TWI303885B - Thin film transistor array substrate and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

1303885 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種液晶顯示器元件，特別是有關於 一種薄膜電晶體陣列基板及其製造方法。 【先前技術】 一般液晶顯示器之製造可大致區分為薄膜電晶體陣列 基板製程、彩色濾光片基板製程、液晶注入及液晶顯示器 模組組裝。為了避免液晶顯示器背光源發出之光線從液晶 顯示面板之非顯示區散射至顯示區，因此常於非顯示區形 成一遮光結構，此遮光結構環繞顯示區之周邊設置，用以 防止因背光源之漏光造成顯示區之顯示畫質降低。 遮光結構可以設置於薄膜電晶體陣列基板，亦可以設 置於彩色濾光片基板，於一習知技藝，此遮光結構係與黑 色矩陣（Black Matrix)同時形成於彩色濾光片基板，此黑色 矩陣之材料通常使用鉻金屬，然而鉻金屬容易造成環境污 染。因此，於另一習知技藝，是以黑色樹脂取代鉻金屬， 此方法雖然可以改善環境污染的問題，但是黑色樹脂的遮 光性卻不如鉻金屬，因此可能產生顯示品質降低的問題。 於另一習知技藝，係於薄膜電晶體陣列基板之非顯示 區形成一遮光結構。參照第1圖，第1圖繪示一習知薄膜 電晶體陣列基板之上視示意圖，遮光結構114是一片狀的 金屬層，位於薄膜電晶體陣列基板11 〇之非顯示區i i 2，雖 然此遮光結構114具有良好的遮光效果，但是卻容易造成 片狀剝落的缺陷。另一習知薄膜電晶體陣列基板之遮光詰 1303885 構是形成複數個孔洞於一片狀金屬層上，此些孔洞是用以 避免遮光結構產生片狀剝落的情形，然而此些孔洞卻容易 造成漏光的現象。 如何改善遮光結構的設計，以兼顧環境保護、結構附 著性及遮光效果，是目前急需克服的問題。 【發明内容】

本發明之目的就是在提供一種薄膜電晶體陣列基板， 此薄膜電晶體陣列基板在非顯示區具有一遮光結構，此遮 光結構可以改善習知技藝產生環境污染的問題。 本發明之另一目的就是在提供一種薄膜電晶體陣列基 板，此薄膜電晶體陣列基板在非顯示區具有一遮光結構， 此遮光結構具有較佳之遮光效果及結構附著性。 本發明之又一目的就是在提供一種薄膜電晶體陣列基 板，此薄膜電晶體陣列基板在非顯示區具有一遮光結構， 此遮光結構可以提高共通電壓的穩定性。 很像以上所述之目的，提出_種薄膜電晶體陣列基 板’具有-顯示區及一非顯示區並且包括有一透明基板、 複數:畫素單元及-具有複數個遮光層之遮光結構。該些 畫素單元設置於該顯示區，每一該晝素單元包括有一薄膜 =晶體及-畫素電極。該遮光結構設置於該非顯示區/，其 該些遮光層具有複數個孔洞，且二相鄰之該些遮的 孔洞交錯設置。 曰 很據本發明一較佳實施例所述 /寻膜電晶體陣列基 板，其中該遮光結構包括有-第一遮光層與_第二遮光 1303885 層且該第一遮光層與该第一遮光層之孔洞交錯設置。 根據本發明一較佳實施例所述之薄膜電晶體陣列基 板’其中該薄膜電晶體具有一閘極層，該閘極層與該第一 遮光層位於同一膜層。 根據本發明一較佳實施例所述之薄膜電晶體陣列基 板，其中該薄膜電晶體具有一源極與汲極層，該源極與二 極層與該第二遮光層位於同一膜層。

