CN1397027A - 形成电极或像素电极的方法和一种液晶显示设备 - Google Patents

Abstract

依照本发明，使用光掩模(20)将平面化膜(9)曝光，然后进行显影，以给平面化膜(9)提供凹槽(9b)。最后，在包含那些凹槽(9b)的平面化膜(9)上形成像素电极(10)。

Description

形成电极或像素电极的方法和一种液晶显示设备

技术领域

本发明涉及一种欲在光敏膜上形成的形成电极的方法、一种形成像素电极的方法和一种液晶显示设备。

发明背景

如通常所知，有两种类型的液晶显示设备：一种被提供以背光的透射型液晶显示设备和一种利用外部光线的反射型液晶显示设备。为了反射外部光线，给反射型液晶显示设备提供包含具有高反射特性的Al或Ag金属的像素电极。特别地，这样的反射液晶显示设备可能需要向不同的方向散射外部光线以提高欲显示图像的质量。为了这个目的，通常给像素电极提供凹槽/凸起。依照被提供以这样凹槽/凸起的像素电极，可将外部光线向不同方向散射。以下将简要说明形成包含凹槽/凸起的像素电极的常规方法的一实例。

首先，该实例常规方法可在衬底(例如，玻璃衬底)上对应于相应像素的相应位置上形成半导体元件如TFT。然后，该方法可形成多个用来给像素电极提供凹槽/凸起的凸起部件，并可进一步形成平面化膜以用该平面化膜覆盖该多个凸起部件。由于在平面化膜下存在多个凸起部件，在该多个凸起部件存在的影响下给平面化膜提供凹槽/凸起。然后，当像素电极在平面化膜上形成时，在平面化膜上的凹槽/凸起的影响下，给像素电极提供凹槽/凸起。

然而，以上提到的常规方法具有一问题：该方法需要相当贵的制作费用，因为该方法要求不仅形成平面化膜而且形成多个凸起部件以给像素电极提供凹槽/凸起。

从上述情况的观点来看，本发明的目标是提供一种液晶显示设备和以低制造费用形成电极和像素电极的方法。

发明概述

为了实现以上所述的目标，本发明提供一种形成电极的方法。该方法包括第一步，形成具有光敏性的光敏膜，第二步，将所述光敏膜曝光以使不同量的曝光能量可应用到所述光敏膜上的一特定的区域和另一区域，第三步，显影所述已曝光光敏膜，以及第四步，在所述已显影光敏膜上形成电极。

在第二步中，依照本发明的这种形成电极的方法将所述光敏膜曝光以使不同量的曝光能量能应用到所述光敏膜的不同区域。因此，通过在第三个过程中显影光敏膜，具有不同深度的凹槽可在光敏膜的表面形成。通过调节应用到光敏膜上的曝光能量的量，可改变凹槽的深度以使具有所要深度的凹槽可在光敏膜的表面形成。因此，如果在包含这样凹槽的平面化膜上形成电极，则该电极可遵循平面化膜的表面形状，这样给电极提供凹槽/凸起。这样，按照形成电极的发明方法，通过在光敏膜自身上形成凹槽而给电极提供凹槽/凸起是可能的。因此，在形成具有凹槽/凸起的电极的情况下，该发明方法需要形成这种光敏膜而不需要形成任何用于给这种光敏膜提供凹槽/凸起的凸起部件，这样可降低费用。

此发明也提供了一种在衬底上分别对应于像素的位置上形成像素电极的方法。该方法包括在衬底上分别对应于像素的位置上形成半导体元件的第一步，在其上形成有所述半导体元件的所述衬底上形成具有光敏性的光敏膜的第二步，将所述光敏膜曝光以使不同量的曝光能量可应用到所述光敏膜上的一特定区域和另一区域的第三步，显影所述已曝光光敏膜的第四步和在所述已显影光敏膜上形成所述像素电极的第五步。

在第三步中，依照本发明的这种形成像素电极的方法将所述光敏膜曝光以使不同量的曝光能量可应用到所述光敏膜的不同区域。因此，通过调节应用到光敏膜上的曝光能量的量，具有所要深度的凹槽可在光敏膜的表面形成。因此，当在包含这样凹槽的光敏膜上形成像素电极时，可给该像素电极提供凹槽/凸起而不用在光敏膜下形成凸起部件。这样，例如在通过使用依照本发明形成像素电极的方法来制造反射型液晶显示设备的情况下，能以低制造费用来制造该反射型液晶显示设备。

优选地，上述形成像素电极的方法可在所述第一步后所述第二步前进一步包括第六步：在所述衬底上形成单层膜或多层膜以用所述单层或多层膜覆盖所述半导体元件。

通过在形成光敏膜之前形成单层膜或多层膜，由于该单层膜或多层膜存在于半导体元件和光敏膜之间，可防止半导体元件的特性变化。

此外，本发明公开一被提供以衬底的液晶显示设备，半导体元件在该衬底上分别对应于像素的位置上形成。该设备包括在所述衬底上形成的光敏膜，并且该光敏膜在每个分别对应于像素的位置上具有多个凹槽。进一步，该设备包括在分别对应于像素的位置上形成的像素电极以用所述像素电极覆盖所述光敏膜的所述多个凹槽。

