CN100460965C - 具有滤色器阵列衬底的液晶显示器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明披露了一种具有阵列衬底的液晶显示器件，包括阵列衬底，衬底上面的多条栅极线和数据线，由栅极和数据线限定象素区，在栅极线和数据线的各个交叉区域形成的薄膜晶体管，薄膜晶体管包括栅极电极，有源层，源极电极和漏极电极，在薄膜晶体管上面暴露出一部分漏极电极的黑底层矩阵，在象素区上接触到漏极电极暴露部分的第一象素电极，其中第一象素电极的端部设置在黑底层矩阵上，设在象素区的第一象素电极上的滤色器，以及在滤色器上的第二象素电极，第一象素电极的两端部与第二象素电极的两端部都相同并且接触，其中第一象素电极和第二象素电极是使用同一掩模通过构图同时形成的，并且滤色器被第一象素电极和第二象素电极完全包裹。

Description

具有滤色器阵列衬底的液晶显示器件及其制造方法
本申请要求享有2002年6月28日的韩国申请2002-036998号的权益，该申请可供参考。
技术领域
本发明涉及到液晶显示器件，具体涉及到在薄膜晶体管结构上具有滤色器阵列衬底的液晶显示器件及其制造方法。尽管本发明适合广泛的应用范围，但特别适合用来提高孔径比和简化制造工序。
背景技术
由于平板显示器件薄而轻并具有低功耗，已经被用于便携式设备的显示器。在各种类型的平板显示器件当中，液晶显示(LCD)器件由于其优良的分辨率，彩色图像显示和显示质量被广泛地用于便携式计算机和桌面计算机。
利用液晶分子的光学各向异性和偏振特性产生预定的图像。液晶分子因其自身的特殊性质而具有特定的排列。用施加在液晶分子上的电场可以改变这种特定的排列。换句话说，施加在液晶分子上的电场能够改变液晶分子的排列。由于光学各向异性，入射光按照液晶分子的排列受到折射。
具体的LCD器件包括具有电极的上、下衬底，衬底彼此间隔并且面对，以及介于衬底之间的液晶材料。这样，若是通过各个衬底的电极对液晶材料施加一个电压，液晶分子的排列方向就随着施加的电压被改变，从而显示出图像。控制施加的电压就能使LCD器件对光线提供各种透射率显示出图像数据。
液晶显示(LCD)器件由于其重量轻，结构薄和低功耗被广泛地用于办公自动化(OA)和视频设备。在不同类型的LCD器件当中，一种有源矩阵LCD(AM-LCD)器件具有薄膜晶体管(TFT)和按矩阵形式布置的象素电极，能提供高分辨率，并能显示高品质的运动图像。典型的LCD面板具有上衬底，下衬底，以及介于衬底之间的液晶材料层。被称为滤色器衬底的上衬底包括公共电极和滤色器。被称为阵列衬底的下衬底包括诸如薄膜晶体管(TFT)等开关元件和象素电极。
如上所述，LCD器件的操作是基于液晶分子的排列方向取决于在公共电极与象素电极之间施加的电场这一原理。因此，液晶分子的作用是根据所施加电压的极性而具有可变光学特性的一种光学调制元件。
图1是按照现有技术的有源矩阵LCD器件的一个示意性透视图。如图1所示，LCD器件11包括被称为滤色器衬底的上衬底5，以及被称为阵列衬底的下衬底22，在两个衬底之间具有一个液晶材料层14。在上衬底5上按照行列矩阵的形状形成黑底层矩阵6和滤色器层8，矩阵中包括被黑底层矩阵6的对应部分包围的多种红(R)，绿(G)，蓝(B)滤色器。另外在上衬底5上形成一个公共电极18，它覆盖滤色器层8和黑底层矩阵6。
在下衬底22上按照对应着滤色器层8的行列矩阵形状形成多个薄膜晶体管T。垂直定位多条交叉的栅极线13和数据线15，使各个TFT T的位置接近栅极线13和数据线15的各个交叉点。另外在下衬底22上由栅极线13和数据线15所限定的一个象素区P上形成多个象素电极17。象素电极17包括具有高透射比的透明导电材料，例如是铟-锡氧化物(ITO)或铟-锌氧化物(IZO)。
仍然参见图1，对应着各个象素P设置一个存储电容C并且与各个象素电极17并联连接。存储电容C是由作为第一电容电极的一部分栅极线13，作为第二电容电极的一个存储金属层30以及一个层间绝缘体(图2中的标号16)构成的。由于存储金属层30是通过一个接触孔连接到象素电极17的，存储电容C与象素电极17有电气接触。
