CN100407035C - 液晶显示器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液晶显示器件，包括：第一基板和第二基板；栅线，在第一基板上具有包括第一透明导电层和第二不透明导电层的双层结构；栅线上的第一绝缘层；数据线，与栅线交叉以限定像素区，该像素区具有透射区域和反射区域；薄膜晶体管；像素电极；上存储电极，其与栅线重叠以形成存储电容并在其中间设有第一绝缘层；透射孔，从薄膜晶体管的第二绝缘层贯穿到第一绝缘层以暴露像素电极；反射电极，通过透射孔的边缘部分将像素电极与漏极和上存储电极连接；栅焊盘，沿栅线的第一导电层延伸；数据焊盘，由第一导电层形成并通过数据链连接到数据线；液晶层，位于第一和第二基板之间；其中在栅焊盘和数据焊盘中去除了第一和第二绝缘层。

Description

液晶显示器件及其制造方法
本申请要求享有2004年6月5日在韩国递交的申请号为P2004-41143的申请的权益，在此引用其全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器件的透射反射式薄膜晶体管基板，尤其涉及一种透射反射式薄膜晶体管基板及制造该基板的简化方法。
背景技术
通常液晶显示器件分为两种类型：采用背光单元提供的光显示图像的透射型，和采用诸如自然光的外部光源反射的光显示图像的反射型。透射型液晶显示器件存在背光单元功耗过高的问题，并且反射型液晶显示器件依赖于外部光而不能在黑暗环境中显示图像。
为了解决这些问题，透射反射式液晶显示器件的应用正在增加，其中在使用背光单元的透射模式中或者在使用外部光的反射模式中可以选择透射反射式液晶。如果外部光充足，透射反射式液晶显示器件工作在反射模式下并且如果外部光不充足，则工作在透射模式下，因此其可以比透射式液晶显示器件更能降低功耗，并且不受外部光的限制，这一点不同于反射式液晶显示器件。
通常，如图1所示，透射反射式液晶显示板包括滤色片基板和与其粘结在一起的薄膜晶体管基板，在两基板之间设有液晶层(未示出)，以及设置在薄膜晶体管基板后面的背光单元。透射反射式液晶显示板的各像素被分为有反射电极28形成的反射区域和没有反射电极28形成的透射区域。
滤色片基板包括黑矩阵(未示出)和形成于上基板52上的滤色片54、公共电极56以及形成于其上的定向层(未示出)。
薄膜晶体管基板包括形成在下基板上限定各像素区的栅线4和数据线(未示出)、连接到栅线4和数据线的薄膜晶体管、形成在像素区并连接到薄膜晶体管的像素电极32以及形成于各像素的反射区域与像素电极32重叠的反射电极28。
薄膜晶体管包括连接到栅线4的栅极6、连接到数据线的源极16、与源极16相对的漏极18、与栅极重叠并在其中间设置有栅绝缘层8以形成源极16和漏极18之间沟道的有源层以及使有源层10与源极16和漏极18产生欧姆接触的欧姆接触层12。薄膜晶体管响应栅线4的扫描信号使数据线上的视频信号充入并保持在像素电极32中。
反射电极28将通过滤色片基板入射的外部光反射给滤色片基板。在反射电极28下方形成的有机膜24表面具有凹凸不平的或突起的形状，因此形成在有机膜上的反射电极28也具有凹凸不平的形状。因此，反射电极28的反射效率由于凹凸不平的表面的散射效果得到提高。
当通过薄膜晶体管向像素电极32施加像素信号时，在公共电极56和像素电极28之间产生电位差。该电位差使得具有介电各向异性的液晶旋转，从而控制通过反射区域和透射区域的液晶层的光透射率，因此根据视频信号改变其亮度。
在这种情况下，在传输区域相对较厚的有机膜24内形成透射孔36使得在反射区域中通过液晶层的光路长度与在透射区域中的相同。因此，入射到反射区域的环境光的光路长度RL与来自背光单元60的透射光的光路长度TL相同，因此在反射模式和透射模式中的透射效率相同。
薄膜晶体管基板进一步包括连接到像素电极32的存储电容以稳定保持施加到像素电极32的视频信号。存储电容由与栅线4重叠的存储上电极20形成并在其中间设有栅绝缘膜，其中存储上电极20与像素电极32连接。此外，在该工艺中欧姆接触层12和有源层10重叠于存储上电极20的下方。
薄膜晶体管基板进一步包括薄膜晶体管和有机膜24之间的第一钝化膜22、位于有机膜24和反射电极28之间的第二钝化膜26、位于反射电极28和像素电极32之间的第三钝化膜30。因此，像素电极32通过贯穿第一到第三钝化膜22、26和30的各第一和第二接触孔34和38与漏极18和存储上电极20连接。
在该透射反射式液晶显示板中，薄膜晶体管基板包括半导体工艺并需要多轮掩模工序，因此该显示板复杂的制造工序使得其成为导致液晶显示板制造成本增加的主要原因。以下将参照图2A到图2F描述透射反射式薄膜晶体管基板的制造方法。
参照图2A，采用诸如溅射的沉积方法在下基板2上形成栅金属层。其后，采用光刻工艺和刻蚀工艺通过第一掩模对栅金属层构图，从而形成包括栅线4和栅极6的栅图案。栅金属层为单层或双层诸如铝、钼、铬之类的金属。
接下来，在已形成栅图案的基板2上形成栅绝缘膜8，并且采用如图2B所示的第二掩模工序在其上形成源/漏图案。该图案包括数据线、源极16、漏极18和存储上电极20。
在已形成栅图案的下基板2上顺序形成栅绝缘膜8、非晶硅层10、具有杂质掺杂其中的非晶硅层12和源/漏金属层。栅绝缘膜8是一种诸如氧化硅SiOX或氮化硅SiNX的无机绝缘材料，并且源/漏金属层是单层或多层诸如铝、钼之类的金属结构。
