專利名稱：一種平板顯示器中的電極結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平板顯示領(lǐng)域一種新的電極結(jié)構(gòu)，具體涉及寬視角技術(shù)的一種新的電極結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
普通TN形液晶顯示器有視角窄的缺點(diǎn)，為了提高液晶顯示器的視角，一些寬視角的方法被提出。
目前，在現(xiàn)有寬視角方法(例如，邊緣場效應(yīng)開關(guān)方法，即FFS)的設(shè)計(jì)中，將公共電極做在TFT器件的下面，利用公共電極和像素電極之間的電壓，改變液晶分子的分布方向，達(dá)到顯示效果。在這些方法中，為了防止掃描線之間短路，要通過光刻使公共電極形成圖形。這樣為了使公共電極在充電時(shí)候充電完全，需要用ITO將公共電極連接起來形成矩陣結(jié)構(gòu)，同時(shí)，還要在有效顯示區(qū)(Active area)以外通過金屬引線將這些公共電極的圖形連接起來，這樣可以盡量將每個(gè)像素的公共電極圖形之間的電壓差減小，提高充電的效果。
如圖1至1f所示，現(xiàn)有技術(shù)的像素矩陣結(jié)構(gòu)包括透明絕緣襯底、形成在透明絕緣襯底上的公共電極1，形成在透明絕緣襯底上的一組柵線2和柵電極，形成在透明絕緣襯底和公共電極1上的一組連接公共電極的橫向引線11，連接公共電極的橫向引線11靠近柵線2的邊沿且與柵線2平行。柵絕緣層3位于柵線和柵電極的上方，有源層和歐姆接觸層4形成在柵電極上方的柵絕緣層上。源漏電極5和數(shù)據(jù)線形成在有源層和歐姆接觸層4之上。鈍化保護(hù)層6形成在源漏電極5的上方，且在漏電極上方形成鈍化保護(hù)層過孔7，像素電極8形成在鈍化保護(hù)層6之上，且通過鈍化保護(hù)層過孔7與像素電極8連接；在上下公共電極上方的絕緣層和鈍化保護(hù)層靠近柵線2處形成露出公共電極和橫向引線11的過孔，并通過該過孔由透明導(dǎo)電薄膜實(shí)現(xiàn)公共電極的縱向連接10。其工藝流程如下首先在玻璃基板上沉積第一層透明薄膜(1st ITO)，再通過光刻形成公共電極1圖形，如圖1a所示。
接著，在基板上沉積金屬薄膜，光刻形成柵線2和柵電極(Gate)，同時(shí)形成將公共電極8橫向連接在一起的橫向引線11，這是為了降低橫向公共電極之間的電勢差，如圖1b所示。
制作柵絕緣層3薄膜、有源層和歐姆接觸層4薄膜并光刻形成硅島，如圖1c所示。
制作金屬薄膜并光刻形成源漏電極5和數(shù)據(jù)線，其中數(shù)據(jù)線和源電極為一體，如圖1d所示。
制作鈍化保護(hù)層6并光刻形成漏電極上的鈍化保護(hù)層過孔7、公共電極上靠近柵線處的過孔，如圖1e所示制作透明電極薄膜，再用像素電極的光刻版，制作像素電極8和公共電極的縱向連接10，將縱向的公共電極之間的連接完成(利用上一步的過孔將這個(gè)連接完成)，如圖1f所示。
盡管采用上述設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和制造方法減少了公共電極圖形之間的電壓差，提高充電的效果。但是，這樣設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)在于，公共電極電阻仍然較大，充電和放電的速度仍然較慢。此外，在該結(jié)構(gòu)有效顯示區(qū)(Active area)外，必須用金屬引線進(jìn)行連接以降低各個(gè)公共電極圖形之間的電壓差，這些金屬引線與信號(hào)線和掃描線都存在著交疊的地方，會(huì)形成一些寄生電容，造成掃描線和信號(hào)線的延遲。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種平板顯示器中的電極結(jié)構(gòu)及其制造方法，從而可以提高像素充電和放電的速度，可以省略有效顯示區(qū)(Active area)外用來降低各個(gè)公共電極圖形之間的電壓差的金屬引線，避免由于這些金屬引線與信號(hào)線和掃描線之間形成的寄生電容。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種平板顯示器中的電極結(jié)構(gòu)，包括玻璃基板，形成于玻璃基板上的公共電極、柵線、數(shù)據(jù)線、像素電極及TFT器件，公共電極位于像素電極的下方，且公共電極上制作有金屬框狀結(jié)構(gòu)，并通過該框狀結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)相鄰公共電極之間橫向和縱向上的電連接。
