CN100378547C - 垂直排列模式的液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

在第一绝缘基底上形成彼此交叉的多条栅极线和多条数据线，并在由数据行和栅极行限定的各个象素区上形成具有多个第一切口的多个象素电极。薄膜晶体管连结到每个象素电极。在与第一基底相对的第二基底上形成具有多个第二切口的参考电极。在关于一条数据线彼此相对的两个相邻象素区中的第一切口和第二切口具有关于该数据线的镜面对称性。

Description

垂直排列模式的液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种垂直排列模式的液晶显示装置，并尤其涉及一种包括带切口的电极以确保宽视角的垂直排列模式的液晶显示装置。
背景技术
典型的液晶显示器(“LCD”)包括带有参考电极和彩色滤光片的上基板和带有薄膜晶体管(“TFT”)和象素电极的下基板以及夹置在两基板之间的具有介电各向异性的液晶层，通过对参考电极和象素电极施加不同的电压、以在液晶层中产生电场而显示图像，电场改变液晶分子的取向，从而控制光的透射率。
在这些LCD中，垂直排列模式的LCD(以下称作“VALCD”)由于其较高的对比度和宽视角而具有应用较好前景，在这种VALCD中，在没有电场时将其液晶分子的主轴排列成垂直于上下基板。
为了在VALCD中实现宽视角，在电极上设置切口图案或凸起。切口和凸起均产生边缘电场以将液晶分子的倾斜方向规律地分布为四个方向，由此增宽视角。
同时，在LCD的带有TFT的基板(以下称作“TFT阵列板”)上设置多条信号布线(signal wire)，如传递扫描信号的栅极线(gate line)和传递图像信号的数据线(data line)。这些信号布线有其自身的电阻并与周围的信号布线或上基板的参考电极耦接，产生耦合电容。由各个布线的电阻和电容所致的负载对经信号布线传递的信号产生失真、如RC延迟。特别是，数据线和参考电极之间的电容性耦合驱动设置在其间的液晶分子，造成数据线附近的光泄漏，由此衰减图像质量，并且该光泄漏反过来扩大黑色矩阵(black matrix)，降低孔隙比。
发明内容
本发明的一个目的在于通过降低数据布线的负载而提高图像质量。
本发明的另一目的在于通过减小数据线和参考电极之间的耦合电容而减少数据线附近的光泄漏。
为了实现上述各项目的，本发明在关于数据线彼此相对的位置处形成具有镜面对称性的切口。
具体地说，提供一种液晶显示器的薄膜晶体管阵列板，其包括：绝缘基底；形成在绝缘基底上的栅极线；形成在栅极线上的栅极绝缘层；形成在栅极绝缘层上的数据线；形成在数据线上的钝化层；和形成在钝化层上并具有多个切口的多个象素电极，其中，关于数据线彼此相对的两个相邻象素电极的切口具有镜面对称性。
优选每个象素电极的切口包括基本上在横向延伸以将象素电极分成上下两半部的横向切口，和在斜向延伸并位于象素电极的上下两半部内的两个斜向切口，斜向切口基本上相互垂直。此外，TFT阵列板还可以包括多条存储电极布线，该存储电极布线包括平行于栅极线的存储电极线和连接到存储电极线的存储电极，并且TFT阵列板还可以包括连接两个关于栅极线彼此相对的相邻存储电极布线的存储桥。
提供了一种液晶显示器，包括：第一绝缘基底；形成在第一绝缘基底上的多条第一布线；与第一布线相交并与之绝缘的多条第二布线；位于由第一布线和第二布线限定的各个象素区上的多个象素电极；多个薄膜晶体管，每个薄膜晶体管具有分别连接到其中一条第一布线、其中一条第二布线和其中一个象素电极上的栅电极、源电极和漏电极；与第一绝缘基底相对的第二绝缘基底；形成在第二绝缘基底上的参考电极；形成在第一绝缘基底和第二绝缘基底其中之一上的多个第一畴分隔件；和形成在第一绝缘基底和第二绝缘基底其中之一上的多个第二畴分隔件，其中，关于一个数据线彼此相对的两个相邻象素电极的第一和第二畴分隔件具有镜面对称性。
优选象素电极的第一畴分隔件包括多个切口，一个象素电极的多个切口包括基本上在横向延伸、以将象素电极分隔成上下两半部的横向切口和两个在斜向延伸并位于象素电极的上下两半部中的两个斜向切口，并且斜向切口基本上彼此垂直。优选斜向切口夹置在参考电极的第二畴分隔件之间，而每个第二畴分隔件包括平行于斜向切口的斜向部分和与象素电极的边缘重叠的重叠部分。优选每个象素电极的第一畴分隔件包括基本上沿象素电极的横向中心线延伸并分叉成倾斜发散的上、下分支的中心切口；以及两个在倾斜方向延伸并分别位于象素电极的上、下两半部中的两个斜向切口，并且参考电极的第二畴分隔件中的一个夹置在第一畴分隔件的斜向切口之间并包括平行于斜向切口的斜向部分和与至少一个象素电极和至少一个数据线的边缘重叠的重叠部分。优选该重叠部分与其中一个数据线以及关于一个数据线彼此相对的两个相邻象素电极重叠。
