TW200928528A - Liquid crystal display device - Google Patents

Description

200928528 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種液晶顯示器，特別是有關於一種半穿透半 反射式液晶顯示器(Transflective liquid crystal display device) 0 【先前技術】 液晶顯示益可被區分成穿透式液晶顯示器(Tranmissive liquid crystal display device)以及反射式液晶顯示器（reflective liquid 〇 cjystal display device)。其中，穿透式液晶顯示器是利用背光作為 光源，而反射式液晶顯示器則是使用自然光作為光源。 • 穿透式液晶顯示器係使用背光模組作為光源，因此其能於昏 暗的環境中顯示明亮的影像。不過，由於半穿透式液晶顯示器是 使用背光源，所以其電力消耗量會增加。反射式液晶顯示器是以 自然光來取代背光模組，所以其電力消耗量會減少。然而，當處 於昏暗的環境的情況下，則無法使用反射式液晶顯示器。 〇 為了解決前制題，—種替透半反射式液晶齡器則因應 而生。由於半穿透半反射式液晶顯示器能同時具有穿透式液晶顯 示器與反射式液晶顯示ϋ的優點，所以當電力雜量相對低的情 況下，也可以於昏暗環境的情況下操作。 ' 半穿透半反射式液晶顯示ϋ包含了反射部與穿透部。其次， 、與典型的穿透式液晶顯示器相較，半穿透半反射式液晶顯=更 具有一形成反射膜於反射部之製程。 ° 根據半穿透半反射式液晶辭器，反射部與穿透部可以藉由 6 200928528 調整背光開關來辨識。-般而言，穿透部的間隙__大約為反 射部的間隙的兩倍大。 、 省知的半穿透半反射式液晶顯示ϋ巾，由於液晶雙折射的特 質’所以其具有視角窄。液晶採用電控雙折射(electrically c〇_led birefringence，ECB)模式’且其干涉介於普通光與異常光的入射光 之門…、:❿在ECB模式中，因為偏光狀態可能會依據反射部與 穿透部之間的雙重_而改變，所以錢射比㈣她嶋)可能 ❹綠化。為了改善此敎，ECB模式辭穿料反射式液晶顯示 器而要至少四個補償膜(C〇mpensati〇n仙瓜）。 .、目此’傳統的半穿透半反射式液晶顯示器必須具備一 ECB模 .式液晶’以改善視角的特性。然而，又因為ECB模式液晶需要額 外的補㈣，所以傳辭穿透半反射式液晶顯示器的製造費用會 大幅增加。 【發明内容】 0 本發明之—實施峨供—種半穿辭反射式液晶顯示器，其 在不需要·的補伽的情況下也能具有改善視角的功用，並且 能提兩光學效率。 根據本發明之—實施例，半？透半反射式液晶顯示器包含了 -具有穿透部與反射部之第___基板；置於穿透部與反射部上 ，的共用_;複數個設置於穿透部上的第-晝素電極，且第一晝 素電極具有—第—電極方向丨複數彳·置於反射部上的第二書素 7 200928528 =極装且第二晝素電極具有—第二電極方向；—面向第一基板之 第-基板；以及-設置於第—基板與第二基板之間的液晶層。 根據本發明之-實施例，—種半穿透半反射式液晶顯示器之 =製造方法，軌含下列倾：提供—具有轉部與反射部之第 一基板；職-制電極於穿透部歧射部上，形歧數個第一 晝素電極於穿透部上’以及形成複數㈣二晝素電極於反射部 ❹ 上’其中[畫素電極具有第1極方向，第二晝素電極具有第 二電極方向；提供-面向第—基板之第二基板；及形成一液晶層 於第一與第二基板之間。 【實施方式】 ❹ 第1〜3目，係本發明之-實施例中的液晶顯示器之示意圖。 第1圖’係本發明之-實施例中液晶顯示器的—晝素之部分放大 示意圖。第2圖，係為第i圖中電極結構的平面示意圖。