CN101373301B - Ffs型tft-lcd阵列基板结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种FFS型TFT-LCD阵列基板结构及其制造方法，阵列基板结构包括玻璃基板，形成在玻璃基板上的栅电极、栅线、公共电极线和透明电极，形成在玻璃基板上的栅绝缘层，依次形成在玻璃基板上并位于栅电极之上的有源层和源漏电极层，形成在玻璃基板上的钝化层，钝化层上形成过孔并开设有对栅线和公共电极线起阻断作用的阻断沟道，形成在钝化层上并通过过孔与源漏电极层中的漏电极连接的像素电极。本发明通过在阵列基板结构中增加阻断沟道，可以有效地修复因栅线残留和公共电极残留造成的不良。本发明在掩膜版设计过程中引入了修复理念，对于栅线残留和公共电极残留等不良的修复有很好的效果。

Description

FFS型TFT-LCD阵列基板结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种薄膜晶体管液晶显示器及其制造方法，尤其是一种FFS型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(Thin Film Transistor Liquid CrystalDisplay，简称TFT-LCD)具有体积小、功耗低、无辐射等特点，在当前的平板显示器市场占据了主导地位。边缘场开关技术(Fringe Field Switching，简称FFS)通过同一平面内像素间电极产生边缘电场，使电极间以及电极正上方的取向液晶分子都能在平面方向(平行于基板)产生旋转转换，在增大视角的同时提高液晶层的透光效率。

现有技术FFS型TFT-LCD阵列基板结构包括玻璃基板，形成在玻璃基板上的栅电极、栅线和公共电极，公共电极由公共电极线和透明电极组成，形成在栅电极、栅线和公共电极上并覆盖整个玻璃基板的栅绝缘层，形成在栅绝缘层上并位于栅电极上方的有源层，形成在有源层上的源漏电极层，形成在源漏电极层上并覆盖整个玻璃基板的钝化层，钝化层上开设有过孔，形成在钝化层上的像素电极。

实际生产表明，在FFS型TFT-LCD阵列基板制造工艺中，经常发生栅线残留和透明电极残留现象。据量产过程统计，栅线残留发生的概率在4.18％左右，透明电极残留发生的概率在2.88％左右。栅线残留会导致栅线-透明电极短路问题，透明电极残留则会产生像素不良，不仅成为十分严重的质量问题，也很大程度上影响了阵列基板生产，导致产量降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种FFS型TFT-LCD阵列基板结构及其制造方法，通过设置阻断沟道有效修复由于栅线残留和透明电极残留产生的不良。

本发明第一方面提供了一种FFS型TFT-LCD阵列基板结构，包括：

玻璃基板；

栅电极、栅线、公共电极线和透明电极，分别形成在所述玻璃基板上；

栅绝缘层，形成在所述玻璃基板上并覆盖所述栅电极、栅线、公共电极线和透明电极；

有源层，形成在所述栅绝缘层上并位于所述栅电极之上；

源漏电极层，形成在所述有源层上；

钝化层，形成在整个玻璃基板上，其上形成过孔并开设有对栅线和公共电极线起阻断作用的阻断沟道；

像素电极，形成在所述钝化层上，通过过孔与源漏电极层中的漏电极连接。

所述阻断沟道开设在所述栅线和公共电极线之间。所述阻断沟道的宽度大于3μm，优选地，所述阻断沟道的宽度大于4μm。

本发明第二方面提供了一种FFS型TFT-LCD阵列基板结构的制造方法，包括：

步骤1、在玻璃基板上形成透明电极，并沉积金属薄膜，通过光刻工艺和蚀刻工艺形成栅电极、栅线和公共电极线；

步骤2、在完成步骤1的玻璃基板上连续沉积栅绝缘层、a-Si非晶硅薄膜和n⁺a-Si非晶硅薄膜，通过光刻工艺和蚀刻工艺，在所述栅电极上形成岛状有源层；

步骤3、在完成步骤2的玻璃基板上沉积金属薄膜，通过光刻工艺和蚀刻工艺形成源漏电极层，同时刻蚀掉暴露的n⁺a-Si非晶硅薄膜；

步骤4、在完成步骤3的玻璃基板上沉积钝化层，并在形成过孔的同时形成对栅线和公共电极线起阻断作用的阻断沟道；

步骤5、在完成步骤4的玻璃基板上形成像素电极，像素电极通过过孔与源漏电极层中的漏电极连接。

其中，所述阻断沟道形成在所述栅线和公共电极线之间。其中，所述阻断沟道的宽度大于3μm，优选地，所述阻断沟道的宽度大于4μm。

本发明提出了一种FFS型TFT-LCD阵列基板结构及其制造方法，通过在阵列基板结构中增加阻断沟道，可以有效地修复因栅线残留和公共电极残留造成的不良。本发明在掩膜版设计过程中引入了修复理念，对于栅线残留和公共电极残留等不良的修复有很好的效果，同时可以有效防止因修复残留不良而在后续的工序中造成的新的不良。本发明的阵列基板结构及其制造方法并没有增加结构和工艺上的难度与复杂度，只是通过在掩膜版设计中做了一定的改变，从而实现了降低工艺生产中不良发生概率的目的。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明FFS型TFT-LCD阵列基板结构的示意图；

图2为图1中A-A向剖面图；

图3为本发明形成栅电极和公共电极的示意图；

图4为本发明形成栅绝缘层和有源层的示意图；

图5为本发明形成源漏电极层的示意图；

图6为本发明形成钝化层的示意图；

图7为本发明FFS型TFT-LCD阵列基板结构的制造方法流程图。

附图标记说明：

1-玻璃基板；   2-栅电极；     3-公共电极线；

4-透明电极；   5-栅绝缘层；   6-有源层；

7-源漏电极层； 8-钝化层；     9-像素电极；

10-栅线；     11-过孔；        12-数据线；

81-阻断沟道；  61-a-Si非晶硅； 62-n⁺a-Si非晶硅。

具体实施方式

图1为本发明FFS型TFT-LCD阵列基板结构的示意图，图2为图1中A-A向剖面图。如图1、图2所示，本发明阵列基板结构包括玻璃基板1，栅电极2、栅线10、公共电极线3和透明电极4形成在玻璃基板上，栅线10和公共电极线3隔离设置，公共电极线3和透明电极4连接形成公共电极，栅绝缘层5形成在玻璃基板上并覆盖栅电极2、栅线10、公共电极线3和透明电极4，有源层6和源漏电极层7依次形成在玻璃基板上并位于栅电极2之上，源漏电极层7包括源电极、漏电极和数据线12，钝化层8形成在整个玻璃基板上，其上形成过孔11并开设有阻断沟道81，阻断沟道81位于栅线10和公共电极线3之间，起到对栅线10与公共电极线3的阻断作用，像素电极9形成在钝化层8上，通过过孔与源漏电极层7的漏电极连接。

本发明上述技术方案在阵列基板结构中增加了阻断沟道81结构，可以有效修复因栅线残留和公共电极残留造成的不良。本发明在掩膜版设计过程中引入修复理念，对于栅线残留和公共电极残留等不良的修复有很好的效果，同时可以有效防止因修复残留不良导致后续工序新的不良。从本发明的阵列基板结构可以看出，本发明技术方案并没有增加结构上的难度与复杂度，只是通过在掩膜版设计中做了一定的改变，从而实现了降低工艺生产中不良发生概率的目的。

图3～图6为本发明FFS型TFT-LCD阵列基板结构制造过程的示意图，下面通过TFT-LCD阵列基板结构的制造过程说明本发明上述技术方案。

图3为本发明形成栅电极和公共电极的示意图。如图3所示，首先在玻璃基板1上形成透明电极4，之后在玻璃基板1上制备一层金属薄膜。金属材料通常使用钼、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的组合。用栅极掩模版通过曝光工艺和蚀刻工艺，在玻璃基板的一定区域上形成栅电极2、栅线和公共电极线3，栅线(未示出)与栅电极连接，栅线和公共电极线3隔离设置，公共电极线3和透明电极4连接组成公共电极。

图4为本发明形成栅绝缘层和有源层的示意图。如图4所示，利用化学汽相沉积方法在玻璃基板1上连续沉积栅绝缘层5(栅绝缘层薄膜)、a-Si非晶硅薄膜61和n⁺a-Si非晶硅薄膜62。栅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，用有源层掩模版进行曝光后通过刻蚀形成硅岛状有源层6，有源层6由a-Si非晶硅薄膜61和n⁺a-Si非晶硅薄膜62组成。

