CN102200665A - 高透光度平面内转换液晶显示器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种高透光度平面内转换液晶显示器及其制造方法,尤其涉及一种具有水平电场的水平电场型液晶显示器及其制造方法,所述水平电场位于设置在相同水平面上的像素电极和公共电极的上方。所述水平电场型液晶显示器包括:基板;彼此交叉并且在基板上限定像素区域的栅极线和数据线,在栅极线和数据线之间具有栅极绝缘层;薄膜晶体管,形成在栅极线和数据线交叉处;像素电极,在栅极绝缘层上接触薄膜晶体管;公共电极,与像素电极平行地隔着预定距离设置;和钝化层,覆盖包括像素电极和公共电极的基板的整个表面。根据本申请,由于所有液晶分子,包括设置在像素电极和公共电极正上方的分子都被水平电场所驱动,因此可以提高透光度和孔径比。
Description
本申请要求2010年3月25日提交的韩国专利申请10-2010-0026909的优先权,为了所有目的援引该专利申请的全部内容作为参考。
技术领域
本申请涉及高透光度平面内转换液晶显示器及其制造方法。本申请尤其涉及具有水平电场的水平电场型液晶显示器及其制造方法,所述水平电场位于设置在相同水平面上的像素电极和公共电极上方。
背景技术
目前,发展了各种平板显示器以克服阴极射线管的诸如重量重和体积大的多种缺点。平板显示器包括:液晶显示器(或LCD)、场发射显示器(或FED)、等离子体显示面板(或PDP)和电致发光显示器(或ED)。
液晶显示器通过利用电场控制液晶层的透光度来表现视频数据。根据电场的方向,LCD可以被分成两种主要类型,一种是垂直电场型,另一种是水平电场型。
对于垂直电场型LCD来说,形成在上基板上的公共电极和形成在下基板上的像素电极彼此相对,以形成方向垂直于基板表面的电场。设置在上基板和下基板之间的扭转向列(TN)液晶层受垂直电场驱动。垂直电场型LCD具有高孔径比的优点,同时它具有约90度的较窄视角的缺点。
对于水平电场型LCD来说,公共电极和像素电极平行地形成在相同的基板上。设置在上基板和下基板之间的液晶层被平行于基板表面的电场按照平面内转换(IPS)模式驱动。水平电场型LCD具有比垂直电场型LCD更宽的超过170度的视角和更快的响应速度的优点。
下面,将解释水平电场型LCD。图1是图示根据现有技术的水平电场型液晶显示器的平面图。图2A到2D是沿图1的I-I’线剖开的图示根据现有技术的水平电场型液晶显示面板的制造步骤的剖面图。
参照图1和图2A到2D,液晶显示面板包括其上具有多个薄膜晶体管的薄膜晶体管阵列基板。液晶显示面板还包括图中未示出的面对薄膜晶体管基板的滤色器基板,以及薄膜晶体管基板与滤色器基板之间的液晶层。滤色器基板包括多个滤色器和黑矩阵。
水平电场型LCD面板的薄膜晶体管基板包括:下基板SUB上的彼此交叉的栅极线GL和数据线DL;形成在栅极线GL和数据线DL的交叉部分的薄膜晶体管TFT;形成在栅极线GL和数据线DL的交叉结构所限定的像素区域内用来形成水平电场的像素电极PXL和公共电极COM;和连接到公共电极COM的公共线CL。
薄膜晶体管TFT包括:从栅极线GL分支出的栅极电极G;在覆盖栅极电极G的栅极绝缘层GI上的与栅极电极G重叠的半导体层A;从数据线DL分支出并且接触半导体层A的一侧的源极电极S;与源极电极相对并且接触半导体层A的另一侧的漏极电极D。在薄膜晶体管TFT上形成钝化层PASSI以覆盖并保护薄膜晶体管TFT。在钝化层PASSI上形成像素电极PXL和公共电极COM。
栅极线GL将栅极信号提供给栅极电极G。数据线DL将像素信号通过薄膜晶体管TFT的漏极电极D提供给像素电极PXL。栅极线GL和数据线DL形成在交叉结构中以限定像素区域。公共线CL形成为与栅极线GL平行,并且将用来驱动液晶层的基准电压信号提供给公共电极COM,像素区域在栅极线GL之间。
