專利名稱：高透光度平面內(nèi)轉(zhuǎn)換液晶顯示器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及高透光度平面內(nèi)轉(zhuǎn)換液晶顯示器及其制造方法。本申請(qǐng)尤其涉及具有水平電場(chǎng)的水平電場(chǎng)型液晶顯示器及其制造方法，所述水平電場(chǎng)位于設(shè)置在相同水平面上的像素電極和公共電極上方。
背景技術(shù)：
目前，發(fā)展了各種平板顯示器以克服陰極射線管的諸如重量重和體積大的多種缺點(diǎn)。平板顯示器包括液晶顯示器(或LCD)、場(chǎng)發(fā)射顯示器(或FED)、等離子體顯示面板 (或PDP)和電致發(fā)光顯示器(或ED)。液晶顯示器通過(guò)利用電場(chǎng)控制液晶層的透光度來(lái)表現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)。根據(jù)電場(chǎng)的方向，IXD可以被分成兩種主要類型，一種是垂直電場(chǎng)型，另一種是水平電場(chǎng)型。對(duì)于垂直電場(chǎng)型LCD來(lái)說(shuō)，形成在上基板上的公共電極和形成在下基板上的像素電極彼此相對(duì)，以形成方向垂直于基板表面的電場(chǎng)。設(shè)置在上基板和下基板之間的扭轉(zhuǎn)向列(TN)液晶層受垂直電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)。垂直電場(chǎng)型LCD具有高孔徑比的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)它具有約90 度的較窄視角的缺點(diǎn)。對(duì)于水平電場(chǎng)型LCD來(lái)說(shuō)，公共電極和像素電極平行地形成在相同的基板上。設(shè)置在上基板和下基板之間的液晶層被平行于基板表面的電場(chǎng)按照平面內(nèi)轉(zhuǎn)換(IPQ模式驅(qū)動(dòng)。水平電場(chǎng)型LCD具有比垂直電場(chǎng)型LCD更寬的超過(guò)170度的視角和更快的響應(yīng)速度的優(yōu)點(diǎn)。下面，將解釋水平電場(chǎng)型LCD。圖1是圖示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的水平電場(chǎng)型液晶顯示器的平面圖。圖2A到2D是沿圖1的1-1’線剖開的圖示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板的制造步驟的剖面圖。參照?qǐng)D1和圖2A到2D，液晶顯示面板包括其上具有多個(gè)薄膜晶體管的薄膜晶體管陣列基板。液晶顯示面板還包括圖中未示出的面對(duì)薄膜晶體管基板的濾色器基板，以及薄膜晶體管基板與濾色器基板之間的液晶層。濾色器基板包括多個(gè)濾色器和黑矩陣。水平電場(chǎng)型LCD面板的薄膜晶體管基板包括下基板SUB上的彼此交叉的柵極線 GL和數(shù)據(jù)線DL ；形成在柵極線GL和數(shù)據(jù)線DL的交叉部分的薄膜晶體管TFT ；形成在柵極線GL和數(shù)據(jù)線DL的交叉結(jié)構(gòu)所限定的像素區(qū)域內(nèi)用來(lái)形成水平電場(chǎng)的像素電極PXL和公共電極COM ；和連接到公共電極COM的公共線CL。薄膜晶體管TFT包括從柵極線GL分支出的柵極電極G ；在覆蓋柵極電極G的柵極絕緣層GI上的與柵極電極G重疊的半導(dǎo)體層A ；從數(shù)據(jù)線DL分支出并且接觸半導(dǎo)體層 A的一側(cè)的源極電極S;與源極電極相對(duì)并且接觸半導(dǎo)體層A的另一側(cè)的漏極電極D。在薄膜晶體管TFT上形成鈍化層PASSI以覆蓋并保護(hù)薄膜晶體管TFT。在鈍化層PASSI上形成像素電極PXL和公共電極COM。柵極線GL將柵極信號(hào)提供給柵極電極G。數(shù)據(jù)線DL將像素信號(hào)通過(guò)薄膜晶體管 TFT的漏極電極D提供給像素電極PXL。柵極線GL和數(shù)據(jù)線DL形成在交叉結(jié)構(gòu)中以限定像素區(qū)域。公共線CL形成為與柵極線GL平行，并且將用來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶層的基準(zhǔn)電壓信號(hào)提供給公共電極COM，像素區(qū)域在柵極線GL之間。薄膜晶體管TFT通過(guò)對(duì)柵極線GL的柵極信號(hào)的響應(yīng)，將像素信號(hào)電壓充電至并且保持在像素電極PXL。像素電極PXL形成在像素區(qū)域內(nèi)以連接到薄膜晶體管TFT的漏極電極D，漏極電極D經(jīng)由穿過(guò)鈍化層PASSI形成的漏極接觸孔CHD暴露。公共電極COM形成在像素區(qū)域內(nèi)，以經(jīng)由穿過(guò)鈍化層PASSI和柵極絕緣層GI形成的公共接觸孔CHCOM連接到公共線CL。尤其是，像素電極PXL和公共電極COM在像素區(qū)域內(nèi)彼此平行設(shè)置。例如，公共電極COM具有彼此分離預(yù)定距離設(shè)置的多個(gè)垂直段。像素電極PXL具有多個(gè)垂直段，多個(gè)垂直段中的每一段都設(shè)置在公共電極COM的段之間。