图5为本发明形成源漏电极层的示意图。如图5所示，采用和栅金属薄膜类似的制备方法，在阵列基板上沉积一层类似于栅金属薄膜的金属薄膜，通常使用钼、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的组合，通过源电极、漏电极的掩模版在一定区域形成包括源电极、漏电极和数据线的源漏电极层7，同时刻蚀掉暴露的n⁺a-Si非晶硅薄膜62。

图6为本发明形成钝化层的示意图。如图6所示，用上述类似方法，在整个阵列基板上沉积一层钝化层8，在钝化层8上形成过孔(未示出)并形成阻断沟道81，阻断沟道81位于栅线和公共电极线3之间，起到对栅线和公共电极线的阻断作用。在刻蚀时，本发明采用全部刻蚀方法，由于钝化层的刻蚀速率比源漏电极层的刻蚀速率大的多(约为6∶1)，所以源漏电极层最多只被刻掉50nm左右，而源漏电极层的厚度大都在200nm以上，所以全部刻蚀方法是完全可行的。最后，用上述类似方法，在整个阵列基板上沉积一层像素电极材料，使阻断沟道中也会沉积一层像素电极材料。最后通过像素电极掩模版刻蚀掉阻断沟道中的像素电极材料，并形成像素电极9，使像素电极通过过孔与源漏电极层中的漏电极连接。

在上述技术方案中，阻断沟道的宽度大于3μm，优选地，阻断沟道的宽度大于4μm。

要说明的是，上述制造流程没有增加额外的生产工艺，只是在进行掩膜版设计时，掩膜版中除了过孔图案外，还增加了一个栅线-公共电极线阻断沟道的图案。可以通过量产中的数据总结出栅线残留和公共电极残留的多发位置，从而在掩膜版设计中调整阻断沟道的位置，以实现在掩膜版设计中的修复概念。本发明上述技术方案通过把修复思想引入掩膜版设计中，一方面大大降低了修复工作量，提高了工作效率；另一方面，对于以后的掩膜版设计也提供了一个新的思路，如何使掩膜版设计更加贴近于生产，使生产中发生的问题更好的反馈到掩膜版设计中，对于生产制造有很好的启示作用。

图7为本发明FFS型TFT-LCD阵列基板结构的制造方法流程图，具体为：

步骤1、在玻璃基板上形成透明电极，并沉积金属薄膜，通过光刻工艺和蚀刻工艺形成栅电极、栅线和公共电极线；

步骤2、在完成步骤1的玻璃基板上连续沉积栅绝缘层、a-Si非晶硅薄膜和n⁺a-Si非晶硅薄膜，通过光刻工艺和蚀刻工艺，在所述栅电极上形成岛状有源层；

步骤3、在完成步骤2的玻璃基板上沉积金属薄膜，通过光刻工艺和蚀刻工艺形成源漏电极层，同时刻蚀掉暴露的n⁺a-Si非晶硅薄膜；

步骤4、在完成步骤3的玻璃基板上沉积钝化层，并在形成过孔的同时形成对栅线和公共电极线起阻断作用的阻断沟道；

步骤5、在完成步骤4的玻璃基板上形成像素电极，像素电极通过过孔与源漏电极层中的漏电极连接。

步骤1中，首先在玻璃基板上形成透明电极，之后在玻璃基板上制备一层金属薄膜。金属材料通常使用钼、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的组合。用栅极掩模版通过曝光工艺和蚀刻工艺，在玻璃基板的一定区域上形成栅电极、栅线和公共电极线，栅线和公共电极线隔离设置，公共电极线和透明电极连接组成公共电极。

步骤2中，在完成步骤1基础上，利用化学汽相沉积的方法连续沉积栅绝缘层(栅绝缘层薄膜)、a-Si非晶硅薄膜和n⁺a-Si非晶硅薄膜。栅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。用有源层的掩模版进行曝光后通过刻蚀形成硅岛状有源层。

步骤3中，采用和栅金属薄膜类似的制备方法，在阵列基板上沉积一层类似于栅金属薄膜的金属薄膜，通常使用钼、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的组合。通过源电极、漏电极的掩模版在一定区域形成源漏电极层，同时刻蚀掉暴露的n⁺a-Si非晶硅薄膜，源漏电极层包括源电极、漏电极和数据线。

