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CN102955301A - 用于液晶显示装置的阵列基板及其制造方法 - Google Patents

用于液晶显示装置的阵列基板及其制造方法 Download PDF

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CN102955301A CN2012102604064A CN201210260406A CN102955301A CN 102955301 A CN102955301 A CN 102955301A CN 2012102604064 A CN2012102604064 A CN 2012102604064A CN 201210260406 A CN201210260406 A CN 201210260406A CN 102955301 A CN102955301 A CN 102955301A
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Abstract

用于液晶显示装置的阵列基板，包括：在基板上彼此交叉以限定像素区域的栅线和数据线；与栅线隔开且平行的公共线；薄膜晶体管，位于像素区域中且与栅线和数据线相连；钝化层，位于薄膜晶体管上；以及像素电极和公共电极，交替布置以产生共面电场，其中像素电极和公共电极的每个都具有双层结构，即下层由反射性导电材料形成，上层由透明导电材料形成。另一方面，阵列基板的制造方法，包括：在基板上形成第一厚度的反射性导电层；在H2O气体条件下在反射性导电材料层上形成第二厚度的透明导电材料层；在透明导电材料层上形成光刻胶图案；以及使用光刻胶图案作为蚀刻掩模蚀刻透明导电材料层和反射性导电材料层，从而形成双层的像素电极和公共电极。

Description

用于液晶显示装置的阵列基板及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年8月19日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2011-0082931的优先权，为了所有目的在此援引该申请的全文作为参考。
技术领域
本发明涉及一种液晶显示装置的阵列基板，尤其涉及一种用于共面切换（in-plane switching）模式液晶显示装置的阵列基板及其制造方法。
背景技术
直到最近，显示装置还典型地使用阴极射线管（CRT）。然而，目前正投入很多努力和研究来发展各种类型的作为CRT的代替品的平板显示装置，如液晶显示（LCD）装置、等离子显示面板（PDP）、场致发射显示装置以及电致发光显示装置（ELD）。在这些平板显示装置中，LCD装置具有很多优点，如分辨率高、重量轻、外形纤薄、尺寸紧凑以及所需电源电压低。
一般来说，LCD装置包括彼此隔开并且互相面对的两个基板，在所述两个基板之间夹有液晶材料。所述两个基板包括互相面对的电极，使得在电极之间施加的电压引起穿过液晶材料的电场。根据所引起的电场的强度将液晶材料中液晶分子的取向变为所引起的电场的方向，由此改变LCD装置的光透射率。因此，LCD装置通过改变引起的电场的强度来显示图像。
使用在垂直方向上产生的电场的LCD装置在视角方面具有缺陷。为解决该问题，提出了使用共面电场的共面切换（IPS）模式LCD装置。
图1是图解根据现有技术的IPS模式LCD装置的示意性剖面图。
参见图1，IPS模式LCD装置包括阵列基板10、滤色器基板9和液晶层11。阵列基板10包括交替布置以产生共面电场L的像素电极30和公共电极17。液晶层11由电场L操控。
图2A和图2B是图解根据现有技术的IPS模式LCD装置分别在开启和关闭状态的操作的示意图。
参见图2A，在开启状态，像素电极30和公共电极17正上方的液晶分子11a的定向不变，而像素电极30和公共电极17之间区域上方的液晶分子11b的取向改变并沿电场L排列。换言之，由于液晶分子11a和11b由共面电场L操控，所以视角变宽。因此，IPS模式LCD装置在上/下/右/左方向上具有大约80度到大约89度的宽视角。在此处和下文中，“/”指的是“和”。
参考图2B，在关闭状态，像素电极30和公共电极17之间不产生共面电场，液晶分子11a和11b的排列不会改变。
图3是图解根据现有技术的IPS模式LCD装置的像素区域的剖面图。
