专利名称：液晶显示器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及显示设备，更具体地说，涉及液晶显示器及其制造方法。
背景技术：
在液晶显示器中，在滤色器基板与阵列基板之间形成有具有各向异 性介电常数特性的液晶层。当对液晶材料施加电场时，液晶材料的分子 排列会随电场的强度而变化，以使光透过滤色器基板。对透过滤色器基 板的光的量进行控制，从而显示期望的图像。
包括薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)在内的液晶显示器通常使 用薄膜晶体管作为开关器件。根据用于驱动液晶的电场的方向，将液晶
显示器分类成面内切换(IPS)模式液晶显示器和扭转向列(TN)模式液 晶显示器。在IPS模式液晶显示器中，沿水平方向施加电场。在TN模式 液晶显示器中，沿垂直方向施加电场。
通过淀积工艺、光刻工艺、刻蚀工艺等来制造液晶显示器。光刻工 艺包括对光刻胶膜的涂覆工艺、曝光工艺、显影工艺以及刻蚀工艺。
具体地说，通过淀积薄膜然后使用掩模执行数次光刻工艺，来形成 作为液晶显示器的下基板的阵列基板。因此，在光刻工艺过程中会出现 临界尺寸(CD)变化。由于CD变化，会在阵列基板上频繁地出现瑕疵。
这些瑕疵会导致像素电极与公共电极之间的CD变化。这些电极之 间的CD变化会导致像素电极与公共电极之间的场差，从而导致液晶显 示器的亮度的不均匀性。
发明内容
在一个方面中，提供了一种液晶显示器，该液晶显示器包括彼此 面对的上基板和下基板；设置在所述下基板上、选通线与数据线的交叉
处的薄膜晶体管，所述选通线与所述数据线按直角相交叉；设置在由所 述选通线与所述数据线限定的像素区中的像素电极；以及钝化层，其覆 盖所述下基板的整个表面并且包括在其预定部分上的、具有高度差表面 的开口，沿着所述开口的所述高度差表面设置有凹凸图案。
所述凹凸图案可以呈半圆形、梯形、矩形以及三角形中的一种形状。 所述液晶显示器还可以包括位于所述开口的中央的阻挡部(barrier)。
所述阻挡部具有形状为半圆形、梯形、矩形以及三角形中的一种的 高度差表面。
所述开口可以具有2.0-2.3 pm的高度差。
形成有所述开口的所述预定部分可以是用于接触所述薄膜晶体管和 所述像素电极的区域。
形成有所述开口的所述预定部分可以是用于将所述上基板与所述下 基板装配起来的密封剂的形成区。
形成有所述开口的所述预定部分可以是连接到所述选通线和选通驱 动电路的选通焊盘区。
形成有所述开口的所述预定部分可以是连接到所述数据线和数据驱 动电路的数据焊盘区。
所述薄膜晶体管可以包括与所述选通线分开的栅极；位于包括所 述栅极的正面上的栅绝缘层；位于所述栅绝缘层的与所述栅极相对应的 上部的半导体层；以及彼此相隔开、其间具有所述半导体层的源极与漏 极。
在另一方面中，提供了一种制造液晶显示器的方法，该方法包括以 下步骤在下基板上形成选通线和数据线，使得所述选通线与所述数据 线彼此交叉，并在所述选通线与所述数据线的交叉处形成薄膜晶体管； 在所述薄膜晶体管的整个表面上淀积钝化层；以及对所述钝化层进行构 图以在所述钝化层的预定部分上形成具有高度差表面的开口 ，并沿着所 述开口的所述高度差表面形成凹凸图案。
所述方法在所述形成所述凹凸图案的步骤之后还可以包括以下步 骤在所述钝化层上淀积透明导电材料；在所述透明导电材料上涂覆光刻胶；以及使用所述光刻胶作为掩模对所述透明导电材料进行构图，以
在像素区中形成所述像素电极。
所述开口可以具有2.0-2.3 pm的高度差。
所述凹凸图案可以具有半圆形、梯形、矩形以及三角形中的一种形状。
所述方法还可以包括以下步骤在所述开口的中央形成阻挡部。
形成有所述开口的所述预定部分可以是用于接触所述薄膜晶体管和 所述像素电极的区域。
