專利名稱：液晶顯示器及其制造方法
該申請要求2001年5月7日申請的韓國申請第P2001-024581號的權(quán)益，在此通過參考將其結(jié)合進(jìn)來，此處如同對其作了完整闡述。
對孔徑比產(chǎn)生影響的因素例子包括柵極線和數(shù)據(jù)線的厚度，象素電極與數(shù)據(jù)線或柵極線之間的間隔，黑色基質(zhì)層與象素電極之間的重疊距離，存儲容量，TFT面積等。
因此，為了實現(xiàn)高孔徑比，就必需考慮以下方面減少上述因素的大小。
這就是，在數(shù)據(jù)線方面應(yīng)當(dāng)考慮數(shù)據(jù)線開口和掩模對準(zhǔn)誤差。還應(yīng)當(dāng)考慮由于柵極線中與柵極線的線寬對應(yīng)的線阻導(dǎo)致的信號延遲。此外，在象素電極與數(shù)據(jù)線之間的間隔方面，應(yīng)當(dāng)考慮掩模對準(zhǔn)誤差、兩電極間的短路、以及液晶的傾角(disinclination)。在象素電極與柵極線間的間隔方面，必需考慮掩模對準(zhǔn)誤差和寄生電容。此外，在黑色基質(zhì)層與象素電極間的重疊距離方面，應(yīng)當(dāng)考慮黑色基質(zhì)層和連接邊緣的刻蝕損失、象素電極的對準(zhǔn)誤差。在電容方面，必需考慮TFT的饋通和饋入以及再充電速度。
除了對孔徑比有影響的前述因素外，還可以考慮與象素電極電連接的漏極的面積來提高孔徑比。如果漏極的面積很小，則覆蓋漏極的上部黑色基質(zhì)面積也會相應(yīng)較小，由此提高了孔徑比。
在下文中將參照附圖描述相關(guān)技術(shù)LCD裝置的結(jié)構(gòu)。


圖1是依照相關(guān)技術(shù)LCD裝置的單位象素的結(jié)構(gòu)平面圖，圖2是沿圖1的剖面線I-I’剖開的剖面結(jié)構(gòu)圖。
如圖1所示，以恒定間隔沿一定方向設(shè)置了多條柵極線112，垂直于柵極線設(shè)置了多條數(shù)據(jù)線111，由此限定出矩陣形的象素區(qū)域。另外，在柵極線112和數(shù)據(jù)線111的交叉點上設(shè)置了具有源極106、漏極107和柵極102的TFT。在每個象素區(qū)域內(nèi)設(shè)置了象素電極109。也就是說，TFT的源極106與數(shù)據(jù)線111相連，TFT的柵極102與柵極線112相連，象素電極109與TFT的漏極電連接。
與此同時，TFT的漏極107延伸到象素電極109的預(yù)定區(qū)域，并通過漏極107上設(shè)置的接觸孔110與象素電極109相連。
現(xiàn)在將描述LCD裝置的TFT和象素電極的剖面結(jié)構(gòu)。
也就是說，如圖2所示，在較低的基板101上形成了包括TFT的柵極102的柵極線112。在包括柵極102和柵極線的整個基板表面上淀積柵極絕緣薄膜103。
此外，在柵極絕緣薄膜103上設(shè)置數(shù)據(jù)線和TFT的區(qū)域形成半導(dǎo)體層104。設(shè)置數(shù)據(jù)線111，其設(shè)有由導(dǎo)電金屬制成的TFT的源極106，TFT的漏極107設(shè)置得與源極106相對。在半導(dǎo)體層、源極106和漏極107中間設(shè)置歐姆接觸層105。在包括源極106和漏極107的整個基板表面上設(shè)置SiNx的鈍化膜108，于是在漏極107上形成接觸孔110。在鈍化膜上的象素區(qū)域內(nèi)設(shè)置諸如氧化銦錫(ITO)構(gòu)成的象素電極109，并使象素電極通過接觸孔與漏極107電連接。
在與TFT、柵極線和數(shù)據(jù)線對應(yīng)的部分處設(shè)置黑色基質(zhì)層(盡管未示出)，用以防止光透射到上部絕緣基板象素區(qū)域之外的區(qū)域。此外，在與象素區(qū)域相對應(yīng)的上部絕緣基板上設(shè)置了濾色層。
然而，前述相關(guān)技術(shù)的LCD裝置存在以下問題。
這就是，由于朝象素區(qū)域突起地形成了與象素電極電連接的TFT漏極，因此必需增大上部基板上設(shè)置的黑色基質(zhì)層面積，以防止光透射到下部基板的TFT上。在該情況下，相對降低了LCD裝置的孔徑比。
