TWI290771B - TFT substrate, liquid crystal display panel, transflective liquid crystal display device, and methods for the same - Google Patents

Description

.1290771 c 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種半穿透半反射型液晶顯示器裝 置，更特別有關於一種薄膜電晶體基板，其絕緣層具有凹 凸表面、接觸孔及光穿透區域。 【先前技術】 隨著高科技之發展，視訊產品，諸如數位化之視訊或影 像裝置，係已經成為在一般曰常生活中所常見的產品。該 數位化之視訊或影像裝置中，其液晶顯示器裝置係為一重 要元件’以顯示相關資訊。使用者係可由該液晶顯示器裝 置讀取所需之資訊。 參考第1圖，美國專利第6,284,558 B1號，標題為“主 動陣列式液晶顯示器裝置及其製造方法（Active Matrix Liquid Crystal Display Device And Method For Making The Same) ’其先前技術揭示一種習知液晶顯示器裝置i 〇， 包含一薄膜電晶體基板20、一彩色濾光片基板4〇、及一液 晶層12位於該薄膜電晶體基板2〇與彩色濾光片基板4〇之 間。該薄膜電晶體基板2〇包含一閘極22(gate electr〇de)、 一閘極絕緣膜24' —半導體層（a-Si layer)25、一源極（s〇urce electrode)26、一汲極（drain electrode)28、一中間絕緣層 3〇 及一像素電極32，依序形成於一玻璃基板34上。該中間 絕緣層30包含一有機材料膜及一無機材料膜（SiNx fUm)。 該中間絕緣層30係為低電容率材質所製，用以保護該半導 體層2 4源極2 6及及極2 8，並隔離該像素電極3 2與掃描 1290771 線路（scan丨ine)或資料線路（data Hne)，以降低該像素電極 3+2與掃描線路（scari line)或資料線路（dau nne)之重疊處的 也谷效應。邊衫色濾光片基板4〇包含一彩色濾光片42層 及相應之透明電極44，依序形成於另一玻璃基板牝上。 一 般而吕，液晶顯示器裝置可根據其照明（illuminati〇n) 光源加以分類。穿透型液晶顯示器裝置具有較高的對比度 與較佳的色彩飽和度。然而，#外界光線明㈣，穿透型 液晶顯示器裝置係會呈現低的影像對比。 •，顔示器震置需使用一背光源，因此其具有較高：； •電置。另一方面，反射型液晶顯示器裝置係利用外界光線 取代背光，以顯示影像；因此，反射型液晶顯示器裝置具 有相當低的耗電量。然而，當外界光線昏暗時，反射型液 晶顯示器裝置的影像可見度係會減低。 $為了克服穿透型與反射型液晶顯示器裝置之缺失，因此 半穿透半反射型液晶顯示器裝置係因而被揭露。半穿透半 丨反射型液晶顯示器裝置係可同時利用背光與外界光線，因 此縱使在一昏暗的環境且降低耗電量的同時，其亦可呈現 一清晰的影像顯示。 “參考第2圖，日本專利特開第2〇〇3_156766號，標題為 “反射型液晶顯示器裝置及其製造方法（Active Liquid Crystal Display Device And Method For Making The Same)” ，揭示一種習知反射型液晶顯示器裝置5〇，包含 一薄膜電晶體基板60、一彩色濾光片基板8〇、及一液晶層 52位於該薄膜電晶體基板6〇與彩色濾光片基板8〇之間。

