CN105470266B - Ffs型阵列基板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种FFS型阵列基板及其制作方法，在底层电极(40)上设置保护层(190)，在保护层(190)上设置顶层电极(50)，在保护层(190)对应于数据线(330)的区域设有贯穿所述保护层(190)的凹槽(191)，所述顶层电极(50)包括相互绝缘间隔的第一图案化顶层电极(520)和第二图案化顶层电极(530)，所述第一图案化顶层电极(520)作为像素电极，所述第二图案化顶层电极(530)层叠于被所述凹槽(191)暴露出的部分底层电极(40)上，所述底层电极(40)与第二图案化顶层电极(530)共同构成公共电极，使得公共电极包括两层电极，增强了公共电极的导电性，从而能够减小公共电极的电阻，使公共电极的电压分布更均匀，并能够降低单层电极的膜厚。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种FFS型阵列基板及其制作方法。
背景技术
随着显示技术的发展，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等平面显示装置因具有高画质、省电、机身薄及应用范围广等优点，而被广泛的应用于手机、电视、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、台式计算机等各种消费性电子产品，成为显示装置中的主流。
液晶显示器一般包括液晶显示面板与背光模组。液晶显示面板通常是由一彩膜基板(Color Filter Substrate，CF Substrate)、一薄膜晶体管阵列基板(Thin FilmTransistor Array Substrate，TFT Array Substrate)以及一配置于两基板间的液晶层(Liquid Crystal Layer)所构成，其工作原理是通过施加驱动电压来控制液晶层的液晶分子的旋转，将背光模组的光线折射出来产生画面。按照液晶的取向方式不同，目前主流市场上的液晶显示面板可以分为以下几种类型：垂直配向(Vertical Alignment，VA)型、扭曲向列(Twisted Nematic，TN)或超扭曲向列(Super Twisted Nematic，STN)型、平面转换(In-Plane Switching，IPS)型、及边缘场开关(Fringe Field Switching，FFS)型。
其中，FFS型液晶显示面板将像素电极与公共电极均设置在阵列基板一侧，通过对像素电极与公共电极施加驱动电压，形成基本平行于阵列基板的电场，使液晶分子在平行于阵列基板的平面内转动来控制光通量进行画面显示的，具有视角广以及开口率高等优点，深受消费者喜爱。
请同时参阅图1与图2，现有的一种FFS型显示面板的阵列基板包括：衬底基板1、自下而上依次层叠设置于所述衬底基板1上的遮光层11、阻挡层12、缓冲层13、半导体层14、栅极绝缘层15、第一金属层、第一绝缘层16、第二绝缘层17、第二金属层、平坦层18、公共电极层4、保护层19、以及像素电极层5。其中，所述第一金属层包括栅极21、及与所述栅极21电性连接的沿第一方向延伸的栅极线22，所述第二金属层包括源极31、漏极32、及与源极31电性连接的沿垂直于第一方向的第二方向延伸的数据线33；所述像素电极层5通过贯穿所述保护层19、公共电极层4、及平坦层18的过孔51与漏极32电性连接；所述公共电极层4除对应过孔51的区域以外，为一整块的平面电极。进一步地，所述像素电极层5接收数据线33传输的像素电压，公共电极层4连接公共电压线，接收公共电压，像素电压与公共电压形成边缘电场，驱动液晶旋转，控制光通量，进行画面显示。
