CN100487897C - 薄膜晶体管阵列面板及其制造方法 - Google Patents

薄膜晶体管阵列面板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

一种薄膜晶体管阵列面板包括衬底、位于衬底上的栅极线、位于衬底上并与栅极线分开的电容性电极。该薄膜晶体管阵列面板包括：数据线，与栅极线相交；薄膜晶体管，与栅极线和数据线连接并包括漏电极；耦合电极，与漏电极连接、与电容性电极叠置并具有位于电容性电极上的通孔。该薄膜晶体管阵列面板包括：钝化层，位于栅极线、数据线和薄膜晶体管上，并具有穿透通孔并暴露电容性电极的接触孔；像素电极，包括通过接触孔与漏电极连接的第一子像素电极和与电容性电极连接的第二子像素电极。

Description

薄膜晶体管阵列面板及其制造方法
本申请要求于2004年12月3日提交的第10-2004-0100915号韩国专利申请的优先权，该申请的全部内容通过引用公开于此。
技术领域
本发明涉及一种薄膜晶体管阵列面板及其制造方法。
背景技术
液晶显示器(LCD)是最广泛应用的平板显示器之一。LCD包括两个面板和置于这两个面板之间的液晶(LC)层，其中，这两个面板设有场发生电极，例如像素电极和公共电极。通过向场发生电极施加电压以在LC层内产生电场，LCD显示图像，其中，该电场控制LC层内的LC分子的取向以调整入射光的偏振。
在不同类型的LCD中，垂直排列(VA)模式的LCD实现了高的对比度和宽的基准视角。VA模式的LCD使LC分子对齐(例如倾斜)，使得LC分子的长轴与不存在电场的面板垂直。
VA模式的LCD的基准视角取决于场发生电极内的剪切块(cutout)和场发射电极上的突起的排列。剪切块和突起能确定LC分子的倾斜。通过适当地排列剪切块和突起以使LC分子的倾斜不同而可使基准视角变宽。
在VA模式的LCD中，侧向可视性差可能是一个问题。VA模式的LCD的像素电极与用来向该像素电极传输信号的信号线叠置，以增加开口率，厚的低介电绝缘体位于像素电极和信号线之间，用来减少像素电极和信号线之间的寄生电容。
厚的绝缘体会造成用来连接信号线和像素电极等的接触孔深，从而需要平整接触孔的侧壁轮廓。接触孔的平滑侧壁造成漏光，从而降低了图像品质。虽然通过加宽LCD内的不透明构件会基本阻止漏光，但是变宽的不透明构件会降低开口率。
因此，对于薄膜晶体管阵列面板需要提高LCD内的侧向可视性。
发明内容
根据本发明实施例的一种薄膜晶体管阵列面板包括衬底、位于衬底上的栅极线、位于衬底上并与栅极线分开的电容性电极。薄膜晶体管阵列面板还包括：数据线，与栅极线相交；薄膜晶体管，与栅极线和数据线连接并包括漏电极；耦合电极，与漏电极连接、与电容性电极叠置并具有位于电容性电极上的通孔。薄膜晶体管阵列面板包括：钝化层，位于栅极线、数据线和薄膜晶体管上，并具有穿透通孔并暴露电容性电极的接触孔；像素电极，包括通过接触孔与漏电极连接的第一子像素电极和与电容性电极连接的第二子像素电极。
通孔与电容性电极的两个相对边缘的距离基本相等，并可为矩形、八边形或圆形。
接触孔可具有阶梯形的侧壁。
接触孔的边缘与通孔之间的距离可以等于或大于大约3.0微米。
薄膜晶体管阵列面板还可包括与像素电极分开并与数据线或栅极线的一部分叠置的屏蔽电极。像素电极和屏蔽电极可位于钝化层上。
薄膜晶体管阵列面板还可包括与漏电极叠置的存储电极。屏蔽电极和存储电极可被提供基本相同的电压。屏蔽电极可沿着数据线或栅极线延伸，它可完全覆盖数据线。
像素可具有倒角。
钝化层可包括有机绝缘体。
薄膜晶体管阵列面板还可包括位于钝化层上或钝化层下的滤色器。
像素电极可包括用来将像素电极分割成多个分割部分的分割构件。分割构件可与栅极线成大约45度角。
一种制造根据本发明实施例的薄膜晶体管阵列面板的方法，包括：在衬底上形成栅极线和电容性电极；在栅极线、电容性电极和衬底的上方形成栅极绝缘层；在栅极绝缘层上形成数据线、漏电极和耦合电极，该耦合电极具有位于电容性电极上的通孔。该方法还可包括：在数据线、漏电极和耦合电极上形成钝化层，该钝化层具有穿透通孔并暴露电容性电极的接触孔；在钝化层上形成像素电极，该像素电极包括通过接触孔与漏电极连接的第一子像素电极和与电容性电极连接的第二子像素电极。
通孔可以为矩形、八边形或圆形，并与电容性电极的两个相对边缘的距离基本相等。
接触孔可具有阶梯形的侧壁。
附图说明
通过参照附图来详细描述本发明的实施例，本发明将变得更加清楚，附图中：
图1是根据本发明实施例的LCD的TFT阵列面板的布局图；
图2是根据本发明实施例的LCD的公共电极面板的布局图；
图3是包括图1中示出的TFT阵列面板和图2中的公共电极面板的LCD的布局图；
图4是沿IV-IV′线截取的图3中示出的LCD的剖视图；