根據本發明一較佳實施例所述之薄膜電晶體陣列基 板，其中該非顯示區具有一連接層，該連接層與該畫素電 極位於同一膜層。 根據本發明一較佳實施例所述之薄膜電晶體陣列基 板，其中該連接層電性連接該第—遮光層及該第二遮光層。 根據以上所述之目的，更提出一種薄膜電晶體陣列基 板之製造方法，其步驟包括有：首先，形成_閘極層於一 透明基板之-顯㈣上，且同_成具有複數個孔洞之一 第一遮光層於透明基板之—非顯示區。接著，形成一絕緣 層覆蓋該閘極層與該第—遮光層。接著，形成―通道層於 “ Ά極層及該絕緣層上。接著，形成_源極與没極層於該 層^且同時形成具有複數個孔洞之—第二遮光層於 該非，不區，其中該第—遮光層之孔洞與該第二遮光層之 孔=乂錯认置°接著’形成-介電層於該顯示區及該非顯 不區。接著’形成複數個顯示區開口於該介電層，以暴露 §n、及極層。接著，形成—晝素電極於該介 之上。 晶體陣列基板 根據本發明一較佳實施例所述之薄膜電 1303885 之製造方法，其中該絕緣層與該介電層之材料相同。 根據本發明一較佳實施例所述之薄膜電晶體陣列基板 之製造方法，其中形成顯示區開口之步驟更包括形成複數 個非顯示區開口，該些非顯示區開口暴露出該第一遮光層 及該第二遮光層。 根據本發明一較佳實施例所述之薄膜電晶體陣列基板 之製造方法，其中形成晝素電極層之步驟更包括形成一連 接層，該連接層透過非顯示區開口電性連接該第一遮光層 及該第二遮光層。 根據以上所述之目的，更提出一種液晶顯示面板，具 有一顯示區及一非顯示區，該非顯示區包括一遮光區，該 液晶顯示面板包括有一彩色濾光片基板、一薄膜電晶體陣 列基板及一液晶層。其中該薄膜電晶體陣列基板具有複數 個晝素單元，該晝素單元位於該顯示區，每一該些畫素單 7G包含一薄膜電晶體及一晝素電極，該薄膜電晶體陣列基 板於該遮光區具有一第一遮光層及一第二遮光層，其中該 第遮光層及該第二遮光層分別具有複數個孔洞，並且該 第遮光層之孔洞與該第二遮光層之孔洞交錯設置。該液 日日層a又置於該彩色濾光片基板與該薄膜電晶體陣列基板之 間。 根據本發明一較佳實施例所述之液晶顯示面板，其中 該薄膜電晶體陣列基板包括有一透明基板、_第—圖案化 t電層、一絕緣層、一通道層、一第二圖案化導電層、一 介電層及一晝素電極層。該第一圖案化導電層形成於該顯 不區及該非顯不區，該第一圖案化導電層包括有該薄膜電 1303885 :ι:層及該第一遮光層。該絕緣層覆蓋該 ^第第^光層。該通道層形成於該閉極及該絕緣層上。 圖案化導電層形成於該顯示區及該非顯示區，該第 ^ I導電層包括有該薄膜電晶體之—源極與沒極層及 光層。該介電層形成於該顯示區及該非顯示區， k 電層具有複數個顯示區開口，該些 露出該源極與汲極層。該畫素電極層設置於:介電二暴 根據本發明-較佳實_所述之液晶顯示面板，其中 :二：：具有複數個非顯示區開口’該些非顯示區開口暴 路出該苐一遮光層及該第二遮光層。 根據本發明-較佳實施例所述之液晶顯示面板，更包 括有-連接層，形成於該非顯示區，該連接層透過該非顯 不區開D電性連接該第—遮光層及該第二遮光層。 /艮據本發明—較佳實施例所述之液晶顯示面板，其中 該第一圖案化導電層及該第二圖案化導電層之材料是金 =一根據本發明一較佳實施例所述之液晶顯示面板，其中 該彩色濾、光片基板於該遮光區具有—第三遮光層。 根據本發明一較佳實施例所述之液晶顯示面板，其中 其中該第三遮光層之材料是黑色樹脂。 本發明之薄膜電晶體陣列基板之非顯示區具有一第一 遮光層及一第二遮光層，該第一遮光層及該第二遮光層分 別具有複數個孔洞，因此可以避免遮光層產生片狀剝落的 情形。 本發明之薄膜電晶體陣列基板，由於該第二遮光層之 1303885 孔洞與該第一遮光層之孔洞交錯設置，因此不易產生漏光 現象。 本發明之薄膜電晶體陣列基板，由於該連接層電性連 接該第一遮光層及該第二遮光層，使該第一遮光層及該第 二遮光層之電位皆為共通電壓，因此可以增加共通電壓的 穩定性，進而增進液晶顯示面板之品質。 本發明之液晶顯示面板，該第三遮光層之材料例如採 用黑色樹脂，因此可以改善環境污染的問題。 【實施方式】 第2圖繪示根據本發明一較佳實施例之薄膜電晶體陣 列基板之上視示意圖。請參照第2圖，此薄膜電晶體陣列 基板200具有一顯示區230及一非顯示區232,並且包括有 一透明基板210、複數個晝素單元236及一遮光結構234， 其中畫素單元236設置於顯示區230,並且包括有一薄膜電 晶體238及一畫素電極224。遮光結構234位於薄膜電晶體 陣列基板200之非顯示區232。 更詳細而言，透明基板210例如是一玻璃基板，顯示 區230例如是位於玻璃基板中央之一矩形區域，非顯示區 232例如是一環繞顯示區230之一框形區域。顯示區230 内設置有複數條相互平行之資料線244及掃描線242,資料 線244與掃描線242垂直，並且此些資料線與掃描線定義 出複數個畫素單元236。在每個畫素單元236中，可藉由控 制薄膜電晶體238,使資料線244傳輸一信號電壓至晝素電 極 224 〇 1303885 第2A圖繪示第2圖之局部區域201放大圖。請同時參 照第2圖及第2A圖，遮光結構234具有複數個孔洞，例如 局部區域201包括複數個孔洞203，此些孔洞203是用以避 免遮光結構產生片狀剝落的情形。 第2B圖繪不第2圖之A_A’剖面圖。請同時參照第2 圖及第2B圖，遮光結構234具有一第一遮光層212a及第 二遮光層220a’第一遮光層212a及第二遮光層220a分別