薄膜晶体管TFT通过对栅极线GL的栅极信号的响应,将像素信号电压充电至并且保持在像素电极PXL。像素电极PXL形成在像素区域内以连接到薄膜晶体管TFT的漏极电极D,漏极电极D经由穿过钝化层PASSI形成的漏极接触孔CHD暴露。公共电极COM形成在像素区域内,以经由穿过钝化层PASSI和栅极绝缘层GI形成的公共接触孔CHCOM连接到公共线CL。尤其是,像素电极PXL和公共电极COM在像素区域内彼此平行设置。例如,公共电极COM具有彼此分离预定距离设置的多个垂直段。像素电极PXL具有多个垂直段,多个垂直段中的每一段都设置在公共电极COM的段之间。
因此,在由薄膜晶体管TFT提供像素信号电压的像素电极PXL和由公共线CL提供基准信号电压的公共电极COM之间形成水平电场。由于这个水平电场,设置在薄膜晶体管阵列基板和滤色器基板之间的液晶层的液晶分子由于介电各向异性而旋转。根据该旋转量,像素区域的透光度不同,进而可以表现视频图像。
下面将参考图1和图2A到2D解释水平电场型液晶显示面板的制造过程。该制造过程具有四个掩模工序,这是目前技术中基本稳定的处理方法。
在基板SUB上沉积栅极金属。通过用第一掩模工序图案化栅极金属来形成栅极元件。如图2A所示,栅极元件包括:栅极线GL、从栅极线GL分支出的栅极电极G;形成在栅极线GL一端的栅极焊盘GP;和与栅极线GL平行设置的公共线CL。
在具有栅极元件的基板SUB的整个表面上沉积栅极绝缘层GI。然后,在栅极绝缘层GI上顺序沉积半导体材料和源极-漏极金属。通过用第二掩模工序图案化半导体材料和源极-漏极金属来形成源极-漏极元件。如图2B所示,源极-漏极元件包括:与栅极线GL交叉的数据线DL;形成在数据线DL一端的数据焊盘DP;从数据线DL分支出并且与栅极电极G的一侧重叠的源极电极S;以及与源极电极S相对并且与栅极电极G的另一侧重叠的漏极电极D。尤其是,源极电极S和漏极电极D彼此物理分离,但是它们经由半导体层A连接起来,半导体层A形成在栅极绝缘层GI上并且与源极电极S和漏极电极D下方的栅极电极G重叠。去除源极电极S和漏极电极D之间的源极-漏极金属,但是应当留下被去除的源极-漏极金属下方的半导体层。因此,优选使用半色调掩模。也就是,在源极-漏极元件下方留下半导体材料,并且该半导体材料不起作用。只有源极电极S与漏极电极D之间的半导体材料起到半导体沟道层A的作用。在此之后,如图1所示,漏极电极D可以形成为与公共线CL重叠。在这种情况下,与漏极电极D重叠的部分可以起到存储电容Cst的作用。
在具有源极-漏极元件的基板SUB的整个表面上沉积钝化层PASSI。如图2C所示,通过用第三掩模工序图案化钝化层PASSI,形成暴露漏极电极D的一些部分的漏极接触孔CHD和暴露数据焊盘DP的一些部分的数据焊盘接触孔CHDP。同时,通过图案化钝化层PASSI和栅极绝缘层GI,形成暴露栅极焊盘GP的一些部分的栅极焊盘接触孔CHGP。而且,在剖面图中未示出,形成暴露公共线CL的一些部分的公共接触孔CHCOM。
在具有接触孔CHGP、CHD、CHDP和CHCOM的钝化层PASSI上沉积诸如ITO(氧化铟锡)的透明导电材料。通过用第四掩模工序图案化透明导电材料,在像素区域内形成像素电极PXL和公共电极COM。同时,形成通过栅极焊盘接触孔CHGP接触栅极焊盘GP的栅极焊盘端子GPT和通过数据焊盘接触孔CHDP接触数据焊盘DP的数据焊盘端子DPT。像素电极PXL通过漏极接触孔CHD接触漏极电极D。公共电极COM通过公共接触孔CHCOM接触公共线CL。如图2D所示,像素电极PXL和公共电极COM隔着预定的距离彼此平行地设置。
然后,尽管未在图中示出,具有像素电极PXL和公共电极COM的薄膜晶体管阵列基板将被传送到处理室中以形成取向层。然后,结合薄膜晶体管阵列基板与滤色器阵列基板,并使液晶层介于薄膜晶体管阵列基板和滤色器阵列基板之间,从而完成液晶显示面板。
