製造顯示基板的方法
2023-05-03 09:47:56 2
專利名稱：製造顯示基板的方法
技術領域：
本發明涉及一種製造液晶顯示面板的方法，特別涉及一種製造半穿透反射式顯示基板的方法。
背景技術：
目前的液晶顯示器(以下簡稱LCD)主要可分為三類穿透式LCD、反射式LCD、半穿透反射式LCD。穿透式LCD需要背光模塊作為背光源，可在較暗的環境中具有良好的能見度，但具有耗電量過大及環境光太強(如陽光下)時顯示不清楚的問題。反射式LCD則以反射電極層取代透明電極層，以外部光作為光源而不需背光模塊。故反射式LCD具有低耗電量的優點，但在黑暗環境下無法作用。
而半穿透反射式LCD同時具有穿透區及反射區，並利用背光模塊與外部的光作為光源。因此，半穿透反射式LCD可避免全穿透式或全反射式的缺點，且兼具穿透式LCD、反射式LCD兩者的優點。半穿透反射式LCD簡單介紹如下。
請參照圖1，圖1為已知的半穿透反射式液晶顯示面板的橫截面圖。此液晶顯示面板100包括了具有多個薄膜電晶體(TFT)陣列的顯示基板、顯示基板對面的彩色濾光片基板150以及介於上述兩基板之間的液晶層170。
顯示基板包括第一基板110、多個形成於第一基板110上的TFT120、多個由透明導電層141與反射電極層142所組成，且電連接至TFT120的像素電極140，以及形成於TFT120與像素電極140之間的平坦層130。
其中，透明導電層141形成於平坦層130上表面，而反射電極層142僅形成於透明導電層141的部分上表面，由此，將顯示基板區分為具有反射電極層142的反射區R以及僅具有透明導電層的穿透區T。
彩色濾光片基板150包括第二基板151以及依序形成於第二基板151上的彩色濾光片152與共通電極153。
在半穿透反射式液晶顯示面板100的反射區R中，外部光L1由彩色濾光片基板150被導入，並通過反射電極層142將外部光L1反射回彩色濾光片基板150來顯示影像。在穿透區T中，配置於顯示基板背側的背光單元所發出的背光L2，直接依序經過平坦層130、液晶層170以及彩色濾光片基板150來顯示影像。其中，外部光L1經過兩次液晶層170間距(cell gap)，而背光L2經過一次液晶層170間距(cell gap)。
然而，雖然半穿透反射式面板具有較佳的顯示特性與較廣的應用層面，但其工藝的繁雜度與成本也相對較高。
於是，如何有效地簡化半穿透反射式面板的工藝步驟以降低工藝成本及提高工藝合格率，為當前技術所必需。
發明內容
由於半穿透反射式面板中，以顯示基板的工藝較為繁雜，故半穿透反射式面板中的顯示基板為本發明的技術內容所在。
本發明的目的在於有效地簡化半穿透反射式面板的工藝步驟以降低工藝成本及提高工藝合格率。
本發明的另一目的在於利用具有多種透光區的掩膜，在顯示基板上的平坦層上同時形成不同的結構特徵，由此減少掩膜的使用數量。
本發明提供一種製造顯示基板的方法，方法步驟如下所述。形成有源元件與電容結構於基板上，有源元件具有漏極，電容結構由共通電極與電容電極所構成，其中共通電極與漏極電連接。
形成平坦層於有源元件與電容結構上方。使用掩膜對平坦層進行光刻蝕刻程序，以同時形成多個凸起(bump)與導孔(via)。其中，這些凸起位於平坦層的部分上表面，而導孔位於電容結構上方，並暴露電容電極。
接著，形成透明導電層於平坦層表面與導孔的內壁，並通過導孔電連接漏極。最後，形成反射電極層於部分透明導電層上，且反射電極層位於凸起表面上。
本發明提供一種製造顯示基板的方法，方法步驟如下所述。形成有源元件與電容結構於基板上，有源元件具有漏極，電容結構由共通電極與電容電極所構成。
形成平坦層於有源元件與電容結構上方。使用掩膜對平坦層進行光刻蝕刻程序，以同時形成多個凸起與導孔，其中，這些凸起位於平坦層的部分上表面，而導孔則位於有源元件上方，並暴露該漏極。
接著，形成透明導電層於平坦層表面與導孔的內壁，並通過導孔電連接漏極。最後，形成反射電極層於部分透明導電層上，且反射電極層位於凸起表面上。
關於本發明的優點與精神，以及更詳細的實施方式可以通過以下的實施方式以及附圖得到進一步的了解。
通過以下詳細的描述結合附圖，將可輕易的了解上述內容及此項發明的諸多優點，其中圖1為已知的半穿透反射式液晶顯示面板的橫截面圖；圖2為本發明顯示基板的俯視圖；圖3A至圖7B與圖21A至圖25B為本發明各種結構形式的顯示基板橫截面圖；圖8A至圖19B為本發明製造顯示基板的示意圖；以及圖20為本發明各實施例的對應工藝層的表格。
其中，附圖標記說明如下100液晶顯示面板110第一基板120TFT 130平坦層140像素電極141透明導電層142反射電極層 150彩色濾光片基板151第二基板152彩色濾光片153共通電極170液晶層L1外部光 L2背光R反射區T穿透區200像素21柵極線22共通線 23TFT24電容結構 25像素電極
