CN100381927C - 液晶显示器件的阵列基板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种液晶显示器件的制造方法,包括通过第一掩模工序在基板上形成栅线、栅极和栅绝缘层,通过第二掩模工序在栅绝缘层上形成有源层、欧姆接触层、源极、漏极和数据线,数据线与栅线相交以限定像素区域,在包含源极和漏极以及数据线的基板的基本整个表面上形成第一钝化层,通过第三掩模工序在有源层上的第一钝化层上形成黑矩阵,通过第四掩模工序在像素区域内的第一钝化层上形成滤色片层,在包括黑矩阵和滤色片层的基板表面上形成第二钝化层,通过第五掩模工序形成光刻胶图案,对光刻胶图案和第二钝化层进行构图以便暴露部分漏极,在包括部分暴露漏极的基板的基本整个表面上形成透明导电层,以及形成像素电极,所述像素电极与暴露的部分漏极相接触。
Description
本申请要求享有2004年6月30日在韩国递交的申请号为No.2004-0050171以及2005年2月4日在韩国递交的申请号为No.2005-0010589的韩国专利申请的优先权,其在此包含引作参考。
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器件,更特别地涉及一种具有薄膜晶体管上滤色片层的液晶显示器件的阵列基板的制造方法。
背景技术
液晶显示(LCD)器件是在液晶材料的光学各向异性和极化特性的基础上进行驱动的。LCD器件通常包括两个彼此间隔且相互面对的基板,以及夹在两基板之间的液晶材料层。各基板包括彼此相对的电极,使得施加到各电极上的电压在电极之间产生垂直于基板的电场。通过改变所加电场的强度或方向可以改变液晶材料层的液晶分子取向。因此,LCD器件通过根据液晶分子的排列改变透过液晶材料层的光透射率来显示图像。
附图1示出了现有技术的LCD器件的分解透视图。如附图1所示,LCD器件11包括称作滤色片基板的上基板5,和称作阵列基板的下基板22,并在两基板之间夹有液晶材料层14。在上基板5,黑矩阵6和呈阵列矩阵形状的滤色片层8,该滤色片层包含被黑矩阵6相应部分所围绕的多个红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)滤色片。另外,在上基板5上形成覆盖滤色片层8和黑矩阵6的公共电极18。
在下基板22上,多个薄膜晶体管(TFT)T以对应滤色片层8的阵列矩阵形式而形成。多条栅线13与多条数据线15垂直相交。TFT T设置在使各TFT T位于邻近一条栅线13和一条数据线15相交的位置。此外,在下基板22的栅线13和数据线15之间限定的像素区域P上形成多个像素电极17。像素电极17由具有高透射率的透明导电材料,如氧化铟锡(ITO)或铟氧化锌(IZO)制成。
进一步如附图1所示,在每个像素中设置存储电容器CST并使其与像素的像素电极17并联连接。存储电容器CST包括用作第一电容器电极的部分栅线13和用作第二电容器电极的金属图案30。由于金属图案30通过接触孔与像素电极17相连,所以存储电容器CST与像素电极17电连接。金属图案30可由与数据线15相同的材料制成。在制造附图1的LCD器件11时,上基板5与下基板22对准并粘接到下基板22上。在此过程中,上基板5可能与下基板22未对准并且由于粘接上基板5和下基板22过程中的误差容限而在完成的LCD器件11中产生漏光。
附图2为附图1中沿II-II′线的截面图,其示出了现有技术的液晶显示(LCD)器件的一个像素。如附图2所示,现有技术的LCD器件包括上基板5、下基板22和液晶层14。上基板5和下基板22彼此分隔并在其中夹有液晶层14。
在下基板22上限定包含开关区域S的像素区域P和存储区域ST。薄膜晶体管T形成在开关区域S中并由栅极32、有源层34、源极36和漏极38构成。透明像素电极17形成在像素区域P内。
参照附图1,栅极32从栅线13延伸而源极36从数据线15延伸。栅极32、源极36和漏极38由金属材料形成而有源层34由硅形成。像素电极17由透明导电材料形成。
存储电容器CST形成在存储区域ST并包含用作第一存储电极的部分栅线13和用作第二电容器电极的金属图案30。金属图案30具有岛形并覆盖部分的栅线13。金属图案30与像素电极17相接触。存储电容器CST可具有各种结构和形状。
在薄膜晶体管T和存储电容器CST上形成钝化层40。
