专利名称：液晶显示器件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示(LCD)器件及其制作方法，特别是涉及一种能 够通过减少数据线下面设置的半导体层的线宽来改进孔径比的LCD器件及其 制造方法。
背景技术：
最近，LCD器件越来越受到重视，因为它们提供高科技、高增加值的产品， 并且LCD器件具有低功耗和良好的便携性。
通常，LCD器件包括薄膜晶体管阵列基板、滤色片阵列基板和液晶层，其 中液晶层形成在薄膜晶体管阵列基板和滤色片阵列基板之间。薄膜晶体管阵列 基板包括彼此交叉以限定多个像素区的多条栅线和数据线；相当于开关元件的 多个薄膜晶体管，其中各薄膜晶体管设置在栅线和数据线的交叉部分附近；以 及分别形成在像素区中的多个像素电极。
滤色片阵列基板包括表现各种颜色的滤色片；以及划分滤色片并避免漏光 的黑矩阵。
通过多个半导体工序和掩模工序制造薄膜晶体管阵列基板，因而薄膜晶体 管阵列基板的制造工序复杂，并且增加了其制造成本。
因此，己经提出了一种新方法以减少掩模工序，其中通过一个掩模工序完 成半导体层图案、数据线图案和包括源极和漏极的源/漏图案。BP,提供第一 蚀刻工序以形成具有相同图案的源/漏图案和半导体层，并且提供第二蚀刻工 序以将源极和漏极彼此分离。
使用该方法，可以通过一个蚀刻步骤制造半导体层。然而，通过两个蚀刻 步骤制造位于半导体层上的数据线。因而，数据线的线宽小于位于数据线下面
的半导体层的线宽。
因此，半导体层向位于数据线两侧的像素区突出。为了减少寄生电容的影 响，像素区的像素电极形成在与数据线和半导体层有预定距离的地方。所以， 像素电极的面积按照突出超过数据线的半导体层的距离成比例减少。
发明内容
在一个实施方式中， 一种LCD器件包括基板，包括在基板上彼此交叉以 限定多个像素区的多条栅线和多条数据线。薄膜晶体管(TFT)位于栅线和数 据线的交叉部分，各TFT包括电连接到相应数据线的半导体层以及电连接到像 素电极的漏极。在基板上相邻像素电极之间的区域上，数据线和半导体层形成 组合线，其中在组合线中，数据线的线宽与半导体层的线宽基本上相同。
在另一实施方式中， 一种LCD器件包括基板，包括在基板上彼此交叉以 限定像素区的栅线和数据线。薄膜晶体管(TFT)位于栅线和数据线的交叉部 分。TFT包括连接到栅线的栅极、位于栅极之上的栅绝缘层、位于栅绝缘层之 上的半导体层、位于半导体层之上并连接到数据线的源极、以及漏极。像素电 极连接到漏极，并且在与像素电极相邻的区域中，数据线的部分位于半导体层 的部分之上，并且在与像素电极相邻的区域中，数据线的线宽和半导体层的线 宽基本上相同。
在又一实施方式中， 一种LCD器件的制造方法包括在基板上形成栅线和 栅木及并且在基板、栅线和栅极之上顺序形成栅绝缘层，半导体层和金属层。形 成、源极和漏极以及数据线并且在源极和漏极之上形成钝化层。在钝化层上形成 掩牟莫图案，其中掩模具有在数据线的部分上面的开口。使用掩模图案蚀刻钝化
层并且使用掩模图案和数据线的部分作为蚀刻掩模来蚀刻半导体层，以形成组 合层，在组合中，半导体层和数据线的部分具有基本上相同的线宽。
应该理解，上面的概括性描述和下面的详细描述都是示意性和解释性的， 意欲对本发明的权利要求提供进一步的解释。
本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 中并且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示出了根据本发明优选实施方式的LCD器件的平面图2示出了沿图1的截面线I-1'至V-V'提取的LCD器件的可选实施方 式的截面图3示出了沿图1的截面线I-I'至V-V'提取的另一LCD器件的截面以及
图4A至4H示出了图2所示的LCD器件的制造方法的截面图。
具体实施例方式
