TWI644166B - 影像擷取裝置及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種影像擷取裝置，包含基板、黑色矩陣層、抗反射層、對向基板、框膠、間隔物、及光感測元件。黑色矩陣層配置於基板上。黑色矩陣層具有通孔，暴露出基板的一部分。抗反射層覆蓋黑色矩陣層的通孔。對向基板與基板相對設置，對向基板具有開口，且開口在黑色矩陣層的正投影涵蓋抗反射層以及圍繞通孔之黑色矩陣層的一部分。框膠配置於對向基板與基板之間。間隔物配置於圍繞通孔之黑色矩陣層的部分之上。光感測元件配置在對向基板的開口。

Description

影像擷取裝置及其製造方法
本揭露內容實施例係有關一種影像擷取裝置，特別是關於一種具有間隔物的影像擷取裝置。
隨著電子產業日益成熟，所有的裝置均朝體積小、厚度薄、重量輕等趨勢發展，也因此日常生活中使用之手機、及筆記型電腦等電子產品大多會結合其他電子裝置以增加便利性。舉例來說，電子產品常會結合影像擷取裝置。
在製作影像擷取裝置的鏡頭孔時，需要在薄膜電晶體基板上形成孔洞，此時被移除的部分可能會掉落而刮傷薄膜電晶體玻璃板下方的彩色濾光片或黑色矩陣層，進而影響影像擷取品質。因此，需要新的影像擷取裝置結構及製造方法以改善上述問題。
根據本揭露內容之多個實施方式，係提供一種影像擷取裝置，包含基板、黑色矩陣層、抗反射層、對向基板、框膠、間隔物、及光感測元件。黑色矩陣層配置於基板上。黑色矩陣層具有通孔，暴露出基板的一部分。抗反射層覆蓋黑色矩陣層的通孔。對向基板與基板相對設置，對向基板具有開口，且開口在黑色矩陣層的正投影涵蓋抗反射層以及圍繞通通孔之黑色矩陣層的一部分。框膠配置於對向基板與基板之間。間隔物配置於圍繞通孔之黑色矩陣層的部分之上。光感測元件配置在對向基板的開口。
在某些實施例中，影像擷取裝置更包含圖案層。圖案層配置於黑色矩陣層上，圖案層具有頂面及多個凹槽，其中間隔物配置於頂面上及凹槽內。
在某些實施例中，圖案層包含圖案化色阻層、及保護層。圖案化色阻層配置於黑色矩陣層上。保護層覆蓋圖案化色阻層及黑色矩陣層。
在某些實施例中，間隔物包含第一間隔物及第二間隔物。第一間隔物配置於頂面上。第二間隔物配置於凹槽內。第一間隔物的頂面與第二間隔物的頂面的高度差介於0.5um至3.5um之間。
在某些實施例中，間隔物為柱狀。
根據本揭露內容之多個實施方式，係提供一種製造影像擷取裝置的方法，包含形成黑色矩陣層於基板上。 黑色矩陣層包含通孔及外側邊緣，外側邊緣圍繞通孔，通孔暴露出基板。形成多個間隔物於圍繞通孔之黑色矩陣層的一部分之上。形成框膠於黑色矩陣層上，且圍繞間隔物。配置對向基板於框膠上，且對向基板與基板相對設置。移除對向基板的一部分以形成開口。形成抗反射層覆蓋黑色矩陣層的通孔，其中對向基板的開口在黑色矩陣層的正投影涵蓋抗反射層以及圍繞通孔之黑色矩陣層的一部分。形成光感測元件於對向基板的開口。
在某些實施例中，在形成些間隔物之前，更包含形成圖案層於黑色矩陣層上，圖案層具有頂面及凹槽，其中間隔物配置於頂面上及凹槽內。
在某些實施例中，形成圖案層的步驟包含形成圖案化色阻層於黑色矩陣層上。形成保護層覆蓋圖案化色阻層及黑色矩陣層。
在某些實施例中，形成間隔物的步驟包含形成光阻層於黑色矩陣層上方。圖案化光阻層以形成間隔物。
為使本揭露內容之上述及其他目的、特徵和優點更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式詳細說明如下。
10‧‧‧方法
S11、S12、S13、S14、S15、S16、S17‧‧‧步驟
210‧‧‧基板
220‧‧‧黑色矩陣層
230‧‧‧圖案化色阻層
240‧‧‧保護層
240a‧‧‧頂面
240b‧‧‧凹槽
260、260a、260b‧‧‧間隔物
270‧‧‧框膠
280‧‧‧對向基板
280’‧‧‧移除部分
290‧‧‧抗反射層