图5是图1至图4中示出的LCD的等效电路图；
图6是根据本发明另一实施例的LCD的布局图；
图7是沿VII-VII′线截取的图6中示出的LCD的剖视图；
图8是根据本发明的另一实施例沿IV-IV′线截取的图3中示出的LCD的剖视图。
具体实施方式
下面将参照附图来更充分地描述本发明，其中示出了本发明的优选实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且本发明不应该被理解为局限于这里阐述的实施例。
在图中，为清晰起见，夸大了层、膜和区域的厚度。相同的标号始终表示相同的元件。应该明白，当诸如层、膜、区域或衬底的元件被称作在另一元件“上”时，该元件可直接在其它元件上，或者也可存在插入元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，并不存在插入元件。
将参照图1至图5来详细描述根据本发明实施例的LCD。
图1是根据本发明实施例的LCD的薄膜晶体管(TFT)阵列面板的布局图，图2是根据本发明实施例的LCD的公共电极面板的布局图，图3是包括图1中示出的TFT阵列面板和图2中示出的公共电极面板的LCD的布局图，图4是沿IV-IV′线截取的图3中示出的LCD的剖视图，图5是图1至图4中示出的LCD的等效电路图。
参照图4，根据本发明实施例的LCD包括TFT阵列面板100(见图1)、公共电极面板200(见图2)、置于面板100和200之间的LC层3。
现在参照图1、图3和图4来详细描述TFT阵列面板100。
包括多条栅极线121、多条存储电极线131和多个电容性电极136的多个栅极导体形成在绝缘衬底110例如透明玻璃或塑料上。
栅极线121传输栅极信号并在衬底上基本在横向方向上延伸。各栅极线121包括向上突出的多个栅电极124和具有用来与另一层或外部驱动电路接触的区域的端部129。用来产生栅极信号的栅极驱动电路(未示出)可安装在柔性印刷电路(FPC)膜(未示出)上，栅极驱动电路可与衬底110结合、直接安装在衬底110上或集成到衬底110上。栅极线121可与驱动电路连接，驱动电路可集成在衬底110上。
存储电极线131被提供预定电压，并与栅极线121基本平行地延伸。各存储电极线131位于两条栅极线121之间，并更接近于这两条相邻的栅极线121中的较低的一条栅极线。从图1的透视图看出，各存储电极线131包括向上和向下延伸的多个存储电极137。
与存储电极线131分开的各电容性电极136包括宽的横向部分和窄的倾斜部分。横向部分是与栅极线121基本平行延长的且与相邻的两条栅极线121的距离基本相等的矩形。倾斜部分从横向部分的右端向存储电极线131延伸，与栅极线121成大约45度角。
栅极导体121、131和136优选地由诸如Al和Al合金的含铝(Al)金属、诸如Ag和Ag合金的含银(Ag)金属、诸如Cu和Cu合金的含铜(Cu)金属、诸如Mo和Mo合金的含钼(Mo)金属、铬(Cr)、钽(Ta)或钛(Ti)制成。栅极线121可具有包括物理特性不同的两种导电膜(未示出)的多层结构。这两种膜中的一种优选地由低电阻率金属制成，低电阻率金属包括含Al金属、含Ag金属或含Cu金属。这种膜能减少信号延迟或压降。另一种膜优选地由诸如含Mo金属、Cr、Ta或Ti的材料制成。这种膜具有优良的物理特性、化学特性以及与诸如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)的其它材料的电接触特性。多层结构的例子包括下Cr膜和上Al(合金)膜以及下Al(合金)膜和上Mo(合金)膜。栅极导体121、131和136可由各种金属或导体制成。
栅极导体121、131和136的侧面相对于衬底110的表面倾斜，其倾斜角在大约30度至80度的范围内。
优选地由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)制成的栅极绝缘层140形成在栅极导体121、131和136上。
优选地由氢化非晶硅(简写为α-Si)或多晶硅制成的多个半导体岛154形成在栅极绝缘层140上。半导体岛154设置在栅电极124上，并包括覆盖栅极线121的边缘的延伸部分。其它的多个半导体岛(未示出)可设置在存储电极线131上。
多个欧姆接触163和165形成在半导体岛154上。欧姆接触163和165优选地由用n型杂质例如荧光体重掺杂的n+氢化的α-Si制成，或者它们可由硅化物制成。欧姆接触163和165成对地位于半导体岛154上。
半导体岛154、欧姆接触163和165的侧面相对于衬底110的表面倾斜，其倾斜角优选地在大约30度至80度的范围内。
包括多条数据线171和多个漏电极175的多个数据导体形成在欧姆接触163和165与栅极绝缘层140上。
