專(zhuān)利名稱(chēng)：高透光率面內(nèi)切換模式液晶顯示設(shè)備及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高透光率面內(nèi)切換模式液晶顯示設(shè)備及其制造方法。特別是，本發(fā)明涉及一種在數(shù)據(jù)線和公共電極之間的電容減小的邊緣電場(chǎng)型液晶顯示設(shè)備及其制造方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示設(shè)備(IXD)通過(guò)在電場(chǎng)作用下控制液晶層的透光率來(lái)呈現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)。根據(jù)電場(chǎng)的方向，LCD可以分為兩大類(lèi)一種是垂直電場(chǎng)型，另一種是水平電場(chǎng)型。對(duì)于垂直電場(chǎng)型LCD，形成于上基板上的公共電極和形成于下基板上的像素電極彼此面對(duì)，用以形成其方向垂直于基板表面的電場(chǎng)。設(shè)在上基板和下基板之間的扭曲向列液晶層受到垂直電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)。垂直電場(chǎng)型LCD具有開(kāi)口率較高的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)它具有大約90 度的較窄視角的不足。對(duì)于水平電場(chǎng)型IXD，公共電極和像素電極平行地形成于同一基板上。設(shè)置在上基板和下基板之間的液晶層在平行于基板表面的電場(chǎng)的作用下按照面內(nèi)切換(IPS)模式驅(qū)動(dòng)。水平電場(chǎng)型LCD具有超過(guò)170度的較寬視角的優(yōu)點(diǎn)。但是目前，因?yàn)樗诫妶?chǎng)型LCD 的開(kāi)口率較低，所以需要開(kāi)發(fā)先進(jìn)的技術(shù)用以增加開(kāi)口率。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提出一種高透光率面內(nèi)切換模式液晶顯示設(shè)備及其制造方法，其中通過(guò)以公共電極遮蔽數(shù)據(jù)線而使數(shù)據(jù)線和像素電極之間的邊緣區(qū)域 (marginal area)最小化，從而增加開(kāi)口率。本發(fā)明的另一目的是提出一種高透光率面內(nèi)切換模式液晶顯示設(shè)備及其制造方法，其中通過(guò)在數(shù)據(jù)線和公共電極之間插入具有低介電特性的附加絕緣層而減小寄生電容。本發(fā)明的又一目的是提出一種高透光率面內(nèi)切換模式液晶顯示設(shè)備及其制造方法，其中依靠所述具有低介電特性材料的附加絕緣層而使數(shù)據(jù)線材料免遭損壞。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種高透光率面內(nèi)切換模式液晶顯示設(shè)備，其包括基板；在該基板上以水平方向設(shè)置的柵線；覆蓋該柵線的柵絕緣層；在該柵絕緣層上以垂直方向設(shè)置的數(shù)據(jù)線；位于該數(shù)據(jù)線上并且與該數(shù)據(jù)線具有相同尺寸和形狀的附加絕緣層；覆蓋該附加絕緣層的鈍化層；和在該鈍化層上與該數(shù)據(jù)線交疊的公共電極。該附加絕緣層包含光丙烯；并且該鈍化層包括硅氮化物和硅氧化物的至少其中之
ο該附加絕緣層具有1000 2000 A的厚度；并且該鈍化層具有2000 3000人的厚度。
該數(shù)據(jù)線包含銅材料。上述液晶顯示設(shè)備還包括位于該數(shù)據(jù)線和該附加絕緣層之間并且與該數(shù)據(jù)線具有相同形狀和尺寸的保護(hù)金屬層。該保護(hù)金屬層包括鉬、鈦和鉻的至少其中之一。該保護(hù)金屬層具有300 500 A的厚度。上述液晶顯示設(shè)備還包括從該柵線分叉而來(lái)的柵極；在該柵絕緣層上與該柵極交疊的溝道層；從該數(shù)據(jù)線分叉而來(lái)且與該溝道層的第一側(cè)接觸的源極；與該源極面對(duì)且與該溝道層的第二側(cè)接觸的漏極；以及像素電極，與該漏極的多個(gè)部分接觸且在由該柵線和該數(shù)據(jù)線限定的像素區(qū)域內(nèi)具有矩形形狀，其中該公共電極還包括梳齒圖案，在該圖案中，具有預(yù)定寬度的多個(gè)區(qū)段以預(yù)定的間隙平行地排布在該像素區(qū)域內(nèi)。本發(fā)明還提出一種高透光率面內(nèi)切換模式液晶顯示設(shè)備的制造方法，其包括在透明基板上形成包括柵線的柵組件；形成覆蓋該柵組件的柵絕緣層；在該柵絕緣層上形成與該柵線交叉用以限定像素區(qū)域的數(shù)據(jù)線，和與該數(shù)據(jù)線具有相同尺寸和形狀并且與該數(shù)據(jù)線接觸的附加絕緣層；在該附加絕緣層上形成鈍化層；以及在該鈍化層上形成覆蓋該數(shù)據(jù)線的公共電極，該公共電極包括梳齒圖案，在該圖案中，具有預(yù)定寬度的多個(gè)區(qū)段以預(yù)定的間隙平行地排布在該像素區(qū)域內(nèi)。