半穿反液晶顯示面板及其下基板的製造方法
2023-04-25 01:58:46 1
專利名稱：半穿反液晶顯示面板及其下基板的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種半穿反液晶顯示面板(Transflective Liquid CrystalDisplay Panel)及其下基板的製造方法，且特別是涉及一種具有透明底部電極的半穿反液晶顯示面 板及其下基板的製造方法。
背景技術：
液晶顯示熒幕(Liquid Crystal Display, IXD)依反射方式可分為穿透式 (Transmissive)、反射式(Reflective)及半穿反式(Tranflective)三種基本類型。穿透 式液晶顯示熒幕經由背光光源以達到穿透式顯示，其優點為於正常光線及暗光線下，仍能 維持良好的顯示效果，然而於戶外陽光下則不易辨識顯示內容。反射式液晶顯示熒幕不需 外加光源，而是使用環境周圍的光線，因此於外界光線充足的環境下均有良好的顯示效果， 然而於外界光線不足的環境下則不易辨識顯示內容。半穿反式液晶顯示熒幕則結合穿透式 和反射式兩者的優點。以半穿反式液晶顯示面板來講，儲存電容結構通常是由第一金屬層重疊於第二金 屬層而形成，即所謂的金屬-絕緣層-金屬(Metal Insulator Metal, MIM)儲存電容。而 這一種MIM儲存電容並不透光，因此為了不影響像素結構的穿透區開口率，都是形成於像 素結構的反射區內。然而，現今的顯示面板的解析度要求愈來愈高。為了符合此趨勢，像素結構的面積 愈作愈小。如此，使得像素結構的反射區的面積相對縮小，因而導致儲存電容變得不足而影 響到顯示品質。此外，若欲滿足儲存電容的設計值而增加儲存電容結構的面積，則儲存電容 結構的不透光的金屬需延伸至像素結構的穿透區，因此降低了像素結構的穿透區開口率。
發明內容
本發明有關於一種半穿反液晶顯示面板及其下基板的製造方法。位於半穿反液晶 顯示面板的像素結構的穿透區的儲存電容結構，為利用透光的透明底部電極與透明像素電 極所形成的透光結構，因此並不會降低像素結構的穿透區開口率，並且又能增加儲存電容 的值，滿足高解析度顯示面板的設計需求。根據本發明的一方面，提出一種半穿反液晶顯示面板。半穿反液晶顯示面板包括 上基板、液晶分子層及下基板。液晶分子層包括多個液晶分子。下基板實質上與上基板平 行配置，液晶分子層位於上基板及下基板之間。下基板包括底板、有源元件陣列結構層、多 個透明像素電極、墊高層及反射金屬層。有源元件陣列結構層包括形成於底板上的多個透 明底部電極、多個電晶體結構、至少一絕緣層、數條掃描線和數條數據線，均形成於底板上。 這些數據線及這些掃描線定義出多個像素，而這些透明底部電極其中之一的至少一部分與 對應的透明像素電極的至少一部分位於對應的像素的穿透區。絕緣層覆蓋透明底部電極。 多個透明像素電極形成於有源元件陣列結構層上，每個透明像素電極與對應的透明底部電 極部分重疊，以形成多個儲存電容結構。墊高層形成於有源元件陣列結構層上，墊高層具有多個凹槽以分別露出透明像素電極，並使液晶分子的排列呈現多域配向(multi-domain)。 反射金屬層形成於墊高層上，用以反射光線。根據本發明的另一方面，提出一種半穿反液晶顯示面板的下基板的製造方法。半 穿反液晶顯示面板還包括上基板及液晶分子層，液晶分子層包括多個液晶分子。下基板實 質上與上基板平行配置，液晶分子層位於上基板及下基板之間。製造方法包括以下步驟。提 供下基板，下基板包括底板。形成有源元件陣列結構層於底板，有源元件陣列結構層包括形 成於底板上的多個透明底部電極、多個電晶體結構、至少一絕緣層、數條掃描線及數條數據 線，均形成於底板上，而第一絕緣層覆蓋透明底部電極。這些數據線及這些掃描線定義出多 個像素，而這些透明底部電極之一者的至少一部分與對應的透明像素電極的至少一部分位 於對應的像素的穿透區。絕緣層覆蓋透明底部電極。形成透明像素電極於有源元件陣列結 構層上，每個透明像素電極與對應的透明底部電極部分重疊，以形成多個儲存電容結構。形 成墊高層於有源元件陣列結構層上，墊高層具有多個凹槽以分別露出該些透明像素電極， 並使液晶分子的排列呈現多域配向。以及形成反射金屬層於墊高層上，用以反射光線。為讓本發明的上述內容能更明顯易懂，下文特舉優選實施例，並配合附圖，作詳細 說明如下
A 鈍角
具體實施例方式本發明實施例提出一種半穿反液晶顯示面板及其下基板的製造方法。位於像素結 構的穿透區的儲存電容結構，為透光的透明底部電極與透明像素電極所形成的透光結構， 因此不會降低像素結構的穿透區開口率，並且又能增加儲存電容的值。以下舉出優選實施例做詳細說明，然此實施例僅為本發明的發明精神下的實施方 式，其說明的文字與圖示並不會對本發明的欲保護範圍進行限縮。請參照圖1，其繪示依照本發明優選實施例的半穿反液晶顯示面板的示意圖。半穿 反液晶顯示面板100包括上基板102、液晶分子層104及下基板106。液晶分子層104包含 多個液晶分子108。下基板106實質上與上基板102平行配置，液晶分子層104位於上基板 102及下基板106之間。請同時參照圖2及圖3，圖2繪示圖1中沿著方向VI觀看局部下基板的示意圖，圖 3繪示圖2中下基板沿著方向3-3』的剖視圖。下基板106包括底板110、有源元件陣列結 構層112、多個透明像素電極114、墊高層132及反射金屬層136。墊高層132的材料例如是 有機(organic)材料。有源元件陣列結構層112包括多個透明底部電極116和多個電晶體結構118、絕緣 層120、多條掃描線122和多條數據線124和鈍化層(passivation) 126。電晶體結構118 包括柵極118g、源極118s、漏極118d和溝道層118c。柵極118g與掃描線122位於同一金 屬層，源極118s與數據線124位於同一金屬層。其中，絕緣層120覆蓋透明底部電極116。此外，數據線124及掃描線122定義出多個像素，每個像素包括電晶體結構118、透 明底部電極116、絕緣層120、鈍化層126及透明像素電極114。其中，掃描線122分別電性 連接於電晶體結構118的柵極118g。數據線124分別電性連接於電晶體結構118的源極 118s。掃描線122通過絕緣層120與數據線124絕緣，而透明像素電極114分別透過接觸 孔128電性連接於電晶體結構118的漏極118d。其中，相對應的透明底部電極116的至少 一部分與透明像素電極114的至少一部分位於對應的像素的穿透區130內。在本實施例中，透明底部電極116部分位於穿透區130內而另一部分則往圖3的 右邊方向延伸至反射金屬層136的下方，以便與柵極118g電性連接。如此，穿透區130內 不會存在有不透光的結構，例如是柵極118g來影響開口率。在與具有MIM儲存電容的液晶顯示器相較之下，本實施例的半穿反液晶顯示面板 100中的儲存電容結構為透明底部電極116與透明像素電極114所形成的透光結構。所以 並不被限定要配置於反射電極區域，以免影響穿透區開口率。故能增加儲存電容值且不會 降低像素結構的穿透區開口率。以尺寸為2.8" (VGA)且解析度為289PPI的半穿反液晶顯示面板來說，在不採 用本實施例的透明底部電極的設計的情況下，當儲存電容的值為0. 063pF時，穿透區開口 率為23. 17%。而當要提高儲存電容的值，例如是由0.063pF提高至0. 1048pF時，在不採 用本實施例的透明底部電極的設計的情況下，穿透區開口率的改變反而由23. 17%降低至 13.58%。反觀本實施例，由於採用了透明底部電極的設計，因此可同時具有高儲存電容值 及高開口率。例如，當儲存電容的值高達0. 1216pF時，穿透區開口率可高達31. 97%。所以，本實施例的透明底部電極的設計不但不影響穿透區開口率且還可增加儲存電容值。因此，本實施例的半穿反液晶顯示面板在設計上較有彈性。在產品設計階段中，當 電路設計者發現儲存電容值不足時，只要在像素結構的穿透區增設透光的儲存電容結構即 可。如此，就能在不影響像素結構的穿透區開口率的情況下彌補電容值的不足。此外，本實施例的半穿反液晶顯示面板100也可使液晶分子108產生多域配向排 列的效果。進一步地說，如圖3所示，墊高層132形成於有源元件陣列結構層112上，墊高 層132具有多個凹槽134以分別露出透明像素電極114。此外，凹槽134的槽側壁138與對 應的透明像素電極114間夾有鈍角A，可使液晶分子108的排列呈現多域配向，以增加半穿 反液晶顯示面板100的視角範圍及降低液晶分子108的反應時間。此外，反射金屬層136 形成於墊高層132上，以反射環境光線。反射金屬層136覆蓋的面積成為像素結構的反射區。如圖2所示，為了適度地增 加反射區的面積，反射金屬層136可覆蓋部分的數據線124、部分的掃描線122及至少部分 的電晶體結構118，如此可增加反射區的面積。當然，反射金屬層136亦可覆蓋全部的晶體 管結構118。由於本實施例的儲存電容結構以柵極線上儲存電容(Cs on Gate)的形式為例作 說明，所以透明底部電極116電性連接於柵極118g。但是，本發明並不以Cs on Gate形式 的儲存電容結構為限。在液晶顯示面板的技術中，儲存電容結構也可以是共同線上儲存電 容(Cs on Common)的形式。舉例來說，當本發明實施例的儲存電容結構為Cs on Common 的形式時，可將每一像素中的透明底部電極116電性連接於公共電極(未繪示)。以下將介紹本發明優選實施例的半穿反液晶顯示面板的下基板的製造方法。請參 照圖4，其繪示依照本發明優選實施例的半穿反液晶顯示面板的下基板的製造方法流程圖。首先，請同時參照圖5A，其繪示圖3的底板的示意圖。於步驟S402中，提供底板 110。接著，請同時參照圖2及圖5B，圖5B繪示圖5A的底板形成有有源元件陣列結構層 的示意圖。於步驟S404中，形成有源元件陣列結構層112於底板110。有源元件陣列結構 層112包括透明底部電極116、多個電晶體結構118、絕緣層120、鈍化層126、掃描線122、數 據線124及接觸孔128。絕緣層120覆蓋透明底部電極116。在本實施例中，儲存電容結構 以Cs onGate的形式為例作說明，如圖5B所示，透明底部電極116電性連接於圖5B中右邊 的柵極118g。以下舉例說明透明底部電極116及柵極118g的形成方式，先形成透明底部電 極層(未繪示)，然後對該透明底部電極層圖案化，以形成透明底部電極116。然後，再形成 金屬層(未繪示)於透明底部電極116上，然後對該金屬層圖案化，以形成圖5B中的柵極 118g。然後，請同時參照圖5C，其繪示圖5B的底板形成有透明像素電極的示意圖。於步 驟S406中，形成透明像素電極116於有源元件陣列結構層112上。每個透明像素電極114 與對應的透明底部電極116部分重疊，以形成多個儲存電容結構。而透明像素電極114透 過接觸孔128 (繪示於圖5B)電性連接於電晶體結構118的漏極118d。然後，請同時參照圖5D，其繪示圖5C的底板形成有墊高層的示意圖。於步驟S408 中，形成墊高層132於有源元件陣列結構層112上。墊高層132具有多個凹槽134，這些凹 槽134分別露出透明像素電極114。凹槽134的槽側壁138與對應的透明像素電極114間夾有鈍角A，可使液晶分子108(繪示於圖3)的排列呈現多域配向，以增加半穿反液晶顯示 面板100的視角範圍及降低液晶分子108的反應時間。然後，在步驟S410中，形成反射金屬層136於墊高層132上，反射金屬層136用以 反射來自於外部環境的光線。至此，完成如圖3所示的下基板106。本發明上述實施例所披露的半穿反液晶顯示面板及其下基板的製造方法，位於像 素結構的穿透區的儲存電容結構，為透光的透明底部電極與透明像素電極所形成的透光結 構。因此，在不降低像素結構的穿透區開口率下，可增加儲存電容的值，以滿足高解析度產 品的設計要求。此外，墊高層上的凹槽的槽側壁與對應的透明像素電極間夾有鈍角，可使液 晶分子的排列呈現多域配向，以增加半穿反液晶顯示面板的視角範圍及降低液晶分子的反 應時間。綜上所述，雖然本發明已以優選實施例披露如上，然其並非用以限定本發明。本發 明所屬技術領域中普通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與 潤飾。因此，本發明的保護範圍當視權利要求界定為準。
權利要求
一種半穿反液晶顯示面板，包括上基板；液晶分子層，包括多個液晶分子；以及下基板，與該上基板平行配置，該液晶分子層位於該上基板及該下基板之間，該下基板包括底板；有源元件陣列結構層，該有源元件陣列結構層包括形成於該底板上的多個透明底部電極、多個電晶體結構、至少一絕緣層、多條掃描線及多條數據線，均形成於該底板上，該至少一絕緣層覆蓋多個透明底部電極，多條數據線及多條掃描線定義出多個像素，而多個透明底部電極其中之一的至少一部分與對應的該透明像素電極的至少一部分位於對應的該像素的穿透區；多個透明像素電極，形成於該有源元件陣列結構層上，各所述透明像素電極與對應的該透明底部電極部分重疊，以形成多個儲存電容結構；墊高層，形成於該有源元件陣列結構層上，該墊高層具有多個凹槽以分別露出多個透明像素電極，並使多個液晶分子的排列呈現多域配向；及反射金屬層，形成於該墊高層上，用以反射光線。
2.如權利要求1所述的半穿反液晶顯示面板，其中各所述像素包括對應的該電晶體結 構、對應的該透明底部電極、對應的該至少一絕緣層及對應的該透明像素電極。
3.如權利要求1所述的半穿反液晶顯示面板，其中各所述電晶體結構的至少一部分被該墊高層覆蓋。
4.如權利要求3所述的半穿反液晶顯示面板，其中各所述凹槽的槽側壁與對應的該透 明像素電極間夾有鈍角。
5.一種半穿反液晶顯示面板的下基板的製造方法，該半穿反液晶顯示面板包括上基板 及液晶分子層，該液晶分子層包括多個液晶分子，該下基板與該上基板平行配置，該液晶分 子層位於該上基板及該下基板之間，該製造方法包括提供底板；形成有源元件陣列結構層於該底板，該有源元件陣列結構層包括形成於該底板上的多 個透明底部電極、多個電晶體結構、至少一絕緣層、多條掃描線及多條數據線，均形成於該 底板上，該至少一絕緣層覆蓋多個透明底部電極，多條數據線及多條掃描線定義出多個像 素，而多個透明底部電極其中之一的至少一部分與對應的該透明像素電極的至少一部分位 於對應的該像素的穿透區；形成透明像素電極於該有源元件陣列結構層上，各所述透明像素電極與對應的該透明 底部電極部分重疊，以形成多個儲存電容結構；形成墊高層於該有源元件陣列結構層上，該墊高層具有多個凹槽以分別露出多個透明 像素電極，並使多個液晶分子的排列呈現多域配向；以及 形成反射金屬層於該墊高層上，用以反射光線。
6.如權利要求5所述的製造方法，其中各該凹槽的槽側壁與對應的該透明像素電極間 夾有鈍角。
7.如權利要求5所述的製造方法，其中各所述像素包括對應的該電晶體結構、對應的該透明底部電極、對應的該至少一絕緣層及對應的該透明像素電極。
8.如權利要求5所述的製造方法，其中各所述電晶體結構的至少一部分被該墊高層覆蓋.
全文摘要
一種半穿反液晶顯示面板及其下基板的製造方法。半穿反液晶顯示面板包括上基板、液晶分子層及下基板。液晶分子層包括多個液晶分子，液晶分子層位於上基板及下基板之間。下基板包括有源元件陣列結構層、多個透明像素電極及墊高層。有源元件陣列結構層包括多個透明底部電極、多個電晶體結構及絕緣層。絕緣層覆蓋透明底部電極，該些透明像素電極形成於有源元件陣列結構層上，每個透明像素電極與對應的透明底部電極部分重疊且重疊的部分位於穿透區內。墊高層形成於有源元件陣列結構層上並具有用以反射環境光線的反射金屬層。
文檔編號G02F1/1333GK101852954SQ20091013114
公開日2010年10月6日 申請日期2009年4月3日 優先權日2009年4月3日
發明者葉政諺, 李建璋, 詹繡璘 申請人:勝華科技股份有限公司