CN100438048C - 一种平板显示器中的电极结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平板显示器中的电极结构，包括：玻璃基板，形成于玻璃基板上的公共电极、栅线、数据线、像素电极及TFT器件，公共电极位于像素电极的下方，其特征在于：公共电极上制作有金属框状结构，并通过该框状结构实现相邻公共电极之间的横向和纵向上的电连接。本发明同时还公开了该电极结构的制造方法。采用该方法可以提高像素公共电极的充电和放电速度，可以省略有效显示区(Active area)以外用来降低各个公共电极图形之间的电压差的金属引线，避免由于这些金属引线与信号线和扫描线之间形成寄生电容。

Description

一种平板显示器中的电极结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及平板显示领域一种新的电极结构，具体涉及宽视角技术的一种新的电极结构及其制造方法。

背景技术

普通TN形液晶显示器有视角窄的缺点，为了提高液晶显示器的视角，一些宽视角的方法被提出。

目前，在现有宽视角方法(例如，边缘场效应开关方法，即FFS)的设计中，将公共电极做在TFT器件的下面，利用公共电极和像素电极之间的电压，改变液晶分子的分布方向，达到显示效果。在这些方法中，为了防止扫描线之间短路，要通过光刻使公共电极形成图形。这样为了使公共电极在充电时候充电完全，需要用ITO将公共电极连接起来形成矩阵结构，同时，还要在有效显示区(Active area)以外通过金属引线将这些公共电极的图形连接起来，这样可以尽量将每个像素的公共电极图形之间的电压差减小，提高充电的效果。

如图1至1f所示，现有技术的像素矩阵结构包括透明绝缘衬底、形成在透明绝缘衬底上的公共电极1，形成在透明绝缘衬底上的一组栅线2和栅电极，形成在透明绝缘衬底和公共电极1上的一组连接公共电极的横向引线11，连接公共电极的横向引线11靠近栅线2的边沿且与栅线2平行。栅绝缘层3位于栅线和栅电极的上方，有源层和欧姆接触层4形成在栅电极上方的栅绝缘层上。源漏电极5和数据线形成在有源层和欧姆接触层4之上。钝化保护层6形成在源漏电极5的上方，且在漏电极上方形成钝化保护层过孔7，像素电极8形成在钝化保护层6之上，且通过钝化保护层过孔7与像素电极8连接；在上下公共电极上方的绝缘层和钝化保护层靠近栅线2处形成露出公共电极和横向引线11的过孔，并通过该过孔由透明导电薄膜实现公共电极的纵向连接。其工艺流程如下：

首先在玻璃基板上沉积第一层透明薄膜(1st ITO)，再通过光刻形成公共电极1图形，如图1a所示。

接着，在基板上沉积金属薄膜，光刻形成栅线2和栅电极(Gate)，同时形成将公共电极8横向连接在一起的横向引线11，这是为了降低横向公共电极之间的电势差，如图1b所示。

制作栅绝缘层3薄膜、有源层和欧姆接触层4薄膜并光刻形成硅岛，如图1c所示。

制作金属薄膜并光刻形成源漏电极5和数据线，其中数据线和源电极为一体，如图1d所示。

制作钝化保护层6并光刻形成漏电极上的钝化保护层过孔7、公共电极上靠近栅线处的过孔，如图1e所示

制作透明电极薄膜，再用像素电极的光刻版，制作像素电极8和公共电极的纵向引线10，将纵向的公共电极之间的连接完成(利用上一步的过孔将这个连接完成)，如图1f所示。

尽管采用上述设计结构和制造方法减少了公共电极图形之间的电压差，提高充电的效果。但是，这样设计的缺点在于，公共电极电阻仍然较大，充电和放电的速度仍然较慢。此外，在该结构有效显示区(Active area)外，必须用金属引线进行连接以降低各个公共电极图形之间的电压差，这些金属引线与信号线和扫描线都存在着交叠的地方，会形成一些寄生电容，造成扫描线和信号线的延迟。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种平板显示器中的电极结构及其制造方法，从而可以提高像素充电和放电的速度，可以省略有效显示区(Active area)外用来降低各个公共电极图形之间的电压差的金属引线，避免由于这些金属引线与信号线和扫描线之间形成的寄生电容。

为了实现上述目的，本发明提供一种平板显示器中的电极结构，包括：玻璃基板，形成于玻璃基板上的公共电极、栅线、数据线、像素电极及TFT器件，公共电极位于像素电极的下方，且公共电极上制作有金属框状结构，并通过该金属框状结构实现相邻公共电极之间横向和纵向上的电连接。

其中，所述公共电极上的金属框状结构尺寸在与之对应的黑矩阵不透光部分的尺寸范围内。所述公共电极上的金属框状结构在横向上的连接是通过横向引线进行连接的，横向引线位于数据线的下方，并与数据线之间通过绝缘层隔开。所述公共电极上的金属框状结构在纵向上的连接是通过纵向引线进行连接的，纵向引线位于栅线的上方，且与栅线通过绝缘层隔开，纵向引线的两端通过过孔与公共电极上的金属框状结构相连。

