CN100533213C - 液晶显示板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示板，包括：上基板；面向上基板的下基板；在下基板中朝向上基板的上表面上的栅线和数据线，栅线和数据线彼此相交叉以限定单元区域；在单元区域中形成的像素电极；位于栅线上方的虚拟源极/漏极图案；在虚拟源极/漏极图案中的球状衬垫料，该球状衬垫料用于保持上基板和下基板之间的盒间隙。

Description

液晶显示板及其制造方法
本申请要求于2005年6月14日提交的韩国专利申请No.P2005-0050951的优先权，在此引用该专利作为参考。
技术领域
本发明涉及一种显示板，尤其涉及一种液晶显示板及其制造方法。尽管本发明适合于宽范围的应用，但特别适用于防止液晶显示板中的球状衬垫料移动，以及该液晶显示器件的制造方法。
背景技术
通常，液晶显示板通过使用电场控制液晶分子排列的光透射率，由此显示图像。图1是根据现有技术的液晶显示板的透视平面图。如图1所示，液晶显示板包括彼此面对的薄膜晶体管基板70和滤色片基板80，其间具有液晶分子16的层。
滤色片基板80具有在上基板11上形成的用于实现色彩的R、G和B滤光片的滤色片阵列12。滤色片基板80还包括防止滤色片12之间漏光的黑矩阵18。公共电极14形成在滤色片阵列12上。上定向膜(未示出)可以形成在公共电极14上以给液晶分子16提供初始取向。
薄膜晶体管基板70具有形成在下基板1上的薄膜晶体管阵列，其包括彼此相交的栅线2和数据线4，和邻近于栅极2和数据线4的交叉处形成的薄膜晶体管30。薄膜晶体管阵列还包括连接到薄膜晶体管30的像素电极22。下定向膜(未示出)可以形成在薄膜晶体管阵列的上方以给液晶分子16提供初始取向。可以通过上基板11上的公共电极14和下基板1上的像素电极22之间的电场控制液晶分子的定向。
图2是根据现有技术用于保持滤色片基板和薄膜晶体管基板之间盒间隙的球状衬垫料的截面图。如图2所示，球状衬垫料13保持滤色片基板80和薄膜晶体管基板70之间的盒间隙。球状衬垫料13在与黑矩阵18重叠的栅线2或数据线(未示出)上。在栅极2上形成栅绝缘膜6和钝化膜50。球状衬垫料13可以通过喷墨法形成。
由于球状衬垫料13具有球状，因此球状衬垫料13可能由于从外部施加到液晶显示板的碰撞而相对于液晶显示板移动。例如，在将偏振器粘贴到下基板1和上基板11的外表面的工序期间，球状衬垫料13在施加到液晶显示板的碰撞的作用下而移动到不同于其初始沉积位置的位置。在另一个例子中，球状衬垫料13可能由于振动/碰撞试验而移动，这些试验是液晶显示板的可靠性试验之一。
偏离预定位置的球状衬垫料13可能通过干扰液晶分子16的控制而引起漏光。在发生漏光的液晶显示板中出现亮点。亮点成为缺陷的一个原因。此外，当离位的球状衬垫料13位于像素电极22上，即在显示区域中的情况下，孔径比降低。
发明内容
因此，本发明涉及一种液晶显示板及其制造方法，其基本上避免了由于现有技术的限制和缺陷引起的一个或多个问题。
本发明的一个目的是提供一种防止球状衬垫料在其中移动的液晶显示板。
本发明的另一个目的是提供一种防止球状衬垫料在其中移动的液晶显示板的制造方法。
本发明另外的特征和优点通过下面的描述阐明，部分从描述中显而易见，或者可以从本发明的实施中获得。通过以下的描述及其权利要求以及所附附图中所指出的具体结构，可以实现和得到本发明的目的和其它优点。
