專利名稱：液晶顯示器的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種液晶顯示器，且特別是有關(guān)于一種形成薄膜晶體管陣列在彩色濾光基板上(Array on Color Filter；AOC)方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(Liquid Crystal Displayer；LCD)因具有高畫質(zhì)、體積小、重量輕、低電壓驅(qū)動、低消耗功率及應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點，故廣泛地應(yīng)用于可攜式電視、移動電話、攝錄放影機、筆記型計算機、桌上型顯示器、以及投影電視等消費性電子或計算機產(chǎn)品，并已取代陰極射線管(Cathode Ray Tube；CRT)成為顯示器的主流。
一般液晶顯示器主要是由晶體管陣列基板、彩色濾光基板以及被封于此兩者之間的液晶所構(gòu)成。由于晶體管陣列基板上的像素電極與彩色濾光基板的彩色濾光層之間彼此為一對一的關(guān)系，故于組裝晶體管基板與彩色濾光基板時需準確地對準方能產(chǎn)生正常的顯示效果。隨著液晶面板的尺寸越來越大，晶體管基板與彩色濾光基板間的對準也就越來越困難。
另外，由于光罩的制造成本昂貴，曝光顯影的步驟又相當費時且又有對準誤差的危險，因此許多廠商莫不努力減少光罩的使用次數(shù)。一種半灰階光罩(halftone)即發(fā)展來節(jié)省所需光罩的數(shù)目。然而，半灰階光罩的制造成本與風(fēng)險均較傳統(tǒng)光罩制造成本與風(fēng)險為高。
因此，一種能有效降低晶體管基板與彩色濾光基板組裝對準的困難度，并同時降低所需光罩的數(shù)目，且不需使用半灰階光罩就能制造的薄膜液晶顯示器為液晶顯示器的制造者所殷殷企盼。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種液晶顯示器的制造方法，依此方法可減少制程步驟，以降低制造成本并增加合格率。
本發(fā)明的另一目的是提供一種液晶顯示器的制造方法，依此方法可將薄膜晶體管陣列形成于彩色濾光基板上，用以減少液晶顯示器組裝對位精度不佳的問題。
本發(fā)明的又一目的是提供一種液晶顯示器的制造方法，依此方法可不需通過半灰階光罩即可減少光罩的使用次數(shù)，提升產(chǎn)品合格率。
根據(jù)本發(fā)明的目的，提出一種液晶顯示器的制造方法。此制造方法包含下列步驟首先提供具有彩色濾光層的彩色濾光基板。接著，于彩色濾光基板上形成源/漏極及下電極。在源/漏極之上分別形成接合區(qū)，并于源/漏極之間形成通道區(qū)，閘介電層與柵極形成于接合區(qū)及通道區(qū)之上。此外，復(fù)于下電極之上形成電容器接合區(qū)、電容器半導(dǎo)體層、電容器介電層及上電極。接著，于彩色濾光基板的彩色濾光層上方形成像素電極，像素電極是電性連接源/漏極其中之一與下電極。最后，透過背后曝光制程以于該源/漏極、柵極、上電極與下電極上形成保護層圖案。于該彩色濾光基板上提供與該彩色濾光基板平行且具有共通電極的基板。于該彩色濾光基板與基板之間注入液晶。
如以上所述，本發(fā)明是將液晶顯示器的薄膜晶體管陣列形成于彩色濾光基板上，故于組裝時陣列的像素電極即已對準彩色濾光基板的彩色濾光層，組裝的困難度也就因此而降低。另外，由于本發(fā)明利用背后曝光的方式形成保護層圖案，故不必通過半灰階光罩即可使晶體管基板的制程光罩少一道。


圖1A-1G是繪示依照本發(fā)明液晶顯示器制造方法一較佳實施例的制造流程剖面圖；以及圖2A-2G是繪示依照本發(fā)明液晶顯示器制造方法另一較佳實施例的制造流程剖面圖。
