TW591319B - LCD array substrate and fabrication method thereof - Google Patents

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Description

591319 _案號 92113852_年月日__ 五、發明說明（1) 本發明所屬之技術領域 本發明係論及一種液晶顯示裝置（LCD )，以及係特別 論及一種LCD陣列基板和其製造方法，其中之薄膜電晶體 區域，係被安排在一單位像素之中央側部分處，以及彼等 資料線和閘極線，係取代彼等源極電極和閘極電極。 先前技術 一般而言，一液晶顯示裝置，係藉由其内之液晶材料 的光學各向異性和偏極化來加以運作。由於此種液晶材 料，係包括一些各具有一薄而長之結構的液晶分子，此種 液晶材料，係具有一依據該等液晶分子之排列的方向性。 因此，該等液晶分子之排列方向，可藉由施加一外來電場 至其液晶來加以控制。隨著該等液晶分子之排列方向因一 電場的施加而改變，此液晶材料之光學各向異性所引起的 光偏極化，將會受到調變而顯示影像資訊。 液晶材料可被分類成一依據其電氣性質而具有正介電 各向異性之正（+ )液晶，和一具有負介電各向異性之負（一） 液晶。彼等具有正介電各向異性之液晶分子在排列上，係 使彼等之長軸平行於一施加電場，以及彼等具有負介電各 向異性之液晶分子在排列上，係使彼等之長轴正交於一施 加電場之方向。 時下，一主動型陣列LCD，已因彼等之高解析度和優 異之動畫再現能力，而被廣泛使用著，其中之薄膜電晶 體，和一些連接至此等薄膜電晶體之像素電極，係被排列
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下文將回顧上述LCD主要元件的液晶面板 成一陣列結構 之結構。 第1圖係一幅一般性LCD之部份展開透視圖。參照第i Θ 個叙性彩色，係包括一上部基板5和一下部基 板22。其上部基板5係包括：一黑色矩陣6、一旦有红色 (R)、、綠色（G)、和藍色（B)等子濾色片8之濾色片7，和一 形成在此濾色片7上面之透明性共用電極丨8。其下部基板 22係包括··一些像素區域（p)、一些形成在此等像素區域 (P)上面之像素電極17、和一包括一些切換元件（τ)之陣列 配線。在該等上部基板5與下部基板22之間，如上文所 述，係置有一液晶層14。 上述之下部基板22，係被稱作一”陣列基板"。在此下 部基板22上面，有多個作用為切換元件之薄膜電晶體，係 使排列成一矩陣結構，以及其一閘極線13和資料線15，在 形成上係使父越過該等多個薄膜電晶體。該等像素區域 (Ρ)，係由該等閘極線丨3和該等與此等閘極線丨3相交之資 料線1 5，來加以界定。其像素區域（ρ)上面所形成之像素 電極17，係由一類似銦錫氧化物（ΙΤ〇)等具有優異之透光 性的透明性導電性材料所製成。以上所構成之LCD丨丨，可 於其像素電極17上面之液晶層14的液晶分子，因其薄膜電 晶體所施加之#號電壓而對準，以便控制通過其液晶層工4 之光量時，顯示出影像。 而且’以上所構成之LCD陣列基板22，係由一沈積過 程、微影術過程（以下簡稱”光照過程"）、蝕刻過程、等
591319 五、發明說明（3) 等來形成。此光照過程係利用一種原理，其中之光阻 (PR)，在曝露於一光波下時，會發生一化學反應，而改變 上述PR之性夤。在此一光照過程中，光波係透過一想要圖 案之遮罩，使選擇性地照射至該!^上面，藉以形成一與該 遮罩之圖案相同的圖案。上述之光照過程係包括：一塗上 層相當於一般照片薄膜之光阻的PR塗佈步驟；一使用一 遮罩使一光波選擇性地照射至上述PR上面之曝光步驟；和 一可使上述PR之曝露部分被移除以形成一圖案之顯影步 驟。 第2圖係一習知技術式LCD陣列基板之像素的部份放大 平面圖。參照第2圖，一像素區域（p)，係由一對閘極線J 3 和一對與此對閘極線1 3相交之資料線1 5，來加以界定。在 此等資料線1 5和閘極線1 3之相交點處，有一薄膜電晶體 (T)形成，其係具有一閘極電極31、一源極電極33、和一 沒極電極35。其源極電極33和汲極電極35，係在其間極電 極3 1上面，使彼此分開一段預定之間隔，以及有一活動通 道（半導體層）3 7 a，係使曝露在此等源極電極3 3與汲極 電極35之間。 …
當有一掃描脈波，施加至上述薄膜電晶體（T)之閑極 電極3 1，以及使此閘極電極3 1之電壓增加時，該薄膜電晶 體（τ)將會被導通。此時，若有一液晶驅動電壓，自其資3 料線13經由上述薄膜電晶體（T)之汲極電極和源極電^區 域，施加至其液晶材料時，其包括液晶電容器和儲存電容 裔之像素電谷裔’便會被充電。精由重複上述之運作，—
