TWI613494B - 標記畫素單元、應用其之顯示裝置以及製作顯示裝置的方法 - Google Patents

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吳冠賢
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Abstract

一種標記畫素單元包含至少一主動元件、第一介電層、彩色濾光單元、第二介電層以及至少一畫素電極。主動元件具有源極、閘極與汲極。第一介電層用以覆蓋閘極。彩色濾光單元設置於第一介電層上，其中彩色濾光單元具有對準開口圖案。第二介電層覆蓋主動元件與彩色濾光單元，其中第二介電層具有接觸洞。畫素電極設置於第二介電層之上，其中畫素電極透過接觸洞而與汲極電性連接，其中第二介電層之接觸洞位於對準開口圖案之外。

Description

標記畫素單元、應用其之顯示裝置以及製 作顯示裝置的方法
本發明是關於一種標記畫素單元、應用其之顯示裝置以及製作顯示裝置的方法。
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(Color filter On Array；COA)與整合有黑矩陣之主動元件陣列基板(Black Matrix On Array；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。
在大尺寸的顯示裝置製程中，常需要以拼接方式(stiching)對彩色濾光層進行曝光，本發明之多個實施方式中，透過標記畫素單元，可以檢測多次拼接曝光的過程中，對於彩色濾光層的曝光是否對準，進而可選擇地校正各個曝光區域的位置，以達到精度較佳的拼接效果。
根據本發明之部份實施方式，標記畫素單元包含至少一主動元件、第一介電層、彩色濾光單元、第二介電層以及至少一畫素電極。主動元件具有源極、閘極與汲極。第一介電層用以覆蓋閘極。彩色濾光單元設置於第一介電層上，其中彩色濾光單元具有對準開口圖案。第二介電層覆蓋主動元件與彩色濾光單元，其中第二介電層具有接觸洞。畫素電極設置於第二介電層之上，其中畫素電極透過接觸洞而與汲極電性連接，其中第二介電層之接觸洞位於對準開口圖案之外。
於本發明之部份實施方式中，標記畫素單元更包含電容下電極以及電容上電極。電容上電極電性連接汲極，其中第一介電層設置於電容下電極與電容上電極之間，彩色濾光單元的對準開口圖案位於電容上電極上。
於本發明之部份實施方式中，彩色濾光單元覆蓋或不覆蓋電容上電極之二相對邊緣。
於本發明之部份實施方式中，電容上電極之邊緣於彩色濾光單元之上表面上的正投影實質上平行於彩色濾光單元的對準開口圖案之二相對側壁於彩色濾光單元之上表面上的正投影。
於本發明之部份實施方式中，對準開口圖案於電容上電極的正投影小於該電容上電極。
於本發明之部份實施方式中，彩色濾光單元不覆蓋主動元件與接觸洞。
根據本發明之部份實施方式，顯示裝置包含基板、至少一標記畫素單元以及至少一非標記畫素單元。標記畫素單元以及非標記畫素單元設置於基板上。每一該至少一標記畫素單元以及該至少一非標記畫素單元包含彩色濾光單元，其中標記畫素單元之彩色濾光單元具有一對準開口圖案，非標記畫素單元包含間隔物，間隔物設置於非標記畫素單元之彩色濾光單元上，其中間隔物於非標記畫素單元之彩色濾光單元上的正投影位置對應於對準開口圖案於標記畫素單元之彩色濾光單元中的位置。
於本發明之部份實施方式中，標記畫素單元更包含至少一主動元件、第一介電層、彩色濾光單元、第二介電層以及至少一畫素電極。主動元件具有源極、閘極與汲極。第一介電層用以覆蓋閘極。彩色濾光單元設置於第一介電層上，其中彩色濾光單元具有對準開口圖案。第二介電層覆蓋主動元件與彩色濾光單元，其中第二介電層具有接觸洞。畫素電極設置於第二介電層之上，其中畫素電極透過接觸洞而與汲極電性連 接，其中第二介電層之接觸洞位於對準開口圖案之外。
於本發明之部份實施方式中，至少一標記畫素單元與至少一非標記畫素單元以一陣列排列，至少一標記畫素單元包含第一標記畫素單元以及第二標記畫素單元，其中第一標記畫素單元與第二標記畫素單元位於陣列的同一列上。
於本發明之部份實施方式中，第一標記畫素單元之該彩色濾光單元以及該第二標記畫素單元之該彩色濾光單元的穿透頻譜實質相同。
於本發明之部份實施方式中，非標記畫素單元至少部份設置於第一標記畫素單元與第二標記畫素單元之間。
於本發明之部份實施方式中，基板包含第一曝光區域與第二曝光區域，第一曝光區域具有鄰近第二曝光區域之第一邊緣與遠離第二曝光區域之第二邊緣，至少一標記畫素單元包含第一標記畫素單元以及第二標記畫素單元，第一標記畫素單元與第二標記畫素單元設置於第一曝光區域，且分別鄰近於第一曝光區域的第一邊緣與第二邊緣。
