CN103268045A - Tft阵列基板及其制作方法、液晶显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种TFT阵列基板及制作方法、液晶显示设备，涉及液晶显示领域，用以在不额外不增加制造成本的前提下，达到既降低公共电极阻值，又不会减小像素的开口率的目的。该TFT阵列基板包括：基板、设置于基板上的公共电极层、设置于公共电极层上的第一绝缘层以及设置于第一绝缘层上呈阵列分布的多个像素电极，多个相邻的像素之间设有穿透所述第一绝缘层的过孔，多个行和/或列的像素之间生长有公共电极线，所述公共电极线通过所述过孔与设置在所述第一绝缘层下的公共电极层并联。

Description

TFT阵列基板及其制作方法、液晶显示设备
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，具体涉及一种TFT阵列基板及其制作方法、液晶显示设备。
背景技术
TFT（薄膜晶体管，Thin Film Transistor）阵列基板制备和超大规模集成电路的制备方式相同，TFT阵列基板制备也是基于平面构图工艺的方法，在玻璃衬底上，按照设计的掩膜版，实现设计图形的转换，并根据所形成的图形进行一系列增加和减少薄膜材料的步骤。
现行的TFT阵列基板结构中，现有材料制作的公共电极层的电阻值通常很高，因此面内各点的负载不均匀，从而影响面内各点电压，导致面内闪烁或串扰严重，严重影响面板的画面品质。现有技术的解决办法第一种是制作时在栅极线时，会在栅极线同层平行地再设计一条金属线与公共电极层通过过孔相电连接，以降低公共电极层的阻值。但是这样的设计会极大的影响像素的边距，导致开口率的下降。第二种办法是在公共电极层上直接再做一层金属层，该金属层与所述公共电极层直接接触，以此来降低公共电极层的阻值。但是这样的方式，由于多了一道制程，增加了生产成本。
而且由于液晶技术的飞速发展，TFT阵列基板的体积也是越做越小，如何行之有效地在提高开口率的同时又降低公共电极层的阻值，达到提升显示效果的目的，便是我们面临的越来越严峻的任务。
发明内容
本发明实施例提供了一种TFT阵列基板及制作方法、液晶显示设备，用以在不额外增加制造成本的前提下，达到既降低公共电极层阻值，又不会减小像素的开口率的目的。
本发明实施例提供的一种TFT阵列基板，包括：基板、设置于基板上的公共电极层、设置于公共电极层上的第一绝缘层以及设置于第一绝缘层上呈阵列分布的多个像素电极，多个相邻的像素之间设有穿透所述第一绝缘层的过孔，多个行和/或列的像素之间生长有公共电极线，所述公共电极线通过所述过孔与设置在所述第一绝缘层下的公共电极层并联。
优选地，在每两相邻的像素之间均设有穿透所述第一绝缘层的过孔，在每两相邻行和/或列像素之间均生长有公共电极线。
在每两相邻的像素之间的所述过孔可为一个或多个。
所述过孔优选为圆形孔，所述圆形孔的直径小于公共电极线的宽度。
所述公共电极线与所述公共电极层的材料为透明导电材料。
所述透明导电材料可以是氧化铟锡。
所述数据线和/或栅极线在基板垂直方向上的投影覆盖所述公共电极线与所述过孔在基板垂直方向上的投影，所述栅极线与所述数据线在所述基板上的垂直投影不重叠。
可选地，所述公共电极线上形成有与所述公共电极线直接接触的一层金属层或合金层。
所述金属层的材料可以为钼、铜、铝或钛，所述合金层的材料可以为铝钕合金。
所述TFT阵列基板还包括位于所述基板上的有机层和遮光层，所述有机层位于所述基板与所述公共电极层之间，所述遮光层位于所述有机层与所述基板之间。
本发明实施例提供的一种液晶显示面板，包括上述技术方案所述的TFT阵列基板。
