TWI328788B - Gate driver-on-array and method of making the same - Google Patents

Description

1328788 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種整合於顯示面板之閘極驅動電路及其势作 方法，尤指一種無需利用透明導電層橋接第一層金屬圖案與第二 層金屬圖案之閘極驅動電路及其製作方法。 【先前技術】 顯不面板目前被廣泛的應用在生活中’例如：薄膜電晶體液晶 顯示器(TFT-LCD)、有機發光二極體顯示器(〇LED)、低溫多晶矽 (LTPS)顯示器以及電漿顯示器（PDP)等。請參考第i圖。第工 圖繪示習知的薄膜電晶體液晶顯示面板之示意圖。如第丨圖所示， 薄膜電晶體顯示面板10包含有複數個呈陣列狀排列的畫素12,查 素12係藉由複數條資料線m、D2、...、Dn與複數條閑極線⑴ G2、…、Gn控制，其中資料線係電連接至資料驅動電路14並接 文其驅動’ 極線係電連接至間極驅動電路16並接受其驅動。 另外’薄膜電晶體顯示面板1〇亦與印刷電路板18電連接，而印 刷電路板18上之電路可將f彡像觸^縣龍訊號並將電壓訊號 透過控制匯流排(bus)20傳送至資料驅動電路14與間極驅動電路^ 16 〇 近年來，將閘極驅動電路結構直接製作於顯示面板上的作法已 逐漸取代傳制用外部閘_動晶片驅動畫素的作法，藉以減少 元件數目並降低製造成本。請參考m第2圖麟示整合於 顯示面板之閘極驅動電路(gatedriver_on侧y，G0A)的電路圖。如 6 1328788 第2圖所示，閘極驅動電路的作用在於產生固定時序之脈皮，此 脈波會傳送至薄膜電晶體顯示面板10 ’以控制晝素中薄膜電晶體 之開啟。閘極驅動電路主要包含複數條訊號線(例如Li、、L3 與L4)、複數個薄膜電晶體(例如U、T2、T3與T4)、電容(例如 C1) ’以及導線(例如W1)。吼號線L1係用以傳輪—電壓訊號vss、 訊號線L2係用於傳輸一起始脈衝(start pulse)訊號^、訊號線 係用以傳輸一時脈(clock)訊號Vck，而訊號線以係用以傳輸一反 向時脈(complementary clock)訊號Vxck。導線W1的作用在於將訊 號線例如訊號線L4的訊號傳遞至内部元件，例如薄臈電晶體丁2。 請再參考第3圖。第3圖為習知閘極驅動電路之示意圖％其繪示 沿第2圖之剖面線Α-Α’、剖面線β·Β’與剖面線c_c，之剖面示音 '。如第3圖所示，習知整合於顯示面板之間極驅動電路主= 由第-層金屬圖案22、閘極絕緣層24、半導體層％與重推雜半 導第二壯觸3〇、保護層32以及透明導電層(晝素電即4 等六層薄膜堆疊而成。在閘極驅動電路結構中，部分第一層金屬 圖案22必須與第二層金屬圖案3〇電性連接，以發揮所需=路 功能。舉例來說，由第二層金屬圖案取義之訊號線^必須連 接至由第-層金屬圖案22定義之導線W1，訊號Vck可藉由導線 傳送至薄膜€晶體丁2的。另外，薄膜電晶體τι之閑極(第 一層金屬圖案22)必須與其沒極(第二層金屬圖案3〇)電性連接。 如第3圖所示，在習知·驅動電路結構中，第一層金屬圖案 =第二層金屬_G之電性連接槐_應位置之鮮層、 中Μ及保護層32下方之閘極絕緣層24中形成接觸洞32a，龙 =由透明導電層34填入接觸洞似以橋接方式連接第一層金屬圖 f 22與红層金屬圖案如。麵，_透明導電層34橋接第-:金屬圖案22與第二層金屬圖案3〇的作法會產生下列缺點。