CN102411232A - 液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种液晶显示装置及其制造方法，其包括，第一基板、与第一基板相对设置的第二基板和填充于第一基板和第二基板之间的包括多个液晶分子的液晶层，所述第一基板上设置有多条扫描线和数据线，所述扫描线和数据线交叉排列，扫描线和数据线定义多个像素单元，所述液晶显示装置进一步包括多个设置于第一和第二基板之间的间隔体，相邻间隔体的相对表面分别设置有第一电极和第二电极，以形成驱动所述液晶分子偏转的横向电场，所述像素单元分为透射显示区和反射显示区。本发明还提供一种液晶显示装置的制造方法。本发明可实现较大视角的半反半透显示模式、盒厚均匀、降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，尤其涉及一种液晶显示装置及其制造方法。
背景技术
液晶显示装置以体积小，重量轻，低辐射等优点广泛应用于各种领域。
液晶显示装置包括阵列基板(TFT基板)、与所述阵列基板相对的彩膜基板(CF基板)、填充于阵列基板和彩膜基板之间的液晶。
根据采用的光源不同，液晶显示装置可以分为使用内置背光源的透射式液晶显示装置、反射环境光的反射式液晶显示装置以及将透射与反射结合起来的半反半透式液晶显示装置。
对于透射式液晶显示装置，其内置背光源需处于常开状态，但当液晶显示装置处于户外且阳光过强时，显示器上图像不能清晰显示，与之相比，反射式液晶显示装置可反射外界光源，然后通过对反射光进行调制而显示图像，可极大地降低功耗，但是，其缺点是环境光源必须足够强。综合以上两种显示模式，半反半透液晶显示装置在户外可读性及降低功耗方面均有着极大的优势，其应用面也越来越广泛。
现有的半反半透液晶显示装置存在视角较小的问题。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种水平电场转动显示模式的半反半透液晶显示装置，改善视角。
为解决上述问题，本发明提供一种液晶显示装置，其包括，第一基板、与第一基板相对设置的第二基板和填充于第一基板和第二基板之间的包括多个液晶分子的液晶层，所述第一基板上设置有多条扫描线和数据线，所述扫描线和数据线交叉排列，扫描线和数据线定义多个像素单元，所述液晶显示装置进一步包括多个设置于第一和第二基板之间的间隔体，相邻间隔体的相对表面分别设置有第一电极和第二电极，以形成驱动所述液晶分子偏转的横向电场，所述像素单元分为透射显示区和反射显示区。
所述反射式显示区包括反光件，所述反光件包括第一反射层、位于第一反射层上的多个凸起，所述多个凸起上覆盖有第二反射层。
所述反射式显示区包括第一反射式显示区和第二反射式显示区，所述第一反射式显示区的反光件包括第一反射层，位于第一反射层上的多个第一凸起，所述多个第一凸起上覆盖有第二反射层；所述第二反射式显示区包括第一反射层，位于第一反射层上的多个第二凸起，所述多个第二凸起上覆盖有第二反射层。
所述第一凸起为多层结构、所述第二凸起为单层结构。
所述第一凸起包括位于第一反射层上的栅极层凸台、位于栅极层凸台上的栅极绝缘层凸台、位于栅极绝缘层凸台上的第一非晶硅层凸台、位于第一非晶硅层凸台上的源漏极层凸台。
所述第二凸起包括位于第一反射层上的第二非晶硅层凸台。
还包括位于反光件上的有机膜层。
所述间隔体包括第一间隔体、第二间隔体，所述第一间隔体、第二间隔体分别形成于第一玻璃基板、第二玻璃基板上。
所述间隔体包括第一间隔体、第二间隔体，所述第一间隔体、第二间隔体均形成于第一玻璃基板上。
所述间隔体包括第一间隔体、第二间隔体，所述第一间隔体、第二间隔体均形成于第二玻璃基板上。
所述第一间隔体和第二间隔体的剖面为等腰梯形。
所述等腰梯形的底角大于或等于45°并且小于或等于90°。