因此，在由薄膜晶體管TFT提供像素信號(hào)電壓的像素電極PXL和由公共線CL提供基準(zhǔn)信號(hào)電壓的公共電極COM之間形成水平電場(chǎng)。由于這個(gè)水平電場(chǎng)，設(shè)置在薄膜晶體管陣列基板和濾色器基板之間的液晶層的液晶分子由于介電各向異性而旋轉(zhuǎn)。根據(jù)該旋轉(zhuǎn)量，像素區(qū)域的透光度不同，進(jìn)而可以表現(xiàn)視頻圖像。下面將參考圖1和圖2A到2D解釋水平電場(chǎng)型液晶顯示面板的制造過(guò)程。該制造過(guò)程具有四個(gè)掩模工序，這是目前技術(shù)中基本穩(wěn)定的處理方法。在基板SUB上沉積柵極金屬。通過(guò)用第一掩模工序圖案化柵極金屬來(lái)形成柵極元件。如圖2A所示，柵極元件包括柵極線GL、從柵極線GL分支出的柵極電極G ；形成在柵極線GL —端的柵極焊盤GP ；和與柵極線GL平行設(shè)置的公共線CL。在具有柵極元件的基板SUB的整個(gè)表面上沉積柵極絕緣層GI。然后，在柵極絕緣層GI上順序沉積半導(dǎo)體材料和源極-漏極金屬。通過(guò)用第二掩模工序圖案化半導(dǎo)體材料和源極-漏極金屬來(lái)形成源極-漏極元件。如圖2B所示，源極-漏極元件包括與柵極線 GL交叉的數(shù)據(jù)線DL ；形成在數(shù)據(jù)線DL —端的數(shù)據(jù)焊盤DP ；從數(shù)據(jù)線DL分支出并且與柵極電極G的一側(cè)重疊的源極電極S;以及與源極電極S相對(duì)并且與柵極電極G的另一側(cè)重疊的漏極電極D。尤其是，源極電極S和漏極電極D彼此物理分離，但是它們經(jīng)由半導(dǎo)體層A連接起來(lái)，半導(dǎo)體層A形成在柵極絕緣層GI上并且與源極電極S和漏極電極D下方的柵極電極G重疊。去除源極電極S和漏極電極D之間的源極-漏極金屬，但是應(yīng)當(dāng)留下被去除的源極-漏極金屬下方的半導(dǎo)體層。因此，優(yōu)選使用半色調(diào)掩模。也就是，在源極-漏極元件下方留下半導(dǎo)體材料，并且該半導(dǎo)體材料不起作用。只有源極電極S與漏極電極D之間的半導(dǎo)體材料起到半導(dǎo)體溝道層A的作用。在此之后，如圖1所示，漏極電極D可以形成為與公共線CL重疊。在這種情況下，與漏極電極D重疊的部分可以起到存儲(chǔ)電容Cst的作用。在具有源極-漏極元件的基板SUB的整個(gè)表面上沉積鈍化層PASSI。如圖2C所示，通過(guò)用第三掩模工序圖案化鈍化層PASSI，形成暴露漏極電極D的一些部分的漏極接觸孔CHD和暴露數(shù)據(jù)焊盤DP的一些部分的數(shù)據(jù)焊盤接觸孔CHDP。同時(shí)，通過(guò)圖案化鈍化層 PASSI和柵極絕緣層GI，形成暴露柵極焊盤GP的一些部分的柵極焊盤接觸孔CHGP。而且， 在剖面圖中未示出，形成暴露公共線CL的一些部分的公共接觸孔CHC0M。在具有接觸孔CHGP、CHD、CHDP和CHCOM的鈍化層PASSI上沉積諸如ITO (氧化銦錫)的透明導(dǎo)電材料。通過(guò)用第四掩模工序圖案化透明導(dǎo)電材料，在像素區(qū)域內(nèi)形成像素電極PXL和公共電極COM。同時(shí)，形成通過(guò)柵極焊盤接觸孔CHGP接觸柵極焊盤GP的柵極焊盤端子GPT和通過(guò)數(shù)據(jù)焊盤接觸孔CHDP接觸數(shù)據(jù)焊盤DP的數(shù)據(jù)焊盤端子DPT。像素電極 PXL通過(guò)漏極接觸孔CHD接觸漏極電極D。公共電極COM通過(guò)公共接觸孔CHCOM接觸公共線CL。如圖2D所示，像素電極PXL和公共電極COM隔著預(yù)定的距離彼此平行地設(shè)置。然后，盡管未在圖中示出，具有像素電極PXL和公共電極COM的薄膜晶體管陣列基板將被傳送到處理室中以形成取向?qū)?。然后，結(jié)合薄膜晶體管陣列基板與濾色器陣列基板， 并使液晶層介于薄膜晶體管陣列基板和濾色器陣列基板之間，從而完成液晶顯示面板。下面將詳細(xì)解釋上面提到的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板中用于驅(qū)動(dòng)液晶層的水平電場(chǎng)的形成。圖3是沿圖1的11-11’線剖開的剖面圖，圖示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板中在像素電極和公共電極之間形成的用于驅(qū)動(dòng)液晶分子的水平電場(chǎng)的形成。
