專利名稱：薄膜晶體管基板及其制造方法和具有其的顯示設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種顯示設備，尤其涉及一種TFT基板、制造TFT基板的 方法以及具有該TFT基板的顯示設備。
背景技術：
近來，諸如有機發(fā)光顯示器(OLED)、等離子體顯示屏(PDP)和液晶 顯示器(LCD)的平板顯示設備得到了發(fā)展，替代又重又大的陰極射線管 (CRT)顯示器。PDP設備利用放電產生的等離子體顯示圖像。OLED設備 利用特殊有機材料和聚合物的有機電致發(fā)光顯示圖像和字符。LCD設備通過 控制穿過液晶層的光的透射率來顯示圖像。通常，LCD設備包括薄膜晶體管(TFT)基板、公共電極基板和設置于TFT 基板和公共電極基板之間的液晶層。當在制造LCD設備的過程中TFT基板 和公共電極基板未對準時，LCD設備的顯示質量會受到不利影響。為了防止顯示質量受到未對準的影響，可以采用陣列上濾色器(COA) 結構，在該結構中濾色器設置于TFT基板上。不過，來自濾色器的雜質可能 會經過像素電極之間的間隙或開口流出，污染液晶并導致顯示殘留圖像。此外，在把有機絕緣層用作像素電極下方的平坦化層時，來自有機平坦 化層的雜質會流出來。結果，液晶仍然被污染，并增大殘留圖像。發(fā)明內容根據本發(fā)明的 一個方面，能夠消除諸如殘留圖像的缺陷的薄膜晶體管 (TFT)基板包括柵電極、柵極絕緣層、半導體層、源電極、漏電極、有機層、 無機絕緣層和像素電極。柵電極形成于基板上并電連接到柵極線。柵極絕緣 層形成于所述基板上以覆蓋所述柵極線和所述柵電極。半導體層形成于對應 于所述柵電極的所述柵極絕緣層上。源電極電連接到數據線，所述數據線沿 與柵極線的縱向交叉的方向形成于柵極絕緣層上。源電極在所述半導體層 上。漏電極形成于所述半導體層上，并與所述源電極相對，以在所述源電極 和漏電極之間界定所述半導體層的溝道區(qū)域。有機層形成于柵極絕緣層上以 覆蓋源電極、漏電極和數據線。有機層具有暴露溝道區(qū)域的第一開口。無機 絕緣層形成于有機層和第一開口的內表面上，并具有基本均勻的厚度。像素 電極設置于無機絕緣層上且電連接到漏電極。根據本發(fā)明，如下提供了一種制造TFT基板的方法。在基板上形成柵極線和電連接到柵極線的柵電極。柵極絕緣層形成于所述基板上以覆蓋所述柵 極線和所述柵電極。半導體層形成于對應于所述柵電極的所述柵極絕緣層 上。在所述柵極絕緣層上沿與所述柵極線的延伸方向交叉的方向形成數據 線、在所述半導體層上形成電連接到所述數據線的源電極以及與所述源電極 相對的漏電極從而在所述源電極和漏電極之間界定所述半導體層的溝道區(qū) 域。在所述柵極絕緣層上形成有機層以覆蓋所述數據線、所述源電極和所述 漏電極，所述有機層具有暴露所述溝道區(qū)域的第一開口。無機絕緣層形成于 有機層和第一開口的內表面上，并具有基本均勻的厚度。像素電極形成于無 機絕緣層上且電連接到漏電極。根據本發(fā)明的又一個方面，顯示設備包括第一基板、柵電極、柵極絕緣 層、半導體層、源電極、漏電極、有機層、無機絕緣層、像素電極和第二基 板。柵電極設置于第一基板上并電連接到柵極線。柵極絕緣層設置于所述第 一基板上以覆蓋所述柵極線和所述柵電極。半導體層設置于對應于所述柵電 極的所述柵極絕緣層上。源電極電連接到數據線并在半導體層上，所述數據 線沿與柵極線的縱向交叉的方向形成于柵極絕緣層上。漏電極形成于所述半 導體層上，并與所述源電極相對，以在所述源電極和漏電極之間界定所述半 導體層的溝道區(qū)域。有機層設置于柵極絕緣層上以覆蓋源電極、數據線和漏 電極。有機層具有暴露溝道區(qū)域的第一開口。無機絕緣層設置于有機層和第 一開口的內表面上，并具有基本均勻的厚度。像素電極設置于無機絕緣層上 且電連接到漏電極。第二基板面對所述第一基板且包括公共電極。根據本發(fā)明的一方面，在有機層上設置無機絕緣層。于是，可以阻擋來 自有機層的雜質，從而可以防止液晶被污染并可以減少諸如殘留圖像的顯示 缺陷。根據本發(fā)明的TFT基板的制造方法，在大約100° C到大約250。 C的 低溫下形成無機絕緣層。于是，可以防止對下部有機層造成損傷且可以增強 顯示屬性。
另夕卜，根據本發(fā)明的制造TFT基板的方法，通過形成具有精確厚度的無機絕緣層可以縮短制造時間。


在結合附圖考慮的時候，參考以下詳細說明，本發(fā)明的以上和其他優(yōu)點將變得容易明了，其中圖l為平面圖，示出了根據本發(fā)明第一示例實施例的薄膜晶體管(TFT) 基板的一部分；圖2為取自圖1中的線i-r的截面圖。圖3到6為示出了圖1中所示的TFT基板的制造方法的截面圖； 圖7為示出了根據本發(fā)明的第二示例實施例的TFT基板的截面圖； 圖8為示出了根據本發(fā)明的第三示例實施例的TFT基板的截面圖； 圖9為示出了根據本發(fā)明的第四示例實施例的TFT基板的一部分的平面圖；圖io為取自圖9中的線n-n'的截面圖；以及圖ii為示出了根據本發(fā)明的示例實施例的顯示器的截面圖。
