CN101359669B - 一种tft lcd阵列基板结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种TFT LCD阵列基板结构，包括：一基板；一栅极扫描线，形成在基板之上；一栅极绝缘层，形成在栅极扫描线及栅极和基板之上；一数据扫描线，形成在栅极绝缘层之上；一钝化层，形成在栅极绝缘层或数据扫描线之上；其中栅极扫描线或/和数据扫描线在基板的切割区域断开，断开位置的两端上的钝化层和栅极绝缘层上形成有过孔或沟槽，一像素电极材料引线通过该过孔或沟槽将断开的栅极扫描线或/和数据扫描线连接起来。本发明同时公开了TFT LCD阵列基板结构的制造方法。本发明通过透明像素电极材料引线对栅极扫描线或/和数据扫描线在基板切割处进行连接，避免在切割工艺时造成的绝缘层破裂，杜绝金属腐蚀现象。

Description

一种TFT LCD阵列基板结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及薄膜晶体管液晶显示器(TFT LCD)，尤其涉及薄膜晶体管液晶显示器阵列基板在周边电路引线(Lead PAD)区域的结构及其制造方法。

背景技术

在平板显示技术中，TFT LCD具有功耗低、制造成本相对较低和无辐射的特点，因此在平板显示器市场占据了主导地位。TFT LCD器件是由阵列玻璃基板和彩膜玻璃基板对盒而形成的。在其对盒部分的外围，引出Lead PAD区域。其主要作用是在TFT基板制作工艺进行中，加入测试信号进行电学特性检测。并且，在成盒(cell)切割工艺进行时将其切断。如图1、图1a和图1b所示，是目前主流的非晶硅TFT(薄膜晶体管)在数据扫描线Lead PAD区域的设计结构及其在A-A和B-B部位的截面图。图2、图2a和图2b所示，是目前主流的非晶硅TFT(薄膜晶体管)在栅极扫描线Lead PAD区域的设计结构其在A-A和B-B部位的截面图。如图1所示，该数据扫描线Lead PAD结构包括：一组数据扫描线1、三个或多个数据扫描线过孔3和像素电极材料引线2，其中标号6指示为TFT基板切割处。如图1a所示，数据扫描线1覆盖在栅极绝缘层7上，钝化层8覆盖在上述各部分上。像素电极材料引线2通过数据扫描线过孔3与数据扫描线1相连接。如图2所示，该栅极扫描线线Lead PAD结构包括：一组栅极扫描线4、三个或多个栅极扫描线过孔5和像素电极材料引线2，其中标号6指示为TFT基板切割处。如图2a所示，栅极绝缘层7覆盖在栅极扫描线4上，钝化层8覆盖在上述各部分上。像素电极材料引线2通过栅极绝缘层7和钝化层8的栅极扫描线过孔5与栅极扫描线4相连接。

5-Mask(光刻)工艺是目前制作TFT的典型工艺技术。其主要工艺步骤分为五步：

1、形成栅极及栅极扫描线；

2、形成栅极绝缘层和非晶硅半导体层；

3、形成源电极、漏电极及数据扫描线；

4、形成钝化保护层；

5、形成像素电极。

每一步骤都包括薄膜沉积、曝光和图案形成、以及腐蚀三个主要工艺。如上所述的是一种典型的5-Mask技术。通过改变Mask设计和工艺流程，也有其它的5-Mask工艺技术。

上述现有技术由于在Lead PAD区域采用一体的无间断引线设计结构，在TFT基板进行切割工艺时，会对金属及绝缘层造成破坏，产生细小裂纹。所以在使用过程中随着水蒸汽等的渗透，会出现金属腐蚀现象。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种TFT LCD阵列基板结构及其制造方法，使在Lead PAD区域的金属线通过过孔及透明像素电极材料引线进行分段式连接，避免在切割工艺进行时造成的绝缘层破裂，杜绝金属腐蚀现象。

