專利名稱：薄膜晶體管陣列面板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管陣列面板及其制造方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCD)是最廣泛應(yīng)用的平板顯示器之一。LCD包括兩個(gè)面板和置于這兩個(gè)面板之間的液晶(LC)層，其中，這兩個(gè)面板設(shè)有場(chǎng)發(fā)生電極，例如像素電極和公共電極。通過(guò)向場(chǎng)發(fā)生電極施加電壓以在LC層內(nèi)產(chǎn)生電場(chǎng)，LCD顯示圖像，其中，該電場(chǎng)控制LC層內(nèi)的LC分子的取向以調(diào)整入射光的偏振。
在不同類型的LCD中，垂直排列(VA)模式的LCD實(shí)現(xiàn)了高的對(duì)比度和寬的基準(zhǔn)視角。VA模式的LCD使LC分子對(duì)齊(例如傾斜)，使得LC分子的長(zhǎng)軸與不存在電場(chǎng)的面板垂直。
VA模式的LCD的基準(zhǔn)視角取決于場(chǎng)發(fā)生電極內(nèi)的剪切塊(cutout)和場(chǎng)發(fā)射電極上的突起的排列。剪切塊和突起能確定LC分子的傾斜。通過(guò)適當(dāng)?shù)嘏帕屑羟袎K和突起以使LC分子的傾斜不同而可使基準(zhǔn)視角變寬。
在VA模式的LCD中，側(cè)向可視性差可能是一個(gè)問(wèn)題。VA模式的LCD的像素電極與用來(lái)向該像素電極傳輸信號(hào)的信號(hào)線疊置，以增加開(kāi)口率，厚的低介電絕緣體位于像素電極和信號(hào)線之間，用來(lái)減少像素電極和信號(hào)線之間的寄生電容。
厚的絕緣體會(huì)造成用來(lái)連接信號(hào)線和像素電極等的接觸孔深，從而需要平整接觸孔的側(cè)壁輪廓。接觸孔的平滑側(cè)壁造成漏光，從而降低了圖像品質(zhì)。雖然通過(guò)加寬LCD內(nèi)的不透明構(gòu)件會(huì)基本阻止漏光，但是變寬的不透明構(gòu)件會(huì)降低開(kāi)口率。
因此，對(duì)于薄膜晶體管陣列面板需要提高LCD內(nèi)的側(cè)向可視性。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種薄膜晶體管陣列面板包括襯底、位于襯底上的柵極線、位于襯底上并與柵極線分開(kāi)的電容性電極。薄膜晶體管陣列面板還包括數(shù)據(jù)線，與柵極線相交；薄膜晶體管，與柵極線和數(shù)據(jù)線連接并包括漏電極；耦合電極，與漏電極連接、與電容性電極疊置并具有位于電容性電極上的通孔。薄膜晶體管陣列面板包括鈍化層，位于柵極線、數(shù)據(jù)線和薄膜晶體管上，并具有穿透通孔并暴露電容性電極的接觸孔；像素電極，包括通過(guò)接觸孔與漏電極連接的第一子像素電極和與電容性電極連接的第二子像素電極。
通孔與電容性電極的兩個(gè)相對(duì)邊緣的距離基本相等，并可為矩形、八邊形或圓形。
接觸孔可具有階梯形的側(cè)壁。
接觸孔的邊緣與通孔之間的距離可以等于或大于大約3.0微米。
薄膜晶體管陣列面板還可包括與像素電極分開(kāi)并與數(shù)據(jù)線或柵極線的一部分疊置的屏蔽電極。像素電極和屏蔽電極可位于鈍化層上。
薄膜晶體管陣列面板還可包括與漏電極疊置的存儲(chǔ)電極。屏蔽電極和存儲(chǔ)電極可被提供基本相同的電壓。屏蔽電極可沿著數(shù)據(jù)線或柵極線延伸，它可完全覆蓋數(shù)據(jù)線。
像素可具有倒角。
鈍化層可包括有機(jī)絕緣體。
薄膜晶體管陣列面板還可包括位于鈍化層上或鈍化層下的濾色器。
像素電極可包括用來(lái)將像素電極分割成多個(gè)分割部分的分割構(gòu)件。分割構(gòu)件可與柵極線成大約45度角。
一種制造根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的薄膜晶體管陣列面板的方法，包括在襯底上形成柵極線和電容性電極；在柵極線、電容性電極和襯底的上方形成柵極絕緣層；在柵極絕緣層上形成數(shù)據(jù)線、漏電極和耦合電極，該耦合電極具有位于電容性電極上的通孔。該方法還可包括在數(shù)據(jù)線、漏電極和耦合電極上形成鈍化層，該鈍化層具有穿透通孔并暴露電容性電極的接觸孔；在鈍化層上形成像素電極，該像素電極包括通過(guò)接觸孔與漏電極連接的第一子像素電極和與電容性電極連接的第二子像素電極。
通孔可以為矩形、八邊形或圓形，并與電容性電極的兩個(gè)相對(duì)邊緣的距離基本相等。
接觸孔可具有階梯形的側(cè)壁。


通過(guò)參照附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明將變得更加清楚，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的LCD的TFT陣列面板的布局圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的LCD的公共電極面板的布局圖；圖3是包括圖1中示出的TFT陣列面板和圖2中的公共電極面板的LCD的布局圖；圖4是沿IV-IV′線截取的圖3中示出的LCD的剖視圖；圖5是圖1至圖4中示出的LCD的等效電路圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的LCD的布局圖；圖7是沿VII-VII′線截取的圖6中示出的LCD的剖視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例沿IV-IV′線截取的圖3中示出的LCD的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖來(lái)更充分地描述本發(fā)明，其中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式實(shí)施，并且本發(fā)明不應(yīng)該被理解為局限于這里闡述的實(shí)施例。
