CN1901208A - 显示装置的阵列基板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过降低接触电阻并消除底切而显示出提高了的显示质量的LCD显示装置的基板。显示开关器件具有三个电极，它们中的至少一个具有三个金属层，第三金属层通过氮化第二金属层而形成。像素电极通过接触孔与第二金属层电连接，接触孔穿过绝缘层与开关器件的第二金属层而形成。

Description

显示装置的阵列基板

技术领域

本发明涉及阵列基板，制造阵列基板的方法和具有该阵列基板的显示装置。更具体地，本发明涉及具有改良显示质量的阵列基板，制造具有改良显示质量的阵列基板的方法，和具有改良显示质量的阵列基板的显示装置。

背景技术

通常，液晶显示(LCD)装置包含：阵列基板、与阵列基板相对的滤色器基板、和夹置在阵列基板和滤色器基板之间的液晶层。阵列基板具有多个像素，每个像素包含：提供栅信号的栅线、提供数据信号的数据线、与栅线及数据线电连接的薄膜晶体管(TFT)、以及接收数据信号并向液晶层施加电压的像素电极。每个TFT电极、栅线及数据线均有双层结构，来减少与像素电极的接触电阻以及线电阻。第一层包含铝钕，第二层包含层叠在第一层上的铬。当对第一及第二层构图以形成电极时，栅线与数据线会受到底切(undercut)现象的影响，这意味着第一层将比第二层蚀刻地更深。在这种底切现象出现的区域上会聚集电子，从而在这些区域内会出现局部电荷俘获效应。因此，形成在第二层上的绝缘层的电容增加，由此会改变像素电压及其亮度。

发明内容

依照本发明，阵列基板具有三层结构，包括铝钕、铬及氮化铬，这种结构防止了在对电极、栅线与数据线构图过程中的底切，因此消除了不希望的对层的蚀刻，而且减少了层与像素电极之间的接触电阻。

附图说明

本发明的上述及其他的特点与优点将通过对具体实施方式的详细描述并参考附图变得更为明显，其中：

图1为说明依照本发明的一个具体实施方式的LCD面板的横截面图；

图2为说明如图1所示的阵列基板的平面图；

图3为说明如图1所示的栅极的横截面图；

图4A至4H为说明形成如图2所示的阵列基板的各步骤的横截面图；

图5为说明形成如图4B所示的第三金属层的反应溅射装置的横截面图；

图6为说明形成如图4B所示的第三金属层的PCVD装置的横截面图；

图7A至7G为说明形成如图1所示的阵列基板的各步骤的横截面图；

图8为说明蚀刻如图7C所示的第一、第二金属及第三金属层的蚀刻池的横截面图；以及

图9为说明具有依照本发明的具体实施方式的LCD面板的LCD装置的分解透视图。

具体实施方式

可以理解，当一个元件或层被称为在另一个元件或层“之上”、“与其相连接”或“与其相耦合”时，它可以直接地在该另一个元件或层之上、与其相连接或与其相耦合，也可以存在着中间的元件或层。不同的是，当一个元件被提及“直接地”在另一个元件或层“之上”、“直接与其相连接”或“直接与其相耦合”时，就不存在中间的元件或层。在全文中，相似的数字指的是相似的元件。空间相对的术语指的是包含装置在使用或操作时除附图中描述的取向之外的不同取向。附图中说明的区域实际上是示意性的，它们的形状并不是要说明装置的区域的实际形状，也不是用来限定本发明的范围。

参考图1及图2，LCD面板100包含阵列基板200、滤色器基板300及形成在阵列基板200与滤色器基板300之间的液晶层400，LCD面板100显示图像。LCD面板100包含显示图像的显示区域DA、位于围绕显示区域DA的LCD面板第一部分的第一外围区域PA1，以及位于围绕显示区域DA的LCD面板第二部分的第二外围区域PA2。LCD面板在显示区域DA周围的第一部分是沿着LCD面板第一侧的部分，LCD面板在显示区域DA周围的第二部分是沿着基本与LCD面板的第一侧垂直的LCD面板第二侧的部分。在显示区域DA中，沿着第一方向D1的多条栅线GL以及沿着基本与第一方向D1相垂直的第二方向D2的多条数据线DL确定了多个像素区。

阵列基板200包含薄膜晶体管(TFT)220、保护层230、有机绝缘层240以及像素电极250，所有这些都形成在第一绝缘基板210上。TFT 220以及像素电极250形成在显示区域DA中设置的像素区中。TFT 220包括从栅线GL分叉而来的栅极221、从数据线DL分叉而来的源极225以及与像素电极250电连接的漏极226。另外，TFT 220包括形成在栅极221上的栅绝缘层223以及有源层224。每个栅极221、源极225以及漏极226都具有三层的结构。特别地，栅极221具有第一栅极层221a、层叠在第一栅极层221a上的第二栅极层221b以及层叠在第二栅极层221b上的第三栅极层221c。第一栅极层221a可以包括铝钕(AlNd)，第二栅极层221b可以包括铬(Cr)，第三栅极层221c可以包括氮化铬(CrNx)，氮化铬是从第二栅极层221b包含的铬(Cr)硝化获得的。

源极225具有第一源极层225a、层叠在第一源极层225a上的第二源极层225b，以及层叠在第二源极层225b上的第三源极层225c。第一源极层225a可以包括铝钕(AlNd)，第二源极层225b可以包括铬(Cr)，第三源极层225c可以包括从第二源极层225b包括的铬(Cr)硝化获得的氮化铬(CrNx)。

漏极226具有第一漏极层226a、层叠在第一漏极层226a上的第二漏极层226b以及层叠在第二漏极层226b上的第三漏极层226c。第一漏极层226a可以包括铝钕(AlNd)，第二漏极层226b可以包括铬(Cr)，以及第三漏极层226c可以包括从第二漏极层226b包括的铬(Cr)硝化获得的氮化铬(CrNx)。每个栅极221、源极225以及漏极226都具有沿着与第一绝缘基板210相垂直的切割线呈锥形的横截面。即，栅极221、源极225与漏极226都不具有底切形的横截面。

