專利名稱：有源矩陣型液晶顯示裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過用開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)液晶來顯示圖像的有源矩陣型液晶顯示裝置及其制造方法。
近年來，利用液晶顯示圖像的顯示裝置已得到廣泛應(yīng)用，因?yàn)樗鼈儞碛斜?、重量輕且低電能消耗的優(yōu)點(diǎn)，這正是利用CRT等的現(xiàn)有顯示技術(shù)所不具有的特征。其中，特別是有源矩陣型液晶顯示裝置(以下稱作“AMTLCD裝置”)，為每個(gè)以矩陣形式布置的像素提供包含薄膜晶體管(以下稱作“TFT”)的開關(guān)元件，并且通過開關(guān)元件驅(qū)動(dòng)液晶來顯示圖像。由于AMTLCD裝置顯示清晰圖像，干擾少，近年來迅速得到利用，如用在筆記本個(gè)人電腦和車載導(dǎo)航裝置中進(jìn)行顯示等。
下面，參照附圖描述現(xiàn)有的AMTLCD裝置實(shí)例。
圖2示出現(xiàn)有的具有TFT的AMTLCD裝置的陣列的一部分。
如圖2所示，現(xiàn)有的AMTLCD裝置包括(a)為TFT陣列一部分的作為絕緣透明基片的玻璃基片1；(b)兼作以矩陣形式排列在玻璃基片1上的TFT的柵極，并向該柵極提供掃描信號(hào)的掃描信號(hào)線2；(c)覆蓋在掃描信號(hào)線2上形成的作為第一絕緣層的第一絕緣膜，它用作對(duì)TFT柵極絕緣的柵絕緣膜3；(d)在TFT第一絕緣膜(即柵絕緣膜)3上形成的、用于形成TFT的信道區(qū)域的非晶硅膜4；(e)兼作與TFT的非晶硅膜4連接的源極、并用于提供圖像信號(hào)的視頻信號(hào)線5；(f)構(gòu)成第二絕緣層的第二絕緣膜6，其是用作TFT的保護(hù)膜的鈍化絕緣膜；(g)以矩陣形式排列的多個(gè)像素電極7；(h)在開孔除去鈍化絕緣膜即第二絕緣膜6之后形成的接觸孔圖案8；(i)在開孔除去第一絕緣膜3的層之后的接觸孔圖案10；以及(j)漏極11。
在上述結(jié)構(gòu)中(a)多個(gè)像素電極7以矩陣形式排列；(b)多個(gè)TFT也與像素電極7對(duì)應(yīng)地以矩陣形式排列；(c)視頻信號(hào)線5還兼作與TFT的非晶硅膜4連接的源極，通過漏極11提供圖像信號(hào)給像素電極7；以及(d)第二絕緣膜6是用作TFT的保護(hù)膜的鈍化絕緣膜，并構(gòu)成第二絕緣層。
對(duì)于上述構(gòu)成的AMTLCD裝置，以下描述它是如何動(dòng)作的。
現(xiàn)有的AMTLCD裝置以如下方式工作(a)首先把電壓加到掃描信號(hào)線2上；(b)借助于該電壓在非晶硅膜4中形成TFT的信道；(c)當(dāng)形成信道時(shí)，圖像信號(hào)從視頻信號(hào)線5通過TFT信道傳到漏極11；(d)圖像信號(hào)進(jìn)一步傳輸?shù)较袼仉姌O7；(e)通過在像素電極7、和在顏色過濾器(圖中未示出)上以平行面對(duì)方式形成的對(duì)置電極(圖中未示出)之間產(chǎn)生的電場(chǎng)，自由地改變?cè)谙袼仉姌O7和對(duì)置電極之間注入并保留的液晶的取向；從而(f)通過自由改變液晶取向可調(diào)整透光率。
通過上述動(dòng)作產(chǎn)生所需要的圖像，顯示在AMTLCD裝置屏幕上。
