宽视角液晶显示器阵列基板及其制造方法

文档序号:2811983阅读:136来源:国知局
专利名称:宽视角液晶显示器阵列基板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器及其制造方法,特别是一种宽视角液晶显示器阵列基
板及其制造方法。
背景技术
液晶显示器的市场迅速成长,应用领域不断扩展,特别是大尺寸液晶电视的应用, 要求液晶显示器具有宽阔的视角范围。液晶显示器包括对盒的阵列基板和彩膜基板,其间 设置液晶。在电压作用下液晶偏转,通过控制电压大小可以控制液晶的偏转程度,从而实现 调制透过率(显示灰度)的目的。 由于液晶的光学各向异性,液晶显示器存在屏幕视角过窄的缺陷,为此现有技术 提出了多种显示模式以克服视角过窄缺陷,多种显示模式包括90。扭曲向列型液晶加补偿 膜(Twisted Nematic+f ilm,简称TN+f ilm)模式、多畴垂直排列(Multi-domain Vertical Alignment,简称MVA)模式、像素电极图形化垂直排列(Patterned Vertical Alignment,简 称PVA)模式、平面驱动模式(In-Plane Switching,简称IPS)模式以及利用边缘场的平面 驱动(Fringe Field Switching,简称FFS)模式等。 虽然上述显示模式先后被提出并逐渐实现产业化,但实际使用表明,上述显示模 式仍存在相应缺陷。TN+film模式对视角的改善十分有限,视角改善限制在水平140。、垂 直100°的范围内,一般只应用于笔记本电脑和台式机监视器,不适于大尺寸液晶电视的应 用;MVA模式需要在彩膜基板(彩色滤光片) 一侧制造复杂的凸起结构,增加了制造成本; PVA模式需要将像素电极制作成复杂的狭缝结构,影响了光利用效率;而IPS模式和FFS模 式要求工艺控制精度高,制造工艺难度大,且影响对比度。

发明内容
本发明的目的是提供一种宽视角液晶显示器阵列基板及其制造方法,不仅具有周 围多个方向上的宽视角特性,而且具有高对比度。 为了实现上述目的,本发明提供了一种宽视角液晶显示器阵列基板,包括形成在 基板上的栅线、公共电极线和数据线,所述栅线和数据线限定的像素区域内形成有像素电 极,并在交叉处形成有薄膜晶体管,所述公共电极线上开设有至少一个使公共电极线与像 素电极之间形成横向电场的过孔。 所述过孔包括开设在钝化层上的第二过孔和开设在像素电极上的第三过孔,所述 第三过孔开设在第二过孔位置并暴露出公共电极线。进一步地,所述第二过孔或第三过孔 的形状为正方形、矩形、多边形、圆形、椭圆形或条形。所述第三过孔的面积大于第二过孔的 面积。所述第三过孔内还形成有连接电极,与所述像素电极绝缘的连接电极通过第二过孔 与公共电极线连接。 在上述技术方案基础上,所述公共电极线上还开设有至少一个减小过孔边缘的像 素电极与公共电极线之间的垂直电场、增强过孔边缘的像素电极与公共电极线之间横向电
4场的狭缝。 所述狭缝具有沿所述过孔的边缘延伸的、呈开放的环形形状,且所述过孔的边缘 位于所述狭缝的缝隙内。所述环形为正方形、矩形、多边形、圆形、椭圆形或弧形。所述狭缝 的宽度为2iim 10iim。 为了实现上述目的,本发明还提供了一种宽视角液晶显示器阵列基板制造方法, 包括 步骤1、在基板上沉积一层栅金属薄膜,通过构图工艺形成包括栅线、栅电极和公 共电极线的图形; 步骤2、在完成步骤1的基板上沉积栅绝缘层、半导体层、掺杂半导体层和源漏金 属薄膜,通过构图工艺形成包括有源层、数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域的图形;
步骤3、在完成步骤2的基板上沉积一层钝化层,通过构图工艺形成暴露出漏电极 的第一过孔和至少一个暴露出公共电极线的第二过孔; 步骤4、在完成步骤3的基板上沉积一层透明导电薄膜,通过构图工艺在像素区域 内形成包括像素电极的图形,并在所述第二过孔位置形成使公共电极线与像素电极之间形 成横向电场的第三过孔。 所述步骤1具体包括在基板上沉积一层栅金属薄膜,通过构图工艺形成包括栅 线、栅电极和公共电极线的图形,同时在公共电极线上开设至少一个减小过孔边缘的像素 电极与公共电极线之间的垂直电场、增强过孔边缘的像素电极与公共电极线之间横向电场 的狭缝。 本发明提出了一种宽视角液晶显示器阵列基板及其制造方法,通过在像素区域内 开设使公共电极线与像素电极之间形成横向电场的过孔,实现了一种新型的多畴垂直排列 的显示模式。在加电状态下,液晶在该横向电场的诱导下形成多畴结构,不仅可以实现周围 多个方向上的宽视角,而且可以获得高对比度。进一步地,在保证宽视角特性和高对比度的 前提下,由于本发明技术方案既不需要彩膜基板上的凸起结构,也不需要摩擦工艺,因此本 发明简化了阵列基板的结构和制造工艺,且其制造工艺与传统TN型TFT-LCD兼容。更进一 步地,本发明通过在公共电极线上开设至少一个狭缝图形,在过孔和狭缝的共同作用下,最 大限度地减小了过孔边缘的像素电极与公共电极线之间的垂直电场,增强了过孔边缘的像 素电极与公共电极线之间的横向电场。实际使用中,如果在偏振片的内侧增加负性双折射 补偿膜,还可以进一步扩展视角。本发明宽视角液晶显示器阵列基板适用于帧反转、行反 转、列反转、点反转等各种驱动模式的液晶显示器,具有广泛的应用前景。


