CN105242468A - 减少寄生电容的液晶显示面板以及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种制造液晶显示面板的方法,其包括:蚀刻形成于玻璃基板上的第一金属层于以形成薄膜晶体管的栅极和扫描线,形成所述薄膜晶体管的源极和漏极,在薄膜晶体管的源极和漏极之上形成依序形成钝化层和彩色膜层,蚀刻所述钝化层和所述彩色膜层以形成贯穿所述钝化层和所述彩色膜层的第一通孔以及第二通孔,在所述彩色膜层上依序形成透明导电层和第二金属层,以及蚀刻透明导电层和第二金属层,以在透明导电层形成第一透明导电电极区和第二透明导电电极区,在第二金属层形成数据线。因为数据线与扫描线的距离拉长,所以数据线与扫描线重叠之处的寄生电容会变小。另外,因为数据线直接接触像素电极,所以像素电极与数据线之间也不存在寄生电容。因此本发明液晶显示面板的寄生电容减小,可以降低RC延迟对扫描信号和数据信号传输的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示器技术,尤其涉及一种减少寄生电容的液晶显示面板以及其制作方法。
背景技术
液晶显示器(LiquidCrystalDisplay,LCD)轻、薄、低耗电等优点,被广泛应用于计算机、移动电话及个人数字助理等现代化信息设备。一般来说,液晶显示器包含液晶显示面板及背光模块(backlightmodule),由于液晶显示面板自身不会发光,因此液晶显示器必须仰赖背光模块内的光源来发出光线。由背光模块内的光源所发出的光线,经过液晶显示面板的液晶,藉由液晶的转向,来调整传递至使用者的光线强度,进而输出影像。
彩色滤光基板是液晶显示器中不可或缺的零件,一般彩色滤光基板会放置在光源之前,藉由彩色滤光基板的滤光,可使光源的光线分离成为红绿蓝三原色,藉此,液晶显示器方能显示彩色影像。
请参阅图1,图1绘示了现有彩色滤光基板100的结构。彩色滤光基板100包含了玻璃基板110和彩色膜层131,彩色膜层131可以包含红色膜层、绿色膜层、蓝色膜层和白色膜层。液晶显示器便是藉由彩色膜层131,来分离出红绿蓝三原色的光和白光,以显示彩色影像。
如图1所示,数据线112与扫描线114重叠之处仅有绝缘层116隔绝。因为绝缘层116极薄,因此数据线112与扫描线114重叠之处会存在较大的寄生电容Cgd。另外,像素电极120与数据线112重叠之处也存在寄生电容Cpd。寄生电容Cgd和寄生电容Cpd会增加RC延迟(RCdelay),影响扫描信号和数据信号的传输。
发明内容
因此本发明的目的是将提供一种液晶显示面板以及其制造方法,以降低寄生电容,达到减少传输扫描信号和数据信号时的RC延迟。
为了解决现有技术的问题,本发明提供了一种制造液晶显示面板的方法,其包括下列步骤:提供玻璃基板;蚀刻形成于所述玻璃基板上的第一金属层于以形成薄膜晶体管的栅极和扫描线;形成所述薄膜晶体管的源极和漏极;在所述薄膜晶体管的源极和漏极之上形成依序形成钝化层和彩色膜层;蚀刻所述钝化层和所述彩色膜层以形成贯穿所述钝化层和所述彩色膜层的第一通孔以及第二通孔;在所述彩色膜层上依序形成透明导电层和第二金属层;以及蚀刻所述透明导电层和所述第二金属层,以在所述透明导电层形成第一透明导电电极区和第二透明导电电极区,在所述第二金属层形成数据线。
依据本发明的实施例,所述第一透明导电电极区和所述第二透明导电电极分别通过所述第一通孔和所述第二通孔连接所述薄膜晶体管的源极和漏极,且所述第一透明导电电极区和所述第二透明导电电极区不连接。
依据本发明的实施例,所述蚀刻所述透明导电层和所述第二金属层的步骤包含:使用半色调掩膜蚀刻所述透明导电层和所述第二金属层,其中所述半色调掩膜蚀具有不同透光率的区域,以同时形成被所述数据线覆盖的所述第一透明导电电极区、被所述数据线覆盖的所述第二透明导电电极区和未被所述数据线覆盖的所述第二透明导电电极区。
