专利名称：薄膜晶体管基板、显示装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种薄膜晶体管基板及其制造方法，更具体地，涉及一种包括薄膜晶
体管基板的显示装置及其制造方法，该薄膜晶体管基板具有白色像素。
背景技术：
液晶显示(LCD)装置包括第一基板，其上具有薄膜晶体管(TFT);第二基板，与第 一基板相对且其上具有滤色器；以及插设在第一基板与第二基板之间的液晶层。液晶层可 以具有各向异性的介电特性。通过控制施加到形成在第一基板和/或第二基板上的公共电 极和像素电极的电信号来调节透过液晶层的光量，LCD装置可以显示图像。
通常，第一基板具有多个薄膜晶体管，第二基板具有多个滤色器图案，该多个滤色 器图案可以包括红色滤色器图案、绿色滤色器图案以及蓝色滤色器图案。为了制造LCD装 置，将第一基板和第二基板装配，但是在装配期间第二基板上的滤色器图案和第一基板上 的TFT可能没有对准。为了减少未对准，可以增加装配余量(assembly margin)，但是这样 会减小LCD装置的透射率。相反，装配余量的减小能够增大LCD装置的透射率。以阵列上滤 色器图案(COA)结构在相同的基板上制造TFT和滤色器图案可以减小装配余量并增大LCD 装置的透射率。此外，在第一基板上形成遮光图案(lightblocking pattern)可以增大LCD 装置的透射率。 然而，要采用几个光掩模步骤来在第二基板上形成滤色器图案。制造LCD装置的 成本和周转时间会与光刻工艺的步骤数量成比例。因此，减少制造滤色器图案的光掩模步 骤的数量可以降低成本并减少周转时间。 喷墨印刷法可以减少用于制造滤色器图案的光掩模步骤的数量。例如，因为滤色 器图案可以通过喷墨印刷法直接形成在基板上而不必采用光刻工艺，所以可以降低成本并 减少周转时间。 为了制造高分辨率的显示器，LCD装置的像素尺寸已经被减小。然而，因为LCD装 置的透射率依赖于像素的开口率和滤色器图案的透射率，所以像素尺寸的减小降低了LCD 装置的透射率。而且，具有红色滤色器图案、绿色滤色器图案以及蓝色滤色器图案的滤色器 图案会仅透射33%的入射光。为了增大高分辨率显示器的透射率，可以形成透射几乎全部 入射光的白色滤色器图案。然而，白色滤色器图案的形成增加了另外的工艺步骤，这样会增 加制造LCD装置的成本和周转时间。 因此，需要在减少LCD装置的制造成本和周转时间的同时增大LCD装置的透射率。
发明内容
本发明的示范性实施例提供了一种显示装置。该显示装置包括绝缘基板；信号 线，位于绝缘基板上溜(dam)和第一滤色器图案，位于绝缘基板上；以及第二滤色器图案， 位于像素区域中，该像素区域具有由堤限定的边界，其中堤和第一滤色器图案是相同层的 一部分。第二滤色器图案可以包括红色、绿色或蓝色的滤色器图案。第二滤色器图案也可以包括绛红、青色或黄色的滤色器图案。第一滤色器图案可以具有白色滤色器图案。
显示装置还包括像素电极，形成在第一滤色器图案上；平滑层，位于第一滤色器 图案上；以及遮光图案，位于第一滤色器图案、堤或者第二滤色器图案至少之一上。信号线 具有栅极线或者数据线。堤位于信号线之上且位于遮光图案之下。堤还包括白色颜料并且 堤的厚度大于约2 i！ m而小于约10 i！ m。像素电极覆盖信号线的一部分。 根据本发明的示范性实施例，提供了一种制造显示装置的方法。该方法包括在绝 缘基板上形成信号线；在绝缘基板上形成堤和第一滤色器图案；以及利用喷墨印刷法在绝 缘基板上形成第二滤色器图案，其中堤和第一滤色器图案在相同的工艺步骤中形成。第二 滤色器图案具有红色、绿色或者蓝色的滤色器图案。第二滤色器图案具有绛红、青色或黄色 的滤色器图案。第一滤色器图案包括白色滤色器图案。堤包括与第一滤色器图案相同的材 料。 该方法还包括在第一滤色器图案或者第二滤色器图案至少之一上形成像素电 极；在堤、第一滤色器图案或者第二滤色器图案至少之一与像素电极之间形成平滑层。遮光 图案在堤、第一滤色器图案或者第二滤色器图案至少之一上形成。信号线具有栅极线或者 数据线。堤形成在信号线之上且形成在遮光图案之下。堤还包括白色颜料。堤的厚度大于 约2ym。像素电极的一部分与信号线重叠。
根据本发明的示范性实施例，提供了一种薄膜晶体管基板。薄膜晶体管基板包括 绝缘基板；信号线，位于绝缘基板上；堤和第一滤色器图案，位于绝缘基板上；第二滤色器 图案，位于绝缘基板上；平滑层，位于堤、第一滤色器图案和第二滤色器图案上；像素电极， 位于平滑层上；以及遮光图案，位于信号线上，其中堤和第一滤色器图案位于相同的层上。
通过参照附图详细描述本发明的示范性实施例，本发明的以上和其他特征将变得 更加明显，附图中 图la是采用根据本发明示范性实施例的薄膜晶体管基板的制造方法获得的薄膜 晶体管基板的平面图； 图lb是图la中的薄膜晶体管基板在移除遮光图案之后的平面图；
图lc是薄膜晶体管基板沿图la中的线A-B剖取的截面图；
图ld是薄膜晶体管基板沿图lb中的线C-D剖取的截面图； 图2、图3、图4和图5是用于解释根据本发明示范性实施例的薄膜晶体管基板的 制造方法的步骤的截面图。
具体实施例方式
在下文将参照附图更充分地描述本发明，附图中示出了本发明的示范性实施例。
然而，本发明可以以许多不同的形式实施，而不应被解释为限于在此阐述的实施例。 在附图中，为了清晰起见，层和区域的尺寸可以被夸大。应当理解，当一层或元件
被称为在另一层或元件"上"时，它可以直接在另一层或元件上，或者还可以存在插入的层。
此外，应当理解，当一层被称为在另一层或元件"之下"时，它可以直接在另一层或元件之
下，或者还可以存在一个或多个插入的层或元件。此外，应当理解，当一层或元件被称为在两个层或元件"之间"时，它可以是这两个层或元件之间的唯一层，或者还可以存在一个或 多个插入的层或元件。相同的附图标记始终指代相同的元件。 应当理解，根据本公开中所揭示的本发明示范性实施例的每个制造方法的步骤所 实施的顺序不限于这里所阐述的，除非另有明确表述。因此，根据本公开中所揭示的本发明 示范性实施例的每个制造方法的步骤所实施的顺序可以改变。 图la是采用根据本发明示范性实施例的薄膜晶体管基板的制造方法获得的薄膜 晶体管基板的平面图。 参照图la，根据本发明示范性实施例，像素区域通过遮光图案140(140a、140b和 140c)来限定。遮光图案140包括金属和金属氧化物的双层(例如Cr/CrOx双层)或者聚合 物树脂(例如包括碳黑粉末的丙烯酸树脂)。碳黑粉末的直径小于约lPm。红色滤色器图 案131、绿色滤色器图案132、蓝色滤色器图案133以及白色滤色器图案134可以位于遮光 图案140之间。由于白色滤色器图案134的高透射率，所以与仅具有红色滤色器图案131、 绿色滤色器图案132和蓝色滤色器图案133的液晶显示(LCD)装置相比，具有红色滤色器 图案131、绿色滤色器图案132、蓝色滤色器图案133以及白色滤色器图案134的LCD装置 可以显示更明亮的图像。 图lb是图la中的薄膜晶体管基板在移除遮光图案140之后的平面图。图lc是 薄膜晶体管基板沿图la中的线A-B剖取的截面图。图Id是薄膜晶体管基板沿图lb中的 线C-D剖取的截面图。 参照图lb、图lc和图ld，栅极线101形成在绝缘基板100上。栅极电极102从 栅极线101突出。栅极线101沿第一方向设置。栅极信号通过栅极线101从栅极驱动器 IC(未示出)传输到栅极电极102。栅极绝缘层103邻近栅极电极102形成。在本示范性实 施例中，描述了底栅型薄膜晶体管基板。由非单晶半导体层制成的半导体图案161(161a和 161b)形成在栅极绝缘层103上。栅极电极102上的半导体图案161可以用作沟道区115 以传输薄膜晶体管的载流子例如电子或空穴。欧姆接触层162 (162a和162b)形成在半导 体图案161上，并且欧姆接触层162由硅化物层或者掺有n型杂质的氢化非晶硅薄膜制成。