在附图2中,上基板5与下基板22相分离。在上基板5的内表面上,在对应薄膜晶体管T、栅线13和数据线15的位置处设置黑矩阵6。如附图1所示,黑矩阵6形成在上基板5的整个表面上并具有对应下基板11上像素电极17的开口。黑矩阵6防止LCD器件中像素电极17以外部分的漏光。黑矩阵6保护薄膜晶体管T免受光,使得黑矩阵6防止薄膜晶体管T中产生照光电流(photo current)的。在上基板5的内表面上形成包括滤色片8a、8b和8c的滤色片层以覆盖所述黑矩阵6。每个滤色片8a、8b和8c具有红色、绿色和蓝色中的一种并与像素电极17所在的一个像素区域P相对应。由透明导电材料形成的公共电极18置于上基板5上的滤色片层8上。
如上所述,可分别制造下基板22和上基板5并随后将其相互粘接在一起。
在现有技术的LCD器件中,每个像素电极17对应每个滤色片。此外,为了防止像素电极17与栅线13和数据线15之间的串扰,如附图2所示,像素电极17与数据线15相隔距离A并与栅线13相隔距离C。像素电极17与栅线13和数据线15之间的开口间距A和C引起故障,如LCD器件中的漏光。典型地,主要在开口间距A和C中产生漏光。然而,形成在上基板5上的黑矩阵6应当覆盖开口间距A和C。然而,在排列上基板5与下基板2时,或反之亦然,在上基板5和下基板22之间可能出现未对准的情况。因此,延伸黑矩阵6以确保黑矩阵仍能覆盖开口间距A和C。即,设计黑矩阵6以使其提供对准容限进而防止漏光。可是,通过延伸黑矩阵,液晶显示器件的孔径比的减少量与黑矩阵6对准容限增加量相同。此外,如果在黑矩阵6的对准容限中存在误差,则在开口间距A和C中发生漏光,进而降低了LCD器件的图像质量。
为了解决上述问题,已经提出一种具有薄膜晶体管上滤色片(COT)的液晶显示器件。
附图3为具有根据现有技术的COT结构的液晶显示器件中阵列基板的平面图。
在附图3中,沿第一方向在一个基板上形成多条栅线52。多条栅线52相互平行并彼此分开。沿着与第一方向垂直的第二方向形成多条数据线68。多条数据线68相互平行并彼此分开。多条数据线68与多条栅线52相交叉以限定多个像素区域P。
栅焊盘56形成在每条栅线52的一端,并且透明的栅焊盘端子94覆盖所述栅焊盘56。数据焊盘70形成在每条数据线68的一端,并且透明的数据焊盘端子96覆盖所述数据焊盘70。
薄膜晶体管T形成在栅线52和数据线68的每个交叉处。薄膜晶体管T包括栅极54、半导体层60、源极64和漏极66。进一步,从半导体层60延伸出的延展部分62可形成在数据线68的下方以便改善数据线68的接触特性。
在每个像素区域P中形成滤色片层的每个滤色片78a、78b和78c。黑矩阵76对应薄膜晶体管T。另外,黑矩阵76可进一步包括对应栅线52和数据线68的部分。
在栅线52上形成岛形的金属图案72。数据线52和金属图案72构成存储电容器CST。栅线52用作存储电容器CST的第一电极,而金属图案72用作存储电容器CST的第二电极。存储电容器CST可以具有各种结构和位置。
在每个像素区域P中形成像素电极92。像素电极92与漏极66和金属图案72相接触。
在上述阵列基板中,由于滤色片层和黑矩阵76形成在与薄膜晶体管T和像素电极92相同的基板上,所以可将与对准容限一样大的部分用作孔径区域,进而提高孔径比。
下面参照附图说明根据现有技术用于具有COT结构的LCD器件的阵列基板的制造方法。
附图4A、4B和4C至附图8A、8B和8C示出了根据现有技术用于具有COT结构的LCD的阵列基板的制造方法。
附图4A、4B和4C示出了第一掩模工序和第二掩模工序并分别对应沿附图3中IVA-IVA、IVB-IVB和IVC-IVC线的截面部分。
在附图4A、4B和4C,在基板50上限定包括开关S的像素区域P、存储区域ST、栅焊盘区域GP和数据焊盘区域DP。通过在基板50上顺序沉积金属材料并随后通过第一掩模工序对其进行构图形成栅极54和栅线52。栅极54对应开关区域S,而部分栅线52对应存储区域ST。栅线52在其一端处具有栅焊盘56,并且栅焊盘56设置在栅焊盘区域GP中。金属材料包含铝(Al)和铝合金,如AlNd。
通过沉积从包含氮化硅(SiNx)和二氧化硅(SiO2)的无机绝缘材料组中选出的一种或更多种材料,可在其上形成有栅极54和栅线52的基板50的几乎整个表面上形成栅绝缘层58。
通过顺序沉积本征非晶硅层和掺杂非晶硅层并随后通过第二掩模程序对其进行构图,在栅极54上的栅绝缘层58上形成半导体层60。半导体层60包括本征非晶硅的有源层60a以及掺杂非晶硅的欧姆接触层60b。从半导体层60垂直延伸出的延展部分62也形成在栅绝缘层58上。可省略所述延展部分62。
在附图5A、5B和5C中,在包含有源层60a和欧姆接触层60b的基板50的整个表面上沉积金属材料,并随后通过第三掩模工序对其进行构图以形成源极64、漏极66和数据线68。源极64和漏极66在欧姆接触层60b上彼此分开。数据线68与源极64相连。数据焊盘70形成在数据线68的一端并被设置在数据焊盘区域DP内。在存储区域ST内的栅线52上与源极64和漏极66同时形成岛形的金属图案72。
