阵列衬底及其制造方法、 具有该阵列衬底的液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种阵列衬底、制造该阵列衬底的方法以及具有该阵列衬底的液晶显示(LCD)装置。尤其是,本发明涉及一种能够改进视角、简化制造过程的阵列衬底、制造该阵列衬底的方法以及具有该阵列衬底的LCD装置。
背景技术
大体上,LCD装置中的液晶响应施加于其上的电场而排列方式变化,从而可改变其光透射率。液晶被夹置于具有薄膜晶体管(TFT)的阵列衬底与滤色器衬底之间,并且具有各向异性的介电常数。
LCD装置的液晶是各向异性的,因此图像显示质量取决于视角。在传统的LCD装置中,视角的范围是受限制的,因此图像显示质量变劣。当LCD装置用作监视器时,视角可以大于90°。对比度大于10∶1的视角被定义为LCD装置的视角。对比度是黑暗图像的亮度与明亮图像的亮度的比值。当LCD装置显示更黑暗图像并且具有更均匀的亮度时,LCD装置的对比度增大。
LCD装置可包括黑矩阵,该黑矩阵具有减小的反射率,并且使用常黑模式来防止光线泄漏和显示更黑暗的图像。当没有将电压施加到具有常黑模式的LCD装置的公共电极和像素电极上时,显示黑图像。为了使亮度均匀,LCD装置包括补偿薄膜或者具有多畴(multi-domain)的液晶层。具有多畴的液晶层包括多个畴。
形成多畴的LCD装置包括混合垂直对准(MVA)模式、图案垂直对准(PVA)模式、平面内开关(IPS)模式等。
当LCD装置包括MVA模式时,多个突起形成在滤色器衬底和/或薄膜晶体管(TFT)衬底上以形成多畴,从而增大LCD装置的视角。突起通过额外的处理过程,例如涂敷处理、光学处理,形成在滤色器衬底和/或TFT衬底上,从而增加了LCD装置的制造成本。另外,当滤色器衬底与TFT衬底错位时,所述突起不能形成所述多畴,因此LCD装置的产出量下降。
当LCD装置包括PVA模式时,多个狭槽形成于公共电极中以扭转液晶层中的电场来形成多畴,从而增加LCD装置的视角。当滤色器衬底与TFT衬底错位时,所述狭槽可形成畸变的多畴,从而使图像显示质量变劣。
当LCD装置包括IPS模式时,TFT衬底包括多个相互基本平行设置的电极以形成扭转的电场。但包括IPS模式的LCD装置的亮度降低。
另外,形成多畴的LCD装置通过额外的处理过程进行制造,因此LCD装置的制造成本增加。
发明内容
本发明提供了能够改进视角并且简化制造过程的阵列衬底。
本发明还提供了制造上述阵列衬底的方法。
本发明还提供了具有上述阵列衬底的LCD装置。
根据本发明的一个方面的阵列衬底包括板、开关元件、绝缘层和像素电极。
所述板包括像素区。开关元件位于所述板上。绝缘层设置在所述板上以包括设置在像素区中的用于多畴的开口、以及接触孔。所述开关元件的电极通过所述接触孔部分暴露。所述像素电极设置在对应于像素区的所述绝缘层上、所述用于多畴的开口的内表面以及所述接触孔的内表面上,由此像素电极与开关元件的电极电连接。
根据本发明另一方面的阵列衬底包括板、绝缘层和像素电极。
所述板包括像素区,该像素区具有透射窗口和设置在所述像素区内的开关元件。光线穿过所述透射窗口。所述绝缘层设置在所述板上以包括多个设置在像素区中的用于多畴的开口、以及接触孔。所述开关元件的电极通过所述接触孔部分暴露。所述像素电极设置在对应于像素区的所述绝缘层上、所述用于多畴的开口的内表面以及所述接触孔的内表面上,由此像素电极与开关元件的电极电连接。
根据本发明的一个方面的制造阵列衬底的方法如下:
在包括像素区的板上形成开关元件。在所述板上形成绝缘层。所述绝缘层包括设置在像素区中的用于多畴的开口、以及接触孔。所述开关元件的电极通过所述接触孔部分暴露。在绝缘层、所述用于多畴的开口的内表面以及所述接触孔的内表面上形成像素电极。所述像素电极与开关元件的电极电连接。
根据本发明另一方面的制造阵列衬底的方法如下:
在包括具有透射窗口的像素区的板上形成绝缘层,所述绝缘层包括多个设置在透射窗口中的用于多畴的开口、以及接触孔。光线穿过所述透射窗口,开关元件的电极通过所述接触孔部分暴露。在绝缘层、所述用于多畴的开口的内表面以及所述接触孔的内表面上形成像素电极。所述像素电极与开关元件的电极电连接。
根据本发明另一方面的制造阵列衬底的方法如下:
在包括具有透射窗口的像素区的板上形成栅极电极。光线穿过所述透射窗口。在具有栅极电极的所述板上形成栅极绝缘层。在所述栅极绝缘层上形成开关元件。开关元件包括半导体图案、源极电极和漏极电极。在具有所述开关元件的衬底的上方设置透明绝缘材料。对所沉积的透明绝缘材料和栅极绝缘层进行蚀刻以形成位于透射窗口中的多个用于多畴的开口、以及接触孔。漏极电极通过所述接触孔部分暴露。在对应于像素区的有机层上、用于多畴的开口的内表面上、以及所述接触孔的内表面上形成透明电极。在像素区的反射区中形成反射电极。从外部提供的光线从该反射电极被反射。
根据本发明的一个方面的显示装置包括第一衬底、第二衬底和液晶层。
所述第二衬底包括:板,所述板具有像素区、设置在所述板上的开关元件、绝缘层和像素电极。所述像素电极设置在对应于像素区的绝缘层上、用于多畴的开口的内表面上以及接触孔的内表面上,由此像素电极与所述开关元件的电极电连接。绝缘层设置在所述板上,并且包括用于多畴的开口和接触孔。所述用于多畴的开口设置在像素区和接触孔中。所述开关元件的电极通过所述接触孔部分地暴露。第二衬底对应于第一衬底。液晶层介于所述第一和第二衬底之间。
根据本发明另一方面的显示装置包括第一衬底、第二衬底和液晶层。
