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。 由于现有液晶显示器存在视角过窄缺陷，现有技术提出了多种显示模式以克服 窄视角缺陷，包括90。扭曲向列型液晶加补偿膜(Twisted Nematic+film，简称TN+film) 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。

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和栅绝缘层被完全刻蚀掉，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，
3包括 步骤1、在基板上形成包括栅线、栅电极、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具体包括在完成步骤1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，所述第一过孔内的钝化层被完全刻蚀掉，所述至少一个第二过孔的孔壁
为坡度状，所述第二过孔内的钝化层和栅绝缘层被完全刻蚀掉。 进一步地，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，使竖井结构诱导液晶形成多畴结构，实现了一种新型多畴垂直排 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，竖井区域液晶 的排列诱导周边区域的液晶形成多畴结构，实现视角对称的宽视角。进一步地，在保证宽视 角特性的前提下，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； 图9为图7中B3-B3向的剖面图； 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； 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
后的结构
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采用半色调或灰色调掩模板构图工艺 示意图17为本发明宽视角液晶显示器阵列基板的工作原理示意图； 图18为本发明宽视角液晶显示器阵列基板制造方法的流程图19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20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。 附图标记说明
3-栅电极； 6-半导体层；
9-漏电极；
12-第一过孔；
15-竖井； 31-彩膜层；
l-基板； 4-公共电极线；
2-5-
战；
7-掺杂半导体层
10-数据线；
13-第二过孔 20-阵列基板 32
公共电极
8-源电极； 11-钝化层； 14-像素电极 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，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内的钝化层和栅绝缘层被完全刻蚀掉，具有井 底面积小、井口面积大的漏斗形结构形式，在未加电状态下，位于竖井区域的液晶形成取向 缺陷，在加电状态下，竖井区域液晶的排列诱导周边区域的液晶形成多畴结构。
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可以分别设置在栅线2与公共电极线4之 间，即在像素区域内形成至少二个竖井15。本发明技术方案中，竖井的深度可以等于栅绝缘 层和钝化层的总厚度，即竖井内的钝化层和栅绝缘层被完全刻蚀掉，暴露出基板；竖井的深
5度也可以等于钝化层的厚度，即竖井内的钝化层被完全刻蚀掉，暴露出栅绝缘层；当然，竖 井的深度也可以介于二者之间。 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的薄膜晶体 管结构相同，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 5 P 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。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 区域内开设有至少一个第二过孔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，与栅线2平行并位于像素区域的中部，用于与像素电极构 成存储电容，形成存储电容在公共电极线上(Cs on Common)的结构。 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，有源层包括半导体层6和掺杂半导体层7，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
6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，或者二 者的叠层结构，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和至少一个第 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位于像素区域内，第二过孔13内的钝化层 11和栅绝缘层5被完全刻蚀掉，暴露出基板1的上表面，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的孔壁为坡度 状的，孔壁与水平面的夹角成15。 85° 。在图13 图15所示结构中，第二过孔13为二 个圆形孔，二个第二过孔13分别位于公共电极线4的两侧，即位于栅线2与公共电极线4 之间。本次构图工艺中，还同时形成有栅线接口区(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，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，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。 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° ，形成并底面积小、井口面积大的漏斗 形结构形式。 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。 图16为本发明宽视角液晶显示器阵列基板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。采用半色调或灰色调掩模板构图工艺是 将前述第二次构图工艺和第三次构图工艺合并成一个构图工艺，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， 形成有源层、数据线、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，如图16所 示。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。 图17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16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区域液晶的 排列诱导周边区域的液晶形成多畴结构，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。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，本发明竖井设置在公共电极线的两侧。对于没有公共电极线 的像素结构，即存储电容在栅线上(Cson Gate)的像素结构，本发明竖井既可以设置在像素 区域的中部，也可以均匀地或对称地设置在像素区域内，一样可以达到宽视角和对称视角 的特性。 