为了实现上述目的，本发明提供一种TFT LCD阵列基板结构，包括：

一基板；

一栅极扫描线，形成在所述基板之上；

一栅极绝缘层，形成在所述栅极扫描线和基板之上；

一数据扫描线，形成在所述栅极绝缘层之上；

一钝化层，形成在所述栅极绝缘层或数据扫描线之上；

其中，所述栅极扫描线或/和数据扫描线在所述基板的切割区域断开。

上述方案中，所述栅极扫描线或/和数据扫描线断开位置的两端上的钝化层和栅极绝缘层上形成有过孔或沟槽，一像素电极材料引线通过该过孔或沟槽将所述断开的栅极扫描线/和数据扫描线连接起来。所述栅极扫描线或数据扫描线为铝、铬、钨、钽、钛、钼及铝镍等之一或任意组合构成的单层或复合层结构。所述栅极绝缘层的材料为氮化硅、二氧化硅或氧化铝等。所述钝化层的材料为氮化硅、二氧化硅或氧化铝等。所述像素电极材料引线的材料为氧化铟锡、氧化铟锌或氧化铝锌。

为了实现上述目的，本发明同时提供一种TFT LCD阵列基板结构的制造方法，包括：

步骤1，在基板上沉积金属薄膜，通过光刻工艺和化学腐蚀工艺，形成栅极扫描线，其中形成的栅极扫描线在基板切割区域断开；

步骤2，在完成步骤1的基板上连续沉积栅极绝缘层薄膜，通过光刻工艺和干法刻蚀工艺，在所述栅极扫描线上形成栅极绝缘层；

步骤3，在完成步骤2的基板上沉积金属薄膜，通过光刻工艺和化学腐蚀工艺，形成数据扫描线；

步骤4，在完成步骤2的基板上沉积钝化层薄膜，通过光刻工艺和干法刻蚀工艺，形成钝化层，并在所述断开的栅极扫描线两端上的钝化层和栅极绝缘层形成有过孔或沟槽；

步骤5，在完成步骤4的基板上沉积像素电极层，通过光刻工艺和化学腐蚀工艺，形成像素电极，并形成像素电极材料引线，使其通过所述步骤4中形成的过孔和沟槽将所述断开栅极扫描线连接起来。

上述方案中，所述步骤2中形成的数据扫描线在基板切割区域断开；所述步骤4中形成钝化层时同时在断开的数据扫描线两端上钝化层上形成过孔或沟槽，并在所述步骤5中形成像素电极的同时，形成像素电极材料引线，使其通过所述数据扫描线两端过孔和沟槽将所述断开数据扫描线连接起来。

为了实现上述目的，本发明同时提供一种TFT LCD阵列基板结构的制造方法，包括：

步骤1，在基板上沉积金属薄膜，通过光刻工艺和化学腐蚀工艺，形成栅极扫描线；

步骤2，在完成步骤1的基板上连续沉积栅极绝缘层薄膜，通过光刻工艺和干法刻蚀工艺，在所述栅极扫描线上形成栅极绝缘层；

步骤3，在完成步骤2的基板上沉积金属薄膜，通过光刻工艺和化学腐蚀工艺，形成数据扫描线，其中形成的数据扫描线在基板切割区域断开；

步骤4，在完成步骤2的基板上沉积钝化层薄膜，通过光刻工艺和干法刻蚀工艺，形成钝化层，并在所述断开的数据扫描线两端上的钝化层上形成有过孔或沟槽；

步骤5，在完成步骤4的基板上沉积像素电极层，通过光刻工艺和化学腐蚀工艺，形成像素电极，并形成像素电极材料引线，使其通过所述步骤4中形成的过孔和沟槽将所述断开数据扫描线连接起来的。

