CN101266373B - 液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶显示装置及其制造方法。液晶显示装置包括在基板上限定像素区域的多个栅极线和数据线；形成在栅极线和数据线交叉区域的薄膜晶体管；形成在相应像素区域并连接薄膜晶体管的像素电极；与各像素电极的两侧部分重叠以平行于数据线延伸的第一公共电极和第二公共电极；在每一像素区域中将第一公共电极分成两部分的第一公共电极上的开口区域；与开口数据线的两个分离部分和紧邻开口数据线的像素电极重叠的连接电极；连接电极利用焊接点连接开口数据线的两个分离部分；和将像素电极分为与连接电极相连的第一部分和与关联的薄膜晶体管相连的第二部分的切割线，该切割线穿过第一公共电极的开口区域。

Description

液晶显示装置及其制造方法

本申请要求于2007年3月13日在韩国提交的韩国专利申请第P2007-0024282的权益，在这里全文引入作为参考。

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置，尤其涉及一种能够修复数据线中开口缺陷的液晶显示装置及其制造方法。

背景技术

一般地，液晶显示装置包括利用液晶的电子和光学特性来显示图像的液晶面板，和向液晶面板施加驱动信号的驱动单元。

液晶面板包括彼此粘接、其间留有预定间隙的第一和第二基板，和形成于第一和第二基板之间的液晶层。液晶面板的制造一般分为在第一基板上形成薄膜晶体管的薄膜晶体管阵列过程，和在第二基板上形成彩色滤光器的彩色滤光器阵列过程。如果具有薄膜晶体管阵列的第一基板通过成盒过程(cell process)粘接到具有彩色滤光器阵列的第二基板上，使得液晶层置于第一和第二基板之间，由此制造完成液晶面板。

所完成的液晶面板随后经过检测过程，以确定液晶面板是否存在缺陷。如果液晶面板被确认为没有缺陷的完美产品，那么就会在液晶面板的表面设置偏光器。然后，通过把驱动电路连接到液晶面板，制造完成液晶显示装置。

这里，液晶面板的检测过程以这样的方式进行：将测试屏置于液晶面板上，以检测坏像素是否存在。此外，在完成薄膜晶体管阵列过程后，利用一定的设备，检测所完成的薄膜晶体管基板是否存在缺陷。在液晶面板或薄膜晶体管基板中引起的代表性缺陷的例子包括像素缺陷和数据线中的开口缺陷。像素缺陷以点的形式呈现。因此，即使出现多个像素缺陷，由于对用户来说也难于认出像素缺陷，所以液晶面板或薄膜晶体管基板不被认为是缺陷产品。另一方面，由于数据线中的开口缺陷是以线的形式呈现，所以即使只出现一个开口缺陷线，液晶面板或薄膜晶体管基极也被认为是缺陷产品，导致液晶显示装置的产量降低。

发明内容

因此，本发明致力于提供一种液晶显示装置及其制造方法，充分消除相关领域中由于限制和缺陷而引起的一个或多个问题。

本发明的一个目标是提供一种液晶显示装置及其制造方法，以修复数据线中的开口缺陷。

本发明另外的优点、目的和特点将在以下的描述中提出，其中一部分本领域的普通技术人员可从描述中明显看出，或者通过对发明的实践领会到。本发明的目的和其他优点可从文字描述和权利要求以及附图中特别指出的结构中了解和获得。