为了实现本发明的这些和其他目的，根据本发明一方面的液晶显示板包括：上基板；面向上基板的下基板；在下基板中朝向上基板的上表面上的栅线和数据线，栅线和数据线彼此相交叉以限定单元区域；在单元区域中形成的像素电极；用于保持所述上基板和所述下基板之间的一盒间隙的球状衬垫料；栅线上方的虚拟源极/漏极图案具有一用以容纳所述球状衬垫料的阱，其中该球状衬垫料设置于该虚拟源极/漏极图案的阱内。
在另一个方面，一种液晶显示板包括：上基板；面向上基板的下基板；在下基板中朝向上基板的上表面上的栅线和数据线，栅线和数据线彼此相交叉以限定单元区域；在单元区域中形成的像素电极；用于保持所述上基板和所述下基板之间的一盒间隙的球状衬垫料；栅线上方的虚拟半导体图案具有一用以容纳所述球状衬垫料的阱，其中该球状衬垫料设置于该虚拟半导体图案的阱内。
在又一方面，一种制造液晶显示板的方法包括：在下基板的上表面上形成栅线和数据线，栅线和数据线彼此相交以限定单元区域；在单元区域中形成像素电极；在栅线上方形成薄膜晶体管的同时形成具有一阱的虚拟源极/漏极图案；在所述虚拟源极/漏极图案的阱中形成球状衬垫料；以及将上基板和下基板粘接到一起。
应当理解，之前的概括描述和下面的详细描述都是示例性和解释性的，并如所声称的，意欲提供对本发明的进一步解释。
附图说明
结合在本申请中并构成本申请的一部分的附图用于提供对本发明的进一步理解，并，这些附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是根据现有技术的液晶显示板的透视平面图；
图2是根据现有技术用于保持滤色片基板和薄膜晶体管基板之间盒间隙的球状衬垫料的截面图；
图3是根据本发明实施例的薄膜晶体管基板的平面图；
图4是沿I-I’线提取的包括薄膜晶体管基板在内的液晶显示板的截面图；
图5A至5E是根据本发明实施方式的逐步聚制造薄膜晶体管的方法的截面图；
图6是根据本发明另一实施方式利用半色调掩模制造衬垫料阱的步骤的截面图；以及
图7是表示根据本发明又一实施方式利用虚拟源极/漏极图案而没有虚拟半导体图案制造衬垫料阱的步骤的截面图。
具体实施方式
现在将对本发明的优选实施方式进行详细描述，在附图中示出了其实施例。
图3是根据本发明实施方式的薄膜晶体管基板的平面图，图4是表示沿图3所示的I-I’线提取的包括薄膜晶体管基板在内的液晶显示板的截面图。如图4所示，根据本发明实施方式的液晶显示板的滤色片基板包括：黑矩阵118，其相应于薄膜晶体管基板上的栅线102和数据线104形成以限定单元区域；在由黑矩阵118所限定的单元区域中用于实现色彩的滤色片112；和与像素电极122形成垂直电场的公共电极114。
液晶显示板的薄膜晶体管(以下称为“TFT”)基板包括下基板101的面向滤色片基板的上表面上的栅线102和数据线104。其间具有栅绝缘膜106的栅线102和数据线104彼此相交以限定单元区域。薄膜晶体管130形成在栅线102和数据线104的交叉处。像素电极122形成在由栅线102和数据线104的交叉所限定的单元区域中。TFT基板还包括与相邻单元区域的栅线102的一部分重叠的存储电容器120。
TFT 130响应栅线102的栅信号将数据线104的像素信号提供给像素电极122。TFT 130包括连接到栅线102的栅极132，连接到数据线104的源极134，连接到像素电极122的漏极136，和与栅极132重叠并形成源极134和漏极136之间的沟道的有源层138。欧姆接触层140a形成有源层138和源极134之间的欧姆接触。欧姆接触层140b形成有源层138和漏极136之间的欧姆接触。
