TWI410725B - 畫素結構與對準標記 - Google Patents

Description

畫素結構與對準標記

本發明是有關於一種畫素結構與對準標記，且特別是有關於一種易於檢測誤對準(mis-alignment)的畫素結構與對準標記。

隨著顯示科技的日益進步，人們藉著顯示器的輔助可使生活更加便利，為求顯示器輕、薄之特性，促使平面顯示器(flat panel display，FPD)成為目前的主流。在諸多平面顯示器中，液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)具有高空間利用效率、低消耗功率、無輻射以及低電磁干擾等優越特性，因此，液晶顯示器深受消費者歡迎。

在一般的液晶顯示器中，整合有彩色濾光薄膜之主動元件陣列基板(COA)與整合有黑矩陣之主動元件陣列基板(BOA)已經屬於目前的主流。就現有的COA基板或BOA基板來說，在同一塊基板上的彩色濾光薄膜與其下薄膜(即主動元件陣列中的圖案化薄膜)之間的誤對準問題(mis-alignment issue)通常會影響到顯示品質以及產品良率。因此，如何快速地判定出是否有誤對準的問題，並判斷出誤對準的程度是否在容許範圍之內，是目前研發者關注的問題之一。

本發明提供一種畫素結構，有助於快速地檢測出電容區域處的誤對準的程度是否超出容許範圍。

本發明另提供一種對準標記，有助於快速地檢測出誤對準的程度是否超出容許範圍。

本發明提出一種畫素結構，其包括主動元件、電容下電極、電容上電極、保護層、彩色濾光薄膜以及畫素電極。電容下電極具有開口。電容上電極位於電容下電極上方，並與主動元件電性連接。保護層覆蓋主動元件、電容下電極與電容上電極。彩色濾光薄膜配置於保護層上以覆蓋主動元件、電容下電極與電容上電極，其中保護層與彩色濾光薄膜具有接觸窗，而接觸窗位於開口上方並暴露出電容上電極的部分區域。畫素電極配置於彩色濾光薄膜上，並透過接觸窗與電容上電極電性連接，其中接觸窗的側壁位於開口的側壁與電容上電極的外緣之間。

依照本發明實施例所述之畫素結構，上述之開口的面積例如小於接觸窗的面積，而接觸窗的面積例如小於電容上電極的面積。

依照本發明實施例所述之畫素結構，上述之電容上電極的外緣例如位於電容下電極的外緣與接觸窗的側壁之間。

依照本發明實施例所述之畫素結構，上述之電容下電極例如為環形電容下電極。

依照本發明實施例所述之畫素結構，還可以包括配置於電容下電極與電容上電極之間的介電層。

依照本發明實施例所述之畫素結構，還可以包括配置於彩色濾光薄膜與畫素電極之間的覆蓋層(overcoat)。

本發明另提出一種對準標記，適於製作於整合有彩色濾光薄膜之主動元件陣列基板上，其中整合有彩色濾光薄膜之主動元件陣列基板包括第一圖案化導電層、第二圖案化導電層以及多個彩色濾光薄膜，而對準標記包括第一圖案、第二圖案以及第三圖案。第一圖案具有第一開口，其中第一圖案之材質與第一圖案化導電層之材質實質上相同。第二圖案具有第二開口且位於第一圖案上方，其中第二圖案之材質與第二圖案化導電層之材質實質上相同。第三圖案位於第一開口與第二開口上方，其中第三圖案之材質與彩色濾光薄膜之材質實質上相同，且第三圖案的外緣位於第一開口的側壁與第二開口的側壁之間。

依照本發明實施例所述之對準標記，上述之第一開口的面積例如小於第三圖案的面積，而第三圖案的面積例如小於第二開口的面積。

依照本發明實施例所述之對準標記，上述之第一開口例如為矩形開口，而第二開口例如為矩形開口。

依照本發明實施例所述之對準標記，上述之第一開口例如為十字形開口，而第二開口例如為十字形開口。

依照本發明實施例所述之對準標記，還可以包括配置於第一圖案與第二圖案之間的介電層。

依照本發明實施例所述之對準標記，還可以包括覆蓋於第二圖案上的保護層。

依照本發明實施例所述之對準標記，還可以包括第一刻度圖案(graduation pattern)以及第二刻度圖案，其中第一刻度圖案之材質與第一圖案化導電層或第二圖案化導電層之材質實質上相同，而第二刻度圖案之材質與彩色濾光薄膜之材質實質上相同。