形成有所述开口的所述预定部分可以是用以将上基板与所述下基板 装配起来的密封剂的形成区。
形成有所述开口的所述预定部分可以是连接到所述选通线和选通驱 动电路的选通焊盘区。
形成有所述开口的所述预定部分可以是连接到所述数据线和数据驱 动电路的数据焊盘区。
所述在所述透明导电材料上涂覆所述光刻胶的步骤可以包括以下步 骤将所述光刻胶滴在所述透明导电材料上；和采用旋涂方法沿着所述 钝化层的图案来涂覆所述光刻胶。
附图被包括进来以提供对本发明的进一步的理解并被并入且构成说 明书的一部分，示出了本发明多个实施方式，并且与说明一起用于解释 本发明的原理。在附图中
图1是根据一实施方式的液晶显示器的阵列基板的平面图2是在根据一实施方式的液晶显示器的阵列基板中的密封剂形成 区A-A'、薄膜晶体管形成区B-B'、选通焊盘形成区C-C'以及数据焊盘形 成区D-D'的剖面图3到5例示了根据一实施方式的液晶显示器中的钝化层的各种图 案结构；以及
图6是根据一实施方式的制造液晶显示器的方法的流程图。
具体实施例方式
下面将详细描述本发明的实施方式，其实施例示出在附图中。 将给出对一实施方式中的面内切换(IPS)模式液晶显示器的实施例 的说明。
图1是根据一实施方式的液晶显示器的阵列基板的平面图。图2是 在根据一实施方式的液晶显示器的阵列基板中的密封剂形成区A-A'、薄 膜晶体管形成区B-B'、选通焊盘区C-C'以及数据焊盘区D-D'的剖面图。
参照图1，根据一实施方式的液晶显示器的阵列基板100包括多条 选通线GL、多条公共线120以及多条数据线DL。这些选通线GL按其 间的预定距离沿一个方向平行地排列。公共线120沿一个方向平行地排 列成靠近于选通线GL。数据线DL与选通线GL相交叉以限定像素区 PXL。
在选通线GL与数据线DL的各交叉处形成有充当开关器件的薄膜晶 体管T。在各像素区PXL中，交替地形成有像素电极112和公共电极122。 像素电极112产生水平电场，公共电极122连接到公共线120。
公共线120形成为平行于选通线GL，其间具有像素区PXL。
在图2的薄膜晶体管形成区B-B'中，薄膜晶体管T包括与选通线 GL分开的栅极102;形成在栅极102上的栅绝缘层103;有源层104;欧 姆接触层105;源极106和漏极107，其在欧姆接触层105上彼此相隔开， 其间具有有源层104;以及钝化层108。
与欧姆接触层105相接触的源极106连接到数据线DL。与欧姆接触 层105相接触的漏极107连接到像素线110。
钝化层108覆盖阵列基板100的整个表面。在用于接触漏极107和 像素线110的区域中设置开口 108b，以露出漏极107。
在用于将阵列基板100与滤色器基板200装配起来的密封剂132的 形成区A-A'(参见图2)中，钝化层108被形成在基板101上并且包括 设置在密封剂形成位置处的具有高度差表面108a的开口 108b。
在图2的选通焊盘形成区C-C'中，多个选通焊盘170均包括形成在
基板101上的选通焊盘下电极171和形成在选通悍盘下电极171上的选 通焊盘上电极172。选通焊盘下电极171从选通线GL突出。
钝化层108覆盖阵列基板100的整个表面。通过对选通焊盘170进 行开口，在钝化层108中形成具有高度差表面108a的开口 108b。
在图2的数据焊盘形成区D-D'中，通过对栅绝缘层103、有源层104、 欧姆接触层105以及漏极107同时进行刻蚀，然后在漏极107上淀积数 据焊盘电极182，来形成多个数据焊盘180。
按与选通焊盘170相同的方式，通过对数据焊盘180进行开口，在 钝化层108中形成具有高度差表面108a的开口 108b。
在这些区中，在钝化层108中形成有具有高度差表面108a的开口 108b。沿开口 108b的高度差表面108a形成凹凸图案108c。
