CN101726947B - 用于液晶显示器件的阵列基板、其制造方法、以及具有其的液晶显示器件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于液晶显示器件的阵列基板、其制造方法、以及具有该阵列基板的液晶显示器件。本发明公开的液晶显示器件的阵列基板、其制造方法、以及具有其的液晶显示器件通过使用可降低光漏电流以使光漏损耗最小化的屏蔽薄膜可消除光损耗，由此可提高图像质量。

Description

用于液晶显示器件的阵列基板、其制造方法、以及具有其的液晶显示器件
本申请根据35U.S.C.119的规定要求享有于2008年10月10日申请的韩国专利申请No.10-2008-0099401的优先权，在此将其以全文引用的方式结合以供参考。
技术领域
本申请公开的内容涉及一种液晶显示器件，并且尤其是涉及一种用于液晶显示器件的阵列基板、其制造方法、以及具有所述陈列基板的液晶显示器件，所述阵列基板的制造方法是一种适于通过使光漏电流最小化来提高图像质量的制造方法。
背景技术
通常，液晶显示器件通过利用电场来对液晶的透光率进行控制，从而显示图像。为此，液晶显示器件包括像素区域排列成矩阵形状的液晶显示面板、用于驱动液晶显示面板的驱动电路、以及用于向液晶显示面板提供指定量的光的背光单元。
在液晶显示面板中，多条栅线和多条数据线交叉设置，并且像素区域位于由栅线与数据线的垂直交叉点所限定的区域中。在液晶显示面板中形成有用于将电场施加到每个像素区域上的像素电极和公共电极。每个像素电极通过薄膜晶体管(即开关器件)的源极端和漏极端而与数据线相连。通过施加到栅线上的扫描脉冲导通薄膜晶体管以使数据线的数据信号在像素电极中充电。
液晶显示面板包括两个基板(上下基板)以及形成于这两个基板之间的液晶层。在这两个基板中的上基板上形成有滤色器和黑矩阵，而在下基板中形成有薄膜晶体管(TFT)以对应于所述的黑矩阵。
通过形成液晶层的液晶单元、黑矩阵、液晶显示面板上基板的滤色器将从背光单元的光源射出的光反射，由此来影响薄膜晶体管的沟道层。因此，这将影响在像素电极中充电的像素电压并由此在像素电极中充电的像素电极与提供给数据线的实际数据信号之间产生差别，从而产生例如显示不想要的图像这样的图像质量劣化问题。
薄膜晶体管的沟道层会受到光的影响，因此如果上基板的液晶单元、黑矩阵、以及滤色器所反射的光进入到薄膜晶体管的沟道层，那么就会在沟道层中产生漏电流。由此，这会影响在像素电极中充电的像素电压，从而产生图像质量劣化，例如产生不想要的图案。
发明内容
因此，本发明的实施方案涉及可基本上消除由于现有技术的限制和缺陷所导致的一个或多个问题的液晶显示器件。
本申请公开的实施方案的发明目的是提供一种液晶显示器件的阵列基板、其制造方法、以及具有所述阵列基板的液晶显示器件，所述制造方法适于通过在钝化层上形成与薄膜晶体管的沟道层相对应的屏蔽薄膜以便拦截由液晶单元、黑矩阵、以及滤色器所反射的光从而使薄膜晶体管的沟道层的漏电流所引起的图像质量劣化达到最小化。
本申请公开的实施方案的另一发明目的是提供一种液晶显示器件的阵列基板、适于提高图像质量的所述阵列基板的制造方法、以及具有所述阵列基板的液晶显示器件。
在随后的描述中阐述了这些实施方案的附加特点和优点，并且在某种程度上从该描述中可显而易见地得知，或者可从该实施方案的实施中学习到。这些实施方案的优点是通过尤其在文字描述及其权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得的。
在本发明实施方案的一个总的方面中，用于液晶显示器件的阵列基板包括：基板；栅电极，该栅电极形成在所述的基板上；栅绝缘薄膜，该栅绝缘薄膜形成在形成有栅电极的基板上；半导体层，该半导体层形成在形成有栅绝缘薄膜的基板上以便与栅电极相对应；源电极和漏电极，该源电极和漏电极在形成有半导体层的基板上彼此相隔；钝化层，该钝化层形成在形成有源电极和漏电极的基板的整个表面中；像素电极，该像素电极形成在钝化层之上并且通过接触孔与漏电极电连接；以及与所述像素电极同时形成的屏蔽薄膜，所述屏蔽薄膜位于所述钝化层上与所述栅电极相对应，其中所述屏蔽薄膜与所述像素电极相隔。
在本发明实施方案的另一方面中，液晶显示器件的阵列基板的制造方法包括：制备基板的步骤；在基板上形成栅电极的第一掩模工艺步骤；在形成有栅电极的基板上形成栅绝缘薄膜的步骤；在形成有栅绝缘薄膜的基板上形成与栅电极相对应的有源层，在有源层上形成彼此相隔的源电极和漏电极，并且在源电极和漏电极与有源层之间形成欧姆接触层的第二掩模工艺步骤；在形成有源电极和漏电极以及欧姆接触层的基板上形成钝化层的步骤；在钝化层上形成接触孔以使一部分漏电极曝露的第三掩模工艺步骤；以及在钝化层上形成通过接触孔与漏电极相连的像素电极，和与像素电极同时形成且位于与栅电极相对应的位置的屏蔽薄膜的第四掩模工艺步骤。
在本发明实施方案的另一方面中，液晶显示器件包括：液晶显示面板；以及用于将光照射到液晶显示面板的光源，并且其中液晶显示面板包括：具有薄膜晶体管的第一基板，所述薄膜晶体管包括栅电极、形成在栅电极上的栅绝缘薄膜、形成于栅绝缘薄膜上的与栅电极相对应的半导体层、半导体层上的彼此相隔的源电极和漏电极、形成在源电极和漏电极上的钝化层、通过接触孔与钝化层上的漏电极电连接的像素电极、以及与像素电极同时形成且位于钝化层上与栅电极相对应的位置的屏蔽薄膜；第二基板，该第二基板与第一基板相面对并且包括滤色器和黑矩阵；以及形成在第一和第二基板上的有源层，并且其中屏蔽薄膜拦截从光源射出的光以便防止光通过在第二基板的液晶层、黑矩阵、以及滤色器中反射而进入到半导体层的沟道部分。
本领域普通技术人员在审阅了附图和详细描述后可显而易见地得知本发明可以有多种其它的系统、方法、特征、以及优点。所有这些其它的系统、方法、特征、以及优点也都包含在本文的描述之中、且落在本申请公开内容的范围之内、并且受到随后所附权利要求的保护。不应认为这部分是对那些权利要求书要求保护范围所做出的限制。下面结合各实施方案对本发明的其它各方面和优点进行讨论。应该了解的是对本申请公开的先前概述及其后详细描述都是示例性和说明性的，且意欲对权利要求书所要求保护的发明提供进一步的说明。
附图的简要描述
用于对本发明的实施方案提供进一步理解，和结合在申请中且构成了本申请一部分的本申请所附的附图对本发明公开的实施方案进行了说明，并且与本申请说明书一起用于对本发明的公开进行解释。在附图中：
图1是用于对根据本申请公开的实施方案的液晶显示器件的阵列基板的一部分进行说明的示意图；
图2是沿着线I-I′截取的图1薄膜晶体管(TFT)的剖面图；
图3至8是用于按顺序地说明图1薄膜晶体管的制造方法的示意图；以及
图9是用于对现有技术薄膜晶体管的漏电流与根据本发明公开的薄膜晶体管的漏电流进行比较的曲线图。
具体实施方式
现在详细参见本发明公开的实施方案，在本申请的附图中对该公开的实施方案的实施例进行了说明。
提供下文中介绍的这些实施方案是为了以示例的方式向本领域普通技术人员传达这些实施方案的精神。因此，这些实施方案可具体体现为不同方式，本发明并不局限于在此所描述的这些实施方案。此外，在附图中为了方便起见夸大地示出了所述器件的大小和厚度。只要可能，在包括附图的本发明的公开中尽量使用相同的参考标记指代相同或相似的部件。
图1是用于对根据本发明公开的实施方案的液晶显示器件的阵列基板的一部分进行说明的示意图。
如图1所示，根据本发明公开的实施方案的液晶显示器件的阵列基板包括在玻璃基板201上的栅线GL和数据线DL，所述栅线在其端部具有栅极焊盘214，所述数据线DL与所述栅线GL相交以限定像素区域P并且在所述数据线DL的一端具有数据焊盘218。
栅极焊盘电极216和数据焊盘电极220的每一个都分别位于栅极焊盘214和数据焊盘218的上部并分别与栅极焊盘214和数据焊盘218接触。
在栅线GL与数据线DL的交叉区域上形成了包括栅极202、包含欧姆接触层的半导体层204、源极206、漏极208、以及屏蔽图案212的薄膜晶体管TFT。
在所述像素区域P中形成了与薄膜晶体管TFT的漏电极208电连接的像素电极210。
薄膜晶体管TFT的栅极202是与栅线GL同时形成的并且与栅线GL电连接。源极206是与数据线DL同时形成的并且与数据线DL电连接。
如图1所示，薄膜晶体管(TFT)可以成诸如“U”形或者岛形这样的各种形状。
薄膜晶体管TFT的屏蔽图案212与像素电极210同时形成，并且可以由与像素电极210相同的材料来形成。当光从背光照射到包括用于液晶显示器件的阵列基板的液晶显示面板时，屏蔽图案212起到了屏蔽从液晶单元、滤色器、以及形成在与液晶显示器件的阵列基板相面对的滤色器基板上的黑矩阵反射的且施加到薄膜晶体管TFT上的光这样的作用。
图2是沿着线I-I′截取的图1的薄膜晶体管TFT的剖面图。
如图2所示，薄膜晶体管TFT包括从栅线GL延伸出的栅电极202、在形成有栅电极202的基板201上形成的栅绝缘薄膜203、在栅绝缘薄膜203上形成的与栅电极202相对应的半导体层204、在半导体层204上形成的彼此相隔的源电极和漏电极206，208、在形成有源电极和漏电极206，208的基板201上形成的钝化层205、以及在钝化层205上形成的与栅电极202相对应的屏蔽图案212。
另一方面，漏电极208通过钝化层205上的接触孔与像素电极210电连接。
半导体层204包括有源层204a和欧姆接触层204b。
屏蔽图案212形成于钝化层205上以与栅电极202相对应并且由相同于像素电极210材料的铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)形成。屏蔽图案212可以由钼钛合金(MoTi)、铜(Cu)、钼合金(MoNb)、钼(Mo)、铬(Cr)、以及铝(AlNd)中的任何一种来形成。
当光从背光照射到包括具有薄膜晶体管TFT的用于液晶显示器件的阵列基板的液晶显示面板时，屏蔽图案212起到了屏蔽由形成在与液晶显示器件的阵列基板相面对的滤色器阵列基板中的液晶单元、滤色器、以及黑矩阵反射到薄膜晶体管TFT的光这样的作用。
如果从背光所照射的光被滤色器阵列基板的液晶单元、滤色器、以及黑矩阵反射以进入到薄膜晶体管TFT的半导体层204的沟道层时，则漏电流就会在薄膜晶体管TFT的沟道层中流动。因此，在钝化层205上形成屏蔽图案212，就可以防止由滤色器阵列基板的液晶单元、滤色器、以及黑矩阵所反射的光流入到薄膜晶体管TFT的沟道层中，从而可以使漏电流达到最小化。
屏蔽图案212可以以各种形状来形成，该所述的屏蔽图案212的形状能够通过形成在滤色器阵列基板中的结构而防止光进入到薄膜晶体管TFT的沟道层。
图3至8是顺序地说明图1的薄膜晶体管的制造方法的示意图。
如图3所示，根据本发明公开的实施方案的薄膜晶体管的第一掩模工艺选择包括铝Al、铝合金AlNd、钨W、铬Cr、钼Mo等的导电金属组中的任何一种导电金属将该所述导电金属沉积在基板201上，并将其构图以形成栅电极202。
如图4所示，在形成有栅电极202的基板201的整个表面形成栅绝缘薄膜203。通过选择包括氮化硅SiNx、氧化硅a-Si:H等的无机绝缘材料组中的任何一种无机绝缘材料，将该无机绝缘材料沉积在基板201上来形成栅极绝缘薄膜203。依照情况需要，通过沉积包括苯并环丁烷BCB、丙烯酸树脂等的有机绝缘材料中的任何一种有机绝缘材料来形成栅绝缘薄膜203。
使非晶硅a-Si:H 204A沉积以形成在已形成有栅绝缘薄膜203的基板201上，和将掺杂的非晶硅n+a-Si:H 204B沉积以形成在非晶硅204A上。使导电金属薄膜207沉积以形成在形成有非晶硅204A和掺杂的非晶硅204B的基板201上。
导电金属薄膜207由包括铝Al、铝合金AlNd、钨W、铬Cr、钼Mo等的导电金属组中的任何一种导电金属来形成。
如图5所示，通过第二掩模工艺来构图非晶硅204A、掺杂的非晶硅204B、以及导电金属薄膜207。
具体地说，在形成有非晶硅204A、掺杂的非晶硅204B、以及金属图案207的基板201上形成光敏膜(未示出)(photosensitive)。如果包括透光部分、半透光部分、以及光屏蔽部分的掩模(未示出)位于形成有光敏膜的基板201上，那么使光照射到掩模的上部，使下部的光敏膜曝光并显影，此后根据掩模的透光部分、半透光部分、以及屏蔽部分所处的区域而在基板201上构图光敏膜。
形成有图案化光敏膜的基板201按顺序地经历灰化处理和蚀刻处理。通过该处理，使导电金属薄膜形成为彼此相隔的源电极和漏电极206，208，使掺杂的非晶硅204B形成为能使源电极和漏电极206，208相隔一距离的欧姆接触层204B。使非晶硅204B的一部分曝露于外部以成为有源层204a。
如图6所示，在形成有源电极和漏电极206，208的基板201上形成钝化层205。钝化层205起到了保护源电极和漏电极206，208、有源层204a、以及欧姆接触层204b使之免于遭受来自外部的杂质的影响这样的作用。通过使漏电极208的一部分在形成有钝化层205的基板201上曝露的第三掩模工艺来形成接触孔。
接触孔形成在钝化层205上以使漏电极208的一部分曝露于外部。
如图7所示，在形成有包括接触孔的钝化层205的基板201上形成透明金属薄膜209。透明金属薄膜209形成在基板201的整个表面上以与部分曝露的漏电极208相连。透明金属薄膜209是由从包括铟锡氧化物(ITO)和铟锌氧化物(IZO)的透明导电金属组中选择出来的任何一个种形成。
如图8所示，通过第四掩模工艺构图所述形成在基板201的整个表面上的透明金属薄膜209。
具体地说，在形成有透明金属薄膜209的基板201的上部上形成光敏膜(未示出)，包括透光部分和光屏蔽部分的掩模(未示出)位于光敏膜的上部。此后，如果光照射到掩模的上部以曝光并且显影下部的光敏膜，那么根据掩模的透光部分和光屏蔽部分所处的区域来构图光敏膜。
分别在漏电极208所处的部分以及栅电极202所处的部分上形成构图后图案化的光敏膜。如果在除去了曝露于图案化的光敏膜之间的透明金属薄膜209之后移除了图案化的光敏膜，那么就在形成有钝化膜205的基板201上在对应于栅电极202的位置上形成了屏蔽图案212。
如上所述，该屏蔽图案212可以由与像素电极210相同材料的铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)来形成。此外，屏蔽图案212可以是由钼钛MoTi、铜Cu、钼合金MoNb、钼Mo、铬Cr、以及铝合金AlNd中的任何一种材料来形成。
当光从背光照射到包括有用于液晶显示器件的阵列基板的液晶显示面板时，所述液晶显示器件具有包括有屏蔽图案212的薄膜晶体管TFT，屏蔽图案212起到的作用是屏蔽由形成在与液晶显示器件的一阵列基板相面对的滤色器阵列基板中的液晶单元、滤色器、以及黑矩阵反射到薄膜晶体管TFT的光。
如果从背光所照射的光被滤色器阵列基板的液晶单元、滤色器、以及黑矩阵反射并且进入到薄膜晶体管TFT的半导体层204的沟道层时，漏电流就会在薄膜晶体管TFT的沟道层中流动。因此，在钝化层205上形成屏蔽图案212，这样就可以防止由滤色器阵列基板的液晶单元、滤色器、以及黑矩阵反射的光进入到薄膜晶体管TFT的沟道层中，从而使漏电流达到最小化。
由于使薄膜晶体管TFT的漏电流达到了最小化，因此在与薄膜晶体管TFT相连的像素电极中充电的像素电压就不会受到影响，从而可以提高图像质量。
图9是对现有技术的薄膜晶体管的漏电流与根据本发明公开的薄膜晶体管的漏电流进行比较的曲线图。
如图9所示，该曲线图的横轴是施加到薄膜晶体管的栅极端的栅电压Vg，并且该曲线图的纵轴是薄膜晶体管的漏电流loff。
当施加了-5V的栅电压Vg时，现有技术薄膜晶体管的漏电流是692pA，而根据本发明公开的包括屏蔽图案212的薄膜晶体管的漏电流是166pA。因此，可以观察到当与现有技术薄膜晶体管的漏电流相比时根据本发明公开的包括屏蔽图案212的薄膜晶体管的漏电流降低了70％。图9所示的曲线图是一实验数据，但是其可以表明与现有技术薄膜晶体管的漏电流相比根据本发明公开的包括屏蔽图案212的薄膜晶体管的漏电流降低了很多。
因此，如本发明的公开内容所述，屏蔽图案包含在钝化层中，因此通过防止从背光照射的光通过滤色器阵列基板进入到薄膜晶体管的沟道层从而使漏电流达到最小化。由于使薄膜晶体管的漏电流达到了最小化，因此在与薄膜晶体管TFT相连的像素电极中充电的像素电压就不会受到影响，这样就可以提高图像质量，显示所期望的图像。
如上所述，本发明在钝化层上形成屏蔽薄膜以对应于薄膜晶体管的沟道层以此拦截由在上基板中所形成的液晶单元、黑矩阵、以及滤色器反射的光，并使沟道层的漏电流达到最小化，从而提高了图像质量。
虽然通过上述实施方案已对本发明进行了说明，但是本领域普通技术人员应该理解的是本发明并不局限于这些实施方案，而是在不脱离本发明精神的情况下可做出各种改变或修改。因此，本发明的范围仅仅是由所附的权利要求及其等同物来确定。

Claims (8)

1.一种液晶显示器件的阵列基板包括：
基板；
栅电极，该栅电极形成在所述基板上；
栅绝缘薄膜，该栅绝缘薄膜形成在形成有栅电极的基板上；
半导体层，该半导体层形成在形成有栅绝缘薄膜的基板上以便与栅电极相对应；
源电极和漏电极，该源电极和漏电极在形成有半导体层的基板上彼此相隔；
钝化层，该钝化层形成在形成有源电极和漏电极的基板的整个表面；
像素电极，该像素电极形成在钝化层之上并且通过接触孔与漏电极电连接；以及
与所述像素电极同时形成的屏蔽薄膜，所述屏蔽薄膜位于所述钝化层上与所述栅电极相对应，其中所述屏蔽薄膜与所述像素电极相隔。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其中屏蔽薄膜拦截进入到半导体层的沟道部分中的光。
3.根据权利要求1所述的阵列基板，其中屏蔽薄膜是由铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)材料来形成。
4.一种液晶显示器件的阵列基板的制造方法，包括：
制备基板的步骤；
在基板上形成栅电极的第一掩模工艺步骤；
在形成有栅电极的基板上形成栅绝缘薄膜的步骤；
在形成有栅绝缘薄膜的所述基板上形成与栅电极相对应的有源层、在有源层上形成彼此相隔的源电极和漏电极、以及在源电极和漏电极与有源层之间形成欧姆接触层的第二掩模工艺步骤；
在形成有源电极和漏电极以及欧姆接触层的基板上形成钝化层的步骤；
在钝化层上形成接触孔以使漏电极的一部分曝露的第三掩模工艺步骤；以及
在钝化层上形成通过接触孔与漏电极相连的像素电极以及与像素电极同时形成且位于与栅电极相对应的位置的屏蔽薄膜的第四掩模工艺步骤。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其中屏蔽薄膜是由铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)材料来形成。
6.根据权利要求4所述的制造方法，其中屏蔽薄膜拦截进入到有源层的光。
7.一种液晶显示器件，包括：
液晶显示面板；以及
用于将光照射到液晶显示面板的光源，
其中所述的液晶显示面板包括：
具有薄膜晶体管的第一基板，所述薄膜晶体管包括栅电极、形成在栅电极上的栅绝缘薄膜、形成在栅绝缘薄膜上的与栅电极相对应的半导体层、半导体层上的彼此相隔的源电极和漏电极、形成在源电极和漏电极上的钝化层、通过接触孔与钝化层上的漏电极电连接的像素电极、以及与像素电极同时形成且位于钝化层上与栅电极相对应的位置的屏蔽薄膜；
第二基板，该第二基板与第一基板相面对并且包括滤色器和黑矩阵；以及
形成在第一和第二基板上的有源层，
其中屏蔽薄膜拦截从光源射出的光以便防止光通过在第二基板的液晶层、黑矩阵、以及滤色器中反射而进入到半导体层的沟道部分。
8.根据权利要求7所述的液晶显示器件，其中屏蔽薄膜是由铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)材料来形成。
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