数据线110可以形成在欧姆接触层162和/或栅极绝缘层103上。数据线110包 括源极电极112，源极电极112可以围绕成类U形。源极电极112可以在栅极电极102上与 漏极电极111相对设置。漏极电极111的一端被源极电极112围绕，而漏极电极111的另 一端包括可与不同层接触的接触垫113。但是漏极电极111和源极电极112可以具有不同 或相同的平坦形状(planarsh即e)。数据信号通过数据线110从数据驱动IC(未示出)传 输到漏极电极lll。数据线110沿第二方向设置，该第二方向不同于第一方向。像素区域由 数据线110和栅极线101限定。在本示范性实施例中，栅极线101和数据线110可以是信 号线。栅极线101和数据线110可以是包括Al、Cu、Mo、Nd、Ti、Pt、Ag、Nb、Cr、W或Ta的至 少之一的单层或者多层结构。 欧姆接触层162、数据线110和漏极电极111可以具有基本相同的平坦形状。除了 漏极电极lll和源极电极112之间的沟道区115之外，半导体图案161也可以具有与欧姆 接触层162、数据线110和漏极电极111基本相同的平坦结构。钝化层114可以形成在数据 线110、漏极电极111和沟道区115上。栅极绝缘层103和钝化层114可以包括Si0x、SiNx 或者SiONx的至少之一，并且在SiOx、 SiNx或者SiONx层中可以包括碳(C)。
此后，堤(dam)120可以形成在绝缘基板100上。堤120可以沿信号线(例如数据 线IIO或栅极线101)形成。白色滤色器图案134所在的材料层可以用作堤120和白色滤 色器图案134。堤120的厚度可以在约2iim到约10iim之间，并且堤120的侧斜面(side slope)可以相对于绝缘基板100的表面而逐渐变窄。图lc中的堤120c的锥形角(tapered angle) e可以在约50°到约120°之间。堤120可以包括有机材料，该有机材料具有含硅 或者氟原子的表面活性剂至少之一，并且堤120的介电常数可以小于约4。白色滤色器图案 134还包括白色颜料以与红色、绿色和蓝色匹配。 滤色器图案131、 132和133位于由堤120a、120b、 120c和/或白色滤色器图案134 限定的开口中。例如，滤色器图案132位于堤120b与堤120c之间，滤色器图案133位于堤 120c与白色滤色器图案134之间。因为堤120较厚并且堤120的锥形角e较大，所以滤色 器图案131、 132和133可以通过喷墨印刷法形成而不会造成不同滤色器图案之间的混合。
在本发明的示范性实施例中，白色滤色器图案134可以与堤120同时形成，使得 制造四种滤色器图案131、132、133和134的工艺步骤的数量可以减少并且具有滤色器图 案131 、132、 133和134的显示装置的透射率可以由于白色滤色器图案134的高透射率而增 大。因此，利用本发明的示范性实施例，可以易于以低成本制造具有高透射率的高清晰度显 示装置。 此后，平滑层130可以形成在堤120以及滤色器图案131U32、133和134上。然而， 堤120和白色滤色器图案134可以不被平滑层130覆盖。平滑层130可以由有机树脂制成， 该有机树脂可以通过光刻工艺构图。平滑层130可以防止引起图像残留(image sticking) 的污染物从滤色器图案131、132和133流到液晶层(未示出)。此外，平滑层130可以使滤 色器图案131U32、133和134以及堤120的表面变平，使得液晶层(未示出)的行为可以 易于由施加的信号控制。通过增大红色滤色器图案131、绿色滤色器图案132和蓝色滤色器 图案133的厚度可以使堤120和白色滤色器图案134变平，而不用平滑层130。