接着,去除在源极64和漏极66之间暴露出的欧姆接触层60b,进而暴露出有源层60a。
在附图6A、6B和6C中,通过沉积从包含氮化硅(SiNx)和二氧化硅(SiO2)无机绝缘材料组中选出的一种材料在包含源极64和漏极66以及数据线68的基板的整个表面上形成钝化层74。
通过在钝化层74上顺序涂覆黑色树脂并随后通过第四掩模工序对其进行构图形成黑矩阵76。黑矩阵76对应源极64和漏极66以及暴露出的有源层60a。黑矩阵76可进一步包括对应栅线52和数据线68的部分。
接着,通过在像素区域P中的钝化层74上顺序涂覆彩色树脂并随后通过第五掩模工序对其进行构图可形成滤色片层,例如绿色滤色片78b。尽管在附图中未示出,通过与绿色滤色片78b相同的工序可以形成红色滤色片和蓝色滤色片。
附图7A、7B和7C示出了第六掩模工序并对应分别沿附图3中IVA-IVA、IVB-IVB和IVC-IVC线的横截面。
在附图7A、7B和7C中,通过涂覆苯并环丁烯(BCB)和丙烯酸树脂中的一种,在包含滤色片层的基板50的整个表面上形成平坦层80。通过第六掩模工序对平坦层80进行构图以便形成漏极接触孔82、存储接触孔84、栅焊盘接触孔86以及数据焊盘接触孔88。漏极接触孔82暴露出漏极66,存储接触孔84暴露出金属图案72,栅焊盘接触孔86暴露出栅焊盘56而数据焊盘接触孔88暴露数据焊盘70。
附图8A、8B和8C示出了第七掩模工序并分别对应沿附图3中IVA-IVA、IVB-IVB和IVC-IVC线的横截面。
在附图8A、8B和8C中,通过在包含平坦层80的基板50上顺序沉积从包含氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)的透明导电材料组中选出的一种材料并随后通过第七掩模工序对其进行构图形成像素电极92、栅焊盘端子94和数据焊盘端子96。像素电极92与漏极66和金属图案72相接触,并被设置在像素区域P内。栅焊盘端子94与栅焊盘56相接触,而数据焊盘端子96与数据焊盘70相接触。
因此,可通过第七掩模工序制造现有技术中液晶显示器件的阵列基板。
可是,由于每个掩模工序包括清洁、涂覆光刻胶层、通过掩模进行曝光、显影光刻胶层以及蚀刻的步骤,因此已经出现一些通过简化工序来减少制造时间和成本的试验。
发明内容
因此,本发明涉及一种具有阵列基板上滤色片层的液晶显示(LCD)器件及其制造方法,其基本消除了由于现有技术的限制和缺点所引起的一个或多个问题。
本发明的一个目的是提供一种具有高孔径比的液晶显示器件。
本发明的另一目的是提供一种能够减少制造成本和时间并减少工序过程中的问题的液晶显示器件的制造方法。
本发明的其他特征和其他优点将在以下说明中予以阐述,并且根据说明部分地变得清楚,或可通过实践本发明予以了解到。根据所写的说明书及其权利要求以及附图中具体指定的结构能够了解和实现本发明的目的和其他优势。
为了实现这些和其他优点并根据本发明的目的,如具体和广泛描述地,液晶显示器件的制造方法包括:通过第一掩模工序在基板上形成栅线和栅极;在包括栅线和栅极的基板的基本整个表面上形成栅绝缘层;通过第二掩模工序在栅绝缘层上形成有源层、欧姆接触层、源极、漏极和数据线,数据线与栅线相交以限定像素区域;在包含源极和漏极以及数据线的基板的基本整个表面上形成第一钝化层;通过第三掩模工序在有源层上的第一钝化层上形成黑矩阵;通过第四掩模工序在像素区域内的第一钝化层上形成滤色片层;在包括黑矩阵和滤色片层的基板的基本整个表面上形成第二钝化层;通过第五掩模工序形成暴露出对应像素区域和部分漏极的第二钝化层的光刻胶图案;对光刻胶图案和第二钝化层下面的第一钝化层所暴露的第二钝化层进行构图以便暴露出部分漏极;在包括部分暴露出的漏极的基板的基本整个表面上形成透明导电层,以及通过去移光刻胶图案和光刻胶图案上的透明传导层在像素区域内形成像素电极,所述像素电极与暴露出的部分漏极相接触。
在另一方面,液晶显示器件包括基板,基板上的栅线和栅极,栅线和栅极上的栅绝缘层,栅极上方栅绝缘层上的有源层,有源层上的欧姆接触层,欧姆接触层上的源极、漏极和数据线,数据线与栅极线相交以限定像素区域,源极和漏极以及数据线上的第一钝化层,有源层上方第一钝化层上的黑矩阵,像素区域内第一钝化层上的滤色片层,黑矩阵和滤色片层上的第二钝化层,所述第二钝化层暴露出像素区域内的滤色片层,以及像素区域内在暴露出的滤色片层上的像素电极,所述像素电极与漏极相连接。
应当理解,前述的概括说明和以下的详细说明都是示例性的和说明性的,并意欲提供对所请求的本发明的进一步说明。
附图说明
