专利名称：主动元件阵列基板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种主动元件阵列基板及其制造方法，且尤其涉及一种能够改
善液晶错向(liquid crystal disclination)的主动元件阵列基板及其制造方法。
背景技术：
由于液晶显示面板具有高画质、体积小、重量轻、低电压驱动、低消耗功率及应用范围广泛等优点，因此，已成为新一代显示装置的主流。传统的液晶显示面板主要是由彩色滤光基板(color filter substrate)、薄膜晶体管阵列基板(thin film transistor array substrate)以及配置于此两基板间的液晶层所构成。为了提升液晶显示面板的分辨率与开口率(aperture ratio),并
且改善彩色滤光基板与薄膜晶体管阵列基板接合时的对位误差(misalignment), —种将彩色滤光膜直接整合于像素阵列基板(Color Filteron Array, COA)的技术已被提出。
图1A为现有的主动元件阵列基板的上视示意图，而图IB为现有的主动元件阵列基板在图1A中的I-1'剖面线处的剖面示意图。请参照图IA与图IB，现有的主动元件阵列基板100包括一基板110、多条配置于基板110上的扫描线120、多条配置于基板110上的数据线130、多个配置于基板110上的主动元件140、 一第一保护层150、 一黑矩阵层160、多个彩色滤光层170、 一第二保护层180以及多个像素电极190。其中，所述的黑矩阵层160是由会遮蔽来自背光模块(未绘示)的光线，即可遮蔽来自于基板iio外表面(或称为未设置有主动元件140的表面)的背光模块(未绘示)所发出的光线。而且，黑矩阵层160的材质由不透明材料或不透明染料所构成的。另外，图1A中位于扫描在线下二侧并平行于扫描线120且未标示的线段为共享/共享电极线(commonline),以提供共享电位，例如0伏特(Voltage， V)。各主动元件140具有一栅极140G、 一源极140S、 一漏极140D以及一通道层140C，其中栅极140G与其中一条扫描线120电性连接，源极140S与其中一条数据线130电性连接，而各漏极140D则与各别像素电极190电性连接。第一保护层150覆盖栅极绝缘层GI、扫描线120、数据线130以及主动元件140。黑矩阵层160配置于第一保护层150上，其中黑矩阵层160具有多个开口 160a，且黑矩阵层160位于扫描线120与数据线130上方。彩色滤光层170配置于开口 160a内。第二保护层180共形地配置于黑矩阵层160与彩色滤光层170上，且第一保护层150、彩色滤光层170与第二保护层180具有多个接触窗W，且所述接触窗W以暴露出部份漏极140D。其中，第二保护层180并没有形成于各接触窗W的侧边。像素电极190共形地配置于第二保护层180上，其中各像素电极190分别通过其中一个接触窗W与各主动元件140的漏极140D电性连接。其中，各像素电极190位于接触窗W时，各像素电极190的下表面仅会接触彩色滤光170的侧边及部份上表面、第一保护层150的侧边、各漏极140D的部份上表面与第二保护层180的侧边。
由于彩色滤光层170与黑矩阵层160的接触角A为钝角(即大于90度而小于180度)，因此，彩色滤光层170上表面与黑矩阵层160侧面之间会有凹陷C产生，导致后续形成的像素电极190的上表面会出现凹陷C的现象。很明显地，当各像素电极190通电时，位于凹陷C周围的液晶分子LC会因为凹陷C及凹陷C上的各像素电极190而产生液晶错向的现象，进而导致液晶显示面板的显示质量恶化。此外，在黑矩阵层160形成之后，若扫描线120、数据线130以及主动元件140出现瑕疵(如扫描线120发生断线、扫描线120与其它线路发生短路、数据线130发生断线，或数据线130与其它线路发生短路)，这些瑕疵将不容易被通过光学检测的方式检出。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种主动元件阵列基板及其制造方法，以改善液晶向错所导致的显示质量恶化的问题。
本发明提供一种主动元件阵列基板，包括一基板、多条配置于基板上的扫描线、多条配置于基板上的数据线、多个配置于基板上的主动元件、 一第一保护层、 一透明衬层、多个彩色滤光层、 一第二保护层、多个像素电极以及一黑矩阵层。各主动元件分别与其中一条扫描线及其中一条数据线电性连接。第一保护层覆盖扫描线、数据线以及主动元件。透明衬层配置于第一保护层上，其中透明衬层具有多个开口，而透明衬层位于扫描线与数据线上方。彩色滤光层配置于开口内。第二保护层配置于透明衬层与彩色滤光层上，且第一保护层、彩色滤光层与第二保护层具有多个接触窗。像素电极配置于第二保护层上，其中各像素电极分别通过其中一个接触窗与其中一个主动元件电性连接。黑矩阵层配置于透明衬层上方，以覆盖像素电极的部分区域。
