CN102799005A - Tft-lcd窄边框设计中的扇出走线的设计 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种TFT-LCD窄边框设计中的扇出走线的设计。该扇出走线的设计主要包括：用于蚀刻形成平行排列的第一扇出走线的第一金属层及用于蚀刻形成平行排列的第二扇出走线的第二金属层，该第一金属层和第二金属层呈上下平行配置并且大体上相对，所述第一扇出走线的线宽及扇出节距与第二扇出走线的线宽及扇出节距相等，所述第一扇出走线在第二金属层上的投影与第二扇出走线平行并且与第二扇出走线呈等距离交错。本发明的TFT-LCD窄边框设计中的扇出走线的设计可实现走线节距≤8μm，减少扇出高度，并且同时增加金属关键尺寸，减小电阻负载，实现窄边框设计。

Description

TFT-LCD窄边框设计中的扇出走线的设计
技术领域
本发明涉及TFT-LCD窄边框设计，尤其涉及一种TFT-LCD窄边框设计中的扇出走线的设计。
背景技术
TFT(Thin Film Transistor)-LCD即薄膜晶体管LCD，是有源矩阵类型液晶显示器(AM-LCD)中的一种。液晶平板显示器，特别TFT-LCD，是目前唯一在亮度、对比度、功耗、寿命、体积和重量等综合性能上全面赶上和超过CRT的显示器件，它的性能优良、大规模生产特性好，自动化程度高，原材料成本低廉，发展空间广阔，将迅速成为新世纪的主流产品，是21世纪全球经济增长的一个亮点。
液晶显示面板具有有效显示区域（active area）以及周边电路区（peripheral circuit area）。有效显示区域内配置有多个像素（pixel）以形成像素阵列，周边电路区则设有周边线路（peripheral circuit）。每个像素都包括薄膜晶体管以及与该薄膜晶体管连接的像素电极，且每个像素都被两条相邻的扫描线以及两条相邻的数据线包围。通常，这些扫描线以及数据线会由有效显示区域延伸至周边电路区，并通过周边电路与驱动芯片（driver IC）电性连接。一般而言，驱动芯片有特定的尺寸设计，周边电路会由连接扫描线与数据线的一端向驱动芯片所在的区域集中而构成扇出（Fanout）走线。
TFT-LCD再往更高层次的发展及市场需求，需要以窄边框设计，实现完美的视觉效果。窄边框设计要求实现更窄的有效显示区域（AA）-TFT的距离，但是目前同一层金属层（Metal layer）设计扇出（Fanout）走线方式，在设计制程上会引入很多难点：
1、首先窄边框设计需要更严格的扇出（Fanout）高度，因此要求引入扇出（Fanout）的线宽（Line）+间距（Space）≤9μm；
2、黄光机台分辨率（Resolution）(μm)极限：尼康（Nikon）黄光机台=2.5μm、佳能（Canon）黄光机台=3.0μm，因此对于尼康（Nikon）黄光机台来说，引入的最小间距（Space）应开到2.5μm；
3、大尺寸TFT-LCD需要的金属（Metal）膜厚较厚，湿法蚀刻（WET）的关键尺寸损失（CD LOSS）量控制在2.5±1.0μm，因此产品上最小的蚀刻后检查（AEI）有可能会达到扇出走线的线宽/间距（L/S）=6.0μm/2.0μm (按照掩膜的线宽/间距（Mask L/S）=5.5μm/2.5μm，使用尼康（Nikon）机台评估)；
4、参见图1所示，其为现有技术中湿法蚀刻的金属线的关键尺寸的示意图。第一金属层11为铝，厚度为3300埃，第二金属层12为钼，厚度为600埃，采用的是目前的双层层叠（overlap）金属走线方式，由于是产品湿法蚀刻的金属线，因此同时还要控制形貌（Tape）角度，以控制下底角角度α范围介于20°~60°之间，按照金属方块电阻（Metal RS）=0.085，厚度（THK）=(铝)3300埃+(钼)600埃=0.39μm来计算，关键尺寸（CD）>2×0.39μm×ctg20°>2.2μm，才能保证上面的钼（Mo）不会消失（Loss）；
