專利名稱：具有薄膜晶體管上濾色器結(jié)構(gòu)的陣列基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示器及其制造方法，更具體來說，涉及具有薄膜晶體管上濾色器結(jié)構(gòu)的陣列基板及其制造方法。
背景技術(shù)：
通常，由于平板顯示器厚度薄、重量輕、并具有低功耗，因此它們通常被用在便攜式設(shè)備中。在各種類型的平板顯示器中，液晶顯示器(LCD)通常用在膝上型計算機監(jiān)視器和桌上型計算機監(jiān)視器中，因為它們具有優(yōu)異的分辨率、彩色圖像顯示和顯示質(zhì)量。
在LCD裝置中，利用液晶分子的光學(xué)各向異性和偏振屬性來產(chǎn)生圖像。液晶分子具有特殊的排列特性，該特殊的排列特性可通過施加電場來修改。因而，由于光學(xué)各向異性，入射光根據(jù)液晶分子的排列而被折射。
LCD裝置包括具有電極并互相隔開和面對的上、下基板，液晶材料置于其間。因而，當(dāng)給上、下基板的電極施加電壓而給液晶材料感應(yīng)電場時，液晶分子的排列方向根據(jù)所提供的電壓而改變。通過控制所提供的電壓，LCD裝置提供各種不同的透光率，以便顯示圖像數(shù)據(jù)。
LCD裝置通常安裝在辦公自動化(OA)裝置和視頻設(shè)備中，因為它們的重量輕、設(shè)計薄，并且功耗低。在不同類型的LCD裝置中，有源矩陣LCD(AM-LCD)具有按照矩陣結(jié)構(gòu)布置的薄膜晶體管和像素電極，并且提供高分辨率和在顯示運動圖像上的優(yōu)異特性。典型的LCD板具有上基板、下基板和置于其間的液晶材料層。通常被稱為濾色器基板的上基板包括公共電極和濾色器。通常被稱為陣列基板的下基板包括開關(guān)元件(如薄膜晶體管(TFT))和像素電極。
LCD裝置的運行是在以下原理基礎(chǔ)上進行的液晶分子的排列方向取決于在公共電極與像素電極之間感應(yīng)的電場。相應(yīng)地，液晶分子用做光學(xué)調(diào)制元件，該光學(xué)調(diào)制元件具有根據(jù)所提供電壓的極性而改變的光學(xué)特性。
圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示器的透視圖。在圖1中，LCD裝置11包括通常被稱為濾色器基板的上基板5和通常被稱為陣列基板的下基板22，并具有置于上基板5與下基板22間的液晶材料層14。在上基板5上，按照矩陣結(jié)構(gòu)形成黑底6和濾色器層8，該矩陣結(jié)構(gòu)包括被黑底6包圍的多個紅(R)、綠(G)和藍(B)濾色器。此外，公共電極18形成在上基板5上，以便覆蓋濾色器層8和黑底6。
在下基板22上，按照對應(yīng)于濾色器層8的矩陣結(jié)構(gòu)形成多個薄膜晶體管T。垂直地設(shè)置多條交叉的選通線13和數(shù)據(jù)線15，以便每個TFT T位于鄰近選通線13與數(shù)據(jù)線15的每個交叉部位的位置。此外，多個像素電極17形成在由下基板22的選通線13和數(shù)據(jù)線15限定的像素區(qū)P上，像素電極17包括具有高透射率的透明導(dǎo)電材料，如銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO)。
在圖1中，設(shè)置了對應(yīng)于每個像素P的存儲電容器C，并且將其并聯(lián)連接到每個像素電極17。存儲電容器C由用做第一電容器電極的部分選通線13、用做第二電容器電極的存儲金屬層30、以及中間絕緣體16構(gòu)成(在圖2中)。由于存儲金屬層30通過接觸孔連接到像素電極17，因此存儲電容器C電接觸像素電極17。
在圖1中，掃描信號通過選通線13提供給薄膜晶體管T的柵極，數(shù)據(jù)信號通過數(shù)據(jù)線15提供給薄膜晶體管T的源極。結(jié)果，液晶材料層14的液晶分子由薄膜晶體管T的操作來排列和布置，從而控制經(jīng)過液晶層14的入射光以顯示圖像。例如，在像素電極17與公共電極18之間感應(yīng)的電場使液晶材料層14的液晶分子重新排列，以便可以根據(jù)所感應(yīng)的電場將入射光轉(zhuǎn)換成所希望的圖像。
當(dāng)制造圖1的LCD裝置11時，將上基板5與下基板22對準(zhǔn)，并將其附連到下基板22上，在此過程中，上基板5可能沒有與下基板22對準(zhǔn)，由于在將上基板5和下基板22附連在一起時的容限誤差，在完成的LCD裝置11中可能發(fā)生光泄漏。
圖2是沿著根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的圖1的線II-II的示意剖面圖。在圖2中，薄膜晶體管T形成在下基板22的前表面上，并且包括柵極32、有源層34、源極36、和漏極38。柵極絕緣層16置于柵極32和有源層34之間，以保護柵極32和選通線13。如圖1所示，柵極32延伸自選通線13，源極36延伸自數(shù)據(jù)線15。柵極32、源極36和漏極38都由金屬材料形成，而有源層34由硅形成。此外，鈍化層40形成在薄膜晶體管T上，起保護作用。在像素區(qū)P中，由透明導(dǎo)電材料形成的像素電極17設(shè)置在鈍化層40上，并接觸漏極38和存儲金屬層30。
在圖2中，上基板5與下基板22在薄膜晶體管T上方隔開。在上基板5的后表面上，黑底6設(shè)置在對應(yīng)于薄膜晶體管T、選通線13和數(shù)據(jù)線15的位置上。黑底6形成在上基板5的整個表面上，并具有與下基板22的像素電極17相對應(yīng)的開口，如圖1所示。黑底6防止在除了像素電極17以外的LCD板中發(fā)生光泄漏，并保護薄膜晶體管T不被光照射，以防止在薄膜晶體管T中產(chǎn)生光電流。濾色器層8形成在上基板5的后表面上，以覆蓋黑底6，其中每個濾色器8具有紅8a、綠8b和藍8c顏色之一，并對應(yīng)于像素電極17位于其中的一個像素區(qū)P。透明導(dǎo)電材料的公共電極18設(shè)置在上基板5上方的濾色器層8上。
在圖1和2中，像素電極17與濾色器8具有一一對應(yīng)關(guān)系。此外，如圖2所示，為了防止在相鄰像素電極17與選通線13和數(shù)據(jù)線和15之間產(chǎn)生交擾，像素電極17與數(shù)據(jù)線15隔開距離A，并與選通線13隔開距離B。像素電極17與數(shù)據(jù)線15和選通線13之間的開口空間A和B引起在LCD裝置中的光泄漏。例如，光泄漏主要發(fā)生在開口空間A和B中，從而形成在上基板5上的黑底6應(yīng)該覆蓋這些開口空間A和B。然而，當(dāng)利用下基板22設(shè)置上基板5時，或者相反，在上基板5與下基板22之間可能發(fā)生失對準(zhǔn)現(xiàn)象。因此，黑底6要延伸以完全覆蓋這些開口空間A和B，從而將黑底6設(shè)計成可提供對準(zhǔn)余量以防止光泄漏。然而，當(dāng)延伸黑底6時，減小了液晶板的孔徑比(aperture ratio)，減小的量等于黑底6的對準(zhǔn)余量。而且，如果在黑底6的對準(zhǔn)余量中存在誤差，則在開口空間A和B中仍然會發(fā)生光泄漏，并且使LCD裝置的圖像質(zhì)量下降。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明旨在提供一種具有薄膜晶體管上濾色器(COT)結(jié)構(gòu)的陣列基板的液晶顯示器，以及制造具有薄膜晶體管上濾色器(COT)結(jié)構(gòu)的陣列基板的方法，該陣列基板基本上消除了由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺陷所導(dǎo)致的一個或多個問題。
本發(fā)明的目的是提供一種提供高孔徑比的用于液晶顯示器的陣列基板。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于液晶顯示器的陣列基板的制造方法，該方法具有簡化和穩(wěn)定的制造工藝并提高了生產(chǎn)合格率。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在下面的說明中闡釋，其中部分地可從下面的說明中明顯看出，或者可以通過實施本發(fā)明而學(xué)習(xí)到。通過在書面說明及其權(quán)利要求書中以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)，可認(rèn)識并實現(xiàn)本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點。
為了實現(xiàn)這些和其它優(yōu)點并根據(jù)本發(fā)明的目的，如具體實現(xiàn)和廣泛說明的那樣，陣列基板器件包括選通線，在基板上沿第一方向延伸形成，其具有柵極；數(shù)據(jù)線，在基板上沿第二方向延伸形成，其具有數(shù)據(jù)焊盤，該數(shù)據(jù)焊盤與數(shù)據(jù)線的第一端隔開，數(shù)據(jù)線和選通線限定像素區(qū)；選通焊盤，在基板上形成并與選通線的第一端隔開設(shè)置；薄膜晶體管，形成在選通線與數(shù)據(jù)線的交叉區(qū)域，它包括柵極、半導(dǎo)體層、源極、和漏極；黑底，除了漏極的第一部分之外，與薄膜晶體管、選通線、和數(shù)據(jù)線交疊；第一像素電極，位于像素區(qū)，并與漏極的第一部分和基板接觸；在位于像素區(qū)的第一像素電極上的濾色器；以及在濾色器上的與第一像素電極接觸的第二像素電極。
在另一方面中，形成陣列基板的方法包括形成在基板上沿第一方向延伸的選通線，該選通線具有延伸自其的柵極；在柵極上方依次形成本征非晶硅的有源層和非本征非晶硅層的歐姆接觸層；同時形成數(shù)據(jù)線、數(shù)據(jù)焊盤、選通焊盤、源極和漏極，數(shù)據(jù)線設(shè)置得與選通線垂直交叉并限定像素區(qū)，其中柵極、有源層和歐姆接觸層以及源極和漏極構(gòu)成薄膜晶體管；形成黑底，除了漏極的第一部分以外，黑底與薄膜晶體管、選通線和數(shù)據(jù)線交疊；形成與黑底交疊的第一透明電極層，第一透明電極接觸漏極的所述部分；在像素區(qū)中的第一透明電極層上形成濾色器和在選通線的第一端上方形成濾色器圖形；以及，沿著基板的整個表面形成第二透明電極層，以覆蓋濾色器、濾色器圖形和第一透明電極層。
在另一方面中，形成陣列基板的方法包括使用第一金屬層形成沿第一方向延伸的選通線，該選通線包括延伸自其的柵極；在基板上形成第一絕緣層，以覆蓋選通線和柵極；在第一絕緣層上形成本征非晶硅層、非本征非晶硅層和第二金屬層；對本征非晶硅層、非本征非晶硅層和第二金屬層進行構(gòu)圖，以形成數(shù)據(jù)線、數(shù)據(jù)焊盤、選通焊盤、源極、漏極和多個半導(dǎo)體圖形，其中數(shù)據(jù)線設(shè)置成與選通線垂直交叉并限定像素區(qū)；刻蝕源極和漏極之間的非本征非晶硅圖形的部分，以便形成本征非晶硅圖形的有源層和非本征非晶硅圖形的歐姆接觸層，其中柵極、有源層和歐姆接觸層、以及源極和漏極在選通線和數(shù)據(jù)線的交叉位置構(gòu)成薄膜晶體管；形成黑底，除了漏極的第一部分之外，該黑底與薄膜晶體管、選通線和數(shù)據(jù)線交疊；形成與黑底交疊并接觸漏極的第一部分的第一透明電極層；在像素區(qū)中的第一透明電極層上形成濾色器，和在選通線的第一端上方形成濾色器圖形；形成第二透明電極層，以覆蓋濾色器、濾色器圖形和第一透明電極層。
