TWI464787B - 邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板及其製作方法 - Google Patents

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Kuan Hsien Jiang
Bei Xie
Xiyao Li
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Description

邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板及其製作方法
本發明係有關於一種邊緣電場切換(fringe field switching,FFS)型液晶顯示(LCD)面板之陣列基板及其製作方法，尤指一種其閘極電極、閘極線以及共通電極係以同一光罩製程所形成且設置於同一平面之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板及其製作方法。
依據驅動液晶分子所需施加電場的方向不同，液晶顯示面板可廣泛地區分為垂直電場型液晶顯示面板與水平電場型液晶顯示面板。
於水平電場型液晶顯示面板中，液晶分子係被一於共通電極與畫素電極間形成之水平電場所驅動。藉由於下基板上平行設置之共通電極與畫素電極，液晶分子可因此被共通電極與畫素電極間產生之水平電場所驅動。因此，水平電場型液晶顯示面板亦被稱為平面旋轉(in-plan switching,IPS)型液晶顯示面板。
邊緣電場切換型液晶顯示面板實際上可被歸類為一種改良型之IPS型液晶顯示面板。更明確地說，一般傳統的FFS型液晶顯示面板與IPS型液晶顯示面板兩者間最大的不同在於，FFS型液晶顯示面板的共通電極與畫素電極係均由一透明導電材料例如氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)所形成，且FFS型液晶顯示面板的共通電極與畫素電極係形成於FFS型液晶顯示面板之陣列基板的不同層之中。此外，在FFS型液晶顯示面板中，不是畫素電極設置於共通電極與下基板之上，就是畫素電極設置於共通電極與下基板之間。共通電極與畫素電極兩者之其中一者係包括複數個狹縫以及複數個條狀電極藉以產生一邊緣電場。另外，共通電極與畫素電極兩者之其中一者需具有一足夠之寬度以使得位於畫素電極與共通電極上之所有液晶分子可藉此被驅動。由於畫素電極與共通電極均由可透光之透明導電材料所形成，因此FFS型液晶顯示面板可具有比IPS型液晶顯示面板更佳的開口率與穿透率。
在一般業界中，傳統上係使用六道光罩製程來製作FFS型液晶顯示面板之陣列基板。然而，此傳統製程係面臨製程過於複雜以及製作成本過高等問題。
本發明之目的之一在於提供一種邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板及其製作方法，以達到簡化製程以及降低成本之目的。
本發明提供一種邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板的製作方法，包括下列步驟。首先，提供一基板，並進行一第一光罩製程，以於基板上形成複數條閘極線、複數個閘極電極以及一共通電極。第一光罩製程包括：於基板上形成一第一導電層，並於第一導電層上形成一第一圖案化光阻；將未被第一圖案化光阻覆蓋之第一導電層移除，以於基板上形成閘極線與閘極電極；形成一第一透明導電層，覆蓋基板與第一圖案化光阻；以及剝離第一圖案化光阻與覆蓋於第一圖案化光阻上之第一透明導電層，以於基板上形成共通電極。然後，形成一閘極介電層，以覆蓋基板、閘極線、閘極電極以及共通電極。之後，進行一第二光罩製程，以於閘極介電層上形成一圖案化半導體層。接著，進行一第三光罩製程，以於閘極介電層與圖案化半導體層上形成複數條資料線、複數個源極電極以及複數個汲極電極。然後，進行一第四光罩製程，以於閘極介電層上形成複數個畫素電極，且各畫素電極係與一對應之汲極電極接觸以形成電性連結。之後，進行一第五光罩製程，以於閘極介電層、資料線、源極電極、汲極電極以及畫素電極上形成一保護層。保護層具有複數個第一開口，且各第一開口至少部分暴露畫素電極。
本發明提供一種邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板，其包括一基板、一閘極線、一資料線、一薄膜電晶體、一共通電極、一畫素電極以及一保護層。閘極線、資料線以及薄膜電晶體係設置於基板上。薄膜電晶體包括一閘極電極、一閘極介電層、一圖案化半導體層、一源極電極以及一汲極電極。閘極電極係與閘極線電性連結。閘極介電層係設置於閘極電極上。圖案化半導體層係設置於閘極介電層上。源極電極與汲極電極係設置於圖案化半導體層上，且源極電極係與資料線電性連結。共通電極係設置於基板與閘極介電層之間，且共通電極、閘極電極以及閘極線係設置於同一平面上。畫素電極係設置於閘極介電層上，且畫素電極係與汲極電極電性連結。保護層係設置於畫素電極上，且保護層具有一第一開口。第一開口係至少部分暴露畫素電極。
在本發明中，藉由以同一光罩製程形成共通電極、閘極線以及閘極電極來達到簡化製程步驟之目的。此外，畫素電極係被保護層所覆蓋，且畫素電極係藉由保護層之開口而被部分暴露出來。由於畫素電極與共通電極間所形成電場方向上的介電材料厚度減少，故可因此提升於邊緣電場切換型液晶顯示面板中驅動液晶分子之效果。