参考图3，栅极221沿着与第一绝缘基板210相垂直的切割线的横截面具有比上部相对较宽的下部。因而，栅极221具有锥形的横截面。类似地，源极225与漏极225均具有锥形的横截面。栅极221的第一栅极层221a、源极225的第一源极层225a以及漏极226的第一漏极层226a均包括铝钕(AlNd)，从而在栅极221、源极225以及漏极226上不会发生底切现象，正如下文所详细解释的。因此，电子不会聚集在底切现象发生的部分，即不会出现局部电荷俘获，从而形成在栅极221上的绝缘层的电容不会增加。因而，不会出现由于绝缘层电容的增加而发生像素电压的改变，从而可以避免例如由于亮度改变而出现侧向条纹这类显示故障。

栅绝缘层223形成在形成有栅极221的第一绝缘基板210上。栅绝缘层223，例如，包括氮化硅(SiNx)。有源层224形成在栅绝缘层223上。有源层224包括半导体膜224a以及层叠在半导体膜224a上的欧姆接触膜225b。例如，半导体膜224a可以包括非晶硅(a-Si)，欧姆接触膜224b包括重掺杂有N型杂质(n⁺a-Si)的非晶硅。欧姆接触膜224b从第一绝缘基板210上部分地移除，从而部分地暴露出半导体膜224a。

保护层230和有机绝缘层240顺序形成在形成有TFT 220的第一绝缘基板210上。另外，保护层230与有机绝缘层240均形成在整个显示区域DA、第一及第二外围区域PA1与PA2上。保护层230与有机绝缘层240，例如，可以包括氮化硅。此外，保护层230和有机绝缘层240具有部分地暴露出漏极226的接触孔245。

保护层230与有机绝缘层240从第一绝缘基板210上部分地移除，以暴露漏极226。当保护层230与有机绝缘层240被移除时，漏极226的第三漏极层226c被用蚀刻溶液同时地从第一绝缘基板210移除，蚀刻溶液用来蚀刻保护层230与有机绝缘层240。相应地，漏极226的第二漏极层226b被部分地暴露出。

像素电极250形成在有机绝缘层240上。像素电极250可以包括光线可透射的透明材料。例如，像素电极250包括氧化铟锌(IZO)或氧化铟锡(ITO)。像素电极250与漏极226通过接触孔245电连接。特别地，像素电极250直接与漏极226的第二漏极层226b接触。当第二漏极层226b包括纯铬时，第二漏极层226b与像素电极250之间的接触电阻可以减小。

栅线GL与数据线DL均具有三层的结构。在本发明的一个具体实施方式中，每个栅线GL与数据线DL都具有包括铝钕的第一层、包括铬的第二层以及包括氮化铬的第三层。从栅线GL延伸并具有比栅线GL更宽宽度的栅极垫260，形成在第一外围区域PA1上。栅极垫260包括第一栅极垫层260a、层叠在第一栅极垫层260a上的第二栅极垫层260b以及层叠在第二栅极垫层260b上的第三栅极垫层260c。在本发明的一个具体实施方式中，栅极垫260是在形成栅极221的工艺中形成的，使用与形成栅极221时使用的材料基本相同的材料。因此，例如，第一栅极垫层260a可以包括铝钕，第二栅极垫层260b可以包括铬，第三栅极垫层260c可以包括氮化铬。

第一通孔265形成在第一外围区域PA1上，部分地暴露出栅极垫260。特别地，有机绝缘层240、保护层230、栅极垫260上的栅绝缘层223以及第三栅极垫层260c均被部分地移除，从而形成第一通孔265。第一透明电极270形成在栅极垫260之上并与栅极垫260通过第一通孔265电连接。特别地，第一透明电极270通过第一通孔265直接与第二栅极垫层260b接触。在本发明的一个具体实施方式中，第一透明电极270是在形成像素电极250的工艺中形成的，使用与形成像素电极250时使用的材料基本相同的材料。即，第一透明电极270可以包含ITO或IZO。当第二栅极垫层260b包含纯铬时，第一透明电极270与第二栅极垫层260b之间的接触电阻可以减小。

从数据线GL延伸出来并具有较数据线DL更宽宽度的数据电极垫280形成在第二外围区域PA2上。数据电极垫280包括第一数据电极垫层280a、层叠在第一数据电极垫层280a上的第二数据电极垫层280b以及层叠在第二数据电极垫层280b上的第三数据电极垫层280c。数据电极垫280是在形成数据电极225的工艺中形成的，使用与形成数据电极225时使用的材料基本相同的材料。因此，例如，第一数据电极垫层280a可以包括铝钕，第二数据电极垫层可以包括铬，第三数据电极垫层280c可以包括氮化铬。

第二通孔285形成在第一外围区域PA2上，并部分暴露数据电极垫280。特别地，有机绝缘层240、在栅极垫260上的保护层230以及第三数据电极垫层280c均部分地移除，从而形成第二通孔285。第二透明电极290形成在数据电极垫280之上并与数据电极垫280通过第二通孔285电连接。特别地，第二透明电极290通过第二通孔285直接与第二数据电极垫层280b接触。在本发明的一个具体实施方式中，第二透明电极290是在形成像素电极250的工艺中形成的，使用与形成像素电极250时使用的材料基本相同的材料。即，第二透明电极290可以包括ITO或IZO。当第二数据电极垫层280b包括纯铬时，可以减小第二透明电极290与第二数据电极垫层280b之间的接触电阻。

栅极垫260与数据电极垫280可以与柔性印刷电路板(FPCB)(未示出)通过各向异性导体膜(ACF)(未示出)电连接，以从FPCB将栅信号和数据信号分别输出到栅线GL与数据线DL。

滤色器基板300包括第二绝缘基板310、光屏蔽层320、滤色器层330以及公共电极340。光屏蔽层320与滤色器层330形成在第二绝缘基板310上，公共电极340形成在光屏蔽层320与滤色器层330上。滤色器层330包括三个子滤色器层R，G与B，它们每个都分别包括红色像素、绿色像素与蓝色像素。光屏蔽层320形成为阵列类型，阻止光从三个子滤色器层R，G与B中泄漏出去。同时，公共电极340形成为面对着阵列基板200上的像素电极250。