G 1290771 該薄膜電晶體基板60包含複數個像素區域，每一像素區域 包含-薄膜電晶體62、'絕緣層64及一反射電極 (reflection electrode)66，依序形成於一透明基板μ上該 絕緣層64具有凹凸表面之結構，且該反射電板μ具有類 色凹—凸表面之外形，其位於該絕緣層64之 夺面、， 電性連接於該薄膜電晶，62。該反射電極非； 稱性反射外部之光線。該絕緣層64係為有機材料或 料所製，並用以保護該薄膜電晶體62。該彩色濾光片基板 8〇包含-彩色滤光片^ 82及相應之透明電極84， 成於一透明基板86上。 夕 然而，上述曰本專利之大部分實施例揭示該絕緣層之凹 凸表面只應用於反射型液晶顯示器裝置。雖然、其巾之一每 施例揭示該絕緣層之凹凸表面應用於—種半穿透半反射= 液晶顯示器裝置，但是只揭示該部分之反射電極 具有 透區域，可增加背光源之透光率。 巧 ^•…一_......... 因此，便有需要提供一種薄膜電晶體基板，其應用於半 牙透半反射型液晶顯示器裝置，能夠解決前述的缺點。 【發明内容】 本發明之一目的在於提供一種薄臈電晶體基板，其絕緣 f/、有凹凸表面、接觸孔及光穿透區_，該光穿透區域係 直接位於祕絕緣膜上，用以全通㈣背光源之光線。'、 為達上述目的，本發明提供-種薄膜電晶體基板，包含 -透明基板'至少一薄膜電晶體、—絕緣層及—像素電極。 ^ A77 Air !=?«=» ^ ^ ^ 7 1290771 該薄膜電晶體係配置於該透明基板上，並包含一閘極絕緣 膜。該絕緣層係配置於該閘極絕緣膜上，覆蓋該薄膜電晶 體’其中該絕緣層具有一凹凸表面、一接觸孔及一光穿透 區域，且該光穿透區域係直接位於該閘極絕緣膜上。該像 素電極係配置於該絕緣層之凹凸表面及該光穿透區域^， 並藉由該接觸孔電性連接於該薄膜電晶體。 特別地，本發明之絕緣層可藉由一灰階光罩，形成_凹 凸表面'接觸孔及光穿透區域，該光穿透區域位於該閑極 絕緣臈上，用以完全通過該背光源之光線。相車交於先前技 術，本發明之絕緣層具有該光穿透區域，可增加該背光 之透光率。 , 再者，本發明之儲存電容之預定電容值不須新增另一微 影#刻製程而完成’只須利用相同的原有灰階 蝕刻製程即可完成。 v

為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 下文將配合所附圖示，作詳細說明如下。 【實施方式】 參考第3圖，其顯示本發明之—實施例之半穿透半反射 型液晶顯示器裝置100。該液晶顯示器裝i 100包含一、夜 晶顯示面板110及-背光源.該液晶顯示面板110包含 一薄膜電晶體基板12G、—上基板14G、及—液晶層102位 雜該薄膜電晶體基板12G與上基板14G之間。該薄膜電晶 -基板120包含至少一像素區域，每一像素 膜…122、一絕緣層124、—像素電極二