為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之數個較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容。需注意的是圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。此外，在文中使用例如”第一”與”第二”等敘述，僅用以區別不同的元件，並不對其產生順序之限制。
請參考第1圖至第13圖。第1圖至第13圖繪示了本發明之第一較佳實施例之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板的製作方法示意圖。其中第1圖至第3圖為側視圖，第4圖、第6圖、第8圖、第10圖以及第12圖為上視圖，而第5圖、第7圖、第9圖、第11圖以及第13圖分別為對應第4圖、第6圖、第8圖、第10圖以及第12圖中沿剖線I-I’、剖線II-II’、剖線III-III’以及剖線IV-IV’所繪示之剖面示意圖。如第1圖所示，提供一基板(亦可視為一下基板)10。基板10可為一透明基板例如玻璃基板、塑膠基板或石英基板，但並以此為限。接著，進行一第一光罩製程，此第一光罩製程包括下列步驟。首先，於基板10上形成一第一導電層12。第一導電層12可由導電材料例如鋁(aluminum,Al)、銅(copper,Cu)、鉬(molybdenum,Mo)等金屬導電材料所形成，但並不以此為限。舉例來說，於本發明之其他較佳實施例中，第一導電層12亦可包括一複合層結構例如一由鉬/鋁/鉬(Mo/Al/Mo)堆疊之結構、一由鉬/鋁(Mo/Al)堆疊之結構或其他含有鋁之多層結構，但亦不以此為限。然後，於第一導電層12上形成一第一圖案化光阻14，以覆蓋部分之第一導電層12，且被第一圖案化光阻14所覆蓋之第一導電層12的區域可用以形成閘極線、閘極電極、閘極墊電極以及共通線。在本實施例中，第一圖案化光阻14可藉由例如一使用光罩(圖未示)之曝光製程來定義圖案。如第2圖所示，利用例如一蝕刻製程，將未被第一圖案化光阻14覆蓋之第一導電層12移除，以於基板10上形成複數個閘極線(第2圖未示)、複數個閘極電極12G以及複數個閘極墊電極(第2圖未示)。各閘極墊電極係與對應之閘極線的一端相連。在本實施例中，第一導電層12較佳係被蝕刻，例如藉由控制蝕刻製程之參數，以使得各閘極線之寬度小於位於閘極線上之第一圖案化光阻14之寬度，使得各閘極電極12G之寬度小於位於閘極電極12G上之第一圖案化光阻14之寬度，且使得各閘極墊電極之寬度小於位於閘極墊電極上之第一圖案化光阻14之寬度。舉例來說，如第2圖所示，閘極電極12G之寬度W1係小於第一圖案化光阻14之寬度W2。用來控制閘極線以及閘極電極12G線寬之蝕刻參數可包括例如蝕刻液的濃度、蝕刻時間、製程溫度以及製程壓力等，但並不以此為限。
如第3圖所示，於閘極線、閘極電極12G以及閘極墊電極形成之後，於基板10上形成一第一透明導電層16，以覆蓋基板10與第一圖案化光阻14。第一透明導電層16可以任何適合之透明導電材料例如氧化銦錫或氧化銦鋅(indium zinc oxide,IZO)所形成，但並不以此為限。如第4圖與第5圖所示，第一圖案化光阻14以及覆蓋於第一圖案化光阻14上之第一透明導電層16係一併被剝離以於基板10上形成一共通電極16C。因此，共通電極16C係藉由用以形成閘極線GL、閘極電極12G以及閘極墊電極12P之同一第一圖案化光阻14所定義而成，故並不需額外的光罩製程來定義並形成共通電極16C。各閘極墊電極12P係與對應之閘極線GL的一端相連，亦可說是各閘極線GL包括一閘極墊電極12P。共通電極16C、閘極電極12G、閘極線GL以及閘極墊電極12P係共平面(coplanar)設置，也就是說共通電極16C、閘極電極12G、閘極線GL以及閘極墊電極12P係設置於同一平面上。此外，由於各閘極線GL之寬度小於位於閘極線GL上之第一圖案化光阻14之寬度，各閘極電極12G之寬度小於位於閘極電極12G上之第一圖案化光阻14之寬度，且各閘極墊電極12P之寬度小於位於閘極墊電極12P上之第一圖案化光阻14之寬度，故可同時分別於共通電極16C與閘極線GL之間、共通電極16C與閘極電極12G之間以及共通電極16C與閘極墊電極12P之間形成間隔S。藉由上述之間隔S，可確保將共通電極16C分別與閘極線GL、閘極電極12G以及閘極墊電極12P之間互相隔離。在本實施例中，閘極線GL與共通電極16C間之間隔S較佳係介於0.2微米至2微米之間，閘極電極12G與共通電極16C間之間隔S較佳係介於0.2微米至2微米之間，且閘極墊電極12P與共通電極16C間之間隔S較佳係介於0.2微米至2微米之間，但並不以此為限。上述之間隔S的較佳範圍係依據下列各考量而定。首先，當間隔S小於0.2微米時，共通電極16C分別與閘極電極12G、閘極線GL或閘極墊電極12P之間有可能較易發生短路。而當間隔S大於2微米時，則會使第一導電層12所需之蝕刻時間增加。此外，隨著間隔S的加大，在液晶顯示面板中對應所需之遮光圖案(black matrix,圖未示)亦需隨之加大以避免因為較大之間隔S產生漏光現象，但相對地亦會使得液晶顯示面板的開口率下降而造成不良的影響。換句話說，較小的間隔S對開口率的影響較小。