參照?qǐng)D2，在相同的水平面上平行地設(shè)置像素電極PXL和公共電極COM。當(dāng)像素電極PXL和公共電極COM之間存在DC電壓差時(shí)，水平電場(chǎng)形成為如圖3中示出的實(shí)曲線。如上面所解釋的，像素電極PXL和公共電極COM具有矩形段的形狀。隔著預(yù)定的距離相對(duì)地設(shè)置像素電極PXL和公共電極COM。如圖3所示，在目前使用最多的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板中，像素電極PXL和公共電極COM形成為具有大約4 μ m(微米)線寬的段形狀。像素電極PXL和公共電極COM彼此間隔大約10-12 μ m的距離，該距離大約是線寬的2. 5-3倍。此外，在像素電極PXL和公共電極COM上沉積用于限定液晶層的液晶分子LCM的最初取向的取向?qū)覣LG。當(dāng)在像素電極PXL和公共電極COM之間形成電場(chǎng)時(shí)，液晶層分子LCM沿電場(chǎng)的方向重新排列。在這種情況下，在像素電極PXL和公共電極COM的最靠近的側(cè)邊之間的空間中形成水平電場(chǎng)。然而，在像素電極PXL和公共電極COM的正上方?jīng)]有水平電場(chǎng)，而幾乎都是垂直電場(chǎng)。在這種情況下，如圖3所示，設(shè)置在像素電極PXL和公共電極COM正上方的大多數(shù)液晶分子LCM沒(méi)有被電場(chǎng)重新排列，而是保持最初的取向。也就是，設(shè)置在像素電極PXL和公共電極COM之間的液晶分子LCM被水平電場(chǎng)所驅(qū)動(dòng)，對(duì)透光度的變化有貢獻(xiàn)。然而，在像素電極PXL和公共電極COM正上方的液晶分子LCM沒(méi)有被水平電場(chǎng)所驅(qū)動(dòng)，因此它們對(duì)透光度的變化沒(méi)有貢獻(xiàn)。因此，被像素電極PXL和公共電極COM所占據(jù)的區(qū)域是非顯示區(qū)域 NDA,只有像素電極PXL和公共電極COM之間的空間的區(qū)域是顯示區(qū)域DA。在垂直電場(chǎng)型中，像素區(qū)域中的像素電極PXL和公共電極COM的整個(gè)重疊區(qū)域都直接對(duì)孔徑比和亮度有貢獻(xiàn)。然而，在水平電場(chǎng)型中，像素電極PXL和公共電極COM的區(qū)域不直接對(duì)孔徑比和亮度有貢獻(xiàn)。甚至即使像素電極PXL和公共電極COM由透明材料制成， 它們?nèi)詴?huì)降低孔徑比和亮度。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上面提到的缺點(diǎn)，本申請(qǐng)的目的是提供一種高透光度平面內(nèi)轉(zhuǎn)換液晶顯示器及其制造方法，其中增加了被水平電場(chǎng)所驅(qū)動(dòng)的液晶分子的部分。本申請(qǐng)的另一個(gè)目的是提供一種高透光度平面內(nèi)轉(zhuǎn)換液晶顯示器及其制造方法，其中設(shè)置在像素電極和公共電極正上方的液晶分子被水平電場(chǎng)所驅(qū)動(dòng)。本申請(qǐng)的再一個(gè)目的是提供一種高透光度平面內(nèi)轉(zhuǎn)換液晶顯示器及其制造方法，其中在設(shè)置于同一水平面上的像素電極和公共電極上方形成水平電場(chǎng)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N水平電場(chǎng)型液晶顯示器，包括基板；彼此交叉且在基板上限定像素區(qū)域的柵極線和數(shù)據(jù)線，在柵極線和數(shù)據(jù)線之間具有柵極絕緣層； 薄膜晶體管，形成在柵極線和數(shù)據(jù)線交叉處；像素電極，在柵極絕緣層上接觸薄膜晶體管； 公共電極，與像素電極平行地隔著預(yù)定距離設(shè)置；和鈍化層，覆蓋包括像素電極和公共電極的基板的整個(gè)表面。像素電極與公共電極之間的預(yù)定距離是像素電極與公共電極中至少一個(gè)寬度的 0. 5-1. 5 倍。該液晶顯示器還包括柵極焊盤，形成在柵極線的一端；數(shù)據(jù)焊盤，形成在數(shù)據(jù)線的一端；數(shù)據(jù)焊盤接觸孔，穿過(guò)鈍化層暴露數(shù)據(jù)焊盤的一些部分；柵極焊盤接觸孔，穿過(guò)鈍化層和柵極絕緣層暴露柵極焊盤的一些部分；數(shù)據(jù)焊盤端子，填充在數(shù)據(jù)焊盤接觸孔中并且接觸數(shù)據(jù)焊盤；和柵極焊盤端子，填充在柵極焊盤接觸孔中并且接觸柵極焊盤。該液晶顯示器還包括公共線，與柵極線平行地設(shè)置在同一水平面上；公共接觸孔，穿過(guò)鈍化層暴露公共電極的一些部分，并且穿過(guò)鈍化層和柵極絕緣層暴露公共線的一些部分；公共連接端子，填充在公共接觸孔中，并且連接公共電極和公共線。薄膜晶體管包括柵極電極，從柵極線分支出；半導(dǎo)體層，在覆蓋柵極線和柵極電極的柵極絕緣層上與柵極電極重疊；源極電極，形成在柵極絕緣層上，從數(shù)據(jù)線分支出并且接觸半導(dǎo)體層的一側(cè)；和漏極電極，接觸半導(dǎo)體層的另一側(cè)，并且與源極電極相對(duì)。一種高透光度平面內(nèi)轉(zhuǎn)換液晶顯示器的制造方法包括第一掩模工序，通過(guò)在基板上沉積和圖案化柵極金屬來(lái)形成柵極元件；第二掩模工序，通過(guò)順序沉積柵極絕緣層、 半導(dǎo)體材料和源極-漏極金屬，并且通過(guò)圖案化半導(dǎo)體材料和源極-漏極金屬以形成源極-漏極元件來(lái)完成薄膜晶體管；第三掩模工序，通過(guò)在柵極絕緣層上沉積和圖案化透明導(dǎo)電材料，形成連接薄膜晶體管的像素電極和與像素電極平行地隔著預(yù)定距離設(shè)置的公共電極；和第四掩模工序，通過(guò)在具有像素電極和公共電極的基板的整個(gè)表面上沉積和圖案化鈍化層，形成暴露柵極元件的一些部分的柵極接觸孔和暴露源極-漏極元件的一些部分的數(shù)據(jù)接觸孔，并且形成分別填充在柵極接觸孔和數(shù)據(jù)接觸孔中的柵極端子和數(shù)據(jù)端子。