專利名稱：半透射半反射式液晶顯示裝置及其上基板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平板顯示技術(shù)，特別涉及一種半透射半反射式液晶顯示裝置及其上基 板的制造方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display，LCD)，具有低壓、微功耗、顯示信息量 大、易于彩色化等優(yōu)點，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于電子計算機、電子記事本、移動電話、攝像機、高清 電視機等電子設(shè)備的顯示裝置。與陰極射線管或等離子體顯示裝置不同，其自身并不發(fā)光， 而是通過調(diào)制外界光達到顯示目的，即依靠對外界光的不同反射和透射形成不同對比度達 到顯示目的。液晶顯示器裝置最基本的結(jié)構(gòu)是在一對基板中間夾置液晶層，通過上下兩基板施 加在液晶層上的電場控制液晶層的分子取向，進而達到調(diào)制通過液晶層的光強的目的。根據(jù)所用光源的不同，液晶顯示裝置有透射和反射兩種模式。透射式液晶顯示裝 置利用自帶的背光源所發(fā)出的光線，可以在暗的環(huán)境下顯示明亮的圖像。然而，由于背光源 需處于常開狀態(tài)，其功耗通常很高，而且當(dāng)顯示裝置在陽光足夠強的戶外使用時，顯示裝置 上的圖像會被沖刷，導(dǎo)致圖像不能清晰顯示。與之相比，反射式液晶顯示裝置通過反射外界 光源并對其進行調(diào)制而顯示圖像，極大地降低了功耗，其缺點是環(huán)境光源必須足夠強。半透 射半反射式液晶顯示裝置綜合了以上兩種顯示模式的優(yōu)點，在戶外可讀性及降低功耗方面 均有著極大的優(yōu)勢，其應(yīng)用也越來越廣泛。然而，與透射式和反射式液晶顯示裝置相比，半 透射半反射液晶顯示裝置的制作工藝更加復(fù)雜。為改善顯示特性，半透射半反射顯示裝置對色阻通常有兩種處理方式。一種是對 應(yīng)于反射區(qū)域在色阻開孔。圖1顯示了采用這種方式的半透射半反射式液晶顯示裝置的 上基板的平面圖。圖1中，上襯底上形成有多個色阻，所述多個色阻包括紅色阻102R、綠色 阻102G以及藍色阻102B。在紅色阻102R、綠色阻102G以及藍色阻102B上對應(yīng)于反射區(qū) 域分別形成有開孔103R、103G以及1(X3B。在色阻上對應(yīng)于像素之間的區(qū)域(即下襯底上 的數(shù)據(jù)線與掃描線)形成有黑矩陣(black matrix) 101。圖2為圖1中沿A_A’線的截面 圖。在上基板的制作過程中，首先在上襯底104上沉積一層黑矩陣層，隨后通過光刻和刻蝕 工藝在上襯底104上形成如圖2所示的黑矩陣101，然后依次在所述襯底104上沒有黑矩 陣101的區(qū)域處形成紅色阻102R、綠色阻102G以及藍色阻102B，接看在所述紅色阻102R、 綠色阻102G以及藍色阻102B上分別形成開孔103R、103G以及103B，然后再在所述紅色阻 102R、綠色阻102G、藍色阻102B和黑矩陣101上方沉積一層透明平坦層105，最后在所述透 明平坦層105上方形成一層公共電極層106。另一種是反射區(qū)域與透射區(qū)域采用不同厚度 或者顏色的色阻。然而，無論何種方式，結(jié)構(gòu)和工藝都較為復(fù)雜，并增加了色阻的成本。如 何通過相對簡單的結(jié)構(gòu)和工藝實現(xiàn)半透射半反射液晶顯示裝置已成為一個重要的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單的半透射半反射式液晶顯示裝置。本發(fā)明的又一目的還在于提供一種工藝簡單的半透射半反射式液晶顯示裝置的 上基板的制造方法。本發(fā)明提供的一種半透射半反射式液晶顯示裝置，包括上基板、下基板以及形成 于所述上基板與所述下基板之間的液晶層，所述上基板包括上襯底和公共電極，在所述上 襯底和所述公共電極之間形成有多個色阻，并且所述下基板包括下襯底，在所述下襯底上 形成有柵極線、數(shù)據(jù)線以及薄膜晶體管，其中所述柵極線和所述數(shù)據(jù)線交叉定義出多個像 素，所述多個像素中的每一個像素包括反射區(qū)域和透射區(qū)域，所述反射區(qū)域包括色阻內(nèi)反 射區(qū)域和色阻外反射區(qū)域，所述多個色阻中的一個色阻與所述色阻內(nèi)反射區(qū)域和所述透射 區(qū)域的位置相對應(yīng)，其中，在所述多個色阻之間，并對應(yīng)于所述下基板的所述柵極線、所述 數(shù)據(jù)線以及所述色阻外反射區(qū)域的位置，形成有透明平坦層?？蛇x的，所述反射區(qū)域形成有像素電極和形成于所述像素電極上的反射金屬層， 所述反射金屬層露出所述像素電極的邊緣區(qū)域。可選的，所述柵極線和所述數(shù)據(jù)線的反射率低于所述反射金屬層?？蛇x的，所述反射金屬層的材料為鋁或銀，所述數(shù)據(jù)線和所述柵極線臨近上基板 的表面的材料均為Mo?？蛇x的，所述透明平坦層材料為各向同性的有機材料?？蛇x的，所述多個色阻包括第一色阻、第二色阻以及第三色阻。可選的，所述第一色阻為紅色阻，所述第二色阻為綠色阻，所述第三色阻為藍色阻?？蛇x的，所述綠色阻、所述紅色阻以及所述藍色阻的寬度依次減小?？蛇x的，所述反射區(qū)域在所述下襯底上對應(yīng)于所述反射金屬層與所述數(shù)據(jù)線之間 的水平間隔區(qū)域形成有遮擋層?？蛇x的，所述反射金屬層的材料為鋁或銀，所述遮擋層臨近上基板的表面的材料 為 Mo。。可選的，所述反射區(qū)域還包括形成于所述像素電極和所述下襯底之間的有機膜層?？蛇x的，所述有機膜層在上表面具有凸起的形狀。本發(fā)明還提供了所述半透射半反射式液晶顯示裝置的上基板的制造方法，包括 步驟1，提供上襯底；步驟2，在上襯底上依次形成多個色阻；步驟3，在完成步驟2的上襯底 上形成透明平坦層；步驟4，在所述透明平坦層上形成公共電極。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的半透射半反射式液晶顯示裝置，通過在所述多個 色阻之間，并對應(yīng)于所述下基板的所述柵極線、所述數(shù)據(jù)線以及所述色阻外反射區(qū)域的位 置，形成有透明平坦層。所述透明平坦層代替對應(yīng)于數(shù)據(jù)線和掃描線的黑矩陣以及對應(yīng)于 反射區(qū)域的開孔，簡化了結(jié)構(gòu)，降低了成本。另外，通過使反射區(qū)域的反射金屬層露出所述 反射區(qū)域的像素電極的邊緣區(qū)域，并在反射金屬層與數(shù)據(jù)線之間的水平間隔區(qū)域形成遮擋 層以擋住從背光源發(fā)出的背光，雖然沒有制作黑矩陣，當(dāng)外界入射光線透過透明平坦層照 射到數(shù)據(jù)線或者遮擋層上時，由于數(shù)據(jù)線或者遮擋層的反射率大大低于反射金屬層，外界 入射光被反射后出射的反射光的光強大大下降，且外界入射光在數(shù)據(jù)線或者遮擋層上的反射為鏡面反射，在直視角方向上的出射光線極少，因此不僅沒有影響顯示效果，而且降低了 由邊緣電場效應(yīng)導(dǎo)致的暗態(tài)漏光現(xiàn)象。此外，由于本發(fā)明的半透射半反射式液晶顯示裝置 的上基板的制造方法中在所述多個色阻上直接形成透明平坦層和公共電極，而不需要形成 現(xiàn)有技術(shù)所述的黑矩陣，因而工藝更加簡單，降低了制造成本。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的半透射半反射式液晶顯示裝置的上基板的平面圖；圖2為圖1中沿A-A’線的截面圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的半透射半反射式液晶顯示裝置的上基板的平面圖；圖4為圖3中沿B-B，線的截面圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的采用圖3所示的上基板的半透射半反射式液晶顯示裝置的結(jié) 構(gòu)示意圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明的半透射半反射式液晶顯示裝置的一個像素的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖6中沿C-C’線的截面圖；圖8為圖6中沿D-D，線的截面圖；圖9為外界入射光入射到反射金屬層的示意圖；圖10為外界入射光入射到數(shù)據(jù)線的示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、特征更明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作 進一步的說明。在背景技術(shù)中已經(jīng)提及，現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)半透射半反射液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)和工藝 都較為復(fù)雜，成本較高。本發(fā)明的核心思想在于，通過用透明平坦層代替對應(yīng)于數(shù)據(jù)線和掃描線的黑矩陣 以及對應(yīng)于反射區(qū)域的開孔，從而簡化結(jié)構(gòu)和工藝，降低成本。圖3為根據(jù)本發(fā)明的半透射半反射式液晶顯示裝置的上基板的平面圖。所述上基 板包括上襯底和公共電極，在所述上襯底和所述公共電極之間形成有多個色阻，所述多個 色阻之間形成有透明平坦層201。在本實施例中，所述多個色阻包括第一色阻、第二色阻以 及第三色阻。其中，所述第一色阻為紅色阻202R，所述第二色阻為綠色阻202G，所述第三色 阻為藍色阻202B。所述綠色阻202G、所述紅色阻202R以及所述藍色阻202B的寬度依次減 小。優(yōu)選的，所述透明平坦層201材料為各向同性的有機材料。圖4為圖3中沿B-B，線的截面圖。下面結(jié)合圖4描述如圖3所示的上基板的制 造方法，包括首先，提供上襯底501 ；接著，在上襯底501上依次形成紅色阻202R、綠色阻 202G以及藍色阻202B ；然后，在形成有紅色阻202R、綠色阻202G以及藍色阻202B的上襯 底501上形成透明平坦層201 ；最后，在所述透明平坦層201上形成公共電極502。具體的，在上襯底501上依次形成紅色阻202R、綠色阻202G以及藍色阻202B的步 驟包括首先涂布紅色阻層，通過曝光和顯影形成紅色阻202R ；接下來，涂布綠色阻層，通 過曝光和顯影形成綠色阻202G ；然后涂布藍色阻層，通過曝光和顯影形成藍色阻202B。圖5為根據(jù)本發(fā)明的采用圖3所示的上基板的半透射半反射式液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。半透射半反射式液晶顯示裝置包括上基板、下基板以及形成于所述上基板與所 述下基板之間的液晶層。所述下基板包括下襯底。請同時參閱圖3和圖5，在所述下襯底上 形成有柵極線305、數(shù)據(jù)線304以及薄膜晶體管(未圖示)。其中，所述柵極線305和所述數(shù) 據(jù)線304交叉形成多個像素。所述多個像素包括紅色像素、綠色像素以及藍色像素。所述 紅色像素包括紅色反射區(qū)域和紅色透射區(qū)域302R，所述紅色反射區(qū)域包括紅色阻內(nèi)反射區(qū) 域301R和紅色阻外反射區(qū)域303R。其中，所述紅色阻202R與所述紅色阻內(nèi)反射區(qū)域301R 和所述紅色透射區(qū)域302R的位置相對應(yīng)。所述綠色像素包括綠色反射區(qū)域和綠色透射區(qū) 域302G，所述綠色反射區(qū)域包括綠色阻內(nèi)反射區(qū)域301G和綠色阻外反射區(qū)域303G。其中， 所述綠色阻202G與所述綠色阻內(nèi)反射區(qū)域301G和所述綠色透射區(qū)域302G的位置相對應(yīng)。 所述藍色像素包括藍色反射區(qū)域和藍色透射區(qū)域302B，所述藍色反射區(qū)域包括藍色阻內(nèi)反 射區(qū)域301B和藍色阻外反射區(qū)域30;3B。其中，所述藍色阻202B與所述藍色阻內(nèi)反射區(qū)域 301B和藍色透射區(qū)域302B的位置相對應(yīng)。所述紅色阻外反射區(qū)域303R、所述綠色阻外反 射區(qū)域303G、所述藍色阻外反射區(qū)域30;3B、所述柵極線305以及所述數(shù)據(jù)線304對應(yīng)于所 述透明平坦層201的位置。圖6為根據(jù)本發(fā)明的半透射半反射式液晶顯示裝置的一個像素的結(jié)構(gòu)示意圖。該 像素由所述柵極線305和所述數(shù)據(jù)線304交叉形成。該像素包括所述綠色阻內(nèi)反射區(qū)域 301G、所述綠色阻外反射區(qū)域303G以及所述綠色透射區(qū)域302G。圖7為圖6中沿C-C，線 的截面圖。液晶層504形成于上襯底501與下襯底403之間。在所述上襯底501上形成有 綠色阻202G以及形成于所述綠色阻202G上的公共電極502。在所述下襯底403上形成有 覆蓋所述綠色阻內(nèi)反射區(qū)域301G和所述綠色透射區(qū)域302G的像素電極405。所述綠色阻 內(nèi)反射區(qū)域3(UG在所述像素電極405上形成有反射金屬層406以反射環(huán)境光。所述綠色阻 內(nèi)反射區(qū)域301G還具有形成于所述像素電極405和所述下襯底403之間的有機膜層404。 通過調(diào)整所述有機膜層404的厚度可以調(diào)整所述綠色阻內(nèi)反射區(qū)域301G的高度，使得所述 綠色阻內(nèi)反射區(qū)域301G的液晶層厚度為所述綠色透射區(qū)域302G的液晶層厚度的一半，進 而形成雙盒厚結(jié)構(gòu)。所述有機膜層404在上表面具有凸起的形狀以實現(xiàn)外界入射光的散射 效應(yīng)。圖8為圖6中沿D-D，線的截面圖。圖8顯示了該像素反射區(qū)域的剖面圖。在所 述上襯底501上形成有所述綠色阻202G和所述透明平坦層201，而所述公共電極502形成 于所述綠色阻202G和所述透明平坦層201的靠近所述液晶層504的一側(cè)。在所述下襯底 403上形成有所述像素電極405以及位于所述像素電極405上的所述反射金屬層406。在現(xiàn) 有技術(shù)中，在像素反射區(qū)域，所述反射金屬層406與所述像素電極405的邊緣區(qū)域是接近重 合的，然而，由于邊緣電場效應(yīng)，所述像素電極405的邊緣區(qū)域的電場與遠離該邊緣區(qū)域的 電場有很大不同，導(dǎo)致所述液晶層504中的液晶分子的取向發(fā)生彎曲，通過該邊緣區(qū)域的 反射光線就會產(chǎn)生暗態(tài)漏光現(xiàn)象。而在本發(fā)明中，從圖8可以看到，所述反射金屬層406露 出所述像素電極405的邊緣區(qū)域，從而避免了該邊緣區(qū)域的液晶分子的取向發(fā)生彎曲。同 時，為了遮擋從背光源所發(fā)出的背光(未圖示)，在所述下襯底403上對應(yīng)于所述反射金屬 層406與所述數(shù)據(jù)線304之間的水平間隔區(qū)域形成有遮擋層503。在本發(fā)明中，所述反射金 屬層的材料為鋁或銀，所述數(shù)據(jù)線、所述柵極線以及所述遮擋層的臨近上基板的表面的材 料均為Mo，因此本發(fā)明的所述數(shù)據(jù)線、所述柵極線以及所述遮擋層的反射率大大低于所述反射金屬層。由于本發(fā)明不需要制作如現(xiàn)有技術(shù)所述的黑矩陣，因此外界入射光線將透過 所述透明平坦層201直接照射到所述數(shù)據(jù)線304或者所述遮擋層503上。請同時參閱并對 比圖9和圖10，圖9為外界入射光入射到反射金屬層的示意圖，而圖10為外界入射光入射 到數(shù)據(jù)線的示意圖。在圖9中，當(dāng)外界入射光10入射到反射金屬層20時，由于所述反射金 屬層20的表面具有凸起的形狀，所述外界入射光在該表面上產(chǎn)生散射效應(yīng)，反射光Rr從各 個方向出射。而在圖10中，當(dāng)外界入射光10入射到數(shù)據(jù)線30時，由于所述數(shù)據(jù)線30的反 射率大大低于所述反射金屬層20，所述外界入射光10被反射后出射的反射光Rr的光強大 大下降，而且，由于所述外界入射光10在數(shù)據(jù)線30上的反射為鏡面反射，即在直視角方向 (垂直于上襯底的方向)上出射光線極少，因此即使沒有制作黑矩陣也不會影響顯示效果。 類似的，當(dāng)外界入射光入射到遮擋層時，由于遮擋層的反射率也大大低于反射金屬層，且在 遮擋層上的反射也為鏡面反射，出射的反射光的光強也大大下降且在直視角方向出射光線 極少，因此降低了暗態(tài)漏光現(xiàn)象。綜上所述，本發(fā)明提供的半透射半反射式液晶顯示裝置及其上基板的制造方法， 通過在所述多個色阻之間，并對應(yīng)于所述下基板的所述柵極線、所述數(shù)據(jù)線以及所述色阻 外反射區(qū)域的位置，形成有透明平坦層。所述透明平坦層代替對應(yīng)于數(shù)據(jù)線和掃描線的黑 矩陣以及對應(yīng)于反射區(qū)域的開孔，簡化了結(jié)構(gòu)，降低了成本。另外，通過使反射區(qū)域的反射 金屬層露出所述反射區(qū)域的像素電極的邊緣區(qū)域，并在反射金屬層與數(shù)據(jù)線之間的水平間 隔區(qū)域形成有遮擋層以擋住從背光源發(fā)出的背光，雖然沒有制作黑矩陣，當(dāng)外界入射光線 透過透明平坦層照射到數(shù)據(jù)線或者遮擋層上時，由于數(shù)據(jù)線或者遮擋層的反射率大大低于 反射金屬層，外界入射光被反射后出射的反射光的光強大大下降，且外界入射光在數(shù)據(jù)線 或者遮擋層上的反射為鏡面反射，在直視角方向上的出射光線極少，因此不僅沒有影響顯 示效果，而且降低了由邊緣電場效應(yīng)導(dǎo)致的暗態(tài)漏光現(xiàn)象。此外，由于本發(fā)明的半透射半反 射式液晶顯示裝置的上基板的制造方法中在所述多個色阻上直接形成透明平坦層和公共 電極，而不需要形成現(xiàn)有技術(shù)所述的黑矩陣，因而工藝更加簡單，降低了制造成本。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半透射半反射式液晶顯示裝置，包括上基板、下基板以及形成于所述上基板與 所述下基板之間的液晶層，所述上基板包括上襯底和公共電極，在所述上襯底和所述公共電極之間形成有多個色阻，所述下基板包括下襯底，在所述下襯底上形成有柵極線、數(shù)據(jù)線以及薄膜晶體管，其中 所述柵極線和所述數(shù)據(jù)線交叉定義出多個像素，所述多個像素中的每一像素包括反射區(qū)域 和透射區(qū)域，所述反射區(qū)域包括色阻內(nèi)反射區(qū)域和色阻外反射區(qū)域，所述多個色阻中的一 個色阻與所述色阻內(nèi)反射區(qū)域和所述透射區(qū)域的位置相對應(yīng)，其特征在于，在所述多個色阻之間，并對應(yīng)于所述下基板的所述柵極線、所述數(shù)據(jù)線以及所述色阻 外反射區(qū)域的位置，形成有透明平坦層。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述反射區(qū)域形成有像素電極和 形成于所述像素電極上的反射金屬層，所述反射金屬層露出所述像素電極的邊緣區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述柵極線和所述數(shù)據(jù)線的反射 率低于所述反射金屬層。
4.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述反射金屬層的材料為鋁或銀， 所述數(shù)據(jù)線和所述柵極線臨近上基板的表面的材料均為Mo。
5.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述透明平坦層材料為各向同性 的有機材料。
6.如權(quán)利要求1 5中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述多個色阻包括第 一色阻、第二色阻以及第三色阻。
7.如權(quán)利要求6中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述第一色阻為紅色阻， 所述第二色阻為綠色阻，所述第三色阻為藍色阻。
8.如權(quán)利要求7所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述綠色阻、所述紅色阻以及所述 藍色阻的寬度依次減小。
9.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述反射區(qū)域在所述下襯底上對 應(yīng)于所述反射金屬層與所述數(shù)據(jù)線之間的水平間隔區(qū)域形成有遮擋層。
10.如權(quán)利要求9所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述反射金屬層的材料為鋁或 銀，所述遮擋層臨近上基板的表面的材料為Mo。。
11.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述反射區(qū)域還包括形成于所述 像素電極和所述下襯底之間的有機膜層。
12.如權(quán)利要求11所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述有機膜層在上表面具有凸 起的形狀。
13.—種如權(quán)利要求1所述的半透射半反射式液晶顯示裝置的上基板的制造方法，其 特征在于，包括步驟1，提供上襯底；步驟2，在上襯底上依次形成多個色阻；步驟3，在完成步驟2的上襯底上形成透明平坦層；步驟4，在所述透明平坦層上形成公共電極。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半透射半反射式液晶顯示裝置，包括上基板、下基板以及形成于所述上基板與所述下基板之間的液晶層，所述上基板包括上襯底和公共電極，在所述上襯底和所述公共電極之間形成有多個色阻，通過在所述多個色阻之間，并對應(yīng)于所述下基板的柵極線、數(shù)據(jù)線以及色阻外反射區(qū)域的位置，形成有透明平坦層。所述透明平坦層代替了現(xiàn)有技術(shù)中對應(yīng)于數(shù)據(jù)線和掃描線的黑矩陣以及對應(yīng)于反射區(qū)域的開孔，簡化了結(jié)構(gòu)，降低了成本。此外，本發(fā)明還公開一種半透射半反射式液晶顯示裝置的上基板的制造方法，在該制造方法中在所述多個色阻上直接形成透明平坦層和公共電極，由于不需要形成現(xiàn)有技術(shù)所述的黑矩陣，因而工藝更加簡單，降低了制造成本。
文檔編號G02F1/1362GK102043293SQ200910197129
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月13日
發(fā)明者凌志華, 劉保玲, 霍思濤 申請人:上海天馬微電子有限公司