TWI314231B - Liquid crystal display and the process thereof - Google Patents

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TWI314231B TW093106100A TW93106100A TWI314231B TW I314231 B TWI314231 B TW I314231B TW 093106100 A TW093106100 A TW 093106100A TW 93106100 A TW93106100 A TW 93106100A TW I314231 B TWI314231 B TW I314231B
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Description

1314231 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種液晶顯示器,尤指一種在彩色遽 光層和金屬層間具有加強兩者間隔離性之絕緣膜的液晶顯 示器。 … 【先前技術】 我們已知有一種彩色液晶顯示器(liquid crystal display ’ LCD)是使用薄膜電晶體陣列(thin filmtransist〇r array)做為驅動對應像素電極的開關元件,這種彩色液晶顯 示益在電晶體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」結構,電晶體陣列 裡的每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,ITO)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麵 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 專人所者’篇名為「c〇i〇r Filter Structure for Color Display Device」)和美國專利號6,丨98,52〇 (之後稱52〇專 利)(Kondo 等人所著,篇名為「c〇1〇r Liqui(i Crystal Display」)中有實例說明。 在512專利中’無機絕緣膜係位於彩色濾光片以及源 極或;及極電極之間’成分可為麟碎玻璃(phosphosilicate glass ’ PSG)、無推雜石夕玻璃(nond〇ped silicate glass,NSG) 1314231 ,是其他類似的材料等等;在52〇專利中,無機絕緣層則 是沈積在彩色濾光片和共職極之間,材f是氮化梦。針 對52〇專稿提到的财無觀緣朗彩色液驗示器, 其製程需要用到兩個光罩,❿S12專利在描述的製程中同 樣也需要兩個光罩。 ▲第y A圖到第-E圖說明使用兩個光罩的傳統製程, 明參閱第-A® ’要製造—轉色液晶顯示器1(),一開始 要先準備-片透明基板12,在透板u之上形成電晶體 陣列14’電晶體陣列14中的每一個電晶體(沒有晝出)都 开乂成有金屬層142 ’例如是沒極電極,然後在電晶體陣列 14之上再職—層由無機材·成之絕_ I6。形成絕緣 膜16之後’如第-B圖所示,在絕緣膜16之上形成一光 阻層18,這裡利用具有預設圖樣之第-光罩182,來侧 絕緣膜16的未遮罩部份,以曝露出金屬層142。如第一匸 圖穌’接著移除光阻層18,即形成接觸窗2〇。之後,請 參閱第- D ® ’再於絕緣膜16之上形成彩㈣光層^, 並同時填滿接觸窗2〇 ’彩色濾光層22包含有彩色樹脂(沒 有畫出)以及分散在其中的顏料(沒有晝出),利用具有預 設圖樣之第二光罩222,來移除彩色濾光層22的未遮罩部 份,以曝露出接觸窗20。請參閱第一 e圖,最後形成像素 電極24,可電轉合金屬層142和彩色濾光片22。 如上所述’使用無機材料製作絕緣膜16需要一道成膜 程序、兩個光罩182和222、以及一道钕刻程序,才能夠形 成彩色液晶顯示器10的彩色漶光片22,由此可見這個製程 方法過於,又不經濟,除此之外,在製程中,彩色濾 1314231 光片22 I里的顏料光阻可能會殘留在接觸窗β,造成污 染。 、s因此’我們輕能提供—種更鮮的方絲製造彩色 液S曰顯不器’以及_這種枝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。 