图1为本发明宽视角液晶显示器阵列基板第一实施例的结构示意图; 图2为图1中A1-A1向的剖视图; 图3为图1中B1-B1向的剖视图; 图4为本发明宽视角液晶显示器阵列基板第一实施例第一次构图工艺后的平面 图; 图5为图4中A2-A2向的剖面图; 图6为图4中B2-B2向的剖面图;


图;


图;


板构图
图7为本发明宽视角液晶显示器阵列基板第一实施例第二次构图工艺后的平面
图8为图7中A3-A3向的剖面图; 图9为图7中B3-B3向的剖面图10为本发明宽视角液晶显示器阵列基板第一实施例第三次构图工艺后的平面
图11为图10中A4-A4向的剖面图; 图12为图10中B4-B4向的剖面图13为本发明宽视角液晶显示器阵列基板第一实施例第四次构图工艺后的平面
图14为图13中A5-A5向的剖面图; 图15为图13中B5-B5向的剖面图16为本发明宽视角液晶显示器阵列基板第一实施例采用半色调或灰色调掩模 工艺后的结构示意图17为本发明宽视角液晶显示器阵列基板第一实施例的工作示意图 图18为本发明宽视角液晶显示器阵列基板第二实施例的结构示意图 图19为本发明宽视角液晶显示器阵列基板第三实施例的结构示意图 图20为图19中C1-C1向的剖面图21为本发明宽视角液晶显示器阵列基板第三实施例第一次构图工艺后的平面
图22为图21中C2-图23为本发明宽视 图24为本发明宽视 图25为本发明宽视 图26为本发明宽视 图27为本发明宽视 图28为本发明宽视 图29为本发明宽视 附图标记说明 1-基板; 2-5_栅绝缘层;
9-漏电极;
13-第二过孔 17-狭缝; 20-32-公共电极;40-
-C2向的剖面图; 角液晶显示器阵 角液晶显示器阵 角液晶显示器阵 角液晶显示器阵 角液晶显示器阵 角液晶显示器阵 角液晶显示器阵
列基板制造方法的流程图; 列基板制造方法第一实施例的流程图 列基板制造方法第二实施例的流程图 列基板制造方法第三实施例的流程图 列基板制造方法第四实施例的流程图 列基板制造方法第五实施例的流程图 列基板制造方法第六实施例的流程图
6-半导体层;
10-数据线;
14-像素电极; 阵列基板; 液晶。
3-栅电极; 7-掺杂半导体层; 11-钝化层; 15-第三过孔;
30-彩膜基板;
4-公共电极线
8-源电极;
12-第一过孔;
16-连接电极; 31-彩膜层;
具体实施例方式
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 图1为本发明宽视角液晶显示器阵列基板第一实施例的结构示意图,图2为图1
6中A1-A1向的剖视图,图3为图1中B1-B1向的剖视图。如图1 图3所示,本实施例宽视 角液晶显示器阵列基板的主体结构包括栅线2、公共电极线4、数据线10、像素电极14和薄 膜晶体管(简称TFT),栅线2和数据线IO—起限定了像素区域,公共电极线(也称存储电 容线)4形成在像素区域内,与形成在像素区域内的像素电极14之间构成存储电容,薄膜晶 体管形成在栅线2与数据线10的交叉处。具体地,薄膜晶体管的结构与TN型TFT-LCD基 本相同,包括栅电极3、栅绝缘层5、有源层(包括半导体层6和掺杂半导体层7)、源电极8、 漏电极9、TFT沟道区域和钝化层11,栅电极3形成在基板1上并与栅线2连接;栅绝缘层5 形成在栅线2、栅电极3和公共电极线4上并覆盖整个基板1 ;有源层形成在栅绝缘层5上 并位于栅电极3的上方;源电极8的一端位于有源层上,另一端与数据线10连接,漏电极9 的一端位于有源层上,另一端通过第一过孔12与像素电极14连接,源电极8与漏电极9之 间形成TFT沟道区域;钝化层11形成在TFT沟道区域上并覆盖整个基板1 ,其上开设有使像 素电极14与漏电极9连接的第一过孔12,同时位于公共电极线4处开设有第二过孔13,第 二过孔13内的栅绝缘层5和钝化层11被完全刻蚀掉,使第二过孔13暴露出公共电极线4 的上表面;像素电极14形成在像素区域内, 一方面通过第一过孔12与漏电极9连接,另一 方面在第二过孔13位置开设有第三过孔15,使第三过孔15暴露出第二过孔13及第二过孔 13内公共电极线4的上表面,在公共电极线4与像素电极14之间形成横向电场,使液晶在 该横向电场诱导下形成多畴结构。 在本实施例上述技术方案中,第三过孔15的面积可以设置成大于第二过孔13的 面积,暴露出第二过孔13的边缘区域及第二过孔13内公共电极线4的上表面。形成在像 素区域内的公共电极线4位于相邻的二条栅线2之间且与栅线2平行,优选地,公共电极 线4位于像素区域的中部。在一个像素区域内,第三过孔15(或第二过孔13)的数量可以 是一个,也可以是多个,第三过孔15 (或第二过孔13)的形状可以根据形成多畴结构的需要 设置成正方形、矩形、多边形、圆形、椭圆形、条形或本领域技术人员惯常采用的形状。在同 等面积下,第三过孔15(或第二过孔13)优选地选择边长较大的形状。当第三过孔15 (或 第二过孔13)为一个时,其位置优选地位于像素区域的中心区域,即位于公共电极线4的 中部;当第三过孔15(或第二过孔13)为多个时,其位置可以均布在公共电极线4上,第 三过孔15(或第二过孔13)的数量可以根据像素区域的大小而定,一般来说,对于面积为 50 ii mX 150 ii m左右的像素区域,可以只设置一个第三过孔,第三过孔的面积可以设置成 9 ii m2 400 ii m2。显然,第二过孔的数量增多可以进一步改善宽视角特性。