需要注意的是，公共电极的电压分布均匀性对液晶显示面板的显示品质起到重要的作用，而公共电极的电压分布均匀性与公共电极层4的厚度有关，通常需要设计公共电极层4的厚度比像素电极层5的厚度厚左右，达到来保证公共电极的电压均匀性，从而保证面板的显示品质，但是公共电极层4厚度的增加会带来生产成本过高的问题，另外公共电极层4为整块的平面电极，也存在电阻较大的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种FFS型阵列基板，能够减小公共电极的电阻，使公共电极的电压分布更均匀，保证显示品质，并能够降低单层电极的膜厚，达到降低生产成本的效果。
本发明的目的还在于提供一种FFS型阵列基板的制作方法，能够减小公共电极的电阻，使公共电极的电压分布更均匀，保证显示品质，并能够降低电极层的膜厚，达到降低生产成本的效果。
为实现上述目的，本发明提供了一种FFS型阵列基板，包括：衬底基板、设于所述衬底基板上的多条沿第一方向间隔设置的栅极扫描线、多条沿与第一方向垂直的第二方向间隔设置的数据线、多个与所述栅极扫描线和数据线电性连接的呈阵列式排布的薄膜晶体管、覆盖于所述薄膜晶体管上的平坦层、设于所述平坦层上的底层电极、设于所述底层电极上的保护层、以及设于所述保护层上的顶层电极；
一过孔贯通所述保护层、底层电极和平坦层；所述底层电极在除对应所述过孔的区域以外为一整块的平面电极；所述保护层在对应于所述数据线的区域设有贯穿所述保护层的凹槽，所述凹槽暴露出位于其下方的部分底层电极；
所述顶层电极包括相互绝缘间隔的第一图案化顶层电极和第二图案化顶层电极；所述第一图案化顶层电极作为像素电极通过所述过孔电性连接所述薄膜晶体管；所述第二图案化顶层电极设于所述凹槽内，层叠于被所述凹槽暴露出的部分底层电极上，所述底层电极与第二图案化顶层电极共同构成公共电极。
所述底层电极与顶层电极的材料均为ITO，所述底层电极的厚度为所述顶层电极的厚度为
所述凹槽的形状为矩形，呈长条状，所述第二图案化顶层电极的形状为矩形，呈长条状。
所述凹槽的宽度为3-4μm。
所述保护层的材料为SiNx。
所述FFS型阵列基板还包括：设于所述衬底基板上的遮光层、覆盖所述遮光层的阻挡层、以及设于所述阻挡层上的缓冲层；
所述薄膜晶体管包括：于所述遮光层上方设于所述缓冲层上的半导体层、设于所述半导体层上的栅极绝缘层、设于所述栅极绝缘层上的栅极、覆盖所述栅极的第一绝缘层、设于所述第一绝缘层上的第二绝缘层、以及设于所述第二绝缘层上的源极和漏极；
所述数据线与所述源极和漏极位于同一层并与所述源极电性连接，所述栅极扫描线与所述栅极位于同一层且电性连接；
所述第一图案化顶层电极作为像素电极通过所述过孔电性连接所述薄膜晶体管的漏极；所述薄膜晶体管的源极和漏极分别通过贯穿第二绝缘层与第一绝缘层的过孔与所述半导体层的两端相接触。
本发明还提供一种FFS型阵列基板的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、提供一衬底基板，于所述衬底基板上制作多条沿第一方向间隔设置的栅极扫描线、多条沿与第一方向垂直的第二方向间隔设置的数据线、多个与所述栅极扫描线和数据线电性连接的呈阵列式排布的薄膜晶体管；
步骤2、在所述薄膜晶体管上沉积覆盖平坦层，在所述平坦层上沉积底层电极，所述底层电极为一整块的平面电极；在所述底层电极与平坦层对应薄膜晶体管的漏极的区域进行刻蚀，暴露出部分漏极；
步骤3、在所述底层电极上沉积保护层，在所述保护层对应所述数据线的区域进行刻蚀，形成贯穿所述保护层的凹槽，暴露出位于凹槽下方的部分底层电极；在所述保护层对应薄膜晶体管的漏极的区域进行刻蚀，形成贯通所述保护层、底层电极和平坦层的过孔；
步骤4、在所述保护层上通过沉积和刻蚀工艺形成顶层电极，所述顶层电极包括相互绝缘间隔的第一图案化顶层电极和第二图案化顶层电极；所述第一图案化顶层电极作为像素电极通过所述过孔电性连接所述薄膜晶体管的漏极；所述第二图案化顶层电极设于所述凹槽内，层叠于被所述凹槽暴露出的部分底层电极上，所述底层电极与第二图案化顶层电极共同构成公共电极。
所述底层电极与顶层电极的材料均为ITO，所述底层电极的厚度为所述顶层电极的厚度为
所述保护层的材料为SiNx；所述凹槽的形状为矩形，呈长条状，所述第二图案化顶层电极的形状为矩形，呈长条状。
所述凹槽的宽度为3-4μm。
本发明的有益效果：本发明提供的一种FFS型阵列基板及其制作方法，在底层电极上设置保护层、在保护层上设置顶层电极，在保护层对应于数据线的区域设有贯穿所述保护层的凹槽，所述顶层电极包括相互绝缘间隔的第一图案化顶层电极和第二图案化顶层电极，所述第一图案化顶层电极作为像素电极，所述第二图案化顶层电极设于所述凹槽内，层叠于被所述凹槽暴露出的部分底层电极上，所述底层电极与第二图案化顶层电极共同构成公共电极，使得公共电极包括两层电极，增强了公共电极的导电性，从而能够减小公共电极的电阻，使公共电极的电压分布更均匀，保证显示品质，并能够降低单层电极的膜厚，达到降低生产成本的效果。
附图说明
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图中，
图1为现有的一种FFS型阵列基板的剖视示意图；
图2为图1所示FFS型阵列基板的俯视示意图；
图3为本发明的FFS型阵列基板的剖视示意图；
图4为本发明的FFS型阵列基板的俯视示意图；
图5为本发明的FFS型阵列基板的制作方法的流程图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请同时参阅图3与图4，本发明首先提供一种FFS型阵列基板，包括：衬底基板100、设于所述衬底基板100上的多条沿第一方向间隔设置的栅极扫描线220、多条沿与第一方向垂直的第二方向间隔设置的数据线330、多个与所述栅极扫描线220和数据线330电性连接的呈阵列式排布的薄膜晶体管10、覆盖于所述薄膜晶体管10上的平坦层180、设于所述平坦层180上的底层电极40、设于所述底层电极40上的保护层190、以及设于所述保护层190上的顶层电极50。
一过孔510贯通所述保护层190、底层电极40和平坦层180；所述底层电极40在除对应所述过孔510的区域以外为一整块的平面电极；所述保护层190在对应于所述数据线330的区域设有贯穿所述保护层190的凹槽191，所述凹槽191暴露出位于其下方的部分底层电极40。
所述顶层电极50包括相互绝缘间隔的第一图案化顶层电极520和第二图案化顶层电极530；所述第一图案化顶层电极520作为像素电极通过所述过孔510电性连接所述薄膜晶体管10；所述第二图案化顶层电极530设于所述凹槽191内，层叠于被所述凹槽191暴露出的部分底层电极40上，所述底层电极40与第二图案化顶层电极530共同构成公共电极。
所述第一图案化顶层电极520作为像素电极接收数据线330传输的像素电压，由底层电极40与第二图案化顶层电极530共同构成的公共电极连接公共电压线，接收公共电压，像素电压与公共电压形成边缘电场，驱动液晶旋转，控制光通量，进行画面显示。由于公共电极包括了底层电极40与第二图案化顶层电极530这两层电极，增强了公共电极的导电性，从而能够减小公共电极的电阻，使公共电极的电压分布更均匀，保证显示品质，并能够降低单层电极的膜厚，达到降低生产成本的效果。
具体地，所述底层电极40与顶层电极50的材料均为氧化铟锡薄膜(Indium TinOxide，ITO)，所述底层电极40的厚度为所述顶层电极50的厚度为所述公共电极在底层电极40与第二图案化顶层电极530层叠处的厚度达到相比于现有技术中单层公共电极层的厚度，本发明中构成公共电极的底层电极40的厚度大大降低，生产成本也随之降低。
所述保护190的材料为氮化硅(SiNx)。
进一步地，所述凹槽191的形状为矩形，呈长条状，宽度为3-4μm；所述第二图案化顶层电极530的形状为矩形，呈长条状。
所述的FFS型阵列基板还包括：设于所述衬底基板100上的遮光层110、覆盖所述遮光层110的阻挡层120、以及设于所述阻挡层120上的缓冲层130。
所述薄膜晶体管10具体包括：于所述遮光层110上方设于所述缓冲层130上的半导体层140、设于所述半导体层140上的栅极绝缘层150、设于所述栅极绝缘层150上的栅极210、覆盖所述栅极210的第一绝缘层160、设于所述第一绝缘层160上的第二绝缘层170、设于所述第二绝缘层170上的源极310和漏极320。
所述数据线330与所述源极310和漏极320由同一层金属经刻蚀形成，三者位于同一层，所述数据线330与所述源极310电性连接；所述栅极扫描线220与所述栅极210位于同一层且电性连接，由同一层金属经刻蚀形成。
所述第一图案化顶层电极520作为像素电极通过所述过孔510电性连接所述薄膜晶体管10的漏极320；所述半导体层140包括位于中间的多晶硅区和位于两端的接触区，以及夹在多晶硅区与接触区之间的轻掺杂(Lightly Drain Doping，LDD)区，所述薄膜晶体管10的源极310和漏极320分别通过贯穿第一和第二绝缘层160、170的过孔与所述半导体层140两端的接触区相接触。
请参阅图5，并结合图3与图4，本发明还提供一种FFS型阵列基板的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、提供一衬底基板100，于所述衬底基板100上制作多条沿第一方向间隔设置的栅极扫描线220、多条沿与第一方向垂直的第二方向间隔设置的数据线330、多个与所述栅极扫描线220和数据线330电性连接的呈阵列式排布的薄膜晶体管10。
具体地，该步骤1在制作栅极扫描线220、数据线330与薄膜晶体管10之前还包括：在所述衬底基板100上从下至上依次形成遮光层110、覆盖所述遮光层110的阻挡层120、以及覆盖所述阻挡层120上的缓冲层130。
所述薄膜晶体管10包括：于所述遮光层110上方设于所述缓冲层130上的半导体层140、设于所述半导体层140上的栅极绝缘层150、设于所述栅极绝缘层150上的栅极210、覆盖所述栅极210的第一绝缘层160、设于所述第一绝缘层160上的第二绝缘层170、以及设于所述第二绝缘层170上的源极310和漏极320。
所述数据线330与所述源极310和漏极320由同一层金属经刻蚀形成，三者位于同一层，所述数据线330与所述源极310电性连接；所述栅极扫描线220与所述栅极210位于同一层且电性连接，由同一层金属经刻蚀形成。
所述半导体层140包括位于中间的多晶硅区和位于两端的接触区，以及夹在多晶硅区与接触区之间的LDD区，所述薄膜晶体管10的源极310和漏极320分别通过贯穿第一和第二绝缘层160、170的过孔与所述半导体层140两端的接触区相接触。
步骤2、在所述薄膜晶体管10上沉积覆盖平坦层180，在所述平坦层180上沉积底层电极40，所述底层电极40为一整块的平面电极；在所述底层电极40与平坦层180对应薄膜晶体管10的漏极320的区域进行刻蚀，暴露出部分漏极320。
具体地，所述底层电极40的材料为ITO，厚度为相比于现有技术中单层公共电极层的厚度，底层电极40的厚度大大降低，生产成本也随之降低。
所述底层电极40电性连接公共电压线。
步骤3、、在所述底层电极40上沉积保护层190，在所述保护层190对应所述数据线330的区域进行刻蚀，形成贯穿所述保护层190的凹槽191，暴露出位于凹槽191下方的部分底层电极40；在所述保护层190对应薄膜晶体管10的漏极320的区域进行刻蚀，形成贯通所述保护层190、底层电极40和平坦层180的过孔510。
具体地，所述保护层190的材料为SiNx。
所述凹槽191的形状为矩形，呈长条状，宽度为3-4μm。
步骤4、在所述保护层190上通过沉积和刻蚀工艺形成顶层电极50，所述顶层电极50包括相互绝缘间隔的第一图案化顶层电极520和第二图案化顶层电极530；所述第一图案化顶层电极520作为像素电极通过所述过孔510电性连接所述薄膜晶体管10的漏极320；所述第二图案化顶层电极530设于所述凹槽191内，层叠于被所述凹槽191暴露出的部分底层电极40上，所述底层电极40与第二图案化顶层电极530共同构成公共电极。
具体地，所述顶层电极50的材料为ITO，厚度为
经上述方法制得的FFS型阵列基板，所述第一图案化顶层电极520作为像素电极接收数据线330传输的像素电压，由底层电极40与第二图案化顶层电极530共同构成的公共电极连接公共电压线，接收公共电压，像素电压与公共电压形成边缘电场，驱动液晶旋转，控制光通量，进行画面显示。由于公共电极包括了底层电极40与第二图案化顶层电极530这两层电极，增强了公共电极的导电性，从而能够减小公共电极的电阻，使公共电极的电压分布更均匀，保证显示品质，并能够降低单层电极的膜厚，达到降低生产成本的效果。
综上所述，本发明的FFS型阵列基板及其制作方法，在底层电极上设置保护层、在保护层上设置顶层电极，在保护层对应于数据线的区域设有贯穿所述保护层的凹槽，所述顶层电极包括相互绝缘间隔的第一图案化顶层电极和第二图案化顶层电极，所述第一图案化顶层电极作为像素电极，所述第二图案化顶层电极设于所述凹槽内，层叠于被所述凹槽暴露出的部分底层电极上，所述底层电极与第二图案化顶层电极共同构成公共电极，使得公共电极包括两层电极，增强了公共电极的导电性，从而能够减小公共电极的电阻，使公共电极的电压分布更均匀，保证显示品质，并能够降低单层电极的膜厚，达到降低生产成本的效果。
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权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种FFS型阵列基板，其特征在于，包括：衬底基板(100)、设于所述衬底基板(100)上的多条沿第一方向间隔设置的栅极扫描线(220)、多条沿与第一方向垂直的第二方向间隔设置的数据线(330)、多个与所述栅极扫描线(220)和数据线(330)电性连接的呈阵列式排布的薄膜晶体管(10)、覆盖于所述薄膜晶体管(10)上的平坦层(180)、设于所述平坦层(180)上的底层电极(40)、设于所述底层电极(40)上的保护层(190)、以及设于所述保护层(190)上的顶层电极(50)；
一过孔(510)贯通所述保护层(190)、底层电极(40)和平坦层(180)；所述底层电极(40)在除对应所述过孔(510)的区域以外为一整块的平面电极；所述保护层(190)在对应于所述数据线(330)的区域设有贯穿所述保护层(190)的凹槽(191)，所述凹槽(191)暴露出位于其下方的部分底层电极(40)；
所述顶层电极(50)包括相互绝缘间隔的第一图案化顶层电极(520)和第二图案化顶层电极(530)；所述第一图案化顶层电极(520)作为像素电极通过所述过孔(510)电性连接所述薄膜晶体管(10)；所述第二图案化顶层电极(530)设于所述凹槽(191)内，层叠于被所述凹槽(191)暴露出的部分底层电极(40)上，所述底层电极(40)与第二图案化顶层电极(530)共同构成公共电极；
所述底层电极(40)的厚度为
2.如权利要求1所述的FFS型阵列基板，其特征在于，所述底层电极(40)与顶层电极(50)的材料均为ITO，所述顶层电极(50)的厚度为
3.如权利要求1所述的FFS型阵列基板，其特征在于，所述凹槽(191)的形状为矩形，呈长条状，所述第二图案化顶层电极(530)的形状为矩形，呈长条状。
4.如权利要求3所述的FFS型阵列基板，其特征在于，所述凹槽(191)的宽度为3-4μm。
5.如权利要求1所述的FFS型阵列基板，其特征在于，所述保护层(190)的材料为SiNx。
6.如权利要求1所述的FFS型阵列基板，其特征在于，还包括：设于所述衬底基板(100)上的遮光层(110)、覆盖所述遮光层(110)的阻挡层(120)、以及设于所述阻挡层(120)上的缓冲层(130)；
所述薄膜晶体管(10)包括：于所述遮光层(110)上方设于所述缓冲层(130)上的半导体层(140)、设于所述半导体层(140)上的栅极绝缘层(150)、设于所述栅极绝缘层(150)上的栅极(210)、覆盖所述栅极(210)的第一绝缘层(160)、设于所述第一绝缘层(160)上的第二绝缘层(170)、以及设于所述第二绝缘层(170)上的源极(310)和漏极(320)；
所述数据线(330)与所述源极(310)和漏极(320)位于同一层并与所述源极(310)电性连接，所述栅极扫描线(220)与所述栅极(210)位于同一层且电性连接；
所述第一图案化顶层电极(520)作为像素电极通过所述过孔(510)电性连接所述薄膜晶体管(10)的漏极(320)；所述薄膜晶体管(10)的源极(310)和漏极(320)分别通过贯穿第二绝缘层(170)与第一绝缘层(160)的过孔与所述半导体层(140)的两端相接触。
7.一种FFS型阵列基板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、提供一衬底基板(100)，于所述衬底基板(100)上制作多条沿第一方向间隔设置的栅极扫描线(220)、多条沿与第一方向垂直的第二方向间隔设置的数据线(330)、多个与所述栅极扫描线(220)和数据线(330)电性连接的呈阵列式排布的薄膜晶体管(10)；
步骤2、在所述薄膜晶体管(10)上沉积覆盖平坦层(180)，在所述平坦层(180)上沉积底层电极(40)，所述底层电极(40)为一整块的平面电极；在所述底层电极(40)与平坦层(180)对应薄膜晶体管(10)的漏极(320)的区域进行刻蚀，暴露出部分漏极(320)；
步骤3、在所述底层电极(40)上沉积保护层(190)，在所述保护层(190)对应所述数据线(330)的区域进行刻蚀，形成贯穿所述保护层(190)的凹槽(191)，暴露出位于凹槽(191)下方的部分底层电极(40)；在所述保护层(190)对应薄膜晶体管(10)的漏极(320)的区域进行刻蚀，形成贯通所述保护层(190)、底层电极(40)和平坦层(180)的过孔(510)；
步骤4、在所述保护层(190)上通过沉积和刻蚀工艺形成顶层电极(50)，所述顶层电极(50)包括相互绝缘间隔的第一图案化顶层电极(520)和第二图案化顶层电极(530)；所述第一图案化顶层电极(520)作为像素电极通过所述过孔(510)电性连接所述薄膜晶体管(10)的漏极(320)；所述第二图案化顶层电极(530)设于所述凹槽(191)内，层叠于被所述凹槽(191)暴露出的部分底层电极(40)上，所述底层电极(40)与第二图案化顶层电极(530)共同构成公共电极；
所述底层电极(40)的厚度为
8.如权利要求7所述的FFS型阵列基板的制作方法，其特征在于，所述底层电极(40)与顶层电极(50)的材料均为ITO，所述顶层电极(50)的厚度为
9.如权利要求7所述的FFS型阵列基板的制作方法，其特征在于，所述保护层(190)的材料为SiNx；所述凹槽(191)的形状为矩形，呈长条状，所述第二图案化顶层电极(530)的形状为矩形，呈长条状。
10.如权利要求9所述的FFS型阵列基板的制作方法，其特征在于，所述凹槽(191)的宽度为3-4μm。
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