專利名稱：用于顯示器的面板及其制造方法以及包括該面板的液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于顯示器的面板及其制造方法，以及包括該面板的液晶顯示器。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCDs)是最廣泛使用的平面顯示器之一。傳統(tǒng)的LCD包括具有相應(yīng)電極的兩個面板、設(shè)置在兩個面板之間的液晶層、以及保持兩個面板之間間隙的間隔物(spacer)。LCD通過給液晶層施加電場以控制透過面板的光量顯示所需要的圖像。
傳統(tǒng)的液晶顯示器具有多個形成于相應(yīng)兩個面板上的電極和多個用于切換施加給電極的電壓的薄膜晶體管(TFTs)。諸如柵極線和數(shù)據(jù)線這樣的多個信號線、多個像素電極、以及控制傳輸給像素電極的圖像信號的薄膜晶體管，形成于兩個面板之一上。另一個面板具有與像素電極相對的共同電極以及具有與像素電極相對的多個孔(openings)的黑陣。
垂直排列(VA)模式的液晶顯示器使用具有介電各向異性的液晶，并且排列垂直于面板表面的液晶分子。這種垂直排列模式的液晶顯示器顯示出極佳的對比度(contrast ratio)，這是因為其在不存在電場時可防止光泄漏。
通常，各面板通過利用掩膜的光蝕刻工藝來制造。具有薄膜晶體管的面板一般通過使用五張或六張掩膜制成，而具有濾色器的另一面板則通過使用三張或四張掩膜制成。
在制造液晶顯示器時，優(yōu)選減少掩膜數(shù)，以便降低生產(chǎn)成本并且簡化制造過程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面是提供一種用于形成顯示器，尤其是液晶顯示器的較簡單的方法。
本發(fā)明的另一方面是提供一種用于形成液晶顯示器的方法，其中要求較少的掩膜數(shù)以形成顯示器的顯示面板。
根據(jù)本發(fā)明典型的實施例，用于形成顯示器的方法包括形成第一面板和第二面板。形成第一面板的步驟包括在第一基片部分之上形成黑陣、在黑陣之上形成共同電極、以及在共同電極和黑陣之上形成間隔物。形成第二面板的步驟包括在第二基片部分之上形成像素電極。第一面板和第二面板設(shè)置在彼此之上，以便使像素電極面對其間具有液晶層的共同電極和黑陣。第一面板和第二面板之間的垂直距離由間隔物和黑陣的厚度確定。
在本發(fā)明的至少一個實施例中，用于形成顯示器的方法包括在共同電極之上形成凸起部分(protrusion)。凸出部分提供液晶分子的分區(qū)排列。
在本發(fā)明的至少一個實施例中，用于形成顯示器的方法包括同時形成凸出部分和間隔物。
在至少一個實施例中，用于形成顯示器的方法包括在第二基片之上形成柵極線、在柵極線之上形成柵極、在柵極絕緣層之上形成半導(dǎo)體圖案、在半導(dǎo)體圖案之上形成歐姆接觸層、以及在歐姆接觸層之上形成數(shù)據(jù)線，數(shù)據(jù)線與柵極線交叉并且包括源極、漏極、和存儲電容器導(dǎo)體。濾色器在數(shù)據(jù)線之上形成。濾色器包括露出漏極的第一接觸孔和露出存儲電容器導(dǎo)體的第二接觸孔。在濾色器之上形成鈍化層。接觸孔在鈍化層形成，與濾色器的第一和第二接觸孔相符。
根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施例，在用于形成顯示器的方法中，半導(dǎo)體圖案、歐姆接觸圖案、以及數(shù)據(jù)線同時形成。半導(dǎo)體圖案、歐姆接觸圖案、以及數(shù)據(jù)線同時形成，包括以下步驟在柵極絕緣層之上形成半導(dǎo)體層、在半導(dǎo)體層之上形成摻雜非晶硅層、以及在摻雜非晶硅層之上形成導(dǎo)電層。在通道區(qū)域?qū)⒁徊糠謱?dǎo)電層、一部分摻雜非晶硅層、以及一部分半導(dǎo)體層除去，以將導(dǎo)電層分成數(shù)據(jù)線和漏極、將摻雜非晶硅層分成歐姆接觸圖案、以及形成半導(dǎo)體圖案。
根據(jù)本發(fā)明另一個典型的實施例，用于形成顯示器的方法包括形成第一面板和第二面板。形成第一面板的步驟包括在第一基片部分之上形成共同電極。形成第二面板的步驟包括在第二基片之上形成柵極線，在柵極線之上形成柵極絕緣層，在柵極線之上同時形成半導(dǎo)體圖案、歐姆接觸圖案、和數(shù)據(jù)線。第一面板和第二面板設(shè)置在彼此之上，以便像素電極面對其間具有液晶層的共同電極。


本發(fā)明的上述和其它目的和優(yōu)點，將通過參照附圖詳細(xì)地描述其優(yōu)選具體實施例變得更加顯而易見，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的液晶顯示器結(jié)構(gòu)配置圖；圖2是圖1所示液晶顯示器沿著II-II′線的截面圖；
