專利名稱：Ffs型tft-lcd陣列基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管液晶顯示器及其制造方法，尤其是一種FFS型 TFT-LCD陣列基板及其制造方法。
背景技術(shù)：
在薄膜晶體管液晶顯示器(ThinFilm Transistor Liquid Crystal Display,簡稱 TFT-LCD)產(chǎn)品中，邊緣場開關(guān)技術(shù)(Fringe Field Switching，簡稱FFS)是最近幾年出現(xiàn)
的可以改善LCD畫質(zhì)的技術(shù)之一，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)高穿透性與大視角等要求。目前，現(xiàn)有 技術(shù)FFS型TFT-LCD的主體結(jié)構(gòu)包括對(duì)盒在一起并將液晶夾設(shè)其間的陣列基板和彩膜基 板，陣列基板上形成有柵線、數(shù)據(jù)線、像素電極、薄膜晶體管和條狀結(jié)構(gòu)的公共電極， 彩膜基板上形成有彩色樹脂圖形和黑矩陣圖形，黑矩陣圖形主要用于遮擋漏光區(qū)域。早期的FFS型TFT-LCD結(jié)構(gòu)中，彩膜基板上黑矩陣圖形通常采用樹脂材料制 備，黑矩陣寬度的設(shè)計(jì)主要考慮陣列基板上數(shù)據(jù)線的寬度。隨著開口率要求的不斷提 高，數(shù)據(jù)線的寬度變窄，樹脂材料的黑矩陣逐漸成為阻礙開口率增加的主要因素。為 提高開口率，現(xiàn)有技術(shù)提出了一種采用金屬材料制備黑矩陣圖形的技術(shù)方案，雖然可 以減小黑矩陣寬度，但對(duì)于FFS型工作模式，金屬黑矩陣會(huì)產(chǎn)生電場扭曲現(xiàn)象，影響 TFT-LCD的顯示質(zhì)量。為克服電場扭曲現(xiàn)象，現(xiàn)有技術(shù)提出了一種將彩膜基板上黑矩陣 與陣列基板上公共電極電連接的解決方案，具體地做法是在制備彩膜基板和陣列基板 時(shí)，分別在覆蓋層上開設(shè)過孔形成傳輸點(diǎn)(transfer dot)，通過傳輸點(diǎn)將彩膜基板上黑矩陣 與陣列基板上公共電極導(dǎo)通。實(shí)際使用表明，該解決方案不僅存在生產(chǎn)成本高的缺陷，而且還存在公共電極 延遲等缺陷。由于傳輸點(diǎn)制作需要增加薄膜構(gòu)圖的生產(chǎn)設(shè)備，需要增加工藝流程，因 此造成生產(chǎn)成本增加。由于公共電極和黑矩陣分別位于不同的基板上，且通過傳輸點(diǎn)連 接，因此這種結(jié)構(gòu)形式造成了公共電極的嚴(yán)重延遲，在諸如大尺寸顯示和液晶電視等領(lǐng) 域中無法使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種FFS型TFT-LCD陣列基板及其制造方法，有效解決現(xiàn) 有結(jié)構(gòu)生產(chǎn)成本高和公共電極延遲的技術(shù)缺陷。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種FFS型TFT-LCD陣列基板，包括形成在基 板上并限定了像素區(qū)域的柵線和數(shù)據(jù)線，所述像素區(qū)域內(nèi)形成有像素電極、薄膜晶體管 和與所述像素電極形成邊緣電場的公共電極，還包括由金屬薄膜材料制備的黑矩陣，所 述黑矩陣與所述公共電極連接。所述薄膜晶體管包括柵電極、有源層、源電極和漏電極，所述柵電極與柵線連 接，并形成在基板上；柵絕緣層形成在柵線和柵電極上并覆蓋整個(gè)基板；包括半導(dǎo)體層 和摻雜半導(dǎo)體層的有源層形成在柵絕緣層上并位于柵電極的上方；像素電極形成在柵絕緣層上并位于像素區(qū)域內(nèi)；源電極的一端位于有源層上，另一端與數(shù)據(jù)線連接，漏電極 的一端位于有源層上，另一端與像素電極連接，源電極與漏電極之間形成TFT溝道區(qū) 域；鈍化層形成在上述構(gòu)圖上并覆蓋整個(gè)基板。所述公共電極為數(shù)個(gè)依次排列的電極條并形成在所述鈍化層上，所述黑矩陣形 成在上述構(gòu)圖上。進(jìn)一步地，所述公共電極和黑矩陣由采用普通掩模板的二次構(gòu)圖工藝 或采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板的一次構(gòu)圖工藝形成。所述黑矩陣形成在所述鈍化層上，所述公共電極為數(shù)個(gè)依次排列的電極條并形 成在上述構(gòu)圖上。進(jìn)一步地，所述黑矩陣和公共電極由采用普通掩模板的二次構(gòu)圖工藝 形成。在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述黑矩陣位于所述柵線和/或數(shù)據(jù)線的上方。所述黑矩陣位于所述薄膜晶體管的上方。所述黑矩陣表面設(shè)置有防反射層。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種FFS型TFT-LCD陣列基板制造方法，包 括在基板上形成包括柵線、數(shù)據(jù)線、像素電極和薄膜晶體管的圖形；在完成前述步驟的基板上形成包括公共電極和黑矩陣的圖形，所述黑矩陣與所 述公共電極連接。