CN101013221A - 彩色滤光层的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种彩色滤光层的制造方法,该方法包括:提供一主动组件阵列基板,该主动组件阵列基板中具有不透光金属图案;随后,以该不透光金属图案作为罩幕,利用背面曝光方式,在该主动组件阵列基板上形成黑色矩阵,该黑色矩阵定义出多个像素区;接着,在所述像素区中形成多个彩色滤光图案。本发明所提出的彩色滤光层的制造方法可制作出没有对位误差的黑色矩阵,因此有助于制作出无彩色滤光层组立偏差的面板,且利用本发明所提出的彩色滤光层的制造方法能节省光罩的使用,而降低面板的制造成本,另外本发明所提出的彩色滤光层的制造方法有助于制作出具有高开口率的面板。

Description

彩色滤光层的制造方法
技术领域
本发明是有关于一种彩色滤光图案的制造方法(METHOD FORFABRICATING COLOR FILTER LAYER),且特别是有关于一种无对位误差的彩色滤光图案的制造方法。
背景技术
阴极射线管(Cathode Ray Tube,CRT)因具有优异的显示品质与经济性,其一直独占近年来的显示器市场。然而,对于个人在桌上操作多数终端机/显示器装置的环境,或是以环保的观点切入,若以节省能源的潮流加以预测,阴极射线管因空间利用以及能源消耗上仍存在很多问题。在轻、薄、短、小以及低消耗功率的需求方面,CRT无法提供有效的解决之道。因此,具有高画质、空间利用效率高、低消耗功率、无辐射等优越特性的薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display,TFT-LCD)已逐渐成为市场的主流。
随着TFT-LCD的尺寸不断放大,将彩色滤光层制作在薄膜晶体管阵列上(Color Filter on Array,COA)的结构已广泛应用在许多液晶显示器上。
影响TFT-LCD面板品质的因素有许多,其中以对比对于显示品质的影响最为关键,而影响对比最重要的参数为辉度;其中,辉度又受到许多因素的影响,例如背光的亮度、各层薄膜的穿透率、开口率(aperture ratio)、黑色矩阵的对位精度与彩色滤光层的组立精度等。然而,上述各项影响辉度的参数都可由材料或是设计加以改善,唯独彩色滤光层的组立精度与黑色矩阵的对位精度仍受限于设备能力而难以调整,进而造成面板透光率下降。
发明内容
有鉴于上述先前技术所遭遇到的问题,本发明的目的在于提供一种彩色滤光层的制造方法,其可解决黑色矩阵的对位误差与彩色滤光层的组立偏差的问题。
本发明提出一种彩色滤光层的制造方法,其包括:提供一主动组件阵列基板,该主动组件阵列基板中具有一不透光金属图案;随后,以不透光金属图案作为罩幕,利用背面曝光方式在该主动组件阵列基板上形成一黑色矩阵,该黑色矩阵定义出多个像素区;接着,在所述像素区中形成多个彩色滤光图案。
依照本发明的较佳实施例,在上述彩色滤光层的制造方法中,主动组件阵列基板包括薄膜晶体管阵列基板,该薄膜晶体管阵列基板中具有多个薄膜晶体管。
依照本发明的较佳实施例,在上述彩色滤光层的制造方法中,不透光金属图案包括薄膜晶体管中的源极与漏极。
依照本发明的较佳实施例,在上述彩色滤光层的制造方法中,不透光金属图案包括薄膜晶体管中的栅极。
依照本发明的较佳实施例,在上述彩色滤光层的制造方法中,不透光金属图案包括主动组件阵列基板中的扫描配线。
依照本发明的较佳实施例,在上述彩色滤光层的制造方法中,不透光金属图案包括主动组件阵列基板中的数据配线。
依照本发明的较佳实施例,在上述彩色滤光层的制造方法中,不透光金属图案包括主动组件阵列基板中的共享配线。
依照本发明的较佳实施例,在上述彩色滤光层的制造方法中,彩色滤光图案包括红色滤光图案、绿色滤光图案或蓝色滤光图案。
依照本发明的较佳实施例,在上述彩色滤光层的制造方法中,彩色滤光图案的材料包括光刻胶材料。