【發明内容】 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 面敛述及申請專利翻騎職㈣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 月目的,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;—彩色濾光層,形成於金屬層之 士,有機絕緣膜,由感光材質所形成,形成於金屬層和 形色據光層之間,可以物性和電性隔離金屬層及彩色滤光 層;以及一像素電極,形成於彩色濾光層之上。 在—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 成一感光層;於感光層之上形成一彩色濾光層;曝露出彩 1314231 色遽光層和感光層底下的金屬層;以及於彩色濾、光層之上 形成一像素電極,其中像素電極係與金屬層電麵合。 在一構想中,曝露出金屬層的步驟包括以預設圖樣遮 罩彩色遽光層和絲層;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’这個電晶體陣列更包含有-金屬層;於電晶體陣列之 上形成一感光層;曝露出位於感光層底下的金屬層;於感 光層之上形成一彩色濾光層;曝露出位於彩色濾 的金屬層;収紗色縣狀上軸—像素電極,其中 像素電極與金屬層電耦合。 、 不管是前文的原則性敘述或是接下來的詳細敘述,都 ,做為轉制之用,不是用來聞由申請專利 義之本發明。 【實施方式】 構成部份綱書之下删式可以說明符合本發 =施例,與文字制併合以解釋本發明的目的、優^ 現在要詳細綱符合树_實 =進行說明’所有圖中相同或類似的元件會盡;: 用相同的標號來標示。 圖和第二3暇根據本發明實施例的液晶蔡 d面圖’凊參閱第二Α圖,液晶顯示器如包含 1314231 透明基板52、在透明基板52上方的電晶體陣列層54、在 電晶體陣列層54上方的有機絕緣層56、彩㈣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=石英基板等等’電晶體陣列層54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542,做為 與電晶體的源極(沒有晝出)或沒極(沒有晝出)電耦合 的共用電極’有機絕緣層%㈣物性及電性隔離金屬層 542 像素電極64 ’另外,彩色遽光層%包含顏料光阻材 料G又有旦出)’係由有機感光材料和分散其中的顏料所構 成。 、、在一實施例中,有機絕緣層56包含感光材料,如光阻 ^料’我們彻有機絕緣層取代習知之無機絕緣層,藉此 j化製造彩色液晶顯示器的製程,在下面的段落裡將會有 詳細抽’其巾,光阻材料和彩色縣層%的顏料光阻材 料有差不夕相同的曝光波長。在—實歸彳巾,光阻材料在 曝光波長4GG到7GGnm範圍間的穿透度大於7()% ;在另一 =施例中、,光阻_是貞光輯料,#祕光後變成不可 二無法被顯影劑洗掉;在又—實施财,顏料光阻材料 /、、固敏感度大於光阻材料的15倍;在再一實施例中,顏 料光阻主材料的熱固敏感度小於光阻材料的3倍。 / .閱第—B圖’液晶顯示器%包括一金屬層⑷,, 二、接,囪6〇内的像素1:極64接觸,熟悉此技藝的人士 :,迢—A圖中的金屬層542和第二b圖中的金屬層 Z可^5於同—個馳或祕電極,除非金屬層542是位 d、光層58和位於接觸窗區域下方的金屬層 542,之 1314231 下。做為電晶體陣列54内電晶體的源極或没極電極之金屬 層542’會與像素電極64電耦合,絕緣層56和彩色遽光層 58均由有機感光材料所形成。 請參閱第三A圖,本發明製程首先要準備一片透明基 板52 ’然後在透明基板52之上形成電晶體陣列54,在電 ^體陣列54中的每一個電晶體都包含有一金屬層Μ2,,接 著在電aB 54之上形成—有機絕緣層%,例如是感光 層在貫知例中,此感光層包含光阻材料。 〇 ^ %乐—u吗,牡啕獨絶緣層56的上方形成一層 #顏,光阻材料的彩色渡光層58。在-實施例中,光阻 2和=色濾光層%中的鋪光阻材料有幾乎相同的曝光 奶Γ认光阻材料在曝光波長4〇0到7〇〇細範圍間的穿透度 ;在另—實施例中,光阻材料是-種負光阻材 __ i 5^1^;_綱光阻㈣的熱固職度大於光 感度小於光阻°材料^實施例中’顏料光阻材制熱固敏 582,利用龜旦,#的3倍。然後提供有預設圖案的光罩 緣層56未被是直接移除彩色濾、光層58和有機絕 和^遮軍的部份’使金屬層5似露出。 法省去了—、^_錢絕緣層的方法比較,本發明的方 可定義出接^膜各序、一個光單、和一道細程序,即 5百麥閱第. "圖鄉四F ®制根據本發明另-實施例製造 1314231 衫色液晶顯7FH之製程’請參閱第四A圖,本 =基板乃,在透明基板72上方她^ 車、電曰曰體陣列74中的每一個電晶體都包含一金屬層 742,後在電晶體陣列74上方形成一有機絕緣層%^ 實加例中—此有機絕緣層76包含光阻材料,提供具有 預設圖案的第-光罩782,準備露出金屬層742。 