專利名稱：液晶顯示面板及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示面板和其制造方法，尤其涉及一種液晶顯示面板和使用薄膜晶體管(TFT)制造高分辨率液晶顯示面板的方法。
背景技術：
液晶顯示面板可以在相對低的工作電壓和電能消耗并且也在小(或薄)尺寸和輕重量下工作，因而很容易用作電視(TV)接收機和個人電腦(PC)的顯示面板。現(xiàn)在，液晶顯示面板傾向于取代常規(guī)的陰極射線管(CRT)。
液晶顯示器和制造它的方法已經(jīng)在各種文獻中公開。圖3是用來描述普通液晶顯示面板結構的分解片斷透視圖(例如見文獻1日本專利公開文本JP2003-347314)。該液晶顯示面板30包括上(或外)襯底31，下(或內(nèi))襯底32，公共電極33，黑矩陣(黑底)34，R(紅)、G(綠)、B(藍)色的顏色過濾層35，包含多個像素區(qū)域P的液晶層36，每一個對應每一像素區(qū)域P形成的TFT晶體管T，柵極引線37，像素電極(例如TFT漏極)38和數(shù)據(jù)引線(例如TFT源極)。在該液晶顯示面板30中，將恒定電壓施加到公共電極33。通過施加選擇信號和圖像數(shù)據(jù)分別到TFT晶體管T的柵極引線37和像素電極38來開啟(例如使導通)相應的TFT晶體管，在其中每一像素區(qū)域P的液晶層36的液晶定向控制下顯示所需的圖像。
現(xiàn)在將參照圖4(a)到圖4(b)描述制造如上述的液晶顯示面板中的TFT晶體管的常用方法的基本部分。如圖4(a)所示，柵極圖案G形成在玻璃板(未示出)上。然后在柵極圖案G上方形成SiN膜作為絕緣膜。然后，在SiN膜的頂上形成半導體膜42。最后光阻材料膜形成在表面上并通過光掩模44暴露在紫外線下，因而形成光阻材料圖案43(以上過程稱為I-步驟)。然后如圖4(b)所示，通過利用光阻材料圖案43有選擇地蝕刻半導體膜42，從而形成TFT晶體管溝道部分45(步驟I-DE)。然后如圖4(c)所示，電導體膜46和光阻材料膜形成在襯底41和溝道部分45的表面上，光阻材料圖案47通過使用單獨的光掩模48形成在溝道部分45的上方(D-步驟)。然后如圖4(d)所示，通過使用光阻材料圖案47蝕刻晶片，從而形成TFT晶體管的源極S和漏極D(D-WE步驟)。此后，形成保護膜和類似物。然而，該步驟屬于已知技術，不再描述。
最近，在TFT部分的源極和漏極部分的形成中，選取用于溝道部分的灰度色調(diào)曝光來以單掩模執(zhí)行TFT區(qū)域部分的形成和溝道的形成(即源極和漏極部分的分離)的技術，已經(jīng)作為陣列加工減少步驟的例子得到提出并公開(例如見文獻2日本專利公開文本JP2002-55364)。選取用于液晶顯示面板制造的灰度色調(diào)曝光的方法將參照圖5A和5B和圖6A到6E進行描述。圖5A和5B顯示了用于灰度色調(diào)曝光的光掩模。圖5A是顯示光掩模50的平面圖。圖5B是沿著圖5A中的線B-B′得到的截面圖。
如圖5A和5B所示，光掩模50包含遮光板(即不透明的)圖案53，它形成在透明襯底51的表面(即底面)上，并具有由第一到第三遮光板52-54構成的預定圖案。參照圖5A和5B，符號A表示透明區(qū)域，符號B表示遮光板區(qū)域，符號C表示半透明區(qū)域。第一遮光板圖案52對應通過使用光掩模50形成的TFT部分的源極-漏極電極區(qū)域。第二遮光板圖案53對應TFT部分的溝道區(qū)域。