具體實施方式
應當理解，在稱某一元件或層在另一元件或層"上"，被"連接"或"耦 接"至另一元件或層時，其可能直接在另一元件或層上，被直接連接或耦接 至所述另一元件或層，也可能存在中間元件或層。相反，在稱某一元件"直 接在"另一元件或層"上"，被"直接連接"或"直接耦接"至另一元件或 層時，則不存在中間元件或層。這里參考作為本發(fā)明的理想化實施例(和中間結構)的示意性圖示的截 面圖描述本發(fā)明的實施例。因而，可以預計到會由于例如制造技術和/或容限 而產生與圖示的形狀的偏離。于是，本發(fā)明的實施例不應被視為限于這里圖 示的區(qū)域的特定形狀，而是要包括由制造造成的形狀偏差。例如，被圖示為 矩形的注入區(qū)將典型地在其邊沿處具有修圓的或曲線的特征和/或注入濃度 的梯度，而不是從注入到非注入區(qū)的二元變化。同樣地，通過注入形成的掩 埋區(qū)可能會在掩埋區(qū)和通過其進行注入的表面之間的區(qū)域導致一些注入。于 是，圖中所示出的區(qū)域本質上是示意性的，它們的形狀并非用于示出器件區(qū)
域的實際形狀，也并非用于限制本發(fā)明的范圍。 在下文中，將參考附圖詳細地解釋本發(fā)明。圖l為平面圖，示出了根據本發(fā)明第一示例實施例的薄膜晶體管(TFT) 基板的一部分，而圖2為取自圖1中的線I-I'的截面圖。參考圖1和2,多個柵極線121設置于絕緣基板110上。絕緣基板110 的包括例如透明玻璃或聚合物。柵極線121沿著水平方向設置并傳輸柵極信號。每個柵極線121包括柵 電極124和柵極焊盤(未示出)。柵電極124沿基本垂直于柵極線121的縱 向的方向從柵極線121突出。柵極焊盤設置在柵極線的端部以電連接到由不 同層形成的導電圖案或外部驅動電路。包括存儲電極133的存儲線131由基本和柵極線121相同的層形成。根 據需要，存儲電極133可以具有各種尺寸和形狀。例如，本示例實施例中的 存儲電極133可以具有在像素電極的中央部分上的矩形形狀。圖3到6為示出了圖1中所示的TFT基板的制造方法的截面圖。圖3 為示出了用于形成柵電極、柵極線、存儲線和存儲電極的工藝的截面圖。參考圖1和3,可以通過以下方法形成柵極線121、柵電極124、存儲線 131和存儲電極133。導電層(未示出)形成于絕緣基板110上。絕緣基板110包括透明玻璃 或聚合物。通過干法蝕刻或濕法蝕刻導電層形成柵極線121、柵電極124、 存儲線131和存儲電4及133。例如，柵極線121和存儲線131包括諸如金屬的導電材料?？捎糜跂艠O 線121和存儲線131的導電材料范例可以包括鋁(Al)、鋁合金、銀(Ag)、 銀合金、銅(Cu)、銅合金、鉬(Mo)、鉬合金、鉻(Cr)、鉭(Ta)、鈦(Ti) 等。可以單獨或組合使用這些材料。此外，柵極線121和存儲線131可以包 括多層結構，該多層結構具有超過兩個具有不同物理特性的導電層(未示 出)。再次參考圖1和2,在柵極線121上形成柵極絕緣層141。可用于柵極 絕緣層141的絕緣材料范例包括氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)等。在柵 極絕緣層141上形成包括溝道層的半導體層151和歐姆接觸構件163和165。 在柵極絕緣層141上設置具有氫化非晶硅的半導體層151。半導體層151包 括與柵電極124重疊的突出部分和與數據線171重疊的直線部分。 歐姆接觸構件163和165設置于半導體層151上。歐姆接觸構件163和 165設置于半導體層151和源電極173之間。歐姆接觸構件163和165降低 半導體層151和源電極173之間的電接觸電阻。歐姆接觸構件163和165也 設置于半導體層151和漏電極175之間。歐姆接觸構件163和165降低半導 體層151和漏電極175之間的電接觸電阻。數據線171和漏電極175設置于歐姆接觸構件163和165上。數據線171傳輸數據信號，主要沿著與柵極線121基本垂直相交的方向 設置。數據線171電連接到源電極173和數據焊盤(未示出)。源電極173 向著柵電極124突出。在數據線171的端部上設置數據焊盤，數據焊盤連接 至由不同層形成的導電圖案或外部驅動電路。漏電極175與數據線171分開 并面對電連接到柵電極124的源電極173。當在平面上觀察時，柵電極124 設置于漏電極175和源電極173之間。TFT包括柵電極124、源電極173、漏電極175和半導體層151的突出 部分。TFT的溝道形成于源電極173和漏電極175之間。半導體層151與數據線171、漏電極175和數據線171和漏電極175下 方的歐姆接觸層163和165界定的區(qū)域具有基本相同的形狀，只是突出部分 具有TFT。