制造此种薄膜晶体管板的方法包括：形成一条栅极布线，该栅极布线包括多个栅极线，多个连接到栅极线的栅电极和连接到绝缘基底上的栅极线的多个栅极焊点；形成栅极绝缘层；形成半导体层；通过沉积并构图导电材料形成数据布线，该数据布线包括与栅极线相交的多个数据线，连接到数据线的多个数据焊点，与栅电极相邻的多个源电极和与源电极相对设置的多个漏电极；形成钝化层；通过将钝化层和栅极绝缘层一起构图而形成多个暴露栅极焊点、数据焊点和漏电极的接触孔；和通过沉积并构图透明导体层形成多个辅助栅极焊点、多个辅助数据焊点和多个象素电极，它们分别经接触孔连接到栅极焊点、数据焊点和漏电极，其中，多个象素电极的形式使得关于其中一个数据线彼此相对的相邻两个象素电极基本上镜面对称。
优选通过利用光致抗蚀剂图案的一次光刻工艺一起形成数据布线和半导体层，其中光致抗蚀剂图案具有第一部分、薄于第一部分的第二部分以及薄于第二部分的第三部分。优选第二部分位于其中一个源电极和其中一个漏电极之间，并且在一次光刻工艺中第一部分位于数据布线上。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的LCD的TFT阵列板简图；
图2是根据本发明第一实施例的LCD的彩色滤光片板简图；
图3是根据本发明第一实施例的LCD简图；
图4是沿图3中IV-IV’线的剖面图；
图5A是根据本发明第一实施例的LCD的象素电极和八个象素(4×2)的切口的简图；
图5B是图5A中所示的具有黑色矩阵的简图；
图6是根据本发明第二实施例的LCD剖面图；
图7是根据本发明第三实施例的LCD的TFT阵列板简图；
图8是根据本发明第三实施例的彩色滤光片板简图；
图9是根据本发明第三实施例的LCD简图；
图10A是根据本发明第三实施例的LCD的象素电极和八个象素(4×2)的切口的简图；
图10B是图10A中所示的具有黑色矩阵的简图；
图11是表示参考电极的切口和数据线之间重叠的剖面图；
图12是作为参考电极的与数据线重叠的部分中去除面积比的函数的施加到数据线的寄生电容曲线；
图13～17是依次表示利用五个掩模的制作方法步骤的LCD板的TFT阵列板剖面图；以及
图18A和18B～图26A和26B是依次表示利用四个掩模的制作方法步骤的LCD板的TFT阵列板剖面图。
具体实施方式
下面通过参考对于本领域技术人员易于实施的附图详细描述本发明的实施例。但本发明可以以不同的形式实施，并应该不限于在此给出的实施例。
附图中，为了清楚起见夸大了层和区域的厚度。在整个附图中用相同的附图标记表示相同的元件。应该知道，当称层、膜、区域、基底或板这些元件处于另一个元件“上”时，可以指直接在其他元件上，也可以是存在中间元件。相反，当称一个元件“直接”处于其他元件上时，则不存在中间元件。
下面参考附图描述根据本发明实施例的液晶显示器的薄膜晶体管阵列板。
图1是根据本发明第一实施例的LCD的TFT阵列板简图，图2是根据本发明第一实施例的LCD的彩色滤光片板简图，图3是根据本发明第一实施例的LCD简图，并且图4是沿图3中IV-IV’线截取的剖面图。
LCD包括下基底110、与下基底相对的上基底210以及夹置在基底110和210之间的包含液晶分子的液晶层3，液晶层3包括垂直于基底110和210排列的液晶分子。
在优选由透明绝缘材料如玻璃制成的下基底110内表面上形成多个象素电极190。优选象素电极190由透明导电材料如ITO(氧化铟锡)和IZO(氧化铟锌)制成，并具有多个切口191、192和193。各个象素电极连接到被施加以图像信号电压的TFT。TFT连接到传递扫描信号的多个栅极线121和传递图像信号的多个数据线171，响应于扫描信号而被开关。下偏振片12附贴在下基底110的外表面上。对于反射式LCD，象素电极190不用透明材料制作，下偏振片121不是必需的。
在优选由透明绝缘材料如玻璃制成的上基底210的内表面上形成用于阻挡光泄漏的黑色矩阵220、多个红、绿、蓝彩色滤光片230和优选由透明导电材料如ITO或IZO制成的参考电极270。在参考电极270上设置多个切口271、272和273。虽然黑色矩阵220与象素区的边界重叠，但黑色矩阵220还可以与参考电极的切口271、272和273重叠，以便阻挡切口271、272和273产生的光泄漏。
下面更详细地描述第一实施例的LCD。
