專利名稱：主動元件陣列基板及其制造方法
技術領域：
本發明有關于一種主動元件陣列基板及制造方法，特別是有關于一種薄膜晶體管陣列基板及制造方法。
背景技術：
顯示器的設計是為了給人最舒適的視覺感受，因此人類的視覺可以感受到的缺陷一直是業界的重要課題。以液晶平面顯示器為例，液晶顯示器的制作至少涉及背光模塊、液晶層以及兩片玻璃基板等復雜工藝。如果某一道工藝出現小瑕疵的話，面板影像品質會受到負面影響，而且在最后的點亮測試(light-on test)時也會出現可視缺陷。可視缺陷包括顯示不均勻(mura)等等。
另外，在液晶顯示器的薄膜晶體管陣列基板上經常會形成一層有機材料層來平坦化各元件所造成的高低斷差，以使后續配向膜的配向工藝能夠順利進行以降低配向缺陷的發生率。然而配向工程中液晶分子的排列與面板顯示品質息息相關，一般有機材料層的表面是非常平坦且光滑的表面，因此一旦液晶配向工藝有些許不均時(mura)，將會使得液晶顯示面板整體的顯示品質受到影響。
目前有一種方式是利用光刻工藝在有機材料層的表面形成凹狀圖形，以使得因工藝缺陷造成的顯示不均勻情形能夠因而降低或減緩。由于在有機材料層表面形成凹狀圖案可以提供液晶分子排列時有不同的預傾角，因此可以減緩或降低顯示不均勻的現象。但是，上述以光刻工藝來形成凹狀圖案的方式是使用半色調(half-tone)掩膜版來對有機材料層進行曝光顯影工藝來達成。此種方式的成本相當高。并且，在現有曝光機分辨率下采用半色調(half-tone)光刻工藝所形成的凹狀圖案的尺寸也僅限于微米等級，難以制作出更小的凹陷圖案。而由于液晶分子尺寸是納米等級，因此若能在有機材料層表面制造出納米等級的凹陷圖案，將可以使得減緩或降低顯示不均勻的現象的功效更加的顯著。
發明內容
本發明的目的是提供一種主動元件陣列基板，以減緩或降低顯示器顯示不均勻的問題。
本發明的另一目的是提供一種主動元件陣列基板的制造方法，此制造方法采用較低成本的方式制作納米等級的凹陷圖案，以減緩液晶顯示器的顯示不均勻現象。
為達上述或是其它目的，本發明提出一種主動元件陣列基板的制造方法。此方法是先提供一基板，然后，形成數條掃描配線、數條資料配線以及數個主動元件于基板上。其中各主動元件與對應的掃描配線及資料配線電性連接。然后，于基板上形成一層有機材料層，覆蓋住這些條掃描配線、這些資料配線以及這些主動元件。接著，對此有機材料層的表面進行等離子體處理工藝，以于此有機材料層表面形成數個凹陷圖案，其中每一凹陷圖案的尺寸小于1微米。之后，于此有機材料層上形成數個像素電極。其中各像素電極會與對應的其中一個主動元件電性連接。
在本發明的一實施例中，形成有機材料層的方法是先制備一種有機材料溶液。之后，將此有機材料溶液涂布在基板上。接著，進行烘烤步驟，以使此有機材料溶液固化而形成上述的有機材料層。其中有機材料溶液包括一絕緣材料、一第一溶劑以及一第二溶劑。第一溶劑的沸點高于第二溶劑的沸點。此外，第一溶劑的量低于第二溶劑的量。另一方面，第一溶劑與第二溶劑例如是分別選自于二甘醇甲基乙基醚(diethylene glycol methyl ethylether，EDM)、丙二醇單甲基醚乙酸酯(propylene glycol monomethyl etheracetate，PGMEA)、丙二醇單甲醚(propylene glycol methyl ether，PGME)及二甘醇單乙醚乙酸酯(diethylene glycol monoethyl ether acetate，CTAC)所組成的族群。
在本發明的一實施例中，于進行烘烤步驟時，上述的有機材料溶液的表面維持在攝氏50～160度。
在本發明的一實施例中，于進行烘烤步驟之前，更包括進行真空干燥工藝。
在本發明的一實施例中，于形成上述的有機材料層之后，更包括在此有機材料層中形成數個接觸窗開口(contact opening)。每一個接觸窗開口暴露出其中一個主動元件，而各像素電極是通過此接觸窗開口而與對應的主動元件電性連接。此外，在形成此有機材料層之前，更包括形成一層鈍化層，覆蓋住這些條掃描配線、這些資料配線以及這些主動元件。其中這些接觸窗開口暴露出此鈍化層。且在形成此有機材料層之后，更包括移除被這些接觸窗開口暴露出的此鈍化層，以暴露出這些主動元件。另外，移除被暴露出的鈍化層的步驟以及對上述的有機材料層的表面進行等離子體處理工藝是同時進行的。
在本發明的一實施例中，上述的等離子體處理工藝的反應氣體例如是含鹵素氣體、氧氣、氮氣、惰性氣體或其混合氣體。此外，此惰性氣體例如是氬氣。
在本發明的一實施例中，上述的等離子體處理工藝的壓力不大于一大氣壓。
在本發明的一實施例中，這些主動元件為薄膜晶體管。
在本發明的一實施例中，上述的有機材料層表面上的每一凹陷圖案的尺寸介于0.1～1微米之間。
本發明再提出一種主動元件陣列基板，包括多條掃描配線、多條資料配線、多個主動元件、一層有機材料層以及多個像素電極。這些掃描配線、這些資料配線以及這些主動元件是配置在一個基板上。其中各主動元件與對應的掃描配線及資料配線電性連接。上述的有機材料層覆蓋這些主動元件、這些掃描配線與這些資料配線。其中此有機材料層的表面具有數個凹陷圖案，且每一個凹陷圖案的尺寸小于1微米。此外，這些像素電極位于此有機材料層上，且各像素電極會與對應的其中一個主動元件電性連接。
在本發明的一實施例中，每一個凹陷圖案的尺寸介于0.1～1微米之間。
在本發明的一實施例中，上述的主動元件陣列基板更包括一層鈍化層，其配置于上述的有機材料層的底下。
本發明的效果是顯著的本發明利用特殊配方以形成有機材料層，并于有機層的表面進行等離子體處理工藝，以形成凹陷圖案，而使液晶分子以不同的預傾角進行排列，從而緩和顯示不均勻現象。再者，相較于類似的現有技術，本發明制作凹陷圖案的方法具有低成本的優勢，且可以制作與液晶分子同為納米級的凹陷圖案。
圖1A、1B是本發明一實施例的主動元件陣列基板的制造流程俯視示意圖。
圖2A～2D是本發明一實施例的主動元件陣列基板的制造流程剖面示意圖，其為沿著圖1A與圖1B的剖面線I-I’的剖面圖。
圖3A～3D是本發明第二實施例的主動元件陣列基板的制造流程剖面圖。
主要元件符號說明108鈍化層110、300有機材料層116、306像素電極112、302接觸窗開口100基板102掃描配線104資料配線106主動元件106a柵電極
106b柵絕緣層106c通道層106d源極106e漏極114、304等離子體處理工藝115、305凹陷圖案I-I’剖面線具體實施方式
為讓本發明的上述和其它目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。
第一實施例圖1A至圖1B是依照本發明一較佳實施例的主動元件陣列基板的制造流程俯視示意圖。圖2A至圖2D是依照本發明一較佳實施例的主動元件陣列基板的制造流程剖面示意圖，其是圖1A至圖1B中沿著I-I’的剖面圖。
首先，請同時參照圖1A與圖2A，本發明的主動元件陣列基板的制造方法是先提供一基板100。然后，于基板100上形成數條掃描配線102、數條資料配線104以及數個主動元件106。其中各主動元件106與對應的掃描配線102及資料配線104電性連接。主動元件106例如是薄膜晶體管，其包括柵電極106a、柵絕緣層106b、通道層106c、源極106d及漏極106e。柵電極106a設置于基板100上。柵絕緣層106b覆蓋柵電極106a及基板100。通道層106c設置于柵絕緣層106b上，并位于柵電極106a上方。源極106d及漏極106e設置于柵電極106a上方的通道層106c的兩側。而主動元件106以及掃描配線102與資料配線104的制造方法可以用已知任何的工藝方法來制作。
接著，請參照圖2B，于基板100上形成一層的鈍化層108，覆蓋住掃描配線102、資料配線104、主動元件106及基板100。鈍化層108的材質例如是氮化硅，鈍化層108的形成方法例如是等離子體增強化學氣相沉積法。然后，于基板100上形成一層有機材料層110，覆蓋住這些掃描配線102、資料配線104及主動元件106。有機材料層110的形成方法以一實例說明如下，但本發明不限定使用此形成方法。
首先制備一種有機材料溶液，此有機材料溶液例如是由一絕緣材料、一第一溶劑及一第二溶劑所構成。此絕緣材料例如是丙烯酸樹脂、感光材料及界面活性劑等有機材質。溶劑方面，第一溶劑的沸點高于第二溶劑的沸點。第一溶劑的量則低于第二溶劑的量。第一溶劑與第二溶劑例如是分別選自于二甘醇甲基乙基醚(diethylene glycol methyl ethyl ether，EDM)、丙二醇單甲基醚乙酸酯(propylene glycol monomethyl ether acetate，PGMEA)、丙二醇單甲醚(propylene glycol methyl ether，PGME)及二甘醇單乙醚乙酸酯(diethylene glycol monoethyl ether acetate，CTAC)所組成的族群。以EDM以及CATC為例，由于EDM的沸點為攝氏176度，而CATC的沸點為攝氏217度，因此以CATC為第一溶劑、EDM為第二溶劑，且在上述的有機材料溶液內CTAC的含量不會超過50％。之后，將有機材料溶液涂布在基板100上。
接著，進行真空干燥(vacuum dry)工藝，以將大部分的第一溶劑及第二溶劑去除。值得一提的是，真空干燥工藝可以省略，而直接進行下一步驟。繼之，進行第一次烘烤步驟，使此有機材料溶液去除溶劑形成有機材料層110。其中于進行烘烤步驟時，此有機材料溶液的表面例如是維持在攝氏50～160度，使有機材料層110的表層比底層松軟。有機材料層110經過以上步驟而得以形成。繼之，利用曝光顯影等光刻工藝于有機材料層110中形成接觸窗開口112，暴露鈍化層108。接著，再進行第二次烘烤使接觸窗開口112形成后的有機材料層固化。然后，請參照圖2C，對有機材料層110的表面進行等離子體處理工藝114，以于有機材料層110表面形成全面的凹陷圖案115。這些凹陷圖案115的尺寸小于1微米。在一較佳實施例中，這些凹陷圖案115的尺寸介于0.1～1微米之間。且當后續將制作完成的主動元件陣列基板與另一基板組合成液晶顯示面板之后，這些凹陷圖案115可以使通過的光線進行不規則的散射及折射，并可以使得液晶分子以不同的預傾角進行排列。如此一來，當液晶顯示面板于顯示時，若主動元件陣列基板上有缺陷而產生的顯示不均勻或配向工程上所產生的不均，將可以因為這些凹陷圖案115的非等向性設計而變得較不明顯，因而能夠緩和液晶顯示器的顯示不均勻(mura)的情形。值得一提的是，等離子體處理工藝114也可以同時移除接觸窗開口112底部的鈍化層108，而暴露主動元件106的源極106d。在另一實施例中，也可以利用有機材料層110為掩膜版，額外進行一蝕刻工藝來移除接觸窗開口112底部的鈍化層108，換言之，移除接觸窗開口112底部的鈍化層108與等離子體處理工藝114可以同時完成，也可以在不同步驟完成。若是不在同一步驟內完成，則移除接觸窗開口112底部的鈍化層108與等離子體處理工藝114的先后次序也不限定。
另一方面，等離子體處理工藝114的反應氣體例如是含鹵素氣體、氧氣、氮氣、惰性氣體或這些氣體的混合氣體。其中惰性氣體例如是氬氣。此外，等離子體處理工藝114的壓力例如是一大氣壓或一大氣壓以下。
繼之，請繼續參照圖2D，于有機材料層110上形成像素電極116。像素電極116會通過接觸窗開口112與對應的主動元件106的源極106d電性連接。像素電極116的材質例如是銦錫氧化物。經過上述步驟，本發明的主動元件陣列基板已形成，其俯視示意圖如圖1B所示。
第二實施例在第一實施例中，主動元件陣列基板的有機材料層底下形成有鈍化層，但本發明并不限定必須要形成鈍化層，本發明也可以在形成主動元件、資料配線與掃瞄配線之后，直接形成有機材料層，其詳細說明如下圖3A～圖3D是本發明第二實施例的主動元件陣列基板的制造流程剖面圖。請參照圖3A，本發明所提供的主動元件陣列基板的制造方法是先提供基板100。然后，于基板100形成掃描配線102、資料配線104及主動元件106。其中各主動元件106與對應的掃描配線102及資料配線104電性連接。
接著，請參照圖3B，于基板100上形成一層有機材料層300，覆蓋住上述的掃描配線102、資料配線104及主動元件106。有機材料層300的材質與形成方法例如與第一實施例中有機材料層110的材質及形成方法相同，故于此不再贅述。繼之，于有機材料層300中形成接觸窗開口302，而暴露主動元件106的源極106d。
然后，請參照圖3C，對有機材料層300的表面進行等離子體處理工藝304，以于有機材料層300表面形成凹陷圖案305。等離子體處理工藝304的各項工藝條件例如是與第一實施例中所述的等離子體處理工藝114相同，故于此不予重述。這些凹陷圖案305的尺寸小于1微米。在一較佳實施例中，這些凹陷圖案305的尺寸介于0.1～1微米之間。凹陷圖案305可以使通過的光線進行不規則的散射及折射，并使液晶分子以不同的預傾角進行排列，從而緩和或降低主動元件陣列基板因為工藝的缺陷而導致組裝完成的液晶顯示器有顯示不均勻的問題。
繼之，請繼續參照圖3D，于有機材料層300上形成像素電極306。像素電極306會通過接觸窗開口302與對應的主動元件106電性連接。
本發明利用特殊配方制作上述有機材料層，然后對此有機材料層進行等離子體處理工藝，而于有機材料層的表面形成凹陷圖案。這些凹陷圖案可以使液晶分子以不同的預傾角進行排列，因此能夠緩和或降低主動元件陣列基板因工藝缺陷所導致的顯示不均勻現象。另外，若將等離子體處理工藝與鈍化層的蝕刻工藝整合在同一工藝步驟中完成，還具有簡化工藝步驟的優點。
以下說明利用上述的方法所形成的主動元件陣列基板的結構。圖1B是本發明一實施例的主動元件陣列基板的俯視示意圖。圖2D是沿圖1B的剖面線I-I’的剖面圖。請同時參照圖1B及圖2D，本發明的主動元件陣列基板包括基板100、鈍化層108、有機材料層110及數個像素電極116。基板100上配置有數條掃描配線102、數條資料配線104以及數個主動元件106。其中各主動元件106與對應的掃描配線102及資料配線104電性連接。鈍化層108覆蓋這些主動元件106、掃描配線102與資料配線104，而有機材料層110覆蓋鈍化層108。
有機材料層110的表面具有多個凹陷圖案115，且每一凹陷圖案115的尺寸小于1微米。在一較佳實施例中，每一凹陷圖案115的尺寸介于0.1～1微米之間。凹陷圖案115可以使通過的光線進行不規則的散射及折射，從而避免主動元件陣列基板因為工藝的缺陷，而導致組裝完成的液晶顯示器發生顯示不均的問題。另外，有機材料層110的材質例如是有機材質，包括丙烯酸樹脂、感光材料及界面活性劑，也可以是其它的材質。
像素電極116位于有機材料層110上，且各像素電極116會與對應的其中一個主動元件106電性連接。
在另一實施例中，本發明的主動元件陣列基板可以省略鈍化層，使有機材料層覆蓋這些主動元件、掃描配線與資料配線。如圖3D所示，有機材料層300底下并未形成有鈍化層，而是直接覆蓋主動元件106、掃描配線102與資料配線104。特別是，有機材料層300的表面具有多個凹陷圖案305，且每一凹陷圖案305的尺寸小于1微米。在一較佳實施例中，每一凹陷圖案305的尺寸介于0.1～1微米之間。
因為本發明的主動元件陣列基板上的有機材料層表面具有尺寸小于1微米凹陷圖案，凹陷圖案可以使液晶分子以不同的預傾角進行排列，因此能夠緩和或降低主動元件陣列基板因工藝缺陷所導致的顯示不均勻現象。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而其并非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護范圍當視權利要求書所界定的范圍為準。
權利要求
1.一種主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于，包括提供一基板；形成多條掃描配線、多條資料配線以及多個主動元件于該基板上，其中各主動元件與對應的該掃描配線及該資料配線電性連接；于該基板上形成一有機材料層，覆蓋住該些條掃描配線、該些資料配線以及該些主動元件；對該有機材料層的表面進行一等離子體處理工藝，以于該有機材料層表面形成多個凹陷圖案，其中每一凹陷圖案的尺寸小于1微米；以及于該有機材料層上形成多個像素電極，其中各像素電極會與對應的其中一主動元件電性連接。
2.如權利要求1所述的主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于，形成該有機材料層的方法包括制備一有機材料溶液；將該有機材料溶液涂布在該基板上；以及進行一烘烤步驟，以使該有機材料溶液固化而形成該有機材料層。
3.如權利要求2所述的主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于，該有機材料溶液包括一絕緣材料、一第一溶劑以及一第二溶劑，其中該第一溶劑的沸點高于該第二溶劑的沸點。
4.如權利要求3所述的主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于，該第一溶劑的量低于該第二溶劑的量。
5.如權利要求3所述的主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于，該第一溶劑與該第二溶劑分別選自于二甘醇甲基乙基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單甲醚及二甘醇單乙醚乙酸酯所組成的族群。
6.如權利要求2所述的主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于，該有機材料溶液的表面維持在攝氏50～160度。
7.如權利要求2所述的主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于，于進行烘烤步驟之前，更包括進行真空干燥工藝。
8.如權利要求1所述的主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于，于形成該有機材料層之后，更包括在該有機材料層中形成多個接觸窗開口，每一接觸窗開口暴露出其中一主動元件，而各像素電極通過該接觸窗開口而與對應的主動元件電性連接。
9.如權利要求8所述的主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于，在形成該有機材料層之前，更包括形成一鈍化層，覆蓋住該些條掃描配線、該些資料配線以及該些主動元件，其中該些接觸窗開口暴露出該鈍化層；以及在形成該有機材料層之后，更包括移除被該些接觸窗開口暴露出的該鈍化層，以暴露出該些主動元件。
10.如權利要求9所述的主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于，移除被暴露出的該鈍化層的步驟以及對該有機材料層的表面進行該等離子體處理工藝是同時進行的。
11.如權利要求1所述的主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于，該等離子體處理工藝的反應氣體包括含鹵素氣體、氧氣、氮氣、惰性氣體或其混合氣體。
12.如權利要求11所述的主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于，該惰性氣體包括氬氣。
13.如權利要求1所述的主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于，該等離子體處理工藝的壓力不大于一大氣壓。
14.如權利要求1所述的主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于，該些主動元件為薄膜晶體管。
15.如權利要求1所述的主動元件陣列基板的制造方法，其特征在于，該有機材料層表面上的每一凹陷圖案的尺寸介于0.1～1微米之間。
16.一種主動元件陣列基板，其特征在于，包括多條掃描配線、多條資料配線以及多個主動元件，配置在一基板上，其中各主動元件與對應的該掃描配線及該資料配線電性連接；一有機材料層，覆蓋該些主動元件、該些掃描配線與該些資料配線，其中該有機材料層的表面具有多個凹陷圖案，且每一凹陷圖案的尺寸小于1微米；以及多個像素電極，位于該有機材料層上，且各像素電極會與對應的其中一主動元件電性連接。
17.如權利要求16所述的主動元件陣列基板，其特征在于，每一凹陷圖案的尺寸介于0.1～1微米之間。
18.如權利要求16所述的主動元件陣列基板，其特征在于，更包括一鈍化層，配置于該有機材料層的底下。
全文摘要
本發明提出一種主動元件陣列基板及其制造方法。此陣列基板及方法是先提供一基板，此基板上已形成有數條掃描配線、資料配線以及主動元件，各主動元件與對應的掃描配線及資料配線電性連接；然后，于基板上形成一層有機材料層，此有機材料層覆蓋住這些條掃描配線、這些資料配線以及這些主動元件；接著，對此有機材料層的表面進行等離子體處理工藝，以于此有機材料層表面形成數個凹陷圖案，其中每一凹陷圖案的尺寸小于1微米；之后，于此有機材料層上形成數個像素電極，其中各像素電極會與對應的其中一個主動元件電性連接。本發明采用較低成本的方式制作納米等級的凹陷圖案，能減緩或降低顯示器顯示不均勻的問題。
文檔編號G02F1/13GK1851905SQ20061008021
公開日2006年10月25日 申請日期2006年5月11日 優先權日2006年5月11日
發明者周振南, 張豐隆, 鄭婷文 申請人:廣輝電子股份有限公司