專利名稱：液晶顯示器、所用的薄膜晶體管陣列板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器、用于該液晶顯示器的薄膜晶體管陣列板及其制造方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCD)是最廣泛使用的平板顯示器中的一種。LCD用于筆記本或者膝上型計算機、臺式計算機監(jiān)控器和電視機中。LCD比傳統(tǒng)的陰極射線管(CRT)顯示器重量輕且占用空間小。
LCD的通常結(jié)構(gòu)由液晶(LC)層構(gòu)成，該液晶層位于一對包括場發(fā)生電極和偏振器的面板之間。LC層受到由電極產(chǎn)生的電場的作用，并且場強的變化使LC層的分子排列方向發(fā)生了改變。例如，當(dāng)施加電場時，LC層的分子改變其排列方向，從而改變穿過LC層的光的偏振。恰當(dāng)定位的偏振濾光片選擇地阻擋了偏振光，產(chǎn)生出表現(xiàn)所需圖像的暗區(qū)。
LCD還包括設(shè)置在面板或覆蓋濾色器的有機絕緣層中的任意一個之上，用來表現(xiàn)彩色圖像的多個濾色器。有機絕緣層通常足夠厚以使面板表面平滑，使得其上的場發(fā)生電極具有均勻的平坦表面。
然而，厚有機層減少了光透射率，尤其是對于藍光，因此引起所謂的發(fā)黃(yellowish)現(xiàn)象。另外，厚有機層和同樣非常厚的濾色器使得難以得到截面光滑的接觸孔，設(shè)置該接觸孔用于濾色器上下的導(dǎo)電層與有機層之間的接觸。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種薄膜晶體管陣列板，其包括形成在絕緣襯底上的柵極線；在柵極線上的柵極絕緣層；在柵極絕緣層上的半導(dǎo)體層；形成在柵極絕緣層上的數(shù)據(jù)線；至少部分地形成在半導(dǎo)體層上的漏極電極；形成在數(shù)據(jù)線和漏極電極上的第一鈍化層；形成在數(shù)據(jù)線和漏極電極上的濾色器；形成在濾色器上的第二鈍化層；以及形成在濾色器上的像素電極，其與漏極電極連接，與第二鈍化層交疊，并且由第二鈍化層封閉(enclose)。
數(shù)據(jù)線包括一對彼此相連且形成大約45度角的直線部分。
薄膜晶體管陣列板還可包括存儲電極線，其形成在襯底上，并包括與像素電極交疊以形成存儲電容器的展開部分。漏極電極可包括與存儲電極線的展開部分交疊的展開部分。
第二鈍化層可包括有機絕緣體和無機絕緣材料中的至少一種。第二鈍化層可由光敏材料或丙烯酸樹脂構(gòu)成。
第一鈍化層可具有露出至少部分漏極電極的接觸孔，濾色器可具有設(shè)置在漏極電極上的開口，像素電極通過該開口和該接觸孔連接漏極電極。
薄膜晶體管陣列板還可包括形成在部分柵極線或部分數(shù)據(jù)線上、由與像素電極相同的材料構(gòu)成的輔助接觸部分。
數(shù)據(jù)線和漏極電極的整個底表面可基本上設(shè)置在半導(dǎo)體層上，數(shù)據(jù)線和漏極電極可具有與半導(dǎo)體層基本相同的平面形狀，并且該半導(dǎo)體層可包括未由數(shù)據(jù)線和漏極電極覆蓋并且設(shè)置在源極電極與漏極電極之間的部分。
第二鈍化層和像素電極可覆蓋濾色器的整個表面。
提供一種液晶顯示器，包括第一襯底；設(shè)置在襯底上的第一信號線；設(shè)置在襯底上并且與第一信號線相交的第二線；連接至第一和第二信號線的薄膜晶體管；設(shè)置在第一襯底上的濾色器；設(shè)置在濾色器上的絕緣層，其與第一和第二信號線及薄膜晶體管相對，并具有露出濾色器的開口；設(shè)置在濾色器上的像素電極，其連接薄膜晶體管，與絕緣層交疊，并且基本上位于絕緣層的開口中；第二襯底，其面對第一襯底，并且與第一襯底間隔開一間隙；形成在第二襯底上的公共電極；設(shè)置在公共電極上的光阻擋件；以及填充在第一襯底與第二襯底之間的間隙中的液晶層。
絕緣層和像素電極可覆蓋濾色器的整個表面。
光阻擋件可包括保持第一襯底與第二襯底之間間隙的第一部分以及比第一部分的厚度薄的第二部分。
液晶層可具有負介電各向異性，并且可處于垂直排列。
公共電極可具有切去部分。
提供一種制造薄膜晶體管陣列板的方法，該方法包括在襯底上形成多條柵極線；在柵極線上形成第一絕緣層；在第一絕緣層上形成半導(dǎo)體層；至少在半導(dǎo)體層上形成多條數(shù)據(jù)線和漏極電極；在數(shù)據(jù)線和漏極電極上形成第二絕緣層；形成多個濾色器，每個濾色器包括紅、綠和藍色素中的一種；至少在濾色器邊緣上形成第三絕緣層，第三絕緣層與柵極線和數(shù)據(jù)線相對設(shè)置；以及在濾色器上形成多個像素電極，使得像素電極和第三絕緣層覆蓋濾色器的整個表面。
第三絕緣層可由光敏材料或丙烯酸樹脂構(gòu)成。
第二絕緣層可具有露出至少部分漏極電極的接觸孔，濾色器可具有設(shè)置在漏極電極上的開口，像素電極通過該開口和該接觸孔連接漏極電極。