依据本发明的实施例,在所述蚀刻形成于所述玻璃基板上的第一金属层于以形成薄膜晶体管的栅极和扫描线的步骤之后,所述方法另包含:在所述薄膜晶体管的栅极上形成绝缘层;以及形成半导体层于所述绝缘层上。
依据本发明的实施例,所述彩色膜层包含红色膜层、绿色膜层和蓝色膜层。
本发明又提供一种液晶显示面板,其包含玻璃基板、扫描线、薄膜晶体管、钝化层、彩色膜层、透明导电层和数据线。所述扫描线由第一金属层构成且位于所述玻璃基板上,用来传递扫描信号。所述薄膜晶体管位于所述玻璃基板上,其包含栅极、位于所述栅极上的绝缘层、位于绝缘层上的半导体层,以及位于所述半导体层及所述绝缘层上的源极和漏极。所述钝化层位于所述薄膜晶体管和所述扫描线上。所述彩色膜层位于所述钝化层上,用于滤出不同颜色的光线。所述透明导电层位于所述彩色膜层之上。所述透明导电层通过贯穿所述钝化层和所述彩色膜层的第一通孔以及第二通孔与所述薄膜晶体管的源极和漏极连接。所述数据线由第二金属层构成,位于所述透明导电层上,用来传递数据信号。
依据本发明的实施例,所述透明导电层包含第一透明导电电极区和第二透明导电电极区。所述第一透明导电电极区通过所述第一通孔与所述薄膜晶体管的源极连接。所述第二透明导电电极区通过所述第二通孔与所述薄膜晶体管的漏极连接,且所述第一透明导电电极区和所述第二透明导电电极区不连接。
依据本发明的实施例,所述液晶显示面板包含像素电极,所述像素电极是指未被所述数据线覆盖的所述第二透明导电电极区。
依据本发明的实施例,所述彩色膜层包含红色膜层、绿色膜层和蓝色膜层。
相较于现有技术,本发明通过具有不同透光率的单一掩膜,同时制作数据线和像素电极,使得数据线形成于像素电极之上。依据本发明所制作的液晶显示面板,因为数据线与扫描线的距离拉长,所以数据线与扫描线重叠之处的寄生电容会变小。另外,因为数据线直接接触像素电极,所以像素电极与数据线之间也不存在寄生电容。本发明液晶显示面板的寄生电容减小,因此可以降低RC延迟对扫描信号和数据信号传输的影响。
附图说明
图1绘示现有彩色滤光基板的结构示意图。
图2是本发明的液晶显示器的功能方块图
图3是图2的扫描线、数据线和像素单元的放大图。
图4是图3沿A-A’线的剖面图。
图5至图12绘示为依据本发明较佳实施例制造液晶显示面板的方法的示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图式,用以例示本发明可用以实施之特定实施例。本发明所提到的方向用语,例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「顶」、「底」、「水平」、「垂直」等,仅是参考附加图式的方向。因此,使用的方向用语是用以说明及理解本发明,而非用以限制本发明。
请参阅图2,图2是本发明的液晶显示器10的功能方块图。液晶显示器10包含液晶显示面板12、栅极驱动器14以及源极驱动器(sourcedriver)16。液晶显示面板12包含数个呈矩阵排列的像素(pixel),而每一个像素包含三个分别代表红绿蓝(RGB)三原色的像素单元20构成。以一个1024×768分辨率的液晶显示器10来说,共需要1024×768×3个像素单元20组合而成。栅极驱动器14经由栅极线140输出扫描信号使得每一行的晶体管22依序开启,同时源极驱动器16则经由数据线160输出对应的数据信号至一整列的像素单元20使其充电到各自所需的电压,以显示不同的灰阶。当同一行充电完毕后,栅极驱动器14便将该行的扫描信号关闭,然后栅极驱动器14再输出扫描信号将下一行的晶体管22打开,再由源极驱动器16对下一行的像素单元20进行充放电。如此依序下去,直到液晶显示面板12的所有像素单元20都充电完成,再从第一行开始充电。
在液晶显示面板设计中,栅极驱动器14即每隔一固定间隔输出扫描信号。以一个1024×768分辨率的液晶显示器10以及60Hz的更新频率为例,每一个画面的显示时间约为1/60=16.67ms。所以每一个扫描信号的脉冲为16.67ms/768=21.7μs。而源极驱动器16则在这21.7μs的时间内,提供数据信号予像素单元20,使其充放电到所需的电压,以显示出相对应的灰阶。
请参阅图3和图4,图3是图2的扫描线140、数据线160和像素单元20的放大图。图4是图3沿A-A’线的剖面图。依据本发明的较佳实施例,晶体管22的栅极221电性连接于栅极线140,源极222电性连接于数据线160,漏极223电性连接于像素电极28。具体来说,依据图4,数据线160直接形成于透明导电层240之上,而透明导电层240又分为第一透明导电电极区241和第二透明导电电极区242。第一透明导电电极区241通过第一通孔231与晶体管22的源极222连接。第二透明导电电极区242通过第二通孔232与晶体管22的漏极223连接。第一透明导电电极区241和第二透明导电电极区242不连接。未被数据线160覆盖的第二透明导电电极区242即为像素电极28。因为透明导电层240和数据线160都具有导电性,所以当栅极221接收到栅极驱动器14传来的扫据信号时,从源极驱动器16传来的数据信号可以通过数据线160和第一透明导电电极区241传送至源极222。然后该数据信号通过漏极223传送至第二透明导电电极区242,亦即像素电极28。因为数据线160是光线无法穿透的金属,因此位于第一透明导电电极区241和第二透明导电电极区242之上的数据线160可以等效为黑色矩阵层,具有防止漏光的效果。因为数据线160与扫描线140之间被彩色膜层230、栅极绝缘层224和钝化层228隔开,导致两者之间的距离拉长,因此数据线140与扫描线160重叠之处的寄生电容会变小。另外,因为数据线160直接接触像素电极28,所以像素电极28与数据线160之间也不存在寄生电容。因此液晶显示面板12的寄生电容减小,可以降低RC延迟对扫描信号和数据信号传输的影响。
图5至图12绘示为依据本发明较佳实施例制造液晶显示面板12的方法的示意图。如图5所示,首先提供一个玻璃基板120。接着如图6所示,进行一金属薄膜沉积制程,以于玻璃基板120表面形成一层第一金属层(未显示),并利用第一掩膜对该第一金属层进行第一微影蚀刻(PhotoEtchingProcess,PEP),以蚀刻得到晶体管22的栅极221和栅极线140。栅极线140用于传导栅极驱动器14所产生的扫描信号至晶体管22的栅极221。如图7所示,沉积一栅极绝缘层224而覆盖栅极221与栅极线140,栅极绝缘层224可为二氧化硅(SiO2)或是氮氧化硅(Siliconoxynitride,SiON)。
如图8所示,在栅极绝缘层224上连续沉积非晶硅(a-Si)层225a和欧姆接触(Ohmiccontact)层225b。欧姆接触层225b较佳为铝(Al)、硅化钛(TiSi2)、氮化钛(TiN)或是钨(W)等金属或金属化合物构成。接着利用第二掩膜来进行第二微影蚀刻以构成岛状(island)半导体层225。接着如图9所示,在栅极绝缘层224和半导体层225上形成全面覆盖的第二金属层(未图示),利用第三掩膜对第二金属层进行第三微影蚀刻以定义出源/漏极层227。接下来如图10所示,利用第四掩膜对半导体层225和源/漏极层227进行第四微影蚀刻,以形成开口226。开口226贯穿源/漏极层227和欧姆接触层225b,以定义出源极222及漏极223。然后,形成全面覆盖的钝化层(Passivationlayer)228。
