TWI450005B - 半穿透半反射式液晶顯示面板及其製作方法 - Google Patents

Description

半穿透半反射式液晶顯示面板及其製作方法

本發明係關於一種半穿透半反射式液晶顯示面板及其製作方法，尤指一種減少光罩製程的半穿透半反射式液晶顯示面板及其製作方法。

液晶顯示面板依據光源的不同，可區分為穿透式、反射式、及半穿透半反射式等三種。半反射半穿透液晶顯示面板係結合穿透式與反射式液晶顯示面板之優點，用以兼顧在戶外強光環境與室內環境下的顯示品質。另外，半穿透半反射式液晶顯示面板的結構，可以參閱美國專利編號US 7,245,335 B2。其中，為了達到反射效果，至少需要一道光罩製程來製作反射金屬層，再者，需要額外的光罩製程來形成反射凸塊，以增加反射效果。據此，相較於穿透式液晶顯示器之製程，半反射半穿透液晶顯示器之製程需要較多的光罩製程。

更明確地說，習知半穿透半反射式液晶顯示面板之製程，一般需要至少八道光罩製程。舉例來說，利用第一道光罩製程來製作閘極電極(gate electrode)、利用第二道光罩製程來製作半導體層(semiconductor layer)、利用第三道光罩製程來製作源極(source electrode)與汲極(drain electrode)、利用第四道光罩製程來製作穿透電極(pixel electrode)、利用第五道光罩製程來製作樹脂開口(resin open)、利用第六道光罩製程來製作樹脂凸塊(resin bump)、利用第七道光罩製程來製作接觸開口(contact hole)、利用第八道光罩製程來製作反射電極(reflective electrode)，以形成半穿透半反射式液晶顯示面板。由於每一道光罩製程，均須包括諸如沉積、清潔、曝光、顯影、蝕刻、光阻剝離和檢查等眾多步驟。因此，習知半穿透半反射式液晶顯示面板具有製程複雜、產能難以有效提升，以及高製造成本之問題。

本發明的目的之一在於提供一種半穿透半反射式液晶顯示面板及其製作方法，以解決習知技術所面臨的問題。

本發明之一較佳實施例提供一種半穿透半反射式液晶顯示面板之製作方法，包括下列步驟。首先，提供一基板，其中基板具有至少一畫素區，且畫素區定義有一元件區、一穿透區與一反射區。接著，於基板上形成一第一圖案化導電層，以於元件區內形成一閘極電極，且於反射區內形成一反射電極。之後，於第一圖案化導電層與基板上形成一第一絕緣層，再於第一絕緣層上形成一圖案化半導體層，其中圖案化半導體層大體上對應閘極電極。隨後，於第一絕緣層與圖案化半導體層上形成一第二圖案化導電層，以於元件區內形成一源極電極與一汲極電極，且於反射區內形成一圖案化反射層。接下來，於第二圖案化導電層與第一絕緣層上形成一第二絕緣層。再者，於第二絕緣層中形成至少一第一接觸洞，且於第二絕緣層和第一絕緣層中形成至少一第二接觸洞，並於第二絕緣層中形成至少一第三接觸洞，其中第一接觸洞暴露出部分汲極電極，第二接觸洞暴露出部分反射電極，且第三接觸洞暴露出部分圖案化反射層。然後，於第二絕緣層上形成至少一穿透電極，其中穿透電極設置於穿透區、部分反射區與部分元件區內，且穿透電極填入第一接觸洞、第二接觸洞、與第三接觸洞中，以分別與汲極電極、反射電極、與圖案化反射層電性連接。

本發明之一較佳實施例提供一種半穿透半反射式液晶顯示面板。上述半穿透半反射式液晶顯示面板包括一基板、一第一圖案化導電層、一第一絕緣層、一圖案化半導體層、一第二圖案化導電層、一第二絕緣層、以及至少一穿透電極。基板具有至少一畫素區，且畫素區定義有一元件區、一穿透區與一反射區。第一圖案化導電層係設置於基板上，其中第一圖案化導電層至少包括一閘極電極與一反射電極，且閘極電極設置於元件區內，而反射電極設置於反射區內。第一絕緣層係設置於第一圖案化導電層與基板上，而圖案化半導體層係設置於第一絕緣層上，且圖案化半導體層大體上對應閘極電極。第二圖案化導電層係設置於第一絕緣層與圖案化半導體層上，其中第二圖案化導電層至少包括一源極電極、一汲極電極與一圖案化反射層，且源極電極與汲極電極設置於元件區內，而圖案化反射層設置於反射區內。第二絕緣層係設置於第二圖案化導電層與第一絕緣層上，其中第二絕緣層具有一第一接觸洞以暴露出部分汲極電極，第二絕緣層和第一絕緣層具有一第二接觸洞以暴露出部分反射電極，且第二絕緣層具有一第三接觸洞以暴露出部分圖案化反射層。再者，穿透電極係設置於第二絕緣層上，其中穿透電極設置於穿透區、部分反射區與部分元件區內，且穿透電極係填入於第一接觸洞、第二接觸洞、與第三接觸洞中，以分別與汲極電極、反射電極、與圖案化反射層電性連接。

本發明之半穿透半反射式液晶顯示面板及其製作方法，可在一般液晶顯示面板製程中完成半穿透半反射式液晶顯示面板，並且只需要五道光罩製程，可以簡化製程、提高產能、並且減少生產成本。

在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區別元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區別的基準。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包括」係為一開放式的用語，故應解釋成「包括但不限定於」。再者，為了簡化說明並便於比較各實施例之相異處，在下文之各實施例，對於相同元件使用相同元件標注。另外，需注意的是圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。

請參閱第1A圖至第6圖，第1A圖至第6圖繪示了本發明之一較佳實施例製作半穿透半反射式液晶顯示面板之示意圖。其中，第1A圖為本較佳實施例之上視圖，而第1B圖為沿著第1A圖之G-G’線之剖面結構示意圖。如第1A圖與第1B圖所示，首先提供一基板10，其材質可為玻璃、塑膠或石英，但並不以此為限，而可為其他合適的材質。其中，基板10具有至少一畫素區10P，且畫素區10P定義有一元件區10D、一穿透區10T、一反射區10R。更明確的說，基板10可以包括複數個畫素區10P，且各畫素區10P可以定義有一元件區10D、一穿透區10T、一反射區10R。為簡化說明，在本文中僅以一畫素區10P來進行說明。接著，於基板10上形成一第一圖案化導電層，以於元件區10D內形成一閘極電極11A，且於反射區10R內形成一反射電極11C。此外，第一圖案化導電層可以另外包括一儲存電容電極11B，設置於元件區10D內。其中，儲存電容電極11B可以與後續形成的穿透電極形成一儲存電容，以利用此儲存電容於畫素掃描期間輔助維持各畫素之電壓差值。換言之，第一圖案化導電層可以包括閘極電極11A、儲存電容電極11B、與反射電極11C。第一圖案化導電層可以為一金屬層，例如由鋁、鉻、鉬、鎢、鉭、銅或是上述金屬之合金等組成。亦或是，第一圖案化導電層可以為一非金屬導電層，例如由銦錫氧化物(ITO)或氧化鋅(ZnO)等組成。關於第一圖案化導電層之形成方法，可以先沉積一第一導電層(圖未示)，再利用一第一光罩(圖未示)，以一微影暨蝕刻方法(Photo-Etching-Process)對第一導電層進行圖案化製程，以形成第一圖案化導電層，但不以此為限，而可以為其他合適的製程。據此，本較佳實施例可以僅用一道光罩製程，同時製作閘極電極11A、儲存電容電極11B、與反射電極11C。

隨後請參閱第2A圖，且一併參閱第2B圖。第2A圖為本較佳實施例之上視圖，而第2B圖為沿著第2A圖之G-G’線之剖面結構示意圖。如第2A圖與第2B圖所示，於第一圖案化導電層與基板10上形成一第一絕緣層12，其中第一絕緣層12可為一單一絕緣層或一複合(composite)膜層，其材質可包括氧化矽、氮化矽、或氮氧化矽等，但不以此為限。接著，於第一絕緣層12上形成一圖案化半導體層13，其中圖案化半導體層13大體上對應閘極電極11A。關於圖案化半導體層13之形成方法，可以先沉積一半導體層(圖未示)，再利用一第二光罩(圖未示)，以微影暨蝕刻方法對半導體層進行圖案化製程，以形成圖案化半導體層13，但不以此為限，而可以為其他合適的製程。

接著請參閱第3A圖，且一併參閱第3B圖。第3A圖為本較佳實施例之上視圖，而第3B圖為沿著第3A圖之G-G’線之剖面結構示意圖。如第3A圖與第3B圖所示，於第一絕緣層12與圖案化半導體層13上形成一第二圖案化導電層，以於元件區10D內形成一源極電極14A與一汲極電極14B，且於反射區10R內形成一圖案化反射層14C。其中，源極電極14A與汲極電極14B大體上分別對應閘極電極11A之兩相對側，而圖案化反射層14C包括複數個反射凸塊。在本較佳實施例中，複數個反射凸塊係彼此電性連接，以利後續將各反射凸塊與穿透電極電性連接。另外，第二圖案化導電層可以另外包括至少一獨立凸塊14D，設置於反射區10R內，且獨立凸塊14D並未與圖案化反射層14C電性連接。再者，關於第二圖案化導電層之形成方法，可以先沉積一第二導電層(圖未示)，再利用一第三光罩(圖未示)，以微影暨蝕刻方法對第二導電層進行圖案化製程，以形成第二圖案化導電層，但不以此為限，而可以為其他合適的製程。值得注意的是，圖案化反射層14C與獨立凸塊14D之排列方式，可依照不同的產品需求做調整。例如，本較佳實施例中的圖案化反射層14C之排列形狀係為一封閉曲線，以於多個方向上提供反射面，來增進圖案化反射層14C之反射效果。據此，本較佳實施例利用此光罩製程，可以同時完成源極電極14A、汲極電極14B、圖案化反射層14C、與獨立凸塊14D。

之後請參閱第4A圖，且一併參閱第4B圖。第4A圖為本較佳實施例之上視圖，而第4B圖為沿著第4A圖之G-G’線之剖面結構示意圖。如第4A圖與第4B圖所示，於第二圖案化導電層與第一絕緣層12上形成一第二絕緣層15。再者，於第二絕緣層15中形成至少一第一接觸洞15A，且於第二絕緣層15和第一絕緣層12中形成至少一第二接觸洞15B，並於第二絕緣層15中形成至少一第三接觸洞15C，其中第一接觸洞15A暴露出部分汲極電極14B，第二接觸洞15B暴露出部分反射電極11C，且第三接觸洞15C暴露出部分圖案化反射層14C。其中，各接觸洞之形成方法係利用一第四光罩(圖未示)，以微影暨蝕刻方法來製作，之後再移除遮罩層。

接下來請參閱第5A圖，且一併參閱第5B圖。第5A圖為本較佳實施例之上視圖，而第5B圖為沿著第5A圖之G-G’線之剖面結構示意圖。如第5A圖與第5B圖所示，於第二絕緣層15上形成至少一穿透電極16。穿透電極16係由一透明導電材料組成，例如銦錫氧化物或氧化鋅等。其中，穿透電極16設置於穿透區10T、部分反射區10R與部分元件區10D內，且穿透電極16填入第一接觸洞15A、第二接觸洞15B、與第三接觸洞15C中，以分別與汲極電極14B、反射電極11C、與圖案化反射層14C電性連接。再者，關於穿透電極16之形成方法，可以先沉積一第三導電層(圖未示)，再利用一第五光罩(圖未示)，以微影暨蝕刻方法對第三導電層進行圖案化製程，以形成穿透電極16，但不以此為限，而可以為其他合適的製程。

此外，如第6圖所示，本發明之半穿透半反射式液晶顯示面板另外包括一彩色濾光片基板20、一彩色濾光片21、一共通電極22、一液晶層30、以及一背光模組40。與基板10相對設置。彩色濾光片基板20係與基板10相對設置，並且彩色濾光片21與一共通電極22係設置於彩色濾光片基板20上。再者，液晶層30係設置於彩色濾光片基板20與基板10之間，並且背光模組40係用以提供半穿透半反射式液晶顯示面板顯示畫面時所需之光線(如圖中之箭號所示)。

綜上所述，本發明之半穿透半反射式液晶顯示面板與其製作方法，可在一般液晶顯示面板製程中完成反射結構，並且只需要五道光罩，不需要額外增加其他的光罩來製作反射結構，故能有效的簡化製程、提高產能、並且減少生產成本。再者，本發明藉由反射電極與圖案化反射層兩層反射結構的設計，可以有效增加其反射效果，以提高環境光源的使用率。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10．．．基板

10P．．．畫素區

10D．．．元件區

10T．．．穿透區

10R．．．反射區

11A．．．閘極電極

11B．．．儲存電容電極

11C．．．反射電極

12．．．第一絕緣層

13．．．圖案化半導體層

14A．．．源極電極

14B．．．汲極電極

14C．．．圖案化反射層

14D．．．獨立凸塊

15．．．第二絕緣層

15A．．．第一接觸洞

15B．．．第二接觸洞

15C．．．第三接觸洞

16．．．穿透電極

20．．．彩色濾光片基板

21．．．彩色濾光片

22．．．共通電極

30．．．液晶層

40．．．背光模組

第1A圖至第6圖繪示了本發明之一較佳實施例製作半穿透半反射式液晶顯示面板之示意圖。

10．．．基板

10P．．．畫素區

10D．．．元件區

10T．．．穿透區

10R．．．反射區

11A．．．閘極電極

11B．．．儲存電容電極

11C．．．反射電極

12．．．第一絕緣層

13．．．圖案化半導體層

14A．．．源極電極

14B．．．汲極電極

14C．．．圖案化反射層

15．．．第二絕緣層

15A．．．第一接觸洞

15B．．．第二接觸洞

15C．．．第三接觸洞

16．．．穿透電極

Claims (8)

1. 一種半穿透半反射式液晶顯示面板之製作方法，包括：提供一基板，該基板具有至少一畫素區，且該畫素區定義有一元件區、一穿透區與一反射區；於該基板上形成一第一圖案化導電層，以於該元件區內形成一閘極電極，且於該反射區內形成一反射電極；於該第一圖案化導電層與該基板上形成一第一絕緣層；於該第一絕緣層上形成一圖案化半導體層，其中該圖案化半導體層大體上對應該閘極電極；於該第一絕緣層與該圖案化半導體層上形成一第二圖案化導電層，以於該元件區內形成一源極電極與一汲極電極，且於該反射區內形成一圖案化反射層；於該第二圖案化導電層與該第一絕緣層上形成一第二絕緣層；於該第二絕緣層中形成至少一第一接觸洞，且於該第二絕緣層和該第一絕緣層中形成至少一第二接觸洞，並於該第二絕緣層中形成至少一第三接觸洞，其中該第一接觸洞暴露出部分該汲極電極，該第二接觸洞暴露出部分該反射電極，且該第三接觸洞暴露出部分該圖案化反射層；以及於該第二絕緣層上形成至少一穿透電極，其中該穿透電極設置於該穿透區、部分該反射區與部分該元件區內，且該穿透電極填入該第一接觸洞、該第二接觸洞、與該第三接觸洞中，以分別與該汲極電極、該反射電極、與該圖案化反射 層電性連接，其中該第二圖案化導電層另外包括至少一獨立凸塊，設置於該反射區內，且該獨立凸塊並未與該圖案化反射層電性連接。
2. 如請求項1所述之半穿透半反射式液晶顯示面板之製作方法，其中該圖案化反射層包括複數個反射凸塊。
3. 如請求項2所述之半穿透半反射式液晶顯示面板之製作方法，其中該等反射凸塊係彼此電性連接。
4. 如請求項1所述之半穿透半反射式液晶顯示面板之製作方法，其中該第一圖案化導電層另外包括一儲存電容電極，設置於該元件區內。
5. 一種半穿透半反射式液晶顯示面板，包括：一基板，該基板具有至少一畫素區，且該畫素區定義有一元件區、一穿透區與一反射區；一第一圖案化導電層，設置於該基板上，其中該第一圖案化導電層至少包括一閘極電極與一反射電極，且該閘極電極設置於該元件區內，而該反射電極設置於該反射區內；一第一絕緣層，設置於該第一圖案化導電層與該基板上；一圖案化半導體層，設置於該第一絕緣層上，其中該圖案化半導體層大體上對應該閘極電極； 一第二圖案化導電層，設置於該第一絕緣層與該圖案化半導體層上，其中該第二圖案化導電層至少包括一源極電極、一汲極電極、一圖案化反射層以及至少一獨立凸塊，該源極電極與該汲極電極設置於該元件區內，該圖案化反射層設置於該反射區內，該獨立凸塊設置於該反射區內，且該獨立凸塊並未與該圖案化反射層電性連接；一第二絕緣層，設置於該第二圖案化導電層與該第一絕緣層上，其中該第二絕緣層具有一第一接觸洞以暴露出部分該汲極電極，該第二絕緣層和該第一絕緣層具有一第二接觸洞以暴露出部分該反射電極，且該第二絕緣層具有一第三接觸洞以暴露出部分該圖案化反射層；以及至少一穿透電極，設置於該第二絕緣層上，其中該穿透電極設置於該穿透區、部分該反射區與部分該元件區內，且該穿透電極係填入於該第一接觸洞、該第二接觸洞、與該第三接觸洞中，以分別與該汲極電極、該反射電極、與該圖案化反射層電性連接。
6. 如請求項5所述之半穿透半反射式液晶顯示面板，其中該圖案化反射層包括複數個反射凸塊。
7. 如請求項6所述之半穿透半反射式液晶顯示面板，其中該等反射凸塊係彼此電性連接。
8. 如請求項5所述之半穿透半反射式液晶顯示面板，其中該第一圖案化導電層另外包括一儲存電容電極，設置於該元件區內。