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域的主流，得到了人們越來越多的關注，液晶顯示器的陣列基板在液晶面板中占據重要地位，本文首先闡述了液晶顯示器陣列基板的主要構成，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、信息技術的不斷完善，液晶顯示器陣列基板制造工藝必將得到進一步優化。

關鍵詞：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域正逐漸占據主流地位，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十分重要的地位，陣列基板的質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、方向各異的數據線以及柵線。其中的一部分數據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和各自的像素電極。其中，液晶顯示器開關中含有柵電極、源極、漏極以及有源層，有源層由半導體材料和摻雜有其他物質的半導體混合物構成。有源層位于柵電極、源極、漏極圍繞成的區域中間，像素電極一般連接在漏電極上，柵線連接在柵電極中，數據線由源電極連接。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平行排列的方式，此外，公共電極與數據線、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電結構，有必要對其進行絕緣處理，使各個導電層之間通過絕緣物質有效隔離。具體設置如下：柵電極、柵線以及公共電極線之間覆蓋有絕緣層，在數據線和液晶顯示器開關上覆蓋有一層起到鈍化作用的物質，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絕緣。

陣列基板上包含的導電結構的耗能量較大，例如，柵線需要連入柵掃描開關電壓，數據線中需要加上數據信號電壓，恒定在某一數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電結構的圖形，具體包括柵線、公共電極線、數據線、柵極、源極、漏極以及溝道區域等。

（2）在已經形成導電結構的玻璃基板上覆蓋一層起到鈍化作用的物質，使之沉淀，并利用構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。過孔圖形的構造采用的是半色調或是灰色調掩模板，并且第一過孔的位置是在漏電極區域，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電性強的薄膜，在該薄膜上的像素區域利用構圖法生成含有像素電極的圖形，并在第二過孔處生成豎井，該豎井可以誘導液晶結構變為多疇型。

三、液晶顯示器陣列基板發展前景

液晶顯示器領域一大重要發展趨勢是顯示設備的大尺寸化，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的各向異性，導致液晶顯示器不可避免的存在屏幕視角較窄的問題，為了彌補視角不夠寬的不足，研究人員進行了更加深入的研究，目前已經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和生產將著重拓展顯示器視角，利用更加創新的技術手段使液晶顯示器具有更優質的顯示效果。

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生靜電放電事故，會導致柵線被燒毀，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，現有研究已經提出了一種解決思路，即在柵線下方增設透明的導電條，該導電條具有比柵線更大的電阻和寬度，并且柵線上的感應電荷可以流經透明導電條，利用透明導電條的電流轉移作用使電荷的分布達到平衡，從而消除靜電導致的短路隱患。

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動，因而在液晶顯示器的研究領域中降低能耗是必然趨勢，可以探索將太陽能電池結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定的能量供應。

四、結語

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能力與產品質量提出了更高要求，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展方向。研究人員和相關企業作為液晶顯示器產業的主要參與者，應增強對于液晶顯示器陣列基板的重視程度，在研發力度、研究深度和創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能力和產品品質得到深層次發展，促進我國液晶顯示器產業在國際上地位的提高。

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