在另一方面中，用于液晶顯示器的具有薄膜晶體管上濾色器(COT)結(jié)構(gòu)的陣列基板包括具有顯示區(qū)、非顯示區(qū)和邊界區(qū)的基板，邊界區(qū)設(shè)置在顯示器與非顯示區(qū)之間；在顯示區(qū)內(nèi)的基板上的多條選通線；在非顯示區(qū)內(nèi)的基板上的多個選通焊盤；設(shè)置在非顯示區(qū)和邊界區(qū)中的基板上的多條選通連線，它們將選通線連接到選通焊盤；與選通線交叉并限定多個像素區(qū)的多條數(shù)據(jù)線；多個薄膜晶體管，每個都位于選通線與數(shù)據(jù)線的交叉位置附近，并且包括柵極、有源層、源極和漏極；設(shè)置在薄膜晶體管、選通線和數(shù)據(jù)線上方的黑底；設(shè)置在像素區(qū)中的多個濾色器；設(shè)置在非顯示區(qū)和邊界區(qū)中并與選通連線和選通連線之間的間隔相對應(yīng)的遮光圖形；以及，設(shè)置在像素區(qū)中的多個像素電極，每個像素電極都接觸薄膜晶體管的漏極。
在另一方面中，用于液晶顯示器的具有薄膜晶體管上濾色器(COT)結(jié)構(gòu)的陣列基板包括具有顯示區(qū)、非顯示區(qū)和邊界區(qū)的基板，邊界區(qū)設(shè)置在顯示器與非顯示區(qū)之間；在顯示區(qū)內(nèi)的基板上的多條選通線；在非顯示區(qū)內(nèi)的基板上的多個選通焊盤；設(shè)置在非顯示區(qū)和邊界區(qū)中的基板上的多條選通連線，每條選通連線將選通線之一連接到選通焊盤之一；與選通線交叉并限定多個像素區(qū)的多條數(shù)據(jù)線；多個薄膜晶體管，每個都位于選通線與數(shù)據(jù)線的交叉位置附近，并包括柵極、有源層、源極和漏極；位于薄膜晶體管、選通線和數(shù)據(jù)線上方的黑底；設(shè)置在像素區(qū)中的多個濾色器；設(shè)置在非顯示區(qū)和邊界區(qū)中并與選通連線之間的空間相對應(yīng)的遮光圖形；在黑底和遮光圖形上的無機絕緣體；以及設(shè)置在像素區(qū)中的多個像素電極，每個像素電極都接觸薄膜晶體管的漏極。
應(yīng)該理解，前面的一般性說明和下面的詳細說明都是示例和解釋性的，用于提供對所述發(fā)明的進一步解釋。


附圖被包括進來以提供對本發(fā)明的進一步理解，并且被并入構(gòu)成本申請的一部分，示出了本發(fā)明的實施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。圖中圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示器的透視圖；圖2是沿根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的圖1的線II-II截取的示意剖面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的具有薄膜晶體管上濾色器結(jié)構(gòu)的示例陣列基板的平面圖；圖4A-4I是沿圖3的線IV-IV截取的剖面圖，示出根據(jù)本發(fā)明的示例加工步驟；圖5A-5I是沿圖3的線V-V截取的剖面圖，示出根據(jù)本發(fā)明的示例加工步驟；圖6A-6I是沿圖3的線VI-VI截取的剖面圖，示出根據(jù)本發(fā)明的示例加工步驟；圖7是根據(jù)本發(fā)明的具有薄膜晶體管上濾色器結(jié)構(gòu)的另一示例陣列基板的平面圖；圖8A-8M是沿圖7的線VIII-VIII截取的剖面圖，示出根據(jù)本發(fā)明的示例加工步驟；圖9A-9M是沿圖7的線IX-IX截取的剖面圖，示出根據(jù)本發(fā)明的示例加工步驟；圖10A-10M是沿圖7的線X-X截取的剖面圖，示出根據(jù)本發(fā)明的示例加工步驟；圖11是根據(jù)本發(fā)明的具有薄膜晶體管上濾色器(COT)結(jié)構(gòu)的陣列基板的示例周邊部分的平面圖；圖12是沿圖11的線XII-XII截取的剖面圖，示出根據(jù)本發(fā)明的具有薄膜晶體管上濾色器(COT)結(jié)構(gòu)的示例液晶顯示器；圖13是根據(jù)本發(fā)明的具有薄膜晶體管上濾色器(COT)結(jié)構(gòu)的陣列基板的另一示例周邊部分的平面圖；圖14A和14B是沿根據(jù)本發(fā)明的圖13的線XIV-XIV截取的剖面圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的具有薄膜晶體管上濾色器(COT)結(jié)構(gòu)的陣列基板的另一示例周邊部分的平面圖；圖16A和16B是沿根據(jù)本發(fā)明的圖15的線XVI-XVI截取的剖面圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明的示例密封圖形結(jié)構(gòu)的剖面圖；以及圖18A-18C是沿根據(jù)本發(fā)明的圖15的線XVIII-XVIII截取的剖面圖。
具體實施例方式
下面具體說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其示例示于附圖中。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的具有薄膜晶體管上濾色器結(jié)構(gòu)的示意陣列基板的平面圖。在圖3中，陣列基板100可包括沿第一方向設(shè)置的多條選通線102和沿垂直于第一方向的第二方向設(shè)置的多條數(shù)據(jù)線116。因此，多條選通線102和多條數(shù)據(jù)線116互相交叉以限定多個像素區(qū)P。每個數(shù)據(jù)線116可包括至少設(shè)置在數(shù)據(jù)線116的的一端的數(shù)據(jù)焊盤118，每條選通線102可包括至少設(shè)置在選通線102一端的選通焊盤122。另選地，多個數(shù)據(jù)焊盤118和選通焊盤122可以分別設(shè)置在選通線116和選通線102的相反端。薄膜晶體管T可形成在選通線102與數(shù)據(jù)線116的每個交叉部分，并可包括柵極104、有源層108、源極112、和漏極114。在由所述多條選通線102和數(shù)據(jù)線116限定的像素區(qū)P內(nèi)，可設(shè)置多個紅(R)、綠(G)和藍(B)濾色器140a、140b和140c。此外，對應(yīng)于每個像素區(qū)P，可以設(shè)置由第一和第二像素電極148和150構(gòu)成的雙層像素電極。第一像素電極148和第二像素電極150可具有相似的形狀。盡管圖3中未示出，第一像素電極148可設(shè)置在濾色器140的下面，并可接觸漏極114，而第二像素電極150可設(shè)置在濾色器140上并可接觸第一像素電極148。例如，每個濾色器140可位于第一像素電極148和第二像素電極150之間，第二像素電極150可通過第一像素電極148電接觸漏極114。
在圖3中，可在選通線102的部分和存儲金屬層120內(nèi)包含存儲電容器Cst。相應(yīng)地，選通線102的部分可用作存儲電容器Cst的第一電極，存儲金屬層120可用作存儲電容器Cst的第二電極。此外，第一像素電極148和第二像素電極150可電接觸存儲金屬層120，以便它們并聯(lián)地電連接到存儲電容器Cst。
圖3的陣列基板100可定義為薄膜晶體管上濾色器(COT)結(jié)構(gòu)。在這種COT結(jié)構(gòu)中，黑底128和濾色器140可形成在陣列基板100上，其中黑底128可設(shè)置成與所有薄膜晶體管T、選通線102和數(shù)據(jù)線116相對應(yīng)，以防止在LCD裝置中的光泄漏。黑底128可由不透明有機材料形成，以阻擋光入射到薄膜晶體管T上和保護薄膜晶體管T不受外部影響。
此外，在圖3所示的COT結(jié)構(gòu)中，選通焊盤122可與數(shù)據(jù)線116和數(shù)據(jù)焊盤118使用相同材料同時形成。選通焊盤122可由足以抵抗用于構(gòu)圖濾色器140a、140b和140c的化學(xué)制品的材料形成。而且，雙層選通焊盤端子可由設(shè)置在選通焊盤122的部分上方并與選通焊盤122電連接的第一選通焊盤端子152和第二選通焊盤端子154構(gòu)成。此外，可在數(shù)據(jù)焊盤118上方設(shè)置由第一數(shù)據(jù)焊盤端子156和第二數(shù)據(jù)焊盤端子158構(gòu)成的雙層數(shù)據(jù)焊盤端子?？稍谶x通焊盤122的部分和選通線102的端部上方設(shè)置由第一連接電極160和第二連接電極162構(gòu)成的雙層連接電極。雙層連接電極可將選通線102的端部電連接到選通焊盤122。
此外，濾色器圖形142可置于第一柵極連接電極160與第二柵極連接電極162之間。由于選通線102對于用于構(gòu)圖絕緣體、濾色器和導(dǎo)電層的刻蝕和顯影溶液的化學(xué)耐受性較弱，因此濾色器圖形142可形成在選通線102的端部上方，以保護選通線102不被刻蝕和顯影溶液影響。例如，濾色器圖形142可防止刻蝕劑和顯影劑溶液影響選通線102和使其退化。而且，由于刻蝕劑和顯影劑溶液可引起焊盤端子152、154、156和158、以及選通線102之間的電化(Galvanic)腐蝕，因此濾色器圖形142可設(shè)置在選通線102的端部上方，特別是在第一連接電極160和第二連接電極162之間。因此，刻蝕劑和顯影劑溶液不會損傷由鋁基材料形成的選通線102。
圖4A-4I是沿圖3的線IV-IV截取的剖面圖，顯示了表示根據(jù)本發(fā)明的示例加工步驟，并且示出了用于形成具有薄膜晶體管上濾色器(COT)結(jié)構(gòu)的陣列基板的像素區(qū)的加工步驟。圖5A-5I是沿圖3的線V-V截取的剖面圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例加工步驟，并且示出用于形成具有薄膜晶體管上濾色器(COT)結(jié)構(gòu)的陣列基板的選通焊盤的加工步驟。圖6A-6I是沿圖3的線VI-VI截取的剖面圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例加工步驟，并且示出了用于形成具有薄膜晶體管上濾色器(COT)結(jié)構(gòu)的陣列基板的數(shù)據(jù)焊盤的加工步驟。
在圖4A、5A和6A中，第一金屬層可淀積在基板100的表面上，并使用第一掩模工藝對第一金屬層進行構(gòu)圖以形成選通線102和柵極104，其中柵極104可延伸自選通線102。第一金屬層可以是具有低電阻的鋁基材料，以便防止信號延遲。但是，由于鋁基材料具有不良的抗腐蝕性，從而在用于構(gòu)圖絕緣體、濾色器和其它導(dǎo)電材料的刻蝕/顯影溶液中性能是非常弱的，因此鋁基材料可能被刻蝕/顯影溶液損傷。例如，如果透明導(dǎo)電材料形成在基板100上方，刻蝕/顯影溶液可能在透明導(dǎo)電材料與鋁基選通線102和柵極104之間引起電化腐蝕，由此將損傷鋁基元件。
在基板100上形成選通線102和柵極104之后，可在基板100上形成柵極絕緣層106(或第一絕緣層)，以覆蓋選通線102和柵極104。第一絕緣層106可由無機材料形成，如硅氮化物(SiNx)和氧化硅(SiO2)。然后，可沿著第一絕緣層106的整個表面依次淀積本征非晶硅層(例如a-Si:H)和摻雜非晶硅層(例如n+a-Si:H)，并且同時使用第二掩模工藝進行構(gòu)圖，以形成有源層108和歐姆接觸層110。有源層108可設(shè)置在柵極104上方，歐姆接觸層110可設(shè)置在有源層108上。
在圖4B、5B和6B中，形成有源層108和歐姆接觸層110之后，可以在基板100上淀積第二金屬層，并使用第三掩模工藝對第二金屬層進行構(gòu)圖，以形成源極112、漏極114、數(shù)據(jù)線116、數(shù)據(jù)焊盤118、存儲金屬層120和選通焊盤122。第二金屬層可由鉻(Cr)、鉬(Mo)、鎢(W)、鈦(Ti)、銅(Cu)、及其任何組合的合金中的一種形成。源極112可延伸自數(shù)據(jù)線116并可接觸歐姆接觸層110的一部分。漏極114可與源極112隔開，并可接觸歐姆接觸層110的另一部分。數(shù)據(jù)焊盤118可在數(shù)據(jù)線116的端部與數(shù)據(jù)線116相連，存儲金屬層120可具有島狀的形狀，并與選通線102的部分交疊。選通焊盤122可具有島狀的形狀并可以與選通線102的端部隔開。如圖5B所示，選通焊盤122可通過第一絕緣層106與選通線102電絕緣。
在構(gòu)圖第二金屬層以形成上述金屬圖形之后，可使用源極112和漏極114作為掩模，對源極112與漏極114之間的部分歐姆接觸層110進行刻蝕。因此，可以形成薄膜晶體管T和存儲電容器Cst。即，如參照圖3所述，薄膜晶體管T可包括柵極104、有源層108、歐姆接觸層110、源極112、和漏極114。此外，存儲電容器Cst可包括選通線102的部分、存儲金屬層120和置于其間的第一絕緣層106。
接著，沿基板100的整個表面淀積第二絕緣層124，以覆蓋構(gòu)圖后的第二金屬層，并且該第二絕緣層124可由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiO2)形成。第二絕緣層124可增強后來形成的有機層與基板100的粘接性，其中第二絕緣層124可防止有源層108與有機層之間的不良接觸性。如果在有源層108與有機層之間沒有發(fā)生不良接觸性，可以不需要第二絕緣層124。
在土4C、5C和6C中，在第二絕緣層124上可淀積具有低介電常數(shù)的不透明有機材料126。不透明有機材料126可具有黑色，以便它可用做黑底。
在圖4D、5D和6D中，可使用第四掩模工藝對形成在第二絕緣層124上的不透明有機材料126進行構(gòu)圖，以形成黑底128。如圖3和4D所示，黑底128可形成在設(shè)置在顯示區(qū)內(nèi)的薄膜晶體管T(圖3中)、選通線102和數(shù)據(jù)線116上。由于黑底128可由有機材料形成，所以它可保護薄膜晶體管T。此外，由于黑底128覆蓋了存儲金屬層120的一部分，所以它還可保護存儲電容器。
在圖4E、5E和6E中，可在基板100的整個表面上形成第三絕緣層130，以覆蓋黑底128。第三絕緣層130可由無機絕緣材料形成，如氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiO2)。
在圖4F、5F和6F中，可使用第五掩模工藝在像素區(qū)P內(nèi)同時對第一、第二和第三絕緣層106、124和130進行構(gòu)圖。這樣，可露出漏極114的端側(cè)部和存儲金屬層120的端側(cè)部。盡管圖4F示出通過構(gòu)圖第一絕緣層106而露出基板100，第一絕緣層106可保留下來，而只對第二和第三絕緣層124和130進行構(gòu)圖以露出漏極114和存儲金屬層120的端側(cè)部。此外，基板100上的第一絕緣層106的其余部分可控制后來形成的濾色器的高度。在像素區(qū)P內(nèi)對第一、第二和第三絕緣層106、124和130進行構(gòu)圖時，可以在焊盤區(qū)域內(nèi)(即非顯示區(qū)內(nèi))形成第一、第二和第三接觸孔132、134和136。第一接觸孔132可通過構(gòu)圖第二和第三絕緣層124和130而形成，由此露出選通焊盤122的一部分。第二接觸孔134也可通過構(gòu)圖第二和第三絕緣層124和130而形成，由此露出數(shù)據(jù)焊盤118的一部分。另一方面，第三接觸孔136可通過構(gòu)圖第一、第二和第三絕緣層106、124和130而形成，由此露出選通線102的端部。如圖5F所示，第一接觸孔132可形成為多個，以便在隨后的步驟中，可使用與第三接觸孔136相鄰的一個第一接觸孔將選通線102電連接到選通焊盤122，如圖5G-5I所示。
在圖4G、5G和6G中，可沿基板100的整個表面淀積銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO)的第一透明電極層138，以覆蓋構(gòu)圖后的第三絕緣層130并接觸漏極106和存儲金屬層120的暴露側(cè)部。然后，可以在第一透明電極層138上形成彩色樹脂，并對該彩色樹脂進行顯影以形成具有紅(R)、綠(G)和藍(B)顏色的濾色器140a、140b和140c。濾色器140a、140b和140c可用于顯示全光譜顏色，并且可形成在第一透明電極層138上的像素區(qū)P內(nèi)。紅、綠和藍色濾色器140a、140b和140c可通過形成并顯影紅、綠和藍色樹脂而依次形成。當(dāng)形成濾色器140a、140b和140c之一時，例如，當(dāng)形成紅(R)濾色器140a時，濾色器圖形142還可形成在選通線102的端部上方。特別是，濾色器圖形142可形成得與第三接觸孔136對應(yīng)并配合到其中。如上所述，濾色器圖形142可保護鋁基選通線102和電極104不受用于刻蝕和顯影陣列元件的刻蝕劑和顯影劑溶液的影響。
同時，當(dāng)顯影彩色樹脂時，第一透明電極層138可防止用于構(gòu)圖濾色器的顯影溶液(即，顯影劑)滲透到下面其它的基礎(chǔ)金屬層中。在選通線102和柵極104的階梯部分中，柵極絕緣層106和其它絕緣層可以形成得具有針孔和裂紋。這樣，當(dāng)顯影濾色器時，用于濾色器的顯影劑可能滲透到絕緣層106、124和130中，從而使由鋁基材料形成的選通線102和柵極104退化。通過形成第一透明電極層138，可防止退化，并且可以提供工藝穩(wěn)定性。因此，可保護化學(xué)性能弱的選通線102和柵極104不受顯影劑的影響。
在圖4H、5H和6H中，沿基板100的整個表面形成第二透明電極層146，以覆蓋所有濾色器140、濾色器圖形142、和第一透明電極層138的暴露部分。第二透明電極層146可包括與第一透明電極層138材料相同的銦錫氧化物或銦鋅氧化物。如圖4H和5H所示，第二透明電極層146可以在每個濾色器140的兩側(cè)和在濾色器圖形142的兩側(cè)接觸第一透明電極層138。此外，如圖6H所示，第二透明電極層146可在數(shù)據(jù)焊盤部分內(nèi)接觸第一透明電極層138。
在圖4I、5I和6I中，可使用第六掩模工藝對第一和第二透明電極層138和146進行構(gòu)圖，以形成雙層像素電極(即，夾層像素電極)、雙層選通焊盤端子、雙層連接電極、和雙層數(shù)據(jù)焊盤端子。雙層像素電極可包括第一像素電極148和第二像素電極150。雙層選通焊盤端子可包括第一選通焊盤端子152和第二選通焊盤端子154，雙層數(shù)據(jù)焊盤端子可包括第一數(shù)據(jù)焊盤端子156和第二數(shù)據(jù)焊盤端子158。此外，雙層連接電極可包括第一連接電極160和第二連接電極162。
可使用相同掩模同時構(gòu)圖第一和第二透明電極層138和146，以便夾層像素電極可形成得與每個像素區(qū)P對應(yīng)。另選地，可以首先構(gòu)圖第一透明電極層138，并在其上形成濾色器，然后可以構(gòu)圖第二透明電極層146。每個濾色器140可置于夾層像素電極之間以便處于第一像素電極148與第二像素電極150之間。如圖4I所示，由于第二像素電極150可以在濾色器140的兩側(cè)接觸第一像素電極148，所以夾層像素電極可與薄膜晶體管T電連接，并且可以并聯(lián)連接到存儲電容器Cst(在圖3中)。
在圖5I和6I中，使用相同掩模與雙層像素電極一起形成雙層選通焊盤端子、連接線和數(shù)據(jù)焊盤端子。雙層選通焊盤端子可直接形成在選通焊盤122上方，并且可通過第一接觸孔132之一接觸選通焊盤122。此外，雙層數(shù)據(jù)焊盤端子可直接形成在數(shù)據(jù)焊盤118上方，并且可通過第二接觸孔134接觸數(shù)據(jù)焊盤118。雙層連接電極可包括第一和第二連接電極160和162，并且可形成得與選通焊盤122的部分和選通線102的端部相交疊，以便雙層連接電極分別通過第一接觸孔132和第三接觸孔136接觸選通焊盤122和選通線102。因此，雙層連接電極可將選通線102電連接到選通焊盤122。
同時，濾色器圖形142可置于第一和第二連接電極160和162之間。如果濾色器圖形142沒有被形成得配合到第三接觸孔136中，則用于刻蝕雙層透明電極層的刻蝕劑溶液和用于形成濾色器的顯影劑溶液可能使選通線102退化。具體而言，在選通線102與雙層連接電極之間可能發(fā)生電化腐蝕，從而使選通線102退化。
根據(jù)本發(fā)明，由于選通焊盤可由與數(shù)據(jù)線相同的材料形成，即由鉻(Cr)、鉬(Mo)、鎢(W)、鈦(Ti)、銅(Cu)、和其任何組合的合金形成，所以選通焊盤不會被用于構(gòu)圖彩色樹脂和濾色器的顯影劑溶液損傷，該材料對顯影劑溶液的抵抗能力較強。此外，由于第一透明電極層和濾色器圖形，在隨后的制備過程中，鋁基選通線不會被刻蝕劑溶液和顯影劑溶液損傷。
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的具有薄膜晶體管上濾色器結(jié)構(gòu)的另一示例陣列基板的平面圖。在圖7中，陣列基板200可包括沿第一方向設(shè)置的多條選通線202和沿垂直于第一方向的第二方向設(shè)置的多條數(shù)據(jù)線224，其中多條選通線202和數(shù)據(jù)線224互相交叉，限定了多個像素區(qū)P。此外，每條數(shù)據(jù)線224可包括數(shù)據(jù)焊盤230，每條選通線202可包括選通焊盤232。薄膜晶體管T可形成在選通線202與數(shù)據(jù)線224的每個交叉部分，并且可包括柵極204、有源層236a、源極246和漏極248。與圖3的陣列基板不同，有源層236a以及源極246和漏極和248可使用相同的掩模工藝形成。此外，非晶硅圖形234a和240a可設(shè)置在數(shù)據(jù)線224、數(shù)據(jù)焊盤230和選通焊盤232之下。
在像素區(qū)P內(nèi)，可形成多個紅(R)、綠(G)和藍(B)濾色器266a、266b和266c。此外，雙層像素電極可包括對應(yīng)于每個像素區(qū)P而設(shè)置的第一和第二像素電極272和274，其中第一像素電極272和第二像素電極274可具有相似的形狀。盡管圖7中未示出，第一像素電極272可設(shè)置在濾色器266的下面，并且可以接觸漏極248，第二像素電極274可設(shè)置在濾色器266上并可接觸第一像素電極272。而且，每個濾色器266可位于第一像素電極272與第二像素電極274之間，第二像素電極274可通過第一像素電極272電接觸漏極248。
同時，存儲電容器Cst可包括在選通線202的一部分和存儲金屬層228中。這樣，選通線202的該部分可用做存儲電容器Cst的第一電極，存儲金屬層228可用做存儲電容器Cst的第二電極。此外，第一和第二像素電極272和274可電接觸存儲金屬層228，以并聯(lián)地電連接到存儲電容器Cst。這樣，由于存儲金屬層228可與數(shù)據(jù)線224一起形成，非晶硅圖形238a還可設(shè)置在存儲金屬層228的下面。
在圖7中，陣列基板200可包括薄膜晶體管上濾色器(COT)結(jié)構(gòu)，其中黑底254和濾色器266可形成在陣列基板200上。黑底254可設(shè)置成與薄膜晶體管T、選通線202和數(shù)據(jù)線224相對應(yīng)，從而防止在LCD裝置中發(fā)生光泄漏。黑底254可由不透明有機材料形成，從而阻擋光入射到薄膜晶體管T上并且保護薄膜晶體管T不受外部撞擊。
