CN108666350A

CN108666350A - 显示面板

Info

Publication number: CN108666350A
Application number: CN201810447029.2A
Authority: CN
Inventors: 李冠锋; 林明昌; 颜子旻
Original assignee: Innolux Display Corp
Current assignee: Innolux Corp
Priority date: 2014-02-11
Filing date: 2014-02-11
Publication date: 2018-10-16
Also published as: CN104835827B; CN104835827A

Abstract

本发明公开一种显示面板，其薄膜晶体管基板包括底板、栅极层、栅极介电层、半导体层、第一电极层、第一钝化层、第二钝化层、通孔及第二电极层。栅极层位于底板上。半导体层位于底板上。栅极介电层位于栅极层与半导体层之间。第一电极层位于半导体层上。第一钝化层位于第一电极层上。第二钝化层位于第一钝化层上。通孔贯穿第一钝化层及第二钝化层，以暴露部分的第一电极层及部分的第一钝化层。第二电极层位于第二钝化层之上，并通过通孔与第一电极层电连接。其中，暴露的部分的第一钝化层包括第一侧边缘及第一上边缘，第二钝化层包括第二侧边缘，第一上边缘位于第一侧边缘与第二侧边缘之间，第二电极层接触第一上边缘。

Description

显示面板

本申请是中国发明专利申请(申请号：201410048562.3，申请日：2014年02月11日，发明名称：显示面板)的分案申请。

技术领域

本发明是有关于一种显示面板，且特别是有关于一种具有薄膜晶体管基板的显示面板。

背景技术

在显示面板的制作工艺中，若要让位于绝缘层上下两侧的导电层导通，会设计通孔(via or contact hole)，使上下两侧的导电层能电连接。举例来说，使像素结构中像素电极与薄膜晶体管的漏极电连接的方法，就是在形成像素电极之前，先进行图案化制作工艺，于绝缘层中形成通孔，暴露底下的漏极，再镀上像素电极，则像素电极与漏极可通过此通孔电连接。

然而，随着高分辨率显示面板的发展，其结构与制作工艺也越加复杂，不同的导电层间可能间隔一层以上的绝缘层。由于不同绝缘层的成膜条件不同，在蚀刻形成通孔时，便容易形成倒角。这样的倒角易使通孔填补不完全，或于镀上导电层时发生断线，影响显示面板的品质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种显示面板，具有特定的钝化层设计，能使通孔侧壁的钝化层接面平缓，避免其上电极层断线的情形。

根据本发明的第一方面，提出一种显示面板。显示面板包括薄膜晶体管基板、对向基板及位于两者之间的显示层。薄膜晶体管基板包括底板、栅极层、栅极介电层、半导体层、第一电极层、第一钝化层、第二钝化层及第二电极层。栅极层位于底板之上。栅极介电层位于栅极层之上。半导体层位于栅极介电层之上。第一电极层位于半导体层之上。第一钝化层位于第一电极层之上。第二钝化层位于第一钝化层之上，且具有通孔贯穿第一钝化层，以暴露部分的第一电极层。第二电极层位于第二钝化层之上，并通过通孔与第一电极层电连接。其中，第一钝化层在通孔侧边具有第一倾角，第二钝化层在通孔侧边具有第二倾角，第一倾角与第二倾角的角度差小于30度。

根据本发明的第二方面，提出一种显示面板。显示面板包括薄膜晶体管基板、对向基板及位于两者之间的显示层。薄膜晶体管基板包括底板、栅极层、栅极介电层、半导体层、第一电极层、第一钝化层、第二钝化层及第二电极层。栅极层位于底板之上。栅极介电层位于栅极层之上。半导体层位于栅极介电层之上。第一电极层位于半导体层之上。第一钝化层位于第一电极层之上。第二钝化层位于第一钝化层之上，并具有通孔贯穿第一钝化层，以暴露部分的第一电极层。第二电极层位于第二钝化层之上，并通过通孔与第一电极层电连接。其中，第二钝化层为多层钝化膜组成的多层结构，且该第二钝化层在该通孔侧边具有介于10-80度的一第二倾角。

