专利名称：液晶显示器件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示LCD器件，更具体地，涉及一种LCD器件及其制造方法，其通过减少处理时间来提高产量。
背景技术：
近来，已经进行了努力，来研究和开发各种类型的平板显示装置，例如，液晶显示器(LCD)、等离子体显示板(PDP)、电致发光显示器(ELD)、以及真空荧光显示器(VFD)。某些类型的平板显示装置已用作各种应用中的显示器。
在这些类型的平板显示装置当中，液晶显示(LCD)装置由于其外形薄、重量轻以及能耗低的优点而使用最为广泛，由此LCD装置取代了阴极射线管(CRT)。除了诸如笔记本电脑显示器的移动型LCD装置以外，还为计算机监视器和电视机开发了LCD装置，以接收和显示广播信号。
尽管LCD技术中的各种技术开发已在不同领域中得到应用，但是与LCD器件的其它特征和优点相比，在某些方面，缺乏对提高LCD器件的图像质量的研究。为了在多个领域中作为通用显示器而使用LCD器件，开发LCD器件的关键取决于LCD器件是否能够使用大尺寸的屏幕实现高质量的图像，例如高分辨率和高亮度，同时仍然保持重量轻、外形薄以及低能耗。
通常，LCD器件包括LCD板，用于显示画面图像；以及驱动部分，用于向该LCD板施加驱动信号。该LCD板包括第一和第二玻璃基板，该第一和第二玻璃基板相互接合，并且它们之间具有预定的间隔；以及通过注入液晶而在该第一和第二玻璃基板之间形成的液晶层。
该第一玻璃基板(TFT阵列基板)包括多条选通线和数据线；多个像素电极；以及多个薄膜晶体管。在该第一玻璃基板上，沿第一方向以固定的间隔形成该多条选通线，沿与第一方向垂直的第二方向以固定的间隔形成该多条数据线。然后，在由相互交叉的该多条选通线和数据线限定的多个像素区域中分别形成以矩阵型结构设置的该多个像素电极。根据选通线的信号对该多个薄膜晶体管进行切换，以将数据线的信号传送到各个像素电极。
该第二玻璃基板(滤色器基板)包括黑底层，其防止光照射到除了该第一基板的像素区域以外的区域；R(红色)/G(绿色)/B(蓝色)滤色器层，用于显示各种颜色；以及公共电极，用于获得画面图像。在面内切换(IPS)模式的LCD器件的情况下，该公共电极形成在第一玻璃基板上。
接下来，通过间隔物在第一和第二玻璃基板之间保持预定的空间，并且通过具有液晶注入口的密封图案将第一和第二基板相互接合。此时，根据液晶注入法形成液晶层，在该液晶注入法中，在保持第一和第二玻璃基板之间的预定空间处于真空状态的同时，将液晶注入口浸入到具有液晶的容器中。即，通过渗透作用将液晶注入到第一和第二基板之间。然后，使用密封剂密封该液晶注入口。
同时，根据液晶材料的光学各项异性和偏振性来驱动LCD器件。由于液晶分子均具有细长形状，所以使用定向特性来对准液晶分子。在这方面，向液晶施加感应电场，以控制液晶分子的对准方向。即，如果通过感应电场来控制液晶分子的对准方向，则光由于液晶的光学各项异性而产生偏振和变化，由此显示画面图像。在这种状态下，根据液晶的电特性，将液晶分类为具有正介电各项异性的正(+)型液晶以及具有负介电各项异性的负(-)型液晶。在正(+)型液晶中，正(+)液晶分子的纵(主)轴平行于施加给液晶的电场排列。同时，在负(-)型液晶中，负(-)液晶分子的纵(主)轴垂直于施加给液晶的电场排列。
下文中，将参照附图描述现有技术的LCD器件。
图1表示根据现有技术的LCD器件的单元像素的放大平面图。图2表示沿图1的I-I’的剖面图。图3A到3E表示用于制造根据现有技术的LCD器件的处理的剖面图。
如图1和2所示，根据现有技术的LCD器件包括下基板20和上基板。下基板20包括选通线21、数据线24、像素电极27以及薄膜晶体管TFT。与数据线24垂直地形成选通线21，以限定单元像素区域P。此外，在单元像素区域P中形成像素电极27，并且在选通线21和数据线24的交叉点处形成薄膜晶体管TFT。
