TWI307440B

TWI307440B -

Info

Publication number: TWI307440B
Application number: TW091124256A
Authority: TW
Inventors: yu fang Wang
Original assignee: Hannstar Display Corp
Priority date: 2002-10-21
Filing date: 2002-10-21
Publication date: 2009-03-11
Also published as: US20040075789A1

Description

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發明領域：一本發明係有關於一種液晶顯示器製程，特別係有關於 —種主動式陣列基板之結構及其製作方法。、相關技術說明： , 第1圖係顯示傳統液晶顯示器。主動式陣列基板3 〇與彩色濾光片基板30’中間夾著液晶層1。其製程步"驟為先將形色濾光圖素33、34、35與主動陣列20分別形成於不同玻壤基板上’再將此兩片基板30與30’對準密合，之後於中間灌入液晶1。由於兩片玻璃基板的對準貼合必須相當精確，且必須維持固定的間隔厚度’故此一對準貼合步驟常為嚴重影響整個面板製程良率的步驟。 ^ 為改善上述缺點，至今發展出許多整合式彩色濾光片 (integrated color filter, ICF)的技術，如c〇A(c:1〇r filter on array)製程及A0C(array on c〇ior filte。製程，其方式乃是將彩色濾光片、黑色矩陣與主動式陣列製造於同一片基板上，如此一來，則免去了必須極為精準貼合的嚴苛要求。以C0A(c〇l〇r filter on array)製程為例，參照第2圖的COA製程之剖面圖。其技術為先於一玻璃基板上10進行以製造電晶體23為主的主動式陣列2〇製程，完成後直接於其上進行彩色濾光片33、34、35製程，其不僅降低因對位誤差而可能造成漏光等現象而降低良率的風險’且具有提高開口率（Aperture ratio)及亮度等優點。目前在C0A製程中，彩色濾光片的製作，亦即R (紅色 )G (綠色）B (藍色）三色濾光圖案（c〇1〇r nii：er ’

1307440 五、發明說明（2) P^1 ^ coatlng) « 基板上，再利用叫=t —將單色樹脂均勾塗佈於陣列即分別需要-、f f >，仃微影製程，故三種顏色的濾光片在塗佈= 罩微影的程序，不僅製程複雜，，無法做有效利用刀田濾光片材料也在旋轉過程浪費樹脂材料的浪費降至^高生產成本。目此如何使彩色得最佳化之生產效处β :以及簡化C〇A的製程步驟以獲用於；的ΚΠΓ:;:::1題所在。 *:如顏料分散法、染色法=法已：方 ϊπϊϊ屬最普遍的方式。顏料分散法，如上述的旋：費且大方式’由於顏料光阻液的使用較為浪因而有電著上篁ί设備成本較高，故為降低量產的門檻， =有電者法、印刷法等方式的提出。印刷法的製造成本 ίϊ黑ί:ί有解析度及位置重現性較差等問題，然而隨喷墨印刷技術的日益發達，過去的問題也已逐-克服。 :墨印刷技術由於是數值驅動’纟自動化程度高，且用遮罩’製程步驟減少’材料利用率高，故生產成也降㈣t其不需或僅需少量溶劑，使製程廢棄物減少， =低對壞境的衝擊。目此基於上述優點，喷墨列印代傳統微影⑴thography)技術作為材料分配万式的潛力。發明概要有鑑於此，本發明之目的在於提出一種主動式陣列上 0611-8187Tiff ; A02020 ； Renee.ptd 第5頁 1307440

彩色濾光層結構及其製作方法。本發明之另一一簡易製程方法，期減少光罩數及提高良率。一目的為減少材料浪費以降低成本。目的為提供本發明之又為濾光層極線、極線與個開關線連接元件上色滤光個晝素鄰之晝實施例達成上結構，行訊號行訊號元件述目的，包含：一線構成，線所圍之形成於畫凸塊結構，且具有一露出層，形電極形素電極間具有成於凸塊成於彩色本發明提供一種主動式基板；一畫素陣列，由形成於基板上，其中由區域係構成複數個畫素素區域内，並與行訊號形成於列閘極線、行訊開關元件部份表面之接結構所圍之畫素區域内濾光層與凸塊結構的表間距。後数條列閘相鄰之列間區域；複數線及列閘極號線及開關觸窗；一彩 ;以及複數面’其中相凊參閱第3A至3D圖，其顯示本發明之一實施例之製作流程之上視圖。本實施例之主動式陣列基板，其製作步驟如下。請參閱第3A圖，首先提供一基板1〇，以下以使用玻璃材質為=，接著進行習知之主動陣列製程。形成之主動陣列包含複數條大體平行之列閘極線2丨、複數條大體平行之行訊號線22及複數個開關元件23，以TFT電晶體為例，其中，上述複數條列閘極線21與行訊號線2 2係彼此垂直相交以構成晝素陣列，其中複數條列閘極線21與行訊號線22所圍成的區域’則構成晝素區p。