Vlllo-x vy , VV1 1290771 electrode)126，依序配置於一透明基板128上。該透明基 板128通常包含一偏光板（圖中未示）及一四分之一波片 (quarter wave plate)(圖中未示）。該薄膜電晶體m通常包 含一閘極（gate eleCtr〇de)132、一閘極絕緣膜130、一半導 體層（a-Si layer)134、一源極（source electrode)138 及一沒 極（drain electrode)136。該閘極132係配置於該透明基板 128上。該閘極絕緣膜130係配置於該透明基板128上， 並覆蓋δ亥閘極13 2。該半導體層1 3 4、源極13 8及汲極1 3 6 係配置於該閘極絕緣膜13〇上。該閘極絕緣膜13〇係為可 透光材質所製。 該絕緣層124係配置於該閘極絕緣膜丨3〇上，覆蓋該薄 膜電晶體122，其中該絕緣層124係藉由灰階光罩及微影 钱刻製程而具有凹凸表面125之結構及一接觸孔123。該 絕緣層124係可為有機材料或無機材料所製，並用以保護 該薄膜電晶體122，且隔離該薄膜電晶體122與該像素電 極 126。 特別地，本發明之絕緣層124同時可藉由相同的該灰階 光罩及微影蝕刻製程，而亦具有一光穿透區域162，其直 接位於該閘極絕緣膜130上，用以完全通過該背光源ι〇8 之光線160。通常地，該像素區域可被分為穿透區域（亦即 該絕緣層之光穿透區域162)及反射區域（亦即該絕緣層124 之其他非透光區域），該反射和穿透區域比例丨：4為佳但不 限定在此比例，以利反射影像。相較於先前技術，本發明 之絕緣層具有該光穿透區域162，可增加該背光源ι〇8之 透光率。 1290771 该像素電極126係配置於該絕緣層12 菸诗本*、棄 '^凹凸表面125 乂先牙透區域162上，並藉由該接觸孔123電性於 该薄膜電晶體122。而位於該絕緣層124 ； I»々分你凸表面125 ΐ= 126具有類似凹凸表面之外形，用以非對 私性反射外部之光、線127，藉此增加光線均勾化。該像素 電極m係可為導電及半反射半穿透之材質所製，如第3 圖所不。亦即’該像素電極126可用以導電、局部反射光 線及局部穿透光線。 〃或者’本發明之—替代實施例之液晶顯示器裝置，表考 弟4圖，該像素電極126可包含一透明電極152及一半反 射半穿透膜154。亦即，該透明電極152係用以導電及穿 透光線，並配置於該絕緣層124之凹凸表面125及該光穿 透區域162上，並藉由該接觸孔123電性連接於該薄膜^ 晶體U2,用以導電及穿透光線。該半反射半穿透膜154 係用以局部反射光線及局部穿透光線，並配置於該整個透 明電極152上。 »或者，本發明之另一替代實施例之液晶顯示器裝置，參 考第5圖，該像素電極126可包含一透明電極μ〕及一反 射膜156。亦即，該透明電極152係用以導電及穿透光線， 並配置，該絕緣層124之凹凸表面125及該光穿透區域、、162 上，並藉由該接觸孔123電性連接於該薄膜電晶體。 該反射膜156係用以反射光線，並配置於該透明電極152 上，並裸露出位於該光穿透區域162之透明電極152。該 透月％極1 52係可由銦錫氧化物（indium Tin 〇xide ; 所製。 ’ ,1290771 再參考第3 ffl，該上基板140包含相應於該像素電極 126之透明電極144,其配置於一透明基板146上。於本實 施例中，一彩色濾光片層142係可配置於該透明電極14^ 與該透明基板146之間，亦即該上基板14〇係藉由一彩色 遽光片基板之製程所形成。或者，於另一替代實施例中， 一彩色濾光片層（圖中未示）係可配置於該像素電極126與 閘極絕緣層130之間，亦即該彩色濾光片在該薄膜電晶體 122 (color filter on array ; C〇A)之設計；或者，一彩色濾 光片層（圖中未示）係可配置於該透明基板146與薄膜電晶 體122之間，形成一該薄膜電晶體122在該彩色濾光 (array〇ncol〇rfilter; A0C)。該透明基板 146 通常包含一 偏光板（圖中未示）及一四分之一波片（叫奶^ wave plate)(圖中未示）。 再者，本發明之薄膜電晶體122另包含一辅助電容線 133’其中該間極絕緣膜13〇及該絕緣層124係位於該輔助 電容線133與該像素電極126之間，以界定—儲存電容嗜 緣層（st⑽ge capacit〇r insulating㈣⑷，亦即該儲存電容 絕㈣包含該閘極絕緣冑13G及該絕緣層124，且該儲存 电合絶緣層之厚度係為位於該辅助電容、線⑴貞該像素電 極126之間的該閘極絕緣膜130之厚度及該絕緣層124之 厚度的〜口本發明可同時藉由相同的該灰階光罩及微影 钱刻衣矛王’使位於該辅㈤電容、線⑴與該像素電極I] 間该絶緣;| 124具有_預^厚度，亦即使整個該儲存電容 、、、巴緣層（其位於該輔助電容線133上方）具有一預定厚度， 用以决疋及儲纟電容之預《電容值。目炎匕，本發明之儲存 11

1290771 方，如此以形成一液晶顯示器裝置100，如第3圖所示。 雖然本發明已以前述實施例揭示，然其並非用以限定本 發明，任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不 脫離本發明之精神和範圍内，當可作各種之更動與修改。 因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者 為準。 【圖式簡單說明】 弟1圖為先前技術之一習知液晶顯示器裝置之剖面示 意圖。 第2圖為先前技術之另一習知液晶顯示器裝置之剖面 示意圖 第3圖為本發明之一實施例之液晶顯示器裝置之剖面 示意圖。 第4圖為本發明之一替代實施例之液晶顯示器|置之 剖面示意圖。 第5圖為本發明之另一替代實施例之液晶顯示器裝置 之剖面示意圖。 第6至10圖為本發明之一實施例之液晶顯示器裝置夢 造方法之剖面示意圖。 【主要元件符號說明】 10 液晶顯示器裝置 20 薄膜電晶體基板 24 閘極絕緣膜 12 液晶層 22 25 25 閘極 半導體層 V 1 1 1 〇- 1 vv / VY1： 14 J290771

26 源極 28 汲極 30 中間絕緣層 32 像素電極 34 玻璃基板 40 彩色濾光片基板 42 彩色濾光片 44 透明電極 46 玻璃基板 50 液晶顯示器裝置 52 液晶層 60 薄膜電晶體基板 62 薄膜電晶體 64 絕緣層 66 反射電極 68 透明基板 80 彩色濾光片基板 82 彩色滤光片 84 透明電極 86 透明基板 100 液晶顯不斋裝置 102 液晶層 108 背光源 110 液晶顯不面板 120 薄膜電晶體基板 122 薄膜電晶體 123 接觸孔 124 絕緣層 125 凹凸表面 126 像素電極 127 光線 128 透明基板 130 閘極絕緣膜 132 閘極 133 辅助電容線 134 半導體層 136 汲極 138 源極 140 上基板 142 彩色濾光片 1290771 144 透明電極 146 透明基板 152 透明電極 154 半反射半穿透膜 156 反射膜 160 光線 162 光穿透區域 170 灰階光罩 16

Claims (1)

1290771 十、申請專利範圍： 一種薄膜電晶體基板，包含： ~^透明基板； 至少一薄膜電晶體’配置於該透明基板上，並包含一 閘極絕緣膜； 曰_、、、巴緣層，配置於該閘極絕緣膜上，並覆蓋該薄膜電 =體，其中該絕緣層具有一凹凸表面'一接觸孔及一光 穿透區域，且該光穿透區域係直接位於該閘極絕緣臈 上；以及 2 5 :像素電，，配置於該絕緣層之凹凸表面及該光穿透 品域上，亚藉由該接觸孔電性連接於該薄膜電晶體。 =請專利範圍第丨項之薄膜電晶體基板，其中該絕緣 ::由一灰階光罩及微影钱刻製程而具有該凹凸表 面、接觸孔及光穿透區域。 :申明專利範圍第！項之薄膜電晶體基板，其中該絕緣 6係為有機材料或無機材料所製。 、、、 依申請專利範圍第i項之薄 電極係為邕+ 包日日體基板，其中該像素 -極係為W及半反射半穿透之材質所製。 依申請專利範圍第i項之薄 電極包含-透明電極及一半反射=’。其中該像素 依申請專利範圍第5項之薄膜電晶體基板，其中： 該透明電極係配置於該絕緣屌 透區域上，並藉由該接 曰 凸表面及該光穿 r生連接於該薄膜電晶體； rj 6 1290771 以及 該半反射半穿透膜係配置於該整個透明電極上。 。申明專利範圍第！項之薄膜電晶體基板，其中該像素 電極包含一透明電極及一反射膜。 “ 8、 依申請專利範圍第7項之薄膜電晶體基板，其中： 透月電極係配置於該絕緣層之凹凸表面及該光穿 ^ ’亚猎由該接觸孔電性連接於該薄膜電晶體； Μ及 膜係m該透明電極上，並裸露出位於該光 牙透區域之透明電極。 9、 依申請專利範圍第2 光罩係為-狹縫遮罩。电曰曰體基板’其中該灰階 1〇膜Γ申請專利範圍第2項之薄膜電晶體基板，其中该薄 膜電晶體另包含—辅助雷衮 T ^ 層係位於該辅助電容 傻：”、、、邑緣膜及該絕緣 存電容絕緣層，且_由相極之間’以界定該儲 程使位於該辅助電mu階光罩及微影钱刻製 絕緣層具有—預定厚t 之間該儲存電容 -依申料利範園第10項之薄膜電晶體基板 :存電容絕緣層之該預定厚度係介於該絕緣層最大7 度及該閘極絕鏠®后& a , i嘴取大厚 、緣㈢尽度總和與該閘極絕緣層厚度之間。 12、—種薄臈電晶體基板製造方法，包含下列步驟： 提供一透明基板； 18 ,1290771 將至少一薄膜電晶體形成於該透明基板上，其中該薄 膜電晶體包含一閘極絕緣膜； 將一絕緣層配置於該閘極絕緣膜上，並覆蓋該薄膜電 晶體； 將該絕緣層圖案化而形成有凹凸表面之結構及一接 觸孔’同時亦形成有一光穿透區域，其中該光穿透區域 係直接位於該閘極絕緣膜上；以及 • 將一像素電極形成於該絕緣層之凹凸表面及該光穿 透區域上，如此以形成該薄膜電晶體基板之一像素區 域，其中該像素電極係藉由該接觸孔電性連接於該薄膜 電晶體，位於該絕緣層之凹凸表面上之該像素電極具有 類似凹凸表面之外形。 13、 依申請專利範圍第12項之薄膜電晶體基板製造方 法，其中該絕緣層係藉由一灰階光罩及一微影蝕刻製程 圖案化而形成有凹凸表面之結構及接觸孔，同時亦形成 0 有該光穿透區域。 14、 依申請專利範圍fl3帛之薄膜電晶體基板製造方 法，另包含下列步驟： 將一輔助電容線同時形成於該透明基板上； 將該閘極絕緣膜同時覆蓋該輔助電容線；以及 同時藉由相同的該灰階光罩及微影飯刻製程，位於該 輔助電容線上方之一儲存電交 Ί兩廿电谷緣層具有一預定厚 度’其中該閘極絕緣膜及該絕緣層係位於該辅助電容線 -J» .1290771 與該像素電極之間，以 】5、依申請專利範圍第14項之=：；曰絕緣層。 法’其中該儲存電容絕緣層之：电曰曰體基板製造方 層最大厚度及該閘極絕緣層厚戶：厚度係介於該絕緣 厚度之間。 &〜和與該閘極絕緣層 16 一種液晶顯示面板，包含·· 一上基板； 一薄膜電晶體基板，包含·· 一透明基板； 上’並包含 至少一薄膜電晶體，配置於該透明基板 一閘極絕緣膜； 曰心緣層，配置於該閘極絕緣膜上，覆蓋該薄膜電 晶體，其中該絕緣層具有一凹凸表面、一接觸孔及一 光牙透區域，且该光穿透區域係直接位於該閘極絕緣 膜上；以及 一像素電極，配置於該絕緣層之凹凸表面及該光穿 透區域上’並藉由該接觸孔電性連接於該薄膜電晶 體；以及 一液晶層配置於該薄膜電晶體基板與一上基板之 間，如此以形成一液晶顯示面板。 、一種半穿透半反射型液晶顯示器裝置，包含依申請專 利範圍第16項所述之液晶顯示面板。 18 > 一種液晶顯示面板製造方法，包含下列步驟： 20 1290771 Φ 提供一透明基板； 將 g /U _ 兮冬 + 缚膜電晶體形成於該透明基板上，其中該薄 膜電晶體包含-閘極絕緣膜，· 字、、、巴緣層配置於該閘極絕緣膜上，並覆害該薄膜電 晶體； 1 、…、巴緣層係圖案化而形成有凹凸表面之結構及一 同時亦形成有一光穿透區域，其中該光穿透區 或係直接位於該閘極絕緣膜上； 二：素電極形成於該絕緣層之凹凸表面及該光穿 透或上’如此以形 域，直"傻去. 基板之一像素區 電晶體，位於^ =藉由該接觸孔電性連接於該薄膜 類似凹凸^如⑽素電極具有 將-液晶層配置於該薄膜電晶體基板鱼 間，如此以形成該液晶顯示面板。 〜 板 19 、一種半穿透半反射型液晶顯示器製造 請專利範圍第18項所if > y s 去，包含依申 員所述之液晶顯示面板製造方法。 21