现在具体描述本发明的优选实施方式，它们的实施例示于附图中。尽可能， 所有附图采用相同的附图标记表示相同或类似部件。
图1示出了根据本发明优选实施方式的LCD器件的平面图。图2示出了沿 图1的截面线I-I'至V-V'提取的LCD器件的截面图。
如图1和2所示，根据本发明实施方式的LCD器件包括彼此交叉以在基板 100上限定像素区的栅线114和数据线112;形成在栅线114和数据线112的 交叉部分的薄膜晶体管(TFT);通过第一接触孔122a与薄膜晶体管(TFT) 电连接的像素电极124;与栅线114电连接的栅焊盘80;与数据线112电连接 的数据焊盘90;暴露数据线112和其外围部分的线孔130;以及包围暴露的数 据线112的数据钝化图案113。本领域技术人员可以理解，显示器件包括以阵 列设置的许多这种像素区。
薄膜晶体管(TFT)包括从栅线114分叉的栅极118;形成在包括栅极118 的基板100的整个表面上的栅绝缘层102;形成在栅极118上面的栅绝缘层102 上的半导体层120;从数据线112分叉并形成在半导体层120的两侧的源极和 漏极116a和116b。
当数据线112位于半导体层120上时，数据线112的线宽等于或小于半导 体层120的线宽。
半导体层120包括有源层120a和欧姆接触层120b。半导体层120位于栅 极118之上并且其间夹有栅绝缘层102，并且半导体层120也形成在数据线112 和数据下焊盘90a的下面。重要的是，如果半导体层120位于相邻像素电极 124之间的数据线112的下面，半导体层120的线宽与数据线112的线宽相同。
如果半导体层120位于栅线114和数据线112的交叉处，半导体层120的线宽 等于或大于数据线112的线宽。在半导体层120位于数据下焊盘90a下面的情 况下，半导体层120的线宽等于或大于数据下焊盘90a的线宽。
栅焊盘80包括从栅线114延伸的下栅焊盘80a;以及通过第二接触孔122b 与下栅焊盘80a电连接的上栅焊盘80b。
数据焊盘90包括从数据线112延伸的下数据焊盘90a;以及通过第三接 触孔122c与下数据焊盘90a电连接的上数据焊盘90b。
然后，钝化层104形成在包括源极和漏极116a和116b、数据线112和下 数据焊盘90a的源/漏图案上，其中钝化层104暴露漏极116b、下数据焊盘90a 和数据线112。
而且，上栅焊盘80b和上数据悍盘90b形成在与像素电极124相同的层上， 并且由与像素电极124相同的材料形成。
然后，数据保护图案113覆盖由线孔130和位于相应数据线112下面的半 导体层120的侧面暴露出的相应数据线112的上面和侧面。此时，数据保护图 案113由与像素电极相同的材料形成，并且数据保护图案113形成在线孔130 中。
通过去除包围数据线112的钝化层104和栅绝缘层102，线孔130暴露基 板IOO的上表面以及数据线112。
此外，可以如图3所示形成线孔130。如图3所示，线孔130通过去除包 围数据线112的钝化层104来暴露数据线112和栅绝缘层102的上表面。
图4A至4H示出了图2所示的LCD器件的制造方法的截面图。
首先，如图4A所示，通过使用溅射的沉积法在基板100上形成栅金属层。 然后，通过光刻法对栅金属层构图，因而在基板100上形成包括栅线114、栅 极118和下栅焊盘80a的栅图案。
然后，如图4B所示，在基板100上在栅图案上方顺序形成栅绝缘层102、 包J舌有源层120a和欧姆接触层120b的半导体层120、以及源漏金属层116。
栅绝缘层102可以由氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)的无机绝缘金属形 成。而且，源漏金属层116可以形成为钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、钼合 金(Mo合金)、铜(Cu)、铝(Al)或钕化铝(AlNd)的单层结构或多层结 构。
