專利名稱：具有彩色濾光陣列的像素陣列基板以及顯示面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種基板以及顯示裝置面板，且特別是有關(guān)于一種具有 彩色濾光陣列的像素陣列基板以及顯示面板。
背景技術(shù)：
液晶顯示器具有高畫質(zhì)、體積小、重量輕、低電壓驅(qū)動、低消耗功率及
應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點，因此其已取代陰極射線管(cathode ray tube， CRT)成為 新一代顯示器的主流。傳統(tǒng)的液晶顯示面板是由一彩色濾光基板(colorfilter)、 —薄膜晶體管陣歹U基板(thin film transistor array substrate, TFT array substrate) 以及一配置于此兩基板間的液晶層(liquid crystal layer)所構(gòu)成。然而，此種 液晶顯示面板在進行彩色濾光基板與薄膜晶體管陣列基板接合時容易有對位 誤差(misalignments
為了改善上述問題，已知技術(shù)提出了一種由一具有彩色濾光層的薄膜晶 體管陣歹隨板(color filter on array substrate, COA substrate )、一對向基板、多 個間隙物以及一液晶層所組成的液晶顯示面板。間隙物與液晶層配置于具有 彩色濾光層的薄膜晶體管陣列基板與對向基板之間，且間隙物可用以維持具 有彩色濾光層的薄膜晶體管陣列基板與對向基板之間的間隙。在此種液晶顯 示面板中，由于彩色濾光層是直接形成于薄膜晶體管陣列基板上，因此不會 產(chǎn)生組立上的對位誤差。
值得注意的是，在此種液晶顯示面板的制造過程中，基于工藝上對位精 度的考量，黑色矩陣材料層需使用稍具透光度的材料，以使得工藝機臺在進 行黑色矩陣材料層的圖案化工藝前，位于其底下膜層的對位標(biāo)記(alignmentmark)仍可通過稍具透光度的黑色矩陣材料層而被機臺所抓取，藉此可確保不 同膜層之間的對位精度。然而，當(dāng)黑色矩陣材料層基于前述考量而選用稍具 透光度的材料時。圖案化后的黑色矩陣往往無法達到完全遮光的效果，導(dǎo)致 液晶顯示面板的對比度下降而影響顯示品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種具有彩色濾光陣列的像素陣列基板，其可以在制作過程 中提高對位精確度，進而提升良率以及降低成本。
本發(fā)明提供一種顯示面板，其在制作過程中具有優(yōu)異的對位精確度而制 作出高對比度的產(chǎn)品。
本發(fā)明提供一種具有彩色濾光陣列的像素陣列基板，其包括基板、主動 元件陣列、彩色濾光陣列以及像素電極層?；迳暇哂卸鄠€像素區(qū)及一遮光 區(qū)。主動元件陣列位于基板上。彩色濾光陣列設(shè)置于基板上，其中彩色濾光 陣列包括遮光圖案層以及多個彩色濾光圖案。遮光圖案層位于遮光區(qū)。多個 彩色濾光圖案分別位于像素區(qū)中并且自像素區(qū)延伸至遮光區(qū)，其中自相鄰的 像素區(qū)延伸出的彩色濾光圖案于遮光區(qū)中構(gòu)成一迭層結(jié)構(gòu)。像素電極層與主 動元件陣列電連接。
