CN101008734B - 显示基板、制造该基板的方法和具有该基板的显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种显示基板包括透明基板、象素层、有机绝缘层、透明电极和反射电极。象素层形成在透明基板上。该象素层具有排列成矩阵形状的象素部分。每个象素部分具有透射区域和反射区域。有机绝缘层形成在象素层上。有机绝缘层具有反射图案，其尺寸沿着从反射区域中心到反射区域边缘的方向减小。透明电极形成在有机绝缘层上。反射电极形成在透明电极上从而反射电极设置在反射区域上方。因此，提高了环境光线的反射效率。

Description

显示基板、制造该基板的方法和具有该基板的显示装置
技术领域
本发明涉及一种显示基板、制造该显示基板的方法和具有该显示基板的显示装置。尤其是，本发明涉及一种能提高反射效率的显示基板、制造该显示基板的方法和具有该显示基板的显示装置。
背景技术
液晶显示(LCD)装置可分类为透射型LCD装置，反射型LCD装置或半透半反型LCD装置。透射型LCD装置通过使用背光组件提供的光线来显示图象。反射型LCD装置通过使用环境光线来显示图象。半透半反型LCD装置在环境较暗时通过使用背光组件提供的光线来显示图象，而在环境较亮时通过使用环境光线来显示图象。半透半反型LCD装置在暗环境中在透射模式下工作，在亮环境中在反射模式下工作。
使用反射型LCD装置和半透半反型LCD装置的LCD面板具有反射图案，这些反射图案具有大致相同的尺寸以提高环境光线的反射率。
然而，当反射图案具有大致相同的尺寸时环境光线的反射率受到限制。因此，需要优化反射图案的尺寸和形状。
发明内容
在根据本发明的示例性实施例的显示基板中，该显示基板包括透明基板、象素层、有机绝缘层、透明电极和反射电极。象素层形成在透明基板上。该象素层具有排列成矩阵形状的象素部分。每个象素部分具有透射区域和反射区域。有机绝缘层形成在象素层上。有机绝缘层具有反射图案，其尺寸沿从反射区域中心到反射区域边缘的方向减小。透明电极形成在有机绝缘层上。反射电极形成在透明电极上从而反射电极设置在反射区域上方。
例如，反射图案具有凸透镜形状。在反射图案中的最大的反射图案的直径从约6μm到约12μm。在反射图案中的最小的反射图案的直径从约2μm到约5μm。反射图案的高度沿着从反射区域的中心到反射区域边缘的方向减小。
在反射图案之间的间距随着反射区域的中心和反射图案之间的距离的增加而增大。间距中的最大间距在从约2μm到约5μm的范围内。间距中的最小间距在从约1μm到约2μm的范围内。
每个反射图案从平面视角看可以是圆形形状或多边形形状。
反射图案具有凹透镜形状。
在制造根据本发明一示例性实施例的显示基板的方法中，形成透明基板而象素层形成在透明基板上。象素层具有排列成矩阵形状的象素部分。每个象素部分具有透射区域和反射区域。在象素层上形成有机绝缘层。该有机绝缘层具有反射图案，反射图案的尺寸沿着从反射区域的中心到反射区域的边缘的方向减小。在有机绝缘层上形成透明电极。在透明电极上形成反射电极使得反射电极设置在反射区域上方。
该有机绝缘层的形成是通过在象素层上形成预备有机绝缘膜、构图该预备有机绝缘层的上表面以形成预备反射图案以及对具有预备反射图案的预备有机绝缘层进行热处理以形成反射图案。构图该预备有机绝缘层的上表面包括曝光和显影工序，其中曝光预备有机绝缘层约3.5秒到约4秒。具有预备反射图案的预备有机绝缘层在约200摄氏度的温度下被热处理约2分钟。
在根据本发明一示例性实施例的显示装置中，该显示装置包括显示基板、相对基板和液晶层。该相对基板面向该显示基板。液晶层设置在显示基板和相对基板之间。显示基板包括透明基板、象素层、有机绝缘层、透明电极和反射电极。象素层形成在透明基板上。该象素层具有排列成矩阵形状的象素部分。每个象素部分具有透射区域和反射区域。有机绝缘层形成在象素层上。有机绝缘层具有反射图案，其尺寸沿着从反射区域中心到反射区域边缘的方向减小。透明电极形成在有机绝缘层上。反射电极形成在透明电极上从而反射电极设置在反射区域上方。
附图说明
通过参照附图在示例性的具体实施例中的描述，本发明将会变得更清楚。在附图中：
图1示出根据本发明一示例性实施例的显示基板的一部分的平面图；
图2示出沿图1的I-I’线截取的剖视图；
图3示出图1中的反射区域的反射图案的平面图；
图4示出沿图3的II-II’线截取的剖视图；
图5示出根据本发明另一示例性实施例的反射图案的平面图；
图6示出根据本发明又一示例性实施例的反射图案的平面图；
图7到11示出制造根据本发明一示例性实施例的显示基板的方法的剖视图；及
图12示出在曝光时间反射率之间的关系的图示。
具体实施方式
下面，参照附图来具体说明本发明的实施例。
图1示出根据本发明一示例性实施例的显示基板的一部分的平面图。图2示出沿图1的I-I’线截取的剖视图。
参考图1和2，根据本发明一示例性实施例的显示装置100包括显示基板200、面对显示基板200的相对基板300，以及设置在显示基板200和相对基板300之间的液晶层400。
显示基板200包括反射从上方进入显示装置100的环境光线的反射区域RR，以及透射由设置在显示装置100下面的背光组件(未示出)产生的光线的透射区域TR。
显示基板200包括第一透明基板210、象素层110、有机绝缘层230、透明电极240和反射电极250。透明电极240是透射光线的光学透明材料。例如，透明电极240由玻璃形成。
象素层220形成在第一透明基板210上，多个象素部分221排列成矩阵形状。每个象素部分221具有透射区域TR和反射区域RR。
象素层220包括栅极线222、栅绝缘层223、数据线224、薄膜晶体管225和保护层226。
栅极线222形成在第一透明基板210上并确定图1所示出的象素部分221的上部部分和下部部分。
栅绝缘层223形成在其上形成有栅极线222的第一透明基板210上，其中栅绝缘层223覆盖栅极线222。栅绝缘层223由例如氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)形成。
数据线224形成在栅绝缘层223上，并确定图1所示出的象素部分221的左侧部分和右侧部分。
薄膜晶体管225与栅极线222和数据线224电连接。薄膜晶体管225设置在每个象素部分221处。当扫描信号通过栅极线222被施加到薄膜晶体管225上时，薄膜晶体管225施加从数据线224传过来的图象信号到透明电极240。
薄膜晶体管225包括栅电极G、有源层227、源电极S和漏电极D。
栅电极G与栅极线222电连接，并对应控制电极。
有源层227与栅电极G相对应地形成在栅绝缘层223上。有源层227包括半导体层227a和欧姆接触层227b。半导体层227a由例如非晶硅(a-Si)形成，欧姆接触层227b包括具有n型杂质的非晶硅(n+a-Si)。
源电极S与数据线224电连接，并延伸而设置在有源层227上。源电极S对应第一电流电极。
漏电极D形成在有源层227上从而漏电极D与源电极S分隔开。漏电极D对应第二电流电极。漏电极D通过形成在保护层226和有机绝缘层230中的接触孔228而电连接到透明电极240上。
源电极S和漏电极D在有源层上彼此分隔开，这样有源层227定义了薄膜晶体管225的通道。
保护层226形成在其上形成有数据线224和薄膜晶体管225的栅绝缘层223上，其中保护层226覆盖数据线224和薄膜晶体管225。保护层226由例如氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)形成。
薄膜晶体管225的栅电极G、源电极S和漏电极D的形状可以因不同的用处而改变。此外，薄膜晶体管225可以形成在多晶硅或非晶硅上。
有机绝缘层230形成在象素层220上以平面化显示基板200的表面。露出漏电极D的一部分的接触孔228形成在有机绝缘层230和保护层226上。
有机绝缘层230包括提高环境光线的反射效率的反射图案231。反射图案231相应地形成在其中形成反射电极250的反射区域RR处。反射图案231也可以形成在透射区域TR处。
反射图案231随着到反射区域RR的中心部分的距离的增大而变得更小。
透明电极240形成在其上形成有反射图案231的有机绝缘层230上。透明电极240形成在有机绝缘层230上以便与每个象素部分221相对应。透明电极240通过形成在有机绝缘层230和保护层226上的接触孔228电连接到漏电极D上。
透明电极240由光学透明且导电的材料形成。例如透明电极240由氧化铟锡(ITO)、氧化锌锡(IZO)等形成。
反射电极250形成在透明电极240上。反射电极250设置在反射区域RR中。其中形成反射电极250的区域，对应反射环境光线的反射区域RR，而其中没有形成反射电极250的区域，对应透射由背光组件(未示出)产生的光线的透射区域TR。透射区域TR显示图象是通过使用由背光组件产生并通过其的光线，而反射区域RR显示图象是通过使用从上方进入的环境光线。
反射电极250由光学反射性且导电的材料形成。反射电极250具有例如钕化铝(AlNd)的单层结构。或者，反射电极250具有例如钕化铝(AlNd)和钨化钼(MoW)的双层结构。
透明电极240和反射电极250具有基本均匀的厚度，从而透明电极240的表面结构或反射电极250的表面结构与有机绝缘层230的基本相同。因此，反射电极250具有与有机绝缘层230的反射图案231基本相同的轮廓剖面。反射电极250不会明显改变形成在有机绝缘层230上的反射图案231的深度、高度或直径。
图3示出图1中的反射区域RR的反射图案的平面图。图4示出沿图3的II-II’线截取的剖视图。
参考图3和4，反射图案231从有机绝缘层230上突出。每个单个反射图案231的剖面具有凸透镜形状。当在平面上看时每个反射图案231具有圆形形状。
反射图案231随着到反射区域RR的中心的距离的增大而变得更小。较大的反射图案在该反射图案和第一透明基板210之间产生的角度更小，并且与较小的反射图案相比具有更大的高度。较小的反射图案在该反射图案和第一透明基板210之间产生的角度更大，并且与较大的反射图案相比具有更小的高度。比起较小的反射图案，较大的反射图案在与入射角度基本类似的角度上反射光线。比起较大的反射图案，较小的反射图案在不同的角度上反射光线。
设置在反射区域RR的中心部分处的反射图案231a相对较大，而设置在反射区域RR的边缘上的反射图案231b相对较小，从而由于反射图案231的原因，反射区域RR具有凸起的形状。增大了向上反射的光线的部分以提高反射率。
例如，在反射图案231中，设置在反射区域RR的中心部分处的反射图案231a具有从约6μm到约12μm的第一直径D1。在反射图案231中，设置在反射区域RR的边缘处的反射图案231b具有从约2μm到约5μm的第二直径D2。设置在反射区域RR的中心部分和边缘之间的反射图案具有在第一和第二直径D1和D2之间的直径，并且该直径沿着从反射区域RR的中心部分到边缘的方向减小。反射图案231的直径可以逐渐减小。或者，设置在反射区域RR的一圆形区域中的反射图案231可以具有第一直径D1，而设置在该圆形区域外面的反射图案231可具有第二直径D2。
反射图案231的高度随着在该反射图案和反射区域RR的中心部分之间的距离的增大而减小。
另外，在反射图案231之间的间隔随着反射图案231和反射区域RR的中心部分之间的距离的增大而减小。例如，形成在反射区域RR的中心部分处的反射图案231a彼此以约2μm到约5μm的第一间隔L1分隔开。设置在反射区域RR的边缘处的反射图案231b彼此以以约1μm到约2μm的第二间隔L2分隔开。设置在反射区域RR的中心部分和边缘之间的反射图案以介于第一间隔L1和第二间隔L2之间的间隔彼此分隔开，该间隔可沿着从反射区域RR的中心部分到边缘的方向减小。或者，设置在反射区域RR的一圆形区域中的反射图案231可以以第一间隔L1彼此分隔开，而设置在该圆形区域外面的反射图案可以以第二间隔L2彼此分隔开。
再参考图2，相对基板300面对显示基板200且液晶层400设置于其间，相对基板包括第二透明基板310。彩色滤光片层320和公共电极330。
第二透明基板310由透射光线的光学透明材料形成。例如，第二透明基板310由玻璃形成。
彩色滤光片层320形成在第二透明基板310的表面，其面对显示基板200。彩色滤光片层320包括红色滤光部R、绿色滤光部G和蓝色滤光部B。彩色滤光片层320可以形成在显示基板200上。
公共电极330形成在彩色滤光片层320上从而液晶层400设置在公共电极330和反射电极250之间。公共电极330由光学透明且导电的材料形成。例如，公共电极330包括氧化铟锡(ITO)、氧化锌锡(IZO)等。
液晶层400包括具有各向异性折射率和介电常数的液晶。液晶分子被规则地排列。当在透明电极240和公共电极330之间产生电场时，液晶分子地排列改变而改变光学透射。
图5示出根据本发明另一示例性实施例的反射图案的平面图。
参考图5，当在平面上看时，每个反射图案232具有多边形形状。例如每个反射图案232具有六边形形状。
当反射图案232具有多边形形状时，反射图案232可以形成得更密集而提高反射率。
除了反射图案232的形状以外，反射图案232与图1到4中的反射图案231基本相同。因而，省略进一步的说明。
图6示出根据本发明又一示例性实施例的反射图案的平面图。
参考图6，反射图案233具有凹透镜形状。从平面角度看每个反射图案233具有圆形或多边形形状。
反射图案233的尺寸随着该反射图案和反射区域RR的中心之间的距离的增大而减小。被反射图案233反射的光线可以具有不同的角度以提高反射效率。
除了反射图案23/232的透镜形状以外，反射图案233基本上与图1到5中的反射图案231/232相同。因而，省略进一步的说明。
下面，描述制造根据本发明一示例性实施例的显示基板的方法。
图7到11示出制造根据本发明一示例性实施例的显示基板的方法的剖视图。
参考图1和7，在第一透明基板210上形成象素层220，其具有排列成矩阵形状并具有透射区域TR和反射区域RR的象素部分221。
在第一透明基板210上形成第一金属层，曝光并显影该金属层而形成栅极线222和栅电极G。
在其上形成有栅极线222和栅极G的第一透明基板210上形成栅绝缘层223。栅绝缘层223由例如氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)形成，厚度约为4500埃。
在栅绝缘层223上形成a-Si层和n+a-Si层，曝光并显影该a-Si层和n+a-Si层而形成位于栅电极G上方的有源层。
在栅绝缘层223和有源层227上形成第二金属层，曝光并显影该第二金属层而形成数据线224、源电极S和漏电极D。
去除位于源电极S和漏电极D之间的欧姆接触层227b的部分以露出半导体层227a。
在其上形成有数据线224、源电极S和漏电极D的栅绝缘层223上形成保护层226。保护层226可以由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)形成，厚度约为2000埃。
参考图8，在象素层220上形成预备有机绝缘层230a。该预备有机绝缘层230a具有平的表面，使得显示基板200的表面也成为平的。通过曝光和显影工序在预备有机绝缘层230a和保护层226中形成接触孔228。
参考图1和9，通过曝光和显影工序构图预备有机绝缘层230a的上表面而在反射区域RR中形成预备反射图案231a。该预备反射图案231a具有成角的部分。该预备反射图案231a形成为使得预备反射图案231a随着预备反射图案和反射区域RR的中心之间的距离的增大而减小。另外，在预备反射图案231a之间的间距随着预备反射图案231a和反射区域RR的中心部分之间的距离的增大而减小。
参考图10，具有预备反射图案231a的预备有机绝缘层230a经历热处理工序，使得具有成角的部分的预备反射图案231a变成反射图案231。该热处理工序是在约200摄氏度的温度下进行，约两分钟。
参考图3和4来具体说明通过上面提到的工序所形成的反射图案231。因而，省略进一步的说明。
在形成接触孔228的工序之前可以完成形成反射图案231的工序。或者，通过使用狭缝掩模可以在一个工序中形成反射图案231和接触孔228。
参考图1和11，在具有反射图案231的有机绝缘层230上形成一光学透明且导电层，通过曝光和显影工序构图该光学透明且导电层而形成透明电极240。透明电极240通过形成在有机绝缘层230和保护层226中的接触孔228电连接到薄膜晶体管225的漏电极D上。
在透明电极240上形成具有高反射率的金属层，通过曝光和显影工序构图该金属层而形成反射电极250。该反射电极250形成在其中形成反射图案231的反射区域RR中。
形成在反射区域RR的边缘上的反射图案231比起形成在反射区域RR的中心处的反射图案231，其尺寸相对较小。调整曝光来形成所述不同尺寸的反射图案231。
图12示出曝光时间和反射率之间关系的图示。
在图12中，样品1对应根据本发明一示例性实施例的反射图案，样品2对应传统反射图案。样品1反射图案的尺寸沿着从反射区域的中心到边缘的方向从约6.75μm减小到约2μm。样品2反射图案具有约6.75μm的均匀尺寸，并与约3μm的均匀间隔分隔开。
参考图12，样品2的反射图案具有基本均匀的尺寸，因而不论曝光时间多少反射率都相同。样品2反射图案具有约68％的最大反射率。
样品1反射图案具有不同尺寸，反射率根据曝光时间而明显改变。样品1具有约76.8％的最大反射率。就是说，样品1的最大反射率比样品2的要高约11％。
根据上面描述的显示基板、制造显示基板的方法和显示装置，反射图案沿着从反射区域的中心部分到反射区域的边缘部分的方向变小而提高反射效率。
另外，可以选择曝光时间以提高上述反射图案的反射率。
已经描述了本发明的示例性实施例，应注意到，可以不偏离本发明的精神和范围作出各种改变、替换和变更。

Claims (23)

1.一种显示基板，包括：
透明基板；
形成在透明基板上的象素层，该象素层具有排列成矩阵形状的象素部分，每个象素部分具有透射区域和反射区域；
形成在象素层上的有机绝缘层，该有机绝缘层具有反射图案，其尺寸沿从反射区域中心到反射区域边缘的方向减小；
形成在有机绝缘层上的透明电极；及
形成在透明电极上的反射电极从而反射电极设置在反射区域上方，
其中所述反射图案相应地形成在形成有所述反射电极的所述反射区域。
2.如权利要求1所述的显示基板，其中反射图案具有凸透镜形状。
3.如权利要求2所述的显示基板，其中在反射图案中的最大的反射图案的直径从6μm到12μm。
4.如权利要求3所述的显示基板，其中在反射图案中的最小的反射图案的直径从2μm到5μm。
5.如权利要求4所述的显示基板，其中反射图案的高度沿着从反射区域的中心到反射区域边缘的方向减小。
6.如权利要求5所述的显示基板，其中反射图案的高度逐渐减小。
7.如权利要求2所述的显示基板，其中在反射图案之间的间距随着反射区域的中心和反射图案之间的距离的增加而降低。
8.如权利要求7所述的显示基板，其中在反射图案之间的间距逐渐降低。
9.如权利要求8所述的显示基板，其中间距中的最大间距在从2μm到5μm的范围内。
10.如权利要求9所述的显示基板，其中间距中的最小间距在从1μm到2μm的范围内。
11.如权利要求1所述的显示基板，其中每个反射图案从平面视角看具有圆形形状。
12.如权利要求1所述的显示基板，其中每个反射图案从平面视角看具有多边形形状。
13.如权利要求1所述的显示基板，其中反射图案具有凹透镜形状。
14.一种制造显示基板的方法，包括：
在一透明基板上形成象素层，该象素层具有排列成矩阵形状的象素部分，每个象素部分具有透射区域和反射区域；
在象素层上形成有机绝缘层，该有机绝缘层具有反射图案，反射图案的尺寸沿着从反射区域的中心到反射区域的边缘的方向减小；
在有机绝缘层上形成透明电极；及
在透明电极上形成反射电极使得反射电极设置在反射区域上方，
其中所述反射图案相应地形成在形成有所述反射电极的所述反射区域。
15.如权利要求14所述的方法，其中形成有机绝缘层包括：
在象素层上形成预备有机绝缘膜；
构图该预备有机绝缘层的上表面以形成预备反射图案；及
对具有预备反射图案的预备有机绝缘层进行热处理以形成反射图案。
16.如权利要求15所述的方法，其中构图该预备有机绝缘层的上表面包括曝光和显影工序，而对预备有机绝缘层的曝光为3.5秒到4秒。
17.如权利要求15所述的方法，其中对具有预备反射图案的预备有机绝缘层进行热处理包括在200摄氏度的温度下热处理2分钟。
18.如权利要求15所述的方法，其中在反射图案中的最大的反射图案的直径从6μm到12μm，而在反射图案中的最小的反射图案的直径从2μm到5μm。
19.如权利要求18所述的方法，其中在反射图案之间的间距随着反射区域的中心和反射图案之间的距离的增加而减小，间距中的最大间距在从2μm到5μm的范围内，间距中的最小间距在从1μm到2μm的范围内。
20.一种显示装置，包括：
显示基板
面向该显示基板的相对基板；及
设置在显示基板和相对基板之间的液晶层，
其中显示基板包括：
透明基板；
形成在透明基板上的象素层，该象素层具有排列成矩阵形状的象素部分，每个象素部分具有透射区域和反射区域；
形成在象素层上的有机绝缘层，该有机绝缘层具有反射图案，其尺寸沿从反射区域中心到反射区域边缘的方向减小；
形成在有机绝缘层上的透明电极；及
形成在透明电极上的反射电极从而反射电极设置在反射区域上方，
其中所述反射图案相应地形成在形成有所述反射电极的所述反射区域。
21.如权利要求20所述的显示装置，其中在反射图案中的最大的反射图案的直径从6μm到12μm，而在反射图案中的最小的反射图案的直径从2μm到5μm。
22.如权利要求21所述的显示装置，其中间距中的最大间距在从2μm到5μm的范围内，间距中的最小间距在从1μm到2μm的范围内。
23.如权利要求20所述的显示装置，其中相对基板包括公共电极，其面向显示基板的透明和反射电极。
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