例如，半導體層151設置于數據線171、漏電極175以及數據線 171和漏電極175下方的歐姆接觸層163和165之下。半導體層151暴露于 源電極173和漏電極175之間。當在平面上觀察時，歐姆接觸層163和165 與數據線171和漏電極175界定的區(qū)域具有基本相同的形狀。圖4為截面圖，示出了用于形成圖3中的TFT基板上的半導體層、歐姆 接觸構件、數據線、源電極和漏極的工藝。參考圖1和4,通過以下方法形成半導體層151、歐姆接觸構件163和 165、數據線171、源電極173和漏電極175。在其上形成有柵極線和存儲電極線的絕緣層上形成氮化硅層(未示出)、 非晶硅層(未示出)和摻雜非晶硅層(未示出)。例如，通過化學氣相淀積 (CVD)法形成氮化硅層(未示出)、非晶硅層(未示出)和摻雜非晶硅層 (未示出)。然后，通過濺射法在摻雜非晶硅層上設置導電層(未示出)。在 導電層上淀積光敏材料以形成光敏膜。光敏材料被部分曝光。結果，形成第 一光敏圖案(未示出)，第一光敏圖案具有第一部分和第二部分，第一部分 具有第一厚度，第二部分具有比第一厚度薄的第二厚度。
利用第 一光敏圖案作為蝕刻掩模通過干法蝕刻或濕法蝕刻蝕刻導電層 以形成數據線圖案(未示出)。利用第一光敏圖案作為蝕刻掩模通過干法蝕 刻或濕法蝕刻蝕刻摻雜非晶硅層和非晶硅層以形成歐姆接觸圖案(未示出) 和半導體層151。將第一光敏圖案蝕刻預定厚度以形成暴露溝道區(qū)域的第二光敏圖案(未 示出)。利用第二光敏圖案作為蝕刻掩模通過干法蝕刻或濕法蝕刻蝕刻數據線圖案以形成數據線171、源電極173和漏電極175。在除去第二光敏圖案之后，通過干法蝕刻或濕法蝕刻蝕刻摻雜非晶硅層 以形成歐姆接觸構件163和165?；蛘撸诔サ诙饷魣D案之前，可以通 過干法蝕刻或濕法蝕刻蝕刻摻雜非晶硅層以形成歐姆接觸構件163和165, 然后可以除去第二光敏圖案。再次參考圖1和2，在其上形成有源電極173和漏電極175的絕緣基板 110上形成濾色器181。濾色器181覆蓋數據線171、漏電極175和柵極絕緣 層141。例如，濾色器181可以包括有機層。有機層可以包括用于顯示顏色 的顏料(pigment)和光敏有機材料。例如，有機層包括具有紅、綠或藍顏料的 光敏有機材料。例如，具有基本相同顏色的濾色器181沿著數據線171排列。具有不同 顏色的濾色器181沿著柵極線121排列。或者，具有基本相同顏色的濾色器 181可以彼此相連以形成帶形。可以這樣設置具有不同顏色的濾色器181， 使得相鄰的濾色器181的邊緣部分可以在數據線171上彼此重疊?；蛘?，可 以這樣設置具有基本相同顏色的濾色器181以對應于像素區(qū)域從而具有島 形，具有相同顏色的濾色器181可以與具有不同顏色的相鄰濾色器181在數 據線171上重疊。濾色器181具有設置于溝道區(qū)域上的第一開口 183、對應于存儲電極133 的第二開口 185和設置于漏電極175上且暴露漏電極175的第三開口 187。當濾色器181設置于溝道區(qū)域上時，來自濾色器181的雜質可能會向著 溝道區(qū)域流出，由此使得TFT的電特性劣化。不過，在圖4中，濾色器具有 暴露溝道區(qū)域的第一開口 183。而且，具有絕緣材料的無機絕緣層191覆蓋 第一開口 183。可用于無機絕緣層191的絕緣材料范例包括氮化硅(SiNx)、 氧化硅(SiOx)等?？梢詥为毣蚪M合使用這些材料。結果，提高了 TFT的 電特性。通過以下工藝形成無機絕緣層191。
圖5為示出了用于形成圖4中的TFT基板上的濾色器的工藝的截面圖。 參考圖l和5，通過以下工藝形成濾色器181。例如，通過窄縫涂布法 或旋涂法在其上形成有數據線171的絕緣基板110上形成預備濾色器層(未 示出)或預備有機層。預備濾色器層或預備有機層具有大約2.5 Mm到大約 3.5jam的厚度。使預備濾色器層或預備有機層曝光并顯影，以形成具有第一開口 183、 第二開口 185和第三開口 187的諸如紅色濾色器的濾色器。通過如上所述相同的方法形成具有不同顏色如綠色或藍色的濾色器。在形成紅色、綠色和藍色濾色器之后，在絕緣基板110上進行等離子體 處理工藝。例如，將其上形成有濾色器的基板放置于室中，利用諸如氫氣(H2 ) 或氨(NH3)的源氣體(supply gas)在室內產生等離子體。等離子體工藝執(zhí)行 大約20秒到大約60秒，功率在大約300W到大約600W的范圍內。通過等 離子體工藝可以除去溝道區(qū)域中的雜質。于是，可以增強TFT的電特性。通常，當雜質從具有光敏有機材料的濾色器通過像素電極的開口流出 時，可能會顯示殘留圖像。為了防止殘留圖像，在濾色器181上形成無機絕 緣層191。再次參考圖1和2,在濾色器181上形成無機絕緣層191。例如，無機 絕緣層191覆蓋濾色器181的整個上表面以及濾色器181的第一開口 183和 第二開口 185的內表面。例如，無機絕緣層191包括與有機材料之間反應率 (reaction rate)低的材料并防止雜質流出。