於本發明之部份實施方式中，第二曝光區域具有鄰近第一曝光區域之第三邊緣與遠離第一曝光區域之第四邊緣，至少一標記畫素單元更包含第三標記畫素單元以及第四標記畫素單元，設置於第二曝光區域且分別鄰近於第二曝光區域的第三邊緣與第四邊緣。
根據本發明之部份實施方式，製作顯示裝置的方法包含：形成一第一彩色濾光層於一基板上，其中基板上設有至少一畫素單元，其中畫素單元包含一主動元件以及一電容上 電極，電容上電極電性連接主動元件；圖案化第一彩色濾光層，以形成至少一第一彩色濾光單元，其中第一彩色濾光單元具有一對準開口圖案，對應電容上電極，其中導電通孔位於對準開口圖案之外；偵測畫素單元之電容上電極之位置與第一彩色濾光單元之對準開口圖案之位置；根據偵測結果，決定校正圖案化第一彩色濾光層或形成一第二彩色濾光層於基板上；以及形成介電層於第一彩色濾光單元上，其中介電層具有接觸洞，位於對準開口圖案之外。
於本發明之部份實施方式中，圖案化第一彩色濾光層包含：以一曝光機對基板之一第一曝光區域內之第一彩色濾光層曝光；以及移動基板一預定距離，以曝光機對基板之一第二曝光區域內之第一彩色濾光層曝光，其中第一曝光區域與第二曝光區域相鄰，其中校正圖案化第一彩色濾光層包含調整預定距離。
於本發明之部份實施方式中，偵測畫素單元之電容上電極之位置與第一彩色濾光單元之對準開口圖案之位置包含：偵測電容上電極之二相對邊緣的位置，以決定電容上電極的於一方向上的中心；以及偵測對準開口圖案之二相對側壁的位置，以決定對準開口圖案於方向上的中心，其中電容上電極之些邊緣於基板上的正投影實質上平行於彩色濾光單元的對準開口圖案之側壁於基板上的正投影。
100‧‧‧標記畫素單元
100R1、100G1、100B1‧‧‧第一標記畫素單元
100R2、100G2、100B2‧‧‧第二標記畫素單元
350‧‧‧電容下電極
360‧‧‧電容上電極
400‧‧‧方法
410~480‧‧‧步驟
500‧‧‧曝光機
100R3、100G3、100B3‧‧‧第三標記畫素單元
110‧‧‧主動元件
120‧‧‧彩色濾光單元
120y1‧‧‧邊緣
120y2‧‧‧邊緣
120b‧‧‧跨接部位
122‧‧‧對準開口圖案
122a~122d‧‧‧側壁
122e‧‧‧開口
122f‧‧‧島
124‧‧‧上表面
130‧‧‧畫素電極
140‧‧‧電容下電極
140a‧‧‧邊緣
150‧‧‧電容上電極
150a~150d‧‧‧邊緣
200‧‧‧顯示裝置
210‧‧‧基板
220‧‧‧顯示介質
230‧‧‧對向基板
300‧‧‧非標記畫素單元
300R、300G、300B‧‧‧非標記畫素單元
E1‧‧‧第一曝光區域
E2‧‧‧第二曝光區域
I1‧‧‧第一介電層
I2‧‧‧第二介電層
I3‧‧‧第三介電層
ED1‧‧‧第一邊緣
ED2‧‧‧第二邊緣
ED3‧‧‧第三邊緣
ED4‧‧‧第四邊緣
GD‧‧‧邊緣
CH1‧‧‧接觸洞
CV1、CV2‧‧‧導電通孔
CF1‧‧‧第一彩色濾光層
CF2‧‧‧第二彩色濾光層
D1、D2‧‧‧汲極
S1、S2‧‧‧源極
G1、G2‧‧‧閘極
DL‧‧‧資料線
SL‧‧‧掃描線
PU‧‧‧畫素單元
DD‧‧‧預定距離
EP‧‧‧曝光部分
1B-1B‧‧‧線
3C-3C‧‧‧線
310‧‧‧主動元件
320‧‧‧彩色濾光單元
340‧‧‧間隔物
3D-3D‧‧‧線
X、Y‧‧‧方向
第1A圖根據本發明之一實施方式之標記畫素單元的上視示意圖。
第1B圖為沿第1A圖之線1B-1B之剖面示意圖。
第2圖為根據本發明之各個實施方式之標記畫素單元之局部上視示意圖。
第3A圖為根據本發明之一實施方式之顯示裝置之上視示意圖。
第3B圖為第3A圖之相鄰部份之上視示意圖。
第3C圖為沿第3B圖之線3C-3C之剖面示意圖。
第3D圖為沿第3B圖之線3D-3D之剖面示意圖。
第4圖為根據本發明之另一實施方式之顯示裝置之上視示意圖。
第5圖為根據本發明之一實施方式之製作顯示裝置的方法之流程圖。
第6A圖至第6E圖為根據本發明之一實施方式之製作顯示裝置的方法於多個步驟之剖面示意圖。
以下將以圖式揭露本發明之多個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式為之。
第1A圖根據本發明之一實施方式之標記畫素單元100的上視示意圖。第1B圖為沿第1A圖之線1B-1B之剖面示意圖。同時參考第1A圖與第1B圖。標記畫素單元100設置於基板210上。標記畫素單元100包含資料線DL、掃描線SL、至少一主動元件110、第一介電層I1、彩色濾光單元120、第二介電層I2以及至少一畫素電極130。主動元件110具有源極S1、閘極G1與汲極D1。資料線DL與掃描線SL分別連接主動元件110之源極S1與閘極G1。第一介電層I1用以覆蓋閘極G1。彩色濾光單元120設置於第一介電層I1上，且具有對準開口圖案122。第二介電層I2覆蓋主動元件110與彩色濾光單元120，其中第二介電層I2具有接觸洞CH1。畫素電極130設置於第二介電層I2之上，其中畫素電極130透過接觸洞CH1而與汲極D1電性連接。換句話說，畫素電極130填入接觸洞CH1而構成導電通孔CV1，進而與汲極D1電性連接。於本發明之多個實施方式中，接觸洞CH1(或導電通孔CV1)位於對準開口圖案122之外。