形成該數(shù)據(jù)線還包括形成位于該數(shù)據(jù)線和該附加絕緣層之間并且與該數(shù)據(jù)線具有相同形狀和尺寸的保護(hù)金屬層。形成該柵線還包括形成從該柵線分叉而來(lái)的柵極；形成該數(shù)據(jù)線還包括形成在該柵絕緣層上與該柵極交疊的溝道層、從該數(shù)據(jù)線分叉而來(lái)且與該溝道層的第一側(cè)接觸的源極、以及與該源極面對(duì)且與該溝道層的第二側(cè)接觸的漏極；并且在形成該數(shù)據(jù)線之后， 還包括形成與該漏極的多個(gè)部分接觸且在由該柵線和該數(shù)據(jù)線限定的像素區(qū)域內(nèi)具有矩形形狀的像素電極。形成該柵線還包括形成從該柵線分叉而來(lái)的柵極；在形成該柵絕緣層之后，還包括形成在該柵絕緣層上與該柵極交疊的溝道層；以及在該柵絕緣層上形成在該像素區(qū)域內(nèi)具有矩形形狀的像素電極；并且其中形成該數(shù)據(jù)線還包括形成從該數(shù)據(jù)線分叉而來(lái)且與該溝道層的第一側(cè)接觸的源極、和與該源極面對(duì)且與該溝道層的第二側(cè)接觸的漏極。在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示設(shè)備中，公共電極與數(shù)據(jù)線交疊，以遮蔽其電壓時(shí)常發(fā)生改變的數(shù)據(jù)線。因此，液晶層不受數(shù)據(jù)線的電壓改變的影響，因此像素電極區(qū)域能夠具有最大化的面積，從而可以增大開(kāi)口率。此外，通過(guò)使用具有低介電特性的光丙烯材料作為數(shù)據(jù)線和公共電極之間的附加絕緣層，使得寄生電容顯著降低。因此，由于寄生電容以及液晶顯示面板的負(fù)載帶來(lái)的不利得以減少，由此就可以獲得大尺寸和高分辨率的顯示面板。此夕卜，當(dāng)使用銅材料作為數(shù)據(jù)線時(shí)，通過(guò)在該銅數(shù)據(jù)線上增加保護(hù)金屬層，可以避免因低介電特性材料如光丙烯的附加絕緣層而帶來(lái)的界面(intersurface)問(wèn)題的產(chǎn)生。結(jié)果，就可以得到高透光率的面內(nèi)切換模式液晶顯示設(shè)備。此外，通過(guò)使用光丙烯，可以實(shí)施光掩模工藝，并可以通過(guò)一步工序(one step process)而無(wú)需任何另外單獨(dú)的工序來(lái)制成低介電特性的附加絕緣層。因此，能夠獲得一種制造工序簡(jiǎn)化且制造成本降低的制造方法。


附圖包括在本申請(qǐng)中以提供對(duì)于本發(fā)明的進(jìn)一步的理解，它們被并入并構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，附圖示出本發(fā)明的實(shí)施方式并與說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1是用于示出根據(jù)本發(fā)明的水平電場(chǎng)型液晶顯示設(shè)備的平面圖。圖2A到2F是用于示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的制造水平電場(chǎng)型液晶顯示面板的步驟，按照?qǐng)D1中的1-1”線剖開(kāi)的截面圖。圖3A到3G是用于示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的制造水平電場(chǎng)型液晶顯示面板的步驟，按照?qǐng)D1中的1-1”線剖開(kāi)的截面圖。圖4是用于示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的水平電場(chǎng)液晶顯示面板的數(shù)據(jù)線的結(jié)構(gòu)，沿著圖1中11-11”線剖開(kāi)的放大的截面圖。圖5是用于示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板的數(shù)據(jù)線的結(jié)構(gòu)，沿著圖1的11-11”線剖開(kāi)的放大的截面圖。圖6是用于示出具有用于保護(hù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中的數(shù)據(jù)線的附加金屬層的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)的截面圖。圖7是用于示出具有用于保護(hù)本發(fā)明第二實(shí)施方式中的數(shù)據(jù)線的附加金屬層的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)的截面圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參照包括圖1到圖7在內(nèi)的附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行解釋。