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璧、應於每一晝面時間有關之影像信號的電壓，將會重複施 加至上述LCD面板之前表面的像素電容器。最後，若有任 像素因其薄膜電晶體而被交換，此被交換之像素，便會 使來自其下部光源之光波通過。 第3A至3D圖係一些可示意顯示一製作第2圖之LCD陣列 基板之過程的平面圖和橫截面圖。在第3人至3〇圖中，該等 橫截面圖係沿第2圖之線η，所截成。纟此，雖然第3圖係 顯示該陣列基板為由一需要四個遮罩之過程所形成，此陣 列基板係可由一需要五個遮罩之過程來形成。若該陣列基 板係由一使用五個遮罩之過程來形成，上述之半導體層 37，便可能並非形成在其資料線15下方。 q 第3 A圖係對應於一第一遮罩步驟，其中有一類似銅等 金屬，係使沉積及圖案化，而形成該等閘極線丨3和閘極電 極31。其次，一閘極絕緣薄膜32和一非晶半導體（矽）層 3 7,、一摻雜有一摻雜劑之非晶半導體（矽）層“，、和二 導電性金屬層33’，係使沉積在一其上已形成有上述閘極 線1 3等之基板上面。 第3B圖係對應於一第二遮罩步驟，其中有一導電 屬層33，，係使圖案化，而形成上述與其閘極線^相交之’ 資料線1 5，其源極電極3 3係自其資料線丨5垂直突出一 定之區域，以及其汲極電極35係與此源極電極”分開一 預定之間隔。其二欠’上述曝冑出而摻雜有—才參雜物之非曰又 矽層36 ’係使用上述圖案化過之金屬層，作為一蝕刻阻曰曰 隔片，來加以蝕刻，藉以使其非晶矽層37，，曝露在該等 591319 五、發明說明（5) 資料線和沒極電極之間。 第3 C圖係對應於一第三遮罩步驟，其中有一屬電氣絕 緣材f之純化層41，係使形成在一其上已形成有上述閘極 ，1 3等之基板上面。此鈍化層4〗係經圖案化，使形成一些 可供其汲極電極電極35所用之汲極接觸孔43。之鈍化層 41 j亦使自上述之像素區域（p)移除，除其閘極電極31之 上部、源電極33、汲極電極35、閘極線13之上部、和資料 線1 5之上σ卩而外。正當上述純化層41被圖案化之際，該鈍 化層下方之半導體層3 7和閘極絕緣薄膜3 2，將會同時被圖 案化丨因此，在上述圖案化之鈍化層41下方，該半導體層 37，係被蝕刻成一與上述鈍化層4丨相同之圖案。 第3D圖係對應於一第四遮罩步驟，其中係使形成一可 透過該汲極接觸孔43而與上述汲極電極35相接觸之像素電 因此，上述習知技術式陣列基板，係由前述之過程加 以形成，以及該陣列基板之螢幕尺寸，係大於上述光照過 程中所用之曝光遮罩者。因此，在其曝光步驟期間，上述 陣列基板之螢幕，係被分割成多個之照射片，以及係使重 複加以曝光，以及此種重複性過程，隨著近年來大型lcd :大量生I，已進-步加以一般化。然而，其曝光設備之 精密度的限制，將會因照射片間發生欠對準所致之綴合失 效’而造成該LCD之畫面品質的降低。 而且，在使用第3B圖之遮罩步驟 ^ A ^ ——▼· 精由圖案化上述之 導電性金屬層，而％成該等用以界定上述與其間極線相交 591319
二=2，域的資料線、其源極電極、和其與此源極電極分 二；疋間隔之汲極電極的情況中，上述曝光設備等之精 '的限制’將會使彳于其遮罩無法精確地遵循一預期之規 ^一以，因而會有某種程度脫離其正確位置。結果，將會 有一覆疊失效發生，其中之閘極電極和源極電極/汲極^ " 並未整齊地與母一像素區域相重疊，以致會降低該 LCD之晝面品質。 一以 二、， > …、第4圖，上述LCD之晝面品質的降低現象，將做更 誶細之說明。第4A至4(：圖係例示一些依據該等源極電極/ 沒極電極與閘極電極之接觸區域有關的綴合/覆疊失效。 在第4A至4C圖中，上述之綴合失效，係一項在同一薄 層上面之知射片間的對準度不固定時所發生之問題，以及 上述之覆疊失效，係一項因不同薄層間之遮罩的欠對準所 f而發生之問題。然而，由於一綴合失效之結果，係與一 欠對準失效之結果相同，彼等之說明係參照第“和代圖之 相同繪圖來加以完成。 第4A圖係一未發生綴合/覆疊失效之薄膜電晶體區域 的平面圖和橫截面圖。 參知、第4 A圖’由於該等閘極電極31和源極電極3 3間與 閘極電極31和沒極電極電極35間之重疊區域的存在所致/，、 將會有一些寄生電容Cgs和Cgd產生。此等寄生電容將會在該 薄膜電晶體被導通時，使其液晶電壓改變，以致會在 其起初施加之電壓與一施加至該液晶之電壓間，造成一電 壓差異。該AV大體上可以下列之方程式1來表示：
591319 五、發明說明（7)
△ V --Δ Vf (1)
Cgd + Clc + Cst 其中’ Cgd為一寄生電谷’ Clc為一液晶電容’ CST為一儲 存電容，以及AVg為其在ON和OFF狀態中之閘極電極電 壓’ Vgh *Vgi ’間的電壓差異。 因此，由於該電壓差異AV所致，將會有一種其中之 畫面會在顯示期間不當地變為黑暗和明亮（亦即，閃燦） 之現象發生。此閃爍係藉由使其共用電壓（Vc自其資料 信號電壓之中央移離以使一直電流（dc)成分能/在該lcd 運作之際被消除，來加以克服。換言之，若各個像素中所 產生之AV係使固定，該閃爍便可藉由使其共用電壓移 一固定量，來加以克服。 誠如第4A圖中所示，若其相對於多個像素中之對應 膜電晶體區域的寄生電交孫凰旧〜 ^ =玍冤谷係屬固定，此一問題將可被解 的寄峰## 士认、夕個像素中之對應薄膜電晶體區域 旧苛生電谷，由於一縐 、 定，上it ttσ和/或覆疊失效所致，而非屬固 定量，來加以克服 其共用電壓(ν_)移離-固 第4Β和4C圖係一虺右妙人 體區域的平面圖和橫截覆叠失效發生之薄膜電晶 若其綴合失效（亦即，彼等照射片間有欠對準發 591319 五、發明說明（8) ---- 生），或其覆璺失效（亦即，不同薄層間有遮罩之欠對準 發生），該等閘極電極3 1和源極電極3 3間與該等閘極電極 31和汲極電極電極35間之重疊區域，將會有一差異發生i 結果，該等寄生電容Cgs和Cgd之間，將會造成一差/異:換言 之，誠如第4B圖中所示，在其汲極電極35之侧部朝向盆^ 極電極33之側部而欠對準的狀態中，該等閘極電極與^ 電極間之電容器cgd將會變大。同時，誠如第4C圖中所示， 在其源極電極33之側部朝向其汲極電極35之側部而對進 =狀態中’該等閘極電極與汲極電極間之電容器‘將會變 間有述’右就每一像素區域而在該等寄生電容 ". 八^生，此係表示其電容Cgd會有ZXV之變化，盆 之值將會變為不固丨。因Λ，其將無法 習 由使其…壓(V-)移離-固定量來避 陣列基板，想要克服一 LCD中因該等綴匕= 覆疊失敗所造成之晝面不平衡，是有其困難。"成 發明内容 ，此’本發明係針對一種LCD陣列基板和其 法，，、可大幅排除上述習知枯_ > ^ Μ ^ 方 或多項問題。 ^知技術之限制和缺點所致的一項 本發明之一目的，匕—& w 曰在提供一種LCD陣列基板和其一 591319 五、發明說明（9) 容dt : T移除彼等綴合和/或覆疊失效所致寄生電 以及ί:: : 2 :外特徵和優點’係闡明於下文之說明中， 二確，或者可自本發明之實務 及其申請專利二 他優點’冑可藉由此書面說明 八無 &圍σ上所附諸圖中所特別指出之結構，來 加以實現及完成。 、。傅术 為完成此等和其他目的，以及依據本 意說明之目的’一LCD陣列基板係包括：多個排斤列在見一及廣 :向：之閘極線；多個排列在一與此等多個閘極線相交 之第一方向中的資料線；一半導體層，其係形成在該 t ϊ ΐ:,線之重疊區域處，以及係在該等間極線上方： 自^4重豐區域延伸出一段預定之長度；一與該等閘極 極與資料線之重疊區域相分隔及在佈置上與上述半導體層 相接觸的汲極電極，此汲極電極係具有一些延伸超過該^ 半導體層和閘極線之終端；和一對佈置在其閘極電極Ζ對 立側上面及以電氣方式與上述汲極電極相連接之像素電 極0 在另一特徵中，一LCD陣列基板係包括··多個排列在 一第一方向中之閘極線；多個排列在一與此等多個閘極線 相交之第二方向中的資料線；一半導體層，其係形成在該 等閘極線與資料線之重疊區域處，以及係在該等閘極線^ 方’自4等重疊區域延伸出一段預定之長度；一與該等問 極電極與資料線之重疊區域相分隔及在佈置上與上述半^
591319 五、發明說明（ίο) 體層相接觸的没極電極，此没極電極係呈有一此 f閘極線之終端；和一以電氣方式與上述汲極電極：：= 相連接而與至少部份閘極電極相重疊的像素電極。、-、 在另一特徵中，一LCD陣列基板之製造方法所° v驟有：在一基板上面形成多個之閘極線；在上、 f有該等閘極線之基板上面’循序地形成一閘極絕緣‘ σ 一半導體層；在此半導體層上面，形成多個之資料绫釦 i ί ί:極其在上述具有資料線、没極電極、閘極線、和 +導體層之基板的整個表面上，形成一鈍化層；在上 極電極之兩終端上面，在該純化層Μ，形成一接觸孔·以 =過該接觸孔以電氣方式與上述-極電極相 +驟m中’一 lcd陣列基板之製造方法所包括的 V 有在基板上面形成多個之閘極線；在上述置 成有該等問極線之基板上面，循序地形緣膜 =電導r在ί:半導體層上面，形成多個之資= 之基板的整個表面±，形成一純化層；在上述没 及電η:端上面’在該鈍化層内’形成一接觸孔；以 接觸孔以電氣方式與上述汲極電極相連 接而〃對應之閘極線相重疊的像素電極。 去ϊ:?解的是，前述之-般說明和下文之詳細說明兩 ί之生和解釋性，以及係意在提供其所主張本發 第14頁 591319
