宽视角液晶显示器阵列基板及其制造方法

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，具有对称的 宽视角和高对比度特性，同时简化阵列基板结构和制造方法。 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薄膜晶 体管和像素电极，所述像素电极上还形成有至少一个诱导液晶形成多畴结构的竖井，所述 至少一个竖井位于所述公共电极线之上。 所述薄膜晶体管包括栅电极、栅绝缘层、半导体层、掺杂半导体层、源电极、漏电 极、TFT沟道区域和钝化层，所述钝化层形成在源电极、漏电极和TFT沟道区域上，其上开设 有使像素电极与漏电极连接的第一过孔和孔壁为坡度状以形成所述竖井的第二过孔。
所述第二过孔内的钝化层被完全刻蚀掉，所述像素电极覆盖住所述第二过孔，形 成井底面积小、井口面积大的漏斗形的诱导液晶形成多畴结构的竖井。 在上述技术方案基础上，所述竖井的横截面形状为正方形、矩形、多边形、圆形、椭 圆形或条形。所述竖井的井壁与水平面的夹角为15° 85° 。
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、在基板上形成包括栅线、栅电极、公共电极线、数据线、源电极、漏电极和 TFT沟道区域的图形； 步骤2、在完成步骤1的基板上沉积一层钝化层，通过构图工艺在所述钝化层上开 设用于漏电极与像素电极连接的第一过孔和用于形成竖井的第二过孔；
步骤3、在完成步骤2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诱导液晶形成多畴结构的竖井。
所述步骤2可以具体包括在完成步骤l的基板上沉积一层钝化层，采用半色调或 灰色调掩模板通过构图工艺在钝化层上开设包括第一过孔和至少一个第二过孔的图形，其 中所述第一过孔位于漏电极位置，所述至少一个第二过孔位于公共电极线位置，所述第二 过孔的孔壁为坡度状。 所述步骤2也可以具体包括在完成步骤l的基板上沉积一层钝化层，采用普通掩 模板通过构图工艺在钝化层上开设包括第一过孔的图形，所述第一过孔位于漏电极位置； 再次采用普通掩模板通过构图工艺在钝化层上开设包括至少一个第二过孔的图形，所述至 少一个第二过孔位于公共电极线位置，所述第二过孔的孔壁为坡度状。 在上述技术方案基础上，所述第二过孔的横截面形状为正方形、矩形、多边形、圆
形、椭圆形或条形。所述第二过孔的孔壁与水平面的夹角为15° 85° 。 本发明提供了一种宽视角液晶显示器阵列基板制造方法，通过在像素区域内形成
井壁具有坡度状的竖井，使用竖井结构诱导液晶形成多畴结构，实现了一种新型的多畴垂
直排列的显示模式。该显示模式采用负性液晶，在未加电状态下，竖井以外区域的液晶在垂
直取向材料的作用下按照垂直方式排列，而在竖井区域形成取向缺陷，在加电状态下，竖井
附近的液晶排列诱导周边区域的液晶，诱导液晶形成多畴结构，不仅可以实现视角对称的
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侧的凸起结构，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。实际使用中，如果
在偏振片的内侧增加负性双折射补偿膜，还可以进一步拓宽视角。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7为本发明宽视角液晶显示器阵列基板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；
示意图
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13为本发明宽视角液晶显示器阵列基板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16和图17为本发明形成第一过孔和第二过孔图形过程中涂覆光刻胶后的示意 图18和图19为本发明形成第一过孔和第二过孔图形过程中光刻胶曝光显影后的
图20为本发明形成第一过孔和第二 图21为本发明形成第一过孔和第二 图22为本发明形成第一过孔和第二 图23为本发明宽视角液晶显示器阵 图24为本发明宽视角液晶显示器阵 图25为本发明宽视角液晶显示器阵 图26为本发明宽视角液晶显示器阵 图27为本发明宽视角液晶显示器阵 图28为本发明宽视角液晶显示器阵 附图标记说明
l-基板； 4-公共电极线； 7-掺杂半导体层 10-数据线； 13-第二过孔； 16-光刻胶；
31-彩膜层；
2-栅线；
5-栅绝缘层； 8-源电极； 11-钝化层； 14-像素电极 20-阵列基板 32-公共电极
