TWI383233B - 薄膜電晶體陣列面板及含有此面板之液晶顯示器 - Google Patents

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Jin-Oh Kwag
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Sang-Il Kim
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Description

薄膜電晶體陣列面板及含有此面板之液晶顯示器
本發明係關於一種薄膜電晶體(TFT)陣列面板及一種具有該TFT陣列面板之液晶顯示器(LCD)，且尤其係關於一種穿透－反射式LCD及其一種TFT陣列面板。
LCD為使用最廣泛之平板顯示器中之一種。一LCD包括一插在兩個具備場產生電極之面板之間的液晶(LC)層。該LCD藉由施加電壓至該等場產生電極以在該LC層中產生一確定該LC層中之LC分子之定向以調整入射光之偏振之電場來顯示影像。具有經調整之偏振之光或為一偏光膜所截斷或允許其繞過該偏光膜，從而顯示影像。
視光源而定，LCD可分為穿透式LCD及反射式LCD。穿透式LCD之光源為背光。反射式LCD之光源為外部光。反射類型之LCD通常應用於小尺寸或中等尺寸之顯示裝置。
穿透－反射式LCD尚未發展完全。穿透－反射式LCD視情況將背光及外部光兩者用作光源，且其通常應用於小尺寸或中等尺寸的顯示裝置。穿透－反射式LCD在一像素中包括一透射區及一反射區。儘管光在透射區中僅穿過一LC層一次，但是光在反射區中穿過該LC層兩次。因此，透射區之伽瑪曲線與反射區之伽瑪曲線不重合，且影像在透射區與反射區之間以不同方式顯示。
為解決該問題，可形成在透射區與反射區之間具有不同厚度(單元間隙)之LC層。或者，可視穿透－反射式LCD是一穿透式LCD還是一反射式LCD而由兩個不同的驅動電壓來驅動該LCD。
然而，當應用兩個單元間隙結構時，要求一較厚層係形成於反射區上，從而使製造過程複雜化。此外，由於一高臺階係形成於透射區與反射區之間，故LC分子以一無序方式在該高臺階周圍對準，從而導致一影像之錯向。又，在一高壓範圍下可出現返色(brightness reversion)。另一方面，當應用兩種不同的驅動電壓方法時，歸因於用於透射亮度與反射亮度之臨界電壓之間的不一致性，伽瑪曲線不可能重合。
本發明提供一種LCD，其在達成一大體上均一的單元間隙時具有彼此重合之反射模式之伽瑪曲線與穿透模式之伽瑪曲線。
根據本發明之一態樣，一透射電極係形成於一TFT陣列面板之一基板上。第一反射電極係連接至該透射電極並安置在反射區上。第二反射電極與該透射電極及該第一反射區分離。該透射電極、該第一反射電極及連接至該透射電極及該第一反射電極中之至少一者的第一導體中之至少一者與該第二反射電極及連接至該第二反射電極之第二導體中之至少一者重疊。
根據本發明之另一態樣，一LCD具有複數個像素。該等像素中之每一者皆包括一具有兩個端子之穿透LC電容、一具有分別連接至該穿透LC電容之兩個端子之兩個端子的第一反射LC電容及一具有一與該穿透LC電容及該第一反射LC電容之所有端子分離之端子的第二反射LC電容。該第一反射LC電容之兩個端子之間所施加的電壓不同於該第二反射LC電容之兩個端子之間所施加的電壓。
根據本發明之另一態樣，一閘極線係形成於一TFT陣列面板之一基板上。第一絕緣層係形成於該閘極線上，且一半導體層係形成於該第一絕緣層上。形成一具有形成於該半導體層上之至少一部分之資料線。形成一具有形成於該半導體層上之至少一部分並與該資料線分離之汲電極。第二絕緣層係形成於該資料線及該汲電極上。該第二絕緣層具有一曝露該汲電極之第一接觸孔。一透射電極係形成於該第二絕緣層上並藉由該第一接觸孔而連接至該汲電極。該第一反射電極係連接至該透射電極。第一輔助電極係連接至該透射電極。形成第二輔助電極以與該第一輔助電極及該汲電極中之至少一者重疊。該第二反射電極與該透射電極及該第一反射電極分離並連接至該第二輔助電極。
現將參看展示本發明之較佳實施例之隨附圖式於下文中更充分地描述本發明之較佳實施例。然而，本發明可以不同形式來實施且不應被解釋為限制於本文中所陳述之實施例。相反，提供此等實施例以使此揭示內容變得徹底且完整，且將本發明之範疇完全傳達給熟習此項技術者。
在該等圖式中，為清楚起見，誇示了層、膜及區域之厚度。相似數字始終係指相似元件。將瞭解，當一諸如層、膜、區域或基板之元件被稱作"在另一元件上"時，其可直接在其它元件上或可能存在介入元件。
參看圖1及圖2，一種根據本申請案之一實施例之LCD具有一TFT陣列面板100、一面向該TFT陣列面板100之共同電極面板200及一插在該等兩個面板100與200之間並具有平行或垂直該等兩個面板100及200對準的LC分子之液晶層3。顯示訊號線GL及DL係提供於該下部面板100上並包括用於傳輸閘訊號(亦稱作"掃描訊號")之複數條閘極線GL及用於傳輸資料訊號之複數條資料線DL。該等閘極線GL大體上在一列方向上延伸且大體上彼此平行，而該等資料線DL大體上在一行方向上延伸且大體上彼此平行。