为了达到这些目标和其他优点并且与本发明的目的相一致，正如这里所实例化和广泛描述的，一种液晶显示装置包括：在基板上限定了像素区域的多个栅极线和数据线；形成在栅极线和数据线交叉区域的薄膜晶体管；形成在相应像素区域并连接薄膜晶体管的像素电极；与各像素电极的两侧部分重叠以沿数据线的两侧平行延伸的第一公共电极和第二公共电极；在每一像素区域中将第一公共电极分成两部分的第一公共电极上的开口区域；与开口数据线的两个分离部分和紧邻开口数据线的像素电极重叠的连接电极，该连接电极利用焊接点电连接开口数据线的两个分离部分；和将像素电极分为与连接电极相连的第一部分和与关联的薄膜晶体管相连的第二部分的切割线，该切割线穿过第一公共电极的开口区域。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造液晶显示装置的方法，包括：在基板上形成限定了像素区域的多个栅极线和数据线；在栅极线和数据线交叉区域形成薄膜晶体管；在相应像素区域形成像素电极并连接薄膜晶体管；沿数据线的两侧平行延伸形成第一公共电极和第二公共电极，并且与各像素电极的两侧部分重叠；在每一像素区域中将第一公共电极分成两部分的第一公共电极上形成开口区域；与开口数据线的两个分离部分和紧邻开口数据线的像素电极重叠形成连接电极；利用焊接点将连接电极电连接到开口数据线两个分离部分；在像素电极中形成切割线以穿过第一公共电极的开口区域；和利用切割线将像素电极分为具有连接电极的第一部分和与关联的薄膜晶体管相连的第二部分。

在附图和以下的描述中将对一个或多个实施例进行具体描述。其他特征将在以下描述和附图以及所附权利要求中明显看出。

附图说明

附图提供了对本发明的进一步的理解，其包含在说明书中并构成说明书的一部分，说明本发明的实施例并且和说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1所示的是根据本发明的第一实施例的液晶显示装置的平面图；

图2所示的是根据本发明的第二实施例的液晶显示装置的平面图；

图3A到3D为沿图2的线I-I’到III-III’的截面图，说明了在液晶显示装置中形成薄膜晶体管基板的过程。

图4A到4C为沿图2的线II-II’到III-III’的截面图，说明了根据本发明液晶显示装置的数据线的修复过程。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的优先实施例，其实例图示在附图中。尽可能地，在整个附图中使用的相同参考数字代表相同或相近的部分。

图1所示的是根据本发明第一实施例的液晶显示装置的薄膜晶体管基板的平面图。

图1中所示的薄膜晶体管基板包括形成在第一基板上的彼此交叉的多个栅极线GL和数据线DL以限定像素区域，在栅极线GL和数据线DL之间设置栅极绝缘层，薄膜晶体管TFT形成在栅极线GL和数据线DL的交叉区域，并且像素电极50形成在相应像素区域并与薄膜晶体管TFT相连。

每一个薄膜晶体管TFT包括从栅极线GL分支出来的栅极12、形成在其上形成有栅极12的第一基板的整个表面上的栅极绝缘层、形成在栅极绝缘层上与栅极12重叠的半导体层16、从数据线DL分支出来并形成在半导体层16上的源极18a、和形成在半导体层16上面对源极18a的漏极18b。这里，半导体层16被延伸，也与数据线DL重叠。

每一个像素电极50形成在保护层上，并且通过穿过保护层的接触孔40与漏极18b相连。当将栅极绝缘层和保护层置于像素电极50和前段栅极线GL’之间，像素电极50重叠前段栅极线GL’，以形成第一存储电容Cst1。

薄膜晶体管基板进一步包括公共线20和从相应公共线20分支出来的、沿数据线DL两侧平行延伸的第一和第二公共电极20a和20b。

当将栅极绝缘层和保护层置于公共线20和像素电极50之间，每个公共线20与像素电极50重叠，以形成第二存储电容Cst2。因此，第一和第二存储电容Cst1和Cst2彼此平行相连，以增加存储电容的整体容量。这有效地稳定维持了像素电极50的电压。形成在数据线DL两侧的第一和第二公共电极20a和20b通过虚拟电极21的方式彼此相连。同时，第一和第二公共电极20a和20b与像素电极50的两侧部分重叠，以防止像素电极50和紧邻像素电极50的数据线DL之间的光泄漏。这有效增加了相对于第二基板的粘接裕度(bonding margin)。

如果制造完成了薄膜晶体管基板，利用带有液晶层的设备检测所制造完成的薄膜晶体管基板是否存在缺陷。为了检测薄膜晶体管基板的缺陷，首先，具有液晶层的检测设备，尤其是，调节器置于所制造完成的薄膜晶体管基板上。其次，将测试信号施加到薄膜晶体管基板上，通过调节器来显示测试图像，从而检测缺陷像素和缺陷线的存在。

在本发明中，如果检测到数据线中开口缺陷，利用激光化学气相沉积法形成“C”形的连接电极28，从而使得连接电极28与数据线DL重叠，通过其间的开口区域将彼此分离。连接电极28也与紧邻的像素电极50重叠。

然后，激光束照射到在分离的数据线DL和连接电极28之间的第一和第二重叠部分上，以焊接连接电极28和数据线DL。因此，连接电极28和数据线DL通过第一和第二焊接点26a和26b彼此电连接。结果，分离的数据线DL通过连接电极28彼此相连。

然而，由于与数据线DL相连的连接电极28与像素电极50的第一部分50a相接触，来自数据线DL的信号存在失真的风险。为了补偿这个问题，与连接电极28相接触的像素电极50的第一部分50a，通过激光切割线30与像素电极50的第二部分50b分离。这里，像素电极50的第二部分50b与薄膜晶体管TFT相连接。

尽管像素电极50的第二部分50b能够由薄膜晶体管TFT驱动，但是第二部分50b具有小于其他正常的像素电极的区域，并且在相同电压的条件下可能引起亮度偏离。为了解决这个问题，激光束照射到与像素电极50的第二部分50b重叠的前段栅极线GL’上，以焊接像素电极50的第二部分50b和前段栅极线GL’。因此，像素电极50的第二部分50b与前段栅极线GL’通过焊接点22电连接。结果，栅极信号施加到像素电极50的第二部分50b。由于大多数时间栅极信号伴随着低栅极电压，所以与公共电压相比具有很大差异的低栅极电压同样施加到像素电极50的第二部分50b。结果，相应的像素是黑点，以显示黑色。

如上所述，根据本发明第一实施例的液晶显示装置，通过利用连接电极来连接导致彼此分离的数据线，能够修复数据线的开口缺陷。

尽管未在附图中示出，但是薄膜晶体管基板粘接到彩色滤光片基板上的同时将液晶层置于其间。彩色滤光片基板包括防止光照射到第二基板除像素区域外的区域的黑矩阵，代表红色、绿色和蓝色的R、G和B彩色滤光层和施加公共电压到彩色滤光层的公共电极。

图2所示的是根据本发明第二实施例的液晶显示装置的薄膜晶体管基板的平面图。除了第一公共电极的结构以外，图2所示的薄膜晶体管基板与上述图1所示的薄膜晶体管具有相同的组件，因此，将忽略相同组件的描述。

参考图2，第一公共电极20a平行于数据线DL延伸，并且具有预定的开口区域。第一公共电极20a的开口区域与用于将像素电极50的第一部分50a和第二部分50b彼此分离的激光切割区域30重叠。因此，在形成连接电极28以修复数据线DL中的开口缺陷之后，可以防止在激光切割像素电极50的过程中第一公共电极20a和像素电极50之间的短路。

图3A到3D为沿图2的线I-I’到III-III’的截面图，说明了在液晶显示装置中形成薄膜晶体管基板的方法。在如下描述中，在图3A到3D中未示出的组件参考图2。

参考图3A，栅极电极12和第一公共电极20a与栅极线GL、公共线20和图2所示的第二公共电极20b一起形成。

更具体的说，栅极金属层通过沉积法(例如溅射等)形成在第一基板上。然后，利用第一掩模的光刻过程和刻蚀过程，图案化栅极金属层，以形成栅极线GL、栅极电极12、公共电极线20和第一和第二公共电极20a和20b。在这种情况下，第一公共电极20a被分为两部分以具有开口区域。

栅极金属层由钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、钼合金(Mo-合金)、铜(Cu)等中的任意一种制成。