本发明实施例提供的一种液晶显示器，包括上述技术方案所述的液晶显示面板。
本发明实施例提供的一种TFT阵列基板的制造方法，该方法包括：
根据构图工艺在基板上形成TFT的半导体层、栅极、源漏极、栅极线和数据线，以及位于所述源漏极上的有机层及第一过孔；
形成位于所述有机层上的公共电极层；
在所述公共电极层和有机层上形成第一绝缘层，并在所述第一绝缘层对应所述第一过孔处形成第二过孔，在所述公共电极层上方除后续像素所在区域之外的第一绝缘层上形成第三过孔；
在所述第一绝缘层上通过所述第二过孔形成像素电极；
通过所述第三过孔，在多个行和/或列的像素之间生长有公共电极线。
优选地，在形成所述半导体层前，先在所述基板上形成遮光层。
在每两相邻的像素之间均设有穿透所述第一绝缘层的第三过孔，在每两相邻行和/或列像素之间均生长有公共电极线。
所述第三过孔为圆形孔，所述圆形孔的直径小于公共电极线的宽度。
所述数据线和/或栅极线在所述基板垂直方向上的投影覆盖所述公共电极线与所述第三过孔在所述基板垂直方向上的投影，所述栅极线与所述数据线在所述基板上的垂直投影不重叠。
在形成所述公共电极线之后还包括，在所述公共电极线上形成与所述公共电极线直接接触的一层金属层或合金层。
本发明实施例，通过在公共电极层上的第一绝缘层上设置的多条公共电极线和多个过孔，所述公共电极线通过过孔与公共电极层相接触，达到了降低公共电极层电阻的目的，提高了液晶显示器的显示效果；由于所述第三过孔和所述公共电极线优选地设置在数据线和/或栅极线上，使得生长后的公共电极线不会影响像素的开口率；由于所述第三过孔和所述公共电极线在流程的最后步骤制作，且设置在最上层，其制作相对简单，成本较低。
附图说明
图1为本发明实施例提供TFT阵列基板一个像素的切面示意图；
图2为本发明实施例提供的顶栅型TFT阵列基板一个像素的切面示意图；
图3为本发明实施例提供的顶栅型TFT阵列基板一个像素的切面示意图；
图4为本发明实施例提供的底栅型TFT阵列基板一个像素的切面示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种TFT阵列基板及制作方法、液晶显示设备，能够在不额外增加制造成本的前提下，达到既降低公共电极层阻值，又不会减小像素的开口率的目的，以提升液晶显示设备的显示效果。
实施例一
如图1所示，首先本发明实施例提供了一种TFT阵列基板，主要包括：基板1、设置于基板上的公共电极层2、设置于公共电极层2上的第一绝缘层4以及设置于第一绝缘层4上呈阵列分布的多个像素电极3，多个相邻的像素之间设有穿透所述第一绝缘层4的过孔5，多个行和/或列的像素之间生长有公共电极线6，所述公共电极线6通过所述过孔5与设置在所述第一绝缘层4下的公共电极层2并联。
本发明实施例在公共电极层上的第一绝缘层上设置了多条公共电极线和多个过孔，所述公共电极线通过过孔与公共电极层相接触，以达到降低公共电极层电阻的目的，提高了显示效果。又因为该公共电极线以及过孔与像素电极位于同一层，也是最表层，只需要在制作的最后一步同时进行实施即可，相对制作成本较低。
上述实施例出于清楚地、有目的性地、介绍本发明技术方案的目的，省略了一些常规TFT阵列基板所包含的结构，例如下面以顶栅型TFT阵列基板为例，介绍本发明实施例TFT阵列基板的结构：