数据线171传输数据信号，并基本在与栅极线121和存储电极线131交叉的纵向方向上延伸。各数据线171包括向栅电极124突出的多个源电极173和具有用来与另一层或外部驱动电路接触的区域的端部179。用来产生数据信号的数据驱动电路(未示出)可安装在FPC膜(未示出)上，数据驱动电路可与衬底110结合、直接安装在衬底110上或集成到衬底110上。数据线171可延伸至与可集成到衬底110上的驱动电路连接。
各漏电极175与数据线171分开，并包括相对于栅电极124与源电极173对向设置的窄的端部。各漏电极175的端部被象字符U一样弯曲的各自的源电极173局部地围绕。
各漏电极175还包括扩张177和与漏电极连接的耦合电极176。
扩张177与存储电极137叠置，并且扩张177的形状与存储电极137的形状几乎相同。
耦合电极176位于电容性电极136的上方，并且耦合电极176的形状与电容性电极136的形状基本相同。详细地讲，耦合电极176具有宽的横向部分和与扩张177的横向部分连接的倾斜部分。耦合电极176的横向部分具有暴露栅极绝缘层140的通孔176H。通孔176H优选地设置在耦合电极176的横向部分的边界内，并且从图1的透视图看出，通孔176H优选地与横向部分的上边缘和下边缘的距离相等。虽然示出的通孔176H为正方形，但它可为圆形、八边形等。
栅电极124、源电极173和漏电极175与半导体岛154一起形成TFT，TFT具有在位于源电极173和漏电极175之间的半导体岛154内形成的电通道。
数据导体171和175优选地由难熔金属例如Cr、Mo、Ta、Ti或它们的合金制成。数据导体171和175可具有包括难熔金属膜(未示出)和低电阻率膜(未示出)的多层结构。多层结构的例子是包括下Cr/Mo(合金)膜和上Al(合金)膜的双层结构以及下Mo(合金)膜、中间Al(合金)膜和上Mo(合金)膜的三层结构。数据导体171和175可由各种金属或导体制成。
数据导体171和175具有倾斜的边缘轮廓，并且其倾斜角的范围在大约30度至80度之间。
欧姆接触163和165仅设置在下面的半导体岛154与上面的在半导体岛154上的数据导体171和175之间，减小了半导体岛154与数据导体171、175之间的接触电阻。半导体岛154的位于栅极线121的边缘上的延伸使表面的轮廓光滑，从而基本防止了数据线171的断开。半导体岛154包括没有覆盖有数据导体171和175的暴露部分，例如位于源电极173和漏电极175之间的部分。
钝化层180形成在数据导体171和175以及半导体岛154的暴露部分上。钝化层180优选地由无机绝缘体或有机绝缘体制成，并可具有平坦的表面。无机绝缘体的例子包括氮化硅和氧化硅。有机绝缘体可以是感光性的，并优选地具有小于大约4.0的介电常数。钝化层180可包括无机绝缘体的下膜和有机绝缘体的上膜，从而钝化层180在基本防止半导体岛154的暴露部分受到有机绝缘体的损坏的同时，具有有机绝缘体的绝缘特性。
钝化层180具有暴露数据线171的端部179的多个接触孔182和暴露漏电极175的扩张177的多个接触孔185。钝化层180和栅极绝缘层140具有：多个接触孔181，暴露栅极线121的端部129；多个接触孔186，穿过通孔176H而没有暴露耦合电极176并暴露部分电容性电极136。接触孔181、182、185和186具有可通过使用有机材料来获得的倾斜的或阶梯形的侧壁。
优选地，接触孔186的侧壁具有光滑的轮廓。具有不同厚度的光滑的轮廓会导致漏光。接触孔186设置在不透明的电容性电极136和耦合电极176上。由耦合电极176和电容性电极136形成的不透明区域基本阻止了漏光。需要用来使通孔176H和接触孔186对齐的耦合电极176内的边缘区域，与用来阻止漏光的不透明区域相比，该边缘区域较小。因此，能增大开口率。
接触孔186的边缘与用来基本阻止漏光的耦合电极176或电容性电极136充分地分隔开，而且边缘之间的距离优选地大于大约3.0微米。
多个像素电极190、屏蔽电极88、多个接触辅助件81和82形成在钝化层180上。多个像素电极190、屏蔽电极88、多个接触辅助件81和82优选地由诸如ITO、IZO的透明导体或诸如Ag、Al、Cr、它们的合金的反射性导体制成。
各像素电极190近似地为具有倒角的矩形。像素电极190的倒角与栅极线121成大约45度角。像素电极190与栅极线121叠置，从而增大了开口率。
各像素电极190具有间隙93，间隙93将像素电极190划分为外部子像素电极190a和内部子像素电极190b。
间隙93各包括下部93a和上部93b以及连接下部和上部的纵向部分93c。间隙93的下部93a和上部93b从像素电极190的左边缘向右边缘延伸，与栅极线121远离并向着栅极线121成大约45度角。间隙93的纵向部分93c连接下部93a的右端和上部93b的右端。