下面将详细解释上面提到的水平电场型液晶显示面板中用于驱动液晶层的水平电场的形成。图3是沿图1的II-II’线剖开的剖面图,图示根据现有技术的水平电场型液晶显示面板中在像素电极和公共电极之间形成的用于驱动液晶分子的水平电场的形成。
参照图2,在相同的水平面上平行地设置像素电极PXL和公共电极COM。当像素电极PXL和公共电极COM之间存在DC电压差时,水平电场形成为如图3中示出的实曲线。如上面所解释的,像素电极PXL和公共电极COM具有矩形段的形状。隔着预定的距离相对地设置像素电极PXL和公共电极COM。
如图3所示,在目前使用最多的水平电场型液晶显示面板中,像素电极PXL和公共电极COM形成为具有大约4μm(微米)线宽的段形状。像素电极PXL和公共电极COM彼此间隔大约10-12μm的距离,该距离大约是线宽的2.5-3倍。此外,在像素电极PXL和公共电极COM上沉积用于限定液晶层的液晶分子LCM的最初取向的取向层ALG。
当在像素电极PXL和公共电极COM之间形成电场时,液晶层分子LCM沿电场的方向重新排列。在这种情况下,在像素电极PXL和公共电极COM的最靠近的侧边之间的空间中形成水平电场。然而,在像素电极PXL和公共电极COM的正上方没有水平电场,而几乎都是垂直电场。
在这种情况下,如图3所示,设置在像素电极PXL和公共电极COM正上方的大多数液晶分子LCM没有被电场重新排列,而是保持最初的取向。也就是,设置在像素电极PXL和公共电极COM之间的液晶分子LCM被水平电场所驱动,对透光度的变化有贡献。然而,在像素电极PXL和公共电极COM正上方的液晶分子LCM没有被水平电场所驱动,因此它们对透光度的变化没有贡献。因此,被像素电极PXL和公共电极COM所占据的区域是非显示区域NDA,只有像素电极PXL和公共电极COM之间的空间的区域是显示区域DA。
在垂直电场型中,像素区域中的像素电极PXL和公共电极COM的整个重叠区域都直接对孔径比和亮度有贡献。然而,在水平电场型中,像素电极PXL和公共电极COM的区域不直接对孔径比和亮度有贡献。甚至即使像素电极PXL和公共电极COM由透明材料制成,它们仍会降低孔径比和亮度。
发明内容
为了克服上面提到的缺点,本申请的目的是提供一种高透光度平面内转换液晶显示器及其制造方法,其中增加了被水平电场所驱动的液晶分子的部分。本申请的另一个目的是提供一种高透光度平面内转换液晶显示器及其制造方法,其中设置在像素电极和公共电极正上方的液晶分子被水平电场所驱动。本申请的再一个目的是提供一种高透光度平面内转换液晶显示器及其制造方法,其中在设置于同一水平面上的像素电极和公共电极上方形成水平电场。
为了实现上述目的,本申请提供一种水平电场型液晶显示器,包括:基板;彼此交叉且在基板上限定像素区域的栅极线和数据线,在栅极线和数据线之间具有栅极绝缘层;薄膜晶体管,形成在栅极线和数据线交叉处;像素电极,在栅极绝缘层上接触薄膜晶体管;公共电极,与像素电极平行地隔着预定距离设置;和钝化层,覆盖包括像素电极和公共电极的基板的整个表面。
像素电极与公共电极之间的预定距离是像素电极与公共电极中至少一个宽度的0.5-1.5倍。
该液晶显示器还包括:栅极焊盘,形成在栅极线的一端;数据焊盘,形成在数据线的一端;数据焊盘接触孔,穿过钝化层暴露数据焊盘的一些部分;栅极焊盘接触孔,穿过钝化层和栅极绝缘层暴露栅极焊盘的一些部分;数据焊盘端子,填充在数据焊盘接触孔中并且接触数据焊盘;和栅极焊盘端子,填充在栅极焊盘接触孔中并且接触栅极焊盘。
该液晶显示器还包括:公共线,与栅极线平行地设置在同一水平面上;公共接触孔,穿过钝化层暴露公共电极的一些部分,并且穿过钝化层和栅极绝缘层暴露公共线的一些部分;公共连接端子,填充在公共接触孔中,并且连接公共电极和公共线。