所述在基板上形成包括柵線、數(shù)據(jù)線、像素電極和薄膜晶體管的圖形包括在基板上沉積柵金屬薄膜，通過構(gòu)圖工藝形成包括柵線和柵電極的圖形；在完成前述步驟的基板上依次沉積柵絕緣層、半導(dǎo)體薄膜和摻雜半導(dǎo)體薄膜， 通過構(gòu)圖工藝形成包括有源層的圖形，有源層包括半導(dǎo)體層和摻雜半導(dǎo)體層，形成在柵 絕緣層上并位于柵電極的上方；在完成前述步驟的基板上沉積透明導(dǎo)電薄膜，通過構(gòu)圖工藝形成包括像素電極 的圖形；在完成前述步驟的基板上沉積源漏金屬薄膜，通過構(gòu)圖工藝形成包括數(shù)據(jù)線、 源電極、漏電極和TFT溝道區(qū)域的圖形，所述源電極的一端位于有源層上，另一端與數(shù) 據(jù)線連接，所述漏電極的一端位于有源層上，另一端與像素電極直接連接，所述源電極 與漏電極之間形成TFT溝道區(qū)域。在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述形成包括公共電極和黑矩陣的圖形包括在完成前述步驟的基板上沉積鈍化層和透明導(dǎo)電薄膜，采用普通掩模板通過構(gòu) 圖工藝形成包括公共電極的圖形，所述公共電極為數(shù)個(gè)依次排列的電極條；在完成前述步驟的基板上沉積黑矩陣金屬薄膜，采用普通掩模板通過構(gòu)圖工藝 形成包括黑矩陣的圖形，所述黑矩陣與公共電極連接。在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述形成包括公共電極和黑矩陣的圖形包括在完成前述步驟的基板上首先沉積鈍化層，然后連續(xù)沉積透明導(dǎo)電薄膜和黑矩 陣金屬薄膜；在黑矩陣金屬薄膜上涂覆一層光刻膠；采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板對(duì)光刻膠進(jìn)行曝光，顯影后使光刻膠形成光刻膠完 全保留區(qū)域、光刻膠完全去除區(qū)域和光刻膠部分保留區(qū)域。其中光刻膠完全保留區(qū)域?qū)?yīng)于黑矩陣圖形所在區(qū)域，光刻膠部分保留區(qū)域?qū)?yīng)于公共電極圖形所在區(qū)域，光刻膠 完全去除區(qū)域?qū)?yīng)于上述圖形以外的區(qū)域；通過第一次刻蝕工藝刻蝕掉光刻膠完全去除區(qū)域的黑矩陣金屬薄膜和透明導(dǎo)電 薄膜，形成包括黑矩陣的圖形；通過灰化工藝去除光刻膠部分保留區(qū)域的光刻膠，暴露出該區(qū)域的黑矩陣金屬 薄膜；通過第二次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠部分保留區(qū)域的黑矩陣金屬薄膜，形成 包括公共電極的圖形；剝離剩余的光刻膠。在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述形成包括公共電極和黑矩陣的圖形包括在完成前述步驟的基板上沉積鈍化層和黑矩陣金屬薄膜，采用普通掩模板通過 構(gòu)圖工藝形成包括黑矩陣的圖形；在完成前述步驟的基板上沉積透明導(dǎo)電薄膜，采用普通掩模板通過構(gòu)圖工藝形 成包括公共電極的圖形，所述公共電極為數(shù)個(gè)依次排列的電極條，所述公共電極與黑矩 陣連接。本發(fā)明提供了一種FFS型TFT-LCD陣列基板及其制造方法，通過將黑矩陣圖 形設(shè)置在陣列基板上，且黑矩陣與公共電極連接，使黑矩陣不僅有效遮擋漏光區(qū)域，而 且作為公共電極的連接總線，有效解決了現(xiàn)有結(jié)構(gòu)生產(chǎn)成本高和公共電極延遲的技術(shù)缺 陷。由于金屬薄膜材料的黑矩陣形成在柵線、數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極的上方，因此可 以有效減小黑矩陣寬度，提高開口率。由于黑矩陣和公共電極均設(shè)置在陣列基板上且直 接連接，因此完全消除了現(xiàn)有結(jié)構(gòu)存在的公共電極延遲的缺陷，可以廣泛應(yīng)用于大尺寸 顯示和液晶電視等領(lǐng)域。由于在陣列基板上制備黑矩陣圖形可以采用現(xiàn)有工藝設(shè)備和工 藝流程，不需要增加額外的生產(chǎn)設(shè)備，同時(shí)減少了在彩膜基板上制備黑矩陣圖形的設(shè)備 和工藝，因此本發(fā)明有效降低了生產(chǎn)成本。


圖1為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板第一實(shí)施例的平面圖；圖2為圖1中A1-A1向的剖面圖；圖3為圖1中B1-B1向的剖面圖；圖4為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板第一實(shí)施例第一次構(gòu)圖工藝后的平面 圖；圖5為圖4中A2-A2向的剖面圖；圖6為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板第一實(shí)施例第二次構(gòu)圖工藝后的平面 圖；圖7為圖6中A3-A3向的剖面圖；圖8為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板第一實(shí)施例第三次構(gòu)圖工藝后的平面 