图18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、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19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 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，所述第一过孔内的钝化层被完全刻蚀掉，所述至少一个第二过孔的孔壁为坡度状，所 述第二过孔内的钝化层和栅绝缘层被完全刻蚀掉； 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。 步骤11中，采用磁控溅射或热蒸发的方法，在基板(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构图工艺对栅金属薄膜进行构图，在基板的一 定区域上形成包括栅线和栅电极的图形。在实际使用中，本构图工艺中还可以同时形成公 共电极线，公共电极线位于相邻的二条栅线之间，与栅线平行并位于像素区域的中部，用于 与像素电极构成存储电容，形成存储电容在公共电极线上(Cs on Common)的结构。
步骤12中，在完成上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(欧姆接触层)，栅绝缘层可以采用SiNx、 Si0x或Si0xNy。采用普 通掩模板通过构图工艺对半导体层和掺杂半导体层进行构图，在栅电极上方形成包括有源 层的图形，有源层包括半导体层和掺杂半导体层。 步骤13中，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构图工艺对源漏金属薄膜进行构图，形成包括源 电极、漏电极、数据线和TFT沟道区域的图形，其中源电极的一端位于有源层上，另一端与 数据线连接，漏电极的一端位于有源层上，源电极和漏电极之间的掺杂半导体层被完全刻 蚀掉，并刻蚀掉部分半导体层，暴露出半导体层，形成TFT沟道区域图形。
步骤14中，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，钝 化层可采用SiNx或有机绝缘材料，或者二者的叠层结构，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，形成包括第一过孔和至少一个第二过孔的图形，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；第二过孔位于像素区域内，第二过孔 内的钝化层和栅绝缘层被完全刻蚀掉，暴露出基板的上表面。其中，第二过孔的数量可以是 一个，也可以是多个，第二过孔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，优选地，在同等面积下，第二过孔的横截面形状选择 边长较大的形状。第二过孔的孔壁为坡度状的，孔壁与水平面的夹角成15。 85° 。本次 构图工艺中，还同时形成有栅线接口区(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，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，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。 步骤15中，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的图形，像素电极通过第一过孔与漏电极连接，同时，像素电极覆盖住 第二过孔，在像素区域内形成井壁为坡度状的竖井。与第二过孔的结构参数相同，竖井的数 量可以是一个，也可以是多个，竖井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，优选地，在同等面积下，竖井的横截面形状选 择边长较大的形状。竖井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。 本实施例所形成的阵列基板是一种存储电容在公共电极线上(Cs onCommon)的像 素结构，如果步骤11中没有形成公共电极线时，步骤15中的像素电极则与部分栅线重叠， 形成存储电容在栅线上(Cs on Gate)的像素结构，竖井既可以设置在像素区域的中部，也 可以均匀地或对称地设置在像素区域内，一样可以使本发明宽视角液晶显示器阵列基板获 得宽视角和对称视角特性。 本实施例所形成宽视角液晶显示器阵列基板的结构和工作原理已在前面详细介 绍，在未加电状态下，位于竖井区域的液晶形成取向缺陷，在加电状态下，竖井区域液晶的 排列诱导周边区域的液晶形成多畴结构。 图20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 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，所述第一过孔内的钝化层被完全刻蚀掉，所述至少一个第二过孔的孔壁为坡度状，所 述第二过孔内的钝化层和栅绝缘层被完全刻蚀掉； 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。 采用半色调或灰色调掩模板构图工艺的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
10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，形成有源层、数 据线、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。 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，使竖井结构诱导液晶形成多畴结构，实现了一种新型多畴垂直排 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，竖井区域液晶 的排列诱导周边区域的液晶形成多畴结构，实现视角对称的宽视角。进一步地，在保证宽视 角特性的前提下，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。
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 的钝化层和栅绝缘层被完全刻蚀掉，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、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1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，所述第一过孔内的钝化层被完全刻蚀掉，所述至少一个第二过孔的孔壁为坡度状，所述 第二过孔内的钝化层和栅绝缘层被完全刻蚀掉。
8. 根据权利要求6或7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。
9. 根据权利要求6或7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、数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域的图形；沉积钝化层，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；沉积透明导电薄膜，在像素区域内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，不仅实现了视角对称的宽视角，而且简化了阵列基板的结构和制造工艺。
文档编号H01L27/12GK101738797SQ200810225910
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, 张俊瑞, 邵喜斌 申请人:京东方科技集团股份有限公司