專利名稱：面內(nèi)切換模式透反射式液晶顯示設(shè)備及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種面內(nèi)切換(IPS)模式液晶顯示(LCD)設(shè)備，尤其涉及一種能夠改 善反射效率和對(duì)比度的IPS模式透反射式IXD設(shè)備及制造該IPS模式透反射式IXD設(shè)備的方法。
背景技術(shù)：
LCD設(shè)備一般利用液晶分子的光學(xué)各向異性和偏振特性產(chǎn)生圖像。因?yàn)榕c陰極射 線管(CRT)相比LCD設(shè)備由較低功率驅(qū)動(dòng)，且具有小尺寸和薄外形的優(yōu)點(diǎn)，因此LCD設(shè)備已 廣泛用作監(jiān)視器或電視的平板顯示(FPD)設(shè)備。此外，因?yàn)長CD設(shè)備由于輕重量而具有便 攜性，所以LCD設(shè)備已廣泛用作筆記本電腦或個(gè)人便攜式終端的顯示設(shè)備。LCD設(shè)備包括彼此面對(duì)的兩個(gè)基板和夾在這兩個(gè)基板之間的液晶。在這兩個(gè)基板 的內(nèi)表面上形成有兩個(gè)電極，并由這兩個(gè)電極之間的電壓差產(chǎn)生電場。液晶層的液晶分子 通過該電場重新排列，由此調(diào)整液晶層的透射率。結(jié)果，LCD設(shè)備顯示圖像。因?yàn)镮XD設(shè)備是非發(fā)射型的，所以IXD設(shè)備需要光源。因此，IXD設(shè)備包括具有兩 個(gè)基板以及夾在這兩個(gè)基板之間的液晶層的液晶面板和在該液晶面板下面的背光單元。來 自背光單元的光提供到液晶面板，液晶層根據(jù)液晶分子的重新排列來調(diào)整光，由此顯示圖 像。因?yàn)橥干涫絃CD設(shè)備(其中來自背光單元的光穿過液晶面板)使用諸如背光單元 這樣的人造光源，所以透射式IXD設(shè)備可在暗環(huán)境下顯示明亮圖像。然而，因?yàn)楸彻鈫卧?耗功率，所以透射式LCD設(shè)備具有功耗相對(duì)較大的缺點(diǎn)。為了改進(jìn)透射式LCD設(shè)備的缺點(diǎn)，提出了使用周圍光的反射式LCD設(shè)備。因?yàn)榉?射式LCD設(shè)備使用周圍自然光或周圍人造光，所以與透射式LCD設(shè)備相比，反射式LCD設(shè)備 具有相對(duì)較小的功耗。結(jié)果，反射式LCD設(shè)備廣泛用作諸如個(gè)人數(shù)字助理(PDA)這樣的便 攜式終端的顯示設(shè)備。盡管不具有額外光源的反射式LCD設(shè)備在功耗方面具有優(yōu)點(diǎn)，但在 較弱的周圍光或沒有周圍光時(shí)，反射式LCD設(shè)備不能使用。近來，已提出了具有透射式IXD設(shè)備和反射式IXD設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)的透反射式IXD設(shè) 備。透反射式IXD設(shè)備可具有電控雙折射(ECB)模式和垂直取向(VA)模式中的一個(gè)。然 而，ECB模式透反射式LCD設(shè)備具有窄視角的缺點(diǎn)，VA模式透反射式LCD設(shè)備具有用于多個(gè) 補(bǔ)償膜的高制造成本的缺點(diǎn)。IXD設(shè)備不僅可用于諸如筆記本電腦這樣的個(gè)人顯示設(shè)備，而且還可用于諸如電 視這樣的大眾媒體顯示設(shè)備。結(jié)果，由于多個(gè)用戶沿各種角度觀看LCD設(shè)備，LCD設(shè)備的視 角已成為近來研究的主題。因此，為了改進(jìn)ECB模式透反射式IXD設(shè)備和VA模式透反射式 LCD設(shè)備的窄視角的缺點(diǎn)，已提出了其中像素電極和公共電極形成在同一基板上且通過水平電場重新排列液晶分子的面內(nèi)切換(IPS)模式透反射式IXD設(shè)備。圖1是顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的面內(nèi)切換模式透反射式液晶顯示設(shè)備的剖面圖。在圖 1中，面內(nèi)切換(IPS)模式透反射式液晶顯示(IXD)設(shè)備1包括第一和第二基板2和83以 及在第一和第二基板2和83之間的液晶層90。第一和第二基板2和83彼此面對(duì)且彼此隔 開。盡管圖1中沒有示出，但在第一基板2的內(nèi)表面上形成有柵極線和數(shù)據(jù)線。柵極線與 數(shù)據(jù)線交叉以限定具有透射區(qū)域TA和反射區(qū)域RA的像素區(qū)域P。此外，盡管圖1中沒有示 出，但平行于柵極線的公共線與像素區(qū)域P交叉，且在像素區(qū)域P中設(shè)置有開關(guān)薄膜晶體管 (TFT)。在反射區(qū)域RA中形成有具有相對(duì)較高反射比的金屬材料的反射層50，在反射層50 上方形成有像素電極70。