CN100380216C - 薄膜晶体管上滤色器型液晶显示器件及其制造方法 - Google Patents

薄膜晶体管上滤色器型液晶显示器件及其制造方法 Download PDF

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Abstract

一种薄膜晶体管上滤色器(COT)型液晶显示(LCD)器件的液晶板，包括：第一基板和第二基板，它们相互面对并具有显示区和非显示区，所述非显示区位于所述显示区的周边；位于所述第一基板上的选通线和数据线，所述选通线和数据线相互交叉以在显示区中限定像素区；与所述选通线和所述数据线相连的薄膜晶体管；位于所述薄膜晶体管上方的滤色器层；位于所述滤色器层上的黑底；位于所述滤色器层上的与所述薄膜晶体管相接触的像素电极；位于所述第二基板上的公共电极；位于所述第二基板上的非显示区中的第一对准键；在所述第一基板和所述第二基板之间位于所述显示区和所述非显示区之间的边界处的密封剂；以及介于所述像素电极和公共电极之间的液晶层。

Description

薄膜晶体管上滤色器型液晶显示器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及液晶显示器件以及制造液晶显示器件的方法。特别地涉及薄膜晶体管上滤色器(color filter on thin film transistor，COT)型液晶显示(LCD)器件及其制造方法。
背景技术
通常，液晶显示(LCD)器件利用液晶分子的光学各向异性和偏振特性来产生图像。当向液晶分子施加电场时，液晶分子会重新排列。结果，液晶分子的透光性根据重新排列的液晶分子的排列方向而改变。
LCD器件包括：两个基板，布置为使其各自的电极相互面对；以及，位于各对应电极之间的液晶层。当对这些电极施加电压时，在这些电极之间产生了电场，以通过使液晶分子重新排列来调整液晶层的透光性，从而显示图像。
图1是根据现有技术的液晶显示板的分解立体图。如图1所示，液晶板11包括上基板5、下基板22以及介于上基板5和下基板22之间的液晶材料14。在上基板5上形成有黑底6，并且在黑底6上形成有包括子滤色器的滤色器层8。在滤色器层8上形成有公共电极18。在下基板22的像素区“P”中形成有像素电极17和用作开关元件的薄膜晶体管(TFT)“T”。像素电极17由诸如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)的透明导电材料制成。像素区“P”由选通线13和数据线15限定，并且以矩阵形式布置的TFT“T”与选通线13和数据线15相连。
存储电容器“C”与像素电极17并联连接，并将其形成在选通线13的上方。选通线13的一部分用作存储电容器“C”的第一电极，岛形的金属图案30用作存储电容器“C”的第二电极，该金属图案30与TFT“T”的源极和漏极位于同一层上，并且采用与其相同的材料。因为金属图案30与像素电极17相连，因而对金属图案30和像素电极17施加了相同的信号。
可分别将上基板5和下基板22称为滤色器基板和阵列基板。虽然图1中未示出，但液晶板11可以嵌入在上盖和下盖之间以构成液晶显示(LCD)器件。
图2是根据现有技术的LCD器件的示意性剖视图。在图2中，液晶板“D”包括第一基板40、第二基板70和介于第一基板40和第二基板70之间的液晶(未示出)。在第二基板70的外表面上形成有偏振膜80，并使用上盖“TC”来固定液晶板“D”。在第一基板40上形成有包括栅极42、有源层50、源极58和漏极60的薄膜晶体管(TFT)“T”。另外，在第一基板40上形成有相互交叉以限定像素区“P”的选通线14和数据线(未示出)。在选通线14的一端形成有选通焊盘46，并且在选通焊盘46上形成有由透明导电材料制成的选通焊盘端子66。虽然图3中未示出，但在数据线的一端形成了数据焊盘，并且在数据焊盘上形成有数据焊盘端子。选通焊盘端子66和数据焊盘端子与外部电路(未示出)相连。
通过使用密封剂84将第一基板40和第二基板70相互接合。使用对准键(alignment key)“K”来接合第一基板40和第二基板70。在将第一基板40和第二基板70接合之后，将第二基板70的带有对准键的边缘部分切除，以露出位于第一基板40的边缘部分的选通焊盘端子66和数据焊盘端子。在第二基板70的与密封剂84相对应的第一部分上形成有遮光图案74。在第二基板70的与TFT“T”、选通线44和数据线相对应的第二部分上形成有黑底72。
通常，液晶显示器件包括液晶板、背光单元、上盖和下盖。上盖与下盖接合，并使液晶板和背光单元介于这两个盖之间。液晶板具有显示区以及位于显示区周边的非显示区。显示区通过上盖露出，而非显示区被上盖覆盖。然而，上盖并未完全覆盖液晶板的非显示区。因而，在液晶板的非显示区中需要附加的遮光图案。
通过在第二基板70上使用第一掩模工艺同时形成了对准键“K”、遮光图案74和黑底72。通过在第二基板70上使用第二掩模工艺在第二基板70的与像素区“P”相对应的第三部分上形成了滤色器层76。在第二基板70的具有黑底72和滤色器层76的整个表面上形成有公共电极78。另外，通过在第二基板70上使用第三掩模工艺在公共电极78上、与TFT“T”相对应地形成了由透明有机材料制成的构图间隔件82。
因为液晶板“D”是通过将具有阵列元件(例如选通线44、数据线和TFT“T”)的下基板40和具有黑底72和滤色器层76的第二基板70进行接合而获得的，因而，液晶板“D”可能因对准错误所导致的漏光而劣化。为克服这些问题，提出了一种TFT上滤色器(COT)型液晶显示器件，其中将滤色器层形成在具有TFT的第一基板上。
