CN1200311C - 液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示器包括绝缘基板、成型在该基板上以确定象素区或总体上确定显示区的栅和数据线。栅信号互连线路成型在基板的角落部分显示区以外以传送栅极电信号，并配置有栅信号互连线和连接在栅信号互连线两端的第一和第二栅信号互连垫。栅绝缘层和保护层进一步成型在该基板上，并配置有显露第一和第二栅信号互连垫的第一和第二接触孔。栅和数据信号传送膜附着在该基板上，并配置有第一和第二栅信号引线以及第一和第二栅信号线路。第一和第二栅信号引线通过第一和第二接触孔与第一和第二栅信号互连垫相连。第一或第二栅信号引线至少在引线长度方向上完全覆盖第一或第二接触孔。

Description

液晶显示器
                             技术领域
本发明涉及液晶显示器和制造该液晶显示器的方法，更具体地，涉及表现出优良性能特征的液晶显示器。
                             背景技术
液晶显示器是当前最广泛使用的平板显示器中的一种。基本地，这种液晶显示器有两块具有产生电场的电极的玻璃基板、夹在基板间的液晶层、以及从外部贴附在基板上的极化板。当向电极施加电压时，液晶分子重排而控制光传播。
基板中的一个设置有用于切换施加在电极上的电压的薄膜晶体管(TFT)阵列。
TFT阵列基板具有多个分别沿水平和垂直取向的栅线(gate lines)和数据线(date lines)。数据线交叉在栅线的上方，从而确定了象素区，且象素电极成型在象素区上。TFT控制通过数据线传送来的图象信号，该信号与通过栅线传送来的扫描信号一致，并发送图象信号给象素电极。显示区域可以通过被连接线环绕的一组象素区描绘出来。多个栅垫(pad)和数据垫成型在TFT阵列基板上显示区的外部，并连接在栅线和数据线上。栅垫和数据垫直接连接到外部驱动集成电路上(IC)，以接收来自外部的扫描信号和图象信号，并传送这些信号至相关信号线。
栅印刷电路板和数据印刷电路板设置在TFT阵列基板的外部以传送相关信号到其上。数据信号传送薄膜将TFT阵列基板和数据印刷电路板连接起来，且数据驱动IC安装在数据信号传送薄膜上以将电信号转变为数据信号，并将数据信号发送给数据垫和数据线。此外，栅信号传送薄膜将TFT阵列基板和栅印刷电路板连接起来，栅驱动IC安装在栅信号传送薄膜上以将电信号转变成栅信号，并将栅信号发送给栅垫和数据线。
栅信号垫和数据信号垫与栅垫和数据垫一一对应地排列成行，并通过使用各向异性导电膜(ACF)的热压工艺连接其上。
同时，栅印刷电路板可以略去。此时，数据印刷电路板产生栅信号，并发送该信号给栅信号传送膜。传送栅信号的栅信号线路成型在连接在数据印刷电路板上的数据信号传送薄膜上。栅信号互连线路成型在TFT阵列基板上以将栅信号传送薄膜的栅信号线与栅信号线路连接起来。栅信号线路和栅信号互连线路彼此相连以从数据印刷电路板上接收栅信号，并将该信号传送至栅驱动IC。
然而，在上述结构中，为了获取良好接触特性，连接栅信号线和栅信号线路的栅信号互连线路的所有衰减部分处不应当发生腐蚀，且应当以稳定的方式进行使用ACF的热压工艺。
                               发明内容
本发明的一个目的是提供具有良好接触特性的液晶显示器。
本发明的另一个目的是提供一种液晶显示器，在该液晶显示器上，栅信号互连垫被栅信号和数据信号传送薄膜的引线所覆盖，或接触部位的阶梯差异被最小化。
