CN106932847A - 彩色滤光元件与主动元件基板的制造方法及主动元件基板 - Google Patents
彩色滤光元件与主动元件基板的制造方法及主动元件基板 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了彩色滤光元件的制造方法、主动元件基板的制造方法以及主动元件基板。本发明提出的彩色滤光元件的制造方法包括形成遮光图案以及形成多个色料。遮光图案具有像素区以及遮光区。每一个色料位于对应的像素区。色料以及至少一部分的遮光区具有附加特性。附加特性为带正电荷、带负电荷或是亲脂性。
Description
技术领域
本发明是有关于一种彩色滤光元件，且特别是有关于一种主动元件基板中的彩色滤光元件。
背景技术
随着科技进展，人们为了追求更精细的显示效果，不断的增加显示屏幕中每英寸含有的像素数目(Pixel Per Inch,PPI)。然而，当显示屏幕中的像素阵列被缩小以后，彩色滤光元件中的色料将难以轻易地对准于要形成的位置，导致相邻的色料容易因为靠的太近而互相重叠，导致混色现象发生。因此，目前亟需一种能有效提升色料对位精准度的方法。
发明内容
本发明的至少一实施例提供一种彩色滤光元件的制造方法，能减少混色的产生。
本发明的至少一实施例提供一种主动元件基板的制造方法，能减少混色的产生。
本发明的至少一实施例提供一种主动元件基板，能减少混色的产生。
本发明的至少一实施例的彩色滤光元件的制造方法包括：形成遮光图案以及形成多个色料。遮光图案具有像素区以及遮光区。每一个色料位于对应的像素区。色料以及至少一部分的遮光区具有附加特性。附加特性为带正电荷、带负电荷或是亲脂性。
本发明的至少一实施例的主动元件基板的制造方法包括：形成薄膜晶体管像素阵列以及形成彩色滤光元件。薄膜晶体管像素阵列包括共通电极。彩色滤光元件形成于共通电极上。彩色滤光元件的遮光图案与共通电极接触。
本发明的至少一实施例的主动元件基板包括：薄膜晶体管像素阵列、遮光图案以及多个色料。薄膜晶体管像素阵列包括共通电极。遮光图案位于共通电极上，并与共通电极接触，其中遮光图案具有多个像素区以及遮光区。每一个色料位于对应的像素区。
基于上述，本发明的至少一实施例提供的彩色滤光元件的制造方法、主动元件基板的制造方法以及主动元件基板能有效的提升色料对位的精准度，减少混色的产生。
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，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1A～图1F是依照本发明的一实施例的一种彩色滤光元件的制造方法的剖面示意图。
图2A～图2D是依照本发明的一实施例的一种彩色滤光元件的制造方法的剖面示意图。
图3A是依照本发明的一实施例的一种主动元件基板的简化上视示意图。
图3B是沿图3A的剖线A-A’的剖面示意图。
图4是依照本发明的一实施例的一种主动元件基板的剖面示意图。
图5A是依照本发明的一实施例的一种主动元件基板的简化上视示意图。
图5B是沿图5A的剖线A-A’的剖面示意图。
图6是依照本发明的一实施例的一种主动元件基板的剖面示意图。
其中，附图标记：
10、20：彩色滤光元件
30、40、50、60：主动元件基板
100、200：基板
110：遮光材料
110’、210：遮光图案
120：光阻层
130、130’：色料
140：保护层
150、270：亲脂层
202：遮罩层
220：半导体层
222：栅极
SL：扫描线
224：漏极
226：源极
DL：数据线
232、236、240、250、260：绝缘层
234：栅绝缘层
PE：像素电极
CE1：第一共通电极
CE2：第二共通电极
OP1：通孔
O1、O2：开口
C1、C2、C3：接触窗
TA、TA1：薄膜晶体管像素阵列
R1：遮光区
R2：像素区
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1A～图1F是依照本发明的一实施例的一种彩色滤光元件10的制造方法的剖面示意图。