根据本发明实施方式的液晶显示板包括用于保持滤色片基板和薄膜晶体管基板之间的盒间隙的球状衬垫料113。球状衬垫料113通过利用喷墨法等形成。球状衬垫料113位于栅线102的上方并与黑矩阵118重叠。根据本发明实施方式的液晶显示板还可以包括虚拟半导体图案145和虚拟源极/漏极图案135，用于防止位于下基板的栅线102上的球状衬垫料113的移动。
虚拟半导体图案145和虚拟源极/漏极图案135以具有可以容纳球状衬垫料113的空间的阱形状形成，球状衬垫料113形成为放置在虚拟源极/漏极图案135和虚拟半导体图案145的内部空间即衬垫料阱144中。在上基板111和下基板101粘结在一起之后，球状衬垫料113保持在虚拟半导体图案145和虚拟源极/漏极图案135中。因此，由于虚拟源极/漏极图案135和虚拟半导体图案145容纳或保持球状衬垫料113，因此即使在液晶显示板的进一步制造期间施加外力，球状衬垫料113也不能相对于液晶显示器件发生移动。结果，可以防止由球状衬垫料113的移动或偏离预定位置而引起的漏光和液晶显示板的孔径比的减小。
图5A至5E是根据本发明实施方式的逐步聚制造薄膜晶体管的方法的截面图。如图5A所示，通过利用第一掩模工序在下基板101上形成栅线102和栅极132。即，通过沉积方法如溅射方法形成栅金属层。随后，通过利用第一掩模的光刻工序和通过蚀刻工序对栅金属层进行构图，由此形成栅线102和栅极132。栅金属层可以由具有铝(Al)或铝/钕(Al/Nd)的铝族金属构成。
随后，在形成有栅线102和栅极132的下基板101的整个表面上方沉积栅绝缘膜106。如图5B所示，第二掩模工序在栅绝缘膜106上形成有源层138和欧姆接触层140，以及在下基板101的栅线102上形成虚拟半导体图案145，其中当上基板111和下基板101粘结在一起时球状衬垫料113被设置在此。更具体地说，虚拟半导体图案145成形为形成其中能够容纳/保持球状衬垫料113的衬垫料阱144。
第二掩模工序通过利用沉积方法如PECVD或溅射在栅绝缘膜106上顺序形成第一和第二有源层而开始。然后在第二有源层上形成光刻胶膜。此外，利用第二掩模在光刻胶膜上形成光刻胶图案。通过利用光刻胶图案作为掩模的湿刻工序形成有源层138、欧姆接触层140和虚拟半导体图案145。有源层由掺杂有n型或p型杂质的非晶硅构成，欧姆接触层由未掺杂的非晶硅构成。
接下来，如图5C所示，通过利用第三掩模工序在形成有有源层138、欧姆接触层140和虚拟半导体图案145的下基板101上形成与虚拟半导体图案145重叠的虚拟源极/漏极图案135、源极134以及漏极136。第三掩模工序通过利用沉积方法如PECVD或溅射在已经具有有源层138、欧姆接触层140和虚拟半导体图案145的下基板上沉积源/漏金属层而开始。然后，在源/漏金属层上沉积光刻胶膜。进一步，通过利用第三掩模形成光刻胶图案。
通过利用光刻胶图案作为掩模的湿刻工序对源/漏金属层进行构图，以形成数据线104、连接到数据线104的源极134、漏极136、以及在虚拟半导体图案145上的虚拟源极/漏极图案135。随后，通过蚀刻工序去除欧姆接触层140的一部分和源/漏金属层的一部分以暴露出TFT130沟道部分的有源层138、源极134和漏极136以及第一和第二欧姆接触层140a和140b分离。源/漏金属层可以由金属如钼(Mo)、铜(Cu)等形成。随后，如图5D所示，在形成有源极134、漏极136和虚拟源极/漏极图案135的下基板101的整个表面上方形成无机绝缘材料或有机绝缘材料，由此形成钝化膜150。通过利用第四掩模的光刻工序和蚀刻工序对钝化膜150进行构图，由此形成暴露出漏极136的接触孔148。