300基板310有源元件311柵極312第一絕緣層313半導體層314接觸層315源極316漏極320電容結構321共通電極322電容電極330第二絕緣層331開口340平坦層341導孔342凸起343蝕刻平面344穿透窗400掩膜401第一透光區402第二透光區 403第三透光區404第四透光區 41第一圖案區42第二圖案區 43第三圖案區44第四圖案區具體實施方式
請參照圖2，其為本發明的顯示基板的俯視圖。顯示基板的每一像素200至少包括柵極線21、共通線22、TFT23、電容結構24以及像素電極25。而本發明的技術內容，大致上以圖2中a-a』線的橫截面圖來做介紹如下。
請參照圖3A至圖7B，其為本發明各種結構形式的顯示基板橫截面圖。由於本發明的主要技術內容在於半穿透反射式面板中的顯示基板，而設置於顯示基板對面的彩色濾光片基板與已知技術相似，故不加以贅述。
請參照圖3A，其為本發明的顯示基板的一種結構形式。如圖所示，顯示基板包括基板300、有源元件310、電容結構320、平坦層340、透明導電層350以及反射電極層360。在較佳實施例中，有源元件310至少包括柵極311、半導體層313、源極315以及漏極316。而電容結構320至少包括共通電極321與電容電極322。
上述元件的相對位置關係與顯示基板的結構特徵詳細說明如下，柵極311與共通電極321位於基板300的上表面，兩者由金屬層被圖案化後所形成。其中，基板300為透明絕緣基板，其材質可為玻璃或塑膠等。而柵極311與共通電極321的材質可為導電金屬或合金，如鋁(Al)、鉻(Cr)、鈦(Ti)及鉬鎢合金(MoW)等。
接著，由二氧化矽(SiO2)或氮化矽(SiNx)所製造的第一絕緣層312被配置於基板300、柵極311與共通電極321上。
再者，半導體層313與接觸層314依序形成於第一絕緣層312上，並對應於柵極311的上方。在較佳實施例中，半導體層313為非晶矽(α-Si)材質。
源極315與漏極316設置於半導體層313上方以及接觸層314的上表面，且源極315與漏極316之間具有間隔，用以分離兩電極。而電容結構320的電容電極322則配置於共通電極321與第一絕緣層312上方，且電容電極322可與源極315與漏極316同時形成。值得注意的是，此顯示基板具有風箏線(圖中未顯示)，風箏線兩端連接共通電極321與漏極316，使共通電極321與漏極316產生電連接。
在本實施例中，共通電極321與電容電極322之間存在第一絕緣層312。然而，在其他實施例中，共通電極321與電容電極322之間除了存在第一絕緣層312之外，也可存在上述的半導體層313，由此用以調整電容結構320的特性。
接著，第二絕緣層330及平坦層340依序形成於源極315、漏極316及電容電極322上。其中，平坦層340可通過旋轉塗布(spin coating)或非旋轉塗布(Spinless coating)等方式形成，且平坦層340可為絕緣透明材質所製造。例如，壓克力級的低介電常數光阻材料、含有二苯環丁烯(BCB)或過氟環丁烯(PFCB)等有機材料或含有二氧化矽(SiO2)、氮化矽(SiNx)或氮氧化矽(SiOxNy)的無機材料。
此外，值得注意的是，在本實施例中平坦層340上具有導孔341、多個凸起(Bump)342以及蝕刻平面343三種結構特徵。
其中，導孔341貫穿平坦層340與第二絕緣層330且暴露出電容電極322。凸起342形成於平坦層340的部分上表面，主要位於有源元件310與電容結構320的上方。蝕刻平面343位於不具凸起342的平坦層340上表面，且蝕刻平面343的高度與凸起342的平均高度相等，由此顯示基板與對向的彩色濾光片基板間可具有穩定且大致上相等的液晶層間距(cell gap)。
再者，透明導電層350以及反射電極層360依序形成於平坦層340上，且透明導電層350的材質可為銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、鎘錫氧化物(cadmium tin oxide，CTO)、氧化錫(stannum dioxide，SnO2)或氧化鋅(zinc oxide，ZnO)。反射電極層360的材質為具有高反射率的金屬，如鋁、銀或上述組合。
其中，透明導電層350形成於平坦層340上表面，也就是形成於多個凸起342、導孔341的內壁、蝕刻平面343以及導孔341所暴露的電容電極322上表面，由此透明導電層350可電連接至漏極316。而反射電極層360則形成於透明導電層350的部分表面，主要對應於凸起342與導孔341內壁的上方，而不形成於蝕刻平面343上方。其中，位於導孔341正上方的反射電極層360可被移除或保留。
因此，存在反射電極層360的區域為顯示基板的反射區R，而不具反射電極層360，僅具有透明導電層350的區域為顯示基板的穿透區T。而且，在反射區R中，反射電極層360的凸起的表面，可用來增加外部光的反射特性。
圖3A的顯示基板應用到液晶面板時，由於具有反射電極層360的關係，外部光在反射區R經過兩次液晶層間距(cell gap)，而穿透區T的背光僅經過一次液晶層間距(cell gap)。所以，光線在穿透區T的光徑距離僅約為在反射區R的一半，這樣的光徑距離差異容易造成液晶效率等光學特性的差異。
因此，為了改善上述的問題，可在穿透區T的平坦層340製造一個穿透窗，以減少穿透區T的平坦層340厚度，而增加穿透區T的液晶層間距，且使得穿透區T的液晶層間距約為反射區R的液晶層間距的兩倍。由此，使光線在穿透區T的光徑距離與在反射區R的光徑距離實質上相等。
請參照圖3B，其為具有穿透窗344的顯示基板。圖3A的顯示基板與圖3B的顯示基板兩者的差異在於圖3A的穿透區T的平坦層340上表面具有蝕刻平面343，且其厚度與反射區R的平坦層340厚度約為相等。而圖3B的穿透區T的平坦層340大部分都被去除，且其厚度小於反射區R的平坦層340厚度，而呈現一個凹槽狀的穿透窗344。其中，位於穿透區T的第二絕緣層330和/或第一絕緣層312可被去除或保留，圖3B以去除第二絕緣層330而保留第一絕緣層312為例，並不局限於本發明。
在本實施例中，穿透區T的平坦層340幾乎全被移除，也就是說穿透區T的平坦層340被移除後所形成的穿透窗344，若經蝕刻第二絕緣層330後，暴露出第一絕緣層312。後續的工藝中，透明導電層350仍形成於穿透窗344的表面，而反射電極層360並未形成於穿透窗344上。其中，位於導孔341正上方的反射電極層360可被移除或保留。
請參照圖4A，其為本發明的顯示基板的另一種結構形式。圖4A的顯示基板的結構大致上與圖3A相同，唯一的差異在於透明導電層350以及反射電極層360的形成次序。
在圖4A的實施例中，反射電極層360先形成於平坦層340上表面，也就是形成於多個凸起342、導孔341的內壁以及導孔341所暴露的電容電極322上表面，但不形成於蝕刻平面343上方。接著，透明導電層350形成於反射電極層360上表面以及蝕刻平面343，並通過反射電極層360與電容電極322電連接至漏極316。在此實施例中，由於透明導電層350為透明的，故外部光可穿透透明導電層350後，再通過反射電極層360進行反射。其中，位於導孔341正上方的反射電極層360可被移除或保留。
請參照圖4B，其為具有穿透窗344的顯示基板。圖4B與圖4A所顯示的顯示基板差異在於圖4B的顯示基板的穿透區T具有穿透窗344，且透明導電層350形成於穿透窗344的表面，而反射電極層360並未形成於穿透窗344上。其中，位於導孔341正上方的反射電極層360可被移除或保留。其中，位於穿透區T的第二絕緣層330可被去除或保留，圖4B以去除第二絕緣層330而保留第一絕緣層312為例，並不局限於本發明。
請參照圖5A，其為本發明的顯示基板的另一種結構形式。圖5A的顯示基板的結構大致上與圖3A相同，唯一的差異在於圖5A的顯示基板不具有第二絕緣層330。也就是說，平坦層340直接形成於源極315、漏極316及電容電極322上。其中，位於導孔341正上方的反射電極層360可被移除或保留。
請參照圖5B，其為具有穿透窗344的顯示基板。圖5B與圖5A所顯示的顯示基板差異在於圖5B的顯示基板的穿透區T具有穿透窗344，且透明導電層350形成於穿透窗344的表面，而反射電極層360並未形成於穿透窗344上。其中，位於導孔341正上方的反射電極層360可被移除或保留。其中，位於穿透區T的第一絕緣層312可被去除或保留，圖5B以保留第一絕緣層312為例，並不局限於本發明。
請參照圖6A，其為本發明的顯示基板的另一種結構形式。圖6A的顯示基板的結構大致上與圖5A相同，唯一的差異在於透明導電層350以及反射電極層360的形成次序。
在圖6A的實施例中，反射電極層360先形成於平坦層340上表面，也就是形成於多個凸起342、導孔341的內壁以及導孔341所暴露的電容電極322上表面，但不形成於蝕刻平面343上方。接著，透明導電層350形成於反射電極層360上表面以及蝕刻平面343，並通過反射電極層360與電容電極322電連接至漏極316。其中，位於導孔341正上方的反射電極層360可被移除或保留。
請參照圖6B，其為具有穿透窗344的顯示基板。圖6B與圖6A所顯示的顯示基板差異在於圖6B的顯示基板的穿透區T具有穿透窗344，且透明導電層350形成於穿透窗344的表面，而反射電極層360並未形成於穿透窗344上。其中，位於導孔341正上方的反射電極層360可被移除或保留。其中，位於穿透區T的第一絕緣層312可被去除或保留，圖6B以保留第一絕緣層312為例，並不局限於本發明。