然后，在源漏金属层116上形成光刻胶层(未示出)。在其上，设置使用 衍射掩模或半色调掩模的第二掩模(未示出)。在该情况下，第二掩模包括遮 挡入射光的遮蔽部分；部分透射入射光的半透射部分或衍射部分；以及透射入 射光的透射部分。
当使用第二掩模曝光并显影光刻胶层时，第一光刻胶图案200形成为不同 厚度，其中第一光刻胶图案200位于包括下数据焊盘90a、源极和漏极116a 和116b、以及数据线112的预定部分上。换句话说，以将源极和漏极彼此分 离的第一光刻胶图案200的预定部分为相对较薄。(图4B所示的凹陷区域)。
如图4C所示，通过使用第一光刻胶图案200作为掩模的湿刻去除除了源 漏图案的部分之外的源漏金属层116。然后，通过使用第一光刻胶图案200作 为掩模的干刻去除除了半导体图案的部分之外的半导体层120。
如图4D所示，通过灰化减少第一光刻胶图案200的厚度。因此，去除用 于将源极和漏极彼此分离的第一光刻胶图案200的预定部分。
如图4E所示，通过使用第一光刻胶图案200作为掩模来湿刻源漏图案， 从而源极和漏极116a和116b彼此分离。然后，去除通过干刻暴露的欧姆接触 层120b。此时，通过两次湿刻工序形成源极和漏极图案。因而，数据线112 的宽度小于位于其下的半导体层120的宽度，并且源极和漏极116a和116b 的宽度小于位于其下的半导体层120的宽度。
例如，如果数据线112由钼(Mo)的能干刻(dry-etchable)的金属形成， 位于数据线112下面的半导体层120从数据线112的两侧突出约l-3Mm。同时， 如果数据线112由铜(Cu)的能湿刻(wet-etchable)的金属形成，位于数据 线112下面的半导体层120从数据线112的两侧突出约3-5Wn。在该情况下， 由铜(Cu)的能湿刻的金属形成的半导体层120的线宽和数据线112的线宽之 间的差大于由钼(Mo)的能干刻的金属形成的半导体层120的线宽和数据线 112的线宽之间的差。
如图4F所示，钝化层104形成在包括下栅焊盘80a和源漏图案的基板的 整个表面上。钝化层104可以由与栅绝缘层102相同的无机绝缘材料、介电常 数小的丙烯酸基有机化合物、或BCB或PFCB的有机绝缘材料形成。
然后，光刻胶层(未示出)形成在钝化层104上，并且随后使用第三掩模 进斗予曝光和显影。所以，形成第二光刻胶图案300，其暴露设置在栅焊盘80a、
漏极116b、数据线112和下数据焊盘90a上的钝化层104的预定部分。
如图4G所示，通过使用第二光刻胶图案300作为掩模的蚀刻工序形成第 一至第三接触孔122a、 122b和122c以及线孔130。在蚀刻工序之后，第一接 触孔122a贯穿钝化层104暴露漏极116b;第二接触孔122b贯穿钝化层104 和栅绝缘层102暴露下栅焊盘80a;第三接触孔122c贯穿钝化层104暴露下 数据焊盘90a;并且线孔130贯穿钝化层104和栅绝缘层102暴露数据线112 的上面和侧面,并且暴露位于其下的半导体层120的侧面和基板100的上表面。 还进行蚀刻工序以去除在线孔130暴露的区域中半导体层120中突出超过 数据线112的部分。当形成线孔130时，通过去除由第二光刻胶图案300暴露 的钝化层104以及在数据线112的两侧突出的半导体层120，位于相邻像素电 极124之间的数据线112下面的半导体层120的线宽等于数据线112的线宽。 而且，钝化层保留在栅线114和数据线112的交叉处，从而避免位于数据线 112下面的半导体层120和栅绝缘层102被蚀刻。
为了形成图3所示的线孔，使用狭缝掩模或半色调掩模。下面是使用狭缝 掩丰莫的例子。狭缝掩模由对应于第一至第三接触孔122a、 122b和122c的透射 部分；对应于线孔130的狭缝部分；以及对应于钝化层104的遮蔽部分形成。