在本发明的一个具体实施方式中，每个栅极221、源极225、漏极226、栅极垫260与数据电极垫280都通过反应溅射工艺形成为三层结构。在本发明的另一个具体实施方式中，每个栅极221、源极225、漏极226、栅极垫260与数据电极垫280都通过等离子化学气相沉积(PCVD)工艺形成为三层结构。

所有栅极221、源极225、漏极226、栅极垫260与数据电极垫280都通过蚀刻包括铝钕、铬与氮化铬的三层结构而形成。这三层结构的蚀刻可以通过多个蚀刻工艺完成。可选的，这三层结构的蚀刻也可以通过一个蚀刻工艺完成。在本发明的一个实施例中，三层结构通过一个蚀刻工艺使用一种蚀刻混合溶液蚀刻而成，蚀刻混合溶液包括用于铬与氮化铬的第一蚀刻溶液和用于铝钕的第二蚀刻溶液。

第一蚀刻溶液包括硝酸高铈铵(CAN)与硝酸(HNO₃)，第二蚀刻溶液包括氟化铵(NH₄F)。蚀刻混合溶液包含约5到约30％重量的CAN与约2到约20％重量的硝酸。CAN与硝酸彼此间不发生反应。另外，蚀刻混合溶液还包括约1到约5％重量的蚁酸或乙酸。包含在蚀刻混合溶液中的氟化铵可以蚀刻包含铝钕的第一金属层，包含在蚀刻溶液混合物中的CAN与硝酸可以蚀刻包含铬的第二金属层和包含氮化铬的第三层。因此，可以形成具有三层结构的栅极221、源极225、漏极226、栅极垫260与数据电极垫280。在上述的工艺中，由于电化(galvanic)效应，包含铝钕的第一金属层要比分别含有铬与氮化铬的第二与第三金属层蚀刻得更多。即，包括蚀刻的第一金属层、蚀刻的第二金属层以及蚀刻的第三金属层的三层结构具有上部要比下部更宽这样的突出(overhang)结构。这里，电化效应指的是当彼此间互相接触得两种不同金属被蚀刻时，具有相对较低电势的金属变成阳极，从而被相对较快地蚀刻。

因而，可以再次使用硝酸进行蚀刻工艺，蚀刻比第一金属层更为突出的第二及第三金属层。因此，每个栅极221、源极225、漏极226、栅极垫260与数据电极垫280都具有沿着与第一绝缘基板210基本垂直的切割线呈锥形横截面。

依照本发明的具体实施方式，制造显示面板的工艺数可以通过使用蚀刻混合溶液蚀刻显示板中包含的三层结构而得以减少。即，通常为了对三层结构构图，需要进行对包含氮化铬和铬的第二与第三金属层构图的工艺，例如光致抗蚀剂沉积工艺、曝光工艺、显影工艺、蚀刻工艺等。然后，进行对包含铝钕的第一金属层构图的工艺，例如光致抗蚀剂沉积工艺、曝光工艺、显影工艺、蚀刻工艺等。因而，对三层结构构图的传统工艺非常复杂。然而，依照本发明的具体实施方式，对三层结构的构图可以通过使用蚀刻混合溶液的一个工艺来形成，因此，减少了制造包含三层结构的显示板的工艺的数目。

形成阵列基板的方法的实施例1：

图4A至4H为说明形成如图2所示的阵列基板的各步骤的横截面图，图5为说明形成如图4B所示的第三金属层的反应溅射装置的横截面图，图6为说明形成如图4B所示的第三金属层的PCVD装置的横截面图。参考图4A，第一金属层500形成在第一绝缘基板210上。第一金属层500可以使用铝钕形成。在本发明的一个具体实施方式中，第一金属层500通过使用铝钕作为靶材料的溅射工艺或化学气相沉积(CVD)工艺形成。第一金属层500形成在整个显示区域DA、第一绝缘基板210上的第一外围区域PA1以及第二外围区域PA2中。

参考图4B，第二金属层510形成在形成有第一金属层500的第一绝缘基板210上。第二金属层510可以使用铬形成。在本发明的一个具体实施方式中，第二金属层510通过使用铬作为靶材料的溅射工艺形成。第二金属层510形成在整个显示区域DA、第一绝缘基板210上的第一外围区域PA1以及第二外围区域PA2中。

第三金属层520形成在形成有第二金属层510的第一绝缘基板210上。第三金属层520可以使用氮化铬形成。在本发明的一个具体实施方式中，第三金属层520通过使用氮气的反应溅射工艺形成。在本发明的另一个具体实施方式中，第三金属层520通过使用氮气与氨气的PCVD工艺形成。在进行反应溅射工艺或PCVD工艺的同时，第二与第三金属层510与520可以在同一个室中形成。参考图5，反应溅射装置600包括使用氩气来溅射以及使用氮气硝化来处理第一绝缘基板210的第一室610。在第一室610中，第一绝缘基板210安装在第一夹盘620上，第一金属靶630定位在第一夹盘620之上。通常，将第一电源单元640产生的负电压施加在第一金属靶630上。

反应溅射装置600还包括第一气体供应单元650，该第一气体供应单元向第一室610内均匀地供应用于处理第一绝缘基板210的气体。氩气通过气体供应单元650供应到第一室610中。在氩气被供应进入第一室610中时，第一室610处于真空状态。当第一负电压施加在第一金属靶630上时，具有与施加在第一金属靶630上的第一负电压基本相同能量的二级电子由第一金属靶630的表面部分产生。二次电子撞击第一室610内的氩气，然后氩气与第一金属靶630相撞。

当施加在第一金属靶630上的第一脉冲能的量高于包含在第一金属靶630中的原子之间的结合能时，在第一金属靶630的表层部分内的原子将脱离。这些脱离的原子被溅射到形成在第一绝缘基板210上的第一金属层500上，溅射的原子彼此相结合形成薄层，即，第二金属层510。从而，包括铬的第二金属层510形成在第一金属层500上。

在氩气和氮气通过第一气体供应单元650供应到第一室610内后，当第二负电压施加到第一金属靶630上时，具有与施加在第一金属靶630上的第二负电压基本相同能的二次电子从第一金属靶630的表面部分出射。二次电子在撞击第一室610内的氩气，然后氩气与第一金属靶630相撞。