参见图2，其为现有技术中单层金属扇出走线的掩膜设计示意图，经光刻的掩膜20设于金属层上，借助掩膜20进行湿法蚀刻处理，如果想按照图2所示的掩膜设计示意图实现扇出走线的线宽+间距=7μm的设计，需要将掩膜20配置为线宽L为4.5μm，间距S为2.5μm，也就是L/S=4.5μm/2.5μm，按现有制程以及黄光机台无法实现这样的掩膜20；
5、因此，以目前的制程条件无法实现扇出走线的线宽（Line）+间距（Space）≤8μm，并且可能导致顶部钼消失的风险（Top Mo Miss Risk）。只能按照线宽/间距（Line/Space）=6.5μm/2.5μm尝试实验，但是同样最小线宽关键尺寸（Line CD）可能到3.0μm，被风刀（AK）吹断的风险极高，同时如果阵列（Array）侧的扇出（Fanout）断线，由于金属线过于密集，无法长线修复，产品良率过低。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种TFT-LCD窄边框设计中的扇出走线的设计，解决现有的制程条件无法实现扇出走线的线宽+间距≤8μm的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种TFT-LCD窄边框设计中的扇出走线的设计，包括：用于蚀刻形成平行排列的第一扇出走线的第一金属层及用于蚀刻形成平行排列的第二扇出走线的第二金属层，该第一金属层和第二金属层呈上下平行配置并且大体上交错相对，所述第一扇出走线的线宽及扇出节距与第二扇出走线的线宽及扇出节距相等，所述第一扇出走线在第二金属层上的投影与第二扇出走线平行并且与第二扇出走线呈等距离交错。
其中，所述第一扇出走线用作数据线或栅极线。
其中，所述第二扇出走线用作数据线或栅极线。
其中，所述第一扇出走线用作排序为奇数的数据线和栅极线，所述第二扇出走线用作排序为偶数的数据线和栅极线。
其中，所述第一扇出走线用作排序为偶数的数据线和栅极线，所述第二扇出走线用作排序为奇数的数据线和栅极线。
其中，所述扇出节距≤8μm。
其中，所述扇出节距为7μm。
其中，所述线宽为4.5μm。
其中，所述第一金属层和第二金属层的方块电阻相等。
其中，所述第一金属层和第二金属层的方块电阻等于0.085。
综上所述，本发明的TFT-LCD窄边框设计中的扇出走线的设计可实现走线节距≤8μm，减少扇出高度，并且同时增加金属关键尺寸，减小电阻负载，实现窄边框设计。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
附图中，
图1为现有技术中湿法蚀刻金属线的关键尺寸的示意图；
图2为现有技术中单层金属扇出走线的掩膜设计示意图；
图3为本发明TFT-LCD窄边框设计中的扇出走线的设计一较佳实施例的结构示意图；
图4为实现本发明扇出走线的设计的掩膜设计示意图。
具体实施方式
参见图3所示，其为本发明TFT-LCD窄边框设计中的扇出走线的设计一较佳实施例的结构示意图。该扇出走线的设计主要包括：用于蚀刻形成平行排列的第一扇出走线31的第一金属层及用于蚀刻形成平行排列的第二扇出走线32的第二金属层，该第一金属层和第二金属层呈上下平行配置并且大体上相对，所述第一扇出走线31的线宽及扇出节距与第二扇出走线32的线宽及扇出节距相等，所述第一扇出走线31在第二金属层上的投影与第二扇出走线32平行并且与第二扇出走线32呈等距离交错。由于本发明重点在于扇出走线设计，因此金属层或扇出走线可能涉及的相关结构如基板、绝缘层、钝化层等结构在此不再赘述。
本发明的TFT-LCD窄边框设计中的扇出走线的设计采用双层金属交错的方式实现扇出走线，从而取代目前的双层层叠（overlap）金属或只单层金属层（layer）的走线方式。双层金属交错的方式可以实现较大的关键尺寸线宽（CD Line），减少电阻负载（R loading）。