内部子像素电极190b是通过直角旋转而成的等腰梯形。外部子像素电极190a包括一对通过直角旋转而成的直角梯形和连接直角梯形的纵向连接部分。
外部子像素电极190a通过接触孔185与漏电极175的扩张177连接。
内部子像素电极190b通过接触孔186与电容性电极136连接，并与耦合电极176叠置。内部子像素电极190b、电容性电极136和耦合电极176形成耦合电容器。
内部子像素电极190b具有中心剪切块91和92。下面的一半外部子像素电极190a具有下剪切块94a和95a，上面的一半外部子像素电极190a具有上剪切块94b和95b。剪切块91、92、94a、94b、95a和95b将子像素电极190a和190b分割成多个分割部分。具有剪切块91、92、94a、94b、95a和95b与间隙93的像素电极190在电容性电极136的两边基本镜面对称。在下文，间隙93的单独部分93a、93b和93c也将称作剪切块。
下剪切块94a、95a和上剪切块94b、95b近似地从像素电极190的左边缘、下边缘或上边缘近似地向像素电极190的右边缘倾斜地延伸。下剪切块94a、95a和上剪切块94b、95b与栅极线121成大约45度角，并且下剪切块94a、95a和上剪切块94b、95b彼此基本垂直地延伸。
中心剪切块91和92的每个包括横向部分和与横向部分连接的一对倾斜部分。横向部分沿着电容性电极136延伸，倾斜部分从横向部分向像素电极190的左边缘倾斜地延伸并与下剪切块94a、95a和上剪切块94b、95b平行。中心剪切块92的横向部分与间隙93纵向部分93c连接。
剪切块的个数或分割部分的个数可根据设计因素而变化，设计因素例如为像素电极190的大小、像素电极190的横向边缘与纵向边缘的比、液晶层3的类型和特性等。
屏蔽电极88被提供公共电压，并且包括沿着数据线171延伸的纵向部分和沿着栅极线121延伸以连接相邻的纵向部分的横向部分。纵向部分完全覆盖数据线171，而每个横向部分位于栅极线121的边界内。
屏蔽电极88基本阻止数据线171和像素电极190之间以及数据线171和公共电极270之间的电磁干扰，从而减少了像素电极190的电压的畸变和由数据线171传送的数据电压的信号延迟。
接触辅助件81和82分别通过接触孔181和182与栅极线121的端部129和数据线171的端部179连接。接触辅助件81和82分别保护端部129和179，并提高端部129和外部装置之间以及端部179和外部装置之间的粘着。
下面参照图2至图4来描述公共电极面板200。
用来防止漏光的称作黑矩阵的光阻挡构件220形成在绝缘衬底210例如透明玻璃或塑料上。光阻挡构件220包括面向TFT阵列面板100上的数据线171的多个直线部分和面向TFT阵列面板100上的TFT的多个加宽部分。作为选择，光阻挡构件220可具有面向像素电极190的多个通孔，光阻挡构件220的平面形状与像素电极190的平面形状基本相同。
多个滤色器230也形成在衬底210上，基本位于光阻挡构件220之间的区域内。滤色器230可基本沿着顺着像素电极190的纵向方向延伸。滤色器230可表示原色之一，例如红色、绿色或蓝色。
覆盖层(overcoat)250形成在滤色器230和光阻挡构件220的面向TFT阵列面板100的表面上。覆盖层250优选地由(有机)绝缘体制成，基本防止滤色器230被暴露并提供平坦的表面。
公共电极270形成在覆盖层250的面向TFT阵列面板100的表面上。公共电极270优选地由透明的导电材料例如ITO或IZO制成，并具有多组剪切块71、72、73、74a、74b、75a、75b、76a和76b。
一组剪切块71至76b面向像素电极190，并包括中心剪切块71、72、73、下剪切块74a、75a、76a和上剪切块74b、75b和76b。剪切块71位于接触孔186的附近，剪切块72至76b的每个位于像素电极190的相邻的剪切块91至95b之间，或者位于剪切块95a或95b与像素电极190的倒角边缘之间。剪切块71、72、73、74a、74b、75a、75b、76a和76b的每个至少具有与像素电极190的下剪切块93a、94a、95a或上剪切块93b、94b、95b基本平行延伸的倾斜部分。剪切块71至76b在电容性电极136的两边基本镜面对称。
下剪切块74a、75a、76a和上剪切块74b、75b、76b的每个包括倾斜部分、横向部分和纵向部分，或者包括倾斜部分和一对纵向部分。倾斜部分近似地从像素电极190的左边缘、下边缘或上边缘近似地向像素电极190的右边缘延伸。横向部分和纵向部分沿着像素电极190的边缘从倾斜部分的各端部延伸，与像素电极190的边缘叠置并与倾斜部分成钝角。