於部份實施方式中，標記畫素單元100還包含電容下電極140以及電容上電極150。電容上電極150電性連接汲極D1，其中第一介電層I1設置於電容下電極140與電容上電極150之間，而使電容下電極140、第一介電層I1以及電容上電極150構成電容。於此，資料線DL、主動元件110之源極S1以及電容上電極150由同一導電層體(例如金屬)所組成。掃描線SL、主動元件110之閘極G1以及電容下電極140由同一導電層體(例如金屬)所組成。
於本發明之多個實施方式中，設計標記畫素單元100之對準開口圖案122的位置對應電容上電極150，並透過比較電容上電極150與對準開口圖案122的位置差異，以測得曝光此彩色濾光單元120對於電容上電極150所在的層體的錯位程度。於部份實施方式中，對準開口圖案122於電容上電極150的正投影小於電容上電極150，而使得彩色濾光單元120覆蓋電容上電極150之二相對邊緣150a、150b。藉此，在偵測電容上電極150的邊緣150a、150b時，光線穿過相同的介質(包含彩色濾光單元120)，而能夠在相同的焦平面上清楚觀察到電容上電極150的邊緣150a、150b。如此一來，透過偵測標記畫素單元100的對準開口圖案122之二相對側壁122a、122b以及電容上電極150的邊緣150a、150b，可以測得曝光此彩色濾光單元120對於電容上電極150所在的層體的錯位程度。
雖然在此並未繪示，於其他實施方式中，可以設計彩色濾光單元120不覆蓋電容上電極150之二相對邊緣150a、150b，即對準開口圖案122於電容上電極150的正投影大於電容上電極150，而露出電容上電極150之二相對邊緣150a、150b。同樣地，光線穿過相同的介質(不包含彩色濾光單元120)，而能夠在相同的焦平面上清楚觀察到電容上電極150的邊緣150a、150b。
於部份實施方式中，電容上電極150之邊緣150a、150b於彩色濾光單元120之上表面124上的正投影實值互相平行。如此一來，可以提供較大的範圍以供偵測邊緣150a、150b的位置。同樣地，彩色濾光單元120之的對準開口 圖案122之二相對側壁122a、122b於彩色濾光單元120之上表面124上的正投影實質上互相平行，可以提供較大的範圍以供偵測側壁122a、122b的位置。
於部份實施方式中，電容上電極150之邊緣150a、150b於彩色濾光單元120之上表面124上的正投影實質上平行於彩色濾光單元120的對準開口圖案122之二相對側壁122a、122b於彩色濾光單元120之上表面124上的正投影。如此一來，可以得到電容上電極150以及對準開口圖案122在X方向上的中心，藉以判斷彩色濾光單元120在X方向上的錯位程度。
為了達到較佳的檢測目的，亦可設計偵測Y方向的錯位程度的結構。於部份實施方式中，可以透過電容上電極150之邊緣150c、150d以及對準開口圖案122之二相對側壁122c、122d，以相似的方式，偵測Y方向的錯位程度。
作為高解析度的畫素結構，畫素結構的尺寸甚小，往往難以在小尺寸的畫素結構上精準控制彩色濾光單元120的開口尺寸。作為高解析度的畫素結構，元件的佈設較為密集，使得鄰近主動元件110透光區域甚小。據此，於本發明之部份實施方式中，設計彩色濾光單元120不覆蓋主動元件110與接觸洞CH11(或導電通孔CV1)，可在不影響透光的情況下，避免因彩色濾光單元120的開口尺寸控制不佳所衍生的問題。於部份實施方式中，彩色濾光單元120不覆蓋主動元件110與接觸洞CH11(或導電通孔CV1)的狀況下，可以偵測閘極G1之邊緣GD以及電容下電極140之邊緣140a，且偵測彩色濾光 單元120之邊緣120y1與另一畫素結構的彩色濾光單元120之邊緣120y2，而獲得Y方向的錯位程度。透過組合X方向與Y方向的錯位程度，將可獲得二維的錯位程度資訊。
應了解到，在此以電容上電極150、閘極G1以及電容下電極140為例作為彩色濾光單元120之對準開口圖案122對位的目標，實際應用上並不限於此，亦可以設計其他電極(例如資料線DL、源極S1、掃描線SL)作為對位的目標。於其他實施方式中，標記畫素單元100可以不包含電容下電極140，而圖中所繪之電容上電極150可以作為其他目的設計，而不限用於構成電容。
於本發明之部份實施方式中，主動元件110可以是各種半導體元件，例如電晶體、二極體或其它合適的元件，且半導體元件的材料包含多晶矽、單晶矽、微晶矽、非晶矽、有機半導體材料、金屬氧化物半導體材料、或其它合適的材料、或前述至少二種的組合。