过孔图形过程中第一次刻蚀后的示意图 过孔图形过程中灰化工艺后的示意图； 过孔图形过程中第二次刻蚀后的示意图 列基板的工作原理示意图； 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。
3-栅电极； 6-半导体层； 9-漏电极； 12-第一过孔；
15-竖井； 30-彩膜基板；
40-液晶。
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。如图1 图3所示，本发明宽视角液晶显 示器阵列基板的主体结构包括栅线2、数据线10、像素电极14和薄膜晶体管(Thin Film Transistor,简称TFT)，栅线2和数据线10 —起限定了像素区域，薄膜晶体管形成在栅线2 与数据线10的交叉处，而像素电极14形成在像素区域内，同时像素区域内还形成有至少一 个井壁具有坡度状的竖井15。具体地，竖井15具有井底面积小、井口面积大的漏斗形结构 形式，在加电状态下竖井附近的液晶排列诱导周边区域的液晶，诱导液晶形成多畴结构。
在本发明上述技术方案中，竖井15可以是一个，也可以是多个，竖井15的横截面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。优选地，在同等面积下，竖井15的横截面形状选择边长较大 的形状。当竖井15为一个时，其位置优选地位于像素区域的中心区域。当竖井15为多个 时，其位置可以均布在像素区域内。竖井15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50iimX150iim左右的像素区域，可以只设置一个竖井15，竖井15的面积 大于或等于9 ii m2，设置范围为9 ii m2 400 ii m2，竖井15的井壁与水平面的夹角为15° 85° 。显然，竖井15的数量增多可以进一步改善宽视角特性。 本发明上述技术方案中，像素区域内还可以形成有公共电极线(也称存储电容 线)4，公共电极线4位于二条栅线2之间，用于与像素电极14 一起构成存储电容。当公共 电极线4位于像素区域的中部时，本发明竖井15可以设置在公共电极线4的上方，一方面 充分利用现有阵列基板的结构形式，不会影响开口率，另一方面竖井15诱导液晶形成多畴 结构的畴边界位于公共电极线之上，畴边界被不透明的公用电极线所遮挡，因此可以获得 高对比度。本发明技术方案中，竖井的深度可以等于钝化层的厚度，即竖井内的钝化层被完 全刻蚀掉，竖井的深度也可以介于钝化层的厚度与栅绝缘层和钝化层的总厚度之间，即竖 井内的钝化层被完全刻蚀掉，并刻蚀掉部分厚度的栅绝缘层，此时，竖井的底部还保留部分 厚度的栅绝缘层，即竖井的深度以不引起像素电极与公共电极线之间短路为限。为形成较 大的存储电容，在保证井壁斜度的前提下，井底面积越大越好。 本发明上述技术方案中，薄膜晶体管的结构与现有技术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，栅绝缘层5和钝化层11的总厚度为O. 5iim 5iim，该厚度 大于或等于现有TN型或MVA型TFT-LCD栅绝缘层和钝化层的总厚度。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和栅电极3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l，其上开设有使像素电极14与漏电极9连接的第一过孔12，同时在像素区域内的公用 电极线4上开设有第二过孔13，第二过孔13的孔壁为坡度状；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位置形成井壁为坡 度状诱导液晶形成多畴结构的竖井15。 图4 图15为本发明宽视角液晶显示器阵列基板制备过程的示意图，下面以五次 构图工艺为例通过宽视角液晶显示器阵列基板的制备过程进一步说明本发明的技术方案， 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和栅电极3的图形， 如图4 图6所示。在实际使用中，本构图工艺中还可以同时形成公共电极线4，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，用于与像素电极构成存储电容，优选地，公共电极线4位于像素区域的中部。 图7为本发明宽视角液晶显示器阵列基板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，栅绝缘层5可以采用SiNx、Si0x或Si0xNy。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10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，并刻蚀掉部分半导 体层6，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ll，钝化层11可采用SiNx或有机绝缘材料，栅绝缘 层和钝化层的总厚度为0. 