CN1648750A - 液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶显示装置的结构。透明导电层(与缓冲层)与反射金属层层迭后，使用半色调图像曝光技术，反射电极形成区域上所形成的感光树脂图形薄膜厚度，较穿透电极形成区域上的薄膜厚度还要厚，使用该感光树脂图形，配合穿透电极与反射电极的大小形成反射电极后，减少该感光树脂图形的薄膜厚度，去除穿透电极上的反射金属层(与缓冲层)后形成穿透电极，如此一来，即可使用一片光罩板处理穿透电极与反射电极的形成，确实避免照相蚀刻过程的增加。

Description

液晶显示装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种具有彩色图像显示功能的液晶显示装置，以及具体地，涉及半穿透型的液晶显示装置。

背景技术

近年来，由于细微加工技术、液晶材料技术及高密度装配技术等进步，5～50Cm对角的液晶显示装置，以商业用的标准，大量使用在电视图像或各种图像显示器上。此外，在构成液晶面板的两片玻璃基板的其中一面，事先形成RGB着色层，即可轻松实现显色。尤其是在每一像素内置开关组件，也即主动型液晶面板，既可以减轻低阶失真，又可以加快响应速度，并能保证图像达到高度对比。

上述的液晶显示装置(液晶面板)，一般是由200~1200条扫描线及300～1600条信号线排列成矩阵形。最近，为了支持显示容量的扩增，同时着手进行大画面化及高精细化。

图7表示液晶面板的装配状态，采用导电性粘着剂，将提供驱动信号的半导体集成电路芯片3，连接至构成液晶面板1的其中一面透明绝缘基板，例如在玻璃基板2上所形成的扫描线电极端子群5的COG(Chip-On-Glass)方式，或是以聚亚醯膜类树脂薄膜为基础，使用含导电性媒体的适当粘着剂，将具有金属或焊锡电镀之铜箔端子的TCP薄膜4，加压焊接至信号线的电极端子群6，并且固定TCP(Tape-Carrier-Package)等装配方式，以便将电气信号供应至图像显示部。为方便说明，同时以图表表示上述2种装配方式，但实际上可适当选择任一种方式。

大致位于液晶面板1的中央，连接显示部内的像素、扫描线以及信号线的电极端子5、6之间的配线路7、8，未必要与电极端子群5，6使用相同的导电材构成。9是通用于所有液晶胞的透明导电性对置电极，以及其对置面上的另一片透明性绝缘基板的对置玻璃基板或彩色滤光片。

图8表示将绝缘栅极型薄膜晶体管10依据每一像素配置的主动型液晶显示装置，以作为开关组件的等效电路图，11(在第7图则是7)是扫描线、12(在第7图则是8)是信号线、13是液晶元，将液晶元13作为电性方面的容量组件使用。以实线描绘的组件类，会在构成液晶面板的一面玻璃基板2上形成，以虚线描绘所有液晶胞13共通的对置电极14，会在另一面玻璃基板9对置的主平面上形成。当绝缘栅极型薄膜晶体管10的OFF电阻或是液晶元13的电阻变低时，或是重视显示图像的灰阶性时，可在液晶元13并排施加辅助性的储存电容15等，在电路上略施巧思，以扩大作为负荷的液晶胞13的时间常数，16是储存电容15的共通母线所构成的储存电容。

图9表示液晶显示装置的图像显示部的重要部位剖面图，构成液晶面板1的二片玻璃基板2、9，是将树脂性纤维、空心颗粒或彩色滤光片9上，所形成同为柱状间隔物等间隔材(图中未标示)，按照规定的几μm间距形成，在玻璃基板9的四周，使用有机性树脂所构成的密封材与封口材(不以任何图表说明)密封其间隙(Gap)形成密闭空间，并在该密闭空间填充液晶17。

实现彩色显示时，使用称为着色层18的染料或颜料之任一种或两者兼用，以厚度约1～2μm的有机薄膜包覆在玻璃基板9的密闭空间，就会具有显色功能，此时的玻璃基板9，就是俗称的彩色滤光片(Color Filter，简称CF)。根据液晶材料17的性质，玻璃基板9的上面或玻璃基板2的下面之任一面，或是在两面贴上偏光板19后，液晶面板1即可发挥电气光学组件的功能。目前市面上大部分的液晶面板都是采用TN(Twist Nematic)类的液晶材料，通常需要二片偏光板19。图中虽未标示，但穿透型液晶面板是配置背面光源以做为光源，并从下方照射白光。

