TWI410724B - 主動元件陣列基板 - Google Patents

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TWI410724B TW098146389A TW98146389A TWI410724B TW I410724 B TWI410724 B TW I410724B TW 098146389 A TW098146389 A TW 098146389A TW 98146389 A TW98146389 A TW 98146389A TW I410724 B TWI410724 B TW I410724B
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Description

主動元件陣列基板
本發明是有關於一種陣列基板，且特別是有關於一種主動元件陣列基板。
一般而言，液晶顯示面板主要是由一主動元件陣列基板、一對向基板以及一夾於主動元件陣列基板與對向基板之間的液晶層所構成，其中主動元件陣列基板可分為顯示區(display region)與非顯示區(non-display region)，其中在顯示區上配置有以陣列排列之多個畫素單元，而每一畫素單元包括薄膜電晶體(TFT)以及與薄膜電晶體連接之畫素電極(pixel electrode)。此外，在顯示區內配置有多條掃描線(scan line)與資料線(data line)，每一個畫素單元之薄膜電晶體是與對應之掃描線與資料線電性連接。在非顯示區內則配置有訊號線、源極驅動器(source driver)以及閘極驅動器(gate driver)。
當液晶顯示面板顯示影像畫面時，其必須透過閘極驅動器來依序開啟顯示面板內的每一列畫素，且每一列畫素在開啟的時間內會對應的接收源極驅動器所提供的資料電壓。如此一來，每一列畫素中的液晶分子就會依據其所接收的資料電壓而作適當的排列。
然而，隨著液晶顯示面板的解析度提昇，液晶顯示器就必須藉由增加閘極驅動器與源極驅動器的使用數目來配 合解析度之提昇。基於上述理由，液晶顯示器之生產成本便隨著閘極驅動器、源極驅動器之始用數量而增加。若能將閘極驅動器及/或源極驅動器的使用數目減少，便可輕易地解決成本無法降低的問題。
本發明提供一種主動元件陣列基板，其可以避免反射層剝離的問題，進而提高製造良率。
本發明提出一種主動元件陣列基板，其包括一基板、多條掃描線、多條資料線、多個主動元件、一第一介電層、一共通線、一第二介電層、一圖案化導電層、一第三介電層以及多個畫素電極。掃描線配置於基板上。資料線配置於基板上。主動元件配置於基板上，其中至少部分主動元件與掃描線以及資料線電性連接。第一介電層覆蓋掃描線、資料線與主動元件。共通線配置於第一介電層上。第二介電層覆蓋共通線與第一介電層。圖案化導電層配置於第二介電層上。第三介電層覆蓋圖案化導電層與第二介電層。畫素電極配置於第三介電層上，其中畫素電極與圖案化導電層以及主動元件電性連接，且圖案化導電層與共通線耦合成一儲存電容器。
在本發明之一實施例中，上述之每一主動元件包括一薄膜電晶體。
在本發明之一實施例中，上述之第一介電層具有多個第一接觸窗，而第二介電層具有多個位於第一接觸窗上方之第二接觸窗，且圖案化導電層透過第一接觸窗以及第二 接觸窗與主動元件電性連接。
在本發明之一實施例中，上述之第三介電層具有多個位於第二接觸窗上方之第三接觸窗，而畫素電極透過第三接觸窗與圖案化導電層電性連接。
在本發明之一實施例中，上述之主動元件陣列基板更包括多個反射層，其中第三介電層具有多個位於一頂表面上之凸塊(bumps)，而反射層配置於第三介電層之頂表面以覆蓋凸塊，且畫素電極覆蓋反射層。
在本發明之一實施例中，上述之圖案化導電層之材料包括透明導電材料。
在本發明之一實施例中，上述之圖案化導電層與畫素電極之材質實質上相同。
在本發明之一實施例中，上述之掃描線與資料線交錯以定義出多個顯示區域，主動元件以及畫素電極構成多個配置於顯示區域中之顯示單元。每一顯示單元分別與其中二條掃描線以及其中一條資料線電性連接電性連接，且畫素電極包括一第一畫素電極以及一第二畫素電極，主動元件包括一第一主動元件以及一第二主動元件。其中，第一主動元件以及與第一主動元件電性連接之第一畫素電極構成一第一子畫素。第一主動元件電性連接第二主動元件。 第二主動元件與第二畫素電極構成一第二子畫素。第一主動元件以及第二主動元件分別與不同掃描線電性連接，而第二主動元件透過第一主動元件與對應的資料線電性連接。在同一列之顯示單元中，二相鄰之顯示單元分別與不同資料線電性連接。
在本發明之一實施例中，上述之主動元件陣列基板更包括多條掃描信號傳遞線，每一掃描信號傳遞線分別與其中一條掃描線電性連接。
在本發明之一實施例中，上述之掃描信號傳遞線的數量少於或等於掃描線的數量。
在本發明之一實施例中，上述之每一掃描信號傳遞線分別位於相鄰二資料線之間。
在本發明之一實施例中，上述之掃描信號傳遞線的延伸方向與資料線的延伸方向實質上平行。
在本發明之一實施例中，上述之每一掃描信號傳遞線包括一第一導電圖案以及一第二導電圖案。第二導電圖案與第一導電圖案電性連接，其中第二導電圖案與掃描線交錯。
基於上述，本發明之主動元件陣列基板的設計是採用畫素電極覆蓋金屬材質的反射層。如此一來，可避免反射層因氧化而剝離的問題，可提高產品的良率。另外，由於本發明之主動元件陣列基板具有能夠與圖案化導電層耦合成儲存電容器的共通線，因此有助於提高儲存電容的電容值。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1為本發明之一實施例之一種顯示面板的剖面示意圖，而圖2A至圖2J為圖1之主動元件陣列基板的俯視分 解示意圖。圖1中之主動元件陣列基板100a的剖面是沿著圖2A至圖2J中之線I-I所繪示，且為了方便說明，圖2A至圖2J中亦省略繪示圖1中的部份圖層。
請先參考圖1，本實施例之顯示面板10包括一主動元件陣列基板100a、一對向基板300以及一顯示介質層400，其中對向基板300位於主動元件陣列基板100a的上方，而顯示介質層400位於主動元件陣列基板100a與對向基板300之間。此處，所述之顯示介質層400例如為一液晶層。
詳細來說，主動元件陣列基板100a包括一基板110、多條掃描線120(請參考圖2A)、多條資料線130(請參考圖2D)、多個主動元件140(請參考圖2D)、一第一介電層150、一共通線160、一第二介電層170、一圖案化導電層180、一第三介電層190以及多個畫素電極210。其中，掃描線120、資料線130以及主動元件140皆配置於基板110上。主動元件140包括一第一主動元件140a以及一第二主動元件140b，且至少部分主動元件140(意即第一主動元件140a)與掃描線120以及資料線130電性連接。第一主動元件140a與畫素電極212(請參考圖2J)電性連接，而畫素電極212與第二主動元件140b電性連接。換言之，在本實施例之主動元件陣列基板100a中，並非所有的主動元件140都會與資料線130電性連接。當然，在其他可行之實施例中，各主動元件140亦可分別與對應之資料線130電性連接。
第一介電層150覆蓋掃描線120、資料線130與主動 元件140。共通線160(請參考圖2E)配置於第一介電層150上，其中共通線160例如為一環形共通線(Common-ring)，且可與掃描線120以及資料線130分屬於不同膜層。第二介電層170覆蓋共通線160與第一介電層150。圖案化導電層180(請參考圖2G)配置於第二介電層170上。第三介電層190覆蓋圖案化導電層180與第二介電層170。畫素電極210(請參考圖2J)配置於第三介電層190上且可完全涵蓋反射區R，也就是說畫素電極210更完全位於反射層上，其中畫素電極210與圖案化導電層180以及主動元件140電性連接，且圖案化導電層180與共通線160耦合成一儲存電容器Cst，有助於提高儲存電容的電容值。