其中，所述公共電極上的金屬框狀結(jié)構(gòu)尺寸在與之對應(yīng)的黑矩陣不透光部分的尺寸范圍內(nèi)。所述公共電極在橫向上同相鄰像素上的公共電極電連接是通過金屬連接線進(jìn)行連接的，金屬連接線且位于數(shù)據(jù)線的下方，并于數(shù)據(jù)線之間通過絕緣層隔開。所述公共電極上的金屬結(jié)構(gòu)在縱向上的連接是通過導(dǎo)電薄膜進(jìn)行連接的，金屬引線位于柵線的上方，且于柵線通過絕緣層隔開，引線的兩端通過過孔與公共電極上的金屬框狀結(jié)構(gòu)相連。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明同時(shí)還提供一種平板顯示器中的電極結(jié)構(gòu)的制造方法，包括步驟一，在絕緣襯底上沉積第一層透明薄膜，再通過光刻形成公共電極圖形；步驟二，在完成步驟一的基板上沉積金屬薄膜，光刻形成柵線和柵電極、公共電極上金屬框狀結(jié)構(gòu)、及橫向上連接相鄰像素的公共電極的橫向引線；步驟三，在完成步驟二的基板上制作柵絕緣層薄膜、有源層和歐姆接觸層薄膜并光刻形成硅島；步驟四，在完成步驟三的基板上制作金屬薄膜并光刻形成源、漏電極和數(shù)據(jù)線；步驟五，在完成步驟四的基板上制作鈍化保護(hù)層并光刻形成漏電極上的鈍化保護(hù)層過孔、及公共電極上靠近柵線處的過孔，使鈍化保護(hù)層過孔露出柵線上的柵金屬，使公共電極上靠近柵線處的過孔露出金屬框狀結(jié)構(gòu)的金屬；
步驟六，在完成步驟五的基板上制作在第二層透明薄膜并光刻形成像素電極和公共電極的縱向連接，像素電極通過鈍化保護(hù)層過孔與漏電極連接起來，公共電極的縱向連接通過公共電極上靠近柵線處的過孔，將公共電極縱向連接起來。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，由于在公共電極上增加了框狀或條狀的金屬結(jié)構(gòu)，可以有效地降低每個(gè)1st ITO公共電極電阻，從而有效地提高每個(gè)像素的充電和放電速度。此外，本發(fā)明由于公共電極上采用了金屬框狀結(jié)構(gòu)，可以省略有效顯示區(qū)(Active area)外用來降低各個(gè)公共電極圖形之間的電壓差的金屬引線，避免由于這些金屬引線與信號(hào)線和掃描線之間形成的寄生電容。本發(fā)明的金屬框狀或條狀的結(jié)構(gòu)可位于黑矩陣的下面，且尺寸在黑矩陣不透光的范圍內(nèi)，不會(huì)影響到有效顯示面積(即開口率)。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的像素區(qū)示意圖(為了突出發(fā)明部分，像素電極和半導(dǎo)體有源層結(jié)構(gòu)省略)；圖1a為現(xiàn)有技術(shù)完成公共電極制作A1-A1處的截面示意圖；圖1b為現(xiàn)有技術(shù)完成柵線、柵電極和公共電極橫向連接在一起的金屬引線制作A1-A1處的截面示意圖；圖1c為現(xiàn)有技術(shù)完成硅島制作A1-A1處的截面示意圖；圖1d為現(xiàn)有技術(shù)完成源、漏電極5和數(shù)據(jù)線制作A1-A1處的截面示意圖；圖1e為現(xiàn)有技術(shù)完成鈍化層及其上的過孔制作A1-A1處的截面示意圖；圖1f為現(xiàn)有技術(shù)完成像素電極和公共電極的縱向連接制作A1-A1處的截面示意圖；圖2為本發(fā)明中像素區(qū)示意圖(為了突出發(fā)明部分，像素電極和半導(dǎo)體有源層結(jié)構(gòu)省略)；圖3為圖2中沿B1-B1方向的截面圖；
圖3a為本發(fā)明完成公共電極制作B1-B1處的截面示意圖；圖3b為本發(fā)明完成柵線、柵電極和公共電極上的框狀結(jié)構(gòu)和橫向連接制作B1-B1處的截面示意圖；圖3c為本發(fā)明完成硅島制作B1-B1處的截面示意圖；圖3d為本發(fā)明完成源、漏電極和數(shù)據(jù)線制作B1-B1處的截面示意圖；圖3e為本發(fā)明完成鈍化層及其上的過孔制作B1-B1處的截面示意圖；圖3f為本發(fā)明完成像素電極和公共電極的縱向連接制作B1-B1處的截面示意圖；圖4為本發(fā)明金屬框裝結(jié)構(gòu)位于彩膜玻璃基板黑矩陣下方的示意圖。
圖中標(biāo)記1、公共電極；2、柵線；3、柵絕緣層；4、有源層和歐姆接觸層；5、源漏電極；6、鈍化保護(hù)層；7、鈍化保護(hù)層過孔；8、像素電極；9、金屬框狀結(jié)構(gòu)；10、縱向引線；11、橫向引線；12、公共電極上靠近柵線處的過孔；13、彩膜玻璃基板；14、黑矩陣(Black matrix)；15、玻璃基板。
具體實(shí)施例方式
如圖2、圖3和圖3a至3f所示，本發(fā)明的像素矩陣結(jié)構(gòu)包括透明絕緣襯底(玻璃基板)、形成在透明絕緣襯底上的公共電極1，形成在透明絕緣襯底上的一組柵線2和柵電極，形成在公共電極1上的金屬框狀結(jié)構(gòu)9，金屬框狀結(jié)構(gòu)9同相鄰的金屬框狀通過橫向引線11相連，橫向引線11靠近柵線2的邊沿且與柵線2平行，橫向引線11在與數(shù)據(jù)線交叉處橫向引線11位于數(shù)據(jù)線的下方，并于數(shù)據(jù)線之間通過絕緣層隔開。柵絕緣層3位于柵線2和柵電極的上方，有源層和歐姆接觸層4形成在柵電極上方的柵絕緣層上。源漏電極5和數(shù)據(jù)線形成在有源層和歐姆接觸層4之上，數(shù)據(jù)線與漏電極為一體結(jié)構(gòu)。鈍化保護(hù)層6形成在源漏電極5的上方，且在漏電極上方形成鈍化保護(hù)層過孔7，像素電極8形成在鈍化保護(hù)層6之上，且通過鈍化保護(hù)層7與像素電極8連接；在上下公共電極上方靠近柵線2的絕緣層和鈍化保護(hù)層處形成露出金屬框狀結(jié)構(gòu)9的過孔，并通過該過孔由透明導(dǎo)電薄膜實(shí)現(xiàn)公共電極的縱向連接，其連接線為縱向引線10，縱向引線10與柵線2交叉處，縱向引線10位于柵線2的上方。
如圖4所示，本發(fā)明形成在公共電極上的金屬框狀結(jié)構(gòu)9的尺寸控制最好控制在與之相對應(yīng)的彩膜玻璃基板13的黑矩陣14不透光部分的尺寸范圍內(nèi)(圖中對部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行了省略)，這樣不會(huì)影響到有效顯示面積(即開口率)。
上述給出的為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的最佳實(shí)施方式，本發(fā)明除上述機(jī)構(gòu)外，還可進(jìn)行如下變通，如將金屬框狀結(jié)構(gòu)9改為兩條平行的金屬線，將縱向引線10變?yōu)榻饘俦∧さ倪B接，諸如此類的變通，均應(yīng)視為本發(fā)明的范疇。
本發(fā)明中在每個(gè)公共電極形成一個(gè)金屬框狀結(jié)構(gòu)9，降低每個(gè)公共電極1的電阻，可以有效地提高每個(gè)像素部分的充電和放電速度。此外，本發(fā)明由于公共電極上采用了金屬框狀結(jié)構(gòu)，可以省略有效顯示區(qū)(Active area)外用來降低各個(gè)公共電極圖形之間的電壓差的金屬引線，避免由于這些金屬引線與信號(hào)線和掃描線之間形成寄生電容的新的電極結(jié)構(gòu)及其制造方法。
下面結(jié)合圖2、圖3所示的結(jié)構(gòu)和圖3a至3f所示制作工藝步驟，對本發(fā)明結(jié)構(gòu)的制造方法進(jìn)行說明。
首先在玻璃基板上沉積第一層透明薄膜(1st ITO)，再通過光刻形成公共電極1圖形，各個(gè)像素圖形在這次光刻后不相互連接，如圖3a所示。
接著，在基板上沉積金屬薄膜，光刻形成柵線2和柵電極(Gate)金屬框狀結(jié)構(gòu)9和橫向引線11，其中金屬框狀結(jié)構(gòu)位于公共電極上的四周邊沿，橫向引線11橫向上連接相鄰像素的公共電極，如圖3b所示。
在圖3b所示的玻璃基板上制作柵絕緣層3薄膜、有源層和歐姆接觸層4薄膜并光刻形成硅島，如圖3c所示。
在圖3c所示的玻璃基板上制作金屬薄膜并光刻形成源漏電極5和數(shù)據(jù)線，其中數(shù)據(jù)線和源電極為一體結(jié)構(gòu)，如圖3d所示。
在圖3d所示的玻璃基板上制作鈍化保護(hù)層6并光刻形成漏電極上的鈍化保護(hù)層過孔7、公共電極上靠近柵線處的過孔12，其中鈍化保護(hù)層過孔7露出柵線上的柵金屬，公共電極上靠近柵線處的過孔12露出金屬框狀結(jié)構(gòu)的金屬，如圖3e所示在圖3e所示的玻璃基板上制作第二層透明薄膜，再用像素電極的光刻版，制作像素電極8和公共電極的縱向連接10，其中像素電極8通過鈍化保護(hù)層過孔7與漏電極連接起來，縱向連接10通過公共電極上靠近柵線處的過孔12，將縱向的公共電極之間連接起來，如圖3f所示。
以上說明及附示了本發(fā)明的特定實(shí)施方式，但不言自明，本發(fā)明可以由本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)行各種變形來實(shí)施，如變換金屬框狀的形狀，改變橫向或縱向引線的材料等。諸如此類變形了的實(shí)施方式等不能脫離本發(fā)明的技術(shù)思想來個(gè)別地理解，必須看作本發(fā)明裝置和制造方法包含范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種平板顯示器中的電極結(jié)構(gòu)，包括玻璃基板，形成于玻璃基板上的公共電極、柵線、數(shù)據(jù)線、像素電極及TFT器件，公共電極位于像素電極的下方，其特征在于公共電極上制作有金屬框狀結(jié)構(gòu)，相鄰公共電極之間通過該金屬框狀結(jié)構(gòu)橫向和縱向電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素電極結(jié)構(gòu)，其特征在于所述公共電極上的金屬框狀結(jié)構(gòu)尺寸在與之對應(yīng)的黑矩陣不透光部分的尺寸范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電極結(jié)構(gòu)，其特征在于所述公共電極在橫向上同相鄰像素上的公共電極電連接是通過金屬連接線進(jìn)行連接的，金屬連接線且位于數(shù)據(jù)線的下方，并于數(shù)據(jù)線之間通過絕緣層隔開。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電極結(jié)構(gòu)，其特征在于所述公共電極上的金屬結(jié)構(gòu)在縱向上的連接是通過導(dǎo)電薄膜進(jìn)行連接的，金屬引線位于柵線的上方，且于柵線通過絕緣層隔開，引線的兩端通過過孔與公共電極上的金屬框狀結(jié)構(gòu)相連。
5.一種平板顯示器中的電極結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，包括步驟一，在絕緣襯底上沉積第一層透明薄膜，再通過光刻形成公共電極圖形；步驟二，在完成步驟一的基板上沉積金屬薄膜，光刻形成柵線和柵電極、公共電極上金屬框狀結(jié)構(gòu)、及橫向上連接相鄰像素的公共電極的橫向引線；步驟三，在完成步驟二的基板上制作柵絕緣層薄膜、有源層和歐姆接觸層薄膜并光刻形成硅島；步驟四，在完成步驟三的基板上制作金屬薄膜并光刻形成源、漏電極和數(shù)據(jù)線；步驟五，在完成步驟四的基板上制作鈍化保護(hù)層并光刻形成漏電極上的鈍化保護(hù)層過孔、及公共電極上靠近柵線處的過孔，使鈍化保護(hù)層過孔露出柵線上的柵金屬，使公共電極上靠近柵線處的過孔露出金屬框狀結(jié)構(gòu)的金屬；步驟六，在完成步驟五的基板上制作第二層透明薄膜并光刻形成像素電極和公共電極的縱向連接，像素電極通過鈍化保護(hù)層過孔與漏電極連接起來，公共電極的縱向連接通過公共電極上靠近柵線處的過孔，將縱向的公共電極連接起來。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種平板顯示器中的電極結(jié)構(gòu)，包括玻璃基板，形成于玻璃基板上的公共電極、柵線、數(shù)據(jù)線、像素電極及TFT器件，公共電極位于像素電極的下方，其特征在于公共電極上制作有金屬框狀結(jié)構(gòu)，并通過該框狀結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)相鄰公共電極之間的橫向和縱向上的電連接。本發(fā)明同時(shí)還公開了該電極結(jié)構(gòu)的制造方法。采用該方法可以提高像素公共電極的充電和放電速度，可以省略有效顯示區(qū)(Active area)以外用來降低各個(gè)公共電極圖形之間的電壓差的金屬引線，避免由于這些金屬引線與信號(hào)線和掃描線之間形成寄生電容。
文檔編號(hào)H01L23/52GK101093843SQ200610082970
公開日2007年12月26日 申請日期2006年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月23日
發(fā)明者劉宏宇 申請人:北京京東方光電科技有限公司, 京東方科技集團(tuán)股份有限公司