CN102486917A - 显示装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开显示装置及其制造方法。显示装置包括：第一绝缘基板；第二绝缘基板，面对第一绝缘基板；多个像素，设置在第一绝缘基板上，均包括：栅电极，设置于第一绝缘基板上；栅极绝缘层，设于第一绝缘基板上以覆盖栅电极；半导体图案，设置于栅极绝缘层上以与栅电极重叠；源电极，设于半导体图案上；漏电极，设于半导体图案上以与源电极隔开；透明像素电极，包括第一像素电极和第二像素电极，第一像素电极设于栅极绝缘层上并且部分地与漏电极接触，第二像素电极覆盖第一像素电极；公共电极，设置于第一绝缘基板或第二绝缘基板上以与像素电极一起形成电场，第一像素电极包括至少包含铟的导电金属氧化物层，第二像素电极包括不包含铟的导电金属氧化物层。

Description

显示装置及其制造方法
相关申请交叉引证
本申请要求于2010年12月2日提交的第10-2010-0122279号韩国专利申请的优先权，其全部内容以引证方式结合于此。
技术领域
本发明涉及一种显示装置及该显示装置的制造方法。
背景技术
通常，根据液晶层的驱动方法，液晶显示器被分为面内切换(in-planeswitching，IPS)模式液晶显示器、垂直配向(VA)模式液晶显示器、以及面线切换(plane-to-line switching，PLS)模式液晶显示器。
PLS模式液晶显示器利用水平电场和竖直电场驱动液晶层中的液晶分子。根据PLS模式液晶显示器，液晶层中的液晶分子被边缘电场基本平行于基板地转动。
发明内容
本发明的实施方式提供一种具有改进的显示质量的显示装置，显示装置包括：第一绝缘基板；第二绝缘基板，面对第一绝缘基板；多个像素，设置在第一绝缘基板上，均包括：栅电极，设置于第一绝缘基板上；栅极绝缘层，设于第一绝缘基板上以覆盖栅电极；半导体图案，设置于栅极绝缘层上以与栅电极重叠；源电极，设于半导体图案上；漏电极，设于半导体图案上以与源电极隔开；透明像素电极，包括第一像素电极和第二像素电极，第一像素电极设于栅极绝缘层上并且部分地与漏电极接触，第二像素电极覆盖第一像素电极；公共电极，设置于第一绝缘基板或第二绝缘基板上以与像素电极一起形成电场，第一像素电极包括至少包含铟的导电金属氧化物层，第二像素电极包括不包含铟的导电金属氧化物层。
本发明的实施方式提供一种该显示装置的制造方法包括：在第一绝缘基板上形成第一导电层；将所述第一导电层图案化以形成栅电极；在所述第一绝缘基板上形成栅极绝缘层以覆盖所述栅电极；在所述栅极绝缘层上顺序地形成半导体材料和第二导电层；对所述半导体材料和所述第二导电层图案化以形成半导体图案、源电极和漏电极，所述源电极和所述漏电极形成于所述半导体图案上并且彼此隔开以露出所述半导体图案的一部分；在所述栅极绝缘层上顺序地形成第一透明导电金属氧化物层和第二透明导电金属氧化物层；对所述第一透明导电金属氧化物层和所述第二透明导电金属氧化物层图案化，以便露出所述半导体图案的所述一部分并且形成连接于所述漏电极的像素电极；利用包含氢源的等离子体或者包含氢和氮源的等离子体对所述第一绝缘基板进行等离子体处理；以及形成保护层以覆盖所述像素电极，其中，所述第一透明导电金属氧化物层包括至少包含铟的导电金属氧化物层，并且所述第二透明导电金属氧化物层包括不包含铟的导电金属氧化物层。
根据实施方式，显示装置包括第一绝缘基板、面对第一绝缘基板的第二绝缘基板、以及设置于第一绝缘基板上的多个像素。
每个像素均包括薄膜晶体管、像素电极、保护层以及公共电极。薄膜晶体管包括栅电极、栅极绝缘层、半导体图案、源电极以及漏电极。
栅电极设置于第一绝缘基板上。栅极绝缘层设置于第一绝缘基板上以覆盖栅电极。半导体图案设置于栅极绝缘层上以与栅电极重叠。源电极设置于半导体图案上，并且漏电极设置于半导体图案上以与源电极隔开。
像素电极包括第一像素电极和第二像素电极。第一像素电极设置于栅极绝缘层上并且部分地与漏电极接触。第二像素电极覆盖第一像素电极。
公共电极设置于第一绝缘基板或第二绝缘基板上以与像素电极一起形成电场。第一像素电极包括至少包含铟的导电金属氧化物层，并且第二像素电极包括不包含铟的导电金属氧化物层。
第一像素电极和第二像素电极包括锡和锌中的至少一种。源电极和漏电极中的每一个均具有包含镍、铬、钼、铝、钛、铜、钨或其合金的单层结构或者多层结构。
公共电极包括主分支部以及从主分支部伸出且彼此隔开的多个子分支部。公共电极设置于第一绝缘基板与栅极绝缘层之间，并且与栅电极绝缘，或者公共电极设置于第二绝缘基板上。