在圖7中，選通焊盤232可使用相同材料與數(shù)據(jù)線224和數(shù)據(jù)焊盤230同時形成。選通焊盤232可由能抵抗用于構(gòu)圖濾色器266a、266b和266c的化學(xué)制品溶液的材料形成。此外，雙層選通焊盤端子可包括設(shè)置在選通焊盤232的一部分上面的第一選通焊盤端子276和第二選通焊盤端子278，以與選通焊盤232電連接。此外，雙層數(shù)據(jù)焊盤端子可包括設(shè)置在數(shù)據(jù)焊盤230上面的第一數(shù)據(jù)焊盤端子280和第二數(shù)據(jù)焊盤端子282。雙層連接電極可包括設(shè)置在選通焊盤232的一部分和選通線202的端部上方的第一連接電極284和第二連接電極286。因而，雙層連接電極可將選通線202電連接到選通焊盤232。
濾色器圖形268可置于第一和第二柵極連接電極284和286之間，以形成在選通線202的端部上面，從而保護選通線202不受刻蝕劑溶液和顯影劑溶液的影響，因為選通線202的化學(xué)耐受性很弱。具體而言，濾色器圖形268可防止刻蝕劑和顯影劑溶液影響選通線202和使其退化。例如，由于刻蝕劑和顯影劑溶液可能在焊盤端子276、278、280和282以及選通線202之間引起電化腐蝕，所以濾色器圖形268可設(shè)置在選通線202的端部上面，尤其是在第一和第二連接電極284和286之間。相應(yīng)地，刻蝕劑和顯影劑溶液不會損傷由鋁基材料形成的選通線202。
圖8A-8M是沿圖7的線VIII-VIII截取的剖面圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例加工步驟，并且示出了用于形成具有薄膜晶體管上濾色器(COT)結(jié)構(gòu)的陣列基板的像素區(qū)的加工步驟。圖9A-9M是沿圖7的線IX-IX截取的剖面圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例加工步驟，并且示出了用于形成具有薄膜晶體管上濾色器(COT)結(jié)構(gòu)的陣列基板的選通焊盤的加工步驟。圖10A-10M是沿圖7的線X-X截取的剖面圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例加工步驟，并且示出了用于形成具有薄膜晶體管上濾色器(COT)結(jié)構(gòu)的陣列基板的數(shù)據(jù)焊盤的加工步驟。
在圖8A、9A和10A中，可以在基板200上限定薄膜晶體管T、像素區(qū)P、數(shù)據(jù)區(qū)D、柵極區(qū)G、和存儲區(qū)S。第一金屬層可淀積在基板200的表面上，并使用第一掩模工藝對其進行構(gòu)圖，以形成選通線202和柵極204。第一金屬層可以是具有高電導(dǎo)率和低電阻的鋁基材料，以便防止信號延遲。但是，由于鋁基材料具有不良的抗腐蝕性并且對于用于構(gòu)圖絕緣體、濾色器和其它導(dǎo)電材料的刻蝕/顯影溶液的耐受性很弱，所以鋁基材料可能被刻蝕/顯影溶液損傷。例如，如果透明導(dǎo)電材料形成在基板100上面，則刻蝕/顯影溶液可能在透明導(dǎo)電材料與鋁基選通線102和柵極104之間產(chǎn)生電化腐蝕，由此可能損傷鋁基元件。
在圖8B、9B和10B中，柵極絕緣層208(即，第一絕緣層)可形成在基板200上，以覆蓋選通線202和柵極204。柵極絕緣層208可由無機材料形成，如氮化硅(SiNx)和氧化硅(SiO2)。接著，可沿著柵極絕緣層208的整個表面依次淀積本征非晶硅層(a-Si:H)210、n+摻雜非晶硅層(n+a-Si:H)212、和第二金屬層214。第二金屬層214可由鉻(Cr)、鉬(Mo)、銅(Cu)、鎢(W)、鈦(Ti)和其任何組合的合金中的一種形成。然后，在第二金屬層214上形成光刻膠216。
此外，可以在光刻膠216上面設(shè)置具有透射部分M1、遮蔽部分M2和半透射部分M3的掩模M，以便在第二掩模工藝中使用。透射部分M1可允許光完全通過，并且可對應(yīng)于像素區(qū)P，除了用于薄膜晶體管區(qū)T和存儲區(qū)S的部分之外。遮蔽部分M2在第二掩模工藝期間可以完全阻擋光，并且可與數(shù)據(jù)區(qū)D、薄膜晶體管區(qū)T、柵極區(qū)G和存儲區(qū)S相對應(yīng)。半透射部分M3可包括多條狹縫或者可以是半透明膜，以便只有約一半的光可通過。半透射部分M3可對應(yīng)于薄膜晶體管區(qū)T的一部分，尤其是對應(yīng)于柵極204。
設(shè)置掩模M之后，通過掩模M對光刻膠216進行曝光。通過透射部分M1的光完全照射對應(yīng)區(qū)域，而通過半透射部分M3的光較弱地照射對應(yīng)區(qū)域。
在圖8C、9C和10C中，對光刻膠216進行顯影之后，完全保留與掩模M的遮蔽部分M2相對應(yīng)的部分，但是完全除去了與透射部分M1相對應(yīng)的部分。此外，除去和部分地保留了與半透射部分M3相對應(yīng)的部分。因此，在光刻膠216的顯影工藝之后，第一光圖形220a和第二光圖形220b保留在第二金屬層214上，其中所有光圖形220在位置上與薄膜晶體管區(qū)T、數(shù)據(jù)區(qū)D和柵極區(qū)G相對應(yīng)。
在圖8C中，第一光圖形220a可具有小于第二光圖形220b的高度，因為它被通過掩模M的半透射部分M3的光較弱地照射。相反地，第二光圖形220b的高度幾乎可以是第一光圖形220a的高度的兩倍。
在圖8D、9D和10D中，可同時刻蝕第二金屬層214的露出部分、n+摻雜非晶硅層212、和本征非晶硅層210。相應(yīng)地，在光圖形220的下面可形成數(shù)據(jù)線224、源-漏金屬層226、存儲金屬層228、數(shù)據(jù)焊盤230和選通焊盤232。這樣，數(shù)據(jù)線224和數(shù)據(jù)焊盤230對應(yīng)于數(shù)據(jù)區(qū)D，選通焊盤232可具有島狀形狀并對應(yīng)于柵極區(qū)G，存儲金屬層228也可具有島狀形狀并對應(yīng)于存儲區(qū)S，源-漏金屬層226可從數(shù)據(jù)線224伸出并對應(yīng)于薄膜晶體管區(qū)T。
由于n+摻雜非晶硅層212和本征非晶硅層210可與第二金屬層214同時被刻蝕，第一、第二、第三和第四半導(dǎo)體圖形234、236、238和240可分別形成在數(shù)據(jù)線224、數(shù)據(jù)焊盤230、源-漏金屬層226、存儲金屬層228、和選通焊盤232的下面。第一半導(dǎo)體圖形234可與數(shù)據(jù)線224和數(shù)據(jù)焊盤230相對應(yīng)，第二半導(dǎo)體圖形236可對應(yīng)于源-漏金屬層225，第三半導(dǎo)體圖形238可對應(yīng)于存儲金屬層228，第四半導(dǎo)體圖形240可對應(yīng)于選通焊盤232。第一、第二、第三和第四半導(dǎo)體圖形234、236、238和240可包括本征非晶硅圖形234a、236a、238a和240a、以及n+摻雜非晶硅圖形234b、236b、238b和240b。
在圖8E、9E和10E中，光圖形220a和220b可經(jīng)受灰化工藝以形成薄膜晶體管的有源溝道。灰化工藝可包括干法刻蝕處理以部分地除去光圖形220a和220b。在灰化工藝期間，可完全除去第一光圖形220a，并且可與第一光圖形220a一樣多地部分地除去第二光圖形220b。因此，在完全除去第一光圖形220a時，可部分地除去第二光圖形220b，以便可減小第二光圖形220b的高度和寬度。結(jié)果，可以露出源-漏金屬層226的中心部分E，并且可以露出數(shù)據(jù)線224、存儲金屬層228、數(shù)據(jù)焊盤230和選通焊盤232的側(cè)部F。這樣，光圖形242可具有小于第二光圖形220b的寬度和高度，并且可暴露數(shù)據(jù)線224和存儲金屬層228的側(cè)部F。此外，與柵極204相對應(yīng)的中心部分E可完全露出。
在圖8F、9F和10F中，可除去露出的部分E和F，直到露出本征非晶硅圖形234a、236a、238a和240a為止。然后，可以從源-漏金屬層226、存儲金屬層228、數(shù)據(jù)焊盤230和選通焊盤232除去被灰化的光圖形242。因此，源極246和漏極248可形成在有源層236a(即，本征非晶硅圖形)上面。源極246與漏極248之間的有源溝道還可形成在柵極204上方的有源層236a的上面。源極246可從數(shù)據(jù)線224伸出，并且漏極248可穿過柵極204與源極246隔開。如圖7所示，存儲金屬層238可具有島狀的形狀。
在圖9F和10F中，選通焊盤232和數(shù)據(jù)焊盤230可分別完全暴露于柵極區(qū)G和數(shù)據(jù)區(qū)D內(nèi)。數(shù)據(jù)焊盤230可作為單體設(shè)置在數(shù)據(jù)線224的端部，以便數(shù)據(jù)焊盤230與數(shù)據(jù)線224電連接。選通焊盤232可具有島狀的形狀并與選通線202相鄰設(shè)置，但是可以與選通線202電絕緣。
在圖8F、9F和10F中，由于可同時除去金屬層的部分E和F和n+摻雜非晶硅層，本征非晶硅圖形234a、236a、238a和240a可在被構(gòu)圖的金屬層224、246、248、228、230和232周圍露出。對應(yīng)于薄膜晶體管區(qū)T的本征非晶硅圖形236a可稱為有源層，有源層236a上的n+摻雜非晶硅層236b可稱為歐姆接觸層。
同時，存儲金屬層228可與選通線202的一部分相交疊，其中存儲電容器Cst(圖7中)可包括選通線202的部分、存儲金屬層228和至于其間第一絕緣層208。此外，如圖7所示，薄膜晶體管T可包括柵極204、有源層236a、歐姆接觸層236b、源極246和漏極248。
在圖8G、9G和10G中，可以沿著基板200的整個表面淀積第二絕緣層250，以覆蓋被構(gòu)圖的第二金屬層。第二絕緣層250可由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiO2)形成，以通過防止有源層236a與有機層之間的不良接觸性，來增強隨后在基板200上形成的有機層的粘接性。如果在有源層236a與有機層之間沒有出現(xiàn)不良接觸性，則不需要第二絕緣層250。然后，可以在第二絕緣層250上淀積具有低介電常數(shù)的不透明有機材料252，它具有黑顏色以用作黑底。
在圖8H、9H和10H中，可使用第三掩模工藝對形成在第二絕緣層250上的不透明有機材料252進行構(gòu)圖，以形成黑底254。如圖7和8H所示，黑底254可形成在薄膜晶體管T、選通線202、和數(shù)據(jù)線224上面，所有這些部件都可設(shè)置在顯示區(qū)內(nèi)。由于黑底254可由有機材料形成，所以它可以保護薄膜晶體管T。此外，黑底254可覆蓋存儲金屬層228的一部分，從而保護存儲電容器。
在圖8I、9I和10I中，第三絕緣層256可沿著基板200的整個表面形成，以覆蓋黑底254。第三絕緣層256可由無機絕緣材料形成，如氮化硅(SiNx)和氧化硅(SiO2)。
在圖8J、9J和10J中，可使用第四掩模工藝在像素區(qū)P內(nèi)以及在選通焊盤區(qū)和數(shù)據(jù)焊盤區(qū)內(nèi)對第一、第二和第三絕緣層208、250、和256同時進行構(gòu)圖，從而露出漏極248的端側(cè)部和存儲金屬層228的端側(cè)部。盡管圖8J示出了通過構(gòu)圖第一絕緣層208可以露出基板200，第一絕緣層208可以保留，并且只對第二和第三絕緣層250和256進行構(gòu)圖以露出漏極248和存儲金屬層228的側(cè)部。此外，基板200上的第一絕緣層208的其余部分可控制在后面的工藝期間形成的濾色器的高度。在像素區(qū)P內(nèi)對第一、第二和第三絕緣層208、250和256進行構(gòu)圖期間，第一、第二和第三接觸孔258、260和262可形成在焊盤區(qū)內(nèi)(即，非顯示區(qū)內(nèi))。第一接觸孔258可通過構(gòu)圖第二和第三絕緣層250和256而形成，從而露出選通焊盤232的部分。第二接觸孔260也可通過構(gòu)圖第二和第三絕緣層250和256而形成，從而露出數(shù)據(jù)焊盤230的一部分。另一方面，第三接觸孔262可通過對第一、第二和第三絕緣層208、250和256進行構(gòu)圖而形成，從而露出選通線202的端部。第一接觸孔258可形成為多個，以便與第三接觸孔262相鄰的一個第一接觸孔258可在后來的加工步驟中用于將選通線202電連接到選通焊盤232，如圖9K-9M所示。
在圖8K、9K和10K中，可以沿著基板200的整個表面淀積銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO)的第一透明電極層264，以覆蓋被構(gòu)圖的第三絕緣層256并接觸漏極248和存儲金屬層228的露出的側(cè)部。
接著，可在第一透明電極層264上形成彩色樹脂，并對該彩色樹脂進行顯影以形成具有紅(R)、綠(G)和藍(B)顏色的濾色器266a、266b和266c。濾色器266a、266b和266c用于顯示全光譜彩色，并且可以形成在第一透明電極層264上的像素區(qū)P內(nèi)。紅、綠和藍色濾色器266a、266b和266c可通過形成和顯影紅、綠和藍色樹脂而依次形成。當(dāng)形成濾色器266a、266b和266c之一時，例如，當(dāng)形成紅(R)色濾色器266a時，還可以在選通線202的端部上方和選通焊盤232的一部分上面形成濾色器圖形268。特別是，濾色器圖形268可形成得與第一接觸孔262相對應(yīng)并且配合到其中。如上所述，濾色器圖形268可保護鋁基選通線202和電極204不受用于刻蝕和顯影陣列元件的刻蝕劑和顯影劑溶液的影響。
同時，當(dāng)顯影彩色樹脂時，第一透明電極層264可防止用于構(gòu)圖彩色樹脂的顯影溶液(即，顯影劑)滲透到其它的下層金屬層中。在選通線202和柵極204的階梯部分中，柵極絕緣層208和其它絕緣層可形成為具有針孔和裂痕。因此，當(dāng)顯影彩色樹脂時，用于彩色樹脂的顯影劑可能滲透到絕緣層208、250和256中，從而使由鋁基材料形成的選通線202和柵極204退化。通過形成第一透明電極層264，可以防止這種退化，并且可以實現(xiàn)工藝穩(wěn)定性。因此，可以保護化學(xué)性能弱的選通線202和柵極204不受顯影劑溶液的影響。
在圖8L、9L和10L中，可以沿著基板20的整個表面形成第二透明電極層270，以覆蓋濾色器266、濾色器圖形268、和第一透明電極層264的暴露部分。第二透明電極層270可包括與第一透明電極層264的材料相同的銦錫氧化物或銦鋅氧化物。如圖8L和9L所示，第二透明電極層270可在每個濾色器266的兩側(cè)和在濾色器圖形268的兩側(cè)接觸第一透明電極層264。此外，如圖10L所示，第二透明電極層270可交疊并接觸數(shù)據(jù)焊盤部分內(nèi)的第一透明電極層264。
在圖8M、9M和10M中，可使用第五掩模工藝同時構(gòu)圖第一和第二透明電極層264和270，以形成雙層像素電極(即，夾層像素電極)、雙層選通焊盤端子、雙層連接電極和雙層數(shù)據(jù)焊盤端子。雙層像素電極可包括第一像素電極272和第二像素電極274，雙層選通焊盤端子可包括第一選通焊盤端子276和第二選通焊盤端子278，雙層數(shù)據(jù)焊盤端子可包括第一數(shù)據(jù)焊盤端子280和第二數(shù)據(jù)焊盤端子282。此外，雙層連接電極可包括第一連接電極284和第二連接電極286。
此外，可采用相同掩模同時對第一和第二透明電極層264和270進行構(gòu)圖，以使夾層像素電極形成得與每個像素區(qū)P相對應(yīng)。另選地，可以首先構(gòu)圖第一透明電極層264，并且在其上形成濾色器，然后可以構(gòu)圖第二透明電極層270。每個濾色器266可置于夾層像素電極中并處于第一像素電極272和第二像素電極274之間。如圖8M所示，由于第二像素電極274可在濾色器266的兩側(cè)接觸第一像素電極272，夾層像素電極可與薄膜晶體管T電連接，并且可以并聯(lián)連接到存儲電容器Cst(在圖9J和9K中)。
如圖9M和10M所示，雙層選通焊盤端子、連接線和數(shù)據(jù)焊盤端子可采用相同掩模與雙層像素電極一起形成。雙層選通焊盤端子可直接設(shè)置在選通焊盤232上方，并且可以通過第一接觸孔258之一接觸選通焊盤232。此外，雙層數(shù)據(jù)焊盤端子可直接設(shè)置在數(shù)據(jù)焊盤230上方，并且可以通過第二接觸孔260(圖10J中)接觸數(shù)據(jù)焊盤230。雙層連接電極可包括第一和第二連接電極284和286，并且可以設(shè)置成與選通焊盤232的一部分和選通線202的端部相交疊，以便雙層連接電極可通過第一接觸孔258和第三接觸孔262分別接觸選通焊盤232和選通線202。因此，雙層連接電極可將選通線202電連接到選通焊盤232。
同時，濾色器圖形268可以設(shè)置在第一連接電極284與第二連接電極和286。相應(yīng)地，如果濾色器圖形268沒有形成得與第三接觸孔262配合，則刻蝕劑和顯影劑溶液可能使選通線202退化。例如，在選通線202與雙層連接電極之間發(fā)生了電化腐蝕，從而使選通線202退化。
根據(jù)本發(fā)明，由于選通焊盤可以由與數(shù)據(jù)線相同的材料形成，即由鉻(Cr)、鉬(Mo)、銅(Cu)、鎢(W)、鈦(Ti)、及其任何組合的合金形成，所以選通焊盤不會被用于構(gòu)圖彩色樹脂和形成濾色器的顯影劑溶液損傷，因為它們抵抗顯影劑溶液的性能相對較強。此外，由于第一透明電極層和濾色器圖形，在后來的加工步驟期間鋁基選通線不會被刻蝕劑和顯影劑溶液損傷。
根據(jù)本發(fā)明，陣列基板只需要五個掩模工藝，如參照圖8A-8M、9A-9M和10A-10M所述的。這樣，可以提高工作效率，并且可以降低制造成本。此外，由于黑底和濾色器可形成在陣列基板中，所以在設(shè)計和對準(zhǔn)下基板和上基板時不必考慮對準(zhǔn)余量，從而提高了孔徑比。此外，可保護化學(xué)性能很弱的選通線和柵極不受顯影劑和刻蝕劑溶液影響，從而穩(wěn)定并簡化陣列基板的制造工藝，并且降低制造成本。
圖11是根據(jù)本發(fā)明的具有薄膜晶體管上濾色器(COT)結(jié)構(gòu)的陣列基板的示例周邊部分的平面圖，并示出了它的顯示區(qū)和非顯示區(qū)。在圖11中，陣列基板可具有與上述陣列基板類似的薄膜晶體管上濾色器(COT)結(jié)構(gòu)的配置。如圖11所示，陣列基板350可分為顯示區(qū)A1、非顯示區(qū)A2和邊界區(qū)A3。在顯示區(qū)A1內(nèi)，選通線352可沿著第一方向設(shè)置，數(shù)據(jù)線358可沿著第二方向設(shè)置并與選通線352交叉，從而在選通線352和數(shù)據(jù)線358的交叉部位限定了像素區(qū)P。選通焊盤356可設(shè)置在非顯示區(qū)A2內(nèi)，并且每個選通焊盤356可通過選通連線354連接到選通線352。盡管圖11中未示出，數(shù)據(jù)線358也可通過數(shù)據(jù)連接線與數(shù)據(jù)焊盤連接。選通焊盤端子353可具有島狀的形狀，并可設(shè)置在每個選通焊盤356的上方。此外，選通焊盤端子353可連接到外部驅(qū)動電路，并且可用于從外部驅(qū)動電路接收驅(qū)動信號。
薄膜晶體管T可設(shè)置在選通線352和數(shù)據(jù)線358的交叉部位附近，并且可包括柵極360、有源層362、以及源極364和漏極366。此外，透明導(dǎo)電材料的像素電極368可位于像素區(qū)P內(nèi)。黑底370可設(shè)置成與選通線352的一部分、數(shù)據(jù)線358和薄膜晶體管T相對應(yīng)，并且可包括對應(yīng)于像素區(qū)P的開口。在像素電極368上設(shè)置具有紅(R)、綠(G)和藍(B)顏色的濾色器372a、372b和372c。濾色器372a、372b和372c中的每個都可以與像素區(qū)P相對應(yīng)。
圖12是沿圖11的線XII-XII截取的剖面圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的具有薄膜晶體管上濾色器(COT)結(jié)構(gòu)的示例液晶顯示器。在圖12中，具有COT結(jié)構(gòu)的液晶顯示器390可包括使用密封劑394粘接在一起的第一基板(即，陣列基板)350和第二基板392。密封劑394可位于設(shè)置在第一基板350和第二基板392的周圍的非顯示區(qū)A2中。選通焊盤356和選通焊盤端子353可位于非顯示區(qū)A2內(nèi)，并且可露出選通焊盤端子353以提供與外部驅(qū)動電路的連接。此外，第一和第二偏振器396a和396b可設(shè)置在第一和第二基板350和392的外部上。在液晶顯示器390中，頂蓋398可設(shè)置在第二基板392上面以覆蓋非顯示區(qū)A3。透明導(dǎo)電材料的公共電極399可設(shè)置在第二基板392的內(nèi)部上。位于第一基板350上面的是濾色器372a、372b和372c、以及黑底370。盡管圖12中未示出，其它陣列元件也可設(shè)置在第一基板350上面。
圖13是根據(jù)本發(fā)明的具有薄膜晶體管上濾色器(COT)結(jié)構(gòu)的陣列基板的另一示例周邊部分的平面圖。與圖11的陣列基板類似，圖13的陣列基板400也分成顯示區(qū)A1、非顯示區(qū)A2和邊界區(qū)A3。圖13的陣列基板400可以與圖11的陣列基板350相同，但是可以包括附加元件。
在顯示區(qū)A1內(nèi)，選通線402可沿著第一方向設(shè)置，數(shù)據(jù)線410可沿著第二方向設(shè)置并與選通線402交叉，其中選通線402和數(shù)據(jù)線410的交叉部位可限定像素區(qū)P。選通焊盤406可設(shè)置在非顯示區(qū)A2內(nèi)，每個選通焊盤406可通過選通連線404連接到選通線402。盡管圖13中未示出，數(shù)據(jù)線410也可通過數(shù)據(jù)連接線與數(shù)據(jù)焊盤連接。選通焊盤端子408可具有島狀的形狀，并可設(shè)置在每個選通焊盤406的上方，其中選通焊盤端子408可由透明導(dǎo)電材料形成，并且可連接到外部驅(qū)動電路，以從外部驅(qū)動電路接收驅(qū)動信號。
在選通線402與數(shù)據(jù)線410的交叉部位，設(shè)置了薄膜晶體管T，該薄膜晶體管T包括柵極412、有源層414、以及源極416和漏極418。此外，透明導(dǎo)電材料的像素電極424可位于像素區(qū)P內(nèi)，并且黑底422可設(shè)置成與選通線402、數(shù)據(jù)線410和薄膜晶體管T的位置相對應(yīng)，其中黑底422可具有對應(yīng)于像素區(qū)P的開口。設(shè)置在像素電極424上的是具有紅(R)、綠(G)和藍(B)顏色的濾色器420a、420b和420c，其中每個濾色器420a、420b和420c都可對應(yīng)于像素區(qū)P。
同時，圖13的陣列基板400可具有覆蓋選通連線404的遮光圖形426。例如，遮光圖形426可覆蓋除了用于選通焊盤406的區(qū)域以外的非顯示區(qū)A2，并且可完全覆蓋邊界區(qū)A3。遮光圖形426通?？稍谂c處于顯示區(qū)A1內(nèi)的黑底422相同的工藝中形成。另選地，可以在形成濾色器420a、420b和420c的工藝期間形成遮光圖形426。如果遮光圖形426與濾色器420a、420b和420c一起形成，則遮光圖形426可由兩個以上的濾色器構(gòu)成。
圖14A和14B是沿根據(jù)本發(fā)明的圖13的線XIV-XIV截取的剖面圖。在圖14A中，選通連線404可形成在基板400上并且互相分開。如參照圖13所述，每條選通連線404可將選通線402連接到選通焊盤406。此外，柵極絕緣層428可形成在基板400上以覆蓋選通連線404。盡管圖14A示出了柵極絕緣層428為單層，但是柵極絕緣層428可以由雙層或三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。遮光圖形426可形成在柵極絕緣層428上，以完全覆蓋選通連線404。具體而言，遮光圖形426可覆蓋選通連線404之間的間隔F。由于選通連線404可由不透明材料形成并且可以不允許光通過，所以遮光圖形426可覆蓋間隔F而不考慮覆蓋選通連線404。同時，如圖14B所示，遮光圖形426可形成得只覆蓋間隔F。
在圖14A和14B中，遮光圖形426可與選通連線404間的間隔F相對應(yīng)，并且可防止光泄漏。這樣，采用這種陣列基板的液晶顯示器可具有高圖像質(zhì)量和分辨率。
設(shè)置有遮光圖形的區(qū)域可以是用于密封劑的位置，所述密封劑用于將第一和第二基板連接在一起，如圖12所示。然而，密封劑可能具有與有機材料或樹脂的不良界面特性，從而密封劑可能從具有遮光層的陣列基板上剝離下來。這是因為遮光層通常由有機材料或黑色樹脂形成。
圖15是根據(jù)本發(fā)明的具有薄膜晶體管上濾色器(COT)結(jié)構(gòu)的陣列基板的另一示例周邊部分的平面圖。在圖15中，該陣列基板可以與圖13的陣列基板400相同。如圖15所示，陣列基板500可分成三個區(qū)域顯示區(qū)A1；非顯示區(qū)A2；和邊界區(qū)A3。在顯示區(qū)A1內(nèi)，選通線502可沿著第一方向設(shè)置，數(shù)據(jù)線510可沿著與選通線502交叉的第二方向設(shè)置，其中選通線502與數(shù)據(jù)線510的交叉部位限定了像素區(qū)P。此外，選通焊盤506可設(shè)置在非顯示區(qū)A2內(nèi)，其中每個選通焊盤506可通過選通連線504連接到選通線502。盡管圖15中未示出，數(shù)據(jù)線510可通過數(shù)據(jù)連接線與數(shù)據(jù)焊盤連接。具有島狀形狀的選通焊盤端子508可設(shè)置在每個選通焊盤506的上方，并且可以由透明導(dǎo)電材料形成。盡管圖15中未示出，選通焊盤端子508可連接到外部驅(qū)動電路，并可從外部驅(qū)動電路接收驅(qū)動信號。
薄膜晶體管T可設(shè)置在選通線502與數(shù)據(jù)線510的交叉部位附近，并且可包括柵極512、有源層514、以及源極516和漏極518。此外，透明導(dǎo)電材料的像素電極524可位于像素區(qū)P內(nèi)，黑底522可設(shè)置成與選通線502、數(shù)據(jù)線510和薄膜晶體管T相對應(yīng)，并且可包括對應(yīng)于像素區(qū)P的開口。設(shè)置在像素電極524上的是具有紅(R)、綠(G)和藍(B)色的濾色器520a、520b和520c，其中每個濾色器520a、520b和520c都可對應(yīng)于像素區(qū)P。
同時，圖15的陣列基板500可包括覆蓋選通連線504的遮光圖形526。例如，遮光圖形526可覆蓋除了用于選通焊盤506的區(qū)域以外的非顯示區(qū)A2，并且可以完全覆蓋邊界區(qū)A3。遮光圖形526可在與處于顯示區(qū)A1內(nèi)的黑底522相同的工藝中形成。另選地，可以在形成濾色器520a、520b和520c的工藝期間形成遮光圖形526。如果遮光圖形526與濾色器520a、520b和520c一起形成，則遮光圖形526可由兩個以上的濾色器構(gòu)成。
設(shè)置在遮光圖形526上的是無機絕緣體528，密封圖形530可設(shè)置在無機絕緣體528上。盡管圖15中示出了無機絕緣體528和密封圖形530可具有不同寬度，但是絕緣體528和密封圖形530也可以具有相同寬度。此外，無機絕緣體528和密封圖形530的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)可以改變。
圖16A和16B是沿著根據(jù)本發(fā)明的圖15的線XVI-XVI截取的剖面圖。在圖16A中，選通連線504可形成在基板500上，并且可以互相隔開。如參照圖15所述，每條選通連線504可將選通線502連接到選通焊盤506，柵極絕緣層532可形成在基板500上，以覆蓋選通連線504。盡管圖16A示出了柵極絕緣層532為單層，但是柵極絕緣層532也可由雙層或三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并且遮光圖形526可形成在柵極絕緣層532上。在圖16A中，遮光圖形526可具有對應(yīng)于選通連線504的開口，其中遮光圖形526與選通連線504間的間隔F相對應(yīng)，并且可以只覆蓋間隔F。相應(yīng)地，遮光圖形526可覆蓋在液晶顯示器中可能發(fā)生光泄漏的區(qū)域。
遮光圖形526可與處于圖15的顯示區(qū)A1內(nèi)的黑底522在相同工藝中形成。另選地，可以在形成濾色器520a、520b和520c的工藝期間形成遮光圖形526。如果遮光圖形526與濾色器520a、520b和520c一起形成，則遮光圖形526可由兩個以上的濾色器構(gòu)成。盡管圖16A中示出了具有開口的遮光圖形526，但是遮光圖形可形成得完全覆蓋選通連線504。無機絕緣體528可形成在柵極絕緣層532的上面，以覆蓋遮光圖形526，并且可包括氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiO2)。然后，密封圖形530可形成在無機絕緣體528上。
在圖16B中，選通連線504可形成在基板500上并且互相隔開。如參照圖15所述，每條選通連線504可將選通線502連接到選通焊盤506，柵極絕緣層532可形成在基板500上，以覆蓋選通連線504。盡管圖16B示出了柵極絕緣層532為單層，但是柵極絕緣層532也可以由雙層或三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
在形成柵極絕緣層532之后，可以對柵極絕緣層532進行構(gòu)圖，以露出選通連線504，如圖16B所示。然后，可以在柵極絕緣層532上形成遮光圖形526，以包括與選通連線504相對應(yīng)的開口，其中遮光圖形526與選通連線504間的間隔F相對應(yīng)，并且只覆蓋間隔F。具體而言，遮光圖形526可以形成得與被構(gòu)圖的柵極絕緣層532相對應(yīng)。相應(yīng)地，遮光圖形526可覆蓋在液晶顯示器中可能發(fā)生光泄漏的區(qū)域。遮光圖形526可在與處于圖15的顯示區(qū)A1內(nèi)的黑底522相同的工藝中形成。另選地，可以在形成濾色器520a、520b和520c的工藝期間形成遮光圖形526。如果遮光圖形526與濾色器520a、520b和520c一起形成，則遮光圖形526可由兩個以上的濾色器構(gòu)成。此外，無機絕緣體528可形成在柵極絕緣層532的上面，以覆蓋遮光圖形526，并且可包括氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiO2)。然后，密封圖形530可形成在無機絕緣體528上。
在圖16B中，由于可以對柵極絕緣層532進行構(gòu)圖，所以與圖16A相比，密封圖形530可以增加，以便增加與柵極絕緣層528的接觸面積。
圖17是根據(jù)本發(fā)明的示例密封圖形結(jié)構(gòu)的剖面圖。盡管圖17可與圖16B相同，但是可以不提供無機絕緣體。在圖17中，選通連線504可形成在基板500上，并且可以互相隔開。如參照圖15所述，每條選通連線504可將選通線502連接到選通焊盤506。此外，柵極絕緣層532可以形成在基板500上，以覆蓋選通連線504。盡管圖17示出了柵極絕緣層532為單層，但是柵極絕緣層532可以由雙層或三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
形成柵極絕緣層532之后，可以對柵極絕緣層532進行構(gòu)圖，以露出選通連線504，如圖17所示。之后，可以在柵極絕緣層532上形成遮光圖形526，以便具有與選通連線504相對應(yīng)的開口。因此，遮光圖形526可與選通連線504之間的間隔F相對應(yīng)，并且可以只覆蓋間隔F。例如，遮光圖形526可形成得與被構(gòu)圖的柵極絕緣層532相對應(yīng)。相應(yīng)地，遮光圖形526可覆蓋液晶顯示器中可能發(fā)生光泄漏的區(qū)域。遮光圖形526可以與處于圖15的顯示區(qū)A1內(nèi)的黑底522在相同的工藝形成。另選地，可以在形成濾色器520a、520b和520c的工藝期間形成遮光圖形526。如果遮光圖形526與濾色器520a、520b和520c一起形成，則遮光圖形526可以由兩個以上濾色器構(gòu)成。可以使用印刷法在被構(gòu)圖的柵極絕緣層上形成遮光圖形526。
形成遮光圖形526之后，密封圖形530可以形成在遮光圖形526的上面，并且可以直接接觸遮光圖形526和柵連接線504的暴露部分。與圖16A和16B不同的是，在遮光圖形526與密封圖形530之間可以不置入無機絕緣體，如圖17所示。盡管在圖17中沒有采用無機絕緣體，但是密封圖形530可以具有足夠的粘接強度，因為密封圖形可以具有與先前形成的層元件間的增加的接觸面積。
圖18A-18C是沿根據(jù)本發(fā)明的圖15的線XVIII-XVIII截取的剖面圖。在圖18A中，柵極512可形成在基板500上，并且柵極絕緣層532可沿著基板500的整個表面形成以覆蓋柵極512。有源層514和歐姆接觸層515可依次形成在柵極絕緣層532上，特別是形成在柵極512上面。源極516可形成在歐姆接觸層515的一部分上，并且漏極518可形成在歐姆接觸層515的另一部分上，從而形成薄膜晶體管T，并且源極516和漏極518可以互相隔開。形成源極516和漏極518之后，可以沿著基板500的整個表面形成層間絕緣體533，以便層間絕緣體533覆蓋源極516和漏極518。層間絕緣體533可包括無機材料，如氮化硅或氧化硅，并且可以保護暴露的有源層514。
在由選通線502與數(shù)據(jù)線510的交叉部位限定的像素區(qū)P內(nèi)，如圖15所示，具有紅(R)和綠(G)顏色的濾色器520a和520b可形成在層間絕緣體533上，其中每個濾色器520可對應(yīng)于每個像素區(qū)P。形成濾色器520之后，可以在層間絕緣體533上和薄膜晶體管T上面形成黑底522。當(dāng)形成濾色器520或形成黑底522時，還可以形成圖15-17的遮光圖形526，如前所述。如果遮光圖形526與濾色器520一起形成，則遮光圖形526可由兩個或三個濾色器構(gòu)成。形成黑底522之后，可以通過同時對層間絕緣體533和濾色器520進行構(gòu)圖來形成暴露一部分漏極518的漏極接觸孔。在對層間絕緣體533和濾色器520進行構(gòu)圖時，可以對圖17的柵極絕緣層532進行構(gòu)圖以露出選通連線504的部分。此外，圖17的柵極絕緣層532可以是包括層間絕緣體533的雙層結(jié)構(gòu)?？梢栽谙袼貐^(qū)P內(nèi)的濾色器520b上形成透明導(dǎo)電材料的像素電極524，其中像素電極524可以通過貫穿濾色器520b和層間絕緣體533的接觸孔來接觸漏極518。
在圖18B中，柵極512可形成在基板500上，然后可以沿著基板500的整個表面形成柵極絕緣層532以覆蓋柵極512。然后，可以在柵極絕緣層532上、特別是柵極512上面依次形成有源層514和歐姆接觸層515。源極516可以形成在歐姆接觸層515的一部分上，漏極518可以形成在歐姆接觸層515的另一部分上，從而形成薄膜晶體管T。在形成源極516和漏極518之后，可以沿著基板500的整個表面形成層間絕緣體533，以便層間絕緣體533覆蓋源極516和漏極518。層間絕緣體533可包括無機材料，如氮化硅或氧化硅，并且可以保護露出的有源層514。
在由選通線502與數(shù)據(jù)線510的交叉部位限定的像素區(qū)P內(nèi)，如圖15所示，具有紅(R)和綠(G)顏色的濾色器520a和520b可形成在層間絕緣體533上，其中每個濾色器520可對應(yīng)于每個像素區(qū)P。形成濾色器520之后，可以在層間絕緣體533上和薄膜晶體管T上面形成黑底522，其中黑底522可覆蓋有源層514。如前所述，還可以在形成濾色器520和形成黑底522期間形成圖15-17的遮光圖形526。如果圖15-17的遮光圖形526與濾色器520一起形成，則遮光圖形526可由兩個或三個濾色器構(gòu)成。無機絕緣體528可沿著基板500的整個表面形成，以覆蓋黑底522和濾色器520a和520b?？梢酝ㄟ^同時對無機絕緣體528和層間絕緣體533進行構(gòu)圖來形成暴露一部分漏極518的漏極接觸孔。在無機絕緣體528和層間絕緣體533的構(gòu)圖期間，可以對圖17的柵極絕緣層532進行構(gòu)圖以露出選通連線504的所述部分。此外，圖17的柵極絕緣層532可以是包括層間絕緣體533的雙層。
在圖18C中，薄膜晶體管T可以具有與圖18A和18B相同的結(jié)構(gòu)。但是，圖18C的像素電極和黑底不同于圖18A和18B的像素電極和黑底。在圖18C中，柵極512可形成在基板500上，柵極絕緣層532可沿著基板500的整個表面形成，以覆蓋柵極512。有源層514和歐姆接觸層515可以依次形成在柵極絕緣層532上，特別是柵極512上面。源極516可以形成在歐姆接觸層515的一部分上，漏極518可以形成在歐姆接觸層515的另一部分上，從而形成薄膜晶體管T。在形成源極516和漏極518之后，層間絕緣體533可沿著基板500的整個表面形成，以便層間絕緣體533可覆蓋源極516和漏極518。層間絕緣體533可包括無機材料，如氮化硅或氧化硅，并且可以保護露出的有源層514。此外，黑底522可形成在層間絕緣體533上，以覆蓋除了一部分漏極518之外的薄膜晶體管T。如前所述，還可以在形成黑底522期間形成圖15-17的遮光圖形526。
在形成黑底522之后，可以沿著基板500的整個表面來形成無機絕緣層528，以覆蓋黑底522。可以在像素區(qū)P內(nèi)對柵極絕緣層532、層間絕緣體533和無機絕緣體528同時進行構(gòu)圖，以露出一部分漏極518。作為構(gòu)圖的結(jié)果，基板500可以在像素區(qū)P內(nèi)露出。然后，第一透明導(dǎo)電層524a可沿著基板500的整個表面形成，以覆蓋被構(gòu)圖的無機絕緣體528，其中第一透明導(dǎo)電層524a可接觸漏極518。然后，濾色器520a和520b可以形成在第一透明導(dǎo)電層524a上，其中每個濾色器520可對應(yīng)于像素區(qū)P。第二透明導(dǎo)電層524b可形成在濾色器520a和520b上，以便接觸第一透明導(dǎo)電層524a。然后，可以對第一和第二透明導(dǎo)電層524a和524b同時進行構(gòu)圖，以便形成雙層像素電極524。
根據(jù)本發(fā)明，可以在選通連線上面設(shè)置遮光圖形，如圖13和15所示。不過，遮光圖形也可以形成在數(shù)據(jù)連接線上面。由于本發(fā)明的遮光圖形可防止沿著基板的周邊發(fā)生光泄漏，因此該液晶顯示器可具有高分辨率圖像。
對于本領(lǐng)域內(nèi)的熟練技術(shù)人員來說，顯然在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以對本發(fā)明的具有薄膜晶體管上濾色器(COT)結(jié)構(gòu)的陣列基板及其制造方法進行各種修改和改變。因此，本發(fā)明將覆蓋落入所附權(quán)利要求書及其等同物的范圍內(nèi)的對本發(fā)明的各種修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種陣列基板器件，包括在基板上沿著第一方向延伸形成的選通線，其具有柵極；在基板上沿著第二方向延伸形成的數(shù)據(jù)線，其具有數(shù)據(jù)焊盤，數(shù)據(jù)焊盤與數(shù)據(jù)線的第一端隔開，數(shù)據(jù)線和選通線限定了像素區(qū)；在基板上形成并與選通線的第一端隔開設(shè)置的選通焊盤；形成在選通線與數(shù)據(jù)線的交叉區(qū)域的薄膜晶體管，其包括柵極、半導(dǎo)體層、源極、和漏極；除了漏極的第一部分之外，與薄膜晶體管、選通線、和數(shù)據(jù)線交疊的黑底；在像素區(qū)中與漏極的第一部分和基板接觸的第一像素電極；在像素區(qū)中在第一像素電極上的濾色器；和在濾色器上的與第一像素電極接觸的第二像素電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，還包括覆蓋選通線和柵極的第一絕緣層；覆蓋薄膜晶體管、選通焊盤、數(shù)據(jù)線和數(shù)據(jù)焊盤的第二絕緣層；覆蓋黑底的第三絕緣層，其中第二和第三絕緣層露出漏極的第一部分，并具有多個第一接觸孔和第二接觸孔，以分別露出選通焊盤和數(shù)據(jù)焊盤，第一、第二和第三絕緣層具有開口和第三接觸孔，以分別露出像素區(qū)中的基板和選通線的第一端；直接位于選通焊盤上方的第三絕緣層上的雙層選通焊盤端子，該雙層選通焊盤端子包括兩個透明導(dǎo)電層，并且通過一個第一接觸孔接觸選通焊盤；直接位于數(shù)據(jù)焊盤上方的第三絕緣層上的雙層數(shù)據(jù)焊盤端子，其中該雙層數(shù)據(jù)焊盤端子包括兩個透明導(dǎo)電層，并且通過第二接觸孔接觸數(shù)據(jù)焊盤；和雙層連接線，其中該雙層連接線電極包括由透明導(dǎo)電材料構(gòu)成的第一和第二連接電極，并且該雙層連接電極分別通過一個第一接觸孔和通過第三接觸孔接觸選通焊盤和選通線的第一端，從而將選通焊盤電連接到選通線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的器件，還包括在第一與第二連接電極之間的濾色器圖形，其中濾色器圖形包括與濾色器相同的材料，并且與第三接觸孔相對應(yīng)；濾色器圖形與第一接觸孔中的一個相對應(yīng)，其中雙層連接電極通過該一個第一接觸孔接觸選通焊盤，并且該一個第一接觸孔與選通線的第一端相鄰設(shè)置；和其中濾色器圖形由具有紅、綠和藍色中的一種顏色的彩色樹脂形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的器件，還包括位于選通線上方的第一絕緣層上的存儲金屬層，其中第二和第三絕緣層露出一部分存儲金屬層；第一像素電極接觸由第二和第三絕緣層露出的存儲金屬層的所述部分；和存儲金屬層和選通線的一部分構(gòu)成存儲電容器，并且第一絕緣層置于存儲金屬層與選通線之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的器件，還包括在存儲金屬層與第一絕緣層之間的半導(dǎo)體圖形，其中半導(dǎo)體圖形包括本征非晶硅圖形和摻雜非晶硅圖形。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的器件，還包括在選通焊盤與第一絕緣層之間、在數(shù)據(jù)線與第一絕緣層之間、以及在數(shù)據(jù)焊盤與第一絕緣層之間的多個半導(dǎo)體圖形，其中每個半導(dǎo)體圖形包括本征非晶硅圖形和摻雜非晶硅圖形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中第一像素電極直接接觸基板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中半導(dǎo)體層包括在柵極上面的本征非晶硅的有源層和在有源層上的摻雜非晶硅的歐姆接觸層。
9.一種形成陣列基板的方法，包括在基板上形成沿第一方向延伸的選通線，該選通線具有從其伸出的柵極；在柵極上面依次形成本征非晶硅的有源層和非本征非晶硅層的歐姆接觸層；同時形成數(shù)據(jù)線、數(shù)據(jù)焊盤、選通焊盤、源極和漏極，數(shù)據(jù)線設(shè)置成與選通線垂直交叉并限定像素區(qū)，其中柵極、有源層和歐姆接觸層以及源極和漏極構(gòu)成薄膜晶體管；除了漏極的第一部分以外，形成與薄膜晶體管、選通線和數(shù)據(jù)線交疊的黑底；形成與黑底交疊的第一透明電極層，第一透明電極接觸漏極的所述部分；在像素區(qū)中在第一透明電極層上形成濾色器和在選通線的第一端上方形成濾色器圖形；和沿著基板的整個表面形成第二透明電極層，以覆蓋濾色器、濾色器圖形和第一透明電極層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，還包括在基板上形成第一絕緣層，以覆蓋選通線和柵極；沿著基板的整個表面形成第二絕緣層，以覆蓋薄膜晶體管、選通焊盤、數(shù)據(jù)焊盤、和數(shù)據(jù)線；沿著基板的整個表面形成第三絕緣層，以覆蓋黑底和第二絕緣層；對第一、第二和第三絕緣層進行構(gòu)圖，以在像素區(qū)中露出基板并形成多個第一接觸孔、第二接觸孔和第三接觸孔，第一接觸孔露出選通焊盤，第二接觸孔露出數(shù)據(jù)焊盤，第三接觸孔露出選通線的第一端，其中對第二和第三絕緣層進行構(gòu)圖露出了漏極的第一部分；和對第一和第二透明電極層進行構(gòu)圖以形成第一和第二像素電極、雙層選通焊盤端子、數(shù)據(jù)焊盤端子和雙層連接線；其中雙層選通焊盤端子設(shè)置在直接位于選通焊盤上方的第三絕緣層上并包括兩個透明導(dǎo)電層，并且通過第一接觸孔中的一個接觸選通焊盤；其中雙層數(shù)據(jù)焊盤端子設(shè)置在直接位于數(shù)據(jù)焊盤上方的第三絕緣層上并包括兩個透明導(dǎo)電層，并且通過第二接觸孔接觸數(shù)據(jù)焊盤；和其中雙層連接電極包括由透明導(dǎo)電材料形成的第一和第二連接電極，并分別通過第一接觸孔中的一個和通過第三接觸孔接觸選通焊盤和選通線的第一端，從而將選通焊盤電連接到選通線。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中使用第一掩模形成選通線和柵極；使用第二掩模形成有源層和歐姆接觸層；使用第三掩模形成數(shù)據(jù)線、數(shù)據(jù)焊盤、選通焊盤、以及源極和漏極；使用第四掩模形成黑底；使用第五掩模對第一、第二和第三絕緣層進行構(gòu)圖；和使用第六掩模對第一和第二透明電極層進行構(gòu)圖。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中形成數(shù)據(jù)焊盤和選通焊盤包括在選通線上方形成存儲金屬層，存儲金屬層和選通線的一部分構(gòu)成存儲電容器，并且第一絕緣層置于存儲金屬層與選通線之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中對第二和第三絕緣層進行構(gòu)圖露出了一部分存儲金屬層，第一像素電極接觸被第二和第三絕緣層露出的存儲金屬層的該部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中濾色器圖形設(shè)置在第一與第二連接電極之間，并與第三接觸孔相對應(yīng)；濾色器圖形與第一接觸孔中的一個相對應(yīng)，雙層連接電極通過該一個第一接觸孔接觸選通焊盤，并且該一個第一接觸孔與選通線的第一端相鄰設(shè)置；和濾色器和濾色器圖形由具有紅、綠和藍色中的一種顏色的彩色樹脂形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中薄膜晶體管設(shè)置在選通線與數(shù)據(jù)線的交叉部位；數(shù)據(jù)焊盤設(shè)置在數(shù)據(jù)線的一端；選通焊盤設(shè)置在第一絕緣層上并與選通線的一端隔開；源極從數(shù)據(jù)線延伸到歐姆接觸層的一部分上；和漏極與源極隔開并延伸到歐姆接觸層的另一部分上。
16.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中第一像素電極直接接觸基板；第一和第二像素電極構(gòu)成具有插入的濾色器的夾層像素電極；和數(shù)據(jù)線、數(shù)據(jù)焊盤、選通焊盤、源極和漏極由選自鉻(Cr)、鉬(Mo)、銅(Cu)、鎢(W)、鈦(Ti)、及其任何組合的合金中的金屬材料形成。
17.一種形成陣列基板的方法，包括使用第一金屬層形成沿著第一方向延伸的選通線，包括從選通線延伸的柵極；在基板上形成第一絕緣層，以覆蓋選通線和柵極；在第一絕緣層上形成本征非晶硅層、非本征非晶硅層和第二金屬層；對本征非晶硅層、非本征非晶硅層和第二金屬層進行構(gòu)圖，以形成數(shù)據(jù)線、數(shù)據(jù)焊盤、選通焊盤、源極、漏極和多個半導(dǎo)體圖形，其中數(shù)據(jù)線設(shè)置成與選通線垂直交叉并限定像素區(qū)；刻蝕源極與漏極之間的一部分非本征非晶硅圖形，以形成本征非晶硅圖形的有源層和非本征非晶硅圖形的歐姆接觸層，其中柵極、有源層和歐姆接觸層、以及源極和漏極在選通線和數(shù)據(jù)線的交叉部位構(gòu)成薄膜晶體管；形成與除了漏極的第一部分之外的薄膜晶體管、選通線和數(shù)據(jù)線交疊的黑底；形成與黑底交疊并接觸漏極的第一部分的第一透明電極層；在像素區(qū)中的第一透明電極層上形成濾色器和在選通線的第一端上方形成濾色器圖形；和形成第二透明電極層，以覆蓋濾色器、濾色器圖形和第一透明電極層。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中對本征和非本征非晶硅層和第二金屬層進行構(gòu)圖包括在第二金屬層上形成光刻膠并在光刻膠上面設(shè)置掩模，該掩模包括透光部分、遮光部分和半透光部分。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，還包括沿著基板的整個表面形成第二絕緣層，以覆蓋薄膜晶體管、選通焊盤和數(shù)據(jù)焊盤；沿著基板的整個表面形成第三絕緣層，以覆蓋黑底和第二絕緣層；對第一、第二和第三絕緣層進行構(gòu)圖，以在像素區(qū)內(nèi)露出基板并形成多個第一接觸孔、第二接觸孔和第三接觸孔，第一接觸孔露出選通焊盤，第二接觸孔露出數(shù)據(jù)焊盤，第三接觸孔露出選通線的第一端，其中對第二和第三絕緣層進行構(gòu)圖露出了漏極的第一部分；和對第一和第二透明電極層進行構(gòu)圖以形成第一和第二像素電極、雙層選通焊盤端子和數(shù)據(jù)焊盤端子、以及雙層連接線；其中雙層選通焊盤端子設(shè)置在直接位于選通焊盤上方的第三絕緣層上并包括兩個透明導(dǎo)電層，并且通過第一接觸孔中的一個接觸選通焊盤；其中雙層數(shù)據(jù)焊盤端子設(shè)置在直接位于數(shù)據(jù)焊盤上方的第三絕緣層上并包括兩個透明導(dǎo)電層，并且通過第二接觸孔接觸數(shù)據(jù)焊盤；和其中雙層連接電極包括由透明導(dǎo)電材料形成的第一和第二連接電極，并分別通過第一接觸孔中的一個和通過第三接觸孔接觸選通焊盤和選通線的第一端，從而將選通焊盤電連接到選通線。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中形成選通線和柵極使用第一掩模；對本征和非本征非晶硅層和第二金屬層進行構(gòu)圖使用第二掩模；形成黑底使用第三掩模；對第一、第二和第三絕緣層進行構(gòu)圖使用第四掩模；和對第一和第二透明電極層進行構(gòu)圖使用第五掩模。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中形成數(shù)據(jù)焊盤和選通焊盤包括在選通線上方形成存儲金屬層，存儲金屬層和選通線的一部分構(gòu)成存儲電容器，其中第一絕緣層置于存儲金屬層與選通線之間。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中對第二和第三絕緣層進行構(gòu)圖露出了一部分存儲金屬層，第一像素電極接觸由第二和第三絕緣層露出的存儲金屬層。
23.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中數(shù)據(jù)焊盤設(shè)置在數(shù)據(jù)線的第一端；選通焊盤與選通線的第一端隔開；源極從數(shù)據(jù)線延伸到像素區(qū)；漏極與源極隔開；和半導(dǎo)體圖形每個都包括設(shè)置在被構(gòu)圖的第二金屬層下面的本征非晶硅圖形和非本征非晶硅圖形。
24.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中半導(dǎo)體圖形設(shè)置在選通焊盤與第一絕緣層之間、在數(shù)據(jù)線與第一絕緣層之間、以及在數(shù)據(jù)焊盤與第一絕緣層之間。
25.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中濾色器圖形設(shè)置在第一與第二連接電極之間，并與第三接觸孔相對應(yīng)；濾色器圖形與第一接觸孔中的一個相對應(yīng)，雙層連接電極通過該一個第一接觸孔接觸選通焊盤，并且該一個第一接觸孔與選通線的一端相鄰設(shè)置；和濾色器和濾色器圖形由具有紅、綠和藍色中的一種顏色的彩色樹脂形成。
26.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中第一像素電極直接接觸基板；第一和第二像素電極構(gòu)成具有插入的濾色器的夾層像素電極；和第二金屬層由選自鉻(Cr)、鉬(Mo)、銅(Cu)、鎢(W)、鈦(Ti)及其任何組合的合金中的一種材料形成。
27.一種用于液晶顯示器的具有薄膜晶體管上濾色器(COT)結(jié)構(gòu)的陣列基板器件，包括具有顯示區(qū)、非顯示區(qū)和邊界區(qū)的基板，邊界區(qū)設(shè)置在顯示器與非顯示區(qū)之間；在顯示區(qū)內(nèi)的基板上的多條選通線；在非顯示區(qū)內(nèi)的基板上的多個選通焊盤；設(shè)置在非顯示區(qū)中和邊界區(qū)中的基板上的多條選通連線，它們將選通線連接到選通焊盤；與選通線交叉并限定多個像素區(qū)的多條數(shù)據(jù)線；多個薄膜晶體管，每個都位于選通線與數(shù)據(jù)線的交叉部位附近，并且包括柵極、有源層、源極和漏極；設(shè)置在薄膜晶體管、選通線和數(shù)據(jù)線上方的黑底；設(shè)置在像素區(qū)中的多個濾色器；設(shè)置在非顯示區(qū)和邊界區(qū)中的遮光圖形，其與選通連線和選通連線之間的間隔相對應(yīng)；和設(shè)置在像素區(qū)中的多個像素電極，每個像素電極接觸薄膜晶體管的漏極。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的器件，還包括在黑底與薄膜晶體管之間的層間絕緣體，該層間絕緣體包括選自氮化硅和氧化硅的無機材料。
29.根據(jù)權(quán)利要求27的器件，其中遮光圖形完全覆蓋選通連線之間的間隔以防止光泄漏。
30.根據(jù)權(quán)利要求27的器件，還包括在遮光圖形上方的密封圖形；和在密封圖形與遮光圖形之間的無機絕緣體，其中無機絕緣體包括選自氮化硅和氧化硅的材料。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的器件，其中密封圖形直接接觸選通連線。
32.根據(jù)權(quán)利要求27的器件，其中像素電極包括雙層透明導(dǎo)電材料，該雙層透明導(dǎo)電材料包括第一和第二層，每個濾色器都設(shè)置在第一與第二層之間。
33.一種用于液晶顯示器的具有薄膜晶體管上濾色器(COT)結(jié)構(gòu)的陣列基板器件，包括具有顯示區(qū)、非顯示區(qū)和邊界區(qū)的基板，邊界區(qū)設(shè)置在顯示區(qū)與非顯示區(qū)之間；在顯示區(qū)內(nèi)的基板上的多條選通線；在非顯示區(qū)內(nèi)的基板上的多個選通焊盤；設(shè)置在非顯示區(qū)中和邊界區(qū)中的基板上的多條選通連線，每條選通連線將選通線之一連接到選通焊盤之一；與選通線交叉并限定多個像素區(qū)的多條數(shù)據(jù)線；位于選通線與數(shù)據(jù)線的交叉部位附近的多個薄膜晶體管，其包括柵極、有源層、源極和漏極；位于薄膜晶體管、選通線和數(shù)據(jù)線上方的黑底；設(shè)置在像素區(qū)中的多個濾色器；設(shè)置在非顯示區(qū)和邊界區(qū)中并與選通連線之間的間隔相對應(yīng)的遮光圖形；在黑底和遮光圖形上的無機絕緣體；和設(shè)置在像素區(qū)中的多個像素電極，每個像素電極接觸薄膜晶體管的漏極。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的器件，還包括在黑底與薄膜晶體管之間的層間絕緣體，該層間絕緣層包括選自氮化硅和氧化硅的無機材料。
35.根據(jù)權(quán)利要求33的器件，其中遮光圖形完全覆蓋選通連線之間的間隔以防止光泄漏。
36.根據(jù)權(quán)利要求33的器件，還包括在無機絕緣體上的密封圖形，其中無機絕緣體包括選自氮化硅和氧化硅的材料。
37.根據(jù)權(quán)利要求36的器件，其中密封圖形直接接觸選通連線。
38.根據(jù)權(quán)利要求33的器件，其中像素電極包括雙層透明導(dǎo)電材料，該雙層透明導(dǎo)電材料包括第一和第二層，每個濾色器置于第一與第二層之間。
全文摘要
一種陣列基板器件，包括在基板上沿著第一方向延伸形成的選通線，其具有柵極；在基板上沿著第二方向延伸形成的數(shù)據(jù)線，其具有數(shù)據(jù)焊盤，數(shù)據(jù)焊盤與數(shù)據(jù)線的第一端隔開，數(shù)據(jù)線和選通線限定像素區(qū)；在基板上形成并與選通線的第一端隔開設(shè)置的選通焊盤；形成在選通線和數(shù)據(jù)線的交叉區(qū)域的薄膜晶體管，它包括柵極、半導(dǎo)體層、源極、和漏極；除了漏極的第一部分之外，與薄膜晶體管、選通線、和數(shù)據(jù)線交疊的黑底；在像素區(qū)中與漏極的第一部分與基板接觸的第一像素電極；在像素區(qū)中在第一像素電極上的濾色器；和在濾色器上的與第一像素電極接觸的第二像素電極。
文檔編號G02F1/1368GK1507009SQ200310122519
公開日2004年6月23日 申請日期2003年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月9日
發(fā)明者張允瓊, 樸承烈, 金雄權(quán), 李鐘會 申請人:Lg.飛利浦Lcd有限公司