在图1所示的现有技术LCD器件中，通过栅极线13对薄膜晶体管T的栅极电极施加一个扫描信号，并通过数据线15对薄膜晶体管T的源极电极施加一个数据信号。这样就能通过薄膜晶体管T的操作来排列和安排液晶材料层14的液晶分子，并且控制通过液晶材料层14的入射光以显示图像。然而，由于象素电极和公共电极17和18是分别位于上、下衬底5和22上，在上、下衬底5和22之间感应的电场是与上、下衬底5和22的表面垂直的。
在制造图1的LCD器件11时，将上衬底5对准并且附着到下衬底22上。在这一步骤中，上衬底5可能与下衬底22错位，在连接上、下衬底5和22时的误差余量可能使制成的LCD器件11发生光泄漏。
图2是沿图1中II-II线提取的一个示意性截面图，表示现有技术液晶显示(LCD)器件的一个象素。
如图2所示，现有技术的LCD器件包括上衬底5，下衬底22，和液晶层14。上、下衬底5和22被彼此间隔，而液晶层14介于二者之间。习惯上分别将上、下衬底5和22称为阵列衬底和滤色器衬底，因为滤色器层8是形成在上衬底上，而多个阵列元件是形成在下衬底22上。
在图2中，薄膜晶体管T被形成在下衬底22的正面。薄膜晶体管T包括栅极电极32，有源层34，源极电极36，和漏极电极38。在栅极电极32与有源层34之间设置一个保护栅极电极32的栅极绝缘层16。如图1所示，栅极电极32从栅极线13延伸，而源极电极36从数据线15延伸。栅极，源极和漏极电极32，36和38都是用金属材料制成的，而有源层34是用硅制成的。在薄膜晶体管T上形成一个用于保护的钝化层40。在象素区P内设置用透明导电材料制成的象素电极17，并且接触到漏极电极38和存储金属层30。
同时，如上所述，将栅极电极13作为存储电容C的第一电极，而将存储金属层30作为存储电容C的第二电极。这样，栅极电极13和存储金属层30就能与夹在中间的栅极绝缘层16构成存储电容C。
仍然参见图2，上衬底5在薄膜晶体管T上方与第一衬底22有间隔。在上衬底5的背面对应着薄膜晶体管T和栅极线13的位置设有黑底层矩阵6。黑底层矩阵6形成在上衬底5的整个表面上并具有对应着下衬底11的象素电极17的开口，如图1所示。黑底层矩阵6防止LCD面板中的光泄漏到象素电极17之外。黑底层矩阵6保护薄膜晶体管T避光，这种黑底层矩阵6能够防止在薄膜晶体管T中产生光电流。滤色器层8被形成在上衬底5的背面覆盖黑底层矩阵6。滤色器8各自具有红、绿、蓝色中的一种并且对应着象素电极17所处的区域。在上衬底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。
在上述现有技术的LCD面板中，象素电极17与滤色器是一对一对应的。另外，为了防止象素电极17与栅极和数据线13和15之间的交扰，象素电极17与数据线15的间隔距离是A，而与栅极线13的间隔距离是B，如图2所示。象素电极17与数据和栅极线15和13之间的开放空间A和B会在LCD器件中造成如漏光这样的故障。也就是说，漏光主要发生在开放空间A和B中，因此，在上衬底5上形成的黑底层矩阵6应该覆盖这些开放空间A和B。然而，在将上衬底5与下衬底22相对布置时，在上衬底5与下衬底22之间可能发生错位。因此，黑底层矩阵6要延伸覆盖这些开放空间A和B。也就是说，设计黑底层矩阵6是为了提供一个防止漏光的对准余量。然而，在随着黑底层矩阵6的延伸，液晶面板的孔径比会随着黑底层矩阵6的对准余量而减小。另外，如果黑底层矩阵6的对准余量有误差，就会在开放空间A和B中出现漏光，如此会降低LCD器件的图像质量。
发明内容
本发明要提供一种在薄膜晶体管结构上具有滤色器阵列衬底的液晶显示器件及其制造方法，能够基本上消除因现有技术的局限和缺点造成的这些问题。
本发明的另一目的是为液晶显示器件提供一种阵列衬底，，使其具有高孔径比。
本发明的再一目的是提供一种为液晶显示器件形成阵列衬底的方法，能够简化制造工艺并提高产量。
以下要说明本发明的附加特征和优点，一部分可以从说明书中看出，或者是通过对本发明的实践来学习。采用说明书及其权利要求书和附图中具体描述的结构就能实现并达到本发明的目的和其他优点。
为了按照本发明的意图实现上述目的和其他优点，以下要具体和广泛地说明，具有阵列衬底的一种液晶显示器件包括阵列衬底上面的多条栅极线和数据线，由栅极和数据线限定象素区，在栅极线和数据线的各个交叉区域形成的薄膜晶体管，薄膜晶体管包括栅极电极，有源层，源极电极和漏极电极，在薄膜晶体管上面暴露出一部分漏极电极的黑底层矩阵，在象素区上接触到漏极电极暴露部分的第一象素电极，其中第一象素电极的端部设置在黑底层矩阵上，设在象素区的第一象素电极上的滤色器，以及在滤色器上接触到第一象素电极的第二象素电极，第一象素电极的两端部与第二象素电极的两端部都相同并且第一象素电极的两端部接触第二象素电极的两端部，其中所述第一象素电极和第二象素电极是使用同一掩模通过构图同时形成的，并且所述滤色器被所述第一象素电极和第二象素电极完全包裹。
具有阵列衬底的这种液晶显示器件进一步包括栅极电极与有源层之间的第一绝缘层，和黑底层矩阵与薄膜晶体管之间的第二绝缘层。第一和第二绝缘层是用由选自氮化硅和氧化硅的无机材料形成的。
本发明的液晶显示器件还包括象素区上的一个存储电容，该电容包括第一绝缘层上的存储金属层和用做第一存储电极的一部分栅极线。第二象素电极通过黑底层矩阵和第二绝缘层中的存储接触孔接触到存储金属层。第一象素电极通过黑底层矩阵和第二绝缘层中的漏极接触孔接触到漏极电极。
或是由黑底层矩阵暴露出漏极电极的一端侧部，使第一象素电极接触到漏极电极的这一侧部。在这种液晶显示器件的有源层与源极和漏极电极之间还包括一个电阻接触层。此处的滤色器形成在第一象素电极和第二象素电极之间。
按照本发明的另一方面，用来形成具有阵列衬底的液晶显示器件的一种制造方法包括在阵列衬底上面形成多条栅极线和数据线，由栅极和数据线限定象素区，在栅极线和数据线的各个交叉区域形成薄膜晶体管，薄膜晶体管包括栅极电极，有源层，源极电极和漏极电极，在薄膜晶体管上面形成暴露出一部分漏极电极的黑底层矩阵，在具有黑底层矩阵的整个基板表面上形成第一象素电极层，在第一象素电极层上形成位于象素区中的滤色器，在具有滤色器的整个基板表面上形成第二象素电极层，以及利用同一掩模对第一象素电极层和第二象素电极层同时进行构图，形成第一象素电极和第二象素电极，其中所述第一象素电极一端部在黑底层矩阵上方，第一象素电极的两端部与第二象素电极的两端部都相同。
应该意识到以上的概述和下文的详细说明都是解释性的描述，都是为了进一步解释所要求保护的发明。
附图说明
所包括的用来便于理解本发明并且作为本申请一个组成部分的附图表示了本发明的实施例，连同说明书一起可用来解释本发明的原理。
在附图中：
图1表示现有技术液晶显示器件的一个分解透视图；
图2是沿图1中II-II线提取的一个示意性截面图，表示现有技术液晶显示器件的一个象素；
图3是按照本发明在薄膜晶体管结构上有一个滤色器的一种阵列衬底的局部平面示意图；
图4A到4G是沿图3中IV-IV线提取的截面图，表示按照本发明第一实施例制造阵列衬底的处理步骤；以及
图5A到5F的截面图表示按照本发明第二实施例制造阵列衬底的处理步骤。
具体实施方式
以下要具体描述在附图中例举的本发明实施例。在可能的情况下，对所有附图中相同或类似的部件都采用相同的标号。
图3是按照本发明在薄膜晶体管结构上具有滤色器的一种阵列衬底的局部平面示意图。
如图3所示，阵列衬底100包括多条横向设置的栅极线102和多条纵向设置的数据线116。多条栅极线102和多条数据线116彼此交叉而限定象素区P。在栅极线102和数据线116的各个交叉部位形成薄膜晶体管T。薄膜晶体管T包括栅极电极104，有源层108，源极电极112和漏极电极114。在由许多栅极线和数据线102和116限定的象素区P内设置有多个滤色器128。另外对应着各个象素区P设置一个双层象素电极。第一象素电极126和第二象素电极130具有相同的形状。尽管在图3中没有表示，第一象素电极126被设置在滤色器128下方并且接触到漏极电极114，而第二象素电极130被设置在滤色器128上并且接触到第一象素电极126。也就是说，滤色器128位于第一和第二象素电极126和130之间，并且第二象素电极130通过第一象素电极126电气接触到漏极电极114。
