專利名稱：薄膜晶體管陣列基板及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到液晶顯示(LCD)裝置及其制造方法。本發(fā)明具體涉及到一種薄膜晶體管陣列基板，所形成的襯墊料不會影響孔徑比。
背景技術：
液晶顯示器(LCD)都是用電場控制液晶材料的光透射比來顯示圖像。液晶顯示器的公共電極被形成在上基板上，象素電極被形成在下基板上，布置成彼此面對的兩個電極，用公共電極和象素電極之間形成的電場驅動液晶。
液晶顯示器具有一個薄膜晶體管陣列基板(下基板)和一個濾色片陣列基板(上基板)，兩個基板彼此面對并粘結到一起，用來在兩個基板之間均勻維持一個盒間隙的襯墊料，以及處在由襯墊料所提供的空間內的液晶。
薄膜晶體管陣列基板包括多條信號線，多個薄膜晶體管，以及用來對準上面所形成的液晶的定向膜。濾色片基板包括用來表現(xiàn)色彩的濾色片，防止漏光的黑色矩陣，以及用來對準上面所形成的液晶的定向膜。
襯墊料被劃分成按散布方法形成的球形襯墊料和按光刻技術形成的圖形襯墊料。
用一個散布器在基板上分散球形襯墊料來維持上下基板之間的盒間隙。然而卻難以均勻散布球形襯墊料。另外，球形襯墊料會在上下基板之間滾動，引起波紋現(xiàn)象。
圖形襯墊料是采用光刻技術(photolithography)在基板上形成的圖形，使得襯墊料被固定在特定位置來維持上下基板之間的盒間隙。然而，由于圖形襯墊料是用光刻技術形成的，需要一個額外的掩模步驟。另外，在用光刻技術形成圖形襯墊料時，僅有一小部分襯墊料材料被實際用于形成圖形襯墊料，而95％以上的大部分襯墊料材料要從基板上除去，這樣會增加生產成本。
為了解決這一問題，有人提出了用噴墨設備形成具有襯墊料的薄膜晶體管陣列基板。
圖1的平面圖表示現(xiàn)有技術的薄膜晶體管陣列基板，在其中用噴墨設備形成襯墊料，而圖2表示沿圖1中I-I’線提取的薄膜晶體管陣列基板的截面圖。
參見圖1和2，現(xiàn)有技術的薄膜晶體管陣列基板包括按彼此交叉的方式形成在下基板1上的柵極線2和數(shù)據(jù)線4，形成在各個交叉點上的薄膜晶體管，交叉點所限定的象素區(qū)34內的象素電極22，形成在柵極線2和一個存儲電極24之間的交疊部分的一個存儲電容28，以及與存儲電容28交疊的一個襯墊料32。
柵極線2向薄膜晶體管30的柵極6提供柵極信號。形成的柵極線在柵極線2和數(shù)據(jù)線4彼此交疊并將一個柵極絕緣薄膜12夾在中間的區(qū)域上具有第一寬度W1，并在象素電極22之間的區(qū)域上具有比第一寬度W1要寬的第二寬度W2。也就是說，柵極線2在與數(shù)據(jù)線4交疊的區(qū)域具有比較窄的寬度。這樣就能降低提供給數(shù)據(jù)線4的象素信號與提供給柵極線2的柵極信號之間的耦合造成的信號干擾。
所形成的數(shù)據(jù)線4具有第三寬度W3，并通過薄膜晶體管30的漏極10向象素電極22提供象素信號。
薄膜晶體管30響應柵極線2的柵極信號對連接到象素電極22的數(shù)據(jù)線4的象素信號充電。為此，薄膜晶體管30包括連接到柵極線2的柵極6，連接到數(shù)據(jù)線4的源極8，以及連接到象素電極22的漏極10。薄膜晶體管30還包括與柵極6交疊的一個有源層14，將柵極絕緣薄膜12夾在中間，并在源極8和漏極10之間限定了一個溝道。在有源層14上有一個歐姆接觸層16，其用于與源極8和漏極10形成電阻接觸。
通過第一接觸孔20a連接到薄膜晶體管30的漏極10的象素電極22穿過一個鈍化薄膜18被形成在象素區(qū)34內。
由此在通過薄膜晶體管30獲得象素信號的象素電極22與獲得一個參考電壓的公共電極(未表示)之間形成一個電場。在提供這樣一個電場時，按預定方向布置在薄膜晶體管陣列基板和濾色片陣列基板之間的液晶分子因液晶分子的介電各向異性而旋轉。結果，象素區(qū)34上的光透射比就會按照液晶分子的旋轉量有所不同，這樣就能顯示出圖像。
存儲電容28包括柵極線2，與柵極線2交疊的存儲電極24，夾在中間的柵極絕緣薄膜12，以及通過貫穿鈍化薄膜18的第二接觸孔20b連接到存儲電容28的象素電極22。存儲電容28能使充入象素電極22的象素信號穩(wěn)定維持到充入下一個象素信號。