图4 图15为本发明宽视角液晶显示器阵列基板第一实施例制备过程的示意图, 下面以五次构图工艺为例通过具体制备过程进一步说明本实施例的技术方案,在以下说明 中,本发明所称的构图工艺包括光刻胶涂覆、掩模、曝光、刻蚀、剥离等工艺,其中光刻胶以 正性光刻胶为例。 图4为本发明宽视角液晶显示器阵列基板第一实施例第一次构图工艺后的平面 图,图5为图4中A2-A2向的剖面图,图6为图4中B2-B2向的剖面图。采用磁控溅射或热 蒸发的方法,在基板l(如玻璃基板或石英基板)上沉积一层栅金属薄膜。采用普通掩模板 通过第一次构图工艺对栅金属薄膜进行构图,在基板1的一定区域上形成包括栅线2、栅电 极3和公共电极线4的图形,如图4 图6所示。在实际使用中,形成在像素区域内的公共 电极线4位于相邻的二条栅线2之间且与栅线2平行,优选地位于像素区域的中部。此外,
7本构图工艺中还可以同时形成用于遮挡漏光的挡光条图形。 图7为本发明宽视角液晶显示器阵列基板第一实施例第二次构图工艺后的平面 图,图8为图7中A3-A3向的剖面图,图9为图7中B3-B3向的剖面图。在完成上述结构图 形的基板上,采用等离子体增强化学气相沉积(简称PECVD)方法,依次沉积栅绝缘层5、半 导体层6和掺杂半导体层(欧姆接触层)7,其中栅绝缘层5可以采用为氮化硅或二氧化硅 等材料。采用普通掩模板通过第二次构图工艺对半导体层6和掺杂半导体层7进行构图, 在栅电极3上方形成包括有源层的图形,如图7 图9所示。 图10为本发明宽视角液晶显示器阵列基板第一实施例第三次构图工艺后的平面 图,图11为图10中A4-A4向的剖面图,图12为图10中B4-B4向的剖面图。在完成上述结 构图形的基板上,采用磁控溅射或热蒸发的方法,沉积一层源漏金属薄膜。采用普通掩模板 通过第三次构图工艺对源漏金属薄膜进行构图,形成包括源电极8、漏电极9、数据线10和 TFT沟道区域的图形,其中源电极8的一端位于有源层上,另一端与数据线IO连接,漏电极 9的一端位于有源层上,源电极8和漏电极9之间的掺杂半导体层7被完全刻蚀掉,暴露出 半导体层6,形成TFT沟道区域图形,如图10 图12所示。 图13为本发明宽视角液晶显示器阵列基板第一实施例第四次构图工艺后的平面 图,图14为图13中A5-A5向的剖面图,图15为图13中B5-B5向的剖面图。在完成上述结 构图形的基板上,采用PECVD方法沉积一层钝化层11。采用普通掩模板通过第四次构图工 艺对钝化层进行构图,在钝化层覆盖TFT沟道区域的基础上,形成包括第一过孔12和第二 过孔13的图形,其中第一过孔12位于漏电极9位置,第一过孔12内的钝化层11被完全刻 蚀掉,暴露出漏电极9的上表面,第二过孔13位于公共电极线4位置,第二过孔13内的钝 化层11和栅绝缘层5被完全刻蚀掉,暴露出公共电极线4的上表面,如图13 图15所示。 在实际使用中,第二过孔13可以是一个,也可以是多个,第二过孔13的形状可以根据形成 多畴结构的需要设置成正方形、矩形、多边形、圆形、椭圆形、条形或本领域技术人员惯常采 用的形状。 最后,在完成上述结构图形的基板上,采用磁控溅射或热蒸发方法,沉积一层透明 导电薄膜。采用普通掩模板通过第五次构图工艺对透明导电薄膜进行构图,在像素区域内 形成包括像素电极14和第三过孔15的图形,像素电极14通过第一过孔12与漏电极9连 接,第三过孔15形成在第二过孔13位置,其面积大于第二过孔13的面积,第三过孔15处 透明导电薄膜被完全去除,即第二过孔13及其附近的透明导电薄膜被完全去除,暴露出第 二过孔13的边缘区域及第二过孔13内公共电极线4的上表面,如图1 图3所示。
以上所说明的五次构图工艺仅仅是制备本实施例宽视角液晶显示器阵列基板的 一种实现方法,实际使用中还可以通过增加或减少构图工艺次数、选择不同的材料或材料 组合来实现。例如,本实施例阵列基板还可以通过多步刻蚀的四次构图工艺制备完成,将前 述第二次构图工艺和第三次构图工艺合并成一个采用半色调或灰色调掩模板(也称双色 调掩模板)的构图工艺。 图16为本发明宽视角液晶显示器阵列基板第一实施例采用半色调或灰色调掩模 板构图工艺后的结构示意图,为图10中A4-A4向的剖面图。其具体工艺过程为在完成前 述结构图形的基板上,采用PECVD方法依次沉积栅绝缘层5、半导体层6和掺杂半导体层7, 然后采用磁控溅射或热蒸发的方法沉积源漏金属薄膜。之后涂覆一层光刻胶,采用半色调或灰色调掩模板曝光,使光刻胶形成完全曝光区域(光刻胶完全去除区域)、部分曝光区域 (光刻胶部分去除区域)和未曝光区域(光刻胶完全保留区域),其中未曝光区域对应于数 据线、源电极和漏电极图形所在区域,部分曝光区域对应于TFT沟道区域图形所在区域,完 全曝光区域对应于上述图形以外的区域。显影处理后,未曝光区域光刻胶的厚度没有变化, 部分曝光区域光刻胶的厚度变薄,完全曝光区域的光刻胶被完全去除。首先对完全曝光区 域进行第一次刻蚀,分别刻蚀掉完全曝光区域的源漏金属薄膜、搀杂半导体层和半导体层, 形成数据线、有源层、漏电极和源电极图形。进行灰化处理,完全去除部分曝光区域的光刻 胶,对部分曝光区域进行第二次刻蚀,分别刻蚀掉部分曝光区域的源漏金属薄膜和搀杂半 导体层,部分刻蚀掉半导体层,使该区域露出半导体层,形成TFT沟道区域图形。本构图工 艺后,栅绝缘层覆盖整个基板,有源层图形以外区域的半导体层和掺杂半导体层被完全刻 蚀掉,但数据线、源电极和漏电极图形下保留有半导体层和掺杂半导体层,如图16所示。