本發(fā)明的一個優(yōu)點是提供一種LCD裝置和制造該裝置的方法，其能通過改變漏極形狀然后通過制造不延伸到象素電極的漏極來提高孔徑比。
本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征將在后面的說明中得到一定程度的闡明，在一定程度上，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說通過驗證以下內(nèi)容得到這些優(yōu)點和特征是顯而易見的，或者他們可從本發(fā)明的實踐中學(xué)到這些優(yōu)點和特征。本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點可通過書面描述及其權(quán)利要求以及附圖中具體指明的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和得到。
正如在此所體現(xiàn)和概括描述的，為了實現(xiàn)這些和其它優(yōu)點以及依照本發(fā)明的目的，依照本發(fā)明的LCD裝置包括彼此交叉的柵極線和數(shù)據(jù)線、在柵極線和數(shù)據(jù)線的交叉點處形成的TFT。
在漏極和象素區(qū)域的預(yù)定部分上形成了接觸孔，接觸孔將TFT的漏極與象素區(qū)域的象素電極電連接在一起。
在本發(fā)明的另一方面，依照本發(fā)明的LCD裝置包括TFT，其設(shè)有柵極線、數(shù)據(jù)線、柵極、源極和漏極，其中柵極線在基板上設(shè)置得與數(shù)據(jù)線交叉以限定出象素區(qū)域，TFT設(shè)置在柵極線和數(shù)據(jù)線的交叉點上；接觸孔，其設(shè)置在漏極和象素區(qū)域上；以及象素電極，其設(shè)置在象素區(qū)域內(nèi)，借助于接觸孔與漏極連接。
在此，穿過漏極的邊緣部分和與該邊緣部分相鄰的象素區(qū)域形成接觸孔。
TFT包括設(shè)置在基板上的柵極；設(shè)置在包含了柵極的整個表面上的柵極絕緣薄膜；設(shè)置在柵極上的柵極絕緣薄膜上的半導(dǎo)體層；設(shè)置在半導(dǎo)體層兩側(cè)的源極和漏極；以及設(shè)置在包含了源極/漏極的整個基板表面上的鈍化膜。
在本發(fā)明的另一方面中，制造LCD裝置的方法包括以下步驟在絕緣基板上形成TFT，該TFT設(shè)有柵極、源極/漏極；在包含了TFT的整個基板表面上形成鈍化膜；在漏極和與該漏極相鄰的象素區(qū)域的預(yù)定部分上形成接觸孔；以及在象素區(qū)域內(nèi)形成象素電極，并通過接觸孔使該象素電極與漏極電連接。
在此，通過選擇性地去除漏極邊緣部分上和與漏極邊緣部分相鄰的象素區(qū)域上的鈍化膜形成接觸孔。
形成TFT的步驟包括以下步驟在基板上形成柵極；在包含了柵極的整個基板表面上形成柵極絕緣薄膜；在柵極絕緣薄膜的預(yù)定部分上形成半導(dǎo)體層；以及在半導(dǎo)體層的兩側(cè)分別形成源極和漏極。
通過選擇性地去除漏極邊緣部分上和與該漏極邊緣部分相鄰的象素區(qū)域上的鈍化膜和柵極絕緣薄膜形成接觸孔。
可以理解的是，對本發(fā)明的前述概括描述和下面的詳細(xì)描述都是示范性和說明性的，其試圖提供權(quán)利要求所述的本發(fā)明的進(jìn)一步說明。
附圖的簡要說明引人附圖來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并將其結(jié)合進(jìn)來作為構(gòu)成本申請的一部分，這些附圖表示本發(fā)明的實施例，其連同說明一起解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1表示依照相關(guān)技術(shù)LCD的單位象素的結(jié)構(gòu)平面圖；圖2表示沿圖1的剖面線I-I’剖開的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖3表示依照本發(fā)明的LCD裝置的單位象素的結(jié)構(gòu)平面圖；圖4表示沿圖3的剖面線II-II’剖開的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖5A、圖5B、圖5C表示依照本發(fā)明的LCD裝置的剖視圖；圖6表示單位象素的平面圖，其顯示在將上部基板加到相關(guān)技術(shù)LCD裝置的下部基板上時不透光的那部分單位象素；圖7表示單位象素的平面圖，其表示在將上部基板加到依照本發(fā)明的LCD裝置的下部基板上時不透光的那部分單位象素。
