專利名稱:液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種液晶顯示器，尤指一種在彩色濾光層和金屬層間具有加強兩者間隔離性的絕緣膜的液晶顯示器。
背景技術(shù)：
我們已知有一種彩色液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)是使用薄膜晶體管陣列(thin film transistor array)做為驅(qū)動對應(yīng)像素電極的開關(guān)元件，這種彩色液晶顯示器在晶體管陣列上方有一彩色濾光層，稱做「陣列上彩色濾光片(color filter on array，COA」結(jié)構(gòu)，晶體管陣列里的每一個晶體管都有一層金屬層，可以使晶體管的源極或漏極區(qū)域和一個像素電極電耦合，其中像素電極可以是以銦錫氧化物(indium tin oxide，ITO)制成的透明電極，像素電極與晶體管的源極或漏極區(qū)域經(jīng)由接點進行電耦合，藉由在彩色濾光層和金屬層之間沉積一層絕緣膜，用以電性隔離這兩層。具有陣列上彩色濾光片結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)液晶顯示器在美國專利第6,031,512號(的后稱512專利)(Kadota等人所著，篇名為「Color Filter Structure for Color Display Device」)和美國專利第6,198,520號(的后稱520專利)(Kondo等人所著，篇名為「Color Liquid Crystal Display」)中有實例說明。
在512專利中，無機絕緣膜是位于彩色濾光片以及源極或漏極電極之間，成分可為磷硅玻璃(phosphosilicate glass，PSG)、無摻雜硅玻璃(nondoped silicateglass，NSG)或是其他類似的材料等等；在520專利中，無機絕緣層則是沉積在彩色濾光片和共用電極之間，材質(zhì)是氮化硅。針對520專利所提到的具有無機絕緣膜的彩色液晶顯示器，其制作方法需要用到兩個光罩，而512專利在描述的方法中同樣也需要兩個光罩。
圖1A到圖1E說明使用兩個光罩的傳統(tǒng)方法，請參閱圖1A，要制造一個彩色液晶顯示器10，一開始要先準(zhǔn)備一片透明基板12，在透明基板12之上形成晶體管陣列14，晶體管陣列14中的每一個晶體管(未圖示)都形成有一金屬層142，例如是漏極電極，然后在晶體管陣列14之上再形成一層由無機材料制成的絕緣膜16。形成絕緣膜16之后，如圖1B所示，在絕緣膜16之上形成一光阻層18，這里利用具有預(yù)設(shè)圖樣的第一光罩182，來蝕刻絕緣膜16的未遮罩部份，以曝露出金屬層142。如圖1C所示，接著移除光阻層18，即形成接觸窗20。之后，請參閱圖1D，再于絕緣膜16之上形成彩色濾光層22，并同時填滿接觸窗20，彩色濾光層22包含有彩色樹脂(未圖示)以及分散在其中的顏料(未圖示)，利用具有預(yù)設(shè)圖樣的第二光罩222，來移除彩色濾光層22的未遮罩部份，以曝露出接觸窗20。請參閱圖1E，最后形成像素電極24，可電耦合金屬層142和彩色濾光片22。
如上所述，使用無機材料制作絕緣膜16需要一道成膜程序、兩個光罩182和222以及一道蝕刻程序，才能夠形成彩色液晶顯示器10的彩色濾光片22，由此可見這個方法方法過于復(fù)雜，又不經(jīng)濟，除此之外，在形成過程中，彩色濾光片22里的顏料光阻可能會殘留在接觸窗20內(nèi)，造成污染。

發(fā)明內(nèi)容
因此，我們希望能提供一種更簡單的方法來制造彩色液晶顯示器，以及利用這種方法所制成的彩色液晶顯示器。
有鑒于此，本發(fā)明是有關(guān)一種液晶顯示器及其方法，以解決相關(guān)已有技術(shù)的限制和缺點所衍生的一個或多個問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種液晶顯示器，其包含一基板；一晶體管陣列，形成于該基板上；一金屬層，形成于該晶體管陣列上，該金屬層是作用于該晶體管陣列的源極或漏極電耦合的共用電極；一彩色濾光層，形成于金屬層之上；一有機絕緣膜，由感光材質(zhì)所形成，形成于金屬層和彩色濾光層之間，可以物性和電性隔離金屬層及彩色濾光層；以及一像素電極，形成于彩色濾光層之上。
在一構(gòu)想中，感光材料包含一光阻材料。
在另一構(gòu)想中，彩色濾光片包含一顏料光阻材料，光阻材料和顏料光阻材料有幾乎相同的曝光波長。
根據(jù)本發(fā)明另一方面提供一種形成液晶顯示器的方法，這個方法包括準(zhǔn)備一基板；于基板之上形成一晶體管陣列，這個晶體管陣列包含一金屬層，該金屬層是作為該晶體管陣列的源極或漏極電耦合的共用電極；于晶體管陣列之上形成一感光層；于感光層之上形成一彩色濾光層；曝露出彩色濾光層和感光層底下的金屬層；以及于彩色濾光層之上形成一像素電極，其中像素電極是與金屬層電耦合。