所述第二衬底包括:板,所述板包括像素区、绝缘层和像素电极,该像素区具有透射窗口和设置在所述像素区中的开关元件。所述绝缘层设置在板上,并且包括多个设置在像素区中的用于多畴的开口、以及接触孔。所述开关元件的电极通过所述接触孔部分地暴露。光线穿过所述透射窗口。像素电极设置在对应于像素区的绝缘层上、用于多畴的开口的内表面上以及接触孔的内表面上,由此像素电极与所述开关元件的电极电连接。所述第二衬底对应于所述第一衬底。所述液晶层介于所述第一和第二衬底之间。
所述LCD装置包括反射型LCD装置、透射型LCD装置、反射-透射性LCD装置等。
所述开关元件包括薄膜晶体管(TFT)、场效应晶体管(FET)等。
因此,所述绝缘层包括所述用于多畴的开口,从而可改善LCD装置的视角和图像显示质量。
另外,虽然第一衬底与第二衬底错位,但所述用于多畴的开口设置在第二衬底上,因此LCD装置包括具有改进特性的多畴。
而且,所述用于多畴的开口由与接触孔不同的层形成,因此制造过程得到简化,制造成本降低。
附图说明
通过参照附图对本发明的示例性实施例进行详细描述,本发明的上述和其它优点将变得明了,其中:
图1是平面图,示出了根据本发明示例性实施例的LCD装置;
图2是平面图,示出了在图1所示透射窗口中形成的多畴;
图3是沿着图1中的线I-I’截取的横截面图;
图4是沿着图1中的线II-II’截取的横截面图;
图5A至5H是横截面图,示出了制造根据本发明示例性实施例的LCD装置的方法;
图6是平面图,示出了根据本发明另一示例性实施例的LCD装置;
图7是平面图,示出了在图6所示透射窗口中形成的多畴;
图8是沿着图6中的线III-III’截取的横截面图;
图9是平面图,示出了根据本发明另一示例性实施例的LCD装置;
图10是平面图,示出了根据本发明另一示例性实施例的LCD装置;
图11是平面图,示出了根据本发明另一示例性实施例的LCD装置;
图12是平面图,示出了在图11所示透射窗口中形成的多畴;
图13是沿着图11中的线IV-IV’截取的横截面图;
图14是沿着图11中的线V-V’截取的横截面图;
图15是平面图,示出了根据本发明示例性实施例的LCD装置;
图16是平面图,示出了在图15所示透射窗口中形成的多畴;
图17是沿着图16中的线VI-VI’截取的横截面图;
图18是平面图,示出了根据本发明示例性实施例的LCD装置;
图19是平面图,示出了在图18所示透射窗口中形成的多畴;
图20是沿着图18中的线VII-VII’截取的横截面图;
图21是平面图,示出了根据本发明另一示例性实施例的LCD装置;
图22是沿着图21中的线VIII-VIII’截取的横截面图。
具体实施方式
应该明白,可在不脱离这里所述的本发明原理的情况下,如下所述的本发明示例性实施例可以以多种不同方式进行变化,因此本发明的保护范围不局限于下述这些特定的实施例。相反,提供这些实施例是为了使公开全面充分,并且利用非限制性实施例完整地向本领域的技术人员传递本发明的思想。
下面将参照附图详细说明本发明。
图1是平面图,示出了根据本发明示例性实施例的LCD装置;图2是平面图,示出了在图1所示透射窗口中形成的多畴;图3是沿着图1中的线I-I’截取的横截面图;图4是沿着图1中的线II-II’截取的横截面图。
参见图1-4,LCD装置包括第一衬底170、第二衬底180和液晶层108。
第一衬底170包括上板100、黑矩阵102、滤色器104、公共电极106和间隔件110。第二衬底180包括下板120、薄膜晶体管(TFT)119、源极线116、透明电极112和反射电极113。液晶层108位于第一衬底170与第二衬底180之间。
第二衬底180包括像素区140和阻挡区145。图像在像素区140中显示,光线在阻挡区145中被阻挡。像素区140包括透射窗口129a和反射区128。从背光组件产生的光线经过透射窗口129,而外部入射到LCD装置上的光线从反射区128被反射。例如,透射窗口129a可以是矩形形状。
上板100和下板120包括透明玻璃。光线可穿过该透明玻璃。上板100和下板120不包括碱性离子。当上板100和下板120包括碱性离子时,碱性离子可被溶解到液晶层108中,从而降低液晶层108的电阻率,因而降低图像显示质量和密封剂与板100和120之间的粘接力。另外,TFT 119的特性可能恶化。
可替换地,上板100和下板120还可包括三醋酸纤维(TAC,triacetylcellulose),聚碳酸脂(PC),聚醚砜(PES),聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN),聚乙烯醇(PVA),聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),环烯烃聚合物(COP)等。
上板100和下板120是光学各向同性的。可替换地,上板100和下板120可以是光学各向异性的。
黑矩阵102位于上板100的反射区128中,用来阻挡从内部和外部入射的光线。黑矩阵102阻挡穿过阻挡区145的光线,从而提高了图像显示质量。
金属性材料或者不透明的有机材料被沉积在上板100上,并且被蚀刻以形成黑矩阵102。黑矩阵102的金属性材料包括铬(Cr)、铬氧化物(CrOx),铬氮化物(CrNx)等。不透明的有机材料包括碳黑、颜料化合物、着色剂化合物等。颜料化合物可包括红色颜料、绿色颜料和蓝色颜料,着色剂化合物可包括红色着色剂、绿色着色剂和蓝色着色剂。可替换地,包括光阻剂的不透明有机材料可被涂敷在上板100上,从而通过光学处理过程形成黑矩阵102。多个滤色器的边缘可相互重叠以形成黑矩阵102。
滤色器104形成在具有黑矩阵102的上板100上,因此具有预定波长的从内部和外部提供的光线可穿过滤色器104。滤色器104包括光引发剂(photo initiator)、单体、粘接剂、颜料、分散剂、溶剂、光阻剂等。滤色器104可设置在下板120或者钝化层116上。
