專利名稱：主動元件陣列基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主動元件陣列基板及其制造方法，且尤其涉及一種能夠改
善液晶錯向(liquid crystal disclination)的主動元件陣列基板及其制造方法。
背景技術(shù)：
由于液晶顯示面板具有高畫質(zhì)、體積小、重量輕、低電壓驅(qū)動、低消耗功率及應(yīng)用范圍廣泛等優(yōu)點，因此，已成為新一代顯示裝置的主流。傳統(tǒng)的液晶顯示面板主要是由彩色濾光基板(color filter substrate)、薄膜晶體管陣列基板(thin film transistor array substrate)以及配置于此兩基板間的液晶層所構(gòu)成。為了提升液晶顯示面板的分辨率與開口率(aperture ratio),并
且改善彩色濾光基板與薄膜晶體管陣列基板接合時的對位誤差(misalignment), —種將彩色濾光膜直接整合于像素陣列基板(Color Filteron Array, COA)的技術(shù)已被提出。
圖1A為現(xiàn)有的主動元件陣列基板的上視示意圖，而圖IB為現(xiàn)有的主動元件陣列基板在圖1A中的I-1'剖面線處的剖面示意圖。請參照圖IA與圖IB，現(xiàn)有的主動元件陣列基板100包括一基板110、多條配置于基板110上的掃描線120、多條配置于基板110上的數(shù)據(jù)線130、多個配置于基板110上的主動元件140、 一第一保護層150、 一黑矩陣層160、多個彩色濾光層170、 一第二保護層180以及多個像素電極190。其中，所述的黑矩陣層160是由會遮蔽來自背光模塊(未繪示)的光線，即可遮蔽來自于基板iio外表面(或稱為未設(shè)置有主動元件140的表面)的背光模塊(未繪示)所發(fā)出的光線。而且，黑矩陣層160的材質(zhì)由不透明材料或不透明染料所構(gòu)成的。另外，圖1A中位于掃描在線下二側(cè)并平行于掃描線120且未標示的線段為共享/共享電極線(commonline),以提供共享電位，例如0伏特(Voltage， V)。各主動元件140具有一柵極140G、 一源極140S、 一漏極140D以及一通道層140C，其中柵極140G與其中一條掃描線120電性連接，源極140S與其中一條數(shù)據(jù)線130電性連接，而各漏極140D則與各別像素電極190電性連接。第一保護層150覆蓋柵極絕緣層GI、掃描線120、數(shù)據(jù)線130以及主動元件140。黑矩陣層160配置于第一保護層150上，其中黑矩陣層160具有多個開口 160a，且黑矩陣層160位于掃描線120與數(shù)據(jù)線130上方。彩色濾光層170配置于開口 160a內(nèi)。第二保護層180共形地配置于黑矩陣層160與彩色濾光層170上，且第一保護層150、彩色濾光層170與第二保護層180具有多個接觸窗W，且所述接觸窗W以暴露出部份漏極140D。其中，第二保護層180并沒有形成于各接觸窗W的側(cè)邊。像素電極190共形地配置于第二保護層180上，其中各像素電極190分別通過其中一個接觸窗W與各主動元件140的漏極140D電性連接。其中，各像素電極190位于接觸窗W時，各像素電極190的下表面僅會接觸彩色濾光170的側(cè)邊及部份上表面、第一保護層150的側(cè)邊、各漏極140D的部份上表面與第二保護層180的側(cè)邊。
由于彩色濾光層170與黑矩陣層160的接觸角A為鈍角(即大于90度而小于180度)，因此，彩色濾光層170上表面與黑矩陣層160側(cè)面之間會有凹陷C產(chǎn)生，導(dǎo)致后續(xù)形成的像素電極190的上表面會出現(xiàn)凹陷C的現(xiàn)象。很明顯地，當各像素電極190通電時，位于凹陷C周圍的液晶分子LC會因為凹陷C及凹陷C上的各像素電極190而產(chǎn)生液晶錯向的現(xiàn)象，進而導(dǎo)致液晶顯示面板的顯示質(zhì)量惡化。此外，在黑矩陣層160形成之后，若掃描線120、數(shù)據(jù)線130以及主動元件140出現(xiàn)瑕疵(如掃描線120發(fā)生斷線、掃描線120與其它線路發(fā)生短路、數(shù)據(jù)線130發(fā)生斷線，或數(shù)據(jù)線130與其它線路發(fā)生短路)，這些瑕疵將不容易被通過光學(xué)檢測的方式檢出。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種主動元件陣列基板及其制造方法，以改善液晶向錯所導(dǎo)致的顯示質(zhì)量惡化的問題。
本發(fā)明提供一種主動元件陣列基板，包括一基板、多條配置于基板上的掃描線、多條配置于基板上的數(shù)據(jù)線、多個配置于基板上的主動元件、 一第一保護層、 一透明襯層、多個彩色濾光層、 一第二保護層、多個像素電極以及一黑矩陣層。各主動元件分別與其中一條掃描線及其中一條數(shù)據(jù)線電性連接。第一保護層覆蓋掃描線、數(shù)據(jù)線以及主動元件。透明襯層配置于第一保護層上，其中透明襯層具有多個開口，而透明襯層位于掃描線與數(shù)據(jù)線上方。彩色濾光層配置于開口內(nèi)。第二保護層配置于透明襯層與彩色濾光層上，且第一保護層、彩色濾光層與第二保護層具有多個接觸窗。像素電極配置于第二保護層上，其中各像素電極分別通過其中一個接觸窗與其中一個主動元件電性連接。黑矩陣層配置于透明襯層上方，以覆蓋像素電極的部分區(qū)域。
在本發(fā)明的一實施例中，透明襯層具有一頂表面、 一底表面以及多個連接于頂表面與底表面之間的側(cè)表面。
在本發(fā)明的一實施例中，頂表面的面積小于底表面的面積。
在本發(fā)明的一實施例中，彩色濾光層與各側(cè)表面的接觸角大于90度。在本發(fā)明的一實施例中，黑矩陣層的涵蓋面積大于底表面的面積。在本發(fā)明的一實施例中，黑矩陣層覆蓋于透明襯層以及彩色濾光層的部分區(qū)域上方。
在本發(fā)明的一實施例中，透明襯層與彩色濾光層之間具有凹陷，而黑矩陣層覆蓋住凹陷，且黑矩陣層具有平坦的一頂表面。
在本發(fā)明的一實施例中，前述的主動元件陣列基板可進一步包括多個配置于黑矩陣層上的間隙物。
本發(fā)明提供一種主動元件陣列基板的制造方法。首先，于一基板上形成多條掃描線、多條數(shù)據(jù)線以及多個主動元件。接著，于基板上形成一第一保護層，以覆蓋掃描線、數(shù)據(jù)線以及主動元件。之后，于第一保護層上形成一透明襯層，其中透明襯層具有多個開口，而透明襯層位于掃描線與數(shù)據(jù)線上方。之后，于開口內(nèi)形成多個彩色濾光層，并于透明襯層與彩色濾光層上形成一第二保護層。接著，于第一保護層、彩色濾光層與第二保護層中形成多個接觸窗。之后，于第二保護層上形成多個像素電極，其中各像素電極分別通過其中一個接觸窗與其中一個主動元件電性連接。最后，于透明襯層上方形成一黑矩陣層，以覆蓋像素電極的部分區(qū)域。
本發(fā)明提供一種主動元件陣列基板的制造方法。首先，于一基板上形成多條掃描線、多條數(shù)據(jù)線以及多個主動元件。接著，于基板上形成一第一保護層，以覆蓋掃描線、數(shù)據(jù)線以及主動元件。之后，于第一保護層上形成一透明襯層，其中透明襯層具有多個開口，且透明襯層定義出多個位于開口內(nèi)的接觸窗位置，而透明襯層位于掃描線與數(shù)據(jù)線上方。之后，于開口內(nèi)形成多個彩色濾光層，并于透明襯層與彩色濾光層上形成一第二保護層。接著，移除于接觸窗位置上的第一保護層以形成多個接觸窗。之后，于第二保護層上形成多個像素電極，其中各像素電極分別通過其中一個接觸窗與其中一個主動元件電性連接。最后，于透明襯層上方形成一黑矩陣層，以覆蓋像素電極的部分區(qū)域。
在本發(fā)明的一實施例中，形成掃描線、數(shù)據(jù)線以及主動元件的方法包括如下。首先，于基板上形成一第一圖案化導(dǎo)電層，其中第一圖案化導(dǎo)電層包括掃描線以及多個與掃描線連接的柵極。接著，于基板上形成一柵絕緣層，以覆蓋第一圖案化導(dǎo)電層。之后，于柵絕緣層上形成多個位于柵極上方的通道層。最后，于柵絕緣層上形成數(shù)據(jù)線、多個源極以及多個漏極。
在本發(fā)明的一實施例中，形成該些掃描線、該些數(shù)據(jù)線以及該些主動元件的方法包括如下。首先，于基板上形成一第一圖案化導(dǎo)電層，其中第一圖案化導(dǎo)電層包括掃描線以及多個與掃描線連接的柵極。接著，于基板上依序形成一柵絕緣層、 一半導(dǎo)體材料層以及一導(dǎo)電材料層，以覆蓋第一圖案化導(dǎo)電層。之后，于導(dǎo)電材料層的部分區(qū)域上形成一圖案化光刻膠層，其中圖案化光刻膠層具有多個第一區(qū)塊以及多個第二區(qū)塊，且第一區(qū)塊的厚度小于第二區(qū)塊的厚度。接著，以圖案化光刻膠層為掩模，移除部分的導(dǎo)電材料層以形成數(shù)據(jù)線。之后，減少圖案化光刻膠層的厚度直到第一區(qū)塊被移除為止，并以剩余的第二區(qū)塊為掩模，移除部分的半導(dǎo)體材料層以及部分的導(dǎo)電材料層，以形成多個通道層、多個源極以及多個漏極。最后，移除剩余的第二區(qū)塊。
在本發(fā)明的一實施例中，在透明襯層上方形成黑矩陣層之前，更包括檢測掃描線、數(shù)據(jù)線以及主動元件是否出現(xiàn)瑕疵。
在本發(fā)明的一實施例中，彩色濾光層的形成方法包括噴墨印刷工藝。
在本發(fā)明的一實施例中，前述的主動元件陣列基板的制造方法可進一步于黑矩陣層上形成多個間隙物。
基于上述，由于本發(fā)明的黑矩陣層是配置于透明襯層上方，且覆蓋像素電極的部分區(qū)域，因此本發(fā)明可以有效地改善液晶錯向所導(dǎo)致的顯示質(zhì)量惡化的問題。
圖1A為現(xiàn)有的主動元件陣列基板的上視示意屈；
圖iB為現(xiàn)有的主動元件陣列基板在圖iA中的i-r剖面線處的剖面示意
圖2為本發(fā)明第一實施例的主動元件陣列基板的上視示意圖；圖3A至圖3H為本發(fā)明第一實施例的主動元件陣列基板的制造方法的剖面示意圖3D，至圖3F'為圖3D至圖3F的變化例；
圖4A至圖4J為本發(fā)明第二實施例的主動元件陣列基板的制造方法的剖面示意圖4F，至圖4H'為圖4F至圖4H的變化例。其中，附圖標記.-
100:主動元件陣列基板110:基板
120:掃描線130:數(shù)據(jù)線
140:主動元件140G:柵極
140S:源極140D:漏極
140C:通道層150:第一保護層
160:黑矩陣層160a:開口
170:彩色濾光層180:第二保護層
190:像素電極200:主動元件陣列基板
210:基板220:掃描線
230:數(shù)據(jù)線240:主動元件
240G:柵極240S:源極
240D:漏極240C:通道層
250:第一保護層260、 260':透明襯層
260T:頂表面260B:底表面