图3是根据现有技术的COT型液晶显示器件的示意性剖视图。在图3中，COT型液晶显示板100包括利用密封剂180而相互接合的第一基板110和第二基板150。在第一基板110上形成有具有栅极112、有源层120、源极122和漏极124的TFT“T”。另外，在第一基板110上形成有相互交叉以限定像素区“P”的选通线114和数据线(未示出)。在选通线114的一端形成有选通焊盘116，并且在数据线的一端形成有数据焊盘(未示出)。在具有TFT“T”的第一基板110上形成有包括红色子滤色器128a、绿色子滤色器128b、蓝色子滤色器(未示出)的滤色器层128和黑底130。滤色器层128与像素区“P”相对应，而黑底130与TFT“T”的沟道区“CH”相对应。在滤色器层128上形成有与漏极124相接触的透明像素电极134，并且在像素电极134上形成有由聚酰亚胺制成的第一取向膜(orientation film)136。在第二基板上150上形成有公共电极152，并在公共电极152上形成有第二取向膜154。另外，在第二取向膜154上与TFT“T”相对应地形成有构图间隔件158。
在COT型液晶板100中，将第一取向膜136和第二取向膜154形成为与密封剂180不相接触，这是因为取向膜所采用的聚酰亚胺与密封剂180的接触性很差。当第一取向膜136和第二取向膜154之一与密封剂180相接触时，可能损坏密封剂180。因而，将第一取向膜136和第二取向膜154与密封剂180间隔开一预定距离“S1”，作为制造余量。由于该预定距离“S1”导致使用的液晶材料和制造成本增加，因而有必要减小该预定距离“S1”。在COT型液晶板100中，由于在第一基板110上形成滤色器层128和黑底130，从而需要附加的淀积、光刻和蚀刻步骤以在第二基板150上形成对准键。另外，由于在第一基板110上形成黑底130，从而需要附加的淀积、光刻和蚀刻步骤以在第二基板150上形成遮光图案，遮光图案防止液晶板的显示区的边缘漏光。因而在COT型LCD器件中，为在第二基板上形成对准键和遮光图案，需要附加的步骤，并且这些附加的步骤增加了制造成本和制造时间。
发明内容
因而，本发明致力于一种薄膜晶体管上滤色器(COT)型液晶显示(LCD)器件及其制造方法，其基本上避免了由于现有技术的局限和缺点所造成的一个或更多个问题。
本发明的目的是提供一种液晶显示器件及制造液晶显示器件的方法，其因减少了制造工序的数目而使产量提高。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明中进行阐述，一部分可以通过说明书而明了，或者可以通过本发明的实践而体验到。通过说明书、权利要求书和附图中具体指出的结构，可以实现或获得本发明的这些和其它优点。
为实现这些和其他的优点并根据本发明的目的，如所具体实施和广义描述的，一种薄膜晶体管上滤色器(COT)型液晶显示(LCD)器件的液晶板包括：第一基板和第二基板，它们相互面对并具有显示区和非显示区，所述非显示区位于显示区的周边；位于所述第一基板上的选通线和数据线，所述选通线和数据线相互交叉以在显示区中限定像素区；薄膜晶体管，其与所述选通线和所述数据线相连；滤色器层，位于所述薄膜晶体管的上方；黑底，位于所述滤色器层上；位于所述滤色器层上的像素电极，其与薄膜晶体管相接触；位于所述第二基板上的公共电极；位于所述像素电极上的第一取向膜和位于所述公共电极上的第二取向膜；位于所述第二基板的非显示区中的第一对准键，所述第一对准键采用与所述第二取向膜相同的材料制成；位于所述第一基板和第二基板之间、在显示区和非显示区之间的边界处的密封剂；以及位于所述像素电极和公共电极之间的液晶层。
另一方面，一种制造薄膜晶体管上滤色器(COT)型液晶显示(LCD)器件的液晶板的方法包括：在具有显示区和非显示区的第一基板上形成选通线和数据线，所述非显示区位于所述显示区的周边，所述选通线和所述数据线相互交叉，以在所述显示区中限定像素区；形成与所述选通线和所述数据线相连的薄膜晶体管；在所述薄膜晶体管上方形成滤色器层；在所述滤色器层上形成黑底；在滤色器层上形成与所述薄膜晶体管相接触的像素电极；在具有显示区和非显示区的第二基板上形成公共电极；在所述像素电极上形成第一取向膜和在所述公共电极上形成第二取向膜；在所述第二基板的非显示区中形成第一对准键，所述第一对准键采用与所述第二取向膜相同的材料制成；在所述第一基板和第二基板之间、显示区和非显示区之间的边界处形成密封剂；将第一基板和第二基板接合，使得所述像素电极和所述公共电极彼此面对；以及在所述像素电极和所述公共电极之间形成液晶层。
另一方面，一种薄膜晶体管上滤色器(COT)型液晶显示(LCD)器件包括：第一基板和第二基板，它们相互面对并具有显示区和非显示区，所述非显示区在所述显示区的周边；位于所述第一基板上的选通线和数据线，所述选通线和数据线相互交叉，以在显示区中限定像素区；与所述选通线和所述数据线相连的薄膜晶体管；位于薄膜晶体管上方的滤色器层；位于所述滤色器层上的黑底；位于所述滤色器层上的像素电极，其与薄膜晶体管相接触；位于所述第二基板上的公共电极；位于所述显示区和所述非显示区之间的边界处的遮光图案，其中所述遮光图案包括由不透明材料制成的第一子层和位于所述第一子层上的由有机材料制成的第二子层；位于所述显示区中的构图间隔件；位于所述第一基板和第二基板之间、在显示区和非显示区之间的边界处的密封剂；位于所述像素电极和公共电极之间的液晶层；以及，上盖和下盖，用于将所述第一基板和第二基板封闭于其间，其中，所述遮光图案与所述上盖的端部相对应。
另一方面，一种制造薄膜晶体管上滤色器(COT)型液晶显示(LCD)器件的方法包括：在具有显示区和非显示区的第一基板上形成选通线和数据线，所述非显示区位于所述显示区的周边，所述选通线和所述数据线相互交叉，以在所述显示区中限定像素区；形成与所述选通线和所述数据线相连的薄膜晶体管；在所述薄膜晶体管的上方形成滤色器层；在所述滤色器层上形成黑底；在所述滤色器层上形成与所述薄膜晶体管相接触的像素电极；在具有显示区和非显示区的第二基板上形成公共电极；在所述第二基板的非显示区中形成第一对准键；在所述显示区和所述非显示区之间的边界处形成遮光图案，其中在形成所述第一对准键和所述遮光图案的同时在所述显示区中形成构图间隔件；在所述第一基板和所述第二基板之间、所述边界处形成密封剂将所述第一基板和第二基板接合，使得所述像素电极和所述公共电极彼此面对；在所述像素电极和所述公共电极之间形成液晶层；去除所述第二基板的具有第一对准键的部分；以及，形成封住所述第一基板和第二基板的上盖和下盖，使得所述遮光图案与所述上盖的端部相对应。
应该理解，前述的一般描述和随后的详细描述都是示例性和解释性的，并且目的都是为了对权利要求所限定的本发明提供进一步的解释。
附图说明
所包括的附图用于深入理解本发明，其被合并在说明书中，并构成说明书的一部分，该附图示出了本发明的实施例并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据现有技术的液晶显示板的分解立体图；
图2是根据现有技术的LCD器件的示意性剖视图；
图3是根据现有技术的COT型LCD的示意性剖视图；
图4是根据本发明第一实施例的COT型LCD器件的示意性剖视图；
图5是根据本发明第一实施例的COT型LCD器件的详细剖视图；
图6是根据本发明第二实施例的COT型LCD器件的示意性剖视图；
图7A到7C是示出了根据本发明第二实施例的COT型LCD器件的第二基板的制造工艺的示意性剖视图；
图8是示出了根据本发明第二实施例的COT型LCD器件的第一基板的示意性平面图；
图9是沿图8的“VII-VII”线所截取的示意性剖视图，其示出了根据本发明第二实施例的COT型LCD器件的第一基板；
图10是沿图8的“VIII-VIII”线所截取的示意性剖视图，其示出了根据本发明第二实施例的COT型LCD器件的第一基板；
图11是沿图8的“IX-IX”线所截取的示意性剖视图，其示出了根据本发明第二实施例的COT型LCD器件的第一基板；
图12是示出了根据本发明第二实施例的COT型LCD器件的遮光图案的示意性平面图；
图13是示出了根据本发明第三实施例的COT型LCD器件的示意性剖视图；
图14是示出了根据本发明第四实施例的COT型LCD器件的第二基板的示意性剖视图；
图15A到15C是示出了根据本发明第四实施例的COT型LCD的第二基板的制造工艺的示意性剖视图。
具体实施方式
现在详细说明本发明的实施例，其示例在附图中示出。只要可能，使用类似的标号来指示相同或类似的部件。
图4是根据本发明第一实施例的COT型LCD器件的示意性剖视图。如图4所示，COT型LCD器件的液晶板“LP”包括相互面对的第一基板200和第二基板250。在第一基板200上形成有包括滤色器层和TFT的阵列元件“AP”，并且在第一基板200的周边部分中形成有第一对准键202。第一对准键202可以采用与阵列元件AP相同的材料来形成，并且与阵列元件AP位于同一层上。在第二基板250上依次形成有公共电极252和取向膜254。另外，在第二基板250的周边部分中形成有第二对准键256。可以使用印刷法或喷墨法来形成取向膜254。
当使用印刷法形成取向膜254时，使用具有与取向膜254相对应的预定图案的印刷板，在第二基板250上印刷取向材料(如聚酰亚胺)。可在印刷板的周边部分进一步形成与第二对准键256相对应的对准键图案。因而，在第二基板250的周边部分上同时形成了第二对准键256与取向膜254。第二对准键256可以由彩色树脂形成(例如带有颜料的树脂)，而不由取向材料形成。将彩色树脂和取向材料涂在印刷板上，随后将该彩色树脂和取向材料印刷到第二基板250上。
当使用喷墨法形成取向膜254时，将取向材料从喷墨头滴落在第二基板上。由于很容易控制喷墨头的运动，所以可以对喷墨头进行编程，以在第二基板250的周边部分形成第二对准键256。另外，可以使用激光标记法来形成第二对准键256。激光标记法利用激光束融化基板以形成第二对准键256。
图5是根据本发明第一实施例的COT型LCD器件的详细剖视图。如图5所示，COT型LCD器件包括液晶板“LP”和围绕液晶板“LP”的上盖390。液晶板“LP”包括具有用于显示图像的显示区“DA”和围绕该显示区“DA”的非显示区“NDA”的第一基板300和第二基板350。根据LCD器件的分辨率和大小，显示区“DA”包括多个像素区“P”。在第一基板300上形成有相互交叉以限定像素区“P”的选通线304和数据线(未示出)。包括栅极302、有源层320、源极322和漏极324的薄膜晶体管(TFT)“T”与选通线304和数据线相连。在选通线304的一端形成有选通焊盘306，并在数据线的一端形成有数据焊盘(未示出)。在TFT“T”上形成有钝化层326。在具有TFT“T”的第一基板300上形成有包括红色子滤色器328a、绿色子滤色器328b和蓝子滤色器(未示出)的滤色器层328和黑底330。滤色器层328与像素区“P”对应，黑底330与TFT“T”对应。在滤色器层328和黑底330上形成有平坦化层332。在平坦化层332上形成有与漏极324相接触的透明像素电极334，并且在像素电极334上形成有由聚酰亚胺制成的第一取向膜336。可以在第一基板300的周边部分中，在与TFT“T”相同的层上由相同的材料制成第一对准键308。
在第二基板350上形成有公共电极352，并且在公共电极352上形成有第二取向膜354。另外，在第二基板350的周边部分形成有第二对准键356。可使用印刷法或喷墨法来形成第二取向膜354。
当使用印刷法形成第二取向膜354时，通过使用带有与取向膜354相对应的预定图案的印刷板，在第二基板350上印刷取向材料(如聚酰亚胺)。可在印刷板的周边部分进一步形成与第二对准键356相对应的对准键图案。因而，在第二基板350上同时形成了第二对准键356与取向膜354。第二对准键356可以由彩色树脂形成(如带有颜料的树脂)，而不由取向材料形成。将彩色树脂和取向材料涂在印刷板上，随后将该彩色树脂和取向材料印刷到第二基板350上。当使用喷墨法形成取向膜354时，将取向材料从喷墨头滴落在第二基板上。由于很容易控制喷墨头的运动，因而可以对喷墨头进行编程以在第二基板350的周边部分形成第二对准键356。另外，可以使用激光标记法形成第二对准键356。激光标记法利用激光束融化基板以形成第二对准键356。
