CN101852954B - 半穿反液晶显示面板及其下基板的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种半穿反液晶显示面板及其下基板的制造方法。半穿反液晶显示面板包括上基板、液晶分子层及下基板。液晶分子层包括多个液晶分子，液晶分子层位于上基板及下基板之间。下基板包括有源元件阵列结构层、多个透明像素电极及垫高层。有源元件阵列结构层包括多个透明底部电极、多个晶体管结构及绝缘层。绝缘层覆盖透明底部电极，该些透明像素电极形成于有源元件阵列结构层上，每个透明像素电极与对应的透明底部电极部分重叠且重叠的部分位于穿透区内。垫高层形成于有源元件阵列结构层上并具有用以反射环境光线的反射金属层。

Description

半穿反液晶显示面板及其下基板的制造方法

技术领域

本发明涉及一种半穿反液晶显示面板(Transflective Liquid CrystalDisplay Panel)及其下基板的制造方法，且特别是涉及一种具有透明底部电极的半穿反液晶显示面板及其下基板的制造方法。

背景技术

液晶显示荧幕(Liquid Crystal Display，LCD)依反射方式可分为穿透式(Transmissive)、反射式(Reflective)及半穿反式(Tranflective)三种基本类型。穿透式液晶显示荧幕经由背光光源以达到穿透式显示，其优点为于正常光线及暗光线下，仍能维持良好的显示效果，然而于户外阳光下则不易辨识显示内容。反射式液晶显示荧幕不需外加光源，而是使用环境周围的光线，因此于外界光线充足的环境下均有良好的显示效果，然而于外界光线不足的环境下则不易辨识显示内容。半穿反式液晶显示荧幕则结合穿透式和反射式两者的优点。

以半穿反式液晶显示面板来讲，储存电容结构通常是由第一金属层重叠于第二金属层而形成，即所谓的金属-绝缘层-金属(Metal Insulator Metal，MIM)储存电容。而这一种MIM储存电容并不透光，因此为了不影响像素结构的穿透区开口率，都是形成于像素结构的反射区内。

然而，现今的显示面板的解析度要求愈来愈高。为了符合此趋势，像素结构的面积愈作愈小。如此，使得像素结构的反射区的面积相对缩小，因而导致储存电容变得不足而影响到显示品质。此外，若欲满足储存电容的设计值而增加储存电容结构的面积，则储存电容结构的不透光的金属需延伸至像素结构的穿透区，因此降低了像素结构的穿透区开口率。

发明内容

本发明有关于一种半穿反液晶显示面板及其下基板的制造方法。位于半穿反液晶显示面板的像素结构的穿透区的储存电容结构，为利用透光的透明底部电极与透明像素电极所形成的透光结构，因此并不会降低像素结构的穿透区开口率，并且又能增加储存电容的值，满足高解析度显示面板的设计需求。

根据本发明的一方面，提出一种半穿反液晶显示面板。半穿反液晶显示面板包括上基板、液晶分子层及下基板。液晶分子层包括多个液晶分子。下基板实质上与上基板平行配置，液晶分子层位于上基板及下基板之间。下基板包括底板、有源元件阵列结构层、多个透明像素电极、垫高层及反射金属层。有源元件阵列结构层包括形成于底板上的多个透明底部电极、多个晶体管结构、至少一绝缘层、数条扫描线和数条数据线，均形成于底板上。这些数据线及这些扫描线定义出多个像素，而这些透明底部电极其中之一的至少一部分与对应的透明像素电极的至少一部分位于对应的像素的穿透区。绝缘层覆盖透明底部电极。多个透明像素电极形成于有源元件阵列结构层上，每个透明像素电极与对应的透明底部电极部分重叠，以形成多个储存电容结构。垫高层形成于有源元件阵列结构层上，垫高层具有多个凹槽以分别露出透明像素电极，并使液晶分子的排列呈现多域配向(multi-domain)。反射金属层形成于垫高层上，用以反射光线。

根据本发明的另一方面，提出一种半穿反液晶显示面板的下基板的制造方法。半穿反液晶显示面板还包括上基板及液晶分子层，液晶分子层包括多个液晶分子。下基板实质上与上基板平行配置，液晶分子层位于上基板及下基板之间。制造方法包括以下步骤。提供下基板，下基板包括底板。形成有源元件阵列结构层于底板，有源元件阵列结构层包括形成于底板上的多个透明底部电极、多个晶体管结构、至少一绝缘层、数条扫描线及数条数据线，均形成于底板上，而第一绝缘层覆盖透明底部电极。这些数据线及这些扫描线定义出多个像素，而这些透明底部电极之一者的至少一部分与对应的透明像素电极的至少一部分位于对应的像素的穿透区。绝缘层覆盖透明底部电极。形成透明像素电极于有源元件阵列结构层上，每个透明像素电极与对应的透明底部电极部分重叠，以形成多个储存电容结构。形成垫高层于有源元件阵列结构层上，垫高层具有多个凹槽以分别露出该些透明像素电极，并使液晶分子的排列呈现多域配向。以及形成反射金属层于垫高层上，用以反射光线。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1绘示依照本发明优选实施例的半穿反液晶显示面板的示意图。

图2绘示图1中沿着方向V1观看局部的下基板的示意图。

图3绘示图2中下基板沿着方向3-3’的剖视图。

图4绘示依照本发明优选实施例的半穿反液晶显示面板的下基板的制造方法流程图。

图5A绘示图3的底板的示意图。

图5B绘示图5A的底板形成有有源元件阵列结构层的示意图。

图5C绘示图5B的底板形成有透明像素电极的示意图。

图5D绘示图5C的底板形成有垫高层的示意图。

附图标记说明

100：半穿反液晶显示面板    102：上基板

104：液晶分子层            106：下基板

108：液晶分子              110：底板

112：有源元件阵列结构层    114：透明像素电极

116：透明底部电极          118：晶体管结构

118g：栅极                 118s：源极

118d：漏极                 118c：沟道层

120：绝缘层                122：扫描线

124：数据线                126：钝化层

128：接触孔                130：穿透区

132：垫高层                134：凹槽

136：反射金属层            138：槽侧壁

A：钝角

具体实施方式

本发明实施例提出一种半穿反液晶显示面板及其下基板的制造方法。位于像素结构的穿透区的储存电容结构，为透光的透明底部电极与透明像素电极所形成的透光结构，因此不会降低像素结构的穿透区开口率，并且又能增加储存电容的值。

以下举出优选实施例做详细说明，然此实施例仅为本发明的发明精神下的实施方式，其说明的文字与图示并不会对本发明的欲保护范围进行限缩。

请参照图1，其绘示依照本发明优选实施例的半穿反液晶显示面板的示意图。半穿反液晶显示面板100包括上基板102、液晶分子层104及下基板106。液晶分子层104包含多个液晶分子108。下基板106实质上与上基板102平行配置，液晶分子层104位于上基板102及下基板106之间。

请同时参照图2及图3，图2绘示图1中沿着方向V1观看局部下基板的示意图，图3绘示图2中下基板沿着方向3-3’的剖视图。下基板106包括底板110、有源元件阵列结构层112、多个透明像素电极114、垫高层132及反射金属层136。垫高层132的材料例如是有机(organic)材料。

有源元件阵列结构层112包括多个透明底部电极116和多个晶体管结构118、绝缘层120、多条扫描线122和多条数据线124和钝化层(passivation)126。晶体管结构118包括栅极118g、源极118s、漏极118d和沟道层118c。栅极118g与扫描线122位于同一金属层，源极118s与数据线124位于同一金属层。其中，绝缘层120覆盖透明底部电极116。

此外，数据线124及扫描线122定义出多个像素，每个像素包括晶体管结构118、透明底部电极116、绝缘层120、钝化层126及透明像素电极114。其中，扫描线122分别电性连接于晶体管结构118的栅极118g。数据线124分别电性连接于晶体管结构118的源极118s。扫描线122通过绝缘层120与数据线124绝缘，而透明像素电极114分别透过接触孔128电性连接于晶体管结构118的漏极118d。其中，相对应的透明底部电极116的至少一部分与透明像素电极114的至少一部分位于对应的像素的穿透区130内。

在本实施例中，透明底部电极116部分位于穿透区130内而另一部分则往图3的右边方向延伸至反射金属层136的下方，以便与栅极118g电性连接。如此，穿透区130内不会存在有不透光的结构，例如是栅极118g来影响开口率。

在与具有MIM储存电容的液晶显示器相较之下，本实施例的半穿反液晶显示面板100中的储存电容结构为透明底部电极116与透明像素电极114所形成的透光结构。所以并不被限定要配置于反射电极区域，以免影响穿透区开口率。故能增加储存电容值且不会降低像素结构的穿透区开口率。

以尺寸为2.8″(VGA)且解析度为289PPI的半穿反液晶显示面板来说，在不采用本实施例的透明底部电极的设计的情况下，当储存电容的值为0.063pF时，穿透区开口率为23.17％。而当要提高储存电容的值，例如是由0.063pF提高至0.1048pF时，在不采用本实施例的透明底部电极的设计的情况下，穿透区开口率的改变反而由23.17％降低至13.58％。反观本实施例，由于采用了透明底部电极的设计，因此可同时具有高储存电容值及高开口率。例如，当储存电容的值高达0.1216pF时，穿透区开口率可高达31.97％。所以，本实施例的透明底部电极的设计不但不影响穿透区开口率且还可增加储存电容值。

因此，本实施例的半穿反液晶显示面板在设计上较有弹性。在产品设计阶段中，当电路设计者发现储存电容值不足时，只要在像素结构的穿透区增设透光的储存电容结构即可。如此，就能在不影响像素结构的穿透区开口率的情况下弥补电容值的不足。

此外，本实施例的半穿反液晶显示面板100也可使液晶分子108产生多域配向排列的效果。进一步地说，如图3所示，垫高层132形成于有源元件阵列结构层112上，垫高层132具有多个凹槽134以分别露出透明像素电极114。此外，凹槽134的槽侧壁138与对应的透明像素电极114间夹有钝角A，可使液晶分子108的排列呈现多域配向，以增加半穿反液晶显示面板100的视角范围及降低液晶分子108的反应时间。此外，反射金属层136形成于垫高层132上，以反射环境光线。

反射金属层136覆盖的面积成为像素结构的反射区。如图2所示，为了适度地增加反射区的面积，反射金属层136可覆盖部分的数据线124、部分的扫描线122及至少部分的晶体管结构118，如此可增加反射区的面积。当然，反射金属层136亦可覆盖全部的晶体管结构118。

由于本实施例的储存电容结构以栅极线上储存电容(Cs on Gate)的形式为例作说明，所以透明底部电极116电性连接于栅极118g。但是，本发明并不以Cs on Gate形式的储存电容结构为限。在液晶显示面板的技术中，储存电容结构也可以是共同线上储存电容(Cs on Common)的形式。举例来说，当本发明实施例的储存电容结构为Cs on Common的形式时，可将每一像素中的透明底部电极116电性连接于公共电极(未绘示)。

以下将介绍本发明优选实施例的半穿反液晶显示面板的下基板的制造方法。请参照图4，其绘示依照本发明优选实施例的半穿反液晶显示面板的下基板的制造方法流程图。

首先，请同时参照图5A，其绘示图3的底板的示意图。于步骤S402中，提供底板110。

接着，请同时参照图2及图5B，图5B绘示图5A的底板形成有有源元件阵列结构层的示意图。于步骤S404中，形成有源元件阵列结构层112于底板110。有源元件阵列结构层112包括透明底部电极116、多个晶体管结构118、绝缘层120、钝化层126、扫描线122、数据线124及接触孔128。绝缘层120覆盖透明底部电极116。在本实施例中，储存电容结构以Cs onGate的形式为例作说明，如图5B所示，透明底部电极116电性连接于图5B中右边的栅极118g。以下举例说明透明底部电极116及栅极118g的形成方式，先形成透明底部电极层(未绘示)，然后对该透明底部电极层图案化，以形成透明底部电极116。然后，再形成金属层(未绘示)于透明底部电极116上，然后对该金属层图案化，以形成图5B中的栅极118g 。

然后，请同时参照图5C，其绘示图5B的底板形成有透明像素电极的示意图。于步骤S406中，形成透明像素电极116于有源元件阵列结构层112上。每个透明像素电极114与对应的透明底部电极116部分重叠，以形成多个储存电容结构。而透明像素电极114透过接触孔128(绘示于图5B)电性连接于晶体管结构118的漏极118d。

然后，请同时参照图5D，其绘示图5C的底板形成有垫高层的示意图。于步骤S408中，形成垫高层132于有源元件阵列结构层112上。垫高层132具有多个凹槽134，这些凹槽134分别露出透明像素电极114。凹槽134的槽侧壁138与对应的透明像素电极114间夹有钝角A，可使液晶分子108(绘示于图3)的排列呈现多域配向，以增加半穿反液晶显示面板100的视角范围及降低液晶分子108的反应时间。

然后，在步骤S410中，形成反射金属层136于垫高层132上，反射金属层136用以反射来自于外部环境的光线。至此，完成如图3所示的下基板106。

本发明上述实施例所披露的半穿反液晶显示面板及其下基板的制造方法，位于像素结构的穿透区的储存电容结构，为透光的透明底部电极与透明像素电极所形成的透光结构。因此，在不降低像素结构的穿透区开口率下，可增加储存电容的值，以满足高解析度产品的设计要求。此外，垫高层上的凹槽的槽侧壁与对应的透明像素电极间夹有钝角，可使液晶分子的排列呈现多域配向，以增加半穿反液晶显示面板的视角范围及降低液晶分子的反应时间。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求界定为准。

Claims (8)

1.一种半穿反液晶显示面板，包括：

上基板；

液晶分子层，包括多个液晶分子；以及

下基板，与该上基板平行配置，该液晶分子层位于该上基板及该下基板之间，该下基板包括：

底板；

有源元件阵列结构层，该有源元件阵列结构层包括形成于该底板上的多个透明底部电极、多个晶体管结构、至少一绝缘层、多条扫描线及多条数据线，均形成于该底板上，该至少一绝缘层覆盖多个透明底部电极，多条数据线及多条扫描线定义出多个像素；

多个透明像素电极，形成于该有源元件阵列结构层上，各所述透明像素电极与对应的该透明底部电极部分重叠，以形成多个储存电容结构，而多个透明底部电极其中之一的至少一部分与对应的该透明像素电极的至少一部分位于对应的该像素的穿透区；

垫高层，形成于该有源元件阵列结构层上，该垫高层具有多个凹槽以分别露出多个透明像素电极，并使多个液晶分子的排列呈现多域配向；及

反射金属层，形成于该垫高层上，用以反射光线。

2.如权利要求1所述的半穿反液晶显示面板，其中各所述像素包括对应的该晶体管结构、对应的该透明底部电极、对应的该至少一绝缘层及对应的该透明像素电极。

3.如权利要求1所述的半穿反液晶显示面板，其中各所述晶体管结构的至少一部分被该垫高层覆盖。

4.如权利要求3所述的半穿反液晶显示面板，其中各所述凹槽的槽侧壁与对应的该透明像素电极间夹有钝角。

5.一种半穿反液晶显示面板的下基板的制造方法，该半穿反液晶显示面板包括上基板及液晶分子层，该液晶分子层包括多个液晶分子，该下基板与该上基板平行配置，该液晶分子层位于该上基板及该下基板之间，该制造方法包括：

提供底板；

形成有源元件阵列结构层于该底板，该有源元件阵列结构层包括形成于该底板上的多个透明底部电极、多个晶体管结构、至少一绝缘层、多条扫描线及多条数据线，均形成于该底板上，该至少一绝缘层覆盖多个透明底部电极，多条数据线及多条扫描线定义出多个像素；

形成透明像素电极于该有源元件阵列结构层上，各所述透明像素电极与对应的该透明底部电极部分重叠，以形成多个储存电容结构，而多个透明底部电极其中之一的至少一部分与对应的该透明像素电极的至少一部分位于对应的该像素的穿透区；

形成垫高层于该有源元件阵列结构层上，该垫高层具有多个凹槽以分别露出多个透明像素电极，并使多个液晶分子的排列呈现多域配向；以及

形成反射金属层于该垫高层上，用以反射光线。

6.如权利要求5所述的制造方法，其中各该凹槽的槽侧壁与对应的该透明像素电极间夹有钝角。

7.如权利要求5所述的制造方法，其中各所述像素包括对应的该晶体管结构、对应的该透明底部电极、对应的该至少一绝缘层及对应的该透明像素电极。

8.如权利要求5所述的制造方法，其中各所述晶体管结构的至少一部分被该垫高层覆盖。

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