显示装置及其制造方法

专利名称：显示装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种显示装置及其制造方法，且特别涉及一种具有高开口率 的显示装置及其制造方法。
背景技术：
近年来随着薄型化显示技术的进步，各种薄型化显示装置挟其体积小、 重量轻、低辐射及低耗电等特点，逐渐成为消费者选购显示器或电视时的首 选。在各种薄型化显示装置中，由于液晶显示装置的价格相对低廉，并且市 面上可见的尺寸齐全，使得液晶显示装置成为最受市场瞩目的薄型化显示装 置之一。然而，随着液晶显示装置在市场上的接受度大增，消费者对于液晶 显示装置的画面品质也有日益严苛的要求。为了进一步提升显示装置的显示亮度，业界已发展出一种超高开口率(Ultra-HighAperture; UHA)的液晶显示面板，通过设置有机层于薄膜晶体 管基板的结构中，增加像素电极与数据线于基板上的垂直距离。如此可增加 像素电极的面积，进而提高开口率，以提升显示亮度。请参照图1，其示出 传统应用超高开口率技术的显示装置的示意图。显示装置100包括基板110、 下电极层130、第一绝缘层150、第二绝缘层160、有机层180以及上电极层 190。第一绝缘层150为栅极绝缘层(Gate Insulator)，第二绝缘层160为保 护层，或称作钝化层(PassivationLayer)，下电极层130具有斜向侧壁130a。 有机层180在对应下电极层130之处具有开口，上电极层190经由开口接触 到第二绝缘层160。上电极层190 —般利用铟锡氧化物形成，上电极层190 与下电极层130之间形成金属-绝缘体-氧化铟锡(Metal-Insulator-ITO; Mil) 式储存电容。然而，由于受到工艺中各种变动因素的影响，在进行有机层180的灰化 (Ashing)步骤时，并无法精确地控制开口的临界尺寸(Critical Dimension) C，且无法有效地控制有机层180在开口的斜边180a的角度。当斜边180a的角度过小，导致斜边180a在基板110方向凸出于下电极层130之外时，会 使得光线穿透通过斜边180a，导致显示装置IOO在下电极层130的边缘处发 生漏光的现象。如此一来，将会降低显示对比度，影响显示装置100的显示 品质。另外，对应于斜边180a的上电极层190与下电极层130的斜向侧壁 130a之间，会产生非预期的电容效应，以致于对原先设计的储存电容造成影 响，降低了储存电容的品质。发明内容本发明提供一种显示装置及其制造方法，其利用增设中间层于上电极层 与下电极层之间的方式，避免因有机层的工艺变异因素所导致的漏光现象， 并且改善有机层灰化时造成储存电容临界尺寸变化的问题，进一步提升显示 装置的显示品质。本发明提出一种显示装置，包括基板、下电极层、绝缘层、中间层、有 机层以及上电极层。下电极层设置于基板上，并且具有第一锥状边缘、第二 锥状边缘及顶面。绝缘层覆盖基板及下电极层。中间层设置于基板上，并具 有第一部分及第二部分，第一部分对应于第一锥状边缘设置，第二部分对应 于第二锥状边缘设置。第一部分及第二部分分别从第一锥状边缘及第二锥状 边缘延伸至顶面，以定义出区域的绝缘层。有机层设置于绝缘层上。上电极 层接触到有机层及此区域的绝缘层。上述显示装置中，该区域的该绝缘层可位于该第一部分及该第二部分之间。上述显示装置中，该有机层可与该中间层部分重叠。 上述显示装置中，该上电极层可接触到该中间层。 上述显示装置中，该下电极层可为不透光材料层。 上述显示装置中，该第一锥状边缘可对应于该第二锥状边缘。 上述显示装置中，该绝缘层可设置于该下电极层及该中间层之间。 上述显示装置中，该绝缘层可设置于该中间层及该上电极层之间。 上述显示装置中，该绝缘层可为无机材料层。