通過參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行描述，將使本發(fā)明變得更加明顯易懂，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的LCD的布局圖；圖2是沿線II-II’截取的圖1所示LCD的截面圖；圖3是沿線III-III’和III’-III”截取的圖1所示LCD的截面圖；圖4A和4B是根據(jù)本發(fā)明的實施例，在其制造方法的中間步驟中，分別沿線II-II’及線III-III’和III’-III”截取的圖1至3所示TFT陣列板的截面圖；圖5A和5B是該制造方法在圖4A和4B所示步驟之后的步驟中，分別沿線II-II’及線III-III’和III’-III”截取的圖1至3所示的TFT陣列板的截面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的LCD的布局圖；圖7是沿線VII-VII’截取的圖6所示LCD的截面圖；圖8是沿線VIII-VIII’和VIII’-VIII”截取的圖6所示LCD的截面圖；圖9A和9B是根據(jù)本發(fā)明的實施例，在其制造方法的中間步驟中，分別沿線VII-VII’及線VIII-VIII’和VIII’-VIII”截取的圖6至8所示TFT陣列板的截面圖；圖10A和10B是該制造方法在圖9A和9B所示步驟之后的步驟中，分別沿線VII-VII’及線VIII-VIII’和VIII’-VIII”截取的圖6至8所示TFT陣列板的截面圖；以及圖11A和11B是該制造方法在圖10A和10B所示步驟之后的步驟中，分別沿線VII-VII’及線VIII-VIII’和VIII’-VIII”截取的圖6至8所示的TFT陣列板的截面圖。
具體實施例方式
隨后將參照表現(xiàn)本發(fā)明優(yōu)選實施例的附圖對本發(fā)明進行更充分地描述。然而，本發(fā)明可以以多種不同的形式實施，且不應(yīng)將本發(fā)明解釋為僅限于此處提出的實施例。
附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜和區(qū)域的厚度。相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的元件?？梢岳斫猓?dāng)稱諸如層、膜、區(qū)域或襯底的元件在另一元件“上”時，該元件可以直接在該另一元件上或也可以存在有中間元件。相比，當(dāng)稱元件“直接”在另一元件“上”時，則不存在中間元件。
現(xiàn)在將參照附圖介紹根據(jù)本發(fā)明的實施例的液晶顯示器和用于LCD的薄膜晶體管(TFT)陣列板。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的LCD的布局圖，圖2是沿線II-II’截取的圖1所示LCD的截面圖，圖3是沿線III-III’和III’-III”截取的圖1所示LCD的截面圖。
根據(jù)本發(fā)明實施例的LCD包括TFT陣列板、面對該TFT陣列板的公共電極板、以及設(shè)置在TFT陣列板和公共電極板之間的LC層3。
現(xiàn)在詳細說明該TFT陣列板。
多條柵極線121和多條存儲電極線131形成在絕緣襯底110上。
柵極線121基本上沿橫向方向延伸且彼此隔開，并傳輸柵極信號。每條柵極線121包括形成多個柵極電極123的多個突起以及具有較大面積、用于與另一層或外部設(shè)備接觸的端部125。
每條存儲電極線131基本上沿橫向方向延伸，并包括形成存儲電極133的多個突起。每個存儲電極133具有菱形或旋轉(zhuǎn)大約45度的矩形形狀，并且其靠近柵極線121。對存儲電極線131施加預(yù)定電壓，如公共電壓，該電壓施加于LCD的公共電極板上的公共電極270。
柵極線121及存儲電極線131具有多層結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)包括具有不同物理特性的兩層膜，下部膜和上部膜。上部膜優(yōu)選地由低電阻率金屬構(gòu)成，其包括諸如Al和Al合金的含Al金屬、諸如Ag和Ag合金的含Ag金屬、或諸如Cu和Cu合金的含Cu金屬，用來降低柵極線121和存儲電極線131中的信號延遲或電壓降。另一方面，下部膜優(yōu)選由諸如Cr、Mo、Mo合金、Ta、或Ti的材料構(gòu)成，這些材料具有與諸如氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)的其它材料的良好的物理、化學(xué)及電性連接特性。下部膜材料和上部膜材料的良好典型組合是Cr與Al-Nd合金。圖4中，柵極電極123的下部和上部膜分別由附圖標(biāo)記231和232來表示，端部125的下部和上部膜分別由附圖標(biāo)記251和252來表示，存儲電極133的下部和上部膜分別由附圖標(biāo)記331和332來表示。部分除去柵極線121的端部125的上部膜252，以露出下面的部分下部膜251。
柵極線121和存儲電極線131可以具有單層結(jié)構(gòu)，或者可以包括三層或更多層。
此外，柵極線121和存儲電極線131的側(cè)面相對于襯底110的表面傾斜，并且其傾斜角度大約為30至80度的范圍。
優(yōu)選由氮化硅(SiNx)構(gòu)成的柵極絕緣層140形成在柵極線121和存儲電極線131上。
優(yōu)選由氫化非晶硅(簡寫成“a-Si”)或多晶硅構(gòu)成的多個半導(dǎo)體帶151形成在柵極絕緣層140上。每個半導(dǎo)體帶151基本上沿縱向方向延伸，同時其周期性地彎曲。每個半導(dǎo)體帶151具有多個朝著柵極電極123分支的突起154。每個半導(dǎo)體島150與柵極電極123相對。
在半導(dǎo)體帶151上形成多個歐姆接觸帶和島161和165，其優(yōu)選由硅化物或以n型雜質(zhì)重摻雜的n+氫化非晶硅(a-Si)構(gòu)成。每個歐姆接觸帶161具有多個突起163，并且突起163和歐姆接觸島165成對地位于半導(dǎo)體帶151的突起154上。
半導(dǎo)體帶151及歐姆接觸161和165的側(cè)面相對于襯底110的表面傾斜，并且其傾斜角度優(yōu)選在大約30至80度之間的范圍內(nèi)。