公共电极106形成在具有黑矩阵102和滤色器104的上板100上。公共电极106包括透明导电材料,例如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、氧化锌(ZO)等。可替换地,公共电极106可基本平行于透明电极112和反射电极113设置。
间隔件110形成在具有黑矩阵102、滤色器104和公共电极106的上板100上。第一衬底170通过该间隔件110与第二衬底180间隔开。在这一实施例中,间隔件110可设置在对应于黑矩阵102的位置处,并且为柱形。可替换地,间隔件110可包括球形间隔件或者柱形间隔件与球形间隔件的混合。
TFT 119设置在下板120的反射区128中,并且包括源极电极118a、栅极电极118b、漏极电极118c以及半导体层图案。驱动集成电路(未示出)通过源极线118a’给源极电极118a施加数据电压,通过数据线118b’给栅极电极118b施加栅极信号。
存储电容器(未示出)形成在下板120上以保持反射电极113和公共电极106之间的电压差、以及透明电极112与公共电极106之间的电压差。该存储电容器(未示出)可以是尾板(end-gate)型或者隔离线型。
栅极绝缘层126形成在具有栅极电极118b的下板120上方,从而栅极电极118b与源极电极118a和漏极电极118c电绝缘。栅极绝缘层126可包括硅氧化物(SiOx)、硅碳化物(SiNx)等。
钝化层116位于具有TFT119的下板120上方。钝化层116包括接触孔。漏极电极118c通过该接触孔部分暴露。钝化层126可包括硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)等。
钝化层116包括用于多畴的开口130a,从而在液晶层108中形成多畴。用于多畴的开口130a位于透射窗口129a中。在本示例性实施例中,用于多畴的开口130a位于透射窗口129a的中心线上,并且具有延伸的矩形形状。对应于所述用于多畴的开口130a的栅极绝缘层126也是开口的。
有机层114设置在具有TFT 119和钝化层126的下板120上,因此TFT119与透明电极112和反射电极113电绝缘。有机层114包括接触孔。有机层114限定了透射窗口129a。透射窗口129a是开口的,并且漏极电极118c通过该接触孔暴露。
有机层114调整液晶层108的厚度,从而液晶层108具有对应于反射区128的第一厚度和对应于透射窗口129a的第二厚度。所述第二厚度与对应于反射区128的第一厚度不同。
有机层114也使具有TFT 119、源极线118a’、栅极线118b’等的下板120极化。
在本示例性实施例中,有机层114包括设置在有机层114的上表面上的凸起和凹陷。所述凸起和凹陷提高了反射电极113的反射率。突出部分115设置在源极线118a’与栅极线118b’重叠处的有机层114的一部分上。突出部分115对应于间隔件110,从而控制液晶层108的垂直排列的液晶的布置形式。在本实施例中,突出部分115与间隔件110接触。因此,在液晶层108中形成多畴。
再次参见图2,四个畴设置在透射窗口129a中。所述多畴包括四个畴,所述多畴的中心对应于用于多畴的开口130a。四个畴与所述用于多畴的开口130a相邻布置。
在接触孔和透射窗口129a中,透明电极112对应于像素区140形成在有机层114上,从而透明电极112与漏极电极118c电连接。当电压被施加到公共电极106和透明电极112上时,液晶层108的液晶受到控制,使得液晶层108的光透射率改变。透明电极112包括铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、氧化锌(ZO)等。
反射电极113设置在对应于反射区128的有机层114上。在本示例性实施例中,反射电极113沿着有机层114的凸起和凹陷设置,从而使外部提供的光线被从反射电极113反射到预定方向。反射电极113包括导电材料,因此反射电极113通过透明电极112与漏极电极118c电连接。
第一对准层(未示出)和第二对准层(未示出)可分别设置在第一衬底170和第二衬底180上,用来对准液晶层108。第一和第二对准层(未示出)可在预定方向上被摩擦。在本示例性实施例中,第一衬底170的第一对准层(未示出)的摩擦方向与第二衬底180的第二对准层(未示出)的摩擦方向相反。
液晶层108可介于第一衬底170与第二衬底180之间,并且被密封剂(未示出)密封。液晶层108可包括垂直排列(VA)模式、扭曲向列(TN)模式、混合扭曲向列(MTN)模式或者沿面排列模式(homogeneous alignmentmode)。在本示例性实施例中,液晶层108包括垂直排列(VA)模式。
当将电压施加到透明电极112、反射电极113和公共电极106上时,在与突出部分115和间隔件相邻的区域、透射窗口129a与反射区128之间的台阶部分、以及与用于多畴的各开口130a相邻的区域中产生畸变电场。当畸变电场被施加到垂直排列的液晶层108上时,在垂直排列的液晶层108中形成多畴,从而改善了LCD装置的视角。
图5A至5H是横截面图,示出了制造根据本发明示例性实施例的LCD装置的方法。
参见图5A,下板120包括像素区140和阻挡区145。像素区140包括透射窗口129a和反射区128。从背光组件(未示出)产生的内部提供的光线穿过透射窗口129a,外部提供的光线从反射区128被反射。
参见图5B,将导电材料沉积在下板120上。部分移除所沉积的导电材料以形成栅极电极118b和栅极线118b’。将栅极绝缘层126沉积在具有栅极电极118b和栅极线118b’的下板120上。该栅极绝缘层126包括透明导电材料。在本示例性实施例中,该栅极绝缘层126包括硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)等。
将无定形硅和N+型无定形硅沉积在栅极绝缘层126上并进行蚀刻以在对应于栅极电极118b的栅极绝缘层126上形成半导体层。将导电材料沉积到具有半导体层的栅极绝缘层126上。对沉积在栅极绝缘层126上的导电材料进行部分蚀刻以形成源极电极118a、源极线118a’和漏极电极118c。因此,包括源极线118a、栅极电极118b、漏极电极118c以及半导体层的TFT119形成在下板120上。
将透明绝缘材料沉积在具有TFT 119的下板120上。在本示例性实施例中,所述透明绝缘材料包括硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)等。
参见图5C,部分移除所沉积的透明材料和栅极绝缘层126,以便形成接触孔和设置在透射窗口129a中心线上的用于多畴的开口130a。漏极电极118c通过接触孔部分地暴露。因此在具有TFT 119的下板120上形成了包括接触孔和用于多畴的开口130a的钝化层116。
参见图5D,将有机材料涂敷在具有接触孔和用于多畴的开口130a的钝化层116上。在本示例性实施例中,所述有机材料包括光阻剂。
参见图5E,使所涂敷的有机材料114’曝光并且显影以形成包括接触孔、透射窗口129a、凸起和凹陷、以及突出部分115的有机层114。漏极电极118c通过该接触孔部分地暴露。光学处理过程包括曝光和显影步骤。光学处理过程可利用一个掩膜或者多个掩膜进行。当使用单个掩膜来形成接触孔、透射窗口129a、凸起和凹陷、以及突出部分115时,该掩膜包括不透明部分、半透明部分和透明部分。在本示例性实施例中,所述不透明部分对应于突出部分115。半透明部分对应于凸起和凹陷。透明部分对应于透射窗口129a。可替换地,所述掩膜可包括狭槽。
参见图5F,将透明导电材料沉积在有机层114上、钝化层116上、接触孔中以及透射窗口129a中。透明导电材料包括铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、氧化锌(ZO)等。在本示例性实施例中,该透明导电材料包括铟锡氧化物(ITO)。对所沉积的透明导电材料进行部分蚀刻以形成透明电极112。该透明电极112形成在像素区140中。
然后将具有高反射率的导电材料沉积在具有有机层114的下板120上。在本示例性实施例中,具有高反射率的导电材料包括铝(Al)和钕(Nd)。对所沉积的具有高反射率的导电材料进行部分蚀刻以在反射区128中形成反射电极113。
可替换地,反射电极113可具有多层结构。当反射电极113具有多层结构时,反射电极113包括钼钨(Mo-W)合金层和设置在该钼钨(Mo-W)合金层上的铝钕(Al-Nd)合金层。反射电极113通过透明电极112和接触孔与漏极电极118c电连接。
可替换地,透明电极112可形成在透射窗口129a和用于多畴的开口130a的内表面上,反射电极113形成在有机层114和接触孔的内表面上,由此透明电极112通过反射电极113与漏极电极118c电连接。
因此,具有下板120、TFT 119、源极线118a’、栅极线118b’、有机层114、透明电极112和反射电极113的第二衬底180得以完成。
参见图5G,将不透明材料沉积在上板100上。部分地移除所沉积的不透明材料以形成黑矩阵102。可替换地,可将该不透明材料和光阻剂涂敷在上板100上,然后通过光学处理过程形成黑矩阵102。黑矩阵102也可形成在下板120上。
在具有黑矩阵102的上板100上形成滤色器104。具有预定波长的光可穿过滤色器104。可替换地,滤色器104也可形成在下板120上。当滤色器104形成在下板120上时,滤色器可在有机层114下面形成。在本示例性实施例中,滤色器104可通过光学处理过程形成。
将透明导电材料沉积在具有滤色器104和黑矩阵102的上板100上,以形成公共电极106。透明导电材料包括铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、氧化锌(ZO)等。
将有机材料涂敷在所述公共电极106上。在本示例性实施例中,该有机材料包括光阻剂。将所涂敷的有机材料曝光并显影以形成间隔件110。间隔件110对应于黑矩阵102位于公共电极106上。可替换地,可将球间隔件设置在公共电极106上。间隔件110也可设置于下板120上。
因此,包括上板100、黑矩阵102、滤色器104、公共电极106和间隔件110的第一衬底170得以完成。
参见图5H,将第一衬底170与第二衬底180结合。
将液晶注入第一衬底170与第二衬底180之间的间隙。所注入的液晶(未示出)利用密封剂(未示出)密封以形成液晶层108。可替换地,可将液晶滴到具有密封剂的第一衬底170或第二衬底180上,从而使第一衬底170与第二衬底180结合以形成液晶层108。
根据本发明,设置在与凸起部分115相邻的区域、透射窗口129a与反射区128之间的台阶部分以及用于多畴的开口130a中的垂直排列的液晶受到控制,以便在透射窗口129a中形成四个畴。
图6是平面图,示出了根据本发明另一示例性实施例的LCD装置。图7是平面图,示出了在图6所示透射窗口中形成的多畴。图8是沿着图6中的线III-III’截取的横截面图。
图6和8所示的LCD装置与图1-4所示的LCD装置相同,除了透射窗口和用于多畴的开口。因此,将用相同的附图标记指代与图1-4中相同的部件,并省略对它的进一步说明。
参见图6至8,第二衬底180包括像素区140和阻挡区145。像素区140包括两个透射窗口129b和反射区128。在本示例性实施例中,每个透射窗口129b具有矩形形状。可替换地,像素区140可包括多个透射窗口。
栅极绝缘层126位于具有栅极电极118的下板120上方。钝化层116设置于具有TFT 119的下板120的上方。
钝化层116包括接触孔和两个用于多畴的开口130b。漏极电极118c通过该接触孔部分地暴露。用于多畴的开口130b分别设置于透射窗口129b中。在本示例性实施例中,用于多畴的开口130b分别置于透射窗口129b的中心线上。每个用于多畴的开口130b具有矩形形状。每个用于多畴的开口130b的侧边长度由附图标记“w”指代。对应于所述用于多畴的开口130b的栅极绝缘层126也部分开口。
有机层114限定出开放的透射窗口129b。有机层114包括接触孔。漏极电极118c通过该接触孔部分地暴露。
透明电极112形成在对应于像素区140的有机层114上、形成在接触孔中和透射窗口129b中。反射电极113设置在对应于反射区128的有机层114上,因此从外部提供到LCD装置的光线从反射电极113被反射。可替换地,反射电极113可以不形成在透射窗口129b之间的区域中。
参见图7,在每个透射窗口129b中形成四个畴。每个用于多畴的开口130b位于所述四个畴的中心上。所述四个畴与每个用于多畴的开口130b相邻设置。
根据本发明,当将电压施加到透明电极112、反射电极113和公共电极106上时,在与突出部分115和间隔件110相邻的区域、透射窗口129b和反射区128之间的台阶部分、以及与每个用于多畴的开口130b相邻的区域中形成畸变电场。当该畸变电场被施加到垂直排列的液晶层108上时,在该垂直排列的液晶层108中形成8个域,从而改善了LCD装置的视角。
图9是平面图,示出了根据本发明另一实施例的LCD装置。
图9中的LCD装置与图6至8中的LCD装置相同,除了透射窗口和用于多畴的开口。因此,将用相同的附图标记指代与图6至8中相同的部件,省略对其的进一步说明。
参见图8和9,第二衬底180包括像素区140和阻挡区145。像素区140包括两个透射窗口129c和反射区128。在本示例性实施例中,每个透射窗口129c具有六边形形状。
钝化层116包括接触孔和两个用于多畴的开口130c。漏极电极118c通过该接触孔部分地暴露。用于多畴的开口130c分别位于透射窗口129c中。在本示例性实施例中,用于多畴的开口130c分别位于透射窗口129c的中心线上。每个用于多畴的开口130c具有六边形形状。
对应于透射窗口129c的有机层114是开放的,并且该有机层114包括接触孔。漏极电极118c通过该接触孔部分地暴露。
透明电极112形成在对应于像素区140的有机层114上、形成在接触孔中和透射窗口129c中。反射电极113设置在对应于反射区128的有机层114上,因此从外部提供到LCD装置的光线从反射电极113被反射。
在每个透射窗口129c中形成多个畴。每个用于多畴的开口130c位于所述畴的中心上。所述多个畴与每个用于多畴的开口130c相邻设置。
根据本发明,当将电压施加到透明电极112、反射电极113和公共电极106上时,在与突出部分115和间隔件110相邻的区域、透射窗口129c和反射区128之间的台阶部分、以及与每个用于多畴的开口130c相邻的区域中形成畸变电场。当该畸变电场被施加到垂直排列的液晶层108上时,在该垂直排列的液晶层108中形成12个畴,从而改善了LCD装置的视角。
图10是平面图,示出了根据本发明另一实施例的LCD装置。
图10中的LCD装置与图6至8中的LCD装置相同,除了透射窗口和用于多畴的开口。因此,将用相同的附图标记指代与图6至8中相同的部件,并省略对它们的进一步说明。
参见图8和10,第二衬底180包括像素区140和阻挡区145。像素区140包括两个透射窗口129d和反射区128。在本示例性实施例中,每个透射窗口129d具有八边形形状。
钝化层116包括接触孔和两个用于多畴的开口130d。漏极电极118c通过该接触孔部分地暴露。用于多畴的开口130d分别位于透射窗口129d中。在本示例性实施例中,用于多畴的开口130d分别位于透射窗口129d的中心线上。每个用于多畴的开口130d具有八边形形状。
有机层114限定了开放的透射窗口129d,并且该有机层114包括接触孔。漏极电极118c通过该接触孔部分地暴露。
透明电极112形成在对应于像素区140的有机层114上、形成在接触孔中和透射窗口129d中。反射电极113设置在对应于反射区128的有机层114上,因此从外部提供到LCD装置的光线从反射电极113被反射。
在每个透射窗口129d中形成多个畴。每个用于多畴的开口130d位于所述畴的中心上。所述多个畴与每个用于多畴的开口130d相邻设置。
根据本实施例,当将电压施加到透明电极112、反射电极113和公共电极106上时,在与突出部分115和间隔件110相邻的区域、透射窗口129d和反射区128之间的台阶部分、以及与每个用于多畴的开口130d相邻的区域中形成畸变电场。当该畸变电场被施加到垂直排列的液晶层108上时,在该垂直排列的液晶层108中形成16个畴,从而改善了LCD装置的视角。
再次参见图6、9和10,当透射窗口129b、129c和129d位于一个像素区140中时,透射窗口129b、129c和129d与有机层114之间的台阶部分的长度增加,因此与台阶部分相邻的液晶的对准会被扰乱,从而使图像显示质量变劣。
图11是平面图,示出了根据本发明另一示例性实施例的LCD装置。图12是平面图,示出了在图11所示透射窗口中形成的多畴。图13是沿着图11中的线IV-IV’截取的横截面图。图14是沿着图11中的线V-V’截取的横截面图。
如图11至14所示的LCD装置与图1-4所示的LCD装置相同,除了用于多畴的开口。因此,将用相同的附图标记指代与图1-4中相同的部件,省略对其的进一步说明。
参见图11至14,LCD装置包括第一衬底270、第二衬底280和液晶层208。
第一衬底270包括上板200、黑矩阵202、滤色器204、公共电极206和间隔件210。第二衬底280包括下板220、TFT219、源极线218a’、栅极线218b’、栅极绝缘层226、钝化层216、透明电极212和反射电极213。液晶层208介于第一衬底270和第二衬底280之间。
第二衬底280包括像素区240和阻挡区245。图像被显示在像素区240中,并且从内部和外部提供的光线在阻挡区245中被阻挡。像素区240包括透射窗口229a和反射区228。从背光组件产生的内部入射光线穿过透射窗口229a,从外部提供到LCD装置的光线被从反射区228反射。例如,透射窗口29a可具有沿着与源极电极218a’基本平行的纵向延伸的矩形形状。
上板200和下板220包括透明玻璃。从内部和外部提供的光线可穿过该透明玻璃。
黑矩阵202位于上板200的反射区228中,用来阻挡所述内部和外部入射光线。黑矩阵202阻挡从内部和外部提供的光线,使之不能穿过阻挡区245以提高图像显示质量。包括光阻剂的不透明材料可被涂敷在上板200上,从而通过光学处理过程形成黑矩阵202。
滤色器204形成在具有黑矩阵202的上板200上,从而具有预定波长的内部和外部提供的光线可通过滤色器204。
公共电极206形成在具有黑矩阵202和滤色器204的上板200上。
间隔件210形成在具有公共电极206的上板200上。第一衬底270与第二衬底280通过间隔件210间隔开。
TFT 219位于下板220的反射区228中,并且包括源极电极218a、栅极电极218b、漏极电极218c和半导体层图案。驱动集成电路(未示出)通过源极线218a’给源极电极218a施加数据电压,通过数据线218b’给栅极电极218b施加栅极信号。
存储电容器(未示出)形成在下板220上以保持反射电极213和公共电极206之间的电压差、以及透明电极212与公共电极206之间的电压差。该存储电容器(未示出)可以是尾板(end-gate)型或者隔离线型。
栅极绝缘层226形成在具有栅极电极218b的下板上方,从而栅极电极218b与源极电极218a和漏极电极218c电绝缘。
钝化层216位于具有TFT 219的下板220上方。钝化层216包括接触孔。漏极电极218c通过该接触孔部分暴露。
钝化层216包括用于多畴的三个开口230a,从而在液晶层208中形成多畴。用于多畴的开口230a设置于透射窗口229a中。在本示例性实施例中,用于多畴的开口230a位于透射窗口229a的中心线上。每个用于多畴的开口230a具有矩形形状。每个所述开口230a的侧边长度用附图标记“w”指代。在彼此相邻的用于多畴的开口230a的侧边和透射窗口229a的侧边之间的距离“d”基本等于彼此相邻的用于多畴的开口230a的侧边之间的间隔“i”。透射窗口229a包括基本与栅极线218b’平行的第一侧和基本与该第一侧垂直的第二侧。
在本示例性实施例中,对应于所述多畴的栅极绝缘层226也被开口。
有机层214设置在具有TFT 219和钝化层226的下板220上,因此TFT219与透明电极212和反射电极213电绝缘。
有机层214包括设置在有机层214的上表面上的凸起和凹陷。所述凸起和凹陷提高了反射电极213的反射率。在本示例性实施例中,所述凸起和凹陷提高了从液晶显示装置前面看时反射电极213的反射率。突出部分215设置在源极线218a’与栅极线218b’重叠处的有机层214的一部分上。
再次参见图12,12个畴设置在透射窗口229a中以形成多畴。所述12个畴中的4个畴与每个用于多畴的开口230a相邻设置,所述4个畴的中心对应于用于多畴的开口230a。所述4个畴与所述用于多畴的开口230a相邻布置。
在接触孔和透射窗口229a中,透明电极212对应于像素区240形成在有机层214上,从而透明电极212与漏极电极218c电连接。
反射电极213对应于反射区228设置在有机层214上。
第一对准层(未示出)和第二对准层(未示出)分别设置在第一衬底270和第二衬底280上。第一和第二对准层(未示出)可在预定方向上被摩擦。
液晶层208可介于第一衬底270与第二衬底280之间,并且被密封剂(未示出)密封。液晶层208是垂直排列的。
当将电压施加到透明电极212、反射电极213和公共电极206上时,在与突出部分215和间隔件210相邻的区域、透射窗口229a与反射区228之间的台阶部分、以及与用于多畴的各开口230a相邻的区域中产生畸变电场。当畸变电场被施加到垂直排列的液晶层208上时,在垂直排列的液晶层208中形成多畴,从而改善了LCD装置的视角。
另外,用于多畴的开口230a位于一个透射窗口229a中,因此减小了透射窗口229a与反射区229之间的台阶部分的长度,从而提高了图像显示质量。
而且,距离“d”基本等于间隔“i”,因此形成具有不同形状的畴,从而增大了LCD装置的视角。
图15是平面图,示出了根据本发明示例性实施例的LCD装置。图16是平面图,示出了在图15所示透射窗口中形成的多畴。图17是沿着图16中的线VI-VI’截取的横截面图。
如图15至17所示的LCD装置与图1-4所示的LCD装置相同,除了用于多畴的开口。因此,将用相同的附图标记指代与图1-4中相同的部件,省略对它们的进一步说明。
参见图15至17,LCD装置包括第一衬底270、第二衬底280和液晶层208。
第二衬底280包括下板220、TFT 219、源极线218a’、栅极线218b’、栅极绝缘层226、钝化层216、透明电极212和反射电极213。
第二衬底280包括像素区240和阻挡区245。图像被显示在像素区240中,并且从内部和外部提供的光线在阻挡区245中被阻挡。像素区240包括透射窗口229b和反射区228。例如,透射窗口229b可具有沿着基本平行于源极线218a’的纵向延伸的矩形形状。
钝化层216设置在具有TFT 219的下板220上方,并且包括接触孔。漏极电极218c通过接触孔部分地暴露。
钝化层216包括两个用于多畴的开口230b,从而在液晶层208中形成多畴。用于多畴的开口230b位于透射窗口229b中。在本示例性实施例中,用于多畴的开口230b置于透射窗口229b的中心线上。每个用于多畴的开口230b具有矩形形状。每个所述开口230b的侧边长度用附图标记“w”指代。在彼此相邻的用于多畴的开口230b的侧边和透射窗口229b的侧边之间的距离“d”基本等于彼此相邻的用于多畴的开口230b的侧边之间的间隔“i”的一半。
在本示例性实施例中,对应于所述多畴的栅极绝缘层226也被开口。
参见图16,8个畴设置在透射窗口229b中以形成多畴。所述8个畴中的4个畴与每个用于多畴的开口230b相邻设置,所述4个畴的中心对应于用于多畴的开口230b。所述4个畴与所述用于多畴的开口230b相邻布置。
当将电压施加到透明电极212、反射电极213和公共电极206上时,在与突出部分215和间隔件210相邻的区域、透射窗口229b与反射区228之间的台阶部分、以及与用于多畴的各开口230b相邻的区域中产生畸变电场。当畸变电场被施加到垂直排列的液晶层208上时,在垂直排列的液晶层208中形成多畴,从而改善了LCD装置的视角。
另外,用于多畴的开口230b位于一个透射窗口229b中,因此减小了透射窗口229b与反射区229之间的台阶部分的长度,从而提高了图像显示质量。
而且,距离“d”大约等于间隔“i”的一半,因此形成具有彼此基本相同形状的畴。
图18是平面图,示出了根据本发明示例性实施例的LCD装置。图19是平面图,示出了在图18所示透射窗口中形成的多畴。图20是沿着图16中的线VII-VII’截取的横截面图。
如图18至20所示的LCD装置与图1-4所示的LCD装置相同,除了用于多畴的开口。因此,将用相同的附图标记指代与图1-4中相同的部件,省略对其的进一步说明。
参见图18至20,透射窗口229c可具有沿着基本平行于源极线218a’的纵向延伸的矩形形状。
钝化层216设置在具有TFT 219的下板220上方,并且包括接触孔。漏极电极218c通过接触孔部分地暴露。
钝化层216包括三个用于多畴的开口230c,从而在液晶层208中形成多畴。用于多畴的开口230c位于透射窗口229c中。所述用于多畴的开口230c基本平行于透射窗口229c的中心线排布。每个用于多畴的开口230c具有沿着纵向延伸的延长的矩形形状。每个用于多畴的开口230c的沿着与源极线218a’基本平行的纵向上的侧边长度用附图标记“w1”指代,而每个开口230c在沿着基本平行于栅极线218b’的水平方向上的侧边长度用附图标记“w2”指代。在彼此相邻的一个用于多畴的开口230c的侧边和透射窗口229c的侧边之间的距离“d”基本等于彼此相邻的用于多畴的开口230c的侧边之间的间隔“i”。
在本示例性实施例中,每个用于多畴的开口230c具有基本与透射窗口229c相同的形状。
当三个用于多畴的开口230c设置在透射窗口229c中,并且每个用于多畴的开口230c具有与透射窗口229c基本相同的形状时,透射窗口229c的纵向长度和水平长度由2d+2i”+3w1和2d+w2指代。
方程1表示透射窗口229c的纵向长度2d+2i”+3w1与透射窗口229c的水平长度2d+w2的比率,以及每个用于多畴的开口230c的纵向侧边长度w1与每个用于多畴的开口230c的水平侧边长度w2的比率。
方程1
d=i”,d+2i”+3w1∶2d+w2=w1∶w2
当透射窗口229c的纵向长度2d+2i”+3w1与透射窗口229c的水平长度2d+w2大约分别为210微米和70微米时,每个用于多畴的开口230c的纵向侧边长度w1与该每个用于多畴的开口230c的水平侧边长度w2大约分别为30微米和10微米。
可替换地,透射窗口229c还可以包括多个用于多畴的开口230c。当在一个透射窗口229c中的开口230c的数目为n时,透射窗口229c的纵向长度和水平长度分别用2d+(n-1)i”+3w1和2d+w2指代。
方程2表示透射窗口229c的纵向长度2d+(n-1)i”+3w1与透射窗口229c的水平长度2d+w2的比率,以及每个用于多畴的开口230c的纵向侧边长度w1与该每个用于多畴的开口230c的水平侧边长度w2的比率。
方程2
d=i”,d+(n-1)i”+3w1∶2d+w2=w1∶w2
在这一示例性实施例中,对应于用于多畴的开口230c的栅极绝缘层226也被开口。
参见图19,12个畴设置在透射窗口229c中以形成多畴。所述12个畴中的4个畴与每个用于多畴的开口230c相邻设置,所述4个畴的中心对应于用于多畴的开口230c。所述4个畴与所述用于多畴的开口230c相邻布置。位于所述用于多畴的开口230c的上/下部分的所述多畴水平延伸,并且位于所述用于多畴的开口230c的上/下部分的所述多畴纵向延伸。
