中)。接著利用第二掩膜以蝕刻非晶矽層以及N+非晶矽層以構成半導體層372，同時蝕刻該第二金屬層以形成薄膜電晶體303a的源極373、漏極 374以及數據線30加。半導體層372包含作為薄膜電晶體303a通道的非晶矽層37 以及用來降低阻抗的歐姆接觸層(Ohmic contact layer) 372b。數據線30 是直接連接到源極373。雖然圖3並未標示出數據線30加，但本領域的技術人員可以了解源極373實質上是數據線30 的一部分。除此之外，在本實施例中，圖3的結構是用第二掩膜同時蝕刻非晶矽層、N+非晶矽層和第二金屬層。另一實施例中，可以先形成非晶矽層、N+非晶矽層於絕緣層351之上，先以第二掩膜蝕刻非晶矽層、N+非晶矽層以形成半導體層372 ；之後，形成第二金屬層於半導體層372和絕緣層351之上，以另一掩膜蝕刻該第二金屬層以形成薄膜電晶體303a的源極 373、漏極374以及數據線30加。請參閱圖4，接著沉積以氮化矽為材質的保護層(passivation layer) 375，並覆蓋源極373、及漏極374和數據線30 ，再利用第三掩膜來進行第三微影蝕刻用以去除漏極 374上方的部份保護層375，直至漏極374表面，以於漏極374上方形成連接孔(Via) 531。請參閱圖5，圖5也是圖2所示的平面顯示面板300沿線段A-A』的剖面圖。在保護層375上形成以氧化銦錫物andium tin oxide, ΙΤ0)為材質的透明導電層，接著利用一第五掩膜蝕刻該透明導電層以形成像素電極300b。像素電極300b透過預先形成的連接孔 531與薄膜電晶體303a的漏極374電性連接。上述實施例僅繪示部分的平面顯示面板300。但通過上述的製程，遮蔽線307a、 307b和307c與掃描線301a、301b和301c是在第一 PEP製程時利用同一掩膜對該第一金屬層進行蝕刻所形成，所以本發明形成平面顯示面板300的方法不需要額外的製程就可以形成遮蔽線307a、307b和307c。但是遮蔽線307a、307b的寬度大於數據線30 的寬度，遮蔽線307a、307b可以遮蔽更多光線以防從數據線30 兩側穿出。請參閱圖6，圖6為本發明具有遮蔽線結構的第二實施例的平面顯示面板400的局部示意圖。圖1的平面顯示面板300與圖6所示的平面顯示面板400在製程順序上是相同的，在此不另贅述。但不同於圖1的平面顯示面板300，圖6所示的平面顯示面板400在每一像素電極的一側設有兩條遮蔽線，且所述兩條遮蔽線是部分重疊於所重疊的數據線。舉例來說，平面顯示面板400在像素電極300a的一側設有兩條遮蔽線317a、317b，且所述兩條遮蔽線317a、317b是部分重疊於數據線30加。由於數據線30 本身也是金屬層，所以也具有遮光的效果。設置於數據線30 兩側的遮蔽線317a、317b也可以擴大遮光的面積，達到與圖1的平面顯示面板300近似的遮光效果。綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，但該較佳實施例並非用以限制本發明，該領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，均可作各種更動與潤飾，因此本發明的保護範圍以權利要求界定的範圍為準。
權利要求