圖；圖9為圖8中A4-A4向的剖面圖；圖10為圖8中B4-B4向的剖面圖11為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板第一實(shí)施例第四次構(gòu)圖工藝后的平面 圖；圖12為圖11中A5-A5向的剖面圖；圖13為圖11中B5-B5向的剖面圖；圖14為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板第一實(shí)施例第五次構(gòu)圖工藝后的平面 圖；圖15為圖14中A6-A6向的剖面圖；圖16為圖14中B6-B6向的剖面圖；圖17為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板第一實(shí)施例第五次構(gòu)圖工藝中光刻膠 曝光顯影后B6-B6向的剖面圖；圖18為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板第一實(shí)施例第五次構(gòu)圖工藝中第一次 刻蝕工藝后B6-B6向的剖面圖；圖19為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板第一實(shí)施例第五次構(gòu)圖工藝中灰化工 藝后B6-B6向的剖面圖；圖20為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板第一實(shí)施例第五次構(gòu)圖工藝中第二次 刻蝕工藝后B6-B6向的剖面圖；圖21為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板第二實(shí)施例的平面圖；圖22為圖21中C1-C1向的剖面圖；圖23為圖21中D1-D1向的剖面圖；圖24為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板制造方法的流程圖；圖25為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板制造方法第一實(shí)施例的流程圖；圖26為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板制造方法第二實(shí)施例的流程圖；圖27為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板制造方法第三實(shí)施例的流程圖。附圖標(biāo)記說明1-基板；2-柵電極； 3-柵絕緣層；4-半導(dǎo)體層；5-摻雜半導(dǎo)體層；6-源電極；7-漏電極； 8-鈍化層；9-黑矩陣；11-柵線；12-數(shù)據(jù)線； 13-像素電極；14-公共電極；。20-光刻膠；21-透明導(dǎo)電薄膜；22-黑矩陣金屬薄膜。
具體實(shí)施例方式下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。附圖中各 層薄膜厚度和區(qū)域大小形狀不反映FFS型TFT-LCD陣列基板的真實(shí)比例，目的只是示意 說明本發(fā)明內(nèi)容。圖1為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板第一實(shí)施例的平面圖，所反映的是一個(gè) 像素單元的結(jié)構(gòu)，圖2為圖1中A1-A1向的剖面圖，圖3為圖1中B1-B1向的剖面圖。 如圖1 圖3所示，本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板的主體結(jié)構(gòu)包括形成在基板1上的 柵線11、數(shù)據(jù)線12、像素電極13、公共電極14、黑矩陣9和薄膜晶體管，柵線11和數(shù)據(jù)線12定義了像素區(qū)域，像素電極13、公共電極14和薄膜晶體管形成在像素區(qū)域內(nèi)， 柵線11用于向薄膜晶體管提供開啟信號(hào)或關(guān)斷信號(hào)，數(shù)據(jù)線12用于向像素電極13提供 數(shù)據(jù)信號(hào)，公共電極14為數(shù)個(gè)依次排列的電極條，用于與像素電極13形成邊緣電場，由 金屬薄膜材料制備的黑矩陣9形成在柵線11、數(shù)據(jù)線12和薄膜晶體管的上方，并與公共 電極14連接，不僅用于遮擋漏光區(qū)域，而且作為公共電極14的連接總線。具體地，本 發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板包括形成在基板1上的柵線11和柵電極2，柵電極2與 柵線11連接；柵絕緣層3形成在柵線11和柵電極2上并覆蓋整個(gè)基板1 ；有源層(包括 半導(dǎo)體層4和摻雜半導(dǎo)體層5)形成在柵絕緣層3上并位于柵電極2的上方；像素電極13 形成在柵絕緣層3上并位于像素區(qū)域內(nèi)；源電極6的一端位于有源層上，另一端與數(shù)據(jù)線 12連接，漏電極7的一端位于有源層上，另一端與像素電極13連接，源電極6與漏電極 7之間形成TFT溝道區(qū)域，TFT溝道區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體層5被完全刻蝕掉，并刻蝕掉部分 厚度的半導(dǎo)體層4，使TFT溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層4暴露出來；鈍化層8形成在上述構(gòu)圖上 并覆蓋整個(gè)基板1;公共電極14形成在鈍化層8上；黑矩陣9形成在上述構(gòu)圖上并位于 柵線11、數(shù)據(jù)線12和薄膜晶體管的上方，同時(shí)與公共電極14直接連接。