310‧‧‧光感測元件
R1‧‧‧周邊區
R2‧‧‧顯示區
V1‧‧‧通孔
V2‧‧‧開口
△h‧‧‧高度差
第1圖為根據某些實施方式之影像擷取裝置的製造方法的流程圖。
第2-11圖繪示根據本發明某些實施方式之製造影像擷取裝置之各製程階段的剖面示意圖。
第12A圖繪示根據本發明某些實施方式之影像擷取裝置的俯視示意圖。
第12B圖為根據本揭露內容某些實施方式之影像擷取裝置的光感測元件下方的放大示意圖。
以下將詳細討論本實施例的製造與使用，然而，應瞭解到，本揭露內容提供實務的創新概念，其中可以用廣泛的各種特定內容呈現。下文敘述的實施方式或實施例僅為說明，並不能限制本揭露內容的範圍。
本揭露內容中可使用諸如「下方(beneath)」、「以下(below)」、「下部(lower)」、「上方(above)」、「上部(upper)」等等之空間相對術語在以便於描述，以描述一個元件或特徵與另一或更多個元件或特徵之關係，如圖式中所圖示。空間相對術語意欲包含在使用或操作中之裝置除圖式中繪示之定向以外的不同定向。或者，設備可經轉向(旋轉90度或其他方向)，及本案中使用之空間相對描述詞同樣可相應地進行解釋。
此外，本文所使用的用語僅是為描述特定實施例的目的，且並非想要限制本揭露內容。譬如在說明書中所使用，除非本文另外有明確指示，否則單數形式“一”以及“所述”也包括複數(plurality)的形式。
以下提供各種關於影像擷取裝置及其製作方法的實施例，其中詳細說明此影像擷取裝置的結構及性質以及此影像擷取裝置的製造步驟。
第1圖為根據某些實施方式之影像擷取裝置的製造方法10的流程圖。如第1圖所示，方法10包含步驟S11、步驟S12、步驟S13、步驟S14、步驟S15、步驟16、及步驟S17。可以理解的是，可以在方法10之前、期間或之後提供額外的步驟，而且某些下述之步驟能被取代或刪除，作為製造方法的額外實施方式。
第2-10圖繪示根據本發明某些實施方式之製造影像擷取裝置之各製程階段的剖面示意圖。請參照第1圖及第2圖，方法10開始於步驟S11，形成黑色矩陣層於基板上。如第2圖所示，根據本發明某些實施方式，基板210包含周邊區R1及顯示區R2，周邊區R1圍繞顯示區R2。在此為了方便講解，故僅繪示部分的周邊區R1及部分的顯示區R2。黑色矩陣層220形成於基板210上。位於基板210周邊區R1的黑色矩陣層220包含通孔V1及外側邊緣，黑色矩陣層220的外側邊緣圍繞通孔V1。通孔V1暴露出基板210的 一部分。在一實施方式中，位於基板210顯示區R2的黑色矩陣層220會藉由微影製程形成多個開口。更具體的說，上述多個開口將在後續製程形成色阻層，詳情將敘述於下文。可以理解的是，位於基板210顯示區R2的黑色矩陣層220與位於基板210周邊區R1的黑色矩陣層220是在同一道製程步驟中同時形成的。
如第3圖所示，在某些實施方式中，在形成黑色矩陣層220之後，可選擇性地形成圖案化色阻(color resist)層230於黑色矩陣層220上。在一實施例中，圖案化色阻(color resist)層230形成於基板210的周邊區R1上方及顯示區R2上方。具體來說，位於顯示區R2的圖案化色阻層230可以經過多次的微影固化製程來形成不同顏色的色阻層。舉例來說，位於顯示區R2的圖案化色阻層230可以包含紅、綠、藍三種不同顏色的色阻層。可以理解的是，位於周邊區R1的圖案化色阻層230可以和顯示區R2的圖案化色阻層230同時完成。
如第4圖所示，在某些實施方式中，在形成圖案化色阻(color resist)層230後，可選擇性地形成保護層240共形地覆蓋圖案化色阻層230及黑色矩陣層220。在一實施例中，保護層240形成於基板210的周邊區R1上方及顯示區R2上方。保護層240主要的功能是保護圖案化色阻層230。在另一實施例中，保護層240包含環氧樹脂(Epoxy resin) 層、壓克力樹脂(Acrylic resin)層、或其他適當的材料層。在又一實施例中，保護層240因共形地覆蓋圖案化色阻層230及黑色矩陣層220，所以保護層240具有頂面240a及凹槽240b。