根据实施方式，提供如下的显示装置制造方法。在第一绝缘基板上形成第一导电层，并将第一导电层图案化以形成栅电极。在第一绝缘基板上形成栅极绝缘层以覆盖栅电极。在栅极绝缘层上顺序地形成半导体材料和第二导电层。对半导体材料和第二导电层图案化以形成半导体图案、源电极和漏电极。源电极和漏电极形成于半导体图案上并且彼此隔开以露出半导体图案的一部分。在栅极绝缘层上顺序地形成第一透明导电金属氧化物层和第二透明导电金属氧化物层。对第一透明导电金属氧化物层和第二透明导电金属氧化物层图案化，以便露出半导体图案的一部分并且形成连接于漏电极的像素电极。然后，利用包含氢源的等离子体或者包含氢和氮源的等离子体对第一绝缘基板进行等离子体处理。形成保护层以覆盖像素电极。第一透明导电金属氧化物层包括至少包含铟的导电金属氧化物层，并且第二透明导电金属氧化物层包括不包含铟的导电金属氧化物层。
根据上面所述，可以防止导致图像模糊的缺陷在对像素电极进行等离子体处理时出现在像素电极上。因而，显示装置可以具有高透射率。
附图说明
当结合附图进行考虑时，通过参照下面的详细描述，本发明的上述以及其它优点将变得容易理解。
图1为示出了由根据本发明第一实施方式的显示装置制造方法所制造的显示装置的一部分的平面图；
图2为沿图1所示的线I-I’截取的横截面图；
图3A为示出了根据本发明第一实施方式的制造方法的第一光刻处理的结果的平面图；
图3B为沿图3A所示的线I-I’截取的横截面图；
图4A为示出了根据本发明第二实施方式的制造方法的第二光刻处理的结果的平面图；
图4B为沿图4A所示的线I-I’截取的横截面图；
图5A为示出了根据本发明第三实施方式的制造方法的第三光刻处理的结果的平面图；
图5B为沿图5A所示的线I-I’截取的横截面图；
图6A为示出了根据本发明第四实施方式的制造方法的第四光刻处理的结果的平面图；
图6B为沿图6A所示的线I-I’截取的横截面图；
图7为示出了由根据本发明第二实施方式的显示装置制造方法所制造的显示装置的一部分的平面图；
图8为沿图7所示的线II-II’截取的横截面图；
图9为示出了由根据本发明第三实施方式的显示装置制造方法所制造的显示装置的一部分的平面图；以及
图10为沿图9所示的线III-III’截取的横截面图。
具体实施方式
应当理解，当指出一个元件或层在另一个元件或层“上”、“连接到”或“耦合到”另一个元件或层时，该元件或层可以直接在另一元件或层上、直接连接到或直接耦合到另一个元件或层，或者可能存在居间的元件或层。相反，当指出一个元件或层“直接”在另一个元件或层上、“直接连接到”或“直接耦合到”另一个元件或层时，则不存在居间的元件或层。全文中，相同标号表示相同元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目中的任意的及所有的组合。
应当理解，尽管本文可能使用术语第一、第二等来描述不同的元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应该被这些术语所限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分区分开来。因此，在不背离本发明教导的情况下，下文所述的第一元件、部件、区域、层或部分可以称为第二元件、部件、区域、层或部分。
为了便于说明，本文可能使用诸如“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等空间关系术语，以描述图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。应当理解，空间关系术语旨在还包括使用或操作中的装置的除图中所示方位之外的不同方位。例如，如果翻转图中的装置，则描述为位于其它元件或特征“下方”或“下面”的元件将被定位在其它元件或特征的“上方”。因此，示例性术语“下方”能包括上方和下方两个方位。装置可以以其它方式定位(旋转90度或位于其它方位)，并且本文所用的空间关系描述符可相应地进行解释。
本文使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，而不是旨在限制本发明。正如本文使用的，除非文中清楚地指出并非如此，否则当没有具体限定所包括的项的数量时，其表明可以包括一个所列项，也可以包括多个所列项。还可以理解，当在本说明书中使用术语“包括(includes)”和/或“包含(including)”时，表明存在所述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或附加有一个或多个其它的特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。