本发明另提出一种彩色滤光层的制造方法,其包括:提供一主动组件阵列基板,该主动组件阵列基板中具有不透光金属图案;接着,形成负型光刻胶层,覆盖于主动组件阵列基板上;然后,进行背面曝光制造工艺,以不透光金属图案作为罩幕,对负型光刻胶层曝光;接下来,进行显影制造工艺,负型光刻胶层形成图案化负型光刻胶层;之后,形成遮光层于主动组件阵列基板上,遮光层覆盖图案化负型光刻胶层;再者,移除图案化负型光刻胶层及位于图案化负型光刻胶层上的遮光层,而在遮光层中定义出多个像素区;接着,形成多个彩色滤光图案于像素区中。
依照本发明的另一较佳实施例,在上述黑色矩阵的制造方法中,移除图案化负型光刻胶层及位于图案化负型光刻胶层上的遮光层的方法包括剥离法(lift-off)。
依照本发明的另一较佳实施例,在上述彩色滤光层的制造方法中,遮光层的材料为黑色树脂、铬或氧化铬。
本发明又提出一种彩色滤光层的制造方法,其包括提供一主动组件阵列基板,该主动组件阵列基板中具有不透光金属图案;接着,形成黑色正型光刻胶层,覆盖于主动组件阵列基板上;然后,进行背面曝光制造工艺,以不透光金属图案作为罩幕,对黑色正型光刻胶层曝光;接下来,进行显影制造工艺,黑色正型光刻胶层形成图案化黑色正型光刻胶层,且图案化黑色正型光刻胶层定义出多个像素区;之后,形成多个彩色滤光图案于像素区中。
基于上述,由于本发明所提出的彩色滤光层的制造方法是以主动组件阵列基板中的不透光金属图案作为罩幕,利用背面曝光方式在主动组件阵列基板上形成黑色矩阵,所制作出的黑色矩阵没有对位误差,且有助于制作出无彩色滤光层组立偏差的面板。此外,由本发明所提出的彩色滤光层的制造方法也可以节省光罩的使用,而降低面板的制造成本。
另一方面,由本发明所提出的彩色滤光层的制造方法所制造的彩色滤光层,其黑色矩阵是配置于主动组件阵列基板上,且位于主动组件阵列基板中的不透光金属图案上方的主动组件阵列基板上,而且黑色矩阵与不透光金属图案具有相同的图案,因此有助于制作出具有高开口率的面板。
附图说明
图1A、图1B所示的是本发明一实施例的彩色滤光层的制造流程上视图。
图2A至图2D所示的是本发明一实施例沿图1A中剖面线A-A’的彩色滤光层的制造流程剖面图。
图3A至图3C所示的是本发明另一实施例沿图1A中剖面线A-A’的彩色滤光层的制造流程剖面图。
图4所示的是本发明另一实施例的彩色滤光层的上视图。
主要组件符号说明:
100、200:主动组件阵列基板
100’:基板
102:扫描配线
104:数据配线
106、204:像素区
108:共享配线
110:像素电极
112:薄膜晶体管
114:栅极
116:源极
118:漏极
120:平坦层
122:开口
124:负型光刻胶层
126:图案化负型光刻胶层
128:遮光层
130、134、202:黑色矩阵
132:黑色正型光刻胶
136:栅介电层
138:半导体层
140:欧姆接触层
142:彩色滤光图案
144:保护层
206:第一区域
208:第二区域
210:第三区域
212:红色滤光图案
214:绿色滤光图案
216:共享配线
218:金属导线
具体实施方式
为让本发明的上述和其它目的、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1A、图1B所示的是本发明一实施例的彩色滤光层的制造流程上视图。
首先,请先参照图1A,提供一个主动组件阵列基板100,例如是薄膜晶体管阵列基板。在主动组件阵列基板100中,基板100’上的多条扫描配线102与多条数据配线104构成多个像素区106,而共享配线108穿过像素区106,像素电极110位于像素区106中,薄膜晶体管112位于扫描配线102与数据配线104相交处。在此实施例中,不透光金属图案可由扫描配线102、数据配线104、共享配线108及薄膜晶体管112中的栅极114、源极116与漏极118等金属图案所构成,但本发明并不受限于此种构成方式。在此技术领域具有通常知识者可清楚地了解,只要是主动组件阵列基板中的不透光的金属层都可以作为本发明的不透光金属图案。
以下,以图1A中穿过薄膜晶体管112的剖面线A-A’来介绍黑色矩阵的制造流程。