於本發明之部份實施方式中，彩色濾光單元120與電容上電極150之間可以設有第三介電層I3。第一介電層I1可為單層或多層結構，第二介電層I2可為單層或多層結構，第三介電層I3可為單層或多層結構，且第一介電層I1、第二介電層I2與第三介電層I3之材料包含無機材料(例如：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或其它合適的材料)、有機材料(例如：光阻、聚亞醯胺、苯並環丁烯或其它合適的材料)或其它合適的材料。
於本發明之部份實施方式中，畫素電極130可以是各種導電性良好的透明材料，例如金屬、合金、導電膠、銦 錫氧化物、銦鎵鋅氧化物、銦鋅氧化物、奈米碳管/桿、或其它合適的材料或前述至少二種之組合。於本發明之部份實施方式中，彩色濾光單元120可以由具有不同穿透頻譜的光敏材料所組成，例如紅色色阻、綠色色阻以及藍色色阻。或者，彩色濾光單元120可以由具有不同穿透頻譜的絕緣材料所組成。
雖然在以上實施方式中，設計對準開口圖案122為一開口，但不應以此限制本發明之範圍，實際應用上，對準開口圖案122可以包含多個開口。第2圖為根據本發明之各個實施方式之標記畫素單元100之局部上視示意圖。於此，進一步舉出標記畫素單元100之對準開口圖案122可具有各種不同圖案。具體而言，在實施例(a)中，對準開口圖案122可為單純一開口。在實施例(b)中，對準開口圖案122可具有兩個開口122e於X方向上相對設置。在實施例(c)中，對準開口圖案122可具有兩個開口122e於Y方向上相對設置。在實施例(d)中，對準開口圖案122可具有一開口122e以及位於開口122e中的島122f。在實施例(e)中，對準開口圖案122可具有四個開口122e以X方向與Y方向陣列設置。
以上各個實施方式中，對準開口圖案122仍能構成互相正投影平行的側壁122a、122b。據此，透過電容上電極150之邊緣150a、150b以及對準開口圖案122之二相對側壁122a、122b可以偵測X方向的錯位程度。
第3A圖為根據本發明之一實施方式之顯示裝置200之上視示意圖。顯示裝置200包含基板210、至少一標記畫素單元100以及至少一非標記畫素單元300。基板210具有第一 曝光區域E1與第二曝光區域E2。標記畫素單元100與非標記畫素單元300以一陣列排列於基板210上，且至少設置於第一曝光區域E1內。於此，第一曝光區域E1指基板210上左側的虛線框體，第二曝光區域E2指基板210上右側的虛線框體。第一曝光區域E1與第二曝光區域E2相鄰接。於部分實施方式中，第一曝光區域E1與第二曝光區域E2的大小可以相同。於其他實施方式中，第一曝光區域E1與第二曝光區域E2的大小可不同。
於本發明之多個實施方式中，標記畫素單元100以及非標記畫素單元300的結構不同，使得標記畫素單元100具有對準開口圖案122(參考第1A圖)，有助於偵側彩色濾光單元與基板的錯位程度，進而決定是否續行程序或校正彩色濾光單元的曝光精準度並重新形成彩色濾光單元。標記畫素單元100與非標記畫素單元300的結構差異將在後續提到。
於本發明之部份實施方式中，有鑒於錯位因素眾多，各個畫素單元的錯位程度不一，設計上可以計算多個位置的錯位程度，而不一定僅憑單個標記畫素單元100而決定錯位程度，而決定後續程序。在設置多個標記畫素單元100的實施方式中，可以設計標記畫素單元100的位置互相撘配，而達到較佳的偵測效果。具體而言，標記畫素單元100包含第一標記畫素單元100R1以及第二標記畫素單元100R2。第一標記畫素單元100R1與第二標記畫素單元100R2位於該陣列的同一列上。如此一來，透過位於同一列上的第一標記畫素單元100R1與第二標記畫素單元100R2，可以偵測在X方向上的位移。同樣地，標記畫素單元100還可包含第三標記畫素單元100R3， 第一標記畫素單元100R1與第三標記畫素單元100R3位於該陣列的同一行上。如此一來，透過位於同一行上的第一標記畫素單元100R1與第三標記畫素單元100R3，可以偵測在Y方向上的位移。
於本發明之部份實施方式中，非標記畫素單元300至少部份設置於第一標記畫素單元100R1與第二標記畫素單元100R2之間，或者，非標記畫素單元300至少部份設置於第一標記畫素單元100R1與第三標記畫素單元100R3之間。如此一來，可避免因具有對準開口圖案122(參考第1A圖)之標記畫素單元100的設置而影響顯示裝置200的結構強度。
於部份實施方式中，前述所稱之位於該陣列的同一行或列上的第一標記畫素單元100R1、第二標記畫素單元100R2以及第三標記畫素單元100R3係指彩色濾光單元的穿透頻譜實質相同的第一標記畫素單元100R1、第二標記畫素單元100R2以及第三標記畫素單元100R3。具體而言，第一標記畫素單元100R1、第二標記畫素單元100R2以及第三標記畫素單元100R3的彩色濾光單元可以是紅色色阻。