中心剪切块71和72的每个包括中心横向部分、一对倾斜部分和一对末端纵向部分。中心剪切块73包括一对倾斜部分和一对末端纵向部分。剪切块71和72的中心横向部分位于像素电极190的左边缘或中心附近，并沿着电容性电极136延伸。倾斜部分从中心横向部分的端部或近似地从像素电极190的右边缘的中心近似地向像素电极190的左边缘延伸。剪切块71和72的倾斜部分与各自的中心横向部分成斜角，剪切块73的倾斜部分与电容性电极136或与耦合电极176的倾斜部分叠置。末端纵向部分沿着像素电极190的左边缘从各自的倾斜部分的端部延伸，与像素电极190的左边缘叠置并与各自的倾斜部分成钝角。
剪切块的71至76b的个数可根据设计因素而不同。光阻挡构件220也可与剪切块71至76b叠置以阻止通过剪切块71至76b漏光。
可垂直的取向层(alignment layer)11和21涂覆在面板100和200的内表面上，偏振器12和22位于面板100和200的外表面上并具有交叉的偏振轴，其中，偏振轴之一可与栅极线121平行。当LCD是反射性LCD时，可省略偏振器12和22之一。
LCD还可包括用来补偿LC层3的延迟的至少一个延迟膜(未示出)。延迟膜具有双折射，并提供与LC层3提供的延迟相反的延迟。
LCD还可包括背光单元(未示出)，背光单元通过偏振器12和22、延迟膜、面板100和200向LC层3提供光。
优选地，LC层3具有负介电各向异性并可以垂直排列，其中，LC层3内的LC分子被排列为，在不存在电场的情况下，它们的长轴与面板100和200的表面基本垂直。因此，入射光不能穿过交叉的偏振器12和22。
图1至图4中示出的LCD表示为图5中示出的等效电路。
参照图5，LCD的像素包括TFT Q、包括第一LC电容器Clca和存储电容器Csta的第一子像素、包括第二LC电容器Clcb的第二子像素、耦合电容器Ccp。
第一LC电容器Clca包括：外部子像素电极190a，作为一端；部分公共电极270，与外部子像素电极190a对应，作为第二端；部分LC层3，位于外部子像素电极190a和部分公共电极270之间，作为电介质。类似地，第二LC电容器C1cb包括：内部子像素电极190b，作为一端；部分公共电极270，与内部子像素电极190b对应，作为第二端；部分LC层3，位于内部子像素电极190b上，作为电介质。
存储电容器Csta包括：漏电极175的扩张177，作为一端；存储电极137，作为第二端；部分栅极绝缘层140，位于扩张177和存储电极137之间，作为电介质。
耦合电容器Ccp包括：内部子像素电极190b和电容性电极136，作为一端；耦合电容器176，作为第二端；钝化层180和栅极绝缘层140的一部分，位于所述一端和第二端之间，作为电介质。
第一LC电容器Clca和存储电容器Csta连接并且两者与TFT Q的漏极平行。耦合电容器Ccp连接在TFT Q的漏极和第二LC电容器Clcb之间。公共电极270被提供公共电压Vcom，存储电极线131可提供公共电压Vcom。
TFT Q响应来自栅极线121的栅极信号将来自数据线171的数据电压施加到第一LC电容器Clca和耦合电容器Ccp。耦合电容器Ccp将具有修正后幅值的数据电压发送至第二LC电容器Clcb。
如果存储电极线131被提供公共电压Vcom，电容器Clca、Csta、Clcb和Ccp的每个及其电容用相同的标号表示，则在第二LC电容器Clcb两端的充电的电压Vb可表示为：
Vb＝Va×[Ccp/(Ccp+Clcb)]，
其中，Va表示第一LC电容器Clca的电压。
由于Ccp/(Ccp+Clcb)项小于一，所以第二LC电容器Clcb的电压Vb小于第一LC电容器Clca的电压。对于存储电极线131的电压不等于公共电压Vcom的情况，这个不等式成立。
当第一LC电容器Clca两端或第二LC电容器Clcb两端产生电势差时，在LC层3内产生与面板100和200的表面基本垂直的电场。在下文，像素电极190和公共电极270公共地表示为场发生电极。LC层3内的LC分子响应电场的倾斜方式为，它们的长轴与场方向基本垂直。在LC层3上入射的光的偏振随LC分子的倾斜度而变化。通过偏振器12和22将光偏振的变化转换成透射的光的变化。这样，LCD显示图像。
LC分子的倾斜角取决于电场的强度。由于第一LC电容器Clca的电压Va和第二LC电容器Clcb的电压Vb互不相同，所以第一子像素内的LC分子的倾斜方向不同于第二子像素内的LC分子的倾斜方向，从而这两个子像素的亮度不同。为了将这两个子像素的平均亮度保持在目标亮度，可调整第一子像素的电压Va和第二子像素的电压Vb，使得从侧面看的图像与从前面看的图像基本类似，从而提高了侧面可视性。
可通过变化耦合电容器Ccp的电容来调整电压Va和Vb的比。可通过改变耦合电极176和内部子像素电极190b之间(以及耦合电极176和电容性电极136之间)的叠置面积和距离来变化耦合电容器Ccp。例如，当去除电容性电极136，并将耦合电极176移动到电容性电极136的位置时，耦合电极176和内部子像素电极190b之间的距离增加。优选地，第二LC电容器Clcb的电压Vb是第一LC电容器Clca的电压Va的大约0.6倍至大约0.8倍。
第二LC电容器Clcb内充电的电压Vb可大于第一LC电容器Clca的电压。这可通过对第二LC电容器Clcb以预定电压例如公共电压Vcom进行预充电来实现。
第一子像素的外部子像素电极190a与第二子像素的内部子像素电极190b的比优选地从大约1:0.85至大约1:1.15。此外，可改变LC电容器Clca和Clcb的每个内的子像素电极的个数。
LC分子的倾斜方向取决于由场发生电极190和270的剪切块91至95b和剪切块71至76b与像素电极190的倾斜边缘产生的扭曲电场的水平分量，与剪切块91至95b和剪切块71至76b与像素电极190的倾斜边缘基本垂直。参照图3，一组剪切块91至95b和剪切块71至76b将像素电极190为多个子区域，各子区域具有两个主边缘。由于各子区域上的LC分子与主边缘基本垂直地倾斜，所以倾斜方向的方位分布基本处在四个方向，从而扩大了LCD的基准视角。
可修正用来确定LC分子的倾斜方向的剪切块91至95b和剪切块71至76b的形状及排列，剪切块91至95b和剪切块71至71b中的至少一个可用突起(未示出)或凹进(未示出)来代替。突起优选地由有机材料或无机材料制成，并设置在场发生电极190或270上，或在场发生电极190或270下。
由于在屏蔽电极88和公共电极270之间基本没有电场，所以屏蔽电极88上的LC分子保持在初始取向，从而阻挡了在其上入射的光。因此，屏蔽电极88可用作光阻挡构件。
现在，将详细描述制造图1至图4中示出的TFT阵列面板的方法。
例如通过溅射等在绝缘衬底110上沉积优选地由金属制成的导电层。对导电层进行平版印刷术和蚀刻来形成包括栅电极124和端部129的多条栅极线121、包括存储电极137的多个存储电极线131、多个电容性电极136。
顺序地沉积厚度为大约1,500
Figure C200510125827D0015160931QIETU
至5,000
Figure C200510125827D0015160931QIETU
的栅极绝缘层140、厚度为大约500
Figure C200510125827D0015160931QIETU
至2,000
Figure C200510125827D0015160931QIETU
的本征非晶硅层和厚度为大约300
Figure C200510125827D0015160931QIETU
至600
Figure C200510125827D0015160931QIETU
的非本征非晶硅层。通过平版印刷术和蚀刻来图案化本征非晶硅层和非本征非晶硅层，形成多个非本征半导体岛和多个本征半导体岛154。
例如通过溅射等来沉积厚度为大约1,500
Figure C200510125827D0015160931QIETU
至3,000
Figure C200510125827D0015160931QIETU
的导电层，并通过平版印刷术和蚀刻来图案化导电层，形成包括源电极173和端部179的多条数据线171、包括扩张177的多个漏电极175、具有通孔176H的耦合电极176。
去除没有被数据线171和漏电极175覆盖的非本征半导体岛的暴露部分，形成多个欧姆接触163和165并暴露部分本征半导体岛154。优选地进行氧等离子体处理，稳定半导体岛154的暴露表面。
涂覆具有正性感光性的有机绝缘膜，通过掩模(未示出)将有机绝缘膜曝光，并使其显影，从而形成具有多个接触孔182和185与多个接触孔181和186的上部的钝化层180。用来形成钝化层180的掩模具有光阻挡区域、光透射区域和半透明区域。当掩模与衬底110对齐时，光透射区域面向接触孔181、182、185和186的中心，半透明区域围绕着光透射区域。接触孔181、182、185和186具有光滑的或阶梯形的侧壁轮廓。鉴于接触孔186的大小来设计通孔176H。当有机绝缘膜具有负性感光性时，与正性感光性相比，掩模内的区域的透射性互换。
去除通过接触孔181和186的上部暴露的栅极绝缘层140的部分，完成接触孔181和186。
当数据线171、漏电极175、栅极线121或电容性电极136具有Al上膜时，通过毯覆式蚀刻(blanket etch)来去除通过接触孔181、182、185和186暴露的Al上膜的部分。
例如通过溅射等来沉积厚度为大约400
Figure C200510125827D0015160931QIETU
至500
