CN1854838A - 半透射半反射式液晶显示面板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种半透射半反射式液晶显示面板及其制造方法，在一实施例中，包括提供一基板，基板具有一透射区域，沉积一平坦层于基板上，在平坦层上形成一孔，用以暴露出位于透射区域的基板，在平坦层上以及在孔中所暴露出的基板上形成一第一反射层，且在第一反射层上形成一第二反射层，进行一蚀刻步骤来图案化在孔中的第一反射层与第二反射层，用以暴露出位于透射区域的基板，其中蚀刻步骤包括第一反射层的一第一蚀刻速率，以及第二反射层的一第二蚀刻速率，其中第一蚀刻速率慢于第二蚀刻速率，以及在第二反射层上与位于透射区域的基板上形成一透明电极。

Description

半透射半反射式液晶显示面板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种显示装置，特别涉及一种半透射半反射式液晶显示器的反射层结构。
背景技术
由于制造成本的下降以及品质的提升，液晶显示装置(liquid crystaldisplay；LCD)逐渐地应用在不同的产品中，例如笔记型计算机、个人数字化助理(personal digital assistant；PDA)、移动电话及时钟等。液晶显示装置是无源(passive)发光的装置，其具有一个背光组件。
一般说来，液晶显示装置可依显示方法分成数种不同种类，例如反射式(reflective)液晶显示器，透射式(transmissive)液晶显示器，以及半透射半反射式(transflective)液晶显示器。反射式液晶显示器因为可以反射来自环境中的光线，因此较为省电。透射式液晶显示器包括面板(panel)以及背光组件(backlight unit)，用以提供液晶显示器光线之用，因此具有较高的亮度以及较少的使用限制。而半透射半反射式液晶显示器则结合以上两种装置的特征，可在低环境光源中使用背光组件来显示影像，亦可在较亮的环境光源中关闭背光组件而直接使用来自环境中的光线。
请参照图1，图中显示的是传统半透射半反射式液晶显示面板10。如图1所示，半透射半反射式液晶显示面板10包含一基板，此基板具有多条扫描线(scan line)12、多条数据线(data line)14以及多个像素(pixel)，其中，扫描线12形成于横轴方向，数据线14形成于纵轴方向，并且与扫描线12相互正交，而像素则形成于扫描线12与数据线14交叉处所相对应的位置。每个像素包含一开关区域16以及一显示区域18。在半透射半反射式液晶显示面板10中，该开关区域16可以包含例如多晶硅的薄膜晶体管(thin film transistor)。显示区域18中的基板被一反射层所覆盖，而此反射层具有一透射洞(transmitting hole)而形成透射区域114以及反射区域115。因此，环境光可以经由反射层的反射而显示影像。而背光组件则可经由透射区域114提供额外的光线，用以在较暗的环境光源中亦能显示影像。
请参照图2，图中绘示的是沿着图1中显示区域18的A-A’线的截面图。如图2所示，半透射半反射式液晶显示面板10包括基板112，且其上定义出透射区域114与反射区域115。在薄膜液晶显示器的传统工艺中，可以在基板112上形成层间介电层(inter-layer dielectric；ILD)或平坦层(planarizationlayer)116，用以保护位于开关区域16内例如薄膜晶体管等电子装置。透射孔118则形成于基板112上用以暴露出位于透射区域114的基板112。
根据公知半透射半反射显示面板的工艺，透明电极与反射层可依不同顺序形成。例如，可以使用透明电极在上的方式形成面板，或以反射层在上的方式形成面板。由于反射层与穿透电极具有不同的功函数，因此，反射层在上的结构会导致闪烁(flicker)问题发生。由于透明电极在上的结构提供相同的功函数，因此可以避免闪烁问题发生。
如图2所示，黏着层120以及反射层122依序形成于平坦层116之上。之后，透明电极126则形成于反射层122之上。如先前所述，反射层122可以反射环境中的光线以显示影像。黏着层120可以增加平坦层116与反射层122之间的结合。
在透明电极126形成之前可使用蚀刻步骤来图案化(pattern)透射孔118底部的黏着层120以及反射层122，用以暴露出位于透射区域114的基板112。因此，由背光组件所发射出的光线则可穿透此透射区域114。
一般说来，反射层122由铝合金所构成，而黏着层120则包括钼元素。在上述的蚀刻工艺中，由于材料性质的关系，黏着层120具有比反射层122更快的蚀刻速率，会导致在黏着层120的边缘124发生底部截断(undercut)的现象，如图2中的标记123所示。这会造成透明电极126的阶梯覆盖(step-coverage)能力下降，并导致在形成透明电极126时产生中断区域(discontinuity region)或者弱接触区域(weak contact region)等缺陷。此外，现有工艺还会导致半透射半反射式液晶显示面板10的显示品质的下降。因此，有必要发展一种新的半透射半反射式液晶显示面板及其制造方法。
发明内容
有鉴于此，本发明主要提供一种半透射半反射式液晶显示面板及其制造方法，在本发明的一实施例中，包括：提供一基板，其中基板具有一透射区域；然后沉积一平坦层于基板上；接着在平坦层上形成一孔，用以暴露出位于透射区域的基板；然后在平坦层上以及在孔中所暴露出的基板上形成一第一反射层；其次在第一反射层上形成一第二反射层；进行一蚀刻步骤图案化在孔中的第一反射层与第二反射层，用以暴露出位于透射区域的基板，其中蚀刻步骤包括第一反射层的一第一蚀刻速率，以及第二反射层的一第二蚀刻速率，其中第一蚀刻速率比第二蚀刻速率更慢，以及在第二反射层上与位于透射区域的基板上形成一透明电极。
在本发明的另一实施例中提供一种半透射半反射式液晶显示面板，包括：一基板，基板包含一透射区域以及一反射区域；一平坦层，形成于基板上，其中平坦层具有一孔，用以暴露出位于透射区域的基板以及在透射区域周围一部分的位于反射区域中的基板；一第一反射层，形成于平坦层上，且具有位于该孔底部的一第一开口，用以暴露出位于透射区域的基板；一第二反射层，形成于第一反射层上，并具有一第二开口，其中第二开口位于第一开口的上，并且比第一开口更大；以及一透明电极，形成于第二反射层以及位于透射区域的基板上。
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图作详细说明。
附图说明
图1绘示出传统半透射半反射式液晶显示面板的示意图；
图2绘示出沿着图1中的显示区域的A-A’线的截面图；
图3-5绘示出根据本发明的一实施例所形成的半透射半反射式液晶显示面板的制造流程图；
图6绘示出根据本发明的一实施例所制造的半透射半反射式液晶显示面板；
图7绘示出根据本发明的一实施例所制造的液晶显示装置；
图8绘示出根据本发明的一实施例所制造的电子装置。
附图标记说明：
A-A’～横截线；10、210、310～半透射半反射式液晶显示面板；12～扫描线；14～数据线；16～开关区域；18～显示区域；112、212、312～基板；114、214～透射区域；115、215、315～反射区域；116、216、316～平坦层；118、218、318～透射孔；120、328～黏着层；122～反射层；123～区域；124～边缘；126、226、326～透明电极；220、320～第一反射层；222、322～第二反射层；230、330～第一开口；232、332～第二开口；234～锥形结构；1～液晶显示面板；2～控制器；3～液晶显示装置；4～输入装置；5～电子装置。
具体实施方式
以下将详细说明根据本发明各实施例的半透射半反射式液晶显示面板的制造流程。在一些实施例中，反射层形成于半透射半反射式液晶显示面板的平坦层上。
图3-5绘示出根据本发明的一实施例的半透射半反射式液晶显示面板210的制造流程图。如图3所示，半透射半反射式液晶显示面板210可以包括基板212，此基板上212具有透射区域214以及反射区域215。在基板212上形成平坦层216并加以图案化(pattern)而形成透射孔218，用以暴露出透射区域214以及一部份的反射区域215的基板212。在一实施例中，基板212可以包括玻璃基板、硅基板、硅覆绝缘体基板(silicon on insulator substrate)、蓝宝石基板、高分子基板或其它合适的材料。其中，平坦层216可以具有大约介于2.9微米至3.9微米(micrometers)的厚度。此外，平坦层216可以包含例如氧化硅、氮化硅、高分子或上述材料的组合的介电材料。
如图4所示，首先，在透射区域214、反射区域215以及平坦层216内的透射孔218的侧壁上形成第一反射层220以及第二反射层222。
之后，进行一蚀刻步骤来图案化(pattern)位于透射区域214中的第一反射层220与第二反射层222。经过上述的蚀刻步骤之后，在第一反射层220中形成第一开口230，在第二反射层222中形成第二开口232，用以暴露出透射区域214的基板212，其中第二开口232位于第一开口230之上。