薄膜晶体管TFT包括栅极21a、栅极绝缘层22、有源层23、源极24a以及漏极24b。栅极21a从选通线21突出，并且栅极绝缘层22形成在下基板20的整个表面上。然后，在栅极21a上方的栅极绝缘层22上形成有源层23。从数据线24突出的源极24a与有源层23的一端交叠。被形成为与源极24a具有预定间隔的漏极24b与有源层23的另一端交叠。此外，在有源层23和源极24a之间以及有源层23以及漏极24b之间形成欧姆接触层23a。
此外，在前一选通线上方的栅极绝缘层22上形成第一存储电极24c。
在下基板20的包括薄膜晶体管TFT在内的整个表面上形成钝化层25。此外，在漏极24b的预定部分中形成第一接触孔26a，并且在第一存储电极24c的预定部分中形成第二接触孔26b。
在钝化层25上的像素区域中形成像素电极27，以使像素电极27通过第一接触孔26a与漏极24b相连。此外，通过将像素电极延伸到包括第二接触孔26b的前一选通线来形成第二存储电极28。
像素电极27和第二存储电极28由具有高的光透射率的透明导电金属形成，例如铟锡氧化物ITO。
虽然未示出，但是上基板被形成为与下基板20相对。该上基板包括黑底层、RGB滤色器层以及公共电极。设置该黑底层以防止光从除了像素区域P以外的其它部分泄漏。形成RGB滤色器层以表达颜色，并且形成公共电极以实现图像。
下面将说明制造根据现有技术的LCD器件的方法。
首先，如图3A所示，将导电金属涂覆在透明下基板20上，并随后使用第一掩模通过光刻法对其进行构图。结果，在下基板20上沿一个方向形成选通线21。在该状态下，在选通线21的一端形成栅极21a。
此后，如图3B所示，在下基板20的包括选通线21在内的整个表面上形成栅极绝缘层22。此时，该栅极绝缘层22可以由氮化硅SiNx或氧化硅SiO2形成。
此后，在栅极绝缘层22上形成半导体层(非晶硅和掺杂非晶硅的混合物)。
随后，使用第二掩模通过光刻法对该半导体层进行构图。由此，在栅极21a的上方形成岛形有源层23。
此后，如图3C所示，在下基板20的包括有源层23在内的整个表面上淀积导电金属，并随后使用第三掩模通过光刻法对其进行构图。结果，与选通线21垂直地形成数据线24，从数据线24的一端突出的源极24a与有源层23的一端交叠，并且漏极24b与有源层23的另一端交叠。此时，漏极24b被形成为与源极24a具有预定的间隔。此外，在前一选通线21的预定部分上方形成第一存储电极24c。
当对数据线24、源极24a以及漏极24b进行蚀刻时，掺杂非晶硅被过蚀刻。因此，在源极24a和有源层23之间以及漏极24b和有源层23之间形成了欧姆接触层23a。
在以上处理中，与数据线24垂直地形成选通线21，由此限定像素区域P。
如图3D所示，在下基板20的包括数据线24在内的整个表面上淀积钝化层25。随后，形成第一接触孔26a和第二接触孔26b，以分别暴露漏极24b和第一存储电极24c。
参照图3E，在钝化层25上淀积透明导电层，并使用第五掩模通过光刻法选择性地去除该透明导电层，由此在像素区域中形成像素电极27。透明导电层的像素电极27延伸到包括第二接触孔26b的前一选通线，由此形成第二存储电极28。
贯穿上述根据现有技术的处理总共需要五个掩模，使得在产量提高方面受到限制。
发明内容
因此，本发明致力于一种LCD器件及其制造方法，其基本上消除了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或更多个问题。
本发明的优点在于提供了一种LCD器件及其制造方法，其通过减少处理时间来提高产量。
本发明的附加特征和优点将在以下的说明书中阐述，其部分地通过说明书变得明了，或者可以通过实践本发明而习得。通过所撰写的说明书及其权利要求以及附图中所具体提出的结构，将实现并获得本发明的优点。
为了实现这些和其它优点，并根据本发明的目的，如在此具体实施和广义描述的，一种LCD器件包括基本上相互垂直地形成在基板上并限定单元像素区域的多条选通线和数据线；形成在所述选通线和数据线的交叉点处的薄膜晶体管；形成在所述选通线、数据线以及薄膜晶体管上的有源层；形成在栅极绝缘层的不包括所述选通线、数据线以及薄膜晶体管的部分上的有机树脂；形成在所述基板的包括所述薄膜晶体管在内的整个表面上的钝化层；以及形成在所述单元像素区域中并与所述薄膜晶体管的漏极相连的像素电极。
在本发明的另一方面，一种用于制造LCD器件的方法包括在基板上形成包括栅极的选通线；在包括所述选通线的基板上形成栅极绝缘层；与所述选通线基本垂直地形成数据线，并限定单元像素区域，其中源极和漏极分别与所述栅极的两端交叠；在所述栅极绝缘层的不包括所述栅极、选通线、数据线、源极以及漏极的部分上形成绝缘有机树脂；在所述基板的除了所述有机树脂的部分上形成有源层；在所述基板的包括所述数据线在内的整个表面上形成钝化层；以及在所述像素区域中形成像素电极，其中该像素电极与所述漏极接触。
应该理解，本发明的以上概要描述和以下详细描述都是示例性和解释性的，旨在提供对所要求保护的本发明的进一步说明。
包含附图以提供本发明的进一步理解，并入附图并构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用来解释本发明的原理。附图中图1表示根据现有技术的LCD器件的单元像素的放大平面图；
图2表示沿图1的I-I’的剖面图；图3A到3E表示用于制造根据现有技术的LCD器件的处理的剖面图；图4表示根据本发明实施例的LCD器件的单元像素的放大平面图；图5表示沿图4的II-II’的剖面图；图6A到6E表示用于制造根据本发明实施例的LCD器件的处理的剖面图；以及图7A到7E表示制造根据本发明实施例的LCD器件的处理的平面图。
具体实施例方式
现将详细描述本发明的优选实施例，附图中示出了其示例。
下文中，将参照附图描述根据本发明的LCD器件及其制造方法。
首先，将描述根据本发明的LCD器件。
图4表示根据本发明实施例的LCD器件的单元像素的放大平面图。图5表示沿图4的II-II’的剖面图。
如图4和图5所示，在下基板60上形成选通线61和数据线63，其中选通线61被形成为基本上垂直于数据线63，以限定单元像素区域P。然后，在单元像素区域P中形成像素电极68，并且在选通线61和数据线63的交叉点处形成薄膜晶体管TFT。
该薄膜晶体管TFT包括栅极61a、栅极绝缘层62、源极63a、漏极63b以及有源层65。栅极61a从选通线61突出，并且栅极绝缘层62形成在下基板60的整个表面上。此外，从数据线63突出的源极63a与栅极61a的一端交叠。漏极63b与栅极61a的另一端交叠。源极63a被形成为与漏极63b具有预定的间隔。然后，在栅极61a、源极63a以及漏极63b上方形成有源层65。
与选通线61、栅极61a、数据线63、源极63a以及漏极63b相对应地形成有源层65。
有源层65由有机半导体材料形成，例如悬浮在预定液体中的并五苯和纳米半导体材料。
此外，在除了有源层65以外的栅极绝缘层62上涂覆绝缘有机树脂64。通过UV照射使绝缘有机树脂64硬化。例如，通过硬化丙烯基(acrylbase)或环氧基(epoxy base)来形成绝缘有机树脂64。
然后，在前一选通线上方的栅极绝缘层62上形成第一存储电极。
此后，在下基板60的包括薄膜晶体管TFT在内的整个表面上形成钝化层66。另外，在漏极63b和第一存储电极63c的预定部分中对钝化层66和有源层65进行蚀刻，由此形成第一接触孔67a和第二接触孔67b。
此外，还对形成在选通线61上方与数据线63相邻的有源层65和钝化层66进行蚀刻和构图。通过去除形成在选通线61上方与数据线63相邻的有源层65，可以去除在各条数据线63之间产生的噪声。
与像素区域相对应地在钝化层66上形成像素电极68。此外，像素电极68通过第一接触孔67a与漏极63b相连。
此外，通过将像素电极68延伸到前一选通线来形成第二存储电极68b，以通过第二接触孔67b与第一存储电极63c相连。
此时，像素电极68与第二存储电极68a由高透光性的透明导电金属形成，例如铟锡氧化物ITO、氧化锡TO、铟锌氧化物IZO或者铟锡锌氧化物ITZO。
虽然未示出，但是上基板被形成为与下基板相对。该上基板包括黑底层，用于防止除了像素区域P以外的其他部分中的光泄漏；RGB滤色器层，用于表达颜色；以及公共电极，用于实现图像。
下面将描述制造根据本发明的LCD器件的方法。
图6A到6E表示用于制造根据本发明实施例的LCD器件的处理的剖面图。图7A到7E表示用于制造根据本发明该实施例的LCD器件的处理的平面图。
首先，如图6A和图7A所示，在透明下基板60上淀积导电金属，并随后使用第一掩模通过光刻法对其进行构图，由此沿一个方向形成选通线61。栅极61a从选通线61的一端突出。
此后，在下基板60的包括选通线61在内的整个表面上形成栅极绝缘层62。栅极绝缘层62可以由氮化硅SiNx或氧化硅SiO2形成。
然后，在栅极绝缘层62上淀积导电金属，并随后使用第二掩模通过光刻法对其进行构图，由此形成数据线63、源极63a以及漏极63b。数据线63被形成为基本垂直于选通线61。此外，从数据线63的一端突出的源极63a与栅极61a的一端交叠。漏极63b与栅极61a的另一端交叠，其中漏极63b被形成为与源极63a具有预定的间隔。此时，在前一选通线61的预定部分上形成第一存储电极63c。
在上述处理中，选通线61被形成为基本垂直于数据线63，由此限定单元像素区域P。
参照图6B和图7B，在下基板60的包括数据线63在内的整个表面上涂覆绝缘有机树脂64，该绝缘有机树脂64是通过UV照射而硬化的溶液。例如可以将丙烯基或环氧基涂覆在下基板60的包括数据线63在内的整个表面上。绝缘有机树脂64是透明的，并且是负型的，其中保留了由UV光线照射的预定部分。
接下来，如图6C和图7C所示，使用UV光线从下基板60的背面照射所涂覆的有机树脂64。
当对下基板的背面施加UV光线时，由于没有被UV光线照射，所以选通线61、栅极61a、数据线63、源极63a以及漏极63b没有硬化，而其余部分的有机树脂64硬化。
此后，去除没有被UV光线硬化的有机树脂64。
随后，如图6D和图7D所示，在下基板60的整个表面上涂覆液体材料，该液体材料由具有分散悬浮的半导体材料的溶剂形成。此时，该液体材料包括诸如并五苯的有机半导体。
该液体材料仅涂覆在除了具有疏水性的有机树脂64以外的具有亲水性的表面上。然后，对所涂覆的液体材料进行热处理。因此，溶剂被蒸发，而仅留下了半导体材料。结果，在选通线61、栅极61a、数据线63、源极63a以及漏极635上形成了有源层65。
此后，如图6E和图7E所示，在下基板60的包括有源层65在内的整个表面上淀积钝化层66。此时，钝化层66可以由氧化物、氮化物、感光丙烯、聚酰亚胺以及苯并环丁烯BCB中的至少任意一种形成。
随后，使用第三掩模通过光刻法对钝化层66进行构图，由此形成第一接触孔67a和第二接触孔67b，以分别暴露出漏极63c和第一存储电极63c的预定部分。
在形成第一接触孔67a和第二接触孔67b时，还去除了位于选通线61上方与数据线63相邻的有源层65和钝化层66。结果，可以使得由与数据线63相邻的有源层导致的噪声最小。
