專利名稱：薄膜晶體管液晶顯示器像素結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜晶體管液晶顯示器(TFT LCD)像素結(jié)構(gòu)及其制造方法，尤其涉及一種改善白Mura(一種畫面品質(zhì)不良)、增大工藝冗余(Margin)，延長材料使用壽命，減少工藝缺陷，提高對比度，提高畫面品質(zhì)現(xiàn)象的薄膜晶體管像素結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著數(shù)字化電視的普及，傳統(tǒng)的CRT顯示由于其數(shù)字化困難，以及體積大、重量大、及有輻射等缺點，已經(jīng)出現(xiàn)了被新一代顯示技術(shù)替代的趨勢，代表性的新顯示技術(shù)有PDP，OLED，LCD等。其中，LCD(液晶顯示器)由于具有重量輕、體積薄、無輻射、耗電量小及顯示分辨率高等優(yōu)點，已開始大量普及，并開始成為主流產(chǎn)品。
但是已有的LCD技術(shù)仍然有待提高。為了使液晶分子具有光學(xué)各項異性，需要使液晶分子在取向膜上沿一定的預(yù)傾角度排列，在現(xiàn)階段成盒工藝中采用摩擦取向的工藝步驟，也就是采用摩擦布摩擦取向膜，形成取向角度，由于取向膜與液晶分子間丙烯鏈產(chǎn)生的親和力，使液晶分子帶有方向性的貼在取向膜上，當(dāng)取向膜上的第一層液晶分子取向結(jié)束后，受液晶間親和力的影響，液晶分子形成帶有一定方向性的連續(xù)排列，但是，在陣列基板進行取向膜涂布和摩擦工藝步驟時，由于陣列基板在傳統(tǒng)工藝制作過程中，柵線(GateLine)和數(shù)據(jù)線(Data Line)的厚度遠遠超過像素電極ITO的厚度，造成陣列基板像素內(nèi)柵線和像素電極(ITO)之間以及數(shù)據(jù)線和像素電極ITO之間存在較大的端差，陣列基板表面平整度不好。
圖1a所示為一現(xiàn)有技術(shù)陣列平面結(jié)構(gòu)圖，圖1a中A-A′處的截面圖如圖1b所示，圖1a中B-B′處的截面圖如圖1c所示。該陣列結(jié)構(gòu)包括絕緣襯底，形成在絕緣襯底上的公共電極11；形成在絕緣襯底上的柵線1、柵電極2；形成在柵電極2上的柵絕緣層4；形成在柵絕緣層4上的硅島3；形成在硅島3的上方漏電極6和源電極7；數(shù)據(jù)線5與源漏電極的漏電極6為一體結(jié)構(gòu)；形成在源漏電極之上鈍化層8，并覆蓋整個基板；形成源電極7上的鈍化層過孔9；像素電極10通過鈍化層過孔9與源電極7相連。
其具體的制作工藝流程，首先在玻璃基板上沉積ITO層，通過普通光刻和刻蝕工藝形成公共電極11；然后沉積柵金屬層，通過普通光刻和刻蝕工藝形成柵線1、柵電極2；然后，沉積柵絕緣層4、半導(dǎo)體層(有源層與歐姆接觸層)，通過普通光刻和刻蝕工藝形成有源硅島3；之后，沉積源漏金屬薄膜，通過普通光刻和刻蝕形成源電極7和漏電極6；隨后，沉積鈍化層8，并通過普通光刻和刻蝕形成鈍化層過孔9；最后，沉積像素電極薄膜，并通過光刻形成像素電極10，其中像素電極10通過鈍化層過孔9與源電極7相連，即完成矩陣結(jié)構(gòu)的制作，如圖1a、1b、1c所示。
由圖1b和1c可以看出，完成矩陣結(jié)構(gòu)制作的陣列基板上，由于柵線和數(shù)據(jù)線的原因，像素區(qū)域和柵線以及像素區(qū)域和數(shù)據(jù)線之間存在端差S，在對陣列基板進行取向膜涂布后，進行摩擦工藝時，在凹凸不平的柵線和數(shù)據(jù)線附近無法實現(xiàn)較好的液晶取向；同時，隨著生產(chǎn)的進行，很容易造成摩擦布的損壞，這些都會造成液晶取向混亂，在畫面品質(zhì)上表現(xiàn)為不確定Mura現(xiàn)象，由此原因造成的Mura稱為摩擦Mura，尤其在FFS這種廣視角技術(shù)中，摩擦Mura造成對比度(CR)低下，嚴重影響畫面品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種改良薄膜晶體管像素結(jié)構(gòu)及其制造方法，通過該改良結(jié)構(gòu)，能夠有效改善摩擦Mura現(xiàn)象，能夠增大工藝冗余(Margin)，延長材料使用壽命，減少工藝缺陷，提高畫面品質(zhì)。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種薄膜晶體管液晶顯示器像素結(jié)構(gòu)，包括絕緣襯底、柵線、柵電極、柵絕緣層、硅島、源電極、漏電極、數(shù)據(jù)線、鈍化層、及像素電極，其中一透明膜層，形成在像素電極上方，形狀與像素電極形狀相同。