於部份實施方式中，標記畫素單元100還可包含第一標記畫素單元100G1、第二標記畫素單元100G2以及第三標記畫素單元100G3，其中第一標記畫素單元100G1與第二標記畫素單元100G2位於該陣列的同一列上，第一標記畫素單元100G1與第三標記畫素單元100G3位於該陣列的同一行上。第一標記畫素單元100G1、第二標記畫素單元100G2以及第三標記畫素單元100G3的彩色濾光單元可以是綠色色阻。
標記畫素單元100還可包含第一標記畫素單元100B1、第二標記畫素單元100B2以及第三標記畫素單元100B3，其中第一標記畫素單元100B1與第二標記畫素單元100B2位於該陣列的同一列上，第一標記畫素單元100B1與第三標記畫素單元100B3位於該陣列的同一行上。第一標記畫素單元100B1、第二標記畫素單元100B2以及第三標記畫素單元100B3的彩色濾光單元可以是藍色色阻。
為了達到彩色顯示的目的，製程上，透過三次佈設彩色濾光層與曝光圖案化彩色濾光層的步驟，在基板上形成有三種穿透頻譜不同的彩色濾光單元。然而，各個彩色濾光層的曝光並非同時進行，而使得各個彩色濾光層容易有各自的錯位問題。本發明之多個實施方式中，在各個彩色濾光層皆有各自對應顏色的標記畫素單元100，即第一標記畫素單元100R1、第二標記畫素單元100R2以及第三標記畫素單元100R3；第一標記畫素單元100G1、第二標記畫素單元100G2以及第三標記畫素單元100G3；第一標記畫素單元100B1、第二標記畫素單元100B2以及第三標記畫素單元100B3。至此，可分別以各個顏色的標畫素單元，偵測三次曝光圖案化彩色濾光層的精準度。
另一方面，在大尺寸的顯示裝置製程中，常需要以拼接方式(stiching)對彩色濾光層進行曝光，而使基板210有第一曝光區域E1與第二曝光區域E2之分。於部份實施方式中，第一曝光區域E1具有鄰近第二曝光區域E2之第一邊緣ED1與遠離第二曝光區域E2之第二邊緣ED2，第一標記畫素單 元100R1、100G1、100B1與第二標記畫素單元100R2、100G2、100B2分別鄰近於第一曝光區域E1的第一邊緣ED1與第二邊緣ED2。藉此，第一標記畫素單元100R1、100G1、100B1與第二標記畫素單元100R2、100G2、100B2可以偵測第一曝光區域E1的邊緣的錯位程度，以達到較精準的偵測。
於本發明之多個實施方式中，第二曝光區域E2具有鄰近第一曝光區域E1之第三邊緣ED3與遠離第一曝光區域E1之第四邊緣ED4，標記畫素單元100與非標記畫素單元300亦設置於第二曝光區域E2內，且標記畫素單元100之第一標記畫素單元100R1、100G1、100B1以及第二標記畫素單元100R2、100G2、100B2分別鄰近於第二曝光區域E2的第三邊緣ED3與第四邊緣ED4。
本發明之多個實施方式中，透過標記畫素單元，檢測拼接曝光的過程中，對於彩色濾光層的曝光(第一曝光區域E1與第二曝光區域E2)是否對準，進而可選擇地校正各個曝光區域的位置，以達到精度較佳的拼接效果。
同時參考第3A圖至第3B圖。第3B圖為第3A圖之相鄰部份之上視示意圖。如圖所示，第一標記畫素單元100R1、100G1、100B1設置於同一列上，且各個第一標記畫素單元100R1、100G1、100B1之彩色濾光單元120分別具有其對準開口圖案122。相較之下，非標記畫素單元300並不具有對準開口圖案122。
第3C圖為沿第3B圖之線3C-3C之剖面示意圖。於此，以紅、綠、藍順序設置色阻，而使第一標記畫素單元100B1 之彩色濾光單元120具有跨接部位120b於第一標記畫素單元100R1之彩色濾光單元120上。如前所述，對準開口圖案122對應於電容上電極150設置。於此，彩色濾光單元120覆蓋電容上電極150之二相對邊緣150a、150b以確保在相同的焦平面上清楚觀察到電容上電極150的邊緣150a、150b。如此一來，透過偵測對準開口圖案122之二相對側壁122a、122b以及電容上電極150的邊緣150a、150b，可以測得曝光此彩色濾光單元120對於電容上電極150所在的層體的錯位程度。
第3D圖為沿第3B圖之線3D-3D之剖面示意圖。同時參考第3B圖與第3D圖。如同標記畫素單元100的結構，各個非標記畫素單元300包含至少一主動元件310、第一介電層I1、彩色濾光單元320、第二介電層I2以及至少一畫素電極(未繪示)。如同標記畫素單元100的結構，主動元件310具有源極S2、閘極G2與汲極D2。第一介電層I1用以覆蓋閘極G2。彩色濾光單元320設置於第一介電層I1上。第二介電層I2覆蓋主動元件310與彩色濾光單元320，其中第二介電層I2中設有導電通孔CV2，以使畫素電極(未繪示)與汲極D1電性連接。
