CN101963731B - 反射式画素数组基板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种反射式画素数组基板及其制作方法，此反射式画素数组基板，只需利用五道光罩即可形成其包含一基板、一薄膜晶体管、复数个凸块、一反射电极和一绝缘层，复数个凸块和基板之间的高低差使得位于凸块上方的反射电极具有一凹凸结构，其中薄膜晶体管中的闸极电极和凸块是由同一导电层形成，而汲极电极和反射电极相连，且汲极电极和反射电极是由同一导电层形成。

Description

反射式画素数组基板及其制作方法

技术领域

本发明是关于一种显示装置的制作方法及其结构，特别是关于一种反射式画素数组基板制作方法及其结构。

背景技术

液晶显示面板具有薄型且省电的特征，广为应用于个人计算机、行动电话与各式电子产品上，但是由于液晶显示器为非自发光的显示器，因此通常需要一个外加光源提供液晶面板足够的亮度，依光源的不同可分为穿透式液晶显示器、半穿透半反射式液晶显示器与反射式液晶显示器三种。

目前市面上多数的液晶显示器为穿透式，不过穿透式液晶显示器需要背光模块提供背光源，不但制造成本高，也难做得轻薄短小。相对来说，反射式液晶显示器因不需使用背光源，直接利用环境光源便可阅读，而且亮度高，即使在户外大太阳底下画面也十分淸晰，不需再加背光模块，因此具有省电、轻薄短小、适合长期户外使用等特性，并且可大幅降低液晶显示器的制造成本。

由于反射式液晶显示器所使用的光源来自外界的入射光，其强度较背光式液晶显示器所使用的光源为弱，致使反射式液晶显示器的显示效果，较背光式液晶显示器为差。因此，为解决在光源使用上所遇到的问题，其中一个方法，便是制造一个具有表面弧度的反射电极，以利于入射光源的反射光强度增加，提高外来光源的利用率，而提升显示器的显示质量。

然而，为制作具有表面弧度反射电极，使得反射式液晶显示器的TFT基板需要八道光罩制程，因而增加液晶显示器的生产成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种反射式画素数组基板的制作方法与结构，以解决习知技术所面临的问题。

本发明的技术特征在于:一种反射式画素数组基板的制作方法，包含首先提供一基板包含至少一画素区，且画素区包含一反射区和一组件区，接着形成一第一导电层于基板上，随后图案化第一导电层以形成一闸极线、一闸极电极和一共通线于组件区，并且形成复数个凸块于反射区，然后形成一第一絶缘层覆盖基板、闸极线、闸极电极、共通线和所有凸块，之后形成一半导体层于闸极电极上，再形成一第二导电层于第一絶缘层和半导体层上，接下来图案化第二导电层以形成一源极线、一源极电极、一汲极电极位于组件区以及一反射电极由组件区延伸至反射区，并且反射电极与各个凸块重迭，然后形成一第二絶缘层覆盖组件区以及反射区，最后图案化第二絶缘层于反射区形成复数个第一开口曝露出位于各个凸块正上方的反射电极。

本发明的另一技术特征在于：一种反射式画素数组基板，包含：一基板包含至少一画素区，且画素区包含一反射区和一组件区，一薄膜晶体管设于组件区，薄膜晶体管包含：一闸极电极设于基板上、一闸极絶缘层覆盖闸极电极并且延伸至反射区、一半导体层位于闸极絶缘层上并与闸极电极重迭、一源极电极位于半导体层和闸极絶缘层上以及一汲极电极位于半导体层和闸极絶缘层上，复数个凸块设于反射区的基板上并且闸极絶缘层覆盖所有凸块，其中各个凸块为浮置，前述画素数组基板另包含一反射电极位于闸极絶缘层上，且与汲极电极相连，并且反射电极由汲极电极延伸至反射区，其中反射区中的反射电极与各个凸块重迭使得反射电极的表面形成一凹凸结构以及一絶缘层覆盖反射区，并且絶缘层内具有复数个第一开口曝露出位于各个凸块正上方的反射电极。