襯墊料32在薄膜晶體管陣列基板和濾色片陣列基板之間維持一個盒間隙。用一個噴墨設備在薄膜晶體管陣列基板上與濾色片陣列基板的黑色矩陣(未表示)交疊的區(qū)域形成襯墊料32。也就是說，形成的襯墊料32與形成在薄膜晶體管陣列基板上的TFT30或存儲電容28交疊。
以下要參照圖3A到3C詳細解釋用噴墨設備制造襯墊料32的一種方法。
如圖3A所示，將一個噴墨設備40對準下基板1。然后如圖3B所示用噴墨設備40在下基板1的TFT30或存儲電容28上面散布一種襯墊料材料33。如果對噴墨頭44的壓電元件施加一個電壓，就會產生一個物理壓力。這一物理壓力形成一個導管，用來將容納襯墊料材料33的罐42連接到一個噴嘴46，反復擠壓釋放，通過噴嘴46將襯墊料材料33散布到下基板1上。
然后將通過噴墨設備40的噴嘴46散布到下基板1上的襯墊料材料33對一個光源48發(fā)出的紫外線曝光，或是如圖3C所示執(zhí)行熱處理。這樣就能按預定的寬度W和高度H在下基板1上固定襯墊料32。
在按照現(xiàn)有技術用噴墨設備形成襯墊料32的過程中，低粘度的襯墊料材料33借助重力通過噴嘴，被散布到基板1上。這樣，襯墊料材料33就會廣泛散布，難以將襯墊料32固定在預定位置。換句話說，為了不影響LCD的孔徑比，襯墊料32必須需要形成在下基板能夠被上基板的黑色矩陣覆蓋的區(qū)域上，這些區(qū)域包括TFT30，存儲電容28，數(shù)據(jù)線4，和柵極線2。對于散布的襯墊料32，襯墊料32不期望地形成在沒有與黑色矩陣交疊的象素電極上，這樣會影響孔徑比，并且襯墊料32會在象素電極22上作為污點出現(xiàn)。

發(fā)明內容
對此，本發(fā)明提出了一種薄膜晶體管陣列基板及其制造方法，能夠基本上消除因現(xiàn)有技術的局限和缺點造成的這些問題。
本發(fā)明的優(yōu)點是提供了一種薄膜晶體管陣列基板，所形成的襯墊料不會影響孔徑比。
以下要說明本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點，有些內容可以從說明書中看出，或者是通過對本發(fā)明的實踐來學習。采用說明書及其權利要求書和附圖中具體描述的結構就能實現(xiàn)并達到本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點。
為了按照本發(fā)明的意圖實現(xiàn)上述目的和其他優(yōu)點，以下要具體和廣泛地說明，一種薄膜晶體管陣列基板例如是包括一個基板上的柵極線；柵極線上的柵極絕緣薄膜；柵極絕緣薄膜上的數(shù)據(jù)線，數(shù)據(jù)線與柵極線交叉限定象素區(qū)，柵極絕緣薄膜位于柵極線與數(shù)據(jù)線之間，柵極線和數(shù)據(jù)線至少有一個包括一個突起；柵極線和數(shù)據(jù)線交叉點上的薄膜晶體管；象素區(qū)上的象素電極，所述象素電極連接到薄膜晶體管；以及用噴墨系統(tǒng)分配在突起內的襯墊料。
按照本發(fā)明的另一方面，制造薄膜晶體管陣列基板的一種方法例如是包括在一個基板上形成柵極線；在柵極線上形成柵極絕緣薄膜；在柵極絕緣薄膜上形成數(shù)據(jù)線，數(shù)據(jù)線與柵極線交叉限定象素區(qū)，柵極絕緣薄膜位于柵極線與數(shù)據(jù)線之間，柵極線和數(shù)據(jù)線至少有一個包括一個突起；在柵極線和數(shù)據(jù)線交叉點上形成薄膜晶體管；在象素區(qū)上形成象素電極，象素電極連接到薄膜晶體管；以及用噴墨系統(tǒng)在突起內形成襯墊料。
按照本發(fā)明的另一方面，制造薄膜晶體管陣列基板的一種方法例如是包括在下基板上形成柵極線；形成與柵極線交叉限定一個象素區(qū)的數(shù)據(jù)線，數(shù)據(jù)線與柵極線交叉限定一個象素區(qū)，其中柵極線和數(shù)據(jù)線至少有一個包括一個突起；在柵極線和數(shù)據(jù)線交叉點上形成薄膜晶體管，薄膜晶體管包括源極，漏極和柵極；在象素區(qū)上形成象素電極，象素電極連接到薄膜晶體管的漏極；以及用一個分配器在突起內形成襯墊料。
