專利名稱：一種tft lcd陣列基板結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜晶體管液晶顯示器(TFT LCD)，尤其涉及薄膜晶體管液晶顯示器(TFT LCD)陣列基板結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
TFT LCD因其體積小，功耗低、無輻射等特點，在當(dāng)前的平板顯示器市場占據(jù)了主導(dǎo)地位。TFT LCD器件是由陣列玻璃基板和彩膜玻璃基板對盒而形成的。
圖1至圖2E所示是現(xiàn)有技術(shù)的一種薄膜晶體管液晶顯示器陣列基板俯視圖及各部分的截面圖。如圖所示，該現(xiàn)有技術(shù)的陣列基板主要包括基板，在基板形成的柵極掃描線1和柵電極2；在柵電極上形成的柵電極絕緣層4和有源層3；在有源層上形成的信號掃描線5、源電極6和漏電極7；在信號掃描線及一體源電極和漏電極上覆蓋鈍化層8，鈍化層8在漏電極上方有鈍化層過孔9；透明像素電極(ITO電極)10通過鈍化層過孔9與漏電極連接。此外，該陣列結(jié)構(gòu)還包括柵極金屬層擋光條12和與其一體柵極金屬層公共電極13。該結(jié)構(gòu)采用公用電極作為存儲電容。其中，在基板上沉積一層?xùn)沤饘賹訒r候，通過一次光刻，形成柵極掃描線1和柵電極2、柵極金屬層擋光條12和與其一體柵極金屬層公共電極13。
該結(jié)構(gòu)典型工藝技術(shù)是5-Mask工藝。其主要工藝步驟分為五步形成柵極掃描線、柵電極、擋光條和公共電極，如圖3所示；形成柵電極絕緣層和有源層；形成源、漏電極以及信號掃描線；形成鈍化保護(hù)層；
形成像素電極。
每一步驟都包括薄膜沉積、光刻以及腐蝕三個主要工藝。此種結(jié)構(gòu)及工藝方法形成的公共存儲電容正對著的兩層分別是柵極金屬和透明像素電極金屬，中間靠柵電極絕緣層和鈍化層隔離。通常為了增大公共存儲電容都是采用增大柵極金屬的面積的方法，這樣就減少了開口率。另外，由于擋光條與TFT的柵極距離較近，生產(chǎn)工藝中擋光條對薄膜晶體管柵極區(qū)域存在尖端放電而形成的不良。再者，擋光條還能夠在一定程度上屏蔽信號線傳輸信號時對像素區(qū)造成的影響。
圖4為是現(xiàn)有技術(shù)柵極金屬層公共電極的結(jié)構(gòu)示意圖，此種結(jié)構(gòu)的柵極金屬層公共電極線上只要一處出現(xiàn)不良，就使得公共電極上的公共電壓無法加載，從而導(dǎo)致整條公用電極線失效而導(dǎo)致亮線不良的產(chǎn)生，并且難以維修。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種TFT LCD陣列基板結(jié)構(gòu)及其制造方法，其可以增大公用存儲電容和提高開口率，方便TFT的維修和不良率的降低；同時也可以提高TFT LCD的顯示品質(zhì)。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種TFT LCD陣列基板結(jié)構(gòu)，包括一基板；一柵電極掃描線和柵電極，形成在所述的基板之上；一柵電極絕緣層，形成在所述的柵電極掃描線和柵電極之上；一有源層，形成在所述柵電極絕緣層之上；一數(shù)據(jù)掃描線、源電極和漏電極、擋光條和公共電極，形成在所述柵絕緣層上，其中源電極和漏電極部分搭接到所述的有源層上；一鈍化層，形成在數(shù)據(jù)掃描線、源電極和漏電極、擋光條和公共電極上，并在漏電極、擋光條和公共電極上形成過孔；一像素電極，形成在鈍化層上，并通過所述漏電極上的過孔與漏電極連接；一縱向連接線，形成在鈍化層上，通過所述擋光條上的過孔將擋光條縱向連接起來；一橫向連接線，形成在鈍化層上，通過所述公共電極上的過孔將公共電極橫向連接起來。