像素電極70形成在反射區(qū)域RA和透射區(qū)域TA中。在像素電極 70上形成有絕緣層72，在絕緣層72上形成有與公共線連接的公共電極80。公共電極80包 括多個(gè)第一開口 opl和多個(gè)第二開口 op2，這些第一開口 opl的每個(gè)和第二開口 op2的每個(gè) 都具有條形。所述多個(gè)第一開口 opl和所述多個(gè)第二開口 op2分別設(shè)置在透射和反射區(qū)域 TA禾口 RA中。在第二基板82的內(nèi)表面上形成有黑矩陣(沒有示出)并在黑矩陣上形成有濾色 器層86。黑矩陣對(duì)應(yīng)于相鄰像素區(qū)域P之間的邊界，濾色器層86對(duì)應(yīng)于像素區(qū)域P。此 外，在濾色器層86上形成有涂覆層88。分別在第一和第二基板2和83的外表面上形成有 第一和第二偏振板93和95。IPS模式透反射式IXD設(shè)備1分別在透射和反射區(qū)域TA和RA中具有第一和第二 單元間隙dl和d2。與透射區(qū)域TA中液晶層90的厚度對(duì)應(yīng)的第一單元間隙dl是與反射區(qū) 域RA中的液晶層90厚度對(duì)應(yīng)的第二單元間隙d2的兩倍，從而穿過透射區(qū)域TA中液晶層 90的光的延遲可以與穿過反射區(qū)域RA中液晶層90的光的延遲相同。來自第一基板2下面 的背光單元(沒有示出)的光穿過透射區(qū)域TA中的液晶層90，同時(shí)周圍光穿過液晶層90， 周圍光在反射層50處被反射，被反射的周圍光再次穿過反射區(qū)域RA中的液晶層90。結(jié)果， 光穿過透射區(qū)域TA中的液晶層90 —次，而光穿過反射區(qū)域RA中的液晶層90兩次。因?yàn)楣獾难舆t與光路的距離成比例，所以當(dāng)?shù)谝粏卧g隙dl與第二單元間隙d2 相同時(shí)，透射區(qū)域TA中的光延遲與反射區(qū)域RA中的光延遲不同。為了使透射和反射區(qū)域 TA和RA中的延遲彼此相同，將液晶層90形成為使得第一單元間隙dl是第二單元間隙d2 的兩倍(dl = 2Xd2)。例如，透射區(qū)域TA中的液晶層90可形成為其中光的相位改變?chǔ)械?λ /2單元，而反射區(qū)域RA中的液晶層90可形成為其中光的相位改變?chǔ)?/2的λ /4單元。在IPS模式透反射式IXD設(shè)備1的透射區(qū)域TA中，當(dāng)λ /2單元的液晶層90的指 向矢(即液晶分子的長軸)平行于第二偏振板95的偏振軸時(shí)，獲得黑圖像。在IPS模式透 反射式LCD設(shè)備1的反射區(qū)域RA中，當(dāng)λ /4單元的液晶層90的指向矢相對(duì)于第二偏振板 95的偏振軸具有45°的角度時(shí)，獲得黑圖像。因?yàn)樵谕干浜头瓷鋮^(qū)域TA和RA中每個(gè)第一 和第二基板2和83的取向方向彼此不同，所以僅可通過紫外UV)取向方法進(jìn)行透射和反射 區(qū)域TA和RA的分離取向(split orientation)。然而，IPS模式透反射式IXD設(shè)備1具有低反射效率且在其中液晶層90具有較小 厚度的反射區(qū)域RA中黑圖像的亮度增加的缺點(diǎn)。圖2是顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的面內(nèi)切換模式透反射式液晶顯示設(shè)備中的單元間隙， 反射比和電壓差之間的關(guān)系的曲線圖，圖3是顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的面內(nèi)切換模式透反射式液晶顯示設(shè)備中的波長，反射比和電壓差之間的關(guān)系的曲線圖，圖4是顯示在現(xiàn)有技術(shù)的 面內(nèi)切換模式透反射式液晶顯示設(shè)備中黑圖像的反射比與波長之間的關(guān)系的曲線圖。在圖2中，隨著單元間隙的減小，當(dāng)像素電極與公共電極之間的電壓差在大約2V 到大約7V的范圍內(nèi)時(shí)，反射區(qū)域中的反射比下降。例如，當(dāng)給反射區(qū)域中的液晶層施加大 約5V的電壓差時(shí)，通過具有大約1.8 μ m單元間隙的液晶層的反射比為大約0. 74，通過具有 大約4.3 μ m單元間隙的液晶層的反射比為大約0. 85。結(jié)果，通過具有大約1.8 μ m單元間隙 的液晶層的反射比比通過具有大約4. 3μπι單元間隙的液晶層的反射比降低了大約15%。此外，白圖像的亮度隨單元間隙減小而減小。當(dāng)像素電極與公共電極之間的電壓 差在大約6V到大約7V的范圍內(nèi)時(shí)，在反射區(qū)域中可獲得白圖像。當(dāng)單元間隙減小時(shí)，指向 矢隨位置的均勻性惡化。此外，當(dāng)通過該電壓差驅(qū)動(dòng)液晶層時(shí)，隨著指向矢重新排列為更加 平行于第二偏振板的偏振軸，由于指向矢的變化而帶來的白圖像的亮度變化增大。在圖3中，波長為大約650nm和大約450nm的每個(gè)黑圖像的亮度比波長為大約 550nm的黑圖像的亮度大。當(dāng)像素電極與公共電極之間的電壓差為大約OV時(shí)，可在反射區(qū) 域中獲得波長為大約650nm，大約550nm和大約450nm的黑圖像。例如，當(dāng)給反射區(qū)域中的 液晶層施加大約OV的電壓差時(shí)，具有大約550nm波長的綠色光的反射比可為大約0，綠色 光的黑圖像可具有相對(duì)較低的亮度。然而，當(dāng)給反射區(qū)域中的液晶層施加大約OV的電壓差 時(shí)，具有大約450nm波長的藍(lán)色光的反射比可為大約0. 23，藍(lán)色光的黑圖像可具有相對(duì)較 高的亮度。在圖4中，當(dāng)給液晶層施加大約OV的電壓差時(shí)，反射區(qū)域中的反射比在大約550nm 的波長處具有最小值，且當(dāng)波長增加或減小時(shí)，反射區(qū)域中的反射比增加。例如，反射區(qū)域 中的反射比在大約550nm的波長處可為大約0，反射區(qū)域中的反射比在其他波長處可大于 大約0。黑圖像亮度的增加會(huì)導(dǎo)致IPS模式透反射式IXD設(shè)備的對(duì)比度的惡化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明旨在提出一種基本上克服了由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺點(diǎn)而導(dǎo)致的一 個(gè)或多個(gè)問題的面內(nèi)切換模式透反射式液晶顯示設(shè)備及其制造方法。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供一種面內(nèi)切換模式透反射式液晶顯示設(shè)備，其中由于反 射區(qū)域中的單元間隙增加，能夠改善反射效率和黑圖像的亮度。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供一種制造面內(nèi)切換模式透反射式液晶顯示設(shè)備的方 法，其中由于反射區(qū)域中的扭曲取向和液晶分子扭曲角的最佳化，可提高制造自由度和生產(chǎn)率。在下面的描述中將列出本發(fā)明的其它的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，這些特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)的一部分從 所述描述將是顯而易見的，或者可從本發(fā)明的實(shí)施領(lǐng)會(huì)到。通過書面說明書、權(quán)利要求書以 及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明的這些和其他優(yōu)點(diǎn)。為了獲得這些和其它的優(yōu)點(diǎn)并根據(jù)本發(fā)明的用途，如這里具體化和廣泛描述的， 一種面內(nèi)切換模式透反射式液晶顯示設(shè)備包括彼此面對(duì)并隔開的第一基板和第二基板； 在所述第一基板的內(nèi)表面上的柵極線和數(shù)據(jù)線，所述柵極線和數(shù)據(jù)線彼此交叉以限定具有 透射區(qū)域和反射區(qū)域的像素區(qū)域；與所述柵極線平行的公共線；與所述柵極線和數(shù)據(jù)線連 接的薄膜晶體管；在所述薄膜晶體管上的第一鈍化層；在所述反射區(qū)域中的第一鈍化層上的反射層；在所述反射層上的第二鈍化層；在所述第二鈍化層上的像素電極，所述像素電 極在所述像素區(qū)域中具有板形并連接到所述薄膜晶體管；在所述像素電極上的第三鈍化 層；在所述第三鈍化層上的公共電極，所述公共電極與所述公共線連接，所述公共電極包括 在所述透射區(qū)域中的沿第一方向的多個(gè)第一開口和在所述反射區(qū)域中的沿與所述第一方 向不同的第二方向的多個(gè)第二開口，所述多個(gè)第一開口的每個(gè)和所述多個(gè)第二開口的每個(gè) 都具有條形；在所述第二基板的內(nèi)表面上的濾色器層；和在所述第一基板和第二基板之間 的液晶層。在另一個(gè)方面中，一種制造面內(nèi)切換模式透反射式液晶顯示設(shè)備的方法包括在 第一基板的內(nèi)表面上形成柵極線和數(shù)據(jù)線，所述柵極線和數(shù)據(jù)線彼此交叉以限定具有透 射區(qū)域和反射區(qū)域的像素區(qū)域；形成與所述柵極線平行的公共線；形成與所述柵極線和數(shù) 據(jù)線連接的薄膜晶體管；在所述薄膜晶體管上形成第一鈍化層；在所述反射區(qū)域中的第一 鈍化層上形成反射層；在所述反射層上形成第二鈍化層；在所述第二鈍化層上形成像素電 極，所述像素電極在所述像素區(qū)域中具有板形并連接到所述薄膜晶體管；在所述像素電極 上形成第三鈍化層；在所述第三鈍化層上形成公共電極，所述公共電極與所述公共線連接， 所述公共電極包括在所述透射區(qū)域中的沿第一方向的多個(gè)第一開口和在所述反射區(qū)域中 的沿與所述第一方向不同的第二方向的多個(gè)第二開口，所述多個(gè)第一開口的每個(gè)和所述多 個(gè)第二開口的每個(gè)都具有條形；在第二基板的內(nèi)表面上形成濾色器層；以使所述公共電極 面對(duì)所述濾色器層的方式附接所述第一基板和第二基板；和在所述第一基板和第二基板之 間形成液晶層。