應該意識到以上對本發(fā)明的概述和下文的詳細說明都是示例性和解釋性的描述，都是為了進一步解釋所要求保護的發(fā)明。


所包括的用來便于理解本發(fā)明并且作為本申請一個組成部分的附圖表示了本發(fā)明的實施例，連同說明書一起可用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1的平面圖表示現(xiàn)有技術的薄膜晶體管陣列基板；圖2表示沿圖1中I-I’線提取的薄膜晶體管陣列基板的截面圖；
圖3A到3C的截面圖表示按照現(xiàn)有技術用噴墨系統(tǒng)形成襯墊料的一種制造工藝；圖4的平面圖表示形成在沒有被黑色矩陣遮擋的象素電極上的一個襯墊料；圖5的平面圖表示按照本發(fā)明第一實施例的薄膜晶體管陣列基板；圖6是沿圖5中的II-II’線提取的薄膜晶體管陣列基板的一個截面圖；圖7的平面圖表示圖5中所示另一種類型的薄膜晶體管陣列基板；圖8A到8F的平面圖和截面圖表示圖5和6中所示薄膜晶體管陣列基板的一種制造工藝；圖9的平面圖表示按照本發(fā)明第二實施例的薄膜晶體管陣列基板；圖10是沿圖9中的III-III’線提取的薄膜晶體管陣列基板的一個截面圖；圖11的平面圖表示圖9中所示另一種類型的薄膜晶體管陣列基板；圖12A到12E的平面圖和截面圖表示圖9和10中所示薄膜晶體管陣列基板的一種制造工藝；圖13A到13E的平面圖和截面圖表示圖12B中所示薄膜晶體管陣列基板制造工藝中的第二掩模步驟；以及圖14的平面圖表示按照本發(fā)明第三實施例的薄膜晶體管陣列基板。
具體實施例方式
以下要具體參照附圖描述本發(fā)明的實施例。
圖5的平面圖表示按照本發(fā)明第一實施例的薄膜晶體管陣列基板，而圖6是沿圖5中的II-II’線提取的薄膜晶體管陣列基板的一個截面圖。
參見圖5和6，按照本發(fā)明第一實施例的薄膜晶體管陣列基板包括具有不同寬度的柵極線52和與下基板上的柵極線52交叉的數(shù)據(jù)線54，二者之間有一個柵極絕緣薄膜62。薄膜晶體管陣列基板還包括形成在交叉點上的薄膜晶體管80，被交叉點限定的象素區(qū)84內的象素電極72，形成在柵極線52與一個存儲電極74之間交疊部分上的一個存儲電容78，以及與存儲電容78交疊形成的一個襯墊料82。
柵極線52向薄膜晶體管80的柵極56提供柵極信號。柵極線52包括限定一個象素區(qū)84的線部分52a和從線部分52a突出的突起52b。形成線部分52a的寬度是d1，比現(xiàn)有技術中柵極線的第一寬度W1要窄，用來補償因突起52b引起的象素電極72的孔徑比下降。突起52b的寬度d2比線部分52a要寬，在線部分52a中用噴墨設備形成與存儲電極74交疊的襯墊料82。按照本發(fā)明的第一實施例，突起52b的垂直寬度大約是30μm-50μm，與數(shù)據(jù)線54平行，而水平寬度大約是30μm-50μm，與數(shù)據(jù)線54垂直。突起52b可以采取矩形形狀，其寬度如圖5所示大于襯墊料82的直徑，或是可以采取圓形形狀，其直徑如圖7所示大于襯墊料82的直徑。
數(shù)據(jù)線54通過薄膜晶體管80的漏極60向象素電極72提供象素信號。
薄膜晶體管80響應柵極線52上的柵極信號將數(shù)據(jù)線54上象素信號充入象素電極72。為此，薄膜晶體管80包括連接到柵極線52的柵極56，連接到數(shù)據(jù)線54的源極58，以及連接到象素電極72的漏極60。另外，薄膜晶體管80還包括與柵極56交疊的一個有源層64，二者之間是柵極絕緣薄膜62，并且在源極58和漏極60之間限定了一個溝道。在有源層64上是一個歐姆接觸層66，用來與源極58和漏極60形成電阻接觸。
通過貫穿一個鈍化薄膜68的第一接觸孔70a連接到薄膜晶體管80的漏極60的象素電極72被形成在象素區(qū)84內。
