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液晶显示器及其制造方法

阅读:744发布:2022-07-11

专利汇可以提供液晶显示器及其制造方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种 液晶 显示器 及其制造方法。该液晶显示器包括具有 像素 部分和焊盘部分的第一 基板 ;彼此交叉以在像素部分限定像素部分的 栅线 和数据线;邻近栅线和数据线的交叉处的晶体管,其中该晶体管包括栅极、源极和漏极;源极和漏极上方的绝缘层,该绝缘层暴露漏极的横向侧;与漏极的横向侧 接触 的像素 电极 ;粘接到第一基板的第二基板;以及第一基板和第二基板之间的液晶层。,下面是液晶显示器及其制造方法专利的具体信息内容。

1、一种液晶显示器的制造方法,包括:
提供具有像素部分和焊盘部分的第一基板并且提供第二基板;
使用单个第一掩模,在第一基板的像素部分形成栅线和晶体管的栅极并在 第一基板的焊盘部分形成栅焊盘线、在栅极和栅线的上部形成栅绝缘膜、在栅 绝缘膜上方形成第一薄膜、通过灰化有机薄膜形成用于保护栅线、栅极和栅焊 盘线的侧边的侧壁、并对第一薄膜上方的第二薄膜构图;
对第一薄膜构图以形成晶体管的有源层并且形成晶体管的源极、晶体管的 漏极以及数据线,其中栅线和数据线彼此交叉以限定像素部分;
在像素部分形成电连接到漏极的像素电极;以及
在第一和第二基板之间形成液晶层。
2、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,形成源极和漏极的步骤包 括形成具有比栅线窄的宽度的源极和漏极。
3、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,通过使用单个第二掩模来 进行对第一薄膜构图以形成有源层的步骤和形成源极、漏极和数据线的步骤, 并且通过使用单个第三掩模来进行形成像素电极的步骤。
4、根据权利要求3所述的方法,其特征在于,还包括通过使用所述单个 第二掩模并通过使用形成源极和漏极的导电材料而在第一基板的焊盘部分形 成数据焊盘线。
5、根据权利要求4所述的方法,其特征在于,还包括通过使用所述单个 第三掩模并通过使用形成像素电极的导电材料而形成与在第一基板的焊盘部 分的栅焊盘线电连接的栅焊盘电极并且形成与数据焊盘线电连接的数据焊盘 电极。
6、根据权利要求3所述的方法,其特征在于,还包括:
通过使用所述单个第一掩模而形成第一薄膜上方的第二薄膜;以及
通过使用所述单个第二掩模而对第二薄膜构图以形成有源层与各源极和 漏极之间的欧姆接触层。
7、根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述使用单个第二掩模的 步骤包括:
通过使用单个第二掩模而形成具有在栅极上方的像素部分的第一区域的 第一厚度和在栅极上方的像素部分的第二区域的第二厚度的第一感光膜图案, 并且在焊盘部分形成第二感光膜图案;
通过使用第一感光膜图案作为掩模并通过对第一薄膜构图、对第二薄膜构 图以及对像素部分的导电层构图而形成有源层;
通过使用第二感光膜图案作为掩模并通过对焊盘部分的导电层构图而在 焊盘部分形成数据焊盘线;
去除在栅极上方的第二区域的第一感光膜图案和在栅极上方的第一区域 的第一感光膜图案的局部以形成第三感光膜图案并且暴露像素部分的构图的 导电层;以及
通过使用第三感光膜图案作为掩模并通过去除构图过的导电层的暴露部 分而形成源极、漏极和数据线。
8、根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述使用单个第二掩模的 步骤还包括:
通过使用第三感光膜图案作为掩模并通过在去除构图的导电层的暴露部 分之后去除第二薄膜的暴露部分而形成欧姆接触层。
9、根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述第一厚度大于第二厚 度。
10、根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述单个第二掩模是具有 对应于在栅极上方的第一区域的第一感光膜图案和第二感光膜图案的第一区 域、对应于在栅极上方的第二区域的第一感光膜图案的第二区域、以及对应于 第一基板的剩余部分的第三区域的狭缝掩模,第二区域的光透射率低于第一和 第三区域之一的光透射率,并且高于第一和第三区域中另一个的光透射率。
