液晶显示设备及其制造方法 本申请请求2002年12月26日提交的韩国专利申请No.P2002-0084611的优先权，并在此引入作为参考。
【技术领域】
本发明涉及液晶显示设备，更具体地，本发明涉及用于制造具有薄膜晶体管上滤色图案结构而没有黑色矩阵的阵列基板的方法。虽然本发明适合于很宽的应用范围，但它特别适合于增加孔径比及简化制造工艺。
背景技术
通常，由于平板显示设备薄、重量轻、以及具有低的功耗，它们已用于便携式显示设备。在各种类型的平板显示设备中，液晶显示(LCD)设备被广泛地用于膝上型计算机以及台式计算机监视器，因为它们在分辨率、彩色图像显示及显示质量方面很优越。
液晶分子的光学各向异性及偏振特性可以用来产生所需的图像。液晶分子具有由它们自己特有的特性形成的特殊排列方向。可由施加在液晶分子上地电场来改变该特殊的排列方向。换句话说，施加在液晶分子上的电场可改变液晶分子的排列。由于光学各向异性，入射光会根据液晶分子的排列而折射。
确切地说，LCD设备包括相互面对地彼此间隔开并且具有电极的上下基板，以及其间的液晶材料。因此，当通过各个基板的电极对液晶材料施加电压时，液晶分子的排列方向根据所施加的电压改变，由此显示图像。通过控制所施加的电压，LCD设备可以提供各种光透射率，以显示图像数据。
液晶显示(LCD)设备由于它们的特性(如重量轻、外形薄及功耗低)而被广泛地用于办公自动化(OA)及视频设备。在不同类型的LCD设备中，具有以矩阵形式布置的薄膜晶体管及像素电极的有源矩阵LCD(AM-LCD)可提供高的分辨率及优越的运动图像显示。典型的LCD板具有上基板、下基板、及插入其间的液晶层。上基板(称为滤色器基板)包括公共电极及滤色器。下基板(称为阵列基板)包括薄膜晶体管(TFT)(例如，开关元件)及像素电极。
如前所述，LCD设备的操作是基于以下的原理：液晶分子的排列方向随着施加在公共电极与像素电极之间的电场而改变。因此，液晶分子起着光调制元件的作用，具有随着所施加电压的极性而变化的光学特性。
图1是表示现有技术的有源矩阵液晶显示设备的展开透视图。如图1中所示，LCD设备11包括上基板5(称为滤色器基板)及下基板22(称为阵列基板)，并且在其间插入有液晶层14。在上基板5上，以阵列矩阵的形式形成黑色矩阵6及滤色器层8，该阵列矩阵包括由黑色矩阵6包围的多个红色(R)、绿色(G)、及蓝色(B)滤色器。此外，在上基板5上还形成了公共电极18，并且该公共电极18覆盖滤色器层8及黑色矩阵6。
在下基板22上，对应于滤色器层8以阵列矩阵的形式形成多个薄膜晶体管T。多个选通线13和数据线15彼此垂直相交，以使各个TFT T位于选通线13和数据线15的各个交点附近。此外，在由下基板22的选通线13和数据线15限定的像素区域P上形成多个像素电极17。像素电极17由具有高透光率的透明导电材料构成，例如铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)。
仍参照图1，对应于各个像素P设置存储电容器C，并且该存储电容器C与各个像素电极17并联。该存储电容器C由作为第一电容器电极的部分选通线13、作为第二电容器电极的存储金属层30以及之间的绝缘层(如图2的标号16所示)构成。由于存储金属层30通过接触孔与像素电极17相连，所以该存储电容器C与像素电极17电接触。
在图1所示的现有技术的LCD设备中，通过选通线13对薄膜晶体管T的栅极施加扫描信号，并且通过数据线15对薄膜晶体管T的源极施加数据信号。结果，液晶材料层14的液晶分子通过薄膜晶体管T的操作而定向和排列，并对通过液晶层14的入射光进行控制以显示图像。即，在像素电极17与公共电极18之间感应的电场使液晶材料层14的液晶分子重新排列，以使入射光可根据所感应的电场而转换成所需的图像。
在制造图1的LCD设备11时，上基板5与下基板22对准并与其连接。在该过程中，上基板5可能相对于下基板22未对准，由于在连接上基板5和下基板22时的边缘误差，而在完成的LCD设备11中可能会发生漏光。
图2是沿图1的线II-II的示意性截面图，显示了现有技术的液晶显示设备的像素。
如图2所示，该现有技术的LCD设备包括上基板5、下基板22及液晶层14。上基板5和下基板22彼此间隔开，并且在其间插入液晶层14。通常将上基板5和下基板22分别称为滤色器基板和阵列基板，因为滤色器层8形成在上基板上，而多个阵列元件形成在下基板22上。