上述方案中，所述透明膜層的材料與鈍化層的材料或柵絕緣層的材料相同。所述柵線和柵電極為AlNd、Al、Cu、Mo、MoW或Cr的單層膜，或者為AlNd、Al、Cu、Mo、MoW或Cr之一或任意組合所構(gòu)成的復(fù)合膜。所述柵絕緣層、鈍化層或透明膜層為SiNx、SiOx或SiOxNy的單層膜，或者為SiNx、SiOx或SiOxNy之一或任意組合所構(gòu)成的復(fù)合膜。所述源電極、數(shù)據(jù)線或漏電極為Mo、MoW或Cr的單層膜，或者為Mo、MoW或Cr之一或任意組合所構(gòu)成的復(fù)合膜。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明同時提供一種薄膜晶體管液晶顯示器像素結(jié)構(gòu)的制造方法，包括步驟一，在透明襯底上形成柵線、柵電極、柵絕緣層、硅島、數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極、鈍化層及其過孔；步驟二，在完成步驟一的基板上依次沉積像素電極層和透明膜層，通過掩模版掩模、曝光和刻蝕得到像素電極，并同時保留像素電極上方的透明膜層。
上述方案中，所述沉積的透明膜層材料為SiNx、SiOx或SiOxNy的單層膜，或者為SiNx、SiOx或SiOxNy之一或任意組合所構(gòu)成的復(fù)合膜。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，由于在像素電極ITO層上增加了起臺階補償作用的透明膜層，減小了像素電極區(qū)域與柵線和數(shù)據(jù)線之間的端差，增加了陣列基板的平整度，從而實現(xiàn)均一的液晶取向，有效改善摩擦Mura，減少工藝缺陷，提高畫面品質(zhì)，同時能減小對摩擦布的損傷，延長摩擦布的使用壽命。
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行進一步更為詳細地說明。


圖1a是現(xiàn)有技術(shù)的像素平面圖結(jié)構(gòu)；圖1b是圖1a中A-A’處的截面圖；圖1c是圖1a中B-B’處的截面圖；圖2a是本發(fā)明的像素平面結(jié)構(gòu)圖；圖2b是圖2a中C-C’處的截面圖；圖2c是圖2a中D-D’處的截面圖；圖3a是本發(fā)明形成公共電極后的平面示意圖；圖3b是圖3a中E-E’處的截面圖；圖4a是本發(fā)明形成柵線和柵電極后的平面示意圖；圖4b是圖4a中F-F’處的截面圖；圖5a是本發(fā)明形成硅島后的平面示意圖；圖5b是圖5a中G-G’處的截面圖；圖6a是本發(fā)明形成數(shù)據(jù)線和源漏電極后的平面示意圖；圖6b是圖6a中H-H’處的截面圖；圖7a是本發(fā)明形成過孔后的平面示意圖；圖7b是圖7a中I-I’處的截面圖；圖8a是本發(fā)明像素電極沉積后的平面示意圖；圖8b是圖8a中J-J’處的截面圖。
圖中標記1、柵線；2、柵電極；3、硅島；4、柵絕緣層；5、數(shù)據(jù)線；6、漏電極；7、源電極；8、鈍化層；9、鈍化層過孔；10、像素電極；11、公共電極；12、透明膜層。
具體實施例方式
圖2a所示為本發(fā)明的一具體像素平面結(jié)構(gòu)圖。如圖2a所示，該像素結(jié)構(gòu)包括絕緣襯底；形成在絕緣襯底上的公共電極11及形成在絕緣襯底上的柵線1、柵電極2；形成在柵電極2上的柵絕緣層4；形成在柵絕緣層4的硅島3；形成在硅島3上方的漏電極6和源電極7；數(shù)據(jù)線5與源漏電極的漏電極6為一體結(jié)構(gòu)；形成在源漏電極上的鈍化層8，并覆蓋整個基板；形成源電極7上的鈍化層過孔9；像素電極10通過鈍化層過孔9與源電極7相連。這些部分與現(xiàn)有技術(shù)無差異，該像素結(jié)構(gòu)區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的特征在于，一層與像素電極10同樣形狀的透明膜層12形成于像素電極上。