圖1是用于示出根據(jù)本發(fā)明的水平電場(chǎng)型液晶顯示設(shè)備的平面圖。參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明的水平電場(chǎng)型液晶顯示設(shè)備包括液晶顯示面板，其具有兩個(gè)玻璃基板以及插置在這兩個(gè)玻璃基板之間的液晶層。液晶顯示面板包括具有多個(gè)薄膜晶體管的薄膜晶體管陣列基板，和具有多個(gè)濾色器的濾色器陣列基板。對(duì)于根據(jù)第一實(shí)施方式的液晶顯示面板，主要使用薄膜晶體管陣列基板來(lái)進(jìn)行解釋。根據(jù)本發(fā)明的薄膜晶體管陣列基板包括在玻璃基板SUB上沿著水平方向延伸的柵線GL和沿著垂直方向延伸的數(shù)據(jù)線DL。由柵線GL和數(shù)據(jù)線DL的交叉結(jié)構(gòu)所形成的矩形形狀限定多個(gè)像素區(qū)域。在每個(gè)像素區(qū)域的一角，形成薄膜晶體管T，其具有從柵線GL分叉而來(lái)的柵極G、從數(shù)據(jù)線DL分叉而來(lái)的源極S以及與該源極S面對(duì)且與源極S相隔預(yù)定距離的漏極D。漏極D與對(duì)應(yīng)于像素區(qū)域的內(nèi)部區(qū)域的像素電極PXL相連。像素電極PXL被鈍化層PAS覆蓋，且與像素電極PXL交疊的公共電極COM形成于鈍化層PAS上。特別是，公共電極COM具有梳齒圖案，在該圖案中，具有預(yù)定寬度的多個(gè)區(qū)段(segment)以預(yù)定的間隙平行地排布在像素區(qū)域內(nèi)。像素電壓根據(jù)薄膜晶體管T的操作，經(jīng)由數(shù)據(jù)線DL而施加到每個(gè)像素電極PXL。并且，用于驅(qū)動(dòng)液晶分子的參考電壓施加到公共電極COM。因此，在像素電極 PXL和公共電極COM之間形成邊緣電場(chǎng)。由于水平邊緣電場(chǎng)，液晶分子以面內(nèi)切換模式被驅(qū)動(dòng)。特別是，為了使開(kāi)口率最大化，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示面板具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中公共電極COM與其上的數(shù)據(jù)線交疊且將其覆蓋。也即，具有恒定參考電壓的公共電極COM 遮蔽了其數(shù)據(jù)電壓時(shí)常改變的數(shù)據(jù)線DL。因此，數(shù)據(jù)線DL的電壓改變不能影響形成于像素電極PXL和公共電極COM之間的電場(chǎng)。此外，由于水平電場(chǎng)形成于位于像素區(qū)域周?chē)?、?shù)據(jù)線DL上方的公共電極COM與位于像素區(qū)域內(nèi)的像素電極PXL之間，因此在像素區(qū)域的整個(gè)區(qū)域都形成水平電場(chǎng)。根據(jù)本發(fā)明，至少有兩種方法用于制造上述液晶顯示面板。首先，將參照?qǐng)D2A到 2F解釋用于制造液晶顯示面板的第一實(shí)施方式。圖2A到2F是用于示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的制造水平電場(chǎng)型液晶顯示面板的步驟，按照?qǐng)D1中的1-1”線剖開(kāi)的截面圖。如圖2A所示，在透明基板SUB上，沉積金屬材料并使用第一掩模工序圖案化金屬材料，以形成柵組件。柵組件包括在基板SUB上沿著水平方向延伸的柵線GL，從柵線GL突出到像素區(qū)域內(nèi)的柵極G，以及形成于柵線GL—端的柵焊盤(pán)GP。特別地，柵組件包括具有銅 (Cu)的低電阻的第一金屬層，和位于第一金屬層上用于保護(hù)第一金屬層的銅材料的第二金屬層。如圖2B所示，在具有柵組件的基板SUB的整個(gè)表面上，依次沉積柵絕緣層GI、半導(dǎo)體材料SE和源-漏金屬材料⑶。在源-漏金屬材料⑶上，沉積光丙烯(photo acryl)材料。使用第二掩模工序，形成光丙烯圖案PR。在第二掩模工序中，使用包括3個(gè)區(qū)域的半色調(diào)掩模。結(jié)果，以如下方式形成具有3個(gè)區(qū)域的光丙烯圖案ra 使得第一區(qū)域具有最大的厚度，第三區(qū)域具有最小的厚度，而第二區(qū)域具有中間厚度。在第一區(qū)域①中，源-漏金屬材料CU、半導(dǎo)體材料SE和光丙烯將被保留，在第二區(qū)域②中，源-漏金屬材料CU、半導(dǎo)體材料SE將被保留，在第三區(qū)域③中，僅僅半導(dǎo)體材料SE將被保留。使用光丙烯圖案ra對(duì)源-漏金屬材料⑶和半導(dǎo)體材料SE進(jìn)行圖案化。之后，通過(guò)灰化光丙烯圖案I3R來(lái)使光丙烯圖案ra變薄，以去掉第三區(qū)域③的厚度。