在图2中，薄膜晶体管T形成在下基板22的前表面上。薄膜晶体管T包括栅极32，有源层34，源极36及漏极38。在栅极32与有源层34之间插入栅绝缘层16，以保护栅极32和选通线13。如图1中所示，栅极32从选通线13延伸，而源极36从数据线15延伸。所有的栅极、源极及漏极32、36及38由金属材料构成，而有源层34由硅构成。钝化层40形成在薄膜晶体管T上，用以保护。在像素区域P中，将由透明导电材料形成的像素电极17设置在钝化层40上，并且与漏极38和存储金属层30相接触。
同时，如上所述，栅极13用作为存储电容器C的第一电极，而存储金属层30用作为存储电容器C的第二电极。因此，栅极13和存储金属层30与之间的栅绝缘层16一起构成存储电容器C。
仍参照图2，上基板5与下基板22在薄膜晶体管T上方间隔开。在上基板5的后表面上，在与薄膜晶体管T、选通线13及数据线15相对应的位置中设置黑色矩阵6。黑色矩阵6形成在上基板5的整个表面上，并且具有与下基板22的像素电极17相对应的开口，如图1中所示。黑色矩阵6防止LCD板中除像素电极17以外的部分漏光。黑色矩阵6保护薄膜晶体管T免受光的影响，由此黑色矩阵6可防止在薄膜晶体管T中产生光电流。滤色器层8形成在上基板5的后表面，以覆盖黑色矩阵6。各个滤色器8具有红色8a、绿色8b及蓝色8c中的一种颜色，并且与像素电极17所在的一个像素区域P相对应。将由透明导电材料形成的公共电极18设置在上基板5上方的滤色器层8上。
在上述现有技术的LCD板中，像素电极17与多个滤色器中的一个一一对应。此外，为了防止像素电极17与选通线13和数据线15之间的串扰，像素电极17与数据线15间隔开距离A，并与选通线13间隔开距离B，如图2中所示。像素电极17与数据线15及选通线13之间的空隙A和B会导致故障，例如LCD设备中的漏光。即，漏光主要在空隙A和B中发生，因此形成在上基板5上的黑色矩阵6应覆盖空隙A和B。但是，当把上基板5相对于下基板22对齐或反过来时，会发生上基板5与下基板22之间的不对齐。因此，把黑色矩阵6延伸，以完全覆盖空隙A和B。也就是说，黑色矩阵6被设计为可以提供对齐余量，以防止漏光。但是，在延伸黑色矩阵的情况下，液晶板的孔径比的减少量与黑色矩阵6的对齐余量一样多。此外，如果黑色矩阵6的对齐余量有误差，则在空隙A和B中仍会产生漏光，使LCD设备的图像质量恶化。
此外，在图1和2的现有技术中，形成在上基板5上的黑色矩阵6与薄膜晶体管T的位置相对应，以保护薄膜晶体管T，以免外部光入射到薄膜晶体管T上。因此，黑色矩阵6防止了由入射光导致的在薄膜晶体管T的有源层34中出现光电流。但是，当上基板5与下基板22之间发生不对齐时，黑色矩阵6将不能保护薄膜晶体管T，并且在薄膜晶体管T的有源层中可能出现光电流，由此使液晶显示设备的图像质量降低。
【发明内容】
因此，本发明提供了一种制造液晶显示设备的具有薄膜晶体管上滤色器(COT)结构的阵列基板的方法(以及该阵列基板本身)，该方法基本上消除了由现有技术的限制及缺点所产生的一个或多个问题。
因此，本发明的实施例提供了一种阵列基板及其制造方法，它们可提供高的孔径比。
本发明的一个实施例提供了一种制造液晶显示设备的具有COT结构的阵列基板的方法，其简化了制造工艺，并增加了制造产量。
本发明的另一实施例提供了一种阵列基板及其制造方法，其使用滤色图案保护薄膜晶体管，并使用滤色图案防止产生光电流。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明中进行阐述，一部分可以通过说明书而明了，或者可以通过本发明的实践而体验到。通过说明书、权利要求书和附图中具体指出的结构，可以实现或获得本发明的这些和其它优点。
为了实现本发明的这些及其它优点，正如所实施及概括描述地，一种液晶显示设备包括：在第一基板上沿横向方向形成的多个选通线，各个选通线都包括栅极；形成在第一基板上并覆盖选通线及栅极的第一绝缘层；在第一绝缘层上沿纵向方向形成的多个数据线，数据线与选通线限定了多个像素区域，并且各个数据线都包括源极；形成在各个选通线及数据线的相交区域的薄膜晶体管，各个薄膜晶体管包括上述多个栅极中的一个、半导体层、上述多个源极中的一个和漏极；在各个像素区域中位于第一绝缘层上方的滤色器，各个滤色器具有红色、绿色和蓝色中的一种颜色，滤色器具有暴露出漏极的多个漏极接触孔；在各个薄膜晶体管上方的遮光滤色图案，各个遮光滤色图案包括红色、绿色和蓝色树脂中的至少两种；在各个像素区域中位于滤色器上方的像素电极，各个像素电极与上述多个漏极中的一个接触；在第二基板上的公共电极，该公共电极与第一基板相对；以及介于公共电极与像素电极之间的液晶层。
在本发明的另一方面，一种制造液晶显示设备的方法包括：在第一基板上沿横向方向形成多个选通线，各个选通线都包括栅极；在第一基板上形成第一绝缘层，以覆盖选通线和栅极；在第一绝缘层上沿纵向方向形成多个数据线，数据线与选通线限定了多个像素区域，并且各个数据线都包括源极；在各个选通线及数据线的相交区域形成薄膜晶体管，各个薄膜晶体管都包括上述多个栅极中的一个、半导体层、上述多个源极中的一个以及漏极；在各个像素区域中在第一绝缘层上方形成滤色器，各个滤色器都具有红色、绿色和蓝色中的一种颜色，并且具有暴露出漏极的漏极接触孔；在各个半导体层上方形成遮光滤色图案，各个遮光滤色图案都包括红色、绿色和蓝色树脂中的至少两种；在各个像素区域中在滤色器上方形成像素电极，各个像素电极与上述多个漏极中的一个相接触；在第二基板上形成公共电极，该公共电极与第一基板相对；以及在公共电极与像素电极之间形成液晶层。
在另一方面，一种制造用在液晶显示设备中的阵列基板的方法包括：在基板上形成多个选通线及多个栅极，选通线沿横向方向设置，并且从选通线延伸出栅极；在该基板上形成第一绝缘层，以覆盖选通线和栅极；在第一绝缘层上形成非晶硅有源层和搀杂非晶硅欧姆接触层，各个有源层和欧姆接触层设置在上述多个栅极中的一个上方；形成多个数据线、多个源极及多个漏极，数据线与选通线限定了像素区域，其中源极及漏极与欧姆接触层接触，并彼此间隔开，并且从数据线延伸出源极，由此在各个选通线与数据线的相交处形成薄膜晶体管；在红色像素区域中形成红色滤色器，并且在各个薄膜晶体管上方形成红色滤色图案；在绿色像素区域中形成绿色滤色器，并且在各个薄膜晶体管上方形成绿色滤色图案；在蓝色像素区域中形成蓝色滤色器，并且在各个薄膜晶体管上方形成蓝色滤色图案；并且在各个像素区域中，在各个红色、绿色和蓝色滤色器上方形成像素电极；其中形成红色、绿色和蓝色滤色器也形成了由红色、绿色和蓝色滤色图案中的至少两种组成的遮光滤色图案。
在另一方面，一种液晶显示设备包括：在第一基板上沿横向方向形成的多个选通线，各个选通线包括栅极；形成在第一基板上并覆盖选通线和栅极的第一绝缘层；在第一绝缘层上沿纵向方向形成的多个数据线，数据线与选通线限定了多个像素区域，并且各个数据线包括源极；在选通线及数据线的相交区域形成的多个薄膜晶体管，各个薄膜晶体管包括栅极、半导体层、源极和漏极；在第一基板上在像素区域中形成并与漏极接触的多个像素电极；在第二基板上的公共电极，该公共电极与第一基板相对；介于公共电极与像素电极之间的液晶层；第一和第二基板中的一个上位于像素区域中的多个滤色器，各个滤色器包括红色、绿色和蓝色树脂中的一种；以及设置在第一和第二基板中的一个上的多个遮光滤色图案，该遮光滤色图案覆盖半导体层，以保护半导体层免受入射光的影响，各个遮光滤色图案包括红色、绿色和蓝色树脂中的至少两种，这些树脂依次设置在半导体层及第二基板之间。
可以理解，前面的概述和下面的详细描述是示例性和说明性的，旨在为权利要求所限定的本发明提供进一步的解释。
【附图说明】
附图帮助更好地理解本发明，并构成本申请的一部分，附图显示了本发明的实施例，并与说明书一起解释本发明的原理。
图1是说明现有技术的液晶显示设备的展开透视图；
图2是沿图1的线II-II的示意性截面图，显示了现有技术的液晶显示设备的像素；
图3是根据本发明第一实施例的具有薄膜晶体管上滤色器结构的阵列基板的局部放大平面图；
图4是沿图3的线IV-IV的截面图，显示了根据本发明的液晶显示设备的一个实施例；
图5是一个截面图，显示了根据本发明的液晶显示设备的另一实施例；
图6A至6J是沿图3的线IV-IV的截面图，显示了根据本发明一个实施例的具有遮光滤色图案的阵列基板的制造工艺步骤；
图7A至7L是沿图3的线IV-IV的截面图，显示了根据本发明另一实施例的具有遮光滤色图案的阵列基板的制造工艺步骤；及
图8A至8C是截面图，显示了根据本发明另一实施例的具有遮光滤色图案的阵列基板的制造工艺步骤。