包含在本申请内并构成本申请一部分的附图示出了本发明的实施方式以提供对本发明的进一步理解,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
附图1示出了现有技术中液晶显示器件的分解透视图;
附图2为沿附图1中II-II′线的截面图,其示出了现有技术中液晶显示器件的一个像素;
附图3为现有技术中具有薄膜晶体管上滤色片(COT)的液晶显示(LCD)器件的阵列基板的平面图;
附图4A、4B和4C至附图8A、8B和8C为示出了现有技术中具有COT结构的LCD器件的阵列基板制造方法的截面图;
附图9A、9B和9C至附图21A、21B和21C为示出了根据本发明一个实施方式的具有薄膜晶体管上滤色片结构的液晶显示器件中阵列基板的制造方法的截面图;
附图22A、22B和22C示出了根据本发明的包含柱状衬垫料的阵列基板的截面图;以及
附图23A、23B和23C示出了根据本发明另一实施例的阵列基板的截面图。
具体实施方式
现在详细说明本发明的优选实施方式,在附图中示出了实施方式的实施例。
附图9A、9B和9C至附图21A、21B和21C示出了根据本发明一个实施例的具有薄膜晶体管上滤色片(COT)结构的液晶显示(LCD)器件中阵列基板的制造方法。本发明的具有COT结构的LCD器件中阵列基板可以具有与现有技术的阵列基板相同的平面图。
附图9A、9B和9C示出了第一掩模工序,并且附图9A、9B和9C分别为对应像素区域、栅焊盘区域和数据焊盘区域的截面图。
在附图9A、9B和9C中,在基板100上限定包含开关区域S的像素区域P、存储区域ST、栅焊盘区域GP和数据焊盘区域DP。
通过顺序沉积从金属材料组中选出的一种或多种材料并通过第一掩模工序对其进行构图,在基板100上形成栅线102和栅极104。金属材料组包括铝(Al)、铝合金(AlNd)、铜(Cu)、钨(W)、铬(Cr)和钼(Mo)。栅极104对应开关区域S,而部分的栅线102对应存储区域ST。栅极104与栅线102相连。栅线102在其一端具有栅焊盘106,并且栅焊盘106设置在栅焊盘区域GP内。
附图10A、10B和10C至附图14A、14B和14C示出了第二掩模工序,并且其分别为对应像素区域、栅焊盘区域和数据焊盘区域的截面图。
在附图10A、10B和10C中,通过沉积从包含氮化硅(SiNx)和二氧化硅(SiO2)的无机绝缘材料组中选出的一种或多种材料,可在其上形成有栅极104和栅线102、栅焊盘106的基板100的整个表面上形成栅绝缘层108。
接着,通过顺序沉积本征非晶硅(a-Si:H)和掺杂非晶硅(n+或p+a-Si:H)在包含栅绝缘层108的基板100的整个表面上形成本征非晶硅层110和掺杂非晶硅层112。通过沉积上述的金属材料中的一种材料,可在掺杂非晶硅层112上形成金属层114。
通过在包含金属层114的基底100的整个表面上涂覆光刻胶来形成光刻胶层116。掩模M设置在光刻胶层116上方。掩模M包括透射部分A1、阻挡部分A2和半透射部分A3。阻挡部分A2对应开关区域S、存储区域ST和数据焊盘区域DP,并且半透射部分A3对应开关区域S中栅极104的中心部分。透射部分A1对应其他区域。
光刻胶层116可以是正型,并且从而曝光的位置被显影和去除。随后,使光刻胶层116曝光,并且对应半透射部分A3的光刻胶层116曝光少于对应掩模M的透射部分A1的光刻胶层116。
如附图11A、11B和11C所示,显影附图10A、10B和10C的光刻胶层116,并形成第一光刻胶图案118a和第二光刻胶图案118b。第一光刻胶图案118a对应开关区域S并具有不同厚度的部分。第二光刻胶层118b对应存储区域ST和数据焊盘区域DP。第一光刻胶图案118a的第一厚度对应附图10A的阻挡部分A2,而第一光刻胶图案118a中比第一厚度薄的第二厚度对应附图10A的半透射部分A3。第二光刻胶图案118b具有与第一光刻胶图案118a相同的厚度。数据焊盘区域DP内的第二光刻胶图案118b从第一光刻胶图案118a沿着垂直于栅线102的第一方向延伸。
如附图12A、12B和12C所示,去除由第一和第二光刻胶图案118a和118b暴露出的附图11A、11B和11C的金属层114、掺杂非晶硅层112和本征非晶硅层110。因此,在开关区域S中的第一光刻胶图案118a下面、存储区域ST中的第二光刻胶图案118b下面以及数据焊盘区域DP中的第二光刻胶图案118b下面分别形成源极和漏极图案119、岛形的金属图案120以及数据焊盘122。此时,也形成数据线(未示出)。数据线与源极和漏极图案119相连并在其一端处具有数据焊盘122。掺杂非晶硅层112和本征非晶硅层110被构图并且其具有与源极和漏极图案119、金属图案120和数据焊盘122相同的形状。