彼此隔開的多條數(shù)據(jù)線171和多個漏極電極175形成在歐姆接觸161和165以及柵極絕緣層140上。
用于傳輸數(shù)據(jù)電壓的數(shù)據(jù)線171基本上沿縱向方向延伸，并且與柵極線121和存儲電極線131相交。每條數(shù)據(jù)線171具有端部179，端部179具有較大的面積，用于與另一層或外部器件的接觸，每條數(shù)據(jù)線171包括多對傾斜部分和多個縱向部分，使其周期性彎曲。一對傾斜部分彼此連接以形成人字紋，并且該對傾斜部分的相對端連接至各自的縱向部分。數(shù)據(jù)線171的傾斜部分與柵極線121形成大約45度的角度，并且縱向部分跨過柵極電極123。一對傾斜部分的長度是縱向部分長度的大約1至9倍，即其占該對傾斜部分和該縱向部分的總長度的大約50至90％。
每個漏極電極175包括與存儲電極133交疊的矩形展開部分。漏極電極175展開部分的邊緣基本上平行于存儲電極133的邊緣。數(shù)據(jù)線171的每個縱向部分包括多個突起，使得包括突起的縱向部分形成部分封閉漏極電極175端部的源極電極173。每組柵極電極123、源極電極173和漏極電極175、以及半導(dǎo)體帶151的突起154一起形成TFT，該TFT具有形成在源極電極173和漏極電極175之間設(shè)置的半導(dǎo)體突起154中的溝道。
數(shù)據(jù)線171和漏極電極175還包括優(yōu)選由Mo、Mo合金或Cr構(gòu)成的下部膜711和751以及位于其上并且優(yōu)選由含Al金屬構(gòu)成的上部膜712和752。圖4和圖5中，源極電極173的下部和上部膜分別由附圖標(biāo)記731和732表示，數(shù)據(jù)線171端部179的下部和上部膜分別由附圖標(biāo)記791和792來表示。部分除去數(shù)據(jù)線171展開部分179和漏極電極175的上部膜792、752以露出下面的部分下部膜791和751。
與柵極線121及存儲電極線131相同，數(shù)據(jù)線171和漏極電極175具有傾斜的側(cè)面，并且其傾斜角度大約為30至80度的范圍。
歐姆接觸161和165僅在下面的半導(dǎo)體帶151與其上的上覆數(shù)據(jù)線171和上覆漏極電極175之間插入，減少了其間的接觸電阻。
第一鈍化層801優(yōu)選由無機絕緣體如SiNx構(gòu)成，其形成在數(shù)據(jù)線171和漏極電極175、以及未由數(shù)據(jù)線171和漏極電極175覆蓋的部分半導(dǎo)體帶151之上。
第一鈍化層801具有多個接觸孔181和183，其分別露出漏極電極175和數(shù)據(jù)線171的端部179。第一鈍化層801和柵極絕緣層140具有多個露出柵極線121端部125的接觸孔182。接觸孔181、182和183可以具有不同的形狀如多邊形或圓形。每個接觸孔182或183的面積優(yōu)選等于或大于0.5mm×15μm，并且不大于2mm×60μm。接觸孔181、182和183的側(cè)壁以大約30至85度的角度傾斜，或具有階梯式的輪廓。
多個紅、綠和藍色濾色器230R、230G和230B形成在第一鈍化層801上，并且其基本上設(shè)置在數(shù)據(jù)線171之間。在相鄰兩條數(shù)據(jù)線171中并以縱向方向設(shè)置的濾色器230R、230G和230B可以彼此連接以形成周期性彎曲的帶。相鄰的濾色器230R、230G和230B彼此在數(shù)據(jù)線171上交疊形成小丘。濾色器230R、230G和230B具有多個開口，其露出接觸孔181和第一鈍化層801的頂表面，并且未設(shè)置在設(shè)置有柵極線121和數(shù)據(jù)線179的展開部分125和179的外圍區(qū)域上。
優(yōu)選由光敏有機材料如丙烯酸光敏樹脂構(gòu)成的第二鈍化層802形成在濾色器230R、230G和230B上。第二鈍化層802與柵極線121、數(shù)據(jù)線171和TFT相對設(shè)置，具體地，其覆蓋濾色器230R、230G和230B的邊緣以避免由隨后的蝕刻和清理工藝所破壞。然而，在柵極線121和數(shù)據(jù)線171封閉的大部分區(qū)域上未設(shè)置第二鈍化層802，從而不會減少該些區(qū)域中的光透射率。第二鈍化層802具有平坦的均勻表面，從而平滑了由濾色器230R、230G和230B形成的小丘而產(chǎn)生的階梯型差異。第二鈍化層802可以由無機絕緣體如SiNx和SiO2構(gòu)成。
多個像素電極190和優(yōu)選由ITO或IZO構(gòu)成的多個輔助接觸部分95和97形成在濾色器230R、230G和230B以及第二鈍化層802上。
每個像素電極190基本上位于由數(shù)據(jù)線171和柵極線121封閉的區(qū)域內(nèi)，因此也形成人字紋。像素電極190覆蓋包括存儲電極133的存儲電極線131和漏極電極175的展開部分，并且其具有基本上平行于存儲電極133邊緣的削邊，該存儲電極133邊緣靠近該削邊。
像素電極190和第二鈍化層802覆蓋濾色器230R、230G和230B的整個表面，從而避免后續(xù)工藝破壞濾色器230R、230G和230B，并且避免污染上覆層和LC層3。然而，第二鈍化層180僅在像素電極190的邊界附近與像素電極190交疊，并且大部分像素電極190直接設(shè)置在濾色器230R、230G和230B上，從而第二鈍化層802不會減少穿過像素電極190的光透射率。
像素電極190通過接觸孔181物理且電性連接至漏極電極175，使得像素電極190接收來自漏極電極175的數(shù)據(jù)電壓。提供有數(shù)據(jù)電壓的像素電極190配合公共電極270產(chǎn)生電場，對設(shè)置在其間的液晶分子重新定向。