260S:側(cè)表面260a:開口
270:彩色濾光層280:第二保護層
290:像素電極BM:黑矩陣層
W:接觸窗w':接觸窗位置
C:凹陷GI:柵絕緣層
10A:接觸角 SE、 SE':半導(dǎo)體層
Bl:第一區(qū)塊 B2、 B2':第二區(qū)塊
具體實施方式
第一實施例
圖2為本發(fā)明第一實施例的主動元件陣列基板的上視示意圖，而圖3A至圖3H為本發(fā)明第一實施例的主動元件陣列基板的制造方法的剖面示意圖，其中圖3A至圖3H的左側(cè)為沿著II-II，剖面線所得的剖面示意圖，而圖3A至圖3H的右側(cè)為沿著III-III'剖面線所得的剖面示意圖。
首先請參照圖2與圖3H，本實施例的主動元件陣列基板200包括一基板210、多條配置于基板210上的掃描線220、多條配置于基板210上的數(shù)據(jù)線230、多個配置于基板210上的主動元件240、 一第一保護層250、 一透明襯層(或稱為透明擋墻)260、多個彩色濾光層270、 一第二保護層280、多個像素電極290以及一黑矩陣層BM。其中，透明襯層的材料由透明材料或透光材料所構(gòu)成，例如光刻膠、透明染料、透明介電層、聚烯類、聚酰類、聚醇類、聚酯類、橡膠、熱塑性聚合物、熱固性聚合物、聚芳香烴類、聚甲基丙酰酸甲酯類、聚碳酸酯類、或其它合適材料、或上述的衍生物、或上述的組合。所述的黑矩陣層BM是會遮蔽來自背光模塊(未繪示)的光線，即可遮蔽來自基板210外表面(或稱為未設(shè)置有主動元件240表面)的背光模塊(未繪示)所發(fā)出的光線。而且，黑矩陣層BM的材質(zhì)由不透明材料或反射材料所構(gòu)成的，例如碳黑、金屬、合金、黑色染料、黑色光刻膠、或其它合適材料、或上述的衍生物、或上述的組合，其中碳黑、黑色染料、黑色光刻膠為介電材料，而金屬為導(dǎo)電材料。另外，圖2A中位于掃描在線下二側(cè)平行未標示的線段為共享/共享電極線(common line)，以提供共享電位，例如O伏特(Voltage， V)。各主動元件240分別與其中一條掃描線220及其中一條數(shù)據(jù)線230電性連接。第一保護層250覆蓋柵極絕緣層GI、掃描線220、數(shù)據(jù)線230以及主動元件240。透明襯層260配置于部份第一保護層250上，且位于掃描線220與數(shù)據(jù)線230上方，此外，透明襯層260位于薄膜晶體管240上方。其中透明襯層260具有多個開口 260a，以暴露其它部份第一保護層250。彩色濾光層270配置于開口 260a內(nèi)，則彩色濾光層270會位于其它部份第一保護層250上。第二保護層280共形地配置于透明襯層260與彩色濾光層270上，且第一保護層250、彩色濾光層270與第二保護層280具有多個接觸窗W，所述接觸窗W以暴露出各個薄膜晶體管240的部份漏極140D。像素電極290共形地配置于第二保護層280上，其中各像素電極290分別通過其中一個接觸窗W與其中一個主動元件240電性連接。必需注意的是，位于掃描線220兩對側(cè)的像素電極290彼此電性絕緣，并且將部份第二保護層280暴露。黑矩陣層BM配置于透明襯層260上方，以覆蓋像素電極290的部分區(qū)域。此時，位于未覆蓋有像素電極290處的黑矩陣層BM的下表面會接觸到第二保護層280上表面以及凹陷C附近的像素電極290。也就是說，黑矩陣層BM可填滿凹陷C，且黑矩陣層BM具有平整的上表面。舉例而言，當黑矩陣層BM的上表面為平整時，黑矩陣層BM可用以消除凹陷C所導(dǎo)致的液晶錯向現(xiàn)象。而且，由于黑矩陣層BM材料多為介電材料，因此可利用黑矩陣層BM的電容減電壓效果可使凹陷C處的液晶分子更不易產(chǎn)生液晶錯向現(xiàn)象。若黑矩陣層BM為導(dǎo)電材料時，電容減電壓現(xiàn)象并不存在，但仍能消除凹陷C所產(chǎn)生的液晶層中液晶分子的液晶錯向現(xiàn)象。值得注意的是，當黑矩陣層BM為導(dǎo)電材料時，可通過絕緣層的設(shè)置讓黑矩陣層BM與像素電極290之間電性絕緣。
從圖3H可知，像素電極290位于接觸窗W時，像素電極290的下表面會接觸彩色濾光層270的側(cè)邊與漏極140D的部份上表面。于其它實施例中，為了能夠保護接觸窗W內(nèi)的彩色濾光層270，第二保護層280可延伸至接觸窗W內(nèi)，此時，第二保護層280側(cè)邊就會接觸到薄膜晶體管240的漏極240D上表面。也就是說，位于接觸窗W處的第二保護層280下表面會接觸彩色濾光層270側(cè)邊、第一保護層250側(cè)邊與第二保護層280側(cè)邊接觸到薄膜晶體管240的漏極240D上表面。此時，位于接觸窗W處的像素電極290會接觸第二保護層280上表面與薄膜晶體管240的漏極240D上表面。
在本實施例中，各主動元件240具有一柵極240G、 一源極240S、 一漏極240D以及一通道層240C,其中柵極240G與其中一條掃描線220電性連接，源極240S與其中一條數(shù)據(jù)線230電性連接，而漏極240D則與像素電極290電性連接。也就是說，像素電極290是通過接觸窗W與主動元件140的漏極140D電性連接。
值得注意的是，本實施例所采用的透明襯層260具有良好的光穿透率，以使得透明襯層260下方的掃描線220以及數(shù)據(jù)線230能夠很容易地通過光學(xué)檢測的方式而被有效地辨識。換言之，即使在透明襯層260形成之后，若掃描線220以及數(shù)據(jù)線230出現(xiàn)瑕疵(如掃描線120發(fā)生斷線、掃描線120與其它線路發(fā)生短路、數(shù)據(jù)線130發(fā)生斷線，或數(shù)據(jù)線130與其它線路發(fā)生短路)，此瑕疵仍然可以被檢出。