如第6圖與第7圖所示，一閘極介電層18(第6圖未示)係形成以覆蓋於基板10、閘極線GL、閘極電極12G、閘極墊電極12P以及共通電極16C之上。閘極介電層18可由介電材料例如氧化矽、氮化矽或氮氧化矽所形成，但並不以此為限。接著，進行一第二光罩製程以於閘極介電層18上形成一圖案化半導體層20。圖案化半導體層20係與閘極電極12G對應設置，且圖案化半導體層20係作為一通道(channel)層。另請注意，為了優化圖案化半導體層20與後續將形成之源極電極/汲極電極之間的歐姆接觸(ohmic contact)狀況，可於圖案化半導體層20上選擇性形成一圖案化歐姆接觸層22，且圖案化歐姆接觸層22可如同圖案化半導體層20一樣藉由第二光罩製程而形成。圖案化半導體層20與圖案化歐姆接觸層22可由半導體材料例如非晶矽(amorphous silicon)所形成，但並不以此為限。圖案化歐姆接觸層22可為一重摻雜(heavily doped)層例如N型摻雜(n-type doped,N+)層，而圖案化半導體層20可為一輕摻雜層。
如第8圖與第9圖所示，於閘極介電層18、圖案化半導體層20以及圖案化歐姆接觸層22上形成一第二導電層24。第二導電層24可由導電材料例如鋁、銅、鉬等金屬導電材料所形成，但並不以此為限。舉例來說，於本發明之其他較佳實施例中，第二導電層24亦可包括一複合層結構例如一由鉬/鋁/鉬(Mo/Al/Mo)堆疊之結構、一由鉬/鋁(Mo/Al)堆疊之結構或其他含有鋁之多層結構，但亦不以此為限。接著，進行一第三光罩製程以對第二導電層24進行圖案化，以於閘極介電層18上形成複數個資料線DL、複數個源極電極24S、複數個汲極電極24D以及複數個資料墊下電極24P。資料線DL係與閘極線GL互相垂直排列，以形成複數個子畫素區。各源極電極24S與對應之汲極電極24D係分別至少部分覆蓋對應之圖案化半導體層20相對之兩邊，以與對應之閘極電極12G形成一薄膜電晶體TFT。各資料墊下電極24P係與對應之資料線DL的一端相連，亦可說是各資料線DL包括一資料墊下電極24P。值得說明的是，在第三光罩製程中圖案化歐姆接觸層22係再被圖案化以與源極電極24S以及汲極電極24D對應設置。也就是說，圖案化歐姆接觸層22係分別設置於圖案化半導體層20與源極電極24S之間以及設置於圖案化半導體層20與汲極電極24D之間，以於圖案化半導體層20與源極電極24S或汲極電極24D間形成歐姆接觸。
如第10圖與第11圖所示，於閘極介電層18上形成一第二透明導電層28。第二透明導電層28可以任何適合之透明導電材料例如氧化銦錫或氧化銦鋅所形成，但並不以此為限。接著，進行一第四光罩製程，以對第二透明導電層28圖案化，而於閘極介電層18上形成複數個畫素電極28P以及複數個資料墊上電極28D。換句話說，資料墊上電極28D與畫素電極28P可由同一透明導電材料所形成。各畫素電極28P係與一子畫素區對應設置，且各畫素電極28P係與對應之汲極電極24D接觸以形成電性連結。各資料墊上電極28D係與對應之資料墊下電極24P接觸以形成電性連結。值得說明的是，由於畫素電極28P並不是藉由任何接觸孔洞與汲極電極24D接觸，故於汲極電極24D上的預計接觸區域大小可因此縮小，進而可增加子畫素區的開口率。此外，各畫素電極28P具有複數條條狀電極28L以及複數個狹縫28S，條狀電極28P係彼此平行設置且互相電性連結，且各狹縫28S係位於各條狀電極28L之間。也就是說，各畫素電極28P可具有一梳狀(combo-like)外型，但本發明並不以此為限而可使用其他適合形狀例如回力棒狀(boomerage-like)之畫素電極28P。
如第12圖與第13圖所示，進行一第五光罩製程，以於閘極介電層18、資料線DL、源極電極24S、汲極電極24D、資料墊上電極28D以及畫素電極28P上形成一保護層26。保護層26可由無機材料例如氮化矽或有機材料例如丙烯酸樹脂(acryl resin)所形成，但並不以此為限。利用第五光罩製程於保護層26中形成複數個第一開口261、複數個第二開口262、複數個第三開口263以及至少一第四開口264。各第一開口261係穿過保護層26而分別至少部分暴露畫素電極28P。各第二開口262係穿過保護層26與閘極介電層18而部分暴露出對應之閘極墊電極12P。各第三開口263係穿過保護層26而部分暴露對應之資料墊上電極28D。第四開口264係穿過保護層26與閘極介電層18而部分暴露出共通電極16C。換句話說，保護層26與閘極介電層18具有複數個第二開口262，保護層26具有複數個第三開口263，且閘極介電層18具有至少一第四開口264。畫素電極28P係設置於共通電極16C之上，故可於具有條狀電極28L與狹縫28S之各畫素電極28P與共通電極16C之間形成一邊緣電場。值得說明的是，由於各畫素電極28P係被第一開口261部分暴露，因此共通電極16C與各畫素電極28P間所形成之邊緣電場可較不被畫素電極28P上的保護層26所干擾。畫素電極28P被第一開口261暴露出的部分亦可用來吸附雜質離子，進而使相關問題例如殘影(image sticking)等獲得改善。此外，可藉由第二開口262所暴露出之閘極墊電極28G輸入閘極訊號，且可藉由第三開口263所暴露出之資料墊上電極28D輸入資料線訊號。第四開口264係部分暴露共通電極16C，一積體電路(integrated circuit，圖未示)可透過第四開口264與共通電極16C電性連結，而共通訊號亦可藉此輸入至共通電極16C。