参考图3B，栅极绝缘层14、半导体层16以及源极和栅极18a和18b依次形成在栅极12上。

更具体的说，栅极绝缘层14，非晶硅(a-Si)层和掺杂(n+)非晶硅层通过沉淀法，例如等离子增强化学气相沉积法(PECVD)等，依次形成在具有栅极12的第一基板的整个前表面上。然后，在通过沉积法例如溅射等形成源/漏金属层之后，利用第二掩模的光刻过程和刻蚀过程，图案化源/漏金属层，以形成包括活性层16b和欧姆接触层16a的半导体层16、数据线DL以及源极和漏极18a和18b。

在这种情况下，为了将欧姆接触层16a与源极18a和漏极18b电隔离，使用了衍射曝光(diffraction exposure)或半调掩模(half-tone mask)。

栅极绝缘层14由氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)等无机绝缘材料制成。源/漏金属层18由钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、钼合金(Mo-合金)、铜(Cu)等中的任意一种制成。

参考图3C，在源极和漏极18a和18b上形成具有接触孔40的保护层42。

具体的说，在源极和漏极18a和18b上形成保护层42之后，通过利用第三掩模的光刻过程和蚀刻过程来图案化保护层42，以形成接触孔40。接触孔40将漏极18b暴露在外面。保护层42可利用，例如PECVD法，沉积类似于栅极绝缘层14的无机绝缘材料形成，或者通过利用，例如旋转或非旋转涂覆法，涂覆具有低介电常数的丙烯酸基有机化合物或例如苯环丁烯(BCB)或八氟环丁烷(PFCB)的有机绝缘材料来形成。

参考涂3D，在保护层42上形成像素电极50，从而与漏极18b电连接。

更具体的说，在保护层42沉积透明导电材料后，通过利用第四掩模的光刻过程和蚀刻过程图案化透明导电材料，以形成与漏极18b电连接的像素电极50。像素电极50与公共线20与第一和第二公共电极20a和20b重叠，同时将栅极绝缘层14和保护层42置于其间。像素电极50也与前段栅线GL’重叠。透明导电材料从氧化铟锡(ITO)、氧化锡(TO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锡锌(ITZO)等中选取。

在对所制造完成的薄膜晶体管基板进行的检测过程中，检测出了数据线中的开口缺陷，那么有必要对开口缺陷执行修复程序。

图4A到4C为说明根据本发明对图2所示的数据线的修复过程的截面图。

参考图2和图4A，连接电极28通过激光化学气相沉积法形成于保护层42上，使得连接电极28与开口数据线DL的两个分离部分相重叠。在这种情况下，连接电极28具有向相邻的像素电极50突出的“C”形的形式，使其与像素电极50重叠。尽管连接电极28与像素电极50上的第一公共电极20a重叠，但是连接电极28设置以与第一公共电极20a的开口区域不重叠。

参考图4B，激光束照射到连接电极28和分离的数据线DL的重叠部分，以将连接电极28与分离的数据线DL焊接。因此，连接电极28通过第一和第二焊接点26a和26b与分离的数据线DL相连接。

参考图4C，通过利用激光切割线30，与连接电极28相接触的像素电极50的第一部分50a和与薄膜晶体管TFT相连的像素电极50的第二部分50b分离。激光切割线30沿连接电极28的外围形成，以具有“C”形的形式。在这种情况下，连接电极28上的一部分激光切割线30穿过不与第一公共电极20a重叠的像素电极50的一部分。另一方面，连接电极28下的一部分激光切割线30穿过与第一公共电极20a重叠的像素电极50的一部分。具有了这种结构，就可以防止在第一公共电极20a和像素电极50之间的短路。

像素电极50的第二部分50b具有比正常像素电极小的区域，在相同电压的条件下会发生亮度偏离。为解决这个问题，激光束照射到与像素电极50的第二部分50b重叠的前段栅极线GL’上，使得将前段栅极线GL’与像素电极50的第二部分50b电连接。因此，置于像素电极50的第二部分50b中像素是黑点，以显示黑色。在通过激光焊接连接连接电极和数据线之后，在进行激光切割过程之前，显示这样的黑点。

