具有改进发光性能的显示设备的制作方法

专利名称：具有改进发光性能的显示设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种阵列衬底、一种制造阵列衬底的方法和具有该阵列衬底的液晶显示(LCD)设备。更具体地，本发明涉及一种能够减小光泄漏和残像(afterimage)并能够提高透射性和反射性的阵列衬底，一种制造这种阵列衬底的方法和具有这种阵列衬底的LCD设备。
背景技术：
LCD设备是公知的显示设备。在LCD设备中，通过控制光经过液晶层的透射而显示图像。液晶根据电场改变取向，液晶取向的改变又决定了多少光可以穿过液晶层。所以，通过控制施加在围绕多个像素中的液晶层的电极上的电压，可以显示所需的图像。
液晶自身并不产生光，它们阻挡来自分离光源的光或者使来自分离光源的光由其穿过。所以，典型的LCD设备带有内光源或发射面，该反射面使得来自设备外部的光源的光可以得到使用，或者带有内光源和发射面两者。对于透射型(transmissive-type)LCD设备，由于其使用内光源显示图像，因此需要供电电池。需要供电电池是不利的，因为电池增加了LCD设备的重量和尺寸。对于反射型(reflective-type)LCD设备，由于其依赖外部光源供应光，因此不需要电池。但是，反射型LCD设备具有另一个不利之出设备亮度依赖于可利用的环境光的数量。在比较黑暗的环境中，例如，反射型LCD设备不能显示很高的光亮度。
即包括内部光源有包括反射面的反射型LCD设备没有上述反射型或透射型LCD设备的缺点。反射-透射型LCD设备通过透射来自内光源的光以及反射来自外光源的光显示图像。利用内光源，可以维持希望的亮度水平，而无需考虑可利用的环境光的数量。同时，由于当外部光可被利用时，该设备能够使用外部光，因此节省了能量并且不再需要较大的电池。
图1和图2示出传统的反射-透射型LCD设备10。该设备包括提供内部光的背光组件，但是其没有在附图中示出。图1是平面图，而图2是沿着图1中的A-A’线截取的剖视图。如图1和2所示，该传统的LCD设备10具有接触孔。
该LCD设备10包括第一件170、第二件180和液晶层108。该第一件170包括第一衬底100、黑矩阵102、滤色器104、第一电极106和分隔件110。该第二件180包括第二衬底120、薄膜晶体管119、栅极绝缘层126、钝化层(passivation layer)116、有机层114、第二电极112和反射电极113。有机层114的一部分被除去以形成开口129，该开口限定出透射区域150。开口129之外的区域包括有机层114的较厚层，并形成反射区域160。接触孔128延伸穿过有机层114。第二件180具有像素区域140和周边区域145。透射区域1 50和反射区域160位于像素区域140中。
可以以混合的扭曲向列(MTN)模式或沿面模式(homogenous mode)布置LCD设备中的液晶。在MTN模式中，液晶以不大于90度的角度扭曲。当以MTN模式布置液晶时，对光进行偏振以减小透射性。当以沿面模式布置液晶时，反射-透射型LCD设备的透射性增加。在带有沿面模式液晶的反射-透射型LCD设备中，来自内光源的光从第二件180侧进入液晶层，穿过液晶层，并在穿过第一件170之后离开LCD设备。另一方面，从外部供应的光穿过第一件170抵达液晶层，之后由反射电极113往回反射而离开设备。
设置在反射区域160内的薄膜晶体管119包括源极电极118a、栅极电极118b、漏极电极118c和半导体层布图。该源极电极118a和源极线118a’电连接，栅极电极118b和栅极线118b’电连接。漏极电极118c通过接触孔128和第二电极112、反射电极113电连接。为了使反射电极和TFT电联接，该接触孔位于反射区域与160中并且延伸通过将反射电极和TFT分开的有机层。
反射区域160和透射区域150具有不同的室间隙(cell gaps)。“室间隙”是指第一件170和第二件180之间被液晶占据的空间。通常，透射区域150内的室间隙大于反射区域160内的室间隙(例如，透射区域内的室间隙大约为反射区域内的室间隙的两倍)。该室间隙由形成在第二衬底120上的反射和透射区域内的有机层厚度决定。
由于有机层不能均匀地涂布第二衬底，故在有机层厚度的过渡区域产生“阶梯”。例如，在透射区域150和反射区域160之间的界面处以及接触孔128处形成阶梯。这些阶梯的存在是不利的，因为在阶梯附近难以控制液晶的取向。形成阶梯的结果是，出现光泄漏和残像。光泄漏大多数出现在透射区域150围绕阶梯开始的区域，残像大多数出现在阶梯终止的区域。光泄漏的出现独立于所施加的电压，而残像的严重程度依赖于所施加的电压。光泄漏和残像两者都会劣化LCD设备的显示质量。