在圖中，為清晰起見(jiàn)，夸大了層、膜和區(qū)域的厚度。相同的標(biāo)號(hào)始終表示相同的元件。應(yīng)該明白，當(dāng)諸如層、膜、區(qū)域或襯底的元件被稱作在另一元件“上”時(shí)，該元件可直接在其它元件上，或者也可存在插入元件。相反，當(dāng)元件被稱作“直接在”另一元件“上”時(shí)，并不存在插入元件。
將參照?qǐng)D1至圖5來(lái)詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的LCD。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的LCD的薄膜晶體管(TFT)陣列面板的布局圖，圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的LCD的公共電極面板的布局圖，圖3是包括圖1中示出的TFT陣列面板和圖2中示出的公共電極面板的LCD的布局圖，圖4是沿IV-IV′線截取的圖3中示出的LCD的剖視圖，圖5是圖1至圖4中示出的LCD的等效電路圖。
參照?qǐng)D4，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的LCD包括TFT陣列面板100(見(jiàn)圖1)、公共電極面板200(見(jiàn)圖2)、置于面板100和200之間的LC層3。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1、圖3和圖4來(lái)詳細(xì)描述TFT陣列面板100。
包括多條柵極線121、多條存儲(chǔ)電極線131和多個(gè)電容性電極136的多個(gè)柵極導(dǎo)體形成在絕緣襯底110例如透明玻璃或塑料上。
柵極線121傳輸柵極信號(hào)并在襯底上基本在橫向方向上延伸。各柵極線121包括向上突出的多個(gè)柵電極124和具有用來(lái)與另一層或外部驅(qū)動(dòng)電路接觸的區(qū)域的端部129。用來(lái)產(chǎn)生柵極信號(hào)的柵極驅(qū)動(dòng)電路(未示出)可安裝在柔性印刷電路(FPC)膜(未示出)上，柵極驅(qū)動(dòng)電路可與襯底110結(jié)合、直接安裝在襯底110上或集成到襯底110上。柵極線121可與驅(qū)動(dòng)電路連接，驅(qū)動(dòng)電路可集成在襯底110上。
存儲(chǔ)電極線131被提供預(yù)定電壓，并與柵極線121基本平行地延伸。各存儲(chǔ)電極線131位于兩條柵極線121之間，并更接近于這兩條相鄰的柵極線121中的較低的一條柵極線。從圖1的透視圖看出，各存儲(chǔ)電極線131包括向上和向下延伸的多個(gè)存儲(chǔ)電極137。
與存儲(chǔ)電極線131分開(kāi)的各電容性電極136包括寬的橫向部分和窄的傾斜部分。橫向部分是與柵極線121基本平行延長(zhǎng)的且與相鄰的兩條柵極線121的距離基本相等的矩形。傾斜部分從橫向部分的右端向存儲(chǔ)電極線131延伸，與柵極線121成大約45度角。
柵極導(dǎo)體121、131和136優(yōu)選地由諸如Al和Al合金的含鋁(Al)金屬、諸如Ag和Ag合金的含銀(Ag)金屬、諸如Cu和Cu合金的含銅(Cu)金屬、諸如Mo和Mo合金的含鉬(Mo)金屬、鉻(Cr)、鉭(Ta)或鈦(Ti)制成。柵極線121可具有包括物理特性不同的兩種導(dǎo)電膜(未示出)的多層結(jié)構(gòu)。這兩種膜中的一種優(yōu)選地由低電阻率金屬制成，低電阻率金屬包括含Al金屬、含Ag金屬或含Cu金屬。這種膜能減少信號(hào)延遲或壓降。另一種膜優(yōu)選地由諸如含Mo金屬、Cr、Ta或Ti的材料制成。這種膜具有優(yōu)良的物理特性、化學(xué)特性以及與諸如氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)的其它材料的電接觸特性。多層結(jié)構(gòu)的例子包括下Cr膜和上Al(合金)膜以及下Al(合金)膜和上Mo(合金)膜。柵極導(dǎo)體121、131和136可由各種金屬或?qū)w制成。
柵極導(dǎo)體121、131和136的側(cè)面相對(duì)于襯底110的表面傾斜，其傾斜角在大約30度至80度的范圍內(nèi)。
優(yōu)選地由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)制成的柵極絕緣層140形成在柵極導(dǎo)體121、131和136上。
優(yōu)選地由氫化非晶硅(簡(jiǎn)寫(xiě)為α-Si)或多晶硅制成的多個(gè)半導(dǎo)體島154形成在柵極絕緣層140上。半導(dǎo)體島154設(shè)置在柵電極124上，并包括覆蓋柵極線121的邊緣的延伸部分。其它的多個(gè)半導(dǎo)體島(未示出)可設(shè)置在存儲(chǔ)電極線131上。
多個(gè)歐姆接觸163和165形成在半導(dǎo)體島154上。歐姆接觸163和165優(yōu)選地由用n型雜質(zhì)例如熒光體重?fù)诫s的n+氫化的α-Si制成，或者它們可由硅化物制成。歐姆接觸163和165成對(duì)地位于半導(dǎo)體島154上。
半導(dǎo)體島154、歐姆接觸163和165的側(cè)面相對(duì)于襯底110的表面傾斜，其傾斜角優(yōu)選地在大約30度至80度的范圍內(nèi)。
包括多條數(shù)據(jù)線171和多個(gè)漏電極175的多個(gè)數(shù)據(jù)導(dǎo)體形成在歐姆接觸163和165與柵極絕緣層140上。