在绝缘下基底110上形成多个基本上在横向延伸的栅极线121。每个栅极线121的多个扩展部(expansion)形成多个栅电极123。在绝缘基底110上还形成基本上平行于栅极线121延伸的多个存储电极线131。在纵向延伸的、从每个存储电极线131分叉的多对存储电极133a和133b经横向延伸的存储电极133c彼此连接。存储电极线131的数量可以是二个或多个。优选栅极线121、栅电极123、存储电极线131和存储电极133由金属如Al或Cr制成。它们既可以包含单层，也可以包含依次沉积Cr和Al层的双层。或者，它们包含各种金属。
在栅极线121、存储电极线131和存储电极133上形成优选由SiNx制成的栅极绝缘层140。
在栅极绝缘层140上形成纵向延伸的多个数据线171。每个数据线171的多个分叉形成多个源电极173，并且邻近于各个源电极173形成多个漏电极175。此外，在栅极绝缘层140上形成与栅极线121重叠的多个桥下金属件(under-bridge metal piece)172。优选数据线171、源电极173和漏电极175如同栅极布线一样由Cr或Al制成。它们也可以有单层结构或多层结构。
在源电极173和漏电极175之下形成用作TFT的通道部分的半导体层151和153的多个通道部分151，并且在数据线171之下形成在纵向延伸并与半导体通道部分153连接的半导体层151和153的多个数据部分153。在半导体层151和153上形成用于减小源电极和漏电极173和175与半导体通道部分151之间接触电阻的接触层161。优选半导体层151和153由重掺杂N型杂质的非晶硅制成。
在数据线171等上形成优选由无机绝缘物如SiNx或有机绝缘物如树脂制成的钝化层180。在钝化层180中设置暴露漏电极175的多个接触孔181。
在钝化层180上形成多个象素电极190，每个象素电极有多个切口191、192和193。优选象素电极190由透明导体如ITO或IZO或具有良好的光反射特性的不透明导体如Al制成。每个象素电极190上的切口191、192和193包括横向延伸的并位于将象素电极190分隔成在纵向分布的上、下两半部的位置上的横向切口192，以及在斜向延伸并分别位于象素电极190的上下两半部中的两个斜向切口191和193。斜向切口191和193的延伸部(extension)彼此垂直，以便将边缘场的场方向规律地分配为四个方向。
关于数据线171彼此相对的两个相邻象素电极190的切口191、192和193基本上具有关于数据线171的镜面对称性。
此外，在钝化层180上形成多个存储连接件或桥91，它将存储电极133a连接到关于栅极线121与其相对的存储电极线131上。存储桥91经均设置在钝化层180和栅极绝缘层140中的多个接触孔183和184接触存储电极133a和存储电极线131。存储桥91与桥下金属件172重叠。存储桥91电连接下基底110上的所有存储布线。如果需要，这些存储布线可以用于修复栅极线121和/或数据线171的缺陷，并且当辐射激光束以进行这种修复时，桥下金属件172可以用于增强栅极线121和存储桥91之间的电连接。
在上基底210上形成用于阻挡光泄漏的黑色矩阵220。在黑色矩阵220上形成多个红、绿、蓝彩色滤光片230。在彩色滤光片230上形成具有多组切口271的参考电极270。优选参考电极270由透明导体如ITO或IZO制成。
参考电极270的每组切口271、272和273在两个相邻切口271、272和273之间插入象素电极190的斜向切口191和193。每个切口271、272和273包括斜向部分或平行于斜向切口191和193的部分以及与象素电极190的边缘重叠的横向和纵向部分。
关于两相邻象素区之间的边界线(即，沿数据线延伸的线)彼此相对的参考电极270的切口271、272和273具有基本上关于边界线的镜面对称性。
通过对齐并组合具有上述结构的TFT阵列板与彩色滤光片板、且在两板之间注入垂直排列的液晶材料而制备根据本发明的LCD的基本结构。当TFT阵列板和彩色滤光片板对齐时，象素电极190的切口191、192和193以及参考电极的切口271、273和273将各个象素区划分成几个小的畴。基于畴中的液晶分子的主轴的平均方向，这些小畴分为四种类型。关于数据线171彼此相对的两相邻象素区的小畴具有基本上关于数据线171的镜面对称性，这是由于象素电极190的切口191、192和193与参考电极270的切口271、273和273的镜面对称性所致。在此情况下，术语“基本的镜面对称性”意味着允许由于上下基底110和210的对准误差所致的对称变形。
图5A是根据本发明第一实施例的LCD的象素电极和八个象素(4×2)的切口的简图，图5B是图5A中所示的具有黑色矩阵的简图。