1307440 五、發明說明（4) 成有^:，圖，接著進行凸塊結構的製作：於上述形形成一光^區的玻璃基板10上，全面性以旋轉塗佈方式 (如聚丙條/ ^未予顯示〕。該光阻材質可為實質上透明性較差（如^石厌酸脂（ΜΓΥΐΐ<：：/ Ρ〇1Υ Carb〇nate))或透明 bUck/ 亞醯胺〇炭黑/盼路樹脂（P〇lyimide/ carbon 不透明的：〇風^ ""Μ110 )的化學組成物，較佳為實質上料，例：浐：、、且成物。本實施例使用為透明性差的有機材塊社構，i接者利用光罩，以微影㈣方式定義出凸二？塊結構21，形成於列閑極線21、訊號線22、形成=* ▲但於電日日日體23上留有-接觸窗31以使後續步與電晶體23之沒極(未顯示)連接。此- 一特徵：以單一步驟定義出凸塊結構21，㈣電性連接的位置，故利用此方式義可出二= 备省略傳統R/G/Bf程中彩色濾光片須進行微影製作旦素電極的步驟，因而得以降低生產成本。，、，參閱第5圖，為噴墨印刷技術應用的示意圖：利用 =:技術對如圖3 B中所示之完成凸塊結構2】， Π ΪΪ彩色濾光顏料的分佈。使用噴墨頭5。，依 2義之形色渡光片之晝素圖形，將紅色渡光顏料於上述凸塊結構21’間屬於紅色之晝素區$，再依喷绛麗藍^色Ϊ光顏料35噴灑於上述凸塊結構21: 間屬於綠色、藍色之畫素區域，構成彩色濾光層。請參閱第3C圖，顯示利用嘴墨印刷技術形成之彩

1307440 五、發明說明（5) 光畫素，紅色濾光顏料33、綠色濾光顏料34及藍色濾光顏料35分別形成於上述凸塊結構21，間定義為紅色、綠“色/ 藍色之畫素區域。

、/请參閱第圖，最後利用濺鍍的方式，於上述彩色滅光畫素與凸塊結構的表面形成一實質為透明導電材質之書素電極32，例如為氧化銦錫，其中相鄰之該等晝素電極^ 具有一間距（未顯示）。 ” B 故依據第3D圖，本實施例之主動式陣列基板之結構係包括：一基板10(於最底層，未顯示）；複數條列閘極線21 、行訊號線22構成之畫素陣列形成於上述基板上，其中相鄰之列閘極線2 1與相鄰之行訊號線2 2所圍繞之區域則構成複數個畫素區域；複數個由TFT電晶體構成之開關元件23 則形成於每一上述晝素區域上，並與行訊號線22與列閘極線21電性連接；一凸塊結構21’形成於列閘極線21、訊號線22及電晶體23之上，並於電晶體23上方形成有一接觸窗 31 ; R33、G34、B35三種顏色之濾光顏料構成之彩色濾光層則形成於由凸塊結構21 ’所圍之畫素區域内；以及氧化姻錫層32(作為晝素電極32)形成於上述彩色濾光書素與該凸塊結構2 1的表面，其中相鄰之該等畫素電極間具有一間距。請參閱第4圖’其顯示第3D圖中之實施例由線段XX，剖切之副面圖。依據第4圖，並參照第3D圖’可更清楚地顯示本實施例之彩色濾光片的結構，其係包含一基板1 〇，例如是玻璃