上述显示装置中，该绝缘层可具有接触窗，且该上电极层经由该接触窗 接触到该中间层。上述显示装置中，该中间层可为不透光材料层。上述显示装置中，该中间层可为导电材料层，该上电极层电性连接于该 中间层。上述显示装置中，该第一部分可连接于该第二部分。 上述显示装置中，该上电极层可为透明材料层。上述显示装置还可包括栅极线，设置于该基板上，且平行于该下电极层。上述显示装置还可包括数据线，设置于该基板上，并与该下电极层相交。上述显示装置中，该下电极层可电性连接于该栅极线。 上述显示装置还可包括共同电极，电性连接于该下电极层。 本发明还提出一种显示装置的制造方法。首先，提供基板。其次，形成 下电极层于基板上。下电极层具有第一锥状边缘、第二锥状边缘及顶面。而 后，形成绝缘层覆盖基板及下电极层。再者，形成中间层于基板上，中间层 具有第一部分及第二部分，第一部分形成于对应第一锥状边缘处，第二部分 形成于对应第二锥状边缘处。第一部分及第二部分分别从第一锥状边缘及第 二锥状边缘延伸至顶面，以定义出区域的绝缘层。接着，形成有机层于绝缘 层上。然后，形成上电极层，接触有机层以及此区域的绝缘层。上述制造方法中，在形成该有机层的步骤中，该有机层可具有半高区， 实质上位于该区域的该绝缘层上。上述制造方法还可包括以下步骤灰化该半高区的该有机层。 上述制造方法还可包括以下步骤除去该半高区的该有机层，以暴露出 一部分的该中间层。上述制造方法中，在形成该上电极层的步骤中，该上电极层可接触暴露 的该中间层。上述制造方法还可包括以下步骤蚀刻该绝缘层以形成接触窗，该接触 窗暴露出部分的该中间层。上述制造方法中，在形成该上电极层的步骤中，该上电极层可经由该接 触窗接触该中间层。上述制造方法还可包括以下步骤与该中间层同步形成数据线于该基板上述制造方法中，在形成该中间层的步骤中，该绝缘层可配置于该下电 极层及该中间层之间。为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下特举优选实施 例并配合附图作详细说明。


图1示出传统应用超高开口率技术的显示装置的示意图；图2A至图2E分别示出依照本发明第一实施例的显示装置的制造方法的 各步骤的示意图；图3示出依照本发明第一实施例的显示装置的示意图；图4A示出依照本发明第一实施例的显示装置的基板、下电极层、中间 层、栅极线及数据线的俯视图；图4B示出图4A的中间层的另一实施方式的示意图；图5A至图5F分别示出依照本发明第二实施例的显示装置的制造方法的 各步骤的示意图；图6示出依照本发明第二实施例的显示装置的示意图；以及图7示出依照本发明第二实施例的显示装置的基板、下电极层、中间层、 第二绝缘层、栅极线及数据线的俯视图。其中，附图标记说明如下100、 200、 400:显示装置110、 210、 410:基板130、 230、 430:下电极层130a:斜向侧壁150、 450:第一绝缘层/栅极绝缘层 160、 460:第二绝缘层/保护层/钝化层 180、 280、 480:有机层 180a:斜边190、 290、 490:上电极层 230a、 430a:第一锥状边缘230b、 430b:第二锥状边缘230c、 430c:顶面250:绝缘层/栅极绝缘层270、 270'、 470:中间层271、 271'、 471:第一部分272、 272'、 472:第二部分 460a:接触窗C:临界尺寸 D:数据线 F:边缘区域 G:栅极线H:半高区R:区域具体实施方式
依照本发明实施例的显示装置及其制造方法，将中间层形成于基板上。 中间层具有第一部分及第二部分，第一部份对应于下电极层的第一锥状边缘 设置，第二部分对应于下电极层的第二锥状边缘设置。上电极层接触到有机 层、部分的绝缘层以及部分的中间层。以下提出第一实施例及第二实施例进 行详细说明，此些实施例仅用以作为范例说明，并不会限縮本发明要保护的 范围。此外，实施例中的附图己省略不必要的元件，以清楚显示本发明的技 术特点。第一实施例请参照图2A至图2E，其分别示出依照本发明第一实施例的显示装置的 制造方法的各步骤的示意图。根据本实施例，首先提供基板210，并接着形 成下电极层230于基板210上，如图2A所示。下电极层230可例如是利用 黄光光刻(Photolithography)工艺形成于基板上，并且具有第一锥状边缘 230a、第二锥状边缘230b及顶面230c。以优选实施方式而言，第一锥状边 缘230a及第二锥状边缘230b为位于下电极层230相对两侧，并且背向基板9210的斜面。第一锥状边缘230a及第二锥状边缘230b连接于顶面230c，并 且具有相对应的形状。本实施例中，下电极层230优选地为不透光材料层 (Opaque Layer)。接着，形成绝缘层250覆盖基板210及下电极层230，如图2B所示。本 实施例中，绝缘层250例如是无机材料层(Inorganic Material Layer)，例如 氮化硅(SiNx)层、氧化硅(SiOx)层。接着，如图2C所示，形成中间层270于基板210上。本实施例的中间 层270形成于绝缘层250上，绝缘层250配置于下电极层230及中间层270 之间。中间层270具有第一部分271及第二部分272，第一部分271形成于 对应第一锥状边缘230a处，第二部分272形成于对应第二锥状边缘230b处。 第一部分271及第二部分272分别从第一锥状边缘230a及第二锥状边缘230b 延伸至顶面230c，以定义出区域R的绝缘层250，且其对应于下电极层230 的顶面230c。在本实施例中，区域R的绝缘层250指位于第一部分271及第 二部分272间的区域，或未被第一部分271及第二部分272所遮盖或垂直投 影的区域。以优选实施方式而言，中间层270为不透光或导电材料层。本实施例的制造方法接着形成有机层280于绝缘层250上，如图2D所 示。更进一步来说，有机层280覆盖于中间层270上，并且具有半高区H。 半高区H实质上位于区域R的绝缘层250上。形成有机层280之后，接着利 用灰化的方式除去半高区H的有机层280，以暴露出区域R的绝缘层250。 灰化后的有机层280与中间层270部分地重叠，并暴露出一部分的中间层 270。暴露的中间层270对应位于下金属层230的顶面230c上，如图2E所 示。此外，灰化后的有机层280具有边缘区域F，对应位于第一锥状边缘230a 及第二锥状边缘230b上方，或对应位于第一部分271及第二部分272的转折 处上方。本实施例中有机层280用以增加显示装置200中对应于薄膜晶体管 处的下电极层230与上电极层290的距离，以增加像素电极的面积，进而提 高开口率，以提升显示亮度。然后，本实施例的制造方法进行形成上电极层290的步骤。形成上电极 层290之后完成依照本发明第一实施例的显示装置200。请参照图3，其示出 依照本发明第一实施例的显示装置的示意图。上电极层2卯接触到有机层280 及区域R的绝缘层250，此外上电极层290更接触暴露于有机层280外的中间层270，例如是顶面230c的一部分。在优选实施方式中，上电极层290为 透明导电层，例如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)或其类似材质， 并且连接于暴露的中间层270;若中间层270为导电材料所构成，则为电性 连接。本实施例的显示装置200中，不透光材质的中间层270实质上覆盖于第 一锥状边缘230a及第二锥状边缘230b上方，可增加基板210上不透光区域 的范围，并避免光线穿透过有机层280的边缘区域F。藉此，可改善显示装 置200对应于下电极层230两侧的漏光现象，并进一步改善显示效果。另外， 本实施例的显示装置20于下电极层230与上电极层290之间对应于区域R 附近，相当于构成Mil式储存电容。由于上电极层290电性连接于中间层270 的第一部分271及第二部分272，可消除下电极层230与上电极层290之间， 对应于第一锥状边缘230a及第二锥状边缘230b处的电容效应，以进一步降 低工艺中形成Mil式储存电容的变异性。显示装置200还包括栅极线(Gate Line)及数据线(Data Line)。请同 时参照图4A，其示出依照本发明第一实施例的显示装置的基板210、下电极 层230、中间层270、栅极线G及数据线D的俯视图。本实施例中，栅极线 G设置于基板210上，并且平行于下电极层230的长轴方向。下电极层230 可以电性连接于栅极线G (图中未示)，且特别是电性连接于相邻像素的栅 极线G，使得下电极层230与上电极层290之间形成的栅极线上储存电容 (Storage Capacitor on Gate)。另外，下电极层230也可电性连接于显示装 置200的共同电极(Common Electrode)(图中未示)，使得下电极层230 与上电极层290之间形成共同电极上储存电容(Storage Capacitor on Common Electrode)。本实施例中，数据线D与中间层270同步形成于基板210上， 且优选地与中间层270具有相同材质，且数据线D与下电极层230或栅极线 G相交。另外，请参照图4B，其示出图4A的中间层的另一实施方式的示意 图。在本实施例中，中间层270的第一部分271及第二部分272以相互分离 的方式设置于绝缘层250上。然而本发明的技术内容并不限于前述实施方式， 例如第一部分271'的一端也可连接于第二部分272'对应的一端，使得中间层 270'实质上以C字形围绕下电极层230。在不同实施方式中，第一部分271 的两端也可分别连接于第二部分272的两端，使得中间层实质上以O字形围绕下电极层230 (图中未示)。上述依照本发明第一实施例的显示装置200及其制造方法，绝缘层250 可为既有薄膜晶体管结构中的栅极绝缘层，并在形成数据线D时，同步形成 中间层270于绝缘层250上，因此具有可相容于传统显示装置200工艺的优 点。再者，通过不透光材质的中间层270阻挡光线进入有机层280的边缘区 域F，可避免漏光的现象。此外，由于上电极层290电性连接于中间层270， 可避免区域R周围的电容效应影响区域R中Mil式储存电容，提升储存电容 的稳定性，进而提升显示装置200的显示品质。第二实施例本实施例与上述依照本发明第一实施例的显示装置200 (示出于图3中) 及其制造方法，不同之处主要在于构成MII式储存电容的材料层，其余相同 的处省略不再重复赘述。请参照图5A至图5F，其分别示出依照本发明第二实施例的显示装置的 制造方法的各步骤的示意图。本实施例的显示装置的制造方法，首先进行提 供基板410并形成下电极层430的步骤，此些步骤的内容与第一实施例的显 示装置200的制造方法相同，不再详加叙述。本实施例的制造方法接着形成 第一绝缘层450覆盖基板410及下电极层430，如图5A所示。第一绝缘层 450为栅极绝缘层。接着，形成中间层470于基板410上，如图5B所示。中间层470具有 第一部分471及第二部分472，第一部分471形成于对应下电极层430的第 一锥状边缘430a处，第二部分472形成于对应下电极层430的第二锥状边缘 430b处。再来，如图5C所示，形成第二绝缘层460覆盖基板410及下电极层430。 第二绝缘层460为保护层，或称作钝化层。本实施例中第二绝缘层460覆盖 中间层470。