這樣就會在通過薄膜晶體管80獲得象素信號的象素電極72與獲得一個參考電壓的公共電極(未表示)之間形成一個電場。在提供這樣一個電場時，按預定方向布置在薄膜晶體管陣列基板和濾色片陣列基板之間的液晶分子因液晶分子的介電各向異性而旋轉。結果，象素區(qū)84上的光透射比就會按照液晶分子的旋轉量有所不同，這樣就能顯示出圖像。
存儲電容78包括柵極線52，與柵極線52交疊的存儲電極74，夾在中間的柵極絕緣薄膜62，以及通過貫穿鈍化薄膜68的第二接觸孔70b連接到存儲電極74的象素電極72。存儲電極74與柵極線52的突起52b交疊，將柵極絕緣薄膜62夾在中間。按照本發(fā)明原理的存儲電極74可以和柵極線52的線部分52a及突起52b都部分交疊，為了增大存儲電容78的容量而制造成“T”形。存儲電容78能使充入象素電極72的象素信號穩(wěn)定維持到充入下一個象素信號。
襯墊料82在薄膜晶體管陣列基板和濾色片陣列基板之間維持一個盒間隙?？梢杂靡粋€噴墨設備在柵極線52的突起區(qū)域上形成按照本發(fā)明原理具有半圓形或半橢圓形的襯墊料82，使襯墊料82與濾色片基板的黑色矩陣(未表示)交疊。也就是說，形成的襯墊料82與存儲電容78交疊。
圖8A到8F的平面圖和截面圖表示圖5和6中按照本發(fā)明第一實施例的薄膜晶體管陣列基板的一種制造工藝。
參見圖8A，用第一掩模步驟在下基板51上形成包括柵極線52和柵極56的第一導電圖形組。具體地說，在下基板51上用淀積技術例如是濺射方法形成一個柵極金屬層。柵極金屬層可以用鋁(Al)，鋁合金，鉬(Mo)和銅(Cu)等等制成。然后用包括蝕刻步驟的光刻步驟對柵極金屬層構圖，形成包括具有線部分52a和突起52b的柵極線52及柵極56的第一導電圖形組。
參見圖8B，用第二掩模步驟在具有第一導電圖形組的下基板51上形成柵極絕緣薄膜62及包括一個有源層64和一個歐姆接觸層66的半導體圖形。具體地說，用諸如等離子體增強化學蒸汽淀積(PECVD)方法和濺射方法等淀積技術在具有第一導電圖形組的下基板51上形成柵極絕緣薄膜62。柵極絕緣薄膜62是用無機絕緣材料例如是氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)構成的。用諸如等離子體增強化學蒸汽淀積(PECVD)方法等淀積技術在具有柵極絕緣薄膜62的下基板51上依次形成第一半導體層和第二半導體層。此處的第一半導體層是用沒有摻雜雜質的非晶硅構成的，而第二半導體層是用摻雜了N-型或P-型雜質的非晶硅構成的。然后用包括干法蝕刻工藝的光刻工藝對第一和第二半導體層構圖，形成包括有源層64和歐姆接觸層66的半導體圖形。
參見圖8C，用第三掩模步驟在具有半導體圖形的下基板51上形成第二導電圖形組。具體地說，用諸如濺射方法等淀積技術在上面形成了半導體圖形的柵極絕緣薄膜62上淀積一個源極/漏極金屬層。源極/漏極金屬層是用鉻(Cr)，鉬(Mo)和銅(Cu)構成的。然后用諸如蝕刻工藝等光刻工藝對源極/漏極金屬層構圖，形成包括數(shù)據(jù)線54，存儲電極74，源極58和漏極60的第二導電圖形組。然后采用干法蝕刻工藝用源極58和漏極60作為掩模消除薄膜晶體管溝道部分上的歐姆接觸層66，暴露出有源層64。
參見圖8D，用第四掩模步驟在具有第二導電圖形組的下基板51上形成包括第一和第二接觸孔70a和70b的鈍化薄膜68。具體地說，鈍化薄膜68被形成在柵極絕緣薄膜62上。鈍化薄膜68是用無機絕緣材料制成的，例如是柵極絕緣薄膜62采用的材料，或是具有小介電常數(shù)的一種有機絕緣材料，例如是一種丙烯酸有機化合物，BCB(苯并環(huán)丁烯，benzocyclobutene)，或是PFCB(全氟環(huán)丁烷，perfluorocyclobutane)等等。用包括干法蝕刻工藝的光刻工藝對鈍化薄膜68構圖，形成第一和第二接觸孔70a和70b。形成的第一接觸孔70a貫穿鈍化薄膜68暴露出漏極60，而形成的第二接觸孔70b貫穿鈍化薄膜68暴露出存儲電極74。
參見圖8E，用第五掩模步驟在具有鈍化薄膜68的下基板51上形成第三導電圖形組。具體地說，用諸如濺射方法等淀積技術在鈍化薄膜68上形成一個透明導電薄膜。透明導電薄膜是用銦錫氧化物(ITO)，氧化錫(TO)，銦鋅氧化物(IZO)或銦錫鋅氧化物(ITZO)構成的。然后用光刻工藝對透明導電薄膜構圖形成象素電極72。象素電極72通過第一接觸孔70a連接到漏極60，并且通過第二接觸孔70b連接到存儲電極74。
