專利名稱：一種金屬氧化物平面開關(guān)型液晶顯示面板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬氧化物平面開關(guān)型液晶顯示面板及其制造方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的CRT顯示器依靠陰極射線管發(fā)射電子撞擊屏幕上的磷光粉來顯示圖像，但液晶顯示的原理則完全不同。通常，液晶顯示(LCD)裝置具有上基板和下基板，彼此有一定間隔和互相正對。形成在兩個基板上的多個電極相互正對。液晶夾在上基板和下基板之間。電壓通過基板上的電極施加到液晶上，然后根據(jù)所作用的電壓改變液晶分子的排列從而顯示圖像、因為如上所述液晶顯示裝置不發(fā)射光，它需要光源來顯示圖像。因此，液晶顯示裝置具有位于液晶面板后面的背光源。根據(jù)液晶分子的排列控制從背光源入射的光量從而顯示圖像。如圖I所示，上層偏光片101和下層偏光片109之間夾有彩膜基板104、共通電極 105、液晶層106和陣列基板107，液晶分子是具有折射率及介電常數(shù)各向異性的物質(zhì)。在陣列基板107上形成像素電極108、薄膜晶體管(TFT) 114、陣列子像素111、掃描線110、信號線112等。信號線112連接到TFT的漏極，像素電極108連接到源級，掃描線110連接到柵極。背光源113發(fā)出的光線經(jīng)過下偏光片109,成為具有一定偏振方向的偏振光。薄膜晶體管114控制像素電極108之間所加電壓,而該電壓作用于液晶來控制偏振光的偏振方向，偏振光透過相應(yīng)的彩膜102后形成單色偏振光，如果偏振光能夠穿透上層偏光片101，則顯示出相應(yīng)的顏色；電場強(qiáng)度不同，液晶分子的偏轉(zhuǎn)角度也不同，透過的光強(qiáng)不一樣，顯示的亮度也不同。通過紅綠藍(lán)三種顏色的不同光強(qiáng)的組合來顯示五顏六色的圖像。近年來隨著液晶顯示器尺寸的不斷增大，驅(qū)動電路的頻率不斷提高，現(xiàn)有的非晶硅薄膜晶體管遷移率很難滿足要求。高遷移率的薄膜晶體管有多晶硅薄膜晶體管和金屬氧化物薄膜晶體管，其中多晶硅薄膜晶體管雖然研究較早，但是其均一性差，制作工藝復(fù)雜；金屬氧化物薄膜晶體管相比于多晶硅薄膜晶體管的優(yōu)點(diǎn)在于氧化物材料的遷移率高。所以不需要采用晶化技術(shù)，節(jié)省工藝步驟，提高了均勻率和合格率；工藝簡單，采用傳統(tǒng)的濺射和濕刻工藝就可以，不需要采用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積和干刻技術(shù)。另外，目前的激光晶化技術(shù)還達(dá)不到大尺寸面板的要求，而氧化物晶體管因為不需要激光晶化，則沒有尺寸的限制。由于這幾方面的優(yōu)勢，金屬氧化物薄膜晶體管備受人們關(guān)注，成為近幾年研究的熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種提高TFT驅(qū)動能力和簡化工藝的金屬氧化物平面開關(guān)型液晶顯示面板及其制造方法。本發(fā)明提供一種金屬氧化物平面開關(guān)型液晶顯示面板，包括掃描線；信號線，與掃描線縱橫交叉；像素單元，由掃描線和信號線交叉限定，所述每個像素單元包括薄膜晶體管和像素電極，所述薄膜晶體管包括與掃描線電性連接的TFT柵極、與信號線連接線電性連接的TFT源極、以及與柵格狀像素電極電性連接的TFT漏極；共通電極線，與掃描線平行設(shè)置；柵格狀共通電極，與共通電極線電性連接；該柵格狀共通電極與柵格像素電極均交錯位于像素區(qū)域。本發(fā)明又一種金屬氧化物平面開關(guān)型液晶顯示面板的制造方法，包括如下步驟第一步在基板上形成底層金屬氧化物層，具體形成信號線連接線圖案、與信號線連接線連接的源漏極連接線圖案、以及與源漏極連接線連接的柵格狀像素電極圖案；第二步在源漏極連接線的中間形成保護(hù)層圖案，然后利用離子注入方式讓保護(hù)層以外的金屬氧化物成為具有導(dǎo)體特性的透明電極；第三步在形成第二步圖案的基礎(chǔ)形成絕緣層圖案，并在信號線連接的兩端形成第一接觸孔和第二接觸孔；第四步在絕緣層圖案上以金屬形成信號線、掃描線、共通電極線、與共通電極線 連接的柵格狀共通電極、以及與掃描線連接的TFT柵極的圖案，柵格狀共通電極與位于底層的柵格狀像素電極交錯設(shè)置；信號線的兩端通過相鄰像素單元的信號線連接的第一接觸孔和第二接觸孔連接。