TWI848873B - 主動元件基板 - Google Patents
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Abstract
一種主動元件基板包括基底、主動元件及電極。主動元件設置於基底上。電極電性連接至主動元件。電極包括第一遮光導電圖案、第二遮光導電圖案、第三遮光導電圖案及第一金屬氧化物保護圖案。第一遮光導電圖案、第二遮光導電圖案、第三遮光導電圖案依序堆疊成導電疊構。導電疊構設置於第一金屬氧化物保護圖案的開口。第一金屬氧化物保護圖案的第一部分、第二部分及第三部分別接觸於第一遮光導電圖案的側壁、第二遮光導電圖案的側壁及第三遮光導電圖案的側壁。第一金屬氧化物保護圖案的第一部分、第二部分及第三部分的材質相同。
Description
本發明是有關於一種主動元件基板。
電子紙的顯示技術重點在於：模仿在紙上印刷、書寫的視覺觀感，且耗電量極小。不同於一般以自發光達成顯示功能的顯示器，電子紙如同普通紙張一樣，依靠環境光照亮，所以閱讀上較為舒適。可自由切換顯示畫面的電子紙包括電子墨水層和用以驅動電子墨水層的主動元件基板。主動元件基板具有用以控制多個畫素的多個電極。然而，電極之金屬圖案的側壁上易出現不平整的凸起微結構。在金屬圖案上形成金屬氧化層，以防止金屬圖案氧化時，金屬圖案的側壁上的凸起微結構會刺穿金屬氧化層，使得金屬氧化層無法有效保護電極的金屬圖案，進而影響電子紙的信賴性。
本發明提供一種主動元件基板，信賴性佳。
本發明的主動元件基板包括基底、主動元件及電極。主動元件設置於基底上。電極電性連接至主動元件。電極包括第一遮光導電圖案、第二遮光導電圖案、第三遮光導電圖案及第一金屬氧化物保護圖案。第一遮光導電圖案、第二遮光導電圖案及第三遮光導電圖案依序堆疊成導電疊構。第一金屬氧化物保護圖案具有開口。導電疊構設置於開口。第一金屬氧化物保護圖案包括第一部分、第二部分及第三部分。第一金屬氧化物保護圖案的第一部分、第二部分及第三部分別接觸於第一遮光導電圖案的側壁、第二遮光導電圖案的側壁及第三遮光導電圖案的側壁，且第一金屬氧化物保護圖案的第一部分、第二部分及第三部分的材質相同。
現將詳細地參考本發明的示範性實施例，示範性實施例的實例說明於附圖中。只要有可能，相同元件符號在圖式和描述中用來表示相同或相似部分。
應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件“上”或“連接到”另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為“直接在另一元件上”或“直接連接到”另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，“連接”可以指物理及/或電性連接。再者，“電性連接”或“耦合”可以是二元件間存在其它元件。
本文使用的“約”、“近似”、或“實質上”包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量（即，測量系統的限制）。例如，“約”可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或±30％、±20％、±10％、±5％內。再者，本文使用的“約”、“近似”或“實質上”可依光學性質、蝕刻性質或其它性質，來選擇較可接受的偏差範圍或標準偏差，而可不用一個標準偏差適用全部性質。
除非另有定義，本文使用的所有術語（包括技術和科學術語）具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地這樣定義。
圖1A至圖1G為本發明一實施例之主動元件基板的製造流程的剖面示意圖。
請參照圖1A，首先，提供基底110。在一實施例中，基底110材質可為玻璃、石英、有機聚合物、或是其它可適用的材料。接著，在基底110上形成第一導電層120。在一實施例中，第一導電層120可包括主動元件T的控制端122及儲存電容Cst的第一電極124，其中控制端122與第一電極124於結構上彼此分離。主動元件T的控制端122電性連接至一閘極線（未繪示）。基於導電性的考量，第一導電層120一般是使用金屬材料。然而，本發明不限於此，根據其他實施例，第一導電層120也可以使用其他導電材料，例如：合金、金屬材料的氮化物、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮氧化物、或是金屬材料與其它導電材料的堆疊層。
