專利名稱：陣列襯底、制造其的方法及具有其的液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陣列襯底、制造陣列襯底的方法以及具有陣列襯底的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
通常，具有用于其液晶分子的扭轉(zhuǎn)向列(twisted nematic)結(jié)構(gòu)的半透半反(transflective)液晶顯示器(LCD)包括多個(gè)象素。每個(gè)象素具有反射板和透射窗。當(dāng)設(shè)計(jì)半透半反LCD裝置需要考慮的兩個(gè)問(wèn)題是對(duì)比度和LCD裝置的白色亮度。
典型地，半透半反LCD裝置具有雙單元間隙結(jié)構(gòu)。換言之，透射區(qū)域的單元間隙是LCD裝置的反射區(qū)域的單元間隙的兩倍。
具有雙單元間隙結(jié)構(gòu)的半透半反LCD裝置顯示被優(yōu)化的圖像。但是，與單間隙結(jié)構(gòu)相比，更難于制造雙單元間隙結(jié)構(gòu)。即使對(duì)具有單間隙結(jié)構(gòu)的半透半反LCD裝置，透射模式的白色亮度可能仍然被減小。
為了提高具有單間隙結(jié)構(gòu)的半透半反LCD裝置的反射率，LCD裝置的反射板的表面區(qū)域可能增加。例如，凸凹圖案(embossing patterns)可能被形成在反射板上用于增加反射板的表面區(qū)域，并由此也改良了LCD裝置的反射率。當(dāng)所使用的半透半反LCD裝置包括具有凸凹圖案的反射板時(shí)，優(yōu)選地，將內(nèi)偏振層設(shè)置在LCD裝置的矩陣襯底的外側(cè)上。
此外，當(dāng)從平面上觀察時(shí)，凸凹圖案的各凸起優(yōu)選地具有諸如大致圓形形狀。此外，各凸起優(yōu)選地具有大約0.5μm的高度，基本等于或者小于大約15μm的寬度。
此外，為了實(shí)施具有單單元間隙結(jié)構(gòu)的半透半反LCD裝置和具有凸凹圖案的反射板，具有厚度在大約0.1μm至大約0.8μm的范圍之間的波形柵格(wavegrid)偏振層被形成在液晶單元的內(nèi)側(cè)。但是，由于形成在凸凹圖案的表面和內(nèi)偏振層之間的表面張力的緣故，波形柵格偏振層的波形柵格偏振器的布置被破壞，從而引起LCD裝置的光泄漏。此外，光泄漏在凸凹圖案變深時(shí)進(jìn)一步增加。
因此，需要一種半透半反LCD裝置，所述半透半反LCD裝置包括具有凸凹圖案和內(nèi)偏振層的反射板，并能夠減小來(lái)自LCD裝置的光泄漏。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的實(shí)施例中，陣列襯底包括透明襯底、切換裝置、絕緣層、象素電極、反射板和內(nèi)偏振層。透明襯底具有反射區(qū)域和透射區(qū)域。切換裝置被形成在反射區(qū)域中。絕緣層被形成在透明襯底上以覆蓋切換裝置并具有暴露切換裝置的電極的一部分的接觸孔。象素電極通過(guò)接觸孔電學(xué)地連接到切換裝置的電極。反射板電學(xué)地連接到象素電極并設(shè)置在反射區(qū)域上。內(nèi)偏振層覆蓋反射板。
在本發(fā)明的另外的典型實(shí)施例中，陣列襯底包括透明襯底、切換裝置、絕緣層、反射板、透明電極層和內(nèi)偏振層。透明襯底具有反射區(qū)域和透射區(qū)域。切換裝置被形成在透明襯底上。切換裝置包括柵極電極、漏極電極和源極電極。絕緣層被形成在透明襯底上以覆蓋切換裝置并具有暴露切換裝置的漏極電極的一部分的接觸孔。絕緣層在相對(duì)透明襯底的整個(gè)反射和透射區(qū)域上具有基本相同的高度的上表面。反射板通過(guò)接觸孔被電學(xué)地連接到切換裝置的漏極電極并設(shè)置在反射區(qū)域上。透明電極層被電學(xué)地連接到反射板。內(nèi)偏振層被形成在反射區(qū)域的透明電極層上以覆蓋反射板。
在本發(fā)明的另外的典型的實(shí)施例中，陣列襯底包括襯底、切換裝置、透明電極層、反射板、平面化(planarization)層和內(nèi)偏振層。切換裝置被形成在襯底上。切換裝置包括柵極電極、源極電極和漏極電極。透明電極層電學(xué)地連接到切換裝置的漏極電極。反射板被電學(xué)地連接到漏極電極。平面化層被形成在反射板上。內(nèi)偏振層被形成在平面化層上。
在本發(fā)明的另外的典型實(shí)施例，提供了一種制造陣列襯底的方法，包括絕緣層，絕緣層形成在具有切換裝置的襯底上。絕緣層具有接觸孔，所述接觸孔暴露切換裝置的漏極電極的一部分。通過(guò)接觸孔電學(xué)連接到漏極電極的透明電極層被形成。電學(xué)連接到透明電極的反射板被形成。內(nèi)偏振層被形成在反射板上。
在本發(fā)明的另外的典型的實(shí)施例中，提供了一種制造陣列襯底的方法，包括切換裝置，所述切換裝置具有形成在具有反射區(qū)域和透射區(qū)域的襯底上的柵極電極、源極電極和漏極電極。具有暴露切換裝置的漏極電極的一部分的接觸孔的絕緣層被形成在襯底上。通過(guò)接觸孔電學(xué)連接到漏極電極的反射板被形成在反射區(qū)域上。平面化層被形成在透射區(qū)域的絕緣層和反射區(qū)域的反射板上。平面化層具有對(duì)于接觸孔的通孔。透明電極層被形成在平面化層上，所述平面化層通過(guò)通孔被電學(xué)地連接到反射板。內(nèi)偏振層被形成在透明電極層上。在透射區(qū)域具有第一厚度和比第一厚度更厚的第二厚度的光致抗蝕層被形成在反射區(qū)域上，光致抗蝕層被蝕刻這樣反射區(qū)域的光致抗蝕層被保留，透射區(qū)域的光致抗蝕層被移除。透明電極層和透射區(qū)域的內(nèi)偏振層通過(guò)使用反射區(qū)域的光致抗蝕層所移除。
在本發(fā)明的另外的典型實(shí)施例中，提供了一種液晶顯示(LCD)裝置。LCD裝置包括第一襯底、第二襯底和液晶層。第二襯底與第一襯底組合。第二襯底包括反射板、象素電極和覆蓋反射板的內(nèi)偏振層。液晶層被設(shè)置在第一和第二襯底之間。
在本發(fā)明的另外的典型實(shí)施例中，提供了一種LCD裝置。所述LCD裝置具有反射區(qū)域和透射區(qū)域。LCD裝置具有下襯底、上襯底和液晶層。下襯底包括襯底、切換裝置、絕緣層、反射板、平面化層、透明電極層和內(nèi)偏振層。切換裝置被形成在襯底上并包括柵極電極、源極電極和漏極電極。絕緣層被形成在襯底上以覆蓋切換裝置。絕緣層具有暴露切換裝置的漏極電極的一部分的接觸孔。反射板被形成在反射區(qū)域的絕緣層上，這樣反射板通過(guò)接觸孔被電學(xué)地連接到漏極電極。平面化層被形成在反射區(qū)域的反射板上，以及透射區(qū)域的絕緣層。透明電極層被形成在平面化層上，這樣透明電極被電學(xué)連接到漏極電極。內(nèi)偏振層被形成在反射區(qū)域的透明電極層上以覆蓋反射板。上襯底朝向下襯底。液晶層被設(shè)置在上下襯底之間，這樣液晶層。液晶層在整個(gè)反射和透射區(qū)域上具有均勻的單元間隙。
在本發(fā)明的另外的典型的實(shí)施例中，提供了一種LCD裝置。LCD裝置包括下襯底、上襯底和液晶層。下襯底包括第一透明襯底、切換裝置、透明電極層、反射板、平面化層和內(nèi)偏振層。切換裝置被形成在第一透明襯底上。切換裝置具有柵極電極、源極電極和漏極電極。透明電極層被電學(xué)地連接到切換裝置的漏極電極。反射板被電學(xué)地連接到切換裝置的漏極電極并具有彎曲的(flexous)表面。平面化層被形成在反射板上并具有扁平的表面。內(nèi)偏振層被形成在平面化層上。上襯底與下襯底相組合。液晶層被設(shè)置在下和上襯底之間。
在本發(fā)明的另外的典型的實(shí)施例中，提供了一種LCD裝置。LCD裝置包括第一襯底、上偏振板、第二襯底、下偏振板和放置的液晶層。上偏振板設(shè)置在第一襯底的上表面上。上偏振板透射具有第一偏振軸的光。第二襯底與第一襯底組合，包括反射板和內(nèi)偏振層，所述內(nèi)偏振層被設(shè)置在反射板上，并具有第二偏振軸，所述第二偏振軸基本垂直于第一偏振軸。下偏振板被設(shè)置在第二襯底的下表面上。下偏振板透射具有第二偏振的光。液晶層設(shè)置在第一和第二襯底之間。當(dāng)光通過(guò)液晶層時(shí)，液晶層旋轉(zhuǎn)光的偏振軸。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的具有單單元間隙結(jié)構(gòu)的液晶顯示(LCD)裝置的橫截面視圖；圖2A和2B是顯示圖1中的LCD裝置的光路的概念視圖；圖3A一3G是顯示了制造圖1中的LCD裝置的方法的橫截面視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的具有信號(hào)(signal)間隙結(jié)構(gòu)的LCD裝置的橫截面視圖；圖5A和5B是說(shuō)明了圖4中的LCD裝置的光路的概念視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的具有信號(hào)間隙結(jié)構(gòu)的LCD裝置的橫截面視圖；圖7A一7G是顯示圖6中的制造LCD裝置的方法的橫截面視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的具有信號(hào)間隙結(jié)構(gòu)的LCD裝置的橫截面視圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的具有信號(hào)間隙結(jié)構(gòu)的LCD裝置的橫截面視圖；圖10A和10B是顯示圖9中的LCD裝置的光路的概念視圖；
圖11A-11J是說(shuō)明制造圖9中的LCD裝置的方法的橫截面視圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的LCD裝置的橫截面視圖；圖13A和13B是顯示了圖12中的LCD裝置的光路的概念視圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的LCD裝置的橫截面視圖；圖15A、15B是顯示了圖14中的LCD裝置的光路的概念視圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的LCD裝置的橫截面視圖；圖17A、17B是顯示了圖16中的LCD裝置的光路的概念視圖。
具體實(shí)施例方式
必須理解，本發(fā)明的典型實(shí)施例在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)的情況下可以用不同的形式進(jìn)行的修改，本發(fā)明的范圍因此不限于下述特定的實(shí)施例的說(shuō)明。
此后，本發(fā)明的實(shí)施例將參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。必須注意不同的改變、替換和更換此處可以在不背離下述的實(shí)施例的描述所限定的范圍的精神的情況下進(jìn)行。實(shí)施例只是對(duì)普通技術(shù)人員顯示本發(fā)明的精神的示例。在附圖中，層厚為了簡(jiǎn)潔被夸大。術(shù)語(yǔ)“設(shè)置在...上”指的是“設(shè)置在...之上”。換言之，其間可以設(shè)置一定的物體。術(shù)語(yǔ)“直接設(shè)置在...上”指的是其間沒(méi)有設(shè)置任何物體。
