CN1628264A - 用于液晶显示器的薄膜晶体管阵列板 - Google Patents

Abstract

在衬底上形成包括多条栅极线、连结栅极线一端的多个栅极衬垫125及连结栅极线的多个栅电极123的栅极布线和接收公共电压的存储布线。在覆盖栅极布线和存储布线的栅绝缘层上形成半导体层和欧姆接触层。在其上形成数据布线，包括多个与栅极线一起限定多个象素区的数据线、多个延伸到半导体层上的源电极、和多个与源电极分开并关于栅极线与源电极相对的漏电极。在栅绝缘层上形成重叠存储布线的多个存储电容导体以形成存储电容。存储电容导体包括多个从其延伸并重叠栅极线的修护部分。在数据布线和未被数据布线覆盖的半导体层部分上形成钝化层，并且在钝化层上形成多个经设置在钝化层中的多个接触孔连结漏电极和存储电容导体的象素电极。

Description

用于液晶显示器的薄膜晶体管阵列板

技术领域

本发明涉及一种薄膜晶体管阵列板。

背景技术

一般地，液晶显示器(liquid crystal display，LCD)包括两个设置有电极的面板和夹置在其间的液晶层，并通过调节施加到电极的电压大小来控制光的透射率。

LCD包括用于显示图象的多个象素。象素按矩阵分布，并且每个象素包括由透明导体材料制成的象素电极。象素电极由来自多条信号线的信号驱动，信号线包括多条栅极线和多条数据线。栅极线和数据线彼此交叉，从而限定多个按矩阵分布并经由多个开关元件如薄膜晶体管(TFT)连结到象素电极的象素区。响应于来自栅极线的扫描信号，开关元件选择性地传递来自数据线的图象信号。每个象素还包括与象素电极一起构成存储电容的存储电极，用于维持施加到象素电极的图象信号，直到施加了下一个信号。

在制造具有TFT的LCD的过程中产生的象素缺陷是增大产品成本的因素之一。因为很容易识别象素缺陷的白色缺陷，即像素常亮，所以优选将白色缺陷修护转变成象素常暗的、不可识别的黑色缺陷。

白色缺陷的一种来源是象素电极与开关元件之间的不良接触或是开关元件的故障。在此情况下，虽然有缺陷的象素初始显示黑色状态，但由于象素电极的电流泄漏，象素逐渐随时间变成白色缺陷，这使得象素电极的电压达到面对象素电极的公共电极的公共电压。或者，造成白色象素的原因是：数据线和象素电极之间因导体残余所致的短路，或公共电极和象素电极之间的短路。

将白色缺陷转变成黑色缺陷的一种传统修复方法是使象素电极与栅极线电路短路，使得为象素电极提供来自栅极线的栅极信号，栅极线重叠象素电极以构成存储电容并将栅极信号传递到相邻行中象素的开关元件。

但是，夹置在象素电极和栅极线之间的、厚度在2～4μm的厚绝缘层阻碍其间的激光短路。另外，因为存储电极被提供公共电压，所以具有重叠象素电极的存储电极的独立布线型LCD的白色缺陷不能通过使有缺陷的象素电极与重叠象素电极的存储电极短路而修护。

发明内容

本发明提供了一种具有能够很容易地修护具有单独存储布线的独立型LCD的白色象素缺陷的象素结构的TFT阵列板。

根据本发明的LCD的TFT阵列板包括电连结到象素电极的导体图案。

根据本发明的一个实施例，薄膜晶体管阵列板包括：形成在衬底上的、用于传递栅极信号并包括栅极线以及连结到栅极线的栅电极的栅极布线，和与栅极线分开并形成在衬底上的、用于接收公共电压的存储布线。在覆盖栅极布线和存储布线的栅极绝缘层上形成半导体层和数据布线，所述数据布线包括与栅极线交叉以限定象素区的数据线、连结到数据线并位于半导体层上的源电极和关于栅极线与源电极相对并位于半导体层上的漏电极。在栅极绝缘层上形成与存储布线重叠以形成存储电容的导体图案，并且在其上形成钝化层。在钝化层上形成连结到漏电极或导体图案的象素电极。栅极线和导体图案之一包括与栅极线和导体图案的其它重叠的修护延伸。

导体图案与漏电极连结或分离。

象素电极可以包括至少透明导体膜和反射导体膜之一。当象素电极包括透明导体膜和反射导体膜时，优选反射导体膜具有暴露透明导体膜的开口。

修护延伸可以为环形，且半导体层可以具有与数据布线基本上相同的形状，除了源电极和漏电极之间的沟道区。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的LCD的TFT阵列板的布局图；

图2是图1中所示TFT阵列板沿II-II’线的截面图；

图3是根据本发明第二实施例的LCD的TFT阵列板的布局图；以及

图4和5分别表示图3所示LCD阵列板沿IV-IV’和V-V′线的截面图。

具体实施方式

下面参考附图对本发明作更全面地描述，附图中展示了本发明的优选实施例。但本发明可以以不同的形式实施，不应局限于在此给出的实施例。

附图中，为了清楚起见夸大了层和区域的厚度。全文中用相同的标号表示相同的元件。应该理解，当一个元件如层、区域或衬底被称作在另一个元件“上”时，它能够直接在另一元件上，或者也可以存在介入元件。相反，当元件称作“直接在另一元件上”时，不存在介入元件。

下面，参考附图详细描述根据本发明实施例的LCD。

参考图1和2详细描述根据本发明第一实施例的LCD的TFT阵列板。

图1是根据本发明第一实施例的LCD的TFT阵列板的布局图，和图2是图1中所示TFT阵列板沿II-II’线的截面图。

在绝缘衬底110上形成栅极布线和存储布线。栅极布线和存储布线包括优选由低电阻率的导体材料如Al制成的单层或包括所述单层的多层。

栅极布线包括：多条基本上在横向延伸的栅极线121，多条连结到栅极线121的一端以从外部装置向栅极线121传递栅极信号的栅极衬垫125，和多个连结到栅极线121的TFT的栅电极123。

存储布线包括多个存储线131和多个存储电极133。存储线131基本上在横向延伸。存储电极133与连结到象素电极190的存储电容导体177重叠以形成存储电容，用于增强象素的电荷存储能力(这在后面叙述)。对存储布线131和133施加一个施加到面对衬底110的、上面板(未示出)上的公共电极(未示出)的电压。

当栅极布线121、123和125包括多层时，它包括一种与其它材料具有良好接触特性的衬垫材料。

可以给存储布线131和133提供栅极信号。

在栅极布线121、123和125上形成一个优选由衬底110上的SiNx制成的栅极绝缘层110。

在与栅电极123相对的栅极绝缘层140上形成优选由非晶硅制成的半导体层150。在半导体层150上形成优选由硅化物或重掺n型杂质的n+氢化非晶硅制成的欧姆接触层163和165。

在欧姆接触层163和165以及栅极绝缘层140上形成数据布线171、173、175和179。数据布线171、173、175和179包括低阻材料如Ag、Al合金、Al和Al合金的单层或包含所述单层的多层。

数据布线171、173、175和179包括多条数据线171、多个源电极173、多个数据衬垫179、多个漏电极175和多个存储电容导体177。数据线171在纵向延伸并与栅极线121交叉以形成多个以矩阵分布的象素区。源电极173连结到数据线171并延伸到欧姆接触层的一部分163上。漏电极175位于欧姆接触层的其它部分165上，位置关于栅电极123与源电极173相对，并且与源电极173分开。数据衬垫179连结到数据线171的一端以接收来自外部装置的图象信号。存储电容导体177与存储电极133重叠以形成用于增大存储能力的存储电容并包括与栅极线121重叠的修护部分178。

在数据布线171、173、175、177和179上以及半导体层150不被数据布线171、173、175、177和179覆盖的部分上形成钝化层180。优选地钝化层180包括SiNx或具有良好平坦化特性的有机绝缘材料。

钝化层180中设置有多个分别暴露漏电极175、存储电容导体177和数据衬垫179的接触孔185、187和189。钝化层180和栅极绝缘层140具有多个暴露栅极衬垫125的接触孔182。

在钝化层180上的象素区中形成多个象素电极190。象素电极190分别经接触孔185和187电连结到漏电极175和存储电容导体177。另外，在钝化层180上形成多个辅助栅极衬垫92和多个辅助数据衬垫97。优选象素电极190、辅助栅极衬垫92和辅助数据衬垫97由透明导体材料如氧化铟锡(“ITO”)或氧化铟锌(“IZO”)形成。或者，象素电极190包括具有反射性的反射层如Ag、Ag合金、Al和Al合金，并且钝化层180在其表面上具有凸起，这给予反射层增强反射率的粗糙度。

