专利名称：主动元件阵列基板的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种元件阵列基板的制造方法，且特别涉及一种应用于光学自我补偿双折射型液晶显示面板中之主动元件阵列基板的制造方法。
背景技术：
随着科技的进步，视频或影像装置之体积日渐趋于轻薄。传统的阴极射线管显示器(Cathode Ray Tube，CRT)，虽然仍有其优点，但是由于内部电子腔的结构，使得显示器体积庞大而占空间。因此，配合光电技术与半导体制造技术所发展之平板显示器(Flat Panel Display)，例如液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光显示器(OrganicElectro-luminescence Display，OLED)或是等离子显示器(Plasma DisplayPanel，PDP)，已逐渐成为显示器产品之主流，而其中又以液晶显示器为目前显示器产品的主流。
液晶显示器根据所使用的液晶种类、驱动方式与光源设置位置等的不同而区分成许多种类。其中，光学自我补偿双折射型(OpticallyCompensated Birefringence，OCB)液晶显示器(以下称OCB液晶显示器)具有快速的反应速度，可提供计算机于播放动画或电影等快速变化之连续画面时，更加流畅之画面表现，所以其非常适合于高阶液晶显示器的应用。但是OCB液晶显示器必须让光学自我补偿双折射型液晶分子(以下称OCB液晶分子)由展曲态(Splay state)转换到弯曲态(Bend state)后，其会造成光线经过OCB液晶分子与彩色滤光基板后，产生色偏移的现象。
为了改善OCB液晶显示器的色偏移现象，一般而言，是以调整彩色滤光基板的红色滤光层、绿色滤光层与蓝色滤光层之各个厚度，以形成不同的液晶盒间隙(cell gap)来改善OCB液晶显示器的色偏移现象。
图1是一种公知的OCB液晶显示面板的剖面图。请参照图1，一种OCB液晶显示面板100，其包括薄膜晶体管阵列基板110、彩色滤光基板120与OCB液晶层130。其中，OCB液晶层130设置于薄膜晶体管阵列基板110与彩色滤光基板120之间。薄膜晶体管阵列基板110包括基板112、多条数据线(图中未表示)、多条扫描线(图中未表示)、多个薄膜晶体管114与多个像素电极116a、116b、116c。其中，薄膜晶体管114通过数据线与扫描线来控制。更详细而言，薄膜晶体管114包括栅极114a、第一介电层114b、通道层114c、欧姆接触层114d、源极114e、漏极114f与第二介电层114g。其中，第二介电层114g具有多个接触窗118，而像素电极116a、116b、116c会通过接触窗118与薄膜晶体管114电连接。值得注意的是，各像素电极116a、116b、116c与基板112之间的距离并不相等，因此各像素电极116a、116b、116c与彩色滤光基板120之间便维持不同的液晶盒间隙(cell gap)，其详述如后。
彩色滤光基板120包括基板122、黑矩阵(black matrix，BM)124、彩色滤光层126与共用电极层128，其中黑矩阵124设置于基板122上。此外，彩色滤光层126设置于基板122上，并覆盖部分黑矩阵124，而共用电极层128设置于彩色滤光层126上。更详细而言，彩色滤光层包括多个红色滤光层126a、多个绿色滤光层126b与多个蓝色滤光层126c。此外，红色滤光层126a与蓝色滤光层126c之厚度相等，而绿色滤光层126b之厚度高于红色滤光层126a与蓝色滤光层126c。其中，绿色滤光层126b对应于像素电极116b，而蓝色滤光层126c对应于像素电极116c，且红色滤光层126a对应于像素电极116a。
值得注意的是，像素电极116a与红色滤光层126a之间的液晶盒间隙d1为最大，而像素电极116b与绿色滤光层126b之间的液晶盒间隙d2为次之，且像素电极116c与蓝色滤光层126c之间的液晶盒间隙d3为最小，即液晶盒间隙关系为d1＞d2＞d3。此种OCB液晶显示面板100通过变更薄膜晶体管阵列基板110与彩色滤光基板120的设计，以形成多种的液晶盒间隙，因此此种OCB液晶显示面板100能够改善色偏移的现象。
然而，此种OCB液晶显示面板100不仅需改变薄膜晶体管阵列基板110的结构，还需改变彩色滤光基板120的结构。换言之，薄膜晶体管阵列基板110与彩色滤光基板120的制造方法必定与一般的作法有所不同。换言之，此OCB液晶显示面板100的制造流程是极为繁琐的。然而，此公知技术并未披露任何能够形成上述结构的方法。
发明内容
本发明之目的是提供一种主动元件阵列基板的制造方法，以制造出具有较佳光学特性的主动元件阵列基板。
为达上述或是其它目的，本发明提出一种主动元件阵列基板的制造方法，其包括下列步骤。首先，提供基板，在此基板上已形成多条扫描配线、多条数据配线、多个主动元件、第一介电层与第二介电层，其中扫描配线与数据配线在基板上定义出多个像素区域，而主动元件是通过扫描配线与数据配线来控制。第一介电层由主动元件中延伸至像素区域上方，而第二介电层覆盖于扫描配线、数据配线、主动元件与第一介电层。然后，提供半调式光刻掩膜(half tone mask)，并利用此半调式光刻掩膜来移除部分第二介电层，以形成多个接触窗，并在部分像素区域上方形成凹陷部。接着，在像素区域上方形成像素电极，其中像素电极通过接触窗电连接至主动元件。
在本发明之一实施例中，上述之像素区域可以是区分为多个红色像素区域、多个绿色像素区域以及多个蓝色像素区域，且凹陷部位于红色像素区域与绿色像素区域上方。
在本发明之一实施例中，上述之红色像素区域与绿色像素区域上方之像素电极与基板之间的最小距离可以相等。
在本发明之一实施例中，形成接触窗与凹陷部的方法可以是先利用半调式光刻掩膜在第二介电层上形成图案化光刻胶层。接着，以图案化光刻胶层为掩膜，移除部分第二介电层，以形成接触窗，并在部分像素区域上方形成凹陷部。然后，移除图案化光刻胶层。
在本发明之一实施例中，形成凹陷部的方法可以是移除部分像素区域上方之第二介电层之部分厚度。
在本发明之一实施例中，形成凹陷部的方法可以是完全移除部分像素区域上方之第二介电层。
在本发明之一实施例中，形成凹陷部的方法可以是完全移除部分像素区域上方之第二介电层与移除第一介电层之部分厚度。
在本发明之一实施例中，形成凹陷部的方法可以是完全移除部分像素区域上方之第二介电层与第一介电层。
基于以上所述，本发明是利用半调式光刻掩膜在形成接触窗的过程中，并同时减少位于像素区域上方之介电层厚度，因此具有此种主动元件阵列基板之OCB液晶显示面板将具有多种液晶盒间隙，以改善色偏移现象。
为让本发明之上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1是一种公知的OCB液晶显示面板的剖面图。
图2A至图2E是本发明第一实施例之主动元件阵列基板制造流程示意图。
图3是本发明第一实施例之一种OCB液晶显示面板之剖面图。
图4是本发明第二实施例之一种OCB液晶显示面板的剖面图。
图5是本发明第三实施例之一种OCB液晶显示面板的剖面图。
图6是本发明第四实施例之一种OCB液晶显示面板的剖面图。
主要元件标记说明100OCB液晶显示面板110薄膜晶体管阵列基板
112、122基板114薄膜晶体管114a栅极114b第一介电层114c通道层114d欧姆接触层114e源极114f漏极114g第二介电层116a、116b、116c像素电极118接触窗120彩色滤光基板124黑矩阵126彩色滤光层126a红色滤光层126b绿色滤光层126c蓝色滤光层128共用电极层130、500OCB液晶层200、201、202、203主动元件阵列基板210、420基板220主动元件221栅极222第一介电层
223通道层224欧姆接触层225源极226漏极230第二介电层240半调式光刻掩膜242透明基板244抗反光层244a不透光区域244b完全透光区244c部分透光区250a红色像素区域250b绿色像素区域250c蓝色像素区域252接触窗254凹陷部260图案化光刻胶层270像素电极300、301、302、303OCB液晶显示面板400彩色滤光阵列基板440黑矩阵460a红色滤光层460b绿色滤光层460c蓝色滤光层
480共用电极层d1、d2、d3、H1、H2、H3间距D1、D2、D3距离具体实施方式
第一实施例图2A至图2E是本发明第一实施例之主动元件阵列基板制造流程示意图。请参照图2A，本实施例之主动元件阵列基板的制造方法包括下列步骤。首先，提供基板210，并于基板210上形成扫描配线(图中未表示)与主动元件220之栅极221，且栅极221与扫描配线电连接。然后，于基板210上形成第一介电层222，且此第一介电层222覆盖住栅极221。接着，在第一介电层222上形成通道层223与欧姆接触层224。
在第一介电层222上形成数据配线(图中未表示)以及源极225与漏极226，其中数据配线与源极225电连接，且源极225与漏极226设置于欧姆接触层224上。此外，扫描配线与数据配线在基板210上定义出红色像素区域250a、绿色像素区域250b与蓝色像素区域250c。另外，源极225与漏极226的材质则可为铬金属、铝合金或是其它适当导体材料。在形成源极225与漏极226之后，以源极225与漏极226作为蚀刻掩膜，移除通道层223上方的欧姆接触层224，也就是会进行背通道蚀刻(Back ChannelEtching，BCE)。之后，于基板210上形成第二介电层230，以覆盖主动元件220与第一介电层222。另外，第二介电层230的材质例如为氮化硅(silicon nitride)或是其它适当之材质。
值得注意的是，本实施例虽然以三道光刻掩膜工序形成图2A所示之结构为例进行说明，但本发明并不限定形成图2A所示之结构所需的光刻掩膜数。
请参照图2B，提供半调式光刻掩膜240，而此半调式光刻掩膜240包括透明基板242与抗反光层244，其中透明基板242的材质例如是玻璃或石英。此外，此抗反光层244区分为不透光区域244a、完全透光区244b与部分透光区244c，其中部分透光区244c的透光率介于不透光区域244a与完全透光区244b的透光率之间。就本实施例而言，完全透光区244b的透光率为90％，而部分透光区244c的透光率为40％。值得注意的是，使得单一光刻掩膜具有不同透光率的方式并不限定于抗反光层244厚度的改变。举例而言，若在透明基板242形成多数条狭缝，则此区域也可以视为部分透光区244c。
继续参照图2B，然后，于第二介电层230上形成光刻胶材料层(图中未表示)。接着，利用上述之半调式光刻掩膜240对于此光刻胶材料层进行曝光工序。在显影工序之后，便在第二介电层230上形成图案化光刻胶层260。此外，图案化光刻胶层260暴露出漏极226上方之第二介电层230之部分表面。值得注意的是，由于部分透光区244c的位置对应于红色像素区域250a与绿色像素区域250b的位置，因此在曝光工序与显影工序之后，红色像素区域250a与绿色像素区域250b上方之图案化光刻胶层260的厚度小于蓝色像素区域250c上方之图案化光刻胶层260的厚度。
请参照图2C，以图案化光刻胶层260为掩膜，移除部分第二介电层230，以形成接触窗252，并在红色像素区域250a与绿色像素区域250b上方形成凹陷部254，而蓝色像素区域250c未有凹陷部254形成。之后，移除图案化光刻胶层260，如图2D所示。值得注意的是，本实施例以改善蓝色色偏移现象为例进行说明，因此在红色像素区域250a与绿色像素区域250b上方形成有凹陷部254。然而，就改善其它类型的色偏移而言(例如是红色色偏移或绿色色偏移)，凹陷部254并不限定于形成于红色像素区域250a与绿色像素区域250b上方。
请参照图2E，在第二介电层230上形成像素电极270，且各像素电极270通过接触窗252与漏极226电连接。至此，大致完成主动元件阵列基板200的制造。此外，像素电极270的材质可以是铟锡氧化物(Indium TinOxide，ITO)、铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide，IZO)或其它透明导电材料。
请继续参照图2E，利用上述之方法所制造出的主动元件阵列基板200中，红色像素区域250a与绿色像素区域250b的凹陷部254与基板210之间的最小距离分别为D1与D2。在本实施例中，距离D1与距离D2相等。然而，在其它实施例中，距离D1与距离D2也可以不相等。此外，由于蓝色像素区域250c上方并未形成凹陷部254，因此像素电极270至基板210之间距离D3大于距离D1、D2。更详细而言，距离D1与D2是大于第一介电层222之厚度，且距离D1与距离D3之差距例如是介于1000埃至1500埃(angstrom)之间。以下就采用此种主动元件阵列基板200之OCB液晶显示面板的结构进行说明。
图3是本发明第一实施例之一种OCB液晶显示面板之剖面图。请参照图3，此OCB液晶显示面板300包括主动元件阵列基板200、彩色滤光基板400与OCB液晶层500。彩色滤光阵列基板400设置于主动元件阵列基板200的对向，且OCB液晶层500设置于主动元件阵列基板200与彩色滤光阵列基板400之间。其中，主动元件阵列基板200制造方法为上述之主动元件阵列基板200的制造方法所制造出的，此处不再赘述。
彩色滤光阵列基板400包括基板420、黑矩阵440、多个红色滤光层460a、多个绿色滤光层460b、多个蓝色滤光层460c与共用电极层480。其中，黑矩阵440设置于基板420上。此外，红色滤光层460a、绿色滤光层460b以及蓝色滤光层460c设置于基板420上，并覆盖部分黑矩阵440，而共用电极层480设置于红色滤光层460a、绿色滤光层460b以及蓝色滤光层460c上。更详细而言，红色滤光层460a与红色像素区域250a相对应，绿色滤光层460b与绿色像素区域250b相对应，蓝色滤光层460c与蓝色像素区域250c相对应。
请继续参照图3，由于主动元件阵列基板200的像素电极270至基板210的距离分别为D1、D2、D3，因此主动元件阵列基板200与彩色滤光阵列基板400之间的液晶盒间隙为H1、H2、H3。此外，在本实施例中，H1＝H2＜H3。公知技术需要同时对于主动元件阵列基板110与彩色滤光基板120的结构进行改变才能达到改善色偏移，而本实施例利用半调式光刻掩膜240在形成接触窗252的过程中，同时在部分像素区域(例如是红色像素区域250a与绿色像素区域250b)上形成凹陷部254，以改变像素电极270与基板210之间的最小距离D1、D2、D3。换言之，采用此种主动元件阵列基板200之液晶显示面板300将具有多种液晶盒间隙，以改善色偏移现象。此外，随着半调式光刻掩膜240的部分透光区244c之透光率的不同，像素电极270与基板210之间的最小距离D1、D2、D3便能有多种变化，其详述如后。
第二实施例图4是本发明第二实施例之一种OCB液晶显示面板的剖面图。请参照图2B与图4，本实施例之主动元件阵列基板201的制造方法与上述之主动元件阵列基板200的制造方法相似，其不同之处在于由于半调式光刻掩膜240的部分透光区244c之透光率的不同，红色像素区域250a与绿色像素区域250b上之图案化光刻胶层260的厚度也就不同。因此，在形成接触窗252与凹陷部254之后，红色像素区域250a与绿色像素区域250b上之像素电极270与基板210之间的距离D1、D2小于蓝色像素区域250c上的像素电极270与基板210的距离D3。就本实施例而言，距离D1、D2等于第一介电层222之厚度，且距离D1、D2为相等。此外，距离D3与距离D1、D2之间的差距约为3000埃。
因此，具有此主动元件阵列基板201的OCB液晶显示面板301将具有多种液晶盒间隙H1、H2、H3。在本实施例中，液晶盒间隙H1、H2、H3关系为H1＝H2＜H3。同样地，随着欲改善的色偏移现象的不同，液晶盒间隙H1、H2、H3也就随着不同。
第三实施例图5是本发明第三实施例之一种OCB液晶显示面板的剖面图。请参照图5，本实施例之主动元件阵列基板202的制造方法与上述之主动元件阵列基板200、201的制造方法相似，其不同之处在于利用半调式光刻掩膜240所形成之图案化光刻胶层260(如图2B所示)为遮罩，完全移除第二介电层230与部份之第一介电层222。因此，凹陷部254内之像素电极270与基板210之间的距离D1、D2小于蓝色像素区域250c上的像素电极270至基板210之距离D3。就本实施例而言，距离D1、D2与D3的关系可以是D1＝D2＜D3，且距离D3与距离D1、D2之间的差距例如是介于4000埃至5500埃之间。因此，具有此主动元件阵列基板202之OCB液晶显示面板302具有多种液晶盒间隙H1、H2、H3。就本实施例而言，液晶盒间隙H1、H2、H3关系为H1＝H2＜H3，因此此OCB液晶显示面板302能够改善蓝色色偏移现象。同样地，为了改善其它颜色的色偏移，液晶盒间隙H1、H2、H3之间将有不同的关系。
第四实施例图6是本发明第四实施例之一种OCB液晶显示面板的剖面图。请参照图5，本实施例之主动元件阵列基板203的制造方法与上述之主动元件阵列基板200的制造方法相似，其不同之处在于利用半调式光刻掩膜240(如图2B所示)所形成之图案化光刻胶层260(如图2B所示)为遮罩，完全移除第二介电层230与第一介电层222。因此，凹陷部254内之像素电极270与基板210之间的距离D1、D2小于蓝色像素区域250c上的像素电极270至基板210之距离D3。就本实施例而言，距离D1、D2与D3的关系可以是D1＝D2＜D3，且距离D3与距离D1、D2之间的差距例如是7000埃之间。因此，具有此主动元件阵列基板203之OCB液晶显示面板303具有多种液晶盒间隙H1、H2、H3。就本实施例而言，液晶盒间隙H1、H2、H3关系为H1＝H2＜H3，因此此OCB液晶显示面板303能够改善蓝色色偏移现象。同样地，为了改善其它颜色的色偏移，液晶盒间隙H1、H2、H3之间将有不同的关系。
综上所述，本发明利用半调式光刻掩膜在形成接触窗的过程中，并同时减少位于像素区域上方之介电层厚度，因此具有此种主动元件阵列基板之OCB液晶显示面板将具有多种液晶盒间隙，以改善色偏移现象。此外，本发明之主动元件阵列的制造方法与现有的工艺兼容。另外，在不增加光刻掩膜数量的情况下，本发明能够制造出能够改善色偏移现象之主动元件阵列基板。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与改进，因此本发明之保护范围当视权利要求所界定者为准。
权利要求
1.一种主动元件阵列基板的制造方法，其特征是包括提供基板，该基板上已形成多条扫描配线、多条数据配线、多个主动元件、第一介电层与第二介电层，其中上述这些扫描配线与上述这些数据配线在该基板上定义出多个像素区域，而各个上述主动元件分别通过相对应之该扫描配线与该数据配线控制，且该第一介电层由各个上述主动元件中延伸至上述这些像素区域上方，该第二介电层覆盖于上述这些扫描配线、上述这些数据配线、上述这些主动元件与该第一介电层；提供半调式光刻掩膜，并利用该半调式光刻掩膜移除部分该第二介电层，以形成多个接触窗，并在部分上述这些像素区域上方形成凹陷部；以及在各个上述像素区域上方形成像素电极，其中各个上述像素电极通过相对应之该接触窗电连接至该主动元件。
2.根据权利要求1所述之主动元件阵列基板的制造方法，其特征是上述这些像素区域区分为多个红色像素区域、多个绿色像素区域以及多个蓝色像素区域，且该凹陷部位于上述这些红色像素区域与上述这些绿色像素区域上方。
3.根据权利要求2所述之主动元件阵列基板的制造方法，其特征是上述这些红色像素区域与上述这些绿色像素区域上方之该像素电极与该基板之间的最小距离为相等。
4.根据权利要求1所述之主动元件阵列基板的制造方法，其特征是形成该接触窗与该凹陷部的步骤包括利用该半调式光刻掩膜在该第二介电层上形成图案化光刻胶层；以该图案化光刻胶层为掩膜，移除部分该第二介电层，以形成上述这些接触窗，并在部分上述这些像素区域上方形成该凹陷部；以及移除该图案化光刻胶层。
5.根据权利要求4所述之主动元件阵列基板的制造方法，其特征是形成该凹陷部的步骤包括移除部分上述这些像素区域上方之该第二介电层之部分厚度。
6.根据权利要求4所述之主动元件阵列基板的制造方法，其特征是形成该凹陷部的步骤包括完全移除部分上述这些像素区域上方之该第二介电层。
7.根据权利要求4所述之主动元件阵列基板的制造方法，其特征是形成该凹陷部的步骤包括完全移除部分上述这些像素区域上方之该第二介电层与移除该第一介电层之部分厚度。
8.根据权利要求4所述之主动元件阵列基板的制造方法，其特征是形成该凹陷部的步骤包括完全移除部分上述这些像素区域上方之该第二介电层与该第一介电层。
全文摘要
一种主动元件阵列基板的制造方法。提供基板，且此基板上已形成有多条扫描配线、多条数据配线、多个主动元件、第一介电层与第二介电层。扫描配线与数据配线在基板上定义出多个像素区域，而第一介电层由主动元件中延伸至像素区域上方，且第二介电层覆盖于第一介电层上。然后，利用半调式光刻掩膜所形成之图案化光刻胶层为遮罩来移除部分第二介电层，以形成多个接触窗与在部分像素区域上方形成凹陷部。然后，在像素区域上形成像素电极。因此，具有此主动元件阵列基板之液晶显示面板将具有多种液晶盒间隙，以改善色偏移现象。
文档编号G02F1/133GK101075583SQ20061008052
公开日2007年11月21日 申请日期2006年5月15日 优先权日2006年5月15日
发明者刘梦麒, 张原豪 申请人:中华映管股份有限公司