專利名稱：液晶顯示裝置基板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示裝置基板的制造方法，尤其是涉及一種適用于具有濾色片的液晶顯示裝置薄膜晶體管陣列基板的制造方法。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管液晶顯示器主要由薄膜晶體管陣列基板、濾色片陣列基板、以及液晶層所構(gòu)成。其中薄膜晶體管陣列基板是由多個陣列排列的薄膜晶體管以及與每個薄膜晶體管對應(yīng)配置的像素電極所構(gòu)成的多個像素結(jié)構(gòu)。薄膜晶體管液晶顯示器中單一像素的開口率(aperture ratio)，與來自背光模塊中可穿透顯示區(qū)域的光線多少有直接關(guān)系。以相同的耗電量而言，薄膜晶體管液晶顯示器的開口率越高，越可改善其所呈現(xiàn)出的亮度。
然而，液晶顯示器的薄膜晶體管陣列基板以及濾色片陣列基板在組裝對準(zhǔn)時，黑色遮光層(black matrix)在實際上與濾色片(color filter)的對準(zhǔn)常因不夠精準(zhǔn)，而造成上下或左右的對準(zhǔn)偏移而產(chǎn)生漏光。因此，公知的液晶顯示器薄膜晶體管陣列基板的制作方法中，設(shè)計的黑色遮光層的線寬將大于欲遮蓋的部位，以完全的避免漏光，但也因此而使得液晶顯示器的開口率降低。
為了解決上述缺點，發(fā)展了濾色片陣列COA(color filter on array)的工藝來克服上述問題，也就是具有濾色片的液晶顯示裝置薄膜晶體管陣列基板(COA-TFT)的制造方法，以提高開口率，使分辨率增加的同時也可維持在高開口率的要求。
圖1A～圖1G為公知的COA-TFT制造方法的截面圖，共需九道光刻工序。首先，如圖1A所示，在基板101上濺鍍第一金屬層102，定義出晶體管的柵極與其它組件。然后，如圖1B所示，以等離子體增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)方式依次沉積SiNx或SiOx的柵極絕緣層103、a-Si的半導(dǎo)體層104與n+Si的歐姆接觸層105，再以光刻蝕刻方式形成有源區(qū)域的圖案。隨后，如圖1C所示，濺鍍上Ti/Al/Ti或Ti/Al的第二金屬層106，并利用光刻蝕刻方式形成源極與漏極，再以干蝕刻方式蝕刻歐姆接觸層105來形成溝道。接著如圖1D所示，以化學(xué)氣相沉積形成SiNx或SiOx的保護層107(Passivation layer)。接著，涂敷一層光敏黑色樹脂，對其預(yù)烘，并經(jīng)過光刻蝕刻工序之后，形成圖案化的黑色遮光層108。
完成上述步驟之后，涂敷一層光敏紅色樹脂，對其預(yù)烘，并執(zhí)行一次光刻蝕刻工藝，同時形成紅色像素區(qū)域的紅色濾色片層109以及接觸孔110(contacthole)。隨后，分別對綠色與藍色像素區(qū)域重復(fù)以上紅色像素區(qū)域的步驟，形成綠色濾色片層111與藍色濾色片層(圖中未示)和其對應(yīng)的接觸孔(圖中未示)，其結(jié)構(gòu)如圖1E所示。然后，依次涂敷一層平坦層(overcoat layer)112與光刻膠(圖中未示)，再利用掩模進行光刻工藝來制作接觸孔113，得到如圖1F所示的結(jié)構(gòu)。最后，如圖1G所示，鍍上一層透明電極層114，通過光刻工藝定義出像素區(qū)域的圖案，即完成COA-TFT的工藝。
如上所述，公知的COA-TFT制造方法，包括傳統(tǒng)制造薄膜晶體管陣列基板的五道光刻工序加上制造濾色片的四道光刻工序，共需九道光刻工序。很明顯的，COA-TFT制造方法雖然可提高開口率，但光刻工序數(shù)太多勢必會降低產(chǎn)出的良率。
因此，隨著制造產(chǎn)業(yè)競爭越來越激烈，為了節(jié)省工藝成本且同時提高產(chǎn)率與產(chǎn)品的可靠度，如何減少COA-TFT制造方法的光刻工序數(shù)，為目前亟待解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是利用光敏絕緣層(photosensitive insulating)作為薄膜晶體管的保護層與平坦層，來達到減少掩模數(shù)或工序的效果。并且，還可以通過噴墨形成濾色片或半色調(diào)掩模的技術(shù)來進一步減少掩模數(shù)或工序。
本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置基板的制造方法，包括下列步驟(A)提供一基板；(B)在該基板上形成多個具有一柵極、一源極、以及一漏極的晶體管，其中該柵極位于該基板的表面，該柵極與該源/漏極間插入有至少一半導(dǎo)體層以及一柵極絕緣層，該漏極及該源極間不電性連接；(C)在該基板上依次形成一第一光敏絕緣層以及一遮光層，且該第一光敏絕緣層以及該遮光層同為正型光刻膠或同為負(fù)型光刻膠；(D)圖案化該第一光敏絕緣層以及該遮光層，其中該第一光敏絕緣層與該遮光層具有相同圖案且覆蓋該晶體管區(qū)；(E)在該基板上依次形成一第二光敏絕緣層以及一濾色片層，且該第二光敏絕緣層以及該濾色片層同為正型光刻膠或同為負(fù)型光刻膠；(F)圖案化該第二光敏絕緣層以及該濾色片層，同時形成一第一接觸孔于該漏極上的第二光敏絕緣層及濾色片層中，其中該第一接觸孔穿過該第二光敏絕緣層與該濾色片層，以暴露部分該漏極；(G)選擇性重復(fù)步驟(E)和(F)；以及(H)在該基板上形成一圖案化透明電極層，且該圖案化透明電極層與該漏極電性連接。