5 ii m 5 ii m，该厚度大于或等于现有TN型或MVA型TFT-LCD栅绝 缘层和钝化层的总厚度。采用半色调或灰色调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和孔壁为坡度状的第二过 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之上，第二过孔13内的钝化层 11被完全刻蚀掉，暴露出栅绝缘层5，如图13 图15所示。其中，第二过孔13的数量可以 是一个，也可以是多个，第二过孔13的横截面形状可以为正方形、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，第二过孔13的孔壁与水平面的夹角成15° 85° 。在实际应用中，第二过孔13可以只完全刻蚀掉钝化层11，暴露出栅绝缘层5，即第二 过孔13的深度等于钝化层11的厚度；也可以完全刻蚀掉钝化层11后，再刻蚀掉部分厚度 的栅绝缘层5，但保证第二过孔13的底部保留有部分厚度的栅绝缘层5，即第二过孔13的 深度大于钝化层11的厚度，但小于栅绝缘层和钝化层的厚度和。 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的方法，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的图形，像素电极14通过第一过孔12与漏电极9连接，同时，像素 电极14覆盖住第二过孔13，在像素区域内的公用电极线4上形成井壁为坡度状的竖井15， 如图1 图3所示。与第二过孔13的结构参数相同，竖井15的数量可以是一个，也可以是 多个，竖井15的横截面形状可以为正方形、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，竖井15内井壁与水平面的夹角成15。 85° ，形成井底面积小、井 口面积大的漏斗形结构形式。 在前述第四次构图工艺中，采用半色调或灰色调掩模板形成第一过孔和第二过孔 图形的具体过程说明如下
图16和图17为本发明形成第一过孔和第二过孔图形过程中涂覆光刻胶后的示意 图，其中图16为图13中A5-A5向的剖面图，图17为图13中B5-B5向的剖面图。沉积钝化 层11后，首先在钝化层11上涂覆一层光刻胶16，如图16和图17所示。
图18和图19为本发明形成第一过孔和第二过孔图形过程中光刻胶曝光显影后的 示意图，其中图16为图13中A5-A5向的剖面图，图17为图13中B5-B5向的剖面图。采用 半色调或灰色调掩模板曝光，使光刻胶16形成完全曝光区域A (光刻胶完全去除区域)、部 分曝光区域B(光刻胶部分去除区域)和未曝光区域C(光刻胶完全保留区域)，其中完全曝 光区域A对应于第一过孔、栅线接口区(栅线PAD区)、数据线接口区(数据线PAD区)和 公共电极线接口区(公共电极线PAD区)图形所在区域，部分曝光区域B对应于第二过孔 图形所在区域，未曝光区域C对应于上述图形以外的区域。显影处理后，完全曝光区域A的 光刻胶16被完全去除，部分曝光区域B光刻胶16的厚度变薄，未曝光区域C光刻胶16的 厚度没有变化，如图18和图19所示 图20为本发明形成第一过孔和第二过孔图形过程中第一次刻蚀后的示意图，为 图13中A5-A5向的剖面图。对完全曝光区域A进行第一次刻蚀，刻蚀掉完全曝光区域的钝 化层ll，形成第一过孔12、栅线PAD区、数据线PAD区和公共电极线PAD区图形，部分曝光 区域B和未曝光区域C的钝化层11没有变化，如图20所示。栅线PAD区、数据线PAD区和 公共电极线PAD区位于显示屏的周边区域，用于与相应驱动电路连接，虽然图20中未示出 栅线PAD区、数据线PAD区和公共电极线PAD区的图形，但相应结构已经广泛应用于液晶显 示器制造领域，为本领域技术人员所熟知。 图21为本发明形成第一过孔和第二过孔图形过程中灰化工艺后的示意图，为图 13中B5-B5向的剖面图。进行灰化处理，使部分曝光区域B的光刻胶16完全去除，暴露出 该区域的钝化层11 ，相应地，未曝光区域C的光刻胶16厚度变薄，但仍然保留有一定厚度的 光刻胶16，如图21所示。 图22为本发明形成第一过孔和第二过孔图形过程中第二次刻蚀后的示意图，为 图13中B5-B5向的剖面图。对部分曝光区域B进行第二次刻蚀，完全刻蚀掉钝化层ll，暴 露出栅绝缘层5，如图22所示。在实际应用中，第二过孔13可以只完全刻蚀掉钝化层11， 暴露出栅绝缘层5 ;也可以完全刻蚀掉钝化层11后，再刻蚀掉部分厚度的栅绝缘层5，但保 证第二过孔13的底部保留有部分厚度的栅绝缘层5。 