除非另外限定，否则本文所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)的含义与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的含义相同。还可以理解，诸如在常用词典中定义的那些术语应该解释为具有与其在相关技术领域的背景中的含义一致的含义，不应理解为理想化的或过于正式的含义，除非本文明确限定。
下面，将参照附图对本发明进行详细解释。
图1为示出了由根据本发明第一实施方式的显示装置制造方法所制造的显示装置的一部分的平面图，并且图2为沿图1所示的线I-I’截取的横截面图。下面，为了方便解释，将描述由根据第一实施方式的制造方法所制造的显示装置，然后描述根据第一实施方式的制造方法。
参照图1和图2，显示装置包括第一基板100、面对第一基板100的第二基板200、介于第一基板100与第二基板200之间的液晶层300。由于第一基板100上形成有薄膜晶体管，因而第一基板100被称为薄膜晶体管基板，并且由于第二基板200上形成有滤色器CF，因而第二基板200被称为滤色器基板。
第一基板100包括第一绝缘基板101、多条栅极线、多条数据线以及多个像素PXL。第一绝缘基板101具有矩形形状，并且包含透明绝缘材料。
栅极线形成于第一绝缘基板101上并且沿第一方向延伸。栅极线包括(n+p)条栅级线GL1、......、GLn、GLn+1、......、GL(n+p-1)和GLn+p。
数据线设置于栅极线上，其中数据线与栅极线之间具有绝缘层，并且数据线沿与第一方向交叉的第二方向延伸。数据线包括(m+q)条数据线DL1、......、DLm、DLm+1、......、DL(m+q-1)和DLm+q。每个像素连接于栅级线GL1、......、GLn、GLn+1、......、GL(n+p-1)和GLn+p中的一条以及数据线DL1、......、DLm、DLm+1、......、DL(m+q-1)、DLm+q中的一条。
像素PXL具有相同的结构和功能。因而，为了方便解释，图1中示出了第n条栅极线GLn、第m条数据线DLm和一个像素PXL。
每个像素PXL包括薄膜晶体管、连接于薄膜晶体管的像素电极PE、覆盖像素电极PE的保护层113、以及与像素电极PE隔开的公共电极CE。薄膜晶体管包括栅电极GE、栅极绝缘层111、半导体图案SM、源电极SE和漏电极DE。
栅电极GE从第n条栅极线GLn伸出，从而使得其所形成的一部分比第n条栅极线GLn的其它部分宽。
栅电极GE可以由诸如镍、铬、钼、铝、钛、铜、钨或其合金的金属形成。栅电极GE可以具有单层结构或者多层结构。例如，栅电极GE可以具有包括顺序层叠的钼、铝和钼的三层结构、钛和铜的双层结构、或者钛和铜的合金的单层结构。
栅极绝缘层111设置于第一绝缘基板101上，并且覆盖第n条栅极线GLn。
半导体图案SM设置在栅极绝缘层111上。在平面图中，半导体图案SM与栅电极GE部分地重叠。半导体图案SM包括设置于栅极绝缘层111上的有源图案ACT和设置于有源图案ACT上的欧姆接触层OC。有源图案ACT可以是非晶硅薄层，并且欧姆接触层OC可以是n+非晶硅薄层。欧姆接触层OC设置于有源图案ACT的一部分与源电极SE之间以及有源图案ACT的一部分与漏电极DE之间。欧姆接触层OC在有源图案ACT与源电极SE之间以及在有源图案ACT与漏电极DE之间提供欧姆接触。
源电极SE从第m条数据线DLm分支。源电极SE设置于欧姆接触层上，并且其一部分与栅电极GE重叠。
漏电极DE与源电极SE隔开。半导体图案SM从源电极SE下方延伸至漏电极DE下方。漏电极DE设置于欧姆接触层OC上，并且其一部分与栅电极GE重叠。
源电极SE和漏电极DE可以包括镍、铬、钼、铝、钛、铜、钨或其合金。源电极SE和漏电极DE中的每一个均可以具有单层结构或者多层结构。例如，源电极SE和漏电极DE中的每一个均可以具有以一个在另一个上的方式层叠的钛和铜的双层结构或者具有钛和铜的合金的单层结构。
源电极SE和漏电极DE在半导体图案SM上彼此隔开预定距离。因此，有源图案ACT的与源电极SE和漏电极DE之间的区域相对应的上表面未被电极SE或DE覆盖。有源图案ACT的未被电极SE或DE覆盖的该区域用作沟道区域CH，在该沟道区域中，当电压施加于栅电极GE时，在源电极SE与漏电极DE之间形成导电沟道。
像素电极PE设置于漏电极DE和栅极绝缘层111上。像素电极PE设置于栅极绝缘层111上以及漏电极DE的一部分上，以便与栅极绝缘层111和漏电极DE的该部分直接接触。
在所示的具体实施方式中，像素电极PE在平面图中具有矩形形状，但这并不是对本发明的限制。像素电极PE形成为没有开口的单个片。