附图简述

图1是在用于液晶显示设备的衬底上的对应于一个像素的部分的放大横截面图；

图2示出在TFT已形成之后，图1中所示的衬底部分的放大横截面图；

图3示出当对平面化膜9进行曝光时，相同衬底部分的放大横截面图；

图4示出在平面化膜9已显影之后，相同衬底部分的放大横截面图；

图5示出在钝化膜8中的接触孔8a已形成之后，相同衬底部分的放大横截面图；

图6示出像素电极在其中已按照常规方法形成的TFT的横截面图；以及

图7示出没有所述钝化膜的示例TFT的横截面图。

发明详述

参照图1至图5，示出本发明的一实施例，在其中像素电极欲在衬底上分别对应于像素的位置上形成，该衬底用于液晶显示设备中。然而，应当指出，除了液晶显示设备，本发明还可应用于任何其它设备，只要这样的设备需要一具有凹槽/凸起的电极。

图1是在用于液晶显示设备的衬底上对应于一个像素的部分的放大横截面图。以下将参照图1和图2到图5说明对应那个像素的该部分的制造方法。图2到图5示出对应于图1中所示像素的部分的制造步骤。

首先，如图2所示的TFT100在玻璃衬底1上形成。通过形成栅电极2、栅绝缘膜3、半导体层4(例如，Si∶H或Si∶H∶F)、欧姆接触层5、源电极6和漏电极7，在玻璃衬底1上制造TFT100。形成半导体层4、欧姆接触层5、源电极6和漏电极7可依照不同方法来进行。例如，在形成半导体层4之后，可依次对用于欧姆接触层5的材料以及用于源电极6和漏电极7的材料进行淀积，然后可依次对这些淀积的材料进行刻蚀，这样可形成欧姆接触层5、源电极6和漏电极7。

然后，如图3所示，可依次形成钝化膜8和具有光敏性的正型平面化膜9。应当指出，如本发明所要求的，这种平面化膜9代表一光敏膜。平面化膜9下面的钝化膜8的形成能有效地防止TFT100的特性恶化。在平面化膜9形成之后，使用光掩模20将平面化膜9曝光。以较强曝光能量施加于平面化膜9的区域A而较少曝光能量施加于区域B的方式对平面化膜9进行曝光。为了如上所述将平面化膜9曝光，给光掩模20对应于区域A的部分提供开口20a，给光掩模20对应于区域B和C的部分提供缝隙部分20c。光掩模20的开口20a的宽度大于曝光系统的分辨率，而缝隙部分20c包括每个都具有小于曝光系统分辨率的宽度的缝隙20b。由于光掩模20的开口20a的宽度大于曝光系统的分辨率，平面化膜9的区域A接收具有较高强度的光30。另一方面，由于光掩模20的缝隙部分20c包括缝隙20b，通过这些缝隙20b的光被衍射，这样产生被一起强化的光和被一起弱化的光。此时，区域B接收强化光，而被夹在区域B中间的区域C接收弱化光。就是说，区域B接收强化光而区域C几乎接收不到光。此外，由于缝隙20b的宽度小于曝光系统的分辨率，照射到区域B上的光31的强度小于照射到区域A上的光30。而且，除开口20a和缝隙部分20c之外的光掩模20的部分是为了遮光的遮光部分20d，这样与遮光部分20d相对的区域D接收不到光。这样，依靠光掩模20，没有光可照射到区域C和区域D上，强光30照射到区域A而弱光照射到区域B。换句话说，借助光掩模20，较强曝光能量被施加到区域A，而较弱曝光能量被施加到区域B。在如以上所说明将平面化膜9曝光之后，可对平面化膜9进行显影。

图4为在已将平面化膜9显影之后的衬底的横截面图。如图4中所示，因为在光掩模20上的遮光部分20d的影响下，没有光照射到区域D，所以即使在已将平面化膜9显影之后，平面化膜9的区域D(见图3)可保持未被去除。相反，因为较强光线已照射到区域A上以将钝化膜8曝光且形成接触孔9a，所以在已将平面化膜9显影之后，平面化膜9的区域A被去除。此外，因为在光掩模20上的遮光部分20c的影响下，几乎没有光照射到区域C，所以即使在已将平面化膜9显影之后，平面化膜9的区域C基本上保持未被去除，而因为较弱光照射到区域B，所以平面化膜9的区域B表面被去除，并且在已将平面化膜9显影之后形成凹槽9b。

如图5所描述的，在显影平面化膜9之后，借助起刻蚀掩模作用的、具有接触孔9a和凹槽9b的平面化膜9，对钝化膜8进行干刻蚀以将漏电极7曝光并且在钝化膜8上形成接触孔8a。

在对钝化膜8进行刻蚀后，通过溅射和蒸发的方法，在平面化膜9上形成主要包含Al的AlCu膜，然后在该AlCu膜上确定像素电极10(参照图1)的图形。作为结果，可如图1所示形成像素电极10。由于在这种像素电极10下形成的平面化膜9包含凹槽9b，在平面化膜9的凹槽9b的影响下，给像素电极10提供凹槽10a。给像素电极10提供凹槽10a导致在像素电极10的表面形成凹槽/凸起。

依照本发明的这个实施例，当将平面化膜9曝光时，以较弱光照射区域B。相应地，平面化膜9的显影可在平面化膜9的表面产生凹槽9b。因为像素电极10在包含凹槽9b的平面化膜9上形成，像素电极10可遵循平面化膜9的表面形状，这样可在像素电极10的表面给像素电极10提供凹槽/凸起。这样，依照本发明的实施例，依靠在平面化膜9自身上形成凹槽9b，给像素电极10的表面提供凹槽/凸起。

另一方面，为了给像素电极10的表面提供凹槽/凸起，常规方法需要不仅形成平面化膜9而且形成用于给这种平面化膜9提供凹槽/凸起的凸起部件。

图6示出像素电极依照这样的常规方法在其中形成的TFT的横截面图。在常规方法中，为了给平面化膜90提供凹槽90a，在形成平面化膜90之前，形成多个凸起部件95。在该多个凸起部件95的影响下，给平面化膜90提供凹槽90a。因此，通过在具有凹槽90a的平面化膜90上形成像素电极10来形成具有凹槽/凸起的像素电极10是可能的。然而，在常规方法中存在着增加制造步骤数和制造的高费用的问题，因为常规方法需要不仅形成平面化膜90而且形成用于提供凹槽90a给平面化膜90的凸起部件95。相反，依照本发明实施例，有可能当将平面化膜9曝光时通过改变欲施加到平面化膜9区域A、B、C和D的各自的曝光能量的量而在平面化膜9上形成凹槽9b。因此，本发明实施例不需要除平面化膜9以外再形成图6所示的凸起部件95，这样可减少制造步骤数并且相应地可降低制造费用。

在图1中，钝化膜8作为在TFT100(见图2)和平面化膜9之间的单层被提供。然而，提供多个钝化膜或多个不同于钝化膜的膜是可能的。此外，虽然在图1中钝化膜8在平面化膜9下形成，钝化膜8未必是必需的。

图7示出钝化膜8未在其中形成的TFT的横截面图。在钝化膜8未形成的情况下，相应于没有钝化膜8的情况，衬底可能有利地变薄，而且制造步骤数减少且费用降低。

在本发明的这个实施例中，使用一正型平面化膜9。因此，当将平面化膜9曝光以在平面化膜9上形成凹槽9b时，应用到平面化膜9的区域B的曝光能量必须少于区域A。为了这个目的，在本发明实施例中，当对平面化膜9进行曝光时，使用包含缝隙部分20c的光掩模20。然而，即使使用不同于用包含缝隙部分20c的光掩模20的其它曝光方法，在区域A和B上应用不同强度的曝光能量也是可能的。例如，其余的曝光方法包括，使用这样的光掩模的曝光方法：在该光掩模中对应于区域B的光掩模部分具有比对应于区域A的光掩模部分小的光透射率，和使用多个光掩模的曝光方法：在该多个光掩模中各自光掩模的图形是相互不同的。

应当进一步指出，虽然平面化膜9使用正型，但也可使用负型。在使用负型平面化膜代替正型平面化膜的情况下，与正型平面化膜相比，没有光可能照射到负型平面化膜的区域A上而相当的强化光可能照射到区域D上。

还应当指出的是，虽然在本发明实施例中AlCu作为一种材料被用于像素电极，Ag和任何其他材料可替换使用。

如以上所说明的，依照本发明，形成电极的方法、形成像素电极的方法和液晶显示设备可以减少制造费用。

Claims (4)

1.一种形成电极的方法，包括：

第一步，形成具有光敏性的光敏膜；

第二步，将所述光敏膜曝光以使不同量的曝光能量能应用到所述光敏膜上的一特定的区域和另一区域；

第三步，显影所述已曝光的光敏膜；和

第四步，在所述已显影的光敏膜上形成电极。

2.一种在衬底上分别对应于像素的位置上形成像素电极的方法，包括：

第一步，在衬底上分别对应于像素的位置上形成半导体元件；

第二步，在所述衬底上形成具有光敏性的光敏膜，在所述衬底上形成有所述半导体元件；

第三步，将所述光敏膜曝光以使不同量的曝光能量能应用到所述光敏膜上的一特定区域和另一区域；

第四步，显影所述已曝光的光敏膜；和

第五步，在所述已显影的光敏膜上形成所述像素电极。

3.权利要求2中的方法，在所述第一步后所述第二步前，进一步包括在所述衬底上形成单层膜或多层膜以利用所述单层或多层膜覆盖所述半导体元件的第六步。

4.一种具有衬底的液晶显示设备，在该衬底上半导体元件在分别对应于像素的位置上形成，包括：

在所述衬底上形成的光敏膜，所述光敏膜在每个分别对应于像素的位置上有多个凹槽；和

在分别对应于像素的位置上形成的像素电极，以用所述像素电极覆盖所述光敏膜上的所述多个凹槽。

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