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明前面的概括性描述和下面的詳細(xì)描述都是例示性的和解釋性 的，意在對(duì)要求保護(hù)的本發(fā)明提供進(jìn)一步的解釋。


附圖包含在本申請(qǐng)中構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，用以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解。附 圖例示了本發(fā)明的實(shí)施方式并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1是顯示現(xiàn)有技術(shù)的面內(nèi)切換模式透反射式液晶顯示設(shè)備的剖面圖；圖2是顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的面內(nèi)切換模式透反射式液晶顯示設(shè)備中的單元間隙， 反射比和電壓差之間的關(guān)系的曲線圖；圖3是顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的面內(nèi)切換模式透反射式液晶顯示設(shè)備中的波長，反射 比和電壓差之間的關(guān)系的曲線圖；圖4是顯示在現(xiàn)有技術(shù)的面內(nèi)切換模式透反射式液晶顯示設(shè)備中黑圖像的反射 比與波長之間的關(guān)系的曲線圖；圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的面內(nèi)切換模式透反射式液晶顯示設(shè)備的 平面圖；圖6是沿圖5的線VI-VI的剖面圖；圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的面內(nèi)切換模式透反射式液晶顯示設(shè)備中 的取向方向、偏振軸和開口方向的坐標(biāo)系統(tǒng)；圖8是顯示在根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式以及現(xiàn)有技術(shù)的面內(nèi)切換模式透反射式液晶顯示設(shè)備中反射比和電壓差之間的關(guān)系的曲線圖；以及圖9是顯示在根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式以及現(xiàn)有技術(shù)的面內(nèi)切換模式透反射式 液晶顯示設(shè)備中黑圖像的反射比與波長之間的關(guān)系的曲線圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，附圖中圖解了這些實(shí)施方式的 一些例子。盡可能地使用相同的參考標(biāo)號(hào)表示相同或相似的部件。圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的面內(nèi)切換模式透反射式液晶顯示設(shè)備的 平面圖，圖6是沿圖5的線VI-VI的剖面圖。在圖5和6中，面內(nèi)切換(IPS)模式透反射式液晶顯示(IXD)設(shè)備101包括彼此 面對(duì)且隔開的第一和第二基板102和181以及在第一和第二基板102和181之間的液晶層 190。第一和第二基板102和181包括具有透射區(qū)域TA和反射區(qū)域RA的像素區(qū)域P。在第 一基板102的內(nèi)表面上形成有柵極線103、數(shù)據(jù)線125和公共線109。柵極線103和數(shù)據(jù)線 125彼此交叉以限定像素區(qū)域P。公共線109與柵極線103平行且與像素區(qū)域P交叉。在 反射區(qū)域RA中形成有從公共線109延伸的第一公共突出部110，從公共線109延伸的第二 公共突出部111形成為與數(shù)據(jù)線125局部重疊。此外，在像素區(qū)域P中形成有與柵極線103和數(shù)據(jù)線125連接的薄膜晶體管(TFT) Tr。TFT Tr包括柵極106、柵極絕緣層115、半導(dǎo)體層120、源極130和漏極133。柵極與柵 極線103連接，源極130與數(shù)據(jù)線125連接。