數(shù)據(jù)線171傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)，并基本在與柵極線121和存儲(chǔ)電極線131交叉的縱向方向上延伸。各數(shù)據(jù)線171包括向柵電極124突出的多個(gè)源電極173和具有用來(lái)與另一層或外部驅(qū)動(dòng)電路接觸的區(qū)域的端部179。用來(lái)產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路(未示出)可安裝在FPC膜(未示出)上，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路可與襯底110結(jié)合、直接安裝在襯底110上或集成到襯底110上。數(shù)據(jù)線171可延伸至與可集成到襯底110上的驅(qū)動(dòng)電路連接。
各漏電極175與數(shù)據(jù)線171分開(kāi)，并包括相對(duì)于柵電極124與源電極173對(duì)向設(shè)置的窄的端部。各漏電極175的端部被象字符U一樣彎曲的各自的源電極173局部地圍繞。
各漏電極175還包括擴(kuò)張177和與漏電極連接的耦合電極176。
擴(kuò)張177與存儲(chǔ)電極137疊置，并且擴(kuò)張177的形狀與存儲(chǔ)電極137的形狀幾乎相同。
耦合電極176位于電容性電極136的上方，并且耦合電極176的形狀與電容性電極136的形狀基本相同。詳細(xì)地講，耦合電極176具有寬的橫向部分和與擴(kuò)張177的橫向部分連接的傾斜部分。耦合電極176的橫向部分具有暴露柵極絕緣層140的通孔176H。通孔176H優(yōu)選地設(shè)置在耦合電極176的橫向部分的邊界內(nèi)，并且從圖1的透視圖看出，通孔176H優(yōu)選地與橫向部分的上邊緣和下邊緣的距離相等。雖然示出的通孔176H為正方形，但它可為圓形、八邊形等。
柵電極124、源電極173和漏電極175與半導(dǎo)體島154一起形成TFT，TFT具有在位于源電極173和漏電極175之間的半導(dǎo)體島154內(nèi)形成的電通道。
數(shù)據(jù)導(dǎo)體171和175優(yōu)選地由難熔金屬例如Cr、Mo、Ta、Ti或它們的合金制成。數(shù)據(jù)導(dǎo)體171和175可具有包括難熔金屬膜(未示出)和低電阻率膜(未示出)的多層結(jié)構(gòu)。多層結(jié)構(gòu)的例子是包括下Cr/Mo(合金)膜和上Al(合金)膜的雙層結(jié)構(gòu)以及下Mo(合金)膜、中間Al(合金)膜和上Mo(合金)膜的三層結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)導(dǎo)體171和175可由各種金屬或?qū)w制成。
數(shù)據(jù)導(dǎo)體171和175具有傾斜的邊緣輪廓，并且其傾斜角的范圍在大約30度至80度之間。
歐姆接觸163和165僅設(shè)置在下面的半導(dǎo)體島154與上面的在半導(dǎo)體島154上的數(shù)據(jù)導(dǎo)體171和175之間，減小了半導(dǎo)體島154與數(shù)據(jù)導(dǎo)體171、175之間的接觸電阻。半導(dǎo)體島154的位于柵極線121的邊緣上的延伸使表面的輪廓光滑，從而基本防止了數(shù)據(jù)線171的斷開(kāi)。半導(dǎo)體島154包括沒(méi)有覆蓋有數(shù)據(jù)導(dǎo)體171和175的暴露部分，例如位于源電極173和漏電極175之間的部分。
鈍化層180形成在數(shù)據(jù)導(dǎo)體171和175以及半導(dǎo)體島154的暴露部分上。鈍化層180優(yōu)選地由無(wú)機(jī)絕緣體或有機(jī)絕緣體制成，并可具有平坦的表面。無(wú)機(jī)絕緣體的例子包括氮化硅和氧化硅。有機(jī)絕緣體可以是感光性的，并優(yōu)選地具有小于大約4.0的介電常數(shù)。鈍化層180可包括無(wú)機(jī)絕緣體的下膜和有機(jī)絕緣體的上膜，從而鈍化層180在基本防止半導(dǎo)體島154的暴露部分受到有機(jī)絕緣體的損壞的同時(shí)，具有有機(jī)絕緣體的絕緣特性。
鈍化層180具有暴露數(shù)據(jù)線171的端部179的多個(gè)接觸孔182和暴露漏電極175的擴(kuò)張177的多個(gè)接觸孔185。鈍化層180和柵極絕緣層140具有多個(gè)接觸孔181，暴露柵極線121的端部129；多個(gè)接觸孔186，穿過(guò)通孔176H而沒(méi)有暴露耦合電極176并暴露部分電容性電極136。接觸孔181、182、185和186具有可通過(guò)使用有機(jī)材料來(lái)獲得的傾斜的或階梯形的側(cè)壁。
優(yōu)選地，接觸孔186的側(cè)壁具有光滑的輪廓。具有不同厚度的光滑的輪廓會(huì)導(dǎo)致漏光。接觸孔186設(shè)置在不透明的電容性電極136和耦合電極176上。由耦合電極176和電容性電極136形成的不透明區(qū)域基本阻止了漏光。需要用來(lái)使通孔176H和接觸孔186對(duì)齊的耦合電極176內(nèi)的邊緣區(qū)域，與用來(lái)阻止漏光的不透明區(qū)域相比，該邊緣區(qū)域較小。因此，能增大開(kāi)口率。
接觸孔186的邊緣與用來(lái)基本阻止漏光的耦合電極176或電容性電極136充分地分隔開(kāi)，而且邊緣之間的距離優(yōu)選地大于大約3.0微米。
多個(gè)像素電極190、屏蔽電極88、多個(gè)接觸輔助件81和82形成在鈍化層180上。多個(gè)像素電極190、屏蔽電極88、多個(gè)接觸輔助件81和82優(yōu)選地由諸如ITO、IZO的透明導(dǎo)體或諸如Ag、Al、Cr、它們的合金的反射性導(dǎo)體制成。
各像素電極190近似地為具有倒角的矩形。像素電極190的倒角與柵極線121成大約45度角。像素電極190與柵極線121疊置，從而增大了開(kāi)口率。
各像素電極190具有間隙93，間隙93將像素電極190劃分為外部子像素電極190a和內(nèi)部子像素電極190b。
間隙93各包括下部93a和上部93b以及連接下部和上部的縱向部分93c。間隙93的下部93a和上部93b從像素電極190的左邊緣向右邊緣延伸，與柵極線121遠(yuǎn)離并向著柵極線121成大約45度角。間隙93的縱向部分93c連接下部93a的右端和上部93b的右端。
