CN100454561C - 薄膜晶体管阵列基板及其制造方法、修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄膜晶体管阵列基板及其制造方法、修复方法，该薄膜晶体管阵列基板包括多条沿第一方向延伸的栅极扫描线；多条沿第二方向延伸的数据线，栅极扫描线和数据线交叉形成像素区域；设置在像素区域内的薄膜晶体管和像素电极；其中所述栅极扫描线上或数据线下形成有金属图案，所述金属图案与数据线金属层图案、栅极扫描线金属层图案相互隔开；可以修复像素区间的数据线或栅极扫描线的断路情况，不增加现有阵列基板的制造工序，且修复简单方便。

Description

薄膜晶体管阵列基板及其制造方法、修复方法

技术领域

本发明涉及一种阵列基板及其制造方法、修复方法，特别是涉及一种可修复线缺陷的液晶显示用的薄膜晶体管阵列基板及其制造方法、修复方法。

背景技术

薄膜晶体管液晶显示(TFT-LCD)面板是利用薄膜晶体管(TFT)控制液晶分子的取向从而控制透光的强弱来显示图像的。一块完整的TFTLCD面板通常包括背光模组、偏光片、TFT阵列基板、CF(彩膜)基板、夹在上下基板之间的液晶分子层以及驱动电路。TFT阵列基板上的显示区域包含多个子像素区域，每个子像素区域一般为两条栅极扫描线与两条数据线交叉所形成的矩形或者其它形状区域，其内设置有薄膜晶体管以及像素电极，薄膜晶体管充当开关元件。

通常，薄膜晶体管阵列基板上依次形成有栅极及与该栅极电气连接的栅级扫描线、覆盖栅电极以及栅极扫描线的栅极绝缘层、半导体层、源/漏极及与源极电气连接的数据线、钝化层、像素电极、取向膜，其制造流程如图1所示。

栅极扫描线与数据线主要用来提供影像信号以驱动像素电极，但是由于制作时候成膜、微影、刻蚀等制造工艺的影响，栅极扫描线与数据线容易发生断路，导致线缺陷，因此，在阵列基板的制造过程中，不能完全避免栅极线或者数据线的断线引起的显示不良。为避免LCD面板生产由于线缺陷而导致的良率下降，需要对线缺陷进行修复，针对栅极扫描线或者数据线的断线不良，通常的处理方法是在紧接着的检查工序中检出断线不良的位置，用激光成膜(Laser CVD)的方法加以修复。这种方法存在一些问题：1，发生断线不良的位置未被检出，即漏检；2，断线发生在检查以后的工序中，这种断线无法通过上述方法进行修复。美国专利US7019805B2中公开了一种对数据线断路进行修复的液晶显示基板的结构及其修复方法，该专利利用栅极层遮光线修复数据线的方法，即在液晶显示屏显示检查发现数据线断线以后，使用激光溶接(Laser Welding)将断线两侧的数据线和遮光线导通，使信号可以绕过断线位置，从栅极层遮光线传到断线另一侧的数据线上。但是，该结构只能修复发生在数据线上的断路，对于发生在栅极线上的断线则无法修复。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可修复数据线或栅极扫描线断路的薄膜晶体管阵列基板。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种不增加现有工序、不影响开口率下实现可修复数据线或栅极扫描线断路的薄膜晶体管阵列基板的制造方法。

本发明要解决的再一技术问题是提供一种可方便简单修复薄膜晶体管阵列基板的方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种薄膜晶体管阵列基板，包括多条沿第一方向延伸的栅极扫描线；多条沿第二方向延伸的数据线，栅极扫描线和数据线交叉形成像素区域；设置在像素区域内的薄膜晶体管和像素电极；其中所述栅极扫描线上或数据线下形成有金属图案，所述金属图案与数据线金属层图案、栅极扫描线金属层图案相互隔开。