首 =觸洞部分容易於後續產生腐綱題嶋隱）， ㈣細導電層橋 ^於框膠之下，但如此作法容易造成義導電層產生金屬 :斤出，象，造成第-層金屬圖案與第二層金屬圖案接觸不 二=:輸出波形異常。此外’使用透明導電層連接第-層金 _ι、第-層金屬_的作法’亦會增加義驅動電路的佈局 【發明内容】 體之目的之—在於提供—種整合於顯示面板(例如薄膜電盖 =曰顯:器、有機發光二極體顯示器、低溫多晶賴示器以及 路的佈問極驅動電路及其製作方法，以縮減剛 路2局_、物她恤，瑜嫩。 板乏閘極二動;路本t明:一較佳實施例提供-種整合於顯示面 包括-周邊區。門^括—基板以及1極驅動電路結構。基板 包括第-層金屬m結構設置於該基板之該周邊區，其 體層。第案、一絕緣層’以及-半導 層金屬圖案I職 ι括複數個連接節點。絕緣層設置該第— 觸洞曝露出^等連=金屬圖案之間，且該絕緣層具有複數個接 路出。玄荨連接郎點。第二層金屬圖案填入該等接觸洞並直 1328788

I t •接搭接於該第一層金屬随之鱗連接節點上，藉以完成該閑極 驅動電路結構所需之電性連接。 為達上述目的，本發明之另-實施例提供一種製作整合於顯示 面板之_驅動電路之方法，上述方法包括下列步驟。首先提供 -基板’並於該基板上定義出-周邊區。接著於該基板之該周邊 區形成-第-層金屬圖案，其中該第—層金屬_包括複數個連 接節點。隨後義基板與該第-層金翻紅形成—絕緣層和— 鲁半導體層，並於該絕緣層上形成複數個接觸洞，分別對應該連接 節點以曝露出該第-層金屬圖案之該等連接節點，並—併形成電 . 晶體元件之通道圖案。接著於該絕緣層上形成一第二層金屬圖 案，並使該第二層金屬圖案填入該等接觸洞。 本發明之閘極驅動電路結構係利用第二層金屬圖案直雜接第 一層金屬圖案的方式製作，不需於保護層形成接觸洞糊透明導 電f進行連接’故可縮減閘極驅動電路的佈局面積、提升其電路 可讀’並減少製程步驟’且本發日不限於液晶顯示器，亦可 響廣泛應用在其他類型的顯示器上。 【實施方式】 〜^文將列舉本㈣之數個較佳實施例，並配合所_示、元件 符號主等，詳細說明本發明的構成内容及所欲達成之功效。 '考第4圖並一併參考第2圖之開極驅動電路的電路圖。 ^圖為本發明整合於顯示面板之閘極驅動電路之較佳實施例的 不思圖’其緣不本發明之間極驅動電路沿第2圖之剖面線A_A,、 9 1328788 剖面線B-B’與剖面線叱之剖面示意圖。如帛4圖所示，整合於 顯示面板之閘極驅動電路㈣⑽黎加震丫’⑷冲❻包括基板 52以及酿驅動電路結構％。基板Μ係驗晶顯福板之陣列 基板其1>括周邊區54與晝素區(圖未示），而閘極驅動電路結構 56係設置於基板52之周邊區54㈣邊區54包含有訊號線連接 區54A、薄膜電晶體區54β與電容區54C。本發明之閘極驅動電

‘路結構56由下而上依序包括第—層金屬圖案58、絕緣層60、半 導體62、重摻雜半導體層64、第二屬金屬圖案與保護層沾等 薄膜，'且上述_組朗極_電路結構56之各元件。例如於訊 號線連接區MA内，第—層金屬圖案％作為導_，而第二層 金屬圖案6t>則作為訊號線u、u、u、L4 ;於薄膜電晶體區灿 内’第一層金屬圖案58作為薄膜電晶體Ή、T2、T3 ' T4之門極 絕緣㈣作為閘極絕緣層、半導體層62作為其通道、錄丰、 麵64作為歐姆接觸層，以及第二層金屬議6作為其源極 以=極；於電容區54C内，第—層金屬圖案58構成其下電極、 絕緣日一6〇作為其電容介騎、第二層金屬_ μ顧其上電極。 層金屬圖案58包括複數個連接節點(connection -j第-Μ1作用在於與第二層金屬圖案66電性連接。