CN100578303C - 公共电极面板及其制造方法和包括该面板的液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

公开了一种液晶显示器，其包括：公共电极面板，所述公共电极面板含有第一基板，形成在所述基板上并具有光孔的滤色器，形成在所述滤色器上和所述光孔之中的公共电极，以及形成在所述公共电极上并形成到所述光孔之中的第一绝缘膜；面对所述公共电极面板的薄膜晶体管(TFT)面板；以及，置于所述公共电极面板和所述TFT面板之间的液晶层。所述TFT面板包括第二基板，形成在所述第二基板上的透射电极以及形成在所述第二基板上并连接到所述透射电极的反射电极。

Description

公共电极面板及其制造方法和包括该面板的液晶显示器
本申请要求于2005年7月19日提交的韩国专利申请No.2005-0065255的优先权，其全部内容在此引入作为参考。
技术领域
本发明涉及一种公共电极面板、该面板的制造方法以及含有该公共电极面板的液晶显示器(“LCD”)。更具体而言，本发明涉及一种透射反射式公共电极面板、该面板的制造方法以及含有该透射反射式公共电极面板的LCD。
背景技术
LCD是应用最为广泛的平面显示器之一。LCD包括置于两个面板之间的液晶(“LC”)层，所述两个面板每个都设置有场产生电极。LCD通过将电压施加于场产生电极以在LC层中产生电场而显示图像，所述电场确定了LC层中LC分子的取向从而调整入射到LC层上的光的偏振。通过偏振膜截断具有调整的偏振态的入射光或者允许其通过，由此显示图像。
依据LCD所使用的光源，LCD被分为透射型LCD或反射型LCD。透射型LCD的光源是背光。而反射型LCD的光源是外部光。反射型LCD通常以小或中等尺寸的显示装置来实现。
透射反射型LCD正在发展中。透射反射型LCD依据环境而利用背光和外部光作为光源，并且也通常以小或中等尺寸的显示装置来实现。透射反射型LCD在每个像素中包括透射区域和反射区域。光通过透射区域中的LC层仅一次，而光通过反射区域中的LC层两次。因此，透射区域和反射区域的伽马曲线并不相符，在透射区域和反射区域中的图像显示不同。
为了解决这一问题，可以将LC层形成为在透射区域和反射区域之间具有两种不同的厚度(单元间隙，cell gap)。或者，可以依据LCD处于透射模式还是反射模式以两种不同的驱动电压来驱动透射反射型LCD。
然而，当应用两种单元间隙结构时，需要将较厚的层形成于反射区域上，由此使制造工艺复杂化。此外，由于在透射区域和反射区域之间形成高的台阶，所以LC分子在高的台阶附近以无序的方式排列，由此引起图像中的旋向(disclination)。而且，在高电压范围内会发生亮度反转(brightnessreversion)。另一方面，当使用施加两种不同驱动电压的方式来解决所述问题时，由于透射亮度和反射亮度的临界电压之间的不一致，使伽马曲线不能相符。
发明内容
本发明的动机在于解决以上所述常规技术的问题。
在本发明的一示范性实施例中，提供了一种公共电极面板，其包括：基板；形成在所述基板上的滤色器，每个所述滤色器具有光孔；形成在所述滤色器上和每个所述光孔之中的公共电极；以及，形成在所述公共电极上并形成到所述光孔之中的第一绝缘膜。
所述光孔可以被分成两个区域，并且所述第一绝缘膜可以形成在所述两个区域中的一个区域上。
所述公共电极面板还可以包括形成到每个所述光孔之中的第二绝缘膜，其中所述公共电极可以形成在所述两个区域中的至少另一区域中的第二绝缘膜上。
所述第一和第二绝缘膜可以包括0.4∶0.6至0.6∶0.4的面积比率。
所述滤色器可以包括于所述第二绝缘膜一起形成的透明滤色器。
所述第二绝缘膜和所述透明滤色器可以通过负光致抗蚀剂形成。
所述滤色器可以表示至少三种颜色之一或者可以是透明的。
表示所述至少三种颜色的滤色器的光孔可以各自为不同的尺寸。
所述公共电极面板还可以包括形成在所述公共电极上的弹性间隔物。
所述弹性间隔物可以与所述第一绝缘膜一起形成并可以从所述公共电极延伸到面对所述公共电极面板的薄膜晶体管(TFT)面板。
在本发明的另一实施例中，提供了一种液晶显示器，其包括：公共电极面板，所述公共电极面板含有第一基板，形成在所述基板上并具有光孔的滤色器，形成在所述滤色器上和所述光孔之中的公共电极，以及形成在所述公共电极上并形成到所述光孔之中的第一绝缘膜；面对所述公共电极面板的薄膜晶体管(TFT)面板；以及，置于所述公共电极面板和所述TFT面板之间的液晶层，其中所述TFT面板包括第二基板，形成在所述第二基板上的透射电极以及形成在所述第二基板上并连接到所述透射电极的反射电极。
所述光孔可以形成在所述反射电极上方。
形成到所述光孔之中的所述公共电极和所述反射电极之间可以具有间隔，该间隔大于形成在所述滤色器上的反射电极和所述公共电极之间的间隔。
所述反射电极可以形成在所述透射电极上并可以具有压花的弯曲表面。
在本发明的又一实施例中，提供了包括多个像素的液晶显示器，每个像素包括透射液晶(LC)电容器，连接到所述透射LC电容器的第一和第二反射LC电容器，以及串联连接到所述第二反射LC电容器的辅助电容器，其中跨过所述第二反射LC电容器的电压小于跨过所述第一反射LC电容器的电压。
所述辅助电容器可以经由所述第二反射LC电容器连接到所述透射LC电容器和所述第一反射LC电容器。
所述液晶显示器还可以包括连接到所述透射LC电容器以及所述第一和第二LC反射电容器的存储电容器。
所述液晶显示器还可以包括连接到所述透射LC电容器以及所述第一和第二LC反射电容器的开关元件。