步骤4中，用上述类似方法，在整个阵列基板上沉积一层钝化层，并在钝化层上形成过孔的同时形成阻断沟道，使阻断沟道位于所述栅线和公共电极线之间，起到对栅线和公共电极线的阻断作用。阻断沟道的宽度大于3μm，优选地，阻断沟道的宽度大于4μm。最后，用上述类似方法，在整个阵列基板上沉积一层像素电极材料，使阻断沟道中也会沉积一层像素电极材料，最后通过像素电极掩模版刻蚀掉阻断沟道中的像素电极材料，并形成像素电极，使像素电极通过过孔与源漏电极层中的漏电极连接。

本发明上述技术方案在阵列基板结构中增加了阻断沟道结构，可以有效地修复因栅线残留和公共电极残留造成的不良。在掩膜版设计过程中引入了修复理念，对于栅线残留和公共电极残留等不良的修复有很好的效果，同时可以有效防止因修复残留不良而在后续的工序中造成的新的不良。从本发明的阵列基板结构的制造方法可以看出，并没有增加工艺上的难度与复杂度，只是通过在掩膜版设计中做了一定的改变，从而实现了降低工艺生产中不良发生概率的目的。具体地，在进行掩膜版设计时，掩膜版中除了过孔图案外，还增加了一个栅线-公共电极线阻断沟道的图案。可以通过量产中的数据总结出栅线残留和公共电极残留的多发位置，从而在掩膜版设计中调整阻断沟道的位置，以实现在掩膜版设计中的修复概念。本发明上述技术方案通过把修复思想引入到了掩膜版设计中，一方面大大降低了修复工作量，提高了工作效率；另一方面，对于以后的掩膜版设计也提供了一个新的思路，如何使掩膜版设计更加贴近于生产，使生产中发生的问题更好的反馈到掩膜版设计中，对于生产制造有很好的启示作用。

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，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FFS型TFT-LCD阵列基板结构，其特征在于，包括：

玻璃基板；

栅电极、栅线、公共电极线和透明电极，分别形成在所述玻璃基板上；

栅绝缘层，形成在所述玻璃基板上并覆盖所述栅电极、栅线、公共电极线和透明电极；

有源层，形成在所述栅绝缘层上并位于所述栅电极之上；

源漏电极层，形成在所述有源层上；

钝化层，形成在整个玻璃基板上，其上形成过孔并开设有对栅线和公共电极线起阻断作用的阻断沟道；

像素电极，形成在所述钝化层上，通过过孔与源漏电极层中的漏电极连接。

2.根据权利要求1所述的FFS型TFT-LCD阵列基板结构，其特征在于，所述阻断沟道开设在所述栅线和公共电极线之间。

3.根据权利要求1或2所述的FFS型TFT-LCD阵列基板结构，其特征在于，所述阻断沟道的宽度大于3μm。

4.根据权利要求3所述的FFS型TFT-LCD阵列基板结构，其特征在于，所述阻断沟道的宽度大于4μm。

5.一种FFS型TFT-LCD阵列基板结构的制造方法，其特征在于，包括：

步骤1、在玻璃基板上形成透明电极，并沉积金属薄膜，通过光刻工艺和蚀刻工艺形成栅电极、栅线和公共电极线；

步骤2、在完成步骤1的玻璃基板上连续沉积栅绝缘层、a-Si非晶硅薄膜和n⁺a-Si非晶硅薄膜，通过光刻工艺和蚀刻工艺，在所述栅电极上形成岛状有源层；

步骤3、在完成步骤2的玻璃基板上沉积金属薄膜，通过光刻工艺和蚀刻工艺形成源漏电极层，同时刻蚀掉暴露的n⁺a-Si非晶硅薄膜；

步骤4、在完成步骤3的整个玻璃基板上沉积钝化层，并在形成过孔的同时形成对栅线和公共电极线起阻断作用的阻断沟道；

步骤5、在完成步骤4的玻璃基板上形成像素电极，像素电极通过过孔与源漏电极层中的漏电极连接。

6.根据权利要求5所述的FFS型TFT-LCD阵列基板结构的制造方法，其特征在于，所述阻断沟道形成在所述栅线和公共电极线之间。

7.根据权利要求5或6所述的FFS型TFT-LCD阵列基板结构的制造方法，其特征在于，所述阻断沟道的宽度大于3μm。

8.根据权利要求7所述的FFS型TFT-LCD阵列基板结构的制造方法，其特征在于，所述阻断沟道的宽度大于4μm。

Images