圖6A到6E示出了使用如圖5所示的光掩模50制造液晶顯示面板或其中的TFT晶體管的方法。在圖6A到6E中，附圖標記61表示玻璃襯底，附圖標記62表示柵極，附圖標記63表示柵極絕緣膜，附圖標記64表示a-Si膜，附圖標記65表示n+a-Si膜，附圖標記66表示用于源極和漏極的金屬膜，附圖標記67表示感光(photo-sensitive)膜。附圖標記66a和66b分別表示源極和漏極。附圖標記67a表示感光膜圖案。
如圖6A所示，最終的TFT晶體管的晶片包括玻璃襯底61，在它的上面，即在它的前(或上)表面上，將柵極62、柵極絕緣膜63、a-Si膜64、n+a-Si膜65、用于源極和漏極的金屬膜66及感光膜67形成。這樣，半膜厚度部分(或凹進部分)68通過使用圖5所示的光掩模50在感光膜67的溝道部分上形成(見圖6B)。然后，將用于源極和漏極的金屬膜66有選擇地蝕刻(見圖6C)。然后，將感光膜67的半膜厚度部分68，即在溝道部分中用于源極和漏極的金屬膜66，進行蝕刻以分開源極66a和漏極66b(見圖6D)。最后，去除殘留的感光膜圖案67a以完成TFT晶體管60(見圖6E)。
如上所示，在該現(xiàn)有技術中，通過噴鍍(spatter)沉積(deposition)來沉積柵極62，例如在玻璃襯底61上。這樣形成的柵極62的圖案然后通過平版印刷(litho-photographic)法以形成所需的柵極62。然后將柵極絕緣膜63，例如SiN膜和溝道活性層即a-Si膜，形成在柵極62之上。然后將用于連接源極和漏極的n+a-Si膜65通過使用CVD(化學蒸氣沉積)法利用連續(xù)膜成型來形成。此外，將源極-漏極電極(即金屬膜)66通過噴鍍法沉積在n+a-Si膜65上。隨后涂覆感光膜(即光阻材料)。然后將源極-漏極電極通過使用“灰度-色調(diào)掩?！奔垂庋谀?0進行處理以形成完全曝光區(qū)域(即TFT區(qū)域之外)、部分曝光區(qū)域(即在源極和漏極66a和66b之間的溝道部分的區(qū)域)、和完全非曝光區(qū)域(即源極和漏極66a和66b的區(qū)域)。
術語“灰度-色調(diào)掩?！北硎狙谀?即光掩模)，它由通過降低光阻材料到它的一半厚度，同時沉積完全曝光區(qū)域、完全非曝光區(qū)域而獲得的區(qū)域和分辨率低于曝光設備閾值分辨率的精細(fine)圖案構成。當將TFT部分通過圖案形成以上述的方式形成時，得到局部輪廓，在其中只有源極和漏極之間溝道部分的光阻材料通過部分曝光在厚度上減少。隨后，將源極-漏極電極膜通過使用光阻材料圖案作為掩模進行干蝕刻(DE)。在該干蝕刻中，不僅將源極-漏極電極膜，也將n+a-Si膜65和a-Si膜64進行蝕刻，同時SiN膜作為柵極絕緣膜63用作停止器。然后，將在溝道部分上的感光(例如光阻材料)膜68通過灰化去除。
然后，為了形成TFT部分的溝道區(qū)域，通過使用光阻材料圖案67a進行干蝕刻以形成源極和漏極66a和66b。在該干蝕刻中，將源極和漏極66a和66b和n+a-Si膜65同樣蝕刻，將溝道活性層用作停止器。因而形成溝道區(qū)域。最后將光阻材料67剝離。在以上方法中，有可能通過單次使用光掩模50，形成TFT部分(即TFT晶體管)并減少TFT或液晶顯示面板的制造步驟。
以上方法，在其中將灰度-色調(diào)掩模用于制造液晶顯示面板或它的TFT部分，具有的優(yōu)點是有可能減少制造步驟。然而在不利的方面，處理余量非常窄，所以很難以相同的掩膜形成不同尺寸的TFT晶體管。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術中所固有的以上問題，提出本發(fā)明，其目的是提供一種液晶顯示面板及其制造方法，該方法允許形成不同W/L值的TFT晶體管而不改變晶體管的外形。