本发明所述的反射式画素数组基板及其制作方法，可在一般液晶显示面板制程兼容，并且只需要五道光罩制程，可以简化制程、提高产能、并且减少生产成本。

附图说明

图1为本发明的基板及利用第一光罩图案化基板上导电层以形成闸极线和闸极电极的结构示意图。

图2为图1的G-G’线剖面结构示意图。

图3为图1的K-K’线剖面结构示意图。

图4为本发明第二光罩蚀刻后的结构示意图。

图5为图4的G-G’线剖面结构示意图。

图6为图4的K-K’线剖面结构示意图。

图7为本发明基板及利用第三光罩图案化基板上导电层以形成源极电极和汲极电极的结构示意图。

图8为图7的G-G’线剖面结构示意图。

图9为本发明第四、第五光罩蚀刻后的结构示意图。

图10为图10的G-G’线剖面结构示意图。

图11为图10的K-K’线剖面结构示意图。

具体实施方式

参考图1、图2、图3，本发明所述的反射式画素数组基板的制作方法，首先提供一基板10具有一主动区12和至少一外围电路区14，外围电路区14位于主动区12的一边缘，至少一画素区16设置于主动区12，且画素区16划分为一反射区18和一组件区20，详细来说，于本文中仅以一画素区16来进行说明，然而为简化说明，主动区12内可以有复数个画素区，且各个画素区可以定义有一组件区和一反射区。其中基板10材质可为玻璃、塑料或石英等材料。

接着，形成一导电层22于基板10上，然后利用一第一光罩经由曝光显影制程并配合蚀刻以图案化导电层22而形成一闸极线24、一闸极电极26、一共通线28、复数个凸块30于基板10上，其中闸极电极26和共通线28系位于画素区16中的组件区20，复数个凸块30是位于画素区16中的反射区18，此外，闸极线24由组件区20延伸至外围电路区14。

导电层22可以为一金属层，例如由铝、铬、钼、钨、钽、铜或是上述金属的合金等组成。亦或是导电层22亦可以为一非金属导电层，例如由铟锡氧化物(ITO)或氧化锌(ZnO)等组成。此外，各个凸块30彼此独立互不相连，且各个凸块30为浮置，另外，各个凸块30的形状可以为多角形、圆形、椭圆形或环形，但不以此为限。值得注意的是，于本发明中可以仅用一道光罩制程，同时制作闸极线24、闸极电极26、共通线28和凸块30。

随后请同时参阅图4、图5和图6，全面形成一闸极絶缘层32于组件区20、反射区18和外围电路区14，闸极絶缘层32顺应地(conformally)覆盖基板10、闸极线24、闸极电极26、共通线28和各个凸块30，由于闸极絶缘层32顺应地覆盖各个凸块30，因此，闸极絶缘层32的表面会随着各个凸块30高低起伏，闸极絶缘层32可以为氧化硅、氮化硅、或氮氧化硅等，但不以此为限。然后，形成一半导体层34于闸极絶缘层32上，然后利用一第二光罩，经由曝光显影制程并配合蚀刻以图案化半导体层34，使其位置大致对应闸极电极26。 

如图7、图8所示，全面形成一导电层36于基板10上覆盖主动区12和外围电路区14，导电层36顺应地覆盖半导体层34和闸极絶缘层32，然后利用一第三光罩经由曝光显影制程并配合蚀刻以图案化导电层36，移除位于外围电路区14的导电层36，并且于组件区20中形成一源极线38、一源极电极40、一汲极电极42以及形成一反射电极44与汲极电极42相连，并且反射电极44由组件区20延伸至反射区18。

值得注意的是，位于反射区18的反射电极44与各个凸块30重迭，并且反射电极44下的闸极絶缘层32表面因为凸块30和基底10的高低差而有高低起伏，因此位于反射区18的反射电极44的表面也因为凸块30和基底10造成的高低差而形成一凹凸结构46。此凹凸结构46可以使入射光在凹凸结构46表面反射时产生多种不同的反射角度，进而达成光源均匀的效果。另外，于本发明中反射电极44、源极线38、源极电极40和汲极电极42系采用同一光罩形成。