如图2所示，本TFT阵列基板由基板1，以及位于基板1上的各层，依次包括：半导体层7、栅极层（包括栅极及栅极线）8、源漏极数据线层（包括源漏极及数据线）9、公共电极层2和公共电极线与像素电极层15（该层包括公共电极线6和像素电极3）。上述各层之间都设有绝缘层用以隔离，需要导通的地方都采用本领域技术人员所知的常规沟道或过孔的方式予以导通接触，例如图中位于源漏极数据线层9和公共电极层2之间设有一绝缘层14，该绝缘层优选地为有机层14；位于公共电极层2和公共电极线与像素电极层15之间设有第一绝缘层4；所述源漏极数据线层9与半导体层7之间设有第三绝缘层13。
需要说明的是，所述第三绝缘层13包括半导体层7、栅极层8、源漏极数据线层9之间的各绝缘层，例如，包括半导体层7与栅极层8之间的半导体绝缘层以及栅极层8与源漏极数据线层9之间的栅极绝缘层。
优选地，为防止半导体层7在制作过程中被污染，所述基板1与半导体层7之间还设有第二绝缘层12。
如图2所示，源漏极处设置的穿透第三绝缘层13的源漏极过孔10使数据线与半导体层7得以导通，穿透所述有机层14的第一过孔和与之对应的、穿透第一绝缘层4的第二过孔一起构成的深过孔11使得像素电极3与数据线导通，第三过孔5使公共电极线6与公共电极层2导通，降低公共电极层2的电阻。
需要说明的是本发明实施例中的第三过孔和公共电极线设置的个数并没有明确要求，可以根据需要或成本要求进行设置，可以一些像素之间设置而在另一些像素之间不设置，所述第三过孔和公共电极线设置的位置也只要设置在像素间，不设置在像素上即可，例如设置在像素之间的数据线上方，或者是栅极线上方，以达到不影响透光率的目的。
本发明所述像素即指由栅极线、数据线围成的一个显示区域，是本领域技术人员所公知的常识，在此不作赘述。
优选地，为了达到更好的技术效果，在每两相邻的像素之间均设有穿透所述第一绝缘层的第三过孔，在每两相邻行和/或列像素电极之间均生长有公共电极线。在这种优选情况下，所述公共电极线可呈网状分布。
根据需要，在每两相邻的像素之间的所述第三过孔可以为一个或多个。
总体来说所述第三过孔的形状没有硬性要求，但一般来说，由于分子的形状为圆形，所述第三过孔优选为圆形孔，并且所述圆形孔的直径应小于公共电极线的宽度，以使公共电极线在生长的过程中填满第三过孔。
所述公共电极线与所述公共电极层的材料可为透明导电材料，优选为氧化铟锡制作。
优选地，所述数据线和/或栅极线在基板垂直方向上的投影覆盖所述公共电极线与所述第三过孔在基板垂直方向上的投影，使得生长后的公共电极线不影响像素的开口率。本领域技术人员所知，所述栅极线与所述数据线在所述基板上的垂直投影不重叠。
优选地，如果需要进一步的降低电阻，所述公共电极线上可以形成有与所述公共电极线直接接触的一层金属层或合金层，以进一步达到降低公共电极层电阻的目的。
所述金属层与所述合金层的采用本领域常使用的一些材料即可，优选地，所述金属层的材料为钼、铜、铝或钛，所述合金层的材料为铝钕合金。
优选地，为了防止TFT阵列基板产生光漏流，其还包括位于所述第二绝缘层与基板之间的遮光层，具体地，如图3所示，该结构的由基板1向上依照形成顺序依次为：
遮光层16、第二绝缘层12、半导体层7、半导体绝缘层、栅极层8、栅极绝缘层、源漏极数据线层9、有机层14、公共电极层2、第一绝缘层4和公共电极线与像素电极层15。
作为本实施例的一个变形，还可以是底栅型的TFT阵列基板。它与前述实施例的不同之处在于，本实施例中先在基板1上形成栅极层8，再形成半导体层7，可以运用下面实施例四的方法制得。由于底栅型和顶栅型TFT阵列基板的结构除了栅极层和半导体层的位置不同外，没有其他实质区别，在此对其具体结构不再赘述。
本发明实施例还提供了一种液晶显示面板，主要包括上述技术方案中任意一项技术方案所述的TFT阵列基板。
本发明实施例还提供了一种液晶显示面板，主要包括：上述技术方案中任意一项技术方案所述的TFT阵列基板、时序驱动器、栅极驱动器和数据驱动器、彩膜基板，其中：