第五掩模工序通过利用沉积方法如溅射在构图后的钝化膜150上顺序形成透明金属膜和光刻胶膜而开始。然后，通过利用第五掩模对像素电极122进行构图。像素电极122与通过接触孔148暴露出的漏极136接触。透明金属膜可以由氧化铟锡(ITO)、氧化锡(TO)、氧化铟锡锌(ITZO)和氧化铟锌(IZO)之一形成。
如上所述，根据本发明实施方式的制造液晶显示板的方法，在第三掩模工序中形成源极134、漏极136和虚拟源极/漏极图案135，该第三掩模工序在形成有源层138、欧姆接触层140和虚拟半导体图案145的第二掩模工序之后进行。因此，在上述实施方式中，下基板的总制造工序包括五轮掩模工序。然而，具有有源层138和欧姆接触层140的源极134和漏极136利用半色调掩模和虚拟源极/漏极图案135和虚拟半导体图案145在同一掩模工序中形成。即，可以通过利用半色调掩模在一个掩模工序中进行上述实施方式的第二掩模工序和第三掩模工序。因此，在本发明实施方式中的液晶显示板可以利用四轮掩模工序制造。
图6是根据本发明另一实施方式利用半色调掩模制造衬垫料阱的步骤的截面图。如图6所示，源极134和漏极136具有与欧姆接触层140相同的截面形状。此外，虚拟源极/漏极图案135具有与虚拟半导体图案145相同的截面形状。
图7是表示根据本发明又一实施方式利用虚拟源极/漏极图案而没有虚拟半导体图案制造衬垫料阱的步骤的截面图。如图7所示，衬垫料阱144可以仅由虚拟源极/漏极图案135而没有虚拟半导体图案145形成。在形成有源层138和欧姆接触层140的五轮掩模工序的第二掩模工序中，没有形成虚拟半导体图案145。其后，在形成源极134和漏极136的第三掩模工序中，同样地形成虚拟源极/漏极图案135。结果，如同7所示，形成衬垫料阱144。
本发明的上述实施例适合于在上基板上具有公共电极114的液晶显示板。然而，本发明可以应用于其中公共电极114形成在下基板上以与像素电极122形成水平电场的液晶显示板。
如上所述，根据本发明实施方式的液晶显示板及其制造方法包括通过虚拟半导体图案和与虚拟半导体图案重叠的虚拟源极/漏极图案构成的衬垫料阱，以在其中容纳或保持球状衬垫料。因此，即使在制造工序期间液晶显示板受到碰撞，球状衬垫料也不相对于液晶显示器件移动。结果，可以防止由球状衬垫料从黑矩阵区域移动至像素区域中引起的液晶显示板的漏光和孔径比的减小。
显然，本领域技术人员在不脱离本发明精神或范围的情况下可以得到本发明的多种变形和改进。因此，本发明意欲覆盖所有落入所附权利要求及其等效物范围内的这些变形和改进。

Claims (23)

1、一种液晶显示板，包括：
上基板；
面向上基板的下基板；
栅线和数据线，位于下基板中朝向上基板的上表面上，栅线和数据线彼此相交叉以限定单元区域；
在单元区域中形成的像素电极；
用于保持所述上基板和所述下基板之间的一盒间隙的球状衬垫料；以及
位于栅线上方的虚拟源极/漏极图案，具有一用以容纳所述球状衬垫料的阱，其中该球状衬垫料设置于该虚拟源极/漏极图案的阱内。
2、根据权利要求1所述的液晶显示板，其特征在于，还包括薄膜晶体管，包括：
连接到栅线的栅极；
位于栅极上方的有源层；
位于有源层上的第一和第二欧姆接触层；
位于第一欧姆接触层上并连接到数据线的源极；以及
位于第二欧姆接触层上并连接到像素电极的漏极。