【具体实施方式】
现将对本发明的优选实施例进行详细说明，其实例在附图中显示。只要可能，在附图中使用相同的标号来表示相同或相似的部分。
图3是根据本发明第一实施例的具有薄膜晶体管上滤色器结构的阵列基板的局部放大平面图。
如图3中所示，阵列基板100包括在横向方向设置的多个选通线116以及在纵向方向设置的多个数据线126。该多个选通线116和该多个数据线126彼此相交并限定像素区域P。在选通线116和数据线126的各个交点处形成薄膜晶体管T。薄膜晶体管T包括栅极112、有源层120、源极122、以及漏极124。栅极112从选通线116延伸出，而源极122从数据线126延伸出。漏极124与在栅极112另一边的源极122间隔开，岛状的有源层120设置在源极122与漏极124之间。
在由选通线和数据线116和126限定的像素区域P中，设置有多个滤色器132a、132b及132c。此外，像素电极134对应于各个像素区域P。像素电极134与相邻的数据线126重叠，因此可获得高孔径比。此外，像素电极134与前一像素的选通线116的一部分重叠，以接触存储电容器CST。像素电极134与薄膜晶体管T的漏极124接触，从而它与薄膜晶体管T电连通。
同时，存储电容器CST包含在一部分选通线116、绝缘层(未示出)及存储金属层127中。因此，该部分选通线116用作为存储电容器CST的第一电极，而存储金属层127用作为存储电容器CST的第二电极。如上所述，像素电极134与存储金属层127电接触，因此它与存储电容器CST并联电连接。
图3的阵列基板100具有薄膜晶体管上滤色器(COT)结构。在这种COT结构中，在阵列基板100上形成滤色器132。此外，在阵列基板100上不形成黑色矩阵，但是对应于薄膜晶体管T设置遮光滤色图案136，从而各个遮光滤色图案136保护薄膜晶体管T免受入射光的影响，并防止在有源层120中产生光电流。虽然在图3中未示出，各个遮光滤色图案136包含两个或三个彩色树脂图案层。遮光滤色图案136的厚度与各个滤色器132的厚度几乎相同。由于在形成阵列基板100时没有使用防止入射光的黑色矩阵，所以减少了工艺步骤的数量，并实现了工艺的稳定性。
图4是沿图3的线IV-IV的截面图，显示了根据本发明的液晶显示设备的一个实施例。
在图4中，在第一基板110上形成栅极112，并且在第一基板110上还形成具有第一电容器电极114的选通线116。在图4中未示出但在图3中显示了，栅极112从选通线116延伸出。栅绝缘层118形成在该基板上以覆盖栅极112、第一电容器电极114及选通线116。在栅绝缘层118上，特别是在栅极112上方形成非晶硅有源层120a，在有源层120a上形成搀杂非晶硅欧姆接触层120b。那些有源层120a和欧姆接触层120b构成半导体层120。形成源极和漏极122和124以覆盖半导体层120的欧姆接触层120b。源极和漏极122和124在栅极112两侧彼此隔开。源极122与数据线126连接，该数据线126与选通线116一起限定像素区域P。在第一电容器电极114上方形成岛状的第二电容器电极128。第一电容器电极114和第二电容器电极128与之间的栅绝缘层118一起形成存储电容器CST。
在源极和漏极122和124之间，欧姆接触层120b的一部分被蚀刻掉，以在有源层120a的暴露部分上形成沟道ch。栅极112、半导体层120、源极和漏极122和124构成薄膜晶体管T。在像素区域P中形成具有红色(R)132a、绿色(G)132b、和蓝色(B)132c颜色的滤色器层132。即，分别将红色(R)、绿色(G)、及蓝色(B)滤色器设置在红色像素区域Pr、绿色像素区域Pg、和蓝色像素区域Pb中。滤色器层132具有暴露一部分漏极124的漏极接触孔130。此外，滤色器层132具有暴露一部分第二电容器电极128的电容器接触孔131。在各个滤色器132a、132b或132c上形成像素电极134，并将像素电极134设置在各个像素区域Pr、Pg或Pb内。像素电极134通过漏极接触孔130并通过电容器接触孔131分别与漏极124及第二电容器电极128接触。