采用第二掩模和光刻工艺在源/漏金属层上形成光刻胶图案。在该工序中，在薄膜晶体管沟道部分具有衍射曝光部分的衍射曝光掩模用作第二掩模，因此，在沟道部分形成的光刻胶图案的高度低于源/漏图案部分的高度。
其后，采用光刻胶图案通过湿法刻蚀对源/漏金属层进行构图以形成包括数据线、源极16、与源极16整合在一起的漏极18和存储上电极20。
下面，采用同样的光刻胶图案通过干法刻蚀同时对具有杂质掺杂的非晶硅层和非晶硅层进行构图，从而形成欧姆接触层12和有源层10。
在通过灰化去除沟道部分高度相对较低的光刻胶后，对沟道部分的源/漏图案和欧姆接触层12进行干法刻蚀。因此，暴露出沟道部分的有源部分10以将源极16从漏极18分隔开。其后，采用剥离工艺去除残留在源/漏图案上的光刻胶图案。
参照图2C，在已形成源/漏图案的栅绝缘膜8上形成第一钝化膜22，并且采用第三掩模工艺在第一钝化膜22上形成有机膜24，使得有机膜24具有第一和第二初始接触孔34和38以及具有凹凸不平的形状(embossed shape)表面的透射孔36。
在已形成源/漏图案的栅绝缘膜8上顺序形成第一钝化膜22和有机膜24。第一钝化膜22由与栅绝缘膜8一样的无机绝缘材料形成，并且有机膜24由诸如丙烯酸树脂的光敏有机材料形成。
然后，采用第三掩模对有机膜24构图，从而形成对应于第三掩模的透射部分并且贯穿有机膜24的第一和第二开孔35、37以及透射孔36。第三掩模具有在除了透射部分的其他区域重复出现的遮光部分和衍射曝光部分的结构。对对应于第三掩模的有机膜24剩余部分构图以使其具有重复的并具有阶梯差异的遮光区域(凸出部分)和衍射曝光区域(凹槽部分)的结构。随后，对重复有凸出部分和凹槽部分的有机膜24进行处理以使得有机膜24的表面具有凹凸不平的形状。
参照图2D，在有机膜24上形成第二钝化膜26，并且采用第四掩模工序在第二钝化膜上形成反射电极28。在具有凹凸不平的形状的有机膜24上沉积第二钝化膜26和反射金属层以维持其具有同样的凹凸不平的形状。第二钝化膜26为一种诸如第一钝化膜22的无机绝缘材料，并且反射金属层是诸如AlNd具有高反射率的金属。
其后，采用第四掩模和刻蚀工艺对反射金属层进行构图，以形成反射电极28，其中反射电极28是独立于各像素并在有机膜24的透射孔36和第一、第二开孔35、37处断开。
参照图2E，采用第五掩模工艺形成覆盖反射电极28的第三钝化膜30，并形成贯穿第一到第三钝化膜22、26和30的第一和第二接触孔34、38。采用光刻和刻蚀工艺通过第五掩模形成第三钝化层30、反射电极28及第一和第二接触孔34、38，使得第一和第二接触孔34、38在有机膜24的第一、第二开孔35、37处贯穿第一到第三钝化膜22、26和30。第一和第二接触孔34、38分别暴露漏极18和存储上电极20。第三钝化膜30由与第二钝化膜相同的无机绝缘材料形成。
参照图2F，通过采用第六掩模工艺在第三钝化膜30上形成像素电极32。具体地说，采用诸如溅射的沉积方法在第三钝化膜30上形成透明导电层，并且采用第六掩模和蚀刻工艺对透明导电层进行构图以在各像素区形成像素电极。像素电极32通过第一和第二接触孔34和38与漏极18和存储上电极20连接。透明导电层为氧化铟锡ITO。
因此，采用6轮不同的掩模工艺形成现有技术的透射反射式薄膜晶体管基板，这样则具有生产工艺过于复杂的缺点。而且，第一和第二接触孔34、38的边缘应该充分固定使得像素电极32状态良好的连接到现有技术的透射反射式薄膜晶体管基板的漏极18和存储上电极20上。因为这些，会有降低透射区域孔径比的缺点。
发明内容
因此，本发明提出了一种液晶显示器件及其制造方法，其基本上可以克服由于现有技术的局限和缺点所带来的一个或多个问题。
本发明的优点在于提供了一种具有改进的孔径比及简化的制造方法的透射反射式薄膜晶体管基板。
下面的描述阐明本发明的其它特征和优点，一部分可以通过描述明显得到，或者通过实施本发明而得到。本发明的目的和其它优点可以通过说明书及其权利要求以及附图指出的具体结构实现和获得。
为了实现这些和其它优点，并根据本发明的目的，作为概括和具体的描述，所提供的液晶显示器件包括：第一和第二基板、在第一基板上具有包括第一透明导电层和第二不透明导电层双层结构的栅线、栅线上的第一绝缘层、与栅线交叉以限定像素区的数据线、具有透射区域和反射区域的像素区、连接到栅线和数据线的薄膜晶体管、由像素区的第一透明导电层形成的像素电极；上存储电极，其与栅线重叠以形成存储电容并在其中间设置有绝缘层；透射孔，从薄膜晶体管的第二绝缘层贯穿到第一绝缘层以暴露像素电极；反射电极，将通过透射孔边缘暴露的漏极和上存储电极与像素电极连接；栅焊盘，沿栅线的第一透明导电层延伸；数据焊盘，由第一透明导电层构成并通过数据链连接到数据线；和位于第一和第二基板之间的液晶层；其中在栅焊盘和数据焊盘中去除了第一和第二绝缘层。
在本发明的另一方面中，所提供的液晶显示器件的制造方法包括：提供第一和第二基板；采用第一掩模形成具有包括第一透明导电层和第二不透明导电层双层结构的栅线和栅极以及具有第一透明导电层的像素电极；在电极上形成第一绝缘层；采用第二掩模在第一绝缘层上形成半导体图案，具有上存储电极、漏极、源极和数据线的源/漏图案，该栅线和数据线限定具有透射区域和反射区域的像素区；采用第三掩模在源/漏图案上形成第二绝缘层并在透射区域中形成贯穿第二绝缘层到第一绝缘层的透射孔；采用第四掩模在反射区域中形成反射电极，该反射电极通过透射孔将漏极和存储电极连接到像素电极；在第一和第二基板之间形成液晶层。