附圖標記說明110透明基板112黑色矩陣114黑色矩陣116彩色濾光層118平坦層 120第一導(dǎo)體層122摻雜半導(dǎo)體層130薄膜晶體管132源/漏極 134源/漏極136電容器 137下電極138端子部 139下導(dǎo)線140半導(dǎo)體層142介電層144第二導(dǎo)體層 150源/漏極接合區(qū)151源/漏極接合區(qū) 152通道區(qū)153閘介電層154柵極155電容器接合區(qū)156電容器半導(dǎo)體層157電容器介電層158上電極159端子部接合區(qū)160端子部半導(dǎo)體層161端子部介電層162上導(dǎo)線170像素電極172透明導(dǎo)線180保護層圖案 210透明基板212黑色矩陣214黑色矩陣216彩色濾光層 218平坦層220第一導(dǎo)體層 222摻雜半導(dǎo)體層230薄膜晶體管 232源/漏極234源/漏極 236電容器237下電極 238端子部239下導(dǎo)線 240半導(dǎo)體層242介電層 244第二導(dǎo)體層
251源/漏極接合區(qū)252源/漏極接合區(qū)253通道區(qū) 254閘介電層255柵極 256電容器接合區(qū)257電容器半導(dǎo)體層 258電容器介電層259上電極 260端子部接合區(qū)261端子部半導(dǎo)體層 262端子部介電層263上導(dǎo)線 264掃描線265掃瞄線半導(dǎo)體層 266掃描線介電層267導(dǎo)線 270像素電極272透明導(dǎo)線 280保護層圖案具體實施方式
以下將以圖示及詳細說明清楚說明本發(fā)明的精神，如熟悉此技術(shù)的人員在了解本發(fā)明的較佳實施例后，當可由本發(fā)明所教示的技術(shù)，加以改變及修飾，其并不脫離本發(fā)明的精神與范圍。
實施例一參照圖1A-1G，其繪示依照本發(fā)明的液晶顯示器制造方法的一較佳實施例制造流程剖面圖。
在圖1A中，首先，在透明基板110上依序形成黑色矩陣112/114、彩色濾光層116與平坦層118，以形成彩色濾光基板。上述的彩色濾光層116的顏色可為紅、藍或綠。平坦層118可為透明的有機材料，例如光阻材料。
接著在圖1B中，連續(xù)形成覆蓋于平坦層118上的第一導(dǎo)體層120與摻雜半導(dǎo)體層122。其中，第一導(dǎo)體層120所使用的材料可為鉬、鉻、銥、鋁、鈦、上述的組合物或合金，其形成方法可為物理氣相沉積法，如濺射法。而摻雜半導(dǎo)體層122所使用的材料可為N型摻雜非晶硅。
接著在圖1C中，圖案化摻雜半導(dǎo)體層與第一導(dǎo)體層，以于平坦層118上形成薄膜晶體管130的源/漏極132/134、電容器136的下電極137及端子部138的下導(dǎo)線139。如圖所示，薄膜晶體管130的源/漏極132/134是形成于彩色濾光基板的黑色矩陣112上方，而電容器136的下電極137則形成于彩色濾光基板的另一黑色矩陣114上方。其中，圖案化摻雜半導(dǎo)體層與第一導(dǎo)體層的方法可為光刻及刻蝕法。
在圖1D中，于源/漏極132/134、下電極137及下導(dǎo)線139上連續(xù)形成半導(dǎo)體層140、介電層142及第二導(dǎo)體層144。其中，半導(dǎo)體層140所使用的材料可為非晶硅。介電層142所使用的材料可為氧化硅、氮化硅或其組合物，其形成方法可例如為化學(xué)氣相沉積法。第二導(dǎo)體層144所使用的材料可為鉬、鉻、銥、鋁、鈦、上述的組合物或合金，其形成方法可為物理氣相沉積法，如濺射法。
然后在圖1E中，圖案化第二導(dǎo)體層、介電層、半導(dǎo)體層與摻雜半導(dǎo)體層，以于源/漏極132/134上形成源/漏極接合區(qū)150/151，并于薄膜晶體管130的源/漏極132/134之間形成通道區(qū)152，于源/漏極接合區(qū)150/151及通道區(qū)152之上形成閘介電層153及薄膜晶體管130的柵極154；此外，復(fù)于電容器136的下電極137上方形成電容器接合區(qū)155、電容器半導(dǎo)體層156、電容器介電層157及電容器136的上電極158；而于端子部138的下導(dǎo)線139上方則形成端子部接合區(qū)159、端子部半導(dǎo)體層160、端子部介電層161及端子部138的上導(dǎo)線162。雖然未圖示，此時亦同時形成掃描線以電性連接薄膜晶體管130的柵極154與電容器136的上電極158。其中，圖案化第二導(dǎo)體層、介電層、半導(dǎo)體層與摻雜半導(dǎo)體層的方法可為光刻及刻蝕法。具體而言，該源/漏極接合區(qū)150/151、電容器接合區(qū)155與端子部接合區(qū)159是歐姆接觸區(qū)，降低導(dǎo)體的電阻并提升導(dǎo)體的電性。