圖1是據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的具有單單元間隙結(jié)構(gòu)的液晶顯示(LCD)裝置的橫截面視圖。
參照?qǐng)D1，液晶顯示(LCD)面板包括陣列襯底100、液晶層200、濾色鏡襯底300、第一偏振板410和第二偏振板420。陣列襯底100和濾色鏡襯底300彼此組合。液晶層200設(shè)置在陣列襯底100和濾色鏡襯底300之間。第一偏振板410設(shè)置在陣列襯底100的下表面上，第二偏振板420設(shè)置在濾色鏡襯底300的上表面上。第一和第二偏振板410、420具有彼此不同的偏振軸。例如，第一偏振板410的偏振軸基本垂直于第二偏振板420的偏振軸。
陣列襯底100包括第一透明襯底105、柵極電極112和柵極絕緣層114。柵極電極112被形成在第一透明襯底105上。柵極電極112從柵極線凸起。柵極絕緣層114包括諸如氮化硅(SiNx)。柵極絕緣層114被形成在具有柵極電極112的第一透明襯底105上以覆蓋柵極電極112。柵極線和柵極電極112包括但是不限于金屬或者金屬合金諸如鋁(Al)、鋁合金、銀(Ag)、銀合金、銅(Cu)、銅合金、鉬(Mo)、鉬合金、鉻(Cr)、鉭(Ta)、鈦(Ti)等。
陣列襯底100還包括半導(dǎo)體層116、歐姆接觸(ohmic contact)層118、源極電極120和漏極電極122。半導(dǎo)體層116包括諸如非晶態(tài)硅(a-Si)，歐姆接觸層118包括諸如n-摻雜(n-doped)非晶硅(a-Si)。源極電極120覆蓋歐姆接觸層118的第一部分，以及漏極電極122覆蓋歐姆接觸層118的第二部分。源極和漏極電極120、122彼此分開(kāi)。柵極電極112、半導(dǎo)體層116、歐姆接觸層118、源極電極120、漏極電極122形成薄薄膜晶體管(TFT)。源極和漏極電極120、122可以包括但是不限于金屬或者金屬合金諸如鋁(Al)、鋁合金、銀(Ag)、銀合金、銅(Cu)、銅合金、鉬(Mo)、鉬合金、鉻(Cr)、鉭(Ta)、鈦(Ti)等。
柵極、源極和漏極電極112、120和122具有諸如單層結(jié)構(gòu)?？蛇x地，柵極、源極和漏極電極112、120和122之一可以具有多層結(jié)構(gòu)。當(dāng)柵極、源極和漏極電極112、120和122具有單層結(jié)構(gòu)時(shí)，柵極、源極和漏極電極112、120和122可以包括但是不限于金屬或者金屬合金諸如鋁(Al)、鋁化釹(AlNd)、銅(Cu)等。當(dāng)柵極、源極和漏極電極112、120和122具有諸如包括下層和上層的雙層結(jié)構(gòu)時(shí)，下層包括但是不限于諸如鉻(Cr)、鉬(Mo)、鉬合金等的金屬，上層包括諸如鋁、鋁合金等的金屬或者金屬合金。
陣列襯底100還包括鈍化(passivation)層130和象素電極層140。鈍化層130包括暴露漏極電極122的一部分的接觸孔。象素電極層140被形成在鈍化層130上。象素電極層140通過(guò)接觸孔被電學(xué)地連接到漏極電極122。鈍化層130保護(hù)半導(dǎo)體層116和設(shè)置在源極和漏極電極120、122之間的歐姆接觸層118。象素電極層140設(shè)置在反射區(qū)域RA和透射區(qū)域TA上。
陣列襯底100還包括有機(jī)絕緣層160、反射板170、平面化層180、內(nèi)偏振層190和第一對(duì)齊層199。有機(jī)絕緣層160覆蓋象素電極層140。有機(jī)絕緣層160包括暴露象素電極層140的一部分的通孔。通孔設(shè)置在接觸孔之上。有機(jī)絕緣層160具有凸凹圖案。凸凹圖案被形成在有機(jī)絕緣層160的上表面上。反射板170被形成在反射區(qū)域RA上。反射板170通過(guò)通孔電學(xué)連接到象素電極。平面化層180被形成在反射板170上。內(nèi)偏振層190被形成在平面化層180上。第一對(duì)齊層199被形成在內(nèi)偏振層190上。內(nèi)偏振層190和第一偏振板410具有基本平行的偏振軸。
優(yōu)選地，平面化層180具有相對(duì)較薄的厚度，只要平面化層180齊平凸凹圖案。例如，當(dāng)凸凹圖案具有大約0.5μm的高度，平面化層180具有大約0.5μm的厚度。
濾色鏡襯底300包括第二透明襯底305、擋光層310、濾色鏡層320、防護(hù)涂層(over coating layer)330、共用電極層340和第二對(duì)齊層350。擋光層310被形成在第二透明襯底305之上。擋光層310包括以矩陣的形狀布置的多個(gè)開(kāi)口。各開(kāi)口限定象素。濾色鏡層320被形成在通過(guò)擋光層310的開(kāi)口暴露的第二透明襯底305上。防護(hù)涂層330被形成在濾色鏡層320上。共用電極層330被形成在防護(hù)涂層330上。第二對(duì)齊層350被形成在共用電極層330上。濾色鏡襯底300與陣列襯底100組合，這樣液晶層200被設(shè)置在陣列襯底100和陣列襯底100之間。
美國(guó)Optiva公司的薄晶體薄膜(TCF)可以被用作內(nèi)偏振層190。薄晶體薄膜包括色原基染料(dyestuff)。
薄晶體薄膜的光學(xué)特性在下述表1中進(jìn)行了描述。
表1

在表1中，‘H0’表示對(duì)應(yīng)在第一和第二偏振板410、420的偏振軸基本彼此平行時(shí)的透射率的‘平行透射率’，以及‘H90’表示對(duì)應(yīng)在第一和第二偏振板410、420的偏振軸基本彼此垂直時(shí)的透射率的‘垂直透射率’。此后，平行透射率和垂直透射率都指的是‘偏振透射率’。
參照表1，偏振透射率，在薄晶體薄膜的厚度被改變時(shí)對(duì)比度被改變。詳細(xì)而言，當(dāng)薄晶體薄膜的厚度增加時(shí)，偏振透射率減小，對(duì)比度增加。
根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例具有上述光學(xué)特性的薄晶體薄膜可以通過(guò)用于改良半透半反LCD裝置的顯示質(zhì)量的半透半反LCD裝置來(lái)利用。半透半反LCD裝置包括反射板和透射窗。可以注意到偏振透射率在反射模式中比對(duì)比度更加重要的因素。但是，對(duì)比度在透射模式中是比偏振透射率更重要的因素。通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的薄晶體薄膜，提供了一種在反射區(qū)域RA上具有相對(duì)較高的透射率、在透射區(qū)域上具有相對(duì)較高的對(duì)比度的半透半反LCD裝置，由此改良了LCD裝置的顯示質(zhì)量。
薄晶體薄膜對(duì)應(yīng)聚合物樹(shù)脂，所述樹(shù)脂通常是凝膠類(lèi)型并具有粘滯度大約300psi。這樣薄晶體薄膜可以通過(guò)諸如槽模(slot die)涂布方法來(lái)形成。
此后，將說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的透射模式操作和反射模式操作。例如，將被說(shuō)明的半透半反LCD裝置在沒(méi)有電場(chǎng)被施加到液晶層200時(shí)顯示白色。換言之，半透半反LCD裝置對(duì)應(yīng)通常的白色模式。半透半反LCD裝置包括具有第一偏振軸的第一偏振板410、具有基本平行于第一偏振軸的偏振軸的內(nèi)偏振層190、以及具有基本垂直于第一偏振軸的第二偏振軸的第二偏振板420。
圖2A、2B是顯示了圖1中的LCD裝置的光路的概念視圖。此后，‘第一軸’限定作為設(shè)置在圖中的紙上的軸，‘第二軸’被限定作為基本平行于紙的法線的軸。
反射模式操作圖2A對(duì)應(yīng)圖1中的半透半反LCD裝置的反射模式。
參照?qǐng)D2A，當(dāng)外光朝向第二偏振板420前進(jìn)時(shí)，一部分光沿著第一軸振蕩，并通過(guò)第二偏振板420，剩余部分的光通過(guò)第二偏振板420所阻擋。如果沒(méi)有電場(chǎng)施加在液晶層200上(Eoff)，一部分光通過(guò)液晶層200并被旋轉(zhuǎn)以沿著第二軸振蕩。沿著第二軸振蕩的一部分光通過(guò)內(nèi)偏振層190，因?yàn)閮?nèi)偏振層190具有基本垂直于第二偏振板420的偏振軸的偏振軸。這樣此部分的光通過(guò)反射板170所反射并通過(guò)內(nèi)偏振層190。從內(nèi)偏振層190離開(kāi)的一部分光進(jìn)入液晶層200。當(dāng)所述部分光從液晶層200離開(kāi)時(shí)，此部分光通過(guò)液晶層200旋轉(zhuǎn)以通過(guò)第二偏振板420，由此導(dǎo)致白色被顯示。
當(dāng)電場(chǎng)被施加到液晶層200(Eon)，液晶層200中的液晶分子的布置被改變，這樣通過(guò)第二偏振板420的一部分光不被旋轉(zhuǎn)通過(guò)液晶層200。結(jié)果，沒(méi)有被旋轉(zhuǎn)通過(guò)液晶層200的一部分光通過(guò)內(nèi)偏振層190所阻擋，這樣反射板170沒(méi)有反射光，由此導(dǎo)致顯示黑色。
透射模式操作圖2B對(duì)應(yīng)圖1中所示的半透半反LCD裝置的透射模式。
參照?qǐng)D2B，從背光組件所產(chǎn)生的光朝向第一偏振板410前進(jìn)。一部分光沿著第二軸振蕩，并通過(guò)第一偏振板410，剩余部分的光通過(guò)第一偏振板410所阻擋。如果沒(méi)有電場(chǎng)施加在液晶層200上(Eoff)，一部分光通過(guò)液晶層200并被旋轉(zhuǎn)以沿著第一軸振蕩。沿著第一軸振蕩的一部分光通過(guò)第二偏振板420，因?yàn)榈诙癜?20具有基本垂直于第一偏振板410的偏振軸的偏振軸，由此也導(dǎo)致白色被顯示。
當(dāng)電場(chǎng)被施加到液晶層200(Eon)，液晶層200中的液晶分子的布置被改變，這樣通過(guò)第一偏振板410的一部分光不被旋轉(zhuǎn)地通過(guò)液晶層200。結(jié)果，沒(méi)有被旋轉(zhuǎn)通過(guò)液晶層200的一部分光通過(guò)第二偏振板420所阻擋，這樣只有黑色被顯示。
圖3A-3G是顯示制造圖1中LCD裝置的方法的橫截面視圖。
參照?qǐng)D3A，包括但是不限于諸如鉭(Ta)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鎢(W)等的金屬的金屬層被形成在包括玻璃、陶瓷等的第一透明襯底105上。
金屬層被形成圖案以形成多個(gè)柵極線和從柵極線凸起的柵極電極112。
包括諸如氮化硅的柵極絕緣層114被形成在具有柵極線和柵極電極112的第一透明襯底105上以覆蓋柵極線和柵極電極112。柵極絕緣層114可以被形成在第一透明襯底105的上表面的所有部分上?？蛇x地，柵極絕緣層114可以被只形成在第一透明襯底105的上表面的部分上，這樣?xùn)艠O絕緣層114覆蓋柵極線和柵極電極112。
非晶硅(a-Si)層被形成在柵極絕緣層114上，n+非晶硅(n+a-Si)層被形成在非晶硅層上。此外，非晶硅層和n+非晶硅層被形成圖案以形成薄薄膜晶體管的半導(dǎo)體層116和歐姆接觸層118。
包括但是不限于諸如鉭(Ta)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鎢(W)等的金屬的金屬層被形成在包括半導(dǎo)體層116和歐姆接觸層118的第一透明襯底105上。金屬層被形成圖案以形成多個(gè)源極線，從源極線所凸起的源極電極120、以及從源極電極120分開(kāi)的漏極電極122。