所述栅极驱动器与所述TFT阵列基板上的栅极线连接，所述数据驱动器与所述TFT阵列基板上的数据线连接；
所述时序驱动器设置在印制电路板PCB板上，为所述栅极驱动器和数据驱动器提供驱动信号；
所述TFT阵列基板与所述PCB板通过栅极驱动器和数据驱动器连接在一起；
所述彩膜基板与所述阵列基板相对设置，并通过导电胶与所述TFT阵列基板导电连接；
所述彩膜基板、TFT阵列基板及两者之间填充的液晶，形成了所述液晶显示面板。
本发明实施例还提供了一种液晶显示器、主要包括上述所述的液晶显示面板和提供光源的背光单元。
基于上述本发明实施例介绍的TFT阵列基板，本发明实施例还提供了一种TFT阵列基板的制造方法，如图2所示，该方法包括：
根据构图工艺在基板1上形成TFT的半导体层7、栅极和栅极线8、源漏极和数据线9，以及位于所述源漏极上的有机层14及第一过孔；
形成位于所述有机层14上的公共电极层2；
在所述公共电极层2和有机层14上形成第一绝缘层4，并在所述第一绝缘层4对应所述第一过孔处形成与所述第一过孔匹配的第二过孔,所述第一过孔和第二过孔一起构成了深过孔11，在所述公共电极层2上方除后续形成像素电极3所在区域之外的第一绝缘层4上形成第三过孔5；
在所述第一绝缘层4上通过所述深过孔11形成像素电极3；
通过所述第三过孔5，在多个行和/或列的像素之间生长公共电极线6。
本发明实施例通过在工艺流程的最后形成第三过孔5和公共电极线6，将公共电极线6与公共电极层2并联以降低公共电极层2的电阻，达到提升最后液晶显示器的画面质量。
由于本发明制作方法同时适用于顶栅型和底栅型两种TFT阵列基板的制造，下面通过附图详细介绍各自的制造流程：
实施例二
如图2所示，顶栅型TFT阵列基板的制造流程：
在所述基板1上生长TFT的半导体结构（即所述半导体层）7，具体地，可以通过化学气相沉淀的方法形成非晶硅（a-Si）制成的半导体活性层，本实施例中仅以非晶硅作为半导体活性层来举例，但半导体活性层不限于非晶硅，此外在另一实施例中，形成所述半导体活性层后还包括通过化学气相沉淀的方式形成位于所述半导体活性层上的欧姆接触层；经过曝光、显影、刻蚀后，图案化所述半导体活性层或者半导体活性层及其上的欧姆接触层，形成所述TFT的半导体结构（所述半导体层）7；
在所述半导体结构7上通过化学气相沉淀的方式形成覆盖所述半导体结构的半导体绝缘层；
在所述半导体绝缘层上形成TFT元件的栅极和栅极线，构成栅极层8；
在所述半导体绝缘层和所述栅极、栅极线上形成覆盖所述栅极层8的栅极绝缘层；并在后续形成TFT源极和漏极的地方相应形成源漏极过孔10，所述源漏极过孔10暴露部分半导体层结构（即半导体层）7；
在所述栅极绝缘层上和源漏极过孔10中通过金属沉积、并经过曝光、显影、刻蚀的步骤，形成所述TFT的源极和漏极，以及数据线的布线，构成源漏极数据线层9；
形成覆盖所述TFT源极和漏极的有机层14；
在所述有机层14上通过金属溅射的方式形成公共电极层2；所述公共电极层2的形成避开后续用于导通TFT漏极与像素电极所刻蚀的第一过孔和第二过孔位置；
在所述公共电极层2上生长第一绝缘层4；并在所述第一绝缘层4上形成第二过孔和第三过孔5及阵列设置的多个像素电极3；所述第二过孔穿透所述第一绝缘层4并与所述第一过孔匹配，一起构成深过孔11，所述第三过孔5穿透所述第一绝缘层4；所述第三过孔5设置在多个相邻像素之间；
通过深过孔11在所述第一绝缘层4上形成呈阵列设置像素电极3；通过所述第三过孔5在第一绝缘层4上对应多个行和/或列的像素之间的区域生长公共电极线6。