这些及其它目的可以通过具有绝缘基板的液晶显示器达到。该基板覆盖有多个栅线，以及多个交叉在栅线上确定出象素区的数据线。栅信号互连线系统成型在基板上。栅信号互连线系统设置有栅信号互连线，以及第一和第二栅信号互连垫，该垫连接到栅信号互连线两端以传送到栅线的栅极电信号。绝缘层成型在基板上且带有显露第一和第二栅信号互连垫的第一和第二接触孔。象素电极形成在象素区绝缘层上。数据信号传送膜附着在基板上，同时每个膜安装了数据驱动集成电路以接收数据电信号并发送数据信号给数据线。信号传送膜附着在基板上，具有第一栅信号线路和通过第一接触孔与第一栅信号互连垫相连的第一栅信号引线。栅信号传送膜附着在基板上，且每一个均在其上安装有栅驱动集成电路以接收栅极电信号并将栅信号发送至栅线。每个栅传送膜具有第二栅信号线路，以及通过第二接触孔与第二栅信号互连垫连接的第二栅信号引线。至少一印刷电路板将栅极电信号和数据电信号发送至栅驱动集成电路和数据驱动集成电路。第一或第二栅信号引线在引线的长度方向上完全覆盖了第一或第二接触孔的至少一侧。所述绝缘层包括覆盖栅线的栅绝缘层和覆盖位于该栅绝缘层之上的数据线的保护层。
液晶显示器还包括印刷电路板，该印刷电路板连接至数据信号传送膜以发送栅电信号和数据电信号给栅驱动集成电路和数据驱动集成电路。
象素电极成型在象素区域的绝缘层上。第一和第二辅助栅信号互连垫成型在与象素电极相同的平面上，同时覆盖了第一和第二接触孔。第一和第二辅助栅信号互连垫分别位于第一和第二栅信号互连垫与第一和第二栅信号引线之间。
绝缘层与覆盖在栅线上的栅绝缘层，以及覆盖在栅绝缘层之上的数据线上的保护层一同成型。第一或第二栅信号引线在长度方向上完全覆盖每个接触孔。栅信号互连线系统可以成型在与栅线或数据线相同的平面上，且设置有与该栅线位于同一平面的第一栅信号互连线，和与该数据线位于同一平面的第二栅信号互连线。第一和第二栅信号互连线通过第一和第二辅助栅信号互连垫而互相连接。
根据本发明的一方面，提供一种液晶显示器，包括：具有一系列栅线的绝缘基板、交叉覆盖栅线以确定象素区的多个数据线、具有栅信号互连线和成型在该栅信号互连线两端的第一及第二栅信号互连垫的栅信号互连线系统、以及具有显露第一和第二栅信号互连垫的第一和第二接触孔的绝缘层；形成在象素区绝缘层上的象素电极；数据信号传送膜，其附着在基板上，同时每个膜安装了数据驱动集成电路以接收数据电信号并发送数据信号给数据线；信号传送膜，其附着在基板上，具有第一栅信号线路和通过第一接触孔与第一栅信号互连垫相连的第一栅信号引线；以及栅信号传送膜，其附着在基板上，且每一个均安装有栅驱动集成电路以接收栅极电信号并将栅信号发送至栅线，每个栅信号传送膜具有第二栅信号线路，以及通过第二接触孔与第二栅信号互连垫连接的第二栅信号引线；其中，第一和第二栅信号互连垫成形在与数据线相同的平面上，以及所述绝缘层包括覆盖栅线的栅绝缘层和覆盖位于该栅绝缘层之上的数据线的保护层。
                             附图说明
本发明的更完全的说明及其许多伴随的优点，将通过参照随后的结合附图的详细说明而更好地被理解，附图中相同的附图标记表明相同或相似的组件，其中：
图1是本发明第一优选实施例的液晶显示器的TFT阵列基板的平面图；
图2是图1所示TFT阵列基板的局部放大图，其中示出了象素区和垫区；
图3和图4是图1所示TFT阵列基板的局部放大图，其中明确示出了栅信号线路结构和接触或垫部分；
图5是沿图2中V-V’线的TFT阵列基板的剖视图；
图6是沿图3或图4的VI-VI’线的TFT阵列基板的剖视图；
图7A和图7B是用于根据第二优选实施例的液晶显示器的TFT阵列基板的平面图，其中示出了栅信号互连线路；以及
图8A和图8B是第三优选实施例的用于液晶显示器的TFT阵列基板的平面图，其中示出了栅信号互连线路。