請再參考第12圖與第13圖。第12圖與第13圖繪示了本發明之第一較佳實施例之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板的示意圖。其中，第13圖係為第12圖中沿剖線I-I’、剖線II-II’、剖線III-III’以及剖線IV-IV’所繪示之剖面示意圖。如第12圖與第13圖所示，一陣列基板100包括一基板10、一閘極線GL、一資料線DL、一閘極墊電極12P以及一薄膜電晶體TFT。閘極線GL、資料線DL、閘極墊電極12P以及薄膜電晶體TFT係設置於基板10上。閘極墊電極12P係與閘極線GL之一端電性連結。薄膜電晶體TFT包括一閘極電極12G、一閘極介電層18、一圖案化半導體層20、一源極電極24S以及一汲極電極24D。閘極電極12G係與閘極線GL電性連結。閘極介電層18係設置於閘極電極12G上。圖案化半導體層20係設置於閘極介電層18上。源極電極24S與汲極電極24D係設置於圖案化半導體層20上，且源極電極24S係與資料線DL電性連結。陣列基板100更包括一共通電極16C設置於基板10與閘極介電層18之間。閘極線GL、閘極電極12G以及閘極墊電極12P係由同一導電材料所形成。共通電極16C、閘極電極12G、閘極線GL以及閘極墊電極12P係共平面設置，也就是說共通電極16C、閘極電極12G、閘極線GL以及閘極墊電極12P係設置於同一層。閘極線GL與共通電極16C之間、閘極電極12G與共通電極16C之間以及閘極墊電極12P與共通電極16C之間分別具有一間隔S。在本實施例中，間隔S較佳係介於0.2微米至2微米之間，但並不以此為限。陣列基板100更包括一資料墊下電極24P與資料線DL之一端電性連結，且資料墊下電極24P、資料線DL、源極電極24S以及汲極電極24D可由同一導電材料所形成。陣列基板100更包括一畫素電極28P以及一資料墊上電極28D，畫素電極28P與資料墊下電極28D可由同一透明導電材料所形成且設置於閘極介電層18上。畫素電極28P係與汲極電極24D接觸以與汲極電極24D形成電性連結。資料墊上電極28D係與資料墊下電極24P接觸以與資料墊下電極24P形成電性連結。畫素電極28P具有複數條條狀電極28L以及複數個狹縫28S，各條狀電極28L係彼此平行設置且互相電性連結，且各狹縫28S係位於各條狀電極28L之間。陣列基板100更包括一保護層26設置於閘極介電層18與畫素電極28P之上。保護層26具有一第一開口261、一第二開口262、一第三開口263以及一第四開口264。第一開口261係至少部分暴露畫素電極28P，第二開口262係部分暴露閘極墊電極12P，第三開口263係部分暴露資料墊上電極28D，而第四開口264係部分暴露共通電極16C。在本實施例中，各第一開口261係與一條狀電極28L對應設置，但本發明並不以此為限而可使一第一開口261與一畫素電極28P之複數條條狀電極28L對應設置。換句話說，一第一開口261可部分暴露一畫素電極28P中的一條或複數條條狀電極28L。
下文將針對本發明之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板及其製作方法的不同實施樣態進行說明。為簡化說明，以下各實施例中相同之元件係以相同之標號進行標示。此外，以下說明主要針對各實施例不同之處進行詳述，而不再對相同之處作重覆贅述，以利於各實施例間互相對照。
請參考第14圖至第25圖，並請同時參考第1圖至第13圖。第14圖至第25圖繪示了本發明之第二較佳實施例之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板的製作方法示意圖。其中第14圖、第19圖、第20圖、第22圖以及第24圖為上視圖，而第15圖、第18圖、第21圖、第23圖以及第25圖為對應第14圖、第19圖、第20圖、第22圖以及第24圖中沿剖線I-I’、剖線II-II’、剖線III-III’以及剖線IV-IV’所繪示之剖面示意圖。如第14圖與第15圖所示，本實施例之第一導電層12可用以形成閘極線GL、閘極電極12G、閘極墊電極12P以及共通線CL，也就是說共通線CL係利用本實施例之第一光罩製程所形成。除了形成共通線CL之外，本實施例之第一光罩製程與上述第一較佳實施例之第一光罩製程相似，故在此並不再贅述。
如第16圖至第19圖所示，接著形成一閘極介電層18覆蓋基板10、閘極線GL、閘極電極12G、閘極墊電極12P、共通線CL以及共通電極16C。然後，進行一第二光罩製程，此第二光罩製程包括下列步驟。首先，於閘極介電層18上形成一半導體層17。此外，亦可選擇性地於半導體層17上形成一歐姆接觸層19。之後，於歐姆接觸層19上形成一第二圖案化光阻23以覆蓋部分之歐姆接觸層19與半導體層17。值得說明的是，在本實施例中，第二圖案化光阻23可包括一第一厚度區23A以及一第二厚度區23B，且第二厚度區23B之一厚度係小於第一厚度區23A之一厚度。第一厚度區23A與第二厚度區23B之間的厚度差可藉由一使用多階光罩(multi-tone photomask，圖未示)之曝光製程而形成，此多階光罩可具有對曝光能量形成至少三種不同穿透率之區域，但本發明並不以此為限而可利用其他適合的方式來形成第一厚度區23A與第二厚度區23B之間的厚度差。