Figure C200510125827D0015160931QIETU
的ITO层或IZO层，并通过平版印刷术和蚀刻来图案化ITO层或IZO层，从而形成多个像素电极190、屏蔽电极88、多个接触辅助件81和82。
将参照图6和图7来详细描述根据本发明实施例的LCD。
图6是根据本发明实施例的LCD的布局图，图7是沿VII-VII′线截取的图6中示出的LCD的剖视图。
参照图6和图7，LCD包括TFT阵列面板100、公共电极面板200、置于面板100和200之间的LC层3、附于面板100和200的外表面上的一对偏振器12和22。
面板100和200的层状结构与图1至图4中示出的层状结构基本相同。
对于TFT阵列面板100，包括栅电极124和端部129的多条栅极线121、包括存储电极137的多条存储电极线131、多个电容性电极136形成在衬底110上。栅极绝缘层140、多个半导体岛154、多个欧姆接触163和165顺序地形成在栅极线121和存储电极线131上。包括源电极173和端部179的多条数据线171、包括扩张177的多个漏电极175、耦合电极176形成在欧姆接触163和165上。钝化层180形成在数据线171、漏电极175和半导体岛154的暴露部分上。多个接触孔181、182、185和186贯穿钝化层180和栅极绝缘层140设置。接触孔186穿过位于耦合电极176处的通孔176H。包括子像素电极190a和190b并具有剪切块91至95b的多个像素电极190、屏蔽电极88、多个接触辅助件81和82形成在钝化层180上，并在其上涂覆取向层11。
对于公共电极面板200，光阻挡构件220、多个滤色器230、覆盖层250、具有剪切块71至76b的公共电极270、取向层21形成在面对TFT阵列面板100的绝缘衬底210上。
与图1至图4中示出的LCD不同，TFT阵列面板100的半导体岛154和欧姆接触163沿着数据线171延伸，形成半导体岛151和欧姆接触161。此外，半导体岛154的平面形状与数据线171和漏电极175的平面形状基本相同，也与下面的欧姆接触163和165的平面形状基本相同。半导体岛154包括没有覆盖有数据线171和漏电极175的一些暴露部分，例如位于源电极173和漏电极175之间的部分。
此外，电容性电极136没有倾斜的部分，各漏电极175包括互连部分178，互连部分178与数据线171基本平行地延伸，并连接扩张177和互连部分178左侧附近的耦合电极176。
制造根据本发明实施例的TFT阵列面板的方法利用一步光刻法同时形成数据线171和漏电极175、半导体岛151、欧姆接触161和165。
用于光刻工艺的光阻剂掩模图案的厚度随位置而定，具体地讲，它具有较厚的部分和较薄的部分。较厚的部分位于将被数据线171和漏电极175占据的布线区域上，较薄的部分位于TFT的通道区域上。
通过几种技术例如通过在曝光掩模上提供半透明区域以及透明区域和光阻挡不透明区域来获得光阻剂的随位置而定的厚度。半透明区域可具有狭缝图案、格构图案或者具有中间透射或中间厚度的薄膜。当使用狭缝图案时，优选地，狭缝的宽度或狭缝之间的距离小于用于光刻的曝光剂的分辨率。另一例子是使用可回流的光阻剂。详细地讲，一旦通过使用具有透明区域和不透明区域的曝光掩模形成由可回流材料制成的光阻剂图案，可经过回流工艺，光阻剂图案就会流到没有光阻剂的区域上，从而形成薄的部分。
结果，通过省略光刻步骤简化了制造工艺。
图1至图4中示出的LCD的许多上述特点可适于图6和图7中示出的LCD。
将参照图8来详细描述根据本发明实施例的LCD。
图8是根据本发明的另一实施例沿IV-IV′线截取的图3中示出的LCD的剖视图。
参照图8，LCD包括TFT阵列面板100、公共电极面板200、置于面板100和200之间的LC层3、附于面板100和200的外表面上的一对偏振器12和22。
面板100和200的层状结构与图4中示出的面板100和200的层状结构基本相同。
对于TFT阵列面板100，包括栅电极124和端部129的多条栅极线121、包括存储电极137的多条存储电极线131、多个电容性电极136形成在衬底110上。栅极绝缘层140、多个半导体岛154、多个欧姆接触163和165顺序地形成在栅极线121和存储电极线131上。包括源电极173和端部179的多条数据线171、包括扩张177的多个漏电极175、耦合电极176形成在欧姆接触163和165以及栅极绝缘层140上。钝化层180形成在数据线171、漏电极175和半导体岛154的暴露部分上。多个接触孔181、182、185和186贯穿钝化层180和栅极绝缘层140设置。接触孔186穿过位于耦合电极176处的通孔176H。包括子像素电极190a和190b并具有剪切块91至95b的多个像素电极190、屏蔽电极88、多个接触辅助件81和82形成在钝化层180上，并在其上涂覆取向层11。