圖4 圖13為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板第一實(shí)施例制造過程的示意 圖，可進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案，以下說明中，本發(fā)明所稱的構(gòu)圖工藝包括光刻膠 涂覆、掩模、曝光、刻蝕和光刻膠剝離等工藝，光刻膠以正性光刻膠為例。圖4為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板第一實(shí)施例第一次構(gòu)圖工藝后的平面 圖，所反映的是一個(gè)像素單元的結(jié)構(gòu)，圖5為圖4中A2-A2向的剖面圖。首先采用磁控 濺射或熱蒸發(fā)的方法，在基板1(如玻璃基板或石英基板)上沉積柵金屬薄膜，采用普通 掩模板通過構(gòu)圖工藝形成包括柵線11和柵電極2的圖形，柵電極2與柵線11連接，如圖 4和圖5所示。圖6為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板第一實(shí)施例第二次構(gòu)圖工藝后的平面 圖，所反映的是一個(gè)像素單元的結(jié)構(gòu)，圖7為圖6中A3-A3向的剖面圖。在完成上述圖 4所示構(gòu)圖的基板上，采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(簡稱PECVD)方法依次沉積柵絕 緣層、半導(dǎo)體薄膜和摻雜半導(dǎo)體薄膜，采用普通掩模板通過構(gòu)圖工藝形成包括有源層的 圖形，有源層包括半導(dǎo)體層4和摻雜半導(dǎo)體層5，形成在柵絕緣層上并位于柵電極2的上 方，如圖6和圖7所示。圖8為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板第一實(shí)施例第三次構(gòu)圖工藝后的平面 圖，所反映的是一個(gè)像素單元的結(jié)構(gòu)，圖9為圖8中A4-A4向的剖面圖，圖10為圖8中 B4-B4向的剖面圖。在完成上述圖6所示構(gòu)圖的基板上，采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法 沉積透明導(dǎo)電薄膜，采用普通掩模板通過構(gòu)圖工藝在像素區(qū)域內(nèi)形成包括像素電極13的 圖形，如圖8 圖10所示。圖11為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板第一實(shí)施例第四次構(gòu)圖工藝后的平面 圖，所反映的是一個(gè)像素單元的結(jié)構(gòu)，圖12為圖11中A5-A5向的剖面圖，圖13為圖11 中B5-B5向的剖面圖。在完成上述圖8所示構(gòu)圖的基板上，采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方 法沉積源漏金屬薄膜，采用普通掩模板通過構(gòu)圖工藝形成包括數(shù)據(jù)線12、源電極6、漏 電極7和TFT溝道區(qū)域的圖形，如圖11 圖13所示。本次構(gòu)圖工藝后，源電極6的一 端位于有源層上，另一端與數(shù)據(jù)線12連接，漏電極7的一端位于有源層上，另一端與像素電極13直接連接，源電極6與漏電極7之間形成TFT溝道區(qū)域，TFT溝道區(qū)域的摻雜 半導(dǎo)體層5被完全刻蝕掉，并刻蝕掉部分厚度的半導(dǎo)體層4，使TFT溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層 4暴露出來。圖14為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板第一實(shí)施例第五次構(gòu)圖工藝后的平面 圖，所反映的是一個(gè)像素單元的結(jié)構(gòu)，圖15為圖14中A6-A6向的剖面圖，圖16為圖14 中B6-B6向的剖面圖。在完成上述圖11所示構(gòu)圖的基板上，采用PECVD方法沉積鈍化 層8，鈍化層8覆蓋整個(gè)基板1。之后采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法沉積透明導(dǎo)電薄膜， 采用普通掩模板通過構(gòu)圖工藝形成包括公共電極14的圖形，如圖14 圖16所示。像素 區(qū)域內(nèi)的公共電極14為數(shù)個(gè)平行且依次排列的電極條，用于與像素電極13形成邊緣電 場，數(shù)個(gè)電極條的端部搭設(shè)在柵線11上，同時(shí)數(shù)據(jù)線12上方也形成有公共電極14。最后，在完成上述圖14所示構(gòu)圖的基板上，采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法沉積 黑矩陣金屬薄膜，黑矩陣金屬薄膜可以采用Mo、AK Ti、Cr、Ta、Cu或AINd等金屬。 通過構(gòu)圖工藝形成包括黑矩陣9的圖形，且黑矩陣9與公共電極14直接連接，完成第六 次構(gòu)圖工藝，如圖1 圖3所示。