可用于無機絕緣層191的絕緣材料 范例包括氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)等。例如，濾色器材料和有機絕 緣材料可能會在低溫下分解，從而生成雜質。不過，諸如氮化硅(SiNx)或 氧化硅(SiOx)的材料比有機材料或濾色器材料熱穩(wěn)定性更高。于是，可以 提高顯示質量。在濾色器181上布置無機絕緣層191,使之具有薄而均勻的厚度。例如， 當在階梯部分設置無機絕緣層191時，階梯部分上的厚度可以稍微薄于或厚 于相鄰的部分。無機絕緣層191對應于無機絕緣層191下的濾色器181的階 梯部分的輪廓。例如，根據無機絕緣層191下方的形狀，無機絕緣層191具有預定的階 梯部分。無機絕緣層191覆蓋濾色器181的第一和第二開口 183和185并具 有沿著第一和第二開口 183和185的階梯部分。階梯部分的輪廓基本與第一 和第二開口 183和185的輪廓相同。無機絕緣層191覆蓋設置于濾色器181的第一開口 183的縫隙中的溝道 區(qū)域并提高了 TFT的電特性。另外，無機絕緣層191具有設置于漏電極175 的一部分上的開口 193。圖6為示出了用于形成圖5中的TFT基板上的無機絕緣層191的工藝的 截面圖。參考圖1和6,通過以下方法形成無機絕緣層191。通過諸如化學氣相淀積(CVD)工藝的工藝在其上形成有濾色器181的 絕緣基板110上形成無機絕緣層191?？捎糜跓o機絕緣層191的無機絕緣材 料范例包括氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)等。在從大約100° C到大約 250° C的溫度下執(zhí)行上述工藝。例如，在從大約100° C到大約200。 C的 溫度下執(zhí)行上述工藝。當溫度高于大約250°C時，設置于無機絕緣層191下 的濾色器181可能會被熱分解和損傷。當溫度低于大約100。C時，淀積可能 被劣化。通常，通過淀積工藝形成無機絕緣層191,要形成具有超過大約liim厚 度的無機絕緣層191這要耗時很長。于是，無機絕緣層191具有足以僅覆蓋 濾色器181的厚度。例如，無機絕緣層191具有大約100A到大約2000A的 厚度，可以降低其制造成本和時間。例如，通過窄縫涂布法或旋涂法在具有無機絕緣層191的基板上淀積光 敏材料。對光敏材料曝光和顯影以形成光敏圖案。利用光敏圖案作為蝕刻掩 模對無機絕緣層191進行干法蝕刻或濕法蝕刻。結果，開口 193暴露漏電極 175, —開口 (未示出)暴露柵極焊盤和數據焊盤。也可以在柵極焊盤上的 一冊極絕緣層141形成開口 。再次參考圖1和2，在無機絕緣層191上設置像素電極197。在穿過濾色器181形成的第一開口 183處不形成像素電極。無機絕緣層 191覆蓋第一開口 183。當在第一開口 183中形成像素電極197時，可能會 形成寄生電容器且TFT的電特性可能會劣化。在第一開口 183中，當無機絕 緣層191的厚度減小時，寄生電容器的電容增大。于是，可以不在第一開口 183中形成像素電極197。形成于具有濾色器181的第二開口 185和存儲電極133的區(qū)域中的像素 電極197與插置于像素電極197和存儲電極133之間的無機絕緣層191和柵 極絕緣層141界定了存儲電容器Cst。當穿過其下形成有存儲電極133的濾 色器181形成第二開口 185時，縮短了存儲電極133和像素電極197之間的 距離。結果，可以增大維持電容器Cst的電容。于是，雖然在存儲電極133 和像素電極197之間未形成額外的金屬電極，維持電容器Cst仍可以具有穩(wěn) 定而足夠的電容。像素電極197通過濾色器181的第三開口 187和無機絕緣層191的開口 193電連接到漏電極175。像素電極197覆蓋柵極焊盤和數據焊盤的開口 。例如，像素電極197與柵極線121和數據線171重疊?；蛘?，像素電極 197可以不和柵極線121和數據線171重疊。可以通過以下方法形成像素電極197。利用賊射法在具有無機絕緣層191 的絕緣基板110上設置透明導電層?？捎糜谕该鲗щ妼拥耐该鲗щ姴牧戏独?包括氧化銦鋅(IZO)、氧化銦錫(ITO)等?？梢詥为毣蚪M合使用這些材料。圖7為示出了根據本發(fā)明的第二示例實施例的TFT基板的截面圖。在圖7中，將解釋根據本發(fā)明另 一示例實施例的TFT基板。參考圖7,根據本發(fā)明第二示例實施例的TFT基板300具有濾色器的第一 開口 383和柱間隔體398。柱間隔體398形成于形成濾色器的第二開口 385 的區(qū)域中。柱間隔體398設置于像素電極397上。柱間隔體398保持著TFT基板300和公共電極基板(未示出)之間的距離。此外，柱間隔體398包括光阻擋材料并防止光通過濾色器381的第一和 第二開口 383和385泄漏。結果，提高了顯示質量。具有光阻擋材料的柱間隔體398還可以形成于對應于濾色器381的第三 開口 387的區(qū)域中。圖8為示出了根據本發(fā)明的第三示例實施例的TFT基板的截面圖。在圖8中，將解釋根據本發(fā)明第三示例實施例的TFT基板。參考圖8,TFT基板300包括擋光填料399。擋光填料399的位置對應于 濾色器的第一開口 383,濾色器的第二開口 385和濾色器的第三開口 387。擋光填料399阻擋光，防止光通過第一開口 383、第二開口 385和第三 開口 387泄漏，由此提高顯示質量。例如，擋光填料399設置于第一開口 383、 第二開口 385和第三開口 387的至少一個中?？梢酝ㄟ^噴墨工藝形成擋光填料399。例如，將液態(tài)的光阻擋材料噴射
到濾色器的開口中，固化開口中的液態(tài)光阻擋材料以形成擋光填料399?；蛘?，在液態(tài)的光阻擋材料上撒布珠分隔體之后，利用噴墨工藝將具有 珠分隔體的光阻擋材料噴射到濾色器的開口中。在這種情況下，液態(tài)光阻擋 材料和珠分隔體同時設置在開口的。圖9為示出了根據本發(fā)明第四示例實施例的TFT基板的平面圖，而圖 IO為取自圖9的線II-n'的截面圖。參考圖9和10,在絕緣基板510上形成多個柵極線521。絕緣基板510 包括例如透明玻璃或聚合物。柵極線521沿著水平方向形成并傳輸柵極信號。每個柵極線521電連接 到從柵極線521突出的多個柵電極524和柵極焊盤(未示出)。包括存儲電極533的存儲線531由基本和柵極線521相同的層形成。存 儲電極533具有各種尺寸和形狀?；蛘?，存儲電極533可以具有在像素電極 中心的矩形形狀。柵極線521和存儲線531可以包括諸如金屬的導電材料。導電層(未示 出)形成于絕緣基板510上。絕緣基板510可以包括透明玻璃或聚合物。通 過干法蝕刻或濕法蝕刻導電層形成柵極線521、柵電極524、存儲線531和 存儲電極533。柵極絕緣層541設置于柵極線521上?？捎糜跂艠O絕緣層541的絕緣材 料范例包括氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)等。具有氫化非晶硅的半導體 層551形成于柵極絕緣層541上。半導體層551與柵電極524重疊。例如，半導體層551具有島形。 在半導體層551上形成歐姆接觸構件563和565。歐姆接觸構件563和 565形成于半導體層551和源電極573之間。歐姆接觸構件563和565降低 了半導體層551和源電極573之間的電阻。歐姆接觸構件563和565也形成 于半導體層551和漏電極575之間。歐姆接觸構件563和565降低了半導體 層551和漏電極575之間的電阻。例如，歐姆接觸構件563和565與半導體 層551重疊并具有島形。同時，歐姆接觸構件563和565暴露設置于源電極 573和漏電極575之間的半導體層551。數據線571和漏電極575設置于歐姆4^觸構件563和565上。 數據線571傳輸數據信號并沿著與柵極線521交叉的方向形成。數據線 571電連接到源電極573和數據焊盤(未示出)。源電極573向著柵電極524 突出。數據焊盤設置于數據線571的端部以電連接到由不同層形成的導電圖 案或外部驅動電路。漏電極575與數據線571分開并相對于柵電極524面對源電極573。漏 電極575和源電極573設置于柵電極524上方。漏電極575包括與存儲電極 線533重疊的寬端部579，以形成存儲電容器Cst?；蛘?，寬端部579例如 布置于像素區(qū)域的中央并基本具有矩形。TFT包括柵電極524、源電極573、漏電極和半導體層551的突出部分。 在源電極573和漏電極575之間界定TFT的溝道。通過以下方法形成半導體層551、歐姆接觸構件563和565、數據線571、 源電極573和漏電極575。在其上形成有柵極線521和存儲電極線533的絕緣層上形成氮化硅層 (未示出)、非晶硅層(未示出)和摻雜非晶硅層(未示出)。例如，可以通 過化學氣相淀積(CVD)法形成氮化硅層(未示出)、非晶硅層(未示出) 和摻雜非晶硅層(未示出)。通過濺射法在摻雜非晶硅層上涂布光敏有機材料。對光敏有機材料曝光 和顯影以形成光敏圖案。光敏圖案被用作蝕刻掩模。利用光敏圖案作為蝕刻 掩模通過干法蝕刻法或濕法蝕刻法蝕刻摻雜非晶硅層和非晶硅層以形成歐 姆接觸圖案(未示出)和半導體層551。在其上形成有半導體層551和歐姆接觸構件的絕緣基板510上形成導電 層(未示出)。在導電層上設置光敏膜。對光敏膜曝光和顯影以形成光敏圖 案。利用光敏圖案作為蝕刻掩模對導電層進行干法蝕刻或濕法蝕刻以形成數 據線571和漏電才及575。在除去光敏圖案之后，通過干法蝕刻或濕法蝕刻蝕刻摻雜非晶硅層以形 成歐姆接觸構件563和565。或者，在除去光敏圖案之前，可以通過干法蝕 刻或濕法蝕刻蝕刻摻雜非晶硅層以形成歐姆接觸構件563和565，然后可以 除去光敏圖案。在其上形成有數據線571和漏電極575的絕緣基板510上形成濾色器 581。例如，濾色器581包括有機層或顯示顏色的顏料以及光敏有機材料。濾色器581具有設置于溝道區(qū)域中的第一開口 583、設置于漏電極575 的大端部579上的第二開口 585。當在溝道區(qū)域中形成濾色器581時，來自 濾色器的雜質可能會通過溝道區(qū)域流出，由此劣化了 TFT的電特性。因此，