该 过程已经广泛应用于液晶显示器制造领域,这里不再赘述。 图17为本发明宽视角液晶显示器阵列基板第一实施例的工作示意图。如图17所 示,实际使用时,阵列基板20与彩膜基板30对盒形成宽视角液晶显示器,液晶40则设置在 阵列基板20与彩膜基板30之间。阵列基板20采用前述第一实施例宽视角液晶显示器阵 列基板的结构,至少包括形成在基板上的公共电极线4和像素电极14,公共电极线4上开 设有第二过孔13,第二过孔13内的栅绝缘层和钝化层被刻蚀掉,暴露出公共电极线4的上 表面,位于第二过孔13位置的像素电极14开设有第三过孔,第三过孔使第二过孔13的边 缘区域及第二过孔13内公共电极线4的上表面暴露出来。彩膜基板30可以采用传统的结 构形式,至少包括形成在基板上的彩膜层31和公共电极32。液晶40采用介电常数为负的 材料。当不加电压时,液晶在电极表面取向材料的作用下,其长轴方向按照垂直方式排列, 当加电压时,由于公共电极线4与像素电极14之间存在电压差,因此公共电极线4与像素 电极14之间在第三过孔边缘区域产生横向电场,第三过孔边缘区域的液晶受该横向电场 的诱导形成多畴结构,而其它区域的电场仍然是阵列基板20的像素电极14与彩膜基板30 的公共电极32之间的电场。由于公共电极线4与像素电极14之间形成的横向电场为放射 状,即从一点向四周方向延伸,因此第三过孔边缘区域的液晶将朝四周方向偏转,这样就可 以在周围多个方向上看到显示图像,最大限度地扩展了周围多个方向上的视角。本发明第 三过孔边缘区域在放射状横向电场的诱导下使液晶形成多畴结构,畴边界主要位于第三过 孔的边缘区域,而该区域被不透明的公用电极线所遮挡,因此与其它MVA显示模式相比,可 以获得高对比度。 图18为本发明宽视角液晶显示器阵列基板第二实施例的结构示意图,为图1中
B1-B1向的剖面图。本实施例宽视角液晶显示器阵列基板的结构与前述第一实施例基本相
同,不同之处在于,本实施例第三过孔15处的透明导电薄膜被部分保留下来,在第三过孔
15内形成连接电极16,连接电极16通过第二过孔13与公共电极线4连接,且像素电极14
与连接电极16之间相互绝缘。本实施例中,由于连接电极16与公共电极线4连接,但与像
素电极14绝缘,因此可以保证连接电极16具有与公共电极线4相同的电位。本实施例的
工作原理和效果与前述第一实施例相同,同时由于增加了连接电极结构,一方面可以避免
金属材质的公共电极线污染液晶,另一方面可以提高液晶偏转的稳定性。 本实施例宽视角液晶显示器阵列基板的制备过程与前述第一实施例基本相同,只
9是第五次构图工艺有所不同。本实施例第五次构图工艺的具体过程为在完成前述结构图 形的基板上,采用磁控溅射或热蒸发的方法沉积一层透明导电薄膜。采用普通掩模板通过 构图工艺对透明导电薄膜进行构图,在像素区域内形成包括像素电极14、第三过孔15和连
接电极16的图形,像素电极14通过第一过孔与漏电极连接,第三过孔15形成在第二过孔 13位置,位于第三过孔15内的连接电极16通过第二过孔13与公共电极线4连接,且像素 电极14与连接电极16之间相互绝缘,即在第二过孔13位置形成一个面积大于第二过孔的 第三过孔15,在第三过孔15内形成一个面积介于第二过孔与第三过孔面积之间的连接电 极16。具体地,连接电极16位于第二过孔13处,覆盖住第二过孔13及其边缘附近区域,像 素电极14与连接电极16之间区域的透明导电薄膜被完全去除,暴露出钝化层ll,如图18 所示。 图19为本发明宽视角液晶显示器阵列基板第三实施例的结构示意图,图20为图 19中C1-C1向的剖面图。如图19和图20所示,本实施例是前述第一实施例的一种结构扩 展,主体结构与第一实施例基本相同,不同之处在于,本实施例公共电极线4上还开设有至 少一个狭缝17图形。具体地,狭缝17位于第三过孔15(或第二过孔13)的边缘位置,以减 小第三过孔15边缘区域的像素电极14与公共电极线4之间的垂直电场,并增强第三过孔 15边缘区域的像素电极14与公共电极线4之间的横向电场。为了形成较强的横向电场, 本实施例的狭缝17可以设计成沿第三过孔15的边缘延伸的环形形状,但该环形形状为开 放(开口)状,以保证狭缝17两侧部分的电连接,且使第三过孔15(或第二过孔13)的边 缘位于狭缝17的缝隙内。实际应用中,一个像素区域内狭缝17的数量可以是一个,也可 以是多个,或与第三过孔15(或第二过孔13)的数量相同。狭缝17的形状可以根据形成多 畴结构的需要设置成正方形、矩形、多边形、圆形、椭圆形、弧形等本领域技术人员惯常采用 的形状,或与第三过孔15(或第二过孔13)的形状相同。优选地,狭缝17的宽度为2ym lOym。本实施例中,第三过孔15的形状为矩形状,狭缝17为一侧开口的矩形状。
