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1、(10)申请公布号 CN 102956646 A(43)申请公布日 2013.03.06CN102956646A*CN102956646A*(21)申请号 201110245159.6(22)申请日 2011.08.16H01L 27/12(2006.01)H01L 29/786(2006.01)G02F 1/1362(2006.01)G02F 1/1368(2006.01)(71)申请人奇美电子股份有限公司地址中国台湾新竹科学工业园区苗栗县竹南镇科学路160号申请人群康科技(深圳)有限公司(72)发明人宋和璁 林志隆(74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公司 31100代理人骆希聪(54。
2、) 发明名称薄膜晶体管基板与其所组成的显示装置(57) 摘要本发明提供一种薄膜晶体管基板与其所组成的显示装置。该薄膜晶体管基板包括：一基板；一栅极线(gate line)、一栅极绝缘层、一有源层、一源极、一漏极形成于基板上，以构成一薄膜晶体管；一绝缘层，形成于薄膜晶体管之上，其中绝缘层中具有一接触孔(via)，且接触孔形成于部分漏极与部分有源层之上，以暴露部分漏极与部分有源层；以及一像素电极，形成于接触孔中与绝缘层之上，其中像素电极电性透过接触孔连接至漏极。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书6页 附图17页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说。
3、明书 6 页 附图 17 页1/1页21.一种薄膜晶体管基板，包括：一基板；一栅极线、一栅极绝缘层、一有源层依序形成于该基板上；一源极、一漏极同时形成于该有源层上，以构成一薄膜晶体管；一绝缘层，形成于该薄膜晶体管之上，其中该绝缘层中具有一接触孔，且该接触孔形成于部分该漏极与部分该有源层之上，以暴露部分该漏极与部分该有源层；以及一像素电极，形成于该接触孔中与该绝缘层之上，其中该像素电极透过该接触孔电性连接至该漏极。2.如权利要求1所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，该接触孔部分地形成于该栅极线之上。3.如权利要求1所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，该接触孔完全地形成于该栅极线之上。4.如权利要求1。
4、所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，该像素电极由透明导电层所组成。5.如权利要求4所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，该透明导电层包括氧化铟锡、氧化铟锌、氧化镉锡、氧化铝锌、氧化铟锡锌、氧化锌、氧化镉、氧化铪、氧化铟镓锌、氧化铟镓锌镁、氧化铟镓镁或氧化铟镓铝。6.如权利要求1所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，该绝缘层包括一平坦层、一保护层或上述的组合。7.如权利要求6所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，该平坦层由有机材料所组成。8.如权利要求1所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，该有源层由非晶硅材料所组成。9.一种薄膜晶体管基板，包括：一基板；一栅极线、一栅极绝缘层、一有源层依序形成于该基板上；一源极。
5、、一漏极同时形成于该有源层上，以构成一薄膜晶体管；一绝缘层，形成于该薄膜晶体管之上，其中该绝缘层中具有一接触孔，且该接触孔完全地形成于该栅极线之上，以暴露部分该漏极；以及一像素电极，形成于该接触孔中与该绝缘层之上，其中该像素电极透过该接触孔电性连接至该漏极。10.如权利要求9所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，该接触孔形成于部分该漏极与部分该有源层之上，以暴露部分该漏极与部分该有源层。11.如权利要求9所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，该绝缘层包括一平坦层、一保护层或上述的组合。12.如权利要求11所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，该平坦层由有机材料所组成。13.一种显示装置，包括：如权利要求1。
