CN1310074C - 液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶显示器，它包括一对衬底；夹在衬底之间的液晶层；具有用于以透射光显示的透射显示区和用于以反射光显示的反射显示区的像素；驱动该像素的驱动元件；将显示信号提供给驱动元件的信号线；以及将扫描信号提供给驱动元件的栅极线。衬底之一包括：绝缘平面化层，用于平坦由信号线和/或栅极线产生的台阶；以及透明电极，其形成在透射显示区中的绝缘平面化层上。由于具有这种结构，能够防止在黑色显示状态下的光泄漏，以此提高对比度，并能够放大透射显示区，从而保证较高的透射率。

Description

液晶显示器

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器，更具体地说，涉及一种组合的反射/透射液晶显示器的改进。

背景技术

借助于其厚度薄和功耗低的特征，液晶显示器广泛应用于笔记本人电脑、汽车导航系统、个人数字助理(PDA)、移动电话等中。液晶显示器一般分为透射液晶显示器和反射液晶显示器。透射液晶显示器具有一个称之为背光的内部光源，并利用液晶面板通过接通和关断从背光发射出的光进行透射显示。另一方面，反射液晶显示器具有一个反射诸如日光的入射环境光线的反射板等，并利用液晶显示面板通过接通和关断由反射板反射的光进行反射显示。

在透射液晶显示器中，背光耗费50％或更多的总电能。于是，设置背光会导致功耗增大。此外，透射液晶显示器存在另一个问题：在环境光线线较明亮时，显示器光在观看时会变暗，导致能见度降低。在反射液晶显示器中，因为没有提供背光，因此能够避免功耗的增加。但是，环境光线线较暗时，反射光的数量就会减少，进而导致能见度大大降低。

为了解决在透射液晶显示器和反射液晶显示器中存在的上述问题，人们提出一种组合的反射/透射液晶显示器，它能够通过单独一个液晶显示面板实现透射显示和反射显示。在这种组合的反射/透射液晶显示器中，在环境光线较明亮时通过环境光线的反射进行反射显示，而在环境光线较暗时通过透射背光的光进行透射显示。在日本专利No.2955277和公开的日本专利No.2001-166289中披露了这种组合反射/透射液晶显示器的实例。

参考图11，示出了在现有技术的组合反射/透射液晶显示器中的薄膜晶体管(此下文将称之为“TFT”)衬底101的平面图。TFT衬底101设置有多个像素102(显示出其中一个像素)，每个像素由下文描述的TFT控制。多个像素102以矩阵形式布置。用于将扫描信号提供给每个像素102的TFT的栅极线103以及将显示信号提供给每个像素102的TFT的信号线104相互垂直布置，以便重叠每个像素102的周边部分。

每个像素102包括用于进行反射显示的反射显示区A和用于进行透射显示的透射显示区B。在图11所示的液晶显示器中，矩形透射显示区B由矩形反射显示区A包围。

TFT衬底101还设置有一条平行于栅极线103的辅助电容线(此下文将称之为“Cs线”)(未图示)。Cs线由金属薄膜形成。正如下文将要说明的那样，辅助电容C(未图示)在Cs线和连接电极之间形成，并与设置在滤色器衬底上的相对电极相连接。

参考图12，示出了沿图11中J-J’线截取的现有技术中的液晶显示器的剖面结构视图。如图12所示，这种现有技术的液晶显示器具有这样的剖面结构：滤色器衬底105与TFT衬底相对，液晶层106夹在滤色器衬底105和TFT衬底101之间。

滤色器衬底105具有：由玻璃等形成的透明绝缘衬底107，在透明绝缘衬底107上形成以便与TFT衬底101相对的滤色器108，以及在滤色器108上形成以便与TFT衬底101相对的相对电极109。该相对电极109是由ITO等形成。滤色器108由多个经颜料或染料不同染色的树脂层组成，例如，R、G和B滤色器层组合使用而构成滤色器108。

λ/4层110和偏振板111以这个顺序设置在滤色器衬底105上，并与滤色器108和相对电极109正对。

在TFT衬底101的反射显示区A中，在由诸如玻璃之类的透明材料制成的透明绝缘衬底112上形成用于把显示信号提供给每个像素102的作为开关元件的TFT 113。通过若干层下文详细描述的绝缘膜在TFT 113上形成反射不规则形成层114。在反射不规则形成层114上形成平面化层115。在平面化层115上形成ITO薄膜116a，并在ITO薄膜116a上形成反射电极117。