參照?qǐng)D3B，鈍化層130通過(guò)諸如旋涂方法被形成在具有多個(gè)源極線、源極電極120和漏極電極122的第一透明襯底105上。用于形成鈍化層130的現(xiàn)有技術(shù)中公知的其它方法也可以被使用。一部分鈍化層130被移除以形成接觸孔CNT，所述接觸孔CNT暴露源極電極122的一部分。然后，象素電極層140被形成在鈍化層130上。象素電極層140通過(guò)接觸孔CNT被電學(xué)地連接到漏極電極122。象素電極層140包括諸如銦化錫(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、氧化鋅(ZO)等的光學(xué)透明和電學(xué)可導(dǎo)材料。象素電極層140可以被形成在鈍化層130的上表面的一部分上，其對(duì)應(yīng)象素區(qū)域。可選地，象素電極層140可以被形成在鈍化層130的上表面的所有部分上，以及象素電極層140可以被形成圖案。原始有機(jī)絕緣層160-b被形成在象素電極層140上。
參照?qǐng)D3C，暴露象素電極層140的凸凹圖案和通孔被形成在原始有機(jī)絕緣層160-b的上表面上以形成有機(jī)絕緣層160。例如，具有對(duì)應(yīng)凸凹圖案的圖案的光掩模被設(shè)置在原始有機(jī)絕緣層160-b上，原始有機(jī)絕緣層160-b被曝光并顯影以形成具有凸凹圖案和通孔的有機(jī)絕緣層。
參照?qǐng)D3D，包括但是不限于諸如鋁(Al)、銀(Ag)、鋁化釹(AlNd)等的金屬或者金屬合金的金屬層被形成在具有凸凹圖案的有機(jī)絕緣層160上，并且金屬層被形成圖案以形成反射板170。反射板170具有相對(duì)較薄的厚度，這樣反射板170具有與有機(jī)絕緣層160相同或者至少基本相同的表面形狀。換言之，反射板170也包括凸凹圖案。結(jié)果，反射板170與多個(gè)凸面鏡和多個(gè)凹面鏡相似。
參照?qǐng)D3E，光學(xué)透明的平面化層180被形成在具有反射板170的有機(jī)絕緣層160上。平面化層180齊平(level)對(duì)應(yīng)反射區(qū)域的反射板170的表面和對(duì)應(yīng)透射區(qū)域的絕緣層160。與對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)線的端部部分的數(shù)據(jù)焊盤(pán)(datapad)和對(duì)應(yīng)柵極線的端部部分的柵極焊盤(pán)(gate pad)的平面化層180部分每個(gè)被優(yōu)選地移除以暴露數(shù)據(jù)焊盤(pán)和柵極焊盤(pán)。
參照?qǐng)D3F，內(nèi)偏振層190被形成在平面化層180上。通過(guò)示例，盤(pán)式液晶層通過(guò)槽(slit)涂布方法被形成在平面化層180上，其中剪切應(yīng)力沿著所需的偏振軸所施加。盤(pán)式液晶層是預(yù)固化的，并且對(duì)應(yīng)透射區(qū)域的盤(pán)式液晶層的一部分通過(guò)濕蝕刻工藝或者干蝕刻工藝來(lái)移除。結(jié)果，盤(pán)式液晶層被只設(shè)置在反射區(qū)域上。盤(pán)式液晶層對(duì)應(yīng)內(nèi)偏振層190。
參照?qǐng)D3G，第一對(duì)齊層199通過(guò)聚酰亞胺(polyimide)印刷方法被形成在平面化層180和內(nèi)偏振層190上。第一對(duì)齊層199進(jìn)行摩擦工藝。當(dāng)摩擦是不均勻時(shí)，LCD裝置的顯示質(zhì)量惡化。液晶層的宏觀特性依賴于液晶層的液晶分子的布置，并且第一對(duì)齊層199將邊界條件施加到與第一對(duì)齊層199相接觸的液晶分子上。當(dāng)LCD裝置利用扭轉(zhuǎn)向列(TN)液晶模式時(shí)，聚酰亞胺層被優(yōu)選地用作第一對(duì)齊層199。聚酰亞胺酸或者重量百分比4％至大約重量百分比8％的聚酰亞胺溶液可以被用作聚酰亞胺溶液。
第一對(duì)齊層199具有大約500埃至大約1000埃的厚度。當(dāng)?shù)谝粚?duì)齊層199的厚度變化超過(guò)100埃，LCD裝置的顯示質(zhì)量被減小。因此，第一對(duì)齊層199的厚度變化必須被調(diào)整以小于大約100埃。
為了調(diào)整第一對(duì)齊層199的厚度變化，執(zhí)行預(yù)固化過(guò)程。在溶劑的干化速度較高的條件下，聚酰亞胺溶液在聚酰亞胺溶液被均勻散發(fā)之前首先固化。當(dāng)完成預(yù)固化過(guò)程時(shí)，然后執(zhí)行硬固化過(guò)程。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的具有信號(hào)間隙結(jié)構(gòu)的LCD裝置的橫截面視圖。
參照?qǐng)D4，液晶顯示(LCD)面板包括陣列襯底500、液晶層200、濾色鏡層300、第一偏振板410和第二偏振板420。陣列襯底500和濾色鏡襯底300彼此組合。液晶層200設(shè)置在陣列襯底500和濾色鏡襯底300之間。第一偏振板410設(shè)置在陣列襯底500的下表面上，第二偏振板420設(shè)置在濾色鏡襯底300的上表面上。第一和第二偏振板410、420具有彼此不同的偏振軸。例如，第一偏振板410的偏振軸基本垂直于第二偏振板420的偏振軸。本典型實(shí)施例的LCD面板與圖1-3G的前述典型實(shí)施例所描述的部分相同或者相似，除了陣列襯底500之外。這樣相同的參考數(shù)字將用于引用與圖1-3G的前述實(shí)施例中所描述的相同或者相似部分，并且與上述元件相關(guān)的進(jìn)一步解釋將被省略。
陣列襯底500包括有機(jī)絕緣層160、反射板570、內(nèi)偏振層580和第一對(duì)齊層590。有機(jī)絕緣層160覆蓋象素電極層140。多個(gè)凸凹圖案被形成在有機(jī)絕緣層160的上表面上。反射板570被形成在有機(jī)絕緣層160上。反射板570被設(shè)置在反射區(qū)域RA中。內(nèi)偏振層580被形成在反射板570上。第一對(duì)齊層590被形成在反射板570和有機(jī)絕緣層160上。內(nèi)偏振層580的偏振軸基本與第一偏振板410的偏振層對(duì)齊。
圖5A、5B是顯示了圖4中的LCD裝置的光路的概念視圖。此后，‘第一軸’限定作為設(shè)置在圖中的紙上的軸，‘第二軸’被限定作為基本平行于紙的法線的軸。
反射模式操作圖5A對(duì)應(yīng)圖4中的半透半反LCD裝置的反射模式。
參照?qǐng)D5A，當(dāng)外光朝向第二偏振板420前進(jìn)時(shí)，一部分光沿著第一軸振蕩，并通過(guò)第二偏振板420，剩余部分的光通過(guò)第二偏振板420所阻擋。如果沒(méi)有電場(chǎng)施加在液晶層200上(Eoff)，一部分光通過(guò)液晶層200并被旋轉(zhuǎn)以沿著第二軸振蕩。沿著第二軸振蕩的一部分光通過(guò)內(nèi)偏振層580，因?yàn)閮?nèi)偏振層580具有基本垂直于第二偏振板420的偏振軸的偏振軸，這樣此部分的光通過(guò)反射板170所反射并通過(guò)內(nèi)偏振層580。從內(nèi)偏振層580離開(kāi)的一部分光進(jìn)入液晶層200。當(dāng)所述部分光從液晶層200離開(kāi)時(shí)，此部分光通過(guò)液晶層200旋轉(zhuǎn)以通過(guò)第二偏振板420，由此導(dǎo)致白色被顯示。
當(dāng)電場(chǎng)被施加到液晶層200上(Eon)，液晶層200中的液晶分子的布置被改變，這樣通過(guò)第二偏振板420的一部分光不被旋轉(zhuǎn)通過(guò)液晶層200。結(jié)果，沒(méi)有被旋轉(zhuǎn)通過(guò)液晶層200的一部分光通過(guò)內(nèi)偏振層580所阻擋，這樣反射板170沒(méi)有反射光，由此導(dǎo)致顯示黑色。
透射模式操作圖5B對(duì)應(yīng)圖4中所示的半透半反LCD裝置的透射模式。
參照?qǐng)D5B，從背光組件所產(chǎn)生的光朝向第一偏振板410前進(jìn)。一部分光沿著第二軸振蕩，并通過(guò)第一偏振板410。剩余部分的光通過(guò)第一偏振板410所阻擋。如果沒(méi)有電場(chǎng)施加在液晶層200上(Eoff)，一部分光通過(guò)液晶層200并被旋轉(zhuǎn)以沿著第一軸振蕩。沿著第一軸振蕩的一部分光通過(guò)第二偏振板420，因?yàn)榈诙癜?20具有基本垂直于第一偏振板410的偏振軸的偏振軸，由此也導(dǎo)致白色被顯示。
當(dāng)電場(chǎng)被施加到液晶層200(Eon)，液晶層200中的液晶分子的布置被改變，這樣通過(guò)第一偏振板410的一部分光不被旋轉(zhuǎn)地通過(guò)液晶層200。結(jié)果，沒(méi)有被旋轉(zhuǎn)通過(guò)液晶層200的一部分光通過(guò)第二偏振板420所阻擋，這樣只有黑色被顯示。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的具有信號(hào)間隙結(jié)構(gòu)的LCD裝置的橫截面視圖。
參照?qǐng)D6，液晶顯示(LCD)面板包括陣列襯底600、液晶層200、濾色鏡層300、第一偏振板410和第二偏振板420。陣列襯底600和濾色鏡襯底300彼此組合。液晶層200設(shè)置在陣列襯底600和濾色鏡襯底300之間。第一偏振板410設(shè)置在陣列襯底600的下表面上，第二偏振板420設(shè)置在濾色鏡襯底200的上表面上。第一和第二偏振板410、420具有彼此不同的偏振軸。例如，第一偏振板410的偏振軸基本垂直于第二偏振板420的偏振軸。本實(shí)施例的LCD面板與圖1-3G的前述典型實(shí)施例所描述的部分相同或者相似，除了陣列襯底500之外。這樣相同的參考數(shù)字將被用于引用與圖1-3G中所描述的典型實(shí)施例的相同或者相似的部分，并且與上述元件相關(guān)的進(jìn)一步解釋將被省略。
陣列襯底600包括鈍化層130、有機(jī)絕緣層640、象素電極層650、反射板660、內(nèi)偏振層670和第一對(duì)齊層680。
鈍化層130覆蓋薄薄膜晶體管TFT。鈍化層130包括暴露薄薄膜晶體管TFT的漏極電極122的一部分的接觸孔。鈍化層130保護(hù)設(shè)置在源極和漏極電極120、122之間的半導(dǎo)體層116和歐姆接觸層118。
有機(jī)絕緣層640被形成在鈍化層130上。有機(jī)絕緣層640具有凸凹圖案。凸凹圖案被形成在有機(jī)絕緣層640的上表面上。有機(jī)絕緣層640包括暴露薄薄膜晶體管TFT的漏極電極122的一部分的連接孔CNT。
象素電極層650被形成在有機(jī)絕緣層640上。象素電極層650通過(guò)連接孔CNT被電學(xué)地連接到薄薄膜晶體管TFT的漏極電極122上。象素電極層650包括諸如銦化錫(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、氧化鋅(ZO)等的光學(xué)透明和電學(xué)可導(dǎo)材料。
反射板660被形成在象素電極層650上。反射板660被設(shè)置在反射區(qū)域RA上。內(nèi)偏振層670被形成在反射板660上。第一對(duì)齊層680形成在內(nèi)偏振層670和象素電極層650上。內(nèi)偏振層670的偏振軸基本與第一偏振板410的偏振軸平行。