应该理解，上面的概括描述和下面的详细描述都是示例性和解释性的，意欲对权利要求所述的本发明提供进一步的解释。
附图说明
附图包括在本发明中以提供对本发明进行一步理解，并且作为说明书的一部分，说明了本发明的实施方式并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1所示为根据现有技术的透射反射式液晶显示板的一部分截面图；
图2A到2F所示为图1所示的透射反射式薄膜晶体管基板的制造方法的截面图；
图3所示为根据本发明第一实施方式的透射反射式薄膜晶体管基板的部分平面图；
图4所示为沿图3中的II-II’、III-III’、IV-IV’线提取的透射反射式薄膜晶体管基板的截面图；
图5A和5B所示分别为根据本发明实施方式透射反射式薄膜晶体管基板的制造中第一掩模工序的平面图和截面图；
图6A到图6E所示为更详细说明根据本发明的第一掩模工序的截面图；
图7A和7B所示分别为根据本发明实施方式透射反射式薄膜晶体管基板的制造中第二掩模工序的平面图和截面图；
图8A到图8E所示为更详细说明根据本发明的第二掩模工序的截面图；
图9A和9B所示分别为根据本发明实施方式透射反射式薄膜晶体管的制造中第三掩模工序的平面图和截面图；
图10A到图10C所示为更详细说明根据本发明的第三掩模工序的截面图；
图11A到11B所示分别为根据本发明实施方式透射反射式薄膜晶体管基板制造中的第四掩模工序的平面图和截面图；
图12所示为简单示意根据本发明具有周围部分的透射反射式薄膜晶体管基板的平面图；
图13所示为图12中所示数据链和数据线的防静电区域和接触区域的平面图；
图14所示为沿图13中的V-V’和VI-VI’线提取的透射反射式薄膜晶体管基板的截面图；
图15A和15B所示分别为在图14的透射反射式薄膜晶体管制造中的第一掩模工序的平面图和截面图；
图16A到16B所示分别为在图14的透射反射式薄膜晶体管的制造中的第二掩模工序的平面图和截面图；
图17A到17B所示分别为在图14的透射反射式薄膜晶体管的制造中的第三掩模工序的平面图和截面图；以及
图18A到18B所示分别为在图14的透射反射式薄膜晶体管的制造中的第四掩模工序的平面图和截面图。
具体实施方式
下面参照附图详细描述本发明的实施方式。
图3所示为根据本发明实施方式的透射反射式薄膜晶体管的部分平面图，而图4所示为图3中沿线II-II’，III-III’，IV-IV’的截面图。
参照图3和图4，透射反射式薄膜晶体管基板包括：在下基板142上彼此交叉以限定像素区的栅线102和数据线104，其间具有栅绝缘膜144；连接到栅线102和数据线104的薄膜晶体管106；在各像素区的反射区域中形成的反射电极152；以及在各像素区形成的像素电极118，其通过反射电极152连接到薄膜晶体管106。透射反射式薄膜晶体管基板还包括：存储电容120，其通过重叠前级栅线102和通过反射电极152连接到像素电极118的上存储电极122形成；连接到栅线102的栅焊盘128；以及连接到数据线104的数据焊盘138。各像素区被划分为形成有反射电极152的反射区域和未形成有反射电极152的透射区域。
薄膜晶体管106包括：连接到栅线102的栅极108；连接到数据线104的源极110；与源极110相面对的漏极112；与栅极108重叠的有源层114，其间具有栅绝缘膜114以在源极110和漏极112之间形成沟道；以及在除沟道部分之外的有源层114上形成的欧姆接触层116，以与源极110和漏极112之间形成欧姆接触。薄膜晶体管106响应栅线102的扫描信号使数据线104上的视频信号充入并保持在像素电极118中。
如图4所示，栅线102和栅极108具有包括第一导电层101和第二导电层103的双层结构。例如，第一导电层是透明导电层而第二导电层103是沉积在其上的金属层。
另外，包括有源层114和欧姆接触层116的半导体图案115与数据线104重叠。
反射电极152形成在各像素区的反射区域内以反射外部光。反射电极152具有与其下的有机膜148的形状相对应的凹凸不平的形状，从而由于分散效应其反射效率增加。反射电极152具有包括第一反射金属层151和第二反射金属层153的双层结构。第一反射金属层151由诸如Mo等能够减少反射电极和像素电极118之间接触电阻的金属构成，其中该像素电极118是透明导电层形成。第二反射金属层由诸如AlNd等具有高反射能力的金属构成。
像素电极118形成在各像素区中并且通过贯穿透射孔154边缘部分的反射电极152连接到漏极112。像素电极118由与栅线102的第一导电层101相同的透明导电层形成并且通过透射区域中的透射孔154暴露。像素电极118根据通过薄膜晶体管施加的像素信号与滤色片基板(未示出)的公共电极产生电势差。该电势差使得具有介电各向异性的液晶旋转，从而控制通过液晶层的光透射率，因此根据视频信号改变其亮度。
位于透射区域中的透射孔154贯穿位于部分像素电极118上方的栅绝缘膜144以及位于薄膜晶体管106上的钝化膜146和有机膜148。因此，在反射区域和透射区域中，穿过液晶层的光路长度相同，从而反射模式的透射率和透射模式的透射率相同。
上存储电极122与前级栅线102重叠，其间具有栅绝缘膜144，并且通过反射电极连接到像素电极118，从而形成存储电容120。栅线102通过栅焊盘128连接到栅驱动器(未示出)。栅线102的第一导电层101从栅焊盘128延伸出。
数据线104通过数据焊盘138连接到数据驱动器(未示出)。与栅焊盘128类似，数据焊盘138由第一导电层101形成。数据焊盘138通过独立的接触电极(未示出)连接到数据线104。
在具有栅焊盘128和数据焊盘138的焊盘区中，去除栅绝缘膜144、钝化膜146和有机膜148。
根据本发明实施方式的透射反射式薄膜晶体管基板具有通过反射电极152连接到漏极112和上存储电极122的像素电极118，其中该反射电极152穿过透射孔154的边缘部分。因此，不需要用于连接像素电极118与漏极112和上存储电极122的单独接触孔，从而提高了透射区域的孔径比。
另外，反射电极152的第一反射金属层151连接到像素电极118，其中第一反射金属层与透明导电层具有低接触电阻。因此，当Mo用作第一反射电极151，AlNd用作第二反射层153，而ITO用作像素电极118时，AlNd和ITO通过Mo连接在一起，从而可以减小由Al2O3的产生引起的AlNd和ITO的接触电阻。
根据本发明的薄膜晶体管可以采用四轮掩模工序形成，从而与现有技术的六轮掩模工序相比可以简化制造工序。
图5A和5B所示分别为用于制造根据本发明的透射反射式薄膜晶体管基板的第一掩模工序的平面图和截面图，而图6A到6E所示为更详细地描述本发明第一掩模工序的截面图。
如图5B所示，采用第一掩模工序，在下基板142上形成栅图案和透明导电图案。栅图案包括栅线102、连接到栅线102的栅极108，而透明导电图案包括栅焊盘128、数据焊盘138和像素电极118。栅图案具有包括第一和第二导电层101和103的双层结构。透明导电图案具有由与栅图案的第一导电层101相同的材料构成的单层结构。采用半色调掩模或衍射掩模，利用一轮掩模工序形成具有双层结构的栅图案和具有单层结构的透明导电图案。以下，仅描述采用半色调掩模的例子。
如图6A所示，采用诸如溅射的沉积法，在下基板142上沉积第一导电层101和第二导电层103，并且在第一导电层101和第二导电层103上形成光刻胶167。第一导电层101是由诸如ITO、TO、IZO等透明导电材料构成的，而第二导电层103是由诸如Mo、Ti、Cu、Al(Nd)系等金属材料构成的。然后，用半色调掩260，利用光刻工序对光刻胶167进行曝光和显影，以形成如图6B所示具有阶梯差的光刻胶图案268。
半色调掩模260包括透明石英基板266，和在透明石英基板266上形成的遮挡层262和部分透光层264。这里，遮挡层262与位于形成有栅图案的区域中的部分透光层重叠，以阻断紫外线(UV)，从而在显影后留下第一光刻胶图案268A。与遮挡层262不重叠的部分透射层264位于形成有透明导电图案的区域中，以部分地透射UV，从而在显影后留下比第一光刻胶图案268A更薄的第二光刻胶图案268B。遮挡层262由金属如Cr、CrOx等构成，而部分透射层264由MoSix等构成。
如图6C所示，采用具有阶梯差的光刻胶图案268A和268B，通过刻蚀导电层对第一导电层101和第二导电层103进行构图，从而形成具有双层结构的栅图案和其上留有第二导电层103的透明导电图案。然后利用氧O2等离子体对光刻胶图案进行灰化。结果，如图6D所示，第一光刻胶图268A变得更薄，而第二光刻胶图案268B被去除。采用灰化后的第一光刻胶图案268A，利用刻蚀工序去除透明导电层上的第二导电层103。此时，第二导电层103的两侧沿灰化后的第一光刻胶图案268A被再次刻蚀，从而栅图案的第一导电层101和第二导电层103具有台阶状的固定阶梯差。因此，当第一导电层101和第二导电层103的侧表面具有高斜率时，可以防止在第一导电层101和第二导电层103产生源/漏极金属层的开口缺陷。然后，如图6E所示，利用剥离工序去除留在栅图案上的第一光刻胶图案268A。
图7A和7B所示分别为用于制造根据本发明的透射反射式薄膜晶体管基板的第二掩模工序的平面图和截面图，而图8A到8E所示为更详细地描述本发明第二掩模工序的截面图。
参照图7B，在具有栅图案和像素电极118的下基板142上形成栅绝缘膜144。另外，采用第二掩模工序在其上方形成源/漏图案和包括有源层114和欧姆接触层116的第二半导体图案115，其中该第二半导体图案沿源/漏图案下表面与其重叠。源/漏图案包括数据线104、源极110、漏极112和上存储电极122。半导体图案115和源/漏图案是采用例如衍射曝光掩模，利用同一掩模工序形成的。
更具体地说，如图8A所示，在形成有栅图案的下基板142上依次形成栅绝缘膜144、非晶硅层105、掺杂有n+或p+杂质的非晶硅层107、以及源/漏金属层109。例如，栅绝缘膜144、非晶硅层105、掺杂有杂质的非晶硅层107通过PECVD形成，而源/漏金属层109由溅射形成。栅绝缘膜144是诸如氧化硅SiOx、氮化硅SiNx的无机绝缘材料，而源/漏金属层109是由Cr、Mo、MoW、Al/Cr、Cu、Al(Nd)、Al/Mo、Al(Nd)/Al、Al(Nd)/Cr、Mo/Al(Nd)/Mo、Cu/Mo、Ti/Al(Nd)/Ti等构成。对于Al/Cr情况的双层结构例子来说，在形成Cr层之后，形成Al层。
然后，在源/漏金属层109上涂覆光刻胶219，并且采用衍射曝光掩模210利用光刻工序对其进行曝光和显影，从而形成如图8B所示具有台阶差的光刻胶图案220。