6、或9所述的一薄膜晶体管基板；一彩色滤光片基板，其中该彩色滤光片基板与该薄膜晶体管基板相对设置；一液晶层，形成于该薄膜晶体管基板与该彩色滤光片基板之间；以及一背光模块，形成于该薄膜晶体管基板的远离该液晶层的一侧。权 利 要 求 书CN 102956646 A1/6页3薄膜晶体管基板与其所组成的显示装置技术领域0001 本发明是有关于一种基板，且特别是有关于一种薄膜晶体管基板与其所组成的显示装置。背景技术0002 液晶显示器(liquid crystal display)由于具有轻、低消耗功率、无辐射等优点，目前已应用于各种个人电脑、个人数字助理(personal digital assistan。
7、t，PDA)、手机、电视等。0003 液晶显示器主要由薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)基板、彩色滤光片(color filter，CF)基板与形成于两基板之间的液晶层所组成。依照液晶显示器电极的位置摆放差异，又可分成扭转向列型模式(twisted nematic，TN)或横向电场效应模式(in-plane switching，IPS)。0004 请参见图1，此图为已知横向电场效应模式(in-plane switching，IPS)薄膜晶体管基板的俯视图，薄膜晶体管基板单一像素区100由栅极线(亦可称为扫描线)102、共同线104与垂直于栅极线102的数据线106所。
8、组成，其中薄膜晶体管108位于栅极线102之上，像素电极110与共同电极112设计在同一基板(未显示)之上，且因为像素电极110与共同电极112由透明导电材料所组成(像素电极110与共同电极112位于不同的两层，两者电性不导通)，因此两者所在区域(虚线区域)为透光区114。0005 已知技术为了降低反馈通道效应(feed-through effect)，将位于漏极150上的漏极接触孔(drain via)185形成于栅极线102与数据线106所定义的区域中(即可透光的区域)，然而漏极150由不透光材料组成，因此降低了液晶显示器的可视区114面积。0006 此外，随着液晶显示器解析度日益提高的同。
9、时，漏极接触孔(drain via)185若依然设计于可透光的区域中，会使开口率(Aperture ratio，AR)降低，因此，业界亟需提出一种新的薄膜晶体管基板，以解决上述问题。发明内容0007 本发明提供一种薄膜晶体管基板，包括：一基板；一栅极线(gate line)、一栅极绝缘层、一有源层依序形成于基板上；一源极、一漏极同时形成于有源层上，以构成一薄膜晶体管；一绝缘层，形成于薄膜晶体管之上，其该绝缘层中具有一接触孔(via)，且接触孔形成于部分漏极与部分有源层之上，以暴露部分漏极与部分有源层；以及一像素电极，形成于接触孔中与绝缘层之上，其中像素电极透过接触孔电性连接至该漏极。0008 。
10、本发明另提供一种薄膜晶体管基板，包括：一基板；一栅极线(gate line)、一栅极绝缘层、一有源层依序形成于基板上；一源极、一漏极形成于有源层上，以构成一薄膜晶体管；一绝缘层，形成于薄膜晶体管之上，其中绝缘层中具有一接触孔(via)，且接触孔完全地(totally)形成于栅极线之上，以暴露部分漏极；以及一像素电极形成于接触孔中与绝缘层之上，其中像素电极透过接触孔电性连接至漏极。说 明 书CN 102956646 A2/6页40009 本发明亦提供一种显示装置，包括：一薄膜晶体管基板，其包括本发明实施例一实施例六所述的薄膜晶体管基板；一彩色滤光片基板，其中彩色滤光片基板与薄膜晶体管基板相对设置。
11、；一液晶层，形成于薄膜晶体管基板与彩色滤光片基板之间；以及一背光模块，形成于薄膜晶体管基板的远离液晶层的一侧。附图说明0010 为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：0011 图1为一俯视图，用以说明已知的薄膜晶体管基板的结构。0012 图2A2B为一俯视图与剖面图，用以说明本发明第一实施例的薄膜晶体管基板结构。0013 图3A-3E为一系列剖面图，用以说明本发明第一实施例的制法。0014 图4A-4B为一俯视图与剖面图，用以说明本发明第二实施例的薄膜晶体管基板结构。0015 图5A-5B一俯视图与剖面图，用以说明本发明第三实施例的薄。
12、膜晶体管基板结构。0016 图6A-6B为一俯视图与剖面图，用以说明本发明第四实施例的薄膜晶体管基板结构。0017 图7A-7B为一俯视图与剖面图，用以说明本发明第五实施例的薄膜晶体管基板结构。0018 图8A-8B为一俯视图与剖面图，用以说明本发明第六实施例的薄膜晶体管基板结构。0019 图9为一剖面图，用以说明本发明的显示装置。0020 主要元件符号说明：0021 30a薄膜晶体管区0022 30b储存电容区0023 100薄膜晶体管基板单一像素区0024 102栅极线0025 104共同线0026 106数据线0027 108薄膜晶体管0028 110像素电极0029 112共同电极00。
13、30 114透光区0031 150漏极0032 185漏极接触孔0033 200、400、500、700、900、1100薄膜晶体管基板单一像素区0034 201基板0035 202栅极线说 明 书CN 102956646 A3/6页50036 204共同线0037 206数据线0038 208薄膜晶体管0039 214可视区0040 230栅极绝缘层0041 240有源层0042 251漏极0043 252源极0044 260平坦层0045 265第一接触孔0046 270共同电极0047 280保护层0048 285漏极接触孔0049 290像素电极具体实施方式0050 本发明提供一种薄膜。
14、晶体管基板，此基板的漏极接触孔(drain via)仅部分地占据可透光的位置，或完全不占据可透光的位置，以提高可视区的位置并解决高解析度液晶显示器开口率降低的问题。0051 请参见图2A-2B，图2A显示本发明第一实施例的薄膜晶体管基板的俯视图，图2B显示图2A沿着AA线的剖面图。0052 图2A提供一种横向电场效应模式(in-plane switching，IPS)薄膜晶体管基板的俯视图，薄膜晶体管基板单一像素区200由栅极线(亦可称为扫描线)202、共同线204与垂直于栅极线202的数据线206所组成，其中薄膜晶体管208位于栅极线202之上，像素电极290与共同电极270设计在同一基板2。
15、01(请参见图2B)之上。0053 请参见图2B，栅极线202、栅极绝缘层230、有源层240、漏极251、源极252构成薄膜晶体管208，其中，漏极251、源极252与数据线206由同一道金属层所定义出，且平坦层260与保护层280形成于薄膜晶体管208之上，其中于平坦层260与保护层280中具有漏极接触孔(drain via)285，此漏极接触孔285系形成于部分漏极251与部分有源层240之上，以暴露部分漏极251与部分有源层240。于一实施例中，有源层240由非晶硅材料(a-Si)所组成，而平坦层260由有机材料所组成。0054 须注意的是，于已知技术中，接触孔占据了部分可透光区的面积。
16、，因而降低了液晶显示器的开口率，而于本发明第一实施例中，漏极接触孔285除形成于部分漏极251与部分有源层240之上，尚包括完全地(totally)形成于栅极线202之上，因此，相较于先前技术，本发明的第一实施例的漏极接触孔285完全不占据可视区214(虚线区域)，以提高薄膜晶体管基板的开口率。0055 此外，所谓的“反馈通道效应(feed-through effect)”可由下列公式(I)表示：0056 反馈通道电压(feed through voltage)Cgd/Cst-(I)0057 其中Cgd表示栅极与漏极之间的电容，Cst表示储存电容说 明 书CN 102956646 A4/6页6。