薄膜晶体管包括:栅极电极,从栅极线分支出;半导体层,在覆盖栅极线和栅极电极的栅极绝缘层上与栅极电极重叠;源极电极,形成在栅极绝缘层上,从数据线分支出并且接触半导体层的一侧;和漏极电极,接触半导体层的另一侧,并且与源极电极相对。
一种高透光度平面内转换液晶显示器的制造方法包括:第一掩模工序,通过在基板上沉积和图案化栅极金属来形成栅极元件;第二掩模工序,通过顺序沉积栅极绝缘层、半导体材料和源极-漏极金属,并且通过图案化半导体材料和源极-漏极金属以形成源极-漏极元件来完成薄膜晶体管;第三掩模工序,通过在栅极绝缘层上沉积和图案化透明导电材料,形成连接薄膜晶体管的像素电极和与像素电极平行地隔着预定距离设置的公共电极;和第四掩模工序,通过在具有像素电极和公共电极的基板的整个表面上沉积和图案化钝化层,形成暴露栅极元件的一些部分的栅极接触孔和暴露源极-漏极元件的一些部分的数据接触孔,并且形成分别填充在栅极接触孔和数据接触孔中的栅极端子和数据端子。
第四掩模工序包括:在钝化层上沉积和图案化光刻胶;用图案化的光刻胶形成栅极接触孔和数据接触孔;在具有图案化的光刻胶、栅极接触孔和数据接触孔的基板的整个表面上沉积导电材料;和通过去除图案化的光刻胶形成栅极端子和数据端子,以选择性地去除沉积在光刻胶上的导电材料和保留填充在栅极接触孔和数据接触孔中的导电材料。
第一掩模工序中的栅极元件包括:栅极线;从栅极线分支出的栅极电极;形成在栅极线一端的栅极焊盘;和与栅极线平行设置的公共线,并且其中第四掩模工序中的栅极接触孔包括:栅极焊盘接触孔,穿过钝化层和栅极绝缘层暴露栅极焊盘的一些部分;公共接触孔,穿过钝化层和栅极绝缘层暴露公共线的一些部分,并且穿过钝化层暴露公共电极的一些部分。
第四掩模工序中的栅极端子包括:填充在栅极焊盘接触孔中并且接触栅极焊盘的栅极焊盘端子;填充在公共接触孔中并且将公共线的一些部分与公共电极的一些部分连接起来的公共连接端子。
第二掩模工序中的源极-漏极元件包括:与栅极线交叉的数据线,栅极线和数据线之间具有栅极绝缘层;形成在数据线一端的数据焊盘;从数据线分支出并且与栅极电极的一侧重叠的源极电极;以及与栅极电极的另一侧重叠并且与源极电极相对的漏极电极,其中薄膜晶体管在栅极绝缘层上与栅极电极重叠,并且包括连接源极电极和漏极电极的半导体层,并且其中第四掩模工序中的数据接触孔包括穿过钝化层暴露数据焊盘的一些部分的数据焊盘接触孔。
第四掩模工序中的数据端子包括填充在数据焊盘接触孔中并且连接数据焊盘的数据焊盘端子。
在根据本申请的液晶显示器中,由于所有液晶分子,包括设置在像素电极和公共电极正上方的分子都被水平电场所驱动,所以提高了透光度和孔径比。而且,根据本申请,可以通过简化光学膜的结构来制造结构优化且制造成本降低的液晶显示面板。
附图说明
所包括的用于提供对本发明的进一步理解的附图合并入并且构成说明书的一部分,图示本发明的实施例并且与说明书一起用来解释本发明的原理。
在附图中:
图1是图示根据现有技术的水平电场型液晶显示器的平面图。
图2A到2D是沿图1的I-I’线剖开的剖面图,图示根据现有技术的水平电场型液晶显示面板的制造步骤。
图3是沿图1的II-II’线剖开的剖面图,图示根据现有技术的水平电场型液晶显示面板中在像素电极和公共电极之间形成的用于驱动液晶分子的水平电场的形成。
图4是图示根据本申请第一实施例的水平电场型液晶显示面板中在像素电极和公共电极之间形成的用于驱动液晶分子的水平电场的形成的剖面图。
图5A和5B是图示根据本申请第二实施例的水平电场型液晶显示面板的制造步骤的剖面图。
图6是图示根据本申请第三实施例的水平电场型液晶显示面板的结构的平面图。
图7A到7E是沿图6的III-III’线剖开的剖面图,图示根据本申请第三实施例的水平电场型液晶显示面板的制造步骤。
具体实施方式