於第二圖案化光阻23形成之後，可利用例如蝕刻製程來移除至少部分之未被第二圖案化光阻23覆蓋之歐姆接觸層19與半導體層17。值得說明的是，未被第二圖案化光阻23覆蓋的閘極介電層18亦可於上述蝕刻製程中被部分移除。接著，如第17圖所示，藉由一薄化製程例如光阻灰化製程(photoresist ashing process)來薄化第二圖案化光阻23，但本發明並不以此為限而可利用其他適合的製程來薄化第二圖案化光阻23。第二厚度區23B之厚度於薄化後仍小於第一厚度區23A之厚度。在本實施例中，第二厚度區23B之光阻係完全被光阻灰化製程移除，而部分之歐姆接觸層19與半導體層17於光阻灰化製程後仍被第一厚度區23A的第二圖案化光阻23所覆蓋。如第17圖與第18圖所示，於薄化第二圖案化光阻23之後，可利用例如蝕刻製程來移除未被第二圖案化光阻23覆蓋之歐姆接觸層19與半導體層17，以及移除至少部分之未被第二圖案化光阻23覆蓋之閘極介電層18，以形成一第四開口264、一第五開口265、一圖案化歐姆接觸層22以及一圖案化半導體層20。之後，再利用一光阻剝離製程將第二圖案化光阻23移除。在本實施例中，第四開口264係部分暴露共通電極16C，且第五開口265係部分暴露共通線CL。
如第20圖與第21圖所示，資料線DL、源極電極24S、汲極電極24D以及資料墊下電極24P係利用第三光罩製程所形成。本實施例之第三光罩製程與上述第一較佳實施例之第三光罩製程相似，故在此並不再贅述。然而，值得說明的是，於第三光罩製程中，由於共通電極16C與共通線CL係分別被第四開口264與第五開口265部分暴露，因此用來圖案化第二導電層24的蝕刻製程必須進行調整以避免對共通電極16C與共通線CL分別被第四開口264與第五開口265暴露的部分造成破壞。
如第22圖與第23圖所示，畫素電極28P、資料墊上電極28D以及一連結線28C可藉由一第四光罩製程形成，且畫素電極28P、資料墊上電極28D以及連結線28C可由同一導電材料所形成。連結線28C係透過第四開口264與共通電極16C形成電性連結，且連結線28C係透過第五開口265與共通線CL形成電性連結。除了形成連結線28C之外，本實施例之第四光罩製程與上述第一較佳實施例之第四光罩製程相似，故在此並不再贅述。
如第24圖與第25圖所示，接著進行一第五光罩製程，以於閘極介電層18、資料線DL、源極電極24S、汲極電極24D、資料墊上電極28D、連結線28C以及畫素電極28P上形成一保護層26。利用第五光罩製程於保護層26中形成複數個第一開口261、複數個第二開口262、複數個第三開口263以及一第六開口266。第六開口266係至少部分暴露連結線28C，且一共通信號線(圖未示)可透過第六開口266與連結線28C電性連結。因此，共通訊號亦可透過共通信號線輸入至連結線28C。除了形成第六開口266之外，本實施例之第五光罩製程與上述第一較佳實施例之第五光罩製程相似，故在此並不再贅述。
請再參考第24圖與第25圖，並請一併參考第12圖與第13圖。第24圖與第25圖繪示了本發明之第二較佳實施例之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板的示意圖。其中，第25圖係為第24圖中沿剖線I-I’、剖線II-II’、剖線III-III’以及剖線IV-IV’所繪示之剖面示意圖。如第24圖、第25圖、第12圖以及第13圖所示，與上述第一較佳實施例之陣列基板100相比，本實施例之陣列基板200更包括一共通線CL以及一連結線28C。共通線CL係設置於基板10上，且共通線CL、閘極電極12G、閘極墊電極12P以及閘極線GL可由同一導電材料所形成。共通線CL、共通電極16C、閘極電極12G、閘極線GL以及閘極墊電極12P係共平面設置，也就是說共通線CL、共通電極16C、閘極電極12G、閘極線GL以及閘極墊電極12P係設置於同一層。此外，閘極介電層18更具有一第五開口265以部分暴露共通線CL。連結線28C係透過第四開口264與共通電極16C形成電性連結，且連結線28C係透過第五開口265與共通線CL形成電性連結。除了共通線CL、連結線28C以及第五開口265，本實施例之陣列基板200的各元件設置與材料特性與上述第一較佳實施例之陣列基板100相似，故在此並不再贅述。
請參考第26圖至第30圖，並請一併參考第14圖至第25圖。第26圖至第30圖繪示了本發明之第三較佳實施例之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板的製作方法示意圖。其中第26圖為上視圖，而第27圖至第30圖為沿剖線I-I’、剖線II-II’、剖線III-III’以及剖線IV-IV’所繪示之剖面示意圖。第26圖與第27圖繪示了本實施例之第二光罩製程的示意圖，而第28圖至第30圖繪示了本實施例之第三光罩製程的示意圖。第20圖為第30圖的上視示意圖。本實施例之第一光罩製程、第四光罩製程以及第五光罩製程係分別與上述第一較佳實施例之第一光罩製程、第四光罩製程以及第五光罩製程相似，故在此並不再就此贅述。如第26圖與第27圖所示，在本實施例中，一圖案化歐姆接觸層22與一圖案化半導體層20係藉由第二光罩製程所形成。於第二光罩製程之後，共通線CL與共通電極16C係仍完全被閘極介電層18所覆蓋。