衍射曝光掩模210包括透明石英基板212、其上由诸如Cr、CrOx等金属层形成的遮挡层214以及衍射曝光狭缝216。遮挡层214位于形成半导体图案和源/漏图案的区域中以阻断紫外线，从而在显影后留下第一光刻胶图案220A。衍射曝光狭缝216位于形成薄膜晶体管沟道的区域以衍射紫外线，从而在显影后留下比第一光刻图案220A更薄的第二光刻胶图案220B。
接着，如图8C所示，通过刻蚀具有阶梯差的光刻胶图案220对源/漏金属层109进行构图，从而形成源/漏图案和位于其下方的半导体图案115。在该工序的这个时间点上，源极110和漏极112是彼此连接在一起的。
然后，如图8D所示，采用氧O2等离子体对光刻胶图案220进行灰化。结果，第一光刻胶图220A变薄而第二光刻胶图案220B被去除。另外，采用灰化后的第一光刻胶图案220A，利用刻蚀工序，去除通过去除第二光刻胶图案220B所暴露出的源/漏图案以及位于其下方的欧姆接触层116，从而使源极110和漏极112分离并暴露出有源层114。因此，有源层114的沟道位于源极110和漏极112之间。此时，源/漏图案的两侧沿灰化后的第一光刻胶图案220A再次被刻蚀，从而源/漏图案和半导体图案115具有台阶形状的固定阶梯差。如图8E所示，采用剥离工序去除留在源/漏图案上的第一光刻胶图案220A。
图9A和9B所示分别为用于制造根据本发明的透射反射式薄膜晶体管基板的第三掩模工序的平面图和截面图，而图10A到10C所示为更详细地描述本发明第三掩模工序的截面图。
参照图9B所示，采用第三掩模工序在具有源/漏图案的栅绝缘膜144上形成具有位于透射区中的透射孔的钝化膜146和有机膜148。
更具体地说，如图10A所示，采用诸如PECVD的沉积法在具有源/漏图案的栅绝缘膜144上形成钝化膜146。钝化膜146是与栅绝缘膜144类似的无机绝缘材料。然后，如图10B所示，在钝化膜146上形成有机膜148，该有机膜148在反射区具有凹凸不平的表面和位于透射区的透射孔154。
采用旋转涂覆法，通过涂覆诸如丙烯酸树脂的感光有机材料在钝化膜146上形成有机膜148。然后采用第三掩模利用光刻工序对有机膜148进行构图，从而形成与第三掩模的透射部分相对应并贯穿有机膜148的透射孔154，并且去除具有数据焊盘138的焊盘区的有机膜148。此外，第三掩模具有除透射部分之外遮挡部分和衍射曝光部分(或透反射部分)重复的结构。与上述重复部分相对应的有机膜148被构图以具有一结构，在该结构中重复具有阶梯差的遮挡区(突出部分)和衍射曝光区(凹槽部分)。随后，在重复突出部分和凹槽部分的有机膜148被抛光(fire)，因此该有机膜148的表面具有凹凸不平的形状。
参照图10C，通过采用有机膜148作为掩模，对钝化膜146和栅绝缘膜144进行构图，因此透射孔154贯穿栅绝缘膜144，并且位于焊盘区中的钝化膜146和栅绝缘膜144被去除。在这种情况下，刻蚀通过透射孔154所暴露出的漏极112、上存储电极122以及位于上存储电极122下方的半导体图案。由于刻蚀速度不同，与漏极112、上存储电极122和位于上存储电极122下方的半导体图案相比，栅绝缘膜144的边缘部分具有突出的结构。透射孔154暴露出像素电极118的第二导电层103，而透射孔154的侧表面暴露出漏极112和上存储电极122的侧表面。
图11A和11B所示分别为用于制造根据本发明的透射反射式薄膜晶体管基板的第四掩模工序的平面图和截面图。如图11B所示，采用第四掩模工序，在各像素反射区中形成反射电极152。
具体地说，在有机膜148的凹凸不平的表面上形成反射金属层，并且反射金属层保持凹凸不平的形状。反射金属层具有包括第一反射金属层151和第二反射金属层152的双层结构，其中第一反射金属层151与像素电极具有低接触电阻，例如，Mo，而第二反射金属层153具有高反射能力，如AlNd。接着，利用采用第四掩模的光刻工序和刻蚀工序对第一反射金属层151和第二反射金属层153进行构图，从而形成位于各像素反射区的反射电极152。反射电极152通过透射孔154的边缘部分连接漏极112和像素电极118，并且连接上存储电极122和像素电极118。因此，不需要用于连接像素电极118和漏极112及上存储电极122的单独接触孔，从而增加透射区的孔径比。此外，反射电极152的第一反射金属层151连接到像素电极118，即透明导电层，可以减少接触电阻。
如上所述，根据本发明的透射反射式薄膜晶体管基板及其制造方法，利用半色调或衍射曝光掩模形成与栅图案类似的像素电极，并且采用反射电极152将像素电极118连接到漏极112和上存储电极122，从而与现有技术相比，至少减少一轮掩模工序。
图12所示为根据本发明透射反射式薄膜晶体管的周围部分。如图所示，透射反射式薄膜晶体管基板100包括将在与栅焊盘同一层所形成的数据焊盘138连接到数据线104的接触电极160。也就是说，接触电极160连接从数据焊盘138延伸出的数据链136与数据线104。接触电极160是由与在有源区182中形成的反射电极152相同的金属层AlNd、AlNd/Mo构成的。接触电极160存在的问题是当其暴露到外部时由于氧化而受到侵蚀，因此其位于由密封剂180所密封的区域内，即密封剂180和有源区182之间。