下面参照包括图4到7E的附图解释本申请的优选实施例。图4是图示根据本申请第一实施例的水平电场型液晶显示面板中在像素电极和公共电极之间形成的用于驱动液晶分子的水平电场的形成的剖面图。图5A和5B是图示根据本申请第二实施例的水平电场型液晶显示面板的制造步骤的剖面图。
在本申请中,重要的是将像素电极与公共电极之间的电场的所有轮廓线构造为具有水平分量。为此,优选将像素电极PXL和公共电极COM设置为具有比现有技术的情况更窄的距离。也就是,根据本申请第一实施例的薄膜晶体管阵列基板的制造方法可以包括与根据现有技术的制造方法相同的步骤。然而,当形成像素电极PXL和公共电极COM时,优选将像素电极PXL和公共电极COM设置为具有比现有技术更近的距离。参考图4,将像素电极PXL和公共电极COM按照它们的宽度的0.5-1.5倍的距离设置。例如,当像素电极PXL和公共电极COM具有4μm的宽度时,可以将像素电极PXL和公共电极COM设置为具有在2-6μm之中选择的一个距离。
在这种情况下,如图4所示,在像素电极PXL和公共电极COM之间形成的所有电场轮廓线都对形成水平电场有贡献。仅在像素电极PXL和公共电极COM的极其小的中间部分上可能存在微弱电场的垂直分量。因此,在根据本申请的水平电场型液晶显示面板中,液晶材料的所有分子被水平电场所驱动。也就是,在现有技术中由于没有被水平电场所影响而没有被驱动的设置在像素电极PXL和公共电极COM上方的液晶分子可以被根据本申请的水平电场所驱动。因此,本申请提出了具有提高的透光度的液晶显示器。
然而,在本申请的第一实施例中,可能存在另一个问题。由于将像素电极PXL和公共电极COM设置为具有与它们的宽度相同的距离,所以它们可能被无意中设置在其上的外来材料所损坏。尤其是,当在其上设置导电的外来材料时,像素电极PXL和公共电极COM可能被电连接,从而不能形成水平电场。
如上所述,在形成了像素电极PXL和公共电极COM之后,将薄膜晶体管阵列基板传送到反应室中以沉积取向层。在这个过程中,在被外来材料尤其是导电的外来材料所污染的条件下暴露薄膜晶体管。因此,优选在薄膜晶体管阵列的制造工序的条件下继续进行取向层的沉积工序。但很难如此处理,因为沉积工序与薄膜晶体管阵列的制造工序具有完全不同的条件。
为了克服这些问题,根据本申请第二实施例,在像素电极和公共电极之后还形成第二保护层。图5A和5B是图示根据本申请第二实施例的水平电场型液晶显示面板的制造步骤的剖面图。
通过与本申请的第一实施例相同的方法,制造具有像素电极PXL和公共电极COM的薄膜晶体管基板。如上所述,制造薄膜晶体管基板的步骤与根据现有技术的制造方法相同。也就是,用图2A到2D中示出的相同步骤,在基板SUB上形成像素电极PXL、公共电极COM、栅极焊盘端子GPT、和数据焊盘端子DPT。
在具有像素电极PXL、公共电极COM、栅极焊盘端子GPT、和数据焊盘端子DPT的基板SUB的整个表面上沉积第二钝化层PASSI2。像素电极PXL和公共电极COM即使被第二钝化层PASSI2覆盖也没有问题。然而,应当暴露栅极焊盘端子GPT和数据焊盘端子DPT,因为要从外部元件向它们提供电信号。因此,如图5A所示,通过用第五掩模工序图案化第二钝化层PASSI2,形成暴露栅极焊盘端子GPT的第二栅极焊盘接触孔CHGP2和暴露数据焊盘端子DPT的数据焊盘接触孔CHDP2。
在具有第二接触孔CHGP2和CHDP2的第二钝化层PASSI2上沉积诸如氧化铟锡(ITO)的透明导电材料。如图5B所示,通过用第六掩模工序图案化透明导电层,形成通过第二栅极焊盘接触孔CHGP2接触栅极焊盘端子GPT的第二栅极焊盘端子GPT2,和通过第二数据焊盘接触孔CHDP2接触数据焊盘端子DPT的第二数据焊盘端子DPT2。
根据本申请第二实施例的水平电场型液晶显示面板可以在像素电极PXL和公共电极COM上方形成水平电场轮廓。而且,由于像素电极PXL和公共电极COM被第二钝化层PASSI2所覆盖,所以可以防止它们在制造过程中被外来材料所损坏。