基於上述，在本發明的一實施例中，由於電容下電極具有開口，因此可藉由檢測彩色濾光薄膜的接觸窗的側壁是否位於電容下電極的開口的側壁與電容上電極的外緣之間來判定形成彩色濾光薄膜時的誤對準程度是否超出容許範圍，以迅速地判定產品是否符合規格，且可在生產過程中進行重複確認。

此外，在本發明的另一實施例中，同樣可藉由檢測對準標記中的第三圖案(其材質與彩色濾光薄膜之材質實質上相同)的外緣是否位於第一圖案的開口的側壁與第二圖案的開口的側壁之間來判定形成彩色濾光薄膜時的誤對準程度是否超出容許範圍。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1A為依照本發明實施例所繪示的畫素結構之上視示意圖。圖1B為沿圖1A中的I-I’剖線所繪示的剖面示意圖。在本實施例中，為了便於說明，僅繪示出一個畫素區。此畫素區具有二個畫素電極，且對應設置有二個主動元件。當然，視實際設計需求，畫素區也可以僅具有一個或更多個畫素電極，且設置依實際設計需求的主動元件。此外，為了使圖式清晰，圖1A中省略了部分的膜層，如介電層106、覆蓋層114等。

請同時參照圖1A與圖1B，畫素結構10位於基板100上。畫素結構10包括主動元件102、圖案化導電層104、介電層106、圖案化導電層108、保護層110、彩色濾光薄膜112、覆蓋層114以及畫素電極116。主動元件102例如為薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)，其具有閘極(未繪示)、通道層102a、源極108c與汲極108d等。圖案化導電層104包括電容下電極104a、相互平行的掃描線104b、主動元件102的閘極以及作為共通線(common line)的導電部分104d。電容下電極104a具有開口104a’。開口104a’意思是指，電容下電極104a之材料於預定要形成開口104a’之位置被移除，而可以暴露出其下的膜層(未標示)或基板100。電容下電極104a例如為環形電容下電極，但不限於此。於其它實施例中，電容下電極104a可為H型、U型、I型、S型等等。圖案化導電層108包括電容上電極108a、相互平行的資料線108b、主動元件102的源極108d與汲極108c以及導電部分108e、108f、108g。電容上電極108a位於電容下電極104a上方，並藉由導電部分108f而與主動元件102的汲極108d電性連接。詳細而言，電容上電極108a會覆蓋開口104a’上方的介電層106及位於電容下電極104a上方介電層106a的部份區域。掃描線104b與資料線108b交錯而在基板100上定義出畫素區118a與118b，而二個主動元件102則分別對應於畫素區118a與118b，並且分別電性連接到所對應的掃描線104b與資料線108b。此外，介電層106配置於基板100上，以覆蓋圖案化導電層104以及被開口104a’所暴露的基板100。另外，保護層110覆蓋介電層106、主動元件102、圖案化導電層104、108。上述的基板100、主動元件102、圖案化導體層104與108、介電層106、保護層110的詳細配置關係及其材料為本領域技術人員所熟知，且其配置方式並不限於本發明圖式所示，故於此不另行說明。

彩色濾光薄膜112配置於保護層110上，以覆蓋主動元件102、電容下電極104a與電容上電極108a。保護層110與彩色濾光薄膜112具有接觸窗120。接觸窗120位於開口104a’上方，並暴露出電容上電極108a的部分區域。開口104a’的面積例如小於接觸窗120的面積，而接觸窗120的面積例如小於電容上電極108a的面積。電容上電極108a的外緣例如位於電容下電極104a的外緣與接觸窗120的側壁之間。重要的是，接觸窗120的側壁位於開口104a’的側壁與電容上電極108a的外緣108a’之間。在本實施例中，開口104a’的側壁與電容上電極108a的外緣108a’之間的距離即為形成彩色濾光薄膜112時的誤對準的容許範圍。也就是說，在形成彩色濾光薄膜112之後，藉由檢測接觸窗120的側壁是否位於開口104a’的側壁與電容上電極108a的外緣108a’之間即可迅速地判定產品是否符合規格，且可在生產過程中進行重複確認。當接觸窗120的側壁位於開口104a’的側壁與電容上電極108a的外緣108a’之間時(誤對準程度未超出容許範圍)，則可判定為符合規格；當接觸窗120的側壁不位於開口104a’的側壁與電容上電極108a的外緣108a’之間時(誤對準程度超出容許範圍)，則判定為不符合規格。值得注意的是，開口104a’的側壁與電容上電極108a的外緣108a’之間的距離可以依照產品的規格而做適度的調整。

