CN100442509C - 薄膜晶体管阵列面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种薄膜晶体管阵列面板，其包括：绝缘基片；栅极线，形成于绝缘基片上，并具有栅极；第一及第二存储电极线，位于相邻的栅极线之间，沿栅极线平行方向延伸；多个存储电极，电连接第一及第二存储电极线；栅极绝缘层，覆盖栅极线、存储电极线、及存储电极；半导体层，形成于栅极绝缘层上；数据线，具有与半导体层至少一部分重叠的源极和与栅极线交叉的交叉部分及具有与交叉部分连接并以规定角度弯曲部分；漏极，以栅极为中心与源极面对、与半导体层至少一部分重叠；钝化层，覆盖半导体层；像素电极，形成于钝化层上并与漏极电连接；存储电极连接桥，形成于钝化层上，与栅极线交叉，电连接相邻像素的存储电极线。

Description

薄膜晶体管阵列面板
技术领域
本发明涉及一种薄膜晶体管阵列面板，尤其是涉及一种用于液晶显示器的薄膜晶体管阵列面板。
背景技术
通常，液晶显示器(LCD)包括形成共同电极和滤色器等的上部面板、形成薄膜晶体管和像素电极的下部面板、及介入于其间的液晶分子。液晶显示器是一种向像素电极和共同电极施加不同的电位，以形成电场改变液晶分子的排列，并通过它调整光透射比，显示图像的装置。
然而，视角窄是液晶显示器的重要弊端。为了克服这种弊端开发了多种扩大视角的方法，其中一种方法是对上下面板垂直取向液晶分子，并在像素电极与其对应电极的共同电极形成一定的折叠图案或凸起的方法。
但是，在形成凸起或折叠图案的方法中，由凸起或折叠图案引起纵横比的下降。为了克服这种弊端，提供了一种尽可能扩大像素电极的超纵横比结构，然而，这种超纵横比结构的相邻像素电极之间的距离太近，所以使像素电极之间形成的侧向电场变强。因此，位于像素电极边缘的液晶受该侧向电场的影响散乱取向，从而产生条纹或光泄露，降低显示质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种确保纵横比的同时出现条纹最少的薄膜晶体管阵列面板。
为了实现本发明的目的，本发明提供了一种如下所描述的薄膜晶体管阵列面板。
该薄膜晶体管阵列面板包括：绝缘基片；栅极线，形成于绝缘基片上，并具有栅极；第一及第二存储电极线，位于相邻的栅极线之间，沿栅极线平行方向延伸；多个存储电极，电连接第一及第二存储电极线；栅极绝缘层，覆盖栅极线、存储电极线、及存储电极；半导体层，形成于栅极绝缘层上；数据线，具有与半导体层至少一部分重叠的源极和与栅极线交叉的交叉部分及具有与交叉部分连接并以规定角度弯曲部分；漏极，以栅极为中心与源极面对、与半导体层至少一部分重叠；钝化层，覆盖半导体层；像素电极，形成于钝化层上并与漏极电连接；存储电极连接桥，形成于钝化层上，与栅极线交叉，电连接相邻像素的存储电极线。
在这里，还可以包括半导体层上形成、除了源极和漏极之间的通道部分与半导体层具有相同平面图案的欧姆接触层。优选地，数据线及漏极与欧姆接触层具有相同的平面图案。
而且，存储电极连接桥具有与沿着数据线方向相邻像素存储电极线分别接触的接触部和与栅极线交叉并相互连接接触部的交叉部。优选地，邻接接触部的像素电极边界线与邻接像素电极边界线的接触部边界线相互平行。
这时，邻接接触部的像素电极具有与接触部两边界平行的第一及第二边界的凹部，其中，优选地，与存储电极线重叠的第一边界中与接触部边界平行的长度比与第二边界平行的接触部边界更长。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的液晶显示器布局图；
图2是图1沿着II-II′线的截面图；
图3是图1沿着III-III′线的截面图；
图4是图1沿着IV-IV′线的截面图；
图5是根据本发明第一实施例的用于液晶显示器的薄膜晶体管阵列面板布局图；
图6是根据本发明第一实施例的用于液晶显示器的滤色器显示面板布局图；
图7是图5所示A部分的放大图；
图8是根据本发明第二实施例的薄膜晶体管阵列面板布局图；
图9是根据本发明第三实施例的薄膜晶体管阵列面板布局图；
图10是根据本发明第四实施例的液晶显示器布局图；
图11是图10沿着XI-XI′线的截面图；
图12是根据本发明第五实施例的薄膜晶体管阵列面板布局图；