〇611-8187TWf ： A02020 ； Renee.ptd 第 g 頁 1307440 五、發明說明（6) 基板，複數條μ 凸出之閘搞閘極線2 1 (顯示於第3 A圖）以及自閘極線2 1 此 ° a ’則形成於玻璃基板上。和源極2夕5b，閣則極Λ緣層24 ’係'形成於閑極心上；沒極25a 構成複數個t晶於閑極❿上方之閑極絕緣層24表面以絕緣Ϊ2晝複數條行訊號線22 ’係形成於問極區域ρ(顯示於第二域上’以與列閑極線圍出複數個畫素 Η炻ί Λ气本發明之主要結構，將凸塊結構21 ’形成於列示)、行訊號㈣、及電晶體23之上，並於;及 3目乂面形成—接觸窗31。而彩色濾光層33、34、 35則形成於凸塊結構21，所圍的畫素區域ρ内。複數個晝素電極32，形成於彩色濾光層33、34 H 查構2Γ的表面，其中相鄰之晝素電極間具有 Β ，且旦素電極32係順應性覆蓋接觸窗31以電性連接汲極25a表面。电丨王迷，然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限，本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本内，當可作些許之更動與濁錦，：：：範圍當視後附之巾請專利範圍所界m護第9頁 0611-8187TWf ； A02020 ； Renee.ptd 1307440 圖式簡單說明為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖示，作詳細說明如下：第1圖係顯示一種傳統液晶顯示器；第2圖係顯示一種C0A結構之剖面圖；第3 A〜3D圖係顯示本發明之實施例之製作流程之上視圖；第4圖係概要地顯示第3D圖中之實施例由線段XX’剖切之剖面圖；以及第5圖係概要地顯示喷墨印刷技術應用的示意圖。符號說明： 1〜液晶， 1 0〜玻璃基板； 1 0’〜玻璃基板； 2 0〜主動式陣列； 2 0 ’〜凸塊結構； 21 ~閘極線； 2 Γ〜閘極線上之凸塊結構； 2 2〜訊號線； 2 2 ’〜訊號線上之凸塊結構； 23〜電晶體； 23’〜電晶體上之凸塊結構； 2 4〜閘極絕緣層； 2 5 a ~没極；

0611-8187TWf ； A02020 ； Renee.ptd 第10頁 1307440 圖式簡單說明 2 5 b〜源極； 3 0〜主動式陣列基板； 30’〜彩色濾光片基板； 3 1〜接觸窗； 3 2〜晝素電極； 33〜R濾光片； 34~G濾光片； 35〜B濾光片； 5 0 ~喷墨頭。

0611-8187TWf ； A02020 ； Renee.ptd 第11頁

Claims

0 μ----------- ----- i i 案號 911242.¾ M m 濟更)正t

種主動式陣列上彩色濾光層結構，包含：板；成於：ίί:列條列閉極線、行訊號線構成，形圍之區域：ί成：，相鄰之該等列問極線與行訊號線所 t碭係構成複數個畫素區域；稷數個開關元件，形成於該等畫素區仃訊號線及列閘極線連接； 1舆該等元件：凸ίίΓ =於該等列閑極線、行訊號線及開關 j ο且具有一路出該等開關元件部份表面之接觸窗. 、一彩色濾光層，形成於該凸塊結構所圍之該箄全:，域内丨以及 °〆f旦素區複數個晝素電極形成於上述彩色濾光層與該凸的表面，其中相鄰之該等畫素電極間具有一間距，且=才2 素電極係經由該接觸窗連接於該開關元件。 I 2.如申請專利範圍第1項所述之主動式陣列上％光層結構，其中該基板為絕緣基板。形邑據 3·如申請專利範圍第1項所述之主動式陣列上奢光層結構，其中該開關元件為薄膜電晶體。〜 4. 如申請專利範圍第丨項所述之主動式陣列上光層結構’其中該凸塊結構的材質為有機材料。乂 5. 如申請專利範圍第i項所述之主動式陣列上彩色據光層結構’其中該凸塊結構之材質為聚亞醯胺 (poiyimide)、礙黑（carbon black)及酚醛樹脂（n〇v〇lak resin)之組成物。

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1307440 _ 案號 91124256；年月六、申請專利範圍 _ 矣‘成f t個旦素電極於上述彩色濾光層與該凸塊社槎的表面m鄰之該等晝素電極間具有-間⑬，素電極係經由該接觸窗連接於該開關元件。 ~息 1 2.如申請專利範圍第丨丨項所述之主動式陣濾光層結構的製作方法，其中該基板為絕緣基板。/色 1 3.如申請專利範圍第丨丨項所述之主動式濾光層結構的萝作t、i ·*+ _ 彳上彩色甲δ月專利範圍第11項所述之主動式陳；^ μ , 遽光層結構的製作方法，其中該凸塊結構二陣歹=色料。 J何質為有機材、15.如申請專利範圍第1 1項所述之主動式陳濾光層結構的製作方法，其中該凸塊結構之材办色胺（polyimide)、碳黑（carb〇n black)及酚醛負為t亞醯 (novolak resin)之組成物。舳 16. 如申請專利範圍第丨丨項所述之主動式列濾光層結構的製作方法’其中該畫素電極二：色電性連接於該開關元件。由該接觸由 17. 如申請專利範圍第丨i項所述之主動式遽光層、结構的製作方法，其中該彩色據早列上彩色層。 θ馬有機樹脂 18. 如申請專利範圍第η項所述之主動式陣遽光層結構的製作方法，其中該閘極線、 y 實質不透明導電材質。況唬線之材質為 19. 如申請專利範圍第u項所述之主動式陣列上彩色

0611-8187TWF1(20080604).p t c 第14頁 1307440 案號 9112425R 修正六、申請專利範圍濾光層結構的製作方法，豆φ 明導電材質。該晝素電極之材質為實質透 2 0 ·如申請專利範圍第丨濾光層結構的製作方法，立中、述之主動式陣列上彩色方式形成。〃 r該彩色濾光層為以喷墨印刷 21. —種主動式陣列卜桊& 可簡化使用之光罩，其]步驟，包色括慮光層結構的製作方法’ 提供一基板；形成複數條閘極線、訊號線之該閘極線與相鄰之該11江丞扳上，其中相鄰 ^州心邊訊唬線構成複數個書形成複數個開關元件於每一上述晝素區^ =域；訊號線與該閘極線連接；一埠上，並與該 :形成-彩色…於該凸塊結構〜畫〜形成-凸塊結構於該閘極線、該訊之上，並肖時於該開關元件上方形纟一=該開關元件素電極與該開關元件之接觸窗； _ ，以作為書内的表面)其中相鄰之該等晝素電極間具有素電極係經由該接觸窗連接於該開關元件構間1巨凸塊結 _ 且該畫 2 2.如申請專利範圍第21項所述之主動. 濾光層結構的製作方法，其中該基板為絕緣&陣列上彩色 23.如申請專利範圍第21項所述之主動本土反。涛獏電晶體。

0611-8187TWFl(200S0604).ptc 濾光層結構的製作方法，其中該開關元件"列上彩色 1307440 _.案號9Π24256_年月日__ 六、申請專利範圍 2 4. β申請專利範圍第2 1項所述之主動式陣列上彩色濾光層結構的製作方法，其中該凸塊結構的材質為有機材料。 2 5.如申請專利範圍第2 1項所述之主動式陣列上彩色濾光層結構的製作方法，其中該凸塊結構之材質為聚亞醯胺（polyimide)、碳黑（carbon black)及盼酸·樹脂 (novo 1 ak resin)之組成物 ° 2 6.如申請專利範圍第2 1項所述之主動式陣列上彩色濾光層結構的製作方法，其中該晝素電極係經由該接觸窗接連於該開關元件。 2 7.如申請專利範圍第2 1項所述之主動式陣列上彩色濾光層結構的製作方法，其中該彩色濾光層為有機樹脂層。 2 8.如申請專利範圍第2 1項所述之主動式陣列上彩色濾光層結構的製作方法，其中該閘極線、訊號線之材質為不透明導電材質。 2 9.如申請專利範圍第2 1項所述之主動式陣列上彩色濾光層結構的製作方法，其中該晝素電極之材質為為透明導電材質。 3 0.如申請專利範圍第2 1項所述之主動式陣列上彩色濾光層結構的製作方法，其中該彩色濾光層為以喷墨印刷方式形成。 3 1. —種主動式陣列上彩色濾光層結構，包含：一基板；

0611-8187TWF1(20080604).p t c 第16頁 1307440 i 號 911245>Μ

六、申睛專利範圍複數條列閘極線及自該該基板上，· 令閑極線凸出之閘極，形成於絕緣層’形成於該等開極上. 面一源極和汲極，形成於該等七以構成複數個電晶體；方之閘極絕緣層表域複數條行訊號線，形成於該閉以與該等列閘極線圍出複數個畫素j之—既定區一凸塊結構形成於上述列閘 ’、°°二，體之上’並於該等沒極部分表面形線、及電晶内；一杉色遽光層，形成於該凸塊結構所圍的畫；i域 ^數，晝素電極’形成於該彩色渡光層的表面，其中相鄰之該等晝素電極間具有一間距素電極順應性覆蓋該接觸窗以電性連接該等汲極表面一、>32·如申請專利範圍第31項所述之主動式陣列上色濾光層結構，其中該基板為絕緣基板。、> 3 3.如申請專利範圍第31項所述之主動式陣列上彩色遽光層結構’其中該凸塊結構的材質為有機材料。 34·如申請專利範圍第33項所述之主動式陣列上彩色滤光層結構’其中該有機材料為聚亞醯胺^^““心）、碳黑（carbon black)及酚醛樹脂（novoiak resin)之組成物。 3 5 ·如申請專利範圍第3 1項所述之主動式陣列上彩色濾光層結構’其中該畫素電極之材質為實質透明導電材

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