於本發明之多個實施方式中，非標記畫素單元300的結構大致與標記畫素單元100大致相似，其差別可由第3A圖與第3D圖窺知，而不再另行以圖式說明。具體而言，標記畫素單元100與非標記畫素單元300的主要差異在於：非標記畫素單元300包含間隔物340，設置於彩色濾光單元320上。於本發明之多個實施方式中，非標記畫素單元300之間隔物340於彩色濾光單元320上的正投影位置對應於標記畫素單元 100之對準開口圖案122於彩色濾光單元120中的位置，換言之，非標記畫素單元300之間隔物340以及標記畫素單元100之對準開口圖案122在其各別畫素中，具有相同的相對位置。具體而言，間隔物340之中心在非標記畫素單元300的相對位置與對準開口圖案122之中心在標記畫素單元100的相對位置實質相同。於部分實施方式中，非標記畫素單元300中，彩色濾光單元320不具有對準開口圖案，而能支撐間隔物340的設置。相較之下，標記畫素單元100因對準開口圖案122的設置，而無法支撐間隔物，因此不具有間隔物。
於本發明之多個實施方式中，非標記畫素單元300包含非標記畫素單元300R、300G、300B。非標記畫素單元300R之間隔物340之高度大於非標記畫素單元300R、300G之間隔物340之高度。具體而言，顯示裝置200包含顯示介質220與對向基板230，顯示介質220夾設於基板210與對向基板230之間，非標記畫素單元300B之間隔物340連接對向基板230，用以支撐基板210與對向基板230間距。非標記畫素單元300R、300G之間隔物340常態下不連接對向基板230，用於當基板210與對向基板230過度壓縮時，非標記畫素單元300R、300G之間隔物340連接對向基板230，進而支撐基板210與對向基板230間距。
應了解到，雖然非標記畫素單元300R、300G、300B之彩色濾光單元320可分別為紅色色阻、綠色色阻以及藍色色阻，但不應以此限制其間隔物340高度。間隔物340高度與各個彩色濾光單元320的顏色不必然有相關連。於本發明之 多個實施方式中，間隔物340可由介電材料形成。於部份實施方式中，間隔物340可以是感光性間隙物(Photo spacer)，其材料可為感光性樹脂。
如同標記畫素單元100的結構，各個非標記畫素單元300還包含電容下電極350以及電容上電極360。電容上電極360電性連接汲極D2，其中第一介電層I1設置於電容下電極350與電容上電極360之間，而使電容下電極350、第一介電層I1以及電容上電極360構成電容。於部份實施方式中，非標記畫素單元300之間隔物340設置於電容上電極360上。
如同標記畫素單元100，作為高解析度的畫素結構，難以在小尺寸的畫素結構精準控制彩色濾光單元320的開口尺寸，因此，於部份實施方式中，彩色濾光單元320不覆蓋主動元件310與導電通孔CV2。
再回到第3A圖，雖然在以上實施方式中，設計第一標記畫素單元100R1、100G1、100B1位於陣列的同一列上，但實際應用上不應以此限制本發明之範圍。參考第4圖，第4圖為根據本發明之另一實施方式之顯示裝置200之上視示意圖。本實施方式與第3A圖之實施方式相似，差別在於：第一標記畫素單元100R1、100G1、100B1分別位於陣列的不同列上，第二標記畫素單元100R2、100G2、100B2分別位於陣列的不同列上。
於此，第一標記畫素單元100R1、100G1、100B1分別與第二標記畫素單元100R2、100G2、100B2位於陣列的同一列上，而仍能達成X方向上的位置偵側。第一標記畫素單 元100R1、100G1、100B1分別與第三標記畫素單元100R3、100G3、100B3位於陣列的同一行上，而仍能達成Y方向上的位置偵側。
本實施方式的其它細節大致如前所述，在此不再贅述。
第5圖為根據本發明之一實施方式之製作顯示裝置的方法400之流程圖。製作顯示裝置的方法400包含步驟410~480。第6A圖至第6E圖為根據製作顯示裝置的方法400於多個步驟之剖面示意圖。以下介紹請參照第5圖並搭配第6A圖至第6E圖。
首先，來到步驟410，參照第6A圖。形成第一彩色濾光層CF1於基板210上。基板210上設有至少一畫素單元PU。於此，畫素單元PU的具體結構可參考第1A圖的標記畫素單元100去除彩色濾光單元120、畫素電極130以及導電通孔CV1後的結構，如第1A圖所示，畫素單元PU包含主動元件110、電容下電極140以及電容上電極150。電容上電極150電性連接主動元件110。畫素單元PU的其它細節大致如前所述，在此不在贅述。
第一彩色濾光層CF1可以旋塗方式設置於基板210上。舉例而言，第一彩色濾光層CF1可以是具有特定頻譜的穿透頻譜的光敏材料，例如紅色光阻。於此，第一彩色濾光層CF1為正型光阻，但不應以此限制本發明之範圍，於其他實施方式中，第一彩色濾光層CF1可以為負型光阻。
接著，來到步驟420，參照第6B圖。透過曝光機 500以特定曝光圖案(未繪示)，對基板210之第一曝光區域E1內之第一彩色濾光層CF1曝光。於此，以雙斜線填滿圖案表示經曝光之第一彩色濾光層CF1之曝光部分EP。