其中，所述柵電極掃描線、柵電極、數(shù)據(jù)掃描線、源電極、漏電極、擋光條或公共電極由鋁、鉻、鎢、鉭、鈦、鉬、鋁鎳之一或任意組合構(gòu)成的單層膜或復(fù)合膜。所述擋光條位于像素電極兩側(cè)且平行于數(shù)據(jù)線。所述數(shù)據(jù)掃描線、源電極、漏電極、擋光條或公共電極為同一光刻工藝中完成制作具有相同材料的部分。所述公共電極和擋光條為一體相連結(jié)構(gòu)。所述縱向連接線、橫向連接線和像素電極為同一光刻工藝中完成制作的具有相同材料的部分。所述縱向連接線、橫向連接線和像素電極的材料為氧化銦錫、氧化銦鋅或氧化鋁鋅。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明同時提供一種TFT LCD陣列基板結(jié)構(gòu)的制造方法，包括步驟1，在玻璃基板上沉積柵金屬薄膜，通過光刻和腐蝕工藝，形成柵電極掃描線和柵電極；步驟2，在完成步驟1的基板上沉積柵電極絕緣層薄膜和非晶硅薄膜，通過光刻和腐蝕工藝，形成硅島；步驟3，在完成步驟2的基板上沉積一層金屬薄膜，通過光刻和腐蝕工藝，形成數(shù)據(jù)掃描線、源電極、漏電極、公共電極和擋光條；步驟4，在完成步驟3的基板上沉積一層鈍化層，通過光刻和腐蝕工藝，形成漏極部分的鈍化層過孔、信號金屬層公用電極鈍化層過孔和信號金屬層擋光條鈍化層過孔；步驟5，在完成步驟3的基板上沉積一層透明導(dǎo)電薄膜，通過光刻和腐蝕工藝，形成像素電極、連接公共電極的引線和連接擋光條的引線。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將公共電極與擋光條的復(fù)合式儲存電容結(jié)構(gòu)在信號層金屬形成，減小了金屬層與透明電極的距離，從而增大了存儲電容。這樣就可以相應(yīng)的減少公共存儲電容和擋光條的線寬即可以達(dá)到傳統(tǒng)的存儲電容設(shè)計的大小要求，從而提高了像素的開口率。
另外，本發(fā)明通過透明電極和信號層金屬公共電極過孔、擋光條過孔把所有復(fù)合式公用存儲電容以網(wǎng)狀式互聯(lián)，使得每個像素區(qū)的復(fù)合式公用存儲電容與相鄰的像素區(qū)有三個接觸點，只要三個接觸點中有一個正常連接，就可以保證整個像素區(qū)的存儲電容可以正常使用。這樣就減少了因生產(chǎn)工藝出現(xiàn)異常而導(dǎo)致的公用電極不良。而且在TFT的維修工藝中，用激光切割復(fù)合式公用存儲電容與相鄰的像素區(qū)中三個接觸點的任何一個或者兩個，都不會影響到公用存儲電容的正常使用功能，這就為TFT的維修提供了更多方法上的選擇，從而提高了產(chǎn)品的良率。
再者，本發(fā)明信號層金屬擋光條與信號線在同一層金屬中形成并且與信號線平行，而柵極金屬層擋光條位于信號線下部。信號層金屬擋光條可以更好的屏蔽信號線對像素區(qū)的影響。
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步更為詳細(xì)地說明。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)TFT LCD陣列基板結(jié)構(gòu)俯視圖；圖2A是圖1中A-A部分橫截面圖；圖2B是圖1中B-B部分橫截面圖；圖2C是圖1中C-C部分橫截面圖；圖2D是圖1中D-D部分橫截面圖；圖2E是圖1中E-E部分橫截面圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)第一個掩模版工藝后柵極和公共存儲電極結(jié)構(gòu)；圖4是現(xiàn)有技術(shù)柵極金屬層公共電極的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明TFT LCD陣列基板結(jié)構(gòu)俯視圖；圖6A是圖5中F-F部分橫截面圖；圖6B是圖5中G-G部分橫截面圖；圖6C是圖5中H-H部分橫截面圖；圖6D是圖5中I-I部分橫截面圖；圖6E是圖5中J-J部分橫截面圖；圖7是本發(fā)明信號層金屬光刻掩模版圖樣；圖8是本發(fā)明信號層復(fù)合式公共存儲電容電極互聯(lián)結(jié)構(gòu)；圖9是本發(fā)明網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)信號金屬層公共電極結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)記1、柵極掃描線；2、柵電極；3、有源層；4、柵電極絕緣層；5、信號掃描線；6、源電極；7、漏電極；8、鈍化層；9、鈍化層過孔；10、透明像素電極；11、透明電極空余部；12、柵極金屬層擋光條、13、柵極金屬層公共電極；14、信號金屬層擋光條；15、信號金屬層公用電極；16、信號金屬層公用電極鈍化層過孔；17、連接公共電極和擋光條的透明像素引線；18、信號層金屬擋光條鈍化層過孔。