此等被納入用 構成此申請案之一 以及連同其之說明 以提供本發明之進 部分的附圖，係例 ，係用以解釋本發 一步瞭解及被合併而 示本發明之實施例， 明之原理。 實施方式 其範例係例示在 兹將詳細說明本發明之較佳實施例 所附諸圖中。 第5圖係|據本發明之_範例性實施例的⑽陣列基 板之部份放大平面圖。 參照第5圖，其一LCD陣列基板之單位像素，係使形成 在一對在水平方向中彼此相鄰之資料線15、15，和一盘此 對資料線15、、15,相交之閑極線13的上部和下部區域;斤界 定之像素區域（p)内。在該等資料線15和閘極線13之相交 點處，係形成有一薄膜電晶體（τ)。在此，該等上部和下 部區域，係表示一些在設計上可使其閘極線13所界定之像 素區域（Ρ)，不會與其在向上和向下方向中與此閘極線 相鄰之閘極線13,所界定的另一像素區域Ρ，相重疊之區 域0 而且，上述之薄膜電晶體（Τ)，係包括該等在上述相 交點處之閘極線1 3和資料線1 5，和一與其資料線丨5相隔一 段預定距離之汲極電極3 5。在上述相交點處之閘極線丨3和 資料線1 5間，係形成有上述之半導體層3 7。此半導體層 3 7 ’係在其閘極線丨3上面，凸出一預定之量。上述相交點 處之閘極線1 3和資料線1 5，係直接作用為上述薄膜電晶體
591319 五、發明說明（12) 1閘極電極和源極電極。此外，該等資料線j 5和汲極電極 3一5，係在其閘極線13上面所形成之半導體層”上面，分開 =預定之間隔。上述半導體層37在該等資料線15和 =35間之曝露部分，係作用為—可供—信號透過其而自 ^貧料線1 5轉移至其汲極電極3 5之通道3 7 a。 主道i ΐ之汲極電極35在形成上，可使其兩終端位於上述 +導體層37之外部，以及係使分別與一對像素電極17、 17’相連接。此對像素電極17、17，，係使形成在上述像素 區域（Ρ)之内部，係與其閘極線〗3和彼等在水平方向 此相！之資料線1 5、1 5，，分開一段預定之間隔，藉以形 成一單一之單位像素。 更詳細地說，當有一掃描脈波施加至上述薄膜電晶體 (Τ)之閘極線13，以及此薄膜電晶體（τ)被導通時，便會有 一液晶驅動電壓，自上述之資料線丨3，經由上述之通^ 37a，和此薄膜電晶體（1)之汲極電極35，而施加至該對 素電極1 7、1 7 。此時，上述之同一液晶驅動電壓，將會 分別施加至該對像素電極17、17，，此係表示該對像素^ 極17、17’在作用上為一單位像素。 ” 第6A至6E圖係一些可示意顯示第5圖之LCD陣列基板有 關之製造過程的平面圖和橫截面圖。其中之橫截面圖，係 沿第5圖之線Π - Π,和Π -瓜，所截成。第6圖係顯示一使用 五個遮罩之過程所形成的陣列基板，但此陣列基板，係可 以一使用四個遮罩之過程，來加以形成。而且，第6圖係 顯不上述之半導體層37為形成在該等資料線15、15，下
第16頁
591319 五、發明說明（13) ^ ^然而，該半導體層37可能並非形 15下/’此將不會形成上述之薄膜電晶體⑺。 第6A圖係對應於一第_碱 ^ .、 金屬，係使沉積及圖案化，而形ί其閘極線13。 第6B圖係對應於-第二遮罩步驟，其中之導電性金屬 層33?係使圖案化，而形成一作用線(activel = 即，半導體層37。此時，此半導體層37，係加以圖案化， 而使形成在其閘極線1 3和其在一後繼步驟中要使形之 目Ϊ點處。其中之半導體層37，係在其閘極線13 上面，朝向細圖中所顯示之右方，凸出一預定之 者’該半導體層37，可使形成在其資料線15下方之區域 處、，上述之圖案化區域亦然，此在設置上可克服該資料線 15以鉬（Mo)等製成因而使其黏著力降低之缺點。因此，若 該資料線15係以不會呈現黏著力問題之鉻（Cr)等來製成， 上述之半導體層37，便不需相對於上述資料線15下方之區 域加以圖案化。然而，第6 B圖係顯示該半導體層3 7相對於 上述資料線1 5下方之區域被圖案化。 第吒圖係對應於一第三遮罩步驟，其中有一導電性金 屬層，係使形成在其半導體層37上面，以及係加以圖案 化，使形成該等資料線15和汲極電極35。其資料線15在形 成上係成直角地與其閘極線丨3相交，以及其汲極電極在形 成上，係與其資料線丨5相隔某一定之距灕。在該等閘極線
