CN100430808C - 透射反射型液晶显示器件及其制造方法 - Google Patents

透射反射型液晶显示器件及其制造方法 Download PDF

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Abstract

透射反射型液晶显示器件及其制造方法。一种透射反射型液晶显示器件包括：第一基板上的沿第一方向的选通线，该第一基板包括透射部分和反射部分；在选通线的上方沿与第一方向交叉的第二方向的数据线；覆盖选通线和数据线的有机层；与选通线和数据线相连接的开关器件；与开关器件相连接的像素电极，该像素电极包含透明导电材料；具有露出所述像素电极的开口部的反射层，该开口部与透射部分相对应，反射层的除所述开口部之外的部分与反射部分相对应，并且反射层包含反光材料，其中反射部分中的反射层遮住所述选通线、数据线和有机层，并且反射部分和透射部分限定了像素区；以及在具有像素区的第一基板和第二基板之间的液晶层。

Description

透射反射型液晶显示器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及液晶显示(LCD)器件，更具体地，涉及透射反射型LCD器件及其制造方法。
背景技术
通常，透射反射型液晶显示(LCD)器件既可用作透射型LCD器件，又可用作反射型LCD器件。因为透射反射型LCD器件可以将背光和环境光用作光源，所以更加通用。另外，透射反射型LCD器件还具有低功耗。
图1是根据现有技术的LCD器件的分解立体图。参照图1，LCD器件10包括具有黑底34的上基板30。LCD器件10的滤色器层32包括红、绿、蓝子滤色器32a、32b和32c。LCD器件10包括滤色器层32上的公共电极36、以及具有开关元件、薄膜晶体管(TFT)T和与TFT T相连接的透明电极24的下基板20。在上基板30和下基板20之间夹着液晶层45。由于在下基板20上形成有包括选通线21和数据线22的线阵列，所以将其称为阵列基板。选通线21和数据线22彼此交叉而形成矩阵。TFT T与一条选通线2 1和一条数据线22连接。TFT T形成在选通线21和数据线22的交叉点的附近。在像素区P中，透明电极24由诸如氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)的透明导电材料形成。反射电极26包含诸如铝(Al)的反光金属材料，并具有露出透明电极24的一部分的开口部(未示出)。该开口部限定了透射区A1，反射层26的除开口部之外的区域限定了反射区A2。透射区A1和反射区A2构成像素区P。由于上基板30上形成有滤色器层32，所以将其称为滤色器基板。
如上所述，可以将透射区A1和反射区A2制成各种形状。
图2是根据现有技术的透射反射型LCD器件的阵列基板的示意性平面图。
在图2中，第一基板50包括像素区P，该像素区P包括透射区A1和反射区A2。在第一基板50上沿第一方向形成选通线52，数据线66沿第二方向与选通线52交叉。反射层74位于反射区A2中，并具有与透射区A1相对应的开口部OP。作为透明电极的像素电极78通过开口部OP而露出。
在选通线52和数据线66的交叉点的附近形成有薄膜晶体管T，其包括栅极54、半导体层SL、源极62和漏极64。
公共线56沿第一方向形成，并与选通线52隔开。第一电容电极60从公共线56延伸出来，第二电容电极68从漏极64延伸出来，其中第一电容电极60、第二电容电极68和其间的绝缘层(未示出)构成了存储电容Cst。
顺便提及，各个像素区P的透射区A1和反射区A2被设置在相互平行的位置上。此外，按照像素区P对反射层74进行构图，使其与相邻的反射层74隔开。因此，由于两个反射层74之间的间隔而露出了数据线66，所以应该使用黑底等的遮光装置来盖住数据线66的暴露区域。
图3是根据现有技术的沿图2的III-III’的示意性截面图。