畫素電極116配置於彩色濾光薄膜112上，並透過接觸窗120與電容上電極108a電性連接。在一實施例中，畫素電極116可以是具有微狹縫(fine slit)的畫素電極。此外，在本實施例中，較佳地，覆蓋層114配置於彩色濾光薄膜112與畫素電極116之間，而在其他實施例中也可以將覆蓋層114省略。

此外，對於整合有彩色濾光薄膜之主動元件陣列基板來說，可以採取與上述實施例相同的方式，經由位於基板的周邊區域的對準標記來檢測誤對準程度是否超出容許範圍。

圖2A為依照本發明一實施例所繪示的對準標記之上視示意圖。圖2B為沿圖2A中的II-II’剖線所繪示的剖面示意圖。請同時參照圖2A與圖2B，對準標記200形成於整合有彩色濾光薄膜之主動元件陣列基板202的周邊區域204上。整合有彩色濾光薄膜之主動元件陣列基板202包括第一圖案化導電層(用以作為電容下電極、相互平行的掃描線、主動元件的閘極以及共通線等等)、第二圖案化導電層(用以作為電容上電極、相互平行的資料線、主動元件的源極與汲極等等)、彩色濾光薄膜以及畫素電極。為了便於說明，圖2A與圖2B中並未繪示出製作於畫素區內的第一圖案化導電層、第二圖案化導電層、彩色濾光薄膜以及畫素電極。

對準標記200包括圖案206、圖案208以及圖案210。圖案206具有開口206a，且圖案206之材質與第一圖案化導電層之材質實質上相同，亦即圖案206例如與第一圖案化導電層可在同一製程步驟中形成。圖案208具有開口208a且位於圖案206上方，其中圖案208之材質例如與第二圖案化導電層之材質實質上相同，亦即圖案208與第二圖案化導電層可在同一製程步驟中形成。在本實施例中，開口206a與開口208a例如皆為矩形開口。圖案210位於開口206a與開口208a上方，其中圖案210之材質例如與彩色濾光薄膜之材質實質上相同，亦即圖案210與彩色濾光薄膜可在同一製程步驟中形成。重要的是，圖案210的外緣位於開口206a的側壁與開口208a的側壁之間。換句話說，開口206a的面積例如小於圖案210的面積，而圖案210的面積例如小於開口208a的面積。此外，圖案206與圖案208之間還配置有介電層212，較佳地，介電層212配置於被開口206a所暴露出的基板202而覆蓋住圖案206。其中介電層212之材質例如與位於第一圖案化導電層與第二圖案化導電層之間的介電層之材質實質上相同，亦即介電層212與位於第一圖案化導電層與第二圖案化導電層之間的介電層可在同一製程步驟中形成。在另一實施例中，還可以於圖案208上的覆蓋一層保護層(未繪示)，而在其他實施例中也可以將覆蓋層省略。在又一實施例中，還可以於圖案208、圖案210與介電層212上配置材質與畫素電極相同的膜層(未繪示)，亦即此膜層與畫素電極可在同一製程步驟中形成。

在本實施例中，開口206a的側壁與開口208a的側壁之間的距離即為即為形成圖案210時的誤對準的容許範圍。換句話說，藉由檢測形成圖案210時的誤對準程度可判定形成彩色濾光薄膜時的誤對準程度是否超出容許範圍。當圖案210的外緣位於開口206a的側壁與開口208a的側壁之間時(誤對準程度未超出容許範圍)，則判定為符合規格；當圖案210的外緣不位於開口206a的側壁與開口208a的側壁之間時(誤對準程度超出容許範圍)，則判定為不符合規格。因此，藉由檢測圖案210的外緣是否位於開口206a的側壁與開口208a的側壁之間即可迅速地判定產品是否符合規格，且可在生產過程中進行重複確認。

在上述實施例中，開口206a與開口208a皆為矩形開口，而在其他實施例中，開口206a與開口208a也可以是其他形狀的開口，例如方形、菱形、五邊形、六邊形等等。

圖3為依照本發明另一實施例所繪示的對準標記之上視示意圖。請參照圖3，對準標記300與對準標記200的差異在於：在對準標記300中，圖案206的開口206b與圖案208的開口208b皆為十字形開口。

此外，對準標記200與對準標記300還可以包括刻度圖案400與刻度圖案402，如圖4所示。刻度圖案400之材質與第一圖案化導電層或第二圖案化導電層之材質實質上相同，亦即刻度圖案400與第一圖案化導電層或第二圖案化導電層可在同一製程步驟中形成。刻度圖案402之材質與彩色濾光薄膜之材質實質上相同，亦即刻度圖案402與彩色濾光薄膜可在同一製程步驟中形成。藉由刻度圖案400與刻度圖案402可進一步檢測出誤對準程度的數值。換句話說，刻度圖案400與刻度圖案402是否對應即可判斷出二者的誤對準程度。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．畫素結構

