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CN101252136A - 薄膜晶体管基板及具有该薄膜晶体管基板的液晶显示装置 - Google Patents

薄膜晶体管基板及具有该薄膜晶体管基板的液晶显示装置 Download PDF

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CN101252136A
CN101252136A CN200810090963.XA CN200810090963A CN101252136A CN 101252136 A CN101252136 A CN 101252136A CN 200810090963 A CN200810090963 A CN 200810090963A CN 101252136 A CN101252136 A CN 101252136A
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thin film
film transistor
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signal
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钟德镇
简廷宪
邱郁雯
廖家德
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InfoVision Optoelectronics Kunshan Co Ltd
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Abstract

本发明揭示了薄膜晶体管基板及具有该薄膜晶体管基板的液晶显示装置。其中，该薄膜晶体管基板包括多条栅极线、多条数据线、栅极端子、数据端子以及薄膜晶体管。所述栅极端子或者/以及数据端子分别由第一部分和第二部分构成，并且在上述第一部分和第二部分之间通过由具有在空气中耐蚀的材料形成的端电极电性连接。采用本发明的薄膜晶体管基板及其制造方法，通过将栅极端子或者/以及数据端子设置成二部分并且用在空气中耐蚀的材料形成的端电极电性该两部分，从而能够阻断发生在栅极引线处的金属腐蚀进一步向显示区域扩散，保证了液晶面板的品质。

Description

薄膜晶体管基板及具有该薄膜晶体管基板的液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种薄膜晶体管基板，尤其涉及一种能够有效防止金属腐蚀的薄膜晶体管基板以及具有该薄膜晶体管基板的液晶显示装置。
背景技术
目前，在工业上制造完成的液晶显示器面板(LCD panel)出厂时，须经由一道检测工序，以检测该液晶显示器面板中控制各像素(pixel)显示的薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)工作是否正常。因此，在液晶显示器面板的四周需要对检测电路进行布线，其中最常用的布线方式为杆状短路布线(shoring-barlayout)。
图1示出了现有技术中带有杆状短路布线型检测电路的薄膜晶体管基板(TFT基板)的示意图。在图1中，2表示栅极线，3表示数据线，4表示栅极端子，5表示数据端子，21表示栅极引线，26表示数据引线，22、23表示栅短路棒，27、28表示数据短路棒，10表示控制各像素显示的薄膜晶体管。其中，薄膜晶体管基板由与栅极驱动端G相连的多条栅极线2和与数据驱动端D相连的多条数据线3相互垂直交叉而形成，其中，栅极线2和数据线3分别用来传递扫描信号和数据信号(故栅极线和数据线可统称为信号线)，在该多条栅极线2和多条数据线3垂直交叉处设有用于控制各个像素显示的薄膜晶体管10。栅极线2通过栅极端子4与栅极引线21相连，并利用相应的栅短路棒连接到外围检测电路；数据线3通过数据端子5与数据引线26相连，并利用相应的数据短路棒连接到外围检测电路。这里，相邻的栅极引线分别连接至不同的栅短路棒，而且相邻的数据引线分别连接至不同的数据短路棒。当薄膜晶体管基板完成检测后，外围的检测电路沿着如图1所示的切割线20(包括栅极端子侧和数据端子侧)被切下，以进行后续的工艺制程。
