CN101334564A - 一种液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种薄膜晶体管液晶显示器阵列基板结构，包括一基板，还包括一第一金属层，包括形成在所述的基板之上的栅电极扫描线、栅电极；一栅电极绝缘层，形成在所述的栅电极扫描线和栅电极之上；一有源层，形成在所述栅电极绝缘层之上；一第二金属层，包括形成在栅绝缘层上的数据线、源电极、漏电极和公共电极线，其中源电极和漏电极部分搭载于所述有源层之上；一钝化层，形成在数据线、源电极、漏电极和公共电极线上，并在漏电极上形成接触孔；一像素电极，形成在钝化层上，并通过所述漏电极上的接触孔与漏电极相连接。本发明还提供了一种TFT LCD阵列基板结构的制造方法。把公共电极线由原先与栅极扫描线平行改进为与数据线平行布线，减小了显示区域内每一根公共电极线的长度，降低了每一根公共电极线的电阻。

Description

一种液晶显示装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及薄膜晶体管液晶显示器(TFT LCD)领域，尤其涉及薄膜晶体管液晶显示器(TFT LCD)阵列基板结构及其制造方法。

背景技术

薄膜晶体管液晶显示器(TFT LCD)由阵列基板、彩色滤光片基板以及充满于这两块基板之间的液晶共同形成。

图1是现有技术中的一种薄膜晶体管液晶显示器阵列基板电路概略图。如图所示，栅极扫描线和公共电极线相互平行排列，同时跨过数据线与数据线交叉。该结构在扫描线端子一侧以及扫描线端子对面一侧同时向显示区域内的公共电极线导入公共电极电位。在扫描线端子一侧把来自数据线端子模块的公共电极电位先通过玻璃上的第二层金属(用作数据线的那层金属)再经由接触孔后导入用作公共电极线的第一层金属层(用作栅极扫描线的那层金属)上。所述接触孔由第一金属层上的过孔、第二金属层上的过孔和分别覆盖于两个过孔之上的透明导电层共同构成。在数据线端子对面一侧把来自数据线端子部的公共电极电位直接通过面板周边玻璃上的第一层金属导入用作公共电极线的第一层金属层上。

图2和图3为现有技术的一种薄膜晶体管液晶显示器阵列基板显示区域内某一显示单元的俯视图以及A-A’向截面图。如图2和3所示，该现有技术的阵列基板主要包括：基板10；在基板10上形成第一金属层20，用作栅极扫描线80、栅电极和公共电极线90；在栅电极上形成的栅电极绝缘层30和有源层130；在有源层130上形成第二金属层40，用作信号线、源电极120和漏电极110；在信号线以及同层的源电极和漏电极上形成一钝化层50；在漏电极110上方的钝化层50上形成过孔；形成于钝化层上的透明像素电极通过钝化层过孔与漏电极110连接。此外，该显示单元结构还包括用第一金属层做的遮光条70。该结构采用由第一层金属形成的公共电极和像素电极形成存储电容。

以5张掩膜板工艺为例，基于现有技术的薄膜晶体管液晶显示器制造方法：

形成栅极扫描线、栅电极、遮光条和公共电极；

形成栅电极绝缘层和有源层；

形成源电极、漏电极和信号线；

形成钝化层；

形成像素电极。

除了绝缘层和钝化层之外，形成每一层的图形都要经历薄膜沉积、光刻和腐蚀三道主要工序。

基于现有技术的薄膜晶体管液晶显示器阵列基板结构中，进入扫描线端子一侧的公共电极电位来自于数据线端子模块。这个公共电极电位通过第二层金属(用作数据线的那层金属)由上而下依次跨过每一条数据线把电位供给给所有的公共电极线。由于这条用于导入公共电极电位的第二层金属线从数据线端子部引入公共电极电位后所跨过的距离很长，使得进入显示区域前的公共电极线阻抗比较大。影响了公共电极线的电位供给能力。