为了实现上述目的，本发明同时还提供一种平板显示器中的电极结构的制造方法，包括：

步骤一，在绝缘衬底上沉积第一层透明薄膜，再通过光刻形成公共电极图形；

步骤二，在完成步骤一的基板上沉积金属薄膜，光刻形成栅线和栅电极、公共电极上金属框状结构、及横向上连接相邻像素的公共电极的横向引线；

步骤三，在完成步骤二的基板上制作栅绝缘层薄膜、有源层和欧姆接触层薄膜并光刻形成硅岛；

步骤四，在完成步骤三的基板上制作金属薄膜并光刻形成源、漏电极和数据线；

步骤五，在完成步骤四的基板上制作钝化保护层并光刻形成漏电极上的钝化保护层过孔、及公共电极上靠近栅线处的过孔，使钝化保护层过孔露出栅线上的栅金属，使公共电极上靠近栅线处的过孔露出金属框状结构的金属；

步骤六，在完成步骤五的基板上制作在第二层透明薄膜并光刻形成像素电极和公共电极的纵向引线，像素电极通过钝化保护层过孔与漏电极连接起来，公共电极的纵向引线通过公共电极上靠近栅线处的过孔，将公共电极纵向连接起来。

本发明相对于现有技术，由于在公共电极上增加了框状或条状的金属结构，可以有效地降低每个1st ITO公共电极电阻，从而有效地提高每个像素的充电和放电速度。此外，本发明由于公共电极上采用了金属框状结构，可以省略有效显示区(Active area)外用来降低各个公共电极图形之间的电压差的金属引线，避免由于这些金属引线与信号线和扫描线之间形成的寄生电容。本发明的金属框状或条状的结构可位于黑矩阵的下面，且尺寸在黑矩阵不透光的范围内，不会影响到有效显示面积(即开口率)。

附图说明

图1为现有技术的像素区示意图(为了突出发明部分，像素电极和半导体有源层结构省略)；

图1a为现有技术完成公共电极制作A1-A1处的截面示意图；

图1b为现有技术完成栅线、栅电极和公共电极横向连接在一起的金属引线制作A1-A1处的截面示意图；

图1c为现有技术完成硅岛制作A1-A1处的截面示意图；

图1d为现有技术完成源、漏电极5和数据线制作A1-A1处的截面示意图；

图1e为现有技术完成钝化层及其上的过孔制作A1-A1处的截面示意图；

图1f为现有技术完成像素电极和公共电极的纵向连接制作A1-A1处的截面示意图；

图2为本发明中像素区示意图(为了突出发明部分，像素电极和半导体有源层结构省略)；

图3为图2中沿B1-B1方向的截面图；

图3a为本发明完成公共电极制作B1-B1处的截面示意图；

图3b为本发明完成栅线、栅电极和公共电极上的金属框状结构和横向连接制作B1-B1处的截面示意图；

图3c为本发明完成硅岛制作B1-B1处的截面示意图；

图3d为本发明完成源、漏电极和数据线制作B1-B1处的截面示意图；

图3e为本发明完成钝化层及其上的过孔制作B1-B1处的截面示意图；

图3f为本发明完成像素电极和公共电极的纵向引线制作B1-B1处的截面示意图；

图4为本发明金属框装结构位于彩膜玻璃基板黑矩阵下方的示意图。

图中标记：

1、公共电极；2、栅线；3、栅绝缘层；4、有源层和欧姆接触层；5、源漏电极；6、钝化保护层；7、钝化保护层过孔；8、像素电极；9、金属框状结构；10、纵向引线；11、横向引线；12、公共电极上靠近栅线处的过孔；13、彩膜玻璃基板；14、黑矩阵(Black matrix)；15、玻璃基板。

具体实施方式

如图2、图3和图3a至3f所示，本发明的像素矩阵结构包括透明绝缘衬底(玻璃基板)、形成在透明绝缘衬底上的公共电极1，形成在透明绝缘衬底上的一组栅线2和栅电极，形成在公共电极1上的金属框状结构9，金属框状结构9同相邻的金属框状结构通过横向引线11相连，横向引线11靠近栅线2的边沿且与栅线2平行，横向引线11在与数据线交叉处横向引线11位于数据线的下方，并与数据线之间通过绝缘层隔开。栅绝缘层3位于栅线2和栅电极的上方，有源层和欧姆接触层4形成在栅电极上方的栅绝缘层上。源漏电极5和数据线形成在有源层和欧姆接触层4之上，数据线与漏电极为一体结构。钝化保护层6形成在源漏电极5的上方，且在漏电极上方形成钝化保护层过孔7，像素电极8形成在钝化保护层6之上，且通过钝化保护层7与像素电极8连接；在上下公共电极上方靠近栅线2的绝缘层和钝化保护层处形成露出金属框状结构9的过孔，并通过该过孔由透明导电薄膜实现公共电极的纵向连接，其连接线为纵向引线10，纵向引线10与栅线2交叉处，纵向引线10位于栅线2的上方。

