專利名稱：共平面開關模式液晶顯示裝置的陣列基板及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示(LCD)裝置。更確切地說，涉及一種能簡化制造工藝的共平面開關(IPS，In-Plane Switching)模式LCD裝置的陣列基板及其制造方法。
背景技術：
近期，液晶顯示(LCD)裝置由于具有低電壓運行、低功耗、重量輕、尺寸薄及全色顯示等優(yōu)點，廣泛應用于諸如手表、計算器、計算機監(jiān)視器、具有電視接收功能的監(jiān)視器、電視機以及手持終端等設備的顯示窗口。
LCD裝置利用了液晶材料的光學各向異性和偏振特性。由于液晶具有細而長的結構，并在排列液晶分子時具有指向性，因此，可以通過對液晶施加電場以控制液晶分子的排列方向。如果液晶分子的排列方向被人為調整，偏振光將由于光學各向異性而進行解調。這樣，預定的圖像就可以顯示在液晶顯示裝置上。
目前廣泛采用的TN(扭曲向列)模式液晶顯示裝置具有視角窄的缺點。因此，開發(fā)加寬視角的技術研究正在進行中。其中具有代表性的加寬視角技術是共平面開關(IPS)模式液晶顯示裝置和垂直對準(VA)模式液晶顯示裝置。
圖1示出了現(xiàn)有技術IPS模式液晶顯示裝置的陣列基板的部分示意性平面圖。通常，液晶顯示裝置包括一陣列基板，一與陣列基板相對設置的相對基板以及置于陣列基板與相對基板之間的液晶層。其中，陣列基板如圖1所示。
參見圖1，現(xiàn)有技術IPS模式LCD裝置包括在第一方向上按預定間隔平行設置且彼此分開的多條柵極線112，與柵極線112在同一方向上設置的多條公共電極線116，以及在垂直于柵極線112和公共電極線116的第二方向上設置的多條數(shù)據(jù)線124。這里，由柵極線112和數(shù)據(jù)線124限定一像素區(qū)P。
薄膜晶體管T形成于柵極線112與數(shù)據(jù)線124的交叉點處。薄膜晶體管T包括柵極114、有源層(未示出)、源極126以及漏極128。源極126與數(shù)據(jù)線124相連，柵極114與柵極線112相連。漏極128與像素電極130相連。
像素電極130包括多個垂直像素電極棒130b和水平像素電極棒130a、130c。垂直像素電極棒130b彼此間隔預定距離且與數(shù)據(jù)線124平行設置。水平像素電極棒130a和130c相對數(shù)據(jù)線124垂直設置并連接到垂直像素電極棒130b的兩端。水平像素電極棒130c與漏極128相連。
公共電極117連接到公共電極線116。公共電極117包括多個垂直公共電極棒117b和-水平公共電極棒117a。垂直公共電極棒117b在與數(shù)據(jù)線124平行的方向上設置并與垂直像素電極棒130b保持預定的間隔。水平公共電極棒117a與數(shù)據(jù)線124垂直設置并連接到垂直公共電極棒117b。每一個垂直公共電極棒117b的一端連接到公共電極線116，另一端連接到水平公共電極棒117a。水平像素電極棒130a設置于部分公共電極線116上，兩者之間設置有柵極絕緣層(未示出)。這樣，在公共電極線116與水平像素電極棒130a之間形成一存儲電容C。
這樣，多個垂直像素電極棒130b與多個垂直公共電極棒117b交錯設置且彼此交叉。
現(xiàn)有技術IPS模式LCD裝置的陣列基板一般通過五掩膜工藝制造。具體地說，制造陣列基板的掩膜工藝包括清洗、淀積、烘烤、照相、顯影、蝕刻和剝離等。
例如，印刷工藝用來形成圖1中現(xiàn)有技術IPS模式LCD裝置的有源層和接觸孔。照相工藝用來形成柵極、源/漏極、溝道、像素電極以及公共電極。一般地，照相工藝復雜而且成本高。與其相反，印刷工藝簡單且價格低廉。
然而，制造現(xiàn)有技術IPS模式LCD裝置的陣列基板需要大量的掩膜工藝。而且，由于需要三次照相工藝，將會花費大量成本，并且由于工藝的復雜性，制造時間也將大大增加。這樣，產(chǎn)量將會大大下降。如果能夠減少即使一次掩膜工藝，那么生產(chǎn)時間、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本都可以顯著降低?；谏鲜鲈?，減少工藝的開發(fā)工作一直在積極地進行。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明在于提供一種基于IPS模式LCD裝置的陣列基板，其可以有效克服因現(xiàn)有技術的局限和缺點而導致的一個或多個問題。
本發(fā)明的目的是提供一種IPS模式LCD裝置陣列基板的制造方法。此方法可以減少照相工藝的數(shù)量，從而降低生產(chǎn)成本和簡化工藝。
本發(fā)明的其它優(yōu)點、目的和特征將在下面的說明中分別給出。此說明可以使在相關領域具有一般技能的人士，通過閱讀本說明或通過對本發(fā)明的實踐了解其特征和優(yōu)點。通過在文字說明部分、權利要求書以及附圖中特別指出的結構，可以實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點。
為了實現(xiàn)這些目的和其他優(yōu)點，并根據(jù)本發(fā)明的目的，作為概括性和廣義上的描述，一種IPS(共平面開關)模式液晶顯示裝置的陣列基板的制造方法包括使用印刷工藝，在基板上形成柵極、柵極線、數(shù)據(jù)線和公共電極線；使用印刷工藝，在包括柵極的基板上形成有源層；使用照相工藝，在包括有源層的基板上形成源極、漏極、包含多個Z字形像素電極棒的像素電極和包含多個與像素電極棒交錯設置且彼此交叉的公共電極棒的公共電極，其中還包括形成具有柵極、有源層、源極和漏極的薄膜晶體管；使用印刷工藝，在包括薄膜晶體管的基板上形成至少一接觸孔，以暴露部分公共電極線和部分公共電極；使用印刷工藝形成連接金屬以通過至少一接觸孔電連接公共電極線與公共電極。
印刷工藝可以采用凹版印刷、平板印刷和絲網(wǎng)印刷中的任意一種。
按照本發(fā)明的另一方面，一種IPS(共平面開關)模式液晶顯示裝置的陣列基板包括在第一方向上設置的多條柵極線；在與柵極線垂直的第二方向上設置的多條數(shù)據(jù)線；在第一方向上鄰近柵極線設置的公共電極線；在像素區(qū)內形成的薄膜晶體管，所述像素區(qū)由柵極線和數(shù)據(jù)線限定；連接到薄膜晶體管的像素電極，所述像素電極包括多個與數(shù)據(jù)線平行設置的像素電極棒；與公共電極線連接的公共電極，所述公共電極包括多個與像素電極棒交錯設置且彼此交叉的公共電極棒；為暴露部分公共電極線和部分公共電極而形成的至少一接觸孔；以及使公共電極線與公共電極通過至少一接觸孔電連接的連接金屬。
所述像素電極棒和公共電極棒可以以Z字形形成。
所述像素電極的一部分形成于柵極線上，兩者之間夾有一柵極絕緣層。這樣，可以在部分柵極線和像素電極間形成存儲電容。
所述像素電極的一部分形成于公共電極線上，兩者之間夾有一柵極絕緣層。這樣，在部分公共電極線與像素電極間形成存儲電容。
應該意識到，以上對本發(fā)明的概述和下文的詳細說明都是示例性和解釋性的，都是為了進一步解釋所要保護的本發(fā)明。


本申請所包含的附圖用于進一步理解本發(fā)明，其與說明書相結合并構成說明書的一部分，所述附圖表示本發(fā)明的實施例并與說明書一起解釋本發(fā)明的原理。附圖中圖1示出了現(xiàn)有技術IPS模式LCD裝置的陣列基板的平面示意圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例的IPS模式LCD裝置的陣列基板的平面示意圖；圖3示出了沿圖2中A-A’線提取的截面圖；圖4A至4D示出了沿圖2中A-A’、B-B’和C-C’線提取的截面圖，示出了陣列基板的制造過程；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實施例的IPS模式LCD裝置的陣列基板的平面示意圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將詳細說明在附圖中表示的本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
本發(fā)明使用的印刷技術與在紙張上印刷文字的原理相同。即，印刷技術直接在要被蝕刻的物體上印刷抗蝕圖而不是墨水。隨著技術的發(fā)展，直接印刷精細圖案已經(jīng)成為可能。但是圖案的分辨率仍然有限。應用本發(fā)明的產(chǎn)品為不需要高分辨率的大屏幕電視。目前，由于在照相平板印刷技術中，用于制造的各種材料的數(shù)量都是相同的，所以，不論分辨率高低，大屏幕液晶顯示屏幕電視的制造成本都很高昂。然而，由于本發(fā)明只是將必要的部分直接印刷而不是采用照相平板印刷技術，本發(fā)明的印刷技術可以顯著減少在不需要高分辨率的大屏幕液晶顯示電視中使用的材料。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例的IPS模式LCD裝置的陣列基板的平面示意圖。
參見圖2，根據(jù)本發(fā)明的陣列基板具有柵極上有存儲電容(SOG)的結構。
所述陣列基板包括彼此間隔預定距離且平行于第一方向設置的多條柵極線212，與柵極線212同向設置的多條公共電極線216，與柵極線212和公共電極線216垂直的第二方向上設置的多條數(shù)據(jù)線224。這里，象素區(qū)P由柵極線212和數(shù)據(jù)線224限定。
薄膜晶體管T形成于柵極線212與數(shù)據(jù)線224的交叉點處。薄膜晶體管T包括柵極214、有源層(未示出)、源極226和漏極228。柵極214與柵極線212相連，源極226與數(shù)據(jù)線224相連。此外，漏極228與像素電極230相連。
像素電極230以Z字形形成。像素電極230包括多個垂直像素電極棒230b和一水平像素電極棒230a。垂直像素電極棒230b彼此間隔預定距離且與數(shù)據(jù)線224平行設置。水平像素電極棒230a與數(shù)據(jù)線224垂直設置。垂直像素電極棒230b中的一個向上延伸，從而連接到另一水平像素電極棒(以下稱為存儲電極)233。此時，存儲電極233設置于部分柵極線212上，兩者之間夾有一柵極絕緣層(未示出)。這樣，存儲電容C形成于柵極線212和存儲電極233之間。
公共電極217與公共電極線216連接。公共電極217以Z字形形成。公共電極217包括多個垂直公共電極棒217b和一水平公共電極棒217a。垂直公共電極棒217b與垂直像素電極棒230b間隔預定距離且與數(shù)據(jù)線224平行設置。水平公共電極棒217a垂直于數(shù)據(jù)線224且與垂直公共電極棒217b相連。
公共電極217與數(shù)據(jù)線224同時形成。垂直像素電極棒230b與垂直公共電極棒217b交錯設置且彼此交叉。
也可以設置兩個水平公共電極棒217a。其中一個水平公共電極棒延伸并通過第一接觸孔235a與公共電極線216電連接，另一個水平公共電極棒延伸并通過第二接觸孔235b電連接到公共電極線216。
圖3示出了沿圖2中的A-A’線提取的截面圖。
參見圖3，公共電極線216形成于基板200上。柵極絕緣層219和公共電極217形成于公共電極線216上，分別位于第二接觸孔235b的左右兩側。鈍化層238形成于柵極絕緣層219和公共電極217上。形成一連接金屬236b以通過第二接觸孔235b將公共電極線216與公共電極217電連接。
這里，在柵極線212、有源層(未示出)和接觸孔235a、235b的形成過程中以及連接金屬236a和236b的淀積過程中，使用了印刷工藝。
通常，印刷工藝包括凹版印刷、平板印刷和絲網(wǎng)印刷。例如，凹版印刷工藝通過對構圖的凹槽涂抹油墨或抗蝕劑，再用構圖的油墨涂抹輥子，然后將涂有構圖的油墨的輥子在基板上滾動的操作，在基板上形成圖案。
在薄膜晶體管T的包括源極226和漏極228的溝道區(qū)的形成過程中、在連接到漏極228的Z字形像素電極230的形成過程中、在連接到部分像素電極230并位于柵極線212之上的存儲電極233的形成過程中、在連接到公共電極線216的Z字形公共電極217的形成過程中以及在外焊盤的形成中，使用了一次照相工藝。
因此，在本發(fā)明的IPS模式LCD裝置的陣列基板制造過程中，直線通過印刷工藝形成，而如Z字形像素電極和公共電極的精細復雜形狀，則由照相工藝形成。
本發(fā)明可以使用一次照相工藝制造陣列基板，因而可以簡化生產(chǎn)工藝、降低成本。
圖4A至4D示出了沿圖2中A-A’、B-B’和C-C’線提取的截面圖，順序說明本發(fā)明的陣列基板的制造過程。
參見圖4A，從包括鋁合金和鉻(Cr)的導電金屬組中選擇一種淀積于基板200上，形成柵極線212，包括柵極214，與柵極線212平行并間隔預定距離的公共電極線216。此時，在由印刷工藝形成為公共電極線216構圖的抗蝕圖后，通過蝕刻工藝形成公共電極線216。然后，通過在形成有柵極線212和公共電極線216的基板200的整個表面上淀積氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)，形成柵極絕緣層219。
參見圖4B，在柵極絕緣層219上淀積非晶硅(a-Si:H)和摻雜有雜質的非晶硅(n+a-Si:H)后，對其構圖以形成有源層227和歐姆接觸層229。有源層227和歐姆接觸層229通過蝕刻由印刷工藝形成的抗蝕圖形成。
參見圖4C，從前述導電金屬組中選擇一種淀積于已具有有源層227和歐姆接觸層229的整個基板表面，對該結構構圖以形成數(shù)據(jù)線224、源極226、漏極228、像素電極230、存儲電極233和公共電極217。數(shù)據(jù)線224與柵極線212共同限定像素區(qū)P。源極226突出于數(shù)據(jù)線224，并與有源層227的上部重合。漏極228與源極226間隔預定距離并形成于有源層227上，進而形成溝道。像素電極230包括水平像素電極棒230a和多個垂直像素電極棒230b。水平像素電極棒230a與漏極228相連。垂直像素電極棒230b彼此間隔預定距離且與水平像素電極棒230a相連。此外，垂直像素電極棒230b以Z字形形成，并與數(shù)據(jù)線224平行設置。存儲電極233由垂直像素電極棒230b延伸并形成于柵極線212上。公共電極217與垂直像素電極棒230b交錯設置。
在上述過程中，歐姆接觸層229暴露在電極226與228間的部分，以源極226和漏極228作為掩膜對其進行蝕刻，進而暴露出有源層227。
因此，薄膜晶體管T包括柵極214、有源層227、歐姆接觸層229、源極226和漏極228。
使用一次照相工藝形成溝道區(qū)、Z字形像素電極230、存儲電極233、Z字形公共電極217和外焊盤。
進而，在已經(jīng)形成有源極226、漏極228以及數(shù)據(jù)線224的基板整個表面上，通過淀積包括苯并環(huán)丁烯、丙烯酸樹脂的有機絕緣材料組中選擇的一種，形成鈍化層238。也可以通過淀積氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)形成鈍化層238。接著，通過印刷工藝對鈍化層238構圖，形成接觸孔235b。接觸孔235b使部分公共電極線216及在其上方預定位置的部分公共電極217暴露。
參見圖4D，電連接公共電極線216和公共電極217的連接金屬236b形成在接觸孔235b上。此處，連接金屬236b是通過印刷工藝形成的。通過上述步驟，可制造出基于本發(fā)明的IPS模式LCD裝置的陣列基板。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的IPS模式LCD裝置的陣列基板的平面示意圖。
參見圖5，按照本發(fā)明的陣列基板具有柵極上有存儲電容(SOG)的結構。
所述陣列基板包括多條平行于第一方向設置且彼此間隔預定距離的柵極線312，與柵極線312同向設置的多條公共電極線316，設置在與柵極線312和公共電極線316垂直的第二方向上的數(shù)據(jù)線324。此處，像素區(qū)P由柵極線312和數(shù)據(jù)線324限定。
薄膜晶體管T形成于柵極線312和數(shù)據(jù)線324的交叉點處。薄膜晶體管T包括柵極314、有源層(未示出)、源極326和漏極328。柵極314與柵極線312連接，源極326與數(shù)據(jù)線324相連。此外，漏極328連接到像素電極330。
像素電極330以Z字形形成。像素電極330包括多個垂直像素電極棒330b和一水平像素電極棒330a。垂直像素電極棒330b彼此間隔預定距離并與數(shù)據(jù)線324平行設置。水平像素電極棒330a與數(shù)據(jù)線324垂直設置并與多個垂直像素電極棒330b和漏極328相連。此時，水平像素電極棒330a置于公共電極線316上，兩者之間夾有柵極絕緣層(未示出)。這樣，存儲電容C形成于公共電極線316和水平像素電極棒330a之間。
公共電極317與公共電極線316相連。公共電極317以Z字形形成。公共電極317包括多個垂直公共電極棒317b和一水平公共電極棒317a。垂直公共電極棒317b與數(shù)據(jù)線324平行設置并與垂直像素電極330b間隔預定距離。水平公共電極棒317a垂直于數(shù)據(jù)線324設置并連接到垂直公共電極棒317b。
公共電極317與數(shù)據(jù)線324一起形成。垂直像素電極棒330b和垂直公共電極棒317b彼此交錯設置。
公共電極線316與水平公共電極棒317a(即最外側的公共電極棒)交疊。這樣，在水平公共電極棒317a和公共電極線316間可以生成輔助存儲電容。
公共電極線316通過第一接觸孔335a和第二接觸孔335b電連接到水平公共電極棒317b。即，水平公共電極棒317a的一部分通過在第一接觸孔335a上形成的連接金屬336a電連接到公共電極線316，水平公共電極棒317a的另一部分通過在第二接觸孔335b上形成的連接金屬336b電連接到公共電極線316。
在形成柵極線312、公共電極線316、有源層(未示出)、接觸孔335a和335b以及在淀積連接金屬336a和336b的過程中，使用印刷工藝。
在薄膜晶體管T的包括源極326和漏極328的溝道區(qū)的形成過程中、連接到漏極328的Z字形像素電極330的形成過程中、連接到公共電極線316的Z字形公共電極317的形成過程中以及外焊盤的形成過程中，使用了一次照相工藝。
在本發(fā)明的IPS模式LCD裝置的陣列基板制造過程中，直線通過印刷工藝形成，而如Z字形像素電極和公共電極的精細復雜形狀，則由照相工藝形成。
因此，本發(fā)明可以使用一次照相工藝制造陣列基板，因而可以簡化生產(chǎn)工藝、降低成本。
如上所述，精細復雜的構圖由照相工藝形成，其他構圖采用印刷工藝形成。因此，可以降低生產(chǎn)成本、簡化生產(chǎn)過程，從而增加產(chǎn)量。
由于本領域技術人員很容易在本發(fā)明基礎上進行修改和變化。因此，本發(fā)明將覆蓋落入本發(fā)明權利要求及其等同物保護范圍內的各種修改和變化。
權利要求
1.一種共平面開關模式液晶顯示裝置的陣列基板的制造方法，包括使用印刷工藝在基板上形成柵極、柵極線、數(shù)據(jù)線和公共電極線；使用印刷工藝在包括柵極的基板上形成有源層；使用照相工藝在包括有源層的基板上形成源極、漏極、包括多個Z字形像素電極棒的像素電極以及包括多個與像素電極棒交錯設置且彼此交叉的公共電極棒的公共電極，其中還包括形成具有柵極、有源層、源極和漏極的薄膜晶體管；使用印刷工藝在包括薄膜晶體管的基板上形成至少一接觸孔，以暴露部分公共電極線和部分公共電極；以及使用印刷工藝形成一連接金屬，以通過至少一接觸孔電連接公共電極線和公共電極。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，還進一步包括在柵極和有源層間形成一柵極絕緣層。
3.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，印刷工藝可采用凹版印刷、平板印刷和絲網(wǎng)印刷中的任意一種。
4.一種共平面開關模式液晶顯示裝置的陣列基板，包括多條在第一方向上設置的柵極線；多條在與柵極線垂直的第二方向上設置的數(shù)據(jù)線；在第一方向上鄰近柵極線設置的公共電極線；在像素區(qū)形成的薄膜晶體管，所述像素區(qū)由柵極線和數(shù)據(jù)線限定；連接到薄膜晶體管的像素電極，所述像素電極包括多個與數(shù)據(jù)線平行設置的像素電極棒；連接到公共電極線的公共電極，所述公共電極包括多個與像素電極棒交替設置的公共電極棒；至少一接觸孔，以暴露部分公共電極線和部分公共電極；以及通過所述至少一接觸孔，電連接公共電極線和公共電極的連接金屬。
5.按照權利要求4所述的陣列基板，其特征在于，多個像素電極棒以Z字形形成。
6.按照權利要求4所述的陣列基板，其特征在于，多個公共電極棒以Z字形形成。
7.按照權利要求4所述的陣列基板，其特征在于，所述像素電極的一部分形成于柵極線上，兩者之間夾有一柵極絕緣層。
8.按照權利要求7所述的陣列基板，其特征在于，在部分柵極線和像素電極間形成存儲電容。
9.按照權利要求4所述的陣列基板，其特征在于，所述像素電極的一部分形成于公共電極線上，兩者之間夾有一柵極絕緣層。
10.按照權利要求9所述的陣列基板，其特征在于，在部分公共電極線與像素電極間形成存儲電容。
11.按照權利要求4所述的陣列基板，其特征在于，所述公共電極線與最外端公共電極棒交疊。
12.按照權利要求11所述的陣列基板，其特征在于，在最外端公共電極棒與公共電極線間形成輔助存儲電容。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種共平面開關模式液晶顯示裝置的陣列基板的制造方法。該方法包括使用印刷工藝，在基板上形成柵極、柵極線、數(shù)據(jù)線以及公共電極線；使用印刷工藝，在包括柵極的基板上形成有源層；使用照相工藝，在包括有源層的基板上形成源極、漏極、包括多個Z字形像素電極棒的像素電極以及包括多個與像素電極棒交錯設置且彼此交叉的公共電極棒的公共電極，其中還包括形成具有柵極、有源層、源極和漏極的薄膜晶體管；使用印刷工藝，在包括薄膜晶體管的基板上形成至少一接觸孔以暴露部分公共電極線和部分公共電極；使用印刷工藝形成一連接金屬以通過至少一接觸孔電連接公共電極線和公共電極。依照本方法，可以通過一次照相工藝和四輪印刷工藝，降低生產(chǎn)成本，簡化生產(chǎn)過程。
文檔編號H01L29/786GK1595269SQ200410070690
公開日2005年3月16日 申請日期2004年7月29日 優(yōu)先權日2003年9月8日
發(fā)明者金佑炫, 白明基 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社