然而,如上所示,第二实施例需要具有两个附加的掩模工序。这些附加的掩模工序会增加制造单件工时,并且制造成本会很昂贵。因此,本申请的第二实施例具有不适用于实际制造工艺的缺点。
为了克服这些问题和缺点,本申请的第三实施例提供了一种用4个掩模工序制造薄膜晶体管阵列基板以及相应的水平电场型液晶显示面板的方法,所制造的薄膜晶体管阵列基板具有紧密设置的像素电极和公共电极。图6是图示根据本申请第三实施例的水平电场型液晶显示面板的结构的平面图。图7A到7E是沿图6的III-III’线剖开的剖面图,图示根据本申请第三实施例的水平电场型液晶显示面板的制造步骤。
首先将参照图7A到7E解释薄膜晶体管阵列基板的制造方法。在基板SUB上沉积栅极金属。通过用第一掩模工序图案化栅极金属来形成栅极元件。如图7A所示,栅极元件包括:栅极线GL、从栅极线GL分支出的栅极电极G;形成在栅极线GL的一端的栅极焊盘GP;和与栅极线GL平行设置的公共线CL。
在具有栅极元件的基板SUB的整个表面上沉积栅极绝缘层GI。然后,在栅极绝缘层GI上顺序沉积半导体材料和源极-漏极金属。如图7B所示,通过用第二掩模工序图案化半导体材料和源极-漏极金属来形成源极-漏极元件。源极-漏极元件包括:在栅极绝缘层GI上与栅极线GL交义的数据线DL;形成在数据线DL的一端的数据焊盘DP;从数据线DL分支出并且与栅极电极G的一侧重叠的源极电极S;以及与源极电极S相对并且与栅极电极G的另一侧重叠的漏极电极D。尤其是,源极电极S和漏极电极D彼此物理分离,但是它们通过与栅极绝缘层GI上的栅极电极G重叠的半导体沟道层A电连接起来。应去除源极电极S和漏极电极D之间的源极-漏极金属,但是它们之间的半导体层应该被留下,因此,优选使用半色调掩模。然后,在源极电极S和漏极电极D下方也留下半导体材料,并且该半导体材料不特别起作用。只有源极电极S与漏极电极D之间的半导体材料起到半导体沟道层A的作用。
在具有源极-漏极元件的基板SUB的整个表面上沉积诸如氧化铟锡(ITO)的透明导电材料。通过用第三掩模工序图案化透明导电材料,在栅极绝缘层GI上的像素区域内形成像素电极PXL和公共电极COM。像素电极PXL可以覆盖漏极电极D的一些部分。像素电极PXL和公共电极COM隔着预定距离彼此平行地设置。尤其是,如图7C所示,像素电极PXL和公共电极COM被设置为具有像素电极PXL或公共电极COM的宽度的0.5-1.5倍的距离。
在具有像素电极PXL和公共电极COM的基板SUB的整个表面上沉积钝化层PASSI。通过用第四掩模工序图案化钝化层PASSI,形成暴露焊盘的接触孔,同时形成通过该接触孔接触焊盘的焊盘端子。下面将解释具体的制造方法。
在钝化层PASSI上沉积光刻胶PR。通过用于形成栅极焊盘接触孔CHGP和数据焊盘接触孔CHDP的第四掩模图案化该光刻胶PR。根据光刻胶PR的图案来刻蚀钝化层PASSI,形成暴露数据焊盘DP的所有部分或一些部分的数据焊盘接触孔CHDP。然后,通过顺序刻蚀钝化层PASSI和栅极绝缘层GI,形成暴露栅极焊盘GP的所有部分或一些部分的栅极焊盘接触孔CHGP。虽然没有在剖面图中示出,但可以通过刻蚀钝化层PASSI和栅极绝缘层GI,进一步形成穿过钝化层PASSI和栅极绝缘层GI暴露公共线CL的一些部分和穿过钝化层PASSI暴露公共电极COM的一些部分的公共接触孔CHCOM。然后,如图7D所示,没有剥离光刻胶PR,在基板SUB的整个表面上沉积诸如氧化铟锡(ITO)或金属的导电材料M。
在导电材料M覆盖光刻胶PR的表面且填充在栅极焊盘接触孔CHGP和数据焊盘接触孔CHDP中的情况下,通过剥离工序去除光刻胶PR。然后,覆盖光刻胶PR的导电材料M将与光刻胶PR一起被去除。在此之后,如图7E所示,填充在栅极焊盘接触孔CHGP和数据焊盘接触孔CHDP中的导电材料M将分别是接触栅极焊盘GP的栅极焊盘端子GPT和接触数据焊盘DP的数据焊盘端子DPT。虽然没有在剖面图中示出,但暴露公共线CL和公共电极COM的一些部分的公共接触孔CHCOM被导电材料M所填充。因此,可以形成将公共电极COM与公共线CL连接起来的公共连接端子COMT。