以下將搭配圖3A至圖3H，針對主動元件陣列基板的制造方法進行詳細的描述。
首先請參照圖3A，于基板210上形成一第一圖案化導(dǎo)電層，其中第一圖案化導(dǎo)電層包括多條掃描線220以及多個與掃描線220連接的柵極240G。在一較佳實施例中，第一圖案化導(dǎo)電層可進一步包括平行于掃描線220的共享/共享電極線(未繪示)，且共享/共享電極線與掃描線220相互電性絕緣且分離。在本實施例中，第一圖案化導(dǎo)電層是通過第一道微影蝕刻工藝(1stPhotolithography and Etch Process, 1st PEP)所形成。接著，于基板210上形成一柵絕緣層GI，以覆蓋前述的掃描線220、柵極240G與基板210。此外，柵絕緣層GI會覆蓋于共享/共享電極線(未繪示)。
接著請參照圖3B，于柵極240G上方的柵絕緣層GI上形成一通道層240C。在本實施例中，通道層240C的材料為半導(dǎo)體材料，而通道層240C是通過第二道微影蝕刻工藝(2ndPEP)所形成。在其它可行的實施例中，通道層240C上還可進一步包括歐姆接觸層(ohmic contact layer),舉例而言，歐姆接觸層的材質(zhì)為N型慘雜的半導(dǎo)體材料。
接著請參照圖3C，于柵絕緣層GI上形成一第二圖案化導(dǎo)電層，其中第二圖案化導(dǎo)電層包括多條數(shù)據(jù)線230、多個數(shù)據(jù)線230連接的源極240S以及多個漏極240D。在本實施例中，數(shù)據(jù)線230、源極240S以及漏極240D是通過第三道微影蝕刻工藝(3rdPEP)所形成。由圖3C可知，柵極240G、通道層240C、源極240S以及漏極240D構(gòu)成一主動元件240。在完成主動元件240的制作后，接著于柵絕緣層GI上形成一第一保護層250，以覆蓋掃描線220、數(shù)據(jù)線230以及主動元件240。第一保護層250可進一步覆蓋柵極絕緣層GI。
接著請參照圖3D，于第一保護層250上形成一透明襯層260，并通過第四道微影蝕刻工藝(4th PEP)將透明襯層260圖案化，以使透明襯層260具有多個幵口 260a，且這些開口會暴露出部份第一保護層250。在本實施例中，透明襯層260位于掃描線220與數(shù)據(jù)線230上方，如圖2所示。當然，本實施例的透明襯層260也可進一步覆蓋于主動元件240上方。從圖3D可知，透明襯層260具有一頂表面260T、 一底表面260B以及多個連接于頂表面260T與底表面260B之間的側(cè)表面260S,且較佳地，頂表面260T的面積例如是實質(zhì)上小于底表面260B的面積。
接著請參照圖犯，于透明襯層260的各開口 260a內(nèi)分別形成一彩色濾光層270。也就是，彩色濾光層270會形成于被透明襯層260所暴露出的第一保護層250上。在本實施例中，彩色濾光層270例如是紅色濾光層、綠色濾光層以及藍色濾光層，且彩色濾光層270例如是通過噴墨印刷工藝而形成。由于彩色濾光層270與透明襯層260的各個側(cè)表面260S的接觸角為大于90度且小于180度的鈍角，因此，彩色濾光層270與透明襯層260之間具有凹陷C。
接著請參照圖3F，于透明襯層260與彩色濾光層270上形成一第二保護層280。接著，通過第五道微影蝕刻工藝(5thPEP)于第一保護層250、彩色濾光層270與第二保護層280中形成多個接觸窗W。由圖3F可以清楚得知，接觸窗W會貫穿第一保護層250、彩色濾光層270與第二保護層280以將部份漏極240D暴露。于圖3F所示，第二保護層280并未延伸至接觸窗W內(nèi)。但于其它實施例中，為了能夠保護接觸窗W內(nèi)的彩色濾光層270，第二保護層280可延伸至接觸窗W內(nèi)，而第二保護層280側(cè)邊就會接觸到薄膜晶體管240的漏極240D上表面。也就是說，位于接觸窗W處的第二保護層280下表面會接觸彩色濾光層270側(cè)邊、第一保護層250側(cè)邊與第二保護層280側(cè)邊接觸到薄膜晶體管240的漏極240D上表面。
圖3D'至圖3F'為上述的圖3D至圖3F的變化例。請參照圖3D，至圖3F'，為了進一步降低微影蝕刻工藝的數(shù)量，接觸窗位置W'可以通過透明襯層260'來定義(如圖3D'所示)，彩色濾光層270則僅需形成于透明襯層260，與透明襯層260之間的開口 260a內(nèi)(如圖3E'所示)，而未被透明襯層260'以及彩色濾光層270所覆蓋的第一保護層250可以輕易地被移除(如圖3F'所示)。換言之，在移除未被透明襯層260'以及彩色濾光層270所覆蓋的第一保護層250時，襯層260'以及彩色濾光層270相當于掩模(hardmask)。
之后，請參照圖3G，于第二保護層280上形成多個像素電極290，其中各像素電極290分別通過其中一個接觸窗W與對應(yīng)的漏極240D電性連接。必需注意的是，位于掃描線220兩對側(cè)的像素電極290彼此電性絕緣，并且將部份第二保護層280暴露。在本實施例中，像素電極290是通過第六道微影蝕刻工藝(6thPEP)所形成。必需說明的是，若如圖3F所示，第二保護層280并未延伸至接觸窗W內(nèi)。此時，像素電極290的下表面會接觸彩色濾光層270的側(cè)邊與漏極140D的部份上表面。于其它實施例中，第二保護層280會延伸至接觸窗W內(nèi)，則第二保護層280側(cè)邊就會接觸到薄膜晶體管240的漏極240D上表面。也就是說，位于接觸窗W處的第二保護層280下表面會接觸彩色濾光層270側(cè)邊、第一保護層250側(cè)邊與第二保護層280側(cè)邊接觸到薄膜晶體管240的漏極240D上表面。此時，位于接觸窗W處的像素電極290會接觸第二保護層280上表面與薄膜晶體管240的漏極240D上表面。
最后，請參照圖3H，為了避免凹陷C所造成的負面效應(yīng)，即液晶錯向效應(yīng)，本實施例在透明襯層260上方形成一黑矩陣層BM，以覆蓋像素電極290的部分區(qū)域。此時，未覆蓋有像素電極290處的黑矩陣層BM的下表面會接觸到第二保護層280上表面以及凹陷C附近的像素電極290。也就是說，黑矩陣層BM可填滿凹陷C，且黑矩陣層BM具有平整的上表面。舉例而言，當黑矩陣層BM的上表面為平整時，黑矩陣層BM可用以消除凹陷C所導(dǎo)致的液晶錯向現(xiàn)象。而且，由于黑矩陣層BM材料多為介電材料，因此可利用黑矩陣層BM的電容減電壓效果可使凹陷C處的液晶分子更不易產(chǎn)生液晶錯向現(xiàn)象。若黑矩陣層BM為導(dǎo)電材料時，電容減電壓現(xiàn)象并不存在，但仍能消除凹陷C所產(chǎn)生的液晶層中液晶分子的液晶錯向現(xiàn)象。值得注意的是，當黑矩陣層BM為導(dǎo)電材料時，可通過絕緣層的設(shè)置讓黑矩陣層BM與像素電極290之間電性絕緣。在黑矩陣層BM形成之后，由于黑矩陣層BM具有平坦的頂表面，因此，黑矩陣層BM能夠有效改善液晶錯向所導(dǎo)致的顯示質(zhì)量惡化的問題。從圖3H可知，黑矩陣層BM的涵蓋面積例如是大于透明襯層260的底表面260B的面積。此外，從圖3H可知，黑矩陣層BM覆蓋于透明襯層260以及彩色濾光層270的部分區(qū)域上方。
值得注意的是，為了維持前述的主動元件陣列基板200與一對向基板之間的間距(cell gap)，本實施例可選擇性地于黑矩陣層BM上形成多個具有適當高度的間隙物(未繪示)。第二實施例
圖4A至圖4J為本發(fā)明第二實施例的主動元件陣列基板的制造方法的剖面示意圖。本實施例的主動元件陣列基板的制造方法與第一實施例的主動元件陣列基板的結(jié)構(gòu)與制造方法類似，惟二者主要差異之處在于主動元件240結(jié)構(gòu)與的工藝。以下將針對本實施例的主動元件240的制作方法進行詳細的描述。
首先，請參照圖4A,于基板210上形成一第一圖案化導(dǎo)電層，其中第一圖案化導(dǎo)電層包括多條掃描線220以及多個與掃描線220連接的柵極240G。較佳地，本實施例，第一圖案化導(dǎo)電層更包括平行為掃描線220的共享/共享電極線(未繪示)，且共享/共享電極線與掃描線220相互電性絕緣且分離。在本實施例中，第一圖案化導(dǎo)電層是通過第一道微影蝕刻工藝(lst PEP)所形成。接著，于基板210上形成一柵絕緣層GI，以覆蓋前述的掃描線220、柵極240G以及基板210,此外，柵絕緣層GI會覆蓋于共享/共享電極線(未繪示)。
接著請參照圖4B，于柵絕緣層GI上依序形成柵絕緣層GI、 一半導(dǎo)體層SE以及一導(dǎo)電材料層(未繪示)。之后，于導(dǎo)電材料層的部分區(qū)域上形成一圖案化光刻膠層PR1，其中圖案化光刻膠層PR1具有多個第一區(qū)塊Bl以及多個第二區(qū)塊B2，且第一區(qū)塊B1的厚度小于第二區(qū)塊B2的厚度。接著，以圖案化光刻膠層PR1為掩模，移除部分的導(dǎo)電材料層以形成數(shù)據(jù)線230。
接著，請參照圖4C至圖4D，減少圖案化光刻膠層PR1的厚度直到第一區(qū)塊B1被移除為止，以暴露出位于柵極240G上方的半導(dǎo)體材料層SE，并以剩余的第二區(qū)塊B2'為掩模，移除部分的半導(dǎo)體材料層SE以及部分的導(dǎo)電材料層，以形成通道層240C、源極240S以及漏極240D。之后，再將剩余的第二區(qū)塊B2'移除。在本實施例中，通道層240C的材料為半導(dǎo)體材料，而在其它可行的實施例中，通道層240C上還可進一步包括歐姆接觸層，舉例而言，歐姆接觸層的材質(zhì)為N型摻雜的半導(dǎo)體材料。由圖4D可知，柵極240G、通道層240C、源極240S以及漏極240D構(gòu)成一主動元件240。
從圖4B至圖4D可知，由于主動元件240中的通道層240C、源極240S以及漏極240D是通過第二道微影蝕刻工藝(2nd PEP)所形成，且此微影蝕刻工藝為半調(diào)式微影蝕刻工藝(HTM process)、灰階式微影蝕刻工藝(GM process)或狹縫式微影蝕刻工藝(SMprocess),因此，本實施例可以進一步降低所使用的
16微影蝕刻工藝的數(shù)量，進而降低制造成本與工時。
由于本實施例采用不同于第一實施例的工藝來進行主動元件240的制作，因此，數(shù)據(jù)線230與柵絕緣層GI之間會有半導(dǎo)體材料層SE'存在。必需注意的是，以一道光掩模與微影蝕刻工藝所制造出來的主動元件結(jié)構(gòu)中通道層240C的邊緣會超出主動元件中的源/漏極(240S/240D)的邊緣，且位于數(shù)據(jù)線230下方的半導(dǎo)體材料層SE'的邊緣必會超出主動元件中的數(shù)據(jù)線230的邊緣，進而形成側(cè)邊坡度較緩的堆棧結(jié)構(gòu)。