所述透射LC电容器可以包括连接到所述开关元件的透射电极，所述第一和第二反射LC电容器包括连接到所述开关元件的反射电极。
所述透射LC电容器、所述第一反射LC电容器和所述辅助电容器可以包括被供以公共电压的公共电极。
所述透射LC电容器以及所述第一和第二反射LC电容器可以包括液晶层。
所述辅助电容器可以包括形成在所述公共电极和所述液晶层之间的绝缘膜。
跨过所述第一反射LC电容器的电压和跨过所述第二反射LC电容器的电压可以具有约1.0∶0.6至约1.0∶0.9的电压比率。
在本发明的再一实施例中，提供了一种透射反射式液晶显示器的公共电极面板的制造方法，包括：在基板上形成光阻挡部件；在所述基板上形成滤色器；在所述滤色器中形成光孔；在所述滤色器上和所述光孔之中形成公共电极；以及，在所述公共电极上和所述光孔之中形成第一绝缘膜。
所述光孔可以被分成两个区域，并且所述第一绝缘膜形成在所述两个区域中的一个区域上。
形成所述公共电极还可以包括在所述光孔之中形成第二绝缘膜并在所述第二绝缘膜上形成所述公共电极。
形成所述第一绝缘膜还可以包括连同形成所述第一绝缘膜一起，在所述公共电极上形成弹性间隔物，其中所述弹性间隔物从所述公共电极延伸到面对所述公共电极面板的薄膜晶体管(TFT)面板。
形成所述滤色器和所述光孔可以包括顺序形成表示至少三种颜色的滤色器以及光孔，并连同形成透明滤色器一起，在所述光孔之中形成所述第二绝缘膜。
可以利用负光致抗蚀剂来形成所述透明滤色器和所述第二绝缘膜。
附图说明
被包含在内并构成本说明书一部分的附图，提供了对于本发明更进一步的理解，其中：
图1是根据本发明的LCD的一示范性实施例的等效电路示意图；
图2是根据本发明LCD的像素的一示范性实施例的等效电路示意图；
图3是根据本发明的LCD的一示范性实施例的示意性平面图；
图4是沿图3的线IV-IV’、IV’-IV”和IV”-IV”’得到的截面图；
图5是示出根据本发明的LCD的一示范性实施例的布局的平面图；
图6和图7分别是沿图5的线VI-VI和VII-VII得到的截面图；
图8至10分别是沿图3的线IV-IV’、IV’-IV”和IV”-IV”’得到的LCD的其他示范性实施例的示意性截面图；
图11是根据本发明的LCD的另一示范性实施例的示意图；
图12是沿图11的线XII-XII’、XII’-XII”和XII”-XII”’得到的截面图；
图13至21示出了图11和12所示LCD的公共电极面板的制造方法的示范性实施例；以及
图22是示出图10所示LCD的电压-反射曲线和电压-透射曲线的曲线图。
具体实施方式
在附图中，为清晰起见夸大了层和区域的厚度。通篇用相同的附图标记表示相同的元件。应当理解，当称比如层、膜、区域、基板或面板的一个元件在另一元件“上”时，它可以直接在另一元件上，或者还可以存在插入的元件。相反，当称一个元件“直接在”另一元件“上”时，则不存在插入元件或层。如此处所用的，术语“和/或”包括一个或多个所列相关项目的任何及所有组合。
应当理解，虽然这里可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受限于这些术语。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区别开。因此，以下讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以在不背离本发明精神的前提下称为第二元件、组件、区域、层或部分。
这里所用的术语仅仅是为了描述特定实施例，并非要限制本发明。如此处所用的，除非上下文另有明确表述，否则单数形式“一(a或an)”和“该(the)”均同时旨在包括复数形式。需要进一步理解的是，术语“包括”或者“包含”当在本说明书中使用时，指定了所述特性、区域、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特性、区域、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或增加。
为便于描述，此处可以使用诸如“在...之下”、“在...下面”、“下(lower)”、“在...之上”、“上(upper)”等等空间相对性术语以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(些)元件或部件之间的关系。应当理解，空间相对性术语是用来概括除附图所示取向之外的使用或操作中的器件的不同取向的。例如，如果附图中的器件翻转过来，被描述为“在”其他元件或部件“之下”或“下面”的元件将会在其他元件或部件的“上方”。这样，示例性术语“在...下面”就能够涵盖之上和之下两种取向。器件可以采取其他取向(旋转90度或在其他取向)，此处所用的空间相对性描述符做相应解释。
除非另行定义，此处使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)都具有本发明所属领域内的普通技术人员所通常理解的同样的含义。进一步应当理解的是，诸如通用词典中所定义的术语，除非此处加以明确定义，否则应当被解释为具有与它们在相关领域和本公开的语境中的含义相一致的含义，而不应被解释为理想化的或过度形式化的意义。
这里参照截面图描述本发明的实施例，这些图为本发明理想化实施例的示意图。因而，举例来说，由制造技术和/或公差引起的插图形状的变化是可能发生的。因此，本发明的实施例不应被解释为仅限于此处示出的区域的特定形状，而是包括由例如制造引起的形状偏差在内。例如，图示或被描述为平坦的区域通常可以具有粗糙和/或非线性的特征。而且，所示出的尖锐的角可以被圆化。因此，附图所示的区实质上是示意性的，它们的形状并非要展示区域的精确形状，也并非要限制本发明的范围。
以下将参照附图更充分的描述本发明的示范性实施例，附图中示出了本发明的示范性实施例。然而，本发明可以以多种不同形式实施而不应解释为仅限于在此阐述的示范性实施例。而且，提供这些示范性实施例是为了使本公开彻底而全面，并将本发明的范围充分告知本领域技术人员。
图1是根据本发明的LCD的一示范性实施例的等效电路示意图。图2是根据本发明LCD的像素的一示范性实施例的等效电路示意图。
如图1和2的电路示意图局部示出的，根据本发明的LCD的一示范性实施例包括多条显示信号线GL和DL以及与其连接并基本设置为矩阵形式的多个像素。此外，LCD包括TFT阵列面板100、面对TFT阵列面板100的公共电极面板200以及置于两个面板100与200之间的液晶层3。
显示信号线GL和DL设置在TFT阵列面板100上，并包括传输栅极信号(也称为“扫描信号”)的多条栅极线GL和传输数据信号的多条数据线DL。栅极线GL基本在行方向上延伸并基本上彼此平行，而数据线DL基本在列方向上延伸并基本上彼此平行，如图1和2所示。
每个像素包括：连接到栅极线GL和数据线DL的开关元件Q，透射LC电容器CLC0、第一反射LC电容器CLC1、第二反射LC电容器CLC2、存储电容器CST和连接到第二反射LC电容器CLC2的辅助电容器CAUX。然而，应注意的是，可以省略存储电容器CST。
诸如TFT的开关元件Q设置在TFT阵列面板100上并具有三个端子：连接到栅极线GL之一的控制端子；连接到数据线DL之一的输入端子；以及连接到透射LC电容器CLC0、第一反射LC电容器CLC1、第二反射LC电容器CLC2和存储电容器CST的输出端子。
参照图2，透射LC电容器CLC0包括设置在TFT阵列面板100上的透射电极192和设置在公共电极面板200上的公共电极270以作为两个端子。置于两个电极192与270之间的LC层3用作透射LC电容器CLC0的电介质。透射电极192连接到开关元件Q，公共电极270被供以公共电压Vcom并覆盖公共电极面板200的整个表面。与图2中不同，可以将公共电极270设置在TFT阵列面板100上，并且电极192和270两者可以具有条状或条纹状。
第一反射LC电容器CLC1和第二反射LC电容器CLC2分别包括设置在TFT阵列面板100上的反射电极194和公共电极270以作为两个端子。设置在两个电极194和270之间的LC层3用作第一和第二反射LC电容器CLC1和CLC2的电介质。反射电极194连接到开关元件Q。
第二反射LC电容器CLC2和与其串联连接的辅助电容器CAUX包括设置在TFT阵列面板100上的反射电极194和公共电极270以作为两个端子。设置在两个电极194和270之间的绝缘层(未示出)和LC层3用作第二反射LC电容器CLC2和辅助电容器CAUX的电介质。辅助电容器CAUX与第二反射LC电容器CLC2一起分配了来自开关元件Q的电压，因此在第二反射LC电容器CLC2两端施加的电压小于在第一反射LC电容器CLC1两端的电压。
透射电极192由透明导电材料制成并包括被反射电极194覆盖的部分以及没有反射电极194的暴露部分。反射电极194由不透明反射导电材料制成。根据本发明的透射反射式LCD的一示范性实施例包括分别由透射电极192和反射电极194限定的多个透射区域TA和多个反射区域RA。更具体而言，设置在透射电极192的暴露部分之下和之上的区域将成为透射区域TA，而设置在反射电极194之下和之上的区域将成为反射区域RA。反射区域RA被划分成分别由第一反射LC电容器CLC1和第二反射LC电容器CLC2限定的第一反射区域RA1和第二反射区域RA2(见图1)。
在透射区域TA中，来自设置于TFT阵列面板100之下的背光单元(未示出)的光穿过LC层3从而显示预期的图像。在反射区域RA中，入射到其上的比如阳光或环境光的外部光穿过公共电极面板200和LC层3从而到达反射电极194。然后，外部光被反射电极194反射并再次穿过LC层3。
存储电容器CST是用于LC电容器CLC0、CLC1和CLC2的辅助电容器。存储电容器CST包括透射电极192或反射电极194以及设置在TFT阵列面板100上的存储电极(未示出)。存储电容器CST经由绝缘体与透射电极192或反射电极194交迭并被施以预定电压，比如公共电压Vcom。可选择地，存储电容器CST包括透射电极192或反射电极194以及经由绝缘体与透射电极192或反射电极194交迭的被称为“在先栅极线”的相邻栅极线。
为了彩色显示，每个像素唯一地显示三种颜色之一(即空间划分)，或者每个像素依次顺序显示三种颜色(时间划分)，使得三种颜色的空间或时间总和被识别为期望的颜色。一组三种颜色的实例包括红、绿和蓝色，并且也可以包括原色。图2示出了空间划分的一个实例，其中每个像素包括表示三种颜色之一的滤色器230，其在面对透射电极192和反射电极194的上面板200的区域中。可选择地，滤色器230可以设置在下面板100上的透射电极192和反射电极194的上方或下方。
接着，将参照图3和4描述根据本发明的LCD一示范性实施例的示意性层叠结构。
图3是根据本发明的LCD的一示范性实施例的示意性平面图；图4是沿图3的线IV-IV’、IV’-IV”和IV”-IV”’得到的截面图。
如图4中所最佳地示出的，LCD包括TFT阵列面板、面对TFT阵列面板的公共电极面板和插入其间并含有LC分子的LC层3，以及多个像素。所述像素包括表示红色的像素(称为“R像素”)、表示绿色的像素(称为“G像素”)和表示蓝色的像素(称为“B像素”)。
在图中，参考字符R、G、B被添加到相应的附图标记以用于区分R、G、B像素，但是，为了说明的方便起见，在不需要区分R、G、B像素的情况下，省略了参考字符R、G、B。
TFT阵列面板包括形成在绝缘基板(未示出)上的多个开关元件(未示出)，多个透射电极192R、192G和192B，以及多个反射电极194R、194G和194B。
分别在R、G、B像素内的透射电极192和反射电极194的面积比率基本上彼此相等，并且透射区域TA和反射区域RA分别由透射电极192和反射电极194限定。
公共电极面板包括形成在绝缘基板210上的多个滤色器230R、230G、230B。
形成在每个像素的反射区域RA上的每个滤色器230包括开口，即用于调节反射区域RA的色调的光孔240R、240G、240B。光孔240可以具有矩形形状或圆形形状。形成在绿色滤色器230G中的光孔240G的尺寸最大，形成在蓝色滤色器230B中的光孔240B的尺寸最小。
公共电极270形成在滤色器230上以及光孔240之中。
有机绝缘层260R、260G、260B形成在公共电极270上和光孔240之中。有机绝缘层260通过填充在光孔240中而提供了平坦的表面，并用作辅助电容器CAUX的电介质。可以通过第二反射LC电容器CLC2和辅助电容器CAUX的电容比率来确定有机绝缘层260的介电常数和高度。
第二反射区域RA2位于对应于反射区域RA的光孔240之上和之下的部分处，而第一反射区域RA1是反射区域RA的除了第二反射区域RA2之外的其余部分。
参照图4，透射区域TA中透射电极192和公共电极270之间的距离与第一反射区域RA1中反射电极194和公共电极270之间的距离基本上彼此相等，但是第二反射区域RA2中反射电极194和公共电极270之间的距离与它们不同。(例如辅助电容器CAUX和第二反射LC电容器CLC2的电容器的)两层具有彼此不同的介电常数并在第二反射区域RA2中公共电极270和反射电极194之间交迭，从而形成辅助电容器CAUX和第二反射LC电容器CLC2。
施加到透射电极192、反射电极194和公共电极270的电压之间的差对于每一个是相同的，因此第二反射LC电容器CLC2和辅助电容器CAUX分配了所施加的电压。跨过第二反射LC电容器CLC2的电压小于跨过透射LC电容器CLC0和第一反射LC电容器CLC1的电压。
当对应于图像信号的数据电压通过开关元件Q施加到透射电极192和反射电极194时，在透射LC电容器CLC0和第一反射LC电容器CLC1的两个端子之间形成了数据电压与公共电压Vcom之间的电压差V(例如像素电压)。然而，由于辅助电容器CAUX，跨过第二反射LC电容器CLC2施加了小于像素电压V的电压V2，电压V2由以下的等式1表示。
[等式1] V 2 = C AUX ( C AUX + C LC 2 ) V = kV
此处，通过相同的参考字符来表示每个电容器CAUX和CLC2及其电容，并且k是跨过第一反射LC电容器CLC1的电压与跨过第二反射LC电容器CLC2的电压的电压比率。
R、G、B像素以条形形状设置(例如，直线排列)，但也可以以各种形状设置，比如三角形状或马赛克形状。R、G、B像素的顺序可以变化，并且R、G、B像素的尺寸可以彼此不同。
现将参照图5至7描述根据本发明的LCD的一示范性实施例的结构。
图5是示出根据本发明的LCD的一示范性实施例的布局的平面图。图6和图7分别是沿图5的线VI-VI和VII-VII得到的截面图。
根据本发明的LCD的一示范性实施例包括TFT阵列面板100、面对TFT阵列面板100的公共电极面板200以及置于其间的LC层3。
首先，将描述TFT阵列面板100。
多条栅极线121以及多条存储电极线131形成在由比如透明玻璃或塑料的材料制成的绝缘基板110上。
栅极线121传输栅极信号并基本在参照图5的横向方向上延伸。每条栅极线121包括从其向上突出的多个栅电极124(见图5)，以及面积较大以用于与另一层或外部驱动电路接触的端部129。用于产生栅极信号的栅极驱动电路(未示出)可以安装在可附着于基板110的柔性印刷电路(“FPC”)膜(未示出)上、直接安装在基板110上或者与基板110集成。栅极线121可以延伸至与驱动电压相连，所述驱动电路可以与基板110集成。
存储电极线131被供以预定电压并基本平行于栅极线121延伸。每条存储电极线131设置在两条相邻的栅极线121之间并设置成更靠近两条栅极线121中在下的栅极线。每条存储电极线131包括从其向上和向下扩展的存储电极137，如图5所示。然而，存储电极线131可以具有各种形状和配置。
在示范性实施例中，栅极线121以及存储电极线131由诸如Al和Al合金的含Al金属、诸如Ag和Ag合金的含Ag金属、诸如Cu和Cu合金的含Cu金属、诸如Mo和Mo合金的含Mo金属、Cr、Ti或Ta制成。然而，栅极线121以及存储电极线131可具有包括两导电膜(未示出)的多层结构，该两导电膜具有不同的物理特性。在示范性实施例中，为了减小信号延迟或电压降，两导电膜之一优选由低电阻率的金属制成，包括含Al金属、含Ag金属和含Cu金属。另一导电膜由具有良好的物理、化学特性并具有良好的与比如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)的其它材料的电接触特性的材料制成，比如含Mo金属、Cr、Ta或Ti。两导电膜的组合的优选实例包括下Cr膜和上Al(合金)膜以及上Mo(合金)膜和下Al(合金)膜。然而，栅极线121以及存储电极线131可以各种金属或导体制成。
栅极线121以及存储电极线131的横向侧面相对于基板110的表面倾斜，其倾角在约30°至约80°的范围内。
优选由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)制成的栅极绝缘层140形成在栅极线121以及存储电极线131上。
优选由氢化非晶硅(缩写成“a-Si”)或多晶硅制成的多个半导体条151形成在栅极绝缘层140上。每个半导体条151基本在纵向方向上延伸(见图5)，并包括朝向栅电极124分出的多个突出体154和从各个突出体154朝向存储电极137分出的多个突出体157。半导体条151在栅极线121和存储电极线131附近变宽，从而使半导体条151覆盖栅极线121和存储电极线131的较大面积。
多个欧姆接触条161和欧姆接触岛165形成在半导体条151上。欧姆接触条161和欧姆接触岛165优选由重掺杂比如磷的n型杂质的n+氢化a-Si等制成，或者，也可以由硅化物制成。每个欧姆接触条161包括多个突出体163，突出体163和欧姆接触岛165成对地位于半导体条151的突出体154上。
半导体条151以及欧姆接触161和165的横向侧面相对于基板110的表面倾斜，并且其倾角优选在约30°到约80°的范围内。
多条数据线171以及多个漏电极175形成于欧姆接触161和165以及栅极绝缘层140上。
数据线171传输数据信号并基本在纵向方向上延伸以与栅极线121和存储电极线131相交，如图5所示。每条数据线171包括朝向栅电极124突出的多个源电极173以及端部179，端部179具有较大的面积以用于与另一层或外部驱动电路相接触。用于产生数据信号的数据驱动电路(未示出)可以安装在可附着于基板110的FPC膜(未示出)上、直接安装在基板110上或者与基板110集成。数据线171可以延伸至与驱动电压相连，所述驱动电路可以与基板110集成。
漏电极175与数据线171分开并相对于栅电极124与源电极173相对设置。
每个漏电极175包括宽的端部177和窄的端部。宽的端部177与存储电极线131的存储电极137交迭，而窄的端部被源电极173部分地包围。
栅电极124、源电极173和漏电极175与半导体条151的突出体154一起，形成了具有沟道的TFT，所述沟道形成在设置于源电极173和漏电极175之间的突出体154中。
在示范性实施例中，数据线171以及漏电极175由比如Cr、Mo、Ta、Ti或其合金的难熔金属制成。然而，其可以具有多层结构，该多层结构包括难熔金属膜(未示出)和低电阻率膜(未示出)。多层结构的优选实例包括双层结构和三层结构，所述双层结构包括下部Cr/Mo(合金)膜以及上部Al(合金)膜，所述三层结构由下部Mo(合金)膜、中间Al(合金)膜和上部Mo(合金)膜形成。然而，数据线171和漏电极175可以由多种金属或导体形成。
数据线171以及漏电极175具有倾斜的边缘轮廓，并且其倾角在约30°到约80°的范围内。
欧姆接触161和165仅插入在下方的半导体条151与其上的导体171和175之间，并减小其间的接触电阻。尽管半导体条151在大部分位置上比数据线171窄，但是如上所述，半导体条151的宽度在栅极线121和存储电极线131的附近变大从而使表面轮廓平滑，由此可避免数据线171的断开。半导体条151包括未被数据线171和漏电极175覆盖的某些暴露部分，比如位于源电极173和漏电极175之间的部分。
钝化层180形成于数据线171、漏电极175以及半导体条151的暴露部分上。钝化层180包括优选由比如氮化硅或氧化硅的无机绝缘体制成的下部钝化膜180p和优选由有机绝缘体制成的上部钝化膜180q。优选地，上部钝化膜180q可以具有小于约4.0的介电常数和感光性。上部钝化膜180q具有压花表面。然而，钝化层180可以具有优选由无机或有机绝缘体制成的单层结构。
去除在栅极线121的端部129和数据线171的端部179处的上部钝化膜180q，从而暴露下部钝化膜180p。
钝化层180具有分别暴露数据线171的端部179和漏电极175的多个接触孔182和185。钝化层180和栅极绝缘层140具有暴露栅极线121的端部129的多个接触孔181。
多个像素电极191和多个接触辅助物81和82形成在钝化层180上。
每个像素电极191沿着上部钝化膜180q的压花表面弯曲，并包括在其上的透射电极192和反射电极194。透射电极192优选地由比如ITO或IZO的透明导体制成，反射电极194优选由比如Ag、Al、Cr或其合金的反射金属制成。然而，反射电极194可以具有双层结构，该双层结构包括比如Al、Ag或其合金的低电阻率材料的反射上部膜，以及与ITO或IZO具有良好接触特性的下部膜，比如含Mo金属、Cr、Ta和Ti。
反射电极194设置在透射电极192的一部分上，由此暴露了透射电极192的其余部分(见图6)。
像素电极191通过接触孔185在物理上及电气上连接到漏电极175，使得像素电极191从漏电极175接收数据电压。被供以数据电压的像素电极191与被供以公共电压的公共电极面板200的公共电极270一起产生电场。所述数据电压确定了设置在两个电极191和270之间的LC层3的LC分子(未示出)的取向，从而调整通过LC层3的入射光的偏振。
像素电极191和公共电极270形成了LC电容器CLC，该电容器在TFT截止之后存储所施加的电压。
根据本发明的包括TFT阵列面板100、公共电极面板200和LC层3的透射反射式LCD的一示范性实施例包括分别由透射电极192和反射电极194限定的多个透射区域TA和多个反射区域RA。更具体而言，在透射电极192的暴露部分之下和之上的区域为透射区域TA，在反射电极194之下和之上的区域为反射区域RA。
在透射区域TA中，来自设置于TFT阵列面板100之下的背光单元(未示出)的光穿过LC层3从而显示预期的图像。在反射区域RA中，入射到其上的比如阳光或环境光的外部光穿过公共电极面板200和LC层3从而到达反射电极194。然后，外部光被反射电极194反射并再次穿过LC层3，从而显示预期的图像。此时，反射电极194的压花表面增强了反射效率。
漏电极175的宽的端部177和像素电极191与存储电极137交迭从而形成了存储电容器CST，该电容器增强了LC电容器CLC的电压存储能力。
接触辅助物81和82分别通过接触孔181和182连接到栅极线121的端部129和数据线171的端部179。接触辅助物81和82保护了端部129和179并增强了端部129和179与外部装置之间的粘附力。
以下将描述公共电极面板200。
光阻挡部件220形成于由比如透明玻璃或塑料的材料制成的绝缘基板210上。光阻挡部件220称为黑矩阵，并且其防止了光泄漏。光阻挡部分220含有面对像素191的多个开口。
多个滤色器230也形成于基板210上，并且它们基本设置在由光阻挡部件220包围的区域中。滤色器230基本在纵向方向上沿着像素电极191延伸。滤色器230可以代表三种颜色之一，比如红、绿和蓝色，也可以包括原色。
反射区域RA的滤色器230包括多个光孔240。
光孔240补偿了由于光线透过滤色器230的次数的差异所致的反射区域RA和透射区域TA之间的色调差异。可选择地，取代形成光孔240，可以通过使透射区域TA和反射区域RA中的滤色器230的厚度彼此不同来补偿色调的差异。
公共电极270形成在滤色器230上和光阻挡部件220上并在光孔240之中。公共电极270优选由比如ITO或IZO的透明导电材料制成。
多个有机绝缘膜260形成在光孔240之中的公共电极270上，从而填充光孔240。参照图6，有机绝缘膜260的厚度等于滤色器230的厚度，但如果必要，其也可以比滤色器230的厚度更厚或者更薄。
同时，通过光孔240将反射区域RA划分成第一和第二反射区域RA1和RA2(见图5)。第一反射区域RA1是没有光孔240的区域，而第二反射区域RA2具有光孔240。透射区域TA以及第一和第二反射区域RA1和RA2中的LC层的厚度或单元间隙基本上彼此相等。暴露的透射电极192和公共电极270形成了透射LC电容器CLC0，第一反射区域RA1中的公共电极270和反射电极194形成了第一反射LC电容器CLC1(见图4)。
在第二反射区域RA2中，有机绝缘膜260和反射电极192形成了第二反射LC电容器CLC2，而有机绝缘膜260和公共电极270形成了辅助电容器CAUX。
可以在面板100和200的内表面上涂敷配向层(未示出)，并且可以在面板100和200的外表面上设置偏振器(未示出)。
将LC层3垂直配向或者水平配向。
可以用密封剂(未示出)密封LCD的TFT阵列面板100和公共电极面板200。密封剂设置在公共电极面板200的边界上。
接着，将参照图8至10描述根据本发明的LCD的另一示范性实施例。
图8至10是沿图3的线IV-IV’、IV’-IV”和IV”-IV”’得到的LCD的其他示范性实施例的示意性截面图。
参照图8至10，根据本发明的LCD的这些示范性实施例的层叠结构几乎与图4所示的相同，因此将省略相同的结构以及对其的描述。
在图8所示的LCD中，多个光孔240中的每一个被分成两部分。在两部分之一中，有机绝缘膜260形成在公共电极270上，而在另一部分中，LC层3的LC分子填充在其中。第一反射LC电容器CLC1形成在第一反射区域RA1中，而第二反射LC电容器CLC2和辅助电容器CAUX形成在第二反射区域RA2中。在这种情况下，第二反射区域RA2不占据如图4所示的光孔240的整个宽度。
在图9所示的示范性实施例中，公共电极面板200包括多个弹性间隔物320R、320G和320B。弹性间隔物320形成在TFT阵列面板100和公共电极面板200之间从而在其间形成预定间隙。每个弹性间隔物320可以通过与有机绝缘膜260一起利用半调光掩模或狭缝光掩模曝光来形成，而没有附加的步骤。除了多个弹性间隔物320R、320G和320B之外，图9的示范性实施例基本与图8的相同。
在图10所示的LCD的示范性实施例中，多个光孔240中的每一个被分成两部分。在两部分之一中，形成透明有机绝缘膜265R、265G和265B。公共电极270形成在一个部分的透明有机绝缘膜265上，并且还形成到另一部分中的光孔240之中。有机绝缘膜260形成在另一部分中的公共电极270上。
在光孔240的两个部分中，第一反射区域RA1是形成公共电极270的部分的下部和上部区域，第二反射区域RA2是有机绝缘膜260形成在公共电极270上的部分的下部和上部区域。第一反射LC电容器CLC1形成在第一反射区域RA1中，而第二反射LC电容器CLC2和辅助电容器CAUX形成在第二反射区域RA2中。
与图8所示的LCD不同，在图10所示的LCD中，具有滤色器230的第一反射区域RA1中的单元间隙与具有光孔240的第一反射区域RA1中的单元间隙相同，由此防止了第一反射区域RA1中的电压-反射曲线的变形。
图1至7所示的LCD的特性可以用于图8至10所示的LCD中。
现将参照图11和12描述根据本发明的LCD的又一示范性实施例。
图11是根据本发明的LCD的另一示范性实施例的示意性平面图。图12是沿图11的线XII-XII’、XII’-XII”和XII”-XII”’得到的截面图。
参照图11和12，根据本发明的LCD的另一示范性实施例包括多个白色像素(称为“W像素”)以及与图3和10中基本相同的R、G、B像素，因此将仅详细描述W像素。
W像素的基本结构与各个R、G、B像素相同。也就是说，TFT阵列面板包括多个透射电极192W和多个反射电极194W。公共电极面板包括在绝缘基板210上的多个透明滤色器230W。每个透明滤色器230W包括多个光孔240W。公共电极270形成在透明滤色器230W上以及光孔240W之中。多个有机绝缘膜260W形成在形成于光孔240W中的公共电极270上。有机绝缘膜240W填充在光孔240W之中从而为公共电极面板提供平坦的表面并用作辅助电容器CAUX的电介质。
W像素的滤色器230W由光致抗蚀剂(“PR”)制成而没有色素。在本发明的该示范性实施例中，W像素的光孔240W用于补偿色调而不是形成辅助电容器CAUX。
通过添加W像素，与仅具有R、G、B像素的LCD相比，增强了LCD的亮度，而没有增大点(表示颜色的基本单元)的总尺寸。
在图11中，R、G、B和W像素以条形形状排列，但是可选择地，R、G、B和W像素可以以各种形状排列，比如2×2的矩阵形状。W像素的尺寸可以等于或小于每个R、G、B像素的尺寸。此外，R、G、B、W像素中每一个可以为不同的尺寸。R、G、B、W像素的次序也可以改变。
图1至10所示的LCD的各种特性与图11和12所示的LCD的相同。
现将参照图13至21描述图11和12所示的LCD的公共电极面板的制造方法。
图13至21示出了图11和12所示LCD的公共电极面板的制造方法的示范性实施例。
在绝缘基板210上形成被称为黑矩阵的光阻挡部件(未示出)。通过构图Cr层或Cr和Cr氧化物制成的双层来形成光阻挡部件。
然后，如图13所示，通过旋涂或辊涂在光阻挡部件和基板210上施加包括红色(R)色素的彩色PR 235R，然后利用具有预定图案的掩模50R将彩色PR 235R曝光并显影。通过显影之后的烘烤，形成如图14所示的滤色器230R和光孔240R。彩色PR 235R是负性PR，其中已曝光的部分未被显影剂溶解，因此未曝光的部分被显影剂去除。
再次参照图15和16，将包括绿色(G)色素的彩色PR 235G施加到形成有红色滤色器230R的基板210上，然后利用掩模50G执行曝光和显影。通过后续烘烤，形成了滤色器230G和光孔240G。彩色PR 235G是负性PR。
以和用于红色滤色器230R和绿色滤色器230G相同的方式，形成如图17所示的蓝色滤色器230B和光孔240B。
如图18所示，在形成有滤色器230R、230G和230B的基板210上施加没有色素的透明PR 235W。然后，利用掩模50W将透明PR 235W曝光并显影。此时，光通过掩模50W辐射到各个R、G、B像素的各个光孔240R、240G、240B的部分中，从而留下透明PR 235W。在烘烤之后，如图19所示，将透明有机膜265R、265G、265B分别形成到光孔240R、240G和240B之中，从而形成透明滤色器230W。
如图20所示，在滤色器230R、230G、230B、240W和透明有机膜265R、265G、265B上以及没有填充透明有机膜265R、265G、265B的光孔240R、240G、240B、240W之中，形成公共电极270。
参照图21，在沿着R、G、B、W像素的光孔240R、240G、240B、240W凹进的公共电极270上形成有机绝缘膜260R、260G、260B、260W。可以通过例如利用狭缝掩模的光蚀刻工艺来调整每个有机绝缘膜260R、260G、260B、260W的厚度，但不限于此。
当各个R、G、B像素的各个光孔240R、240G、240B的尺寸彼此相等时，可以通过移动一个掩模并将其曝光来形成滤色器230R、230G、230B。
现将参照图22描述图10所示的LCD的电压-透射曲线和电压-反射曲线的仿真结果。
电压-透射曲线VT表示相对于像素电压V的变化的透射区域TA中亮度的变化。第一和第二电压-反射曲线VR1和VR2分别表示相对于像素电压V变化的第一和第二反射区域RA1和RA2中亮度的变化。第三电压-反射曲线是通过合成第一电压-反射曲线VR1和第二电压-反射曲线VR2而得到的，其表示了相对于像素电压V的变化的总反射区域RA(第一反射区域RA1和第二反射区域RA2)中亮度的变化。
通过改变面积比率AR和电压比率k来执行仿真，直到第三电压-反射曲线VR3变得接近电压-透射曲线VT。面积比率AR是光孔240中第一反射区域RA1与第二反射区域RA2的面积比率，电压比率k是跨过第一反射LC电容器CLC1和第二反射LC电容器CLC2的电压比率。
根据仿真结果，当面积比率AR为0.4∶0.6至0.6∶0.4并且电压比率k为1∶0.6至1∶0.9时，第三反射曲线VR3变得与电压-透射曲线VT近似。作为该结果的实例，图22表示了当面积比率AR为1∶1且电压比率k为1∶0.8时的第三电压-反射曲线VR3。如图22所示，第三电压-反射曲线VR3变得接近电压透射曲线VT。
如上所述，通过调整面积比率AR和电压比率k，得到了第三电压-反射曲线VR3，其接近电压-透射曲线VT。
根据本发明，每个反射区域被划分成两个子区域。数据电压施加到两个子区域之一上而低于数据电压的电压施加到另一子区域上。由此，提供了具有反射模式和透射模式彼此相符的伽马曲线并具有基本均匀的单元间隙的LCD。
尽管以上详细描述了本发明的示范性实施例，但应当清楚理解的是，本领域技术人员可得到的对于此处所述基本发明理念的多种变化和/或修改，仍将落入权利要求限定的本发明的精神和范围内。

Claims (29)

1.一种公共电极面板，包括：
基板；
形成在所述基板上的多个滤色器，每个所述滤色器具有光孔；
形成在所述滤色器上和所述光孔之中的公共电极；以及
形成在所述公共电极的位于每个所述光孔之中的部分上的第一绝缘膜。
2.根据权利要求1所述的公共电极面板，其中所述光孔被分成两个区域，并且所述第一绝缘膜形成在所述两个区域中的一个区域上。
3.根据权利要求2所述的公共电极面板，还包括形成到所述光孔之中的第二绝缘膜，其中所述公共电极形成在所述两个区域中的至少另一区域中的第二绝缘膜上。
4.根据权利要求3所述的公共电极面板，其中所述第一和第二绝缘膜包括0.4∶0.6至0.6∶0.4的面积比率。
5.根据权利要求3所述的公共电极面板，其中所述滤色器包括与所述第二绝缘膜一起形成的透明滤色器。
6.根据权利要求5所述的公共电极面板，其中所述第二绝缘膜和所述透明滤色器通过负性光致抗蚀剂形成。
7.根据权利要求1所述的公共电极面板，其中所述滤色器表示至少三种颜色之一或者是透明的。
8.根据权利要求7所述的公共电极面板，其中表示所述至少三种颜色的滤色器的光孔各自为不同的尺寸。
9.根据权利要求1所述的公共电极面板，还包括形成在所述公共电极上的弹性间隔物。
10.根据权利要求9所述的公共电极面板，其中所述弹性间隔物与所述第一绝缘膜一起形成，所述弹性间隔物从所述公共电极延伸到面对所述公共电极面板的薄膜晶体管面板。
11.一种液晶显示器，包括：
公共电极面板，所述公共电极面板含有第一基板，形成在所述基板上并具有光孔的滤色器，形成在所述滤色器上和所述光孔之中的公共电极，以及形成在所述公共电极的位于所述光孔之中的部分上的第一绝缘膜；
面对所述公共电极面板的薄膜晶体管(TFT)面板；以及
置于所述公共电极面板和所述TFT面板之间的液晶层，
其中所述TFT面板包括：
第二基板，
形成在所述第二基板上的透射电极，以及
形成在所述第二基板上并连接到所述透射电极的反射电极，
其中所述光孔形成在部分所述反射电极上方。
12.根据权利要求11所述的液晶显示器，其中形成到所述光孔之中的所述公共电极和所述反射电极之间具有间隔，所述间隔大于形成在所述滤色器上的反射电极和所述公共电极之间的间隔。
13.根据权利要求11所述的液晶显示器，其中所述反射电极形成在所述透射电极上并具有压花的弯曲表面。
14.一种液晶显示器，其包括多个像素，每个像素包括：
透射液晶电容器；
连接到所述透射液晶电容器的第一和第二反射液晶电容器；以及
串联连接到所述第二反射液晶电容器的辅助电容器，
其中跨过所述第二反射液晶电容器的电压小于跨过所述第一反射液晶电容器的电压。
15.根据权利要求14所述的液晶显示器，其中所述辅助电容器经由所述第二反射液晶电容器连接到所述透射液晶电容器和所述第一反射液晶电容器。
16.根据权利要求14所述的液晶显示器，还包括连接到所述透射液晶电容器以及所述第一和第二液晶反射电容器的存储电容器。
17.根据权利要求14所述的液晶显示器，还包括连接到所述透射液晶电容器以及所述第一和第二液晶反射电容器的开关元件。
18.根据权利要求17所述的液晶显示器，其中所述透射液晶电容器包括连接到所述开关元件的透射电极，并且所述第一和第二反射液晶电容器包括连接到所述开关元件的反射电极。
19.根据权利要求14所述的液晶显示器，其中所述透射液晶电容器、所述第一反射液晶电容器和所述辅助电容器包括被供以公共电压的公共电极。
20.根据权利要求19所述的液晶显示器，其中所述辅助电容器包括形成在所述公共电极和所述液晶层之间的绝缘膜。
21.根据权利要求14所述的液晶显示器，其中所述透射液晶电容器以及所述第一和第二反射液晶电容器包括液晶层。
22.根据权利要求14所述的液晶显示器，其中跨过所述第一反射液晶电容器的电压和跨过所述第二反射液晶电容器的电压具有约1.0∶0.6至约1.0∶0.9的电压比率。
23.一种透射反射式液晶显示器的公共电极面板的制造方法，包括：
在基板上形成光阻挡部件；
在所述基板上形成滤色器；
在所述滤色器中形成光孔；
在所述滤色器上和所述光孔之中形成公共电极；以及
在所述公共电极的位于所述光孔之中的部分上形成第一绝缘膜。
24.根据权利要求23所述的制造方法，其中所述光孔被分成两个区域，并且所述第一绝缘膜形成在所述两个区域中的一个区域上。
25.根据权利要求23所述的制造方法，其中形成所述公共电极还包括在所述光孔之中形成第二绝缘膜并在所述第二绝缘膜上形成所述公共电极。
26.根据权利要求23所述的制造方法，其中形成所述第一绝缘膜还包括连同形成所述第一绝缘膜一起，在所述公共电极上形成弹性间隔物。
27.根据权利要求26所述的制造方法，其中所述弹性间隔物从所述公共电极延伸到面对所述公共电极面板的薄膜晶体管面板。
28.根据权利要求23所述的制造方法，其中形成所述滤色器和所述光孔包括：
顺序形成表示至少三种颜色的滤色器，以及光孔；
连同形成透明滤色器一起，在所述光孔之中形成所述第二绝缘膜。
29.根据权利要求28所述的制造方法，其中利用负性光致抗蚀剂来形成所述透明滤色器和所述第二绝缘膜。
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