根据本申请的第三实施例,可以利用四个掩模工序制造薄膜晶体管基板,在该薄膜晶体管基板上像素电极PXL和公共电极COM比现有技术更紧密的设置,足以在像素电极PXL和公共电极COM自身上方形成水平电场。而且,由于在栅极绝缘层GI和钝化层PASSI之间形成像素电极PXL和公共电极COM,因此在制造薄膜晶体管阵列基板的过程中不存在导致像素电极PXL和公共电极COM之间的短路问题的外来材料。
此外,参见图6,下面将解释根据本申请第三实施例的水平电场型液晶显示面板的结构特性。根据本申请第三实施例的水平电场型液晶显示面板包括:基板SUB;彼此交叉且限定像素区域的栅极线GL和数据线DL,栅极绝缘层GI介于栅极线GL和数据线DL之间;在栅极线GL和数据线DL交叉处形成的薄膜晶体管TFT;与薄膜晶体管TFT电连接且形成在栅极绝缘层GI上的像素电极PXL;与像素电极PXL平行地隔着预定距离设置的公共电极COM;以及覆盖具有像素电极PXL和公共电极COM的基板SUB的钝化层PASSI。
也就是,依照在栅极绝缘层GI上用像素电极PXL覆盖漏极电极D的方式,形成漏极电极D和像素电极PXL。填充公共接触孔CHCOM的公共连接端子COMT将公共电极COM和公共线CL连接起来,公共接触孔CHCOM同时暴露公共电极COM和公共线CL的一些部分。
而且,在钝化层PASSI上暴露的包括栅极焊盘端子GPT和数据焊盘端子DPT的焊盘端子填充在接触孔CHGP和CHDP中,并且完全覆盖分别通过接触孔CHGP和CHDP暴露的栅极焊盘GP和数据焊盘DP。因此,在平面图中,栅极焊盘端子GPT和数据焊盘端子DPT的每一个分别与接触孔CHGP和CHDP的每一个具有相同的尺寸和形状。
在图6的平面图中,尽管可能没有显示出像素电极PXL和公共电极COM之间的距离比图1现有技术的距离更近,这是由制图方便性所致。事实上,像素电极PXL和公共电极COM之间的距离比图1显示的距离近得多。尤其是,像素电极PXL和公共电极COM被设置为具有像素电极PXL或公共电极COM的宽度的0.5-1.5倍的距离。
尽管参照附图具体描述了本发明的实施例,但是本领域技术人员应理解,可以按照其它形式实施本发明,而不改变本发明的技术意图或实质特征。因此,应注意到前面所述的实施例在各个方面只是例示性的,并不构成对发明的限制。本发明的范围由所附附图限定,而非发明的具体说明。在权利要求书的意图和范围内的所有改变或变型或其等价物均应落入本发明的范围内。
Claims (12)
1.一种水平电场型液晶显示器,包括:
基板;
栅极线和数据线,彼此交叉且在基板上限定像素区域,在所述栅极线和数据线之间具有栅极绝缘层;
薄膜晶体管,形成在所述栅极线和数据线交叉处;
像素电极,在所述栅极绝缘层上接触所述薄膜晶体管;
公共电极,与所述像素电极平行地隔着预定距离设置;和
钝化层,覆盖包括所述像素电极和公共电极的基板的整个表面。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器,其中所述像素电极与公共电极之间的预定距离是所述像素电极与公共电极中至少一个宽度的0.5-1.5倍。
3.根据权利要求1所述的液晶显示器,还包括:
栅极焊盘,形成在所述栅极线的一端;
数据焊盘,形成在所述数据线的一端;
数据焊盘接触孔,穿过所述钝化层暴露所述数据焊盘的一些部分;
栅极焊盘接触孔,穿过所述钝化层和栅极绝缘层暴露所述栅极焊盘的一些部分;
数据焊盘端子,填充在所述数据焊盘接触孔中并且接触所述数据焊盘;和