图13是图12沿着XIII-XIII′线的截面图；
图14是图12沿着XIV-XIV′线的截面图；
图15是根据本发明第六实施例的液晶显示器截面图，是与第一实施例中II-II′线相同位置上的截面图；以及
图16是根据本发明第六实施例的液晶显示器截面图，是与第一实施例中III-III′线相同位置上的截面图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员能够实施本发明，现参照附图详细说明本发明的优选实施例。但是，本发明可表现为不同形式，它不局限于在此说明的实施例。
在图中为了明确表现各层及区域，扩大其厚度来表示，在全篇说明书中对类似部分附上相同图的符号，当提到层、膜、区域、板等部分在别的部分“之上”时，它是指“直接”位于别的部分之上，也包括其间夹有别的部分之情况，反之说某个部分“直接”位于别的部分之上时，指其间并无别的部分。
实施例1至实施例3
图1是根据本发明第一实施例的液晶显示器布局图，图2是图1沿着II-II′线的截面图，图3是图1沿着III-III′线的截面图，图4是图1沿着IV-IV′线的截面图，图5是根据本发明第一实施例的液晶显示器薄膜晶体管阵列面板布局图，而图6是根据本发明第一实施例的用于液晶显示器的滤色器显示面板布局图。
根据本发明第一实施例的液晶显示器如图1至图6所示，包括薄膜晶体管阵列面板100、与其面对的滤色器显示面板200、及填充于该两个显示面板100、200之间，且包含在其中的液晶分子长轴对这些显示面板垂直取向的液晶层3。
那么，参照图1至图5说明根据本发明第一实施例的薄膜晶体管阵列面板。
在根据本发明第一实施例的薄膜晶体管阵列面板的透明基片110上一个方向上形成多个栅极线121。而且将栅极线121一部分或突出部分作为薄膜晶体管栅极124。
为了增加像素的存储容量，在像素区域形成与栅极线121并排延伸的多个存储电极线131a、131b。这是存储电极线131a、131b为了使像素纵横比的减少最小，不只在像素区域的边缘，存储电极线131b的一部分与漏极175重叠。
而且，存储电极133a、133b开始对存储电极线131a、131b以一定角度延伸，中途折叠成90度继续延伸规定距离，并与后述的数据线171形成平行状。为了充分确保存储容量，与漏极175重叠的存储电极线131b的一部分可以具有与其它部分宽的宽度。
栅极线121、124，存储电极线131a、131b，存储电极133a、133b可以包括铝或铝合金等铝系列金属组成的导电层。而且，这些导电层还可以具有包括其它材料，特别是与氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)有良好物理、化学、电性接触特性的铬、钛、钽、钼及它们的合金(参见：钼-钨(MoW)和金)组成的其它导电层的多层结构。下部层和上部层组合的例子有铬/铝-钕(Nd)。
栅极线121，存储电极线131a、131b，存储电极133a、133b侧面形成锥形结构，以便在其上形成的层较好地粘贴到上面。
基片110上形成覆盖栅极线121、124，存储电极线131a、131b及存储电极133a、133b，以及由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)组成的栅极绝缘层140。
栅极绝缘层140的规定区域形成氢化非晶硅(hydrogenatedamorphous silicon)等组成的多个线型半导体层151。半导体层151在后述的数据线171下面沿着171延伸并形成线型，并具有从该处到后述的漏极175下面扩大形成的多个突出部154。
而且，线型半导体层151包括源极173和漏极175之间具有未被数据线171及漏极175遮挡的部分，线型半导体151的宽度比数据线171宽度小。
在半导体层151上形成重掺杂硅化物或n型杂质的n+氢化非晶硅等材料组成的多个线型及岛状欧姆接触层161、163、165。线型欧姆接触层161具有多个突出部163，该突出部163和岛状接触层165成对并位于半导体层151的突出部154上。
欧姆接触层161、163、165只存在于其下部半导体层151、154和其上部数据线171漏极175之间，起到降低其间接触电阻的作用。
欧姆接触层161、163、165出了半导体层154的规定区域，与半导体层151、154具有相同平面图案。半导体层154的规定区域为形成薄膜晶体管通道的通道部。
在栅极绝缘层140及欧姆接触层161、163、165上形成与栅极线121交叉并限定像素区域的数据线171。数据线171形成分枝状，并具有与半导体层151重叠的源极173。在这里，数据线以像素长度为周期反复出现弯曲部分和纵向延伸部分。
这时，数据线171弯曲部分有两个直线部分组成，该两个直线部分中一个对栅极线121成45度，另一部分对栅极线121成-45度。数据线171纵向延伸的部分连接有源极173，该部分与栅极线121及存储电极线131a、131b交叉。因此，栅极线121和数据线171交叉形成的像素区域呈带状。
数据线171的一末端部分可以比数据线171宽度宽，以便从数据驱动电路(未示出)接收传送来的信号。
此外，在岛状欧姆接触层165上以栅极124位中心形成一部分与半导体层154重叠的漏极175，它与源极173隔开一定距离并面对它。这时，数据线171及源极173与欧姆接触层的线型部161相接，漏极175与岛状部165相接。
在这里，漏极175与像素电极190连接的部分与存储电极线131a、131b重叠。向存储电极线131a、131b施加一定的电压，在存储电极线131a、131b及存储电极133a、133b和漏极175之间形成存储电容。
另外，在基片110上为了覆盖未被数据线171、173及漏极175遮挡的半导体层154，形成钝化层180。钝化层180可以由平坦化优良并具有感光性的有机材料，用等离子化学汽相沉积法形成的a-Si:C:O、a-Si:O:F等低电容率绝缘材料，或氮化硅等无机材料组成。
在这里，钝化层180可以由4.0电容率以下的低电容率有机材料形成。这时，比起用无机材料形成钝化层180其厚度更厚，所以在像素电极190和数据线171之间不产生耦合现象。因此，使后述的像素电极190的边缘和数据线171相重叠，以使像素的纵横比最大，对此，将在第四实施例中示出。
这种钝化层180形成分别露出漏极175的接触孔185、露出数据线171一末端的接触孔182及存储电极线131a、131b的接触孔186、187。
钝化层180上形成由ITO或IZO等透明材料组成的像素电极190、接触辅助部件82、存储电极连接桥84。
接触辅助部件82是为了补充与外部的接触性，特别是以芯片形态安装在基片110或可用性电路基片(未示出)上时需要。当基片上直接由薄膜晶体管等形成驱动电路时，不需要接触孔182及接触辅助部件82。
像素电极190以折曲带状形成，并通过接触孔185与漏极175物理、电连接，从漏极175接收数据电压。接收数据电压的像素电极190与另外显示面板的共同电极(未示出)一起形成电场，以重新排列两个电极之间的液晶分子。
而且，存储电极连接桥84通过接触孔186、187与存储电极线131a、131b物理、电连接。即，跨过栅极线121连接存储电极线131a、131b，以电连接薄膜晶体管阵列面板的所有存储电极线131a、131b和存储电极133a、133b。
在这里，参照图7进一步详细说明存储电极连接桥84。图7是图5所示A部分的放大图。如图7所示，由通过接触孔186、187直接与存储电极线131a、131b接触的接触部84a和跨过栅极线121连接接触部84a的交叉部84b组成。
在这里，邻接接触部84a的像素电极边界线与邻接像素电极190边界线的接触部84a边界线平行。这时，邻接接触部84a的像素电极190具有与接触部84a两个边界平行的第一及第二边界组成的凹部(用虚线表示)。与存储电极线131a重叠的像素电极190第一边界中与接触部84a边界平行的长度L1比与第二边界平行的接触部84a边界长度L2长。
而且，在像素电极190上形成取向层11。
参照图1至图4及图6说明包括滤色器的上部显示面板。
由玻璃等透明导电材料组成的上部基片210上形成防止光泄漏的黑阵220。在这里，黑阵220与栅极线、数据线、及薄膜晶体管部分对应形成。
而且，在黑阵220上形成红、绿、蓝滤色器230R、230G、230B。滤色器230R、230G、230B除了与外部电路连接的数据线及栅极线末端部分，沿着数据线171划分的像素列纵向较长形成，并根据像素的形状周期性地弯曲，邻接的滤色器230R、230G、230B在对应于数据线171的部分重叠，以防止数据线171周围的光泄漏。
在滤色器230R、230G、230B上形成有机材料组成的外涂层250。外涂层250是为了在滤色器230R、230G、230B保护共同电极270和将基片平坦化，因此根据需要也可以不形成。
在外涂层250上形成由ITO或IZO等透明导电材料形成的共同电极270。共同电极270可以具有多个区域分割件，对此将在第四实施例中详细说明。
而且，在共同电极270上形成取向层21。
结合如上结构的薄膜晶体管阵列面板100和滤色器显示面板200，并在其间注入液晶材料，这样组成根据本发明第一实施例的液晶显示器。这时，将像素电极190整列成与滤色器230R、230G、230B正确地重叠。
包括在液晶层3的液晶分子取向成像素电极190与共同电极270之间未施加电场的状态下其长轴方向垂直于显示面板。
液晶显示器由这些基本显示面板两侧设置的偏光板(未示出)、背光源(未示出)、补偿板(未示出)等元件组成。这时，偏光板分别在基本面板两侧设置一个，且其透视轴对于栅极线121平行或垂直。由以上结构形成液晶显示器，在液晶上施加电场时各区域内的液晶向对于区域长边垂直的方向倾斜。然而，这个方向正是与数据线171垂直的方向，根据在数据线171两侧两个邻接的像素电极190之间形成的侧向电场，与液晶倾斜的方向相同，因此，侧向电场辅助各区域的液晶取向。
而且，因为存储电极线131a、131b及存储电极133a、133b均电连接，即使在存储电极线及存储电极的规定区域发生开启(open)不良，像素区域内也能维持相同的电位，因此可以得到均匀的存储电容。因此，可以防止显示质量的下降。
而且，在与存储电极线131a重叠的像素电极190的第一边界中，与接触部84a的边界平行的长度L1比与另外一个边界平形成接触部84的长度L2长，因此将液晶非正常排列的部分最小化，可以将条纹的发生最小化。
而且，数据线还可以如下形成。图8是根据本发明第二实施例的薄膜晶体管阵列面板布局图，而图9是根据本发明第三实施例的薄膜晶体管阵列面板布局图。
如图8所示，将数据线与第一实施例反方向折叠形成时，存储电极连接桥84不影响条纹的产生。反而在这个部分强化像素电极190的电场，以辅助液晶取向。
而且，在图9所示的实施例中数据线171的左右形成各自的薄膜晶体管，分别形成与各自薄膜晶体管连接的像素电极190。因此，可以同时获得根据存储电极连接桥84的条纹减少效果及辅助液晶取向的效果。
实施例4
图10是根据本发明第四实施例的液晶显示器的布局图，而图11是图10沿着XI-XI′线的截面图。
如图10及图11所示，在第四实施例中与第一实施例不同，其钝化层180由4.0电容率以下的有机材料形成。除了钝化层180，具有与第一实施例相同的单层结构。
由有机材料形成时，形成厚的钝化层180，可以防止数据线171与像素电极190的耦合现象，且可以将以后形成的像素电极190扩大到数据线171上部，可以使像素区域的纵横比最大化。
而且，共同电极270具有区域分割件271。虽然在本实施例中共同电极270的区域分割件271由折叠部形成，但也可以由凸起形成。区域分割件271具有沿着像素形状而弯曲且将像素区域左右两分的第一部分271a和与第一部分连接，与数据线171弯曲部分对应，且将像素区域上下两分的第二部分271b及弯曲并分别与第一部分271a的两末端连接的像素电极190边缘重叠而形成的第三部分271c。
将区域分割件271a、271b、271c利用为凸起时，利用共同电极270上由绝缘材料组成，且具有倾斜角的锥形结构的薄膜。
这样，使像素区域由上部显示面板200的区域分割件271a、271b、271c分割成多个区域。这时，像素区域由第一分割部271a左右两分，但以像素折叠部分为中心，其上下因液晶的取向不同而分割成4个区域。
实施例5
图12是对于本发明第五实施例的薄膜晶体管阵列面板的布局图。图13是图12沿着XIII-XIII′线的截面图，而图14是图12沿着XIV-XIV′线的截面图。
根据第五实施例的薄膜晶体管阵列面板的单层结构与第一至第四实施例相同。即，在绝缘基片110上形成栅极线121，形成栅极绝缘层140，使其覆盖栅极线121，在栅极绝缘层140上形成半导体层151、欧姆接触层161、165，在欧姆接触层161、165上形成数据线171及漏极175，形成覆盖这些171、175的钝化层180，在钝化层180上形成与漏极175连接的像素电极190。
然而，与第一至第四实施例不同的是，第五实施例中在数据线171、173及漏极175下面形成与其基本相同图案的欧姆接触层161、165，除了源极173与漏极175之间通道部的连接，半导体层151、154也与数据线171、173及漏极175基本具有相同的平面图案。
实施例6
图15及图16是根据本发明第六实施例的液晶显示器的截面图，图15是与图1的II-II′线相同的位置的截面图，而图16是与图1的III-III′线相同位置的截面图。
如图所示，在第六实施例中与第一至第五实施例不同，红、绿、蓝滤色器230R、230G、230B与薄膜晶体管一起形成于薄膜晶体管阵列面板100上。而且，为了防止滤色器230R、230G、230B的染料传到像素电极190，并保护滤色器，在滤色器230R、230G、230B与像素电极190之间还形成层间绝缘层(未示出)。
滤色器230R、230G、230B的边界线，使其形成于数据线171的上部，并使相邻滤色器230R、230G、230B的边界线重叠。这种重叠形成滤色器230R、230G、230B时，在与数据线171对应部分不形成黑阵220，也可以充分防止数据线171周围的光泄漏。
因此，在上部显示面板200中只在薄膜晶体管部分形成黑阵220。但是，可以根据是否存在光泄漏，形成于与栅极线121对应的部分。因此，在上部显示面板200中绝缘基片210上只形成黑阵220和共同电极270。
除了以上说明的滤色器230R、230G、230B，形成与第一实施例相同的结构。显然也可以形成与第二及第五实施例相同的结构。
如上所述，形成存储电极连接桥，使整个像素区域得到均匀的存储电容，使条纹的发生最小化。而且，因存储电极连接桥形成的电场可以容易排列液晶。因此，可以提供显示质量良好的薄膜晶体管阵列面板。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种薄膜晶体管阵列面板，包括：
绝缘基片；
栅极线，形成于所述绝缘基片上，并具有栅极；
第一及第二存储电极线，位于相邻的所述栅极线之间，沿所述栅极线平行方向延伸；
多个存储电极，电连接所述第一及第二存储电极线；
栅极绝缘层，覆盖所述栅极线、所述存储电极线、及所述存储电极；
半导体层，形成于所述栅极绝缘层上；
数据线，具有与所述半导体层至少一部分重叠的源极和与所述栅极线交叉的交叉部分及具有与所述交叉部分连接并以规定角度弯曲部分；
漏极，以所述栅极为中心与所述源极面对、与所述半导体层至少一部分重叠；
钝化层，覆盖所述半导体层；
像素电极，形成于所述钝化层上并与所述漏极电连接；
存储电极连接桥，形成于所述钝化层上，与所述栅极线交叉，电连接相邻像素的所述存储电极线；
所述存储电极连接桥在所述数据线方向具有与相邻像素的所述存储电极线分别接触的接触部和与所述栅极线交叉、连接所述接触部的交叉部，邻接所述接触部的所述像素电极边界线与邻接所述像素电极边界线的所述接触部的边界线平行；以及
邻接所述接触部的所述像素电极具有与所述接触部两边界平行的具有第一及第二边界的凹部，与所述存储电极线重叠的所述第一边界中与所述接触部边界平行的长度比与所述第二边界平行的所述接触部边界长。
2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管阵列面板，其特征在于，还包括形成于所述半导体上，除了所述源极和所述漏极之间的通道，与所述半导体具有相同平面图案的欧姆接触层。
3.根据权利要求2所述的薄膜晶体管阵列面板，其特征在于，所述数据线及所述漏极与所述欧姆接触层具有相同图案。
4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管阵列面板，其特征在于，所述钝化层由有机材料形成。
5.根据权利要求1所述的薄膜晶体管阵列面板，其特征在于，所述存储电极与所述数据线弯曲部分平行形成。
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