濾色器優(yōu)選具有暴露溝道區(qū)域的第一開口 583。在濾色器581上形成無機絕緣層591。當雜質從具有光敏有機材料的濾 色器中流出時，顯示質量可能會劣化。在圖9和10中，無機絕緣層591完 全覆蓋了濾色器581，也覆蓋了第一開口 583。例如，無機絕緣層191可以 包括與有機材料具有低反應率的材料，以防止雜質流出?？捎糜跓o機絕緣層 191的無機絕緣材料范例包括氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)等。氮化硅 (SiNx)或氧化硅(SiOx)比有機材料或濾色器材料的熱穩(wěn)定性高，由此提 高了顯示質量。形成于濾色器581上的無機絕緣層591具有薄而均勻的厚度。例如，當 在階梯部分設置無機絕緣層591時，階梯部分上的無機絕緣層591的厚度可 以稍;欽薄于或厚于相鄰的部分。在圖9和10中，無機絕緣層591對應于無 機絕緣層591下的濾色器581的階梯部分的輪廓。根據無機絕緣層591下方的輪廓，無機絕緣層591具有預定的階梯部分。 無機絕緣層591覆蓋濾色器581的第一開口 583并具有類似的階梯部分。階 梯部分的輪廓類似于第一開口 583的輪廓。無機絕緣層591具有設置于漏電極575上的開口 593。通過如下方法形成無機絕緣層591。利用化學氣相淀積(CVD)法在其上形成有濾色器581的絕緣基板510 上形成無機絕緣層591?？捎糜跓o機絕緣層591的絕緣材料范例包括氮化硅 (SiNx)、氧化硅(SiOx)等。在從大約100° C到大約250。 C的溫度下執(zhí) 行上述工藝。例如，在從大約100° C到大約200° C的溫度下執(zhí)行上述工藝在形成濾色器581之后、形成無機絕緣層591之前，對絕緣基板510進 行等離子體工藝。例如，在形成紅色、綠色和藍色濾色器之后，對絕緣基板 510進行等離子體工藝。在將其上形成有濾色器581的絕緣基板510放置于 室中后，在具有諸如氫氣(H2)或氨(NH3)的源氣體的室內產生等離子體。 通過等離子體工藝，可以除去溝道區(qū)域中的雜質，由此提高TFT的電特性。通過淀積工藝形成無機絕緣層591。當無機絕緣層591的厚度大于大約 lpm時，可能會增大制造時間。在圖9和10中，無機絕緣層591的厚度處 于大約IOOA到大約2000A的范圍內，可以降低制造成本和時間。對無才幾絕緣層591構圖以形成開口 593。開口 593部分地暴露漏電極575
的寬端部。暴露柵極焊盤和數據焊盤的開口 (未示出)與開口 593同時形成。 而且，可以與開口 593同時形成柵極焊盤上的柵極絕緣層541的開口。 像素電極597形成于無機絕緣層591上。在形成濾色器581的第一開口 583的區(qū)域中不形成像素電極597。當在 第一開口 583處形成像素電極597時，可能會在像素電極597和TFT之間形 成寄生電容，由此劣化TFT的電特性。像素電極597通過濾色器581的第二開口 585和無機絕緣層591的開口 593電連接到漏電極575的寬端部579。在圖10和11中，像素電極597具有切口圖案。切口圖案扭曲電場以改 變形成于像素電極597上的液晶層的液晶域(liquid crystal domain)的方向。切 口圖案可以具有各種形狀。此外，像素電極597可以這樣形成，使得像素電 極597不和4冊極線521和lt據線571重疊。通過以下方法形成像素電極597。通過賊射法在其上形成有無機絕緣層 591的絕緣基板510上形成透明導電層?？捎糜谕该鲗щ妼拥耐该鲗щ姴牧?范例包括氧化銦鋅(IZO)、氧化銦錫(ITO)等?？梢詥为毣蚪M合使用這些 材料。通過光刻工藝構圖透明導電層以形成像素電極597。根據本發(fā)明的第四示例實施例，可以通過漏電極的寬端部和存儲電極界 定存儲電容器。圖11為示出了才艮據本發(fā)明的示例實施例的顯示器的截面圖。參考圖11,根據本發(fā)明的一個示例實施例的顯示器800包括TFT基板100、公共電極基板600和設置于TFT基板100和公共電極基板600之間的液晶層(未示出)。圖11的TFT基板IOO與圖1和2中的一樣。于是，將使用相同的附圖一步解釋。公共電極基板600包括絕緣基板610和設置于絕緣基板610上的公共電 極620。公共電極620包括透明導電材料。可用于公共電極620的透明導電材料 范例包括氧化銦鋅(IZO)、氧化銦錫(ITO)等?？梢詥为毣蚪M合使用這些材料。液晶層(未示出)設置于TFT基板100和公共電極基板600之間。