該液晶顯示裝置基板的制造方法，采用的第一光敏絕緣層以及遮光層，必須同為正型光刻膠或負(fù)型光刻膠，由此才可同時對兩者進行光刻工藝。同時，濾色片層以及第二光敏絕緣層也必須同為正型光刻膠或負(fù)型光刻膠，由此才可同時對兩者進行光刻工藝，達到減少光刻工序的目的。
本發(fā)明的方法所采用的第一光敏絕緣層以及第二光敏絕緣層可為任何具良好的光敏性、可作為薄膜晶體管保護層的材料，能有效保護薄膜晶體管不受外界空氣中的水氣或氧氣影響。較佳的材料為以硅(Si)為主要材料，再混合一些有機或無機的物質(zhì)，具有良好的絕緣性質(zhì)與透光性，以及具有光刻膠一般顯影的功能。更佳的為包括含有有機倍半硅氧烷(organic silsesquioxane，OSQ)的材料。
本發(fā)明的方法中，漏極包括漏極電極、以及漏極導(dǎo)線，其中漏極導(dǎo)線是由漏極電極延伸的金屬導(dǎo)線。該漏極導(dǎo)線可電性連接漏極與像素電極。如果利用本發(fā)明的方法所制造的液晶顯示裝置基板包括有輔助電容，則該漏極導(dǎo)線可作為輔助電容的上電極。
本發(fā)明的方法中，柵極可為單層或多層結(jié)構(gòu)的金屬層，較佳為鋁、鎢、鉻、銅、鈦、氮化鈦(TiNx)、鋁合金、鉻合金、鉬金屬、或其組合的單層結(jié)構(gòu)、或者上述單層金屬加上耐熱金屬層(例如Cr、Ta、Ti、MoW或其合金)層疊的多層結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的方法中，漏極以及源極可為單層或多層結(jié)構(gòu)的金屬層，較佳為鋁、鎢、鉻、銅、鈦、氮化鈦(TiNx)、鋁合金、鉻合金、鉬金屬、或其組合的單層結(jié)構(gòu)、或者包括耐熱金屬層(例如Ti、Cr、Mo)、低電阻配線層(例如Al)、以及中間導(dǎo)電層(例如Ti)的多層結(jié)構(gòu)金屬層，更佳為Ti/Al/Ti或Ti/Al的多層結(jié)構(gòu)金屬層。
本發(fā)明的方法中，半導(dǎo)體層材料沒有限制，較佳為非晶硅材料、或多晶硅材料。
本發(fā)明的方法中，柵極絕緣層所適用的材料可為任一種可絕緣材料，較佳為有機材料、無機材料或其組合，更佳為氧化硅、氮化硅、氫氧化硅或其組合。
本發(fā)明的方法中，透明電極層所適用的材料可為任一種透明且可導(dǎo)電的材料，較佳為氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、或氧化銦錫鋅(ITZO)。
而且，本發(fā)明的方法中，液晶顯示裝置基板的每一薄膜晶體管對應(yīng)的濾色片層可視市場需要具有相同顏色、或具有不同的顏色，較佳地，如果為相鄰的濾色片層則具有不同的顏色。
另外，本發(fā)明用于液晶顯示裝置的基板的制作方法除了可在基板表面制造薄膜晶體管外，還可視工藝需求在基板表面制作端子接線區(qū)、或輔助電容區(qū)，以提供一完整的用于薄膜晶體管液晶顯示器的基板。
如上所述的液晶顯示裝置基板的制造方法，本發(fā)明提供一較佳的第一實施例，其中，該液晶顯示器基板的表面形成有晶體管區(qū)、以及端子接線區(qū)。本發(fā)明較佳的第一實施例制造方法，包含下列步驟(A)提供一基板；(B)在該基板上形成多個具有一柵極、一源極、以及一漏極的晶體管區(qū)，其中該柵極位于該基板的表面，該柵極與該源/漏極間插入有至少一半導(dǎo)體層以及一柵極絕緣層，該漏極及該源極間不電性連接，同時形成多個至少具有一端子線的端子接線區(qū)，且該端子線位于該基板的表面，該柵極絕緣層位于該端子線的表面；(C)在該基板上依次形成一第一光敏絕緣層以及一遮光層，且該第一光敏絕緣層以及該遮光層同為正型光刻膠或同為負(fù)型光刻膠；(D)圖案化該第一光敏絕緣層以及該遮光層，其中該第一光敏絕緣層與該遮光層具有相同圖案且覆蓋該晶體管區(qū)；(E)在該基板上依次形成一第二光敏絕緣層以及一濾色片層，且該第二光敏絕緣層以及該濾色片層同為正型光刻膠或同為負(fù)型光刻膠；(F)圖案化該第二光敏絕緣層以及該濾色片層，同時形成一第一接觸孔在該漏極上的該第二光敏絕緣層及該濾色片層中，其中該第一接觸孔穿過該第二光敏絕緣層與該濾色片層，以暴露部分該漏極，同時形成有一第二接觸孔在該端子接線區(qū)上，其中該第二接觸孔至少穿過該第二光敏絕緣層，以暴露部分該柵極絕緣層；(G)選擇性重復(fù)步驟(E)和(F)；(G′)對部分暴露出的該柵極絕緣層進行干蝕刻，以暴露部分該端子線；以及(H)在該基板上形成一圖案化透明電極層，且該圖案化透明電極層與該漏極電性連接。