对于TFT-LCD窄边框设计来说，可以采用奇数走线同一层金属，偶数走线同一层金属的设置。例如，第一扇出走线31用作数据线或栅极线；第二扇出走线32用作数据线或栅极线。第一扇出走线31用作排序为奇数的数据线和栅极线，第二扇出走线32用作排序为偶数的数据线和栅极线；或者第一扇出走线31用作排序为偶数的数据线和栅极线，第二扇出走线32用作排序为奇数的数据线和栅极线。第一金属层和第二金属层的方块电阻可以相等，并且等于0.085。
参见图4，其为实现本发明扇出走线的设计的掩膜设计示意图。由于本发明的TFT-LCD窄边框设计中的扇出走线的设计采用双层金属交错的方式实现扇出走线，因此在蚀刻形成扇出走线的过程中可以应用两层掩膜41和掩膜42，掩膜41和掩膜42可以分别对应不同的金属层，因此可以分别形成。具体设计上，参见图4中表示的尺寸，对于每一层金属来说，其对应的掩膜41或掩膜42的线宽/间距（L/S）=7μm/7μm，也就是掩膜的线宽=7μm，间距=7μm；而对于整体双层金属层来说，所形成的扇出走线的线宽/间距（L/S）=4.5μm/2.5μm，总体扇出节距（Fanout Pitch）=7μm≤8μm，从而最终实现扇出走线蚀刻后检查关键尺寸（AEI CD）=4.5μm，减少了扇出高度，同时增加金属关键尺寸，减小电阻负载，实现窄边框设计。图4中所标示的尺寸仅为可能的选择，也可以根据实际的制程条件加以调整，在此不再赘述。
综上所述，本发明的TFT-LCD窄边框设计中的扇出走线的设计可实现走线节距（pitch）≤8μm，减少扇出高度，并且同时增加金属关键尺寸（MetalCD），减小电阻负载（R loading），实现窄边框设计。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种TFT-LCD窄边框设计中的扇出走线的设计，其特征在于，包括：用于蚀刻形成平行排列的第一扇出走线的第一金属层及用于蚀刻形成平行排列的第二扇出走线的第二金属层，该第一金属层和第二金属层呈上下平行配置并且大体上交错相对，所述第一扇出走线的线宽及扇出节距与第二扇出走线的线宽及扇出节距相等，所述第一扇出走线在第二金属层上的投影与第二扇出走线平行并且与第二扇出走线呈等距离交错。
2.如权利要求1所述的TFT-LCD窄边框设计中的扇出走线的设计，其特征在于，所述第一扇出走线用作数据线或栅极线。
3.如权利要求1所述的TFT-LCD窄边框设计中的扇出走线的设计，其特征在于，所述第二扇出走线用作数据线或栅极线。
4.如权利要求1所述的TFT-LCD窄边框设计中的扇出走线的设计，其特征在于，所述第一扇出走线用作排序为奇数的数据线和栅极线，所述第二扇出走线用作排序为偶数的数据线和栅极线。
5.如权利要求1所述的TFT-LCD窄边框设计中的扇出走线的设计，其特征在于，所述第一扇出走线用作排序为偶数的数据线和栅极线，所述第二扇出走线用作排序为奇数的数据线和栅极线。
6.如权利要求1所述的TFT-LCD窄边框设计中的扇出走线的设计，其特征在于，所述扇出节距≤8μm。
7.如权利要求1所述的TFT-LCD窄边框设计中的扇出走线的设计，其特征在于，所述扇出节距为7μm。
8.如权利要求1所述的TFT-LCD窄边框设计中的扇出走线的设计，其特征在于，所述线宽为4.5μm。
9.如权利要求1所述的TFT-LCD窄边框设计中的扇出走线的设计，其特征在于，所述第一金属层和第二金属层的方块电阻相等。
10.如权利要求9所述的TFT-LCD窄边框设计中的扇出走线的设计，其特征在于，所述第一金属层和第二金属层的方块电阻等于0.085。
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