在图3中，第一基板50包括像素区P，在第一基板50上形成有从公共电极56(图2)延伸出来的第一公共线图案58a和第二公共线图案58b。在位于像素区P外围的非像素区(未示出)中的第一公共线图案58a和第二公共线图案58b上形成有数据线66。
在数据线66的上方形成了有机层70，以防止电干扰，并且在有机层70上形成有反射层74。
这里，反射层74覆盖有机层70的侧边部分SP，该侧边部分SP具有阶梯差且包括像素区P的一部分。按照像素区P单独地形成像素电极78或透明电极。
事实上，因为在透射区A1以及反射区A2中都形成了像素电极78，所以反射层74不作为电极。
透射反射型LCD器件的孔径区取决于透射区A1的尺寸。然而，根据现有技术的透射反射型LCD器件在扩大孔径区时存在限制，这是因为考虑到像素电极78和数据线66之间的信号干扰，像素电极78与相邻的数据线66之间具有预定的间隔。
形成上述的有机层70以使像素电极78和数据线66之间的电干扰最小，但是有机层70的侧边部分SP具有阶梯差。因此，由于像素电极78的与有机层70的侧边部分SP相对应的部分未正常对齐，所以在像素电极78的覆盖有机层70的侧边部分SP的部分中会发生漏光。
有机层70的主要作用是形成反射区A2比透射区A1的诸如1比2(1∶2)的单元间隙比，以获得相互一致的光学效果。
因此，对于透射反射型LCD器件，在单元间隙结构中需要有机层70的侧边部分SP的阶梯差。
从而，在第二基板90上形成的黑底92应该具有第一宽度W1，该第一宽度W1包括与侧边部分SP的宽度相对应的第二宽度W2以及与数据线的宽度相对应的第三宽度W3。结果，根据现有技术的透射反射型LCD器件具有这样的问题，由于在透射区A1和反射区A2之间具有单元间隙差的结构以及透射区A1和反射区A2之间的布置，使得孔径比的增大存在限制。
尽管上面未说明，但是第二基板90还包括黑底92上的滤色器层92和滤色器层上的公共电极(未示出)，并且在第一基板50和第二基板90之间夹有液晶层。
发明内容
因此，本发明致力于基本上克服了由于现有技术的局限性和缺陷导致的一个或多个问题的透射反射型LCD器件及其制造方法。
本发明的一个目的是提供一种具有高孔径比的透射反射型LCD器件。
本发明的另一目的是提供一种制造透射反射型LCD器件的方法，该方法具有针对透射反射型结构的处理以提供高孔径比。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明中进行阐述，一部分可以通过说明书而明了，或者可以通过本发明的实践而体验到。通过说明书、权利要求书和附图中具体指出的结构，可以实现并获得本发明的这些和其它优点。
为了实现这些和其它优点并根据本发明的目的，如在此所具体实现并广泛描述的，透射反射型液晶显示器件包括：在第一基板上的沿第一方向的选通线，该第一基板包括透射部分和反射部分；在选通线的上方沿与第一方向交叉的第二方向的数据线；覆盖选通线和数据线的有机层；与选通线和数据线相连接的开关器件；与开关器件相连接的像素电极，像素电极包含透明导电材料；具有使像素电极露出的开口部的反射层，该开口部与透射部分相对应，反射层的除开口部之外的部分与反射部分相对应，并且反射层包含反光材料，其中反射部分中的反射层遮住选通线、数据线和有机层，所述数据线形成在所述反射部分中，并且其中反射部分和透射部分限定了像素区；以及，在具有像素区的第一基板和第二基板之间的液晶层。
另一方面，制造透射反射型液晶显示器件的方法包括：在第一基板上沿第一方向形成选通线，第一基板包括透射部分和反射部分；在选通线的上方沿与第一方向交叉的第二方向形成数据线；形成覆盖选通线和数据线的有机层；形成与选通线和数据线相连接的开关器件；形成与开关器件相连接的像素电极，像素电极包含透明导电材料；形成具有使像素电极露出的开口部的反射层，该开口部与透射部分相对应，反射层的除开口部之外的部分与反射部分相对应，并且反射层包含反光材料，其中反射部分中的反射层遮住选通线、数据线和有机层，所述数据线形成在所述反射部分中，并且其中反射部分和透射部分限定了像素区；接合具有像素区的第一基板和第二基板；以及在第一基板和第二基板之间形成液晶层。