圖2a中C-C′處的截面圖如圖2b所示，圖2a中D-D′處的截面圖如圖2c所示。在進行像素電極10沉積后，再在像素電極上沉積一層透明膜層12，其厚度可根據(jù)柵線1，數(shù)據(jù)線5或?qū)Υ鎯﹄娙莸挠绊懙仍O(shè)計因素而定，其范圍在100到4000之間，然后采用像素電極掩模版進行光刻，之后連續(xù)進行透明膜層刻蝕和像素電極刻蝕。采用這個改良結(jié)構(gòu)的像素，由于在像素電極上增加了起臺階補償作用的透明膜層，減小了像素電極區(qū)域與柵線和數(shù)據(jù)線之間的端差s，增加了陣列基板的平整度，從而實現(xiàn)了均一的液晶取向，有效改善了摩擦Mura，減少了工藝缺陷，提高了畫面品質(zhì)，同時能減小對摩擦布的損傷，延長摩擦布的使用壽命。
其中，透明膜層12的材料可以與柵絕緣層或鈍化層材料相同，具體可以為SiNx、SiOx或SiOxNy的單層膜或者SiNx、SiOx或SiOxNy之一或任意所組成的復(fù)合膜層。柵線1和柵電極2可為AlNd、Al、Cu、Mo、MoW或Cr的單層膜，還可采用AlNd、Al、Cu中的之一或任意與Mo、MoW或Cr之一或任意所組成的復(fù)合膜，如Mo/AlND/Mo，AlNd/Mo。柵絕緣層4或鈍化層8可為SiNx、SiOx或SiOxNy的單層膜或者SiNx、SiOx、SiOxNy之一或任意所組成的復(fù)合膜。源電極7和漏電極6可為Mo、MoW或Cr的單層膜，或者為Mo、MoW、Cr之一或任意組成復(fù)合膜。
圖3a至8b給出了上述像素結(jié)構(gòu)的制造方法。
首先，如圖3a所示，在玻璃基板上或其他襯底上采用磁控濺射方法沉積公共電極(ITO)層，通過普通光刻和刻蝕，形成公共電極11的圖形，圖3a中E-E′處的截面圖如圖3b所示。
然后，如圖4a所示，玻璃基板上或其他襯底上采用磁控濺射方法沉積柵金屬薄膜，柵金屬薄膜采用的為三層結(jié)構(gòu)的Mo/AlND/Mo(400/4000/600)，或兩層結(jié)構(gòu)的AlND/Mo(3000/400)，通過普通光刻和刻蝕工藝形成柵線1、柵電極2，圖4a中F-F′處的截面圖如圖4b所示。
本步驟中的柵金屬薄膜可為AlNd、Al、Cu、Mo、MoW或Cr的單層膜，還可采用AlNd、Al、Cu中的之一或任意與Mo、MoW或Cr之一或任意所組成的復(fù)合膜，如Mo/AlND/Mo，AlNd/Mo。
然后，如圖5a所示，沉積柵絕緣薄膜(4000的SiNx)、半導(dǎo)體薄膜(包括有源層(1800的非晶硅層)與歐姆接觸層(N+硅層500))，通過普通的掩膜刻蝕形成硅島3，圖5a中G-G′處的截面圖如圖5b所示。
本步驟中的柵極絕緣薄膜可為SiNx、SiOx或SiOxNy的單層膜或者SiNx、SiOx、SiOxNy之一或任意所組成的復(fù)合膜。
接著，如圖6a所示，沉積源漏金屬薄膜，源漏金屬層采用Mo(2200)，通過普通光刻和刻蝕形成源電極7和漏電極6，圖6a中H-H′處的截面圖如圖6b所示；本步驟源漏金屬薄膜可為Mo、MoW或Cr的單層膜，或者為Mo、MoW、Cr之一或任意組成復(fù)合膜。
隨后，如圖7a所示，沉積鈍化保護薄膜(2500PVX)，通過鈍化層掩模和鈍化層刻蝕形成過孔9，圖7a中I-I′處的截面圖如圖7b所示；之后，如圖8a所示，連續(xù)沉積像素電極ITO層和透明膜層，圖14a中J-J′處的截面圖如圖8b所示；本步驟透明膜層的材料可以與柵絕緣層或鈍化層材料相同，具體可以為SiNx、SiOx或SiOxNy的單層膜或者SiNx、SiOx、SiOxNy之一或任意所組成的復(fù)合膜層。
最后，通過像素電極掩模和連續(xù)進行像素電極鈍化膜刻蝕和像素電極刻蝕形成像素電極10并通過過孔使像素電極10與源電極7接觸導(dǎo)通，同時在像素電極上形成與像素電極同樣大小形狀的透明膜層，最后完成光刻膠剝離后得到完整的像素結(jié)構(gòu)，如圖2a、2b、2c所示。