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1开;相交點4，以及在其沒極電極35下方，係 =層37。此外，該半導體層37,係“ 味、# \甘枓線與汲極電極之間，藉以形成一可供一俨 5過而自該資料線轉移至其汲極電極35之通道37a。。 加以d ί及極電極3 5中，該沒極電極3 5之兩終端係 Γ二 與其半導體層37相重疊，靖 第6Β和6C圖中所示使用第二和第三遮罩之步驟，在應 用-使用四個遮罩之過程的情況中，可使結合成一單一^ 驟。此方法在執行上係藉由：沉積該等閘絕緣薄膜、非曰曰曰_ 夕層払雜有摻雜劑之非晶石夕層、和導電性金屬層；圖 f化=導電性金屬層，藉以形成該等閘極線與汲極電極相 乂之資料線，其汲極電極係與此資料線分開某一定之間 隔；以及使用上述圖案化過之金屬層，作為一蝕刻阻隔 片，/來钱刻上述曝露出而摻雜有一摻雜劑之非晶矽層，藉 以形成一通道’而使此非晶矽層，曝露於該等資料線和汲 極電極之間。依據上述四個遮罩之過程，在該等資料線 15、15下方，係形成有上述之半導體層37。 其次，第6D圖係對應於一第四遮罩步驟，其中有一屬 絕緣材料之純化層41，係使形成在其上已形成有資料線丨5 _ 和沒極電極35之基板上面。此鈍化層41係加以圖案化，藉 以在上述汲極電極3 5之兩終端處，形成一些汲極接觸孔 43，以及移除上述像素區域（p)上面除該等閘極線13和汲 極電極3 5之上部與該等閘極線1 3和資料線1 5之上部外的純
第18頁 591319 五、發明說明（15) 化層4 1。 :第6E圖係對應於一第五遮罩步驟，其中與汲極 電^35相接觸之像素電極對17、17,，係透過其汲極接觸 孑 使幵y成在其汲極電極3 5之兩終端處。此時，此對像 素電極形成上，係使在向上和向下之方向中十像 t別與上述穿過其像素區域（p)之閘極線13，分開一段預 定之間，，藉以形成一相對於該像素區域（？）之單一像 素。換S之，上述同一液晶驅動電壓，係使施加至上 像素電極對17、17，。 第7圖係一依據本發明之另一範例性實施例的LCD陣列 基板之部份放大平面圖。
比較第7圖與第5圖之構造，將可看出其間之差異。兴 例而S，雖然第5圖中所顯示之像素電極對丨7J 7，，在形 f上係使與上述穿過其像素區域（P)之閘極線13，分開 段預定之間隔’其-像素電極19，並未與其分開，而係有 一段預定之部分，與上述穿過其像素區域（p) U
=上部相重疊。結果，將可就每一單位像素，形成H 電容器。 1予 參照第7圖，其一LCD陣列基板之單位像素，係使形成 在一對在水平方向中彼此相鄰之資料線丨5、I 5，和一與此 =資料線15、15,相交之閘極線13的上部和下部區域所界 定之像素區域（P )内。在該等資料線1 5和閘極線丨3之相交 ^處，係形成有一薄膜電晶體（T)。在此，該等上部和下 部區域，係表示一些在設計上可使其閘極線13所界定之像
第19頁 591319 五、發明說明（16) 素區域（P)，不會盘立在向卜$ 1 3之門朽蠄二λα g和向下方向中鄰接此閘極線 3之閘極線13戶斤界疋的另—像素區域ρ,相 上述之薄膜電晶體（Τ)，俜命妊兮笠.μa 夕„枚^ Q 3 一 " 你包括遠專在上述相交點處 =極線13和貧料線15，和一與其資料線】 距離之汲極電極3 5。在上述相丄机各 a 权預疋 1ς „ 〆少丄 社 $相父點處之閘極線13和資料線 15間，係形成有上述之半導髀 . ^ A不貝ΐ叶深 其開極線13上面，凸出：：：，。此+導體層37，係在 綠……： 預疋之量。上述相交點處之閘極 ^ ^ ^ ^ . ’、接作用為上述薄膜電晶體之閘極電 極和源極電極。此外，該等資 甲』位电 ί甲^線13上面所形成之半導體層37上面，分開一段預定 之間隔。上述之丰導j么 、及梅雷㈣叫 係具有一在該等資料線is和 苴而白兮次α 7 其係作用為一可供一信號透過 外，卜、f夕：： 及極電極35之通道37a。此 外上述之汲極電極35在形成上，可使苴 半導體層37之外部，以及係 $ 兩〜翊位於上述 雷搞Π Q夕liWal A 刀別以電氣方式與上述像素 冤極1 9之兩側部相連接。 閉極m電分’在形成上係使與其 π相重*。此等彼：在該以：=:)内之半導趙層 且之閘極線1 3和像素電極j 9 枝六Φ…— 第一和第二電極。 係作用為一儲存電容裔之 彼等對應單位像辛内戶斤# 可考慮-陣列結構中=:二:ΐ電容器的電容值’ 以和：制。产士 之單位像素區域的尺寸，來加 " ^明之情況中，藉由控制上述像素區域（Ρ)
第20頁 591319