像素電極190和公共電極形成稱為“液晶電容器”的電容器，TFT關(guān)斷后其存儲所施加的電壓。設(shè)置稱為“存儲電容器”的附加電容器用來增加電壓存儲容量，其與液晶電容器并聯(lián)連接。通過像素電極190與存儲電極線131交疊來實現(xiàn)存儲電容器。通過在存儲電極線131上設(shè)置突起(即存儲電極)133、拉長連接于像素電極190的漏極電極175、并在與存儲電極線131的存儲電極133交疊的漏極電極175處設(shè)置用以減少端子之間的間距并增大交疊面積的展開部分來增加存儲電容器的電容即存儲電容器。
像素電極190與數(shù)據(jù)線171及柵極線121交疊，以增加孔徑比。
輔助接觸部分95和97通過接觸孔181和182分別連接?xùn)艠O線121露出的端部125和數(shù)據(jù)線171露出的端部179。輔助接觸部分95和97保護露出部分125和179，并補充露出部分125和179與外部器件的粘附性。
最后，對準層(未示出)形成在像素電極190、輔助接觸部分95和97、以及第二鈍化層802上。
下面對公共電極板進行描述。
公共電極270優(yōu)選由透明導(dǎo)電材料如ITO和IZO構(gòu)成，其形成在如透明玻璃的絕緣襯底210上。公共電極270提供有公共電壓并具有多個人字紋狀切去部分271。每個切去部分271包括一對彼此連接的傾斜部分、連接其中一個傾斜部分的橫向部分、以及連接其它傾斜部分的縱向部分。該切去部分271的傾斜部分基本上平行于數(shù)據(jù)線171的傾斜部分延伸，并與像素電極190對置，使得可以將像素電極190截成左右兩半。該切去部分271的橫向和縱向部分分別與像素電極190的橫向和縱向邊對齊，并且與切去部分271的傾斜部分形成鈍角。設(shè)置切去部分271用于控制LC層中LC分子的傾斜方向。該切去部分271可以用優(yōu)選由有機材料構(gòu)成的突起來代替。
稱為黑矩陣的光阻擋件220形成在公共電極270上。該光阻擋件220包括面對數(shù)據(jù)線171傾斜部分的多個傾斜部分以及面對TFT和數(shù)據(jù)線171縱向部分的多個直角三角形部分，使得該光阻擋件220避免了像素電極190之間的光泄露，并限定了面對像素電極190的開放區(qū)域。光阻擋件220的每個三角形部分具有平行于像素電極190削邊的斜邊。該三角形部分比傾斜部分厚，以用作限定TFT陣列板與公共電極板之間的間隙的柱狀間隔體，該間隙由液晶層3填充。與TFT上沒有厚第二鈍化層的情況相比，該三角形部分的厚度相對較低。
同面或同向性的對準層(未示出)涂覆在公共電極270和光阻擋件220上。
一對偏振器(未示出)設(shè)置在板的外表面上，使得它們的透射軸相交，并且其中一個透射軸平行于柵極線121。
LCD還可以包括至少一個用來補償LC層3的延遲的延遲膜和用來為LCD提供光的背光單元。
LC層3具有負介電各向異性，并且排列LC層3中的LC分子使其長軸在沒有電場時垂直于面板表面。
在向公共電極270施加公共電壓，向像素電極190施加數(shù)據(jù)電壓時，產(chǎn)生基本上垂直于面板表面的主電場。LC分子響應(yīng)該電場傾向于改變其排列方向，使得其長軸垂直于場方向。同時，公共電極270的切去部分271和像素電極190的邊緣使主電場變形，從而具有確定LC分子傾斜方向的水平分量。主電場的水平分量垂直于切去部分271邊緣和像素電極190邊緣。
因此，在LC層3的像素區(qū)域中形成了四個具有不同傾斜方向且由像素電極190的邊緣、將像素電極190分為兩分的切去部分271、以及穿過切去部分271傾斜部的交匯點的假想橫向中心線隔開的子區(qū)域，都位于像素電極190上。每個子區(qū)域具有分別由切去部分271和像素電極190的傾斜邊限定的兩條主邊。通過改變公共電極270的切去部分271的數(shù)量、通過在像素電極190上設(shè)置切去部分、或者通過改變像素電極190邊緣的曲點的數(shù)量能夠改變子區(qū)域的數(shù)量。將該子區(qū)域基于傾斜方向分成多個域，優(yōu)選為四個域。
同時，由像素電極190之間的電壓差產(chǎn)生的次級電場的方向垂直于切去部分271的邊緣。因此，次級電場的場方向與主電場的水平分量的一致。因此，像素電極190之間的次級電場加強了LC分子的傾斜方向的確定。
由于LCD進行諸如點變換、列變換之類的變換，因此向鄰近的像素電極施加相對于公共電壓具有相反極性的數(shù)據(jù)電壓，因此在鄰近像素電極190之間幾乎總是產(chǎn)生次級電場，從而提高域的穩(wěn)定性。
由于所有域的傾斜方向與平行或垂直于面板邊緣的柵極線121形成大約45度的角度，并且該傾斜方向與該偏振器的透射軸相交45度提供了最大透射率，因此能夠附裝這些偏振器，使偏振器的透射軸平行或垂直于面板邊緣，并且降低了生產(chǎn)成本。
可以通過拓寬數(shù)據(jù)線171來補償由于彎曲導(dǎo)致的數(shù)據(jù)線171阻抗的增加，因為可以通過使像素電極190的尺寸最大化及調(diào)整厚的有機鈍化層803來補償由于數(shù)據(jù)線171寬度的增加導(dǎo)致的電場變形及寄生電容的增加。
由于濾色器230R、230G和230B及像素電極190設(shè)置在TFT陣列板上，因此減少了濾色器230R、230G和230B和像素電極190之間的對準誤差。此外，在公共電極板上沒有附著物。
現(xiàn)在，參照圖4A、4B、5A和5B以及圖1至3，對根據(jù)本發(fā)明實施例在圖1至3中所示的TFT陣列板的制造方法進行詳細說明。