附图说明

图1绘示依照本发明一实施例的显示装置的示意图。

图2A绘示依照本发明一实施例的薄膜晶体管基板的示意图。

图2B绘示图2A的区域A的放大示意图。

图3绘示依照本发明另一实施例的薄膜晶体管基板的示意图。

图4A-图4D绘示图2A及图3中通孔的制造方法的示意图。

符号说明

1：显示装置

10、11、12：薄膜晶体管基板

100：底板

110：栅极层

120：栅极介电层

130：半导体层

135：蚀刻停止层

140：第一电极层

141：第一部分

142：第二部分

150：第一钝化层

151：第一边缘

160：有机层

161：开口

170：第二钝化层

171：第一钝化膜

172：第二钝化膜

173：第三钝化膜

174：第二边缘

180：第二电极层

190：通孔

191：通孔侧边

200：共同电极层

2：显示面板

20：显示层

30：对向基板

40：背光模块

θ1：第一倾角

θ2：第二倾角

d：距离

具体实施方式

以下参照所附附图详细叙述本发明的实施例。附图中相同的标号用以标示相同或类似的部分。需特别注意的是，附图已经简化以利清楚说明实施例的内容，且附图上的尺寸比例并非按照实际产品等比例绘制，因此并非作为限缩本发明保护范围之用。

请参照图1，其绘示依照本发明一实施例的显示装置。显示装置1包括显示面板2及背光模块40。当显示面板2为液晶显示面板时，由薄膜晶体管基板10、显示层20以及对向基板30组成，显示层为液晶层。显示层20位于薄膜晶体管基板10及对向基板30之间，可受电压的驱动而改变其透光率。对向基板30相对于薄膜晶体管基板10设计，例如是彩色滤光片基板，使显示面板2能够显示彩色。值得注意的是，当显示面板2为有机发光二极管面板时，则可不具有背光模块40，且显示层20为有机发光层。

薄膜晶体管基板10为显示面板2的主要元件，其上划分有多个像素区域，每个像素区域具有对应的薄膜晶体管，可调整位于此区域显示层的透光率。薄膜晶体管基板依其像素结构的设计不同，分为多种类型，以下以图2A及图2B举例说明。

请参照图2A，其绘示依照本发明一实施例的薄膜晶体管基板。图2A的薄膜晶体管基板11为后通道蚀刻(back channel etch,BCE)结构，包括底板100、栅极层110、栅极介电层120、半导体层130、第一电极层140、第一钝化层150(passivation layer)、第二钝化层170、第二电极层180及通孔190。

如图2A所示，栅极层110位于底板100之上，栅极介电层120位于栅极层110之上，半导体层130位于栅极介电层120之上。也就是说，栅极介电层120分开栅极层110与半导体层130。本例中，栅极层位于作为主动层的半导体层130之下，所以称为下栅极(bottom gate)式结构。第一电极层140位于半导体层130之上，并与半导体层130电连接，构成一薄膜晶体管，并以半导体层130作为薄膜晶体管的主动层。详细的说，第一电极层140被图案化为分开的第一部分141与第二部分142，第一部分141与半导体层130电连接，形成源极接触；第二部分142与半导体层130电连接，形成漏极接触。

如图2A所示，第一钝化层150形成在第一电极层140上，有机层160形成于第一钝化层150上，第二钝化层170则形成于有机层160上。共同电极层200形成于第二钝化层170及有机层160之间。第一钝化层150、第二钝化层170的材质跟半导体层130的材料有关，例如当半导体层130氧化铟镓锌(IGZO)为材料时，第一钝化层150可选用氧化硅(SiO_X)，而第二钝化层可选用氮化硅(SiN_X)。钝化层150、170具有阻水气、绝缘之类的特性，可保护薄膜晶体管基板上的其他结构。有机层160的材质例如是压克力或PFA树脂(Perfluoroalkoxy)，用以加大像素电极(第二电极层180)与信号线(未绘示)的距离，应用在高分辨率的薄膜晶体管基板中可显著减少两者间信号的耦合干扰。一实施例中，第一钝化层150与第二钝化层170的厚度约为而有机层160的厚度约为值得注意的是，在其他实施例中，薄膜晶体管基板中也可不设置有机层，或以其他的元件代替，并不限制。