具體實施例方式
下面結(jié)合

和首選具體實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖5至圖6E給除了本發(fā)明TFT LCD陣列基板的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，本TFT LCD的陣列基板上有一組柵極掃描線1、與柵極掃描線1平行的信號金屬層公共電極15，以及與之垂直的一組數(shù)據(jù)掃描線5、信號金屬層擋光條14。相鄰的柵極掃描線1和數(shù)據(jù)掃描線5定義了像素區(qū)域。每一個像素包含有一個薄膜晶體管開關(guān)器件、透明像素電極10、兩道信號金屬層擋光條14和部分信號金屬層公共電極15。如圖6A所示，薄膜晶體管開關(guān)器件由柵電極2、柵電極絕緣層4、有源層3、以及源電極6和漏電極7組成。透明像素電極10通過鈍化層的過孔9與薄膜晶體管的漏電極7相連接。數(shù)據(jù)掃描線5、信號金屬層公用電極15和信號金屬層擋光條14通過一次光刻工藝完成，其中金屬層公用電極15和信號金屬層擋光條14呈一體結(jié)構(gòu)。如圖6A和6B所示，信號金屬層公共電極15之間在信號金屬層公用電極鈍化層過孔16通過連接公共電極和擋光條的透明像素引線17相連接，信號金屬層擋光條14與之上部的信號金屬層公用電極15在信號層金屬擋光條鈍化層過孔18，通過連接公共電極和擋光條的透明像素引線相連接。于是每個像素的信號金屬層公用電極與信號金屬層擋光條所形成的復(fù)合式存儲電容通過橫向和縱向的相互連接形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。連接公共電極和擋光條的透明像素引線17和透明像素電極10是在同一掩模版工藝過程中實現(xiàn)的。鈍化層是在完成數(shù)據(jù)掃描線5、信號金屬層公用電極15和信號金屬層擋光條14圖案之后，透明像素電極層沉積之前進(jìn)行掩模和光刻工藝。
上述結(jié)構(gòu)的TFT LCD陣列基板可以通過下面的方法制造完成。
首先，使用磁控濺射方法，在玻璃基板上制備一層厚度在1000至7000的柵金屬薄膜。柵金屬材料通常使用鉬、鋁、鋁鎳合金、鉬鎢合金、鉻、或銅等金屬。也可以使用上述幾種材料薄膜的組合。用柵極掩模版通過曝光工藝和化學(xué)腐蝕工藝，在玻璃基板的一定區(qū)域上形成柵極掃描線1和柵電極2的圖案。
然后，利用化學(xué)汽相沉積的方法在完成柵極掃描線1和柵電極2圖案的陣列基板上連續(xù)淀積1000到6000的柵電極絕緣層薄膜(柵電極絕緣層4)和1000到6000的非晶硅薄膜(有源層3)。柵電極絕緣層材料通常是氮化硅，也可以使用氧化硅和氮氧化硅等。用有源層的掩模版進(jìn)行曝光后對非晶硅進(jìn)行刻蝕，形成硅島3。而柵金屬和非晶硅薄膜之間的柵電極絕緣層4起到阻擋刻蝕的作用。
接下來，采用和柵金屬類似的制備方法，在陣列基板上淀積一層類似于柵金屬的厚度在1000到7000金屬薄膜。如圖5所示，通過源、漏電極的掩模版在一定區(qū)域形成數(shù)據(jù)掃描線5、源電極6、漏電極7、信號金屬層公用電極15和信號金屬層擋光條14。源極5和漏極6分別與有源層3的兩端相接觸，如圖6A所示。
