CN100437244C - 液晶显示器的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种液晶显示器的制造方法，包括形成绝缘基板；形成沿水平方向延伸的栅极线和与所述栅极线绝缘交叉的数据线，以在所述绝缘基板上限定像素区；形成薄膜晶体管，其设置在所述栅极线与数据线的交叉点并包括漏电极；在所述薄膜晶体管上形成有机钝化层；通过在所述有机钝化层上设置并挤压模具而在所述有机钝化层中形成暴露所述漏电极的漏极接触孔并形成压纹图案，该模具具有相应于所述像素区的凹雕图案和相应于所述漏电极的突出；以及形成像素电极，其通过所述漏极接触孔连接到所述漏电极。

Description

液晶显示器的制造方法
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器的制造方法，且更具体而言，本发明涉及一种透反液晶显示器的制造方法。
背景技术
液晶显示器(LCD)包括具有其上形成有薄膜晶体管(TFT)的薄膜晶体管基板的LCD面板、其上形成有彩色滤光片的彩色滤光片基板和注入在该两基板之间的液晶。由于该LCD面板自身不发光，其可以包括设置在TFT基板后部用于向LCD面板提供光的背光单元。从LCD面板的光透射根据液晶的配向而控制。
根据光源的类型，LCD可以是透射型或者反射型。传统常采用透射型。透射型包括设置在LCD面板后部的背光单元并把来自背光单元的光透射通过LCD面板。然而，透射型消耗很多电功率并具有重、厚的缺点。为了解决上述缺点从而用作便携通讯设备，已经发展出消耗较少电功率且轻薄的LCD。其中，反射LCD已被公认为消耗较少电功率且同时轻薄。反射LCD通过取代地使用自然光而限制背光单元的使用从而消耗较少电功率，该背光单元约占透射LCD的总电功率消耗的70％。
同时，兼具透射型和反射型优点的透反(transflective)LCD通过使用自然光和背光单元，无论外界自然光如何变化都可以获得期望的足够亮度。
当制造透反LCD的上述TFT基板时，用于TFT基板的绝缘基板完全被涂覆有机钝化层，且使用该有机钝化层上的狭缝掩模在该基板上形成压纹图案。
然而，使用狭缝掩模形成的压纹图案不能提供好的产率和反射系数。此外，使用狭缝掩模形成压纹图案涉及复杂的制造工艺。
发明内容
本发明涉及一种液晶显示器的制造方法，该方法提高了压纹图案的产量和反射系数，并简化了形成该压纹图案的制造工艺。
通过提供LCD的制造方法而实现了本发明的上述和/或其他方面。根据本发明的示范性实施例，该方法包括形成绝缘基板；形成沿水平方向延伸的栅极线和与所述栅极线绝缘交叉的数据线，以在所述绝缘基板上限定像素区；形成薄膜晶体管，其设置在所述栅极线与数据线的交叉点并包括漏电极；在所述薄膜晶体管上形成有机钝化层；通过在所述有机钝化层上设置并挤压模具，从而在所述有机钝化层中形成压纹图案和形成暴露所述漏电极的漏极接触孔，该模具具有相应于所述像素区的凹雕图案和相应于所述漏电极的突出；和形成像素电极，其通过所述漏极接触孔连接到所述漏电极。
当所述模具被挤压时所述突出的端部接触所述漏电极。
该LCD的制造方法还包括在所述像素电极的至少一个区域上形成反射层。
所述有机钝化层由高粘着有机材料形成。
该LCD的制造方法还包括除去所述模具，并通过在所述有机钝化层上设置掩模并曝光和显影所述有机钝化层，从而除去未形成压纹图案处的有机绝缘层。
所述掩模具有相应于所述像素区的孔。
所述有机钝化层由低粘着有机材料形成。
形成所述压纹图案和所述漏极接触孔包括使用与所述模具统一并具有相应于所述像素区的孔的掩模。
该LCD的制造方法还包括通过使用所述统一的模具和掩模曝光并硬化所述有机钝化层。
该LCD的制造方法还包括除去所述统一的模具和掩模并通过显影所述有机钝化层而除去未形成所述压纹图案处的有机钝化层。