3、根据权利要求2所述的液晶显示板，其特征在于，所述虚拟源极/漏极图案由与薄膜晶体管的源极和漏极相同的材料形成。
4、根据权利要求2所述的液晶显示板，其特征在于，还包括在虚拟源极/漏极图案和栅线之间的虚拟半导体图案。
5、根据权利要求4所述的液晶显示板，其特征在于，所述虚拟源极/漏极图案和所述虚拟半导体图案具有相同形状。
6、根据权利要求1所述的液晶显示板，其特征在于，还包括在下基板上形成的公共电极。
7、根据权利要求1所述的液晶显示板，其特征在于，还包括在上基板上形成的公共电极。
8、一种液晶显示板，包括：
上基板；
面向上基板的下基板；
位于下基板中朝向上基板的上表面上的栅线和数据线，该栅线和数据线彼此相交叉以限定单元区域；
在单元区域中形成的像素电极；
用于保持所述上基板和所述下基板之间的一盒间隙的球状衬垫料；以及
位于栅线上方的虚拟半导体图案，具有一用以容纳所述球状衬垫料的阱，其中该球状衬垫料设置于该虚拟半导体图案的阱内。
9、根据权利要求8所述的液晶显示板，其特征在于，还包括薄膜晶体管，其包括：
连接到栅线的栅极；
位于栅极上方的有源层；
位于有源层上的第一和第二欧姆接触层；
位于第一欧姆接触层上并连接到数据线的源极；以及
位于第二欧姆接触层上并连接到像素电极的漏极。
10、根据权利要求9所述的液晶显示板，其特征在于，所述虚拟半导体图案由两层构成，其中的上层由与薄膜晶体管的第一和第二欧姆接触层相同的材料形成，下层由与薄膜晶体管的有源层相同的材料形成。
11、根据权利要求8所述的液晶显示板，其特征在于，还包括在下基板上形成的公共电极。
12、根据权利要求8所述的液晶显示板，其特征在于，还包括在上基板上形成的公共电极。
13、一种制造液晶显示板的方法，包括：
在下基板上形成栅线；
形成与栅线相交叉的数据线，以及位于栅线上的具有一阱的虚拟源极/漏极图案；
在栅线和数据线相交叉所限定的单元区域中形成像素电极；
在所述虚拟源极/漏极图案的阱中沉积球状衬垫料；以及
制备面向下基板的上基板；
将上基板和下基板粘接在一起。
14、根据权利要求13所述的制造方法，其特征在于，还包括：
形成连接到栅线的栅极；
在栅极上方形成有源层；
在有源层上形成第一和第二欧姆接触层；
在第一欧姆接触层上形成源极并在第二欧姆接触层上形成漏极。
15、根据权利要求14所述的制造方法，其特征在于，所述虚拟源极/漏极图案由与源极和漏极相同的材料形成。
16、根据权利要求15所述的制造方法，其特征在于，所述虚拟源极/漏极图案与源极和漏极同时形成。
17、根据权利要求14所述的制造方法，其特征在于，还包括：
在所述虚拟源极/漏极图案和栅线之间形成一虚拟半导体图案。
18、根据权利要求17所述的制造方法，其特征在于，所述虚拟半导体图案由两层构成，其中的上层由与所述第一和第二欧姆接触层相同的材料形成，下层由与有源层相同的材料形成。
19、根据权利要求18所述的制造方法，其特征在于，所述虚拟半导体图案与所述第一和第二欧姆接触层以及有源层同时形成。
20、根据权利要求17所述的制造方法，其特征在于，所述虚拟源极/漏极图案和虚拟半导体图案在相同的掩模工序步骤中形成。
21、根据权利要求20所述的制造方法，其特征在于，所述掩模工序步骤使用半色调掩模。
22、根据权利要求13所述的制造方法，其特征在于，还包括：
在下基板上形成公共电极。
23、根据权利要求13所述的制造方法，其特征在于，还包括：
在上基板上形成公共电极。
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