本發(fā)明還提供一較佳的第二實施例，其中，該液晶顯示裝置基板的表面形成有晶體管區(qū)以及端子接線區(qū)。本發(fā)明較佳的第二實施例制造方法，包含下列步驟(A)提供一基板；(B)在該基板上形成多個具有一柵極、一源極、以及一漏極的晶體管區(qū)，其中該柵極位于該基板的表面，該柵極與該源/漏極間插入有至少一半導(dǎo)體層以及一柵極絕緣層，該漏極及該源極間不電性連接，同時該基板上還形成有多個至少具有一端子線以及一連接線的端子接線區(qū)，其中該端子線位于該基板的表面，該端子線和該連接線間插入有有該柵極絕緣層，且該端子線和該連接線經(jīng)由一通孔互相連接；(C)在該基板上依次形成一第一光敏絕緣層以及一遮光層，且該第一光敏絕緣層以及該遮光層同為正型光刻膠或同為負(fù)型光刻膠；(D)圖案化該第一光敏絕緣層以及該遮光層，其中該第一光敏絕緣層與該遮光層具有相同圖案且覆蓋該晶體管區(qū)；(E)在該基板上依次形成一第二光敏絕緣層以及一濾色片層，且該第二光敏絕緣層以及該濾色片層同為正型光刻膠或同為負(fù)型光刻膠；(F)圖案化該第二光敏絕緣層以及該濾色片層，同時形成一第一接觸孔在該漏極上的該第二光敏絕緣層及該濾色片層中，其中該第一接觸孔穿過該第二光敏絕緣層與該濾色片層，以暴露部分該漏極，還形成有一第二接觸孔在該端子接線區(qū)上，其中該第二接觸孔至少穿過該第二光敏絕緣層，使部分該連接線暴露出來；(G)選擇性重復(fù)步驟(E)和(F)；以及(H)在該基板上形成一圖案化透明電極層，且該圖案化透明電極層與該漏極電性連接。
本發(fā)明還提供一較佳的第三實施例，其中，該液晶顯示器基板的表面形成有晶體管區(qū)、以及輔助電容區(qū)。本發(fā)明較佳的第三實施例制造方法與上述的制造方法大致相同，除了步驟(B)中該基板上還形成有多個至少具有一下電極、一柵極絕緣層、以及一上電極的輔助電容區(qū)，其中該下電極位于該基板的表面、該柵極絕緣層插入在該上電極以及該下電極之間。
另外，在本發(fā)明的方法中，步驟(D)中該第一光敏絕緣層以及該遮光層的圖案化方法不限定，較佳是利用一掩模同時對該第一光敏絕緣層以及該遮光層進行曝光顯影而形成。在步驟(F)中該濾色片層的形成方法不限定，較佳以旋轉(zhuǎn)涂敷方式或以噴墨方式形成。
除上述的方法外，本發(fā)明還提供另一種液晶顯示裝置基板的制造方法，其以不具有光敏的絕緣層作為薄膜晶體管的保護層，并以光敏絕緣層作為薄膜晶體管的平坦層，也可達到減少光刻工序數(shù)的目的。該方法包括下列步驟(A)提供一基板；(B)在該基板上形成多個具有一柵極、一源極、以及一漏極的晶體管區(qū)，其中該柵極位于該基板的表面，該柵極與該源/漏極間插入有至少一半導(dǎo)體層以及一柵極絕緣層，該漏極及該源極間不電性連接；(C)在該基板上依次形成一保護層、一遮光層、以及一第一光敏絕緣層；(D)圖案化該第一光敏絕緣層以及該遮光層，其中該第一光敏絕緣層與該遮光層具有相同圖案且覆蓋該晶體管區(qū)；(E)在該基板上，依次形成一濾色片層以及一第二光敏絕緣層；(F)圖案化該第二光敏絕緣層以及該濾色片層，同時形成一第一接觸孔在該漏極上的該第二光敏絕緣層及該濾色片層中，其中該第一接觸孔穿過該第二光敏絕緣層以及該濾色片層，使部分該保護層暴露出來；(G)選擇性重復(fù)步驟(E)和(F)；(H)對該第一接觸孔內(nèi)的保護層進行干蝕刻，以暴露出部分該漏極；以及(I)在該基板上形成一圖案化透明電極層，且該圖案化透明電極層與該漏極電性連接。
本發(fā)明的方法中，漏極包括漏極電極、以及漏極導(dǎo)線，其中漏極導(dǎo)線是由漏極電極延伸出的金屬導(dǎo)線。該漏極導(dǎo)線可電性連接漏極與像素電極。如果利用本發(fā)明的方法所制造的液晶顯示裝置基板包括有輔助電容，則該漏極導(dǎo)線可作為輔助電容的上電極。而且，液晶顯示裝置基板的每一薄膜晶體管對應(yīng)的濾色片層可視市場需要具有相同顏色、或具有不同的顏色，較佳為如果為相鄰的濾色片層則具有不同的顏色。
本發(fā)明液晶顯示器用基板的制作方法除了可在基板表面制作薄膜晶體管外，還可視制程需求于基板表面制作端子接線區(qū)、或輔助電容區(qū)，以提供一完整的用于薄膜晶體管液晶顯示器的基板。
本發(fā)明提供一第四實施例，在該液晶顯示裝置基板上形成端子接線區(qū)，其步驟與上述方法大致相同，其中步驟(B)中該基板上還可形成有多個至少具有一端子線的端子接線區(qū)，且該端子線位于該基板的表面，該柵極絕緣層插入在該端子線與該保護層之間。在步驟(F)中還同時形成有一第二接觸孔在該端子接線區(qū)上的該第二光敏絕緣層及該濾色片層中，其中該第二接觸孔穿過該第二光敏絕緣層以及該濾色片層，使部分該保護層暴露出來。在步驟(H)中還包括對該第二接觸孔內(nèi)的該保護層以及該柵極絕緣層進行干蝕刻，以暴露部分該端子線，形成端子接線區(qū)的接觸孔。
本發(fā)明還提供一第五實施例，在該液晶顯示裝置基板上形成輔助電容區(qū)，其步驟與上述方法大致相同，除了在步驟(B)中該基板上還形成有多個至少具有一下電極、一柵極絕緣層、以及一上電極的輔助電容區(qū)，其中該下電極位于該基板的表面、該柵極絕緣層插入在該上電極以及該下電極之間。
另外，在上述的方法中，步驟(D)中該遮光層以及該第一光敏絕緣層的圖案化方式不限定，較佳是利用一掩模同時對該遮光層以及該第一光敏絕緣層進行曝光顯影而形成。在步驟(F)中該濾色片層的形成方法不限定，較佳以旋轉(zhuǎn)涂敷或以噴墨方式形成。


圖1A至圖1G為公知的制造方法的剖視圖；圖2A至圖2G為本發(fā)明一較佳實施例的制造方法的剖視圖；圖3A至圖3G為本發(fā)明一較佳實施例的制造方法的剖視圖；圖4A至圖4F為本發(fā)明一較佳實施例的制造方法的剖視圖；圖5A至圖5D為本發(fā)明一較佳實施例的制造方法的剖視圖；圖6A至圖6D為本發(fā)明一較佳實施例的制造方法的剖視圖。