图2A示出了栅极端子4附近的放大平面图，而图2B为沿图2A中的直线I-I截取的平面图。如图2A和图2B所示，单层的金属钼被用作栅极线材料。在制造栅极线2的步骤中，将栅极端子4、栅极引线21一起形成在玻璃基板1上。然后，栅极绝缘层6沉积，并且在栅极绝缘层6上依次形成有源层7与欧姆接触层14。随后，利用单层钼形成源极8、漏极9和栅短路棒22、23(这里在图中未示出，而是通过对栅极引线21末端上方的栅极绝缘层进行局部的蚀刻工艺形成一通孔而使栅短路棒与栅极引线电性相通，进而实现对面板的检测)。接着，沉积钝化层11，并用氧化铟锡(ITO)材料形成栅极端电极13，栅极端电极13通过接触孔12与栅极端子4电连接。最后，沿切割线20切断栅短路棒与栅极端子4之间的栅极引线21，以便把TFT基板与外围检测电路分开。
值得关注的是，在切断栅短路棒与栅极端子4之间的栅极引线21后，栅极引线21的切断面会暴露于空气中，因此空气中的水气会进入该切断面，而作为形成栅极引线21的金属钼是一种易腐蚀的金属，也就是说，在栅极引线21的切断面上易发生金属腐蚀，如图3所示。并且，该腐蚀会进一步向栅极端子4处扩散，甚至腐蚀到栅极线，以致影响到面板的品质。除钼单层之外，常用的铝单层、钼/铝复合层等在空气中也易受到腐蚀而不能满足品质要求。同样，与栅极端子附近发生金属腐蚀的情况相类似，在薄膜晶体管基板的数据端子附近也会发生金属腐蚀的现象。
发明内容
针对现有技术中薄膜晶体管基板在栅极端子和/或数据端子附近容易发生金属腐蚀的现象，本发明提供了一种薄膜晶体管基板及具有该薄膜晶体管基板的液晶显示装置，当把显示区域与该薄膜晶体管基板的外围检测电路间的引线切断后，可以有效地防止金属腐蚀扩散至显示区域。
本发明的薄膜晶体管基板，包括多条信号线、多个薄膜晶体管、一端与上述多条信号线连接的多个信号端子、以及与上述多个信号端子的另一端连接的多条信号引线，其特征在于，
所述信号端子由第一信号端子部和第二信号端子部构成，并且第一信号端子部和第二信号端子部通过由具有耐蚀的材料形成的信号端电极电性连接。
其中，上述信号线为栅极线或者/以及数据线，上述信号引线为栅极引线或者/以及信号引线，上述信号端子为栅极端子或者/以及数据端子。
其中，所述耐蚀的材料是ITO或IZO。
其中，所述第一信号端子部和第二信号端子部由单层的钼、或者单层的铝、或者钼铝复合层的金属层制成。
其中，所述信号引线为S型或者近S型构造。
其中，所述第一信号端子部和所述第二信号端子部由同一金属层形成。
其中，所述第一信号端子部和所述第二信号端子部由不同金属层形成。
其中，在所述第一信号端子部和所述第二信号端子部之间设有绝缘层。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，具有上述的薄膜晶体管基板。
其中，所述第一信号端子部和所述第二信号端子部由同一金属层形成。
其中，所述第一信号端子部和所述第二信号端子部由不同金属层形成。
另一方面，本发明也提出了一种薄膜晶体管基板的制造方法，其中，所述薄膜晶体管基板包括与栅极驱动端连接的多条栅极线；与数据驱动端连接且分别与上述多条栅极线垂直交叉的多条数据线；设置在所述多条栅极线和多条数据线相互垂直交叉处的薄膜晶体管；引导所述栅极线通过栅极端子而形成的栅极引线；以及引导所述数据线通过数据端子而形成的数据引线，其特征在于，包括下述步骤：
在基板上形成所述栅极线、栅极引线、第一栅极端子部和第二栅极端子部的步骤；
沉积栅极绝缘层的步骤；
在栅极绝缘层上形成所述数据线、数据引线、第一数据端子部和第二数据端子部的步骤；
沉积钝化层的步骤；以及
形成栅极端电极和数据端电极的步骤；
所述栅极端电极和数据端电极由具有耐蚀的材料形成。
其中，形成所述栅极端电极的步骤包括：
局部蚀刻位于所述第一和第二栅极端子部上方的所述栅极绝缘层和钝化层而形成第一、第二接触孔的步骤；以及
覆盖第一和第二接触孔沉积ITO而形成一端与第一栅极端子部电连接，另一端与第二栅极端子部电连接的栅极端电极的步骤。
其中，采用单层的钼、单层的铝、以及钼铝复合层的金属层中的一种形成所述第一和第二栅极端子部。
其中，将所述栅极引线配置形成为S型或者近S型。
又，本发明还提出了一种薄膜晶体管基板的制造方法，所述薄膜晶体管基板包括与栅极驱动端连接的多条栅极线；与数据驱动端连接且分别与上述多条栅极线垂直交叉的多条数据线；设置在所述多条栅极线和多条数据线相互垂直交叉处的薄膜晶体管；引导所述栅极线通过栅极端子而形成的栅极引线；以及引导所述数据线通过数据端子而形成的数据引线，其特征在于，包括下述步骤：
在基板上形成所述栅极线、第二栅极端子部、数据引线和第一数据端子部的步骤；
沉积栅极绝缘层的步骤；
在栅极绝缘层上形成所述栅极引线、第一栅极端子部、数据线和第二数据端子部的步骤；
沉积钝化层的步骤；以及
形成栅极端电极和数据端电极的步骤；
所述栅极端电极和数据端电极由具有耐蚀的材料形成。
其中，形成所述栅极端电极的步骤包括：
局部蚀刻位于所述第一栅极端子部上方的所述钝化层而形成第一接触孔和第二栅极端子部上方的所述栅极绝缘层和钝化层而形成第二接触孔的步骤；以及
覆盖第一和第二接触孔沉积ITO而形成一端与第一栅极端子部电连接，另一端与第二栅极端子部电连接的栅极端电极的步骤。
其中，将所述栅极引线形成为S型或者近S型。
如上所述，通过采用本发明的薄膜晶体管基板及具有该薄膜晶体管基板的液晶显示装置，通过设置两独立的栅极端子部或者两个独立的数据端子部并且在两端子间利用耐蚀材料ITO来进行电连接，由此，能够阻断金属腐蚀向显示区域的扩张，确保了显示面板的品质。进一步地，通过把直线型引线构造改变成S型或其他类似引线构造，由此能够扩大引线区域，从而延迟了引线的腐蚀，进一步降低了腐蚀扩张到显示区域的可能性。
附图说明
在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。
图1为现有技术的具有杆状短路布线电路的薄膜晶体管基板的示意图；
图2A为示出了现有技术的薄膜晶体管基板的栅极端子附近的平面图；图2B为沿图2A中的直线I-I截取的截面图；
图3为切断如图2A所示的栅极引线后发生金属腐蚀现象的示意图；
图4A为本发明第一实施方式的薄膜晶体管基板的栅极端子附近的平面图；图4B为沿图4A中的直线I-I截取的截面图；
图5为切断如图4A所示的栅极引线后发生金属腐蚀现象的示意图；
图6为本发明第二实施方式的薄膜晶体管基板的栅极端子附近的平面图；
图7为本发明第三实施方式的薄膜晶体管基板的栅极端子附近的平面图；
图8为本发明第四实施方式的薄膜晶体管基板的栅极端子附近的平面图；而
图9A为本发明第五实施方式的薄膜晶体管基板的栅极端子附近的平面图；图9B为沿图9A中的直线I-I截取的截面图。
具体实施方式
下面参照附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。
[实施方式1]
图4A是本发明第一实施方式的薄膜晶体管基板的栅极端子附近的平面图，而图4B是沿图4A中的直线I-I截取的截面图。图4A和4B中的薄膜晶体管基板的电路结构与上述图1中的相同，这里不再进行描述。
参照图4A和4B，单层的钼被用作栅极材料。在制造栅极线2的步骤中，于玻璃基板1上一起形成沿最终的TFT基板的边缘形成的栅极引线21、第一栅极端子部4a及第二栅极端子部4b，其中，栅极引线21连接到第一栅极端子部4a。然后，栅极绝缘层6被沉积，并且在栅极绝缘层6上依次形成有源层7与欧姆接触层14。随后，利用单层钼形成源极8、漏极9和栅短路棒22、23(这里未图示，而也是通过对栅极引线21末端上方的栅极绝缘层进行局部的蚀刻工艺形成一通孔而使栅短路棒与栅极引线电性相通，进而实现对面板的检测)。接着，沉积钝化层11，并用氧化铟锡(ITO)材料形成栅极端电极133。
其中，栅极端电极133详细的形成过程如下：对第一栅极端子部4a和第二栅极端子部4b上方的栅极绝缘层和钝化层进行局部的蚀刻工艺，从而分别形成第一接触孔123及第二接触孔124，随后，覆盖第一接触孔123和第二接触孔124沉积ITO，最终形成一端与第一栅极端子部4a电连接，另一端与第二栅极端子部4b电连接的栅极端电极133。从而在进行电路测试时本发明的构造与使用单一栅极端子的构造相比并无两样，即外围检测信号经第一栅极端子部4a、栅极端电极133输入到第二栅极端子部4b后可同样对基板进行测试。最后，沿切割线20切断栅短路棒(未示出)与第一栅极端子部4a之间的栅极引线21，以便把TFT基板与外围检测电路分开。
从图4A可以看到，栅极端电极133在图中的位置为与切割线20相距较远处，但这并不是对本发明的限制，栅极端电极133还可以为其它不同的形状与位置，比如，形成的栅极端电极可以一直延伸到切割线处，也就是说可以用延伸出来的部分代替栅极引线21，可同样进行测试。但这样的设计可能会带来一个问题，由于代替栅极引线21的延伸部分为材料ITO制成的，其阻抗相比于金属钼制成的栅极引线21较大，在测试时可能会产生信号延迟的现象，所以本发明还是优选图4A所示的构造。
在这样获得的TFT基板中，栅极引线21的切断面会暴露于空气中，水气会进入该切断面，而作为栅极引线21材料的钼是一种易腐蚀的金属，因此，在切断面处易发生金属腐蚀并会向第一栅极端子部4a处扩张，如图5所示，但是由于第一栅极端子部4a与第二栅极端子部4b在位置关系上是分开的，即第一栅极端子部4a与第二栅极端子部4b本身并不电性相通，它们之间是断开的，且在后面的工序中依次沉积有栅极绝缘材料、钝化材料及ITO，从而最终通过由ITO形成的栅极端电极133作为中间桥梁来实现第一栅极端子部4a与第二栅极端子部4b的电性相通，而形成栅极端电极133的材料ITO在空气中难以被腐蚀，所以即使腐蚀已经扩张到第一栅极端子部4a处，但再向第二栅极端子部4b腐蚀的路径将被栅极端电极133、钝化层及栅极绝缘层阻断，从而保护了第二栅极端子部4b及后面的栅极线。
这里需要注意的是，在完成TFT基板的检测工序后，第一栅极端子部4a将不再起到信号传送的作用，即任何信号都是通过第二栅极端子部4b来传送给栅极线，所以即使第一栅极端子部4a已被腐蚀也不会影响到第二栅极端子部4b和栅极线，从而保证了面板的正常信号传送。
[实施方式2]
图6是本发明第二实施方式的薄膜晶体管基板的栅极端子附近的平面图。为了描述简洁起见，与实施方式1具有相同结构及功能的部件将不再进行标号和描述。
与实施方式1相比，实施方式2的不同之处在于：把直线型栅极引线21变为“S型”栅极引线621，如图6中箭头A所指示，其有两直角弯折设计，采用这样的结构可以增加栅极引线的长度，从而在切断面处发生的金属腐蚀向第一栅极端子部4a扩散时经过的路径将变长，在一定程度上达到延缓金属腐蚀的作用，即通过延缓第一栅极端子部4a处的金属腐蚀来进一步降低第二栅极端子部4b处发生腐蚀的可能性。
[实施方式3、4]
图7是本发明第三实施方式的薄膜晶体管基板的栅极端子附近的平面图，图8是本发明第四实施方式的薄膜晶体管基板的栅极端子附近的平面图。
参照图7和图8，实施方式3、4与实施方式2相似，分别采用“近S型”栅极引线721及821，主要不同之处在于图中箭头B及C所指示的区域，图7中箭头B所指示的区域和图8中箭头C所指示的区域相比于实施方式2可以增大栅极引线的横截面积，在切断面处发生的金属腐蚀如果向第一栅极端子部4a扩散时不仅需经过较长的路径，而且要通过具有更大截面的栅极引线区域，从而进一步达到延缓金属腐蚀的作用，即通过延缓第一栅极端子部4a处的金属腐蚀来进一步降低第二栅极端子部4b处发生腐蚀的可能性。
[实施方式5]
图9A为本发明第五实施方式的薄膜晶体管基板的栅极端子附近的平面图，而图9B是沿图9A中的直线I-I截取的截面图。与实施方式1相比，这里将主要对二者的不同之处作出描述。
首先，在玻璃基板1上用单层钼形成栅极线2、第二栅极端子部4b及栅短路棒(未示出)。然后，栅极绝缘层6被沉积，在栅极绝缘层6上同样用单层钼形成栅极引线21′(这里是通过对栅短路棒上方的栅极绝缘层进行局部的蚀刻工艺形成一通孔而使栅极引线与栅短路棒电性相通，进而实现对面板的检测)与第一栅极端子部4a′。接着，沉积钝化层11，并对第一栅极端子部4a′上方的钝化层11进行局部的蚀刻而形成第一接触孔123′，对第二栅极端子部4b上方的栅极绝缘层6和钝化层11进行局部的蚀刻而形成第二接触孔124，随后，覆盖第一接触孔123′和第二接触孔124沉积ITO，最终形成一端与第一栅极端子部4a′电连接，另一端与第二栅极端子部4b电连接的栅极端电极133′。
由此可见，本实施方式5与实施方式1最大的不同之处在于，两栅极端子部不是由同一层金属材料形成的，即实施方式1的两栅极端子部均由第一层金属材料(即第一金属层)形成，而在本实施方式5中，第二栅极端子部4b由第一金属层形成，第一栅极端子部4a′由第二层金属材料(即第二金属层)形成。也就是说，在本实施方式5中，两栅极端子部并不在同一水平层上，其间设有栅极绝缘层，从而可能发生在第一栅极端子部4a′处的金属腐蚀要想扩散到第二栅极端子部4b处必须跨越栅极绝缘层，而这样的情形基本上很难发生，所以对第二栅极端子部4b的保护具有加强的作用，提高了面板的可靠性。
上文对于本发明申请的栅极端子作了详细说明，由于数据端子的情况完全类似于栅极端子，因此这里省略具体说明。同时，对于薄膜晶体管基板上的与其它信号线相连的信号端子，为了防止产生金属腐蚀的问题，也可以同样地采用如上文已详细说明的对栅极端子所采用的改进方案。
本领域的技术人员应当理解，对于本实施方式5，同样也可以使用前述实施方式2、3、4中的引线设计，这里不再作重复说明。
上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，虽然在以上实施方式中使用金属材料钼形成栅极线、栅极端子、栅极引线等，但是铝单层、钼/铝复合层等金属材料同样可被用来形成栅极线、栅极端子及栅极引线；而对于耐蚀材料ITO，亦可用氧化铟锌(IZO)等类似耐蚀材料来代替。在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。

Claims (11)

1.一种薄膜晶体管基板，包括多条信号线、多个薄膜晶体管、一端与上述多条信号线连接的多个信号端子、以及与上述多个信号端子的另一端连接的多条信号引线，其特征在于，
所述信号端子由第一信号端子部和第二信号端子部构成，并且第一信号端子部和第二信号端子部通过由具有耐蚀的材料形成的信号端电极电性连接。
2.如权利要求1所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，上述信号线为栅极线或者/以及数据线，上述信号引线为栅极引线或者/以及信号引线，
上述信号端子为栅极端子或者/以及数据端子。
3.如权利要求1所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，所述耐蚀的材料是ITO或IZO。
4.如权利要求1所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，所述第一信号端子部和第二信号端子部由单层的钼、或者单层的铝、或者钼铝复合层的金属层制成。
5.如权利要求1所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，所述信号引线为S型或者近S型构造。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，所述第一信号端子部和所述第二信号端子部由同一金属层形成。
7.如权利要求1至5中任意一项所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，所述第一信号端子部和所述第二信号端子部由不同金属层形成。
8.如权利要求7所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，在所述第一信号端子部和所述第二信号端子部之间设有绝缘层。
9.一种液晶显示装置，其特征在于，具有如权利要求1至5中任意一项所述的薄膜晶体管基板。
10、如权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一信号端子部和所述第二信号端子部由同一金属层形成。
11、如权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一信号端子部和所述第二信号端子部由不同金属层形成。
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