CN102116956A - 半透射半反射式液晶显示面板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

一种半透射半反射式液晶显示面板的制作方法，首先提供阵列基板，所述阵列基板包含多个定义有元件区、透射区与反射区的像素区；于所述阵列基板上形成第一金属层；图案化所述第一金属层以同时形成栅极电极与多个金属凸块；于所述阵列基板上形成覆盖所述栅极电极与所述多个金属凸块而具有粗糙表面的第一绝缘层；于所述栅极电极上形成图案化半导体层；于所述反射区内形成覆盖所述第一绝缘层而具有粗糙表面的反射层；以及依序于所述阵列基底上形成图案化第二绝缘层与像素电极。

Description

半透射半反射式液晶显示面板及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种液晶显示面板及其制作方法，特别涉及一种半透射半反射式(transflective)液晶显示面板及其制作方法。

背景技术

液晶显示面板依其光源的利用及阵列基板的差异，可分为透射式、反射式以及半透射半反射式等三大类。随着液晶显示器以及便携式电子产品的普及化，液晶显示器必需兼顾在户外强光环境与室内环境，甚至是在暗处时的显示质量，而半透射半反射式液晶显示面板即为在上述环境中皆可提供同样清晰的显示效果的一较佳选择。

参阅图1，图1为一现有半透射半反射式液晶显示面板的结构示意图。如图1所示，半透射半反射式液晶显示面板100包含有阵列基板102、与阵列基板102相对的彩色滤光片基板104、以及设置于阵列基板102与彩色滤光片基板104间的液晶分子层106。半透射半反射式液晶显示面板100包含有多个像素区110，各像素区110则分别包含反射区112与透射区114。阵列基板102上的各像素区110内设置有薄膜晶体管120；且如图1所示，薄膜晶体管120设置于反射区112之内。为了使透射光与反射光经过液晶的光程一致，现有技术还在完成薄膜晶体管120工艺后，于反射区112内的阵列基板102上形成覆盖薄膜晶体管120的有机绝缘层130，且有机绝缘层130是利用额外的掩膜形成预定图案；随后于有机绝缘层130上形成反射层132。由于有机绝缘层130表面所具有的预定图案，形成于其上的反射层132会沿该预定图案的轮廓获得粗糙表面，以提高反射率。而在透射区114中，形成透明材料的像素电极140，且像素电极140透过有机绝缘层130的接触孔(contact hole)134电连接于薄膜晶体管120。

如前所述，为使透射光与反射光的光程一致，半透射半反射液晶显示面板100需额外设置有机绝缘层130以垫高反射区112；且必需增加掩膜，以定义有机绝缘层130的位置及其表面轮廓。因此有机绝缘层130会被做得非常厚，甚至将近液晶间隙(cell gap)的一半，也就是说有机绝缘层130的设置无可避免地增加了工艺时间与成本等。更值得注意的，如150所圈示，由于反射区112内的有机绝缘层130与透射区114内阵列基板102交界处轮廓的高度断差，后续沉积制作像素电极140的工艺控制难度会随之增加，甚至产生像素电极140断线的问题。另外，为了提升反射率，现有半透射半反射液晶显示面板100更需利用前述额外增加的掩膜形成有机绝缘层130的预定图案，以使后续形成的反射层132具有粗糙表面。由此可知，半透射半反射液晶显示面板100的制作更为复杂，其工艺控制更为困难。

发明内容

因此，本发明的目的之一在于提供一种半透射半反射式液晶显示面板及其制作方法，以解决前述现有技术所面临的难题。

为达上述的目的，本发明提供一种制作半透射半反射式液晶显示面板的方法，该方法首先提供阵列基板，该阵列基板包含多个像素区，且各该像素区包含元件区、透射区与反射区。接下来于该阵列基板上形成第一金属层，随后图案化该第一金属层，以于该元件区内形成栅极电极，同时于该反射区内形成多个金属凸块。在形成该栅极电极与该些金属凸块后，于该阵列基板上形成覆盖该栅极电极与该些金属凸块的第一绝缘层；该第一绝缘层藉由位于其下方的该些金属凸块而具有粗糙表面。之后，于该元件区内的该栅极电极上形成图案化半导体层；并于该反射区内形成反射层，且该反射层覆盖该第一绝缘层而具有粗糙表面，以及依序于该阵列基底上形成图案化第二绝缘层与像素电极。

本发明于此另提供一种制作半透射半反射式液晶显示面板的方法，该方法首先提供阵列基板，该阵列基板包含多个像素区，且各该像素区包含元件区、透射区与反射区。接下来于该阵列基板的该元件区内形成栅极电极，并于该阵列基板上依序形成第一绝缘层与形成于该栅极电极上方的图案化半导体层，而在形成该图案化半导体层后，图案化该第一绝缘层，以于该反射区内形成多个凸块。接下来于该反射区内形成反射层，且该反射层覆盖该些凸块而具有粗糙表面；以及依序于该阵列基底上形成图案化第二绝缘层与像素电极。

根据本发明的权利要求，还提供一种半透射半反射式液晶显示面板，其包含有阵列基板，该阵列基板包含多个像素区，且各该像素区具有元件区、透射区与反射区；形成于该阵列基板的该元件区内的薄膜晶体管；多个形成于该阵列基板的该反射区内的凸块；形成于该反射区内的反射层，且该反射层覆盖该等凸块而具有粗糙表面；以及形成于该透射区与该反射区内的像素电极，该像素电极电连接至该薄膜晶体管。

为让本发明的上述特征能更明显易懂，下文特举优选实施方式，并结合附图，作详细说明如下。然而如下的实施方式与附图仅供说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1是一现有半透射半反射式液晶显示面板的结构示意图；

图2至图6是本发明所提供的半透射半反射液晶显示面板的制作方法的第一优选实施例的示意图；

图7是第一优选实施例的变化型的示意图；

图8至图12是本发明所提供的半透射半反射液晶显示面板的制作方法的第二优选实施例的示意图；

图13至图14是第二优选实施例的变化型的示意图。

具体实施方式

参阅图2至图6，图2至图6为本发明所提供的半透射半反射液晶显示面板的制作方法的第一优选实施例的示意图。根据本第一优选实施例，首先提供阵列基板200，其可为玻璃、石英或包含其它材料的透明基板。阵列基板200包含多个像素区210，各像素区210包含元件区212、透射区214与反射区216，且元件区212、透射区214与反射区216水平排列于像素区210之内。于阵列基板200上形成第一金属层(图未示)，第一金属层可为铝、铬、钼、钨、钽、铜或是上述金属的合金。随后如图2所示，利用第一微影暨蚀刻方法(photo-etching-process，以下简称为PEP)图案化第一金属层，以于元件区212内形成栅极电极220，同时于反射区216内形成多个金属凸块222。金属凸块222用以造成后续形成的反射层的粗糙表面，降低反射层的镜面效果，提升其反射率。本优选实施例此处与后续揭露的各步骤中，图案化方法较佳为PEP，但本领域技术人员应知不限于此。

参阅第3图。接下来于阵列基板200上依序形成第一绝缘层230、非晶硅层242、与掺杂硅层244。第一绝缘层230可为单一绝缘层或复合(composite)膜层，其材料可包含氧化硅(SiO)、氮化硅(SiN)、或氮氧化硅(SiON)等；且第一绝缘层230覆盖栅极电极220与反射区216内的金属凸块222而于反射区216内具有凹凸的粗糙表面。掺杂硅层244在此较佳为N型掺杂硅层，用以和后续形成的源极/漏极形成欧姆接触。随后利用第二PEP图案化非晶硅层242与掺杂硅层244，以于元件区212内的栅极电极220上形成图案化半导体层240。

参阅第4图。于图案化半导体层240与第一绝缘层230上形成第二金属层(图未示)，第二金属层亦可为铝、铬、钼、钨、钽、铜或是上述金属的合金。随后利用第三PEP图案化第二金属层，以于元件区212内的图案化半导体层240上形成金属源极/漏极250，同时于反射区216内形成反射层252。值得注意的是，由于反射层252覆盖第一绝缘层230与金属凸块222，因此反射层252亦具有凹凸的粗糙表面，因而可增加其反射率。而元件区212内的栅极电极220、第一绝缘层230、图案化半导体层240、以及源极/漏极250构成薄膜晶体管290。

参阅图5。在形成反射层252之后于阵列基底200上形成第二绝缘层(图未示)，且可利用第四PEP图案化第二绝缘层，以形成如图5所示的图案化第二绝缘层260，其覆盖元件区212内的源极/漏极250以及透射区214内的第一绝缘层230。值得注意的是，图案化第二绝缘层260具有至少一接触孔262，用以暴露出部分源极/漏极250。