其中，附圖標(biāo)記玻璃基板101，201，301，601金屬層102柵極絕緣層103，205，305，605半導(dǎo)體層104歐姆接觸層105第二金屬層106保護層107，623黑色遮光層108紅色濾色片層109，216，316，416，516，616接觸孔110，113綠色濾色片層111，219，319，419，519，619平坦層112
透明電極層114，220，320，420，520，620柵極202，302，602下電極203，303，603端子線204，304，604半導(dǎo)體層208，308，608源極209，309漏極210，310，610上電極211，311，611導(dǎo)線212，312，612第一光敏絕緣層213，313，413，513，613光敏黑色樹脂214，314，414，514，614第二光敏絕緣層215，315，415，515，615第一接觸孔217，317，417，517，617第二接觸孔218，318，418，518，618連接線312通孔321歐姆接觸層222，322，622液晶顯示器基板400，500，600具體實施方式
實施例一本實施例利用光敏絕緣層(photosensitive insulating layer)作為薄膜晶體管的保護層與平坦層，可以減少一道光刻工序。
參照圖2A至圖2G，為本實施例液晶顯示裝置基板的制造方法剖面示意圖。
首先，先在基板201上濺鍍一第一金屬層(圖中未示)，圖案化定義出薄膜晶體管區(qū)A的柵極202、輔助電容區(qū)B的下電極203、以及端子接線區(qū)C的端子線204。然后，以等離子體增強化學(xué)氣相沉積法(PECVD)沉積一柵極絕緣層205(SiNx)。接著，依次沉積一半導(dǎo)體層208(a-Si)與歐姆接觸層222(n+Si)，然后圖案化半導(dǎo)體層208與歐姆接觸層222，以形成有源區(qū)域的圖案。接著，以濺鍍方式形成Ti/Al/Ti多層結(jié)構(gòu)的第二金屬層(圖中未示)，利用光刻與蝕刻工藝進行圖案化，形成薄膜晶體管區(qū)A的源極209和漏極210、輔助電容區(qū)B的上電極211、以及端子接線區(qū)C的導(dǎo)線212。本實施例的Ti/Al/Ti多層結(jié)構(gòu)的第二金屬層為三層結(jié)構(gòu)，以防止以后工序的顯影液對金屬層的腐蝕。隨后，干蝕刻歐姆接觸層222形成溝道，其結(jié)構(gòu)如圖2A所示。在本實施例中，除了選擇Ti當(dāng)作Ti/Al/Ti多層結(jié)構(gòu)金屬層上的阻擋層(barrier layer)(圖中未示)外，還可選擇其它材料的阻擋層，例如Mo、Cr、Ag等可以防止顯影液腐蝕的金屬。另外，在本實施例中輔助電容區(qū)B的上電極211是由漏極210延伸出的金屬線。因此，本實施例的漏極210包括漏極電極以及漏極導(dǎo)線，其中漏極導(dǎo)線是由漏極電極延伸出的金屬導(dǎo)線，該漏極導(dǎo)線可電性連接漏極210與像素電極(圖中未示)，同時作為輔助電容區(qū)B的上電極211。
接著，涂敷一層負(fù)型的第一光敏絕緣層213，對其預(yù)烘，再涂敷一層負(fù)型的光敏黑色樹脂214，對其預(yù)烤，其結(jié)構(gòu)如圖2B所示。接著，用掩模在欲遮光的區(qū)域?qū)Φ谝还饷艚^緣層213與光敏黑色樹脂214進行一次光刻工藝以圖案化，其結(jié)構(gòu)如圖2C所示。在此，圖案化的第一光敏絕緣層213用以作為薄膜晶體管的保護層，圖案化的光敏黑色樹脂214則作為薄膜晶體管的遮光層。
接著，涂敷一層負(fù)型的第二光敏絕緣層215，對其預(yù)烘之后，再涂敷一層負(fù)型的紅色濾色片層216，對其預(yù)烘，得到如圖2D所示的結(jié)構(gòu)。
然后，如圖2E所示，同時對該紅色濾色片層216、以及該第二光敏絕緣層215曝光顯影，并且在紅色濾色片層216中形成第一接觸孔217以及端子接線區(qū)C的第二接觸孔218。在本實施例中，該第一接觸孔217位于該漏極210上方，且穿過該第二光敏絕緣層215與該紅色濾色片層216，以暴露部分該漏極210。該第二接觸孔218位于該端子接線區(qū)C上，且穿過該第二光敏絕緣層215以及紅色濾色片層216，使部分柵極絕緣層205暴露出來。
接著，重復(fù)圖2D～圖2E的步驟定義出綠色濾色片219之后，再重復(fù)一次圖2D～圖2E的步驟定義出藍色濾色片(圖中未示)。在本實施例中，每一像素區(qū)對應(yīng)一種顏色的濾色片，并且相鄰濾色片具有不同的顏色。隨后，以光敏黑色樹脂和所有的濾色片層當(dāng)作掩模，對端子接線區(qū)C中第二接觸孔218內(nèi)的柵極絕緣層205進行干蝕刻，讓端子線204露出，得到如圖2F所示的結(jié)構(gòu)。
最后，如圖2G所示，形成一層透明電極層(ITO)220，經(jīng)光刻蝕刻工藝定義出像素區(qū)域的圖案，即完成本實施例液晶顯示裝置基板的制作。
