TWI897345B

TWI897345B - 畫素陣列基板

Info

Publication number: TWI897345B
Application number: TW113113609A
Authority: TW
Inventors: 焦佑麒; 陳一通; 吳炯璋; 王俊傑; 蔡明翰
Original assignee: 瀚宇彩晶股份有限公司
Priority date: 2024-02-19
Filing date: 2024-04-11
Publication date: 2025-09-11
Also published as: CN120522927A; TW202534397A; TW202534398A; TWI885855B; CN120507911A; CN120507923A; TWI897370B; CN120507913A; TW202534644A; TWI890457B; TW202534645A

Abstract

一種畫素陣列基板包括基板、絕緣層以及多個畫素結構。絕緣層設置在基板上。多個畫素結構設置在基板上，且各自包括主動元件與反射層。主動元件設置在基板與絕緣層之間。反射層設置在絕緣層上，且包括銀基反射層與保護層。銀基反射層具有反射面。保護層覆蓋銀基反射層。保護層沿著反射面的法線方向的厚度大於或等於30埃且小於或等於80埃。另一種設有緩衝層的畫素陣列基板也被提出。

Description

畫素陣列基板

本發明是有關於一種畫素陣列基板，且特別是有關於一種設有反射層的畫素陣列基板。

反射式顯示面板主要是利用自然光或環境光作為光源來進行顯示，使其具有良好的節能特性。因此，常應用在戶外或光線充足的場域，例如室外看板、電子標籤、運動手錶等。考量高反射率和低電阻率，銀為所有金屬元素中作為反射層的首選。

由於銀元素的耐化學性、耐熱性、耐候性都不好，且具有較高的電化學遷移率，致使銀在製作反射式或半穿半反式顯示面板的反射電極存在許多的問題和限制。舉例來說，在銀製程之後的其他製程中往往會涉及蝕刻與加熱步驟，導致銀反射層的光學特性改變（例如反射率下降或反射光的色偏）與信賴性變差（例如銀反射層自下方膜層上剝離的現象）。

本發明提供一種畫素陣列基板，其製程良率較高，且光學表現也較佳。

本發明的畫素陣列基板，包括基板、絕緣層以及多個畫素結構。絕緣層設置在基板上。多個畫素結構設置在基板上，且各自包括主動元件與反射層。主動元件設置在基板與絕緣層之間。反射層設置在絕緣層上，且包括銀基反射層與保護層。銀基反射層具有反射面。保護層覆蓋銀基反射層。保護層沿著反射面的法線方向的厚度大於或等於30埃且小於或等於80埃。

本發明的畫素陣列基板，包括基板、絕緣層以及多個畫素結構。絕緣層設置在基板上。多個畫素結構設置在基板上，且各自包括主動元件與反射層。主動元件設置在基板與絕緣層之間。反射層設置在絕緣層上，且包括銀基反射層與緩衝層。銀基反射層具有反射面。緩衝層設置在絕緣層與銀基反射層之間。緩衝層的材料包括導電材料。絕緣層具有開口以及定義開口的側壁面。銀基反射層與緩衝層延伸覆蓋絕緣層的側壁面。緩衝層覆蓋側壁面的側壁部分沿著側壁面的法線方向的第一厚度大於或等於30埃且小於或等於80埃。

基於上述，在本發明的一實施例的畫素陣列基板中，為了增加銀基反射層在製程中的耐化學性與耐候性，其上方覆蓋有保護層，且保護層的厚度介於30埃至80埃的範圍內。保護層除了具有較佳的膜厚均勻性外，還能避免反射層的反射率因保護層的設置而下降或產生色偏的問題。在本發明的另一實施例的畫素陣列基板中，銀基反射層與絕緣層之間設有緩衝層，且緩衝層在絕緣層的開口內的側壁部分的厚度介於30埃至80埃的範圍內。除了能增加銀基反射層與絕緣層間的附著力，還能避免緩衝層過厚而在反射層的圖案化過程中發生蝕刻不乾淨的問題。

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。

圖1是依照本發明的一實施例的顯示面板的剖視示意圖。圖2是圖1的顯示面板的局部區域的放大示意圖。圖3是圖2的畫素陣列基板的放大示意圖。

請參照圖1及圖2，顯示面板10可包括畫素陣列基板100、彩色濾光基板200以及液晶層300。畫素陣列基板100與彩色濾光基板200彼此重疊設置，且液晶層300設置在畫素陣列基板100與彩色濾光基板200之間。亦即，顯示面板10例如是液晶顯示面板，但不以此為限。在另一些實施例中，液晶層300可置換為其他類型的顯示介質層。

先說明的是，前述畫素陣列基板100與彩色濾光基板200的重疊關係例如是指兩者沿著方向D3相互重疊。以下若未特別提及，則兩構件的重疊關係都是以相同的方式來界定，便不再贅述其重疊方向。

畫素陣列基板100包括基板101以及設置在基板101上的多個畫素結構PX。基板101的材質可包括玻璃、石英、高分子聚合物（例如聚醯亞胺、聚碳酸脂、聚甲基丙稀酸甲酯、或其他合適的可撓性板材）、或其他合適的板材。

在本實施例中，多個畫素結構PX陣列排列在基板101上。舉例來說，這些畫素結構PX可沿著相互垂直的方向D1與方向D2排成多個畫素列與多個畫素行。畫素陣列基板100可設有畫素驅動層PDL。每個畫素結構PX可包括設置在畫素驅動層PDL內的主動元件TFT以及設置在畫素驅動層PDL上的反射層RFL。舉例來說，畫素驅動層PDL還可設有多條掃描線（未繪示）與多條資料線（未繪示），其中主動元件TFT可電性連接一條掃描線與一條資料線，但不以此為限。特別說明的是，本實施例的反射層RFL可具有導電性，並同時作為畫素結構PX的畫素電極PE，但不以此為限。反射層RFL的分布範圍可界定為顯示面板10的反射區RA。在本實施例中，顯示面板10可以是反射式顯示面板（reflective display panel），但不以此為限。在其他實施例中，顯示面板還可以是半穿半反式顯示面板（transflective display panel）。舉例來說，顯示面板10的多個畫素結構PX各自還可包括穿透區（未繪示），反射層RFL設置於反射區RA中但未設置於穿透區中，且背光模組（未繪示）的光線可穿過穿透區。

另一方面，彩色濾光基板200上可設有彩色濾光層（未繪示）與共電極層（未繪示），但不以此為限。共電極層與反射層RFL（即畫素電極PE）之間所產生的電場適於驅使液晶層300的多個液晶分子（未繪示）轉動而形成對應所述電場方向與強度的排列狀態。藉由改變這些液晶分子的排列狀態，使通過液晶層300的環境光或前光模組的光ABL的偏振狀態發生改變而形成對應所述排列狀態的光強度。

在本實施例中，顯示面板10是以外部的環境光或前光模組的光ABL作為顯示時的照明光源，且通過液晶層300的環境光或前光模組的光ABL在經由反射層RFL的反射以及再一次地通過液晶層300後，形成具有特定光強度的反射光RL。藉由控制多個畫素結構PX的多個畫素電極PE各自與共電極層間的電場強度，使經由這些畫素結構PX的多個反射層RFL反射並傳遞至使用者USR的多道反射光RL可具有不同的光強度以達到顯示影像的效果。

進一步而言，形成主動元件TFT的步驟例如包括在基板101上依序形成閘極GE、閘絕緣層110、半導體圖案SC、源極SE與汲極DE。半導體圖案SC重疊閘極GE設置。源極SE和汲極DE重疊於半導體圖案SC，並且與半導體圖案SC的不同兩區電性接觸。在本實施例中，主動元件TFT的閘極GE可選擇性地設置於半導體圖案SC的下方，以形成底部閘極型薄膜電晶體（bottom-gate TFT），但不以此為限。在其他實施例中，主動元件的閘極也可選擇性地配置在半導體圖案的上方，以形成頂部閘極型薄膜電晶體（top-gate TFT）。

進一步而言，主動元件TFT上可依序覆蓋有絕緣層120與絕緣層130。在本實施例中，絕緣層120例如是鈍化層（passivation layer），而絕緣層130例如是平坦層（planarization layer）。在一些實施例中，畫素陣列基板100可不包括絕緣層120。在本實施例中，絕緣層120具有接觸孔TH，且接觸孔TH貫穿絕緣層120，而絕緣層130具有重疊於接觸孔TH的開口130OP、定義開口130OP的側壁面130sw以及連接側壁面130sw的表面130fs，且開口130OP貫穿絕緣層130。其中，表面130fs為絕緣層130背對於基板101的表面，而側壁面130sw的延伸方向相交於基板表面101s。

畫素結構PX的反射層RFL設置在絕緣層130的表面130fs上，且經由絕緣層130的開口130OP與絕緣層120的接觸孔TH電性連接主動元件TFT的汲極DE。舉例來說，在本實施例中，畫素驅動層PDL還可設有延伸自主動元件TFT的汲極DE的導電層CL1，且開口130OP與接觸孔TH顯露出導電層CL1的部分表面。設置在表面130fs上的反射層RFL還延伸覆蓋絕緣層130的側壁面130sw與絕緣層120的接觸孔TH以電性連接導電層CL1。

需說明的是，閘極GE、源極SE、汲極DE、半導體圖案SC、閘絕緣層110、鈍化層（即絕緣層120）與平坦層（即絕緣層130）分別可由任何所屬技術領域的技術人員所周知的用於反射式顯示面板的任一閘極、任一源極、任一汲極、任一半導體圖案、任一閘絕緣層、任一鈍化層與任一平坦層來實現，且閘極GE、源極SE、汲極DE、半導體圖案SC、閘絕緣層110、鈍化層與平坦層分別可經由任何所屬技術領域的技術人員所周知的任一方法來形成，故於此不加以贅述。

請參照圖2及圖3，反射層RFL為多個膜層的堆疊結構。在本實施例中，反射層RFL例如包括銀基反射層151、保護層152與緩衝層153。然而，本發明不限於此。在其他實施例中，反射層除了設有銀基反射層151外，還可僅設有保護層152與緩衝層153的其中一者。在本實施例中，銀基反射層151的材料例如是銀元素或包含銀元素的金屬合金材料。

銀基反射層151具有反射面RS，且保護層152覆蓋銀基反射層151的反射面RS。保護層152的材料包括透光導電材料。在本實施例中，保護層152可包括含銦氧化物，例如銦錫氧化物（Indium Tin Oxide，ITO）或銦鋅氧化物（Indium Zinc Oxide，IZO）。

特別說明的是，保護層152的設置可避免銀基反射層151在製程中因長時間暴露在空氣中而產生材料變質並影響光學特性（例如反射層RFL的顏色改變及/或反射率下降）。當保護層152的厚度太厚時，反射層RFL的反射率降低，且畫面偏黃。而當保護層152的厚度太薄時，保護層152容易破膜。因此在本實施例中，保護層152沿著反射面RS的法線方向的厚度t大於或等於30埃且小於或等於80埃。較佳地，厚度t可大於或等於50埃且小於或等於60埃。在考量實際生產時保護層152的膜厚均勻度，當保護層152的厚度t為30埃時，仍可維持其膜厚的均勻性而不破膜，據以確保反射層RFL在製程中的耐化學性與耐候性。除此之外，還能降低保護層152對於銀基反射層151的光學特性的影響（即降低反射層RFL的反射率下降幅度）。另一方面，即使保護層152的厚度t為80埃，也不會讓反射層RFL在圖案化過程中發生蝕刻不乾淨的問題。

在本實施例中，緩衝層153設置在絕緣層130與銀基反射層151之間。緩衝層153的材料可類似於保護層152的材料，例如可包括含銦氧化物，但不以此為限。在本實施例中，緩衝層153的材料可包括透光或不透光的導電材料。舉例來說，緩衝層153的材料例如包括金屬氧化物（例如ITO、IZO、MoTaO _x或MoO _x）、Mo、MoTa、AlNd、Ti或Cr。特別注意的是，覆蓋絕緣層130的表面130fs的緩衝層153還延伸覆蓋絕緣層130的側壁面130sw並且電性連接導電層CL1。更具體地說，銀基反射層151是經由緩衝層153連接絕緣層130。

緩衝層153的設置可增加銀基反射層151與絕緣層130間的附著力，以避免銀基反射層151自絕緣層130剝離。在本實施例中，緩衝層153具有覆蓋側壁面130sw的側壁部分153sw以及覆蓋表面130fs的水平部分153f，其中緩衝層153的側壁部分153sw沿著絕緣層130的側壁面130sw延伸，且緩衝層153的水平部分153f沿著絕緣層130的表面130fs延伸。由於遮蔽效應（shadow effect）的關係，側壁部分153sw的膜厚會較水平部分153f的膜厚來得薄。

當緩衝層153的厚度太厚時，反射層RFL在圖案化過程中發生蝕刻不乾淨的問題。而當緩衝層153的厚度太薄時，緩衝層153的側壁部分153sw容易過薄導致沉膜不連續，致使銀基反射層151剝落。因此在本實施例中，緩衝層153的側壁部分153sw沿著側壁面130sw的法線方向的第一厚度t1大於或等於30埃且小於或等於80埃。緩衝層153的水平部分153f沿著表面130fs的法線方向的第二厚度t2大於或等於40埃且小於或等於100埃。較佳地，第一厚度t1可大於或等於50埃且小於或等於60埃，且第二厚度t2可大於或等於70埃且小於或等於80埃。

特別說明的是，當緩衝層153的側壁部分153sw的第一厚度t1為30埃時，仍可維持其膜厚的均勻性而不破膜，進而確保銀基反射層151與絕緣層130間的附著關係。另一方面，即使緩衝層153的側壁部分153sw的第一厚度t1為80埃，或者是緩衝層153的水平部分153f的第二厚度t2為100埃，也不會讓反射層RFL在圖案化過程中發生蝕刻不乾淨的問題。

以下將列舉另一些實施例以詳細說明本公開，其中相同的構件將標示相同的符號，並且省略相同技術內容的說明，省略部分請參考前述實施例，以下不再贅述。

圖4是依照本發明的另一實施例的顯示面板的剖視示意圖。圖5是圖4的畫素陣列基板的放大示意圖。請參照圖4及圖5，本實施例的顯示面板20與圖2的顯示面板10的差異在於：反射層與主動元件的汲極之間的電性連接方式不同。

舉例來說，在本實施例中，畫素陣列基板100A還可選擇性地包括另一導電層CL2。導電層CL2設置在絕緣層120與絕緣層130之間，且經由絕緣層120的接觸孔TH與延伸自主動元件TFT的汲極DE的導電層CL1電性連接。絕緣層130的開口130OP顯露出導電層CL2的部分表面，且反射層RFL延伸覆蓋導電層CL2的所述部分表面以電性連接導電層CL2。

更具體地說，在本實施例中，反射層RFL（即畫素電極PE）是經由導電層CL2與導電層CL1所構成的橋接結構而電性連接主動元件TFT的汲極DE。導電層CL2的材料例如包括透光導電材料，例如銦錫氧化物（ITO）或銦鋅氧化物（IZO），但不以此為限。在其他實施例中，導電層CL2的材料還可包括金屬或合金。

由於本實施例中未提及的構件都相似於圖2的顯示面板10，且保護層152的厚度t以及緩衝層153的第一厚度t1與第二厚度t2的範圍相同於前述實施例，詳細的說明可參見前述實施例的相關段落，於此便不再贅述。

綜上所述，在本發明的一實施例的畫素陣列基板中，為了增加銀基反射層在製程中的耐化學性與耐候性，其上方覆蓋有保護層，且保護層的厚度介於30埃至80埃的範圍內。上述的保護層的厚度範圍除了具有較佳的膜厚均勻性外，還能避免反射層的反射率因保護層的設置而下降或產生色偏的問題。在本發明的另一實施例的畫素陣列基板中，銀基反射層與絕緣層之間設有緩衝層，緩衝層的水平部分的厚度介於40埃至100埃的範圍內，且緩衝層在絕緣層的開口內的側壁部分的厚度介於30埃至80埃的範圍內。除了能增加銀基反射層與絕緣層間的附著力，還能避免緩衝層過厚而在反射層的圖案化過程中發生蝕刻不乾淨的問題。

10、20:顯示面板 100、100A:畫素陣列基板 101:基板 101s:基板表面 110:閘絕緣層 120、130:絕緣層 130fs:表面 130OP:開口 130sw:側壁面 151:銀基反射層 152:保護層 153:緩衝層 153f:水平部分 153sw:側壁部分 200:彩色濾光基板 300:液晶層 ABL:環境光或前光模組的光 CL1、CL2:導電層 D1、D2、D3:方向 DE:汲極 GE:閘極 PDL:畫素驅動層 PE:畫素電極 PX:畫素結構 RFL:反射層 RL:反射光 RS:反射面 SC:半導體圖案 SE:源極 TH:接觸孔 TFT:主動元件 t:厚度 t1:第一厚度 t2:第二厚度 USR:使用者

圖1是依照本發明的一實施例的顯示面板的剖視示意圖。圖2是圖1的顯示面板的局部區域的放大示意圖。圖3是圖2的畫素陣列基板的放大示意圖。圖4是依照本發明的另一實施例的顯示面板的剖視示意圖。圖5是圖4的畫素陣列基板的放大示意圖。

100:畫素陣列基板

101:基板

101s:基板表面

110:閘絕緣層

120、130:絕緣層

130fs:表面

130OP:開口

130sw:側壁面

151:銀基反射層

152:保護層

153:緩衝層

153f:水平部分

153sw:側壁部分

CL1:導電層

D1、D2、D3:方向

PE:畫素電極

RFL:反射層

RS:反射面

TH:接觸孔

t:厚度

t1:第一厚度

t2:第二厚度

Claims

一種畫素陣列基板，包括：基板；絕緣層，設置在該基板上；以及多個畫素結構，設置在該基板上，且各自包括：主動元件，設置在該基板與該絕緣層之間；以及反射層，設置在該絕緣層上，且包括：銀基反射層，具有反射面；緩衝層，設置在該絕緣層與該銀基反射層之間，該緩衝層的材料包括導電材料；以及保護層，覆蓋該銀基反射層，其中該保護層沿著該反射面的法線方向的厚度大於或等於30埃且小於或等於80埃，該絕緣層具有開口以及定義該開口的側壁面，該銀基反射層與該緩衝層延伸覆蓋該絕緣層的該側壁面，且該緩衝層覆蓋該側壁面的側壁部分沿著該側壁面的法線方向的第一厚度大於或等於30埃且小於或等於80埃，該絕緣層還具有連接該側壁面的表面，該表面背對於該基板，該緩衝層覆蓋該絕緣層的該表面的水平部分沿著該表面的法線方向的第二厚度大於或等於40埃且小於或等於100埃。
如請求項1所述的畫素陣列基板，其中該保護層的材料包括透光導電材料。
如請求項1所述的畫素陣列基板，其中該保護層的該厚度大於或等於50埃且小於或等於60埃。
如請求項1所述的畫素陣列基板，其中該第一厚度大於或等於50埃且小於或等於60埃，且該第二厚度大於或等於70埃且小於或等於80埃。
一種畫素陣列基板，包括：基板；絕緣層，設置在該基板上；以及多個畫素結構，設置在該基板上，且各自包括：主動元件，設置在該基板與該絕緣層之間；以及反射層，設置在該絕緣層上，且包括：銀基反射層，具有反射面；以及緩衝層，設置在該絕緣層與該銀基反射層之間，該緩衝層的材料包括導電材料，其中該絕緣層具有開口以及定義該開口的側壁面，該銀基反射層與該緩衝層延伸覆蓋該絕緣層的該側壁面，且該緩衝層覆蓋該側壁面的側壁部分沿著該側壁面的法線方向的第一厚度大於或等於30埃且小於或等於80埃，該絕緣層還具有連接該側壁面的表面，該表面背對於該基板，該緩衝層覆蓋該絕緣層的該表面的水平部分沿著該表面的法線方向的第二厚度大於或等於40埃且小於或等於100埃。
如請求項5所述的畫素陣列基板，其中該反射層還包括：保護層，覆蓋該銀基反射層，該保護層沿著該反射面的法線方向的厚度大於或等於30埃且小於或等於80埃。