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其提供一種液晶顯示面板，用于通過以薄膜晶體管驅動矩陣陣列中的多個像素區(qū)域來顯示圖像數(shù)據(jù)，其中把在顯示器部分中的薄膜晶體管和外圍薄膜晶體管形成為相同尺寸的薄膜晶體管。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，其提供一種液晶顯示面板的制造方法，該液晶顯示面板用于通過以多個薄膜晶體管(TFTs)驅動矩陣陣列中的多個像素區(qū)域來顯示圖像數(shù)據(jù)，其中把在顯示器部分中的TFT和外圍TFT形成為相同尺寸(即外部形狀)的TFT。
將顯示器部分中的TFT和外圍保護性的TFT通過使用灰度-色調(diào)掩模形成，該掩膜具有尺寸小于成像設備閾值分辨率的圖案。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供有液晶顯示面板的制造方法，包括步驟通過在玻璃襯底的一個表面上噴鍍而對最終的柵極進行沉積以形成所需的柵極，通過光-平版印刷(photo-lithographic)法形成柵極的圖案(pattern)并蝕刻生成的晶片；于柵極上方在玻璃襯底的另一表面上，形成作為柵極絕緣膜的SiN膜和作為溝道活性層的a-Si膜；通過采取CVD法利用連續(xù)膜成型來形成用于連接源極和漏極的n+a-Si膜；通過使用噴鍍法在n+a-Si膜上沉積源極-漏極；在涂覆光阻材料之后并通過使用灰度-色調(diào)掩模來處理源極-漏極電極以形成完全曝光區(qū)域(在TFT區(qū)域和源極總線之外)、部分曝光區(qū)域(即源極和漏極之間的溝道部分區(qū)域CH)、和完全非曝光區(qū)域(即源極和漏極部分和源極總線的區(qū)域)，通過使用光阻材料圖案作為掩模和使用SiN膜即柵極絕緣膜作為停止器，干蝕刻(dry etching)源極-漏極電極膜、源極總線、n+a-Si膜和a-Si膜，從而實現(xiàn)在包含使用曝光掩模得到的溝道部分的保護性晶體管中，蝕刻直到其中完全去除光阻材料的部分內(nèi)的n+a-Si膜和a-Si膜，該曝光掩模包含分辨率高于成像設備閾值分辨率的狹縫(slit)圖案，因而降低了保護性晶體管的有效W，隨后通過灰化(ashing)去除溝道部分上的光阻材料；通過使用光阻材料圖案及使用溝道活性層作為停止器干蝕刻直到源極-漏極電極和n+a-Si膜以形成溝道區(qū)域；剝離光阻材料，從而形成具有相同外形和不同有效W/L的多個TFT。
其它目的和特征將參照附圖從下面的描述闡明。


圖1A到1E是截面圖，顯示了在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示面板的玻璃襯底上形成的TFT部分的主要制造步驟；圖2A到2E是根據(jù)本發(fā)明對應圖1A到1E的液晶顯示面板的基本部分的平面圖；圖3是用來描述通常液晶顯示面板結構的分解片斷(fragmentary)透視圖；圖4A到4D顯示了制造液晶顯示面板中TFT晶體管的常用方法的基本部分；圖5A到5B是顯示了光掩模50的平面圖和沿著圖5A中的線B-B′得到的截面圖；圖6A到6E顯示了使用如圖5所示的光掩模50制造液晶顯示面板或其TFT晶體管的方法。
具體實施例方式
將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖1A到1E和2A到2E是顯示了根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示面板的制造步驟圖，尤其用于描述制造TFT部分的方法。圖1A到1E是截面圖，顯示了在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示面板的玻璃襯底上形成的TFT部分的主要制造步驟。圖2A到2E是對應圖1A到1E的液晶顯示面板的基本部分的平面圖。