参见图3，栅绝缘层48形成在基板40上，数据线50形成在栅绝缘层48上，钝化层60形成在数据线50上，像素电极64和公共电极62形成在钝化层60上。像素电极64和公共电极62在像素区域P中交替布置。
尽管在附图中未示出，栅线和公共线形成在栅绝缘层48下方，薄膜晶体管形成在栅线和数据线50的交叉处附近。栅线和数据线50限定了像素区P。薄膜晶体管包括栅极、半导体层、源极和漏极。
像素电极64与漏极连接，公共电极62与公共线连接。像素电极64和公共电极62呈条状。
像素电极64和公共电极62以采用透明导电材料或者不透明金属的单层结构形成。在这种结构中，由于对环境光的高反光率，所以降低了环境对比度。
而且，像素电极64和公共电极62分别具有大约2.2μm或更大的宽度。这种所述宽度是由构图工艺中使用的曝光设备的分辨率限制所致。
更具体地，为了在基板上形成和构图金属层或者半导体层，在金属层或半导体层上形成光刻胶层，然后使用曝光设备进行曝光，接着显影所述光刻胶层以形成具有预定宽度的光刻胶图案，然后使用所述光刻胶图案作为蚀刻掩模蚀刻所述金属层或者半导体层，从而形成金属图案或者半导体图案。
在本领域的当前水平，由于曝光设备的分辨率限制，所以不能稳定地实现具有大约3.1μm或者更小宽度的光刻胶图案。因此，光刻胶图案应该具有至少3.1μm的宽度。
当使用至少3.1μm的光刻胶图案蚀刻金属层或者半导体层时，即使进行过蚀刻（over-etching），侧向蚀刻偏差的限度也是0.9μm，因而不能形成具有大约2.2μm或者更小宽度的金属图案或者半导体图案。蚀刻偏差是指相对于光刻胶层的侧边向内去除的层宽值。
由于所述构图限制，现有技术的像素电极和公共电极具有大约2.2μm或者更大的宽度。
像素区域的开口率定义为像素区域总面积与除被像素区域中的元件所阻挡的区域之外的像素区域面积的比值。然而，在现有技术中，不能进一步减小像素电极和公共电极的宽度。因此，在提高亮度和降低功耗方面存在问题。
发明内容
因此，本发明的实施方式涉及一种用于液晶显示装置的阵列基板及该阵列基板的制造方法，所述阵列基板和方法基本上克服了由于现有技术的局限和缺陷所导致的一个或多个问题，并具有其它优点。
本发明实施方式的一个优点是提供一种用于液晶显示装置的阵列基板及该阵列基板的制造方法，该阵列基板和方法能够提高开口率、提高亮度并且降低功耗。
本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的描述中列出，其中一部分将由描述的内容明显看出，或者可以在实施本发明时习得。本发明的这些和其它优点将通过文字说明、权利要求书和附图中特别指明的结构实现和获得。
为了实现这些和其它优点，根据本发明的目的，如在此具体和概括描述的那样，用于液晶显示装置的阵列基板包括：栅线和数据线，所述栅线和所述数据线在基板上彼此交叉以限定像素区域；公共线，所述公共线与所述栅线隔开并且平行；薄膜晶体管，所述薄膜晶体管位于像素区域中并且与所述栅线和所述数据线相连；钝化层，所述钝化层位于薄膜晶体管上；以及像素电极和公共电极，所述像素电极和所述公共电极交替布置以产生共面电场，其中所述像素电极和所述公共电极中的每个都具有双层结构，即下层由反射性导电材料形成，上层由透明导电材料形成。
而且，在上述阵列基板中，所述双层结构的像素电极和公共电极可具有大约0.5μm至小于2.2μm的宽度。
此外，在上述阵列基板中，所述像素电极和所述公共电极中的每个的下层可以由钼（Mo）、钼-钛（MoTi）、铜（Cu）或者氮化铜（CuNx）制成，所述像素电极和所述公共电极中的每个的上层可以由氧化铟锡（ITO）、氧化铟锌（IZO）或者铝掺杂氧化锌（AZO）制成。
此外，在上述阵列基板中，所述下层可以具有大约
Figure BDA00001930223100041
至大约
Figure BDA00001930223100042
的厚度，所述上层可以具有大约
Figure BDA00001930223100043
至大约
Figure BDA00001930223100044
的厚度，并且其中所述上层比所述下层厚。
此外，在上述阵列基板中，所述像素电极和所述公共电极可以通过利用电化现象（galvanic phenomenon）并能对所述双层结构的两层都进行蚀刻的蚀刻剂形成。
此外，在上述阵列基板中，所述蚀刻剂可以包含过氧化氢（H2O2）、氟化铵（NH4F）和苯并三唑（BTA），或者所述蚀刻剂可以包含过氧化氢（H2O2）、氟化铵（NH4F）和氨基四唑（ATZ）。