圖3A至圖3C是圖1和圖2所示液晶顯示器上部面板的截面圖，其顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的制造方法的步驟；圖4A是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的一個步驟中的TFT面板的配置圖；圖4B是圖4A所示的TFT面板沿著IVB-IVB′線的截面圖；圖5A是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的另一步驟中的TFT陣列面板的配置圖；圖5B是圖5A中沿著VB-VB′線的截面圖；圖6A是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的另一步驟中的TFT陣列面板的配置圖；圖6B是圖6A中沿著VIB-VIB′線的截面圖；圖7A是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的再一TFT陣列面板的配置圖；圖7B是圖7A中沿著VIIB-VIIB′線的截面圖；圖8A是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的另一步驟的TFT陣列面板的配置圖；圖8B是圖8A中沿著VIIIB-VIIIB′線的截面圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的用于液晶顯示器的TFT陣列面板的配置圖；圖10及圖11分別是圖9中沿著X-X′線及XI-XI′線的TFT陣列面板的截面圖；
圖12A是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的制造方法中的TFT陣列面板的配置圖；圖12B及圖12C分別是圖12A中沿著XIIB-XIIB′線及XIIC-XIIC′線的截面圖；圖13A及圖13B分別是圖12A中沿著XIIB-XIIB′線及XIIC-XIIC′線的截面圖，其顯示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的制造的另一步驟；圖14A是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的制造的另一步驟的TFT陣列面板配置圖；圖14B及圖14C分別是圖14A中沿著XIVB-XIVB′線及XIVC-XIVC′線的截面圖；圖15A、16A、17A、和圖15B、16B、17B分別是圖14A中沿著XIVB-XIVB′線及XIVC-XIVC′線的截面圖，其顯示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的制造的另一步驟；圖18A是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的制造的另一步驟的TFT陣列面板配置圖；圖18B及圖18C分別是圖18A中沿著XVIIIB-XVIIIB′線及XVIIIC-XVIIIC′線的截面圖；圖19A是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的制造的另一步驟的TFT陣列面板配置圖；圖19B及圖19C分別是圖19A中沿著XIXB-XIXB′線及XIXC-XIXC′線的截面圖；以及圖20是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的用于液晶顯示器的TFT陣列面板的配置圖。
具體實施例方式
現(xiàn)將本發(fā)明參照附圖，在下文中更全面地描述，其中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。然而，本發(fā)明可表現(xiàn)為不同形式，它不局限于在此說明的實施例。在附圖中，為了清楚起見夸大了各層的厚度及區(qū)域。在全篇說明書中相同標(biāo)號代表相同元件。將參照附圖詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明實施例的用于液晶器的面板及其制造方法和包括該面板的液晶顯示器。
參照圖1及圖2，對根據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于液晶顯示器的TFT陣列面板進行詳細(xì)描述。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于液晶顯示器的典型TFT陣列面板配置圖，而圖2是圖1所示的TFT陣列面板沿著II-II′線的截面圖。
根據(jù)本發(fā)明第一實施例的液晶顯示器包括下部面板100、上部面板200、置于其間的液晶層300、和多個用于支撐面板100和200并保持面板100和200之間間隙的間隔物350。LCD優(yōu)選垂直排列(VA)模式的LCD；即，由于調(diào)整層13和23的取向強度(aligningforce)或液晶層300的特性，在不存在電場時液晶層300中的液晶分子垂直于面板100和200的表面進行排列。然而，LCD可以為扭曲向列(TN)模式的LCD，其中液晶層300中的液晶分子平行于面板100和200的表面進行排列，而不施加電場以及分子取向扭曲并且從下部面板100的表面到上部面板200的表面相當(dāng)垂直。