然后，光丙烯圖案I3R的第一區(qū)域①和第二區(qū)域②具有減去第三區(qū)域③厚度的厚度。在第三區(qū)域③中，光丙烯圖案ra被去除，使得源-漏金屬材料⑶暴露出來(lái)。在這種情形下，進(jìn)一步實(shí)施蝕刻工序，以將暴露的源-漏金屬材料cu去除。然后，形成源極s和漏極D，并且在源極s和漏極 D之間產(chǎn)生溝道層。之后，使用進(jìn)一步灰化工序，通過(guò)去掉剩余的第二區(qū)域②的厚度而使剩余的光丙烯圖案I3R變薄。也即，因減去了第二區(qū)域②的初始厚度，第一區(qū)域①的光丙烯圖案具有比初始厚度要薄的厚度。如圖2C所示，在第一區(qū)域①，變薄的光丙烯圖案ra仍然保留，而在第二區(qū)域②，部分漏極D暴露出來(lái)，并且在第三區(qū)域③，半導(dǎo)體層A暴露出來(lái)。結(jié)果，就形成了與柵極G交疊的半導(dǎo)體層A、在基板SUB上沿著垂直方向延伸的數(shù)據(jù)線DL、從數(shù)據(jù)線DL分叉而來(lái)并且與半導(dǎo)體層A的一側(cè)接觸的源極S、與源極面對(duì)且與半導(dǎo)體層A的另一側(cè)接觸的漏極D、以及形成于數(shù)據(jù)線DL —端的數(shù)據(jù)焊盤(pán)DP。在此期間，在數(shù)據(jù)線DL、源極S和部分漏極D上， 保留變薄的光丙烯圖案I3R以形成附加絕緣層。這里，為了使附加絕緣層遮蔽數(shù)據(jù)線DL，優(yōu)選使最終保留的變薄的光丙烯圖案I3R具有1000 2000 A的厚度。優(yōu)選地，附加絕緣層位于數(shù)據(jù)線DL上并且與數(shù)據(jù)線DL具有相同的尺寸和形狀且與數(shù)據(jù)線接觸。在具有薄膜晶體管T的基板SUB上，沉積透明導(dǎo)電材料諸如ITO(氧化銦錫)和 IZO(氧化銦鋅)，并通過(guò)第三掩模工序?qū)ζ鋱D案化，以形成像素電極PXL。像素電極PXL具有覆蓋像素區(qū)域的整個(gè)區(qū)域的矩形形狀。特別是，像素電極PXL直接接觸被光丙烯圖案ra 暴露出的漏極D的上表面和被蝕刻的側(cè)表面，如圖2D所示。在具有像素電極PXL的基板SUB上，沉積厚度為1000 3000 A的無(wú)機(jī)絕緣材料(諸如硅氮化物(SiNx)和硅氧化物(SiOx)的至少其中之一)，以形成鈍化層PAS。使用第四掩模工序，對(duì)鈍化層PAS和柵絕緣層GI進(jìn)行圖案化。通過(guò)去除覆蓋柵焊盤(pán)GP的部分鈍化層PAS和柵絕緣層GI，形成暴露出柵焊盤(pán)GP的柵接觸孔GPH。與此同時(shí)，去除覆蓋數(shù)據(jù)焊盤(pán)DP的部分鈍化層PAS，形成暴露出數(shù)據(jù)焊盤(pán)DP的數(shù)據(jù)焊盤(pán)接觸孔DPH，如圖2E所示。
參照?qǐng)D2F，在基板SUB的整個(gè)表面上，沉積透明導(dǎo)電材料諸如ITO (氧化銦錫)和 IZO (氧化銦鋅)，并使用第五掩模工序?qū)ζ鋱D案化，以形成公共電極COM、柵焊盤(pán)端子GPT和數(shù)據(jù)焊盤(pán)端子DPT。柵焊盤(pán)端子GPT通過(guò)柵焊盤(pán)接觸孔GPH連接到柵焊盤(pán)GP。數(shù)據(jù)焊盤(pán)端子DPT通過(guò)數(shù)據(jù)焊盤(pán)接觸孔DPH連接到數(shù)據(jù)焊盤(pán)DP。公共電極COM具有完全覆蓋數(shù)據(jù)線 DL的一個(gè)區(qū)段部分以及位于像素區(qū)域內(nèi)的具有預(yù)定寬度并以預(yù)定間隙相互平行排布的多個(gè)區(qū)段。公共電極COM具有包括多個(gè)梳齒圖案肋條的結(jié)構(gòu)。此外，公共電極COM是從沿著平行于柵線GL的方向延伸的公共線CL分叉而來(lái)的。在第一實(shí)施方式的解釋中，用于制造邊緣型水平電場(chǎng)液晶顯示面板的方法包括五道掩模工序。特別是，光丙烯圖案PR，即附加絕緣層，是用于光蝕刻工序中的光刻膠材料，因此該附加絕緣層能夠無(wú)需任何附加制造步驟地形成。結(jié)果，制造工藝得以簡(jiǎn)化，且制造成本不會(huì)增加。此外，現(xiàn)在對(duì)根據(jù)第一實(shí)施方式的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板中具有數(shù)據(jù)線DL的部分進(jìn)行具體解釋。圖4是用于示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的水平電場(chǎng)液晶顯示面板的數(shù)據(jù)線的結(jié)構(gòu)，沿著圖1中11-11”線剖開(kāi)的放大的截面圖。在基板SUB上的像素區(qū)域內(nèi)，形成了其間夾有柵絕緣層GI的柵組件和源-漏組件。如圖4所示，數(shù)據(jù)線DL形成于柵絕緣層GI上，并且像素電極PXL形成于數(shù)據(jù)線DL左側(cè)和右側(cè)的像素區(qū)域內(nèi)。