此外，薄膜晶体管基板100包括静电放电器件190，其用于阻断流入有源区182中的静电流。静电放电器件190连接到数据线104或栅线102，并且包括彼此具有连接关系的多个薄膜晶体管300、310和320。静电放电器件190通过在由静电产生的高电压区具有低阻抗而使过电流被放电，从而阻断静电流。另外，在正常驱动环境下具有高阻抗而不影响通过栅线或数据线所提供的驱动信号。静电放电器件190需要用于相互连接薄膜晶体管300、310和320的多个接触电极。接触电极也是由与反射电极152相同的金属层AlNd、AlNd/Mo构成的。因此，静电放电器件190也是位于由密封剂180所密封的区域中，即密封剂180和有源区182之间。
图13所示为图12所示的静电放电器件190和连接到数据线104的接触电极160的平面图；而图14所示为图13中沿V-V’线提取的薄膜晶体管基板的截面图。
参照图13和图14，数据链136与从数据焊盘138延伸出并且位于密封剂180所密封的区域的数据线104的端部重叠。与数据焊盘138类似，数据链136具有透明导电层，即第一透明导电层108。
第一接触电极160位于由数据链136和数据线104的重叠部分所形成的第一接触孔162上方，以将数据线104连接到数据链136。第一接触孔162贯穿有机膜148、钝化膜146、数据线104、半导体图案115和栅绝缘膜144，暴露出数据链136。因此，第一接触电极160连接到通过第一接触孔162所暴露出的数据线104的侧表面，并且第一接触电极160被连接到数据链136的表面。
连接到数据线104的静电放电器件包括第二薄膜晶体管到第四薄膜晶体管300、310、320。第二薄膜晶体管300包括连接到数据线104的第二源极304、与第二源极304相对的第二漏极306，以及与第二源极304和第二漏极306重叠的第二栅极302，其间具有半导体图案115和栅绝缘膜144。第二栅极302具有包括第一导电层101和第二导电层103的双层结构。
第三薄膜晶体管310以二极管形式连接到第二薄膜晶体管的第二源极304和第二栅极302。为此，第三薄膜晶体管310包括连接到第二源极304的第三源极314、与第三源极314相对的第三漏极316，以及与第三源极314和第三漏极316重叠的第三栅级312，其间具有半导体图案115和栅绝缘膜144。第三栅极312具有包括第一导电层101和第二导电层103的双层结构。另外，第三栅极312通过在第二接触孔340上方形成的第二接触电极332连接到第三源极314。第二接触孔340贯穿有机膜148、钝化膜146、第三源极314、半导体图案115、栅绝缘膜144以及第三栅极312的第二导电层103，暴露出第三栅极312的第一导电层101。
第四薄膜晶体管320以二极管形式连接到第二薄膜晶体管的第二漏极306和第二栅极302。为此，第四薄膜晶体管320包括连接到第二漏极306的第四源极324、与第四源极324相对的第四漏极326，以及与第四源极324和第四漏极326重叠的第四栅极322，其间具有半导体图案115和栅绝缘膜144。第四栅极322具有包括第一导电层101和第二导电层103的双层结构。另外，第四漏极326连接到第三漏极316，并且其通过在第三接触孔344上方形成的第三接触电极334连接到第二栅极302。此外，第四栅极332通过在第四接触孔348上方形成的第四接触电极336连接到第四源极324。第三接触孔344贯穿有机膜148、钝化层146、第四漏极326、半导体图案115、栅绝缘膜144、以及第二栅极302的第二导电层103。第四接触孔348贯穿有机膜148、钝化膜146、第四源极324、以及半导体图案115、栅绝缘膜144以及第四栅极322的第二导电层103。
这里，第一接触电极到第四接触电极160、332、334、336是由双层结构形成的，该双层结构是由与上述反射电极152相同的金属层沉积而成。因此，由于第一接触电极到第四接触电极160、332、334、336的第一反射金属层151连接到第一导电层101，即透明导电层，因此可以减小接触电阻。
具有该结构的透射反射式薄膜晶体管可以由如上所述的四轮掩模工序形成。参照图15A到图18B对其进行描述。
参照图15A到图15B，采用第一掩模工序在下基板142上形成栅图案，其中栅图案包括沿数据焊盘138的数据链136，以及第二栅极302、第三栅极312和第四栅极322。这里，数据焊盘138和数据链136仅由透明导电层，即第一导电层101形成，而且包括第二栅极302、第三栅极312和第四栅极322的栅图案具有双层结构，在该双层结构中沉积有第一导电层101和第二导电层103。如图5A到图6E中所述，第一掩模工序采用半色调掩模(或衍射掩模)。
参照图16A和图16B，采用第二掩模工序形成栅绝缘膜144、包括有源层114和欧姆接触层116的半导体图案115、以及包括数据线104、第二到第四源极304、314、324和第二到第四漏极306、316、326的源/漏图案。第二掩模工序与在图7A到图8E中所述的相同。
参照图17A到图17B，利用第三掩模工序形成钝化膜146和有机膜148，并且形成贯穿有机膜148到栅绝缘膜144的第一接触孔、贯穿第二和第三栅极的第二导电层103的第二到第四接触孔340、344、348。第三掩模工序与图9A到图10C所述相同。在这种情况下，去除栅焊盘区的有机膜148并且位于未形成有反射电极152的区域中的有机膜148不具有凹凸不平的表面。
参照图18A到图18B，采用第四掩模工序，形成具有与反射电极152相同的双层结构的第一到第四接触电极160、332、334和336。第四掩模工序与图11A和图11B所述的相同。
