CN100374947C - 液晶显示器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

液晶显示器件及其制造方法。一种液晶显示器件，包括：相互面对的第一基板和第二基板；第一基板和第二基板之间的液晶材料；在第一基板上彼此交叉限定了像素区的选通线和数据线；邻近选通线和数据线交叉处的薄膜晶体管；像素区内的滤色器图案；滤色器图案上的第一钝化层，该第一钝化层由无机绝缘材料制成；和位于第一钝化层上并且与薄膜晶体管相连的像素电极。

Description

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，涉及液晶显示器件及其制造方法。
背景技术
直到最近，显示器件通常使用阴极射线管(CRT)。现在，做出了许多努力来研究和开发各种形式的平板显示器，例如液晶显示(LCD)器件，等离子显示板(PDP)，场发射显示器(FED)，和电致发光显示器(ELD)，作为CRT的替代。在这些类型的平板显示器中，LCD器件有着许多优点，例如，分辨率高、重量轻、外形薄、尺寸小、和电源电压需求低。
一般来说，LCD器件包括相互分开、彼此面对的两个基板，和插入到这两基板之间的液晶材料。所述两个基板包括相互面对的电极，从而施加在电极之间的电压产生了穿过液晶材料的电场。液晶材料中的液晶分子的排列根据所产生的电场的强度转变为所产生的电场的方向，从而改变了LCD器件的光透射率。从而，LCD器件通过改变所产生的电场的强度显示图像。
图1是根据现有技术的LCD器件的透视图。如图1所示，LCD器件11包括第一基板22，第二基板5和液晶材料14。所述第二基板5被称为滤色器基板，其包括滤色器图案8、在滤色器图案8之间的黑底6、和在滤色器图案8和黑底6两者之上的公共电极18。第一基板22被称为阵列基板，其包括彼此交叉限定了像素区P的数据线15和选通线13。像素电极17和作为开关元件的薄膜晶体管T被布置在每个像素区P内。布置在邻近数据线15与选通线13的交叉处的薄膜晶体管T以矩阵的形式布置在第一基板22上。选通线13和与选通线13交叠的存储电极30限定了存储电容器C。
第一基板22和第二基板5具有阻塞光的图案。第一基板22和第二基板5彼此对准并且随后连接。可能会由于第一基板22与第二基板5之间的错位而在LCD器件中存在漏光。
图2是沿着图1中的II-II线的截面图。如图2所示，在开关区S中的薄膜晶体管T包括布置在第一基板22上的栅极32、半导体图案34、源极36和漏极38。钝化层40布置在薄膜晶体管T之上。在每个像素区P中，像素电极17布置在钝化层40上。存储电容器C包括选通线13和与选通线13交叠的存储电极30。第二基板5上布置有对应于选通线13、数据线15和薄膜晶体管T的黑底6。第二基板5上还布置有对应于各个像素区P的红色、绿色和蓝色的滤色器图案7a、7b和7c。在第一基板22和第二基板5之间插入液晶材料14。
为了防止串扰，数据线15与选通线13分别与像素电极17分开第一距离A1和第二距离A2。因为所述第一距离A1和第二距离A2限定的区域可能会发生漏光，所以黑底6覆盖了由第一和第二距离A1和A2限定的区域，此外，所述黑底6阻止入射光影响半导体图案34。因为连接第一基板22与第二基板5时可能会发生错位，所述黑底6具有补偿错位的误差余量。因此，由于黑底6的误差余量而减少了LCD的孔径比。当第一基板22与第二基板5连接时的错位大于误差余量时，由第一距离A1和第二距离A2限定的一些区域没有被黑底6覆盖，因此发生了漏光。
发明内容
因此，本发明致力于一种液晶显示器件及制造所述液晶显示器件的方法，基本上消除由于现有技术的局限和缺点导致的一个或多个问题。
本发明的一个目的是提供一种可以提高孔径比并且减少漏光的液晶显示器件。
本发明的另一目的是提供一种制造可以提高孔径比并且减少漏光的液晶显示器件的方法。
本发明的附加特征和优点将在随后的说明书中阐述，部分地将从说明书中变得显而易见，或者通过对本发明的实践而获悉。本发明的目的和其它优点可通过所撰写的说明书和权利要求及其附图中具体指出的结构来实现和获得。
为了实现这些和其它优点，并按照本发明的目的，如具体实现和广泛描述的，提供了一种液晶显示器件，包括：相互面对的第一和第二基板；在第一和第二基板之间的液晶材料；在第一基板上彼此交叉以限定像素区的选通线和数据线；邻近选通线和数据线交叉处的薄膜晶体管；与所述表面晶体管对应的黑底；像素区内的滤色器图案；滤色器图案上的第一钝化层，该第一钝化层由无机绝缘材料制成；和位于第一钝化层上并且与薄膜晶体管相连的像素电极。