請參照圖1B，接著，在基底110上形成閘絕緣層130，以覆蓋第一導電層120。在本實施例中，閘絕緣層130的材料可為無機材料（例如：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、或上述至少二種材料的堆疊層）、有機材料或上述之組合。接著，在閘絕緣層130上形成主動元件T的半導體圖案140。半導體圖案140可為單層或多層結構。舉例而言，在一實施例中，半導體圖案140可包括非晶矽、多晶矽、微晶矽、單晶矽、有機半導體材料、氧化物半導體材料（例如：銦鋅氧化物、銦鎵鋅氧化物、或是其它合適的材料、或上述之組合）、或其它合適的材料、或含有摻雜物（dopant）於上述材料中、或上述之組合。
請參照圖1C，接著，在閘絕緣層130中形成一接觸窗132，其中接觸窗132暴露儲存電容Cst的第一電極124的一部分。
請參照圖1D，接著，在半導體圖案140及閘絕緣層130上形成第二導電層150。第二導電層150包括主動元件T的第一端152、主動元件T的第二端154及儲存電容Cst的第二電極156。主動元件T的第一端152、主動元件T的第二端154及儲存電容Cst的第二電極156於結構上彼此分離。主動元件T的第一端152及第二端154各自電性連接至半導體圖案140。主動元件T的第一端152更電性連接至資料線（未繪示）。主動元件T的第二端154透過閘絕緣層130的接觸窗132電性連接至儲存電容Cst的第一電極124。儲存電容Cst的第二電極156電性連接至一共用線（未繪示）。基於導電性的考量，第二導電層150一般是使用金屬材料。然而，本發明不限於此，根據其他實施例，第二導電層150也可以使用其他導電材料，例如：合金、金屬材料的氮化物、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮氧化物、或是金屬材料與其它導電材料的堆疊層。
請參照圖1E，接著，在第二導電層150上形成鈍化層160，其中鈍化層160具有暴露主動元件T之第二端154的接觸窗162。在一實施例中，鈍化層160的材料可為無機材料（例如：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、或上述至少二種材料的堆疊層）、有機材料或上述之組合。
請參照圖1F，接著，在鈍化層160上形成絕緣層170。絕緣層170可為單層或多層結構。絕緣層170具有接觸窗172，重疊於鈍化層160的接觸窗162。在一實施例中，絕緣層170可選擇性地具有開口174，重疊於儲存電容Cst的第二電極156。在一實施例中，絕緣層170的材料可為無機材料（例如：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、或上述至少二種材料的堆疊層）、有機材料或上述之組合。
請參照圖1G，接著，在鈍化層160上形成第三導電層180，以完成主動元件基板10。第三導電層180為遮光導電層。第三導電層180包括電極182。在一實施例中，電極182可透過絕緣層170的接觸窗172及鈍化層160的接觸窗162電性連接至主動元件T的第二端154。在一實施例中，電極182的一部分182-1可填入絕緣層170的開口174，電極182的一部分182-1、部分的鈍化層160、第二電極156、部分的閘絕緣層130及第一電極124可形成一儲存電容Cst。特別是，電極182的一部分182-1與第一電極124電性連接雙層電極，所述雙層電極與第二電極156的重疊面積大，儲存電容Cst具有大電容值。
在一實施例中，主動元件基板10可貼上電子墨水層（未繪示）進而形成電子紙。所述電子墨水層例如是微膠囊（Microcapsules）式、微杯（Microcup）式或其它形式的電子墨水層。然而，本發明不以此為限，在其他實施例中，主動元件基板10也可用以形成其它類型的電子產品。