所述模具由透射紫外线的透明材料形成。
所述模具由聚二甲基硅氧烷(polydimethylsilixane，PDMS)形成。
所述掩模与所述模具接触的下侧和所述压纹图案顶部之间的距离处于约0.1mm到约0.7mm的范围。
在形成有压纹图案的模具表面上应用脱模剂。
附图说明
包括进来以提供对本发明的进一步理解并构成说明书一部分的附图示出了本发明的示范性实施例，并与详细说明一起用于解释本发明的原理。
图1是根据本发明的TFT基板的示范性实施例的平面图；
图2是示出图1中的区域“A”的设置的放大平面图；
图3是沿图2的线III-III所取的剖面图；
图4A到4F是示出沿图1的线IV-IV所取的TFT基板的制造工艺的剖面图；
图5A到5D是示出根据本发明的TFT基板的另一示范性实施例的制造工艺的剖面图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本发明的示范性实施例。然而，本发明可以以不同方式实施，且因此本发明不应被解释为局限于这里提出的示范性实施例。相反，提供这些示范性实施例从而使得本公开充分和完整，并向本领域的技术人员充分传达本发明的范畴。
在附图中，为了清楚而夸大了层、膜和区域的厚度。当元件例如层、膜、区域或基板被称为在另一元件“上”时，它可以直接位于该另一元件上，或者也可以存在中间元件。如这里所用的，术语“和/或”包括相关罗列项中的一个或多个的任何及所有组合。
应该理解的是，虽然术语第一、第二、第三等在这里可以用于描述不同的元件、组件、区域、层和/或部件，这些元件、组件、区域、层和/或部件不应限于这些术语。这些术语仅用于区别一个元件、组件、区域、层或部件和另一个区域、层或部件。因此，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部件可以称为第二元件、组件、区域、层或部件，而不会脱离本发明的示教。
空间相对术语，诸如“在其下”、“在其下面”、“下”、“在其上面”、“上”等等，在这里为了描述简易，可以用来描述图中所示的一个元件或部件与另一个元件或部件的关系。应该理解的是，除了图中描述的方位之外，空间相对术语旨在包括在使用或操作中器件的不同方位。例如，如果图中的器件翻过来，原来描述为在另一个元件或部件“下”或“下面”的元件那时将定向为在另一个元件或部件的“上面”。因此，示范性术语“在其下面”可以包括在上面和在下面两个方向。器件可以被另外定向(翻转90度或其它方向)并且这里所用的空间相对描述符据此解释。
这里所用的术语只是为了描述特定实施例而不旨在限制本发明。如这里所用，除非上下文清楚地指出，否则单数形式也要包括复数形式。还应该理解的是，当术语“包括”和/或“包含”用在这个说明书中时，说明所述的部件、整体(integer)、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其它部件、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或增加。
这里参照作为本发明的理想实施例(和中间结构)的示意图的剖面示意图描述了本发明的实施例。同样地，将可预料作为例如制造技术和/或误差的结果从示意图形状的变化。因此，本发明的实施例不应被解释为限于这里所示的区域的特定形状，而是将包括由例如制造产生的形状偏差。例如，示为矩形的注入区将在其边缘典型地具有圆形的或曲线的部件和/或注入浓度梯度，而不是从注入到非注入区的二元变化。同样地，由注入形成的掩埋区可以在掩埋区和通过其发生注入的表面之间的区中导致一些注入。因此，在图中所示的区实际上是示意性的，它们的形状不是要示出器件的区的实际形状，且并非旨在限制本发明的范围。