如图5A所示，根据本发明第一实施例的LCD具有一种包含八边形的切口图案，包括一对相邻象素的切口并在四个方向上重复排列。
考虑到黑色矩阵的分布，如图5B所示，除了位于象素区中心的横向部分以外，横向和纵向部分被黑色矩阵遮挡。具有此种结构的LCD的孔隙比达到41％。
图6是根据本发明第二实施例的LCD简图。
根据本发明第二实施例的LCD与第一实施例的LCD的不同之处在于设置多个突起281作为畴分隔装置以代替参考电极的切口。或者，在多个象素电极190上设置多个突起281，或用多个突起代替象素电极190的切口191、192和193。
图7是根据本发明第三实施例的LCD的TFT阵列板简图，图8是根据本发明第三实施例的彩色滤光片板简图，图9是根据本发明第三实施例的LCD简图。
根据本发明第三实施例的LCD的TFT阵列板基本上具有与图1所示第一实施例相同的结构，除了象素电极的切口分布之外。下面将只描述切口191、192和193的分布。第三实施例LCD的TFT阵列板的每个象素电极190的切口191、192和193包括基本上沿象素电极190的横向中心线延伸并然后倾斜发散地分叉成上、下分支的中心切口192和两个在斜向延伸并分别位于象素电极190的上、下两半部中的斜向切口191和193。
彩色滤光片板有一个黑色矩阵220和多个彩色滤光片230，它们基本上具有与第一实施例相同的结构。但是，彩色滤光片阵列板上的参考电极带有的多个第一至第五切口271-275具有与第一实施例中不同的形状。下面只描述切口271-275的分布。
每个第一切口271和每个第三切口273在斜向横穿象素区，两个相邻象素区中的切口271和273彼此连结。切口的每个连结占据两相邻象素区之间边界区的相当大部分。每个第二切口272横穿象素区，两个相邻象素区中的切口272彼此连结。切口的每个连结占据两个相邻象素区之间边界区的相当大部分。每个第四切口274和每个第五切口275斜切象素区的角部以占据象素区相当大的角部。两个相邻象素区中的第四和第五切口274和275彼此连结。此外，在纵向分布的两个相邻象素区中的第四和第五切口274和275彼此连结。如上所述，虽然连结相邻象素区之间切口的部分被认作连结，但也可以认作重叠，从而强调该部分与数据线重叠。提出这个旁注是为了着重强调切口和数据线的重叠减小施加到数据线的电容性负载，从而减小图象信号的变形这样一种功能。
根据本发明第三实施例的LCD的特征在于由于相邻象素之间参考电极270的切口271-275的连结，去除了接近象素区边界的参考电极的大片区域。象素区边界附近参考电极的去除减小了施加到数据线171的电容性负载，减少了由RC延迟所致的信号失真。后面将详细描述这一点。
图10A是根据本发明第三实施例的LCD的象素电极和八个象素(4×2)的切口的简图，图10B是图10A中所示的具有黑色矩阵的简图。
首先，如图10A所示，根据本发明第三实施例的LCD具有包含金刚石形状的切口图案，该图案包括一对相邻象素的切口并在四个方向上重复分布。此外，在四个金刚石形状的中心分布十字形状的图案。
考虑黑色矩阵的分布，如图10B所示，除了位于象素区中心的横向部分之外，横向和纵向部分被黑色矩阵遮挡。
考虑黑色矩阵的分布，如图10B所示，位于象素区边界附近的第一至第五切口的大部分连结被黑色矩阵阻挡。
这种分布可以减小施加到数据线的电容性负载，并增大LCD的孔隙比。在此布局中孔隙比达到42％。
下面将对根据第三实施例的LCD中施加到数据行的电容性负载的减小做详细的描述。
图11是表示参考电极的切口和数据行之间重叠的截面图，图12是作为与数据行重叠的部分参考电极中去除面积比的函数的施加到数据线的寄生电容曲线。
如图11所示，参考电极270的切口171与数据线171重叠。参考电极270的对应于切口171的去除部分是参考电极270距离数据线171的最接近部分。因为参考电极270的所有部分与数据线171共同形成电容器，并且去除了参考电极270的最接近部分，所以二者之间由于RC延迟而造成沿数据线171走向的图象信号失真的负面影响的电容被减小。因此，参考电极270的切口与数据线171的重叠减小了图象信号的失真。
图12是作为数据线171上参考电极270中去除面积比的函数的数据线171和参考电极270之间的电容大小。相对于重叠部分的整个面积都保留的情况，参考电极270的与数据线171重叠的重叠部分整个面积的去除减少了二者之间电容的大约10％，而大约50％的去除减少电容大约5％。因为本发明的第二实施例去除参考电极270重叠部分的大约50％，所以寄生电容减小大约5％。寄生电容的减小减少了沿数据线传递的图象信号的延迟。表1表示利用示波器的实际板的测量结果。