同现有技术相比，本发明通过使用过孔及透明像素电极材料引线对栅极扫描线或/和数据扫描线在基板切割处进行连接，最大程度上避免了在切割工艺进行时造成的绝缘层破裂从而导致金属被腐蚀；另外，本发明过孔两端的金属线完全被绝缘层或钝化层所包围，从而根本上杜绝电化学腐蚀的发生。

附图说明

图1是现有技术中的TFT LCD器件在Lead PAD区域数据扫描线的基板结构俯视图；

图1a是图1中A-A部分横截面图；

图1b是图1中B-B部分横截面图；

图2是现有技术中的TFT LCD器件在Lead PAD区域栅极扫描线的基板结构俯视图；

图2a是图1中A-A部分横截面图；

图2b是图1中B-B部分横截面图；

图3是本发明的TFT LCD器件在Lead PAD区域数据扫描线的基板结构俯视图；

图3a是图3中A-A部分横截面图；

图3b是图3中B-B部分横截面图；

图3c是图3中C-C部分横截面图；

图3d是图3中D-D部分横截面图；

图4是本发明的TFT LCD器件在Lead PAD区域栅极扫描线的基板结构俯视图；

图4a是图4中A-A部分横截面图；

图4b是图4中B-B部分横截面图；

图4c是图4中C-C部分横截面图；

图4d是图4中D-D部分横截面图。

图中标记：1、数据扫描线；2、像素电极材料引线；3、数据扫描线过孔；4、栅极扫描线；5、栅极扫描线过孔；6、TFT基板切割处；7、栅极绝缘层；8、钝化层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步更为详细地说明。

如图3所示，为本发明的TFT LCD的阵列基板在Lead PAD区域数据扫描线结构俯视图，其在A-A、B-B、C-C和D-D部位的截面图如图3a至3d所示。如图3a所示，Lead PAD数据扫描线区域由栅极绝缘层7、数据扫描线1、钝化层8和像素电极材料引线2组成。以上部分与一种现有技术的TFT LCD器件在Lead PAD数据扫描线区域结构相同。本发明的Lead PAD数据扫描线区域结构不同之处在于，每一条数据扫描线1在TFT基板切割处6附近断开，分为两部分。在数据扫描线1的两端上开有数据扫描线过孔3，使其通过像素电极材料引线2相连接。这样设计的最大优势在于在进行TFT基板切割工艺时，不会对绝缘层、钝化层和金属层造成破坏，使其产生电化学腐蚀。图3a至图3d的横截面图可以进一步说明本发明的数据扫描线结构。比较图3a和图1a、图3b和图1b，本发明的数据扫描线结构与现有技术中的数据扫描线结构在起数据传输作用的开关器件处是一样的；但在TFT基板切割处，数据扫描线1分为独立的两个部分，并通过数据扫描线过孔3使其相连。图3c和图3d所示为过孔处结构，与现有技术中的数据扫描线的不同在于过孔两端的金属线完全被绝缘层或钝化层所包围，上述结构可以从根本上杜绝电化学腐蚀的发生。

如图4所示，为本发明的TFT LCD的阵列基板在Lead PAD栅极扫描线区域结构，其在A-A、B-B、C-C和D-D部位的截面图如图3a至3d所示。如图4a所示，Lead PAD栅极扫描线区域由栅极扫描线4、栅极绝缘层7、钝化层8和像素电极材料引线2组成。以上部分与一种现有技术的TFT LCD器件在Lead PAD栅极扫描线区域结构相同。本发明的Lead PAD栅极扫描线区域结构不同之处在于，每一条栅极扫描线4在TFT基板切割处6附近断开，分为两部分。在两端的栅极扫描线1上开有栅极扫描线过孔5，使其通过像素电极材料引线2相连接。这样设计的最大优势在于在进行TFT基板切割工艺时，不会对绝缘层、钝化层和金属层造成破坏，使其产生电化学腐蚀。图4a至图4d的横截面图可以进一步说明本发明的栅极扫描线结构。比较图4a和图2a、图4b和图2b，本发明的栅极扫描线结构与现有技术中的栅极扫描线结构在起栅电压传输作用的开关器件处是一样的；但在TFT基板切割处6，栅极扫描线4分为独立的两个部分，并通过栅极扫描线过孔5使其相连。图4c和图4d所示为过孔处结构，与现有技术中的栅极扫描线的不同在于过孔两端的金属线完全被绝缘层或钝化层所包围。上述结构可以从根本上杜绝电化学腐蚀的发生。

