CN101266970A - 显示装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种显示装置与其制造方法。此种显示装置包括基板、多层式导电层、有机光刻胶层以及透明导电层。多层式导电层包括下阻障层、中间层及上阻障层。前述显示装置的制造方法包括下列步骤：提供基板；依序形成下阻障层、中间层及上阻障层于基板上，以形成多层式导电层；形成有机光刻胶层于多层式导电层上；以及形成透明导电层于有机光刻胶层上，且透明导电层是与中间层及上阻障层接触。本发明具有不需增加制造工艺步骤，以及不需改变材料层的厚度的优点，除不会增加额外的成本外，亦可相容于传统的制造方法。

Description

显示装置及其制造方法

技术领域

本发明是有关于一种显示装置及其制造方法，且特别是有关于一种具有多层结构的导电层的显示装置及其制造方法。

背景技术

随着液晶显示装置制作技术快速的进步，以及其具有重量轻、体积小、低耗电量及低幅射线等优点，使得液晶显示器大量地被应用于个人数字助理器(Personal Digital Assistant，PDA)、笔记型电脑、数字相机、移动电话、电脑荧屏及液晶电视等各式电子产品中。再加上业界积极地投入研发以及采用大型化的生产设备，使液晶显示器的品质不断提升，且价格亦持续下降，因此使得液晶显示器的应用领域迅速地扩大。

目前业界发展出一种超高开口率(Ultra-High Aperture，UHA)的液晶显示面板，用以提升液晶显示面板的开口率与其显示亮度。此种超高开口率的技术是于像素电极与数据线之间增设一有机光刻胶层，藉以增加像素电极的面积，达到提升液晶显示面板的开口率及其显示亮度的效果。请参照图1，其是绘示应用已知的超高开口率技术的显示装置的示意图。显示装置100包括基板110、下导电层120、绝缘层130、半导体层141、欧姆接触层142、多层式导电层150、保护层160、有机光刻胶层170以及透明导电层180。保护层160是用以保护多层式导电层150，以避免多层式导电层150受到水气侵蚀。多层式导电层150一般包括上阻障层153、中间层152及下阻障层151。透明导电层180的材质可为铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)。上阻障层253的材质可为氮化钼(molybdenum nitride)，其能提升透明导电层180于多层式导电层150的附着能力。在显示装置100的制造工艺中欲形成接触窗(contactwindow)C时，首先需针对有机光刻胶层170进行刻蚀，以暴露出保护层160，并接着针对保护层160进行刻蚀，以暴露出绝缘层130。接着，针对暴露出的绝缘层130进行刻蚀，以形成接触窗C。

然而，在针对暴露出的绝缘层130进行刻蚀时，常常会同时刻蚀到下方的多层式导电层150，特别是位于多层式导电层150上层的上阻障层153。如此一来，将会导致在形成透明导电层180时，透明导电层180无法有效地附着于多层式导电层150上，进而导致透明导电层180与多层式导电层150的间的电性接触品质劣化。

为了避免前述上阻障层被刻蚀掉的问题，目前业界常用的解决方案有两种，其一为直接增加上阻障层的厚度，另一是将前述多层式导电层结构改变为双层结构。然而，增加上阻障层厚度的方式会增加制造成本。将多层式导电层结构改变为双层结构时(亦即仅包括金属层及下阻障层)，金属层的材质可为铝，下阻障层的材质则可为钛。当针对保护层进行刻蚀以暴露出多层式导电层时，是直接暴露出铝材质的金属层。然而，接着必须更进一步针对金属层进行刻蚀，以暴露出下方的下阻障层，使得透明导电层可经由下阻障层附着于多层式导电层。此种方式除了改变原有的多层式导电层结构外，同时还须增加额外的制造工艺步骤，故难与原有的制造工艺相容，相对地亦增加了制造工艺的成本及复杂度。

