[发明专利]薄膜晶体管的液晶显示装置及其制造方法

说明书

本发明涉及一种薄膜晶体管的液晶显示装置(下文称作LCD)及其制造方法，它能够增加孔径比例并且能提高图像质量。

常规地，薄膜晶体管的LCD装置包括上部板和下部板，液态晶体密封在它们之间。下部板包括用于控制薄膜晶体管导通/截止的栅线；用于施加图像信号的数据线；用于提高液晶外加电压的保持特性、稳定灰度显示及减少闪烁和残留图像效应的存储电极；用于切断光源的黑矩阵；以及一像素电极。上部板具有一公用电极；一用于切断光源的黑矩阵以及形成于此的RGB滤波器。

在设计薄膜晶体管LCD装置的像素时，为了实现极佳的图像质量，表示穿透光的面积与像素的整个面积之比率的孔径比例必须提高。由位于数据线和像素电极之间的电容耦合所引起的串扰产生的液晶电压变动(ΔV_P)、由于有源层的电阻性能而产生的漏电流的出现所引起的液晶电压变量，以及由数据线和栅线所引起的液晶倾斜必须被最小化，这些将更加详细地描述。

首先，孔径比例是表示穿透光的面积与像素的整个面积的比率，并且在组成薄膜晶体管的LCD装置的元件中不能够通过光线的元件包括薄膜晶体管，栅线，数据线，存储电容器，以及黑矩阵，因此，为了提高孔径比例，降低孔径比例的元件的总面积必须减少。

减少上述面积的方法包括：一种将降低孔径比例的元件的线宽进行减小，并且通过设计一种减小由电容耦合所引起的串扰和定位公差的制造工艺来进行分隔的方法；一种重叠使用降低孔径比例部分的方法(例如，使用黑矩阵来代替存储电容器的电极)；以及一种由光线能够穿过的材料来组成降低孔径比例部分的材料的方法。

其次，为了减小液晶电压的变动(ΔV_P)，该变动由电容耦合所引起的串扰及由数据线和栅线所引起的液晶倾斜而产生，可以推荐一种扩大每个元件的所占空间和电切断各个元件的方法，但是，由于孔径比例会因此而减小一般不采用前者。

图1是表示根据常规技术的薄膜晶体管LCD装置中的一个像素的结构平面图。在该像素中，包括一公用电极41和一连接至该像素电极的存储电极43的存储电容器占据一大块面积，结果降低了孔径比例。

图2A和2B是该薄膜晶体管LCD装置的剖面图，该LCD装置被设计成能够通过使用黑矩阵形成一存储电容来减小位于数据线和像素电极之间的电容耦合，以便解决孔径比例的降低问题。

如图2A中的布局所示，在A′边，形成漏极61和源极63以在有源层56的两边缘组成一薄膜晶体管，其中有源层56的一预定部分被栅线51所覆盖；而在A边形成了与漏极61相连接的数据线65和其预定部分被源极63的预定部分所覆盖的像素电极59，并且它们被存储器电极53所切断。

图2B是图2A中沿线AA′所切断的纵向剖面图。如该图所示，薄膜晶体管的LCD装置包括栅线51，它是由一种金属材料淀积于一衬底(未示出)上后再图形化所形成的；一存储器电极53，它是由能够屏蔽光线的导体材料以与栅极51相隔一预定间隔的方式淀积于衬底上后再图形化形成的；一第一绝缘膜55，用于将栅极51和存储器电极53与上部结构绝缘；一有源层56，它是通过将非晶硅(a-Si)施加在位于栅极上的所述第一绝缘膜55上后再图形化而形成的；抗蚀刻膜57，用于防止在接下来形成漏极和源极63的蚀刻过程中有源层遭到蚀刻，所述形成漏极和源极63的蚀刻过程为在所述有源层56形成后的所得结构上淀积预定厚度的第二绝缘膜之后，通过在该第二绝缘膜上形成一光蚀刻掩模并蚀刻该第二绝缘膜；一漏/源接触部分58，58′，在抗蚀刻膜57形成之后通过施加其中掺杂有杂质的非晶硅于整个所得表面上并且使用掩模来蚀刻该所得表面，接触部分58，58′则形成于有源层56的两个边缘；一像素电极59，在整个所得表面上淀积一预定厚度的透明导电材料(比如，ITO)之后通过进行构图该像素电极59的预定部分被存储器电极53所覆盖；一漏极61，在有源层56以及像素电极形成于此的整个所得表面上淀积导电材料之后，通过进行构图所形成的漏极61与位于图中有源层56的左边的漏区58相连接；一源极63，其预定部分与位于有源层56右边的源极接触部分58以及像素电极59的预定部分相连接；和一数据线65，在位于存储器电极53上的第一绝缘膜55上面淀积导电材料之后，通过实行构图，所形成的数据线65以一预定的间隔与像素电极59分隔开。

在此，如图2A中所示，由于与像素电极59相重叠，存储器电极53产生一电容，并且通过预定部分将像素电极59和数据线65切断，因为造成了在此产生的寄生电容的值的减小。