如图2A所示，通孔190具有通孔侧边191，并贯穿第一钝化层150、有机层160及第二钝化层170，以暴露第一电极层140的第二部分142(漏极接触)。第二电极层180例如是像素电极，位于第二钝化层170上，并透过通孔190与第一电极层140电连接。值得注意的是，虽然在薄膜晶体管之上的第一钝化层150及第二钝化层170中间以有机层160间隔，然第二钝化层170在通孔侧边191直接覆盖在第一钝化层150之上(区域A)。特别注意的是，由于第一钝化层150及第二钝化层170为不同成分，蚀刻通孔190时会有不同的蚀刻速率，故在通孔侧边191的第一钝化层150与第二钝化层170不一定能呈同一直线，例如可呈阶梯状，如图2A所示。

请参照图2B，其绘示图2A的区域A(通孔190侧壁)的放大图，为方便说明，此图中省略部分元件。如图所示，第一钝化层150在通孔侧边191(图2A)具有第一倾角θ1(taperangle)，第二钝化层170在通孔侧边191具有第二倾角θ2。由于第一钝化层150与第二钝化层为不同成分，形成通孔时其蚀刻速率会有差异，故第一倾角θ1与第二倾角θ2的值存在差异，当差异太大的时候便可能会产生倒角，使之后形成的第二电极层180断线。本实施例将第二钝化层170设计为3层钝化膜结构，依序分别为第一钝化膜171、第二钝化膜172及第三钝化膜173，并调整于相同蚀刻条件下其蚀刻速率使第一钝化膜171<第二钝化膜172<第三钝化膜173，也就是越接近第一钝化层150的钝化膜具有较慢的蚀刻速率。如此一来，可显著控制第二倾角θ2的大小。一实施例中，第一倾角θ1与第二倾角θ2的差异小于30度，然而在其他实施例差异可小于3度。在另一实施例中，该第一倾角θ1与该第二倾角θ2的角度差介于3-10度。在又一实施例中，第二倾角介于10-80度，或介于45-60度之间。通过调整在通孔侧边191的第一钝化层150、第二钝化层170的角度相近，可防止第二电极层180在镀膜时断开，保持薄膜晶体管基板的品质。

此外在本例中，由于第二钝化层170在有机层160之后形成，不能采用太高温(>250℃)的成膜温度，以免对有机层160造成破坏(通常采200-220℃的低温成膜)。故第二钝化层170的蚀刻速率会大于第一钝化层150(至少2倍)，使第一钝化层150在通孔侧边191的第一边缘151与第二钝化层170在通孔侧边191的第二边缘174不一定会对齐，第二边缘174较第一边缘151远离该通孔190，而形成阶梯状，第一边缘15与第二边缘174的边缘形成距离d(图2B)。一实施例中，距离d的范围介于

请参照图3，其绘示依据本发明另一实施例的薄膜晶体管基板12。薄膜晶体管基板12采用蚀刻停止层(etching stop layer,ESL)架构，与图2A的薄膜晶体管基板11的差异之处在于，第一电极层140与半导体层130之间设置了蚀刻停止层135。其余元件与图2A的薄膜晶体管基板11相似，此处不再赘述。

