专利名称：液晶显示装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器，具体涉及一种适用于提高画面质量的液晶显示装置及其制造方法。
相关技术描述一般来说，液晶显示器(LCD)利用电场控制透光率显示画面。为此，LCD包括使液晶盒以矩阵形式排列的液晶板和用于驱动液晶板的驱动电路。液晶板设有向每个液晶盒施加电场的象素电极和普通电极。通常，象素电极设置在每个液晶盒的下基片上，而普通电极整体地设置在上基片的整个表面上。每个象素电极与用作开关装置的薄膜晶体管连接。象素电极与普通电极一起依照借助于TFT施加的数据信号驱动液晶盒。
参照
图1和图2，LCD的下基片1包括TFT T、象素电极22和存储电容器S，所述TFT T设置在数据传输线4和栅布线2之间的交叉处，所述象素电极与TFT的漏极10相连，所述存储电容器S位于象素电极22与前级(pre-stage)栅布线2之间的重叠部分上面。
TFT T包括与栅布线2相连的栅极6、与数据传输线4相连的源极8、以及通过漏极接触孔20与象素电极22相连的漏极10。另外，TFT T包括半导体层14和16，这两个半导体层通过向栅极6施加的栅压来限定源极8和漏极10之间的沟道。该TFT T响应来自栅布线2的栅信号，以便选择性地将来自数据传输线4的数据信号提供给象素电极22。
象素电极22位于被数据传输线4和栅布线2划分的盒区域内，象素电极由透光率高的透明导电材料制成。象素电极22通过借助于漏极接触孔20提供的数据信号与上基片(未示出)上设置的普通透明电极(未示出)产生电势差。由于该电势差，位于下基片1与上基片(未示出)之间的液晶由于其介电各向异性而产生旋转。于是，液晶借助于象素电极22将光源提供的光发射到上基片上。
存储电容器S将栅高压施加阶段中的电压充到前级栅布线2上，同时将数据信号提供阶段中的充入电压释放到象素电极上，从而能避免象素电极22中的电压变化。存储电容器S由栅布线2和存储电极24组成，所述存储电极24与栅布线2重叠，在它们之间设置了栅绝缘膜12，存储电极24通过保护膜18上限定的存储接触孔26与象素电极22电连接。
现在描述制造液晶显示器下基片1的方法，所述液晶显示器具有上面提到的结构。
首先，正如图3A所示，将栅金属层淀积到下基片1上，然后构造图形形成栅布线2和栅极6。如图3B所示，通过覆盖栅布线2和栅极6的方式在整个下基片1上淀积一层绝缘材料，由此形成栅绝缘膜12。接着在栅绝缘膜12上淀积第一和第二半导体层，然后构造图形以形成活性层14和电阻接触层16。
随后，如图3C所示，将数据金属层淀积到栅绝缘膜12上，然后构造图形形成存储电极24、源极8和漏极10。此后，为限定理想尺寸的沟道而刻蚀电阻接触层16以暴露活性层14。与源极8和漏极10之间的栅极6对应的那部分活性层14限定了沟道。
然后，如图3D所示，在栅绝缘膜12上设置保护膜18，接着以暴露漏极10和存储电极24的方式构造图形，形成漏极接触孔20和存储接触孔26。
接着，如图3E所示，将透明导电材料淀积到保护层18上，然后构造图形，形成象素电极22，象素电极22与漏极10和存储电极24电接触。
在该传统LCD中，当提供给栅极6的栅信号被切断而由此衰弱时会产生馈通电压ΔVp，该馈通电压对应于施加给每条数据传输线的数据电压(以普通电极的电压为基础)与液晶盒中充入的液晶盒电压之间的差值，将其用下式表示ΔVp＝{(Cgd/Clc+Cs+Cgd)}(Vgh-Vgl) (1)其中ΔVp表示馈通电压；Cgd是栅/漏极的寄生电容；Cst是存储电容；Vgh是栅高压；以及Vgl是栅低压。
正如从上面的等式(1)所看到的，该馈通电压ΔVp是由TFT的栅极端子和液晶盒Clc之间存在的寄生电容产生的，它会周期性地改变液晶盒的透射光量。结果，在LCD显示的画面上会出现闪烁和残留图象。
为了充分抑制该馈通电压ΔVp，必需扩大存储电容Cst的电容量，但是上述LCD结构在扩大存储电容Cst的电容量方面存在限制。
发明概述于是，本发明的一个目的是提供一种液晶显示器和一种制造方法，其中能够扩大存储电容的电容量，从而提高画面质量。
为了实现本发明的这些和其它目的，提供了依照本发明第一方面的液晶显示装置，该显示装置至少包括在栅布线和电容器电极之间布置的两个存储电容器，栅布线借助于穿过所述至少两个存储电容器的接触孔与电容器电极连接。