濾色鏡襯底300包括第二透明襯底305、擋光層310、濾色鏡層320、防護(hù)涂層(over coating layer)330、共用電極層340和第二對(duì)齊層350。擋光層310被形成在第二透明襯底305之上。擋光層310包括多個(gè)以矩陣的形狀布置的開(kāi)口。各開(kāi)口限定象素。濾色鏡層320被形成在通過(guò)擋光層310的開(kāi)口暴露的第二透明襯底305上。防護(hù)涂層330被形成在濾色鏡層320上。共用電極層330被形成在防護(hù)涂層330上。第二對(duì)齊層350被形成在共用電極層330上。濾色鏡襯底300與陣列襯底100組合，這樣液晶層200被設(shè)置在濾色鏡襯底300和陣列襯底100之間。
圖7A-7G是顯示圖6中的制造LCD裝置的方法的橫截面視圖。
參照?qǐng)D7A，包括但是不限于諸如鉭(Ta)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鎢(W)等的金屬的金屬層被形成在包括玻璃、陶瓷等的第一透明襯底605上。
金屬層被形成圖案以形成多個(gè)柵極線和從柵極線凸起的柵極電極112。
包括諸如氮化硅的柵極絕緣層114被形成在具有柵極線和柵極電極112的第一透明襯底105上以覆蓋柵極線和柵極電極112。柵極絕緣層114可以被形成在第一透明襯底105的上表面的所有部分上?？蛇x地，柵極絕緣層114可以被只形成在第一透明襯底105的上表面的部分上，這樣?xùn)艠O絕緣層114覆蓋柵極線和柵極電極112。
非晶硅(a-Si)層被形成在柵極絕緣層114上，n+非晶硅(n+a-Si)層被形成在非晶硅層上。非晶硅層和n+非晶硅層被形成圖案以分別形成薄薄膜晶體管的半導(dǎo)體層116和歐姆接觸層118。
包括但是不限于諸如鉭(Ta)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鎢(W)等的金屬的金屬層被形成在包括半導(dǎo)體層116和歐姆接觸層118的第一透明襯底105上。金屬層被形成圖案以形成多個(gè)源極線，從源極線所凸起的源極電極120、以及從源極電極120分開(kāi)的漏極電極122。
參照?qǐng)D7B，鈍化層130通過(guò)諸如旋涂方法被形成在具有多個(gè)源極線、源極電極120和漏極電極122的第一透明襯底105上。第一原始(primitive)有機(jī)絕緣層640-b被形成在鈍化層130上。
參照?qǐng)D7C，第一原始有機(jī)絕緣層640-b的一部分被移除以形成暴露鈍化層130的一部分的原始連接孔，并且凸凹圖案被形成在第一原始有機(jī)絕緣層640-b的上表面上以形成第二原始有機(jī)絕緣層640-c。例如具有透明基部襯底MA1和不透明圖案MA2的光掩模MA被設(shè)置在第一原始有機(jī)絕緣層640-b之上。不透明圖案MA2被形成在透明基部襯底MA1上。第一原始有機(jī)絕緣層640-b被曝光并顯影以形成原始凸凹圖案，這樣完成第二原始有機(jī)絕緣層640-c。
參照?qǐng)D7D，鈍化層130的一部分被移除以形成暴露漏極電極122的一部分的連接孔CNT。然后回流過(guò)程被執(zhí)行以使得第二原始有機(jī)絕緣層640-c的原始凸凹圖案的表面變光滑，這樣有機(jī)絕緣層640的凸凹圖案被形成。
參照?qǐng)D7E，象素電極層650被形成在有機(jī)絕緣層640上。象素電極層650通過(guò)接觸孔CNT電學(xué)連接到漏極電極122。象素電極層650包括諸如銦化錫(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、氧化鋅(ZO)等的光學(xué)透明和電學(xué)可導(dǎo)材料。象素電極層650可以形成在對(duì)應(yīng)象素區(qū)域的有機(jī)絕緣層640的上表面的一部分上?？蛇x地，象素電極層650被形成在有機(jī)絕緣層640的上表面的所有部分上，以及象素電極層650可以被形成圖案。
包括但是不限于諸如鋁(Al)、銀(Ag)、鋁化釹(AlNd)等的金屬或者金屬合金的金屬層被形成在象素電極層650上，金屬層被形成圖案以形成反射板660。反射板660具有相對(duì)較薄的厚度，這樣反射板660具有與象素電極層650和有機(jī)絕緣層640的相同或者至少基本相同的表面形狀。換言之，換言之，反射板660也包括凸凹圖案。結(jié)果，反射板660與多個(gè)凸面鏡和多個(gè)凹面鏡相似。
參照?qǐng)D7F和7G，原始內(nèi)偏振層670-b被形成在反射板660、象素電極層650上。例如，對(duì)應(yīng)原始內(nèi)偏振層670-b的盤(pán)式液晶層通過(guò)諸如槽涂布方法被形成在反射板660和象素電極層650上，其中剪切應(yīng)力沿著所需的偏振軸施加。盤(pán)式液晶層是預(yù)固化的，并且對(duì)應(yīng)透射區(qū)域的一部分盤(pán)式液晶層通過(guò)濕蝕刻工藝或者干蝕刻工藝來(lái)移除。此外，具有不透明圖案MA2的透明基部襯底MA1的掩模MA被設(shè)置在原始內(nèi)偏振層670-b之上。例如，不透明圖案MA2對(duì)應(yīng)反射區(qū)域。然后，盤(pán)式液晶層被曝光和顯影，以及對(duì)應(yīng)透射區(qū)域的盤(pán)式液晶層的一部分被移除以在反射區(qū)域中形成內(nèi)偏振層670。
參照?qǐng)D7G，第一對(duì)齊層680通過(guò)諸如聚酰亞胺過(guò)程被形成在反射區(qū)域的內(nèi)偏振層670和透射區(qū)域的象素電極層650上。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的具有信號(hào)間隙結(jié)構(gòu)的LCD裝置的橫截面視圖。
參照?qǐng)D8，液晶顯示(LCD)面板包括陣列襯底700、液晶層200、濾色鏡襯底300、第一偏振板410和第二偏振板420。陣列襯底700和濾色鏡襯底300彼此組合。液晶層200設(shè)置在陣列襯底700和濾色鏡襯底300之間。第一偏振板410設(shè)置在陣列襯底700的下表面上，第二偏振板420設(shè)置在濾色鏡襯底200的上表面上。第一和第二偏振板410、420具有彼此不同的偏振軸。例如，第一偏振板410的偏振軸基本垂直于第二偏振板420的偏振軸。本實(shí)施例的LCD面板與圖6的典型實(shí)施例相同，除了平面化層770和內(nèi)偏振層780之外。這樣相同的參考數(shù)字將被用于引用與圖6中所描述的典型實(shí)施例的相同或者相似的部分，并且與上述元件相關(guān)的進(jìn)一步解釋將被省略。
陣列襯底700包括平面化層770、內(nèi)偏振層780和第一對(duì)齊層790。平面化層770被形成在具有凸凹圖案的反射板660上。內(nèi)偏振層780被形成在平面化層770上。第一對(duì)齊層790被形成在內(nèi)偏振層780上。反射板660、平面化層770、內(nèi)偏振層780被設(shè)置在反射區(qū)域RA中。內(nèi)偏振層780和第一反射板410具有基本相平行的偏振軸。第一對(duì)齊層790被形成在反射區(qū)域RA的內(nèi)偏振層780和透射區(qū)域TA的象素電極層650上。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的LCD裝置的橫截面視圖。
參照?qǐng)D9，LCD面板包括陣列襯底800、液晶層200、濾色鏡襯底300、第一偏振板410和第二偏振板420。陣列襯底800和濾色鏡襯底300彼此組合。液晶層200設(shè)置在陣列襯底800和濾色鏡襯底300之間。第一偏振板410設(shè)置在陣列襯底800的下表面上，第二偏振板420設(shè)置在濾色鏡襯底300的上表面上。第一和第二偏振板410、420具有彼此不同的偏振軸。例如，第一偏振板410的偏振軸基本垂直于第二偏振板420的偏振軸。本實(shí)施例的LCD面板與圖1-3G所示的典型實(shí)施例相同，除了陣列襯底800之外。這樣相同的參考數(shù)字將被用于引用與圖1-3G中所描述的前述典型實(shí)施例的相同或者相似的部分，并且任何與上述元件相關(guān)的進(jìn)一步解釋將被省略。
陣列襯底800包括鈍化層130、有機(jī)絕緣層840、反射板850。鈍化層130覆蓋薄薄膜晶體管TFT。鈍化層130包括暴露薄薄膜晶體管TFT的漏極電極122的一部分的第一輔助接觸孔。鈍化層130保護(hù)設(shè)置在源極電極120和漏極電極122之間的半導(dǎo)體層116和歐姆接觸層118。
有機(jī)絕緣層840被設(shè)置在鈍化層130上。有機(jī)絕緣層840包括連接到第一輔助接觸孔的第二輔助接觸孔以暴露漏極電極122的一部分。有機(jī)絕緣層840具有凸凹圖案。
反射板850被設(shè)置在有機(jī)絕緣層840上，這樣反射板850具有通過(guò)有機(jī)絕緣層840所引起的凸凹圖案以提高光學(xué)反射率。反射板850通過(guò)第一和第二接觸孔電學(xué)連接到漏極電極122。反射板850被設(shè)置在反射區(qū)域RA上。
陣列襯底800還包括平面化層860、象素電極層870、內(nèi)偏振層880和第一對(duì)齊層890。平面化層860被形成在反射區(qū)域RA的反射板850和透射區(qū)域TA的有機(jī)絕緣層840上。平面化層860包括暴露反射板850的一部分的第三輔助接觸孔。
象素電極層870被形成在平面化層860上。象素電極層870通過(guò)第三輔助接觸孔電學(xué)連接到反射板850。象素電極層870被設(shè)置在反射和透射區(qū)域RA和TA上。
內(nèi)偏振層880被形成在反射區(qū)域RA的平面化層860上，這樣內(nèi)偏振層880被設(shè)置在反射板850之上。內(nèi)偏振層880具有基本與第一偏振板410的偏振軸平行的偏振軸。
濾色鏡襯底300包括第二透明襯底305、擋光層310、濾色鏡層320、防護(hù)涂層330、共用電極層340和第二對(duì)齊層350。擋光層310被形成在第二透明襯底305之上。擋光層310包括多個(gè)以矩陣的形狀布置的開(kāi)口。各開(kāi)口限定一個(gè)象素。濾色鏡層320被形成在通過(guò)擋光層310的開(kāi)口暴露的第二透明襯底305上。防護(hù)涂層330被形成在濾色鏡層320上。共用電極層330被形成在防護(hù)涂層330上。第二對(duì)齊層350被形成在共用電極層330上。濾色鏡襯底300與陣列襯底100組合，這樣液晶層200被設(shè)置在濾色鏡襯底300和陣列襯底100之間。
圖10A、10B是圖9中的LCD裝置的光路的概念視圖。此后，‘第一軸’限定作為設(shè)置在圖中的紙上的軸，‘第二軸’被限定作為基本平行于紙的法線的軸。
反射模式操作圖10A對(duì)應(yīng)圖9中的半透半反LCD裝置的反射模式。
參照?qǐng)D10A，當(dāng)外光朝向第二偏振板420前進(jìn)時(shí)，一部分光沿著第一軸振蕩，并通過(guò)第二偏振板420，剩余部分的光通過(guò)第二偏振板420所阻擋。如果沒(méi)有電場(chǎng)施加在液晶層200上(Eoff)，一部分光通過(guò)液晶層200并被旋轉(zhuǎn)以沿著第二軸振蕩。沿著第二軸振蕩的一部分光通過(guò)內(nèi)偏振層880，因?yàn)閮?nèi)偏振層880具有基本垂直于第二偏振板420的偏振軸的偏振軸。這樣此部分的光通過(guò)反射板850所反射并通過(guò)內(nèi)偏振層880。從內(nèi)偏振層880離開(kāi)的一部分光進(jìn)入液晶層200。當(dāng)所述部分光從液晶層200離開(kāi)時(shí)，此部分光通過(guò)液晶層200旋轉(zhuǎn)以通過(guò)第二偏振板420，由此也導(dǎo)致白色被顯示。
當(dāng)電場(chǎng)被施加到液晶層200(Eon)，液晶層200中的液晶分子的布置被改變，這樣通過(guò)第二偏振板420的一部分光不被旋轉(zhuǎn)通過(guò)液晶層200。結(jié)果，沒(méi)有被旋轉(zhuǎn)通過(guò)液晶層200的一部分光通過(guò)內(nèi)偏振層880所阻擋，這樣反射板850沒(méi)有反射光，由此導(dǎo)致顯示黑色。
透射模式操作圖10B對(duì)應(yīng)圖9中所示的半透半反LCD裝置的透射模式。
參照?qǐng)D10B，從背光組件所產(chǎn)生的光朝向第一偏振板410前進(jìn)。一部分光沿著第二軸振蕩，并通過(guò)第一偏振板410，剩余部分的光通過(guò)第一偏振板410所阻擋。如果沒(méi)有電場(chǎng)施加在液晶層200上(Eoff)，一部分光通過(guò)液晶層200并被旋轉(zhuǎn)以沿著第一軸振蕩。沿著第一軸振蕩的一部分光通過(guò)第二偏振板420，因?yàn)榈诙癜?20具有基本垂直于第一偏振板410的偏振軸的偏振軸，由此也導(dǎo)致白色被顯示。
當(dāng)電場(chǎng)被施加到液晶層200(Eon)，液晶層200中的液晶分子的布置被改變，這樣通過(guò)第一偏振板410的一部分光不被旋轉(zhuǎn)地通過(guò)液晶層200。結(jié)果，沒(méi)有被旋轉(zhuǎn)通過(guò)液晶層200的一部分光通過(guò)第二偏振板420所阻擋，這樣只有黑色被顯示。
圖11A-11J是顯示制造圖9中LCD裝置的方法。
參照?qǐng)D11A，包括但是不限于諸如鉭(Ta)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鎢(W)等的金屬的金屬層被形成在包括但是不限于玻璃、陶瓷等的第一透明襯底805上。
金屬層被形成圖案以形成多個(gè)柵極線和從柵極線凸起的柵極電極112。
包括諸如氮化硅的柵極絕緣層114被形成在具有柵極線和柵極電極112的第一透明襯底105上以覆蓋柵極線和柵極電極112。柵極絕緣層114可以被形成在第一透明襯底105的上表面的所有部分上?？蛇x地，柵極絕緣層114可以被只形成在第一透明襯底105的上表面的部分上，這樣?xùn)艠O絕緣層114覆蓋柵極線和柵極電極112。
此外，非晶硅(a-Si)層被形成在柵極絕緣層114上，n+非晶硅(n+a-Si)層被形成在非晶硅層上。非晶硅層和n+非晶硅層被形成圖案以分別形成薄薄膜晶體管的半導(dǎo)體層116和歐姆接觸層118。
包括但是不限于諸如鉭(Ta)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鎢(W)等的金屬的金屬層被形成在包括半導(dǎo)體層116和歐姆接觸層118的第一透明襯底805上。金屬層被形成圖案以形成多個(gè)源極線，從源極線所凸起的源極電極120、以及從源極電極120分開(kāi)的漏極電極122。
參照?qǐng)D11B，鈍化層130通過(guò)諸如旋涂方法被形成在具有多個(gè)源極線、源極電極120和漏極電極122的第一透明襯底805上。第一原始有機(jī)絕緣層840-b被形成在鈍化層130上。
參照?qǐng)D7C，第一原始有機(jī)絕緣層840-的一部分被移除以形成暴露鈍化層130的一部分的原始連接孔，并且凸凹圖案被形成在第一原始有機(jī)絕緣層840-b的上表面上以形成第二原始有機(jī)絕緣層840-c。例如具有透明基部襯底MA1和不透明圖案MA2的光掩模MA被設(shè)置在第一原始有機(jī)絕緣層840-b之上。不透明圖案MA2被形成在透明基部襯底MA1上。第一原始有機(jī)絕緣層840-b被曝光并顯影以形成原始凸凹圖案，這樣完成第二原始有機(jī)絕緣層840-c。
參照?qǐng)D11D，鈍化層130的一部分被移除以形成暴露漏極電極122的一部分的連接孔CNT。然后回流過(guò)程被執(zhí)行以使得第二原始有機(jī)絕緣層840-c的原始凸凹圖案的表面變光滑，這樣有機(jī)絕緣層840的凸凹圖案被形成。
參照?qǐng)D11E，象素電極層850被形成在有機(jī)絕緣層840上。平面化層860然后形成在反射區(qū)域RA的反射板850和透射區(qū)域TA的有機(jī)絕緣層840上。
包括但是不限于諸如鋁(Al)、銀(Ag)、鋁化釹(AlNd)等的金屬或者金屬合金的金屬層被形成在有機(jī)絕緣層840上。金屬層被形成圖案以形成電學(xué)連接到漏極電極122的反射板850。反射板850具有相對(duì)較薄的厚度，這樣反射板850具有與有機(jī)絕緣層840的相同或者至少相同的表面形狀。換言之，反射板850也包括凸凹圖案。結(jié)果，反射板850與多個(gè)凸面鏡和多個(gè)凹面鏡相似。
參照?qǐng)D11F，象素電極層870被形成在平面化層860上，內(nèi)偏振層880被形成在象素電極層870上。
此外，象素電極層870在單元象素區(qū)域中限定象素電極。象素電極層870通過(guò)連接孔CNT電學(xué)連接到反射板850，所述反射板850電學(xué)連接到漏極電極122。象素電極層870包括諸如銦化錫(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、氧化鋅(ZO)等的光學(xué)透明和電學(xué)可導(dǎo)材料。象素電極層870可以被形成在平面化層860的上表面的一部分上，其對(duì)應(yīng)象素區(qū)域?？蛇x地，象素電極層870可以被形成在平面化層860的上表面的所有部分上，以及象素電極層870可以被形成圖案。
內(nèi)偏振層880包括盤(pán)式液晶。盤(pán)式液晶被涂布在象素電極層870上，例如通過(guò)槽涂布方法，其中剪切應(yīng)力沿著所需的偏振軸施加。盤(pán)式液晶被預(yù)固化。
參照?qǐng)D11G，光致抗蝕層PR被形成在內(nèi)偏振層880上。光致抗蝕層PR被形成以在反射區(qū)域RA上具有相對(duì)較厚的厚度，在透射區(qū)域TA具有相對(duì)較薄的厚度，例如通過(guò)半色調(diào)掩模?？蛇x地，光致抗蝕層PR的厚度可以通過(guò)切口掩模(slit mask)來(lái)調(diào)整。
參照?qǐng)D11H，沒(méi)有被光致抗蝕層PR所覆蓋的內(nèi)偏振層880的一部分和象素電極層870的一部分通過(guò)濕蝕刻工藝或者干蝕刻工藝來(lái)移除。
參照?qǐng)D11I，光致抗蝕層PR被蝕刻這樣具有相對(duì)較薄的厚度并設(shè)置在透射區(qū)域TA上的光致抗蝕層PR的一部分被移除，以及具有相對(duì)較厚的厚度并設(shè)置在反射區(qū)域上的光致抗蝕層PR的第二部分被保留。
參照?qǐng)D11J，沒(méi)有通過(guò)光致抗蝕層PR所覆蓋的內(nèi)偏振層880的一部分被移除，例如通過(guò)濕蝕刻工藝或者干蝕刻工藝。由于上述工藝的結(jié)果，反射板850、設(shè)置在反射板850上的平面化層860、設(shè)置在平面化層860上的象素電極層870以及設(shè)置在象素電極層870上的內(nèi)偏振層880現(xiàn)在被設(shè)置在反射區(qū)域RA上。此外，設(shè)置在有機(jī)絕緣層840上的平面化層860，以及設(shè)置在平面化層860上的象素電極層870現(xiàn)在被設(shè)置在透射區(qū)域TA上。
然后，圖9中的第一對(duì)齊層890被形成在反射區(qū)域RA的內(nèi)偏振層880上，以及透射區(qū)域TA的象素電極層870上。
此外，為了簡(jiǎn)化陣列襯底的制造過(guò)程，在形成柵極電極112的光過(guò)程之后，包括半導(dǎo)體層116和歐姆接觸層118的有源層、源極和漏極電極120、122、鈍化層130、接觸孔和凸凹圖案以及平面化層、象素電極層870和內(nèi)偏振層880可以通過(guò)與上述部件的相似的光學(xué)過(guò)程形成作為上述的部件。
圖12是根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的LCD裝置的橫截面視圖。
參照?qǐng)D12，LCD面板包括陣列襯底1100、液晶層1180、濾色鏡襯底1190。陣列襯底1100和濾色鏡襯底1190彼此組合，液晶層1180設(shè)置在陣列襯底1100和濾色鏡襯底1190之間。此外，第一偏振板設(shè)置在陣列襯底1100的下表面上，第二偏振板設(shè)置在濾色鏡襯底1190的上表面上。第一和第二偏振板具有彼此不同的偏振軸。例如，第一偏振板的偏振軸基本垂直于第二偏振板的偏振軸。
陣列襯底1100包括第一透明襯底105、柵極線、柵極電極1112和柵極絕緣層1113。柵極線被形成在第一透明襯底105上。柵極電極1113從柵極線凸起。柵極絕緣層1113被形成在第一透明襯底1105上，這樣?xùn)艠O電極1113覆蓋柵極線和柵極電極1112。柵極電極1113包括諸如氮化硅(SiNx)。柵極線和柵極電極1112包括但是不限于諸如鋁(Al)、鋁合金、銀(Ag)、銀合金、銅(Cu)、銅合金、鉬(Mo)、鉬合金、鉻(Cr)、鉭(Ta)、鈦(Ti)等的金屬或者金屬合金。
陣列襯底1100還包括通道層1114、源極電極1122和漏極電極1123。通道層1114覆蓋柵極電極1112。源極和漏極電極1122、1123彼此分開(kāi)，源極和漏極電極1122和1123覆蓋通道層1114的一部分。
覆蓋通道層1114包括半導(dǎo)體層以及歐姆接觸層，所述半導(dǎo)體層包括諸如非晶硅(a-Si)，所述歐姆接觸層包括諸如n-摻雜非晶硅(a-Si)。
柵極電極1112、通道層1114、源極電極1122和漏極電極1123形成薄薄膜晶體管(TFT)。源極和漏極電極1122、1123包括但是不限于諸如鋁(Al)、鋁合金、銀(Ag)、銀合金、銅(Cu)、銅合金、鉬(Mo)、鉬合金、鉻(Cr)、鉭(Ta)、鈦(Ti)等的金屬或者金屬合金。
柵極、源極和漏極電極1112、1122和1123具有諸如單層結(jié)構(gòu)?？蛇x地，柵極、源極和漏極電極1112、1122和1123之一可以具有多層結(jié)構(gòu)。當(dāng)柵極、源極和漏極電極1112、1122和1123具有單層結(jié)構(gòu)時(shí)，柵極、源極和漏極電極1112、1122和1123可以包括但是不限于諸如鋁(Al)、鋁化釹(AlNd)、銅(Cu)等的金屬或者金屬合金。當(dāng)柵極、源極和漏極電極1112、1122和1123具有諸如包括下層和上層的雙層結(jié)構(gòu)時(shí)，下層包括但是不限于諸如鉻(Cr)、鉬(Mo)、鉬合金等的金屬，上層包括諸如鋁、鋁合金等的金屬或者金屬合金。
陣列襯底1100還包括鈍化層1130、有機(jī)絕緣層1132和象素電極層1140。鈍化層1130包括暴露漏極電極1123的一部分的接觸孔。鈍化層1130保護(hù)設(shè)置在源極和漏極電極1122、1123之間通道層1114。象素電極層1140設(shè)置在反射區(qū)域RA和透射區(qū)域TA上。