除非另有限定，这里所用的所有术语(包括技术的和科学的术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员一般所理解的相同的意思。还应该理解的是，诸如那些在一般所用的词典中限定的术语应被解释为具有与它们在相关技术背景中的意思一致的意思，并将不会以理想化的或过度正式的意义解释，除非这里清楚地如此限定。
根据本发明示范性实施例的LCD面板1包括TFT基板100(第一基板)、与其相对的彩色滤光片基板200(第二基板)、和插入在该第一和第二基板之间的液晶层300。
首先，将如下描述TFT基板100。
从基板10制造图1中的多个第一绝缘基板110。通过把每个第一绝缘基板110经过一系列制造工艺而处理所得的TFT基板100。这里，形成在每个绝缘基板110之间的有机钝化层在曝光和显影工艺中被除去。
图1中“A”的放大视图如图2所示，栅极线组件121、122、123形成在第一绝缘基板110上。该栅极线组件121、122、123可以是单层或多层金属。该栅极线组件121、122、123包括沿水平方向(如图2所示)形成的栅极线121、连接到该栅极线121的栅电极122、和连接到栅极驱动部分(未示出)从而被施加驱动信号的栅极焊盘123。
如图3所示，由氮化硅(SiNx)等形成的栅极绝缘层130形成在第一绝缘基板110上。该栅极绝缘层130覆盖栅极线组件121、122、123。
由非晶硅等形成的半导体层140形成在栅电极122的栅极绝缘层130上。由重掺杂有硅化物或n型杂质的n+氢化非晶硅形成的欧姆接触层150形成在半导体层140上。欧姆接触层150在源电极162和漏电极163之间的沟道上被除去。
数据线组件161、162、163形成在欧姆接触层150和栅极绝缘层130上。该数据线组件161、162、163也可以是由金属形成的单层或多层。该数据线组件161、162、163包括沿垂直方向(如图2所示)形成并与栅极线121交叉以限定像素区的数据线161、从数据线161分出并在欧姆接触层150上方延伸的源电极162、以及与源电极162分隔的漏电极163。漏电极163形成在欧姆接触层150上方，同时隔着栅电极122与源电极162相对。
有机钝化层170形成在数据线组件161、162、163和未被数据线组件161、162、163覆盖的一部分半导体层140上。压纹图案175、暴露漏电极163的漏极接触孔171、栅极焊盘接触孔172及数据焊盘接触孔173均形成在有机钝化层170上。栅极焊盘接触孔172和数据焊盘接触孔173连接栅极驱动部分(未示出)和数据驱动部分(未示出)，从而把驱动信号施加到栅极线121和数据线161。形成在有机钝化层170上的压纹图案175通过引起入射到其上的光的散射而提高反射系数。这里，由氮化硅等形成的无机绝缘层进一步形成在钝化层170与TFT之间(图3)，以保证TFT良好操作。有机钝化层170可以是高粘着有机层从而保持预定形状，或者是低粘着有机层从而不保持预定形状，但被紫外线或热所硬化。
像素电极180形成在形成有压纹图案175的钝化层170上。像素电极180通过漏极接触孔171电连接到漏电极163。形成在钝化层170上的压纹图案175也形成在像素电极180上。此外，接触辅助部分181、182(图2)分别形成在栅极焊盘接触孔172和数据焊盘接触孔173上。像素电极180和接触辅助部分181、182通常由ITO(氧化铟锡)或IZO(氧化铟锌)形成。
反射层190形成在像素电极180上。这里，由栅极线121和数据线161形成的像素区被分成其上未形成反射层190的透射区和其上形成反射层190的反射区。来自背光单元(未示出)的光在未形成反射层190的透射区中穿过LCD面板1并照射到其外部，且LCD面板1外部的光被从形成反射层190的反射区反射并照射到LCD面板1的外部。反射层190通常由铝和银形成且也可以由铝/钼双层形成。反射层190通过漏极接触孔171电连接到漏电极163。此外，在像素电极180上的压纹图案也形成在反射层190上。