每一像素包括一連接至該等閘極線GL及該等資料線DL之開關元件Q、一穿透LC電容CL C 0 、第一反射LC電容CL C 1 、一輔助電容CA U X 、一儲存電容CS T 及連接至該輔助電容CA U X 之第二反射LC電容CL C 2 。該儲存電容CS T 可省略。該開關元件Q(諸如一TFT)係提供於該下部面板100上並具有三個端子：一連接至該等閘極線GL之一的控制端子；一連接至該等資料線DL之一的輸入端子；及一連接至該透射LC電容CL C 0 、該第一反射LC電容CL C 1 、該輔助電容CA U X 及該儲存電容CS T 之輸出端子。
參看圖2，該穿透LC電容CL C 0 係形成於一提供於該下部面板100上之透射電極192與一提供於該上部面板200上之共同電極270之間。該透射電極192係連接至該開關元件Q，且該共同電極270供應有一通用電壓Vc o m 並覆蓋該上部面板200之整個表面。或者，該共同電極270可提供於該下部面板100上。在此狀況下，該透射電極192及該共同電極270中之至少一者可經塑型為一桿(bar)或一條(stripe)。
該第一反射LC電容CL C 1 係形成於一提供於該下部面板100上之第一反射電極194與該共同電極270之間。該第一反射電極194係經由該透射電極192而連接至該開關元件Q。該第二反射LC電容CL C 2 係形成於提供於該下部面板100上之該第二反射電極196與該共同電極270之間。該第二反射電極196係連接至該輔助電容CA U X ，但是其與該透射電極192及該第一反射電極194電分離。
該輔助電容CA U X 係形成於該第二反射電極196或一連接至該第二反射電極196之導體與該透射電極192、該第一反射電極194及一連接至該等電極之導體中之一者之間。該輔助電容CA U X 與該第二反射LC電容CL C 2 一起劃分施加在該共同電極270與該第一反射電極194或該透射電極192之間的電壓。因此，施加至該第二反射LC電容CL C 2 之電壓小於施加至該第一反射LC電容CL C 1 之電壓。
在一由該透射電極192界定之透射區TA中，來自一安置在該下部面板100之下的背光單元(未說明)之光穿過該液晶層3以顯示一影像。在由該第一反射電極194及該第二反射電極196界定之第一反射區RA1及第二反射區RA2中，諸如太陽光之外部光入射穿過該上部面板200並穿過該液晶層3以到達該第一反射電極194及該第二反射電極196。接著，該外部光經該第一反射電極194及該第二反射電極196反射並再次穿過該液晶層3。
該儲存電容CS T 為該等LC電容CL C 0 、CL C 1 及CL C 2 之一輔助電容。當用一形成於該透射電極192或該第一反射電極194與一提供於該下部面板100上之獨立訊號線(未圖示)之間的絕緣體使兩部分彼此重疊時，則該重疊部分變成該儲存電容CS T 。或者，該儲存電容CS T 可藉由用一形成於該透射電極192或該第一反射電極194與一先前閘極線之間的絕緣體使兩部分重疊來形成。
圖3至圖5描繪根據本發明之實施例之LCD的剖視圖。參看圖3，一下部面板100具有一絕緣基板110、一形成於該絕緣基板110上之儲存電極133、一覆蓋該儲存電極133之閘極絕緣層140及形成於該閘極絕緣層140上之一開關元件Q之一輸出電極170。一儲存電容CS T 係形成於彼此重疊之該儲存電極133與該輸出電極170之間。第一絕緣層801係形成於該輸出電極170上並具有一接觸孔183。
一透射電極192係形成於該第一絕緣層801上並藉由該接觸孔183而物理及電連接至該輸出電極170。第二絕緣層802係形成於該透射電極192上並安置在該第一反射區RA1及該第二反射區RA2上。該第二絕緣層可具有一壓花表面。該第一反射電極194及該第二反射電極196係形成於該第二絕緣層802上。該第一反射電極194係連接至該透射電極192並與該第二反射電極196分離。一輔助電容CA U X 係形成於該透射電極192與該第二反射電極196之間。該第二絕緣層802係插在該透射電極192與該第二反射電極196之間。
一上部面板200具有一絕緣基板210、一形成於該絕緣基板210上之彩色濾光片230及一形成於該彩色濾光片230上之共同電極270。該透射LC電容CL C 0 係形成於該共同電極270與該透射電極192之間。該第一反射LC電容CL C 1 及該第二反射LC電容CL C 2 係分別形成於該第一反射電極194及該第二反射電極196與該共同電極270之間。主要歸因於該第二絕緣層802，一臺階係形成於該透射區TA與該第一反射區RA1及該第二反射區RA2之間，且該臺階至少與該第二絕緣層802之厚度一樣高。