本次構(gòu)圖工藝后，黑矩陣9形成在柵線11、數(shù)據(jù)線12、 源電極6和漏電極7的上方，由于電極條結(jié)構(gòu)的公共電極14搭設(shè)在柵線11上，因此柵線 11上方的黑矩陣9壓設(shè)在數(shù)個(gè)電極條上，實(shí)現(xiàn)黑矩陣9與公共電極14的直接連接，使黑 矩陣9不僅有效遮擋漏光區(qū)域，而且作為公共電極14的連接總線。本次構(gòu)圖工藝中，由 于公共電極為透明導(dǎo)電薄膜材料，黑矩陣為金屬薄膜材料，通過選擇刻蝕金屬薄膜速率 高而刻蝕透明導(dǎo)電薄膜速率低的刻蝕液即可實(shí)現(xiàn)本次構(gòu)圖過程。實(shí)際應(yīng)用中，由于本實(shí)施例黑矩陣為金屬材料，為防止黑矩陣產(chǎn)生的光反射， 可以在黑矩陣表面涂覆一層防反射層。需要說明的是，圖1所示結(jié)構(gòu)只是本實(shí)施例FFS 型TFT-LCD陣列基板的結(jié)構(gòu)形式之一，根據(jù)本實(shí)施例的設(shè)計(jì)思想，還存在相應(yīng)的結(jié)構(gòu)變 形。例如，在本實(shí)施例技術(shù)方案中，黑矩陣圖形可以只設(shè)置在柵線上方，其他位置(如 數(shù)據(jù)線和薄膜晶體管等位置)上方不設(shè)置黑矩陣，而這些位置由彩膜基板上對(duì)應(yīng)位置的 黑矩陣遮擋。黑矩陣圖形可以只設(shè)置在數(shù)據(jù)線上方，其他位置(如柵線和薄膜晶體管等 位置)上方不設(shè)置黑矩陣，而這些位置由彩膜基板上對(duì)應(yīng)位置的黑矩陣遮擋，此時(shí)電極 條結(jié)構(gòu)的公共電極可以通過連接條相互連接，并與黑矩陣連接。再如，黑矩陣圖形可以 只設(shè)置在柵線和數(shù)據(jù)線上方，其他位置(如薄膜晶體管等位置)上方不設(shè)置黑矩陣，而這 些位置由彩膜基板上對(duì)應(yīng)位置的黑矩陣遮擋。進(jìn)一步地，圖4 圖16所示制備流程也只是本實(shí)施例FFS型TFT-LCD陣列基板 的制造方法之一，實(shí)際應(yīng)用中可以通過增加或減少構(gòu)圖工藝形成新的制備流程。例如， 第五次構(gòu)圖工藝可以采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板通過一次構(gòu)圖工藝同時(shí)形成公共電極和 黑矩陣圖形。下面簡單說明該制備過程。圖17為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板第一實(shí)施例第五次構(gòu)圖工藝中光刻膠 曝光顯影后B6-B6向的剖面圖。首先采用PECVD方法沉積鈍化層8，然后采用磁控濺 射或熱蒸發(fā)的方法連續(xù)沉積透明導(dǎo)電薄膜21和黑矩陣金屬薄膜22。在黑矩陣金屬薄膜 22上涂覆一層光刻膠20，采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板對(duì)光刻膠20進(jìn)行曝光，顯影后使光 刻膠20形成未曝光區(qū)域A(光刻膠完全保留區(qū)域)、完全曝光區(qū)域B (光刻膠完全去除區(qū) 域)和部分曝光區(qū)域C(光刻膠部分保留區(qū)域)，如圖17所示。其中未曝光區(qū)域A對(duì)應(yīng)于黑矩陣圖形所在區(qū)域，部分曝光區(qū)域C對(duì)應(yīng)于公共電極圖形所在區(qū)域，完全曝光區(qū)域B 對(duì)應(yīng)于上述圖形以外的區(qū)域，未曝光區(qū)域A光刻膠的厚度大于部分曝光區(qū)域C光刻膠的厚度。圖18為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板第一實(shí)施例第五次構(gòu)圖工藝中第一次 刻蝕工藝后B6-B6向的剖面圖。通過第一次刻蝕工藝刻蝕掉完全曝光區(qū)域B的黑矩陣金 屬薄膜22和透明導(dǎo)電薄膜21，形成包括黑矩陣9的圖形，如圖18所示。圖19為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板第一實(shí)施例第五次構(gòu)圖工藝中灰化工 藝后B6-B6向的剖面圖。通過灰化工藝，去除部分曝光區(qū)域C的光刻膠，暴露出該區(qū)域 的黑矩陣金屬薄膜22，如圖19所示。圖20為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板第一實(shí)施例第五次構(gòu)圖工藝中第二次 刻蝕工藝后B6-B6向的剖面圖。通過第二次刻蝕工藝完全刻蝕掉部分曝光區(qū)域C的黑矩 陣金屬薄膜22，形成包括公共電極14的圖形，如圖20所示。最后剝離剩余的光刻膠，完成本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實(shí)施例第五次構(gòu)圖 工藝，如圖3所示。圖21為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板第二實(shí)施例的平面圖，所反映的是一 個(gè)像素單元的結(jié)構(gòu)，圖22為圖21中C1-C1向的剖面圖，圖23為圖21中D1-D1向的剖 面圖。