同时，将遮光滤色图案136设置在薄膜晶体管T上。遮光滤色图案136包括红色、绿色及蓝色滤色图案136a、136b及136c，它们依次层叠在薄膜晶体管T上。红色滤色图案136a与红色滤色器132a一起形成，绿色滤色图案136b与绿色滤色器132b一起形成，并且蓝色滤色图案136c与蓝色滤色器132c一起形成。在图4中，红色滤色图案136a与相邻的红色滤色器132a形成一体，并且蓝色滤色图案136c与相邻的蓝色滤色器132c形成一体。
仍参见图4，第二基板150与第一基板110间隔开设置，并且彼此面对。在第二基板150的后表面上形成公共电极152。在第一与第二基板110及150之间插入液晶层170。该液晶层170的厚度称为单元间隙。
在图4中，遮光滤色图案136具有三个滤色图案136a、136b及136c，并保护薄膜晶体管T免受入射光的影响。当形成滤色器132a、132b及132c时，也形成了遮光滤色图案136。因此，不再需要防止光入射到薄膜晶体管上的黑色矩阵。因为以类似于黑色矩阵的方式防止入射光的遮光滤色图案136与滤色器层132一起形成，所以可以减少工艺步骤的数量。
遮光滤色图案136的厚度等于或小于在各个像素区域Pr，Pg或Pb中的各个滤色器132的厚度。此外，在制造过程中，使用衍射曝光法来调节遮光滤色图案136的厚度。如果红色、绿色和蓝色滤色器132a、132b和132c的厚度用TR，TG及TB来表示，并且如果红色、绿色和蓝色滤色图案136a、136b和136c的厚度用Tr，Tg及Tb来表示，则滤色器132和滤色图案136之间的关系可由以下不等式表示：
Tr＜TR，Tg≤TG及Tb≤TB
Tg＜TG，Tr≤TR及Tb≤TB
Tb＜TB，Tg≤TG及Tr≤TR
此外，如果遮光滤色图案136和公共电极152之间的单元间隙用Ct表示，则该单元间隙应大于零，即Ct＞0。
当依次形成红色、绿色和蓝色滤色器132a、132b和132c时，红色、绿色及蓝色滤色图案136a、136b及136c的层叠次序可以应用于整个阵列基板。
图5是显示根据本发明的液晶显示设备的另一实施例的截面图。在图5中，遮光滤色图案具有与图4中所示的不同结构和构造。因为图5的液晶显示设备与图4的液晶显示设备相似，所以以下将省略部分的解释。
在图5中，在第一基板210上形成具有栅极212、半导体层220、源极222及漏极224的薄膜晶体管T。此外，在第一基板210上还形成具有第一电容器电极214、栅绝缘层218及第二电容器电极228的存储电容器CST。在像素区域P中还在存储电容器CST和薄膜晶体管T上方形成红色、绿色和蓝色滤色器232a、232b及232c。滤色器层232具有暴露一部分漏极224的漏极接触孔230以及暴露一部分第二电容器电极228的电容器接触孔232。在各个滤色器232a、232b或232c上形成像素电极234，并且该像素电极234通过漏极接触孔230并通过电容器接触孔231分别与漏极224和第二电容器电极228接触。
同时，第二基板250与第一基板210间隔开设置。在第二基板250的后表面上形成公共电极252。在像素电极234与公共电极252之间插入液晶层270。
在薄膜晶体管T的正上方形成具有红色滤色图案236a及蓝色滤色图案236b的遮光滤色图案236。与图4的遮光滤色图案136不同，图5的遮光滤色图案236仅具有两层滤色图案236a及236b。此外，滤色图案236a和236b可以是红色和绿色或者绿色和蓝色。使用感光树脂通过光刻工艺来形成红色、绿色以及蓝色的滤色器232a、232b及232c。因此，当形成红色滤色器232a时，形成了红色滤色图案236a，并且当形成蓝色滤色器232c时，形成了蓝色滤色图案236b。如图5中的实施例所示，当形成绿色滤色器232b时，不在薄膜晶体管T上形成滤色图案。
如果红色、绿色和蓝色滤色器232a、232b和232c的厚度用TR，TG及TB来表示，并且红色和蓝色滤色图案236a和236b的厚度用Tr及Tb来表示，则滤色器232和滤色图案236之间的关系可由以下不等式表示：
Tr＜TR，和/或Tb≤TB
Tr≤TR，和/或Tb≤TB
Tb＜TB，和/或Tr≤TR
此外，如果遮光滤色图案236与公共电极252之间的单元间隙用Ct来表示，则该单元间隙Ct应大于零，即Ct＞0。
为了形成具有相对小的厚度Tr和Tb的红色和蓝色滤色图案236a和236b，最好使用可以减少光照射量的衍射曝光法。