在前述AMTLCD裝置中，在玻璃基片1上形成TFT的陣列的加工工藝是重復(fù)以下步驟的冗長(zhǎng)復(fù)雜的工藝
(a)形成薄膜，隨后(b)通過光刻工藝形成樹脂圖案，(c)蝕刻除去不需要的薄膜部分，隨后(d)除去樹脂圖案。
通過減少光刻工藝的周期數(shù)，縮短整個(gè)制造工藝的研制周期，可降低產(chǎn)品成本和缺陷率。
在上述AMTLCD裝置制造工藝中，光刻工藝總共重復(fù)六次，它們是(a)用來形成掃描信號(hào)線2的圖案形成；(b)用來形成視頻信號(hào)線5和漏極11的圖案形成；(c)用來形成非晶硅膜4的圖案形成；(d)用來形成像素電極7的圖案形成；(e)為了實(shí)現(xiàn)寫掃描信號(hào)線2和視頻信號(hào)線5的安裝布線而除去鈍化絕緣膜6的圖案形成；(f)為了在掃描信號(hào)線2層和視頻信號(hào)線5層之間進(jìn)行層變換而除去第一絕緣膜(柵絕緣膜)的圖案形成。
然而如上所述，在上述制造現(xiàn)有技術(shù)的AMTLCD裝置的方法中，重復(fù)光刻工藝的周期數(shù)有六個(gè)是必需的。因而，有這樣的問題光刻工藝是增加整個(gè)制造工藝成本的主要原因，因?yàn)樗谷抗に嚨闹圃熘芷谧兊萌唛L(zhǎng)。
本發(fā)明目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的前述問題，并提供一種AMTLCD裝置及其制造方法，該方法可減少在TFT陣列工藝中重復(fù)光刻工藝的周期數(shù)，并縮短包括上述工藝的整個(gè)工藝的制造周期，由此降低TFT陣列的整個(gè)制造工藝的成本。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的AMTLCD裝置及其制造方法是同時(shí)(即一次)完成以下步驟(a)為了實(shí)施寫掃描信號(hào)線和視頻信號(hào)線的安裝布線而開孔除去第二絕緣層的圖案形成；以及
(b)為了在掃描信號(hào)線層和視頻信號(hào)線層之間進(jìn)行層變換而開孔除去第一絕緣層的圖案形成。
因此，在TFT陣列工藝中重復(fù)光刻工藝的周期數(shù)可減少到五次。另外，其特征在于使用像素電極層將掃描信號(hào)線層和視頻信號(hào)線層電連接。
本發(fā)明AMTLCD裝置通過下述方式在屏幕上顯示圖像(a)在互相面對(duì)的絕緣透明基片之間夾持液晶；以及(b)通過對(duì)應(yīng)于顯示圖像用掃描信號(hào)和圖像信號(hào)來驅(qū)動(dòng)液晶，在上述屏幕上顯示圖像。
在AMTLCD裝置中，用于顯示圖像的多個(gè)像素在絕緣透明基片上以矩陣形式排列的陣列部分包括(a)至少以某種方式分別與所述像素對(duì)應(yīng)的多個(gè)以矩陣形式排列的像素電極；(b)以由分別對(duì)應(yīng)于所述像素電極的方式排列的薄膜晶體管構(gòu)成的多個(gè)開關(guān)元件；(c)用于向所述多個(gè)開關(guān)元件的各個(gè)柵極提供掃描信號(hào)的多個(gè)掃描信號(hào)線；(d)多個(gè)視頻信號(hào)線，用于經(jīng)所述多個(gè)開關(guān)元件的各個(gè)源極和漏極提供圖像信號(hào)給像素電極；(e)覆蓋在所述多個(gè)掃描信號(hào)線上、用作所述多個(gè)開關(guān)元件的柵極的絕緣膜的第一絕緣層；以及(f)覆蓋在所述多個(gè)視頻信號(hào)線上、用作多個(gè)開關(guān)元件的保護(hù)膜的第二絕緣層。