在第一實(shí)施方式中，由于通過(guò)同時(shí)對(duì)半導(dǎo)體材料SE和源-漏金屬材料CU圖案化而形成源-漏組件，因此數(shù)據(jù)線DL具有雙層結(jié)構(gòu)。具有光丙烯材料的光丙烯圖案I3R置于數(shù)據(jù)線DL的上表面上。在光丙烯圖案ra上，形成了鈍化層PAS以覆蓋基板 SUB的整個(gè)表面。在鈍化層PAS上，形成了公共電極COM，其完全覆蓋數(shù)據(jù)線DL。在像素區(qū)域內(nèi)，公共電極COM與像素電極PXL交疊。因此，由于在公共電極COM和像素電極PXL之間形成的邊緣場(chǎng)，因此在基板SUB上形成了水平電場(chǎng)。以這種結(jié)構(gòu)，在像素電極的外邊緣部分，利用在與數(shù)據(jù)線DL交疊的公共電極COM 與像素電極PXL之間形成的水平電場(chǎng)來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶分子。因此，可以使開(kāi)口率最大化。此外， 由于數(shù)據(jù)線DL被公共電極COM遮蔽，所以因數(shù)據(jù)線DL引起的電壓信號(hào)波動(dòng)不能影響液晶分子。因而，這也有助于使根據(jù)本發(fā)明的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板的開(kāi)口率最大化。當(dāng)數(shù)據(jù)線DL和公共電極COM交疊時(shí)，在它們之間可能會(huì)形成寄生電容，所以用于驅(qū)動(dòng)液晶顯示面板的負(fù)載將會(huì)增加。由于負(fù)載的增加，因此難以應(yīng)用于制造具有這種結(jié)構(gòu)的較大的顯示面板。為了減少寄生電容，插置在數(shù)據(jù)線DL和公共電極COM之間的鈍化層 PAS的厚度應(yīng)該更厚。隨著鈍化層PAS厚度的增加，像素電極PXL和公共電極COM之間的距離也增加。因此驅(qū)動(dòng)功率損耗將會(huì)增加。在第一實(shí)施方式中，光丙烯圖案ra置于數(shù)據(jù)線DL上。光丙烯具有3 4F/m的介電常數(shù)特性，其比鈍化層PAS材料如SiNx的介電常數(shù)要低，也即光丙烯的介電常數(shù)大約是SiNx的一半。因此，厚度為3000 A的光丙烯圖案I3R具有與厚度為6000人的鈍化層 PAS相同的性能。更優(yōu)選地，光丙烯圖案I3R具有1000 2000人的厚度，而鈍化層PAS具有2000 3000 A的厚度。在這種情況下，數(shù)據(jù)線DL和公共電極COM之間的絕緣距離為 3000 5000人，而凈介電常數(shù)大約為4F/m，因此就可以使得寄生電容最小化。與此同時(shí)，像素電極PXL和公共電極COM之間的絕緣距離為相對(duì)較短的距離(2000 3000人)。因而， 第一實(shí)施方式提出了一種具有高開(kāi)口率的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板，其中寄生電容最小化且驅(qū)動(dòng)功率損耗得以降低。以下，將參照?qǐng)D1和圖3A到3G來(lái)解釋本發(fā)明的第二實(shí)施方式。圖3A到3G是用于示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的制造水平電場(chǎng)型液晶顯示面板的步驟，按照?qǐng)D1中的1-1” 線剖開(kāi)的截面圖。在第二實(shí)施方式中，其平面結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式?jīng)]有區(qū)別，但是由于制造步驟不同，因此在截面結(jié)構(gòu)上存在區(qū)別。如圖3A所示，在透明基板SUB上，沉積金屬材料，并使用第一掩模工序?qū)ζ鋱D案化，以形成柵組件。柵組件包括在基板SUB上沿著水平方向延伸的柵線GL、從柵線GL突出到像素區(qū)域中的柵極G、以及形成于柵線GL的一端的柵焊盤(pán)GP。特別是，柵組件包括具有銅的低電阻的第一金屬層、和在第一金屬層上用于保護(hù)第一金屬層的銅材料的第二金屬層。如圖;3B所示，在具有柵組件的基板SUB的整個(gè)表面上，依次沉積柵絕緣層GI和半導(dǎo)體材料(或稱(chēng)“半導(dǎo)體層”)SE。采用第二掩模工序?qū)Π雽?dǎo)體層SE圖案化，以形成溝道層 A。溝道層A與柵極G交疊，它們之間夾有柵絕緣層GI。在具有溝道層A的基板SUB的整個(gè)表面上，沉積透明導(dǎo)電材料如ITO(氧化銦錫) 和IZO(氧化銦鋅)并采用第三掩模工序?qū)ζ鋱D案化，以形成像素電極PXL。像素電極PXL 具有覆蓋像素區(qū)域的整個(gè)區(qū)域的矩形形狀，如圖3C所示。在具有像素電極PXL的基板SUB上，沉積源-漏金屬材料⑶。在源-漏金屬材料 CU上，沉積光丙烯。采用第四掩模工序，形成光丙烯圖案ra。在第四掩模工序中，使用具有兩個(gè)區(qū)域的半色調(diào)掩模。結(jié)果，以如下方式形成了具有兩個(gè)區(qū)域的光丙烯圖案ra 使得第一區(qū)域①具有最大的厚度，而第二區(qū)域②具有最小的厚度。