如圖21 圖23所示，本實(shí)施例是前述第一實(shí)施例的一種結(jié)構(gòu)變形，主體結(jié)構(gòu)與 前述第一實(shí)施例基本相同，所不同的是，本實(shí)施例公共電極位于黑矩陣之上，即電極條 結(jié)構(gòu)的公共電極搭設(shè)在黑矩陣上，實(shí)現(xiàn)公共電極與黑矩陣的直接連接。本實(shí)施例制備過 程也與前述第一實(shí)施例的制備過程基本相同，所不同的是，本實(shí)施例在鈍化層上先形成 黑矩陣圖形，之后再形成公共電極圖形，且公共電極與黑矩陣連接。同樣地，本實(shí)施例 黑矩陣表面上可以涂覆有防反射層，黑矩陣圖形可以只設(shè)置在柵線、數(shù)據(jù)線或柵線和數(shù) 據(jù)線上方，這里不再贅述。本發(fā)明提供了一種FFS型TFT-LCD陣列基板，通過將黑矩陣圖形設(shè)置在陣列基 板上，且黑矩陣與公共電極連接，使黑矩陣不僅有效遮擋漏光區(qū)域，而且作為公共電極 的連接總線，有效解決了現(xiàn)有結(jié)構(gòu)生產(chǎn)成本高和公共電極延遲的技術(shù)缺陷。由于金屬薄 膜材料的黑矩陣形成在柵線、數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極的上方，因此可以有效減小黑矩 陣寬度，提高開口率。由于黑矩陣和公共電極均設(shè)置在陣列基板上且直接連接，因此完 全消除了現(xiàn)有結(jié)構(gòu)存在的公共電極延遲的缺陷，可以廣泛應(yīng)用于大尺寸顯示和液晶電視 等領(lǐng)域。圖24為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板制造方法的流程圖，包括步驟1、在基板上形成包括柵線、數(shù)據(jù)線、像素電極和薄膜晶體管的圖形；步驟2、在完成前述步驟的基板上形成包括公共電極和黑矩陣的圖形，所述黑矩 陣與所述公共電極連接。本發(fā)明提供了一種FFS型TFT-LCD陣列基板制造方法，通過將黑矩陣圖形形成 在陣列基板上，且黑矩陣與公共電極連接，使黑矩陣不僅有效遮擋漏光區(qū)域，而且作為 公共電極的連接總線，有效解決了現(xiàn)有結(jié)構(gòu)生產(chǎn)成本高和公共電極延遲的技術(shù)缺陷。由 于在陣列基板上制備黑矩陣圖形可以采用現(xiàn)有工藝設(shè)備和工藝流程，不需要增加額外的 生產(chǎn)設(shè)備，同時(shí)減少了在彩膜基板上制備黑矩陣圖形的設(shè)備和工藝，因此本發(fā)明有效降低了生產(chǎn)成本。在圖24所示技術(shù)方案中，步驟1具體包括步驟11、在基板上沉積柵金屬薄膜，通過構(gòu)圖工藝形成包括柵線和柵電極的圖 形；步驟12、在完成前述步驟的基板上依次沉積柵絕緣層、半導(dǎo)體薄膜和摻雜半導(dǎo) 體薄膜，通過構(gòu)圖工藝形成包括有源層的圖形，有源層包括半導(dǎo)體層和摻雜半導(dǎo)體層， 形成在柵絕緣層上并位于柵電極的上方；步驟13、在完成前述步驟的基板上沉積透明導(dǎo)電薄膜，通過構(gòu)圖工藝形成包括 像素電極的圖形；步驟14、在完成前述步驟的基板上沉積源漏金屬薄膜，通過構(gòu)圖工藝形成包括 數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和TFT溝道區(qū)域的圖形，所述源電極的一端位于有源層上，另 一端與數(shù)據(jù)線連接，所述漏電極的一端位于有源層上，另一端與像素電極直接連接，所 述源電極與漏電極之間形成TFT溝道區(qū)域。上述制備過程已在前述圖4 圖13所示技術(shù)方案中詳細(xì)介紹，這里不再贅述。圖25為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板制造方法第一實(shí)施例的流程圖，在圖 24所示技術(shù)方案中，步驟2包括步驟211、在完成前述步驟的基板上沉積鈍化層和透明導(dǎo)電薄膜，采用普通掩模 板通過構(gòu)圖工藝形成包括公共電極的圖形，所述公共電極為數(shù)個(gè)依次排列的電極條；步驟212、在完成前述步驟的基板上沉積黑矩陣金屬薄膜，采用普通掩模板通過 構(gòu)圖工藝形成包括黑矩陣的圖形，所述黑矩陣與公共電極連接。本實(shí)施例是一種采用二次構(gòu)圖工藝形成黑矩陣和公共電極圖形的技術(shù)方案，且 黑矩陣位于公共電極上方，該制備過程已在前述圖14 圖16所示技術(shù)方案中詳細(xì)介紹。圖26為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板制造方法第二實(shí)施例的流程圖，在圖 24所示技術(shù)方案中，步驟2包括步驟221、在完成前述步驟的基板上首先沉積鈍化層，然后連續(xù)沉積透明導(dǎo)電薄 膜和黑矩陣金屬薄膜；步驟222、在黑矩陣金屬薄膜上涂覆一層光刻膠；步驟223、采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板對(duì)光刻膠進(jìn)行曝光，顯影后使光刻膠形 成光刻膠完全保留區(qū)域、光刻膠完全去除區(qū)域和光刻膠部分保留區(qū)域；其中光刻膠完全 保留區(qū)域?qū)?yīng)于黑矩陣圖形所在區(qū)域，光刻膠部分保留區(qū)域?qū)?yīng)于公共電極圖形所在區(qū) 域，光刻膠完全去除區(qū)域?qū)?yīng)于上述圖形以外的區(qū)域；步驟224、通過第一次刻蝕工藝刻蝕掉光刻膠完全去除區(qū)域的黑矩陣金屬薄膜和 透明導(dǎo)電薄膜，形成包括黑矩陣的圖形；步驟225、通過灰化工藝去除光刻膠部分保留區(qū)域的光刻膠，暴露出該區(qū)域的黑 矩陣金屬薄膜；步驟226、通過第二次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠部分保留區(qū)域的黑矩陣金屬薄 膜，形成包括公共電極的圖形；步驟227、剝離剩余的光刻膠。