專利名稱：對比和反應速度增進的多域垂直配向晶體管液晶顯示器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明關于一種具有多域垂直配向模式(Multi-Domain VerticalAlignment Mode；MVA)的反射式薄膜晶體管液晶顯示器和在反射區(qū)具有MVA模式的半穿透半反射式薄膜晶體管液晶顯示器，尤指一種在反射式薄膜晶體管液晶顯示器和在半穿透半反射式薄膜晶體管液晶顯示器的反射區(qū)，形成制作在一透明平坦層上的具有放射狀狹縫(fine slit)的透明電極圖案的結構，以增進對比和反應速度。
背景技術：
隨著薄膜晶體管制作技術的快速進步，具備了輕薄、省電、無幅射線等優(yōu)點的液晶顯示器，大量的應用于計算器、個人數(shù)字助理器(PDA)、手表、筆記型計算機、數(shù)碼相機和行動電話等各式電子產(chǎn)品中。再加上業(yè)界積極的投入研發(fā)以及采用大型化的生產(chǎn)設備，使液晶顯示器的生產(chǎn)成本不斷下降，更令液晶顯示器的需求量大增。
薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)是利用液晶分子旋轉(zhuǎn)偏極光方向與雙折射率的特性來達到顯示明暗的效果，此特性與入射光的角度有關，因此液晶顯示器本質(zhì)上就有視角的問題，隨著觀賞者角度不同而有不同的顯示品質(zhì)，視角愈大所看到的對比愈低，隨著液晶顯示器大型化的發(fā)展，提升各視角對比與顏色均勻性則愈顯得重要。
為了進一步的擴展液晶顯示器的應用領域與品質(zhì)，當前液晶顯示器的研究重點，主要集中在如何增廣視角以及縮短屏幕的反應時間。欲達到上述目的，現(xiàn)有技術開發(fā)了多種廣視角技術，例如橫向電場切換技術(In-PlaneSwitching；IPS)、邊界電場切換技術(Fringe Field Switching；FFS)和多域垂直配向技術(Multi-Domain Vertical Alignment；MVA)。
不過，上述的廣視角技術仍只限于應用在穿透式(transmissive)TFT-LCD。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的在于提供一種具有多域垂直配向模式(MVA)的反射式薄膜晶體管液晶顯示器(reflective TFT-LCD)以及在反射區(qū)具有MVA模式的半穿透半反射式薄膜晶體管液晶顯示器(transflective TFT-LCD)。由在反射板上面先后依序制作一透明平坦層和透明電極圖案，使該反射式TFT-LCD和該半穿透半反射式TFT-LCD的反射區(qū)形成多重區(qū)域且其中的液晶分子排列狀況穩(wěn)定，以便改善灰階反轉(zhuǎn)和色偏問題，增加其視角，且使得暗態(tài)時的液晶有良好的垂直配向，而降低漏光并增加對比。
本發(fā)明揭示一種反射式薄膜晶體管液晶顯示器，包括一含有薄膜晶體管的透明下基板、位于該透明下基板上面的一透明絕緣層，其中該透明絕緣層的上表面具有復數(shù)個突點(bumps)、制作于該透明絕緣層的上表面的一反射板、制作于該反射板的上表面的一透明平坦層、制作于該透明平坦層的上表面的至少一透明電極圖案、一具有彩色濾光片層的透明上基板、位于該透明上基板的彩色濾光片層下表面的一透明上電極，其中在較佳的情況下，該透明上電極在相對應于該至少一透明電極圖案的位置具有一相對應的破洞或在該處的電極上制作非導電材質(zhì)的凸塊，以及位于該透明上電極與該至少一透明電極圖案之間的一液晶層。在施加電壓于該液晶顯示器時，該至少一透明電極圖案和該透明上電極的破洞或凸塊，可使該液晶層的液晶分子產(chǎn)生排列狀況穩(wěn)定的多域垂直配向模式，且該透明平坦層可完全阻隔該等復數(shù)個突點對該液晶層的液晶分子整齊排列的影響，使暗態(tài)時的液晶有良好的垂直配向，而降低漏光并增加對比。
再者，本發(fā)明亦揭示一種半穿透半反射式薄膜晶體管液晶顯示器，具有一反射區(qū)和一穿透區(qū)。該半穿透半反射式薄膜晶體管液晶顯示器包括一含有薄膜晶體管的透明下基板、位于該反射區(qū)的該透明下基板上面的一透明絕緣層，其中該透明絕緣層的上表面具有復數(shù)個突點(bumps)、制作于該透明絕緣層的上表面的一反射板、制作于該反射板的上表面的一透明平坦層、制作于該透明平坦層的上表面的至少一透明電極圖案、位于該穿透區(qū)的該透明下基板的上面的一透明下電極，其中該透明下電極與該至少一透明電極圖案電性連接、一具有彩色濾光片層的透明上基板、位于該透明上基板的彩色濾光片層下表面的一透明上電極，其中在較佳的情況下，該透明上電極在相對應于該至少一透明電極圖案的位置具有一相對應的破洞或在該處的電極上制作非導電材質(zhì)的凸塊，以及位于該透明上電極與該至少一透明電極圖案之間的一液晶層。在施加電壓于該液晶顯示器時，該至少一透明電極圖案和該透明上電極的破洞或凸塊，可使該液晶層的液晶分子產(chǎn)生排列狀況穩(wěn)定的多域垂直配向模式，且該透明平坦層可完全阻隔該等復數(shù)個突點對該液晶層的液晶分子整齊排列的影響，使暗態(tài)時的液晶有良好的垂直配向，而降低漏光并增加對比。
圖1A為一具有放射狀狹縫(fine slit)的透明電極圖案的一實施例的俯視示意圖；圖1B為在相對應于圖1A的透明電極圖案位置的上基板透明電極的俯視圖；圖1C為圖1B的上基板透明電極與圖1A的透明電極圖案組合后的俯視圖；圖2為本發(fā)明的具有透明電極圖案的半穿透半反射式TFT-LCD單位畫素的結構剖面圖；圖3為本發(fā)明的半穿透半反射式TFT-LCD單位畫素具有兩個透明電極圖案結構的俯視圖，以及圖4為本發(fā)明的具有透明電極圖案的半穿透半反射式TFT-LCD單位畫素的另一實施例的結構剖面圖。
圖號說明透明電極圖案13狹縫 131
上基板透明電極21 破洞或凸塊211上玻璃基板20 下玻璃基板10液晶層15 穿透區(qū)A反射區(qū)B 突點 11凸塊 22 掃瞄線100信號線200TFT 16儲存電容 17 透明電極層12反射板18 破洞 22’透明平坦層19具體實施方式
本發(fā)明提供一種可增廣視角的垂直配向反射式薄膜晶體管液晶顯示器結構，以及在垂直配向半穿透半反射式薄膜晶體管液晶顯示器的反射區(qū)可增廣視角的結構。其中，利用在具有突點結構的整片反射板上面先制作一透明平坦層，再在該透明平坦層上制作具有放射狀狹縫(fine slit)的透明電極圖案，以及在相對應于該透明電極圖案位置的上基板透明電極的中央處形成一破洞(hole)或在該處的電極上制作非導電材質(zhì)的凸塊(protrusion)，如此不但可使該反射式TFT-LCD或是使該半穿透半反射式TFT-LCD的反射區(qū)的液晶層，形成液晶分子排列狀況穩(wěn)定的多重區(qū)域，而使液晶顯示器具有更為寬廣的視角，且可增進對比和反應速度。有關本發(fā)明的詳細描述如下所示。
實施例1圖1A顯示本發(fā)明在垂直配向反射式TFT-LCD結構和半穿透半反射式TFT-LCD的反射區(qū)結構上，應用一具有放射狀狹縫(fine slit)的透明電極圖案的一實施例的俯視圖，其中該透明電極圖案13可為一ITO材料所構成，其狹縫131可經(jīng)由蝕刻而形成，狹縫131本身的寬度和彼此的間距為約3-5μm。圖1B顯示在相對應于該透明電極圖案位置的上基板透明電極的俯視圖，其中在該透明電極21的中央處形成一破洞或在該處的電極上制作凸塊(protrusion)211，而該透明電極21通常為ITO電極，該凸塊是由一種非導電材質(zhì)構成。圖1C為該上基板透明電極21與該透明電極圖案13組合后的俯視圖。
由圖1C可知，由于在該透明電極圖案13的中央上方具有一破洞或凸塊，以及在該透明電極圖案13的外緣四周具有突出的放射狀狹縫131，當施加電壓于該液晶顯示器的畫素電極(此處即為該透明電極圖案13)時，就單一個透明電極圖案13而言，鄰近該等狹縫131的液晶分子會隨著該等狹縫131的方向排列，且所有的液晶分子會朝著中央破洞或凸塊211的方向傾倒，而產(chǎn)生四重分域的效果，達到增廣視角的目的。而且，鄰近該透明電極圖案13的外緣四周的液晶分子會受到狹縫131排列的影響而傾倒排列整齊，而愈靠近該透明電極圖案13內(nèi)緣的液晶分子受到狹縫131排列的影響愈不大，于是就形成一漸層傾倒的連續(xù)區(qū)域(continuous domain)，而非常適用于反射式TFT-LCD和半穿透半反射式TFT-LCD。
以下以垂直配向半穿透半反射式TFT-LCD的結構為例來說明本發(fā)明。
圖2為顯示本發(fā)明的具有透明電極圖案的半穿透半反射式TFT-LCD單位畫素的截面結構，其中此液晶顯示器包括用來制作TFT晶體管的下玻璃基板10，以及用來制作彩色濾光片的上玻璃基板20。在上、下玻璃基板20，10間具有一液晶層15，以便根據(jù)施加的電壓來改變液晶分子的配向與排列方式，并改變在穿透區(qū)A和反射區(qū)B中通過該液晶層15的光線角度。
在反射區(qū)B的下玻璃基板10上形成一具有復數(shù)個突點(bumps)11的透明有機層，之后，沉積一整片的金屬層，作為反射板18，且較佳的情形是，此反射板18是浮置(floating)的，即不連接電壓。而由于此反射板18制作在該具有復數(shù)個突點11的透明有機層上，此反射板18的表面亦凹凸不平。為使在該液晶層15的液晶的排列完全不受此反射板18凹凸不平的表面的影響，而能排列地更整齊，在形成如圖1A所示的該透明電極圖案13作為反射區(qū)B控制液晶排列的電極之前，先制作一透明平坦層19于該反射板18的上表面，此透明平坦層19可為一透明有機層。
接著，在穿透區(qū)A和反射區(qū)B沉積一透明電極層12(例如ITO層)作為畫素電極，并使反射區(qū)B的透明電極層12經(jīng)由蝕刻而制作出該具有放射狀狹縫(未顯示)的透明電極圖案13。在相對應于該透明電極圖案13位置的上玻璃基板20的透明電極21(ITO電極)的中央處，則形成一凸塊(protrusion)22。于是，就形成在反射區(qū)具有多域垂直配向模式結構的半穿透半反射式TFT-LCD。當施加電壓于該液晶顯示器的畫素電極時，就產(chǎn)生四重分域且是一種連續(xù)區(qū)域的型式，而且，由于該透明電極圖案13下方的金屬反射板18是一整片的，通過該透明電極圖案13狹縫之間的間隙的光，仍可被反射而利用。再者，由于該透明電極圖案13制作在該透明平坦層19上，該液晶層15的液晶的排列完全不受此反射板18下面凹凸不平的突點11的影響，因此使得在暗態(tài)時的液晶有極良好的垂直配向排列，而降低漏光并同時增加對比效果。
在本發(fā)明的半穿透半反射式TFT-LCD單位畫素的反射區(qū)內(nèi)，可形成一個以上的透明電極圖案13結構。圖3為顯示本發(fā)明的半穿透半反射式TFT-LCD單位畫素具有兩個透明電極圖案結構的俯視圖，其中掃瞄線100和信號線200垂直相交，在該單位畫素中具有一開關組件TFT16和一儲存電容17，在反射區(qū)B中，下方具有一整片制作在該等突點11上的金屬反射板18，以及制作在該透明平坦層19上的兩個透明電極圖案13，而產(chǎn)生八重分域的效果，達到增廣視角的目的。而且，每個透明電極圖案13所形成的多域垂直配向模式是一種連續(xù)區(qū)域。
實施例2請參考圖4，其顯示本發(fā)明的具有透明電極圖案的半穿透半反射式TFT-LCD單位畫素的另一實施例的截面結構。本實施例與第一實施例不同之處在于，在相對應于該透明電極圖案13位置的上玻璃基板20的透明電極21的中央處，則形成一破洞22’，而為防止在上玻璃基板20下的彩色濾光片材料由該破洞22’漏出至該液晶層15，可在該透明電極21與該彩色濾光片(未顯示)之間形成一透明保護層膜(未顯示)。如此一來，亦形成在反射區(qū)具有多域垂直配向模式結構的半穿透半反射式TFT-LCD，當施加電壓于該液晶顯示器的畫素電極時，就產(chǎn)生四重分域且是一種連續(xù)區(qū)域的型式。
在本發(fā)明中所使用的具有放射狀狹縫的透明電極圖案的狹縫的數(shù)目、尺寸、設置位置、角度和形狀，皆可視實際需要作適當?shù)淖兓?br>
以上所述，利用較佳實施例詳細說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明的范圍，而且熟知此類技藝人士皆能明了，適當而作些微的改變及調(diào)整，仍將不失本發(fā)明的要義所在，亦不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權利要求
1.一種反射式晶體管液晶顯示器，其特征在于，包括一含有薄膜晶體管的透明下基板；一透明絕緣層，其位于該透明下基板上面，且該透明絕緣層的上表面具有復數(shù)個突點；一反射板，其制作于該透明絕緣層的上表面；一透明平坦層，其制作于該反射板的上表面；至少一透明電極圖案，其制作于該透明平坦層的上表面，以便在施加電壓于該液晶顯示器時，用來產(chǎn)生多域垂直配向模式的液晶分布；一具有彩色濾光片層的透明上基板；一透明上電極，位于該透明上基板的彩色濾光片層下表面；以及一液晶層，位于該透明上電極與該至少一透明電極圖案之間。
2.如權利要求1所述的反射式晶體管液晶顯示器，其特征在于，該透明電極圖案為一具有放射狀狹縫的ITO電極。
3.如權利要求1所述的反射式晶體管液晶顯示器，其特征在于，該透明上電極在相對應于該至少一透明電極圖案的位置，具有一相對應的電極破洞。
4.如權利要求1所述的反射式晶體管液晶顯示器，其特征在于，該透明上電極在相對應于該至少一透明電極圖案的位置，具有一相對應的非導電材質(zhì)的凸塊。
5.一種半穿透半反射式晶體管液晶顯示器，其特征在于，其區(qū)分為一反射區(qū)和一穿透區(qū)且包括一含有薄膜晶體管的透明下基板；一透明絕緣層，其位于該反射區(qū)的該透明下基板上面，且該透明絕緣層的上表面具有復數(shù)個突點；一反射板，其制作于該透明絕緣層的上表面；一透明平坦層，其制作于該反射板的上表面；至少一透明電極圖案，其制作于該透明平坦層的上表面，以便在施加電壓于該液晶顯示器時，用來產(chǎn)生多域垂直配向模式的液晶分布；一透明下電極，其位于該穿透區(qū)的該透明下基板的上面，并與該至少一透明電極圖案電性連接；一具有彩色濾光片層的透明上基板；一透明上電極，位于該透明上基板的彩色濾光片層下表面；以及一液晶層，位于該透明上電極與該至少一透明電極圖案之間。
6.如權利要求5所述的半穿透半反射式晶體管液晶顯示器，其特征在于，該透明電極圖案為一具有放射狀狹縫的ITO電極。
7.如權利要求5所述的半穿透半反射式晶體管液晶顯示器，其特征在于，該透明上電極在相對應于該至少一透明電極圖案的位置，具有一相對應的破洞。
8.如權利要求7所述的半穿透半反射式晶體管液晶顯示器，其特征在于，該透明上電極的破洞在相對應于該至少一透明電極圖案中央處的位置。
9.如權利要求5所述的半穿透半反射式晶體管液晶顯示器，其特征在于，該透明上電極在相對應于該至少一透明電極圖案的位置，具有一相對應的非導電材質(zhì)的凸塊。
10.如權利要求9所述的半穿透半反射式晶體管液晶顯示器，其特征在于，該透明上電極的凸塊在相對應于該至少一透明電極圖案中央處的位置。
全文摘要
一種對比和反應速度增進的多域垂直配向晶體管液晶顯示器，尤指一種反射式結構以及在反射區(qū)具有多域垂直配向模式的半穿透半反射式薄膜晶體管液晶顯示器結構。由利用在具有突點結構的整片反射板上面依序制作一透明平坦層和具有放射狀狹縫(fine slit)的透明電極圖案，以及較佳地在相對應于該透明電極圖案位置的上基板透明電極的中央處形成一破洞(hole)或凸塊(protrusion)，不但可使垂直配向反射式TFT－LCD的液晶層或是半穿透半反射式TFT－LCD的反射區(qū)形成多重區(qū)域，而其中的液晶分子排列狀況穩(wěn)定，使液晶顯示器具有更為寬廣的視角，且可降低漏光并同時增加對比效果。
文檔編號G02F1/13GK1544986SQ20031011570
公開日2004年11月10日 申請日期2003年11月24日 優(yōu)先權日2003年11月24日
發(fā)明者林敬桓, 張志明, 劉品妙, 陳伯綸 申請人:友達光電股份有限公司