TW200424686A - Color filter for liquid crystal display - Google Patents
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Description
200424686 五、發明說明(1) 尤指一種在彩色濾 之絕緣膜的液晶顯 本發明係有關於一種液晶顯示哭, 光層和金屬層間具有加強兩者間隔;性 示器。 我們已知有一種彩色液 dispUy,LCD)是使用薄膜带曰貝二 2 ( HQuld crystal + · + w /寻私晶體陣列(thin film i r πi電晶體陣列上方有-彩色渡光層, 稱做陣列上衫色》慮光片(CG1Qr filter Gn array,
C 0 A」結構’電晶體陣列相AA jfe J 〜裡的母一個電晶體都有一層金屬 層’可以使電晶體的源極或汲極區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 ’ I TO)製成的透明電極,像素電極與電晶體的源極 或汲極區域經由接點進行電耦合,藉由在彩色濾光層和金 屬層之間沈積一層絕緣膜,用以電性隔離這兩層。具有陣 列上彩色濾光片結構的傳統液晶顯示器在美國專利號 6, 031,512 (之後稱512專利)(Kadota等人所著,篇名為 r Color Filter Structure for Color Display D e v i c e」)和美國專利號6,1 9 8,5 2 0 (之後稱5 2 0專利) (Kond〇等人所著,篇名為「Color Liquid Crystal D i s p 1 a y」)中有實例說明。 在5 1 2專利中,無機絕緣膜係位於彩色濾光片以及源 極或汲極電極之間,成分可為磷矽玻璃 (phosphosilicate glass,PSG)、無摻雜石夕玻璃 (nondoped silicate glass,NSG)或是其他類似的材料
第6頁 200424686 五、發明說明(2) 等等;在5 2 0專利中,無機宰 和共用電極之間,材質是氮化气層則是沈積在彩色濾光片 具有無機絕緣膜的彩色液^ ^針對5 2 0專利所提到的 光罩,而5 1. 2專利在描述的制、'、不益’其製程需要用到兩個 第一媚到第一 E圖說明衣使\中同樣也需要兩個光罩。 示 第 參閱第一 A圖,要製造一個彩 兩個光罩的傳統製程,請 先準備一片透明基板12,在锈色液晶顯示器1〇, 一開始要 列1 4,電晶體陣列1 4中的每_明基板1 2之上形成電晶體陣 成有一金屬層1 42,例如是沒個电晶體(沒有晝出)都形 1 4之上再形成一層由無機材查電極,然後在電晶體陣列 暝16之後,如第一 B圖所示,1\成之絕緣膜16。形成絕緣 層1 8,這裡利用具有預設圖、、:緣膜1 6之上形成-光阻 緣膜16的未遮罩部份,以曝露=光罩182,來钱刻絕 -接著移除光阻層18,;;=層142。如第一 C圖所 nFI ^ ^ 成接觸窗2 0。之後,請參閱 D圖,再於絕緣膜工6之上形 月 填滿接觸窗20,彩色濟光# 22/八\色遽光層22,並同時 出)以月八4 H 含有彩色樹脂(沒有畫 圖Λ料(沒有晝出),利用具有預設 份,以膜z t罩來私除彩色濾光層22的未遮罩部 電極ΓίΐΓ觸窗20。請參閱第一 _,最後麵^ ’可電ί馬合金屬層1 4 2和彩色濾光片2 2。 士上所述,使用無機材料製作絕緣膜丨6需要一道成膜 成由兩個光罩182和2 2 2、以及一道蝕刻程序,才能夠形 方‘ ^夜晶顯示器1 〇的彩色濾光片22,由此可見這個製程 / k於複雜,又不經濟,除此之外,在製程中,彩色濾
200424686 五、發明說明(3) 光片2 2裡的顏料光阻可能會殘留在接觸窗2 0内,造成污 染。 因此,我們希望能提供一種更簡單的方法來製造彩色 液晶顯不器’以及利用這種方法所製成的彩色液晶顯示 器。 有鑑於此,本發明係有關於一種液晶顯示器及其製 程,可以解決相關技藝的限制和缺點所衍生的一個或多個 問題。 本發明的新增特徵及優點將於下文中提到,部份將在 文中明確指出,或是藉由實施本發明可獲悉,這裡藉由書 面敘述及申請專利範圍所特別指出的裝置和方法,再配合 所附圖式,得以明瞭本發明的目的及其他優點。 為了具備這些及其他優點,並達成大致敘述過的本發 明目的,這裡提供一種液晶顯示器,其包含一基板;一金 屬層,形成於基板之上;一彩色濾光層,形成於金屬層之 上;一有機絕緣膜,由感光材質所形成,形成於金屬層和 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,形成於彩色濾光層之上。 在一構想中,感光材料包含一光阻材料。 在另一構想中,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。 根據本發明,這裡提供一種形成液晶顯示器之製程, 這個製程包括:準備一基板;於基板之上形成一電晶體陣 列,這個電晶體陣列包含一金屬層;於電晶體陣列之上形
第8頁 200424686 五、發明說明(4) 成一感光層;於感光層之上形成一彩色濾光層;曝露出 色濾光層和感光層底下的金屬層;以及於彩色濾光層之 形成一像素電極,其中像素電極係與金屬層電耦合。 在一構想中,曝露出金屬層的步驟包括以預設圖樣 罩彩色濾光層和感光層;以及移除部份的彩色濾光層和 光層,使金屬層曝露出。 在另一構想中,感光層包含一光阻材料。 根據本發明,這裡提供一種形成液晶顯示器之製程 這個製程包括準備一基板;於基板之上形成一電晶體陣 列,這個電晶體陣列更包含有一金屬層;於電晶體陣列 上形成一感光層;曝露出位於感光層底下的金屬層;於 光層之上形成一彩色濾光層;曝露出位於彩色濾光層底 的金屬層;以及於彩色濾光層之上形成一像素電極,其 像素電極與金屬層電搞合。 不管是前文的原則性敘述或是接下來的詳細敘述, 僅做為解釋說明之用,不是用來限制由申請專利範圍所 義之本發明。 構成部份說明書之下列圖式可以說明符合本發明範 的實施例,與文字說明併合以解釋本發明的目的、優點 原理。 現在要詳細說明符合本發明的實施例,範例可藉由所附 式進行說明,所有圖中相同或類似的元件會盡可能使用 同的標號來標示。 第二A圖和第二B圖是根據本發明實施例的液晶顯示 彩 上 遮 感 之 感 下 中 都 定 疇 和 圖 相 器 200424686 玉 .、發明說明 (5) 50之 剖面 圖,請 參 閱第 二A圖 ’液晶顯示器50包含有:透 明 基 板5 2、在透 明 基板 5 2上 方 的電晶體 陣 列層5 4、在電晶 體 陣 列層 5 4上方 的 有機 絕緣 層 5 6、彩色 濾 光層5 8以及像素 電 極 64〇 在一實 施 例中 ,透 明 基板5 2可 以 是玻璃基板或石 英 基 板等 等,電 晶 體陣 列層 5 4包括複數 個 電晶體(沒有畫 出 ) ,其 中每一 個 電晶 體更 包 含有一金 屬 層5 4 2,做為與 電 晶 體的 源極( 沒 有晝 出) 或 汲極(沒 有 晝出)電搞合的 共 用 電極 ,有機 絕 緣層 5 6用 以 物性及電 性 隔離金屬層542 和 像 素電 極6 4, 另 外, 彩色 渡 光層58包 含 顏料光阻材料 ( 沒 有畫 出), 係 由有 機感 光 材料和分 散 其中的顏料所構 成 〇 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 代習知之 無 機絕緣層,藉此 簡 化 製造 彩色液 晶 顯示 器的 製 程,在下 面 的段落裡將會有 詳 細 討論 ,其中 光阻 材料 和 彩色濾光 層 5 8的顏料光阻材 料 有 差不 多相同 的 曝光 波長 〇 在一實施 例 中’光阻材料在 曝 光 波長 4 0 0到 70 G 丨nm範 圍間 的 穿透度大 於 70% ;在另一實 施 例 中, 光阻材 料 是負 光阻 材 料,當其 曝 光後變成不可 溶 5 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 於 光阻 材料 的 1 · 5倍,在再^一貫施例中, 顏 料 光阻 材料的 熱 固敏 感度 小 於光阻材 料 的3倍。 其 與 請參 閱第二 BK 卜洛 :晶顯示器5 0包括- -金屬層5 4 2,, 接觸 窗60内 的 像素 電極 6 4接觸,熟 悉 此技藝的人士泊 知 道 第二 Ι1ΠΜ A圖中的金屬層 k U.RU«JUA«iuli-tiu I.u- u » umijii a-iJ· '5 4 2和 弟—B圖中的金屬層5 4 2 ’可
第10頁 200424686 五、發明說明(6) '~~~~ ~~~~~------ 以屬於同一個源極或汲極電 色滤光層58和位於接觸窗區域下 ?陣列54内電晶體的源極或汲極電‘之金屬層 5 4 2 ^契像素電極以電麵合 … 曰 由有機感光材料所形成 4層56和彩㈣光層58均 請參閱第三A圖,本發明製程首先要準備一片其 體車歹i 54中的母一個電晶體都包含有一金屬声Η。 在電晶體陣列5 4之上形成一有機絕缝呙R R曰 — 丄❿风頁狨絶緣層5 6,例如是感光 ^ ^ ▲ μ轭例中,此感光層包含光阻材料。 月$閱弟一 Β圖,在有機絕緣層5 6的上方形成一層包 τ才十的心色濾先層58。在一貫施例中,光阻材 ^ f ^色濾光層58中的顏料光阻材料有幾乎相同的曝光波 ^ 7 阻材料在曝光波長4 〇 〇到7 〇 〇 nm範圍間的穿透度約大 於 H在/一實施例中,光阻材料是一種負光阻材料; ί又一貫t施例中,顏料光阻材料的熱固敏感度大於光阻材 料的1 · 5仏’在再一實施例中,顏料光阻材料的熱固敏感 度小Γ ί阻材料的3倍.。然後提供有預設圖案的光罩5 8 2, 以用「員〜方式或是直接糝除彩色濾光層5 8和有機絕緣層5 6 未被遮罩的部份,使金屬層5 4 2,露出。 、…和第一 Β圖利用無機絕緣層的方法比較,本發明的方 法省去了 道成膜程序、一個光罩、和一道敍刻程序,即 可定義出接觸窗。 睛芬閱第三C圖,已經露出了金屬層542,並形成接觸 200424686 五、發明說明(7) 窗60,然後形成與金屬層542,電耦合 三D圖所示。 σ 、像素电極6 4,如第 第四Α圖到第四F圖說明根據本發杏ρ 色液晶顯示器之製程,請參閱第四 $ 一只轭例製造彩 要準備一片透明基板72,在透明美" s明製程首先 列74,電晶體陣列74中的每一$匕二=成電晶體陣 742,然後在電晶體陣列74上電曰曰^都包含—金屬層 一與妗办丨士 形成一有機絕緣層7 R,户 一声、轭例中,此一有機絕緣層7含 76在 預設圖案的第一光罩782,準匕3先阻材枓,提供具有 杜灸兀早丨以早備路出金屬層742 〇 口月多閱弟四B圖,利用顯影方彳 η 緣層76未被遮罩的部份,使金屬有機絕 圖,在有機絕緣層76的上方形成::4二;;參閱第四C 势多省亦JS 7 0 士 — Χ 層包3顏料先阻材料的 ^ ^ 。在一貫施例中,有機絕緣層76和彩色货光 層=的顏料光阻材料有幾乎相同的曝光波長,有機 層:光波長400到700n_圍間的穿透度約大於7〇%.在 另一貫施例中,有機絕緣層76包含一種負光阻材料.在又 -實施例中,顏料光阻材料的熱固敏感度大 度小於有機絕緣層7 6的3倍。 心 。月參閱第四D圖,提供具有預設圖案的第二光罩了84, 準備露出金屬層742。請參閱第四£圖,利用顯影方式或是 直接移除彩色濾、光^ 78未被遮罩的部份,使金屬層川露 出。明參閱第四F圖,接著形成與金屬層7 4 2電輕 電極8 0。 J w ^
第12頁
200424686 五、發明說明(8) 與傳統的製程比較,本發明的製程省去了一道成膜程 序和一道餘刻程序。 對於熟悉此技藝人士而言,在不脫離本發明之範疇及 精神下,將所揭露的製程加以修改及變化實屬顯而易見, 熟悉此技藝人士可以藉由參考本發明揭露的說明書及實例 而衍生出其他的實施例,意即說明書及範例僅限於說明之 用,本發明的正確範疇及精神均由下列申請專利範圍所定 義。
第13頁 200424686 圖式簡單說明 第1 A圖到第1 E圖說明製造彩色液晶顯示器的傳統製程。 第2 A圖和第2 B圖說明根據本發明實施例的彩色液晶顯示器 之剖面。 第3A圖到第3D圖說明根據本發明實施例製造彩色液晶顯示 器之製程。 第4A圖到第4F圖說明根據本發明另一實施例製造彩色液晶 顯示器之製程。 元件符號說明: 1 0、5 0 :彩色液晶顯示器 14、54、74:電晶體陣列 1 8 :光阻層 2 2、5 8、7 8 :彩色濾光片 5 6、7 6 :有機絕緣層 182、 222、 582' 782、 784: 12、52、72:透明基板 1 6 :無機絕緣膜 2 0、6 0 :接觸窗 2 4、6 4、8 0 ··像素電極 142、542、742:金屬層 光罩
第14頁
Claims (1)
