专利名称：液晶显示面板、薄膜晶体管基板及其制造工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种薄膜晶体管基板、薄膜晶体管基板的制造工艺和使用该薄膜晶体管基板的液晶显示面板。
背景技术：
液晶显示面板通常包括一薄膜晶体管基板、 一彩色滤光片基板和夹在该两个基板之间的液晶层，其是通过分别施加电压到该两个基板，控制其间液晶分子扭转而实现光的通过或不通过，从而达到显示的目的。传统液晶显示面板的液晶驱动方式为扭转向列模式，然而其视角范围比较窄，即，从不同角度观测画面时，将观测到不同的显示效果。
为解决扭转向列模式液晶显示面板视角较窄的问题，业界提出一种四域垂直配向型液晶显示面板，通过在该两个基板间隔设置多个" < ，，形突起和沟槽，将每个像素单元分割成四区域，每一区域的液晶分子具一固定取向，从而整个像素单元内的液晶分子取向分散，进而扩大该像素单元的整体视角，改善液晶显示面板的视角特性。
然而，由于液晶分子长轴与短轴的光折射率不同，从不同角度观测四域垂直配向型液晶显示面板时将产生色偏现象，影响显示品质。为改善四域垂直配向型液晶显示面板的色偏现象，业界又提出将一个像素单元分成两个子像素单元，每一子像素单元分割为四区域，分别通过两个薄膜晶体管提供给两个子像素单元不同的操作电压，从而实现垂直配向型液晶显示面板的八域显示，改善色偏现象。
请参阅图1，是一种现有技术用于八域垂直配向型液晶显示面
板的薄膜晶体管基板的平面示意图。该薄膜晶体管基板100包括多条第一扫描线118、多条第二扫描线U9、多条数据线138、多个第一薄膜晶体管ioi、多个第二薄膜晶体管103、多个第一像素电极154、多个第二像素电极155、多个第一通孔144和多个第二通孔145。
该多条第 一扫描线118与该多条第二扫描线119相互平行且依次间隔设置。该多条数据线138与该第一扫描线118和第二扫描线119垂直绝缘相交。该第一薄膜晶体管101位于该第一扫描线118与该数据线128的相交处，其包括一第 一栅极116、 一第 一源极134和一第一漏极135。该第一栅极116连接到该第一扫描线118;该第一源极134连接到该数据线138;该第一漏极135通过该第一通孔144连接到该第一像素电极154。该第二薄膜晶体管103位于该第二扫描线119与该数据线138的相交处，其包括一第二栅极117、 一第二源才及136和一第二漏极137。该第二栅极117连接到该第二扫描线119;该第二源极136连接到该数据线138;该第二漏极137通过该第二通孔145连接到该第二像素电极155。
然而，该薄膜晶体管基板100包括多条间隔设置的第一扫描线118和第二扫描线119，该第一扫描线118和第二扫描线119所占面积较大，导致采用该薄膜晶体管基板100的液晶显示面板开口率较小，影响该液晶显示面板的显示效果。
发明内容
为解决现有技术薄膜晶体管基板开口率较低的问题，有必要提供一种开口率较高的薄膜晶体管基板。
同时，有必要提供一种可以得到较高开口率的薄膜晶体管基板的制造工艺和使用该薄膜晶体管基板的液晶显示面板。
一种薄膜晶体管基板，其包括多条相互平行的第一扫描线，多
条平行于该第 一扫描线且与该第 一扫描线至少部分重叠的第二扫描线；多条与该第一扫描线和第二扫描线垂直绝缘相交的数据线；多个第一像素电极；多个第二像素电极；多个第一薄膜晶体管和多个第二薄膜晶体管。该第 一 薄膜晶体管的栅极连接到该第 一 扫描线，
6源极连接到该数据线，漏极连接到该第一像素电极；该第二薄膜晶体管的栅极连接到该第二扫描线，源极连接到该数据线，漏极连接到该第二像素电极。
一种上述薄膜晶体管基板的制造工艺，其包括如下步骤a.提供一基底，在该基底上形成该第一栅极和第一扫描线；b.在该第一栅极和第 一扫描线上形成一栅极绝缘层；在该栅极绝缘层上依序形成一半导体沟道层；c.在该半导体沟道层上形成该第一源极、第二源极、第一漏极、第二漏极和数据线；d.在该第一源极、第二源极、第一漏极、第二漏极和数据线上形成一钝化层；和e.在该钝化层上形成该第二栅极、第二扫描线、第一像素电极和第二像素电极。
一种液晶显示面板，其包括一彩色滤光片基板、 一薄膜晶体管基板和一夹在该两个基板之间的液晶层；该彩色滤光片基板包括一公共电极，该薄膜晶体管基板包括多条相互平行的第一扫描线，多条平行于该第 一扫描线且与该第 一扫描线至少部分重叠的第二扫描线；多条与该第一扫描线和第二扫描线垂直绝缘相交的数据线；多个第一像素电极；多个第二像素电极；多个第一薄膜晶体管和多个第二薄膜晶体管。该第 一薄膜晶体管的栅极连接到该第 一扫描线，
源极连接到该数据线，漏极连接到该第一像素电极；该第二薄膜晶体管的栅极连接到该第二扫描线，源极连接到该数据线，漏极连接到该第二像素电极。
与现有技术相比较，由上述制造工艺得到的薄膜晶体管基板，其第 一 扫描线与第二扫描线至少部分重叠，从而该第 一 扫描线和第二扫描线所占面积较小，使用该薄膜晶体管基板的液晶显示面板开口率较高。
图1是一种现有技术用于八域垂直配向型液晶显示面板的薄膜晶体管基板的平面示意图。
图2是本发明薄膜晶体管基板第一实施方式的平面示意图。图3是图2所示薄膜晶体管基板沿ni-ni方向的剖面示意图。
图4是图2所示薄膜晶体管基板的制造工艺流程图。图5到图15是图2所示薄膜晶体管基板的制造工艺的各步骤示意图。
图16是本发明薄膜晶体管基板第二实施方式的平面示意图。图17是本发明液晶显示面板一较佳实施方式的示意图。图18是图17所示的液晶显示面板的等效电路示意图。
具体实施例方式
请参阅图2和图3，图2是本发明薄膜晶体管基板第一实施方式的平面示意图，图3是该薄膜晶体管基板沿III-III方向的剖面示意图。该薄膜晶体管基板200包括多条第一扫描线218、多条第二扫描线259、多条数据线238、多个第一薄膜晶体管201、多个第二薄膜晶体管203、多个第一像素电极254、多个第二像素电极255、多个第一通孔244和多个第二通孔245。
该多条第 一扫描线218相互平行，该多条第二扫描线259也相互平行，该第一扫描线218与该第二扫描线259绝缘重叠。其中，该第二扫描线259位于该第一扫描线218的正上方且将该第 一扫描线218完全覆盖。该第一扫描线218的材料为金属，如铝(A1)系金属、钼(Mo)、铬(Cr)、钽(Ta)或铜(Cu)。该第二扫描线259的材料为透明导电层，如铟锡氧化物(Indium Tin Oxide, ITO)或铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide, IZO)。
该多条数据线238与该第 一扫描线218和第二扫描线259垂直绝缘相交，乂人而界定多个矩形区域204。其中，每一矩形区域204包括一第一薄膜晶体管201、 一第二薄膜晶体管203、 一第一像素电极254和一第二像素电极255。
该第一薄膜晶体管201位于该第一扫描线218与该数据线238的相交处，其是一沟道刻蚀型薄膜晶体管。包括一第一栅极216、一第一源极234、 一第一漏极235和一夹在该第一栅极216与该第一源极、漏极234、 235之间的半导体沟道层226。该第一栅极216连接到该第一扫描线218;该第一源极234连接到该数据线238;该第 一漏极235通过该第 一通孔244连接到该第 一像素电极254。该第一栅极216的材料为金属，如铝系金属、钼、铬、钽或铜。
该第二薄膜晶体管203位于该第二扫描线259与该数据线238的相交处且与该第一薄膜晶体管201相对设置，其是一沟道保护型薄膜晶体管，包括一第二栅极257、 一半导体沟道层226和夹在该第二栅极257与该半导体沟道层226之间的第二源极236、 一第二漏极237;该第二栅极257的材料为透明导电层，如铟锡氧化物或铟锌氧化物。该第二栅极257连接到该第二扫描线259;该第二源极236连接到该数据线238;该第二漏极237通过该第二通孔245连接到该第二像素电极255。
请参阅图4到图15，图4是该薄膜晶体管基板200的制造工艺流程图，图5到图15是该薄膜晶体管基板200的制造工艺的各步骤示意图。该薄膜晶体管基板200的制造工艺主要包括五道掩膜，具体步骤如下
步骤S21:形成第一栅极和第一扫描线；
请参阅图5和图6，提供一玻璃基底211,在其上依序形成一栅极金属层213和一第一光致抗蚀剂层215。其中，该栅极金属层213可以为一单层结构，也可以为一多层结构，其材料可以为铝系金属、钼、4各、钽、或铜。
提供一第一掩膜对准该第一光致抗蚀剂层215进行曝光，再对曝光后的第一光致抗蚀剂层215进行显影，从而形成一预定的光致抗蚀剂图案。对该栅极金属层213进行刻蚀，以去除未被该光致抗蚀剂图案覆盖的部分4册极金属层213,进而形成该第一栅极216和该第一扫描线218,移除该第一光致抗蚀剂层215。其中，该第一栅极216连接到该第一扫描线218。
步骤S22:形成栅极绝缘层和半导体沟道层；
请参阅图7和图8，在该玻璃基底211、该第 一栅极216和该第一扫描线218上沉积一氮化硅(SiNx)薄膜，从而形成一栅极绝缘层221;再依序在该栅极绝缘层221上依序形成一半导体层223和一第二光致抗蚀剂层225。其中，该半导体层223包括一位于该栅极绝缘层221上的非晶硅层(图未示)和一位于该非晶硅层上的重掺杂非晶硅层(图未示)。
提供一第二掩膜对准该第二光致抗蚀剂层225进行曝光，再对曝光后的第二光致抗蚀剂层225进行显影，从而形成一预定的光致抗蚀剂图案。对该半导体层223进行刻蚀，以去除未被该光致抗蚀剂图案覆盖的部分半导体层223,进而形成该半导体沟道层226，移除该第二光致抗蚀剂层225。
步骤S23:形成第一源极、第一漏极、第二源极、第二源极、数据线和半导体沟道层的狭缝；
请参阅图9、图10和图11,在该栅极绝缘层221和该半导体沟道层226上依序形成一源/漏极金属层231和一第三光致抗蚀剂层233。提供一第三掩膜对准该第三光致抗蚀剂层233进行曝光，再对曝光后的第三光致抗蚀剂层233进行显影，从而形成一预定的光致抗蚀剂图案。对该源/漏极金属层231进行刻蚀，进而形成该第一源极234、第 一漏极235、第二源极236、第二漏极237和数据线238。进一步使用HC1与SF6的混合气体作为刻蚀气体对该半导体沟道层226进行刻蚀，形成该半导体沟道层226的狭缝239,移除该第三光致抗蚀剂层233。其中，该第一源极234连接到该数据线238;第二源极237连接到该数据线238。
步骤S24:形成钝化层、第一通孔和第二通孔；
请参阅图12和图13,在该栅极绝缘层221、该第一源极234、第一漏极235、第二源极236、第二漏极237、数据线238和半导体沟道层226的狭缝239上依序形成一钝化层241和一第四光致抗蚀剂层243。提供一第四掩膜对准该第四光致抗蚀剂层243进行曝光，再对曝光后的第四光致抗蚀剂层243进行显影，从而形成一预定的光致抗蚀剂图案。对该钝化层241进行刻蚀，进而形成该贯穿该钝化层241的第 一通孔244和第二通孔245,移除该第四光致抗蚀剂层243。其中，该第 一通孔244对应该第 一漏极235,该第二通孔245对应该第二漏极237。
步骤S25:形成第二栅极、第二扫描线、第一像素电极和第二像素电极；
请参阅图14和图15,在该钝化层241、该第一通孔244和第二通孔245上依序形成一透明导电层251和一第五光致抗蚀剂层253。提供一第五掩膜对准该第五光致抗蚀剂层253进行曝光，再对曝光后的第五光致抗蚀剂层253进行显影，从而形成一预定的光致抗蚀剂图案。对该透明导电层251进行刻蚀，进而形成该第二栅极257、该第二扫描线259、该第一像素电极254和第二像素电极255,移除该第五光致抗蚀剂层253。其中，该第 一像素电极254通过该第一通孔244连接到该第一漏极235,该第二像素电才及255通过该第二通孑L 245连接到该第二漏极237，该第二扫描线259连接到该第一栅极257,且该第二扫描线259位于该第一扫描线218正上方，将该第一扫描线218完全覆盖。
与现有技术相比较，由上述制造工艺得到的薄膜晶体管基板200，其第一扫描线218与第二扫描线259绝缘重叠，/人而该第一扫描线218和第二扫描线259所占面积较小，使用该薄膜晶体管基板200的液晶显示面板开口率较高。
请参阅图16,是本发明薄膜晶体管基板第二实施方式的平面示意图。该实施方式的薄膜晶体管基板280与第一实施方式的薄膜晶体管基板200大致相同，其主要区别在于第二扫描线288与第一扫描线仅部分289重叠。
请参阅图17,是本发明液晶显示面板一较佳实施方式的示意图。该液晶显示面板300包括一彩色滤光片基板310、 一薄膜晶体管基板320和一夹在该彩色滤光片基板310与薄膜晶体管基板320之间的液晶层330。该薄膜晶体管基板320使用上述制造工艺得到的薄膜晶体管基板200。该彩色滤光片基板310包括一公共电极(图
ii未示)。
请参阅图18,是图18所示的液晶显示面板的等效电路示意图。
位于同一矩形区域的一第一薄膜晶体管301、 一第二薄膜晶体管 303、 一第一像素电极354、 一第二像素电极355和该第一、第二像 素电极354、 355对应的公共电极305定义一像素单元306。其中， 该第一薄膜晶体管301、一第一像素电极354和该第一像素电极354 对应的公共电极305定义一第一子像素单元307;该第二薄膜晶体 管303、 一第二像素电极355和该第二像素电极355对应的公共电 极305定义一第二子像素单元308。
驱动该液晶显示面板300时，施加 一 第 一 开启电压到 一 行第一 扫描线318,使该行第一扫描线318上的第一薄膜晶体管301导通， 同时施加多个第 一灰阶电压到该数据线338，该第一灰阶电极通过 该第一薄膜晶体管301的源极、漏极到该第一像素电极354,使该 第一子像素单元307显示。
停止施加该第一开启电压，施加一大于该第一开启电压的第二 开启电压到下一行第二扫描线359,使该行第二扫描线359上的第 二薄膜晶体管303导通，同时施加多个第二灰阶电压到该数据线 338，该第二灰阶电极通过该第二薄膜晶体管303的源极、漏极到该 第二像素电极355,使该第二子像素单元308显示。
由于该第一薄膜晶体管301是沟道刻蚀型薄膜晶体管，该第二 薄膜晶体管303是沟道保护型薄膜晶体管且其栅极材料为透明导电 层，施加相同的开启电压时，该第 一薄膜晶体管301的导通程度较 第二薄膜晶体管303高，因此，施加不同的开启电压到该第一薄膜 晶体管301与第二薄膜晶体管303,可以保证该第一、第二薄膜晶 体管301、 303的导通程度相同，保持较好的显示效果。
本发明薄膜晶体管基板200并不限于上述实施方式所述，如 第一实施方式中，该第二扫描线359的材料也可以为金属。
另夕卜，本发明薄膜晶体管基板也可以应用于传统液晶显示面板， 两条相邻的扫描线绝缘重叠，以增大开口率。
权利要求
1.一种薄膜晶体管基板，其包括多条相互平行的第一扫描线、多条平行于该第一扫描线的第二扫描线、多条与该第一扫描线和第二扫描线垂直绝缘相交的数据线、多个第一像素电极、多个第二像素电极、多个第一薄膜晶体管和多个第二薄膜晶体管，该第一薄膜晶体管的栅极连接到该第一扫描线，源极连接到该数据线，漏极连接到该第一像素电极；该第二薄膜晶体管的栅极连接到该第二扫描线，源极连接到该数据线，漏极连接到该第二像素电极，其特征在于该第二扫描线与该第一扫描线至少部分重叠。
2. 如权利要求1所述的薄膜晶体管基板，其特征在于该第一 薄膜晶体管是沟道刻蚀型薄膜晶体管，该第二薄膜晶体管是沟道保护型薄膜晶体管。