以下图4A至4D说明图2A及图3中通孔190的制造方法。为方便说明，附图仅列出通孔190的邻近元件，而不绘示整个薄膜晶体管基板。

首先，如图4A所示，依序在第一电极层140上沉积第一钝化层150及有机层160。第一钝化层150的材料为氮化硅或氧化硅，有机层的材料例如是压克力。

接着，如图4B所示，以一光掩模(未绘示)进行光刻蚀刻制作工艺，在有机层160上形成开口161，并暴露第一钝化层150。

再来，如图4C所示，形成第二钝化层170覆盖第一钝化层150及有机层160。第二钝化层170的材料为氮化硅。在此步骤中，形成多层于相同蚀刻条件下具有不同蚀刻速率的钝化膜，以组成第二钝化层170，其中越下方的钝化膜蚀刻速率越慢，第一钝化膜171<第二钝化膜172<第三钝化膜173。一实施例中，第一钝化膜171的蚀刻速率约为第二钝化膜172的蚀刻速率约为第三钝化膜173的蚀刻速率约为蚀刻速率可通过调整压力以及通入气体的比率改变。举例来说，压力越高，形成的钝化膜的蚀刻速率越快；而通入气体中(NH₃/SiH₄)的比率越大(表NH₃越多)，形成的钝化膜的蚀刻速率越慢。本实施例中是以3层钝化膜171、172、173组成的第二钝化层170为例，然在其他实施例中，第二钝化层170亦可为2层或更多层的结构。

然后，如图4D所示，以一光掩模(可与图4B所用的光掩模相同或不同)对第二钝化层170及第一钝化层150进行光刻蚀刻制作工艺，形成通孔190以暴露第一电极层140。由于在第二钝化层中接近第一钝化层150(下方)的钝化膜的蚀刻速率较慢，而远离第一钝化层150(上方)的蚀刻速率较快，由此可使通孔侧壁的第二钝化层170不为垂直，而具有小于80度的第二倾角θ2，也可使第一倾角θ1与第二倾角θ2的角度差相近。最后于通孔内镀上第二电极层(未绘示)，则完成图2A及图3的通孔190。

上述实施例的显示面板，通过调整薄膜晶体管基板内的钝化层的蚀刻速率，可使通孔侧壁的钝化层较为平缓，具有较小的角度差。于通孔中镀上像素电极时，便不容易形成断线，维持低阻抗，提升面板品质。详细而言，第一倾角θ1与第二倾角θ2的差异小于30度，像素电极于漏极接触的接触阻抗为2286.1欧姆(Ω)，相比较于现有第一倾角θ1与第二倾角θ2的差异大于30度其接触阻抗为71930.6欧姆(Ω)，有大幅降低阻抗的效果。

综上所述，虽结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，应可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims

1.一种显示面板，包括：

薄膜晶体管基板，包括：

底板；

栅极层，位于该底板之上；

半导体层，位于该底板之上；

栅极介电层，位于该栅极层与该半导体层之间；

第一电极层，位于该半导体层之上；

第一钝化层，位于该第一电极层之上；

第二钝化层，位于该第一钝化层之上，其中，通孔贯穿该第二钝化层与该第一钝化层，暴露部分的该第一电极层及部分的该第一钝化层；及

第二电极层，位于该第二钝化层之上，并通过该通孔与该第一电极层电连接，其中，暴露的部分的该第一钝化层包括第一侧边缘及第一上边缘，该第二钝化层包括第二侧边缘，该第一上边缘位于该第一侧边缘与该第二侧边缘之间，该第二电极层接触该第一上边缘；以及

显示层，位于该薄膜晶体管基板之上。

2.如权利要求1所述的显示面板，其中该薄膜晶体管基板还包括有机层，该有机层位于该第一钝化层与该第二钝化层之间。

3.如权利要求1所述的显示面板，其中该通孔具有通孔侧边，在该通孔侧边，该第二钝化层直接覆盖该第一钝化层的至少一部分。

4.如权利要求1所述的显示面板，其中该第二钝化层由第一钝化膜及第二钝化膜组成，且该第一钝化膜位于该第一钝化层与该第二钝化膜之间。

5.如权利要求4所述的显示面板，其中于相同蚀刻条件下该第一钝化膜的蚀刻速率小于该第二钝化膜的蚀刻速率。

6.如权利要求1所述的显示面板，其中该半导体层的材料为氧化铟镓锌，且该第一钝化层的材料为氧化硅，而该第二钝化层的材料为氮化硅。

7.如权利要求3所述的显示面板，其中该通孔具有中心，且该第二侧边缘与该通孔的该中心之间的距离大于该第一侧边缘与该通孔的该中心之间的距离。

8.如权利要求7所述的显示面板，其中该第一侧边缘与该第二侧边缘的距离介于500-2000埃。

9.如权利要求1所述的显示面板，该第二钝化层为多层钝化膜组成的多层结构。

10.如权利要求1所述的显示面板，该显示层为发光层或液晶层。