內(nèi)部子像素電極190b是通過(guò)直角旋轉(zhuǎn)而成的等腰梯形。外部子像素電極190a包括一對(duì)通過(guò)直角旋轉(zhuǎn)而成的直角梯形和連接直角梯形的縱向連接部分。
外部子像素電極190a通過(guò)接觸孔185與漏電極175的擴(kuò)張177連接。
內(nèi)部子像素電極190b通過(guò)接觸孔186與電容性電極136連接，并與耦合電極176疊置。內(nèi)部子像素電極190b、電容性電極136和耦合電極176形成耦合電容器。
內(nèi)部子像素電極190b具有中心剪切塊91和92。下面的一半外部子像素電極190a具有下剪切塊94a和95a，上面的一半外部子像素電極190a具有上剪切塊94b和95b。剪切塊91、92、94a、94b、95a和95b將子像素電極190a和190b分割成多個(gè)分割部分。具有剪切塊91、92、94a、94b、95a和95b與間隙93的像素電極190在電容性電極136的兩邊基本鏡面對(duì)稱。在下文，間隙93的單獨(dú)部分93a、93b和93c也將稱作剪切塊。
下剪切塊94a、95a和上剪切塊94b、95b近似地從像素電極190的左邊緣、下邊緣或上邊緣近似地向像素電極190的右邊緣傾斜地延伸。下剪切塊94a、95a和上剪切塊94b、95b與柵極線121成大約45度角，并且下剪切塊94a、95a和上剪切塊94b、95b彼此基本垂直地延伸。
中心剪切塊91和92的每個(gè)包括橫向部分和與橫向部分連接的一對(duì)傾斜部分。橫向部分沿著電容性電極136延伸，傾斜部分從橫向部分向像素電極190的左邊緣傾斜地延伸并與下剪切塊94a、95a和上剪切塊94b、95b平行。中心剪切塊92的橫向部分與間隙93縱向部分93c連接。
剪切塊的個(gè)數(shù)或分割部分的個(gè)數(shù)可根據(jù)設(shè)計(jì)因素而變化，設(shè)計(jì)因素例如為像素電極190的大小、像素電極190的橫向邊緣與縱向邊緣的比、液晶層3的類型和特性等。
屏蔽電極88被提供公共電壓，并且包括沿著數(shù)據(jù)線171延伸的縱向部分和沿著柵極線121延伸以連接相鄰的縱向部分的橫向部分?？v向部分完全覆蓋數(shù)據(jù)線171，而每個(gè)橫向部分位于柵極線121的邊界內(nèi)。
屏蔽電極88基本阻止數(shù)據(jù)線171和像素電極190之間以及數(shù)據(jù)線171和公共電極270之間的電磁干擾，從而減少了像素電極190的電壓的畸變和由數(shù)據(jù)線171傳送的數(shù)據(jù)電壓的信號(hào)延遲。
接觸輔助件81和82分別通過(guò)接觸孔181和182與柵極線121的端部129和數(shù)據(jù)線171的端部179連接。接觸輔助件81和82分別保護(hù)端部129和179，并提高端部129和外部裝置之間以及端部179和外部裝置之間的粘著。
下面參照?qǐng)D2至圖4來(lái)描述公共電極面板200。
用來(lái)防止漏光的稱作黑矩陣的光阻擋構(gòu)件220形成在絕緣襯底210例如透明玻璃或塑料上。光阻擋構(gòu)件220包括面向TFT陣列面板100上的數(shù)據(jù)線171的多個(gè)直線部分和面向TFT陣列面板100上的TFT的多個(gè)加寬部分。作為選擇，光阻擋構(gòu)件220可具有面向像素電極190的多個(gè)通孔，光阻擋構(gòu)件220的平面形狀與像素電極190的平面形狀基本相同。
多個(gè)濾色器230也形成在襯底210上，基本位于光阻擋構(gòu)件220之間的區(qū)域內(nèi)。濾色器230可基本沿著順著像素電極190的縱向方向延伸。濾色器230可表示原色之一，例如紅色、綠色或藍(lán)色。
覆蓋層(overcoat)250形成在濾色器230和光阻擋構(gòu)件220的面向TFT陣列面板100的表面上。覆蓋層250優(yōu)選地由(有機(jī))絕緣體制成，基本防止濾色器230被暴露并提供平坦的表面。
公共電極270形成在覆蓋層250的面向TFT陣列面板100的表面上。公共電極270優(yōu)選地由透明的導(dǎo)電材料例如ITO或IZO制成，并具有多組剪切塊71、72、73、74a、74b、75a、75b、76a和76b。
一組剪切塊71至76b面向像素電極190，并包括中心剪切塊71、72、73、下剪切塊74a、75a、76a和上剪切塊74b、75b和76b。剪切塊71位于接觸孔186的附近，剪切塊72至76b的每個(gè)位于像素電極190的相鄰的剪切塊91至95b之間，或者位于剪切塊95a或95b與像素電極190的倒角邊緣之間。剪切塊71、72、73、74a、74b、75a、75b、76a和76b的每個(gè)至少具有與像素電極190的下剪切塊93a、94a、95a或上剪切塊93b、94b、95b基本平行延伸的傾斜部分。剪切塊71至76b在電容性電極136的兩邊基本鏡面對(duì)稱。
下剪切塊74a、75a、76a和上剪切塊74b、75b、76b的每個(gè)包括傾斜部分、橫向部分和縱向部分，或者包括傾斜部分和一對(duì)縱向部分。傾斜部分近似地從像素電極190的左邊緣、下邊緣或上邊緣近似地向像素電極190的右邊緣延伸。橫向部分和縱向部分沿著像素電極190的邊緣從傾斜部分的各端部延伸，與像素電極190的邊緣疊置并與傾斜部分成鈍角。
中心剪切塊71和72的每個(gè)包括中心橫向部分、一對(duì)傾斜部分和一對(duì)末端縱向部分。中心剪切塊73包括一對(duì)傾斜部分和一對(duì)末端縱向部分。剪切塊71和72的中心橫向部分位于像素電極190的左邊緣或中心附近，并沿著電容性電極136延伸。傾斜部分從中心橫向部分的端部或近似地從像素電極190的右邊緣的中心近似地向像素電極190的左邊緣延伸。剪切塊71和72的傾斜部分與各自的中心橫向部分成斜角，剪切塊73的傾斜部分與電容性電極136或與耦合電極176的傾斜部分疊置。末端縱向部分沿著像素電極190的左邊緣從各自的傾斜部分的端部延伸，與像素電極190的左邊緣疊置并與各自的傾斜部分成鈍角。