就下部面板100而言，在絕緣基片110上形成基本上以橫向延伸的多條柵極線121。柵極線121包括優(yōu)選由低電阻率的諸如銀、銀合金、鋁、和鋁合金這類材料組成的單層，或包括這樣的單層和由諸如鉬、鉻、鈦、和鉭這樣的具有良好物理和電接觸性能的材料組成的多層。各柵極線121具有多個延伸部分(expansions)，并且多個各柵極線121的支路形成薄膜晶體管的柵極123。柵極線121的側(cè)面呈錐形，而該側(cè)面的傾角相對水平面是在20-80°的范圍之間。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，還可在基片110上形成可提高電荷儲存容量的用于存儲電容器的多個存儲電極(storage electrode)(未示出)。將諸如共同電極電壓(以下稱“共同電壓”)這樣的預(yù)定電壓施于來自外部電源(external source)的存儲電極。還將共同電壓施加到另一面板(未示出)的共同電極上(未示出)。
優(yōu)選地，在柵極線121及存儲電極上形成由氮化硅(SiNx)組成的柵極絕緣層140。
優(yōu)選地，在柵極絕緣層140上部形成由氫化非晶硅組成的多個半導(dǎo)體條150，而各半導(dǎo)體條150的多個支路延伸到多個柵極123上以形成薄膜晶體管通道。優(yōu)選地，在半導(dǎo)體條150上形成由硅化物或重?fù)诫s有n型雜質(zhì)的n+氫化非晶硅組成的多套歐姆接觸條和島163和165。各歐姆接觸島165相對于對應(yīng)柵極123之一與相應(yīng)歐姆接觸條163分開并位于相應(yīng)歐姆接觸條163的對面。半導(dǎo)體條150和歐姆接觸件163和165的側(cè)面呈錐形，而其傾角在20-80°的范圍之間。
在歐姆接觸件163和165及柵極絕緣層140上形成多條數(shù)據(jù)線171、多個漏極175、以及多個存儲電容器導(dǎo)體177。優(yōu)選地，數(shù)據(jù)線171、漏極175、以及存儲電容器導(dǎo)體177由具有低電阻率的Al和Ag組成，并且還可以由與其它材料有良好接觸性能的Mo、MoW、Cr、或Ta組成。數(shù)據(jù)線171基本上以縱向延伸并與柵極線121交叉，而各數(shù)據(jù)線171的多個支路形成薄膜晶體管的源極173。每對源極173和漏極175至少部分位于相關(guān)歐姆接觸件163和165上部，且相對于柵極線123相互分離且彼此相對。
存儲電容器導(dǎo)電體177與柵極線121的延伸部分重疊。
數(shù)據(jù)線171、漏極175、以及存儲電容器導(dǎo)體177側(cè)面具有錐形側(cè)面，而該側(cè)面的傾角在約20-80°的范圍內(nèi)。
位于半導(dǎo)體條150和數(shù)據(jù)線171及漏極175之間的歐姆接觸件163和165降低它們之間的接觸電阻。
在數(shù)據(jù)線171、漏極175、存儲電容器導(dǎo)體177、和未被數(shù)據(jù)線171、漏極175覆蓋的半導(dǎo)體條150及柵極絕緣層140部分上形成多個紅、綠、藍(lán)濾色器。濾色器R、G、和B縱向延伸，并具有露出漏極175和存儲電容器導(dǎo)體177的多個孔徑C1和C2。在本實施例中，濾色器R、G、和B的邊界剛好重合并位于數(shù)據(jù)線171上。在本發(fā)明另一實施例的濾色器R、G、和B在數(shù)據(jù)線171上彼此重疊以阻擋光泄露。濾色器R、G、和B在具有柵極線121及數(shù)據(jù)線171的末端部分125和179的襯墊區(qū)域附近不存在。
優(yōu)選地，在濾色器R、G、和B下部可以形成覆蓋半導(dǎo)體條150露出部分的由氧化硅或氮化硅組成的界層絕緣層(未示出)。
在濾色器R、G、和B上形成鈍化層180。優(yōu)選地，鈍化層180由具有極佳平坦化特性和低介電常數(shù)的丙烯酰基有機絕緣材料、或通過化學(xué)汽相沉積形成且具有等于或小于4.0的諸如SiOC或SiOF這樣的低介電絕緣材料組成。這種鈍化層180具有分別露出數(shù)據(jù)線171、漏極175、及存儲電容器導(dǎo)體177的多個接觸孔189、185、和187。當(dāng)間層絕緣層設(shè)置在上述濾色器R、G、和B下部時，接觸孔185和187具有與那些間層絕緣層相同的平面形狀。鈍化層180和柵極絕緣層140具有露出柵極線121的末端部分125的另一接觸孔182。露出漏極175和存儲電容器導(dǎo)體177的接觸孔185和187在濾色器R、G、和B的孔徑C1和C2內(nèi)定位。接觸孔182和189用于信號線121和171與其驅(qū)動電路之間的電連接。
鈍化層180的接觸孔187、182、185、和189及孔徑C1和C2具有錐形側(cè)壁。接觸孔187、182、185、和189的側(cè)壁的傾角可以互不相同，而優(yōu)選地，上部或內(nèi)側(cè)壁的傾角比下部或外側(cè)壁的傾角小。優(yōu)選地，相對于水平面?zhèn)缺诘膬A角約為30-180°。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，接觸孔185和187具有比孔徑C1和C2大的尺寸以進一步具有階梯式側(cè)壁。這種接觸結(jié)構(gòu)確保在接觸孔187和185中的膜的光滑輪廓。
優(yōu)選地，在鈍化層180上形成由諸如氧化銦錫(“ITO”)或氧化銦鋅(“IZO”)這樣的透明導(dǎo)電材料組成的多個像素電極191。像素電極191通過接觸孔185與漏極175物理和電連接且通過接觸孔187與存儲電容器導(dǎo)體177連接。存儲電容器導(dǎo)體177和柵極線121的延伸部分形成存儲電容器。
