液晶显示装置基板的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种液晶显示装置基板的制造方法，尤其是涉及一种适用于具有滤色片的液晶显示装置薄膜晶体管阵列基板的制造方法。本发明专利技术的方法主要是利用光敏绝缘层作为薄膜晶体管的保护层或平坦层，来达到减少掩模数或光刻工序的效果。该光敏绝缘层具有与光刻胶相同的显影的能力，并且可保护薄膜晶体管不受空气中水气和氧气的影响。此外，本发明专利技术还可以通过喷墨形成滤色片或半色调掩模的技术来进一步减少掩模数或工序。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤其是涉及一种适用于具有滤色片的液晶显示装置薄膜晶体管阵列基板的制造方法。
技术介绍
薄膜晶体管液晶显示器主要由薄膜晶体管阵列基板、滤色片阵列基板、以及液晶层所构成。其中薄膜晶体管阵列基板是由多个阵列排列的薄膜晶体管以及与每个薄膜晶体管对应配置的像素电极所构成的多个像素结构。薄膜晶体管液晶显示器中单一像素的开口率(aperture ratio)，与来自背光模块中可穿透显示区域的光线多少有直接关系。以相同的耗电量而言，薄膜晶体管液晶显示器的开口率越高，越可改善其所呈现出的亮度。然而，液晶显示器的薄膜晶体管阵列基板以及滤色片阵列基板在组装对准时，黑色遮光层(black matrix)在实际上与滤色片(color filter)的对准常因不够精准，而造成上下或左右的对准偏移而产生漏光。因此，公知的液晶显示器薄膜晶体管阵列基板的制作方法中，设计的黑色遮光层的线宽将大于欲遮盖的部位，以完全的避免漏光，但也因此而使得液晶显示器的开口率降低。为了解决上述缺点，发展了滤色片阵列COA(color filter on array)的工艺来克服上述问题，也就是具有滤色片的液晶显示装置薄膜晶体管阵列基板(COA-TFT)的制造方法，以提高开口率，使分辨率增加的同时也可维持在高开口率的要求。图1A～图1G为公知的COA-TFT制造方法的截面图，共需九道光刻工序。首先，如图1A所示，在基板101上溅镀第一金属层102，定义出晶体管的栅极与其它组件。然后，如图1B所示，以等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方式依次沉积SiNx或SiOx的栅极绝缘层103、a-Si的半导体层104与n+Si的欧姆接触层105，再以光刻蚀刻方式形成有源区域的图案。随后，如图1C所示，溅镀上Ti/Al/Ti或Ti/Al的第二金属层106，并利用光刻蚀刻方式形成源极与漏极，再以干蚀刻方式蚀刻欧姆接触层105来形成沟道。接着如图1D所示，以化学气相沉积形成SiNx或SiOx的保护层107(Passivation layer)。接着，涂敷一层光敏黑色树脂，对其预烘，并经过光刻蚀刻工序之后，形成图案化的黑色遮光层108。完成上述步骤之后，涂敷一层光敏红色树脂，对其预烘，并执行一次光刻蚀刻工艺，同时形成红色像素区域的红色滤色片层109以及接触孔110(contacthole)。随后，分别对绿色与蓝色像素区域重复以上红色像素区域的步骤，形成绿色滤色片层111与蓝色滤色片层(图中未示)和其对应的接触孔(图中未示)，其结构如图1E所示。然后，依次涂敷一层平坦层(overcoat layer)112与光刻胶(图中未示)，再利用掩模进行光刻工艺来制作接触孔113，得到如图1F所示的结构。最后，如图1G所示，镀上一层透明电极层114，通过光刻工艺定义出像素区域的图案，即完成COA-TFT的工艺。如上所述，公知的COA-TFT制造方法，包括传统制造薄膜晶体管阵列基板的五道光刻工序加上制造滤色片的四道光刻工序，共需九道光刻工序。很明显的，COA-TFT制造方法虽然可提高开口率，但光刻工序数太多势必会降低产出的良率。因此，随着制造产业竞争越来越激烈，为了节省工艺成本且同时提高产率与产品的可靠度，如何减少COA-TFT制造方法的光刻工序数，为目前亟待解决的课题。
技术实现思路
本专利技术主要是利用光敏绝缘层(photosensitive insulating)作为薄膜晶体管的保护层与平坦层，来达到减少掩模数或工序的效果。并且，还可以通过喷墨形成滤色片或半色调掩模的技术来进一步减少掩模数或工序。本专利技术提供一种，包括下列步骤(A)提供一基板；(B)在该基板上形成多个具有一栅极、一源极、以及一漏极的晶体管，其中该栅极位于该基板的表面，该栅极与该源/漏极间插入有至少一半导体层以及一栅极绝缘层，该漏极及该源极间不电性连接；(C)在该基板上依次形成一第一光敏绝缘层以及一遮光层，且该第一光敏绝缘层以及该遮光层同为正型光刻胶或同为负型光刻胶；(D)图案化该第一光敏绝缘层以及该遮光层，其中该第一光敏绝缘层与该遮光层具有相同图案且覆盖该晶体管区；(E)在该基板上依次形成一第二光敏绝缘层以及一滤色片层，且该第二光敏绝缘层以及该滤色片层同为正型光刻胶或同为负型光刻胶；(F)图案化该第二光敏绝缘层以及该滤色片层，同时形成一第一接触孔于该漏极上的第二光敏绝缘层及滤色片层中，其中该第一接触孔穿过该第二光敏绝缘层与该滤色片层，以暴露部分该漏极；(G)选择性重复步骤(E)和(F)；以及(H)在该基板上形成一图案化透明电极层，且该图案化透明电极层与该漏极电性连接。该，采用的第一光敏绝缘层以及遮光层，必须同为正型光刻胶或负型光刻胶，由此才可同时对两者进行光刻工艺。同时，滤色片层以及第二光敏绝缘层也必须同为正型光刻胶或负型光刻胶，由此才可同时对两者进行光刻工艺，达到减少光刻工序的目的。本专利技术的方法所采用的第一光敏绝缘层以及第二光敏绝缘层可为任何具良好的光敏性、可作为薄膜晶体管保护层的材料，能有效保护薄膜晶体管不受外界空气中的水气或氧气影响。较佳的材料为以硅(Si)为主要材料，再混合一些有机或无机的物质，具有良好的绝缘性质与透光性，以及具有光刻胶一般显影的功能。更佳的为包括含有有机倍半硅氧烷(organic silsesquioxane，OSQ)的材料。本专利技术的方法中，漏极包括漏极电极、以及漏极导线，其中漏极导线是由漏极电极延伸的金属导线。该漏极导线可电性连接漏极与像素电极。如果利用本专利技术的方法所制造的液晶显示装置基板包括有辅助电容，则该漏极导线可作为辅助电容的上电极。本专利技术的方法中，栅极可为单层或多层结构的金属层，较佳为铝、钨、铬、铜、钛、氮化钛(TiNx)、铝合金、铬合金、钼金属、或其组合的单层结构、或者上述单层金属加上耐热金属层(例如Cr、Ta、Ti、MoW或其合金)层叠的多层结构。本专利技术的方法中，漏极以及源极可为单层或多层结构的金属层，较佳为铝、钨、铬、铜、钛、氮化钛(TiNx)、铝合金、铬合金、钼金属、或其组合的单层结构、或者包括耐热金属层(例如Ti、Cr、Mo)、低电阻配线层(例如Al)、以及中间导电层(例如Ti)的多层结构金属层，更佳为Ti/Al/Ti或Ti/Al的多层结构金属层。本专利技术的方法中，半导体层材料没有限制，较佳为非晶硅材料、或多晶硅材料。本专利技术的方法中，栅极绝缘层所适用的材料可为任一种可绝缘材料，较佳为有机材料、无机材料或其组合，更佳为氧化硅、氮化硅、氢氧化硅或其组合。本专利技术的方法中，透明电极层所适用的材料可为任一种透明且可导电的材料，较佳为氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、或氧化铟锡锌(ITZO)。而且，本专利技术的方法中，液晶显示装置基板的每一薄膜晶体管对应的滤色片层可视市场需要具有相同颜色、或具有不同的颜色，较佳地，如果为相邻的滤色片层则具有不同的颜色。另外，本专利技术用于液晶显示装置的基板的制作方法除了可在基板表面制造薄膜晶体管外，还可视工艺需求在基板表面制作端子接线区、或辅助电容区，以提供一完整的用于薄膜晶体管液晶显示器的基板。如上所述的，本专利技术提供一较佳的第一实施例，其中，该液晶显示器基板的表面形成有晶体管区、以及端子接线区。本专利技术较佳的第一实施例制造方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶显示装置基板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：（Ａ）提供一基板；（Ｂ）在该基板上形成多个具有一栅极、一源极、以及一漏极的晶体管，其中该栅极位于该基板的表面，该栅极与该源极及该漏极间插入有至少一半导体层以及一栅极绝 缘层，该漏极及该源极间不电性连接；（Ｃ）在该基板上依次形成一第一光敏绝缘层以及一遮光层，且该第一光敏绝缘层以及该遮光层为同型光刻胶；（Ｄ）图案化该第一光敏绝缘层以及该遮光层，其中该第一光敏绝缘层与该遮光层具有相同图案并且覆盖 该晶体管；（Ｅ）在该基板上依次形成一第二光敏绝缘层以及一具有颜色的滤色片层，且该第二光敏绝缘层以及该滤色片层为同型光刻胶；（Ｆ）图案化该第二光敏绝缘层以及该滤色片层，同时形成一第一接触孔在该漏极上，其中该第一接触孔穿过该第二 光敏绝缘层与该滤色片层，以暴露部分该漏极；（Ｇ）选择性重复步骤（Ｅ）和（Ｆ）；以及（Ｈ）在该基板上形成一图案化透明电极层，并且该图案化透明电极层与该漏极电性连接。

【技术特征摘要】
1.一种液晶显示装置基板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤(A)提供一基板；(B)在该基板上形成多个具有一栅极、一源极、以及一漏极的晶体管，其中该栅极位于该基板的表面，该栅极与该源极及该漏极间插入有至少一半导体层以及一栅极绝缘层，该漏极及该源极间不电性连接；(C)在该基板上依次形成一第一光敏绝缘层以及一遮光层，且该第一光敏绝缘层以及该遮光层为同型光刻胶；(D)图案化该第一光敏绝缘层以及该遮光层，其中该第一光敏绝缘层与该遮光层具有相同图案并且覆盖该晶体管；(E)在该基板上依次形成一第二光敏绝缘层以及一具有颜色的滤色片层，且该第二光敏绝缘层以及该滤色片层为同型光刻胶；(F)图案化该第二光敏绝缘层以及该滤色片层，同时形成一第一接触孔在该漏极上，其中该第一接触孔穿过该第二光敏绝缘层与该滤色片层，以暴露部分该漏极；(G)选择性重复步骤(E)和(F)；以及(H)在该基板上形成一图案化透明电极层，并且该图案化透明电极层与该漏极电性连接。2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤(B)中该基板上还形成有多个至少具有一端子线的端子接线区，且该端子线位于该基板的表面，该栅极绝缘层位于该端子线的表面。3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，步骤(F)中还同时形成有一第二接触孔在该端子接线区上，其中该第二接触孔至少穿过该第二光敏绝缘层及该滤色片层，以暴露部分该栅极绝缘层。4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，步骤(G)和步骤(H)之间还包括一步骤(G′)，对部分暴露出的该栅极绝缘层进行干蚀刻，以暴露部分该端子线。5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤(B)中该基板上还形成有多个至少具有一端子线以及一连接线的端子接线区，其中该端子线位于该基板的表面，该端子线和该连接线间插入有该栅极绝缘层，且该端子线和该连接线经由一通孔互相连接。6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，步骤(F)中还形成有一第二接触孔在该端子接线区上，其中该第二接触孔至少穿过该第二光敏绝缘层及该滤色片层，使部分该连接线暴露出来。7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤(B)中该基板上还形成有多个至少具有一下电极、一栅极绝缘层、以及一上电极的辅助电容区，其中该下电极位于该基板的表面、该栅极绝缘层插入在该上电极以及该下电极之间。8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤(D)中该第一光敏绝缘层以及该遮光层的图案化是利用一掩模同时对该第一光敏绝缘层以及该遮光层进行曝光显影而形成。9.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤(F)中该滤色...

【专利技术属性】
技术研发人员：董怡屏，丁进国，
申请(专利权)人：友达光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]