專利名稱：：半穿半反式液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及半穿半反式液晶顯示器，特別是涉及單晶胞間隙(cellgap)型的半穿半反式液晶顯示器。
背景技術(shù)：
：液晶顯示器一般可分成3類穿透式液晶顯示器、反射式液晶顯示器和半穿半反式液晶顯示器。然而穿透式液晶顯示器中來(lái)自背光源的穿透率僅3～8％，故為一低效率的光轉(zhuǎn)換器。因此穿透式液晶顯示器的背光裝置必須具有高亮度，但也導(dǎo)致高耗電的問(wèn)題。反射式液晶顯示器系使用周邊的光源以成像，故可節(jié)省耗電量。然而反射式液晶顯示器須在白天使用或其周邊必須有外部光源存在，而在晚上或光線昏暗處則無(wú)法使用。因此目前引入半穿半反式液晶顯示器的技術(shù)。一般而言，半穿半反式液晶顯示器有兩個(gè)主要的發(fā)展途徑單晶胞間隙(圖1a)與雙晶胞間隙(圖1b)。圖1a是傳統(tǒng)使用單晶胞間隙(cellgap)的半穿半反式液晶顯示器的橫剖面示意圖。所述半穿半反式液晶顯示器包含彼此相對(duì)的上下基板200、100和夾于上下基板之間的液晶層300。共享電極220形成于上基板200之下，穿透電極140則形成于穿透區(qū)T、反射電極120形成于反射區(qū)R。穿透區(qū)T與反射區(qū)R具有相同的晶胞間隙(d)。光效率一般正比于入射光行經(jīng)液晶層所經(jīng)歷的總遲延變化。總遲延變化是1)與2)的乘積。1)是入射光所“看到的”液晶分子因外加電壓所造成的重新定向的雙折射(birefringence)變化Δn。2)是入射光在液晶層所走的總路徑長(zhǎng)度。因?yàn)榉瓷鋮^(qū)R的光線經(jīng)過(guò)液晶層300共2次，但穿透區(qū)T的光線只經(jīng)過(guò)液晶層300一次，所以反射區(qū)R的光線在液晶層所經(jīng)歷的總遲延變化為Δn×2d，是穿透區(qū)TΔn×d的2倍。圖1b顯示在2.75V時(shí)，R達(dá)到100％的亮度，但T僅50％。如圖2a所示，為使反射模式與穿透模式均達(dá)最佳的光效率，一般可使用雙晶胞間隙(doublecellgap)技術(shù)以將反射區(qū)R的晶胞間隙減至d/2，使光在反射區(qū)R與穿透區(qū)T的液晶層300所走的總路徑長(zhǎng)度相等。因此，光在反射區(qū)R的液晶層所經(jīng)歷的總遲延變化Δn×2×d/2，等于光在穿透區(qū)T的液晶層所經(jīng)歷的總遲延變化Δn×d。因此，如圖2b所示，反射區(qū)R與穿透區(qū)T有100％的相同光效率。但上述的技術(shù)過(guò)于復(fù)雜，工藝上，兩晶胞間隙差必需維持良好的控制，且此工藝必須仰賴有機(jī)層等額外材料層的控制才行，而反射區(qū)R與穿透區(qū)T的晶胞間隙差將導(dǎo)致R與T模式間不同的反應(yīng)時(shí)間。美國(guó)專利公報(bào)US2003/0202139A1揭露一種只須單晶胞間隙的半穿半反式液晶顯示器。但該揭露內(nèi)容并不清楚。依據(jù)其于摘要中的描述，該專利案并不使用縮減反射區(qū)的晶胞間隙的方法，而是改采減少反射區(qū)的雙折射變化Δn，即可使反射區(qū)的總延遲變化等于穿透區(qū)，而上述的結(jié)果是藉發(fā)生于單晶胞間隙的反射區(qū)中的45°的像素局部切換(partialswitchingofthepixels)加以實(shí)現(xiàn)，且其是藉提供邊際電場(chǎng)(fringefields)給單晶胞間隙的反射區(qū)的液晶分子所致，而此邊際電場(chǎng)則由不連續(xù)電極產(chǎn)生。由于這種結(jié)構(gòu)的整個(gè)反射區(qū)都有不連續(xù)電極，因此如何商業(yè)化使用此結(jié)構(gòu)并不清楚。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于解決上述問(wèn)題，并提供一穿透反射式液晶顯示器面板的陣列基板，也即一種半穿半反式液晶顯示器面板的陣列基板。