在液晶显示装置中，电容器电极由透明导电材料制成，该材料是氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)和氧化铟锡锌(ITZO)中的一种。
液晶显示装置进一步包括设置在基片上的栅绝缘膜；设置在栅绝缘膜上的存储电极；以及设置在存储电极与电容器电极之间的保护层。
存储电容器包括设置在插有栅绝缘膜的存储电极和栅布线之间的第一存储电容器；以及设置在存储电极与电容器电极之间的第二存储电容器。插有保护层的第一存储电容器与第二存储电容器并联连接。接触孔为至少两个彼此间隔的孔，其间隔长度长于存储电极的宽度。电容器电极长度长于存储电极长度。
液晶显示装置进一步包括与栅布线相连的栅极；设置在栅绝缘膜上的源极和漏极；以及设置在保护层上与漏极电连接的象素电极。象素电极通过穿过保护层的所述接触孔与存储电极电接触。栅绝缘膜的厚度约为4000，保护层厚度约为2000。
依照本发明另一方面的液晶显示装置制造方法包括以下步骤在基片上形成栅布线；在基片上形成栅绝缘膜；在栅绝缘膜上形成存储电极；在栅绝缘膜上形成保护层；至少设置两个接触孔以暴露栅布线；以及在保护层上形成与栅布线电接触的电容器电极。在该方法中，电容器电极由透明导电材料制成，该材料可以是氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)和氧化铟锡锌(ITZO)中的任意一种。
该至少两个接触孔彼此间隔开，其间隔长度大于存储电极宽度。电容器电极比存储电极的长度长。
该方法进一步包括以下步骤在基片上形成与栅布线连接的栅极；在栅绝缘膜上形成半导体层；在半导体层上形成源极和漏极；以及在保护层上形成象素电极。象素电极通过穿过保护层的接触孔与存储电极电接触。栅绝缘膜的厚度约为4000，保护层厚度约为2000。
后面给出的详细描述将使本发明的其它范围更加清楚。然而，应当理解的是，详细描述和具体实例虽然说明了本发明的优选实施例，但由于对本领域的那些技术人员来说由这些详细描述作出本发明精神和范围内的各种变化和修改是显然的，因此仅通过说明方式给出详细描述和具体实例。
附图的简要说明通过以下参照附图对本发明实施例的详细描述将使本发明的这些和其它目的更加明显。
图1是表示传统液晶显示器下基片结构的平面图；图2是沿图1的剖面线A-A`剖开的液晶显示器下基片的剖面图；图3A到3E是表示一步步制造图2中所示液晶显示器下基片的过程的截面图；图4是表示依照本发明实施例的液晶显示器下基片结构的剖面图；图5是沿图4的剖面线B-B’和C-C’剖开的液晶显示器下基片的剖面图；图6是图4中所示第一和第二电容器的电路图；图7是图4中所示栅电阻器的电路图；图8A到图8E是一步步制造图5中所示液晶显示器下基片的过程的截面图。
优选实施例的详细描述图4和图5分别是表示依照本发明实施例的液晶显示器下基片结构的平面图和截面图，它们着重描述了薄膜晶体管部分和存储电容器部分。
参照图4和图5，液晶显示器(LCD)的下基片31包括设置在数据传输线34和栅布线32之间交叉处的TFT T，与TFT T的漏极40相连的象素电极52，以及位于象素电极52、电容器电极58和前级栅布线32中重叠部分处的存储电容器Cs。
TFT T包括与栅布线32相连的栅极36、与数据传输线34相连的源极38和借助于漏极接触孔50与象素电极52相连的漏极40。另外，TFTT包括半导体层44和46，这两个半导体层通过施加给栅极36的栅压限定了源极38和漏极40之间的沟道。TFT T响应来自栅布线32的栅信号，以便选择性地将来自数据传输线34的数据信号提供给象素电极52。
象素电极52位于被数据传输线34和栅布线32划分的盒区域，它由透光率高的透明导电材料制成。象素电极52通过借助于漏极接触孔50提供的数据信号与设置在上基片(未示出)上的普通透明电极(未示出)产生电势差。由于该电势差，位于下基片1与上基片(未示出)之间的液晶由于其介电各向异性而产生旋转。由此，液晶借助于象素电极52使光源提供的光透射到上基片中。
存储电容器Cs将栅高压施加阶段中的电压充加到前级栅布线32上，同时将数据信号提供阶段中被充入的电压释放到象素电极上，从而能避免象素电极22中的电压变化。如图6所示，存储电容器Cs由电容器电压Vp和栅电压Vg之间并联连接的第一和第二存储电容器Cst1和Cst2组成。