在本发明的一实施例中，透明衬层具有一顶表面、 一底表面以及多个连接于顶表面与底表面之间的侧表面。
在本发明的一实施例中，顶表面的面积小于底表面的面积。
在本发明的一实施例中，彩色滤光层与各侧表面的接触角大于90度。在本发明的一实施例中，黑矩阵层的涵盖面积大于底表面的面积。在本发明的一实施例中，黑矩阵层覆盖于透明衬层以及彩色滤光层的部分区域上方。
在本发明的一实施例中，透明衬层与彩色滤光层之间具有凹陷，而黑矩阵层覆盖住凹陷，且黑矩阵层具有平坦的一顶表面。
在本发明的一实施例中，前述的主动元件阵列基板可进一步包括多个配置于黑矩阵层上的间隙物。
本发明提供一种主动元件阵列基板的制造方法。首先，于一基板上形成多条扫描线、多条数据线以及多个主动元件。接着，于基板上形成一第一保护层，以覆盖扫描线、数据线以及主动元件。之后，于第一保护层上形成一透明衬层，其中透明衬层具有多个开口，而透明衬层位于扫描线与数据线上方。之后，于开口内形成多个彩色滤光层，并于透明衬层与彩色滤光层上形成一第二保护层。接着，于第一保护层、彩色滤光层与第二保护层中形成多个接触窗。之后，于第二保护层上形成多个像素电极，其中各像素电极分别通过其中一个接触窗与其中一个主动元件电性连接。最后，于透明衬层上方形成一黑矩阵层，以覆盖像素电极的部分区域。
本发明提供一种主动元件阵列基板的制造方法。首先，于一基板上形成多条扫描线、多条数据线以及多个主动元件。接着，于基板上形成一第一保护层，以覆盖扫描线、数据线以及主动元件。之后，于第一保护层上形成一透明衬层，其中透明衬层具有多个开口，且透明衬层定义出多个位于开口内的接触窗位置，而透明衬层位于扫描线与数据线上方。之后，于开口内形成多个彩色滤光层，并于透明衬层与彩色滤光层上形成一第二保护层。接着，移除于接触窗位置上的第一保护层以形成多个接触窗。之后，于第二保护层上形成多个像素电极，其中各像素电极分别通过其中一个接触窗与其中一个主动元件电性连接。最后，于透明衬层上方形成一黑矩阵层，以覆盖像素电极的部分区域。
在本发明的一实施例中，形成扫描线、数据线以及主动元件的方法包括如下。首先，于基板上形成一第一图案化导电层，其中第一图案化导电层包括扫描线以及多个与扫描线连接的栅极。接着，于基板上形成一栅绝缘层，以覆盖第一图案化导电层。之后，于栅绝缘层上形成多个位于栅极上方的通道层。最后，于栅绝缘层上形成数据线、多个源极以及多个漏极。
在本发明的一实施例中，形成该些扫描线、该些数据线以及该些主动元件的方法包括如下。首先，于基板上形成一第一图案化导电层，其中第一图案化导电层包括扫描线以及多个与扫描线连接的栅极。接着，于基板上依序形成一栅绝缘层、 一半导体材料层以及一导电材料层，以覆盖第一图案化导电层。之后，于导电材料层的部分区域上形成一图案化光刻胶层，其中图案化光刻胶层具有多个第一区块以及多个第二区块，且第一区块的厚度小于第二区块的厚度。接着，以图案化光刻胶层为掩模，移除部分的导电材料层以形成数据线。之后，减少图案化光刻胶层的厚度直到第一区块被移除为止，并以剩余的第二区块为掩模，移除部分的半导体材料层以及部分的导电材料层，以形成多个通道层、多个源极以及多个漏极。最后，移除剩余的第二区块。
在本发明的一实施例中，在透明衬层上方形成黑矩阵层之前，更包括检测扫描线、数据线以及主动元件是否出现瑕疵。
在本发明的一实施例中，彩色滤光层的形成方法包括喷墨印刷工艺。
在本发明的一实施例中，前述的主动元件阵列基板的制造方法可进一步于黑矩阵层上形成多个间隙物。
基于上述，由于本发明的黑矩阵层是配置于透明衬层上方，且覆盖像素电极的部分区域，因此本发明可以有效地改善液晶错向所导致的显示质量恶化的问题。
图1A为现有的主动元件阵列基板的上视示意屈；
图iB为现有的主动元件阵列基板在图iA中的i-r剖面线处的剖面示意
图2为本发明第一实施例的主动元件阵列基板的上视示意图；图3A至图3H为本发明第一实施例的主动元件阵列基板的制造方法的剖面示意图3D，至图3F'为图3D至图3F的变化例；
图4A至图4J为本发明第二实施例的主动元件阵列基板的制造方法的剖面示意图4F，至图4H'为图4F至图4H的变化例。其中，附图标记.-
100:主动元件阵列基板110:基板
120:扫描线130:数据线
140:主动元件140G:栅极
140S:源极140D:漏极
140C:通道层150:第一保护层
160:黑矩阵层160a:开口
170:彩色滤光层180:第二保护层
190:像素电极200:主动元件阵列基板
210:基板220:扫描线
230:数据线240:主动元件
240G:栅极240S:源极
240D:漏极240C:通道层