如第28圖至第30圖以及第20圖所示，進行一第三光罩製程，此第三光罩製程包括下列步驟。如第28圖所示，首先於閘極介電層18、圖案化歐姆接觸層22以及圖案化半導體層20上形成一第二導電層24。接著，於第二導電層24上形成一第三圖案化光阻25以覆蓋部分之第二導電層24。值得說明的是，在本實施例中，第三圖案化光阻25可包括一第三厚度區25A以及一第四厚度區25B，且第四厚度區25B之一厚度係小於第三厚度區25A之一厚度。第三厚度區25A與第四厚度區25B之間的厚度差可藉由一使用多階光罩(圖未示)之曝光製程而形成，此多階光罩可具有對曝光能量形成至少三種不同穿透率之區域，但本發明並不以此為限而可利用其他適合的方式來形成第三厚度區25A與第四厚度區25B之間的厚度差。於第三圖案化光阻25形成之後，可利用例如蝕刻製程來移除至少部分之未被第三圖案化光阻25覆蓋之第二導電層24以及至少部分之未被第三圖案化光阻25覆蓋之閘極介電層18，以形成一第四開口264與一第五開口265。第四開口264係部分暴露共通電極16C，且第五開口265係部分暴露共通線CL。接著，如第29圖所示，藉由一薄化製程例如光阻灰化製程來薄化第三圖案化光阻25，但本發明並不以此為限而可利用其他適合的製程來薄化第三圖案化光阻25。第四厚度區25B之厚度於薄化後係仍小於第三厚度區25A之厚度。在本實施例中，第四厚度區25B的光阻係完全被光阻灰化製程移除，而部分之第二導電層24於光阻灰化製成後仍被第三厚度區25A的第三圖案化光阻25所覆蓋。如第29圖與第30圖所示，於薄化第三圖案化光阻25之後，可利用例如蝕刻製程來移除未被第三圖案化光阻25覆蓋之第二導電層24，以於閘極介電層18上形成資料線DL、源極電極24S、汲極電極24D以及資料墊下電極24P。值得說明的是，在本發明之另一較佳實施例中，未被第三圖案化光阻25所覆蓋之閘極介電層18於光阻灰化製程前後由於被第二導電層24所覆蓋而不會被破壞，且至少部分之位於第三厚度區25A與第四厚度區25B之外的閘極介電層18可於形成源極電極24S與汲極電極24D時一併被移除。之後，如第30圖所示，再利用一光阻剝離製程將第三圖案化光阻25移除。另請注意，在此第三光罩製程中，圖案化歐姆接觸層22係再被圖案化以與源極電極24S以及汲極電極24D對應設置。也就是說，圖案化歐姆接觸層22係分別設置於圖案化半導體層20與源極電極24S之間以及設置於圖案化半導體層20與汲極電極24D之間，以於圖案化半導體層20與源極電極24S或汲極電極24D間形成歐姆接觸。
請參考第31圖與第32圖，並請一併參考第12圖與第13圖。第31圖與第32圖繪示了本發明之第四較佳實施例之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板的示意圖。其中，第32圖係為第31圖中沿剖線I-I’、剖線II-II’、剖線III-III’以及剖線IV-IV’所繪示之剖面示意圖。如第31圖與第32圖所示，在本實施例之一陣列基板300中，閘極電極12G於一垂直投影方向V上係完全覆蓋圖案化半導體層20。本實施例之陣列基板300的各元件設置與材料特性與上述第一較佳實施例之陣列基板100相似，故在此並不再贅述。值得說明的是，由於本實施例之閘極電極12G可當作圖案化半導體層20的遮光裝置，避免光線尤其是來自於垂直投影方向V上的光線影響圖案化半導體層20的電性，故可藉此改善本實施例之薄膜電晶體TFT的穩定性。
綜合以上所述，本發明係利用同一光罩製程來形成閘極線、閘極電極以及共通電極而達到製程步驟簡化的效果。由於畫素電極並非藉由任何接觸孔洞以與汲極電極形成接觸，故邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板的開口率可因此提升。此外，畫素電極係被保護層所覆蓋且被保護層中的開口所部分暴露，畫素電極與共通電極間形成電場方向上的干擾物可因此減少，故可提升於邊緣電場切換型液晶顯示面板中驅動液晶的效果。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10．．．基板
12．．．第一導電層
12G．．．閘極電極
12P．．．閘極墊電極
14．．．第一圖案化光阻
16．．．第一透明導電層
16C．．．共通電極
17．．．半導體層
18．．．閘極介電層
19．．．歐姆接觸層
20．．．圖案化半導體層
22．．．圖案化歐姆接觸層
23．．．第二圖案化光阻
23A．．．第一厚度區
23B．．．第二厚度區
24．．．第二導電層
24S．．．源極電極
24D．．．汲極電極
24P．．．資料墊下電極
25．．．第三圖案化光阻
25A．．．第三厚度區
25B．．．第四厚度區
26．．．保護層
261．．．第一開口
262．．．第二開口
263．．．第三開口
264．．．第四開口
265．．．第五開口
266．．．第六開口
28．．．第二透明導電層
28P．．．畫素電極
28D．．．資料墊上電極
28C．．．連結線
28L．．．條狀電極
28S．．．狹縫
100．．．陣列基板
200．．．陣列基板
300．．．陣列基板
CL．．．共通線
DL．．．資料線
GL．．．閘極線
S．．．間隔
TFT．．．薄膜電晶體
V．．．垂直投影方向
W1．．．寬度
W2．．．寬度
第1圖至第13圖繪示了本發明之第一較佳實施例之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板的製作方法示意圖。
