专利名称：具有多域垂直配向模式的晶体管液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明关于一种具有多域垂直配向模式(Multi-Domain VerticalAlignment Mode)的反射式晶体管液晶显示器和在反射区具有多域垂直配向模式的半穿透半反射式晶体管液晶显示器，尤指一种在反射式薄膜晶体管液晶显示器和在半穿透半反射式薄膜晶体管液晶显示器的反射区，形成具有放射状狭缝(fine slit)的反射板图案的结构。
背景技术：
随着薄膜晶体管制作技术的快速进步，具备了轻薄、省电、无幅射线等优点的液晶显示器，大量的应用于计算器、个人数字助理器(PDA)、手表、笔记型计算机、数码相机和行动电话等各式电子产品中。再加上业界积极的投入研发以及采用大型化的生产设备，使液晶显示器的生产成本不断下降，更令液晶显示器的需求量大增。
薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)是利用液晶分子旋转偏极光方向与双折射率的特性来达到显示明暗的效果，此特性与入射光的角度有关，因此液晶显示器本质上就有视角的问题，随着观赏者角度不同而有不同的显示品质，视角愈大所看到的对比愈低，随着液晶显示器大型化的发展，提升各视角对比与颜色均匀性则愈显得重要。
为了进一步的扩展液晶显示器的应用领域与品质，当前液晶显示器的研究重点，主要集中在如何增广视角以及缩短屏幕的反应时间。欲达到上述目的，现有技术开发了多种广视角技术，例如横向电场切换技术(In-PlaneSwitching；IPS)、边界电场切换技术(Fringe Field Switching；FFS)和多域垂直配向技术(Multi-Domain Vertical Alignment；MVA)。
不过，上述的广视角技术仍只限于应用在穿透式(transmissive)TFT-LCD。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种具有多域垂直配向模式(Multi-DomainVertical Alignment Mode)的反射式晶体管液晶显示器(reflective TFT-LCD)，以便改善反射式TFT-LCD的灰阶反转和色偏问题，增加其视角，使具耗电量低和重量轻等优点的反射式TFT-LCD亦可应用在大尺寸面板上。
本发明的另一目的在于提供一种在反射区具有多域垂直配向模式(Multi-Domain Vertical Alignment Mode)的半穿透半反射式晶体管液晶显示器(transflective TFT-LCD)。由在半穿透半反射式TFT-LCD的反射区的反射板上制作图案，使该反射区形成多重区域且其中的液晶分子排列状况稳定，来达到上述的目的。
本发明揭示一种反射式薄膜晶体管液晶显示器，包括一含有薄膜晶体管的透明下基板、位于该透明下基板上面的一透明绝缘层，其中该透明绝缘层的上表面具有复数个突点(bumps)、制作于该透明绝缘层的上表面的至少一金属反射板图案、一具有彩色滤光片层的透明上基板、位于该透明上基板的彩色滤光片层下表面的一透明上电极，其中在较佳的情况下，该透明上电极在相对应于该至少一金属反射板图案的位置具有一相对应的电极破洞或在该电极上制作绝缘层凸块，以及位于该透明上电极与该至少一金属反射板图案之间的一液晶层。在施加电压于该液晶显示器时，该至少一金属反射板图案和该透明上电极的破洞或其上的绝缘凸块，可使该液晶层的液晶分子产生排列状况稳定的多域垂直配向模式。
再者，本发明亦揭示一种半穿透半反射式薄膜晶体管液晶显示器，具有一反射区和一穿透区。该半穿透半反射式薄膜晶体管液晶显示器包括一含有薄膜晶体管的透明下基板、位于该反射区的该透明下基板上面的一透明绝缘层，其中该透明绝缘层的上表面具有复数个突点(bumps)、制作于该透明绝缘层的上表面的至少一金属反射板图案、位于该穿透区的该透明下基板的上面的一透明下电极，其中该透明下电极与该至少一金属反射板图案电性连接、一具有彩色滤光片层的透明上基板、位于该透明上基板的彩色滤光片层下表面的一透明上电极，其中在较佳的情况下，该透明上电极在相对应于该至少一金属反射板图案的位置具有一相对应的电极破洞或电极上的绝缘凸块，以及位于该透明上电极与该至少一金属反射板图案之间的一液晶层。在施加电压于该液晶显示器时，该至少一金属反射板图案和该透明上电极的破洞或其上的绝缘凸块，可使该液晶层的液晶分子产生排列状况稳定的多域垂直配向模式。
图1A为本发明的具有放射状狭缝(fine slit)的反射板图案的一实施例的俯视示意图；图1B为在相对应于图1A的反射板图案位置的上基板透明电极的俯视图；图1C为图1B之上基板透明电极与图1A的反射板图案组合后的俯视图；图2为本发明的具有反射板图案的半穿透半反射式TFT-LCD单位画素的结构剖面图；图3为本发明的半穿透半反射式TFT-LCD单位画素具有两个反射板图案结构的俯视图；以及图4为本发明的具有反射板图案的半穿透半反射式TFT-LCD单位画素的另一实施例的结构剖面图。
图号说明反射板图案 13狭缝131上基板透明电极 21破洞或绝缘凸块 211上玻璃基板 20下玻璃基板 10液晶层 15穿透区 A反射区 B 突点11
绝缘凸块22 扫瞄线100信号线 200 TFT 16储存电容17 透明电极层12透明电极图案12’ 破洞 22’具体实施方式
本发明提供一种可增广视角的垂直配向反射式晶体管液晶显示器结构，以及在垂直配向半穿透半反射式晶体管液晶显示器的反射区可增广视角的结构。其中，利用形成具有放射状狭缝(fine slit)的反射板图案，以及在相对应于该反射板图案位置的上基板透明电极的中央处形成一电极破洞(hole)或电极上制作绝缘凸块(protrusion)，如此便可使垂直配向反射式TFT-LCD的液晶层形成多重区域，或是使垂直配向半穿透半反射式TFT-LCD的反射区形成多重区域，且其中的液晶分子排列状况会稳定，而使液晶显示器具有更为宽广的视角。有关本发明的详细描述如下所示实施例1图1A为显示本发明的具有放射状狭缝(fine slit)的反射板图案的一实施例的俯视图，其中该反射板图案13为一高反射率的金属板，其狭缝131可经由蚀刻而形成，狭缝131本身的宽度和彼此的间距为约3-5μm。图1B显示在相对应于本发明的反射板图案位置的上基板透明电极的俯视图，其中在该透明电极21的中央处形成一破洞(hole)或其上制作绝缘凸块(protrusion)211，而该透明电极21通常为ITO电极。图1C为该上基板透明电极21与该反射板图案(电极)13组合后的俯视图。
由图1C可知，由于在该反射板图案13的中央上方具有一电极破洞或电极上制作绝缘凸块，以及在该反射板图案13的外缘四周具有突出的放射状狭缝131，当施加电压于该液晶显示器的画素电极时，就单一个反射板图案13而言，邻近该等狭缝131的液晶分子会随着该等狭缝131的方向排列，且所有的液晶分子会朝着中央破洞或绝缘凸块211的方向倾倒，而产生四重分域的效果，达到增广视角的目的。而且，邻近该反射板图案13的外缘四周的液晶分子会受到狭缝131排列的影响而倾倒排列整齐，而愈靠近该反射板图案13内缘的液晶分子受到狭缝131排列的影响愈不大，于是就形成一渐层倾倒的连续区域(continuousdomain)，而非常适用于反射式TFT-LCD和半穿透半反射式TFT-LCD。
本发明的具有狭缝的反射板图案可应用在垂直配向反射式TFT-LCD结构和半穿透半反射式TFT-LCD的反射区结构上。以下以垂直配向半穿透半反射式TFT-LCD的结构为例来说明本发明。
图2为显示本发明的具有反射板图案的半穿透半反射式TFT-LCD单位画素的截面结构，其中此液晶显示器包括用来制作TFT晶体管的下玻璃基板10，以及用来制作彩色滤光片的上玻璃基板20。在上、下玻璃基板20，10间具有一液晶层15，以便根据施加的电压来改变液晶分子的配向与排列方式，并改变在穿透区A和反射区B中通过该液晶层15的光线强度。
在反射区B的下玻璃基板10上形成一具有复数个突点(bumps)11的透明有机层，再沉积一金属层并经由蚀刻而制作出本发明的具有放射状狭缝(未显示于图2)的反射板图案13，此反射板图案13可直接作为画素电极，而且由于此反射板图案13制作在该具有复数个突点11的透明有机层上，此反射板图案13的表面亦凹凸不平。而在相对应于该反射板图案13位置的上玻璃基板20的透明电极21(ITO电极)的中央处，则形成一绝缘凸块(protrusion)22。于是，就形成在反射区具有多域垂直配向模式结构的半穿透半反射式TFT-LCD。当施加电压于该液晶显示器的画素电极时，就产生四重分域且是一种连续区域的型式，而此反射板图案13因该等突点11所形成的凹凸不平表面，不会阻碍此连续区域的形成。
在本发明的半穿透半反射式TFT-LCD单位画素的反射区内，可形成一个以上的反射板图案13结构。图3为显示本发明的半穿透半反射式TFT-LCD单位画素具有两个反射板图案结构的俯视图，其中扫瞄线100和信号线200垂直相交，在该单位画素中具有一开关组件TFT16和一储存电容17，在反射区B中，具有两个制作在该等突点11上的反射板图案13，而产生八重分域的效果，达到增广视角的目的。而且，每个反射板图案13所形成的多域垂直配向模式是一种连续区域。
