专利名称：液晶显示器件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器件，更具体地说，涉及一种具有在阵列基板上的滤色器层的液晶显示器件及其制造方法。
背景技术：
液晶显示(LCD)器件是基于液晶材料的光学各向异性和偏振特性被驱动的。通常，LCD器件包括间隔开并且彼此面对的两块基板，以及插在两块基板之间的液晶材料层。基板包括彼此面对的电极，其中施加到每个电极上的电压诱发在电极之间垂直于基板的电场。通过改变施加的电场的强度或方向来改变液晶材料层的液晶分子的排列。因此，通过根据液晶分子的排列改变液晶材料层的光透射率，LCD器件可以显示图像。
图1是表示现有技术的LCD器件的展开透视图。如图1所示，LCD器件11包括称作滤色器基板的上部基板5和称作阵列基板的下部基板22，并且还具有插在两块基板之间的液晶材料层14。在上部基板5上，以阵列矩阵的形式形成黑底6和滤色器层8，滤色器层8包括多个由黑底6的相应部分包围的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)滤色器。此外，在上部基板5上形成用来覆盖滤色器层8和黑底6的公共电极18。
在下部基板22上，形成多个薄膜晶体管(TFT)T，作为对应于滤色器层8的阵列矩阵。多个横向的选通线13垂直地与多个数据线15交叉。这些TFT T被设置为，使得每个TFT T邻近一个选通线13和一个数据线15的交叉点。此外，在由下部基板22的选通线13和数据线15之间限定的像素区P上形成多个像素电极17。像素电极17包括具有高透射率的透明导电材料，例如铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)。
又如图1所示，存储电容器CST设置在每个像素区P中并且并联到该像素的像素电极17上。由作为第一电容器电极的一部分选通线13和作为第二电容器电极的金属层30构成存储电容器CST。由于金属层30通过接触孔连接到像素电极17，所以存储电容器CST电连接到像素电极17。可以由与数据线15一样的材料构成金属层30。当制造图1的LCD器件11时，上部基板5对准下部基板22并与之连接。在该工艺中，由于在连接上部基板5和下部基板22时的误差容限(error margin)，上部基板5可能与下部基板22不对准并且可能在完成的LCD器件11中会发生漏光。
图2是沿图1的线II-II’的截面图，显示了现有技术的液晶显示(LCD)器件的一个像素。如图2所示，现有技术的LCD器件包括上部基板5、下部基板22和液晶层14。上部基板5和下部基板22彼此间隔开，并且在它们之间插入液晶层14。因为在上部基板5上面形成滤色器层8以及在下部基板22上形成多个阵列元件，所以上部基板5和下部基板22常常被分别称为阵列基板和滤色器基板。继续如图2所示，在下部基板22的内表面上形成薄膜晶体管T，并且在薄膜晶体管T上形成钝化层40。薄膜晶体管T包括栅电极32、有源层34、源电极36和漏电极38。
参考图1，栅电极32从选通线13延伸并且源电极36从数据线15延伸。由金属材料形成栅电极32、源电极36和漏电极38，而由硅形成有源层34。在像素区P中设置由透明导电材料形成的像素电极17。
如图2所示，像素电极17接触漏电极38和金属层30。如上面所提到的，栅电极13作为存储电容器CST的第一电极并且金属层30作为存储电容器CST的第二电极。因而，栅电极13和金属层30是存储电容器CST的一部分。
还参考图2，在薄膜晶体管T上方，上部基板5与第一基板22间隔开。在上部基板5的背部表面上，在对应于薄膜晶体管T和选通线13的位置中设置黑底6。如图1所示，黑底6形成在上部基板5的整个表面上并且具有对应于下部基板22的像素电极17的开孔。黑底6防止在除用于像素电极17的部分以外的LCD板中漏光。黑底6保护薄膜晶体管T免受光照，以便黑底6阻止薄膜晶体管T中光电流的产生。在上部基板5的背部表面上形成滤色器层8以覆盖黑底6。每个滤色器层8具有红色、绿色和蓝色之一并且对应于设置有像素电极17的一个像素区。在上部基板5上方的滤色器层8上设置由透明导电材料形成的公共电极18。
在上面提到的现有技术的LCD板中，每个像素电极17对应于每个滤色器层。此外，为了防止像素电极17与选通线13和数据线15之间的串扰，如图2所示，像素电极17与数据线15间隔距离A并且与选通线13间隔距离C。在LCD器件中，像素电极17与数据线15和选通线13之间的开放间隔引起故障，例如漏光。通常，漏光主要发生在开放间隔A和C中。然而，形成在上部基板5上的黑底6应该覆盖那些开放间隔A和C。但是当把上部基板5相对于下部基板22布置或相反布置时，在上部基板5和下部基板22之间可能发生未对准。因此，把黑底6延伸，使其覆盖范围超出那些开放间隔A和C以外。换句话说，黑底6被设计为提供一防止漏光的对准余量。然而，当黑底延伸了时，液晶板的孔径比的减少量与黑底6的对准余量的增加量一样多。此外，如果黑底6的对准余量有误差，在开放间隔A和C中就会发生漏光，并且使LCD器件的图像品质恶化。
发明内容
因此，本发明旨在提供一种具有在阵列基板上的滤色器层的液晶显示(LCD)器件及其制造方法，充分避免了由现有技术的限制和缺陷引起的一个或更多的问题。
本发明的另一个目的是提供一种具有高孔径比的液晶显示器件。