該陣列基板可產(chǎn)生一單晶胞間隙(cellgap)的半穿半反式(穿透反射式)液晶顯示器裝置，其穿透區(qū)與反射區(qū)的光效率大體上相等。本發(fā)明揭露的半穿半反式(穿透反射式)液晶顯示器面板包括一像素陣列結(jié)構(gòu)，其中穿透區(qū)含一穿透電極(transmissiveelectrode)，反射區(qū)有一不接電位的反射層(reflctivelayer)(即非作為像素電極)。在一實(shí)施例中，本發(fā)明所述的陣列基板包括一基板；數(shù)條位于基板上彼此交叉且用以定義像素的信號(hào)線(Dataline)與掃描線(scanningline)；每一像素具有一穿透區(qū)及一反射區(qū)；一穿透電極，設(shè)置于穿透區(qū)中；及一不接電壓的反射層，設(shè)置于反射區(qū)中。本發(fā)明的半穿半反式(穿透反射式)液晶顯示器面板包括如上所述的陣列基板；與所述陣列基板相對(duì)的另一基板，此基板具有一共享電極；及一介于共享電極與穿透電極之間的液晶層。本發(fā)明還提供一種半穿半反式液晶顯示器裝置，其包括如上所述的半穿半反式液晶顯示器面板，及一控制器，該控制器被連接至所述半穿半反式液晶顯示器面板以提供圖像。本發(fā)明還提供一種電子裝置，其包括如上所述的半穿半反式液晶顯示器裝置，及一輸入裝置，該輸入裝置被連接至所述半穿半反式液晶顯示器裝置的控制器，以控制所述半穿半反式液晶顯示器裝置的控制器以提供圖像。本發(fā)明的半穿半反式液晶顯示器反射區(qū)與穿透區(qū)都達(dá)到最大的光效率。圖1a是傳統(tǒng)使用單晶胞間隙(cellgap)的半穿半反式液晶顯示器的橫剖面示意圖。圖1b是圖1a的裝置的反射比(reflectionratio)相對(duì)于電壓的關(guān)系圖與透射比(transmissionratio)相對(duì)于電壓的關(guān)系圖。圖2a是傳統(tǒng)使用雙晶胞間隙半穿半反式液晶顯示器的橫剖面示意圖。圖2b是圖2a的裝置的反射比(reflectionratio)相對(duì)于電壓的關(guān)系圖與透射比(transmissionratio)相對(duì)于電壓的關(guān)系圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的第1實(shí)施例的半穿半反式液晶顯示器面板的像素平面圖。圖4a是沿著圖3的4-4線的橫剖面示意圖。圖4b是沿著圖3的4-4線的另一橫剖面示意圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的第2實(shí)施例的半穿半反式液晶顯示器面板的像素平面圖。圖6a是沿著圖5的6-6線的橫剖面示意圖。圖6b是沿著圖5的6-6線的另一橫剖面示意圖。圖7是圖4b的液晶顯示器面板的反射比(reflectionratio)相對(duì)于電壓的關(guān)系圖與透射比(transmissionratio)相對(duì)于電壓的關(guān)系圖。圖8是本發(fā)明的半穿半反式液晶顯示器裝置方塊圖。圖9是本發(fā)明的電子裝置方塊圖。主要符號(hào)說(shuō)明穿透區(qū)～T反射區(qū)～R晶胞間隙～d垂直電場(chǎng)～E1橫向電場(chǎng)(邊際電場(chǎng))～E2信號(hào)線～DL掃描線～SL基板～10相對(duì)基板～20上基板～100下基板～200液晶層～300共享電極～22、220液晶層～30儲(chǔ)存電容～Cst穿透電極塊～14a反射層～12反射塊～12a穿透電極～14、140狹縫～14b寬度～Wt寬度～Wr半穿半反式液晶顯示器面板～1控制器～2半穿半反式液晶顯示器裝置～3輸入裝置～4電子裝置～具體實(shí)施方式圖3是根據(jù)本發(fā)明的第1實(shí)施例的半穿半反式液晶顯示器面板的像素平面圖。圖4a是沿著圖3的4-4線所示的橫剖面示意圖。參照?qǐng)D3、圖4a，所述半穿半反式液晶顯示器面板包含一陣列基板S1和一與陣列基板S1分隔的相對(duì)基板(opposingsubstrate)20。