在第一區(qū)域①中，源-漏金屬材料cu和光丙烯圖案ra將被保留。在第二區(qū)域②中，僅僅源-漏金屬材料cu將被保留，如圖3D所示。使用光丙烯圖案ra對(duì)源-漏金屬材料⑶進(jìn)行圖案化。結(jié)果，形成了在基板SUB上沿著垂直方向延伸的數(shù)據(jù)線DL、從數(shù)據(jù)線DL分叉而來(lái)且與溝道層A的一側(cè)接觸的源極S、 與源極S面對(duì)且與溝道層的另一側(cè)以及像素電極PXL接觸的漏極D、以及形成于數(shù)據(jù)線DL 的一端的數(shù)據(jù)焊盤(pán)DP。在形成了薄膜晶體管T的源極S和漏極D后，通過(guò)灰化光丙烯圖案 ra使光丙烯圖案ra變薄，以去掉第二區(qū)域②的厚度。也就是說(shuō)，第一區(qū)域①具有減掉了第二區(qū)域②厚度的厚度。在第二區(qū)域②中，通過(guò)去除光丙烯圖案ra而使源-漏金屬材料⑶ 暴露出來(lái)。此外，在數(shù)據(jù)線DL、源極S和漏極D上，光丙烯圖案ra被保留，以形成附加絕緣層，如圖3E所示。光丙烯圖案ra優(yōu)選具有1000 2000人的厚度，以利用保留的光丙烯圖案ra作為數(shù)據(jù)線DL的遮蔽層。在具有薄膜晶體管T的基板SUB上，沉積厚度為2000 3000人的無(wú)機(jī)絕緣材料如SiNx或者SiOx，以形成鈍化層PAS。使用第五掩模工序，對(duì)鈍化層PAS和柵絕緣層GI進(jìn)行圖案化。通過(guò)去除覆蓋柵焊盤(pán)GP的部分鈍化層PAS和柵絕緣層GI，形成用于暴露柵焊盤(pán)GP的柵接觸孔GHP。與此同時(shí)，通過(guò)去除覆蓋數(shù)據(jù)焊盤(pán)DP的部分鈍化層PAS，形成用于暴露數(shù)據(jù)焊盤(pán)DP的數(shù)據(jù)焊盤(pán)接觸孔DPH，如圖3F所示。
在基板SUB的整個(gè)表面上，沉積透明導(dǎo)電材料如ITO(氧化銦錫)和IZO(氧化銦鋅)，并通過(guò)第六掩模工序?qū)ζ溥M(jìn)行圖案化，以形成公共電極COM、柵焊盤(pán)端子GPT和數(shù)據(jù)焊盤(pán)端子DPT。柵焊盤(pán)端子GPT通過(guò)柵焊盤(pán)接觸孔GPH連接到柵焊盤(pán)GP。數(shù)據(jù)焊盤(pán)端子DPT 通過(guò)數(shù)據(jù)焊盤(pán)接觸孔DPH連接到數(shù)據(jù)焊盤(pán)DP。公共電極COM具有完全覆蓋數(shù)據(jù)線DL的一個(gè)區(qū)段部分以及位于像素區(qū)域內(nèi)具有預(yù)定寬度且以預(yù)定間隙互相平行排布的多個(gè)區(qū)段。公共電極COM包括梳齒圖案，其具有包括多個(gè)梳齒圖案肋條的結(jié)構(gòu)。此外，公共電極COM是從平行于柵線GL延伸的公共線CL分叉而來(lái)的，如圖3G所示。在第二實(shí)施方式的解釋中，用于制造邊緣型水平電場(chǎng)液晶顯示面板的方法包括六道掩模工序。特別是，光丙烯圖案PR，即附加絕緣層，是用于光蝕刻工序中的光刻膠材料，因此該附加絕緣層能夠無(wú)需任何附加的制造步驟地形成。結(jié)果，制造工序得以簡(jiǎn)化，并且制造成本不會(huì)增加。此外，將對(duì)根據(jù)第二實(shí)施方式的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板中的具有數(shù)據(jù)線DL的部分進(jìn)行具體解釋。圖5是用于示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板的數(shù)據(jù)線的結(jié)構(gòu)，沿著圖1的11-11”線剖開(kāi)的放大的截面圖。在基板SUB上的像素區(qū)域內(nèi)，形成了其間夾有柵絕緣層GI的柵組件和源-漏組件。如圖5所示，數(shù)據(jù)線DL形成于柵絕緣層GI上，并且像素電極PXL形成于數(shù)據(jù)線DL左側(cè)和右側(cè)的像素區(qū)域內(nèi)。在第二實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)線DL具有包含源-漏金屬材料CU的單層結(jié)構(gòu)。具有光丙烯材料的光丙烯圖案I3R置于數(shù)據(jù)線DL的上表面上。在光丙烯圖案ra 上，形成了鈍化層PAS，以覆蓋基板SUB的整個(gè)表面。在鈍化層PAS上形成了公共電極COM， 用于完全覆蓋數(shù)據(jù)線DL。在像素區(qū)域內(nèi)，公共電極COM與像素電極PXL交疊。因此，由于在公共電極COM和像素電極PXL之間形成的邊緣場(chǎng)，因此在基板SUB上形成了水平電場(chǎng)。以根據(jù)第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，可以解決如第一實(shí)施方式中所解決的問(wèn)題。