隨后，來用和制備柵電極絕緣層以及有源層相類似的方法，在整個陣列基板上沉積一層厚度在1000到6000的鈍化層8。其材料通常是氮化硅。如圖6A和圖6B所示，柵極掃描線1上面覆蓋相同厚度的柵電極絕緣層4和鈍化層8；數(shù)據(jù)掃描線5、源電極6、漏電極7、信號金屬層公用電極15和信號金屬層擋光條14上覆蓋相同厚度的鈍化層8。通過鈍化層的掩模版，利用曝光和刻蝕工藝形成漏極部分的鈍化層過孔9、信號金屬層公用電極鈍化層過孔16和信號金屬層擋光條鈍化層過孔18，如圖5、圖6C、圖6D和圖6E所示。
最后，使用透明電極的掩模版，通過上述相同的工藝步驟，形成像素電極10和連接公共電極和擋光條的透明像素引線17。常用的透明像素電極為ITO，厚度在100至1000之間。
本發(fā)明的陣列結(jié)構(gòu)及制造方法同現(xiàn)有技術(shù)相比有以下兩個主要特征利用信號層金屬形成公用電極和擋光條的復(fù)合式存儲電容結(jié)構(gòu)；利用透明像素電極把相鄰的復(fù)合式結(jié)構(gòu)連接起來形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
根據(jù)電容的計算公式C＝(ξ*S)/DC電容大小ξ絕緣層的介電常數(shù)S兩層金屬的正對面積D兩正對金屬之間的距離柵極層金屬存儲電容＝(ξ*S)/(柵電極絕緣層+鈍化絕緣層)信號層金屬存儲電容＝(ξ*S)/(鈍化絕緣層)本發(fā)明由于數(shù)據(jù)掃描線5、源電極6、漏電極7及信號金屬層公用電極15和信號金屬層擋光條14組成的復(fù)合式儲存電容結(jié)構(gòu)在一次掩模中形成，如圖7所示，為形成上述部分的掩模板圖樣，與目前主流的公共電極和擋光條的復(fù)合式儲存電容結(jié)構(gòu)在柵極電極金屬層相比，減小了金屬層與透明電極的距離，從而增大了存儲電容。這樣就可以相應(yīng)的減少公共存儲電容和擋光條的線寬即可以達(dá)到傳統(tǒng)的存儲電容設(shè)計的大小要求，從而可以在一定程度上提高了像素的開口率。
圖8和圖9說明了各個復(fù)合式公用存儲電容的連接方式(省略了像素區(qū)的TFT開關(guān)和透明像素電極)。通過透明像素電極和信號金屬層公共電極過孔、信號金屬層擋光條鈍化層過孔把所有復(fù)合式公用存儲電容以網(wǎng)狀式互聯(lián)，使得每個像素區(qū)的復(fù)合式公用存儲電容與相鄰的像素區(qū)有三個接觸點，只要三個接觸點中有一個正常連接，就可以保證整個像素區(qū)的存儲電容可以正常使用。這樣就減少了因生產(chǎn)工藝出現(xiàn)異常而導(dǎo)致的公用電極不良。由于像素透明電極與連接復(fù)合式公用存儲電容的透明電極之間可以形成殘留類不良，在薄膜晶體管的維修工藝中，用激光切割復(fù)合式公用存儲電容與相鄰的像素區(qū)中三個接觸點的任何一個或者兩個，都不會影響到公用存儲電容的正常使用功能，這就為TFT的維修提供了更多方法上的選擇，從而提高了產(chǎn)品的良率。
此外，信號層金屬擋光條與信號線在同一層金屬中形成并且與信號線平行，而柵極金屬層擋光條位于信號線下部，信號層金屬擋光條可以更好的屏蔽信號線對像素區(qū)的影響。
以上所提出實施例為一種實現(xiàn)方法，也可以有其它的實現(xiàn)方法，通過選擇不同的材料或材料組合完成。如在具有信號層金屬的公共電極和擋光條的復(fù)合式結(jié)構(gòu)上面，復(fù)合式的結(jié)構(gòu)顯然可以有各種修改和變化。
最后應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)按照需要可使用不同材料和設(shè)備實現(xiàn)之，即可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種TFT