給各像素電極191施加來自數(shù)據(jù)線171的電壓，以與設(shè)置在上部面板200上的共同電極一起產(chǎn)生電場。施加電壓的變化可改變兩個產(chǎn)生電場電極之間的液晶層300的液晶分子取向。從電路角度來講，各像素電極191和參考電極形成用于儲存電荷的具有液晶電介質(zhì)的電容器。
像素電極191與柵極線121及數(shù)據(jù)線171重疊以提高孔徑比，并形成與液晶電容器并聯(lián)的多個存儲電容器，用于提高其電荷存儲電容。
另外，在鈍化層180上形成多個接觸附件192和199。接觸輔助附件192和199分別通過接觸孔182和189與柵極線121及數(shù)據(jù)線171露出的末端部分125和179連接。接觸輔助附件192和199并非必需但優(yōu)選用于保護柵極線121及數(shù)據(jù)線171露出的末端部分125和179并用于補充TFT陣列面板和驅(qū)動集成電路的粘附性。接觸輔助附件192和199可由與透明電極191或與反射電極相同的層組成。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，優(yōu)選地，將由與柵極線121或數(shù)據(jù)線171相同材料組成的多個金屬島(metal islands)(未示出)設(shè)置在柵極線121和/或數(shù)據(jù)線171的末端部分附近。金屬島通過設(shè)置在柵極絕緣層140和/或鈍化層180上的多個接觸孔連接接觸輔助附件192或199。
在像素區(qū)域的邊緣附近阻擋光泄漏的黑陣220形成于與下部面板100相對的上部面板200的絕緣基片210上。黑陣220具有多個面對被柵極線121和數(shù)據(jù)線171圍繞的像素區(qū)域的開口且優(yōu)選由含黑色模(black die)的有機材料組成。黑陣220還設(shè)置在顯示區(qū)域邊緣附近，其是顯示圖像的像素區(qū)域的集合，用于阻擋光泄漏。此外，黑陣220設(shè)置在薄膜晶體管上用于在薄膜晶體管的半導(dǎo)體150上阻擋入射光。
與下部面板100的像素電極191一起產(chǎn)生用于驅(qū)動液晶分子電場的共同電極230形成于具有黑陣220的上部面板200上。優(yōu)選地，共同電極230由透明導(dǎo)電材料組成。
間隔物350設(shè)置于黑陣220對面的共同電極230上。用于液晶分子310分區(qū)排列的多個凸出部分355在像素區(qū)域上形成。優(yōu)選地，凸出部分355由與間隔物350相同的層組成。由于調(diào)整層13和23的取向強度或液晶層300的特性，在不存在電場的情況下，液晶層300具有負(fù)介電各向異性，而液晶分子310垂直于面板100和200的表面排列。在上部面板200表面附近的液晶分子310垂直于凸出部分355的斜面排列，以致它們的取向不同。雖然凸出部分355的平面形狀未示于在圖1，但凸出部分355可以具有用于沿著不同方向排列液晶分子310的多種形狀。
液晶顯示器的面板100和面板200之間的間隙由間隔物350和黑陣220的厚度決定。
現(xiàn)在，將根據(jù)本發(fā)明第一實施例將的制造液晶顯示器方法進行詳細(xì)說明。
首先，參照圖3A至圖3C詳細(xì)說明，根據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于液晶顯示器的上部面板(也成為方向面板)200的制造方法。
參照圖3A，將含有黑色模(black die)的感光有機材料涂布于絕緣基片210上，并且利用光刻曝光及顯象以形成黑陣220。黑陣220的厚度優(yōu)先在1.5-3.0μm的范圍內(nèi)，而黑陣220具有多個限定像素區(qū)域的開口并阻擋在顯示區(qū)域附近的光泄漏。
參照圖3B，例如，將諸如氧化銦錫(ITO)和氧化銦鋅(IZO)這樣的透明導(dǎo)電材料沉積黑陣220和基片210上以形成共同電極230。
參照圖3C，將丙烯酸類有機材料涂布在共同電極之上并曝光及顯像，以形成位于黑陣220對面的多個間隔物350和在像素區(qū)域用于液晶分子的分區(qū)排列的多個凸出部分355。間隔物350和凸出部分355的厚度彼此幾乎相等，但是，優(yōu)選通過控制工藝條件或調(diào)整間隔物350或凸出部分355的寬度，將間隔物350制成比凸出部分355厚。
最后，在上部面板200上形成上部調(diào)整層23。
上述制造方法同時形成凸出部分355和間隔物350，優(yōu)選具有基本相同的厚度，從而提供簡化的制造工藝。此外，因為黑陣220有助于面板100和200之間的間隙，所以間隔物350可以具有減小的厚度并且易于均勻地控制間隔物的厚度。
現(xiàn)在，參照圖4A至8B以及圖1和圖2，將根據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于液晶顯示器TFT陣列面板的制造方法進行詳細(xì)說明。