当施加在第一金属靶630上的第二脉冲能的量高于包含在第一金属靶630中的原子之间的结合能时，在第一金属靶630的表层部分内的原子将脱离。这些脱离的原子与氮气相结合，并被溅射到形成在第一金属层500上的第二绝缘基板210上。溅射的原子与氮气彼此相结合形成薄层，即，第三金属层520。相应地，含有氮化铬的第三金属层520形成在第二金属层510上。这里，通过控制向第一室610中氮气供应的量和供应氮气的时间，包括氮化铬的第三金属层520可以仅形成在第二金属层510的上部分上。

参考图6，PCVD装置700包括使用等离子处理第一绝缘基板210的第二室710。在第二室710中，第一绝缘基板210安装在第二夹盘720上，第二金属靶730被定位在第二夹盘720之上。第二金属靶730用作电极，电源施加在该电极上来把供应的气体转化为等离子。通常，由第二电源单元740产生的高直流电压施加到第二金属靶730上。

PCVD装置700可以还包括第二气体供应单元750，该第二气体供应单元750向第二室710中均匀地供应用于处理第一绝缘基板210的气体。氨气和/或氮气通过第二气体供应单元750供应进入第二室710中。氨气和氮气可以同时或顺序供应进入第二室710。特别地，在氨气通过第二气体供应单元750供应至第二室710中后，第二金属层510通过发生在放电空间760中的等离子放电形成在第一金属层500上。

当氮气通过第二气源供应单元750供应至第二室710中以及随后氮气与氨气通过发生在放电空间760中的等离子放电转化为等离子状态时，氮离子渗透入形成在第一金属层500上的第二金属层510中来完成氮化工艺。从而，包含氮化铬的第三金属层520形成在第二金属层510上。

如上所述，在形成第二与第三金属层510与520的每个工艺期间，第二与第三金属层510与520分别形成在基本相同的室610与710中。因而，第三金属层520可以与第二金属层510在不接触空气的情况下形成。因此，第二金属层510可以包含纯铬。

参考图4C，在光致抗蚀层535沉积在形成了第一、第二与第三金属层500、510与520的第一绝缘层210上后，进行使用第一掩模(未示)的曝光工艺以及显影工艺。第二与第三金属层510与520使用第一蚀刻剂同时并部分地被蚀刻，由此在显示区域DA内形成第一金属层500的第一绝缘基板210上形成顺序层叠的第三栅极层221c和第二栅极层221b，并由此在第一金属层500在第一外围区域PA1内的第一绝缘基板210上形成顺序层叠的第三栅极垫层260c和第二栅极垫层260b。在进行完曝光工艺以及显影工艺后，进行焙烘工艺来硬化光致抗蚀层535。

参考图4D，第一金属层500使用第二蚀刻剂部分地被蚀刻，由此在显示区域DA中的第一绝缘基板210上形成第一栅极层221，并由此在第一外围区域PA1中的第一绝缘基板210上形成第一栅极垫层260a。光致抗蚀层535从第一绝缘基板210上移除。因此，包括第一、第二与第三栅极层221a、221b与221c的栅极221形成在显示区域DA内的第一绝缘基板210上，包括第一、第二与第三栅极垫层260a、260b与260c的栅极垫260形成在第一外围区域PA1的第一绝缘基板210上。

因为第一金属层500的下部没有第一金属层500的上部蚀刻得多，所以形成了第一栅极层221a与第一栅极垫层260a的第一金属层500不具有任何底切形的横截面。因而，每个栅极221与栅极垫260都具有沿着与第一绝缘基板210相垂直的切割线呈锥形的横截面。

参考图4E，栅绝缘层223形成在形成有栅极221和栅极垫层260的第一绝缘基板210上。栅绝缘层223可以使用氮化硅(SiNx)形成。有源层224形成在栅绝缘层223其下形成有栅极221的部分上。特别地，半导体膜224a与欧姆膜224b顺页序形成在栅绝缘层223的该部分上。

第四、第五与第六金属层550、560与570顺序形成在形成有有源层224的第一绝缘基板210上。第四与第五金属层550与560可以通过溅射工艺或CVD工艺形成。第六金属层570可以通过反应溅射工艺使用如图5所示的反应溅射装置600或通过PCVD工艺使用如图6所示的PCVD装置700形成。第五与第六金属层560与570可以形成在基本相同的室中。第四金属层550可以使用铝钕形成，第五金属层560可以使用铬形成，以及第六金属层570可以使用氮化铬形成。

参考图4F，在形成有第四、第五与第六金属层550、560与570的第一绝缘基板210上进行了使用第二掩模(未示)的曝光工艺以及显影工艺之后，使用第一蚀刻剂同时对第五与第六金属层560与570部分地蚀刻。进一步，第四金属层550使用第二蚀刻剂部分地被蚀刻。因而，源极225与漏极226形成在显示区域DA中，数据电极垫280形成在第二外围区域PA2中。

源极225包括第一源极层225a、第二源极层225b以及第三源极层225c。漏极226包括第一漏极层226a、第二漏极层226b以及第三漏极层226c。数据电极垫280包括第一数据电极垫层280a、第二数据电极垫层280b以及第三数据电极垫层280c。

因为第四金属层550的下部没有比第四金属层550的上部蚀刻得多，所以形成第一源极层225a、第一漏极层226a与第一数据电极垫层280a的第四金属层550没有具有任何底切形的横截面。因而，每个源极225、漏极226与数据电极垫280都具有沿着与第一绝缘基板210相垂直的切割线呈锥形的横截面。

保护层230形成在形成有源极225、漏极226与数据电极垫280的第一绝缘基板210上。保护层230可以使用氮化硅形成。有机绝缘层240形成在形成有保护层230的第一绝缘基板210上。

参考图4G，接触孔245形成在显示区域DA中，第一通孔265形成在第一外围区域PA1中，第二通孔285形成在第二外围区域PA2中。更具体地，形成在显示区域DA中的有机绝缘层240、保护层230以及第三漏极层226c的部分均被部分地移除，从而形成接触孔245，接触孔245部分地暴露显示区域DA中的第二漏极层226b。形成在第一外围区域PA1中的有机绝缘层240、保护层230、栅绝缘层223以及第三栅极垫层260c的部分均被部分地移除，从而形成在第一外围区域PA1中的第一通孔265。形成在第二外围区域PA2中的有机绝缘层240、保护层230以及第三数据电极垫层280c的部分均被部分地移除，从而形成在第二外围区域PA2中的第二通孔285。