接着如附图13A、13B和13C所示,通过灰化工序去除附图12A中第一光刻胶图案118a的第二厚度,并暴露出源极和漏极图案119的中间部分。在此,部分地去除第一光刻胶图案118a和第二光刻胶图案118b的第一厚度,并使得第一光刻胶图案118a和第二光刻胶图案118b的第一厚度变薄。另外,去除第一和第二光刻胶图案118a和118b的边缘,并暴露源极和漏极图案119、金属图案120和数据焊盘122的周边部分F。
如附图14A、14B和14C所示,蚀刻由第一光刻胶图案118a暴露出的附图13A中的源极和漏极图案119,以形成源极124和漏极126。接着,去除由源极124和漏极126暴露出的附图13A中的掺杂非晶硅层112。
此时,也蚀刻附图13A和13C中源极和漏极图案119、金属图案120和数据焊盘122的周边部分F和附图13A和13C中掺杂非晶硅层112的对应部分。
此外,在源极124和漏极126、数据焊盘122和金属图案120下面分别形成第一半导体图案111、第二半导体图案113以及第三半导体图案115。每个半导体图案111、113和115包括掺杂非晶硅层112和本征非晶硅层110。第一半导体图案111的本征非晶硅层称作有源层111a,而第一半导体图案111的掺杂非晶硅层称作欧姆接触层111b。包含掺杂非晶硅层和本征非晶硅层的另一半导体图案也形成在所述数据线下,所述半导体图案与第一半导体图案111和第二半导体图案113相连。接着,去除第一和第二光刻胶图案118a和118b。
附图15A、15B和15C示出了第三掩模工序,并且附图15A、15B和15C为分别对应像素区域、栅焊盘区域和数据焊盘区域。
在附图15A、15B和15C中,通过在包含源极124和漏极128、数据焊盘122和金属图案120的基板110的整个表面上沉积诸如氮化硅(SiNx)或二氧化硅(SiO2)的无机绝缘材料形成第一钝化层128。
通过顺序涂覆黑色树脂并通过第三掩模工序对其进行构图,在第一钝化层128上形成黑矩阵129。黑矩阵129对应开关区域S。
接着,附图16A、16B和16C示出了第四掩模工序,并且附图16A、16B和16C为分别对应像素区域、栅焊盘区域和数据焊盘区域的截面图。
在附图16A、16B和16C中,通过在第一钝化层128上顺序涂覆彩色树脂并随后通过第四掩模工序对其进行构图形成于滤色片层,如绿色滤色片130。滤色片层形成在像素区域P内。滤色片层包括红、绿和蓝三种滤色片。每个滤色片对应一个像素区域P。尽管在附图中未示出,但可通过与绿色滤色片130相同的工序形成红色滤色片和蓝色滤色片。彩色滤色片没有形成在栅焊盘区域GP以及数据焊盘区域DP。
同时,当形成黑矩阵129和滤色片层130时,暴露出第一钝化层128对应部分漏极126和部分金属图案120的部分。
附图17A、17B和17C至附图21A、21B和21C示出了第五掩模工序,并且这些附图分别为对应像素区域、栅焊盘区域和数据焊盘区域。
如附图17A、17B和17C所示,通过在包含黑矩阵129和滤色片层130的基板的整个表面上沉积上述无机绝缘材料形成第二钝化层132。
如附图18A、18B和18C所示,通过在第二钝化层132上顺序涂覆光刻胶并通过第五掩模工序对其进行构图可形成光刻胶图案134。光刻胶图案134暴露出对应于像素区域P、部分漏极126、部分金属图案120、栅焊盘106和数据焊盘122的钝化层132。
如附图19A、19B和19C所示,去除光刻胶图案134所暴露出的第二钝化层132,进而暴露出滤色片层130。此外,被去除的第二钝化层132所暴露出的第一钝化层128被去除以便形成漏极接触孔136和存储接触孔138。在栅焊盘区域GP和数据焊盘区域DP中,与第一和第二钝化层128和132一起也去除栅绝缘层108,进而形成栅焊盘接触孔140,其完全暴露出栅焊盘106以及完全暴露出数据焊盘122的数据焊盘接触孔142。在栅焊盘区域GP和数据焊盘区域DP中,可以暴露出基板100。
如附图20A、20B和20C中所示,在包含光刻胶图案134的基板100的整个表面上形成透明导电层146。透明导电层146由透明导电材料如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)形成。
如附图21A、21B和21C中所示,去除附图20A、20B和20C的光刻胶图案134和附图20A、20B和20C中光刻胶图案134上的透明导电层146,进而在像素区域P内形成像素电极148。像素电极148与漏极126和金属图案120相接触。同时,在栅焊盘区域GP和数据焊盘区域DP内分别形成岛形的栅焊盘端子150和数据焊盘端子152。栅焊盘端子150覆盖并接触栅焊盘106。数据焊盘端子152覆盖并接触数据焊盘122。