如图11所示,在钝化层228上沉积形成彩色膜层230。彩色膜层230可以包含红色膜层、绿色膜层、蓝色膜层和白色膜层。液晶显示器10便是藉由彩色膜层230,来分离出红绿蓝三原色的光和白光,以显示彩色影像。接下来,如图12所示,利用第五掩膜对彩色膜层230和钝化层228进行第五微影蚀刻,以去除漏极223上方的彩色膜层230和钝化层220,直至源极222和漏极223表面,以于源极222和漏极223上方分别形成贯穿彩色膜层230和钝化层220第一通孔231和第二通孔232。
如图12所示,在彩色膜层230上依序沉积透明导电层240和第二金属层(图未示)。较佳地,透明导电层240可为氧化铟锡(IndiumTinOxide,ITO)。接着利用第六掩膜330蚀刻透明导电层240和该第二金属层。第六掩膜330是半色调掩膜(half-tonemask),亦即第六掩膜330在不同区域具有不同的透光率。举例来说,第六掩膜330具有第一区域A1、第二区域A2和第三区域A3,第一区域A1表示部分光线可以透过的区域,第二区域A2表示光线无法透过的区域,第三区域A3表示全部光线可以透过的区域。因此,本发明可利用第六掩膜330对透明导电层240和该第二金属层各个区域进行不同的曝光显影。举例来说,将第六掩膜330的区域A1对准仅欲去除的该第二金属层的区域,将第六掩膜330的区域A2对准完全无须去除的区域,将第六掩膜330的区域A3对准欲全部去除透明导电层240和该第二金属层的区域。因为第六掩膜330各个区域A1-A3的透光率不同,因此光致抗蚀剂会依据透光率的不同形成不同强度的光阻。之后,以化学溶剂冲刷以去除第三区域A3对应的全部透明导电层240和第二金属层,同时去除第一区域A1对应的第二金属层以保留部分的透明导电层240以形成第二透明导电电极区242。至于第二区域A2对应的透明导电层240和第二金属层因为有光阻的保护而得以全部保留。最后,再以另一化学溶剂将光阻移除。此时,透明导电层240分为第一透明导电电极区241和第二透明导电电极区242。第一透明导电电极区241通过第一通孔231与晶体管22的源极222连接。第二透明导电电极区242通过第二通孔232与晶体管22的漏极223连接。第一透明导电电极区241和第二透明导电电极区242不连接。最后,在透明导电层240和数据线160上形成配向膜,配向膜是用来使液晶分子呈同一方向排列。
本实施例的液晶显示面板12的制作方法是以彩色滤光阵列(ColorfilteronArray,COA)基板为例,但是亦可应用于配向膜阵列(PolymideFilmonArray,PFA)基板。
相较于现有技术,本发明通过具有不同透光率的单一掩膜330,同时制作数据线160和像素电极28,使得数据线160形成于像素电极28之上。由于采用第六掩膜330对透明导电层240和第二金属层之前进行了不同程度的曝光显影,因此可以将数据线160直接形成在透明导电层240上,未被数据线160覆盖的第二透明导电电极区242即为像素电极28。因为透明导电层240和数据线160都具有导电性,所以当栅极221接收到栅极驱动器14传来的扫据信号时,从源极驱动器16传来的数据信号可以通过数据线160和第一透明导电电极区241传送至源极222。然后该数据信号通过漏极223传送至第二透明导电电极区242,亦即像素电极28。因为数据线160与扫描线140之间被彩色膜层230、栅极绝缘层224和钝化层228隔开,导致两者之间的距离拉长,因此数据线140与扫描线160重叠之处的寄生电容会变小。另外,因为数据线160直接接触像素电极28,所以像素电极28与数据线160之间也不存在寄生电容。因此液晶显示面板12的寄生电容减小,可以降低RC延迟对扫描信号和数据信号传输的影响。