请参考图1A，提供基板100，基板100的材质例如为玻璃、石英、塑胶、有机聚合物、不透光/反射材料(例如：导电材料、金属、晶圆、陶瓷、或其他可适用的材料)或是其他可适用的材料。在一实施例中，基板100可以包括像素阵列，将彩色滤光元件形成于包括像素阵列的基板上，以构成彩色滤光元件于像素阵列上(color filter on array,COA)的结构。接着于基板100上提供遮光材料110，遮光材料110的材料包括树脂、导电材料或是其他可适用的材料。在一实施例中，遮光材料110的材料例如为金属，且遮光材料110具有低反射率以及高遮光性。
请参考图1B，于遮光材料110上形成光阻层120，光阻层120覆盖部分的遮光材料110。形成光阻层120的方法例如是曝光显影制程。
请参考图1C，以光阻层120为罩幕，图案化遮光材料110以形成遮光图案110’，图案化遮光材料110的方式例如是干式蚀刻法或湿式蚀刻法。遮光图案110’具有像素区R2以及遮光区R1，图案化后的遮光材料110位于遮光区R1中。图案化后的遮光材料110包括对应于像素区R2的多个通孔OP1，且像素区R2的宽度对应于通孔OP1的宽度。在一实施例中，遮光区R1的宽度可小于1.5微米，但本发明不以此为限。在一实施例中，像素区R2与遮光区R1可沿着一方向交替排列。
请参考图1D，移除光阻层120。
请参考图1E，在遮光图案110’的像素区R2中形成色料130，每一个色料130位于对应的像素区R2中。色料130位于基板110上，形成色料130的方法例如是利用喷墨印刷技术于对应的像素区R2中形成色料130。色料130的材料例如包括红、绿或蓝的色阻材料。相邻的两个色料130例如为相同或不同的颜色。
色料130以及至少一部分的遮光区R1具有附加特性，在本实施例中，附加特性为带正电荷或是带负电荷。在本实施例中，对遮光图案110’施加一电压，使遮光图案110’的遮光区R1带有正电荷或是负电荷。当遮光图案110’的遮光区R1带正电荷时，用同样带正电荷的色料130形成于像素区R2中。当遮光图案110’的遮光区R1带负电荷时，用同样带负电荷的色料130形成于像素区R2中。
在本实施例中，当色料130与遮光区R1带有相同的电荷时，带有电荷的色料130与带有电荷的遮光区R1便可互相排斥，使色料130能准确的配置于像素区R2中，藉此，可避免色料130间互相重叠而产生混色的问题。在一实施例中，由于遮光图案110’的遮光区R1会与色料130互相排斥，因此，在形成色料130的时后，色料130不会接触到遮光图案110’的遮光区R1与基板100之间的夹角。
请参考图1F，进行烘烤制程，以固化色料130。在本实施例中，色料130的附加特性为带正电荷或带负电荷，在烘烤制程中，色料130的附加特性会被移除。色料130的附加特性被移除后，色料130与遮光图案110’之间已经不会互相排斥，因此，色料130会向基板110摊平。在一实施例中，在烘烤制程后，固化后的色料130’可接触到遮光图案110’的遮光区R1与基板100之间的夹角。
接着，于固化后的色料130’以及遮光图案110’的遮光区R1上形成保护层140。至此，彩色滤光元件10已经大致完成。
基于上述，本实施例的彩色滤光元件10能有效的提升色料130对位的精准度，减少混色的产生。
图2A～图2D是依照本发明的一实施例的一种彩色滤光元件的制造方法的剖面示意图。在此必须说明的是，图2A～图2D的实施例沿用图1A～图1F的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。
图2A～图2D的实施例与图1A～图1F的实施例的差异在于：图2A～图2D的彩色滤光元件的制造方法包括了形成亲脂层150。
请参考图1B、图1C与图2A，在图案化遮光材料110之后，进行表面亲脂性处理以于遮光图案110’以及光阻层120的表面形成亲脂层150，亲脂层150例如是共形地形成于光阻层120、遮光图案110’以及基板100上。在另一变化例中，进行表面亲脂性处理以使得遮光图案110’的表面、被遮光图案110’暴露出的基板100的表面以及光阻层120的表面具有亲脂性。