3. 如权利要求1所述的薄膜晶体管基板，其特征在于该第二 扫描线与第二栅极的材料为透明导电层，该第 一像素电极与第二像 素电极的材料为透明导电层，该第一像素电极、第二像素电极、该 第二扫描线和该第二栅极是在同 一掩膜制造工艺步骤中形成。
4. 如权利要求1所述的薄膜晶体管基板，其特征在于该薄膜 晶体管基板进一步包括多个第一通孔和多个第二通孔，该第一薄膜 晶体管的漏极是通过该第 一 通孔连接到该第 一像素电极，该第二薄 膜晶体管的漏极是通过该第二通孔连接到该第二像素电极。
5. 如权利要求1所述的薄膜晶体管基板的制造工艺，其包括如 下步骤a. 提供 一 基底，在该基底上形成该第 一 栅极和第 一 扫描线；b. 在该第 一栅极和第 一 扫描线上形成 一 栅极绝缘层；在该栅极 绝缘层上依序形成一半导体沟道层；c. 在该半导体沟道层上形成该第一源极、第二源极、第一漏极、 第二漏极和数据线；d. 在该第一源极、第二源极、第一漏极、第二漏极和数据线上形成一钝化层；和e.在该钝化层上形成该第二栅极、第二扫描线、第一像素电极 和第二像素电极。
6. 如权利要求5所述的薄膜晶体管基板的制造工艺，其特征在 于该步骤e中，该第一像素电极、第二像素电极、该第二栅极和 第二扫描线是在同 一 掩膜制造工艺步骤中形成。
7. 如权利要求5所述的薄膜晶体管基板的制造工艺，其特征在 于该步骤d中进一步包括形成贯穿该钝化层的多个第一通孔和第 二通孔，该第一通孔对应第一漏极，该第二通孔对应该第二漏极， 该第一通孔和第二通孔是同 一掩膜制造工艺步骤中形成。
8. 如权利要求7所述的薄膜晶体管基板的制造工艺，其特征在 于该步骤e具体如下在该钝化层、该第一通孔和第二通孔上依 序形成一透明导电层和一光致抗蚀剂层，提供一掩膜对准该光致抗 蚀剂层进行曝光，再对曝光后的光致抗蚀剂层进行显影，形成一预 定的光致抗蚀剂图案，对透明导电层进行刻蚀，进而形成该第二扫 描线、该第一像素电极和第二像素电极，移除该光致抗蚀剂层。
9. 一种液晶显示面板，其包括一彩色滤光片基板、 一薄膜晶体 管基板和一夹在该两个基板之间的液晶层；该彩色滤光片基板包括 一公共电极，该薄膜晶体管基板包括多条相互平行的第一扫描线、 多条平行于该第一扫描线的第二扫描线、多条与该第一扫描线和第 二扫描线垂直绝缘相交的数据线、多个第一像素电极、多个第二像 素电极、多个第一薄膜晶体管和多个第二薄膜晶体管，该第一薄膜 晶体管的栅极连接到该第一扫描线，源极连接到该数据线，漏极连 接到该第 一 像素电极；该第二薄膜晶体管的栅极连接到该第二扫描 线，源极连接到该数据线，漏极连接到该第二像素电极，其特征在 于该第二扫描线与该第一扫描线至少部分重叠。
10. 如权利要求9所述的液晶显示面板，其特征在于该第一薄 膜晶体管是沟道刻蚀型薄膜晶体管，该第二薄膜晶体管是沟道保护 型薄膜晶体管，施加到该第一扫描线的第一开启电压大于施加到该第二扫描线的第二开启电压
全文摘要
本发明涉及一种液晶显示面板、薄膜晶体管基板及其制造工艺。该薄膜晶体管基板包括多条相互平行的第一扫描线；多条平行于该第一扫描线且与该第一扫描线至少部分重叠的第二扫描线；多条与该第一、第二扫描线垂直绝缘相交的数据线；多个第一像素电极；多个第二像素电极；多个第一薄膜晶体管和多个第二薄膜晶体管。该第一薄膜晶体管的栅极连接到该第一扫描线，源极连接到该数据线，漏极连接到该第一像素电极；该第二薄膜晶体管的栅极连接到该第二扫描线，源极连接到该数据线，漏极连接到该第二像素电极。该薄膜晶体管基板和使用该薄膜晶体管基板的液晶显示面板开口率较高。
文档编号H01L27/12GK101526705SQ20081006579
公开日2009年9月9日 申请日期2008年3月7日 优先权日2008年3月7日
发明者洪文明, 王峻禹, 陈鹊如 申请人:群康科技(深圳)有限公司;群创光电股份有限公司