特別是， 為了解決該問(wèn)題，在數(shù)據(jù)線DL上形成光丙烯圖案PR。由于第二實(shí)施方式具有與第一實(shí)施方式基本相同的結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)線DL和公共電極COM之間的絕緣距離為3000 5000人，而凈介電常數(shù)大約為4F/m，因此就可以使寄生電容最小化。與此同時(shí)，像素電極PXL和公共電極COM 之間的絕緣距離為相對(duì)較短的2000 3000人。因而，第二實(shí)施方式也提出了一種具有高開(kāi)口率的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板，其中寄生電容最小化且驅(qū)動(dòng)功率損耗得以降低。在根據(jù)本發(fā)明的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板中，為了降低功率損耗以及制造更大的顯示面板，需要進(jìn)一步減小數(shù)據(jù)線DL的線電阻。為此，優(yōu)選使用銅材料或者銅合金材料制造數(shù)據(jù)線DL。然而，當(dāng)數(shù)據(jù)線由具有銅的材料制造時(shí)，銅材料會(huì)與光丙烯材料直接接觸。如果具有這種結(jié)構(gòu)的顯示面板長(zhǎng)時(shí)間使用，那么數(shù)據(jù)線DL可能因與光丙烯反應(yīng)而腐蝕。結(jié)果，可能會(huì)引起顯示面板可靠性降低以及使用壽命將縮短的問(wèn)題。為了解決這個(gè)問(wèn)題，優(yōu)選使用雙層結(jié)構(gòu)來(lái)制造數(shù)據(jù)線。例如，當(dāng)沉積源-漏金屬材料時(shí)，首先沉積具有銅材料的第一金屬層，然后繼續(xù)沉積具有鉬(Mo)、鈦(Ti)、鉻(Cr)的至少其中之一或者它們的任一合金的第二金屬層。在第一和第二實(shí)施方式中可以分別包括第二金屬層。圖6是用于示出具有用于保護(hù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中的數(shù)據(jù)線的附加金屬層的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)的截面圖。圖7是用于示出具有用于保護(hù)本發(fā)明第二實(shí)施方式中的數(shù)據(jù)線的附加金屬層的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)的截面圖。參照?qǐng)D6到圖7，在數(shù)據(jù)線DL上，形成保護(hù)金屬層(或稱(chēng)“保護(hù)層”)PL，用于防止數(shù)據(jù)線DL遭受腐蝕。特別是，由于保護(hù)層PL是用于保護(hù)具有銅材料的數(shù)據(jù)線DL的目的，因此對(duì)于保護(hù)層PL來(lái)說(shuō)，其厚度為300 500人就足夠了。優(yōu)選地，保護(hù)金屬層PL位于數(shù)據(jù)線和附加絕緣層之間并且與數(shù)據(jù)線具有相同的形狀和尺寸。
盡管參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了具體描述，但是所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不改變本發(fā)明技術(shù)精神或者實(shí)質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明能夠以其它具體的方式來(lái)實(shí)施。因此，應(yīng)該注意，前述實(shí)施方式在所有方面都僅僅是示例性的，不應(yīng)認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。本發(fā)明的范圍是由所附權(quán)利要求書(shū)，而非本發(fā)明說(shuō)明書(shū)來(lái)限定的。落入權(quán)利要求書(shū)含義和范圍內(nèi)的所有的改變或者修改及其等效變換都應(yīng)認(rèn)為落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種水平電場(chǎng)型液晶顯示設(shè)備，包括 基板；在該基板上以水平方向設(shè)置的柵線；覆蓋該柵線的柵絕緣層；在該柵絕緣層上以垂直方向設(shè)置的數(shù)據(jù)線；位于該數(shù)據(jù)線上并且與該數(shù)據(jù)線具有相同尺寸和形狀的附加絕緣層； 覆蓋該附加絕緣層的鈍化層；和在該鈍化層上與該數(shù)據(jù)線交疊的公共電極。
2.如權(quán)利要求1所述的水平電場(chǎng)型液晶顯示設(shè)備，其中該附加絕緣層包含光丙烯；并且該絕緣層包括硅氮化物和硅氧化物的至少其中之一。
3.如權(quán)利要求1所述的水平電場(chǎng)型液晶顯示設(shè)備，其中該附加絕緣層具有1000 2000人的厚度；并且該絕緣層具有2000 3000 A的厚度。