月 > 閱第四B圖’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-露出。請參閱第四 C圖’在有機崎層76的上謂成—層包含顧光阻材料 的彩色濾光層78。在—實施例中,有機絕緣層%和彩色渡 光層78中的顏料光阻材料有幾乎相同的曝光波長,有機ς 緣層在曝光波長4GG @ 70(^範額的穿透度約大於 70% ;在匕實施例中,有機絕緣層%包含—種負光阻材 料,在又貝知例中,顏料光阻材料的熱固敏感度大於 機絕緣層76的1.5倍;在再一實施例中,顏料光阻材料的 熱固敏感度小於有機絕緣層76的3倍。 请參閱第四D目,提供具有預設圖案的第二光軍 784,準備露出金屬層742。請參閱第四E圖,利用顯影方 式或是直接移除彩色縣層78未被料的部份,使金屬層 742露出。請參閱第四F圖,接著形成與金屬層%電相合 的像素電極80。 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嘴及 精神下’將所揭露的製程加以修改及變化實屬顯而易見, 1314231 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^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。 【圖式簡單說明】 第1A圖到第1E圖說明製造彩色液晶顯示器的傳統 程。 ' 第2A圖和第2B圖說明根據本發明實施例的彩色液晶 顯不器之剖面。 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# 色液晶之製程。 、 元件符號說明: 12、52、72 :透明基板 16 :無機絕緣膜 20、60 :接觸窗 Φ 24、64、80 :像素電極 142、542、742 :金屬層 :光罩 . 10、50 :彩色液晶顯示器 14、54、74 :電晶體陣列 18 :光阻層 22、58、78 :彩色濾光片 56、76 :有機絕緣層 182、222、582、782、784 12

Claims (1)

1314231 ^ ιν ν ('^ I 十、申請專利範圍: 1 · 一種液晶顯示器,至少包括: —基板; —金屬層,形成於該基板之上; —彩色濾光層,形成於該金屬層之上,該彩色濾光層係包 含一顏料光阻材料; 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’該感光材料係包含一光阻材料;以及 一像素電極,形成於該彩色濾光層之上, 其中該光阻材料與該顏料光阻材料有幾乎相同的曝光波 長。 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 極係與該金屬層電搞合。 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 料係包含一負光阻材料。 4 .如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器,其中該光阻材 料在曝光波長400到700nm範圍間有大於70%的穿透度。 5 ·如申請專利範圍第1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。 6 ·如申請專利範圍第1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。 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 1314231 屬層; 材=該電晶體_之上形成—感光層,該絲層包含一光阻 麵粗層之上喊d色軌層,該彩色濾、光層包含-阻材料,該綱光阻材料與該光阻材料有幾乎相同的曝 2露f該彩色濾光層及該錢層_ 與該成—像素電極,其中該像素電極係 8 層之步如驟=賴第7項所述之製程,其中曝露出該金屬 層二一及預設圖案之料來罩幕_縣色献層及該感光 移除抑之該彳彡色濾光層及該感光層,以曝露出該金屬層。 9人如申請細则7項所述之 感光層 含一負光阻材料。 10·如申請專#_第7酬述之製程,其帽光阻材料在 曝光波長4_ 啦範圍間有大於7〇%的穿透度。 1 1 ·如申請專利範圍第7項所述之製程,其中該顏料光阻材 料的熱11贼度大職光崎料的15倍。 12 ·如申請專利範圍第7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。
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