根據(jù)上述構(gòu)成，本發(fā)明的有源矩陣型液晶顯示裝置為(a)像素電極的一部分通過在第二絕緣層內(nèi)形成的接觸孔圖案與視頻信號(hào)線電導(dǎo)通，(b)且還通過在第一和第二絕緣層內(nèi)形成的接觸孔圖案與掃描信號(hào)線電導(dǎo)通；以及(c)它通過用掃描信號(hào)和圖像信號(hào)驅(qū)動(dòng)液晶來顯示圖像，
所述信號(hào)通過像素電極來通斷開關(guān)元件。
因此，本發(fā)明能減少重復(fù)TFT陣列工藝中光刻工藝的周期數(shù)，并縮短包括上述工藝的整個(gè)工藝的制造周期，從而降低TFT陣列的整個(gè)制造工藝的成本。


圖1示出本發(fā)明典型實(shí)施例的AMTLCD裝置及其制造方法；圖2示出現(xiàn)有的AMTLCD裝置及其制造方法。
以下，參照附圖具體地描述本發(fā)明典型實(shí)施例的AMTLCD裝置及其制造方法。
圖1示出本實(shí)施例的AMTLCD裝置的一部分，與表示現(xiàn)有技術(shù)裝置的圖2相同的元件采用相同的標(biāo)號(hào)。
如圖1所示，本實(shí)施例的AMTLCD裝置包括(a)作為絕緣透明基片的玻璃基片1；(b)兼作以矩陣形式排列在玻璃基片1上的TFT的柵極并向該TFT的柵極提供掃描信號(hào)的掃描信號(hào)線2；(c)覆蓋在掃描信號(hào)線2上形成第一絕緣層的第一絕緣膜，作為與TFT柵極相對(duì)的柵絕緣膜3；(d)在TFT第一絕緣膜(即柵絕緣膜)3上形成的、用于形成TFT的信道區(qū)域的非晶硅膜4；(e)用于提供圖像信號(hào)的視頻信號(hào)線5，其同時(shí)也兼作與TFT的非晶硅膜4連接的源極；(f)構(gòu)成第二絕緣層的第二絕緣膜6，其是用作TFT保護(hù)膜的鈍化絕緣膜；(g)以矩陣形式排列的多個(gè)像素電極7；(h)在開后除去作為第二絕緣膜6的鈍化絕緣膜之后形成的接觸孔圖案8；(i)像素電極7和掃描信號(hào)線2之間的接觸孔圖案9；以及
(j)與TFT的非晶硅膜4連接的漏極11。
在上述結(jié)構(gòu)中(a)多個(gè)像素電極7以矩陣形式排列；(b)對(duì)應(yīng)于像素電極7，多個(gè)TFT也以矩陣形式排列；(c)視頻信號(hào)線5還兼作與TFT非晶硅膜4連接的源極，通過漏極11向像素電極7提供圖像信號(hào)；(d)第二絕緣膜6為包含例如SiNx、SiO2、丙烯酸樹脂、聚酰亞胺、聚酰胺或聚碳酸酯的膜或者它們的疊層膜；(e)像素電極7和漏極11通過接觸孔圖案8電連接。
示出本實(shí)施例的圖1在以下方面與示出現(xiàn)有技術(shù)實(shí)例的圖2不同。
區(qū)別在于掃描信號(hào)線2的層和視頻信號(hào)線5的層之間的電連接。如圖2所示，在過去，是在第一絕緣膜3層被除去之后形成接觸孔圖案10。然后在掃描信號(hào)線2和視頻信號(hào)線5之間直接進(jìn)行電連接。
而在本實(shí)施例，如圖1的布線變換部分所示，通過在淀積第二絕緣膜6之后同時(shí)除去第一絕緣膜3和第二絕緣膜6，形成掃描信號(hào)線2上表面上的開孔。接觸孔圖案9在像素電極7和掃描信號(hào)線2之間形成，形成方式為在該表面開孔部分像素電極7的一部分和掃描信號(hào)線2是導(dǎo)通的。通過這樣形成，掃描信號(hào)線2和視頻信號(hào)線5通過像素電極7間接地形成電連接。