剪切塊的71至76b的個(gè)數(shù)可根據(jù)設(shè)計(jì)因素而不同。光阻擋構(gòu)件220也可與剪切塊71至76b疊置以阻止通過(guò)剪切塊71至76b漏光。
可垂直的取向?qū)?alignment layer)11和21涂覆在面板100和200的內(nèi)表面上，偏振器12和22位于面板100和200的外表面上并具有交叉的偏振軸，其中，偏振軸之一可與柵極線121平行。當(dāng)LCD是反射性LCD時(shí)，可省略偏振器12和22之一。
LCD還可包括用來(lái)補(bǔ)償LC層3的延遲的至少一個(gè)延遲膜(未示出)。延遲膜具有雙折射，并提供與LC層3提供的延遲相反的延遲。
LCD還可包括背光單元(未示出)，背光單元通過(guò)偏振器12和22、延遲膜、面板100和200向LC層3提供光。
優(yōu)選地，LC層3具有負(fù)介電各向異性并可以垂直排列，其中，LC層3內(nèi)的LC分子被排列為，在不存在電場(chǎng)的情況下，它們的長(zhǎng)軸與面板100和200的表面基本垂直。因此，入射光不能穿過(guò)交叉的偏振器12和22。
圖1至圖4中示出的LCD表示為圖5中示出的等效電路。
參照?qǐng)D5，LCD的像素包括TFT Q、包括第一LC電容器Clca和存儲(chǔ)電容器Csta的第一子像素、包括第二LC電容器Clcb的第二子像素、耦合電容器Ccp。
第一LC電容器Clca包括外部子像素電極190a，作為一端；部分公共電極270，與外部子像素電極190a對(duì)應(yīng)，作為第二端；部分LC層3，位于外部子像素電極190a和部分公共電極270之間，作為電介質(zhì)。類似地，第二LC電容器Clcb包括內(nèi)部子像素電極190b，作為一端；部分公共電極270，與內(nèi)部子像素電極190b對(duì)應(yīng)，作為第二端；部分LC層3，位于內(nèi)部子像素電極190b上，作為電介質(zhì)。
存儲(chǔ)電容器Csta包括漏電極175的擴(kuò)張177，作為一端；存儲(chǔ)電極137，作為第二端；部分柵極絕緣層140，位于擴(kuò)張177和存儲(chǔ)電極137之間，作為電介質(zhì)。
耦合電容器Ccp包括內(nèi)部子像素電極190b和電容性電極136，作為一端；耦合電容器176，作為第二端；鈍化層180和柵極絕緣層140的一部分，位于所述一端和第二端之間，作為電介質(zhì)。
第一LC電容器Clca和存儲(chǔ)電容器Csta連接并且兩者與TFT Q的漏極平行。耦合電容器Ccp連接在TFT Q的漏極和第二LC電容器Clcb之間。公共電極270被提供公共電壓Vcom，存儲(chǔ)電極線131可提供公共電壓Vcom。
TFT Q響應(yīng)來(lái)自柵極線121的柵極信號(hào)將來(lái)自數(shù)據(jù)線171的數(shù)據(jù)電壓施加到第一LC電容器Clca和耦合電容器Ccp。耦合電容器Ccp將具有修正后幅值的數(shù)據(jù)電壓發(fā)送至第二LC電容器Clcb。
如果存儲(chǔ)電極線131被提供公共電壓Vcom，電容器Clca、Csta、Clcb和Ccp的每個(gè)及其電容用相同的標(biāo)號(hào)表示，則在第二LC電容器Clcb兩端的充電的電壓Vb可表示為
Vb＝Va×[Ccp/(Ccp+Clcb)]，其中，Va表示第一LC電容器Clca的電壓。
由于Ccp/(Ccp+Clcb)項(xiàng)小于一，所以第二LC電容器Clcb的電壓Vb小于第一LC電容器Clca的電壓。對(duì)于存儲(chǔ)電極線131的電壓不等于公共電壓Vcom的情況，這個(gè)不等式成立。
當(dāng)?shù)谝籐C電容器Clca兩端或第二LC電容器Clcb兩端產(chǎn)生電勢(shì)差時(shí)，在LC層3內(nèi)產(chǎn)生與面板100和200的表面基本垂直的電場(chǎng)。在下文，像素電極190和公共電極270公共地表示為場(chǎng)發(fā)生電極。LC層3內(nèi)的LC分子響應(yīng)電場(chǎng)的傾斜方式為，它們的長(zhǎng)軸與場(chǎng)方向基本垂直。在LC層3上入射的光的偏振隨LC分子的傾斜度而變化。通過(guò)偏振器12和22將光偏振的變化轉(zhuǎn)換成透射的光的變化。這樣，LCD顯示圖像。
LC分子的傾斜角取決于電場(chǎng)的強(qiáng)度。由于第一LC電容器Clca的電壓Va和第二LC電容器Clcb的電壓Vb互不相同，所以第一子像素內(nèi)的LC分子的傾斜方向不同于第二子像素內(nèi)的LC分子的傾斜方向，從而這兩個(gè)子像素的亮度不同。為了將這兩個(gè)子像素的平均亮度保持在目標(biāo)亮度，可調(diào)整第一子像素的電壓Va和第二子像素的電壓Vb，使得從側(cè)面看的圖像與從前面看的圖像基本類似，從而提高了側(cè)面可視性。
可通過(guò)變化耦合電容器Ccp的電容來(lái)調(diào)整電壓Va和Vb的比?？赏ㄟ^(guò)改變耦合電極176和內(nèi)部子像素電極190b之間(以及耦合電極176和電容性電極136之間)的疊置面積和距離來(lái)變化耦合電容器Ccp。例如，當(dāng)去除電容性電極136，并將耦合電極176移動(dòng)到電容性電極136的位置時(shí)，耦合電極176和內(nèi)部子像素電極190b之間的距離增加。優(yōu)選地，第二LC電容器Clcb的電壓Vb是第一LC電容器Clca的電壓Va的大約0.6倍至大約0.8倍。
第二LC電容器Clcb內(nèi)充電的電壓Vb可大于第一LC電容器Clca的電壓。這可通過(guò)對(duì)第二LC電容器Clcb以預(yù)定電壓例如公共電壓Vcom進(jìn)行預(yù)充電來(lái)實(shí)現(xiàn)。
第一子像素的外部子像素電極190a與第二子像素的內(nèi)部子像素電極190b的比優(yōu)選地從大約1∶0.85至大約1∶1.15。此外，可改變LC電容器Clca和Clcb的每個(gè)內(nèi)的子像素電極的個(gè)數(shù)。