如图9、图10和图11所示，全面形成一绝缘层48覆盖画素区16和外围电路区14，也就是说绝缘层48覆盖整个基板10，然后利用一第四光罩，经由曝光显影制程与蚀刻制程后，图案化反射区18内的绝缘层48形成复数个开口52，经由开口52曝露出反射区18内位在各个凸块30正上方的反射电极44，以及同时利用第四光罩图案化外围电路区14内的绝缘层32和闸极絶缘层48，形成一开口54以曝露出部分的闸极线24。

根据本明的较佳实施例，絶缘层48可以为氮化硅。此外，凸块30正上方的反射电极44周围的絶缘层48可以将入射在其中的光线折射至凸块30正上方的反射电极44，使反射效果更佳。接着，全面形成一导电层56于主动区12和外围电路区14，随后利用一第五光罩，经由曝光显影制程与蚀刻制程后，图案化导电层56以移除主动区12和部分之外围电路区14内的导电层56，仅留下位于开口54内和开口54周围的导电层56，使得在外围电路区14内的导电层56与闸极线24电性连结，此外，导电层56系用于防止原来由开口54曝露出来的闸极线24氧化，导电层56较佳为ITO。至此，本发明的反射式画素数组基板100业己完成。

参考图9、图10和图11，本发明所述的反射式画素数组基板100，包含：一基板10具有一主动区12和至少一外围电路区14，外围电路区14系位于主动区12的至少一边缘，至少一画素区16设置于主动区12中，且画素区16划分为一反射区18和一组件区20。为简化说明，于本文中仅以一画素区16来进行说明，然而详细来说基板10上可以有复数个画素区(图未示)，且各个画素区可以定义有一组件区和一反射区。其中基板10材质可为玻璃、塑料或石英等材料。

此外，一薄膜晶体管58设于组件区12，薄膜晶体管58包含一闸极电极26设于基板10上，一闸极絶缘层32覆盖闸极电极26并且由组件区20延伸至反射区18和外围电路区14，一半导体层34位于闸极絶缘层32上并与闸极电极26重迭，一源极电极40位于半导体层34和闸极絶缘层32上以及一汲极电极42位于半导体层34和闸极絶缘层32上。另外，一闸极线24与闸极电极26相连并且由组件区20延伸至外围电路区14，其中闸极絶缘层32由组件区20延伸至外围电路区14覆盖闸极线24，一共通线28位于组件区20。

反射式画素数组基板100另包含复数个凸块30设于反射区18的基板10上并且闸极絶缘层32由组件区20延伸至反射区18覆盖各个凸块30，其中各个凸块30为浮置并且彼此独立不相连。一反射电极44位于闸极絶缘层32上并且与汲极电极42相连，反射电极44由组件区20延伸至反射区18，值得注意的是：由于各个凸块30和基板10之间的高低差，使得位于凸块30和基板10上的闸极絶缘层32表面具有高低起伏的轮廓，而覆盖在闸极絶缘层32上的反射电极44其表面也因为此高低差而顺应形成一凹凸结构46，此凹凸结构46可以使入射反射式画素数组基板100的光线，经由凹凸结构46往各个方向反射，产生均匀的反射光，再者，请参阅第1A图，各个凸块30、闸极线24、闸极电极26和共通线28系利用图案化同一导电层22而形成。另外，请参阅图9、图10，一絶缘层48覆盖画素区16包含其中的薄膜晶体管58、反射电极44以及覆盖外围电路区14包含其中的的闸极絶缘层32，并且反射区18中的絶缘层48内具有复数个开口52曝露出位于各个凸块30正上方的反射电极44，而于外围电路区14的闸极絶缘层32和絶缘层48内具有至少一开口54曝露出外围电路区14的部分闸极线24。一导电层56填入开口54并且覆盖外围电路区14内的絶缘层48和由开口54曝露出的闸极线24，导电层56可以例如为ITO。 