本發(fā)明又一種金屬氧化物平面開關(guān)型液晶顯示面板的制造方法，包括如下步驟第一步在基板上以底層金屬形成信號線、掃描線、共通電極線、與共通電極線連接的柵格狀共通電極線、以及與掃描線連接的TFT柵極的圖案；第二步在底層金屬上形成絕緣層，并在信號線、掃描線、共通電極線相應(yīng)位置上形成接觸孔圖形；第三步在第二步形成的絕緣層上以金屬氧化物形成信號線連接線、與信號線連接線連接的源漏極連接線、與源漏極連接線連接的柵格狀像素電極、與共通電極線連接的共通電極線端子連接線、以及與掃描線連接的掃描線端子連接線；第四步在源漏極連接線的中間形成保護(hù)層圖形，然后利用陽離子注入方式讓溝道保護(hù)層圖形以外的金屬氧化物成為具有導(dǎo)體特性的透明電極本發(fā)明以金屬氧化物作為TFT溝道半導(dǎo)體、源漏電極、柵格狀像素電極或柵格狀共通電極使用，可以提高TFT驅(qū)動能力和簡化工藝。


圖I為現(xiàn)有液晶顯不(IXD)裝置的結(jié)構(gòu)不意圖；圖2為本發(fā)明液晶顯示面板第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2A為圖I所示液晶顯示面板在A-A’方向的剖視圖；圖3為圖I所示液晶顯示面板的第一步制造方法的示意圖；圖3A為圖3所示在A-A’方向的剖視圖；圖4為圖I所示液晶顯示面板的第二步制造方法的示意圖；圖4A為圖4所示在A-A’方向的剖視圖；圖5為圖I所示液晶顯示面板的第三步制造方法的示意圖；圖5A為圖5所示在A-A’方向的剖視圖；圖6為圖I所示液晶顯示面板的第四步制造方法的示意圖；圖6A為圖6所示在A-A’方向的剖視圖；圖7為本發(fā)明液晶顯示面板第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖7A為圖7所示液晶顯示面板在A-A’方向的剖視圖；圖8為圖7所不液晶顯不面板的第一步制造方法的不意圖；圖8A為圖8所示在A-A’方向的剖視圖 ；圖9為圖7所示液晶顯示面板的第二步制造方法的示意圖；圖9A為圖9所示在A-A’方向的剖視圖；圖10為圖7所示液晶顯示面板的第三步制造方法的示意圖；圖IOA為圖10所示在A-A’方向的剖視圖；圖11為圖7所示液晶顯示面板的第四步制造方法的示意圖；圖IlA為圖11所示在A-A’方向的剖視圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。本發(fā)明是一種金屬氧化物平面開關(guān)型液晶顯示面板，平面開關(guān)型IPS (In-PlaneSwitching)的兩極都在同一個面上，使得液晶分子在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動的的技術(shù)。圖2至圖6A是本發(fā)明第一實施例的示意圖。如圖2和圖2A，本發(fā)明金屬氧化物平面開關(guān)型液晶顯示面板包括信號線60、與信號線60縱橫交錯的掃描線70、由信號線60和掃描線70交叉限定的多個像素單元、與掃描線70平行的共通電極線80、與共通電極線80連接的柵格狀共通電極90、絕緣層50。其中，信號線60、掃描線70、共通電極線80、以及柵格狀共通電極90位于液晶顯示面板的頂層。每個像素單元包括薄膜晶體管單元、與薄膜晶體管單元連接的柵格狀像素電極30。其中，薄膜晶體管單元包括與掃描線70連接的TFT柵極71、與信號線60電性連接的TFT源極21、與柵格狀像素電極30電性連接的TFT漏極22，所述TFT源極21與TFT漏極22之間設(shè)有TFT溝道區(qū)，在TFT溝道區(qū)內(nèi)上設(shè)有保護(hù)層40。所述TFT源極21、TFT漏極、以及柵格狀像素電極30均由金屬氧化物上通過陽離子注入方式成為具有導(dǎo)體特性的透明電極，且TFT源極21、TFT漏極、以及柵格狀像素電極30均位于本液晶顯示面板的底層。