圖4A和4B是根據(jù)本發(fā)明的實施例，在其制造方法的中間步驟中，分別沿線II-II’及線III-III’和III’-III”截取的圖1至3所示TFT陣列板的截面圖，圖5A和5B該制造方法在圖4A和4B所示步驟之后的步驟中，分別沿線II-II’及線III-III’和III’-III”截取的圖1至3所示TFT陣列板的截面圖。
參照圖1、4A和4B，對優(yōu)選由Cr、Mo、或Mo合金構(gòu)成的下部導(dǎo)電膜和優(yōu)選由含Al金屬或含Ag金屬構(gòu)成的上部導(dǎo)電膜按順序濺鍍在絕緣襯底110上，并且按順序濕法或干法蝕刻，以形成每一條都包括多個柵極電極123和展開部分125的多條柵極線121以及包括多個存儲電極133的多條存儲電極線131。圖4A和4B中，柵極電極123的下部和上部膜分別由附圖標(biāo)記231和232表示，展開部分125的下部和上部膜分別由附圖標(biāo)記251和252表示，存儲電極133的下部和上部膜分別由附圖標(biāo)記331和332表示。
在依次沉積厚度為約1500至5000的柵極絕緣層140、厚度為約500至2000的本征a-Si層、厚度為約300至600的非本征a-Si層之后，光蝕刻該非本征a-Si層和本征a-Si層以在柵極絕緣層140上形成具有多個突起154的多個非本征半導(dǎo)體帶和多個本征半導(dǎo)體帶151。
接著，順序濺鍍包括下部導(dǎo)電膜和上部導(dǎo)電膜并具有1500至3000厚度的兩個導(dǎo)電膜，并構(gòu)圖以形成每一條都包括多個源極電極173和展開部分179的多條數(shù)據(jù)線171和多個漏極電極175。下部導(dǎo)電膜優(yōu)選由Cr、Mo、或Mo合金構(gòu)成，上部導(dǎo)電膜優(yōu)選由含Al金屬或含Ag金屬構(gòu)成。圖4A和4B中，漏極電極171的下部和上部膜分別由附圖標(biāo)記711和712表示，源極電極173的上部和下部膜分別由附圖標(biāo)記731和732表示，漏極電極175的下部和上部膜分別由附圖標(biāo)記751和752表示，數(shù)據(jù)線171端部179的下部和上部膜分別由附圖標(biāo)記791和792表示。
隨后，除去沒有被數(shù)據(jù)線171和漏極電極175覆蓋的部分非本征半導(dǎo)體帶，以完成包括多個突起163的多個歐姆接觸帶161和多個歐姆接觸島165，并露出部分本征半導(dǎo)體帶151。為了穩(wěn)定半導(dǎo)體帶151的露出表面，隨后優(yōu)選進行氧等離子體處理。
參照附圖1、5A及5B，沉積由無機絕緣體如氮化硅構(gòu)成的第一鈍化層801。
在除去柵極絕緣層140的露出部分以露出下面的部分柵極線121展開部分125后，除去漏極電極175、數(shù)據(jù)線171展開部分179、以及柵極線121展開部分125的上部導(dǎo)電膜752、792和252的露出部分，從而露出下面的漏極電極175、數(shù)據(jù)線171的展開部分179、以及柵極線121的展開部分125的部分下部導(dǎo)電膜751、791和251。
接著，在第一鈍化層801上涂覆分別含有紅、綠和藍色素的光敏有機膜，并通過光刻法構(gòu)圖，從而以順序方式形成具有多個開口的多個濾色器230R、230G和230B。
隨后，涂覆由低電阻率丙烯酸有機絕緣體構(gòu)成的第二鈍化層802，并通過具有多個透射區(qū)域和光阻擋區(qū)域的光刻掩模500對其曝光。然后對該第二鈍化層802進行顯影以露出下面的濾色器230R、230G和230B及濾色器230R、230G和230B的開口。
在其上形成光致抗蝕劑(未示出)，然后使用作為蝕刻掩模的光致抗蝕劑對第一鈍化層801和柵極絕緣層140構(gòu)圖以形成分別露出部分漏極電極175、柵極線121的展開部分125、以及部分數(shù)據(jù)線171的展開部分179的多個接觸孔181、182和183。由于濾色器230R、230G和230B可以伴隨著光致抗蝕劑一起消耗，因此優(yōu)選考慮到在該步驟中消耗的厚度來確定濾色器230R、230G和230B的厚度。
最后，如圖1至3所示，通過濺鍍和光蝕刻厚度約為400至500的IZO或ITO層，在濾色器230R、230G和230B及第二鈍化層802上、以及在漏極電極175、柵極線121的展開部分125、以及數(shù)據(jù)線171的展開部分179的下部導(dǎo)電膜751、791和251上形成多個像素電極190和多個輔助接觸部分92和97。
現(xiàn)在，詳細介紹根據(jù)本發(fā)明實施例如圖1至3所示的公共電極板。
沉積IZO或ITO層以形成公共電極270，并對公共電極270構(gòu)圖以形成多個切去部分271。
涂覆含黑色素的光敏有機絕緣層(未示出)。然后通過光刻掩模(未示出)對該光敏層曝光，該光刻掩模具有多個透射區(qū)域、多個面對柵極線121和數(shù)據(jù)線171及TFT陣列板上的TFT的狹縫區(qū)域、以及多個面對TFT的光阻擋區(qū)域。因此，面對透射區(qū)域的光敏層部分吸收充足的光能，同時面對狹縫區(qū)域的部分光敏層部分地吸收光能。然后對光敏層顯影以形成具有取決于位置的厚度的光阻擋件220。
參照附圖6至8對根據(jù)本發(fā)明另一實施例的LCD進行詳細說明。
圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的LCD的布局圖，圖7是沿線VII-VII’截取的圖6所示LCD的截面圖，圖8是沿線VIII-VIII’和VIII’-VIII”截取的圖6所示LCD的截面圖。
參照附圖6至8，根據(jù)此實施例的LCD也包括TFT陣列板、公共電極板、以及設(shè)置在其間的LC層3。