本實(shí)施例是一種采用一次構(gòu)圖工藝同時(shí)形成黑矩陣和公共電極圖形的技術(shù)方案，且黑矩陣位于公共電極上方，該制備過程已在前述圖17 圖20所示技術(shù)方案中詳細(xì) 介紹。圖27為本發(fā)明FFS型TFT-LCD陣列基板制造方法第三實(shí)施例的流程圖，在圖 24所示技術(shù)方案中，步驟2包括步驟231、在完成前述步驟的基板上沉積鈍化層和黑矩陣金屬薄膜，采用普通掩 模板通過構(gòu)圖工藝形成包括黑矩陣的圖形；步驟232、在完成前述步驟的基板上沉積透明導(dǎo)電薄膜，采用普通掩模板通過構(gòu) 圖工藝形成包括公共電極的圖形，所述公共電極為數(shù)個(gè)依次排列的電極條，所述公共電 極與黑矩陣連接。本實(shí)施例是一種采用二次構(gòu)圖工藝形成黑矩陣和公共電極圖形的技術(shù)方案，且 公共電極位于黑矩陣上方。在前述實(shí)施例技術(shù)方案基礎(chǔ)上，由于本發(fā)明黑矩陣為金屬材料，為防止黑矩陣 產(chǎn)生的光反射，可以在步驟2之后增加在黑矩陣表面涂覆一層防反射層的步驟。最后應(yīng)說明的是以上發(fā)明僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照 較佳發(fā)明對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的 技術(shù)方案進(jìn)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FFS型TFT-LCD陣列基板，包括形成在基板上并限定了像素區(qū)域的柵線和數(shù) 據(jù)線，所述像素區(qū)域內(nèi)形成有像素電極、薄膜晶體管和與所述像素電極形成邊緣電場的 公共電極，其特征在于，還包括由金屬薄膜材料制備的黑矩陣，所述黑矩陣與所述公共 電極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的FFS型TFT-LCD陣列基板，其特征在于，所述薄膜晶體 管包括柵電極、有源層、源電極和漏電極，所述柵電極與柵線連接，并形成在基板上； 柵絕緣層形成在柵線和柵電極上并覆蓋整個(gè)基板；包括半導(dǎo)體層和摻雜半導(dǎo)體層的有源 層形成在柵絕緣層上并位于柵電極的上方；像素電極形成在柵絕緣層上并位于像素區(qū)域 內(nèi)；源電極的一端位于有源層上，另一端與數(shù)據(jù)線連接，漏電極的一端位于有源層上， 另一端與像素電極連接，源電極與漏電極之間形成TFT溝道區(qū)域；鈍化層形成在上述構(gòu) 圖上并覆蓋整個(gè)基板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的FFS型TFT-LCD陣列基板，其特征在于，所述公共電極為 數(shù)個(gè)依次排列的電極條并形成在所述鈍化層上，所述黑矩陣形成在上述構(gòu)圖上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的FFS型TFT-LCD陣列基板，其特征在于，所述公共電極和 黑矩陣由采用普通掩模板的二次構(gòu)圖工藝或采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板的一次構(gòu)圖工藝 形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的FFS型TFT-LCD陣列基板，其特征在于，所述黑矩陣形成 在所述鈍化層上，所述公共電極為數(shù)個(gè)依次排列的電極條并形成在上述構(gòu)圖上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的FFS型TFT-LCD陣列基板，其特征在于，所述黑矩陣和公 共電極由采用普通掩模板的二次構(gòu)圖工藝形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一權(quán)利要求所述的FFS型TFT-LCD陣列基板，其特征在 于，所述黑矩陣位于所述柵線和/或數(shù)據(jù)線的上方。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的FFS型TFT-LCD陣列基板，其特征在于，所述黑矩陣位于 所述薄膜晶體管的上方。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的FFS型TFT-LCD陣列基板，其特征在于，所述黑矩陣表面 設(shè)置有防反射層。