实施例2请参考图4，其显示本发明的具有反射板图案的半穿透半反射式TFT-LCD单位画素的另一实施例的截面结构。本实施例与实施例1不同之处在于，在反射区B的下玻璃基板10上形成该具有复数个突点11的透明有机层之后，先在穿透区A和反射区B沉积一透明电极层12(例如ITO层)作为画素电极，且较佳地，使反射区B的透明电极层12亦经由蚀刻而制作出如同该反射板图案13的具有狭缝(未显示)的透明电极图案12’，之后，才沉积一金属层并经由蚀刻而制作出该反射板图案13。再者，在相对应于该反射板图案13位置的上玻璃基板20的透明电极21的中央处，则形成一破洞22’，而为防止在上玻璃基板20下的彩色滤光片材料由该破洞22’漏出至该液晶层15，可在该透明电极21与该彩色滤光片(未显示)之间形成一透明保护层膜(未显示)。如此一来，亦形成在反射区具有多域垂直配向模式结构的半穿透半反射式TFT-LCD，当施加电压于该液晶显示器的画素电极时，就产生连续分域。
本发明的具有放射状狭缝反射板图案的狭缝的数目、尺寸、设置位置、角度和形状，皆可视实际需要作适当的变化。
以上所述，利用较佳实施例详细说明本发明，而非限制本发明的范围，而且熟知此类技艺人士皆能明了，适当而作些微的改变及调整，仍将不失本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种反射式晶体管液晶显示器，其特征在于，包括一含有薄膜晶体管的透明下基板；一透明绝缘层，其位于该透明下基板上面，且该透明绝缘层的上表面具有复数个突点；至少一反射板图案，其制作于该透明绝缘层的上表面，以便在施加电压于该液晶显示器时，用来产生多域垂直配向模式的液晶分布；一具有彩色滤光片层的透明上基板；一透明上电极，位于该透明上基板的彩色滤光片层下表面；以及一液晶层，位于该透明上电极与该至少一反射板图案之间。
2.如权利要求1所述的反射式晶体管液晶显示器，其特征在于，该反射板图案为一具有放射状狭缝的金属反射板。
3.如权利要求1所述的反射式晶体管液晶显示器，其特征在于，该透明上电极在相对应于该至少一反射板图案的位置，具有一相对应的破洞。
4.如权利要求1所述的反射式晶体管液晶显示器，其特征在于，该透明上电极在相对应于该至少一反射板图案的位置，具有一相对应的绝缘凸块。
5.一种半穿透半反射式晶体管液晶显示器，其特征在于，区分为一反射区和一穿透区且包括一含有薄膜晶体管的透明下基板；一透明绝缘层，其位于该反射区的该透明下基板上面，且该透明绝缘层的上表面具有复数个突点；至少一反射板图案，其制作于该透明绝缘层的上表面，以便在施加电压于该液晶显示器时，用来产生多域垂直配向模式的液晶分布；一透明下电极，其位于该穿透区的该透明下基板的上面，并与该至少一反射板图案电性连接；一具有彩色滤光片层的透明上基板；一透明上电极，位于该透明上基板的彩色滤光片层下表面；以及一液晶层，位于该透明上电极与该至少一反射板图案之间。
6.如权利要求5所述的半穿透半反射式晶体管液晶显示器，其特征在于，该反射板图案为一具有放射状狭缝的金属反射板。
7.如权利要求5所述的半穿透半反射式晶体管液晶显示器，其特征在于，该透明上电极在相对应于该至少一反射板图案的位置，具有一相对应的破洞。
8.如权利要求5所述的半穿透半反射式晶体管液晶显示器，其特征在于，该透明下电极延伸至该反射区，并在该至少一反射板图案与该透明绝缘层之间形成相同于该至少一反射板图案的图案。
9.如权利要求5所述的半穿透半反射式晶体管液晶显示器，其特征在于，该透明上电极在相对应于该至少一反射板图案的位置，具有一相对应的绝缘凸块。
10.如权利要求9所述的半穿透半反射式晶体管液晶显示器，其特征在于，该透明上电极的绝缘凸块在相对应于该至少一反射板图案中央处的位置。
全文摘要
一种具有多域垂直配向模式的晶体管液晶显示器，尤指反射式薄膜晶体管液晶显示器结构，以及在反射区具有多域垂直配向模式的半穿透半反射式薄膜晶体管液晶显示器结构。由形成具有放射状狭缝(fine slit)的反射板图案，以及较佳地在相对应于该反射板图案位置的上基板透明电极的中央处形成一破洞(hole)或绝缘凸块(protrusion)，如此便可使垂直配向反射式TFT－LCD的液晶层形成多重区域，或是使垂直配向半穿透半反射式TFT－LCD的反射区形成多重区域，且其中的液晶分子排列状况会稳定，而使液晶显示器具有更为宽广的视角。
文档编号G02F1/136GK1544987SQ20031011570
公开日2004年11月10日 申请日期2003年11月24日 优先权日2003年11月24日
发明者张志明, 林敬桓, 蔡晴宇, 陈伯纶 申请人:友达光电股份有限公司