所述柵格狀共通電極90與共通電極線80同時形成，該柵格狀共通電極90為本液晶顯示面板的COM電極，且位于頂層的柵格狀共通電極90與位于底層的柵格狀像素電極30交錯設(shè)置，柵格狀共通電極90與柵格狀像素電極30位于同一個面內(nèi)，使得液晶分子在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。所述信號線60包括第一信號線、相鄰像素單元的第二信號線和位于第一信號線和第二信號線之間的信號線連接線10，該信號線連接線10與柵格狀像素電極30、TFT源極21、以及TFT漏極22四者同時制成，該四者都是均由金屬氧化物上通過陽離子注入方式成為具有導(dǎo)體特性的透明電極。所述信號線連接線10、柵格狀像素電極30、TFT源極21、以及TFT漏極22均位于絕緣層50上，且由于本液晶顯示面板的柵極71不是位于底層，故，本液晶顯示面板是頂柵結(jié)構(gòu)的液晶顯示面板。本發(fā)明液晶顯示面板的制造步驟如下第一步如圖3和圖3A，在玻璃基板(圖未示)上形成底層金屬氧化物層，具體形成信號線連接線10圖案、與信號線連接線10連接的源漏極連接線20圖案、以及與源漏極連接線20連接的柵格狀像素電極30圖案，所述源漏極連接線20為TFT溝道區(qū)。金屬氧化物的材料是IZO或IGZ0，厚度為450-550埃，最好為500埃。第二步如圖4和圖4A，在源漏極連接線20的中間形成保護(hù)層40圖案，然后利用離子注入方式讓保護(hù)層40以外的金屬氧化物成為具有導(dǎo)體特性的透明電極，并同時形成與信號線連接10連接的TFT源極21、以及與像素電極30連接的TFT漏極22、由保護(hù)層40保護(hù)的區(qū)域是TFT溝道區(qū)。保護(hù)層40圖案的材料是SiNx或SiO2,厚度為500-1500埃，厚度最好為1000埃。第三步如圖5和圖5A，在形成第二步圖案的基礎(chǔ)形成絕緣層50圖案，并在信號線連接10的兩端形成第一接觸孔51和第二接觸孔52。絕緣層50圖案的材料是SiNx或SiO2,厚度為1500-2500埃，最好為2000埃。第四步如圖6和圖6A，在絕緣層50圖案上以金屬形成信號線60、掃描線70、共通電極線80、與共通電極線80連接的柵格狀共通電極90、以及與掃描線70連接的TFT柵極71的圖案，柵格狀共通電極90與位于底層的柵格狀像素電極30交錯設(shè)置；信號線60的兩端通過相鄰像素單元的信號線連接10的第一接觸孔51和第二接觸孔52連接。所述金屬材料是Cr、或Al、或Cu，厚度為3500-4500埃，最好為4000埃?！?br> 圖7至圖IlA是本發(fā)明第二實施例的示意圖。本發(fā)明的第二實施例與上述第一實施例主要區(qū)別是第一實施例為頂柵結(jié)構(gòu)的液晶顯示面板，柵格狀共通電極90在頂層，柵格狀像素電極30在底層；第二實施例為底柵結(jié)構(gòu)的液晶顯示面板，柵格狀共通電極90’在底層，柵格狀像素電極30’在頂層。如圖7和圖7A，本發(fā)明金屬氧化物平面開關(guān)型液晶顯示面板包括信號線60’、與信號線60’縱橫交錯的掃描線70’、由信號線60’和掃描線70’交叉限定的多個像素單元、與掃描線70’平行的共通電極線80’、與共通電極線80’連接的柵格狀共通電極90’、以及絕緣層50’。其中，信號線60’、掃描線70’、共通電極線80’、以及柵格狀共通電極90’位于液晶
顯示面板的底層。每個像素單元包括薄膜晶體管單元、與薄膜晶體管單元連接的柵格狀像素電極30，。其中，薄膜晶體管單元包括與掃描線70’連接的TFT柵極71’、與信號線60’電性連接的TFT源極21’、與柵格狀像素電極30’電性連接的TFT漏極22’，所述TFT源極21’與TFT漏極22’之間設(shè)有TFT溝道區(qū)，在TFT溝道區(qū)內(nèi)上設(shè)有保護(hù)層40’。所述TFT源極21’、TFT漏極22’、以及柵格狀像素電極30’均由金屬氧化物上通過陽離子注入方式成為具有導(dǎo)體特性的透明電極，且TFT源極21’、TFT漏極22’、以及柵格狀像素電極30’均位于本液晶顯示面板的頂層。