如上所述，在根据本发明的透射反射式薄膜晶体管基板及其制造方法中，利用半色调掩模(或衍射掩模)，通过一轮掩模工序形成双层结构的栅图案和单层结构的透明导电图案。因此，可能简化制造工序。此外，由于双层结构的栅图案的第一导电层和第二导电层具有台阶状的固定阶梯差，因此可以防止由第一导电层和第二导电层的倾斜而引起的在源/漏图案中的开口。
此外，在根据本发明的透射反射式薄膜晶体管基板及其制造方法中，暴露出像素电极的透射孔是通过构图有机膜所形成的，而贯穿透射孔边缘的反射电极将漏极和上存储电极连接到像素电极。因此，可能简化制造工序，并且不再需要用于连接像素电极与漏极和上存储电极的单独接触孔，从而增加透射区的孔径比。
此外，在根据本发明的透射反射式薄膜晶体管基板及其制造方法中，与反射电极相同材料的接触电极连接数据链和数据线，其中数据链和数据线是在彼此不同的层中形成的，并且防静电器件的薄膜晶体管彼此连接在一起。因此，可以通过执行四轮掩模工序而简化工序。
而且，在根据本发明的透射反射式薄膜晶体管基板及其制造方法中，反射电极和接触电极具有双层结构并且具有低接触电阻的第一反射金属层连接到透明导电层。因此，可能减小接触电阻。
可以理解，对于熟悉本领域的技术人员在不脱离本发明精神或范围的情况下，可以对本发明做出多种变型和改进。因此，本发明意欲覆盖落入所附权利要求及其等效物所限定的范围内的变型和改进。

Claims (42)

1.一种液晶显示器件，包括：
第一基板和第二基板；
栅线，在第一基板上具有包括第一透明导电层和第二不透明导电层的双层结构；
栅线上的第一绝缘层；
数据线，与栅线交叉以限定像素区，该像素区具有透射区域和反射区域；
薄膜晶体管，与栅线和数据线连接；
像素电极，在像素区中由第一透明导电层形成；
上存储电极，其与栅线重叠以形成存储电容并在其中间设有第一绝缘层；
透射孔，从薄膜晶体管的第二绝缘层贯穿到第一绝缘层以暴露像素电极；
反射电极，通过穿过透射孔的边缘部分暴露的漏极和上存储电极与像素电极连接；
栅焊盘，沿栅线的第一透明导电层延伸；
数据焊盘，由第一透明导电层形成并通过数据链连接到数据线；
液晶层，位于第一和第二基板之间；
其中在栅焊盘和数据焊盘中去除了第一和第二绝缘层。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，在薄膜晶体管和第二绝缘层之间进一步包括第三绝缘层。
3.根据权利要求2所述的液晶显示器件，其特征在于，所述第三绝缘层为无机材料。
4.根据权利要求2所述的液晶显示器件，其特征在于，所述透射孔穿过第三绝缘层。
5.根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，所述第二绝缘层为有机材料。
6.根据权利要求1所述的液晶显示器件，进一步包括：
穿过第二绝缘层、数据线和第一绝缘层暴露数据链的第一接触孔，该数据链与数据线的端部重叠；并且，
通过第一接触孔横向连接到数据线并与数据链表面连接的第一接触电极。
7.根据权利要求6所述的液晶显示器件，其特征在于，所述第一接触电极由与反射电极相同的材料形成。
8.根据权利要求6所述的液晶显示器件，其特征在于，所述第一接触电极形成在密封剂区域的内侧。
9.根据权利要求6所述的液晶显示器件，其特征在于，所述反射电极和第一接触电极具有钕化铝和钼的双层结构。
10.根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，所述器件进一步包括连接到栅线和数据线之一的静电放电器件。
11.根据权利要求10所述的液晶显示器件，其特征在于，所述静电放电器件包括：
第二薄膜晶体管，其包括与数据线连接的第二源极；
第三薄膜晶体管，以二极管的形式连接在第二薄膜晶体管的栅极和源极之间；
第四薄膜晶体管，以二极管的形式连接在第二薄膜晶体管的栅极和漏极之间；
第二接触电极，通过第二接触孔连接到第三薄膜晶体管的源极和栅极；
第三接触电极，通过第三接触孔连接到第三或第四薄膜晶体管的漏极和第一薄膜晶体管的栅极；
第四接触电极，通过第四接触孔连接到第四薄膜晶体管的源极和栅极。
12.根据权利要求11所述的液晶显示器件，其特征在于，所述第二、第三、第四薄膜晶体管的栅极具有双层结构。
13.根据权利要求11所述的液晶显示器件，其特征在于，所述第二、第三、第四接触电极由与反射电极相同的材料形成。
14.根据权利要求11所述的液晶显示器件，其特征在于，所述第二、第三、第四接触孔从第二绝缘层开始贯穿源极或漏极、半导体图案和栅极的第一绝缘层和第二不透明导电层以暴露栅极的第一透明导电层。
15.根据权利要求11所述的液晶显示器件，其特征在于，所述第二、第三和第四接触电极形成在密封剂区域的内侧。
16.根据权利要求11所述的液晶显示器件，其特征在于，所述反射电极和第二、第三、第四接触电极具有钕化铝和钼的双层结构。
17.根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，所述第二绝缘层具有凸凹不平的表面。
18.根据权利要求17所述的液晶显示器件，其特征在于，所述反射电极具有凸凹不平的表面。
19.一种制造液晶显示器件的方法，包括：
提供第一和第二基板；
使用第一掩模形成具有包括第一透明导电层和第二不透明导电层双层结构的栅线和栅极以及具有第一透明导电层的像素电极；