实施例三
参考图3，本实施例与实施例二的区别在于，在形成所述半导体层7前，先在所述基板1上形成遮光层16，防止TFT阵列基板产生漏光。进一步地，在形成所述遮光层16之前还包括在所述基板1上先形成第二绝缘层12，防止基板1污染后续的半导体层7。
实施例四
作为实施例二的一种变形，如图4所示，示出了底栅型TFT阵列基板的制造流程，其与顶栅型TFT阵列基板的制造流程相似，不同之处主要体现在TFT元件的制作上：
首先需要在基板1上先进行栅极制作以及栅极线的布线构成栅极层8，
在所述栅极、栅极线上形成覆盖所述栅极层8的栅极绝缘层13.1；
在栅极绝缘层13.1上通过金属溅射的方式形成半导体层7；
在半导体层7上通过化学气相沉淀的方法形成半导体绝缘层13.2，并在后续形成TFT源极和漏极的地方相应形成源漏极过孔10；
在所述半导体绝缘层13.2上和源漏极过孔10中通过金属沉积、并经过曝光、显影、刻蚀的步骤，形成所述TFT的源极和漏极，以及数据线的布线，构成源漏极数据线层9；
形成覆盖所述TFT源极和漏极的有机层14，并在后续形成像素电极处形成第一过孔；
在所述有机层14上通过金属溅射的方式形成公共电极层2；所述公共电极层2的形成避开后续用于导通TFT漏极与像素电极所刻蚀的第二过孔位置；
在所述公共电极层2上生长第一绝缘层4；并在所述第一绝缘层4上形成第二过孔和第三过孔5；所述第二过孔穿透所述第一绝缘层4，并与所述第一过孔匹配地形成深过孔11，所述第三过孔5穿透所述第一绝缘层4；所述第三过孔5可以设置在多个像素之间；
在所述第一绝缘层4上通过所述深过孔11形成呈阵列设置像素电极3；在所述第三过孔5和第一绝缘层4上对应多个行和/或列的像素之间的区域生长公共电极线6。
优选地，上述实施例中，为了达到更好的技术效果，在每两相邻的像素之间均设有穿透所述第一绝缘层的第三过孔，在每两相邻行和/或列像素之间均生长有公共电极线，所述公共电极线可呈网状分布。
根据需要，在每两相邻的像素之间的所述第三过孔可以为一个或多个。
总体来说所述第三过孔的形状没有硬性要求，但一般来说，由于分子的形状为圆形，所述第三过孔优选为圆形孔，所述圆形孔的直径小于公共电极线的宽度。
所述公共电极线与所述公共电极层的材料可为透明导电材料，优选为氧化铟锡制作。
优选地，所述数据线和/或栅极线在所述基板垂直方向上的投影覆盖所述公共电极线与所述第三过孔在所述基板垂直方向上的投影，使得生长后的公共电极线不影响像素的开口率，所述栅极线与所述数据线在所述基板上的垂直投影不重叠。
实施例五
本实施例是在实施例二的基础上形成的。与实施例二的不同之处在于，为进一步的降低电阻，在形成所述公共电极线之后还包括，在所述公共电极线上形成与所述公共电极线直接接触的一层金属层或合金层，以进一步达到降低公共电极层电阻层的目的。
所述金属层与所述合金层的采用本领域常使用的一些材料即可，优选地，所述金属层的材料可以为钼、铜、铝或钛，所述合金层的材料为铝钕合金。
综上所述，本发明实施例，通过在公共电极层上的第一绝缘层上设置的多条公共电极线和多个第三过孔，所述公共电极线通过第三过孔与公共电极层相接触，达到了降低公共电极层电阻的目的，提高了液晶显示器的显示效果；由于所述第三过孔和所述公共电极线优选地设置在数据线和/或栅极线上，使得生长后的公共电极线不会影响像素的开口率；由于所述第三过孔和所述公共电极线仅需要在流程的最后步骤制作，且设置在阵列基板的最表层，其制作相对简单，成本较低。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (18)