中间层470的第一部分471及第二部分472分别从第一锥状边 缘430a及第二锥状边缘430b延伸至下电极层430的顶面430c，以定义出区 域R的第二绝缘层460，且其对应于下电极层430的顶面430c。在本实施例 中，区域R的第二绝缘层460指位于第一部分471及第二部分472间的区域， 或未被第一部分471及第二部分472所对应或垂直投影的区域。而后，形成有机层480于第二绝缘层460上。如图5D所示，有机层480 具有半高区H，实质上对应于区域R的第二绝缘层460上。有机层480暴露 出一部分的第二绝缘层460，暴露的第二绝缘层460对应位于顶面430c上方。本实施例的制造方法接着进行蚀刻第二绝缘层460的步骤。此步骤中蚀 刻第二绝缘层460暴露出有机层480的部分，以形成接触窗(Contact Window) 460a，如第5E图所示。接触窗460a暴露出一部分的中间层470，暴露的中 间层470位于顶面430c上。接下来，本实施例的制造方法进行灰化半高区H的有机层480的步骤， 以除去半高区H的有机层480，并暴露出区域R的第二绝缘层460，如图5F 所示。然后，形成上电极层490。形成上电极层490之后完成依照本发明第二 实施例的显示装置400。请参照图6，其示出依照本发明第二实施例的显示装 置的示意图。上电极层490接触有机层480及区域R的第二绝缘层460，并 且经由接触窗460a接触中间层470，例如是顶面430c的一部分。本实施例 中，第一绝缘层450为既有薄膜晶体管结构中的栅极绝缘层。第二绝缘层460 设置于中间层470及上电极层490之间，并且作为保护中间层470的钝化层。另一方面，本实施例的显示装置400还包括栅极线G及数据线D。请同 时参照图7，其示出依照本发明第二实施例的显示装置的基板410、下电极层 430、中间层470、第二绝缘层460、接触窗460a、栅极线G及数据线D的 俯视图。数据线D与中间层470同步形成于基板410上，且优选地与中间层 470具有相同材质。另外，本实施例中中间层470以分离的第一部分471及 第二部分472为例进行说明，然而中间层470也可以C字形或O字形围绕下 电极层430，其C字形实施方式与图4B相同。上述依照本发明第一及第二实施例的显示装置及其制造方法是在既有的 薄膜晶体管工艺中形成中间层于基板上。利用原有显示装置的薄膜晶体管结 构中的栅极绝缘层，或者将有机层下方的保护层作为绝缘层，故可相容于传 统的显示装置的工艺。此外，通过不透光材质的中间层，阻挡光线进入有机 层的边缘区域，可避免漏光的现象，进一步提升显示品质。再者，通过上电 极层接触中间层，可避免储存电容周围的电容效应影响储存电容的品质，进 而可提升显示装置的品质。综上所述，虽然本发明已以优选的实施例公开如上，然而其并非用以限 定本发明。本发明所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和 范围内，当可作各种的更动与修改。因此，本发明的保护范围应以所附权利 要求范围为准。
权利要求
1.一种显示装置，包括基板；下电极层，设置于该基板上，并且具有第一锥状边缘、第二锥状边缘及顶面；绝缘层，覆盖该基板及该下电极层；中间层，设置于该基板上，并具有第一部分及第二部分，该第一部分对应于该第一锥状边缘设置，该第二部分对应于该第二锥状边缘设置，该第一部分及该第二部分分别从该第一锥状边缘及该第二锥状边缘延伸至该顶面，以定义出区域的该绝缘层；有机层，设置于该绝缘层上；以及上电极层，接触到该有机层及该区域的该绝缘层。
2. 如权利要求1所述的显示装置，其中该区域的该绝缘层，位于该第一 部分及该第二部分之间。
3. 如权利要求1所述的显示装置，其中该有机层与该中间层部分重叠。
4. 如权利要求1所述的显示装置，其中该上电极层接触到该中间层。
5. 如权利要求1所述的显示装置，其中该下电极层为不透光材料层。
6. 如权利要求1所述的显示装置，其中该第一锥状边缘对应于该第二锥 状边缘。
7. 如权利要求1所述的显示装置，其中该绝缘层设置于该下电极层及该 中间层之间。
8. 如权利要求1所述的显示装置，其中该绝缘层设置于该中间层及该上 电极层之间。
9. 如权利要求1所述的显示装置，其中该绝缘层为无机材料层。
10. 如权利要求1所述的显示装置，其中该绝缘层具有接触窗，且该上 电极层经由该接触窗接触到该中间层。
11. 如权利要求1所述的显示装置，其中该中间层为不透光材料层。
12. 如权利要求1所述的显示装置，其中该中间层为导电材料层，该上 电极层电性连接于该中间层。
13. 如权利要求1所述的显示装置，其中该第一部分连接于该第二部分。
14. 如权利要求1所述的显示装置，其中该上电极层为透明材料层。
15. 如权利要求1所述的显示装置，还包括栅极线，设置于该基板上，且平行于该下电极层。
16. 如权利要求15所述的显示装置，还包括数据线，设置于该基板上，并与该下电极层相交。
17. 如权利要求15所述的显示装置，其中该下电极层电性连接于该栅极线。
18. 如权利要求1所述的显示装置，还包括共同电极，电性连接于该下电极层。
19. 一种显示装置的制造方法，包括以下步骤 提供基板；形成下电极层于该基板上，该下电极层具有第一锥状边缘、第二锥状边缘及顶面；形成绝缘层覆盖该基板及该下电极层；形成中间层于该基板上，该中间层具有第一部分及第二部分，该第一部 分形成于对应该第一锥状边缘处，该第二部分形成于对应该第二锥状边缘处， 该第一部分及该第二部分分别从该第一锥状边缘及该第二锥状边缘延伸至该 顶面，以定义出区域的该绝缘层；形成有机层于该绝缘层上；以及形成上电极层，接触该有机层及该区域的该绝缘层。
20. 如权利要求19所述的制造方法，其中在形成该有机层的步骤中，该 有机层具有半高区，实质上位于该区域的该绝缘层上。
21. 如权利要求20所述的制造方法，还包括以下步骤 灰化该半高区的该有机层。
22. 如权利要求21所述的制造方法，还包括以下步骤 除去该半高区的该有机层，以暴露出一部分的该中间层。
23. 如权利要求22所述的制造方法，其中在形成该上电极层的步骤中， 该上电极层接触暴露的该中间层。
24. 如权利要求19所述的制造方法，还包括以下步骤蚀刻该绝缘层以形成接触窗，该接触窗暴露出部分的该中间层。
25. 如权利要求24所述的制造方法，其中在形成该上电极层的步骤中， 该上电极层经由该接触窗接触该中间层。
26. 如权利要求19所述的制造方法，还包括以下步骤 与该中间层同步形成数据线于该基板上。
27. 如权利要求19所述的制造方法，其中在形成该中间层的步骤中，该 绝缘层配置于该下电极层及该中间层之间。
全文摘要
一种显示装置，包括基板、下电极层、绝缘层、中间层、有机层及上电极层。此显示装置的制造方法包括下列步骤。首先，提供基板。再者，形成下电极层于基板上，其具有第一锥状边缘、第二锥状边缘及顶面。接者，形成绝缘层以覆盖基板及下电极层。而后，形成中间层于基板上，其具有第一部分及第二部分，分别对应形成于第一锥状边缘及第二锥状边缘。第一部分及第二部分分别从第一及第二锥状边缘延伸至顶面，以定义出区域的绝缘层。接着，形成有机层于绝缘层上。然后，形成上电极层以接触到有机层及此区域的绝缘层。本发明可改善有机层灰化时储存电容临界尺寸变化的问题，进一步提升显示装置的显示品质。
文档编号G02F1/1362GK101261997SQ200810092998
公开日2008年9月10日 申请日期2008年4月22日 优先权日2008年4月22日
发明者方国龙, 杨智钧, 林汉涂 申请人:友达光电股份有限公司