參看圖4，一下部面板100具有一絕緣基板110、形成於該絕緣基板110上之一儲存電極133及一輔助電極120、一覆蓋該儲存電極133及該輔助電極120之閘極絕緣層140。一開關元件Q之一輸出電極170係形成於該閘極絕緣層140上。一儲存電容CS T 係形成於彼此重疊之該儲存電極133與該輸出電極170之間，且一輔助電容CA U X 係形成於彼此重疊之該輔助電極120與該輸出電極170之間。該閘極絕緣層140係插在該儲存電極133及該輔助電極120與該輸出電極170之間。一絕緣層801係形成於該輸出電極170上。該絕緣層801可具有一壓花表面。一接觸孔183係經由該絕緣層801而形成。一接觸孔184係經由該閘極絕緣層140及該絕緣層801而形成。
一透射電極192及第一反射電極194及第二反射電極196係形成於該絕緣層801上。該第一反射電極194係藉由該接觸孔183而物理及電連接至該輸出電極170，且該第一反射電極194亦連接至該透射電極192。該第二反射電極196係藉由該接觸孔184而物理及電連接至該輔助電極120，但是其與該第一反射電極194分離。
一上部面板200具有一絕緣基板210、一形成於該絕緣層210上之彩色濾光片230及一形成於該彩色濾光片230上之共同電極270。該透射LC電容CL C 0 係形成於該共同電極270與該透射電極192之間。該第一反射LC電容CL C 1 及該第二反射LC電容CL C 2 係分別形成於該第一反射電極194及該第二反射電極196與該共同電極270之間。與圖3之LCD的不同特徵之一在於：單元間隙在該透射區TA及該第一反射區RA1及該第二反射區RA2中原大體上均一的。
參看圖5，一下部面板100具有一絕緣基板110、一形成於該絕緣基板110上之儲存電極133及一覆蓋該儲存電極133之閘極絕緣層140。一開關元件Q之一輸出電極170係形成於該閘極絕緣層140上。一儲存電容CS T 係形成於彼此重疊之該儲存電極133與該輸出電極170之間。一絕緣層801係形成於該輸出電極170上並具有一接觸孔183。該絕緣層可具有一壓花表面。一透射電極192及第一反射電極194及第二反射電極196係形成於該絕緣層801上。該第一反射電極194係藉由該接觸孔183而物理及電連接至該輸出電極170。該第一反射電極194亦連接至該透射電極192，但是其與該第二反射電極196分離。一輔助電容CA U X 係形成於該第二反射電極196與該輸出電極170之間。該絕緣層801係插在彼此重疊之該第二反射電極196與該輸出電極170之間。
一上部面板200具有一絕緣基板210、一形成於該絕緣基板210上之彩色濾光片230及一形成於該彩色濾光片230上之共同電極270。該透射LC電容CL C 0 係形成於該共同電極270與該透射電極192之間。該第一反射LC電容CL C 1 及該第二反射LC電容CL C 2 係分別形成於該第一反射電極194及該第二反射電極196與該共同電極270之間。單元間隙在該透射區TA及該第一反射區RA1及該第二反射區RA2中係大體上均一的。
將參看圖6A至圖6F來描述使一電壓－反射曲線與一電壓－透射曲線重合之方法，圖6A至圖6F說明根據該第一反射電極與該第二反射電極之面積比及電壓比的一電壓－透射曲線及電壓－反射曲線。
當一對應於一影像訊號之資料電壓藉由該開關元件Q施加至該透射電極192及該第一反射電極時，該資料電壓與該通用電壓Vc o m 之間的一電壓差V(例如，一像素電壓)在該透射LC電容CL C 0 及該第一反射LC電容CL C 1 之兩個端子之間形成。然而，歸因於該輔助電容CA U X ，一小於該像素電壓V之電壓差V2在該第二反射LC電容CL C 2 之兩個端子之間形成並用以下方程式1來描述該電壓差V2。
圖6A至圖6F中所示之電壓－透射曲線VT代表相對於該像素電壓V之變化的該透射區TA中之亮度的變化。第一電壓－反射曲線VR1代表相對於該像素電壓V之變化的該反射區RA中之亮度的變化。該等電壓－透射曲線VT及該等第一電壓－反射曲線VR1係基於自測試面板量測之資料而獲得。該等測試面板經製造以具有該透射電極192及該第一反射電極194但是不具有該第二反射電極196。第二電壓－反射曲線VR2係基於用方程式1計算之資料及該第一電壓－反射曲線VR1而獲得。第三電壓－反射曲線VR3係藉由組合該第一電壓－反射曲線VR1與該第二電壓－反射曲線VR2而獲得。圖6A至圖6F中之所得曲線係藉由該第一反射區RA1與該第二反射區RA2之面積比來區分。
當該等第一電壓－反射曲線VR1、第二電壓－反射曲線VR2及第三電壓－反射曲線VR3分別以函數R1(V)、R2(V)及R3(V)來代表時，提供以下方程式2。
[方程式2]R 3(v )＝(1－AR )．RA 1(V )＋AR．RA 2(V )＝(1－AR )．RA 1(V )＋AR．RA 1(kV )
此處，AR ＝、k ＝及A1及A2分別代表該第一反射區RA1及該第二反射區RA2之面積。即：AR代表整個反射區與該第二反射區RA2之面積比、k代表該像素電壓V與施加至該第二反射LC電容CL C 2 之電壓V2的電壓比。
藉由改變該面積比AR及該電壓比k來執行一模擬以達成一與電壓－透射曲線VT最類似之第三電壓－反射曲線VR3。最初，在將面積比AR固定於一特定值並改變電壓比時，查核該第三電壓－反射曲線VR3及該電壓－透射曲線VT之形狀。接著，將該面積比變成一不同值並重複相同過程。執行面積比AR為0.4、0.5、0.6及0.7的模擬。當面積比AR為0.6且電壓比k為0.82時，提供最佳第三電壓－反射曲線VR3。圖6A說明該最佳第三電壓－反射曲線VR3，其幾乎與該電壓－透射曲線VT重合。
圖6B、圖6C及圖6D分別說明面積比AR為0.4、0.5、及0.7時的第三電壓－反射曲線VR3。每一狀況下之電壓比k皆經調整以使該第三電壓－反射曲線VR3趨近於電壓－透射曲線VT。個別面積比AR 0.4、0.5及0.7之最適當電壓比k為0.78、0.80及0.84。圖6B、圖6C及圖6D之第三電壓－反射曲線VR3稍偏離該電壓－透射曲線VT但仍令人滿意。
圖6E及圖6F說明面積比AR為0.6且電壓比k分別為0.78及0.86時提供之第三電壓－反射曲線VR3。如圖中所示，該等第三電壓－反射曲線VR3與該電壓－透射曲線VT之間的不一致性增強。
參看該模擬之結果，當面積比AR具有一在0.4至0.7範圍內之值且電壓比k具有一在0.78至0.86範圍內之值時，提供接近於該電壓－透射曲線VT之第三電壓－反射曲線VR3。
一用於使電壓比k為0.82之輔助電容CA U X 之值係用以下方程式3來計算。
即：要求該輔助電容CA U X 為該第二反射LC電容CL C 2 之4.56倍。
一平坦電容器之一電容C係用以下方程式4來計算。
其中A為電極面積，d為兩個電極之間的距離，且ε為介電常數。
由於通常所用之絕緣材料－氮化矽(SiNx)具有類似於一液晶層之εL C 的介電常數εS i N x ，故當該第二反射LC電容CL C 2 之電極與該輔助電容CA U X 之電極具有相同面積時，作為該輔助電容CA U X 之一介電質之絕緣層的厚度dS i N x 係用以下方程式5來計算。
此處，dL C 代表該第二反射LC電容CL C 2 之該液晶層之厚度。當該液晶層之厚度dL C 為3μm時，該絕緣層之厚度為0.66μm。自製造過程考慮，該絕緣層之該厚度可能不合理。因此，當要求該絕緣層較薄時，可減小該輔助電容CA U X 之電極面積以提供一適於方程式3之輔助電容。舉例而言，如圖4中所示，一所要之輔助電容CA U X 可藉由調整該輸出電極170與該輔助電極120之間的重疊面積來提供。
此後，將詳細描述根據本發明之一實施例之一LCD的結構。圖7為圖4中說明之LCD之布局圖。圖8為沿圖7之線VIII－VIII'截取的剖視圖。該LCD具有一TFT陣列面板100、一面向該TFT陣列面板100之共同電極面板200及一插在該等兩個面板100與200之間並具有平行或垂直該等兩個面板100及200對準之LC分子的液晶層3。
參看圖7及圖8，複數條閘極線121、儲存電極線131及輔助電極126係形成於一絕緣基板110上。該等閘極線121在水平方向上延伸並傳輸閘訊號。複數個閘電極124自該等閘極線121延伸。閘極線121之一末端部分129經擴大以形成一與一外部裝置(諸如一驅動電路)接觸之接點。
該等儲存電極線131在水平方向上延伸並在特定部分擴大以形成該等儲存電極133。向該等儲存電極線131施加一諸如一施加至該共同電極面板200之一共同電極270之通用電壓的預定電壓或一不同於該通用電壓之儲存電壓。每一輔助電極126係安置在該閘極線121與該儲存電極線131之間並以預定距離與該閘極線121及該儲存電極線131分離。
該等閘極線121、該輔助電極126及該儲存電極線131較佳由以下材料中之一製造：以Al為主之金屬，諸如純Al及Al合金；以Ag為主之金屬，諸如純Ag及Ag合金；以Cu為主之金屬，諸如Cu及Cu合金；以Mo為主之金屬，諸如Mo及Mo合金；Cr、Ti及Ta。該等閘極線121、該輔助電極126及該等儲存電極線131可由具有不同物理特徵之兩個薄膜(一下部薄膜及一上部薄膜)形成。該上部薄膜較佳由一用於減少該等閘極線121、該輔助電極126及該等儲存電極線131中之訊號延遲或電壓降落之包括Al的低電阻率金屬(諸如Al及Al合金)製成。另一方面，該下部薄膜較佳由具有良好物理、化學及電接觸特徵之材料(諸如Cr、Mo及諸如MoW之Mo合金)與其它材料(諸如氧化銦錫(ITO)及氧化銦鋅(IZO))製成。該下部薄膜材料與該上部薄膜材料之組合之一實例為Cr及Al－Nd合金。該等閘極線121、該輔助電極126及該等儲存電極線131可具有大於或等於三之多層。