具有複數個孔洞213、221，此些孔洞213、221是用以避免 遮光層212a、220a產生片狀剝落的情形。值得注意的是， 位於第一遮光層212a與第二遮光層220a之孔洞交錯設 置，如此，可避免背光源所發出之光線215通過第一遮光 層212a及第一遮光層220a，進而改善遮光結構234之遮光 性能。 遮光結構234之製作可以與畫素單元236整合於同一 製程，以下將配合圖示進行說明。第2〇圖繪示第2圖之 B-B’剖面圖。同時參照第2圖、第2B圖及第2c圖，薄 膜電晶體陣列基板200之製造方法例如是；首先，形成一 閘極層212b於透明基板21〇之顯示區23〇上，且同時形成 具有複數個孔洞213之一第一遮光層212a於透明基板21〇 之非顯示區232 〇例如可採用沈積、微影、蝕刻等製程形成 -圖案化導電層於透明基板210之上，此圖案化導電層於 顯示區23〇包含閘極層212b，並且於非顯示區232包含第 -遮光層212a’並且，此圖案化導電層之材料例如是鋁鈥 :金（AlNd)°接著’形成一絕緣層214覆蓋閘極層"η與 第-遮光層212a’此絕緣層214之材料例如是氮化： 1303885 . (SiNx)。接著，形成一通道層216於閘極層212b及絕緣層 214上，此通道層216之材料例如是非晶石夕。 形成通道層216之後，接著形成一源極與汲極層220b 於通道層216上，且同時形成具有複數個孔洞221之一第 二遮光層220a於非顯示區232。例如可採用沈積、微影、 蝕刻等製程形成另一圖案化導電層，此圖案化導電層於顯 示區230與非顯示區232分別包含源極與汲極層220b與第 二遮光層220a，並且，此圖案化導電層之材料例如是鋁、 _ 鈦、鶴、錮。此外，源極與汲極層220b與通道層216之間 例如更包含一歐姆接觸層218。值得注意的是，第二遮光層 220a之孔洞221與第一遮光層212a之孔洞213交錯設置， 因此通過孔洞213的光線215，將被第二遮光層220a所遮 檔。於本較佳實施例，第一遮光層212a與第二遮光層220a 之材料例如皆為具有高反射率之金屬，因此具有較佳之遮 光性能。 繼續參照第2B圖，接著，形成一介電層222覆蓋絕緣 • 層214、源極與汲極層220b及第二遮光層220a，介電層222 之材料例如與絕緣層214相同，為氮化矽（SiNx)。接著，形 成複數個顯示區開口 226b及複數個非顯示區開口 226a於 介電層222，其中顯示區開口 226b暴露出源極與汲極層 220b，非顯示區開口 226a暴露出第一遮光層212a及第二 遮光層220a。 接著，形成一晝素電極層224b於介電層222之上，且 同時形成一連接層224a於非顯示區232。晝素電極層224b 透過顯示區開口 226b與源極與汲極層220b電性連接，連 12 1303885 接層224a透過非顯示區開口 226a電性連接第一遮光層 212a及第二遮光層22〇a。換言之，畫素電極層224b與連 接層224a位於同一膜層，此膜層是一透明導電層，其材料 例如是銦錫氧化物（ITO)或銦鋅氧化物（IZ〇)。值得注意的 疋’由於連接層224a電性連接第一遮光層212a及第二遮 光層220a，使得第一遮光層212a及第二遮光層22〇a之電 位皆為共通電壓（VC0m)，如此，可以降低共通電壓之訊號 阻值，進而增加共通電壓的穩定性。 第3圖繪示根據本發明一較佳實施例之液晶顯示面板 之上視示意圖，第3A圖繪示第3圖之C-C，剖面圖。請同 時參照第3圖及第3A圖，液晶顯示面板300具有一顯示區 330及一非顯示區332。此液晶顯示面板3〇〇包括有一彩色 渡光片基板310、一薄膜電晶體陣列基板2〇〇及一液晶層 320,其中液晶層320設置於彩色濾光片基板31〇與薄膜電 晶體陣列基板200之間。一遮光區334設置於非顯示區332 内’薄膜電晶體陣列基板200於遮光區334具有一第一遮 光層212a及一第二遮光層220a，第一遮光層212a及第二 遮光層220a分別具有複數個孔洞213、221，並且第二遮光 層220a之孔洞與第一遮光層212a之孔洞交錯設置。彩色 濾光片基板於遮光區334具有一第三遮光層312,此第三遮 光層312之材料可以避免採用含鉻材料，例如採用黑色樹 脂，因此可以改善環境污染的問題。由於具有第一遮光層 212a、第二遮光層220a及第三遮光層312，相較於習知技 藝’本發明之液晶顯示面板具有較佳之遮光效果。 雖然本創作已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以