通过上述工序,即五轮掩模工序制造根据本发明的具有COT结构的阵列基板。阵列基板与包含透明导电电极的基板相连接,进而形成液晶显示器件。
同时,在本发明的阵列基板上进一步形成柱状衬垫料。
附图22A、22B和22C示出根据本发明的包括柱状衬垫料的阵列基板,并且附图22A、22B和22C分别为对应像素区域、栅焊盘区域和数据焊盘区域的截面图。
在附图22A、22B和22C中,在基板200上限定包含开关区域S的像素区域P、存储区域ST、栅焊盘区域GP和数据焊盘区域DP。
在基板200上形成栅线202、栅极204和栅焊盘206。栅极204设置在开关区域S内,部分栅线202设置在存储区域ST内而栅焊盘206设置在栅焊盘区域GP内。尽管在附图中未示出,但栅极204与栅线202相连,而栅焊盘206形成在栅线202的一端处。在栅线202、栅极204和栅焊盘206上形成栅绝缘层208。
在开关区域S、数据焊盘区域DP和存储区域ST内的栅绝缘层208上分别形成第一半导体图案211、第二半导体图案213和第三半导体图案215。第一、第二和第三半导体图案211、213和215分别包括本征非晶硅层210和掺杂非晶硅层212。第一半导体图案211的本征非晶硅层称作有源层211a,而第一半导体图案211的掺杂非晶硅层称作欧姆接触层211b。
源极224和漏极226形成在第一半导体图案211上,数据焊盘222形成在第二半导体图案213上,而金属图案220形成在第三半导体图案215。尽管未示出,但数据线与源极和漏极224和226、数据焊盘222和金属图案220形成在同一层内。数据线与源极224相接触,并且数据焊盘222设置在数据线的一端处。金属图案220覆盖栅线202,并且金属图案220与栅线202用作第一和第二电容器电极,进而形成存储电容器。
栅极204、第一半导体图案211、源极224和漏极226构成薄膜晶体管T。
在源极224和漏极226、数据焊盘222和金属图案220上形成第一钝化层228。在开关区域S中薄膜晶体管T上方的第一钝化层228上形成黑矩阵229。在开关区域S以外的像素区域P内的第一钝化层228上形成滤色片层230。滤色片层230包括红、绿和蓝色的滤色片,并且每个滤色片对应像素区域P。滤色片顺序形成在各自的像素区域内。
在黑矩阵229和滤色片层230上形成第二钝化层232。第二钝化层232暴露出除开关区域S之外的像素区域P、存储区域ST、栅焊盘区域GP和数据焊盘DP。
在第二钝化层232暴露区域内的黑矩阵229和滤色片层230上形成像素电极250、栅焊盘端子254和数据焊盘端子256。像素电极250、栅焊盘端子254和数据焊盘端子256由透明导电材料形成。像素电极250与漏极226和金属图案220相接触。栅焊盘端子254接触栅焊盘206,而数据焊盘端子256接触数据焊盘222。
在包含像素电极250的基板200上方形成柱状衬垫料280,并且柱状衬垫料280对应栅线202和数据线(未示出)。通过在基板200的基本整个表面上顺序涂覆感光或非感光树脂并随后通过使用掩模的光刻工序对其进行构图形成所述柱状衬垫料280。
在栅焊盘206和数据焊盘222上分别形成与柱状衬垫料280处于同一层的第一阻挡层282和第二阻挡层284。当栅焊盘206和数据焊盘222由包含铝(Al)的金属材料形成时,由于用于衬垫料280的蚀刻剂,在栅焊盘206和栅焊盘端子254或数据焊盘222和数据焊盘端子256之间可产生电流现象(galvanicphenomenon),并可去除栅焊盘206或数据焊盘222。因此,为了防止这个问题,第一阻挡层282覆盖栅焊盘206,而第二阻挡层284覆盖数据焊盘222。
为了向栅焊盘端子254和数据焊盘端子256施加信号,可在以下步骤中去除第一和第二阻挡层282和284。
通过与前述相同的工序可制造除柱状衬垫料280与第一和第二阻挡层282和284之外的附图22A、22B和22C的阵列基板。
附图23A、23B和23C示出了本发明另一实施方式的阵列基板。附图23A、23B和23C分别为对应像素区域、栅焊盘区域和数据焊盘区域的截面图。阵列基板包括像素电极和公共电极并进一步包括柱状衬垫料。
在附图23A、23B和23C中,在基板300上限定包含开关区域S的像素区域P、存储区域ST、栅焊盘区域GP和数据焊盘区域DP。
在基板300上形成栅线302、栅极304和栅焊盘306。栅极304设置在开关区域S内,部分栅线302设置在存储区域ST内,而栅焊盘306设置在栅焊盘区域GP内。尽管在附图中未示出,但栅极304与栅线302相连,且栅焊盘形成在栅线302的一端处。在栅线302、栅极304和栅焊盘306上形成栅绝缘层308。