參見圖8F，在具有象素電極72的下基板51上形成一個襯墊料82。具體地說，在與柵極線52的突起5交疊的象素電極72上用噴墨系統(tǒng)形成一種襯墊料材料。然后用紫外線或熱處理步驟使襯墊料材料固化，形成與柵極線52的突起52b交疊的具有預定高度和寬度的襯墊料82。
圖9的平面圖表示按照本發(fā)明第二實施例的薄膜晶體管陣列基板，而圖10是沿圖9中的III-III’線提取的薄膜晶體管陣列基板的一個截面圖。
參見圖9和10，下基板51上的薄膜晶體管陣列基板包括具有不同寬度的柵極線52和與柵極線52交叉的數(shù)據(jù)線54，二者之間有一個柵極絕緣薄膜62。薄膜晶體管陣列基板還包括形成在交叉點上的薄膜晶體管80，被交叉點限定在象素區(qū)84內的象素電極72，形成在柵極線52與象素電極72之間交疊部分上的一個存儲電容78，以及與柵極線52交疊形成的一個襯墊料82。
柵極線52向薄膜晶體管80的柵極56提供柵極信號。柵極線52包括限定一個象素區(qū)84的線部分52a和從線部分52a突出的突起52b。形成線部分52a的寬度是d1，比現(xiàn)有技術中柵極線的第一寬度W1要窄，用來補償因突起52b引起的象素電極72的孔徑比下降。突起52b的寬度d2比線部分52a要寬，在突起部分52b中用噴墨設備形成與象素電極72交疊的襯墊料82。按照本發(fā)明的第二實施例，突起52b的垂直寬度大約是30μm-50μm，與數(shù)據(jù)線54平行，而水平寬度大約是30μm-50μm，與數(shù)據(jù)線54垂直。突起52b可以采取矩形形狀，其寬度如圖9所示大于襯墊料82的直徑，或是可以采取圓形形狀，其直徑如圖11所示大于襯墊料82的直徑。
數(shù)據(jù)線54通過薄膜晶體管80的漏極60向象素電極72提供象素信號。
薄膜晶體管80響應柵極線52上的柵極信號將數(shù)據(jù)線54上象素信號充入象素電極72。為此，薄膜晶體管80包括連接到柵極線52的柵極56，連接到數(shù)據(jù)線54的源極58，以及連接到象素電極72的漏極60。另外，薄膜晶體管80還包括與柵極56交疊的一個有源層64，二者之間是柵極絕緣薄膜62，并且在源極58和漏極60之間限定了一個溝道。在有源層64上是一個歐姆接觸層66，用來與源極58和漏極60形成電阻接觸。
通過貫穿一個鈍化薄膜68的第一接觸孔70a連接到薄膜晶體管80的漏極60的象素電極72被形成在象素區(qū)84內。
這樣就會在通過薄膜晶體管80獲得象素信號的象素電極72與獲得一個參考電壓的公共電極(未表示)之間形成一個電場。在提供這樣一個電場時，按預定方向布置在薄膜晶體管陣列基板和濾色片陣列基板之間的液晶分子因液晶分子的介電各向異性而旋轉。結果，象素區(qū)84上的光透射比就會按照液晶分子的旋轉量有所不同，這樣就能顯示出圖像。
存儲電容78包括柵極線52的突起52b，與柵極線52的突起52b交疊的象素電極72，夾在中間的柵極絕緣薄膜62和鈍化薄膜68。存儲電容78能使充入象素電極72的象素信號穩(wěn)定維持到充入下一個象素信號。
襯墊料82在薄膜晶體管陣列基板和濾色片陣列基板之間維持一個盒間隙?？梢杂靡粋€噴墨設備在柵極線52的突起區(qū)域上形成按照本發(fā)明原理具有半圓形或半橢圓形的襯墊料82，使襯墊料82與濾色片基板的黑色矩陣(未表示)交疊。也就是說，形成的襯墊料82與存儲電容78交疊。
圖12A到12E的平面圖和截面圖表示圖9和10中所示薄膜晶體管陣列基板的一種制造工藝。
參見圖12A，用第一掩模步驟在下基板51上形成包括柵極線52和柵極56的第一導電圖形組。具體地說，在下基板51上用淀積技術例如是濺射方法形成一個柵極金屬層。柵極金屬層可以用鋁(Al)，鋁合金，鉬(Mo)和銅(Cu)等等制成。然后用包括蝕刻步驟的光刻步驟對柵極金屬層構圖，形成包括具有線部分52a和突起52b的柵極線52及柵極56的第一導電圖形組。
