專利名稱：半透射液晶顯示器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半透射液晶顯示(LCD)器件及其制造方法，尤其是涉及能夠 通過在濾色片基板上凹地形成涂覆層將外部光引入薄膜晶體管陣列基板的反 射部分以增強(qiáng)光的反射效率并且能夠增強(qiáng)從背光中入射的光的透射效率的半 透射LCD器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著21世紀(jì)信息社會的發(fā)展，具有輕薄特性且低能耗的平板顯示器件是 非常吸引人們的注意力的。
平板顯示器件根據(jù)其自發(fā)光的發(fā)射特性分為發(fā)光型顯示器件和受光型顯 示器件。
發(fā)光型顯示器件包括等離子體顯示面板器件、場發(fā)射顯示器件、電致發(fā)光 顯示器件等；受光型顯示器件包括液晶顯示(LCD)器件。
LCD器件在分辨率、色彩顯示、畫面質(zhì)量等方面具有優(yōu)良的特性，因此 廣、泛地用于筆記本電腦或個人電腦顯示器。
LCD器件通過下述方式顯示圖像彼此粘接兩基板，各基板具有用于形 成電場的電極；在兩個基板之間注入液晶材料；通過向兩基板施加電壓產(chǎn)生的 電i湯移動液晶分子從而控制透光率。
盡管如此，由于LCD器件為不能自發(fā)地發(fā)光的受光型顯示器件，因此需 要一個額外的光源。
因此，LCD器件通過根據(jù)液晶的排列控制從設(shè)置在液晶面板后面的背光 入射到液晶面板的光的量來顯示圖像。
形成決定液晶排列的電場的電極由透明導(dǎo)電材料形成，具有電極的兩個基 板由透明基板形成。
這種LCD器件是一種透射型LCD器件。
由于使用了如背光的額外光源，因此可以在黑暗的地方顯示亮的圖像，但 是，背光也增加了功耗。
為了解決這個問題，已經(jīng)開發(fā)出一種反射型LCD器件。
反射型LCD器件根據(jù)液晶的排列，通過反射自然光或者人造光來控制透 光率，從而降低了功耗。
但是，利用外部自然光或人造光作為光源的反射型LCD器件不能在暗的 地方使用。
因此提出一種利用反射模式和透射模式的反射/透射型LCD器件。 下面詳細(xì)說明一般的半透射型LCD器件。 圖1為傳統(tǒng)的半透射型LCD器件的截面圖。
如圖所示，傳統(tǒng)的半透射型LCD器件包括第一基板10、第二基板30以 及液晶層41，其中，所述第一基板10和第二基板20之間具有預(yù)定的間隙， 所述液晶層41設(shè)置在第一基板10和第二基板20之間。
在下面的第一基板10上形成有柵極12，在該柵極12上形成有柵絕緣層13。
在形成柵絕緣層13之前，還形成連接到柵極12的柵線(圖中未示出)。 然后，在柵絕緣層13上依次形成有源層14和歐姆接觸層15a和15b。隨
后，在歐姆接觸層15a和15b上形成源極16a和漏極16b。
源極16a、漏極16b與柵極12 —起構(gòu)成薄膜晶體管(TFT)。 在柵絕緣層13上進(jìn)一步形成數(shù)據(jù)線(圖中未示出)，其中，數(shù)據(jù)線的材
料與所述源極16a和漏極16b的材料的相同。
數(shù)據(jù)線連接到源極16a，并且與柵線(圖中未示出)交叉以限定像素區(qū)。 在源極16a和漏極16b上利用有機(jī)材料形成第一鈍化層17，從而覆蓋薄
膜晶體管。
在位于第一鈍化層17上的像素區(qū)處利用不透明的導(dǎo)電材料形成反射器 18。在反射器18上形成第二鈍化層19。
第二鈍化層19具有接觸孔19a，通過該接觸孔19a暴露漏極16b。
在位于第二鈍化層19上的像素區(qū)處利用透明導(dǎo)電材料形成像素電極20。 像素電極20通過接觸孔19a連接到漏極16b并起透明電極的作用。通過 上述工序之后，形成第一定向?qū)?1。
在第二基板30上形成黑矩陣32，由R、 G和B構(gòu)成的濾色片33a和33b 依次且重復(fù)地形成在黑矩陣32上。
濾色片33a和33b之一對應(yīng)于一個像素電極20，且黑矩陣32覆蓋薄膜晶 體管和像素電極20的邊緣。
在濾色片33a和33b上形成用于保護(hù)和平整濾色片33a和33b的涂覆層34。 所述涂覆層34由丙烯酸樹脂或聚酰亞胺基樹脂形成。
在涂覆層34上利用透明導(dǎo)電材料形成公共電極35，并在該公共電極35上 形成第二定向?qū)?6。
液晶層40設(shè)置在第一定向?qū)?1和第二定向?qū)?6之間。 液晶為扭曲向列液晶，液晶層40的液晶分子41以預(yù)定傾角穩(wěn)定地排列在 基板上。
但是，由于透射模式下引入的光線量遠(yuǎn)大于反射模式下反射的光線量，傳 統(tǒng)的半透射LCD器件主要在透射模式下使用。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠通過在濾色片基板上凹地形成涂覆 層將外部光引入薄膜晶體管陣列基板的反射部分以增強(qiáng)光的反射效率并且能 夠增強(qiáng)從背光中入射的光的透射效率的半透射LCD器件及其制造方法。
為了實現(xiàn)這些和其它的優(yōu)點，根據(jù)本發(fā)明的目的，作為具體和廣義的描述， 提供一種半透射型LCD器件，包括第一基板；第二基板；形成在第二基板 上且其間具有預(yù)定間隙的黑矩陣；形成在所述黑矩陣之間的濾色片；形成在濾 色片上的公共電極；形成在公共電極上且具有凹形的涂覆層；以及，形成在第 一基板和第二基板之間的液晶層。
為了實現(xiàn)這些和其它的優(yōu)點，根據(jù)本發(fā)明的目的，作為具體和廣義的描述， 提供一種制造半透射型LCD器件的方法，包括制備第一基板；制備第二基 板；在第二基板上以預(yù)定間隙形成黑矩陣；在所述黑矩陣之間形成濾色片；在 濾色片上形成公共電極；在公共電極上形成具有凹形的涂覆層；以及，在第一
基板和第二基板之間形成液晶層。
本發(fā)明的上述和其他的目的、特征、特點和優(yōu)點通過下面結(jié)合附圖的詳細(xì) 說明變得顯而易見。


本申請所包括的附圖用于提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且包括在該申請 中并且作為本申請的一部分，示出了本發(fā)明的實施方式并且連同說明書一起用 于解釋本發(fā)明的原理。
附圖中
圖1為相關(guān)技術(shù)的半透射型LCD器件的部分結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖2示出了本發(fā)明的半透射型LCD器件的部分結(jié)構(gòu)的示意圖3示出了外部入射光通過圖2中的第一和第二涂覆層發(fā)生折射的狀態(tài)示 意圖4為本發(fā)明的半透射型LCD器件的部分結(jié)構(gòu)的示意圖，示出了外部入 射光通過圖2中的第一和第二涂覆層發(fā)生折射的狀態(tài)；以及 圖5A至圖5G示出了制造圖2中的濾色片基板的方法。
具體實施例方式
現(xiàn)在具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，它們的實施例示于附圖中。 在下文中，詳細(xì)說明一種半透射型LCD器件及其制造方法。 圖2示出了本發(fā)明的半透射型LCD器件的部分結(jié)構(gòu)的示意圖。 參考圖2，本發(fā)明的半透射型LCD器件包括間隔預(yù)定間隙設(shè)置的第一
基板110和第二基板130，以及設(shè)置在所述兩個基板之間的液晶層140。
柵極112形成在由石英或玻璃形成的下部的第一基板110上，在該柵極
112上形成有柵絕緣層U4。
然后，在柵絕緣層114上依次形成有源層116和歐姆接觸層118a和U8b。 然后，在歐姆接觸層118a和118b形成源極120a和漏極120b。 源極120a和漏極120b與所述柵極112共同構(gòu)成薄膜晶體管(TFT)。 在柵絕緣層U4上利用與所述源極120a和漏極120b相同的材料還形成數(shù)
據(jù)線(圖中未示出)。
所述數(shù)據(jù)線連接到源極120a，并與柵線交叉以限定像素區(qū)。 在所述源極120a和漏極120b上利用有機(jī)材料形成第一鈍化層122，從而 覆蓋所述TFT。
在第一鈍化層122上像素區(qū)處利用不透明的導(dǎo)電材料形成凸/凹形狀的反 射器124。在反射器124上形成第二鈍化層126。
第二鈍化層126具有接觸孔121，通過該接觸孔121暴露出漏極120b。 在第二鈍化層126上像素區(qū)處利用透明導(dǎo)電材料形成像素電極128。 像素電極128通過所述接觸孔121連接到漏極120b，并起透明電極的作用。
在第一像素電極128上形成第一定向?qū)?29，從而完成下部的TFT陣列基板。
在由石英或玻璃形成的第二基板130上形成黑矩陣132。 黑矩陣132也起襯墊料的作用。
在黑矩陣132上依次形成由R、 G和B構(gòu)成的濾色片134a和134b。然后， 在濾色片134a和134b上利用透明導(dǎo)電材料形成公共電極136。
濾色片134a和134b中的一個對應(yīng)于一個像素電極128，且所述黑矩陣132 覆蓋所述TFT和像素電極128的邊緣。
然后，利用紫外線硬化型的丙烯酸樹脂在第二基板130形成與所述像素電 極128 —致的具有凹形狀137a的第一涂覆層137，其中，所述像素電極128 在第一基板110上起透明電極的作用。
然后，在第一涂覆層137上利用具有和第一涂覆層137不同折射率的丙烯 酸基樹脂(arcyl-basedresin)形成與所述第一涂覆層137具有不同的折射率的 第二涂覆層139。
然后，在所述第二涂覆層139形成第二定向?qū)?圖中未示出)，從而完成 上部的濾色片基板。
濾色片基板和陣列基板彼此粘接在一起，其間具有預(yù)定的間隙，并且在兩 者之間注入液晶從而形成液晶層140。
液晶為扭曲向列液晶，液晶層140的液晶分子141以預(yù)傾角穩(wěn)定地排列在 基板上。
在半透射型LCD器件中，從下部背光入射的光通過反射電極之間的透射
孔射出，外部光通過反射電極反射射出。因此，使用者可以選擇性地使用反射 模式或者透射模式。
在反射模式中，在第一涂覆層137上形成與所述第一基板110上的透射部 (T)相對應(yīng)的凹形137a。因此，入射到凹形137a上的外部光線被導(dǎo)引到第 一基板110的反射器124，從而增強(qiáng)光的反射效率。 下面結(jié)合圖3進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖3為外部光線通過圖2中的第一和第二涂覆層發(fā)生折射的狀態(tài)的示意圖。
如圖所示，入射到第一基板110上的透射部T上的外部光線U通過具有 不同折射率的同基材料(same-basedmaterial)形成第一涂覆層137和第二涂 覆層139發(fā)生折射，其中所述第一涂覆層137和第二涂覆層139彼此具有不同 的化學(xué)反應(yīng)。
通過形成在第一涂覆層137上的凹形137a，進(jìn)一步增強(qiáng)了光的折射率。 第一涂覆層137必須由折射率大于第二涂覆層139的折射率的同基材料形成。
下面給出公式l。 [公式1]
nlxsin(&l)=n2x(92)
這里，nl表示第一涂覆層的材料的折射率，ei表示外部光線的入射角，
n2表示第二涂覆層的材料的折射率，02表示折射角。
如果第一涂覆層137的材料的折射率nl大于第二覆層139的材料的折射 率n2，則折射角(62)必然大于入射角(ei)。
下面結(jié)合圖4說明本發(fā)明的半透射型LCD器件透射模式下的光傳播。
圖4為本發(fā)明的半透射型LCD器件的部分結(jié)構(gòu)圖，示出了外部入射光通 過圖2中的第一和第二涂覆層發(fā)生折射的狀態(tài)。
參考圖4，在透射模式下，凹形137a形成在第一涂覆層137的表面上， 其中所述第一涂覆層137與第二涂覆層139具有不同的折射率。因此，入射背 光中的沿傾斜方向通過的光線在通過第一涂覆層137的凹形D7a時發(fā)生折射， 從而沿垂直于第一涂覆層的方向通過。
由于背光經(jīng)過第一涂覆層137的凹形137a沿垂直的方向通過，從而可以
降低入射到反射部的光線的損失。
下面結(jié)合圖5A至5G說明制造本發(fā)明的半透射型LCD器件的方法。 圖5A至5G示出了制造本發(fā)明的半透射型LCD器件的方法。 參考圖5A，清洗第二基板130，該第二基板130可以為玻璃基板。然后，
通過濺射在所述第二基板130上沉積作為黑矩陣材料的Cr/CrOx。
然后，利用光刻通過曝光和顯影工藝對Cr/CrOx進(jìn)行選擇性地構(gòu)圖，從而
形成具有預(yù)定間隔的多個黑矩陣132a和132b。
優(yōu)選地，同時起襯墊料作用的R、 G和B的黑矩陣132b設(shè)置成比黑矩陣
132a高。
參考圖5B, —旦形成黑矩陣132a和132b， R、 G和B濾色片134a、 134b 和134c被分別沉積在黑矩陣132a和132b上。
然后，利用光刻重復(fù)地進(jìn)行曝光和顯影工藝在黑矩陣132a和132b之間形 成R、 G和B濾色片134a、 134b和134c。
參考圖5C， 一旦形成濾色片134a、 134b和134c，在濾色片134a、 134b 和134c上形成通過與所述第一基板110上的像素電極間的電場操作LC單元 的公共電極136。
這里，公共電極136由透明金屬材料如氧化銦錫(ITO)帝i城。
如圖5D所示，在公共電極136上沉積紫外線硬化型的丙烯酸樹脂，從而 形成第一涂覆層137。
如圖5E所示，在所述第一涂覆層137上沉積光刻膠138。
如圖5F所示，使用附加掩模，利用光刻通過曝光和顯影工藝，對光刻膠 進(jìn)^:選擇性地構(gòu)圖，其中，該附加掩模具有與第一基板110上的透射部T相對 應(yīng)的孔。
然后，利用構(gòu)圖后的光刻膠138作為屏蔽層選擇性地去除第一涂覆層137, 從而形成具有凹形137a的第一涂覆層137。
如圖5G所示，在第一涂覆層137上利用與第一涂覆層137的材料具有不 同矛斤射率的同基材料形成第二涂覆層139，從而完成濾色片基板。
在本發(fā)明中，在反射模式下入射到第一基板上的透射部的光線被導(dǎo)入到第 一基板的反射部，從而增強(qiáng)了反射效率和對來自背光的入射光線的透射效率。
上述的實施例和優(yōu)點僅僅作為示例性的，并不能被解釋為對本發(fā)明的限 制。本發(fā)明可以容易地用于其它類型的裝置中。這些描述僅僅作為示例性的， 并不限制所附權(quán)利要求的范圍。許多替代方式、修改和變形對本領(lǐng)域的技術(shù)人 員是顯而易見的。這里描述的示例性實施例的特征、結(jié)構(gòu)、方法和其它特性可 以以各種方式進(jìn)行組合以獲得額外的和/或可替換的示例性實施例。
由于在不脫離本發(fā)明特征的情況下，可以用多種方式實現(xiàn)本發(fā)明，所以很 顯然，上述實施例并不受上述任何細(xì)節(jié)的限制，除非另有說明，否則應(yīng)在所屬 權(quán)利要求確定的范圍內(nèi)作廣義解釋，因此，所有落入權(quán)利要求范圍內(nèi)的改進(jìn)和 變更或這些范圍的等同物都被視為包含在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種半透射型液晶顯示器件，包括第一基板和第二基板，相互間隔設(shè)置；黑矩陣，形成在所述第二基板上，且各黑矩陣之間具有預(yù)定間隙；濾色片，形成在所述黑矩陣之間；公共電極，形成在所述濾色片上；涂覆層，形成在所述公共電極上并具有凹形；以及液晶層，形成在所述第一基板和第二基板之間。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半透射型液晶顯示器件，其特征在于，所述第 一基板包括柵極，形成在所述第一基板上；柵絕緣層，形成在所述柵極上；有源層，形成在所述柵極和所述柵絕緣層上；源極和漏極，形成在所述有源層上；第一鈍化層，形成在所述源極和漏極上；反射器，形成在所述第一鈍化層上，并具有凸/凹形狀；第二鈍化層，形成在所述反射器上；以及像素電極，形成在所述第二鈍化層上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半透射型液晶顯示器件，其特征在于， 一個也 起豐寸墊料作用的R、 G和B的黑矩陣設(shè)置成高于另一個黑矩陣。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半透射型液晶顯示器件，其特征在于，所述凹 形形成在涂覆層上并且與鄰近反射器的透射部一致。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半透射型液晶顯示器件，其特征在于，所述涂 覆層在第一涂覆層和第二涂覆層之間具有疊層結(jié)構(gòu)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的半透射型液晶顯示器件，其特征在于，所述凹 形形成在所述第一涂覆層上，其中所述第一涂覆層形成在所述公共電極上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的半透射型液晶顯示器件，其特征在于，所述第 一涂覆層由紫外線硬化型丙烯酸樹脂形成。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的半透射型液晶顯示器件，其特征在于，所述第二涂覆層與所述第一涂覆層由具有不同的折射率的同基樹脂形成。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的半透射型液晶顯示器件，其特征在于，所述第 一涂覆層由具有比第二涂覆層的折射率更大的同基材料形成。
10、 一種制造半透射型液晶顯示器件的方法，包括制備相互間隔開的第 一基板和第二基板；在第二基板上形成黑矩陣，該黑矩陣之間間隔預(yù)定間隙； 在黑矩陣之間形成濾色片；在包括濾色片和黑矩陣的第二基板上形成公共電極； 在位于第二基板上的公共電極上形成具有凹形的涂覆層；以及 在所述第一基板和第二基板之間形成液晶層。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述制備第一基板的步 驟包括在所述第一基板上形成柵極； 在所述柵極上形成柵絕緣層； 在所述柵極和柵絕緣層上形成有源層； 在所述有源層上形成源極和漏極； 在所述源極和漏極上形成第一鈍化層； 在所述第一鈍化層上形成具有凸/凹形狀的反射器； 在所述反射器上形成第二鈍化層；以及 在所述第二鈍化層上形成像素電極。
12、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在所述形成黑矩陣的步 驟中，一個也起襯墊料作用的R、G和B的黑矩陣被設(shè)置成高于另一個黑矩陣。
13、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述涂覆層在第一涂覆 層和第二涂覆層之間具有疊層結(jié)構(gòu)。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述凹形形成在所述第 一、凃覆層上。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述在第二基板上形成 具有凹形的第一涂覆層的步驟包括在形成在所述第二基板上的公共電極上沉積光刻膠； 利用掩模曝光光刻膠；以及 根據(jù)曝光度顯影和蝕刻所述光刻膠。
16、根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述凹形形成在所述涂 覆層上并且與鄰近反射器的透射部一致。
全文摘要
一種通過在濾色片基板上凹地形成涂覆層將外部光引入薄膜晶體管陣列基板的反射部分以增強(qiáng)光的反射效率并且能夠增強(qiáng)從背光中入射的光的透射效率的半透射LCD器件及其制造方法。所述半透射型LCD器件包括第一基板；第二基板；形成在第二基板上且其間具有預(yù)定間隙的黑矩陣；形成在黑矩陣之間的濾色片；形成在濾色片上的公共電極；形成在公共電極上且具有凹形的涂覆層；以及形成在第一基板和第二基板之間的液晶層。一種制造半透射型LCD器件的方法包括制備第一基板；制備第二基板；在第二基板上以預(yù)定間隙形成黑矩陣；在黑矩陣之間形成濾色片；在濾色片上形成公共電極；在公共電極上形成具有凹形的涂覆層；以及在第一基板和第二基板之間形成液晶層。
文檔編號G02F1/1362GK101105595SQ20071012600
公開日2008年1月16日 申請日期2007年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月30日
發(fā)明者崔相好, 李種會 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社