在一構(gòu)想中，曝露出金屬層的步驟包括以預(yù)設(shè)圖樣遮罩彩色濾光層和感光層；以及移除部份的彩色濾光層和感光層，使金屬層曝露出。
在另一構(gòu)想中，感光層包含一光阻材料。
根據(jù)本發(fā)明又一方面提供一種形成液晶顯示器的方法，該方法包括準(zhǔn)備一基板；于基板之上形成一晶體管陣列，這個晶體管陣列還包含有一金屬層，該金屬層是作為該晶體管陣列的源極或漏極電耦合的共用電極；于晶體管陣列之上形成一感光層；曝露出位于感光層底下的金屬層；于感光層之上形成一彩色濾光層；曝露出位于彩色濾光層底下的金屬層；以及于彩色濾光層之上形成一像素電極，其中像素電極與金屬層電耦合。
為進一步說明本發(fā)明的上述目的、結(jié)構(gòu)特點和效果，以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細的描述。



圖1A到圖1E說明制造彩色液晶顯示器的傳統(tǒng)方法；圖2A和圖2B說明根據(jù)本發(fā)明實施例的彩色液晶顯示器的剖面；圖3A到圖3D說明根據(jù)本發(fā)明實施例制造彩色液晶顯示器的方法；以及圖4A到圖4F說明根據(jù)本發(fā)明另一實施例制造彩色液晶顯示器的方法。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例的具體說明中，所有圖中相同或類似的元件采用相同的標(biāo)號來標(biāo)示。
圖2A和圖2B是根據(jù)本發(fā)明實施例的液晶顯示器50的剖面圖，請參閱圖2A，液晶顯示器50包含有透明基板52、在透明基板52上方的晶體管陣列層54、在晶體管陣列層54上方的有機絕緣層56、彩色濾光層58以及像素電極64。在一實施例中，透明基板52可以是玻璃基板或石英基板等，晶體管陣列層54包括多個晶體管(未圖示)，其中每一個晶體管還包含有一金屬層542，做為與晶體管的源極(未圖示)或漏極(未圖示)電耦合的共用電極，有機絕緣層56用以物性及電性隔離金屬層542和像素電極64，另外，彩色濾光層58包含顏料光阻材料(未圖示)，是由有機感光材料和分散其中的顏料所構(gòu)成。
在一實施例中，有機絕緣層56包含感光材料，如光阻材料，我們利用有機絕緣層取代已有的無機絕緣層，藉此簡化制造彩色液晶顯示器的方法，在下面的段落里將會有詳細討論，其中，光阻材料和彩色濾光層58的顏料光阻材料有差不多相同的曝光波長。在一實施例中，光阻材料在曝光波長400nm到700nm范圍間的穿透度大于70％；在另一實施例中，光阻材料是負光阻材料，當(dāng)其曝光后變成不可溶，無法被顯影劑洗掉；在又一實施例中，顏料光阻材料的熱固敏感度大于光阻材料的1.5倍；在再一實施例中，顏料光阻材料的熱固敏感度小于光阻材料的3倍。
請參閱圖2B，液晶顯示器50包括一金屬層542′，其與接觸窗60內(nèi)的像素電極64接觸，熟悉本技術(shù)的人士均知道圖2A中的金屬層542和圖2B中的金屬層542′可以屬于同一個源極或漏極電極，除非金屬層542是位于彩色濾光層58和位于接觸窗區(qū)域下方的金屬層542′之下。做為晶體管陣列54內(nèi)晶體管的源極或漏極電極的金屬層542′會與像素電極64電耦合，絕緣層56和彩色濾光層58均由有機感光材料所形成。
請參閱圖3A，本發(fā)明方法首先要準(zhǔn)備一片透明基板52，然后在透明基板52之上形成晶體管陣列54，在晶體管陣列54中的每一個晶體管都包含有一金屬層542′，接著在晶體管陣列54之上形成一有機絕緣層56，例如是感光層，在一實施例中，此感光層包含光阻材料。
請參閱圖3B，在有機絕緣層56之上方形成一層包含顏料光阻材料的彩色濾光層58。在一實施例中，光阻材料和彩色濾光層58中的顏料光阻材料有幾乎相同的曝光波長，光阻材料在曝光波長400nm到700nm范圍間的穿透度約大于70％；在另一實施例中，光阻材料是一種負光阻材料；在又一實施例中，顏料光阻材料的熱固敏感度大于光阻材料的1.5倍；在再一實施例中，顏料光阻材料的熱固敏感度小于光阻材料的3倍。然后提供有預(yù)設(shè)圖案的光罩582，利用顯影方式或是直接移除彩色濾光層58和有機絕緣層56未被遮罩的部份，使金屬層542′露出。
和圖1B利用無機絕緣層的方法比較，本發(fā)明的方法省去了一道成膜程序、一個光罩和一道蝕刻程序，即可形成接觸窗。
請參閱圖3C，已經(jīng)露出了金屬層542′并形成接觸窗60，然后形成與金屬層542′電耦合的像素電極64，如圖3D所示。