半導(dǎo)體層120包括本征非晶硅構(gòu)成的有源層 120a和摻雜有雜質(zhì)的非晶硅構(gòu)成的歐姆接觸層120b。源極和漏極130和133彼此隔開。 漏極133與第一公共突出部110重疊，以使用第一公共突出部110、柵極絕緣層115和漏極 133分別作為第一電容器電極、電介質(zhì)層和第二電容器電極，由此組成存儲(chǔ)電容器StgC。在TFT Tr和數(shù)據(jù)線125上形成有無機(jī)絕緣材料的第一鈍化層136，在第一鈍化層 136上形成有有機(jī)絕緣材料的第二鈍化層140。在反射區(qū)域RA中第二鈍化層140在其頂 表面處可包括多個(gè)非均勻部分。在第二鈍化層140上形成有無機(jī)絕緣材料的第三鈍化層 142，在反射區(qū)域RA中的第三鈍化層142上形成有具有相對(duì)較高反射比的金屬材料的反射 層150。由于第二鈍化層140的存在，第三鈍化層142和反射層150每個(gè)都在其頂表面處可 包括多個(gè)非均勻部分。無機(jī)絕緣材料的第一鈍化層136可形成在TFT Tr與第二鈍化層140之間，以防止 由于有機(jī)絕緣材料的第二鈍化層140和半導(dǎo)體層120的直接接觸造成的有源層120a的溝 道區(qū)域的污染和TFT Tr的惡化。此外，第三鈍化層142可形成在第二鈍化層140與反射層 150之間，以提高有機(jī)絕緣材料的第二鈍化層140與金屬材料的反射層150之間的粘結(jié)力。 盡管圖5和6的IPS模式透反射式IXD設(shè)備101包括第一、第二和第三鈍化層136，140和 142，但在其他實(shí)施方式中可省略第一和第三鈍化層136和142。在反射區(qū)域RA中的反射層150上形成有有機(jī)絕緣材料的第四鈍化層152。由于 第四鈍化層152的存在，反射區(qū)域RA中的液晶層190的厚度(即第三單元間隙d3)小于透 射區(qū)域TA中的液晶層190的厚度(即第四單元間隙d4)。此外，在第三和第四鈍化層142 和152上形成有無機(jī)絕緣材料的第五鈍化層155。第五，第三，第二和第一鈍化層155，142， 140和136可包括暴露漏極133的漏極接觸孔158。
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在像素區(qū)域P中的第五鈍化層155上形成有透明導(dǎo)電材料的像素電極160。像素 電極160具有板形并通過漏極接觸孔158連接到漏極133。第五鈍化層155可形成在第四 鈍化層152與像素電極160之間，以提高有機(jī)絕緣材料的第四鈍化層152與透明導(dǎo)電材料 的像素電極160之間的粘結(jié)力，并可在其他實(shí)施方式中省略第五鈍化層155。此外，像素電 極160可與第二公共突出部111局部重疊，第二公共突出部111可遮蔽穿過數(shù)據(jù)線125與 像素電極160之間的間隙的光，以防止光泄漏。在像素電極160上形成有無機(jī)絕緣材料的第六鈍化層163，在每個(gè)像素區(qū)域P中的 第六鈍化層163上或在第一基板102的整個(gè)顯示區(qū)域中的第六鈍化層163上形成透明導(dǎo)電 材料的公共電極170。盡管圖5和6中沒有示出，但公共電極107通過公共接觸孔連接到公 共線109。此外，在公共電極107上形成有第一取向膜172。公共電極170包括每個(gè)都具有條形的多個(gè)第一開口 opl和每個(gè)都具有條形的多個(gè) 第二開口 op2。在透射區(qū)域TA中，彼此隔開的多個(gè)第一開口 opl沿平行于數(shù)據(jù)線125的第 一方向Xl設(shè)置；在反射區(qū)域RA中，彼此隔開的多個(gè)第二開口 op2沿與第一方向Xl不同的 第二方向X2設(shè)置。此外，在第二基板181的內(nèi)表面上形成有黑矩陣183，在黑矩陣183上形成有濾色 器層185。黑矩陣183對(duì)應(yīng)于像素區(qū)域P的邊界部分，即柵極線103和數(shù)據(jù)線125。濾色器 層185包括每個(gè)都對(duì)應(yīng)于像素區(qū)域P的紅色、綠色和藍(lán)色濾色器R，G，B。每個(gè)濾色器在反射 區(qū)域RA的中心部分處可具有通孔TH，從而可改善反射區(qū)域RA中的亮度。在濾色器層185 上形成有涂覆層187，在涂覆層187上形成有第二取向膜189。此外，分別在第一和第二基板102和181的外表面上形成有第一和第二偏振板193 和195。第一和第二取向膜172和189之間的液晶層190在反射區(qū)域RA中具有對(duì)應(yīng)于第三 單元間隙d3的厚度，在透射區(qū)域TA中具有與大于第三單元間隙d3的第四單元間隙d4對(duì) 應(yīng)的厚度。例如，第四單元間隙d4可以是第三單元間隙d3的1.7倍(d4 = 1.7Xd3)。