第14圖至第25圖繪示了本發明之第二較佳實施例之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板的製作方法示意圖。
第26圖至第30圖繪示了本發明之第三較佳實施例之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板的製作方法示意圖。
第31圖與第32圖繪示了本發明之第四較佳實施例之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板的示意圖。
12‧‧‧第一導電層
12G‧‧‧閘極電極
12P‧‧‧閘極墊電極
16‧‧‧第一透明導電層
16C‧‧‧共通電極
20‧‧‧圖案化半導體層
22‧‧‧圖案化歐姆接觸層
24‧‧‧第二導電層
24S‧‧‧源極電極
24D‧‧‧汲極電極
24P‧‧‧資料墊下電極
26‧‧‧保護層
261‧‧‧第一開口
262‧‧‧第二開口
263‧‧‧第三開口
264‧‧‧第四開口
28‧‧‧第二透明導電層
28P‧‧‧畫素電極
28D‧‧‧資料墊上電極
28L‧‧‧條狀電極
28S‧‧‧狹縫
100‧‧‧陣列基板
DL‧‧‧資料線
GL‧‧‧閘極線
S‧‧‧間隔
TFT‧‧‧薄膜電晶體

Claims (22)

  1. 一種邊緣電場切換(fringe field switching,FFS)型液晶顯示(LCD)面板之陣列基板的製作方法，包括：提供一基板；進行一第一光罩製程，以於該基板上形成複數條閘極線、複數個閘極電極以及一共通電極，該第一光罩製程包括：於該基板上形成一第一導電層，並於該第一導電層上形成一第一圖案化光阻；將未被該第一圖案化光阻覆蓋之該第一導電層移除，以於該基板上形成該等閘極線與該等閘極電極；形成一第一透明導電層，覆蓋該基板與該第一圖案化光阻；以及剝離該第一圖案化光阻以及覆蓋於該第一圖案化光阻上之該第一透明導電層，以於該基板上形成該共通電極；形成一閘極介電層，以覆蓋該基板、該等閘極線、該等閘極電極以及該共通電極；進行一第二光罩製程，以於該閘極介電層上形成一圖案化半導體層；進行一第三光罩製程，以於該閘極介電層與該圖案化半導體層上形成複數條資料線、複數個源極電極以及複數個汲極電極；進行一第四光罩製程，以於該閘極介電層上形成複數個畫素電極，其中各該畫素電極係與對應之該汲極電極接觸以形成電性連結；以及進行一第五光罩製程，以於該閘極介電層、該等資料線、該等源極電極、該等汲極電極以及該等畫素電極上形成一保護層，其中該保護層具有複數個第一開口，且各該第一開口至少部分暴露該畫素電極。
  2. 如權利要求1所述之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板的製作方法，其中該第一導電層於該第一光罩製程中係被蝕刻，以使得各該閘極線之一寬度小於位於該閘極線上之該第一圖案化光阻之一寬度，且使得各該閘極電極之一寬度小於位於該閘極電極上之該第一圖案化光阻之一寬度。
  3. 如權利要求1所述之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板的製作方法，其中該畫素電極具有複數條條狀電極以及複數個狹縫，該等條狀電極係彼此平行設置且互相電性連結，且各該狹縫係位於各該條狀電極之間。
  4. 如權利要求1所述之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板的製作方法，其中各該閘極線包括一閘極墊電極，且各該資料線包括一資料墊下電極。
  5. 如權利要求4所述之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板的製作方法，更包括以該第四光罩製程形成複數個資料墊上電極，其中各該資料墊上電極係與對應之該資料墊下電極電性連結。
  6. 如權利要求5所述之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板的製作方法，其中該保護層與該閘極介電層具有複數個第二開口，該保護層具有複數個第三開口，該閘極介電層具有至少一第四開口，各該第二開口係部分暴露對應之該閘極墊電極，各該第三開口係部分暴露對應之該資料墊上電極，且該第四開口係部分暴露該共通電極。
  7. 如權利要求6所述之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板的製作方法，更包括以該第一光罩製程形成一共通線。
  8. 如權利要求7所述之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板的製作方法，其中該閘極介電層更具有至少一第五開口，且該第五開口係部分暴露該共通線。
  9. 如權利要求8所述之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板的製作方法，更包括以該第四光罩製程形成一連結線，其中該連結線係透過該第四開口與該共通電極電性連結，且該連結線係透過該第五開口與該共通線電性連結。
  10. 如權利要求1所述之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板的製作方法，其中該閘極線與該共通電極間之一間隔係介於0.2微米至2微米之間，且該閘極電極與該共通電極間之一間隔係介於0.2微米至2微米之間。