在电极上形成第一绝缘层；
使用第二掩模在第一绝缘层上形成半导体图案，具有上存储电极、漏极、源极和数据线的源/漏图案，所述栅线和数据线限定具有透射区域和反射区域的像素区；
使用第三掩模在源/漏图案上形成第二绝缘层并在透射区域中形成贯穿第二绝缘层到第一绝缘层的透射孔；
使用第四掩模在反射区域中形成反射电极，该反射电极通过透射孔将漏极和存储电极连接到像素电极；和
在第一和第二基板之间形成液晶层。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述数据线与部分半导体图案重叠。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述反射区域与部分像素电极重叠。
22.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述形成透射孔包括：
在源/漏图案上形成第三绝缘层。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述第三绝缘层为无机材料。
24.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述透射孔贯穿第三绝缘层。
25.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第二绝缘层为有机材料。
26.根据权利要求19所述的方法，进一步包括：
使用第一掩模形成沿栅线的第一透明导电层延伸的栅焊盘和连接到数据线的数据焊盘；和
使用第三掩模在具有栅焊盘和数据焊盘的焊盘区域中去除第一和第二绝缘层。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述栅焊盘和数据焊盘具有相同的结构。
28.根据权利要求26所述的方法，进一步包括：
使用第一掩模形成沿数据焊盘延伸并与数据线端部重叠的数据链；
使用第三掩模形成经由数据线从第二绝缘层贯穿到第一绝缘层的第一接触孔以暴露该数据链；
使用第四掩模形成通过第一接触孔连接到暴露的数据线和数据链的第一接触电极。
29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述第一接触电极形成在密封剂区域的内侧。
30.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述反射电极和第一接触电极具有钕化铝和钼的双层结构。
31.根据权利要求19所述的方法，进一步包括形成静电放电器件，该静电放电器件包括：
第二薄膜晶体管，其具有与数据线连接的第二源极；
第三薄膜晶体管，以二极管的形式连接在第二薄膜晶体管的栅极和源极之间；
第四薄膜晶体管，以二极管的形式连接在第二薄膜晶体管的栅极和漏极之间。
32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，所述形成静电放电器件的方法包括：
使用第一掩模形成第二、第三、第四薄膜晶体管的栅极，该栅极具有双层结构；
使用第二掩模在第一绝缘层上形成第二、第三、第四薄膜晶体管的漏极、源极和半导体图案；
使用第三掩模形成第二、第三、第四接触孔；和
使用第四掩模形成第二、第三、第四接触电极。
33.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，所述第二接触孔形成在第三薄膜晶体管的源极和栅极的重叠部分。
34.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，所述第三接触孔形成在第三或第四薄膜晶体管的漏极和第二薄膜晶体管栅极的重叠部分。
35.根据权利要求32所述的方法，具特征在于，所述第四接触孔形成在第四薄膜晶体管的源极和栅极的重叠部分。
36.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，所述第二接触电极通过第二接触孔与第三薄膜晶体管的源极和栅极连接。
37.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，所述第三接触电极通过第三接触孔将第三或第四薄膜晶体管的漏极与第二薄膜晶体管的栅极连接。
38.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，所述第四接触电极通过第四接触孔与第四薄膜晶体管的源极和栅极连接。
39.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，所述第二、第三、第四接触电极形成在密封剂区域的内侧。
40.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，所述反射电极和第二、第三、第四接触电极具有钕化铝和钼的双层结构。
41.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第二绝缘层具有凸凹不平的表面。
42.根据权利要求41所述的方法，其特征在于，所述反射电极具有对应于第二绝缘层的凸凹不平的表面。
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