TWI253108B

TWI253108B - Transflective liquid crystal display

Info

Publication number: TWI253108B
Application number: TW093134420A
Authority: TW
Inventors: Ching-Huan Lin; Chih-Ming Chang; Ching-Yu Tsai; Meng-Chang Tsai; Ting-Jui Chang
Original assignee: Au Optronics Corp
Priority date: 2004-05-28
Filing date: 2004-11-11
Publication date: 2006-04-11
Also published as: TW200539317A; US7508471B2; CN1619402A; JP4346092B2; CN100373247C; US20080192187A1; US20050264729A1; US7379135B2; JP2005338829A

Description

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【發明所屬之技術領域】本發明係有關於一種半穿透半反射式液晶顯示且特別有關於一種半穿透半反射式液晶顯示裝置之像素結構。 ”、、口【先前技術】傳統上’半穿透半反射式液晶顯示裝置（L i qu i d Crystal D! splay，以下簡稱LCD )是以來自外部内建於顯示系統内的背光源進行光照射而顯示影像p 透半反射式顯示裝置的優點是比穿透式顯示裝置要來得= 電。、第1圖係顯示習知半穿透半反射式LCD面板中之極的不意圖。傳統的半穿透半反射式LCD面板包括背面盥 ϊ:ίΪ1*0!、160 ’其分別由透明材質所構成。顯示面設置於正面基板丨00側，而背光源（未顯示）設置於背面美板160側。一液晶層150夾於背面基板1〇〇與正面基板之間，用以調節光線進出量以達到影像顯示的功能。、傳統上’像素電極包括一反射電極122，其鄰接於一透明電極124，故反射與透明電極122、124分別定義了一 —透明區。反射電極122係由一反射板所構成，由具適#反射率之金屬材質所構成，而透明電氧化物)、所上:成由Γ透明導電材質（如銦錫氧化物或銦鋅在該透明區中，源自一背光源（未顯示）之光線1

1253108__ 1、發明說明（2) " ---------〜 f透透明電極1 2 4與液晶層1 5 0到達顯示面以顯示影像。在忒反射區中，源自該顯示面之一外部光源（未顯示）線184穿透液晶層15〇，在反射電極122上反射，然透液晶層150到達顯示面。丹牙 /衫響LCD顯示效果的其中一係數為光學效能。光學效旎係根據液晶單元相位延遲以決定其顯示效能，該係數表示為d △ η其中d為單元間隙（gaρ )，而π △ η ”為單元間隙内液晶之平均雙折射率差。傳統上，較佳之光學相位延 j在該穿透區中gdAn〜（1/2)λ ，而在該反射區中為dzXn 〜（1/4) λ。然而’如第1圖所示之傳統半穿透半反射式lcd 裝置所遭遇的問題為單元相位延遲於反射與透明區皆為相同。因此’在傳統的半穿透半反射式液晶LCD之反射與透明區無法同時獲得較佳之光學效能。【發明内容】有鑑於此’本發明之目的在提供一種半穿透半反射式 LCD裝置，改善反射與透明區之光學效能。基於上述目的，本發明揭露一種半穿透半反射式液晶顯不裝置之像素電極結構。該半穿透半反射式液晶顯示裝置包括一第一基板、第二基板、以及填充於該第一與第二基板間之液晶，其中該第二基板包括一閘極線、一資料線、一覆蓋該資料線之閘極絕緣層、一與該閘極線和該資料線連接之切換裝置、以及一鄰接該閘極線和該資料線之像素區域。

