專利名稱：一種液晶顯示器的自對準(zhǔn)像素電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種液晶顯示器的像素電極的制作方法，尤其提供一種薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)的自對準(zhǔn)像素電極的制作方法。
背景技術(shù)：
由于液晶顯示器具有外型輕薄、耗電量少以及無輻射污染等特性，故已被廣泛地應(yīng)用在筆記本電腦、個人數(shù)字助理(PDA)等便攜式資訊產(chǎn)品上。
目前制造薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)的方法大多是利用將彩色濾光片結(jié)構(gòu)直接制作于薄膜晶體管上(color filter on TFT，COT)的新技術(shù)。此外，為了要維持TFT-LCD的液晶層的厚度，通常會在TFT-LCD的面板中以任意灑布(spray)方式置入塑料珠(plastic bead)、玻璃珠或是玻璃纖維，用以支撐液晶層的間隙(cell gap)并控制間隙大小，以得到穩(wěn)定的顯示品質(zhì)，然而這些置入的塑料珠等可能會位于光穿透區(qū)，或呈現(xiàn)不均勻分布，造成聚集的情形發(fā)生，而使得光遭塑料珠等散射，降低TFT-LCD的光對比強度，或產(chǎn)生白點(white point)缺陷，嚴(yán)重影響顯示品質(zhì)暨產(chǎn)品優(yōu)良率。因此目前已發(fā)展出利用光刻工藝所形成的光阻柱狀物(photo spacer)來取代現(xiàn)有的塑料珠等，以精確控制間隙物的大小以及位置，并維持良好的間隙大小，提升畫面品質(zhì)，而且若是將光阻柱狀物置于不透光區(qū)，更可避免因塑料珠等所造成的漏光現(xiàn)象。
請參考圖1至圖3，圖1至圖3為現(xiàn)有的制作COT型式TFT-LCD 10的方法示意圖。如圖1所示，首先于TFT-LCD 10的下玻璃基板12上形成多條掃描線(scan line)以及多條與每一掃描線相互垂直的信號線(signalline)(皆未顯示于圖1中)。其中，每一信號線與每一掃描線于下玻璃基板12表面定義多個相鄰的像素電極區(qū)域14，且每一像素電極區(qū)域14包含有一TFT結(jié)構(gòu)16，而TFT結(jié)構(gòu)16另包含有一多晶硅層、一上柵極導(dǎo)電層、一柵極介電層、一溝道層、一源極電極以及一漏極電極(皆未顯示于圖1中)。
接著于TFT結(jié)構(gòu)16上形成一平坦層18，并于平坦層18上形成一黑色光致抗蝕劑層(未顯示于圖1中)，然后進(jìn)行一光刻暨蝕刻工藝(PEP)以于黑色光致抗蝕劑層中形成多個黑紋(black matrix)層20。其中，每一黑紋層20分別對應(yīng)于其下方的TFT結(jié)構(gòu)16，用以提升TFT-LCD 10對比，進(jìn)而防止TFT結(jié)構(gòu)16產(chǎn)生光漏電流，并可用來遮掩TFT-LCD 10顯示時所產(chǎn)生的斜漏光不良。隨后再于下玻璃基板12上形成一紅色濾光層(未顯示于圖1中)，并進(jìn)行一光刻工藝以于紅色濾光層中形成一紅色濾光陣列22。其中，紅色濾光層是一含有重量比例(dry weight)約10％至50％紅色染料的光致抗蝕劑材料層，或是一感光樹脂(photosensitive resin)層。之后重復(fù)上述步驟，于下玻璃基板12上方依序形成一綠色濾光陣列24與一藍(lán)色濾光陣列26，使得位于下玻璃基板上12的紅色濾光陣列22、綠色濾光陣列24與藍(lán)色濾光陣列26構(gòu)成一R/G/B彩色濾光片結(jié)構(gòu)。
