CN100410746C - 液晶驱动电极构造 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液晶驱动电极构造及使用该液晶驱动电极的液晶显示装置。液晶驱动电极主要包含基板、反射电极层及光穿透电极层。基板上分布有多个呈矩阵排列的像素结构，像素结构包含相邻的光反射区域及光穿透区域。反射电极层覆盖于光反射区域，而光穿透电极层则覆盖于光穿透区域。反射电极层具有外边界、穿透区域边界及有效边缘带。穿透区域边界与外边界共同形成反射电极层的封闭边界。有效边缘带位于反射电极层的上表面，并与外边界邻接。光穿透电极层与反射电极层的穿透区域边界电连接，并延伸部分或全部覆盖反射电极层的有效边缘带。
Description
技术领域
本发明关于一种液晶驱动电极构造，以及使用此液晶驱动电极构造的液晶显示装置。
背景技术
近年来液晶显示装置已渐渐成为各类显示装置的主流。例如家用的液晶电视、个人计算机及膝上型计算机的液晶监视器、移动电话及数码相机等，均为大量使用液晶显示装置的产品。
若以光源产生方式加以分类，目前液晶显示装置主要可分为穿透式液晶显示装置、反射式液晶显示装置以及半穿透半反射式液晶显示装置。其中半穿透半反射式液晶显示装置由于兼具穿透式及反射式液晶显示装置两者的优点，例如节省电力及在室内外均有不错的显示效果，故成为小尺寸面板的主流产品。
图1所示为已知的半穿透半反射式液晶显示装置的液晶驱动电极示意图。如图1所示，基板10上每一像素11均具有相邻的反射电极30及穿透电极50。反射电极30以反射外部光线的方式提供光源，而穿透电极50则利用背光提供光源。由于反射电极30与穿透电极50的材质属性不同，故需分别进行不同的工艺以形成于基板10上。然而反射电极30与穿透电极50的工艺顺序有先后，不论何者为先，先形成的电极势必会在之后进行的电极形成工艺中遭到一定程度的损伤。
例如先在基板10上形成反射电极30，之后再以沉积及显影方式形成穿透电极50。在此状况下先形成的反射电极30势必在后续工艺中浸泡显影剂、去光阻剂等化学药水多次。若再加上后续清洗及修整等工作，势必造成对反射电极30结构上的破坏。若反向先形成穿透电极50，亦会产生类似情况。
结构上遭到损伤的电极经常因附着度下降，而由边缘及角落处翘起，甚至产生劈裂。因此此类电极往往会产生产品良率下降及耐用度不足的问题。
发明内容
本发明的主要目的在提供一种液晶驱动电极构造，以减少反射电极层的翘起或劈裂状况。
本发明的另一目的在提供一种液晶驱动电极构造，具有较好的耐用度及产品良率。
本发明的另一目的在提供一种液晶驱动电极构造，具有较好的反射率。
本发明的另一目的在提供一种液晶显示装置，其液晶驱动电极构造具有较高的产品良率。
本发明的液晶显示装置主要包含液晶驱动电极、偏压电极及液晶层。液晶驱动电极与偏压电极采对向设置，且相互平行。液晶层设置于液晶驱动电极与偏压电极之间。液晶层主要由封装于液晶驱动电极与偏压电极间的液晶分子所构成。液晶分子的配向行为可由偏压电极及液晶驱动电极间电场的改变而加以控制。
液晶驱动电极主要包含基板、反射电极层及光穿透电极层。基板上分布有多个呈矩阵排列的像素结构。每一像素结构均具有相邻的光反射区域及光穿透区域。反射电极层覆盖于基板的光反射区域上，而光穿透电极层则覆盖于基板的光穿透区域。在优选实施例中，光反射区域内形成有有源开关组件，反射电极层至少部分覆盖此有源开关组件。此外，反射电极层的上表面可形成有光学反射花纹，以提供优选的光反射效果。
反射电极层具有外边界、穿透区域边界及有效边缘带。穿透区域边界为反射电极层邻接光穿透区域的边界。外边界则为除了穿透区域边界外的其它边界。穿透区域边界与外边界共同形成反射电极层的封闭边界。有效边缘带位于反射电极层的上表面，并与外边界邻接。此处所言的有效边缘带指当此一范围的全部或部分反射电极层受到垂直基板方向位移的限制时，外边界于垂直基板方向上位移即因力学的结构而同时受到限制。
光穿透电极层与反射电极层的穿透区域边界电连接，并延伸部分或全部覆盖反射电极层的有效边缘带。由于被光穿透电极层覆盖的部分反射电极层可避免曝露于后续工艺中，进而减少受到损伤的机会，因此此部分的反射电极层的结构及与基板的附着力均优选。换言的，此部分反射电极层在垂直基板方向位移会受到较强的限制，进而使外边界于垂直基板方向上位移因力学的结构而同时受到限制。此外，光穿透电极层亦具直接限制有效边缘带区域反射电极层于垂直基板方向上位移的功能。因此在工艺繁复的情况下，亦可因其上光穿透电极层的覆盖，使反射电极层的外边界不至翘起或劈裂。
附图说明
图1为已知半穿透半反射的液晶驱动电极；
图2为本发明液晶显示装置实施例的组件爆炸图；
图3为本发明液晶驱动电极构造的实施例剖面图；
图4为基板的实施例俯视图；
图5为本发明液晶驱动电极构造的实施例俯视图；
图6为本发明液晶驱动电极构造的另一实施例剖面图；
图7为本发明液晶驱动电极构造的另一实施例剖面图；
图8a为本发明液晶驱动电极构造的另一实施例俯视图；
图8b为图8a所示实施例的剖面图；
图9a为本发明液晶驱动电极构造的另一实施例俯视图；
图9b为图9a所示实施例的剖面图；
图10a为本发明液晶驱动电极构造的另一实施例俯视图；
图10b为图10a所示实施例的剖面图；
图11a为本发明液晶驱动电极构造的另一实施例俯视图；
图11b为图11a所示实施例的剖面图。
【主要组件符号说明】
100液晶驱动电极 110基板
113有源开关组件 130像素结构
131光反射区域 133光穿透区域
150绝缘层 151电连接孔
200偏压电极 300液晶层
500反射电极层 501光学反射花纹
510外边界 530穿透区域边界
550有效边缘带 570下层
700光穿透电极层 710开口结构
具体实施方式
本发明提供一种液晶驱动电极构造，以及使用此液晶驱动电极构造的液晶显示装置。在优选实施例中，此处所言的液晶驱动电极为薄膜基板电极，且优选为所谓半穿透半反射的薄膜基板电极。然而在不同实施例中，液晶驱动电极亦可为其它型式基板电极。本发明的液晶显示装置包含应用于各式电子产品中的彩色及单色液晶显示装置。此处所言的电子产品装置包含家用的液晶电视、个人计算机及膝上型计算机的液晶监视器、移动电话及数码相机等。
图2所示为本发明液晶显示装置的实施例。液晶显示装置主要包含液晶驱动电极100、偏压电极200及液晶层300。如图2所示，液晶驱动电极100与偏压电极200采用对向设置，且相互平行。液晶层300设置于液晶驱动电极100与偏压电极200之间。在此优选实施例中，偏压电极200包含透明电极，并提供稳定的偏压。偏压电极200优选由铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)所形成。然而在不同实施例中，偏压电极200亦可由铟锌氧化物(IndiumZinc Oxide，IZO)或其它透明导电材质所形成。液晶层300主要由封装于液晶驱动电极100与偏压电极200间的液晶分子所构成。液晶分子的配向行为可由偏压电极200及液晶驱动电极100间电场的改变而加以控制。
如图3所示，液晶驱动电极100主要包含基板110、反射电极层500及光穿透电极层700。基板110优选为玻璃基板，然而亦可为透明薄膜或其它具光穿透性的材料。在此实施例中，基板110上形成了有源开关组件113。有源开关组件113优选包含薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)组件。此处所言的薄膜晶体管可为低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS TFT)、a-Si薄膜晶体管或其它类型的薄膜晶体管。
在如图4所示的实施例中，基板110上分布有多个呈矩阵排列的像素结构130。每一像素结构130均具有相邻的光反射区域131及光穿透区域133。在此优选实施例中，有源开关组件113形成于光反射区域131内。然而在不同实施例中，有源开关组件113亦可形成于光反射区域131及光穿透区域133的外。此外，在不同实施例中，基板110上的像素结构亦可以无源信号方式驱动。
如图3所示，基板110优选更包含绝缘层150。绝缘层150优选覆盖于基板110的表面，包含光反射区域131及光穿透区域133。然在此实施例中，绝缘层150于有源开关组件113的上方形成电连接孔151。绝缘层150优选由丙烯树脂或其它有机材料所形成。
如图3及图5所示，反射电极层500覆盖于基板110的光反射区域131上。在此优选实施例中，反射电极层500穿过电连接孔151与有源开关组件113电连接。然而在不同实施例中，亦可于电连接孔151中形成电连接件或以其它方式电性连接反射电极层500与有源开关组件113。此外在此优选实施例中，反射电极层500大体完全覆盖有源开关组件113。然而在不同实施例中，反射电极层500可部分覆盖或不覆盖有源开关组件113。
在如图3所示的实施例中，反射电极层500的上表面形成有光学反射花纹501，以提供优选的光反射效果。在此优选实施例中，光学反射花纹501由具有波浪形剖面的几何元素所组成。然而在不同实施例中，光学反射花纹501亦可由具有锯齿剖面的几何元素所组成。此外，光学反射花纹501可以沉积、蚀刻及其它方式形成于反射电极层500上。
如图5所示，反射电极层500具有外边界510、穿透区域边界530及有效边缘带550。穿透区域边界530为反射电极层500邻接光穿透区域133的边界。外边界510则为除穿透区域边界530外，反射电极层550邻接暗区(Black Matrix Area)的边界。换言之，穿透区域边界530与外边界510共同形成反射电极层500的封闭边界。
有效边缘带550位于反射电极层500的上表面，并与外边界510邻接；亦即位于外边界510的内侧，并沿外边界510延伸。在如图5所示的实施例中，有效边缘带550即沿外边界510延伸形成ㄇ字形的带状区域。然而在不同实施例中，有效边缘带550的形状可能依材料及结构的不同而改变。此处所言的有效边缘带550指当此一范围的全部或部分反射电极层550受到垂直基板110方向位移的限制时，外边界510于垂直基板110方向上位移即因力学的结构而同时受到限制。在优选实施例中，有效边缘带550的宽度介于1微米至10微米之间。
在优选实施例中，反射电极层500的厚度在200埃()以上。反射电极层500优选包含铝(Al)电极层。然而在不同实施例中，反射电极层500亦可包含铝-钕(Al-Nd)合金、银(Ag)或其它具导电性及光反射能力的材质。在如图6所示的实施例中，反射电极层500亦可由数层金属所叠加而成，例如下层570可以钼(Mo)电极层与绝缘层150连接，再于钼电极层上形成铝或其它金属电极层。然在此种状况下，钼电极层的厚度在50埃(
)以上。此外，反射电极层500可以沉积、蒸镀、溅镀或其它工艺形成于基板110上。
如图3及图5所示，光穿透电极层700覆盖于基板110的光穿透区域133。光穿透电极层700并与反射电极层500的穿透区域边界530电连接，进一步与有源开关组件113信号连通。在如图3所示的实施例中，光穿透电极层700延伸并覆盖于反射电极层500的穿透区域边界530的上方。因此光穿透电极层700与反射电极层500具有较大的接触面积，进而减低导电时的阻抗。然而在不同实施例中，光穿透电极层700亦可仅与穿透区域边界530抵触，如图7所示。此种设计亦可达到电连接及信号传导的功效。
如图5所示，光穿透电极层700延伸覆盖反射电极层500的有效边缘带550。在此优选实施例中，光穿透电极层700完全覆盖有效边缘带550，并形成封闭的环状构造。此封闭的环状构造将反射电极层500上的光学反射花纹501曝露在光穿透电极层700的外，因此可得到优选的反射效果。然而在不同实施例中，光穿透电极层700亦可部分覆盖有效边缘带550，或形成断续的延伸构造。
由于被光穿透电极层700覆盖的部分反射电极层500可避免曝露于后续工艺中，进而减少受到损伤的机会，因此，此部分的反射电极层500的结构及与基板110的附着力均优选。换言之，此部分反射电极层550在垂直基板110方向位移会受到较强的限制，进而使外边界510于垂直基板110方向上位移因力学的结构而同时受到限制。因此在工艺繁复的情况下，即便反射电极层500多次浸泡药水或进行其它程序，亦可因其上光穿透电极层700的覆盖，使反射电极层500的外边界510不至翘起或劈裂。
此外，由于光穿透电极层700延伸并覆盖部分或全部有效边缘带550的反射电极层500，因此光穿透电极层700亦具直接限制有效边缘带550区域反射电极层500于垂直基板110方向上位移的功能。由于力学结构的限制，光穿透电极层700进一步间接或直接限制了反射电极层500外边界510于垂直基板110方向上的位移。因此在工艺繁复的情况下，亦可因其上光穿透电极层700的覆盖，使反射电极层500的外边界510不至翘起或劈裂。
光穿透电极层700优选由铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)所形成。然而在不同实施例中，光穿透电极层700亦可由铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide，IZO)或其它透明导电材质所形成。在优选实施例中，光穿透电极层700的厚度介于200埃(
)至1000埃(
)之间。
图8a及图8b所示为本发明的另一实施例。在此实施例中，光穿透电极层700完全覆盖反射电极层500的外边界510。此外，光穿透电极层700除覆盖有效边缘带550外，同时部分覆盖有效边缘带550以内的反射电极层500。部分覆盖的范围及形状可依不同的需求加以变化。然而在不同实施例中，光穿透电极层700亦可完全覆盖或完全曝露有效边缘带550以内的反射电极层500。
图9a及图9b所示为本发明另一实施例。在此实施例中，光穿透电极层700的边缘在反射电极层500外边界510之内。亦即有效边缘带550最靠近外边界510的区域曝露于光穿透电极层700外。在此实施例中，光穿透电极层700的边缘与反射电极层500外边界510间的距离优选在3微米以下。
图10a及图10b所示为本发明另一实施例。在此实施例中，光穿透电极层700伸出反射电极层500的外边界510外。在此实施例中，光穿透电极层700的伸出部分可提供反射电极层500更多的保护，使外边界510减少翘起或劈裂的机会。
在形成反射电极层500及光穿透电极层700工艺中，可先形成反射电极层500，再形成光穿透电极层700全面覆盖反射电极层500，之后，于光反射区域131内，将位于有效边缘带550的外的光穿透电极层700部份或全面移除，若为部分移除位于有效边缘带550的外的光穿透电极层700，为了避免减少开口率，可将位于反射电极层500上的光穿透电极层700设计为具有多个开口结构710以暴露出部分反射电极层500，该开口结构710可为圆形、椭圆形、矩形或是不规则形。在如图11a及图11b所示的实施例中，光穿透电极层700即具有多个矩形开口结构710。反射电极层500即藉由此矩形开口结构710暴露。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及等同设置均包含于本发明的范围内。
Claims (13)
1. 一种液晶驱动电极构造，包含：
基板，具有光反射区域及光穿透区域；
反射电极层，该反射电极层由金属材料制成，覆盖该基板的该光反射区域，其中该反射电极层具有外边界、穿透区域边界及有效边缘带，其中该外边界及该穿透区域边界共同形成该反射电极层的封闭边界，该有效边缘带位于该反射电极层的上表面，并与该外边界邻接；以及
光穿透电极层，覆盖该基板的该光穿透区域，并电连接该穿透区域边界；其中该光穿透电极层延伸覆盖该反射电极层的该有效边缘带。
2. 如权利要求1的液晶驱动电极构造，其中该光穿透电极层完全覆盖该有效边缘带。
3. 如权利要求1的液晶驱动电极构造，其中该光穿透电极层部分覆盖该有效边缘带。
4. 如权利要求3的液晶驱动电极构造，其中该光穿透电极层的边缘与该反射电极层的该外边界的距离在3微米以下。
5. 如权利要求1的液晶驱动电极构造，其中该光穿透电极层覆盖该反射电极层的该外边界。
6. 如权利要求1的液晶驱动电极构造，其中该光穿透电极层伸出该反射电极层的该外边界外。
7. 如权利要求1的液晶驱动电极构造，其中该光穿透电极层延伸并覆盖于该反射电极层的该穿透区域边界上。
8. 如权利要求1的液晶驱动电极构造，其中该反射电极层的厚度在200埃以上。
9. 如权利要求1的液晶驱动电极构造，其中该光穿透电极层的厚度介于200埃至1000埃之间。
10. 如权利要求1的液晶驱动电极构造，其中该有效边缘带的宽度约为1微米至10微米。
11. 如权利要求1的液晶驱动电极构造，其中该光穿透电极层部分覆盖位于该光反射区域内且位于该有效边缘带以内的该反射电极层。
12. 如权利要求11的液晶驱动电极构造，其中该光穿透电极层具有复数开口结构以暴露出部分该反射电极层。
13. 如权利要求12的液晶驱动电极构造，其中该些复数开口结构的形状为圆形、椭圆形、矩形或是不规则形。
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