在连接液晶17的二片玻璃基板2、9上，会形成厚度约0.1μm的聚亚醯膜类系树脂薄膜20，这是决定液晶分子方向的配向膜。21是连接绝缘栅极型薄膜晶体管10的漏极及透明导电性像素电极22的漏极(配线)，大多会与信号线(源极线)12同时形成。位于信号线12与漏极21之间的是半导体层23，细节说明于后。在与彩色滤光片9相接的着色层18的边界上，形成厚度约0.1μm的Cr薄膜层24，这是为防止外界光源照射至半导体层23、扫描线11以及信号线12的遮光组件，也就是俗称的黑色矩阵框(Black Matrix简称BM)，这已是目前通用的技术。

以下将说明作为开关组件的绝缘栅极型薄膜晶体管构造以及相关制造方法。目前，广为使用的绝缘栅极型薄膜晶体管有二种，其中之一称为蚀刻中止层型，将会以以往范例做详细解说。图10是以往构成液晶面板的主动基板(显示装置用半导体装置)的单位像素平面图，图10(e)图的A-A’、B-B’以及C-C’线上的剖面图如图11所示，以下简单说明其制造过程。

首先，如图10(a)与图11(a)所示，将厚度约0.5～1.1mm的玻璃基板2，做为具有优异耐热性、耐药品性与透明性的絶缘基板，例如在CORNING公司制/商品名称1737的一个主平面上，使用SPT(溅镀)等真空制膜装置，包覆薄膜厚度约0.1～0.3μm的第一金属层，透过细微加工技术，选择性形成兼具栅极11A的扫描线11以及储存电容线16。经过综合检讨扫描线的材质，选用兼具耐热性、耐药品性、耐氟酸性以及导电性，一般多使用Cr，Ta，MoW合金等具有优异耐热性的金属或合金。

配合液晶面板的超大画面及高精致化，为降低扫描线的电阻值，使用Al(铝)做为扫描线的材料虽然合理，但单体的Al耐热性不佳，所以上述耐热金属的Cr，Ta，Mo或是与硅化物层迭，或是在Al的表面以阳极氧化施加氧化层(Al₂O₃)，都是目前一般所使用的技术。这就是说，扫描线11是由一层以上的金属层所构成。

其次，是在整体玻璃基板2，使用PCVD(等离子体)装置，例如以约0.3-0.05-0.1μm的薄膜厚度，依序包覆在构成栅极绝缘层的第一SiNx(氮化硅)层30，以及几乎不含杂质，由绝缘栅极型薄膜晶体管的信道构成第一非晶质硅(A-Si)层31，以及由保护信道的绝缘层构成第二SiNx层32与三种薄膜层，如图10(b)与图11(b)所示，透过细微加工技术，将栅极11A上的第二SiNx层宽度，选择性保留为较栅极11A更为狭窄，以做为保护绝缘层(蚀刻中止层或是信道保护层)32D，并露出第一非晶质硅层31。

接着，同样使用PCVD装置，全面以约0.05μm的薄膜厚度包覆杂质如含磷的第二非晶质硅层33，如图10(c)与图11(c)所示，使用SPT等真空制膜装置，依序包覆薄膜厚度约0.1μm的耐热金属层，例如Ti，Cr，Mo等薄膜层34，以及低电阻配线层、薄膜厚度约0.3μm的Al薄膜层35，以及薄膜厚度约0.1μm，作为中间导电层的Ti薄膜层36，透过细微加工技术，属于源极/漏极配线材的这三种薄膜层34A，35A以及36A，经层迭后选择性形成絶缘栅极型薄膜晶体管的漏极21以及作为源极的信号线12。以形成源极/漏极配线所使用的感光树脂图形为光罩板，依序蚀刻Ti薄膜层36、Al薄膜层35、Ti薄膜层34之后，去除源极/漏极12、21之间的第二非晶质硅层33，露出保护绝缘层32D，同时在其它区域，也去除第一非晶质硅层31，露出栅极絶缘层30后，即可形成上述的选择性图形。如此一来，在存在信道保护层的第二SiNx层32D之下，第二非晶质硅层33会自动结束蚀刻，此一制造方法称为蚀刻中止层型。

源极/漏极12、21与保护绝缘层32D的一部分(几μm)形成平面式重迭，以避免绝缘栅极型薄膜晶体管的构造偏移。此一重迭会以寄生容量产生电性作用，虽然越小越好，仍需根据曝光机的调整精度、光罩板的精度、玻璃基板的膨胀系数以及曝光时的玻璃基板温度决定，实用性的数值约为2μm。

去除上述感光树脂图形后，在整体玻璃基板2，作为透明性绝缘层的栅极绝缘层也同样使用PCVD装置，包覆约0.3μm薄膜厚度的SiNx层以作为钝化绝缘层37，如第10(d)图与第11(d)图所示的钝化绝缘层37，在漏极21上以及在图像显示部外的区域，扫描线11与信号线12的电极端子形成的区域，会各自形成开口部62、63、64，去除开口部63内的钝化绝缘层37与栅极绝缘层30之后，在开口部63内露出部分的扫描线，同时，去除开口部62、64内的钝化绝缘层37，露出部分的漏极21与部分信号线。与扫描线11同样在储存电容线16(平行束起的电极图形)上形成开口部65，露出部分的储存电容线16。

最后，使用SPT等真空制膜装置，包覆薄膜厚度约0.1～0.2μm的透明导电层，例如ITO(Indium-Tin-Oxide)、或是IZO(Indium-Zine-Oxide)，如图10(e)与图11(e)所示，透过细微加工技术，在含有开口部62的钝化絶缘层37上，选择性形成像素电极22，即完成主动基板2。以开口部63内所露出的部分扫描线11作为电极端子5，也可以开口部64内所露出的部分信号线12作为电极端子6，如图所示，虽然也可以在包含开口部63、64的钝化絶缘层37上，选择性形成由ITO所构成的电极端子5A、6A，通常也会同时形成连接电极端子5A、6A之间的透明导电性的短路线路40。其理由是，图中虽未标示，但因为电极端子5A、6A与短路线路40之间会形成细长条状而变成高电阻化，所以可作为因应静电措施的高电阻。同样的，虽未制定编号，但包含开口部65会对储存电容线16形成电极端子。

信号线12的配线电阻不会造成问题时，不一定需要由Al构成的低电阻配线层35，此时，只要选用Cr、Ta、MoW等耐热金属材料，源极/漏极配线12、21即可简化成单层。如此一来，最重要的是源极/漏极配线使用耐热金属层，并确保与第二非晶质硅层之间的电性连接，关于絶缘栅极型薄膜晶体管的耐热性，先行范例的特开平7-74368号公报已有详细记载。此外，在图10(c)当中，储存电容线16与漏极21透过栅极絶缘层30，由平面重迭的区域50(朝右下方斜线部)形成储存电容15，将于此省略详细说明。

专利文献1特开平7-74368号公报

以上虽省略说明5片光罩板详细的处理经过，但由于半导体层的条纹化过程合理化及删减接触点形成过程，所以原先需要7～8片左右的光罩板，也因为干式蚀刻技术的引进，现在已减少至5片，可望大幅减轻处理成本。为降低液晶显示装置的生产成本，首先必须降低主动基板的处理成本，其次必须在面板组装过程与模块装配过程上降低零件成本，这也是一般所熟悉的开发目标。

近几年来，手机急速普及，当初仅需来电显示的功能，而且只要可以显示黑白的区段型即已足够的液晶显示面板，如今不但要求彩色显示、高精细化，动画显示及其功能更是日新月异。目前，手机面临的问题之一便是电池的使用寿命，使用环境的光线明亮度及受到限制的背光因为没有电力可以消耗，所以对于反射型液晶显示面板的需求越来越迫切。为使液晶显示面板能发挥反射功能，当然需要反射电极，以下针对具有穿透型与反射型二种功能的半穿透型液晶面板，简单说明其制造方法。不过，针对绝缘栅极型晶体管，以下将说明采用信道蚀刻型的绝缘栅极型晶体管。

首先与5片光罩板处理一样，在玻璃基板2的一个主平面上，使用SPT等真空制膜装置，包覆薄膜厚度约0.1～0.3μm的第一金属层，如图12(a)与图13(a)所示，透过细微加工技术，选择性形成兼具栅极11A的扫描线11以及储存电容线16。

接着，在整体玻璃基板2使用PCVD装置，以约0.3-0.2-0.05μm的薄膜厚度，依序包覆构成栅极絶缘层的SiNx层30，以及几乎不含杂质，由绝缘栅极型薄膜晶体管的信道构成的第一非晶质硅层31，以及含有杂质，由绝缘栅极型薄膜晶体管的源极/漏极构成的第二非晶质硅层33以及三种薄膜层。

其次，如图12(b)与图13(b)所示，透过细微加工技术，在栅极11A上，第二非晶质硅胶层33A与第一非晶质硅层31A层迭后形成条纹状的半导体层，露出栅极绝缘层30。

使用SPT等真空制膜装置，依序包覆薄膜厚度约0.1μm的耐热金属层，如Ti薄膜层34，以及薄膜厚度约0.3μm之低电阻配线层的AL薄膜层35，以及薄膜厚度0.1μm左右的中间导电层，例如Ti薄膜层36，也就是依序包覆源极/漏极配线材。接着，透过细微加工技术，采用感光树脂图形依序蚀刻该三层薄膜构成的源极/漏极配线材、第二非晶质硅层33A以及第一非晶质硅层31A后，露出栅极绝缘层30，如第12(c)图与第13(c)图所示，如同与栅极11A的一部分重迭，34A、35A以及36A层迭成绝缘栅极型晶体管的漏极21，以及选择性形成作为源极的信号线12。源极/漏极配线12、21形成时，以感光树脂图形为光罩板，继Ti薄膜层34Al、薄膜层35以及Ti薄膜层36蚀刻之后，依序蚀刻源极/漏极配线12、21之间(信道形成区域)的第二非晶质硅层33A，以及第一非晶质硅层31A，将第一非晶质硅层31A保留约0.05～0.1μm进行蚀刻。源极/漏极配线12、21是在金属层蚀刻之后，将第一非晶质硅层31A保留约0.05~0.1μm蚀刻而成，采用这一类制造方法所制成的绝缘栅极型晶体管称为信道蚀刻。此外，在源极/漏极配线12、21的结构方面，只要放宽电阻值的限制，Ta、Cr、MoW等也可以简化成单层。

在源极/漏极配线12、21形成之后，在整体玻璃基板2，作为透明性的绝缘层，包覆约0.3μm薄膜厚度的第2 SiNx层后以此作为钝化绝缘层37，继续以作为透明性的绝缘层，涂抹3μm左右薄膜厚度的透明性、高耐热性的感光压克力树脂并以此作为凹凸层39，如图12(d)与图13(d)所示，采用光罩板并经过选择性紫外线照射后，在漏极21、扫描线的一部分5及信号线的一部分6上，分别形成开口部62、63及64，在显现处理之后，凹凸层39会热硬化。接着，去除开口部62、64内的钝化绝缘层37，同时，在开口部63内，连同钝化绝缘层37一并去除栅极绝缘层30，开口部62、63及64内会分别露出漏极21的一部分、扫描线的一部分5以及信号线的一部分6。同样的，在储存电容线16上会形成开口部65，并露出储存电容线16的一部分。

如同字面所述，凹凸层39的表面具有高度1μm以下的凹凸，在凹凸层39上形成的金属电极可发挥扩散电极的功能。根据图12(d)的记载，以70表示配合其凹凸的图形之一，并均等分布。图形70的大小通常约为数μm，为避免因固定图形而导致光干涉，一般都是在图形70的中央位置采任意分布的方式。将波长较短的紫外线照射在感光压克力树脂39的表面，加强表层的硬化，待热硬化时即可在表面层形成凹凸，同样的将其浸泡在强碱液当中，软化表层之后，待热硬化时即可在表层形成凹凸，或是以2层形成感光压克力树脂39，一面是具有流动性的感光压克力树脂，使其带有相当于热硬化的圆弧，而不具流动性的感光压克力树脂层迭后则形成凹凸等，诸如此类相关的技术已在先行公开的范例中说明，由于本发明的目的并非形成凹凸的技术，故于此省略其细节。

像这样信道蚀刻型的绝缘栅极型晶体管，通常必须要在主动基板2上，包覆SiNx所构成的钝化绝缘层37，然后才能以压克力树脂形成凹凸层39，由于蚀刻中止型的绝缘栅极型晶体管在信道上具有保护绝缘层32D，即使在主动基板2的钝化层形成压克力树脂，绝缘栅极型晶体管的电性特性也不会有任何变动。

形成凹凸层39之后，整体的玻璃基板2采用SPT等真空制膜装置，包覆ITO薄膜厚度约0.1~0.2μm的透明导电层91，例如ITO，如图12(e)与图13(e)所示，透过细微加工技术，形成含开口部62的连接电极22A、穿透电极的像素电极22、含开口部63的扫描线电极端子5A以及含开口部64的信号线电极端子6A。穿透电极与反射电极配置而成的连接电极22A，是作为像素电极22的一部分而连接形成。虽然未必要有连接电极22A，为避免漏极21的一部分因之后的制造过程受损而导致接触不良，因此最好是设置在后续的反射电极之间。

最后，采用SPT等真空制膜装置，包覆薄膜厚度约0.1μm的缓冲层92，例如Mo，以及包覆薄膜厚度约0.1~0.2μm的高反射率金属层93，例如铝，如图12(f)与图13(f)所示。为促使一部分与透明导电性的像素电极22重迭，缓冲层92(41)与铝层93(41)层迭后形成反射电极41，如此即可完成半穿透型液晶显示装置的主动基板2。虽然必须避免缓冲层92(41)直接接触铝或是ITO后，因碱性显像液与光阻剥离液造成ITO还原，使铝也跟着一起剥落的电池效果，但为降低碱液中的化学电位，含有数％Nd的铝合金Al(Nd)，不需要缓冲层92(41)。

根据图12(c)所示，透过栅极绝缘层30，储存电容线16与漏极21在平面重迭成的区域50(朝右下方的斜线部)形成储存电容15，在前段的扫描线11与扫描线11上形成的储存电极，透过含有栅极绝缘层30的绝缘层平面重迭后，也可以形成储存电容15。此时，连接漏极21的穿透电极22或反射电极41，虽然必须连接储存电极，但于此省略详细说明。

以上所述的半穿透型液晶显示装置，是在穿透型液晶显示装置追加形成反射电极，光罩板数量从5片增加为6片，势必也会增加其制造成本。为控制制造成本，除了以大量生产降低成本之外，缩短制造过程数也很重要。

有鉴于相关的现状，本发明为达到使用一片光罩板处理半导体层的条纹化过程及源极/漏极配线形成过程的目的，研发同于半色调图像曝光技术的手法，以一片光罩板处理反射电极与穿透电极，也就是实现删减制造过程。

本发明并非采用不同于以往穿透电极与反射电极的光罩板，分别以不同的过程制造，本发明先将透明导电层与反射金属层层迭后，透过半色调图像曝光技术，反射电极形成区域上的薄膜厚度，形成较穿透电极区域上的薄膜厚度还要厚的感光树脂图形，采用该感光树脂图形，配合穿透电极与反射电极的大小形成反射电极后，减少该感光树脂图形的薄膜厚度，去除穿透电极上的反射金属层后，以形成穿透电极。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种液晶显示装置，在一第一透明绝缘基板之主平面上，至少具有由绝缘栅极型薄膜晶体管，可作为该绝缘栅极型薄膜晶体管栅极的扫描线，可作为该源极配线的信号线，以及连接漏极配线的像素电极所构成的单位像素于该第一透明绝缘基板排列成二次元矩阵，液晶填充于与该第一透明绝缘基板相对的第二透明绝缘基板或彩色滤光片之间，其特征在于：在该第一透明绝缘基板的主平面上，形成绝缘栅极型晶体管、扫描线以及信号线；至少在漏极上具有开口部，一部分区域的表面上具有凹凸透明绝缘层是在该第一透明绝缘基板上形成；及在该具有凹凸透明绝缘层的区域上，由一层以上的反射金属层与透明导电层层迭成反射电极，以及在其它区域上，包括该开口部在内，与该透明导电层连续形成透明导电性的穿透电极。

根据本发明的另一方面，提供一种液晶显示装置的制造方法，在一第一透明絶缘基板之主平面上，形成至少具有由绝缘栅极型薄膜晶体管，可作为该绝缘栅极型薄膜晶体管栅极的扫描线，可作为该源极配线的信号线，以及连接漏极配线的像素电极所构成的单位像素于该第一透明絶缘基板排列成二次元矩阵，填充液晶于与该第一透明绝缘基板相对的第二透明绝缘基板或彩色滤光片之间，其特征在于包括步骤：形成绝缘栅极型晶体管、扫描线以及信号线，在该第一透明绝缘基板的主平面上；至少在漏极上具备开口部及在该第一透明绝缘基板上，于部分区域的表面形成具有凹凸透明绝缘层；形成透明导电层及一层以上的金属层之后，包括该开口部在内，该形成具有凹凸透明绝缘层区域的反射电极配合凹凸区域外透明导电的穿透电极，该反射电极上的薄膜厚度会形成较该穿透电极上的薄膜厚度还要厚的感光树脂图形；以该感光树脂图形为光罩板，选择性去除该金属层后，露出该透明导电层；减少该感光树脂图形的薄膜厚度，露出该穿透电极形成区域的金属层后，以减少该薄膜厚度的感光树脂图形，以及该穿透电极形成区域的金属层作为光罩板，选择性去除该透明导电层后，露出该透明绝缘层；及以减少该薄膜厚度的感光树脂图形为光罩板，去除该穿透电极形成区域的金属层，露出透明导电之穿透电极。

如上所述，本发明于制造半穿透型的液晶显示装置时，透明导电层与(与缓冲层)反射金属层层迭后，透过半色调图像曝光技术，反射电极形成区域上的薄膜厚度形成较穿透电极形成区域上的薄膜厚度还要厚的感光树脂图形，采用该感光树脂图形，配合穿透电极与反射电极的大小形成反射电极后，减少该感光树脂图形的薄膜厚度，去除穿透电极上的反射金属层，以形成穿透电极的合理化技术为主，依据此结构，提出各种主动基板的方案。因此，相较于过去的制造方法，可望删减照相蚀刻过程数，有助于大幅降低成本。

此外，由于穿透电极与反射电极是同时形成，所以这些电极之间的光罩板调整精度会变成0，虽然非常细微但却可以加大像素电极，因此可提升开口率，并获得明亮的显示图像。而且由于过程图形精度并不高，故对成品率或品质不会有太大的影响，易于管理生产。

根据该的说明可以清楚了解本发明的要件，其中的重点在于制造半穿透型的液晶显示装置时，透明导电层与(与缓冲层)反射金属层层迭后，透过半色调图像曝光技术，反射电极形成区域上的薄膜厚度会形成较穿透电极形成区域上的薄膜厚度还要厚的感光树脂图形，采用该感光树脂图形，配合穿透电极与反射电极的大小形成反射电极后，减少该感光树脂图形的薄膜厚度，去除穿透电极上的反射金属层，即可形成穿透电极，也就是说使用一片光罩板即可处理穿透电极与反射电极的形成，除此之外的结构，包括扫描线、信号线、像素电极、栅极绝缘层等材质或薄膜厚度等完全不同的液晶显示装置，或其制造方法上的差异性，不难了解这些都是属于本发明的范畴。此外，更可以确定的是绝缘栅极型薄膜晶体管的半导体层，并非仅限于非晶质硅。

附图说明

图1是根据本发明实施例1的主动基板的平面图；

图2是根据本发明实施例1的主动基板制造过程的剖面图；

图3是根据本发明实施例2的主动基板的平面图；

图4是根据本发明实施例2的主动基板的剖面图；

图5是根据本发明实施例3的主动基板的平面图；

图6是根据本发明实施例3的主动基板的剖面图；

图7是现有技术的显示液晶面板装配状态的斜视图；

图8是现有技术的液晶面板的等效电路图；

图9是现有技术的液晶面板的剖面图；

图10是现有技术的主动基板的平面图；

图11是现有技术的主动基板制造过程的剖面图；

图12是现有技术的半穿透型液晶显示装置为主的主动基板的平面图；以及

图13以半穿透型液晶显示装置为主的主动基板制造过程的剖面图。

符号说明

1：液晶面板

2：主动基板(玻璃基板)

3：半导体集成电路芯片

4：TCP薄膜

5：金属性的扫描线的一部分或电极端子

5A：透明导电性的扫描线电极端子

6：金属性的信号线的一部分或电极端子

6A：透明导电性的信号线电极端子

9：彩色滤光片(对置的玻璃基板)

10：绝缘栅极型晶体管

11：扫描线

11A：栅极配线、栅极

12：信号线(源极配线、源极)

14：(彩色滤光片上的)对置电极

16：储存电容线

17：液晶

19：偏光板

20：定向膜

21：漏极(漏极配线、漏极)

22：透明导电性的像素电极、穿透电极

30：栅极绝缘层

31：不含杂质的(第一)非晶质硅层

32 D：保护绝缘层(蚀刻中止层、信道保护层)

33：含杂质的(第二)非晶质硅层

34：耐热金属层

35：低电阻金属层(AL)

36：中间导电层

37：钝化绝缘层

38：在凹凸层形成穿透区域的开口部

39：(由感光压克力树脂构成)凹凸层

41：(高反射性的金属)反射电极

50、52：储存电容形成区域

62：(漏极上的)开口部

63：(扫描线上或扫描线电极端子上的)开口部

64：(信号线上或信号线电极端子上的)开口部

65：(对置电极上的)开口部

72：储存电极

81A、81B：(半色调图像曝光后形成)感光树脂图形

91：透明导电层

92：缓冲层

93：(高反射性的)金属层

具体实施方式

以下根据图1～图6说明本发明的实施例。图1表示有关本发明实施例1的显示装置用半导体装置(主动基板)的平面图，图2表示第1(h)图的A-A’线上、B-B’线上以及C-C’线上的制造过程的剖面图。同样地，变更液晶显示装置的部分设计后，以图3与图4表示参考范例1，以图5与图6表示参考范例2的主动基板平面图与剖面图。对于与以往范例相同的部位，会附加相同符号并省略详细说明。无论是绝缘栅极型晶体管或是储存电容，本发明都采任意的构造或形态，本发明特性存在于形成具有凹凸层(为施加扩散性至反射电极)的透明树脂层后的制造过程。虽然实施例1是采用信道蚀刻型的5片光罩板处理并做详细说明，但是即使采用碍蚀刻中止型的5片光罩板处理，甚至合理化的信道蚀刻型的4片光罩板处理，也没任何影响。

在实施例1中，如图1(d)与图2(d)所示，分别在漏极21上、扫描线的一部分5上以及信号线的一部分6上，分别形成具有开口部62、63以及64的凹凸层39，在露出该电极的一部分之前，所进行的制造过程皆与以往的实施范例相同。

接着，使用SPT等真空制膜装置，包括薄膜厚度约0.1~0.2μm的透明导电层91，例如ITO，以及包覆薄膜厚度约0.1μm的缓冲层92，例如Mo，以及包覆薄膜厚度约0.1~0.2μm的高反射金属层93，例如铝之后，采用半色调图像曝光技术，形成配合反射电极形成区域的81A(41)的薄膜厚度例如3μm，配合穿透电极形成区域的81B(22)以及配合电极端子形成区域的81B(5A)，以及较81B(6A)薄膜厚度1.5μm还要厚的感光树脂图形81A、81B。

在此情形下，制造液晶显示装置用基板时，感光树脂图形81A、81B通常是使用一般正光阻型的感光树脂，反射电极形成区域81A则为黑色，也就是形成Cr薄膜后，穿透电极形成区域及电极端子形成区域81B则是灰色，例如形成宽度约0.5～1.5μm的线和空间(Line And Space)的Cr图形，其它区域则是白色，也就是可以使用去除Cr薄膜的光罩板。灰色区域因为曝光机的分辨率不够，故无法解析出细微的线和空间(Line And Space)，可从显示器光源穿透一半左右的光罩板照射光，配合正光阻型感光树脂剩余薄膜的特性，如图2(e)所示，即可取得具有剖面形状的感光树脂图形81A、81B。只要在灰色区域确保一定程度的紫外线穿透光量，不仅Line And Space，薄膜厚度较薄的Cr及其它薄膜也可以在形成后配置光吸附功能，今后，配合所需的图形精度及光穿透光量，半色调图像用的光罩板技术应该会越来越先进。

如图1(e)与图2(e)所示，以感光树脂图形81A、81B为光罩板，依序或同时蚀刻高反射金属层93与缓冲层92，露出透明导电层91。具体而言，药液处理(将磷酸添加数％以下的硝酸)可以同时蚀刻。

继氧电浆处理之后，感光树脂图形81A、81B的薄膜厚度减少1.5μm，感光树脂图形81B消失，支持穿透电极及电极端子的高反射金属层93(22)、93(5A)、93(6A)露出的同时，减少薄膜厚度的感光树脂图形81C(41)可直接保留在反射电极形成区域。氧电浆处理时，可以发现借助于减少有机绝缘层所构成的凹凸层39薄膜厚度，透明导电层91可以获得保护。如图1(f)与图2(f)所示，以感光树脂图形81C(41)以及高反射金属层93(22)、93(5A)、93(6A)为光罩板，选择性去除透明导电层91，露出凹凸层39。

继续如图1(g)与图2(g)所示，以感光树脂图形81C(41)为光罩板，去除穿透电极上露出的高反射金属层93(22)以及电极端子上的高反射金属层93(5A)、93(6A)。同时，也去除缓冲层92(22)、92(5A)、92(6A)，分别露出穿透电极22与电极端子5A、6A。

最后，如图1(h)与图2(h)所示，采用光阻剂剥离液去除感光树脂图形81C(41)，露出缓冲层92(41)与高反射金属层93(41)层迭成的反射电极41，即可完成主动基板2的制造过程。在光阻剂剥离过程中，因为是在主动基板2上露出有机性树脂所构成的凹凸层39，所以不需要使用氧电浆。诚如以往的范例说明，高反射金属层93选择铝合金Al(Nd)时，不需要导入缓冲层92。将此阶段所制成的主动基板2包覆彩色滤光片后就形成液晶面板，即完成本发明的实施范例1。此外，虽在图1(h)省略，但如以往范例所述，包括透明导电性的扫描线电极端子5A、信号线12的电极端子6A以及配置在主动基板2***的短路电路40在内，连接该端子与线路的透明导电层图形形状为细长的线状，在因应防静电措施时，可作为高电阻配线。

在实施例1，这一类扫描线的电极端子及信号线的电极端子，虽然都会在透明导电层的装置结构上产生限制，但也可以采行解决该限制的装置处理，另以参考范例说明相关内容。但，制造过程仍旧一样，没有任何变动，最终仅止于主动基板平面图与剖面图的记载。

根据实施例2，如图1(e)与图2(e)所示，采用半色调图像曝光技术，形成感光树脂图形时，电极端子形成区域的薄膜厚度也和反射电极形成区域一样变厚，即可制成金属性的电极端子。换言之，变更图形设计即可变更电极端子的结构。结果，电极端子的结构变成与反射电极相同，如图3(h)与图4(h)所示，透明导电层91(5A)、91(6A)、缓冲层92(5A)、92(6A)以及高反射金属层93(5A)、93(6A)层迭后即可获得电极端子，而主动基板2上则是露出作为扫描线电极端子5的高反射金属层93(5A)，以及露出作为信号线电极端子6的高反射金属层93(6A)。

图中虽未标示，但实施例2当中，在主动基板2的***形成短路电路40时，短路电路形成区域的感光树脂图形薄膜厚度会与穿透电极形成区域一样变薄。

反射型液晶显示装置的功能在于将反射光从反射电极传送至观察者，因此，通过相同厚度的液晶胞内后所产生的光学路径差，约为穿透型液晶显示装置的2倍，且半穿透型液晶显示装置最大亮度(反射率与穿透率)所取得的Δnd值也完全不同。为避免这样的情况，以往范例与实施范例1都是在凹凸层39形成开口部38，去除开口部内的钝化绝缘层与栅极绝缘层，增加穿透区域的液晶胞厚度。凹凸层39可以轻易的形成约3μm的薄膜厚度，因此，反射部与穿透部的液晶胞厚度可增加约2倍(multi gap)，这个部分属于光学设计的范畴。

不过，由于穿透电极22位于极深的开口部38的底部，使用平磨用布做定向处理时，容易造成开口部38的四周变成非定向，需要在彩色滤光片以BM做为光屏蔽，开口率因而会下降。

也可以做重视反射特性的光学设计，此时，反射部与穿透部可采行相同的液晶胞厚度，不需要开口部38，如图5(h)与图6(h)所示，在凹凸层39的平坦区域上会形成穿透电极22，即可使其位于与反射电极41相同高度的位置(single gap)。

原理上，Single gap不容易产生非定向，故不需要在彩色滤光片，以BM对穿透电极22与反射电极41的内周围做光屏蔽，因此，可以Multi gap提升开口率，也可以补充穿透特性的不足。

属于物理数量的液晶元厚度，取决于主动基板2上的穿透电极22，以及反射电极41与彩色滤光片9上所形成之对置电极14的距离，因此，变更彩色滤光片9上的着色层18的薄膜厚度，就可以变更Δnd的数值。今后，彩色滤光片的制造成本虽然会增加，但却可以扩大光学设计的自由度，所以应该会研发各式各样的光学设计技术与零件技术，以提升半穿透型液晶显示装置的光学特性。

综上所述，由于CMOS传输信号不需要施加额外的直流偏压，相较于差动信号，更易应用于低逻辑电压(例如1.8V)的***中。本发明节省了显示面板的布线数目，并降低了电流消耗，提升了EMI特性。

以上提供之实施例已突显本发明之诸多特色。本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域技术人员，在不脱离本发明之精神和范围内，当可做各种的更动与润饰。此外本说明书依照规定所提之分段标题并不用于限定其内容所述的范围，尤其是背景技术中所提未必是已揭露的现有技术，发明说明也并非用以限定本发明的技术特征。是以本发明的新颖性、进步性以及保护范围当视后附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (2)

1、一种液晶显示装置，在一第一透明绝缘基板的主平面上，至少具有由绝缘栅极型薄膜晶体管，可作为该绝缘栅极型薄膜晶体管栅极的扫描线，可作为该源极配线的信号线，以及连接漏极配线的像素电极所构成的单位像素于第一透明绝缘基板排列成二次元矩阵，液晶填充于与该第一透明绝缘基板相对的第二透明绝缘基板或彩色滤光片之间，其特征在于：

在该第一透明绝缘基板的主平面上，形成绝缘栅极型晶体管、扫描线以及信号线；

至少在漏极上具有开口部，一部分区域的表面上具有凹凸透明绝缘层是在该第一透明绝缘基板上形成；及

在该具有凹凸透明绝缘层的区域上，由一层以上的反射金属层与透明导电层层迭成反射电极，以及在其它区域上，包括该开口部在内，与该透明导电层连续形成透明导电性的穿透电极。

2、一种液晶显示装置的制造方法，在一第一透明绝缘基板的主平面上，形成至少具有由绝缘栅极型薄膜晶体管，可作为该绝缘栅极型薄膜晶体管栅极的扫描线，可作为该源极配线的信号线，以及连接漏极配线的像素电极所构成的单位像素于第一透明绝缘基板排列成二次元矩阵，填充液晶于与该第一透明绝缘基板相对的第二透明绝缘基板或彩色滤光片之间，其特征在于包括步骤：

形成绝缘栅极型晶体管、扫描线以及信号线，在该第一透明绝缘基板的主平面上；

至少在漏极上具备开口部及在该第一透明绝缘基板上，于部分区域的表面形成具有凹凸透明绝缘层；

形成透明导电层及一层以上的金属层之后，包括该开口部在内，该形成具有凹凸透明绝缘层区域的反射电极配合凹凸区域外透明导电的穿透电极，该反射电极上的薄膜厚度会形成较该穿透电极上的薄膜厚度还要厚的感光树脂图形；

以该感光树脂图形为光罩板，选择性去除该金属层后，露出该透明导电层；

减少该感光树脂图形的薄膜厚度，露出该穿透电极形成区域的金属层后，以减少该薄膜厚度的感光树脂图形，以及该穿透电极形成区域的金属层作为光罩板，选择性去除该透明导电层后，露出该透明绝缘层；及

以减少该薄膜厚度的感光树脂图形为光罩板，去除该穿透电极形成区域的金属层，露出透明导电的穿透电极。

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