參見圖12B，用諸如等離子體增強化學蒸汽淀積(PECVD)方法和濺射方法等淀積技術在具有第一導電圖形組的下基板51上形成柵極絕緣薄膜62。柵極絕緣薄膜62是用無機絕緣材料例如是氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)構成的。
進而用第二掩模步驟在柵極絕緣薄膜62上形成包括層疊的有源層64和歐姆接觸層66的半導體圖形及包括數(shù)據(jù)線54，源極58和漏極60的第二導電圖形。下文會參照圖13A和13B來說明第二掩模步驟。
參見圖12C，用第三掩模步驟在具有第二導電圖形組的下基板51上形成一個包括接觸孔70的鈍化薄膜68。具體地說，鈍化薄膜68被形成在柵極絕緣薄膜62上。鈍化薄膜68是用無機絕緣材料制成的，例如是柵極絕緣薄膜62采用的材料，或是具有小介電常數(shù)的一種有機絕緣材料，例如是一種丙烯酸有機化合物，BCB(苯并環(huán)丁烯，benzocyclobutene)，或是PFCB(全氟環(huán)丁烷，perfluorocyclobutane)等等。然后用包括干法蝕刻工藝的光刻工藝對鈍化薄膜68構圖，形成接觸孔70。形成的接觸孔70貫穿鈍化薄膜68暴露出漏極60。
參見圖12D，用第四掩模步驟在具有鈍化薄膜68的下基板51上形成第三導電圖形組。具體地說，用諸如濺射方法等淀積技術在鈍化薄膜68上形成一個透明導電薄膜。透明導電薄膜是用銦錫氧化物(ITO)，氧化錫(TO)，銦鋅氧化物(IZO)或銦錫鋅氧化物(ITZO)構成的。然后用包括濕法蝕刻工藝的光刻工藝對透明導電薄膜構圖形成象素電極72。象素電極72通過接觸孔70連接到漏極60，并且與柵極線52的突起52b形成交疊，將柵極絕緣薄膜62和鈍化薄膜68夾在中間。
參見圖12E，在具有象素電極72的下基板51上形成一個襯墊料82。具體地說，在與柵極線52的突起52b交疊的象素電極72上用噴墨系統(tǒng)形成一種襯墊料材料。然后用紫外線或熱處理步驟使襯墊料材料固化，形成與柵極線52的突起52b交疊的具有預定高度和寬度的襯墊料82。
圖13A到13E的平面圖和截面圖表示薄膜晶體管陣列基板制造工藝中的第二掩模步驟。
如圖13A所示，用諸如等離子體增強化學蒸汽淀積(PECVD)方法和濺射方法等淀積技術在柵極絕緣薄膜62上依次形成第一半導體層63，第二半導體層65，和一個源極/漏極金屬層67。此處的第一半導體層63是用沒有摻雜雜質的非晶硅構成的，而第二半導體層65是用摻雜了N-型或P-型雜質的非晶硅構成的。源極/漏極金屬層67是用鉻(Cr)，鉬(Mo)和銅(Cu)制成的。
然后在源極/漏極金屬層154上形成一個光刻膠(photo-resist)薄膜，并且如圖13B所示在下基板51的上部布置第二掩模90。第二掩模90有一個透明材料的掩?；?2，在掩?；?2的屏蔽區(qū)域P2上形成的一個屏蔽件94，以及在掩?；?2的局部曝光區(qū)域P3上的一個衍射曝光件96(或是一個半透明件)。此處，掩?；?2曝光的區(qū)域成為曝光區(qū)P1。用第二掩模90為光刻膠薄膜曝光然后顯影形成光刻膠圖形98，它在分別對應著第二掩模90的衍射曝光件96和屏蔽件94的屏蔽區(qū)域P2和局部曝光區(qū)域P3之間的邊界區(qū)域中有一個階梯件。形成在局部曝光區(qū)域P3中的光刻膠圖形98具有第二高度H2，它比形成在屏蔽區(qū)域P2中的光刻膠圖形98的第一高度H1要低。
接著按濕法蝕刻工藝用光刻膠圖形98作為掩模對源極/漏極金屬層67構圖，如圖13C所示形成包括數(shù)據(jù)線54，連接到數(shù)據(jù)線54的源極58，以及同樣連接到源極58的漏極60的第二導電圖形組。
然后，按干法蝕刻工藝用光刻膠圖形98作為掩模對第一半導體層63和第二半導體層65構圖，如圖13D所示形成沿著第二導電圖形組布置的歐姆接觸層66和有源層64。接著用氧(O2)等離子體的灰化工藝消除在局部曝光區(qū)域P3內按第二高度H2形成的光刻膠圖形98，降低在屏蔽區(qū)域P2內按第一高度H1形成的光刻膠圖形98的高度。采用光刻膠圖形98用蝕刻工藝消除局部曝光區(qū)域P3也就是形成在薄膜晶體管的溝道部分上的第二源極/漏極金屬層67。由此將漏極60與源極58分離。然后采用光刻膠圖形98用干法蝕刻工藝消除薄膜晶體管的溝道部分上的歐姆接觸層66暴露出有源層64。