本发明的又一个目的是提供一种简化制造工艺和增加制造产量的液晶显示器件制造方法。
在接下来的描述将给出本发明的附加特征和有益效果，这些特征和优点部分地可以从该描述中了解，或者可以通过本发明的实施而掌握。通过说明书和权利要求及附图中特别指出的结构可以实现或获得本发明的目的和其它有益效果。
为了实现这些和其它有益效果并且根据本发明的目的，如所实施并且广义描述的，一种液晶显示器件的制造方法，包括如下步骤在基板上形成选通线、栅电极和选通焊盘；在选通线、栅电极和选通焊盘上形成栅极绝缘层；在栅电极上方的栅极绝缘层上形成半导体层；形成数据线、源电极、漏电极和数据焊盘，其中数据线与选通线交叉以限定像素区，源电极和漏电极在半导体层上方彼此间隔开设置，并且数据焊盘设置在数据线的一端，而且其中栅电极、半导体层以及源和漏电极构成薄膜晶体管；形成覆盖薄膜晶体管的钝化层；在钝化层上形成黑底，其中黑底具有对应于像素区的开孔并且开孔暴露出一部分漏电极上的钝化层；通过利用黑底作为蚀刻掩模对钝化层和栅极绝缘层构图以暴露出该部分漏电极、选通焊盘和数据焊盘；在黑底上形成第一透明导电层，其中第一透明导电层接触该部分漏电极、选通焊盘和数据焊盘；在开孔中的第一透明导电层上形成滤色器层；在滤色器层上形成第二透明导电层，第二透明导电层接触第一透明导电层；以及通过对第一和第二透明导电层构图来形成像素电极、选通焊盘端子和数据焊盘端子，其中像素电极设置在像素区中，选通焊盘端子设置在选通焊盘上，数据焊盘端子设置在数据焊盘上。
在本发明的另一个方案中，一种液晶显示器件的制造方法，包括如下步骤在基板上形成选通线、栅电极和选通焊盘；在选通线、栅电极和选通焊盘上形成栅极绝缘层；在栅电极上方的栅极绝缘层上形成半导体层；形成数据线、源电极、漏电极、电容器电极和数据焊盘，其中数据线与选通线交叉以限定像素区，源电极和漏电极在半导体层上方彼此间隔开设置，电容器电极覆盖部分选通线，并且数据焊盘设置在数据线的一端，而且其中栅电极、半导体层以及源和漏电极构成薄膜晶体管；形成覆盖薄膜晶体管的钝化层；通过对在选通焊盘上方的钝化层和栅极绝缘层进行构图来形成暴露出选通焊盘的选通焊盘接触孔；在钝化层上形成黑底，其中黑底具有对应于像素区的开孔并且开孔暴露出在漏电极和电容器电极的多个部分上的钝化层；通过利用黑底作为蚀刻掩模选择性地对钝化层构图以暴露出漏电极和电容器电极的这些部分和数据焊盘；在黑底上形成第一透明导电层，其中第一透明导电层接触漏电极和电容器电极的这些部分、选通焊盘和数据焊盘；在开孔中的第一透明导电层上形成滤色器层；在滤色器层上形成第二透明导电层，第二透明导电层接触第一透明导电层；以及通过对第一和第二透明导电层构图来形成像素电极、选通焊盘端子和数据焊盘端子，其中像素电极设置在像素区中，选通焊盘端子设置在选通焊盘上，数据焊盘端子设置在数据焊盘上。
在本发明的另一个方案中，一种液晶显示器件的制造方法，包括如下步骤在基板上形成选通线、栅电极和选通焊盘；在选通线、栅电极和选通焊盘上形成栅极绝缘层；在栅电极上方的栅极绝缘层上形成半导体层；形成数据线、源电极、漏电极、电容器电极和数据焊盘，其中数据线与选通线交叉以限定像素区，源电极和漏电极在半导体层上方彼此间隔开设置，电容器电极覆盖一部分选通线，并且数据焊盘设置在数据线的一端，而且其中栅电极、半导体层以及源和漏电极构成薄膜晶体管；形成覆盖薄膜晶体管的第一钝化层；在第一钝化层上形成黑底，其中黑底具有对应于像素区的第一开孔并且第一开孔暴露出在漏电极和电容器电极的多个部分上的第一钝化层；在包括黑底的基板的整个表面上形成第二钝化层；通过对第二钝化层、第一钝化层和栅极绝缘层构图来形成第二开孔、选通焊盘接触孔和数据焊盘接触孔，其中第二开孔暴露出漏电极和电容器电极的这些部分，选通焊盘接触孔暴露出选通焊盘，数据焊盘接触孔暴露出数据焊盘；在第二钝化层上形成第一透明导电层，其中第一透明导电层接触漏电极和电容器电极的这些部分、选通焊盘和数据焊盘；在第二开孔中的第一透明导电层上形成滤色器层；在滤色器层上形成第二透明导电层，第二透明导电层接触第一透明导电层；以及通过对第一和第二透明导电层构图来形成像素电极、选通焊盘端子和数据焊盘端子，其中像素电极设置在像素区中，选通焊盘端子设置在选通焊盘上，数据焊盘端子设置在数据焊盘上。
在本发明的另一个方案中，一种液晶显示器件的制造方法，包括如下步骤在基板上形成选通线、栅电极和选通焊盘；在选通线、栅电极和选通焊盘上形成栅极绝缘层；在栅电极上方的栅极绝缘层上形成半导体层；形成数据线、源电极、漏电极、电容器电极和数据焊盘，其中数据线与选通线交叉以限定像素区，源电极和漏电极在半导体层上方彼此间隔开设置，电容器电极覆盖一部分选通线，并且数据焊盘设置在数据线的一端，而且其中栅电极、半导体层以及源和漏电极构成薄膜晶体管；形成覆盖薄膜晶体管的第一钝化层；在第一钝化层上形成黑底，其中黑底具有对应于像素区的开孔并且开孔暴露出在漏电极和电容器电极的多个部分上的第一钝化层；在包括黑底的基板的整个表面上形成第二钝化层；通过对第二钝化层、第一钝化层和栅极绝缘层构图来形成漏接触孔、电容器接触孔、选通焊盘接触孔和数据焊盘接触孔，其中漏接触孔暴露出漏电极，电容器接触孔暴露出电容器电极，选通焊盘接触孔暴露出选通焊盘，数据焊盘接触孔暴露出数据焊盘；在第二钝化层上形成第一透明导电层，其中第一透明导电层通过漏接触孔、电容器接触孔、选通焊盘接触孔和数据焊盘接触孔分别地接触漏电极、电容器电极、选通焊盘和数据焊盘；在开孔中的第一透明导电层上形成滤色器层；在滤色器层上形成第二透明导电层，第二透明导电层接触第一透明导电层；以及通过对第一和第二透明导电层构图来形成像素电极、选通焊盘端子和数据焊盘端子，其中像素电极设置在像素区中，选通焊盘端子设置在选通焊盘上，数据焊盘端子设置在数据焊盘上。