第四掩模工序包括在鈍化層上沉積和圖案化光刻膠；用圖案化的光刻膠形成柵極接觸孔和數(shù)據(jù)接觸孔；在具有圖案化的光刻膠、柵極接觸孔和數(shù)據(jù)接觸孔的基板的整個(gè)表面上沉積導(dǎo)電材料；和通過(guò)去除圖案化的光刻膠形成柵極端子和數(shù)據(jù)端子，以選擇性地去除沉積在光刻膠上的導(dǎo)電材料和保留填充在柵極接觸孔和數(shù)據(jù)接觸孔中的導(dǎo)電材料。第一掩模工序中的柵極元件包括柵極線；從柵極線分支出的柵極電極；形成在柵極線一端的柵極焊盤；和與柵極線平行設(shè)置的公共線，并且其中第四掩模工序中的柵極接觸孔包括柵極焊盤接觸孔，穿過(guò)鈍化層和柵極絕緣層暴露柵極焊盤的一些部分；公共接觸孔，穿過(guò)鈍化層和柵極絕緣層暴露公共線的一些部分，并且穿過(guò)鈍化層暴露公共電極的一些部分。第四掩模工序中的柵極端子包括填充在柵極焊盤接觸孔中并且接觸柵極焊盤的柵極焊盤端子；填充在公共接觸孔中并且將公共線的一些部分與公共電極的一些部分連接起來(lái)的公共連接端子。
第二掩模工序中的源極-漏極元件包括與柵極線交叉的數(shù)據(jù)線，柵極線和數(shù)據(jù)線之間具有柵極絕緣層；形成在數(shù)據(jù)線一端的數(shù)據(jù)焊盤；從數(shù)據(jù)線分支出并且與柵極電極的一側(cè)重疊的源極電極；以及與柵極電極的另一側(cè)重疊并且與源極電極相對(duì)的漏極電極， 其中薄膜晶體管在柵極絕緣層上與柵極電極重疊，并且包括連接源極電極和漏極電極的半導(dǎo)體層，并且其中第四掩模工序中的數(shù)據(jù)接觸孔包括穿過(guò)鈍化層暴露數(shù)據(jù)焊盤的一些部分的數(shù)據(jù)焊盤接觸孔。第四掩模工序中的數(shù)據(jù)端子包括填充在數(shù)據(jù)焊盤接觸孔中并且連接數(shù)據(jù)焊盤的數(shù)據(jù)焊盤端子。在根據(jù)本申請(qǐng)的液晶顯示器中，由于所有液晶分子，包括設(shè)置在像素電極和公共電極正上方的分子都被水平電場(chǎng)所驅(qū)動(dòng)，所以提高了透光度和孔徑比。而且，根據(jù)本申請(qǐng)， 可以通過(guò)簡(jiǎn)化光學(xué)膜的結(jié)構(gòu)來(lái)制造結(jié)構(gòu)優(yōu)化且制造成本降低的液晶顯示面板。


所包括的用于提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解的附圖合并入并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，圖示本發(fā)明的實(shí)施例并且與說(shuō)明書一起用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1是圖示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的水平電場(chǎng)型液晶顯示器的平面圖。圖2A到2D是沿圖1的1_1’線剖開的剖面圖，圖示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板的制造步驟。圖3是沿圖1的11-11’線剖開的剖面圖，圖示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板中在像素電極和公共電極之間形成的用于驅(qū)動(dòng)液晶分子的水平電場(chǎng)的形成。圖4是圖示根據(jù)本申請(qǐng)第一實(shí)施例的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板中在像素電極和公共電極之間形成的用于驅(qū)動(dòng)液晶分子的水平電場(chǎng)的形成的剖面圖。圖5A和5B是圖示根據(jù)本申請(qǐng)第二實(shí)施例的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板的制造步驟的剖面圖。圖6是圖示根據(jù)本申請(qǐng)第三實(shí)施例的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)的平面圖。圖7A到7E是沿圖6的III-III’線剖開的剖面圖，圖示根據(jù)本申請(qǐng)第三實(shí)施例的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板的制造步驟。
具體實(shí)施例方式下面參照包括圖4到7E的附圖解釋本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例。圖4是圖示根據(jù)本申請(qǐng)第一實(shí)施例的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板中在像素電極和公共電極之間形成的用于驅(qū)動(dòng)液晶分子的水平電場(chǎng)的形成的剖面圖。圖5A和5B是圖示根據(jù)本申請(qǐng)第二實(shí)施例的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板的制造步驟的剖面圖。在本申請(qǐng)中，重要的是將像素電極與公共電極之間的電場(chǎng)的所有輪廓線構(gòu)造為具有水平分量。