[发明专利]FFS型TFT-LCD阵列基板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器及其制造方法，尤其是一种FFS型TFT-LCD阵列基板及其制造方法。

背景技术

薄膜晶体管液晶显示装置(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，简称TFT-LCD)是一种主要的平板显示装置(Flat Panel Display，简称为FPD)。

根据驱动液晶的电场方向，TFT-LCD分为垂直电场型和水平电场型。其中，垂直电场型TFT-LCD需要在阵列基板形成像素电极，在彩膜基板形成公共电极；然而水平电场型TFT-LCD需要在阵列基板同时形成像素电极和公共电极。因此，制作水平电场型TFT-LCD的阵列基板时，需要额外增加一次形成公共电极的掩模工艺。垂直电场型TFT-LCD包括：扭曲向列(TwistNematic，简称为TN)型TFT-LCD；水平电场型TFT-LCD包括：边界电场切换(Fringe Field Switching，简称为FFS)型TFT-LCD，共平面切换(In-PlaneSwitching，简称为IPS)型TFT-LCD。水平电场型TFT-LCD，尤其是FFS型TFT-LCD具有广视角、开口率高等优点，广泛应用于液晶显示器领域。

图1为现有的FFS型TFT-LCD阵列基板的平面示意图。如图1所示，阵列基板(Array Substrate)包括：栅线1、数据线2、薄膜晶体管(Thin FirmTransistor，简称为TFT)3、像素电极4、公共电极50以及公共电极线5。栅线1横向设置在透明基板上，数据线2纵向设置在透明基板之上，栅线1与数据线2的交叉处设置有TFT 3。TFT3为有源开关元件。像素电极4为狭缝电极。公共电极50位于像素电极4的下方，且大部分重叠，公共电极50与像素电极形成用于驱动液晶的电场。公共电极线5与公共电极50连接。值得一提的是，图1中，附图标记“50”所指并非是长条状的狭缝，而是狭缝的下方的板状公共电极。

图2a为图1的A-A向剖面图，示出了阵列基板的剖面结构。如图2a所示，阵列基板具体还包括：透明基板11、公共电极50、栅电极12、栅绝缘层13、半导体层14、掺杂半导体层15、源电极16、漏电极17、钝化层18。栅电极12与栅线1一体成型，源电极16与数据线2一体成型，漏电极17与像素电极4一般通过钝化层过孔180(via hole)连接。当栅线1中输入导通信号时，有源层(半导体层14和掺杂半导体层15)导电，数据线2的数据信号可从源电极16经TFT沟道(channel)19到达漏电极17，最终输入至像素电极4。像素电极4得到信号后与板状的公共电极50形成用于驱动液晶转动的电场。由于像素电极4具有狭缝49，因此与公共电极50形成水平电场。

图2b为现有的FFS型TFT-LCD阵列基板的PAD区域的数据线区域的剖面图；图2c为现有的FFS型TFT-LCD阵列基板的PAD区域的栅线区域的剖面图。PAD区域即为压接区域，是将栅线、数据线及公共电极线等信号线与外部的驱动电路板的引线压接的区域。PAD区域位于阵列基板的4个边中的其中一个或相邻的两个边上。为了将引线和信号线电连接，PAD区域的信号线上方必须没有绝缘层覆盖。从图2b及2c中可以看出，PAD区域的数据线2和栅线1上方皆开设有连接孔181、182，数据线2和栅线1分别通过连接孔181、182与第七透明导电部44和第八透明导电部45连接。第七透明导电部44与第八透明导电部45是通过刻蚀透明导电薄膜形成像素电极时同时形成的，因此可导电。图2b中的140和150是刻蚀掺杂半导体层15和半导体层14时形成的结构，不影响数据线2的通信。如此可以将外部引线直接焊接在第七透明导电部44与第八透明导电部45上，实现阵列基板与驱动电路板的连接。同理，公共电极线上方也同样开设有连接孔，用于与外部的引线连接，其结构与图2c大体相同，图略。

目前，FFS型TFT-LCD阵列基板是通过多次构图工艺形成结构图形来完成，每一次构图工艺中又分别包括掩膜曝光、显影、刻蚀和剥离等工艺，其中刻蚀工艺包括干法刻蚀和湿法刻蚀，所以构图工艺的次数可以衡量制造TFT-LCD阵列基板的繁简程度，减少构图工艺的次数就意味着制造成本的降低。现有技术的六次构图工艺包括：公共电极构图、栅线和栅电极构图、有源层构图、源电极/漏电极构图、过孔构图和像素电极构图。