第頂， 係為第1圖中沿著線段;[-；[，的剖面示意圖。 請參照第1〜3圖，液晶顯示H包含了第—基板⑽、面向第一 基板100之第二基板200以及-液晶層300，其中液晶層_係設 置於第一基板100與第二基板200之間。 … 第一基板K)0包含一閘極線101與一資料、線搬，且閑極線 101與資料線1〇2互相交錯。閘絕緣層110係設置於閘極線1〇1盥 資料線102之間。閘極線101係橫跨資料線1〇2，因而定義出晝素 區，其中晝素區為第-基板100中之最小的影像顯示單元。,、 200928528 第基板100更包含了一共用線(c〇mm〇n line)1〇3，共用線阳 平行於閘極線101。晝素包含了穿透部1〇〇τ與反射部1〇〇R。 薄膜電晶體Tr設置於晝素上，例如反射區1〇〇R。薄膜電晶體 Tr包3 了閘極電極1 〇4、半導體圖案化(semic〇nduct〇r pattems)、 閘絕緣層110、源極電極132及汲極電極142。閘極電極1〇4係電 性連接閘極線101 ’源極電極132電性連接資料線1〇2，如此薄膜 電晶體Tr則電性連接閘極線1〇1與資料線1〇2。再者，半導體圖 案化係定義為一主動圖案化(active pattem)n2a，與一歐姆接觸圖 案化112b。姆接觸圖案化n2b係介於主動圖案化112a與源極電 極132之間’且介於主動圖案化112&與汲極電極142之間。 保濩層120與第一絕緣層130係設置於具有薄膜電晶體Tr之 第一基板100上。保護層120包含氧化矽或氮化矽。 第一絕緣層130包含相對應反射部i〇〇R之凸出部。如第1圖 所示，凸出部係隨機設置，以提高光透射比。第一絕緣層13〇可 具有一對應穿透部100T之平面。第一絕緣層130包含一有機絕緣 層’例如丙烯酸類樹脂（aciyl_based resin)、聚苯乙烯樹脂 (polystyrene resin)、聚醯胺樹脂(polyamide resin)、聚酿亞胺樹脂 (polyimide resin)、聚芳_樹脂(polyarylether resin)、雜環高分子樹 脂(heterocyclic polymer resin)、聚對二甲苯基樹脂(parylene resin)、 苯并環丁稀類樹脂(benzocyclobutene-based resin)、或聚丙烯腈樹脂 (polyacrylonitrile resin)等。 9 200928528 反射共用電極140設置且覆蓋於反射部1〇〇，也就是凸出部 上。反射共用電極140包含具有反射光能力的金屬，例如銘(Ai)、 、鋁化鈦(A1Nd)、銀(Ag)、或鉬(Mo)等。反射共用電極14〇電性連接 - 共用線103，或者與共用線1〇3整合在一起(未繪示）。 穿透共用電極150設置於穿透部100T之第一絕緣層13〇上。 穿透共用電極15〇包含光可穿透導電㈣，例如銦錫氧化物(ΙΤ〇) 或銦鋅氧化物(ΙΖΟ)等。穿透共用電極150電性連接反射共用電極 Η0’如第3圖所示。詳細而言，穿透共用電極丨5〇係於穿透部丨⑻了 與反射部100R之間的邊界處電性連接反射共用電極14〇。反射共 用電極140與穿透共用電極15〇共同構成一共用電極，且相對於 第一晝素電極160a、第二晝素電極160b與液晶分子而形成平行電 %。因此，本發明之一實施例中的半穿透半反射式液晶顯示器可 增加視角。 ❹ 第二絕緣層I35設置於具有反射共用電及140與穿透共用電 極150之第一基板100上。第二絕緣層135將該反射共用電極14〇 與第二晝素電極160b分隔開，且將穿透共用電極丨5〇與第一晝素 電極160a分隔開。第二絕緣層135包含氧化矽或氮化矽。 第一與第二晝素電極16〇a、160b係電性連接薄膜電晶體Tr 之沒極電極142，且其係設置於第二絕緣層I%上。 • 晝素電極包含複數個第一晝素電極160a以及複數個第二晝素 電極160b’第一晝素電極16〇a係設置於穿透部100丁上’第二晝 10 200928528 素電極160b係設置於反射部100R上。 第-晝素電極論具有與第二晝素電桎祕不相同之電極 .、方向。詳言之，第一晝素電極_具有第-電極方向，第二主素 —電極祕具有第二電歸向，且第—電財向與第二電極方向爽 -銳角。此時，第-電極方向與第二電極方向所夾之銳角可以例 如為30〇至60〇。其次，第一電極方向與第二電極方向所夹之銳角 可以例如為45〇時具有最高的光效率。舉例來說，第第一晝素電 ° 極160a可以與閘極線101夾一正向角度，例如為50，且第二晝素 電極i6〇b與閘極線κη夾一負向角度，例如為4〇〇。 配向層m設置於具有第一與第二晝素電極驗、職之第 基板100上。如第2圖所示，配向層17〇包含具有第一配向方 向171a之第一g己向層以及具有第二配向方向17化之第二配向 膜’且第—配向層設置於穿透部1〇〇τ，第二配向層設置於反射部 100R〇 ❿ 為了互相搭配穿透部100T之液晶驅動特性與反射部KJ0R之 液晶驅動特性，第一配向方向nia與第二配向方向171b係呈40〇 至500之角度。此時，當第一配向方向171a與第二配向方向mb 呈45〇時’則顯示器的視角便能顯著地提高。如第2圖所示，配 k 向層Π〇與第一畫素電極160a、第二晝素電極160b具有一配向角 - 度’例如為5〇至20〇，以增加光效率以及符合穿透部ι00Τ與反 射部100R之液晶驅動特性。例如，第一配向方向171a係平行於 11 200928528 閘極線101 ’第二配向方向171b係相對閘極線1〇1呈一負向角度， 約為45〇。因此，穿透部丽可以提高光透射比，且反射部^r 、 可增加光反射比(reflectance)。 - 其:欠，第一晝素電極160a係相對設置於穿射部1〇ΟΤ上之第 -配向層呈45〇 ’第二晝素電極祕係相對設置於反射部⑽r 上之第二配向層呈45〇。因此，反射部1〇〇R之驅動特性可搭配穿 射部100T之驅動特性’如此一來’不僅能提高視角特性，嘗且對 © 比率(contrast ratio)也可以增加。 再者，第一與第一晝素電極16〇a、160b係分別相對第一與第 -配向層形成i定肖度，如此—來，便能提高液晶顯示器的反 應速度。 同時，彩色遽光片圖案化(c〇l〇r filter pattem)22〇與黑色矩陣 (blackmatrix)210係相對第一基板1〇〇設置於第二基板2〇〇上。相 對反射部100R之彩色濾光片圖案化22〇中形成孔洞Η，以增加入 ❹射光。 曰 保護層(overcoat layer)230設置於具有彩色濾光片圖案化22〇 與黑色矩陣210之第二基板20〇上。保護圖案化24〇係相對反射 部100R設置於保護層230上。因此，穿透部100T之間隙3〇〇a ^ 比反射部100R之間隙300b還要來的大，如此便能提高光透射比。 ' 此外，保護圖案化240之邊緣部分可以被反射共用電極ι4〇 所覆蓋。詳言之，如果存在著階梯差(step difference)，則液晶之向 12 200928528 錯(disclination)會導致漏光的現象，因此，可藉由反射共用電極i4〇 來覆蓋保護U案化240所造成謂梯差(卿diffe_e)。反射共用 、 電極140可以防止因階梯差所導致的漏光現象。 • 根據本發明之—實施例，可齡覆蓋㈣_化24〇來調整 間隙。然七，本剌之賴料僅舰於此，也歧說，亦可藉 由形成於第-基板卿上的第二絕緣層135之圖案化來調整間隙曰。 配向層250更可以設置於具有保護圖案化2歡第二基板· ❹ 上。 同時，第-與第二偏光元件·、42〇係分別設置於第一與第 二基板1GG、200之外侧面。第—與第二偏光树·、42〇分別 具有互相垂直之光軸。舉例而言，第一與第二偏光元件41〇、42〇 其中之一的光軸係平行於第一偏向方向。 雖然此特徵並树示於圖式上，但是背絲_設置於第一 偏光元件410之下。 ❹其次，在不需魏外設伽的情況下，便能調整穿透部 丽之配向方向與反射部贿之配向方向。如此-來，穿透部 100T的驅動特性則可與反射部廳R的驅動特性互相搭配。 再者牙it〇IU00T與反射部100R之晝素電極具有不同的方 .向性(directivities)，所以能顯著的提高視角。 . 而且’控制晝素電極的方向與配向層之配向方向，以便於在 不需要額外設置補償膜的情況下，提高光穿透性。 13 200928528 =® ’係本發明之—實施辦半穿透半反射式液晶顯示器 、σ卩與反射部的驅動特性之趨勢圖。 第4圖’係為第5圖與第6圖整合在一起的趨勢圖。如第4 圖所不’當畫素電極的方向與配向方向間的角度為5。時，穿透部 之驅動特性則會搭配反射部之驅動特性。 弟5圖，係本發明之-實施例中半穿透半反射式液晶顯示器

上’基於穿透部上相對晝素電極之配向方向的角度，就不同電壓 所得的透射比之趨勢圖。 第6圖，係本發明之一實施例中半穿透半反射式液晶顯示器 上’基於反射部上相對晝錢極之配向方向的角度，就不同電壓 所得的反射比之趨勢圖。 印參照第5〜6圖，根據本發明之一實施例中半穿透半反射式 液晶顯示器，當晝素電極與配向方向呈5〇至1〇〇時，則能提高光 政率。更特別的疋，當晝素電極與配向方向呈5〇時，則能達到最 高的光效率。 根據本發明之一貫施例，晝素電極分支成複數個晝素電極， 共用電極則未分支。然而，本發明之範圍並不僅限於此。 第7圖，係本發明之另一實施例中半穿透半反射式液晶顯示 器之示意圖。除了晝素與共用電極之結構外，本發明之另一實施 例中的半穿透半反射式液晶顯示器具有與前述實施例相同的結 構。因此’此實施例係使用與前述實施例相同之元件標號，且元 200928528 件相同的部分也不在此多家贅述。 如第7圖所示’液晶顯示器包含第—基板應、第二基板2〇〇、 及液晶層·，且第二基板係面對第一基板⑽，液晶層· 係設置於第一基板100與第二基板200之間。 第-基板KK)上定義複數個晝素。軸電晶體Tr設置於每一 晝素上。例如，每一晝素則區分為穿透部100T與反射部100R。 保護層120與第一絕緣層13〇設置於具有薄膜電晶體^之第 基板100上。第-絕緣層13〇包含相對應反射部1〇〇R之凸出部。 反射圖案化340係'設置於相對反射部1〇服之第一絕緣層⑽ 上。詳言之，反射圖案化34〇係設置於凸出部上。再者，第二絕 緣層135設置於第一絕緣層13〇上，且覆蓋反射圖案化細。反射 圖案化340係藉由第二絕緣層135將第一、第二共用電極施、 36〇b以及第一、第二晝素電極350a、350b隔離開，此特徵將於後 描述。詳言之，反射圖案化34〇係呈浮動狀態。 第一與第二晝素電極350a、350b以及第一與第二共用電極 360a、360b係設置於第二絕緣層135上，且第一與第二晝素電極 350a、350b係電性連接薄膜電晶體Tr，第一與第二共用電極弘㈨、 360b則與第一與第一晝素電極350a、350b形成一水平電場。第一 共用電極360a係與第一晝素電極35〇a交互設置，第二共用電極 360b細語弟一晝素電接350b交互設置。 詳言之，第一晝素電極35〇a係設置於穿透部1〇〇τ，且第二晝 15 200928528 素電極3働設置於反射部1G()R。每一個第一與第二畫素電極 350a、350b係分別分支成複數個晝素電極。再者，第一畫素電極 、350a的方向性(―ties)與第二晝素電極3鄕的方向性不相 —同。例如，第一與第二畫素電極3撕、遍戶斤夹之角度約為3〇〇 至60。。當第一與第二畫素電極瑜、遍夹之角度約45〇時， 可以得到最高的光鱗。此時，第—畫素雜施朗極線呈 45。’第二晝素電極35%與閘極線呈—負向肢，約為伽。 ❹ 第—制電極施係設置於穿透部1GGT上，第二共用電極 360b設置於反射部職上。