為此，優(yōu)選將像素電極PXL和公共電極COM設(shè)置為具有比現(xiàn)有技術(shù)的情況更窄的距離。也就是，根據(jù)本申請(qǐng)第一實(shí)施例的薄膜晶體管陣列基板的制造方法可以包括與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的制造方法相同的步驟。然而，當(dāng)形成像素電極PXL和公共電極COM時(shí)，優(yōu)選將像素電極PXL和公共電極COM設(shè)置為具有比現(xiàn)有技術(shù)更近的距離。參考圖4，將像素電極PXL和公共電極COM按照它們的寬度的0. 5-1. 5倍的距離設(shè)置。例如，當(dāng)像素電極PXL和公共電極COM具有4 μ m的寬度時(shí)，可以將像素電極PXL和公共電極COM設(shè)置為具有在2_6 μ m 之中選擇的一個(gè)距離。在這種情況下，如圖4所示，在像素電極PXL和公共電極COM之間形成的所有電場(chǎng)輪廓線都對(duì)形成水平電場(chǎng)有貢獻(xiàn)。僅在像素電極PXL和公共電極COM的極其小的中間部分上可能存在微弱電場(chǎng)的垂直分量。因此，在根據(jù)本申請(qǐng)的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板中，液晶材料的所有分子被水平電場(chǎng)所驅(qū)動(dòng)。也就是，在現(xiàn)有技術(shù)中由于沒(méi)有被水平電場(chǎng)所影響而沒(méi)有被驅(qū)動(dòng)的設(shè)置在像素電極PXL和公共電極COM上方的液晶分子可以被根據(jù)本申請(qǐng)的水平電場(chǎng)所驅(qū)動(dòng)。因此，本申請(qǐng)?zhí)岢隽司哂刑岣叩耐腹舛鹊囊壕э@示器。然而，在本申請(qǐng)的第一實(shí)施例中，可能存在另一個(gè)問(wèn)題。由于將像素電極PXL和公共電極COM設(shè)置為具有與它們的寬度相同的距離，所以它們可能被無(wú)意中設(shè)置在其上的外來(lái)材料所損壞。尤其是，當(dāng)在其上設(shè)置導(dǎo)電的外來(lái)材料時(shí)，像素電極PXL和公共電極COM可能被電連接，從而不能形成水平電場(chǎng)。如上所述，在形成了像素電極PXL和公共電極COM之后，將薄膜晶體管陣列基板傳送到反應(yīng)室中以沉積取向?qū)印Ｔ谶@個(gè)過(guò)程中，在被外來(lái)材料尤其是導(dǎo)電的外來(lái)材料所污染的條件下暴露薄膜晶體管。因此，優(yōu)選在薄膜晶體管陣列的制造工序的條件下繼續(xù)進(jìn)行取向?qū)拥某练e工序。但很難如此處理，因?yàn)槌练e工序與薄膜晶體管陣列的制造工序具有完全不同的條件。為了克服這些問(wèn)題，根據(jù)本申請(qǐng)第二實(shí)施例，在像素電極和公共電極之后還形成第二保護(hù)層。圖5A和5B是圖示根據(jù)本申請(qǐng)第二實(shí)施例的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板的制造步驟的剖面圖。通過(guò)與本申請(qǐng)的第一實(shí)施例相同的方法，制造具有像素電極PXL和公共電極COM 的薄膜晶體管基板。如上所述，制造薄膜晶體管基板的步驟與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的制造方法相同。也就是，用圖2A到2D中示出的相同步驟，在基板SUB上形成像素電極PXL、公共電極 COM、柵極焊盤端子GPT、和數(shù)據(jù)焊盤端子DPT。在具有像素電極PXL、公共電極COM、柵極焊盤端子GPT、和數(shù)據(jù)焊盤端子DPT的基板SUB的整個(gè)表面上沉積第二鈍化層PASSI2。像素電極PXL和公共電極COM即使被第二鈍化層PASSI2覆蓋也沒(méi)有問(wèn)題。然而，應(yīng)當(dāng)暴露柵極焊盤端子GPT和數(shù)據(jù)焊盤端子DPT，因?yàn)橐獜耐獠吭蛩鼈兲峁╇娦盘?hào)。因此，如圖5A所示，通過(guò)用第五掩模工序圖案化第二鈍化層PASSI2，形成暴露柵極焊盤端子GPT的第二柵極焊盤接觸孔CHGP2和暴露數(shù)據(jù)焊盤端子DPT的數(shù)據(jù)焊盤接觸孔CHDP2。在具有第二接觸孔CHGP2和CHDP2的第二鈍化層PASSI2上沉積諸如氧化銦錫 (ITO)的透明導(dǎo)電材料。如圖5B所示，通過(guò)用第六掩模工序圖案化透明導(dǎo)電層，形成通過(guò)第二柵極焊盤接觸孔CHGP2接觸柵極焊盤端子GPT的第二柵極焊盤端子GPT2，和通過(guò)第二數(shù)據(jù)焊盤接觸孔CHDP2接觸數(shù)據(jù)焊盤端子DPT的第二數(shù)據(jù)焊盤端子DPT2。根據(jù)本申請(qǐng)第二實(shí)施例的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板可以在像素電極PXL和公共電極COM上方形成水平電場(chǎng)輪廓。而且，由于像素電極PXL和公共電極COM被第二鈍化層 PASSI2所覆蓋，所以可以防止它們?cè)谥圃爝^(guò)程中被外來(lái)材料所損壞。然而，如上所示，第二實(shí)施例需要具有兩個(gè)附加的掩模工序。這些附加的掩模工序會(huì)增加制造單件工時(shí)，并且制造成本會(huì)很昂貴。因此，本申請(qǐng)的第二實(shí)施例具有不適用于實(shí)際制造工藝的缺點(diǎn)。為了克服這些問(wèn)題和缺點(diǎn)，本申請(qǐng)的第三實(shí)施例提供了一種用4個(gè)掩模工序制造薄膜晶體管陣列基板以及相應(yīng)的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板的方法，所制造的薄膜晶體管陣列基板具有緊密設(shè)置的像素電極和公共電極。圖6是圖示根據(jù)本申請(qǐng)第三實(shí)施例的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)的平面圖。圖7A到7E是沿圖6的III-III’線剖開的剖面圖，圖示根據(jù)本申請(qǐng)第三實(shí)施例的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板的制造步驟。首先將參照?qǐng)D7A到7E解釋薄膜晶體管陣列基板的制造方法。在基板SUB上沉積柵極金屬。通過(guò)用第一掩模工序圖案化柵極金屬來(lái)形成柵極元件。如圖7A所示，柵極元件包括柵極線GL、從柵極線GL分支出的柵極電極G ；形成在柵極線GL的一端的柵極焊盤GP ； 和與柵極線GL平行設(shè)置的公共線CL。在具有柵極元件的基板SUB的整個(gè)表面上沉積柵極絕緣層GI。然后，在柵極絕緣層GI上順序沉積半導(dǎo)體材料和源極-漏極金屬。如圖7B所示，通過(guò)用第二掩模工序圖案化半導(dǎo)體材料和源極-漏極金屬來(lái)形成源極-漏極元件。源極-漏極元件包括在柵極絕緣層GI上與柵極線GL交義的數(shù)據(jù)線DL ；形成在數(shù)據(jù)線DL的一端的數(shù)據(jù)焊盤DP ；從數(shù)據(jù)線DL分支出并且與柵極電極G的一側(cè)重疊的源極電極S ；以及與源極電極S相對(duì)并且與柵極電極G的另一側(cè)重疊的漏極電極D。尤其是，源極電極S和漏極電極D彼此物理分離，但是它們通過(guò)與柵極絕緣層GI上的柵極電極G重疊的半導(dǎo)體溝道層A電連接起來(lái)。應(yīng)去除源極電極S和漏極電極D之間的源極-漏極金屬，但是它們之間的半導(dǎo)體層應(yīng)該被留下，因此，優(yōu)選使用半色調(diào)掩模。然后，在源極電極S和漏極電極D下方也留下半導(dǎo)體材料，并且該半導(dǎo)體材料不特別起作用。只有源極電極S與漏極電極D之間的半導(dǎo)體材料起到半導(dǎo)體溝道層A的作用。在具有源極-漏極元件的基板SUB的整個(gè)表面上沉積諸如氧化銦錫(ITO)的透明導(dǎo)電材料。通過(guò)用第三掩模工序圖案化透明導(dǎo)電材料，在柵極絕緣層GI上的像素區(qū)域內(nèi)形成像素電極PXL和公共電極COM。像素電極PXL可以覆蓋漏極電極D的一些部分。像素電極PXL和公共電極COM隔著預(yù)定距離彼此平行地設(shè)置。尤其是，如圖7C所示，像素電極PXL 和公共電極COM被設(shè)置為具有像素電極PXL或公共電極COM的寬度的0. 5-1. 5倍的距離。在具有像素電極PXL和公共電極COM的基板SUB的整個(gè)表面上沉積鈍化層PASSI。 通過(guò)用第四掩模工序圖案化鈍化層PASSI，形成暴露焊盤的接觸孔，同時(shí)形成通過(guò)該接觸孔接觸焊盤的焊盤端子。下面將解釋具體的制造方法。在鈍化層PASSI上沉積光刻膠PR。通過(guò)用于形成柵極焊盤接觸孔CHGP和數(shù)據(jù)焊盤接觸孔CHDP的第四掩模圖案化該光刻膠PR。根據(jù)光刻膠ra的圖案來(lái)刻蝕鈍化層PASSI， 形成暴露數(shù)據(jù)焊盤DP的所有部分或一些部分的數(shù)據(jù)焊盤接觸孔CHDP。然后，通過(guò)順序刻蝕鈍化層PASSI和柵極絕緣層GI，形成暴露柵極焊盤GP的所有部分或一些部分的柵極焊盤接觸孔CHGP。雖然沒(méi)有在剖面圖中示出，但可以通過(guò)刻蝕鈍化層PASSI和柵極絕緣層GI，進(jìn)一步形成穿過(guò)鈍化層PASSI和柵極絕緣層GI暴露公共線CL的一些部分和穿過(guò)鈍化層PASSI 暴露公共電極COM的一些部分的公共接觸孔CHC0M。然后，如圖7D所示，沒(méi)有剝離光刻膠 PR，在基板SUB的整個(gè)表面上沉積諸如氧化銦錫(ITO)或金屬的導(dǎo)電材料M。在導(dǎo)電材料M覆蓋光刻膠ra的表面且填充在柵極焊盤接觸孔CHGP和數(shù)據(jù)焊盤接觸孔CHDP中的情況下，通過(guò)剝離工序去除光刻膠PR。然后，覆蓋光刻膠I3R的導(dǎo)電材料M將與光刻膠I3R—起被去除。在此之后，如圖7E所示，填充在柵極焊盤接觸孔CHGP和數(shù)據(jù)焊盤接觸孔CHDP中的導(dǎo)電材料M將分別是接觸柵極焊盤GP的柵極焊盤端子GPT和接觸數(shù)據(jù)焊盤DP的數(shù)據(jù)焊盤端子DPT。雖然沒(méi)有在剖面圖中示出，但暴露公共線CL和公共電極COM 的一些部分的公共接觸孔CHCOM被導(dǎo)電材料M所填充。因此，可以形成將公共電極COM與公共線CL連接起來(lái)的公共連接端子C0MT。