综上所述,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,但该较佳实施例并非用以限制本发明,该领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与润饰,因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
Claims (9)
1.一种制造液晶显示面板的方法,其包括下列步骤:
蚀刻形成于玻璃基板上的第一金属层于以形成薄膜晶体管的栅极和扫描线;
形成所述薄膜晶体管的源极和漏极;
其特征在于:所述方法另包含:
在所述薄膜晶体管的源极和漏极之上形成依序形成钝化层和彩色膜层;
蚀刻所述钝化层和所述彩色膜层以形成贯穿所述钝化层和所述彩色膜层的第一通孔以及第二通孔;
在所述彩色膜层上依序形成透明导电层和第二金属层;以及
蚀刻所述透明导电层和所述第二金属层,以在所述透明导电层形成第一透明导电电极区和第二透明导电电极区,在所述第二金属层形成数据线。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述第一透明导电电极区和所述第二透明导电电极分别通过所述第一通孔和所述第二通孔连接所述薄膜晶体管的源极和漏极,且所述第一透明导电电极区和所述第二透明导电电极区不连接。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述蚀刻所述透明导电层和所述第二金属层的步骤包含:
使用半色调掩膜蚀刻所述透明导电层和所述第二金属层,其中所述半色调掩膜蚀具有不同透光率的区域,以同时形成被所述数据线覆盖的所述第一透明导电电极区、被所述数据线覆盖的所述第二透明导电电极区和未被所述数据线覆盖的所述第二透明导电电极区。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在所述蚀刻形成于所述玻璃基板上的第一金属层于以形成薄膜晶体管的栅极和扫描线的步骤之后,所述方法另包含:
在所述薄膜晶体管的栅极上形成绝缘层;以及
形成半导体层于所述绝缘层上。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述彩色膜层包含红色膜层、绿色膜层和蓝色膜层。
6.一种液晶显示面板,其包含:
玻璃基板;
扫描线,由第一金属层构成且位于所述玻璃基板上,用来传递扫描信号;
薄膜晶体管,位于所述玻璃基板上,其包含栅极、位于所述栅极上的绝缘层、位于绝缘层上的半导体层,以及位于所述半导体层及所述绝缘层上的源极和漏极;
其特征在于:所述液晶显示面板另包含:
钝化层,位于所述薄膜晶体管和所述扫描线上;
彩色膜层,位于所述钝化层上,用于滤出不同颜色的光线;
透明导电层,位于所述彩色膜层之上,所述透明导电层通过贯穿所述钝化层和所述彩色膜层的第一通孔以及第二通孔与所述薄膜晶体管的源极和漏极连接;及
数据线,由第二金属层构成,位于所述透明导电层上,用来传递数据信号。
7.根据权利要求6所述的液晶显示面板,其特征在于:所述透明导电层包含:
第一透明导电电极区,通过所述第一通孔与所述薄膜晶体管的源极连接;及
第二透明导电电极区,通过所述第二通孔与所述薄膜晶体管的漏极连接,且所述第一透明导电电极区和所述第二透明导电电极区不连接。
8.根据权利要求6所述的液晶显示面板,其特征在于:所述液晶显示面板包含像素电极,所述像素电极是指未被所述数据线覆盖的所述第二透明导电电极区。
9.根据权利要求6所述的液晶显示面板,其特征在于:所述彩色膜层包含红色膜层、绿色膜层和蓝色膜层。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |