TWI871119B

TWI871119B - 陣列基板及包含其之顯示裝置

Info

Publication number: TWI871119B
Application number: TW112146932A
Authority: TW
Inventors: 蕭献毅; 劉邦毅; 莊名凱; 詹立雄
Original assignee: 元太科技工業股份有限公司
Priority date: 2023-12-01
Filing date: 2023-12-01
Publication date: 2025-01-21
Also published as: US20250185373A1; TW202524201A

Abstract

一種陣列基板具有幾何中心及通過幾何中心的虛擬中線，且包含基板、第一金屬層、第二金屬層、多個主動元件及遮蔽圖案層。第一金屬層設置於基板上且包含多條第一訊號線。第二金屬層設置於第一金屬層上且包含多條第二訊號線。這些主動元件設置於基板上，各主動元件電性連接這些第一訊號線其中之一及這些第二訊號線其中之一且包含通道層。遮蔽圖案層設置於第一金屬層與第二金屬層之間，並於基板的法線上與虛擬中線重疊，且與這些通道層是圖案化同一膜層而形成。

Description

陣列基板及包含其之顯示裝置

本發明是有關於一種顯示器，且特別是有關於一種顯示面板及其畫素陣列基板。

顯示裝置已被廣泛地應用在各種形式的電子產品中，而在一種顯示裝置中，其陣列基板的部分膜層會利用半色調光罩（half tone mask）進行曝光顯影後再蝕刻而形成，以減少光罩數量並簡化製程。然而，因應顯示裝置的尺寸需求，會以拼接光罩的方式來進行曝光顯影，則可能會發生對應光罩拼接處的光阻因重複曝光後被移除，造成其下方線路被蝕刻斷線，進而導致良率下降。

本發明至少一實施例提出一種陣列基板及包含其之顯示裝置，陣列基板包含經圖案化而與主動元件通道層一起形成的遮蔽圖案層，且遮蔽圖案層與通過陣列基板的幾何中心的虛擬中線重疊。因此，在利用拼接半色調光罩減少光罩數量並簡化製程的同時，仍可保護位於光罩拼接處的線路不被蝕刻斷線，進而維持良率。

本發明至少一實施例所提供的陣列基板，具有幾何中心及通過幾何中心並沿第一方向延伸的虛擬中線，且包含基板、第一金屬層、第二金屬層、多個主動元件及遮蔽圖案層。虛擬中線垂直於基板的法線。第一金屬層設置於基板上，且包含多條第一訊號線。第二金屬層設置於第一金屬層上，且包含多條第二訊號線。這些主動元件設置於基板上，各主動元件電性連接這些第一訊號線其中之一及這些第二訊號線其中之一，且包含通道層。遮蔽圖案層設置於第一金屬層與第二金屬層之間，並於基板的法線上與虛擬中線重疊，其中遮蔽圖案層與這些通道層是圖案化同一膜層而形成。

在本發明至少一實施例中，所述遮蔽圖案層包含沿所述第一方向延伸的縱向部，縱向部於所述基板的所述法線上與所述虛擬中線重疊。

在本發明至少一實施例中，所述陣列基板更具有虛擬交錯線與所述虛擬中線交錯並沿垂直於所述第一方向的第二方向延伸，且所述虛擬交錯線垂直於所述基板的所述法線，所述遮蔽圖案層包含沿第二方向延伸的橫向部，橫向部於所述基板的所述法線上與所述虛擬交錯線重疊。

在本發明至少一實施例中，所述遮蔽圖案層包含十字圖案。

在本發明至少一實施例中，所述遮蔽圖案層於所述基板的所述法線上與所述第一訊號線及所述第二訊號線其中之一重疊。

在本發明至少一實施例中，所述陣列基板更具有顯示區及圍繞顯示區的週邊區且更包含絕緣層，絕緣層設置於所述第二金屬層上且包含位於週邊區的凸出遮蔽部，凸出遮蔽部於所述基板的所述法線上與所述虛擬中線及所述虛擬交錯線其中之一重疊。

在本發明至少一實施例中，所述絕緣層的材料包括感光樹脂。

在本發明至少一實施例中，所述陣列基板更具有顯示區及圍繞顯示區的週邊區，所述第一金屬層及所述第二金屬層其中之一包含位於週邊區的外部走線，所述遮蔽圖案層於所述基板的所述法線上與外部走線重疊。

在本發明至少一實施例中，於所述遮蔽圖案層與所述通道層的材料包含半導體材料。

本發明至少一實施例所提供的顯示裝置，包含上述陣列基板及顯示介質，顯示介質設置於上述陣列基板上。

在本發明至少一實施例中，所述顯示介質包含電泳式電子墨水層。

以下仔細討論本發明的實施例。然而，可以理解的是，實施例提供許多可應用的概念，其可實施於各式各樣的特定內容中。所討論、揭示之實施例僅供說明，並非用以限定本發明之範圍。

為了清楚呈現本發明的技術特徵，圖式中的元件尺寸會以不等比例的方式放大，而且有的元件數量會減少。因此，本發明實施例的說明與解釋不受限於圖式中的元件數量以及元件所呈現的尺寸與形狀，而應涵蓋如實際製程和/或公差所導致的尺寸、形狀以及兩者的偏差。例如，圖式所示的平坦表面可具有粗糙和/或非線性的特徵，而圖式所示的銳角可以是圓角。所以，圖式所呈示的元件主要是用於示意，並非旨在精準地描繪出元件的實際形狀，也非用於限制本發明要求保護的範圍。

其次，本發明所出現的「約」、「近似」或「實質上」等這類用字不僅涵蓋明確記載的數值與數值範圍，而且也涵蓋發明所屬技術領域中具有通常知識者所能理解的可允許偏差範圍，其中此偏差範圍可由測量時所產生的誤差來決定，而此誤差例如是起因於測量系統或製程條件兩者的限制。舉例而言，兩物件（例如基板的平面或走線）「實質上平行」或「實質上垂直」，其中「實質上平行」與「實質上垂直」分別代表這兩物件之間的平行與垂直可包含允許偏差範圍所導致的不平行與不垂直。

此外，「約」可表示在上述數值的一個或多個標準偏差內，例如±30％、±20％、±10％或±5％內。本發明所出現的「約」、「近似」或「實質上」等這類用字可依光學性質、蝕刻性質、機械性質或其他性質來選擇可以接受的偏差範圍或標準偏差，並非單以一個標準偏差來套用以上光學性質、蝕刻性質、機械性質以及其他性質等所有性質。

本發明所使用的空間相對用語，例如「下方」、「之下」、「上方」、「之上」等，這是為了便於敘述一元件或特徵與另一元件或特徵之間的相對關係，如圖中所繪示。這些空間上的相對用語的真實意義包含其他的方位。例如，當圖示上下翻轉180度時，一元件與另一元件之間的關係，可能從「下方」、「之下」變成「上方」、「之上」。此外，本發明所使用的空間上的相對敘述也應作同樣的解釋。

應當理解的是，雖然本發明可能會使用到「第一」、「第二」、「第三」等術語來描述各種元件或者特徵，但這些元件或者特徵不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一特徵與另一特徵。另外，本發明所使用的術語「或」，應視實際情況可能包含相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

此外，本發明可透過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本發明的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種實施例的組合、修改與變更。

圖1是本發明至少一實施例的陣列基板的俯視示意圖。圖2A是圖1中區域A的放大示意圖。圖3是圖2A中沿剖線a-a’而繪製的剖面示意圖。請參閱圖1及圖2A，陣列基板10具有幾何中心GC及通過幾何中心GC並沿第一方向D1延伸的虛擬中線VM，陣列基板10包含基板100、第一金屬層M1、第二金屬層M2、多個主動元件T及遮蔽圖案層SP，虛擬中線VM垂直於基板100的法線，即虛擬中線VM平行於基板100的表面。

請參閱圖2A及圖3，第一金屬層M1設置於基板100上，且包含多條第一訊號線101。第二金屬層M2設置於第一金屬層M1上，且包含多條第二訊號線102。這些主動元件T設置於基板100上，各主動元件T電性連接這些第一訊號線101其中之一及這些第二訊號線102其中之一，且包含通道層AL。遮蔽圖案層SP設置於第一金屬層M1與第二金屬層M2之間，並於基板100的法線上與虛擬中線VM重疊，且與這些通道層AL是圖案化同一膜層而形成，即遮蔽圖案層SP與通道層AL為相同材料並藉由相同製程形成。

藉由設置經圖案化而與主動元件通道層一起形成的遮蔽圖案層，且遮蔽圖案層與通過陣列基板的幾何中心的虛擬中線重疊。因此，在利用拼接半色調光罩減少光罩數量並簡化製程的同時，仍可保護位於光罩拼接處的線路不被蝕刻斷線，進而維持良率。

請繼續參閱圖2A及圖3。如圖2A所示，這些第一訊號線101沿第一方向D1間隔排列並沿第二方向D2延伸，這些第二訊號線102沿第二方向D2間隔排列並沿第一方向D1延伸。陣列基板10更包含多個畫素電極PX，各畫素電極PX電性連接這些主動元件T其中之一。如圖3所示，各主動元件T更包含閘極GE、閘極絕緣層GI、源極SE及汲極DE。閘極GE設置於基板100上，閘極絕緣層GI設置於閘極GE上，通道層AL設置於閘極絕緣層GI上，而源極SE及汲極DE設置於通道層AL上。陣列基板10更包含設置於源極SE及汲極DE上的第一絕緣層PV1及設置於第一絕緣層PV1上的第二絕緣層PV2。

在本實施例中，主動元件T為底閘極型的薄膜電晶體。然而，本發明不以此為限，在其他實施例中，主動元件T可為頂閘極型的薄膜電晶體、立體通道(垂直通道)型的薄膜電晶體、其它合適形式的薄膜電晶體或是其他種類的主動元件。

如圖3所示，第一金屬層M1更包含閘極GE，閘極GE與第一訊號線101是圖案化同一膜層而形成，而第二金屬層M2更包含源極SE及汲極DE，源極SE及汲極DE與第二訊號線102是圖案化同一膜層而形成，即閘極GE與第一訊號線101為相同材料並藉由相同製程形成，而源極SE及汲極DE與第二訊號線102為相同材料並藉由相同製程形成。

在一些實施例中，第一訊號線101可為掃描線，第二訊號線102可為資料線。然而，第一金屬層M1及第二金屬層M2包含的元件並不以上述的實施例為限，例如第一金屬層M1可包含第二訊號線102、源極SE及汲極DE，而第二金屬層M2可包含第一訊號線101及閘極GE。

在一些實施例中，基板100的材料可包含石英、玻璃、高分子材料或其他適當材料。在一些實施例中，可利用沉積製程、噴墨製程、印刷製程、塗佈製程、微影蝕刻製程和/或其它適當製程，在基板100上形成第一金屬層M1、第二金屬層M2及畫素電極PX、第一絕緣層PV1及第二絕緣層PV2。

在一些實施例中，第一金屬層M1及第二金屬層M2可包含導電性良好的金屬，例如鋁、鉬、鈦、銅等金屬。在一些實施例中，通道層AL及遮蔽圖案層SP的材料可包含半導體材料，例如矽質半導體材料(例如多晶矽、非晶矽等)、氧化物半導體材料、有機半導體材料、其他適當材料或前述材料的單層、多層或組合。在一些實施例中，畫素電極PX的材料可包含不透明導電材料、透明導電材料或其組合，其中不透明導電材料可以是例如鉬、氮化鉬、鈮化鉬等，而透明導電材料可以是例如氧化銦錫或氧化銦鋅等。

在一些實施例中，第一絕緣層PV1及第二絕緣層PV2可為單層結構或多層堆疊結構，其材料可包含無機絕緣材料、有機絕緣材料或其組合，其中無機絕緣材料可以是例如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽等，而有機絕緣材料可以是例如壓克力（acrylic）、矽氧烷（siloxane）、聚醯亞胺（polyimide）、環氧樹脂（epoxy）、感光樹脂（photosensitive resin）等。

圖2B及圖2C分別是圖1中區域B及區域C的放大示意圖。請參閱圖1及圖2A至圖2C。如圖1所示，陣列基板10更具有虛擬交錯線VI與虛擬中線VM交錯並沿垂直於第一方向D1的第二方向D2延伸，且虛擬交錯線VI垂直於基板100的法線，即虛擬交錯線VI平行於基板100的表面並垂直於虛擬中線VM。

如圖2A及圖2B所示，遮蔽圖案層SP包含沿第一方向D1延伸的縱向部VP，縱向部VP於基板100的法線上與虛擬中線VM重疊。如圖2A及圖2C所示，遮蔽圖案層SP包含沿第二方向D2延伸的橫向部HP，橫向部HP於基板100的法線上與虛擬交錯線VI重疊。

在一些實施例中，光罩拼接處於基板100的法線上與虛擬中線VM重疊。在一些實施例中，光罩拼接處於基板100的法線上與虛擬交錯線VI重疊。在一些實施例中，遮蔽圖案層SP包含十字圖案。

此外，如圖2A及圖3所示，縱向部VP於基板100的法線上與第二訊號線102重疊，而橫向部HP於基板100的法線上與第一訊號線101重疊。藉由前述設計，遮蔽圖案層SP可保護位於其下方的線路不被蝕刻斷線，舉例而言，如圖3所示，遮蔽圖案層SP的橫向部HP可保護位於其下方的第一訊號線101。

圖4A及圖4B分別是圖1中區域D及區域E的放大示意圖。請參閱圖1、圖4A及圖4B。如圖1所示，陣列基板10更具有顯示區AA及圍繞顯示區AA的週邊區PA，且更包含驅動電路DC及線路（未標示）。驅動電路DC設置於週邊區PA，而線路電性連接驅動電路DC與位於顯示區AA的第一訊號線101及第二訊號線102。如圖4A及圖4B所示，第一金屬層M1及第二金屬層M2其中之一可包含位於週邊區PA的外部走線103，而遮蔽圖案層SP於基板100的法線上與外部走線103重疊。

詳細而言，如圖4A所示，第一金屬層M1位於週邊區PA的外部走線103沿第二方向D2延伸，而遮蔽圖案層SP沿第二方向D2延伸的橫向部HP於基板100的法線上與前述外部走線103重疊。如圖4B所示，第二金屬層M2位於週邊區PA的外部走線103沿第一方向D1延伸，而遮蔽圖案層SP沿第一方向D1延伸的縱向部VP於基板100的法線上與前述外部走線103重疊。

在一些實施例中，驅動電路DC可設置於至少一晶片中，但不以此為限。在圖1中，驅動電路DC設置於基板100上，但不限於此。在其他實施例中，驅動電路DC可設置在電路板上且電路板電連接至設置於基板100上的接墊（圖未示）。

在一些實施例中，遮蔽圖案層SP的寬度可大於、小於及等於第一訊號線101、第二訊號線102及外部走線103的寬度或為前述寬度關係的組合，可視光罩拼接處的範圍及位於光罩拼接處的線路寬度來調整。在一些實施例中，遮蔽圖案層SP可為連續的線段或不連續的線段，可視位於光罩拼接處的線路佈局來調整。在一些實施例中，遮蔽圖案層SP的線段形狀可為矩形、圓形、橢圓形或圓形等形狀。

圖5是圖1中區域F的放大示意圖。第二絕緣層PV2包含位於週邊區PA的凸出遮蔽部PT，凸出遮蔽部PT於基板100的法線上與虛擬中線VM及虛擬交錯線VI其中之一重疊。如圖5所示，第二絕緣層PV2具有邊緣EG平行於顯示區AA與週邊區PA之間的邊界BD，且包含凸出遮蔽部PT凸出於邊緣EG，於基板100的法線上與虛擬交錯線VI重疊。

圖6是圖5中沿剖線b-b’而繪製的剖面示意圖。為便於說明，圖6僅繪示基板100、閘極絕緣層GI、第二金屬層M2、第一絕緣層PV1及第二絕緣層PV2。請參閱圖5及圖6，第二絕緣層PV2的凸出遮蔽部PT於基板100的法線上與第二金屬層M2位於週邊區PA的外部走線103重疊。藉由前述設計，凸出遮蔽部PT可保護位於外部走線103不被蝕刻斷線。

在一些實施例中，第一絕緣層PV1及第二絕緣層PV2其中之一可包含凸出遮蔽部，例如第一絕緣層PV1及第二絕緣層PV2其中之一包含凸出遮蔽部而第一絕緣層PV1及第二絕緣層PV2其中之另一不包含凸出遮蔽部，或是第一絕緣層PV1及第二絕緣層PV2皆包含凸出遮蔽部。

在一些實施例中，第二金屬層M2與第二絕緣層PV2之間可設置其他金屬層包含位於週邊區PA的外部走線，即第一絕緣層PV1及第二絕緣層PV2其中之一的凸出遮蔽部可用以保護前述其他金屬層。此外，陣列基板10的外部走線可皆以第一金屬層M1形成，而第一絕緣層PV1及第二絕緣層PV2可皆不包含凸出遮蔽部。

圖7是本發明至少一實施例的顯示裝置的剖面示意圖。顯示裝置1包含上述的陣列基板10及設置於陣列基板10上的顯示介質20。在一些實施例中，顯示介質20可包含液晶層、電濕潤材料層、電泳式電子墨水層、多個有機發光二極體或多個發光二極體，其中發光二極體可以是微型發光二極體（micro-LED，μLED）或次毫米發光二極體（mini-LED）。當顯示介質20為液晶層時，基板100可以是透光基板。當顯示介質20為電濕潤材料層、電泳式電子墨水層、多個有機發光二極體或多個發光二極體時，基板100可以是不透明的（opaque）線路基板。

綜上所述，本發明是藉由經圖案化而與主動元件通道層一起形成的遮蔽圖案層，且遮蔽圖案層與通過陣列基板的幾何中心的虛擬中線重疊。因此，在利用拼接半色調光罩減少光罩數量並簡化製程的同時，仍可保護位於光罩拼接處的線路不被蝕刻斷線，進而維持良率。

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，所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明精神和範圍內，當可作些許更動與潤飾，因此本發明保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

1:顯示裝置 10:陣列基板 100:基板 101:第一訊號線 102:第二訊號線 103:外部走線 20:顯示介質 A、B、C、D、E、F:區域 AA:顯示區 AL:通道層 a-a’、b-b’:剖線 BD:邊界 DC:驅動電路 DE:汲極 D1:第一方向 D2:第二方向 EG:邊緣 GC:幾何中心 GE:閘極 GI:閘極絕緣層 HP:橫向部 M1:第一金屬層 M2:第二金屬層 PA:週邊區 PT:凸出遮蔽部 PV1:第一絕緣層 PV2:第二絕緣層 PX:畫素電極 SE:源極 SP:遮蔽圖案層 T:主動元件 VI:虛擬交錯線 VM:虛擬中線 VP:縱向部

圖1是本發明至少一實施例的陣列基板的俯視示意圖。圖2A是圖1中區域A的放大示意圖。圖2B是圖1中區域B的放大示意圖。圖2C是圖1中區域C的放大示意圖。圖3是圖2A中沿剖線a-a’而繪製的剖面示意圖。圖4A是圖1中區域D的放大示意圖。圖4B是圖1中區域E的放大示意圖。圖5是圖1中區域F的放大示意圖。圖6是圖5中沿剖線b-b’而繪製的剖面示意圖。圖7是本發明至少一實施例的顯示裝置的剖面示意圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

101:第一訊號線

102:第二訊號線

AL:通道層

a-a’:剖線

D1:第一方向

D2:第二方向

HP:橫向部

M1:第一金屬層

M2:第二金屬層

PX:畫素電極

SP:遮蔽圖案層

T:主動元件

VI:虛擬交錯線

VM:虛擬中線

VP:縱向部

Claims

一種陣列基板，具有一幾何中心及通過該幾何中心並沿一第一方向延伸的一虛擬中線，包括：一基板，其中該虛擬中線垂直於該基板的一法線; 一第一金屬層，設置於該基板上，且包括多條第一訊號線；一第二金屬層，設置於該第一金屬層上，且包括多條第二訊號線；多個主動元件，設置於該基板上，其中各該些主動元件電性連接該些第一訊號線其中之一及該些第二訊號線其中之一，且包括一通道層；以及一遮蔽圖案層，設置於該第一金屬層與該第二金屬層之間，其中該遮蔽圖案層於該基板的該法線上與該虛擬中線重疊，且該遮蔽圖案層與該些通道層是圖案化同一膜層而形成。
如請求項1所述之陣列基板，其中該遮蔽圖案層包括沿該第一方向延伸的一縱向部，該縱向部於該基板的該法線上與該虛擬中線重疊。
如請求項2所述之陣列基板，更具有一虛擬交錯線與該虛擬中線交錯並沿垂直於該第一方向的一第二方向延伸，且該虛擬交錯線垂直於該基板的該法線，其中該遮蔽圖案層包括沿該第二方向延伸的一橫向部，該橫向部於該基板的該法線上與該虛擬交錯線重疊。
如請求項3所述之陣列基板，其中該遮蔽圖案層包括一十字圖案。
如請求項3所述之陣列基板，其中該遮蔽圖案層於該基板的該法線上與該些第一訊號線及該些第二訊號線其中之一重疊。
如請求項3所述之陣列基板，更具有一顯示區及圍繞該顯示區的一週邊區，且更包括一絕緣層，其中該絕緣層設置於該第二金屬層上，且包括位於該週邊區的一凸出遮蔽部，該凸出遮蔽部於該基板的該法線上與該虛擬中線及該虛擬交錯線其中之一重疊。
如請求項6所述之陣列基板，其中該絕緣層的材料包括一感光樹脂。
如請求項1所述之陣列基板，更具有一顯示區及圍繞該顯示區的一週邊區，該第一金屬層及該第二金屬層其中之一包括位於該週邊區的一外部走線，其中該遮蔽圖案層於該基板的該法線上與該外部走線重疊。
如請求項1所述之陣列基板，其中該遮蔽圖案層與該些通道層的材料包括一半導體材料。
一種顯示裝置，包括: 如請求項1所述之一陣列基板；以及一顯示介質，設置於該陣列基板上。
如請求項10所述之顯示裝置，其中該顯示介質包括一電泳式電子墨水層。