另一方面，一种用于液晶显示装置的阵列基板的制造方法，包括：在基板上形成具有第一厚度的反射性导电材料层；在H2O气体条件下在所述反射性导电材料层上形成具有第二厚度的透明导电材料层；在所述透明导电材料层上形成光刻胶图案；以及使用所述光刻胶图案作为蚀刻掩模蚀刻所述透明导电材料层和所述反射性导电材料层。
此外，在上述方法中，形成所述透明导电材料层的步骤可以进一步包括：将具有所述反射性导电层的基板置于溅射设备的腔室中；使所述腔室处于Ar气氛中；以及使H2O气体以大约0.5sccm至大约100sccm的流速流入到所述腔室中进行溅射以形成透明导电材料层。
而且，在上述方法中，所述H2O气体的流速可以在30sccm至100sccm范围。
此外，在上述方法中，所述公共电极和像素电极中的每个的宽度可以与所述H2O气体的流速成反比。
此外，在上述方法中，与所述像素电极和公共电极对应的所述光刻胶图案可具有大约3.1μm的宽度，从而形成具有大约0.5μm至小于2.2μm宽度的所述双层像素电极和公共电极。
而且，在上述方法中，使用蚀刻剂的所述蚀刻步骤可进行第一时间段，所述蚀刻剂利用了电化现象并能够对所述双层像素电极和公共电极的两层都进行蚀刻。
而且，在上述方法中，所述蚀刻剂可包含过氧化氢（H2O2）、氟化铵（NH4F）和苯并三唑（BTA），或者所述蚀刻剂可包含过氧化氢（H2O2）、氟化铵（NH4F）和氨基四唑（ATZ）。
此外，在上述方法中，所述第一时间段可以为大约80秒至大约100秒。
而且，在上述方法中，所述反射性导电材料层可以由钼（Mo）、钼-钛（MoTi）、铜（Cu）或者氮化铜（CuNx）制成，所述透明导电材料层可以由氧化铟锡（ITO）、氧化铟锌（IZO）或者铝掺杂氧化锌（AZO）制成。
此外，在上述方法中，所述第一厚度可以为大约
Figure BDA00001930223100051
至大约
Figure BDA00001930223100052
所述第二厚度可以为大约
Figure BDA00001930223100053
至大约
Figure BDA00001930223100054
并且其中所述上层比所述下层厚。
此外，上述方法可以进一步包括：形成栅线、数据线、公共线和薄膜晶体管，所述栅线与所述公共线限定像素区域，所述公共线与所述栅线隔开并且平行，所述薄膜晶体管位于所述像素区域并且与所述栅线和所述数据线连接；以及在所述薄膜晶体管上形成钝化层，其中在形成所述第一金属层之前形成所述栅线、数据线、公共线、薄膜晶体管和钝化层。
应理解的是，上述概括说明、接下来的详细说明以及所附附图都是示例性的和解释性的，意在对要求保护的发明提供进一步的解释。本发明可以允许其它同样有效的实施方式。
附图说明
所包括的附图，用以给本发明提供进一步的理解，包含在说明书内并组成说明书一部分，图解了本发明的实施方式并与说明书一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1是图解根据现有技术的IPS模式LCD装置的示意性剖视图；
图2A和图2B是分别图解根据现有技术的IPS模式LCD装置在开启（ON）和关闭（OFF）状态的操作的示意图；
图3是图解根据现有技术的IPS模式LCD装置的像素区域的剖面图；
图4是图解根据本发明第一实施方式的IPS模式LCD装置的平面图；
图5和图6分别是沿图4的V-V和VI-VI线取得的剖面图；
图7A至7I和图8A至8I分别是沿图4的V-V和VI-VI线取得的剖面图，所述剖面图图解了根据本发明实施方式的LCD装置的制造方法；以及
图9是示出H2O气体的流速与蚀刻偏差之间的关系的曲线图。
具体实施方式
现在将详细参见本发明的示例性实施方式，所述示例性实施方式如附图中所示。
图4是图解根据本发明第一实施方式的IPS模式LCD装置的平面图。
参见图4，LCD装置包括阵列基板101、对向基板以及在阵列基板101与对向基板之间的液晶层。
阵列基板101包括彼此交叉从而限定像素区域P的栅线103和数据线130，在栅线103与数据线130之间具有栅绝缘层。公共线109与栅线103隔开，并且公共线109可由与栅线103相同的材料制成。
薄膜晶体管Tr形成在栅线103与数据线130交叉处的附近。
薄膜晶体管Tr包括栅极105、栅绝缘层、半导体层、源极133和漏极136。
最外面的公共电极116形成在像素区域P的两侧的每一侧处。最外面的公共电极116从公共线109延伸出并与数据线130平行。
第一辅助图案172形成在像素区域P中。第一辅助图案172通过公共接触孔146与最外面的公共电极116接触。多个中间的公共电极173从第一辅助图案172延伸出。中间的公共电极173可以具有与最外面的公共电极116相同或相似的条状。中间的公共电极173在位于像素区域P两侧的两个最外面的公共电极116之间。
如图4中所示，第一辅助图案172可以形成在像素区域P的外围区域处，与数据线130和最外面的公共电极116交叠，从而能够起到黑矩阵的作用以防止漏光。或者，第一辅助图案172可以如此构造，即省略第一辅助图案172与数据线130和最外面的公共电极116相对应的部分，而第一辅助图案172仅具有在像素区域P内的一部分。
第二辅助图案169可以通过漏极接触孔143与漏极136接触，并且第二辅助图案169与公共线109交叠。多个像素电极170从第二辅助图案169延伸出，在位于像素区域P两侧的最外面的公共电极116之间，并与中间的公共电极173交替布置。所述像素电极170具有与中间的公共电极173相同的形状。
像素电极170、最外面的公共电极116和中间的公共电极173都可具有相对于像素区域P的中心弯折的形状。例如，像素电极170、最外面的公共电极116和中间的公共电极173相对于平行于栅线103的虚拟线弯折或倾斜。这种构型在像素区域P中形成了由弯折点划分开的两个不同区域。这种构型避免或者减小了根据视角变化产生的色差，从而提高了显示质量。
数据线130具有与像素电极170、最外面的公共电极116和中间的公共电极173同样的弯折部。因此，数据线130总体上呈Z字形。
可替代地，像素电极170、最外面的公共电极116、中间的公共电极173和数据线130也可具有除了弯折状以外的形状，例如直条形。
在像素区域P中，彼此交叠且中间具有栅绝缘层的公共线109和漏极136形成了存储电容StgC。公共线109与漏极136彼此交叠的部分分别被称为第一存储电极110和第二存储电极138。
像素电极170和中间的公共电极170中的每个都可以利用两种不同的导电材料构造成具有双层结构，并具有大约0.5μm至2.2μm的宽度。
在此情况下，双层结构的下层可以由钼（Mo）、钼-钛（MoTi）、铜（Cu）和氮化铜（CuNx）中的至少一种制成，双层结构的上层可以由氧化铟锡（ITO）、氧化铟锌（IZO）和铝掺杂氧化锌（AZO）中的至少一种制成。
因此，由于像素电极和公共电极具有0.5μm至2.2μm的宽度，本实施方式的LCD装置可具有比现有技术更高的开口率。而且，由于所述双层结构，对环境光的反光率可以在35%或更低，从而能够提高环境对比度。
图5和图6分别是沿图4的V-V和VI-VI线取得的剖面图。出于解释的目的，将薄膜晶体管Tr形成的区域定义为开关区域TrA，将存储电容StgC所形成的区域定义为存储区域StgA。
参见图4至6，栅线（图4的103）形成在透明基板102上，公共线（图4的109）与栅线103隔开并且平行。与开关区域TrA对应的部分栅线103可以起到栅极105的作用。
在像素区域P中，从公共线109延伸出的最外面的公共电极116形成在数据线130附近。在存储区域StgA中，公共线109的一部分可以起到第一存储电极110的作用。
栅绝缘层118形成在栅线103、栅极105、公共线109和第一公共电极116上。栅绝缘层118可以由氧化硅（SiO2）或者氮化硅（SiNx）制成。
半导体层120形成在开关区域TrA中的栅绝缘层118上。半导体层120包括本征非晶硅的有源层120a和在有源层120a上的非本征非晶硅的欧姆接触层120b。
与栅线103交叉以限定像素区域P的数据线130形成在栅绝缘层118上。半导体图案121可形成在数据线130的下方，并包括第一图案121a和第二图案121b，第一图案121a和第二图案121b分别与有源层120a和欧姆接触层120b由同一材种料形成。或者，可以省略半导体图案121。
在开关区域TrA中，从数据线130延伸出的源极133以及与源极133隔开的漏极136形成在半导体层120上。源极133和漏极136与在其下方的欧姆接触层120b接触。
栅极105、栅绝缘层118的一部分、半导体层120的一部分、源极133和漏极136形成了薄膜晶体管Tr。
在存储区域StgA中，漏极136在第一存储电极110上方延伸从而形成第二存储电极138。第一存储电极110和第二存储电极138以及两者之间的栅绝缘层形成了存储电容StgC。
钝化层140形成在数据线130、源极133、漏极136和第二存储电极138上。钝化层140可以由具有相对低介电常数的有机绝缘材料制成，例如光丙烯树脂（photo acrylic）。钝化层140用于使由数据线130和最外面的公共电极116与上面的屏蔽图案175之间交叠所产生的寄生电容最小化，并且使数据线130与最外面的公共电极116之间不希望存在的电场效应最小化。
钝化层140包括暴露最外面的公共电极116一端的公共接触孔（图4的146）以及暴露漏极136，更确切地说暴露第二存储电极138，的漏极接触孔143。
第一辅助图案（图4的172）和第二辅助图案169形成在像素区域P中的钝化层140上。第一辅助图案172和第二辅助图案169位于像素区域P的相对的两侧处并相互面对。
第一辅助图案172和第二辅助图案169中的每个都具有双层结构，所述双层结构包括由反射性导电材料，例如钼（Mo）、钼-钛（MoTi）、铜（Cu）和氮化铜（CuNx）中的至少一种制成的下层，以及由透明导电材料，例如氧化铟锡（ITO）、氧化铟锌（IZO）和铝掺杂氧化锌（AZO）中的至少一种制成的上层。
第一辅助图案172通过公共接触孔146与最外面的公共电极116接触，第二辅助电极169通过漏极接触孔143与第二存储电极138接触。
从第一辅助图案172延伸出的屏蔽图案175形成在钝化层140上，与数据线130和最外面的公共电极116交叠。因此，屏蔽图案175起到黑矩阵的作用。或者，可以省略屏蔽图案175。
从第一辅助图案172延伸出的多个中间的公共电极173形成在像素区域P中的钝化层140上并具有双层结构。中间的公共电极173位于像素区域P两侧的最外面的公共电极116之间。中间的公共电极173在像素区域P的上方延伸并且具有与最外面的公共电极116相似的条状。
从第二辅助图案169延伸出的多个像素电极170形成在像素区域P中的钝化层140上并具有双层结构。像素电极170构造成与中间的公共电极173交替布置并位于像素区域P两侧的最外面的公共电极116之间。像素电极170在像素区域P的上方延伸并具有与最外面的公共电极116和中间的公共电极173相似的条状。
优选地，但非必须地，像素电极170和中间的公共电极173具有0.5μm至2.2μm的宽度w1。
而且，优选地，但非必须地，像素电极170和中间的公共电极173的下层170a和173a的每个都具有大约50至
Figure BDA00001930223100101
的厚度，像素电极170和中间的公共电极173的上层170b和173b的每个都具有大约200至
Figure BDA00001930223100102
的厚度。在该情形下，优选地，但非必须地，上层170b和173b大于下层170a和173a。
如上所述，像素电极170和中间的公共电极173的宽度w1小于现有技术的宽度。因此，能够增加开口率。
而且，当LCD装置具有使用钼-钛（Mo-Ti）单层结构的像素电极和公共电极时，这种LCD装置反光率大约为68%。然而，具有上述双层结构的LCD装置具有大约39%或者更低的反光率。因此，能够显著降低反光率。
反光率的降低可以通过防反射涂层效果来实现。换言之，当采用具有不同厚度和不同反射系数的两种不同材料涂布来构造双层结构时，所述不同就产生防反射涂层的效果，即从所述双层反射的光经历相消干涉，从而能够降低从LCD装置反射的光的强度。
而且，当将不同金属暴露于腐蚀液时，实施了利用电化现象的工艺以构图像素电极和公共电极，所述电化现象是一种由于两种不同金属之间产生的电位差而发生在更活跃的金属中的重腐蚀现象。因此，与构图单层金属层的情况相比，侧向蚀刻偏差的宽度增加了。因而，能够产生具有0.5μm至2.2μm宽度的像素电极170和公共电极173。
图7A至7G和图8A至8G分别是沿V-V和VI-VI线取得的剖面图，所述剖面图图解了根据本发明实施方式的LCD装置的制造方法。
参见图7A和图8A，将第一金属材料，例如铝（Al）、铝合金（如AlNd）、铜（Cu）、铜合金和铬（Cr）中的至少一种沉积在基板102上，以形成第一金属层。
然后，构图第一金属层以形成栅线（图4的103）、公共线（图4的109）、第一存储电极110、与栅线连接的栅极105以及与公共线连接的最外面的公共电极116。
然后，在具有栅线和公共线的基板102上形成栅绝缘层118。栅绝缘层可以由氧化硅（SiO2）或者氮化硅（SiNx）制成。
然后，参见图7B和图8B，在栅绝缘层118上顺序形成本征非晶硅层、掺杂非晶硅层和第二金属层。然后，所述本征非晶硅层、掺杂非晶硅层和第二金属层可以采用衍射掩模或者半色调掩模（halftone）的一次掩模工艺同时构图，或者所述第二金属层与本征非晶硅层和掺杂非晶硅层可以分别采用两个掩模工艺分别构图。
通过构图工艺，形成了半导体层120、源极133和漏极136。半导体层120包括本征非晶硅的有源层120a和掺杂非晶硅的欧姆接触层120b。源极133和漏极136彼此隔开。
栅极105、栅绝缘层118的一部分、半导体层120的一部分、以及源极133和漏极136在开关区域TrA形成了薄膜晶体管Tr。
进一步地，在栅绝缘层118上形成与栅线交叉以限定像素区域P的数据线130。
漏极136在公共线109的一部分，即第一存储电极110，的上方延伸。在第一存储电极110的上方的漏极136的一部分是第二存储电极138。第一存储电极110和第二存储电极138以及两者之间的栅绝缘层118在存储区域StgA中形成了存储电容StgC。
出于解释的目的，在本实施方式中示出，对第二金属层、掺杂非晶硅层和本征非晶硅层实施了使用衍射掩模或者半色调掩模的一个掩模工艺。在此情况下，半导体图案121形成在数据线130的下面，半导体图案121包括第一图案121a和第二图案121b，第一图案121a和第二图案121b分别与有源层120a和欧姆接触层120b由同一材料制成。
可替代地，在可以省略数据线130下面的半导体图案121的另一情形中，实施第一掩模工艺以构图掺杂非晶硅和本征非晶硅，以仅形成半导体层120，然后在具有半导体层的基板102上形成第二金属层，然后实施第二掩模工艺以构图第二金属层。
然后，参见图7C和8C，在具有数据线130、源极133和漏极136的基板102上形成钝化层140。钝化层140可以由有机绝缘材料制成，例如光丙烯树脂。
然后，对钝化层140实施掩模工艺以形成暴露第二存储电极138的漏极接触孔143和暴露最外面的公共电极116的公共接触孔（图4的146）。
然后，参见图7D和8D，将具有钝化层140的基板102置于溅射设备的腔室199中，然后使用等离子体在氩气（Ar）气氛下实施溅射。因此，在钝化层140上形成了反射性导电材料层168a。例如，反射性导电材料层168a可以由钼（Mo）、钼-钛（MoTi）、铜（Cu）或者氮化铜（CuNx）制成。反射性导电材料层168a可具有大约至
Figure BDA00001930223100122
的第一厚度。
接下来，参见图7E和图8E，将具有反射性导电材料层168a的基板102置于装载有透明导电材料目标的腔室199中。腔室199处于含有氩气和预定流速的H2O气体的气氛中。然后，使用等离子体实施溅射从而在反射性导电材料层168a上形成透明导电材料层168b。透明导电材料层168b可以由氧化铟锡（ITO）、氧化铟锌（IZO）或者铝掺杂氧化锌（AZO）制成。透明导电材料层168b可以具有大约
Figure BDA00001930223100123
至
Figure BDA00001930223100124
的第二厚度。如上所述，透明导电材料层168b的第二厚度大于反射性导电材料层168a的第一厚度。
在该工艺中，包含Ar和H2O气体的腔室气氛用于调整在后面工艺中透明导电材料层168b的蚀刻偏差。
优选地，但是非必需地，流入到腔室199中的H2O气体的流速为0.5sccm至100sccm。在该情形下，正如下面在湿法蚀刻工艺中所解释的那样，随着所述流速的增大，蚀刻偏差增大。
接下来，参见图7F和8F，在透明导电材料层168b上形成光刻胶层。将光刻胶层曝光并且显影以形成光刻胶图案191。用以形成中间的公共电极（图7I的173）和像素电极（图7I的170）的光刻胶图案191具有条状或者弯折的条状，并具有大约3.1μm的宽度，该宽度是曝光设备的光分辨率可允许的最小尺寸。
然后，参见图7G和8G，使用能够对反射性导电材料层168a和导电材料层168b都进行蚀刻的蚀刻剂同时蚀刻反射性导电材料层168a和透明导电材料层168b。
当将反射性导电材料层168a和透明导电材料层168b暴露于蚀刻剂时，参见图7G和8G，由于电化现象，透明导电材料层168b在光刻胶图案191的下面以相对较快的速度向内蚀刻，而反射性导电材料层168a以相对较慢的速度蚀刻。
在该情形下，透明导电材料层168b的蚀刻偏差由于H2O气体而增大了。如上所述，透明导电材料层168b在H2O气体条件下沉积，并且透明导电材料层168b的蚀刻反应受到活化。结果，蚀刻偏差增大了。该蚀刻偏差与H2O气体的流速成正比。换言之，在构图之后的透明导电材料层168b的宽度与H2O气体的流速成反比。
此外，在相同的蚀刻偏差情况下，蚀刻加工时间由于H2O气体而缩短。对于最大蚀刻偏差而言，蚀刻工艺可实施大约80秒至大约100秒。而且，在相同的蚀刻加工时间情况下，蚀刻偏差由于H2O气体而增大。
图9是示出H2O气体的流速与蚀刻偏差之间的关系的曲线图。蚀刻偏差以恒定的加工时间和变化的流速进行测量。如图9中所示，（图7F中的）透明导电材料层168b的蚀刻偏差与H2O气体的流速成正比。然而，这种正比具有上下饱和度。即，当流速低于大约0.5sccm或者高于100sccm时，蚀刻偏差增长缓慢。随着流速从大约0.5sccm增加到100sccm，蚀刻偏差迅速增长并饱和。
在相同的蚀刻时间下，在H2O气体为大约0.5sccm的实例中，蚀刻偏差为大约0.06μm，在H2O气体为大约1.0sccm的实例中，蚀刻偏差为大约0.15μm。进一步地，在H2O气体为大约2.0sccm的实例中，蚀刻偏差为大约0.17μm，在H2O气体为大约5.0sccm的实例中，蚀刻偏差为大约0.21μm。通过增大H2O气体的流速，能够减少蚀刻加工时间。
进一步地，在H2O气体为大约30sccm至大约100sccm的实例中，蚀刻偏差为大约0.9μm至大约2.6μm。因此，在上述流速情况下，能够获得具有所需宽度的像素电极170和中间的公共电极173。
例如，可以使用包含有过氧化氢（H2O2）、氟化铵（NH4F）和苯并三唑（BTA）的蚀刻剂，或者包含有过氧化氢（H2O2）、氟化铵（NH4F）和氨基四唑（ATZ）的蚀刻剂。然而本发明并不局限于此。也可以使用其它的蚀刻剂，所述蚀刻剂用于实施电化蚀刻并且对本领域技术人员是显而易见的。
因此，在该情形中，参见图7H和8H，像素电极170的下层170a和中间的公共电极173的下层173a的侧表面和顶部周围表面被暴露，通过此举，在具有大约3.1μm宽度的光刻胶图案191的下面进行了侧向蚀刻过程。因此，能够形成分别具有双层结构并且宽度w1为大约0.5μm至小于大约2.2μm的像素电极170和中间的公共电极173，所述宽度小于所述电极上的光刻胶图案191的宽度。
换言之，由于透明导电材料层168b的沉积过程中的H2O气体和电化现象，所以能够有效地蚀刻反射性导电材料层168a和透明导电材料层168b。因此，像素电极170和中间的公共电极173中每个的宽度w1从光刻胶图案191两侧的每侧都减少了大约0.45μm至1.3μm，使得宽度w1变为大约0.5μm至小于大约2.2μm。
通过蚀刻工艺，还形成了第二辅助图案169、第一辅助图案（图4的172）和屏蔽图案175。
然后，参见图7I和图8I，通过剥离工艺去除光刻胶图案191。
通过上述工艺，能够制造用于LCD装置的阵列基板101。
将阵列基板和对向基板，例如滤色器基板贴合，两者中间为液晶层，由此即可制成LCD装置。
如上所述，利用H2O气体，透明导电材料层的蚀刻偏差增大了。此外，用于像素电极和公共电极的两种不同的材料层利用在所述两层之间具有具有蚀刻差异的蚀刻剂来构图。因此，能够形成宽度大约为2.2μm或者更小的像素电极和公共电极。从而，能够提高开口率。
而且，双层的像素电极和公共电极被构造为具有不透明材料的下层和透明导电材料的上层。因此，环境反光率减少至39%或者更小。从而，能够减少彩虹点（rainbow spot），并且提高环境对比度。
而且，数据线、像素电极和公共电极被构造为具有弯折的形状。这使得在像素区域中产生了两个区域。因此，能够减小根据视角变化的色差。
在不脱离本发明的实质或范围的情况下，本领域技术人员可以显而易见地在本发明中作出各种修改和变化。因而，本发明意在覆盖对本发明所作的修改和变化，只要它们落入了所附权利要求书范围及其等同方式范围内。

Claims (17)

1.一种用于液晶显示装置的阵列基板，所述阵列基板包括：
栅线和数据线，所述栅线和所述数据线在基板上彼此交叉以限定像素区域；
公共线，所述公共线与所述栅线隔开并且平行；
薄膜晶体管，所述薄膜晶体管位于像素区域中并且与所述栅线和数据线连接；
钝化层，所述钝化层位于所述薄膜晶体管上；以及
像素电极和公共电极，所述像素电极和公共电极交替布置以产生共面电场，其中所述像素电极和公共电极中的每个都具有双层结构，即下层由反射性导电材料形成，上层由透明导电材料形成。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其中所述双层结构的像素电极和公共电极具有大约0.5μm至小于2.2μm的宽度。