像素电极150可以形成在平滑层130上。像素电极150可以由铟锡氧化物或者铟 锌氧化物制成。遮光图案140可以沿栅极线101和/或数据线110形成，并且遮光图案140 可以形成在堤120上。盖层(capping layer)(未示出)可以形成在遮光图案140上以防 止液晶层(未示出)的污染，该盖层由无机层例如SiNx、SiOx或SiONx制成。遮光图案140 可以形成在相对基板(未示出)上，该相对基板面对形成有薄膜晶体管的绝缘基板100，液 晶层(未示出)可以位于绝缘基板100与相对基板(未示出)之间。 堤、第一滤色器图案和/或第二滤色器图案还可以形成在与绝缘基板相对的相对
基板上。公共电极(未示出)形成在第一滤色器图案或者第二滤色器图案上。 图2、图3、图4和图5是用于解释根据本发明示范性实施例的薄膜晶体管基板的
制造方法的步骤的截面图。 参照图2，数据线层(未示出)沉积在绝缘基板100上，数据线110通过光刻工艺 和蚀刻方法来形成。光致抗蚀剂层(未示出)可以形成在数据线层(未示出)上。光致抗 蚀剂层可以利用光掩模(未示出)而被选择性地曝光。显影具有被曝光改变的光化学性 质的光致抗蚀剂层，从而获得具有期望形状的光致抗蚀剂层图案(未示出)。此后，数据线 IIO可以通过利用光致抗蚀剂层图案作为蚀刻掩模来蚀刻数据线层(未示出)而形成。在 形成数据线IIO之后，钝化层114形成在数据线110上。在形成钝化层114之后，具有高的光透射性质的有机或无机层(未示出)可以形成在绝缘基板100上。之后，堤120a、120b 和120c以及白色滤色器图案134可以通过之前描述的光刻和蚀刻方法来形成。如果可以 仅通过光刻工艺来构图有机或无机层(未示出)，则堤120a、120b和120c以及白色滤色器 图案134仅通过光刻工艺形成而不用蚀刻工艺。 图3是用于解释根据本发明示范性实施例的滤色器图案的制造方法的截面图。
参照图3，滤色器图案131、132和133采用喷墨印刷法形成。堤120的厚度足够大 以利用喷墨印刷法形成滤色器图案131、132和133，并且因为堤120的侧面是逐渐变窄的， 所以滤色器图案131、 132和133可以易于填充由堤120限定的区域。
图4是用于解释根据本发明示范性实施例的平滑层的制造方法的截面图。
参照图4，平滑层130形成在绝缘基板100上。平滑层130可以具有接触孔129 (见 图lb)，接触孔129暴露数据线110的表面。平滑层130可以通过光刻工艺构图。如果平滑 层130不能通过光刻工艺构图(当平滑层130是包括例如SiOx或者SiNx的无机层时)，则 可以利用光刻工艺和蚀刻工艺形成具有接触孔129的平滑层130。如果平滑层130可以通 过光刻工艺构图(当平滑层130是有机树脂时)，则可以仅通过光刻工艺形成具有接触孔 129的平滑层130。 图5是用于解释根据本发明示范性实施例的像素电极的制造方法的截面图。
参照图5，像素电极层(未示出)通过溅射法或者化学气相沉积法沉积在绝缘基板 100上。像素电极150通过光刻工艺和蚀刻工艺形成。光致抗蚀剂层(未示出)可以形成 在像素电极层(未示出)上。利用光掩模(未示出)可以选择性地曝光光致抗蚀剂层。具 有被曝光改变的光化学性质的光致抗蚀剂层被显影，从而获得具有期望形状的光致抗蚀剂 层图案(未示出)。此后，像素电极150可以通过利用光致抗蚀剂层图案作为刻蚀掩模来蚀 刻像素电极层而形成。 堤、第一滤色器图案和/或第二滤色器图案还可以形成在与绝缘基板相对的相对