1.一种TFT阵列基板，包括：基板、设置于基板上的公共电极层、设置于公共电极层上的第一绝缘层以及设置于第一绝缘层上呈阵列分布的多个像素电极，其特征在于，多个相邻的像素之间设有穿透所述第一绝缘层的过孔，多个行和/或列的像素之间生长有公共电极线，所述公共电极线通过所述过孔与设置在所述第一绝缘层下的公共电极层并联。
2.如权利要求1所述的一种TFT阵列基板，其特征在于，在每两相邻的像素之间均设有穿透所述第一绝缘层的过孔，在每两相邻行和/或列像素之间均生长有公共电极线。
3.如权利要求2所述的一种TFT阵列基板，其特征在于，在每两相邻的像素之间的所述过孔为一个或多个。
4.如权利要求3所述的一种TFT阵列基板，其特征在于，所述过孔为圆形孔，所述圆形孔的直径小于公共电极线的宽度。
5.如权利要求1所述的一种TFT阵列基板，其特征在于，所述公共电极线与所述公共电极层的材料为透明导电材料。
6.如权利要求5所述的一种TFT阵列基板，其特征在于，所述透明导电材料是氧化铟锡。
7.如权利要求1所述的一种TFT阵列基板，其特征在于，所述数据线和/或栅极线在基板垂直方向上的投影覆盖所述公共电极线与所述过孔在基板垂直方向上的投影，所述栅极线与所述数据线在所述基板上的垂直投影不重叠。
8.如权利要求1所述的一种TFT阵列基板，其特征在于，所述公共电极线上形成有与所述公共电极线直接接触的一层金属层或合金层。
9.如权利要求8所述的一种TFT阵列基板，其特征在于，所述金属层的材料为钼、铜、铝或钛，所述合金层的材料为铝钕合金。
10.如权利要求1所述的一种TFT阵列基板，其特征在于，还包括位于所述基板上的第二绝缘层和遮光层，所述第二绝缘层位于所述基板与所述公共电极层之间，所述遮光层位于所述第二绝缘层与所述基板之间。
11.一种液晶显示面板，其特征在于，包括权利要求1-10中任意一项权利要求所述的TFT阵列基板。
12.一种液晶显示器、其特征在于，包括权利要求11所述的液晶显示面板。
13.一种TFT阵列基板的制造方法，其特征在于，该方法包括：
根据构图工艺在基板上形成TFT的半导体层、栅极、源漏极、栅极线和数据线，以及位于所述源漏极上的有机层及第一过孔；
形成位于所述有机层上的公共电极层；
在所述公共电极层和有机层上形成第一绝缘层，并在所述第一绝缘层对应所述第一过孔处形成第二过孔，在所述公共电极层上方除后续像素所在区域之外的第一绝缘层上形成第三过孔；
在所述第一绝缘层上通过所述第二过孔形成像素电极；
通过所述第三过孔，在多个行和/或列的像素之间生长有公共电极线。
14.如权利要求13所述的一种TFT阵列基板的制造方法，其特征在于，在形成所述半导体层前，先在所述基板上形成遮光层。
15.如权利要求13所述的一种TFT阵列基板的制造方法，其特征在于，在每两相邻的像素之间均设有穿透所述第一绝缘层的第三过孔，在每两相邻行和/或列像素之间均生长有公共电极线。
16.如权利要求13所述的一种TFT阵列基板的制造方法，其特征在于，所述第三过孔为圆形孔，所述圆形孔的直径小于公共电极线的宽度。
17.如权利要求13所述的一种TFT阵列基板的制造方法，其特征在于，所述数据线和/或栅极线在所述基板垂直方向上的投影覆盖所述公共电极线与所述第三过孔在所述基板垂直方向上的投影，所述栅极线与所述数据线在所述基板上的垂直投影不重叠。
18.如权利要求13所述的一种TFT阵列基板的制造方法，其特征在于，在形成所述公共电极线之后还包括，在所述公共电极线上形成与所述公共电极线直接接触的一层金属层或合金层。
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