发明内容

本发明是提供一种显示装置及其制造方法，其是利用透明电极层同时与多层式导电层中的上阻障层及中间层接触的方式，使得透明电极层可良好地电性接触于多层式导电层。此种方式具有不需增加制造工艺步骤，以及不需改变材料层的厚度的优点，除不会增加额外的成本外，亦可相容于传统的制造方法。

根据本发明的一目的所提出的一种显示装置包括一基板、一多层式导电层、一有机光刻胶层以及一透明导电层。多层式导电层包括一下阻障层、一中间层及一上阻障层。下阻障层设置于基板上，中间层设置于下阻障层上，上阻障层设置于中间层上。有机光刻胶层设置于多层式导电层上。透明导电层设置于有机光刻胶层上，且透明导电层接触于上阻障层及中间层。

根据本发明的另一目的所提出的一种显示装置的制造方法包含下列步骤：提供一基板；形成一多层式导电层于基板上，此多层式导电层包括依序形成于基板上的一下阻障层、一中间层及一上阻障层；形成一有机光刻胶层于多层式导电层上；以及形成一透明导电层于有机光刻胶层上，且透明导电层是与上阻障层及中间层接触。

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举数个较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1绘示已知应用超高开口率技术的显示装置的示意图；

图2A至图2F分别绘示依照本发明第一实施例的显示装置的制造方法的各步骤的示意图；

图3是绘示依照本发明第一实施例的显示装置的示意图；

图4是绘示图3中对应于半导体器件区域的第一开口处的俯视图；

图5是绘示依照本发明第二实施例的显示装置的示意图；以及

图6是绘示图5中对应于半导体器件区域的第一开口处的俯视图。

附图标号

100、200、200’：显示装置

110、210：基板

130、230：绝缘层

150、250：多层式导电层

151、251：下阻障层

152、252：中间层

153、253：上阻障层

160、260：保护层

170、270、270’：有机光刻胶层

180、280、280’：透明导电层

120、220：下导电层

141、241：半导体层

142、242：欧姆接触层

253a：第二开口

260a：第三开口

270a、270a’：第一开口

C：接触窗

D1、D1’：第一开口的直径

D2：第二开口的直径

D3：第三开口的直径

R1：半导体器件区域

R2：信号输入区域

具体实施方式

依照本发明显示装置的制造方法的实施例，首先形成一多层式导电层于一基板上，并形成一有机光刻胶层于多层式导电层上，再形成一透明导电层于有机光刻胶层上。透明导电层是同时与多层式导电层中的上阻障层及中间层接触，使透明导电层可良好地附着且电性接触于多层式导电层。依照本发明显示装置的实施例，不需改变材料层的厚度，亦不需更动多层式导电层的结构，故不会增加额外的成本，并可与传统制造工艺相容。以下是提出第一实施例及第二实施例进行详细说明，然此些实施例仅用以作为范例说明，并不会限定本发明欲保护的范围。此外，实施例所对应的图式已省略不必要的器件，藉以清楚显示本发明的技术特点。

第一实施例：

请参照图2A至图2F，其是分别绘示依照本发明第一实施例的显示装置的制造方法的各步骤的示意图。本实施例的制造方法，首先如图2A及2B所示，提供一基板210，基板210可以区分为半导体器件区域R1及信号输入区域R2。接着，依序在基板210上形成下导电层220、绝缘层230、半导体层241及欧姆接触层242，其中半导体层241与欧姆接触层242皆对应于半导体器件区域R1。然后，再于基板210上形成多层式导电层250，其亦对应于半导体器件区域R1。绝缘层230是覆盖于基板210及下导电层220上，用以提供保护下导电层220的作用。位于半导体体器件区域R1的下导电层220可当作薄膜晶体管(Thin-Film Transistor，TFT)的栅极(gate electrode)。半导体层241实质上覆盖于半导体器件区域R1的绝缘层230上，用以提供带电载子(carrier)移动的通道。欧姆接触层242是覆盖于部分的半导体层241上。多层式导电层250包括依序形成于基板210上的下阻障层(lower barrier layer)251、中间层(middle layer)252及上阻障层(upper barrier layer)253，并且实质上亦对应于半导体器件区域R1内。以较佳的实施方式而言，下阻障层251及上阻障层253的材质包括：钼(molybdenum)、铌(niobium)、钼铌合金(molybdenum niobium)、氮化钼(molybdenum nitride)、钛(titanium)、氮化钛(titanium nitride)、钽(tantalum)、铬(chromium)或前述材质的组合，但并不以此为限。下阻障层251及上阻障层253是用以提供中间层252与相邻材料层之间的良好附着性，减缓中间层252的材料扩散至相邻的材料层，以避免相邻的材料层发生合金化的现象，以及中间层252与相邻材料层的间电性连接品质劣化的问题。以较佳的实施方式而言，中间层252的材质包括：铝(aluminum)、钕(neodymium)及铝钕合金(aluminum neodymium)，但并不以此为限。多层式导电层250可当作薄膜晶体管的源极(sourceelectrode)及漏极(drain dlectrode)。以较佳的实施方式而言，多层式导电层250是暴露出一部分的半导体层241及欧姆接触层242，特别是位于源极与漏极的间的区域，但并不以此为限。