本实施例宽视角液晶显示器阵列基板的制备过程与前述第一实施例基本相同,只 是第一次构图工艺有所不同。图21为本发明宽视角液晶显示器阵列基板第三实施例第一 次构图工艺后的平面图,图22为图21中C2-C2向的剖面图。本实施例第一次构图工艺的 具体过程为采用磁控溅射或热蒸发的方法,在基板l(如玻璃基板或石英基板)上沉积一 层栅金属薄膜。采用普通掩模板通过第一次构图工艺对栅金属薄膜进行构图,在基板l的 一定区域上形成包括栅线2、栅电极3和公共电极线4的图形,同时在公共电极线4上开设 至少一个减小过孔边缘的像素电极与公共电极线之间的垂直电场、增强横向电场的狭缝17 图形,如图21、图22所示。之后,采用与第一实施例相同的工艺过程形成有源层图形,形成 源电极、漏电极、数据线和TFT沟道区域图形,形成第一过孔和第二过孔图形,形成包括像 素电极14和第三过孔15的图形。在本实施例第四次构图工艺形成第二过孔图形时,第二 过孔的位置与狭缝的位置相对应,使第二过孔的边缘位于狭缝的缝隙内。在本实施例第五 次构图工艺形成第三过孔图形时,第三过孔的位置也与狭缝的位置相对应,使第三过孔的 边缘位于狭缝的缝隙内。 本实施例的工作原理和效果与前述第一实施例基本相同。本实施例在像素区域内 设置使公共电极线与像素电极之间形成横向电场的过孔的基础上,通过在公共电极线上开 设狭缝,因此本实施例可以在过孔和狭缝的共同作用下,最大限度地减小了过孔边缘的像素电极与公共电极线之间的垂直电场,增强了过孔边缘的像素电极与公共电极线之间的横 向电场。 进一步地,前述第二实施例和第三实施例还可以组合形成本发明宽视角液晶显示 器阵列基板的第四实施例。相对于前述第三实施例,第四实施例中第三过孔处的透明导电 薄膜被部分保留下来,在第三过孔内形成连接电极。相对于前述第二实施例,第四实施例中 公共电极线上还开设有至少一个减小过孔边缘的像素电极与公共电极线之间的垂直电场、 增强过孔边缘的像素电极与公共电极线之间横向电场的狭缝。 图23为本发明宽视角液晶显示器阵列基板制造方法的流程图,具体包括 步骤1、在基板上沉积一层栅金属薄膜,通过构图工艺形成包括栅线、栅电极和公
共电极线的图形; 步骤2、在完成步骤1的基板上沉积栅绝缘层、半导体层、掺杂半导体层和源漏金 属薄膜,通过构图工艺形成包括有源层、数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域的图形;
步骤3、在完成步骤2的基板上沉积一层钝化层,通过构图工艺形成暴露出漏电极 的第一过孔和至少一个暴露出公共电极线的第二过孔; 步骤4、在完成步骤3的基板上沉积一层透明导电薄膜,通过构图工艺在像素区域 内形成包括像素电极的图形,并在所述第二过孔位置形成使公共电极线与像素电极之间形 成横向电场的第三过孔。 下面通过具体实施例进一步说明本发明宽视角液晶显示器阵列基板制造方法的 技术方案。 图24为本发明宽视角液晶显示器阵列基板制造方法第一实施例的流程图,具体 包括 步骤11、在基板上沉积一层栅金属薄膜,采用普通掩模板通过构图工艺形成包括 栅线、栅电极和公共电极线的图形; 步骤12、在完成步骤11的基板上依次沉积栅绝缘层、半导体层和掺杂半导体层, 采用普通掩模板通过构图工艺形成包括有源层的图形; 步骤13、在完成步骤12的基板上沉积源漏金属薄膜,采用普通掩模板通过构图工 艺形成包括数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域的图形; 步骤14、在完成步骤13的基板上沉积一层钝化层,采用普通掩模板通过构图工艺
形成第一过孔和至少一个第二过孔,其中所述第一过孔位于漏电极位置,第一过孔内的钝
化层被完全刻蚀掉,暴露出漏电极的上表面,所述至少一个第二过孔位于公共电极线位置,
第二过孔内的钝化层和栅绝缘层被完全刻蚀掉,暴露出公共电极线的上表面; 步骤15、在完成步骤14的基板上沉积一层透明导电薄膜,采用普通掩模板通过构
图工艺在像素区域内形成包括像素电极和第三过孔的图形,所述像素电极通过第一过孔与
漏电极连接,所述第三过孔形成在第二过孔位置,所述第三过孔处的透明导电薄膜被完全
去除,暴露出公共电极线的上表面,使公共电极线与像素电极之间形成横向电场。 本实施例步骤11 步骤15的具体工艺过程已在图4 图15所示的制备过程中
详细说明,这里不再赘述。 图25为本发明宽视角液晶显示器阵列基板制造方法第二实施例的流程图,具体 包括
步骤21、在基板上沉积一层栅金属薄膜,采用普通掩模板通过构图工艺形成包括 栅线、栅电极和公共电极线的图形; 步骤22、在完成步骤21的基板上依次沉积栅绝缘层、半导体层、掺杂半导体层和 源漏金属薄膜,采用半色调或灰色调掩模板通过构图工艺形成包括有源层、数据线、源电 极、漏电极和TFT沟道区域的图形; 步骤23、在完成步骤22的基板上沉积一层钝化层,采用普通掩模板通过构图工艺
形成第一过孔和至少一个第二过孔,其中所述第一过孔位于漏电极位置,第一过孔内的钝
化层被完全刻蚀掉,暴露出漏电极的上表面,所述至少一个第二过孔位于公共电极线位置,
第二过孔内的钝化层和栅绝缘层被完全刻蚀掉,暴露出公共电极线的上表面; 步骤24、在完成步骤23的基板上沉积一层透明导电薄膜,采用普通掩模板通过构
图工艺在像素区域内形成包括像素电极和第三过孔的图形,所述像素电极通过第一过孔与
漏电极连接,所述第三过孔形成在第二过孔位置,所述第三过孔处的透明导电薄膜被完全
去除,暴露出公共电极线的上表面,使公共电极线与像素电极之间形成横向电场。 本实施例与第一实施例的主要流程基本相同,区别在于将第一实施例中的步骤12
和步骤13并成一个采用半色调或灰色调掩模板的构图工艺,其它过程与前述第一实施例
相同。采用半色调或灰色调掩模板的工艺过程已在图16所示的制备过程中详细说明,这里
不再赘述。 图26为本发明宽视角液晶显示器阵列基板制造方法第三实施例的流程图,具体 包括 步骤31、在基板上沉积一层栅金属薄膜,采用普通掩模板通过构图工艺形成包括 栅线、栅电极和公共电极线的图形; 步骤32、在完成步骤31的基板上依次沉积栅绝缘层、半导体层和掺杂半导体层, 采用普通掩模板通过构图工艺形成包括有源层的图形; 步骤33、在完成步骤32的基板上沉积源漏金属薄膜,采用普通掩模板通过构图工 艺形成包括数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域的图形; 步骤34、在完成步骤33的基板上沉积一层钝化层,采用普通掩模板通过构图工艺
形成第一过孔和至少一个第二过孔,其中所述第一过孔位于漏电极位置,第一过孔内的钝
化层被完全刻蚀掉,暴露出漏电极的上表面,所述至少一个第二过孔位于公共电极线位置,
第二过孔内的钝化层和栅绝缘层被完全刻蚀掉,暴露出公共电极线的上表面; 步骤35、在完成步骤34的基板上沉积一层透明导电薄膜,采用普通掩模板通过构
图工艺在像素区域内形成包括像素电极、第三过孔和连接电极的图形,所述像素电极通过
第一过孔与漏电极连接,所述第三过孔形成在所述第二过孔位置,所述连接电极位于所述
第三过孔内并通过第二过孔与公共电极线连接,所述像素电极与连接电极之间相互绝缘,
使公共电极线与像素电极之间形成横向电场。 本实施例与第一实施例的主要流程基本相同,区别在于在第一实施例步骤15形 成像素电极和第三过孔的同时,还形成有连接电极图形,其它过程与前述第一实施例相同。 本实施例步骤35的具体过程已在图18所示的制备过程中详细说明,这里不再赘述。
图27为本发明宽视角液晶显示器阵列基板制造方法第四实施例的流程图,具体 包括
12
步骤41、在基板上沉积一层栅金属薄膜,采用普通掩模板通过构图工艺形成包括栅线、栅电极和公共电极线的图形; 步骤42、在完成步骤41的基板上依次沉积栅绝缘层、半导体层、掺杂半导体层和源漏金属薄膜,采用半色调或灰色调掩模板通过构图工艺形成包括有源层、数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域的图形; 步骤43、在完成步骤42的基板上沉积一层钝化层,采用普通掩模板通过构图工艺
形成第一过孔和至少一个第二过孔,其中所述第一过孔位于漏电极位置,第一过孔内的钝
化层被完全刻蚀掉,暴露出漏电极的上表面,所述至少一个第二过孔位于公共电极线位置,
第二过孔内的钝化层和栅绝缘层被完全刻蚀掉,暴露出公共电极线的上表面; 步骤44、在完成步骤43的基板上沉积一层透明导电薄膜,采用普通掩模板通过构
图工艺在像素区域内形成包括像素电极、第三过孔和连接电极的图形,所述像素电极通过
第一过孔与漏电极连接,所述第三过孔形成在所述第二过孔位置,所述连接电极位于所述
第三过孔内并通过第二过孔与公共电极线连接,所述像素电极与连接电极之间相互绝缘,
使公共电极线与像素电极之间形成横向电场。 本实施例与第二实施例的主要流程基本相同,区别在于在第二实施例步骤24形成像素电极和第三过孔的同时,还形成有连接电极图形,其它过程与前述第二实施例相同。本实施例步骤44的具体过程已在图18所示的制备过程中详细说明,这里不再赘述。
图28为本发明宽视角液晶显示器阵列基板制造方法第五实施例的流程图,具体包括 步骤51、在基板上沉积一层栅金属薄膜,采用普通掩模板通过构图工艺形成包括栅线、栅电极和公共电极线的图形,同时在公共电极线上开设至少一个狭缝图形;
步骤52、在完成步骤51的基板上依次沉积栅绝缘层、半导体层和掺杂半导体层,采用普通掩模板通过构图工艺形成包括有源层的图形; 步骤53、在完成步骤52的基板上沉积源漏金属薄膜,采用普通掩模板通过构图工艺形成包括数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域的图形; 步骤54、在完成步骤53的基板上沉积一层钝化层,采用普通掩模板通过构图工艺形成第一过孔和至少一个第二过孔,其中所述第一过孔位于漏电极位置,第一过孔内的钝化层被完全刻蚀掉,暴露出漏电极的上表面,所述至少一个第二过孔设置在与狭缝相对应的位置,使第二过孔的边缘位于狭缝的缝隙内,第二过孔内的钝化层和栅绝缘层被完全刻蚀掉,暴露出公共电极线的上表面和部分狭缝; 步骤55、在完成步骤54的基板上沉积一层透明导电薄膜,采用普通掩模板通过构图工艺在像素区域内形成包括像素电极和第三过孔的图形,所述像素电极通过第一过孔与漏电极连接,所述第三过孔形成在与狭缝相对应的位置,使第三过孔的边缘位于狭缝的缝隙内,所述第三过孔处的透明导电薄膜被完全去除,暴露出公共电极线的上表面和部分狭缝,使公共电极线与像素电极之间形成横向电场。 本实施例是本发明宽视角液晶显示器阵列基板制造方法第一实施例的一种方法扩展,主要流程与第一实施例基本相同,只是第一次构图工艺有所不同,即在形成包括栅线、栅电极和公共电极线图形的同时,在公共电极线上开设至少一个减小过孔边缘的像素电极与公共电极线之间的垂直电场、增强过孔边缘的像素电极与公共电极线之间横向电场的狭缝图形。而在第四次构图工艺形成第二过孔图形时,第二过孔的位置与狭缝的位置相对应,使第二过孔的边缘位于狭缝的缝隙内;在第五次构图工艺形成第三过孔图形时,第三过孔的位置也与狭缝的位置相对应,使第三过孔的边缘位于狭缝的缝隙内,第三过孔暴露出公共电极线的上表面和部分狭缝,使公共电极线与像素电极之间形成横向电场。