說明實施例的詳細(xì)描述現(xiàn)在對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)參引，其例子示于附圖中。無論何種可能，在整個附圖中都用類似附圖標(biāo)記表示相同或類似部件。
圖3表示依照本發(fā)明的LCD的單位象素的結(jié)構(gòu)平面圖，圖4表示沿圖3的剖面線II-II’剖開的結(jié)構(gòu)剖視圖。
如圖3所示，沿第一方向設(shè)置了多條柵極線212，在這些柵極線212之間的間隔恒定不變，沿第二方向設(shè)置了多條數(shù)據(jù)線211，例如大體垂直于柵極線212的方向，用以限定出矩形布置的多個象素區(qū)域。此外，在柵極線212和數(shù)據(jù)線211的交叉點上設(shè)置了薄膜晶體管(TFT)，該晶體管具有源極206、漏極207和柵極202。同時，在每個象素區(qū)域中設(shè)置了象素電極209。也就是說，TFT的源極206與數(shù)據(jù)線211連接，TFT的柵極202與柵極線212連接，象素電極209與TFT的漏極207電連接。
同時，TFT的漏極207不伸到象素電極209的預(yù)定部分上。此外，接觸孔210設(shè)置在漏極207和象素區(qū)域的預(yù)定部分上，由此象素電極209通過接觸孔210與漏極207連接。
現(xiàn)在將詳細(xì)描述依照本發(fā)明的LCD裝置的TFT和象素電極的剖面結(jié)構(gòu)。
這就是，如圖4所示，在下部絕緣基板201上形成包含TFT的柵極202的柵極線212。另外，在包含了柵極202和柵極線212的整個基板表面上淀積柵極絕緣薄膜203。
另外，在要形成數(shù)據(jù)線的柵極絕緣薄膜203上和要形成TFT的柵極202上形成半導(dǎo)體層204。然后，在半導(dǎo)體層204上設(shè)置導(dǎo)電金屬制成的數(shù)據(jù)線211和TFT的漏極207，其中數(shù)據(jù)線211設(shè)有TFT的源極206。同時，在TFT上與源極206相對的一側(cè)設(shè)置漏極207。歐姆接觸層205設(shè)置在半導(dǎo)體層204與源極206和漏極207之間。另外，在包含源極206和漏極207的整個基板表面上形成SiNx制成的鈍化膜208。漏極207設(shè)置得不會延伸到象素區(qū)域內(nèi)。此外，在漏極207和象素區(qū)域的一側(cè)形成接觸孔210，該接觸孔210將漏極207連接到鈍化膜208內(nèi)的象素電極209上。然后，形成諸如氧化銦錫(ITO)制成的象素電極209，使其通過象素內(nèi)的接觸孔210與漏極107電連接。
在此，通過去除鈍化膜208和柵極絕緣薄膜203以暴露一部分漏極并暴露一部分與漏極217相鄰的象素區(qū)域的絕緣基板201形成接觸孔210。僅在形成TFT的區(qū)域內(nèi)形成島狀半導(dǎo)體層204。
也就是說，在相關(guān)技術(shù)的LCD裝置中，在與象素電極相連的漏極上設(shè)置接觸孔。而在本發(fā)明中，通過較短地形成漏極以便通過接觸孔210暴露漏極207的邊緣部分和與漏極207相鄰的象素區(qū)域的絕緣基板201來去除和形成鈍化膜208。由此，被接觸孔210暴露的部分是漏極207的邊緣部分和象素區(qū)域的絕緣基板的表面部分。
盡管未示出，但在與TFT、柵極線、以及數(shù)據(jù)線對應(yīng)的部分上形成了黑色基質(zhì)層，于是光不會透射到象素區(qū)域以外的部分。此外，在與象素區(qū)域?qū)?yīng)的上部絕緣基板上形成濾色層。當(dāng)上部和下部基板以一恒定間隔彼此連接在一起后，在兩基板間注入液晶。