本發(fā)明另提出一種顯示面板，其包括具有彩色濾光陣列的像素陣列基板、 對向基板以及顯示介質(zhì)。具有彩色濾光陣列的像素陣列基板包括基板、主動 元件陣列、彩色濾光陣列以及像素電極層?；迳暇哂卸鄠€像素區(qū)以及一遮 光區(qū)。主動元件陣列位于基板上。彩色濾光陣列設(shè)置于基板上，其中彩色濾 光陣列包括遮光圖案層以及多個彩色濾光圖案。遮光圖案層位于遮光區(qū)。多 個彩色濾光圖案分別位于像素區(qū)中并且自像素區(qū)延伸至遮光區(qū)，其中自相鄰 的像素區(qū)延伸出的彩色濾光圖案于遮光區(qū)中構(gòu)成一迭層結(jié)構(gòu)。像素電極層與 主動元件陣列電連接。對向基板位于具有彩色濾光陣列的像素陣列基板的對 向側(cè)。顯示介質(zhì)位于具有彩色濾光陣列的像素陣列基板以及對向基板之間。本發(fā)明的有益效果在于，根據(jù)本發(fā)明提供的技術(shù)方案，在遮光圖案層的 制作過程中可以選用光學(xué)密度稍低的材料進行制作，以提高工藝中膜層間的 對位精確度。另一方面，在遮光區(qū)的遮光圖案層的對應(yīng)位置上，利用自相鄰 的像素區(qū)延伸出的彩色濾光圖案于遮光區(qū)中構(gòu)成一迭層結(jié)構(gòu)，可以輔助遮光 區(qū)中遮光圖案層的遮光效果，提高產(chǎn)品的對比度。


圖1為本發(fā)明一實施例的一種具有彩色濾光陣列的像素陣列基板的局部 剖面示意圖。
圖2A至圖2C分別為本發(fā)明一實施例中迭層結(jié)構(gòu)的不同型態(tài)的剖面示意圖。
圖3為本發(fā)明一實施例的一種具有彩色濾光陣列的像素陣列基板的局部 剖面示意圖。
圖4為本發(fā)明一實施例的一種具有彩色濾光陣列的像素陣列基板的局部 剖面示意圖。
圖5為本發(fā)明一實施例的一種具有彩色濾光陣列的像素陣列基板的局部 剖面示意圖。
圖6為本發(fā)明一實施例的一種顯示面板的局部剖面示意圖。 附圖標(biāo)號
200、 300、 400、 500、 600:具有彩色濾光陣列的像素陣列基板
210:基板
212:像素區(qū)
214:遮光區(qū)
220:主動元件陣列
222:主動元件
230:彩色濾光陣列232:遮光圖案層 234:彩色濾光圖案 234B:藍色濾光圖案 234G:綠色濾光圖案 234R:紅色濾光圖案 240:像素電極層
250、 250A、 250B、 250C:迭層結(jié)構(gòu) 720:對向基板 710:顯示介質(zhì) 722:共通電極
具體實施例方式
為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合 所附附圖作詳細說明如下。
圖1為本發(fā)明一實施例的一種具有彩色濾光陣列的像素陣列基板的局部 剖面示意圖。請參照圖l，本實施例的具有彩色濾光陣列的像素陣列基板200 包括基板210、主動元件陣列220、彩色濾光陣列230以及像素電極層240。 具體而言，基板210上具有多個像素區(qū)212及一遮光區(qū)214。特別是，遮光區(qū) 214圍繞在各像素區(qū)212的周圍。主動元件陣列220位于基板210上。彩色濾 光陣列230設(shè)置于基板210上，其中彩色濾光陣列230包括位于遮光區(qū)214 的遮光圖案層232以及多個彩色濾光圖案234，這些彩色濾光圖案234分別位 于像素區(qū)212中并且自像素區(qū)212延伸至遮光區(qū)214,其中自相鄰的像素區(qū) 212延伸出的彩色濾光圖案234于遮光區(qū)214中構(gòu)成一迭層結(jié)構(gòu)250。像素電 極層240與主動元件陣列220電連接基板210上的像素區(qū)212。更詳細而言， 主動元件陣列220中具有陣列排列的多個主動元件222，且每一主動元件222 對應(yīng)地設(shè)置于每一像素區(qū)212中，并且像素電極層240具有多個像素電極242，對應(yīng)地設(shè)置于每一像素區(qū)212中并與對應(yīng)的主動元件222電連接。
進一步而言，在本實施例中，遮光圖案層232例如是位于主動元件陣列 220與彩色濾光圖案234之間。并且，具有彩色濾光陣列的像素陣列基板200 的制造流程包括下列步驟。首先，于基板210上形成主動元件陣列220，并于 主動元件陣列220的特定膜層的特定位置上制作對位標(biāo)記。之后，于主動元 件陣列220上全面地形成一遮光材料層，并經(jīng)由一圖案化工藝而制作出遮光 圖案層232，例如黑色矩陣。值得注意的是，在上述的遮光圖案層232的圖案 化工藝中，先經(jīng)由曝光機臺通過遮光材料層擷取位于其底層的對位標(biāo)記后進 行一曝光工藝，接著再進行一顯影工藝以圖案化所述遮光材料層而形成黑色 矩陣。在本實施例中，遮光材料層可以選用光學(xué)密度值稍低的材料，以增加
機臺對對位標(biāo)記的辨識率。
詳言之，遮光圖案層232的光學(xué)密度值(optical density)例如介于0.6 3.4。
藉此，當(dāng)機臺擷取位于遮光材料層的底層的對位標(biāo)記時，可以較輕易且較有 效率地辨別出較為清晰的對位標(biāo)記，避免上下膜層間因?qū)ξ黄扑鶎?dǎo)致的開 口率降低等不良問題。因此，本實施例的具有彩色濾光陣列的像素陣列基板 200在制作過程中可以提高工藝的對位精確度、節(jié)省工藝時間，并且在遮光材 料層的選擇上可以選用較易獲取的光學(xué)密度值稍低的材料，如此將有助于節(jié) 省材料成本。
另一方面，本實施例的具有彩色濾光陣列的像素陣列基板200在遮光區(qū) 214中具有由彩色濾光圖案234構(gòu)成的迭層結(jié)構(gòu)250，由于此迭層結(jié)構(gòu)250對 于光線亦可提供遮光的效果。如此一來，彩色濾光圖案234構(gòu)成的迭層結(jié)構(gòu) 250提供遮光區(qū)214可以進一步加強遮光圖案層232的遮光效果，確實阻斷光 線通過遮光區(qū)214。詳言之，迭層結(jié)構(gòu)250的光學(xué)密度值(optical density)例如 介于0.6~1.2。并且在本實施例中，遮光圖案層232與迭層結(jié)構(gòu)250的重迭區(qū) 域的光學(xué)密度值例如介于1.8~4.0，光學(xué)密度值越高，代表遮光效果越好。因 此，本實施例的具有彩色濾光陣列的像素陣列基板200在制作完成后，在遮光區(qū)214仍可維持一定程度的遮光效果，如此將有助于提升產(chǎn)品的對比度。
圖2A至圖2C分別為本發(fā)明一實施例中迭層結(jié)構(gòu)的不同型態(tài)的剖面示意 圖。請參照圖2A，彩色濾光圖案234例如是由紅色濾光圖案234R、綠色濾光 圖案234G以及藍色濾光圖案234B所構(gòu)成，且在本實施例中，迭層結(jié)構(gòu)250A 是由綠色濾光圖案234G與紅色濾光圖案234R所構(gòu)成。請接著參照圖2B，在 本實施例中，迭層結(jié)構(gòu)250B是由綠色濾光圖案234G與藍色濾光圖案234B 所構(gòu)成。請再參照圖2C，在本實施例中，迭層結(jié)構(gòu)250C是由藍色濾光圖案 234B與紅色濾光圖案234R所構(gòu)成。表1為遮光圖案層232在使用上述不同 型態(tài)的迭層結(jié)構(gòu)250A、 250B、 250C前后的光學(xué)密度值實測值整理表，其中 受測的遮光圖案層232與各彩色濾光圖案234的厚度分別為1微米(pm)。
表1
光學(xué)密遮光圖遮光圖遮光圖遮光圖遮光圖遮光圖
度值案層案層案層案層案層案層
232232+迭232232+迭232 .232+迭
層結(jié)構(gòu)層結(jié)構(gòu)層結(jié)構(gòu)
250A250B250C