参考图4H，像素电极250、第一透明电极270与第二透明电极290形成在有机绝缘层240上。像素电极250与第一以及第二透明电极270与290可以使用ITO或IZO形成。

像素电极250形成在显示区域DA中，并通过接触孔245与漏极226电连接。像素电极250与第二漏极层226b直接接触。第二漏极层226b可以包含纯铬。因而，可以减小像素电极250与漏极260之间的接触电阻。第一透明电极270形成在第一外围区域PA1中，并通过第一通孔265与栅极垫260电连接。第一透明电极270与第二栅极垫层260b直接接触。第二栅极垫层260b可以包含纯铬。因而，可以减小第一透明电极270与栅极垫260之间的接触电阻。第二透明电极290形成在第二外围区域PA2中，并通过第二通孔285与数据电极垫280电连接。第二透明电极290与第二数据电极垫层280b直接接触。第二数据电极垫层280b可以包含纯铬。因而，可以减小第二透明电极290与数据电极垫280之间的接触电阻。

形成阵列基板的方法的实施例2

图7A至7G为说明形成如图1所示的阵列基板的各步骤的横截面图，图8为说明蚀刻如图7C所示的第一、第二金属及第三金属层的蚀刻池(bath)的横截面图。

参考图7A，第一金属层500形成在第一绝缘基板210上。第一金属层500可以使用铝钕形成。在本发明的一个具体实施方式中，第一金属层500通过使用铝钕作为靶材料的溅射工艺和化学气相沉积(CVD)工艺形成。

第二金属层510形成在形成有第一金属层500的第一绝缘基板210上。第二金属层510可以使用铬形成。在本发明的一个具体实施方式中，第二金属层510通过使用铬作为靶材料的溅射工艺形成。第三金属层520形成在形成有第二金属层510的第一绝缘基板210上。第三金属层520可以使用氮化铬形成。在本发明的一个具体实施方式中，第三金属层520通过使用氮气的反应溅射工艺形成。在本发明的另一个具体实施方式中，第三金属层520通过使用氮气与氨气的PCVD工艺形成。在进行反应溅射工艺和PCVD工艺的同时，第二与第三金属层510与520可以在同一室中形成。第一、第二与第三金属层500、510与520形成在整个第一绝缘基板的显示区域DA、第一外围区域PA1以及第二外围区域PA2上。

参考图7B，光致抗蚀层(未示)形成在形成有第一、第二与第三金属层500、510与520的第一绝缘基板210上。具有图案的掩模530放置在形成有光致抗蚀层的第一绝缘基板210上。掩模530具有第一封闭部分532以及第二封闭部分534。掩模530的第一封闭部分532定位在与随后形成的栅极221的区域相应的第一区域A1中，掩模530的第二封闭部分534定位与随后形成的栅极垫260的区域相应的第二区域A2中。

曝光工艺在形成有光致抗蚀层的第一绝缘基板210上使用掩模530进行。在曝光工艺中，曝光光线仅在与掩模530的第一及第二封闭部分532与534相对应的第一及第二区域A1与A2中分别被阻挡。光致抗蚀层使用蚀刻溶液进行部分蚀刻，从而形成相对应于第一区域A1的第一光致抗蚀图案542，并从而形成相对应于第二区域A2的第二光致抗蚀图案544。

参考图7C，第一、第二与第三金属层500、510与520使用第一与第二光致抗蚀图案542与544进行部分蚀刻，从而形成栅极221与栅极垫260。栅极221包含第一栅极层221a、层叠在第一栅极层221a上的第二栅极层221b以及层叠在第二栅极层221b上的第三栅极层221c。栅极垫260包含第一栅极垫层260a、层叠在第一栅极垫层260a上第二栅极垫层260b以及层叠在第二栅极垫层260b上的第三栅极垫层260c。第一栅极层221a与第一栅极垫层260a可以包含铝钕(AlNd)，第二栅极层221a与第二栅极垫层260b可以包含铬(Cr)，第三栅极层221c与第三栅极垫层260c可以包含氮化铬(CrNx)。

第一、第二与第三金属层500、510与520使用蚀刻溶液同时进行蚀刻。例如，蚀刻溶液为包含CAN、硝酸以及氟化铵的混合蚀刻溶液。CAN与硝酸可以蚀刻包含在第二与第三金属层510与520中的铬与氮化铬。氟化铵可以蚀刻包含在第一金属层500中的铝钕。混合蚀刻溶液包含约5到约30％重量的CAN，约2到约20％重量的硝酸，以及约1到约5％重量的蚁酸或乙酸。

在下文中，参考图8详细阐述形成栅极221与栅极垫260的构图工艺。参考图8，形成了第一、第二与第三金属层500、510与520的第一绝缘基板210被浸入到包括混合蚀刻溶液610的第一蚀刻池600中。在本发明的一个具体实施方式中，混合蚀刻溶液610包含CAN、硝酸(HNO₃)以及氟化铵(NH₄F)。蚁酸(FA)与乙酸(AA)可以进一步地被包含在混合蚀刻溶液610中。

包含铬与氮化铬的第二与第三金属层510与520可以用包含在混合蚀刻溶液610中的CAN与硝酸进行蚀刻，从而在第一金属层500上形成第二初步栅极层221b’以及第三初步栅极层221c’。在第二与第三金属层510与520被蚀刻后，包含铝钕的第一金属层500可以用混合蚀刻溶液610中包含的氟化铵进行蚀刻，从而在第一绝缘基板210上形成第一栅极层221a。由于电化效应，第一金属层500要比第二与第三金属层510与520蚀刻得多。因而，突起部分形成在第二与第三初步栅极层221b’与221c’的区域上，因此与例如区域A的第一光致抗蚀图案542相接触。