可以在薄膜晶体管与滤色器层之间设置附加的绝缘层。当形成该附加绝缘层时，鉴于像素电极与薄膜晶体管和存储电容器电接触，所以该附加绝缘层应具有暴露漏极的漏极接触孔，并具有暴露第二电容器电极的电容器接触孔。
图6A至6J是沿图3的线IV-IV的截面图，显示了根据本发明一个实施例的具有遮光滤色图案的阵列基板的制造工艺步骤。
在图6A中，在基板110的表面上淀积第一金属层，并且随后对该第一金属层进行构图，以形成选通线116和栅极112。如前所述，选通线116的一部分用作为第一电容器电极114，该第一电容器电极与后面形成的第二电容器电极一起构成存储电容器。
在图6B中，在基板110上形成栅绝缘层118(第一绝缘层)，以覆盖选通线116及栅极112。栅绝缘层118由无机材料构成，例如氮化硅(SiNX)及氧化硅(SiO2)。依次将本征非晶硅层(a-Si：H)和n+搀杂非晶硅层(n+a-Si：H)淀积在栅绝缘层118的整个表面上，并且随后通过掩模工艺同时构图，以形成有源层120a和欧姆接触层120b。有源层120a位于栅极112的上方，而欧姆接触层120b则位于有源层120a上。有源层120a和欧姆接触层120b构成半导体层120。
在图6C中，在形成有源层120a和欧姆接触层120b后，在基板110上淀积第二金属层，并且随后通过掩模工艺构图，以形成源极122、漏极124、数据线126、以及第二电容器电极128。第二金属层可由铬(Cr)、铜(Cu)、钼(Mo)、以及它们任意组合的合金构成。源极122从数据线126延伸，并与欧姆接触层120a的一部分接触。漏极124与源极122间隔开，并与欧姆接触层120a的另一部分接触。第二电容器电极128与选通线116的一部分重叠，从而选通线116的重叠部分变成第二电容器电极128。然后，通过使用源极和漏极122和124作为掩模对源极和漏极122和124之间的一部分欧姆接触层120b进行蚀刻，以暴露出有源层120a，从而完成薄膜晶体管T和存储电容器CST。如参照图3和4所述，薄膜晶体管T由栅极112、半导体层120、源极122、以及漏极124组成。而存储电容器CST由该部分选通线116、第二金属层128、以及之间的第一绝缘层118组成。
在图6D中，在基板110的整个表面上方形成红色树脂132R，以覆盖薄膜晶体管T、存储电容器CST以及数据线126。然后，在基板110上设置第一掩模Ma以对红色树脂132R进行构图。第一掩模Ma具有透光部分M1、屏蔽部分M2以及半透光部分M3。透光部分M1允许光全部通过，并对应于像素区域P除薄膜晶体管区域T之外的部分。特别地，在该对红色树脂132R进行构图的过程中，透光部分M1与红色像素区域Pr相对应。遮光部分M2在掩模工艺过程中完全阻挡光，并且与另外的绿色和蓝色像素区域Pg和Pb相对应。半透光部分M3包括多个缝隙或半透明膜，以仅使一部分光通过。半透光部分M3与栅极112相对应，尤其与有源层120a的暴露部分相对应。
在通过如图6D所示的第一掩模Ma进行光照后，红色132R被显影，从而在基板110上方留下红色滤色器132a和红色滤色图案136a。如图6E中所示，红色滤色器132a与红色像素区域Pr相对应，并具有暴露一部分漏极124的漏极接触孔130。虽然在图6E中未示出，红色滤色器132a具有暴露与红色像素区域Pr相对应的第二电容器电极的电容器接触孔。此外，在栅极112上方，尤其在有源层120a的暴露部分上设置红色滤色图案136a。
现参照图6F，在形成红色滤色器132a和红色滤色图案136a后，在基板110的整个表面上方形成绿色树脂132G，并且随后在基板110上方设置第二掩模Mb，用于对绿色树脂132G进行构图。与第一掩模Ma类似，第二掩模Mb具有与绿色像素区域Pg相对应的透光部分M4、与另外的红色和蓝色像素Pr和Pb相对应的遮光区域M5、以及与有源层120a的暴露部分相对应的半透光部分M6。遮光部分M5还与第二电容器电极128相对应。在绿色树脂132G上方设置了第二掩模Mb后，通过第二掩模Mb进行光照，以对绿色树脂132G进行构图。
在通过第二掩模Mb进行光照后，绿色树脂132G被显影。因此，如图6G所示，形成了将被设置在绿色像素区域Pg中的绿色滤色器132b，并且还在红色滤色图案136a上形成了绿色滤色图案136b。同时，在对绿色树脂132G进行显影时，绿色滤色器132b形成为具有暴露一部分第二电容器电极128的电容器接触孔131。此外，虽然在图6G中未示出，还形成了暴露出与绿色像素区域Pg相对应的薄膜晶体管的漏极的漏极接触孔。
接着在图6H中，在基板110的整个表面上方形成蓝色树脂132B，并且随后在基板110上方设置第三掩模，用于对蓝色树脂132B进行构图。与第一和第二掩模Ma和Mb类似，第三掩模Mc具有与蓝色像素区域Pb相对应的透光部分M7、与另外的红色及绿色像素Pr及Pg相对应的遮光区域M8、以及与有源层120a的暴露部分相对应的半透光部分M9。虽然在图6H中未示出，遮光部分M5也与对应于蓝色像素区域Pb的第二电容器电极128相对应。在蓝色树脂132B上方设置第三掩模Mc后，通过第三掩模Mc进行光照，以对蓝色树脂132B进行构图。
在通过第三掩模Mc进行光照后，蓝色树脂132B被显影。因此，如图6I所示，形成了将被设置在蓝色像素区域Pb中的蓝色滤色器132c，并且还在绿色滤色图案136b上形成了蓝色滤色图案136c。虽然在图6I中未示出，对蓝色树脂132B进行显影还使蓝色滤色器132c具有了暴露一部分相应第二电容器电极的电容器接触孔和暴露一部分相应漏极的漏极接触孔。因此完成了滤色器层132，如图6I所示。
图6J显示了形成像素电极134的步骤。在基板100的整个表面上方淀积铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)的透明电极层，以覆盖滤色器层132，并接触漏极124和第二电容器电极128的暴露部分。然后，通过掩模工艺对透明电极层进行构图，从而与各个像素区域Pr、Pg或Pb相对应地形成像素电极134。如图6J中所示，像素电极134与漏极124和第二电容器电极128接触。
图7A至7L是沿图3的线IV-IV的截面图，显示了根据本发明另一实施例的具有遮光滤色图案的阵列基板的制造工艺步骤。
图7A至7C与图6A至6C相同，因此以下将省略部分的详细解释。
在图7D中，在基板110的整个表面上方淀积第二绝缘层129，以覆盖已构图的第二金属层。即，第二绝缘层129覆盖并保护薄膜晶体管T、选通线126、以及存储电容器CST。第二绝缘层129可由氮化硅(SiNX)或氧化硅(SiO2)形成。第二绝缘层129增强了将在后面的工序中形成的有机层的粘附力。换句话说，第二绝缘层129提高了有源层120a和在后面形成的滤色器层之间的粘附力。
在形成第二绝缘层129后，如图7E所示，在第二绝缘层129上形成红色树脂132R。然后在基板110上方设置第一掩模Ma，以对红色树脂132R进行构图。第一掩模Ma具有透光部分M1、遮光部分M2、以及半透光部分M3。透光部分M1允许光全部通过，并与像素区域P中除薄膜晶体管区域T之外的部分相对应。特别地，在该对红色树脂132R进行构图的过程中，透光部分M1与红色像素区域Pr相对应。遮光部分M2在该掩模工艺过程中完全阻挡光，并且与另外的绿色和蓝色像素区域Pg和Pb相对应。半透光部分M3包括多个缝隙或半透明膜，以仅使一部分光通过。半透光部分M3与栅极112相对应，尤其与有源层120a的暴露部分相对应。
在通过图7E的第一掩模Ma进行光照后，红色树脂132R被显影，从而在第二绝缘层129上留下红色滤色器132a和红色滤色图案136a。如图7F中所示，红色滤色器132a与红色像素区域Pr相对应，并具有与漏极124相对应的漏极接触孔130。虽然在图7F中未示出，红色滤色器132a还具有与对应于红色像素区域Pr的第二电容器电极相对应的电容器接触孔。此外，在第二绝缘层上，尤其在栅极112的上方设置红色滤色图案136a。
现在参见图7G，在形成红色滤色器132a和红色滤色图案136a后，在基板110的整个表面上方，尤其在第二绝缘层129上形成绿色树脂132G，并且随后在基板110上方设置第二掩模Mb，以便对绿色树脂132G进行构图。与第一掩模Ma类似，第二掩模Mb具有与绿色像素区域Pg相对应的透光部分M4、与另外的红色和蓝色像素Pr和Pb相对应的遮光部分M5、以及与有源层120a的暴露部分相对应的半透光部分M6。遮光部分M5还与第二电容器电极128相对应。在绿色树脂132G上方设置第二掩模Mb后，通过第二掩模Mb进行光照，以便对绿色树脂132G进行构图。
在通过第二掩模Mb进行光照后，绿色树脂132G被显影。因此，如图7H中所示，在第二绝缘层129上对应于绿色像素区域Pg形成了绿色滤色器132b，并且还在红色滤色图案136a上形成了绿色滤光图案136b。同时，当对该绿色树脂132G进行显影时，形成了具有与第二电容器电极128相对应的电容器接触孔131的绿色滤色器132b。此外，虽然在图7H中未示出，还形成了与对应于绿色像素区域Pg的薄膜晶体管的漏极相对应的漏极接触孔。
接着在图7I中，在基板110的整个表面上方，尤其在第二绝缘层129上形成蓝色树脂132B，并且随后在基板110上方设置第三掩模Mc，用于对蓝色树脂132B进行构图。与第一及第二掩模Ma及Mb类似，第三掩模Mc具有与蓝色像素区域Pb相对应的透光部分M7、与另外的红色和绿色像素Pr及Pg相对应的遮光部分M8、以及与有源层120a的暴露部分相对应的半透光部分M9。虽然在图7I中未示出，遮光部分M5也与对应于蓝色像素区域Pb的第二电容器电极相对应。在蓝色树脂132B上方设置第三掩模Mc后，通过第三掩模Mc进行光照，以便对蓝色树脂132B进行构图。
在通过第三掩模Mc进行光照后，蓝色树脂132B被显影。因此，如图7J所示，形成了将被设置在蓝色像素区域Pb中的蓝色滤色器132c，并且还在绿色滤色图案136b上形成了蓝色滤色图案136c。同时，虽然在图7J中未示出，对蓝色树脂132B进行显影形成了具有与相应第二电容器电极相对应的电容器接触孔以及与相应漏极相对应的漏极接触孔的蓝色滤色器132c。因此，如图7J所示，完成了滤色器层132。
在完成滤色器层132后，漏极接触孔130及电容器接触孔131延伸到下面的金属层。如图7K中所示，对第二绝缘层129的暴露部分进行蚀刻，以使漏极接触孔和电容器接触孔130及131分别延伸到下面的漏极124和第二电容器电极128。漏极接触孔130暴露出漏极124的一部分，而电容器接触孔131暴露出第二电容器电极128的一部分。
图7L显示了形成像素电极134的步骤。在基板100的整个表面上方淀积铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)的透明电极层，以覆盖滤色器层132，并接触漏极124和第二电容器电极128的暴露部分。然后，通过掩模工艺对透明电极层进行构图，以便对应于各个像素区域Pr、Pg或Pb形成像素电极134。如图7L中所示，像素电极134分别通过漏极接触孔130和电容器接触孔131接触漏极134和第二电容器电极128。
图8A至8C是显示根据本发明另一实施例的具有遮光滤色图案的阵列基板的制造工艺步骤的截面图。图8A至8C显示了在图7J的工艺步骤以后的制造工艺，因为前面的工艺步骤与图7A至7J相同。因此，以下将省略直到形成滤色器层的详细解释。
在图8A中，在基板110的整个表面上方形成第三绝缘层133，以覆盖滤色器层132和遮光滤色图案136。第三绝缘层133可以是无机材料，例如氮化硅(SiNX)或氧化硅(SiO2)。
然后如图8B中所示，对第二绝缘层129的暴露部分进行蚀刻，以使漏极接触孔和电容器接触孔130和131分别延伸到下面的漏极124和第二电容器电极128。漏极接触孔130暴露出漏极124的一部分，而电容器接触孔131暴露出第二电容器电极128的一部分。
图8C显示了形成像素电极134的步骤。在基板100的整个表面上方淀积铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)的透明电极层，以覆盖已构图的第三绝缘层133，并接触漏极124和第二电容器电极128的暴露部分。然后，通过掩模工艺对透明电极层进行构图，以便对应于各个像素区域Pr、Pg或Pb形成像素电极134。如图8C中所示，像素电极134通过扩展的漏极接触孔130和扩展的电容器接触孔131分别接触漏极124和第二电容器电极128。
如前所述，由于在本发明的实施例中的阵列基板使用遮光滤色图案代替黑色矩阵，所以可以简化制造工艺，并降低生产成本。此外，因为滤色器层形成在阵列基板中，所以在设计和对准上基板和下基板时不需要考虑对齐余量，由此增大了孔径比。
显然，对于本领域的熟练技术人员来说，在不偏离本发明的精神或范围的情况下可对本发明的用于液晶显示设备的具有薄膜晶体管上滤色图案结构的阵列基板的制造方法作出各种修改及变化。因此，如果这些改进和变化落在所附权利要求及其等同物的范围内，则本发明涵盖这些改进和变化。