11.8432.6271.8642.4901.8243.032
21.8202.6201.8552.4911.8113.020
3l扁2.6211.8542.5001.8393馬
41.8192.6331.8592.4751.8132.994
51.8232.6231,8622.4751.8633.030
平均1.8222.6251.8592.4861.8303.016
如表1所示，通過適當(dāng)選用遮光圖案層232本身的光學(xué)密度值可以提高 制作流程中的對位精度并降低對位偏移所導(dǎo)致的開口率降低等不良問題，進 而使工藝享有較高的工藝余裕度(processmargin)。另一方面，利用將不同顏色 的彩色濾光圖案234分別自像素區(qū)212延伸至遮光區(qū)214構(gòu)成迭層結(jié)構(gòu)250， 可大幅提升遮光區(qū)214的光學(xué)密度值，換言之，本發(fā)明的迭層結(jié)構(gòu)250有助 于提升遮光區(qū)214的遮光效果，而獲得高對比度的產(chǎn)品。如表1所示，在本 實施例中，迭層結(jié)構(gòu)250A、 250B、 250C均能有效地提升遮光效果。其中，又以由藍色濾光圖案234B與紅色濾光圖案234R所構(gòu)成的迭層結(jié)構(gòu)250C所 能達到的遮光效果為較佳。
圖3為本發(fā)明一實施例的一種具有彩色濾光陣列的像素陣列基板的局部 剖面示意圖。請參照圖3，本實施例的具有彩色濾光陣列的像素陣列基板300 與前述實施例的具有彩色濾光陣列的像素陣列基板200類似，惟，本實施例 的具有彩色濾光陣列的像素陣列基板300還可以更包括一另一彩色濾光圖案 310，堆迭于遮光區(qū)214的迭層結(jié)構(gòu)250上。換句話說，堆迭于迭層結(jié)構(gòu)250 上的另一彩色濾光圖案310的材質(zhì)有別于構(gòu)成迭層結(jié)構(gòu)250的彩色濾光薄膜 的材質(zhì)。舉例來說，選用藍色濾光圖案234B堆迭于由綠色濾光圖案234G與 紅色濾光圖案234R所構(gòu)成的迭層結(jié)構(gòu)250A上，選用紅色濾光圖案234R堆 迭于由綠色濾光圖案234G與藍色濾光圖案234B所構(gòu)成的迭層結(jié)構(gòu)250B，或 者選用紅色濾光圖案234R堆迭于由藍色濾光圖案234B與紅色濾光圖案234R 所構(gòu)成的迭層結(jié)構(gòu)250C上。由于不同顏色的彩色濾光圖案234的濾光波長不 同，通過上述的堆迭結(jié)構(gòu)，不但可大幅地提升遮光區(qū)214的遮光效果，并且 上述工藝與原有工藝相同，僅需對原有掩膜進行局部修改，并不會額外增加 掩膜工藝。
當(dāng)然，本發(fā)明并不限定迭層結(jié)構(gòu)與遮光圖案、主動陣列基板以及像素電 極層之間的相對位置，迭層結(jié)構(gòu)的位置及尺寸大小并不局限，舉例而言，基 板210更具有周邊電路區(qū)(未繪示)以及扇出區(qū)(未繪示)，所述周邊電路區(qū)大體 圍繞所述像素區(qū)以及所述遮光區(qū)并鄰近于所述基板的一側(cè)邊，所述扇出區(qū)與 所述周邊電路相連，彩色濾光圖案234更于所述周邊電路區(qū)或所述扇出區(qū)構(gòu) 成另一迭層結(jié)構(gòu)(未繪示)。以下再列舉幾種本發(fā)明的具有彩色濾光陣列的像素 陣列基板的實施型態(tài)，但不用以限定本發(fā)明。
