專利名稱：液晶顯示裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置及其制造方法，特別涉及可提高顯示單元的開口 率的液晶顯示裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
扭曲向列(Twist Nematic, TN )型薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD )是 由陣列基板、彩色濾光片基板以及充滿于這兩塊基板之間的液晶共同形成的。 圖l是現(xiàn)有技術(shù)中的一種薄膜晶體管液晶顯示器的顯示單元結(jié)構(gòu)概略圖。如圖1 所示，現(xiàn)有技術(shù)的陣列基板主要包括兩個(gè)數(shù)據(jù)線D1、 D2平行排列，柵極掃描線 GS1和公共電極線C0M相互平行排列，同時(shí)跨過數(shù)據(jù)線D1、 D2與數(shù)據(jù)線D1、 D2 交叉，數(shù)據(jù)線D1、 D2、柵極掃描線GS1和公共電極線C0M形成一像素區(qū)域，該 像素區(qū)域內(nèi)具有一像素電極PXl,位于像素電極PX1兩側(cè)用來防止漏光的遮光條 Lll,像素電極PX1通過晶體管Tl與數(shù)據(jù)線Dl和柵極掃描線GS1連接。
圖2為沿圖1的A-A，方向的截面圖。結(jié)合圖1和圖2所示，該現(xiàn)有技術(shù) 的陣列基板還包括玻璃基板GL1;在玻璃基板GL1上形成第一金屬層用作柵極 掃描線GS1、柵電極和公共電極線；在柵電極上形成的柵電極絕緣層GIl和有源 層；在有源層上形成第二金屬層用作信號(hào)線、源電極和漏電極；在信號(hào)線以及 同層的源電極和漏電極上形成一鈍化層PA1;在漏電極上方的鈍化層上形成過 孔；形成于鈍化層上的透明像素電極PX1通過鈍化層PA1過孔與漏電極連接。 此外，該顯示單元結(jié)構(gòu)還包括用第一金屬層做的遮光條Lll。該結(jié)構(gòu)采用由第一 層金屬形成的公共電極和像素電極形成存儲(chǔ)電容。
以4張掩膜板工藝為例，基于現(xiàn)有技術(shù)的薄膜晶體管液晶顯示器制造方法 如下所示形成柵極掃描線、柵電極、遮光條和公共電極；形成柵電極絕緣層、 有源層、源電極、漏電極和信號(hào)線；形成鈍化層；形成像素電極。除了絕緣層 和鈍化層之外，形成每一層的圖形都要經(jīng)歷薄膜沉積、光刻和腐蝕三道主要工 序。
4基于現(xiàn)有技術(shù)的薄膜晶體管液晶顯示器陣列基板結(jié)構(gòu)主要有下面幾個(gè)問
題
1. 公共電極從顯示區(qū)的兩端輸入，跨過整個(gè)顯示區(qū)，配線長(zhǎng)使得電阻較大。 電阻一般在幾千歐姆量級(jí)；
2. 采用金屬作為公共電極，公共電極所在位置的光線就被金屬公共電極擋 住，降低了顯示單元的開口率。
像素電極和公共電極夾著中間的絕緣層一起形成顯示單元的存儲(chǔ)電容。一 般，像素電極和公共電極之間的絕緣層包含柵極絕緣層和鈍化層。柵極絕緣層 一般在4000A左右，而鈍化層一般在2000A左右。由于像素電極和公共電極之 間的絕緣層比較厚，為了獲得一個(gè)較大的存儲(chǔ)電容值，往往需要使用寬度較大 的公共電極，從而進(jìn)一步降低顯示單元的開口率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種液晶顯示裝置及其制造方法，通過該液晶顯 示裝置提高顯示單元的開口率。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置，其包括一玻璃基板，形成 于玻璃基板上的透明公共電極，在透明公共電極上分別沉積絕緣層和鈍化層， 隔著絕緣層和鈍化層形成在透明公共電極上的像素電極，像素電極與所述透明 公共電極通過它們之間的絕緣層形成存儲(chǔ)電容。
本發(fā)明的另一技術(shù)方案是提供一種液晶顯示裝置的其制造方法，其包括以 下步驟
步驟a，在玻璃基板上沉積透明公共電極薄膜，通過光刻和腐蝕工藝形成透 明公共電極方塊和連接線；
步驟b,在完成步驟a的基板上依次沉積公共電極絕緣層薄膜和柵極掃描線 薄膜，通過光刻和腐蝕工藝，形成柵電極掃描線和晶體管柵電極；
步驟c,在完成步驟b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d,在完成步驟c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)線、公共電極線、晶體管源電極、漏電極；