該等閘極線121、該輔助電極126及該等儲存電極線131之外側(lateral side)可相對於該基板110之一表面以一在約30度至約80度範圍內之角度傾斜。一由一介電質(諸如SiNx)製成之閘極絕緣層140係形成於該等閘極線121及該等儲存電極線131上。較佳由氫化非晶系矽(縮寫為"a－Si")製成之複數個半導體條151係形成於該閘極絕緣層140上。每一半導體條151大體上在縱向方向上延伸並具有朝向該等閘電極124擴展之複數個突出物154。該半導體條151在與該等閘極線121相交之部分處變得較寬以覆蓋該閘極線121之寬區域。
較佳由矽化物或大量摻雜n型雜質之n＋ 氫化a－Si製成之複數個歐姆接觸條161及島狀物165係形成於該等半導體條151上。每一歐姆接觸條161具有複數個突出物163，且該等突出物163及該等歐姆接觸島狀物165係成對地位於該等半導體條151之該等突出物154上。該等半導體151及該等歐姆接觸161及165之外側相對於該基板110之一表面以一在約30度至約80度範圍內之角度傾斜。
複數條資料線171及複數個汲電極175係形成於該等歐姆接觸161及165及該閘極絕緣層140上。用於傳輸資料電壓之該等資料線171大體上在縱向方向上延伸並與該等閘極線121相交。每一資料線171包括一用於與另一層或一外部裝置接觸之展開區域179。每一汲電極175具有一與該儲存電極133及該輔助電極126重疊之擴大部分177。該擴大部分177具有一曝露該輔助電極126之開口178。
每一資料線171之面向該等汲電極175之複數個分枝形成複數個源電極173。每一源電極173與汲電極175對彼此分離並相對於一閘電極124彼此相對。該閘電極124、該源電極173及該汲電極175與該半導體條151之該突出物154形成一TFT，該TFT具有一形成於安置在該源電極173與該汲電極175之間的該突出物154中之通道。
該等資料線171及該等汲電極175較佳由具有高耐化學藥品性之材料(諸如Cr、以Mo為主之金屬、Ta及Ti)製成。該等資料線171及該等汲電極175可具有一多層結構，其包括一由Mo、一Mo合金或Cr製成之下部薄膜及一位於該下部薄膜之上、由一含Al金屬或一含Ag金屬製成之上部薄膜。類似於該等閘極線121及該等儲存電極線131，該等資料線171及該等汲電極175具有相對於該基板110之表面以一在約30度至約80度範圍內之角度傾斜的外側。
該等歐姆接觸161及165僅插在下伏半導體151及154與上覆資料線171及汲電極175之間並減小其間之接觸電阻。該等半導體條151具有未經該等資料線171及該等汲電極175覆蓋之複數個曝露部分，諸如位於該等源電極173與該等汲電極175之間的部分。
一由諸如氮化矽及氧化矽之無機材料製成之鈍化層180係形成於該等資料線171、該等汲電極175及未經該等資料線171及該等汲電極175覆蓋之該等半導體條151之該等曝露部分上。一有機絕緣層187係形成於該鈍化層180上。該有機絕緣層187係由一具有良好偏振特徵之有機光敏材料形成並具有一壓花表面。移除該等閘極線121之擴大部分129及該等資料線171之擴大部分179上的該有機絕緣層187，從而曝露該鈍化層180。
該鈍化層180具有曝露該等資料線171之該等擴大部分179之接觸孔182。該鈍化層180及該閘極絕緣層140具有曝露該等閘極線121之該等擴大部分129之接觸孔181。該鈍化層180及該有機絕緣層187具有曝露汲電極175之擴大部分177之接觸孔185。該鈍化層180、該有機絕緣層187及該閘極絕緣層140具有曝露該等輔助電極126之接觸孔186。該等接觸孔186係藉由該等擴大部分177之開口178而形成並以其間之一足夠間隙與該等開口178之邊界分離。該等接觸孔181、182、185及186可具有諸如多邊形或圓形形狀之各種形狀且可具有相對於該基板110之一表面以一在約30度至約85度範圍內之角度傾斜之側面。
複數個透射電極192及193係形成於該有機絕緣層187上，且複數個第一電極194及第二電極196係分別形成於該等透射電極192及193上。該等透射電極192及193係由諸如ITO或IZO之透明導電材料製成，且該等反射電極194及196係由諸如Al、一Al合金、Ag或一Ag合金之具有高反射率之金屬製成。歸因於該有機絕緣層187之壓花表面，該等反射電極194及196具有壓花表面，從而增強反射特徵。
一由Mo、一Mo合金、Cr、Ti、或Ta製成之接觸助件層(未說明)可插在該等透射電極192及193與該等反射電極194及196之間。該接觸助件層增強該等透射電極192及193與該等反射電極194及196之間的接觸特徵，從而防止該等反射電極194及196遭受因該等透射電極192及193引起之侵蝕。
一像素具有一透射區TA及一第一反射區RA1及第二反射區RA2。該透射區TA為此種區域：其中，該第一反射電極194經消除以曝露該透射電極192。該第一反射區RA1為此種區域：該第一反射電極194係安置在其中，且該第二反射區RA2為此種區域：該第二反射電極196係安置在其中。單元間隙在一像素之整個區域中之該透射區TA及該第一反射區RA1及該第二反射區RA2中係大體上均一的。