圖4A、5A、6A、7A和8A是在根據(jù)本發(fā)明第一實施例的制造方法的各步驟中用于液晶顯示器的TFT陣列面板的配置圖，而圖4B、5B、6B、7B、和8B分別是如圖4A、5A、6A、7A、和8A所示的TFT陣列面板沿著IVB-IVB′、VB-VB′、VI-VI′、VIIB-VIIB′、VIIIB-VIIIB′線的截面圖。
如圖4A和4B所示，通過光蝕刻在玻璃絕緣基片110上形成包括多個柵極123的多條柵極線121。
如圖5A和5B所示，在依次沉積柵極絕緣層140、非晶硅層、和摻雜非晶硅層后，將摻雜非晶硅層和非晶硅層進行光刻蝕以形成在柵極絕緣層140上形成多個半導(dǎo)體條150和多個摻雜非晶硅條(doped amorphous silicon stripes)160。
如圖6A和6B所示，通過光蝕刻形成包括多個源極173的多條數(shù)據(jù)線171、多個漏極175、及多個存儲電容器導(dǎo)體177。然后，除掉未被數(shù)據(jù)線171及漏極175覆蓋的摻雜非晶硅條160部分，以致將各摻雜非晶硅島160分離形成歐姆接觸附件163和多個歐姆接觸島165，以露出位于在它們之間的半導(dǎo)體條150下面的部分。優(yōu)選進行氧等離子體處理以穩(wěn)定半導(dǎo)體條150的露出表面。
在形成優(yōu)選由氮化硅組成的層間絕緣層(未示出)后，如圖7A及7B所示，通過光刻順次涂布包括紅、綠、和藍(lán)色顏料的光致抗蝕有機材料，形成具有多個接觸孔C1和C2多個紅、綠、藍(lán)濾色器R、G、和B。
如圖8A及圖8B所示，沉積鈍化層180并沿著柵極絕緣層140制作圖案，以形成多個接觸孔187、182、185、和189。露出漏極175和存儲電容器導(dǎo)體177的接觸孔185和182位于在濾色器R、G、和B提供的孔徑(apertures)C1和C2內(nèi)。
如上所述，通過在濾色器R、G、和B上預(yù)先形成孔徑C1和C2，然后對鈍化層180制作圖案以形成露出漏極175和存儲電容器導(dǎo)體177的接觸孔185和182，可以獲得接觸孔185和187的適宜輪廓(profile)。
此外，因為與孔徑C1和C2相比較大尺寸的接觸孔185和187使接觸孔185和187及孔徑C1和C2的側(cè)壁具有階梯形狀，得到隨后形成的其它的膜的光滑輪廓。
最后，如圖1及圖2所示，在鈍化層180之上通過光刻蝕沉積具有約400-600厚度的ITO或IZO形成多個像素電極191和多個接觸輔助附件192和199，并在其上形成下部調(diào)整層13。
參照圖9至圖11，詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明第二實施例的用于液晶顯示器TFT陣列面板。
圖9是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的液晶顯示器的配置圖，而圖10及圖11是如圖9所示沿著X-X′線及XI-XI′線的TFT陣列面板的截面圖。如圖9中所示LCD的上部面板具有類似于根據(jù)本發(fā)明第一實施例的結(jié)構(gòu)，因而其截面圖未示于圖中。
如圖9至圖11所示，根據(jù)本發(fā)明第二實施例的TFT陣列面板包括形成在絕緣面片110上的多條存儲電極線131。存儲電極線131包括與柵極線121相同的層，基本上與柵極線121并聯(lián)且與柵極線121電分離。給存儲電極線131施加諸如共同電壓這類的預(yù)定電壓，并且通過柵極絕緣層140與多個像素電極191連接的多個漏極175重疊，以形成存儲電容器。如果由于柵極線121和像素電極191的重疊存儲器容量是足夠的話，則可以省略存儲電極線131。
提供多個半導(dǎo)體條和島152及多個歐姆接觸附件163和165。
半導(dǎo)體條152除了TFTs的通道區(qū)域C，與多條數(shù)鋸線171及多個漏極175具有幾乎相同的平面形狀。即，盡管在通道區(qū)域C數(shù)據(jù)線171和漏極175相互分離，但半導(dǎo)體條152在通道區(qū)域C連續(xù)以形成薄膜晶體管(TFTs)的通道。歐姆接觸件163和165具有基本與其上的數(shù)據(jù)線171和漏極175相同的平面形狀。
柵極線121、存儲電極線131、半導(dǎo)體條152、及歐姆接觸附件163和165具有錐形側(cè)面。
因為接觸孔185比孔徑C1大，接觸結(jié)構(gòu)具有階梯式的側(cè)壁。
如圖9所示，設(shè)置在上部面板上的黑陣220比形成于薄膜晶體管上的多條數(shù)據(jù)線171和多個間隔物350窄。
現(xiàn)在，參照圖12A至19C和圖9至圖11，詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明實施例的用于液晶顯示器的TFT陣列面板的制造方法。
圖12A、14A、18A、和19A是在根據(jù)本發(fā)明第二實施例的制造方法的相應(yīng)步驟中用于透射型LCD的TFT陣列面板的配置圖。圖12B和13A及圖12C和13B分別是圖12A所示TFT陣列面板沿著XIIB-XIIB′線及XIIC-XIIC′線的截面圖，并依次說明根據(jù)本發(fā)明第二實施例的制造方法。圖14B、15A、16A、和17Aa及圖14C、15B、16B、和17B分別是如圖14A所示沿著XIVB-XIVB′線及XIVC-XIVC′線的截面圖，并依次說明根據(jù)本發(fā)明第二實施例的制造方法。圖18B及圖18C分別是圖18A所示TFT陣列面板沿著XVIIIB-XVIIIB′線及XVIIIC-XVIIIC′線的截面圖，而19B及圖19C分別是圖19A所示TFT陣列面板沿著XIXB-XIXB′線及XIXC-XIXC′線的截面圖。