圖4A到圖4F說明根據(jù)本發(fā)明另一實施例制造彩色液晶顯示器的方法，請參閱圖4A，本發(fā)明方法首先要準(zhǔn)備一片透明基板72，在透明基板72上方形成晶體管陣列74，晶體管陣列74中的每一個晶體管都包含一金屬層742，然后在晶體管陣列74上方形成一有機絕緣層76，在一實施例中，此一有機絕緣層76包含光阻材料，提供具有預(yù)設(shè)圖案的第一光罩782，準(zhǔn)備露出金屬層742。
請參閱圖4B，利用顯影方式或是直接移除有機絕緣層76未被遮罩的部份，使金屬層742露出。請參閱圖4C，在有機絕緣層76的上方形成一層包含顏料光阻材料的彩色濾光層78。在一實施例中，有機絕緣層76和彩色濾光層78中的顏料光阻材料有幾乎相同的曝光波長，有機絕緣層在曝光波長400nm到700nm范圍間的穿透度約大于70％；在另一實施例中，有機絕緣層76包含一種負光阻材料；在又一實施例中，顏料光阻材料的熱固敏感度大于有機絕緣層76的1.5倍；在再一實施例中，顏料光阻材料的熱固敏感度小于有機絕緣層76的3倍。
請參閱圖4D，提供具有預(yù)設(shè)圖案的第二光罩784，準(zhǔn)備露出金屬層742。請參閱圖4E，利用顯影方式或是直接移除彩色濾光層78未被遮罩的部份，使金屬層742露出。請參閱圖4F，接著形成與金屬層742電耦合的像素電極80。
與傳統(tǒng)的方法比較，本發(fā)明的方法省去了一道成膜程序和一道蝕刻程序。
雖然本發(fā)明已參照當(dāng)前的具體實施例來描述，但是本技術(shù)領(lǐng)域：
中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，在沒有脫離本發(fā)明精神的情況下還可作出各種等效的變化或替換，因此，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)對上述實施例的變化、變型都將落在本申請的權(quán)利要求
書所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器，包括一基板；一晶體管陣列，形成于該基板上；一金屬層，形成于該晶體管陣列上，該金屬層是作為該晶體管陣列的源極或漏極電耦合的共用電極；一彩色濾光層，形成于該金屬層之上；一絕緣膜，由感光材料所組成，其形成于該金屬層及該彩色濾光層之間，以物性及電性隔離該金屬層及該彩色濾光層；以及一像素電極，形成于該彩色濾光層之上。
2.如權(quán)利要求
1所述的液晶顯示器，其特征在于該感光材料包含一光阻材料。
3.如權(quán)利要求
2所述的液晶顯示器，其特征在于該彩色濾光層包含一顏料光阻材料，該光阻材料與該顏料光阻材料有幾乎相同的曝光波長。
4.如權(quán)利要求
2所述的液晶顯示器，其特征在于該光阻材料在曝光波長400到700nm范圍間有大于70％的穿透度。
5.如權(quán)利要求
3所述的液晶顯示器，其特征在于該顏料光阻材料的熱固敏感度大于該光阻材料的1.5倍或小于該光阻材料的3倍。
6.一種制作液晶顯示器的方法，包括下列步驟準(zhǔn)備一基板；于該基板之上形成一晶體管陣列，該晶體管陣列包含一金屬層，該金屬層是作為該晶體管陣列的源極或漏極電耦合的共用電極；于該晶體管陣列之上形成一感光層；于該感光層之上形成一彩色濾光層；曝露出該彩色濾光層及該感光層下方的該金屬層；以及于該彩色濾光層之上形成一像素電極，其中該像素電極是與該金屬層電耦合。
7.如權(quán)利要求
6所述的方法，其特征在于曝露出該金屬層的步驟還包括以一預(yù)設(shè)圖案的遮罩來罩幕蝕刻該彩色濾光層及該感光層；以及移除部份的該彩色濾光層及該感光層，以曝露出該金屬層。
8.如權(quán)利要求
6所述的方法，其特征在于該感光層包含一光阻材料，且該彩色濾光層包含一顏料光阻材料，該光阻材料與該顏料光阻材料有幾乎相同的曝光波長。
9.如權(quán)利要求
8所述的方法，其特征在于該光阻材料在曝光波長400nm到700nm范圍間有大于70％的穿透度。
10.如權(quán)利要求
8所述的方法，其特征在于該顏料光阻材料的熱固敏感度大于該光阻材料的1.5倍或小于該光阻材料的3倍。
專利摘要
一種液晶顯示器包括一基板；一晶體管陣列，形成于該基板上；一金屬層，形成于該晶體管陣列上，該金屬層是作為該晶體管陣列的源極或漏極電耦合的共用電極；一彩色濾光層，形成于金屬層之上；一絕緣膜，由感光材料所組成，形成于金屬層和彩色濾光層之間，可以物性和電性隔離金屬層及彩色濾光層；以及一像素電極，形成于彩色濾光層之上。
文檔編號G02F1/1362GKCN1279391SQ200410032401
公開日2006年10月11日 申請日期2004年4月2日
發(fā)明者郭光埌, 葉圣修 申請人:統(tǒng)寶光電股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan