TWI294981B

TWI294981B -

Info

Publication number: TWI294981B
Application number: TW091120859A
Authority: TW
Inventors: Fu Jen Ko; Yung Hsun Wu
Original assignee: Au Optronics Corp
Priority date: 2002-09-12
Filing date: 2002-09-12
Publication date: 2008-03-21
Also published as: US7142271B2; US20040080690A1

Description

1294981 五、發明說明（1) [發明領域] % 本發明係有關於半穿透式液晶顯示器（transf leetive LCD)的製程’且特別是有關於一種增加半穿透式液晶顯示器視角（viewing angle)之方法。 [習知技術說明] 反射式液晶顯示器（ref leetive 1 i quid crystal

display，RLCD)可分為「全反射式」與「半穿透式兩大類。全反射式LCD不用背光源，利用附在LCD面板上^反射板來反射外部光線，好處是極為省電，但是缺點是在較暗的場合看不到顯示螢幕内容且對比度較差，因此一般會^ 前光源作為辅助光源。而半穿透式LCD是當外部光線足夠時就用外部光源，不足時可點亮背光源，是兼具省電以及具輔助光隸的方式，因此是許多手機、個人數&助理 (PDA)的優先選擇。目前’一般的半穿透式LCD多為採用扭轉向列型（TN type)或混合模式扭轉向列型（MTN type)的液晶分子，然而由於TN-LCD的視角特性並不好，所以傳統的半穿透气 LCD在穿透模式（transmission mode)下時，备右取1 & (gray scale inversi on)的問題，亦即視角不足的問題。

有鑑於此，本發明之一目的，在於提供一種增加透式液晶顯示器視角（viewing angle)之方法。θ 千穿本發明之另一目的，在於提供一種具有連續域 (continuous domain)液晶分子配向的半穿透式曰一日日顯不

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五、發明說明（2) 器之製作方法。一為達上述目的，本發明提供一種增加半穿示器視角之方法，包括下列步驟：式液晶顯第提供一第一基底與一第二基底，其中該基底係相對著；土底與該形成一表面不平坦的絕緣層於該第一基底上· 形成至少一凹孔於該絕緣層中； ’ 形成順應性的一反射電極於該絕緣層部分表凹孔之側壁及底部上，其中該反射電極具有至少一读、= 部與至少一透明部，且該透明部係位於該凹孔中；形成至少一對稱性突起於位在該反射電極之該絕緣層上； β固Η的形成順應性的一第一配向膜於該反射電極與該對稱性突起上；形成一共通電極於該第二基底之内側上；形成一第二配向膜於該共通電極之内侧上；以及形成 < 液晶層夾於該第一基底與該第二基底之間，其中該液晶廣係包含負型液晶材料與光學活性劑（chiral 劑）。其中，當施加電壓於該反射電極與該共通電極之間時’該反射電極之周圍部會產生一非對稱性電場。實施例· [第1實施例] 請參閱第U〜1B圖與第3圖，用以說明本發明第一實施

0632-8170TWF(n) ；D9〇〇55; j acky. ptd 第5頁 1294981_ 五、發明說明（3) 例之半穿透式LCD的製程。第1A圖係顯示本發明第一實施例的半穿透式LCD在不加電壓時的剖面示意圖。第1B圖係顯示本發明第一實施例的半穿透式LCI)在加電壓時的剖面示意圖。第3圖顯示本發明的半穿透式LCD的任一畫素中，在加電壓時的液晶分子配向之上視圖。首先’請參閱第ΙΑ、1B圖，提供例如是具有薄膜電晶體（TFTs ’未圖示）之陣列基底（array substrate)的一第一基底100，該第一基底1〇〇係能透光之基底（a light transmitting substrate)，以利下方之背光源（未圖示）的光線通過。然後，形成一表面不平坦（n〇t even)的絕緣層110於該第一基底1〇〇上。之後，形成至少一凹孔12〇於該絕緣層11 0中。接著，仍請參閱第ΙΑ、1B圖，形成順應性的一反射電極130於該絕緣層110部分表面上與該凹孔120之侧壁及底部上’其中該反射電極130具有至少一不透明部132與至少一透明部134，且該透明部134係位於該凹孔120中。其中，該反射電極130的不透明部132例如是鋁層，而該反射電極130的透明部134例如是銦錫氧化物（ITO)層。其次，仍請參閱第1A、1B圖，形成順應性的一第一配向膜140於該反射電極130上’其中該第一配向膜14〇不需要做配向的動作（rubb i ng)。接著，仍請參閱第ΙΑ、1B圖，形成一共通電極170於一第二基底1 8 0之内侧上，該第二基底1 8 0係相對於該第一基底100，其中該第二基底180可以係具有彩色濾、光片（未

1294981 __ 五、發明說明（4) 圖示）之玻璃基底，該共通電極170例如是銦錫氧化物 (ITO)層。之後，形成一第二配向膜160於該共通電極170 之内側上，其中該第二配向膜160不需要配向（rubbing)。

接著，仍請參閱第ΙΑ、1B圖，形成一液晶層150夾於該第一基底100與該第二基底180之間，其中該液晶層150 係包含負型液晶152，並添加有光學活性劑（chiral劑）。如第1A圖所示般地，負型液晶152在不加電壓時（Volt. =0) 為垂直排列，為Normally Black，能提昇反射模式 (reflection mode)下的對比度（contrast)。另外，本發明利用添加光學活性劑（chiral劑）來使負型液晶152具有旋光性·（即twist效應）；更者，光學活性劑（chiral劑）可以使負型液晶152穩定地位於表面不平坦的反射電極132

這裡要強調的是，如第1B圖所示，當施加電壓於該反射電極130與該共通電極160之間時，該反射電極130之周圍部附近(surrounding port ion，即因為有斷面的關係）會產生r*非對稱性電場（aSymme tr丨c e 1 ec tr i c fie Id) 190 ’使得負型液晶i52傾斜至某一方向而排列著。還有，位於該凹孔12〇側壁附近的負型液晶152會由於物理力而倒向某一方向而排列著。如此，則本發明的半穿透式 LCD中的液晶分子就會有很多不同的配向，也就是說有很多具有不同方向的區域（domains)，故能增加視角。請參閱第3圖，第3圖係第iB圖的液晶分子配向之上視圖。例如在由閘極線31〇與資料線3 2〇所圍成一晝素3 3〇

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五、發明說明（5) 中，本發明之半穿透式LCD中的負型液晶152不但具有旋光性，且又呈現一具有不同方向的連續域（c〇ntinu〇us domain)，故能解決習知視角不佳的問題。其中符號34Q係表示對應不透明部132的反射區（reflective area)，符號 350係表示對應透明部134的透射區（transmissible area) 〇 [第2實施例] 請參閱第2A〜2B圖與第3圖，用以說明本發明第二實施例之半穿透式LCD的製程。第2A圖係顯示本發明第二實施例的半穿透式LCD在不加電壓時的剖面示意圖。第2β圖係顯示本發明第二實施例的半穿透式LCD在加電壓時的剖面示意圖。第3圖顯示本發明的半穿透式LCD的任一畫素中，在加電壓時的液晶分子配向之上視圖。另外，第2A〜2B圖中的組成物與第1A〜1B圖相同者，將以相同之圖式符號來表示。首先’請參閱第2 A、2 B圖，提供例如是具有薄膜電晶體（TFTs ’未圖示）之陣列基底（array substrate)的一第一基底100，該第一基底100係能透光之基底（a light transmitting substrate)，以利下方之背光源(未圖示）的光線通過。然後’形成一表面不平坦（n〇t even)的絕緣層110於該第一基底100上。之後，形成至少一凹孔12〇於該絕緣層110中。接著，仍請參閱第2A、2B圖，形成順應性的一反射電極1 3 0於該絕緣層11 〇部分表面上與該凹孔丨2 〇之側壁及底

0632-8170TWF(n);D90055;jacky.ptd 第8頁 1294981 五、發明說明（6) 部上，其中該反射電極130具有至少一不透明部132與至少一透明部134，且該透明部134係位於該凹孔120中。其中，該反射電極130的不透明部132例如是鋁層，而該反射電極130的透明部134例如是銦錫氧化物（ιτο)層。

其次，仍請參閱第2A、2B圖，先形成至少一對稱性突起（symmetrical bump，或稱配向控制突起）21〇於位在該反射電極1 3 0之周圍部的該絕緣層1 1 〇上，該對稱性突起 210例如是三角形。該對稱性突起2 1〇的作用係用以在加電壓時，影響位在該對稱性突起210附近的液晶分子，使其傾斜至某一方向而排列著（如第2B圖所示），然後再形成順應性的該第一配向膜140於該反射電極130與該對稱性突起 210上，其中該第一配向膜140不需要配向（1>11131^1^)。接著，仍請參閱第2A、2B圖，形成一共通電極170於一第二基底180之内側上，，該第二基底18〇係栢對於該第一基底100，其中該第二基底180可以係具有彩色濾光片 (未圖示）之玻璃基底，該共通電極170例如是銦錫氧化物 (ITO)層。之後，形成一第二配向膜160於該共通電極170 之内側上，其中該第二配向膜16 〇不需要g己向(r u七七i n g )。

接著，仍請參閱第2A、2B圖，形成一液晶層i 5〇夾於該第一基底100與該第二基底180之間，其中該液晶層15〇係包含負型液晶1 5 2 ’並添加有光學活性劑（c h i r a 1劑）。如第2A圖所示般地，負型液晶152在不加電壓時為垂直排列，為Normally Black，能提昇反射模式（refiecti〇n mode)下的對比度（contrast)。另外，本發明利甩添加光

0632-8170TW(n) ;D90055; j acky. ptd 第9頁 1294981 五、發明說明（7) 學活性劑（chiral劑）來使負型液晶152具有旋光性（即 t w i s t效應），更者’光學活性劑（c h丨r a 1劑）可以使負型液晶152穩定地位於表面不平坦的反射電極丨32上。這裡要強調的是，如第2B圖所示，當施加電壓於該反射電極130與該共通電極160之間時，該反射電極13〇之周圍部附近（surrounding portion，即因為有斷面的關係）

會產生一非對稱性電場（aSymmetric electric field)190 ’使得負型液晶152傾斜至某一方向而排列著；更者，加上該對稱性突起21〇的作用，更加強了負型液晶 152傾斜至某一方向的效果。還有，位於該凹孔12〇側壁附近的負型液晶1 5 2會由於物理力而倒向某一方向而排列著。如此’則本發明的半穿透式LCD中的液晶分子就會有很多不同的配向，也就是說有很多具有不同方向的區域 (domains)，故能增加視角。請參閱第3圓，第3圖係顯示第1B圖的液晶分子配向之上視圖。例如在由閘極線31〇與資料線32〇所圍成一晝素 3 30中，本發明之半穿透式lcd中的負型液晶152不但具有

紅光性’且又_現”具有不同方向的連續域（cont i nuous domain)，故能解決習知視角不佳的問題。其中符號34〇係表示對應不透明部1 3 2的反射區（r e f 1 e c t i ν e a re a )，符號 3 5 0係表示對應透明部i 34的透射區（transm i ss丨b i e area) ° [本發明之特徵與優點] 本發明之特徵在於：使用負型液晶丨52，並添加光學

1294981 五、發明說明（8) 活性劑（chiral劑），以及利用非對稱電場19〇與凹孔12〇來使液晶分子傾斜至某方向而排列著，更者利用對稱性突起 21 0來加強液晶分子的傾斜。如此，經由本發明的方法，可以使半穿透式LCD中的負型液晶152不但具有旋光性而能增加對比度，且又呈現具有不同方向的連續域（continuous d〇njain)，故能解決％知11^型半穿透式LCD視角不佳的問題，而達成廣視角本發明雖以較佳實施例揭本發明的範圍，任何熟習此項精神和範圍内，當可做些許的保護範圍當視後附之申請專利露如上，然其並非用以限定技藝者’在不脫離本發明之更動與潤飾，因此本發明之範圍所界定者為準。

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為使本發明之上述目的、特徵和優 ;文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，;1 圖式說明：第1 A圖係顯示本發明第一實施例的半穿透加電壓時的剖面示意圖； HMLCD在不第1B圖係顯示本發明第一實施例的半穿透式LCD在加電壓時的剖面示意圖；

第2A圖係顯示本發明第二實施例的半穿透式LCD在不加電壓時的剖面示意圖；第2B圖係顯示本發明第二實施例的半穿透式LCD在加電壓時的剖面示意圖；以及第3圖顯示本發明的半穿透式[CD的一畫素中，在加電壓時的液晶分子配向之上視圖。 [圖示符號說明]: 1〇〇〜基底；110〜絕緣層；120〜凹孔；130〜反射電極； 132〜不透明部分;134、透明部分；140〜第一配向膜；150〜

液晶層；160〜第二配向膜；17〇〜共通電極；180〜第二基: 底；210〜對稱性突起；310〜閘極線；320〜資料線；330〜晝素；340〜反射區；350〜透射區。

0632-8170TWF(n);D90055;jacky.ptd 第12頁

Claims

i六、申請專利範·圍 1 · 一種列步驟：修正本半穿透式液曰曰顯示器視角之方法，包括下長:供一第一基底與一第- 第二基底係相對著；弟—基底，其中該第一基底與該形成一表面不平扫^ B 带& s，丨、十—的乡巴緣層於該第一基底上；开y成至一凹孔於該絕緣層中；形成順應性的一反射雷托# » ’ ra a夕伽辟β广加反射電極於該絕緣層部分表面上與該邦I 5 &邛上，其中該反射電極具有至少一不透明邛，、至；一透明部，且該透明部係位於該凹孔中；形成順應性的-第-配向膜於該反射電極上；形成一共通電極於該第二基底之内側上；形成一第二配向膜於該共通電極之内側上；以及形成一液晶層夾於該第一基底與該第二基底之間，其中該液晶層係包含負型液晶材料與光學活性劑（chiral 劑）’並且位在該凹孔附近的該負型液晶材料係藉由該凹孔而有不同的配向而增加視角。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之增加半穿透式液晶顯不裔視角之方法’更包括：形成至少一對稱性突起於位在該反射電極之周圍部的該絕緣層上。 3 ·如申請專利範圍第2項所述之增加半穿透式液晶顯示器視角之方法，其中該對稱性突起係三角形。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之增加半穿透式液晶顯示器視角之方法，其中，當施加電壓於該反射電極與該共

0632-8170twfl(n) ； D90055 ； Jacky.ptc 第13頁崖^ 91120859 1294981 曰六、申請專利範圍通電極之間時，該反射電極之周圍部會產生/非對稱性電場。 5 ·如申請專利範圍第1項所述之增加半f透式，液晶顯示器視角之方法，其中該反射電極的不透明部分係鋁層。 6 ·如申請專利範圍第1項所述之增加半穿透式液晶顯示器視角之方法，其中該反射電極的透明部分係銦錫氧化物（ITO)層。 7 ·如申請專利範圍第1項所述之增加半穿透式液晶顯不器視角之方法，其中該第一配向膜不需配向 (rubbing) 〇 8 ·如申睛專利範圍第1項所述之增加半穿示器視角之方法，其中該第二配向膜不需配向透式液曰曰顯 (rubbing) 〇 9· 一種增加半穿透式液晶顯示器視角列步驟：乃忐，包括下其中該第一基底與該提供一第一基底與一第第二基底係相對著；形成一表面不平坦的絕緣層於該第一基形成至少一凹孔於該絕緣層中； -，形成项應的_反射電極於該絕緣凹孔之側壁及底部上，#中該反射電極且。表面上與该部與至少一透明部， / 有至少一不透明、丨且$逯明部係位於該凹別由· 形成至少一對稱性突起於位在，該絕緣層上；反射笔極之周圍部的

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配向膜於該反射電極與該對稱性形成順應性的一第突起上；形成一共通電極於該第二基底之内侧上. 形成一第二配向膜於該共通電極之内側上；以及形成-液晶層夾於該第一基底與該第二基底之間，苴中该液晶層係包含負型液晶材料與光學活性劑（chirai /、劑並且位在該對稱性突起與該凹孔附近的該負型液晶材料係藉由該對稱性突起與該凹孔而有不同的配向而增加視角。一 1 0 ·如申請專利範圍第9項所述之增加半穿透式液晶顯示器視角之方法，其中該對稱性突起係三角形。 11 ·如申請專利範圍第9項所述之增加半穿透式液晶顯不器視角之方法，其中，當施加電壓於該反射電極與該共通電極之間時，該反射電極之周圍部會產生一非對稱性電場0 1 2·如申請專利範圍第9項所述之增加半穿透式液晶顯示器視角之方法，其中該反射電極的不透明部分係銘層。 1 3·如申請專利範圍第9項所述之增加半穿透式液晶顯示器視角之方法，其中該反射電極的透明部分係銦錫氧化物（ITO)層。 1 4 ·如申請專利範圍第9項所述之增加半穿透式液晶顯示器視角之方法，其中該第一 g己向膜不需配向 (rubbing) ° 1 5 ·如申請專利範圍第g項戶斤述之增加半穿透式液晶顯

1294981 案號91120859 年月日修正六、申請專利範圍示器視角之方法，其中該第二配向膜不需配向（rubbing) 1111111 0632-8170twfl(n) ; D90055 ; Jacky.ptc 第16頁