在本发明的又一个方案中，一种具有阵列基板的液晶显示器件，包括在基板上的选通线和数据线，彼此相交叉以限定像素区；在选通线和数据线的交叉处的薄膜晶体管，并且该晶体管具有栅电极、源电极和漏电极；在选通线一端处的选通焊盘和在数据线一端处的数据焊盘；覆盖薄膜晶体管并且暴露出选通焊盘和数据焊盘的第一钝化层；在第一钝化层上的黑底，其中黑底具有对应于像素区的第一开孔并且第一开孔暴露出一部分漏电极；在像素区中的黑底上并且接触该部分漏电极的第一像素电极；在像素区中的第一像素电极上的滤色器层；在滤色器层上并且接触第一像素电极的第二像素电极；以及接触选通焊盘的选通焊盘端子和接触数据焊盘的数据焊盘端子。
可以理解前述的总体描述和接下来的详细描述都是典型的和说明性的并且用于提供权利要求所述的本发明的进一步解释。
该申请含有并结合了用于提供发明的更深一层的理解而且构成该申请的一部分的附图，附图显示了本发明的实施例并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是显示现有技术的液晶显示器件的展开透视图；图2是沿图1的线II-II’的截面图，显示了现有技术的液晶显示(LCD)器件的一个像素；图3是根据本发明的液晶显示器件的阵列基板的示意平面图；图4A至4I是沿图3的线IV-IV’的截面图，显示了根据本发明第一实施例的制造阵列基板的工艺步骤；图5A至5I是沿图3的线V-V’的截面图，显示了根据本发明第一实施例的制造阵列基板的工艺步骤；图6A至6I是沿图3的线VI-VI’的截面图，显示了根据本发明第一实施例的制造阵列基板的工艺步骤；图7A至7F、图8A至8F和图9A至9F是显示根据本发明第二实施例的制造阵列基板的工艺步骤的截面图；图10A至10E、图11A至11E和图12A至12E是显示根据本发明第三实施例的制造阵列基板的工艺步骤的截面图；以及图13A至13E、图14A至14E和图15A至15E是显示根据本发明第四实施例的制造阵列基板的工艺步骤的截面图。
具体实施例方式
现在将参考附图中显示的例子详细描述本发明的实施例。
图3是根据本发明的实施例的液晶显示器的示意平面图，更具体地，显示了具有薄膜晶体管上的滤色器(COT)结构的阵列基板。如图3所示，在第一方向上形成选通线112并且在与第一方向交叉的第二方向上形成数据线126。选通线112和数据线126彼此交叉并且在它们之间限定像素区P。在选通线112的一端形成选通焊盘117，在数据线126的一端形成数据焊盘128。
薄膜晶体管T作为开关元件形成在邻近选通线112和数据线126彼此交叉处。薄膜晶体管T包括连接到选通线112的用于接收扫描信号的栅电极114、连接到数据线126的用于接收数据信号的源电极122以及与源电极122间隔开的漏电极124。漏电极124可以连接到像素电极142。
还可以在像素区P中形成像素电极142。像素电极142与一部分选通线112交叠，使得与像素电极142交叠的部分选通线112成为第一电容器电极116。在第一电容器电极116上方形成由与数据线126同样的材料构成的第二电容器电极130，并且电连接到像素电极142。第一和第二电容器电极116和130形成存储电容器CST形成与选通线112、数据线126、薄膜晶体管T和像素电极142的边缘相对应的黑底134，由图3中的阴影区标记。黑底134具有对应于像素区P的开孔133。开孔133暴露第二电容器电极130和漏电极124的部分。因此，无需接触孔，像素电极142可以直接接触漏电极124和第二电容器电极130。在选通焊盘117和数据焊盘128上分别形成选通焊盘端子144和数据焊盘端子146。可以由与像素电极142同样的材料形成选通焊盘端子144和数据焊盘端子146。尽管图3中没有示出，还形成对应于黑底134的开孔133的滤色器层。
该实施例中的LCD器件包括具有薄膜晶体管上的滤色器(COT)结构的阵列基板。在这样的COT结构中，由于没有对准的黑底134和滤色器层与像素电极142形成在同一基板上，可以使黑底134和像素电极142之间的对准余量(alignment margin)最小。在下文中，将参考图4A至4I、图5A至5I和图6A至6I详细说明用于COT结构的LCD的阵列基板的制造工艺。
图4A至4I、图5A至5I和图6A至6I是显示根据本发明第一实施例的制造阵列基板的工艺步骤的截面图。图4A至4I对应于沿图3的线IV-IV’的截面图、图5A至5I对应于沿图3的线V-V’的截面图、图6A至6I对应于沿图3的线VI-VI’的截面图。
参考图4A、5A和6A，通过淀积第一金属材料并且然后通过第一掩模工艺对其进行构图来形成栅电极114、选通线112和选通焊盘117，第一掩模工艺是包括使感光材料曝光和显影的步骤的光刻工艺。一部分选通线112起第一电容器电极116的作用。栅电极114从选通线112延伸，选通焊盘117位于选通线112的一端。