                         具体实施方式
本发明的优选实施例将参照附图得以说明。
图1示意性示出了本发明第一优选实施例的用于液晶显示器的TFT阵列基板。
如图1所示，多个栅线21在水平方向上成型在绝缘基板10上，而多个数据线61具有垂直的方向并与栅线21电绝缘。
数据线61交叉在栅线21的上方，因而确定了象素区P，而象素区P集中形成了显示区D。薄膜晶体管TFT成型在每个象素区P上，并与栅线21和数据线61相连。象素电极PE也设置在每个象素区上，并被连接到TFT上。黑色基体11成型在基板10上显示区域D之外，以防止光泄露。
印刷电路板100在垂直方向上位于基板10的外侧，以输出栅电信号和数据电信号以驱动装置。印刷电路板100和基板10通过数据信号传送膜110相互电连接。数据驱动IC 130安装在每个数据信号传送膜110上以提供图象信号。数据信号传送膜110也具有多个数据信号线114，以及多个第一栅信号线路115。数据信号线114连接到数据线61上的接触部分C2上，以传送来自数据驱动IC 130上的图象信号到数据线61。
在垂直方向上，多个栅信号传送膜120排列在基板10的左侧并在垂直方向上电连接在其上。栅驱动IC 140安装在每个栅信号传送膜120上，以发送扫描信号或栅信号。每个栅信号传送膜120也包括有多个第二栅信号线路124和连接在栅线21的连接部或接触部C1上以传送发送自栅驱动IC140的栅信号到栅线21上的栅信号线126。
栅信号互连线路134排列在基板10的左顶角部上显示区D之外。栅信号互连线路134将数据信号传送膜110上的第一栅信号线路115和栅信号传送膜120上的第二栅信号线路124在接触部分C4和C3相连。
第三栅信号线路136成型在基板10的左侧显示区D之外。第三栅信号线路136在接触部分或垫部分C5和C6处连接近邻的栅信号传送膜120上的第二栅信号线路124。
基板10和该多个信号线或线路114、115、61、134、124、126和136在垫部分或接触部分C1到C6具有垫，且通过使用各向异性导电膜的垫而相互连接。
在上述结构的液晶显示器中，发送自印刷电路板100的栅极电信号经由第一栅信号线路115而被传送至栅信号互连线路134。该栅极电信号于是经由第二栅信号线路124而被发送至栅驱动IC 140，或传送至第三栅信号线路136。然后，栅极电信号在栅驱动IC 140处被部分转变成栅信号，且栅信号通过栅信号线126发送给栅线21。这就是，该发送自印刷电路板100的栅极电信号经由第一到第三栅信号线路115、124和136和栅信号互连线路134而被部分地发送给栅线21。
同时，除了数据信号传送薄膜110外，还可以设置分离的信号传送膜以将印刷电路板100连接到基板10上。在此结构中，第一栅信号线路115将成型在分离的信号传送膜上。
现在，将参照图2至图6对第一优选实施例的TFT阵列基板的主结构进行详细描述。
图2是图1所示TFT阵列基板的局部放大图，其中明确示出了象素区P和垫部分C1和C2。图3和图4是图1所示TFT阵列基板的局部放大图，其中明确示出了栅信号线路结构和接触部分或垫部分C3和C4。图5是沿图2中V-V’线截取的TFT阵列基板的剖视图，而图6是沿图3或图4中VI-VI’线截取的TFT阵列基板的剖视图。因为接触部C3和C4具有同样的结构，所以只有一个接触部显示在图6中。
象素区P、接触部分C1至C4和栅信号互连线路134将首先说明，而不对第三栅信号线路136和接触部分C5和C6详细说明，因为它们具有与栅信号互连线路134和接触部分C3和C4一样的结构。
如图2所示，栅线系统成型在绝缘基板10上，位于与栅信号互连线路134相同的平面，用金属或导电材料如Al或Al合金、Mo或MoW合金、Cr和Ta等制造。
栅线系统包括多个栅线21、栅线21的栅极22部分和栅垫23，栅垫23连接在栅线21的端部以接收来自外部的扫描信号并将其传送至栅线21。每条栅信号互连线路134具有栅信号互连线24和栅信号互连垫26，栅信号互连垫26连接在栅信号互连线24两端。
栅线系统和栅信号互连线路134可以具有单层结构或多层结构。在双层结构的情形下，一层用具有低电阻的材料制成，而另一层用与其它材料具有良好接触特性的材料制成。例如，双层结构可以用铬基层和铝合金基层，或钼或钼基层和铝基层制造。
栅绝缘层30用氮化硅成型在基板10上，并覆盖住栅线系统和栅信号互连线路134。
半导体图案41用非晶硅成型在栅绝缘层30上且位于每个栅极22上方。在栅极22周围，欧姆接触图案52和53用掺诸如磷的n型杂质的非晶硅成型在半导体图案41上，且相互隔离。
数据线系统成型在欧姆接触图案52和53，以及栅绝缘层30上，它用金属或导电材料，诸如Al或Al合金、Mo或MoW合金、Cr和Ta等制造。
数据线系统包括多个数据线61、从数据线61上分枝出来的源电极62、与源电极62分离的漏极63(栅极21位于此二者之间)，以及连接到数据线61上以接收来自外部的图象信号并将它们传送至数据线61的数据垫64。
数据线系统可以具有单层结构或多层结构。在双层结构的情形下，一层用具有低电阻的材料制成，而另一层用与其它材料具有良好接触特性的材料制成。
每个TFT形成有栅极22、半导体图案41及源极62和漏极63。
保护层70成型在数据线系统和通过数据线系统暴露出来的栅绝缘层30上，它用氮化硅或有机绝缘材料制造。保护层70在接触部分C1具有显露与栅绝缘层30在一起的栅垫23的接触孔73，在接触部分C2具有显露数据垫64的接触孔74，以及在象素区P显露漏极63的接触孔72。此外，保护层70在接触部分C3和C4还具有显露与栅绝缘层30在一起的栅信号互连垫26的接触孔76。
象素电极80、辅助栅垫83、辅助数据垫84和辅助栅信号互连垫86成型在保护层70上，它用诸如铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)的透明导电材料制成。
象素电极80通过接触孔72连接在漏极63上以接收图象信号。辅助栅和数据垫83和84通过接触孔73和74连接到栅和数据垫64上以保护它们，并提高其对外电路的附着力。
辅助栅信号互连垫86通过接触孔76与栅信号互连垫26相连。
同时，栅信号传送膜120具有覆盖有绝缘树脂层121的栅信号引线122。每个栅信号引线122通过具有导电颗粒152和粘结剂151的各向异性导电膜而物理-电连接至辅助栅垫83上。栅信号引线122在长度方向和宽度方向上完全覆盖了接触孔73。栅信号引线122可以完全覆盖、也可以不完全覆盖接触孔73或辅助栅垫83。
数据信号传送膜110具有覆盖有绝缘树脂层111的数据信号引线112。数据信号引线122通过具有导电颗粒152和粘结剂151的各向异性导电膜而物理-电连接至辅助数据垫84上。数据信号引线112可以完全覆盖、也可以不完全覆盖接触孔74或辅助栅垫84。
在位于接触部分C3和C4的栅信号传送膜110和数据信号传送膜120里，栅信号互连引线123成型在绝缘树脂层111和121下面。栅信号互连引线123经由具有导电颗粒152和粘结剂151的各向异性导电膜而连接至辅助栅信号互连垫86上，因而将第一栅信号线路115和第二栅信号线路124电连接。栅信号互连引线123在长度方向和宽度方向上完全覆盖保护层70的接触孔76和栅绝缘层30。如图4所示，栅信号互连引线123至少覆盖接触孔76或辅助栅信号垫86的一个长度方向侧。栅信号互连引线123可以完全覆盖、也可以不完全覆盖辅助栅信号垫86。
在上述结构中，栅信号互连引线123或栅信号传送膜110和数据信号传送膜120的各向异性导电膜完全覆盖辅助栅信号互连垫86上的接触孔76，于是腐蚀不会在垫部分C3和C4发生，而在这些部位附着可被加强。
为了进一步提高接触部分C3和C4处的接触特性，可以控制的是接触孔86处的阶梯差异应当被最小化。为了此目的，栅信号互连线路134的互连线可以在与数据线系统相同的平面成型。
图7A和图7B示出了本发明第二优选实施例的TFT阵列基板的线路结构。
在该优选实施例中，TFT阵列基板的其它组件和结构与涉及第一优选实施例的那些组件和结构是一样的，不同之处是，栅信号互连线路134中的栅信号互连线65和栅信号互连垫66设置在与栅线系统相同的平面上位于栅绝缘层30上，且显露栅信号互连垫66的接触孔75仅成型在保护层70上。接触孔75优选地成型为小于栅信号互连垫66。
图8A和图8B示出了本发明第三优选实施例的TFT阵列基板的线路结构。在该优选实施例中，除了下述特征以外，TFT阵列基板的其它组件和结构与那些涉及第一优选实施例的组件和结构相同。
如图8A和图8B所示，每个栅信号互连线路134具有双结构的栅信号互连线24和65，它们具有分别与栅线系统和数据线系统位于同一平面的栅信号互连垫26和66。栅绝缘层30和保护层70共同拥有显露栅信号互连垫26的接触孔76，保护层70仅具有显露栅信号互连垫66的接触孔75。辅助栅信号互连垫86通过接触孔75和76连接至栅信号互连垫26和66上，因而电物理互连栅信号互连线24和65。在该结构中，由阶梯差异导致的接触失效被减少，同时弥补了栅信号互连线24和65的短路并最小化线路电阻。重叠的栅信号互连垫66可以延伸至下面的栅信号互连垫66。此时，可以获得前述效果，并且还可以防止湿气被引入垫部分C3和C4中。
基于该双结构垫26和66的垫部分C3和C4的增强可以以同样的方式应用到其它垫部分C1、C2、C5和C6上。图7A到图8B所示的结构可以选择性地应用到该多个栅信号互连线路134上。
现在，将参照图2到图8B对一种TFT阵列基板的制造方法进行说明。
导电层成型在绝缘基板10上，并被构图以形成栅线系统21、22和23，以及栅信号互连线系统24和26。然后，栅绝缘层30、非晶硅基层和掺杂非晶硅基层顺序沉积在基板10上。非晶硅基层和掺杂非晶硅基层被构图因而在每个栅极22上形成半导体图案41和欧姆接触图案51。此时，在栅信号互连线24上方，半导体图案可以留下。然后，导电层被沉积，且被构图以形成数据线系统61至64。此时，如图7A至图8B所示，栅信号互连系统65和66可以一起成型在与数据线系统61至64相同的平面上。暴露在源极62和漏极63之间的欧姆接触图案51的部分被除去，因而将其分隔成两个图案52和53，同时显露半导体图案41。保护层70沉积在基板10上，并被构图以形成接触孔72至76。然后，沉积透明导电材料，并构图以形成象素电极80、辅助栅垫83、辅助数据垫84和辅助栅信号互连垫86。
尽管半导体图案41和数据线系统61至64通过不同的工艺步骤成型，但是它们可以通过一个刻蚀过程成型。在该工艺中，在光传输中部分变异的掩模被用于形成具有不同厚度的光致抗蚀剂(photoresist)图案。使用上述掩模作为刻蚀掩模，半导体层41和数据线系统61至64被一起构图。在构图工艺中，中等厚度的光致抗蚀剂图案设置在位于源极62和漏极63之间的沟道部分上方，而具有大厚度的光致抗蚀剂图案设置在数据线系统61至64成型的区域上方。在得到的结构中，欧姆接触图案和半导体图案成型在数据线系统61至64和栅信号互连线系统65和66之下。欧姆接触图案52和53沿数据线系统61至64和栅信号互连线系统65和66的形状成型。半导体图案41也沿数据线系统61至64和栅信号互连线系统65和66的形状成型，除了源极62和漏极63之间的沟道部分以外。
