TWI439777B - 液晶顯示面板之薄膜電晶體基板 - Google Patents

Description

液晶顯示面板之薄膜電晶體基板

本發明係有關於一種液晶顯示面板(liquid crystal display panel，LCD panel)之薄膜電晶體基板(thin film transistor，TFT substrate)，特別是有關於一種邊緣電場切換(fringe field switching，以下簡稱為FSS)型之液晶顯示面板之薄膜電晶體基板。

液晶顯示面板係利用背光模組(backlight module)提供分佈均勻的面光源來顯示影像。一般而言，由液晶顯示面板出射的光大多係朝向正前方，亦即垂直於液晶顯示面板的顯示面的正面方向。因此，當使用者從側視的角度觀賞時，即無法觀看到具有正常亮度的畫面，或甚至無法觀看到所欲觀賞的畫面。有鑑於此，習知技術係發展出多種廣視角技術(wide viewing angle technology)，例如FFS型液晶顯示面板技術。

請參閱第1圖，第1圖係為一習知FFS型液晶顯示面板之截面示意圖。習知FFS型液晶顯示面板100包含一上基板102、一下基板104與一設置於上基板102與下基板104之間的液晶層106。液晶層106包含有複數個液晶分子106a。此外，上基板102面對液晶層106之表面，以及下基板104面對液晶層106之表面分別設置有一配向層(圖未示)。在下基板104上，由下而上更依序設置有一共通電極120、一絕緣層122、與一畫素電極124。習知FFS型液晶顯示面板100係利用共通電極120與畫素電極124形成密集邊緣電場，以驅動液晶分子106a、調整光的透過率，並使液晶分子106a的響應速度更快、視角更廣。

請參閱第2A圖與第2B圖，其中第2A圖為習知FFS型液晶顯示面板100部分畫素區之示意圖；而第2B圖則為第2A圖中沿A-A’剖線所繪示之截面示意圖。如第2A圖與第2B圖所示，習知FFS型液晶顯示面板100的下基板104更包含複數條資料線(data line)130、複數條掃描線(scan line)132以及複數條儲存電極線(storage electrode line)134，且資料線130與掃描線132定義出複數個畫素區域108。各畫素區域108中係設置有至少一薄膜電晶體110，其中薄膜電晶體110的閘極(圖未示)係與掃描線132電性連接、源極(圖未示)係與資料線130電性連接、而汲極(圖未示)則與一畫素電極124電性連接。

請繼續參閱第2A圖與第2B圖。為了增加環境光的反射，習知FFS型液晶顯示面板100更常於掃描線132的兩側定義複數個反射區140，並且利用習知薄膜電晶體之半導體層的圖案化製程，於反射區140內形成複數個由半導體層構成的反射元件142。隨後利用形成源極/汲極的圖案化製程於各反射區140內形成一覆蓋反射元件142的反射層144。而覆蓋反射元件142的反射層144係因其下凸起的反射元件142而獲得一凹凸不平的表面輪廓，因此反射層144可提供入射的環境光一個散射界面，繼而提高環境光的反射率。當然，為了避免反射層144與畫素電極124電性連接，反射層144與畫素電極124之間係設置有一絕緣層138。

而為了增加環境光的反射率，甚至達到在陽光下仍然可視的程度，習知技術係不斷地增加反射區140面積，但如此一來就犧牲了FFS型液晶顯示面板100的開口率。

因此，本發明係於此提供一種可提升有效反射率而不犧牲開口率的FFS型液晶顯示面板之薄膜電晶體基板。

根據本發明所提供之申請專利範圍，係提供一種液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，包含有一基板、複數條沿一第一方向設置於該基板上之掃描線、複數條沿一第二方向設置於該基板上之資料線，該等資料線與該等掃描線係定義出複數個畫素區域。該等掃描線分別包含複數個第一凹凸部，且該等第一凹凸部分別包含複數個具有封閉形狀之第一凹陷圖案。另外該液晶顯示面板之薄膜電晶體基板更包含複數個開關元件，分別設置於該等畫素區域中。

根據本發明所提供之申請專利範圍，另提供一種液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，包含有一基板、複數條沿一第一方向設置於該基板上之掃描線、複數條沿一第二方向設置於該基板上之資料線，該等資料線與該等掃描線係定義出複數個畫素區域。該等資料線更分別包含複數個第一凹凸部與複數個第一平坦部，且該等第一凹凸部分別包含複數個具有封閉形狀之第一凹陷圖案。另外該液晶顯示面板之薄膜電晶體基板更包含複數個開關元件，分別設置於該等畫素區域中。

根據本發明所提供之申請專利範圍，更提供一種液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，包含有一基板、複數條沿一第一方向設置於該基板上之掃描線、複數條沿一第二方向設置於該基板上資料線、與複數條分別沿該第一方向設置於該基板上之儲存電極線。該等資料線與該等掃描線係定義出複數個畫素區域，而該等儲存電極線分別包含一第一凹凸部，且該第一凹凸部包含複數個具有封閉形狀之第一凹陷圖案。另外該液晶顯示面板之薄膜電晶體基板更包含複數個開關元件，分別設置於該等畫素區域中。

本發明之液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，係於各掃描線、各資料線、或各儲存電極線上直接設置複數個凹凸部，且各凹凸部分別包含具有封閉形狀的凹陷圖案。因此，可在不需額外設置反射區而降低開口率的前提下，使各掃描線、各資料線、或各儲存電極線本身具備反射光線的能力，故可大幅提昇薄膜電晶體基板的反射率。

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「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。此外，「電性連接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置電性連接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地連接至該第二裝置。

請參閱第3A圖至第3C圖，其中第3A圖為本發明之一液晶顯示面板之薄膜電晶體基板的部分示意圖、第3B圖為第3A圖中沿B-B’剖線所繪示之截面示意圖、第3C圖為第3A圖中沿C-C’剖線所繪示之截面示意圖、第3D圖為第3A圖中沿D-D’剖線所繪示之截面示意圖。首先請參閱第3A圖。在本較佳實施例中，液晶顯示面板之薄膜電晶體基板可為一邊緣電場切換(FFS)型液晶顯示面板之薄膜電晶體基板200，但不以此為限。薄膜電晶體基板200包含一基板202、複數條掃描線204沿一第一方向D1設置於基板202上、以及複數條資料線206沿一第二方向D2設置於基板202上，其中第一方向D1大體上垂直於第二方向D2。如第3A圖所示，掃描線204與資料線206定義出複數個畫素區域208。本較佳實施例之薄膜電晶體基板200更包含複數個開關元件210，例如薄膜電晶體，分別設置於各畫素區域208內。此外薄膜電晶體基板200尚包含複數條儲存電極線212，分別沿第一方向D1設置於基板202上。

請參閱第3A圖與第3B圖。如前所述，由於本較佳實施例所提供之薄膜電晶體基板200係為邊緣電場切換型液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，因此本較佳實施例之薄膜電晶體基板200更包含複數個共通電極214分別設置於基板202之各畫素區域208內。薄膜電晶體基板200更包含複數個畫素電極216，分別設置於基板202之各畫素區域208內。如第3A圖所示，其中各畫素電極216具有複數個縫隙(slit)218，且各畫素電極216係與相對應之共通電極214部分重疊。在本較佳實施例中，共通電極214係與畫素電極216形成密集邊緣電場，以邊緣電場驅動液晶顯示面板200之液晶分子(圖未示)、調整光的透過率，並使液晶分子的響應速度更快、視角更廣。

請繼續參閱第3A圖與第3B圖。值得注意的是，本較佳實施例所提供之薄膜電晶體基板200上的各掃描線204分別包含複數個第一凹凸部204a，而各儲存電極線212則包含一第三凹凸部212a。該領域中具通常知識者應知，在薄膜電晶體基板200上多半係藉由五道圖案化製程完成開關元件210、掃描線204、儲存電極線212、資料線206與畫素電極216等的製作。而在本較佳實施例中，係可在製作開關元件210之閘極與掃描線204的第一道圖案化製程中採用一半透型光罩(half-tone mask)(圖未示)。半透型光罩係包含一半透型光罩區域(half-tone mask region)、一全透型光罩區域(fully transparent region)與一全遮蔽型光罩區域(fully blocked region)。如該領域中具通常知識之人士所知者，全透型光罩區域與全遮蔽型光罩區域係與轉移至光阻之光罩圖案具有全有或全無的相對關係，配合合適之蝕刻製程之後，係可於基板202上形成上述之掃描線204與閘極。更重要的是，由於本較佳實施例採用半透型光罩，其半透型光罩區域係提供了不同的透光度，因此經由微影製程所形成的光阻係隨曝光度而有不同的厚度，而在上述蝕刻製程之後，各掃描線204上係形成複數個具有封閉形狀之第一凹陷圖案250。舉例來說，第一凹陷圖案250可如第3A圖所示為圓形，但本較佳實施例亦不限於形成其他封閉形狀如多角形之第一凹陷圖案250。由於第一凹陷圖案250的存在，掃描線204與閘極可視為包含了複數個具有不平坦表面的第一凹凸部204a。

根據本較佳實施例所提供之薄膜電晶體基板200，係利用半透型光罩的微影技術於掃描線204上直接形成複數個第一凹凸部204a。而後續形成的其他膜層材料，如絕緣層220、224等，係沿第一凹凸部204a獲得如第3B圖所示的凹凸表面，而此凹凸表面則可提供入射的環境光一散射界面，進而增進反射效果。換句話說，本較佳實施例所提供之FFS型液晶顯示面板之薄膜電晶體基板200係提供一本身即具有高反射率的掃描線204。

另外值得注意的是，由於儲存電極線212係與掃描線204同時於第一道圖案化製程中形成，因此亦可藉由半透型光罩於儲存電極線212上形成如掃描線204上的第一凹陷圖案250，換句話說儲存電極線212係包含一第三凹凸部212a。而後續形成的其他膜層材料，係沿第三凹凸部212a獲得如第3B圖所示的凹凸表面，而此凹凸表面如上所述可增進反射效果。因此，本較佳實施例所提供之薄膜電晶體基板200亦提供一本身即具有高反射率的儲存電極線212。

另外如前所述，由於半透型光罩更包含全透型光罩區域或全遮蔽型光罩區域，因此本較佳實施例可在形成掃描線204時形成複數個如第3C圖所示之具有平坦表面的第一平坦部204b，且各第一平坦部204b係分別作為一開關元件210的閘極。由於閘極具有平坦表面，因此較不會影響薄膜電晶體的電性表現。

請參閱第3A圖與第3D圖。如該領域中具通常知識者所知，在完成閘極/掃描線204之製作後，係依序進行形成閘極絕緣層、形成半導體層222、以及形成源極/汲極與資料線206等步驟。而在進行製作源極/汲極與資料線206的第三圖案化製程時，亦可採用半透型光罩及微影技術於資料線206上形成複數個第二凹凸部206a與複數個第二平坦部206b。如前所述，由於本較佳實施例採用半透型光罩，其半透型光罩區域係提供了不同的透光度，因此經由微影製程所形成的光阻係隨曝光度而有不同的厚度，而在蝕刻製程之後，各資料線206上係形成複數個具有封閉形狀之第二凹陷圖案260。舉例來說，第二凹陷圖案260可如第3A圖所示為圓形，但本較佳實施例亦不限於形成其他封閉形狀如多角形之第二凹陷圖案260。由於第二凹陷圖案260的存在，資料線206可視為包含了複數個具有不平坦表面的第二凹凸部206a。並且在完成源極汲極與資料線206之製作後，係可依序進行形成絕緣層224、形成接觸洞、以及形成畫素電極216等步驟。

另外，利用半透型光罩的全透型光罩區域或全遮蔽型光罩區域，本較佳實施例係於資料線206上形成複數個如第3D圖所示之具有平坦表面的第二平坦部206b，且各第二平坦部206b係分別作為一開關元件210的源極/汲極。由於源極/汲極具有平坦表面，因此較不會影響薄膜電晶體的電性表現。

根據本較佳實施例所提供之薄膜電晶體基板200，係利用半透型光罩的微影技術於資料線206上直接形成複數個第二凹凸部206a，而後續形成的其他膜層材料，如絕緣層224等，係沿第二凹凸部206a獲得如第3D圖所示的凹凸表面，而此凹凸表面則可增進反射效果。換句話說，本較佳實施例所提供之FFS液晶顯示面板之薄膜電晶體基板200係提供一本身即具有高反射率的資料線206。

綜上所述，本發明所提供之FFS型液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，係於各掃描線或/與資料線上直接設置複數個由凹陷圖案構成的凹凸部，而此凹凸部係與後續形成的膜層形成一凹凸表面，用以提供入射的環境光一散射界面。因此，本發明係可在不再需要額外設置反射區而降低開口率的前提下，大幅提昇薄膜電晶體基板的反射率。

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。

100．．．FFS型液晶顯示面板

102．．．上基板

104．．．下基板

106．．．液晶層

106a．．．液晶分子

108．．．畫素區域

110．．．薄膜電晶體

120．．．共通電極

122．．．絕緣層

124．．．畫素電極

130．．．資料線

132．．．掃描線

134．．．儲存電極線

138．．．絕緣層

140．．．反射區

142．．．反射元件

144．．．反射層

200．．．薄膜電晶體基板

202．．．基板

204．．．掃描線

204a．．．第一凹凸部

204b．．．第一平坦部

206．．．資料線

206a．．．第二凹凸部

206b．．．第二平坦部

208．．．畫素區域

210．．．開關元件

212．．．儲存電極線

212a．．．第三凹凸部

214．．．共通電極

216．．．畫素電極

218．．．縫隙

220．．．絕緣層

222．．．半導體層

224．．．絕緣層

250．．．第一凹陷圖案

260．．．第二凹陷圖案

D1．．．第一方向

D2．．．第二方向

A-A’．．．切線

B-B’．．．切線

C-C’．．．切線

D-D’．．．切線

第1圖係為一習知FFS型液晶顯示面板之截面示意圖；

第2A圖為習知FFS型液晶顯示面板部分畫素區之示意圖；

第2B圖則為第2A圖中沿A-A’截線所繪示之截面示意圖；

第3A圖為本較佳實施例所提供之一液晶顯示面板之薄膜電晶體基板的部分示意圖；

第3B圖為第3A圖中沿B-B’剖線所繪示之截面示意圖；

第3C圖為第3A圖中沿C-C’剖線所繪示之截面示意圖；以及

第3D圖為第3A圖中沿D-D’剖線所繪示之截面示意圖。

200．．．薄膜電晶體基板

202．．．基板

204．．．掃描線

204a．．．第一凹凸部

204b．．．第一平坦部

206．．．資料線

206a．．．第二凹凸部

206b．．．第二平坦部

208．．．畫素區域

210．．．開關元件

212．．．儲存電極線

212a．．．第三凹凸部

216．．．畫素電極

218．．．縫隙

250．．．第一凹陷圖案

260．．．第二凹陷圖案

D1．．．第一方向

D2．．．第二方向

B-B’．．．切線

C-C’．．．切線

D-D’．．．切線

Claims (20)

1. 一種液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，包含有：一基板；複數條掃描線，沿一第一方向設置於該基板上，該等掃描線分別包含複數個第一凹凸部與複數個第一平坦部，且該等第一凹凸部分別包含複數個具有封閉形狀之第一凹陷圖案；複數條資料線，沿一第二方向設置於該基板上，該等資料線與該等掃描線係定義出複數個畫素區域；以及複數個開關元件，分別設置於該等畫素區域中，其中該等第一平坦部係分別作為該等該開關元件之一閘極。
2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，其中該等資料線更分別包含複數個第二凹凸部與複數個第二平坦部。
3. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，其中該等第二凹凸部係包含複數個具有封閉形狀之第二凹陷圖案。
4. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，其中該等第二平坦部係分別作為該等開關元件之 一源極/汲極。
5. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，更包含複數條儲存電極線，分別沿該第一方向設置於該基板上。
6. 如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，其中該等儲存電極線係分別包含一第三凹凸部。
7. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，其中該液晶顯示面板之薄膜電晶體基板係為一邊緣電場切換型液晶顯示面板之薄膜電晶體基板。
8. 如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，更包含複數個共通電極分別設置於該基板之各該畫素區域內，以及複數個畫素電極分別設置於該基板之各該畫素區域內，其中各該畫素電極具有複數個縫隙(slit)，且各該畫素電極係與相對應之各該共通電極部分重疊。
9. 一種液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，包含有：一基板；複數條掃描線，沿一第一方向設置於該基板上；複數條資料線，沿一第二方向設置於該基板上，該等資 料線與該等掃描線係定義出複數個畫素區域，該等資料線更分別包含複數個第一凹凸部與複數個第一平坦部，且該等第一凹凸部分別包含複數個具有封閉形狀之第一凹陷圖案；以及複數個開關元件，分別設置於該等畫素區域中，其中該等第一平坦部係分別作為該等開關元件之一源極/汲極。
10. 如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，其中該等掃描線更分別包含複數個第二平坦部與複數個第二凹凸部，且該等第二凹凸部係包含複數個具有封閉形狀之第二凹陷圖案。
11. 如申請專利範圍第10項所述之液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，其中該等第二平坦部係分別作為該等開關元件之一閘極。
12. 如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，更包含複數條儲存電極線，分別沿該第一方向設置於該基板上。
13. 如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，其中該等儲存電極線係分別包含一第三凹凸 部。
14. 如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，其中該液晶顯示面板之薄膜電晶體基板係為一邊緣電場切換型液晶顯示面板之薄膜電晶體基板。
15. 如申請專利範圍第14項所述之液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，更包含複數個共通電極分別設置於該基板之各該畫素區域內，以及複數個畫素電極分別設置於該基板之各該畫素區域內，其中各該畫素電極具有複數個縫隙，且各該畫素電極係與相對應之各該共通電極部分重疊。
16. 一種液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，包含有：一基板；複數條掃描線，沿一第一方向設置於該基板上，該等掃描線更分別包含複數個第一平坦部與複數個第一凹凸部，且該等第一凹凸部分別包含複數個具有封閉形狀之第一凹陷圖案；複數條資料線，沿一第二方向設置於該基板上，該等資料線與該等掃描線係定義出複數個畫素區域；複數條儲存電極線，分別沿該第一方向設置於該基板上，該等儲存電極線分別包含一第二凹凸部，且該第二凹凸部包含複數個具有封閉形狀之第二凹陷圖 案；以及複數個開關元件，分別設置於該等畫素區域中，其中該等第一平坦部係分別作為該等開關元件之一閘極。
17. 如申請專利範圍第16項所述之液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，其中該等資料線更分別包含複數個第三凹凸部與複數個第三平坦部，且該等第三凹凸部係包含複數個具有封閉形狀之第三凹陷圖案。
18. 如申請專利範圍第17項所述之液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，其中該等第三平坦部係分別作為該等開關元件之一源極/汲極。
19. 如申請專利範圍第16項所述之液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，其中該液晶顯示面板之薄膜電晶體基板係為一邊緣電場切換型液晶顯示面板之薄膜電晶體基板。
20. 如申請專利範圍第19項所述之液晶顯示面板之薄膜電晶體基板，更包含複數個共通電極分別設置於該基板之各該畫素區域內，以及複數個畫素電極分別設置於該基板之各該畫素區域內，其中各該畫素電極具有複數個縫隙，且各該畫素電極係與相對應之各該共通電極部分重疊。