絕緣層6。 H一層金屬圖案58與第二層金屬圖案66之間，且絕緣層6〇 具有複數個接觸洞曝露出第—層金屬圖案％之連接 第二層金屬圖案66位於絕緣層6G上，並填人絕緣層60之 ^圖第"層金屬圖案66可直接搭接於第—層金 ，〜連接即點58Α上’完成閘極驅動電路結構所需之電性 1328788 連接。保護廣68則覆蓋於坌-M A ® m _ 、弟一'層金屬圖案66與絕緣層6〇上，使 第一層金屬圖案60不致曝露在外p 第一層金屬圖案58之連接節點篇可位於整合於顯示面板之 間極驅動電路50之第-層金屬圖案別之任何需要與第二層金屬 圖案66電性連接的位置。舉例來說，第一層金屬圖案58之連接 1 58A可為導線(例加第2圖之導線㈣之一端點，而搭接於連 2即點58A上之第二層金屬_6可輕號_如訊號_， ，之訊號線L4係直接搭接於導線W1上達成紐連接， =⑽㈣麟線W1 _接。料，連縣點58a亦 :為_電晶體(例如第2圖之薄膜電晶體Tl)之間極，而搭接於 連接即點5SA之第二層金屬圖案66可為薄膜電晶體们之源 沒極，因此薄膜電晶體T1之間極係直接搭接於其源極或沒極上達 =賴，而未透過其它導電結構電性連接。本發明的應用並 ^ =置以及顯示器形式為限’除了上述位置以及顯示器形 ^ ’ I於顯不面板之閘極驅動電路結構5()之第—層金 %之任何需要與第二層金屬_66雜連接的位置，均可利^

圖案66直接搭接第一層金屬圖案58之連接知 方式達成。 J 不同於第3圖所示之習知閘極驅動電路結構利用透 34連接第-層金屬圖案22與第二層金屬圖㈣的方式^ ==路，第示)係利用將第二層金屬圖二： 雜料⑽蝴'_，因此不需 於保心8中形成接觸洞，如此一來保護層68可使第二層金屬而 1328788 圖案66不會曝露在外’避免接觸洞部分容易於後續產生腐蝕問 題，更可有效縮減閘極驅動電路的佈局面積。 請再參考第5圖至第9圖，並一併參考第2圖。第5圖至第9 圖繪不了本發明製作整合於顯示面板之問極驅動電路結構之較佳 實施例的方法*意圖’其+本實施_崎晶齡面板為例說明 本發明之方法’但本發明之方法並不限於應用於液晶顯示面板， 而可應用於各類型顯示面板。如第5圖所示，首先提供基板7〇。 鲁基板70係為液晶顯示面板之陣列基板，且基板7〇上定義有周邊 區72’用以p成周邊電路，且周邊區72包含有訊號線連接區似、 薄膜電晶體區72B與電容區72C。本實_之圖式僅繪示出訊號 線連接區72A、薄膜電晶體㊣72B與電容區I以便於突顯本發 月之特徵，但本發明之方法的應用並不以此為限。接著於基板兀 =周邊區72㈣成金屬層（圖未示）’制職影暨侧技術去除 部分金屬層以形成第一層金屬圖案74，其中第一層金屬圖案％ 刀=於。代说線連接區DA定義出導線、於薄膜電晶體區WE定義 ^薄膜電晶體之閘極’以及於電容區72c定義出電容之下電極等 二構★’且第-層金屬随％包括有複數個連接節點 74A，作為後 汽’.、第一層金屬圖案(圖未示)之用。如前所述，第5圖中繪示的接 、.，之位置僅絲例#㈣’料本發明所屬技術領域之通常知 識者田可依照實際需求，在第一層金屬圖案Μ上選擇適當的接點 位置。 2 ffi所7F ’接著於基板7Q與第__層金屬醜％上形成絕 .、‘ β 6’並_微影暨_技術去除部分絕緣層76，形成複數個 12 對應於連接節點74A的接觸洞 _ 緣層76於峨料触72A^； ;^4雜_ W。絕 電晶體區观係作綱極絕簡敎贿、於薄膜 六入带a 您用而於電谷區72<:係作為雷 :丄:之用。如第7圖所示，隨後薄膜電晶體區之絕· 上依序形辭導體層78與重雜半導 ^ 78係作域道，而重摻雜半導體層⑽係作為歐姆體層 =圖所示，之後於絕緣層76與重摻雜半導體層8〇上形成 ^_未利，並利__職術去除部分金屬層，以 / -層金屬圖案82 ’最後以第二層金屬圖案幻做遮罩㈣ ma.sk) ’⑽成作為歐姆接觸層之重播雜半_層⑽的圖案。第 =金屬_ 82分別於訊號線連接區72a定義出訊號線、於賴 〃體區7ίΒ疋義出薄膜電晶體之源極及沒極，以及於電容區π。 疋義出電#之±電極等結構，且在需要與第—層金屬圖案％電性 連接的位置’例如訊號線或_電晶體之源極歧極，第二層金 屬圖案82 ,系填入絕緣層？6之接觸洞胤内而直接搭接於第一層 屬Η案74之連接節點μα上；值得注意的是，因為第一層金屬 圖案74是則接觸洞76Α直接與第二金屬_82電性連接，不 需要額外利用其他的導電層來橋接，所以可以縮減閘極驅動電路 的佈局面積。 如第9圖所示’最後於第二層金屬圖案Μ上形成保護層料，並 使保護層84覆蓋於第二層金屬圖案82以確保第二層金屬圖案幻 不致曝露在外’㈣成本發明之整合於顯示面板之雜驅動電路 結構。 13 788 ㈣實施例t，賴絕緣層與半導體層係分別利料 =同步驟中加以定義，然而本發明之方法並不以此為限: ^ 10圖與第11圖’並一併參考第5圖與第8圖至第9 電:二與之第另'圖:Γ本發明製作⑽^ 4之另-祕實施例的方法示意圖，其中本實施例 3施例之差異為製伽緣層、半導體層、重摻雜半導體層之步驟 法’而為便於比較本實施例與前述實施例使用姻標號標注相 5妨件如帛10圖所示’根據本實施例的方法，在基板70上形 成第-層金屬贿74後，於基板7G與第—層金屬圖㈣上連^ 沉積出絕緣層76、半導體層78與重摻雜半導體層⑽，接著再於貝 重捧雜半導體層80上形成於不同區域具有不同厚度之光阻層、 81。光阻層81的製作可利用灰階光罩(half_t〇ne刪職行曝9光的 方式達成，其中灰階光罩具有不透光區、透光區與半透光區，其 中光罩之不透光區對應到光阻層81較厚之第-厚度T1的區域、 光罩之透光區對應到光阻層81之開σ 81A的區域，而光罩之半透 光區則對應到光阻層81較薄之第二厚度丁2的區域，藉此於曝光 後即可於植層81形成較厚之第—厚度τ卜較薄之第二厚度τ2 以及開口 8U。如第U _示，接著進行藉由光阻層8ι的二同 厚度進行侧，以分別於絕緣層76中對應連接節點7仏的位置形 成接觸洞76A，並於薄膜電晶 72B之絕緣層％上保留部分半 導體層78作為猶’以及個部分錄雜半_層⑽作為歐姆 接觸層。由上述可知’本實施例之方法僅使用—道光罩定義絕緣 層76之接觸洞76A以及半導體層78之圖案，因此可節省一道光 丄 罩而後，製程則與前述實施例相似，故可接續第8圖與第9圖 之作法，'在此不再贅逑。 本發^之閘極驅動電路結構係利用第二層金屬圖案直接搭接第 -層金屬ϋ案的方式製作，*需於保護層形成接觸洞並利用透明 導電層或‘是額外的導電層進行橋接，因此可減少製程步驟，且第 二層金屬圖案為保護層所覆蓋保護而未外露，因此可避免間極驅 動電路結構外露而受損，故可提升閘極驅動電路的可靠度。另外， 鲁本發明之閘極驅動電路結構相較於習知利用透明導電層橋接方 式’可減J閘極驅動電路的佈局面積，進而精簡面板外側佈局响 border)。 雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明， 任何具有未發明所屬技術領域之通常知識者，在不脫離本發明之 精神和範m内，當可作各種更動與潤飾，並可思揣其他不同的實 施例’因此本發明之保護範圍當視後时請專利範麟界定者為 準。 【圖式簡單說明】 第1圖繪示習知的薄膜電晶體液晶顯示面板之示意圖。 第2圖繪示了整合於顯示面板之閘極驅動電路的電路圖。 第3圖為習知閘極驅動電路結構之示意圖。 第4圖為本發明整合於顯示面板之閘極驅動電路之較佳實施例的 示意圖。 第5圖至第9 ®林發明製作整合於顯示面板之閘極驅動電路之 15 ★較佳實施例的方法示意圖。 第10圖與¥ 11 _為本翻製作整合於齡面板之雜驅動電路 結構之另一較佳實施例的方法示意圖。

【主要元件符號說明】 10 薄膜電晶體顯示面板 12 畫素 14 資料驅動電路 16 閘極驅動電路 18 印刷電路板 20 匯流排 22 第一層金屬圖案 24 閘極絕緣層 26 半導體層 28 重摻雜半導體 30 第二層金屬層 32 保護層 32Α 接觸洞 34 透明導電層 50 閘極驅動電路結構 52 基板 54 周邊區 54A 訊號線連接區 54Β 薄膜電晶體區 54C 電容區 56 閘極驅動電路結構 58 第一層金屬圖案 58Α 連接節點 60 絕緣層 60Α 接觸淘 62 半導體層 64 重摻雜半導體層 66 第二層金屬圖案 68 保護層 70 基板 72 周邊區 72A 訊號線連接區 72Β 薄膜電晶體區 72C 電容區 74 第一層金屬圖案 74A 連接節點 16 1328788 76 絕緣層 76A 接觸洞 78 半導體層 80 重摻雜半導體層 81 光阻層 81A 開口 82 第二層金屬圖案 84 保護層 17

Claims (1)

1328788 十、申請專利範園： L 一種整合於顯示面板之_驅動電路，包括： 一基板，包括一周邊區丨以及 -_驅_騎構，設置於職板之該闕區， =結構包括第一層金屬圖案、第二屬金屬圖二一: 緣層，該絕緣層設置於該第一層金屬圖案與該第属邑 ^案之間’其中該第-層金屬圖案包括複數個連 =緣層具有複數個接觸洞，該等接觸__連 S':二層金屬圖案填入該等接觸洞並直接搭接於 。亥弟-層金屬_之該等連接節點上。 2.如請求項！所述之間極驅動電路結構，另包括— 於該第二層金屬圖案上。 隻0覆盍 3之如之職驅動電路結構，其中該第-層金屬圖案 之ι-μΙΓ係為:導線之—端點且搭接於各該連接節點 之第一層金屬圖案係為一訊號線。 4. 如請求項！所述之閘極驅動電路結構，另包括 該薄膜電晶體包括一閘極、—源極及—汲極，且該第 圖案之各該連接節點係為該閘極，且搭接於各該連接節點之該 第二層金屬圖案係為該源極或該汲極。 5. 如請求項！所述之閘極驅動電路結構，其中該薄臈電晶體另包 括一半導體層與一重換雜半導體層，位於該薄膜電晶體之該絕 緣層與該源極及該汲極之間。 6. -種製作整合於顯示面板之閘極驅動電路之方法，包括： 18 1328788 提供一基板，並於該基板上定義出-周邊區. 於該==周》Γ形成第—層金屬圖案，其中該第-層金屬 圖案包括複數個連接節點； 於該該Γ層金屬圖案上形成一絕緣層，並於該絕緣層 連接節1=咖，分別對應該連接節點以曝露出該等 於該=:二層金屬圖案’並使該第二層_案填 7· 6所奴方法’另包括於账層_案上形成一 I ，歐各該連接節 屬圖峨H 各該連接節點之該第二層金 A :括二=所:之方法，另包括一_電晶體，該薄膜電晶體 接節帥衫Γ極及—汲極，且該第—層金屬_之各該連 案===搭接於各該連接節點之該第二層金屬圖 1 〇·如π求項6所述之方法，另包括於該薄臈電晶 極之間形成-半導體層與-重撐雜半導：^與 19-