所述的栅极扫描线及其上面的金属图案上形成有接触孔，栅极扫描线上还形成有像素电极层金属图案。

本发明提供一种薄膜晶体管阵列基板的制造方法，包括如下步骤：形成一第一金属层在一透明基板上；图案化所述第一金属层，形成一栅极及与栅极电气连接的栅极扫描线；形成一第二金属层在所述基板上；图案化所述第二金属层，形成一源极、一漏极及与源极电气连接的数据线，并在栅极扫描线上形成金属图案，且该金属图案与第二金属层上形成的其它金属图案相互隔开；在漏极上方形成钝化绝缘层，并在钝化绝缘层上刻蚀出接触孔；在透明基板表面形成透明导电层，光刻后形成像素电极图案。

本发明提供另一种薄膜晶体管阵列基板的制造方法，包括如下步骤：形成一第一金属层在一透明基板上；图案化所述第一金属层，形成一栅极及与栅极电气连接的栅极扫描线；形成一第二金属层在所述基板上；图案化所述第二金属层，形成一源极、一漏极及与一源极电气连接的数据线；其中在图案化第一金属层时，保留数据线对应位置的金属图案，且该金属图案与同层的其它金属图案相互隔开。

本发明还提供一种修复薄膜晶体管阵列基板的方法，该薄膜晶体管阵列基板包括多条沿第一方向延伸的栅极扫描线；多条沿第二方向延伸的数据线，栅极扫描线和数据线交叉形成像素区域；设置在像素区域内的薄膜晶体管和像素电极；其中所述栅极扫描线上或数据线下形成有金属图案，所述金属图案与数据线金属层图案栅极或扫描线金属层图案相互隔开；当栅极扫描线或数据线发生断路时，在断线位置的两侧用激光进行照射连接，使栅极扫描线或数据线通过金属图案进行连接，形成绕开断路部分的路径。

基于上述构思，本发明的薄膜晶体管阵列基板及其制造方法、修复方法，由于在栅极扫描线上或数据线下形成有金属图案，克服了现有技术中只能修复像素区间数据线断路的缺点，不仅可以修复像素区间的数据线的断路情况，还可以对栅极扫描线的断路进行修复；在制造阵列基板的过程中，通过在数据线下直接保留部分第一金属层或在栅极扫描线上保留部分第二金属层实现具有修复功能的薄膜晶体管阵列基板，不增加现有工序，不影响开口率，只要在断线处的两侧进行激光照射焊接即可达到修复的目的，修复方便简单。当所述的栅极扫描线及其上面的金属图案上形成接触孔，栅极扫描线上形成有像素电极层金属图案时，像素电极层金属图案将栅极扫描线及其上面的金属图案通过接触孔连接，可以减少栅极扫描线上信号传输的延迟(RC Delay)。

为了更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。然而附图仅供参考与辅助说明用，不构成对本发明的限制。