接触孔128是不希望的，不仅仅因为其产生了阶梯区域，而且因为其负面地影响了LCD装的反射性能。接触孔128中的光反射性没有反射区域其他部分的反射性高，因为接触孔128中存在较大的室间隙。所以，希望除去接触孔128。
因此，需要一种制造光泄漏和残像减小的LCD的方法。

发明内容
本发明涉及一种在反射层中不具有接触孔的液晶显示器和组件。通过除去接触孔，增加了设备的整体反射性能。为防止出现光泄漏和残像，本发明包括界面电极(interface electrode)，该电极设置在出现光泄漏的区域上方。
一方面，本发明提供一种显示设备，其包括第一电极、第二电极和位于第一和第二电极之间的液晶层。该液晶层具有反射区域、透射区域和位于第一和第二区域之间的界面区域。该设备包括通过界面区域中的电联接和第二电极联接的薄膜晶体管。
另一方面，本发明提供一种显示设备，其包括第一件、第二件和位于第一和第二件之间的液晶层。该第一件包括第一衬底和与该第一衬底联接的第一电极。该第二件包括第二衬底，其具有用以反射光的反射区和用以透射光的透射区域；设置在第二衬底上的第二电极；以及，设置在第二衬底上的有机层。该有机层具有在第一区域内的第一厚度和位于第二区域内的第二厚度。第一和第二厚度之间的差导致在反射区域和透射区域之间的界面区域中形成侧壁。薄膜晶体管在界面区域内和第二电极联接。
根据本发明的又一方面，提供一种用于显示设备的阵列衬底。该阵列衬底包括衬底，其具有反射区域、透射区域和位于反射区域和透射区域之间的界面区域；形成在反射区域内的薄膜晶体管；在薄膜晶体管上方形成在反射区域内的有机层，这样有机层在界面区域内形成侧壁；以及，设置在薄膜晶体管上方的第二电极，这样，第二电极在界面区域内和薄膜晶体管联接。
本发明还包括一种制造显示设备的方法。该方法包括设置具有反射区域、透射区域和位于反射区域和透射区域之间的界面区域的衬底。该反射区与包括位于其内的薄膜晶体管。有机层在反射区域内形成在薄膜晶体管上，这样，有机层在界面区域内形成侧壁。第二电极设置在薄膜晶体管上，这样，第二电极在界面区域内和薄膜晶体管联接。


附图用以更好的理解本发明，并且其构成说明书的一部分。附图示出坌发明的实施例，并和随后的说明一起解释本发明的原理，附图中图1是示出包括接触孔的传统LCD设备的平面图；图2是沿图1中的A-A’线截取的剖视图；图3是示出根据本发明示例性实施例的LCD设备的平面图；图4是沿图3中的B-B’线截取的剖视图；图5A至5D是示出制造根据本发明示例性实施例的LCD设备的方法的平面图；图6A至6J是示出制造根据本发明示例性实施例的LCD设备的方法的剖视图；图7是示出根据本发明另一个示例性实施例的LCD设备的平面图；图8是示出根据本发明又一个示例性实施例的LCD设备的平面图；图9是示出根据本发明再一个示例性实施例的LCD设备的平面图；图10是示出根据本发明另一个示例性实施例的LCD设备的剖视图；图11A至11C是示出制造根据本发明另一个示例性实施例的LCD设备的方法的平面图；图12A至12G是示出制造根据本发明另一个示例性实施例的LCD设备的方法的剖视图。
具体实施例方式
在此通过反射-透射型LCD设备、尤其是在透射区域内不具有有机层的设备描述本发明的实施例。但是，应该认识到，此处所述的实施例仅为示例性实施例，本发明的范围并不限于此处公开的应用场合和实施例。例如，本发明可以用于反射型或者透射型LCD设备，或者具有不同厚度有机层的反射-透射型LCD设备。此外，本领域技术人员应该理解，本发明可用于以不同模式操作的LCD设备，包括但不限于TN模式、VA模式和IPS模式。
图3是根据本发明第一示例性实施例的LCD设备20的平面图，图4是沿着图3中的B-B’线截取的剖视图。该LCD设备20包括第一件270、第二件280和液晶208。该第二件在此被称为“阵列衬底”(array substrate)。该第一件270包括第一衬底200、黑矩阵202、滤色器204、第一电极206和分隔件210。该第二件280包括第二衬底220、薄膜晶体管219、栅极绝缘层226、钝化层216、有机层214、第二电极212和反射电极213。该第二件208包括像素区域240和周边区域245。在像素区域240设置TFT219、界面电极230a、第二电极212、反射电极213等。
通过控制像素区域240的液晶显示层208内的液晶设置来显示所需图像。像素区域240包括透射区域250、反射区域260以及位于透射区域250和反射区域260之间的界面区域255。和像素区域240内的液晶不同，周边区域245内的液晶的设置不能受到控制，并且几乎没有光能够穿过周边区域245。在周边区域245内设置有源极线218a’、栅极线218b’以及驱动集成电路(未示出)等。