陣列基板S1包含一基板10、數(shù)條信號(hào)線DL、數(shù)條掃描線SL、一反射層12、一穿透電極14和形成于反射層12與穿透電極14之間的平坦層16(planarizationlayer)。對(duì)面的基板20之下有一共享電極(commonelectrode)。液晶層30夾于穿透電極14與共享電極22之間。數(shù)條掃描線SL延X(jué)軸延伸，數(shù)條信號(hào)線DL延Y軸延伸彼此交叉，用以定義數(shù)個(gè)像素。一個(gè)像素包括一穿透區(qū)T與一反射區(qū)R。穿透電極14配置于基板10的穿透區(qū)T。參照?qǐng)D3、圖4a，穿透電極14可以是梳狀(comb-shaped)并含數(shù)個(gè)位于反射區(qū)R的狹縫(slit)14b，進(jìn)而將穿透電極14分成數(shù)個(gè)不連續(xù)的穿透電極塊14a。反射層12沉積于基板10的反射區(qū)R且不接電位。反射層12包括數(shù)個(gè)位于狹縫14b中的反射塊12a。穿透電極塊14a與反射塊12a被依序交替設(shè)置。參照?qǐng)D4a，本發(fā)明的特征在于反射層12并非電極，即不接電位。反之穿透電極14須接電位。而于本實(shí)施例所示的一例中，施加電壓時(shí)，負(fù)型液晶將垂直對(duì)準(zhǔn)于電場(chǎng)。其中于負(fù)型液晶的例子中，穿透電極14是接電但反射層12不接電(即非像素電極)。穿透電極14的平面處則產(chǎn)生垂直該平面的垂直電場(chǎng)E1，穿透電極14的邊緣則以傾斜角小于90度的方式產(chǎn)生一橫向電場(chǎng)(邊際電場(chǎng))E2。因此施加電壓時(shí)，穿透區(qū)T的液晶L1受E1控制，反射區(qū)R的液晶L2受E2控制。傾斜角較小，等效雙折射變化(effectivebirefringencechange)Δneff，也較小。因此，反射區(qū)R的液晶的等效雙折射變化ΔnReff將小于穿透區(qū)T的液晶的等效雙折射變化nTeff。穿透電極塊14a的沿信號(hào)線的方向延伸的寬度Wt，可以是1～10μm。反射塊12a的沿信號(hào)線的方向延伸的寬度Wr，可以是1～10μm。在較佳的情況下，Wt、Wr與晶胞間隙d可調(diào)整，使反射區(qū)R的等效雙折射變化減小至Δn/2。因此，反射區(qū)R的總遲延變化(totalretardationchange)，(Δn/2)×2×d，變得與穿透區(qū)T的總遲延變化Δn×d相等。結(jié)果反射區(qū)R與穿透區(qū)T的光效率大體相等。此外，可在上基板20與下基板10的外表面?zhèn)€別形成一補(bǔ)償膜(compensator)(未圖示)與一偏光板(polarizer)(未圖示)。所述補(bǔ)償膜可以是四分之一波長(zhǎng)的薄膜(λ/4film)。圖4b展示半穿半反式液晶顯示器面板1沿著圖3的4-4線的橫剖面示意圖。圖4b異于圖4a，圖4b的半穿半反式液晶顯示器面板沒(méi)有平坦層16，且反射層12與穿透電極14彼此交錯(cuò)。當(dāng)穿透電極14與反射層12相連時(shí)，反射層12可以是不導(dǎo)電的高反射系數(shù)材料，例如，多層介電膜(multi-layerdielectricfilm)。當(dāng)穿透電極14與反射層12相隔一段距離或藉絕緣薄膜隔離時(shí)，反射層12可以是導(dǎo)電的高反射系數(shù)材料，例如鋁、銀或鋁合金，并使反射層12不接電位。圖5是根據(jù)本發(fā)明的第2實(shí)施例的半穿半反式液晶顯示器面板的像素平面圖。圖6a是沿著圖5的6-6線的橫剖面示意圖。參照?qǐng)D5、圖6a，所述半穿半反式液晶顯示器面板包含一陣列基板S2和一與陣列基板S2分隔的相對(duì)基板(opposingsubstrate)20。陣列基板S2包含一基板10、數(shù)條信號(hào)線DL、數(shù)條掃描線SL、一反射層12、一與反射層12同層的穿透電極14、一儲(chǔ)存電容(storagecapacitor)Cst，及形成于儲(chǔ)存電容Cst與反射層12之間的平坦層16(planarizationlayer)。上基板20下方有一共享電極(commonelectrode)，液晶層30夾于穿透電極14與共享電極22之間。數(shù)條掃描線SL沿著X軸延伸，數(shù)條信號(hào)線DL沿著Y軸延伸彼此交叉，用以定義數(shù)個(gè)像素。一個(gè)像素包括一穿透區(qū)T與一反射區(qū)R。穿透電極14設(shè)置于基板10的穿透區(qū)T。參照?qǐng)D5、圖6a，穿透電極14可以是梳狀(comb-shaped)并含數(shù)個(gè)位于反射區(qū)R的狹縫(slit)14b，進(jìn)而將穿透電極14分成數(shù)個(gè)不連續(xù)的穿透電極塊14a。反射層12(被實(shí)線包圍的斜線部分)設(shè)置于基板10的反射區(qū)R且不接電位。反射層12包括數(shù)個(gè)位于狹縫14b對(duì)應(yīng)區(qū)的反射層部12a。占據(jù)被虛線包圍的斜線部分的儲(chǔ)存電容Cst與一開關(guān)裝置(未圖標(biāo)，如薄膜晶體管)則設(shè)置于反射層12之下。類似第一實(shí)施例的敘述，參照?qǐng)D6a，本發(fā)明的特征在于反射層12并非電極，即不接電位(即非像素電極)。穿透區(qū)T有垂直電場(chǎng)E1，反射區(qū)R有橫向電場(chǎng)(邊際電場(chǎng))E2。因此施加電壓時(shí)，穿透區(qū)T的液晶L1受E1控制，反射區(qū)R的液晶L2受E2控制。因此，反射區(qū)R的液晶的等效雙折射變化ΔnReff將小于穿透區(qū)T的液晶的等效雙折射變化nTeff。在較佳的情況下，Wt、Wr與晶胞間隙d可調(diào)整，使反射區(qū)R的等效雙折射變化減小至Δn/2。因此，反射區(qū)R的總遲延變化(totalretardationchange)，(Δn/2)×2×d，變得與穿透區(qū)T的總遲延變化Δn×d相等。結(jié)果反射區(qū)R與穿透區(qū)T的光效率大體相等。圖6b是沿著圖5的6-6線的另一橫剖面示意圖。圖6b與圖6a的差異在于反射層的安排不同，圖6a中穿透電極14與反射層12位于同一層。然而圖6b中，反射層12位于穿透電極14下方，但反射層部分12a依舊設(shè)置于狹縫14b的相對(duì)位置。雖然在先前的實(shí)施例中，儲(chǔ)存電容Cst是反射塊12a下方的分離的組件，儲(chǔ)存電容Cst也可以與反射塊12a為同一組件。例如，儲(chǔ)存電容Cst可以有一反射面，且其尺寸大小可以對(duì)應(yīng)于兩相鄰穿透電極間的狹縫大小，但不必然需要完全相同的尺寸。以液晶MLC-6882(Δε＝-4，Δn＝0.0988)進(jìn)行光學(xué)運(yùn)算。反射層12是鋁，反射塊12a的寬度Wr是4μm。穿透電極14是ITO(銦錫氧化物)，穿透電極塊14a的寬度Wt是4μm。晶胞間隙是4μm。圖7是圖4b的液晶顯示器面板的反射比(reflectionratio)相對(duì)于電壓的關(guān)系圖與透射比(transmissionratio)相對(duì)于電壓的關(guān)系圖。圖8是本發(fā)明的半穿半反式液晶顯示器裝置方塊圖。圖4b的半穿半反式液晶顯示器面板1被連接至控制器2而形成半穿半反式液晶顯示器裝置3?？刂破?包括由源極與柵極驅(qū)動(dòng)的電路(未圖標(biāo))，以控制半穿半反式液晶顯示器面板1以提供與輸入一致的圖像。圖9是合并圖8的半穿半反式液晶顯示器裝置3的電子裝置方塊圖。輸入裝置4被連接至控制器2而形成電子裝置5。輸入裝置4可包括類似微處理器的裝置，將數(shù)據(jù)輸入控制器2以提供圖像。電子裝置可以是可攜式裝置，如PDA(電子數(shù)字助理)、筆記型計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)(tabletcomputer)、行動(dòng)電話、顯示器屏幕裝置或非可攜式裝置，如桌上型計(jì)算機(jī)。總之，本發(fā)明的半穿半反式液晶顯示器中的反射層12并非電極，反射區(qū)R有橫向電場(chǎng)(latereralfield)。