3.根据权利要求1所述的阵列基板，其中所述像素电极和所述公共电极中每个的所述下层由钼（Mo）、钼-钛（MoTi）、铜（Cu）或者氮化铜（CuNx）制成，所述像素电极和所述公共电极中每个的所述上层由氧化铟锡（ITO）、氧化铟锌（IZO）或者铝掺杂氧化锌（AZO）制成。
4.根据权利要求1所述的阵列基板，其中所述下层具有大约
Figure FDA00001930223000011
至大约
Figure FDA00001930223000012
的厚度，所述上层具有大约
Figure FDA00001930223000013
至大约
Figure FDA00001930223000014
的厚度，并且其中所述上层比所述下层厚。
5.根据权利要求2所述的阵列基板，其中所述像素电极和所述公共电极通过利用电化现象并且能够对所述双层结构的两层都进行蚀刻的蚀刻剂形成。
6.根据权利要求5所述的阵列基板，所述蚀刻剂包含有过氧化氢（H2O2）、氟化铵（NH4F）和苯并三唑（BTA），或者所述蚀刻剂包含有过氧化氢（H2O2）、氟化铵（NH4F）和氨基四唑（ATZ）。
7.一种用于液晶显示装置的阵列基板的制造方法，所述方法包括：
在基板上形成具有第一厚度的反射性导电材料层；
在H2O气体条件下在所述反射性导电材料层上形成具有第二厚度的透明导电材料层；
在所述透明导电材料层上形成光刻胶图案；以及
使用所述光刻胶图案作为蚀刻掩模蚀刻所述透明导电材料层和所述反射性导电材料层，从而形成双层的像素电极和公共电极。
8.根据权利要求7所述的方法，其中形成所述透明导电材料层的步骤包括：
将具有所述反射性导电材料层的基板置于溅射设备的腔室中；
使所述腔室处于Ar气氛中；以及
使H2O气体以大约0.5sccm至大约100sccm的流速流入到所述腔室中进行溅射以形成所述透明导电材料层。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述H2O气体的流速为30sccm至100sccm。
10.根据权利要求7所述的方法，其中所述公共电极和所述像素电极中的每个的宽度与所述H2O气体的流速成反比。
11.根据权利要求7所述的方法，其中与所述像素电极和所述公共电极对应的所述光刻胶图案具有大约3.1μm的宽度，从而形成具有大约0.5μm至小于2.2μm宽度的所述双层的像素电极和公共电极。
12.根据权利要求11所述的方法，其中使用蚀刻剂的所述蚀刻步骤进行第一时间段，所述蚀刻剂利用了电化现象并能够对所述双层像素电极和公共电极的两层都进行蚀刻。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述蚀刻剂包含有过氧化氢（H2O2）、氟化铵（NH4F）和苯并三唑（BTA），或者所述蚀刻剂包含有过氧化氢（H2O2）、氟化铵（NH4F）和氨基四唑（ATZ）。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一时间段为80秒至100秒。
15.根据权利要求7所述的方法，其中所述反射性导电材料层由钼（Mo）、钼-钛（MoTi）、铜（Cu）或者氮化铜（CuNx）制成，所述透明导电材料层由氧化铟锡（ITO）、氧化铟锌（IZO）或者铝掺杂氧化锌（AZO）制成。
16.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一厚度为大约
Figure FDA00001930223000031
至大约所述第二厚度为大约
Figure FDA00001930223000033
至大约并且其中所述上层比所述下层厚。
17.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：
形成栅线、数据线、公共线和薄膜晶体管，所述栅线与所述公共线限定像素区域，所述公共线与所述栅线隔开并且平行，所述薄膜晶体管位于所述像素区域中并且与所述栅线和所述数据线连接；以及
在所述薄膜晶体管上形成钝化层，
其中在形成所述第一金属层之前形成所述栅线、所述数据线、所述公共线、所述薄膜晶体管和所述钝化层。
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