形成了第一栅极层221a与第二和第三初步栅极层221b’与221c’的第一绝缘基板210浸入到包含硝酸(HNO₃)溶液的第二蚀刻池700中。第二与第三初步栅极层221b’与221c’的突起部分用硝酸溶液710进行蚀刻，因此第二与第三初步栅极层221b’与221c’分别转换成第二与第三栅极层221b与221c。因而，包含第一、第二与第三栅极层221a、221b与221c的栅极221形成在第一绝缘基板210上。栅极221具有沿着与第一绝缘基板210基本垂直的切割线呈锥形的横截面。到现在为止，已经描述了栅极221的形成，但是栅极垫260可以通过与形成栅极221的构图工艺基本相同的工艺形成。

参考图7D，在第一与第二光致抗蚀图案542与544被移除后，栅绝缘层223形成在形成有栅极221与栅极垫260的第一绝缘基板210上。栅绝缘层223可以使用氮化硅(SiNx)形成。

有源层224形成在栅绝缘层223其下形成有栅极221的部分上。特别地，半导体膜224a与欧姆膜224b顺序形成在栅绝缘层223的部分上。第四、第五与第六金属层550、560与570相继形成在形成有有源层224的第一绝缘基板210上。第四、第五与第六金属层550、560与570可以通过溅射工艺、CVD工艺或PCVD工艺形成。第四金属层550可以使用铝钕形成，第五金属层560可以使用铬形成，第六金属层570可以使用氮化铬形成。

参考图7E，在形成有第四、第五与第六金属层550、560与570的第一绝缘基板210上进行使用掩模(未示)的曝光工艺以及显影工艺之后，第四、第五与第六金属层550、560与570使用混合蚀刻溶液进行部分蚀刻。因而，源极225与漏极226形成在显示区域DA中，数据电极垫280形成在第二外围区域PA2中。

保护层230形成在形成有源极225、漏极226与数据电极垫280的第一绝缘基板210上。保护层230可以使用氮化硅形成。有机绝缘层240形成在形成有保护层230的第一绝缘基板210上。

参考图7F，接触孔245形成在显示区域DA中，第一通孔265形成在第一外围区域PA1中，第二通孔285形成在第二外围区域PA2中。更具体地，形成在显示区域DA中的有机绝缘层240、保护层230与第三漏极层226c的部分被部分地移除，并因此形成了在显示区域DA中部分暴露第二漏极层226b的接触孔245。形成在第一外围区域PA1中的有机绝缘层240、保护层230、栅绝缘层223与第三栅极垫层260c的部分被部分地移除，并因此形成了在第一外围区域PA1中的第一通孔265。形成在第二外围区域PA2中的有机绝缘层240、保护层230与第三数据电极垫层280c的部分被部分地移除，并因此形成了在第二外围区域PA2中的第二通孔285。

参考图7G，像素电极250、第一透明电极270与第二透明电极290形成在有机绝缘层240上。像素电极250与第一和第二透明电极270与290可以使用ITO或IZO形成。像素电极250形成在显示区域DA中，并通过接触孔245与漏极226电连接。

第一透明电极270形成在第一外围区域PA1中，并通过第一通孔265与栅极垫260电连接。第二透明电极290形成在第二外围区域PA2中，并通过第二通孔285与数据电极垫280电连接。

如上所述，具有三层结构的栅极221、源极225、漏极226、栅极垫260与数据电极垫280通过使用混合蚀刻溶液的一个工艺形成图案，因此制造工艺得到了简化。

到现在为止，在绝缘基板上顺序地形成三层结构的方法已经进行了说明，该三层结构具有包含铝钕的第一金属层、包含铬的第二金属层以及包含氮化铬的第三金属层，但是本发明也可以被修改成一种在绝缘基板上顺序地形成三层结构的方法，该三层结构具有包含铬的第一金属层、包含氮化铬的第二金属层以及包含铝钕的第三金属层。另外，本发明也可以被修改成一种形成双层结构的方法，该双层结构具有包括包含铝钕的第一金属层以及包含铬的第二金属层。

LCD装置的具体实施方式

图9为说明具有依照本发明的具体实施方式的LCD面板的LCD装置的分解透视图。参考图9，LCD装置包括显示单元800以及形成在显示单元800下的背光组件900。显示单元800包括LCD面板100、源印刷电路板(PCB)810与栅PCB 820。LCD面板100显示图像。源PCB 810与栅PCB 820产生驱动信号来驱动LCD面板100。从源PCB 810与栅PCB 820产生的驱动信号分别通过数据柔性电路膜830以及栅柔性电路膜940施加到LCD面板100。每个数据与栅柔性电路膜830与840可以是带载封装(TCP)或膜上芯片(COF)。每个数据与栅柔性电路膜830与840还包括数据驱动芯片850与栅极驱动芯片860，它们控制从源与栅PCB 810与820产生驱动信号的时间，使得将驱动信号在适当的时间施加到LCD面板上。LCD面板100基本与如图1与2所示的LCD面板相同，因而，同样的参考数字指示同样的元件，并省略了重复的描述。

背光组件900包扩灯单元910、光导板920以及容纳容器930。灯单元910产生光。光导板920控制光的路径并引导光到达LCD面板。容纳容器930容纳灯单元910以及光导板920。背光组件900可以还包括光学片940以及反射片950。光学片940放置在光导板920之上，增强从光导板920获得到的光的光学特性。反射片950放置在光导板920之下，把射出光导板920的光反射向显示单元800。

当反射片950容纳在容纳容器930中时，光导板920与光单元910均容纳在容纳容器930的反射片950之上。光学片940与LCD面板100顺序地容纳在容纳容器930中的光导板920之上。数据柔性电路膜830朝着容纳容器930的侧部或底部弯曲，从而源PCB 810可以固定在容纳容器930的侧部或底部上。上机架1500放置在LCD面板100上。上机架1500面对着容纳容器930，并把LCD面板固定在容纳容器930上。

依照上述的LCD装置，栅极221、源极225、漏极226、栅极垫260与数据电极垫280可以不具有任何底切形的横截面。另外，像素电极250或包含ITO或IZO的第一与第二透明电极270与290与铬直接接触，从而可以减小接触电阻。

依照本发明，栅极、源极、漏极、栅极垫与数据电极垫均具有三层的结构，这三层结构为包含铝钕的第一金属层、包含铬的第二金属层以及包含氮化铬的第三金属层按顺序层叠而成。

当形成电极与垫时，在对包含铝钕的第一金属层构图后，对包含铬与氮化铬的第二与第三金属层构图，从而可以阻止底切现象的发生。因而，不会产生局部电荷俘获效应，从而可以阻止例如出现侧向条纹此类故障的出现，提高了LCD装置的显示质量。

