專(zhuān)利名稱(chēng)：反射－透射型液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示(LCD)裝置，更具體地涉及一種具有改善了的顯示質(zhì)量的反射-透射型LCD裝置以及制造該裝置的方法。
背景技術(shù)：
通常，反射型LCD裝置利用從外部提供給LCD裝置的自然光而顯示圖象。顯示質(zhì)量大大地依賴(lài)于提供給LCD裝置的自然光的總量。例如，由于缺乏自然光，反射型LCD裝置在黑暗的場(chǎng)所就會(huì)表現(xiàn)出差的顯示特性。反之，透射型LCD裝置利用如背光一樣的從人造光產(chǎn)生單元發(fā)出的人造光而顯示圖象。這種人造光的持續(xù)供應(yīng)使得即使在黑暗的場(chǎng)所也可以維持顯示特性。然而，人造光的產(chǎn)生需要電力存儲(chǔ)器，例如電池。這樣，透射型LCD裝置就不適用于在尺寸和重量上都要求有所降低的特定便攜式顯示裝置。為了解決這些問(wèn)題，已經(jīng)引入了一種反射-透射型LCD裝置，它通過(guò)既利用自然光也利用人造光來(lái)顯示圖象。
圖1示出了傳統(tǒng)的反射-透射LCD裝置，它包括具有其上形成有反射板19的陣列基底10。該反射板19確定了反射區(qū)域和透射窗19a。濾色基底20與陣列基底10面對(duì)形成。液晶層30形成在陣列基底10和濾色基底20之間。上部λ/4相位延遲膜40形成在濾色基底20上，而上部偏振片50形成在上部λ/4相位延遲膜40上。下部λ/4相位延遲膜60在陣列基底10下方形成。下部偏振片70在下部λ/4相位延遲膜60下方形成。
圖2A和2B示出了圖1所示反射-透射LCD的工作方式。當(dāng)不向其施加電壓時(shí)，該LCD裝置顯示白色，即通常所說(shuō)的“常白”。圖2A示出了反射模式的操作，而圖2B示出了透射模式的操作。
在反射模式操作中，如圖2A所示，當(dāng)不施加電壓(“關(guān)”)時(shí)，液晶層30的液晶分子保持扭曲狀態(tài)。外部提供給LCD裝置的光穿過(guò)上部偏振片50，受到線(xiàn)性偏振。然后，該光穿過(guò)上部λ/4相位延遲膜40，受到圓偏振。該光穿過(guò)液晶層30的扭曲的液晶分子，并受到線(xiàn)性偏振，上述液晶層使該光的相位變化λ/4。接著，該光在反射板19上反射。該反射光再次穿過(guò)液晶層30，受到圓偏振，該液晶層使該光的相位變化λ/4。該光穿過(guò)上部λ/4相位延遲膜40，受到線(xiàn)性偏振。該線(xiàn)性偏振光穿過(guò)上部偏振片50，同時(shí)液晶顯示器上顯示白色。由于當(dāng)沒(méi)有電場(chǎng)施加到液晶層30上時(shí)，LCD裝置顯示白色，所以這稱(chēng)為“常白”。
當(dāng)向液晶施加電壓(“開(kāi)”)時(shí)，液晶分子就垂直地排列。從外部提供給LCD裝置的光穿過(guò)上部偏振片50，受到線(xiàn)性偏振。接著，該光穿過(guò)上部λ/4相位延遲膜40，受到圓偏振。由于液晶分子是垂直排列的，所以該光就直接地穿過(guò)液晶層30，并在反射板60上反射。該反射光直接穿過(guò)液晶層30，穿過(guò)上部λ/4相位延遲膜40，該膜使該光的相位變化λ/4并線(xiàn)性偏振該光。由于偏振方向的不同，該光受到上部偏振片30的阻礙，從而LCD裝置顯示黑色。
圖2B示出了透射模式的操作。當(dāng)不施加電壓(“關(guān)”)時(shí)，液晶分子保持扭曲狀態(tài)。自L(fǎng)CD裝置下方提供的人造光穿過(guò)下部偏振片70，受到線(xiàn)性偏振。接著，光穿過(guò)下部λ/4相位延遲膜60，受到圓形偏振。接著，該光穿過(guò)透明電極18。由于液晶分子保持扭曲狀態(tài)，所以該來(lái)自透明電極18的光受到液晶層30的線(xiàn)性偏振。該光穿過(guò)上部λ/4相位延遲膜40，該膜使該光的相位變化，并使光圓偏振。該光穿過(guò)偏振片50，LCD裝置上顯示白色。這樣，透射模式就是“常白”操作。
當(dāng)向LCD裝置施加電壓(“開(kāi)”)時(shí)，液晶層30的液晶分子就垂直地排列。從LCD裝置下方提供的人造光穿過(guò)偏振片90，受到線(xiàn)性偏振。該光穿過(guò)下部λ/4相位延遲膜60，受到圓偏振。接著，該光穿過(guò)透明電極18。由于液晶分子在液晶層30中是垂直排列的，所以該光就直接穿過(guò)液晶層30，穿過(guò)上部λ/4相位延遲膜40，受到線(xiàn)性偏振。由于偏振方向的不同，該線(xiàn)性偏振光受到上部偏振片50的阻礙，LCD裝置顯示黑色。
在上述反射-透射LCD裝置中，光學(xué)條件(例如，偏振、液晶排列角度、單元間隙，等)設(shè)計(jì)成優(yōu)化反射模式操作，這就需要當(dāng)施加電場(chǎng)時(shí)，在透射模式操作中顯示黑色。這樣，當(dāng)不施加電場(chǎng)而顯示白色時(shí)，由于光學(xué)條件沒(méi)有設(shè)計(jì)成優(yōu)化透射模式操作，所以透射模式的透射率就大大地降低了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面是一種具有彼此面對(duì)的第一和第二基底的液晶顯示(LCD)裝置。液晶單元形成在第一基底和第二基底之間，液晶層設(shè)置在液晶單元中。該LCD裝置具有反射區(qū)域和透射區(qū)域，反射區(qū)域具有第一單元間隙，透射區(qū)域具有第二單元間隙，該第二單元間隙大于第一單元間隙。