如第5圖所示，在另外某些實施方式中，在形成圖案化色阻(color resist)層230後，可選擇性地在周邊區R1形成具有特殊外型輪廓的保護層240覆蓋圖案化色阻層230及黑色矩陣層220。在一實施例中，具有特殊外型輪廓的保護層240是藉由具有特殊外型輪廓的模具而成型。更具體的說，相較於第4圖所繪示的保護層240，此特殊外型輪廓的保護層240具有更高的頂面240a，且此特殊外型輪廓的保護層240於剖面視圖上具有階梯狀的外緣輪廓。有特殊外型輪廓的保護層240具有特定的技術效果，詳情將敘述於下文。
請參照第1圖及第6圖，方法10進行至步驟S12，形成間隔物於圍繞通孔之黑色矩陣層的一部分之上。如第6圖所示，在某些實施方式中，在周邊區R1中形成間隔物(photo spacers)260於圍繞通孔V1之黑色矩陣層220的一部分之上方。間隔物260的形狀可例如為柱狀。在一實施例中，在周邊區R1中，可省略圖案化色阻層230及/或保護層240，直接將間隔物260形成於圍繞通孔V1之黑色矩陣層220的一部分之上。在另一實施例中，位於周邊區R1的間隔 物260包含間隔物260a及間隔物260b。間隔物260a配置於保護層240的頂面240a之上，且間隔物260b配置於保護層240的凹槽240b內。舉例來說，間隔物260a配置於特殊外型輪廓的保護層240的頂面240a上，可增加間隔物260a頂端與間隔物260b頂端的高度差△h。高度差△h具有特定的技術效果，詳情將敘述於下文。高度差△h可介於0.5微米(um)至3.5um之間，例如為0.8um、1.0um、1.3um、1.5um、1.8um、2um、2.3um、2.5um、2.8um、3um或3.3um。可以理解的是，可以在執行步驟S12的同時，在顯示區R2中形成間隔物260在黑色矩陣層220上方。更具體的說，位於顯示區R2的間隔物260是形成在保護層240上。在一實施例中，在顯示區R2中，可省略保護層240，直接將間隔物260形成於黑色矩陣層220上。在又一實施例中，形成間隔物260的步驟包含形成感光材料層於保護層240上方，之後使用圖案化製程將感光材料層圖案化以形成間隔物260。舉例來說，間隔物260係同時形成於基板210的周邊區R1及顯示區R2上。
請參照第1圖及第7圖，方法10進行至步驟S13，形成框膠於黑色矩陣層上，且圍繞間隔物。如第7圖所示，在某些實施方式中，在周邊區R1中形成框膠270於保護層240上，且框膠270圍繞間隔物260。在周邊區R1中省略圖案化色阻層230及/或保護層240的實施方式中，框膠 270係直接形成在黑色矩陣層220上。在某些實施方式中，在顯示區R2中形成框膠270於保護層240及基板的一部分上。在顯示區R2中省略保護層240的實施方式中，框膠270係直接形成在黑色矩陣層220及基板的一部分上。在一實施例中，框膠270用以使所形成的彩色濾光基板與主動陣列基板結合。
請參照第1圖及第8圖，方法10進行至步驟S14，配置對向基板(例如主動陣列基板)於框膠上，且對向基板與基板相對設置。如第8圖所示，在某些實施方式中，將對向基板280配置於框膠270上並對準基板210，使得對向基板280具有對應基板210的周邊區R1及顯示區R2。在一實施例中，對向基板280包含多個薄膜電晶體(TFT)及多個像素電極位於顯示區R2中。
請參照第1圖及第9圖，方法10進行至步驟S15，移除對向基板的一部分以形成開口。如第9圖所示，在某些實施方式中，於周邊區R1中，移除對向基板280的一部分以形成開口V2。具體來說，對向基板280的開口V2在黑色矩陣層220的正投影涵蓋通孔V1以及圍繞通孔V1之黑色矩陣層220的一部分。簡言之，開口V2大致上對準黑色矩陣層220的通孔V1，而且開口V2的面積大於黑色矩陣層220的通孔V1的面積。開口V2用以在後續步驟中容置光感測元件(例如影像擷取元件)。需注意的是，在移除對向基板 280的一部分而形成開口時，對向基板280被移除的部分280’可能會掉落至基板210及/或黑色矩陣層220上，進而刮傷基板210及/或黑色矩陣層220的表面，造成漏光而影響影像擷取元件的拍攝品質。在對向基板280之被移除的部分280’掉落時，間隔物260可以直接阻擋對向基板280被移除的部分280’直接碰觸基板210及/或黑色矩陣層220，進而保護基板210及/或黑色矩陣層220的表面。此外，間隔物260a與間隔物260b之間的高度差△h可進一步提供緩衝的支撐力。具有特殊外型輪廓的保護層240可增加高度差△h並提升緩衝的能力。
應當理解的是，並非所有的優點都要在本文中討論，所有實施方式或實施例不需要特定的優點，且其他實施方式或實施例可提供不同的優點。
請參照第1圖及第10圖，方法10進行至步驟S16，形成抗反射層覆蓋黑色矩陣層的通孔。如第10圖所示，在某些實施方式中，先取出前述步驟對向基板280被移除的部分280’，接著，再形成抗反射層290覆蓋黑色矩陣層220的通孔V1。在一實施例中，抗反射層290的一部分配置於黑色矩陣層220上。抗反射層290與基板210之間具有間隔，使得抗反射層290不直接碰觸基板210。
請參照第1圖及第11圖，方法10進行至步驟S17，配置光感測元件於對向基板的開口。如第11圖所示， 在某些實施方式中，光感測元件310配置於對向基板280的開口V2。在一實施例中，光感測元件310例如為影像擷取元件，其包含鏡頭及影像感測器。鏡頭可為由一或者多個光學玻璃組成的透鏡組，光學玻璃可例如為凹透鏡、凸透鏡、非球面鏡、或其組合。
第12A圖為根據本揭露內容某些實施方式之影像擷取元件的俯視示意圖。如第12A圖所示，影像擷取元件配置於周邊區R1上。框膠270配置在光感測元件310的周圍，用以黏合對向基板280。光感測元件310覆蓋下方的抗反射層290及黑色矩陣層220的一部份。第12B圖中所繪示的虛線區域是被光感測元件310覆蓋的抗反射層290。第12B圖為根據本揭露內容某些實施方式之光感測元件下方的放大示意圖。如第12B圖所示，黑色矩陣層220具有通孔V1，間隔物260配置於黑色矩陣層220上，且圍繞抗反射層290。在某些實施方式中，間隔物260包含間隔物260a及間隔物260b。在一實施例中，間隔物260a與間隔物260b交錯設置於黑色矩陣層220上。如第12B圖中繪示的虛線部分，抗反射層290覆蓋通孔V1，並覆蓋通孔V1周圍之黑色矩陣層220的一部份。
根據本揭露內容的另一種態樣，提供一種影像擷取裝置。請參照第11圖，影像擷取裝置包含基板210、黑色矩陣層220、抗反射層290、對向基板280、框膠270、間 隔物260、及光感測元件310。黑色矩陣層220配置於基板210上，黑色矩陣層220具有通孔V1，且通孔V1暴露出基板210的一部分。抗反射層290覆蓋黑色矩陣層220的通孔V1。對向基板280與基板210相對設置。對向基板280具有開口V2，且開口V2在黑色矩陣層220的正投影涵蓋抗反射層290以及圍繞通孔V1之黑色矩陣層220的一部分。框膠270配置於對向基板280與基板210之間。間隔物260配置於圍繞通孔V1之黑色矩陣層220的部分之上方。在一實施例中，間隔物為柱狀。在另一實施例中，各間隔物260的頂端齊平，即各間隔物260的頂端的高度相同。