然后用剝離工藝消除殘留在第二導電圖形組上的光刻膠圖形98，如圖13E所示完成第二掩模步驟。
圖14的平面圖表示按照本發(fā)明第三實施例的薄膜晶體管陣列基板。
如圖14所示，按照本發(fā)明第三實施例的薄膜晶體管陣列基板包括的元件與圖5和6中所示薄膜晶體管陣列基板的元件幾乎相同，唯獨有一個與數(shù)據(jù)線54交疊的襯墊料82。數(shù)據(jù)線54通過薄膜晶體管80的漏極60向一個象素電極72提供象素信號。
數(shù)據(jù)線54包括限定一個象素區(qū)84的線部分54a和從線部分54a上突出的一個突起54b。形成線部分54a的寬度是d4，比現(xiàn)有技術中數(shù)據(jù)線的第三寬度W3要窄，用來補償因突起54b引起的象素電極72的孔徑比下降。突起54b的寬度d3比線部分54a要寬，在線部分52a中用噴墨設備形成襯墊料82。按照本發(fā)明的第三實施例，突起54b的垂直寬度大約是30μm-50μm，與柵極線52平行，而水平寬度大約是30μm-50μm，與柵極線52垂直。突起54b可以采取矩形形狀，突起54的寬度大于具有圓形形狀的襯墊料82的寬度。
襯墊料82在薄膜晶體管陣列基板和濾色片陣列基板之間維持一個盒間隙?？梢杂靡粋€噴墨設備在數(shù)據(jù)線54的突起區(qū)域54b上形成具有半圓形或半橢圓形的襯墊料82，使襯墊料82與濾色片基板的黑色矩陣(未表示)交疊。
為濾色片陣列基板形成的黑色矩陣對應著按照本發(fā)明第一至第三實施例的薄膜晶體管陣列基板的柵極線(或數(shù)據(jù)線)。也就是說，為濾色片陣列基板形成的黑色矩陣具有線部分和一個突起，用來與第一和第二實施例中具有線部分和突起的柵極線或是第三實施例中具有線部分和突起的數(shù)據(jù)線交疊。
另外，如上所述，按照本發(fā)明第一到第三實施例的薄膜晶體管陣列基板是用五輪掩模步驟或是四輪掩模步驟形成的。然而應該理解，按照本發(fā)明原理的薄膜晶體管陣列基板也可以用各種數(shù)量的掩模步驟來形成。
如上所述，按照本發(fā)明的薄膜晶體管陣列基板及其制造方法至少在數(shù)據(jù)線和柵極線之一上設有一個突起。在突起內用噴墨系統(tǒng)形成一個襯墊料。與襯墊料交疊的突起具有類似于襯墊料形狀的圓形或矩陣形狀。突起的尺寸要稍微大于襯墊料的尺寸，并且數(shù)據(jù)線或柵極線中除突起之外的線部分的寬度比現(xiàn)有技術中線部分的寬度要窄，以免在形成襯墊料時影響到孔徑比。另外，本發(fā)明第一和第二實施例中數(shù)據(jù)線的尺寸可以和現(xiàn)有技術中數(shù)據(jù)線的尺寸相同，使得在柵極線中形成的突起不會增加數(shù)據(jù)線(信號線)的電阻。
本領域的技術人員應該理解本發(fā)明不受實施例的限制，無需脫離本發(fā)明的原理還能對其進行各種各樣的修改或變更。因此，本發(fā)明的范圍應該僅僅由權利要求書及其等效物來確定。
權利要求
1.一種薄膜晶體管陣列基板包括一個基板上的柵極線；柵極線上的柵極絕緣薄膜；柵極絕緣薄膜上的數(shù)據(jù)線，所述數(shù)據(jù)線與柵極線交叉限定象素區(qū)，柵極絕緣薄膜位于柵極線與數(shù)據(jù)線之間，其中，柵極線和數(shù)據(jù)線中至少有一個包括一個突起；柵極線和數(shù)據(jù)線交叉點上的薄膜晶體管；象素區(qū)上的象素電極，所述象素電極連接到薄膜晶體管；以及用噴墨系統(tǒng)分配在突起內的襯墊料。
2.按照權利要求1的薄膜晶體管陣列基板，其特征是突起朝著象素區(qū)延伸，并且突起的寬度大于襯墊料的寬度。
3.按照權利要求2的薄膜晶體管陣列基板，其特征是突起具有包括矩形的多邊形和圓形的形狀。
4.按照權利要求3的薄膜晶體管陣列基板，其特征是突起的寬度范圍是30μm到50μm。