参阅图6。在形成图案化第二绝缘层260之后，于阵列基底200上形成像素电极270，像素电极270可包含氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)或氧化铟锌(indium zinc oxide，IZO)等透明材料。像素电极270利用第五PEP图案化而形成于透射区214内与反射区216内的反射层252上，且像素电极270藉由接触孔262电连接于薄膜晶体管290的源极/漏极250。

另外，参阅图7，图7是本第一优选实施例的变化型的示意图。由于本变化型所提供的方法有部分步骤与第一优选实施例相同，因此该些步骤请参阅图2至图5；此外本变化型与第一优选实施例相同的元件则亦沿用图2至图5的元件符号。

同时参阅图5与图7。在形成图案化半导体层240之后，于阵列基底200上形成第二金属层，其材料可同于上述第一优选实施例所采用者。随后利用第三PEP图案化第二金属层，以于元件区212内的图案化半导体层240上形成金属源极/漏极250；而在反射区216内则可选择性地如图7所示完全移除第二金属层，亦不限如图5所示保留其于反射区216内。如前所述，栅极电极220、第一绝缘层230、图案化半导体层240、以及源极/漏极250构成薄膜晶体管290。接下来则如图7所示，于元件区212与透射区214内形成具有接触孔262的图案化第二绝缘层260。

继续参阅图7。在形成图案化第二绝缘层260之后，于阵列基底200上的透射区214与反射区216内形成像素电极270，且像素电极270藉由接触孔262电连接于源极/漏极250。而在完成薄膜晶体管290、图案化第二绝缘层260、与像素电极270的制作后，于图案化第二绝缘层260与像素电极270上形成第三金属层(图未示)，随后图案化第三金属层，以于反射区216内的像素电极270上形成反射层280。

重新参阅图6与图7。根据本第一优选实施例及其变化型，用以造成反射层252/280粗糙表面的金属凸块222与栅极电极220同时形成于阵列基底200上，且不影响后续工艺的进行。也就是说，根据本第一优选实施例所提供的方法，可利用阵列基底200原有的制作流程，在不需要新增掩膜的前提下完成金属凸块222的制作，故可简化工艺，降低成本。值得注意的是，由于反射区216并非设置于元件区212之上，而是与元件区212、透射区214水平排列于像素区210内，因此可避免由于反射区216与透射区214高度断差过大容易产生的像素电极270断线问题。此外，半透射反射液晶显示面板的反射层252可与薄膜晶体管290同时完成制作，而如图6所示形成于像素电极270之下。另外反射层280亦可如图7所示，形成于像素电极270之上，以更加强反射区216的光线反射能力。

参阅图8至图12，图8至图12为本发明所提供的半透射半反射液晶显示面板的制作方法的第二优选实施例的示意图。由于第二优选实施例中各元件所包含的材料同于第一优选实施例，故于此不再赘述。根据本第二优选实施例，首先提供阵列基板300。阵列基板300包含多个像素区310，且各像素区310包含水平排列的元件区312、透射区314与反射区316。接下来，于阵列基板300上形成第一金属层(图未示)，随后可利用第一PEP图案化第一金属层，以于元件区312内形成栅极电极320。继续参阅图8。接下来于阵列基板300上依序形成第一绝缘层330、非晶硅层342、与掺杂硅层344。随后图案化非晶硅层342与掺杂硅层344，于元件区312内的栅极电极320上形成图案化半导体层340。

参阅图9。接下来图案化第一绝缘层330，以于反射区316内形成多个绝缘凸块332。绝缘凸块332用以造成后续形成的反射层的粗糙表面，降低反射层的镜面效果，提升其反射率。

参阅图10。于图案化半导体层340、第一绝缘层330与绝缘凸块332上形成第二金属层(图未示)。随后图案化第二金属层，以于元件区312内的图案化半导体层340上形成金属源极/漏极350，同时于反射区316内形成反射层352。值得注意的是，由于反射层352覆盖绝缘凸块332，因此反射层352具有凹凸的粗糙表面，因而可增加其反射率。而栅极电极320、第一绝缘层330、图案化半导体层340、以及源极/漏极350构成薄膜晶体管390。