背光组件(未示出)产生的光穿过透射区域250。来自LCD设备外部光源的光在反射区域260内得到反射。透射区域250可以具有矩形、梯形、三角形、圆形等的形状。和反射-透射型LCD设备不同，透射型LCD设备不具有反射区域260。
第一和第二衬底200和220具有能使光穿过的透明玻璃层。该玻璃层不包含碱离子。当玻璃层包含碱离子时，该碱离子溶解在液晶中，从而降低了液晶的阻抗(resistivity)。液晶阻抗的降低会影响显示效果并减小密封设备和玻璃之间的粘结性能。
黑矩阵202设置在第一衬底200的周边区域245，从而阻挡光。黑矩阵202阻抗穿过周边区域245的光并提高LCD设备的显示质量。该黑矩阵202通过在第一衬底200上沉积不透明材料并部分除去沉积所得的不透明材料而得到。余留的不透明材料形成黑矩阵202。
滤色器204形成在第一衬底200上，该第一衬底上设置有黑矩阵202。据有预定波长的光穿过该滤色器。在另一备选实施例中，滤色器204是第二衬底220的一部分而不是第一衬底200的一部分。
第一电极206设置在具有黑矩阵202和滤色器204的第一衬底200上。该第一电极206通常包括透明导电材料，例如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌氧化物(ZO)等。或者，该第一电极206可以平行于第二电极212和反射电极213形成在第二衬底220上。
分隔件(spacer)210形成在包括黑矩阵202、滤色器204和第一电极206的第一衬底200上。通过使用分隔件使该第一件270和第二件280隔开预定的室间隙。优选地，该分隔件210和黑矩阵202对齐。该分隔件210可以使柱状、球状或混合设计的分隔件。在另一备选实施例中，该分隔件210和TFT209对齐而不是和黑矩阵202对齐。
该TFT209设置在第二衬底220的反射区域260内，并包括源极电极218a、栅极电极218b、漏极电极218c、半导体层布图和界面电极230a。驱动集成电路(未示出)通过源极线218a’向源极电极218a供应数据电压，该驱动集成电路(未示出)通过栅极线218b’向栅极电极218b供应选择信号。
界面电极230a和漏极电极218c电连接，并且将漏极电极218c和第二电极212电联接。该半导体层布图设置在栅极绝缘层的一部分上。当为栅极电极218b施加栅极选择信号时，电流经过形成在半导体层中的通道在源极电极218a和漏极电极c之间流动。该界面电极230a靠近漏极电极218c设置在界面区域255内。在所示实施例中，界面电极230a具有在平行于栅极线218b’延伸方向的方向上延伸的矩形形状。该位于界面区域255内的界面电极230a可以小于传统LCD设备10(参见图1和2)的接触孔128。当界面电极230a的宽度减小时，反射区域250的表面积增加，从设增加了LCD设备的整体两度。在界面电极230a大于接触孔128的情况下，界面电极230a通常由不透明材料制成，用于阻挡光。通过阻挡穿过界面区域255的光，该部透明材料可以防止出现光泄漏和残像。
在第二衬底220上形成存储电容(未示出)，以便位于第一电极206和反射电极213或者第一电极206和第二电极212之间的电压差。该存储电容(未示出)可以端栅极类型(end gate type)或隔离线类型(isolated 1ine type)。
栅极绝缘层226形成在具有栅极电极218b的第二衬底220上，以便使栅极电极218b相对源极和漏极电极218a和218c电绝缘。透射区域250内的栅极绝缘层226的一部分可以被省略以便增加透射率。该栅极绝缘层226包括硅氮化物(SiNx)。
钝化层216形成在具有TFT219的第二衬底上方，其形成方式使得其不能完全覆盖界面电极230a。为了增加透射率，透射区域250内的钝化层216可以具有不连续的部分。该钝化层226包含硅氮化物(SiNx)。
有机层214包括形成透射区域250和界面区域255的开口229。该有机层214设置在具有tft219和钝化层226的第二衬底220上，以便使TFT219相对第二电极212和反射电极213电绝缘。在有机层214中存在开口229会导致液晶层208在反射区域260和透射区域250具有不同的厚度，并在界面区域具有侧壁。更具体地，反射区域260具有第一室间隙(C1)，透射区域250具有不同于第一室间隙的第二室间隙(C2)。此处所说的“室间隙”指代第一件270和第二件280之间的液晶层208的厚度。通过涂覆由源极线218a’和栅极线218b’等形成的凸凹表面，有机层214某种程度上形成为平面。在备选实施例中，有机层214的薄膜保持在开口229中，但是不覆盖界面电极230a。
可选地，对有机层214进行布图，使其具有多个凹陷和凸起或凹部和隆起。公知的，反射面上的布图通过在所需的方向上反射光而增加反射电极213的发射率。当对有机层214进行布图时，利用布图的平均高度计算室间隙。
和界面电极230a电连接的第二电极212形成在透射区域250内和钝化层216上。该第二电极212还覆盖界面电极230a。在第二电极212和第一电极206之间施加电压，以控制液晶层208中的液晶的布局，从而控制光的透射。该第二电极212包括例如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌氧化物(ZO)等的透明导电材料。或者，第二电极212的一部分设置在有机层214位于反射区域260内的一部分上。
该反射电极213设置在有机层214上以及第二电极212靠近界面电极230a的一部分上，以便反射来自外部光源的光。优选地，反射电极213设置在具有凹陷和凸起的以布图有机层214上，这样，发射电极在预定方向上反射光。该反射电极213通过第二电极212和界面电极230a和漏极电极218c电连接。
驱动集成电路(未示出)通过TFT219和界面电极230a为第二电极212和反射电极213施加电压，从而在第一电极206和第二电极212以及第一电极206和反射电极213之间形成电场。第二电极212可以设置在像素电极240的上方，反射电极213可以设置在第二电极212对应于反射区域260的部分上。
在某些实施例中，反射电极213和第二电极212的位置可以互换。
液晶层208设置在第一和第二元件270、280之间，并利用密封设备(未示出)得到密封。液晶层208可以是任何已知模式的，包括垂直取向(VA)模式、扭曲向列(TN)模式、混合扭曲向列(MTN)模式或者沿面取向模式(homogeneous alignment mode)。该沿面取向模式包括电控双折射(ECB)模式。
公知的，在液晶设备中使用取向膜使液晶在液晶层208中取向。取向膜(未示出)设置在第一和第二件270、280上。取向膜(未示出)的表面在“皱褶方向”(rubbing direction)发生皱褶，该皱褶方向也是液晶发生取向的方向。优选地，该皱褶方向平行于源极线218a’延伸的方向。该界面区域255由于“阶梯”的存在而难以适当地发生皱褶，该阶梯在界面处有有机层214形成。结果，由于在界面区域附近没能发生足够的皱褶，而导致出现光泄漏和残像的问题。发生光泄漏和残像的确切位置依赖发生褶皱的方向。在对光泄漏和形成残像问题负主要责任的区域内形成界面电极230a，可以通过阻挡光解决上述问题。优选地，对界面电极230a进行定位和造型，从而最佳地减少光泄漏和残像，但是本发明并不限于此。类似地，本发明并不限于任何具体的褶皱方向。
图5A、5B、5C和5D是示出制造LCD设备20的方法的平面图，图6A至6J是示出该制造方法的剖视图。
参照图5A和图6A，在第二衬底220上限定出像素区域240和反射区域260。该像素区域240包括透射来自背光组件(未示出)的光的透射区域250。该反射区域260反射来自外部光源的光。
参照图5B和图6B，在第二衬底220上沉积形成导电材料。所沉积的导电材料被部分地除去，以形成栅极电极218b和栅极线218b’。在具有栅极电极218b和栅极线218b’的第二衬底220整体上沉积栅极绝缘层226。该栅极绝缘层226包括硅氮化物(SiNx)。
参照图5C和图6C，在具有绝缘层226的第二衬底上顺序沉积不定型硅和N+不定型硅。对所沉积的不定型硅和N+不定型硅进行蚀刻，以在栅极绝缘层226上形成对应于栅极电极218b的半导体层。在具有半导体层的栅极绝缘层226上沉积导电材料。对所沉积的导电材料进行局部蚀刻，以形成源极电极218a、源极线218a’、漏极电极218c和界面电极230a。所以，形成了具有源极电极218a、栅极电极218b、漏极电极218c和半导体层的TFT219。
界面电极230a沉积在界面区域255内，从而接触漏极电极218c。该界面电极230a具有矩形形状，并在和栅极线218b’相同的方向上延伸。
界面电极230a可以和漏极电极218c一起形成，而形成集成电极。或者，界面电极230a可以通过和形成漏极电极218c分离的步骤形成。
参照图6D，在具有TFT219的第二衬底220上沉积透明绝缘材料，从而形成钝化层216。优选地，该透明绝缘材料包括硅氮化物(SiNx)。靠近界面电极230a的钝化层216被除去，以暴露出界面电极230a的一部分。所以，钝化层216并不覆盖界面电极230a的整体。可以在形成有机层214之前或之后形成开口。
参照图6E，在钝化层216上沉积有机材料(例如，抗蚀刻剂)，并通过透射区域250中的开口229对有机材料进行显影，从而形成已经布图的有机层214。透射区域250中的界面电极230a和钝化层216通过开口229暴露。此处所用的“已经布图”指的是不平整的表面，例如，具有凹口(凹陷)和隆起(凸起)的表面。该凹陷和凸起设置在有机层214上。可通过使用一个或多个掩膜执行该曝光步骤。当使用一个掩膜时，该掩膜包括狭槽或半透明的部分。掩膜的该狭槽或半透明部分在有机层的表面上形成布图，而掩膜的透明部分形成界面电极230a和透射区域250。
通过有机层214的厚度控制第一和第二室间隙。通常，有机层214的厚度大约等于第二室间隙减去反射电极213厚度所得值的一半。
参照附图6F，在有机层214和钝化层216上沉积透明导电材料。该透明导电材料可以包括ITO、IZO和ZO等。所沉积的透明导电材料被局部蚀刻，以形成第二电极212。该第二电极212形成在透射区域250和界面电极230a上。该第二电极212还设置在有机层214上，如图所示。
参照图6G，在有机层214和第二电极212上沉积具有高反射系数的到电材料。优选地，该具有高反射系数的导电材料包括铝(Al)和钕(Nd)。所沉积的具有高反射系数的材料被局部蚀刻，以在反射区域260内形成反射电极213。
该反射电极213可具有多层的结构。该多层结构可以包括一个或多个钼-钨(Mo-W)合金层、银层、银合金层和铝-钼(Al-Mo)合金层。反射电极213通过第二电极212和界面电极230a和漏极电极218c电连接。
在某些实施例中，在形成反射电极213之后形成第二电极212，这样，第二电极212的一部分设置在反射电极21上(参见图4)。当第二电极212设置在反射电极213上时，可以增加反射电极213的粘结性能。
参照图6H，在第一衬底200上沉积不透明材料。该不透明材料被从像素区域140除去(参见图2)，以便在周边区域145中形成黑矩阵202(参见图2)。
在具有黑矩阵202的第一衬底200上形成滤色器204。如上所述，具有预定波长的光穿过滤色器204。在另一备选实施例中，滤色器204可以形成在第二衬底220上，而不是第一衬底200上。当滤色器204形成在第二衬底220上时，该滤色器可以位于有机层214和第二衬底220之间。
在具有滤色器204和黑矩阵202的第一衬底200上沉积透明导电材料，从而形成第一电极206。该透明导电材料通常包含ITO、IZO和ZO等中的一种。
在第一电极206上涂覆有机材料。优选地，该有机材料包括抗蚀刻剂。然后，将所涂覆的有机材料曝光和显影，以便在第一电极206位于黑矩阵202上的部分上形成分隔件210。该分隔件210并不限于所示的柱状分隔件，而可以用球状分隔件或任何形状/结构的分隔件替换。
参照图6I，将第一件270和第二件280组合。参照图6J，将液晶注入到第一件和第二件270、280之间的空间中，并用密封设备(未示出)密封。或者，将液晶滴落在具有密封设备(未示出)的第一件270和第二件280上，然后将两个间组合，以形成液晶层208。
当取向层(未示出)在基本平行于源极线218a’延伸的方向上发生皱褶时，界面电极230a的存在将使LCD设备受益。如上所述，界面电极230a通常具有矩形形状在平行于栅极线218b’的方向上延伸。通过在反射区域和透射区域之间的界面处阻挡光，该界面电极230a减少光泄漏和残像，从而提高了LCD设备的整体显示质量。
图7是示出根据本发明另一实施例的LCD设备的平面图。在不同的附图中用相同的附图标号指代相同的元件。所以，简便起见，不再参照附图7描述已经描述过的元件。
TFT219包括源极电极218a、栅极电极218b、漏极电极218c和半导体层布图。位于界面区域255中的界面电极230b和漏极电极218c电联接。该界面电极230b使漏极电极218c和第二电极电连接。参照图7，界面电极230b设置在界面区域255的右下角。在该实施例中，界面电极230b位于界面区域255离栅极电极218b最远的角部。该界面电极230b具有直角三角形的形状。当皱褶方向基本相对于图7的透射区域260斜交时，界面电极230b的这种形状和位置很有效。例如，当取向膜从开口229的右下角向左上角发生皱褶时(参见图7)，上述形状和位置的界面电极230b有效，因为右下角难以适当地发生皱褶。通过这种皱褶方向，在靠近开口229右下角处光泄漏和残像问题最严重。通过在靠近发生光泄漏的区域形成界面电极230b，可以得到最佳的效果。尽管未示出，但取向膜可以设置在第一和第二件270、280上。
光泄漏和残像的确切程度取决于皱褶方向。当在界面区域255内设置界面电极230b时，可以明显缓解光泄漏和残像问题。
图8是示出根据本发明又一示例性实施例的LCD设备。在图8所示实施例中，TFT219包括源极电极218a、栅极电极218b、漏极电极218c、半导体层布图和界面电极230c。该界面电极230c和漏极电极218c电连接，从而在漏极电极218c和第二电极212之间建立电连接。该界面电极230c靠近透射区域250的右下角设置并具有镜像的L形状。该界面电极230c延伸穿过界面区域255，并绕着角部延续，从而在平行于源极线218a’的方向上延伸，以形成“”形状。当皱褶方向相对于开口229斜交、从开口229的右下角至开口229的左上角时，该界面电极230c的结构有效。
考虑到上述原因，包括设置在开口229右下角处的界面电极(参见附图7和图8)的LCD设备能够较小光泄漏和残像。当皱褶方向是从开口229的右下角到左上角时，如平面图所示，界面电极230c的形状可以带有一定角度，如图8所示。但是，界面电极230c的位置和形状可以独立于皱褶方向。本领域普通技术人员可以理解如何调整界面电极230c的位置和形状，以最大程度地减少光泄漏和残像。
图9是示出根据本发明第二示例性实施例的LCD设备30的平面图，图10是示出该LCD设备30的剖视图。和图3、图4所示第一实施例中第二电极112沿着界面区域255内的侧壁向上延伸并覆盖有机层144不同，该第二实施例的第二电极位于有机层之下。
参照附图9和10，LCD设备30包括第一件370、第二件380和液晶层308。第一件370包括第一衬底300、黑矩阵302、滤色器304、第一电极306和分隔件310。该第二件380包括第二衬底320、TFT319、栅极绝缘层326、钝化层316、有机层314、第二电极312和反射电极313。该第二件380包括透射区域350、反射区域360和位于上述两个区域之间的界面区域355。和图4所示实施例中第二电极在有机层之后沉积不同，该实施例中的第二电极312在有机层314之前沉积。
该TFT319形成在第二衬底320的反射区域360，包括源极电极318a、栅极电极318b、漏极电极318c和半导体层布图。
界面电极330a设置在界面区域355中，以靠近漏极电极318c。在所示实施例中，界面电极330a具有矩形形状，并在平行于栅极线318b’的方向上延伸。
钝化层316设置在具有TFT319的第二衬底320上并包括开口，这样，界面电极330a没有完全被钝化层316覆盖。
设置在钝化层316和界面电极330a上的第二电极312和界面电极330a电连接。当在第二电极312和第一电极306之间施加电压时，可以控制液晶层308中的液晶排列。所以，可通过调整电压来操控光经过液晶层的透射。
有机层314设置在反射区域360内的钝化层316和第二电极312的一部分上，以便使TFT319和反射电极313电绝缘。如图所示，反射区域360内有机层314的厚度和透射区域350内的有机层314的厚度不同。液晶层308的厚度以及由此的室间隙由有机层314的厚度决定。所以，对不同区域内的有机层314的厚度进行选择，从而在反射区域360内得到预定的第一室间隙C1以及对应于透射区域350的预定的第二室间隙C2。可选择的，在有机层314上形成布图。如上所述，该布图增加了反射电极313的反射性能。
反射电极313设置在有机层314和界面区域355内的第二电极312的一部分上。反射电极313共形地(conformally)设置，以便维持形成在有机层314上的布图，这样，通过布图的角度可以控制光反射的方向。反射电极313包括导电材料，并通过第二电极312和界面电极330和漏极电极318电联接。
第一件370和第二件380的表面沿着皱褶方向产生皱褶。该皱褶方向大体平行于源极线318a’延伸的方向。
图11A、11B和11C是示出制造LCD设备300的方法的平面图，图12A至12C是示出图11A、11B和11C的方法的剖视图。
参照图11A和12A，在第二衬底320上限定出透射区域350和反射区域360，该透射区域透射来自背光组件(未示出)的光，该反射区域反射来自外部光源的光。参照图11B和12B，在第二衬底320上形成TFT319。在具有TFT319的第二衬底320上形成钝化层316，但是所形成的钝化层并不完全覆盖界面电极330a。如图所示，在这一阶段的处理过程中，界面电极330a的至少一部分通过钝化层316中的开口暴露。
参照图12C，在钝化层316上沉积透明导电材料。该透明导电材料可以包含ITO。所沉积的透明导电材料被局部蚀刻以形成第二电极312。该第二电极312形成在透射区域350和界面电极330a中。在某些实施例中，可以在位于反射区域360内的钝化层316上保持一层所沉积透明材料的膜。
参照图12D，在钝化层316和第二电极312上涂覆有机材料(例如，抗蚀刻剂)。然后，对所涂覆的有机材料进行曝光和显影，从而将其从透射区域350出去，并因而形成表面具有凹陷和凸起的有机层314。界面电极330a和透射区域350通过开口329曝光。在有机层314上形成凹陷和凸起，例如，可以使用包括半透明部分和透明部分的掩膜。掩膜的半透明部分中可以存在狭槽。
参照图12E，在有机层314和第二电极312上沉积具有高反射系数的导电材料。该导电材料可以包括多层，例如，顺序沉积的钼-钨合金层和铝-钕合金层。对所沉积的导电材料进行局部蚀刻，以在反射区域362中形成具有多层结构的反射电极313。该反射电极313通过第二电极312和界面电极330a和漏极电极318c电连接。
参照图12F，在第一衬底300上形成黑矩阵302、滤色器304、第一电极306和分隔件310，从而形成第一件370。
如图12G所示，将该第一件370和第二件380结合，并将液晶层308置于第一件370和第二件380之间。液晶层308可以通过真空注射工艺或滴注工艺制造，所述两种工艺都是公知的。
当发生皱褶的方向基本平行于源极线318a’时，该LCD设备可以从界面电极330a受益，该界面电极具有矩形形状并在平行于栅极线318b’延伸方向的方向上延伸。该界面电极330a可以减小LCD设备的光泄漏和残像。
实验1将具有接触孔的传统LCD设备和根据本发明制造的LCD设备进行比较。在下面的表中，用奇数指代具有接触孔的传统LCD设备，用偶数指代根据本发明制造的LCD设备。对于根据本发明制造的LCD设备，界面电极具有在和栅极线218b’平行的平间内延伸的矩形形状。
具有接触孔的传统LCD设备除存在接触孔以及不存在界面电极之外和根据本发明制造的LCD设备类似。接触孔的尺寸基本等于界面电极的尺寸。
在LCD设备的有机层上形成凹陷和凸起的布图。通过使用公知的曝光和显影工艺形成凹陷和凸起。针对不同的曝光时间(exposure times)测量并记录反射率值。表1示出具有接触孔的LCD设备针对不同曝光时间的反射率值。
表1具有接触孔的LCD设备的反射率值

当曝光时间分别是1000ms、1400ms、1600ms、1800ms和2000ms时，平均反射率值分别为10.0％、19.2％、18.1％、14.1％和11.1％。根据该结果，最优的曝光时间是1400ms。当曝光时间为1400ms时，反射率值为19.2％。
表2示出根据本发明制造的LCD设备在不同曝光时间的反射率值。
表2

当曝光时间分别是1000ms、1400ms、1600ms、1800ms和2000ms时，平均反射率值分别为4.4％、21.0％、19.4％、12.8％和11.9％。根据该结果，最优的曝光时间是1400ms。当曝光时间为1400ms时，反射率值为21.0％。
通过比较表1中的值和表2中的值，可以得知通过除去接触孔，可以是最优的反射率值从19.2％增加到21.0％。如上所述的，表1设备的接触孔尺寸和表2设备的界面电极的尺寸类似。
在某些实施例中，界面电极可以制得大于接触孔，以便有效防止在透射区域和反射区域之间的界面处附近产生光泄漏和残像。
实验结果证实包括界面电极的LCD设备由于减小了光泄漏和残像而在整体上表现出具有更高的反射性能。此外，当第二电极位于有机层下方时，反射电极和界面电极电连接，从而提高了光透射性能。总的来说，LCD设备的显示质量有所改进。
尽管结合附图参照本发明的具体实施例对本发明进行了上述图示和描述，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离由所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明进行形式和细节上的各种修改。
权利要求
1.一种显示设备，包括衬底；透明电极；位于衬底和透明电极之间的液晶层，该液晶层具有反射区域、透射区域和位于所述反射区域和透射区域之间的界面区域；薄膜晶体管，其通过界面区域内的电气联结装置和透明电极电联结。
2.如权利要求1所述的设备，其中，还包括位于所述反射区域和所述界面区域内的反射电极，该反射电极和界面区域内的薄膜晶体管电联接。
3.如权利要求2所述的设备，其中，还包括位于所述反射电极和所述薄膜晶体管之间的有机层，这样，该有机层在界面区域中形成侧壁，所述反射电极覆盖侧壁和有机层。
4.如权利要求3所述的设备，其中，所述透明电极覆盖所述透射区域、所述侧壁和所述有机层。
5.如权利要求4所述的设备，其中，所述透明电极位于所述反射电极和所述薄膜晶体管之间。
6.如权利要求3所述的设备，其中，所述有机层具有经过布图的表面，并且，所述反射电极共形地涂覆在所述经过布图的表面上。
7.如权利要求3所述的设备，其中，所述透明电极位于所述反射区域、所述透射区域和所述界面区域内，并且，位于所述反射区域内的所述透明电极被所述有机层覆盖。
8.如权利要求2所述的设备，其中，所述反射电极包括银层、银合金层、钼-钨合金层和铝-钕层中的至少一种。
9.如权利要求1所述的设备，其中，所述薄膜晶体管包括栅极电极、源极电极和漏极电极，该栅极电极位于反射区域内，该漏极电极和该源极电极中的一个从反射区域延伸到界面区域，从而形成形成和透明电极相连的电气联接装置的界面电极。