在栅极线102和存储金属层118的一个部位还包括一个存储电容C。栅极线102的这一部位作为存储电容C的第一电极。而存储金属层118的这一部位作为存储电容C的第二电极。第一和第二象素电极126和130电气接触到存储金属层118，因而在电路上是并联连接到存储电容C的。
图3的阵列衬底100在薄膜晶体管(COT)结构上具有一个滤色器。在这种COT结构中，黑底层矩阵120和滤色器128形成在阵列衬底100上。所设置的黑底层矩阵120对应着薄膜晶体管T及栅极线102和数据线116，能够防止LCD器件漏光。黑底层矩阵120是用不透明无机材料形成的，能够遮挡入射到薄膜晶体管T的光。它还能保护薄膜晶体管T免受外部冲击。另外，设置在滤色器128下面的第一象素电极126在制造过程中能保护栅极线102，防止显影剂损伤到滤色器128。
图4A到4G是沿图3中IV-IV线提取的截面图，表示按照本发明第一实施例制造阵列衬底的工艺步骤。
在图4A中，在衬底100表面上淀积第一金属层，然后构图形成栅极线102和栅极电极104。然后在衬底100上形成栅极绝缘层106(或第一绝缘层)覆盖栅极线102和栅极电极104。栅极绝缘层106是用诸如氮化硅(SiNx)和氧化硅(SiO2)等无机材料形成的。然后在栅极绝缘层106的整个表面上按顺序淀积本征非晶硅层(a-Si:H)和n+-搀杂的非晶硅层(n+a-Si:H)，随后同时构图形成有源层108。然后在有源层108上形成电阻接触层110。
在图4B中，在形成有源层108和电阻接触层110之后，在衬底100上面淀积第二金属层，然后构图形成源极电极112，漏极电极114，数据线116和存储金属层118。可以用铬(Cr)，钼(Mo)，铜(Cu)，钽(Ta)，以及其任意组合的合金中的一种形成第二金属层。源极电极112从数据线116延伸并接触到电阻接触层110的一个部位。漏极电极114与源极电极112隔开并接触到电阻接触层110的另一部位。存储金属层118与栅极线102重叠。然后用源极和漏极电极112和114作为掩模蚀刻源极和漏极电极112和114之间那一部位的电阻接触层110。这样就完成了薄膜晶体管T和存储电容C。例如可以用双层的铜/钼形成源极和漏极电极112和114。如参照图3所述，薄膜晶体管T是由栅极电极104，有源层108，电阻接触层110，源极电极112和漏极电极114构成的。而存储电容C是由栅极线102，存储金属层118和设在二者之间的第一绝缘体106构成的。
然后在衬底100的整个表面上淀积第二绝缘层119覆盖构图的第二金属层。可以用氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiO2)形成第二绝缘层119。用第二绝缘层119增强在后续步骤中形成的一个有机层的附着力。第二绝缘层119能防止有源层108与有机层之间的不良接触。如果在有源层108与有机层之间不会发生不良接触，就不需要第二绝缘层119。
在图4C中，在第二绝缘层119上淀积一种具有低介电常数的不透明有机材料120a。这种黑色的不透明有机材料120a构成黑底层矩阵。
图4D表示形成黑底层矩阵的步骤。对形成在第二绝缘层119上的不透明有机材料120a进行构图，在薄膜晶体管T，数据线116和栅极线102上面形成一个黑底层矩阵120。由于黑底层矩阵120是用有机材料形成的，能保护薄膜晶体管T。可以用透明有机或无机材料替代不透明有机材料120a作为TFT-保护层的附加步骤。然而，要使用透明材料就需要多一个在上衬底上形成一个黑底层矩阵。在对不透明有机材料120a构图而形成黑底层矩阵120时，要形成一个漏极接触孔122和一个存储接触孔124分别暴露出一部分漏极电极114和一部分存储金属层118。另外，在对不透明有机材料120a构图时，还要去掉对应着象素区P的一部分第一和第二绝缘体106和119暴露出一部分衬底100。在对不透明有机材料120a构图时也可以保留栅极绝缘层106，以便控制在后续步骤中形成的滤色器的高度。也就是说，滤色器的高度是由栅极绝缘层106的存在所确定的。
在图4E中，在衬底100的整个表面上淀积铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)的第一透明电极层126覆盖黑底层矩阵120。第一透明电极层126通过漏极接触孔122接触到漏极电极114，并通过存储接触孔124接触到存储金属层118。第一透明电极层126在后续步骤中能防止对滤色器构图的显影剂渗入栅极绝缘层106。
在栅极线102和栅极电极104的台阶部位可能还形成劣质的栅极绝缘层106，并可能有针孔和裂纹等等缺陷。因此，在对滤色器构图时，滤色器的显影剂有可能渗入栅极绝缘层106而损伤栅极线102和栅极电极104。形成第一透明电极层126就能防止这种损伤并实现工艺的稳定性。
在图4F中，在第一透明电极层126上形成彩色树脂，然后构图形成滤色器128a，128b和128c。如上所述，用来显示全色谱的滤色器128a，128b和128c被形成在象素区P上。然后在滤色器128和第一透明电极层126的暴露部位上面形成第二透明电极层130。象第一透明电极层126一样，第二透明电极层130是用铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)形成的。如图4F所示，第二透明电极层130接触到第一透明电极层126。
图4G表示对第一和第二透明电极层126和130构图形成双层象素电极(即一般称之为夹层电极)的工艺步骤。用同一个掩模对第一和第二透明电极层126和130同时构图，对应着各个象素区P形成夹层象素电极。或者是首先对第一透明电极层126构图，然后在上面形成滤色器。然后再对第二透明电极层130构图。这种夹层象素电极是由第一象素电极126a和第二象素电极130a构成的。
按照本发明的第一实施例，黑底层矩阵120和滤色器128是在下衬底100中形成的，这样能使液晶显示器件具有高孔径比。另外，由于象素电极具有双层结构，在阵列衬底的制造步骤中能够改善工艺的稳定性。
以下要参照图5A到5F解释本发明的第二实施例。在第二实施例中，象素电极是在漏极电极的侧面并且接触到漏极电极的端面侧部。
图5A到5F的截面图表示按照本发明第二实施例制造图3的阵列衬底的工艺步骤。在第二实施例中，薄膜晶体管和存储电容的形成步骤与第一实施例相同。
在图5A中，在一个衬底200表面上淀积第一金属层，然后构图形成栅极线202和栅极电极204。然后在衬底200上形成一个栅极绝缘层206(或第一绝缘层)覆盖栅极线202和栅极电极204。可以用氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiO2)等无机材料形成栅极绝缘层206。在栅极绝缘层206的整个表面上按顺序淀积一个本征非晶硅层(a-Si:H)和一个n+-搀杂的非晶硅层(n+a-Si:H)，随后同时构图形成一个有源层208。然后在有源层208上形成一个电阻接触层210。
在图5B中，在形成有源层208和电阻接触层210之后，在整个衬底200上面淀积第二金属层，然后构图形成源极电极212，漏极电极214，数据线216和存储金属层218。可以用铬(Cr)，钼(Mo)，铜(Cu)，钽(Ta)，以及其任意组合的合金中的一种形成第二金属层。源极电极212从数据线216延伸并接触到电阻接触层210的一个部位。漏极电极214与源极电极212隔开并接触到电阻接触层210的另一部位。存储金属层218与栅极线202重叠。然后用源极和漏极电极212和214作为掩模蚀刻源极和漏极电极212和214之间那一部位的电阻接触层210。这样就完成了薄膜晶体管T和存储电容C。正如参照图3所述，薄膜晶体管T是由栅极电极204，有源层208，电阻接触层210，源极电极212和漏极电极214构成的。而存储电容C是由栅极线202，存储金属层218和设在二者之间的栅极绝缘层206构成的。
在完成薄膜晶体管T和存储电容C之后，在衬底200的整个表面上淀积第二绝缘层219覆盖构图的第二金属层。可以用氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiO2)形成第二绝缘层219。用第二绝缘层219增强在后续步骤中形成的一个有机层的附着力。第二绝缘层219能防止有源层208与后续形成的有机材料之间的不良接触。如果在有源层208与有机材料之间不会发生不良接触，就不需要第二绝缘层219。
在图5C中，在第二绝缘层219上淀积一种具有低介电常数的不透明有机材料220a。这种黑色的不透明有机材料220a构成黑底层矩阵。不透明有机材料220a能保护薄膜晶体管T和存储电容C免受外部冲击。可以用透明有机或无机材料替代不透明有机材料220a作为TFT-保护层。然而，要使用透明材料就需要多一个在上衬底上形成一个黑底层矩阵的附加步骤。
图5D表示形成黑底层矩阵和第一透明电极的工艺步骤。对形成在第二绝缘层219上的不透明有机材料220a构图，在薄膜晶体管T，数据线216和栅极线202上方形成一个黑底层矩阵220，与第一实施例不同，在第二实施例中，在对不透有机材料120a构图形成黑底层矩阵220时，要暴露出漏极电极214的端面侧部。接着，形成存储接触孔224以暴露一部分存储金属层218。另外，在对不透明有机材料220a构图时，也要去掉第一和第二绝缘层206和219对应着象素区P的那些部分暴露出衬底200。在第二实施例中是暴露出漏极电极214的端面侧部来替代第一实施例中的漏极接触孔122，这样能改善漏极电极214与第一透明电极层226之间的接触。
在形成黑底层矩阵220之后，在衬底200的整个表面上淀积铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)构成的第一透明电极层226，使其覆盖黑底层矩阵220，薄膜晶体管T和存储电容C。第一透明电极层226通过存储接触孔224接触到存储金属层218并且与漏极电极314的侧面相接。通过不透明有机材料220a难以形成诸如漏极接触孔这样的细小接触孔，并且接触孔可能会被残留物堵塞。因此，为了解决接触问题，在对不透明有机材料220a构图的过程中要如图5D所示完全暴露出漏极电极214的端面侧部。
同时，第一透明电极层226在后续步骤中能防止对滤色器构图的显影剂渗入栅极绝缘层206。如上所述，在栅极线202和栅极电极204的台阶部位可能形成劣质的栅极绝缘层206，并可能有针孔和裂纹等等缺陷。因此，在对滤色器构图时，滤色器的显影剂有可能渗入栅极绝缘层206而损伤栅极线202和栅极电极204。形成第一透明电极层226就能防止这种损伤并实现处理的稳定性。
在图5E中，在第一透明电极层226上形成彩色树脂，然后构图形成滤色器228a，228b和228c。如上所述，滤色器形成在象素区P上。然后在滤色器228和第一透明电极层226的暴露部位上形成第二透明电极层230。象第一透明电极层226一样，第二透明电极层230是用铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)形成的。如图5E所示，第二透明电极层230在滤色器228两侧接触到第一透明电极层226。
图5F表示对第一和第二透明电极层226和230构图形成双层象素电极(一般称之为夹层电极)的处理步骤。如图所示，用同一个掩模对第一和第二透明电极层226和230同时构图，对应着各个象素区P形成夹层象素电极。或者是首先对第一透明电极层226构图，然后在其上面形成滤色器。然后再对第二透明电极层230构图。这种夹层象素电极是由第一象素电极226a和第二象素电极230a构成的。
第二实施例与第一实施例的不同之处是黑底层矩阵220没有漏极接触孔。通过不透明有机材料难以形成接触孔。这样，在薄膜晶体管上面形成黑底层矩阵时不用形成漏极接触孔，按照本发明的第二实施例能够提供工艺的稳定性。
按照本发明，COT-结构的阵列衬底具有带黑底层矩阵的滤色器。薄膜晶体管上面的不透明有机材料不仅作为黑底层矩阵还能构成TFT-保护层。因此，本发明能简化制造步骤并降低生产成本。另外，由于在阵列衬底中形成黑底层矩阵，在设计和对准上、下衬底时不需要考虑对准余量，这样能增大孔径比。
本领域的技术人员能够看出，无需脱离本发明的原理或范围还能对这种具有薄膜晶体管结构阵列衬底的液晶显示器件及其制造方法进行各种各样的修改和变更。因此，本发明应该覆盖属于本发明权利要求书及其等同物范围内的修改和变更。

Claims (22)

1.一种具有阵列衬底的液晶显示器件包括：
阵列衬底上面的多条栅极线和数据线，由栅极和数据线限定象素区；
在栅极线和数据线的各个交叉区域形成的薄膜晶体管，薄膜晶体管包括一栅极电极，一有源层，一源极电极和一漏极电极；
在薄膜晶体管上面暴露出一部分漏极电极的黑底层矩阵；
在象素区上接触到漏极电极暴露部分的第一象素电极，其中第一象素电极的端部设置在黑底层矩阵上；
设在象素区的第一象素电极上的滤色器；以及
在滤色器上接触到第一象素电极的第二象素电极，第一象素电极的两端部与第二象素电极的两端部都相同，并且第一象素电极的两端部接触第二象素电极的两端部，其中所述第一象素电极和第二象素电极是使用同一掩模通过构图同时形成的，并且所述滤色器被所述第一象素电极和第二象素电极完全包裹。
2.按照权利要求1的器件，其特征是进一步包括栅极电极与有源层之间的第一绝缘层。
3.按照权利要求2的器件，其特征是进一步包括薄膜晶体管上的第二绝缘层。
4.按照权利要求2的器件，其特征是第一绝缘层是用无机材料形成的。
5.按照权利要求4的器件，其特征是无机材料选自氮化硅和氧化硅。
6.按照权利要求2的器件，其特征是还包括第一绝缘层上的存储电容。
7.按照权利要求6的器件，其特征是第一象素电极通过黑底层矩阵中的存储接触孔接触到存储电容。
8.按照权利要求1的器件，其特征是第一象素电极通过黑底层矩阵中的漏极接触孔接触到漏极电极。
9.按照权利要求1的器件，其特征是黑底层矩阵暴露出漏极电极的一个端面侧部，使第一象素电极直接接触到漏极电极的这一端面侧部。
10.按照权利要求1的器件，其特征是在有源层与源极和漏极电极之间还包括一个电阻接触层。
11.按照权利要求1的器件，其特征是第一象素电极直接接触到衬底。
12.一种用于形成具有阵列衬底的液晶显示器件的方法，包括：
在阵列衬底上形成多条栅极线和数据线，由栅极和数据线限定象素区；
在栅极线和数据线的各个交叉区域形成薄膜晶体管，薄膜晶体管包括栅极电极，有源层，源极电极和漏极电极；
在薄膜晶体管上面形成暴露出一部分漏极电极的黑底层矩阵；
在具有黑底层矩阵的整个基板表面上形成第一象素电极层；
在第一象素电极层上形成位于象素区中的滤色器；
在具有滤色器的整个基板表面上形成第二象素电极层；以及
利用同一掩模对第一象素电极层和第二象素电极层同时进行构图，形成第一象素电极和第二象素电极，其中所述第一象素电极一端部在黑底层矩阵上方，第一象素电极的两端部与第二象素电极的两端部都相同。
13.按照权利要求12的方法，其特征是进一步包括在栅极电极和有源层之间形成第一绝缘层。
14.按照权利要求13的方法，其特征是进一步包括在薄膜晶体管上形成第二绝缘层。
15.按照权利要求13的方法，其特征是第一绝缘层是用无机材料形成的。
16.按照权利要求15的方法，其特征是无机材料选自氮化硅和氧化硅。
17.按照权利要求13的方法，其特征是还包括在第一绝缘层上形成存储电容。
18.按照权利要求17的方法，其特征是第一象素电极通过黑底层矩阵中的存储接触孔接触到存储电容。
19.按照权利要求12的方法，其特征是第一象素电极通过黑底层矩阵中的漏极接触孔接触到漏极电极。
20.按照权利要求12的方法，其特征是黑底层矩阵暴露出漏极电极的一个端面侧部，使第一象素电极直接接触到漏极电极的这一端面侧部。
21.按照权利要求12的方法，其特征是进一步包括在有源层与源极和漏极电极之间形成一个电阻接触层。
22.按照权利要求12的方法，其特征是第一象素电极直接接触到衬底。
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