250:第一保护层260、 260':透明衬层
260T:顶表面260B:底表面
260S:侧表面260a:开口
270:彩色滤光层280:第二保护层
290:像素电极BM:黑矩阵层
W:接触窗w':接触窗位置
C:凹陷GI:栅绝缘层
10A:接触角 SE、 SE':半导体层
Bl:第一区块 B2、 B2':第二区块
具体实施方式
第一实施例
图2为本发明第一实施例的主动元件阵列基板的上视示意图，而图3A至图3H为本发明第一实施例的主动元件阵列基板的制造方法的剖面示意图，其中图3A至图3H的左侧为沿着II-II，剖面线所得的剖面示意图，而图3A至图3H的右侧为沿着III-III'剖面线所得的剖面示意图。
首先请参照图2与图3H，本实施例的主动元件阵列基板200包括一基板210、多条配置于基板210上的扫描线220、多条配置于基板210上的数据线230、多个配置于基板210上的主动元件240、 一第一保护层250、 一透明衬层(或称为透明挡墙)260、多个彩色滤光层270、 一第二保护层280、多个像素电极290以及一黑矩阵层BM。其中，透明衬层的材料由透明材料或透光材料所构成，例如光刻胶、透明染料、透明介电层、聚烯类、聚酰类、聚醇类、聚酯类、橡胶、热塑性聚合物、热固性聚合物、聚芳香烃类、聚甲基丙酰酸甲酯类、聚碳酸酯类、或其它合适材料、或上述的衍生物、或上述的组合。所述的黑矩阵层BM是会遮蔽来自背光模块(未绘示)的光线，即可遮蔽来自基板210外表面(或称为未设置有主动元件240表面)的背光模块(未绘示)所发出的光线。而且，黑矩阵层BM的材质由不透明材料或反射材料所构成的，例如碳黑、金属、合金、黑色染料、黑色光刻胶、或其它合适材料、或上述的衍生物、或上述的组合，其中碳黑、黑色染料、黑色光刻胶为介电材料，而金属为导电材料。另外，图2A中位于扫描在线下二侧平行未标示的线段为共享/共享电极线(common line)，以提供共享电位，例如O伏特(Voltage， V)。各主动元件240分别与其中一条扫描线220及其中一条数据线230电性连接。第一保护层250覆盖栅极绝缘层GI、扫描线220、数据线230以及主动元件240。透明衬层260配置于部份第一保护层250上，且位于扫描线220与数据线230上方，此外，透明衬层260位于薄膜晶体管240上方。其中透明衬层260具有多个开口 260a，以暴露其它部份第一保护层250。彩色滤光层270配置于开口 260a内，则彩色滤光层270会位于其它部份第一保护层250上。第二保护层280共形地配置于透明衬层260与彩色滤光层270上，且第一保护层250、彩色滤光层270与第二保护层280具有多个接触窗W，所述接触窗W以暴露出各个薄膜晶体管240的部份漏极140D。像素电极290共形地配置于第二保护层280上，其中各像素电极290分别通过其中一个接触窗W与其中一个主动元件240电性连接。必需注意的是，位于扫描线220两对侧的像素电极290彼此电性绝缘，并且将部份第二保护层280暴露。黑矩阵层BM配置于透明衬层260上方，以覆盖像素电极290的部分区域。此时，位于未覆盖有像素电极290处的黑矩阵层BM的下表面会接触到第二保护层280上表面以及凹陷C附近的像素电极290。也就是说，黑矩阵层BM可填满凹陷C，且黑矩阵层BM具有平整的上表面。举例而言，当黑矩阵层BM的上表面为平整时，黑矩阵层BM可用以消除凹陷C所导致的液晶错向现象。而且，由于黑矩阵层BM材料多为介电材料，因此可利用黑矩阵层BM的电容减电压效果可使凹陷C处的液晶分子更不易产生液晶错向现象。若黑矩阵层BM为导电材料时，电容减电压现象并不存在，但仍能消除凹陷C所产生的液晶层中液晶分子的液晶错向现象。值得注意的是，当黑矩阵层BM为导电材料时，可通过绝缘层的设置让黑矩阵层BM与像素电极290之间电性绝缘。
从图3H可知，像素电极290位于接触窗W时，像素电极290的下表面会接触彩色滤光层270的侧边与漏极140D的部份上表面。于其它实施例中，为了能够保护接触窗W内的彩色滤光层270，第二保护层280可延伸至接触窗W内，此时，第二保护层280侧边就会接触到薄膜晶体管240的漏极240D上表面。也就是说，位于接触窗W处的第二保护层280下表面会接触彩色滤光层270侧边、第一保护层250侧边与第二保护层280侧边接触到薄膜晶体管240的漏极240D上表面。此时，位于接触窗W处的像素电极290会接触第二保护层280上表面与薄膜晶体管240的漏极240D上表面。
在本实施例中，各主动元件240具有一栅极240G、 一源极240S、 一漏极240D以及一通道层240C,其中栅极240G与其中一条扫描线220电性连接，源极240S与其中一条数据线230电性连接，而漏极240D则与像素电极290电性连接。也就是说，像素电极290是通过接触窗W与主动元件140的漏极140D电性连接。
值得注意的是，本实施例所采用的透明衬层260具有良好的光穿透率，以使得透明衬层260下方的扫描线220以及数据线230能够很容易地通过光学检测的方式而被有效地辨识。换言之，即使在透明衬层260形成之后，若扫描线220以及数据线230出现瑕疵(如扫描线120发生断线、扫描线120与其它线路发生短路、数据线130发生断线，或数据线130与其它线路发生短路)，此瑕疵仍然可以被检出。
以下将搭配图3A至图3H，针对主动元件阵列基板的制造方法进行详细的描述。
首先请参照图3A，于基板210上形成一第一图案化导电层，其中第一图案化导电层包括多条扫描线220以及多个与扫描线220连接的栅极240G。在一较佳实施例中，第一图案化导电层可进一步包括平行于扫描线220的共享/共享电极线(未绘示)，且共享/共享电极线与扫描线220相互电性绝缘且分离。在本实施例中，第一图案化导电层是通过第一道微影蚀刻工艺(1stPhotolithography and Etch Process, 1st PEP)所形成。接着，于基板210上形成一栅绝缘层GI，以覆盖前述的扫描线220、栅极240G与基板210。此外，栅绝缘层GI会覆盖于共享/共享电极线(未绘示)。
接着请参照图3B，于栅极240G上方的栅绝缘层GI上形成一通道层240C。在本实施例中，通道层240C的材料为半导体材料，而通道层240C是通过第二道微影蚀刻工艺(2ndPEP)所形成。在其它可行的实施例中，通道层240C上还可进一步包括欧姆接触层(ohmic contact layer),举例而言，欧姆接触层的材质为N型惨杂的半导体材料。
接着请参照图3C，于栅绝缘层GI上形成一第二图案化导电层，其中第二图案化导电层包括多条数据线230、多个数据线230连接的源极240S以及多个漏极240D。在本实施例中，数据线230、源极240S以及漏极240D是通过第三道微影蚀刻工艺(3rdPEP)所形成。由图3C可知，栅极240G、通道层240C、源极240S以及漏极240D构成一主动元件240。在完成主动元件240的制作后，接着于栅绝缘层GI上形成一第一保护层250，以覆盖扫描线220、数据线230以及主动元件240。第一保护层250可进一步覆盖栅极绝缘层GI。
接着请参照图3D，于第一保护层250上形成一透明衬层260，并通过第四道微影蚀刻工艺(4th PEP)将透明衬层260图案化，以使透明衬层260具有多个幵口 260a，且这些开口会暴露出部份第一保护层250。在本实施例中，透明衬层260位于扫描线220与数据线230上方，如图2所示。当然，本实施例的透明衬层260也可进一步覆盖于主动元件240上方。从图3D可知，透明衬层260具有一顶表面260T、 一底表面260B以及多个连接于顶表面260T与底表面260B之间的侧表面260S,且较佳地，顶表面260T的面积例如是实质上小于底表面260B的面积。
接着请参照图犯，于透明衬层260的各开口 260a内分别形成一彩色滤光层270。也就是，彩色滤光层270会形成于被透明衬层260所暴露出的第一保护层250上。在本实施例中，彩色滤光层270例如是红色滤光层、绿色滤光层以及蓝色滤光层，且彩色滤光层270例如是通过喷墨印刷工艺而形成。由于彩色滤光层270与透明衬层260的各个侧表面260S的接触角为大于90度且小于180度的钝角，因此，彩色滤光层270与透明衬层260之间具有凹陷C。
接着请参照图3F，于透明衬层260与彩色滤光层270上形成一第二保护层280。接着，通过第五道微影蚀刻工艺(5thPEP)于第一保护层250、彩色滤光层270与第二保护层280中形成多个接触窗W。由图3F可以清楚得知，接触窗W会贯穿第一保护层250、彩色滤光层270与第二保护层280以将部份漏极240D暴露。于图3F所示，第二保护层280并未延伸至接触窗W内。但于其它实施例中，为了能够保护接触窗W内的彩色滤光层270，第二保护层280可延伸至接触窗W内，而第二保护层280侧边就会接触到薄膜晶体管240的漏极240D上表面。也就是说，位于接触窗W处的第二保护层280下表面会接触彩色滤光层270侧边、第一保护层250侧边与第二保护层280侧边接触到薄膜晶体管240的漏极240D上表面。
图3D'至图3F'为上述的图3D至图3F的变化例。请参照图3D，至图3F'，为了进一步降低微影蚀刻工艺的数量，接触窗位置W'可以通过透明衬层260'来定义(如图3D'所示)，彩色滤光层270则仅需形成于透明衬层260，与透明衬层260之间的开口 260a内(如图3E'所示)，而未被透明衬层260'以及彩色滤光层270所覆盖的第一保护层250可以轻易地被移除(如图3F'所示)。换言之，在移除未被透明衬层260'以及彩色滤光层270所覆盖的第一保护层250时，衬层260'以及彩色滤光层270相当于掩模(hardmask)。
之后，请参照图3G，于第二保护层280上形成多个像素电极290，其中各像素电极290分别通过其中一个接触窗W与对应的漏极240D电性连接。必需注意的是，位于扫描线220两对侧的像素电极290彼此电性绝缘，并且将部份第二保护层280暴露。在本实施例中，像素电极290是通过第六道微影蚀刻工艺(6thPEP)所形成。必需说明的是，若如图3F所示，第二保护层280并未延伸至接触窗W内。此时，像素电极290的下表面会接触彩色滤光层270的侧边与漏极140D的部份上表面。于其它实施例中，第二保护层280会延伸至接触窗W内，则第二保护层280侧边就会接触到薄膜晶体管240的漏极240D上表面。也就是说，位于接触窗W处的第二保护层280下表面会接触彩色滤光层270侧边、第一保护层250侧边与第二保护层280侧边接触到薄膜晶体管240的漏极240D上表面。此时，位于接触窗W处的像素电极290会接触第二保护层280上表面与薄膜晶体管240的漏极240D上表面。
最后，请参照图3H，为了避免凹陷C所造成的负面效应，即液晶错向效应，本实施例在透明衬层260上方形成一黑矩阵层BM，以覆盖像素电极290的部分区域。此时，未覆盖有像素电极290处的黑矩阵层BM的下表面会接触到第二保护层280上表面以及凹陷C附近的像素电极290。也就是说，黑矩阵层BM可填满凹陷C，且黑矩阵层BM具有平整的上表面。举例而言，当黑矩阵层BM的上表面为平整时，黑矩阵层BM可用以消除凹陷C所导致的液晶错向现象。而且，由于黑矩阵层BM材料多为介电材料，因此可利用黑矩阵层BM的电容减电压效果可使凹陷C处的液晶分子更不易产生液晶错向现象。若黑矩阵层BM为导电材料时，电容减电压现象并不存在，但仍能消除凹陷C所产生的液晶层中液晶分子的液晶错向现象。值得注意的是，当黑矩阵层BM为导电材料时，可通过绝缘层的设置让黑矩阵层BM与像素电极290之间电性绝缘。在黑矩阵层BM形成之后，由于黑矩阵层BM具有平坦的顶表面，因此，黑矩阵层BM能够有效改善液晶错向所导致的显示质量恶化的问题。从图3H可知，黑矩阵层BM的涵盖面积例如是大于透明衬层260的底表面260B的面积。此外，从图3H可知，黑矩阵层BM覆盖于透明衬层260以及彩色滤光层270的部分区域上方。
值得注意的是，为了维持前述的主动元件阵列基板200与一对向基板之间的间距(cell gap)，本实施例可选择性地于黑矩阵层BM上形成多个具有适当高度的间隙物(未绘示)。第二实施例
图4A至图4J为本发明第二实施例的主动元件阵列基板的制造方法的剖面示意图。本实施例的主动元件阵列基板的制造方法与第一实施例的主动元件阵列基板的结构与制造方法类似，惟二者主要差异之处在于主动元件240结构与的工艺。以下将针对本实施例的主动元件240的制作方法进行详细的描述。
首先，请参照图4A,于基板210上形成一第一图案化导电层，其中第一图案化导电层包括多条扫描线220以及多个与扫描线220连接的栅极240G。较佳地，本实施例，第一图案化导电层更包括平行为扫描线220的共享/共享电极线(未绘示)，且共享/共享电极线与扫描线220相互电性绝缘且分离。在本实施例中，第一图案化导电层是通过第一道微影蚀刻工艺(lst PEP)所形成。接着，于基板210上形成一栅绝缘层GI，以覆盖前述的扫描线220、栅极240G以及基板210,此外，栅绝缘层GI会覆盖于共享/共享电极线(未绘示)。
接着请参照图4B，于栅绝缘层GI上依序形成栅绝缘层GI、 一半导体层SE以及一导电材料层(未绘示)。之后，于导电材料层的部分区域上形成一图案化光刻胶层PR1，其中图案化光刻胶层PR1具有多个第一区块Bl以及多个第二区块B2，且第一区块B1的厚度小于第二区块B2的厚度。接着，以图案化光刻胶层PR1为掩模，移除部分的导电材料层以形成数据线230。
接着，请参照图4C至图4D，减少图案化光刻胶层PR1的厚度直到第一区块B1被移除为止，以暴露出位于栅极240G上方的半导体材料层SE，并以剩余的第二区块B2'为掩模，移除部分的半导体材料层SE以及部分的导电材料层，以形成通道层240C、源极240S以及漏极240D。之后，再将剩余的第二区块B2'移除。在本实施例中，通道层240C的材料为半导体材料，而在其它可行的实施例中，通道层240C上还可进一步包括欧姆接触层，举例而言，欧姆接触层的材质为N型掺杂的半导体材料。由图4D可知，栅极240G、通道层240C、源极240S以及漏极240D构成一主动元件240。
从图4B至图4D可知，由于主动元件240中的通道层240C、源极240S以及漏极240D是通过第二道微影蚀刻工艺(2nd PEP)所形成，且此微影蚀刻工艺为半调式微影蚀刻工艺(HTM process)、灰阶式微影蚀刻工艺(GM process)或狭缝式微影蚀刻工艺(SMprocess),因此，本实施例可以进一步降低所使用的
16微影蚀刻工艺的数量，进而降低制造成本与工时。
由于本实施例采用不同于第一实施例的工艺来进行主动元件240的制作，因此，数据线230与栅绝缘层GI之间会有半导体材料层SE'存在。必需注意的是，以一道光掩模与微影蚀刻工艺所制造出来的主动元件结构中通道层240C的边缘会超出主动元件中的源/漏极(240S/240D)的边缘，且位于数据线230下方的半导体材料层SE'的边缘必会超出主动元件中的数据线230的边缘，进而形成侧边坡度较缓的堆栈结构。
接着请参照图4E，在完成主动元件240的制作后，接着于栅绝缘层GI上形成一第一保护层250，以覆盖扫描线220、数据线230以及主动元件240。第一保护层250可进一步覆盖栅极绝缘层GI。
接着请参照图4F，于第一保护层250上形成一透明衬层260，并通过第三道微影蚀刻工艺(3rd PEP)将透明衬层260图案化，以使透明衬层260具有多个开口 260a，这些开口会暴露出部份第一保护层250。在本实施例中，透明衬层260位于扫描线220与数据线230上方，如图2所示。当然，本实施例的透明衬层260也可进一步覆盖于主动元件240上方。从图4F可知，透明衬层260具有一顶表面260T、一底表面260B以及多个连接于顶表面260T与底表面260B之间的侧表面260S，且较佳地，顶表面260T的面积例如是实质上小于底表面260B的面积。
接着请参照图4G，于透明衬层260的各开口 260a内分别形成一彩色滤光层270。也就是，彩色滤光层270会形成于被透明衬层260所暴露出的第一保护层250上。在本实施例中，彩色滤光层270例如是红色滤光层、绿色滤光层以及蓝色滤光层，且彩色滤光层270例如是通过喷墨印刷工艺而形成。由于彩色滤光层270与透明衬层260的各个侧表面260S的接触角为大于90度且小于180度的钝角，因此，彩色滤光层270与透明衬层260之间具有凹陷C。
接着请参照图4H，于透明衬层260与彩色滤光层270上形成一第二保护层280。接着，通过第四道微影蚀刻工艺(4thPEP)于第一保护层250、彩色滤光层270与第二保护层280中形成多个接触窗W。由图4H可以清楚得知，接触窗W会贯穿第一保护层250、彩色滤光层270与第二保护层280以将部份漏极240D暴露。于图4H所示，第二保护层280并未延伸至接触窗W内。但于其它实施例中，为了能够保护接触窗W内的彩色滤光层270，第二保护层280会
17延伸至接触窗W内，而第二保护层28侧边就会接触到薄膜晶体管240的漏极240D上表面。也就是说，位于接触窗W处的第二保护层280下表面会接触彩色滤光层270侧边、第一保护层250侧边与第二保护层280侧边接触到薄膜晶体管240的漏极240D上表面。
图4F'至图4H'为上述的图4F至图4H的变化例。请参照图4F'至图4H'，为了进一步降低微影蚀刻工艺的数量，接触窗位置W'可以通过透明衬层260'来定义(如图4F'所示)，彩色滤光层270则仅需形成于透明衬层260'与透明衬层260之间的开口 260a内(如图4G'所示)，而未被透明衬层260'以及彩色滤光层270所覆盖的第一保护层250可以轻易地被移除(如图4H'所示)。换言之，在移除未被透明衬层260'以及彩色滤光层270所覆盖的第一保护层250时，衬层260'以及彩色滤光层270相当于掩模。
之后，请参照图41，于第二保护层280上形成多个像素电极290，其中各像素电极290分别通过其中一个接触窗W与对应的漏极240D电性连接。必需注意的是，位于扫描线220两对侧的像素电极290彼此电性绝缘，并且将部份第二保护层280暴露。在本实施例中，像素电极290是通过第五道微影蚀刻工艺(5thPEP)所形成。必需说明的是，若如图4H所示，第二保护层280并未延伸至接触窗W内。此时，像素电极290的下表面会接触彩色滤光层270的侧边与漏极140D的部份上表面。于其它实施例中，如上所述第二保护层280会延伸至接触窗W内，则第二保护层280侧边就会接触到薄膜晶体管240的漏极240D上表面。也就是说，位于接触窗W处的第二保护层280下表面会接触彩色滤光层270侧边、第一保护层250侧边与第二保护层280侧边接触到薄膜晶体管240的漏极240D上表面。此时，位于接触窗W处的像素电极290会接触第二保护层280上表面与薄膜晶体管240的漏极240D上表面。
最后，请参照图4J，为了避免凹陷C所造成的负面效应，即液晶错向效果，本实施例在透明衬层260上方形成一黑矩阵层BM，以覆盖像素电极290的部分区域。此时，未覆盖有像素电极290处的黑矩阵层BM的下表面会接触到第二保护层280上表面以及凹陷C附近的像素电极290。也就是说，黑矩阵层BM可填满凹陷C，且黑矩阵层BM具有平整的上表面举例而言，当黑矩阵层BM的上表面为平整时，黑矩阵层BM可用以消除凹陷C所导致的液晶错向现象。而且，由于黑矩阵层BM材料多为介电材料，因此，可利用黑矩阵层BM电容减电压效果可使凹陷C处的液晶分子更不易产生液晶错向现象。若黑矩阵层BM为导电材料时，电容减电压现象并不存在，但仍能消除凹陷C所产生的液晶层中液晶分子的液晶错向现象。值得注意的是，当黑矩阵层BM为导电材料时，可通过绝缘层的设置让黑矩阵层BM与像素电极290之间电性绝缘。在黑矩阵层BM形成之后，由于黑矩阵层BM具有平坦的顶表面，因此，黑矩阵层BM能够有效改善液晶错向所导致的显示质量恶化的问题。从图4J可知，黑矩阵层BM的涵盖面积例如是大于透明衬层260的底表面260B的面积。此外，从图4J可知，黑矩阵层BM覆盖于透明衬层260以及彩色滤光层270的部分区域上方。
值得注意的是，为了维持前述的主动元件阵列基板200与一对向基板之间的间距(cell gap)，本实施例可选择性地于黑矩阵层BM上形成多个具有适当高度的间隙物(未绘示)。
承上述，由于本发明的黑矩阵层是配置于透明衬层上方，且覆盖像素电极的部分区域，因此，本发明可以有效地改善液晶错向所导致的显示质量恶化的问题。另外，由于采用透明衬层来当作挡墙，则因透明衬层260具有良好的光穿透率，若扫描线以及数据线出现瑕疵(如扫描线发生断线、扫描线与其它线路发生短路、数据线发生断线，或数据线与其它线路发生短路)，此瑕疵仍然可以被检出。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种主动元件阵列基板，其特征在于，包括一基板；多条扫描线，配置于该基板上；多条数据线，配置于该基板上；多个主动元件，配置于该基板上，其中各该主动元件分别与其中一条扫描线及其中一条数据线电性连接；一第一保护层，覆盖该些扫描线、该些数据线以及该些主动元件；一透明衬层，配置于该第一保护层上，其中该透明衬层具有多个开口，而该透明衬层位于该些扫描线与该些数据线上方；多个彩色滤光层，配置于该些开口内；一第二保护层，配置于该透明衬层与该彩色滤光层上，其中该第一保护层、该些彩色滤光层与该第二保护层具有多个接触窗；多个像素电极，配置于该第二保护层上，其中各该像素电极分别通过其中一个接触窗与其中一个主动元件电性连接；以及一黑矩阵层，配置于该透明衬层上方，以覆盖该些像素电极的部分区域。
2. 根据权利要求1所述的主动元件阵列基板，其特征在于，该透明衬层 具有一顶表面、 一底表面以及多个连接于该顶表面与该底表面之间的侧表面。
3. 根据权利要求2所述的主动元件阵列基板，其特征在于，该顶表面的 面积小于该底表面的面积。
4. 根据权利要求2所述的主动元件阵列基板，其特征在于，该彩色滤光 层与各该侧表面的接触角大于90度。
5. 根据权利要求2所述的主动元件阵列基板，其特征在于，该黑矩阵层 的涵盖面积大于该底表面的面积。
6. 根据权利要求1所述的主动元件阵列基板，其特征在于，该黑矩阵层 覆盖于该透明衬层以及该些彩色滤光层的部分区域上方。
7. 根据权利要求1所述的主动元件阵列基板，其特征在于，该透明衬层 与该些彩色滤光层之间具有凹陷，该黑矩阵层覆盖住该凹陷，且该黑矩阵层具 有平坦的一顶表面。
8. 根据权利要求1所述的主动元件阵列基板，其特征在于，还包括多个 间隙物，配置于该黑矩阵层上。
9. 一种主动元件阵列基板的制造方法，其特征在于，包括 于一基板上形成多条扫描线、多条数据线以及多个主动元件； 于该基板上形成一第一保护层，以覆盖该些扫描线、该些数据线以及该些主动元件；于该第一保护层上形成一透明衬层，其中该透明衬层具有多个开口，该透明衬层位于该些扫描线与该些数据线上方；于该些开口内形成多个彩色滤光层；于该透明衬层与该彩色滤光层上形成一第二保护层；于该第一保护层、该些彩色滤光层与该第二保护层中形成多个接触窗；于该第二保护层上形成多个像素电极，各该像素电极分别通过其中一个接 触窗与其中一个主动元件电性连接；以及于该透明衬层上方形成一黑矩阵层，以覆盖该些像素电极的部分区域。
10. 根据权利要求9所述的主动元件阵列基板的制造方法，其特征在于，形成该些扫描线、该些数据线以及该些主动元件的方法包括于该基板上形成一第一图案化导电层，其中该第一图案化导电层包括该些扫描线以及多个与该些扫描线连接的栅极；于该基板上形成一栅绝缘层，以覆盖该第一图案化导电层； 于该栅绝缘层上形成多个位于该些栅极上方的通道层；以及 于该些栅绝缘层上形成该些数据线、多个源极以及多个漏极。
11. 根据权利要求9所述的主动元件阵列基板的制造方法，其特征在于， 形成该些扫描线、该些数据线以及该些主动元件的方法包括于该基板上形成一第一图案化导电层，其中该第一图案化导电层包括该些 扫描线以及多个与该些扫描线连接的栅极；于该基板上依序形成一栅绝缘层、 一半导体材料层以及一导电材料层，以 覆盖该第一图案化导电层；于该导电材料层的部分区域上形成一图案化光刻胶层，其中该图案化光刻 胶层具有多个第一区块以及多个第二区块，且该些第一区块的厚度小于该些第 二区块的厚度；以该图案化光刻胶层为掩模，移除部分的该导电材料层，以形成该些数据线；减少该图案化光刻胶层的厚度直到该些第一区块被移除为止； 以剩余的该些第二区块为掩模，移除部分的该半导体材料层以及部分的该 导电材料层，以形成多个通道层、多个源极以及多个漏极；以及 移除剩余的该些第二区块。
12. 根据权利要求9所述的主动元件阵列基板的制造方法，其特征在于， 在该透明衬层上方形成该黑矩阵层之前，还包括检测该些扫描线、该些数据线 以及该些主动元件是否出现瑕疵。
13. 根据权利要求9所述的主动元件阵列基板的制造方法，其特征在于， 该些彩色滤光层的形成方法包括喷墨印刷工艺。
14. 根据权利要求9所述的主动元件阵列基板的制造方法，其特征在于， 还包括于该黑矩阵层上形成多个间隙物。
15. —种主动元件阵列基板的制造方法，其特征在于，包括 于一基板上形成多条扫描线、多条数据线以及多个主动元件； 于该基板上形成一第一保护层，以覆盖该些扫描线、该些数据线以及该些主动元件；于该第一保护层上形成一透明衬层，其中该透明衬层具有多个开口，且该 透明衬层定义出多个位于该些开口内的接触窗位置，该透明衬层位于该些扫描 线与该些数据线上方；于该些开口内形成多个彩色滤光层；于该透明衬层与该彩色滤光层上形成一第二保护层；移除于该些接触窗位置上的该第一保护层以形成多个接触窗；于该第二保护层上形成多个像素电极，其中各该像素电极分别通过其中一个接触窗与其中一个主动元件电性连接；以及于该透明衬层上方形成一黑矩阵层，以覆盖该些像素电极的部分区域。
16. 根据权利要求15所述的主动元件阵列基板的制造方法，其特征在于， 形成该些扫描线、该些数据线以及该些主动元件的方法包括于该基板上形成一第一图案化导电层，其中该第一图案化导电层包括该些 扫描线以及多个与该些扫描线连接的栅极；于该基板上形成一栅绝缘层，以覆盖该第一图案化导电层； 于该栅绝缘层上形成多个位于该些栅极上方的通道层；以及 于该些栅绝缘层上形成该些数据线、多个源极以及多个漏极。
17. 根据权利要求15所述的主动元件阵列基板的制造方法，其特征在于， 形成该些扫描线、该些数据线以及该些主动元件的方法包括于该基板上形成一第一图案化导电层，其中该第一图案化导电层包括该些 扫描线以及多个与该些扫描线连接的栅极；于该基板上依序形成一栅绝缘层、 一半导体材料层以及一导电材料层，以 覆盖该第一图案化导电层；于该导电材料层的部分区域上形成一图案化光刻胶层，其中该图案化光刻 胶层具有多个第一区块以及多个第二区块，且该些第一区块的厚度小于该些第 二区块的厚度；以该图案化光刻胶层为掩模，移除部分的该导电材料层，以形成该些数据线；减少该图案化光刻胶层的厚度直到该些第一区块被移除为止； 以剩余的该些第二区块为掩模，移除部分的该半导体材料层以及部分的该 导电材料层，以形成多个通道层、多个源极以及多个漏极；以及 移除剩余的该些第二区块。
18. 根据权利要求15所述的主动元件阵列基板的制造方法，其特征在于， 在该透明衬层上方形成该黑矩阵层之前，还包括检测该些扫描线、该些数据线 以及该些主动元件是否出现瑕疵。
19. 根据权利要求15所述的主动元件阵列基板的制造方法，其特征在于， 该些彩色滤光层的形成方法包括喷墨印刷工艺。
20. 根据权利要求15所述的主动元件阵列基板的制造方法，其特征在于， 还包括于该黑矩阵层上形成多个间隙物。
全文摘要
本发明涉及一种主动元件阵列基板及其制造方法，该主动元件阵列基板包括基板、扫描线、数据线、主动元件、第一保护层、透明衬层、彩色滤光层、第二保护层、像素电极以及黑矩阵层。各主动元件分别与对应的扫描线及数据线电性连接。第一保护层覆盖扫描线、数据线及主动元件。透明衬层位于扫描线与数据线上方的第一保护层上，且具有多个开口以容纳彩色滤光层。第二保护层位于透明衬层与彩色滤光层上，且第一保护层、彩色滤光层与第二保护层具有多个接触窗。像素电极位于第二保护层上，各像素电极分别通过对应的接触窗与主动元件电性连接。黑矩阵层位于透明衬层上方，以覆盖像素电极的部分区域。
文档编号G02F1/1362GK101673017SQ20091020917
公开日2010年3月17日 申请日期2009年10月28日 优先权日2009年10月28日
发明者曾文贤, 白佳蕙, 郑为元, 陈宗凯, 陈文川, 黄彦衡 申请人:友达光电股份有限公司