请参考图2B，移除光阻层120以及位于光阻层120上的部分亲脂层150。在本实施例中，亲脂层150形成于移除光阻层120之前，因此，遮光图案110’的上表面不具有亲脂层150。在本实施例中，亲脂层150是共形地形成于光阻层120上，因此，移除光阻层120时会同时移除位于光阻层120上的部分的亲脂层150，然而本发明不以此为限。在其他实施例中，亲脂层150只形成于遮光图案110’以及基板100上，因此，移除光阻层120时不会移除亲脂层150。
请参考图2C，在遮光图案110’的像素区R2中形成色料130，每一个色料130位于对应的像素区R2中。色料130位于基板110上，形成色料130的方法例如是利用喷墨印刷技术于对应的像素区R2中形成色料130。色料130的材料例如包括红、绿或蓝的色阻材料。相邻的两个色料130例如为相同或不同的颜色。
在一实施例中，色料130、遮光图案110’的部分表面以及遮光图案110’的像素区R2都具有亲脂性，且遮光区R1的上表面不具有亲脂性，因此，色料130不容易附着于遮光区R1的上表面，使色料130能轻易的对准像素区R2。
请参考图2D，进行烘烤制程，使色料130能够固化。接着，于固化后的色料130’以及遮光图案110’上形成保护层140。至此，彩色滤光元件20已经大致完成。
基于上述，本实施例的彩色滤光元件20能有效的提升色料130对位的精准度，减少混色的产生。
图3A是依照本发明的一实施例的一种主动元件基板30的简化上视示意图。图3B是沿图3A的剖线A-A’的剖面示意图。在此必须说明的是，图3A与图3B的实施例沿用图1A～图1F的实施例的元件标号与部分内容，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。
图3A～图3B对应的实施例与图1A～图1F的实施例的差异在于：在图3A与图3B的实施例中，色料是形成于薄膜晶体管像素阵列TA上。
请同时参考图3A与图3B，薄膜晶体管像素阵列TA包括半导体层220、栅极222、扫描线SL、漏极224、源极226、数据线DL、像素电极PE以及第一共通电极CE1。
遮罩层202位于基板200上，半导体层220位于遮罩层202上，且遮罩层202与半导体层220之间夹有绝缘层232。栅极222位于半导体层220上，且栅极222与扫描线SL电性连接，栅极222与半导体层220之间夹有栅绝缘层234。绝缘层236位于栅绝缘层234上，且源极226与漏极224位于绝缘层236上。源极226与数据线DL电性连接。源极226与漏极224分别通过接触窗C1与接触窗C2而与半导体层220电性连接。绝缘层240位于源极226与漏极224上，像素电极PE位于绝缘层240上。像素电极PE通过接触窗C3而与漏极224电性连接。第一共通电极CE1位于像素电极PE上，且第一共通电极CE1与像素电极PE之间夹有绝缘层260。
在一实施例中，第一共通电极CE1具有开口O1，开口O1对应于像素电极PE的位置而设置。开口O1的形成方式例如为将第一共通电极CE1全面性地形成于绝缘层260上后，再对第一共通电极CE1进行部份蚀刻以形成开口O1。在本实施例中，开口O1的轮廓为八边形，然而本发明不限于此。在其他实施例中，开口O1的轮廓可以是多边形、圆形、椭圆形或多个彼此分离的条状。
虽然在本实施例中，薄膜晶体管像素阵列TA中的开关元件为顶栅极(Top gate)结构的薄膜晶体管，然而本发明不限于此。在其他实施例中，开关元件还可以是底栅极(Bottom gate)结构的薄膜晶体管。此外，本发明中薄膜晶体管像素阵列TA里面的绝缘层或栅绝缘层的层数可以依据实际需求而进行调整，本发明并未对绝缘层或栅绝缘层的层数有所限制。