5.按照權利要求1的薄膜晶體管陣列基板，其特征是進一步包括存儲電容，它具有用作存儲電容電極的柵極線和象素電極，并在存儲電容電極之間具有用作存儲電容的介電材料的柵極絕緣薄膜和鈍化薄膜。
6.按照權利要求1的薄膜晶體管陣列基板，其特征是進一步包括存儲電容，它具有用作存儲電容電極的柵極線和存儲電極，并在存儲電容電極之間具有用作存儲電容的介電材料的柵極絕緣薄膜，其中存儲電極電連接到象素電極。
7.按照權利要求1的薄膜晶體管陣列基板，其特征是襯墊料具有半圓形和半橢圓形形狀。
8.按照權利要求1的薄膜晶體管陣列基板，其特征是薄膜晶體管進一步包括連接到柵極線的柵極；連接到數(shù)據(jù)線的源極；連接到象素電極的漏極；以及構成薄膜晶體管的一溝道部分的半導體層。
9.按照權利要求8的薄膜晶體管陣列基板，其特征是半導體層被形成在數(shù)據(jù)線，源極，漏極以及沿著它們的下數(shù)據(jù)焊盤電極的下面。
10.一種制造薄膜晶體管陣列基板的方法包括在一個基板上形成柵極線；在柵極線上形成柵極絕緣薄膜；在柵極絕緣薄膜上形成數(shù)據(jù)線，所述數(shù)據(jù)線與柵極線交叉限定象素區(qū)，柵極絕緣薄膜位于柵極線與數(shù)據(jù)線之間，其中柵極線和數(shù)據(jù)線至少有一個包括一突起；在柵極線和數(shù)據(jù)線交叉點上形成薄膜晶體管；在象素區(qū)上形成象素電極，所述象素電極連接到薄膜晶體管；以及用噴墨系統(tǒng)在突起內形成襯墊料。
11.按照權利要求10的方法，其特征是突起朝著象素區(qū)延伸，并且突起的寬度大于襯墊料的寬度。
12.按照權利要求10的方法，其特征是突起具有包括矩形的多邊形和圓形的形狀。
13.按照權利要求10的方法，其特征是進一步包括形成存儲電容，它具有用作存儲電容電極的柵極線和象素電極，并在存儲電容電極之間具有用作存儲電容的介電材料的柵極絕緣薄膜和鈍化薄膜。
14.按照權利要求10的方法，其特征是進一步包括形成存儲電容，它具有用作存儲電容電極的柵極線和存儲電極，并在存儲電容電極之間具有用作存儲電容的介電材料的柵極絕緣薄膜，所述存儲電極電連接到象素電極。
15.按照權利要求10的方法，其特征是襯墊料具有半圓形和半橢圓形形狀。
16.一種制造液晶顯示裝置的方法包括在下基板上形成柵極線；形成與柵極線交叉限定象素區(qū)的數(shù)據(jù)線，其中柵極線和數(shù)據(jù)線至少有一個具有一突起；在柵極線和數(shù)據(jù)線交叉點上形成薄膜晶體管，薄膜晶體管包括源極，漏極和柵極；在象素區(qū)上形成象素電極，所述象素電極連接到薄膜晶體管的漏極；以及用一分配器在突起內形成襯墊料。
17.按照權利要求16的方法，其特征是進一步包括粘接上基板和下基板，其中的上基板有一黑色矩陣。
18.按照權利要求17的方法，其特征是黑色矩陣與突起中的襯墊料交疊。
19.按照權利要求17的方法，其特征是襯墊料在上、下基板之間維持一盒間隙。
20.按照權利要求16的方法，其特征是進一步包括形成一存儲電容，其中的襯墊料與存儲電容交疊。
全文摘要
一種薄膜晶體管陣列基板及其制造方法，所形成的襯墊料不會影響到孔徑比。按照本發(fā)明的一種薄膜晶體管陣列基板包括一個基板上的柵極線；柵極線上的柵極絕緣薄膜；柵極絕緣薄膜上的數(shù)據(jù)線，數(shù)據(jù)線與柵極線交叉限定一個象素區(qū)，柵極絕緣薄膜位于柵極線與數(shù)據(jù)線之間，柵極線和數(shù)據(jù)線至少有一個包括一個突起；柵極線和數(shù)據(jù)線交叉點上的薄膜晶體管；象素區(qū)上的象素電極，所述象素電極連接到薄膜晶體管；以及用噴墨系統(tǒng)分配在突起內的一個襯墊料。
文檔編號H01L21/00GK1573489SQ20041006280
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月17日 優(yōu)先權日2003年6月17日
發(fā)明者全宰弘, 李潤復 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社