接下来，如图2C所示，形成保护层260及有机光刻胶层270。有机光刻胶层270是覆盖于多层式导电层250上，保护层260则形成于有机光刻胶层270及多层式导电层250之间。本实施例中，以较佳的实施方式而言，保护层260的材质为氮化硅(SiN_x)、氧化硅(SiO_y)或氮氧化硅(SiN_xO_y)，用以提供保护多层式导电层250的作用，但并不以前述材质为限。

再来，如图2D所示，针对有机光刻胶层270进行刻蚀，以于有机光刻胶层270上形成至少一第一开口270a。第一开口270a是暴露出一部分的保护层260。在本实施例中，以较佳的实施方式而言，第一开口270a共有两个，其分别于对应半导体器件区域R1及对应于信号输入区域R2，但并不以此为限。

接着，如图2E所示，针对暴露出第一开口270a的保护层260进行刻蚀，以于保护层260上形成至少一第三开口260a。第三开口260a的位置及形状是对应于第一开口270a的位置及形状，且第三开口260a实质上略小于第一开口270a。在本实施例中，以较佳的实施方式而言，第三开口260a共有两个，对应于半导体器件区域R1中的第三开口260a，其是暴露出部分的上阻障层253，而对应于信号输入区域R2的第三开口260a，则是暴露出部分的绝缘层230，但并不以此为限。

其次，如图2F所示，在信号输入区R2中，针对由第一开口270a及第三开口260a所暴露的绝缘层230进行刻蚀，以于绝缘层230上形成一接触窗(contact window)C，并且在半导体器件区R1中，针对由第一开口270a及第三开口260a所暴露的上阻障层253进行刻蚀，以于上阻障层253形成一第二开口253a。第二开口253a是对应于半导体器件区域R1内的第一开口270a的位置，且第一开口270a实质上略大于第二开口253a，且第二开口253a亦暴露出中间层252。此外，在本实施例中，以较佳的实施方式而言，前述针对上阻障层253进行刻蚀的步骤，是于实质上小于等于150mTorrs的操作压力下，利用等离子体刻蚀的方式进行，但并不以此为限。另外，接触窗C是对应位于信号输入区R2的下电极层220处。

然后，形成一透明导电层280于有机光刻胶层270上，以完成依照本发明第一实施例的显示装置。请参照图3，其绘示依照本发明显示装置的第一实施例的示意图。如图3所示，透明导电层280是接触于上阻障层253及中间层252。更详细地来说，透明导电层280是经由第一开口270a及第三开口260a而与上阻障层253接触，并且经由第一开口270a、第二开口260a及第三开口253a而与中间层252接触。

请参照图4，其是绘示图3中对应于半导体器件区域R1的第一开口270a处的俯视图。在本实施例中，以较佳的实施方式而言，第一开口270a、第二开口253a及第三开口260a是圆形，且第一开口270a、第二开口253a及第三开口260a是形成环状结构，但并不以此为限。实际应用上，在各个开口的尺寸设计上，以较佳的实施方式而言，第一开口270a之一直径D1大致介于9.5至10.5微米之间，第二开口253a的一直径D2大致介于7.5至8.5微米之间，第三开口260a的一直径D3则界于D1与D2之间，但并不以此为限。另外，在上阻障层253与第一开口270a间的相对关系上，以较佳的实施方式而言，上阻障层253大致凸出于第一开口270a的一边缘0.3至2.0微米之间，使上阻障层253具有足够的面积以有效地与透明导电层280接触，但并不以此为限。

另外，显示装置200可包括一对向基板、一液晶层(liquid crystal layer)及一背光模块(backlight module)。对向基板是设置于基板210的一侧，液晶层则设置于基板210与对向基板之间。基板210、对向基板及液晶层是构成一液晶显示面板(liquid crystal display panel)。背光模块是设置于液晶显示面板的另一侧，用以提供液晶显示面板所需的背光源。

上述依照本发明第一实施例的显示装置及其制造方法，是于针对有机光刻胶层270及保护层260进行刻蚀之后，再针对信号输入区域R2的绝缘层230进行刻蚀，并同时针对半导体器件区域R1的上阻障层253进行刻蚀，以形成第二开口253a，并藉以暴露出部分的中间层252。由于第一开口270a实质上略大于第二开口253a，使得透明导电层280可以同时接触于上阻障层253及中间层252。如此一来，在不需增加上阻障层253的厚度条件下，透明导电层280仍可接触于上阻障层253，并藉以附着于多层式导电层250，以达到节省成本的目的。另外，本实施例是应用传统的三层结构的多层式导电层250，并不需新增制造工艺步骤，故可相容于已用的具多层式导电层的显示装置。

第二实施例：

本实施例与上述第一实施例中相同的器件，是沿用相同的图式标号。请参照图5，其绘示依照本发明第二实施例的显示装置的示意图。本实施例的显示装置200’的制造方法，首先进行提供基板210、依序形成下导电层220、绝缘层230、半导体层241、欧姆接触层242、以及形成多层式导电层250于基板210上的步骤。此些步骤的内容与上述依照本发明第一实施例的制造方法相同，故不再重复叙述。

于形成多层式导电层250之后，本实施例的制造方法接着形成一有机光刻胶层270’于多层式导电层250上。在本实施例中，有机光刻胶层270’是用以提供多层式导电层250保护的作用。

接着，针对有机光刻胶层270’进行刻蚀，以于有机光刻胶层270’上形成至少一第一开口270a’。在本实施例中，以较佳的实施方式而言，第一开口270a共有两个，是分别于对应半导体器件区域R1及对应于信号输入区域R2’，但并不以此为限。对应于半导体器件区域R1中的第一开口270a’是暴露出部分的上阻障层253，对应于信号输入区域R2的第一开口270a’则是暴露出部分的绝缘层230。

再来，针对半导体器件区R1中暴露出第一开口270a’之上阻障层253进行刻蚀，以于上阻障层253上形成一第二开口253a。然后，形成一透明导电层280’于有机光刻胶层270’上，透明导电层280’是接触于上阻障层253及中间层252。更详细地来说，透明导电层280’是经由第一开口270a’接触于上阻障层253，并且经由第一开口270a’及第二开口253a接触于中间层252。

请参照图6，其是绘示图5中对应于半导体器件区域R1的第一开口270a’处的俯视图。在本实施例中，以较佳的实施方式而言，第一开口270a’及第二开口253a是圆形，且第一开口270a’及第二开口253a是形成环状结构，但并不以此为限。第二开口253a是对应于第一开口270a’设置，且第一开口270a’的一直径D1’实质上略大于第二开口253a的一直径D2。