在显示单元中，公共电极线和像素电极之间形成的存储电容中间隔着栅极绝缘层和钝化层。由于隔着两层绝缘薄膜，为了获得较大的存储电容值，通常的做法是增加公共电极线的面积，但这样会降低显示单元的开口率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种TFT LCD阵列基板显示区域内显示单元的结构，把公共电极线由原先与栅极扫描线平行改进为与数据线平行布线，减小了显示区域内每一根公共电极线的长度，从而降低了每一根公共电极线的电阻，利用更窄的公共电极线来形成存储电容、提高显示单元的开口率、增强TFT LCD的显示品质。为达上述目的，本发明提供了一种薄膜晶体管液晶显示器阵列基板结构，包括一基板，还包括：

一第一金属层，包括形成在所述的基板之上的栅电极扫描线、栅电极；

一栅电极绝缘层，形成在所述的栅电极扫描线和栅电极之上；

一有源层，形成在所述栅电极绝缘层之上；

一第二金属层，包括形成在栅绝缘层上的数据线、源电极、漏电极和公共电极线，其中源电极和漏电极部分搭载于所述有源层之上；

一钝化层，形成在数据线、源电极、漏电极和公共电极线上，并在漏电极上形成接触孔；

一像素电极，形成在钝化层上，并通过所述漏电极上的接触孔与漏电极相连接。

其中，所述数据线和公共电极线相互平行，并与栅极扫描线交叉。

本发明还提供了一种TFT LCD阵列基板结构的制造方法，包括下列步骤：

(1)在玻璃基板上沉积栅极扫描线薄膜，通过光刻和腐蚀工艺，形成栅电极扫描线和栅电极；

(2)在完成步骤(1)的基板上沉积栅电极绝缘层薄膜和非晶硅薄膜，通过光刻和腐蚀工艺，形成硅岛；

(3)在完成步骤(2)的基板上沉积一层金属薄膜，通过光刻和腐蚀工艺，形成数据线、公共电极线、源电极、漏电极；

(4)在完成步骤(3)的基板上沉积一层钝化层，通过光刻和腐蚀工艺形成漏极部分的钝化层接触孔；

(5)在完成步骤(4)的基板上沉积一层透明导电薄膜，通过光刻和腐蚀工艺，覆盖漏电极上的接触孔，形成像素电极。

与现有技术相比，把公共电极线由原先与栅极扫描线平行改进为与数据线平行布线，减小了显示区域内每一根公共电极线的长度，降低了每一根公共电极线的电阻。把公共电极线由原先与数据线交叉布线改进为与栅极扫描线交叉布线，减少了显示区域内每一根公共电极线与其它层金属配线的交叉点个数，降低了每一根公共电极线的电容。

本发明将原来由第一金属层公共电极与像素电极形成的存储电容改为由第二金属层公共电极与像素电极形成存储电容。减小了金属公共电极线与像素电极之间的距离，增大了存储电容。这样就可以利用更窄的公共电极线来实现原来所需的存储电容值。从而提高了显示单元的开口率。

另，从印刷电路基板上引出的公共电极电位经由数据线端子模块的两侧共同引入到薄膜晶体管液晶显示器中。由于数据线端子模块离印刷电路基板比较近，加上众多的数据线端子模块的共同作用，使得数据线端子一侧的公共电极电位供给能力很强。