内之閘 器之電 第 製造過 之線V 板，係 板係可 之半導 方。然 述薄膜 圖在彼 等像素 像素電 素區域 說明將 Ξί13Ξ=Γ119間的重疊…上述儲存電容 谷值 將可適當地加以控制。
8Α至8Ε圖係一些可示意顯示第7圖之L 程之平=圖和橫截面圖’此等橫截面圖係沿第？圖 一 v和第7圖之線VI，所截成。其中之陣列基 i使用五個遮罩之過程來加以形成，但此陣列基 由一使用四個遮罩之過程來加以形成。而且，上述 體層37 ’如所示係使形成在該等資料線15、15,下 而，該半導體層37可能不使形成在該等未形成有上 ，晶體⑴之資料線15、15,下方。此外，第8^8ε 等之處理步驟上，係與第6A至6E圖相類似，除了該 電極對（第6E圖）’在形成上並非分開，而上述之 極1 9 (第8E圖）有一預定部分，係與上述穿過其像 之閘極線的上部相重疊而外。因此，第8 A至8E圖之 加以省略。 下文將參照第9圖’詳細說明第5和7圖分別顯示之範 例性實施例間的差異。糾和⑽圖係—些沿第5圖之線W — IV’和第7圖之線w_vr所截成之橫截面圖。由第9A*9B 圖’應能明顯看出兩者實施例間之差異。 、舉例而言，第9A圖係顯示第5圖中所顯示穿過其像素 區域（P)之閘極線13的節段與其像素電極對17、17，在向上 和向:，方向中相分隔。由於該對與其用以接收來自資料 線之信/號的汲極電極之兩終端相連接的像素電極丨7、 17 ，係使相對於每一單位像素而被分開，以及可接收同
第21頁 591319 五、發明說明（18) 一f號1皮等係形成-信號像素。基於此-目的验梦盆 兩終端有任何一個成開路，點缺陷仍可 服，因為其另一端仍係相連接。 了被見 其次，第9Β圖係顯示第7圖令之他型實施例中 :電極19之一節段在形成上，係與上述穿中，域 ⑺之間極線13的節段相重疊’但不與上述像素象區素，二 J =體相重疊。其中’該等間極線13 、極 彼此有-預定之量相重疊，而 乍用為一儲存電谷态之第一和第二電極。因此， 土述像素區域⑺内之閑極線13與像素電 曰由, 域，上述儲存電容器之電容值，將可加以控制’。的重且^ 在第9Α和9Β圖中，彼等參考數字32 膜和一純化薄膜。上述諸實施例係；；= 点2私來加以形成。其次，依據本發明由上述過程所掣 成之ΐϋ:其微影術曝光設備中之精密度的限制所造 人和ρϋ豐失效，冑可被克服。下文將說明上述之綴 口和覆豐失效。 程中=田上述陣列基板之顯示尺寸，係大於其微影術過 斤使用之曝光遮罩的尺寸。結果，在其曝光步驟期 二，’上述陣列基板之整個區域，係被分割成多個之照射 備俜：m ΐ加以曝光。☆此一情況中，由於其曝光設 對役度之限制，㈣照射片之間，可能會有欠 直。上述之綴合現象，係表示此一欠對準。而且， 其閑極線上面形成該等資料線和源極電極/汲極電極
第22頁 591319 五、發明說明（19) 中，由於其曝光設備等之精密度的限制所致，其遮罩並無 法完全一致，而會扭曲。因此，該等閘極線和汲極電極， 可能無法整齊地使每一像素區域相重疊。此係稱為一覆疊 失效。 若上述之習知技術式中發生一綴合或覆疊失效，每一 像素區域可能會有不同之寄生電容，以致其LCD之書面品 質將會被降低。然而，依據本發明之實施例的結構，雖然 會有綴合和/或覆疊失效發生（例如，雖麸彼箄昭鼾H 士 /或遮罩有欠對準），其係有可能克服此類失 _ 每一像素區域之薄膜電晶體區域内，係形成有一不允許其 寄生電容改變之充份裕度。 ’、 在第5和7圖中所顯示之各個實施例中，由於上述放大 之薄膜電aa體區域，係彼此相一致，以及上述之綴合和/ 或覆疊失效，在該薄膜電晶體區域内，係屬一棘手之難 題’有一在本發明之實施例中用以克服其透過上述放大之 薄膜電晶體區域的綴合和/或覆疊失效的過程，將參照第 10A至10E圖而加以說明。第10A至1〇E圖係例示上述薄膜電 晶體之結構依據本發明來克服上述綴合/覆疊失效的技 術。
在此，上述之綴合失效，係一項在同一薄層上面之昭 射片間的對準度不固定時所發生之問題，以及上述之覆聶 失效，係一項因不同薄層間之遮罩的欠對準所致而發生ς 問題。然而’由於其結I(舉例而言，—種其中之薄膜電 晶體區域内的寄生電容就每一像素區域所做改變之現象）
591319 五、發明說明（20) 係屬相同，彼等在說明上係無區別。 第1 ο A圖係一薄膜電晶體區域（沿線vm — νπτ所截成） 之平面圖和橫截面圖。 參照第1 0 Α圖，由於該等閘極線1 3與資料線1 5間存在 一重璺部分（S1)’以及該等資料線1 5與没極電極3 5間存在 一重疊部分（S2)所致，將會有一寄生電容（Cgd)產生。此寄 生電容將會在該薄膜電晶體被導通時，使其g液晶電壓改變 △ V ’以致會在其起初施加之電壓與一施加至該液晶之電 壓間，造成一電壓差異。該ΔΥ大體上可以下列之方程式2