所述柵格狀共通電極90’與共通電極線80’同時形成，該柵格狀共通電極90’為本液晶顯示面板的COM電極，且位于底層的柵格狀共通電極90’與位于頂層的柵格狀像素電極30’交錯設(shè)置，柵格狀共通電極90’與柵格狀像素電極30’位于同一個面內(nèi)，使得液晶分子在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。所述信號線60’包括第一信號線、相鄰像素單元的第二信號線和位于第一信號線和第二信號線之間的信號線連接線10’，該信號線連接線10’與柵格狀像素電極30’、TFT源極21’、以及TFT漏極22’四者同時制成，該四者都是均由金屬氧化物上通過陽離子注入方式成為具有導(dǎo)體特性的透明電極。所述信號線連接線10’、柵格狀像素電極30’、TFT源極21’、以及TFT漏極22’均位于絕緣層50’上，且由于本液晶顯示面板的柵極71’位于底層，故，本液晶顯示面板是底柵結(jié)構(gòu)的液晶顯示面板。以下為本發(fā)明液晶顯示面板第二實施例的制造步驟如下第一步如圖8和圖8A,在玻璃基板(圖未不)上底層金屬形成信號線60’、掃描線 連接的TFT柵極71’的圖案。底層金屬的材料是Cr、或Al、或Cu，厚度為3500-4500埃，最好為4000埃。第二步如圖9和圖9A，在底層金屬上形成絕緣層50’，并在信號線60’、掃描線70’、共通電極線80’相應(yīng)位置上形成接觸孔圖形，具體為在信號線60’的兩端形成第一接觸孔51’和第二接觸孔52’，在共通電極線80’的端部形成第三接觸孔53’，在掃描線70’的端部形成第四接觸孔54’。絕緣層50’的材料是SiNx、或SiO2，厚度為500-1500埃，最好為1000埃。第三步如圖10和圖11A，在第二步形成的絕緣層50’上以金屬氧化物形成信號線連接線10’、與信號線連接線10’連接的源漏極連接線20’、與源漏極連接線20’連接的柵格狀像素電極30’、與共通電極線80’連接的共通電極線端子連接線110’、以及與掃描線70’連接的掃描線端子連接線120’，具體形成方式為信號線連接線10’由金屬氧化物連接在信號線60’及相鄰像素單元的信號線60’的第一接觸孔51’和第二接觸孔52’之間形成的；源漏極連接線20’由金屬氧化物連接在信號線60’的第二接觸孔52’與柵格狀像素電極30’之間形成的；柵格狀像素電極30’由金屬氧化物在像素區(qū)域內(nèi)形成的；共通電極線端子連接線110’由金屬氧化物連接第三接觸孔53’形成的；掃描線端子連接線120’由金屬氧化物連接第四接觸孔54’形成的。源漏極連接線20’為TFT溝道區(qū)。金屬氧化物的材料是IZO或IGZ0，厚度為450-550埃，最好為500埃。第四步如圖11和圖11A，在源漏極連接線20’的中間形成保護(hù)層40’圖形，然后利用陽離子注入方式讓溝道保護(hù)層40’圖形以外的金屬氧化物成為具有導(dǎo)體特性的透明電極，并同時形成與信號線連接10’連接的TFT源極21’、以及與像素電極30’連接的TFT漏極22’、由保護(hù)層40保護(hù)的區(qū)域是TFT溝道區(qū)。保護(hù)層40’圖案的材料是SiNx或SiO2,厚度為500-1500埃，厚度最好為1000埃。本發(fā)明以金屬氧化物作為TFT溝道半導(dǎo)體、源漏電極、柵格狀像素電極或柵格狀共通電極使用，可以提高TFT驅(qū)動能力和簡化工藝。
權(quán)利要求
1.一種金屬氧化物平面開關(guān)型液晶顯示面板，其特征在于，包括 掃描線； 信號線，與掃描線縱橫交叉； 像素單元，由掃描線和信號線交叉限定，所述每個像素單元包括薄膜晶體管和像素電極，所述薄膜晶體管包括與掃描線電性連接的TFT柵極、與信號線連接線電性連接的TFT源極、以及與柵格狀像素電極電性連接的TFT漏極； 共通電極線，與掃描線平行設(shè)置； 柵格狀共通電極，與共通電極線電性連接；該柵格狀共通電極與柵格像素電極均交錯位于像素區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬氧化物平面開關(guān)型液晶顯示面板，其特征在于所述信號線包括第一信號線、相鄰像素單元的第二信號線和位于第一信號線和第二信號線之間的信號線連接線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬氧化物平面開關(guān)型液晶顯示面板，其特征在于所述信號線連接線、TFT源極、TFT漏極以及柵格狀像素電極為金屬氧化物，其上通過離子注入方式成為具有導(dǎo)體特性的透明電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬氧化物平面開關(guān)型液晶顯示面板，其特征在于所述信號線連接線、TFT源極、TFT漏極以及柵格狀像素電極位于頂層。