然後，來到步驟430，參照第6C圖。移動基板210預定距離DD，透過曝光機500，以該特定曝光圖案(未繪示)對基板210之第二曝光區域E2內之第一彩色濾光層CF1曝光。
於此，因省略圖面所能呈現的元件有限，雖然第6A圖至第6E圖中所繪的第一曝光區域E1與第二曝光區域E2的大小不同，但實際上第一曝光區域E1與第二曝光區域E2的大小一致，可以參考第3A圖或第4圖所示。第6B圖與第6C圖中，曝光機500的特定曝光圖案可以相同，而使得第一曝光區域E1與第二曝光區域E2的曝光部分EP的分佈大致相同。
接著，來到步驟440，參照第6D圖。顯影且烘烤第一彩色濾光層CF1，其後去除第一彩色濾光層CF1之曝光部分EP，以形成具有對準開口圖案122之第一彩色濾光單元120。換句話說，藉由以上步驟420~440，圖案化第一彩色濾光層CF1，以形成至少一第一彩色濾光單元120，其中第一彩色濾光單元120具有對準開口圖案122，對應電容上電極150。如第1A圖所示，導電通孔CV1位於對準開口圖案122之外。
其後，透過光學偵測系統(未繪示)，可以偵測電容上電極150之二相對邊緣150a、150b的位置，以決定電容上電極150的於X方向上的中心，偵測對準開口圖案122之二相對側壁122a、122b的位置，以決定對準開口圖案122於此X方向上的中心。
根據偵測結果，當電容上電極150的於X方向上的中心與對準開口圖案122於此X方向上的中心之位置差值不在容許範圍內時，可決定校正圖案化第一彩色濾光層CF1。此時，可捨棄現有的基板210，而重新進行步驟410~480(即第6A圖至第6D圖)。
應了解到，在此雖然以X方向的位置差值計算，不應以此限制本發明之範圍，於部份實施方式中，可以以Y方向的位置差值決定是否進行校正。於部份實施方式中，可以以X方向與Y方向的位置差值是否進行校正。
另一方面，根據偵測結果，當電容上電極150的於X方向上的中心與對準開口圖案122於此X方向上的中心之位置差值在容許範圍內時，可決定續行程序，進而形成第二彩色濾光層CF2於基板210上。參照第6E圖，第二彩色濾光層CF2可以旋塗方式設置於基板210上，第二彩色濾光層CF2可覆蓋第一彩色濾光單元120。舉例而言，第二彩色濾光層CF2可以是具有特定頻譜的穿透頻譜的光敏材料，例如綠色光阻。於此，第二彩色濾光層CF2為正型光阻，但不應以此限制本發明之範圍，於其他實施方式中，第二彩色濾光層CF2可以為負型光阻。
其後，可以如同步驟420~480的方式，圖案化第二彩色濾光層CF2，並以第二彩色濾光層CF2形成具有對準開口圖案之彩色濾光單元(未繪示)，以檢測位置差值，進而決定是否校正第二彩色濾光層CF2的圖案化程序，其詳細細節大致如同步驟420~480，在此不再贅述。
在經過校正程序而完成各個彩色濾光單元1的設置後，可以得到佈設有多個彩色濾光單元的基板。其後，參考第1A圖與第1B圖，可以於基板110上之各個彩色濾光單元122上依序形成第二介電層I2以及畫素電極130，其中第二介電層I2具有接觸洞CH1，接觸洞CH1位於對準開口圖案122之外，畫素電極130通過接觸洞CH1而電性連接汲極D1。其他的細節大致如前述實施方式所述，在此不再贅述。
在大尺寸的顯示裝置製程中，常需要以拼接方式(stiching)對彩色濾光層進行曝光，本發明之多個實施方式中，透過標記畫素單元，可以檢測多次拼接曝光的過程中，對於彩色濾光層的曝光是否對準，進而可選擇地校正各個曝光區域的位置，以達到精度較佳的拼接效果。
雖然本發明已以多種實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此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。
100‧‧‧標記畫素單元
110‧‧‧主動元件
120‧‧‧彩色濾光單元
120y1‧‧‧邊緣
120y2‧‧‧邊緣
122‧‧‧對準開口圖案
122a~122d‧‧‧側壁
130‧‧‧畫素電極
140‧‧‧電容下電極
140a‧‧‧邊緣
150‧‧‧電容上電極
150a~150d‧‧‧邊緣
CV1‧‧‧導電通孔
D1‧‧‧汲極
S1‧‧‧源極
G1‧‧‧閘極
GD‧‧‧邊緣
DL‧‧‧資料線
SL‧‧‧掃描線
1B-1B‧‧‧線
X、Y‧‧‧方向

Claims (16)

  1. 一種標記畫素單元，包含：至少一主動元件，具有一源極、一閘極與一汲極；一第一介電層，用以覆蓋該閘極；一彩色濾光單元，設置於該第一介電層上，其中該彩色濾光單元具有一對準開口圖案；一第二介電層，覆蓋該主動元件與該彩色濾光單元，其中該第二介電層具有一接觸洞；以及至少一畫素電極，設置於該第二介電層之上，其中該畫素電極透過該接觸洞而與該汲極電性連接，其中該第二介電層之該接觸洞位於該對準開口圖案之外，其中該畫素電極未覆蓋該對準開口圖案；一電容下電極；以及一電容上電極，電性連接該汲極，其中該第一介電層設置於該電容下電極與該電容上電極之間，該彩色濾光單元的該對準開口圖案設置於該電容上電極之上。