此后，在钝化层66上淀积透明导电层，并使用第四掩模通过光刻法选择性地去除该透明导电层，由此在像素区域P中形成像素电极68。
该透明导电层通过第二接触孔67a与第一存储电极63c相连。此外，该透明导电层延伸到包括第一存储电极63c的前一选通线，由此形成第二存储电极68a。
根据上述方法，可以形成栅上存储(storage-on-gate)结构的存储电容器。
该透明导电层可以由铟锡氧化物ITO、氧化锡TO、铟锌氧化物IZO或者铟锡锌氧化物ITZO形成。
虽然未示出，但是在下基板60的包括像素电极68在内的整个表面上形成配向层。该配向层可以由感光配向材料或聚酰亚胺形成。
如果该配向层由聚酰亚胺形成，则通过机械研磨方法来确定其对准方向。如果该配向材料由感光配向材料(例如基于聚肉桂酸乙烯酯的材料或者基于聚硅醚的材料)形成，则通过UV照射来确定其对准方向。此时，根据所照射光的方向和特性(即，偏振方向)来确定对准方向。
如上所述，根据本发明的LCD器件及其制造方法具有以下优点。
在制造根据本发明的LCD器件的方法中，可以通过对背面和液体材料曝光来形成有源层，而不需要掩模。因此，可以获得掩模数量减少的经简化的处理，由此提高产量。
对于本领域的技术人员，很明显，可以在不脱离本发明的主旨和范围的情况下对本发明进行多种修改和变化。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等价物的范围内的这些修改和变化。
本申请要求2005年5月6日提交的韩国专利申请No.P2005-0037874的优先权，在此通过引用并入其全文。
权利要求
1.一种液晶显示器件，其包括基本相互垂直地形成在基板上并限定单元像素区域的多条选通线和多条数据线；形成在所述选通线和数据线的交叉点处的薄膜晶体管；形成在所述选通线、所述数据线以及所述薄膜晶体管上的有源层；形成在栅极绝缘层的不包括所述选通线、所述数据线以及所述薄膜晶体管的部分上的有机树脂；形成在所述基板的包括所述薄膜晶体管在内的整个表面上的钝化层；以及形成在所述单元像素区域中的像素电极，该像素电极与所述薄膜晶体管的漏极相连。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中，位于所述选通线上方并与所述选通线绝缘、与所述数据线相邻的所述有源层被选择性地去除。
3.根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中，所述薄膜晶体管包括从所述选通线突出的栅极；形成在所述基板的整个表面上的所述栅极绝缘层；从所述数据线突出并与所述栅极的一端交叠的源极；与所述栅极的另一端交叠并被形成为与所述源极具有预定间隔的所述漏极；以及形成在所述栅极、所述源极以及所述漏极上的所述有源层。
4.根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中，所述有源层由悬浮在预定液体中的有机半导体材料和纳米半导体材料形成。
5.根据权利要求4所述的液晶显示器件，其中，所述有机半导体材料包括并五苯。
6.根据权利要求1所述的液晶显示器件，还包括形成在前一选通线上方的栅极绝缘层上的第一存储电极；以及形成在所述漏极和所述第一存储电极的预定部分中的第一接触孔和第二接触孔。
7.根据权利要求6所述的液晶显示器件，还包括通过将所述像素电极延伸到所述前一选通线而形成的第二存储电极，其中该第二存储电极通过所述第二接触孔与所述第一存储电极相连。
8.根据权利要求7所述的液晶显示器件，其中，所述像素电极和所述第二存储电极由具有高的光透射率的透明导电金属形成。
