CN1794054B - 液晶显示器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

液晶显示器件及其制造方法。根据本发明实施例的液晶显示器件包括:第一基板上的黑底,用于分割具有反射区域和透射区域的像素区域;彩色层,其位于由该黑底提供的像素区域的透射区域中;以及非彩色层,其位于该像素区域的反射区域中。

Description

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器件及其制造方法,更具体地,涉及透反射式滤色器基板及其制造方法,该透反射式滤色器基板可以增加透射区域的色域和反射区域的亮度。
背景技术
通常,液晶显示器件LCD具有在液晶显示板中以矩阵形状设置的多个液晶单元,以根据视频信号控制这些单元的光透射率,从而显示图像。
液晶显示器件可以根据是否存在光源而分类为透射式和反射式。透射式液晶显示器件将来自背光单元的光透射到显示表面,由此实现图像,该背光单元安装在薄膜晶体管阵列基板的背面,该薄膜晶体管阵列基板与滤色器基板相对并且其间具有液晶。反射式液晶显示器件通过使用形成在薄膜晶体管阵列基板上的反射板,将通过上基板入射到下基板上的外部光或独立的辅助光反射到显示表面上,由此实现图像。
已经提出了一种透反射式液晶显示器件,其利用了透射式和反射式显示器二者的优点。透反射式液晶显示器件如下进行操作:如果外部光充足则以反射模式进行操作,而如果外部光不足则通过使用背光单元以透射模式进行操作。因此,与透射式液晶显示器件相比,透反射式液晶显示器件可以降低功耗,并且不象反射式液晶显示器件一样需要外部光源。
图1中所示的透反射式液晶显示器件包括:薄膜晶体管基板60,其中形成有薄膜晶体管阵列;以及滤色器基板50,其中形成有滤色器阵列。
在滤色器基板50上,在上基板11上形成有:滤色器阵列,其具有用于防止漏光的黑底(black matrix);滤色器42,用于实现颜色;以及公共电极46,其与像素电极一起形成垂直电场。
在薄膜晶体管基板60上,在下基板1上形成有:薄膜晶体管阵列,其具有与数据线交叉的选通线;薄膜晶体管,其形成在选通线和数据线的交叉点处;像素电极22,其形成在与该薄膜晶体管相连的像素区域中;以及反射电极30,其形成在像素区域的反射区域中。
反射电极30将通过滤色器基板50入射的外部光反射到滤色器基板50上。形成在反射电极下面的有机膜具有凹凸(embossed)表面,并且其上面的反射电极也具有凹凸形状,由此通过散射效应提高了反射效率。
像素电极22根据通过该薄膜晶体管提供的数据信号来生成与公共电极46的电位差。该电位差使得液晶旋转,并且根据反射区域和透射区域中的每一个中的液晶的旋转程度来确定光透射率。
在透反射式液晶显示板的情况下,入射到反射区域上的反射光RL穿过液晶层在反射电极30处反射并穿过该液晶层射出,如图1所示。来自背光单元40并入射到透射区域的透射光TL穿过该液晶层透射并射出到外部。
在该显示器中,反射区域的反射光RL经过滤色器42两次,但是在另一方面,透射区域的透射光TL经过滤色器42一次,因此在反射区域和透射区域之间存在色差。此时,如果基于反射区域的滤色器来实现图像,则与反射区域相比,透射区域中的色域降低更多。如果基于透射区域的滤色器来实现图像,则改善了透射部分的色域,但是问题在于反射区域的亮度降低。
发明内容
因此,本发明针对一种透反射式滤色器基板及其制造方法,其基本上消除了由于现有技术的局限和缺点而导致的一个或更多个问题。
本发明的优点在于提供了一种透反射式滤色器基板及其制造方法,该滤色器基板可以提高透射区域的色域和反射区域的亮度。
本发明的其它特征和优点将在下面描述中阐明,其部分根据该描述而明了,或者可以通过本发明的实施而得知。通过在所写说明书及其权利要求以及附图中具体指出的结构,将实现并获得本发明的目的和其它优点。
为了实现这些和其它优点并根据本发明的目的,如所具体实施和广义描述的,一种液晶显示器件,其包括:第一基板上的黑底,其限定了像素区域,该像素区域具有反射区域和透射区域;彩色层,其位于由黑底限定的像素区域的透射区域中;以及非彩色层,其位于像素区域的反射区域中,其中滤色器与所述黑底隔开。