11、根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述使用单个第三掩模的 步骤包括:
通过使用单个第三掩模而形成具有在像素部分的第一区域的第一厚度和 在像素部分的第二区域的第二厚度的第一感光膜图案,并且在焊盘部分形成第 二感光膜图案,其中像素部分的第二区域直接位于漏极的局部和像素部分的上 方;
通过使用第二感光膜图案作为掩模而暴露焊盘部分的栅焊盘线和数据焊 盘线;
去除在像素部分的第二区域的第一感光膜图案以形成第三感光膜图案;
通过使用第三感光膜图案作为掩模而暴露像素部分的漏极和基板;以及
在暴露的漏极、像素部分的暴露的基板以及暴露的栅焊盘线和数据焊盘线 上形成导电层。
12、根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述第一厚度大于第二 厚度。
13、根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述形成第三感光膜图 案的步骤还包括:
去除在像素部分的第一区域的第一感光膜图案的局部和第二感光膜图案 的局部;
处理第三感光膜图案以使其表面具有疏特性;以及
在所述处理步骤之后形成覆盖第三感光膜图案的导电层。
14、根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述处理步骤包括在第 三感光膜图案的表面进行等离子处理或热处理
15、根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述使用单个第三掩模 的步骤还包括:
使不与所述第三感光膜图案接触的导电层结晶;以及
去除所述导电层的非结晶部分。
16、根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述结晶步骤包括在100 ℃至200℃的温度下热处理导电层。
17、一种液晶显示器,包括:
具有像素部分和焊盘部分的第一基板;
使用单个第一掩模在所述第一基板上形成的栅线、栅极和栅焊盘线;
位于所述栅极的上部的栅绝缘膜和通过灰化有机薄膜保护所述栅线、栅极 和栅焊盘线的侧边的侧壁;
使用单个第二掩模在所述栅绝缘膜上形成的晶体管的有源层、源极和漏极 以及数据线,其中所述栅线和所述数据线彼此交叉以限定所述像素部分;
源极和漏极上方的绝缘层,其中该绝缘层暴露漏极的横向侧;
使用单个第三掩模形成的在所述像素部分与所述漏极的横向侧接触的像 素电极;
粘接到第一基板的第二基板;以及
第一基板和第二基板之间的液晶层。
18、根据权利要求17所述的液晶显示器,其特征在于,所述像素电极与 第一基板接触。
19、根据权利要求17所述的液晶显示器,其特征在于,所述绝缘层和像 素电极分别与漏极的顶部接触,并且漏极顶部上的绝缘层和像素电极基本上共 平面。
20、根据权利要求17所述的液晶显示器,其特征在于,所述晶体管还包 括在有源层与各源极和漏极之间的欧姆接触层,其中像素电极与所述有源层和 欧姆接触层接触。
21、根据权利要求17所述的液晶显示器,其特征在于,所述像素电极与 所述侧壁接触。
22、根据权利要求17所述的液晶显示器,其特征在于,所述各源极和漏 极具有比栅线窄的宽度。
23、根据权利要求17所述的液晶显示器,其特征在于,所述像素电极为 结晶的化铟薄膜。
24、根据权利要求17所述的液晶显示器,其特征在于,还包括:
在第一基板的焊盘部分上的栅焊盘线;
在栅焊盘线上的栅焊盘绝缘层;
连接到栅焊盘线的栅焊盘电极;以及
在焊盘部分上的焊盘部分绝缘层,其中焊盘部分绝缘层位于栅焊盘绝缘层 上方并且与栅焊盘绝缘层和栅焊盘电极接触。
25、根据权利要求24所述的液晶显示器,其特征在于,还包括覆盖所述 栅焊盘线的横向侧的栅焊盘横向绝缘侧壁,其中所述焊盘部分绝缘层与栅焊盘 横向绝缘侧壁接触。
26、根据权利要求17所述的液晶显示器,其特征在于,还包括:
在第一基板的焊盘部分上的数据焊盘线;
在数据焊盘线上的焊盘部分绝缘层;以及
连接到数据焊盘线的数据焊盘电极,
其中数据焊盘线上方的焊盘部分绝缘层以及数据焊盘线上方的数据焊盘 电极基本上共平面。
27、根据权利要求26所述的液晶显示器,其特征在于,所述数据焊盘线 与第一基板接触。
28、根据权利要求27所述的液晶显示器,其特征在于,所述数据焊盘线 不与所述栅绝缘层接触。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种液晶显示器(LCD)及其制造方法,特别是涉及一种通过 简化的制造方法制造的并且通过减少掩模数量提高LCD的产量和图像质量的 LCD。