通过使用由利用狭缝掩模的曝光和显影形成的光刻胶图案的蚀刻工序，形 成第一至第三接触孔122a、122b和122c并且形成贯穿钝化层104的线孔130。 当形成线孔130时，去除在数据线112的两侧突出的半导体层120，从而位于 数据线122下面的半导体层120具有与数据线122相同的线宽。
如图4H所示，形成第一至第三接触孔122a、 122b和122c以及线孔130。 透明导电材料(未示出)沉积在钝化层104上以覆盖数据线112。透明导电材 料可以由氧化铟锡(ITO)、氧化锡(TO)、氧化铟锌(IZO)、或氧化铟锡锌 (ITZO)形成。
然后，通过使用第四掩模(未示出)的光刻法和蚀刻形成包括像素电极 124、数据保护图案113、上数据焊盘90b和上栅焊盘80b的透明导电图案。
数据保护图案113覆盖半导体层120的侧面以及由线孔130暴露的数据线 112的上面和下面。而且，数据保护图案113位于数据线112之上，并且在数 据线112与栅线114交叉的地方夹有钝化层104。
形成数据保护图案113以避免由线孔130暴露的半导体层120和数据线
112在形成像素电极124时被蚀刻剂蚀刻。
如上所述，根据本发明的LCD器件及其制造方法具有下述优点。 在根据本发明的LCD器件及其制造方法中，减少位于数据线下面的半导体
层的线宽，从而像素电极的面积按照半导体层的减少的线宽成比例增加，从而
改进LCD器件的孔径比。
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。
权利要求
1. 一种液晶显示器件，包括基板，包括在基板上彼此交叉以限定多个像素区的多条栅线和多条数据线；以及薄膜晶体管，形成在栅线和数据线的交叉部分，各薄膜晶体管包括电连接到相应数据线的半导体层以及电连接到像素电极的漏极，其中在基板上相邻像素电极之间的区域中，数据线和半导体层组成组合线，并且其中数据线的线宽与半导体层的线宽基本上相同。
2、 根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，还包括覆盖组合 线的数据保护层。
3、 根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，还包括覆盖栅线、 数据线和薄膜晶体管的钝化层，所述钝化层具有暴露组合线的线开口。
4、 根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，所述组合线在基 板上延伸超过像素电极的边缘并延伸到数据焊盘，并且其中在数据焊盘，半导 体层的相对的两边缘突出超过数据线的相对的两边缘。
5、 根据权利要求4所述的液晶显示器件，其特征在于，半导体层的相对的两边缘突出超过数据线的相对的两边缘的位置基本上与像素电极的边缘重合。
6、 一种液晶显示器件，包括基板，包括在基板上彼此交叉以限定像素区的栅线和数据线； 形成在栅线和数据线的交叉部分的薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括连接到栅线的栅极、位于栅极之上的栅绝缘层、位于 栅乡色缘层之上的半导体层、位于半导体层之上并连接到数据线的源极、以及漏 极；以及连接到漏极的像素电极，其中在邻近像素电极的区域中，数据线的部分在半导体层的部分之上，并且其中，在邻近像素电极的区域中，数据线的线宽与半导体层的线宽基本上相同。
7、 根据权利要求6所述的液晶显示器件，其特征在于，数据线和半导体 层在基板上延伸超过像素电极的边缘并延伸到数据焊盘，并且其中在数据焊 盘，半导体层的相对的两边缘突出超过数据线的相对的两边缘。
8、 根据权利要求7所述的液晶显示器件，其特征在于，半导体层的相对的两边缘突出超过数据线的相对的两边缘的位置基本上与像素电极的边缘重 合。
9、 根据权利要求6所述的液晶显示器件，其特征在于，还包括位于栅线、 数据线和薄膜晶体管之上的钝化层，所述钝化层具有暴露与像素电极相邻的区 域中的部分数据线的线开口。
