專(zhuān)利名稱(chēng)：一種彩膜在薄膜晶體管之上的液晶顯示器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示器件及其制造方法，特別涉及一種彩膜在薄膜晶體 管之上的液晶顯示器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
平板顯示器由于輕薄和低能耗的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用于便攜式顯示。在各 種平板顯示器中，液晶顯示器件由于其高清晰度和畫(huà)面品質(zhì)的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)被 大量使用于電腦顯示器、筆記本電腦和電視方面。液晶顯示器的圖像顯示是 利用液晶分子的光學(xué)各向異性和偏振特性實(shí)現(xiàn)的。液晶分子本身的這些特點(diǎn)， 導(dǎo)致其不同的排列取向改變?nèi)肷涔獾恼凵浜屯干?。因?yàn)橐壕Х肿痈飨虍愋缘?介電性能，外界施加電場(chǎng)可以改變它們的排列取向。換而言之，控制液晶顯 示器的施加電場(chǎng)，就能顯示所要的畫(huà)面。具體來(lái)講，液晶顯示器一般由上下 兩張玻璃基板組成，每張玻璃基板都有電極相對(duì)應(yīng)，并間隔一定距離，液晶 分子夾于兩張玻璃之間。通過(guò)兩張玻璃基板的電極，向液晶分子施加外電場(chǎng)， 使得液晶分子排列成特定的相對(duì)應(yīng)于外加電場(chǎng)的方向，由此導(dǎo)致的光透過(guò)率 變化，實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的顯示。各種液晶顯示器中使用最廣泛的是有源矩陣液晶顯示器，利用形成矩陣 的薄膜晶體管控制單個(gè)像素，實(shí)現(xiàn)高清晰度的大容量信息顯示。薄膜晶體管液晶顯示器(TFT LCD)包括兩張玻璃基板，其中一張是陣列基板，其上形成 控制開(kāi)關(guān)薄膜晶體管和像素電極，另一張是彩膜基板，其上形成紅、綠、藍(lán) 的單色濾光層和公共電極。液晶分子夾于陣列基板和彩膜基板之間，受兩張 玻璃基板的電極形成的電場(chǎng)作用，而形成一定趨向排列，如前所述實(shí)現(xiàn)畫(huà)面 圖像顯示。
圖1是一種傳統(tǒng)的TFT LCD器件在薄膜晶體管處的橫截面示意圖。它包 括一個(gè)彩膜基板1 (又稱(chēng)上基板)， 一個(gè)陣列基板5 (下基板)和一層液晶分 子16。由于彩色濾光層2和黑矩陣3形成在上基板，上基板又稱(chēng)彩膜基板； 由于薄膜晶體管在下基板上形成矩陣式的開(kāi)關(guān)器件組合，下基板又稱(chēng)陣列基 板。彩膜基板1和陣列基板5間隔一定距離，中間填充液晶分子16。彩膜基 板1的彩色濾光層2分別由紅、藍(lán)、綠三原色的樹(shù)脂膠組成，樹(shù)脂膠之間有 不透光的黑矩陣3隔離。黑矩陣3的作用是防止像素區(qū)域的漏光，和防止光 照薄膜晶體管產(chǎn)生的暗態(tài)漏電流。在彩色濾光層2和黑矩陣3之上，有一層 透明導(dǎo)電薄膜形成的公共電極4，作為液晶層電場(chǎng)的參考電極。陣列基板有 矩陣式的薄膜晶體管，它包括一個(gè)柵電極6、本征半導(dǎo)體層8、摻雜半導(dǎo)體層 9、源電極10和漏電極11。柵電極絕緣層在柵電極6和本征半導(dǎo)體8之間保 護(hù)柵電極，更為重要的是形成薄膜晶體管正常工作所必需的柵極電場(chǎng)。本征 半導(dǎo)體8和源電極10以及漏電極11之間有一層摻雜半導(dǎo)體9，形成和源漏 電極金屬接觸必需的歐姆層，薄膜晶體管溝道12形成在常在本征半導(dǎo)體8的 摻雜半導(dǎo)體9上。在薄膜晶體管之上有一層鈍化保護(hù)膜13,防止?jié)駳馑指?蝕薄膜晶體管和氧氣氧化金屬電極以及半導(dǎo)體薄膜。 