图12所示的TFT 113具有一个所谓的底端栅极结构。即，TFT 113具有在透明绝缘衬底112上形成的栅电极118、由在栅电极118上依次形成的由氮化硅膜119a和氧化硅膜119b组成的作为多层膜的栅极绝缘体119、以及在栅极绝缘体119上形成的半导体薄膜120。该半导体薄膜120具有一对相对于栅电极118相互水平相对的N⁺扩散区。栅电极118通过延伸一部分栅极线103而形成，它是一种金属或通过溅射等沉积的钼(Mo)、钽(Ta)等的合金薄膜。

源电极128通过一个穿过第一夹层电介质121和第二夹层电介质122形成的接触孔与半导体薄膜120的N⁺扩散区之一相连接。信号线104连接到源电极128上，以将数据信号输入到源电极128。另一方面，漏电极129通过另一个穿过第一夹层电介质121和第二夹层电介质122形成的接触孔与半导体薄膜120的另一个N⁺扩散区相连接。该漏电极129与连接电极相连接，还通过接触部与相对应的像素102电连接。在连接电极和Cs线123之间通过栅极绝缘体119形成辅助电容C。半导体薄膜120是例如通过化学气相沉积(CVD)而获得的低温多晶硅薄膜，该薄膜120通过栅极绝缘体119在与栅电极118对齐的位置上形成。

通过第一夹层电介质121和第二夹层电介质122正好在半导体薄膜120上设置一抑止器124。该抑止器124的功能是保护在与栅电极118对齐的位置上形成的半导体薄膜120。

在TFT衬底101的透射显示区B中，不存在反射显示区A中的透明绝缘衬底112的基本整个表面上形成的各种绝缘膜。即，栅极绝缘体119、第一和第二夹层电介质121和122、反射不规则形成层114以及平面化层115在透射显示区A中全部不存在，透明电极116直接形成在透明绝缘衬底112上。而且，在反射显示区A中形成的反射电极117也未形成在透射显示区B中。

如滤色器衬底105的情况一样，λ/4层126和偏振板127按此顺序形成在与TFT 113相对的透明绝缘衬底112上，即，在设置作为内部光源的背光125的相同一侧上。

参考图13，示出了沿图11中K-K’线截取的现有技术中的液晶显示器的剖面结构视图，即，沿平行于相应栅极线103穿过透射显示区B的线截取的剖面结构图。如图13所示，在相邻的信号线104之间限定区域内，透明电极116形成在透明绝缘衬底112上，由此形成透射显示区B。而且，滤色器108布置在滤色器衬底105中与透明电极116相对应的位置上。

但是，在这种组合反射/透射液晶显示器中，产生了这样的一种问题：黑色显示状态下的光泄漏易于发生在图12所示的反射显示区A和透射显示区B之间的台阶处，引起对比度下降。在黑色显示状态下的光泄漏是由于如下事实而产生的：即在该台阶处产生液晶分子的取向无序的区域，或者在该台阶处缺少晶格缝隙(cell gap)，从而产生相差偏移。

在黑色显示状态下由于光泄漏引起的这种对比度下降在将重点放在如图14所示的透射显示的结构中将会变得更加明显。在这种结构中，透明电极116延伸到叠置相邻的信号线104的程度，以便扩大透射显示区B。在此情况下，透明电极116由每个信号线104产生的台阶的反射而成阶梯状，因此导致对比度更显著的下降。

而且，如图13和14所示，在与信号线104和栅极线103相对应、可能产生光泄漏的区域中布置作为光屏蔽的黑矩阵128，以此能够防止光泄漏。但是，使用黑矩阵128是以牺牲透射率为代价的。因此，到目前为止还没有确定一种能够实现高透射率并提高对比度的技术。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种组合反射/透射液晶显示器，它能够扩大透射显示区，以此确保高透射率，还能够在黑色显示状态下防止光泄漏，由此改善对比度。