10、 根据权利要求9所述的液晶显示器件，其特征在于，在与像素电极相 邻的区域中，数据线和半导体层以及栅绝缘层组成组合层，所述组合层具有顶 面和侧壁，并且其中数据保护层位于组合层的顶面和侧壁之上。
11、 根据权利要求9所述的液晶显示器件，其特征在于，在与像素电极相 邻的区域中，数据线和半导体层组成位于栅绝缘层之上的组合层，所述组合层 具有顶面和侧壁，并且其中数据保护层位于组合层的顶面和侧壁之上。
12、 根据权利要求6所述的液晶显示器件，其特征在于，数据线、源极和 漏极包括钼Mo、钛Ti、钽Ta、钼合金、铜Cu、铝Al或钕化铝AlNd的至少其 中之一。
13、 根据权利要求6所述的液晶显示器件，其特征在于，栅绝缘层包括氧 化硅或氮化硅。
14、 一种液晶显示器件的制造方法，包括 在基板上形成栅线和栅极；在基板、栅线和栅极之上顺序形成栅绝缘层，半导体层和金属层； 形成源极和漏极以及数据线；在源极和漏极之上形成钝化层，并且在钝化层上形成掩模图案，其中掩模 具有在数据线的部分上面的开口；以及使用掩模图案蚀刻钝化层并且使用掩模图案和数据线的部分作为蚀刻掩 模来蚀刻半导体层，以形成组合层，其中，在组合层中，半导体层和数据线的 部分具有基本上相同的线宽。
15、 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述形成源极和漏极的步骤包括在金属层上形成光刻胶层，并且区别地暴露光刻胶层以形成在位于栅极之上的区域中具有薄光刻胶部分的掩模；使用掩模进行第一蚀刻工序以部分蚀刻金属层；以及 使用掩模进行第二蚀刻工序以蚀刻半导体层，其中第二蚀刻工序侵蚀薄光刻胶部分并蚀刻薄光刻胶层下面的金属层，以 形成源极和漏极以及数据线，其中半导体层突出超过数据线的相对的两边缘。
16、 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述区别地暴露光刻胶 层的步骤包括使用掩模暴露光刻胶层，所述掩模具有遮挡入射光的遮蔽部分、 部分透射入射光的衍射部分、以及透射入射光的透射部分。
17、 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述进行第一蚀刻工序 的步骤包括进行湿刻工序，并且所述进行第二蚀刻工序的步骤包括进行干刻工 序。
18、 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述形成金属层的步骤 包括形成钼层，并且其中在数据线的第二部分中，半导体层以约lta至3Mm 突出超过数据线的相对的两边缘。
19、 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述形成金属层的步骤 包括形成铜层，并且其中在数据线的第二部分中，半导体层以约3Mm至5Mm 突出超过数据线的相对的两边缘。
20、 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括在钝化层中形成接触孔； 在钝化层上面形成像素电极；以及 形成覆盖组合层的数据线保护层。
全文摘要
一种LCD器件包括彼此交叉以在基板上限定像素区的多条栅线和数据线。薄膜晶体管(TFT)位于栅线和数据线的交叉部分，并且像素电极与TFT电连接。TFT包括栅极、栅极上的栅绝缘层以及栅绝缘层上的半导体层。在相邻q像素电极之间数据线和半导体层的部分形成组合层，其中数据线的线宽与半导体层的线宽相同。一种LCD器件的制造方法包括使用掩模图案蚀刻钝化层并且使用掩模图案和数据线的部分作为蚀刻掩模蚀刻钝化层以形成组合层。
文档编号G02F1/1362GK101206361SQ20071012601
公开日2008年6月25日 申请日期2007年6月29日 优先权日2006年12月15日
发明者卢承光, 李正一 申请人:Lg.菲利浦Lcd株式会社