专利名称：具有彩色滤光阵列的像素阵列基板以及显示面板的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种基板以及显示装置面板，且特别是有关于一种具有 彩色滤光阵列的像素阵列基板以及显示面板。
背景技术：
液晶显示器具有高画质、体积小、重量轻、低电压驱动、低消耗功率及
应用范围广等优点，因此其已取代阴极射线管(cathode ray tube， CRT)成为 新一代显示器的主流。传统的液晶显示面板是由一彩色滤光基板(colorfilter)、 —薄膜晶体管阵歹U基板(thin film transistor array substrate, TFT array substrate) 以及一配置于此两基板间的液晶层(liquid crystal layer)所构成。然而，此种 液晶显示面板在进行彩色滤光基板与薄膜晶体管阵列基板接合时容易有对位 误差(misalignments
为了改善上述问题，已知技术提出了一种由一具有彩色滤光层的薄膜晶 体管阵歹隨板(color filter on array substrate, COA substrate )、一对向基板、多 个间隙物以及一液晶层所组成的液晶显示面板。间隙物与液晶层配置于具有 彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板与对向基板之间，且间隙物可用以维持具 有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板与对向基板之间的间隙。在此种液晶显 示面板中，由于彩色滤光层是直接形成于薄膜晶体管阵列基板上，因此不会 产生组立上的对位误差。
值得注意的是，在此种液晶显示面板的制造过程中，基于工艺上对位精 度的考量，黑色矩阵材料层需使用稍具透光度的材料，以使得工艺机台在进 行黑色矩阵材料层的图案化工艺前，位于其底下膜层的对位标记(alignmentmark)仍可通过稍具透光度的黑色矩阵材料层而被机台所抓取，藉此可确保不 同膜层之间的对位精度。然而，当黑色矩阵材料层基于前述考量而选用稍具 透光度的材料时。图案化后的黑色矩阵往往无法达到完全遮光的效果，导致 液晶显示面板的对比度下降而影响显示品质。
发明内容
本发明提供一种具有彩色滤光阵列的像素阵列基板，其可以在制作过程 中提高对位精确度，进而提升良率以及降低成本。
本发明提供一种显示面板，其在制作过程中具有优异的对位精确度而制 作出高对比度的产品。
本发明提供一种具有彩色滤光阵列的像素阵列基板，其包括基板、主动 元件阵列、彩色滤光阵列以及像素电极层。基板上具有多个像素区及一遮光 区。主动元件阵列位于基板上。彩色滤光阵列设置于基板上，其中彩色滤光 阵列包括遮光图案层以及多个彩色滤光图案。遮光图案层位于遮光区。多个 彩色滤光图案分别位于像素区中并且自像素区延伸至遮光区，其中自相邻的 像素区延伸出的彩色滤光图案于遮光区中构成一迭层结构。像素电极层与主 动元件阵列电连接。
本发明另提出一种显示面板，其包括具有彩色滤光阵列的像素阵列基板、 对向基板以及显示介质。具有彩色滤光阵列的像素阵列基板包括基板、主动 元件阵列、彩色滤光阵列以及像素电极层。基板上具有多个像素区以及一遮 光区。主动元件阵列位于基板上。彩色滤光阵列设置于基板上，其中彩色滤 光阵列包括遮光图案层以及多个彩色滤光图案。遮光图案层位于遮光区。多 个彩色滤光图案分别位于像素区中并且自像素区延伸至遮光区，其中自相邻 的像素区延伸出的彩色滤光图案于遮光区中构成一迭层结构。像素电极层与 主动元件阵列电连接。对向基板位于具有彩色滤光阵列的像素阵列基板的对 向侧。显示介质位于具有彩色滤光阵列的像素阵列基板以及对向基板之间。本发明的有益效果在于，根据本发明提供的技术方案，在遮光图案层的 制作过程中可以选用光学密度稍低的材料进行制作，以提高工艺中膜层间的 对位精确度。另一方面，在遮光区的遮光图案层的对应位置上，利用自相邻 的像素区延伸出的彩色滤光图案于遮光区中构成一迭层结构，可以辅助遮光 区中遮光图案层的遮光效果，提高产品的对比度。
图1为本发明一实施例的一种具有彩色滤光阵列的像素阵列基板的局部 剖面示意图。
图2A至图2C分别为本发明一实施例中迭层结构的不同型态的剖面示意图。
图3为本发明一实施例的一种具有彩色滤光阵列的像素阵列基板的局部 剖面示意图。
图4为本发明一实施例的一种具有彩色滤光阵列的像素阵列基板的局部 剖面示意图。
图5为本发明一实施例的一种具有彩色滤光阵列的像素阵列基板的局部 剖面示意图。
图6为本发明一实施例的一种显示面板的局部剖面示意图。 附图标号
200、 300、 400、 500、 600:具有彩色滤光阵列的像素阵列基板