相应地，本发明提供一种液晶显示装置的制造方法，包括：提供第一玻璃基板；在所述第一玻璃基板上形成扫描线和数据线；在靠近数据线和扫描线交界的第一区域涂覆第一反射层；在数据线和扫描线交界处形成TFT开关，同时在第一区域中的第二区形成第一凸起、在第一区域中的第二子区域形成第二凸起；在第一凸起和第二凸起上覆盖第二反射层。
在数据线和扫描线交界处形成TFT开关，同时在第一区域中的第二子区域形成第一凸起、在第一区域中的第二子区域形成第二凸起的步骤包括：在数据线和扫描线交界处形成栅极，同时形成第一子区域的反射层上的多个栅极层凸台，以及位于第二子区域的反射层上的栅极电极；形成位于栅极上的栅极绝缘层，同时形成位于栅极层凸台上的栅极绝缘层凸台，以及位于栅极电极上的栅极绝缘电介质层；形成位于栅极绝缘层上的非晶硅层，同时形成位于栅极绝缘层凸台上的第一非晶硅层凸台，以及第二子区域中反射层上的第二非晶硅层凸台，所述第二非晶硅凸台为第二凸起；形成位于非晶硅层上的源漏极，同时形成位于第一非晶硅凸台上的源漏极层凸台，以及位于栅极绝缘电介质层上的源漏电极。
还包括在第二反射层上涂覆有机膜层。
在形成有机膜层后，形成位于有机膜上的第一间隔体。
还包括提供第二玻璃基板，在第二玻璃基板上形成第二间隔体。
在形成有机膜层后，形成位于有机膜上的第一间隔体和第二间隔体。
还包括提供第二玻璃基板，在第二玻璃基板上形成第一间隔体和第二间隔体。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.相邻间隔体的相对表面设置的第一电极和第二电极，可驱动液晶分子偏转的横向电场，并且，像素单元分为透射显示区和反射显示区，从而实现水平电场转动显示模式的半反半透液晶显示装置，增大视角；
2.位于第一凸起和第二凸起上的有机膜层可平均第一反射区和第二反射区的液晶盒厚，保持两个区域盒厚相同；
3.在形成TFT开关，同时在第一区域中的第一子区域形成第一凸起、在第一区域中的第二子区域形成第二凸起，可以简化制程、降低成本。
附图说明
图1是本发明像素单元第一实施例的俯视图和侧视图；
图2是图1所示像素单元沿剖线AA’的剖面示意图；
图3是图1所示像素单元沿剖线BB’的剖面示意图；
图4是图3所示第一凸起的示意图；
图5是图1所示像素单元沿剖线CC’的剖面示意图；
图6是图5所示第二凸起的示意图；
图7是本发明像素单元第二实施例的剖面示意图；
图8是本发明液晶显示装置的制造方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明提供一种液晶显示装置，其包括，第一基板、与第一基板相对设置的第二基板和填充于第一基板和第二基板之间的包括多个液晶分子的液晶层，所述第一基板上设置有多条扫描线和数据线，所述扫描线和数据线交叉排列，扫描线和数据线定义多个像素单元，所述液晶显示装置进一步包括多个设置于第一和第二基板之间的间隔体，像素单元中相邻间隔体的相对表面分别设置有第一电极和第二电极，以形成驱动所述液晶分子偏转的横向电场，所述像素单元分为透射显示区和反射显示区。
其中，第一电极和第二电极形成的驱动所述液晶分子偏转的横向电场，可以使液晶分子在水平方向偏转，使液晶显示装置具有较大视角；此外，第一电极和第二电极位于相邻间隔体的相对表面上，避免了第一电极和第二电极对光线的阻挡，使液晶显示装置具有较高的透过率；更进一步的，所述液晶显示装置包括多个像素单元，并且像素单元分为透射式显示区和反射式显示区，所述液晶显示装置结合了反射式显示模式和透射式显示模式的优点。
下面结合具体实施例，进一步描述本发明的技术方案。
在本发明液晶显示装置第一实施例中，液晶显示装置的第一基板为其上形成有薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)的第一玻璃基板；第二基板为其上形成有彩色滤光片(Color Filter，CF)的第二玻璃基板，所述第一玻璃基板上设置有交叉排列的多条扫描线和数据线，扫描线和数据线定义多个像素单元，现以一个像素单元为例对本实施例进行说明。
参考图1示出了本发明液晶显示装置第一实施例的像素单元的俯视图。所述像素单元包括：数据线107、扫描线108、TFT开关106、第一电极109、第二电极110。其中，
数据线107，连接于TFT开关106的源极，用于为像素单元提供像素电压。
扫描线108，连接于TFT开关106的栅极，用于提供导通TFT开关106的扫描信号。
所述第一电极109和第二电极110设置于第一玻璃基板和第二玻璃基板间的间隔体111、112的相对表面上，所述第一电极109为像素电极，通过过孔连接于TFT开关106的漏极，所述第二电极110为公共电极，通常连接于地端，像素电极和公共电极间可形成用于控制液晶分子偏转的横向电场。
所述像素单元分为透射式显示区101和反射式显示区，在本实施例中，反射式显示区位于像素单元中靠近TFT的部分，但本发明并不以此为限。
所述反射式显示区包括第一反射式显示区102和第二反射式显示区103，本实施例中，第二反射式显示区103位于像素单元中靠近TFT的部分，但本发明并不以此为限。
结合参考图2，示出了图1所示像素单元沿剖线AA’的剖面示意图。所述剖线AA’位于透射式显示区101，如图2所示，透射式显示区101包括：第一玻璃基板113，平行于第一玻璃基板113的第二玻璃基板116，夹于第一玻璃基板113和第二玻璃基板116之间的包括多个液晶分子的液晶层121，所述第一玻璃基板113上依次形成有阵列层114、位于阵列层114上的黑色矩阵107、位于黑色矩阵107上的钝化层115。
所述阵列层114形成有数据线107、扫描线108、与数据线107和扫描线108相连的TFT开关106，TFT开关106包括栅极(图未示)、位于栅极上的栅极绝缘层(图未示)、位于栅极绝缘层上的非晶硅层(图未示)、位于非晶硅层上的源极和漏极(图未示)。
所述黑色矩阵107为包括碳颗粒的黑树脂，由于碳颗粒具有吸光特性，所以黑色矩阵107用于防止漏光。
所述第一玻璃基板113上还形成有位于钝化层115上、正对黑色矩阵107的第一间隔体111，第二玻璃基板116上还形成有第二间隔体112，所述第二间隔体112装配于第一玻璃基板113上的钝化层115上、并且正对黑色矩阵107。
所述第一间隔体111和第二间隔体112的剖面均为上窄下宽的等腰梯形，由于第一间隔体111和第二间隔体112分别形成于相对设置的第一玻璃基板113、第二玻璃基板116上，所以第一间隔体111和第二间隔体112的放置方向相反，所述第一间隔体111和第二间隔体112相对的表面相互平行，那么，设置于第一间隔体111和第二间隔体112相对的表面上的第一电极109(即像素电极)和第二电极110(公共电极)相互平行。
所述像素电极、公共电极、第二玻璃基板116以及钝化层115围成的剖面为平行四边形的区域用于填充液晶，形成液晶层121。
需要说明的是，所述等腰梯形的底角大于或等于45°而小于或等于90°，从而可以使像素电极、公共电极110间产生的横向电场更接近水平方向，从而减少竖直方向的电场分量，实现水平电场转动(Horizontal Field Switching，HFS)的显示模式。
结合参考图3，示出了图1所示像素单元沿剖线BB’的剖面示意图。所述剖线BB’的位于第一反射式显示区102，如图3所示，第一反射式显示区102与透射式显示区的相同之处不再赘述，与透射式显示区的不同在于，第一玻璃基板113上还形成有反光件、以及位于反光件上的有机膜层123。
所述反光件用于反射透射到液晶显示装置中的光，从而实现反射式显示方式，具体地，所述反光件包括，位于钝化层115上的第一反射层117，位于第一反射层117上的多个第一凸起104，所述第一凸起104上覆盖有第二反射层118，所述第二反射层118使反光件具有平滑的反射面，可以使投射到反光件上的光发生漫反射，从而避免镜面反射造成的显示不佳的问题。
结合参考图4，示出了图3所示第一凸起的示意图，所述第一凸起104包括：栅极层凸台201、位于栅极层凸台201上的栅极绝缘层凸台202、位于栅极绝缘层凸台202上的第一非晶硅层凸台203、位于第一非晶硅层凸台203上源漏极层凸台204。
所述有机膜层123覆盖于反光件上，用于填充第一凸起104之间的间隙，以形成平滑平面，本实施例中，所述有机膜层123采用与间隔体相同的材料，但并不限制与此。
形成于第一玻璃基板113上的第一间隔体111位于有机膜层123上，且正对黑色矩阵107，形成于第二玻璃基板116上的第二间隔体112装配于所述有机膜层123上，且正对黑色矩阵107，
所述第一间隔体111和第二间隔体112的剖面均为上窄下宽的等腰梯形，由于第一间隔体111和第二间隔体112分别形成于相对设置的第一玻璃基板113、第二玻璃基板116上，所以第一间隔体111和第二间隔体112的放置方向相反，所述第一间隔体111和第二间隔体112相对的表面相互平行，那么，设置于第一间隔体111和第二间隔体112相对的表面上的第一电极109(即像素电极)和第二电极110(公共电极)相互平行，由于所述第一间隔体111和第二间隔体112位于有机膜层123上，透射式显示区101中的第一间隔体111和第二间隔体112相比，第一反射式显示区102的第一间隔体111和第二间隔体112的厚度较小，相应地，第一电极109(即像素电极)和第二电极110(公共电极)的尺寸也较小。
所述像素电极、公共电极、第二玻璃基板116以及有机膜层123围成的剖面为平行四边形的区域用于填充液晶，形成液晶层121，与透射式显示区101相比，由于第一反射式显示区102另设置了反光件、以及位于反光件上的有机膜层123，这使第一反射式显示区102的液晶层121厚度较小，例如，第一反射区的液晶层厚度为透射式显示区液晶层厚度的一半。
再结合参考图5，示出了图1所示像素单元沿剖线CC’的剖面示意图。所述剖线CC’的位于第二反射式显示区103，所述第二反射显示区103包括连接于像素电极和公共电极的存储电容(图未示)如图3所示，第二反射式显示区103与第一反射式显示区102的相同之处不再赘述，与第一反射式显示区102的不同在于，所述第二反射式显示区103的反光件包括：位于钝化层115上的第一反射层117，位于第一反射层117上的多个第二凸起124，所述第二凸起124上覆盖有第二反射层118。
参考图6，示出了图5所示第二凸起的示意图，所述第二凸起124包括：第二非晶硅层凸台303。
所述第一凸起104为多层结构，所述第二凸起124为单层结构。
第一凸起104和第二凸起124的高度不同，从而使第一反射区域102和第二反射区域103的反光凸起高度不同，因此位于第二反射区域103的有机膜层厚度大于第一反射区域102中有机膜层的厚度，从而使第二反射区域103和第一反射区域102的液晶层厚度相同。
参考图7，示出了本发明像素单元第二实施例的剖面示意图。本实施例与像素单元第一实施例的相同之处不再赘述，本实施例与像素单元第一实施例的区别在于：
第一间隔体311和第二间隔体312均形成于第一玻璃基板上，由于所述第一间隔体311和第二间隔体312为剖面均为上窄下宽的等腰梯形，那么形成于第一间隔体311和第二间隔体312相对表面上的第一电极309和第二电极310不再平行，但是不平行的第一电极309和第二电极310之间仍可以产生控制液晶分子偏转的横向电场，所述横向电场在水平方向的分量可以使液晶分子在水平面内偏转，从而实现HFS的显示模式。
需要说明的是，本发明像素单元还可以有其他的实施例，例如第一间隔体和第二间隔体均形成于第二玻璃基板上。
相应地，本发明还提供一种液晶显示装置的制造方法，参考图8示出了本发明液晶显示装置的制造方法的流程示意图，包括：
步骤s1，提供第一玻璃基板；
步骤s2，在所述第一玻璃基板上形成扫描线和数据线；
步骤s3，在靠近数据线和扫描线交界的第一区域涂覆第一反射层；
步骤s4，据线和扫描线交界处形成TFT开关；
步骤s5，在步骤s2至步骤s4的过程中在第一区域中的第一子区域形成第一凸起、在第二区域中的第二子区域形成第二凸起；
步骤s6，在第一凸起和第二凸起上覆盖第二反射层；
步骤s7，在第二反射层上涂覆有机膜层；
步骤s8，形成间隔体以及位于相邻间隔体相对表面的第一电极和第二电极。
所述方法还包括提供第二玻璃基板、在第二玻璃基板上形成彩色滤光片、将第一玻璃基板和第二玻璃基板贴合、灌入液晶等步骤，与现有技术相同，在此不再赘述。第一区域为反射式显示区，所述第一区域分为第一子区域和第二子区域，所述第一子区域为第一反射式显示区，第二子区域为第二反射式显示区，扫描线和数据线围成的区域中，远离扫描线和数据线交界的区域为第二区域，所述第二区域为透射式显示区。
其中，对于步骤s2至步骤s4，具体地说，在数据线和扫描线交界处形成栅极，同时形成第一子区域的反射层上的多个栅极层凸台，以及位于第二子区域的反射层上的栅极电极；形成位于所述栅极上的栅极绝缘层，同时形成位于栅极层凸台上的栅极绝缘层凸台，以及位于栅极电极上的栅极绝缘电介质层；形成位于栅极绝缘层上的非晶硅层，同时形成位于栅极绝缘层凸台上的第一非晶硅层凸台，以及位于第一区域中第二子区域中反射层上的第二非晶硅层凸台；形成位于非晶硅层上的源漏极，同时形成位于第一非晶硅凸台上的源漏极层凸台，以及位于栅极绝缘电介质层上的源漏电极。
对于步骤s5，在步骤s2至步骤s4的过程中，，形成了依次位于第一子区域反射层上的栅极层凸台、栅极绝缘层凸台、第一非晶硅层凸台、源漏极层凸台所构成的第一凸起，以及位于第二子区域的反射层上、由第二非晶硅凸台构成的第二凸起，以及位于第二子区域的、由栅极电极、栅极绝缘电介质层、源漏电极构成的存储电容。
对于步骤s8，在本发明液晶显示装置制造方法的第一实施例，在第二反射层上涂覆有机膜层的同一工艺步骤中，形成位于有机膜层上的第一间隔体；之后，提供第二玻璃基板，在第二玻璃基板上形成第二间隔体，本实施例中，第一间隔体的材料与有机膜层的材料相同，但并不限制与此，所述第一间隔体还可以是氮化硅等类似绝缘材料。具体地，在形成第一间隔体和第二间隔体后，通过物理气相沉积法(Physical Vapor Deposition，PVD)在第一间隔体和第二间隔体的相对表面上分别形成第一电极和第二电极。
在本发明液晶显示装置制造方法的第二实施例中，在第二反射层上涂覆有机膜层，同时形成位于有机膜层上的第一间隔体和第二间隔体。
在本发明液晶显示装置制造方法的第三实施例中，在第二玻璃基板上形成第一间隔体和第二间隔体。
在本发明液晶显示装置的制造方法中，在形成扫描线、数据线、TFT的过程中，形成位于第一子区域的第一凸起、位于第二子区域的第三凸起，可以减少制作工艺步骤，节约制造成本。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (19)
1.一种液晶显示装置，其包括，第一基板、与第一基板相对设置的第二基板和填充于第一基板和第二基板之间的包括多个液晶分子的液晶层，所述第一基板上设置有多条扫描线和数据线，所述扫描线和数据线交叉排列，扫描线和数据线定义多个像素单元，其特征在于：所述液晶显示装置进一步包括多个设置于第一和第二基板之间的间隔体，相邻间隔体的相对表面分别设置有第一电极和第二电极，以形成驱动所述液晶分子偏转的横向电场，所述像素单元分为透射显示区和反射显示区。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述反射式显示区包括反光件，所述反光件包括第一反射层、位于第一反射层上的多个凸起，所述多个凸起上覆盖有第二反射层。
3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述反射式显示区包括第一反射式显示区和第二反射式显示区，所述第一反射式显示区的反光件包括第一反射层，位于第一反射层上的多个第一凸起，所述多个第一凸起上覆盖有第二反射层；所述第二反射式显示区包括第一反射层，位于第一反射层上的多个第二凸起，所述多个第二凸起上覆盖有第二反射层。
4.如权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一凸起为多层结构、所述第二凸起为单层结构。
5.如权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一凸起包括位于第一反射层上的栅极层凸台、位于栅极层凸台上的栅极绝缘层凸台、位于栅极绝缘层凸台上的第一非晶硅层凸台、位于第一非晶硅层凸台上源漏极层凸台。
6.如权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第二凸起包括位于第一反射层上的第二非晶硅层凸台。
7.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，还包括位于反光件上的有机膜层。
8.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述间隔体包括第一间隔体、第二间隔体，所述第一间隔体、第二间隔体分别形成于第一玻璃基板、第二玻璃基板上。
9.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述间隔体包括第一间隔体、第二间隔体，所述第一间隔体、第二间隔体均形成于第一玻璃基板上。
10.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述间隔体包括第一间隔体、第二间隔体，所述第一间隔体、第二间隔体均形成于第二玻璃基板上。
11.如权利要求8～10任一权利要求所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一间隔体和第二间隔体的剖面为等腰梯形。
12.如权利要求11所述的液晶显示装置，其特征在于，所述等腰梯形的底角大于或等于45°并且小于或等于90°。
13.一种液晶显示装置的制造方法，其特征在于，包括：提供第一玻璃基板；在所述第一玻璃基板上形成扫描线和数据线；在靠近数据线和扫描线交界的第一区域涂覆第一反射层；在数据线和扫描线交界处形成TFT开关；同时在第一区域中的第一子区域形成第一凸起、在第一区域中的第二子区域形成第二凸起；在第一凸起和第二凸起上覆盖第二反射层。
14.如权利要求13所述的制造方法，其特征在于，在数据线和扫描线交界处形成栅极，同时形成第一子区域的反射层上的多个栅极层凸台，以及位于第二子区域的反射层上的栅极电极；形成位于栅极上的栅极绝缘层，同时形成位于栅极层凸台上的栅极绝缘层凸台，以及位于栅极电极上的栅极绝缘电介质层；形成位于栅极绝缘层上的非晶硅层，同时形成位于栅极绝缘层凸台上的第一非晶硅层凸台，以及第二子区域中反射层上的第二非晶硅层凸台，所述第二非晶硅凸台为第二凸起；形成位于非晶硅层上的源漏极，同时形成位于第一非晶硅凸台上的源漏极层凸台，以及位于栅极绝缘电介质层上的源漏电极。
15.如权利要求13所述的制造方法，其特征在于，还包括在第二反射层上涂覆有机膜层。
16.如权利要求15所述的制造方法，其特征在于，在形成有机膜层后，形成位于有机膜上的第一间隔体。
17.如权利要求16所述的制造方法，其特征在于，还包括提供第二玻璃基板，在第二玻璃基板上形成第二间隔体。
18.如权利要求15所述的制造方法，其特征在于，在形成有机膜层后，形成位于有机膜上的第一间隔体和第二间隔体。
19.如权利要求15所述的制造方法，其特征在于，还包括提供第二玻璃基板，在第二玻璃基板上形成第一间隔体和第二间隔体。
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