與相關(guān)技術(shù)相比，在依照本發(fā)明的LCD裝置中，未改變接觸孔的位置同時減小形成漏極的面積，由此提高了孔徑比。
現(xiàn)在描述制造依照本發(fā)明的LCD裝置的方法。
圖5A到5C是表示制造依照本發(fā)明LCD裝置的方法的截面圖。
如圖5A所示，利用濺射方法在下部絕緣基板201上淀積諸如AlNd或Al的導(dǎo)電金屬。然后，通過光刻蝕方法形成導(dǎo)電金屬圖形，由此形成了柵極202和柵極線212。接著，通過化學(xué)氣相淀積(CVD)法在包含柵極202和柵極線212的整個基板表面上淀積諸如SiNx的絕緣材料，從而形成柵極絕緣薄膜203。
然后，如圖5B所示，在柵極絕緣薄膜203上順序地淀積a-SiH和摻雜質(zhì)的n+a-SiH，并形成圖形，從而形成TFT的半導(dǎo)體層204和歐姆接觸層205。此外，利用濺射法淀積諸如Cr和Mo的低電阻金屬，并形成圖形，從而形成源極206、漏極207和數(shù)據(jù)線(圖5中未示出)。同時，去除源極206和漏極307之間的歐姆接觸層205。
如圖5C所示，在包含源極206和漏極207的整個基板表面上淀積諸如SiNx的絕緣材料，從而形成鈍化膜208。然后，選擇性地去除漏極207的邊緣部分、要設(shè)置象素電極的象素區(qū)域的鈍化膜208、以及柵極絕緣薄膜203，由此形成接觸孔210。
然后，通過濺射方法在整個表面上淀積氧化銦錫(ITO)，并形成圖形，由此在象素區(qū)域內(nèi)形成通過接觸孔210與漏極207電連接的象素電極209。
接著，盡管未示出，形成柵極線、數(shù)據(jù)線、TFT以及象素電極的下部基板和形成黑色基質(zhì)層、濾色層以及通用電極的上部基板彼此連接在一起，二者之間保持均勻距離。然后，在上部基板和下部基板之間注入液晶，于是制造出依照本發(fā)明的LCD裝置。
圖6表示相關(guān)技術(shù)LCD裝置的部分單位象素，其中在上部基板和下部基板彼此結(jié)合時光不會透射到該部分單元象素上。圖7表示依照本發(fā)明的LCD裝置的一部分單位象素，在上部基板和下部基板彼此結(jié)合后光不會透射到該部分單位象素上。
在相對的上部基板上形成黑色基質(zhì)113，用以防止光透射到數(shù)據(jù)線、柵極線和TFT上。同時，如圖6和7所示，在相關(guān)技術(shù)的LCD裝置中，與象素電極電連接的漏極107伸到象素區(qū)域內(nèi)，由此即使漏極107的外圍空間覆有黑色基質(zhì)113，這樣也會降低孔徑比。另一方面，在依照本發(fā)明的LCD裝置中，減小了漏極207伸入象素區(qū)域的面積，于是對應(yīng)于漏極207的減小面積減小了黑色基質(zhì)層的面積，由此增大了孔徑比。
正如前面所述，依照本發(fā)明的LCD裝置及其制造方法具有以下優(yōu)點。
這就是，由于減小了TFT的漏極伸入到象素區(qū)域的面積，但擴(kuò)大了漏極與象素電極的接觸面積，因此也減小了用來防止光透射到TFT上的在上部基板上設(shè)置的黑色基質(zhì)層面積，于是提高了LCD裝置的孔徑比，由此提高了背景光的亮度和效率。
對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說顯而易見的是，可在本發(fā)明的范圍內(nèi)作出各種改進(jìn)和變化。于是這意味著在所附加的權(quán)利要求利其等價范圍內(nèi)本發(fā)明涵蓋了本發(fā)明的改進(jìn)和變化。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器裝置，其設(shè)有多條柵極線、多條數(shù)據(jù)線、多個TFT，柵極線與數(shù)據(jù)線交叉限定出象素區(qū)域，TFT設(shè)置在柵極線和數(shù)據(jù)線的交叉點上，其中在漏極和象素區(qū)域的預(yù)定部分上形成了將TFT的漏極與象素區(qū)域的象素電極電連接在一起的接觸孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器裝置，其中TFT和象素區(qū)域包括在絕緣基板上形成的柵極；在包含了柵極的整個絕緣基板表面上形成的柵極絕緣薄膜；在柵極絕緣薄膜上的預(yù)定部分先后淀積的舉導(dǎo)體層和歐姆接觸層；設(shè)置在歐姆接觸層左邊和右邊的源極和漏極；在包括源極和漏極的整個基板表面上形成的鈍化膜；通過刻蝕鈍化膜以便暴露出預(yù)定部分的漏極和預(yù)定部分的絕緣基板而形成的接觸孔，其后在該處將形成象素電極；以及在鈍化膜和接觸孔上設(shè)置的象素電極。