本實施例液晶顯示裝置基板的制造方法共需八道光刻工序，因此與公知的技術(shù)相比，本實施例可達到減少一道光刻工序的目的。該制造方法如果結(jié)合半色調(diào)掩模(hall-tone mask)的技術(shù)可以再減少一道光刻工序。因此，本實施例為了方便說明而舉出的示例，但并不限定于此。
實施例二本實施例利用光敏絕緣層(photosensitive insulating layer)作為薄膜晶體管的保護層與平坦層，可以減少一道光刻工序。并對實施例一的方法給以改進，使端子接線區(qū)的接觸孔減少干蝕刻的步驟，避免因為離子轟擊而使遮光層和濾色片層厚度減少的情形發(fā)生。
參閱圖3A至圖3G，為本實施例液晶顯示裝置基板的制造方法剖面示意圖。
首先，如圖3A所示，先在基板301上濺鍍一第一金屬層(圖中未示)，定義出薄膜晶體管區(qū)A的柵極302、輔助電容區(qū)B的下電極303、以及端子接線區(qū)C的端子線304。如圖3B所示，以PECVD沉積一柵極絕緣層(SiNx)305。接著，再依次沉積一層半導(dǎo)體層308(a-Si)與歐姆接觸層322(n+Si)，接著以光刻蝕刻工序?qū)Π雽?dǎo)體層308、歐姆接觸層322、以與柵極絕緣層305進行干蝕刻，并在端子接線區(qū)C形成一通孔321，該通孔321穿過半導(dǎo)體層308、歐姆接觸層322、以與柵極絕緣層305，暴露出端子線304。隨后，以濺鍍方式形成Ti/Al/Ti多層結(jié)構(gòu)的第二金屬層(圖中未示)，涂敷一層光刻膠(圖中未示)進行曝光顯影，并利用濕蝕刻進行圖案化，形成薄膜晶體管區(qū)A的源極309和漏極310、輔助電容區(qū)B的上電極311、端子接線區(qū)C的連接線312，并且端子接線區(qū)C中的連接線312和端子線304會通過通孔321互相連接。本實施例的Ti/Al/Ti多層結(jié)構(gòu)的第二金屬層為三層結(jié)構(gòu)，以防止以后工序的顯影液對金屬層的腐蝕。然后，干蝕刻歐姆接觸層322形成溝道，其結(jié)構(gòu)如圖3C所示。在本實施例中輔助電容區(qū)B的上電極311是由漏極310延伸出的金屬線，因此，本實施例的漏極310包括漏極電極、以及漏極導(dǎo)線，其中漏極導(dǎo)線是由漏極電極延伸出去的金屬導(dǎo)線，該漏極導(dǎo)線可電性連接漏極210與像素電極(圖中未示)，同時作為輔助電容區(qū)B的上電極311。
接著，涂敷一層負(fù)型的第一光敏絕緣層313，對其預(yù)烘，再涂敷一層負(fù)型的光敏黑色樹脂314，對其預(yù)烘。然后，用掩模在欲遮光的區(qū)域?qū)Φ谝还饷艚^緣層313與光敏黑色樹脂314進行一次光刻工序以圖案化，其結(jié)構(gòu)如圖3D所示。在此，圖案化的第一光敏絕緣層313用以作為薄膜晶體管的保護層，圖案化的光敏黑色樹脂314則作為薄膜晶體管的遮光層。
接著，涂敷一層負(fù)型的第二光敏絕緣層315，對其預(yù)烘之后，再涂敷一層負(fù)型的紅色濾色片層316，對其預(yù)烘。然后，對該紅色濾色片層316以及該第二光敏絕緣層315一起曝光、顯影，并且于紅色濾色片層316中形成第一接觸孔317以及端子接線區(qū)C的第二接觸孔318。在該實施例中，該第一接觸孔317位于該漏極310上，且穿過該第二光敏絕緣層315與該紅色濾色片層316，以暴露部分該漏極310。該第二接觸孔318于該端子接線區(qū)C上，且穿過該第二光敏絕緣層315以及紅色濾色片層316，使部分連接線312暴露出來。
接著，重復(fù)圖3E的步驟定義出綠色濾色片319之后，再重復(fù)一次圖3E的步驟定義出藍色濾色片(圖中未示)。在本實施例中，每一像素區(qū)對應(yīng)一種顏色的濾色片，并且相鄰濾色片具有不同的顏色，得到如圖3F所示的結(jié)構(gòu)。
最后，如圖3G所示，形成一層透明電極層(ITO)320，經(jīng)光刻蝕刻工藝定義出像素區(qū)域的圖案，即完成本實施例液晶顯示裝置基板的制造。
本實施例液晶顯示裝置基板的制造方法共需八道光刻工序，且光敏絕緣層可兼作薄膜晶體管的保護層以及平坦層，因此與公知的技術(shù)相比較，本實施例可達到減少一道光刻工序的目的，同時減少涂敷平坦層。該制造方法如果結(jié)合半色調(diào)掩模(half-tone mask)的技術(shù)可以再減少一道光刻工序。因此，本實施例僅為了方便說明而舉出的示例，但并不限定于此。
實施例三本實施例利用光敏絕緣層(photosensitive insulating layer)作為薄膜晶體管的保護層與平坦層，可以減少一道光刻工序。并且，本實施例并對實施例一的方法給以改進，利用噴墨方式形成濾色片層，因此，在形成三種顏色濾色片的情況下，則可以再減少兩道光刻工序。另外，本實施例可減少光敏絕緣層涂敷次數(shù)，減少生產(chǎn)程序與成本的浪費。
參閱圖4A至圖4F，為本實施例液晶顯示裝置基板的制造方法剖面示意圖。
首先，形成一如圖4A所示液晶顯示裝置基板400，該基板的形成方法與實施例一的圖2A的形成方法完全相同，因此在本實施例中不再贅述。
接著，涂敷一層負(fù)型的第一光敏絕緣層413，對其預(yù)烘，再涂敷一層負(fù)型的光敏黑色樹脂414，對其預(yù)烘，其結(jié)構(gòu)如圖4B所示。然后，用掩模在欲遮光的區(qū)域?qū)Φ谝还饷艚^緣層413與光敏黑色樹脂414進行一次光刻工序以圖案化，其結(jié)構(gòu)如圖4C所示。在此，圖案化的第一光敏絕緣層413用以作為薄膜晶體管的保護層，圖案化的光敏黑色樹脂414則作為薄膜晶體管的遮光層。
接著，涂敷一層負(fù)型的第二光敏絕緣層415，對其預(yù)烘之后，利用噴墨(inkjet)的技術(shù)同時對紅色、綠色、以及藍色的像素區(qū)域噴上紅色濾色片層416、綠色濾色片層419與藍色濾色片層(圖中未示)且三者均為負(fù)型光刻膠，并對其預(yù)烘，得到如圖4D所示的結(jié)構(gòu)。
接著，對紅色濾色片層416、綠色濾色片層419與藍色濾色片層(圖中未示)進行一次光刻工藝，同時定義出紅色濾色片層416、綠色濾色片層419與藍色濾色片層(圖中未示)的范圍以及其對應(yīng)的漏極210上的第一接觸孔、端子接線區(qū)C的第二接觸孔418。以紅色濾色片層416為例，該第一接觸孔417位于該漏極210上，穿過該紅色濾色片層416和第二光敏絕緣層415，以暴露部分該漏極210。端子接線區(qū)C的第二接觸孔418穿過該第二光敏絕緣層415以暴露出部分柵極絕緣層205。然后，再以遮光層和濾色片層作為阻擋，對第二接觸孔418中的柵極絕緣層205進行干蝕刻，以露出部分端子線204，得到如圖4E所示的結(jié)構(gòu)。
最后，如圖4F所示，形成一層透明電極層(ITO)420，經(jīng)光刻蝕刻工藝定義出像素區(qū)域的圖案，即完成本實施例液晶顯示裝置基板的制造。
本實施例液晶顯示器基板的制造方法共需六道光刻工序，且不需要光敏絕緣層可兼作薄膜晶體管的保護層以及平坦層，因此與公知的技術(shù)相比較，本實施例可達到減少三道光刻制程的目的，同時減少涂敷平坦層。該制造方法如果結(jié)合半色調(diào)掩模(half-tone mask)的技術(shù)可以再減少一道光刻工序。因此，本實施例僅為了方便說明而舉出的示例子，但并不限定于此。
實施例四本實施例利用光敏絕緣層(photosensitive insulating layer)作為薄膜晶體管的保護層與平坦層，可以減少一道光刻制程。并且，本實施例并對實施例二的方法給以改進，利用噴墨方式形成濾色片層，因此，在形成三種顏色濾色片的情況下，則可以再減少兩道光刻工序。另外，本實施例可減少光敏絕緣層涂敷次數(shù)，減少生產(chǎn)程序與成本的浪費。
參閱圖5A至圖5D，為本實施例液晶顯示裝置基板的制造方法剖面示意圖。
首先，形成一如圖5A所示液晶顯示器基板500，該液晶顯示器基板500的形成方法與實施例二的圖3C的形成方法完全相同，因此在本實施例中不再贅述。
接著，涂敷一層負(fù)型的第一光敏絕緣層513，對其預(yù)烘，再涂敷一層負(fù)型的光敏黑色樹脂514，對其預(yù)烘。然后，用掩模在欲遮光的區(qū)域?qū)Φ谝还饷艚^緣層513與光敏黑色樹脂514進行一次光刻工藝以圖案化，其結(jié)構(gòu)如圖5B所示。在此，圖案化的第一光敏絕緣層513用以作為薄膜晶體管的保護層，圖案化的光敏黑色樹脂514則作為薄膜晶體管的遮光層。
隨后，涂敷一層負(fù)型的第二光敏絕緣層515，對其預(yù)烘之后，利用噴墨(inkjet)的技術(shù)同時對紅色、綠色、以及藍色的像素區(qū)域噴上紅色濾色片層516、綠色濾色片層519與藍色濾色片層(圖中未示)且三者均為負(fù)型光刻膠，對其預(yù)烘之后。接著，對紅色濾色片層516、綠色濾色片層519與藍色濾色片層(圖中未示)進行一次光刻工藝，同時定義出紅色濾色片層516、綠色濾色片層519與藍色濾色片層(圖中未示)的范圍以及其對應(yīng)的漏極310上的第一接觸孔517、端子接線區(qū)C的第二接觸孔518。以紅色濾色片層516為例，該第一接觸孔517位于該漏極310上，穿過該紅色濾色片層516和第二光敏絕緣層515，以暴露部分該漏極310。端子接線區(qū)C的第二接觸孔518穿過該第二光敏絕緣層515以暴露出部分連接線312，得到如圖5C所示的結(jié)構(gòu)。
最后，如圖5D所示，形成一層透明電極層(ITO)520，經(jīng)光刻蝕刻工藝定義出像素區(qū)域的圖案，即完成本實施例液晶顯示裝置基板的制造。
本實施例液晶顯示裝置基板的制造方法共需六道光刻工序，且不需要光敏絕緣層可兼作薄膜晶體管的保護層以及平坦層，因此與公知的技術(shù)相比較，本實施例可達到減少三道光刻工序的目的，同時減少涂敷平坦層。
實施例五本實施例根據(jù)公知的技術(shù)(圖1A至圖1G)進行改善，仍保留保護層，并利用光敏絕緣層(photosensitive insulating layer)作為薄膜晶體管的平坦層，可以減少一道光刻工序。而且由于工序變動少，可減少實際實施的難度。
參閱圖6A至圖6G，為本實施例液晶顯示裝置基板600的制造方法剖面示意圖。