在圖1A的步驟DI中，以光-平版印刷技術形成第一圖案。在該步驟里，通過使用分辨率低于溝道部分閾值分辨率的圖案來形成半光阻材料膜厚度部分。在圖1B的步驟里，形成D引線。在圖1C的步驟里，形成n+a-Si(非晶體)膜和a-Si膜。圖1D的步驟里，通過PR(光阻材料)-DE形成第二圖案。去除半光阻材料膜厚部分。在圖1E的步驟里，形成溝道部分金屬和n+a-Si膜。此過程將在下文更為詳細描述。
柵極圖案G形成在玻璃襯底上(未示出)。在柵極圖案上形成作為絕緣膜的SiN膜和作為溝道活性層的a-Si膜12。為了連接源極和漏極，通過使用CVD法的連續(xù)形成使n+a-Si膜形成。源極-漏極電極13通過噴鍍在n+a-Si膜上形成。然后涂覆光阻材料14。接著，通過使用灰度-色調(diào)掩模15處理源極-漏極電極以形成完全曝光區(qū)域(在TFT區(qū)域和源極總線之外)、部分曝光區(qū)域(即源極和漏極電極之間的溝道部分區(qū)域CH)、和完全非曝光區(qū)域(即源極-漏極電極部分和源極總線區(qū)域)。
在得到的晶片內(nèi)，顯示部分TFT晶體管和液晶顯示面板內(nèi)的外圍部分保護性晶體管，盡管在外形上相同，在分辨率低于成像設備閾值分辨率的狹縫(slit)圖案方面不同。具體地說，在顯示器部分內(nèi)，一狹縫(slit)置于整個溝道部分的上方，同時在保護性晶體管內(nèi)，在角部分內(nèi)提供分辨率高于閾值分辨率的部分狹縫。從而，當一半膜厚度的光阻材料形成在保護性晶體管溝道部分的整個表面上方，保護性晶體管溝道部分包含多個其中將光阻材料完全去除的部分。盡管所顯示的例子關于正光阻材料，這決不是限制性的。
如上所示，對于TFT部分的圖案形成，光阻材料截面輪廓作為光阻材料膜厚度部分的曝光結果而獲得，在該輪廓中只有源極和漏極之間的溝道部分區(qū)域內(nèi)的光阻材料在厚度上減少。通過該用作掩模的光阻材料圖案14，將源極-漏極電極膜干蝕刻。在該干蝕刻中，不僅蝕刻源極-漏極電極膜也蝕刻源極總線、n+a-Si膜和a-Si膜。將作為柵極絕緣膜的SiN膜用作停止器。
這樣，帶有狹縫圖案的保護性晶體管，該圖案的分辨率低于置于曝光掩模15中的閾值分辨率，可以減少有效W，由于對在其中完全去除光阻材料的部分內(nèi)的n+a-Si膜和a-Si膜也進行蝕刻。隨后，進行灰化以去除在溝道部分CH上的光阻材料膜14。
接著，為了在TFT部分中形成溝道區(qū)域CH，通過使用光阻材料圖案進行干蝕刻，從而形成源極和漏極部分的電極。在該干蝕刻中，通過將溝道活性層用作停止器，對源極-漏極電極和n+a-Si膜的蝕刻來形成溝道區(qū)域。最后將光阻材料剝離。這樣，有可能使用掩模單次形成相同外形、不同有效W/L的多個TFT，從而減少制造步驟。
參照圖2A到2E，如圖2A所示，使用包含低于閾值分辨率的間隙a到c的掩模。圖2B顯示了顯影后的光阻材料圖案。如所示，光阻材料完全殘留在陰影部分1中，半膜厚度光阻材料殘留在陰影部分2中(圖1A)。在圖2C中，通過使陰影部分3經(jīng)過步驟Cr-WE和I-DE形成布線圖案(圖1B和1C)。在圖2D中，通過進行步驟PR-DE去除陰影部分4中的半膜厚度光阻材料(在其完全殘留部分中的光阻材料保留)(圖1D)。圖2E中，在陰影部分5中通過執(zhí)行步驟Cr-WE和CH-DE形成CH(步驟1E)。