接著請參照圖4E，在完成主動元件240的制作后，接著于柵絕緣層GI上形成一第一保護層250，以覆蓋掃描線220、數(shù)據(jù)線230以及主動元件240。第一保護層250可進一步覆蓋柵極絕緣層GI。
接著請參照圖4F，于第一保護層250上形成一透明襯層260，并通過第三道微影蝕刻工藝(3rd PEP)將透明襯層260圖案化，以使透明襯層260具有多個開口 260a，這些開口會暴露出部份第一保護層250。在本實施例中，透明襯層260位于掃描線220與數(shù)據(jù)線230上方，如圖2所示。當然，本實施例的透明襯層260也可進一步覆蓋于主動元件240上方。從圖4F可知，透明襯層260具有一頂表面260T、一底表面260B以及多個連接于頂表面260T與底表面260B之間的側(cè)表面260S，且較佳地，頂表面260T的面積例如是實質(zhì)上小于底表面260B的面積。
接著請參照圖4G，于透明襯層260的各開口 260a內(nèi)分別形成一彩色濾光層270。也就是，彩色濾光層270會形成于被透明襯層260所暴露出的第一保護層250上。在本實施例中，彩色濾光層270例如是紅色濾光層、綠色濾光層以及藍色濾光層，且彩色濾光層270例如是通過噴墨印刷工藝而形成。由于彩色濾光層270與透明襯層260的各個側(cè)表面260S的接觸角為大于90度且小于180度的鈍角，因此，彩色濾光層270與透明襯層260之間具有凹陷C。
接著請參照圖4H，于透明襯層260與彩色濾光層270上形成一第二保護層280。接著，通過第四道微影蝕刻工藝(4thPEP)于第一保護層250、彩色濾光層270與第二保護層280中形成多個接觸窗W。由圖4H可以清楚得知，接觸窗W會貫穿第一保護層250、彩色濾光層270與第二保護層280以將部份漏極240D暴露。于圖4H所示，第二保護層280并未延伸至接觸窗W內(nèi)。但于其它實施例中，為了能夠保護接觸窗W內(nèi)的彩色濾光層270，第二保護層280會
17延伸至接觸窗W內(nèi)，而第二保護層28側(cè)邊就會接觸到薄膜晶體管240的漏極240D上表面。也就是說，位于接觸窗W處的第二保護層280下表面會接觸彩色濾光層270側(cè)邊、第一保護層250側(cè)邊與第二保護層280側(cè)邊接觸到薄膜晶體管240的漏極240D上表面。
圖4F'至圖4H'為上述的圖4F至圖4H的變化例。請參照圖4F'至圖4H'，為了進一步降低微影蝕刻工藝的數(shù)量，接觸窗位置W'可以通過透明襯層260'來定義(如圖4F'所示)，彩色濾光層270則僅需形成于透明襯層260'與透明襯層260之間的開口 260a內(nèi)(如圖4G'所示)，而未被透明襯層260'以及彩色濾光層270所覆蓋的第一保護層250可以輕易地被移除(如圖4H'所示)。換言之，在移除未被透明襯層260'以及彩色濾光層270所覆蓋的第一保護層250時，襯層260'以及彩色濾光層270相當于掩模。
之后，請參照圖41，于第二保護層280上形成多個像素電極290，其中各像素電極290分別通過其中一個接觸窗W與對應(yīng)的漏極240D電性連接。必需注意的是，位于掃描線220兩對側(cè)的像素電極290彼此電性絕緣，并且將部份第二保護層280暴露。在本實施例中，像素電極290是通過第五道微影蝕刻工藝(5thPEP)所形成。必需說明的是，若如圖4H所示，第二保護層280并未延伸至接觸窗W內(nèi)。此時，像素電極290的下表面會接觸彩色濾光層270的側(cè)邊與漏極140D的部份上表面。于其它實施例中，如上所述第二保護層280會延伸至接觸窗W內(nèi)，則第二保護層280側(cè)邊就會接觸到薄膜晶體管240的漏極240D上表面。也就是說，位于接觸窗W處的第二保護層280下表面會接觸彩色濾光層270側(cè)邊、第一保護層250側(cè)邊與第二保護層280側(cè)邊接觸到薄膜晶體管240的漏極240D上表面。此時，位于接觸窗W處的像素電極290會接觸第二保護層280上表面與薄膜晶體管240的漏極240D上表面。
最后，請參照圖4J，為了避免凹陷C所造成的負面效應(yīng)，即液晶錯向效果，本實施例在透明襯層260上方形成一黑矩陣層BM，以覆蓋像素電極290的部分區(qū)域。此時，未覆蓋有像素電極290處的黑矩陣層BM的下表面會接觸到第二保護層280上表面以及凹陷C附近的像素電極290。也就是說，黑矩陣層BM可填滿凹陷C，且黑矩陣層BM具有平整的上表面舉例而言，當黑矩陣層BM的上表面為平整時，黑矩陣層BM可用以消除凹陷C所導(dǎo)致的液晶錯向現(xiàn)象。而且，由于黑矩陣層BM材料多為介電材料，因此，可利用黑矩陣層BM電容減電壓效果可使凹陷C處的液晶分子更不易產(chǎn)生液晶錯向現(xiàn)象。若黑矩陣層BM為導(dǎo)電材料時，電容減電壓現(xiàn)象并不存在，但仍能消除凹陷C所產(chǎn)生的液晶層中液晶分子的液晶錯向現(xiàn)象。值得注意的是，當黑矩陣層BM為導(dǎo)電材料時，可通過絕緣層的設(shè)置讓黑矩陣層BM與像素電極290之間電性絕緣。在黑矩陣層BM形成之后，由于黑矩陣層BM具有平坦的頂表面，因此，黑矩陣層BM能夠有效改善液晶錯向所導(dǎo)致的顯示質(zhì)量惡化的問題。從圖4J可知，黑矩陣層BM的涵蓋面積例如是大于透明襯層260的底表面260B的面積。此外，從圖4J可知，黑矩陣層BM覆蓋于透明襯層260以及彩色濾光層270的部分區(qū)域上方。
值得注意的是，為了維持前述的主動元件陣列基板200與一對向基板之間的間距(cell gap)，本實施例可選擇性地于黑矩陣層BM上形成多個具有適當高度的間隙物(未繪示)。
承上述，由于本發(fā)明的黑矩陣層是配置于透明襯層上方，且覆蓋像素電極的部分區(qū)域，因此，本發(fā)明可以有效地改善液晶錯向所導(dǎo)致的顯示質(zhì)量惡化的問題。另外，由于采用透明襯層來當作擋墻，則因透明襯層260具有良好的光穿透率，若掃描線以及數(shù)據(jù)線出現(xiàn)瑕疵(如掃描線發(fā)生斷線、掃描線與其它線路發(fā)生短路、數(shù)據(jù)線發(fā)生斷線，或數(shù)據(jù)線與其它線路發(fā)生短路)，此瑕疵仍然可以被檢出。
當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種主動元件陣列基板，其特征在于，包括一基板；多條掃描線，配置于該基板上；多條數(shù)據(jù)線，配置于該基板上；多個主動元件，配置于該基板上，其中各該主動元件分別與其中一條掃描線及其中一條數(shù)據(jù)線電性連接；一第一保護層，覆蓋該些掃描線、該些數(shù)據(jù)線以及該些主動元件；一透明襯層，配置于該第一保護層上，其中該透明襯層具有多個開口，而該透明襯層位于該些掃描線與該些數(shù)據(jù)線上方；多個彩色濾光層，配置于該些開口內(nèi)；一第二保護層，配置于該透明襯層與該彩色濾光層上，其中該第一保護層、該些彩色濾光層與該第二保護層具有多個接觸窗；多個像素電極，配置于該第二保護層上，其中各該像素電極分別通過其中一個接觸窗與其中一個主動元件電性連接；以及一黑矩陣層，配置于該透明襯層上方，以覆蓋該些像素電極的部分區(qū)域。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動元件陣列基板，其特征在于，該透明襯層 具有一頂表面、 一底表面以及多個連接于該頂表面與該底表面之間的側(cè)表面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的主動元件陣列基板，其特征在于，該頂表面的 面積小于該底表面的面積。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的主動元件陣列基板，其特征在于，該彩色濾光 層與各該側(cè)表面的接觸角大于90度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的主動元件陣列基板，其特征在于，該黑矩陣層 的涵蓋面積大于該底表面的面積。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動元件陣列基板，其特征在于，該黑矩陣層 覆蓋于該透明襯層以及該些彩色濾光層的部分區(qū)域上方。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動元件陣列基板，其特征在于，該透明襯層 與該些彩色濾光層之間具有凹陷，該黑矩陣層覆蓋住該凹陷，且該黑矩陣層具 有平坦的一頂表面。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動元件陣列基板，其特征在于，還包括多個 間隙物，配置于該黑矩陣層上。
9. 一種主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于，包括 于一基板上形成多條掃描線、多條數(shù)據(jù)線以及多個主動元件； 于該基板上形成一第一保護層，以覆蓋該些掃描線、該些數(shù)據(jù)線以及該些主動元件；于該第一保護層上形成一透明襯層，其中該透明襯層具有多個開口，該透明襯層位于該些掃描線與該些數(shù)據(jù)線上方；于該些開口內(nèi)形成多個彩色濾光層；于該透明襯層與該彩色濾光層上形成一第二保護層；于該第一保護層、該些彩色濾光層與該第二保護層中形成多個接觸窗；于該第二保護層上形成多個像素電極，各該像素電極分別通過其中一個接 觸窗與其中一個主動元件電性連接；以及于該透明襯層上方形成一黑矩陣層，以覆蓋該些像素電極的部分區(qū)域。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于，形成該些掃描線、該些數(shù)據(jù)線以及該些主動元件的方法包括于該基板上形成一第一圖案化導(dǎo)電層，其中該第一圖案化導(dǎo)電層包括該些掃描線以及多個與該些掃描線連接的柵極；于該基板上形成一柵絕緣層，以覆蓋該第一圖案化導(dǎo)電層； 于該柵絕緣層上形成多個位于該些柵極上方的通道層；以及 于該些柵絕緣層上形成該些數(shù)據(jù)線、多個源極以及多個漏極。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于， 形成該些掃描線、該些數(shù)據(jù)線以及該些主動元件的方法包括于該基板上形成一第一圖案化導(dǎo)電層，其中該第一圖案化導(dǎo)電層包括該些 掃描線以及多個與該些掃描線連接的柵極；于該基板上依序形成一柵絕緣層、 一半導(dǎo)體材料層以及一導(dǎo)電材料層，以 覆蓋該第一圖案化導(dǎo)電層；于該導(dǎo)電材料層的部分區(qū)域上形成一圖案化光刻膠層，其中該圖案化光刻 膠層具有多個第一區(qū)塊以及多個第二區(qū)塊，且該些第一區(qū)塊的厚度小于該些第 二區(qū)塊的厚度；以該圖案化光刻膠層為掩模，移除部分的該導(dǎo)電材料層，以形成該些數(shù)據(jù)線；減少該圖案化光刻膠層的厚度直到該些第一區(qū)塊被移除為止； 以剩余的該些第二區(qū)塊為掩模，移除部分的該半導(dǎo)體材料層以及部分的該 導(dǎo)電材料層，以形成多個通道層、多個源極以及多個漏極；以及 移除剩余的該些第二區(qū)塊。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于， 在該透明襯層上方形成該黑矩陣層之前，還包括檢測該些掃描線、該些數(shù)據(jù)線 以及該些主動元件是否出現(xiàn)瑕疵。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于， 該些彩色濾光層的形成方法包括噴墨印刷工藝。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于， 還包括于該黑矩陣層上形成多個間隙物。
15. —種主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于，包括 于一基板上形成多條掃描線、多條數(shù)據(jù)線以及多個主動元件； 于該基板上形成一第一保護層，以覆蓋該些掃描線、該些數(shù)據(jù)線以及該些主動元件；于該第一保護層上形成一透明襯層，其中該透明襯層具有多個開口，且該 透明襯層定義出多個位于該些開口內(nèi)的接觸窗位置，該透明襯層位于該些掃描 線與該些數(shù)據(jù)線上方；于該些開口內(nèi)形成多個彩色濾光層；于該透明襯層與該彩色濾光層上形成一第二保護層；移除于該些接觸窗位置上的該第一保護層以形成多個接觸窗；于該第二保護層上形成多個像素電極，其中各該像素電極分別通過其中一個接觸窗與其中一個主動元件電性連接；以及于該透明襯層上方形成一黑矩陣層，以覆蓋該些像素電極的部分區(qū)域。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于， 形成該些掃描線、該些數(shù)據(jù)線以及該些主動元件的方法包括于該基板上形成一第一圖案化導(dǎo)電層，其中該第一圖案化導(dǎo)電層包括該些 掃描線以及多個與該些掃描線連接的柵極；于該基板上形成一柵絕緣層，以覆蓋該第一圖案化導(dǎo)電層； 于該柵絕緣層上形成多個位于該些柵極上方的通道層；以及 于該些柵絕緣層上形成該些數(shù)據(jù)線、多個源極以及多個漏極。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于， 形成該些掃描線、該些數(shù)據(jù)線以及該些主動元件的方法包括于該基板上形成一第一圖案化導(dǎo)電層，其中該第一圖案化導(dǎo)電層包括該些 掃描線以及多個與該些掃描線連接的柵極；于該基板上依序形成一柵絕緣層、 一半導(dǎo)體材料層以及一導(dǎo)電材料層，以 覆蓋該第一圖案化導(dǎo)電層；于該導(dǎo)電材料層的部分區(qū)域上形成一圖案化光刻膠層，其中該圖案化光刻 膠層具有多個第一區(qū)塊以及多個第二區(qū)塊，且該些第一區(qū)塊的厚度小于該些第 二區(qū)塊的厚度；以該圖案化光刻膠層為掩模，移除部分的該導(dǎo)電材料層，以形成該些數(shù)據(jù)線；減少該圖案化光刻膠層的厚度直到該些第一區(qū)塊被移除為止； 以剩余的該些第二區(qū)塊為掩模，移除部分的該半導(dǎo)體材料層以及部分的該 導(dǎo)電材料層，以形成多個通道層、多個源極以及多個漏極；以及 移除剩余的該些第二區(qū)塊。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于， 在該透明襯層上方形成該黑矩陣層之前，還包括檢測該些掃描線、該些數(shù)據(jù)線 以及該些主動元件是否出現(xiàn)瑕疵。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于， 該些彩色濾光層的形成方法包括噴墨印刷工藝。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于， 還包括于該黑矩陣層上形成多個間隙物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種主動元件陣列基板及其制造方法，該主動元件陣列基板包括基板、掃描線、數(shù)據(jù)線、主動元件、第一保護層、透明襯層、彩色濾光層、第二保護層、像素電極以及黑矩陣層。各主動元件分別與對應(yīng)的掃描線及數(shù)據(jù)線電性連接。第一保護層覆蓋掃描線、數(shù)據(jù)線及主動元件。透明襯層位于掃描線與數(shù)據(jù)線上方的第一保護層上，且具有多個開口以容納彩色濾光層。第二保護層位于透明襯層與彩色濾光層上，且第一保護層、彩色濾光層與第二保護層具有多個接觸窗。像素電極位于第二保護層上，各像素電極分別通過對應(yīng)的接觸窗與主動元件電性連接。黑矩陣層位于透明襯層上方，以覆蓋像素電極的部分區(qū)域。
文檔編號G02F1/1362GK101673017SQ20091020917
公開日2010年3月17日 申請日期2009年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月28日
發(fā)明者曾文賢, 白佳蕙, 鄭為元, 陳宗凱, 陳文川, 黃彥衡 申請人:友達光電股份有限公司