  2. 如請求項1所述之標記畫素單元，其中該彩色濾光單元覆蓋或不覆蓋該電容上電極之二相對邊緣。
  3. 如請求項2所述之標記畫素單元，其中該電容上電極之該些邊緣於該彩色濾光單元之一上表面上的正投影實質上平行於該彩色濾光單元的該對準開口圖案之二相對側壁於該彩色濾光單元之該上表面上的正投影。
  4. 如請求項1所述之標記畫素單元，其中該對準開口圖案於該電容上電極的正投影小於該電容上電極。
  5. 如請求項1至4任一項所述之標記畫素單元，其中該彩色濾光單元不覆蓋該主動元件與該接觸洞。
  6. 一種顯示裝置，包含：一基板；以及至少一標記畫素單元以及至少一非標記畫素單元，設置於該基板上，其中每一該至少一標記畫素單元以及該至少一非標記畫素單元包含一彩色濾光單元，其中該標記畫素單元之該彩色濾光單元具有一對準開口圖案，該非標記畫素單元包含一間隔物，該間隔物設置於該非標記畫素單元之該彩色濾光單元上，其中該間隔物於該非標記畫素單元之該彩色濾光單元上的正投影位置對應於該對準開口圖案於該標記畫素單元之該彩色濾光單元中的位置。
  7. 如請求項6所述之顯示裝置，其中該間隔物於該非標記畫素單元的相對位置與該對準開口圖案於該標記畫素單元的相對位置實質相同。
  8. 如請求項6所述之顯示裝置，其中該標記畫素單元更包含： 至少一主動元件，具有一源極、一閘極與一汲極；一第一介電層，用以覆蓋該閘極，其中該彩色濾光單元設置於該第一介電層上；一第二介電層，覆蓋該主動元件與該彩色濾光單元，其中該第二介電層具有一接觸洞；以及至少一畫素電極，設置於該第二介電層之上，其中該畫素電極透過該接觸洞而與該汲極電性連接，其中該第二介電層之該接觸洞位於該對準開口圖案之外。
  9. 如請求項6所述之顯示裝置，其中該至少一標記畫素單元與該至少一非標記畫素單元以一陣列排列，該至少一標記畫素單元包含一第一標記畫素單元以及一第二標記畫素單元，其中該第一標記畫素單元與該第二標記畫素單元位於該陣列的同一列上。
  10. 如請求項9所述之顯示裝置，其中該第一標記畫素單元之該彩色濾光單元以及該第二標記畫素單元之該彩色濾光單元的穿透頻譜實質相同。
  11. 如請求項9所述之顯示裝置，其中該非標記畫素單元至少部份設置於該第一標記畫素單元與該第二標記畫素單元之間。
  12. 如請求項6所述之顯示裝置，其中該基板包 含一第一曝光區域與一第二曝光區域，該第一曝光區域具有鄰近該第二曝光區域之一第一邊緣與遠離該第二曝光區域之一第二邊緣，該至少一標記畫素單元包含一第一標記畫素單元以及一第二標記畫素單元，該第一標記畫素單元與該第二標記畫素單元設置於該第一曝光區域，且分別鄰近於該第一曝光區域的該第一邊緣與該第二邊緣。
  13. 如請求項12所述之顯示裝置，其中該第二曝光區域具有鄰近該第一曝光區域之一第三邊緣與遠離該第一曝光區域之一第四邊緣，該至少一標記畫素單元更包含一第三標記畫素單元以及一第四標記畫素單元，設置於該第二曝光區域且分別鄰近於該第二曝光區域的該第三邊緣與該第四邊緣。
  14. 一種製作顯示裝置的方法，包含：形成一第一彩色濾光層於一基板上，其中該基板上設有至少一畫素單元，其中該畫素單元包含一主動元件以及一電容上電極，該電容上電極電性連接該主動元件；圖案化該第一彩色濾光層，以形成至少一第一彩色濾光單元，其中該第一彩色濾光單元具有一對準開口圖案，對應該電容上電極；偵測該畫素單元之該電容上電極之位置與該第一彩色濾光單元之該對準開口圖案之位置；根據該偵測結果，決定校正該圖案化該第一彩色濾光層 或形成一第二彩色濾光層於該基板上；以及形成一介電層於該第一彩色濾光單元上，其中該介電層具有一接觸洞，位於該對準開口圖案之外。
  15. 如請求項14所述之製作顯示裝置的方法，其中該圖案化該第一彩色濾光層包含：以一曝光機對該基板之一第一曝光區域內之該第一彩色濾光層曝光；以及移動該基板一預定距離，以該曝光機對該基板之一第二曝光區域內之該第一彩色濾光層曝光，其中該第一曝光區域與該第二曝光區域相鄰，其中該校正該圖案化該第一彩色濾光層包含調整該預定距離。
  16. 如請求項14所述之製作顯示裝置的方法，其中該偵測該畫素單元之該電容上電極之位置與該第一彩色濾光單元之該對準開口圖案之位置包含：偵測該電容上電極之二相對邊緣的位置，以決定該電容上電極的於一方向上的中心；以及偵測該對準開口圖案之二相對側壁的位置，以決定該對準開口圖案於該方向上的中心，其中該電容上電極之該些邊緣於該基板上的正投影實質上平行於該彩色濾光單元的該對準開口圖案之該些側壁於該基板上的正投影。
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