對于根據(jù)本發(fā)明的制造液晶顯示面板的方法，隨后所述的實用優(yōu)點是可獲得的。通過采用顯示部分晶體管(下文指TFT晶體管)和外圍布置的保護性晶體管，它們通過使用灰度-色調(diào)掩模曝光以具有相同的外形設計形成，只通過提供分辨率低于成像設備閾值分辨率的狹縫圖案到該晶體管，有可能減少保護性晶體管的有效W(寬)。因此，有可能以節(jié)約過程1RP(光阻材料)而形成不同W/L的晶體管并降低制造成本。
對于本領域技術人員來說，上述結構顯然可以產(chǎn)生變化，并且可以進行各種明顯不同的修改和實施而不會脫離本發(fā)明的范圍。在以上描述和附圖中提出的內(nèi)容僅僅以例證性的方式提供。因此旨在前面的描述應該被認為是描述性的而不是限定性的。
權利要求
1.一種液晶顯示面板，用于通過以薄膜晶體管驅動矩陣陣列中的多個像素區(qū)域來顯示圖像數(shù)據(jù)，其特征在于把在顯示部分中的薄膜晶體管和外圍薄膜晶體管形成為相同尺寸的薄膜晶體管。
2.一種液晶顯示面板的制造方法，該液晶顯示面板用于通過以多個薄膜晶體管(TFTs)驅動矩陣陣列中的多個像素區(qū)域來顯示圖像數(shù)據(jù)，其特征在于把在顯示部分中的TFT和外圍TFT形成為相同尺寸(即外形)的TFT。
3.根據(jù)權利要求2所述的制造液晶顯示面板的方法，其中將顯示部分中的TFT和外圍保護性的TFT通過使用灰度-色調(diào)掩模來形成，該掩膜具有尺寸小于成像設備閾值分辨率的圖案。
4.一種制造液晶顯示面板的方法，包括步驟通過在玻璃襯底的一個表面上噴鍍而對最終的柵極進行沉積，形成所需的柵極，通過光-平版印刷法形成柵極的圖案并蝕刻生成的晶片；于柵極上方在玻璃襯底的另一表面上形成作為柵極絕緣膜的SiN膜和作為溝道活性層的a-Si膜；通過采取CVD法利用連續(xù)膜成型來形成用于連接源極和漏極電極的n+a-Si膜；通過使用噴鍍法在n+a-Si膜上沉積源極-漏極電極；在光阻材料涂覆之后并通過使用灰度-色調(diào)掩模來處理源極-漏極電極以形成完全曝光區(qū)域(在TFT區(qū)域和源極總線之外)、部分曝光區(qū)域(即源極和漏極之間的溝道部分區(qū)域CH)、和完全非曝光區(qū)域(即源極和漏極部分和源極總線的區(qū)域)，通過使用光阻材料圖案作為掩模和使用SiN膜即柵極絕緣膜作為停止器，干蝕刻源極-漏極電極膜、源極總線、n+a-Si膜和a-Si膜，從而實現(xiàn)在包含使用曝光掩模得到的溝道部分的保護性晶體管中，直到其中完全去除光阻材料的部分內(nèi)的n+a-Si膜和a-Si膜的蝕刻，其中該曝光掩膜包含分辨率高于成像設備閾值分辨率的狹縫圖案，因而降低了保護性晶體管的有效W，隨后通過灰化去除溝道部分上的光阻材料；通過使用光阻材料圖案及使用溝道活性層作為停止器進行直到在源極-漏極電極和n+a-Si膜的干蝕刻以形成溝道區(qū)域；和剝離光阻材料，從而形成具有相同外形和不同有效W/L的多個TFT。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶顯示面板及其制造方法。在液晶顯示面板中，該顯示面板用于通過以薄膜晶體管驅動矩陣陣列中的多個像素區(qū)域來顯示圖像數(shù)據(jù)，其中把在顯示部分中的薄膜晶體管和外圍薄膜晶體管形成為相同尺寸(即外形)的薄膜晶體管。
文檔編號G02F1/1362GK1702529SQ200510069740
公開日2005年11月30日 申請日期2005年3月30日 優(yōu)先權日2004年3月31日
發(fā)明者櫻井洋 申請人:Nec液晶技術株式會社