表I
参考电极无去除 参考电极50％去除
  电阻(kΩ)   44.9   46
延迟(μs)   60级灰度   5.724   5.513
  256级灰度   6.443   6.123
下面将详细描述制造本发明实施例中LCD的提供上述结构和效果的TFT阵列板的方法。
首先，参见图13～17，下面将描述利用五个光掩模的方法。
如图13所示，在基底110上沉积优选由具有优良的物理和化学特性的Cr或Mo合金制备的第一栅极布线层211、231和251和优选由具有低电阻性的Al或Ag合金制备的第二栅极布线层212、232和252，并对它们构图以形成包括多个栅极线121、多个栅电极123和多个栅极焊点125的并基本上在横向延伸的栅极布线。此时，虽然未示出，但还形成存储电极线(第一掩模)。
对于Mo合金的第一栅极布线层211、231和251以及Ag合金的第二栅极布线层212、232和252，两层通过对Al合金的蚀刻剂如磷酸、硝酸、醋酸和去离子水的混合物蚀刻。由此通过利用单个的蚀刻过程完成包含双层的栅极布线121、123和125的形成。因为对于Ag合金的磷酸、硝酸、醋酸和去离子水的混合物的蚀刻率高于对Mo合金的蚀刻率，所以可以获得栅极布线所需的30°的楔角。
接下来，如图14所示，依次沉积三层，即优选由SiNx制备的栅极绝缘层140、非晶硅层和掺杂的非晶硅层，并且一起光蚀刻非晶硅层和掺杂的非晶硅层以在栅极绝缘层140上形成与栅电极123相对的半导体层151和欧姆接触层160(第二掩模)。
随后，如图15所示，沉积并光蚀刻优选由Cr或Mo合金制备的第一数据布线层711、731、751和791以及优选由Al或Ag合金制备的第二数据布线层712、732、752和792，形成数据布线。数据布线包括与栅极线121相交的多个数据线171、连结到数据线171并延伸到栅电极121的多个源电极173、连结到数据线171的一端的多个数据焊点179和多个与源电极173分开并与源电极173关于栅电极121相对的漏电极175(第三掩模)。
之后，蚀刻掺杂非晶硅层图案160的不被数据布线171、175和179覆盖的部分，使得掺杂非晶硅层图案160分成关于栅电极123彼此相对的两个部分163和165，从而暴露半导体图案151的处于掺杂非晶硅层163和165两个部分之间的部分。最好进行氧等离子处理，以便稳定半导体层151的暴露面。
接下来，如图16所示，通过化学气相沉积(“CVD”)生长a-Si:C:O膜或a-Si:O:F、通过沉积无机绝缘膜如SiNx或通过涂覆有机绝缘膜如丙稀基材料，形成钝化层180。通过利用在气体状态下SiH(CH3)3、SiO2(CH3)4、(SiH)4O4(CH3)4、Si(C2H5O)4等作为基本源并且流动氧化物的气体混合物如N2O和O2以及Ar或He进行a-Si:C:O的沉积。在O2和SiH4、SiF4等的混合气体的流动中进行a-Si:O:F的沉积。可以加入CF4作为氟的辅助源(第二掩模)。
通过光蚀刻过程对钝化层180和栅极绝缘层140一起进行构图，来形成多个暴露栅极焊点125、漏电极175和数据焊点179的接触孔181、182和183。此处，接触孔181、182和183的平面形状为多边形或圆形。优选暴露焊点125和179的每个接触孔181和183的面积等于或大于0.5mm×0.5μm，并等于或小于2mm×60μm。虽然图中未示出，但在此步骤中还形成用于将存储桥与存储电极线及存储电极相接触的多个接触孔(第四掩模)。
最后，如图17所示，对多个象素电极190、多个辅助栅极焊点95和多个辅助数据焊点97沉积并光蚀刻ITO层或IZO层。每个象素电极190经第一接触孔181连结到漏电极175，并且辅助栅极焊点95和辅助数据焊点97经第二和第三接触孔182和183连结到栅极沉淀95和数据焊点97。在沉积ITO或IZO之前优选利用氮气进行预热过程。这是为防止在经接触孔181、182和183暴露的金属层部分上形成金属氧化物所需的。虽然图中未示出，在此步骤中还形成多个存储桥，并且将光掩模设计成象素电极190的切口具有关于数据行171的镜面对称性(第五掩模)。
下面将描述利用根据本发明实施例的第四光掩模制造TFT阵列板的方法。
图18A和18B到图26A和26B是依次表示利用四个掩模的制作方法步骤的LCD板的TFT阵列板截面图。
首先，如图18A和18B所示，与第一实施例相似，在基底110上沉积优选由具有优良的物理和化学特性的Cr或Mo合金制备的第一栅极布线层211、231和251和优选由具有低电阻性的Al或Ag合金制备的第二栅极布线层212、232和252，并对它们构图以形成包含多个栅极线121、多个栅电极123和多个栅极焊点125的栅极布线和存储电极布线(第一掩模)。
接下来，如图19A和19B所示，通过CVD法依次沉积SiNx制成的栅极绝缘层140、半导体层150和接触层160，使得层30、40和50分别具有1500-5000、500-2000和300-600的厚度。通过溅射沉积优选由Cr或Mo合金制成的第一导电膜70和优选由Al或Ag合金制成的第二导电膜70，从而形成导电层170。之后，在其上涂覆厚度为1-2μm的光致抗蚀剂膜PR。
随后，经掩模对光致抗蚀剂膜PR曝光并显影以形成如图20A和20B所示的光致抗蚀剂图案PR2和PR1。建立起位于源电极和漏电极173和175之间的TFT的通道区C上的光致抗蚀剂图案PR2和PR1的第二部分PR2，使其厚度小于其上形成有数据布线的数据区A上的第一部分PR1。去除其余区域B上的光致抗蚀剂膜部分。根据后述蚀刻步骤中的蚀刻条件调节通道区C上第二部分PR2与数据区A上第一部分PR1的厚度比。优选第二部分PR2的厚度等于或小于第一部分PR1的厚度一般，尤其是等于或小于4000。
通过几项技术获得光致抗蚀剂膜的与位置有关的厚度。为了调节区域C中的曝光量，在掩模上设置狭缝图案、格栅图案或半透膜。
当使用狭缝图案时，优选狭缝之间的部分的宽度或两部分之间的间距、即狭缝的宽度小于用于光刻法的曝光机的分辨率。在利用半透膜的情况下，可以用不同透射率或不同厚度的薄膜调节掩模的透射率。
当经此掩模用光辐射光致抗蚀剂膜时，直接暴露于光的部分的聚合物几乎完全分解，并且由于曝光量较小，那些面对狭缝图案或半透明膜的部分的聚合物不完全分解。被挡光膜阻挡的部分的聚合物很难分解。光致抗蚀剂膜的显影使得具有未分解的聚合物的部分剩下，并使得暴露于较少光辐射的部分薄于不经受曝光的部分。此处不需要曝光时间长到足以分解所有的分子。
光致抗蚀剂图案的较薄部分PR2可以通过在对光致抗蚀剂膜曝光和显影之后进行回流过程、以使可回流的光致抗蚀剂膜流到没有光致抗蚀剂膜的区域、并利用具有完全透光的透射区和完全遮光的遮挡区的普通掩模而获得。
之后，蚀刻光致抗蚀剂图案PR2和底层、即导电层170、接触层150和半导体层150，使得数据布线和底层遗留在数据区A上，在通道区上只剩下半导体层，从其余的区域B中去除所有的三层170、160和150以暴露栅极绝缘层140。
如图21A和21B所示，去除区域B上的导电层170的曝光部分以暴露接触层150的底部。在此步骤中，选择利用干蚀刻和湿蚀刻，并且干蚀刻和湿蚀刻优选在导电层170被选择性蚀刻而光致抗蚀剂图案PR1和PR2几乎不蚀刻的条件下进行。但是，能够蚀刻光致抗蚀剂图案PR1和PR2以及导电层170的蚀刻条件将适于干蚀刻，因为很难找到只选择性蚀刻导电层170而不蚀刻光致抗蚀剂图案PR1和PR2的条件。在此情况下，第二部分PR2应该有比用于湿蚀刻更厚的厚度，以便防止下部的导电层170经蚀刻曝光。
因此，如图21A和21B所示，通道区C和数据区A上导电层的部分171、173、175和179以及存储电容器电极177被剩下，而剩余区B上的导电层170部分被去除，从而暴露接触层150的底部。剩余的导体图案171、173、175和179具有基本上与数据布线171、173、175和179相同的形状，除了源电极和漏电极173和175仍然没有分离地连结之外。当利用干蚀刻时，光致抗蚀剂图案PR1和PR2也蚀刻到预定的厚度。
接下来，如图21A和21B所示，通过干蚀刻与第二光致抗蚀剂部分PR2一起同时去除区域B上接触层150的曝光部分和半导体层150的底部。优选在光致抗蚀剂图案PR1和PR2、接触层150和半导体层150被同时蚀刻而栅极绝缘层140不被蚀刻的条件下进行蚀刻。(注意，半导体层和中间层没有蚀刻选择性)。特别是，优选光致抗蚀剂图案PR1和PR2以及半导体层150的蚀刻率彼此相等。例如，利用SF6和HCL的混合气体或SF6和O的混合气体将膜和层蚀刻到基本上相同的厚度。为了光致抗蚀剂图案PR1和PR2以及半导体层150的相同蚀刻率，优选第二部分PR2的厚度等于或小于半导体层150和接触层150的厚度之和。
通过这种方式，如图22A和22B所示，去除通道区C上的第二部分PR2以暴露源/漏导体图案173和175，并且去除区域B上的接触层150和半导体层150的各部分以暴露栅极绝缘层140的底部。同时，还蚀刻数据区A上的第一部分PR1，以减小厚度。在此步骤中，完成半导体图案151、153和157的形成。在半导体图案151、153和157上形成接触层161、163和165及169。
