專利名稱：半穿透反射式液晶面板的制作方法
半穿透反射式液晶面板
技糊域
本發(fā)明是關(guān)于一種液晶顯示器，尤指一種半穿透反射式液晶面板。 背饞技術(shù)
由于半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展迅速，其相關(guān)產(chǎn)品廣泛地運(yùn)用在日常生活中，例
如「液晶顯示器」(LCD)即十分普遍地運(yùn)用在各種電子產(chǎn)品，例如液晶電視、 計(jì)算機(jī)顯示器、手持游戲機(jī)、手機(jī)、影音設(shè)備等各種家電用品。早年的主動(dòng) 式液晶顯示器是采用背光模塊提供光源，其顯示的亮度完全受背光源強(qiáng)弱控 制，嗣后又有全反射式及半穿透反射式的液晶顯示器問(wèn)世，前者是利用外界 光織入射至液晶面板，再由液晶面板內(nèi)的反射板將光線反射以形成光點(diǎn)，此 種全反射式液晶顯示器必須在外界光線充足的狀況下始能產(chǎn)生清晰的畫面； 為彌補(bǔ)受限于外部光線強(qiáng)弱的缺陷，始有半穿透反射式液晶顯示器問(wèn)世，其 產(chǎn)生光點(diǎn)的光線部分來(lái)自外部光源，部分則來(lái)自背光模塊。
就半穿透反射式液晶顯示器而言，其每一像素單元同時(shí)包含反射區(qū)域及 穿透區(qū)域；其中，反射區(qū)域是指像素單元范圍內(nèi)利用反射層反射外部光線的 區(qū)域，又穿透區(qū)域則指像素單元范圍內(nèi)利用背光模塊提供光源的區(qū)域，由于 二者的光源不同，先天上存在不同的光程路徑差異，致使穿透區(qū)域與反射區(qū) 域的V-T曲線并不一致(如圖6所示)，如不作任何彌補(bǔ)措施，液晶面板操作 在反射模式與穿透模式時(shí)將呈現(xiàn)不同的顯示效果。而先前對(duì)于前述光程路徑 差異的補(bǔ)償措施是如以下所述-
如圖7所示揭露有一半穿透反射式液晶顯示器的局部剖面示意圖，主要是
于兩相對(duì)的基板(71) (72)間形成有一液晶槽(73)，供充填液晶。就每一像素 單元范圍而g，其包含有一穿透區(qū)域(74)及一反射區(qū)域(75)，吾人定義兩基 板(71) (72)于反射區(qū)域(75)處的間距(ce11 gap)為dl，于穿透區(qū)域(74)處的 間距為d2。而傳統(tǒng)解決穿透區(qū)域(74)與反射區(qū)域(75)顯示效果不一致的方法 是髑整前述的dl、 d2，具體而言，是令前述兩基板(71) (72)于反射區(qū)域(75) 處的間距dl變小(d2二2dl)。
但前述作法欲將反射區(qū)域(75)及穿透區(qū)域(74)的顯示效果調(diào)整至最佳化 十分不易，已公告第594630號(hào)「半穿透反射式液晶顯示器」發(fā)明專利案提出 的解決方案，其為解決前述問(wèn)題提出的技術(shù)手段是在同一像素單元內(nèi)設(shè)兩個(gè) 主動(dòng)組件(薄膜晶體管)，其中一主動(dòng)組件是控制反射區(qū)域的驅(qū)動(dòng)電壓，另 一主動(dòng)組件則用以控制穿透區(qū)域的驅(qū)動(dòng)電壓，由于反射區(qū)域與穿透區(qū)域的驅(qū) 動(dòng)電路是由不同的主動(dòng)組件分別控制，因此可使兩種顯示模式的V-T曲線趨于 一致，進(jìn)而獲致相同的顯示效果。
但前述方式所衍生的缺點(diǎn)是非常明顯的，由于每一個(gè)像素單元內(nèi)分別增 加一薄膜晶體管，結(jié)果是使整個(gè)液晶面板的薄膜晶體管數(shù)量倍增，在此狀況 下，面板的制程良率可能因而降低，而驅(qū)動(dòng)組件數(shù)量亦跟著增加，進(jìn)而提高 生產(chǎn)成本。
發(fā)钃內(nèi)容
由上述可知，半穿透反射式液晶顯示器的反射區(qū)域與穿透區(qū)域存在兩倍 光程路徑差，既有技術(shù)在每一像素單元內(nèi)分設(shè)兩主動(dòng)組件以分別控制兩種模 式的驅(qū)動(dòng)電壓，進(jìn)而補(bǔ)償前述光程路徑差，但卻衍生組件數(shù)量變多、良率降 低及成本提高等問(wèn)題。
因此，本發(fā)明主要目的在提供一種不影響制程良率且不致提高成本的半 穿透反射式液晶面板，其不僅可有效補(bǔ)償兩種顯示模式的光學(xué)效果，且無(wú)既 有技術(shù)衍生的問(wèn)題。
為達(dá)成前述目的采取的主要技術(shù)手段是令該液晶面板包括有
--第一基板，其一表面至少形成有多的薄膜晶體管、多儲(chǔ)存電容、掃描 線及數(shù)據(jù)線等，并在其上層形成有一保護(hù)層，保護(hù)層上形成有像素電極，像 素*極上并形成一反射層；
-一第二基板，其相對(duì)于第一基板，并于內(nèi)側(cè)面上至少形成有一彩色濾光 膜及一共電極；其中
前述第一基板利用薄膜晶體管矩陣、掃瞄線及數(shù)據(jù)線定義出多像素單元， 每一像素單元根據(jù)反射層的位置而分別定義出一反射區(qū)域及一穿透區(qū)域；又 第一/第二基板于對(duì)應(yīng)各該像素單元位置分別形成一液晶電容；
前述第二基板于相對(duì)各反射區(qū)域的共電極上分別形成有一適當(dāng)厚度的介 電層(Dte1 ectric layer);
前述液晶面板中，由于該介電層的形成，將切割反射區(qū)域處的電場(chǎng)，而 形成一與液晶電容串聯(lián)的補(bǔ)償電容；反射區(qū)域處的液晶電容串接了補(bǔ)償電容， 其電容值因而變小，從而調(diào)整了反射模式的V-T曲線，使其得與穿透模式的V-T 曲線趨于一致。
前述第二基板上的彩色濾光膜在對(duì)應(yīng)反射區(qū)域及穿透區(qū)域處分別為不同 膜厚，其中在反射區(qū)域?yàn)檩^薄膜厚，在穿透區(qū)域?yàn)檩^厚膜厚，前述共電極上 的介電層是對(duì)應(yīng)于較薄膜厚處。
前述介電層可由氮化硅(SiNx)或有機(jī)介電材料構(gòu)成。


圖l:是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的構(gòu)造示意圖。
圖2:是既有TFT液晶顯示器單一像素單元的等效電路圖。
圖3:是本發(fā)明單一像素單元的等效電路圖。
圖4:是本發(fā)明又一較佳實(shí)施例的構(gòu)造示意圖。
圖5:是本發(fā)明再一較佳實(shí)施例的構(gòu)造示意圖。
圖6:是既有半穿透反射式液晶面板在反射模式及操作模式下的特性曲線
圖7:是一種既有半穿透反射式液晶面板的構(gòu)造示意圖。 圖8:是又一種既有半穿透反射式液晶面板的構(gòu)造示意圖。
主要組件符號(hào)說(shuō)明
(IO)第一基板
(i2)保護(hù)層
(14.)反射層
(21) (21，)彩色濾光膜 (23) (23， ) (23")介電層
(ll)薄膜晶體管 (13)像素電極 (20) (20，)第二基板 (22) (22，)共電極
具體實(shí)施例方式
有關(guān)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，其一較佳實(shí)施例是如圖l所示，圖中揭露有 一半穿透反射式液晶面板的示意結(jié)構(gòu)，主要是于呈對(duì)向設(shè)置的第一基板(io) 與第二基板(20)間形成適當(dāng)間距(ce11 g印)，供充填液晶，以構(gòu)成液晶層；
其中
該第一基板(10)于其中一表面上至少形成有多的薄膜晶體管(11)及圖中
未示的多儲(chǔ)存電容、掃描線及數(shù)據(jù)線等，并作矩陣排列以定義出多像素單元； 又前述組件的上層形成有一保護(hù)層(12)，保護(hù)層(12)上于各該像素單元位置
分別形成有一像素電極(13) (IT0)及一反射層(14)，該反射層(14)可例如為一 金屬電極，且與像素電極(13)耦接；如圖中所示，每一個(gè)像素單元根據(jù)反射 Jt(14)的位置以分別定義出一反射區(qū)域R及一穿透區(qū)域T;
該第二基板(20)是相對(duì)于第一基板(10)，且第一 /第二基板(10) / (20)于 各該像素單元位置分別形成一液晶電容(圖中未示)，該液晶電容是與同一像 素單元內(nèi)的薄晶體管電連接；又第二基板(20)于相對(duì)第一基板(10)內(nèi)側(cè)面上 至少形成有一彩色濾光膜(21)及一共電極(22);于本實(shí)施例中，該彩色濾光 膜(21)為均一膜厚，意即彩光濾光片(21)在反射區(qū)域R的膜厚與在穿透區(qū)域T 的膜厚為相同。
而本發(fā)明主要是于前述第二基板(20)的共電極(22)上形成有多適當(dāng)厚度 的奮電層(Dielectric layer) (23)，各介電層(23)是分別對(duì)應(yīng)于反射區(qū)域R。 該介電層(23)則可由氮化硅(SiNx)或有機(jī)介電材料構(gòu)成。
前述在反射區(qū)域R上形成介電層(23)的目的在于切割該反射區(qū)域R的電 場(chǎng)，并形成一與液晶電容串接的補(bǔ)償電容如圖2所示，揭露一既有TFT液晶 顯示器上單一像素單元的等效電路，前述薄膜晶體管(ll)以其閘極、源極分 別與掃瞄線(SL)、數(shù)據(jù)線(DL)連接，其漏極則連接呈并聯(lián)連接的儲(chǔ)存電容 (Cst)及液晶電容(CLC)，其中液晶電容(CLC)是由穿透區(qū)域電容(CLC(T))與反 射區(qū)域電容(CLC(R))組成。而本發(fā)明在反射區(qū)域R上形成一介電層(23)，該介 電層(23)具有切割電場(chǎng)的作用，在其作用下將產(chǎn)生一補(bǔ)償電容(Cog)，如圖3 所示，該補(bǔ)償電容(Cog)是與反射區(qū)域電容(CLC(R))串接，在此狀況下，穿透 區(qū)域電容(CLC(T))電容值不變，反射區(qū)域電容(CLC(R))的電容值將因而變小，
如此一來(lái)將改變液晶面板操作在反射模式時(shí)的V-T曲線，使其與反射模式時(shí)的
V-T曲線趨于一致。
本發(fā)明在前述實(shí)施例中是于第二基板(20)的共電極(22)對(duì)應(yīng)各該像素單 元的反射區(qū)域R處形成一介電層(23)，就制程而言，僅僅需要在共電極(22)上 增加一道制膜步驟即可達(dá)成，相較于已知技術(shù)是在各該像素單元內(nèi)分別增加 一主動(dòng)組件(薄膜晶體管)的作法，在制程上單純很多，因而不致影響制程良 率及提高制造成本。
除前述優(yōu)點(diǎn)外，本發(fā)明利用介電層(23)切割反射區(qū)域R電場(chǎng)的目的在于形 威與液晶電容串聯(lián)的補(bǔ)償電容，以調(diào)整反射模式下的V-T曲線。然因本發(fā)明是 在第二基板(20)的共電極(22)上對(duì)應(yīng)各該像素單元的反射區(qū)域R處形成該介 電層(23)，而該介電層(23)具相當(dāng)厚度，從而將使第一/第二基板(10)/(20) 在反射區(qū)域R處的間隙(cell gap)Dl小于穿透區(qū)域T處的間隙D2，故亦可據(jù)以 調(diào)整反射模式下的V-T曲線。
前述實(shí)施例所揭示的液晶面板將呈現(xiàn)一雙間隙(dual cell g即)形式 (D1，D2,且D1〈D2)，在既有技術(shù)中，亦有利用雙間隙來(lái)改善穿透模式及反射模 式光程路徑不同的問(wèn)題，請(qǐng)參閱圖8所示，其主要是在液晶面板內(nèi)反射層(64) 的下方形成一墊高層(63)，該墊高層(63)令相對(duì)的上/下基板(62) / (61)在穿 透區(qū)域T的間隙2d等于反射區(qū)域R處間隙d的兩倍，以解決穿透模式與反射模式 存在光程路徑差的問(wèn)題。而本發(fā)明的前述實(shí)施例中，雖亦使液晶面板呈現(xiàn)雙 間隙，但就結(jié)構(gòu)與技術(shù)原理而言則均不相同，原因在于本發(fā)明是在具有彩色 濾光膜(21)的第二基板(20)上形成介電層(23)，并因該介電層(23)的存在而 形成雙間隙，此與前述既有構(gòu)造是在下基板(61)上形成墊高層(63)的作法并 不相同，且墊高層(63)亦不具備切割電場(chǎng)的作用。又請(qǐng)參閱圖4所示，揭露有本發(fā)明又一較佳實(shí)施例，其設(shè)計(jì)概念與前一實(shí) 施例大致相同，不同處在于本實(shí)施例是運(yùn)用在彩色濾光膜為不同膜厚的場(chǎng)合。 如圖所示，該第二基板(20')上的彩色濾光膜(21')為了取得色彩飽和度與 光利用率的較佳匹配，因此在對(duì)應(yīng)反射區(qū)域R及穿透區(qū)域T處分別為不同膜厚， 其中在反射區(qū)域R為第一膜厚(較薄膜厚)，在穿透區(qū)域T為第二膜厚(較厚 膜鑤)，而位于共電極(22')上的介電層(23')是對(duì)應(yīng)于第一膜厚處。于本 實(shí)施例中，介電層(23')的厚度使第一/第二基板(10)/(20)在反射區(qū)域R處 的間隙(cel丄gap)Dl小于穿透區(qū)域T處的間隙D2。
再如圖5所示，為前一實(shí)施例的變化設(shè)計(jì)，該第二基板(20')上的彩色濾 光猴(21')在對(duì)應(yīng)反射區(qū)域R及穿透區(qū)域T處仍分別為不同膜厚，其中在反射 區(qū)域R為較薄膜厚，在穿透區(qū)域T為較厚膜厚，位于共電極(22')上的介電層 (23")仍對(duì)應(yīng)于較薄膜厚處。不同處在于介電層(23")的厚度適補(bǔ)償彩色 濾光膜(2i)在反射區(qū)域R處的厚度差，因而使第一/第二基板(10)/(20)在反 射區(qū)域R處的間隙(cell gap)Dl相同于穿透區(qū)域T處的間隙D2。
本發(fā)明由上述兩種應(yīng)用實(shí)施例說(shuō)明可行的實(shí)施方式，由于本發(fā)明不釆用 增加主動(dòng)組件的方式以尋求反射與穿透模式下的顯示效果一致，因此不虞增 加制程的復(fù)雜程度，亦不存在增加驅(qū)動(dòng)IC數(shù)量、提高成本等問(wèn)題。值得一提 的是根據(jù)本發(fā)明而設(shè)計(jì)液晶面板不論采用何種光學(xué)模式(如Vertical Alignment模式(VA)或Mixed-mode twist nematic (MTN)等方式)，均可以相 同的方式使反射模式與穿透模式的V-T曲線趨于一致；除此以外，利用膜厚法 制成的彩色濾光膜亦可因而獲致較佳的色飽和度(NTSC %)。
權(quán)利要求
1.一種半穿透反射式液晶面板，其特征在于包括有對(duì)向設(shè)置的一第一基板及一第二基板，包含有多多個(gè)像素單元，該第二基板面對(duì)該第一基板的一側(cè)面上依序形成有一彩色濾光膜及一共電極，各該像素單元分為一穿透區(qū)域及一反射區(qū)域；一液晶層，介設(shè)于該第一基板與該第二基板之間；以及多多介電層，是分別形成于該第二基板相對(duì)于各該反射區(qū)域的共電極上。
2. 如權(quán)利要求1所述的半穿透反射式液晶面板，其特征在于該第二基 櫞上的彩色濾光膜對(duì)應(yīng)該反射區(qū)域及該穿透區(qū)域處分別為具有不同的膜厚， 其中在該反射區(qū)域?yàn)榈谝荒ず?，在該穿透區(qū)域?yàn)榈诙ず?，該第一膜厚小?該第二膜厚，且該介電層是位于該第一膜厚處的該共電極上。
3. 如權(quán)利要求2所述的半穿透反射式液晶面板，其特征在于該第一及 第二基板在反射區(qū)域處的間隙相同于穿透區(qū)域處的間隙。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的半穿透反射式液晶面板，其特征在于該第 一及第二基板在反射區(qū)域處的間隙小于穿透區(qū)域處的間隙。
5. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的半穿透反射式液晶面板，其特征在于該些介電層是由氮化硅構(gòu)成。
6. 如權(quán)利要求4中任一項(xiàng)所述的半穿透反射式液晶面板，其特征在于 該些介電層是由氮化硅構(gòu)成。
7. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的半穿透反射式液晶面板，其特征在于該些介電層是由有機(jī)介電材料構(gòu)成。
8. 如權(quán)利要求4中任一項(xiàng)所述的半穿透反射式液晶面板，該些介電層是由有機(jī)介電材料構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明是一種半穿透反射式液晶面板，主要是在液晶面板內(nèi)對(duì)應(yīng)反射區(qū)域處形成一介電層，以切割反射區(qū)域的電場(chǎng)，并產(chǎn)生一與液晶電容串聯(lián)的補(bǔ)償電容，由此令液晶面板操作在反射模式與穿透模式時(shí)擁有相近的V-T曲線及一致的影像顯示效果。
文檔編號(hào)G02F1/13GK101187745SQ200610138178
公開日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2006年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月16日
發(fā)明者劉錦璋, 紀(jì)俊吉 申請(qǐng)人:勝華科技股份有限公司