第一與第二共用電極麻鳩係 分別分支成複數個共用電極。 弟-晝素電極305a與第一共用電極施係交互設置，進而 形成-水平電場，例如電場平行於閑極線。相同地，第二共用電 極360b與第二晝素電極鳩交互設置，進而形成一水平電場。 舉例來說’第H共用電極360a、遞夾-則，約為 3〇〇至6〇o w第與第二共用電極⑽a、3·所夾的角度為45〇 t則可制最同的光致率。此時’第—共用電極遍&與閘極線 呈向角度、約5〇 ’第二共用電極360b與閘極線呈-負向角 度，約為40〇。 為了藉由t配穿透部1〇〇τ之液晶驅動特性與反射部励r之 液晶驅動雖，進而料光鱗，具林同配向方向的配向層17〇 係設置於穿透部崎與反射部聰上。穿透部丽係與反射 16 200928528 部100R呈一 40〇至50〇角度的設置。此外，為了提高光效率，相 對於晝素電極350a與305b之配向方向，配向層170具有約5〇至 • 20〇的配向角度化與^^”特別是，當相對於晝素電極35〇a與3〇5b 之配向方向’配向層170具有約5〇的配向角度(a與b)時，穿透部 100T的驅動特性可搭配反射部i〇OR的驅動特性。例如，穿透部 100T與閘極線呈一約為〇0之配向角度，反射部1⑻r與閘極線呈 一約為45〇之配向角度。 & 如上所述，根據本發明之實施例，可控制於反射部與穿透部 上之晝素電極的方向性，以及配向層的配向方向性，如此便能提 咼視角的特性以及藉由搭配反射部與穿透部的驅動特性來提高光 效率因此，則不需要額外設置補償膜，是以，便能提升液晶顯 不器的品質，並且同時節省製造成本。 【圖式簡單說明】 ②第1圖，係本發明之一實施例中液晶顯示器的一晝素之部分 放大示意圖。 第2圖’係為第1圖中電極結構的平面示意圖。 第請’係為第1圖中沿著線段Η，的剖面示意圖。 第4圖’係本發明之—實施例中半穿透半反射式液晶 上穿透部與反射部的·轉特性之趨勢圖。 顯示器 =5圖’係本㈣之—實施例巾㈣辭反射式液晶顯示器 ，土於穿透部上相對晝素電極之配向方向的角度，就不同· 17 200928528 所得的透射比之趨勢圖。 第6圖’係本發明之—實施例中半穿透半反射式液晶顯示器 '上’基於反射部上相對晝素電極之配向方向的角度，就不同電麼 所得的反射比之趨勢圖。 第7圖’係本發明之另—實施例中半穿透半反射式液晶顯示 器之示意圖。 【主要元件符號說明】 ❺ 101第-基板 ιοοτ穿透部 100 R反射部 101閘極線 102資料線 103共用線 104閘極電極 ® ni問絕緣層 112a主動圖案化 112b歐姆接觸圖案化 121保護層 . 131第一絕緣層 . 130a凸出部 132源極電極 18 200928528 135 第二絕緣層 140反射共用電極 142汲極電極 150 穿透共用電極 160a第一晝素電極 160b第二晝素電極 170'250配向層 ❹ 171a第一配向方向 171b 第二配向方向 201第二基板 210黑色矩陣 220彩色濾光片圖案化 230保護層 240保護圖案化 ❹ 250配向層 301液晶層 300a、300b 間隙 340反射圖案化 * 350a第一晝素電極 - 350b 第二晝素電極 360a第一共用電極 19 200928528 360b 第二共用電極 410 第一偏光元件 420第二偏光元件 a、b 配向角度 Η孔洞 I -1 ’線段 Tr薄膜電晶體

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Claims (1)

1. 200928528 十、申請專利範圍： 1. 一種半穿透半反射式液晶顯示器，包含： 一第一基板，包含一穿透部與一反射部； 一共用電極，設置於該穿透部與該反射部上； 複數個第一晝素電極，設置於該穿透部上且具有一第—電 極方向； 複數個第二晝素電極，設置於該反射部上且具有一第二電 ❹ 極方向，第一電極方向與第二電極方向夾一銳角； 一第二基板，面向該第一基板；及 一液晶層，設置於該第一基板與該第二基板之間。 2. 如申請專利範圍第1項所述之半穿透半反射式液晶顯示器，其 中該第二電極方向與該第一電極方向所夾之該銳角為3〇。至 60°。 3. 如申請專利範圍第1項所述之半穿透半反射式液晶顯示器，更 © 包含一閘極線與一資料線’該閘極線與該資料線設置於該第一 基板上且互相交錯，其中該第一晝素電極與該閘極線呈5。之一 角度，且該第二晝素電極與該閘極線呈40。之一角度。 4. 如申請專利範圍第1項所述之半穿透半反射式液晶顯示器，更 . 包含： - 一第一配向層，設置於該穿透部上且具有一第一配向方 向；及 一第二配向層，設置於該反射部上且具有一第二配向方 21 200928528 向’該第二配向方向與該第一配向方向呈4〇。至5〇。之一角度。 5.如申請專利範圍第4項所述之半穿透半反射式液晶顯示器，其 中該第一配向方向與該第一晝素電極呈5。至2〇。之一角度，且 該第二配向方向與該第一晝素電極呈5。至2〇。之一角度。 6·如申請專繼圍第丨顧述之半穿透半反射式液晶顯示器，更 包含-第-與-第二偏光讀’該第—與該第二偏光元件係分 別對準於該第-與該第二基板之外侧面，且該第一與該第二偏 光元件之光軸係互相垂直，其中該第一與該第二偏光元件之光 軸係平行於該第一配向方向。 7.如申請專利範圍第丨項所述之半穿透半反射式液晶顯示器，其 中該共用電極包含： 一穿透共用電極，對應該第一晝素電極；及 一反射共用電極’對應該第二晝素電極。 8·如申請專鄕圍第7項職之半穿透半反射式液錢示器，其 中該穿透及該反射共用電極係設置於該穿透部與該反射部之 間的邊界，且彼此互相電性連接。 9.如申請專利範圍第1項所述之半？透半反射式液晶顯示器，其 中该共用電極係分支成複數個電極，且該些電極係交互設置於 該第一與該第二畫素電極上。 1〇.如申請專利麵第1項所述之半穿透半反射式液晶顯示器，更 包含一反射圖案化，該反射圖案化係設置於該反射部上且對應 22 200928528 該第二晝錢極，飯賴案倾極分隔且係呈浮動 狀態。 包含有下列步 11.種半穿透半反射式液晶顯示器之製造方法， 提供第-基板’該第-基板包含—穿透部與—反射部. 一查形成一共用電極於該穿透部與該反射部上，形成複數個第 Ο ❹ 一晝素電極於該穿透部上，以及形成複數個第二晝素電極於該 =射部上，其中該第—畫素電極具有—第—電極方向，該第二 晝素電極具有-第二電極方向’該第一電極方向與該第二紐 方向失一銳角； 提供一面向該第一基板之第二基板；及 形成一液晶層於該第一與該第二基板之間。 12=申請專__ 11項所述之半穿透半反射式液晶顯示琴之 ’其中該第二電極方向與該第—電極方向所失之 角為30°至6〇°。 !3.如申請專概_ u項所述之半穿透半反射式液晶顯示器之 製造方法，更包含一閘極線與一資料線，該間極線與該資料線 設置於該第一基板上且互相交錯，其中該第—晝素電接與該閑 °、、、 5之角度，且該弟一晝素電極與該閘極線呈4〇。 一 角度。 H.如申請專纖_ U項所述之半穿透半反射式液晶顯示器之 23 200928528 製造方法’更包令—第一配向層與一第二配向層，該第一配向 層設置於該穿透部上且具有一第一配向方向，該第二配向層設 、 置於該反射部上且具有一第二配向方向，且該第二配向方向與 該第一配向方向呈40°至50°之一角度。 15.如申請專利範圍第14項所述之半穿透半反射式液晶顯示器之 製造方法，其中該第一配向方向與該第一晝素電極呈5°至20° 之一角度，且該第二配向方向與該第一晝素電極呈5°至20°之 ❹ 一角度。

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