请继续参考图3B，遮光图案210形成于第一共通电极CE1上，遮光图案210具有遮光区R1以及像素区R2，遮光图案210的遮光区R1与第一共通电极CE1接触。在一实施例中，遮光图案210的遮光区R1与扫描线SL以及数据线DL重叠且不重叠于开口O1，在其他变化例中，遮光图案210的遮光区R1与扫描线SL以及数据线DL重叠且不重叠于开口O1及像素电极PE。在一实施例中，遮光图案210的遮光区R1会与栅极222以及漏极224重叠，且遮光图案210的遮光区R1暴露出部分的开关元件的半导体层220。在一实施例中，遮光图案210的遮光区R1可以完全覆盖整个开关元件。
请一并参考图1E及对应的文字说明，在一实施例中，遮光图案210的遮光区R1包括导电材料，且遮光图案210与第一共通电极CE1电性连接，遮光图案210举例与第一共通电极CE1接触。在本实施例中，通过对第一共通电极CE1施加电压而使遮光图案210的遮光区R1具有带正电荷或带负电荷的附加特性。接着，在遮光图案210的像素区R2中形成色料(未绘示)，色料与遮光图案210的遮光区R1具有相同的附加特性，因此，本实施例的主动元件基板30中的色料能准确的形成于像素区R2中，提升色料对位的精准度，减少混色的产生。
图4是依照本发明的一实施例的一种主动元件基板40的剖面示意图。图4的实施例沿用图3A与图3B的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。
图4的实施例与图3B的实施例的差异在于：图4的主动元件基板40包括了亲脂层270。
请参考图4并一并参考图2B～图2D及对应的文字说明，遮光图案210的遮光区R1与像素区R2中包括有亲脂层150，在另一变化例中，不形成亲脂层150，而是使未被遮光图案210遮蔽的部分第一共通电极CE1的表面以及被开口O1暴露出的部分绝缘层260的表面具有亲脂性。本实施例的遮光图案210包括亲脂层270，且遮光图案210的遮光区R1与像素区R2皆具有亲脂性。在一实施例中，与薄膜晶体管像素阵列TA共形的亲脂层270位于像素区R2中。在一实施例中，薄膜晶体管像素阵列TA包括第一共通电极CE1以及绝缘层260，部分的亲脂层270会与第一共通电极CE1共形，且部分的亲脂层270会填入开口O1并与绝缘层260接触。接着，在遮光图案210的像素区R2中形成色料(未绘示)。
色料、遮光图案210的部分遮光区R1以及遮光图案210的像素区R2都具有亲脂性，且遮光区R1的上表面不具有亲脂性，因此，色料不容易附着于遮光区R1的上表面，使色料能轻易的对准像素区R2，减少混色的产生。
图5A是依照本发明的一实施例的一种主动元件基板50的简化上视示意图。图5B是沿图5A的剖线A-A’的剖面示意图。
图5A与图5B的实施例沿用图3A与图3B的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。
图5A、图5B的实施例与图3A、图3B的实施例的差异在于：图5A、图5B的主动元件基板50中，薄膜晶体管像素阵列TA1还包括第二共通电极CE2。
在本实施例中，像素电极PE位于第一共通电极CE1与第二共通电极CE2之间，且像素电极PE与第二共通电极CE2之间夹有绝缘层250，像素电极PE可具有多个狭缝或多边形设计(图未示)，像素电极PE与第二共通电极CE2可部分区域重叠产生像素电容，亦可几乎不重叠。接触窗C3位于绝缘层240中，且像素电极PE通过接触窗C3而与漏极224电性连接。第二共通电极CE2具有开口O2，开口O2的宽度大于接触窗C3的宽度，且开口O2对应于接触窗C3的位置设置。
在一实施例中，第一共通电极CE1与第二共通电极CE2会电性连接，且第一共通电极CE1与第二共通电极CE2都会与像素电极PE产生电容。
在本实施例中，遮光图案210的遮光区R1包括导电材料，且遮光图案210的遮光区R1与第一共通电极CE1电性连接。在本实施例中，通过对第一共通电极CE1施加电压而使遮光图案210的遮光区R1具有带正电荷或带负电荷的附加特性。
接着，会在遮光图案210’的像素区R2中形成色料(未绘示)，色料与遮光图案210’的遮光区R1具有相同的附加特性，因此，在本实施例的主动元件基板50中，色料能准确的形成于像素区R2中，提升色料对位的精准度，减少混色的产生。
