專利名稱：廣視角超微型穿透反射式垂直配向型液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平面顯示裝置，且特別是涉及一種廣視角的穿透反射式(Transflective type)液晶顯示器(LCD)。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)久以來，液晶顯示器早已廣泛的應(yīng)用于電子手表、計(jì)算機(jī)等數(shù)位化的電子產(chǎn)品上。隨著薄膜晶體管-液晶顯示器(TFT-LCD)技術(shù)持續(xù)的發(fā)展與進(jìn)步，加上其具有體積小、重量輕、驅(qū)動(dòng)電壓低、以及消耗功率低的優(yōu)點(diǎn)，而被大量的應(yīng)用于筆記型電腦、個(gè)人數(shù)位化處理系統(tǒng)、以及彩色電視上，并逐漸的取代傳統(tǒng)體積龐大的陰極射線影像管(CRT)顯示器。
在液晶顯示器的發(fā)展上，一開始是以穿透式(Transitive type)液晶顯示器為發(fā)展主軸。一般穿透式的液晶顯示器，其光源是內(nèi)建于顯示器的背面，稱為背光源(back light)。所以其顯示電極(pixel electrode)的材料必須使用透明的導(dǎo)電材料，比如是銦錫氧化物(Indium Tin Oxide；ITO)。穿透式液晶顯示器所使用的背光源，為其耗電最多的組件，加上一般液晶顯示器多半應(yīng)用在可攜式電腦與通訊產(chǎn)品上，多半必須使用電池來供應(yīng)電能。因此如何降低液晶顯示器的耗電量，成為一個(gè)主流的研究方向。此外，由于穿透式液晶顯示器在戶外，尤其是在太陽光下使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生炫光，造成顯示對(duì)比降低，以致影像顯示并不清晰。
反射式的液晶顯示器因此應(yīng)運(yùn)而生，其光源是利用外在的自然光源或人工光源，所以需要反射層來反射外來光線，傳統(tǒng)上利用顯示電極作為反射層，顯示電極所使用的材料是會(huì)反射外來光線的導(dǎo)電材料，一般是使用金屬鋁。反射式LCD為了能達(dá)到較好的反射效果，顯示電極的表面為凹凸不平的表面，來增加光線的反射效果。不過，反射式液晶顯示器還是有一個(gè)問題，也就是當(dāng)外來光源亮度不夠時(shí)，反射式LCD將無法顯示清晰的影像，因此半穿透半反射式或稱為穿透反射式的LCD便成為下一個(gè)研發(fā)的目標(biāo)。穿透反射式LCD的作法為將由金屬鋁所做成的顯示電極的中央部份挖出一個(gè)或多個(gè)開口，由ITO來填補(bǔ)。如此在外來光源亮度不夠的時(shí)候，就可以打開背光源，由背光源來提供光線。
在液晶顯示器中，傳統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)向列(twisted nematic，TN)型液晶顯示器最被廣泛使用，且多為單一區(qū)域(Single Domain)的結(jié)構(gòu)。目前的反射式和穿透反射式液晶顯示器多為RTN(reflective twisted nematic)LCD、MTN-LCD(Mixed mode TN-LCD)，在LCD panel外側(cè)加以正交偏光片(cross-polarizers)，和補(bǔ)償膜。其在穿透模式的視角有先天上的缺陷，左右各約40度，上下各約30度。加以對(duì)比很低，僅約15∶1到50∶1。而且色散不佳，難以在高品質(zhì)的產(chǎn)品有所應(yīng)用。其制造工藝中所應(yīng)用到的定向摩擦技術(shù)(Rubbing Process)更有靜電(ESD)防制和粉塵(particles)污染的問題。
再加上傳統(tǒng)的反射層高低落差很大，約在0.5-1.5微米(μm)，會(huì)對(duì)液晶盒間隙(cell gap)造成變化。一般在固定條件下，反射效果跟液晶盒的相位延遲(Retadation)量R有關(guān)，且延遲量R跟間隙變化量Δd以及液晶的復(fù)屈折率(birefringence)Δn有關(guān)。通常反射式用的液晶分子的復(fù)屈折率Δn約為0.06-0.1，倘若間隙變化量Δd若為0.5-1.5μm，造成Δnd變化量(Δndj-Δndi)約為0.06-0.15μm，因而造成反射光效率過低，從理想的100％降到60-85％不等，無法有效地將周遭光源反射到使用者的眼睛，而導(dǎo)致顯示器的顯示效果不佳。因此，傳統(tǒng)的穿透反射式LCD難以應(yīng)用在可攜式的顯示裝置上，比如手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PAD)、筆記型電腦、可攜式電視等等。如何可達(dá)到省電抗炫光等需求也就成為目前所需要解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的之一在于提供一種穿透反射式垂直配向型液晶顯示器，直接利用反射層作為下層電極，同時(shí)兼作散亂層，提升反射效率，并可以使制造工藝步驟簡(jiǎn)化，降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種穿透反射式垂直配向型液晶顯示器，利用電極的設(shè)計(jì)區(qū)隔出數(shù)個(gè)區(qū)域，并且搭配上層電極，形成多域分割結(jié)構(gòu)，增進(jìn)液晶顯示器的顯示視角。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種穿透反射式垂直配向型液晶顯示器，在象素電極上形成凸塊層，使液晶分子形成預(yù)傾角，使液晶分子在施加電壓狀態(tài)時(shí)，能夠更順暢地隨多域分割所形成的電場(chǎng)扭轉(zhuǎn)，達(dá)到所需的傾斜角度，藉以獲得更大的視角。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種穿透反射式垂直配向型液晶顯示器，形成微型或超微型反射層可提高反射效率，增加外來光源的使用，減少背光源電源的消耗。
從一觀點(diǎn)，本發(fā)明提供一種穿透反射式垂直配向型液晶顯示器。此液晶顯示器至少包括兩片基板，在兩片基板之間具有一垂直配向型液晶層。在其中一片基板的內(nèi)側(cè)表面上具有一粗糙層，且在粗糙層具有一導(dǎo)電反射層，其約略跟粗糙層共形，使其具有粗糙表面，而且在導(dǎo)電反射層中具有一第一電極開口，將導(dǎo)電反射層區(qū)隔成多個(gè)區(qū)域。在另一片基板的內(nèi)側(cè)表面上則具有一透明導(dǎo)電層，其具有一第二電極開口，交錯(cuò)對(duì)應(yīng)于第一電極開口。在粗糙層上更可具有一凸塊層，藉此使垂直配向型液晶層內(nèi)的液晶分子形成一預(yù)傾角度。
本發(fā)明的液晶顯示器直接利用導(dǎo)電反射層作為散亂層，同時(shí)兼作下層電極，可以提升反射效率，而且可以簡(jiǎn)化制造工藝，降低成本，并且在導(dǎo)電反射層中形成電極開口圖案，將下層電極區(qū)隔出數(shù)個(gè)區(qū)域，不僅可以作為穿透區(qū)的開口，同時(shí)還可以形成多域分割結(jié)構(gòu)，增進(jìn)顯示視角。


為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。附圖中圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的一顯示單元的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2A所示為根據(jù)本發(fā)明的一顯示單元的下板的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2B所示為根據(jù)本發(fā)明的一顯示單元的上板的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的超微型反射層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4所示為圖2A與圖2B的上板與下板重疊的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5所示為根據(jù)本發(fā)明的一顯示單元的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的一顯示單元的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7A所示為根據(jù)本發(fā)明的一顯示單元的下板的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7B所示為根據(jù)本發(fā)明的一顯示單元的上板的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8所示為根據(jù)本發(fā)明的一顯示單元的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9所示為根據(jù)本發(fā)明的一顯示單元的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10所示為根據(jù)本發(fā)明的一顯示單元的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11A-11D所示為本發(fā)明不同實(shí)施例的電極開口的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖12所示為本發(fā)明超微型反射層跟PMOS型低溫多晶硅薄膜晶體管結(jié)合的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
圖13所示為本發(fā)明超微型反射層跟CMOS型低溫多晶硅薄膜晶體管結(jié)合的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