1253108 五、發明說明（3) 根據本發明，該像素電極結構包括一設置於一閘極絕緣層表面上之反射電極、一覆蓋於該反射電極上之介電層、以及一設置於該介電層表面上且與該反射電極連接之透明電極。根據本發明，該介電層之介電常數為3 · 5或小於3 · 5。 ^ η電層之厚度在1 · 7 β m到2 # m之間。且該反射或透明電極具有發射部。 ^ 、/，據本發明，像素電極結構覆蓋一該閘極線之區域。該半牙透半反射式液晶顯示裝置包括一位於該像素電極結構下方之共用電壓電極。將未被該反射電極覆蓋之部分該共用電壓電極設置於一區域，該區域係被限定於該反射電極$該透明電極之間。將未被該像素電極覆蓋之部分該共用包壓電極設置於一區域，該區域係被限定於該資料線與該像素電極結構之間。將未被該像素電極覆蓋之部分該共用電壓電極設置於一區域，該區域係被限定於該閘極線與該像素電極結構之間。【實施方式】一為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易丨董’下文特舉出較佳實施例’並配合所附圖式，作詳細說明如下。本發明係提供一種半穿透半反射式液晶顯示裝置，改善反射與透明區之光學反應效能。第2 A〜2 C圖係顯示本發明實施例之半穿透半反射式液

0632-A50251TWf(5.0) ； AUFD03004 ； Alexchen.ptd 第 8 頁

五、發明說明（4) 晶顯示面板的示意圖。第2A圖為一像素區之上視圖， 2B、2C 圖分別為第2A 圖中沿2B — 2B、2C ?r r ^ ^1 - 立向 ^认~2(：區塊之剖面不思圖。半穿透半反射式LCD面板包括閘極線212，其與資料線 2二垂直相交以定義一像素區之陣歹1卜閑極線21’2分別延伸 -像素區之閘極墊216内，每一像素區内形成一像素 :極結構，士口符號220所示。像素電極結構22〇包括一反射電極22 2與一透明電極22 4，反射電極222與透明電極22 4相，連接。反射電極222形成一反射區，透明電極m形成一郇接於該反射區之透明區。一切換裝置23 0分別和一資料線214與閘極線21 2耦接以傳达影像訊號至像素電極結構22〇。切換妒置23〇可以^ ，其包括一連接至資料線21…及極2 38與：連接至像系電極結構220之源極239。當啟動切，影像資料可透過資料線214提供給像素〇示影像。电位、、、口構220 u晶貝第2Β圖係顯示第2Α圖中沿2Β — 2Β區塊之立,| ^ 一立半穿透半反射式液晶顯示裝置包括一背面二=圖。灯該背面基板2 0 0之正面基板2 6 0，其間之單厂干液晶細。背面與正面基臟、26〇二^^^^ 玻璃、石英這類材質）構成。材貝（如閘極線2 1 2、閘極墊2 1 6、以及一第一丑田_ 聊成於背面基幽之一表面上。；藉；；導電金屬層以形成閘極線212、閘極墊216、一弟〜及第一共用

0632-A50251TWf(5.〇) ； AUFD03004 ； Alexchen.ptd 第9頁 1253108 五、發明說明（5) 鉻電壓電極218，該第一導電金屬層由銘（Αι) 人 (Cr)、鉬（Mo)、鈮（Nb)或這類金屬所構成、無合金、一閘極絕緣層2 3 2形成於背面基板2 〇〇 ° 閘極墊216、閘極線212、以及第一共用。^表面上，覆蓋極絕緣層232可以是矽氧化物或矽氮化物電壓電極218。閘氣相沈積法沈積而得。一通道層234形成其可利用化學之上且橫越閘極墊21Θ之區域。根據本，閘極絕緣層232 利用電漿強化化學氣相沈積法，摻雜北》曰明，通道層23 4可 y、外晶秒。一覆蓋層23 6形成於通道層2 34之上， 216上方之區域。此覆蓋層236可以由_各其位於閘極墊源極23 8、23 9形成於通道層234之上，八霉成。没/ 之兩側。在—製造方法實施例*，,圖W立於覆蓋層236 屬層以定義該汲/源極2 38、2 39，二巧一弟，導電金 _ 仗皿續^ 6可當傲蘇歹丨| 停止層。一薄膜電晶體2 3 0由閘極墊216、閘極絕：、以及没極2 38與源極23 9構成，其可做為開關裝二傳3一影像訊號給像素電極結構22 0。傳^ 反射電極22 2形成於閘極絕緣層232之表面上，其鱼極2 39連接，並且延伸出一覆蓋第一共用電壓電極218^區域。在一製造方法實施例中，可以藉由圖案化具有一適; 反射率之相同導電金屬層，以形成反射電極222、源極與汲極238。介電層2 40形成於背面基板2 〇〇之上，其覆蓋薄膜電晶體2 3 0與反射電極2 2 2。根據所選擇之介電層2 4 〇的特性，特別是指其厚度與介電常數，以調節液晶層2 5 〇中產生的

1253108 五、發明說明（6) ，琢二在一製造方法實施例中，介電層240為一有機介電 ;+二f電常數為3· 5，厚度在丨· 7 到2 /zm之間。此外兔吊數亦可小於3. 5。、秀:透明電極22 4形成於介電層24〇之表面上，其可由一 ^導電材質（如銦錫氧化物或銦鋅氧化物之類）所構透明電極224藉由一接觸窗226與反射電極2 22連接，，、中接觸窗226形成於介電層24〇中。 ^ 一如第2B圖所示，一濾光片2 6 2、一絕緣層2 6 4、以及一共用電壓電極2 66依序疊在正面基板26〇之内表面上c 2 6 2之製造方法可以先沈積一濾光片材質，執行一调曝光以特別定義區域2 62a，並且蝕刻該濾光片材質。 π 、凸出部268a、268b形成於第二共用電壓電極Mg上，其=別位於反射區與透明區。凸出部268a、268b產生可導致複=區域（domain)之邊界條件（b〇undary c〇ndUi〇n )’令液晶分子分別具有不同方向的預傾角，使得液晶顯不裝置具有較廣之視角。 ”、第2 C圖係顯示第2 A圖中沿2 C — 2 C區塊之剖面示意圖。本毛明揭露之特定操作電壓僅為相關實施例，實際上有气多操作電壓可用以驅動操作液晶顯示裝置。 σ 、為了進行影像顯示’分別施加0伏特的電壓至第_與第二共用電壓電極218、2 6 6，並且透過資料線施加4伏特的電壓至透明電極222、224。結果像素電極結構22〇與^ 一與第二共用電壓電極218、266間之電壓差產生穿透液曰

0632-A50251TWf(5.〇) ; AUFD03004 ； Alexchen.ptd 1253108

五、發明說明（7) 層2 5 0之等電位線2 8 0。的位n j::”透明像素區的等電位線具有不同 ^ ^ t ^ 240\ | η , ； # ¾ ^ ^ ^ ^ ^280a ^ 户ίΓ:，#分別在反射與透明區内有不同的電場強 ; 月實施例，反射區中的電場強度小於透明區效雔崭7度，因此，可修正反射區與透明區中之液晶有 _ ^從f A 11，以控制與調節決定單元延遲特性之d △ η乘 ^彳于在反射區與透明區中較理想的光學效能。驅私操ί過程中，液晶顯示通常係根據一反轉模式予以 |一#即每兩個連續顯示晝框施加反轉偏壓之影像訊號至扩，。為了獲得可區隔液晶分子在不同方向傾角之良 :=疋的邊界區域，本發明提供不同配置之像素電極結構且敘述於下文。、在第2Α〜2C圖所述之實施例中，反射電極2 22覆蓋一品，^ ’、其與閘極線2 1 2及第一共用電極電極2 1 8重疊。在 Ϊ豐區域中，寬度為Wg的閘極線2 1 2完全被反射電極覆蓋，覓度為Wc的而第一共用電壓電極218則有一部分218a未被反射電極所覆蓋。該結構因閘極線2 1 2的電場分佈，故可減 v光漏產生，並且在反轉模式操作中可提供液晶層穩定的區域邊界。 f第3A、3B圖之另一實施例中，一突出部2 6 8b形成於透明區域中之第二共用電壓電極266上，而反射區中則不、需形成突出部。反射電極22 2與閘極線212與第一共用電壓