17、0058 由式(I)可知，当Cst提高时，可降低反馈通道电压，由于本发明第一实施例属于横向电场效应模式(in-plane switching，IPS)时，因此，相较于已知扭转向列型模式(twisted nematic，TN)，本发明的第一实施例的横向电场效应模式(IPS)的储存电容(Cst)较大，使得反馈通道电压变小。(平行电容的公式CA/d，其中A表示平行板的面积，d表示平行板的距离，于IPS模式，共同电极270面积较大，因此，IPS模式的Cst大于TN模式的Cst)0059 请参见图3A-3E，这些图显示本发明第一实施例的制法，图中标号与图2A-2B相同者，代表相同元件。下述制法使用多次的。
18、光刻蚀刻技术，此技术为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。0060 于图3A中，首先提供一基板201，基板201之上可分成薄膜晶体管区30a与储存电容区30b。接着，于基板201之上形成金属线并图案化之，使位于薄膜晶体管区30a的金属线形成栅极线202，而位于储存电容区30b的金属线形成共同线204，金属线包括铜(Cu)、铝(Al)、钼(Mo)、铬(Cr)、钛(Ti)、银(Ag)或上述的组合。之后，于基板201之上、栅极线202与共同线204之上形成栅极绝缘层230。0061 接着，于薄膜晶体管区30a的栅极绝缘层230之上依序形成有源区240、漏极251与源极252，其中由栅极线202、栅极。
19、绝缘层230、有源层240、漏极251、源极252构成薄膜晶体管208。于一较佳实施例中，有源层240由非晶硅(a-Si)材料所组成。0062 之后，请参见图3B，于薄膜晶体管208与栅极绝缘层230之上形成平坦层260，其中平坦层260由绝缘材料所组成，较佳由有机材料所组成。之后，于储存电容区30b的平坦层260与栅极绝缘层230中形成第一接触孔265，以暴露共同线204。0063 请参见图3C，于第一接触孔265之中形成共同电极270，以使共同电极270电性连接共同线204，其中共同电极270由透明导电层所组成，透明导电层包括氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)、氧化铟锌(。
20、indium zinc oxide，IZO)、氧化镉锡(cadmium tin oxide，CTO)、氧化铝锌(aluminum zinc oxide，AZO)、氧化铟锡锌(indium tin zinc oxide，ITZO)、氧化锌(zinc oxide)、氧化镉(cadmium oxide，CdO)、氧化铪(hafnium oxide，HfO)、氧化铟镓锌(indium gallium zinc oxide，InGaZnO)、氧化铟镓锌镁(indium gallium zinc magnesium oxide，InGaZnMgO)、氧化铟镓镁(indium gallium magnesi。
21、um oxide，InGaMgO)或氧化铟镓铝(indium gallium aluminum oxide，InGaAlO)。0064 请参见图3D，于共同电极270与平坦层260之上形成保护层280，保护层280亦由绝缘材料所组成。之后，于薄膜晶体管区30a的保护层280与平坦层260之中形成漏极接触孔285，以暴露部分漏极251与部分有源层240。0065 请参见图3E，于漏极接触孔285中与保护层280之上形成像素电极290，其中像素电极290电性接触漏极251，且像素电极290由透明导电层所组成。于一较佳的实施例中，共同电极270与像素电极290皆由氧化铟锡(indium tin ox。
22、ide，ITO)所组成。0066 请参见图4A-4B，图4A显示本发明第二实施例的薄膜晶体管基板的俯视图，图4B显示图4A沿着BB线的剖面图，图中标号与图2A-2B相同者，代表相同元件，在此不再赘述。0067 须注意的是，第二实施例(图4A)与第一实施例(图2A)的差别在于，第二实施例的漏极接触孔285仅部分地形成于栅极线202之上，而第一实施例的漏极接触孔285则完全地形成于栅极线202之上。相较于第一实施例，第二实施例的栅极208与漏极251之间说 明 书CN 102956646 A5/6页7重叠的区域较小，亦即第二实施例的栅极与漏极之间的电容(Cgd)较小，由式(I)可知，当Cgd降低时。
23、，更可降低反馈通道电压。0068 第二实施例同样属于横向电场效应模式(in-plane switching，IPS)，且制法与第一实施例相同，在此不再赘述。0069 请参见请参见图5A-5B，图5A显示本发明第三实施例的薄膜晶体管基板的俯视图，图5B显示图5A沿着AA线的剖面图，图中标号与图2A-2B相同者，代表相同元件，在此不再赘述。0070 于第三实施例中，本发明的漏极接触孔285形成于部分漏极251与部分有源层240之上(请参见图5A)，且完全地形成于栅极线202之上(请参见图5B)。0071 请参见图2B与图5B，第三实施例与第一实施例的结构与制法大致相似，其差别在于，第三实施例系先形。
24、成像素电极290与漏极251之间的电性接触，之后才形成共同电极270于保护层280上。0072 请参见请参见图6A-6B，图6A显示本发明第四实施例的薄膜晶体管基板的俯视图，图6B显示图6A沿着AA线的剖面图，图中标号与图2A-2B相同者，代表相同元件，在此不再赘述。0073 于第四实施例中，本发明的漏极接触孔285形成于部分漏极251与部分有源层240之上，且完全地形成于栅极线202之上。须注意的是，第四实施例与第一实施例的差别在于，第四实施例仅有保护层280，而无平坦层260。0074 于第四实施例中，由于共同线204可直接形成于共同电极270之上(图中未显示)，因此，相较于第一实施例，第。
25、四实施例不需要制作平坦层，也不需要于平坦层中制作第一接触孔，可更节省制程步骤与成本。0075 请参见图7A-7B，图7A显示本发明第五实施例的薄膜晶体管基板的俯视图，图7B显示图7A沿着AA线的剖面图，图中标号与图2A-2B相同者，代表相同元件，在此不再赘述。0076 于第五实施例中，本发明的漏极接触孔285形成于部分漏极251与部分有源层240之上，且完全地形成于栅极线202之上。须注意的是，请参见图7B，第五实施例与第一实施例的差别在于，第五实施例的栅极线202与基板201之间尚包括一共同电极270。于第五实施例中，共同电极270与栅极线202可利用一半调式光罩(图中未显示)形成。0077。
26、 须注意的是，半调式光罩由透明基板、金属层与半透光膜所组成，其中半透光膜位于透明基板之上，金属层位于半透光膜之上，由于半透光膜的透光率不同于金属层的透光率，因此，可借由半调式光罩形成具有图案化的透明导电层与图案化的金属层。另言之，第五实施例可将两道光罩的步骤改为一道半调式光罩，可更节省制程成本与时间。0078 请参见图8A-8B，图8A显示本发明第六实施例的薄膜晶体管基板的俯视图，图8B显示图8A沿着AA线的剖面图，图中标号与图2A-2B相同者，代表相同元件，在此不再赘述。0079 于第六实施例中，本发明的漏极接触孔285形成于部分漏极251与部分有源层240之上，且完全地形成于栅极线202之。
27、上。须注意的是，请参见图8B，第六实施例与第一实施例的差别在于，第六实施例属于扭转向列型模式(twisted nematic，TN)。0080 请参见图9，本发明尚包括提供一显示装置，包括：薄膜晶体管基板2与相对设置的彩色滤光片基板4，其中薄膜晶体管基板2取自于上述第一第六实施例；液晶层6形成于薄膜晶体管基板2与彩色滤光片基板4之间；以及背光模块8形成于薄膜晶体管基板2说 明 书CN 102956646 A6/6页8的远离液晶层6的一侧，以提供光线。0081 综上所述，本发明提供六个实施例，其中第一实施例第五实施例属于横向电场效应模式(in-plane switching，IPS)，而第六实施。
28、例属于扭转向列型模式(twisted nematic，TN)。须注意的是，本发明实施例的漏极接触孔285的位置形成于部分漏极251与部分有源层240之上，且完全地(totally)或是部分地(partially)形成于栅极线202之上，借由本发明漏极接触孔285位置的特殊设计，不但可提高开口率，且不会增加反馈通道电压(feed through voltage)。0082 虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。说 明 书CN 102956646 A1/17页9图1说 明 书 附 图CN 102956646 A2/17页10图2A说 明 书 附 图CN 102956646 A10。