圖2A至圖2F為本發明一實施例之主動元件基板之電極的製造流程的剖面示意圖。以下配合圖2A至圖2F舉例詳細地說明，電極182的一種製造方法。
請參照圖2A，首先，依序形成第一遮光導電材料層182a’’、第二遮光導電材料層182b’’及第三遮光導電材料層182c’’。請參照圖2B，接著，在第三遮光導電材料層182c’’上形成光阻圖案PR。請參照圖2B及圖2C，接著，以光阻圖案PR為遮罩圖案化第一遮光導電材料層182a’’、第二遮光導電材料層182b’’及第三遮光導電材料層182c’’，以形成第一預遮光導電圖案層182a’、第二預遮光導電圖案182b’及第三預遮光導電圖案182c’，其中第二預遮光導電圖案182b’的側壁182bs’具有不平整的凸起微結構182bsp’。
請參照圖2C及圖2D，接著，在光阻圖案PR覆蓋第一預遮光導電圖案層182a’、第二預遮光導電圖案182b’及第三預遮光導電圖案182c’的情況下，通入氧氣以進行氧化電漿處理製程，以形成第一遮光導電圖案182a、第二遮光導電圖案182b、第三遮光導電圖案182c及第一金屬氧化物保護圖案182d。其中，第一金屬氧化物保護圖案182d是對第二預遮光導電圖案182b’的側壁182bs’進行氧化電漿處理製程而形成的。第一金屬氧化物保護圖案182d不但覆蓋第二遮光導電圖案182b的側壁182bs更延伸到第一遮光導電圖案182a之至少部分的側壁182as上及第三遮光導電圖案182c之至少部分的側壁182cs上。第一金屬氧化物保護圖案182d可改善第二預遮光導電圖案182b’之側壁182bs’具有不平整之凸起微結構182bsp’的問題，進而改善產品信賴性，提升產品品質。
在一實施例中，第一金屬氧化物保護圖案182d可完全地覆蓋第二遮光導電圖案182b的側壁182bs，且覆蓋第一遮光導電圖案182a之至少部分的側壁182as上及第三遮光導電圖案182c之至少部分的側壁182cs。
請參照圖2D及圖2E，接著，去除光阻圖案PR，以露出第三遮光導電圖案182c的頂面182ct。請參照圖2F，接著，在第三遮光導電圖案182c的頂面182ct及第一金屬氧化物保護圖案182d上形成第二金屬氧化物保護圖案182e，而完成本實施例的電極182。
圖3為本發明一實施例之主動元件基板的電極及絕緣層的放大剖面示意圖。
請參照圖1G及圖3，主動元件基板10包括基底110、設置於基底110上的主動元件T及電性連接至主動元件T的電極182。電極182包括第一遮光導電圖案182a、第二遮光導電圖案182b及第三遮光導電圖案182c，其中第一遮光導電圖案182a、第二遮光導電圖案182b及第三遮光導電圖案182c沿著遠離基底110的方向z依序堆疊成一導電疊構S。電極182還包括第一金屬氧化物保護圖案182d，第一金屬氧化物保護圖案182d具有開口182do，而導電疊構S設置於開口182do中。
第一金屬氧化物保護圖案182d覆蓋導電疊構S之第一遮光導電圖案182a、第二遮光導電圖案182b及第三遮光導電圖案182c的側壁182as、182bs、182cs，而未覆蓋導電疊構S之第三遮光導電圖案182c的頂面182ct。在一實施例中，於主動元件基板10的俯視圖（未繪示）中，第一金屬氧化物保護圖案182d可為包圍第一遮光導電圖案182a之側壁182as、第二遮光導電圖案182b之側壁182bs及第三遮光導電圖案182c之側壁182cs的一環狀結構。
第一金屬氧化物保護圖案182d包括第一部分182d-1、第二部分182d-2及第三部分182d-3，第一金屬氧化物保護圖案182d的第一部分182d-1、第二部分182d-2及第三部分182d-3分別接觸於第一遮光導電圖案182a的側壁182as、第二遮光導電圖案182b的側壁182bs及第三遮光導電圖案182c的側壁182cs，且第一金屬氧化物保護圖案182d的第一部分182d-1、第二部分182d-2及第三部分182d-3的材質相同。第一金屬氧化物保護圖案182d可保護第二遮光導電圖案182b，避免第二遮光導電圖案182b被腐蝕。