根据本发明，提供一种液晶显示器，包括：一对衬底；夹在衬底之间的液晶层；具有用于以透射光显示的透射显示区和用于以反射光显示的反射显示区的像素；驱动该像素的驱动元件；将显示信号提供给驱动元件的信号线；以及将扫描信号提供给驱动元件的栅极线。衬底中的一个包括：绝缘平面化层，用于平坦由信号线和/或栅极线产生的台阶；以及透明电极，它形成在透射显示区中的绝缘平面化层上。

在具有上述结构的液晶显示器中，透明电极的底层通过绝缘平面化层而平面化。因此，在不取决于由信号线和/或栅极线产生的台阶形状的情况下能够保证透明电极的平面化。例如，即使在透射显示区扩大而叠置信号线和/或栅极线的情况下，也不会在透明电极的表面上出现台阶。结果，在黑色显示状态时能够防止透射显示区中的光泄漏。

附图说明

通过参考结合附图的描述，本发明的这些和其它目的将会变得清楚明白，其中：

图1是根据本发明第一优选实施例的组合反射/透射液晶显示器中的TFT衬底的平面视图；

图2是沿图1中C-C’线截取的剖视图；

图3是沿图1中D-D’线截取的剖视图；

图4是靠近图3中所示每个信号线的区域的放大剖视图；

图5是与图4相似的示出改进的视图；

图6是在具有透射显示区未被平面化的结构的传统液晶显示器中，靠近每个信号线的区域的放大剖视图；

图7是与图6相似，表示另一个实例的视图；

图8是根据本发明第二优选实施例的组合反射/透射液晶显示器中的TFT衬底的平面视图；

图9是沿图8中G-G’线截取的剖视图；

图10是根据本发明第三优选实施例的组合反射/透射液晶显示器中的TFT衬底的平面视图；

图11是根据现有技术的组合反射/透射液晶显示器中的TFT衬底的平面视图；

图12是沿图11中J-J’线截取的剖视图；

图13是沿图11中K-K’线截取的剖视图；以及

图14是与图13相似的示出另一个实例的视图。

具体实施方式

现在参考附图详细描述本发明的优选实施例。在附图中，为了便于解释说明，放大了本发明的特有部件，部件之间的尺寸比例不必与实际比例相同。

参考图1，该图示出根据本发明第一优选实施例的组合反射/透射液晶显示器中的TFT衬底1的平面视图。TFT衬底1设置有多个像素2(显示的是其中一个像素)，每个像素受下文所述的TFT控制。多个像素2以矩阵形式布置。用于将扫描信号提供给每个像素2的TFT的栅极线3和用于将显示信号提供给每个像素2的TFT的信号线4相互垂直布置，从而重叠每个像素2的周边部分。

TFT衬底1还设置有平行于栅极线3的辅助电容线(此下文将称之为“Cs线”)(未图示)。Cs线由一金属薄膜形成。正如下文将要说明的那样，辅助电容C形成在Cs线和连接电极之间，并与设置在滤色器衬底上的相对电极相连接。

每个像素2包括用于执行反射显示的反射显示区A和用于执行透射显示的透射显示区B。在图1所示的液晶显示器中，用于透射显示的透射显示区B的尺寸设定成大于图11所示的现有技术中的透射显示区B，以能改善透射显示的显示质量。更具体地说，与具有透射显示区B被反射显示区A包围结构的现有技术液晶显示器相比，根据本发明的液晶显示器具有这样的一种结构：即在一个方向(在本优选实施例中与信号线4平行的一个方向)分割每个像素2，以形成反射显示区A和透射显示区B，使得反射显示区A和透射显示区B沿着平行于栅极线3的单条直线的边界分布。即，与图11所示的现有技术的液晶显示器不同，根据本发明的液晶显示器具有这样的一种结构：即在透射显示区B和每个相邻信号线4之间及在透射显示区B和相邻栅极线3中的一个之间不存在反射显示区A。

参考图2，示出了沿图1中C-C’线截取的根据本优选实施例的液晶显示器的结构剖视图，即，沿着平行于相应信号线4的每个像素2的大致中心线截取的剖视结构图。如图2所示，这种液晶显示器具有这样的一种剖面结构：滤色器衬底5与TFT衬底1相对，而液晶层6夹杂在滤色器衬底5和TFT衬底1之间。