然后于R/G/B彩色濾光片結(jié)構(gòu)上形成一保護(hù)層(overcoat layer)28，再于保護(hù)層28上形成一光致抗蝕劑層(未顯示于圖1中)，并進(jìn)行一光刻暨蝕刻工藝，以于保護(hù)層28、彩色濾光片結(jié)構(gòu)22、24、26與黑紋層20中形成一接觸孔(未顯示于圖1中)。接著于下玻璃基板12上沉積一低阻抗的透明導(dǎo)電層30，如氧化銦錫(indium tin oxide，ITO)，使得透明導(dǎo)電層30填入接觸孔中，形成一接觸插塞32，用以連接透明導(dǎo)電層30與TFT結(jié)構(gòu)16的漏極電極。接著再進(jìn)行一光刻暨蝕刻工藝，以去除部分透明導(dǎo)電層30，之后再于透明導(dǎo)電層30上形成一取向膜34。
如圖2所示，然后于TFT-LCD 10的上玻璃基板36上形成一透明導(dǎo)電層38，并于透明導(dǎo)電層38上形成多個厚度約為3微米(μm)的突起物(protrusion)40。隨后再于突起物40上形成多個厚度約為5微米的間隙填充物(spacer)42，并進(jìn)行一旋涂(spin-coating)工藝，以于上玻璃基板36上形成一取向膜(orientation film)44。其中間隙填充物42為一感光聚酰亞胺(photosensitive polyimide，PI)材料。
最后如圖3所示，將上玻璃基板36與下玻璃基板12相對放置，并于兩玻璃基板12、36之間注入一液晶分子46，完成現(xiàn)有的TFT-LCD 10的制作。其中，TFT-LCD 10的每一突起物40相對應(yīng)于其下方每一像素電極區(qū)域14的側(cè)邊，且每一間隙填充物42相對應(yīng)于每一掃描線與每一信號線的交界處。
然而，現(xiàn)有制作TFT-LCD 10的方法，必須進(jìn)行多次的光刻暨蝕刻工藝，才能分別形成下玻璃基板12的黑紋層20、R/G/B彩色濾光片結(jié)構(gòu)22、24、26、透明導(dǎo)電層30以及上玻璃基板36的突起物40與間隙填充物42，因此大幅地增加了工藝步驟以及生產(chǎn)成本。此外，在上述現(xiàn)有TFT-LCD 10的工藝中，相對應(yīng)于TFT結(jié)構(gòu)16的黑紋層20亦常會因為這些多次的光刻暨蝕刻工藝所造成的對位誤差，而造成漏光現(xiàn)象，嚴(yán)重影響TFT-LCD 10的正常操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種液晶顯示器的自對準(zhǔn)像素電極的制作方法，用以簡化工藝步驟并降低制造成本。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種薄膜晶體管液晶顯示器，且位于兩玻璃基板間的間隙填充物同時具有黑紋層的功能。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例公開了一種液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)的自對準(zhǔn)像素電極的制作方法。該液晶顯示器制作于一基板上，該基板包含有多條掃描線(scan line)以及多條與各該掃描線相互垂直的信號線(signalline)，且各該信號線與各該掃描線于該基板表面定義多個相鄰的像素電極區(qū)域。首先于該基板上形成一感光(photosensitive)材料層，接著去除各該像素電極區(qū)域內(nèi)的該感光材料層，以使部分的該感光材料層殘留于各該掃描線與各該信號線上，用來當(dāng)作一間隙填充物(spacer)，且該間隙填充物的上表面面積大于該間隙填充物的下表面面積，最后再于該基板上方形成一透明導(dǎo)電層以覆蓋該間隙填充物與各該像素電極區(qū)域。其中，覆蓋于各該像素電極區(qū)域上的該透明導(dǎo)電層是由該間隙填充物所隔開，以形成一自對準(zhǔn)像素電極。
由于本發(fā)明的自對準(zhǔn)像素電極制作方法是利用一具有底切輪廓且位于每一掃描線與每一信號線上方的感光材料層，當(dāng)作該TFT-LCD的間隙填充物，因此當(dāng)后續(xù)于該下玻璃基板上形成該透明導(dǎo)電層時，就可以藉由該間隙填充物，而將各該像素電極區(qū)域上方的該透明導(dǎo)電層區(qū)加以隔開。本發(fā)明的自對準(zhǔn)像素電極的制作方法不但可以簡化工藝，降低成本，更可以有效解決因多次光刻暨蝕刻工藝所產(chǎn)生的對位不精準(zhǔn)的問題。


圖1至圖3為現(xiàn)有制作COT型TFT-LCD的方法示意圖；圖4為本發(fā)明TFT-LCD的部分上視圖；圖5至圖7為圖4沿切線I-I′的制作本發(fā)明TFT-LCD的方法示意圖；以及圖8是本發(fā)明另一實施例的TFT-LCD的部分上視圖。
附圖中的附圖標(biāo)記說明如下10 TFT-LCD12 下玻璃基板14 像素電極區(qū)域 16 TFT結(jié)構(gòu)18 平坦層 20 黑紋層22 紅色濾光陣列 24 綠色濾光陣列26 藍(lán)色濾光陣列 28 保護(hù)層30 透明導(dǎo)電層 32 接觸插塞34 取向膜 36 上玻璃基板38 透明導(dǎo)電層 40 突起物42 間隙填充物 44 取向膜46 液晶分子 50 TFT-LCD52 下玻璃基板 54 像素電極區(qū)域56 TFT結(jié)構(gòu)56A 漏極電極58 平坦層 60 黑紋層62 紅色濾光片 64 綠色濾光片66 藍(lán)色濾光片 68 保護(hù)層70 感光材料層 72 間隙填充物74 突起物 76 透明導(dǎo)電層78 接觸插塞 80 透明導(dǎo)電層82 取向膜 84 上玻璃基板86 液晶分子
具體實施例方式
在本發(fā)明的實施例中，以一COT型式并具有上柵極(top gate)結(jié)構(gòu)的低溫多晶硅薄膜晶體管(low temperature polysilicon thin film transistor，LTPSTFT)液晶顯示器(LCD)作為說明，但是本發(fā)明的應(yīng)用并不局限于此，任何形式的液晶顯示器，皆適用于本發(fā)明的自對準(zhǔn)像素電極的制作方法。
請參考圖4至7，圖4為本發(fā)明TFT-LCD 50的部分上視圖，圖5至圖7為圖4沿切線I-I′的制作本發(fā)明TFT-LCD 50的方法示意圖。如圖4至圖5所示，本發(fā)明的TFT-LCD 50的自對準(zhǔn)像素電極的制作方法是先提供一下玻璃基板52，且下玻璃基板52包含有多條掃描線以及多條與每一掃描線相互垂直的信號線(皆未顯示于圖4與圖5中)。其中，每一信號線與每一掃描線于下玻璃基板52表面定義多個相鄰的像素電極區(qū)域54，且每一像素電極區(qū)域54均設(shè)有一TFT結(jié)構(gòu)56，其包含有一多晶硅層、一上柵極導(dǎo)電層、一柵極介電層、一溝道層、一源極電極以及一漏極電極56A。
接著于TFT結(jié)構(gòu)56上形成一平坦層58，并于平坦層58上形成多個分別對應(yīng)于TFT結(jié)構(gòu)56的黑紋層60。隨后于下玻璃基板52上形成一R/G/B彩色濾光片結(jié)構(gòu)62、64、66，再于R/G/B彩色濾光片結(jié)構(gòu)62、64、66上依序形成一保護(hù)層68，以及一厚度約為3至4微米之間的感光(photosensitive)材料層70。
如圖6所示，利用一光罩(未顯示于圖6中)，進(jìn)行一光刻暨顯影工藝，以去除位于每一像素電極區(qū)域54上的感光材料層70，并使殘留的感光材料層72位于每一掃描線與每一信號線上，如圖4所示。其中，殘留的感光材料層72是用來當(dāng)作TFT-LCD 50的間隙填充物，且間隙填充物72具有一底切輪廓(undercut profile)，亦即藉由該顯影工藝中曝光能量、曝光時間等的參數(shù)的控制，使得間隙填充物72的上表面面積大于其下表面面積，例如約略為一梯形形狀。此外，為了方便后續(xù)于TFT-LCD 50的兩玻璃基板間注入液晶分子，可選擇性地另于每一信號線與每一掃描線的交界處的間隙填充物72上形成一突起物74，如圖4所示。接著于保護(hù)層68、R/G/B彩色濾光片結(jié)構(gòu)62、64、66、黑紋層60與平坦層58中形成一接觸孔(未顯示于圖6中)，再于下玻璃基板52上形成沉積一透明導(dǎo)電層76，如氧化銦錫(indium tinoxide，ITO)，以形成一自對準(zhǔn)像素電極，并使得透明導(dǎo)電層76填入接觸孔中，形成一接觸插塞78，用以連接透明導(dǎo)電層76與TFT結(jié)構(gòu)56的漏極電極56A。其中，值得注意的是，由于間隙填充物72具有一底切輪廓以及ITO透明導(dǎo)電層76的鍍膜特性，因此覆蓋于每一像素電極區(qū)域54上的透明導(dǎo)電層76將會自動被間隙填充物72所隔開，使得透明導(dǎo)電層76為一不連續(xù)的透明導(dǎo)電層76。
接著如圖7所示，將一包含有一透明導(dǎo)電層80與取向膜82的上玻璃基板84與下玻璃基板52相對放置，并于兩玻璃基板52、84與之間注入一液晶分子86，完成本發(fā)明的TFT-LCD 50的制作。本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，間隙填充物72是感光材料并位于每一信號線與每一掃描線的上方，然而本發(fā)明并不限于此，間隙填充物72也可以為一黑色樹脂材料，因此可以當(dāng)作TFT-LCD 50的黑紋層，而存在于TFT結(jié)構(gòu)56的上方，如圖8所示，用來遮蔽TFT結(jié)構(gòu)56，避免產(chǎn)生漏光現(xiàn)象。
簡言之，本發(fā)明的自對準(zhǔn)像素電極的制作方法是利用一具有底切輪廓且位于每一掃描線與每一信號線上的感光材料層當(dāng)作TFT-LCD的間隙填充物，因此不但能維持良好的間隙大小，而且當(dāng)后續(xù)于下玻璃基板上形成透明導(dǎo)電層時，亦不需要額外的光刻暨蝕刻工藝，就可以藉由間隙填充物將每一像素電極區(qū)域上方的透明導(dǎo)電層區(qū)隔開。故本發(fā)明的自對準(zhǔn)像素電極的制作方法不但可以簡化工藝，降低成本，更可有效解決因多次光刻暨蝕刻工藝所產(chǎn)生的對位不精準(zhǔn)的問題。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的自對準(zhǔn)像素電極不需要進(jìn)行光刻暨蝕刻工藝以去除部分透明導(dǎo)電層，僅利用一具有底切輪廓的間隙填充物就可以區(qū)隔每一像素電極區(qū)域上方的透明導(dǎo)電層，不但節(jié)省工藝步驟，節(jié)省成本，且本發(fā)明的間隙填充物亦具有黑紋層的功用，可以有效達(dá)到光遮蔽功效，提高TFT-LCD的對比強度，得到更佳的顯示品質(zhì)。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求書所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器的自對準(zhǔn)像素電極的制作方法，該液晶顯示器制作于一基板上，該基板包含有多條掃描線以及多條與各該掃描線相互垂直的信號線，且各該信號線與各該掃描線于該基板表面定義多個相鄰的像素電極區(qū)域，該制作方法包含有下列步驟于該基板上形成一感光材料層；去除各該像素電極區(qū)域內(nèi)的該感光材料層，以使部分該感光材料層殘留于各該掃描線與各該信號線上，用來當(dāng)作一間隙填充物，且該間隙填充物的上表面面積大于該間隙填充物的下表面面積；以及于該基板上方形成一透明導(dǎo)電層以覆蓋該間隙填充物與各該像素電極區(qū)域，其中覆蓋于各該像素電極區(qū)域上的該透明導(dǎo)電層由該間隙填充物所隔開，以形成一自對準(zhǔn)像素電極。
2.如權(quán)利要求1所述的制作方法，其中該液晶顯示器是一低溫多晶硅薄膜晶體管液晶顯示器。
3.如權(quán)利要求1所述的制作方法，該基板另包含有一紅/綠/藍(lán)彩色濾光片結(jié)構(gòu)位于各該像素電極區(qū)域中。
4.如權(quán)利要求3所述的制作方法，其中該液晶顯示器是將彩色濾光片結(jié)構(gòu)直接制作于薄膜晶體管上型式的液晶顯示器。
5.如權(quán)利要求4所述的制作方法，其中于形成該透明導(dǎo)電層之前，可于該紅/綠/藍(lán)彩色濾光片結(jié)構(gòu)中形成一接觸孔。
6.如權(quán)利要求5所述的制作方法，其中于該基板上方形成該透明導(dǎo)電層時，該透明導(dǎo)電層會填入該接觸孔之中。
7.如權(quán)利要求1所述的制作方法，其中該基板是一透明玻璃基板。
8.如權(quán)利要求1所述的制作方法，其中該間隙填充物的剖面是一梯形形狀。
9.如權(quán)利要求1所述的制作方法，其中位于各該信號線與各該掃描線上方的該間隙填充物用作一黑紋層。
10.如權(quán)利要求1所述的制作方法，其中該間隙填充物的厚度約為3至4微米之間。
11.如權(quán)利要求1所述的制作方法，其中該透明導(dǎo)電層由氧化銦錫所構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求1所述的制作方法，其中于該基板上形成該感光材料層之前可先于該基板上形成一保護(hù)層。
13.一種液晶顯示器的自對準(zhǔn)像素電極的制作方法，該液晶顯示器制作于一基板上，該基板包含有多個相鄰的像素電極區(qū)域，且各該像素電極區(qū)域與其相鄰接的各該像素電極區(qū)域之間具有一共用側(cè)邊，該制作方法包含有下列步驟于該基板上形成一黑紋層；去除部分該黑紋層，以使該殘留黑紋層位于各該像素電極區(qū)域的該共用側(cè)邊上，且該殘留黑紋層包含有一底切輪廓；以及于該基板上方形成一透明導(dǎo)電層，并使覆蓋于各該像素電極區(qū)域上的該透明導(dǎo)電層由該殘留黑紋層所隔開，以形成一自對準(zhǔn)像素電極。
14.如權(quán)利要求13所述的制作方法，其中該殘留黑紋層的上表面面積大于該殘留黑紋層的下表面面積。
15.如權(quán)利要求13所述的制作方法，其中該殘留黑紋層的剖面是一梯形形狀。
16.如權(quán)利要求13所述的制作方法，其中該液晶顯示器另包含有多條掃描線與多條信號線設(shè)于該基板上，且該殘留黑紋層位于各該信號線或各該掃描線的上方。
17.如權(quán)利要求13所述的制作方法，其中位于各該信號線與各該掃描線上方的該殘留黑紋層用作一間隙填充物。
18.如權(quán)利要求13所述的制作方法，其中該間隙填充物的厚度約為3至4微米之間。
19.如權(quán)利要求13所述的制作方法，其中該透明導(dǎo)電層由氧化銦錫所構(gòu)成。
20.如權(quán)利要求13所述的制作方法，其中于該基板上形成該黑紋層之前可先于該基板上形成一保護(hù)層。
全文摘要
一種液晶顯示器的自對準(zhǔn)像素電極的制作方法。首先于該液晶顯示器的基板上形成多個相鄰的像素電極區(qū)域，接著于各該相鄰接的像素電極區(qū)域間的共用側(cè)邊上形成一間隙填充物，且該間隙填充物具有一底切輪廓，最后利用該間隙填充物作為遮蔽物濺鍍一透明導(dǎo)電層，以于各該像素電極區(qū)域表面分別形成一自對準(zhǔn)像素電極。
文檔編號G02B5/22GK1474217SQ0212853
公開日2004年2月11日 申請日期2002年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月9日
發(fā)明者陳信銘 申請人:統(tǒng)寶光電股份有限公司