在本實施例中，請同時參考圖2D與圖2J，掃描線120與資料線130交錯以定義出多個顯示區域C1，而主動元件140以及畫素電極210構成多個配置於顯示區域C1中之顯示單元C2。其中，每一顯示單元C2分別與其中二條掃描線120以及其中一條資料線130電性連接電性連接。詳言之，本實施例之每一顯示單元C2之畫素電極210包括一第一畫素電極212以及一第二畫素電極214，其中第一主動元件140a以及與第一主動元件140a電性連接之第一畫素電極212構成一第一子畫素P1，而第二主動元件140b以及第二畫素電極214構成一第二子畫素P2。特別是，本實施例之第一主動元件140a透過圖案化導電層180與第二主動元件140b電性連接，請參考圖2G。第一主動元件140a 以及第二主動元件140b分別與不同掃描線120電性連接，而第二主動元件140b透過第一主動元件140a與對應的資料線130電性連接。此外，在同一列之顯示單元C2中，二相鄰之顯示單元C2分別與不同資料線130電性連接。
簡言之，本實施例之主動元件陣列基板100a的設計是使兩相鄰的第一子畫素P1與第二子畫素P2與同一條資料線130電性連接，因而得以使所需之資料線130的數目比習知所需之資料線130的數目少一半，進而減少源極驅動器(未繪示)的使用數量。此處，所述之畫素結構的設計即為所謂的半源極驅動(Half Source Driving,HSD)架構。
請再參考圖1，主動元件140(包括第一主動元件140a以及第二主動元件140b)例如是由閘極141(請參考圖2A)、閘絕緣層142、通道層143(請參考圖2B)、歐姆接觸層144、源極145(請參考圖2D)以及汲極146(請參考圖2D)所組成之薄膜電晶體(TFT)。圖案化導電層180之材料例如是透明導電材料，如銦錫氧化物(Indium Tin Oxide,ITO)或銦鋅氧化物(Indium Zinc Oxide,IZO)。特別是，本實施例之圖案化導電層180與畫素電極210之材質實質上相同，也就是說，畫素電極210的材質亦可為透明導電材料。
此外，請再參考圖1、圖2C、圖2F以及圖2H，本實施例之第一介電層150具有多個第一接觸窗152，而第二介電層170具有多個位於第一接觸窗152上方之第二接觸窗172。其中，圖案化導電層180透過第一接觸窗152以 及第二接觸窗172與主動元件140(意即第二主動元件140b)的汲極146電性連接。再者，本實施例之第三介電層190具有多個位於第二接觸窗172上方之第三接觸窗192，而畫素電極212透過第三接觸窗192與圖案化導電層180電性連接。
值得一提的是，本發明並不限定圖案化導電層180與主動元件140之汲極146的電性連接方式以及畫素電極210與圖案化導電層180的電性連接方式。
圖3為本發明之另一實施例之一種主動元件陣列基板的剖面示意圖。請參考圖3，在此實施例之主動元件陣列基板100b中，第三介電層190a具有至少一貫穿圖案化導電層180a、第二介電層170a以及第一介電層150a的接觸窗W。其中，接觸窗W暴露出主動元件140的汲極146，而畫素電極210a覆蓋第三介電層190a的頂表面196且透過接觸窗W直接與主動元件140的汲極146電性連接。此時，畫素電極210a亦透過此接觸窗W與圖案化導電層180a電性連接。此處，所述之連接方式仍應屬於本發明所欲涵蓋之樣態。
請再參考圖1、圖2I與圖2J，在本實施例中，主動元件陣列基板100a更包括多個反射層220，其中第三介電層190具有多個位於一頂表面196上之凸塊194，而反射層220配置於第三介電層190之頂表面196以覆蓋凸塊194，且畫素電極210覆蓋反射層220。在本實施例中，設置有反射層220的位置可視為一反射區R，而未設置有反射層220的位置可視為一穿透區T。換言之，每一子畫素(例 如是第一子畫素P1)同時具有穿透區T與反射區R。此外，凸塊194例如是形成於第三介電層190上的表面微結構，而反射層220的材質包括金屬，其例如是鋁或銀。一般來說，金屬材質的反射層220易會因氧化的緣故而剝離(peeling)於其原本的位置。然而，在本實施例中，由於在反射層220上有覆蓋一層畫素電極210，其中畫素電極210可完全覆蓋於反射層220上，因此可有效避免反射層220發生剝離的現象，進而有效提高主動元件陣列基板100a的良率。
此外，請再參考圖1、圖2A以及圖2D，在本實施例中，主動元件陣列基板100更包括多條掃描信號傳遞線230，其中每一掃描信號傳遞線230分別與其中一條掃描線120電性連接。詳細而言，本實施例之每一掃描信號傳遞線230分別位於相鄰二資料線130之間，且掃描信號傳遞線230的延伸方向與資料線130的延伸方向實質上平行。換言之，本實施例之掃描信號傳遞線230的設計可有效減少掃描線120末端之扇出線路(fan-out trace)的數量。此處所述之掃描信號傳遞線230的設計即為一種於畫素上沿閘極線(Tracking Gate-line in Pixel,TGP)的佈線架構。
更進一步來說，本實施例之每一掃描信號傳遞線230包括一第一導電圖案232以及一第二導電圖案234，而第一導電圖案232是於製作掃描線120時同時形成，第二導電圖案234是於製作資料線130時同時形成。第二導電圖案234與第一導電圖案232電性連接，其中第二導電圖案 234與掃描線120交錯，意即第二導電圖案234橫跨掃描線120。換言之，本實施例之每一掃描信號傳遞線230分別與其中一條掃描線120電性連接，而與其他條掃描線120電性絕緣。值得一提的是，掃描信號傳遞線230的數量可少於或等於掃描線120的數量，在此並不加以限制。
如圖1所示，本實施例之對向基板300包括一基板310、一黑矩陣層320、一彩色濾光層330、一平坦層340、一輔助層350以及一共用電極層360。其中，基板310例如是一玻璃基板，而黑矩陣層320、彩色濾光層330以及平坦層340皆配置於基板310上。黑矩陣層320局部覆蓋彩色濾光層330，而平坦層340覆蓋黑矩陣層320與彩色濾光層330。輔助層350配置於平坦層340上，且對應主動元件陣列基板100a上之反射層220的位置。也就是說，輔助層350並非完全覆蓋平坦層340，僅只有對應到反射層220的位置才有設置，意即，輔助層350僅設置於反射區R。如此一來，對向基板300與主動元件陣列基板100a之間會形成兩種不同之晶穴間距(dual cell gap)。.
在於有設置輔助層350的位置，意即反射區R，對向基板300與主動元件陣列基板100a之間的晶穴間距為D1，而在無設置輔助層350的位置，意即穿透區T，對向基板300與主動元件陣列基板100a之間的晶穴間距為D2，其中晶穴間距D1例如是晶穴間距D2的二分之一。此外，輔助層350的設置位置是位於具有彩色濾光層330的對向基板300上，且與主動元件陣列基板100a形成多種 不同的晶穴間距，此技術一般稱為多間隙於彩色濾光層上(Multi-Gap On CF,MOC)的技術。
值得一提的是，本發明並不限定輔助層350的位置。圖4為本發明之另一實施例之一種顯示面板的剖面示意圖。請參考圖4，在此實施例之顯示面板10c中，輔助層250是配置於第三介電層190b上，其中輔助層250具有多個位於其表面上之凸塊252，而反射層220配置於輔助層250的表面196以覆蓋凸塊252，且畫素電極210b覆蓋反射層220。在此實施例中，於有設置輔助層250的位置，對向基板300與主動元件陣列基板100c之間的晶穴間距為D1’，而在無設置輔助層250的位置，對向基板300與主動元件陣列基板100c之間的晶穴間距為D2’，而晶穴間距D1’例如是晶穴間距D2’的二分之一。此外，輔助層250的設置位置是位於具有主動元件140的主動元件陣列基板100c上，且與對向基板300形成多種不同的晶穴間距，此技術一般稱為多間隙於畫素陣列上(Multi-Gap On Array，MOA)的技術。此處，所述之配置方式仍應屬於本發明所欲涵蓋之樣態。
此外，共用電極層360覆蓋輔助層350以及未設置有輔助層350之平坦層340的表面，其中共用電極層360的材質例如是透明導電材料，如銦錫氧化物(Indium Tin Oxide,ITO)或銦鋅氧化物(Indium Zinc Oxide,IZO)。由於穿透區T上具有透明導電材料的共用電極層360，因此有利設置於顯示面板10下方之背光模組(未繪示)的背光源穿透，而反射區R上因設置有反射層220，因此有利 於將照射於顯示面板10上之外界光源反射。換言之，本實施例之顯示面板10為一種半穿透半反射式液晶顯示面板同時具有反射光線與使光源穿透的功能，此即為一半穿透半反射式顯示面板(Transflective LCD,TR-LCD)。另外，在本實施例中，顯示面板10更包括多個間隙物410(圖1中僅是示意地繪示出其中一個)，用以維持主動元件陣列基板100a與對向基板300之間的晶穴間距(即晶穴間距D2)。
值得一提的是，由於本實施例採用MOC技術來搭配半源極驅動(HSD)的畫素架構以及掃描信號傳遞線230的設計(即TGP的佈線架構)，因此，本實施例可有效減少資料線130的使用數量以及有效減少掃描線120末端之扇出線路(fan-out trace)的數量。承上述，本實施例之顯示面板10可以輕易地達成窄邊界(slim-border)，甚至無邊界(borderless)之設計需求。
綜上所述，本申請案中主動元件陣列基板的設計可有效避免反射層因氧化而剝離的問題，進而提高產品的良率。另外，本申請案採用半源極驅動(half source driving,HSD)的畫素架構以及掃描信號傳遞線的設計(即TGP的佈線架構)，故可以輕易地達成窄邊界以及無邊界之設計需求。
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，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本 發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10、10c‧‧‧顯示面板
100a、100b、100c‧‧‧主動元件陣列基板
110‧‧‧基板
120‧‧‧掃描線
130‧‧‧資料線
140‧‧‧主動元件
140a‧‧‧第一主動元件
140b‧‧‧第二主動元件
141‧‧‧閘極
142‧‧‧閘絕緣層
143‧‧‧通道層
144‧‧‧歐姆接觸層
145‧‧‧源極
146‧‧‧汲極
150、150a‧‧‧第一介電層
152‧‧‧第一接觸窗
160‧‧‧共通線
170、170a‧‧‧第二介電層
172‧‧‧第二接觸窗
180、180a‧‧‧圖案化導電層
190、190a、190b‧‧‧第三介電層
192‧‧‧第三接觸窗
194‧‧‧凸塊
196‧‧‧頂表面
210、210a、210b‧‧‧畫素電極
212‧‧‧第一畫素電極
214‧‧‧第二畫素電極
220‧‧‧反射層
230‧‧‧掃描信號傳遞線
232‧‧‧第一導電圖案
234‧‧‧第二導電圖案
252‧‧‧凸塊
300‧‧‧對向基板
310‧‧‧基板
320‧‧‧黑矩陣層
330‧‧‧彩色濾光層
340‧‧‧平坦層
350‧‧‧輔助層
360‧‧‧共用電極
400‧‧‧顯示介質層
410‧‧‧間隙物
C1‧‧‧顯示區域
C2‧‧‧顯示單元
Cst‧‧‧儲存電容器
D1、D2、D1’、D2’‧‧‧晶穴間距
P1‧‧‧第一子畫素
P2‧‧‧第二子畫素
T‧‧‧穿透區
R‧‧‧反射區
W‧‧‧接觸窗
圖1為本發明之一實施例之一種顯示面板的剖面示意圖。
圖2A至圖2J為圖1之主動元件陣列基板的俯視分解示意圖。
圖3為本發明之另一實施例之一種主動元件陣列基板的剖面示意圖。
圖4為本發明之另一實施例之一種顯示面板的剖面示意圖。
10‧‧‧顯示面板
100a‧‧‧主動元件陣列基板
110‧‧‧基板
130‧‧‧資料線
140‧‧‧主動元件
140b‧‧‧第二主動元件
141‧‧‧閘極
142‧‧‧閘絕緣層
143‧‧‧通道層
144‧‧‧歐姆接觸層
145‧‧‧源極
150‧‧‧第一介電層
152‧‧‧第一接觸窗
160‧‧‧共通線
170‧‧‧第二介電層
172‧‧‧第二接觸窗
180‧‧‧圖案化導電層
190‧‧‧第三介電層
192‧‧‧第三接觸窗
194‧‧‧凸塊
196‧‧‧頂表面
210‧‧‧畫素電極
220‧‧‧反射層
300‧‧‧對向基板
310‧‧‧基板
320‧‧‧黑矩陣層
330‧‧‧彩色濾光層
340‧‧‧平坦層
350‧‧‧輔助層
360‧‧‧共用電極
400‧‧‧顯示介質層
410‧‧‧間隙物
Cst‧‧‧儲存電容器
D1、D2‧‧‧晶穴間距
T‧‧‧穿透區
R‧‧‧反射區

Claims (10)

  1. 一種主動元件陣列基板，包括：一基板；多條掃描線，配置於該基板上；多條資料線，配置於該基板上；多個主動元件，配置於該基板上，其中至少部分該些主動元件與該些掃描線以及該些資料線電性連接；一第一介電層，覆蓋該些掃描線、該些資料線與該些主動元件；一共通線，配置於該第一介電層上；一第二介電層，覆蓋該共通線與該第一介電層；一圖案化導電層，配置於該第二介電層上；一第三介電層，覆蓋該圖案化導電層與該第二介電層；多個畫素電極，配置於該第三介電層上，其中該些畫素電極與該圖案化導電層以及該些主動元件電性連接，且該圖案化導電層與該共通線耦合成一儲存電容器，該些掃描線與該些資料線交錯以定義出多個顯示區域，該些主動元件以及該些畫素電極構成多個配置於該些顯示區域中之顯示單元，各該顯示單元分別與其中二條掃描線以及其中一條資料線電性連接電性連接，且該些畫素電極包括一第一畫素電極以及一第二畫素電極，該些主動元件包括一第一主動元件以及一第二主動元件，其中該第一主動元件以及與該第一主動元件電性連接之該第一畫素電極構成一第一子畫素，該第一主動元件電性連接該第二主動元件，該 第二主動元件與該第二畫素電極構成一第二子畫素，該第一主動元件以及該第二主動元件分別與不同掃描線電性連接，而該第二主動元件透過該第一主動元件與對應的資料線電性連接，且在同一列之顯示單元中，二相鄰之顯示單元分別與不同資料線電性連接；以及多條掃描信號傳遞線，各該掃描信號傳遞線分別與其中一條掃描線電性連接，其中該些掃描信號傳遞線的延伸方向與該些資料線的延伸方向實質上平行。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之主動元件陣列基板，其中各該主動元件包括一薄膜電晶體。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之主動元件陣列基板，其中該第一介電層具有多個第一接觸窗，而該第二介電層具有多個位於該些第一接觸窗上方之第二接觸窗，且該圖案化導電層透過該些第一接觸窗以及該第二接觸窗與該些主動元件電性連接。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之主動元件陣列基板，其中該第三介電層具有多個位於該些第二接觸窗上方之第三接觸窗，而該些畫素電極透過該些第三接觸窗與該圖案化導電層電性連接。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之主動元件陣列基板，更包括多個反射層，其中該第三介電層具有多個位於一頂表面上之凸塊(bumps)，而該些反射層配置於該第三介電層之該頂表面以覆蓋該些凸塊，且該些畫素電極覆蓋該些反射層。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之主動元件陣列基 板，其中該圖案化導電層之材料包括透明導電材料。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之主動元件陣列基板，其中該圖案化導電層與該些畫素電極之材質實質上相同。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之主動元件陣列基板，其中該些掃描信號傳遞線的數量少於或等於該些掃描線的數量。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之主動元件陣列基板，其中各該掃描信號傳遞線分別位於相鄰二資料線之間。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之主動元件陣列基板，其中各該掃描信號傳遞線包括：一第一導電圖案；以及一第二導電圖案，與該第一導電圖案電性連接，其中該第二導電圖案與該些掃描線交錯。
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