如圖12A至12C所示，在基片110上沉積導(dǎo)電層具有約1000-3000的厚度且通過光刻和刻蝕在制作圖案以形成多條柵極線121及多條存儲電極線131。
如圖13A及13B所示，通過化學(xué)汽相沉積依次沉積柵極絕緣層140、半導(dǎo)體層150、和摻雜非晶硅層160，以致層140、150、和160分別具有約1,500-5,000、約500-2,000、和約300-600的厚度。通過濺射沉積具有約1,500-3,000厚度的導(dǎo)電層170，而在導(dǎo)電層170上涂布具有約1-2微米厚度的光致抗蝕膜210。
光致抗蝕膜210通過曝光掩膜曝光和顯像，從而形成如圖14A至14C所示的包括具有不同厚度的多個第一部分212和第二部分214的光致抗蝕圖案。使位于TFT的通道區(qū)域C的各第二部分214具有比位于數(shù)據(jù)區(qū)域A的第一部分212厚度小的厚度。剩余區(qū)域B上的光致抗蝕膜210部分被除掉或使其具有很小厚度。通道區(qū)域C上的第二部分214的厚度和數(shù)據(jù)區(qū)域A上的第一部分212的厚度比根據(jù)后續(xù)蝕刻步驟中的蝕刻條件進行調(diào)整。優(yōu)選地，第二部分214的厚度等于或小于第一部分212厚度的一半，特別地，等于或小于約4,000。
位置依賴厚度的光致抗蝕膜通過幾種技術(shù)獲得，例如，在曝光掩膜上提供半透明區(qū)域以及透明區(qū)域和不透明區(qū)域可供選擇地，半透明區(qū)域具有狹縫圖案、晶格圖案、具有中等透過比或中等厚度的薄膜。但使用狹縫圖案時，優(yōu)選狹縫的寬度或狹縫之間的距離比用于光刻的曝光機的分辨率小。另一個實例是使用可回流(reflowable)的光致抗蝕劑。即，一旦通過使用只具有透明區(qū)域和不透明區(qū)域的普通曝光掩膜形成由可回流材料組成的光致抗蝕層，光致抗蝕層須經(jīng)回流過程以流向不殘留光致抗蝕劑的區(qū)域，從而形成薄的部分。
如圖15A及15B所示，除掉區(qū)域B的導(dǎo)電層170的露出部分，以露出其下部摻雜非晶硅層160部分。對含有鋁或鋁合金的導(dǎo)電層170可以使用干蝕刻或濕蝕刻。優(yōu)選地，用蝕刻劑CeNHO3對鉻(Cr)進行濕蝕刻。當(dāng)使用干蝕刻時，可將光致抗蝕層的兩部分212和214進行蝕刻以具有減小的厚度。附圖標(biāo)號178表示導(dǎo)電層170中剩余部分，其將被稱作“導(dǎo)體”。特別地，附圖標(biāo)號178是指“存儲導(dǎo)體”。
參照圖15A及15B，優(yōu)選通過用干蝕刻除掉區(qū)域B中的摻雜非晶硅層160的露出部分和半導(dǎo)體層150的下面部分以露出下面的導(dǎo)體178。光致抗蝕層的第二部分214與可除去的摻雜非晶硅層160和半導(dǎo)體層150同時或單獨除掉。殘留在通道區(qū)域C上的第二部分214的殘渣通過拋光除掉。附圖標(biāo)號152表示半導(dǎo)體層150的剩余部分，其將分別基于其平面形狀被稱作“半導(dǎo)體條”和“半導(dǎo)體島”。附圖標(biāo)號168表示摻雜非晶硅層160的剩余部分，其將分別基于其平面形狀被稱作“摻雜非晶硅條”和“摻雜非晶硅島”。
如圖17A及圖17B所示，除掉通道區(qū)域C導(dǎo)體178的露出部分及其下部的摻雜非晶硅條168部分。如圖17B所示，通道區(qū)域C上的半導(dǎo)體條152上部可被除掉，從而引起厚度減小，而將光致抗蝕圖案的第一部分212刻蝕成預(yù)定厚度。
這樣，將通道區(qū)域上的各導(dǎo)體178分成數(shù)據(jù)線171和多個漏極175，而將各摻雜非晶硅條168分成歐姆接觸條163和多個歐姆接觸島165。
在除掉通道區(qū)域C上的導(dǎo)體178部分之后或殘留或除掉其下面摻雜非晶硅條168之后，除掉在數(shù)據(jù)區(qū)域A的第一部分212。
形成數(shù)據(jù)線171和漏極175后，如圖18A至18C所示，涂布分別包括紅、綠、藍(lán)色顏料的光致抗蝕層，并通過具有曝光及顯像的光刻制作圖案，以順次形成紅、綠、藍(lán)濾色器R、G、和B。
在TFT的通道部分C上可以形成由紅或綠濾色器組成的不透光膜。不透光膜有助于阻擋或吸收向TFT的通道部分射入的具有短波長的可見光線。
鈍化層180通過化學(xué)汽相沉積形成于濾色器R、G、和B上。鈍化層180通過使用掩膜的光蝕刻工藝與柵極絕緣層140一起制作圖案，以形成分別露出漏極175、柵極線121的末端部分125、數(shù)據(jù)線171的末端部分179、以及存儲電容器導(dǎo)體177的多個接觸孔187、182、189、和185。
如圖9至圖11所示，形成具有約400-500厚度的像素電極191及接觸輔助附件192和199，然后形成下部調(diào)整層13。
本發(fā)明第二實施例同時形成數(shù)據(jù)線171、漏極175、存儲電容器導(dǎo)體、和其下部的歐姆接觸圖案163和165及半導(dǎo)體圖案152，并且分開源極173和漏極175，從而簡化制造工藝。
盡管第一及第二實施例的TFT陣列面板具有紅、綠、藍(lán)濾色器，但在另一實施例中可以在反向面板上提供。此外，在本發(fā)明的另一實施例中，針對諸如扭曲向列模式的液晶顯示器這樣其它模式的液晶顯示器而言，包含在第一和第二實施例的TFT陣列面板中的凸出部分可以省去。
圖20是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的液晶顯示器的截面圖。
參照圖20，根據(jù)本發(fā)明第三實施例的液晶顯示器具有于類似于圖2所示的結(jié)構(gòu)。
與圖2所示的液晶顯示器不同，根據(jù)本發(fā)明第三實施例的液晶顯示器包括在上部面板200上的紅、綠、和藍(lán)濾色器R、G、和B并且在像素區(qū)域沒有凸出部分。
根據(jù)本發(fā)明實施例的TFT陣列面板、用于制造該面板和液晶顯示器的方法可以具有各種更改并且可以通過各種更改的方法制造。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于形成顯示器的方法，包括形成第一面板，形成所述第一面板的步驟包括在第一基片部分之上形成黑陣；在所述黑陣之上形成共同電極；以及在所述共同電極和所述黑陣之上形成間隔物；形成第二面板，形成所述第二面板的步驟包括在第二基片之上形成像素電極；以及所述第一面板和所述第二面板設(shè)置在彼此之上，以便所述像素電極面對其間具有液晶層的所述共同電極和所述黑陣，所述第一面板和所述第二面板之間的垂直距離由所述間隔物和所述黑陣的厚度確定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括在所述共同電極之上形成凸起部分，所述凸起部分在所述液晶層提供液晶分子的分區(qū)排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述凸起部分和所述間隔物同時形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括在所述第二基片之上形成柵極線；在所述柵極線之上形成柵極絕緣層；在所述柵極絕緣層之上形成半導(dǎo)體圖案；在所述半導(dǎo)體圖案之上形成歐姆接觸圖案；以及在所述歐姆接觸圖案之上形成數(shù)據(jù)線，所述數(shù)據(jù)線與所述柵極線交叉并包括源極、漏極、和存儲電容器導(dǎo)體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，進一步包括在所述數(shù)據(jù)線之上形成濾色器，所述濾色器包括露出所述漏極的第一接觸孔和露出所述存儲電容器導(dǎo)體的第二接觸孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，進一步包括在所述濾色器之上形成鈍化層；以及在所述鈍化層中形成接觸孔，與所述濾色器的所述第一和第二接觸孔相符。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在所述鈍化層的所述接觸孔比所述濾色器的所述第一和第二接觸孔大。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體圖案、所述歐姆接觸圖案、以及所述數(shù)據(jù)線同時形成，包括以下步驟在所述柵極絕緣層之上形成半導(dǎo)體層；在所述半導(dǎo)體層之上形成摻雜非晶硅層；在所述摻雜非晶硅層之上形成導(dǎo)電層；以及在通道區(qū)域除去一部分所述導(dǎo)電層、一部分所述摻雜非晶硅層、以及一部分所述半導(dǎo)體層，以將所述導(dǎo)電層分成數(shù)據(jù)線和漏極、將所述摻雜非晶硅層分成歐姆接觸層、以及形成半導(dǎo)體圖案。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述除去步驟包括在所述導(dǎo)電層之上形成光致抗蝕膜，在所述通道區(qū)域中所述光致抗蝕膜具有薄的部分；除去所述光致抗蝕層的所述薄的部分以露出所述通道區(qū)域中的所述導(dǎo)電層部分；以及刻蝕所述導(dǎo)電層部分、所述摻雜非晶硅層部分、以及所述半導(dǎo)體層部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，部分除去所述半導(dǎo)體層部分以形成所述半導(dǎo)體圖案。