在某些實施方式中，影像擷取裝置可進一步包含圖案層配置於黑色矩陣層220上。圖案層包含圖案化色阻層230及/或保護層240。具體來說，圖案化色阻層230配置於黑色矩陣層220上。保護層240覆蓋圖案化色阻層230及黑色矩陣層220，使得保護層240形成具有高低起伏的頂面240a及凹槽240b。因此，可以理解的是，圖案層也具有高低起伏的頂面及凹槽，其中間隔物260配置於頂面上及凹槽內。在一實施例中，間隔物260包含間隔物260a及間隔物260b，間隔物260a配置於圖案層的頂面上，間隔物260b配置於凹槽內。值得注意的是，間隔物260a的頂面與間隔物260b的頂面之間具有高度差△h介於0.5um至3.5um之間，例如為0.8um、1.0um、1.3um、1.5um、1.8um、2um、 2.3um、2.5um、2.8um、3um或3.3um。更詳細的說，此高度差△h可進一步提高後續在鑽孔步驟中掉落殘片的緩衝能力，以避免掉落殘片直接對基板210及/或黑色矩陣層220的表面造成傷害。光感測元件310配置在對向基板280的開口V2。
綜上所述，本揭露內容提供的多個實施方式可避免刮傷基板及/或黑色矩陣層的表面，維持影像擷取裝置的拍攝品質。此外，本揭露內容提供的多個實施方式可與傳統顯示面板製程相容。藉由將位於顯示區的色阻層及間隔物延伸至周邊區來保護其下方的基板及黑色矩陣層的表面。
上文概述若干實施例之特徵結構，使得熟習此項技術者可更好地理解本揭露內容之態樣。熟習此項技術者應瞭解，可輕易使用本揭露內容作為設計或修改其他製程及結構的基礎，以便實施本文所介紹之實施例的相同目的及/或實現相同優勢。熟習此項技術者亦應認識到，此類等效結構並未脫離本揭露內容之精神及範疇，且可在不脫離本揭露內容之精神及範疇的情況下做出對本揭露內容的各種變化、替代及更改。

Claims (9)

  1. 一種影像擷取裝置，包含：一基板；一黑色矩陣層，配置於該基板上，該黑色矩陣層具有一通孔暴露出該基板的一部分；一抗反射層，覆蓋該黑色矩陣層的該通孔；一對向基板，與該基板相對設置，該對向基板具有一開口，且該開口在該黑色矩陣層的正投影涵蓋該抗反射層以及圍繞該通孔之該黑色矩陣層的一部分；一框膠，配置於該對向基板與該基板之間；多個間隔物，配置於圍繞該通孔之該黑色矩陣層的該部分之上；以及一光感測元件，配置在該對向基板的該開口。
  2. 如請求項1所述之影像擷取裝置，更包含一圖案層，配置於該黑色矩陣層上，該圖案層具有一頂面及多個凹槽，其中該些間隔物配置於該頂面上及該些凹槽內。
  3. 如請求項2所述之影像擷取裝置，其中該圖案層包含：一圖案化色阻層，配置於該黑色矩陣層上；以及 一保護層，覆蓋該圖案化色阻層及該黑色矩陣層。
  4. 如請求項2所述之影像擷取裝置，其中該些間隔物包含多個第一間隔物及多個第二間隔物，該些第一間隔物配置於該頂面上，該些第二間隔物配置於該些凹槽內，該些第一間隔物的頂面與該些第二間隔物的頂面具有一高度差，該高度差介於0.5um至3.5um之間。
  5. 如請求項1所述之影像擷取裝置，其中該些間隔物為柱狀。
  6. 一種製造影像擷取裝置的方法，包含：形成一黑色矩陣層於一基板上，該黑色矩陣層包含一通孔及一外側邊緣圍繞該通孔，該通孔暴露出該基板；形成多個間隔物於圍繞該通孔之該黑色矩陣層的一部分之上；形成一框膠於該黑色矩陣層上，且圍繞該些間隔物；配置一對向基板於該框膠上，且該對向基板與該基板相對設置；移除該對向基板的一部分以形成一開口； 形成一抗反射層覆蓋該黑色矩陣層的該通孔，其中該對向基板的該開口在該黑色矩陣層的正投影涵蓋該抗反射層以及圍繞該通孔之該黑色矩陣層的一部分；以及配置一光感測元件於該對向基板的該開口。
  7. 如請求項6所述之方法，在形成該些間隔物之前，更包含形成一圖案層於該黑色矩陣層上，該圖案層具有一頂面及多個凹槽，其中該些間隔物配置於該頂面上及該些凹槽內。
  8. 如請求項7所述之方法，其中形成該圖案層的步驟包含：形成一圖案化色阻層於該黑色矩陣層上；以及形成一保護層，覆蓋該圖案化色阻層及該黑色矩陣層。
  9. 如請求項6所述之方法，其中形成該些間隔物的步驟包含：形成一光阻層於該黑色矩陣層上方；以及圖案化該光阻層以形成該些間隔物。
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