栅极焊盘端子,填充在所述栅极焊盘接触孔中并且接触所述栅极焊盘。
4.根据权利要求1所述的液晶显示器,还包括:
公共线,与所述栅极线平行地设置在同一水平面上;
公共接触孔,穿过所述钝化层暴露所述公共电极的一些部分,并且穿过所述钝化层和栅极绝缘层暴露所述公共线的一些部分;和
公共连接端子,填充在所述公共接触孔中,并且连接所述公共电极和公共线。
5.根据权利要求1所述的液晶显示器,其中所述薄膜晶体管包括:
栅极电极,从所述栅极线分支出;
半导体层,在覆盖所述栅极线和栅极电极的栅极绝缘层上与所述栅极电极重叠;
源极电极,形成在所述栅极绝缘层上,从所述数据线分支出并且接触所述半导体层的一侧;和
漏极电极,接触所述半导体层的另一侧,并且与所述源极电极相对。
6.一种高透光度平面内转换液晶显示器的制造方法,包括:
第一掩模工序,通过在基板上沉积和图案化栅极金属来形成栅极元件;
第二掩模工序,通过顺序沉积栅极绝缘层、半导体材料和源极-漏极金属,并且通过图案化所述半导体材料和源极-漏极金属以形成源极-漏极元件来完成薄膜晶体管;
第三掩模工序,通过在所述栅极绝缘层上沉积和图案化透明导电材料,形成连接所述薄膜晶体管的像素电极和与所述像素电极平行地隔着预定距离设置的公共电极;和
第四掩模工序,通过在具有所述像素电极和公共电极的基板的整个表面上沉积和图案化钝化层,形成暴露所述栅极元件的一些部分的栅极接触孔和暴露所述源极-漏极元件的一些部分的数据接触孔,并且形成分别填充在所述栅极接触孔和数据接触孔中的栅极端子和数据端子。
7.根据权利要求6所述的方法,其中所述第四掩模工序包括:
在所述钝化层上沉积和图案化光刻胶;
用图案化的光刻胶形成所述栅极接触孔和数据接触孔;
在具有所述图案化的光刻胶、栅极接触孔和数据接触孔的基板的整个表面上沉积导电材料;和
通过去除所述图案化的光刻胶形成栅极端子和数据端子,以选择性地去除沉积在所述光刻胶上的导电材料和保留填充在所述栅极接触孔和数据接触孔中的导电材料。
8.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一掩模工序中的所述栅极元件包括:
栅极线;
从所述栅极线分支出的栅极电极;
形成在所述栅极线一端的栅极焊盘;和
与所述栅极线平行设置的公共线,
其中所述第四掩模工序中的所述栅极接触孔包括:
栅极焊盘接触孔,穿过所述钝化层和栅极绝缘层暴露所述栅极焊盘的一些部分;和
公共接触孔,穿过所述钝化层和栅极绝缘层暴露所述公共线的一些部分,并且穿过所述钝化层暴露所述公共电极的一些部分。
9.根据权利要求8所述的方法,其中所述第四掩模工序中的所述栅极端子包括:
填充在所述栅极焊盘接触孔中并且接触所述栅极焊盘的栅极焊盘端子;和
填充在所述公共接触孔中并且将所述公共线的一些部分与所述公共电极的一些部分连接起来的公共连接端子。
10.根据权利要求6所述的方法,其中所述第二掩模工序中的所述源极-漏极元件包括:
与所述栅极线交叉的数据线,所述栅极线和数据线之间具有栅极绝缘层;
形成在所述数据线一端的数据焊盘;
从所述数据线分支出并且与所述栅极电极的一侧重叠的源极电极;以及
与所述栅极电极的另一侧重叠并且与所述源极电极相对的漏极电极,
其中所述薄膜晶体管在所述栅极绝缘层上与所述栅极电极重叠,并且包括连接所述源极电极和漏极电极的半导体层,
其中所述第四掩模工序中的所述数据接触孔包括穿过所述钝化层暴露所述数据焊盘的一些部分的数据焊盘接触孔。
11.根据权利要求10所述的方法,其中所述第四掩模工序中的所述数据端子包括填充在所述数据焊盘接触孔中并且连接所述数据焊盘的数据焊盘端子。
12.根据权利要求6所述的方法,其中所述像素电极与公共电极之间的预定距离是所述像素电极与公共电极中至少一个宽度的0.5-1.5倍。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |