液晶顯示器陣列基板及其制造方法綜述

張錫鵬 施瀚文

摘要：液晶顯示器作為顯示器領(lǐng)域的主流，得到了人們越來越多的關(guān)注，液晶顯示器的陣列基板在液晶面板中占據(jù)重要地位，本文首先闡述了液晶顯示器陣列基板的主要構(gòu)成，繼而介紹了液晶顯示器陣列基板的制造工藝，隨著微電子技術(shù)、信息技術(shù)的不斷完善，液晶顯示器陣列基板制造工藝必將得到進一步優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：液晶顯示器；陣列基板；制造方法

液晶顯示器在目前的顯示器領(lǐng)域正逐漸占據(jù)主流地位，液晶顯示器的主要組成部件之一是液晶面板，而液晶面板是由陣列基板和覆蓋有彩色濾光膜的玻璃基板結(jié)合成的液晶盒組成的，在兩片玻璃基板之間填充有液晶材料。陣列基板在液晶面板中占據(jù)十分重要的地位，陣列基板的質(zhì)量直接決定了液晶顯示器的顯像效果。對液晶顯示器陣列基板的研究具有顯著的現(xiàn)實意義。

一、液晶顯示器陣列基板概述

液晶顯示器陣列基板的組成成分包括如下幾種：首先在陣列基板中占據(jù)主體地位的是起到襯底作用的玻璃基板，該襯底基板上覆蓋有眾多橫縱交叉、方向各異的數(shù)據(jù)線以及柵線。其中的一部分數(shù)據(jù)線和柵線圍繞組合形成了像素單元，這些像素單元以矩陣形式排列，每個像素單元中都含有液晶顯示器開關(guān)和各自的像素電極。其中，液晶顯示器開關(guān)中含有柵電極、源極、漏極以及有源層，有源層由半導(dǎo)體材料和摻雜有其他物質(zhì)的半導(dǎo)體混合物構(gòu)成。有源層位于柵電極、源極、漏極圍繞成的區(qū)域中間，像素電極一般連接在漏電極上，柵線連接在柵電極中，數(shù)據(jù)線由源電極連接。另外，襯底基板上通常還具有公共電極線，該電極與柵線位于同一層次并呈現(xiàn)平行排列的方式，此外，公共電極與數(shù)據(jù)線、柵線按照間隔排布的方式共同集成與襯底基板上。

由于襯底基板上包含了上述眾多導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，有必要對其進行絕緣處理，使各個導(dǎo)電層之間通過絕緣物質(zhì)有效隔離。具體設(shè)置如下：柵電極、柵線以及公共電極線之間覆蓋有絕緣層，在數(shù)據(jù)線和液晶顯示器開關(guān)上覆蓋有一層起到鈍化作用的物質(zhì)，并在鈍化層上接入像素電極，另外，漏電極和像素電極之間以漏電極過孔的方式實現(xiàn)絕緣。

陣列基板上包含的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的耗能量較大，例如，柵線需要連入柵掃描開關(guān)電壓，數(shù)據(jù)線中需要加上數(shù)據(jù)信號電壓，恒定在某一數(shù)值的公共電壓要輸入公共電極線中。

二、液晶顯示器陣列基板制造工藝

液晶顯示器陣列基板的制造按照如下流程展開：

（1）在陣列基板上生成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的圖形，具體包括柵線、公共電極線、數(shù)據(jù)線、柵極、源極、漏極以及溝道區(qū)域等。

（2）在已經(jīng)形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的玻璃基板上覆蓋一層起到鈍化作用的物質(zhì)，使之沉淀，并利用構(gòu)圖手段在沉淀而成的鈍化層上制造第一過孔和第二過孔。其中第一過孔的作用是連接像素電極以及漏電極，第二過孔用于生成豎井。過孔圖形的構(gòu)造采用的是半色調(diào)或是灰色調(diào)掩模板，并且第一過孔的位置是在漏電極區(qū)域，第二過孔的位置在公共電極線處，第二過孔的孔壁形狀呈現(xiàn)一定坡度。

（3）在上述步驟完成后的玻璃基板上覆蓋一層透明的導(dǎo)電性強的薄膜，在該薄膜上的像素區(qū)域利用構(gòu)圖法生成含有像素電極的圖形，并在第二過孔處生成豎井，該豎井可以誘導(dǎo)液晶結(jié)構(gòu)變?yōu)槎喈犘汀?/p>

三、液晶顯示器陣列基板發(fā)展前景

液晶顯示器領(lǐng)域一大重要發(fā)展趨勢是顯示設(shè)備的大尺寸化，因而液晶顯示器必須具備更廣闊的視角范圍才能滿足要求，而液晶本身具有光學(xué)的各向異性，導(dǎo)致液晶顯示器不可避免的存在屏幕視角較窄的問題，為了彌補視角不夠?qū)挼牟蛔?，研究人員進行了更加深入的研究，目前已經(jīng)提出一種基于多種顯示模式的補償視角策略，包括九十度的扭曲液晶、多疇垂直排布式、平面驅(qū)動方式和利用邊緣場的模式等，盡管以上方法一定程度上解決了視角較窄的問題，但對視角的改善仍有很大的提升空間，只適用于筆記本電腦以及臺式機監(jiān)視器等，而對大尺寸的液晶電視達不到很好的作用，未來陣列基板的研發(fā)和生產(chǎn)將著重拓展顯示器視角，利用更加創(chuàng)新的技術(shù)手段使液晶顯示器具有更優(yōu)質(zhì)的顯示效果。

此外，陣列基板的測試工藝有待提升，使陣列基板中的電學(xué)缺陷被及時的檢測出并得到維修和處理。并且陣列基板上一旦發(fā)生靜電放電事故，會導(dǎo)致柵線被燒毀，從而造成短路，陣列基板的短路問題也是一項研究重點，為了消除放電短路的隱患，現(xiàn)有研究已經(jīng)提出了一種解決思路，即在柵線下方增設(shè)透明的導(dǎo)電條，該導(dǎo)電條具有比柵線更大的電阻和寬度，并且柵線上的感應(yīng)電荷可以流經(jīng)透明導(dǎo)電條，利用透明導(dǎo)電條的電流轉(zhuǎn)移作用使電荷的分布達到平衡，從而消除靜電導(dǎo)致的短路隱患。

除了上述研究方向，液晶顯示器陣列基板能源的供應(yīng)方面也很值得研究。由于液晶顯示面板的顯示需要大量能源的驅(qū)動，因而在液晶顯示器的研究領(lǐng)域中降低能耗是必然趨勢，可以探索將太陽能電池結(jié)合到液晶顯示器陣列基板中，即把液晶面板與太陽能電池組疊加到一起，由光電二極管吸收太陽光或是周邊環(huán)境中的燈光生成電能，并通過輸電線路輸送到液晶面板的電源裝置，從而利用取之不盡的清潔能源為液晶顯示器提供穩(wěn)定的能量供應(yīng)。

四、結(jié)語

液晶顯示器市場的迅速成長對液晶顯示器陣列基板的生產(chǎn)能力與產(chǎn)品質(zhì)量提出了更高要求，本文在介紹了液晶顯示器陣列基板的基礎(chǔ)上提出了液晶顯示器陣列基板的制造工藝，并展望了其未來的發(fā)展方向。研究人員和相關(guān)企業(yè)作為液晶顯示器產(chǎn)業(yè)的主要參與者，應(yīng)增強對于液晶顯示器陣列基板的重視程度，在研發(fā)力度、研究深度和創(chuàng)新能力上做出更多努力，使我國液晶顯示器陣列基板的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品品質(zhì)得到深層次發(fā)展，促進我國液晶顯示器產(chǎn)業(yè)在國際上地位的提高。

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