背景技术

最近,随着用户对信息显示的兴趣的增长以及对便携式(移动)信息设备 的需求增加,正在积极地进行轻和薄平板显示器(FPD)的研究和商业化以替 代现有的显示器件,即CRT(阴极射线管)。
在FPD当中,作为通过利用液晶材料的光学各向异性显示图像的器件的 LCD提供优秀的分辨率、色彩和图像质量。因此,LCD广泛用于笔记本型计算 机或桌面监视器等。
LCD包括滤色片基板(第一基板)、阵列基板(第二基板)以及在滤色片 基板和阵列基板之间形成的液晶层。
通常,薄膜晶体管(TFT)用作LCD的开关元件,并且非晶薄膜用作TFT 的沟道层。
LCD的制造工序需要多轮掩模工序(即,光刻工序)以制造包括TFT的阵 列基板。因此,用于减少掩模工序数量的方法在生产率方面是必须的。
参照图1将详细描述普通LCD的结构。
图1示出了普通LCD的分解透视图。
如图1所示,LCD包括滤色片基板5、阵列基板10以及在滤色片基板5 和阵列基板10之间形成的液晶层30。
滤色片基板5包括实现红、绿和蓝颜色的多个子滤色片7,用于分离子滤 色片7并阻挡光透射到液晶层30的黑矩阵6,以及用于将电压施加到液晶层 30的透明公共电极8。
阵列基板10包括彼此交叉以限定多个像素区(P)的多条栅线16和多条 数据线17,在栅线16和数据线17的各交叉处形成的TFT,以及在各像素区(P) 上形成的像素电极18。
滤色片基板5和阵列基板10通过在图像显示区的外边缘形成的粘结剂(未 示出)而彼此粘接,并且两基板5和10通过在滤色片基板5或阵列基板10 上形成的粘接键(未示出)被粘接。
图2A至图2E示出了图1中LCD的阵列基板的制造工序的顺序截面图。
如图2A所示,通过使用光刻工序(第一掩模工序)在基板上形成由导电 材料制成的栅极21。
然后,如图2B所示,第一绝缘膜15A、非晶硅薄膜和n+非晶硅薄膜顺序 沉积在其上形成有栅极21的基板10的整个表面上,并且通过使用另一光刻工 序(第二掩模工序)对非晶硅薄膜和n+非晶硅薄膜选择性地构图以在栅极21 上形成非晶硅薄膜的有源图案24。
此处,已经以与有源图案24相同的形状构图的n+非晶硅薄膜图案25形 成在有源图案24上。
之后,如图2C所示,导电金属材料沉积在基板10的整个表面上并且随后 通过使用另一光刻工序(第三掩模工序)被选择性地构图以在有源图案24的 上部形成源极22和漏极23。此时,通过第三掩模工序去除形成在有源图案24 上的n+非晶硅薄膜图案的中央部分以在有源图案24与源极和漏极22和23之 间形成欧姆接触层25’。
随后,如图2D所示,第二绝缘膜15B沉积在其上形成有源极22和漏极 23的基板10的整个表面上,并且通过另一光刻工序(第四掩模工序)去除第 二绝缘膜15B的部分以形成暴露部分漏极23的接触孔40。
最后,如图2E所示,透明导电金属材料沉积在基板10的整个表面上并且 随后通过使用另一光刻工序(第五掩模工序)被选择性地构图以形成经由接触 孔40电连接到漏极23的像素电极18。
如上所述,需要五(5)轮光刻工序来制造包括TFT的阵列基板以对栅极、 有源图案、源极和漏极、接触孔以及像素电极构图。
光刻工序是将形成在掩模上的图案转移到其上沉积有薄膜的基板上以形 成期望图案的工序,其中每轮工序包括例如涂敷感光溶液的工序、曝光工序和 显影工序等。所以,多轮光刻工序可能会降低产量并且增加产生缺陷TFT的概 率。
具体地说,因为设计用来形成图案的掩模非常昂贵,随着应用于工序的掩 模数量增加,LCD的制造成本成比例地增加。

发明内容

因此,本发明的目的是制造一种当制造薄膜晶体管(TFT)时使用较少掩 模的液晶显示器(LCD)。
为了实现这些和其它优点,按照本发明的目的,作为具体和广义的描述, 一种LCD包括:具有像素部分和焊盘部分的第一基板;彼此交叉以限定像素部 分的栅线和数据线;邻近栅线和数据线的交叉处的晶体管,其中晶体管包括栅 极、源极和漏极;源极和漏极上方的绝缘层,该绝缘层暴露漏极的横向侧;与 漏极的横向侧接触的像素电极;粘接到第一基板的第二基板;以及第一基板和 第二基板之间的液晶层。
为了实现上述目的,还提供了一种LCD的制造方法,包括:提供具有像素 部分和焊盘部分的第一基板并且提供第二基板;通过使用单个第一掩模在第一 基板的像素部分形成栅线和晶体管的栅极并且对栅线上方的第一薄膜构图;对 构图的第一薄膜构图以形成晶体管的有源层并且形成晶体管的源极、晶体管的 漏极以及数据线,其中栅线和数据线彼此交叉以限定像素部分;在像素部分形 成电连接到漏极的像素电极;以及在第一和第二基板之间形成液晶层。
在本发明的另一方面,一种LCD的制造方法包括提供具有像素部分和焊盘 部分的第一基板并且提供第二基板;在第一基板的像素部分形成栅线和晶体管 的栅极并且对栅线上方的第一薄膜构图;通过使用单个第一掩模对构图的第一 薄膜构图以形成晶体管的有源层并且形成晶体管的源极、晶体管的漏极以及数 据线,其中栅线和数据线彼此交叉以限定像素部分;通过使用单个第二掩模在 像素部分形成电连接到漏极的像素电极;以及在第一和第二基板之间形成液晶 层。
本发明的上述和其他目的、特征、方面和优点将从与所附附图一起的本发 明的下面详细说明中变得明显。

附图说明

申请所包括的附图用于提供对本发明的进一步理解,并且包括在该申请 中作为本申请的一部分,示出了本发明的实施方式并且连同说明书一起用于解 释本发明的原理。
附图中:
图1示出了普通液晶显示器(LCD)的分解透视图;
图2A至图2E顺序示出了图1中的LCD的阵列基板的制造工序的截面图;
图3示出了根据本发明实施方式的LCD的阵列基板的部分的平面图;
图4A至图4C顺序示出了沿图3中的阵列基板的线IIIa-IIIa’、 IIIb-IIIb’和IIIc-IIIc’提取的制造工序的截面图;
图5A至图5E示出了图4A中的第一掩模工序的截面图;
图6A和图6B示出了根据本发明实施方式的形成侧壁的方法的截面图;
图7A至图7E示出了图4B中的第二掩模工序的截面图;
图8A至图8I示出了根据本发明实施方式的图4C中的第三掩模工序的截 面图;以及
图9A至图9I示出了根据本发明另一实施方式的图4C中的第三掩模工序 的截面图。

具体实施方式

参照附图将描述根据本发明示例性实施方式的液晶显示器(LCD)及其制 造方法。
图3示出了根据本发明实施方式的LCD的阵列基板的部分的平面图,其中 示出了包括栅焊盘部分和数据焊盘部分的单个像素。
N条栅线和M条数据线形成为彼此交叉以在阵列基板上限定M×N个像素, 并且出于简便仅在附图中示出了一个像素。
如图所示,栅线116和数据线117彼此交叉以在阵列基板110上限定像素 部分。作为开关元件的薄膜晶体管(TFT)形成在栅线116和数据线117的交 叉处。与TFT连接以与滤色片基板(未示出)上的公共电极一起驱动液晶(未 示出)的像素电极118形成在像素部分中。
栅焊盘电极126P和数据焊盘电极127P形成在阵列基板110的边缘部分, 分别与栅线116和数据线117电连接,并且将从外部驱动电路单元(未示出) 施加的扫描信号和数据信号传输到栅线116和数据线117。
即,栅线116和数据线117朝向驱动电路单元延伸以形成栅焊盘线116P 和数据焊盘线117P,并且栅焊盘线116P和数据焊盘西117P通过分别与线116P 和117P电连接的栅焊盘电极126P和数据焊盘电极127P从驱动电路单元接收 扫描信号和数据信号。
TFT包括形成作为栅线116的一部分的栅极121、与数据线117连接的源 极122、以及与像素电极118连接的漏极123。此外,TFT包括用于使栅极121 与源极/漏极122和123绝缘的第一绝缘膜(未示出)以及用于通过提供到栅 极121的栅电压而在源极和漏极123之间形成导电沟道的有源图案124A”。
按这种方式,在示出的实施方式中,栅极121由其上设置有有源图案 124A”的栅线116的一部分形成,并且有源图案124A”以及源极/漏极122 和123位于栅极121的上部。
在该实施方式中,源极122的部分与数据线117连接,形成数据线117 的部分,并且漏极123的部分朝向像素电极118延伸从而直接与像素电极118 的部分电连接。
栅线116的部分与像素电极118的部分交叠,其间夹有第一绝缘膜,形成 存储电容(Cst)。存储电容(Cst)均匀地保持施加到液晶电容的电压。即, 阵列基板110的像素电极118与滤色片基板的公共电极形成液晶电容。通常, 施加到液晶电容的电压直到接收到下一信号才被保持,但是会被泄漏。因而, 为了保持施加的电压,存储电容(Cst)必须与液晶电容连接。
除了信号的保持之外,存储电容(Cst)具有稳定灰度级和最小化残留图 像的效果。
在阵列基板110中,通过第一掩模工序形成栅极121并且同时确定有源图 案124A”的线宽,通过第二掩模工序形成源极和漏极122和123以及有源 图案124A”,并且通过第三掩模工序选择性地蚀刻透明导电膜以形成像素 电极118以及焊盘部分电极126P和127P。因此,可以通过三(3)轮掩模工 序制造阵列基板110,下面将通过LCD的制造工序详细描述。