5步驟e,在完成步驟d的基板上沉積一層鈍化層，通過光刻和腐蝕工藝形成 漏極部分的鈍化層接觸孔；
步驟f，在完成步驟e的基板上沉積一層透明導(dǎo)電薄膜，通過光刻和腐蝕工 藝，覆蓋漏電極上的接觸孔，形成像素電極。
本發(fā)明由于采用了上述的技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn) 和積極效果
1. 通過使用透明的公共電極材料來解決以往金屬公共電極的遮光現(xiàn)象，本發(fā) 明結(jié)構(gòu)能提高顯示單元開口率有10%左右；
2. 通過在整個(gè)顯示區(qū)域內(nèi)涂敷透明公共電極層，以實(shí)現(xiàn)公共電極四周相互導(dǎo) 通。增加公共電極的導(dǎo)通能力；
3. 顯示區(qū)域內(nèi)公共電極四周相互導(dǎo)通，呈網(wǎng)狀分布，各顯示單元上的公共電 極電位之間差異降低，改善了面內(nèi)顯示效果的均 一 性；
4.像素電極通過與下層的透明公共電極之間形成存儲(chǔ)電容，在保證透明公 共電極的寫入能力的前提下可以把存儲(chǔ)電容盡量做大，從而加強(qiáng)了顯示單元的 電荷保持能力，降低了其他寄生電容在真?zhèn)€像素電容中所占的比例，從而可以 削弱各種寄生電容引起的不良現(xiàn)象。比如可以改善閃爍、串?dāng)_、殘像、綠付等 不良。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種薄膜晶體管液晶顯示器的顯示單元結(jié)構(gòu)概略圖； 圖2為沿圖1的A-A'方向的截面圖3為本發(fā)明的液晶顯示裝置的透明公共電極第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖4為在透明公共電極上形成遮光條和掃描線的示意圖5為在圖4基礎(chǔ)上形成數(shù)據(jù)線和晶體管的示意圖6為在晶體管上形成接觸孔的示意圖7為在圖6基礎(chǔ)上形成像素電極的示意圖8為沿圖7的B-B'方向的截面圖9為本發(fā)明的液晶顯示裝置透明公共電極第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的液晶顯示裝置及其制造方法進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
如圖7所示，本發(fā)明液晶顯示裝置具有一陣列基板，該陣列基板的每個(gè)顯 示單元包括兩個(gè)數(shù)據(jù)線D3、 D4平行排列，柵極掃描線GS2 ;夸過數(shù)據(jù)線D3、 D4 與數(shù)據(jù)線D3、 D4交叉排列，數(shù)據(jù)線D3、 D4和柵極掃描線GS2形成一像素區(qū)域， 該像素區(qū)域內(nèi)具有一像素電極PX2，位于像素電極PX2兩側(cè)用來防止漏光的遮光 條L12，像素電極PX2通過晶體管T2與數(shù)據(jù)線D3、柵極掃描線GS2連接，位于 像素電極PX1下的透明公共電極Tcl，透明公共電極Tcl在顯示區(qū)域外通過接觸 孔H與上面的金屬公共電極電位相連，每個(gè)顯示區(qū)內(nèi)的透明公共電極Tcl相互 之間四角上都有連接線C1、 C2、 C3、 C4相連接，在顯示區(qū)內(nèi)呈上下左右四面相 連。其中，透明公共電極Tcl的圖案與像素電極PX2的圖案類似，透明公共電 極Tcl比像素電極PX2多了四個(gè)角上的連接線，透明公共電極Tcl的圖案面積 大小比像素電極PX2的圖案稍微大一點(diǎn)，以保證像素電極這一層在發(fā)生偏離的 情況下，像素電極PX2也能留在透明公共電極Tcl之內(nèi)。圖8為沿圖7的B-B， 方向的截面圖，如圖8所示，公共電極絕緣層CI的膜厚、柵極絕緣層GI2的膜 厚和鈍化層的膜厚都在2000A 6000A之間。公共電極絕緣層CI的膜厚根據(jù)公 共電極連接線與掃描線、數(shù)據(jù)線之間的偶合電容以及公共電極的寫入能力進(jìn)行 調(diào)節(jié)，柵極絕緣層的膜厚根據(jù)晶體管的特性進(jìn)行調(diào)節(jié)，鈍化層PA2的膜厚根據(jù) 公共電極的寫入能力進(jìn)行調(diào)節(jié)。在顯示區(qū)域，處于玻璃基板GL2上的透明公共 電極Tcl之間通過四個(gè)角上的連接線Cl、 C2、 C3、 C4在^^共電極方塊Tcl的四 個(gè)角上相互連接。這種連接效果明顯而且又使公共電極與數(shù)據(jù)線或者掃描線之 間寄生電容得以下降。在顯示區(qū)域的周圍，用第一金屬層制作的公共電極連線 從端子部引入公共電極電位，然后在接近顯示區(qū)的邊上四周與透明公共電極Tcl 通過接觸孔H進(jìn)行電位連接。