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬氧化物平面開關(guān)型液晶顯示面板，其特征在于所述信號線連接線、TFT源極、TFT漏極以及柵格狀像素電極位于底層。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬氧化物平面開關(guān)型液晶顯示面板，其特征在于所述信號線、掃描線、共通電極線、以及柵格狀共通電極位于底層。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬氧化物平面開關(guān)型液晶顯示面板，其特征在于所述信號線、掃描線、共通電極線、以及柵格狀共通電極位于頂層。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液晶顯示面板，其特征在于所述TFT源極與TFT漏極之間設(shè)有保護(hù)層。
9.一種金屬氧化物平面開關(guān)型液晶顯示面板的制造方法，其特征在于，包括如下步驟 第一步在基板上形成底層金屬氧化物層，具體形成信號線連接線圖案、與信號線連接線連接的源漏極連接線圖案、以及與源漏極連接線連接的柵格狀像素電極圖案； 第二步在源漏極連接線的中間形成保護(hù)層圖案，然后利用離子注入方式讓保護(hù)層以外的金屬氧化物成為具有導(dǎo)體特性的透明電極； 第三步在形成第二步圖案的基礎(chǔ)形成絕緣層圖案，并在信號線連接的兩端形成第一接觸孔和第二接觸孔； 第四步在絕緣層圖案上以金屬形成信號線、掃描線、共通電極線、與共通電極線連接的柵格狀共通電極、以及與掃描線連接的TFT柵極的圖案，柵格狀共通電極與位于底層的柵格狀像素電極交錯設(shè)置；信號線的兩端通過相鄰像素單元的信號線連接的第一接觸孔和第二接觸孔連接。
10.一種金屬氧化物平面開關(guān)型液晶顯示面板的制造方法，其特征在于，包括如下步驟第一步在基板上以底層金屬形成信號線、掃描線、共通電極線、與共通電極線連接的柵格狀共通電極線、以及與掃描線連接的TFT柵極的圖案； 第二步在底層金屬上形成絕緣層，并在信號線、掃描線、共通電極線相應(yīng)位置上形成接觸孔圖形； 第三步在第二步形成的絕緣層上以金屬氧化物形成信號線連接線、與信號線連接線連接的源漏極連接線、與源漏極連接線連接的柵格狀像素電極、與共通電極線連接的共通電極線端子連接線、以及與掃描線連接的掃描線端子連接線； 第四步在源漏極連接線的中間形成保護(hù)層圖形，然后利用陽離子注入方式讓溝道保護(hù)層圖形以外的金屬氧化物成為具有導(dǎo)體特性的透明電極?！?br> 全文摘要
本發(fā)明提出一種金屬氧化物平面開關(guān)型液晶顯示面板及其制造方法，包括掃描線；信號線，與掃描線縱橫交叉，像素單元，由掃描線和信號線交叉限定，所述每個像素單元包括薄膜晶體管和像素電極，所述薄膜晶體管包括與掃描線電性連接的TFT柵極、與信號線連接線電性連接的TFT源極、以及與柵格狀像素電極電性連接的TFT漏極；共通電極線，與掃描線平行設(shè)置；柵格狀共通電極，與共通電極線電性連接；該柵格狀共通電極與柵格像素電極均交錯位于像素區(qū)域。本發(fā)明以金屬氧化物作為TFT溝道半導(dǎo)體、源漏電極、柵格狀像素電極或柵格狀共通電極使用，可以提高TFT驅(qū)動能力和簡化工藝。
文檔編號G02F1/1343GK102929062SQ201210361088
公開日2013年2月13日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者焦峰, 王海宏 申請人:南京中電熊貓液晶顯示科技有限公司