Cgd AVg (2) AV =------
Cgd +CLC +cST 其中，cgd為一寄生電容，cLC為一液晶電容，Cst為一儲 存電容，以及AVg為其在ON和OFF狀態中之閘極電極電 壓，vgh和Vgl，間的電壓差異。 因此，由於該電壓差異AV所致，將會有一種其中 畫面會不當地變為黑暗和明亮（亦即，閃爍）之現象發 生。此閃爍係藉由使其共用電壓（VcDm)自其資料信號電^ 之中央移離Δν以使一直電流（dc)成分能在該LCD運作之 被/消除，來加以克服。換言之，若各個像素中所產生 = 係使固定’該閃爍便可藉由使其共用電壓移離一固^ 量，來加以克服。 疋
第24頁 591319
囚此 魂如 之對應薄膜電晶 可被解決。然而 體區域的寄生電 致，而非屬固定 (Vc〇m) 調整一固 在每一像素區域 裕度，以便縱使 射片和/或遮罩 第10B和10C 圖案化上，係因 移。第1 0 D和1 〇 E 圖案化上，係因 方向偏移。
第1 0A圖中所示，若其相對於多個像素中 體^域的寄生電容係屬固定，此一問題將 丄若其相對於多個像素中之對應薄膜電晶 容，由於上述之綴合和/或覆疊失效所 ’上述之閃爍便無法藉由使其共用電壓 定之_量，來加以克服。為克服此一問題， 之薄膜電晶體區域内，係形成有一充份之 有一綴合和/或覆疊失效發生，亦即，照 之欠對準，亦不致改變上述之寄生電容。 圖係顯示，該等資料線15和汲極電極35在 一綴合/覆疊失效所致而朝向左和右側偏 圖係顯示，該等資料線丨5和汲極電極35在 一綴合/覆疊失效所致而朝向上和向下之 參照第10B至10E圖，依據本發明之結構，縱使有一缀 合和/或覆疊失效發生，以及照射片和/或遮罩會有欠對 =，在該等閘極線13與資料線15間和該等資料線^盥汲極 電極35間之重疊部分（S1，S2)，並無差異發生。因此、，直 相對於該等像素區域（P)之寄生電容間，並無差異存在了 依據本發明之薄膜電晶體結構，由於每一像素區域内 之寄生電容中，並不會因綴合/覆疊失效而有差里發生， 士述之閃爍將可僅藉由使其共用電壓（Vc〇m)調整二固x定之 1，來加以克服。因此，此種陣列基板之製造過程所產生 的LCD陣列基板，將可解決上述LCD因綴合和/或覆疊失效
第25頁 誠如 製造方法 電容中可 被移除。 為極小。 疊失效， 本技 陣列基板 各種修飾 發明在所 修飾體和 W不平 前文戶斤 中，每 能會因 所以， 此外， 毋須額 藝之專 及其製 體和變 附申請 變更形 衡。 述’在一依據本發明之LCD陣列基板和其 像素之薄膜電晶體區域内所形成的寄生 敏合和/或覆疊失效而造成之差異，將可 有，LCD位置晝面品質中的失效，將可化 在製造大尺寸LCD中，該等綴合和/或覆 外之製造處理步驟，便可加以克服。 ^人員，很顯然可在不違離本發明之lcd 法的精神或範圍下，在本發明中完成 鼻‘ 5二因此，其係意在使本發明涵蓋本 式。轨圍和彼等之等價體的界定範圍内之 591319
圖式簡單說明 第1圖係一幅一般性液晶顯示裝置之部份放大 圖； & 第2圖係一習知技術式LCD陣列基板之像素的部份放大 平面圖； 、。乃 第3Α至3D圖係一些可示意顯示一製作第2圖之LC])陣列 基板的過程之平面圖和橫截面圖，此等橫截面圖係沿第2 圖之線I - I ’所截成； 第4A至4C圖係一些可例示依據第2圖之LCD陣列基板内 之源極電極/汲極電極與閘極電極的接觸區域有關的綴合 /覆疊失效之平面圖和橫截面圖，此等橫截面圖係沿第2 圖之線I - Γ所截成； 第5圖係一依據本發明之一範例性實施例的LCD陣列基 板之部份放大平面圖；
第6A至6E圖係一些可示意顯示一用以得到第5圖之LCD 陣列基板的過程流程之平面圖和橫截面圖，此等橫截面圖 係沿第5圖之線π — n，和第5圖之線m — m，所截成； 第7圖係一依據本發明之另一範例的lcd陣列基板之部 份放大平面圖； 第8A至8E圖係一些可示意顯示一用以得到第7圖之LCD 陣列基板的過程流程之平面圖和橫截面圖，此等橫截面圖 係沿第7圖之線v—v,和第7圖之線贝—w，所截成； ，第9A和9B圖係一些沿第5圖之線jy —贝，和第7圖之線W 抓所截成之橫截面圖；而 第10A至10E圖則係一些可例示上述薄膜電晶體之結構