13 1303885 限定本創作，任何熟習此技藝者，在不脫離本創作之精神 和範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此本創作之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例 能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下··

第1圖繪示一習知薄膜電晶體陣列基板之上視示意圖。 弟2圖繪示根據本發明一較佳實施例之薄膜電晶體陣 列基板之上視示意圖。 第2A圖繪示第2圖之局部區域放大圖。 第2B圖纟會不第2圖之A-A’剖面圖。 弟2C圖繪不弟2圖之剖面圖。 第3圖繪示根據本發明一較佳實施例之液晶顯示面板 之上視示意圖。 弟3A圖繪不第3圖之C-C 剖面圖。

【主要元件符號說明】 224a :連接層 224b :晝素電極層 226a :非顯示區開口 226b :顯示區開口 230 :顯示區 232 :非顯示區 234 :遮光結構 11〇 :薄膜電晶體陣列基板 112 :非顯示區 114 :遮光結構 201 :局部區域 203 :孔洞 210 :透明基板 212a·第一遮光層 14 1303885 212b :閘極層 236 ： 畫素單元 213 :孔洞 238 ： 薄膜電晶體 214 :絕緣層 242 ： 掃描線 215 :光線 244 ： 資料線 216 :通道層 300 ： 液晶顯不面板 218 :歐姆接觸層 310 ： 彩色濾光片基板 220a :第二遮光層 320 ： 液晶層 220b :源極與汲極層 330 ： 顯不區 221 :孔洞 332 ： 非顯示區 222 :介電層 334 ： 遮光區 224 :畫素電極 15

Claims (1)

1303885 十、申請專利範圍： 1· 一種薄膜電晶體陣列基板，具有一顯示區及一非顯 示區’該薄膜電晶體陣列基板包含： 一透明基板； 複數個畫素單元，設置於該顯示區，每一該晝素單元 包含一薄膜電晶體及一晝素電極；以及 一遮光結構，具有複數個遮光層，設置於該非顯示區， 該些遮光層具有複數個孔洞，且二相鄰之該些遮光層的孔 洞交錯設置。 2.如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體陣列基 板’其中該遮光結構包含一第一遮光層與一第二遮光層， 該第一遮光層與該第二遮光層之孔洞交錯設置。 3 _如申請專利範圍第2項所述之薄膜電晶體陣列基 板’其中該薄膜電晶體具有一閘極層，該閘極層與該第一 遮光層位於同一膜層。 4. 如申請專利範圍第2項所述之薄膜電晶體陣列基 板，其中該薄膜電晶體具有一源極與汲極層，該源極與汲 極層與該第二遮光層位於同一膜層。 5. 如申請專利範圍帛2項所述之薄膜電晶體陣列基 板’其中該非顯示區具有-連接層，該連接層與該畫素電 1303885 極位於同一膜層。

