[发明专利]彩色滤光片形成于薄膜晶体管阵列基板上的制造方法

说明书

【技术领域】

本发明是有关一种薄膜晶体管液晶显示器(thin film transistor LCD，TFT-LCD)中薄膜晶体管阵列基板的制造方法，特别有关一种将彩色滤光片(Color filter，CF)形成于薄膜晶体管阵列基板上的制造方法。

【背景技术】

薄膜晶体管液晶显示器主要是由薄膜晶体管阵列基板、彩色滤光片、和液晶层所构成。早期制造薄膜晶体管液晶显示器的技术中，彩色滤光片与作为驱动开关的薄膜晶体管是配置在不同基板上，且位于液晶层两侧，然而这种配置方式会造成面板的开口率降低，进而影响面板的亮度与画质表现。由于近年来，市场上对于面板开口率及亮度的需求与日俱增，业界为因应市场需求进而开发出一种彩色滤光片直接形成于阵列基板上(Color filter onarray，COA)的技术，亦即将彩色滤光片及薄膜晶体管做在同一块玻璃基板上，如此不仅可以提升面板开口率，增加面板亮度，而且避免了以往须将彩色滤光片与薄膜晶体管阵列基板对组所衍生的问题。此外，相较于以往两者配置在不同玻璃基板的方式，配合COA技术来制造薄膜晶体管液晶显示器可以减少许多制程步骤，并降低生产成本。

图1显示传统薄膜晶体管液晶显示器将彩色滤光片与薄膜晶体管配置在不同玻璃基板上的侧面剖视图。如图1所示，传统薄膜晶体管液晶显示器主要包含薄膜晶体管阵列基板12、彩色滤光片基板14和液晶层13位于该薄膜晶体管阵列基板12与彩色滤光片基板14之间，其中彩色滤光片基板14具有上玻璃基板145及彩色滤光片143设置于该上玻璃基板145且形成色阻层148及遮光层150。该薄膜晶体管阵列基板12具有下玻璃基板125且该下玻璃基板125上设置有呈阵列的薄膜晶体管(未图标)和存储电容(未图标)等基本元件，且该薄膜晶体管阵列基板12上还设置数条资料线155及数条扫瞄线(未图标)相交，于每一相交处连接对应的薄膜晶体管和存储电容以控制对应的画素单元。一般而言，显示器中每个画素单元分成红、蓝、绿三个画素区，而彩色滤光片143的色阻层148包括由红、蓝、绿三种色料所构成的不同颜色色阻层以对应这三种画素区。此外，薄膜晶体管阵列基板12及彩色滤光片基板14上对应每个画素区分别设置有上下两端电极126、146，利用扫瞄线的闸极脉冲讯号切换薄膜晶体管，使施加于该上下电极126、146间的电场造成液晶层13中液晶分子的偏转，进而影响所在画素区的光量，显示屏幕上每一画素即由对应的画素单元射出的红、蓝、绿光混色而成。再者，为避免光线进入邻近的画素区而造成干扰，通常会将遮光层150如黑色矩阵(blackmatrix，BM)，设置于不同颜色的画素区之间，而且为维持开口率，遮光层150通常需对应薄膜晶体管阵列基板12的资料线155位置而设置。然而，彩色滤光片143上的遮光层150因必须考虑到与薄膜晶体管阵列基板12对组的误差所以宽度会比较宽，进而降低面板的开口率，影响面板亮度与画质表现。

图2显示一种习知的采用COA技术制造的薄膜晶体管液晶显示器的侧面剖视图。如图2所示，此习知的薄膜晶体管液晶显示器主要包含薄膜晶体管阵列基板22、铟锡氧化层(ITO)基板26和液晶层23介于薄膜晶体管阵列基板22和铟锡氧化层基板26之间。薄膜晶体管阵列基板22具有下玻璃基板225其上形成薄膜晶体管、存储电容、各配线结构(例如资料线255)以及彩色滤光片224。其中彩色滤光片224包含数个不同颜色的色阻层2242、2244多以光刻制程形成于薄膜晶体管阵列基板22上，且如图2所示，由于两相邻画素区之间不同颜色的色阻层2242、2244的边缘重叠于资料线255上，而重叠的部分具有遮光的作用，因此可以用来减少光线进入邻近的画素区造成的干扰。此外，也可以沿着资料线255上再设置遮光层如黑色矩阵，以增强遮光的效果，避免邻近画素区间光线干扰。薄膜晶体管阵列基板22的各色阻层2242、2244上方还设置有下电极246，而铟锡氧化层基板26具有上玻璃基板265，其上涂布有铟锡氧化层作为上电极266，因此每个画素区皆具有对应设置的两对应的上下电极246、266，以控制液晶层23中液晶分子的偏转。

然而，习知采用COA技术制造的薄膜晶体管液晶显示器在形成彩色滤光片的不同颜色色阻层2242、2244的光刻制程中，对应每个画素区的色阻层之制作都要经过色料涂布、曝光、显影等制程，完成三种色阻层的制造至少需要九道工法，制程非常繁琐。而且，每制造一种颜色的色阻层都需要一种光罩，光罩使用数量庞大且消耗急遽，导致制造成本增加。