最后，剥离剩余的光刻胶，完成本发明形成第一过孔和第二过孔图形的过程，如图 13 图15所示。 以上所说明的五次构图工艺仅仅是制备本发明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 合来实现本发明。例如，本发明宽视角液晶显示器阵列基板还可以通过四次构图工艺制备 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的 构图工艺；又如，本发明宽视角液晶显示器阵列基板还可以通过六次构图工艺制备完成，将 前述采用半色调或灰色调掩模板的第四次构图工艺分解成二次采用普通掩模板的构图工 艺。下面分别予以简单说明 当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 模板的构图工艺时，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、半导体层和掺杂半导体层，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。该过程已经广泛应用于液晶显示器制造领域。
当将前述采用半色调或灰色调掩模板的第四次构图工艺分解成二次采用普通掩 模板的构图工艺时，其具体工艺过程为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。首先，采用普通掩模板通过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、栅线PAD区、数据线PAD区和公共电极线PAD区图 形，其中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，栅线PAD区、数据线PAD区和公共电极线PAD区位于显示屏的周边区域，暴露出相应 线的上表面。然后，再一次采用普通掩模板通过构图工艺对钝化层进行构图，形成第二过孔 13的图形，第二过孔13位于公共电极线4之上，第二过孔13内的钝化层11被完全刻蚀掉， 暴露出栅绝缘层5。当然，也可以采用先形成第二过孔、再形成第一过孔的工艺流程。
图23为本发明宽视角液晶显示器阵列基板的工作原理示意图。如图23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采用前述本发明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上形成有井壁为 坡度状的竖井15。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。在未加电状态下，竖井15以外区域 的液晶40在垂直取向材料的作用下按照垂直方式排列，液晶的长轴均垂直于基板，而在竖 井15内，液晶40按照斜坡方式排列，液晶的长轴均垂直于竖井15的井壁，即竖井15内形 成取向缺陷，也就是液晶显示器技术领域常说的液晶向错(disclination)，液晶向错是指 液晶分子的取向不连续现象，以液晶向错为分界线，其两边的液晶分子取向会有明显差异。 在加电状态下，由于本发明竖井具有井底面积小、井口面积大的结构形式，使竖井15附近 的液晶排列诱导周边区域的液晶，诱导液晶形成多畴结构，最大限度地改善了可视角度，且 视角对称。此时，施加在液晶上的电场是阵列基板20的像素电极14与彩膜基板30的公共 电极32之间的电场。本发明通过竖井结构诱导液晶形成多畴结构，而畴边界位于公共电极 线之上，因此畴边界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。在宽视角液晶显示器上使用负性双折射补偿膜还可以进一步拓宽视角。
以上所说明的本发明宽视角液晶显示器阵列基板只是一种实现结构，实际使用中还可以具有多种结构变形。例如，前述实施例阵列基板采用的是存储电容在公共电极线上 (Cs on Common)的像素结构，因此本发明竖井设置在公共电极线上。对于存储电容在栅线 上(Cs on Gate)的像素结构，本发明竖井可以直接设置在像素区域内， 一样可以达到宽视 角和对称视角的特点。 图24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、在基板上形成包括栅线、栅电极、公共电极线、数据线、源电极、漏电极和
TFT沟道区域的图形； 步骤2、在完成步骤1的基板上沉积一层钝化层，通过构图工艺在所述钝化层上开