圖4為本發(fā)明一實施例的一種具有彩色濾光陣列的像素陣列基板的局部 剖面示意圖。請參照圖4，在本實施例的具有彩色濾光陣列的像素陣列基板 400中，遮光圖案層232位于像素電極層240上，換言之，在本實施例中，由彩色濾光圖案234所構(gòu)成的迭層結(jié)構(gòu)250是位于遮光圖案層232以及主動元 件陣列220之間。如此，亦同樣可以達到在工藝中提高對位精準度而在產(chǎn)品 中提高對比度的效果。其余構(gòu)件于前述實施例類似，不再贅述。
圖5為本發(fā)明一實施例的一種具有彩色濾光陣列的像素陣列基板的局部 剖面示意圖。請參照圖5，在本實施例的具有彩色濾光陣列的像素陣列基板 500中，遮光圖案層232位于像素電極層240與彩色濾光陣列220之間。如此， 亦同樣可以達到在工藝中提高對位精準度而在產(chǎn)品中提高對比度的效果。其 余構(gòu)件于前述實施例類似，不再贅述。
圖6為本發(fā)明一實施例的一種顯示面板的局部剖面示意圖。請參照圖6, 在實際的應(yīng)用層面上，顯示面板700包括上述具有彩色濾光陣列的像素陣列 基板600、對向基板720以及顯示介質(zhì)710，其中具有彩色濾光陣列的像素陣 列基板600可以如前述實施例中的任一型態(tài)，如具有彩色濾光陣列的像素陣 列基板200、 300、 400、 500，相同構(gòu)件以相同符號表示，于此不再贅述。此 外，對向基板720位于具有彩色濾光陣列的像素陣列基板600的對向側(cè)，在 本實施例中，對向基板720具有一面向具有彩色濾光陣列的像素陣列基板600 的共通電極722。顯示介質(zhì)710位于具有彩色濾光陣列的像素陣列基板600以 及對向基板720之間，其中顯示介質(zhì)710通過共通電極722與像素電極層240 之間的電壓差而呈現(xiàn)不同的顯示效果。
如同前述，在本實施例中，通過在具有彩色濾光陣列的像素陣列基板600 的遮光區(qū)214設(shè)置迭層結(jié)構(gòu)250，在提升工藝的對位精準度時，可以一并加強 遮光圖案層的遮光效果，以提高顯示面板700的對比度。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何 具有本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)
可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當(dāng)以權(quán)利要求所界定范圍為 準。
權(quán)利要求
1.一種具有彩色濾光陣列的像素陣列基板，其特征在于，所述像素陣列基板包括一基板，所述基板上具有多個像素區(qū)以及一遮光區(qū)；一主動元件陣列，位于所述基板上；一彩色濾光陣列，設(shè)置于所述基板上，其中所述彩色濾光陣列包括一遮光圖案層，位于所述遮光區(qū)；以及多個彩色濾光圖案，分別位于所述這些像素區(qū)中并且自所述這些像素區(qū)延伸至所述遮光區(qū)，其中自相鄰的像素區(qū)延伸出的所述這些彩色濾光圖案于所述遮光區(qū)中構(gòu)成一迭層結(jié)構(gòu)；以及一像素電極層，與所述主動元件陣列電連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的具有彩色濾光陣列的像素陣列基板，其特征在于， 所述像素陣列基板更包括另一彩色濾光圖案，堆迭于所述遮光區(qū)的所述迭層 結(jié)構(gòu)上。
3. 如權(quán)利要求1所述的具有彩色濾光陣列的像素陣列基板，其特征在于， 所述遮光圖案層的光學(xué)密度值介于0.6~3.4。
4. 如權(quán)利要求1所述的具有彩色濾光陣列的像素陣列基板，其特征在于， 所述遮光圖案層位于所述主動元件陣列與所述這些彩色濾光圖案之間、所述 這些彩色濾光圖案與所述像素電極層之間或是所述像素電極層上。