210:基板
212:像素区
214:遮光区
220:主动元件阵列
222:主动元件
230:彩色滤光阵列232:遮光图案层 234:彩色滤光图案 234B:蓝色滤光图案 234G:绿色滤光图案 234R:红色滤光图案 240:像素电极层
250、 250A、 250B、 250C:迭层结构 720:对向基板 710:显示介质 722:共通电极
具体实施例方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合 所附附图作详细说明如下。
图1为本发明一实施例的一种具有彩色滤光阵列的像素阵列基板的局部 剖面示意图。请参照图l，本实施例的具有彩色滤光阵列的像素阵列基板200 包括基板210、主动元件阵列220、彩色滤光阵列230以及像素电极层240。 具体而言，基板210上具有多个像素区212及一遮光区214。特别是，遮光区 214围绕在各像素区212的周围。主动元件阵列220位于基板210上。彩色滤 光阵列230设置于基板210上，其中彩色滤光阵列230包括位于遮光区214 的遮光图案层232以及多个彩色滤光图案234，这些彩色滤光图案234分别位 于像素区212中并且自像素区212延伸至遮光区214,其中自相邻的像素区 212延伸出的彩色滤光图案234于遮光区214中构成一迭层结构250。像素电 极层240与主动元件阵列220电连接基板210上的像素区212。更详细而言， 主动元件阵列220中具有阵列排列的多个主动元件222，且每一主动元件222 对应地设置于每一像素区212中，并且像素电极层240具有多个像素电极242，对应地设置于每一像素区212中并与对应的主动元件222电连接。
进一步而言，在本实施例中，遮光图案层232例如是位于主动元件阵列 220与彩色滤光图案234之间。并且，具有彩色滤光阵列的像素阵列基板200 的制造流程包括下列步骤。首先，于基板210上形成主动元件阵列220，并于 主动元件阵列220的特定膜层的特定位置上制作对位标记。之后，于主动元 件阵列220上全面地形成一遮光材料层，并经由一图案化工艺而制作出遮光 图案层232，例如黑色矩阵。值得注意的是，在上述的遮光图案层232的图案 化工艺中，先经由曝光机台通过遮光材料层撷取位于其底层的对位标记后进 行一曝光工艺，接着再进行一显影工艺以图案化所述遮光材料层而形成黑色 矩阵。在本实施例中，遮光材料层可以选用光学密度值稍低的材料，以增加
机台对对位标记的辨识率。
详言之，遮光图案层232的光学密度值(optical density)例如介于0.6 3.4。
藉此，当机台撷取位于遮光材料层的底层的对位标记时，可以较轻易且较有 效率地辨别出较为清晰的对位标记，避免上下膜层间因对位偏移所导致的开 口率降低等不良问题。因此，本实施例的具有彩色滤光阵列的像素阵列基板 200在制作过程中可以提高工艺的对位精确度、节省工艺时间，并且在遮光材 料层的选择上可以选用较易获取的光学密度值稍低的材料，如此将有助于节 省材料成本。
另一方面，本实施例的具有彩色滤光阵列的像素阵列基板200在遮光区 214中具有由彩色滤光图案234构成的迭层结构250，由于此迭层结构250对 于光线亦可提供遮光的效果。如此一来，彩色滤光图案234构成的迭层结构 250提供遮光区214可以进一步加强遮光图案层232的遮光效果，确实阻断光 线通过遮光区214。详言之，迭层结构250的光学密度值(optical density)例如 介于0.6~1.2。并且在本实施例中，遮光图案层232与迭层结构250的重迭区 域的光学密度值例如介于1.8~4.0，光学密度值越高，代表遮光效果越好。因 此，本实施例的具有彩色滤光阵列的像素阵列基板200在制作完成后，在遮光区214仍可维持一定程度的遮光效果，如此将有助于提升产品的对比度。
图2A至图2C分别为本发明一实施例中迭层结构的不同型态的剖面示意 图。请参照图2A，彩色滤光图案234例如是由红色滤光图案234R、绿色滤光 图案234G以及蓝色滤光图案234B所构成，且在本实施例中，迭层结构250A 是由绿色滤光图案234G与红色滤光图案234R所构成。请接着参照图2B，在 本实施例中，迭层结构250B是由绿色滤光图案234G与蓝色滤光图案234B 所构成。请再参照图2C，在本实施例中，迭层结构250C是由蓝色滤光图案 234B与红色滤光图案234R所构成。表1为遮光图案层232在使用上述不同 型态的迭层结构250A、 250B、 250C前后的光学密度值实测值整理表，其中 受测的遮光图案层232与各彩色滤光图案234的厚度分别为1微米(pm)。
表1