11.一種用于形成顯示器的方法，包括形成第一面板，形成所述第一面板的步驟包括在第一基片之上形成共同電極；形成第二面板，形成所述第二面板的步驟包括在所述第二基片之上形成柵極線；在所述柵極線之上形成；在所述柵極線之上形成柵極絕緣層；在所述柵極線之上同時形成半導(dǎo)體圖案、歐姆接觸圖案、和數(shù)據(jù)線；以及在所述半導(dǎo)體圖案、所述歐姆接觸圖案、以及所述數(shù)據(jù)線之上形成像素電極；以及所述第一面板和所述第二面板設(shè)置在彼此之上，以便所述像素電極面對其間具有液晶層的所述共同電極。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體圖案、所述歐姆接觸圖案、以及數(shù)據(jù)線同時形成，包括以下步驟在所述柵極絕緣層之上形成半導(dǎo)體層；在所述半導(dǎo)體層之上形成摻雜非晶硅層；在所述摻雜非晶硅層之上形成導(dǎo)電層；以及在通道區(qū)域除去一部分所述導(dǎo)電層、一部分所述摻雜非晶硅層、以及一部分所述半導(dǎo)體層，以將所述導(dǎo)電層分成數(shù)據(jù)線和漏極、將所述摻雜非晶硅層分成歐姆接觸層、以及形成半導(dǎo)體圖案。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述除去步驟包括在所述導(dǎo)電層之上形成光致抗蝕膜，在所述通道區(qū)域中所述光致抗蝕膜具有薄的部分；除去所述光致抗蝕層的所述薄的部分以露出所述通道區(qū)域中的所述導(dǎo)電層部分；以及刻蝕所述導(dǎo)電層部分、所述摻雜非晶硅層部分、以及所述半導(dǎo)體層部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進一步包括在所述第一基片之上形成黑陣。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，進一步包括在所述共同電極和所述黑陣之上形成間隔物。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進一步包括在所述共同電極之上形成凸起部分，所述凸起部分在所述液晶層提供液晶分子的分區(qū)排列。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述間隔物和所述凸起部分同時形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進一步包括在所述數(shù)據(jù)線之上形成濾色器，所述濾色器包括露出漏極的第一接觸孔和露出存儲電容器導(dǎo)體的第二接觸孔。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，進一步包括在所述濾色器之上形成鈍化層；以及在所述鈍化層中形成接觸孔，與所述濾色器的所述第一和第二接觸孔相符。
20.一種顯示器，包括第一面板，所述第一面板包括黑陣，形成于第一基片部分之上；共同電極，形成于所述黑陣之上；以及間隔物，形成于所述共同電極和所述黑陣之上；第二面板，所述第二面板包括像素電極，形成于第二基片之上；以及液晶層，設(shè)置在所述第一面板和所述第二面板之間，以便所述像素電極面對其間具有所述液晶層的所述共同電極和所述黑陣，所述第一面板和所述第二面板之間的垂直距離由所述間隔物和所述黑陣的厚度確定。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的顯示器，進一步包括凸起部分，形成于所述共同電極之上，所述凸起部分在所述液晶層提供液晶分子的分區(qū)排列。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的顯示器，其特征在于，所述凸起部分和所述間隔物由相同材料制成。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的顯示器，進一步包括柵極線，形成于所述第二基片之上；柵極絕緣層，形成于所述柵極線之上；半導(dǎo)體圖案，形成于所述柵極絕緣層之上；歐姆接觸圖案，形成于所述半導(dǎo)體圖案之上；以及數(shù)據(jù)線，形成于所述歐姆接觸圖案之上，所述數(shù)據(jù)線與所述柵極線交叉并包括源極、漏極、和存儲電容器導(dǎo)體。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的顯示器，進一步包括濾色器，形成于所述數(shù)據(jù)線之上，所述濾色器包括露出所述漏極的第一接觸孔和露出所述存儲電容器導(dǎo)體的第二接觸孔。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的顯示器，進一步包括鈍化層，形成于所述濾色器之上；以及接觸孔，形成于所述鈍化層中，與所述濾色器的所述第一和第二接觸孔相符。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的顯示器，其特征在于，在所述鈍化層的所述接觸孔比所述濾色器的所述第一和第二接觸孔大。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于形成液晶顯示器的方法，該方法包括形成第一面板和第二面板。形成第一面板的步驟包括在第一基片部分之上形成黑陣、在黑陣之上形成共同電極、以及在共同電極和黑陣上形成間隔物。形成第二面板的步驟包括在第二基片之上形成像素電極。第一面板和第二面板設(shè)置在彼此之上，以便像素電極面對其間具有液晶層的共同電極和黑陣。第一面板和第二面板之間的垂直距離由間隔物和黑陣的厚度確定。
文檔編號G02F1/1339GK1530721SQ200410004600
公開日2004年9月22日 申請日期2004年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月17日
發(fā)明者金東奎, 金時烈, 金相洙 申請人:三星電子株式會社