根據(jù)本申請(qǐng)的第三實(shí)施例，可以利用四個(gè)掩模工序制造薄膜晶體管基板，在該薄膜晶體管基板上像素電極PXL和公共電極COM比現(xiàn)有技術(shù)更緊密的設(shè)置，足以在像素電極 PXL和公共電極COM自身上方形成水平電場(chǎng)。而且，由于在柵極絕緣層GI和鈍化層PASSI 之間形成像素電極PXL和公共電極COM，因此在制造薄膜晶體管陣列基板的過(guò)程中不存在導(dǎo)致像素電極PXL和公共電極COM之間的短路問(wèn)題的外來(lái)材料。此外，參見(jiàn)圖6，下面將解釋根據(jù)本申請(qǐng)第三實(shí)施例的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)特性。根據(jù)本申請(qǐng)第三實(shí)施例的水平電場(chǎng)型液晶顯示面板包括基板SUB ；彼此交叉且限定像素區(qū)域的柵極線GL和數(shù)據(jù)線DL，柵極絕緣層GI介于柵極線GL和數(shù)據(jù)線DL之間； 在柵極線GL和數(shù)據(jù)線DL交叉處形成的薄膜晶體管TFT ；與薄膜晶體管TFT電連接且形成在柵極絕緣層GI上的像素電極PXL ；與像素電極PXL平行地隔著預(yù)定距離設(shè)置的公共電極 COM ；以及覆蓋具有像素電極PXL和公共電極COM的基板SUB的鈍化層PASSI。也就是，依照在柵極絕緣層GI上用像素電極PXL覆蓋漏極電極D的方式，形成漏極電極D和像素電極PXL。填充公共接觸孔CHCOM的公共連接端子COMT將公共電極COM和公共線CL連接起來(lái)，公共接觸孔CHCOM同時(shí)暴露公共電極COM和公共線CL的一些部分。而且，在鈍化層PASSI上暴露的包括柵極焊盤端子GPT和數(shù)據(jù)焊盤端子DPT的焊盤端子填充在接觸孔CHGP和CHDP中，并且完全覆蓋分別通過(guò)接觸孔CHGP和CHDP暴露的柵極焊盤GP和數(shù)據(jù)焊盤DP。因此，在平面圖中，柵極焊盤端子GPT和數(shù)據(jù)焊盤端子DPT的每一個(gè)分別與接觸孔CHGP和CHDP的每一個(gè)具有相同的尺寸和形狀。在圖6的平面圖中，盡管可能沒(méi)有顯示出像素電極PXL和公共電極COM之間的距離比圖1現(xiàn)有技術(shù)的距離更近，這是由制圖方便性所致。事實(shí)上，像素電極PXL和公共電極 COM之間的距離比圖1顯示的距離近得多。尤其是，像素電極PXL和公共電極COM被設(shè)置為具有像素電極PXL或公共電極COM的寬度的0. 5-1. 5倍的距離。盡管參照附圖具體描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，可以按照其它形式實(shí)施本發(fā)明，而不改變本發(fā)明的技術(shù)意圖或?qū)嵸|(zhì)特征。因此，應(yīng)注意到前面所述的實(shí)施例在各個(gè)方面只是例示性的，并不構(gòu)成對(duì)發(fā)明的限制。本發(fā)明的范圍由所附附圖限定，而非發(fā)明的具體說(shuō)明。在權(quán)利要求書的意圖和范圍內(nèi)的所有改變或變型或其等價(jià)物均應(yīng)落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種水平電場(chǎng)型液晶顯示器，包括 基板；柵極線和數(shù)據(jù)線，彼此交叉且在基板上限定像素區(qū)域，在所述柵極線和數(shù)據(jù)線之間具有柵極絕緣層；薄膜晶體管，形成在所述柵極線和數(shù)據(jù)線交叉處； 像素電極，在所述柵極絕緣層上接觸所述薄膜晶體管； 公共電極，與所述像素電極平行地隔著預(yù)定距離設(shè)置；和鈍化層，覆蓋包括所述像素電極和公共電極的基板的整個(gè)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中所述像素電極與公共電極之間的預(yù)定距離是所述像素電極與公共電極中至少一個(gè)寬度的0. 5-1. 5倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，還包括 柵極焊盤，形成在所述柵極線的一端；數(shù)據(jù)焊盤，形成在所述數(shù)據(jù)線的一端；數(shù)據(jù)焊盤接觸孔，穿過(guò)所述鈍化層暴露所述數(shù)據(jù)焊盤的一些部分； 柵極焊盤接觸孔，穿過(guò)所述鈍化層和柵極絕緣層暴露所述柵極焊盤的一些部分； 數(shù)據(jù)焊盤端子，填充在所述數(shù)據(jù)焊盤接觸孔中并且接觸所述數(shù)據(jù)焊盤；和柵極焊盤端子，填充在所述柵極焊盤接觸孔中并且接觸所述柵極焊盤。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，還包括公共線，與所述柵極線平行地設(shè)置在同一水平面上；公共接觸孔，穿過(guò)所述鈍化層暴露所述公共電極的一些部分，并且穿過(guò)所述鈍化層和柵極絕緣層暴露所述公共線的一些部分；和公共連接端子，填充在所述公共接觸孔中，并且連接所述公共電極和公共線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中所述薄膜晶體管包括 柵極電極，從所述柵極線分支出；半導(dǎo)體層，在覆蓋所述柵極線和柵極電極的柵極絕緣層上與所述柵極電極重疊； 源極電極，形成在所述柵極絕緣層上，從所述數(shù)據(jù)線分支出并且接觸所述半導(dǎo)體層的一側(cè)；和漏極電極，接觸所述半導(dǎo)體層的另一側(cè)，并且與所述源極電極相對(duì)。