首先，先在玻璃基板601上濺鍍一第一金屬層(圖中未示)，圖案化定義出薄膜晶體管區(qū)A的柵極602、輔助電容區(qū)B的下電極603、以及端子接線區(qū)C的端子線604。以PECVD沉積一柵極絕緣層(SiNx)605。接著，再依次沉積一層半導(dǎo)體層608(a-Si)與歐姆接觸層622(n+Si)，涂敷一層光刻膠(圖中未示)進行圖案化，以形成有源區(qū)域的圖案。接著，以濺鍍方式形成Ti/Al/Ti多層結(jié)構(gòu)的第二金屬層(圖中未示)，以光刻工藝進行圖案化，形成薄膜晶體管區(qū)A的源極609和漏極610、輔助電容區(qū)B的上電極611、端子接線C的導(dǎo)線612。本實施例的Ti/Al/Ti多層結(jié)構(gòu)的第二金屬層為三層結(jié)構(gòu)，以防止以后工序的顯影液對金屬層的腐蝕。隨后，干蝕刻歐姆接觸層622形成溝道，再以化學(xué)氣相沉積法沉積保護層623(Passivation layer，SiNx或SiOx)，其結(jié)構(gòu)如圖6A所示。
然后，涂敷一層負(fù)型的光敏黑色樹脂614，對其預(yù)烘，再涂敷一層負(fù)型的第一光敏絕緣層613，對其預(yù)烘。接著，用掩模在欲遮光的區(qū)域?qū)Φ谝还饷艚^緣層613與光敏黑色樹脂614進行一次光刻工藝使其圖案化，其結(jié)構(gòu)如圖6B所示。在此，圖案化的第一光敏絕緣層613用以作為薄膜晶體管的平坦層，圖案化的光敏黑色樹脂614則作為薄膜晶體管的遮光層。
接著，在該液晶顯示裝置基板上涂敷一層涂敷負(fù)型的紅色濾色片層616，對其預(yù)烘之后，再涂敷一層第二光敏絕緣層615，對其預(yù)烘。然后，對該紅色濾色片層616以及該第二光敏絕緣層615一起曝光、顯影，把紅色濾色片層616對應(yīng)的漏極610上的第一接觸孔617、以及端子接線區(qū)C的第二接觸孔618定義出來。接著，重復(fù)上述具有顏色的濾色片層與第二光敏絕緣層的形成步驟，分別定義出綠色濾色片619、和藍色濾色片(圖中未示)、以及其對應(yīng)的接觸孔(圖中未示)。在本實施例中，每一像素區(qū)對應(yīng)一種顏色的濾色片，并且相鄰濾色片具有不同的顏色。然后，再以光敏黑色樹脂和所有的濾色片層當(dāng)作掩模，對漏極610上的第一接觸孔617內(nèi)的保護層623與端子接線區(qū)C中第二接觸孔618內(nèi)的的保護層623與柵極絕緣層605進行干蝕刻，讓漏極610與端子線604露出，得到如圖6C所示的結(jié)構(gòu)。
最后，如圖6D所示，形成一層透明電極層(ITO)620，經(jīng)光刻蝕刻工藝定義出像素區(qū)域的圖案，即完成本實施例液晶顯示裝置基板的制造。
本實施例液晶顯示器基板的制造方法共需八道光刻工序，而且工序變動少，因此與公知的技術(shù)相比較，本實施例可達到減少一道光刻工序的目的，并可減少實際實施的難度。該制造方法如果結(jié)合半色調(diào)掩模(half-tone mask)的技術(shù)可以再減少一道光刻工序。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，顯然在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以對本發(fā)明做出各種改進和變化。因此，本發(fā)明意圖覆蓋所有落入所附權(quán)利要求及其等效物的范圍之內(nèi)的改進和變化。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置基板的制造方法，其特征在于，包括以下步驟(A)提供一基板；(B)在該基板上形成多個具有一柵極、一源極、以及一漏極的晶體管，其中該柵極位于該基板的表面，該柵極與該源極及該漏極間插入有至少一半導(dǎo)體層以及一柵極絕緣層，該漏極及該源極間不電性連接；(C)在該基板上依次形成一第一光敏絕緣層以及一遮光層，且該第一光敏絕緣層以及該遮光層為同型光刻膠；(D)圖案化該第一光敏絕緣層以及該遮光層，其中該第一光敏絕緣層與該遮光層具有相同圖案并且覆蓋該晶體管；(E)在該基板上依次形成一第二光敏絕緣層以及一具有顏色的濾色片層，且該第二光敏絕緣層以及該濾色片層為同型光刻膠；(F)圖案化該第二光敏絕緣層以及該濾色片層，同時形成一第一接觸孔在該漏極上，其中該第一接觸孔穿過該第二光敏絕緣層與該濾色片層，以暴露部分該漏極；(G)選擇性重復(fù)步驟(E)和(F)；以及(H)在該基板上形成一圖案化透明電極層，并且該圖案化透明電極層與該漏極電性連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，步驟(B)中該基板上還形成有多個至少具有一端子線的端子接線區(qū)，且該端子線位于該基板的表面，該柵極絕緣層位于該端子線的表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于，步驟(F)中還同時形成有一第二接觸孔在該端子接線區(qū)上，其中該第二接觸孔至少穿過該第二光敏絕緣層及該濾色片層，以暴露部分該柵極絕緣層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造方法，其特征在于，步驟(G)和步驟(H)之間還包括一步驟(G′)，對部分暴露出的該柵極絕緣層進行干蝕刻，以暴露部分該端子線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，步驟(B)中該基板上還形成有多個至少具有一端子線以及一連接線的端子接線區(qū)，其中該端子線位于該基板的表面，該端子線和該連接線間插入有該柵極絕緣層，且該端子線和該連接線經(jīng)由一通孔互相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于，步驟(F)中還形成有一第二接觸孔在該端子接線區(qū)上，其中該第二接觸孔至少穿過該第二光敏絕緣層及該濾色片層，使部分該連接線暴露出來。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，步驟(B)中該基板上還形成有多個至少具有一下電極、一柵極絕緣層、以及一上電極的輔助電容區(qū)，其中該下電極位于該基板的表面、該柵極絕緣層插入在該上電極以及該下電極之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，步驟(D)中該第一光敏絕緣層以及該遮光層的圖案化是利用一掩模同時對該第一光敏絕緣層以及該遮光層進行曝光顯影而形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，步驟(F)中該濾色片層是以旋轉(zhuǎn)涂敷方式形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，步驟(F)中該濾色片層是以噴墨方式形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，相鄰的濾色片層具有不同的顏色。
12.一種液晶顯示裝置基板的制造方法，其特征在于，包括以下步驟(A)提供一基板；(B)在該基板上形成多個具有一柵極、一源極、以及一漏極的晶體管，其中該柵極位于該基板的表面，該柵極與該源極及該漏極間插入有至少一半導(dǎo)體層以及一柵極絕緣層，該漏極及該源極間不電性連接；(C)在該基板上依次形成一保護層、一遮光層、以及一第一光敏絕緣層；(D)圖案化該第一光敏絕緣層以及該遮光層，其中該第一光敏絕緣層與該遮光層具有相同圖案并且覆蓋該晶體管；(E)依次形成一具有顏色的濾色片層以及一第二光敏絕緣層在該基板上；(F)圖案化該第二光敏絕緣層以及該濾色片層，同時形成一第一接觸孔在該漏極上，其中該第一接觸孔穿過該第二光敏絕緣層以及該濾色片層，使部分該保護層暴露出來；(G)選擇性重復(fù)步驟(E)和(F)；(H)對該第一接觸孔內(nèi)的保護層進行干蝕刻，以暴露出部分該漏極；以及(I)在該基板上形成一圖案化透明電極層，并且該圖案化透明電極層與該漏極電性連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其特征在于，步驟(B)中該基板上還形成有多個至少具有一端子線的端子接線區(qū)，且該端子線位于該基板的表面，該柵極絕緣層插入在該端子線與該保護層之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造方法，其特征在于，步驟(F)中還同時形成有一第二接觸孔在該端子接線區(qū)上，其中該第二接觸孔穿過該第二光敏絕緣層以及該濾色片層，使部分該保護層暴露出來。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造方法，其特征在于，步驟(H)中還包括對該第二接觸孔內(nèi)的該保護層以及該柵極絕緣層進行干蝕刻，以暴露部分該端子線。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其特征在于，步驟(B)中該基板上還形成有多個至少具有一下電極、一柵極絕緣層、以及一上電極的輔助電容區(qū)，其中該下電極位于該基板的表面、該柵極絕緣層插入在該上電極以及該下電極之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其特征在于，步驟(D)中該遮光層以及該第一光敏絕緣層的圖案化，是利用一掩模同時對該遮光層以及該第一光敏絕緣層進行曝光顯影而形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其特征在于，步驟(F)中該濾色片層是以旋轉(zhuǎn)涂敷方式形成。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其特征在于，步驟(F)中該濾色片層是以噴墨方式形成。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其特征在于，相鄰的該濾色片層具有不同的顏色。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液晶顯示裝置基板的制造方法，尤其是涉及一種適用于具有濾色片的液晶顯示裝置薄膜晶體管陣列基板的制造方法。本發(fā)明的方法主要是利用光敏絕緣層作為薄膜晶體管的保護層或平坦層，來達到減少掩模數(shù)或光刻工序的效果。該光敏絕緣層具有與光刻膠相同的顯影的能力，并且可保護薄膜晶體管不受空氣中水氣和氧氣的影響。此外，本發(fā)明還可以通過噴墨形成濾色片或半色調(diào)掩模的技術(shù)來進一步減少掩模數(shù)或工序。
文檔編號G03F7/20GK1975544SQ20061016221
公開日2007年6月6日 申請日期2006年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月6日
發(fā)明者董怡屏, 丁進國 申請人:友達光電股份有限公司