专利名称：一种tft lcd结构及其制造方法
技术领域：
本发明涉及薄膜晶体管液晶显示器(TFT LCD),尤其涉及TFT LCD面板 的TFT基板周边结构及其制造方法。
背景技术：
在TFT LCD的制造中，静电击穿是影响良品率的重要因素，危害要重。 尽管在设备和工艺环境中采取的诸如离子风去静电等装置，仍然会产生静电 击穿现象。
图1是现有技术的一种TFT LCD像素区域的周边结构截面图。如图1所 示，彩膜基板具体包括彩膜基板1;覆盖在彩膜基板1上的彩膜基板电极2; TFT基板具体包括TFT基板3;形成在TFT基板3上的公共电极金属8;形 成在底部金属(包括公共电极金属8、栅线金属等(图中未给出))上的底部 金属绝缘层4;形成在底部金属绝缘层4上方的数据线5,覆盖在数据线5上 方的绝缘保护层6;其中在公共电极金属8的上方形成有绝缘层(包括金属 绝缘层和绝缘保护层)的过孔7;覆盖在过孔7之中的过孔处顶层导电膜10; 在像素区域的周边，彩膜基板和阵列基板通过封框胶12进行贴合，且TFT基 板在公共电极金属8上通过过孔处顶层导电膜10和导电银胶9与彩膜基板电 极2之间实现导电连接。这种TFT LCD像素区域的周边结构由于彩膜基板电 极2通过导电银胶9与TFT基板公共电极金属8实现导电连接，由于导电银 胶9与过孔处顶层导电膜10 (通常为透明像素电极材料)之间的接触电阻大。 图2是现有技术另一种TFT LCD像素区域的周边结构截面图。如图2所 示，该技术中在彩膜基板和薄膜晶体管基板之间使用金属微球11取代导电银
胶实现导电连接。这种连接方式既改善了因电学传导问题造成的彩色滤光片 的电压不均匀而引起的显示不均匀现象(大尺寸屏尤其显得突出)，又因区别
于导电银胶涂敷工艺，金属微球11以按比例与封框胶12混合的方式，在完 成封框胶涂敷的同时完成金属微球的涂敷，去掉了单独的银胶涂敷工艺，极 大的提高了产能。这样在彩色滤光片和薄膜晶体管基板缝框胶涂敷区域，留 下导电金属微球，在相关的连接过孔处起到电学连接彩色滤光片和薄膜晶体 管基板的作用。
其缺点在于在不需要的区域仍然留下了上述金属微球11 ，而这些区域是 各类连接线如数据线，栅线等分布区域，部分金属微球甚至与彩色滤光片电 极电学导通接触，相当于结构上缩短了彩色滤光片电极与数据线(或栅线) 的距离，在局部构成一个对静电敏感的由金属微球、绝缘保护层与数据线或 栅线构成的容量较小电容，在后工艺如POL贴敷等工艺中，因静电累积并通 过上述小电容结构击穿释放，就会造成这些连接线与彩色滤光片电极的导通， 发生断线，短路等不良现象，并且无法修复，造成重大损失，如图3中易发 生击穿部分14所示。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种TFT LCD像素结构 及其制造方法。本发明根据静电累积释放的基本理论，在TFT基板缝框胶涂 敷区域，即各类金属连线的顶层区域，改变Mask设计，在不增加额外工艺的 同时，保留与像素电极同层材质的导电层，在金属微球涂敷过程中，使导电 层与部分金属微球的接触互联，构建一个由该导电层、绝缘保护层与数据线 或栅线构成的电容，增大电荷容量，避免孤立点的静电积累和释放，从而避 免击穿不良。
为了实现上述目的，本发明提供一种TFT LCD结构，包括彩膜基板和 阵列基板；其中所述彩膜基板包括基板；覆盖在所述基板上的基板电极；
所述阵列基板包括基板；形成在所述基板上的数据线或栅线；覆盖在所述 数据线或栅线的上方的绝缘保护层；所述彩膜基板和阵列基板在周边部位通 过封框胶进行贴合；所述封框胶中按比例混合有金属微球，其中所述封框胶 的下方的所述数据线或栅线上的绝缘层上形成有顶层导电膜。
上述方案中，所述顶层导电膜的材料与所述阵列基板上的像素电极的材 料相同。所述顶层导电膜与所述阵列基板上的像素电极为分隔的不同部分。 所述数据线或栅线的材料为钼、铝、铝镍合金、钼鴒合金、铬或铜。所述绝 缘保护层的材料为氧化物、氮化物或者氧氮化合物。
为了实现上述目的，本发明同时提供一种TFT LCD结构的制造方法，包
括
首先，在基板上形成栅线，薄膜晶体管及数据线和数据线上方的绝缘保
护层；
接着，使用,兹控溅射方法沉积透明电极材料，经过掩模、曝光和刻蚀， 形成像素电极，同时在所述数据线或栅线上方的绝缘保护层上形成顶层导电 膜，其中所述形成的顶层导电膜位于后续涂敷封框胶区域，且与像素电极隔 开设置；
最后，将所述基板与彩膜基板用混合有金属微球的封框胶进行贴合。 上迷方案中，所述形成的数据线或栅线的材料为钼、铝、铝镍合金、钼
鴒合金、铬、或铜。所述形成的绝缘保护层材料为氧化物、氮化物或者氧氮
化合物。
相对于现有技术中在TFT LCD像素区域的周边结构中易因静电击穿造成 短路断线的事实。本发明根据静电累积释放的基本理论，在只改变Mask设计， 不增加额外工艺的同时，在TFT基板封框胶涂敷区域(即各类数据线的顶层 区域)保留与像素电极同层材质的导电层，使在金属微球涂敷过程中，导电 层与部分金属微球的接触互联，形成了一个由该导电层、绝缘保护层及数据 线或栅线构成的电容，增大了电荷容量，避免了孤立点的静电积累和释放，
从而避免了静电击穿不良。
图1是现有技术一种TFT LCD像素区域的周边结构截面图； 图2是现有:f支术另一种TFT LCD像素区域的周边结构截面图； 图3是现有技术使用金属微球做导电连接材料在TFT LCD像素周边区域 击穿不良的示意图4是本发明的TFT LCD像素区域的周边结构截面图5是本发明绝缘保护层曝光和刻蚀后TFTLCD像素区域的周边结构截
面图6是本发明像素电极层沉积后TFT LCD像素区域的周边结构截面图； 图7是本发明像素电极层上光刻胶曝光显影后TFT LCD像素区域的周边 结构截面图8是本发明像素电极层刻蚀和光刻胶去除后TFT LCD像素区域的周边 结构截面图。
图中标识1、彩膜基板；2、彩膜基板电极；3、 TFT基板；4、底部金 属绝缘层；5、数据线；6、绝缘保护层；7、过孔；8、公共电极金属；9、导 电银胶；10、过孔处顶层导电膜；11、金属微球；12、封框胶；13、顶层导 电膜；14、易发生击穿部分；15、像素电极材料层；16、顶层导电膜上的光 刻胶。
具体实施例方式
下面结合
和首选具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。 图4是本发明的TFT LCD像素区域的周边结构截面图。如图4所示，本 发明的TFT LCD结构包括彩膜基板和对置的阵列基板，彩膜基板具体包括 彩膜基板1;覆盖在彩膜基板1上的彩膜基板电极2;阵列基板具体包括TFT
基板3;形成在TFT基板3上的公共电极金属8;形成在底部金属(包括公共 电极金属8、栅线金属等(图中未给出))上的底部金属绝缘层4;形成在底 部金属绝缘层4上方的数据线5，覆盖在数据线5上方的绝缘保护层6;其中 在公共电极金属8的上方形成有绝缘层(包括金属绝缘层和绝缘保护层)的 过孔7;覆盖在过孔之中的过孔处顶层导电膜10 (本具体实施例中为像素电 极层材料)；在像素区域的周边，彩膜基板和阵列基板通过封框胶12进行贴 合，金属微球11以按比例混合在封框胶12中，TFT基板在公共电极金属8 位置处通过金属微球11及过孔处顶层导电膜10与彩膜基板电极2之间实现 导电连接。上述结构与现有技术相同，本发明区别于现有技术的特征在于 在TFT基板封框胶涂敷区域中数据线或栅线的顶层区域，形成有顶层导电膜 13,顶层导电膜13可以实现所有金属微球的接触互联，避免了孤立点的静电 积累和释放，从而避免了击穿不良。上述顶层导电膜13进一步可以与过孔7 处的过孔处顶层导电膜10 —起形成，均为材料相同的像素电极材料。
本发明的TFT LCD结构可以通过如下具体实施例进行制造。
首先，使用磁控溅射方法，在TFT基板上制备一层厚度在IOOOA至7000A 的栅金属薄膜。栅金属材料通常使用钼、铝、铝镍合金、钼钨合金、铬、或 铜等金属。用栅极掩模版通过曝光工艺和化学腐蚀工艺，在玻璃基板像素区 外围的一定区域上形成包含公共电极金属8的底层金属图案。
然后，利用化学气相沉积的方法在TFT基板上连续淀积1000A到6000A 的底部金属绝缘层4和IOOOA到6000A的非晶硅薄膜。底部金属绝缘层4材 料通常是氧化物、氮化物或者氧氮化合物，本实施例具体为氮化硅。使用有 源层的掩模版进行曝光后对非晶硅进行刻蚀，形成半导体有源层沟道。
接下来，采用和栅金属类似的制备方法，在TFT基板上淀积一层类似于 栅金属的厚度在1000A到7000A金属薄膜，通常使用钼、铝、铝镍合金、钼 鵠合金、铬、或铜等金属。通过源漏极的掩模、曝光和刻蚀等工艺，形成源 漏极及本发明所涉及的数据线。
随后，用和制备栅极绝缘层以及有源层相类似的方法，在整个TFT基板 上沉积一层厚度在IOOOA到6000A的数据线绝缘保护层6,其材料通常是氧 化物、氮化物或者氧氮化合物，本实施例具体为氮化硅。经过掩才莫、曝光和 刻蚀等工艺，形成本发明所涉及的过孔7。
最后，使用磁控溅射方法形成透明电极，常用的透明电极为氧化铟锡等，
厚度在iooA至ioooA之间。通过掩模光刻化学腐蚀等工艺，形成像素电极
(包括过孔处顶层导电膜10，其为像素电极层材料)，以及在TFT基板周 边区域形成本发明所涉及的数据线或栅线上方顶层导电膜13。
在后续TFT基板和彩膜基板进行贴合的工艺中，封框胶中按照一定的比 例混合有金属微球，封框胶涂敷在像素区域的周边后，顶层导电膜13与部分 金属^f鼓球的接触形成互联，构成了一个由该顶层导电膜、绝缘保护层及数据 线或栅线构成的电容，相比传统只使用金属微球的结构，增大了电荷容量， 避免了孤立点的静电积累和释放，从而避免了静电击穿不良。
上述典型的工艺流程可归纳如下
1、 栅极层金属的'减射成膜一掩模和光刻-刻蚀(栅线、栅电极及底部公 共电极)；
2、 栅极金属绝缘层，有源层的成膜一掩模和光刻一刻蚀(绝缘介质及有 源层);
3、 源漏电极层金属的賊射成膜一掩模和光刻--刻蚀(源电极、漏电极及 数据线)；
4、 绝缘保护层的成膜一掩模光刻--刻蚀(绝缘保护层及过孔)；
5、 像素电极层的溅射成膜一掩模光刻一刻蚀(像素电极及顶层导电薄膜 区域)。
上述过程是典型的5次光刻工艺，也可用4次光刻工艺或其他光刻工艺 实现。但是无论是几次光刻工艺与本发明技术创新点相关的工艺是最后形成 像素电极工艺步骤。
图5是本发明绝缘保护层曝光和刻蚀后TFT LCD像素区域的周边结构截 面图。图6是本发明像素电极材料层15沉积后TFTLCD像素区域的周边结构 截面图，上述均与现有技术相同。图7是本发明像素电极层上光刻胶曝光显 影后TFT LCD像素区域的周边结构截面图。如图7所示，涂覆光刻胶进行曝 光和显影后，与现有工艺只在过孔7处保留光刻胶不同，本发明通过改变掩 膜设计，在涉及的数据线或栅线在像素区域周边位置涂覆封框胶部分也进行 遮光设计，最终使得此位置数据线或栅线上方的像素电极材料上也保留光刻 胶，即顶层导电膜上的光刻胶16。最后，进行像素电极层刻蚀和光刻胶去除 后得到本发明需要的顶层导电膜13，如图8所示。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制， 尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当 理解，按照需要可使用不同材料和设备实现之，即可以对本发明的技术方案 进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
权利要求
1、一种TFT LCD结构，包括彩膜基板和阵列基板；所述阵列基板包括基板；形成在所述基板上的数据线或栅线；覆盖在所述数据线或栅线的上方的绝缘保护层；所述彩膜基板和阵列基板在周边部位通过封框胶进行贴合；所述封框胶中按比例混合有金属微球，其特征在于所述封框胶的下方的所述数据线或栅线上的绝缘层上形成有顶层导电膜。
2、 根据权利要求l所述的结构，其特征在于所述顶层导电膜的材料与 所述阵列基板上的像素电极的材料相同。
3、 才艮据权利要求2所述的结构，其特征在于所述顶层导电膜与所述阵 列基板上的像素电极为分隔的不同部分。
4、 根据权利要求1至3任一所述的结构，其特征在于所述数据线或栅 线的材料为钼、铝、铝镍合金、钼鵠合金、铬或铜。
5、 根据权利要求1至3任一所述的结构，其特征在于所述绝缘保护层 的材料为氧化物、氮化物或者氧氮化合物。
6、 一种TFT LCD结构的制造方法，其特征在于，包括首先，鄉让形拟喊，薄膜曰曰,管及数据^ :据处方的嫩彖銜户层； 接着，使用磁控溅射方法沉积透明电极材料，经过掩模、曝光和刻蚀， 形成像素电极，同时在所述数据线或栅线上方的绝缘保护层上形成顶层导电 膜，其中所述形成的顶层导电膜位于后续涂敷封框胶区域，且与像素电极隔 开设置；最后，将所述基板与彩膜基板用混合有金属微球的封框胶进行贴合。
7、 根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于所述形成的数据线或 栅线的材料为钼、铝、铝镍合金、钼鴒合金、铬、或铜。
8、 根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于所述形成的绝缘保护 层材料为氧化物、氮化物或者氧氮化合物。
全文摘要
本发明公开了一种TFT LCD结构，包括彩膜基板和阵列基板；其中彩膜基板包括基板；覆盖在基板上的基板电极；阵列基板包括基板；形成在基板上的数据线或栅线；覆盖在数据线或栅线的上方的绝缘保护层；彩膜基板和阵列基板在周边部位通过封框胶进行贴合；封框胶中按比例混合有金属微球；其中封框胶的下方的数据线或栅线上的绝缘层上形成有顶层导电膜。本发明同时公开了一种TFT LCD结构的制造方法。本发明通过保留与像素电极同层材质的导电层，在金属微球涂敷过程中，使导电层与部分金属微球的接触互联，构建一个由该导电层、绝缘保护层与数据线或栅线构成的电容，增大电荷容量，避免孤立点的静电积累和释放，从而避免击穿不良。
文档编号G02F1/1362GK101387800SQ20071012173
公开日2009年3月18日 申请日期2007年9月13日 优先权日2007年9月13日
发明者彭志龙, 威 王 申请人:北京京东方光电科技有限公司