附图说明

图1为现有技术中的TFT LCD阵列基板电路概略图。

图2为现有TFT LCD阵列基板显示区域内显示单元的俯视图。

图3为现有TFT LCD阵列基板显示区域内显示单元的A-A’向截面图。

图4为本发明的阵列侧基板电路概略图。

图5为本发明的阵列基板结构的显示区域内显示单元俯视图。

图6由第一层金属把公共电极电位引导到数据线端子对面一侧的电路概略图。

图7为公共电极线放置于显示单元中央的结构图。

图8为在扫描线的两侧设置与公共电极线同点位的遮光条的结构图。

图9为每个数据线端子部对应的阵列单元结构图。

图10第一金属层和第二金属层之间的接触孔结构图。

具体实施方式

下面结合附图说明和首选具体实施案例，对本发明进行进一步地详细说明。

实施例1

图4给出了本发明的阵列基板结构示意图。如图4所示，本TFT LCD的阵列基板上有两种金属层。第一金属层形成一组栅极扫描线，第二金属层形成一组相互平行排列且分别与栅极扫描线垂直的数据线和公共电极线。相连的扫描线和数据线定义了显示区域内的显示单元。栅极扫描线的电位由阵列基板左侧的端子部(由第一金属层形成)引入，数据线的电位由阵列基板上侧的端子部(由第二金属层形成)引入，公共电极线的电位由阵列基板上下两侧同时引入。在阵列基板上侧，公共电极电位从每个数据线端子部的两侧(由第二金属层形成)分别同时引入。

阵列基板上侧从右数第一个数据线端子部的最右侧公共电极端子(由第二金属层形成)通过第二金属层的连线依次沿着阵列基板显示区域外的右侧区域、下侧区域和左侧区域走线，最后直接与阵列基板上侧从左数第一个数据线端子部的最左侧公共电极端子(由第二金属层形成)相连接。阵列基板左侧的第二金属层公共电极导线上下纵向跨过所有的扫描线。

在阵列基板的左上方，来在数据线端子部左侧的第二金属层公共电极导线除了通过接触孔与右侧的第一金属层公共电极导线连接之外，还通过同层的第二金属层公共电极导线与扫描线端子部上侧的公共电极端子相连接。

在扫描线端子部之间，从扫描线端子部两侧公共电极端子引出的第二金属层公共电极导线分别与阵列基板左侧纵向跨过扫描线的第二金属层公共电极导线相连接。

图5给出了阵列基板显示区域内的显示单元结构。每个显示单元中由第一金属层形成的扫描线8与上下相连显示单元的扫描线之间的距离定义了显示单元开口部的长边，每个显示单元左侧有一由第二金属层形成的公共电极线9，右侧有一由第二金属层形成的数据线6，在连接晶体管一侧的数据线6旁边有一与数据线平行的由第一金属层形成的遮光条7。遮光条7与公共电极线9之间的距离定义了显示单元开口部的短边。此外，每个显示单元还包含有一个薄膜晶体管开关器件和一透明像素电极层。薄膜晶体管开关器件由栅电极、栅电极绝缘层、有源层13、以及源电极12和漏电极11组成。透明像素电极通过钝化层的过孔与薄膜晶体管的漏电极11相连接。透明像素电极跨过公共电极线，以钝化层为介质形成像素电极和公共电极线之间的存储电容。

如图9所示，由第二金属层把数据线端子部两侧的公共电极电位先引到靠近显示区域的第一金属层上。接入公共电极电位的第一金属层横跨这个数据线端子部对应的所有数据线。显示区域内平行于数据线的每根公共电极线通过第一金属层和第二金属层之间的接触孔把公共电极电位引入到显示区内的显示单元上。如图9的下侧所示，显示区内公共电极线的另一端从阵列基板的下一侧通过第二金属层直接引入公共电极电位。

如图10所示，第一金属层2和第二金属层4之间的接触孔是由第一金属层上的钝化层过孔5、第二金属层上的钝化层过孔和分别覆盖于两个过孔之上的透明导电层14共同构成。

上述结构的TFTLCD阵列基板可以通过下面的方法制造完成。

首先，使用磁控溅射方法，在透明玻璃基板上沉积一层厚度在

至

的第一金属层。第一金属层的材料可以使用钼、铝、铝镍合金、钼钨合金、铬、或者铜等金属。也可以使用上述几种材料薄膜的组合。用第一金属层掩膜板通过曝光工艺和腐蚀工艺，在玻璃基的一定区域上形成栅极扫描线、栅电极、遮光条和数据线端子部一侧用于导通公共电极电位的第一金属层公共电极线等图案。