9.根据权利要求8所述的液晶显示器件，其中，所述透明导电金属包括铟锡氧化物ITO、氧化锡TO、铟锌氧化物IZO或者铟锡锌氧化物ITZO中的一种。
10.根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中，所述有机树脂具有绝缘特性，其中所述有机树脂由通过UV光线硬化的丙烯基或环氧基形成。
11.一种制造液晶显示器件的方法，包括在基板上形成包括栅极的选通线；在包括所述选通线的所述基板上形成栅极绝缘层；形成与所述选通线基本垂直的数据线并限定单元像素区域，其中源极和漏极分别与所述栅极的两端交叠；在所述栅极绝缘层的不包括所述栅极、所述选通线、所述数据线、所述源极以及所述漏极的部分上形成绝缘有机树脂；在所述基板的除了所述有机树脂以外的部分上形成有源层；在所述基板的包括所述数据线在内的整个表面上形成钝化层；以及在所述像素区域中形成像素电极，其中该像素电极与所述漏极接触。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括在所述基板的整个表面上涂覆通过UV照射进行了硬化的所述绝缘有机树脂；向所述基板的背面施加UV光线；以及去除没有被所述UV照射硬化的所述绝缘有机树脂。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述绝缘有机树脂由丙烯基或环氧基形成。
14.根据权利要求11所述的方法，还包括在所述基板的整个表面上涂覆液体材料，该液体材料是具有分散悬浮的半导体材料的溶剂；以及对所涂覆的液体材料进行热处理，以蒸发所述溶剂。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述液体材料包括有机半导体材料，该有机半导体材料包括并五苯。
16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述钝化层由氧化物、氮化物、感光丙烯、聚酰亚胺以及苯并环丁烯BCB中的至少一种形成。
17.根据权利要求11所述的方法，还包括在前一选通线的上方的预定部分中形成第一存储电极，其中该第一存储电极是在形成所述数据线、所述源极和所述漏极时形成的。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括通过对所述钝化层进行构图来形成第一接触孔和第二接触孔，以分别暴露所述漏极和所述第一存储电极的预定部分。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，在形成所述第一接触孔和第二接触孔时，去除位于所述选通线上方的与所述数据线相邻的所述有源层和所述钝化层。
20.根据权利要求18所述的方法，还包括在形成所述像素电极时形成第二存储电极，该第二存储电极从所述像素电极延伸到所述前一选通线，其中该第二存储电极通过所述第二接触孔与所述第一存储电极相连。
全文摘要
公开了一种液晶显示器件及其制造方法，其通过减少处理时间来提高产量。该液晶显示器件包括基本相互垂直地形成在基板上并限定单元像素区域的多条选通线和多条数据线；形成在所述选通线和数据线的交叉点处的薄膜晶体管；形成在所述选通线、所述数据线以及所述薄膜晶体管上方的有源层；形成在栅极绝缘层的不包括所述选通线、所述数据线以及所述薄膜晶体管的部分上的有机树脂；形成在所述基板的包括所述薄膜晶体管在内的整个表面上的钝化层；以及形成在所述单元像素区域中的像素电极，该像素电极与所述薄膜晶体管的漏极相连。
文档编号H01L21/027GK1858639SQ20051012907
公开日2006年11月8日 申请日期2005年11月30日 优先权日2005年5月6日
发明者蔡基成 申请人:Lg.菲利浦Lcd株式会社