該等透射電極192及該等第一反射電極194係藉由該等接觸孔185而物理及電連接至該等汲電極175之該等擴大部分177，以使該等透射電極192接收來自該等汲電極175之資料電壓。供應有資料電壓之該等透射電極192與該共同電極面板200之該共同電極270一起產生電場。該等電場重新定向安置於其間之該液晶層3中之該等液晶分子。
該透射LC電容CL C 0 係形成於該等曝露透射電極192與該共同電極270之間，且該第一反射LC電容CL C 1 係形成於該等第一反射電極194與該共同電極270之間。在該TFT斷開後儲存所施加之電壓之該儲存電容CS T 係平行地連接至該等LC電容CL C 0 及CL C 1 。該等儲存電容CS T 係藉由使該等汲電極175之該等擴大部分177與該等儲存電極133重疊來建構。該等儲存電容CS T 可藉由使該透射電極192與先前閘極線121重疊來建構。在此狀況下，可省略該等儲存電極線131。
該等輔助電容CA U X 係藉由使該等汲電極175之該等擴大部分177與該等輔助電極126重疊及藉由使該等汲電極175之該等擴大部分177與該等第二反射電極196重疊而形成。歸因於該等輔助電容CA U X ，該等第二反射電極196接收低於該汲電極175之資料電壓之電壓。
該等透射電極193及該等第二反射電極196係藉由該等接觸孔186而連接至該等輔助電極126。供應有低於該等資料電壓之電壓的該第二反射電極196與一共同電極270一起產生電場。該等電場重新定向安置於其間之該液晶層3中之該等LC分子。
該等第二反射LC電容CL C 2 係形成於該等第二反射電極196與該共同電極270之間。該等第二反射LC電容CL C 2 與該等輔助電容CA U X 串聯地連接。視需要，該等第二反射電極196可與該等閘極線121重疊以增強反射比。相反，該等透射電極192及該第一反射電極194及該第二反射電極196未與鄰近資料線171重疊，但是其可與該等鄰近資料線171重疊以增強孔徑比及反射比。
複數個接觸助件81及82係形成於該鈍化層180上。該等接觸助件81及82係藉由該等接觸孔181及182而分別連接至該等閘極線121之該等曝露的擴大部分129及該等資料線171之該等曝露的擴大部分179。該等接觸助件81及82保護該等擴大部分129及179並補足該等擴大部分129及179與外部裝置之間的黏著力。該等接觸助件81及82並非必要組件並可由與該等透射電極192及193或該等反射電極194及196之材料相同的材料形成。
面向該TFT陣列面板100之該共同電極面板200包括一由諸如玻璃之透明材料形成之絕緣基板210及一稱作黑色矩陣之光阻斷構件220。該光阻斷構件220防止該等像素電極之間的漏光並界定對應於該等像素電極之孔徑區域。在本發明中，該像素電極包含該等透射電極192及該等反射電極194及196。
複數個彩色濾光片230係形成於該基板210及該光阻斷構件220上以填充由該光阻斷構件220界定之該等孔徑區域。安置在兩個鄰近資料線171之間並成行對準之該等彩色濾光片230可彼此連接以形成一條帶。該等彩色濾光片230可過濾三原色之一，諸如紅色、綠色及藍色。
每一彩色濾光片230在整個像素區域中之該透射區TA及該第一反射區及該第二反射區RA1及RA2中具有一大體上均一之厚度。該等彩色濾光片230具有安置在該等反射區RA1及RA2中之光孔240。因此，因傳輸該彩色濾光片230之數目差異引起之兩個區域TA與RA之間的色調之差異得到補償。作為另一補償色調之差異之方法，可對透射區TA與反射區RA1及RA2之間的該等彩色濾光片230之厚度加以區分。填充劑係形成於用於使該等彩色濾光片230之表面偏振的該等光孔240中，從而減小因該等光孔240引起之臺階差。一由ITO或IZO製成之共同電極270係形成於該光阻斷構件220及該等彩色濾光片230上。
將參看圖9及圖10描述根據本發明之另一實施例之LCD。圖9為圖4中說明之LCD之另一布局圖。圖10為一沿圖9之線X－X'線截取之剖視圖。該LCD具有一TFT陣列面板100、一面向該TFT陣列面板100之共同電極面板200及一插在該等兩個面板100與200之間並具有平行或垂直該等兩個面板100及200對準的LC分子之液晶層3。
該TFT陣列面板100具有包括閘電極124之複數條閘極線121、包括儲存電極133之複數條儲存電極線131及一第一輔助電極127，其皆形成於一基板110上。該等儲存電極133係安置在鄰近該等閘極線121處但是與該等第一輔助電極127間隔分開。該等第一輔助電極127係安置在鄰近該等先前閘極線121處。該等第一輔助電極127係由與該等閘極線121及儲存電極線131相同之材料製成並可具有一單層或一多層結構。一閘極絕緣層140、包括突起154之複數個半導體條151及具有突起163之複數個歐姆接觸條161及歐姆接觸島狀物165係隨後形成於該等閘極線121、第一輔助電極127及該等儲存電極線131上。
具有源電極173之複數條資料線171及複數個汲電極175係形成於該等歐姆接觸161及165及該閘極絕緣層140上。複數個第二輔助電極176係形成於該閘極絕緣層140上，且該等第二輔助電極176具有開口174。該等第二輔助電極176與該等資料線171及該等汲電極175分離。該等第二輔助電極176具有與該等輔助電極127幾乎相同之平坦形狀並與該等第一輔助電極127重疊。該等第二輔助電極176係由與該等資料線171及該等汲電極175相同之材料製成並可具有一多層結構。
一鈍化層180及一具有一壓花表面之有機絕緣層187隨後形成於該等資料線171、該等汲電極175及該等第二輔助電極176上。該鈍化層具有複數個接觸孔181及182。該鈍化層180及該有機絕緣層187具有分別曝露該等汲電極175之擴大部分177及該等第二輔助電極176之複數個接觸孔185及188。該鈍化層180、該有機絕緣層187及該閘極絕緣層140具有曝露該等第一輔助電極127之複數個接觸孔189。該等接觸孔189係藉由該等第二輔助電極176之該等開口174而形成並以其間之一足夠間隙與該等開口174之邊界分離。該等接觸孔181、182、185、188及189可具有諸如多邊形或圓形形狀之各種形狀並可具有相對於該基板110之一表面以一在約30度至約85度範圍內之角度傾斜之側面。
複數個透射電極192及193係形成於該有機絕緣層187上，且複數個第一電極194及第二電極196係分別形成於該等透射電極192及193上。一像素具有一透射區TA及一第一反射區RA1及第二反射區RA2。該透射區TA為此種區域：其中，該第一反射電極194經消除以曝露該透射電極192。該第一反射區RA1為此種區域：該第一反射電極194係安置在其中，且該第二反射區RA2為此種區域：該第二反射電極196係安置在其中。在此實施例中，該透射區TA係配置在該第一反射區RA1與該第二反射區RA2之間。
該等透射電極192及該等第一反射電極194係藉由該等接觸孔185而物理及電連接至該等汲電極175之該等擴大部分177，以使該等透射電極192接收來自該等汲電極175之資料電壓。該等曝露之透射電極192與該共同電極270形成一透射LC電容CL C 0 ，且該等第一反射電極194與該共同電極270形成一在該TFT後斷開儲存所施加之電壓之第一反射LC電容CL C 1 。
該等透射電極192具有向該等第二反射區RA2突出之突起。該等突起係藉由該等接觸孔188而物理及電連接至該等第二輔助電極176，從而將該資料電壓傳輸至該等第二輔助電極176。該等第一輔助電極127與該等第二輔助電極176重疊以形成輔助電容CA U X 。歸因於該等輔助電容CA U X ，該等第一輔助電極127接收低於施加至該第二輔助電極176之資料電壓的電壓。
該等透射電極193及該等第二反射電極196係藉由該等接觸孔189而物理及電連接至該等第一輔助電極127並接收低於該等資料電壓之電壓。供應有低於該等資料電壓之電壓的該第二反射電極196與共同電極270一起產生電場。該等電場重新定向安置於其間之該液晶層3中之LC分子。該等第二反射電極196與該共同電極270形成第二反射LC電容CL C 2 。該等第二反射LC電容CL C 2 與該等輔助電容CA U X 串聯地連接。
面向該TFT陣列面板100之該共同電極面板200包括由諸如玻璃之透明材料形成之絕緣基板210及光阻斷構件220、複數個彩色濾光片230及形成於該絕緣基板210上之共同電極270。該等彩色濾光片230具有光孔240。
在本發明中，每一反射區被劃分成兩個子區域。一資料電壓施加至該等兩個子區域中之一且一低於該資料電壓之電壓施加至另一子區域。因此，提供一具有彼此重合之反射模式之伽瑪曲線與穿透模式之伽瑪曲線並具有一大體上均一之單元間隙的LCD。
雖然已在上文中詳細描述了本發明之較佳實施例，但是應清楚瞭解：如附加之申請專利範圍所界定的，呈現給熟習此項技術者之本文中所教示之基本的發明概念之許多變化及/或修改仍將屬於本發明之精神及範疇。
3．．．液晶層
81,82．．．接觸助件
100,200．．．面板
110,210．．．絕緣基板
120,126,127．．．輔助電極
121,129．．．閘極線
124．．．閘電極
131．．．儲存電極線
133．．．儲存電極
140．．．閘極絕緣層
151,154,157．．．半導體
161,163,165．．．歐姆接觸
170．．．輸出電極
171,179．．．資料線
173．．．源電極
174,178．．．開口
175,177．．．汲電極
176．．．輔助電極
180．．．鈍化層
181,182,183,184,185,186,188,189．．．接觸孔
187．．．有機絕緣層
192,193．．．透射電極
194,196．．．反射電極
195．．．透射區
220．．．光阻斷構件
230．．．彩色濾光片
240．．．光孔
270．．．共同電極
圖1為根據本發明之一實施例之一LCD的等效電路圖。
圖2為根據本發明之一實施例之一LCD的概念圖。
圖3為根據本發明之一實施例之一LCD的剖視圖。
圖4及圖5為根據本發明之實施例之LCD的剖視圖。
圖6A至圖6F為說明根據第一反射電極與第二反射電極之面積比及電壓比之電壓－透射曲線及電壓－反射曲線的曲線圖。
圖7為圖4中說明之LCD的布局圖。
圖8為沿圖7之線VIII－VIII'截取的剖視圖。
圖9為圖4中說明之LCD的另一布局圖。
圖10為沿圖9之線X－X'截取的剖視圖。
3．．．液晶層
100．．．TFT陣列面板
192．．．透射電極
194．．．第一反射電極
196．．．第二反射電極
200．．．共同電極面板
230．．．彩色濾光片
270．．．共同電極
CA U X ．．．輔助電容
CL C 0 ．．．透射LC電容
CL C 1 ．．．第一反射LC電容
CL C 2 ．．．第二反射LC電容
CS T ．．．儲存電容
DL．．．資料線
GL．．．閘極線
Q．．．開關元件

Claims (20)

  1. 一種薄膜電晶體(TFT)陣列面板，其包含：一基板；一形成於一透射區中之透射電極；一在一反射區中並連接至該透射電極之第一反射電極；一在該反射區中並與該透射電極及該第一反射電極分離之第二反射電極；一連接至該透射電極及該第一反射電極中之至少一者之第一導體；及一連接至該第二反射電極之第二導體，其中該第二反射電極或一連接至該第二反射電極之導體與該透射電極、該第一反射電極及一連接至該等電極之導體中之一者重疊。
  2. 如請求項1之薄膜電晶體陣列面板，其進一步包含一插在該透射電極與該第二反射電極之間的絕緣層。
  3. 如請求項2之薄膜電晶體陣列面板，其進一步包含一具有一連接至該透射電極之輸出電極之開關元件。
  4. 如請求項1之薄膜電晶體陣列面板，其進一步包含一插在該第一導體與該第二導體之間的第一絕緣層。
  5. 如請求項4之薄膜電晶體陣列面板，其進一步包含一插在該第一反射電極及該第二反射電極與該第一導體之間的第二絕緣層。
  6. 如請求項5之薄膜電晶體陣列面板，其進一步包含一具 有一連接至該第一導體之輸出電極之開關元件，其中該第一反射電極係連接至該第一導體。
  7. 如請求項6之薄膜電晶體陣列面板，其中該第一絕緣層及該第二絕緣層具有一曝露該第二導體之第一接觸孔，且該第二絕緣層具有一曝露該第一導體之第二接觸孔，其中該第二反射電極係藉由該第一接觸孔而連接至該第二導體，且該第一反射電極係藉由該第二接觸孔而連接至該第一導體。
  8. 如請求項1之薄膜電晶體陣列面板，其進一步包含一插在該第一導體與該第二反射電極之間的絕緣層。
  9. 如請求項8之薄膜電晶體陣列面板，其進一步包含一具有一連接至該第一導體之輸出電極之開關元件，其中該第一反射電極係連接至該第一導體。
  10. 一種薄膜電晶體(TFT)陣列面板，其包含：一基板；一形成於該基板上之閘極線；一形成於該閘極線上之第一絕緣層；一形成於該第一絕緣層上之半導體層；一具有形成於該半導體層上之至少一部分之資料線；一具有形成於該半導體層上之至少一部分並與該資料線分離之汲電極；一形成於該資料線及該汲電極上並具有一曝露該汲電極之第一接觸孔之第二絕緣層；一形成於該第二絕緣層上並藉由該第一接觸孔連接至 該汲電極之透射電極；一連接至該透射電極之第一反射電極；一連接至該透射電極之第一輔助電極；一與該第一輔助電極及該汲電極中之至少一者重疊之第二輔助電極；及一與該透射電極及該第一反射電極分離並連接至該第二輔助電極之第二反射電極。
  11. 如請求項10之薄膜電晶體陣列面板，其中該第二輔助電極係安置在該第一絕緣層之下。
  12. 如請求項11之薄膜電晶體陣列面板，其中該第一絕緣層及該第二絕緣層具有一曝露該輔助電極之第二接觸孔，且該第二反射電極係藉由該第二接觸孔而連接至該輔助電極。
  13. 如請求項12之薄膜電晶體陣列面板，其中該汲電極具有一開口且該第二接觸孔係藉由該開口而形成。
  14. 如請求項12之薄膜電晶體陣列面板，其中該第一輔助電極係插在該第一絕緣層與該第二絕緣層之間。
  15. 如請求項14之薄膜電晶體陣列面板，其中該第一輔助電極具有一開口且該第二接觸孔係藉由該開口而形成。
  16. 如請求項10之薄膜電晶體陣列面板，其中該第二絕緣層包含一鈍化層及一形成於該鈍化層上之有機絕緣層。
  17. 如請求項16之薄膜電晶體陣列面板，其中該有機絕緣層具有一壓花表面。
  18. 如請求項10之薄膜電晶體陣列面板，其中該第一反射電 極係安置在該透射電極上。
  19. 如請求項10之薄膜電晶體陣列面板，其中該第二反射電極包含一透射導體及一形成於該透射導體上之反射導體。
  20. 如請求項10之薄膜電晶體陣列面板，其進一步包含一與該汲電極重疊之儲存電極。
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