上述实施例中，所述数据扫描线1、栅极扫描线4材料可以为铝、铬、钨、钽、钛、钼及铝镍之一或任意组合，结构可以为单层或复合层结构。所述数据扫描线过孔3和栅极扫描线过孔5为在同一镀膜、掩模光刻和化学腐蚀工艺中完成制作的部分。栅极绝缘层7材料为氮化硅或氧化铝等。所述像素电极材料引线2材料可以为氧化铟锡、氧化铟锌或氧化铝锌等。此外，数据扫描线过孔3和栅极扫描线过孔5的形状出了具体实施列中给出的圆形外还可为方形、正方形、椭圆形等形状。

上述像素结构是本发明的一种典型结构，显然可以进行各种形式的变通，如仅仅采用多个段数据扫描线或栅极扫描线，仅仅使用多个过孔或槽将其在TFT基板切割线两端相连接，只要是将数据扫描线或栅极扫描线断开，并通过像素电极材料引线使其相连接，也可以有其它形状和图案的结构，符合本发明范围。

本发明的TFT LCD阵列在Lead PAD区域的基板结构可以通过下面的方法制造：

首先，使用磁控溅射方法，在玻璃基板上制备一层厚度在1000′至7000′的栅金属薄膜。栅金属材料通常可以采用钼、铝、铝镍合金、钼钨合金、铬、或铜等金属。也可以使用上述几种材料薄膜的组合结构。用栅极掩模版通过曝光工艺和化学刻蚀工艺，在玻璃基板的一定区域上形成栅极扫描线4图案。其中栅极扫描线4在TFT基板切割处6分为两个独立的部分。

然后，利用化学汽相沉积法在阵列基板上连续淀积1000′到6000′的栅极绝缘层薄膜7。栅极绝缘层材料通常是氮化硅，也可以使用氧化硅和氮氧化硅等。

接下来，采用和制备栅极扫描线类似的方法，在阵列基板上淀积一层类似于栅金属的厚度在1000′到7000′金属薄膜。通过源漏极的掩模版在一定区域形成数据扫描线1。其中数据扫描线1在TFT基板切割处6分为两个独立的部分。

随后，采用栅极绝缘层以及有源层相类似的方法，在整个阵列基板上沉积一层厚度在1000′到6000′的钝化层8，其材料通常是氮化硅或二氧化硅。此时栅极扫描线4上面覆盖栅极绝缘层7和钝化层8。而数据扫描线1上面覆盖有相同厚度的钝化层8。通过钝化层的掩模版，利用曝光和刻蚀工艺形成数据扫描线化层过孔3和栅极扫描线过孔5，如图3c和4c所示。

最后，采用栅极绝缘层以及有源层相类似的方法，在整个玻璃基板上沉积一层像素电极层，使用透明电极的掩模版，通过相同的工艺步骤，最终通过像素电极材料引线2将TFT基板切割处两端的金属相连接。常用的透明电极为ITO或IZO，厚度在100′至1000′之间。

以上所提出实施例为一种实现方法，也可以通过增加或减少曝光次数以及选择不同的材料或材料组合来实现本发明。而且上述方法同时使数据扫描线和栅极扫描线在基板切割处断开，实际上也可变通为仅为数据扫描线或栅极扫描线在基板切割处断开。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，按照需要可使用不同材料和设备实现之，即可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种TFT LCD阵列基板结构，其特征在于，包括：