接着，利用化学汽相沉积的方法在完成第一金属层图案的阵列基板上连续沉积厚度在至

的栅电极绝缘层薄膜和厚度在

至

的非晶硅薄膜。栅电极绝缘层薄膜材料可以使用氮化硅，也可以使用氧化硅和氮氧化硅等。用有源层的掩膜板进行曝光后对非晶硅层进行腐蚀工艺，形成硅岛。

接着，采用和第一金属层类似的制备方法，在阵列基板上沉积一层厚度在

至

的第二金属层薄膜。通过第二金属层掩膜板在一定区域内形成数据线、源电极、漏电极和公共电极线等图案。

接着，在整个阵列基板上沉积一层厚度在

至

的钝化层。其材料可以是氮化硅，也可以是氧化硅或者氮氧化硅。如图11所示，第一金属层图案的上面同时覆盖有栅电极绝缘层和钝化层，第二金属层图案的上面只覆盖有钝化层。通过钝化层的掩膜板，利用曝光工艺和腐蚀工艺分别在第一金属层相关图案和第二金属层相关图案上形成钝化层过孔。

最后，在基板上沉积一层厚度在

至

的透明导电层薄膜。其材料主要是氧化铟锡ITO(Indium Tin Oxide)。使用透明导电层掩膜板，通过曝光工艺和腐蚀工艺，形成像素电极、覆盖接触孔的连线等图案。如图5所示，像素电极覆盖到公共电极线上面后，以钝化层为介质形成公共电极线和像素电极之间的存储电容。

实施例2

除了前面所述的阵列基板结构之外，在上述结构基础上还可以根据实际需要进行下面几种不同的结构设计。

如图6所示，由数据线端子模块处通过第一层金属把公共电极电位引导到数据线端子对面一侧。再通过接触孔把第一层金属上的公共电极电位引导到显示区域内由第二层金属形成的公共电极线上。所述接触孔由第一金属层上的过孔、第二金属层上的过孔和分别覆盖于两个过孔之上的透明导电层共同构成。

实施例3

如图7所示，平行于数据线的公共电极线9除了放置在显示单元的一侧外，还可以放置在显示单元的中央。这种设计可以减小数据线和公共电极线之间的干扰，降低数据线和公共电极线之间可能导致的同层短路概率。

实施例4

如图8所示，在显示单元接近栅极扫描线8的两侧设计用第二金属层做的遮光电极，并把遮光电极连接到旁边的公共电极线上。

Claims (3)

1.一种薄膜晶体管液晶显示器阵列基板结构，包括一基板，其特征在于，还包括：

一第一金属层，包括形成在所述的基板之上的栅电极扫描线、栅电极；

一栅电极绝缘层，形成在所述的栅电极扫描线和栅电极之上；

一有源层，形成在所述栅电极绝缘层之上；

一第二金属层，包括形成在栅绝缘层上的数据线、源电极、漏电极和公共电极线，其中源电极和漏电极部分搭载于所述有源层之上；

一钝化层，形成在数据线、源电极、漏电极和公共电极线上，并在漏电极上形成接触孔；

一像素电极，形成在钝化层上，并通过所述漏电极上的接触孔与漏电极相连接。

2.如权利要求1所述的薄膜晶体管液晶显示器阵列基板结构，其特征在于；所述数据线和公共电极线相互平行，并与栅极扫描线交叉。

3.如权利要求1所述的一种薄膜晶体管液晶显示器阵列基板结构的制造方法，其特征在于，包括下列步骤：

(1)在玻璃基板上沉积栅极扫描线薄膜，通过光刻和腐蚀工艺，形成栅电极扫描线和栅电极；

(2)在完成步骤(1)的基板上沉积栅电极绝缘层薄膜和非晶硅薄膜，通过光刻和腐蚀工艺，形成硅岛；

(3)在完成步骤(2)的基板上沉积一层金属薄膜，通过光刻和腐蚀工艺，形成数据线、公共电极线、源电极、漏电极；

(4)在完成步骤(3)的基板上沉积一层钝化层，通过光刻和腐蚀工艺形成漏极部分的钝化层接触孔；

(5)在完成步骤(4)的基板上沉积一层透明导电薄膜，通过光刻和腐蚀工艺，覆盖漏电极上的接触孔，形成像素电极。

Images