一層透明導(dǎo)電薄膜構(gòu)成 的像素電極15形成于像素區(qū)域，通過(guò)鈍化保護(hù)膜過(guò)孔14與薄膜晶體管的漏 電極11連結(jié)。上述結(jié)構(gòu)的TFT LCD器件可以通過(guò)以下工藝步驟制作的通過(guò)四次光刻 在上基板(彩膜基板l)上依次形成黑矩陣3和紅、藍(lán)、綠的彩色濾光層2; 利用-茲控濺射的方法在彩膜基板1上淀積一層公共電極4;通過(guò)薄膜沉積和 五次光刻工藝在陣列基板5上依次形成柵電極6、柵電極絕緣層7，構(gòu)成有源 層的本征半導(dǎo)體薄膜8和摻雜半導(dǎo)體薄膜9、薄膜晶體管溝道12、源電極IO 和漏電極ll、鈍化保護(hù)膜13、鈍化保護(hù)膜過(guò)孔14、和像素電極15;利用涂 敷、摩擦、清洗、滴注、真空對(duì)盒、烘烤固化等工藝方法，使陣列基板5和 彩膜基板l按照像素區(qū)域(像素電極15)和彩色濾光層2相對(duì)應(yīng)的方式固定
在 一起，并在間隔的空間填充液晶分子16 。上述TFT LCD器件結(jié)構(gòu)和制造方法有下述一些缺點(diǎn)和不足。使用兩張玻 璃基板形成彩膜1和薄膜晶體管的陣列基板5,在對(duì)盒時(shí)設(shè)備對(duì)位精度差異 可能導(dǎo)致彩色濾光層2和像素電極15的區(qū)域發(fā)生錯(cuò)位，產(chǎn)生顯示不良如 Zaratsuki漏光和白Mura等；基于對(duì)位精度和上述漏光現(xiàn)象的考慮，使得設(shè) 計(jì)TFT LCD時(shí)開(kāi)口率不能最大化，降低的開(kāi)口率減少了透過(guò)率和增大背光源 的功率和成本；復(fù)雜的工藝步驟導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加和缺陷發(fā)生機(jī)率上升。美國(guó)專(zhuān)利6873382、 6912024、 7046315提出了相似的彩膜位于薄膜晶體 管之上的復(fù)合結(jié)構(gòu)的陣列基板及制造方法。美國(guó)專(zhuān)利6873382提出的用于液 晶顯示器的陣列基板，有一組柵線和數(shù)據(jù)線以及它們定義的像素，有一個(gè)薄 膜晶體管位于柵線和數(shù)據(jù)線的交叉部，薄膜晶體管包括柵電極、有源層、源 電極和漏電極，有一層黑矩陣覆蓋薄膜晶體管并暴露漏電極的一部分，有第 一層^f象素電極位于像素區(qū)域并和漏電極接觸，有一層彩膜覆蓋像素區(qū)域的第 一層像素電極，有第二層像素電極在彩膜之上并與第一層像素電極接觸。前 述陣列基板形成在底柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管之上，美國(guó)專(zhuān)利7046315是在頂柵 結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管之上制作與之相同的黑矩陣、彩膜和像素電極結(jié)構(gòu)。美國(guó) 專(zhuān)利6912024提出另外一種彩膜和薄膜晶體管的復(fù)合結(jié)構(gòu)。它沒(méi)有黑矩陣， 利用高反光率的柵電極金屬薄膜替代黑矩陣，彩膜位于柵線和數(shù)據(jù)線定義的 像素區(qū)域，夾于玻璃基板和柵極絕緣層之間，與柵線和數(shù)據(jù)線在邊緣部分有 小部分重疊。上述發(fā)明的器件結(jié)構(gòu)或者制作方法還存在一些不足需要5次 光刻工藝制作薄膜晶體管；柵極絕緣薄膜和鈍化保護(hù)膜覆蓋彩色濾光層，導(dǎo) 致光透過(guò)率和開(kāi)口率的下降；黑矩陣的去除使得金屬線的關(guān)鍵尺寸增大和像 素的開(kāi)口率下降；制作兩層像素電極增加工藝的復(fù)雜性；彩膜光刻工藝的精度差異可能導(dǎo)致兩層像素電極的斷線。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種彩膜在薄膜晶體管之 上的液晶顯示器件及其制造方法，其能夠提高液晶顯示器件的光透過(guò)率和開(kāi) 口率，能夠簡(jiǎn)化液晶顯示器件的制造工藝方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種彩膜在薄膜晶體管之上的液晶顯示器件，其中包括一下基板；一柵線及與其連接的柵電極，形成在所述下基板之上； 一柵電極絕緣層，形成在所述柵線、柵電極和下基板之上； 一本征半導(dǎo)體層和摻雜半導(dǎo)體層，形成在所述柵電極絕緣層之上； 一薄膜晶體管溝道，形成在本征半導(dǎo)體層上，其上沒(méi)有摻雜半導(dǎo)體層； 一數(shù)據(jù)線及與其相連接的源電極和對(duì)應(yīng)的漏電極，形成在所述摻雜半導(dǎo) 體層之上；一鈍化保護(hù)膜，形成在所述數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極、薄膜晶體管溝道 和柵電極絕緣層之上，且在漏電極對(duì)應(yīng)部分開(kāi)有過(guò)孔；一像素電極，形成在所述的鈍化保護(hù)膜之上，并通過(guò)所述的鈍化保護(hù)膜 過(guò)孔與漏電極接觸；一彩色濾光層，形成在所述像素電極及部分鈍化保護(hù)膜之上；一個(gè)黑矩陣，形成在彩色濾光層和鈍化絕緣層上方，和彩色濾光層形成互補(bǔ)圖案； 一上基板；一公共電極，形成在所述上基板上；一液晶分子層，形成在所述上基板和下基板之間。上述方案中，所述黑矩陣部分完全覆蓋所述柵線、數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和薄膜晶體管溝道及其上方的鈍化保護(hù)膜，且超出它們邊緣部分。所述 黑矩陣和彩色濾光層邊緣部分重疊，重疊部分彩色濾光層在黑矩陣之下。所 述黑矩陣和像素電極的四周邊緣部分重疊，在鈍化保護(hù)膜過(guò)孔處黑矩陣直接
覆蓋在像素電極之上，在像素電極的其它邊緣區(qū)域，黑矩陣覆蓋在彩膜之上。所述黑矩陣厚度在0. 5-1. 5微米之間。所述彩色濾光層厚度在1. 5-2. 5微米 之間。所述數(shù)據(jù)線、源電極以及漏電極的圖案和所述摻雜半導(dǎo)體層的圖案完 全一致，與所述本征半導(dǎo)體層的圖案除在薄膜晶體管溝道部分外一致。所述 像素電極除在過(guò)孔外，邊緣不超出所述彩色濾光層。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明同時(shí)提供一種彩膜在薄膜晶體管之上的液晶 顯示器件的制造方法，其中包括提供一下基板；在所述下基板之上形成柵線和與其連接?xùn)烹姌O； 在所迷柵線、柵電極和下基板之上形成柵電極絕緣層 在所述柵電極絕緣層上連續(xù)沉積本征半導(dǎo)體層、摻雜半導(dǎo)體層和金屬薄 膜；使用一個(gè)灰色調(diào)掩模版進(jìn)行掩模、曝光和刻蝕形成數(shù)據(jù)線、源電極、漏 電極和薄膜晶體管溝道；在所述數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極、薄膜晶體管溝道和柵電極絕緣層之上 形成一層4屯化保護(hù)膜，且在所述漏電極上部的對(duì)應(yīng)位置形成過(guò)孔；在所述的鈍化保護(hù)膜上形成像素電極，并使像素電極通過(guò)所述過(guò)孔與所 述漏電極連接。在所述像素電極及部分鈍化保護(hù)膜上方形成彩色濾光層； 在所述柵線、數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極、薄膜晶體管溝道上方的鈍化保 護(hù)膜之上形成黑矩陣，黑矩陣邊緣部分覆蓋彩色濾光層。上述方案中，所述形成黑矩陣和彩色濾光層使用的是相同的光刻設(shè)備和 光刻工藝。所述使用一個(gè)灰色調(diào)掩模版進(jìn)行掩模、曝光和刻蝕形成數(shù)據(jù)線、 源電極、漏電極和薄膜晶體管溝道具體為使用 一個(gè)灰色調(diào)掩模版形成臺(tái)階狀 光刻膠，刻蝕金屬薄膜成形成數(shù)據(jù)線；采用光刻膠灰化工藝去除較薄的光刻 膠，刻蝕金屬薄膜和摻雜半導(dǎo)體層，形成薄膜晶體管溝道、源電極和漏電極。 所述形成鈍化保護(hù)膜及其上過(guò)孔和形成像素電極使用 一個(gè)是同 一塊灰色調(diào)掩 模版，首先通過(guò)光刻工藝形成臺(tái)階狀光刻膠，過(guò)孔區(qū)域無(wú)光刻膠，像素區(qū)域 及其與漏電極連接部位的光刻膠厚度較薄，其他部位光刻膠較厚，通過(guò)刻蝕形成過(guò)孔；再通過(guò)光刻膠灰化工藝，去除像素區(qū)域及其與漏電極連接部位的 光刻膠；保留鈍化層上方剩余的光刻膠，并接著沉積一層透明導(dǎo)電薄膜，采 用光刻膠離地剝離工，去除光刻膠及其之上的透明導(dǎo)電薄膜，形成像素電極。 所述形成柵線、柵電極、數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和像素電極在薄膜沉積中 是采用的賊射方法制備。所述形成柵電極絕緣層、本征和摻雜半導(dǎo)體層、和 鈍化保護(hù)膜是通過(guò)等離子體化學(xué)氣相沉積方法制備。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明由于彩膜形成于薄膜晶體管之上，因此消除了 對(duì)盒工藝精度引起的漏光不良和其它缺陷。再者，本發(fā)明使用灰色調(diào)掩模版光刻工藝或離地剝離工藝形成黑矩陣或 薄膜晶體管，減少了工藝步驟和提高了產(chǎn)品良率。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步更為詳細(xì)地說(shuō)明。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種典型TFT LCD器件橫截面圖；圖2是本發(fā)明彩膜在薄膜晶體管之上的液晶顯示器件橫截面圖；圖3是本發(fā)明彩膜在薄膜晶體管之上的液晶顯示器件的俯視圖；圖4A是本發(fā)明形成柵電極的橫截面圖；圖4B是本發(fā)明形成源漏電極的橫截面圖；圖4C是本發(fā)明形成鈍化層過(guò)孔和像素電極的橫截面圖；圖4D是本發(fā)明形成彩色濾光層的橫截面圖；圖4E是本發(fā)明形成黑矩陣的橫截面圖；圖中標(biāo)記1、彩膜基板；2、彩色濾光層；3、黑矩P車(chē)；4、公共電極；5、 陣列基板；6、柵電極；7、柵電極絕緣層；8、本征半導(dǎo)體層；9、摻雜半導(dǎo) 體層；10、源電極；11、漏電極；12、薄膜晶體管溝道；13、鈍化保護(hù)膜； 14、 4屯化4呆護(hù)膜過(guò)孔；15、 4象素電極；16、液晶分子；17、斥冊(cè)線；18、凄t據(jù)線。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施例。需要指出的是附圖中各層 薄膜厚度和區(qū)域大小不反映器件結(jié)構(gòu)的真實(shí)比例，只是為了清楚地示意說(shuō)明 本發(fā)明內(nèi)容。本發(fā)明的液晶顯示器件包括一個(gè)陣列基板和一個(gè)公共電極基板，夾于二 者之間的液晶分子，周邊電路和驅(qū)動(dòng)電路板，以及背光源。與傳統(tǒng)液晶顯示 器件不同之處在于，彩色濾光層和黑矩陣形成于薄膜晶體管之上，薄膜晶體 管形成于陣列基板的玻璃之上；另一個(gè)玻璃基板只有透明導(dǎo)電薄膜構(gòu)成的公 共電極。圖2所示是本發(fā)明的一種具體實(shí)施例的器件橫截面示意圖，圖3所示是本發(fā)明的陣列基板俯視示意圖。如圖2所示，在陣列基板5之上有一個(gè)薄膜晶體管的柵電極6, —個(gè)柵 電極絕緣層7覆蓋柵電極6和陣列基板的其它部分。 一個(gè)本征半導(dǎo)體層8在 柵電極絕緣層7之上， 一個(gè)摻雜半導(dǎo)體層9在本征半導(dǎo)體層8之上，形狀和 區(qū)^^與本征半導(dǎo)體層8相同，只在TFT溝道12處斷開(kāi)。摻雜半導(dǎo)體層9的兩 端有金屬薄膜構(gòu)成的源電極10和漏電極11,形成低電阻的歐姆接觸層。源 電極10和漏電極11的形狀與摻雜半導(dǎo)體層9的形狀完全一致。柵電極6、 柵電極絕緣層7、本征半導(dǎo)體層8、摻雜半導(dǎo)體層9、源電極10和漏電極11 構(gòu)成薄膜晶體管。 一層鈍化保護(hù)膜13覆蓋整個(gè)基板表面，保護(hù)源電極10、 TFT溝道12、部分漏電極ll、柵電極絕緣層7、以及部分本征半導(dǎo)體層8和 摻雜半導(dǎo)體層9的側(cè)面，在像素區(qū)域以及其它部分覆蓋柵極絕緣層7。上述 部分與傳統(tǒng)的薄膜晶體管基本相同。漏電極11之上的鈍化保護(hù)膜13開(kāi)有過(guò) 孔14。 一層透明導(dǎo)電薄膜構(gòu)成的像素電極15形成于鈍化保護(hù)膜13之上，通 過(guò)鈍化保護(hù)膜的過(guò)孔14與漏電極11連結(jié)，像素電極形成于像素區(qū)域，覆蓋
像素區(qū)域的鈍化保護(hù)膜13。三原色濾光層紅、綠、藍(lán)色樹(shù)脂薄膜覆蓋像素區(qū)域的像素電極15，構(gòu)成彩色濾光層2，除在像素電極15和漏電極11接觸部 分即過(guò)孔14處之外，像素電極15的區(qū)域小于彩色濾光層2的區(qū)域。 一層不 透光的黑色樹(shù)脂材料構(gòu)成的黑矩陣3形成于薄膜晶體管的鈍化保護(hù)膜13以及 過(guò)孔14處的像素電極15之上，覆蓋彩色濾光層2的邊緣部分。覆蓋彩色濾 光層2的邊緣部分的黑矩陣，和彩色濾光層2之下的像素電極15有部分重疊。 黑矩陣3完全覆蓋與柵電極6連結(jié)的柵線18以及與源電極11連接的數(shù)據(jù)線 19,并超出它們邊緣部分。 一層透明導(dǎo)電薄膜構(gòu)成的公共電極4形成在原來(lái) 的彩膜基板l之上，和上述陣列基板一起夾住液晶分子16,形成薄膜晶體管 液晶顯示器。如圖3所示，相鄰柵線18和數(shù)據(jù)線19交叉定義一個(gè)像素。薄膜晶體管 的柵電才及6、源電極IO、漏電極11和TFT溝道12在像素區(qū)的一個(gè)角落或者 邊緣區(qū)。源電極IO、漏電極ll、數(shù)據(jù)線19與摻雜半導(dǎo)體層9的形狀完全一 致，與本征半導(dǎo)體層8的形狀基本一致，只在TFT溝道12處不同。彩膜形成 于薄膜晶體管之上，黑矩陣3對(duì)應(yīng)于薄膜晶體管、柵線18和數(shù)據(jù)線19的區(qū) 域，彩色濾光層2對(duì)應(yīng)于像素區(qū)的像素電極15。圖2、 3、 4所示的黑矩陣3 對(duì)應(yīng)(覆蓋)薄膜晶體管的柵電極6、源電極IO、漏電極ll和構(gòu)成有源層的 本征半導(dǎo)體層8和摻雜半導(dǎo)體層9。像素電極15的區(qū)域略小于彩色濾光層2 的區(qū)域，其邊緣部分有黑矩陣3交疊，薄膜晶體管的過(guò)孔14處的像素電極 15部分完全被黑矩陣3覆蓋。黑矩陣3和彩色濾光層2的邊緣也有部分交疊， 延伸進(jìn)入^象素區(qū)域的黑矩陣3被彩色濾光層3覆蓋(圖2所示)，或者覆蓋彩 色濾光層2 (圖3所示)。黑矩陣3和彩色濾光層2的重疊部分尺寸，黑矩陣 3和像素電極15的重疊部分尺寸，以及黑矩陣3在柵線18和數(shù)據(jù)線19的延 伸部分尺寸，根據(jù)液晶顯示器件的光學(xué)特性而設(shè)計(jì)確定， 一般在1至10微米 之間。圖2和圖3所示的黑矩陣3的厚度在0. 5-1. 5微米之間，彩色濾光層 2的厚度在1. 5-2. 5微米之間。
圖2所示的薄膜晶體管在彩膜之上的液晶顯示器件是通過(guò)附圖4A至圖 4E所示的工藝步驟制作的。如圖4A所示，通過(guò)濺射的方法,在陣列基板玻璃5上面沉積一層100-500 納米的低電阻的金屬薄膜，如鋁、鉬、鋁鎳、鴒、銅等，通過(guò)光刻工藝形成 柵電極6。如圖4B所示，在柵電極6上面，連續(xù)沉積100-1000納米的柵電極絕緣 層7、 100-500納米的本征半導(dǎo)體層8、 50-200納米的摻雜半導(dǎo)體層9、和一 層100-500納米的金屬薄膜。其中柵電極絕緣層7、本征半導(dǎo)體層8、和摻雜 半導(dǎo)體層9通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積方法形成，金屬薄膜通過(guò)濺射方 法形成，其材料是鋁、鉬、鋁鎳、鎢、銅等。柵電極絕緣層7可以是氮化硅， 本征半導(dǎo)體層8和摻雜半導(dǎo)體層9可以是非晶硅或者多晶硅。使用一個(gè)灰色 調(diào)光刻掩模版，在光刻工藝中形成臺(tái)階狀光刻膠，利用光刻膠作為刻蝕掩模 版，首先刻蝕形成數(shù)據(jù)線19、源電極IO、和漏電極ll，然后去除TFT溝道 l2處的較薄的光刻膠，再刻蝕去除TFT溝道12處的金屬薄膜和摻雜半導(dǎo)體 層9，形成TFT溝道12。如圖4C所示，通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積方法在基板表面形成一層 100-500納米的鈍化保護(hù)膜13,其材料為氮化硅。在鈍化保護(hù)膜13之上涂布 一層厚度在1至3微米的光刻膠，使用與源漏電極掩模版類(lèi)似的灰色調(diào)的過(guò) 孔掩模版，通過(guò)光刻工藝形成臺(tái)階狀光刻膠，過(guò)孔區(qū)域無(wú)光刻膠，像素區(qū)域 及其與漏電極連接部位的光刻膠厚度較薄，其他部位光刻膠較厚，其中像素 區(qū)域的光刻膠厚度在300至1000納米之間?？涛g形成鈍化保護(hù)膜13的過(guò)孔 14,通過(guò)光刻膠灰化工藝，去除像素區(qū)域及其與漏電極連接部分厚度較薄的 光刻膠，通過(guò)濺射方法在像素區(qū)域及其與漏電極連接部分的鈍化保護(hù)膜13和 殘余光刻膠之上，沉積一層厚度在5至50納米之間的透明導(dǎo)電薄膜，利用剝 離工藝去除殘余光刻膠及其上面沉積的透明導(dǎo)電薄膜，形成像素電極15。如圖4D所示，在像素區(qū)域的像素電極15之上，通過(guò)與形成光刻膠圖案
相同的方法，利用涂敷、曝光和顯影工藝，依次形成厚度在1. 5至2. 5孩￡米 之間的紅色樹(shù)脂薄膜圖案、綠色樹(shù)脂薄膜圖案、藍(lán)色樹(shù)脂薄膜圖案，對(duì)應(yīng)于 像素區(qū)域，構(gòu)成彩色濾光層2。如圖4E所示，采用與形成彩色濾光層2相同的方法，在薄膜晶體管的源 電極10、漏電極11、導(dǎo)電溝12、鈍化保護(hù)膜13,和柵線17、數(shù)據(jù)線18上 方的鈍化保護(hù)膜之上，通過(guò)涂敷、曝光、顯影工藝，形成黑色樹(shù)脂構(gòu)成的黑 矩陣3,其中黑矩陣3邊緣部分覆蓋彩色濾光層2。至此完成彩膜在薄膜晶體 管上的陣列基板的制作。最后，利用與傳統(tǒng)工藝相同的方法，如涂布和摩擦取向膜、滴注液晶、 密封和退火老化，和形成公共電極的玻璃基板以及液晶一起做成液晶顯示器。本發(fā)明提供的彩膜在薄膜晶體管之上的陣列基板，簡(jiǎn)化制造工藝和減低 生產(chǎn)成本。黑矩陣直接覆蓋薄膜晶體管，減弱對(duì)盒精度引起的漏光現(xiàn)象，增 大設(shè)計(jì)容限和像素開(kāi)口率。使用灰色調(diào)掩模光刻工藝和離地剝離工藝，減少 掩模板和光刻工藝步驟，更進(jìn)一步降低制造成本。最后應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制， 盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 按照需要可使用不同材料和設(shè)備實(shí)現(xiàn)之，即可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修 改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1、一種彩膜在薄膜晶體管之上的液晶顯示器件，其特征在于，包括一下基板；一柵線及與其連接的柵電極，形成在所述下基板之上；一柵電極絕緣層，形成在所述柵線、柵電極和下基板之上；一本征半導(dǎo)體層和摻雜半導(dǎo)體層，形成在所述柵電極絕緣層之上；一薄膜晶體管溝道，形成在本征半導(dǎo)體層上，其上沒(méi)有摻雜半導(dǎo)體層；一數(shù)據(jù)線及與其相連接的源電極和對(duì)應(yīng)的漏電極，形成在所述摻雜半導(dǎo)體層之上；一鈍化保護(hù)膜，形成在所述數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極、薄膜晶體管溝道和柵電極絕緣層之上，且在漏電極對(duì)應(yīng)部分開(kāi)有過(guò)孔；一像素電極，形成在所述的鈍化保護(hù)膜之上，并通過(guò)所述的鈍化保護(hù)膜過(guò)孔與漏電極接觸；一彩色濾光層，形成在所述像素電極及部分鈍化保護(hù)膜之上；一個(gè)黑矩陣，形成在彩色濾光層和鈍化保護(hù)膜上方，和彩色濾光層形成互補(bǔ)圖案；一上基板；一公共電極，形成在所述上基板上；一液晶分子層，形成在所述上基板和下基板之間。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液晶顯示器件，其特征在于所述黑矩陣部分 完全覆蓋所述柵線、數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和薄膜晶體管溝道及其上方的 鈍化保護(hù)膜，且超出它們邊緣部分。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液晶顯示器件，其特征在于所述黑矩陣和彩 色濾光層邊緣部分重疊，重疊部分彩色濾光層在黑矩陣之下。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液晶顯示器件，其特征在于所述黑矩陣和像 素電極的四周邊緣部分重疊，在鈍化保護(hù)膜過(guò)孔處黑矩陣直接覆蓋在像素電 極之上，在像素電極的其它邊緣區(qū)域，黑矩陣覆蓋在彩膜之上。
5、 才艮據(jù)權(quán)利要求l所述的液晶顯示器件，其特征在于所述黑矩陣厚度 在0. 5-1. 5微米之間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液晶顯示器件，其特征在于所述彩色濾光層 厚度在1. 5-2. 5微米之間。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器件，其特征在于所述數(shù)據(jù)線、源 電極以及漏電極的圖案和所述摻雜半導(dǎo)體層的圖案完全一致，與所述本征半 導(dǎo)體層的圖案除在薄膜晶體管溝道部分外一致。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液晶顯示器件，其特征在于所述像素電極除 在過(guò)孔外，邊緣不超出所述彩色濾光層。
9、 一種彩膜在薄膜晶體管之上的液晶顯示器件的制造方法，其特征在于， 包括提供一下基板；在所述下基板之上形成柵線和與其連接?xùn)烹姌O； 在所述柵線、柵電極和下基板之上形成柵電極絕緣層 在所述柵電極絕緣層上連續(xù)沉積本征半導(dǎo)體層、摻雜半導(dǎo)體層和金屬薄膜；使用一個(gè)灰色調(diào)掩模版進(jìn)行掩模、曝光和刻蝕形成數(shù)據(jù)線、源電極、漏電4l和薄膜晶體管溝道；在所述數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極、薄膜晶體管溝道和柵電極絕緣層之上形成一層鈍化保護(hù)膜，且在所述漏電極上部的對(duì)應(yīng)位置形成過(guò)孔；在所述的鈍化保護(hù)膜上形成像素電極，并使像素電極通過(guò)所述過(guò)孔與所述漏電極連接。在所述像素電極及部分鈍化保護(hù)膜上方形成彩色濾光層；在所述柵線、數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極、薄膜晶體管溝道上方的鈍化保護(hù)膜之上形成黑矩陣，黑矩陣邊緣部分覆蓋彩色濾光層。
10、 才艮據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于所述形成黑矩陣和彩色濾光層使用的是相同的光刻設(shè)備和光刻工藝。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于所述使用一個(gè)灰色調(diào)掩模版進(jìn)行掩模、曝光和刻蝕形成數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和薄膜晶體管 溝道具體為使用 一個(gè)灰色調(diào)掩模版形成臺(tái)階狀光刻膠，刻蝕金屬薄膜成形成數(shù)據(jù)線；采用光刻膠灰化工藝去除較薄的光刻膠，刻蝕金屬薄膜和摻雜半導(dǎo) 體層，形成薄膜晶體管溝道、源電極和漏電極。
12、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于所述形成鈍化保護(hù) 膜及其上過(guò)孔和形成像素電極使用一個(gè)是同一塊灰色調(diào)掩模版，首先通過(guò)光 刻工藝形成臺(tái)階狀光刻膠，過(guò)孔區(qū)域無(wú)光刻膠，像素區(qū)域及其與漏電極連接 部位的光刻膠厚度較薄，其他部位光刻膠較厚，通過(guò)刻蝕形成過(guò)孔；再通過(guò) 光刻膠灰化工藝，去除像素區(qū)域及其與漏電極連接部位的光刻膠；保留鈍化 層上方剩余的光刻膠，并接著沉積一層透明導(dǎo)電薄膜，采用光刻膠離地剝離 工，去除光刻膠及其之上的透明導(dǎo)電薄膜，形成像素電極。
13、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于所述形成柵線、柵 電極、數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和像素電極在薄膜沉積中是采用的濺射方法 制備。
14、 4艮據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于所述形成柵電極絕 緣層、本征和摻雜半導(dǎo)體層、和鈍化保護(hù)膜是通過(guò)等離子體化學(xué)氣相沉積方 法制備。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種彩膜在薄膜晶體管之上的液晶顯示器件，其中包括下基板；柵線及柵電極；薄膜晶體管，形成柵電極上；數(shù)據(jù)線及與其相連接的源電極和對(duì)應(yīng)的漏電極，形成在薄膜晶體管之上；鈍化保護(hù)膜，覆蓋前述基板，且在漏電極對(duì)應(yīng)部分開(kāi)有過(guò)孔；像素電極，形成在鈍化保護(hù)膜之上，并通過(guò)鈍化保護(hù)膜過(guò)孔與漏電極接觸；彩色濾光層，形成在像素電極及部分鈍化保護(hù)膜之上；一黑矩陣，形成在彩色濾光層和鈍化絕緣層上方，和彩色濾光層形成互補(bǔ)圖案；上基板；一公共電極，形成在上基板上；一液晶分子層，形成在上基板和下基板之間。本發(fā)明同時(shí)公開(kāi)了該顯示器件的制造方法。本發(fā)明提高了液晶顯示器件的光透過(guò)率和開(kāi)口率，簡(jiǎn)化了工藝方法。
文檔編號(hào)G02F1/136GK101149542SQ20061013976
公開(kāi)日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2006年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月22日
發(fā)明者龍春平 申請(qǐng)人:北京京東方光電科技有限公司;京東方科技集團(tuán)股份有限公司