請參照圖7A，其為本發明的顯示基板的另一種結構形式。圖7A的顯示基板的結構在第二絕緣層330形成之前，也就是第二絕緣層330以下的結構大致上與圖3A相同，而上述兩者的結構差異如下所述。圖7A的實施例中，第二絕緣層330在電容電極322上方具有開口，用以暴露電容電極322。接著，透明導電層350形成於第二絕緣層330上，且通過上述開口接觸電容電極322，以電連接至漏極316。
接著，平坦層340形成於透明導電層350與第二絕緣層330上方，且平坦層340上同樣具有導孔341、多個凸起(Bump)342以及蝕刻平面343三種結構特徵。其中，導孔341位於電容結構320的上方，且導孔341貫穿平坦層340，並暴露出透明導電層350的部分上表面。而凸起342與蝕刻平面343的位置與結構特徵與圖3A相同。
再者，反射電極層360形成於平坦層340上表面，也就是形成於多個凸起342、導孔341的內壁以及導孔341所暴露的透明導電層350上表面，但不形成於蝕刻平面343上方。
請參照圖7B，其為具有穿透窗344的顯示基板。圖7B與圖7A所顯示的顯示基板差異在於圖7B的顯示基板的穿透區T具有穿透窗344，且透明導電層350形成於穿透窗344的表面，而反射電極層360並未形成於穿透窗344上。其中，位於穿透區T的第二絕緣層330和/或第一絕緣層312可被去除或保留，圖7B以去除第二絕緣層330而保留第一絕緣層312為例，並不局限於本發明。
以上敘述為本發明各種結構形式的顯示基板，而上述顯示基板的製造方法分述如下。
請參照圖8A至圖8D，其為本發明顯示基板的製造方法示意圖。如圖8A所示，形成柵極312與共通電極321於基板300上。依序形成第一絕緣層312及半導體層313於柵極311上，其中第一絕緣層312也形成於共通電極321上。形成源極315與漏極316於半導體層313上，並同時形成電容電極322於共通電極321及第一絕緣層312上方。
其中，上述的柵極312、半導體層313、源極315及漏極即構成薄膜電晶體的類的有源元件310。而共通電極321、第一絕緣層312及電容電極322則構成電容結構320。
形成源極315、漏極316與電容電極322之後，接著形成第二絕緣330層於源極315、漏極316、電容電極322以及第一絕緣層312上。使用第一掩膜進行光刻蝕刻程序，形成開口331於第二絕緣層330上，用以暴露電容電極322。其中，共通電極321通過風箏線(圖中未顯示)與漏極316電連接。
請繼續參照圖8B，形成平坦層340於第二絕緣層330上。接著，使用第二掩膜進行光刻蝕刻程序，而形成導孔341貫穿平坦層340，且導孔341與開口331相通連。
其中，第一掩膜與第二掩膜具有第一透光區與第二透光區，且第一透光區的透光率約為100％，第二透光區的透光率約為0％。第一透光區形成第一圖案區，用以形成開口331與導孔341。
請參照圖8C，接著使用第三掩膜400進行光刻蝕刻程序，以形成多個凸起342於平坦層340的部分上表面。其中，第三掩膜400具有第二透光區402與第三透光區403，且第三透光區403的透光率為10％至30％。第二透光區402與第三透光區403交錯而構成第二圖案區42，用以形成這些凸起342。
且在此實施例中，在形成凸起342時，也可同時形成蝕刻平面343於平坦層340的部分上表面。此時，第三掩膜400還具有第四透光區404，且第四透光區的透光率為3％至15％。第四透光區404與第二透光區402交錯而構成第三圖案區43，用以形成蝕刻平面343。
值得注意的是，在第三掩膜400中，第三圖案區43中的第二透光區402小於第二圖案區42中的第二透光區402。並且，蝕刻平面343的高度與這些凸起342的平均高度舉例可為相等。
然而，在另一實施例中，在形成凸起342時，並非同時形成蝕刻平面343，而是同時形成穿透窗344貫穿於平坦層340，請參照圖9A至圖9B。此時，第三掩膜400具有第一透光區401，且此第一透光區401於第三掩膜400上形成第四圖案區44，用以形成穿透窗344。
而形成上述凸起342的步驟後(如圖8D與圖9B)，形成透明導電層350於平坦層340表面與導孔341的內壁，並通過導孔341以電連接漏極316。接著，形成反射電極層360於部分透明導電層350上，且位於凸起342表面上方。由此，便可分別形成如圖3A與圖3B的顯示基板。
而在另一實施例中，形成上述凸起342的步驟後(如圖8D與圖93)，形成反射電極層360於凸起342表面與導孔341的內壁，並通過導孔341以電連接漏極316。接著，形成透明導電層350於反射電極層360與平坦層340上。由此，便可分別形成如圖4A與圖4B的顯示基板。
請參照圖10A至圖10C，其為本發明顯示基板的另一製造方法示意圖。如圖10A所示，其工藝步驟與圖8A相同。
請繼續參照圖10B，形成平坦層340於第二絕緣層330、有源元件310與電容結構320上。接著，使用掩膜400對平坦層340進行光刻蝕刻程序，以同時形成多個凸起342及導孔341，如圖10C。其中凸起342位於平坦層340的部分上表面，導孔341位於電容結構320上方，並暴露電容電極322。
如圖10B所示，掩膜400具有第一透光區401、第二透光區402及第三透光區403。其中，第一透光區401的透光率約為100％，第二透光區402的透光率約為0％，第三透光區403的透光率約為10％至30％。
第一透光區401形成第一圖案區41，用以形成導孔341。第二透光區402與第三透光區403交錯而構成第二圖案區42，用以形成多個凸起342。
且在此實施例中，在形成導孔341與凸起342時，也可同時形成蝕刻平面343於平坦層340的部分上表面。此時，掩膜400還具有第四透光區404，且第四透光區的透光率為3％至15％。第四透光區404與第二透光區402交錯而構成第三圖案區43，用以形成蝕刻平面343。值得注意的是，第三圖案區43中的第二透光區402小於第二圖案區42中的第二透光區402。
在另一實施例中，在形成導孔341與凸起342時，並非同時形成蝕刻平面343，而是同時形成穿透窗344貫穿於平坦層340，請參照圖11A至圖11B。此時，掩膜400具有第四圖案區44，由第一透光區401構成，用以形成穿透窗344。其中，位於穿透窗344正下方的第二絕緣層330可被去除或保留。
而形成上述凸起342的步驟後，如圖10C與圖11B，形成透明導電層350於平坦層340表面與導孔341的內壁，並通過導孔341以電連接漏極316。接著，形成反射電極層360於部分透明導電層350上，且位於凸起342表面上方。由此，便可分別形成如圖3A與圖3B的顯示基板。
而在另一實施例中，形成上述凸起342的步驟後，如圖10C與圖11B，形成反射電極層360於凸起342表面與導孔341的內壁，並通過導孔341以電連接漏極316。接著，形成透明導電層350於反射電極層360與平坦層340上。由此，便可分別形成如圖4A與圖4B的顯示基板。
請參照圖12A至圖12D，其為本發明顯示基板的另一製造方法示意圖。如圖12A所示，其工藝步驟與圖8A大致相同，其差異在於圖12A的工藝步驟中，形成第二絕緣層330之後，並未在第二絕緣層330上形成開口，而直接形成平坦層340於第二絕緣層330上。
請參照圖12B，接著使用掩膜(圖中未顯示)進行光刻蝕刻程序，以形成導孔341貫穿平坦層340與第二絕緣層322，其中導孔341位於電容電極322上方，用以暴露電容電極322。
再者，請參照圖12C，使用另一掩膜400進行光刻蝕刻程序，以形成多個凸起342於平坦層340的部分上表面。在此實施例中，在形成凸起342時，也可同時形成蝕刻平面343於平坦層340的部分上表面，如圖12D所示。上述凸起342與蝕刻平面343的工藝過程及所使用的掩膜與圖8C相同。
請參照圖13A至圖13B，在另一實施例中，在形成凸起342時，並非同時形成蝕刻平面343，而是同時形成穿透窗344貫穿於平坦層340。上述凸起342與穿透窗344的工藝過程及所使用的掩膜與圖9A相同。
而形成上述凸起342的步驟後，如圖12D與圖13B，形成透明導電層350於平坦層340表面與導孔341的內壁，並通過導孔341以電連接漏極316。在圖13B中，其中，位於穿透區T的第二絕緣層330和/或第一絕緣層312可被去除或保留。接著，形成反射電極層360於部分透明導電層350上，且位於凸起342表面上方。由此，便可分別形成如圖3A與圖3B的顯示基板。
而在另一實施例中，形成上述凸起342的步驟後，如圖12D與圖13B，形成反射電極層360於凸起342表面與導孔341的內壁，並通過導孔341以電連接漏極316。接著，形成透明導電層350於反射電極層360與平坦層340上。由此，便可分別形成如圖4A與圖4B的顯示基板。
請參照圖14A至圖14B，其為本發明顯示基板的另一製造方法示意圖。如圖14A所示，形成有源元件310與電容結構320於基板300上。其中有源元件310具有漏極316，電容結構320由共通電極321與電容電極322所構成。上述的詳細工藝步驟與圖8A大致相同，其差異在於圖14A的工藝步驟中，並未形成第二絕緣層330。
請繼續參照圖14A，接著形成平坦層340於有源元件310、電容結構320及第一絕緣層312上方。使用掩膜400對平坦層340進行光刻蝕刻程序，以同時形成導孔341與多個凸起342於平坦層340。其中，導孔341位於電容結構320上方，並暴露電容電極322，而多個凸起342則位於平坦層340的部分上表面。
在此實施例中，在形成導孔341與凸起342時，也可同時形成蝕刻平面343於平坦層340的部分上表面，如圖14B所示。上述導孔341、凸起342與蝕刻平面343的工藝過程及所使用的掩膜與圖10B相同。
請參照圖15A至圖15B，在另一實施例中，在形成導孔341與凸起342時，並非同時形成蝕刻平面343，而是同時形成穿透窗344貫穿於平坦層340。上述導孔341、凸起342與穿透窗344的工藝過程及所使用的掩膜可與圖11A相同。
而形成上述凸起342的步驟後，如圖14B與圖15B，形成透明導電層350於平坦層340表面與導孔341的內壁，並通過導孔341以電連接漏極316。接著，形成反射電極層360於部分透明導電層350上，且位於凸起342表面上方。由此，便可分別形成如圖5A與圖5B的顯示基板。
而在另一實施例中，形成上述凸起342的步驟後，如圖14B與圖15B，形成反射電極層360於凸起342表面與導孔341的內壁，並通過導孔341以電連接漏極316。接著，形成透明導電層350於反射電極層360與平坦層340上。由此，便可分別形成如圖6A與圖6B的顯示基板。
請參照圖16A至圖16D，其為本發明顯示基板的另一製造方法示意圖。如圖16A所示，其工藝步驟與圖8A相同。而在進行形成平坦層340的步驟前，還包括形成透明導電層350於第二絕緣層330上並通過開口331電連接至漏極316。在較佳實施例中，透明導電層350覆蓋了整個電容結構320以及部分的漏極316。
請參照圖16B，接著形成平坦層340於第二絕緣層330與透明導電層350上，並使用第二掩膜進行光刻蝕刻程序，以形成導孔341於平坦層340，導孔341位於電容結構320上方，並暴露部分透明導電層350上表面。
請參照圖16C，接著使用第三掩膜400進行光刻蝕刻程序，以形成多個凸起342於平坦層340的部分上表面。在此實施例中，在形成凸起342時，也可同時形成蝕刻平面343於平坦層340的部分上表面，如圖16D所示。上述凸起342與蝕刻平面343的工藝過程及所使用的掩膜與圖8C相同。
請參照圖17A至圖17B，在另一實施例中，在形成凸起342時，並非同時形成蝕刻平面343，而是同時形成穿透窗344貫穿於平坦層340。上述凸起342與穿透窗344的工藝過程及所使用的掩膜與圖9A相同。
而形成上述凸起342的步驟後，如圖16D與圖17B，形成反射電極層360於凸起342的表面、導孔341的內壁與透明導電層350上。由此，便可分別形成如圖7A與圖7B的顯示基板。
請參照圖18A至圖18C，其為本發明顯示基板的另一製造方法示意圖。如圖18A所示，其工藝步驟與圖16A相同。
請參照圖18B，接著形成平坦層340於第二絕緣層330與透明導電層350上。使用掩膜400對平坦層340進行光刻蝕刻程序，以同時形成導孔341與多個凸起342於平坦層340。其中，導孔341位於電容結構320上方，並暴露部分透明導電層350上表面，而多個凸起342則位於平坦層340的部分上表面。
在此實施例中，在形成導孔341與凸起342時，也可同時形成蝕刻平面343於平坦層340的部分上表面，如圖18C所示。上述導孔341、凸起342與蝕刻平面343的工藝過程及所使用的掩膜與圖10B相同，差異在於圖18C的導孔341暴露部分透明導電層350上表面，而非暴露至電容電極322上表面。
請參照圖19A至圖19B，在另一實施例中，在形成導孔341與凸起342時，並非同時形成蝕刻平面343，而是同時形成穿透窗344貫穿於平坦層340。上述導孔341、凸起342與穿透窗344的工藝過程及所使用的掩膜與圖11A相同，而差異同樣在於圖19B的導孔341暴露部分透明導電層350上表面，而非暴露至電容電極322上表面。
形成上述凸起342的步驟後，如圖18C與圖19B，形成反射電極層360於凸起342的表面、導孔341的內壁與透明導電層350上。由此，便可分別形成如圖7A與圖7B的顯示基板。
上述各實施例的工藝步驟可歸納成為對應工藝層別的表格，如圖20所示。請參照圖20，表格中「7P8M」代表製造本發明的顯示基板所需經過的7個光蝕刻程序(Photo etching process)且使用了8個掩膜(Mask)。同樣的，「7P7M」代表所經過的7個光蝕刻程序且使用了7個掩膜的工藝，「6P6M」代表所經過的6個光蝕刻程序且使用了6個掩膜的工藝。
另外，表格中的「GE」代表柵極311的形成，「AS」代表半導體層313的形成，「SD」代表源極315與漏極316的形成，「BP」代表第二絕緣層330的形成，「Via」代表導孔341的形成，「PL」代表平坦層340上凸起342的形成，「ITO」代表透明導電層350的形成，「AL」代表反射電極層360的形成。
上述圖8A至圖8D，以及圖3A的工藝敘述即為「7P8M」的工藝過程，其中「GE」、「AS」、「SD」、「BP」、「ITO」、「AL」各都經過了一個光蝕刻程序且各使用了一個掩膜，「Via」及「PL」則共使用了兩個掩膜且經過了一個光蝕刻程序，且在「PL」的工藝過程中，除了凸起342之外，也同時形成蝕刻平面343。
圖9A、圖9B以及圖3B的工藝敘述也為「7P8M」的工藝過程，與上述不同的是，在「PL」的工藝過程中，除了凸起342之外，也同時形成穿透窗344。
上述圖10A至圖10C，以及圖3A的工藝敘述即為「7P7M(1)」的工藝過程，其中「GE」、「AS」、「SD」、「BP」、「ITO」、「AL」各都經過了一個光蝕刻程序且各使用了一個掩膜。而「PL」的工藝過程中，使用了一個掩膜且經過一個光蝕刻程序，以同時形成導孔341、凸起342及蝕刻平面343。
圖11A、圖11B以及圖3B的工藝敘述也為「7P7M(1)」的工藝過程，與上述不同的是，在「PL」的工藝過程中，並非形成蝕刻平面343，而是形成穿透窗344。
上述圖12A至圖12D，以及圖3A的工藝敘述即為「7P7M(2)」的工藝過程，其中「GE」、「AS」、「SD」、「ITO」、「AL」各都經過了一個光蝕刻程序且各使用了一個掩膜。另外，「BP+Via」的工藝過程中使用了一個掩膜且經過一個光蝕刻程序，來同時形成導孔341及第二絕緣層上的開口331，而「PL」的工藝過程中，使用了一個掩膜且經過一個光蝕刻程序，以同時形成凸起342及蝕刻平面343。
圖13A、圖13B以及圖3B的工藝敘述也為「7P7M(2)」的工藝過程，與上述不同的是，在「PL」的工藝過程中，並非形成蝕刻平面343，而是形成穿透窗344。
上述圖14A至圖14B，以及圖5A的工藝敘述即為「6P6M」的工藝過程，其中「GE」、「AS」、「SD」、「ITO」、「AL」各都經過了一個光蝕刻程序且各使用了一個掩膜。而「PL」的工藝過程中，使用了一個掩膜且經過一個光蝕刻程序，以同時形成導孔341、凸起342及蝕刻平面343。
圖15A、圖15B以及圖5B的工藝敘述也為「6P6M」的工藝過程，與上述不同的是，在「PL」的工藝過程中，並非形成蝕刻平面343，而是形成穿透窗344。
值得注意的是，上述工藝步驟中，「ITO」與「AL」的工藝順序可互換，詳細說明都揭示於前文，故不再贅述。
以上所述的各實施例的導孔341與開口331都位於電容結構320的上方，以暴露出電容電極322。由此，透明導電層350可通過導孔341或開口331與電容電極322電連接。而且，由於電容結構320的共通電極321以風箏線電連接至有源元件310的漏極316，故透明導電層350可與漏極316產生電連接。
然而，在其他實施例中，導孔341與開口331也可位於有源元件310的上方，以暴露出漏極316。由此，透明導電層350可通過導孔341或開口331，而與漏極316直接電連接。
請參照圖21A至圖25B，其為導孔341與開口331位於有源元件310上方的實施例，而圖3A至圖7B為導孔341與開口331位於電容結構320上方的實施例。上述兩者的工藝步驟大致相同，僅導孔341與開口331的形成位置不同。其中，位於導孔341正上方的反射電極層360可被移除或保留。
請參照圖21A與圖21B的顯示基板，其結構形式分別與圖3A與圖3B的顯示基板相似，僅導孔341與開口331的位置改變至漏極316上方。在圖21B中，位於穿透區T的第二絕緣層330和/或第一絕緣層312可被去除或保留。
請參照圖22A與圖22B的顯示基板，其結構形式分別與圖4A與圖4B的顯示基板相似，僅導孔341與開口331的位置改變至漏極316上方。在圖22B中，位於穿透區T的第二絕緣層330和/或第一絕緣層312可被去除或保留。
請參照圖23A與圖23B的顯示基板，其結構形式分別與圖5A與圖5B的顯示基板相似，僅導孔341與開口331的位置改變至漏極316上方。其中，位於導孔341正上方的反射電極層360可被移除或保留。在圖23B中，位於穿透區T的第一絕緣層312可被去除或保留。
請參照圖24A與圖24B的顯示基板，其結構形式分別與圖6A與圖6B的顯示基板相似，僅導孔341與開口331的位置改變至漏極316上方。在圖24B中，位於穿透區T的第一絕緣層312可被去除或保留。
請參照圖25A與圖25B的顯示基板，其結構形式分別與圖7A與圖7B的顯示基板相似，僅導孔341與開口331的位置改變至漏極316上方。在圖25B中，位於穿透區T的第二絕緣層330和/或第一絕緣層312可被去除或保留。
另外，本發明製造顯示基板的方法也可應用至一種製造膜層的方法，方法步驟如下所述。提供底層，並形成一膜層於底層上，其中膜層的材質包括光阻或有機材料。接著，使用掩膜進行光刻蝕刻程序，以同時形成導孔及多個凸起於上述膜層，其中導孔貫穿膜層，以暴露出部分的底層，且導孔的位置可視需求調整。而凸起形成於膜層的部分上表面。
上述掩膜具有第一透光區、第二透光區及第三透光區。其中第一透光區的透光率約為100％，第二透光區的透光率約為0％，且第三透光區的透光率約為10％至30％。
第一透光區形成第一圖案區，用以形成導孔，第二透光區與第三透光區交錯而構成第二圖案區，用以形成多個凸起。在一個實施例中，在形成導孔與多個凸起時，也可同時形成蝕刻平面於膜層的部分上表面。
此時，掩膜具有第四透光區，其透光率為3％至15％。第四透光區與第二透光區交錯而構成第三圖案區，用以形成蝕刻平面。
值得注意的是，在掩膜中，第三圖案區中的第二透光區小於第二圖案區中的第二透光區。
綜上所述，本發明的製造顯示基板的方法具有下列優點一、利用具有多種透光區的掩膜，在顯示基板上的平坦層同時形成不同的結構特徵，由此減少掩膜的使用數量。
二、有效地簡化半穿透反射式面板的工藝步驟以降低工藝成本及提高工藝合格率。
本發明雖以較佳實例闡明如上，但其並非用以限定本發明精神與發明實體。對本領域技術人員，當可輕易了解並利用其它元件或方式來產生相同的功效。因此，在不脫離本發明的精神與範圍內所作的修改，均應包含在下述的權利要求內。
權利要求
1.一種製造顯示基板的方法，包括形成有源元件與電容結構於基板上，該有源元件具有漏極，該電容結構由共通電極與電容電極所構成；形成平坦層於該有源元件與該電容結構上方；及使用掩膜對該平坦層進行光刻蝕刻程序，以同時形成多個凸起於該平坦層的部分上表面與導孔。
2.如權利要求1所述的方法，其中該掩膜具有第一透光區、第二透光區及第三透光區，該第一透光區形成第一圖案區，用以形成該導孔，該第二透光區與該第三透光區交錯而構成第二圖案區，用以形成這些凸起。
3.如權利要求2所述的方法，其中該第一透光區的透光率約為100％，該第二透光區的透光率約為0％，且該第三透光區的透光率為10％至30％。
4.如權利要求3所述的方法，其中該掩膜還具有第四透光區，且該第四透光區與該第二透光區交錯而構成第三圖案區，其中該第四透光區的透光率為3％至15％。
5.如權利要求3所述的方法，其中形成該導孔與這些凸起的步驟中，包括同時形成穿透窗貫穿該平坦層。
6.如權利要求1中所述的方法，其中形成該有源元件與該電容結構於該基板上的步驟，包括下列步驟形成柵極與該共通電極於該基板上；依序形成第一絕緣層及半導體層於該柵極上，其中該第一絕緣層也形成於該共通電極上；以及形成源極與該漏極於該半導體層上，並同時形成該電容電極於該共通電極及該第一絕緣層上方。
7.如權利要求1所述的方法，其中該形成該平坦層的步驟前，還包括下列步驟形成第二絕緣層於該有源元件上；形成開口於該第二絕緣層上，以暴露該漏極；以及形成透明電極於該第二絕緣層上，並通過該開口與該漏極電連接。
8.如權利要求7所述的方法，其中進行該光刻蝕刻程序的步驟後，還包括形成反射電極層於這些凸起表面、該導孔的內壁與該透明導電層上，其中該導孔位於該開口的上方，且暴露該透明導電層的部分上表面。
9.如權利要求1所述的方法，其中形成該平坦層的步驟前，還包括下列步驟形成第二絕緣層於該電容結構上；形成開口於該第二絕緣層上，以暴露該電容電極；以及形成透明電極於該第二絕緣層上，並通過該開口與該漏極電連接。
10.如權利要求9所述的方法，其中進行該光刻蝕刻程序的步驟後，還包括形成反射電極層於這些凸起表面、該導孔的內壁與該透明導電層上，其中該導孔位於該開口的上方，且暴露該透明導電層的部分上表面。
11.如權利要求1所述的方法，其中進行該光刻蝕刻程序的步驟後，還包括下列步驟形成透明導電層於該平坦層表面與該導孔的內壁，並通過該導孔電連接該漏極；以及形成反射電極層於部分該透明導電層上，且於這些凸起表面上。
12.如權利要求11所述的方法，其中該導孔位於該有源元件上方，並暴露該漏極。
13.如權利要求11所述的方法，其中該導孔位於該電容結構上方，並暴露該電容電極。
14.如權利要求1所述的方法，其中進行該光刻蝕刻程序的步驟後，還包括下列步驟形成反射電極層於這些凸起表面與該導孔的內壁，並通過該導孔電連接該漏極；以及形成透明導電層於該反射電極層與該平坦層表面。
15.如權利要求14所述的方法，其中該導孔位於該有源元件上方，並暴露該漏極。
16.如權利要求14所述的方法，其中該導孔位於該電容結構上方，並暴露該電容電極。
全文摘要
一種製造顯示基板的方法，此方法應用於製造半穿透反射式液晶顯示器，方法步驟至少包括形成有源元件與電容結構於基板上。形成平坦層於有源元件與電容結構上方。使用具有多種透光區的掩膜對平坦層進行光刻蝕刻程序，以同時形成不同的結構特徵於平坦層上。
文檔編號G03F1/28GK101017301SQ20071008589
公開日2007年8月15日 申請日期2007年3月9日 優先權日2007年3月9日
發明者董畯豪, 黃國有, 黃寶玉 申請人:友達光電股份有限公司