TWI417625B - 反射式液晶顯示面板之薄膜電晶體基板及其製作方法 - Google Patents

Description

反射式液晶顯示面板之薄膜電晶體基板及其製作方法

本發明係關於一種反射式液晶顯示面板之薄膜電晶體基板與其製作方法，尤指一種減少光罩製程的反射式液晶顯示面板之薄膜電晶體基板與其製作方法。

液晶顯示面板依據照明光的來源不同，可區分為穿透式、反射式、及半穿透半反射式等三種。其中，反射式液晶顯示面板一般設置有反射電極，其結構可參考美國專利編號US 6,600,534 B1中提出之反射式液晶顯示面板的結構。當反射式液晶顯示面板顯示畫面時，環境光係由使用者之觀察面進入液晶顯示面板內，進入液晶面板後再藉由反射電極將光線反射，而被反射之光線會再穿出液晶面板，最後使用者便可觀看到液晶顯示面板的畫面顯示。

根據習知反射式液晶顯示面板之製程，一般需要至少七道光罩製程，例如閘極電極(GE,Gate Electrode)光罩製程、半導體層(SE,Semiconductor layer)光罩製程、源極/汲極(SD,Source ＆ Drain)光罩製程、接觸開口(CH,Contact Hole)光罩製程、樹脂(Resin)光罩製程、畫素電極(PE,Pixel Electrode)光罩製程、反射電極(RE,Reflective Electrode)光罩製程等，以形成反射式液晶顯示面板之薄膜電晶體基板。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，因此使得習知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反射式液晶顯示面板之薄膜電晶體基板與其製作方法，以解決習知技術所面臨的產能與成本問題。

本發明之一較佳實施例另提供一種反射式液晶顯示面板的薄膜電晶體基板之製作方法，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與一顯示區。接著，於基板上形成一閘極電極與一畫素電極，其中閘極電極設置於元件區，以及畫素電極設置於顯示區。隨後，於閘極電極與畫素電極上形成一圖案化閘極絕緣層，其中圖案化閘極絕緣層具有一第一開孔與複數個第二開孔，暴露出部分畫素電極。之後，於圖案化閘極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。接著，形成一源極電極、一汲極電極與複數個反射凸塊，其中源極電極與汲極電極設置於元件區之圖案化半導體層與圖案化閘極絕緣層上並大體上分別對應閘極電極之兩相對側，且汲極電極藉由第一開孔與畫素電極接觸，以及複數個反射凸塊分別填入顯示區之圖案化閘極絕緣層之複數個第二開孔內並與畫素電極接觸。

本發明之一較佳實施例提供一種反射式液晶顯示面板之薄膜電晶體基板。上述反射式液晶顯示面板之薄膜電晶體基板包括一基板、一閘極電極、一畫素電極、一圖案化閘極絕緣層、一圖案化半導體層、一源極電極、一汲極電極、以及複數個反射凸塊。其中，基板具有至少一畫素區，且畫素區定義有一元件區與一顯示區。閘極電極係設置於基板之元件區，而畫素電極係設置於基板之顯示區。圖案化閘極絕緣層係設置於閘極電極與畫素電極上，且圖案化閘極絕緣層具有一第一開孔與複數個第二開孔，暴露出部分畫素電極。再者，圖案化半導體層係設置於圖案化閘極絕緣層上，其中圖案化半導體層大體上對應閘極電極。一源極電極與一汲極電極係設置於元件區之圖案化半導體層與圖案化閘極絕緣層上，並大體上分別對應閘極電極之兩相對側，且汲極電極藉由第一開孔與畫素電極接觸。並且，複數個反射凸塊，分別設置於顯示區之圖案化閘極絕緣層之複數個第二開孔內並與畫素電極接觸。