- 200424686 六、申請專利範圍 1 · 一種液晶顯示器,至少包括: 一基板; 一金屬層,形成於該基板之上; 一彩色濾光層,形成於該金屬層之上; 一絕緣膜,由感光材料所組成,其係形成於該金屬層 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,形成於該彩色遽光層之上。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器,其中該像 素電極係與該金屬層電耦合。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器,其中該感 光材料係包含一光阻材料。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器,其中該感 光材料係包含一負光阻材料。 5 ·如申請專利範圍第3項所述之液晶顯示器,其中該彩 色濾光層係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。 6 ·如申請專利範圍第3項所述之液晶顯示器,其中該光 阻材料在曝光波長4 0 0到7 0 0nm範圍間有大於70%的穿透 度。 7 ·如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示器,其中該顏 料光阻材料的熱固敏感度大於該光阻材料的1. 5倍。 8 ·如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示器,其中該顏 料光阻材料的熱固敏感度小於該光阻材料的3倍。第15頁 200424686 六、申請專利範圍 9 · 一種形成液晶顯示器的製程,其係包括下列步驟: 準備一基板; 於該基板之上形成一電晶體陣列,該電晶體陣列包含 一金屬層; 於該電晶體陣列之上形成一感光層; 於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之該金屬層;以 一£一〇0 素 像 該 中 其 極 電 素 像 一 成 形 上。 之合 層耦 光電 滤層 色屬 彩金 該該 於與 係 極 該 出 露 曝 中 其 程 製 之 述 所 項 9 第 圍 · · 範括 利包 專更 請驟 申步 如之 • 層 CD 屬 1金 感 該 及 層 光 色 彩 該 刻 # 幕 罩 來 罩 遮 之 案 圖 設 預及 一以 以 ·, 層 光 金 該 出 露 曝 以 層 光 感 該 及 層 光 色 彩 該 之 份 部 除 移 層 層 光 感 該 中 其 程 製 之 述 所 項 9 第 圍 範。 利料 專材 請阻 申光 如一 • 含 ^~I包 1係 程 製 之 述 所 項 9 第 圍 〇 範料 利材 專阻 請光 申負 如一 • 含 2包 1係 層 光 感 該 中 其 色阻 彩光 該料 中顏 其該 ,與 程料 製材 之阻 述光 所該 項, 1料 1材 第阻 圍光 範料 利顏 專一 請含 申包 如係 • 層 3光 1—I 遽 阻 光 該 中 其 程 製 之 述 所 項 ο 1 長1 波第 光圍 曝範 的利 同專 相請 乎申 幾如 有· 料4 材1 第16頁 200424686 六、申請專利範圍 材料在曝光波長4 0 0到7 0 0 nm範圍間有大於7 0 %的穿透度。 1 5 ·如申請專利範圍第1 3項所述之製程,其中該顏料 光阻材料的熱固敏感度大於該光阻材料的1. 5倍。 1 6 ·如申請專利範圍第1 3項所述之製程,其中該顏料 光阻材料的熱固敏感度小於該光阻材料的3倍。 1 7 · —種形成液晶顯示器的製程,其係包括下列步驟: 準備一基板; 於該基板之上形成一電晶體陣列,該電晶體陣列包含 一金屬層; 於該電晶體陣列之上形成一感光層; 曝露出該感光層下方之該金屬層; 於該感光層之上形成一彩色濾光層; 曝露出該彩色濾光層下方之該金屬層;以及 於該彩色濾光層之上形成一像素電極,其中該像素電 極係與該金屬層電耦合。 1 8 ·如申請專利範圍第1 7項所述之製程,其中該感光 層係包含一光阻材料。 1 9 ·如申請專利範圍第1 7項所述之製程,其中該感光 層係包含一負光阻材料。 2 0 ·如申請專利範圍第1 7項所述之製程,其中該彩色 濾光層係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。第17頁
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MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |