CN101598878A - 有源元件阵列基板与显示面板 - Google Patents

Abstract

一种有源元件阵列基板与显示面板，该有源元件阵列基板包括一基板，且基板上配置有至少一定位标记，此外，一黑矩阵配置于基板上，并且覆盖定位标记，此黑矩阵在基板上划分出多个像素区，多个有源元件对应于所述多个像素区配置，该有源元件阵列基板对黑矩阵的光穿透率与光学密度进行限定，其中对于对位机台所使用的长波长的检测光源，黑矩阵可具有较高的光穿透率，以使对位机台对定位标记具有良好的辨识度。同时，对于具有较短波长的显示光源，黑矩阵仍然具有高光学密度，以维持良好的显示对比。此外，定位标记可由至少两层的金属层来构成，以增加金属层的总厚度，加大作为标记图案的金属斜面，因而有助于提高对位机台对定位标记的辨识度。

Description

有源元件阵列基板与显示面板

技术领域

本发明涉及一种有源元件阵列基板与显示面板，且特别涉及一种可提高对位机台对于定位标记的辨识度的有源元件阵列基板与应用此有源元件阵列基板的显示面板。

背景技术

传统的液晶显示面板是由彩色滤光基板(Color Filter Substrate)、薄膜晶体管阵列基板(TFT Array Substrate)以及配置于此两基板间的液晶层(LiquidCrystal Layer)所构成。现今更提出了将彩色滤光膜直接整合于薄膜晶体管阵列基板上(Color Filter on Array，COA)或是将黑矩阵制作于薄膜晶体管阵列基板上(Black matrix on Array，BOA)的技术，将COA基板或BOA基板与另一对向基板组立，并于两基板间填入液晶分子，以形成液晶显示面板。

然而，公知在进行COA基板或BOA基板的工艺或是进行液晶显示面板的组立时，由于定位标记是形成在COA基板或BOA基板上，且COA基板或BOA基板上的黑矩阵会覆盖定位标记，如此往往会影响到对位机台对定位标记的辨识度。尤其，为了提高液晶显示面板的显示对比，通常需采用高光学密度(Optical Density，OD)的材料来制作黑矩阵。然而，具有高OD值的材料因其优异的遮光效果，也将使得定位标记不易被对位机台所辨别，而影响对位的精准度。

此外，公知存在采用单层的金属层来制作的定位标记，以利用金属定位标记的斜面反光来产生易于辨识的标记图案。然而，此种利用单层金属制作的定位标记容易因为工艺上的缺陷或是工艺限制，即能够形成斜面的金属层厚度有限，而使得标记图案不完整或是尺寸不够大，因而影响对位机台对标记图案的辨识度。

发明内容

本发明提供一种有源元件阵列基板，可同时满足显示面板的高显示对比需求与对位机台对定位标记的高辨识度需求。

本发明提供一种显示面板，应用前述的有源元件阵列基板，而可提供优异的显示对比，并可让对位机台对此显示面板上的定位标记具有良好的辨识度，进而提高工艺良率。

在此提出一种有源元件阵列基板，其包括一基板，且基板上配置有至少一定位标记。此外，一黑矩阵配置于基板上，并且覆盖定位标记。此黑矩阵在基板上划分出多个像素区，多个有源元件对应于所述多个像素区配置。此黑矩阵的材料需满足下列要求：首先，黑矩阵对于波长λ1的光穿透率需大于15％，其中800nm≤λ1＜2500nm；此外，黑矩阵对于波长λ2的光学密度需大于2.5，其中380nm≤λ2＜780nm。

在一实施例中，800nm≤λ1≤1500nm。

在一实施例中，500nm≤λ2＜600nm。

在一实施例中，黑矩阵对于波长λ2的光学密度大于3.5。

在一实施例中，黑矩阵的材料包括氧化金属或有机颜料。

在一实施例中，定位标记包括至少一第一金属层以及一第二金属层，其中第一金属层的侧壁包括一第一斜面，第二金属层配置于该第一金属层上，并暴露出第一斜面，且第二金属层的侧壁包括一第二斜面。

在此另提出一种有源元件阵列基板，其包括一基板、多个有源元件以及至少一定位标记。基板具有多个像素区，有源元件对应于像素区配置。定位标记配置于基板上，并且包括至少一第一金属层以及一第二金属层，其中第一金属层的侧壁包括一第一斜面，第二金属层配置于第一金属层上，并暴露出第一斜面，且第二金属层的侧壁包括一第二斜面。

在一实施例中，前述的定位标记包括一中央区块以及围绕中央区块配置的多个外围区块。

在一实施例中，前述的第一金属层与第二金属层具有相同的形状，而第一斜面与第二斜面相连且共平面。

在一实施例中，前述的第一金属层具有一顶面，而第二金属层配置于顶面上，并暴露出顶面的外围区域。

在此更提出一种显示面板，其包括前述的有源元件阵列基板、一对向基板以及一显示介质层，其中显示介质层配置于有源元件阵列基板与对向基板之间。

基于上述，前述提出的有源元件阵列基板对黑矩阵的光穿透率与光学密度进行限定，以使对位机台对定位标记具有良好的辨识度，并可同时维持良好的显示对比。另一方面，定位标记的结构可采用至少两层的金属层来构成，以增加金属层的总厚度，使作为标记图案的金属斜面相对变大，提高对位机台对定位标记的辨识度。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为依照本发明的一实施例的一种有源元件阵列基板的示意图。

图2为依照本发明的一实施例的一种黑矩阵材料对于各波段的光穿透率的曲线图。

图3A与3B分别为依据本发明的一实施例的一种定位标记的俯视图与侧视图。

图4为依据本发明的另一实施例的一种定位标记的侧视图。

图5示出依据本发明的一实施例的一种显示面板。

上述附图中的附图标记说明如下：

100：有源元件阵列基板

102：基板

104：像素区

110：黑矩阵

120：像素结构

130：定位标记

L1：检测光源

L2：显示光源

300：定位标记

302：中央区块

304：外围区块

310：第一金属层

312：第一斜面

314：第一金属层的顶面

320：第二金属层

322：第二斜面

370：基板

500：显示面板

510：有源元件阵列基板

520：对向基板

530：显示介质层

具体实施方式

本发明提出一种有源元件阵列基板，对黑矩阵的光穿透率与光学密度进行限定，其中对于对位机台所使用的长波长的检测光源，黑矩阵可具有较高的光穿透率，以使对位机台对定位标记具有良好的辨识度。同时，对于显示面板用以显示画面的具有较短波长的显示光源，黑矩阵仍然具有高光学密度，以维持良好的显示对比。通过此种特性的黑矩阵可同时满足显示面板的高显示对比需求与对位机台对定位标记的高辨识度需求。另一方面，本发明还可以选择对定位标记的结构进行改良，改为采用至少两层的金属层来构成定位标记。由于金属层的总厚度增加，因此能够作为标记图案的金属斜面也相对变大，有助于提高对位机台对定位标记的辨识度。

此处所指的光学密度为材料遮光能力的表征，是通过材料的入射光强度与透射光强度比值的对数，等同于光穿透率倒数的对数，即光学密度OD＝log10(透射光强度/入射光强度)或光学密度OD＝log10(1/光穿透率)。当OD值等于0的时候，材料不吸收光线，光穿透率为100％。当OD值等于无穷大的时候，材料会吸收全部光线，光穿透率为0。

以下通过不同实施例分别说明采用特定黑矩阵以及改良的定位标记结构来提高对位机台对定位标记的辨识度的详细方法。

图1为依照本发明的一实施例的一种有源元件阵列基板的示意图。如图1所示，有源元件阵列基板100可以是COA基板或BOA基板，其中基板102上具有黑矩阵110，用以在基板102上划分出多个阵列配置的像素区104。多个像素结构120分别对应于像素区104配置，其中每个像素结构120可包括有源元件以及其他可能存在的例如像素电极、彩色滤光膜或存储电容等元件。此外，基板102表面形成有一个或多个定位标记130，而黑矩阵110覆盖于定位标记130上，其中一个制造方法就是黑矩阵110全膜涂布覆盖于定位标记130上，且曝光显影后，不是覆盖在定位标记130上方的黑矩阵110会被移除。或者是，依续覆盖黑矩阵及光致抗蚀剂层于定位标记130上，且曝光显影光致抗蚀剂层及蚀刻部分黑矩阵并移除光致抗蚀剂层后，不是覆盖在定位标记130上方的黑矩阵110会被移除。此定位标记130可在组立或是其他工艺中，供对位机台(未示出)对基板102进行定位。

在此，有源元件120例如是薄膜晶体管，而定位标记130可以是由有源元件阵列基板100中的任何一层或多层金属所构成，即，定位标记130可与基板102上的其他元件同步制作。当然，本实施例的定位标记130也可以是与基板102上的其他元件分开制作，即通过额外的步骤而被形成在基板102上。

为了使有源元件阵列基板100可同时满足显示面板的高显示对比需求与后续工艺中对位机台对定位标记的高辨识度需求，本实施例对黑矩阵110的材料有如下的要求。首先，针对后续工艺中对位机台对定位标记的高辨识度需求，假设对位机台使用长波长为λ1的检测光源L1，则黑矩阵对于波长λ1的光穿透率需大于15％，以使足量的检测光源L1可顺利通过黑矩阵110，如此对位机台对定位标记可具有良好的辨识度。在此，长波长λ1的范围例如是800nm≤λ1＜2500nm，更具体为800nm≤λ1≤1500nm，而以现有较常见的对位机台而言，850nm≤λ1≤1000nm。

再者，针对显示面板的高显示对比需求，假设显示面板用以显示画面的显示光源L2的波长为λ2，则黑矩阵对于波长λ2的光学密度需大于2.5，以有效遮挡不必要的背光，维持良好的显示对比。在此，显示光源L2的波长λ2的范围例如是380nm≤λ2＜780nm。在另一实施例中，更可特别针对较长波段的显示光源，例如符合500nm≤λ2＜600nm范围的显示光源，来设定黑矩阵的光学密度。

当然，前述黑矩阵对于波长λ1的光穿透率或是对于波长λ2的光学密度都是可以依实际需求调整的数值。例如，当显示面板的高显示对比需求较强烈时，可以提高黑矩阵对于波长λ2的光学密度为大于3.5或更高的数值。

图2为依照本发明的一实施例的一种黑矩阵材料对于各波段的光穿透率的曲线图。如图2所示，此种黑矩阵材料在800nm以上的长波段范围内具有高穿透率，使得对位机台的检测光源能够清楚辨识位于黑矩阵下的定位标记。另外，此种黑矩阵材料在显示光源的波段内仍然维持低穿透率(高光学密度)，以保有良好的显示对比。

本实施例提出多种可以达到前述要求的黑矩阵，其材料具有多种组成，主要成分包括金属氧化物(如氧化银、氧化锡等)或有机颜料(如红色颜料、蓝色颜料、黄色颜料)或两者的混合物、可能存在的碳黑(Carbon black)、由丙二醇甲醚醋酸酯+乙酸丁基二甘醇酯+乙酸-3-甲氧基丁酯或是丙二醇甲醚醋酸酯+乙酸-3-甲氧基丁酯所形成的溶剂，以及其余可能存在的添加物，如压克力树脂(聚丙烯酸)、光起始剂、交联剂、耦合剂等等。

下表便揭示了两种黑矩阵可能的组成成分(wt％)：

通过前述特性的黑矩阵可同时满足显示面板的高显示对比需求与对位机台对定位标记的高辨识度需求。

然而，除了对黑矩阵的特性进行设计之外，本发明还可对定位标记的结构进行改良，以提高对位机台对定位标记的辨识度。具体作法是采用至少两层的金属层来构成定位标记。由于金属层的总厚度增加，因此能够作为标记图案的金属斜面也相对变大，有助于提高对位机台对定位标记的辨识度。

图3A与3B分别示出依据本发明的一实施例的一种定位标记的俯视图与侧视图。如图3A与3B所示，定位标记300配置于基板370上，由一第一金属层310以及一第二金属层320所构成。若定位标记300是与基板370上的有源元件(如薄膜晶体管)或其他元件同步制作，则此第一金属层310以及第二金属层320例如分别是用以形成薄膜晶体管的栅极金属层以及源极与漏极金属层。当然，此定位标记300也可以是与基板370上的其他元件分开制作，即通过额外的步骤而被形成在基板370上。

请再参考图3A与3B，第一金属层310的侧壁包括一第一斜面312，而第二金属层320配置于第一金属层310上，并暴露出第一斜面312，且第二金属层320的侧壁包括一第二斜面322。第一斜面312与第二斜面322可以反射对位机台的检测光源L1，以形成标记图案。为有利于对位机台的对位与辨识，定位标记300可以被设计为各种形状。例如，在图3A中，定位标记300包括一中央区块302以及围绕中央区块302配置的多个外围区块304。

在本实施例中，第一金属层310与第二金属层320可以具有相同的图案，且第一金属层310的第一斜面312例如与第二金属层320的第二斜面322相连且共平面。当然，本发明的定位标记的结构并不限于此。在图4所示出的另一实施例中，第一金属层310具有一顶面314，而第二金属层320配置于顶面314上，并暴露出顶面314的外围区域。

前述实施例的图3A、3B与图4所示出的定位标记结构可以单独实施，或是可应用于图1所示的有源元件阵列基板上，以搭配黑矩阵材料的选择，来得到更佳的机台对位效果与显示对比。

此外，图5更示出应用前述多个实施例的有源元件阵列基板以及定位标记结构的显示面板。如图5所示，显示面板500包括一有源元件阵列基板510、一对向基板520以及一显示介质层530。此有源元件阵列基板510例如是一薄膜晶体管阵列基板，并且可以是COA基板或BOA基板，其采用前述多个实施例的技术内容，选用特定的黑矩阵材料、定位标记结构或是两者的结合，以达到更佳的机台对位效果与显示对比。此外，因应有源元件阵列基板510可能为COA基板或BOA基板，对向基板520可以具有共用电极或是彩色滤光片。显示介质层530例如是液晶层，其配置于有源元件阵列基板510与对向基板520之间，以作为显示光阀。

综上所述，本发明提出了有源元件阵列基板与应用此有源元件阵列基板的显示面板，其采用的黑矩阵对于对位机台所使用的长波长的检测光源具有较高的光穿透率，以使对位机台对定位标记具有良好的辨识度。此外，黑矩阵对于显示面板用以显示画面的具有较短波长的显示光源仍然保有高光学密度，因而可维持良好的显示对比。此外，本发明还可对定位标记的结构进行改良，采用两层以上的金属层来构成定位标记，加大能够作为标记图案的金属斜面，以提高对位机台对定位标记的辨识度。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (25)

1.一种有源元件阵列基板，包括：

一基板；

至少一定位标记，配置于该基板上；

一黑矩阵，配置于该基板上，并且覆盖该定位标记，该黑矩阵在该基板上划分出多个像素区，该黑矩阵对于波长λ1的光穿透率大于15％，其中800nm≤λ1＜2500nm，且该黑矩阵对于波长λ2的光学密度大于2.5，其中380nm≤λ2＜780nm；以及

多个有源元件，对应于所述多个像素区配置。

2.如权利要求1所述的有源元件阵列基板，其中800nm≤λ1≤1500nm。

3.如权利要求1所述的有源元件阵列基板，其中500nm≤λ2＜600nm。

4.如权利要求1所述的有源元件阵列基板，其中该黑矩阵对于波长λ2的光学密度大于3.5。

5.如权利要求1所述的有源元件阵列基板，其中黑矩阵的材料包括氧化金属或有机颜料。

6.如权利要求1所述的有源元件阵列基板，其中每一有源元件为一薄膜晶体管。

7.如权利要求1所述的有源元件阵列基板，其中该定位标记包括至少一第一金属层以及一第二金属层，该第一金属层的侧壁包括一第一斜面，该第二金属层配置于该第一金属层上，并暴露出该第一斜面，且该第二金属层的侧壁包括一第二斜面。

8.如权利要求7所述的有源元件阵列基板，其中该定位标记包括一中央区块以及围绕该中央区块配置的多个外围区块。

9.如权利要求7所述的有源元件阵列基板，其中该第一金属层与该第二金属层具有相同的形状，而该第一斜面与该第二斜面相连且共平面。

10.如权利要求7所述的有源元件阵列基板，其中该第一金属层具有一顶面，而该第二金属层配置于该顶面上，并暴露出该顶面的外围区域。

11.一种有源元件阵列基板，包括：

一基板，具有多个像素区；

多个有源元件，对应于所述多个像素区配置；以及

至少一定位标记，配置于该基板上，其中该定位标记包括至少一第一金属层以及一第二金属层，该第一金属层的侧壁包括一第一斜面，该第二金属层配置于该第一金属层上，并暴露出该第一斜面，且该第二金属层的侧壁包括一第二斜面。

12.如权利要求11所述的有源元件阵列基板，其中每一有源元件为一薄膜晶体管。

13.如权利要求11所述的有源元件阵列基板，该定位标记包括一中央区块以及围绕该中央区块配置的多个外围区块。

14.如权利要求11所述的有源元件阵列基板，其中该第一金属层与该第二金属层具有相同的形状，而该第一斜面与该第二斜面相连且共平面。

15.如权利要求11所述的有源元件阵列基板，其中该第一金属层具有一顶面，而该第二金属层配置于该顶面上，并暴露出该顶面的外围区域。

16.一种显示面板，包括：

如权利要求1所述的有源元件阵列基板；

一对向基板；以及

一显示介质层，配置于该有源元件阵列基板与该对向基板之间。

17.如权利要求16所述的显示面板，其中该有源元件阵列基板包括一薄膜晶体管阵列基板。

18.如权利要求16所述的显示面板，其中该对向基板包括一彩色滤光片。

19.如权利要求16所述的显示面板，其中该显示介质层包括一液晶层。

20.一种显示面板，包括：

如权利要求9所述的有源元件阵列基板；

一对向基板；以及

一显示介质层，配置于该有源元件阵列基板与该对向基板之间。

21.如权利要求20所述的显示面板，其中该有源元件阵列基板包括一薄膜晶体管阵列基板。

22.如权利要求20所述的显示面板，其中该对向基板包括一彩色滤光片。

23.如权利要求20所述的显示面板，其中该显示介质层包括一液晶层。

24.如权利要求20所述的显示面板，其中该第一金属层与该第二金属层具有相同的形状，而该第一斜面与该第二斜面相连且共平面。

25.如权利要求20所述的显示面板，其中该第一金属层具有一顶面，而该第二金属层配置于该顶面上，并暴露出该顶面的外围区域。

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