专利名称：液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种液晶显示器，尤指一种在彩色滤光层和金属层间具有加强两者间隔离性的绝缘膜的液晶显示器。
背景技术：
我们已知有一种彩色液晶显示器(liquid crystal display，LCD)是使用薄膜晶体管阵列(thin film transistor array)做为驱动对应像素电极的开关元件，这种彩色液晶显示器在晶体管阵列上方有一彩色滤光层，称做「阵列上彩色滤光片(color filter on array，COA」结构，晶体管阵列里的每一个晶体管都有一层金属层，可以使晶体管的源极或漏极区域和一个像素电极电耦合，其中像素电极可以是以铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)制成的透明电极，像素电极与晶体管的源极或漏极区域经由接点进行电耦合，藉由在彩色滤光层和金属层之间沉积一层绝缘膜，用以电性隔离这两层。具有阵列上彩色滤光片结构的传统液晶显示器在美国专利第6,031,512号(的后称512专利)(Kadota等人所著，篇名为「Color Filter Structure for Color Display Device」)和美国专利第6,198,520号(的后称520专利)(Kondo等人所著，篇名为「Color LiquidCrystal Display」)中有实例说明。
在512专利中，无机绝缘膜是位于彩色滤光片以及源极或漏极电极之间，成分可为磷硅玻璃(phosphosilicate glass，PSG)、无掺杂硅玻璃(nondoped silicateglass，NSG)或是其他类似的材料等等；在520专利中，无机绝缘层则是沉积在彩色滤光片和共用电极之间，材质是氮化硅。针对520专利所提到的具有无机绝缘膜的彩色液晶显示器，其制作方法需要用到两个光罩，而512专利在描述的方法中同样也需要两个光罩。
图1A到图1E说明使用两个光罩的传统方法，请参阅图1A，要制造一个彩色液晶显示器10，一开始要先准备一片透明基板12，在透明基板12之上形成晶体管阵列14，晶体管阵列14中的每一个晶体管(未图示)都形成有一金属层142，例如是漏极电极，然后在晶体管阵列14之上再形成一层由无机材料制成的绝缘膜16。形成绝缘膜16之后，如图1B所示，在绝缘膜16之上形成一光阻层18，这里利用具有预设图样的第一光罩182，来蚀刻绝缘膜16的未遮罩部份，以曝露出金属层142。如图1C所示，接着移除光阻层18，即形成接触窗20。之后，请参阅图1D，再于绝缘膜16之上形成彩色滤光层22，并同时填满接触窗20，彩色滤光层22包含有彩色树脂(未图示)以及分散在其中的颜料(未图示)，利用具有预设图样的第二光罩222，来移除彩色滤光层22的未遮罩部份，以曝露出接触窗20。请参阅图1E，最后形成像素电极24，可电耦合金属层142和彩色滤光片22。
如上所述，使用无机材料制作绝缘膜16需要一道成膜程序、两个光罩182和222以及一道蚀刻程序，才能够形成彩色液晶显示器10的彩色滤光片22，由此可见这个方法方法过于复杂，又不经济，除此之外，在形成过程中，彩色滤光片22里的颜料光阻可能会残留在接触窗20内，造成污染。
发明内容
因此，我们希望能提供一种更简单的方法来制造彩色液晶显示器，以及利用这种方法所制成的彩色液晶显示器。
有鉴于此，本发明是有关一种液晶显示器及其方法，以解决相关已有技术的限制和缺点所衍生的一个或多个问题。
为实现上述目的，本发明提供一种液晶显示器，其包含一基板；一金属层，形成于基板之上；一彩色滤光层，形成于金属层之上；一有机绝缘膜，由感光材质所形成，形成于金属层和彩色滤光层之间，可以物性和电性隔离金属层及彩色滤光层；以及一像素电极，形成于彩色滤光层之上。
在一构想中，感光材料包含一光阻材料。
在另一构想中，彩色滤光片包含一颜料光阻材料，光阻材料和颜料光阻材料有几乎相同的曝光波长。
根据本发明另一方面提供一种形成液晶显示器的方法，这个方法包括准备一基板；于基板之上形成一晶体管阵列，这个晶体管阵列包含一金属层；于晶体管阵列之上形成一感光层；于感光层之上形成一彩色滤光层；曝露出彩色滤光层和感光层底下的金属层；以及于彩色滤光层之上形成一像素电极，其中像素电极是与金属层电耦合。