1253108 五、發明說明（8) 電々亟218重豐。在重疊區域中，反射電極222完全覆蓋寬度為Wg的閘極線212以及寬度為的而第一丘用電壓電極 218。 /、士在第4A〜4D圖之另一實施例中，閘極線212設置於被像素電極結構覆蓋的區域外，且切換裝置23〇形成於重疊閘極線2 1 2的區域。第一共用電壓電極4 ^ 8包括未被反射與透月電22、224覆蓋的突出部418a、418b、418c。突出又置於區域49〇a，區域被限定在一閘極線Η? 與一 $接像素電極結構22〇之反射電極222之間。突出部 418b u又置於—資料線214與一透明電極224間之區域4⑽。此外，需了解像素電極結構可包括一些反射、透明電極。第5圖係顯示一像素電極52〇，其包括分別舆—反射電極5 22耦接之兩透明電極524，因此，一像素上可設置一反射、透明區。、雖然本發明已以較佳實施限定本發明，任何熟習此技藝和範圍内，當可作各種之更動範圍當視後附之申請專利範圍例揭露如上，然其並非用以者，在不脫離本發明之精神與潤飾，因此本發明之保護所界定者為準。

1253108 圖式簡單說明第1圖係顯示習知半穿透半反射式液晶顯示面板中之像素電極的示意圖。第2 A圖係顯示本發明實施例之半穿透半反射式液晶顯示面板的剖面示意圖。第2B圖係顯示本發明第2A圖中沿2B — 2B區塊之剖面示意圖。第2C圖係顯示本發明第2A圖中沿2C — 2C區塊之剖面示意圖。第3 A圖係顯示本發明另一實施例之半穿透半反射式液晶顯示面板的剖面示意圖。第3B圖係顯示本發明第3A圖中沿3B — 3B區塊之剖面示意圖。第4 A圖係顯示本發明另一實施例之半穿透半反射式液晶顯不面板的剖面不意圖。第4B圖係顯示本發明第4A圖中沿4B — 4B區塊之剖面示意圖。第4C圖係顯示本發明第4A圖中沿4C — 4C區塊之剖面示意圖。第4D圖係顯示本發明第4A圖中沿4D — 4D區塊之剖面示意圖。第5圖係顯示本發明另一實施例之半穿透半反射式液晶顯不面板的剖面不意圖。【主要元件符號說明】

0632-A50251TWf(5.0) ； AUFD03004 ； Alexchen.ptd 第14頁 1253108 圖式簡單說明 1 0 0〜背面； 1 2 2〜反射電極； 1 2 2 a〜反射區； 1 2 4〜透明電極； 1 2 4 a〜透明區； 1 5 0〜液晶層； 160〜正面基板； 1 8 2、1 8 4〜光線； 2 0 0〜背面基板； 2 1 2〜閘極線； 2 1 4〜資料線； 2 1 6〜閘極塾； 218〜第一共用電壓電極； 218a〜部分第一共用電壓電極； 2 2 0〜像素電極結構； 2 2 2〜反射電極； 222a〜反射區； 2 2 4〜透明電極； 224a〜透明區； 2 2 6〜接觸窗； 2 3 0〜切換裝置； 2 3 2〜閘極絕緣層；

0632-A50251TWf(5.0) ； AUFD03004 ； Alexchen.ptd 第 15 頁 1253108 圖式簡單說明 2 3 8〜汲極； 2 3 9〜源極； 2 4 0〜介電層； 2 5 0〜液晶層； 2 6 0〜正面基板； 2 6 2〜濾光片； 2 6 2 a〜濾光區域； 2 6 4〜絕緣層； 266〜第二共用電壓電極； 268a、268b〜凸出部； 2 8 0〜等電位線； 2 8 0 a〜部分等電位線； 4 1 8〜第一共甩電壓電極； 41 8a、418b、418c 〜突出部； 49 0a、4 9 0b、49 0c 〜區域； 5 2 0〜像素電極； 5 2 2〜反射電極； 5 2 4〜透明電極； 2B—2B、2C-2C、3B—3B、4C—4C、4D—4D 〜區塊； d〜分子間隙； wc、wg、〜寬度；

0632-A50251TWf(5.0) ； AUFD03004 ； Alexchen.ptd 第16頁

Claims

1253108 六、申請專利範圍 1. 顯示裝料線、像訊號、該間一種像置之一一覆蓋之一切極線、一反射電一介電層一透明電極連接。 2. 如申請中，該透明電 3. 如申請中，該介電層 4. 如申請中，該介電層 5. 如申請中，該反射電 6. 如申請中，該透明電接0 素電極陣列基於該閘換裝置以及該極，設，覆蓋極’設專利範極由透專利範之介電專利範之厚度專利範極由一專利範 ;構，ΐ用於-半穿透半反射式液晶板1該陣列基板包括m -資極i ΐΐ絕緣層、以及用於傳送影資；：i:置：：：該像素電極結構置於該閘i絕：結構包括: 於該反射電極上；以及置於該介電層表面上，且與該反射電 „述的像素電極結構，明¥電材質所構成。圍第1項所述的像I堂& & 常數為3.5或二3素，結構，圍第1項所述的傻去V 在i·7 到2 之間。再 Ϊ Ϊ 1今H迷的像素電極結構， V電金屬材質所構成。 =所述的像素電極結構其其其其其接觸窗與該反射電極玉 7. 一種半第一基穿透半板；反射式液晶顯示裝置，包括一弟^一基板’其包括’閑極線、_ -欠、,、、資料線之閘極絕緣層、一與該閘極始』貝料線、—覆蓋該線和該資料線連接之開

1253108 六、申請專利範圍關裝置、以及一像素區域；一像素電極結構，形成於該像素區域中且與該開關裝置連接，其中該像素電極結構包括一設置於該閘極絕緣層表面上之反射電極以及一透明電極，該透明電極藉由一介電層與該反射電極隔開；以及一液晶，填入該第一與第二基板之間。 8. 如申請專利範圍第7項所述的半穿透半反射式液晶顯示裝置，其更包括一濾光片，設置於一與該像素區域重疊之區域。 9. 如申請專利範圍第8項所述的半穿透半反射式液晶顯示裝置，其中，該滤光片包括一薄區（thinner s e c t i ο η )，該薄區位於一對應該反射電極之區域。 I 〇.如申請專利範圍第7項所述的半穿透半反射式液晶顯示裝置，其中，一突出部形成於一該第一基板之内表面上，該内表面係位於相對於該反射電極之位置。 II .如申請專利範圍第7項所述的半穿透半反射式液晶顯示裝置，其中，一突出部形成於一該第一基板之内表面上，該内表面係位於相對於該透明電極之位置。 1 2.如申請專利範圍第7項所述的半穿透半反射式液晶顯示裝置，其中，該介電層之介電常數為3. 5或小於3. 5。 1 3.如申請專利範圍第7項所述的半穿透半反射式液晶顯示裝置，其中，該介電層之厚度在1.7//m到2//m之間。 1 4.如申請專利範圍第7項所述的半穿透半反射式液晶顯示裝置，其中，該透明電極經由該介電層之一接觸窗與

0632-A50251TWf(5.0) ； AUFD03004 ； Alexchen.ptd 第18頁 1253108 -----~-__ 六、申請專利範圍 ----- -----— 該反射電極連接。 =·如中4專利範圍第7項所述的半穿透半反射式液晶 ^ ^ /、中，该像素電極結構覆蓋一該閘極線之區域0 屋—=·如申請專利範圍第7項所述的半穿透半反射式液晶、頁示衣置其更包括一位於該像素電極結構下方之共用電壓電極。曰曰1_7 ·如申凊專利範圍第1 6項所述的半穿透半反射式液。^員=衣置其中’將未被該反射電極覆蓋之部分該共用電S電極&置於一區域，該區域係被限定於該反射電極與該透明電極之間。曰1 8 ·如申請專利範圍第丨6項所述的半穿透半反射式液阳，不裝置’其中，將未被該像素電極覆蓋之部分該共用電壓電極設置於一區域，該區域係被限定於該資料線與該像素電極結構之間。 1 9 ·如申請專利範圍第1 6項所述的半穿透半反射式液 ^顯示裝置，其中，將未被該像素電極覆蓋之部分該共用包壓電極設置於一區域，該區域係被限定於該閘極線與該像素電極結構之間。

〇632-A5〇251TWf(5.0) ； AUFD03004 ； Alexchen.ptd 第19頁