在一實施例中，第一遮光導電圖案182a及第三遮光導電圖案182c的至少一者包括第一金屬，第二遮光導電圖案182b包括不同於第一金屬的第二金屬，且第一金屬氧化物保護圖案182d的第一部分182d-1、第二部分182d-2及第三部分182d-3的材質為第二金屬的氧化物。舉例而言，在本實施例中，第一遮光導電圖案182a的材質可為氮化鉬（MoN），第二遮光導電圖案182b的材質可為鋁（Al），第三遮光導電圖案182c的材質可為鉬（Mo），第一遮光導電圖案182a及第三遮光導電圖案182c的至少一者所包括第一金屬可為鉬，第二遮光導電圖案182b包括不同於鉬的鋁，且第一金屬氧化物保護圖案182d的第一部分182d-1、第二部分182d-2及第三部分182d-3的材質可為氧化鋁（AlO
2），但本發明不以此為限。
在一實施例中，第一金屬氧化物保護圖案182d在實質上平行於基底110的方向x上具有寬度W，且寬度W隨著遠離基底110而遞減。舉例而言，在本實施例中，一擬參考平面P將第二遮光導電圖案182b分為下上兩部分，分別為位於擬參考平面P之上下兩側的第二遮光導電圖案182b的兩部分的厚度t相等，第一金屬氧化物保護圖案182d在擬參考平面P上的寬度W可落在
的範圍，但本發明不以為限。
在一實施例中，主動元件基板10還包括絕緣層170，設置於電極182與主動元件T之間且具有接觸窗172。電極182設置於絕緣層170上，且電極182的一部分填入絕緣層170的接觸窗172，以電性連接至主動元件T。特別是，絕緣層170包括重疊於導電疊構S及第一金屬氧化物保護圖案182d的厚部170-1以及位於導電疊構S及第一金屬氧化物保護圖案182d的面積以外的薄部170-2。在本實施例中，絕緣層170的厚部170-1可包括重疊於導電疊構S的第一子部170-1a及重疊於第一金屬氧化物保護圖案182d的第二子部170-1b。厚部170-1也可稱絕緣層170的凸台，而導電疊構S及第一金屬氧化物保護圖案182d設置於所述凸台上。舉例而言，在本實施例中，絕緣層170厚部170-1與薄部170-2在垂直於基底110的方向z上具有一高低差
，
可落在
的範圍，但本發明不以為限。
在一實施例中，絕緣層170還包括連接部170-3，連接厚部170-1與薄部170-2，且位於導電疊構S及第一金屬氧化物保護圖案182d的面積以外，其中連接部170-3在實質上垂直於基底110的方向z上具有一厚度k，且連接部170-3的厚度k從厚部170-1向薄部170-2遞減。在一實施例中，電極182還包括第二金屬氧化物保護圖案182e，覆蓋導電疊構S的第三遮光導電圖案182c、第一金屬氧化物保護圖案182d、絕緣層170的連接部170-3及薄部170-2。在一實施例中，第一金屬氧化物保護圖案182d、絕緣層170的連接部170-3及薄部170-2可連接成一緩坡，而有助於第二金屬氧化物保護圖案182e良好地覆蓋在導電疊構S、第一金屬氧化物保護圖案182d及絕緣層170，進而提升主動元件基板10的良率。在一實施例中，第二金屬氧化物保護圖案182e的材質例如是氧化銦錫（ITO），但本發明不以此為限。
在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重述。
圖4為本發明另一實施例之主動元件基板的電極及絕緣層的放大剖面示意圖。圖4的主動元件基板10A與圖3的主動元件基板10類似，兩者的差異在於：圖4之主動元件基板10A的電極182A與圖3之主動元件基板10的電極182不同。詳細而言，相較於圖3的電極182，圖4的電極182A可少了第二金屬氧化物保護圖案182e。
10、10A:主動元件基板
110:基底
120:第一導電層
122:控制端
124:第一電極
130:閘絕緣層
132、162、172:接觸窗
140:半導體圖案
150:第二導電層
152:第一端
154:第二端
156:第二電極
160:鈍化層
170:絕緣層
170-1:厚部
170-1a:第一子部
170-1b:第二子部
170-2:薄部
170-3:連接部
174、182do:開口
180:第三導電層
182、182A:電極
182-1:部分
182a’’:第一遮光導電材料層
182b’’:第二遮光導電材料層
182c’’:第三遮光導電材料層
182a’:第一預遮光導電圖案層
182b’:第二預遮光導電圖案
182bs’:側壁
182bsp’:凸起微結構
182c’:第三預遮光導電圖案
182a:第一遮光導電圖案
182b:第二遮光導電圖案
182as、182bs、182cs:側壁
182c:第三遮光導電圖案
182ct:頂面
182d:第一金屬氧化物保護圖案
182d-1:第一部分
182d-2:第二部分
182d-3:第三部分
182e:第二金屬氧化物保護圖案
Cst:儲存電容
k、t:厚度
P:擬參考平面
PR:光阻圖案
S:導電疊構
T:主動元件
W:寬度
x、z:方向
:高低差
圖1A至圖1G為本發明一實施例之主動元件基板的製造流程的剖面示意圖。
圖2A至圖2F為本發明一實施例之主動元件基板之電極的製造流程的剖面示意圖。
圖3為本發明一實施例之主動元件基板的電極及絕緣層的放大剖面示意圖。
圖4為本發明另一實施例之主動元件基板的電極及絕緣層的放大剖面示意圖。
10:主動元件基板
170:絕緣層
170-1:厚部
170-1a:第一子部
170-1b:第二子部
170-2:薄部
170-3:連接部
182:電極
182a:第一遮光導電圖案
182b:第二遮光導電圖案
182as、182bs、182cs:側壁
182c:第三遮光導電圖案
182ct:頂面
182d:第一金屬氧化物保護圖案
182d-1:第一部分
182d-2:第二部分
182d-3:第三部分
182do:開口
182e:第二金屬氧化物保護圖案
k、t:厚度
P:擬參考平面
S:導電疊構
W:寬度
x、z:方向
△H:高低差
Claims (7)
- 一種主動元件基板，包括： 一基底； 一主動元件，設置於該基底上；以及 一電極，電性連接至該主動元件，其中該電極包括： 一第一遮光導電圖案； 一第二遮光導電圖案； 一第三遮光導電圖案，其中該第一遮光導電圖案、該第二遮光導電圖案及該第三遮光導電圖案依序堆疊成一導電疊構；以及 一第一金屬氧化物保護圖案，具有一開口，其中該導電疊構設置於該開口，該第一金屬氧化物保護圖案包括一第一部分、一第二部分及一第三部分，該第一金屬氧化物保護圖案的該第一部分、該第二部分及該第三部分別接觸於該第一遮光導電圖案的一側壁、該第二遮光導電圖案的一側壁及該第三遮光導電圖案的一側壁，且該第一金屬氧化物保護圖案的該第一部分、該第二部分及該第三部分的材質相同。
- 如請求項1所述的主動元件基板，其中該第一遮光導電圖案及該第三遮光導電圖案的至少一者包括一第一金屬，該第二遮光導電圖案包括不同於該第一金屬的一第二金屬，且該第一金屬氧化物保護圖案的該第一部分、該第二部分及該第三部分的材質為該第二金屬的氧化物。
- 如請求項1所述的主動元件基板，其中該第一金屬氧化物保護圖案在實質上平行於該基底的一方向上具有一寬度，且該寬度隨著遠離該基底而遞減。
- 如請求項1所述的主動元件基板，更包括： 一絕緣層，設置於該電極與該主動元件之間，且具有一接觸窗，其中該電極設置於該絕緣層上，且該電極的一部分填入該絕緣層的該接觸窗，以電性連接至該主動元件，該絕緣層包括： 一厚部，重疊於該導電疊構及該第一金屬氧化物保護圖案；以及 一薄部，位於該導電疊構及該第一金屬氧化物保護圖案的面積以外。
- 如請求項4所述的主動元件基板，其中該絕緣層更包括： 一連接部，連接該厚部與該薄部，且位於該導電疊構及該第一金屬氧化物保護圖案的面積以外； 其中，該連接部在實質上垂直於該基底的一方向上具有一厚度，且該連接部的該厚度從該厚部向該薄部遞減。
- 如請求項5所述的主動元件基板，其中該電極更包括： 一第二金屬氧化物保護圖案，覆蓋該導電疊構的該第三遮光導電圖案、該第一金屬氧化物保護圖案、該絕緣層的該連接部及該絕緣層的該薄部。
- 如請求項4所述的主動元件基板，其中該絕緣層的該厚部包括： 一第一子部，重疊於該導電疊構；以及 一第二子部，重疊於該第一金屬氧化物保護圖案。
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