在一构想中，曝露出金属层的步骤包括以预设图样遮罩彩色滤光层和感光层；以及移除部份的彩色滤光层和感光层，使金属层曝露出。
在另一构想中，感光层包含一光阻材料。
根据本发明又一方面提供一种形成液晶显示器的方法，该方法包括准备一基板；于基板之上形成一晶体管阵列，这个晶体管阵列还包含有一金属层；于晶体管阵列之上形成一感光层；曝露出位于感光层底下的金属层；于感光层之上形成一彩色滤光层；曝露出位于彩色滤光层底下的金属层；以及于彩色滤光层之上形成一像素电极，其中像素电极与金属层电耦合。
为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。
图1A到图1E说明制造彩色液晶显示器的传统方法；图2A和图2B说明根据本发明实施例的彩色液晶显示器的剖面；图3A到图3D说明根据本发明实施例制造彩色液晶显示器的方法；以及图4A到图4F说明根据本发明另一实施例制造彩色液晶显示器的方法。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例的具体说明中，所有图中相同或类似的元件采用相同的标号来标示。
图2A和图2B是根据本发明实施例的液晶显示器50的剖面图，请参阅图2A，液晶显示器50包含有透明基板52、在透明基板52上方的晶体管阵列层54、在晶体管阵列层54上方的有机绝缘层56、彩色滤光层58以及像素电极64。在一实施例中，透明基板52可以是玻璃基板或石英基板等，晶体管阵列层54 括多个晶体管(未图示)，其中每一个晶体管还包含有一金属层542，做为与晶体管的源极(未图示)或漏极(未图示)电耦合的共用电极，有机绝缘层56用以物性及电性隔离金属层542和像素电极64，另外，彩色滤光层58包含颜料光阻材料(未图示)，是由有机感光材料和分散其中的颜料所构成。
在一实施例中，有机绝缘层56包含感光材料，如光阻材料，我们利用有机绝缘层取代已有的无机绝缘层，藉此简化制造彩色液晶显示器的方法，在下面的段落里将会有详细讨论，其中，光阻材料和彩色滤光层58的颜料光阻材料有差不多相同的曝光波长。在一实施例中，光阻材料在曝光波长400nm到700nm范围间的穿透度大于70％；在另一实施例中，光阻材料是负光阻材料，当其曝光后变成不可溶，无法被显影剂洗掉；在又一实施例中，颜料光阻材料的热固敏感度大于光阻材料的1.5倍；在再一实施例中，颜料光阻材料的热固敏感度小于光阻材料的3倍。
请参阅图2B，液晶显示器50包括一金属层542′，其与接触窗60内的像素电极64接触，熟悉本技术的人士均知道图2A中的金属层542和图2B中的金属层542′可以属于同一个源极或漏极电极，除非金属层542是位于彩色滤光层58和位于接触窗区域下方的金属层542′之下。做为晶体管阵列54内晶体管的源极或漏极电极的金属层542′会与像素电极64电耦合，绝缘层56和彩色滤光层58均由有机感光材料所形成。
请参阅图3A，本发明方法首先要准备一片透明基板52，然后在透明基板52之上形成晶体管阵列54，在晶体管阵列54中的每一个晶体管都包含有一金属层542′，接着在晶体管阵列54之上形成一有机绝缘层56，例如是感光层，在一实施例中，此感光层包含光阻材料。
请参阅图3B，在有机绝缘层56之上方形成一层包含颜料光阻材料的彩色滤光层58。在一实施例中，光阻材料和彩色滤光层58中的颜料光阻材料有几乎相同的曝光波长，光阻材料在曝光波长400nm到700nm范围间的穿透度约大于70％；在另一实施例中，光阻材料是一种负光阻材料；在又一实施例中，颜料光阻材料的热固敏感度大于光阻材料的1.5倍；在再一实施例中，颜料光阻材料的热固敏感度小于光阻材料的3倍。然后提供有预设图案的光罩582，利用显影方式或是直接移除彩色滤光层58和有机绝缘层56未被遮罩的部份，使金属层542′露出。
和图1B利用无机绝缘层的方法比较，本发明的方法省去了一道成膜程序、一个光罩和一道蚀刻程序，即可形成接触窗。
请参阅图3C，已经露出了金属层542′并形成接触窗60，然后形成与金属层542′电耦合的像素电极64，如图3D所示。
图4A到图4F说明根据本发明另一实施例制造彩色液晶显示器的方法，请参阅图4A，本发明方法首先要准备一片透明基板72，在透明基板72上方形成晶体管阵列74，晶体管阵列74中的每一个晶体管都包含一金属层742，然后在晶体管阵列74上方形成一有机绝缘层76，在一实施例中，此一有机绝缘层76包含光阻材料，提供具有预设图案的第一光罩782，准备露出金属层742。
请参阅图4B，利用显影方式或是直接移除有机绝缘层76未被遮罩的部份，使金属层742露出。请参阅图4C，在有机绝缘层76的上方形成一层包含颜料光阻材料的彩色滤光层78。在一实施例中，有机绝缘层76和彩色滤光层78中的颜料光阻材料有几乎相同的曝光波长，有机绝缘层在曝光波长400nm到700nm范围间的穿透度约大于70％；在另一实施例中，有机绝缘层76包含一种负光阻材料；在又一实施例中，颜料光阻材料的热固敏感度大于有机绝缘层76的1.5倍；在再一实施例中，颜料光阻材料的热固敏感度小于有机绝缘层76的3倍。
请参阅图4D，提供具有预设图案的第二光罩784，准备露出金属层742。请参阅图4E，利用显影方式或是直接移除彩色滤光层78未被遮罩的部份，使金属层742露出。请参阅图4F，接着形成与金属层742电耦合的像素电极80。
与传统的方法比较，本发明的方法省去了一道成膜程序和一道蚀刻程序。
虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书所限定的范围内。
权利要求
1.一种液晶显示器，包括一基板；一金属层，形成于该基板之上；一彩色滤光层，形成于该金属层之上；一绝缘膜，由感光材料所组成，其形成于该金属层及该彩色滤光层之间，以物性及电性隔离该金属层及该彩色滤光层；以及一像素电极，形成于该彩色滤光层之上。
2.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于该感光材料包含一光阻材料。
3.如权利要求2所述的液晶显示器，其特征在于该彩色滤光层包含一颜料光阻材料，该光阻材料与该颜料光阻材料有几乎相同的曝光波长。
4.如权利要求2所述的液晶显示器，其特征在于该光阻材料在曝光波长400到700nm范围间有大于70％的穿透度。
5.如权利要求3所述的液晶显示器，其特征在于该颜料光阻材料的热固敏感度大于该光阻材料的1.5倍或小于该光阻材料的3倍。
6.一种制作液晶显示器的方法，包括下列步骤准备一基板；于该基板之上形成一晶体管阵列，该晶体管阵列包含一金属层；于该晶体管阵列之上形成一感光层；于该感光层之上形成一彩色滤光层；曝露出该彩色滤光层及该感光层下方的该金属层；以及于该彩色滤光层之上形成一像素电极，其中该像素电极是与该金属层电耦合。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于曝露出该金属层的步骤还包括以一预设图案的遮罩来罩幕蚀刻该彩色滤光层及该感光层；以及移除部份的该彩色滤光层及该感光层，以曝露出该金属层。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于该感光层包含一光阻材料，且该彩色滤光层包含一颜料光阻材料，该光阻材料与该颜料光阻材料有几乎相同的曝光波长。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于该光阻材料在曝光波长400nm到700nm范围间有大于70％的穿透度。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于该颜料光阻材料的热固敏感度大于该光阻材料的1.5倍或小于该光阻材料的3倍。
全文摘要
一种液晶显示器包括一基板；一金属层，形成于基板之上；一彩色滤光层，形成于金属层之上；一绝缘膜，由感光材料所组成，形成于金属层和彩色滤光层之间，可以物性和电性隔离金属层及彩色滤光层；以及一像素电极，形成于彩色滤光层之上。
文档编号G02F1/13GK1542520SQ20041003240
公开日2004年11月3日 申请日期2004年4月2日 优先权日2003年4月3日
发明者郭光埌, 叶圣修, 郭光 申请人:统宝光电股份有限公司