4.如權(quán)利要求1所述的水平電場(chǎng)型液晶顯示設(shè)備，其中該數(shù)據(jù)線包含銅材料。
5.如權(quán)利要求1所述的水平電場(chǎng)型液晶顯示設(shè)備，還包括位于該數(shù)據(jù)線和該附加絕緣層之間并且與該數(shù)據(jù)線具有相同形狀和尺寸的保護(hù)金屬層。
6.如權(quán)利要求5所述的水平電場(chǎng)型液晶顯示設(shè)備，其中該保護(hù)金屬層包括鉬、鈦和鉻的至少其中之一。
7.如權(quán)利要求5所述的水平電場(chǎng)型液晶顯示設(shè)備，其中該保護(hù)金屬層具有300 500人的厚度。
8.如權(quán)利要求1所述的水平電場(chǎng)型液晶顯示設(shè)備，還包括 從該柵線分叉而來(lái)的柵極；在該柵絕緣層上與該柵極交疊的溝道層；從該數(shù)據(jù)線分叉而來(lái)且與該溝道層的第一側(cè)接觸的源極；與該源極面對(duì)且與該溝道層的第二側(cè)接觸的漏極；以及像素電極，與該漏極的多個(gè)部分接觸且在由該柵線和該數(shù)據(jù)線限定的像素區(qū)域內(nèi)具有矩形形狀，其中該公共電極還包括梳齒圖案，在該圖案中，具有預(yù)定寬度的多個(gè)區(qū)段以預(yù)定的間隙平行地排布在該像素區(qū)域內(nèi)。
9.一種高透光率面內(nèi)切換模式液晶顯示設(shè)備的制造方法，包括 在透明基板上形成包括柵線的柵組件；形成覆蓋該柵組件的柵絕緣層；在該柵絕緣層上形成與該柵線交叉用以限定像素區(qū)域的數(shù)據(jù)線，和與該數(shù)據(jù)線具有相同尺寸和形狀并且與該數(shù)據(jù)線接觸的附加絕緣層； 在該附加絕緣層上形成鈍化層；以及在該鈍化層上形成覆蓋該數(shù)據(jù)線的公共電極，該公共電極包括梳齒圖案，在該圖案中， 具有預(yù)定寬度的多個(gè)區(qū)段以預(yù)定的間隙平行地排布在該像素區(qū)域內(nèi)。
10.如權(quán)利要求9所述的制造方法，其中該附加絕緣層包含光丙烯；并且該絕緣層包括硅氮化物和硅氧化物的至少其中之一。
11.如權(quán)利要求9所述的制造方法，其中該附加絕緣層具有1000 2000人的厚度；并且該絕緣層具有2000 3000 A的厚度。
12.如權(quán)利要求9所述的制造方法，其中該數(shù)據(jù)線包含銅材料。
13.如權(quán)利要求9所述的制造方法，其中形成該數(shù)據(jù)線還包括形成位于該數(shù)據(jù)線和該附加絕緣層之間并且與該數(shù)據(jù)線具有相同形狀和尺寸的保護(hù)金屬層。
14.如權(quán)利要求13所述的制造方法，其中該保護(hù)金屬層包括鉬、鈦和鉻的至少其中之ο
15.如權(quán)利要求13所述的制造方法，其中該保護(hù)金屬層具有300 500人的厚度。
16.如權(quán)利要求9所述的制造方法，其中形成該柵線還包括形成從該柵線分叉而來(lái)的柵極；形成該數(shù)據(jù)線還包括形成在該柵絕緣層上與該柵極交疊的溝道層、從該數(shù)據(jù)線分叉而來(lái)且與該溝道層的第一側(cè)接觸的源極、以及與該源極面對(duì)且與該溝道層的第二側(cè)接觸的漏極；并且在形成該數(shù)據(jù)線之后，還包括形成與該漏極的多個(gè)部分接觸且在由該柵線和該數(shù)據(jù)線限定的像素區(qū)域內(nèi)具有矩形形狀的像素電極。
17.如權(quán)利要求9所述的制造方法，其中形成該柵線還包括形成從該柵線分叉而來(lái)的柵極；在形成該柵絕緣層之后，還包括形成在該柵絕緣層上與該柵極交疊的溝道層；以及在該柵絕緣層上形成在該像素區(qū)域內(nèi)具有矩形形狀的像素電極；并且其中形成該數(shù)據(jù)線還包括形成從該數(shù)據(jù)線分叉而來(lái)且與該溝道層的第一側(cè)接觸的源極、和與該源極面對(duì)且與該溝道層的第二側(cè)接觸的漏極。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種高透光率面內(nèi)切換模式液晶顯示設(shè)備及其制造方法。該液晶顯示設(shè)備包括基板；在該基板上以水平方向設(shè)置的柵線；覆蓋該柵線的柵絕緣層；在該柵絕緣層上以垂直方向設(shè)置的數(shù)據(jù)線；位于該數(shù)據(jù)線上并且與該數(shù)據(jù)線具有相同尺寸和形狀的附加絕緣層；覆蓋該附加絕緣層的鈍化層；和在該鈍化層上與該數(shù)據(jù)線交疊的公共電極。根據(jù)本發(fā)明，由寄生電容以及用于驅(qū)動(dòng)顯示面板的負(fù)載導(dǎo)致的不利得以減小，并且可以制造大尺寸和高分辨率的顯示面板。
文檔編號(hào)G02F1/1333GK102466934SQ201010615109
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月3日
發(fā)明者趙興烈, 郭喜榮 申請(qǐng)人:樂(lè)金顯示有限公司