對于TFT陣列板，包括多個柵極電極123的多條柵極線121以及包括多個存儲電極133的多條存儲電極線131形成在襯底110上，柵極絕緣層140、包括多個突起154的多個半導(dǎo)體帶151、以及包括多個突起163的多個歐姆接觸帶161和多個歐姆接觸島165依次在其上形成。包括多個源極電極173的多條數(shù)據(jù)線171和多個漏極電極175形成在歐姆接觸161和165上，第一鈍化層801在其上形成。多個紅、綠和藍濾色器230R、230G和230B形成在第一鈍化層801上，第二鈍化層802在其上形成。第一鈍化層801和柵極絕緣層140處設(shè)置有多個接觸孔181、182和183，多個像素電極190和多個輔助接觸部分95和97形成在第二鈍化層802的濾色器230R、230G和230B上。
對于公共電極板，公共電極270和光阻擋件220形成在絕緣襯底210上。
與圖1至3所示的LCD不同，半導(dǎo)體帶151具有與數(shù)據(jù)線171和漏極電極175、以及下面的歐姆接觸161和165幾乎相同的平面形狀。然而，半導(dǎo)體帶151的突起154包括一些露出部分，這些露出部分沒有為數(shù)據(jù)線171和漏極電極175所覆蓋，如位于源極電極173與漏極電極175之間的部分。
圖1至3所示的LCD的許多上述特征對于圖6至8所示的LCD也是合適的。
現(xiàn)在，將詳細說明根據(jù)本發(fā)明實施例的圖6至8所示TFT陣列板的制造方法。
圖9A和9B是根據(jù)本發(fā)明的實施例，在其制造方法的中間步驟中，分別沿線VII-VII’及線VIII-VIII’和VIII’-VIII”截取的圖6至8所示TFT陣列板的截面圖；圖10A和10B是該制造方法在圖9A和9B所示步驟之后的步驟中，沿線VII-VII’及線VIII-VIII’和VIII’-VIII”截取的圖6至8所示TFT陣列板的截面圖；以及圖11A和11B是該制造方法在圖10A和10B所示步驟之后的步驟中，沿線VII-VII’及線VIII-VIII’和VIII’-VIII”截取的圖6至8所示的TFT陣列板的截面圖。
參照圖9A和9B，依次在絕緣襯底110上濺鍍兩層導(dǎo)電膜，即下部導(dǎo)電膜和上部導(dǎo)電膜，并依次對其進行濕法或干法蝕以形成每一條都包括多個柵極電極123和展開部分125的多條柵極線121和包括多個存儲電極133的多條存儲電極線131。圖9A和9B中，柵極電極123的下部和上部膜分別由附圖標(biāo)記231和232表示，展開部分125的下部和上部膜分別由附圖標(biāo)記251和252表示，存儲電極133的下部和上部膜分別由附圖標(biāo)記331和332表示。
接著，通過CVD依次沉積柵極絕緣層140、本征a-Si層150、以及非本征a-Si層160，使得層140、150和160分別具有約1500至5000、約500至2000、以及約300至600的厚度。通過濺鍍沉積包括下部膜701和上部膜702的導(dǎo)電層170，并且在導(dǎo)電層170上涂覆厚度約1至2微米的光致抗蝕劑膜PR。
通過包括狹縫區(qū)域601的曝光掩模600曝光光致抗蝕劑膜PR，并對其顯影使得顯影后的光致抗蝕劑PR具有取決于位置的厚度。圖9A和9B所示的光致抗蝕劑PR包括多個厚度減小的第一至第三部分。分別地，第一部分位于第一區(qū)域(以下稱為“配線區(qū)域”)上，第二部分位于第二區(qū)域(以下稱為“溝道區(qū)域”)，而位于剩余第三區(qū)域上的第三部分未在圖中表示，因為其具有基本為零的厚度從而露出下面的部分導(dǎo)電層170。
光致抗蝕劑PR不同的厚度使得當(dāng)使用合適的工藝條件時可以選擇地蝕刻下面的層。因此，通過圖10A和10B所示的一系列蝕刻步驟得到包括多個源極電極173的多條數(shù)據(jù)線171、多個漏極電極175、包括多個突起163的多個歐姆接觸帶161、多個歐姆接觸島165、以及包括多個突起154的多個半導(dǎo)體帶151。圖10A和10B中，漏極電極171的下部和上部膜分別由附圖標(biāo)記711和712表示，源極電極173的上部和下部膜分別由附圖標(biāo)記731和732表示，漏極電極175的下部和上部膜分別由附圖標(biāo)記751和752表示，數(shù)據(jù)線171端部179的下部和上部膜分別由附圖標(biāo)記791和792表示。
為了說明的目的，導(dǎo)電層170、非本征a-Si層160和本征a-Si層150在配線區(qū)域上的部分稱為第一部分，溝道區(qū)域上的導(dǎo)電層170、非本征a-Si層160和本征a-Si層150在溝道區(qū)域上的部分稱為第二部分，導(dǎo)電層170、非本征a-Si層160和本征a-Si層150在第三區(qū)域上的部分稱為第三部分。
以下是形成這種結(jié)構(gòu)的典型順序。
(1)除去配線區(qū)域上的導(dǎo)電層170、非本征a-Si層160和本征a-Si層150的第三部分；(2)除去光致抗蝕劑的第二部分；(3)除去溝道區(qū)域上的導(dǎo)電層170和非本征a-Si層160的第二部分；以及(4)除去光致抗蝕劑的第一部分。
以下是另一種典型順序。
(1)除去導(dǎo)電層170的第三部分；(2)除去光致抗蝕劑的第二部分；(3)除去非本征a-Si層160和本征a-Si層150的第三部分；(4)除去導(dǎo)電層170的第二部分；(5)除去光致抗蝕劑的第一部分；以及(6)除去非本征a-Si層160的第二部分。
詳細描述第一實例。
首先，通過濕法或干法蝕刻除去第三區(qū)域上導(dǎo)電層170露出的第三部分，以露出下面非本征a-Si層160的第三部分。干法蝕刻可以蝕去光致抗蝕劑PR的頂部。