图6是依照本发明的一实施例的一种主动元件基板60的剖面示意图。
图6的实施例沿用图5A与图5B的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。
图6的实施例与图5B的实施例的差异在于：图6的主动元件基板60包括了亲脂层270。
请参考图6，遮光图案210的遮光区R1与像素区R2包括有亲脂层270，且遮光图案210的遮光区R1与像素区R2皆具有亲脂性。在一实施例中，一部分的亲脂层270位于遮光区R1中，另一部分的亲脂层270位于像素区R2中。在一实施例中，薄膜晶体管像素阵列TA包括第一共通电极CE1以及绝缘层260，部分的亲脂层270会与第一共通电极CE1共形，且部分的亲脂层270会填入开口O1并与绝缘层260接触。
接着，会在遮光图案210的像素区R2中形成色料(未绘示)。
色料、遮光图案210的部分遮光区R1以及遮光图案210的像素区R2都具有亲脂性，且遮光区R1的上表面不具有亲脂性，因此，色料不容易附着于遮光区R1的上表面，使色料能轻易的对准像素区R2，减少混色的产生。
综上所述，在本发明的一实施例中，色料与遮光图案的遮光区皆带有正电荷或皆带有负电荷，因此，色料与遮光图案的遮光区会产生斥力，使色料能准确的形成于遮光图案的像素区中，提升色料对位的精准度，减少混色的产生。在本发明的一实施例中，色料、遮光图案的部分遮光区以及遮光图案的像素区都具有亲脂性，且遮光区的上表面不具有亲脂性，因此，色料不容易附着于遮光区的上表面，使色料能轻易的对准像素区，减少混色的产生。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，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后附的申请专利范围所界定者为准。
Claims (10)
1.一种彩色滤光元件的制造方法，其特征在于，包括：
形成一遮光图案，该遮光图案具有多个像素区以及一遮光区；以及
形成多个色料，每一该色料位于对应的该像素区，其中该些色料以及至少一部分的该遮光区具有一附加特性，该附加特性为带正电荷、带负电荷或是亲脂性。
2.如权利要求1所述的彩色滤光元件的制造方法，其特征在于，更包括：
在形成该些色料之后移除该附加特性，其中该附加特性为带正电荷或带负电荷。
3.如权利要求1所述的彩色滤光元件的制造方法，其特征在于，该附加特性为亲脂性，且该像素区亦具有亲脂性。
4.如权利要求1所述的彩色滤光元件的制造方法，其特征在于，形成该遮光图案的步骤包括：
提供一遮光材料；
形成一光阻层，覆盖部分该遮光材料；
以该光阻层为罩幕图案化该遮光材料，以形成对应于该些像素区的多个通孔，且图案化后的该遮光材料位于该遮光区；
对该图案化后的该遮光材料以及该光阻层的表面进行一表面亲脂性处理；以及
移除该光阻层。
5.如权利要求1所述的彩色滤光元件的制造方法，其特征在于，形成该些色料的步骤包括藉由喷墨印刷技术于对应的每一该像素区分别形成具有该附加特性的该色料。
6.如权利要求1所述的彩色滤光元件的制造方法，其特征在于，该遮光图案的材料包括导电材料。
7.一种主动元件基板的制造方法，其特征在于，包括：
形成一薄膜晶体管像素阵列，该薄膜晶体管像素阵列包括一共通电极；以及
形成一彩色滤光元件于该共通电极上，其中形成该彩色滤光元件的方法如权利要求1至6任一所述，且该彩色滤光元件的该遮光图案与该共通电极接触。
8.一种主动元件基板，其特征在于，包括：
一薄膜晶体管像素阵列，包括一共通电极；
一遮光图案，位于该共通电极上，并与该共通电极接触，其中该遮光图案具有多个像素区以及一遮光区；以及
多个色料，每一该色料位于对应的该像素区。
9.如权利要求8所述的主动元件基板，其特征在于，该遮光图案具有亲脂性。
10.如权利要求8所述的主动元件基板，其特征在于，该遮光图案的材料包括导电材料，且该遮光图案与该共通电极电性连接。
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