LC分子的傾斜方向取決于由場(chǎng)發(fā)生電極190和270的剪切塊91至95b和剪切塊71至76b與像素電極190的傾斜邊緣產(chǎn)生的扭曲電場(chǎng)的水平分量，與剪切塊91至95b和剪切塊71至76b與像素電極190的傾斜邊緣基本垂直。參照?qǐng)D3，一組剪切塊91至95b和剪切塊71至76b將像素電極190為多個(gè)子區(qū)域，各子區(qū)域具有兩個(gè)主邊緣。由于各子區(qū)域上的LC分子與主邊緣基本垂直地傾斜，所以傾斜方向的方位分布基本處在四個(gè)方向，從而擴(kuò)大了LCD的基準(zhǔn)視角。
可修正用來(lái)確定LC分子的傾斜方向的剪切塊91至95b和剪切塊71至76b的形狀及排列，剪切塊91至95b和剪切塊71至71b中的至少一個(gè)可用突起(未示出)或凹進(jìn)(未示出)來(lái)代替。突起優(yōu)選地由有機(jī)材料或無(wú)機(jī)材料制成，并設(shè)置在場(chǎng)發(fā)生電極190或270上，或在場(chǎng)發(fā)生電極190或270下。
由于在屏蔽電極88和公共電極270之間基本沒(méi)有電場(chǎng)，所以屏蔽電極88上的LC分子保持在初始取向，從而阻擋了在其上入射的光。因此，屏蔽電極88可用作光阻擋構(gòu)件。
現(xiàn)在，將詳細(xì)描述制造圖1至圖4中示出的TFT陣列面板的方法。
例如通過(guò)濺射等在絕緣襯底110上沉積優(yōu)選地由金屬制成的導(dǎo)電層。對(duì)導(dǎo)電層進(jìn)行平版印刷術(shù)和蝕刻來(lái)形成包括柵電極124和端部129的多條柵極線121、包括存儲(chǔ)電極137的多個(gè)存儲(chǔ)電極線131、多個(gè)電容性電極136。
順序地沉積厚度為大約1,500至5,000的柵極絕緣層140、厚度為大約500至2,000的本征非晶硅層和厚度為大約300至600的非本征非晶硅層。通過(guò)平版印刷術(shù)和蝕刻來(lái)圖案化本征非晶硅層和非本征非晶硅層，形成多個(gè)非本征半導(dǎo)體島和多個(gè)本征半導(dǎo)體島154。
例如通過(guò)濺射等來(lái)沉積厚度為大約1,500至3,000的導(dǎo)電層，并通過(guò)平版印刷術(shù)和蝕刻來(lái)圖案化導(dǎo)電層，形成包括源電極173和端部179的多條數(shù)據(jù)線171、包括擴(kuò)張177的多個(gè)漏電極175、具有通孔176H的耦合電極176。
去除沒(méi)有被數(shù)據(jù)線171和漏電極175覆蓋的非本征半導(dǎo)體島的暴露部分，形成多個(gè)歐姆接觸163和165并暴露部分本征半導(dǎo)體島154。優(yōu)選地進(jìn)行氧等離子體處理，穩(wěn)定半導(dǎo)體島154的暴露表面。
涂覆具有正性感光性的有機(jī)絕緣膜，通過(guò)掩模(未示出)將有機(jī)絕緣膜曝光，并使其顯影，從而形成具有多個(gè)接觸孔182和185與多個(gè)接觸孔181和186的上部的鈍化層180。用來(lái)形成鈍化層180的掩模具有光阻擋區(qū)域、光透射區(qū)域和半透明區(qū)域。當(dāng)掩模與襯底110對(duì)齊時(shí)，光透射區(qū)域面向接觸孔181、182、185和186的中心，半透明區(qū)域圍繞著光透射區(qū)域。接觸孔181、182、185和186具有光滑的或階梯形的側(cè)壁輪廓。鑒于接觸孔186的大小來(lái)設(shè)計(jì)通孔176H。當(dāng)有機(jī)絕緣膜具有負(fù)性感光性時(shí)，與正性感光性相比，掩模內(nèi)的區(qū)域的透射性互換。
去除通過(guò)接觸孔181和186的上部暴露的柵極絕緣層140的部分，完成接觸孔181和186。
當(dāng)數(shù)據(jù)線171、漏電極175、柵極線121或電容性電極136具有Al上膜時(shí)，通過(guò)毯覆式蝕刻(blanket etch)來(lái)去除通過(guò)接觸孔181、182、185和186暴露的Al上膜的部分。
例如通過(guò)濺射等來(lái)沉積厚度為大約400至500的ITO層或IZO層，并通過(guò)平版印刷術(shù)和蝕刻來(lái)圖案化ITO層或IZO層，從而形成多個(gè)像素電極190、屏蔽電極88、多個(gè)接觸輔助件81和82。
將參照?qǐng)D6和圖7來(lái)詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的LCD。
圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的LCD的布局圖，圖7是沿VII-VII′線截取的圖6中示出的LCD的剖視圖。
參照?qǐng)D6和圖7，LCD包括TFT陣列面板100、公共電極面板200、置于面板100和200之間的LC層3、附于面板100和200的外表面上的一對(duì)偏振器12和22。
面板100和200的層狀結(jié)構(gòu)與圖1至圖4中示出的層狀結(jié)構(gòu)基本相同。
對(duì)于TFT陣列面板100，包括柵電極124和端部129的多條柵極線121、包括存儲(chǔ)電極137的多條存儲(chǔ)電極線131、多個(gè)電容性電極136形成在襯底110上。柵極絕緣層140、多個(gè)半導(dǎo)體島154、多個(gè)歐姆接觸163和165順序地形成在柵極線121和存儲(chǔ)電極線131上。包括源電極173和端部179的多條數(shù)據(jù)線171、包括擴(kuò)張177的多個(gè)漏電極175、耦合電極176形成在歐姆接觸163和165上。鈍化層180形成在數(shù)據(jù)線171、漏電極175和半導(dǎo)體島154的暴露部分上。多個(gè)接觸孔181、182、185和186貫穿鈍化層180和柵極絕緣層140設(shè)置。接觸孔186穿過(guò)位于耦合電極176處的通孔176H。包括子像素電極190a和190b并具有剪切塊91至95b的多個(gè)像素電極190、屏蔽電極88、多個(gè)接觸輔助件81和82形成在鈍化層180上，并在其上涂覆取向?qū)?1。