接著，優(yōu)選通過干法蝕刻除去第三區(qū)域上的非本征a-Si層160和本征a-Si層150的第三部分，并且除去光致抗蝕劑PR的第二部分以露出導(dǎo)電層170的第二部分。與除去非本征a-Si層160和本征a-Si層150的第三部分同時或分別地進行光致抗蝕劑PR第二部分的除去。SF6和HCl的混合氣體或者SF6和O2混合氣體可以以幾乎相同的蝕刻比對a-Si層150和160以及光致抗蝕劑PR進行蝕刻。通過拋光除去余留在溝道區(qū)域上的光致抗蝕劑PR第二部分的殘余。
在此步驟中完成半導(dǎo)體帶151。
接著，除去溝道區(qū)域上導(dǎo)電層170和非本征a-Si層160的第二部分以及光致抗蝕劑PR的第一部分。
可以對導(dǎo)電層170和非本征a-Si層160進行干法蝕刻。
或者，可以對導(dǎo)電層170進行濕法蝕刻，而對非本征a-Si層160進行干法蝕刻。由于濕法蝕刻蝕除了導(dǎo)電層170的側(cè)面，而干法蝕刻幾乎很難蝕除非本征a-Si層160的側(cè)面，因此可以得到階梯式的側(cè)面輪廊。混合氣體的示例如上所述為CF4和HCl及CF4和O2。后一種混合氣體使本征半導(dǎo)體帶151具有均勻的厚度。
這樣，每個導(dǎo)電層170分成將完成的數(shù)據(jù)線171和多個漏極電極175，非本征a-Si層160分成將完成的歐姆接觸帶161和多個歐姆接觸島165。
參照圖11A和11B，沉積并構(gòu)圖由無機絕緣體如氮化硅構(gòu)成的第一鈍化層801及柵極絕緣層140，以形成分別露出部分漏極電極175、柵極線121展開部分125、部分數(shù)據(jù)線171展開部分179的多個接觸孔181、182和183。
在除去柵極絕緣層140的露出部分以露出下面的部分柵極線121展開部分125后，除去漏極電極175、數(shù)據(jù)線171展開部分179、以及柵極線121展開部分125的上部導(dǎo)電膜752、792和252的露出部分，從而露出下面的部分漏極電極175、數(shù)據(jù)線171展開部分179、以及柵極線121展開部分125的下部導(dǎo)電膜751、791和251。
接著，在第一鈍化層801上涂覆分別包括紅、綠和藍色素的光敏有機膜，并通過光刻法構(gòu)圖，從而以順序方式形成具有多個開口的多個濾色器230R、230G和230B。
隨后，涂覆由低電阻率丙烯酸有機絕緣體構(gòu)成的第二鈍化層802，并通過具有多個透射區(qū)域和光阻擋區(qū)域的光刻掩模900對其曝光。然后顯影以完成第二鈍化層802。
第二鈍化層802可以由非光敏有機絕緣體或具有小于4的低介電常數(shù)無機絕緣體構(gòu)成。這樣，需要用于構(gòu)圖第二鈍化層802的附加蝕刻步驟。
最后，如圖6至8所示，通過濺鍍和光刻厚度約400至500的IZO或ITO層，在濾色器230R、230G和230B及第二鈍化層802上、以及在漏極電極175、柵極線121展開部分125、及數(shù)據(jù)線171展開部分179的下部導(dǎo)電膜751、791和251上形成多個像素電極190和多個輔助接觸部分92和97。
IZO膜的蝕刻可以包括使用Cr蝕刻劑如HNO3/(NH4)2Ce(NO3)6/H2O的濕法蝕刻，其不會通過接觸孔181、182和183侵蝕漏極電極175、柵極線121和數(shù)據(jù)線171露出的Al部分。用于使接觸電阻最小的優(yōu)選沉積溫度在室溫至大約200℃的范圍。用于沉積IZO的濺射靶優(yōu)選包括In2O3和ZnO，并且ZnO的含量優(yōu)選在大約15至20原子百分比的范圍。
優(yōu)選將氮用于ITO膜或IZO膜沉積之前的預(yù)熱工藝，氮能避免通過接觸孔181、182和183在漏極電極175、柵極線121、以及數(shù)據(jù)線171的露出部分上形成金屬氧化物。
如上所述，第二鈍化層802覆蓋濾色器230R、230G和230B的邊緣，從而避免后續(xù)工藝破壞230R、230G和230B，并避免污染上覆層及LC層3。然而，第二鈍化層802并沒有設(shè)置在大部分像素電極190上，使得不會減少LCD的光透射率。
盡管參照優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進行了詳細地說明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解在不脫離所附權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明精神和范圍的基礎(chǔ)上，可以對其進行各種改變和替代。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管陣列板，包括形成在絕緣襯底上的柵極線；在柵極線上的柵極絕緣層；在柵極絕緣層上的半導(dǎo)體層；形成在柵極絕緣層上的數(shù)據(jù)線；至少部分地形成在半導(dǎo)體層上的漏極電極；形成在數(shù)據(jù)線和漏極電極上的濾色器；形成在濾色器上的第一鈍化層；以及形成在濾色器上的像素電極，其與漏極電極連接，與第一鈍化層交疊，并且由第一鈍化層封閉。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列板，其中第一鈍化層與像素電極的交疊部分設(shè)置在數(shù)據(jù)線上。
3.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列板，其中像素電極的邊緣與第一鈍化層交疊，并且第一鈍化層具有開口，該開口具有位于像素電極邊緣附近的邊緣。