第一半导体图案311、第二半导体图案313和第三半导体图案315分别形成在开关区域S、数据焊盘区域DP和存储区域ST内的栅绝缘层308上。第一、第二和第三半导体图案311、313和315分别包括本征非晶硅层310和掺杂非晶硅层312。第一半导体图案311的本征非晶硅层称作有源层311a,而第一半导体图案311的掺杂非晶硅层称作欧姆接触层311b。
在第一半导体图案311上形成源极324和漏极326,在第二半导体图案313上形成数据焊盘322并在第三半导体图案315上形成金属图案320。尽管未示出,数据线与源极324和漏极326、数据焊盘322以及金属图案320形成在同一层内。数据线与栅线302相交并与源极324相连。数据焊盘322设置在数据线的一端处。金属图案320覆盖栅线302,并且金属图案320和栅线302用作第一和第二电容电极,进而形成存储电容。
栅极304、第一半导体图案311、源极324、漏极326构成薄膜晶体管。
第一钝化层328形成在源极和漏极324和326、数据焊盘322和金属图案320上。黑矩阵329形成在开关区域S内薄膜晶体管上方的第一钝化层328上。滤色片层330形成在除开关区域S外的像素区域P内的第一钝化层328上。滤色片层330包括红、绿和蓝色滤色片,并且每个滤色片对应像素区域P。滤色片顺序形成在各自的像素区域内。
在黑矩阵329和滤色片层330上形成第二钝化层332。第二钝化层332暴露出除开关区域S以外的像素区域P、存储区域ST、栅焊盘区域GP和数据焊盘区域DP。在像素区域P内构图第二钝化层332并使其有选择地暴露出滤色片层330。
在第二钝化层332暴露出的区域内的黑矩阵329和滤色片层330上形成像素电极350、公共电极358、栅焊盘端子354和数据焊盘端子356。像素电极350和公共电极358设置在像素区域P内,并且像素电极350和公共电极358相互平行且彼此分开。像素电极350和公共电极358彼此交替。像素电极350和公共电极358分别包括多个部分。像素电极350与漏极326和金属图案320相接触。栅焊盘端子354与栅焊盘306相接触,而数据焊盘端子356与数据焊盘322相接触。像素电极350、公共电极358、数据焊盘端子354和数据焊盘端子256由透明导电材料形成。
平行于栅线302形成公共电极线(未示出)并且其与公共电极358相连。
在包含像素电极350的基板300上形成柱状衬垫料380,并且柱状衬垫料380对应栅线302和数据线(未示出)。通过在基板300的整个表面上顺序涂覆感光或非感光树脂并通过使用掩模的光刻工序对其进行构图可形成柱状衬垫料380。
在栅焊盘306和数据焊盘322上形成与柱状衬垫料380处于同一层的第一阻挡层382和第二阻挡层384。当栅焊盘306和数据焊盘322由包括铝(Al)的金属材料形成时,由于用于衬垫料380的蚀刻剂,可在栅焊盘306和栅焊盘端子354或数据焊盘322和数据焊盘端子356之间产生电流现象,并去除栅焊盘306或数据焊盘322。因此,为了防止这个问题,第一阻挡层382覆盖栅焊盘306,而第二阻挡层384覆盖数据焊盘322。另外,可在公共电极线(未示出)的一端上形成其他的阻挡层。
为了向栅焊盘端子354和数据焊盘端子356施加信号,可在以下步骤中去除第一和第二阻挡层382和384。
通过与前述相同的工序可制造除柱状衬垫料380与第一和第二阻挡层382和384之外的附图23A、23B和23C的阵列基板。
在本发明中,由于粘接容限可用作孔径区域,所以增加了孔径比并提高了亮度。
通过缩短工序制造阵列基板,并减少了制造成本和时间。另外,减少了问题。
本领域技术人员应当清楚,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,在本发明的具有薄膜晶体管上滤色片结构的液晶显示器件及其制造方法中可具有各种变型和改进。因此,本发明意欲覆盖落入本发明所附权利要求及其等效物范围内的改进和变型。
Claims (17)
1.一种液晶显示器件的制造方法,包括:
通过第一掩模工序在基板上形成栅线和栅极;
在包含所述栅线和所述栅极的基板的基本整个表面上形成栅绝缘层;
通过第二掩模工序在所述栅绝缘层上形成有源层、欧姆接触层、源极、漏极和数据线,所述数据线与栅线相交以限定像素区域;
在包含所述源极和漏极以及所述数据线的基板的基本整个表面上形成第一钝化层;
通过第三掩模工序在有源层上方的第一钝化层上形成黑矩阵;
通过第四掩模工序在所述像素区域内的所述第一钝化层上形成滤色片层;
在包含所述黑矩阵和所述滤色片层的基板的基本整个表面上形成第二钝化层;
通过第五掩模工序形成暴露出对应于像素区域和部分漏极的第二钝化层的光刻胶图案;