设用于漏电极与像素电极连接的第一过孔和用于形成竖井的第二过孔； 步骤3、在完成步骤2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诱导液晶形成多畴结构的竖井。 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25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，采用半色调或灰色调掩模板通 过构图工艺在钝化层上开设包括第一过孔和至少一个第二过孔的图形，其中所述第一过孔 位于漏电极位置，所述至少一个第二过孔位于公共电极线位置，所述第二过孔的孔壁为坡 度状； 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的图形，并在所述第二过孔位置形成诱导液晶形成 多畴结构的竖井。 本发明宽视角液晶显示器阵列基板制造方法第一实施例中，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，步骤14中采用半色调或灰色 调掩模板形成第一过孔和第二过孔图形的具体工艺过程已在图16 图22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23、在完成步骤22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24、在完成步骤23的基板上沉积一层钝化层，采用普通掩模板通过构图工艺
在钝化层上开设包括第一过孔的图形，所述第一过孔位于漏电极位置； 步骤25、在完成步骤24的基板上，采用普通掩模板通过构图工艺在钝化层上开设
包括至少一个第二过孔的图形，所述至少一个第二过孔位于公共电极线位置，所述第二过
孔的孔壁为坡度状； 步骤26、在完成步骤25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的图形，并在所述第二过孔位置形成诱导液晶形成 多畴结构的竖井。 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形成第一 过孔和第二过孔的步骤14分解成采用普通掩模板的二次构图，形成六次构图工艺，其它过 程与前述第一实施例相同。采用普通掩模板的二次构图形成第一过孔和第二过孔的过程已 经在前面详细介绍，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、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33、在完成步骤32的基板上沉积一层钝化层，采用半色调或灰色调掩模板通 过构图工艺在钝化层上开设包括第一过孔和至少一个第二过孔的图形，其中所述第一过孔 位于漏电极位置，所述至少一个第二过孔位于公共电极线位置，所述第二过孔的孔壁为坡 度状； 步骤34、在完成步骤33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的图形，并在所述第二过孔位置形成诱导液晶形成 多畴结构的竖井。 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合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。该采用半色调或灰色调掩模板构图工艺的过程已经在前面详细介绍，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四实施例的流程图，具体 包括 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在钝化层上开设包括第一过孔的图形，所述第一过孔位于漏电极位置； 步骤44、在完成步骤43的基板上，采用普通掩模板通过构图工艺在钝化层上开设
包括至少一个第二过孔的图形，所述至少一个第二过孔位于公共电极线位置，所述第二过
孔的孔壁为坡度状； 步骤45、在完成步骤44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的图形，并在所述第二过孔位置形成诱导液晶形成 多畴结构的竖井。 本实施例与第二实施例的主要流程基本相同，区别在于将第二实施例中的步骤22 和步骤23合并成一个采用半色调或灰色调掩模板的构图工艺，其它过程与前述第二实施 例相同。该采用半色调或灰色调掩模板构图工艺的过程已经在前面详细介绍，这里不再赘 述。 本发明提供了一种宽视角液晶显示器阵列基板制造方法，通过在像素区域内形成 井壁具有坡度状的竖井，使用竖井结构诱导液晶形成多畴结构，实现了一种新型的多畴垂 直排列的显示模式。该显示模式采用负性液晶，在未加电状态下，竖井以外区域的液晶在垂 直取向材料的作用下按照垂直方式排列，而在竖井区域形成取向缺陷，在加电状态下，竖井 附近的液晶排列诱导周边区域的液晶，诱导液晶形成多畴结构，不仅可以实现视角对称的 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侧的凸起结构，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。实际使用中，如果 在偏振片的内侧增加负性双折射补偿膜，还可以进一步拓宽视角。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。