LCD陣列基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括一基板；一柵電極掃描線和柵電極，形成在所述的基板之上；一柵電極絕緣層，形成在所述的柵電極掃描線和柵電極之上；一有源層，形成在所述柵電極絕緣層之上；一數(shù)據(jù)掃描線、源電極和漏電極、擋光條和公共電極，形成在所述柵絕緣層上，其中源電極和漏電極部分搭接到所述的有源層上；一鈍化層，形成在數(shù)據(jù)掃描線、源電極和漏電極、擋光條和公共電極上，并在漏電極、擋光條和公共電極上形成過孔；一像素電極，形成在鈍化層上，并通過所述漏電極上的過孔與漏電極連接；一縱向連接線，形成在鈍化層上，通過所述擋光條上的過孔將擋光條縱向連接起來；一橫向連接線，形成在鈍化層上，通過所述公共電極上的過孔將公共電極橫向連接起來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板結(jié)構(gòu)，其特征在于所述柵電極掃描線、柵電極、數(shù)據(jù)掃描線、源電極、漏電極、擋光條或公共電極由鋁、鉻、鎢、鉭、鈦、鉬、鋁鎳之一或任意組合構(gòu)成的單層膜或復(fù)合膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基板結(jié)構(gòu)，其特征在于所述擋光條位于像素電極兩側(cè)且平行于數(shù)據(jù)線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板結(jié)構(gòu)，其特征在于所述數(shù)據(jù)掃描線、源電極、漏電極、擋光條或公共電極為同一光刻工藝中完成制作的具有相同材料的部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板結(jié)構(gòu)，其特征在于所述公共電極和擋光條為一體相連結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板結(jié)構(gòu)，其特征在于所述縱向連接線、橫向連接線和像素電極為同一光刻工藝中完成制作的具有相同材料的部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基板結(jié)構(gòu)，其特征在于所述縱向連接線、橫向連接線和像素電極的材料為氧化銦錫、氧化銦鋅或氧化鋁鋅。
8.一種TFT LCD陣列基板結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，包括步驟1，在玻璃基板上沉積柵金屬薄膜，通過光刻和腐蝕工藝，形成柵電極掃描線和柵電極；步驟2，在完成步驟1的基板上沉積柵電極絕緣層薄膜和非晶硅薄膜，通過光刻和腐蝕工藝，形成硅島；步驟3，在完成步驟2的基板上沉積一層金屬薄膜，通過光刻和腐蝕工藝，形成數(shù)據(jù)掃描線、源電極、漏電極、公共電極和擋光條；步驟4，在完成步驟3的基板上沉積一層鈍化層，通過光刻和腐蝕工藝，形成漏極部分的鈍化層過孔、信號金屬層公用電極鈍化層過孔和信號金屬層擋光條鈍化層過孔；步驟5，在完成步驟3的基板上沉積一層透明導(dǎo)電薄膜，通過光刻和腐蝕工藝，形成像素電極、連接公共電極的引線和連接擋光條的引線。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種TFT LCD陣列基板結(jié)構(gòu)，包括基板；柵電極掃描線和柵電極；柵電極絕緣層；有源層；數(shù)據(jù)掃描線、源電極和漏電極、擋光條和公共電極；形成在數(shù)據(jù)掃描線、源電極和漏電極、擋光條和公共電極上的鈍化層，并在漏電極、擋光條和公共電極上形成過孔；像素電極；形成在鈍化層上的縱向連接線，通過擋光條上的過孔將擋光條縱向連接起來；形成在鈍化層上的橫向連接線，通過公共電極上的過孔將公共電極橫向連接起來。本發(fā)明同時公開了該TFT LCD陣列基板結(jié)構(gòu)的制造方法。本發(fā)明網(wǎng)狀的公共電極結(jié)構(gòu)可以增大公用存儲電容和提高開口率，方便TFT的維修和不良率的降低，同時也可以提高TFT LCD的顯示品質(zhì)。
文檔編號H01L23/522GK1945842SQ20061014988
公開日2007年4月11日 申請日期2006年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月27日
發(fā)明者李欣欣, 李昌熙, 龍春平 申請人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司