10.如权利要求9所述的设备，其中，对所述界面电极的形状和位置加以限定，使其能够防止在界面区域产生光泄漏。
11.如权利要求9所述的设备，其中，所述界面电极延伸穿过所述界面区域。
12.如权利要求9所述的设备，其中，还包括和反射区域、透射区域和界面区域一起形成边界的信号线，所述界面电极位于该边界处。
13.如权利要求9所述的设备，其中，根据该设备的皱褶方向对所述界面电极的形状和位置进行调整。
14.如权利要求1所述的设备，其中，所述反射区域和所述透射区域位于由所述信号线限定的、该设备的像素区域内。
15.如权利要求1所述的设备，其中，还包括和所述衬底和所述透明电极中的一个联接、用以过滤预定波长范围内的光的滤色器。
16.如权利要求1所述的设备，其中，所述反射区域具有第一室间隙，所述透射区域具有第二室间隙，该第二室间隙大约是该第一室间隙的两倍。
17.一种显示设备，包括包括第一衬底的第一件；第二件，包括第二衬底，其具有用以反射光的反射区域和用以透射光的透射区域；形成在所述第二衬底的所述反射区域上的薄膜晶体管；沉积在所述第二衬底上的透明电极；沉积在所述第二衬底上的有机层，该有机层在所述反射区域内具有第一厚度，在所述透射区域内具有第二厚度，其中，在所述反射区域和所述透射区域之间的界面区域内形成具有侧壁，该侧壁的高度大约等于所述第一厚度和所述第二厚度之间的厚度差，所述薄膜晶体管和所述界面区域内的所述透明电极电联接；以及位于所述第一件和所述第二件之间的液晶层。
18.如权利要求17所述的设备，其中，所述薄膜晶体管包括栅极电极、源极电极和漏极电极，所述栅极电极位于第一区域内，所述源极电极和所述漏极电极中的一个从所述第一区域延伸到所述界面区域，从而形成和所述透明电极联接的界面电极。
19.如权利要求18所述的设备，其中，对所述界面电极的形状和位置进行限定，使其能够防止所述界面区域内的光泄漏。
20.如权利要求19所述的设备，其中，由该设备的皱褶方向决定所述界面电极的位置和形状。
21.如权利要求17所述的设备，其中，还包括设置在所述反射区域内的所述有机层上的反射电极。
22.一种用于显示设备的阵列衬底，包括衬底，其具有反射区域、透射区域以及位于该反射区域和该透射区域之间的界面区域；形成在所述反射区域内的膜薄晶体管；有机层，其形成在所述薄膜晶体管上的所述反射区域内，该有机层在界面区域内形成侧壁；以及透明电极，其沉积在所述薄膜晶体管上，并和所述界面区域内的所述薄膜晶体管联接。
23.如权利要求22所述的阵列衬底，其中，所述透明电极覆盖所述反射区域内的所述有机层。
24.如权利要求23所述的阵列衬底，其中，还包括沉积在所述反射区域内的所述有机层上的反射电极，该反射电极和所述透明电极电联接。
25.如权利要求22所述的阵列衬底，其中，所述有机层覆盖所述透明电极。
26.一种制造显示设备的方法，该方法包括设置衬底，该衬底包括反射区域、透射区域和位于该反射区域和该透射区域之间的界面区域，其中，薄膜晶体管位于所述反射区域内；在所述薄膜晶体管上的所述反射区域内形成有机层，这样，该有机层砸所述界面区域内形成侧壁；以及在所述薄膜晶体管上沉积透明电极，这样，该透明电极和所述界面区域内的所述薄膜晶体管联接。
27.如权利要求26所述的方法，其中，还包括在所述反射区域内的所述有机层上沉积反射电极。
28.如权利要求27所述的方法，其中，所述透明电极沉积在所述有机层上。
29.如权利要求26所述的方法，其中，所述有机层沉积在所述反射区域内的所述透明电极上。
30.如权利要求25所述的方法，其中，还包括在所述界面区域内形成界面电极，用以使所述薄膜晶体管和所述透明电极电联接，该界面电极定位成可以防止光泄漏。
31.如权利要求30所述的方法，其中，还包括根据该显示设备的皱褶方向调整所述界面电极的形状和位置。
32.如权利要求30所述的方法，其中，通过和所述薄膜晶体管分开的过程形成所述界面电极。
全文摘要
本发明公开一种反射层中不带有接触孔的液晶显示设备和组件。通过删除接触孔，设备的整体反射性能得以提高。为了防止出现光泄漏和残像，本发明包括战略性地设置在光泄漏发生处上方的界面电极。本发明的一种示例性设备包括第一电极、第二电极和设置在所述第一和第二电极之间的液晶层。该液晶层具有反射区域、透射区域和位于第一区域和第二区域之间的界面区域。该设备包括通过界面区域内的电气联接装置和第二电极电联接薄膜晶体管。该发明还包括制造该设备的方法。
文档编号G02F1/1335GK1617030SQ200410034349
公开日2005年5月18日 申请日期2004年4月12日 优先权日2003年11月14日
发明者金宰贤, 张龙圭, 朴源祥, 金尚佑, 车怜沃, 车圣恩, 李宰瑛 申请人:三星电子株式会社