液晶層包括液晶分子，該液晶分子通常以一個(gè)相對(duì)于與第一基底平行的線(xiàn)而言，大于等于約45°的角度排列。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是一種具有彼此面對(duì)的第一和第二基底的液晶顯示(LCD)裝置。液晶單元形成在第一基底和第二基底之間，液晶層設(shè)置在液晶單元中。該LCD裝置具有反射區(qū)域和透射區(qū)域，反射區(qū)域具有第一單元間隙，透射區(qū)域具有第二單元間隙，該第二單元間隙大于第一單元間隙。透射區(qū)域形成為比象素區(qū)域的其它角更接近于象素區(qū)域的第一角。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是用于制造液晶顯示(LCD)裝置的方法。柵極線(xiàn)和在象素區(qū)域的第一角處與柵極線(xiàn)相交的數(shù)據(jù)線(xiàn)形成在基底上。形成鈍化層來(lái)覆蓋柵極線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)。在鈍化層中形成開(kāi)口以在象素區(qū)域中形成透射區(qū)域。該開(kāi)口形成得比象素區(qū)域的其它角更接近于第一角。


通過(guò)參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例，本發(fā)明上述的和其他的優(yōu)點(diǎn)將變得更明顯。
圖1描述了傳統(tǒng)反射-透射LCD裝置的截面圖；圖2A描述了圖1中所示LCD裝置的反射模式的操作；圖2B描述了圖1中所示LCD裝置的透射模式的操作；圖3描述了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的反射-透射LCD裝置的截面圖；圖4A描述了圖3中所示LCD裝置的反射模式的操作；圖4B描述了圖3中所示LCD裝置的透射模式的操作；圖5描述了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的反射-透射LCD裝置的截面圖；圖6A描述了圖5中所示LCD裝置的反射模式的操作；圖6B描述了圖5中所示LCD裝置的透射模式的操作；圖7描述了圖3中所示LCD裝置的俯視圖；圖8A描述了圖7中所示LCD裝置的余像問(wèn)題；
圖8B描述了圖7中所示LCD裝置的漏光問(wèn)題；圖9A描述了沿圖7中所示LCD裝置的線(xiàn)B-B′截?cái)嗟慕孛鎴D，以及描述了在施加電壓之后的20ms觀(guān)測(cè)到的漏光和余像情況；圖9B描述了圖7的截面圖，以及描述了在施加電壓之后的20ms觀(guān)測(cè)到的漏光情況；圖10描述了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的反射-透射LCD裝置的俯視圖；圖11A-11E描述了用于形成圖10中所示LCD裝置的加工步驟；圖12描述了沿圖10中所示LCD裝置的線(xiàn)D-D′截?cái)嗟慕孛鎴D，以及描述了在施加電壓之后的20ms觀(guān)測(cè)到的漏光和余像情況；圖13描述了圖12的截面圖，以及在施加電壓之后的200ms觀(guān)測(cè)到的漏光情況；圖14描述了沿圖10中所示LCD裝置的線(xiàn)E-E′截?cái)嗟慕孛鎴D，以及描述了在施加電壓之后的20ms觀(guān)測(cè)到的漏光和余像情況；圖15描述了圖13的截面圖，以及在施加電壓之后的200ms觀(guān)測(cè)到的漏光情況。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明旨在通過(guò)設(shè)計(jì)光學(xué)條件(例如，偏振、液晶排列角度、單元間隙、摩擦方向、開(kāi)口位置、光塊圖形(1ight block pattern)等)改善反射-透射LCD裝置的顯示質(zhì)量。
第一實(shí)施例圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的反射-透射LCD裝置的橫截面圖。該反射-透射LCD裝置包括陣列基底100、濾色基底200和液晶層300，該液晶層設(shè)置在陣列基底100和濾色基底200之間形成的液晶單元中。
陣列基底100包括例如薄膜晶體管(TFT)的開(kāi)關(guān)元件和絕緣層140。開(kāi)關(guān)元件具有形成在透明基底105上的柵極110、形成在透明基底105上的柵絕緣層112、半導(dǎo)體層114、歐姆接觸層116、源極120和漏極130?？梢杂捎袡C(jī)材料形成的絕緣層140覆蓋開(kāi)關(guān)元件，并暴露出漏極130的一部分。在絕緣層140上可以形成多個(gè)槽和多個(gè)突起以提高反射效率。
陣列基底100還包括象素電極150、保護(hù)層152和反射板160。象素電極150形成在有機(jī)絕緣層140上，并通過(guò)第一接觸孔141與漏極相連。象素電極150由透光導(dǎo)電材料形成，例如氧化銦錫(ITO)、氧化錫(TO)或氧化銦鋅(IZO)。保護(hù)層152形成在開(kāi)關(guān)元件上。反射板160形成在保護(hù)層152上，由具有低阻抗和高反射率的不透明金屬形成，例如鋁。由反射板160覆蓋的區(qū)域構(gòu)成反射區(qū)域，而形成開(kāi)口145的區(qū)域則構(gòu)成透射區(qū)域。盡管未示出，但可以形成電容線(xiàn)，從而可以與象素電極150一起限定存儲(chǔ)電容(Cst)。