附圖標(biāo)記說明100基板 110超微型粗糙層112銦錫氧化層 114含硅粗糙層120反射層130、130a、130b電極開口130c、130d、130e、130f電極開口140、140a凸塊層 200基板210透明電極層 220、220a電極開口300液晶層 400電場(chǎng)方向1002、1006源漏極區(qū)1004通道1020介電層1022柵極1030保護(hù)層1032、1034導(dǎo)線1102、1106源漏極區(qū)1104通道1122柵極 1132、1134導(dǎo)線LT穿透光線 LR反射光線具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種穿透反射式垂直配向型液晶顯示器，直接利用反射層作為下層電極，并且在反射層中形成電極開口圖案，并且搭配上層透明電極，規(guī)劃出多個(gè)區(qū)域，形成多域分割結(jié)構(gòu)，使液晶顯示器的顯示視角更廣。而且也可以搭配利用凸塊層使液晶分子形成預(yù)傾角度，更進(jìn)一步加強(qiáng)顯示視角。本發(fā)明的反射層使用超微型反射層，可以達(dá)到極佳的反射效果，充分利用外來光源，減少液晶顯示器本身背光源電源的消耗。在不限制本發(fā)明的精神及應(yīng)用范圍之下，即以下列實(shí)施例，介紹本發(fā)明的實(shí)施。本領(lǐng)域技術(shù)人員，在了解本發(fā)明的精神后，并在不脫離本發(fā)明的精神與范圍下，可將此結(jié)構(gòu)應(yīng)用于各種不同的液晶顯示器中，本發(fā)明的應(yīng)用不僅限于以下所述的實(shí)施例。
圖1所示為本發(fā)明的一實(shí)施例的顯示單元的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖2A與2B所示為本發(fā)明的一實(shí)施例的顯示單元的平面結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖1的剖面結(jié)構(gòu)是對(duì)應(yīng)于圖2A與2B中的剖面線I-I與I′-I′。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1、2A、2B，本發(fā)明的液晶顯示器(LCD)主要包括下層透明基板100與上層透明基板200，透明基板100、200一般是由玻璃材質(zhì)所構(gòu)成。在下層基板100上，且在每一個(gè)顯示單元中形成有薄膜晶體管(未顯示)，用以控制顯示單元顯示與否。薄膜晶體管例如包括非晶硅(amorphous silicon)薄膜晶體管，多晶硅(polysilicon)薄膜晶體管等。其中多晶硅薄膜晶體管比如可包括PMOS型與CMOS型低溫多晶硅薄膜晶體管等。
接著在下層基板100上形成粗糙層110，此粗糙層110的制作可跟薄膜晶體管的制造工藝整合，且其可包含多種不同的形成方法，一般是在薄膜晶體管制作完成之后，在像素電極的位置上制作粗糙層110。本發(fā)明利用以下的技術(shù)形成具有超微粗糙表面的超微型粗糙層，且以超微粗糙層會(huì)有更好的反射效果。請(qǐng)參照?qǐng)D3，首先在下層基板100上形成一層非結(jié)晶形或是部分結(jié)晶形銦錫氧化層(amorphous indium tin oxide layer；a-ITO)112。此非結(jié)晶形銦錫氧化層112是由氧化銦與氧化錫的混合物所構(gòu)成，一般是利用化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)來形成，在制作的過程中，藉由制造工藝條件的控制，可將銦錫氧化層的晶體結(jié)構(gòu)控制在非結(jié)晶形(amorphous crystal)的相區(qū)中，使銦錫氧化層晶體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)散亂且極微小的晶體排列。
接著在a-ITO層112上形成一層含硅粗糙層114，其所選用的材質(zhì)比如是非晶硅(amorphous silicon)、多晶硅(polysilicon)、氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)或是氮氧化硅(SiONx)等，一般利用CVD技術(shù)，進(jìn)行沉積成長(zhǎng)，在形成此含硅粗糙層114的過程中，含硅粗糙層114的晶體排列會(huì)延續(xù)底下a-ITO層112的晶體結(jié)構(gòu)并且受到影響，導(dǎo)致含硅粗糙層114頂部表面形成超微凹凸表面。在形成含硅粗糙層114的過程中，對(duì)于表面粗糙度的控制就極為重要。藉由制造工藝條件的控制，可將含硅粗糙層114表面的凸點(diǎn)顆粒控制在極小的尺寸，所形成的平均凸點(diǎn)顆粒的長(zhǎng)度L約為10-500奈米(nm)左右，且高度H約為5-100nm左右，其成形角度(shape angle)控制在約3-65度左右，如此即形成所需的超微粗糙層，以作為本發(fā)明的粗糙層110。上述的制造工藝是利用無機(jī)薄膜制造工藝，可比一般有機(jī)材料(制造工藝溫度小于攝氏250度)的反射式元件更耐高溫(制造工藝溫度約為攝氏400-500度)。
除了上述方式之外，也可以利用晶種層形成散亂且微小的晶體排列，來取代前述的a-ITO層112，其所選用的材質(zhì)比如是非晶硅(amorphoussilicon)、多晶硅(polysilicon)、氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)或是氮氧化硅(SiONx)等。然后在晶種層上形成含硅粗糙層114，在形成此含硅粗糙層114的過程中，含硅粗糙層114的晶體排列會(huì)受到晶種層影響，而形成所需的超微粗糙表面。倘若含硅粗糙層114選用非晶硅或是多晶硅材質(zhì)，可以選用CVD制造工藝形成，在硅層形成之后，可進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)長(zhǎng)晶制造工藝，雷射結(jié)晶制造工藝以及去氫化制造工藝等等，來控制含硅粗糙層114表面的顆粒大小，藉此調(diào)整表面的粗糙度。此外，也可以直接利用硅靶材進(jìn)行濺鍍(sputtering)制造工藝，形成具有微晶粒結(jié)構(gòu)的硅層，作為含硅粗糙層114，利用此方式可直接形成粗糙層110。
在粗糙層110上形成有導(dǎo)電反射層120，作為下層的導(dǎo)電電極。由于粗糙層110與反射層120極易跟薄膜晶體管的制造工藝相整合，因此在制作過程中，可以減少2-3道光罩，使制造工藝步驟減少，大幅地降低制造成本。其中，反射層120是由具有高度反射特性的材質(zhì)所構(gòu)成，一般是使用金屬來形成，比如鋁(Al)、銀(Ag)或其合金，或是導(dǎo)電性多層膜反射層等。此外，反射層120也可由具有部分底部穿透的金屬層或是多層膜反射層所構(gòu)成，比如是厚度較薄的金屬層，如此除了可以反射上面外來的光線之外，也可以透射部分來自底部背光源的光線。在形成過程中，控制反射層120的成長(zhǎng)條件，可使反射層120約略跟底下的粗糙層110共形，因此反射層120的表面也就有跟粗糙層110一樣的凹凸表面。若使用超微型粗糙層，在形成反射層120時(shí)，可約略控制其階梯覆蓋性，使反射層120表面凸點(diǎn)的成形角度控制在約2-15度，且優(yōu)選是約7-12度，在此角度下會(huì)有優(yōu)選的反射效果。然后在反射層120中形成電極開口圖案130，在此一實(shí)施例中，開口130是形成近似“++”或是井字等圖案，如圖2A所示。電極開口130中分支的寬度W需根據(jù)象素面積的大小調(diào)整，且寬度W約為1-15微米左右。兩塊基板100與200之間的液晶盒間隙d與開口寬度W的比值(d/W)約為0.1-6左右。此開口130可僅形成在反射層120，如圖1所示，或是向下直到底下的下層基板100，如圖3所示，且開口頂部寬度WB為開口底部寬度WA的0.85-1.15倍。
以下將以PMOS型與CMOS型低溫多晶硅薄膜晶體管為例，其跟超微型反射層結(jié)合的結(jié)構(gòu)進(jìn)行更詳細(xì)的說明，但并非用以限定本發(fā)明的范圍。請(qǐng)參照?qǐng)D12，其繪示PMOS型低溫多晶硅薄膜晶體管跟超微型反射層結(jié)合的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。PMOS型低溫多晶硅薄膜晶體管是形成在基板100上，對(duì)應(yīng)于前述的基板。PMOS型低溫多晶硅薄膜晶體管例如圖12所示，包括P型摻雜的源漏極區(qū)1002與1006，以及中間的低溫多晶硅通道1004，在其上面覆蓋有一層介電層1020，并且在介電層1020上形成有柵極1022，對(duì)準(zhǔn)底下的低溫多晶硅通道1004，構(gòu)成低溫多晶硅薄膜晶體管。然后在柵極1022上覆蓋一層介電保護(hù)層1030，然后在象素區(qū)域形成a-ITO層112，并且于a-ITO層112中制作電極柵口130。之后在源漏極區(qū)1002與1006上分別經(jīng)由接觸窗插塞(plug)連接到位于保護(hù)層1030上的導(dǎo)線1032與1034，其中導(dǎo)線1032可選擇性地連接到a-ITO層112，增進(jìn)電場(chǎng)效應(yīng)。然后在整個(gè)基板100之上覆蓋一層含硅粗糙層114，在a-ITO層112上的含硅粗糙層114即會(huì)形成超微粗糙表面。最后在象素區(qū)域的含硅粗糙層114上形成導(dǎo)電反射層120，經(jīng)由導(dǎo)電插塞連接到下面的導(dǎo)線1032，作為象素電極，并且在其中形成電極開口130，也可直接從導(dǎo)電反射層120直接向下蝕刻直到底下的a-ITO層112，如圖3所示。
至于CMOS低溫多晶硅薄膜晶體管與上述的PMOS低溫多晶硅薄膜晶體管近似，不過在制作低溫多晶硅薄膜晶體管的過程中，還進(jìn)行NMOS低溫多晶硅薄膜晶體管的制作。圖13所示為CMOS型低溫多晶硅薄膜晶體管跟超微型反射層結(jié)合的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D13，在PMOS薄膜晶體管的旁邊同時(shí)制作NMOS薄膜晶體管，藉以構(gòu)成CMOS晶體管，其中NMOS晶體管包括N+摻雜的源漏極區(qū)1102與1106，以及中間的低溫多晶硅通道1104。在源漏極區(qū)1102與1106鄰近的低溫多晶硅通道1104的區(qū)域可分別形成N-摻雜的區(qū)域1103與1105。至于柵極1122是形成在介電層1020上，并且對(duì)準(zhǔn)底下的低溫多晶硅通道1104。
另一方面，在上層基板200的內(nèi)側(cè)表面則形成有透明導(dǎo)電層210，作為上層電極，一般透明導(dǎo)電層210是由銦錫氧化物(ITO)或是銦鋅氧化物(IZO)所構(gòu)成。在透明導(dǎo)電層210中同樣形成有電極開口220，此開口220的圖案是對(duì)應(yīng)于底下的電極開口圖案130，跟開口130圖案交錯(cuò)，藉以將顯示單元分隔成多個(gè)區(qū)域，形成多域分割(multi-domain)結(jié)構(gòu)。最后在上下層基板100、200之間灌入垂直配向型液晶分子，也就是負(fù)型液晶分子(Δε＜0)，其具有復(fù)屈折射率Δn約為0.05-0.15，并且進(jìn)行封裝等步驟，構(gòu)成中間的液晶層300。上述所使用的液晶分子優(yōu)選是具有旋光性(Chiral)的液晶分子，或是摻雜旋光性液晶分子于液晶層中，且其自有旋轉(zhuǎn)周期(natural pitch)優(yōu)選是大約20微米。
圖4所示為圖2A與2B的上板與下板重疊的平面結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D4，上下電極(即透明導(dǎo)電層210與導(dǎo)電反射層120)是以交錯(cuò)方式排列，當(dāng)電壓施加于上下電極時(shí)，即在上下電極之間形成多域分割的配向電場(chǎng)400，使液晶層300中的液晶分子受到電場(chǎng)的影響而傾斜扭轉(zhuǎn)，來控制透過液晶層300的光線，無須定向摩擦(rubbing)制造工藝。由于多域分割結(jié)構(gòu)可以使透過上層基板200的光線角度更加均勻，藉此來增加顯示器的顯示視角。
圖5所示為根據(jù)本發(fā)明的一變化實(shí)施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D5，除了上述的結(jié)構(gòu)外，更可在電極開口圖案130中形成凸塊層140。此凸塊層140是壟起于粗糙層110上，其成形角度約在10-85度之間，使液晶層300中鄰近凸塊層140的液晶分子受到凸塊層140的輪廓影響，而形成預(yù)傾角度(pre-tilted angle)，使液晶分子在傾斜扭轉(zhuǎn)時(shí)可以更佳地順暢，更進(jìn)一步地增進(jìn)顯示視角，藉以得到更好的顯示效果。利用此凸塊層140可以取代傳統(tǒng)的摩擦(rubbing)技術(shù)，減少微粒污染的問題。此凸塊層140可以是光阻層，并且利用微影技術(shù)來形成，倘若底下的粗糙層110與凸塊層140均由光阻層所構(gòu)成，可選擇在同一道制造工藝步驟中形成。
除了上述的實(shí)施例外，本發(fā)明還提供另一實(shí)施例，將電極開口的圖案予以變化。圖6所示為本發(fā)明的另一實(shí)施例的顯示單元的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖7A是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，繪示顯示單元的下板的平面結(jié)構(gòu)示意圖，圖7B所示為顯示單元的上板的平面結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖6的剖面結(jié)構(gòu)是對(duì)應(yīng)于圖7A與7B中的剖面線II-II與II′-II′。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D6、7A、7B，其中相同的標(biāo)號(hào)請(qǐng)對(duì)照前述的實(shí)施例，于此不再贅述。在此實(shí)施例中，圖案開口變更成近似“+”圖案，其圖案分支的部分為平行或垂直于象素邊界，而形成圖案開口130a。同樣地，在透明導(dǎo)電層210中的開口圖案220a則必須跟著開口130a的圖案作對(duì)應(yīng)的變更，藉以形成多域分割結(jié)構(gòu)。
在粗糙層110上同樣可以形成凸塊層，在此一實(shí)施例中，凸塊層140a可形成在顯示單元的邊緣，以助于液晶層300邊緣的液晶分子形成預(yù)傾角度，當(dāng)然在開口圖案130a中同樣還可以形成凸塊層，使液晶分子形成預(yù)傾角度以助于增進(jìn)顯示視角。
除了上述的實(shí)施例外，本發(fā)明還提供另一實(shí)施例，在導(dǎo)電反射層中形成局部開口，并且在開口中形成透明導(dǎo)電電極，藉以調(diào)整反射區(qū)與穿透區(qū)的比例，使液晶顯示器的設(shè)計(jì)更具有彈性。其中，在穿透區(qū)中液晶盒的相位延遲Δn×dT優(yōu)選約為150-500nm，而在反射區(qū)中液晶盒的相位延遲Δn×dR優(yōu)選約為150-420nm。圖8所示為本發(fā)明的另一實(shí)施例的顯示單元的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖9所示為本發(fā)明的另一實(shí)施例的顯示單元的平面結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖8的剖面結(jié)構(gòu)是對(duì)應(yīng)于圖9中的剖面線III-III。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D8與圖9，其中相同的標(biāo)號(hào)請(qǐng)對(duì)照前述的實(shí)施例，于此不再贅述。在此實(shí)施例中，在反射層120中增加了穿透開口132，來調(diào)整反射區(qū)與穿透區(qū)的比例，而且仍然維持前述實(shí)施例的功能。在結(jié)構(gòu)上也有略微不同的變化，在下層基板100上先形成透明導(dǎo)電層102，其材質(zhì)比如是銦錫氧化物或是銦鋅氧化物。接著在圖案開口130a形成于透明導(dǎo)電層102中，然后在于透明導(dǎo)電層102上依序形成粗糙層110與導(dǎo)電反射層120。在粗糙層110與導(dǎo)電反射層120中必須形成圖案開口130a與穿透開口132的重疊圖案，使兩者重疊圖案的區(qū)域均為透光區(qū)，此穿透開口132的圖案可為矩形，如圖9所示。此外，透明導(dǎo)電層102的形成位置亦可改變，將其形成在粗糙層110與反射層120之間。如此，穿透區(qū)包含圖案開口130a與穿透開口132的區(qū)域，可以使穿透區(qū)的穿透光線LT增加，藉此調(diào)整穿透光線LT與反射光線LR的比例，使液晶顯示器在設(shè)計(jì)上更有彈性。
除了上述的實(shí)施例外，本發(fā)明的電極開口圖案還可以做不同的變化，例如將電極開口的圖案變成近似“+++”形狀，如圖10所示，使區(qū)隔出的區(qū)域更多，藉此使顯示視角更佳。當(dāng)然。電極開口的圖案還可以是近似“×”形狀，形成電極開口130c，如圖11A所示，其開口分支傾斜于象素邊界，且分支的夾角θc優(yōu)選為90度左右，當(dāng)然還可以隨象素的長(zhǎng)度比調(diào)整其交角，大于或小于90度，或是在長(zhǎng)方形象素中形成多個(gè)并排的形狀，如“××”。此外，還可形成其他的圖案，如圖11B所示的兩個(gè)連接的Y形，形成電極開口130d來進(jìn)行分割，其中分支圖案的夾角θd優(yōu)選是大于90度。其中各個(gè)分支的邊界可為不平行的對(duì)邊，如圖11C中開口電極130e的邊界a1與a2，在分支邊緣的寬度大于中心的寬度?；蛘撸鐖D11D所示，開口電極130f的邊界b1與b2，其分支邊緣的寬度小于中心的寬度。
綜上所述，本發(fā)明提供一種穿透反射式垂直配向型液晶顯示器，根據(jù)穿透反射式液晶顯示器以及垂直配向型液晶顯示器的特性，將兩者結(jié)合，并且藉由反射層的巧妙設(shè)計(jì)，再搭配上層的透明電極，不僅可以形成多域分割結(jié)構(gòu)，增進(jìn)其顯示視角，提高對(duì)比度高達(dá)200∶1到600∶1以上，而且還可以簡(jiǎn)化制造工藝步驟，降低成本。
雖然本發(fā)明以優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作出一些更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以后附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種穿透反射式垂直配向型液晶顯示器面板，至少包括一第一基板；一第二基板；一垂直配向型液晶層，位于該第一基板與該第二基板之間；一粗糙層，位于該第一基板的內(nèi)側(cè)表面上，該粗糙層具有一粗糙表面；一導(dǎo)電反射層，位于該粗糙層上，該導(dǎo)電反射層與該粗糙層共形，使該導(dǎo)電反射層具有該粗糙表面，且該導(dǎo)電反射層中具有一第一電極開口，將該導(dǎo)電反射層區(qū)隔成多個(gè)區(qū)域；以及一透明導(dǎo)電層，位于該第二基板的內(nèi)側(cè)表面上，該透明導(dǎo)電層具有一第二電極開口，交錯(cuò)對(duì)應(yīng)于該第一電極開口。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器面板，其中該第一與第二基板包括玻璃基板。
3.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器面板，其中該垂直配向型液晶包含一負(fù)型液晶，具有復(fù)屈折射率Δn大致為0.05-0.15。
4.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示器面板，其中該負(fù)型液晶包括旋光性液晶。
5.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器面板，其中該粗糙層表面的高度差大致為5-100nm。
6.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器面板，其中該粗糙層表面的凸點(diǎn)顆粒的成形角度大致為3-65度。
7.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器面板，其中該粗糙層為無機(jī)材料層。
8.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器面板，其中該粗糙層需由多層材料以上才可以形成。
9.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器面板，其中該粗糙層至少包括一非結(jié)晶形銦錫氧化層與一含硅粗糙層。
10.如權(quán)利要求9所述的液晶顯示器面板，其中該含硅粗糙層的材質(zhì)是選自于非晶硅、多晶硅、氮化硅、氧化硅與氮氧化硅所組成族群的其中之一。
11.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器面板，其中該粗糙層至少包括一含硅粗糙層。
12.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器面板，其中該粗糙層至少包括一晶種層與一含硅粗糙層。
13.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器面板，其中該導(dǎo)電反射層包括具有高反射性的金屬層。
14.如權(quán)利要求13所述的液晶顯示器面板，其中該導(dǎo)電反射層包括具有部分底部穿透的金屬層。
15.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器面板，其中該導(dǎo)電反射層的材質(zhì)是選自于由鋁、銀及其合金所組成族群的其中之一。
16.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器面板，其中該導(dǎo)電反射層包括導(dǎo)電性多層膜反射層。
17.如權(quán)利要求16所述的液晶顯示器面板，其中該導(dǎo)電性多層膜反射層包括具有部分底部穿透的多層膜反射層。
18.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器面板，其中該第一開口電極具有一開口寬度，且該開口寬度約為1-15微米。
19.如權(quán)利要求18所述的液晶顯示器面板，其中該第一與第二基板之間具有一液晶盒間隙，且該液晶盒間隙與該開口寬度的比值約為0.1-6。
20.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器面板，其中該第一開口電極具有一開口頂部寬度與一開口底部寬度，且該開口頂部寬度與該開口底部寬度的比值約為0.85-1.15。
21.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器面板，還包括一薄膜晶體管連接于該導(dǎo)電反射層。
22.如權(quán)利要求21所述的液晶顯示器面板，其中該薄膜晶體管包括PMOS型或CMOS型低溫多晶硅薄膜晶體管。
23.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器面板，其中該透明導(dǎo)電層的材質(zhì)包括銦錫氧化物或銦鋅氧化物。
24.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器面板，其中該第一電極開口的形狀包括“+”形、“×”形或兩個(gè)連接的Y形，用于形成多域分割。
25.如權(quán)利要求24所述的液晶顯示器面板，具有該“+”形與“×”形的該第一電極開口的夾角大致為90度。
26.如權(quán)利要求24所述的液晶顯示器面板，具有第一電極開口的分支圖案的夾角大于90度。
27.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器面板，還包括一凸塊層，位于該第一電極開口的該粗糙層上，使該垂直配向型液晶層內(nèi)的液晶分子形成一預(yù)傾角度。
28.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器面板，還包括一穿透開口，位于該導(dǎo)電反射層與該粗糙層中，且該穿透開口中具有一透明導(dǎo)電層。
29.如權(quán)利要求28所述的液晶顯示器面板，其中該穿透開口的區(qū)域?yàn)橐淮┩竻^(qū)，其他部分的區(qū)域?yàn)橐环瓷鋮^(qū)，在該穿透區(qū)的液晶盒相位延遲約為150-500nm，且在該反射區(qū)的液晶盒相位延遲約為150-420nm。
30.一種穿透反射式垂直配向型液晶顯示器面板，至少包括一第一基板；一第二基板；一垂直配向型液晶層，位于該第一基板與該第二基板之間；一粗糙層，位于該第一基板的內(nèi)側(cè)表面上，該粗糙層具有一粗糙表面；一導(dǎo)電反射層，位于該粗糙層上，該導(dǎo)電反射層約略跟該粗糙層共形，使該導(dǎo)電反射層具有該粗糙表面，且該導(dǎo)電反射層中具有一第一電極開口，將該導(dǎo)電反射層區(qū)隔成多個(gè)區(qū)域；一透明導(dǎo)電層，位于該第二基板的內(nèi)側(cè)表面上，該透明導(dǎo)電層具有一第二電極開口，交錯(cuò)對(duì)應(yīng)于該第一電極開口；以及一凸塊層，位于該第一電極開口的該粗糙層上，使該垂直配向型液晶層內(nèi)的液晶分子形成一預(yù)傾角度。
31.如權(quán)利要求30所述的液晶顯示器面板，其中該第一與第二基板包括玻璃基板。
32.如權(quán)利要求30所述的液晶顯示器面板，其中該垂直配向型液晶包含一負(fù)型液晶，具有復(fù)屈折射率Δn為0.05-0.15。
33.如權(quán)利要求30所述的液晶顯示器面板，其中該負(fù)型液晶包括旋光性液晶。
34.如權(quán)利要求30所述的液晶顯示器面板，其中該粗糙層表面的高度差約為5-100nm。
35.如權(quán)利要求30所述的液晶顯示器面板，其中該粗糙層表面的凸點(diǎn)顆粒的成形角度約為3-65度。
36.如權(quán)利要求30所述的液晶顯示器面板，其中該粗糙層為無機(jī)材料層。
37.如權(quán)利要求30所述的液晶顯示器面板，其中該粗糙層需由多層材料以上才可以形成。
38.如權(quán)利要求30所述的液晶顯示器面板，其中該粗糙層至少包括一非結(jié)晶形銦錫氧化層與一含硅粗糙層。
39.如權(quán)利要求30所述的液晶顯示器面板，其中該含硅粗糙層的材質(zhì)是選自于非晶硅、多晶硅、氮化硅、氧化硅與氮氧化硅所組成族群的其中之一。
40.如權(quán)利要求30所述的液晶顯示器面板，其中該粗糙層至少包括一含硅粗糙層。
41.如權(quán)利要求30所述的液晶顯示器面板，其中該粗糙層至少包括一晶種層與一含硅粗糙層。
42.如權(quán)利要求30所述的液晶顯示器面板，其中該導(dǎo)電反射層包括具有高反射性的金屬層。
43.如權(quán)利要求42所述的液晶顯示器面板，其中該導(dǎo)電反射層包括具有部分底部穿透的金屬層。
44.如權(quán)利要求30所述的液晶顯示器面板，其中該導(dǎo)電反射層的材質(zhì)是選自于由鋁、銀及其合金所組成族群的其中之一。
45.如權(quán)利要求30所述的液晶顯示器面板，其中該導(dǎo)電反射層包括導(dǎo)電性多層膜反射層。
46.如權(quán)利要求30所述的液晶顯示器面板，其中該導(dǎo)電性多層膜反射層包括具有部分底部穿透的多層膜反射層。
47.如權(quán)利要求30所述的液晶顯示器面板，其中該第一開口電極具有一開口寬度，且該開口寬度約為1-15微米。
48.如權(quán)利要求47所述的液晶顯示器面板，其中該第一與第二基板之間具有一液晶盒間隙，且該液晶盒間隙與該開口寬度的比值約為0.1-6。
49.如權(quán)利要求30所述的液晶顯示器面板，其中該第一開口電極具有一開口頂部寬度與一開口底部寬度，且該開口頂部寬度與該開口底部寬度的比值約為0.85-1.15。
50.如權(quán)利要求30所述的液晶顯示器面板，還包括一薄膜晶體管連接于該導(dǎo)電反射層。
51.如權(quán)利要求50所述的液晶顯示器面板，其中該薄膜晶體管包括PMOS型或CMOS型低溫多晶硅薄膜晶體管。
52.如權(quán)利要求30所述的液晶顯示器面板，其中該透明導(dǎo)電層的材質(zhì)包括銦錫氧化物或銦鋅氧化物。
53.如權(quán)利要求30所述的液晶顯示器面板，其中該第一電極開口的形狀包括“+”形、“×”形或兩個(gè)連接的Y形，用于形成多域分割。
54.如權(quán)利要求53所述的液晶顯示器面板，具有該“+”形與“×”形的該第一電極開口的夾角大致為90度。
55.如權(quán)利要求53所述的液晶顯示器面板，該第一電極開口分支圖案的夾角大于90度。
56.如權(quán)利要求30所述的液晶顯示器面板，還包括一穿透開口，位于該第二基板上，且該穿透開口中具有一透明導(dǎo)電層。
57.如權(quán)利要求56所述的液晶顯示器面板，其中該穿透開口的區(qū)域?yàn)橐淮┩竻^(qū)，其他部分的區(qū)域?yàn)橐环瓷鋮^(qū)，在該穿透區(qū)的液晶盒相位延遲約為150-500nm，且在該反射區(qū)的液晶盒相位延遲約為150-420nm。
全文摘要
一種穿透反射式垂直配向型液晶顯示器，在超微型反射層中形成部分穿透區(qū)域的圖案，并且直接利用超微型反射層作為下層電極，同時(shí)兼具散亂層效果，構(gòu)成穿透反射式結(jié)構(gòu)，不僅可以提供良好的反射效果，而且更可以簡(jiǎn)化制造工藝步驟，降低制造成本。利用下層具開口圖案的電極跟上層透明的電極開口圖案對(duì)應(yīng)，將顯示單元區(qū)隔出多個(gè)區(qū)域，形成多域分割結(jié)構(gòu)，并且搭配垂直配向液晶分子，可使液晶顯示器達(dá)到廣視角的效果。
文檔編號(hào)G02F1/13GK1648722SQ20041000287
公開日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2004年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月20日
發(fā)明者劉鴻達(dá) 申請(qǐng)人:鴻揚(yáng)光電股份有限公司