以4張掩膜板(MASK)的工藝為例子，如圖3至圖8所示，上述結(jié)構(gòu)的液 晶顯示裝置可以通過下面的方法制造完成。
首先，在玻璃基板上沉積一層厚度在100A至3000A的第一透明導(dǎo)電層薄膜 其材料主要是氧化銦錫ITO (Indium Tin Oxide)。使用透明導(dǎo)電層掩膜板，通過
7曝光工藝和腐蝕工藝，如圖3所示。形成透明公共電極方塊Tcl、透明公共電極 方塊四個(gè)角上的連接線C1、 C2、 C3、 C4等圖案。
接著，利用化學(xué)汽相沉積的方法在完成第一透明導(dǎo)電層圖案的陣列基板上 沉積厚度在2000A至5000A的公共電極絕緣層薄膜CI。
接著，使用^茲控濺射方法，在透明玻璃基板GL2上沉積一層厚度在1000A 至5000A的第一金屬層，第一金屬層的材料可以使用鉬、鋁、鋁鎳合金、鉬鴒 合金、鉻、或者銅等金屬，也可以使用上述幾種金屬材料薄膜的組合。用第一 金屬層掩膜板通過曝光工藝和腐蝕工藝，如圖4所示，在玻璃基板GL2的一定 區(qū)域上形成柵極掃描線GS2、柵電極、遮光條L12等圖案。
接著，利用化學(xué)汽相沉積的方法在完成第一金屬層圖案的陣列基板上連續(xù) 沉積厚度在2000A至5000A的柵電極絕緣層薄膜GI2和厚度在IOOOA至4000A 的非晶硅薄膜。柵電極絕緣層薄膜材料可以使用氮化硅，也可以使用氧化硅和 氮氧化硅等。
接著，采用和第一金屬層類似的制備方法，在陣列基板上沉積一層厚度在 1000A至5000A的第二金屬層薄膜。如圖5所示，通過第二金屬層掩膜板在一定 區(qū)域內(nèi)形成數(shù)據(jù)線D3和D4、晶體管T2的源電極、漏電極和公共電極線等圖案。
接著，在整個(gè)陣列基板上沉積一層厚度在500A至5000A的鈍化層。其材料 可以是氮化硅，也可以是氧化硅或者氮氧化硅。第一金屬層圖案的上面同時(shí)覆 蓋有柵電極絕緣層和鈍化層，第二金屬層圖案的上面只覆蓋有鈍化層。如圖6 所示，通過鈍化層的掩膜板，利用曝光工藝和腐蝕工藝分別在第一金屬層相關(guān) 圖案和第二金屬層相關(guān)圖案上形成鈍化層過孔H。
最后，在基板上沉積一層厚度在IOOA至3000A的透明導(dǎo)電層薄膜，其材料 主要是氧化銦錫(Indium Tin Oxide， ITO)。如圖7所示，使用透明導(dǎo)電層掩 膜板，通過曝光工藝和腐蝕工藝，形成像素電極PX2、覆蓋接觸孔H的連線等圖 案。像素電極PX2覆蓋到透明公共電極Tcl上面后，以鈍化層PA2、柵極絕緣層 GI2和公共電極絕緣層CI為介質(zhì)形成公共電極方塊和像素電極之間的存儲(chǔ)電容。
圖9為本發(fā)明的液晶顯示裝置透明公共電極第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，如圖9 所示，其整體結(jié)構(gòu)與圖7所示的液晶顯示裝置顯示單元類似，其主要不同之處 在于透明公共電極Tc2的四邊上具有連接線Cll、 C12、 C13、 Cl4，通過該些
8連接線Cll、 C12、 C13、 C14與相鄰的透明公共電極連接。
本發(fā)明提供的設(shè)計(jì)方案可以應(yīng)用于所有類型的TFT-LCD陣列基板，包括TN、 VA、 IPS等有源矩陣型液晶顯示裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的設(shè)計(jì)方案 具有以下優(yōu)點(diǎn)
1. 通過使用透明的公共電極材料來解決以往金屬公共電極的遮光現(xiàn)象，本發(fā) 明結(jié)構(gòu)能提高顯示單元開口率有10%左右；
2. 通過在整個(gè)顯示區(qū)域內(nèi)涂敷透明公共電極層，以實(shí)現(xiàn)^^共電極四周相互導(dǎo) 通。增加公共電極的導(dǎo)通能力；
3. 顯示區(qū)域內(nèi)公共電極四周相互導(dǎo)通，呈網(wǎng)狀分布，各顯示單元上的公共電 極電位之間差異降低，改善了面內(nèi)顯示效果的均一性；
4.像素電極通過與下層的透明公共電極之間形成存儲(chǔ)電容，在保證透明公 共電極的寫入能力的前提下可以把存儲(chǔ)電容盡量做大，從而加強(qiáng)了顯示單元的 電荷保持能力，降低了其他寄生電容在真?zhèn)€像素電容中所占的比例，從而可以 削弱各種寄生電容引起的不良現(xiàn)象。比如可以改善閃爍、串?dāng)_、殘像、綠付等 不良。