濾色基底200包括黑矩陣層(black matrix layer)(未示出)，它在透明基底205上定義了紅色(R)象素區(qū)域、綠色(G)象素區(qū)域和藍(lán)色(B)象素區(qū)域。濾色層210形成在由黑矩陣層限定的象素區(qū)域上。黑矩陣層可以由濾色片的疊加形成。表面保護(hù)層(未示出)可得以形成來(lái)保護(hù)黑矩陣層和濾色層210。同樣，公共電極層(未示出)可以形成在表面保護(hù)層上。公共電極層能形成在陣列基底100中。
液晶層300設(shè)置在陣列基底100和濾色基底200之間形成的液晶單元中，并根據(jù)象素電極150和公共電極層之間形成的電場(chǎng)透射來(lái)自于濾色基底200的自然光和來(lái)自于開(kāi)口145的人造光。如圖3所示，液晶層300在反射區(qū)域和透射區(qū)域中具有不同的單元間隙。同樣，形成有第一接觸孔141的一部分反射區(qū)域具有與其余反射區(qū)域不同的單元間隙。液晶層300相對(duì)于接觸孔141、不包括接觸孔141的反射區(qū)域和開(kāi)口145的單元間隙分別用d1、d2和d3表示。d1、d2和d3用下面的表達(dá)式表示。
d2＜d1＜d3(表達(dá)式1)液晶層在接觸孔141、不包括接觸孔141的反射區(qū)域和開(kāi)口145處的光學(xué)特性分別用“Δnd1”、“Δnd2”和“Δnd3”表示，其中“Δn”是液晶分子的各向異性折射率，“d”是其單元間隙。該單元間隙可以根據(jù)液晶層300和在液晶層300上/下設(shè)置的光學(xué)薄膜而變化。優(yōu)選的是，d2等于或小于1.7μm，d3等于或小于3.3μm。
圖4A和4B說(shuō)明了圖3所示反射-透射LCD裝置的操作。圖4A示出了“常白”反射模式操作，其中液晶層300中的液晶分子通?；旧掀叫杏谕该骰?05排列。當(dāng)沒(méi)有施加電壓時(shí)，從外部提供給LCD裝置的光穿過(guò)上部偏振片420，受到線(xiàn)性偏振。接著，該光穿過(guò)上部λ/4相位延遲膜410，受到圓偏振。因?yàn)橐壕?00的液晶分子基本上平行于透明基底105排列，所以穿過(guò)液晶層300的光受到線(xiàn)性偏振。接著，該光在反射板160上反射，穿過(guò)液晶層300，并受到圓形偏振。如上所述，液晶層300相應(yīng)于反射區(qū)域的光學(xué)特性是Δnd2。接著，該光穿過(guò)上部λ/4相位延遲膜410，受到線(xiàn)性偏振。然后該光穿過(guò)上部偏振片420，LCD裝置上顯示白色。
當(dāng)向液晶施加電壓時(shí)，液晶分子就以一個(gè)基本上垂直于透明基底105的角度排列。當(dāng)穿過(guò)上部偏振片420時(shí)，從外部提供給LCD裝置的光受到線(xiàn)性偏振。接著，當(dāng)穿過(guò)上部λ/4相位延遲膜410時(shí)，該光又受到圓偏振。因?yàn)橐壕?00的液晶分子基本上垂直于陣列基底排列，所以當(dāng)穿過(guò)液晶層300時(shí)，該光保持圓形偏振狀態(tài)。接著，該光在穿過(guò)上部λ/4相位延遲膜410之后受到線(xiàn)性偏振，但由于受到上部偏振片420的屏蔽，所以顯示黑色。
圖4B示出了“常白”透射模式操作，其中液晶層300中的液晶分子通?；旧掀叫杏谕该骰?05排列。當(dāng)不施加電壓(“關(guān)”)時(shí)，液晶層300中的液晶分子就基本上垂直于陣列基底排列(未示出)。自背光組件(未示出)提供的人造光穿過(guò)下部偏振片520，受到線(xiàn)性偏振。接著，當(dāng)穿過(guò)下部λ/4相位延遲膜510時(shí)，該光受到圓形偏振。在穿過(guò)象素電極150之后，該光穿過(guò)液晶層300。由于液晶分子基本上是平行于透明基底105排列的，所以穿過(guò)液晶層300的光受到圓偏振。液晶層300相應(yīng)于透射區(qū)域的光學(xué)特性是Δnd3，它大約是Δnd2的兩倍。接著，當(dāng)穿過(guò)上部λ/4相位延遲膜410時(shí)，該光受到線(xiàn)性偏振。然后該光穿過(guò)偏振片420，顯示白色。
當(dāng)施加電壓(“開(kāi)”)時(shí)，液晶分子基本上垂直于透明基底105排列。背光組件提供的人造光穿過(guò)下部偏振片520，變成線(xiàn)性偏振狀態(tài)。接著，當(dāng)穿過(guò)下部λ/4相位延遲膜510時(shí)，該光受到圓偏振。然后該光穿過(guò)象素電極150和液晶層300，但由于液晶分子是基本上垂直于基底105排列的，所以保持圓偏振狀態(tài)。接著，當(dāng)穿過(guò)上部λ/4相位延遲膜410時(shí)，該光受到線(xiàn)性偏振，但由于受到上部偏振片420的屏蔽，因此顯示黑色。
在該實(shí)施例中，偏振設(shè)計(jì)成使100％提供給透射區(qū)域的光都能透射過(guò)去。然而，反射區(qū)域的單元間隙減小到等于或小于1.7μm，因此惡化了高象素。同時(shí)，光會(huì)在反射區(qū)域和透射區(qū)域之間的臺(tái)階部分泄漏，因此導(dǎo)致余像的問(wèn)題。另外，漏光和液晶的剩余雙折射使對(duì)比度變差。
第二實(shí)施例圖5示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的反射-透射LCD裝置，其結(jié)構(gòu)類(lèi)似于本發(fā)明第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。該反射-透射LCD裝置包括陣列基底600、濾色基底700、陣列基底600和濾色基底700之間形成的液晶層800、形成在濾色基底700上的上部光學(xué)薄膜組件910和形成在陣列基底600下方的下部光學(xué)薄膜組件920。
陣列基底600包括例如薄膜晶體管(TFT)的開(kāi)關(guān)元件和絕緣層644。開(kāi)關(guān)元件具有形成在透明基底605上的柵極610、形成在透明基底605上的柵絕緣層612、半導(dǎo)體層614、歐姆接觸層616、源極620和漏極630。絕緣層644覆蓋開(kāi)關(guān)元件，并暴露出漏極630的一部分。在絕緣層644上形成多個(gè)槽和突起以提高反射效率。
陣列基底600包括象素電極650、保護(hù)層652和反射板660。象素電極650形成在絕緣層640上，并通過(guò)第一接觸孔641與漏極630相連。保護(hù)層652形成在開(kāi)關(guān)元件上方。這里，反射區(qū)域由反射板660覆蓋，透射區(qū)域形成在形成有開(kāi)口645的地方。反射板660形成在與反射區(qū)域相應(yīng)的保護(hù)層652上。反射板660通過(guò)保護(hù)層652與象素電極650電隔離。然而，反射板660卻可以通過(guò)保護(hù)層652的開(kāi)口與象素電極650電連接。濾色基底700包括黑矩陣層(未示出)、濾色層710和表面保護(hù)層(未示出)。
液晶層800設(shè)置在陣列基底600和濾色基底700之間形成的液晶單元中。液晶層800具有擁有不同單元間隙的部分。接觸孔641、不包括接觸孔641的反射區(qū)域和透射區(qū)域處的單元間隙分別用“d4”、“d5”和“d6”表示，其滿(mǎn)足下列表達(dá)式。
D5＜d4≤d6(表達(dá)式2)液晶層800在接觸孔641、不包括接觸孔641的反射區(qū)域和透射窗處的光學(xué)特性分別用“Δnd4”、“Δnd5”和“Δnd6”表示，其中“Δn”是液晶各向異性折射率，而“d”是其單元間隙。該單元間隙根據(jù)液晶層800和在液晶層800上/下設(shè)置的光學(xué)薄膜而變化。在本發(fā)明的實(shí)施例中，d5在大約2.0μm和大約2.5μm之間取值，d6在大約3.3μm和大約5.0μm之間取值。
在本實(shí)施例中，液晶層800中的液晶分子通常(即，不施加電壓時(shí))以一個(gè)相對(duì)于平行于透明基底605的線(xiàn)而言，等于或大于約45°的角度排列，優(yōu)選為大約90°。液晶分子的排列角度可以通過(guò)在第一方向(即，向右側(cè))上摩擦陣列基底600的排列膜(未示出)以及在與第一方向相反的第二方向(即，向左側(cè))上摩擦濾色基底700的排列膜(未示出)而獲得。同樣，期望的排列角度也可以通過(guò)在第二方向上摩擦陣列基底600的排列膜以及在第一方向上摩擦濾色基底700的排列膜而形成。LCD裝置在常黑模式下工作。
上部光學(xué)薄膜組件910包括形成在濾色基底700上的上部λ/4相位延遲膜912和形成在上部λ/4相位延遲膜912上的上部偏振片914。上部光學(xué)薄膜組件910可以改變自然光或反射的自然光的特性。用于加寬視角的相位板設(shè)置在上部λ/4相位延遲膜912和上部偏振片914之間。下部光學(xué)薄膜組件920包括形成在陣列基底600下方的下部λ/4相位延遲膜922和形成在下部λ/4相位延遲膜922下方的下部偏振片924。下部光學(xué)薄膜組件920改變提供給陣列基底600的人造光的特性。為了更寬的視角，相位板設(shè)置在下部λ/4相位延遲膜922和下部偏振片924之間。象素電極650和公共電極(未示出)分別形成在陣列基底600和濾色基底700上。然而，如果LCD裝置工作在面內(nèi)切換(IPS)模式、邊緣場(chǎng)切換(FFS)模式或公共平面電極(CE)模式，那么公共電極可以不形成在濾色基底700上。
濾色層710對(duì)應(yīng)于反射區(qū)域的部分可以具有與對(duì)應(yīng)于透射區(qū)域的那部分不同的厚度。優(yōu)選的是，濾色層710對(duì)應(yīng)于反射區(qū)域的部分比對(duì)應(yīng)于透射區(qū)域的那部分薄。然而，濾色層710對(duì)應(yīng)于反射區(qū)域和透射區(qū)域的部分互相之間基本上可以相同或不同。多個(gè)孔可以形成在濾色層710對(duì)應(yīng)于反射區(qū)域的部分，從而提高從反射區(qū)域出射的光的亮度。象素電極650可以形成在有機(jī)絕緣層上(即，頂部-ITO型)或有機(jī)絕緣層下方(即，底部-ITO型)。因?yàn)榻佑|孔641處的單元間隙d4與不包括接觸孔641的反射區(qū)域處的單元間隙不同，所以液晶層800在頂部-ITO型中可以具有三個(gè)不同的單元間隙。
圖6A和6B示出了圖5所示LCD裝置的操作，其中液晶層800中的液晶分子通常以一個(gè)基本上垂直于基底605的角度排列。圖6A示出了反射模式的操作。當(dāng)不施加電壓(“關(guān)”)時(shí)，從外部提供給LCD裝置的光穿過(guò)上部偏振片914，變成線(xiàn)性偏振狀態(tài)。接著，當(dāng)穿過(guò)上部λ/4相位延遲膜912時(shí)，該光受到圓偏振。因?yàn)闆](méi)有施加電壓，所以液晶層800中的液晶分子以一個(gè)基本上垂直于基底605的角度排列。該光直接穿過(guò)液晶層800，并且當(dāng)穿過(guò)上部λ/4相位延遲膜912時(shí)受到線(xiàn)性偏振。該光受到上部偏振片914的屏蔽，以便顯示黑色(即，“常黑”)。
當(dāng)施加電壓(“開(kāi)”)時(shí)，從外部提供給LCD裝置的光穿過(guò)上部偏振片914，受到線(xiàn)性偏振。接著，當(dāng)穿過(guò)上部λ/4相位延遲膜912時(shí)，該光受到圓偏振。光穿過(guò)液晶層800，受到線(xiàn)性偏振，上述液晶層可以將光的相位改變?chǔ)?4。該光在反射板660上反射，當(dāng)穿過(guò)液晶層800時(shí)，受到圓偏振?！唉d5”是反射模式中，液晶層800的光學(xué)特性。當(dāng)穿過(guò)上部λ/4相位延遲膜912時(shí)，該光受到線(xiàn)性偏振。然后該光穿過(guò)上部偏振片914，顯示白色。
圖6B示出了透射模式的操作。當(dāng)不施加電壓(“關(guān)”)時(shí)，液晶層800中的液晶分子以一個(gè)基本上垂直于基底605的角度排列。來(lái)自于背光組件(未示出)的人造光穿過(guò)下部偏振片924，受到線(xiàn)性偏振。接著，當(dāng)穿過(guò)下部λ/4相位延遲膜922時(shí)，該光受到圓偏振。然后，該圓偏振光穿過(guò)象素電極650和液晶層800。當(dāng)穿過(guò)液晶層800時(shí)，該光受到線(xiàn)性偏振。該線(xiàn)性偏振光受到上部偏振片914的屏蔽，顯示黑色。
當(dāng)施加電壓(“開(kāi)”)時(shí)，液晶層800中的液晶分子基本上平行于基底605排列。來(lái)自于背光組件(未示出)的人造光穿過(guò)下部偏振片924，受到線(xiàn)性偏振。當(dāng)穿過(guò)下部λ/4相位延遲膜922時(shí)，該光受到圓偏振。接著，該光穿過(guò)象素電極650和液晶層800?！唉d6”是透射模式中液晶層800的光學(xué)特性，大約比Δnd5大兩倍。該光穿過(guò)液晶層800和上部λ/4相位延遲膜912，因此受到線(xiàn)性偏振。然后該光穿過(guò)上部偏振片914，顯示白色。
在上述實(shí)施例中，上部λ/4相位延遲膜設(shè)置在液晶層和偏振片之間。然而，為了更寬的視角，相位板可以設(shè)置在上部λ/4相位延遲膜上或下部λ/4相位延遲膜的下方。相位板可以包括具有三乙?；w維素(TAC)的第一薄膜、具有聚乙烯醇(PVA)的第二薄膜、具有三乙?；w維素(TAC)的第三薄膜和形成在第三薄膜上的板狀(discotic)液晶。
在第一實(shí)施例中，LCD裝置當(dāng)不施加電壓時(shí)顯示白色，當(dāng)施加電壓時(shí)顯示黑色(“常白”)。然而，當(dāng)施加高電平電壓時(shí)，不能顯示白色的受損高象素被迫顯示白色。這就惡化了顯示質(zhì)量。在第二實(shí)施例中，液晶分子通常以一個(gè)相對(duì)于使用的基底而言，等于或大于約45°的角度排列，LCD裝置工作在常黑模式。因此，當(dāng)施加高電平電壓時(shí)，不能顯示白色的受損高象素就顯示黑色。黑色惡化顯示質(zhì)量輕于白色。同樣，反射-透射LCD裝置工作在常黑模式，與第一實(shí)施例相比，對(duì)比度得到改善。更具體地說(shuō)，在第一實(shí)施例中，當(dāng)施加電壓時(shí)，液晶分子基本上垂直于基底排列，顯示黑色。然而，象素外圍區(qū)域中的液晶分子可以不垂直排列，不顯示黑色。反之，在第二實(shí)施例中，當(dāng)不施加電壓時(shí)，外圍區(qū)域中的液晶分子通常垂直排列，從而顯示黑色。這樣，就改善了對(duì)比度。
同樣，在第一實(shí)施例中，反射區(qū)域和透射區(qū)域的單元間隙大約分別為1.6μm和3.3μm。然而，在第二實(shí)施例中，反射區(qū)域和透射區(qū)域中的單元間隙則大約分別為2.2μm和4.2μm。增加的單元間隙可以防止短路，短路會(huì)由粒子引起。另外，可以防止在第一實(shí)施例中所述的臺(tái)階區(qū)域中的漏光和余像問(wèn)題。在第一實(shí)施例中，LCD工作在常白模式，它會(huì)漏光并遮住圖象。然而，在第二實(shí)施例中，LCD工作在常黑模式，因此防止了在臺(tái)階區(qū)域處產(chǎn)生的漏光和余像。更進(jìn)一步，在第一實(shí)施例中，視角大約為40°，而由于利用相位板，所以第二實(shí)施例的視角大約為70°。
第三實(shí)施例圖7示出了第一實(shí)施例反射-透射LCD的頂視圖。開(kāi)關(guān)元件形成在一個(gè)區(qū)域中，該區(qū)域由彼此相臨的多條柵極線(xiàn)109和多條源極線(xiàn)119限定。該開(kāi)關(guān)元件具有與柵極線(xiàn)109相連的柵極110、與源極線(xiàn)119相連的源極120和與源極120分開(kāi)的漏極130。形成在透明基底上的柵極線(xiàn)109垂直布置并且水平延伸。形成在透明基底上的源極線(xiàn)119水平布置，并垂直延伸。柵極線(xiàn)109和源極線(xiàn)119的交點(diǎn)限定了多個(gè)象素區(qū)域。在象素區(qū)域，象素電極150與漏極130相連。反射板160、開(kāi)口145分別限定了象素區(qū)域的反射區(qū)域和透射區(qū)域。優(yōu)選的是，反射板160具有多個(gè)溝槽162和多個(gè)突起164。象素區(qū)域的摩擦方向可以相對(duì)于源極線(xiàn)119在逆時(shí)針?lè)较蛐纬纱蠹s60度角。
圖8A和8B示出了圖7中LCD裝置的簡(jiǎn)化俯視圖，用以說(shuō)明第一實(shí)施例的漏光和余像問(wèn)題。形成在漏極上的接觸孔用“CNT”表示。在圖8A中，當(dāng)摩擦方向相對(duì)于源極119在逆時(shí)針?lè)较蛐纬纱蠹s60°角時(shí)，在與開(kāi)口的兩條線(xiàn)H1、V1相臨的虛線(xiàn)部分中，漏光會(huì)形成余像。在圖8B中，當(dāng)摩擦方向相對(duì)于源極線(xiàn)119在逆時(shí)針?lè)较蛐纬纱蠹s60°角時(shí)，在與開(kāi)口的四條線(xiàn)H1、H2、V1、V2相臨的虛線(xiàn)部分中，同樣形成漏光。
圖9A示出了沿圖7所示線(xiàn)B-B′切割的LCD裝置的截面圖和在施加電壓之后20ms時(shí)觀(guān)測(cè)到的漏光和余像。反射區(qū)域和透射區(qū)域的中心區(qū)域處的液晶分子是垂直排列的。開(kāi)口邊緣處的液晶分子也是垂直排列的。漏光X11發(fā)生在開(kāi)口的右邊緣。余像Y11發(fā)生在開(kāi)口的左邊緣。余像Y11比漏光X11更強(qiáng)烈。圖9B示出了在施加電壓之后200ms時(shí)觀(guān)測(cè)到的圖9A的漏光和余像。漏光X21發(fā)生在開(kāi)口的右邊緣。余像從開(kāi)口的左邊緣消失，但漏光Y22卻發(fā)生在開(kāi)口的左邊緣。換句話(huà)說(shuō)，因?yàn)橛嘞裢ㄟ^(guò)在在先幀中施加的電壓而在一個(gè)幀的開(kāi)始處形成，而漏光卻在幀期間形成，所以當(dāng)施加電壓之后經(jīng)過(guò)一個(gè)預(yù)定時(shí)間時(shí)，余像會(huì)消失，但漏光卻還存在。
圖10示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的反射-透射LCD裝置的頂視圖。該LCD裝置包括多條柵極線(xiàn)409、多條源極線(xiàn)419、第一光壘(light barrier)圖形413、第二光壘圖形422、例如為T(mén)FT的開(kāi)關(guān)元件、象素電極450、形成在象素電極450上的反射板460和開(kāi)口445。形成在基底上的柵極線(xiàn)409垂直排列，并水平延伸。形成在基底上的源極線(xiàn)419水平布置并垂直延伸。形成在鈍化層上的象素電極450通過(guò)接觸孔441與漏極430相連?？商娲?，象素電極450可以在鈍化層下方形成。柵極線(xiàn)409和源極線(xiàn)419的交點(diǎn)限定了多個(gè)象素區(qū)域。在象素區(qū)域中，反射板460限定了反射區(qū)域，而開(kāi)口445限定了透射區(qū)域。
在該實(shí)施例中，當(dāng)排列膜(alignment film)(未示出)的摩擦方向相對(duì)于源極線(xiàn)419逆時(shí)針形成約60度角時(shí)，開(kāi)口445就靠近象素左上角形成。換句話(huà)說(shuō)，開(kāi)口445靠近于一個(gè)角形成，從象素的中心到該角的方向基本上與象素的摩擦方向重合，從而可以最小化漏光和余像問(wèn)題，因此提高顯示質(zhì)量。形成第一光壘圖形413以防止可能在象素中開(kāi)口445的左邊緣處形成的漏光和余像。第一光壘圖形413水平布置并垂直延伸，并可以形成有柵極線(xiàn)409。每個(gè)第一光壘圖形413都具有浮動(dòng)圖形，并重疊在源極線(xiàn)419上。形成第二光壘圖形422以防止可能在開(kāi)口445的上邊緣處形成的漏光和余像。第二光壘圖形422可以形成有源極線(xiàn)419，并且是垂直布置而水平延伸。每個(gè)第二光壘圖形422也都具有浮動(dòng)圖形，并重疊在柵極線(xiàn)409上。
圖11A到11E描述了制造圖8中所示反射-透射LCD裝置的方法。在圖11A中，在例如玻璃或陶瓷的絕緣基底上淀積金屬，如鉭(Ta)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(A1)、鉻(Cr)、銅(Cu)或鎢(W)。然后，該金屬被構(gòu)圖以形成柵極線(xiàn)409、柵極410和第一光壘圖形413。柵極線(xiàn)409垂直布置，并水平延伸。第一光壘圖形413，是浮動(dòng)圖形，水平布置并垂直延伸。存儲(chǔ)電容器線(xiàn)也可以形成有柵極410。盡管未示出，但例如，通過(guò)利用等離子體化學(xué)汽相沉積法沉積氮化硅而在具有柵極410的基底上方形成柵絕緣層。非晶硅層和n+非晶硅層都原地沉積在柵絕緣層上，并構(gòu)圖以在對(duì)應(yīng)于柵極410的部分柵絕緣層上形成半導(dǎo)體層和歐姆接觸層。
參照?qǐng)D11B，例如鉭(Ta)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(A1)、鉻(Cr)、銅(Cu)或鎢(W)的金屬淀積在基底上。然后，金屬被構(gòu)圖以形成源極線(xiàn)419、源極420、漏極430和第二光壘圖形422。源極線(xiàn)419水平布置并垂直延伸。第二光壘圖形422垂直布置、水平延伸，并具有浮動(dòng)圖形。
優(yōu)選地，為了減少柵極線(xiàn)409和第二光壘圖形422之間的重疊區(qū)域，柵極線(xiàn)409靠近第二光壘圖形422的部分形成為窄于柵極線(xiàn)409的其他部分。同樣，為了減少源極線(xiàn)419和第一光壘圖形413之間的重疊區(qū)域，源極線(xiàn)419靠近第一光壘圖形413的部分形成為比源極線(xiàn)419的其他部分窄。但是，形成這些柵極線(xiàn)409和源極線(xiàn)419較窄的部分并不是必須的。
在圖11C中，例如，通過(guò)旋涂法形成厚的有機(jī)絕緣層而在基底上方形成絕緣層。接著，去掉對(duì)應(yīng)于透射區(qū)域和漏極430的部分，以分別形成開(kāi)口445和接觸孔441。開(kāi)口445暴露一部分第一光壘圖形和一部分第二光壘圖形。在圖11D中，ITO層形成在絕緣層上方，從而形成象素電極450。象素電極450通過(guò)接觸孔441與漏極430相連。在圖11E中，反射板460形成在象素上。反射板460可以具有多個(gè)溝槽462和突起464，從而提高反射效率。反射板460可以延伸以覆蓋開(kāi)口445的邊緣，從而防止漏光和余像問(wèn)題。圖11E示出了延伸以覆蓋開(kāi)口445四個(gè)邊緣的反射板460。
圖12示出了沿圖10中所示線(xiàn)C-C′切割的LCD裝置的截面圖和施加電壓之后20ms時(shí)觀(guān)測(cè)到的漏光和余像。如圖中所示，不是垂直排列的開(kāi)口邊緣處的液晶分子導(dǎo)致了漏光和余像問(wèn)題。也就是說(shuō)，因?yàn)橐壕Х肿邮艿椒瓷鋮^(qū)域和透射區(qū)域之間的臺(tái)階區(qū)域處形成的不規(guī)則邊緣場(chǎng)的影響，所以漏光X31發(fā)生在開(kāi)口的右邊緣，余像Y31發(fā)生在開(kāi)口的左邊緣。但是，在該實(shí)施例中，反射板460延伸以覆蓋住開(kāi)口的右邊緣，從而防止了漏光X31，同時(shí)開(kāi)口左邊緣處形成的第一光壘圖形413防止了余像Y31。圖13示出了沿圖10中所示線(xiàn)D-D′切割的LCD的截面圖，以及在施加電壓之后的200ms時(shí)觀(guān)測(cè)到的漏光和余像。如圖中所示，漏光X41發(fā)生在開(kāi)口的右邊緣，而漏光X42發(fā)生在開(kāi)口的左邊緣。漏光X42比漏光X41更強(qiáng)烈。但是，反射板460延伸出來(lái)從而防止了開(kāi)口右邊緣中的漏光X41，而第一光壘圖形413防止了開(kāi)口左邊緣中的漏光X42。
圖14示出了沿圖8中所示線(xiàn)E-E′切割的LCD的截面圖，以及在施加電壓之后的20ms時(shí)觀(guān)測(cè)到的漏光和余像。漏光X51發(fā)生在開(kāi)口的右邊緣，而余像Y51發(fā)生在開(kāi)口的左邊緣。然而，通過(guò)反射板460延伸以覆蓋住開(kāi)口的右邊緣可以防止漏光X51，而第二光壘圖形422可以防止余像Y51。圖15示出了沿線(xiàn)E-E′切割的LCD的截面圖，以及在施加電壓之后的200ms時(shí)觀(guān)測(cè)到的漏光。漏光X61發(fā)生在開(kāi)口的右邊緣，而漏光X62發(fā)生在開(kāi)口的左邊緣。漏光X62比漏光X61更強(qiáng)烈。在該實(shí)施例中，通過(guò)反射板460延伸以覆蓋住開(kāi)口的右邊緣可以防止漏光X61，而與開(kāi)口的左邊緣重疊的第二光壘圖形422可以防止漏光X62。
已經(jīng)參照示范性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。然而，可以理解，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，根據(jù)前面的描述可以明顯地進(jìn)行很多可替換的修改和變化。因此，本發(fā)明包含所有這樣的落入所附權(quán)利要求的實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)的修改及變化。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示(LCD)裝置，包括第一基底；面對(duì)第一基底的第二基底；液晶單元，該液晶單元形成在第一基底和第二基底之間；液晶層，該液晶層設(shè)置在液晶單元中；反射區(qū)域，該反射區(qū)域具有第一單元間隙；和透射區(qū)域，該透射區(qū)域具有大于第一單元間隙的第二單元間隙，其中液晶層包括通常以相對(duì)于與第一基底平行的線(xiàn)而言，大于等于約45°角排列的液晶分子。
2.如權(quán)利要求1所述的LCD裝置，其中液晶分子通常以相對(duì)于與第一基底平行的線(xiàn)而言，大約90°角排列。
3.如權(quán)利要求1所述的LCD裝置，其中LCD裝置顯示常黑的黑色。
4.如權(quán)利要求1所述的LCD裝置，其中第一單元間隙在約2.0μm和約2.5μm之間取值，且第二單元間隙在約3.3μm和約5.0μm之間取值。
5.如權(quán)利要求1所述的LCD裝置，還包括第一偏振片，其形成在第一基底上；和第二偏振片，其形成在第二基底下方。
6.如權(quán)利要求5所述的LCD裝置，其中第一偏振片的偏振方向基本上垂直于第二偏振片的偏振方向。
7.如權(quán)利要求5所述的LCD，還包括第一相位延遲膜，其形成在第一偏振片和第一基底之間；和第二相位延遲膜，其形成在第二偏振片和第二基底之間。
8.如權(quán)利要求7所述的LCD，其中第一相位延遲膜和第二相位延遲膜是λ/4相位延遲膜。
9.如權(quán)利要求1所述的LCD，還包括反射板，其形成在第一基底上，并具有定義了透射區(qū)域的開(kāi)口。
10.如權(quán)利要求9所述的LCD，還包括開(kāi)關(guān)元件，其形成在第一基底上；象素電極，其形成在第一基底上；濾色片，其形成在第二基底上；和公共電極，其形成在第一基底或第二基底上。
11.一種液晶顯示(LCD)裝置，包括第一基底；第二基底，該第二基底與第一基底面對(duì)；液晶單元，其形成在第一基底和第二基底之間；液晶層，其設(shè)置在液晶單元中；反射區(qū)域，其具有第一單元間隙；和透射區(qū)域，其具有大于第一單元間隙的第二單元間隙，其中透射區(qū)域比象素區(qū)域的其他角更靠近象素區(qū)域的第一角形成。
12.如權(quán)利要求11所述的象素區(qū)域，其中從象素區(qū)域的中心到象素區(qū)域第一角的方向基本上與象素區(qū)域的摩擦方向重合。
13.如權(quán)利要求11所述的象素區(qū)域，其中液晶層包括通?；旧掀叫杏诘谝换着帕械囊壕Х肿印?br> 14.如權(quán)利要求11所述的象素區(qū)域，還包括與透射區(qū)域的至少一個(gè)邊重疊的光壘圖形。
15.如權(quán)利要求14所述的象素區(qū)域，其中光壘圖形包括第一光壘圖形，其與透射區(qū)域的第一邊重疊；和第二光壘圖形，其與透射區(qū)域的第二邊重疊。
16.如權(quán)利要求15的象素區(qū)域，還包括柵極線(xiàn)，其在第一方向上延伸；和數(shù)據(jù)線(xiàn)，其在第二方向上延伸，其中柵極線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)的交點(diǎn)限定了象素區(qū)域的第一角。
17.如權(quán)利要求16所述的象素區(qū)域，其中第一光壘沿柵極線(xiàn)延伸，第二光壘沿?cái)?shù)據(jù)線(xiàn)延伸。
18.如權(quán)利要求11所述的象素區(qū)域，還包括在反射區(qū)域中形成的反射板。
19.如權(quán)利要求18所述的象素區(qū)域，其中反射板延伸以覆蓋透射區(qū)域的邊。
20.如權(quán)利要求19所述的象素區(qū)域，其中反射板延伸以覆蓋透射區(qū)域的所有邊。
21.一種用于制造液晶顯示(LCD)裝置的方法，該方法包括以下步驟在基底上形成柵極線(xiàn)；形成在象素區(qū)域的第一角處與柵極線(xiàn)相交的數(shù)據(jù)線(xiàn)；形成覆蓋柵極線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)的鈍化層；和在鈍化層上形成開(kāi)口，以在象素區(qū)域中形成透射區(qū)域，該開(kāi)口形成得比象素區(qū)域的其他角更靠近第一角。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中從象素區(qū)域的中心到第一角的方向基本上與象素區(qū)域的摩擦方向重合。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括形成與開(kāi)口的一個(gè)邊重疊的光壘圖形的步驟。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中形成光壘圖形的步驟包括形成與開(kāi)口第一邊重疊的第一光壘圖形的步驟。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中柵極線(xiàn)和第一光壘同時(shí)形成。
26.如權(quán)利要求24所述方法，其中形成光壘圖形的步驟還包括形成與開(kāi)口第二邊重疊的第二光壘圖形的步驟。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其中數(shù)據(jù)線(xiàn)和第二光壘圖形同時(shí)形成。
28.如權(quán)利要求26所述的方法，還包括在象素區(qū)域的反射區(qū)域上形成反射板的步驟。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中反射板延伸以重疊開(kāi)口的至少一個(gè)邊。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其中反射板延伸以重疊開(kāi)口的所有邊。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種液晶顯示(LCD)裝置，其中，通過(guò)形成反射區(qū)域和具有比反射區(qū)域的單元間隙大的單元間隙的透射區(qū)域，獲得具有改善的顯示質(zhì)量的反射－透射液晶顯示(LCD)裝置。液晶層設(shè)置在第一和第二基底之間的液晶單元中。液晶分子通常以一個(gè)相對(duì)于第一基底的平行線(xiàn)而言，大于等于約45°的角排列。該LCD裝置工作在常黑模式下。
文檔編號(hào)G09F9/30GK1584689SQ2004100794
公開(kāi)日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2004年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月9日
發(fā)明者張龍圭, 樸源祥, 金宰賢, 金尚佑, 車(chē)圣恩, 李宰瑛 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社