10.—種FFS型TFT-LCD陣列基板制造方法，其特征在于，包括在基板上形成包括柵線、數(shù)據(jù)線、像素電極和薄膜晶體管的圖形；在完成前述步驟的基板上形成包括公共電極和黑矩陣的圖形，所述黑矩陣與所述公 共電極連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的FFS型TFT-LCD陣列基板制造方法，其特征在于，所述 在基板上形成包括柵線、數(shù)據(jù)線、像素電極和薄膜晶體管的圖形包括在基板上沉積柵金屬薄膜，通過構(gòu)圖工藝形成包括柵線和柵電極的圖形；在完成前述步驟的基板上依次沉積柵絕緣層、半導(dǎo)體薄膜和摻雜半導(dǎo)體薄膜，通過 構(gòu)圖工藝形成包括有源層的圖形，有源層包括半導(dǎo)體層和摻雜半導(dǎo)體層，形成在柵絕緣 層上并位于柵電極的上方；在完成前述步驟的基板上沉積透明導(dǎo)電薄膜，通過構(gòu)圖工藝形成包括像素電極的圖形；在完成前述步驟的基板上沉積源漏金屬薄膜，通過構(gòu)圖工藝形成包括數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和TFT溝道區(qū)域的圖形，所述源電極的一端位于有源層上，另一端與數(shù)據(jù)線 連接，所述漏電極的一端位于有源層上，另一端與像素電極直接連接，所述源電極與漏 電極之間形成TFT溝道區(qū)域。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的FFS型TFT-LCD陣列基板制造方法，其特征在于， 所述形成包括公共電極和黑矩陣的圖形包括在完成前述步驟的基板上沉積鈍化層和透明導(dǎo)電薄膜，采用普通掩模板通過構(gòu)圖工 藝形成包括公共電極的圖形，所述公共電極為數(shù)個(gè)依次排列的電極條；在完成前述步驟的基板上沉積黑矩陣金屬薄膜，采用普通掩模板通過構(gòu)圖工藝形成 包括黑矩陣的圖形，所述黑矩陣與公共電極連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的FFS型TFT-LCD陣列基板制造方法，其特征在于， 所述形成包括公共電極和黑矩陣的圖形包括在完成前述步驟的基板上首先沉積鈍化層，然后連續(xù)沉積透明導(dǎo)電薄膜和黑矩陣金 屬薄膜；在黑矩陣金屬薄膜上涂覆一層光刻膠；采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板對(duì)光刻膠進(jìn)行曝光，顯影后使光刻膠形成光刻膠完全保 留區(qū)域、光刻膠完全去除區(qū)域和光刻膠部分保留區(qū)域；其中光刻膠完全保留區(qū)域?qū)?yīng)于 黑矩陣圖形所在區(qū)域，光刻膠部分保留區(qū)域?qū)?yīng)于公共電極圖形所在區(qū)域，光刻膠完全 去除區(qū)域?qū)?yīng)于上述圖形以外的區(qū)域；通過第一次刻蝕工藝刻蝕掉光刻膠完全去除區(qū)域的黑矩陣金屬薄膜和透明導(dǎo)電薄 膜，形成包括黑矩陣的圖形；通過灰化工藝去除光刻膠部分保留區(qū)域的光刻膠，暴露出該區(qū)域的黑矩陣金屬薄膜；通過第二次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠部分保留區(qū)域的黑矩陣金屬薄膜，形成包括 公共電極的圖形；剝離剩余的光刻膠。
14.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的FFS型TFT-LCD陣列基板制造方法，其特征在于， 所述形成包括公共電極和黑矩陣的圖形包括在完成前述步驟的基板上沉積鈍化層和黑矩陣金屬薄膜，采用普通掩模板通過構(gòu)圖 工藝形成包括黑矩陣的圖形；在完成前述步驟的基板上沉積透明導(dǎo)電薄膜，采用普通掩模板通過構(gòu)圖工藝形成包 括公共電極的圖形，所述公共電極為數(shù)個(gè)依次排列的電極條，所述公共電極與黑矩陣連 接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種FFS型TFT-LCD陣列基板及其制造方法，陣列基板包括形成在基板上并限定了像素區(qū)域的柵線和數(shù)據(jù)線，所述像素區(qū)域內(nèi)形成有像素電極、薄膜晶體管和與所述像素電極形成邊緣電場的公共電極，還包括由金屬薄膜材料制備的黑矩陣，所述黑矩陣與所述公共電極連接。制造方法包括形成包括柵線、數(shù)據(jù)線、像素電極和薄膜晶體管的圖形；形成包括公共電極和黑矩陣的圖形，所述黑矩陣由金屬薄膜材料制備，并與所述公共電極連接。本發(fā)明通過將黑矩陣圖形設(shè)置在陣列基板上，且黑矩陣與公共電極連接，使黑矩陣不僅可以有效遮擋漏光區(qū)域，而且可以作為公共電極的連接總線，有效解決了現(xiàn)有結(jié)構(gòu)生產(chǎn)成本高和公共電極延遲的技術(shù)缺陷。
文檔編號(hào)G02F1/1333GK102012590SQ200910091999
公開日2011年4月13日 申請日期2009年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月4日
發(fā)明者金原奭, 金永珉, 金馝奭 申請人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司, 成都京東方光電科技有限公司