有機(jī)絕緣層1132被形成在鈍化層1130上。有機(jī)絕緣層160包括暴露漏極電極1123的一部分的接觸孔。有機(jī)絕緣層1132包括光敏材料，這樣接觸孔很容易通過(guò)照像平版印刷術(shù)工藝形成。當(dāng)LCD面板沒(méi)有利用接觸孔時(shí)，有機(jī)絕緣層1132可以包括不是光敏的材料。有機(jī)絕緣層1132包括具有基本等于或者大于大約90％的相對(duì)較高的光透射率。有機(jī)絕緣層1132具有凸凹圖案，并且凸凹圖案被形成在有機(jī)絕緣層1132的上表面上。
象素電極層1140被形成在有機(jī)絕緣層1132上。象素電極層1140通過(guò)接觸孔電學(xué)地連接到漏極電極1123。
陣列襯底1100還包括緩沖金屬層1142、反射板1146、平面化層1148和內(nèi)偏振層1150。緩沖金屬層1142覆蓋反射區(qū)域RA的象素電極層1140。反射板1146被形成在緩沖金屬層1142上。平面化層1148被形成在反射區(qū)域RA的反射板1146以及透射區(qū)域TA的象素電極層1140上。內(nèi)偏振層1150被形成在反射區(qū)域RA的偏振層1148上。
緩沖金屬層1142減小了象素電極層1140和反射板1146之間的接觸阻力。緩沖金屬層1142包括諸如鉬化鎢(MoW)。
平面化層1148包括具有相對(duì)較高的光透射率的材料。此外，平面化層1148和有機(jī)絕緣層1132優(yōu)選地是相同的材料。
當(dāng)平面化層1148包括與有機(jī)絕緣層1132不同的材料時(shí)，平面化層1148的光折射率對(duì)有機(jī)絕緣層1132的光折射率的比值在大約一半到大約1的范圍之間。那是因?yàn)樵谄矫婊瘜?246和有機(jī)絕緣層1132之間的光學(xué)差異增加時(shí)，光使用效率減小。
優(yōu)選地，平面化層180具有相對(duì)較薄的厚度，只要平面化層180齊平凸凹圖案。例如，當(dāng)凸凹圖案具有大約0.5μm的高度，平面化層180具有大約0.5μm的厚度。
內(nèi)偏振層1150具有基本平行于設(shè)置在陣列襯底1100的下表面上的第一偏振板的偏振軸的偏振軸。
陣列襯底1100可以進(jìn)一步包括形成在內(nèi)偏振層1150上的對(duì)齊層。
濾色鏡襯底1190包括第二透明襯底1192、擋光層、濾色鏡層1194、防護(hù)涂層1196和共用電極層1198。擋光層被形成在第二透明襯底1192之上并包括多個(gè)以矩陣的形狀布置的開(kāi)口。各開(kāi)口限定象素。濾色鏡層1194被形成在通過(guò)擋光層的開(kāi)口暴露的第二透明襯底1192上。防護(hù)涂層1196被形成在濾色鏡層1194上。共用電極層1198被形成在防護(hù)涂層1196上。濾色鏡襯底1190還包括形成在共用電極層1198上的第二對(duì)齊層。
濾色鏡襯底1190與陣列襯底1100組合，這樣液晶層1180被設(shè)置在陣列襯底1100和濾色鏡襯底1190之間。液晶層具有單單元間隙。
根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例，緩沖層1142被設(shè)置在象素電極層1140和反射板1146之間以減小包括諸如ITO的象素電極層1140和包括金屬的反射板1146之間的接觸阻抗。
平面化層1148被形成在具有凸凹圖案的反射板1146上以提高光反射率。美國(guó)Optiva公司的薄晶體薄膜(TCF)可以涂布在平面化層1148上，例如通過(guò)槽模涂布方法。此外，為了形成內(nèi)偏振層1150，剪切應(yīng)力沿著偏振軸被施加在薄晶體薄膜上以形成內(nèi)偏振層1150。薄晶體薄膜包括色原基染料。
具有上述光學(xué)特性的薄晶體薄膜可以被半透半反LCD裝置所利用以提高半透半反LCD裝置的顯示質(zhì)量。如上所討論，典型的半透半反LCD裝置包括反射板和透射窗。通過(guò)薄薄膜晶體利用根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的具有半透半反LCD裝置，提供了在反射區(qū)域RA上具有相對(duì)較高的透射率以及在透射區(qū)域上具有相對(duì)較高的對(duì)比度的半透半反LCD裝置，由此提高了所述裝置的顯示質(zhì)量。
薄晶體薄膜對(duì)應(yīng)是凝膠類(lèi)型的聚合物樹(shù)脂并具有大約300psi的粘滯度。這樣薄晶體薄膜可以通過(guò)諸如槽模(slot die)涂布方法來(lái)形成。
此后，將說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的透射模式操作和反射模式操作。將被說(shuō)明的半透半反LCD裝置在沒(méi)有電場(chǎng)被施加到液晶層1180時(shí)顯示白色。換言之，半透半反LCD裝置對(duì)應(yīng)通常的白色模式。半透半反LCD裝置包括具有設(shè)置在第一透明襯底1105的下表面上的第一偏振軸的第一偏振板，具有基本平行于第一偏振軸的偏振軸的內(nèi)偏振層1150、以及具有基本垂直于第一偏振軸的第二偏振軸的第二偏振板并設(shè)置在第二透明襯底1192的上表面上。
圖13A、13B是顯示了圖12中的LCD裝置的光路的概念視圖。此后，‘第一軸’限定作為設(shè)置在圖中的紙上的軸，‘第二軸’被限定作為基本平行于紙的法線的軸。
反射模式操作圖13A對(duì)應(yīng)圖12中的半透半反LCD裝置的反射模式。
參照?qǐng)D13A，當(dāng)外光朝向第二偏振板FPF前進(jìn)時(shí)，一部分光沿著第一軸振蕩，并通過(guò)第二偏振板FPF，剩余部分的光通過(guò)第二偏振板FPF所阻擋。如果沒(méi)有電場(chǎng)施加在液晶層1180上(Eoff)，一部分光通過(guò)液晶層1180并被旋轉(zhuǎn)以沿著第二軸振蕩。沿著第二軸振蕩的一部分光通過(guò)內(nèi)偏振層1150，因?yàn)閮?nèi)偏振層1150具有基本垂直于第二偏振板FPF的偏振軸的偏振軸。通過(guò)內(nèi)偏振層1150的這部分光通過(guò)偏振層1148，這樣此部分的光通過(guò)反射板1146所反射并順序通過(guò)偏振層1148和內(nèi)偏振層190。從內(nèi)偏振層1150離開(kāi)的一部分光進(jìn)入液晶層1180。當(dāng)所述部分光從液晶層1180離開(kāi)時(shí)，此部分光通過(guò)液晶層1180旋轉(zhuǎn)以通過(guò)第二偏振板FPF，由此導(dǎo)致白色被顯示。
當(dāng)電場(chǎng)被施加到液晶層1180(Eon)，液晶層1180中的液晶分子的布置被改變，這樣通過(guò)第二偏振板FPF的一部分光不被旋轉(zhuǎn)通過(guò)液晶層1180。結(jié)果，沒(méi)有被旋轉(zhuǎn)通過(guò)液晶層1180的一部分光通過(guò)內(nèi)偏振層1150所阻擋，這樣反射板1146沒(méi)有反射光，由此導(dǎo)致顯示黑色。
透射模式操作圖13B對(duì)應(yīng)圖12中所示的半透半反LCD裝置的透射模式。
參照?qǐng)D13B，從背光組件所產(chǎn)生的光朝向第一偏振板RPF前進(jìn)。一部分光沿著第二軸振蕩，并通過(guò)第一偏振板RPF。剩余部分的光通過(guò)第一偏振板RPF所阻擋。如果沒(méi)有電場(chǎng)施加在液晶層1180上(Eoff)，一部分光通過(guò)液晶層1180并被旋轉(zhuǎn)以沿著第一軸振蕩。沿著第一軸振蕩的一部分光通過(guò)第二偏振板FPF，因?yàn)榈诙癜錐PF具有基本垂直于第一偏振板RPF的偏振軸的偏振軸，由此導(dǎo)致白色被顯示。
當(dāng)電場(chǎng)被施加到液晶層1180(Eon)，液晶層1180中的液晶分子的布置被改變，這樣通過(guò)第一偏振板RPF的一部分光不被旋轉(zhuǎn)地通過(guò)液晶層1180。結(jié)果，沒(méi)有被旋轉(zhuǎn)通過(guò)液晶層1180的一部分光通過(guò)第二偏振板FPF所阻擋，這樣只有黑色被顯示。
圖14是根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的LCD裝置的橫截面視圖。
參照?qǐng)D14，液晶顯示(LCD)面板包括陣列襯底1200、液晶層1180、濾色鏡襯底1190。陣列襯底1200和濾色鏡襯底1190彼此組合。液晶層1180設(shè)置在陣列襯底1200和濾色鏡襯底1190之間。此外，第一偏振板設(shè)置在陣列襯底1200的下表面上，第二偏振板設(shè)置在濾色鏡襯底1190的上表面上。第一和第二偏振板具有彼此不同的偏振軸。例如，第一偏振板的偏振軸基本垂直于第二偏振板的偏振軸。本典型實(shí)施例的LCD面板與圖12-13B中所描述的前述實(shí)施例完全相同，除了陣列襯底1200之外。這樣，相同的參考數(shù)字將被用于引用與圖12-13G中所描述的典型實(shí)施例的相同或者相似的部分，并且與上述元件相關(guān)的進(jìn)一步解釋將被省略。
陣列襯底1200還包括緩沖金屬層1240、反射板1242、平面化層1246、象素電極層1248和內(nèi)偏振層1250。緩沖金屬層1240被形成在具有凸凹圖案的有機(jī)絕緣層1132上。緩沖金屬層1240通過(guò)有機(jī)絕緣層1132的接觸孔被電學(xué)地連接到漏極電極1123上。緩沖金屬層1240被設(shè)置在反射區(qū)域RA上。反射板1242被形成在反射區(qū)域RA的緩沖金屬層1240上。平面化層1246被形成在反射區(qū)域RA的反射板1242上和透射區(qū)域TA的有機(jī)絕緣層1132上。象素電極層1248被形成在平面化層1246上。象素電極層1248被電學(xué)地連接到反射板1242。內(nèi)偏振層1250被形成在反射區(qū)域RA的象素電極層1248上。
平面化層1148的光折射率對(duì)有機(jī)絕緣層1132的光折射率的比值在大約一半到大約1的范圍之間。那是因?yàn)樵谄矫婊瘜?246和有機(jī)絕緣層1132之間的光學(xué)差異增加時(shí)，光使用效率減小。
內(nèi)偏振層1250具有基本與第一偏振板的偏振軸平行的偏振軸，所述第一偏振板基本設(shè)置在第一透明襯底1105的下表面上。
濾色鏡襯底1190包括第二透明襯底1192、擋光層、濾色鏡層1194、防護(hù)涂層1196、共用電極層1198。擋光層被形成在第二透明襯底1192之上。擋光層包括多個(gè)以矩陣的形狀布置的開(kāi)口。各開(kāi)口限定象素。濾色鏡層1194被形成在通過(guò)擋光層的開(kāi)口暴露的第二透明襯底1192上。防護(hù)涂層1196被形成在濾色鏡層1194上。共用電極層1198被形成在防護(hù)涂層1196上。濾色鏡襯底1190還包括形成在共用電極層1198上的第二對(duì)齊層。
濾色鏡襯底1190與陣列襯底1100組合，這樣液晶層1180被設(shè)置在陣列襯底1100和濾色鏡襯底1190之間。液晶層具有單單元間隙。
根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例，有機(jī)絕緣層1132包括光敏材料，這樣接觸孔很容易通過(guò)照像平版印刷術(shù)工藝來(lái)形成。
當(dāng)LCD面板沒(méi)有利用接觸孔時(shí)，有機(jī)絕緣層1132可以包括不是光敏的材料。
此外，根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例，象素電極層1248被形成在平面化層1246上，內(nèi)偏振層1250被順序形成在象素電極層1248上。換言之，象素電極層1248被設(shè)置在平面化層1246和內(nèi)偏振層1250之間，這樣制造過(guò)程的穩(wěn)定性被進(jìn)一步提高。
圖15A、15B是顯示了圖14中的LCD裝置的光路的概念視圖。此后，‘第一軸’限定作為設(shè)置在圖中的紙上的軸，‘第二軸’被限定作為基本平行于紙的法線的軸。
反射模式操作圖15A對(duì)應(yīng)圖14中的半透半反LCD裝置的反射模式。
參照?qǐng)D15A，當(dāng)外光朝向第二偏振板FPF前進(jìn)時(shí)，一部分光沿著第一軸振蕩，并通過(guò)第二偏振板FPF，剩余部分的光通過(guò)第二偏振板FPF所阻擋。如果沒(méi)有電場(chǎng)施加在液晶層1180上(Eoff)，一部分光通過(guò)液晶層1180并被旋轉(zhuǎn)以沿著第二軸振蕩。沿著第二軸振蕩的一部分光通過(guò)內(nèi)偏振層1250，因?yàn)閮?nèi)偏振層1250具有基本垂直于第二偏振板FPF的偏振軸的偏振軸。此外，通過(guò)內(nèi)偏振層1250的這部分光通過(guò)平面化層1246，這樣此部分的光通過(guò)反射板1242所反射并順序通過(guò)平面化層1246和內(nèi)偏振層1250。從內(nèi)偏振層1250離開(kāi)的一部分光進(jìn)入液晶層1180。當(dāng)所述部分光從液晶層1180離開(kāi)時(shí)，此部分光通過(guò)液晶層1180旋轉(zhuǎn)以通過(guò)第二偏振板FPF，由此導(dǎo)致白色被顯示。
當(dāng)電場(chǎng)被施加到液晶層1180(Eon)，液晶層1180中的液晶分子的布置被改變，這樣通過(guò)第二偏振板FPF的一部分光不被旋轉(zhuǎn)通過(guò)液晶層1180。結(jié)果，沒(méi)有被旋轉(zhuǎn)通過(guò)液晶層1180的一部分光通過(guò)內(nèi)偏振層1250所阻擋，這樣反射板1146沒(méi)有反射光，由此導(dǎo)致顯示黑色。
透射模式操作圖15B對(duì)應(yīng)圖14中所示的半透半反LCD裝置的透射模式。
參照?qǐng)D15B，從背光組件所產(chǎn)生的光朝向第一偏振板RPF前進(jìn)。一部分光沿著第二軸振蕩，并通過(guò)第一偏振板RPF。剩余部分的光通過(guò)第一偏振板RPF所阻擋。如果沒(méi)有電場(chǎng)施加在液晶層1180上(Eoff)，一部分光通過(guò)液晶層1180并被旋轉(zhuǎn)以沿著第一軸振蕩。沿著第一軸振蕩的一部分光通過(guò)第二偏振板FPF，因?yàn)榈诙癜錐PF具有基本垂直于第一偏振板RPF的偏振軸的偏振軸，由此也導(dǎo)致白色被顯示。
當(dāng)電場(chǎng)被施加到液晶層1180(Eon)，液晶層1180中的液晶分子的布置被改變，這樣通過(guò)第一偏振板RPF的一部分光不被旋轉(zhuǎn)地通過(guò)液晶層1180。結(jié)果，沒(méi)有被旋轉(zhuǎn)通過(guò)液晶層1180的一部分光通過(guò)第二偏振板FPF所阻擋，這樣只有黑色被顯示。
圖16是根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的LCD裝置的橫截面視圖。
參照?qǐng)D16，LCD面板包括陣列襯底1300、液晶層1180、濾色鏡襯底1190。陣列襯底1300和濾色鏡襯底1190彼此組合，以及液晶層1180設(shè)置在陣列襯底1300和濾色鏡襯底1190之間。此外，第一偏振板設(shè)置在陣列襯底1300的下表面上，第二偏振板設(shè)置在濾色鏡襯底1190的上表面上。第一和第二偏振板具有彼此不同的偏振軸。例如，第一偏振板的偏振軸基本垂直于第二偏振板的偏振軸。本典型實(shí)施例的LCD面板與圖12-13B中所描述的前述實(shí)施例完全相同，除了陣列襯底1300之外。這樣，相同的參考數(shù)字將被用于引用與圖12-13G中所描述的典型實(shí)施例的相同或者相似的部分，并且與上述元件相關(guān)的進(jìn)一步解釋將被省略。
陣列襯底1300還包括緩沖金屬層1340、反射板1342、平面化層1344、內(nèi)偏振層1346和象素電極層1348。緩沖金屬層1340被形成在具有凸凹圖案的有機(jī)絕緣層1132上。緩沖金屬層1340通過(guò)有機(jī)絕緣層1132的接觸孔被電學(xué)地連接到漏極電極1123上。緩沖金屬層1340被設(shè)置在反射區(qū)域RA上。反射板1342被形成在反射區(qū)域RA的緩沖金屬層1340上。平面化層1344被形成在反射區(qū)域RA的反射板1342上和透射區(qū)域TA的有機(jī)絕緣層1132上。內(nèi)偏振層1346被形成在反射區(qū)域RA的平面化層1344上。象素電極層1348被形成在反射區(qū)域RA的內(nèi)偏振層1346和透射區(qū)域TR的平面化層1344上。象素電極層1348被電學(xué)連接到緩沖金屬層1340或者漏極電極1123上。
平面化層1344的光折射率對(duì)有機(jī)絕緣層1132的光折射率的比值在大約一半到大約1的范圍之間。那是因?yàn)樵谄矫婊瘜?344和有機(jī)絕緣層1132之間的光學(xué)差異增加時(shí)，光使用效率減小。
內(nèi)偏振層1346具有基本與第一偏振板的偏振軸平行的偏振軸，所述第一偏振板設(shè)置在第一透明襯底1105的下表面上。
濾色鏡襯底1190包括第二透明襯底1192、擋光層、濾色鏡層1194、防護(hù)涂層1196、共用電極層1198。擋光層被形成在第二透明襯底1192之上并包括多個(gè)以矩陣的形狀布置的開(kāi)口。各開(kāi)口限定象素。濾色鏡層1194被形成在通過(guò)擋光層的開(kāi)口暴露的第二透明襯底1192上。防護(hù)涂層1196被形成在濾色鏡層1194上。共用電極層1198被形成在防護(hù)涂層1196上。濾色鏡襯底1190還包括形成在共用電極層1198上的第二對(duì)齊層。
濾色鏡襯底1190與陣列襯底1100組合，這樣液晶層1180被設(shè)置在濾色鏡襯底1190和陣列襯底1100之間。液晶層具有單單元間隙。
根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例，有機(jī)絕緣層1132包括光敏材料，這樣接觸孔很容易通過(guò)照像平版印刷術(shù)工藝來(lái)形成。
當(dāng)LCD面板不需要接觸孔時(shí)，有機(jī)絕緣層1132可以包括不是光敏的材料。
根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例，內(nèi)偏振層1346被形成在平面化層1344上，象素電極層1348被順序形成在內(nèi)偏振層1346上。換言之，象素電極層1348被設(shè)置在第一對(duì)齊層和內(nèi)偏振層1346之間。
圖17A、17B是顯示了圖16中的LCD裝置的光路的概念視圖。此后，‘第一軸’限定作為設(shè)置在圖中的紙上的軸，‘第二軸’被限定作為基本平行于紙的法線的軸。
反射模式操作圖17A對(duì)應(yīng)圖16中的半透半反LCD裝置的反射模式。
參照?qǐng)D17A，當(dāng)外光朝向第二偏振板FPF前進(jìn)時(shí)，一部分光沿著第一軸振蕩，并通過(guò)第二偏振板FPF，剩余部分的光通過(guò)第二偏振板FPF所阻擋。如果沒(méi)有電場(chǎng)施加在液晶層1180上(Eoff)，一部分光通過(guò)液晶層1180并被旋轉(zhuǎn)以沿著第二軸振蕩。沿著第二軸振蕩的一部分光通過(guò)內(nèi)偏振層1346，因?yàn)閮?nèi)偏振層1346具有基本垂直于第二偏振板FPF的偏振軸的偏振軸。通過(guò)內(nèi)偏振層1346的這部分光通過(guò)平面化層1344，這樣此部分的光通過(guò)反射板1342所反射并順序通過(guò)平面化層1344和內(nèi)偏振層1346。從內(nèi)偏振層1346離開(kāi)的一部分光進(jìn)入液晶層1180。當(dāng)所述部分光從液晶層1180離開(kāi)時(shí)，此部分光通過(guò)液晶層1180旋轉(zhuǎn)以通過(guò)第二偏振板FPF，由此導(dǎo)致白色被顯示。
當(dāng)電場(chǎng)被施加到液晶層1180(Eon)，液晶層1180中的液晶分子的布置被改變，這樣通過(guò)第二偏振板FPF的一部分光不被旋轉(zhuǎn)通過(guò)液晶層1180。因此，沒(méi)有被旋轉(zhuǎn)通過(guò)液晶層1180的一部分光通過(guò)內(nèi)偏振層1346所阻擋，這樣反射板1342沒(méi)有反射光，這樣反射板1342不需要反射光，由此導(dǎo)致顯示黑色。
透射模式操作圖17B對(duì)應(yīng)圖16中所示的半透半反LCD裝置的透射模式。
參照?qǐng)D17B，從背光組件所產(chǎn)生的光朝向第一偏振板RPF前進(jìn)。一部分光沿著第二軸振蕩，并通過(guò)第一偏振板RPF。剩余部分的光通過(guò)第一偏振板RPF所阻擋。如果沒(méi)有電場(chǎng)施加在液晶層1180上(Eoff)，一部分光通過(guò)液晶層1180并被旋轉(zhuǎn)以沿著第一軸振蕩。沿著第一軸振蕩的一部分光通過(guò)第二偏振板FPF，因?yàn)榈诙癜錐PF具有基本垂直于第一偏振板RPF的偏振軸的偏振軸，由此也導(dǎo)致白色被顯示。
當(dāng)電場(chǎng)被施加到液晶層1180(Eon)，液晶層1180中的液晶分子的布置被改變，這樣通過(guò)第一偏振板RPF的一部分光不被旋轉(zhuǎn)地通過(guò)液晶層1180。結(jié)果，沒(méi)有被旋轉(zhuǎn)通過(guò)液晶層1180的一部分光通過(guò)第二偏振板FPF所阻擋，這樣只有黑色被顯示。
根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例，內(nèi)偏振層被形成在具有單單元間隙結(jié)構(gòu)的LCD面板之內(nèi)的反射區(qū)域上。例如，內(nèi)偏振層可以被設(shè)置在反射板和液晶層之間。
此外，象素電極層和內(nèi)偏振層可以通過(guò)相同的光學(xué)過(guò)程來(lái)形成以簡(jiǎn)化制造半透半反LCD面板的方法。例如，在象素電極層被形成之后，內(nèi)偏振層被涂布在象素電極層上，然后象素電極層和內(nèi)偏振層通過(guò)切口掩?；蛘甙肷{(diào)掩模所形成圖案。這樣提高了生產(chǎn)率。
此外，內(nèi)偏振層可以被形成在具有扁平表面的平面化層上，這樣通過(guò)彎曲表面所導(dǎo)致的光泄漏被防止。為了提高光反射率，平面化層被形成在具有凸凹圖案的反射板上。此外，薄晶體薄膜被形成在具有扁平表面的平面化層上，例如通過(guò)槽模涂布方法，這樣具有扁平表面的內(nèi)偏振層被形成。
此外，象素電極層可以被形成在平面化層上，內(nèi)偏振層可以被形成在象素電極層上。換言之，象素電極層可以設(shè)置在平面化層和內(nèi)偏振層之間以提高制造穩(wěn)定性。
此外，內(nèi)偏振層可以形成在平面化層上，象素電極層可以被形成在內(nèi)偏振層上。換言之，象素電極層被設(shè)置在第一對(duì)齊層和內(nèi)偏振層之間以提高液晶層的穩(wěn)定性。
盡管對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但是普通技術(shù)人員可以理解，在不背離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改，其范圍由權(quán)利要求書(shū)及其等同限定。
權(quán)利要求
1.一種陣列襯底包括透明襯底，透明襯底具有反射區(qū)域和透射區(qū)域；切換裝置，切換裝置被形成在反射區(qū)域中；絕緣層，絕緣層被形成在透明襯底上以覆蓋切換裝置，所述絕緣層具有暴露切換裝置的電極的一部分的接觸孔；象素電極，象素電極通過(guò)接觸孔電學(xué)地連接到切換裝置的電極；反射板，反射板電學(xué)地連接到象素電極，所述反射板設(shè)置在反射區(qū)域上；以及內(nèi)偏振層，內(nèi)偏振層覆蓋反射板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列襯底，其特征在于，絕緣層的上表面相對(duì)透明襯底在整個(gè)反射和透射區(qū)域之上具有基本相同的高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列襯底，其特征在于，還包括形成在具有凸凹圖案的反射板上的平面化層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的陣列襯底，其特征在于，所述內(nèi)偏振層被形成在平面化層上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列襯底，其特征在于，反射板包括多個(gè)凸起的部分和多個(gè)凹陷的部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的陣列襯底，其特征在于，還包括設(shè)置在反射板和內(nèi)偏振層之間的平面化層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列襯底，其特征在于，內(nèi)偏振層具有扁平表面。
8.一種陣列襯底包括襯底；切換裝置，切換裝置被形成在襯底上，切換裝置包括柵極電極、漏極電極和源極電極；透明電極層，所述透明電極層電學(xué)地連接到切換裝置的漏極電極上；反射板，反射板被電學(xué)地連接到漏極電極；平面化層，平面化層被形成在反射板上；以及內(nèi)偏振層，內(nèi)偏振層被形成在平面化層上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的陣列襯底，其特征在于，內(nèi)偏振層覆蓋反射板。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的陣列襯底，其特征在于，平面化層具有扁平表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的陣列襯底，其特征在于，還包括偏振板，所述偏振板具有基本平行于內(nèi)偏振層的偏振軸的偏振軸。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的陣列襯底，其特征在于，透明電極層設(shè)置在平面化層和內(nèi)偏振層之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的陣列襯底，其特征在于，透明電極層被形成在內(nèi)偏振層上。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的陣列襯底，其特征在于，還包括具有凸凹圖案的光敏絕緣層以及基本等于或者大于大約90％的光學(xué)透射率。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的陣列襯底，其特征在于，平面化層具有基本等于或者大約90％的光學(xué)透射率。
16.一種制造陣列襯底的方法，包括在具有切換裝置的襯底上形成絕緣層，絕緣層具有接觸孔，所述接觸孔暴露切換裝置的漏極電極的一部分；形成通過(guò)接觸孔電學(xué)連接到漏極電極的透明電極層；形成電學(xué)連接到透明電極的反射板；以及在反射板上形成內(nèi)偏振層。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，還包括在絕緣層上形成凸凹圖案。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，還包括在反射板上形成平面化層并在平面化和內(nèi)偏振層上形成具有均勻摩擦方向的對(duì)齊層。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，還包括移除反射板的一部分以形成透射窗口。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，內(nèi)偏振層被形成在平面化層上。
21.一種液晶顯示(LCD)裝置，包括第一襯底；第二襯底，第二襯底與第一襯底組合，第二襯底包括反射板、象素電極和覆蓋反射板的偏振層；以及被設(shè)置在第一和第二襯底之間的液晶層。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的LCD裝置，其特征在于，還包括設(shè)置在第一襯底的上表面上的第一偏振板。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的LCD裝置，其特征在于，偏振層的偏振軸基本垂直于第一偏振板的偏振軸。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的LCD裝置，其特征在于，還包括設(shè)置在第二襯底的下表面上的第二偏振板。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的LCD裝置，其特征在于，內(nèi)偏振層的偏振軸基本垂直于第一偏振板的偏振軸。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的LCD裝置，其特征在于，反射板具有相對(duì)較高的部分和相對(duì)較低的部分，以及其中內(nèi)偏振層被形成在反射板上以具有扁平表面。
27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的LCD裝置，其特征在于，還包括平面化層，其中反射板具有相對(duì)較高的部分和相對(duì)較低的部分，平面化層被形成在反射板上以具有扁平表面，以及其中內(nèi)偏振層被形成在平面化層上。
28.根據(jù)權(quán)利要求21所述的LCD裝置，其特征在于，反射板具有相對(duì)較高的部分和相對(duì)較低的部分，以及其中內(nèi)偏振層被形成在反射板上以具有均勻的厚度。
29.根據(jù)權(quán)利要求21所述的LCD裝置，其特征在于，內(nèi)偏振層包括盤(pán)式液晶。
30.根據(jù)權(quán)利要求21所述的LCD裝置，其特征在于，液晶層具有均勻的單元間隙。
31.根據(jù)權(quán)利要求21所述的LCD裝置，其特征在于，液晶層包括扭轉(zhuǎn)向列液晶結(jié)構(gòu)。
32.根據(jù)權(quán)利要求21所述的LCD裝置，其特征在于，第二襯底還包括設(shè)置在反射板和內(nèi)偏振層之間的平面化層。
33.一種液晶顯示(LCD)裝置，具有反射區(qū)域和透射區(qū)域，包括下襯底，包括襯底；切換裝置，切換裝置被形成在襯底上，切換裝置具有柵極電極、源極電極和漏極電極；絕緣層，絕緣層被形成在襯底上以覆蓋切換裝置，絕緣層具有暴露切換裝置的漏極電極的一部分的接觸孔；反射板，反射板被形成在反射區(qū)域的絕緣層上，這樣反射板通過(guò)接觸孔被電學(xué)地連接到漏極電極；平面化層，平面化層被形成在反射區(qū)域的反射板上，以及透射區(qū)域的絕緣層；透明電極層，透明電極層被形成在平面化層上，這樣透明電極被電學(xué)連接到漏極電極；以及內(nèi)偏振層，內(nèi)偏振層被形成在反射區(qū)域的透明電極層上以覆蓋反射板；朝向下襯底的上襯底；以及液晶層，液晶層被設(shè)置在下和上襯底之間，這樣液晶層在整個(gè)反射和透射區(qū)域上具有均勻的單元間隙。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的LCD裝置，其特征在于，反射板具有彎曲的表面。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的LCD裝置，其特征在于，上襯底包括濾色鏡。
36.一種液晶顯示(LCD)裝置，包括下襯底，包括第一透明襯底；切換裝置，切換裝置被形成在第一透明襯底上，切換裝置具有柵極電極、源極電極和漏極電極；透明電極層，透明電極層被電學(xué)地連接到切換裝置的漏極電極；反射板，反射板被電學(xué)地連接到切換裝置的漏極電極，反射板具有彎曲的表面；平面化層，平面化層被形成在反射板上，平面化層具有扁平的表面；以及內(nèi)偏振層，內(nèi)偏振層被形成在平面化層上；與下襯底相組合的上襯底；以及被設(shè)置在下和上襯底之間的液晶層。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的LCD裝置，其特征在于，內(nèi)偏振層覆蓋反射板。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的LCD裝置，其特征在于，液晶層具有均勻的單元間隙。
39.根據(jù)權(quán)利要求36所述的LCD裝置，其特征在于，還包括設(shè)置在下襯底的下表面上的第一偏振板，第一偏振板具有基本平行于內(nèi)偏振層的偏振軸的偏振軸。
40.根據(jù)權(quán)利要求36所述的LCD裝置，其特征在于，還包括設(shè)置在上襯底的上表面上的第二偏振板，第二偏振板具有基本垂直于內(nèi)偏振層的偏振軸的偏振軸。
41.根據(jù)權(quán)利要求36所述的LCD裝置，其特征在于，透明電極層被設(shè)置在平面化層和內(nèi)偏振層之間。
42.根據(jù)權(quán)利要求36所述的LCD裝置，其特征在于，透明電極層被形成在內(nèi)偏振層上。
43.根據(jù)權(quán)利要求36所述的LCD裝置，其特征在于，還包括具有凸凹圖案和基本等于或者大于大約90％的光學(xué)透射率的光敏絕緣層。
44.根據(jù)權(quán)利要求36所述的LCD裝置，其特征在于，偏振層具有基本等于或者大于大約90％的光學(xué)透射率。
全文摘要
一種陣列襯底包括透明襯底、切換裝置、絕緣層、象素電極、反射板和內(nèi)偏振層。透明襯底具有反射區(qū)域和透射區(qū)域。切換裝置被形成在反射區(qū)域中。絕緣層被形成在透明襯底上以覆蓋切換裝置。絕緣層具有暴露切換裝置的漏極電極的一部分的接觸孔。象素電極通過(guò)接觸孔電學(xué)地連接到切換裝置的電極。反射板電學(xué)地連接到象素電極并設(shè)置在反射區(qū)域上。內(nèi)偏振層覆蓋反射板。這樣具有上述陣列襯底的LCD裝置的白色亮度和對(duì)比度被改良。
文檔編號(hào)H01L21/027GK1790113SQ20051013698
公開(kāi)日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2005年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月13日
發(fā)明者秋大鎬, 姜鎬民, 黃載薰, 吳正敏, 樸政遇, 權(quán)珉圣, 尹大承 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社