接着，下面将描述彩色滤光片基板200。
黑色矩阵220形成在第二绝缘基板210上。该黑色矩阵220通常把红色、绿色和蓝色滤光片彼此分开，并阻挡到TFT的光直接辐射到第一绝缘基板110上。该黑色矩阵220通常由添加了黑色颜料的光致抗蚀剂有机材料形成，其中所述黑色颜料是碳黑、氧化钛等。
红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片重复形成在黑色矩阵220边界上的彩色滤光片230上。该彩色滤光片230将颜色赋予从背光单元辐射并穿过液晶层300的光。该彩色滤光片230通常由光致抗蚀剂有机材料形成。
外涂层240形成在彩色滤光片230和被该彩色滤光片230覆盖的黑色矩阵220上。该外涂层240平整化并保护彩色滤光片230，且通常由压克力环氧树脂(acryl epoxy)形成。
公共电极250形成在外涂层240上。该公共电极250由ITO或IZO形成。该公共电极250与TFT基板100的像素电极180一起直接向液晶层300施加电压。
接着，液晶层300注入在TFT基板100和彩色滤光片基板200之间，且两基板100、200被密封剂彼此粘附，然后完成LCD面板1。
此后，将描述根据本发明示范性实施例的TFT基板的制造方法。图4A到4F是沿图1的线IV-IV所取的剖面图，其示出了形成第一基板100的有机钝化层170上的压纹图案175的方法。
参考图2和3，栅极线物质淀积在第一绝缘基板110上，然后通过进行光刻工艺被构图以形成栅极线组件121、122、123。该栅极线组件121、122、123包括栅极线121、栅电极122和栅极焊盘123。然后，栅极绝缘层130、半导体层140和欧姆接触层150依次淀积在第一绝缘基板110上。
半导体层140和欧姆接触层150通过进行光刻工艺被构图，因此在栅电极122上方的栅极绝缘层130上形成半导体层140。欧姆接触层150形成在半导体层140上方。
此后，数据线物质淀积在其上，然后通过光刻工艺被构图以形成数据线组件161、162、163。该数据线组件161、162、163包括与栅极线121交叉的数据线161、连接到数据线161并在栅电极122上方延伸的源电极162、和与源电极162相对的漏电极163。接着，欧姆接触层150在未淀积数据线组件161、162、163处被蚀刻，因此关于栅电极122分离并暴露欧姆接触层150之间的半导体层140。在此工艺中，欧姆接触层150大部分被除去，且半导体层140可以被部分蚀刻。此外，可以施加氧等离子体脉冲以稳定暴露的半导体层140的表面。
然后，通过进行旋涂或狭缝涂覆在其上形成有机钝化层170。有机钝化层170是有机聚合物。如图4A所示，具有凹雕图案410的模具400设置在相应于有机钝化层170上的像素区的区域上。接着参考图4B，模具400被沿着有机钝化层170的方向挤压，因此在有机钝化层170的表面上形成压纹图案175。参考示出图4B中“B”的放大视图的图4C，模具400包括设置在相应于漏电极163的区域上的突出420。同时，当模具400被挤压时，由该突出420形成暴露漏电极163的漏极接触孔171。这里，突出420可以具有挤压模具400时接触漏电极163所需的长度。此外，突出420的剖面形成梯形形状，从而形成穿过有机钝化层170的孔，并形成连接漏电极163和像素电极180(后面提到)的漏极接触孔171。
在此情形，由氮化硅等形成的无机绝缘层进一步形成在钝化层170与TFT(T)之间，以保证TFT良好操作。