上述結(jié)構(gòu)及制造方法為本發(fā)明針對一特定像素結(jié)構(gòu)和制造方法作為具體實施例給出，本發(fā)明的精神是在像素電極ITO層上增加了起臺階補償作用的透明膜層，減小了像素電極區(qū)域與柵線和數(shù)據(jù)線之間的端差，增加了陣列基板的平整度，從而實現(xiàn)均一的液晶取向，有效改善摩擦Mura，提高對比度，減少工藝缺陷，提高畫面品質(zhì)，同時能減小對摩擦布的損傷，延長摩擦布的使用壽命。至于像素結(jié)構(gòu)具體形式可與現(xiàn)有技術(shù)中的任何相同，即本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)可進行各種變換，如變化像素結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)，變化公共電極的形狀，變化像素電極的形狀等。制造方法也可與現(xiàn)有技術(shù)中的任何相同，如現(xiàn)有技術(shù)中的各種3次光刻工藝或4次工藝相同均可以實現(xiàn)本發(fā)明。
最后應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)按照需要可使用不同材料和設(shè)備實現(xiàn)之，即可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管液晶顯示器像素結(jié)構(gòu)，包括絕緣襯底、柵線、柵電極、柵絕緣層、硅島、源電極、漏電極、數(shù)據(jù)線、鈍化層、及像素電極，其特征在于一透明膜層，形成在像素電極上方，形狀與像素電極形狀相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于所述透明膜層的材料與鈍化層的材料或柵絕緣層的材料相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于所述柵線和柵電極為AlNd、Al、Cu、Mo、MoW或Cr的單層膜，或者為AlNd、Al、Cu、Mo、MoW或Cr之一或任意組合所構(gòu)成的復(fù)合膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于所述柵絕緣層、鈍化層或透明膜層為SiNx、SiOx或SiOxNy的單層膜，或者為SiNx、SiOx或SiOxNy之一或任意組合所構(gòu)成的復(fù)合膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于所述源電極、數(shù)據(jù)線或漏電極為Mo、MoW或Cr的單層膜，或者為Mo、MoW或Cr之一或任意組合所構(gòu)成的復(fù)合膜。
6.一種薄膜晶體管液晶顯示器像素結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，包括步驟一，在透明襯底上形成柵線、柵電極、柵絕緣層、硅島、數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極、鈍化層及鈍化層上的過孔；步驟二，在完成步驟一的基板上依次沉積像素電極層和透明膜層，通過掩模版掩模、曝光和刻蝕得到像素電極，并同時保留像素電極上方的透明膜層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造方法，其特征在于所述沉積的透明膜層材料為SiNx、SiOx或SiOxNy的單層膜，或者為SiNx、SiOx或SiOxNy之一或任意組合所構(gòu)成的復(fù)合膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種薄膜晶體管液晶顯示器像素結(jié)構(gòu)，包括絕緣襯底、柵線、柵電極、柵絕緣層、硅島、源電極、漏電極、數(shù)據(jù)線、鈍化層、及像素電極，其中一透明膜層，形成在像素電極上方，形狀與像素電極形狀相同。本發(fā)明同時公開了一種薄膜晶體管液晶顯示器像素結(jié)構(gòu)的制造方法，其在完成像素電極層沉積后再沉積一層透明膜層，通過掩模版掩模、曝光和刻蝕得到像素電極，并同時保留像素電極上方的透明膜層。本發(fā)明的改良結(jié)構(gòu)和采用制造該改良結(jié)構(gòu)的工藝，能夠有效改善摩擦工藝造成的各種Mura(一種畫面品質(zhì)不良)現(xiàn)象，從而提高對比度，能夠增大工藝冗余，延長材料使用壽命，減少工藝缺陷，提高畫面品質(zhì)。
文檔編號G03F7/20GK1971389SQ200610144198
公開日2007年5月30日 申請日期2006年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月29日
發(fā)明者陳旭 申請人:京東方科技集團股份有限公司