本發明之反射式液晶顯示面板之薄膜電晶體基板與其製作方法，可在一般液晶顯示面板製程中完成反射式液晶顯示面板，並且只需要四道光罩製程，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1圖至第4圖，第1圖至第4圖繪示了本發明第一較佳實施例製作反射式液晶顯示面板的薄膜電晶體基板之方法示意圖。在第一較佳實施例中，如第1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10T與一顯示區10D。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10T與一顯示區10D。為簡化說明，在本文中僅以一畫素區來進行說明。接著，於基板10上形成一閘極電極11A與一畫素電極11C，其中閘極電極11A設置於元件區10T，而畫素電極11C設置於顯示區10D。此外，可以另於基板10之元件區10T內形成一儲存電極11B。其中，儲存電極11B可以與後續之汲極電極形成一儲存電容，以利用此儲存電容於畫素掃瞄期間輔助維持各畫素之電壓差值。並且，閘極電極11A、儲存電極11B、與畫素電極11C可以是一圖案化第一導電層，換言之，閘極電極11A、儲存電極11B、與畫素電極11C可以同時製作，但並不以此為限。其中，圖案化第一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，圖案化第一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。但圖案化第一導電層並不以此為限，而可為其他適合的材料組成。關於圖案化第一導電層之形成方法，可以先沉積一第一導電層(圖未示)，再利用一第一光罩，以一第一微影暨蝕刻方法(Photo-Etching-Process)對第一導電層進行圖案化製程，以形成圖案化第一導電層，但不以此為限，而可以為其他合適的製程。據此，本發明第一較佳實施例可以僅用一道光罩製程，完成閘極電極11A、畫素電極11C、與儲存電極11B的製作。

隨後如第2圖所示，於閘極電極11A與畫素電極11C上形成一圖案化閘極絕緣層12，其中圖案化閘極絕緣層12可為一單一絕緣層或一複合(composite)膜層，其材質可包含氧化矽、氮化矽、或氮氧化矽等，但不以此為限。並且，圖案化閘極絕緣層12可以覆蓋閘極電極11A、畫素電極11C、與儲存電極11B，且圖案化閘極絕緣層12可以具有至少一第一開孔12A與複數個第二開孔12B，以暴露出部分畫素電極11C。關於圖案化閘極絕緣層12之形成方法，可以先沉積一閘極絕緣層(圖未示)，再利用一第二光罩，以一第二微影暨蝕刻方法對閘極絕緣層進行圖案化製程，以形成圖案化閘極絕緣層12，但不以此為限，而可以為其他合適的製程。據此，本發明第一較佳實施例可以僅用一道光罩製程，形成用來絕緣閘極之圖案化閘極絕緣層12，並且可以同時形成第一開孔12A與複數個第二開孔12B，其中第一開孔12A可以用來作為後續汲極電極與畫素電極11C接觸的連接通道，而複數個第二開孔12B可以用來作為後續反射凸塊與畫素電極11C接觸的連接通道。

接著如第3圖所示，於圖案化閘極絕緣層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)，再利用一第三光罩，以一第三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。據此，本發明第一較佳實施例可以僅用此光罩製程，完成圖案化半導體層13。

之後如第4圖所示，形成一源極電極14A、一汲極電極14B與複數個反射凸塊14C。其中，源極電極14A、汲極電極14B與複數個反射凸塊14C可以是一圖案化第二導電層，換言之，源極電極14A、汲極電極14B與複數個反射凸塊14C可以同時製作，但並不以為限。此外，圖案化第二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，圖案化第二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。但圖案化第二導電層並不以此為限，而可為其他適合的材料組成。再者，源極電極14A與汲極電極14B設置於元件區10T之圖案化半導體層13與圖案化閘極絕緣層12上並大體上分別對應閘極電極11A之兩相對側，且汲極電極14B藉由第一開孔12A與畫素電極11C接觸，以及複數個反射凸塊14C分別填入顯示區10D之圖案化閘極絕緣層12之複數個第二開孔12B內並與畫素電極11C接觸。其中，關於圖案化第二導電層之形成方法，可以先沉積一第二導電層(圖未示)，再利用一第四光罩，以一第四微影暨蝕刻方法對半導體層進行圖案化製程，以形成圖案化第二導電層，但不以此為限，而可以為其他合適的製程。值得注意的是，在第一較佳實施例中，複數個反射凸塊14C之表面係為一弧面，以增加其反射效果。並且，弧面可以是如第4圖所示之朝基板方向凹入之弧面，亦或是朝基板方向凸出之弧面，但並不以此為限，而可藉由調整製程方式或製程參數，來製作不同形式之表面，例如一粗糙表面、一微結構表面等。據此，本發明第一較佳實施例僅用此光罩製程，可以同時完成源極電極14A、汲極電極14B與複數個反射凸塊14C。更重要的是，本發明第一較佳實施例可以僅利用上述四個光罩製程，完成反射式液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，可以有效的簡化製程、提高產能、並且減少生產成本。

請參考第5圖，且一併參考第4圖。第5圖繪示了本發明第一較佳實施例之反射式液晶顯示面板之薄膜電晶體基板之上視圖，而第4圖為沿著第5圖之AA’線之剖面結構示意圖。如第4圖與第7圖所示，本實施例之反射式液晶顯示面板之薄膜電晶體基板可以包括一基板10、一閘極電極11A、一畫素電極11C、一圖案化閘極絕緣層12、一圖案化半導體層13、一源極電極14A、一汲極電極14B、複數個反射凸塊14C、一資料線DL(Data line)、以及一閘極線GL(Gate line)。其剖面結構與前文所述相同，在此不再贅述，僅針對其上視圖進行說明。如第5圖與第4圖所示，設置於顯示區10D之圖案化閘極絕緣層12之上視圖是一六角形圖案，但不以此為限，而可以為其他適合的圖案。在本實施例中，資料線DL可以與源極電極14A同時製作並且彼此相連，以將外部資料訊號傳送至源極電極14A，但並不以此為限。並且，閘極線GL可以與閘極電極11A同時製作並且彼此相連，以將外部資料訊號傳送至閘極電極11A，但同樣並不以此為限。據此，本發明第一較佳實施例之反射式液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，具有比習知技術較為簡單的結構設計，可以有效的簡化製程、提高產能、並且減少生產成本。此外，本發明之反射式液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，可以於薄膜電晶體基板之對向，設置一彩色濾光片基板，並且於薄膜電晶體基板與彩色濾光片基板填入一液晶層，即可以形成一反射式液晶顯示面板。

另外請參閱第6圖至第7圖，並一併參考第1圖至第2圖。第6圖至第7圖繪示了本發明第二較佳實施例製作反射式液晶顯示面板的薄膜電晶體基板之方法示意圖。由於第二較佳實施例之方法前段步驟與第一較佳實施例之方法相同，因此該等步驟請參閱第1圖至第2圖，此外第二較佳實施例與第一較佳實施例相同之元件則沿用第1圖至第4圖之元件符號。為了簡化說明，以下僅針對第二較 佳實施例與第一較佳實施例差異的地方進行說明，相似部分不再贅述。

在第二較佳實施例中，前段步驟與第1圖至第2圖相同，請參閱前文所述。接著接續第2圖參考第6圖，如第6圖所示，於圖案化閘極絕緣層12上形成一圖案化半導體層13。其中，第6圖之步驟與第3圖之步驟的差異，主要在於第二較佳實施例中，另外將圖案化半導體層13設置於顯示區10D之圖案化閘極絕緣層12之上，且圖案化半導體層13包括對應複數個第二開孔12B之複數個第三開孔13A。以定義出分別對應複數個第二開孔12B之複數個第三開孔13A。更明確的說，各第三開孔13A與各第二開孔12B兩者互相重疊，以暴露出部分畫素電極11C。並且如第6圖所示，各第三開孔13A之第三開孔寬度可以大體上大於各第二開孔12B之第二開孔寬度，但並不以此為限，而可視規格需求作調整。據此，本發明第二較佳實施例可以利用此光罩製程，不僅完成如第一較佳實施例之圖案化半導體層13，並且同時於顯示區10D上定義出分別對應複數個第二開孔12B之複數個第三開孔13A，以利後續反射凸塊的形狀設計。

之後如第7圖所示，形成一源極電極14A、一汲極電極14B與複數個反射凸塊14C，其中源極電極14A、汲極電極14B與複數個反射凸塊14C可以是一圖案化第二導電層。在第二較佳實施例中，圖案化第二導電層的形成方式，以及源極電極14A與汲極電極14B之設置方式等，皆可以與第一實施例相同。而兩實施例主要差異的地方在於，如第7圖所示，複數個反射凸塊14C分別填入顯示區10D之圖案化閘極絕緣層12之複數個第二開孔12B與圖案化半導體層13之複數個第三開孔13A內並與畫素電極11C接觸。更明確的說，藉由第一實施例所沒有的複數個第三開孔13A，使反射凸塊14C之表面可以具有不同於第一實施例之表面，以進一步增加反射效果。如第7圖所示，第二較佳實施例之反射凸塊14C之剖面圖係為一階梯狀，但不以此為限，可依照不同的製程方式與不同的製程參數，而有不同的形狀。據此，本發明第二較佳實施例可以僅用此光罩製程，同時完成源極電極14A、汲極電極14B與複數個反射凸塊14C。更重要的是，本發明第二較佳實施例可以僅利用上述四個光罩製程，完成反射式液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，可以有效的簡化製程、提高產能、並且減少生產成本。

請參考第8圖，且一併參考第7圖。第8圖繪示了本發明第二較佳實施例之反射式液晶顯示面板之薄膜電晶體基板之上視圖，而第7圖為沿著第8圖之AA’線之剖面結構示意圖。其剖面結構與第二較佳實施例中製作方法所述之剖面結構相同，在此不再贅述僅針對其上視圖進行說明。並且，第8圖之上視圖大體上與第5圖相似。主要差異在於第二較佳實施例中，因反射凸塊14C覆蓋的面積比第一較佳實施例更多，其上視圖於顯示區10D僅看到面積小於圖案化閘極絕緣層12之圖案化半導體層13，故第8圖的六角形面積於第二較佳實施例中變得較小。據此，本發明二較佳實施例之反射式液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，具有比習知技術較為簡單的結構設計，且可以使反射凸塊之表面具有不同的設計，以增加反射效果。

綜上所述，本發明之反射式液晶顯示面板之薄膜電晶體基板與其製作方法，可在一般液晶顯示面板製程中完成反射式液晶顯示面板，並且可以只需要四道光罩製程，故能有效的簡化製程、提高產能、並且減少生產成本。並且，本發明藉由圖案化閘極絕緣層與圖案化半導體層所形成的開孔，可以使反射凸塊之表面具有不同的設計，進而增加其反射效果。

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

10T．．．元件區

10D．．．顯示區

11A．．．閘極電極

11B．．．儲存電極

11C．．．畫素電極

12．．．圖案化閘極絕緣層

12A．．．第一開孔

12B．．．第二開孔

13．．．圖案化半導體層

13A．．．第三開孔

14A．．．源極電極

14B．．．汲極電極

14C．．．反射凸塊

DL．．．資料線

GL．．．閘極線

第1圖至第4圖繪示了本發明第一較佳實施例製作反射式液晶顯示面板的薄膜電晶體基板之方法示意圖。

第5圖繪示了本發明第一較佳實施例之反射式液晶顯示面板之薄膜電晶體基板之上視圖。

第6圖至第7圖繪示了本發明第二較佳實施例製作反射式液晶顯示面板的薄膜電晶體基板之方法示意圖。

第8圖繪示了本發明第二較佳實施例之反射式液晶顯示面板之薄膜電晶體基板之上視圖。

10．．．基板

10P．．．畫素區

10T．．．元件區

10D．．．顯示區

11A．．．閘極電極

11B．．．儲存電極

11C．．．畫素電極

12．．．圖案化閘極絕緣層

13．．．圖案化半導體層

14A．．．源極電極

14B．．．汲極電極

14C．．．反射凸塊

Claims (10)

1. 一種反射式液晶顯示面板的薄膜電晶體基板之製作方法，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與一顯示區；於該基板上形成一閘極電極與一畫素電極，其中該閘極電極設置於該元件區，以及該畫素電極設置於該顯示區；於該閘極電極與該畫素電極上形成一圖案化閘極絕緣層，其中該圖案化閘極絕緣層具有一第一開孔與複數個第二開孔，暴露出部分該畫素電極；於該圖案化閘極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；以及形成一源極電極、一汲極電極與複數個反射凸塊，其中該源極電極與該汲極電極設置於該元件區之該圖案化半導體層與該圖案化閘極絕緣層上並大體上分別對應該閘極電極之兩相對側，且該汲極電極藉由該第一開孔與該畫素電極接觸，以及該等反射凸塊分別填入該顯示區之該圖案化閘極絕緣層之該等第二開孔內並與該畫素電極接觸。
2. 如申請專利範圍第1項所述之製作方法，另包括於該基板之該元件區內形成一儲存電極。
3. 如申請專利範圍第1項所述之製作方法，其中該等反射凸塊的表面為一弧面。
4. 如申請專利範圍第1項所述之製作方法，其中該圖案化半導體層另設置於該顯示區之該圖案化閘極絕緣層之上，而該圖案化半導體層包括複數個對應該等第二開孔之第三開孔，且各該第三開孔之一第三開孔寬度大體上大於各該第二開孔之一第二開孔寬度。
5. 如申請專利範圍第4項所述之製作方法，其中該等反射凸塊分別填入該顯示區之該圖案化閘極絕緣層之該等第二開孔與該圖案化半導體層之該等第三開孔內並與該畫素電極接觸。
6. 一種反射式液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，包括：一基板，具有至少一畫素區，且該畫素區定義有一元件區與一顯示區；一閘極電極，設置於該基板之該元件區；一畫素電極，設置於該基板之該顯示區；一圖案化閘極絕緣層，設置於該閘極電極與該畫素電極上，且該圖案化閘極絕緣層具有一第一開孔與複數個第二開孔，暴露出部分該畫素電極；一圖案化半導體層，設置於該圖案化閘極絕緣層上，其中該圖案化半導體層大體上對應該閘極電極；一源極電極與一汲極電極，設置於該元件區之該圖案化半導體層與該圖案化閘極絕緣層上並大體上分別對應該閘極電極之兩相對側，且該汲極電極藉由該第一開孔與該畫素電極接觸；以及複數個反射凸塊，分別設置於該顯示區之該圖案化閘極絕緣層之該等第二開孔內並與該畫素電極接觸。
7. 如申請專利範圍第6項所述之薄膜電晶體基板，另包括一儲存電極設置於該基板之該元件區內。
8. 如申請專利範圍第6項所述之薄膜電晶體基板，其中該等反射凸塊的表面為一弧面。
9. 如申請專利範圍第6項所述之薄膜電晶體基板，其中該圖案化半導體層另設置於該顯示區之該圖案化閘極絕緣層之上，而該圖案化半導體層包括複數個對應該等第二開孔之第三開孔，且各該第三開孔之一第三開孔寬度大體上大於各該第二開孔之一第二開孔寬度。
10. 如申請專利範圍第9項所述之薄膜電晶體基板，其中該等反射凸塊分別設置於該顯示區之該圖案化閘極絕緣層之該等第二開孔與該圖案化半導體層之該等第三開孔內並與該畫素電極接觸。