当有机钝化层170是高粘着有机层时，漏极接触孔171可能不能正确形成。在此情形，参考图4D，模具400被从有机钝化层170除去。此后，参考图4E，设置具有孔510的掩模500以暴露压纹图案175，然后进行照射紫外线的曝光工艺。然后，如图4F所示，进行显影工艺以除去未形成压纹图案175处的有机钝化层170。通过显影工艺，设置在绝缘基板110之间的和形成漏极接触孔171时留在漏极接触孔171内的有机钝化层170被除去，因此形成较好的(superior)漏极接触孔171。虽然在图中未示出，栅极焊盘接触孔172和数据焊盘接触孔173可以通过与漏极接触孔171同样的方法形成。
在此示范性实施例中，具有压纹图案175的有机钝化层170由除去暴露于紫外线区域的光致抗蚀剂有机材料形成。然而，具有压纹图案175的有机钝化层170可以由除去未暴露于紫外线区域的光致抗蚀剂有机材料形成。在此情形，孔510设置在掩模500相应于未除去的有机钝化层170的区域上。
参考图3，ITO或IZO淀积在有机钝化层170上并通过进行光刻工艺而被蚀刻，因此形成通过漏极接触孔171电连接到漏电极163的像素电极180。像素电极180形成在压纹图案175上。此外，形成接触辅助部分181、182以分别通过栅极焊盘接触孔172和数据焊盘接触孔173连接到栅极焊盘123和数据焊盘164。
然后，反射材料淀积在像素电极180上并被构图，因此在像素电极180的至少一个区域上形成反射层190。该反射层190可以由银、铬或其化合物形成，或者可以由铝或铝/钼双层形成。该反射层190形成在透射区以外的反射区上。该反射层190也具有通过上述压纹图案175形成的压纹图案。该反射层190通过漏极接触孔171连接到漏电极163并施加有电信号。该电信号被提供到设置在反射层190上方的液晶层300。
此后，形成对准膜(未示出)，然后提供根据本发明第一示范性实施例的TFT基板1O0。
此外，黑色矩阵200、彩色滤光片230、外涂层240、公共电极250和对准膜通过常规技术形成在第二绝缘基板210上，因此完成第二基板200。然后，第一基板100和第二基板200粘附到一起，且液晶被注入到其间以完成LCD面板1。
根据上述方法，通过模具400而不使用狭缝掩模简单地提供压纹图案175，因此提高了产量和压纹图案175的反射系数，并简化制造工艺。由于漏极接触孔171通过模具400上的突出420形成，然后进行曝光和显影工艺以除去漏极接触孔内的有机材料，所以使得该较好的漏极接触孔171更好。
此后，将参考图5A到5D描述根据本发明的另一示范性实施例。
参考图5A，有机钝化层170形成在第一绝缘基板110上。这里，有机钝化层170由低粘着有机层形成，与第一示范性实施例不同，且通过紫外线或热而硬化。参考图5A，模具400和掩模500是统一的，其中掩模500设置在模具400中。在模具400上形成相应于像素区的凹雕图案410和相应于漏电极163的突出(未示出)。此外，设置在模具400上的掩模500具有相应于像素区的孔510。
参考图5B，当统一的模具400和掩模500沿有机钝化层170的方向被挤压时，压纹图案175形成在有机钝化层170的表面上，且形成漏极接触孔(未示出)。压纹图案175通过模具400的凹雕图案410形成，且形成的漏极接触孔(未示出)通过突出而连接像素电极(未示出)和漏电极(未示出)。然而，由于有机钝化层170不保持其形状，所以如果模具400被除去，由于低粘着有机层，通过紫外线照射而硬化有机钝化层170。
这里，由于模具400由透射紫外线的透明材料形成，压纹图案175在被硬化和曝光时保持其形状。用于模具400的透明材料可以是聚二甲基硅氧烷(polydimenthylsilixane，PDMS)。优选地，接触模具400的掩模500的下侧与凹雕图案410之间的距离d1(图5A)在约0.1mm到约0.7mm范围。当距离d1小于约0.1mm时，难以制成压纹图案175的理想形状。因此，压纹图案175的产量和反射系数不好。另一方面，当距离d1超过约0.7mm时，模具400变厚且透射紫外线时光被大量地反射。因此，当未形成压纹图案175的理想形状时，压纹图案175的产量和反射系数降低。