第一存储电容器Cst1包括栅布线32和存储电极54，存储电极与栅布线32重叠，在它们之间布置了一层栅绝缘膜42。存储电极54借助于穿过保护薄膜48的第一存储接触孔56a与象素电极52电连接。第二存储电容器Cst2包括存储电极54和电容器电极58，电容器电极58与存储电极54重叠，在它们之间布置了保护薄膜48。电容器58借助于穿过保护薄膜48和栅绝缘膜42的第二和第三存储接触孔56b和56c与栅布线32电连接。
用该方式并联连接的第一和第二存储电容器Cst1和Cst2组成的整个存储电容器Cs的电容值，通过第二存储电容器Cst2的电容值增加的量比现有技术大，该电容Cs用下式表示Cs＝Cst1+Cst2 (2)其中，Cs表示整个存储电容；Cst1为第一存储电容；以及Cst2为第二存储电容。
由于第二存储电容器Cst2设有厚度约为2000的插入保护层48，所以可在相同面积内获得比设有厚度约为4000的插入栅绝缘膜42的传统存储电容器S更大的电容值。
同时，正如从下式所看到的，与栅布线32电位相同的电容器电极58降低了栅电阻1/Rg＝1/Rgl+1/Ri (3)其中，Rg表示整个栅电阻；Rgl是栅布线电阻；而Ri为电容器电极电阻。
图8A到图8E表示一步步制造图5中LCD下基片31的过程，其着重描述了薄膜晶体管部分和存储电容器部分。
参照图8A，栅布线32和栅极36设置在LCD的下基片31上。
通过诸如溅射等淀积技术将铝(Al)或铜(Cu)淀积到下基片31上，然后为它们构造图形，从而形成栅布线32和栅极36。
参照图8B，在栅绝缘膜42上形成活性层44和电阻接触层46。
利用离子增强化学气相淀积(PECVD)技术以覆盖栅布线32和栅极36的方式在整个下基片31上淀积绝缘材料而形成栅绝缘膜42。通过在栅绝缘膜42上淀积第一和第二半导体材料形成活性层44和电阻接触层46，然后为它们构造图形。
栅绝缘膜42是由诸如氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)等绝缘材料制成的。活性层44使由未掺杂杂质的非晶硅制成。另一方面，电阻接触层46由掺杂了n-型或p-型杂质的非晶硅制成。
参照图8C，在栅绝缘膜42上形成存储电极54、源极38和漏极40。采用CVD技术或溅射技术通过整体淀积金属层，然后为其构造图形，形成存储电极54、源极38和漏极40。为源极38和漏极40构造图形后，也为对应于漏极36的那部分电阻接触层46构造图形，以便暴露出活性层44。源极38和漏极40之间与栅极36对应的那部分活性层44限定了沟道。存储电极54、源极38和漏极40由钼(Mo)或铬(Cr)等制成。
参照图8D，在栅绝缘层42上设置保护层48。保护层48是以覆盖存储电极54、源极38和漏极40的方式通过将绝缘材料淀积到栅绝缘层42上而形成的，然后为保护层构造图形。以穿过保护层48以便局部暴露出漏极40和存储电极54的表面的方式形成漏极接触孔50和第一存储接触孔56a。另外，以穿过保护层48和栅绝缘层42以便局部暴露出栅布线32的表面的方式形成第二和第三存储接触孔56b和56c。
保护层48由诸如氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)等无机绝缘材料或诸如丙烯酸有机化合物、特氟隆、BCB(苯并环丁烯)、Cytop或PFCB(全氟环丁烷)等有机绝缘材料制成。
参照图8E，在保护层48上设置象素电极52和电容器电极58。象素电极52和电容器电极58是通过将透明导电材料淀积到保护层48上，然后为它们构造图形形成的。
象素电极52通过漏极接触孔50与漏极40电接触，并通过第一存储接触孔56a与存储电极54电接触。电容器电极58借助于第二和第三接触孔56b和56c与栅布线32电连接。
象素电极52与电容器电极58中的每一个都由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)和氧化铟锡锌(ITZO)中的任何一种制成。
正如上面所述，依照本发明提供了布置在栅布线与电容器电极之间的至少两个存储电容器，其中存储电容器的电压与栅布线电压相等。于是，由于所述至少两个存储电容器的并联连接而增大了整个存储电容器的电容，从而能够提高施加给液晶的电压的维持特性。另外，还可以减少闪烁和交扰，由此改善了画面质量。