图4A至图4C顺序示出了图3中阵列基板的制造工序的截面图,其中左侧 示出了像素部分的阵列基板的制造工序并且右侧示出了栅焊盘部分和数据焊 盘部分的阵列基板的制造工序。
如图4A至图4C所示,栅极121和栅线116形成在由例如玻璃的透明绝缘 材料制成的基板110的像素部分,并且栅焊盘线116P形成在栅焊盘部分。在 该实施方式中,如上所述,栅极121由栅线116的部分形成,并且只为了说明, 栅极121由与栅线116不同的附图标记表示。
栅绝缘膜115A’、非晶硅薄膜图案124A’和n+非晶硅薄膜图案125A’形 成在栅极121和栅线116的上部。非晶硅薄膜图案124A’和n+非晶硅薄膜图 案125A’具有比栅极121窄的线宽并且通过使用在形成栅极121和栅线116 的工序中相同的掩模来形成。通过继续(follow-up)工序用有源图案对以一 定宽度形成的非晶硅薄膜图案124A’进行构图。
按照该方式,在示出的实施方式中,通过使用衍射曝光(狭缝曝光)的单 轮掩模工序(第一掩模工序)同时形成栅极121和栅线116,并且同时确定有 源图案的线宽。参照附图将详细描述第一掩模工序。
图5A至图5E示出了图4A中的第一掩模工序的截面图,并且图6A和图 6B示出了根据本发明实施方式的形成侧壁的方法的截面图。
如图5A所示,第一导电膜120、第一绝缘膜115A、非晶硅薄膜124和n+ 非晶硅薄膜125沉积在基板110的整个表面上。
在此,可以使用例(Al)、Al合金、钨(W)、(Cu)、铬(Cr) 和钼(Mo)等的低阻不透明导电材料作为第一导电膜120。
之后,由例如光刻胶的感光材料制成的感光膜170形成在基板110的整个 表面上,光通过狭缝掩模180选择性地照射到基板110上。
在该实施方式中,狭缝掩模180包括用于全部透射照射光的透射区(I), 具有用于部分透射光和遮蔽部分光的狭缝图案的狭缝区(II),以及用于全部 遮蔽照射光的遮蔽区(III)。仅仅透射通过狭缝掩模180的光可以照射到感 光膜170上。
随后,当对已经通过狭缝掩模180曝光的感光膜170进行显影时,如图 5B所示,具有一定厚度的感光膜图案170A~170C保留在通过遮蔽区(III) 和狭缝区(II)光被全部遮蔽或部分遮蔽的区域,并且在全部透射光的透射区 (I)的感光膜被全部去除以暴露n+非晶硅薄膜125的表面。
在该实施方式中,形成在遮蔽区(III)的第一和第二感光膜图案170A 和170B比形成在狭缝区(II)的第三感光膜图案170C厚。此外,在光完全透 射通过透射区(I)的区域的感光膜被完全去除,这是由于使用了正光刻胶。 然而在该方面,本发明不限于此并且也可以使用负光刻胶。
然后,如图5C所示,通过使用感光膜图案170A~170C作为掩模选择性地 去除第一导电膜、第一绝缘膜、非晶硅薄膜和n+非晶硅薄膜,以在基板110 的像素部分处形成由第一导电膜形成的栅极121和栅线116并且在栅焊盘部分 处形成由第一导电膜形成的栅焊盘线116P。
在该实施方式中,在栅极121和栅线116的上部,保留有由第一绝缘膜形 成的栅绝缘膜115A’、第一非晶硅薄膜图案124A和第一n+非晶硅薄膜图案 125A。以与栅极121和栅线116相同的形式对非晶硅薄膜和n+非晶硅薄膜构 图。此外,在栅焊盘线116P的上部,保留有由第一绝缘膜形成的栅焊盘绝缘 膜115A”、第二非晶硅薄膜图案124B和第二n+非晶硅薄膜图案125B。以 与栅焊盘线116P相同的形式对非晶硅薄膜和n+非晶硅薄膜构图。
之后,如图5D所示,当进行灰化工序以去除感光膜图案170A~170C的部 分时,栅焊盘线116P上部的第三感光膜图案,即应用狭缝曝光的狭缝区(II) 的第三感光膜图案被完全去除以暴露第二n+非晶硅薄膜图案125B的表面。
在该实施方式中,第一和第二感光膜图案170A和170B分别保留作为第四 感光膜图案170A’和第五感光膜图案170B’,并且具有通过部分去除对应于 遮蔽区(III)的栅极121和栅线116上部的第三感光膜图案而获得的厚度。 在该实施方式中,如图5D所示,第四和第五感光膜图案170A’和170B’可以 具有其侧边通过灰化工序被部分去除的形状。