如中請專利範圍第5項所述之薄膜電晶體陣列基 八中該連接層電性連接該第-遮光層及該第二遮光層。 一種薄膜電晶體陣列基板的製造方法，包含： 形成-閘極層於一透明基板之一顯示區，且同時形成 具有複數個孔洞之-第—遮光層於該透明基板之—非顯示 區； I成絕緣層覆蓋該閘極層與該第一遮光層； 形成一通道層於該閘極層及該絕緣層上； 形成一源極與汲極層於該通道層上，且同時形成具有 複數個孔洞之-第二遮光層於該非顯示區，其中該第二遮 光層之孔洞與該第一遮光層之孔洞交錯設置； 形成一介電層於該顯示區及該非顯示區； 形成複數個顯示區開口於該介電層，該些顯示區開口 暴露出該源極與汲極層；以及 形成一晝素電極層於該介電層之上。 8·如申請專利範圍第7項所述之薄膜電晶體陣列基板 的製造方法’其中該絕緣層與該介電層之材料相同。 9·如申請專利範圍第7項所述之薄膜電晶體陣列基板 的製造方法，其中形成該些顯示區開口之步驟更包含形成 複數個非顯示區開口，該些非顯示區開口暴露出該第一遮 17 1303885 光層及該第二遮光層。 10·如申請專利範圍第9項所述之薄膜電晶體陣列基 板的製造方法，其中形成該畫素電極層之步驟更包含形成 一連接層，該連接層透過該些非顯示區開口電性連接該第 一遮光層及該第二遮光層。 11. 一種液晶顯示面板，具有一顯示區及一非顯示 區，該非顯示區包括一遮光區，該液晶顯示面板包含： 一彩色濾光片基板； 一薄膜電晶體陣列基板，具有複數個晝素單元，該些 畫素單元位於該顯示區，每一該畫素單元包含一薄膜電晶 體及一畫素電極，該薄膜電晶體陣列基板於該遮光區具有 一第一遮光層及一第二遮光層，其中該第一遮光層及該第 二遮光層分別具有複數個孔洞，並且該第一遮光層之孔洞 與該第二遮光層之孔洞交錯設置；以及 一液晶層，設置於該彩色濾光片基板與該薄膜電晶體 陣列基板之間。 12·如申請專利範圍第n項所述之液晶顯示面板，其 中該薄膜電晶體陣列基板包含： 一透明基板； 一第一圖案化導電層，形成於該顯示區及該非顯 示區’該第一圖案化導電層包含該薄膜電晶體之一閘極層 及該第一遮光層； 一絕緣層，覆蓋該閘極層與該第一遮光層； 18 1303885 一通道層，形成於該閘極及該絕緣層上； 一第二圖案化導電層，形成於該顯示區及該非顯 示區’該第二圖案化導電層包含該薄膜電晶體之一源極與 汲極層及該第二遮光層； 電層’形成於該顯不區及該非顯示區，其中 該”電層具有複數個顯不區開口’該些顯示區開口暴露出 該源極與沒極層；以及 一晝素電極層，設置於該介電層之上。 13 ·如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示面板，其 中该介電層具有複數個非顯示區開口，該些非顯示區開口 暴露出該第一遮光層及該第二遮光層。 14.如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示面板，更 連接層’形成於該非顯示區，該連接層透過該些非 ’、、、員示區開口電性連接該第一遮光層及該第二遮光層。

15·如申請專利範圍第u項所述之液晶顯示 面板，其 中該第_ _ μ —圖案化導電層及該第二圖案化導電層之材料是金 屬。 16.如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示面板，其 ~先色據光片基板於該遮光區具有一第三遮光層。 17·如申請專利範圍第16項所述之液晶顯示面板，其 該第三遮光層之材料是黑色樹脂。