如图4所示，本发明形成在公共电极上的金属框状结构9的尺寸控制最好控制在与之相对应的彩膜玻璃基板13的黑矩阵14不透光部分的尺寸范围内(图中对部分结构进行了省略)，这样不会影响到有效显示面积(即开口率)。

上述给出的为本发明结构的最佳实施方式，本发明除上述机构外，还可进行如下变通，如将金属框状结构9改为两条平行的金属线，将纵向引线10变为金属薄膜的连接，诸如此类的变通，均应视为本发明的范畴。

本发明中在每个公共电极形成一个金属框状结构9，降低每个公共电极1的电阻，可以有效地提高每个像素部分的充电和放电速度。此外，本发明由于公共电极上采用了金属框状结构，可以省略有效显示区(Active area)外用来降低各个公共电极图形之间的电压差的金属引线，避免由于这些金属引线与信号线和扫描线之间形成寄生电容的新的电极结构及其制造方法。

下面结合图2、图3所示的结构和图3a至3f所示制作工艺步骤，对本发明结构的制造方法进行说明。

首先在玻璃基板上沉积第一层透明薄膜(1st ITO)，再通过光刻形成公共电极1图形，各个像素图形在这次光刻后不相互连接，如图3a所示。

接着，在基板上沉积金属薄膜，光刻形成栅线2和栅电极(Gate)金属框状结构9和横向引线11，其中金属框状结构位于公共电极上的四周边沿，横向引线11横向上连接相邻像素的公共电极，如图3b所示。

在图3b所示的玻璃基板上制作栅绝缘层3薄膜、有源层和欧姆接触层4薄膜并光刻形成硅岛，如图3c所示。

在图3c所示的玻璃基板上制作金属薄膜并光刻形成源漏电极5和数据线，其中数据线和源电极为一体结构，如图3d所示。

在图3d所示的玻璃基板上制作钝化保护层6并光刻形成漏电极上的钝化保护层过孔7、公共电极上靠近栅线处的过孔12，其中钝化保护层过孔7露出栅线上的栅金属，公共电极上靠近栅线处的过孔12露出金属框状结构的金属，如图3e所示

在图3e所示的玻璃基板上制作第二层透明薄膜，再用像素电极的光刻版，制作像素电极8和公共电极的纵向引线10，其中像素电极8通过钝化保护层过孔7与漏电极连接起来，纵向引线10通过公共电极上靠近栅线处的过孔12，将纵向的公共电极之间连接起来，如图3f所示。

以上说明及附图图示了本发明的特定实施方式，但不言自明，本发明可以由本领域的技术人员进行各种变形来实施，如变换金属框状的形状，改变横向或纵向引线的材料等。诸如此类变形了的实施方式等不能脱离本发明的技术思想来个别地理解，必须看作本发明装置和制造方法包含范围内。

Claims (5)

1、一种平板显示器中的电极结构，包括：玻璃基板，形成于玻璃基板上的公共电极、栅线、数据线、像素电极及TFT器件，公共电极位于像素电极的下方，其特征在于：公共电极上制作有金属框状结构，相邻公共电极之间通过该金属框状结构横向和纵向电连接。

2、根据权利要求1所述的平板显示器中的电极结构，其特征在于：所述公共电极上的金属框状结构尺寸在与之对应的黑矩阵不透光部分的尺寸范围内。

3、根据权利要求1或2所述的平板显示器中的电极结构，其特征在于：所述公共电极上的金属框状结构在横向上的连接是通过横向引线进行连接的，横向引线位于数据线的下方，并与数据线之间通过绝缘层隔开。

4、根据权利要求1或2所述的平板显示器中的电极结构，其特征在于：所述公共电极上的金属框状结构在纵向上的连接是通过纵向引线进行连接的，纵向引线位于栅线的上方，且与栅线通过绝缘层隔开，纵向引线的两端通过过孔与公共电极上的金属框状结构相连。

5、一种平板显示器中的电极结构的制造方法，其特征在于，包括：

步骤一，在绝缘衬底上沉积第一层透明薄膜，再通过光刻形成公共电极图形；

步骤二，在完成步骤一的基板上沉积金属薄膜，光刻形成栅线和栅电极、公共电极上金属框状结构、及横向上连接相邻像素的公共电极的横向引线；

步骤三，在完成步骤二的基板上制作栅绝缘层薄膜、有源层和欧姆接触层薄膜并光刻形成硅岛；

步骤四，在完成步骤三的基板上制作金属薄膜并光刻形成源、漏电极和数据线；

步骤五，在完成步骤四的基板上制作钝化保护层并光刻形成漏电极上的钝化保护层过孔、及公共电极上靠近栅线处的过孔，使钝化保护层过孔露出栅线上的栅金属，使公共电极上靠近栅线处的过孔露出金属框状结构的金属；

步骤六，在完成步骤五的基板上制作第二层透明薄膜并光刻形成像素电极和公共电极的纵向引线，像素电极通过钝化保护层过孔与漏电极连接起来，公共电极的纵向引线通过公共电极上靠近栅线处的过孔，将纵向的公共电极连接起来。

Images