附图说明

图1是现有技术中薄膜晶体管阵列基板的制造流程图；

图2是本发明实施例一的薄膜晶体管阵列基板的结构示意图；

图3是本发明实施例一的薄膜晶体管阵列基板的结构示意图；

图4是本发明实施例二的薄膜晶体管阵列基板的结构示意图；

图5是采用本发明实施例一结构对栅极扫描线断路进行修复的示意图。

附图标号说明：

10：栅极扫描线   11：金属图案        12、像素电极层图案

13：接触孔       14、15：熔接点

20：数据线       21：金属图案

30：像素电极

40：薄膜晶体管   41：栅极     42：源极   43：漏极

431：接触孔

具体实施方式

下面结合附图及典型实施例对本发明作进一步说明。

实施例一

图2、图3是本发明实施例一的薄膜晶体管阵列基板的结构示意图。

参照图2，薄膜晶体管阵列基板包括多条沿第一方向延伸的栅极扫描线10；多条沿第二方向延伸的数据线20，栅极扫描线10和数据线20交叉形成像素区域；像素区域内设置薄膜晶体管40和像素电极30，栅极扫描线10上形成有金属图案11，薄膜晶体管40由栅极41、源极42和漏极43构成，栅极41与栅极扫描线10电连接，漏极43与数据线20电连接，源极42通过接触孔41和像素电极30连接，栅极41、栅极扫描线10形成在第一金属层(M1)上，源极42、漏极43、数据线20形成在第二金属层(M2)上，M1、M2可为导电性能良好的Al、Ta或Cr金属层，两层之间有SiNx绝缘层隔开，源极42和漏极43对称重叠沉积在栅极41两侧，非晶Si层位于栅极41和源、漏极42、43之间；ITO(氧化铟锡)像素电极层沉积在最上层，与源/漏极金属层之间通过SiNx保护层绝缘。像素电极30通过接触孔431与漏极43电气连接。

金属图案11形成在与数据线20同一金属层(第二金属层)上，金属图案11的材料与数据线20的材料相同，且金属图案11与M2层形成的其它金属层图案相互隔开、即与数据线20、源极42、漏极43相互隔开不至于造成短路。

参照图3，所述栅极扫描线10及其上面的金属图案11上形成有接触孔13，栅极扫描线10上还形成有像素电极层图案12。图案12将栅极扫描线10及其上面的金属图案11通过接触孔13连接，可以减少栅极扫描线10上信号传输的延迟。

实现上述实施例图2所示结构的阵列基板的制造流程，与通常的TFT阵列基板制造流程完全相同，下面以五道光掩膜版(5mask)工艺来说明，首先，在一透明基板上形成第一金属层(M1)，如导电性能良好的Al、Ta或Cr金属层，利用光刻工艺形成栅极41及栅极扫描线10图案；然后依次形成栅极绝缘层、非晶硅及掺杂非晶硅层，利用光刻工艺形成半导体图案；接下来，在基板上形成第二金属层，如导电性能良好的Al、Ta或Cr金属层，利用光刻工艺形成源/漏极42、43、数据线20金属图案，在形成源/漏极42、43金属图案的同时，保留栅极扫描线10上部分源/漏金属层金属图案11，例如该部分金属图案11为长方形，所述金属图案11跟源极42、漏极43以及数据线20相互分离，并且所述金属图案11跟其它源/漏金属层金属图案的距离足够大(比如10um以上)而不至于跟其它源/漏金属层金属图案发生短路；接下来，形成钝化层，利用光刻工艺形成钝化层图案，即接触孔431；最后，形成透明导体层，如氧化铟锡(ITO)或者氧化铟锌(IZO)，利用光刻工艺形成像素电极图案。

对于四道光掩模版(4mask)工艺的TFT阵列基板，其制造流程与通常的四道光掩膜版的制造流程完全一样，跟上述五道光掩膜版制造方法类似，在形成源/漏金属层图案时，在栅极扫描线10上保留部分源/漏金属层，即金属图案11。

实现图3所示结构的制造流程是在上述基础制造流程的基础上，在形成透明导体层，利用光刻工艺形成像素电极图案时，在栅极扫描线10上也保留部分或者全部的透明导体层图案12，且该透明电极层图案12与所述像素电极30相互隔开，此图案12可将保留部分的源/漏金属层金属图案11和栅极扫描线10导通，可以起到降低栅极扫描线10电阻的作用，从而达到减少栅极扫描线10上信号传输延迟的目的。

图5是采用本发明实施例一结构对栅极扫描线断路进行修复的示意图。

参照图5，当栅极扫描线10在A-B处发生短路时，可以从阵列基板的背面(液晶盒的外面)在熔接点C、D两个位置进行激光溶接，通过金属图案11将断线两侧的栅极扫描线10金属导通，从而可以对栅极扫描线断线进行修复。