当从横截图中观看时，像素电极PE包括第一像素电极PEa和第二像素电极PEb。第一像素电极PEa设置于漏电极DE和栅极绝缘层111上，以便与漏电极DE和栅极绝缘层111直接接触。第二像素电极PEb设置于第一像素电极PEa上以覆盖第一像素电极PEa。第一像素电极PEa由透明导电材料制成。详细地，第一像素电极PEa包含诸如氧化铟锡、氧化铟锌或氧化铟锡锌的透明导电材料。
第二像素电极PEb包括不包含铟的透明导电氧化物。第二像素电极PEb可以包含氧化锡或氧化锌。第二像素电极PEb可以包含掺杂有杂质(即，掺杂剂)的氧化锡、或者掺杂有杂质的氧化锌。杂质可以是铝、锗、镓或者它们的混合物。第二像素电极PEb中包含的杂质相对于氧化锡或氧化锌的浓度约为氧化锡或氧化锌的5％(wt％，质量分数)以下。如果杂质的浓度增加至超过例如5％(wt％，质量分数)的上述比例，则像素电极PEb难以被有效地掺杂。
在平面图中，第一像素电极PEa具有与第二像素电极PEb相同的尺寸，并且与第二像素电极PEb重叠。
第一像素电极PEa比第二像素电极PEb薄。第二像素电极PEb的电阻小于第一像素电极PEa的电阻。因而，为了充分地将电压施加于像素电极PE以驱动液晶层300，第二像素电极PEb形成为比第一像素电极PEa厚。
保护层113设置于像素电极PE上。保护层113覆盖沟道区域CH和像素电极PE。保护层113包括氮化硅(SiNx)。
公共电极CE形成在保护层113上。公共电极CE可以由透明导电材料形成。具体地，公共电极CE可以由诸如氧化铟锡、氧化铟锌或氧化铟锡锌的导电金属氧化物形成。
公共电极CE包括形成于每个像素PXL中的主分支部CE1以及从主分支部CE1延伸的子分支部CE2。每个像素PXL中的主分支部CE1延伸至相邻像素PXL中的主分支部CE1或子分支部CE2，以便被连接于该相邻像素PXL中的主分支部CE1或该相邻像素PXL中的其中一个子分支部CE2。因此，与像素PXL无关，公共电极CE可接收统一电压。
子分支部CE2彼此隔开相同距离。子分支部CE2沿预定方向延伸以便彼此基本平行。在本实施方式中，子分支部CE2沿预定方向从主分支部CE1延伸，但它们不应局限于此。即，主分支部CE1和子分支部CE2可以具有其它形状。例如，子分支部CE2可以从主分支部CE1向上或向下伸出，或者主分支部CE1可以形成环形或者可以在一个或多个位置处折弯。
第二基板200包括第二绝缘基板201和滤色器CF。滤色器CF为穿过液晶层300的光提供颜色。滤色器CF包括红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器。红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器可以布置于像素PXL中，从而每个像素PXL具有一个滤色器。
包括液晶分子的液晶层300设置在第一基板100与第二基板200之间。
在显示装置中，当向第n条栅极线GLn施加栅极信号时，连接于第n条栅极线GLn的薄膜晶体管被导通。因此，施加于第m条数据线DLm的数据信号通过导通的薄膜晶体管而被施加至像素电极PE。当数据信号被施加至像素电极PE时，在像素电极PE与公共电极CE之间形成电场。施加至像素电极PE的电压与施加至公共电极的电压不同。例如，当大约零伏的电压施加至公共电极CE时，大约7伏的电压可以施加至像素电极PE。由公共电极电压与像素电极电压之间的差所产生的电场来驱动液晶分子。利用该电压差来控制穿过液晶层300的光的量，从而显示期望的图像。
下面，将描述根据本发明第一实施方式的显示装置制造方法。特别地，将首先描述第一基板100的制造方法。
根据本发明第一实施方式，可以利用四个掩模通过第一至第四光刻处理来制造显示装置的第一基板100。
图3A为示出了根据本发明第一实施方式的制造方法的第一光刻处理的结果的平面图，图3B为沿图3A所示的线I-I’截取的横截面图，图4A为示出了根据本发明第二实施方式的制造方法的第二光刻处理的结果的平面图，图4B为沿图4A所示的线I-I’截取的横截面图，图5A为示出了根据本发明第三实施方式的制造方法的第三光刻处理的结果的平面图，图5B为沿图5A所示的线I-I’截取的横截面图，图6A为示出了根据本发明第四实施方式的制造方法的第四光刻处理的结果的平面图，并且图6B为沿图6A所示的线I-I’截取的横截面图。
参照图3A和3B，通过第一光刻处理形成第n条栅极线GLn和栅电极GE。为此，顺序地在第一绝缘基板101上形成第一导电层和光刻胶层。然后，将光刻胶层曝光并显影以形成光刻胶层图案，并且将光刻胶层图案用作掩模而对第一导电层图案化，从而形成第n条栅极线GLn和栅电极GE。