另一方面，提供了一种制造液晶显示器件的方法，包括：在第一基板上形成彼此交叉的选通线和数据线来限定像素区；在邻近选通线和数据线交叉处形成薄膜晶体管；形成与所述表面晶体管对应的黑底；在像素区内形成滤色器图案；在滤色器图案上形成第一钝化层，该第一钝化层由无机绝缘材料制成；形成位于第一钝化层上并且与薄膜晶体管相连的像素电极；连接第一和第二基板；以及在第一和第二基板之间注入液晶材料。
应该理解，前述的一般描述和接下来的具体描述都是示例性和解释性的，意在提供对要求保护的本发明的进一步说明。
附图说明
所包括的附图用于进一步理解本发明，其被并入并构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据现有技术的LCD器件的放大透视图。
图2是沿着图1中的II-II线的截面图。
图3是根据本发明的示例性实施例的LCD器件的基板的平面图。
图4是用于形成根据本发明的示例性实施例的LCD器件的基板的第一和第二掩模工艺的平面图。
图5A到5C分别是沿图4中D-D、E-E、F-F的截面图。
图6是用于形成根据本发明的示例性实施例的LCD器件的基板的第三掩模工艺的平面图。
图7A到7C分别是沿图6中D-D、E-E、F-F的截面图。
图8是用于形成根据本发明的示例性实施例的LCD器件的基板的第四和第五掩模工艺的平面图。
图9A到9C分别是沿图8中D-D、E-E、F-F的截面图。
图10是用于形成根据本发明的示例性实施例LCD器件的基板的第六掩模工艺的平面图。
图11A到11C分别是沿图10中D-D、E-E、F-F的截面图。
图12是用于形成根据本发明的示例性实施例的LCD器件的基板的第七掩模工艺的平面图。
图13A到13C分别是沿图12中D-D、E-E、F-F的截面图。
图14是根据本发明的示例性实施例的LCD器件的截面图。
具体实施方式
下面将进行详细描述，来说明附图中示出的本发明的实施例。
图3是根据本发明的示例性实施例的LCD器件的基板的平面图。如图3所示，选通线102和数据线118布置在基板100上并且相互交叉以限定像素区P。选通焊盘电极106布置在选通线102的一端，并且数据焊盘电极120布置在数据线118的一端。选通焊盘电极端子140和数据焊盘端子142布置在选通焊盘电极106和数据焊盘电极120上。
薄膜晶体管T被布置在邻近于选通线102和数据线118的交叉处。薄膜晶体管T包括栅极104、第一半导体图案112、源极114以及漏极116。第二半导体图案110被布置在数据线118下面并沿着数据线118延伸。
在各像素区P中布置红色(R)，绿色(G)和蓝色(B)滤色器图案128a，128b和128c。黑底126覆盖薄膜晶体管T和数据线118，并且与选通线102交叠。可替换地，黑底126可以覆盖选通线102。
存储电极122被布置在选通线102上以限定存储电容器C。存储电极122通过像素区P中的连接线121连接到漏极116。在各个像素区P中布置像素电极138。像素电极138通过连接线121和存储电极122与漏极116相连。所述像素电极138通过第一接触孔132与存储电极122接触。
如上所述，滤色器图案形成在基板上，薄膜晶体管、选通线和数据线和其它层也形成在该基板上。因此，无需再考虑粘合LCD的两个基板的错位。从而，在本发明的示例性实施例中可以增加LCD孔径比并且减小漏光。
图4是用于形成根据本发明的示例性实施例的LCD器件的基板的第一和第二掩模工艺的平面图，图5A到5C分别是沿图4中的D-D、E-E、F-F的截面图。如图4和图5A到5C所述，第一金属被淀积在基板100上，所述基板100上有像素区P、开关区S、存储区ST、选通焊盘区GP和数据焊盘区DP。利用第一掩模工艺对所述第一金属构图以形成选通线102、栅极104和选通焊盘电极106。所述选通焊盘电极106形成在选通焊盘区GP中。所述第一金属可以是铝(Al)、铝合金(AlNd)、铜(Cu)、钨(W)、铬(Cr)和钼(Mo)的至少其中之一。
如图5A所示，在具有选通线102的基板100的整个表面上形成选通绝缘体108。如图5B所示，选通绝缘体108在选通焊盘电极106上可以有阶梯状剖面。所述选通绝缘体108可以由例如硅的氮化物(SiNx)或硅的氧化物(SiO2)的无机绝缘材料制成。
本征非晶硅(a-Si:H)和杂质掺杂非晶硅(n+a-Si:H)被依次淀积在选通绝缘体108上，并且利用第二掩模工艺构图以形成第一半导体图案112和第二半导体图案110。在开关区S中的第一方向形成第一半导体图案112，第二半导体图案110沿着垂直于第一方向的第二方向延伸。第一半导体图案112和第二半导体图案110的每一个都包括本征非晶硅的下层和杂质掺杂非晶硅的上层OCL。具体地，第一半导体图案112的下层和上层分别被称为有源层AL和欧姆接触层OCL。