1.一種平面顯示面板，包含 多個像素電極，呈矩陣排列；多行掃描線，彼此相互平行並朝一第一方向延伸，用來傳輸掃描信號； 多列數據線，彼此相互平行並朝一第二方向延伸，所述第二方向垂直於所述第一方向， 用來傳輸數據信號；多個薄膜電晶體，所述多個薄膜電晶體是一對一耦接於所述像素電極、所述多行掃描線和所述多列數據線，每一薄膜電晶體用來於接收耦接的掃描線傳來的所述掃描信號時， 導通耦接的數據線傳輸的所述數據信號給對應的像素電極；以及多條遮蔽線，平行並重疊於所述多列數據線，所述多條遮蔽線彼此不相互連接，且所述多條遮蔽線與所述多行掃描線由同一金屬層構成。
2.根據權利要求1所述的平面顯示面板，其特徵在於，另包含一絕緣層以及一保護層， 所述絕緣層位於所述多條遮蔽線與所述多列數據線之間，所述保護層位於所述數據線之上。
3.根據權利要求1所述的平面顯示面板，其特徵在於，每一像素電極的一側設有所述多條遮蔽線的其中一條遮蔽線，且每一遮蔽線的寬度大於所重疊數據線的寬度。
4.根據權利要求1所述的平面顯示面板，其特徵在於，每一像素電極的一側設有所述多條遮蔽線的其中兩條遮蔽線，且所述兩條遮蔽線是部分重疊於所重疊的所述數據線。
5.一種形成平面顯示面板的方法，包含 提供一玻璃基板；形成一第一金屬層於所述玻璃基板上；蝕刻所述第一金屬層，以形成多個薄膜電晶體的柵極、多條遮蔽線以及多條掃描線，其中所述多條遮蔽線彼此不相互連接；在所述多個薄膜電晶體的柵極、所述多條遮蔽線以及所述多條掃描線上形成一絕緣層；形成一半導體層以及一第二金屬層於所述絕緣層上；以及蝕刻所述半導體層以及所述第二金屬層，以形成所述多個薄膜電晶體的通道區域、源極和漏極以及多條數據線，其中所述多條遮蔽線平行並重疊於所述多列數據線。
6.根據權利要求5所述形成平面顯示面板的方法，其特徵在於，所述方法另包含 在所述多條數據線、所述多個薄膜電晶體的源極和漏極上形成一保護層；蝕刻所述保護層，以在所述漏極的上方形成一連接孔；及形成一透明導電層於所述保護層之上，並蝕刻所述透明導電層以形成一像素電極。
7.根據權利要求5所述形成平面顯示面板的方法，其特徵在於，所述方法另包含每一遮蔽線的寬度大於所重疊數據線的寬度。
8.根據權利要求5所述形成平面顯示面板的方法，其特徵在於，每一像素電極的一側設有所述多條遮蔽線的其中兩條遮蔽線，且所述兩條遮蔽線是部分重疊於所重疊的所述數據線。
9.一種形成平面顯示面板的方法，包含 提供一玻璃基板；形成一第一金屬層於所述玻璃基板上；蝕刻所述第一金屬層，以形成多個薄膜電晶體的柵極、多條遮蔽線以及多條掃描線，其中所述多條遮蔽線彼此不相互連接；在所述多個薄膜電晶體的柵極、所述多條遮蔽線以及所述多條掃描線上形成一絕緣層；形成一半導體層於所述絕緣層上；蝕刻所述半導體層，以形成所述多個薄膜電晶體的通道區域；以及形成一第二金屬層，並蝕刻所述第二金屬層，以形成所述多個薄膜電晶體的源極和漏極以及多條數據線，其中所述多條遮蔽線平行並重疊於所述多列數據線。
全文摘要
本發明公開一種平面顯示面板及其形成方法，所述平面顯示面板包含多行掃描線、多列數據線及多條平行並重疊於數據線的遮蔽線。所述多條遮蔽線是一對一設置於像素電極的一側，且所述多條遮蔽線與所述多行掃描線由同一金屬層構成。由於遮蔽線可以增加遮光面積，且遮蔽線與掃描線都是以同一金屬層構成，所以本發明的遮蔽線在不用增加額外製程的情形下，可以遮蔽更多光線以防從數據線兩側穿出。
文檔編號H01L21/77GK102495504SQ201110427168
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月19日 優先權日2011年12月19日
發明者何海英, 施明宏, 陳世烽 申請人:深圳市華星光電技術有限公司