钝化层108可以由作为有机膜的光丙烯(photoacryl)和苯并环丁烯 (BCB)或作为无机膜的SiOx和SiNx来形成。
开口 108b具有约2.0到2.3 |im的高度差。
凹凸图案108c具有连续地形成有多个半圆的形状。开口 108b比呈 直线形状图案的现有技术的开口具有更大的表面积。因此，当在随后的 光刻工艺中涂覆光刻胶时，使光刻胶平滑地分散开而没有光刻胶的集结 和爆裂。
换句话说，滴在钝化层108的开口 108b上的光刻胶沿开口 108b的 表面流动，然后由于凹凸图案108c而分散开。因此，光刻胶均匀地涂覆 在基板IOI的整个表面以及开口 108b上。
通过旋涂工艺来涂覆光刻胶。因此，不必单独的装置就可以避免散 布瑕疵。
通过使用单独的掩模对预定部分进行构图来形成开口 108b和凹凸 图案108c。所使用的掩模的种类取决于凹凸图案108c的形状。
可以釆用干法或湿法来形成开口 108b。在湿法中，通过将开口 108b 的形成区浸入刻蚀剂中然后去除钝化层108，来形成开口 108b。
在干法中，通过使用束状或条状气氛等离子体(AP)对基板101选 择性地进行扫描，然后去除钝化层108，来形成开口 108b。
图3到5例示了根据一实施方式的液晶显示器中的钝化层的各种图
案结构。
参照图3，钝化层208包括在其预定部分上的、具有高度差表面的 开口 208b。沿着该开口 208b的高度差表面形成有梯形凹凸图案208c。
参照图4，钝化层308包括在其预定部分上的、具有高度差表面的 开口 308b。沿着该开口 308b的高度差表面形成有矩形凹凸图案308c。
图3和4的预定部分是指存在瑕疵出现可能性的部分。该预定部分 的实施例包括用以将阵列基板与滤色器基板装配起来的密封剂的形成部 分、用作开关器件的薄膜晶体管的形成部分、所述多个选通焊盘的形成 部分以及所述多个数据焊盘的形成部分。
钝化层208和308可以由作为有机膜的光丙烯和苯并环丁烯(BCB) 或作为无机膜的SiOx和SiNx来形成。开口 208b和308b均具有约2.0到 2.3 [im的高度差。
除了梯形和矩形凹凸图案208c和308c以外，还可以设置三角形或 锯齿形凹凸图案。可以多种多样地改变该凹凸图案的形状，只要开口 208c 和308c的表面积会增大并且光刻胶会平滑地分散开。
参照图5，钝化层408包括在其预定部分上的、具有高度差表面的 开口 408b。沿开口 408b的高度差表面形成半圆形凹凸图案408c。在开 口 408b的中央形成有岛形阻挡部(barrier) 408d。
阻挡部408d减小了开口 408b的宽度，但是增大了开口 408b的表面 积以使光刻胶均匀地分散开。因此，光刻胶的流量会减小。这导致充分 减少散布瑕疵的出现。
如上所述，除了半圆形以外，凹凸图案408c可以具有各种形状。类 似于开口 408b的凹凸图案408c，阻挡部408d的高度差表面可以具有诸 如半圆、梯形、矩形、三角形、锯齿形的各种形状。
在图3到5的钝化层208、 308以及408中，由于光刻胶的流动方向 在开口 208b、 308b以及408b的垂直线与水平线相交叠的边沿208f、 308f 以及408f处相互汇合，因此会频繁地出现光刻胶的集结和散布瑕疵。然 而，光刻胶的流量由于凹凸图案208c、308c以及408c而在包括边沿208f、
308f以及408f的开口 208b、 308b以及408b处减小，从而有效避免散布 瑕疵。
图6是根据一实施方式的制造液晶显示器的方法的流程图。 如图6所例示，在步骤SIOI中，在下基板上形成多个电极和多条电
极线，以按矩阵形式形成薄膜晶体管。
再次参照图1和2，在基板101上按其间具有预定间距的方式平行
地形成多条选通线GL。在下基板101上形成与选通线GL分开的多个选
通电极102和从选通线GL突出的多个选通焊盘170。