在本发明的另一方面,一种液晶显示器件,其包括:黑底,其限定了像素区域,该像素区域具有反射区域和透射区域;以及滤色器,其被形成用来在反射区域中实现黑白颜色而在透射区域中实现彩色,其中所述滤色器与所述黑底隔开。
在本发明的另一方面,一种制造液晶显示器件的方法,其包括:在第一基板上形成黑底,该黑底限定了像素区域,该像素区域具有反射区域和透射区域;在由黑底提供的像素区域的透射区域中形成彩色层;以及在像素区域的反射区域中形成非彩色层,其中所述非彩色层包括所述黑底和所述彩色层之间的部分,并且其中滤色器与所述黑底隔开。
应该理解,上述总体描述和下面的详细描述都是示例性和解释性的,旨在提供对由所附权利要求限定的本发明的进一步说明。
附图说明
包含附图以提供对本发明的进一步理解,并且将其并入,以构成本说明的一部分,附图显示了本发明的实施例并与说明书一起用于说明本发明的原理。
在附图中:
图1是表示现有技术的透反射式液晶显示板的平面图;
图2是表示根据本发明的透反射式液晶显示板的薄膜晶体管阵列基板和滤色器基板的平面图;
图3是表示沿图2的线I-I’截取的滤色器基板和薄膜晶体管阵列基板的剖视图;
图4是表示沿图2的线II-II’截取的滤色器基板的剖视图;以及
图5A至图5F是表示图4中所示的滤色器基板的制造方法的剖视图。
具体实施方式
下面将详细说明本发明的优选实施例,在附图中示出了其示例。
下面将参照图2至图5F来说明本发明的实施例。
图2是表示根据本发明的透反射式液晶显示板的平面图,而图3是表示沿图2的线I-I’截取的液晶显示板的剖视图。
图2和图3中所示的透反射式液晶显示板包括:薄膜晶体管基板160,其中形成有薄膜晶体管阵列;以及滤色器基板150,其中形成有滤色器阵列。
薄膜晶体管基板160包括:与选通线102和数据线104相连的薄膜晶体管;像素电极122,其形成在与该薄膜晶体管相连的像素区域中;以及反射电极130,其形成在该像素区域的反射区域中。
该薄膜晶体管响应于来自选通线102的选通信号,选择性地将来自数据线104的数据信号提供给像素电极。该薄膜晶体管包括:与选通线102相连的栅极106;源极108,其被包括为数据线104的一部分;漏极110,其通过贯穿第一钝化膜118和第二钝化膜138的接触孔120连接到像素电极122;有源层114,其与栅极106交叠,并且其间具有栅极绝缘膜112,以在源极108和漏极110之间形成沟道;以及欧姆接触层116,用于改善有源层114与源极108和漏极110之间的电接触。
像素电极122位于由数据线104和选通线102的交叉点限定的像素区域中,并由具有高透射率的透明导电材料形成。像素电极122形成在第二钝化膜上,该第二钝化膜形成在下基板101的整个表面上,并且像素电极122通过接触孔120与漏极110电连接。通过该薄膜晶体管提供的数据信号在像素电极122和公共电极146之间产生电位差。该电位差产生使得液晶旋转的电场,并且根据反射区域和透射区域中的液晶的旋转程度来确定液晶的光透射率。
反射电极130将通过滤色器基板150入射的外部光反射回滤色器基板150。反射电极130根据其下方的形成有凹凸表面的有机膜128而形成为凹凸形状,由此通过散射提高了反射效率。在各像素区域中,形成有反射电极130的区域变为反射区域,并且在各像素区域中,没有形成反射电极130的区域变为透射区域。
透射区域中形成有贯穿有机膜128的透射孔132,从而在反射区域中经过液晶层的光路的路径长度与透射区域中的相同。结果,入射到反射区域的反射光穿过液晶层在反射电极130处反射,以穿过该液晶层射出到显示器的外部。来自背光单元(未示出)并入射到透射区域的透射光穿过液晶层透射,以射出到显示器的外部。因此,反射区域中的光路的路径长度与透射区域中的相等,因此,液晶显示器件的反射模式和透射模式的透射效率相同。