5. 如權(quán)利要求1所述的具有彩色濾光陣列的像素陣列基板，其特征在于， 所述基板更具有一周邊電路區(qū)以及一扇出區(qū)，所述周邊電路區(qū)大體圍繞所述 像素區(qū)以及所述遮光區(qū)并鄰近于所述基板的一側(cè)邊，所述扇出區(qū)與所述周邊 電路相連，其中所述多個彩色濾光圖案更于所述周邊電路區(qū)或所述扇出區(qū)構(gòu) 成另一迭層結(jié)構(gòu)。
6. —種具有彩色濾光陣列的像素陣列基板，其特征在于，所述像素陣列基板包括一基板，所述基板上具有多個像素區(qū)、 一周邊電路區(qū)以及一扇出區(qū)，所 述周邊電路區(qū)大體圍繞所述像素區(qū)并鄰近于所述基板的一側(cè)邊，所述扇出區(qū) 與所述周邊電路相連；一主動元件陣列，位于所述基板上；一彩色濾光陣列，設(shè)置于所述基板上，其中所述彩色濾光陣列包括 多個彩色濾光圖案，分別位于所述這些像素區(qū)中，所述這些彩色濾光圖案更位于所述周邊電路區(qū)或所述扇出區(qū)構(gòu)成一迭層結(jié)構(gòu)；以及一像素電極層，與所述主動元件陣列電連接。
7. —種顯示面板，其特征在于，所述顯示面板包括 一具有彩色濾光陣列的像素陣列基板，包括一基板，所述基板上具有多個像素區(qū)以及一遮光區(qū)； 一主動元件陣列，位于所述基板上；一彩色濾光陣列，設(shè)置于所述基板上，其中所述彩色濾光陣列包括: 一遮光圖案層，位于所述遮光區(qū)；以及多個彩色濾光圖案，分別位于所述這些像素區(qū)中并且自所述這 些像素區(qū)延伸至所述遮光區(qū)，其中自相鄰的像素區(qū)延伸出的所述這些彩色濾 光圖案于所述遮光區(qū)中構(gòu)成一迭層結(jié)構(gòu)；以及一像素電極層，與所述主動元件陣列電連接； 一對向基板，位于所述具有彩色濾光陣列的像素陣列基板的對向側(cè)；以及一顯示介質(zhì)，位于所述具有彩色濾光陣列的像素陣列基板以及所述對向 基板之間。
8. 如權(quán)利要求7所述的顯示面板，其特征在于，所述顯示面板更包括另 一彩色濾光圖案，堆迭于所述遮光區(qū)的所述迭層結(jié)構(gòu)上。
9. 如權(quán)利要求7所述的顯示面板，其特征在于，所述遮光圖案層的光學(xué)密度值介于0.6-3.4。
10.如權(quán)利要求7所述的顯示面板，其特征在于，所述遮光圖案層位于所 述主動元件陣列與所述這些彩色濾光圖案之間、所述這些彩色濾光圖案與所 述像素電極層之間或是所述像素電極層上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有彩色濾光陣列的像素陣列基板以及顯示面板，所述像素陣列基板包括基板、主動元件陣列、彩色濾光陣列以及像素電極層。基板上具有多個像素區(qū)以及一遮光區(qū)。主動元件陣列位于基板上。彩色濾光陣列設(shè)置于基板上。彩色濾光陣列包括遮光圖案層以及多個彩色濾光圖案，其中遮光圖案層位于遮光區(qū)。彩色濾光圖案分別位于像素區(qū)中并且自像素區(qū)延伸至遮光區(qū)，其中自相鄰的像素區(qū)延伸出的彩色濾光圖案于遮光區(qū)中構(gòu)成一迭層結(jié)構(gòu)。像素電極層與所述主動元件陣列電連接。藉此，具有彩色濾光陣列的像素陣列基板兼顧工藝需求以及產(chǎn)品的光學(xué)密度。
文檔編號G02F1/1362GK101609238SQ20091015763
公開日2009年12月23日 申請日期2009年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月21日
發(fā)明者侯鴻龍, 曾慶安, 李佳育, 林以尊, 陳介偉, 陳宗凱, 黃彥衡 申請人:友達光電股份有限公司