之后,如图5E所示,通过使用保留的第四和第五感光膜图案170A’和 170B’作为掩模去除在栅极121和栅线116上部的第一非晶硅薄膜图案和第一 n+非晶硅薄膜图案的部分。即,像素部分的第一非晶硅薄膜图案和第一n+非 晶硅薄膜图案的侧边的部分被去除以保留作为在栅极121和栅线116上部的第 三非晶硅薄膜图案124A’和第三n+非晶硅薄膜图案125A’。
在该实施方式中,栅焊盘部分的第二非晶硅薄膜图案124B和第二n+非晶 硅薄膜图案125B被完全去除以暴露栅焊盘绝缘膜115A”的表面。
如图6A和图6B所示,一定的有机膜115B涂敷在其上形成有栅极121、 栅线116和栅焊盘线116P的基板110的整个表面上,并且随后通过灰化工序 被部分去除以形成用于保护栅极121、栅线116和栅焊盘线116P的侧边的第 一和第二侧壁115B’和115B”。即,第一和第二侧壁115B’和115B”保 护栅线(栅极121、栅线116和栅焊盘线116P)的侧边,避免栅线的侧边被暴 露,从而当形成数据线(源极和漏极、数据线和数据焊盘线)(后面将进行描 述)时,栅极线121、116和116P以及数据线不会短路
下面,如图4B所示,通过单轮掩模工序(第二掩模工序),源极和漏极 122和123形成在栅极121的上部,并且通过对第三非晶硅薄膜图案构图形成 有源图案124A”作为在源极和漏极122和123之间的导电沟道。
通过第二掩模工序对第三n+非晶硅薄膜图案构图以形成用于将源极和漏 极122和123与有源图案124A”欧姆接触的欧姆接触层125A”。此外, 由用于源极和漏极122和123的由导电材料制成的数据焊盘线117P形成在基 板110的数据焊盘部分处。
按照该方式,在示出的实施方式中,通过使用狭缝曝光的第二掩模工序在 形成有源图案124A”的同时形成源极和漏极122和123以及数据焊盘线 117P。下面将详细描述第二掩模工序。
图7A至图7E示出了图4B中的第二掩模工序的截面图。
如图7A所示,第二导电膜130和感光膜270形成在基板110的整个表面 上,并且光通过狭缝掩模280选择性地照射在感光膜270上。
在该实施方式中,狭缝掩模280包括用于全部透射照射光的透射区(I), 具有用于部分透射光和遮蔽部分光的狭缝图案的狭缝区(II),以及用于全部 遮蔽照射光的遮蔽区(III)。仅透射通过狭缝掩模280的光可以照射到感光 膜270上。
随后,当将已经通过狭缝掩模曝光的感光膜270进行显影时,如图7B所 示,具有一定厚度的感光膜图案270A~270D保留在通过遮蔽区(III)和狭缝 区(II)光被全部遮蔽或部分遮蔽的区域,并且在全部透射光的透射区(I) 的感光膜被全部去除以暴露第二导电膜130的表面。
在该实施方式中,形成在遮蔽区(III)的第一、第二和第三感光膜图案 270A、270B和270C比通过狭缝区(II)形成的第四感光膜图案270D厚。此 外,在光完全透射通过透射区(I)的区域的感光膜被完全去除,这是由于使 用了正光刻胶。然而在该方面,本发明不限于此并且也可以使用负光刻胶。
然后,如图7C所示,通过使用感光膜图案270A~270D作为掩模选择性地 去除第二导电膜、第三非晶硅薄膜图案和第三n+非晶硅薄膜图案,以在栅极 121的上部同时形成由第二导电膜形成的像素部分第二导电膜图案130A并且 同时形成由第二导电膜制成的焊盘部分第二导电膜图案130B。
在该实施方式中,在像素部分的第二导电膜图案130A的下部,保留有由 第三非晶硅薄膜图案制成的有源图案124A”和第四n+非晶硅薄膜图案,并 且以与像素部分的第二导电图案130A相同的形式对第三n+非晶硅薄膜图案构 图。
之后,如图7D所示,当进行灰化工序以去除感光膜图案270A~270D的部 分时,有源图案124A”的中央区域的上部,即应用狭缝曝光的狭缝区(II) 的第四感光膜图案被完全去除以暴露像素部分的第二导电膜图案130A的表 面。
在该实施方式中,第一至第三感光膜图案270A至270C分别保留作为第五 至第七感光膜图案270A’至270C’,并且具有通过部分去除对应于遮蔽区 (III)的有源图案124A”和第二导电膜图案130B的中央区域(源区和漏 区)上部的第四感光膜图案而获得的厚度。在该实施方式中,如图7D所示, 第五至第七感光膜图案270A’至270C’可以具有其侧边通过灰化工序被部分 去除的形状。
之后,如图7E所示,通过使用保留的第五至第七感光膜图案270A’至 270C’作为掩模蚀刻在有源图案124A”上部的第四n+非晶硅薄膜图案和第 二导电膜图案的部分并且同时蚀刻数据焊盘部分的第二导电膜图案的部分。 即,根据第五和第六感光膜图案270A’和270B’的形状对像素部分的第二导 电膜图案构图以形成源极和漏极122和123,并且根据第七感光膜图案270C’ 的形状对焊盘部分的第二导电膜图案构图以形成数据焊盘线117P。
在该实施方式中,根据源极和漏极122和123的形状对像素部分的第四 n+非晶硅薄膜图案构图以形成欧姆接触层125A”,从而使源极和漏极122 和123以及有源图案124A”的源区和漏区形成欧姆接触。
如图4C所示,通过单轮掩模工序(第三掩模工序)形成电连接的漏极123 和像素电极118,并且同时暴露与栅焊盘线116P和数据焊盘线117P电连接的 栅焊盘电极126P和数据焊盘电极127P。
在此,在第三掩模工序中,当对第二绝缘膜构图时,感光膜在像素部分保 持很薄,其中要在像素部分中通过使用利用半色调或狭缝的狭缝曝光来形成像 素电极118。之后,进行焊盘部分开口以暴露部分栅焊盘线116P和数据焊盘 线117P,并且通过灰化工序去除像素部分的感光膜以去除像素部分的第二绝 缘膜。
像素电极118形成在具有透明导电材料的像素部分,并且与栅焊盘线116P 和数据焊盘线117P电连接的栅焊盘电极126P和数据焊盘电极127P形成在焊 盘部分。在该实施方式中,可以通过感光膜的表面处理和通过使用例如化铟 (ITO)的透明导电材料的选择性结晶而不进行额外的掩模工序来形成像素 电极118、栅焊盘电极126P和数据焊盘电极127P。参照附图将详细描述第三 掩模工序。
图8A至图8I示出了根据本发明实施方式的图4C中的第三掩模工序的截 面图。
如图8A所示,第二绝缘膜115C和由感光材料制成的第一感光膜370形成 在其上形成有有源图案124”、源极122和漏极123的基板110的整个表面 上,并且光通过狭缝掩模380选择性地照射在第一感光膜370上。
在该实施方式中,狭缝掩模380包括用于全部透射照射光的透射区(I), 具有用于部分透射光和遮蔽部分光的狭缝图案的狭缝区(II),以及用于全部 遮蔽照射光的遮蔽区(III)。仅仅透射通过狭缝掩模380的光可以照射到感 光膜370上。
随后,当对已经通过狭缝掩模曝光的感光膜370进行显影时,如图8B所 示,具有一定厚度的感光膜图案370A~370E保留在通过遮蔽区(III)和狭缝 区(II)光被全部遮蔽或部分遮蔽的区域,并且在全部透射光的透射区(I) 的感光膜被全部去除以暴露第二绝缘膜115C的表面。
在该实施方式中,形成在遮蔽区(III)的第一至第四感光膜图案370A 至370D比通过狭缝区(II)形成的第五感光膜图案370E厚。此外,在光完全 透射通过透射区(I)的区域的第一感光膜被完全去除,这是由于使用了正光 刻胶。然而在该方面,本发明不限于此并且也可以使用负光刻胶。
然后,如图8C所示,通过使用感光膜图案370A~370E作为掩模选择性地 去除在焊盘部分的栅焊盘绝缘膜115A”和第二绝缘膜,以形成暴露焊盘部 分的栅焊盘线116P和数据焊盘线117P的部分的第一和第二接触孔160A和 160B。在该实施方式中,对第二绝缘膜构图以在像素部分形成像素部分第二绝 缘膜115C’并在焊盘部分形成焊盘部分第二绝缘膜图案115C”。
之后,如图8D所示,当进行灰化工序以去除感光膜图案370A~370D的部 分时,一定区域,即应用狭缝曝光的狭缝区(II)的第五感光膜图案被完全去 除以暴露像素部分的第二绝缘膜115C’的表面。
在该实施方式中,第一至第四感光膜图案370A至370D分别保留作为第六 至第九感光膜图案370A’至370D’,并且具有通过将仅在对应于遮蔽区(III) 的部分去除第五感光膜图案370E的厚度而获得的厚度。
之后,如图8E所示,通过使用保留的第六至第九感光膜图案370A’至 370D’作为掩模部分去除像素部分的像素部分第二绝缘膜115C’。此时,对 像素部分的像素部分第二绝缘膜115C’构图以去除在漏极123的一个上部的 像素部分的像素部分第二绝缘膜的部分,从而暴露漏极123的部分。
如图8F所示,使用透明导电材料在基板110的整个表面上形成第三导电 膜140,所述基板110的整个表面上形成有第六至第九感光膜图案370A’至 370D’。
在该实施方式中,第三导电膜140包括例如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌 (IZO)的具有良好透射率的透明导电材料以形成像素电极和焊盘部分电极。 在该实施方式中,在沉积第三导电膜140之前,可以进行等离子或热处理以进 行用于使第六至第九感光膜图案370A’至370D’的表面疏的工序。这是因 为第三导电膜140的表面是疏水的。因此,与第六至第九感光膜图案370A’ 至370D’的接触状态需要变差以选择性地去除形成在第六至第九感光膜图案 370A’至370D’上的第三导电膜140。