第一导电层可以由诸如镍、铬、钼、铝、钛、铜、钨或其合金的金属形成。利用前述的金属，第一导电层可以具有单层结构或者多层结构。
参照图4A和4B，通过利用第二光刻处理在其上形成有第n条栅极线GLn和栅电极GE的第一绝缘基板101上形成第m条数据线DLm、包括沟道区域CH的半导体图案SM、源电极SE和漏电极DE。在形成第m条数据线DLm、包括沟道区域CH的半导体图案SM、源电极SE和漏电极DE之前，在第一绝缘基板101上形成栅极绝缘层111，以覆盖第n条栅极线GLn和栅电极GE。第二光刻处理使用狭缝掩模或者衍射掩模。
虽然在图4A和4B中未示出，第二光刻处理如下：
在其上形成有第n条栅极线GLn和栅电极GE的第一绝缘基板101上顺序地形成栅极绝缘层111、半导体层、第二导电层和光刻胶层，以覆盖第n条栅极线GLn和栅电极GE。
可以通过在栅极绝缘层111上顺序地形成非晶硅层和n+非晶硅层而形成半导体层。第二导电层可以具有镍、铬、钼、铝、钛、铜、钨或其合金的单层结构或者多层结构。例如，第二导电层可以具有钛和铜的双层结构、或者钛和铜的合金的单层结构。
然后，利用狭缝掩模或者衍射掩模将光刻胶层曝光并显影。因此，形成了光刻胶层图案，该光刻胶层图案的厚度根据其位置而不同。之后，将光刻胶层图案用作掩模，对第二导电层、非晶硅层和n+非晶硅层选择性地蚀刻。因而，非晶硅图案、n+非晶硅图案和第二导电图案形成于栅电极GE之上，以具有基本上相同的尺寸。
然后，通过灰化处理(ashing process)或者回蚀处理去除光刻胶层图案的一部分。当将剩余的光刻胶层图案用作掩模来去除第二导电图案和n+非晶硅层之后，形成第m条数据线、源电极SE和漏电极DE，并且在源电极SE与漏电极DE之间露出沟道区域CH。
参照图5A和5B，通过第三光刻处理在其上形成有第m条数据线DLm、半导体层、源电极SE和漏电极DE的第一绝缘基板101上形成像素电极PE。
为此，在其上形成有第m条数据线DLm、半导体层、源电极SE和漏电极DE的第一绝缘基板101上顺序地形成第一透明导电金属氧化物层、第二透明导电金属氧化物层和光刻胶层。然后，将光刻胶层曝光并显影以形成光刻胶层图案。之后，将该光刻胶层图案用作掩模，基本上同时地将第一和第二导电金属氧化物层图案化。
第一透明导电金属氧化物层可以由诸如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锡锌(ITZO)的透明导电金属形成。
第二透明导电金属氧化物层可以由不包含铟的透明导电材料形成。例如，第二透明导电金属氧化物层可以包括氧化锡或氧化锌。第二透明导电金属氧化物层可以包括掺杂有杂质的氧化锡、或者掺杂有杂质的氧化锌。杂质可以是铝、锗、镓或者它们的混合物。第二像素电极PEb中包含的杂质相对于氧化锡或氧化锌的组成比例约为质量分数5％(wt％)以下。如果杂质的组成比例增加至超过氧化锡/锌的5重量％(wt％)，则难以有效地掺杂第二像素电极PEb。
因而，在漏电极DE的一部分上形成像素电极PE，以与漏电极DE重叠并接触栅极绝缘层111。
然后，虽然在图5A和5B中未示出，但是对其上形成有像素电极PE的第一绝缘基板101进行等离子体处理。利用氢气(H2)或者氢气(H2)和氮气(N2)的混合物进行等离子体处理工艺。进行等离子体处理工艺以减少露出的沟道区域CH中的硅的自由键(悬空键，dangling bond)。另外，等离子体处理工艺可被用以去除在第三光刻处理期间产生的污染物。
参照图6A和6B，当在第一绝缘基板101上形成保护层113之后，在其上形成有像素电极PE的第一绝缘基板101上形成公共电极CE。通过第四光刻处理形成公共电极CE。
为了形成公共电极CE，当在第一绝缘基板101上形成像素电极PE之后，在第一绝缘基板101上顺序地形成保护层113、透明导电材料层和光刻胶层。然后，将光刻胶层曝光并显影以形成光刻胶层图案，并且将光刻胶层图案用作掩模以将透明导电材料层图案化。
利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)处理来沉积保护层113。利用硅烷(SiH4)气、氨(NH3)气、氮(N2)气和氢(H2)气进行PECVD处理，因此保护层113由氮化硅(SiNx)形成。
将通过上述处理制造的第一基板100与其上形成有图1的滤色器CF的第二基板200结合。在第一基板100与第二基板200之间形成液晶层300。
如上所述，根据第一实施方式，可以利用四个掩模通过四次光刻处理制造第一基板100，因而避免了由于铟的还原引起的缺陷。所述缺陷如下。
有时，像素电极PE由含铟的透明导电氧化物材料形成。含铟的透明导电氧化物材料包括具有铟的锌或锡。例如，氧化铟锡包括大约质量分数90％(wt％)的氧化铟(In2O3)和大约质量分数10％(wt％)的氧化锡(SnO)。
因此，在第二光刻处理之后对沟道区域CH应用等离子体处理工艺时，氧化铟材料在等离子体处理工艺期间与H*反应。因而，H*被氧化，并且铟被还原以被析出(precipitated)。在不考虑系数的情况下，铟与H*之间的反应的反应式如下面的化学式。
[化学式]
In2O3+H*→In↓+OH
铟析出在像素电极PE的表面上。该析出使得像素电极PE的透射率变差，从而产生了显示装置上所显示的图像变得模糊和不清晰的缺陷。另外，被析出的铟使得像素电极PE的电导率降低，从面显示装置的显示质量变差。
为了防止这种类型的缺陷，尝试了一种方法，即，在沟道区域CH上形成包含氮化硅(SiNx)的钝化层并蚀刻该钝化层。但是，由于所执行的钝化处理和蚀刻处理是附加步骤，因此，使用这种技术的处理时间和制造成本明显较高。
另外，该缺陷不仅可能出现在第二光刻处理之后的等离子体处理工艺期间，而且可能出现在形成保护层113的处理期间。由于保护层113由氮化硅(SiNx)形成，所以使用硅烷(SiH4)气、氨(NH3)气、氮(N2)气和氢(H2)气，以通过PECVD处理利用氮化硅(SiNx)形成保护层113。因而，来自氢气的H*与含铟的透明导电氧化物材料反应，如化学式所示。因此，在形成保护层113时，可能发生由铟的析出而导致的缺陷。
但是，根据第一实施方式，像素电极PE以双层结构形成，并且在第二光刻处理之后露出的部分不包含铟。因而，虽然在第二光刻处理之后对像素电极PE应用了氢-等离子体处理或者氢-氮-等离子体处理，但是，不会在像素电极PE的表面上出现铟析出。另外，虽然当形成保护层113时对像素电极PE应用了等离子体处理，但是铟不会在像素电极PE的表面上析出。因此，避免了由于铟的析出而引起的任何显示质量劣化。
在第一实施方式中，描述了PLS模式显示装置，其中，公共电极CE形成于像素电极PE上，但这并不限制本发明。在第二实施方式中，公共电极CE设置于像素电极PE下方，并且公共电极CE具有与像素电极PE不同的形状。
图7为示出了由根据本发明第二实施方式的显示装置制造方法所制造的显示装置的一部分的平面图，并且图8为沿图7所示的线II-II’截取的横截面图。在图7和图8中，相同附图标号表示与图1和图2中相同的元件，并因此将省略对相同元件的详细描述。
参照图7和图8，第一基板100包括多条栅极线、多条数据线和多个像素，每个像素均连接于栅极线中的相应栅极线以及数据线中的相应数据线。
根据第二实施方式，每个像素PXL均包括薄膜晶体管、连接于薄膜晶体管的像素电极PE、覆盖像素电极PE的保护层113、以及与像素电极PE隔开的公共电极CE。薄膜晶体管包括栅电极GE、栅极绝缘层111、半导体图案SM、源电极SE和漏电极DE。
公共电极CE设置于第一绝缘基板101上。当在平面图中观看时，公共电极CE设置于彼此相邻的两条栅极线之间，例如，设置于第(n-1)条栅极线GLn-1与第n条栅极线GLn之间。公共电极CE延伸以连接于相邻像素PXL中的公共电极CE。因此，与像素电极PXL无关，公共电极CE可接收统一电压。
在每个像素PXL中，公共电极CE具有矩形形状，但不限于为任何特定形状。根据像素PXL的形状，公共电极CE可以具有各种形状。像素电极PE形成为没有开口的单个片。
栅极绝缘层111设置于第一绝缘基板101上，以覆盖第n条栅极线GLn、栅电极GE和公共电极CE。
半导体图案SM、源电极SE和漏电极DE与第一实施方式中描述的半导体图案、源电极和漏电极具有基本上相同的结构和功能。
像素电极PE包括形成于每个像素PXL中的主分支部PE1以及从主分支部PE1延伸的子分支部PE2。子分支部PE2彼此隔开相同距离。子分支部PE2沿预定的方向延伸以便彼此基本上平行。在本实施方式中，子分支部PE2从主分支部PE1沿预定方向伸出，但是这并不限制本发明。即，主分支部PE1和子分支部PE2可以具有不同的形状。例如，子分支部PE2可以从主分支部PE1向上或向下伸出，或者主分支部PE1可以形成环形或者可以折弯一次或多次。
保护层113设置于像素电极PE上以覆盖像素电极PE。
根据第二实施方式，可以利用四个掩模通过第一至第四光刻处理制造第一基板100。
通过第一光刻处理形成第n条栅极线GLn和栅电极GE。为此，在第一绝缘基板101上顺序地形成第一导电层和光刻胶层。然后，将光刻胶层曝光并显影，以形成光刻胶层图案，并且将该光刻胶层图案用作掩模对第一导电层进行图案化，从而形成第n条栅极线GLn和栅电极GE。
通过利用第二光刻处理在第n条栅极线GLn与第(n-1)条栅极线GLn-1之间形成公共电极CE。为了形成公共电极CE，在第一绝缘基板101上顺序地形成透明导电层和光刻胶层。然后，将光刻胶层曝光并显影以形成光刻胶层图案。当将该光刻胶层图案用作掩模对透明导电层图案化时，形成公共电极CE。
在其上形成有第n条栅极线GLn和栅电极GE的第一绝缘基板101上形成栅极绝缘层111之后，利用第三光刻处理在栅极绝缘层111上形成第m条数据线DLm、包括沟道区域CH的半导体图案SM、源电极SE和漏电极DE。第三光刻处理与第一实施方式中描述的第二光刻处理相似。
通过利用第四光刻处理，在其上形成有第m条数据线DLm、半导体图案SM、源电极SE和漏电极DE的第一绝缘基板101上形成像素电极PE。为了形成像素电极PE，在其上形成有第m条数据线DLm、半导体图案SM、源电极SE和漏电极DE的第一绝缘基板101上顺序地形成第一透明导电金属氧化物层、第二透明导电金属氧化物层和光刻胶层。然后，将光刻胶层曝光并显影以形成光刻胶层图案。将该光刻胶层图案用作掩模，基本上同时地对第一和第二透明导电金属氧化物层图案化，从而形成像素电极PE。第四光刻处理与第一实施方式中描述的第三光刻处理相似。
在其上形成有像素电极PE的第一绝缘基板101上形成保护层113。
将通过上述处理制造的第一基板100与其上形成有图1的滤色器CF的第二基板200结合。在第一基板100与第二基板200之间形成液晶层300。
如上所述，根据第二实施方式，可以利用四个掩模通过四次光刻处理制造第一基板100，因而避免了由于铟的还原引起的缺陷。
在第一和第二实施方式中，已经示出了制造PLS模式显示装置的方法。但是，在形成像素电极PE之后进行等离子体处理的方法可以应用于具有其他结构的显示装置。
图9为示出了由根据本发明第三实施方式的显示装置制造方法所制造的显示装置的一部分的平面图，并且图10为沿图9所示的线III-III’截取的横截面图。在图9和10中，相同附图标号表示与图1和图2中的元件相同的元件，并因此将省略对相同元件的详细描述。
参照图9和图10，显示装置包括第一基板100、面对第一基板100的第二基板200、以及介于第一基板100与第二基板200之间的液晶层300。每个像素PXL包括薄膜晶体管、连接于薄膜晶体管的像素电极PE、覆盖像素电极PE的保护层113、以及与像素电极PE隔开的公共电极CE。薄膜晶体管包括栅电极GE、栅极绝缘层111、半导体图案SM、源电极SE、漏电极DE。
在本实施方式中，第n条栅极线GLn、栅电极GE、栅极绝缘层111、半导体层、第m条数据线DLm、源电极SE、漏电极DE、像素电极PE和保护层113与第一实施方式中描述的相应元件具有基本上相同的结构和功能。
第二基板200包括第二绝缘基板201、形成于第二绝缘基板201上的滤色器CF、以及形成于滤色器CF上的公共电极CE。
公共电极CE与第二基板200的像素电极PE一起形成电场，以驱动液晶层300中的液晶分子。
根据第三实施方式，可以利用3个掩膜通过第一至第三光刻处理制造第一基板100，并且第一、第二和第三光刻处理与第一实施方式中描述的第一、第二和第三光刻处理相同。在第三实施方式中，当形成第二基板200时，附加地执行形成公共电极CE的处理。
如上所述，可以防止铟在像素电极PE上的析出，从而防止由于铟的还原引起的缺陷。
虽然前述实施方式利用液晶显示器作为显示装置的实例，但是薄膜晶体管基板不限于用于液晶显示器。即，根据本发明实施方式的薄膜晶体管基板可以用于各种显示装置，诸如有机发光显示器(OLED)、电泳显示器(EPD)、等离子体显示面板(PDP)、微机电系统(MEMS)等。
虽然已经描述了本发明的实施方式，但是可以理解，本发明不应被局限于这些实施方式，而是在所附权利要求所要求保护的本发明的精神和范围内，本领域技术人员可以做出各种改变和变形。

Claims (21)

1.一种显示装置，包括：
第一绝缘基板；
第二绝缘基板，面对所述第一绝缘基板；以及
多个像素，设置在所述第一绝缘基板上，每个像素均包括：
栅电极，设置于所述第一绝缘基板上；
栅极绝缘层，设置于所述第一绝缘基板上以覆盖所述栅电极；
半导体图案，设置于所述栅极绝缘层上以与所述栅电极重叠；
源电极，设置于所述半导体图案上；
漏电极，设置于所述半导体图案上以与所述源电极隔开；
透明像素电极，包括第一像素电极和第二像素电极，所述第一像素电极设置于所述栅极绝缘层上并且部分地与所述漏电极接触，所述第二像素电极覆盖所述第一像素电极；以及
公共电极，设置于所述第一绝缘基板或所述第二绝缘基板上以与所述像素电极一起形成电场，其中，所述第一像素电极包括至少包含铟的导电金属氧化物层，并且所述第二像素电极包括不包含铟的导电金属氧化物层。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第一像素电极和所述第二像素电极中的每一个包括锡或锌中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述第二像素电极包括包含铝、锗和镓中的至少一种的掺杂剂。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述第二像素电极中的掺杂剂浓度为金属氧化物的质量分数5％以下。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第一像素电极比所述第二像素电极薄。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述源电极和所述漏电极中的每一个均具有包含镍、铬、钼、铝、钛、铜、钨或其合金的单层结构或者多层结构。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其中，所述源电极和所述漏电极中的每一个均包含钛和铜。
8.根据权利要求1所述的显示装置，进一步包括保护层以覆盖所述像素电极，其中，所述公共电极设置于所述保护层上。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其中，所述公共电极包括主分支部以及从所述主分支部伸出且彼此隔开的多个子分支部。
10.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述公共电极设置于所述第一绝缘基板与所述栅极绝缘层之间，并且与所述栅电极绝缘。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其中，所述像素电极包括主分支部以及从所述主分支部伸出且彼此隔开的多个子分支部。
12.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述公共电极设置于所述第二绝缘基板上。
13.一种显示装置制造方法，包括：
在第一绝缘基板上形成第一导电层；
将所述第一导电层图案化以形成栅电极；
在所述第一绝缘基板上形成栅极绝缘层以覆盖所述栅电极；
在所述栅极绝缘层上顺序地形成半导体材料和第二导电层；
对所述半导体材料和所述第二导电层图案化以形成半导体图案、源电极和漏电极，所述源电极和所述漏电极形成于所述半导体图案上并且彼此隔开以露出所述半导体图案的一部分；
在所述栅极绝缘层上顺序地形成第一透明导电金属氧化物层和第二透明导电金属氧化物层；
对所述第一透明导电金属氧化物层和所述第二透明导电金属氧化物层图案化，以便露出所述半导体图案的所述一部分并且形成连接于所述漏电极的像素电极；
利用包含氢源的等离子体或者包含氢和氮源的等离子体对所述第一绝缘基板进行等离子体处理；以及
形成保护层以覆盖所述像素电极，其中，所述第一透明导电金属氧化物层包括至少包含铟的导电金属氧化物层，并且所述第二透明导电金属氧化物层包括不包含铟的导电金属氧化物层。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一透明导电金属氧化物层和所述第二透明导电金属氧化物层中的每个包括锡或锌中的至少一种。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第二透明导电金属氧化物层包括包含铝、锗或镓中的至少一种的掺杂剂。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第二透明导电金属氧化物层包括金属氧化物的质量分数5％以下的掺杂剂。
17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第二导电层具有包含镍、铬、钼、铝、钛、铜、钨或其合金的单层结构或者多层结构。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述第二导电层包含钛和铜。
19.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一透明导电金属氧化物层比所述第二透明导电金属氧化物层薄。
20.根据权利要求13所述的方法，其中，利用狭缝掩模或者衍射掩模通过光刻处理形成所述半导体图案、所述源电极和所述漏电极。
21.根据权利要求13所述的方法，进一步包括在所述第一绝缘基板与所述栅极绝缘层之间或者在所述保护层上形成公共电极。
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