CN100529866C - 液晶显示器制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液晶显示器制造方法，其包括如下步骤：步骤一，提供一绝缘基底，其包括一薄膜晶体管区、一显示区和一电容区，在该薄膜晶体管区形成栅极，在该电容区形成电容电极；步骤二，在该绝缘基底上依序沉积绝缘层、非晶硅层和掺杂非晶硅层，并蚀刻掉该显示区和电容区的掺杂非晶硅层、非晶硅层和绝缘层；步骤三，在该薄膜晶体管区形成源极和漏极；步骤四，在该电容区形成钝化层；步骤五，形成像素电极。

Description

液晶显示器制造方法
【技术领域】
本发明涉及一种液晶显示器制造方法。
【背景技术】
因为液晶显示面板具有轻、薄、耗电小等优点，被广泛应用于电视、笔记本电脑、移动电话、个人数字助理等现代化信息设备。目前，液晶显示面板在市场上的应用越来越重要。
请参阅图1，是一种现有技术液晶显示器的示意图。该液晶显示器10包括多条相互平行的扫描线100、多条相互平行且与该扫描线100垂直绝缘相交的数据线110、多个薄膜晶体管(thinfilm transistor，TFT)130、多个像素电极140和多个电容120。该薄膜晶体管130设置在该扫描线100与该数据线110的相交处。该像素电极140和该电容120位于该扫描线100和该数据线110之间。
请参阅图2至图7，图2是该液晶显示器10的制造方法的流程图，图3至图7是该液晶显示器10沿III-III方向的制造方法的各主要步骤的示意图。该液晶显示器10的制造方法包括三道光罩(Photomask)工艺，具体步骤如下：
一、第一道光罩工艺
步骤1，依序形成栅极金属层和第一光阻层；
请参阅图3，提供一绝缘基底11，其包括一薄膜晶体管区12、一显示区13和一电容区14。在该绝缘基底11上依序沉积一栅极金属层101和一第一光阻层(Photoresist)102。
步骤2，形成栅极和第一电容电极；
以第一光罩对该第一光阻层102进行曝光(Expose)，并显影该第一光阻层102，从而形成一第一光阻图案，然后对该栅极金属层101进行蚀刻(Etch)，形成如图4所示该薄膜晶体管区12的栅极132和该电容区14的第一电容电极122，移除该第一光阻层102。
二、第二道光罩工艺
步骤3，依序形成绝缘层、非晶硅层、掺杂非晶硅层、源/漏极金属层和第二光阻层；
在具有该栅极132和该第一电容电极122的绝缘基底11上依序沉积一绝缘层103、一非晶硅层104、一掺杂非晶硅层105、一源/漏极金属层106和一第二光阻层107，如图5所示。
步骤4，形成薄膜晶体管单元和电容；
以第二光罩对该第二光阻层107进行曝光，并显影该第二光阻层107，从而形成一第二光阻图案，然后蚀刻掉该显示区13的源/漏极金属层106、掺杂非晶硅层105、非晶硅层104和绝缘层103，形成如图6所示的薄膜晶体管单元和电容120。该电容120包括该第一电容电极122、第二电容电极121和夹在其间的掺杂非晶硅层105、非晶硅层104和绝缘层103。该薄膜晶体管单元包括该栅极132、该绝缘层103、该非晶硅层104、该掺杂非晶硅层105和该源/漏极金属层106。
三、第三道光罩工艺
步骤5，依序形成透明金属层和第三光阻层；
在具有该薄膜晶体管单元和电容120的绝缘基底11上依序沉积一透明金属层和一第三光阻层。
步骤6，形成源极、漏极和像素电极；
以第三光罩对该第三光阻层进行曝光，并显影该第三光阻层，从而形成一第三光阻图案，然后蚀刻该薄膜晶体管单元的透明金属层140和源/漏极金属层106，进而形成如图7所示的像素电极140、该薄膜晶体管130的源极131和漏极133，进一步蚀刻该薄膜晶体管单元的掺杂非晶硅层105，从而在该掺杂非晶硅层105中形成一沟槽138。
经过上述步骤，即可形成该液晶显示器10。其中，该电容120的电容值由以下公式计算：
C ST = ∈ · A d
其中，CST表示该电容120的电容值，∈是常数，A表示该第一电容电极122和该第二电容电极121的对应面积，d表示该绝缘层103、该非晶硅层104和该掺杂非晶硅层105的三层厚度的和。因此，该电容120的电容值CST与两电极122、121的对应面积A成正比，与厚度d成反比。
然而，由于该电容120的绝缘层103与该薄膜晶体管130的绝缘层103是同一层，且该薄膜晶体管130的绝缘层103的厚度有一定范围规定，使该电容120的绝缘层103的厚度不易调整。另外，由于该电容120的两电极122、121之间不仅包括该绝缘层103，还包括该非晶硅层104和该掺杂非晶硅层105，因而该电容120的厚度d较大，从而在实现较大电容值时，两电极122、121的对应面积A需较大。然而，两电极122、121的对应面积A较大会使该液晶显示器10的开口率较低，从而影响该液晶显示器10的显示效果。
【发明内容】
为了解决现有技术液晶显示器开口率较低的问题，有必要提供一种开口率较高的液晶显示器制造方法。
一种液晶显示器制造方法，其包括如下步骤：步骤一，提供一绝缘基底，其包括一薄膜晶体管区、一显示区和一电容区，在该绝缘基底上依序沉积一栅极金属层和一第一光阻层；步骤二，以第一光罩对该第一光阻层进行曝光，并显影该第一光阻层，然后对该栅极金属层进行蚀刻，形成该薄膜晶体管区的栅极和该电容区的电容电极；步骤三，在该基底上依序沉积一绝缘层、一非晶硅层、一掺杂非晶硅层和一第二光阻层；步骤四，以第二光罩对该第二光阻层进行曝光，并显影该第二光阻层，然后蚀刻掉该显示区和电容区的掺杂非晶硅层、非晶硅层和绝缘层；步骤五，在该基底上依序沉积一源/漏极金属层和一第三光阻层；步骤六，以第三光罩对该第三光阻层进行曝光，并显影该第三光阻层，然后蚀刻该源/漏极金属层，在该薄膜晶体管区形成源极和漏极；步骤七，在该基底上依序沉积一钝化层和一第四光阻层；步骤八，以第四光罩对该第四光阻层进行曝光，并显影该第四光阻层，然后蚀刻该钝化层，保留该电容区的钝化层；步骤九，在该基底上依序沉积一透明金属层和一第五光阻层；步骤十，以第五光罩对该第五光阻层进行曝光，并显影该第五光阻层，然后蚀刻该透明金属层，在该薄膜晶体管区、该显示区和该电容区形成像素电极，该电容区对应的像素电极、该电容电极和夹在其间的钝化层构成一电容。
与现有技术相比，上述液晶显示器的电容的钝化层是单独形成的，其厚度容易调整，并且该电容的两电极之间仅包括一钝化层，其厚度较小，从而在实现较大电容值时，两电极的对应面积较小。因而，该液晶显示器制造方法在实现较大电容值时，可获得较高的开口率。
【附图说明】
图1是一种现有技术液晶显示器的示意图。
图2是图1所示液晶显示器制造方法的流程图。
图3至图7是图1所示液晶显示器沿III-III方向的制造方法的各主要步骤的示意图。
图8是本发明液晶显示器的示意图。
图9是图8所示液晶显示器制造方法一较佳实施方式的流程图。
图10至图19是图8所示液晶显示器沿X-X方向的制造方法的各主要步骤的示意图。
【具体实施方式】
请参阅图8，是本发明液晶显示器的示意图。该液晶显示器20包括多条相互平行的扫描线200、多条相互平行且与该扫描线200垂直绝缘相交的数据线210、多个薄膜晶体管230、多个电容220、多个电容电极222和多个像素电极221。该薄膜晶体管230设置在该扫描线200与该数据线210的相交处。该电容电极222和该像素电极221都位于该扫描线200和该数据线210之间。该电容电极222与该像素电极221的相交叠处形成该电容220。
请参阅图9至图19，图9是该液晶显示器20的制造方法一较佳实施方式的流程图，图10至图19是该液晶显示器20沿X-X方向的制造方法的各主要步骤的示意图。该液晶显示器20的制造方法包括五道光罩工艺，具体步骤如下：
一、第一道光罩工艺
步骤S1，形成栅极金属层；
请参阅图10，提供一绝缘基底30，其可以是玻璃等透明绝缘材料。该绝缘基底包括一薄膜晶体管区31、一显示区32、一电容区33和一线路区34。在该绝缘基底30上依序沉积一栅极金属层201和一第一光阻层202。
步骤S2，在薄膜晶体管区形成栅极、在电容区形成电容电极和在线路区形成扫描线；
以第一光罩对该第一光阻层202进行曝光，并显影该第一光阻层202，从而形成一第一光阻图案，以该第一光阻图案为遮罩对该栅极金属层201进行蚀刻，从而形成如图11所示的该薄膜晶体管区31的栅极232，该电容区33的电容电极222和该线路区34的扫描线200，移除该第一光阻层。
二、第二道光罩工艺
步骤S3，形成绝缘层、非晶硅层和掺杂非晶硅层；
请参阅图12，在具有该栅极232、该电容电极222和扫描线200的绝缘基底30上，用化学气相沉积(Chemical VaporDeposition，CVD)方法，利用反应气体硅烷(SiH4)与氨气(NH3)，形成氮化硅(SiNx)构成的绝缘层203；再用化学气相沉积方法在该绝缘层203上沉积一非晶硅层204；再在该非晶硅层204表面进行掺杂，形成一掺杂非晶硅层205。
步骤S4，采用狭缝光罩在薄膜晶体管区和线路区形成厚度不同的第二光阻图案；
请参阅图13，提供一第二光罩40，其为一狭缝光罩(SlitMask)，该第二光罩40包括一遮光区41、一狭缝区42和一透光区43，该遮光区41对应该薄膜晶体管区31设置，该透光区43对应该显示区32和该电容区33设置，该狭缝区42对应该线路区34设置。以该第二光罩40对该第二光阻层进行曝光，然后对该第二光阻层进行显影，从而形成一第二光阻图案，即该狭缝区42的部分光阻263较该遮光区41的部分光阻253薄。
步骤S5，去除显示区和电容区的掺杂非晶硅层、非晶硅层和绝缘层；
以该剩余的部分光阻253、263为遮罩，蚀刻掉该显示区32和该电容区33的掺杂非晶硅层205、非晶硅层204和绝缘层203，如图14所示。该蚀刻方式可以为湿蚀刻，采用硝酸和氢氟酸两者的混合液作为蚀刻液。
步骤S6，去除第二光阻图案；
灰化该第二光阻图案，以使较薄的部分光阻263被完全灰化，而较厚的部分光阻253还有剩余光阻254，如图15所示，可采用氧气或臭氧电浆灰化该剩余的部分光阻253和263。
步骤S7，蚀刻掉线路区的掺杂非晶硅层和非晶硅层；
蚀刻掉该线路区34的掺杂非晶硅层205和非晶硅层204，然后利用丙酮(Acetone)去除该剩余光阻254，如图16所示。
三、第三道光罩工艺
步骤S8，形成源/漏极金属层；
在具有该掺杂非晶硅层205、电容电极222和绝缘层203的绝缘基底30上依序沉积一源/漏极金属层和一第三光阻层。
步骤S9，在薄膜晶体管区形成源极和漏极，在线路区形成数据线；
以第三光罩对该第三光阻层进行曝光，并显影该第三光阻层，从而形成一第三光阻图案。以该第三光阻图案为遮罩蚀刻该源/漏极金属层，该蚀刻液仅蚀刻该源/漏极金属层而不蚀刻该电容电极222，从而在该薄膜晶体管区31形成一源极231和一漏极233，在该线路区34形成一数据线210，进一步蚀刻该掺杂非晶硅层205，从而在该掺杂非晶硅层205中形成一沟槽238，最后移除该第三光阻层，如图17所示。
四、第四道光罩工艺
步骤S10，形成钝化层；
在具有该源极231、该漏极233、该电容电极222和该数据线210的绝缘基底30上依序沉积一钝化层和一第四光阻层。
步骤S11，蚀刻该钝化层，并保留该电容区的钝化层；
以第四光罩对该第四光阻层进行曝光，并显影该第四光阻层，从而形成一第四光阻图案，以该第四光阻图案为遮罩对该钝化层进行蚀刻，进而使该薄膜晶体管区31暴露出部分漏极233，使该显示区32暴露出该绝缘基底30，并保留该电容区33的钝化层225，移除该第四光阻层，如图18所示。
五、第五道光罩工艺
步骤S12，形成透明金属层；
在具有该漏极233、该钝化层225的绝缘基底30上依序沉积一透明金属层和一第五光阻层。该透明金属层可以为氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)或氧化铟锌(Indium Zinc Oxide，IZO)。
步骤S13，形成像素电极；
以第五光罩对该第五光阻层进行曝光，并显影该第五光阻层，从而形成一第五光阻图案，以该第五光阻图案为遮罩对该透明金属层进行蚀刻，从而在该薄膜晶体管区31的部分区域、该显示区32和该电容区33形成一像素电极221，如图19所示。该电容区33对应的像素电极221、该电容电极222和夹在其间的钝化层225构成一电容220。
经过上述步骤，即可形成该液晶显示器20。其中，该电容220的电容值由以下公式计算：
C ST = ∈ · A d
其中，CST表示该电容220的电容值，∈表示该钝化层225的介电常数，A表示该电容电极222和像素电极221的对应面积，d表示该钝化层225的厚度。因此，该电容220的电容值CST与两电极222、221的对应面积A成正比，与厚度d成反比。
与现有技术相比，该电容220的钝化层225是在步骤S11中单独形成的，其厚度容易调整。并且，该电容220的两电极222、221之间仅包括一钝化层225，其厚度d较小，从而在实现较大电容值时，两电极222、221的对应面积A较小。因而，该液晶显示器制造方法在实现较大电容值时，可获得较高的开口率。

Claims (10)

1.一种液晶显示器制造方法，其包括如下步骤：
步骤一，提供一绝缘基底，其包括一薄膜晶体管区、一显示区和一电容区，在该绝缘基底上依序沉积一栅极金属层和一第一光阻层；
步骤二，以第一光罩对该第一光阻层进行曝光，并显影该第一光阻层，然后对该栅极金属层进行蚀刻，形成该薄膜晶体管区的栅极和该电容区的电容电极；
步骤三，在该基底上依序沉积一绝缘层、一非晶硅层、一掺杂非晶硅层和一第二光阻层；
步骤四，以第二光罩对该第二光阻层进行曝光，并显影该第二光阻层，然后蚀刻掉该显示区和电容区的掺杂非晶硅层、非晶硅层和绝缘层；
步骤五，在该基底上依序沉积一源/漏极金属层和一第三光阻层；
步骤六，以第三光罩对该第三光阻层进行曝光，并显影该第三光阻层，然后蚀刻该源/漏极金属层，在该薄膜晶体管区形成源极和漏极；
步骤七，在该基底上依序沉积一钝化层和一第四光阻层；
步骤八，以第四光罩对该第四光阻层进行曝光，并显影该第四光阻层，然后蚀刻该钝化层，保留该电容区的钝化层；
步骤九，在该基底上依序沉积一透明金属层和一第五光阻层；
步骤十，以第五光罩对该第五光阻层进行曝光，并显影该第五光阻层，然后蚀刻该透明金属层，在该薄膜晶体管区、该显示区和该电容区形成像素电极，该电容区对应的像素电极、该电容电极和夹在其间的钝化层构成一电容。
2.如权利要求1所述的液晶显示器制造方法，其特征在于：步骤一的绝缘基底为玻璃。
3.如权利要求1所述的液晶显示器制造方法，其特征在于：步骤一的绝缘基底进一步包括一线路区。
4.如权利要求3所述的液晶显示器制造方法，其特征在于：步骤四的第二光罩为一狭缝光罩，其包括一遮光区、一狭缝区和一透光区，该遮光区对应该薄膜晶体管区，该狭缝区对应该线路区，该透光区对应该显示区和电容区。
5.如权利要求4所述的液晶显示器制造方法，其特征在于：步骤四在曝光和显影后，形成一光阻图案，即该狭缝区的部分光阻较该遮光区的部分光阻薄。
6.如权利要求5所述的液晶显示器制造方法，其特征在于：步骤四进一步包括灰化该光阻图案，以使较薄的部分光阻被灰化完全时，较厚的部分光阻还有剩余。
7.如权利要求3所述的液晶显示器制造方法，其特征在于：步骤一进一步包括在该线路区形成扫描线。
8.如权利要求3所述的液晶显示器制造方法，其特征在于：步骤六进一步包括在该线路区形成一数据线。
9.如权利要求1所述的液晶显示器制造方法，其特征在于：步骤四的蚀刻方式为湿蚀刻，是采用硝酸和氢氟酸两者的混合液作为蚀刻液。
10.如权利要求1所述的液晶显示器制造方法，其特征在于：步骤六的蚀刻液仅蚀刻该源/漏极金属层。
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