3.一種液晶顯示器裝置，其包括設(shè)置得與基板上的數(shù)據(jù)線交叉的柵極線，由此限定出象素區(qū)域；薄膜晶體管，每個晶體管具有柵極、源極和漏極，這些晶體管設(shè)置在柵極線和數(shù)據(jù)線的交叉點上；在漏極和象素區(qū)域上設(shè)置的接觸孔；以及在象素區(qū)域內(nèi)形成的象素電極，其用于通過接觸孔將象素電極連接到漏極上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示器裝置，其中接觸孔是在漏極的邊緣部分和與該漏極邊緣部分相鄰的象素區(qū)域上形成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示器裝置，其中每個薄膜晶體管進(jìn)一步包括基板，上面設(shè)置了柵極；位于包括柵極的整個基板表面上的柵極絕緣薄膜；位于柵極上方的柵極絕緣薄膜上的半導(dǎo)體層；位于半導(dǎo)體層相對兩端的源極和漏極；以及在包括源極和漏極的整個基板表面上形成的鈍化膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示器裝置，其中接觸孔穿過位于漏極邊緣部分和與該漏極邊緣部分相鄰的象素區(qū)域內(nèi)的鈍化膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示器裝置，其中接觸孔穿過位于漏極邊緣部分和與該漏極邊緣部分相鄰的象素區(qū)域內(nèi)的鈍化膜和柵極絕緣薄膜。
8.一種制造液晶顯示器裝置的方法，它包括在絕緣基板上形成薄膜晶體管，每個晶體管具有柵極、源極和漏極；在包括薄膜晶體管的整個基板表面上形成鈍化膜；在漏極和與該漏極相鄰的象素區(qū)域的預(yù)定部分上形成接觸孔；在象素區(qū)域內(nèi)形成象素電極，該電極通過接觸孔與漏極相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中接觸孔是在漏極邊緣部分和與該漏極邊緣部分相鄰的象素區(qū)域上形成的。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，接觸孔是通過選擇性地去除漏極邊緣部分和與該漏極邊緣部分相鄰的象素區(qū)域上的鈍化膜形成的。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中形成薄膜晶體管的步驟包括在絕緣基板上形成柵極；在包括柵極的絕緣基板整個表面上形成柵極絕緣薄膜；在柵極絕緣薄膜上的預(yù)定部分形成半導(dǎo)體層；以及分別在半導(dǎo)體層的相對兩端形成源極和漏極。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中接觸孔是通過選擇性地去除位于漏極邊緣部分和與該漏極邊緣部分相鄰的象素區(qū)域上的鈍化膜和柵極絕緣薄膜形成的。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種制造液晶顯示器(LCD)裝置的方法,其中通過減少向象素區(qū)域的象素電極施加電信號的漏極的面積來提高孔徑比。在LCD裝置中,在漏極和象素區(qū)域的預(yù)定部分上形成了接觸孔,在該接觸孔內(nèi),TFT的漏極與象素電極電連接。
文檔編號H01L29/417GK1384394SQ0211819
公開日2002年12月11日 申請日期2002年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月7日
發(fā)明者趙容振, 李炫揆 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社