然后通过灰化去除通道区C上的源/漏导体图案173和175表面的残余光致抗蚀剂。
随后，如图23A和23B所示，蚀刻去除通道区C上源/漏导体图案173和175的暴露部分和源/漏接触层图案163和165的底部。可以对源/漏导体图案173和175以及源/漏接触层图案163和165实施干蚀刻。或者，对源/漏导体图案173和175实施湿蚀刻而对源/漏接触层图案163和165实施干蚀刻。在前一种情况下，优选以较大的蚀刻选择性蚀刻导体图案173和175以及接触层图案1631和165，因为如果蚀刻选择性不大，则不容易找到蚀刻的结束点，进而不容易调节在通道区C上遗留的半导体图案151的厚度。在后一种情况下，交替地执行干蚀刻和湿蚀刻，对经历湿蚀刻的源/漏导体图案173和175的横侧进行蚀刻，而几乎不对经历干蚀刻的源/漏接触层图案163和165的横侧进行蚀刻，由此获得阶梯状横侧。用于蚀刻导体图案173和175以及接触层163和165的蚀刻气体的例子有CF4和HCL的混合气体以及CF4和O2的混合气体。CF4和O2的混合气体使半导体图案151有均匀的厚度。此时，如图23B所示，可以去除半导体图案151的顶部以使厚度减小，并且将光致抗蚀剂图案的第一部分PR1蚀刻到预定的厚度。蚀刻是在栅极绝缘层140几乎不被蚀刻的条件下进行，并且优选光致抗蚀剂膜的厚度达到防止第一部分PR1被蚀刻，而暴露底部的数据布线171、173、175和179以及底部存储电容电极177。
通过这种方式，源电极和漏电极173和175彼此分开，同时完成数据布线171、173、175和179以及底部接触层图案161、163和165的形成。
最后，去除剩留在数据区A上的第一部分PR1。但是，可以在通道区C上源电极/漏电极173和175的各部分的去除和接触层图案163和165的底部的去除之间进行第一部分PR1的去除。
如上所述，交替执行干蚀刻和湿蚀刻或只利用干蚀刻。虽然只利用一类蚀刻的后一过程较简单，但很难找到适当的蚀刻条件。相反，前一过程能够找到恰当的蚀刻条件但较为复杂。
接下来，如图24A和24B所示，通过化学气相沉积(“CVD”)生长a-Si:C:O膜或a-Si:O:F、通过沉积无机绝缘膜如SiNx、或通过涂覆有机绝缘膜如丙稀基材料形成钝化层180。通过利用在气体状态下的SiH(CH3)3、SiO2(CH3)4、(SiH)4O4(CH3)4、Si(C2H5O)4等作为基本源并且流动氧化剂如N2O和O2以及Ar或He的气体混合物进行a-Si:C:O膜的沉积。在O2和SiH4、SiF4等的混合气体的流动中进行a-Si:O:F膜的沉积。可以加入CF4作为氟的辅助源(第二掩模)。
随后，如图25A和25B所示，与栅极绝缘层140一起光蚀刻钝化层180以形成暴露漏电极175、栅极焊点125和数据焊点179以及存储电容电极177的多个接触孔181、182、183和184。优选暴露焊点125和179的每个接触孔181和183的面积等于或大于0.5mm×15μm，并等于或小于2mm×60μm。虽然图中未示出，但在此步骤中还形成用于将存储桥与存储电极线及存储电极连接的多个接触孔(第三掩模)。
最后，如图26A和26B所示，对多个象素电极190、多个辅助栅极焊点95和多个辅助数据焊点97沉积并光蚀刻ITO层或IZO层。每个象素电极1901连结到漏电极175和存储电容电极177，并且每个辅助栅极焊点95和辅助数据焊点97连结到栅极沉淀95和数据焊点97。虽然图中未示出，在此步骤中还形成多个存储桥，并且将光掩模设计成使得象素电极190的切口具有关于数据行171的镜面对称性(第四掩模)。
因为通过利用Cr蚀刻剂形成由IZO制备的象素电极190、辅助栅极焊点95和辅助数据焊点97，所以可以防止在形成象素电极190、辅助栅极焊点95和辅助数据焊点97的光蚀刻步骤中经接触孔腐蚀数据线或栅极线的暴露部分。这种蚀刻剂的例子有HNO3/(NH4)2Ce(NO3)6/H2O。优选在室温和大约200℃的温度范围内沉积IZO以使接触的接触电阻降为最小。优选用于形成IZO膜的靶包括In2O3和ZnO，包含其中的ZnO量处于15-29at％的范围内。
优选在沉积ITO或IZO之前利用氮气执行预热过程。这是防止经接触孔181、182、183和184在金属层的暴露部分上形成金属氧化物所需的。
虽然以上详细描述了本发明的优选实施例，但应该清楚地知道，可以对本发明的基本原理做各种改型和变化，这些改型和变化对本领域的技术人员来说仍落在本发明由权利要求限定的范围和实质内。尤其是可以对设置于象素电极及参考电极处的切口分布做各种改型。