本实施例在像素区域内设置使公共电极线与像素电极之间形成横向电场的过孔的基础上,通过在公共电极线上还开设狭缝,因此本实施例可以在过孔和狭缝的共同作用下,最大限度地减小了过孔边缘的像素电极与公共电极线之间的垂直电场,增强了过孔边缘的像素电极与公共电极线之间的横向电场。 图29为本发明宽视角液晶显示器阵列基板制造方法第六实施例的流程图,具体包括 步骤61、在基板上沉积一层栅金属薄膜,采用普通掩模板通过构图工艺形成包括栅线、栅电极和公共电极线的图形,同时在公共电极线上开设至少一个狭缝图形;
步骤62、在完成步骤61的基板上依次沉积栅绝缘层、半导体层和掺杂半导体层,采用普通掩模板通过构图工艺形成包括有源层的图形; 步骤63、在完成步骤62的基板上沉积源漏金属薄膜,采用普通掩模板通过构图工艺形成包括数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域的图形; 步骤64、在完成步骤63的基板上沉积一层钝化层,采用普通掩模板通过构图工艺形成第一过孔和至少一个第二过孔,其中所述第一过孔位于漏电极位置,第一过孔内的钝化层被完全刻蚀掉,暴露出漏电极的上表面,所述至少一个第二过孔设置在与狭缝相对应的位置,使第二过孔的边缘位于狭缝的缝隙内,第二过孔内的钝化层和栅绝缘层被完全刻蚀掉,暴露出公共电极线的上表面和部分狭缝; 步骤65、在完成步骤64的基板上沉积一层透明导电薄膜,采用普通掩模板通过构
图工艺在像素区域内形成包括像素电极、第三过孔和连接电极的图形,所述像素电极通过
第一过孔与漏电极连接,所述第三过孔形成在与狭缝相对应的位置,使第三过孔的边缘位
于狭缝的缝隙内,所述连接电极位于所述第三过孔内并通过第二过孔与公共电极线连接,
所述像素电极与连接电极之间相互绝缘,使公共电极线与像素电极之间形成横向电场。 本实施例与第五实施例的主要流程基本相同,区别在于在第五实施例步骤55形
成像素电极和第三过孔的同时,还形成有连接电极图形,其它过程与前述第五实施例相同,
这里不再赘述。 进一步地,将第五实施例中的步骤52和步骤53合并成一个采用半色调或灰色调
掩模板的构图工艺,还可以组合成本发明宽视角液晶显示器阵列基板制造方法第七实施
例,将第六实施例中的步骤62和步骤63合并成一个采用半色调或灰色调掩模板的构图工
艺,还可以组合成本发明宽视角液晶显示器阵列基板制造方法第八实施例。 本发明提供了一种宽视角液晶显示器阵列基板及其制造方法,通过在像素区域内
开设使公共电极线与像素电极之间形成横向电场的过孔,实现了一种新型的多畴垂直排列
的显示模式。在加电状态下,液晶在该横向电场的诱导下形成多畴结构,不仅可以实现周围
多个方向上的宽视角,而且可以获得高对比度。进一步地,在保证宽视角特性和高对比度的
前提下,由于本发明技术方案既不需要彩膜基板上的凸起结构,也不需要摩擦工艺,因此本
发明简化了阵列基板的结构和制造工艺,且其制造工艺与传统TN型TFT-LCD兼容。更进一步地,本发明通过在公共电极线上开设至少一个狭缝图形,在过孔和狭缝的共同作用下,最大限度地减小了过孔边缘的像素电极与公共电极线之间的垂直电场,增强了过孔边缘的像素电极与公共电极线之间的横向电场。实际使用中,如果在偏振片的内侧增加负性双折射补偿膜,还可以进一步扩展视角。本发明宽视角液晶显示器阵列基板适用于帧反转、行反转、列反转、点反转等各种驱动模式的液晶显示器,具有广泛的应用前景。 最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
1权利要求
一种宽视角液晶显示器阵列基板,包括形成在基板上的栅线、公共电极线和数据线,所述栅线和数据线限定的像素区域内形成有像素电极,并在交叉处形成有薄膜晶体管,其特征在于,所述公共电极线上开设有至少一个使公共电极线与像素电极之间形成横向电场的过孔。
2. 根据权利要求1所述的宽视角液晶显示器阵列基板,其特征在于,所述过孔包括开 设在钝化层上的第二过孔和开设在像素电极上的第三过孔,所述第三过孔开设在第二过孔 位置并暴露出公共电极线。
3. 根据权利要求2所述的宽视角液晶显示器阵列基板,其特征在于,所述第二过孔或 第三过孔的形状为正方形、矩形、多边形、圆形、椭圆形或条形。
4. 根据权利要求2所述的宽视角液晶显示器阵列基板,其特征在于,所述第三过孔的 面积大于第二过孔的面积。
5. 根据权利要求2所述的宽视角液晶显示器阵列基板,其特征在于,所述第三过孔内 还形成有连接电极,与所述像素电极绝缘的连接电极通过第二过孔与公共电极线连接。
6. 根据权利要求1 5中任一权利要求所述的宽视角液晶显示器阵列基板,其特征在 于,所述公共电极线上还开设有至少一个减小过孔边缘的像素电极与公共电极线之间的垂 直电场、增强过孔边缘的像素电极与公共电极线之间横向电场的狭缝。
7. 根据权利要求6所述的宽视角液晶显示器阵列基板,其特征在于,所述狭缝具有沿 所述过孔的边缘延伸的、呈开放的环形形状,且所述过孔的边缘位于所述狭缝的缝隙内。
8. 根据权利要求7所述的宽视角液晶显示器阵列基板,其特征在于,所述环形为正方 形、矩形、多边形、圆形、椭圆形或弧形。
9. 根据权利要求6所述的宽视角液晶显示器阵列基板,其特征在于,所述狭缝的宽度 为2 ii m 10 ii m。
10. —种宽视角液晶显示器阵列基板制造方法,其特征在于,包括 步骤1、在基板上沉积一层栅金属薄膜,通过构图工艺形成包括栅线、栅电极和公共电极线的图形;步骤2、在完成步骤1的基板上沉积栅绝缘层、半导体层、掺杂半导体层和源漏金属薄 膜,通过构图工艺形成包括有源层、数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域的图形;步骤3、在完成步骤2的基板上沉积一层钝化层,通过构图工艺形成暴露出漏电极的第 一过孔和至少一个暴露出公共电极线的第二过孔;步骤4、在完成步骤3的基板上沉积一层透明导电薄膜,通过构图工艺在像素区域内形 成包括像素电极的图形,并在所述第二过孔位置形成使公共电极线与像素电极之间形成横 向电场的第三过孔。
11. 根据权利要求io所述的宽视角液晶显示器阵列基板制造方法,其特征在于,所述步骤3具体包括在完成步骤2的基板上沉积一层钝化层,采用普通掩模板通过构图工艺形 成第一过孔和至少一个第二过孔,其中所述第一过孔位于漏电极位置,第一过孔内的钝化 层被完全刻蚀掉,暴露出漏电极的上表面,所述至少一个第二过孔位于公共电极线位置,第 二过孔内的钝化层和栅绝缘层被完全刻蚀掉,暴露出公共电极线的上表面。
12. 根据权利要求IO所述的宽视角液晶显示器阵列基板制造方法,其特征在于,所述 步骤4具体包括在完成步骤3的基板上沉积一层透明导电薄膜,采用普通掩模板通过构图工艺在像素区域内形成包括像素电极和第三过孔的图形,所述像素电极通过第一过孔与漏 电极连接,所述第三过孔形成在所述第二过孔位置,所述第三过孔处的透明导电薄膜被完 全去除,暴露出公共电极线的上表面,使公共电极线与像素电极之间形成横向电场。
13. 根据权利要求IO所述的宽视角液晶显示器阵列基板制造方法,其特征在于,所述 步骤4具体包括在完成步骤3的基板上沉积一层透明导电薄膜,采用普通掩模板通过构图 工艺在像素区域内形成包括像素电极、第三过孔和连接电极的图形,所述像素电极通过第 一过孔与漏电极连接,所述第三过孔形成在所述第二过孔位置,所述连接电极位于所述第 三过孔内并通过第二过孔与公共电极线连接,所述像素电极与连接电极之间相互绝缘,使 公共电极线与像素电极之间形成横向电场。
14. 根据权利要求IO所述的宽视角液晶显示器阵列基板制造方法,其特征在于,所述 第三过孔的面积大于第二过孔的面积,所述第二过孔或第三过孔的形状为正方形、矩形、多 边形、圆形、椭圆形或条形。
15. 根据权利要求IO所述的宽视角液晶显示器阵列基板制造方法,其特征在于,所述 步骤1具体包括在基板上沉积一层栅金属薄膜,通过构图工艺形成包括栅线、栅电极和公 共电极线的图形,同时在公共电极线上开设至少一个减小过孔边缘的像素电极与公共电极 线之间的垂直电场、增强过孔边缘的像素电极与公共电极线之间横向电场的狭缝。
16. 根据权利要求15所述的宽视角液晶显示器阵列基板制造方法,其特征在于,所述 步骤3具体包括在完成步骤2的基板上沉积一层钝化层,采用普通掩模板通过构图工艺形 成第一过孔和至少一个第二过孔,其中所述第一过孔位于漏电极位置,第一过孔内的钝化 层被完全刻蚀掉,暴露出漏电极的上表面,所述至少一个第二过孔设置在与狭缝相对应的 位置,使第二过孔的边缘位于狭缝的缝隙内,第二过孔内的钝化层和栅绝缘层被完全刻蚀 掉,暴露出公共电极线的上表面和部分狭缝。
17. 根据权利要求15所述的宽视角液晶显示器阵列基板制造方法,其特征在于,所述 步骤4具体包括在完成步骤3的基板上沉积一层透明导电薄膜,采用普通掩模板通过构图 工艺在像素区域内形成包括像素电极和第三过孔的图形,所述像素电极通过第一过孔与漏 电极连接,所述第三过孔形成在与狭缝相对应的位置,使第三过孔的边缘位于狭缝的缝隙 内,所述第三过孔处的透明导电薄膜被完全去除,暴露出公共电极线的上表面和部分狭缝, 使公共电极线与像素电极之间形成横向电场。
18. 根据权利要求15所述的宽视角液晶显示器阵列基板制造方法,其特征在于,所述 步骤4具体包括在完成步骤3的基板上沉积一层透明导电薄膜,采用普通掩模板通过构图 工艺在像素区域内形成包括像素电极、第三过孔和连接电极的图形,所述像素电极通过第 一过孔与漏电极连接,所述第三过孔形成在与狭缝相对应的位置,使第三过孔的边缘位于 狭缝的缝隙内,所述连接电极位于所述第三过孔内并通过第二过孔与公共电极线连接,所 述像素电极与连接电极之间相互绝缘,使公共电极线与像素电极之间形成横向电场。
19. 根据权利要求15所述的宽视角液晶显示器阵列基板制造方法,其特征在于,所 述狭缝的形状为正方形、矩形、多边形、圆形、椭圆形或弧形,所述狭缝的宽度为2ym 10 ii m。
全文摘要
本发明涉及一种宽视角液晶显示器阵列基板及其制造方法。宽视角液晶显示器阵列基板包括形成在基板上的栅线、公共电极线和数据线,栅线和数据线限定的像素区域内形成有像素电极,并在交叉处形成有薄膜晶体管,公共电极线上开设有至少一个使公共电极线与像素电极之间形成横向电场的过孔。进一步地,公共电极线上还开设有至少一个减小过孔边缘的像素电极与公共电极线之间的垂直电场的狭缝。本发明通过设置使公共电极线与像素电极之间形成横向电场的过孔,使液晶在该横向电场的诱导下形成多畴结构,不仅可实现周围多个方向上的宽视角,而且可获得高对比度。此外,本发明宽视角液晶显示器阵列基板简化了阵列基板的结构和制造工艺。
文档编号G02F1/13GK101738798SQ20081022591
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月5日 优先权日2008年11月5日
发明者尹海军, 王丹, 邵喜斌 申请人:京东方科技集团股份有限公司
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1