  11. 如權利要求8所述之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板的製作方法，其中該第二光罩製程包括：於該閘極介電層上形成一半導體層，以及於該半導體層上形成一第二圖案化光阻，其中該第二圖案化光阻包括一第一厚度區以及一第二厚度區，且該第二厚度區之一厚度係小於該第一厚度區之一厚度；移除至少部分之未被該第二圖案化光阻覆蓋之該半導體層；於移除部分之該半導體層之後，薄化該第二圖案化光阻，其中該第二厚度區之該厚度於薄化後仍小於該第一厚度區之該厚度；於薄化該第二圖案化光阻之後，移除至少部分之未被該第二圖案化光阻覆蓋之該半導體層與至少部分之未被該第二圖案化光阻覆蓋之該閘極介電層，以形成該第四開口、該第五開口以及該圖案化半導體層；以及剝離該第二圖案化光阻。
  12. 如權利要求8所述之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板的製作方法，其中該第三光罩製程包括：於該閘極介電層與該圖案化半導體層上形成一第二導電層，以及於該第二導電層上形成一第三圖案化光阻，其中該第三圖案化光阻包括一第三厚度區以及一第四厚度區，且該第四厚度區之一厚度係小於該第三厚度區之一厚度；移除至少部分之未被該第三圖案化光阻覆蓋之該第二導電層以及至少部分之未被該第三圖案化光阻覆蓋之該閘極介電層，以形成該第四開口與該第五開口；於移除部分之該第二導電層以及部分之該閘極介電層之後，薄化該第三圖案化光阻，其中該第四厚度區之該厚度於薄化後仍小於該第三厚度區之該厚度；於薄化該第三圖案化光阻之後，移除未被該第三圖案化光阻覆蓋之該第二導電層，以形成該等資料線、該等源極電極以及該等汲極電極；以及剝離該第三圖案化光阻。
  13. 一種邊緣電場切換(fringe field switching,FFS)型液晶顯示(LCD)面板之陣列基板，包括：一基板；一閘極線，設置於該基板上；一資料線，設置於該基板上；一薄膜電晶體，設置於該基板上，其中該薄膜電晶體包括：一閘極電極，與該閘極線電性連結；一閘極介電層，設置於該閘極電極上；一圖案化半導體層，設置於該閘極介電層上；以及一源極電極與一汲極電極，設置於該圖案化半導體層上，其中該源極電極係與該資料線電性連結；一共通電極，設置於該基板與該閘極介電層之間，其中該共通電極、該閘極電極以及該閘極線係設置於同一平面上；一畫素電極，設置於該閘極介電層上，其中該畫素電極係與該汲極電極電性連結；以及一保護層，設置於該畫素電極上，其中該保護層具有一第一開口，且該第一開口至少部分暴露該畫素電極。
  14. 如權利要求13所述之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板，其中該閘極電極於一垂直投影方向上完全覆蓋該圖案化半導體層。
  15. 如權利要求13所述之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板，其中該畫素電極具有複數條條狀電極以及複數個狹縫，該等條狀電極係彼此平行設置且互相電性連結，且各該狹縫係位於各該條狀電極之間。
  16. 如權利要求13所述之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板，更包括一閘極墊電極、一資料墊下電極以及一資料墊上電極，該閘極墊電極係與該閘極線電性連結，該資料墊下電極係與該資料線電性連結，且該資料墊上電極係與該資料墊下電極電性連結，其中該保護層與該閘極介電層具有一第二開口，該保護層具有一第三開口，該閘極介電層具有一第四開口，該第二開口係暴露該閘極墊電極，該第三開口係暴露該資料墊上電極，且該第四開口係暴露該共通電極。
  17. 如權利要求16所述之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板，其中該資料墊上電極與該畫素電極係由同一透明導電材料所形成。
  18. 如權利要求13所述之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板，更包括一共通線設置於該基板上。
  19. 如權利要求18所述之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板，其中該閘極介電層更具有一第五開口，且該第五開口係部分暴露該共通線。
  20. 如權利要求19所述之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板，更包括一連結線，該連結線係透過該第四開口與該共通電極電性連結，且該連結線係透過該第五開口與該共通線電性連結。
  21. 如權利要求18所述之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板，該共通線、該閘極電極以及該閘極線係由同一導電材料所形成。
  22. 如權利要求13所述之邊緣電場切換型液晶顯示面板之陣列基板，其中該閘極線與該共通電極間之一間隔係介於0.2微米至2微米之間，且該閘極電極與該共通電極間之一間隔係介於0.2微米至2微米之間。
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