实施例二

图4是本发明实施例二的薄膜晶体管阵列基板的结构示意图。

参照图4，与实施例一提供的薄膜晶体管阵列基板的结构不同的是，本实施例中的数据线20下形成有金属图案21，金属图案21形成在与栅极扫描线10相同的层上。金属图案21的材料与栅极扫描线10的材料相同。在制造阵列基板的流程中，在图案化第一金属层时，保留数据线20对应位置的金属图案21，且该金属图案21与同层的其它金属图案如栅极41、栅极扫描线10相互隔开。

当数据线20上发生断路时，可以从阵列基板的背面(液晶盒的外面)在断线的两侧进行激光溶接，通过金属图案21将断线两侧的栅极扫描线10金属导通，从而可以对数据线断线进行修复。

综上所述，由于本发明的TFT阵列基板结构在数据线20下和栅极扫描线10上形成有金属图案，可以克服传统技术中的缺点，既可修复像素区间的数据线20的断路情况，也可修复栅极扫描线10的断路情况，在不增加现有制造工序的情况下就可实现该结构，而且修复方便简单。

Claims (10)

1.一种薄膜晶体管阵列基板，包括

多条沿第一方向延伸的栅极扫描线；

多条沿第二方向延伸的数据线，栅极扫描线和数据线交叉形成像素区域；

设置在像素区域内的薄膜晶体管和像素电极；

其特征在于所述栅极扫描线上或数据线下形成有金属图案，所述金属图案与数据线金属层图案、栅极扫描线金属层图案相互隔开。

2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于所述的栅极扫描线及其上面的金属图案上形成有接触孔，栅极扫描线上还形成有像素电极层图案。

3.根据权利要求1或2所述的阵列基板，其特征在于所述的栅极扫描线上的金属图案形成在与数据线相同的层上。

4.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于所述的金属图案的材料与数据线的材料相同。

5.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于所述的数据线下的金属图案形成在与栅极扫描线相同的层上。

6.根据权利要求5所述的阵列基板，其特征在于所述的金属图案的材料与栅极扫描线的材料相同。

7.一种薄膜晶体管阵列基板的制造方法，包括如下步骤：

形成一第一金属层在一透明基板上；

图案化所述第一金属层，形成一栅极及与栅极电气连接的栅极扫描线；

形成一第二金属层在所述基板上；

图案化所述第二金属层，形成一源极、一漏极及与源极电气连接的数据线，并在栅极扫描线上形成金属图案，且该金属图案与第二金属层上形成的其它金属图案相互隔开；

在漏极上方形成钝化绝缘层，并在钝化绝缘层上刻蚀出接触孔；

在透明基板表面形成透明导电层，光刻后形成像素电极图案。

8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于还包括如下步骤：在所述的栅极扫描线及其上面的金属图案上刻蚀出接触孔，同时在形成像素电极图案的时候保留栅极扫描线上面的透明电极层图案，且该透明电极层图案与所述像素电极相互隔开。

9.一种薄膜晶体管阵列基板的制造方法，包括如下步骤：

形成一第一金属层在一透明基板上；

图案化所述第一金属层，形成一栅极及与栅极电气连接的栅极扫描线；

形成一第二金属层在所述基板上；

图案化所述第二金属层，形成一源极、一漏极及与一源极电气连接的数据线；

其特征在于在图案化第一金属层时，保留数据线对应位置的金属图案，且该金属图案与同层的其它金属图案相互隔开。

10.一种修复薄膜晶体管阵列基板的方法，该薄膜晶体管阵列基板包括

多条沿第一方向延伸的栅极扫描线；

多条沿第二方向延伸的数据线，栅极扫描线和数据线交叉形成像素区域；

设置在像素区域内的薄膜晶体管和像素电极；

其中所述栅极扫描线上或数据线下形成有金属图案，所述金属图案与数据线金属层图案、栅极扫描线金属层图案相互隔开；

当栅极扫描线或数据线发生断路时，在断线位置的两侧用激光进行照射连接，使栅极扫描线或数据线通过金属图案进行连接，形成绕开断路部分的路径。

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