下文將說明在根據(jù)本發(fā)明的IPS模式透反射式LCD設(shè)備中的取向方向、偏振軸和 開口方向的關(guān)系。圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的面內(nèi)切換模式透反射式液晶顯示設(shè)備中 的取向方向、偏振軸和開口方向的坐標(biāo)系統(tǒng)。在圖5，6和7中，坐標(biāo)系統(tǒng)的χ軸定義為平行于柵極線125的方向，坐標(biāo)系統(tǒng)的y 軸定義為與透射區(qū)域TA中的每個(gè)第一開口 opl平行的方向，即第一方向XI。透射區(qū)域TA 中第二取向膜189的取向方向與反射區(qū)域RA中第二取向膜189的取向方向相同。因此，不 管是透射區(qū)域TA還是反射區(qū)域PA，第二基板181的第二取向膜189具有單一取向方向，第 二取向膜189可通過采用沿單一方向的紫外(UV)取向方法的單個(gè)取向步驟或者代替分離 取向步驟采用摩擦方法的單個(gè)取向步驟來取向?？赏ㄟ^UV取向方法僅進(jìn)行分離取向步驟。 UV取向方法的處理時(shí)間比摩擦方法的處理時(shí)間長，且摩擦方法在圖像粘滯的顯示質(zhì)量方面 優(yōu)于UV取向方法。因此，通過對(duì)第二取向膜189采用摩擦方法的單個(gè)取向步驟來改善處理 時(shí)間和特性。第一和第二偏振板193和195分別具有第一和第二偏振軸pi和p2，第一偏振軸pi 垂直于第二偏振軸P2。第二偏振軸p2平行于透射區(qū)域TA中的第一和第二取向膜172和 189的取向方向，并且平行于反射區(qū)域RA中的第二取向膜189的取向方向。因此，透射區(qū)域
10TA中的第一和第二取向膜172和189的取向方向、第二偏振軸p2、以及反射區(qū)域RA中的第 二取向膜189的取向方向中的每一個(gè)都相對(duì)于平行于每個(gè)第一開口 opl的y軸方向(即第 一方向XI)順時(shí)針地具有第一角度α 1。此外，第一偏振軸Pl相對(duì)于χ軸順時(shí)針地具有第 一角度α 。例如，第一角度α 可在大約5°到大約10°的范圍內(nèi)。此外，反射區(qū)域RA中的第一取向膜172的取向方向平行于每個(gè)第二開口 ορ2的方 向，即第二方向Χ2。反射區(qū)域RA中的第一取向膜172的取向方向和每個(gè)第二開口 ορ2的方 向(即第二方向Χ2)均相對(duì)于透射和反射區(qū)域TA和RA中的第二取向膜的取向方向順時(shí)針 地具有第二角度α 2。例如，第二角度α 2可在大約62°到大約64°的范圍內(nèi)。當(dāng)?shù)谝缓偷诙嵌圈?和α2分別為大約5°和大約63°時(shí)，透射區(qū)域TA中的第 一和第二取向膜172和189的取向方向、第二偏振板195的第二偏振軸ρ2、以及反射區(qū)域 RA中的第二取向膜189的取向方向中的每一個(gè)都相對(duì)于每個(gè)第一開口 opl的方向(即第一 方向XI)順時(shí)針地具有大約5°的角度。此外，反射區(qū)域RA中的第一取向膜172的取向方 向和每個(gè)第二開口 op2的方向(即第二方向X2)均相對(duì)于每個(gè)第一開口 opl的方向(即第 一方向XI)順時(shí)針地具有大約68°的角度(該角度是第一和第二角度α 1和α 2之和)。在根據(jù)本發(fā)明的IPS模式透反射式LCD設(shè)備101中，因?yàn)榉瓷鋮^(qū)域RA中的液晶層 190具有如下的扭曲結(jié)構(gòu)，即第一和第二取向膜172和189的取向方向彼此相對(duì)扭曲第二角 度α 2，所以與約1/1. 7倍于第四單元間隙d4的第三單元間隙d3(d3= (l/1.7)Xd4)對(duì) 應(yīng)的反射區(qū)域RA具有與對(duì)應(yīng)于第四單元間隙d4的透射區(qū)域TA相同的延遲。例如，透射區(qū) 域TA中的液晶層190的厚度(即第四單元間隙d4)可在大約3. 8 μ m到大約4. 3 μ m的范 圍內(nèi)，反射區(qū)域RA中的液晶層190的厚度(即第三單元間隙d3)可在大約2. 24μπι到大約 2. 53μπι的范圍內(nèi)。結(jié)果，由于反射區(qū)域RA中的單元間隙增加，改善了反射效率和黑圖像的 亮度。此外，因?yàn)橥干鋮^(qū)域TA中的第二取向膜189的取向方向與反射區(qū)域RA中的第二 取向膜189的取向方向相同，所以可通過沿單一方向的摩擦方法和UV取向方法之一進(jìn)行第 二取向膜189的取向步驟。結(jié)果，改善了制造自由度和生產(chǎn)率。圖8是顯示在根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式以及現(xiàn)有技術(shù)的面內(nèi)切換模式透反射式 液晶顯示設(shè)備中反射比和電壓差之間的關(guān)系的曲線圖。圖8的反射比是指包括濾色器層和 偏振板在內(nèi)的面內(nèi)切換(IPS)模式透反射式液晶顯示(LCD)設(shè)備中的總反射比。在圖8中，與現(xiàn)有技術(shù)的IPS模式透反射式IXD設(shè)備的反射區(qū)域中的反射比相比， 本發(fā)明的IPS模式透反射式LCD設(shè)備的反射區(qū)域中的反射比改善了大約10%。例如，當(dāng)給 反射區(qū)域中的液晶層施加大約5V的電壓差時(shí)，本發(fā)明的IPS模式透反射式LCD設(shè)備的反射 比為大約0. 315，現(xiàn)有技術(shù)的IPS模式透反射式IXD設(shè)備的反射比為大約0. 285。因此，反 射比可改善大約10.5%。表1是圖解根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式以及現(xiàn)有技術(shù)的面內(nèi)切換模式透反射式液 晶顯示設(shè)備的反射區(qū)域中的黑圖像的亮度、白圖像的亮度和對(duì)比度的表。在表1中，反射區(qū) 域的亮度是指反射區(qū)域的反射比。表 權(quán)利要求
1.一種面內(nèi)切換模式透反射式液晶顯示設(shè)備，包括 彼此面對(duì)并隔開的第一基板和第二基板；在所述第一基板的內(nèi)表面上的柵極線和數(shù)據(jù)線，所述柵極線和數(shù)據(jù)線彼此交叉以限定 具有透射區(qū)域和反射區(qū)域的像素區(qū)域； 與所述柵極線平行的公共線； 與所述柵極線和數(shù)據(jù)線連接的薄膜晶體管； 在所述薄膜晶體管上的第一鈍化層； 在所述反射區(qū)域中的第一鈍化層上的反射層； 在所述反射層上的第二鈍化層；在所述第二鈍化層上的像素電極，所述像素電極在所述像素區(qū)域中具有板形并連接到 所述薄膜晶體管；在所述像素電極上的第三鈍化層；在所述第三鈍化層上的公共電極，所述公共電極與所述公共線連接，所述公共電極包 括在所述透射區(qū)域中的沿第一方向的多個(gè)第一開口和在所述反射區(qū)域中的沿與所述第一 方向不同的第二方向的多個(gè)第二開口，所述多個(gè)第一開口的每個(gè)和所述多個(gè)第二開口的每 個(gè)都具有條形；在所述第二基板的內(nèi)表面上的濾色器層；和 在所述第一基板和第二基板之間的液晶層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括 在所述公共電極上的第一取向膜； 在所述濾色器層上的第二取向膜；在所述第一基板的外表面上的第一偏振板；和 在所述第二基板的外表面上的第二偏振板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述透射區(qū)域中的第一取向膜和第二取向膜的取 向方向、所述第二偏振板的第二偏振軸、以及所述反射區(qū)域中的第二取向膜的取向方向中 的每一個(gè)都相對(duì)于所述第一方向具有第一角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述反射區(qū)域中的第一取向膜的取向方向平行于 所述第二方向并相對(duì)于所述第二偏振軸具有第二角度，其中所述第一偏振板的第一偏振軸 垂直于所述第二偏振軸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述第一角度在大約5°到大約10°的范圍內(nèi)，所 述第二角度在大約62°到大約64°的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述第一取向膜通過紫外取向方法取向，所述第 二取向膜通過紫外取向方法和摩擦方法之一取向。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述液晶層在所述透射區(qū)域中具有第一厚度，在 所述反射區(qū)域中具有第二厚度，并且所述第二厚度與所述第一厚度的比率為大約1/1. 7。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述第一厚度在大約3.8 μ m到大約4. 3 μ m的范 圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括從所述公共線延伸的第一公共突出部，所述第一公共突出部設(shè)置在所述反射區(qū)域中并與所述薄膜晶體管的漏極重疊，以組成存儲(chǔ)電容器；和從所述公共線延伸的第二公共突出部，所述第二公共突出部與所述數(shù)據(jù)線和所述像素電極重疊。