上述依照本发明第一实施例及第二实施例的显示装置及其制造方法，是利用刻蚀出接触窗时，针对有机光刻胶层进行刻蚀，以形成第一开口，并且针对上阻障层进行刻蚀，以形成第二开口的方式，使得透明导电层可同时接触于上阻障层及中间层，藉以提升透明导电层于多层式导电层的附着性，以减缓中间层的材料扩散至相邻的材料层，避免相邻的材料层发生合金化的现象，以及提升中间层与相邻材料层之间电性连接品质。本发明第一实施例及第二实施例的显示装置及其制造方法具有不需增加上阻障层的厚度的优点，故可节省成本。再者，由于依照本发明实施例的显示装置及其制造方法中，是应用三层结构的多层式导电层，不需增加额外的刻蚀制造工艺步骤，是可相容于已知的显示装置的制造方法。

综上所述，虽然本发明已以较佳的实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。任何具有本发明所属技术领域的通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视前附的权利要求所界定者为准。

Claims (20)

1.一种显示装置，其特征在于，该装置包括：

一基板；

一多层式导电层，该导电层包括：

一下阻障层，设置于所述的基板上；

一中间层，设置于该下阻障层上；及

一上阻障层，设置于该中间层上；

一有机光刻胶层，设置于所述的多层式导电层上；以及

一透明导电层，设置于所述的有机光刻胶层上，且该透明导电层接触于所述的中间层及所述的上阻障层。

2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，有机光刻胶层具有一第一开口，所述的上阻障层具有一第二开口，该第二开口是对应于所述的第一开口设置，且所述的第一开口实质上略大于所述的第二开口。

3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述的透明导电层是经由所述的第一开口接触于所述的上阻障层。

4.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述的透明导电层是经由所述的第一开口以及所述的第二开口接触于所述的中间层。

5.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述的第一开口的一直径大致介于9.5至10.5微米之间。

6.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述的第二开口的一直径大致介于7.5至8.5微米之间。

7.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述的上阻障层大致凸出于所述的第一开口的一边缘0.3至2.0微米之间。

8.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述的装置另包括：

一保护层，设置于所述的有机光刻胶层及所述的上阻障层之间。

9.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述的保护层具有一第三开口，所述的第三开口对应于所述的第一开口及所述的第二开口设置。

10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述的第三开口的形状对应于所述的第一开口的形状，且所述的第三开口实质上略小于所述的第一开口。

11.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述的下阻障层的材质为钼、铌、钼铌合金、氮化钼、钛、氮化钛、钽、铬或前述材质的组合。

12.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述的中间层的材质为铝、钕或铝钕合金。

13.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述的上阻障层的材质为钼、铌、钼铌合金、氮化钼、钛、氮化钛、钽、铬或前述材质的组合。

14.一种显示装置的制造方法，该方法包括：

提供一基板；

形成一多层式导电层于该基板上，该多层式导电层包括依序形成于所述的基板上的一下阻障层、一中间层及一上阻障层；

形成一有机光刻胶层于所述的多层式导电层上；以及

形成一透明导电层于所述的有机光刻胶层上，其中所述的透明导电层是接触于所述的上阻障层及所述的中间层。

15.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，该方法另包括：

针对所述的有机光刻胶层进行刻蚀，以于所述的有机光刻胶层上形成一第一开口；以及

针对所述的上阻障层进行刻蚀，以于所述的上阻障层上形成一第二开口。

16.如权利要求15所述的制造方法，其特征在于，针对所述的上阻障层进行刻蚀的步骤包括：

于实质上小于等于150mTorrs的一操作压力下，针对所述的上阻障层进行等离子体刻蚀。

17.如权利要求15所述的制造方法，其特征在于，于形成所述的透明导电层的步骤中，所述的透明导电层是经由所述的第一开口与所述的上阻障层接触。

18.如权利要求15所述的制造方法，其特征在于，于形成所述的透明导电层的步骤中，所述的透明导电层是经由所述的第一开口以及所述的第二开口与所述的中间层接触。

19.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，该方法另包括：

在形成所述的多层式导电层的步骤后，在所述的多层式导电层上形成一保护层。

20.如权利要求19所述的制造方法，其特征在于，该方法另包括：

针对所述的保护层进行刻蚀，以于所述的保护层上形成一第三开口。

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