液晶層的液晶模式范例包括構圖垂直配向(PVA)模式、扭轉向列(TN) 模式、光學補償彎曲(OCB)模式等。根據液晶模式，垂直或水平地排列液 晶分子。根據本發(fā)明的TFT基板和顯示器，在濾色器上設置無機絕緣層。于是， 可以阻擋來自濾色器的雜質，^v而可以防止對液晶的污染，由此減少諸如殘 留圖像的缺陷。根據本發(fā)明的TFT基板的制造方法，在大約100° C到大約250。 C的 低溫下形成無機絕緣層。于是，可以防止對下部濾色器的損傷并可以提高顯示質量。此外，根據本發(fā)明的TFT基板的制造方法，對無機絕緣層的厚度進行優(yōu) 化以降低TFT基板的制造時間。雖然已經參考附圖在此描述了本發(fā)明的示例實施例，應當理解，不應將 本發(fā)明限于那些精確的實施例，本領域的普通技術人員可以作出各種其他的 變化和修改而不脫離本發(fā)明的范圍或精神。所有這些變化和^f資改都將包括在 如所附權利要求所定義的本發(fā)明的范圍內。
權利要求
1.一種薄膜晶體管TFT基板，包括基板；形成于所述基板上且電連接到柵極線的柵電極；形成于所述基板上從而覆蓋所述柵極線和所述柵電極的柵極絕緣層；對應于所述柵電極形成于所述柵極絕緣層上的半導體層；形成于所述半導體層上且電連接到數據線的源電極，所述數據線沿與所述柵極線的縱向交叉的方向形成于所述柵極絕緣層上；漏電極，形成于所述半導體層上且與所述源電極相對從而在所述源電極和漏電極之間界定所述半導體層的溝道區(qū)域；形成于所述柵極絕緣層上從而覆蓋所述源電極、所述漏電極和所述數據線的有機層，所述有機層具有暴露所述溝道區(qū)域的第一開口；形成于所述有機層和所述第一開口的內表面上的無機絕緣層，所述無機絕緣層具有基本均勻的厚度；以及設置于所述無機絕緣層上且電連接到所述漏電極的像素電極。
2. 根據權利要求1所述的TFT基板，其中所述有機層包括濾色器。
3. 根據權利要求2所述的TFT基板，其中所述無機絕緣層包括氮化硅 或氧化-圭。
4. 根據權利要求2所迷的TFT基板，其中所述無機絕緣層在IO(TC到 250。C的低溫下通過淀積工藝形成。
5. 根據權利要求2所述的TFT基板，其中所述無機絕緣層完全覆蓋所 述有機層。
6. 根據權利要求2所述的TFT基板，其中所述無機絕緣層的厚度在IOOA 到2000A的范圍內。
7. 根據權利要求2所述的TFT基板，其中所述有機層與所述數據線、 所述漏電極和所述柵極絕緣層中的至少一個接觸。
8. 根據權利要求2所述的TFT基板，其中所述有機層的厚度在2.5jim 到3.5lim的范圍內。
9. 根據權利要求2所述的TFT基板，其中所述半導體層與所述數據線 和所述漏電才及重疊。
10. 根據權利要求9所述的TFT基板，還包括由與所述4冊極線基本相同 的層形成的存儲電極，并且其中所述有機層具有第二開口 ，所述第二開口暴露設置于所述存儲電極 上的所述柵極絕緣層的 一部分。
11. 根據權利要求IO所述的TFT基板，其中所述無機絕緣層形成于所 述第二開口的內側表面和通過所述第二開口暴露的所述柵極絕緣層上。
12. 根據權利要求IO所述的TFT基板，其中所述有機層具有用于暴露 所述漏電極的一部分的第三開口 ，所述無機絕緣層具有用于暴露所述漏電極 的所述部分的開口 ，且所述像素電極通過所述無機絕緣層的所述開口和所述 有機層的所述第三開口電連接到所述漏電極。
13. 根據權利要求12所述的TFT基板，還包括至少一個間隔體，位于 并填充所述第一、第二和第三開口中的至少一個。
14. 根據權利要求所述的TFT基板，其中所述間隔體包括光阻擋材料。
15. 根據權利要求12所述的TFT基板，還包括擋光填料，設置于并填 充所述第一、第二和第三開口中的至少一個。
16. 根據權利要求1所述的TFT基板，其中所述像素電極形成于所述第 一開口之外。
17. 根據權利要求16所述的TFT基板，其中所述像素電極具有切口圖 案，所述切口圖案將一個像素部分分成多個域。
18. —種制造TFT基^1的方法，所述方法包括 在基板上形成柵極線和電連接到所述柵極線的柵電極； 在所述基板上形成柵極絕緣層從而覆蓋所述柵極線和所述柵電極； 對應于所述柵電極在所述柵極絕緣層上形成半導體層；在所述柵極絕緣層上沿與所述柵極線的延伸方向交叉的方向形成數據 線，在所述半導體層上形成電連接到所述數據線的源電極并在所述半導體層述半導體層的溝道區(qū)域；在所述柵極絕緣層上形成有機層從而覆蓋所述數據線、所述源電極和所 述漏電極，所述有機層具有暴露所述溝道區(qū)域的第一開口；在所述有機層和所述第一開口的內表面上形成無機絕緣層，所述無機絕 緣層具有基本均勻的厚度；以及 在所述無機絕緣層上形成像素電極，所述像素電極電連接到所述漏電極。
19. 根據權利要求18所述的TFT基板，其中所述有機層包括濾色器。
20. 根據權利要求19所述的方法，還包括對其上形成有所述有機層的 所述基板進行等離子體處理。
