[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FFS型TFT-LCD阵列基板及其制造方法，尤其是涉及能够通过3次构图工艺制备的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需要在阵列基板上形成像素电极，在彩膜基板上形成公共电极；然而水平电场型TFT-LCD需要在阵列基板上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构图工艺。垂直电场型TFT-LCD包括：扭曲向列(Twist Nematic，简称为TN)型TFT-LCD；水平电场型TFT-LCD包括：边缘电场切换(Fringe Field Switching，简称为FFS)型TFT-LCD，共平面切换(In-Plane Switching，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。

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FFS型TFT-LCD阵列基板六次构图工艺包括：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。

现有技术中公开有大量的，通过减少构图工艺次数来降低制造成本，并通过工艺的简化来提高生产效率的技术文献。

现有的4次构图工艺制造FFS型液晶显示器的阵列基板的方法如下：

步骤1、沉积第一金属薄膜，通过第一构图工艺利用普通掩膜板形成栅线、公共电极线和栅电极的图形；

步骤2、沉积栅绝缘薄膜、有源层(半导体层和掺杂半导体层)薄膜，通过第二构图工艺利用普通掩膜板设置有源层(ACTIVE)的图形；

步骤3、依次沉积第一透明导电薄膜和第二金属薄膜，通过第三次构图工艺利用双调掩膜板形成像素电极、源电极、漏电极及TFT沟道；

步骤4、沉积钝化层及第二透明导电层，通过第四次构图工艺利用双调掩膜板形成钝化层、连接孔(用于将公共电极与公共电极线连接)、PAD区域连接孔以及公共电极的图形。

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，通常是在信号线上方刻蚀形成连接孔，将信号线暴露或将信号线与导电元件连接。

图19为通过现有的4次构图工艺得到的FFS型TFT-LCD阵列基板的平面示意图。如图19所示，现有的FFS型TFT-LCD阵列基板包括多个像素单元1000。像素单元1000包括：透明基板、栅线1’、数据线2’、薄膜晶体管(以下简称为TFT)3’、像素电极4’、公共电极线5’、第六连接孔56、公共电极6’、狭缝63’、栅绝缘层以及钝化层。图1中省略了透明基板、栅绝缘层和钝化层，便于更清楚地表达结构之间的连接关系。

具体地，透明基板上横向设有栅线1’、公共电极线5’，纵向设有数据线2’。栅线1’和数据线2’交叠处设有TFT3’和像素电极4’。像素电极4’为板状电极。公共电极6’为狭缝电极，具有狭缝63’。

栅线1’与TFT3’的栅电极连接，用于向TFT3’提供开启信号；数据线2’与TFT3’的源电极连接，像素电极4’与TFT3’的漏电极连接。TFT3’为有源开关元件。公共电极线5’用于向公共电极6’提供公共信号。当栅线1’向TFT3’提供了开启信号后，数据线2’的数据信号可以经TFT3’的源电极、TFT沟道及漏电极输入至像素电极4’。像素电极4’就可以与公共电极6’形成液晶驱动电场。

栅绝缘层和钝化层覆盖整个基板，用于将上述各元件绝缘。公共电极线和信号线PAD区域的上方的栅绝缘层及钝化层上设有贯通的连接孔，用于暴露公共电极线和信号线PAD区域的信号线。如图19所述，公共电极线上方的栅绝缘层和钝化层上设置有贯通的第六连接孔56。