滤色器衬底5设置有：由玻璃等形成的透明绝缘衬底7，形成在透明绝缘衬底7上以便与TFT衬底1相对的滤色器8；以及形成在滤色器8上以便与TFT衬底1相对的相对电极9。相对电极9由ITO等形成。滤色器8由多个经颜料或染料不同染色的树脂层组成，例如，组合使用R，G和B滤色器层，而构成滤色器8。

在根据本优选实施例的组合反射/透射液晶显示器中，透射显示是通过从背光发射、并一次穿过滤色器8的光实现的，而反射显示是通过在入射时第一次穿过滤色器8并在反射后在出射时第二次穿过滤色器8的环境光实现的。即，入射的环境光两次穿过滤色器8。因此，在执行反射显示时，光穿过滤色器8的次数大于在执行透射显示时光穿过的次数一次，这样在反射显示区A中的光衰减要远远大于在透射显示区B中的光衰减，会引起反射率的降低。因此，希望通过下面的方法减少在反射显示区A中的光衰减，并由此提高反射率，这些方法例如包括：穿过滤色器8中对应于反射显示区A的部分形成开口的方法；减小滤色器8的膜厚度的方法；以及将用于滤色器8的树脂中散布的颜料改变为一种适于反射显示的材料的方法。在这些方法中，穿过滤色器8中对应于反射显示区A的部分形成开口的方法是优选的。根据该方法，能够根据开口的尺寸控制穿过滤色器8的光量，以便在相同的条件下，更具体的说，是在具有相同的薄膜厚度、相同的材料和相同的工艺步骤的情况下，能够容易地形成对应于反射显示区A的滤色器8部分和对应于透射显示区B的滤色器8部分。于是，在没有增加制造步骤数的情况下能够提高反射显示区A中的反射率。而且，可以提高亮度和色泽再现性，从而有助于改善反射显示区A中的能见度。

λ/4层10和偏振板11按这个顺序设置在滤色器衬底5上，并与滤色器8和相对电极9正对。

在TFT衬底1的反射显示区A中，在由诸如玻璃之类的透明材料制成的透明绝缘衬底12上，形成用作把显示信号提供给每个像素2的开关元件的TFT 13。在TFT 13上，通过数层下文详细描述的绝缘膜形成一反射不规则形成层14。在反射不规则形成层14上形成一平面化层15a。在平面化层15a上形成一ITO薄膜116a，并在ITO薄膜116a上形成一反射电极17。反射不规则形成层14是一种在反射电极17的表面上形成不规则性、以使其具有光扩散性的层，由此可获得一种质量良好的图像。平面化层15a是一种减轻由反射不规则形成层14产生的不规则性、以能进一步提高反射显示质量的层。

虽然下文将描述的ITO薄膜16a和透明电极16在图1所示的液晶显示器中同时形成并被集成为一共用薄膜，但是为了方便解释说明起见，在反射显示区A中出现的一部分共用薄膜和在透射显示区B中出现的一部分共用薄膜都将被分别单独地称之为ITO薄膜16a和透明电极16。同样，虽然下文将描述的平面化层15a和一绝缘平面化层15同时形成并被集成为一共用薄膜，但是基于相同的原因，为了方便解释说明起见，在反射显示区A中出现的一部分共用薄膜和在透射显示区B中出现的一部分共用薄膜，都将被分别单独地称之为平面化层15a和一绝缘平面化层15。

图2所示的TFT 13具有一个所谓的底端栅极结构。即，TFT 13具有在透明绝缘衬底12上形成的栅电极18、由在栅电极18上依次形成的氮化硅膜19a和氧化硅膜19b组成的作为多层膜的栅极绝缘体19、以及在栅极绝缘体19上形成的半导体薄膜20。该半导体薄膜20具有一对相对于栅电极18相互水平相对的N⁺扩散区。栅电极18是通过延伸一部分栅极线3而形成，它是一种金属或通过溅射等沉积处理的钼(Mo)、钽(Ta)合金薄膜。

源电极28通过一个穿过第一夹层电介质21和第二夹层电介质22形成的接触孔与半导体薄膜20的N⁺扩散区之一相连。信号线4与源电极28相连接，以将数据信号输入给源电极28。另一方面，漏电极29通过另一个穿过第一夹层电介质21和第二夹层电介质22形成的接触孔与半导体薄膜20的另一个N⁺扩散区相连接。该漏电极29与连接电极相连接，并进一步通过一接触部与相对应的像素2电连接。在连接电极和Cs线123之间通过栅极绝缘体19形成一辅助电容C。半导体薄膜20是例如通过CVD获得的低温多晶硅薄膜，该薄膜20通过栅极绝缘体19设置在与栅电极18对齐的位置上。

抑止层24通过第一夹层电介质21和第二夹层电介质22仅在半导体薄膜20上设置。该抑止层24的功能是保护在与栅电极18对齐的位置上形成的半导体薄膜20。

在TFT衬底1的透射显示区B中，在透明绝缘衬底12上通过延伸在反射显示区A中形成的一部分平面化层15a而形成绝缘平面化层15，在绝缘平面化层15上通过延伸反射显示区A中形成的一部分ITO薄膜16a而形成透明电极16。而且，在反射显示区A中形成的绝缘体19、第一和第二夹层电介质21和22、反射不规则形成层14、以及反射电极17在透射显示区B中全都不存在。

与滤色器衬底5的情况相同，λ/4层26和偏振板27按这个顺序设置在与TFT 13相对的透明绝缘衬底12上，即，在设置作为内部光源的背光125的相同侧。

夹在TFT衬底1和滤色器衬底5之间的液晶层6由具有正介电各向异性的向列相液晶分子组成。在不施加电压时，液晶分子的取向平行于每个衬底，而在施加电压时，液晶分子的取向垂直于每个衬底。亮度可以通过根据所施加的电压控制液晶分子的双折射来加以控制。液晶层6的结构并不局限于上述结构。例如，液晶层6的构成可以是这样的：在施加电压时，液晶分子的取向平行于每个衬底，而在不施加电压时，液晶分子的取向垂直于每个衬底。

参考图3，示出了沿图1中D-D’线截取的根据本优选实施例的液晶显示器的剖面结构视图，即，沿着平行于相应栅极线3的透射显示区B的大致中心线截取的剖面结构。图4示出靠近每个信号线4的放大剖面结构图。

如图3和4所示，信号线4由绝缘平面化层15覆盖。于是，虽然信号线4和透明电极16相互重叠(部分重叠)，仍然可在信号线4和透明电极16之间提供可靠的绝缘。结果，可以预见能够放大在现有技术中难于实现的信号线4附近的透射显示区B。

而且，由于形成了绝缘平面化层15而使得信号线4覆盖在透射显示区B的透明绝缘衬底12的基本整个表面上，因此透明电极16能够以高平面度形成。于是，即使在透明电极12形成为重叠信号线4的情况下，也能够保证透明电极16的底层的平面度，由此防止由于透明电极16产生的台阶而引起黑色显示状态下的光泄漏。

而且，由于确保了透明电极16的平面度从而防止黑色显示状态下的光泄漏，因此如图3所示，可取消现有技术中在滤色器衬底5上设置的黑矩阵。结果是，由于黑矩阵而产生的透射率的降低得以消除，从而显著地提高透射率，以便进一步提高透射显示区B中的显示质量。

还可以通过将在滤色器衬底5上设置黑矩阵以屏蔽泄漏光的传统方法与根据本发明所述的设置绝缘平面化层15以提高透明电极16的平面度的方法相结合，此外与现有技术相比，再通过减小用黑矩阵屏蔽泄漏光的区域，可提高透射率。但是，考虑到黑矩阵的最小行宽，滤色器衬底5和TFT衬底1的对齐精度、和加工余度，例如，存在一种可能性：即用黑矩阵屏蔽光泄漏的区域最终可能会增大，而导致透射率提高不足。

如图5所示，通过设置绝缘平面化层15获得的上述效果也可以在反射不规则形成层14大面积地形成于信号线4和绝缘平面化层15之间的情况下实现。

如图6所示，如果仅仅为了信号线4和透明电极16之间的绝缘的目的，而仅在信号线4的附近形成绝缘平面化层15，并透明电极16的主要部分直接在透明绝缘衬底12上形成，就会产生一个问题：例如，在对应于由透明电极16产生的台阶的区域E中，由于缺少晶格缝隙，会出现液晶取向无序或相差偏移，导致在黑色显示状态下光泄漏。结果，引起液晶显示器中对比度降低。而且，如图7所示，在反射不规则形成层14大面积地形成于信号线4和绝缘平面化层15之间的情况下，该台阶就会变陡，导致对比度显著降低。