参阅图11。在形成反射层352之后，于阵列基底300上形成第二绝缘层(图未示)，且图案化第二绝缘层，以形成如图11所示的图案化第二绝缘层360，其覆盖元件区312内的源极/漏极350，并覆盖透射区314内的第一绝缘层330。值得注意的是，图案化第二绝缘层360具有至少一接触孔362，用以暴露出部分源极/漏极350。

参阅图12。在形成图案化第二绝缘层360之后，于阵列基底300的透射区314内与反射区316内的反射层352上形成像素电极370，且像素电极370藉由接触孔362电连接于源极/漏极350。

另外，参阅图13至图14，图13至图14的本第二优选实施例的变化型的示意图。由于本变化型所提供的方法有部分步骤与第二优选实施例相同，因此该些步骤可参阅上述的第二优选实施例；此外本变化型与第二优选实施例相同的元件则亦沿用图8至图12的元件符号。

参阅图13。在形成图案化半导体层340之后，于阵列基底300上形成第二金属层。随后图案化第二金属层，以于元件区312内的图案化半导体层340上形成金属源极/漏极350；而在反射区316内则可选择性地如图13所示完全移除第二金属层，但亦不限如图10所示保留其于反射区316内。如前所述，栅极电极320、第一绝缘层330、图案化半导体层340、以及源极/漏极350构成薄膜晶体管390。在形成源极/漏极350，即完成薄膜晶体管390的制作后，则于阵列基底300上形成第二绝缘层359。

接下来参阅图14。由于第一绝缘层330与第二绝缘层359蚀刻率差异不大，在图案化第二绝缘层359时，于元件区312与透射区314形成图案化第二绝缘层360；而在反射区316内，则同时图案化第二绝缘层359与第一绝缘层330，而形成多个绝缘凸块364。而在形成图案化第二绝缘层360与绝缘凸块364之后，于阵列基底300上的透射区314与反射区316内形成像素电极370，且像素电极370藉由接触孔362电连接于源极/漏极350。之后，于凸块364与像素电极370上形成第三金属层(图未示)，随后图案化第三金属层，以于反射区316内的像素电极370上形成反射层380。

重新参阅图12与图14。根据本第二优选实施例及其变化型，用以造成反射层352/380粗糙表面的绝缘凸块332可利用额外的掩膜图案化第一绝缘层330而形成于阵列基底300上。亦可在后续图案化第二绝缘层359的同时图案化第一绝缘层330，而于阵列基底300上在不需要新增掩膜的前提下完成绝缘凸块364的制作，故可简化工艺、降低成本。值得注意的是，由于反射区316并非设置于元件区312之上，而是与元件区312、透射区314水平排列于像素区310内，因此可避免由于反射区316与透射区314高度断差过大容易产生的像素电极370断线问题。此外，半透射反射液晶显示面板的反射层352可与薄膜晶体管390同时完成制作，而如图12所示形成于像素电极370之下。反射层380亦可如图14所示，形成于像素电极370之上，以更加强反射区316的光线反射能力。

综上所述，本发明所提供的半透射半反射式液晶显示面板及其制作方法，可利用阵列基底原有的制作流程，在不需要新增掩膜的前提下完成凸块的制作，故可简化工艺、降低成本。由于反射区并非设置于元件区之上，而是与元件区、透射区水平排列于像素区内，因此还可避免由于反射区与透射区高度断差过大容易产生的像素电极断线问题。本发明并不限于为双重液晶间隙(dual-cell gap)或单液晶间隙(single-cell gap)的半透射半反射式液晶显示面板。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (20)