基板上。公共电极(未示出)形成在第一滤色器图案或者第二滤色器图案上。 尽管已经参照本发明的示范性实施例具体示出并描述了本发明，但本领域技术人
员应当理解，可以在形式和细节上做出各种变化而不背离本发明的精神和范围，本发明的
范围由权利要求书限定。 本申请要求2008年11月18日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请 No. 10-2008-0114779的优先权，其公开通过引用全部结合于此。
权利要求
一种显示装置，包括绝缘基板；堤和第一滤色器图案，位于所述绝缘基板上；以及第二滤色器图案，位于像素区域中，该像素区域具有由所述堤限定的边界，其中所述堤和所述第一滤色器图案是相同层的一部分。
2. 如权利要求1所述的显示装置，其中所述第二滤色器图案包括红色、绿色或蓝色的 滤色器图案。
3. 如权利要求1所述的显示装置，其中所述第二滤色器图案包括绛红、青色或黄色的 滤色器图案。
4. 如权利要求2所述的显示装置，其中所述第一滤色器图案包括白色滤色器图案。
5. 如权利要求4所述的显示装置，其中像素电极形成在所述第一滤色器图案上。
6. 如权利要求5所述的显示装置，其中平滑层位于所述第一滤色器图案上。
7. 如权利要求4所述的显示装置，其中公共电极形成在所述第一滤色器图案上。
8. 如权利要求6所述的显示装置，其中所述堤位于信号线之上且位于遮光图案之下。
9. 如权利要求8所述的显示装置，其中所述堤还包括白色颜料。
10. —种制造显示装置的方法，该方法包括 在绝缘基板上形成堤和第一滤色器图案；以及 利用喷墨印刷法在所述绝缘基板上形成第二滤色器图案， 其中所述堤和所述第一滤色器图案在相同的工艺步骤中形成。
11. 如权利要求10所述的方法，其中所述第二滤色器图案包括红色、绿色或蓝色的滤 色器图案。
12. 如权利要求10所述的方法，其中所述第二滤色器图案包括绛红、青色或黄色的滤 色器图案。
13. 如权利要求11所述的方法，其中所述第一滤色器图案包括白色滤色器图案。
14. 如权利要求13所述的方法，其中所述堤包括与所述第一滤色器图案相同的材料。
15. 如权利要求14所述的方法，还包括在所述第一滤色器图案或者所述第二滤色器图案至少之一上形成像素电极。
16. 如权利要求15所述的方法，还包括在所述像素电极与所述堤、所述第一滤色器图案或者所述第二滤色器图案至少之一之 间形成平滑层。
17. 如权利要求16所述的方法，其中遮光图案形成在所述堤、所述第一滤色器图案或 所述第二滤色器图案至少之一上。
18. 如权利要求17所述的方法，其中所述堤形成在信号线之上且形成在所述遮光图案 之下。
19. 如权利要求18所述的方法，其中所述堤还包括白色颜料。
20. —种薄膜晶体管基板，包括 绝缘基板；信号线，位于所述绝缘基板上； 堤和第一滤色器图案，位于所述绝缘基板上；第二滤色器图案，位于所述绝缘基板上；平滑层，位于所述堤、所述第一滤色器图案和所述第二滤色器图案上； 像素电极，位于所述平滑层上；以及 遮光图案，位于所述信号线上，其中所述堤和所述第一滤色器图案位于相同的层上。
全文摘要
本发明提供了一种薄膜晶体管基板、显示装置及其制造方法。该显示装置包括绝缘基板；信号线，位于绝缘基板上；堤和第一滤色器图案，位于绝缘基板上；以及第二滤色器图案，位于像素区域中，该像素区域具有由堤限定的边界，其中堤和第一滤色器图案是相同层的一部分。
文档编号G02F1/1362GK101738769SQ20091018009
公开日2010年6月16日 申请日期2009年10月26日 优先权日2008年11月18日
发明者姜仑昊, 李侊昊, 柳在俊, 郭昌训, 金东奎, 金璋燮 申请人:三星电子株式会社