尽管通过上述附图中所示的实施例描述了本发明，但本领域普通技术人员应当理解的是，本发明并不限于所示实施例，而是可以做出在不脱离本发明的精神和范围的情况下它的各种变化和改进。
显而易见的是，这样描述了的发明，可以通过多种方式加以改变。不要认为这些变化会脱离本发明的精神和范围，所有这些对本领域普通技术人员来说是显而易见的修改都应认为包括在以下权利要求的范围之中。
权利要求
1.一种液晶显示装置，它包括在栅布线和电容器电极之间布置的至少两个存储电容器，所述栅布线借助于穿过所述至少两个存储电容器的接触孔与电容器电极连接。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中电容器电极是由以下物质组成的组中选出的透明导电材料制成的氧化铟锡、氧化铟锌和氧化铟锡锌。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其进一步包括设置在基片上的栅绝缘膜；设置在栅绝缘膜上的存储电极；以及在存储电极与电容器电极之间设置的保护层。
4.根据权利要求3所述的液晶显示装置，其中存储电容器包括在插有栅绝缘膜的存储电极与栅布线之间布置的第一存储电容器；以及在插有保护膜的存储电极与电容器电极之间设置的第二存储电容器。
5.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其中第一存储电容器与第二存储电容器并联连接。
6.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其中接触孔至少是两个彼此间隔的孔，其间隔长度长于存储电极的宽度。
7.根据权利要求6所述的液晶显示装置，其中电容器电极的长度长于存储电极长度。
8.根据权利要求3所述的液晶显示装置，进一步包括与栅布线相连的栅极；在栅绝缘膜上设置的源极和漏极；以及在保护层上设置的与漏极电连接的象素电极。
9.根据权利要求3所述的液晶显示装置，其中象素电极通过穿过保护层的所述接触孔与存储电极电接触。
10.根据权利要求8所述的液晶显示装置，其中栅绝缘膜厚度约为4000。
11.根据权利要求8所述的液晶显示装置，其中保护层厚度约为2000。
12.一种制造液晶显示装置的方法，它包括以下步骤在基片上形成栅布线；在基片上形成栅绝缘膜；在栅绝缘膜上形成存储电极；在栅绝缘膜上形成保护层；至少限定两个接触孔以暴露出栅布线；以及在保护层上形成与栅布线电接触的电容器电极。
13.根据权利要求12所述的方法，其中电容器电极是由以下物质组成的组中选出的透明导电材料制成的氧化铟锡、氧化铟锌和氧化铟锡锌。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述至少两个接触孔彼此间隔开的长度长于存储电极的宽度。
15.根据权利要求14所述的方法，其中电容器电极的长度长于存储电极的长度。
16.根据权利要求12所述的方法，进一步包括以下步骤在基片上形成与栅布线相连的栅极；在栅绝缘膜上形成半导体层；在半导体层上形成源极和漏极；以及在保护层上形成象素电极。
17.根据权利要求16所述的方法，其中象素电极通过穿过保护层的所述接触孔与存储电极电接触。
18.根据权利要求16所述的方法，其中栅绝缘膜厚度约为4000。
19.根据权利要求16所述的方法，其中保护层厚度约为2000。
全文摘要
本发明提供了液晶显示装置,该显示装置至少包括在栅布线和电容器电极之间布置的两个存储电容器,栅布线借助于穿过所述至少两个存储电容器的接触孔与电容器电极连接。电容器电极由透明导电材料制成,该材料是氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)和氧化铟锡锌(ITZO)中的一种。液晶显示装置进一步包括:设置在基片上的栅绝缘膜;设置在栅绝缘膜上的存储电极;以及设置在存储电极与电容器电极之间的保护层。本发明还提供了制造液晶显示装置的方法。
文档编号G02F1/13GK1363920SQ01144490
公开日2002年8月14日 申请日期2001年12月19日 优先权日2000年12月30日
发明者丁在永 申请人:Lg.菲利浦Lcd株式会社