100．．．基板

102．．．主動元件

102a．．．通道層

104、108．．．圖案化導電層

104a．．．電容下電極

104a’、206a、206b、208a、208b．．．開口

104b．．．掃描線

104d、108e、108f、108g．．．導電部分

106、212．．．介電層

108a．．．電容上電極

108a’．．．外緣

108b．．．資料線

108c．．．汲極

108d．．．源極

110．．．保護層

112．．．彩色濾光薄膜

114．．．覆蓋層

116．．．畫素電極

118a、118b．．．畫素區

120．．．接觸窗

200、300．．．對準標記

202．．．整合有彩色濾光薄膜之主動元件陣列基板

204．．．周邊區域

206、208、210．．．圖案

400、402．．．刻度圖案

圖1A為依照本發明實施例所繪示的畫素結構之上視示意圖。

圖1B為沿圖1A中的I-I’剖線所繪示的剖面示意圖。

圖2A為依照本發明一實施例所繪示的對準標記之上視示意圖。

圖2B為沿圖2A中的II-II’剖線所繪示的剖面示意圖。

圖3為依照本發明另一實施例所繪示的對準標記之上視示意圖。

圖4為本發明之對準標記中的刻度圖案之上視示意圖。

100．．．基板

104a．．．電容下電極

104a’．．．開口

106．．．介電層

108a．．．電容上電極

108a’．．．外緣

110．．．保護層

112．．．彩色濾光薄膜

114．．．覆蓋層

116．．．畫素電極

120．．．接觸窗

Claims (13)

1. 一種畫素結構，包括：一主動元件；一電容下電極，具有一開口；一電容上電極，位於該電容下電極上方，並與該主動元件電性連接；一保護層，覆蓋該主動元件、該電容下電極與該電容上電極；一彩色濾光薄膜，配置於該保護層上以覆蓋該主動元件、該電容下電極與該電容上電極，其中該保護層與該彩色濾光薄膜具有一接觸窗，該接觸窗位於該開口上方並暴露出該電容上電極的部分區域；以及一畫素電極，配置於該彩色濾光薄膜上，並透過該接觸窗與該電容上電極電性連接，其中該接觸窗的側壁位於該開口的側壁與該電容上電極的外緣之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構，其中該開口的面積小於該接觸窗的面積，而該接觸窗的面積小於該電容上電極的面積。
3. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構，其中該電容上電極的外緣位於該電容下電極的外緣與該接觸窗的側壁之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構，其中該電容下電極包括一環形電容下電極。
5. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構，更包括一介電層，配置於該電容下電極與該電容上電極之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構，更包括一覆蓋層，配置於該彩色濾光薄膜與該畫素電極之間。
7. 一種對準標記，適於製作於一整合有彩色濾光薄膜之主動元件陣列基板上，其中該整合有彩色濾光薄膜之主動元件陣列基板包括一第一圖案化導電層、一第二圖案化導電層以及多個彩色濾光薄膜，而該對準標記包括：一第一圖案，具有一第一開口，其中該第一圖案之材質與該第一圖案化導電層之材質實質上相同；一第二圖案，具有一第二開口且位於該第一圖案上方，其中該第二圖案之材質與該第二圖案化導電層之材質實質上相同；以及一第三圖案，位於該第一開口與該第二開口上方，其中該第三圖案之材質與該些彩色濾光薄膜之材質實質上相同，且該第三圖案的外緣位於該第一開口的側壁與該第二開口的側壁之間。
8. 如申請專利範圍第7項所述之對準標記，其中該第一開口的面積小於該第三圖案的面積，而該第三圖案的面積小於該第二開口的面積。
9. 如申請專利範圍第7項所述之對準標記，其中該第一開口為一矩形開口，而該第二開口為一矩形開口。
10. 如申請專利範圍第7項所述之對準標記，其中該第一開口為一十字形開口，而該第二開口為一十字形開口。
11. 如申請專利範圍第7項所述之對準標記，更包括一介電層，配置於該第一圖案與該第二圖案之間。
12. 如申請專利範圍第7項所述之對準標記，更包括一保護層，覆蓋於該第二圖案上。
13. 如申請專利範圍第7項所述之對準標記，更包括：一第一刻度圖案(graduation pattern)；以及一第二刻度圖案，其中該第一刻度圖案之材質與該第一圖案化導電層或該第二圖案化導電層之材質實質上相同，而該第二刻度圖案之材質與該些彩色濾光薄膜之材質實質上相同。