使用第一对准键308和第二对准键356来对准第一基板300和第二基板350。可使用电荷耦合器件(CCD)摄像机来使第一对准键308和第二对准键356对准。因而，减小了从密封剂380到取向膜336和354的预定距离，从而降低了制造成本。在将第一基板300和第二基板350接合以后，将第一基板300和第二基板350的具有第一对准键308和第二对准键356的部分切除，以露出选通焊盘306和数据焊盘。
以下对第一基板300的制造工艺进行说明。在第一基板300上形成选通线304和栅极302之后，在选通线304和栅极302上形成栅绝缘层“GI”。接着，在与栅极302对应的栅绝缘层“GI”上形成有源层320和欧姆接触层“OC”。有源层320可以包括本征非晶硅(a-Si:H)，欧姆接触层“OC”可以包括经掺杂的非晶硅(n+a-Si:H或p+a-Si:H)。接着，在欧姆接触层“OC”上形成相互间隔开的源极322和漏极324，并在栅绝缘层“GI”上形成与源极322相接触的数据线(未示出)。接着，在源极322和漏极324上形成钝化层。钝化层可以包括一种无机绝缘材料(如硅氮化物(SiNX)和二氧化硅(SiO2))。接着，在钝化层上形成滤色器层328和黑底330。然后在滤色器层328和黑底330上形成平坦化层332。平坦化层332可以包括有机绝缘材料，例如苯并环丁烯(BCB)和丙烯酸树脂。接着，在平坦化层332上形成了像素电极334之后，在像素电极334上形成第一取向膜336。然而，由于上盖390不能完全遮住与密封剂380相邻的部分的漏光，因而需要遮光图案。
图6是根据本发明第二实施例的COT型LCD器件的剖视图。如图6所示，COT型LCD器件498包括液晶板“LP”和围绕该液晶板“LP”的上盖480。液晶板“LP”包括利用密封剂460接合的第一基板400和第二基板450，在第二基板450的外表面上形成有偏振膜470。液晶板“LP”具有用于显示图像的显示区“DA”和围绕显示区的非显示区“NDA”。根据LCD器件的大小和分辨率，显示区“DA”具有多个像素区“P”。
在第一基板400上形成有相互交叉以限定像素区“P”的选通线404和数据线(未示出)。包括栅极402、有源层410、源极412和漏极414的薄膜晶体管(TFT)“T”与选通线404和数据线相连。在选通线404的一端形成有选通焊盘406，并且在数据线的一端形成有数据焊盘(未示出)。在TFT“T”上形成有钝化层416。在具有TFT“T”的第一基板400上形成有包括红色子滤色器418a、绿色子滤色器418b和蓝子滤色器(未示出)的滤色器层418和黑底420。滤色器层418与像素区“P”相对应，黑底420与TFT“T”相对应。在滤色器层418和黑底420上形成有平坦化层422。在平坦化层422上形成有与漏极414相接触的透明像素电极424。虽然在图6中未示出，但是可以在像素电极424上形成由聚酰亚胺制成的第一取向膜，并且可以在第一基板400的周边部分中，在与TFT“T”相同的层上由相同的材料制成第一对准键。
在第二基板450上形成有公共电极“CL”。另外，在公共电极“CL”上形成有第二对准键452、遮光图案454和构图间隔件456。在第二基板450的与第一对准键(未示出)相对应的周边部分中形成有第二对准键452。可以将遮光图案454形成为与上盖480的周边相对应，并且可以将构图间隔件456形成为与TFT“T”相对应。第二对准键452、遮光图案454和构图间隔件456分别可以具有通过一个掩模工序形成的第一子层452a、454a、456a和第二子层452b、454b和456b。
图7A至图7C的示意图示出了根据本发明第二实施例的COT型LCD器件的第二基板的制造工艺。
在图7A中，通过淀积氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)中的一种，在具有显示区“DA”和非显示区“NDA”的第二基板450上形成了公共电极“CL”。在公共电极“CL”上形成不透明材料层“M”，并在不透明材料层“M”上形成有机材料层“O”。不透明材料层“M”可以包括遮光的不透明材料，例如铬氧化物(CrOX)，有机材料层“O”可以包括光敏透明有机材料。另外，光敏透明有机材料可以是正型或负型的。为了进行说明，在图7A到7C使用了正型有机材料。此外，非显示区“NDA”可以包括对准键区“AK”和遮光图案区“LSPA”，在后续步骤中分别在这两个区域中形成第二对准键和遮光图案。将遮光图案区“LSPA”限定为围绕显示区“DA”。在形成了有机材料层“O”之后，在有机材料层“O”上布置具有透光部分“TP”和遮光部分“BP”的掩模490。接着，通过掩模490使有机材料层“O”曝光，并随后对曝光后的有机材料层“O”进行显影。
在图7B中，在不透明材料层“M”上形成与掩模490的遮光部分“BP”相对应的第一有机材料图案452b、第二有机材料图案454b和第三有机材料图案456b。第一机材料图案452b和第二有机材料图案454b分别形成在对准键区“AK”和遮光图案区“LSPA”中。另外，第三有机材料图案456b形成在显示区“DA”中，并且用作间隔件来维持液晶板的均匀单元间隙(cell gap)。接着，使用第一有机材料图案452b、第二有机材料图案454b和第三有机材料图案456b作为蚀刻掩模，对不透明材料层“M”进行构图。
在图7C中，在公共电极“CL”上形成第一不透明材料图案452a、第二不透明材料图案454a和第三不透明材料图案456a。因此，在对准键区“AK”中形成了具有第一不透明材料图案452a和第一有机材料图案452b的第二对准键452，并且在遮光图案区“LSPA”中形成了具有第二不透明材料图案454a和第二有机材料图案454b的第二遮光图案454。另外，在显示区“DA”中形成了具有第三不透明材料图案456a和第三有机材料图案456b的构图间隔件456。可以将构图间隔件456布置在显示区“DA”的随机位置上。结果，通过一个掩模工序在第二基板450上形成了第二对准键452、遮光图案454和构图间隔件456。