4.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列板，其中數(shù)據(jù)線包括一對彼此相連且形成大約45度角的直線部分。
5.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列板，還包括存儲電極線，其形成在襯底上，并包括與像素電極交疊以形成存儲電容器的展開部分。
6.如權(quán)利要求5所述的薄膜晶體管陣列板，其中漏極電極包括與存儲電極線的展開部分交疊的展開部分。
7.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列板，其中第一鈍化層包括有機絕緣體和無機絕緣材料中的至少一種。
8.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列板，其中第一鈍化層由光敏材料構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列板，還包括設(shè)置在濾色器與數(shù)據(jù)線之間的第二鈍化層。
10.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列板，其中第二鈍化層具有露出至少部分漏極電極的接觸孔，濾色器具有設(shè)置在漏極電極上的開口，像素電極通過該開口和該接觸孔連接漏極電極。
11.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列板，還包括形成在部分柵極線或部分數(shù)據(jù)線上、由與像素電極相同的材料構(gòu)成的輔助接觸部分。
12.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列板，其中數(shù)據(jù)線和漏極電極的整個底表面基本上設(shè)置在半導(dǎo)體層上，數(shù)據(jù)線和漏極電極具有與半導(dǎo)體層基本相同的平面形狀，并且該半導(dǎo)體層包括未由數(shù)據(jù)線和漏極電極覆蓋并且設(shè)置在源極電極與漏極電極之間的部分。
13.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列板，其中第一鈍化層和像素電極覆蓋濾色器的整個表面。
14.一種液晶顯示器，包括第一襯底；設(shè)置在襯底上的第一信號線；設(shè)置在襯底上并且與第一信號線相交的第二線；連接至第一和第二信號線的薄膜晶體管；設(shè)置在第一襯底上的濾色器；設(shè)置在濾色器上的絕緣層，其與第一和第二信號線及薄膜晶體管相對，并具有露出濾色器的開口；設(shè)置在濾色器上的像素電極，其連接薄膜晶體管，與絕緣層交疊，并且基本上位于絕緣層的開口中；第二襯底，其面對第一襯底，并且與第一襯底間隔開一間隙；形成在第二襯底上的公共電極；設(shè)置在公共電極上的光阻擋件；以及填充在第一襯底與第二襯底之間的間隙中的液晶層。
15.如權(quán)利要求14所述的液晶顯示器，其中絕緣層和像素電極覆蓋濾色器的整個表面。
16.如權(quán)利要求14所述的液晶顯示器，其中光阻擋件包括保持第一襯底與第二襯底之間間隙的第一部分以及比第一部分的厚度薄的第二部分。
17.如權(quán)利要求14所述的液晶顯示器，還包括設(shè)置在第一襯底與第二襯底之間并且保持第一襯底與第二襯底之間間隙的間隔體。
18.如權(quán)利要求17所述的液晶顯示器，其中該間隔體位于薄膜晶體管上。
19.如權(quán)利要求14所述的液晶顯示器，其中液晶層具有負介電各向異性，并且處于垂直排列。
20.如權(quán)利要求14所述的液晶顯示器，其中公共電極具有切去部分。
21.一種薄膜晶體管陣列板的制造方法，該方法包括在襯底上形成多條柵極線；在柵極線上形成第一絕緣層；在第一絕緣層上形成半導(dǎo)體層；至少在半導(dǎo)體層上形成多條數(shù)據(jù)線和漏極電極；形成多個濾色器，每個濾色器包括紅、綠和藍色素中的一種；至少在濾色器邊緣上形成第二絕緣層，第二絕緣層與數(shù)據(jù)線相對設(shè)置；以及在濾色器上形成多個像素電極，使得像素電極和第二絕緣層覆蓋濾色器的整個表面。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括在數(shù)據(jù)線和漏極電極上形成第三絕緣層。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其中第二絕緣層包括多個與柵極線相對設(shè)置的部分。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液晶顯示器、所用的薄膜晶體管陣列板及其制造方法，該薄膜晶體管陣列板包括形成在絕緣襯底上的柵極線；在柵極線上的柵極絕緣層；在柵極絕緣層上的半導(dǎo)體層；形成在柵極絕緣層上的數(shù)據(jù)線；至少部分地形成在半導(dǎo)體層上的漏極電極；形成在數(shù)據(jù)線和漏極電極上的第一鈍化層；形成在數(shù)據(jù)線和漏極電極上的濾色器；形成在濾色器上的第二鈍化層；以及形成在濾色器上的像素電極，其與漏極電極連接，與第二鈍化層交疊，并且由第一鈍化層封閉。
文檔編號H01L21/84GK1540426SQ20041004772
公開日2004年10月27日 申請日期2004年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月4日
發(fā)明者金東奎 申請人:三星電子株式會社