之后,由感光材料制成的第二感光膜470形成在其上形成有第三导电膜 140的基板110的整个表面上。
并且如图8G所示,进行用于去除第二感光膜470的部分的灰化工序以暴 露在除了第一和第二接触孔区域之外的区域的第三导电膜140。此时,通过灰 化工序部分去除了厚度的第十至第十二感光膜图案470A至470C可以仅保留在 像素部分和焊盘部分的第一和第二接触孔区域的上部。
之后,当通过进行温度约100℃至200℃的热处理来使第三导电膜140结 晶时,在除了在第三导电膜140的下部或侧边形成的第六至第九感光膜图案 370A’至370C’的区域之外的区域的第三导电膜140可以被选择性地结晶。 这是因为形成有第六至第九感光膜图案370A’至370C’的第三导电膜140的 部分的结晶受到存在于第六至第九感光膜图案370A’至370C’的内部作为有 机膜的例如的元素的干扰。
如图8H和8I所示,当只选择性地去除在暴露的无定形状态中的第三导电 膜140时,像素电极118形成在像素部分并且同时栅焊盘电极126P和数据焊 盘电极127P形成在焊盘部分的第一和第二接触孔区域。
在该实施方式中,栅焊盘电极126P与下栅焊盘线116P电连接并且数据焊 盘电极127P与下数据焊盘线117P电连接。
此外,像素电极118与下漏极123的部分电连接,并且漏极123不通过接 触孔而直接与上像素电极118电连接。
像素电极118的部分与栅线116的部分层叠以与栅线116一起形成存储电 容(Cst)(参照图3),在像素电极和栅线之间夹有像素部分的第一绝缘膜 115A’。
图9A至图9I示出了根据本发明另一实施方式的图4C中的第三掩模工序 的截面图。图9A至图9I中所示的第三掩模工序与图8A至图8I中所示的第三 掩模工序相似。然而,与图8A至图8I中所示的实施方式不同,狭缝掩模580 具有用于部分透射光的对应于数据焊盘线117P的狭缝区(II)从而当对通过 狭缝掩模曝光的感光膜570进行显影时,如图9A和图9B所示,保留了具有一 定厚度的感光膜图案570F。通过该方式,当栅焊盘线116P上面的焊盘部分第 二绝缘膜图案115C”如图9C所示时,数据焊盘线117P上方的焊盘部分第 二绝缘膜图案115C”仍然被感光膜图案570F保护。
随后,如图9D所示,通过灰化工序去除感光膜图案570F以暴露数据焊盘 线117P上方的焊盘部分第二绝缘膜图案115C”,并且在图9E中,通过去 除数据焊盘线117P上方的焊盘部分第二绝缘膜图案115C”来暴露数据焊盘 线117P。换句话说,如图9E所示,数据焊盘线117P上面的焊盘部分第二绝 缘膜图案115C”和像素部分第二绝缘膜图案115C’会被同时去除。因此, 与图8D和图8E所示的实施方式不同,可以保护数据焊盘线117P不被过度蚀 刻。具体地说,如图8D和图8E所示,在去除像素部分第二绝缘膜图案115C’ 之前蚀刻数据焊盘线117P上面的焊盘部分第二绝缘膜图案115C”。然而, 当去除像素部分第二绝缘膜图案115C’时,暴露的数据焊盘线117P将经受蚀 刻工序。通过形成感光膜图案570F,可以保护数据焊盘线117P不被过度蚀刻。
为了进一步保护数据焊盘线117P不被过度蚀刻,在一个实施方式中,钼 (Mo)可以用作第二导电膜130,因而数据焊盘线117P(以及源极和漏极)由 Mo制成。
由于图9F-9I所示的工序与图8F-8I所示的工序相似,在此将不重复详细 的说明。
在示出的实施方式中,以使用非晶硅薄膜作为沟道层的非晶硅TFT作为例 子。然而,本发明不限于此并且也可以使用多晶硅薄膜作为沟道层的多晶硅 TFT。
此外,本发明也可以应用于具有TFT的不同显示器件,例如,如同应用于 LCD一样,本发明可以应用于有机发光二极管(OLED)与不同驱动晶体管连接 的OLED显示器。
另外,虽然示出的实施方式在三轮掩模工序的每轮中使用单个掩模,应当 注意,在三轮掩模工序的一轮中使用单个掩模以及在三轮掩模工序的其他轮中 使用多个掩模也将落入本发明的范围。
很明显,本领域技术人员可在不背离本发明精神或范围的基础上对本发明 做出修改和变化。因此,本发明意欲覆盖落入本发明权利要求及其等效范围内 的各种修改和变化。
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