1.一种制作半透射半反射式液晶显示面板的方法，包含有以下步骤：

提供阵列基板，所述阵列基板包含多个像素区，且各所述像素区包含元件区、透射区与反射区；

于所述阵列基板上形成第一金属层；

图案化所述第一金属层，以于所述元件区内形成栅极电极，同时于所述反射区内形成多个金属凸块；

于所述阵列基板上形成第一绝缘层，所述第一绝缘层覆盖所述栅极电极与所述多个金属凸块，且所述第一绝缘层藉由位于其下方的所述多个金属凸块而具有粗糙表面；

于所述元件区内的所述栅极电极上形成图案化半导体层；

于所述反射区内形成反射层，且所述反射层覆盖所述第一绝缘层并藉由位于其下方的所述第一绝缘层而具有粗糙表面；以及

于所述阵列基底上形成图案化第二绝缘层与像素电极。

2.如权利要求1所述的方法，其中形成所述反射层的步骤还包含：

于所述图案化半导体层与所述第一绝缘层上形成第二金属层；以及

图案化所述第二金属层，以于所述图案化半导体层上形成源极/漏极，同时于所述反射区内形成所述反射层。

3.如权利要求2所述的方法，其中形成所述图案化第二绝缘层与所述像素电极的步骤是于形成所述反射层的步骤后进行。

4.如权利要求1所述的方法，还包含于形成所述图案化第二绝缘层与所述像素电极之前，先于所述图案化半导体层上形成源极/漏极。

5.如权利要求4所述的方法，其中形成所述反射层的步骤还包含：

于所述图案化第二绝缘层与所述像素电极上形成第三金属层；以及

图案化所述第三金属层，以于所述反射区内的所述像素电极上形成所述反射层。

6.一种制作半透射半反射式液晶显示面板的方法，包含有以下步骤：

提供阵列基板，所述阵列基板包含多个像素区，且各所述像素区包含元件区、透射区与反射区；

于所述阵列基板的所述元件区内形成栅极电极；

于所述阵列基板上依序形成第一绝缘层与图案化半导体层；

图案化所述第一绝缘层，以于所述反射区内形成多个凸块；

于所述反射区内形成反射层，且所述反射层覆盖所述多个凸块且藉由位于其下方的所述多个凸块而具有粗糙表面；以及

依序于所述阵列基底上形成图案化第二绝缘层与像素电极。

7.如权利要求6所述的方法，其中形成所述反射层的步骤还包含：

于所述图案化半导体层、所述第一绝缘层、与所述多个凸块阵列基底上形成第一金属层；以及

图案化所述第一金属层，以于所述元件区内的所述图案化半导体层上形成源极/漏极，同时于所述反射区内形成所述反射层。

8.如权利要求7所述的方法，其中形成所述图案化第二绝缘层与所述像素电极的步骤是于形成所述反射层的步骤后进行。

9.如权利要求6所述的方法，还包含于形成所述图案化第二绝缘层与所述像素电极之前，先于所述图案化半导体层上形成源极/漏极。

10.如权利要求9所述的方法，其中形成所述反射层的步骤还包含：

于所述图案化第二绝缘层与所述像素电极上形成第二金属层；以及

图案化所述第二金属层，以于所述反射区内的所述像素电极上形成所述反射层。

11.一种半透射半反射式液晶显示面板，包含有：

阵列基板，所述阵列基板包含多个像素区，且各所述像素区具有元件区、透射区与反射区；

薄膜晶体管，形成于所述阵列基板的所述元件区内；

多个凸块，形成于所述阵列基板的所述反射区内；

反射层，形成于所述阵列基板的所述反射区内，且覆盖所述多个凸块而具有粗糙表面；以及

像素电极，形成于所述阵列基板的所述透射区与所述反射区内，且电连接至所述薄膜晶体管。

12.如权利要求11所述的液晶显示面板，其中所述薄膜晶体管还包含：

栅极电极；

第一绝缘层，覆盖所述栅极电极；

图案化半导体层，形成于所述第一绝缘层上；以及

第二金属层，形成于所述图案化半导体层上，用以作为所述薄膜晶体管的源极/漏极。

13.如权利要求12所述的液晶显示面板，其中所述栅极电极与所述多个凸块包含相同的金属材料。

14.如权利要求13所述的液晶显示面板，其中所述第一绝缘层、所述像素电极、与所述反射层覆盖所述多个凸块。

15.如权利要求14所述的液晶显示面板，其中所述像素电极形成于所述反射层之上。

16.如权利要求14所述的液晶显示面板，其中所述反射层形成于所述像素电极之上。

17.如权利要求12所述的液晶显示面板，其中所述第一绝缘层与所述多个凸块包含相同的材料。

18.如权利要求17所述的液晶显示面板，其中所述像素电极与所述反射层覆盖所述多个凸块。

19.如权利要求18所述的液晶显示面板，其中所述像素电极形成于所述反射层之上。

20.如权利要求18所述的液晶显示面板，其中所述反射层形成于所述像素电极之上。

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