参考图4B、5B和6B，接下来通过在包括选通线112、栅电极114和选通焊盘117的基板110上方相继地淀积第一绝缘材料、非晶硅、和掺杂的非晶硅，形成栅极绝缘层118、有源层120a和欧姆接触层120b。通过第二掩模工艺对掺杂的非晶硅和非晶硅构图。有源层120a和欧姆接触层120b设置在栅电极114上方并且构成半导体层120。
参考图4C、5C和6C，通过淀积第二金属材料并且通过第三掩模工艺对其进行构图来形成源电极122、漏电极124、数据线126。在半导体层120上方设置源电极122和漏电极124并且彼此间隔开。数据线126连接到源电极122，并且与选通线112交叉。同时，在栅极绝缘层118上形成数据焊盘128和第二电容器电极130。数据焊盘128位于数据线126的一端。岛形的第二电容器电极130设置在第一电容器电极116上方。栅电极114、半导体、源电极122和漏电极125形成薄膜晶体管T的部分。选通焊盘117和数据焊盘128设置在不显示图像的非图像区。
接着，通过使用源电极122和漏电极124作为蚀刻掩模除去暴露在源电极122和漏电极124之间的一部分欧姆接触层120b，以暴露一部分有源层120a。暴露在源电极122和漏电极124之间的该部分有源层120a成为薄膜晶体管T的沟道CH。
参考图4D、5D和6D，通过使用第二绝缘材料在源电极122和漏电极124、数据线126和第二电容器电极130上形成钝化层132。钝化层132防止接触不良，该接触不良可能在薄膜晶体管T和后来形成的黑底之间发生。优选地，钝化层132可以由无机材料形成，更优选地，钝化层132由氮化硅(SiNX)形成。
参考图4E、5E和6E，通过形成光阻材料并且通过第四掩模工艺对其进行构图，在钝化层132上形成黑底134。黑底134覆盖除选通焊盘117以外的选通线211。除数据焊盘128以外，黑底134覆盖数据线126和薄膜晶体管T。黑底134具有对应于像素区的开孔133。黑底134由不透明的有机材料构成。黑底134不仅能阻挡光还能保护薄膜晶体管T。开孔133还暴露漏电极124和第二电容器电极130的部分上的钝化层132。
参考图4F、5F和6F，通过使用黑底134作为蚀刻掩模来蚀刻钝化层132和栅极绝缘层118。同时，数据焊盘128和没有被黑底134覆盖的漏电极124和第二电容器电极130的部分也作为蚀刻掩模。因此，在数据焊盘128以及漏电极124和第二电容器电极130的部分下面的栅极绝缘层128没有被蚀刻。因此，暴露出基板110、选通焊盘117、数据焊盘128以及漏电极124和第二电容器电极130的部分。
参考图4G、5G和6G，在其上包括黑底134的基板110的整个表面上方形成第一透明导电层136。第一透明导电层136接触漏电极124和第二电容器电极130的暴露部分。此外，第一透明导电层136接触选通焊盘117、数据焊盘128和暴露的基板110。还沿着黑底134的侧壁形成第一透明导电层136。第一透明导电层136防止用于蚀刻后面将要形成的滤色器的蚀刻剂渗透进入栅极绝缘层118，进而损坏选通线112和栅电极114。
参考图4H、5H和6H，在黑底134的开孔133中的第一透明导电层136上形成滤色器层138。滤色器层138包括分别使用第五、第六和第七掩模工艺形成的红色、绿色和蓝色滤色器。
参考图4I、5I和6I，在滤色器层138上形成第二透明导电层140，并且随后通过第八掩模工艺与第一透明导电层136一起构图以形成像素电极142、选通焊盘端子144和数据焊盘端子146，它们每个均包括第一和第二透明导电层136和140。像素电极142设置在像素区中并且连接到漏电极124和第二电容器电极130。选通焊盘端子144接触选通焊盘117，数据焊盘端子146接触数据焊盘128。第一和第二电容器电极116和130形成存储电容器CST。
图7A至7F、图8A至8F和图9A至9F是显示根据本发明第二实施例的制造阵列基板的工艺步骤的截面图，并且使用参考图4A至4D、图5A至5D和图6A至6D中论述过的一些同样的步骤。从而，将省略在图4A至4D、图5A至5D和图6A至6D中也使用的步骤的说明，并且也不再提及掩模工艺的数目。只要可能，将使用同样的参考标记指示全部附图中同样或类似的部分。
参考图7A、8A和9A，以关于图4A至4D、图5A至5D和图6A至6D中的图4D、5D和6D描述的步骤形成钝化层232以后，通过除去选通焊盘217上方的钝化层232和栅极绝缘层218，在钝化层232和栅极绝缘层218中形成暴露选通焊盘217的选通焊盘接触孔219。
参考图7B、8B和9B，通过形成光阻材料并对其进行构图，在钝化层232上形成黑底234。黑底234覆盖除选通焊盘217以外的选通线212和除数据焊盘228以外的数据线226和薄膜晶体管T，并且黑底具有对应于像素区P的开孔233。开孔233暴露出在漏电极224和第二电容器电极230的部分上的钝化层232。
参考图7C、8C和9C，通过使用黑底234作为蚀刻掩模来蚀刻钝化层232。同时，为了仅仅选择性地除去钝化层232，控制钝化层232和栅极绝缘层218的蚀刻选择性是重要的。例如，即使栅极绝缘层218和钝化层232可以由同样的材料形成，但以低于栅极绝缘层218的温度形成钝化层232。然后，由于蚀刻钝化层232比蚀刻栅极绝缘层218快，所以能选择性地蚀刻钝化层232。此时，如果由不同的材料形成绝缘层，例如，SiNX/SiOX、SiNX/AlOX、SiNX/TaOX或者SiNX/TiOX的分层结构，绝缘层可以具有与第一实施例同样的形状，或者能保留一部分分层材料。因此，暴露出数据焊盘228、漏电极224和第二电容器电极230的部分以及栅极绝缘层218。
参考图7D、8D和9D，在其上包括黑底234的基板210的整个表面上形成第一透明导电层236。第一透明导电层236接触漏电极224和第二电容器电极230的暴露部分以及数据焊盘228。同样，第一透明导电层236还通过选通焊盘接触孔219接触选通焊盘217。在像素区P中的栅极绝缘层218上设置第一透明导电层236。这里，沿着黑底234的侧壁形成第一透明导电层236。
参考图7E、8E和9E，在黑底234的开孔233中的第一透明导电层236上形成滤色器层238。滤色器层238包括红色、绿色和蓝色三种滤色器。黑底234成为这些滤色器之间的边界。
参考图7F、8F和9F，在滤色器层238上形成第二透明导电层240并且随后与第一透明导电层236一起构图以形成像素电极242、选通焊盘端子244和数据焊盘端子246，它们中的每一个均包括第一和第二透明导电层236和240。像素电极242设置在像素区P中并且连接到漏电极224和第二电容器电极230。选通焊盘端子244设置并接触在选通焊盘217上，数据焊盘端子246设置并接触在数据焊盘228上。
在本发明的第一和第二实施例中，由于第一透明导电层形成并接触在黑底上，在形成第一透明导电层的工艺期间黑底可能发生热氧化。为了防止这种问题，在黑底和第一透明导电层之间可以形成另一个钝化层。
图10A至10E、图11A至11E和图12A至12E是显示根据本发明第三实施例的制造阵列基板的工艺步骤的截面图，并且跟在图4A至4D、图5A至5D和图6A至6D中论述过的步骤之后。因此，将省略图4A至4D、图5A至5D和图6A至6D中的步骤的说明，并且将不再提及掩模工艺的数目。只要可能，将使用同样的参考标记指示全部附图中同样或类似的部分。
参考图10A、11A和12A，在图4D、5D和6D的步骤中形成第一钝化层332(在图4D、5D和6D中被称为钝化层132)之后，通过形成光阻材料并对其进行构图，在第一钝化层332上形成黑底334。接着，在包括黑底334的基板310的整个表面上形成第二钝化层335。如上面所描述地，第二钝化层335可以防止黑底334的热氧化。
为了防止黑底的热氧化，第二钝化层335可以由通过能在低温下形成薄膜的等离子增强化学汽相淀积(PECVD)法形成的氮化硅(SiNX)构成。可选择地，第二钝化层335可以由通过溅射法形成的氮化硅(SiNX)、氧化硅(SiOX)和氮氧化硅(SiOXNy)之一构成。由于如果通过PECVD法形成氧化硅(SiOX)和氧氮化硅(SiOXNy)，温度将升高，所以最好通过溅射法形成氧化硅(SiOX)和氧氮化硅(SiOXNy)。另一种可选择方式是，第二钝化层335可以由含有碳(C)的氮氧化物(OXNy)和氮化物(NX)之一构成，其可以通过使用3MS(3-甲基硅烷)作为反应气体的PECVD法形成。另外，为了防止外部压力造成的剥落或变形，优选的是，第二钝化层335具有小于3,000的厚度。更优选地，第二钝化层335可以具有在大约500至大约3,000范围内的厚度。
在各种钝化材料中，可以通过控制反应气体和电功率而密实地形成氮化硅。在处理期间，密实地形成的氮化硅防止各种溶剂穿透下面的层。优选地，通过把氢气(H2)或氦气(He)加进硅烷(SiH4)/氨气(NH3)/氮气(N2)(这些气体一般地作为反应气体)，可以在比以前更低的温度下形成氮化硅。黑底334还可以在更低温度下形成，例如小于大约250摄氏度，以提高黑底材料的热稳定性。
参考图10B、11B和12B，通过掩模工艺对第二钝化层335、第一钝化层332和栅极绝缘层318进行构图，形成开孔333、选通焊盘接触孔319和数据焊盘接触孔329。这里，漏电极324和第二电容器电极330的部分以及数据焊盘328作为蚀刻掩模，因此没有蚀刻在漏电极324和第二电容器电极330的部分以及数据焊盘328下面的栅极绝缘层318。开孔333暴露出在像素区P中的基板310以及漏电极324和第二电容器电极330的部分。选通焊盘接触孔319暴露出选通焊盘317，数据焊盘接触孔329暴露出数据焊盘328。
参考图10C、11C和12C，在其上包括第二钝化层335的基板310的整个表面上形成第一透明导电层336。第一透明导电层336不通过接触孔就可以接触漏电极324和第二电容器电极330的暴露的部分。而且，第一透明导电层336通过选通焊盘接触孔319接触选通焊盘317，通过数据焊盘接触孔329接触数据焊盘328。这里，沿着黑底334的侧壁形成第一透明导电层336。
参考图10D、11D和12D，在开孔333中的第一透明导电层336上形成滤色器层338。滤色器层338包括红色、绿色和蓝色三个滤色器。黑底334成为这些滤色器之间的边界。
参考图10E、11E和12E，在滤色器层338上形成第二透明导电层340并且随后通过掩模工艺与第一透明导电层336一起构图，以形成像素电极342、选通焊盘端子344和数据焊盘端子346，它们中的每一个均包括第一和第二透明导电层336和340。像素电极342设置在像素区P中并且连接到漏电极324和第二电容器电极330。选通焊盘端子344设置在选通焊盘317上并与其接触，数据焊盘端子346设置在数据焊盘328上并与其接触。
在本发明的第三实施例中，由于除去了像素区P中的第二钝化层335、第一钝化层332和栅极绝缘层318，所以在形成滤色器层338的区域和形成黑底334的区域之间具有一大的台阶。本发明的第四实施例减小该台阶。
图13A至13E、图14A至14E和图15A至15E是显示根据本发明第四实施例的制造阵列基板的工艺步骤的截面图，并且跟在图4A至4D、图5A至5D和图6A至6D中论述过的步骤之后。因此，将省略图4A至4D、图5A至5D和图6A至6D中的步骤的说明，并且将不再提及掩模工艺的数目。只要可能，将使用同样的参考标记指示全部附图中同样或类似的部分。
参考图13A、14A和15A，在图4D、5D和6D的步骤中形成第一钝化层432(在图4D、5D和6D中被称为钝化层132)之后，通过形成光阻材料并对其进行构图，在第一钝化层432上形成黑底434。黑底434具有对应于像素区的开孔433。接着，在包括黑底434的基板410的整个表面上形成第二钝化层435。第二钝化层435可以由与第三实施例中同样的方法以同样的材料构成。另外，第二钝化层435可以具有在大约500至大约3,000范围内的厚度。优选地，可以在低于大约250摄氏度的温度下形成黑底434以提高黑底材料的热稳定性。
参考图13B、14B和15B，通过掩模工艺对第二钝化层435、第一钝化层432和栅极绝缘层418进行构图，形成漏接触孔437、电容器接触孔439、选通焊盘接触孔419和数据焊盘接触孔429。漏接触孔437暴露出漏电极424，电容器接触孔439暴露出第二电容器电极430，选通焊盘接触孔419暴露出选通焊盘417，数据焊盘接触孔429暴露出数据焊盘428。
形成接触孔的工艺使栅极绝缘层418、第一钝化层432和第二钝化层435保留在像素区P中，减少在后面要形成滤色器层的区域和形成黑底434的区域之间的台阶的深度。因此，可以提高其上包括多个层的基板的平整性。
参考图13C、14C和15C，在其上包括第二钝化层435的基板410的整个表面上形成第一透明导电层436。第一透明导电层436通过漏接触孔437、电容器接触孔439、选通焊盘接触孔419和数据焊盘接触孔429分别地接触漏电极424、第二电容器电极430、选通焊盘417和数据焊盘428。这里，沿着黑底434的侧壁形成第一透明导电层436。
参考图13D、14D和15D，在开孔433中的第一透明导电层436上形成滤色器层438。滤色器层438包括红色、绿色和蓝色三个滤色器。黑底434成为这些滤色器之间的边界。
参考图13E、14E和15E，在滤色器层438上形成第二透明导电层440并且然后通过掩模工艺与第一透明导电层436一起构图以形成像素电极442、选通焊盘端子444和数据焊盘端子446，它们中的每一个均包括第一和第二透明导电层436和440。像素电极442设置在像素区P中并且连接到漏电极424和第二电容器电极430。选通焊盘端子444设置在选通焊盘417上并与其接触，数据焊盘端子446设置在数据焊盘428上并与其接触。
因此，在本发明中，在同一个基板中形成黑底、滤色器层和阵列元件，以便通过使对准余量最小，使液晶显示器件能具有高的孔径比。此外，由于通过使用黑底作为蚀刻掩模可以除去多个层而无需掩模工艺，所以减少了制造工艺的数目并且增加了器件的生产力。另外，由于像素电极具有双层结构，在阵列基板的制造工艺期间提高了工艺的稳定性。此外，在黑底上形成第二钝化层，使得在阵列基板的制造工艺期间提高了工艺的稳定性。由于钝化层能保留在像素区中并且像素电极通过接触孔连接到其它的电极，所以通过减小黑底和滤色器层之间的台阶，提高了基板的平整性。
对于本领域的技术人员来说在不偏离本发明的精神实质和范围的情况下，显然可以对本发明的具有薄膜晶体管结构的阵列基板的液晶显示器件及其制造方法做各种修改和变化。因此，本发明覆盖落入所附权利要求及其等同物范围内的本发明的修改和变化。
本申请要求2002年12月4日在韩国提交的韩国专利申请No.2002-76724和2002年12月9日在韩国提交的韩国专利申请No.2002-77950的优先权，在这里引入其内容供参考。
权利要求
1.一种液晶显示器件的制造方法，包括在基板上形成选通线、栅电极和选通焊盘；在选通线、栅电极和选通焊盘上形成栅极绝缘层；在栅电极上方的栅极绝缘层上形成半导体层；形成数据线、源电极、漏电极和数据焊盘，其中数据线与选通线交叉以限定像素区，源电极和漏电极在半导体层上方彼此间隔开设置，并且数据焊盘设置在数据线的一端，而且其中栅电极、半导体层以及源和漏电极构成薄膜晶体管；形成覆盖薄膜晶体管的钝化层；在钝化层上形成黑底，其中黑底具有对应于像素区的开孔并且开孔暴露出一部分漏电极上的钝化层；通过利用黑底作为蚀刻掩模对钝化层和栅极绝缘层构图以暴露该部分漏电极、选通焊盘和数据焊盘；在黑底上形成第一透明导电层，其中第一透明导电层接触该部分漏电极、选通焊盘和数据焊盘；在开孔中的第一透明导电层上形成滤色器层；在滤色器层上形成第二透明导电层，第二透明导电层接触第一透明导电层；以及通过对第一和第二透明导电层构图来形成像素电极、选通焊盘端子和数据焊盘端子，其中像素电极设置在像素区中，选通焊盘端子设置在选通焊盘上，数据焊盘端子设置在数据焊盘上。
2.根据权利要求1的方法，其中半导体层包括由非晶硅构成的有源层和由掺杂非晶硅构成的欧姆接触层，并且形成数据线、源电极、漏电极和电容器电极的步骤包括通过利用源和漏电极作为蚀刻掩模对欧姆接触层构图以暴露一部分有源层。
3.根据权利要求1的方法，其中第一透明导电层接触像素区中的基板。
4.根据权利要求1的方法，其中钝化层由无机绝缘材料构成。
5.根据权利要求1的方法，其中形成数据线、源电极、漏电极和数据焊盘的步骤包括形成与一部分选通线交叠的电容器电极的步骤。
6.根据权利要求5的方法，其中形成黑底的步骤包括通过开孔暴露出在一部分电容器电极上的钝化层；对钝化层和栅极绝缘层构图的步骤包括暴露出该部分电容器电极；并且在黑底上形成第一透明导电层的步骤包括使第一透明导电层与该部分电容器电极相接触。
7.一种液晶显示器件的制造方法，包括在基板上形成选通线、栅电极和选通焊盘；在选通线、栅电极和选通焊盘上形成栅极绝缘层；在栅电极上方的栅极绝缘层上形成半导体层；形成数据线、源电极、漏电极、电容器电极和数据焊盘，其中数据线与选通线交叉以限定像素区，源电极和漏电极在半导体层上方彼此间隔开设置，电容器电极与一部分选通线交叠，并且数据焊盘设置在数据线的一端，而且其中栅电极、半导体层以及源和漏电极构成薄膜晶体管；形成覆盖薄膜晶体管的钝化层；通过对在选通焊盘上方的钝化层和栅极绝缘层构图来形成暴露出选通焊盘的选通焊盘接触孔；在钝化层上形成黑底，其中黑底具有对应于像素区的开孔并且开孔暴露出在漏电极和电容器电极的多个部分上的钝化层；通过利用黑底作为蚀刻掩模选择性地对钝化层构图以暴露出漏电极和电容器电极的这些部分和数据焊盘；在黑底上形成第一透明导电层，其中第一透明导电层接触漏电极和电容器电极的这些部分、选通焊盘和数据焊盘；在开孔中的第一透明导电层上形成滤色器层；在滤色器层上形成第二透明导电层，第二透明导电层接触第一透明导电层；以及通过对第一和第二透明导电层构图来形成像素电极、选通焊盘端子和数据焊盘端子，其中像素电极设置在像素区中，选通焊盘端子设置在选通焊盘上，数据焊盘端子设置在数据焊盘上。
8.根据权利要求7的方法，其中半导体层包括由非晶硅构成的有源层和由掺杂非晶硅构成的欧姆接触层，并且形成数据线、源电极、漏电极和电容器电极的步骤包括通过利用源和漏电极作为蚀刻掩模对欧姆接触层构图以暴露出一部分有源层。
9.根据权利要求7的方法，其中第一透明导电层接触在像素区中的栅极绝缘层。
10.根据权利要求7的方法，其中在低于形成栅极绝缘层的温度下形成钝化层。
11.根据权利要求10的方法，其中钝化层由与栅极绝缘层一样的材料构成。
12.一种液晶显示器件的制造方法，包括在基板上形成选通线、栅电极和选通焊盘；在选通线、栅电极和选通焊盘上形成栅极绝缘层；在栅电极上方的栅极绝缘层上形成半导体层；形成数据线、源电极、漏电极、电容器电极和数据焊盘，其中数据线与选通线交叉以限定像素区，源电极和漏电极在半导体层上方彼此间隔开设置，电容器电极与一部分选通线交叠，并且数据焊盘设置在数据线的一端，而且其中栅电极、半导体层以及源和漏电极构成薄膜晶体管；形成覆盖薄膜晶体管的第一钝化层；在第一钝化层上形成黑底，其中黑底具有对应于像素区的第一开孔并且第一开孔暴露出在漏电极和电容器电极的多个部分上的第一钝化层；在包括黑底的基板的整个表面上形成第二钝化层；通过对第二钝化层、第一钝化层和栅极绝缘层构图来形成第二开孔、选通焊盘接触孔和数据焊盘接触孔，其中第二开孔暴露出漏电极和电容器电极的这些部分，选通焊盘接触孔暴露出选通焊盘，数据焊盘接触孔暴露出数据焊盘；在第二钝化层上形成第一透明导电层，其中第一透明导电层接触漏电极和电容器电极的这些部分、选通焊盘和数据焊盘；在第二开孔中的第一透明导电层上形成滤色器层；在滤色器层上形成第二透明导电层，第二透明导电层接触第一透明导电层；以及通过对第一和第二透明导电层构图来形成像素电极、选通焊盘端子和数据焊盘端子，其中像素电极设置在像素区中，选通焊盘端子设置在选通焊盘上，数据焊盘端子设置在数据焊盘上。
13.根据权利要求12的方法，其中半导体层包括由非晶硅构成的有源层和由掺杂非晶硅构成的欧姆接触层，并且形成数据线、源电极、漏电极和电容器电极的步骤包括通过利用源和漏电极作为蚀刻掩模对欧姆接触层构图以暴露出一部分有源层。
14.根据权利要求12的方法，其中第一透明导电层接触像素区中的基板。
15.根据权利要求12的方法，其中第一钝化层由无机绝缘材料构成。
16.根据权利要求12的方法，其中第二钝化层由氮化硅(SiNX)、氧化硅(SiOX)和氮氧化硅(SiOXNy)之一构成。
17.根据权利要求16的方法，其中通过使用硅烷(SiH4)/氨气(NH3)/氮气(N2)以及氢气(H2)和氦气(He)二者之一形成氮化硅(SiNX)。
18.根据权利要求16的方法，其中第二钝化层是由利用等离子体增强化学汽相淀积法形成的氮化硅(SiNX)构成的。
19.根据权利要求16的方法，其中第二钝化层是由利用溅射法形成的氮化硅(SiNX)、氧化硅(SiOX)和氮氧化硅(SiOXNy)之一构成的。
20.根据权利要求12的方法，其中第二钝化层是由利用3MS(3-甲基硅烷)的等离子体增强化学汽相淀积法形成的含有碳(C)的氮氧化物(OXNy)和氮化物(NX)之一构成的。
21.根据权利要求12的方法，其中第二钝化层具有在大约500至大约3,000范围内的厚度。
22.根据权利要求12的方法，其中在低于大约250摄氏度的温度下形成第二钝化层。
23.一种液晶显示器件的制造方法，包括在基板上形成选通线、栅电极和选通焊盘；在选通线、栅电极和选通焊盘上形成栅极绝缘层；在栅电极上方的栅极绝缘层上形成半导体层；形成数据线、源电极、漏电极、电容器电极和数据焊盘，其中数据线与选通线交叉以限定像素区，源电极和漏电极在半导体层上方彼此间隔开设置，电容器电极与一部分选通线交叠，并且数据焊盘设置在数据线的一端，而且其中栅电极、半导体层以及源和漏电极构成薄膜晶体管；形成覆盖薄膜晶体管的第一钝化层；在第一钝化层上形成黑底，其中黑底具有对应于像素区的开孔并且开孔暴露出在漏电极和电容器电极的多个部分上的第一钝化层；在包括黑底的基板的整个表面上形成第二钝化层；通过对第二钝化层、第一钝化层和栅极绝缘层构图来形成漏接触孔、电容器接触孔、选通焊盘接触孔和数据焊盘接触孔，其中漏接触孔暴露出漏电极，电容器接触孔暴露出电容器电极，选通焊盘接触孔暴露出选通焊盘，数据焊盘接触孔暴露出数据焊盘；在第二钝化层上形成第一透明导电层，其中第一透明导电层通过漏接触孔、电容器接触孔、选通焊盘接触孔和数据焊盘接触孔分别地接触漏电极、电容器电极、选通焊盘和数据焊盘；在开孔中的第一透明导电层上形成滤色器层；在滤色器层上形成第二透明导电层，第二透明导电层接触第一透明导电层；以及通过对第一和第二透明导电层构图来形成像素电极、选通焊盘端子和数据焊盘端子，其中像素电极设置在像素区中，选通焊盘端子设置在选通焊盘上，数据焊盘端子设置在数据焊盘上。
24.根据权利要求23的方法，其中半导体层包括由非晶硅构成的有源层和由掺杂非晶硅构成的欧姆接触层，并且形成数据线、源电极、漏电极和电容器电极的步骤包括通过利用源和漏电极作为蚀刻掩模对欧姆接触层构图以暴露出一部分有源层。
25.根据权利要求23的方法，其中第二钝化层由氮化硅(SiNX)、氧化硅(SiOX)和氮氧化硅(SiOXNy)之一构成。
26.根据权利要求25的方法，其中通过使用硅烷(SiH4)/氨气(NH3)/氮气(N2)以及氢气(H2)和氦气(He)二者之一形成氮化硅(SiNX)。
27.根据权利要求25的方法，其中第二钝化层是由利用等离子体增强化学汽相淀积法形成的氮化硅(SiNX)构成的。
28.根据权利要求25的方法，其中第二钝化层是由利用溅射法形成的氮化硅(SiNX)、氧化硅(SiOX)和氮氧化硅(SiOXNy)之一构成的。
29.根据权利要求23的方法，其中第二钝化层是由利用3MS(3-甲基硅烷)的等离子体增强化学汽相淀积法形成的包含碳(C)的氮氧化物(OXNy)和氮化物(NX)之一构成的。
30.根据权利要求23的方法，其中第二钝化层具有在大约500至大约3,000范围内的厚度。
31.根据权利要求23的方法，其中在低于大约250摄氏度的温度下形成第二钝化层。
32.一种具有阵列基板的液晶显示器件，包括在基板上的选通线和数据线，彼此相交叉以限定像素区；在选通线和数据线的交叉处的薄膜晶体管，并且该薄膜晶体管具有栅电极、源电极和漏电极；在选通线一端处的选通焊盘和在数据线一端处的数据焊盘；覆盖薄膜晶体管并且暴露出选通焊盘和数据焊盘的第一钝化层；在第一钝化层上的黑底，其中黑底具有对应于像素区的第一开孔并且第一开孔暴露出一部分漏电极；在像素区中的黑底上并且接触该部分漏电极的第一像素电极；在像素区中的第一像素电极上的滤色器层；在滤色器层上并且接触第一像素电极的第二像素电极；以及接触选通焊盘的选通焊盘端子和接触数据焊盘的数据焊盘端子。
33.根据权利要求32的器件，其中第一像素电极接触在像素区中的基板。
34.根据权利要求32的器件，其中钝化层由无机绝缘材料构成。
35.根据权利要求32的器件，还包括与一部分选通线交叠的电容器电极，该电容器电极由与数据线一样的材料构成。
36.根据权利要求35的器件，其中第一开孔通过钝化层暴露出一部分电容器电极并且第一像素电极接触该部分电容器电极。
37.根据权利要求32的器件，还包括在黑底和第一像素电极之间的第二钝化层。
38.根据权利要求37的器件，其中第二钝化层包括通过第一钝化层暴露该部分漏电极的第二开孔。
39.根据权利要求37的器件，其中第二钝化层包括通过第一钝化层暴露一部分漏电极的漏接触孔。
40.根据权利要求39的器件，其中第一像素电极接触在像素区中的第二钝化层。
41.根据权利要求37的器件，其中第二钝化层包括暴露出选通焊盘的选通焊盘接触孔和暴露出数据焊盘的数据焊盘接触孔。
42.根据权利要求37的器件，其中第二钝化层由氮化硅(SiNX)、氧化硅(SiOX)和氮氧化硅(SiOXNy)之一构成。
43.根据权利要求37的器件，其中第二钝化层具有在大约500至大约3,000范围内的厚度。
全文摘要
一种液晶显示器件的制造方法，包括如下步骤来形成液晶显示器通过利用黑底作为蚀刻掩模对钝化层和栅极绝缘层构图以暴露部分漏电极、选通焊盘和数据焊盘；在黑底上形成第一透明导电层，其中第一透明导电层接触该部分漏电极、选通焊盘和数据焊盘；在开孔中的第一透明导电层上形成滤色器层；在滤色器层上形成第二透明导电层，第二透明导电层接触第一透明导电层；以及通过对第一和第二透明导电层构图来形成像素电极、选通焊盘端子和数据焊盘端子，其中像素电极设置在像素区中，选通焊盘端子设置在选通焊盘上，数据焊盘端子设置在数据焊盘上。
文档编号G02F1/1333GK1504819SQ20031011940
公开日2004年6月16日 申请日期2003年12月4日 优先权日2002年12月4日
发明者金雄权, 金世埈, 李种会 申请人:Lg.飞利浦Lcd有限公司