上述结构提高了LCD的孔隙比并减少了图象信号的失真。

Claims (15)

1.一种液晶显示器的薄膜晶体管阵列板，其包括：
绝缘基底；
形成在绝缘基底上的栅极线；
形成在栅极线上的栅极绝缘层；
形成在栅极绝缘层上的数据线；
形成在数据线上的钝化层；和
形成在钝化层上并具有多个切口的多个象素电极，
其中，在薄膜晶体管阵列板的俯视图中，关于数据线彼此相对的两个相邻象素电极的切口具有金刚石形状的镜面对称性。
2.如权利要求1所述的薄膜晶体管阵列板，其中，每个象素电极的切口包括基本上在横向延伸以将象素电极分成上、下两个半部的横向切口，以及在斜向延伸并位于象素电极的上下两个半部内的两个斜向切口，斜向切口基本上相互垂直。
3.如权利要求1所述的薄膜晶体管阵列板，还包括多条存储电极布线，该存储电极布线包含平行于栅极线的存储电极线和连接到存储电极线的存储电极。
4.如权利要求3所述的薄膜晶体管阵列板，还包括连接两个关于栅极线彼此相对的相邻存储电极布线的存储桥。
5.如权利要求1所述的薄膜晶体管阵列板，其中，任一个切口相对于任一条平行于数据线的线不具有自身对称性。
6.一种液晶显示器，包括：
第一绝缘基底；
形成在第一绝缘基底上的多条栅极线；
与栅极线相交并绝缘的多条数据线；
位于由栅极线和数据线限定的各个象素区上的多个象素电极；
多个薄膜晶体管，每个薄膜晶体管具有分别连接到其中一条栅极线、其中一条数据线和其中一个象素电极的栅电极、源电极和漏电极；
与第一绝缘基底相对的第二绝缘基底；
形成在第二绝缘基底上的参考电极；
形成在第一绝缘基底和第二绝缘基底其中之一上的多个第一畴分隔件；和
形成在第一绝缘基底和第二绝缘基底其中之一上的多个第二畴分隔件，
其中，在液晶显示器的俯视图中，关于一条数据线彼此相对的两个相邻象素电极的第一和第二畴分隔件具有金刚石形状的镜面对称性。
7.如权利要求6所述的液晶显示器，其中，像素电极的第一畴分隔件包括多个切口，一个象素电极的所述多个切口包括：基本上在横向延伸、以将象素电极分隔成上、下两个半部的横向切口；以及两个在斜向延伸并位于象素电极的上、下两个半部中的斜向切口，并且斜向切口基本上彼此垂直，和
斜向切口夹置在参考电极的第二畴分隔件之间，每个第二畴分隔件包括平行于斜向切口的斜向部分和与象素电极的边缘重叠的重叠部分。
8.如权利要求6所述的液晶显示器，其中，每个象素电极的第一畴分隔件包括基本上沿象素电极的横向中心线延伸并分叉成倾斜发散的上、下分支的中心切口、以及两个在倾斜方向延伸并分别位于象素电极的上半部和下半部中的两个斜向切口，并且参考电极的第二畴分隔件中的一个夹置在第一畴分隔件的斜向切口之间并包括平行于斜向切口的斜向部分和与至少一个象素电极和至少一个数据线的边缘重叠的重叠部分。
9.如权利要求8所述的液晶显示器，其中，所述重叠部分与其中一条数据线以及关于一条数据线彼此相对的两个相邻象素电极重叠。
10.如权利要求6所述的液晶显示器，其中，第二畴分隔件包括介电突起。
11.如权利要求6所述的液晶显示器，其中，任一个第一和第二畴分隔件相对于平行于数据线的任一条线不具有自身对称性。
12.一种制造薄膜晶体管板的方法，包括：
形成一条栅极布线，该栅极布线包括多个栅极线，多个连接到栅极线的栅电极和连接到绝缘基底上的栅极线的多个栅极焊点；
形成栅极绝缘层；
形成半导体层；
通过沉积并构图导电材料形成数据布线，该数据布线包括与栅极线相交的多个数据线，连接到数据线的多个数据焊点，与栅电极相邻的多个源电极和与源电极相对设置的多个漏电极；
形成钝化层；
通过和栅极绝缘层一起构图钝化层而形成多个暴露栅极焊点、数据焊点和漏电极的接触孔；和
通过沉积并构图透明导电层形成分别经接触孔连接到栅极焊点、数据焊点和漏电极的多个辅助栅极焊点、多个辅助数据焊点和多个象素电极，
其中，所述像素电极具有至少一个畴分隔件，
其中，在薄膜晶体管板的俯视图中，多个象素电极的形式使得关于其中一个数据线彼此相对的两个相邻象素电极具有金刚石形状的镜面对称性。
13.如权利要求12所述的方法，其中，通过利用光致抗蚀剂图案的一次光刻工艺一起形成数据布线和半导体层，其中光致抗蚀剂图案具有第一部分、薄于第一部分的第二部分以及薄于第二部分的第三部分。
14.如权利要求13所述的方法，其中，第二部分位于其中一个源电极和其中一个漏电极之间，并且在一次光刻工艺中第一部分位于数据布线上。
15.如权利要求12所述的方法，其中，任一个像素电极相对于平行于数据线的任一条线都不具有自身对称性。
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