图6是用于形成根据本发明的示例性实施例的LCD器件的基板的第三掩模工艺的平面图，图7A到7C分别是沿图6中D-D、E-E、F-F的截面图。如图6和图7A到7C所示，第二金属淀积在具有半导体图案110和112的基板100上。利用第三掩模工艺对第二金属构图以形成数据线118、源极114和漏极116、数据焊盘电极120、连接线121和存储电极122。数据线118沿着第二半导体图案110的延伸方向延伸并覆盖第二半导体图案110。所述数据焊盘电极120在数据焊盘区DP内形成。所述第二金属可以是铝(Al)、铝合金(AlNd)、铜(Cu)、钨(W)、钛(Ti)、铬(Cr)和钼(Mo)的至少其中之一。
以彼此分离的源极114和漏极116作为蚀刻掩模对第一半导体图案112的欧姆接触层OCL进行蚀刻，这样第一半导体图案112的有源层AL通过源极114和漏极116露出。
图8是用于形成根据本发明的示例性实施例的LCD器件的基板的第四和第五掩模工艺的平面图，图9A到9C分别是沿图8中的D-D、E-E、F-F的截面图。如图8和图9A到9C所示，在具有数据线118的基板100的整个表面上形成第一钝化层124。第一钝化层124可以由包括硅的氮化物(SiNx)和硅的氧化物(SiO2)的无机绝缘材料制成。
感光黑树脂淀积在第一钝化层124上，并且通过第四掩模工艺构图以形成黑底126。黑底126可以覆盖薄膜晶体管T和数据线118，并且和选通线102交叠。黑底126具有对应于每个像素区P的开口127。红(R)、绿(G)和蓝(B)色的树脂依次淀积，并且利用第五掩模工艺进行构图，在每个开口127内形成红(R)，绿(G)和蓝(B)色的滤色器图案128a，128b和128c。
图10是用于形成根据本发明的示例性实施例的LCD器件的基板的第六掩模工艺的平面图。图11A到11C分别是沿图10中D-D、E-E、F-F的截面图。如图10和图11A到11C所示，在具有滤色器图案128a，128b和128c的基板100上形成第二钝化层130。所述第二钝化层130使具有滤色器图案128a，128b和128c的基板100平坦化，第二钝化层130可以由包括硅的氮化物(SiNx)和硅的氧化物(SiO2)的无机绝缘材料构成。
利用第六掩模工艺，形成第一、第二和第三接触孔132，134和136。通过蚀刻第二钝化层130、各滤色器图案128a、128b和128c以及第一钝化层124形成第一接触孔132，从而第一接触孔132露出存储区ST内的存储电极122。通过蚀刻第二钝化层130、第一钝化层124和选通绝缘体108形成第二接触孔134，从而第二接触孔134露出选通焊盘区GP内的选通焊盘电极106。通过蚀刻第二钝化层130和第一钝化层124形成第三接触孔136，从而第三接触孔136露出数据焊盘区DP内的数据焊盘电极120。
图12是用于形成根据本发明的示例性实施例的LCD器件的基板的第七掩模工艺的平面图。图13A到13C分别是沿图12中D-D、E-E、F-F的截面图。如图12和图13A到13C所示，透明导电材料淀积在第二钝化层130上，并且利用第七掩模工艺进行构图来形成像素电极138、选通焊盘电极端子140和数据焊盘端子142。所述像素电极138通过第一接触孔132接触存储电极122，所述选通焊盘电极端子140通过第二接触孔134接触选通焊盘电极106，并且所述数据焊盘电极端子142通过第三接触孔136接触数据焊盘电极120。所述透明导电材料可以包括铟锡氧化物(ITO)和铟锌氧化物(IZO)。
通过上述工艺，可制造出本发明的LCD器件的基板。在该LCD的基板中，使用无机绝缘材料作为滤色器图案上的第二钝化层。如果有机绝缘材料被用作第二钝化层，有机绝缘材料和滤色器图案的接触特性恶化，因此产生了过腐蚀。而且，如果使用有机绝缘材料，LCD器件的基板需要分开的平坦化层来平整基板。因此，要解决这些问题，无机绝缘材料被用作第二钝化层。
根据上述的工艺，滤色器图案和薄膜晶体管形成在相同的基板上。这样的基板被连接到具有公共电极的相对基板。