图2A至图2D所示的是本发明一实施例沿图1A中剖面线A-A’的彩色滤光层的制造流程剖面图。
首先,请参照图2A,提供一基底100’,在基底100’上已形成有薄膜晶体管112。薄膜晶体管112中的不透光金属图案为栅极114(与图1A中的扫描配线102为同一金属层)、源极116与漏极118(与图1A中的扫描配线104为同一金属层)。平坦层120覆盖于薄膜晶体管112上,且平坦层120具有暴露出漏极118的开口122,像素电极110透过开口122与漏极118电性连接。栅介电层136、半导体层138与欧姆接触层140由下而上依序配置于栅极114与源极116、漏极118之间,而保护层144配置于平坦层120与源极116、漏极118之间。
接着,请参照图2B,在基板100’上形成负型光刻胶层124。负型光刻胶层124覆盖平坦层120及像素电极110。接着,以薄膜晶体管112中的栅极114、源极116与漏极118等不透光金属层作为罩幕,对负型光刻胶层124进行一个背面曝光制造工艺。
然后,请参照图2C,对负型光刻胶层124进行显影制造工艺,移除栅极114、源极116与漏极118等不透光金属层上方的负型光刻胶层124,以形成图案化负型光刻胶层126。
接下来,在基板100’上形成遮光层128。遮光层128覆盖图案化负型光刻胶层126、平坦层120及像素电极110。遮光层128的材料可为黑色树脂、铬或氧化铬,或是其它不透光金属材料。值得注意的是,当遮光层128的材料为铬或是其它不透光金属材料时,必须先在像素电极110与遮光层128形成透明绝缘层(未图示),以防止像素电极110与遮光层128产生短路。
之后,请参照图2D,移除图案化负型光刻胶层126及位于图案化负型光刻胶层126上的遮光层128(如图2C),而形成位于栅极114、源极116与漏极118等不透光金属层上方的黑色矩阵130。黑色矩阵130定义出像素区106。举例而言,可利用剥离法来移除图案化负型光刻胶层126及位于图案化负型光刻胶层126上的遮光层128。
再者,在像素区106中形成彩色滤光图案142。彩色滤光图案142可包括红色滤光图案、绿色滤光图案或蓝色滤光图案。彩色滤光图案142的材料可包括光刻胶材料。举例而言,由进行红色、绿色或蓝色光刻胶的涂布、曝光、显影、烘烤及研磨等步骤,可形成彩色滤光图案142。
图3A至图3C所示的是本发明另一实施例沿图1A中剖面线A-A’的彩色滤光层的制造流程剖面图。
首先,请参照图3A,提供一基底100’,在基底100’上已形成有薄膜晶体管112。薄膜晶体管112中的不透光金属图案为栅极114(与图1A中的扫描配线102为同一金属层)、源极116与漏极118(与图1A中的扫描配线104为同一金属层)。平坦层120覆盖于薄膜晶体管112上,且平坦层120具有暴露出漏极118的开口122,像素电极110透过开口122与漏极118电性连接。栅介电层136、半导体层138与欧姆接触层140由下而上依序配置于栅极114与源极116、漏极118之间,而保护层144配置于平坦层120与源极116、漏极118之间。
接着,请参照图3B,在基板100’上形成黑色正型光刻胶层132。黑色正型光刻胶层132覆盖平坦层120及像素电极110。接着,以薄膜晶体管112中的栅极114、源极116与漏极118等不透光金属层作为罩幕,对黑色正型光刻胶层132进行背面曝光制造工艺。
然后,请参照图3C,对黑色正型光刻胶层132(如图3B)进行显影制造工艺,以移除栅极114、源极116与漏极118等不透光金属层上方以外的黑色正型光刻胶层132,而形成黑色矩阵134。黑色矩阵134定义出像素区106。
再者,在像素区106中形成彩色滤光图案142。彩色滤光图案142可包括红色滤光图案、绿色滤光图案或蓝色滤光图案。彩色滤光图案142的材料可包括光刻胶材料。举例而言,由进行红色、绿色或蓝色光刻胶的涂布、曝光、显影、烘烤及研磨等步骤,可形成彩色滤光图案142。
以下,请同时参照图1A与图1B,要在图1A的主动组件阵列基板100上形成彩色滤光层,可参照图2A至图2D(或图3A至图3C)中所说明的方法,以扫描配线102、数据配线104、共享配线108及薄膜晶体管112中的栅极114、源极116与漏极118等不透光金属图案作为罩幕,利用背面曝光方式在主动组件阵列基板100上形成图1B中的黑色矩阵130(或134),黑色矩阵130(或134)定义出像素区106。接着,在黑色矩阵130(或134)所定义出的像素区106中形成彩色滤光图案142。
由于上述黑色矩阵130、134是以主动组件阵列基板100中的扫描配线102、数据配线104、共享配线108及薄膜晶体管112中的栅极114、源极116与漏极118等不透光金属图案作为罩幕,利用背面曝光方式在主动组件阵列基板100上形成,因此所制作出的黑色矩阵130、134不会产生对位误差,而有助于制作出没有彩色滤光层组立偏差的面板,另一方面也可以节省光罩的使用,而降低面板的制造成本。
请继续参照图1A与图1B。图1B中的黑色矩阵130(或134)是配置于主动组件阵列基板100上,且位于图1A的主动组件阵列基板100中的扫描配线102、数据配线104、共享配线108及薄膜晶体管112中的栅极114、源极116与漏极118等不透光金属图案上方,而黑色矩阵130(或134)与扫描配线102、数据配线104、共享配线108及薄膜晶体管112中的栅极114、源极116与漏极118所组成的不透光金属图案具有相同的图案,因此有助于制作出具有高开口率的面板。
图4所示的是本发明另一实施例的彩色滤光层的上视图。
请参照图4,依照主动组件阵列基板200的设计,由黑色矩阵202所定义的像素区204可区分为第一区域206、第二区域208及第三区域210。在图4中,黑色矩阵202能分隔出第三区域210,原因在于像素设计时,在共享配线216与漏极(未图示)之间具有一金属导线218,而使得漏极与像素电极(未图示)的接触窗移至共享配线所致。
如图4所示,像素区204中可包括二种以上的彩色滤光图案,由此能调整面板的色调。彩色滤光图案可以是红色滤光图案、绿色滤光图案或蓝色滤光图案。举例来说,可在第一区域206与第二区域208中配置红色滤光图案212,在第三区域210中配置绿色滤光图案214,以改善色调的问题。
综上所述,本发明至少具有下列优点:
1.本发明所提出的彩色滤光层的制造方法可制作出没有对位误差的黑色矩阵,因此有助于制作出无彩色滤光层组立偏差的面板。
2.利用本发明所提出的彩色滤光层的制造方法能节省光罩的使用,而降低面板的制造成本。
3.本发明所提出的彩色滤光层的制造方法有助于制作出具有高开口率的面板。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何熟习此技艺者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,因此本发明的保护范围当以权利要求所界定者为准。

Claims (29)

1.一种彩色滤光层的制造方法,该方法包括以下步骤:
提供一主动组件阵列基板,该主动组件阵列基板中具有一不透光金属图案;
以所述不透光金属图案作为罩幕,利用背面曝光在所述主动组件阵列基板上形成黑色矩阵,该黑色矩阵定义出多个像素区;以及
在所述像素区中形成多个彩色滤光图案。
2.如权利要求1所述的彩色滤光层的制造方法,其特征在于,所述主动组件阵列基板包括一薄膜晶体管阵列基板,且该薄膜晶体管阵列基板具有多个薄膜晶体管。
3.如权利要求2所述的彩色滤光层的制造方法,其特征在于,所述不透光金属图案包括各所述薄膜晶体管的源极与漏极。
4.如权利要求2所述的彩色滤光层的制造方法,其特征在于,所述不透光金属图案包括各所述薄膜晶体管的栅极。
5.如权利要求1所述的彩色滤光层的制造方法,其特征在于,所述不透光金属图案包括所述主动组件阵列基板的扫描配线。
6.如权利要求1所述的彩色滤光层的制造方法,其特征在于,所述不透光金属图案包括所述主动组件阵列基板的数据配线。
7.如权利要求1所述的彩色滤光层的制造方法,其特征在于,所述不透光金属图案包括所述主动组件阵列基板中的共享配线。
8.如权利要求1所述的彩色滤光层的制造方法,其特征在于,各所述彩色滤光图案包括红色滤光图案、绿色滤光图案或蓝色滤光图案。
9.如权利要求1所述的彩色滤光层的制造方法,其特征在于,各所述彩色滤光图案的材料包括光刻胶材料。
10.一种彩色滤光层的制造方法,该方法包括以下步骤:
提供一主动组件阵列基板,该主动组件阵列基板中具有一不透光金属图案;
形成一负型光刻胶层,覆盖于所述主动组件阵列基板上;
进行一背面曝光制造工艺,以所述不透光金属图案作为罩幕,对所述负型光刻胶层曝光;
进行一显影制造工艺,所述负型光刻胶层形成一图案化负型光刻胶层;
形成一遮光层于所述主动组件阵列基板上,所述遮光层覆盖所述图案化负型光刻胶层;
移除所述图案化负型光刻胶层及位于所述图案化负型光刻胶层上的所述遮光层,而在该遮光层中定义出多个像素区;以及
形成多个彩色滤光图案于所述像素区中。
11.如权利要求10所述的彩色滤光层的制造方法,其特征在于,移除所述图案化负型光刻胶层及位于该图案化负型光刻胶层上的所述遮光层的步骤包括剥离法。
12.如权利要求10所述的彩色滤光层的制造方法,其特征在于,所述遮光层的材料为黑色树脂、铬或氧化铬。
13.如权利要求10所述的彩色滤光层的制造方法,其特征在于,所述主动组件阵列基板包括一薄膜晶体管阵列基板,该薄膜晶体管阵列基板具有多个薄膜晶体管。
14.如权利要求13所述的彩色滤光层的制造方法,其特征在于,所述不透光金属图案包括各所述薄膜晶体管的源极与漏极。
15.如权利要求13所述的彩色滤光层的制造方法,其特征在于,所述不透光金属图案包括各所述薄膜晶体管的栅极。
16.如权利要求10所述的彩色滤光层的制造方法,其特征在于,所述不透光金属图案包括所述主动组件阵列基板的扫描配线。
17.如权利要求10所述的彩色滤光层的制造方法,其特征在于,所述不透光金属图案包括所述主动组件阵列基板的数据配线。
18.如权利要求10所述的彩色滤光层的制造方法,其特征在于,所述不透光金属图案包括所述主动组件阵列基板的共享配线。
19.如权利要求10所述的彩色滤光层的制造方法,其特征在于,各所述彩色滤光图案包括红色滤光图案、绿色滤光图案或蓝色滤光图案。
20.如权利要求10所述的彩色滤光层的制造方法,其特征在于,各所述彩色滤光图案的材料包括光刻胶材料。
21.一种彩色滤光层的制造方法,该方法包括以下步骤:
提供一主动组件阵列基板,该主动组件阵列基板具有一不透光金属图案;
形成一黑色正型光刻胶层,覆盖于所述主动组件阵列基板上;
进行一背面曝光制造工艺,以所述不透光金属图案作为罩幕,对所述黑色正型光刻胶层曝光;
进行一显影制造工艺,所述黑色正型光刻胶层形成一图案化黑色正型光刻胶层,且该图案化黑色正型光刻胶层定义出多个像素区;以及
形成多个彩色滤光图案于所述像素区中。
22.如权利要求21所述的彩色滤光层的制造方法,其特征在于,所述主动组件阵列基板包括一薄膜晶体管阵列基板,且该薄膜晶体管阵列基板具有多个薄膜晶体管。
23.如权利要求22所述的彩色滤光层的制造方法,其特征在于,所述不透光金属图案包括各所述薄膜晶体管的源极与漏极。
24.如权利要求22所述的彩色滤光层的制造方法,其特征在于,所述不透光金属图案包括各所述薄膜晶体管的栅极。
25.如权利要求21所述的彩色滤光层的制造方法,其特征在于,所述不透光金属图案包括所述主动组件阵列基板的扫描配线。
26.如权利要求21所述的彩色滤光层的制造方法,其特征在于,所述不透光金属图案包括所述主动组件阵列基板的数据配线。
27.如权利要求21所述的彩色滤光层的制造方法,其特征在于,所述不透光金属图案包括所述主动组件阵列基板的共享配线。
28.如权利要求21所述的彩色滤光层的制造方法,其特征在于,各所述彩色滤光图案包括红色滤光图案、绿色滤光图案或蓝色滤光图案。
29.如权利要求21所述的彩色滤光层的制造方法,其特征在于,各所述彩色滤光图案的材料包括光刻胶材料。
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