在滤色器基板150上,在上基板111上形成有:滤色器阵列,其具有用于防止漏光的黑底140;用于实现颜色的滤色器142;形成在滤色器142上的保护(overcoat)层144;以及公共电极146,其与像素电极122一起形成垂直电场。
滤色器142形成在由黑底140提供的像素区域中。滤色器142形成在透射区域中,以在像素区域的反射区域中具有孔径(apertue)。因此,可以在形成有滤色器142的透射区域中实现彩色图像。
保护层144由丙烯酸树脂等透明有机绝缘材料形成,用于使形成有滤色器142的上基板101平整。如图4所示,保护层144形成在像素区域的反射区域中,以用作白色滤色器142W。在形成在反射区域中的保护层144中,入射到反射区域并从其射出的光不会穿过滤色器透射,因此其光量几乎不会减少。也就是说,现有技术的反射区域中的光透射率为大约40%,而另一方面,本发明的反射区域中的光透射率为99%,这对于现有技术是一改进。另外,现有技术的反射区域中的反射率为大约8%,而另一方面,本发明的反射区域中的反射率为40%,因此其相对于现有技术提高了5倍。为了将其转换为亮度,在现有技术中,根据500勒克斯为现有技术中的13[尼特],而在本发明中为65[尼特],这相对于现有技术是一改进。因此,在形成有用作白色滤色器的保护层144的反射区域中,可以实现具有黑白颜色的图像。
根据本发明的透反射式滤色器基板包括:透射区域,其中可以实现彩色图像;以及反射区域,其中可以实现黑白图像。可以实现彩色图像的透射区域相对于反射区域其色域有所提高。可以实现黑白图像的反射区域比透射区域具有更高的反射率,从而具有高的亮度,因此可以降低背光的电流消耗。
图5A至图5F是表示根据本发明的制造透反射式滤色器基板液晶显示板的方法的剖视图。
参照图5A,在上基板111上形成黑底140。
在上基板111上形成不透明层。该不透明层由诸如铬等的不透明金属层或者不透明树脂形成。通过光刻工艺和蚀刻工艺对该不透明层进行构图,从而形成黑底140。
参照图5B,在形成有黑底140的上基板111上形成红色滤色器142R。
在形成有黑底140的上基板111上形成红色树脂层。通过光刻工艺对该红色树脂层进行构图,从而在与像素区域相对应的透射区域中形成红色滤色器142R。
参照图5C,在形成有红色滤色器142R的上基板111上形成绿色滤色器142G。
在形成有红色滤色器142R的上基板111上形成绿色树脂层。通过光刻工艺对该绿色树脂层进行构图,从而在与像素区域相对应的透射区域中形成绿色滤色器142G。
参照图5D,在形成有绿色滤色器142G的上基板111上形成蓝色滤色器142B。
在形成有绿色滤色器142G的上基板111上形成蓝色树脂层。通过光刻工艺对该蓝色树脂层进行构图,从而在与像素区域相对应的透射区域中形成蓝色滤色器142B。
参照图5E,在形成有蓝色滤色器142B的上基板111上形成保护层144,该保护层144还用作白色滤色器142W。该保护层由丙烯酸树脂形成。保护层144用作像素区域的反射区域中的白色滤色器142W。
参照图5F,在保护层144上形成公共电极146。
通过诸如溅射的淀积方法在保护层144的整个表面上淀积透明导电层,从而形成公共电极146。该透明导电层由诸如铟锡氧化物的透明导电材料形成。
根据本发明的透反射式滤色器基板可以应用于笔记本、TV、便携式信息终端(例如,移动电话、PDA、电子袖珍书)等。应用于移动电话、PDA等的根据本发明的透反射式滤色器基板在反射区域中显示字符数据,因此可以实现诸如高亮度、背光的功耗降低等改进。
如上所述,根据本发明的透反射式滤色器基板及其制造方法包括:透射区域,其中实现彩色图像;以及反射区域,其中实现黑白图像。实现彩色图像的透射区域相对于反射区域具有提高的色域。实现黑白图像的反射区域相对于透射区域提高了反射率,以实现高亮度,因此可以降低背光的电流消耗。
对于本领域技术人员,显然可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,对本发明进行各种修改和变化。因此,本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等价物范围内的本发明的这些修改和变化。
本申请要求于2004年12月23日提交的韩国专利申请No.P2004-111512的优先权,在此通过引用将其并入。

Claims (12)

1.一种液晶显示器件,其包括:
第一基板上的黑底,其限定了像素区域,该像素区域具有第一反射区域和第一透射区域;
彩色层,其仅形成在所述第一透射区域上以在所述第一反射区域中具有孔径;
白色层,其位于所述像素区域的第一反射区域中;
第二基板上的栅极,该第二基板具有与第一基板的第一反射区域和第一透射区域相对应的第二反射区域和第二透射区域,
第二基板上的栅绝缘膜;
薄膜晶体管,其具有所述栅绝缘膜上的半导体层以及所述半导体层上的源极和漏极;
在第二基板上顺序形成的第一和第二绝缘膜,以覆盖所述薄膜晶体管;
在第二反射区域中的第二绝缘膜上形成的反射电极;
在反射电极上形成的第三绝缘膜;以及
在第二透射区域中的第三绝缘膜上形成的像素电极,
其中所述像素电极通过贯穿所述第一、第二和第三绝缘膜的接触孔与所述漏极直接连接,
其中所述白色层包括所述黑底和所述彩色层之间的部分,并且所述彩色层与所述黑底隔开。
2.根据权利要求1所述的器件,其中所述白色层是形成在所述整个像素区域上的保护层。
3.根据权利要求2所述的器件,其中所述保护层由丙烯酸树脂形成。
4.根据权利要求1所述的器件,其中所述第一绝缘膜由无机绝缘膜形成并且所述第二绝缘膜由有机绝缘膜形成。
5.根据权利要求4所述的器件,其中所述有机绝缘膜具有凹凸形状。
6.一种液晶显示器件,其包括:
第一基板上的黑底,其限定了像素区域,该像素区域具有第一反射区域和第一透射区域;
对于各个对应的像素区域,在所述像素区域的第一透射区域中形成的红色、绿色和蓝色中的至少一种的滤色器,和在所述像素区域的第一反射区域中形成的白色滤色器,
第二基板上的栅极,该第二基板具有与第一基板的第一反射区域和第一透射区域相对应的第二反射区域和第二透射区域,
第二基板上的栅绝缘膜;
薄膜晶体管,其具有所述栅绝缘膜上的半导体层以及所述半导体层上的源极和漏极;
在第二基板上顺序形成的第一和第二绝缘膜,以覆盖所述薄膜晶体管;
在第二反射区域中的第二绝缘膜上形成的反射电极;
在反射电极上形成的第三绝缘膜;以及
在第二透射区域中的第三绝缘膜上形成的像素电极,
其中所述像素电极通过贯穿所述第一、第二和第三绝缘膜的接触孔与所述漏极直接连接,并且
其中所述滤色器与所述黑底隔开。
7.根据权利要求6所述的器件,其中所述白色滤色器由保护层形成,该保护层填充在所述滤色器和所述黑底之间的部分中。
8.一种制造液晶显示器件的方法,其包括:
在第一基板上形成黑底,该黑底限定了像素区域,该像素区域具有第一反射区域和第一透射区域;
仅在由所述黑底提供的像素区域的透射区域上形成彩色层;
在所述像素区域的第一反射区域中形成白色层;
在第二基板上形成栅极,该第二基板具有与第一基板的第一反射区域和第一透射区域相对应的第二反射区域和第二透射区域,
在第二基板上形成栅绝缘膜;
形成薄膜晶体管,其具有所述栅绝缘膜上的半导体层以及所述半导体层上的源极和漏极;
在第二基板上顺序形成第一和第二绝缘膜,以覆盖所述薄膜晶体管;
在第二反射区域中的第二绝缘膜上形成反射电极;
在反射电极上形成第三绝缘膜;以及
在第二透射区域中的第三绝缘膜上形成像素电极,从而所述像素电极通过贯穿所述第一、第二和第三绝缘膜的接触孔与所述漏极直接连接,
其中所述白色层包括所述黑底和所述彩色层之间的部分,并且其中所述彩色层与所述黑底隔开。
9.根据权利要求8所述的方法,其中形成所述白色层包括:
在所述整个像素区域上形成保护层。
10.根据权利要求9所述的方法,其中所述保护层由丙烯酸树脂形成。
11.根据权利要求8所述的方法,其中所述第一绝缘膜由无机绝缘膜形成并且所述第二绝缘膜由有机绝缘膜形成。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述有机绝缘膜具有凹凸形状。
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