因此，反射區(qū)R的液晶的等效雙折射變化Δneff將變小，反射區(qū)R的總遲延變化(totalretardationchange)也將變小。結(jié)果反射區(qū)R與穿透區(qū)T的光效率大體相等。于是本發(fā)明的半穿半反式液晶顯示器反射區(qū)R與穿透區(qū)T都達(dá)到最大的光效率。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本發(fā)明的本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。權(quán)利要求1.一種半穿半反式液晶顯示器裝置的陣列基板，其特征在于，包含一基板；多條信號(hào)線與掃描線，位于所述基板上，其定義出多個(gè)像素，每個(gè)像素包括一穿透區(qū)與一反射區(qū)；一穿透電極，設(shè)置于所述穿透區(qū)中；及一反射層，設(shè)置于所述反射區(qū)中，該反射區(qū)不作像素電極使用，其中所述穿透電極包括數(shù)個(gè)不連續(xù)的穿透電極塊，所述反射層包括數(shù)個(gè)不連續(xù)的反射塊，所述穿透電極塊與所述反射塊被依序交替設(shè)置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半穿半反式液晶顯示器裝置的陣列基板，其特征在于所述穿透電極可以是梳狀并含數(shù)個(gè)狹縫。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半穿半反式液晶顯示器裝置的陣列基板，其特征在于所述反射塊被設(shè)置于所述狹縫的對(duì)應(yīng)區(qū)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半穿半反式液晶顯示器裝置的陣列基板，其特征在于還包括一平坦層，形成于所述穿透電極與所述反射層之間。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半穿半反式液晶顯示器裝置的陣列基板，其特征在于所述穿透電極塊的寬度為1～10μm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半穿半反式液晶顯示器裝置的陣列基板，其特征在于所述反射塊的寬度為1～10μm。7.一種半穿半反式液晶顯示器面板，其特征在于，包括如權(quán)利要求1所述的陣列基板；一與所述陣列基板分隔的相對(duì)基板，其具有一共享電極；一液晶層，夾于所述穿透電極與所述共享電極之間。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半穿半反式液晶顯示器面板，其特征在于有一單晶胞間隙位于整個(gè)像素區(qū)上。9.一種半穿半反式液晶顯示器裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求7所述的半穿半反式液晶顯示器面板，及一控制器，被連接至所述半穿半反式液晶顯示器面板以提供圖像。10.一種電子裝置，包括如權(quán)利要求9所述的半穿半反式液晶顯示器裝置，及一輸入裝置，被連接至所述半穿半反式液晶顯示器裝置的控制器，以控制所述半穿半反式液晶顯示器裝置的控制器以提供圖像。全文摘要本發(fā)明提供一種半穿半反式液晶顯示器面板(transreflectiveLCD)的陣列基板。該陣列基板包含一基板；基板上具有彼此交叉的數(shù)條掃描線(SL)與信號(hào)線(DL)，用以定義出數(shù)個(gè)像素區(qū)；一穿透電極配置在穿透區(qū)中；一反射層配置在反射區(qū)中且不施予電壓，而反射區(qū)則有橫向電場(chǎng)產(chǎn)生。本發(fā)明的半穿半反式液晶顯示器穿透區(qū)與反射區(qū)均可達(dá)最大的光效率。文檔編號(hào)G09F9/35GK1773332SQ200510073439公開日2006年5月17日申請(qǐng)日期2005年5月24日優(yōu)先權(quán)日2004年11月9日發(fā)明者張煒熾,莊立圣申請(qǐng)人:統(tǒng)寶光電股份有限公司