修护部分178能够很容易地将白色缺陷转变成难以感觉的黑色象素缺陷，而白色缺陷使得象素不断地闪烁并由象素电极190的浮置或者对象素电极190施加公共电压而造成。即，虽然很难用激光使有缺陷的象素电极190与重叠象素电极190的栅极线121短路以修护白色缺陷，因为夹置在其间的厚绝缘层180厚度在约2～4μm，通过使连结到象素电极190的修护部分178与重叠修护部分178的栅极线121激光短路，而在大部分时间能够给有缺陷的象素电极190提供栅极截止电压(gate-off voltage)。然后，包括常白模式LCD的有缺陷象素电极190的象素(其在象素电极190和公共电极之间不存在电势差时显示白色图象)变暗，因为被提供栅极截止电压的象素电极190具有不同于公共电极的电势以产生电场。

虽然在此实施例中通过从存储电容导体177延伸的修护部分178使存储电容导体177和栅极线121重叠，但也可以通过延伸栅极线121或延伸栅极线121与存储电容导体177两者而使存储电容导体177和栅极线121重叠。修护部分178可以有各种形状，如中心有开口的环形。

根据本发明的另一实施例，存储布线包括一对位于象素区的上下部分的存储线和在横向延伸并且位置接近象素区的边缘的多个象素电极。

如上所述，虽然本发明的第一实施例提供了连结到象素电极的修护件，但本发明的第二实施例提供了从栅极线延伸的修护件，参照图3-5对此进行详细描述。

图3是根据本发明第二实施例的LCD的TFT阵列板的布局图，图4和5分别表示图3所示LCD阵列板沿IV-IV’和V-V′线的截面图。

TFT阵列板具有与第一实施例类似的结构。

但是，栅极布线包括多个从多条栅极线121延伸并经由栅极绝缘层140与多个存储电容导体177重叠的修护部分128。

在覆盖栅极布线121、123、125和128的栅极绝缘层140上形成优选由氢化非晶硅制成的半导体图案152和157。在半导体图案152和157上形成优选由重掺杂n型杂质例如磷(P)的非晶硅制成的欧姆接触图案(或中间层图案)163、165和167。

欧姆接触图案163、165和167减小底层半导体图案152和157与上覆数据布线171、173、175、177和179之间的接触电阻，并具有与数据布线171、173、175、177和179基本上相同的形状。即，欧姆接触图案163、165和167包括：多个基本上与数据线单元171、179和173相同形状的数据线欧姆接触163，多个具有基本上与漏电极175相同形状的漏电极欧姆接触165，和多个具有基本上与存储电容导体177相同形状的存储电容欧姆接触167。

同时，半导体图案152和157具有基本上与数据布线171、173、175、177和179以及欧姆接触图案163、165和167相同的形状，除了TFT沟道区C以外。具体地说，半导体图案152和157包括：多个具有基本上与存储电容导体177和存储电容欧姆接触167相同形状的存储电容半导体157；以及多个TFT半导体152，其具有与数据布线和欧姆接触图案的剩余部分略微不同的形状。即，源电极173和漏电极175在TFT沟道区C处彼此分开，数据线欧姆接触163和漏电极欧姆接触165在该处也彼此分开。但是，TFT半导体152在那里连续行进而不断开，以形成TFT沟道。

连结到多个象素电极190并与多个存储线131重叠以形成存储电容的存储电容导体177连结到漏电极175。

钝化层180在其表面上有突起，且钝化层180上的每个象素电极190包括透明电极191和具有透射窗T的反射电极192。透明电极191由透明导体材料如ITO和IZO制成，而反射电极192由反射导体材料如Al、Al合金、Ag和Ag合金制成。

根据本发明第二实施例的修护部分128也可以具有环形形状。

下面参考图1-5简要描述制造根据本发明第一和第二实施例的LCD所用TFT阵列板的方法。

首先，在衬底110上沉积低阻如Ag、Ag合金、Al和Al合金的单层或包含上述单层的多层，并通过利用掩模的光蚀刻来构图，以形成栅极布线121、123和125以及存储布线131和133。

接下来，依次沉积包括栅极绝缘层140、半导体层和掺杂非晶硅层的三层，其中优选栅极绝缘层140由氮化硅制成，半导体层优选由非晶硅制成。掺杂非晶硅层和半导体层利用掩模被构图，以在栅极绝缘层140上与栅电极23相对地形成相同形状的欧姆接触层和半导体层150。

之后，数据导体层被沉积并利用掩模通过光蚀刻被构图，以形成数据布线171、173、175、177、178和179。如果有足够的存储电容，则可以省去存储电容导体177。

然后，去除不被数据布线171、173、175、177和179覆盖的欧姆接触层部分，使得欧姆接触层被分成多对关于栅电极123的两个分开部分163和165，并且欧姆接触层的分开部分163和165之间的半导体层150部分被暴露。为了稳定半导体层150的暴露表面，优选进行氧气等离子处理。

通过在衬底110上沉积氮化硅或具有低介电常数和良好平坦化特性的有机绝缘材料来形成钝化层180。钝化层180与栅极绝缘层140一起通过光蚀刻被构图，以形成多个暴露栅极衬垫125、漏电极175、存储电容导体177和数据衬垫179的接触孔182、185、187和189。如果不存在存储电容电极，则不需要形成接触孔187。

最后，沉积ITO层或IZO层并利用掩模构图，以形成多个象素电极190、多个辅助栅极衬垫92和多个辅助数据衬垫97。象素电极190经接触孔182连结到漏电极175，并经接触孔187连结到存储电容导体177。辅助栅极衬垫92和辅助数据衬垫95分别经接触孔182和189连结到栅极衬垫125和数据衬垫179。

同时，根据第二实施例的LCD的TFT阵列板的制造方法采用单个光致抗蚀剂图案来光蚀刻，用于形成半导体图案152和157，欧姆接触图案163、165和167，以及数据布线171、173、175、177和179。

具体地说，形成栅极布线之后，依次沉积栅极绝缘层140、优选由非晶硅制成的半导体层和掺杂的非晶硅层。

在其上形成数据导体层，并且在数据导体层上涂覆光致抗蚀剂膜。之后，利用具有用于调节沟道区C的光透射率的调节层的掩模，形成厚度取决于位置的光致抗蚀剂图案。光致抗蚀剂图案具有数据布线上的第一部分和沟道区上的第二部分，且第二部分具有小于第一部分的厚度。剩余的区域不具有光致抗蚀剂。

首先利用光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩模来形成半导体图案152和157。去除光致抗蚀剂图案的第二部分之后，利用光致抗蚀剂图案的第一部分作为蚀刻掩模来去除沟道区C中的数据导体层部分，从而形成数据布线171、173、175、177和179。利用上覆层或膜作为蚀刻掩模来蚀刻掺杂的非晶硅层，以形成欧姆接触图案163、165和167。

通过依次形成多个透明电极191和多个反射电极192来形成多个象素电极190。通过在具有凸起的钝化层180上沉积透明导体材料并利用带掩模的光蚀刻对沉积的材料构图，从而形成透明电极191。通过在透明电极191上沉积反射导体材料并对沉积的材料构图，从而形成反射电极192。

因此，通过为电连结到象素电极的导体提供重叠栅极线的修护部分，或者通过为栅极线提供与电连结到象素电极的导体重叠的修护部分，本发明很容易修护LCD中TFT阵列板的白色象素缺陷，其中这里的LCD具有夹置在象素电极和栅极线之间的厚有机绝缘层。

Claims (9)

1.一种薄膜晶体管阵列板，包括：

衬底；

用于传递栅极信号的栅极布线，形成在所述衬底上并包括栅极线以及连结到所述栅极线的栅电极；

形成在所述衬底上的、用于接收公共电压的存储布线；

形成在所述衬底上并覆盖所述栅极布线和所述存储布线的栅极绝缘层；

形成在所述栅极绝缘层上的、与所述栅电极相对的半导体层；

形成在所述栅极绝缘层上的数据布线，其包括与所述栅极线交叉以限定象素区的数据线、连结到所述数据线并位于所述半导体层上的源电极、和关于所述栅极线与所述源电极相对并位于所述半导体层上的漏电极；

形成在所述栅极绝缘层上并与所述存储布线重叠以形成存储电容的导体图案；

覆盖所述数据布线和所述半导体层的钝化层；和

基本上形成在所述钝化层上的所述象素区中并连结到所述漏电极或所述导体图案的象素电极，

其中所述栅极线和所述导体图案之一包括与所述栅极线和所述导体图案的另一个重叠的修护延伸。

2.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中该导体图案连结到该漏电极。

3.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中该导体图案与该漏电极分离。

4.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中所述象素电极至少包括透明导体膜和反射导体膜之一。

5.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中所述象素电极包括透明导体膜和具有暴露所述透明导体膜的开口的反射导体膜。

6.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中所述修护延伸为环形。

7.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中所述修护延伸从所述导体图案延伸。

8.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中该修护延伸从该栅极线延伸。

9.如权利要求4所述的薄膜晶体管，其中所述半导体层具有与所述数据布线基本上相同的形状，除了所述源电极和所述漏电极之间的沟道区。

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