对于公共电极面板200，光阻挡构件220、覆盖层250、具有剪切块71至76b的公共电极270、取向层21形成在面对TFT阵列面板100的绝缘衬底210上。
与图1至图4中示出的LCD不同，TFT阵列面板100包括位于钝化层180下方的多个滤色器230，而公共电极面板200没有滤色器。在这种情况下，可从公共电极面板200去除覆盖层250。
滤色器230位于两个相邻的数据线171之间，并具有多个通孔235和236，其中，接触孔185和186分别穿过通孔235和236。滤色器230没有设置在设有信号线121和171的端部129和179的外围区域上。
滤色器230可沿着纵向方向延伸，形成条状，两个相邻的滤色器230的边缘可在数据线171上彼此匹配。滤色器230可互相叠置以阻挡像素电极190之间的漏光，或者可彼此分隔开。当滤色器230彼此叠置时，可省略光阻挡构件220的线性部分，而且屏蔽电极88可覆盖滤色器230的边缘。滤色器230的叠置部分的厚度可减小，以减少高度差。
滤色器230可设置在钝化层180上，或可省略钝化层180。
图1至图4中示出的LCD的许多上述特点可适于图8中示出的LCD。
尽管已经参照优选实施例详细描述了本发明，但是本领域的技术人员将会清楚，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对本发明进行各种修改和替代。

Claims (20)

1、一种薄膜晶体管阵列面板，包括：
衬底；
栅极线，位于所述衬底上；
电容性电极，位于所述衬底上并与所述栅极线分开；
数据线，与所述栅极线相交；
薄膜晶体管，与所述栅极线和所述数据线连接并包括漏电极；
耦合电极，与所述漏电极连接、与所述电容性电极叠置并具有位于所述电容性电极上的通孔；
钝化层，位于所述栅极线、所述数据线和所述薄膜晶体管上，并具有穿透所述通孔并暴露所述电容性电极且没有暴露耦合电极的接触孔；
像素电极，包括通过所述接触孔与所述漏电极连接的第一子像素电极和通过所述接触孔与所述电容性电极连接的第二子像素电极。
2、如权利要求1所述的薄膜晶体管阵列面板，其中，所述通孔与所述电容性电极的下边缘和上边缘的距离相等。
3、如权利要求1所述的薄膜晶体管阵列面板，其中，所述通孔为矩形、八边形或圆形。
4、如权利要求1所述的薄膜晶体管阵列面板，其中，所述接触孔具有阶梯形的侧壁。
5、如权利要求1所述的薄膜晶体管阵列面板，其中，所述接触孔的边缘与所述通孔之间的距离等于或大于3.0微米。
6、如权利要求1所述的薄膜晶体管阵列面板，还包括与所述像素电极分开并与所述数据线或所述栅极线的一部分叠置的屏蔽电极。
7、如权利要求6所述的薄膜晶体管阵列面板，其中，所述像素电极和所述屏蔽电极位于所述钝化层上。
8、如权利要求6所述的薄膜晶体管阵列面板，还包括与所述漏电极叠置的存储电极。
9、如权利要求8所述的薄膜晶体管阵列面板，其中，所述屏蔽电极和所述存储电极被提供相同的电压。
10、如权利要求9所述的薄膜晶体管阵列面板，其中，所述屏蔽电极沿着所述数据线或所述栅极线延伸。
11、如权利要求10所述的薄膜晶体管阵列面板，其中，所述屏蔽电极完全覆盖所述数据线。
12、如权利要求1所述的薄膜晶体管阵列面板，其中，所述像素电极具有倒角。
13、如权利要求1所述的薄膜晶体管阵列面板，其中，所述钝化层包括有机绝缘体。
14、如权利要求13所述的薄膜晶体管阵列面板，还包括位于所述钝化层上或所述钝化层下的滤色器。
15、如权利要求1所述的薄膜晶体管阵列面板，其中，所述像素电极包括用来将所述像素电极分割成多个分割部分的分割构件。
16、如权利要求15所述的薄膜晶体管阵列面板，其中，所述分割构件与所述栅极线成45度角。
17、一种制造薄膜晶体管阵列面板的方法，所述方法包括：
在衬底上形成栅极线和电容性电极；
在所述栅极线、所述电容性电极和所述衬底的上方形成栅极绝缘层；
在所述栅极绝缘层上形成数据线、漏电极和耦合电极，所述耦合电极具有位于所述电容性电极上的通孔；
在所述数据线、所述漏电极和所述耦合电极上形成钝化层，所述钝化层具有穿透所述通孔并暴露所述电容性电极且没有暴露耦合电极的接触孔；
在所述钝化层上形成像素电极，所述像素电极包括通过所述接触孔与所述漏电极连接的第一子像素电极和与所述电容性电极连接的第二子像素电极。
18、如权利要求17所述的方法，其中，所述通孔与所述电容性电极的下边缘和上边缘的距离相等。
19、如权利要求17所述的方法，其中，所述通孔为矩形、八边形或圆形。
20、如权利要求17所述的方法，其中，所述接触孔具有阶梯形的侧壁。
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