在本實(shí)施例中，同時(shí)(一次)完成以下步驟(a)為了裝配掃描信號(hào)線2和視頻信號(hào)線5而開孔除去作為第二絕緣膜6的鈍化絕緣膜，形成圖案；以及(b)為了在掃描信號(hào)線2層和視頻信號(hào)線5層之間進(jìn)行層變換，而開孔除去作為第一絕緣膜3的柵絕緣膜，形成圖案。
因此，上述光刻工藝的周期數(shù)可減少到五次。這可縮短整個(gè)制造工藝的制造周期，由此降低整個(gè)工藝的成本。
如上述構(gòu)成的AMTLCD裝置的陣列基片的制造方法包括以下步驟(a)首先，通過濺射成膜法淀積薄膜，在玻璃基片1上形成掃描信號(hào)線2；以及(b)通過光刻工藝和蝕刻工藝對(duì)掃描信號(hào)線2構(gòu)圖。
通過重復(fù)進(jìn)行淀積薄膜與用光刻工藝和蝕刻工藝對(duì)其構(gòu)圖，本發(fā)明的這些工藝完成(a)形成非晶硅膜4；(b)形成視頻信號(hào)線5；(c)形成漏極11；以及(d)形成像素電極7。
如上所述，通過淀積第二絕緣膜6后同時(shí)除去第一絕緣膜3和第二絕緣膜6，在布線變換部分內(nèi)形成掃描信號(hào)線2表面上的開孔。掃描信號(hào)線2和視頻信號(hào)線5成為，使得它們通過像素電極7間接地形成電連接。為了在上述構(gòu)成的AMTLCD裝置內(nèi)實(shí)施掃描信號(hào)線2和視頻信號(hào)線5之間的布線，同時(shí)(一次)完成以下步驟(a)為了除去鈍化絕緣膜而形成圖案；以及(b)為了在掃描信號(hào)線2層和視頻信號(hào)線5層之間進(jìn)行層變換而開孔除去柵絕緣膜，形成圖案。
因此，光刻工藝的周期數(shù)可減少到五次。
結(jié)果，在其它地方需要的諸如薄膜淀積、光刻工藝、蝕刻工藝、清潔工藝等的許多工藝可在陣列工藝中大量減少。而且，陣列工藝的制造周期可大大地縮短，由此實(shí)現(xiàn)工藝成本的降低。
根據(jù)上述的本發(fā)明，同時(shí)(一次)完成下述步驟為了在掃描信號(hào)線和視頻信號(hào)線之間實(shí)施配線而除去第二絕緣層的圖案形成，以及為了在掃描信號(hào)線層和視頻信號(hào)線層之間進(jìn)行層變換而除去第一絕緣層的圖案形成。由此可把TFT陣列工藝中光刻工藝的周期數(shù)減少到五次，同時(shí)可利用像素電極層在掃描信號(hào)線層和視頻信號(hào)線層之間形成電連接。
由此可實(shí)現(xiàn)TFT陣列工藝中光刻工藝的周期數(shù)的減少，并縮短包括上述工藝在內(nèi)的整個(gè)工藝的制造周期，從而降低TFT陣列整個(gè)制造工藝的成本。
權(quán)利要求
1．一種有源矩陣型液晶顯示裝置，其中包括(a)用于向多個(gè)開關(guān)元件的各柵極提供掃描信號(hào)的多個(gè)掃描信號(hào)線；(b)用于通過所述多個(gè)開關(guān)元件的各源極和漏極向像素電極提供圖像信號(hào)的多個(gè)視頻信號(hào)線；(c)覆蓋在所述多個(gè)掃描信號(hào)線上、用于對(duì)所述多個(gè)開關(guān)元件的柵極絕緣的第一絕緣層；以及(d)覆蓋在所述多個(gè)視頻信號(hào)線上、用于對(duì)所述多個(gè)開關(guān)元件絕緣的第二絕緣層；且該液晶顯示裝置以如下方式構(gòu)成(e)所述像素電極的一部分，通過在所述第二絕緣層上形成的接觸孔圖案與所述視頻信號(hào)線形成電導(dǎo)通，并且另一部分通過在所述第一和第二絕緣層上形成的另一接觸孔圖案與所述掃描信號(hào)線形成電導(dǎo)通。