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述公共電極形成在所述像素區(qū)域中或形成在 所述第一基板的整個(gè)顯示區(qū)域中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一鈍化層包括有機(jī)絕緣材料并且在所述 反射區(qū)域中所述第一鈍化層在其頂表面處具有多個(gè)第一非均勻部分，所述反射層在其頂表 面處具有多個(gè)第二非均勻部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，還包括在所述薄膜晶體管與所述第一鈍化層之間的無機(jī)絕緣材料的第四鈍化層； 在所述第一鈍化層與所述反射層之間的無機(jī)絕緣材料的第五鈍化層；和 在所述反射區(qū)域中在所述第二鈍化層與所述第三鈍化層之間的有機(jī)絕緣材料的第六 鈍化層。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括在所述第二基板與所述濾色器層之間的黑矩陣，所述黑矩陣對(duì)應(yīng)于所述柵極線和所述 數(shù)據(jù)線；和在所述濾色器層上的涂覆層。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述濾色器層在所述反射區(qū)域的中心部分處具 有通孑L。
15.一種制造面內(nèi)切換模式透反射式液晶顯示設(shè)備的方法，包括在第一基板的內(nèi)表面上形成柵極線和數(shù)據(jù)線，所述柵極線和數(shù)據(jù)線彼此交叉以限定具 有透射區(qū)域和反射區(qū)域的像素區(qū)域； 形成與所述柵極線平行的公共線； 形成與所述柵極線和數(shù)據(jù)線連接的薄膜晶體管； 在所述薄膜晶體管上形成第一鈍化層； 在所述反射區(qū)域中的第一鈍化層上形成反射層； 在所述反射層上形成第二鈍化層；在所述第二鈍化層上形成像素電極，所述像素電極在所述像素區(qū)域中具有板形并連接 到所述薄膜晶體管；在所述像素電極上形成第三鈍化層；在所述第三鈍化層上形成公共電極，所述公共電極與所述公共線連接，所述公共電極 包括在所述透射區(qū)域中的沿第一方向的多個(gè)第一開口和在所述反射區(qū)域中的沿與所述第 一方向不同的第二方向的多個(gè)第二開口，所述多個(gè)第一開口的每個(gè)和所述多個(gè)第二開口的 每個(gè)都具有條形；在第二基板的內(nèi)表面上形成濾色器層；以使所述公共電極面對(duì)所述濾色器層的方式附接所述第一基板和第二基板；和 在所述第一基板和第二基板之間形成液晶層。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括 在所述公共電極上形成第一取向膜；在所述濾色器層上形成第二取向膜；在所述第一基板的外表面上形成第一偏振板，所述第一偏振板具有第一偏振軸；和在所述第二基板的外表面上形成第二偏振板，所述第二偏振板具有垂直于所述第一偏 振軸的第二偏振軸。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括將所述第一取向膜取向，其中所述透射區(qū)域中的第一取向膜的取向方向與所述第二偏 振軸平行并相對(duì)于所述第一方向具有第一角度，其中所述反射區(qū)域中的第一取向膜的取向 方向與所述第二方向平行并相對(duì)于所述第二偏振軸具有第二角度；以及將所述第二取向膜取向，其中所述透射區(qū)域和反射區(qū)域中的第二取向膜的取向方向與 所述第二偏振軸平行并相對(duì)于所述第一方向具有所述第一角度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述第一角度在大約5°到大約10°的范圍內(nèi)， 所述第二角度在大約62°到大約64°的范圍內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述第一取向膜通過紫外取向方法取向，所述 第二取向膜通過紫外取向方法和摩擦方法之一取向。
全文摘要
公開一種面內(nèi)切換模式透反射式液晶顯示設(shè)備及其制造方法。液晶顯示設(shè)備包括彼此面對(duì)并隔開的第一和第二基板；第一基板內(nèi)表面的柵極線和數(shù)據(jù)線，它們彼此交叉以限定具有透射和反射區(qū)域的像素區(qū)域；與柵極線平行的公共線；與柵極線和數(shù)據(jù)線連接的薄膜晶體管及其上的第一鈍化層；反射區(qū)域中第一鈍化層上的反射層及其上的第二鈍化層；第二鈍化層上的像素電極，其在像素區(qū)域中為板形且與薄膜晶體管連接；像素電極上的第三鈍化層及其上的公共電極，公共電極與公共線連接并包括透射區(qū)域中沿第一方向的第一開口和反射區(qū)域中沿與第一方向不同的第二方向的第二開口，這些開口均具有條形；第二基板內(nèi)表面上的濾色器層；和第一和第二基板之間的液晶層。
文檔編號(hào)H01L27/02GK101995723SQ20101024756
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日
發(fā)明者文鍾源, 樸貴福, 李源鎬 申請(qǐng)人:樂金顯示有限公司