第27頁 591319 圖式簡單說明 依據本發明來克服上述綴合/覆疊失效的放大平面圖。 元件編號對照表 5 上 部 基 板 6 黑 色 矩 陣 7 滤 色 片 8 子 濾 色 片 11 LCD (液晶顯示陣； Η基板） 13， _13, 閘 極 線 14 液 晶 層 15 ’ •15, 資 料 線 17、 ‘17, 像 素 電 極 18 共 用 電 極 19 像 素 電 極 22 下 部 基 板 31 閘 極 電 極 32 閘 極 絕 緣 薄膜 33 源 極 電 極 33, 導 電 性 金 屬層 35 汲 極 電 極 36, 非 晶 半 導 體（ 矽） 層 37 半 導 體 層 37, 非 晶 半 導 體（ 矽） 層
591319 圖式簡單說明 37a 活動通道（半導體層） 41 鈍化層 43 汲極接觸孔 P、P’ 像素區域 T 切換元件 T 薄膜電晶體

Claims (1)

  1. 591319 ------案號 92113852__年 弓 日 六、申請專利範圍 5·—種LCD陣列基板，其特徵為包括·· 多個配置在第一方向中之閘極線； 多料線； 個配置在與此等多個閘極線相 交之第二方向中的
    半導體層形成在該等閘極線與資料線之重疊區域 該等閘極線上自該等重疊區域延伸預先設定之長度 與閘極線和資料線之重叠區域相分隔、且在設置成& 二，、半導體層接觸之汲極電極，此汲極電極具此4 超過閘極線側之終端；其中 有二％伸 =此資料線與沒極電極;間之半導體層之一部份界 i極ίί許根據來自間極線之信號將信號從資料線轉L 攻極電極；以及 &得移至 且 兴次桠1：極之終端 〇 專利範圍 端延伸超 重疊之像素電 6 ·如申請 ;及極電極的終 7·如申請 像素區域是由 線相交之此等 8·如申請 將像素區域界 像素電極延伸 9·如申請 閘極線與像素 電性連接且與閘極線之至少 部份 專利範圍 一對相鄰 閘極線之 專利範圍 疋為與通 超過閘極 專利範圍 電極作用 第5項之LCD陣列基板，其中 過半導體層區域。 第5項之LCD陣列基板，其中 之資料線、以及與此對資料 一相鄰的區域所界定。 第5項之LCD陣列基板，其中 過此像素區域之閘極線重疊，以使 線、而不會延伸超過半導體層。 第5項之LCD陣列基板，其中 為儲存電容器之第一與第二電極。
    591319 曰 __案號 92113852 六、申請專利範圍 步 半 基 孔 接 形 下 1〇·—種LCD陣列基板之製造方法， /、特徵為包括以 下 在基板上形成多個閘極線； 在其上形成閘極線之基板上依序^ 導體層； 在此半導體層上形成多個之資+ci ^ 上 貝斜線盘_Λ 在具有資料線、汲極電極、閘極線〃及極電極； 板的整個表面上形成鈍化層； 、、、、以及半導體層之 在汲極電極之兩終端上所形成 ; 純化層内形成接觸 形成一對像素電極其經由接觸孔鱼 :以及 ϋ，、/及極電極電 形成閑極絕緣薄膜與 性連 成像素電極對，而與通過像辛F 之方向中分開預先設定域之閑極線在向上和向 將 域 在 線 極 半^如申請專利範圍第1〇項之製造方法，其中 ，且案A ’使形成於間極線與資料線之重疊區 更從貝料線延伸超過其閘極線。 由專^範圍第10項之製造方法，其中 之—相鄰區杓!線、以及與此對資料線相交之此等閘书 。 σσ 5斤界定之像素區域中，形成此對像素電 利範圍第1 0項之製造方法，其中 1 3 ·如申請專 591319 曰 直號9211挪9_ 六、申請專利範圍 |汲極電極的終端延伸超過半導體層。 其特徵為包括以下 依序形成閘極絕緣 I步驟H 一種LCD陣列基板之製造方法 在基板上形成多個閘極線； 在其上形成此等閘極 薄膜與半導體層； 土板上 f此半導體層上形成多個之資料線鱼_ 在具有資料線、汲極電極、閘福綠/、汲極電極； |基板的整個表面上形成鈍化層；°線、以及半導體層之 在丨及極電極兩終端 形成像素電極、1 ^ 、化層中形成接觸孔； I且與相對應之-此等間極線重疊；以及電極電性連接、 將像素區域界定成與 以使像素電極延伸超^此像素£域之間極線重疊， 丨層。 超過間極線，而不會延伸超過半導體 1 5 .如申睛專利範圍第1 將半導體層圖宰化，祛=4項之製k方法，其中 域，且更從資=延::::::線與資料線之重疊區 像素14項之製造方法，其中 I之-此等閘極線相鄰的定以及與此對資料線相交 丨、、及炻ϋ如申請專利範圍第14項之製造方法，α中 |及極電極的終端延伸超過半導體層。 -中 •如申睛專利範圍第1項之LCD陣列基板，其中 第33頁 591319 _案號 92113852 六、申請專利範圍 曰 修正 多個資料線與多個之閘極線實質上以直角相交。
    第34頁
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