综上所述可明显看出，根据本发明的液晶显示装置及其制造方法具有以下几个效果。

首先，当数据线具有开口缺陷时，根据本发明，形成连接电极以连接由其间的开口区域彼此分离而导致分离的数据线。连接电极的形成防止了短路问题，从而提高了液晶显示装置产量和生产力。

其次，通过提供具有开口区域的第一公共电极和允许在像素电极上的激光切割线穿过第一公共电极的开口区域，可以防止在激光切割过程中在第一公共电极和像素电极之间的短路问题。

第三，通过照射激光束到前段栅极线上，使得前段栅极线与被激光切割过程分离的像素电极的一部分电连接，相应的像素成为黑点。这有效地防止了修复数据线引起的像素缺陷。

显然在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员可以对本发明做出各种改进和变型。因此，本发明覆盖所有落入所附权利要求及其等效物所包含的范围之内的改进和变型。

Claims (15)

1.一种液晶显示装置，包括：

在基板上限定像素区域的多个栅极线和数据线；

形成在栅极线和数据线交叉区域的薄膜晶体管；

形成在各个像素区域上并连接所述薄膜晶体管的像素电极；

与各像素电极的两侧部分重叠以沿所述数据线的两侧平行延伸的第一公共电极和第二公共电极；

在每个像素区域中将所述第一公共电极分成两部分的第一公共电极上的开口区域；

与开口数据线的两个分离部分和紧邻所述开口数据线的像素电极重叠的连接电极，所述连接电极利用焊接点连接开口数据线两个分离部分；和

将所述像素电极分为与连接电极相连的第一部分和与关联的薄膜晶体管相连的第二部分的切割线，所述切割线穿过第一公共电极的开口区域。

2.根据权利要求1的液晶显示装置，其特征在于，所述连接电极具有“C”形的形式。

3.根据权利要求1的液晶显示装置，其特征在于，进一步包括：

平行于所述栅极线延伸并且与所述第一公共电极和第二公共电极连接的公共线。

4.根据权利要求1的液晶显示装置，其特征在于，所述每个像素电极与前段栅极线重叠。

5.根据权利要求4的液晶显示装置，其特征在于，进一步包括：

电连接所述像素电极的第二部分和前段栅极线的焊接点。

6.根据权利要求1的液晶显示装置，其特征在于，所述切割线沿所述连接电极的外围形成。

7.根据权利要求6的液晶显示装置，其特征在于，所述切割线不与所述第一公共电极相重叠。

8.一种制造液晶显示装置的方法，包括：

在基板上形成限定像素区域的多个栅极线和数据线；

在所述栅极线和数据线交叉区域形成薄膜晶体管；

在各个像素区域形成像素电极并连接所述薄膜晶体管；

沿所述数据线的两侧平行延伸形成第一公共电极和第二公共电极，并且与各像素电极的两侧部分重叠；

在每个像素区域中将所述第一公共电极分成两部分的第一公共电极上形成开口区域；

与开口数据线的两个分离部分和紧邻所述开口数据线的像素电极重叠形成连接电极；

利用焊接点电连接所述开口数据线的两个分离部分和连所述接电极；

在所述像素电极中形成切割线以穿过所述第一公共电极的开口区域；并

利用所述切割线将像素电极分为具有所述连接电极的第一部分和与关联的薄膜晶体管相连的第二部分。

9.根据权利要求8的方法，其特征在于，每个像素电极与前段栅极线重叠。

10.根据权利要求9的方法，其特征在于，进一步包括：

利用焊接点电连接所述像素电极的第二部分和前段栅极线。

11.根据权利要求10的方法，其特征在于，所述像素电极的第二部分和前段栅极线之间的电连接是在激光切割操作之前或之后进行。

12.根据权利要求8的方法，其特征在于，所述连接电极具有“C”形的形式。

13.根据权利要求11的方法，其特征在于，所述连接电极通过激光化学气相沉积法形成。

14.根据权利要求8的方法，其特征在于，所述切割线沿连接电极的外围形成。

15.根据权利要求13的方法，其特征在于，所述切割线不与第一公共电极重叠。

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