与选通线GL相平行地布置多条公共线120。沿与选通线GL相垂直
的方式布置多条数据线DL，所述数据线DL与选通线GL相交叉以限定
多个像素区PXL。
在下基板101上形成从数据线DL突出的数据焊盘180。
在选通线GL与数据线DL的各交叉处形成薄膜晶体管。薄膜晶体管
包括栅极102、栅绝缘层103、有源层104、欧姆接触层105、源极106
以及漏极107。
在步骤S102中，在下基板101的整个表面上淀积钝化层108。在步 骤S103中，使用单独的掩模在钝化层108上执行曝光和显影工艺，以形 成幵口 108b和凹凸图案騰。
因此，钝化层108包括具有高度差表面108a的开口 108b。沿高度差 表面108a形成半圆形、梯形、矩形或三角形的凹凸图案108c。
此外，可以在开口 108b的中央形成岛形阻挡部。
所使用的掩模的种类取决于凹凸图案108c的形状以及阻挡部的高度 差表面。
开口 108b具有约2.0-2.3 Hm的高度差。开口形成部是存在瑕疵出现 可能性的部分。
开口形成部分的实施例包括像素线110与漏极107的接触区、用以 将阵列基板100与滤色器基板装配起来的密封剂132的形成部分、连接 到选通线GL和选通驱动电路的选通焊盘的形成部分、以及连接到数据线 DL和数据驱动电路的数据焊盘的形成部分。
在步骤S104中，在钝化层108上淀积透明导电材料(例如，氧化铟 锡(ITO))。
使用该透明导电材料来形成像素电极112、选通焊盘上电极172以及 数据焊盘上电极182。
在步骤S105中，沿着钝化层108的形状在透明导电材料上涂覆光刻 胶。在步骤S106中，通过旋涂工艺在基板101的整个表面上涂覆光刻胶。
通过在基板101上涂覆光刻胶然后使基板101旋转来执行旋涂工艺。 在该旋涂工艺中，光刻胶由于基板101的旋转所产生的离心力而从中央 向基板101的边沿分散开，并以薄膜形式覆盖在基板101的整个表面上。
通过该旋涂工艺使滴在开口 108b上的光刻胶沿着开口 108b的表面 流动，并且由于凹凸图案108c而分散开，从而均匀地覆盖在基板101的 整个表面以及开口 108b上。
因此，防止了光刻胶在高度差表面108a上的集结和爆裂，从而避免 了散布瑕疵。
在步骤S107中，使用光刻胶作为掩模对透明导电材料执行曝光和显 影工艺，以在像素区PXL中形成像素电极112。
在IPS模式液晶显示器中，在像素区PXL中交替地形成像素电极112 和公共电极122。
通过改变淀积在基板101的整个表面上的钝化层108的结构，由此 制造的液晶显示器可以避免在釆用旋涂方法的光刻工艺中可能出^1的散 布瑕疵。因此，可以在不使用单独的装置的情况下避免散布瑕疵。
尽管给出了对实施方式中的IPS模式液晶显示器的实施例的说明， 但是可以将本发明应用于诸如扭转向列(TN)模式、边缘场切换(FFS) 模式以及垂直配向(VA)模式的各种模式的液晶显示器。
根据实施方式的液晶显示器可以在不使用单独的装置的情况下避免 散布瑕疵，并通过减小电极之间的CD变化来增大亮度。
本领域的技术人员应理解，可以在不脱离本发明的精神或范围的情 况下对本发明的液晶显示器及其阵列基板进行各种变化和修改。由此， 本发明旨在覆盖本发明的变型和修改，只要它们落在所附权利要求及其 等同物的范围内。
本申请要求于2006年6月30日在韩国提交的韩国专利申请第 10-2006-0061060号的优先权，通过引用将其并入于此。
权利要求
1、一种液晶显示器，该液晶显示器包括彼此面对的上基板和下基板；设置在所述下基板上、选通线与数据线的交叉处的薄膜晶体管，所述选通线与所述数据线按直角相交叉；设置在由所述选通线与所述数据线限定的像素区中的像素电极；以及钝化层，其覆盖所述下基板的整个表面并且包括在其预定部分上的、具有高度差表面的开口，沿着所述开口的所述高度差表面设置有凹凸图案。