一基板；

一栅极扫描线，形成在所述基板之上；

一栅极绝缘层，形成在所述栅极扫描线和基板之上；

一数据扫描线，形成在所述栅极绝缘层之上；

一钝化层，形成在所述栅极绝缘层或数据扫描线之上；

其中，所述栅极扫描线或/和数据扫描线在所述基板的切割区域断开；所述栅极扫描线断开位置的两端上的钝化层和栅极绝缘层上形成有过孔或沟槽，一像素电极材料引线通过该过孔或沟槽将所述断开的栅极扫描线连接起来；所述数据扫描线断开位置的两端上的钝化层上形成有过孔或沟槽，一像素电极材料引线通过该过孔或沟槽将所述断开的数据扫描线连接起来。

2.根据权利要求1所述的阵列基板结构，其特征在于：所述栅极扫描线或数据扫描线为铝、铬、钨、钽、钛、钼及铝镍之一或任意组合构成的单层或复合层结构。

3.根据权利要求1所述的阵列基板结构，其特征在于：所述栅极绝缘层的材料为氮化硅、二氧化硅或氧化铝。

4.根据权利要求1所述的阵列基板结构，其特征在于：所述钝化层的材料为氮化硅、二氧化硅或氧化铝。

5.根据权利要求1所述的阵列基板结构，其特征在于：所述像素电极材料引线的材料为氧化铟锡、氧化铟锌或氧化铝锌。

6.一种TFT LCD阵列基板结构的制造方法，其特征在于，包括：

步骤1，在基板上沉积金属薄膜，通过光刻工艺和化学腐蚀工艺，形成栅极扫描线，其中形成的栅极扫描线在基板切割区域断开；

步骤2，在完成步骤1的基板上连续沉积栅极绝缘层薄膜，通过光刻工艺和干法刻蚀工艺，在所述栅极扫描线上形成栅极绝缘层；

步骤3，在完成步骤2的基板上沉积金属薄膜，通过光刻工艺和化学腐蚀工艺，形成数据扫描线；

步骤4，在完成步骤2的基板上沉积钝化层薄膜，通过光刻工艺和干法刻蚀工艺，形成钝化层，并在所述断开的栅极扫描线两端上的钝化层和栅极绝缘层形成有过孔或沟槽；

步骤5，在完成步骤4的基板上沉积像素电极层，通过光刻工艺和化学腐蚀工艺，形成像素电极，并形成像素电极材料引线，使其通过所述步骤4中形成的过孔和沟槽将所述断开栅极扫描线连接起来。

7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于：所述步骤3中形成的数据扫描线在基板切割区域断开；所述步骤4中形成钝化层时同时在断开的数据扫描线两端上钝化层上形成过孔或沟槽，并在所述步骤5中形成像素电极的同时，形成像素电极材料引线，使其通过所述数据扫描线两端过孔和沟槽将所述断开数据扫描线连接起来。

8.一种TFT LCD阵列基板结构的制造方法，其特征在于，包括：

步骤1，在基板上沉积金属薄膜，通过光刻工艺和化学腐蚀工艺，形成栅极扫描线；

步骤2，在完成步骤1的基板上连续沉积栅极绝缘层薄膜，通过光刻工艺和干法刻蚀工艺，在所述栅极扫描线上形成栅极绝缘层；

步骤3，在完成步骤2的基板上沉积金属薄膜，通过光刻工艺和化学腐蚀工艺，形成数据扫描线，其中形成的数据扫描线在基板切割区域断开；

步骤4，在完成步骤2的基板上沉积钝化层薄膜，通过光刻工艺和干法刻蚀工艺，形成钝化层，并在所述断开的数据扫描线两端上的钝化层上形成有过孔或沟槽；

步骤5，在完成步骤4的基板上沉积像素电极层，通过光刻工艺和化学腐蚀工艺，形成像素电极，并形成像素电极材料引线，使其通过所述步骤4中形成的过孔和沟槽将所述断开数据扫描线连接起来的。

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