2．如權(quán)利要求1所述的有源矩陣型液晶顯示裝置，其中所述第一絕緣層是包含半導(dǎo)體層的多層結(jié)構(gòu)。
3．如權(quán)利要求1和2所述的有源矩陣型液晶顯示裝置，其中所述第二絕緣層是丙烯酸樹脂、聚酰亞胺、聚酰胺或聚碳酸酯的透明樹脂，或是包含這些樹脂的多層結(jié)構(gòu)。
4．一種制造有源矩陣型液晶顯示裝置的方法，其中所述方法包括形成組成元件的工藝，該組成元件包括在陣列部分中的多個(gè)開關(guān)元件，該陣列部分具有多個(gè)在絕緣透明基片上以矩陣形式排列的圖像顯示像素，所述工藝包括(a)第一步驟通過有選擇地蝕刻，至少形成多個(gè)用于向所述多個(gè)開關(guān)元件的各柵極提供掃描信號(hào)并用作所述各個(gè)柵極的柵防真線的掃描信號(hào)線；(b)第二步驟形成所述多個(gè)開關(guān)元件的各信道部分；(c)第三步驟通過有選擇地蝕刻，形成多個(gè)用來經(jīng)所述多個(gè)開關(guān)元件的各源極和漏極向所述像素電極提供所述圖像信號(hào)、并用作所述多個(gè)源極的源防真線的多個(gè)視頻信號(hào)線；(d)第四步驟，通過有選擇性地蝕刻包括覆蓋在所述多個(gè)掃描信號(hào)線上用于絕緣所述多個(gè)開關(guān)元件的柵極的絕緣膜、以及覆蓋在所述多個(gè)視頻信號(hào)線上用于保護(hù)所述多個(gè)開關(guān)元件的保護(hù)膜的各絕緣層，在所述多個(gè)掃描信號(hào)線和所述多個(gè)視頻信號(hào)線的表面上同時(shí)形成開孔；(e)第五步驟通過有選擇性地蝕刻而形成所述多個(gè)像素電極；以及(f)第六步驟在所述掃描信號(hào)線層和所述視頻信號(hào)線層中任一層上形成裝配端子，在其上部覆蓋所述像素電極層，并在其上部用各向異性導(dǎo)電膜壓制安裝。
5．如權(quán)利要求4所述的制造有源矩陣型液晶顯示裝置的方法，其中所述第一步驟至所述第六步驟以所述的順序?qū)嵤?br> 全文摘要
同時(shí)進(jìn)行用于開孔除去第二絕緣膜(6)以敷設(shè)掃描信號(hào)線(2)和視頻信號(hào)線(5)的圖案形成、以及開孔除去第一絕緣膜(3)以實(shí)現(xiàn)掃描信號(hào)線(2)層和視頻信號(hào)線(5)層之間的層變換的圖案形成。由此，TFT陣列工藝中光刻工藝的周期數(shù)減至五次。另外掃描信號(hào)線(2)層和視頻信號(hào)線(5)層之間通過像素電極(7)層實(shí)現(xiàn)電連接。
文檔編號(hào)G02F1/1368GK1317106SQ99810547
公開日2001年10月10日 申請(qǐng)日期1999年8月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月4日
發(fā)明者米倉(cāng)廣顕, 石原伸一郎 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社