对所述光刻胶图案和第二钝化层下面的第一钝化层所暴露出的第二钝化层进行构图,以便进而暴露出部分漏极;
在包含所述暴露出的部分漏极的基板的基本整个表面上形成透明导电层;以及
通过去除光刻胶图案和光刻胶图案上的透明导电层在像素区域内形成像素电极,所述像素电极与暴露出的部分漏极相接触。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二掩模工序包括在所述栅线上形成金属图案,所述金属图案与所述像素电极相接触。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一掩模工序包括在所述栅线一端处形成栅焊盘,并且所述第二掩模工序包括在所述数据线一端处形成数据焊盘。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述形成所述像素电极的步骤包括形成栅焊盘端子和数据焊盘端子,所述栅焊盘端子与所述栅焊盘相接触,所述数据焊盘端子与所述数据焊盘相接触。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述像素电极、所述栅焊盘端子和所述数据焊盘端子由透明导电材料形成。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,进一步包括在包含所述像素电极的基板上形成柱状衬垫料,所述柱状衬垫料设置在所述栅极和数据线上。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述形成所述柱状衬垫料的步骤包括形成第一阻挡层和第二阻挡层,所述第一阻挡层覆盖所述栅焊盘端子,所述第二阻挡层覆盖所述数据焊盘端子。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一和第二钝化层由氮化硅和二氧化硅中的一种所形成。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二掩模工序包括:
在所述栅绝缘层上沉积本征非晶硅层、掺杂非晶硅层和金属层:
在所述金属层上形成光刻胶层;
在所述光刻胶层上方设置一掩模,所述掩模包括透射部分、阻挡部分和半透射部分;
通过所述掩模使所述光刻胶层曝光并随后显影所述光刻胶层,以便进而形成具有不同厚度的光刻胶图案;
根据所述光刻胶图案选择性地去除部分金属层、部分掺杂非晶硅层和部分本征非晶硅层:
去除具有较薄厚度的光刻胶图案部分以便暴露出对应所述掩模半透射部分的金属层部分:
选择性地蚀刻由于去除光刻胶图案部分而暴露出的金属层部分;
选择性地蚀刻由于选择性蚀刻金属层部分而暴露的掺杂非晶硅层,通过去除具有较薄厚度的光刻胶图案暴露出所述金属层部分;以及
去除留下的光刻胶图案。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二掩模工序包括在数据线下面形成半导体图案,所述半导体图案包括本征非晶硅层和掺杂非晶硅层。
11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述像素区域内选择性地构图所述第二钝化层并选择性地暴露出所述滤色片层。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述形成像素电极的步骤包括形成公共电极,所述公共电极与所述像素电极相分开并与其平行。
13.一种液晶显示器件,包括:
一基板;
所述基板上的栅线和栅极;
所述栅线和栅极上的栅绝缘层;
所述栅极上方栅绝缘层上的有源层;
所述有源层上的欧姆接触层;
所述欧姆接触层上的源极、漏极和数据线,所述数据线与所述栅线相交以限定像素区域;
所述源极和漏极以及数据线上的第一钝化层;
所述有源层上方第一钝化层上的黑矩阵;
所述像素区域内第一钝化层上的滤色片层;
所述黑矩阵和滤色片层上的第二钝化层,所述第二钝化层暴露出像素区域内的滤色片层;以及
所述像素区域内暴露出的滤色片层上的像素电极,所述像素电极与漏极相连接。
14.根据权利要求13所述的器件,其特征在于,所述像素电极与所述第二钝化层处于同一层。
15.根据权利要求13所述的器件,其特征在于,进一步包括所述栅线和数据线上方的柱状衬垫料。
16.根据权利要求13所述的器件,其特征在于,在所述像素区域内选择性地构图所述第二钝化层并选择性地暴露出所述滤色片层。
17.根据权利要求16所述的器件,其特征在于,进一步包括所述像素区域内选择性暴露出的滤色片层上的公共电极,所述公共电极与所述像素电极相分开并与其平行。
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