接著在圖1F中，在平坦層118上方先沉積透明導(dǎo)電層，再圖案化透明導(dǎo)電層，以于彩色濾光層116上方形成像素電極170，并同時于端子部138上方形成端子部138的透明導(dǎo)線172。其中，像素電極170是電性連接薄膜晶體管130的漏極134與電容器136的下電極137，而端子部138的透明導(dǎo)線172是電性連接端子部138的上導(dǎo)線162及下導(dǎo)線139，以減少容阻遲滯(RC-delay)問題。上述的透明導(dǎo)電層的材料可例如為氧化銦錫(Indium Tin Oxide；ITO)。圖案化透明導(dǎo)電層的方法可為光刻及刻蝕法。
最后在圖1G中，在平坦層118上方先沉積保護層，再定義出覆蓋于源/漏極132/134、柵極154、上電極158、下電極137與透明導(dǎo)線172上的保護層圖案180。定義保護層圖案180方法可例如為光刻及刻蝕法。惟須特別說明者，本發(fā)明于形成保護層圖案180的制程中不需要使用任何光罩，僅使用背后曝光的方式來進行光刻制程，即可達成圖案化的效果。亦即，讓光源自透明基板110的下方照射至保護層，以進行光刻制程中的曝光步驟。由于彩色濾光基板的黑色矩陣112、114及端子部的下導(dǎo)線139具有遮蔽光線功能，且彩色濾光基板的透明基板110、彩色濾光層116及平坦層118可讓光線穿透，故以彩色濾光基板及位于彩色濾光基板上的結(jié)構(gòu)作為光罩，可精確形成覆蓋于源/漏極132/134、柵極154、上電極158、下電極137與透明導(dǎo)線172上的保護層圖案180。
完成了彩色濾光基板的的制程后，于彩色濾光基板上方形成與該彩色濾光基板平行且具有共通電極的基板。之后，于該基板與彩色濾光基板之間注入液晶。當然，本發(fā)明亦可采用液晶滴注法(One Drop Fill，ODF)，在灌注液晶后再進行基板和彩色濾光基板間的固定。
實施例二參照圖2A-2G，其繪示依照本發(fā)明的液晶顯示器制造方法另一較佳實施例的制造流程剖面圖。
在圖2A中，首先，在透明基板210上依序形成黑色矩陣212/214、彩色濾光層216與平坦層218，以形成彩色濾光基板。上述的彩色濾光層216的顏色可為紅、藍或綠。
接著在圖2B中，連續(xù)形成覆蓋于平坦層218上的第一導(dǎo)體層220與摻雜半導(dǎo)體層222。其中，第一導(dǎo)體層220所使用的材料可為鉬、鉻、銥、鋁、鈦、上述的組合物或合金，其形成方法可為物理氣相沉積法，如濺射法。而摻雜半導(dǎo)體層222所使用的材料可為N型摻雜非晶硅。
接著在圖2C中，圖案化摻雜半導(dǎo)體層與第一導(dǎo)體層，以于平坦層218上形成薄膜晶體管230的源/漏極232/234、電容器236的下電極237及端子部238的下導(dǎo)線239。如圖所示，薄膜晶體管230的源/漏極232/234是形成于彩色濾光基板的黑色矩陣212上方，而電容器236的下電極237則形成于彩色濾光層216上方。其中，圖案化摻雜半導(dǎo)體層與第一導(dǎo)體層的方法可為光刻及刻蝕法。
在圖2D中，于源/漏極232/234、下電極237及下導(dǎo)線239上連續(xù)形成半導(dǎo)體層240、介電層242及第二導(dǎo)體層244。其中，半導(dǎo)體層240所使用的材料可為非晶硅。介電層242所使用的材料可為氧化硅、氮化硅或其組合物，其形成方法可例如為化學(xué)氣相沉積法。第二導(dǎo)體層244所使用的材料可為鉬、鉻、銥、鋁、鈦、上述的組合物或合金，其形成方法可為物理氣相沉積法，如濺射法。
接著在圖2E中，圖案化第二導(dǎo)體層、介電層、半導(dǎo)體層與摻雜半導(dǎo)體層，以于源/漏極232/234上形成源/漏極接合區(qū)251/252，并于薄膜晶體管230的源/漏極232/234之間形成通道區(qū)253，于源/漏極接合區(qū)251/252及通道區(qū)253之上形成閘介電層254及薄膜晶體管230的柵極255。此外，于電容器236的下電極237上方形成電容器236的電容器接合區(qū)256、電容器半導(dǎo)體層257、電容器介電層258及上電極259，再者，于端子部238的下導(dǎo)線239上方形成端子部接合區(qū)260、端子部半導(dǎo)體層261、端子部介電層262及端子部238的上導(dǎo)線263，而于彩色濾光基板的另一黑色矩陣214上方則形成掃描線264的掃瞄線半導(dǎo)體層265、掃描線介電層266及掃描線264的導(dǎo)線267。其中，圖案化第二導(dǎo)體層、介電層、半導(dǎo)體層與摻雜半導(dǎo)體層的方法可為光刻及刻蝕法。具體而言，該源/漏極接合區(qū)251/252、電容器接合區(qū)256與端子部接合區(qū)260是歐姆接觸區(qū)，降低導(dǎo)體的電阻并提升導(dǎo)體的電性。
接著在圖2F中，在平坦層218上方先沉積透明導(dǎo)電層，再圖案化透明導(dǎo)電層，以于彩色濾光層216上方形成像素電極270，并同時于端子部238上方形成端子部238的透明導(dǎo)線272。像素電極270是電性連接薄膜晶體管230的漏極234與電容器236的下電極237，而端子部238的透明導(dǎo)線272是電性連接端子部238的上導(dǎo)線263及下導(dǎo)線239，以減少容阻遲滯(RC-delay)問題。透明導(dǎo)電層的材料可例如為氧化銦錫(Indium Tin Oxide；ITO)。圖案化透明導(dǎo)電層的方法可為光刻及刻蝕法。
最后在圖2G中，在平坦層218上方先沉積保護層，再形成覆蓋于源/漏極232/234、柵極255、上電極259、下電極237及透明導(dǎo)線272上的保護層圖案280。形成保護層圖案280方法可例如為光刻及刻蝕法。惟須特別說明者，是于形成保護層圖案280的制程中不需要使用任何光罩，僅使用背后曝光的方式來進行光刻制程，即可達成圖案化的效果。亦即，讓光源自透明基板210的下方照射至保護層，以進行光刻制程中的曝光步驟。由于彩色濾光基板的黑色矩陣212、214、電容器236的下電極237及端子部238的下導(dǎo)線239具有遮蔽光線功能，且彩色濾光基板的透明基板210、彩色濾光層216及平坦層218可讓光線穿透，故以彩色濾光基板及位于彩色濾光基板上的結(jié)構(gòu)作為光罩，可精確形成覆蓋于源/漏極232/234、柵極255、上電極259、下電極237與透明導(dǎo)線272上的保護層圖案280。
完成了彩色濾光基板的制程后，再于彩色濾光基板上方形成與該彩色濾光基板平行且具有共通電極的基板。之后，再于該彩色濾光基板與基板之間注入液晶。當然，本發(fā)明亦可采用液晶滴注法(One Drop Fill，ODF)，在灌注液晶后再進行基板和彩色濾光基板間的固定。
由上述本發(fā)明較佳實施例可知，應(yīng)用本發(fā)明具有下列優(yōu)點。
(1)因本發(fā)明將液晶顯示器的薄膜晶體管陣列形成于彩色濾光基板上，故于組裝時陣列的像素電極即已對準彩色濾光基板的彩色濾光層，而無組裝對齊問題。
(2)由于本發(fā)明利用背后曝光的方式形成保護層圖案，故可減少至少一次制造晶體管基板所需的光罩制程。
(3)本發(fā)明在減少光罩制程的同時亦避免了半灰階光罩的使用，故可減少制程成本與制造風(fēng)險。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視權(quán)利要求書所界定者為準。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器的制造方法，至少包含下列步驟提供一彩色濾光基板，具有彩色濾光層；連續(xù)形成第一導(dǎo)體層與摻雜半導(dǎo)體層于該彩色濾光基板上；圖案化該摻雜半導(dǎo)體層與該第一導(dǎo)體層，以于該彩色濾光基板上分別形成源/漏極及下電極；連續(xù)形成半導(dǎo)體層、介電層及第二導(dǎo)體層于該源/漏極、下電極及該彩色濾光基板上；圖案化該第二導(dǎo)體層、該介電層、該半導(dǎo)體層及該摻雜半導(dǎo)體層，以于該源/漏極上分別形成接合區(qū)、于該源/漏極之間形成通道區(qū)、于該接合區(qū)及該通道區(qū)上形成閘介電層與柵極，并于該下電極之上形成電容器接合區(qū)、電容器半導(dǎo)體層、電容器介電層及上電極；于該彩色濾光層上方形成像素電極，該像素電極是電性連接該下電極及該源/漏極其中之一；形成一保護層于該彩色濾光基板上；利用背后曝光制程，于該源/漏極、該柵極、該上電極與該下電極之上形成保護層圖案；提供另一基板，具有共通電極，位于該彩色濾光基板上方；以及于該彩色濾光基板與該另一基板之間形成液晶層。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器的制造方法，其特征是，該彩色濾光基板更具有黑色矩陣，且該源/漏極與該下電極是形成于該黑色矩陣上方。
3.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器的制造方法，其特征是，該下電極是形成于該彩色濾光基板的彩色濾光層上方。
4.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器的制造方法，其特征是，圖案化該第二導(dǎo)體層、該介電層、該半導(dǎo)體層及該摻雜半導(dǎo)體層的步驟更包含同時形成電性連接該柵極與該上電極的導(dǎo)線。
5.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器的制造方法，其特征是，圖案化該摻雜半導(dǎo)體層與該第一導(dǎo)體層的步驟包含光刻及刻蝕制程。
6.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器的制造方法，其特征是，圖案化該第二導(dǎo)體層、該介電層、該半導(dǎo)體層及該摻雜半導(dǎo)體層的步驟包含光刻及刻蝕制程。
7.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器的制造方法，其特征是，形成該像素電極的步驟包含氣相沉積與光刻及刻蝕制程。
8.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器的制造方法，其特征是，圖案化該摻雜半導(dǎo)體層與該第一導(dǎo)體層的步驟更包含同時形成端子部下導(dǎo)線于該彩色濾光基板上。
9.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示器的制造方法，其特征是，圖案化該第二導(dǎo)體層、該介電層、該半導(dǎo)體層及該摻雜半導(dǎo)體層的步驟更包含同時于該端子部下導(dǎo)線之上形成端子部接合區(qū)、端子部半導(dǎo)體層、端子部介電層及端子部上導(dǎo)線。
10.如權(quán)利要求9所述的液晶顯示器的制造方法，其特征是，形成該像素電極的步驟更包含同時形成電性連接該端子部上導(dǎo)線及該端子部下導(dǎo)線的一透明導(dǎo)線。
11.如權(quán)利要求10所述的液晶顯示器的制造方法，其特征是，形成該保護層圖案步驟更包含同時形成該保護層圖案于該透明導(dǎo)線上。
全文摘要
一種液晶顯示器的制造方法，包含下列步驟首先于具有彩色濾光層的彩色濾光基板上形成源/漏極及下電極。在源/漏極之上分別形成接合區(qū)，并于源/漏極之間形成通道區(qū)，閘介電層與柵極形成于接合區(qū)及通道區(qū)之上。此外，復(fù)于下電極之上形成多個堆疊層及上電極。接著，于彩色濾光基板的彩色濾光層上方形成像素電極，像素電極是電性連接源/漏極其中之一與下電極。以背后曝光的方式將覆蓋于源/漏極、柵極、上電極與下電極上的保護層圖案形成于彩色濾光基板上。接著，于彩色濾光基板上方形成與該彩色濾光基板平行且具有共通電極的上基板。于上基板與彩色濾光基板之間注入液晶。
文檔編號G03F7/20GK1831601SQ200610075769
公開日2006年9月13日 申請日期2006年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月26日
發(fā)明者施明宏 申請人:廣輝電子股份有限公司