光学密遮光图遮光图遮光图遮光图遮光图遮光图
度值案层案层案层案层案层案层
232232+迭232232+迭232 .232+迭
层结构层结构层结构
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，通过适当选用遮光图案层232本身的光学密度值可以提高 制作流程中的对位精度并降低对位偏移所导致的开口率降低等不良问题，进 而使工艺享有较高的工艺余裕度(processmargin)。另一方面，利用将不同颜色 的彩色滤光图案234分别自像素区212延伸至遮光区214构成迭层结构250， 可大幅提升遮光区214的光学密度值，换言之，本发明的迭层结构250有助 于提升遮光区214的遮光效果，而获得高对比度的产品。如表1所示，在本 实施例中，迭层结构250A、 250B、 250C均能有效地提升遮光效果。其中，又以由蓝色滤光图案234B与红色滤光图案234R所构成的迭层结构250C所 能达到的遮光效果为较佳。
图3为本发明一实施例的一种具有彩色滤光阵列的像素阵列基板的局部 剖面示意图。请参照图3，本实施例的具有彩色滤光阵列的像素阵列基板300 与前述实施例的具有彩色滤光阵列的像素阵列基板200类似，惟，本实施例 的具有彩色滤光阵列的像素阵列基板300还可以更包括一另一彩色滤光图案 310，堆迭于遮光区214的迭层结构250上。换句话说，堆迭于迭层结构250 上的另一彩色滤光图案310的材质有别于构成迭层结构250的彩色滤光薄膜 的材质。举例来说，选用蓝色滤光图案234B堆迭于由绿色滤光图案234G与 红色滤光图案234R所构成的迭层结构250A上，选用红色滤光图案234R堆 迭于由绿色滤光图案234G与蓝色滤光图案234B所构成的迭层结构250B，或 者选用红色滤光图案234R堆迭于由蓝色滤光图案234B与红色滤光图案234R 所构成的迭层结构250C上。由于不同颜色的彩色滤光图案234的滤光波长不 同，通过上述的堆迭结构，不但可大幅地提升遮光区214的遮光效果，并且 上述工艺与原有工艺相同，仅需对原有掩膜进行局部修改，并不会额外增加 掩膜工艺。
当然，本发明并不限定迭层结构与遮光图案、主动阵列基板以及像素电 极层之间的相对位置，迭层结构的位置及尺寸大小并不局限，举例而言，基 板210更具有周边电路区(未绘示)以及扇出区(未绘示)，所述周边电路区大体 围绕所述像素区以及所述遮光区并邻近于所述基板的一侧边，所述扇出区与 所述周边电路相连，彩色滤光图案234更于所述周边电路区或所述扇出区构 成另一迭层结构(未绘示)。以下再列举几种本发明的具有彩色滤光阵列的像素 阵列基板的实施型态，但不用以限定本发明。
图4为本发明一实施例的一种具有彩色滤光阵列的像素阵列基板的局部 剖面示意图。请参照图4，在本实施例的具有彩色滤光阵列的像素阵列基板 400中，遮光图案层232位于像素电极层240上，换言之，在本实施例中，由彩色滤光图案234所构成的迭层结构250是位于遮光图案层232以及主动元 件阵列220之间。如此，亦同样可以达到在工艺中提高对位精准度而在产品 中提高对比度的效果。其余构件于前述实施例类似，不再赘述。
图5为本发明一实施例的一种具有彩色滤光阵列的像素阵列基板的局部 剖面示意图。请参照图5，在本实施例的具有彩色滤光阵列的像素阵列基板 500中，遮光图案层232位于像素电极层240与彩色滤光阵列220之间。如此， 亦同样可以达到在工艺中提高对位精准度而在产品中提高对比度的效果。其 余构件于前述实施例类似，不再赘述。
图6为本发明一实施例的一种显示面板的局部剖面示意图。请参照图6, 在实际的应用层面上，显示面板700包括上述具有彩色滤光阵列的像素阵列 基板600、对向基板720以及显示介质710，其中具有彩色滤光阵列的像素阵 列基板600可以如前述实施例中的任一型态，如具有彩色滤光阵列的像素阵 列基板200、 300、 400、 500，相同构件以相同符号表示，于此不再赘述。此 外，对向基板720位于具有彩色滤光阵列的像素阵列基板600的对向侧，在 本实施例中，对向基板720具有一面向具有彩色滤光阵列的像素阵列基板600 的共通电极722。显示介质710位于具有彩色滤光阵列的像素阵列基板600以 及对向基板720之间，其中显示介质710通过共通电极722与像素电极层240 之间的电压差而呈现不同的显示效果。
如同前述，在本实施例中，通过在具有彩色滤光阵列的像素阵列基板600 的遮光区214设置迭层结构250，在提升工艺的对位精准度时，可以一并加强 遮光图案层的遮光效果，以提高显示面板700的对比度。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何 具有本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当
可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定范围为 准。
权利要求
1.一种具有彩色滤光阵列的像素阵列基板，其特征在于，所述像素阵列基板包括一基板，所述基板上具有多个像素区以及一遮光区；一主动元件阵列，位于所述基板上；一彩色滤光阵列，设置于所述基板上，其中所述彩色滤光阵列包括一遮光图案层，位于所述遮光区；以及多个彩色滤光图案，分别位于所述这些像素区中并且自所述这些像素区延伸至所述遮光区，其中自相邻的像素区延伸出的所述这些彩色滤光图案于所述遮光区中构成一迭层结构；以及一像素电极层，与所述主动元件阵列电连接。
2. 如权利要求1所述的具有彩色滤光阵列的像素阵列基板，其特征在于， 所述像素阵列基板更包括另一彩色滤光图案，堆迭于所述遮光区的所述迭层 结构上。
3. 如权利要求1所述的具有彩色滤光阵列的像素阵列基板，其特征在于， 所述遮光图案层的光学密度值介于0.6~3.4。
4. 如权利要求1所述的具有彩色滤光阵列的像素阵列基板，其特征在于， 所述遮光图案层位于所述主动元件阵列与所述这些彩色滤光图案之间、所述 这些彩色滤光图案与所述像素电极层之间或是所述像素电极层上。
5. 如权利要求1所述的具有彩色滤光阵列的像素阵列基板，其特征在于， 所述基板更具有一周边电路区以及一扇出区，所述周边电路区大体围绕所述 像素区以及所述遮光区并邻近于所述基板的一侧边，所述扇出区与所述周边 电路相连，其中所述多个彩色滤光图案更于所述周边电路区或所述扇出区构 成另一迭层结构。
6. —种具有彩色滤光阵列的像素阵列基板，其特征在于，所述像素阵列基板包括一基板，所述基板上具有多个像素区、 一周边电路区以及一扇出区，所 述周边电路区大体围绕所述像素区并邻近于所述基板的一侧边，所述扇出区 与所述周边电路相连；一主动元件阵列，位于所述基板上；一彩色滤光阵列，设置于所述基板上，其中所述彩色滤光阵列包括 多个彩色滤光图案，分别位于所述这些像素区中，所述这些彩色滤光图案更位于所述周边电路区或所述扇出区构成一迭层结构；以及一像素电极层，与所述主动元件阵列电连接。
7. —种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括 一具有彩色滤光阵列的像素阵列基板，包括一基板，所述基板上具有多个像素区以及一遮光区； 一主动元件阵列，位于所述基板上；一彩色滤光阵列，设置于所述基板上，其中所述彩色滤光阵列包括: 一遮光图案层，位于所述遮光区；以及多个彩色滤光图案，分别位于所述这些像素区中并且自所述这 些像素区延伸至所述遮光区，其中自相邻的像素区延伸出的所述这些彩色滤 光图案于所述遮光区中构成一迭层结构；以及一像素电极层，与所述主动元件阵列电连接； 一对向基板，位于所述具有彩色滤光阵列的像素阵列基板的对向侧；以及一显示介质，位于所述具有彩色滤光阵列的像素阵列基板以及所述对向 基板之间。
8. 如权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板更包括另 一彩色滤光图案，堆迭于所述遮光区的所述迭层结构上。
9. 如权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述遮光图案层的光学密度值介于0.6-3.4。
10.如权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述遮光图案层位于所 述主动元件阵列与所述这些彩色滤光图案之间、所述这些彩色滤光图案与所 述像素电极层之间或是所述像素电极层上。
全文摘要
本发明提供一种具有彩色滤光阵列的像素阵列基板以及显示面板，所述像素阵列基板包括基板、主动元件阵列、彩色滤光阵列以及像素电极层。基板上具有多个像素区以及一遮光区。主动元件阵列位于基板上。彩色滤光阵列设置于基板上。彩色滤光阵列包括遮光图案层以及多个彩色滤光图案，其中遮光图案层位于遮光区。彩色滤光图案分别位于像素区中并且自像素区延伸至遮光区，其中自相邻的像素区延伸出的彩色滤光图案于遮光区中构成一迭层结构。像素电极层与所述主动元件阵列电连接。藉此，具有彩色滤光阵列的像素阵列基板兼顾工艺需求以及产品的光学密度。
文档编号G02F1/1362GK101609238SQ20091015763
公开日2009年12月23日 申请日期2009年7月21日 优先权日2009年7月21日
发明者侯鸿龙, 曾庆安, 李佳育, 林以尊, 陈介伟, 陈宗凯, 黄彦衡 申请人:友达光电股份有限公司