TWI288285B - Transflective liquid crystal display panel and transflective pixel structure thereof and manufacturing process thereof - Google Patents
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Description
1288285 15219twf.doc/c 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種液晶顯示面板及其畫素結構與 製造方法,且特別是有關於一種半穿透半反射式液晶顯示 面板及其晝素結構與製造方法。 【先前技術】 隨著近幾年來資訊產業的急速發展,顯示技術的應
用’尤其在可攜式資訊產品方面,已朝向小型化、輕薄化、 高亮度、低能量消耗以及具有高品質之全彩影像輸出等方 向邁進。 為滿足上述可攜式資訊產品之需求,習知技術提出 了 一種反射式液晶顯示之技術,此一技術係將具有反射光 線特I*生之‘笔材料作為反射式液晶顯示面板之晝素電極, 將自外界人射至晝素之光線反射,以作為晝面顯示所需之 光源。此一反射式液晶顯示技術不但被視為近年來極且發 展潛力的技狀―,而且也已經被應用於部分量產化ϋ 品中。然、而圳此-反射式液晶顯示技術的顯示裝置,在 i置t:: t充足時,由於外界光源入射至顯示 衣置之液日a顯不面板的光線 無法維持如同光線充足時 \輸出⑽貝便 法有效地解決使用場所受限於外界 此 有鑑於此’習知技術更提出一種液晶顯示技術。 1288285 15219twf.doc/c 一技術乃是將反射式液晶顯示技術與穿透式液晶顯示技術 加以整合,其中穿透式液晶顯示技術乃是以一透明之導電 材料作為晝素之畫素電極,例如銦錫氧化物(indium oxide,ITO),並利用一背光源將光線穿透過此一透明金 素電極以提供晝面顯示所需之光源。在此一液晶顯示技ς 中液晶顯示面板之每-個晝素電極均是由一個反光導 膜以及-個透明導電薄膜所共同組成。利用此一液晶顯示 技術所製作之顯示裝置,可以在外界光線充足的情況之 :,利用反射式液晶顯示的模式達到良好的影像輸出效 。此外’此-顯示裝置更可以在外界光線*充足的情況 =,藉由配置於透料·膜後方之背絲組的辅助, δ 4利用反射式液晶顯示與穿透式液晶顯示的模式達 =像,出的效果。然而,對於此種液晶顯示技術來說,义 1之光反射耗與反光導電薄膜之面積成正比。若欲辦 二;L反的光反射率則反光導電薄膜的面積就“ 口率”一 一來’又將會威脅到晝素穿透部分之開 衿屮66 σ:素牙透部分之開口率不足時,為了維持影像 二損。m必須增加背光源的亮度,因而造成能源的 【發明内容】 高亮= :就是在提供一種具有高光反射率以及 製造二 半反射式(t細ve)畫素結構及其 本發明的另-目的就是在提供一種具有高亮度以及 1288285 15219twf.d〇c/c 低耗電量之半穿透半反射式液晶顯示面板。
本發[種半穿料反料晝素結構,豆包括 配線、—㈣配線、—薄膜電晶體、—晝素電極以 及-有機材料層。掃魏線與資料配線係配置於一基板 士’用以定義出-晝素區域。薄膜電晶體係配置在此一主 ^區域内部並賴掃㈣線以及資料配線電性連接。晝^ 包極係配置於畫素區域内並對應薄膜電晶體配置,直中晝 ,電極係與薄膜電晶體電性連接,且晝素電極具有二反^ 區以及-穿透區有機材料層覆蓋於薄膜電晶體盘晝素電 極之上,其中對應配置在晝素電極之穿透區上方^機材 料層之上表面具有多個折射圖案。 依照本發明的較佳實施例所述之半穿透半反射式畫 素結構,其中有機材料層之厚度例如介於5〇Q埃至3〇〇〇〇 埃之間。。 依照本發明的較佳實施例所述之半穿透半反射式晝 素結構,其中此一折射圖案係選自凹陷圖案、突出圖案或 其組合其中冬一。 依照本發明的較佳實施例所述之半穿透半反射式畫 素結構’其中凹陷圖案例如包括多個圓洞,而且圓洞之直 控例如介於2〜1〇微米之間 依知本發明的較佳實施例所述之半穿透半反射式晝 素結構,其中例如更包括一折射材質層,共形的覆蓋在該 牙透區上方之有機材料層之上表面,此時有機材料層之厚 度例如介於20000埃至25〇〇〇埃之間,而折射材質層之材 1288285 15219twf.doc/c 質例如包括結晶石夕。 依知、本發明的較佳實施例所述之半穿透半反射式書 素結構,其中例如更、包括多個凸起圖案(bump),相對應i 配置在晝素電極之反射區底下,且晝素電極之反射區例如 為金屬材質。 依A?、本發明的較佳實施例所述之半穿透半反射式書 素結構,其巾4素電極之穿透區例如為透明金屬氧化物材 質。 本,明提出一種半穿透半反射式液晶顯示面板,其 包括一第一基板、一第二基板以及一液晶層。第二基板上 至;包括配置有一電極膜,而液晶層係配置在第一基板以 及第一基板之間。第一基板包括有多條掃瞄配線、多條資 料配線、多個薄膜電晶體、多個晝素電極以及一有機材料 層。這些掃瞒配線以及資料配線係用以定義出多個晝素區 域三這些薄膜電晶體係分別配置在各個晝素區域内,且各 個薄膜電晶體係與這些掃㈣線以及資料配線巾相對鹿之 掃晦配線以及資料配線電性連接。晝素電極係分別配置於 各個畫素區域内並對應於每個薄膜電晶體而配置,其中各 =畫素電極係與這些薄膜電晶體中相對應之膜電晶^電性 、妾’且各個晝素電極均具有_反射區以及—穿透區。 依照本發_較佳實_所狀半穿透半反射式液 曰曰‘4不面板’其中有機材料層之厚度例如介於彻埃至 埃之間’而且形成於有機材質層上表面之折射圖案 係l自凹關案、突起®案及其組合其中-種。。 I288285 l52l9twfd〇c/c 依照本發明的較佳實施例所述之半穿透半反射式液 晶顯示面板’其中多個凹陷圖案例如包括多個圓洞,而且 圓洞之直徑例如介於,2〜10微米之間 依照本發明的較佳實施例所述之半穿透半反射式液 曰曰…員示面板’其中例如更包括一折射材質層,共形的霜苔 长该穿透區上方之有機材料層之上表面,此時有機材料層 之厚度例如介於20000埃至25000埃之間,而折射材質層 之材質例如包括結晶石夕。 依照本發明的較佳實施例所述之半穿透半反射式液 晶顯示面板,其中例如更包括多個凸起圖案(bump),相對 應地配置在晝素電極之反娜底下,且晝素電極之反射區 例如為金屬材質。 曰依妝本發明的較佳實施例所述之半穿透半反射式液 曰曰,、、員示面板,其中晝素電極之穿透區例如為透明金屬化 物材質。 … 曰依照本發明的較佳實施例所述之半穿透半反射式液 :曰顯示面板·,其中第二基板上例如至少包括配置有一‘色 據光層。 ,發明提種晝素結構的製造枝,此方法係先 土板上形成-掃瞒配線以及—閘極,之後在此基板上 =-閘絕緣層,以覆蓋掃目故線以及閘極。然後,在間 一上方之閘絕緣層上形成—通道層,接著在通道層上形成 =原:與—汲極,簡時形成與源極電性 線。繼之,在基板之上方形成-晝錢極,此畫素^係 1288285 15219twf.doc/c 與汲極電性連接,且晝素電極具有—反射區以及—办 區。隨後,在基板之上方形成一有機材料層,用=全 素電極以及薄膜電晶1。最後,在對應此 ^ 材料層之上表面形成多個折射圖案。 及的有機 依照本發明的較佳實施例所述之半穿透半反射式書 =2其折射圖案係選自凹陷圖案、突出圖;案ί ,照本發_難#_所狀晝素結構的製造方 中於有機材料層之上表面形成多個折射圖案之後, =更包括在對應於穿透區處的有機材料層之上表面 一共形的折射材質層。 ,照本發明的較佳實施例所述之晝素結構的製造方 ,勺括:於有機材料層之上表面形成多個折射圖案之方法 匕括進行一微影製程。 if明因為在基板之上方形成覆蓋著晝素電極以及 it 有機材料層,並且在對應穿透區處的有機材 照二I*表面域多個㈣圖案,因此本發明能夠讓原本 批私牙透區而無法為反射區利用之外界光線,藉由這些 光in將光線折射並進入到反射區,用以提高反射區之 赤—4、率。此外’本發明更可以在有機材料層上共形地形 材質層’用以增強光線之折射效果。而由於本發 ^顯示面板採用上述之折棚案設計因而能提升反 ^之光反射率之效果,因此能夠提升晝面顯示之亮 1288285 15219twf.doc/c 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明 顯易懂,下文特舉較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細 說明如下。 , ' 【實施方式】 〔第一實施例〕
iA〜11 4示為依照本發明第一實施例之半穿透半反 射^畫素結構的製造流程剖面。圖2繪示為依照本發明第 貝知例之半牙透半反射式晝素結構的俯視示意 ,圖1A與圖2,首先在一基板11〇上形成一掃:配 =〇以及-開極12〇’其中基板11〇之材料例如為玻璃 塑職板或是其他之材f,而掃描輯以及閘極120 後矿:例如為鉻(Cr)、鈕(Ta)或其他金屬材料。之 2成^絕緣層13G覆蓋於掃描配線19(^及· m 或是其他介電材質。接著形二=:、氮化矽 層130之上,其中通道層二巧1:覆盍於閘絕緣 —此外,= _接觸層_蓋於通道層 之材質例如為η型摻雜之非晶矽’;、中广:接觸層142 silicon)。 W-type doped amorphous y照圖1B,於通道層14G上方分 瞒15G ’且資料崎1闕與源極s 其中,源極S、, 使用之材質例如為鉻⑼、起( 斤 I288285 15219twf.doc/c 其中於定義出源極s與汲極D之後,更包括利用源極s 與汲極D為作蝕刻罩幕,以將未被源極s與汲極D罩覆 之歐姆接觸層142移餘(俗稱通道背面侧,back C— etching),即完成一薄膜電晶體2〇〇之製作。 明參妝圖1C,在形成薄膜電晶體2〇〇之後,於基板 11〇上形成-保護層16〇。之後,例如更包括於保護層16〇 中形成一開口 162,以暴露出汲極D。
睛參照圖1D,於保制16〇上形成—晝素電極 且畫素電極Π0係與汲極D電性連接。在本實施例中, 晝素電極170例如係藉由開〇 162而與沒極〇電性連接。 此外,晝素電極17G可分為反射區施與穿透區·兩 二區170a之材料例如可以為鋁(A1)或其他 八有反射性貝之金屬材質,而f透區·之材料例如可 以為銦錫氧化物或轉氧化物(indium * J 1?〇b
r來說明:但並的 ==7°a舆穿透區―可二=
堉爹照圖IE =於晝素電㈣。以;薄臈;= ::==^=,並且;: 方式例如先將光阻材料以溶劑調和成= 層 1288285 152l9twf.doc/c 用紋轉f佈(spmeoating)的域將混有練材料之溶液 塗佈於晝素電極170以及薄膜電晶體200之上,接著利用 烘烤的程序將溶劑鎌。將有機材料層則覆蓋於晝素電 極及薄膜電晶體上。之後,例如利用微影製程 亚^由调整曝光強度,於有機材料層⑽之上表面,相對 於j區、上方處形成多個折射圖案182,最後完成 半牙透半反射式晝素結構1GG。折射圖案182之幾何形 籲狀,選自凹陷圖案、突出圖案及其組合其中之一,在一較 佳二施例中’折射圖案182例如是圓洞或是類似的圖案, 而圓洞之直徑例如是介於2〜1〇微米之間。在另一較佳實 施例中,請參照圖1F,在折射圖案182形成之後,更可 以於對應穿透區17Gb之有機材料層180上共形地形成一 折射材質I 184,其材質例如為結晶石夕(crystallized silicon)。右於有機材料層18〇上更形成有折射材質層 184則有機材料層⑽之厚度較佳的是介於漏⑻埃 〜25000埃之間。 、 φ 請共同·參照圖1E與圖2,依照上述之製程所製造之 半牙透半反射式晝素結構勘包括一掃描配線19〇、一資 料配、,泉150薄膜電晶體細、一畫素電極I%以及一 ^機材料層180。掃描配線携與資料配線15〇係配置於 土板110上’以疋義出晝素區域172。薄膜電晶體200係 =置於畫素區域172内並與掃描配線19()和資料配線15〇 =性連接。畫素電極17〇對應於薄膜電晶體而配置於 旦素區域172内,且其與薄膜電晶體2〇〇電性連接。此一 1288285 15219twf.doc/c 畫素電極170更具有一反射區170a與一穿透區i7〇b。有 機材料層180係覆蓋於薄膜電晶體200與畫素電極17〇之 上,其在對應於穿透〜區170b上方之區域具有多個折射圖 案 182 〇 請繼續參照圖1E圖與圖2,當外界光線1〇經過有機 材料層180入射至晝素電極170之反射區n〇a時,光線
10經由反射區170a之反射而成為畫面顯示時所需之光 源。當外界光線12入射至有機材料層180上之折射圖案 182時’光線12將會被折射至反射區pOa,並經由反ϋ 而成為晝面顯示時之光源來源之一。此外,在另一較佳實 施例中,更可以如圖1F所示,將一折射材料層184共形 地覆蓋於穿透區170b上方之有機材料層18〇的表面,用 以增加光線折射至反射區170&之效果。 、时基於土述,本實施例之半穿透半反射式晝素結構可 屯地藉由有機㈣層上之折射随或再加上折射材料 於牙透區上方之有機材料層表面的設計,將原本昭 3 區上方而無法被利用作為光源之光線,諸如光線 加書辛電成為晝面顯示之光源’因此能夠增 亮^_之献射率,進而增加半穿辭反射式畫素之 〔第二實施例〕 囷3A圖30綠示為依照本發 一 構的製造流程剖面示_ 例之晝素 施例相似,因此㈣本實_之製程與第一 只%例之標號係沿用第一實施例之 15 1288285 15219twf.doc/c 號、。,請參照圖3A,首先進行第一實施例中圖1A到圖m 所述之製程,並於基板UG上形成保制_後,在0保 H〇h上預定形成錢電極之反射區處形❹個凸起圖案 (师),其材質例如為有機樹脂(organic resin) 或是其他之有機材料(organic material)。其中,形成凸 起圖案164之方法例如是先將有機材料形成於上述所 之結構,再利用微影製程圖案化而形成。 、^參照圖3B,於保護層160上形成一晝素電極17〇 並覆盍住凸起圖案164,且畫素電極17()係舰極〇電性 連接。其中,晝素電極170可分為反射區17〇a與穿透區 170b兩個部分,且畫素電極17〇之反射區17如是形 對應形成有凸起圖案164之區域。 舜“請參照圖3C,於基板110上形成一有機材料層18〇 覆盍於畫素電極170以及薄膜電晶體2〇〇之上,其中有機 材料層180之材料和形成方式與第一實施例相同或相似。 將有機材料層180覆蓋於晝素電極170以及薄膜電晶體 200上以後,再於有機材料層wo之上表面對應於穿透區 17〇b上方處形成多個折射圖案182,而形成一半穿透半反 射式晝素結構1〇〇,。在另一較佳實施例中,請參照圖3D, 在折射圖案182形成之後,更可以於對應於穿透區17% 上方之有機材料層180上共形地形成一折射材質層184, 其材質例如為結晶矽。 基於上述,由於本實施例之凸起圖案164的設計, 因此反射區17〇a之表面係為一具有高低起伏之表面。如 16 1288285 l52l9twf.d〇c/c 此一來,便可以增加反射區170a之光線反射效果,進而 提升反射區170a之光反射率。 圖4繪示為依照本發明一較佳實施例之具有上述半 穿透半反射式畫素結構的液晶顯示面板之示意圖。請參照 圖4 ’半穿透半反射式液晶顯示面板600包括一第一基板 30〇、一第二基板400以及一液晶層500。第二基板400 至少包括有一個電極膜410,而液晶層500則藉由一膠框 φ 450被密封於第一基板3〇〇與第二基板之間400。 圖5繪示為圖4之第一基板300的俯視示意圖。由 於第一基板300之製造過程係以第一實施例或第二實施例 =敘述之製程而形成,因此在此所使用之標號係沿用第一 實施例或第二實施例所使用之標號。請參照圖5,第一基 板300上具有多個晝素結構,且各晝素結構係為如圖压 或圖IF(第一實施例)所示,或是如圖3C或3D(第二實施 例)所示。此外,第一基板400上除了配置有電極膜41〇 之外,例如更可以包括一彩色濾光層420。 籲 基於上述,本發明所製造出之半穿透半反射式液晶 顯示面板孓每一個晝素結構均具有第一實施例 每= 例所述之半穿透半反射式晝素結構之特性,即利时^ 料層上之折射圖案或再加上折射材質層以增加反射區域之 光反^,因此本實施例之半穿透半反射式液晶顯示_ 具有高亮度以及低耗電量之優點。 綜上所述,在本發明之半穿透半反射式晝素 於在其製程上增加了-層具有折射圖案的有機材料層,因 17 1288285 15219twf.doc/c 此可以藉由有機材料層上之折射圖案或是折射圖案鱼 材料層的設計,將原本照射至穿透區而無法被利用雜 反射區上。舰能夠增加反射光之強度以及 素電=之光反射率。此外,更可以於晝素電極之二 233多個突起圖案以增加半穿透半反射式晝素結才i 若以此技術應用至半穿透半反射式液晶顯示 ,、彳此一顯示面板亦會具有高亮度以及低耗電量之 特性。 以已以較佳實施例揭露如上,㈣並非用 限疋本u ’任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精 =軌_ ’當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之保 護把圍當視後附之冑料·騎界定者鱗。’、 【圖式簡單說明】 圖1A〜1F矣會示為依照本發明第一實施例之半穿透 反射式畫素結構的製造流程剖面示意圖。 示為依照本發明第一實施例之半穿透半反射 式旦素、、吉構6夕俯視示意圖。 圖3今圖3D繪示為依照本發明第二實 構的製造流程剖面示意圖。 匕例之旦素、、、口 ,4繪示為依照本發㈣三實施例之半穿透半反射 弐液日日顯不面板示意圖。 圖5緣示為依照圖4之第—基板俯視示意圖。 【主要70件符號說明】 10 ••光線 1288285 15219twf.doc/c
12 :光線 100 :半穿透半反射式晝素結構 100, :半穿透半反射式畫素結構 110 :基板 120 :閘極 130 :閘絕緣層 140 :通道層 142 :歐姆接觸層 150 :資料配線 160 :保護層 162 :開口 170 :晝素電極 170a •反射區 170b :穿透區 172 ••晝素區域 180 :有機材料層 182 :_折射圖案 184 J折射材質層 190 :掃描配線 200 :薄膜電晶體 300 :第一基板 400 :第二基板 410 :電極膜 420 :彩色濾光層 1288285 15219twf.doc/c 450 :膠框 500 :液晶層 S :源極 D :汲極
Claims (1)
- 96-7-23 年月0修(更)正替換頁 *m 111111 1 I i I ΊΙπτ 十、申請專利範園: 1·一種半穿透半反射式畫素結構,包括·· 一掃瞄配線以及一資料配線,配置於一基板上,以定 義出一晝素區域; 一薄膜電晶體,配置在該晝素區域内,且該薄膜電晶 體係與該掃瞄配線以及該資料配線電性連接; 、aa 一晝素電極,配置於該晝素-域内並對應該薄膜電晶 體配置,其中該畫素電極係與該^膜電晶體電性連接,且 該畫素電極具有一反射區以及一穿透區;以及 一有機材料層,覆蓋該薄膜電晶體與該晝素電極,1 配置在該晝素電極之該穿透區上方的該有機材料層 t上表面係形成有多數個折射圖案。 2. 如申請專利範圍第i項所述之半穿 =其中該有機材料層之厚度係介於5⑽埃至^^ 3. 如申請專利範圍第i項所述之半 圖案係選自凹陷圏案、突== 結構反射τ 括多數個圓洞。 “二凹卩曰圖案包 5·如申請專利範圍第4 結構’其中該些圓间之竭二=式畫素 .如申請專利第1項所述之半穿透ϊ祕式畫素 21 謂 2§2L •doc/006 96-7-23 結構,更包括-折射材質層,共形的覆蓋在該穿透區上方 之該有機材料層之上表面。 7·如申請專利範圍第6項所述之半穿透半反射式晝素 結構,其中該有機材料層之厚度係介於20000埃至25000 埃之間。 ' 8·如申請專·圍第6項所述之半穿透半反射式晝素 結構,其中該折射材質層之材質包括結晶矽。 9·如申請專利範圍第i項所述之半穿透半反射式畫素 結構,更包括多數個凸起圖案,配置在該晝素電極之該反 射區底下。 ι〇.如申請糊範目第1項所叙半?透半反射式書 素結構,射該晝素電極之該反射區係為金屬材質。— ㈣1項所述之半?透半反射式畫 二=該里素電極之該穿透區係為透明金屬氧化物 材質。 種半牙透半反射式液晶顯示面板,包括: 第夕基板,該第一基板上至少包括配置有: 多數個畫掃㈣通以及乡數條㈣轉’以定義出 多數個薄膜電晶體,分別配 =該=膜電晶體係與對應的其中一該= 乂及,、中該些貪料配線電性連接; 並對料ίίΓ畫素電極,分航置於各㈣晝素區域内 領電晶體配置’其中各該些畫素電極係與對 22 12882綠 I twfl.doc/006 96-7-23 應的其中一該些薄膜電晶體電性連接,且各該些書素電極 具有一反射區以及一穿透區; 、^ 一有機材料層,覆蓋該些薄膜電晶體與該些晝素 電極,其中對應配置在該些晝素電極之該穿透區上方的該 有機材料層之上表面係形成有多數個折射圖案; Μ 一第二基板,該第二基板上至少包括配置有一 膜;以及 一液晶層,配置在該第一基板以及該第二基板之間。 13·如申請專利範圍第12項所述之半穿透半反射 畫素結構,其中該折射圖案係選自凹陷圖案、 : 其組合其中之一。 /、 w固茶及 曰顧請f咖第12項所述之半穿透半反射式液 B曰顯不面板,其中該有機材料層之厚度 30000埃之間。 埃至 15. 如申請專利範圍第13項所述之 晶顯示面板,其巾形絲财着 式液 圖案包括多數個_。 胃上表面之該些凹陷 16. 如申請專利範圍第15項所述之 晶顯示面板’其中該些圓洞之直徑係介於2牙4^反^液 如申請專利制第12項所述之半穿'及私Β 晶顯示面板,更包括一折射材質 、式液 區上方之該有機材料層表面。θ、㈣覆盍在該穿透 队如申請專利範圍第17項所述之 曰曰顯不面板,並中兮右她U把 反射式液 ,、中該有機材枓層之厚度係介於2〇_埃至 23 12882發_。_ 96-7-23 25000埃之間。 19·如申請專利範圍第17項所述之半穿透半反射 晶顯示面板,其中該折射材質層之材質包括結晶矽。工4 20·如申請專利範圍第17項所述之半穿透半反射 ^曰顯示面板,其中該第二基板上更包括配置有一彩色 21·—種半穿透半反射式畫素結構的製造方法,包括·· 在一基板上形成一掃猫配線以及一閘極; 在該基板上形成一閘絕緣層,覆蓋該掃瞄配線以及診 閑極; 〜 在該閘極上方之該閘絕緣層上形成一通道層; 在該通道層上形成一源極/沒極,並且开》成與該 性連接之一資料配線; /、。電 在該基板之上方形成—畫素電極,該晝 錄電性連接,城晝錢轉有—反龍叹-穿H該 在該基板之上方形成-有機材料層,覆蓋該電^ 以及該薄膜電晶體;以及 一常電極 數個穿透區處_有機材料層之上表面形成多 22. 如申請專利範圍第Sl項所述之半穿透半 =素結構的製造綠’其中該折射 幸工 突出圖案及其組合其中之―。 、目凹^圖案、 23. 如申請專利範圍第21項所述之半穿透半反 製造方法,其中於該有機材料層之上表面形^ 24 12882給― 96-7-23 些祈射厨案之後’又6心!处即孩 、, 層之上表面形成一共形的折射材質層。 機材料 24·如申請專利範圍第21 素結構的製造方法,其…,所述之牛牙透+反射式晝 些折射圖案之方法包=該有機材料層之上表面形成該 進行—微影製程。 25
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