可以理解，本发明的以上概述和以下详细描述都是示例性和说明性的，旨在为权利要求所限定的本发明提供进一步的解释。
附图说明
附图帮助更好地理解本发明，并构成本申请的一部分，附图显示了本发明的实施例，并与说明书一起解释本发明的原理。
图1是根据现有技术的LCD器件的分解立体图；
图2是根据现有技术的透射反射型LCD器件的阵列基板的示意性平面图；
图3是根据现有技术的沿图2的线III-III的示意性截面图；
图4是根据本发明的透射反射型液晶显示(LCD)器件的阵列基板的示意性平面图；
图5是根据本发明的透射反射型LCD器件的滤色器基板的示意性平面图；
图6是透射反射型LCD器件的分别沿图4和图5的线VI-VI的示意性截面图；
图7是根据本发明的透射反射型LCD器件的阵列基板的平面图；
图8A至图8F是根据本发明的透射反射型LCD器件的阵列基板的沿图7的线VIII-VIII的示意性截面图。
具体实施方式
现在将详细说明所示出的本发明的实施例，在附图中示出了其示例。
图4是根据本发明的透射反射型液晶显示(LCD)器件的阵列基板的示意性平面图。图5是根据本发明的透射反射型LCD器件的滤色器基板的示意性平面图。
在图4中，第一基板100包括具有透射区A1和反射区A2的像素区P。在第一基板100上形成有多条选通线102，并与多条选通线102相交叉地形成有多条数据线120。
此时，相邻的像素区P相互倒置，使得像素区P的透射区A1与相邻像素区P的反射区A2相邻。换言之，对于整个像素区P而言，透射区A1被布置成诸如Z字形。
注意应该将多条数据线120设置在反射区A2中。因此，多条数据线120的区域取决于反射区A2。从而，由于透射区A1和反射区A2之间的尺寸差而使得透射区A1和反射区A2之间的边界沿着数据线120的方向具有Z字形状，所以多条数据线120中的每一条都具有与边界相对应的Z字形状。
然而，根据本发明的数据线120并不限于Z字形状。换言之，数据线120可以形成为直型。
另外，根据本发明的透射部分和反射部分可以没有尺寸差。这是因为本发明的主要目的是提高透射反射型LCD器件的孔径比，这可以通过增加透射部分和反射部分两者的可用尺寸来提高。
在多条选通线102的每一条和多条数据线120的每一条的交叉点附近形成有薄膜晶体管T。
在图5中，黑底202形成在第二基板200上，并与透射区A1和反射区A2之间的边界部分相对应地设置，其中，黑底202的尺寸与现有技术相比更小。因此，根据本发明的黑底202可以提供更大的孔径区。
图6是透射反射型LCD器件的分别沿图4和图5的线VI-VI的示意性截面图。
在图6中，栅绝缘层110形成在第一基板100上，数据线120形成在栅绝缘层110上，钝化层124形成在数据线120的整个表面上，有机层126形成在钝化层124上，其中有机层126与数据线120相对应以防止电干扰。反射层132形成在有机层126上，并且在反射区A1中具有开口部OP，其中有机层126包括具有阶梯差的侧边部分SP，并且反射层132覆盖有机层126的侧边部分SP。隔层134形成在反射层132的整个表面及通过开口部OP露出的钝化层124上，而像素电极138形成在隔层134上。像素电极138与相邻的像素电极138隔开，然后按照像素区P分割像素电极138。这里，像素电极138可以延伸到用有机层126盖住数据线的部分。
尽管未示出，有机层126覆盖选通线以及数据线120。
顺便提及，在第二基板200上形成有黑底202，其中黑底202与透射区A1和反射区A2之间的边界相对应，具体而言，黑底202覆盖有机层126和反射层132的具有阶梯差的的侧边部分SP。
尽管上面未说明，但是第二基板200还包括黑底202上的滤色器层和滤色器层上的公共电极(未示出)，并且在第一基板100和第二基板200之间夹有液晶层。
因为数据线120被反射层132盖住，所以黑底202不必与数据线120相对应。
因此，可以将黑底202形成为具有很小的宽度，例如，可以将该宽度缩小到16微米。
在第一基板100和第二基板200之间夹着液晶层(未示出)，将夹着的液晶层的厚度定义为单元间隙CG。在此，反射区A2中的第一单元间隙CG1小于透射区A1中的第二单元间隙CG2的一半。
实际上，透射区A1和反射区A2之间的单元间隙差CG(CG2-CG1)是由有机层126的阶梯差形成的。
下面，将参照图7来说明阵列基板的具体结构。
图7是根据本发明的透射反射型LCD器件的阵列基板的平面图。
在图7中，第一基板100包括多个像素区P，其中多个像素区P中的每一个都包括透射区A1和反射区A2。
如图7所示，中间的像素区P的透射区A1被它的上/下/左/右的像素区P的反射区A2包围。相反地，中间的像素区P的反射区A2与相邻的像素区P的透射区A1相邻而不是与它们的反射区A2相邻。
在第一基板100上形成有多条选通线102，这多条数据线120与多条选通线102交叉，并且平行于这多条选通线按照预定的间隔形成有多条公共线106。这里，在反射区A2中形成这多条选通线102，多条数据线120，和多条公共线106。
注意到，为了在平行于选通线102的方向上增大孔径比，透射区A1的长度要大于反射区A2的长度。因此，由于反射区A2和透射区A1之间的长度差而使像素区P之间的边界沿着数据线120的方向而具有Z字形状。
然而，根据本发明的数据线并不限于Z字形状。换言之，数据线可以形成为直型。
另外，根据本发明的透射部分和反射部分可以没有尺寸差。这是因为本发明的主要目的是提高透射反射型LCD器件的孔径比，这可以通过增加透射部分和反射部分两者的可用尺寸来提高。
数据线120形成在反射区A2中，并且其形状取决于像素区P之间的沿着与数据线120平行的方向上的边界。例如，数据线120具有与像素区P的边界相对应的Z字形状。
薄膜晶体管T形成在选通线102和数据线120的交叉点的附近，并与选通线102和数据线120相连接。薄膜晶体管T包括：连接到选通线102的栅极104；栅极104上方的作为半导体层(未示出)的有源层112；连接到数据线120的源极116；以及与源极116隔开的漏极118。
顺便提及，公共线106包括第一电容电极108，漏极118包括反射区A2中的第二电容电极122，并且第一电容电极108、第二电容电极122和其间的绝缘层(未示出)构成了存储电容Cst。
在像素区P中形成有像素电极138，其与漏极118相连，在反射区A2中形成有反射层132。
尽管未示出，有机层覆盖数据线120和选通线，以防止电干扰。
另外，具体而言，考虑到第一基板和第二基板之间的电控制，可将反射层132划分成像素区P。
图8A至图8F是根据本发明的透射反射型LCD器件的阵列基板的沿图7的线VIII-VIII的示意性截面图。
在图8A中，第一基板100包括具有透射区A1和反射区A2的像素区P。尽管未示出，像素区P和相邻像素区P具有这样的排列特征：像素区P的透射区A1和反射区A2与相邻像素区P的透射区A1和反射区A2相互倒置。
接下来，在第一基板100上，在反射区A2中沿第一方向形成有选通线102，其包含栅极104。
在反射区A2中沿第一方向与选通线102(图7)间隔开地形成有公共线106(图7)。第一电容电极108在反射区A2中从公共线106延伸出来。
例如，选通线102和公共线106包括铝(Al)、铝合金、铬(Cr)、钼(Mo)，还包括具有Al和Al之外的其它金属材料的双层。具体而言，Al用于防止信号延迟，但是Al的物理和化学特性较差。因此，其它金属材料作为Al层的补偿。
接下来，通过在选通线102和公共线106的整个表面上淀积包括氮化硅(SiNx)和氧化硅(SiOx)的无机材料来形成栅绝缘层110。
随后在栅绝缘层110上形成本征非晶硅层和掺杂非晶硅层，并将其分别构图成有源层112和欧姆接触层114。有源层112位于栅极104的上方，欧姆接触层114位于有源层112上。
图8B，通过淀积导电金属材料Cr、Mo、钽(Ta)、钛(Ti)、铜(Cu)而形成数据线120、与数据线120相连接的源极116、以及与源极116间隔开的漏极118。
此外，第二电容电极122在反射区A2中从漏极118延伸出来。尽管未示出，将数据线120形成为使得数据线120与选通线102交叉。
尽管未示出，注意到数据线120位于反射区A2中，其中数据线120的形状取决于透射区A1和反射区A2之间的边界的形状。
在该步骤中，去除通过源极116和漏极118之间的间隔而露出的那部分欧姆接触层114被去除后所露出的那部分有源层112，以形成沟道区CH。
有源层112和欧姆接触层114构成半导体层115，栅极102、半导体层115、源极116和漏极118构成薄膜晶体管T。
图8C，通过在薄膜晶体管T的整个表面上淀积SiNx和SiOx中的一种无机材料来形成钝化层124。
接下来，通过在钝化层124的整个表面上涂布丙烯酸树脂和苯并环丁烯(BCB)等的有机材料来形成有机层126。因为丙烯酸树脂和BCB等的有机材料具有一定的粘度，所以通过一次涂布处理，有机层126就具有了所希望的厚度。
在该步骤中，钝化层124和有机层126共同具有第一接触孔，该第一接触孔130露出第二电容电极122的一部分。另外，有机层126具有露出透射区A1的第一开口部128。
注意到有机层126覆盖数据线120。尽管未示出，有机层126覆盖选通线。
图8D，通过在有机层126上淀积诸如A1的反光金属材料来形成反射层132。反射层132具有与第一开口部128相对应的第二开口部129，以及开放第一接触孔130的第二接触孔131，第一接触孔130露出第二电容电极122。
具体而言，考虑到第一基板和第二基板之间的电控制，可以将反射层132划分成像素区P。
注意到反射层132覆盖数据线120。具体而言，反射层132覆盖有机层的具有阶梯差的侧边部分SP。
接下来，通过在反射层132的整个表面上淀积无机层来形成隔层134。
尽管未示出，还可以在有机层126和反射层之间形成无机层，以改善其接触性能。
图8E，隔层134具有与第一接触孔130和第二接触孔131(图8C和图8D)相对应的第三接触孔，以露出第二电容电极122。
为方便起见，可以将第三接触孔称为漏接触孔136。
图8F，通过在像素区P中的隔层134上淀积氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)的透明导电材料来形成像素电极138。像素电极138经由漏接触孔136与第二电容电极122相连接。通常，像素电极138与漏极118相连接，但是根据本发明的像素电极138与从漏极118延伸出来的第二电容电极122连接。
像素电极138位于反射区A2及透射区A1中。例如，像素电极138延伸到数据线120的上表面。数据线120被反射层132覆盖，所以第二基板或与第一基板100面对的第一基板100的对向基板的黑底(未示出)不必与数据线120重合。可以将根据本发明的黑底设置成使得黑底与透射区A1和反射区A2之间的边界相对应，具体而言，与有机层126和反射层132的具有阶梯差的侧边部分相对应。
尽管未示出，滤色器层可以形成在第一基板100上。
根据本发明实施例的透射反射型LCD具有以下优点。因为黑底不必与反射区中的数据线重合，所以透射反射型LCD器件可以获得具有很大尺寸的孔径区。因此，该透射反射型LCD器件提供了高质量图像、高孔径比和高亮度。
对于本领域的技术人员，很明显，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，能对本发明进行多种改进和变化。因此，如果这些改进和变化落在所附权利要求及其等同物的范围内，则本发明涵盖这些改进和变化。
本发明要求于2005年6月27日提交的韩国专利申请No.2005-55621的优先权，在此以引用的方式将其并入。

Claims (17)

1、一种透射反射型液晶显示器件，其包括：
第一基板上沿第一方向的选通线，该第一基板包括透射部分和反射部分；
在选通线的上方沿与第一方向交叉的第二方向的数据线；
覆盖选通线和数据线的有机层；
与选通线和数据线相连接的开关器件；
与开关器件相连接的像素电极，该像素电极包含透明导电材料；
具有露出所述像素电极的开口部的反射层，该开口部与透射部分相对应，反射层的除所述开口部之外的部分与反射部分相对应，并且反射层包含反光材料，其中反射部分中的反射层遮住所述选通线、数据线和有机层，所述数据线形成在所述反射部分中，并且反射部分和透射部分限定了像素区；以及
具有像素区的第一基板和第二基板之间的液晶层。
2、根据权利要求1所述的器件，其中所述像素区相对于相邻的像素区颠倒设置，使得所述像素区的透射区与所述相邻像素区的反射区相邻。
3、根据权利要求1所述的器件，还包括所述第二基板上的黑底，所述黑底与所述透射部分和所述反射部分之间的边界相对应。
4、根据权利要求3所述的器件，其中所述黑底的宽度取决于有机层的具有台阶的侧边部分。
5、根据权利要求1所述的器件，其中所述反射部分中的液晶层的第一厚度小于所述透射部分中的液晶层的第二厚度的一半。
6、根据权利要求1所述的器件，其中所述开关器件包括栅极、半导体层、源极和漏极。
7、根据权利要求1所述的器件，其中所述有机层包括丙烯酸树脂和苯并环丁烯中的一种。
8、根据权利要求1所述的器件，其中所述反射层包含铝。
9、根据权利要求1所述的器件，其中所述透明导电材料包括氧化铟锡和氧化铟锌中的一种。
10、根据权利要求1所述的器件，其中所述数据线具有Z字形状。
11、根据权利要求10所述的器件，其中在所述第一方向上，所述反射部分中的所述数据线和相邻数据线之间的距离大于所述透射部分中的所述数据线和相邻数据线之间的距离。
12、根据权利要求4所述的器件，其中所述黑底沿所述第二方向形成。
13、根据权利要求1所述的器件，其中所述有机层形成在所述数据线的上方，所述反射层遮住所述有机层，并且所述像素电极形成在所述反射层的上方，其中所述像素电极与该像素电极的相邻像素电极间隔开。
14、一种制造透射反射型液晶显示器件的方法，该方法包括：
在第一基板上沿第一方向形成选通线，所述第一基板包括透射部分和反射部分；
在所述选通线的上方沿与所述第一方向交叉的第二方向形成数据线；
形成覆盖所述选通线和所述数据线的有机层；
形成与所述选通线和所述数据线相连接的开关器件；
形成与所述开关器件相连接的像素电极；
形成具有露出所述像素电极的开口部的反射层，所述开口部与所述透射部分相对应，所述反射层的除所述开口部之外的部分与反射部分相对应，其中所述反射部分中的所述反射层遮住所述选通线、数据线和有机层，所述数据线形成在所述反射部分中，所述反射部分和所述透射部分限定了像素区；
接合具有所述像素区的所述第一基板和第二基板；以及
在所述第一基板和所述第二基板之间形成液晶层。
15、根据权利要求14所述的方法，其中所述像素区相对于相邻的像素区颠倒设置，使得所述像素区的透射区与所述相邻像素区的反射区相邻。
16、根据权利要求14所述的方法，其中形成所述开关器件的步骤包括：
形成与所述选通线相连接的栅极；
在所述栅极上方形成半导体层；
形成与所述数据线相连接的源极；以及
形成与所述源极间隔开的漏极。
17、根据权利要求14所述的方法，还包括在所述第二基板上形成黑底，其中所述黑底与所述透射部分和所述反射部分之间的边界相对应。
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