综上所述，本发明所述的反射式画素数组基板及其制作方法，与现行的反射式画素数组基板制程兼容，由于本发明的反射式画素数组基板其闸极电极和各个凸块系使用同一道光罩形成，而反射电极和汲极/源极电极亦使用同一道光罩形成，因此本发明的反射式画素数组基板只需要五道光罩即可完成，故能有效的简化制程、提高产能、并且减少生产成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种反射式画素数组基板的制作方法，其特征在于：包括：

提供一基板包含至少一画素区，且该画素区包含一反射区和一组件区；

形成一第一导电层于该基板上；

图案化该第一导电层以形成一闸极线、一闸极电极和一共通线于该组件区，并且形成复数个凸块于该反射区；

形成一第一绝缘层覆盖该基板、该闸极线、该闸极电极、该共通线和该复数个凸块；

形成一半导体层于该闸极电极上；

形成一第二导电层于该第一绝缘层和该半导体层上；

图案化该第二导电层以形成一源极线、一源极电极、一汲极电极位于该组件区以及一反射电极由该组件区延伸至该反射区，并且该反射电极与该等凸块重迭； 

形成一第二绝缘层覆盖该组件区以及该反射区；以及图案化该第二绝缘层于该反射区形成复数个第一开口曝露出位于各该凸块正上方的该反射电极。

2.根据权利要求1所述的反射式画素数组基板的制作方法，其特征在于：所述该基板另包含一外围电路区，该闸极线、该第一绝缘层由该组件区延伸至该外围电路区，并且在图案化该第二绝缘层时，同时图案化该外围电路区内的该第一绝缘层和该第二绝缘层形成一第二开口，曝露出该外围电路区内的部分该闸极线。

3.根据权利要求2所述的反射式画素数组基板的制作方法，其特征在于：另包含：

图案化该第二绝缘层之后，形成一第三导电层，并图案化该第三导电层后，使该第三导电层覆盖该外围电路区内的该第二绝缘层和该闸极线。

4.根据权利要求1所述的反射式画素数组基板的制作方法，其特征在于：所述各该凸块的形状包含多角形、圆形、椭圆形或环形。

5.根据权利要求1所述的反射式画素数组基板的制作方法，其特征在于：所述该反射电极完全覆盖该反射区并且位于该反射区的反射电极的表面形成一凹凸结构。

6.根据权利要求4所述的反射式画素数组基板的制作方法，其特征在于：所述各凸块为浮置。

7.一种反射式画素数组基板，其特征在于：包含：

一基板包含至少一画素区，且该画素区包含一反射区和一组件区；

一薄膜晶体管设于该组件区，该薄膜晶体管包含：

一闸极电极设于该基板上；

一闸极絶缘层覆盖该闸极电极并且延伸至该反射区；

一半导体层位于该闸极絶缘层上并与该闸极电极重叠；

一源极电极位于该半导体层和该闸极绝缘层上；以及一汲极电极位于该半导体层和该闸极绝缘层上；

复数个凸块设于该反射区的基板上并且该闸极绝缘层覆盖该各凸块，其中各该凸块为浮置； 

一反射电极位于该闸极绝缘层上，且与该汲极电极相连，并且该反射电极由该汲极电极延伸至该反射区，其中该反射区中的该反射电极与该各凸块重迭使得该反射电极的表面形成一凹凸结构；以及一绝缘层覆盖该反射区，并且该絶缘层内具有复数个第一开口曝露出位于各该凸块正上方的该反射电极；其中该闸极电极和该各凸块是利用图案化同一层导电层而形成。

8.根据权利要求7所述的反射式画素数组基板，其特征在于：其中该基板另包含：

一外围电路区； 

一闸极线与该闸极电极相连并且由该组件区延伸至该外围电路区，并且该闸极绝缘层和该绝缘层依序覆盖该闸极线；

一第二开口位于该闸极绝缘层和该绝缘层中，并且曝露出该外围电路区内的该闸极线；以及

一导电层填入该第二开口并且覆盖该外围电路区内的该绝缘层和由该第二开口曝露出的该闸极线。

9.根据权利要求7所述的反射式画素数组基板，其特征在于：其中各该凸块的形状包含多角形、圆形、椭圆形或环形。

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