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薄膜晶体管和像素电极，其特征在于，所述像素电极上还形成有至少一个诱导液晶形成多畴结构的竖井，所述至少一个竖井位于所述公共电极线之上。
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，所述薄膜晶体管 包括栅电极、栅绝缘层、半导体层、掺杂半导体层、源电极、漏电极、TFT沟道区域和钝化层， 所述钝化层形成在源电极、漏电极和TFT沟道区域上，其上开设有使像素电极与漏电极连 接的第一过孔和孔壁为坡度状以形成所述竖井的第二过孔。
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，所述第二过孔内 的钝化层被完全刻蚀掉，所述像素电极覆盖住所述第二过孔，形成井底面积小、井口面积大 的漏斗形的诱导液晶形成多畴结构的竖井。
4. 根据权利要求1 3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，所述竖井的横截面形状为正方形、矩形、多边形、圆形、椭圆形或条形。
5. 根据权利要求1 3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，所述竖井的井壁与水平面的夹角为15° 85° 。
6. —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、在基板上形成包括栅线、栅电极、公共电极线、数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域的图形；步骤2、在完成步骤1的基板上沉积一层钝化层，通过构图工艺在所述钝化层上开设用 于漏电极与像素电极连接的第一过孔和用于形成竖井的第二过孔；步骤3、在完成步骤2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诱导液晶形成多畴结构的竖井。
7. 根据权利要求6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2具体包括在完成步骤l的基板上沉积一层钝化层，采用半色调或灰色调掩模板通过构 图工艺在钝化层上开设包括第一过孔和至少一个第二过孔的图形，其中所述第一过孔位于 漏电极位置，所述至少一个第二过孔位于公共电极线位置，所述第二过孔的孔壁为坡度状。
8. 根据权利要求6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2具体包括在完成步骤l的基板上沉积一层钝化层，采用普通掩模板通过构图工艺在钝 化层上开设包括第一过孔的图形，所述第一过孔位于漏电极位置；再次采用普通掩模板通 过构图工艺在钝化层上开设包括至少一个第二过孔的图形，所述至少一个第二过孔位于公 共电极线位置，所述第二过孔的孔壁为坡度状。
9. 根据权利要求6 8中任一权利要求所述的宽视角液晶显示器阵列基板制造方法， 其特征在于，所述第二过孔的横截面形状为正方形、矩形、多边形、圆形、椭圆形或条形。
10. 根据权利要求6 8中任一权利要求所述的宽视角液晶显示器阵列基板制造方法， 其特征在于，所述第二过孔的孔壁与水平面的夹角为15° 85° 。
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。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薄膜晶体管和像素电极，像素电极上还形成有至少一个诱导液晶形成多畴结构的竖井。制造方法包括在基板上形成包括栅线、栅电极、公共电极线、数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域的图形；沉积钝化层，通过构图工艺形成第一过孔和至少一个第二过孔；通过构图工艺形成包括像素电极的图形，并在第二过孔位置形成诱导液晶形成多畴结构的竖井。本发明通过使用竖井结构诱导液晶形成多畴结构，不仅可以实现视角对称的宽视角和高对比度，而且简化了阵列基板的结构和制造工艺。
文档编号H01L21/84GK101726946SQ200810225340
公开日2010年6月9日 申请日期2008年10月30日 优先权日2008年10月30日
发明者刘宏宇, 尹海军, 张俊瑞, 邵喜斌 申请人:京东方科技集团股份有限公司