6.一種高透光度平面內(nèi)轉(zhuǎn)換液晶顯示器的制造方法，包括第一掩模工序，通過(guò)在基板上沉積和圖案化柵極金屬來(lái)形成柵極元件； 第二掩模工序，通過(guò)順序沉積柵極絕緣層、半導(dǎo)體材料和源極-漏極金屬，并且通過(guò)圖案化所述半導(dǎo)體材料和源極-漏極金屬以形成源極-漏極元件來(lái)完成薄膜晶體管；第三掩模工序，通過(guò)在所述柵極絕緣層上沉積和圖案化透明導(dǎo)電材料，形成連接所述薄膜晶體管的像素電極和與所述像素電極平行地隔著預(yù)定距離設(shè)置的公共電極；和第四掩模工序，通過(guò)在具有所述像素電極和公共電極的基板的整個(gè)表面上沉積和圖案化鈍化層，形成暴露所述柵極元件的一些部分的柵極接觸孔和暴露所述源極-漏極元件的一些部分的數(shù)據(jù)接觸孔，并且形成分別填充在所述柵極接觸孔和數(shù)據(jù)接觸孔中的柵極端子和數(shù)據(jù)端子。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述第四掩模工序包括在所述鈍化層上沉積和圖案化光刻膠； 用圖案化的光刻膠形成所述柵極接觸孔和數(shù)據(jù)接觸孔；在具有所述圖案化的光刻膠、柵極接觸孔和數(shù)據(jù)接觸孔的基板的整個(gè)表面上沉積導(dǎo)電材料；和通過(guò)去除所述圖案化的光刻膠形成柵極端子和數(shù)據(jù)端子，以選擇性地去除沉積在所述光刻膠上的導(dǎo)電材料和保留填充在所述柵極接觸孔和數(shù)據(jù)接觸孔中的導(dǎo)電材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一掩模工序中的所述柵極元件包括 柵極線；從所述柵極線分支出的柵極電極；形成在所述柵極線一端的柵極焊盤；和與所述柵極線平行設(shè)置的公共線，其中所述第四掩模工序中的所述柵極接觸孔包括柵極焊盤接觸孔，穿過(guò)所述鈍化層和柵極絕緣層暴露所述柵極焊盤的一些部分；和公共接觸孔，穿過(guò)所述鈍化層和柵極絕緣層暴露所述公共線的一些部分，并且穿過(guò)所述鈍化層暴露所述公共電極的一些部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述第四掩模工序中的所述柵極端子包括 填充在所述柵極焊盤接觸孔中并且接觸所述柵極焊盤的柵極焊盤端子；和填充在所述公共接觸孔中并且將所述公共線的一些部分與所述公共電極的一些部分連接起來(lái)的公共連接端子。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述第二掩模工序中的所述源極-漏極元件包括與所述柵極線交叉的數(shù)據(jù)線，所述柵極線和數(shù)據(jù)線之間具有柵極絕緣層； 形成在所述數(shù)據(jù)線一端的數(shù)據(jù)焊盤；從所述數(shù)據(jù)線分支出并且與所述柵極電極的一側(cè)重疊的源極電極；以及與所述柵極電極的另一側(cè)重疊并且與所述源極電極相對(duì)的漏極電極， 其中所述薄膜晶體管在所述柵極絕緣層上與所述柵極電極重疊，并且包括連接所述源極電極和漏極電極的半導(dǎo)體層，其中所述第四掩模工序中的所述數(shù)據(jù)接觸孔包括穿過(guò)所述鈍化層暴露所述數(shù)據(jù)焊盤的一些部分的數(shù)據(jù)焊盤接觸孔。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第四掩模工序中的所述數(shù)據(jù)端子包括填充在所述數(shù)據(jù)焊盤接觸孔中并且連接所述數(shù)據(jù)焊盤的數(shù)據(jù)焊盤端子。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述像素電極與公共電極之間的預(yù)定距離是所述像素電極與公共電極中至少一個(gè)寬度的0. 5-1. 5倍。
全文摘要
本申請(qǐng)涉及一種高透光度平面內(nèi)轉(zhuǎn)換液晶顯示器及其制造方法，尤其涉及一種具有水平電場(chǎng)的水平電場(chǎng)型液晶顯示器及其制造方法，所述水平電場(chǎng)位于設(shè)置在相同水平面上的像素電極和公共電極的上方。所述水平電場(chǎng)型液晶顯示器包括基板；彼此交叉并且在基板上限定像素區(qū)域的柵極線和數(shù)據(jù)線，在柵極線和數(shù)據(jù)線之間具有柵極絕緣層；薄膜晶體管，形成在柵極線和數(shù)據(jù)線交叉處；像素電極，在柵極絕緣層上接觸薄膜晶體管；公共電極，與像素電極平行地隔著預(yù)定距離設(shè)置；和鈍化層，覆蓋包括像素電極和公共電極的基板的整個(gè)表面。根據(jù)本申請(qǐng)，由于所有液晶分子，包括設(shè)置在像素電極和公共電極正上方的分子都被水平電場(chǎng)所驅(qū)動(dòng)，因此可以提高透光度和孔徑比。
文檔編號(hào)G02F1/1368GK102200665SQ20111007708
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者李正一, 梁埈榮 申請(qǐng)人:樂(lè)金顯示有限公司