另外，当像素电极与漏极接触时，并且当透明电极与栅极垫或数据电极垫接触时，ITO或IZO将与纯铬直接接触，从而可以减小接触电阻。因而，可以避免显示质量的恶化。另外，具有三层结构的第一、第二与第三金属层可以同时通过使用包含用于蚀刻铝钕的蚀刻溶液以及用于蚀刻铬与氮化铬的蚀刻溶液的混合蚀刻溶液的一个工艺进行蚀刻。因而，可以减少形成电极与垫的构图工艺的数目，从而可以简化制造LCD装置的总工艺。

虽然已经阐述了本发明的一些具体实施方式，但可以理解，本发明不被这些具体实施方式所限制，本领域普通技术人员在下文所要求的本发明的精神和范围内可以进行多种变化与变型。

Claims (44)

1.一种阵列基板，包括：

具有显示区域与围绕显示区域的外围区域的基板；以及

形成在显示区域上的具有栅极、源极与漏极的开关器件，其中栅极包含第一金属层、层叠在第一金属层上的第二金属层以及层叠在第二金属层上的第三金属层，其中第三金属层通过氮化第二金属层形成。

2.权利要求1的阵列基板，其中第一金属层包含铝钕，其中第二金属层包含铬，其中第三金属层包含氮化铬。

3.权利要求1的阵列基板，还包括：

从栅极延伸出来的形成在外围区域上的第一电极垫，第一电极垫包括第一金属层、层叠在第一金属层上的第二金属层，以及层叠在第二金属层上的第三金属层；

形成在第一电极垫上的第一绝缘层；以及

形成在第一绝缘层上的第一透明电极，第一透明电极通过第一通孔与第一电极垫的第二金属层电连接，其中第一通孔穿过第一绝缘层与第三金属层形成。

4.权利要求3的阵列基板，其中第一电极垫为向开关器件提供栅信号的栅极垫。

5.权利要求1的阵列基板，其中栅极具有至少一个沿着与基板基本垂直的切割线呈锥形的横截面。

6.权利要求1的阵列基板，其中每个源极与漏极都包含第四电极、层叠在第四电极上的第五电极，以及层叠在第五电极上的第六电极，其中第四、第五与第六金属层分别包括与第一、第二与第三金属层基本相同的材料。

7.权利要求6的阵列基板，其中第四金属层包含铝钕，其中第五金属层包含铬，其中第六金属层包含氮化铬。

8.权利要求6的阵列基板，还包括：

形成在开关器件上的第二绝缘层；

以及形成在第二绝缘层上的像素电极，像素电极通过接触孔与开关器件电连接，其中接触孔穿过第二绝缘层与第六金属层形成。

9.权利要求6的阵列基板，还包括：

从源极延伸出来的形成在外围区域的第二电极垫，第二电极垫包括第四金属层、层叠在第四金属层上的第五电极层，以及层叠在第五电极层上的第六金属层；

形成在第二电极垫上的第三绝缘层；以及

形成在第三绝缘层上的第二透明电极，第二透明电极通过第二通孔与第二电极垫的第五金属层电连接，其中第二通孔穿过第三绝缘层与第六金属层形成。

10.权利要求9的阵列基板，其中第二电极垫为向开关器件提供数据信号的数据电极垫。

11.权利要求6的阵列基板，其中每个数据电极与漏极都具有至少一个沿着与基板基本垂直的切割线呈锥形的横截面。

12.一种阵列基板，包括：

具有显示区域与围绕显示区域的外围区域的基板；

形成在显示区域上的具有第一电极、第二电极与第三极的开关器件；

从形成在外围区域的第一、第二与第三电极之一延伸出来的电极垫，电极垫包括第一金属层、层叠在第一金属层上的第二金属层，以及层叠在第二金属层上的第三金属层，其中第三金属层通过氮化第二金属层形成；

形成在电极垫上的绝缘层；以及

形成在绝缘层上的透明电极，透明电极通过通孔与第二金属层电连接，其中通孔穿过绝缘层与第三金属层形成。

13.权利要求12的阵列基板，其中开关器件的第一、第二与第三电极中的至少一个包含按顺序层叠的第一、第二与第三金属层。

14.权利要求12的阵列基板，其中第一金属层包含铝钕，第二金属层包含铬，第三金属层包含氮化铬。

15.权利要求12的阵列基板，其中电极垫具有沿着与基板基本垂直的切割线呈锥形的横截面。

16.一种阵列基板，包括：

具有显示区域与围绕显示区域的外围区域的基板；

形成在显示区域上的具有第一电极、第二电极与第三极的开关器件，其中第一、第二与第三电极中的至少一个包括第一金属层、层叠在第一金属层上的第二金属层以及层叠在第二金属层上的第三金属层，其中第三金属层通过氮化第二金属层形成；

从形成在外围区域的第一、第二与第三电极之一延伸出来的电极垫，电极垫包括第一金属层、层叠在第一金属层上的第二金属层以及层叠在第二金属层上的第三金属层；

形成在形成有开关器件与电极垫的基板上的绝缘层；

形成在绝缘层上的第一透明电极，第一透明电极通过接触孔与第二金属层电连接，其中接触孔穿过绝缘层与第一、第二与第三电极中的一个的第三金属层形成；以及

形成在绝缘层上的第二透明电极，第二透明电极通过通孔与第二金属层电连接，其中通孔穿过绝缘层与电极垫的第三金属层形成。

17.权利要求16的阵列基板，其中第一金属层包含铝钕，第二金属层包含铬，第三金属层包含氮化铬。

18.一种阵列基板，包括：

基板；

形成在基板上的包括第一金属层、层叠在第一金属层上的第二金属层以及层叠在第二金属层上的第三金属层的第一信号线，其中第三金属层通过氮化第二金属层形成；

形成在第一信号线上的绝缘层；以及

形成在绝缘层上的与第一信号线交叉的第二信号线。

19.权利要求18的阵列基板，其中第二信号线包含第四金属层、层叠在第四金属层上的第五金属层以及层叠在第五金属层上的第六金属层，其中第四、第五与第六金属层分别包括与第一、第二与第三金属层基本相同的材料。

20.权利要求18的阵列基板，还包括：

包括第一、第二电极与第三电极的开关器件，其中第一、第二与第三电极与第一与第二信号线电连接；以及

与开关器件电连接的像素电极，其中第一、第二与第三电极中的至少一个包括按顺序层叠在基板上的第一、第二与第三金属层，

以及其中像素电极通过接触孔与开关器件的第二金属层电连接，接触孔穿过绝缘层与第三金属层形成。

21.权利要求18的阵列基板，还包括：

从第一与第二信号线之一延伸出来的包括按顺序层叠在基板上的第一、第二与第三金属层的电极垫；以及

形成在绝缘层上的透明电极，透明电极通过通孔与电极垫的第二金属层电连接，其中通孔穿过绝缘层与电极的第三金属层形成。

22.权利要求18的阵列基板，其中第一金属层包含铝钕，第二金属层包含铬，第三金属层包含氮化铬。

23.一种阵列基板，包括：

具有显示区域与围绕显示区域的外围区域的基板；

形成在显示区域上的具有第一电极、第二电极与第三电极的开关器件，其中第一、第二与第三电极中的至少一个包括第一金属层与层叠在第一金属层上的第二金属层，并且其中第二金属层被氮化使得在上部具有氮离子；以及

与开关器件的第一、第二与第三电极中的一个电连接的像素电极。

24.权利要求23的阵列基板，其中第一金属层包含铝钕，第二金属层包含铬。

25.权利要求23的阵列基板，还包括：

从第一、第二与第三电极之一延伸出来且形成在外围区域上的电极垫，电极垫包括第一金属层与层叠在第一金属层上的第二金属层；以及

形成在电极垫上与电极垫电连接的透明电极。

26.一种形成阵列基板的方法，包含：

在基板的显示区域上形成开关器件，其中开关器件具有第一电极、第二电极与第三电极，其中第一、第二与第三电极中的至少一个具有第一金属层、层叠在第一金属层上的第二金属层、与层叠在第二金属层上的第三金属层，其中第三金属层通过氮化第二金属层形成；

在形成有开关器件的基板上形成绝缘层；以及

在绝缘层上形成像素电极使之通过接触孔与开关器件的第二金属层电连接，接触孔穿过绝缘层与第三电极的一部分而形成。

27.权利要求26的方法，其中第一金属层使用铝钕形成，其中第二金属层使用铬形成，并且其中第三金属层使用氮化铬形成。

28.权利要求26的方法，其中形成开关器件包含：

在第一室中的基板上形成第一金属层；

在第二室中在形成有第一金属层的基板上形成第二金属层；

通过向第二室中提供氮气来在第二金属层上形成第三金属层；以及

通过对第一、第二与第三金属层构图来形成第一、第二与第三电极。

29.权利要求28的方法，其中形成第一、第二与第三电极包含：

对第二与第三金属层同时构图；以及

对第一金属层构图。

30.权利要求28的方法，其中第二室处于真空状态。

31.权利要求26的方法，还包括通过同时移除绝缘层与第三金属层来形成接触孔，接触孔暴露第二金属层的一部分。

32.权利要求31的方法，其中第三金属层与绝缘层被基本相同的蚀刻溶液蚀刻。

33.权利要求26的方法，还包括：

在围绕显示区域的外围区域上形成电极垫，电极垫从第一、第二与第三电极之一延伸出来，并包括顺序地层叠在基板上的第一、第二与第三金属层；以及

在绝缘层上形成透明电极使之通过通孔与电极垫的第二金属层电连接，通孔穿过绝缘层与电极的第三金属层而形成。

34.权利要求33的方法，还包括通过同时部分蚀刻绝缘层与电极垫的第三金属层形成通孔，该通孔暴露电极垫的第二金属层的一部分。

35.一种形成阵列基板的方法，包含：

在基板上使用铝合金形成第一金属层；

在第一金属层上使用铬形成第二金属层；

使用混合蚀刻溶液蚀刻第一与第二金属层，其中混合蚀刻溶液包括用来蚀刻第一金属层的第一蚀刻溶液以及用来蚀刻第二金属层的第二蚀刻溶液；以及

使用第三蚀刻溶液蚀刻第二金属层，第二金属层在使用混合蚀刻溶液蚀刻后仍存在。

36.权利要求35的方法，其中第一蚀刻溶液包含氟化铵，其中第二蚀刻溶液包含硝酸高铈铵与硝酸。

37.权利要求36的方法，其中混合蚀刻溶液包括约2到约30重量％的氟化铵，约5到约30重量％的硝酸高铈铵，以及约2到约20重量％的硝酸。

38.权利要求35的方法，其中第三蚀刻溶液包含硝酸。

39.权利要求35的方法，其中混合蚀刻溶液还包括蚁酸或乙酸。

40.权利要求39的方法，其中混合蚀刻溶液包括约1到约5重量％的蚁酸或乙酸。

41.权利要求35的方法，其中形成第一与第二金属层还包括使用氮化铬在第二金属层上形成第三金属层。

42.权利要求35的方法，其中铝合金为铝钕。

43.一种显示装置，包括：

具有透明电极的第一基板；

面向第一基板的第二基板，阵列基板包含：

具有第一电极、第二电极与第三电极的开关器件，其中第一、第二与第三电极中的至少一个具有第一金属层、第二金属层与第三金属层，并且其中第三金属层通过氮化第二金属层形成；

形成在开关器件上的绝缘层；

面向第一透明电极的第二透明电极，第二透明电极通过接触孔与开关器件的第二金属层电连接，其中接触孔穿过绝缘层与开关器件的第三金属层而形成；

从第一、第二与第三电极之一延伸的电极垫，具有第一、第二与第三金属层；以及

通过通孔与电极垫的第二金属层电连接的第三透明电极，其中通孔穿过绝缘层与电极的第三金属层而形成；以及

夹置在第一与第二基板之间的液晶层。

44.权利要求43的显示装置，其中第一金属层包含铝钕，第二金属层包含铬，以及第三金属层包含氮化铬。

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