2、 根据权利要求1所述的液晶显示器，其中所述凹凸图案具有半圆 形、梯形、矩形以及三角形中的一种形状。
3、 根据权利要求1所述的液晶显示器，该液晶显示器还包括位于所 述开口的中央的阻挡部。
4、 根据权利要求3所述的液晶显示器，其中所述阻挡部具有形状为 半圆形、梯形、矩形以及三角形中的一个的高度差表面。
5、 根据权利要求1所述的液晶显示器，其中所述开口具有2.0-2.3 pm的咼度差。
6、 根据权利要求1所述的液晶显示器，其中形成有所述开口的所述 预定部分是用于接触所述薄膜晶体管和所述像素电极的区域。
7、 根据权利要求1所述的液晶显示器，其中形成有所述开口的所述 预定部分是用于将所述上基板与所述下基板装配起来的密封剂的形成 区。
8、 根据权利要求1所述的液晶显示器，其中形成有所述开口的所述 预定部分是连接到所述选通线和选通驱动电路的选通焊盘区。
9、 根据权利要求1所述的液晶显示器，其中形成有所述开口的所述 预定部分是连接到所述数据线和数据驱动电路的数据焊盘区。
10、 根据权利要求1所述的液晶显示器，其中所述薄膜晶体管包括: 与所述选通线分开的栅极；位于包括所述栅极的正面上的栅绝缘层；位于所述栅绝缘层的与所述栅极相对应的上部的半导体层；以及 彼此相隔开、其间具有所述半导体层的源极与漏极。
11、 一种制造液晶显示器的方法，该方法包括以下步骤-在下基板上形成选通线和数据线，使得所述选通线与所述数据线彼此交叉，并在所述选通线与所述数据线的交叉处形成薄膜晶体管； 在所述薄膜晶体管的整个表面上淀积钝化层；以及 对所述钝化层进行构图以在所述钝化层的预定部分上形成具有高度差表面的开口，并沿着所述开口的所述高度差表面形成凹凸图案。
12、 根据权利要求ll所述的方法，该方法在所述形成所述凹凸图案 的步骤之后还包括以下步骤在所述钝化层上淀积透明导电材料； 在所述透明导电材料上涂覆光刻胶；以及使用所述光刻胶作为掩模对所述透明导电材料进行构图，以在像素 区中形成所述像素电极。
13、 根据权利要求ll所述的方法，其中所述开口具有2.0-2.3 pm的 高度差。
14、 根据权利要求11所述的方法，其中所述凹凸图案具有半圆形、 梯形、矩形以及三角形中的一种形状。
15、 根据权利要求ll所述的方法，该方法还包括以下步骤在所述 开口的中央形成阻挡部。
16、 根据权利要求11所述的方法，其中形成有所述开口的所述预定 部分是用于接触所述薄膜晶体管和所述像素电极的区域。
17、 根据权利要求ll所述的方法，其中形成有所述开口的所述预定 部分是用以将上基板与所述下基板装配起来的密封剂的形成区。
18、 根据权利要求ll所述的方法，其中形成有所述开口的所述预定 部分是连接到所述选通线和选通驱动电路的选通焊盘区。
19、 根据权利要求ll所述的方法，其中形成有所述开口的所述预定 部分是连接到所述数据线和数据驱动电路的数据焊盘区。
20、根据权利要求12所述的方法，其中所述在透明导电材料上涂覆所述光刻胶的步骤包括以下步骤将所述光刻胶滴在透明导电材料上；和采用旋涂方法沿着所述钝化层的图案来涂覆所述光刻胶。
全文摘要
公开了一种液晶显示器及其制造方法。该液晶显示器包括彼此面对的上基板和下基板；薄膜晶体管；像素电极；以及钝化层。薄膜晶体管设置在所述下基板上、选通线与数据线的交叉处，所述选通线与所述数据线按直角相交叉。像素电极设置在由所述选通线与所述数据线限定的像素区中。钝化层覆盖所述下基板的整个表面并且包括在其预定部分上的、具有高度差表面的开口。沿着所述开口的所述高度差表面设置有凹凸图案。
文档编号G03F7/00GK101097386SQ20071012697
公开日2008年1月2日 申请日期2007年7月2日 优先权日2006年6月30日
发明者张大贤, 金相浩, 金真焕 申请人:Lg.菲利浦Lcd株式会社