当将电压施加到透明电极212、反射电极213和公共电极206上时,在与突出部分215和间隔件210相邻的区域、透射窗口229c与反射区228之间的台阶部分、以及与用于多畴的各开口230c相邻的区域中产生畸变电场。当畸变电场被施加到垂直排列的液晶层208上时,在垂直排列的液晶层208中形成多畴,从而改善了LCD装置的视角。
另外,用于多畴的开口230c具有与透射窗口基本相同的形状,因此所述多畴具有不同的形状。
图21是平面图,示出了根据本发明另一示例性实施例的LCD装置。图22是沿着图21中的线VIII-VIII’截取的横截面图。
AAA如图21和22所示的LCD装置与图1-4所示的LCD装置相同,除了用于多畴的开口。因此,将用相同的附图标记指代与图1-4中相同的部件,省略对其的进一步说明。
参见图21和22,LCD装置包括第一衬底370、第二衬底380和液晶层308。
第一衬底370包括上板300、黑矩阵302、滤色器304、公共电极306和间隔件310。
第二衬底380包括下板320、TFT 319、栅极绝缘层326、钝化层316、透明电极312和反射电极313。第二衬底380还包括像素区340和阻挡区345。
像素区340包括反射区349和透射窗口329。从外部提供到LCD装置的光线被从反射区349反射,从背光组件(未示出)产生的内部入射光线穿过透射窗口329。
TFT 319和反射电极313位于所述反射区328中,透射电极312位于透射窗口329中。
阻挡区345与像素区340相邻设置。源极线318a’、栅极线318b’、驱动集成电路(未示出)等置于阻挡区345中。
黑矩阵302设置在对应于阻挡区345的上板300上。
滤色器304形成在上板300上,从而具有预定波长的内部和外部提供的光线可通过滤色器304。滤色器304包括位于对应于反射电极313的位置处的狭槽303。
包括第一上涂敷部分305a和第二上涂敷部分305b的上涂层305以及公共电极306交替地设置在具有黑矩阵302和滤色器304的上板300上。对应于透射窗口329的公共电极306b位于设置在滤色器304上的第一上涂敷部分305a上。对应于阻挡区345和反射区328的公共电极306a位于滤色器304和第二上涂敷部分305b之间。
对应于透射窗口329的公共电极306b的高度不同于对应于阻挡区345和反射区328的公共电极306a的高度,因此在对应于透射窗口329的液晶层308中形成的电场强度不同于在对应于反射区328的液晶层308中形成的电场强度,尽管对应于反射区328的液晶层308的晶格间隙基本等于对应于透射窗口329的液晶层308的晶格间隙。
上涂层305保护滤色器304免受杂质、颗粒等的影响,并且使黑矩阵302和滤色器304所形成的台阶部分极化。
间隔件310形成在具有黑矩阵302、滤色器304、上涂层305和公共电极306的上板300上。
TFT 319位于下板320上,并且包括源极电极3 18a、栅极电极318b、漏极电极318c和半导体层图案。
存储电容器(未示出)位于下板320上以保持公共电极306与反射电极313之间的电压差、以及公共电极306与透明电极312之间的电压差。
栅极绝缘层326设置在具有栅极电极318b的下板320上方,从而栅极电极318b与源极电极318a和漏极电极318c电绝缘。
钝化层316位于具有TFT 319的下板320上方,并且包括接触孔。漏极电极318c通过该接触孔部分暴露。
钝化层316和栅极绝缘层326包括三个用于多畴的开口330。用于多畴的开口330在液晶层308中形成多畴。用于多畴的开口330在液晶层308中形成。用于多畴的开口330置于透射窗口329的中心线上。每个用于多畴的开口330具有矩形形状。每个用于多畴的开口330a的侧边长度用附图标记“w”指代。在彼此相邻的用于多畴的开口330a的侧边和透射窗口329a的侧边之间的距离“d”基本等于彼此相邻的用于多畴的开口330a的侧边之间的间隔“i”。
透明电极312形成在钝化层316和部分暴露出钝化层316的接触孔的内表面上,从而透明电极312与漏极电极318c电连接。
反射电极313设置在透明电极312的一部分和钝化层316上,从而从外部提供的光线被从反射电极313反射。
液晶层308置于第一衬底370和第二衬底380之间,因此液晶层308被密封剂(未示出)密封。
第一对准层(未示出)和第二对准层(未示出)分别设置在第一衬底370和第二衬底380上。第一和第二对准层(未示出)可在预定方向上分别被摩擦。
根据本实施例,对应于透射窗口329的公共电极306b的高度不同于对应于阻挡区345和反射区328的公共电极306a的高度,因此对应于反射区328的液晶层308的光学特性与对应于透射窗口329的液晶层308的光学特性得到优化。
根据本发明绝缘层包括用于多畴的开口,因此能改善LCD装置的视角和图像显示质量。
而且,虽然第一衬底与第二衬底错开,但所述用于多畴的开口设置在第二衬底上以形成具有改进特性的多畴。例如,在所述多畴中的各畴可具有基本相同的形状或者不同的形状。
而且,所述用于多畴的开口是与接触孔相同的层形成的,因此制造过程得到简化,制造成本降低。
另外,多个用于多畴的开口可形成在一个透射窗口中,因此与透射窗口的侧边相邻的台阶部分的长度减少,从而提高了LCD装置的图像显示质量。
而且,对应于透射窗口的公共电极的高度不同于对应于阻挡区和反射区的公共电极的高度,因此液晶层的光学特性得到优化。
已经参照示例性实施例描述了本发明。但显然对于本领域的技术人员来说,根据前述内容可做出多种替换修改和变型。因此,本发明涵盖所有落入所附权利要求书的精神和保护范围内的修改和变型。