参考图5C，统一的模具400和掩模500被除去。接着，参考图5D，有机钝化层170被显影，然后压纹图案175被暴露于紫外线且其余的有机钝化层170被除去。优选地，脱模剂施加到形成压纹图案175的表面上，从而把有机钝化层170与模具400分离。
在上述实施例中，具有压纹图案175的有机钝化层170是由暴露于紫外线的区域被除去的光致抗蚀剂有机材料形成。然而，具有压纹图案175的有机钝化层170可以由未暴露于紫外线的区域被除去的光致抗蚀剂有机材料形成。在此情形，孔510设置在掩模500相应于未被除去的有机钝化层170的区域上。
在所述第二示范性实施例中，当模具400被挤压时，较好的压纹图案175由低粘着有机材料形成。而且，压纹图案175被硬化的同时通过模具400保持其自身形状，因此提高了压纹图案175的产量和反射系数。此外，压纹图案175由模具400形成，因此与使用狭缝掩模的常规工艺相比简化了制造工艺。
因此，本发明提供了在简单工艺中提高压纹图案产量和反射系数的制造液晶显示器的方法。
本领域的技术人员将理解的是，可以在不脱离本发明精神和范畴的情况下对本发明进行各种改进和变化。因此本发明旨在覆盖落入由权利要求及其等同物范围内的本发明的各种改进和变化。

Claims (14)

1、一种液晶显示器的制造方法，包括：
形成绝缘基板；
形成沿水平方向延伸的栅极线和与所述栅极线绝缘交叉的数据线，以在所述绝缘基板上限定像素区；
形成薄膜晶体管，所述薄膜晶体管设置在所述栅极线与所述数据线的交叉点并包括漏电极；
在所述薄膜晶体管上形成有机钝化层；
通过在所述有机钝化层上设置并挤压模具而在所述有机钝化层中形成压纹图案和形成暴露所述漏电极的漏极接触孔，所述模具具有相应于所述像素区的凹雕图案和相应于所述漏电极的突出；和
形成像素电极，其通过所述漏极接触孔连接到所述漏电极。
2、根据权利要求1所述的方法，其中当所述模具被挤压时所述突出的端部接触所述漏电极。
3、根据权利要求1所述的方法，还包括在所述像素电极的至少一个区域上形成反射层。
4、根据权利要求1所述的方法，其中所述有机钝化层由高粘着有机材料形成，所述高粘着有机材料能维持所述压纹图案的形状。
5、根据权利要求1所述的方法，还包括除去所述模具并通过在所述有机钝化层上设置掩模并曝光和显影所述有机钝化层，从而除去未形成压纹图案处的有机绝缘层。
6、根据权利要求5所述的方法，其中所述掩模具有相应于所述像素区的孔。
7、根据权利要求1所述的方法，其中所述有机钝化层由低粘着有机材料形成，所述低粘着有机材料能通过压所述模具且硬化而形成凹凸图案。
8、根据权利要求7所述的方法，其中使用与所述模具统一并具有相应于所述像素区的孔的掩模形成所述压纹图案和所述漏极接触孔。
9、根据权利要求8所述的方法，还包括通过使用所述统一的模具和掩模曝光并硬化所述有机钝化层。
10、根据权利要求9所述的方法，还包括除去所述统一的模具和掩模并通过显影所述有机钝化层而除去未形成所述压纹图案处的有机钝化层。
11、根据权利要求8所述的方法，其中所述模具由透射紫外线的透明材料形成。
12、根据权利要求11所述的方法，其中所述模具由聚二甲基硅氧烷形成。
13、根据权利要求8所述的方法，其中所述掩模与所述模具接触的下侧和所述凹雕图案顶部之间的距离处于0.1mm到0.7mm的范围。
14、根据权利要求1所述的方法，其中在形成有凹雕图案的模具表面上施加脱模剂。
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