根据本发明的一实施例，第一反射层220可以具有与第二反射层222不同的蚀刻速率，并且可以由相同或不同的材料构成。此外，在本发明的一实施例中，第一反射层220与第二反射层222可以由相同的材料但不同的密度构成。在一实施例中，第一反射层220与第二反射层222使用不同操作电压的溅镀(sputter)法加以形成。例如，在形成第二反射层222的过程中最好使用与第一反射层220不同的操作电压，使得第二反射层222的结构含有相对较多的孔(porous)以及较低的抗蚀刻能力(anti-etching ability)，而具有较快的蚀刻速率。
由于第一反射层220具有较好的抗蚀刻能力以及较高的密度，所以第一反射层220的蚀刻速率相对而言较慢，例如蚀刻速率大约介于第二反射层222的50％-90％之间，但实际情形则视例如薄膜种类、蚀刻剂以及蚀刻环境等因素而定。因此，第二开口232能够比第一开口大，而在透射孔218底部的经过图案化的第一反射层220以及第二反射层222的边缘形成一锥形结构(tapered structure)234，该锥形结构具有一小于70度的锥角(tapered angle)θ，用以改善后续工艺的可靠度(reliability)。在本发明的一实施例中，锥型结构234具有小于60度的锥角。
在本发明的半透射半反射式液晶显示面板的一实施例中，第一反射层220具有大约介于1000至2000埃(Angstroms)的厚度，并包括铝、银、铝合金、铝钕合金(AlNd)或上述元素的组合。第二反射层222具有大约介于100至800埃的厚度，并包括铝、银、铝合金、铝钕合金(AlNd)或上述元素的组合。
根据本发明的各实施例，上述的蚀刻步骤可以在大约400℃的温度下操作，此外，可以使用含有1-5％硝酸、70-80％磷酸以及5-15％醋酸作为蚀刻剂。第一反射层220的蚀刻速率大约介于每分钟4000-5000埃之间，而第二反射层222的蚀刻速率大约介于每分钟5000-6000埃之间。
如图5所示，将透明电极226顺应性地沉积在第二反射层222与透射区域214中的基板212上。在本发明的半透射半反射式液晶显示面板210的一实施例中，透明电极226可以包括铟锡氧化物(indium tin oxide；ITO)、铟锌氧化物(indium zinc oxide；IZO)、其它合适的材料及上述材料的组合。
图6显示出本发明半透射半反射式液晶显示面板310的另一实施例。与半透射半反射式液晶显示面板210相比，半透射半反射式液晶显示面板310具有相似的结构与工艺，但还包括黏着层328。如图6所示，半透射半反射式液晶显示面板310包括基板312以及形成于基板312上的平坦层316，此基板312具有反射区域315以及透射区域314。平坦层316具有透射孔318，用以暴露出位于透射区域314的基板312。并且在平坦层316以及基板312上形成黏着层328、第一反射层320以及第二反射层322。随后施行蚀刻步骤，用以图案化黏着层328、第一反射层320以及第二反射层322。如先前所述，第一反射层320可以具有比第二反射层322好的抗蚀刻能力，因此第二开口332可以比第一开口330大，而形成锥形结构。此锥形结构能够使后续形成的透明电极326的品质得到改善。在本发明的半透射半反射式液晶显示面板310的一实施例中，黏着层328可以包括钼、钛、其它适合的材料或上述材料的组合，并且具有大约介于50-300埃的厚度。
根据本发明的各实施例，液晶显示装置可以包括上述的半透射半反射式液晶显示面板210或310。图7绘示出液晶显示装置3，此液晶显示装置3包括液晶显示面板1，例如是先前所述的半透射半反射式液晶显示面板210或310。液晶显示装置3还包括与液晶显示面板1连接的控制器2。此控制器2包括驱动电路(未绘示)来控制液晶显示面板1，用以随着输入信号来显示画面。
图8绘示包括液晶显示装置3的电子装置5。输入装置4可以连接液晶显示装置3的控制器2以形成电子装置5。输入装置4可以包括信息处理机(processor)或类似的装置来输入信号至控制器2中用以显示影像。电子装置5可以是可携式装置(portable device)，例如个人数字化助理(personal digitalassistant；PDA)、笔记型计算机、平板计算机(tablet computer)、手机或显示屏幕(display monitor device)，或者例如桌上型计算机(desktop computer)的非可携式装置(non-portable device)。
与公知仅有一层反射层的半透射半反射式液晶显示面板相比，本发明的实施例中的半透射半反射式液晶显示面板提供两层反射层。此外，此两层反射层可以有不同的抗蚀刻能力而形成具有小角度锥角(small tapered angle)的锥形结构。因此，现有技术中透明电极所可能造成的中断(disconnect)或者弱接触(weak connect)等问题都可以得到改善。因此，半透射半反射式液晶显示面板的可靠度以及稳定度都可由此提升。
虽然本发明已以优选实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (18)

1.一种半透射半反射式液晶显示面板的制造方法，包括：
提供一基板，所述基板具有一透射区域；
沉积一平坦层于所述基板上；
在所述平坦层上形成一孔，用以暴露出位于所述透射区域的所述基板；
在所述平坦层上以及在所述孔中的所述基板上形成一第一反射层；
在所述第一反射层上形成一第二反射层；
进行一蚀刻步骤图案化在所述孔中的所述第一反射层与所述第二反射层，用以暴露出所述透射区域的所述基板；以及
在所述第二反射层上以及所述透射区域的所述基板上形成一透明电极。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一反射层的蚀刻速率为一第一蚀刻速率，所述第二反射层的蚀刻速率为一第二蚀刻速率，其中所述第一蚀刻速率比第二蚀刻速率慢。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一反射层与所述第二反射层使用溅镀法形成。
4.如权利要求1所述的方法，其中位于所述孔中的所述第一反射层与所述第二反射层具有一小于70度的锥角。
5.如权利要求1所述的方法，还包括：
在形成所述第一反射层之前，在所述平坦层上形成一黏着层，随后在所述黏着层上形成所述第一反射层。
6.一种半透射半反射式液晶显示面板，包括：
一基板，所述基板包含一透射区域以及一反射区域；
一平坦层，形成于所述基板上，所述平坦层具有一孔，所述孔用以暴露出位于所述透射区域的所述基板以及所述透射区域周围的一部分的所述反射区域中的所述基板；
一第一反射层，形成于所述平坦层上，所述第一反射层具有位于所述孔底部的一第一开口，用以暴露出所述透射区域的所述基板；
一第二反射层，形成于所述第一反射层上，所述第二反射层具有一第二开口，所述第二开口位于所述第一开口的上；以及
一透明电极，形成于所述第二反射层以及所述透射区域的所述基板上。
7.如权利要求6所述的液晶显示面板，其中在形成所述第一开口以及所述第二开口时，其中所述第一反射层的蚀刻速率小于所述第二反射层的蚀刻速率。
8.如权利要求6所述的液晶显示面板，其中所述第一反射层与所述第二反射层在所述孔底部形成一锥形，所述锥形具有一小于70度的锥角。
9.如权利要求1或6所述的液晶显示面板，其中所述第一反射层与所述第二反射层系使用相同材料所构成，其中所述第一反射层与所述第二反射层的密度并不相同。
10.如权利要求2或7所述的液晶显示面板，所述第一反射层的蚀刻速率介于所述第二反射层的蚀刻速率的50-90％之间。
11.如权利要求1或6所述的液晶显示面板，其中所述第一反射层与所述第二反射层所使用的材料选自至少一种由铝、银与铝合金所构成的组。
12.如权利要求11所述的液晶显示面板，其中所述第一反射层与所述第二反射层所使用的材料包括铝钕合金。
13.如权利要求1或6所述的液晶显示面板，其中所述透明电极选自至少一种由铟锡氧化物与铟锌氧化物所构成的组。
14.如权利要求6所述的液晶显示面板，还包括一黏着层，形成于所述平坦层以及所述第一反射层之间，所述黏着层具有一第三开口，形成于所述第一开口与所述第二开口之下。
15.如权利要求5或14所述的液晶显示面板，其中所述黏着层选自至少一种由钼与钛所构成的组。
16.如权利要求15所述的液晶显示面板，其中所述黏着层具有一介于50-300埃的厚度。
17.一种显示装置，包括：
如权利要求6所述的所述半透射半反射式液晶显示面板；以及
一控制器，所述控制器与所述显示面板相连接，用以根据输入信号来提供一影像。
18.一种电子装置，包括：
如权利要求17所述的所述显示装置；以及
一输入装置，所述输入装置与所述显示装置的所述控制器相连接，用以控制所述显示装置进而提供一影像。
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