21. 根據權利要求20所述的方法，其中所述等離子體工藝使用從氫氣 H2和氨NH3氣構成的組中選擇的至少一種氣體。
22. 根據權利要求19所述的方法，其中所述無機絕緣層包括從氮化硅 和氧化硅構成的組中選擇的至少 一種。
23. 根據權利要求19所述的方法，其中所述無機絕緣層在100° C到 250° C的溫度下通過^氐溫淀積工藝形成。
24. 根據權利要求19所述的方法，其中所述無機絕緣層的厚度在100A 到2000A的范圍內。
25. 根據權利要求19所述的方法，其中所述有機層的厚度在2.5)im到 3.5|im的范圍內。
26. 根據權利要求19所述的方法，其中所述溝道層、所述數據線、所 述源電極和所述漏電極是通過如下步驟形成的在所述柵極絕緣層上形成非晶硅層； 在所述非晶硅層上形成摻雜非晶硅層； 在所述摻雜非晶硅層上形成導電層； 在所述導電層上形成第一光敏圖案；利用所述第 一 光敏圖案作為蝕刻掩模蝕刻所述導電層從而形成數據線 圖案；利用所述第 一光敏圖案或所述數據線圖案作為蝕刻掩模蝕刻所述非晶硅層和所述摻雜非晶硅層；通過部分地將所述第一光敏圖案去除均勻厚度形成第二光敏圖案；以及 利用所述第二光敏圖案作為蝕刻掩模通過蝕刻所述數據線圖案暴露所述非晶硅層。
27. 根據權利要求26所述的方法，其中通過在所述基板上形成所述柵 極線的工藝形成存儲電極。
28. 根據權利要求27所述的方法，其中所述有機層具有暴露設置于所述存儲電極上的所述柵極絕緣層的第二開口，并且形成所述有機層包括 使預備有機層曝光；以及使所述預備有機層顯影從而形成所述第一開口和所述第二開口。
29. —種顯示設備，包括 第一基板；設置于所述第 一基板上且電連接到柵極線的柵電極；設置于所述第 一基板上從而覆蓋所述柵極線和所述柵電極的柵極絕緣層；對應于所述柵電極在所述柵極絕緣層上設置的半導體層；電連接到數據線的源電極，所述數據線沿與所述柵^J戈的縱向交叉的方 向形成于所述柵極絕緣層上，所述源電極在所述半導體層上；形成于所述半導體層上的漏電極，所述漏電極與所述源電極相對從而在 所述源電極和漏電極之間界定所述半導體層的溝道區(qū)域；有機層，設置于所述柵極絕緣層上從而覆蓋所述源電極、所述數據線和 所述漏電極，所述有機層具有暴露所述溝道區(qū)域的第一開口；設置于所述有機層和所述第 一開口的內表面上的無機絕緣層，所述無機 絕緣層具有基本均勻的厚度；設置于所述無機絕緣層上且電連接到所述漏電極的Y象素電極；以及面對所述第 一基板且包括公共電極的第二基板。
30. 根據權利要求29所述的顯示設備，其中所述有機層包括濾色器。
31. 根據權利要求30所述的顯示設備，其中所述無機絕緣層包括從氮 化硅和氧化硅構成的組中選擇的至少 一種。
32. 根據權利要求30所述的顯示設備，其中所述無機絕緣層在100° C 到250° C的低溫下通過淀積工藝形成。
33. 根據權利要求30所述的顯示設備，其中所述無機絕緣層的厚度在 IOOA到2000A的范圍內。
34. 根據權利要求30所述的顯示設備，其中所述有機層的厚度在2.5pm 到3.5pm的范圍內。
35. 根據權利要求30所述的顯示設備，其中所述半導體層與所述數據 線和所述漏電極重疊。
36. 根據權利要求35所述的顯示設備，還包括由與所述柵極線相同的 層形成的存儲電極，其中所述有機層具有第二開口 ，所述第二開口暴露對應于所述存儲電極 的所述柵極絕緣層的 一部分。
37. 根據權利要求36所述的顯示設備，其中所述有機層包括用于暴露 所述漏電極的一部分的第三開口 ，所述無機絕緣層具有用于暴露所述漏電極 的所述部分的開口 ，且所述像素電極通過所述無機絕緣層的所述開口和所述 有機層的所述第三開口電連接到所述漏電極。
38. 根據權利要求37所述的顯示設備，還包括至少一個間隔體，設置 于并填充所述第一、第二和第三開口中的至少一個。
39. 根據權利要求38所述的顯示設備，所述間隔體包括光阻擋材料。
40. 根據權利要求37所述的顯示設備，還包括擋光填料，設置于并填 充所述第一、第二和第三開口中的至少一個。
41. 根據權利要求29所述的顯示設備，其中所述像素電極形成于所述 第一開口之外。
全文摘要
本發(fā)明涉及薄膜晶體管基板及其制造方法和具有其的顯示設備。在薄膜晶體管(TFT)基板中，柵極絕緣層布置于電連接到柵極線的柵電極上。半導體層設置于柵極絕緣層上。源電極電連接到與柵極線相交的數據線。漏電極面對源電極并界定半導體層的溝道區(qū)域。有機層設置于數據線上并具有暴露溝道區(qū)域的第一開口。無機絕緣層設置于有機層上。像素電極設置于無機絕緣層上且電連接到漏電極。無機絕緣層覆蓋第一開口，且無機絕緣層的厚度基本均勻。
文檔編號G02F1/1362GK101127358SQ20071014267
公開日2008年2月20日 申請日期2007年8月20日 優(yōu)先權日2006年8月18日
發(fā)明者姜秀馨, 柳慧英, 金彰洙 申請人:三星電子株式會社