图8示出了根据本发明第二实施例的COT型LCD器件的第一基板的示意性平面图。如图8所示，在具有显示区“DA”和非显示区“NDA”的第一基板400上形成有相互交叉以限定像素区“P”的选通线404和数据线“DL”。在选通线404的一端形成有选通焊盘406，在数据线“DL”的一端形成有数据焊盘“DP”。包括栅极402、有源层410、源极412和漏极414的薄膜晶体管(TFT)“T”与选通线404和数据线“DL”相连。在像素区“P”中形成有包括红色子滤色器418a、绿色子滤色器418b和蓝子滤色器418c的滤色器层418，并且对应于TFT“T”形成有黑底(未示出)。在滤色器层418上形成有与漏极414相接触的透明像素电极424。另外，可以形成与选通线404的一部分交叠的岛形电容器电极“CM”。电容器电极“CM”可以与像素电极424相连，从而电容器电极“CM”和选通线404的交叠部分构成了存储电容器“CST”。
图9、图10和图11是根据本发明第二实施例的COT型LCD器件的第一基板的示意性剖视图。图9是沿图8的“VII-VII”线截取的，图10是沿图8的“VIII-VIII”线截取的，而图11是沿图8的“IX-IX”线截取的。
如图9、图10和图11所示，在第一基板400上形成有选通线404、选通焊盘406和栅极402。选通焊盘406和栅极402与选通线404相连。在选通线404、选通焊盘406和栅极402上形成有栅绝缘层408。栅绝缘层408可以包括诸如硅氮化物(SiNX)和二氧化硅(SIO2)的无机绝缘材料。在与栅极402对应的栅绝缘层408上依次形成有岛形的有源层410和欧姆接触层“OCL”。在欧姆接触层“OCL”上形成有相互间隔开的源极412和漏极414。与源极412和漏极414同时形成数据线“DL”(参见图8)和与数据线“DL”(参见图8)相连的数据焊盘“DP”。数据线“DL”(参见图8)与源极412相连，并且与选通线404交叉以限定像素区“P”。源极412、漏极414和数据线“DL”(参见图8)和数据焊盘“DP”可以包括导电金属材料。栅极402、有源层210、欧姆接触层“OCL”、源极412和漏极414构成了薄膜晶体管(TFT)“T”。在TFT“T”上形成有由无机绝缘材料制成的钝化层416。
在钝化层416上形成有黑底420，以与TFT“T”、选通线404和数据线“DL”(参见图8)相对应。在高孔径比结构的LCD器件中，可以省略选通线404和数据线“DL”(参见图8)上方的黑底420。在像素区“P”中形成有包括红色子滤色器418a、绿色子滤色器418b和蓝子滤色器418c(参见图8)的滤色器层418。另外，在黑底420和滤色器层418上形成有由透明有机材料制成的平坦化层422。在平坦化层422上形成有与漏极414相接触的透明像素电极424。
利用密封剂460(参见图6)将图8、图9、图10和图11中的第一基板400和图7A至图7C中的第二基板450接合，以构成液晶板“LP”(参见图6)。在选通线404(参见图6)与选通焊盘406(参见图6)之间、以及在数据线“DL”(参见图8)和数据焊盘“DP”(参见图8)之间形成有密封剂460(参见图6)。使用第一对准键(未示出)和第二对准键452(参见图6)，将第一基板400和第二基板450(参见图6)相互对准。例如，可以将第一基板400和第二基板450(参见图6)以不完全对准的状态放到一起，随后可以使用第一对准键(未示出)和第二对准键452(参见图6)来微调第一基板400和第二基板450(参见图6)的对准状态。随后，可以在完全对准的状态下接合第一基板400和第二基板450(参见图6)。在将第一基板400和第二基板450(参见图6)接合之后，可以将第一基板400和第二基板450(参见图6)的具有第一对准键(未示出)和第二对准键452(参见图6)的部分切除，以露出选通焊盘406(参见图6)和数据焊盘“DP”(参见图8)。
当移动第一基板400和第二基板450(参见图6)，以微调这两个基板的对准状态时，遮光图案454的第二有机材料图案454b可以与顶层(例如第一基板400的平坦化层422(参见图6))相接触。结果，由于第二有机材料图案454b和顶层之间的摩擦，将很难移动第一基板400和第二基板450(图6)。为了解决这一问题，下文示出了遮光图案454的一种示例性结构。
图12是根据本发明第二实施例的COT型LCD器件的遮光图案的示意性平面图。如图12所示，在第二基板(未示出)上形成有多个选通线404。在相邻选通线404之间形成遮光图案454，以减少遮光图案454和顶层(未示出)之间的接触面积。由于选通线404也遮光，因此，在图10中可以将光完全遮蔽。
图13是根据本发明第三实施例的COT型LCD器件的示意性剖视图。如图13所示，COT型LCD器件598包括液晶板“LP”和围绕液晶板“LP”的上盖580。液晶板“LP”包括利用密封剂560而接合的第二基板500和550，并且在第二基板550的外表面上形成有偏振膜570。液晶面板“LP”具有用于显示图像的显示区“DA”和围绕该显示区“DA”的非显示区“NDA”。根据LCD的大小和分辨率，显示区“DA”包括多个像素区“P”。
在第一基板500上形成有相互交叉以限定像素区“P”的选通线504和数据线(未示出)。包括栅极502、有源层510、源极512和漏极514的薄膜晶体管(TFT)“T”与选通线504和数据线相连。在选通线504的一端形成有选通焊盘506，并且在数据线的一端形成有数据焊盘(未示出)。在TFT“T”上形成有钝化层516。在具有TFT“T”的第一基板500上形成有包括红色子滤色器518a、绿色子滤色器518b和蓝子滤色器(未示出)的滤色器层518和黑底520。滤色器层518与像素区“P”相对应，黑底520与TFT“T”相对应。在滤色器层518和黑底520上形成有平坦化层522。在平坦化层522上形成有与漏极514相接触的透明像素电极524。虽然图13中未示出，但是可以在像素电极524上形成由聚酰亚胺制成的第一取向膜，并且可以在第一基板500的周边部分中，在与TFT“T”相同的层上由相同的材料制成第一对准键。
在第二基板550上形成有公共电极“CL”。另外，在公共电极“CL”(未示出)上形成有第二对准键542、遮光图案544以及构图间隔件546。可以将第二对准键542形成在第二基板550的与第一基板500的第一对准键(未示出)相对应的周边部分中。可以将遮光图案544形成为与上盖580的周边和密封剂560相对应。附加或另选地，可以将构图间隔件556形成为与TFT“T”相对应。对准键542、遮光图案544和构图间隔件546中分别可具有通过一个掩模工序形成的第一子层542a、544a和546a以及第二子层542b、544b和546b。第一子层542a、544a和546a可以包括不透明金属材料，而第二子层542b、544b和546b可以包括透明有机材料。
由于遮光图案544延伸出密封剂560之外，并且将密封剂560形成在遮光图案544上，因而提高了上盖580的余量，并且降低了密封剂560的高度。另外，即使图13中未示出，但是也可以在相邻的选通线504之间和相邻的数据线之间形成遮光图案544，以减小遮光图案544与第一基板500的顶层之间的接触面积。由于选通线504和数据线也遮光，因而在液晶板“LP”的周边部分可以将光完全遮蔽。
图14是根据本发明第四实施例的COT型LCD器件的第二基板的示意性剖视图。如图14所示，在具有用于显示图像的显示区“DA”和围绕该显示区“DA”的非显示区“NDA”的第二基板650上形成有公共电极“CL”。另外，在公共电极“CL”上形成有第二对准键652、遮光图案654和构图间隔件656。将第二对准键652和遮光图案654形成在非显示区“NDA”中，而将构图间隔件656形成在显示区“DA”中。第二对准键652、遮光图案654和构图间隔件656中分别可以具有通过一个掩模工序形成的第一子层652a、654a、656a和第二子层652b、654b和656b。第一子层652a、654a和656a可以包括不透明材料，而第二子层652b、654b和656b可以包括透明有机材料。
通过使用具有半透光部分的掩模形成第二对准键652、遮光图案654以及构图间隔件656。因而，由于构图间隔件656的第二子层656b比遮光图案654的第二子层654b厚，所以构图间隔件656的高度可以高于遮光图案654。结果，即使在移动液晶板的第一基板和第二基板以微调其对准状态时，遮光图案654也不会与第一基板的顶层相接触。因此，防止了由于遮光图案654的第二子层654b和第一基板的顶层之间的摩擦而引起的对准错误。
图15A至15B是根据本发明第四实施例的COT型LCD的第二基板的示意性剖视图。如图15A所示，在具有用于显示图像的显示区“DA”和围绕该显示区“DA”的非显示区“NDA”的第二基板650上形成有公共电极“CL”。公共电极“CL”可以包括一种透明导电材料(例如氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO))。接着，在公共电极“CL”上依次形成不透明材料层“M”和有机材料层“O”。不透明材料层“M”可以包括遮光的不透明材料(如铬氧化物(CrOx))，有机材料层“O”可以包括光敏透明有机材料。另外，光敏透明有机材料可以为正型或负型。为了便于说明，在图15A至15C中使用了正型有机材料。
非显示区“NDA”可以包括对准键区“AK”和遮光图案区“LSPA”，在后续步骤中分别在这两个区域中形成第二对准键和遮光图案。将遮光区“LSPA”限定为包围显示区“DA”。在形成了有机材料层“O”之后，在有机材料“O”的上方布置具有透光部分“TP”、与遮光图案区“LSPA”相对应的半透光部分“HTP”以及遮光部分“BP”的掩模690。半透光部分“HTP”具有比透光部分“TP”低、比遮光部分“BP”高的透光率。另外，半透光部分“HTP”可由网点膜(half-tone film)或狭缝形成。接着通过掩模690使有机材料层“O”曝光，并随后对曝光后的有机材料层“O”进行显影。
在图15B中，在不透明材料层“M”上形成第一有机材料图案652b、第二有机材料图案654b和第三有机材料图案656b。第二机材料图案654b和第三有机材料图案656b分别对应于掩模690(参见图15A)的半透光部分“HTP”和遮光部分“BP”。虽然遮光部分“BP”对应于图15A中的第一有机图案652b，但是在另一实施例中，半透光部分“HTP”也可对应于第一有机图案652b。因而，第二有机材料图案654b的高度比第三有机材料图案656b低。将第一有机材料图案652b和第二有机材料图案654b分别形成在对准键区“AK”和遮光图案区“LSPA”中。另外，将第三有机材料图案656b形成在显示区“DA”中，并且用作间隔件以维持均匀的液晶板单元间隙。接着，使用第一有机材料图案652b、第二有机材料图案654b和第三有机材料图案656b作为蚀刻掩模，对不透明材料层“M”进行构图。
在图15C中，在公共电极“CL”上形成第一不透明材料图案652a、第二不透明材料图案654a和第三不透明材料图案656a。因此，在对准键区“AK”中形成了具有第一不透明材料图案652a和第一有机材料图案652b的第二对准键652，并且在遮光图案区“LSPA”中形成了具有第二不透明材料图案654a和第二有机材料图案654b的遮光图案654。另外，在显示区“DA”中形成了具有第三不透明材料图案656a和第三有机材料图案656b的构图间隔件656。可以将构图间隔件656布置在显示区“DA”的随机位置上。结果，通过一个掩模工序在第二基板650上形成了第二对准键652、遮光图案654和比遮光图案654高的构图间隔件656。
在根据本发明的COT型LCD器件中，由于减小了密封剂和取向膜之间的距离，所以减少了无效空间，并且降低了制造成本。另外，由于通过一个掩模工序来形成对准键、遮光图案和构图间隔件，所以简化了制造工艺并提高了产量。此外，由于在相邻的数据线和相邻的选通线之间形成遮光图案，因此减小了第一基板的顶层和第二基板的有机材料层之间的接触面积，从而避免了因摩擦而产生的对准错误。此外，通过将遮光图案延伸到密封剂，上盖可以有足够的制造余量。因此，通过使用具有半透光部分的掩模将遮光图案形成为使其高度比构图间隔件低。因而，进一步降低了第一基板的顶层和第二基板的有机材料层之间的接触面积，从而防止了因摩擦产生的对准错误。
对于本领域的技术人员，很显然在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行多种改进和变化。因此，如果这些改进和变化落在所附权利要求及其等同物的范围内，则本发明涵盖这些改进和变化。
本申请要求2003年12月1日提交的韩国专利申请No.2003-0086271和2003年12月1日提交的韩国专利申请No.2003-0086272的优先权，通过引用将其引入本文中，如同在本文中阐明一样。

Claims (33)

1.一种薄膜晶体管上滤色器型液晶显示器件的液晶板，所述液晶板包括：
第一基板和第二基板，它们相互面对并且具有显示区和非显示区，所述非显示区位于所述显示区的周边；
位于所述第一基板上的选通线和数据线，所述选通线和数据线相互交叉以在显示区中限定像素区；
与所述选通线和所述数据线相连的薄膜晶体管；
位于所述薄膜晶体管上方的滤色器层；
位于所述滤色器层上的黑底；
位于所述滤色器层上并且与所述薄膜晶体管相接触的像素电极；
位于所述第二基板上的公共电极；
位于所述像素电极上的第一取向膜和位于所述公共电极上的第二取向膜；
位于所述第二基板的所述非显示区中的第一对准键，所述第一对准键采用与所述第二取向膜相同的材料制成；
在所述显示区和所述非显示区之间的边界处介于所述第一基板和所述第二基板之间的密封剂；以及
介于所述像素电极和所述公共电极之间的液晶层。
2.根据权利要求1所述的液晶板，其中所述第一取向膜和所述第二取向膜与所述密封剂间隔开。
3.根据权利要求1所述的液晶板，其中所述第一对准键为形成在所述第二基板中的图案。
4.根据权利要求1所述的液晶板，还包括位于所述第一基板上并且与所述第一对准键相对应的第二对准键。
5.根据权利要求4所述的液晶板，其中所述第二对准键采用与所述选通线和所述数据线中的至少一个相同的材料形成。
6.根据权利要求1所述的液晶板，其中所述黑底与所述薄膜晶体管相对应。
7.根据权利要求1所述的液晶板，其中所述滤色器层包括与像素区相对应的红色子滤色器、绿色子滤色器和蓝色子滤色器。
8.根据权利要求1所述的液晶板，其中所述薄膜晶体管包括栅极、有源层、源极和漏极。
9.根据权利要求1所述的液晶板，其中所述像素电极和所述公共电极包含氧化铟锡和氧化铟锌中的一种。
10.根据权利要求1所述的液晶板，还包括位于所述显示区中的构图间隔件，以及位于所述显示区和所述非显示区之间的边界处的遮光图案。
11.根据权利要求10所述的液晶板，其中所述第一对准键、所述遮光图案和所述构图间隔件中的每一个包括由不透明材料制成的第一子层和位于所述第一子层上的由有机材料制成的第二子层。
12.根据权利要求11所述的液晶板，其中，所述用于第一子层的有机材料是光敏的。
13.根据权利要求10所述的液晶板，其中，所述遮光图案与所述密封剂交叠。
14.根据权利要求10所述的液晶板，其中，所述遮光图案被形成在相邻的选通线之间和相邻的数据线之间。
15.根据权利要求10所述的液晶板，其中，所述遮光图案的高度低于所述构图间隔件的高度。
16.一种制造薄膜晶体管上滤色器型液晶显示器件的液晶板的方法，包括以下步骤：
在具有显示区和非显示区的第一基板上形成选通线和数据线，所述非显示区位于所述显示区的周边，所述选通线和所述数据线相互交叉以在所述显示区中限定像素区；
形成与所述选通线和所述数据线相连的薄膜晶体管；
在所述薄膜晶体管上方形成滤色器层；
在所述滤色器层上形成黑底；
在所述滤色器层上形成与所述薄膜晶体管相接触的像素电极；
在具有显示区和非显示区的第二基板上形成公共电极；
在所述像素电极上形成第一取向膜和在所述公共电极上形成第二取向膜；
在所述第二基板的所述非显示区中形成第一对准键，所述第一对准键采用与所述第二取向膜相同的材料制成；
在所述第一基板和所述第二基板之间、所述显示区和所述非显示区之间的边界处形成密封剂；
接合所述第一基板和所述第二基板，使得所述像素电极与所述公共电极相互面对；以及
在所述像素电极和所述公共电极之间形成液晶层。
17.根据权利要求16所述的方法，其中与所述第二取向膜同时地形成所述第一对准键。
18.根据权利要求16所述的方法，其中使用印刷法和喷墨法中的一种形成所述第一对准键。
19.根据权利要求16所述的方法，其中通过局部熔化所述第二基板的位于所述非显示区的表面来形成所述第一对准键。
20.根据权利要求16所述的方法，还包括：在第一基板上与所述第一对准键相对应地形成第二对准键。
21.根据权利要求20所述的方法，其中与所述选通线和数据线同时地形成所述第二对准键。
22.根据权利要求16所述的方法，还包括以下步骤：
在所述显示区和所述非显示区之间的边界处形成遮光图案；以及
在所述显示区中形成构图间隔件，同时形成所述第一对准键。
23.根据权利要求22所述的方法，其中形成所述第一对准键、所述遮光图案和所述构图间隔件的步骤包括以下步骤：
在具有所述公共电极的所述第二基板上形成不透明材料层；
在所述不透明材料层上形成光敏有机材料层；
通过具有透光部分和遮光部分的掩模，对所述光敏有机材料层进行曝光；
对所述光敏有机材料层进行显影，以形成第一有机材料图案、第二有机材料图案和第三有机材料图案；以及
使用所述第一有机材料图案、第二有机材料图案和第三有机材料图案作为蚀刻掩模，对所述不透明材料层进行构图，以形成第一不透明材料图案、第二不透明材料图案和第三不透明材料图案，
其中，所述第一不透明材料图案和所述第一有机材料图案构成了所述第一对准键，所述第二不透明材料图案和所述第二有机材料图案构成了所述遮光图案，而所述第三不透明材料图案和所述第三有机材料图案构成了所述构图间隔件。
24.根据权利要求22所述的方法，其中形成所述第一对准键、所述遮光图案和所述构图间隔件的步骤包括以下步骤：
在具有所述公共电极的所述第二基板上形成不透明材料层；
在所述不透明材料层上形成光敏有机材料层；
通过具有透光部分、半透光部分和遮光部分的掩模，对所述光敏有机材料层进行曝光；
对所述光敏有机材料层进行显影，以形成第一有机材料图案、第二有机材料图案和第三有机材料图案，所述第二有机材料图案和第三有机材料图案分别对应于所述半透光部分和遮光部分；以及
使用所述第一有机材料图案、第二有机材料图案和第三有机材料图案作为蚀刻掩模，对所述不透明材料层进行构图，以形成第一不透明材料图案、第二不透明材料图案和第三不透明材料图案，
其中，所述第一不透明材料图案和所述第一有机材料图案构成了所述第一对准键，所述第二不透明材料图案和所述第二有机材料图案构成了所述遮光图案，而所述第三不透明材料图案和所述第三有机材料图案构成了所述构图间隔件。
25.根据权利要求22所述的方法，其中所述遮光图案与所述密封剂交叠。
26.根据权利要求22所述的方法，其中，所述遮光图案被形成在相邻的选通线之间和相邻的数据线之间。
27.一种薄膜晶体管上滤色器型液晶显示器件，包括：
第一基板和第二基板，它们相互面对并具有显示区和非显示区，所述非显示区位于所述显示区的周边；
位于所述第一基板上的选通线和数据线，所述选通线和所述数据线相互交叉以在所述显示区中限定像素区；
与所述选通线和所述数据线相连的薄膜晶体管；
位于所述薄膜晶体管上方的滤色器层；
位于所述滤色器层上的黑底；
位于所述滤色器层上并且与所述薄膜晶体管相接触的像素电极；
位于所述第二基板上的公共电极；
位于所述显示区和所述非显示区之间的边界处的遮光图案，其中所述遮光图案包括由不透明材料制成的第一子层和位于所述第一子层上的由有机材料制成的第二子层；
位于所述显示区中的构图间隔件；
在所述第一基板和所述第二基板之间位于所述显示区和所述非显示区之间的边界处的密封剂；
介于所述像素电极和所述公共电极之间的液晶层；以及
封住所述第一基板和所述第二基板的上盖和下盖，
其中，所述遮光图案与所述上盖的端部相对应。
28.根据权利要求27所述的器件，其中所述构图间隔件包括由不透明材料制成的第一子层和位于所述第一子层上的由有机材料制成的第二子层。
29.根据权利要求27所述的器件，其中所述的遮光图案形成在相邻的选通线和相邻的数据线之间。
30.根据权利要求27所述的器件，其中所述遮光图案的高度低于所述构图间隔件的高度。
31.一种制造薄膜晶体管上滤色器型液晶显示器件的方法，包括以下步骤：
在具有显示区和非显示区的第一基板上形成选通线和数据线，所述非显示区位于所述显示区的周边，所述选通线和所述数据线相互交叉以在所述显示区中限定像素区；
形成与所述选通线和所述数据线相连的薄膜晶体管；
在所述薄膜晶体管的上方形成滤色器层；
在所述滤色器层上形成黑底；
在所述滤色器层上形成与所述薄膜晶体管相接触的像素电极；
在具有显示区和非显示区的所述第二基板上形成公共电极；
在所述第二基板的所述非显示区中形成第一对准键；
在所述显示区和所述非显示区之间的边界处形成遮光图案，其中在形成所述第一对准键和所述遮光图案的同时在所述显示区中形成构图间隔件；
在所述第一基板和所述第二基板之间、所述边界处形成密封剂；
接合所述第一基板和所述第二基板，使得所述像素电极和所述公共电极相互面对；
在所述像素电极和所述公共电极之间形成液晶层；
去除所述第二基板的具有所述第一对准键的部分；以及
形成封住所述第一基板和第二基板的上盖和下盖，使得所述遮光图案与所述上盖的端部相对应。
32.根据权利要求31所述的方法，其中形成所述第一对准键、所述遮光图案和所述构图间隔件的步骤包括以下步骤：
在具有所述公共电极的所述第二基板上形成不透明材料层；
在所述不透明材料层上形成光敏有机材料层；
通过具有透光部分和遮光部分的掩模，对所述光敏有机材料层进行曝光；
对所述光敏有机材料层进行显影，以形成第一有机材料图案、第二有机材料图案和第三有机材料图案；以及
使用所述第一有机材料图案、第二有机材料图案和第三有机材料图案作为蚀刻掩模，对所述不透明材料层进行构图，以形成第一不透明材料图案、第二不透明材料图案和第三不透明材料图案，
其中，所述第一不透明材料图案和所述第一有机材料图案构成了所述第一对准键，所述第二不透明材料图案和所述第二有机材料图案构成了所述遮光图案，而所述第三不透明材料图案和所述第三有机材料图案构成了所述构图间隔件。
33.根据权利要求31所述的方法，其中形成所述第一对准键、所述遮光图案和所述构图间隔件的步骤包括以下步骤：
在具有所述公共电极的所述第二基板上形成不透明材料层；
在所述不透明材料层上形成光敏有机材料层；
通过具有透光部分、半透光部分和遮光部分的掩模，对所述光敏有机材料层进行曝光；
对所述光敏有机材料层进行显影，以形成第一有机材料图案、第二有机材料图案和第三有机材料图案，所述第二有机材料图案和所述第三有机材料图案分别对应于所述半透光部分和所述遮光部分；以及
使用所述第一有机材料图案、第二有机材料图案和第三有机材料图案作为蚀刻掩模，对所述不透明材料层进行构图，以形成第一不透明材料图案、第二不透明材料图案和第三不透明材料图案，
其中，所述第一不透明材料图案和所述第一有机材料图案构成了所述第一对准键，所述第二不透明材料图案和所述第二有机材料图案构成了所述遮光图案，而所述第三不透明材料图案和所述第三有机材料图案构成了所述构图间隔件。
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