如上所述，接触部分由引线覆盖，且接触部分的阶梯差异被最小化。栅信号互连线系统设置成具有双线结构。这防止了线路线的短路并保持无湿气状态，因而获得了良好接触特性。
尽管本发明参照优选实施例进行了描述，但本领域的技术人员将意识到，在不脱离所附权利要求所提出的精神和范围的情况下，可以对其进行各种改造和替换。

Claims (9)

1.一种液晶显示器，包括：
绝缘基板，具有：多个栅线；交叉在栅线上以确定象素区的多个数据线；栅信号互连线系统，具有栅信号互连线以及连接在栅信号互连线两端以传送栅极电信号到栅线的第一和第二栅信号互连垫；以及带有显露第一和第二栅信号互连垫的第一和第二接触孔的绝缘层；
形成在象素区绝缘层上的象素电极；
数据信号传送膜，其附着在基板上，同时每个膜安装了数据驱动集成电路以接收数据电信号并发送数据信号给数据线；
信号传送膜，其附着在基板上，具有第一栅信号线路和通过第一接触孔与第一栅信号互连垫相连的第一栅信号引线；
栅信号传送膜，它附着在基板上，且每一个均在其上安装有栅驱动集成电路以接收栅极电信号并将栅信号发送至栅线，每个栅传送膜具有第二栅信号线路，以及通过第二接触孔与第二栅信号互连垫连接的第二栅信号引线；以及
至少一印刷电路板，其将栅极电信号和数据电信号发送至栅驱动集成电路和数据驱动集成电路，
其中，第一或第二栅信号引线在引线的长度方向上完全覆盖第一或第二接触孔的至少一侧，以及
所述绝缘层包括覆盖栅线的栅绝缘层和覆盖位于该栅绝缘层之上的数据线的保护层。
2.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，还包括第一和第二辅助栅信号互连垫，它成型在与象素电极相同的平面上同时覆盖了第一和第二接触孔，第一和第二辅助栅信号互连垫分别位于第一和第二栅信号互连垫与第一和第二栅信号引线之间。
3.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述第一或第二栅信号引线在长度方向上完全覆盖每个接触孔。
4.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述栅信号互连线系统成型在与栅线相同的平面上，且第一和第二接触孔成型在栅绝缘层和保护层上。
5.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述栅信号互连线系统成型在与数据线相同的平面上，且第一和第二接触孔仅成型在保护层上。
6.如权利要求2所述的液晶显示器，其特征在于，所述栅信号互连线系统包括成型在与栅线相同平面上的第一栅信号互连线，以及成型在与数据线相同平面上的第二栅信号互连线。
7.如权利要求6所述的液晶显示器，其特征在于，所述第一和第二栅信号互连线经由第一和第二辅助栅信号互连垫而相互连接。
8.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述信号传送膜与数据信号传送膜合并，从而成为数据信号传送膜的一部分。
9.如权利要求8所述的液晶显示器，其特征在于，仅存在一个连接在数据传送膜上以发送栅极电信号和数据电信号给栅驱动集成电路和数据驱动集成电路的印刷电路板。
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