如上所述，根据本发明所述的液晶显示器，透明电极16的底层通过绝缘平面化层15进行平面化。因此，它能够防止黑色显示状态下产生光泄漏，以此获得较高对比度的显示图像。此外，它通过平面化每个信号线4的台阶，可以相互重叠信号线4和透明电极16，由此通过扩大透射显示区B而获得较高的透射率。而且，可以消除通常为屏蔽黑色显示状态下的光泄漏而设置的黑矩阵，由此可显著地提高透射率。结果，根据本发明，它能够基于确保较高对比度和提高透射显示区B开口比的透射显示而实现一个液晶显示器。

优选地是，如图4所示，直接在透明绝缘衬底12上形成与透射显示区B相邻的每个信号线4，以便与透射显示区B中的透明电极16基本上保持齐平。由于具有这种结构，与每个信号线4相对应的区域和透射显示区B之间的台阶最小化，并简化制造过程。

透射显示区B中的绝缘平面化层15至少形成为一部分反射显示区A，更具体的说，在一部分平面化层15a和反射不规则形成层14处，由此在不增加制造过程的情况下容易形成绝缘平面化层15。更优选地是，通过延伸反射显示区A中的平面化层15a而形成绝缘平面化层15。在不考虑增加制造过程步骤的情况下，透射显示区B中的绝缘平面化层15可单独由一部分反射显示区A形成。

绝缘平面化层15可以通过如下步骤形成：借助于湿法首先涂覆感光材料，更具体地说，通过不规则填充性能极佳的旋涂，然后执行光刻法，更具体的说，改变反射显示区A和透射显示区B之间的曝光条件，使透射显示区B中的膜厚度小于反射显示区A中的膜厚度。因此，在不增加制造过程步骤的情况下能够很容易地形成绝缘平面化层15。

重要的是绝缘平面化层15的材料必须透明，这是因为它是透射显示区B的组成部分。这种材料的具体实例可包括丙烯酸树脂、酚醛清漆树脂、聚酰亚胺、硅氧烷聚合物和硅聚合物。在这些树脂材料中，丙烯酸树脂是优选的。为了在不增加制造过程步骤的情况下在透射显示区B内形成绝缘平面化层15，优选地将可在光刻中使用的感光材料作为绝缘平面化层15的材料。而且，为了获得较高的平面度，也很重要的是使用如下的材料，该材料可以通过如旋涂的涂覆来形成绝缘平面化层15。这种材料的实例可包括与上述树脂材料相同的有机材料和包含SiO₂作为主要成分的SOG(玻璃上旋涂)材料。

虽然通过绝缘平面化层15可以减小信号线4的台阶，但是如图4和5所示，信号线4的形状稍微显现于绝缘平面化层15的表面，因此不必使绝缘平面化层15的表面完全平坦。但是，如果绝缘平面化层15的表面不太平坦，就会失去透明电极16的平面度。于是，让d(T)表示透射显示区B中的晶格缝隙，透射显示区B中透明电极16的平面度(透明电极16表面的不规则程度)优选设定为d(T)×0.2或更小，更优选为d(T)×0.07或更小。

而且，如图4和5所示，绝缘平面化层15的平面化角度θ(从一个对应于透射显示区B中透明绝缘衬底12的位置到一个对应于信号线4的位置的绝缘平面化层15的倾斜角)最好设定为20°或更小，由此可靠地获得黑色显示状态下抑制光泄漏的效果。

引起绝缘平面化层15不规则性的信号线4的高度范围通常设定为0.1μm至1μm之间。在透射显示区B中形成的绝缘平面化层15的不规则度优选设定为信号线4的高度的0.5倍。

为了在根据本发明的液晶显示器上实现良好的图像显示，要求反射显示区A中的晶格缝隙和透射显示区B中的晶格缝隙满足一预定的关系。

在如图2所示的反射显示区A中的晶格缝隙和透射显示区B中的晶格缝隙相互不同的多缝隙型液晶显示器中，现在将描述反射显示区A中和透射显示区B中的晶格缝隙的最佳值。

从透射显示区B中将被显示的光从背光25发出，然后一次性穿过液晶层6。与此相反，从反射显示区A中将被显示的光是从显示表面进入的环境光，其穿过液晶层6，在反射电极17上反射，再次穿过液晶层6。因此，入射的环境光两次穿过液晶层6。

让d(T)表示透射显示区B中的光路长度，即，透射显示区B中的晶格缝隙，而d(R)表示反射显示区A中的晶格缝隙，d(T)优选地设定为大约d(R)的两倍。更具体的说，d(T)的最佳值用下面的表达式给出。

1.4×d(R)＜d(T)＜2.3×d(R)            (1)

如果d(T)＜1.4×d(R)，透射显示区B中的透射率就会减小，来自背光25的光的使用效率会因此大大地降低。相反，如果d(T)＞2.4×d(R)，反射显示区A和透射显示区B之间的灰度等级的电压相关性就会受到削弱，从而可能导致在反射显示区A和透射显示区B中显示不同的图像的现象。

用下面的方式确定反射显示区A中的晶格缝隙。α表示在最小电压(通常没有电压)施加于液晶层6时液晶层6中的相差，β表示在最大电压施加于液晶层6时液晶层6中的相差，α和β之间的差优选地设定为约λ/4。而且在液晶层6中的液晶分子被扭转取向的情况下，α和β之间的差优选设定为表面上大约λ/4。在本说明书中，λ是光的波长，在普通的液晶显示器的情况下，使用提供较高能见度、大约为550nm的波长作为波长λ。

液晶层6中的相差由液晶分子的折射率各向异性Δn、液晶层6的晶格缝隙和液晶分子的取向来确定。

折射率各向异性Δn限制在某个范围中，以便晶格缝隙的最佳值d也限制在某个范围中。如果晶格缝隙d太大，液晶分子的响应速度就会大大地降低，而如果晶格缝隙d太小，就很难控制晶格缝隙d。

考虑到上述特性，优选地是反射显示区A中的晶格缝隙d满足下面的关系：

1.5μm＜d(R)＜3.5μm                  (2)

而且，反射显示区A和透射显示区B之间的台阶最好满足上述关系式(1)和(2)的条件。即，由关系式(1)给出条件1.4×d(R)＜d(T)＜2.3×d(R)。于是，透射显示区B中的晶格缝隙d(T)优选地落在从关系式(1)和(2)条件中得出的范围中：2.1μm＜d(T)＜8.05μm。

如果绝缘平面化层15的膜厚度太大，反射显示区A和透射显示区B之间的必要台阶就会由绝缘平面化层15填充。因此，绝缘平面化层15的膜厚度优选设定为TFT衬底1的反射显示区A和透射显示区B之间台阶的40％或更小。更具体地说，考虑到晶格缝隙d(T)和d(R)的上述条件，绝缘平面化层15的膜厚度优选落在0.2μm至1μm范围内。

在图2所示的液晶显示器中，TFT衬底中的反射显示区A的高度设定为大于正常高度，由此使反射显示区A中的晶格缝隙d(R)和透射显示区B中的晶格缝隙d(T)达到如上所述的最佳。更具体地说，反射电极17和反射不规则形成层14的膜厚度减小，由此减小反射显示区A中的晶格缝隙d(R)，从而调节反射显示区A中的光路长度。

反射显示区A和透射显示区B中晶格缝隙的最优方法并不局限于上述方法，而是如图8和9所示，可采用在对应于透射显示区B的一部分处使透明绝缘衬底12的表面凹陷，由此增加透射显示区B中晶格缝隙的方法。根据该方法，在透射显示区B内延伸的绝缘平面化层15的厚度可通过透明绝缘衬底12的表面上形成的凹槽而予以减小，因此可在反射显示区A和透射显示区B之间很容易地提供必要的台阶。透明绝缘衬底12的凹槽可在由干蚀刻等构图栅电极19过程中通过过渡蚀刻透明绝缘衬底12而形成。

透明绝缘衬底12的凹槽形成在图8中虚线R和虚线I之间限定的区域中，存在一个区域，在区域透明绝缘衬底12在透射显示区B未凹陷。由于栅极绝缘体19必须留置在与透射显示区B相邻的栅极线3上，透明绝缘衬底12在邻近透射显示区B的栅极线3附近不蚀刻。与此相反，通过蚀刻去除在每个信号线4之下的部分处的透明绝缘衬底12的表面。

在改进中，可结合上述方法，使反射显示区A和透射显示区B中的晶格缝隙达到最优化。

虽然上面已经描述了覆盖并平面化透射显示区B中的每个信号线4的台阶方法，但是在覆盖并平面化图2所示的透射显示区B中栅极线3的台阶平面化的情况下也使用类似的方法。

而且，虽然每个像素2被分为两个区，即，如图1所示的上述优选实施例中的反射显示区A和透射显示区B，本发明并不局限于这种结构。例如，如图10所示，每个像素2可分为三个区，以便在透射显示区B和与其相邻的栅极线3之间形成另一个反射显示区A。而且，本发明还可适用于如图11所示的传统结构，以便透射显示区B由每个像素2中的反射显示区A包围。

根据上述的本发明，可以提供一种组合的反射/透射液晶显示器，该显示器能够防止黑色显示状态下的光泄漏，由此实现较高的对比度，还能够放大透射显示区，获得一种较高的透射率。

虽然使用具体的术语描述了本发明的一个优选实施例，但是这样的描述仅起解释说明的目的，应该明白在不脱离所附权利要求书的精神和或保护范围的情况下可对其作出各种变化和修改。

Claims (17)

1.一种液晶显示器，它包括一对衬底；夹在上述衬底之间的液晶层；具有用于以透射光显示的透射显示区和用于以反射光显示的反射显示区的像素；驱动上述像素的驱动元件；将显示信号提供给所述驱动元件的信号线；以及将扫描信号提供给上述驱动元件的栅极线；

所述衬底之一包括：绝缘平面化层，用于平坦由所述信号线和/或所述栅极线产生的台阶；以及透明电极，其形成在所述透射显示区中的所述绝缘平面化层上。

2.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述像素在一个方向上分割，以形成所述透射显示区和所述反射显示区。

3.如权利要求2所述的液晶显示器，其中，所述反射显示区中的所述液晶层的厚度与所述透射显示区中的所述液晶层的厚度不同。

4.如权利要求3所述的液晶显示器，其中，所述绝缘平面化层包括构成所述反射显示区的层的至少一部分。

5.如权利要求4所述的液晶显示器，其中，构成所述反射显示区的所述层包括在所述反射显示区中形成的反射不规则形成层和平面化层中的至少一个。

6.如权利要求5所述的液晶显示器，其中，所述绝缘平面化层包括从所述反射显示区延伸的所述平面化层的一部分。

7.如权利要求3所述的液晶显示器，其中，所述绝缘平面化层的厚度设定为在所述反射显示区和所述透射显示区之间产生的台阶高度的40％或更小。

8.如权利要求3所述的液晶显示器，其中，由所述透明电极产生的台阶高度设定为d(T)×0.2或更小，其中d(T)表示所述透射显示区中的所述液晶层的厚度。

9.如权利要求8所述的液晶显示器，其中，所述台阶的高度设定为d(T)×0.07或更小，其中d(T)表示所述透射显示区中的所述液晶层的厚度。

10.如权利要求3所述的液晶显示器，其中，所述透射显示区中的所述液晶层的厚度d(T)和所述反射显示区中的所述液晶层的厚度d(R)满足关系：1.4×d(R)＜d(T)＜2.3×d(R)。

11.如权利要求3所述的液晶显示器，其中，所述反射显示区中的所述液晶层的厚度d(R)满足关系：1.5μm＜d(R)＜3.5μm。

12.如权利要求3所述的液晶显示器，其中，在由所述信号线和/或所述栅极线产生的所述台阶处倾斜的所述绝缘平面化层的平面化角度设定为20°或更小。

13.如权利要求3所述的液晶显示器，其中，具有上述绝缘平面化层的所述衬底的表面在对应于所述透射显示区的部分凹陷。

14.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述绝缘平面化层包含感光材料。

15.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述绝缘平面化层包含透明材料。

16.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述绝缘平面化层包含树脂。

17.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述绝缘平面化层通过涂覆形成。

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