以上介紹的僅僅是基于本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不能以此來限定本發(fā)明的 范圍。任何對(duì)本發(fā)明的測(cè)量裝置作本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)熟知的步驟的替換、組合、分 立，以及對(duì)本發(fā)明實(shí)施步驟作本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)熟知的等同改變或替換均不超出本 發(fā)明的揭露以及保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種液晶顯示裝置，其包括一玻璃基板，形成于玻璃基板上的透明公共電極，在透明公共電極上分別沉積絕緣層和鈍化層，隔著絕緣層和鈍化層形成在透明公共電極上的像素電極，像素電極與所述透明公共電極通過它們之間的絕緣層形成存儲(chǔ)電容。
2. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述透明公共電極通 過接觸孔與金屬公共電極線電連接。
3. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述透明公共電極的 圖案面積大于像素電極圖案面積。
4. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述透明公共電極的 四個(gè)角上有連接線。
5. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述透明公共電極的 四個(gè)邊上有連接線。
6. 如權(quán)利要求4或5所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述透明公共電 極通過其連接線與相鄰的透明公共電極電性連接。
7. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述透明公共電極的 材料為氧化銦錫。
8. —種液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于，其包括以下步驟 步驟a，在玻璃基板上沉積透明公共電極薄膜，通過光刻和腐蝕工藝形成透明公共電極方塊和連接線；步驟b，在完成步驟a的基板上依次沉積公共電極絕緣層薄膜和柵極掃描線 薄膜，通過光刻和腐蝕工藝，形成柵電極掃描線和晶體管柵電極；步驟c，在完成步驟b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，形成珪島；步驟d，在完成步驟c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)線、公共電極線、晶體管源電極、漏電極；步驟e,在完成步驟d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#^化層接觸孔；步驟f，在完成步驟e的基板上沉積一層透明導(dǎo)電薄膜，通過光刻和腐蝕工 藝，覆蓋漏電極上的接觸孔，形成像素電極。
9.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于，所述形成柵電極掃描線的步驟中形成像素電極的遮光條。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液晶顯示裝置及其制造方法，該液晶顯示裝置包括一玻璃基板，形成于玻璃基板上的透明公共電極，在透明公共電極上分別沉積絕緣層和鈍化層，隔著絕緣層和鈍化層形成在透明公共電極上的像素電極，像素電極與所述透明公共電極通過它們之間的絕緣層形成存儲(chǔ)電容。本發(fā)明的液晶顯示裝置及其制造方法可提高顯示單元的開口率和公共電極的導(dǎo)通能力。
文檔編號(hào)H01L21/027GK101424841SQ200710047740
公開日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2007年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月2日
發(fā)明者馬群剛 申請(qǐng)人:上海廣電Nec液晶顯示器有限公司