對(duì)于公共電極面板200，光阻擋構(gòu)件220、多個(gè)濾色器230、覆蓋層250、具有剪切塊71至76b的公共電極270、取向?qū)?1形成在面對(duì)TFT陣列面板100的絕緣襯底210上。
與圖1至圖4中示出的LCD不同，TFT陣列面板100的半導(dǎo)體島154和歐姆接觸163沿著數(shù)據(jù)線171延伸，形成半導(dǎo)體島151和歐姆接觸161。此外，半導(dǎo)體島154的平面形狀與數(shù)據(jù)線171和漏電極175的平面形狀基本相同，也與下面的歐姆接觸163和165的平面形狀基本相同。半導(dǎo)體島154包括沒(méi)有覆蓋有數(shù)據(jù)線171和漏電極175的一些暴露部分，例如位于源電極173和漏電極175之間的部分。
此外，電容性電極136沒(méi)有傾斜的部分，各漏電極175包括互連部分178，互連部分178與數(shù)據(jù)線171基本平行地延伸，并連接擴(kuò)張177和互連部分178左側(cè)附近的耦合電極176。
制造根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的TFT陣列面板的方法利用一步光刻法同時(shí)形成數(shù)據(jù)線171和漏電極175、半導(dǎo)體島151、歐姆接觸161和165。
用于光刻工藝的光阻劑掩模圖案的厚度隨位置而定，具體地講，它具有較厚的部分和較薄的部分。較厚的部分位于將被數(shù)據(jù)線171和漏電極175占據(jù)的布線區(qū)域上，較薄的部分位于TFT的通道區(qū)域上。
通過(guò)幾種技術(shù)例如通過(guò)在曝光掩模上提供半透明區(qū)域以及透明區(qū)域和光阻擋不透明區(qū)域來(lái)獲得光阻劑的隨位置而定的厚度。半透明區(qū)域可具有狹縫圖案、格構(gòu)圖案或者具有中間透射或中間厚度的薄膜。當(dāng)使用狹縫圖案時(shí)，優(yōu)選地，狹縫的寬度或狹縫之間的距離小于用于光刻的曝光劑的分辨率。另一例子是使用可回流的光阻劑。詳細(xì)地講，一旦通過(guò)使用具有透明區(qū)域和不透明區(qū)域的曝光掩模形成由可回流材料制成的光阻劑圖案，可經(jīng)過(guò)回流工藝，光阻劑圖案就會(huì)流到?jīng)]有光阻劑的區(qū)域上，從而形成薄的部分。
結(jié)果，通過(guò)省略光刻步驟簡(jiǎn)化了制造工藝。
圖1至圖4中示出的LCD的許多上述特點(diǎn)可適于圖6和圖7中示出的LCD。
將參照?qǐng)D8來(lái)詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的LCD。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例沿IV-IV′線截取的圖3中示出的LCD的剖視圖。
參照?qǐng)D8，LCD包括TFT陣列面板100、公共電極面板200、置于面板100和200之間的LC層3、附于面板100和200的外表面上的一對(duì)偏振器12和22。
面板100和200的層狀結(jié)構(gòu)與圖4中示出的面板100和200的層狀結(jié)構(gòu)基本相同。
對(duì)于TFT陣列面板100，包括柵電極124和端部129的多條柵極線121、包括存儲(chǔ)電極137的多條存儲(chǔ)電極線131、多個(gè)電容性電極136形成在襯底110上。柵極絕緣層140、多個(gè)半導(dǎo)體島154、多個(gè)歐姆接觸163和165順序地形成在柵極線121和存儲(chǔ)電極線131上。包括源電極173和端部179的多條數(shù)據(jù)線171、包括擴(kuò)張177的多個(gè)漏電極175、耦合電極176形成在歐姆接觸163和165以及柵極絕緣層140上。鈍化層180形成在數(shù)據(jù)線171、漏電極175和半導(dǎo)體島154的暴露部分上。多個(gè)接觸孔181、182、185和186貫穿鈍化層180和柵極絕緣層140設(shè)置。接觸孔186穿過(guò)位于耦合電極176處的通孔176H。包括子像素電極190a和190b并具有剪切塊91至95b的多個(gè)像素電極190、屏蔽電極88、多個(gè)接觸輔助件81和82形成在鈍化層180上，并在其上涂覆取向?qū)?1。
對(duì)于公共電極面板200，光阻擋構(gòu)件220、覆蓋層250、具有剪切塊71至76b的公共電極270、取向?qū)?1形成在面對(duì)TFT陣列面板100的絕緣襯底210上。
與圖1至圖4中示出的LCD不同，TFT陣列面板100包括位于鈍化層180下方的多個(gè)濾色器230，而公共電極面板200沒(méi)有濾色器。在這種情況下，可從公共電極面板200去除覆蓋層250。
濾色器230位于兩個(gè)相鄰的數(shù)據(jù)線171之間，并具有多個(gè)通孔235和236，其中，接觸孔185和186分別穿過(guò)通孔235和236。濾色器230沒(méi)有設(shè)置在設(shè)有信號(hào)線121和171的端部129和179的外圍區(qū)域上。
濾色器230可沿著縱向方向延伸，形成條狀，兩個(gè)相鄰的濾色器230的邊緣可在數(shù)據(jù)線171上彼此匹配。濾色器230可互相疊置以阻擋像素電極190之間的漏光，或者可彼此分隔開(kāi)。當(dāng)濾色器230彼此疊置時(shí)，可省略光阻擋構(gòu)件220的線性部分，而且屏蔽電極88可覆蓋濾色器230的邊緣。濾色器230的疊置部分的厚度可減小，以減少高度差。
濾色器230可設(shè)置在鈍化層180上，或可省略鈍化層180。
圖1至圖4中示出的LCD的許多上述特點(diǎn)可適于圖8中示出的LCD。