图14是根据本发明的示例性实施例的LCD器件的截面图。如图14所示，LCD器件包括相互面对的第一基板100和第二基板200以及插入在第一和第二基板100和200之间的液晶材料300。所述第一基板100和图3中所示的基板100相同。因此，薄膜晶体管T布置在开关区S，并且滤色器图案128b布置在像素区P中。黑底126覆盖薄膜晶体管T，并且无机绝缘材料的第二钝化层130布置在滤色器图案128b和黑底126上。像素电极138布置在第二钝化层130上。存储电容器C布置在存储区ST中。公共电极202布置在基板200上。所述公共电极202利用像素电极138将电场引入液晶材料300。所述公共电极202可以由包括铟锡氧化物(ITO)和铟锌氧化物(IZO)的透明导电材料制成。
对于那些本领域的技术人员来说，显而易见地，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，对本发明的LCD器件和制造所述LCD器件的方法进行各种变型和改变。因此，本发明覆盖了本发明的这些变型例和各种变化，只要它们在所附权利要求及其等同的范围内。
本发明要求2004年5月31日提交的韩国专利申请No.2004-0038974的优先权，在此通过引用并入该文。

Claims (22)

1.一种液晶显示器件，所述液晶显示器件包括：
相互面对的第一基板和第二基板；
所述第一基板和第二基板之间的液晶材料；
在所述第一基板上彼此交叉限定了像素区的选通线和数据线；
邻近所述选通线和所述数据线交叉处的薄膜晶体管；
对应于所述薄膜晶体管的黑底；
在所述像素区内的滤色器图案；
在滤色器图案上的第一钝化层，所述第一钝化层由无机绝缘材料制成；和
位于所述第一钝化层上并与所述薄膜晶体管相连的像素电极。
2.根据权利要求1所述的器件，其中，所述黑底在所述薄膜晶体管上。
3.根据权利要求2所述的器件，其中所述黑底覆盖所述薄膜晶体管和所述数据线。
4.根据权利要求3所述的器件，其中所述黑底与所述选通线交叠。
5.根据权利要求1所述的器件，所述器件还包括与所述选通线交叠并且与所述像素电极接触的存储电极。
6.根据权利要求5所述的器件，所述器件还包括连接所述薄膜晶体管和所述存储电极的连接线。
7.根据权利要求6所述的器件，其中所述薄膜晶体管包括栅极、第一半导体图案、以及源极和漏极。
8.根据权利要求7所述的器件，所述器件还包括布置在所述数据线下方并且沿着所述数据线延伸的第二半导体图案。
9.根据权利要求5所述的器件，所述器件还包括位于所述存储电极和所述滤色器图案之间的第二钝化层。
10.根据权利要求9所述的器件，其中所述第一钝化层、所述滤色器图案和所述第二钝化层具有接触孔。
11.根据权利要求10所述的器件，其中所述接触孔至少露出所述存储电极的一部分。
12.一种制造液晶显示器件的方法，所述方法包括：
在第一基板上形成彼此交叉的选通线和数据线来限定像素区；
形成邻近选通线和数据线交叉处的薄膜晶体管；
形成对应于所述表面晶体管的黑底；
在像素区内形成滤色器图案；
在滤色器图案上形成第一钝化层，该第一钝化层由无机绝缘材料制成；
形成位于第一钝化层上并与所述薄膜晶体管相连的像素电极；
连接所述第一基板和第二基板；和
在所述第一和第二基板之间注入液晶材料。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述黑底形成在所述薄膜晶体管上。
14.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括形成所述黑底以覆盖所述薄膜晶体管和所述数据线。
15.根据权利要求14所述的方法，所述方法还包括形成所述黑底来与所述选通线交叠。
16.根据权利要求12所述的方法，所述方法还包括形成与所述选通线交叠并与所述像素电极接触的存储电极。
17.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括形成连接所述薄膜晶体管和所述存储电极的连接线。
18.根据权利要求17所述的方法，其中形成所述薄膜晶体管包括形成栅极，形成第一半导体图案，和形成源极以及漏极。
19.根据权利要求18所述的方法，所述方法还包括形成位于所述数据线下方并沿着所述数据线延伸的第二半导体图案。
20.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括在所述存储电极和所述滤色器图案之间形成第二钝化层。
21.根据权利要求20所述的方法，所述方法还包括在所述第一钝化层、所述滤色器图案和所述第二钝化层中的接触孔。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述接触孔至少露出所述存储电极的一部分。
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