薄膜晶体管基板、显示面板及显示装置的制造方法
【专利说明】
[0001]
技术领域
[0002]本发明是有关于一种薄膜晶体管基板、显示面板及显示装置，特别是关于一种采用上栅极式(top-gate)的薄膜晶体管基板、显示面板及显示装置。
【背景技术】
[0003]随着显示技术的快速发展，不论面板尺寸大小，高分辨率的显示器以逐渐成为市场主流，其能够处理数字信号，并显示更多的画面细节。液晶显示器(Liquid crystaldisplay，IXD)由于具有低耗电、厚度薄、重量轻等优点，适用于此类高分辨率的产品中。
[0004]一般的薄膜晶体管(Thin film transistor, TFT)液晶显示器利用TFT对像素电极进行充放电，改变对应于像素电极的液晶分子的透光率。在现行液晶显示器设计中，常见的多晶硅薄膜晶体管的设计多采用下栅极(bottom gate)的晶体管设计，但在制作下栅极薄膜晶体管时，因制作通道层过程中会有高低落差，导致下栅极薄膜晶体管元件效能较差；而为了实现高分辨率液晶显示器，因此需要在显示区域中设计存储电容(storagecapacitance, Cst),以保持稳定电压值防止画面闪烁(flicker)。然而,运用于高分辨率液晶显示器的设计采用下栅极(bottom gate)的晶体管以及存储电容电极位于像素区域中的设计，会使得在制作工艺上晶体管效能不佳，且又会降低显示器的开口率。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于一种薄膜晶体管基板及应用其的显示面板与显示装置，薄膜晶体管基板的像素结构设计可达成高分辨率成像，并在平行于栅极的走线处具有额外的存储电容。
[0006]为达上述目的，根据本发明的一方面，提出一种薄膜晶体管基板。薄膜晶体管基板包括底板、第一金属层、第一绝缘层、通道层、第二绝缘层及栅极层。第一金属层设置于底板之上，且包括互相分开的第一部分及第二部分。第一绝缘层设置于第一金属层之上。通道层设置于第一绝缘层之上。第二绝缘层设置于通道层之上。栅极层设置于第二绝缘层之上。其中，第一金属层的第一部分及第二部分分别与通道层部分重叠。
[0007]根据本发明的另一方面，提出一种显示面板。显示面板包括上述的薄膜晶体管基板、对向基板及液晶层。对向基板相对于薄膜晶体管基板设置。液晶层位于薄膜晶体管基板及对向基板之间。
[0008]根据本发明的再一方面，提出一种显示装置。显示装置包括上述的显示面板及背光模块。背光模块设置于显示面板邻近薄膜晶体管基板的一侧。
[0009]为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附图式，作详细说明如下:
【附图说明】
[0010]图1绘示依照本发明一实施例的显示装置的示意图。
[0011]图2A绘示依照本发明一实施例的薄膜晶体管基板中，部分像素结构的上视图。
[0012]图2B绘示图2A的薄膜晶体管基板沿虚线A-A’的剖面图。
[0013]图3A绘示依照本发明另一实施例的显示面板。
[0014]图3B绘示依照本发明又一实施例的显示面板。
[0015]图3C绘示依照本发明再一实施例的显示面板。
[0016]符号说明
[0017]1:显示装置
[0018]2、3、4:显示面板
[0019]10:薄膜晶体管基板
[0020]100:底板
[0021]110:第一金属层
[0022]111:第一部分
[0023]112:第二部分
[0024]120:第一绝缘层
[0025]130:通道层
[0026]130A、130B:通道区
[0027]140:第二绝缘层
[0028]150:栅极层
[0029]160:第三绝缘层
[0030]170:第二金属层
[0031]180:平坦层
[0032]190:薄膜晶体管元件
[0033]20:液晶层
[0034]30:对向基板
[0035]310、410:共用电极层
[0036]220、320、420:像素电极
[0037]330、430:层间绝缘层
[0038]40:背光模块
[0039]50:彩色滤光层
[0040]51:黑矩阵区
[0041]Vl:第一接触孔
[0042]V2:第二接触孔
[0043]Cst:存储电容
【具体实施方式】
[0044]以下参照所附图式详细叙述本发明的实施例。图式中相同的标号用以标示相同或类似的部分。需特别注意的是，图式已经简化以利清楚说明实施例的内容，且图式上的尺寸比例并非按照实际产品等比例绘制，因此并非作为限缩本发明保护范围之用。
[0045]请参照图1，其绘示依照本发明一实施例的显示装置。显示装置I包括显示面板2及背光模块40。显示面板2为液晶显示面板，薄膜晶体管基板10、液晶层20以及对向基板30组成。液晶层20位于薄膜晶体管基板10及对向基板30之间，可受电压驱动而改变其透光率。对向基板30相对于薄膜晶体管基板10设计，例如是彩色滤光片基板，使显示面板2能够显示彩色。
[0046]薄膜晶体管基板10为显示面板2的主要元件，其上具有多个像素结构，每个像素结构对应一个像素。在单位面积能够呈现的像素数量，便为显示器的分辨率(resolut1n)，以PPI (每英吋的像素数量Pixel Per Inch)为单位。
[0047]图2A及图2B绘示依照本发明一实施例的薄膜晶体管基板10的像素结构，其中图2A为上视图，图2B为沿着图2A的虚线A-A’的剖面图。如图2B所示，薄膜晶体管基板10包括底板100、第一金属层110、第一绝缘层120、通道层130、第二绝缘层140、栅极层150、第三绝缘层160、第二金属层170、平坦层180以及像素电极220。
[0048]请同时参照图2A及图2B，底板100为透明基板，其上形成有第一金属层110。第一金属层110被图案化成两个分开的部分，分别为第一部分111及第二部分112。第一部分111的第一金属层110作为金属遮光层，阻挡背光模块(图1元件40)发出的光照射到晶体管元件(于后详述)，避免其电性改变(例如光漏电)。第二部分112的第一金属层110则可形成外加的存储电容(亦于后详述)，增加薄膜晶体管基板10的稳定性。
[0049]如图2A及图2B所示，第一绝缘层120设置并覆盖整个第一金属层110，通道层130则设置在第一绝缘层120之上。也就是说，第一绝缘层120分隔第一金属层110及通道层130。本例中的第一绝缘层120为3层的多层结构，但实际应用上亦可为单层或更多层的设计，并不做为限制。请参照图2A，通道层130以U形排列在薄膜晶体管基板10上。这样的排列方式可减少开口率的损失使得排列较为紧密，单位面积上可放入较多的像素，因此能够制作高分辨率的显示面板。一实施例中，U形的电路设计可达到至少538PPI的分辨率。相较于另一种L形的电路设计最高仅能达到500PPI的分辨率，L形较难实现于高于538PPI的分辨率，故本实施例的薄膜晶体管基板10可应用在高分辨率的显示面板及显示器。
[0050]通道层130的材质例如是多晶硅、氧化铟镓锌等材料，本实施例的通道层130以多晶硅材料为例，其可掺杂不同浓度的杂质，使其具有不同的导电型(例如P型或N型)。本例中，通道层130、第一绝缘层120以及第一