盡管已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)清楚，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和替代。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管陣列面板，包括襯底；柵極線，位于所述襯底上；電容性電極，位于所述襯底上并與所述柵極線分開(kāi)；數(shù)據(jù)線，與所述柵極線相交；薄膜晶體管，與所述柵極線和所述數(shù)據(jù)線連接并包括漏電極；耦合電極，與所述漏電極連接、與所述電容性電極疊置并具有位于所述電容性電極上的通孔；鈍化層，位于所述柵極線、所述數(shù)據(jù)線和所述薄膜晶體管上，并具有穿透所述通孔并暴露所述電容性電極的接觸孔；像素電極，包括通過(guò)所述接觸孔與所述漏電極連接的第一子像素電極和與所述電容性電極連接的第二子像素電極。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，所述通孔與所述電容性電極的兩個(gè)相對(duì)邊緣的距離基本相等。
3.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，所述通孔為矩形、八邊形或圓形。
4.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，所述接觸孔具有階梯形的側(cè)壁。
5.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，所述接觸孔的邊緣與所述通孔之間的距離等于或大于大約3.0微米。
6.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列面板，還包括與所述像素電極分開(kāi)并與所述數(shù)據(jù)線或所述柵極線的一部分疊置的屏蔽電極。
7.如權(quán)利要求6所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，所述像素電極和所述屏蔽電極位于所述鈍化層上。
8.如權(quán)利要求6所述的薄膜晶體管陣列面板，還包括與所述漏電極疊置的存儲(chǔ)電極。
9.如權(quán)利要求8所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，所述屏蔽電極和所述存儲(chǔ)電極被提供基本相同的電壓。
10.如權(quán)利要求9所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，所述屏蔽電極沿著所述數(shù)據(jù)線或所述柵極線延伸。
11.如權(quán)利要求10所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，所述屏蔽構(gòu)件完全覆蓋所述數(shù)據(jù)線。
12.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，所述像素具有倒角。
13.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，所述鈍化層包括有機(jī)絕緣體。
14.如權(quán)利要求13所述的薄膜晶體管陣列面板，還包括位于所述鈍化層上或所述鈍化層下的濾色器。
15.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，所述像素電極包括用來(lái)將所述像素電極分割成多個(gè)分割部分的分割構(gòu)件。
16.如權(quán)利要求15所述的薄膜晶體管陣列面板，其中，所述分割構(gòu)件與所述柵極線成大約45度角。
17.一種制造薄膜晶體管陣列面板的方法，所述方法包括在襯底上形成柵極線和電容性電極；在所述柵極線、所述電容性電極和所述襯底的上方形成柵極絕緣層；在所述柵極絕緣層上形成數(shù)據(jù)線、漏電極和耦合電極，所述耦合電極具有位于所述電容性電極上的通孔；在所述數(shù)據(jù)線、所述漏電極和所述耦合電極上形成鈍化層，所述鈍化層具有穿透所述通孔并暴露所述電容性電極的接觸孔；在所述鈍化層上形成像素電極，所述像素電極包括通過(guò)所述接觸孔與所述漏電極連接的第一子像素電極和與所述電容性電極連接的第二子像素電極。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述通孔與所述電容性電極的兩個(gè)相對(duì)邊緣的距離基本相等。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述通孔為矩形、八邊形或圓形。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述接觸孔具有階梯形的側(cè)壁。
全文摘要
一種薄膜晶體管陣列面板包括襯底、位于襯底上的柵極線、位于襯底上并與柵極線分開(kāi)的電容性電極。該薄膜晶體管陣列面板包括數(shù)據(jù)線，與柵極線相交；薄膜晶體管，與柵極線和數(shù)據(jù)線連接并包括漏電極；耦合電極，與漏電極連接、與電容性電極疊置并具有位于電容性電極上的通孔。該薄膜晶體管陣列面板包括鈍化層，位于柵極線、數(shù)據(jù)線和薄膜晶體管上，并具有穿透通孔并暴露電容性電極的接觸孔；像素電極，包括通過(guò)接觸孔與漏電極連接的第一子像素電極和與電容性電極連接的第二子像素電極。
文檔編號(hào)G02F1/13GK1808719SQ20051012582
公開(kāi)日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2005年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月3日
發(fā)明者蔡鐘哲, 樸哲佑, 申暻周 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社