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TW200900824A - Transflective liquid crystal display panel and pixel structure thereof - Google Patents

Transflective liquid crystal display panel and pixel structure thereof Download PDF

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TW200900824A
TW200900824A TW096123066A TW96123066A TW200900824A TW 200900824 A TW200900824 A TW 200900824A TW 096123066 A TW096123066 A TW 096123066A TW 96123066 A TW96123066 A TW 96123066A TW 200900824 A TW200900824 A TW 200900824A
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disposed
common electrode
segment
liquid crystal
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TW096123066A
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TWI338805B (en
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Shih-Chyuan Fanjiang
Ping-Ju Jiang
Hsiang-Lin Lin
Ching-Huan Lin
Chih-Ming Chang
Original Assignee
Au Optronics Corp
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Publication date
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Priority to US11/844,356 priority patent/US7692743B2/en
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Description

200900824 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種半穿反式液晶顯柯板及其晝素結構，尤 指一種具有高開口率之半穿反式液晶顯示面板及其晝麵構。 【先前技術】 在液晶顯示關製造上，晝素開口率的大小直接影響到背光 源的利用率’也影響到面板的顯示亮度。影響開口率大小的主要 因素’即是透明導電電極與資料、線(dataline)之間的轉，若欲追 求較大之開口率，在佈局時必須縮短透明電極與資料線之間的距 離。然而，當透明導電電極與資料線過於接近時，其所受到的雜 散電容(Cpd，capacitance between pixel and data line)會變大，導致書 素電極(pixel electrode)上充飽的電荷在下個畫面(frame)轉換前，會 因資料配線傳送不同電壓，而產生串音效應(cr〇sstalk)。 為減少雜散電容的效應，已有許多方式被研究，例如增加儲 存電容的大小，其可降低雜散電容佔影響一個子晝素單元 (sub-pixel)所有電容的比率；另外，當晝素電極與資料配線間有一 穩定電場屏蔽時，可降低資料配線對畫素電極的寄生電容(parasitic capacitance);此外，OIS(Optical Imaging Systems)亦提出，利用曝 光成型(photo-imaged)及旋轉塗佈(s〇Q spin on giass)方式塗佈的 有機低介電常數絕緣膜(organic insulator film，Κ=2·7〜3.5)，可降低 資料配線與畫素電極間的電容效應，使畫素電極可重疊(〇verlap) 200900824 到資料配線上 然而，上物會織干對於顯示效果_上的不良影 響 ，而有待進—步之改善。舉例來說，糾增大面 儲存電容，會影響晝韻口率。有機低介電常數絕緣膜本^ 口 ^^(wateradso^ . 龜㈣不佳的問題’進而影響製程良率(yield)及產出速度 (throughput) ° 此外’對鮮穿反式液晶顯示如言，部分產品的規格要求 低反射率，例如反料小於3%，亦即反㈣之面積佔顯示區之總 面積的比例小於3%，在此狀況下要將薄膜電晶體元件與儲存電容 同時設置於反射區内並完全被反射電極所遮蔽在設計上存在著極 大的困難，由於溥膜電晶體元件為必要元件而無法省略，若要完 全不影響穿透區開口率，勢必需要縮小儲存電容的尺寸，一旦儲 存電容偏低將容易產生漏電問題，並進而造成微亮點或微暗點的 產生，影響顯示品質。因此，如何在不影響開口率的前提下增加 半穿反式液晶顯示器之儲存電容，實為半穿反式液晶顯示器之發 展上一重要課題。 【發明内容】 本發明之主要目的之一在於提供一種半穿反式液晶顯示面板 及其晝素結構，以提升儲存電容與開口率。 7 200900824 為達上述目的，本發明提供一種半穿反式液晶顯示面板之晝 素結構*包含： 一基板，具有一晝素區，該畫素區包含一反射區與一穿透區； 一資料線’沿一第一方向設置於該基板上，該資料線包含一第 一資料線區段與一第二資料線區段，其中該第一資料線區段與該 第二資料線區段係藉由一連接洞電性連接； 一共通電極，設置於該基板上，該共通電極包含至少一第一共 通電極區段，沿該第一方向設置於該穿透區，且與第二資料線區 段相重疊； 一掃描線，沿一第二方向設置於該基板上，其中該掃描線與該 第二資料線區段係H導電層所構成，該第―資料線區段與 該共通電極係由一第二導電層構成； -穿透電極，狀於财賴内，其中該穿透電極與該共通電 極彼此絕緣並至少部分重疊； 反射電極’①置於該反射區内，並與該穿透電極電性連接丨 以及 * 一薄膜電晶體，與购描線與該資料線電性連接。 -吹獅^知，本㈣之半穿反式液晶_面板的掃描線與第 4係由第—導電層所構成，而第—資料線區段與共通 電極係由一第二導雷 —導電層構成，而由於共通電極與穿透電極相重 口此可提供儲存電容。與由I*、f 予电谷糟由上述设计，本發明之半穿反式液 8 200900824 晶顯示面板的反射區械需設置雜電晶體，而不S配置容納儲 存電容的空間，因此可有效縮減反射區之面積，以提升穿透區開 口率。 以下為有關本發明之詳細說明與附圖。然而所附圖式僅供參 考與輔助說明用，並非用來對本發明加以限制者。 【實施方式】 凊參考第1圖至第5圖。第1圖至第5圖為本發明第一實施 例之半牙反式多區域垂直配向(multi_d〇majn verticai aiignment， MVA)液晶顯示面板及其晝素結構之示意圖。本實施例係以一雙間 隙(dual cell gap)型之半穿反式液晶顯示面板為例說明本發明之特 點，其中苐1圖為半穿反式液晶顯示面板之陣列基板之上視示意 圖，第2圖為第1圖之陣列基板的部分結構上視示意圖，第3圖 為第1圖之半穿反式液晶顯示面板沿AA，之剖面示意圖，第4圖 為第1圖之半穿反式液晶顯示面板沿BB’之剖面示意圖，並包含 延伸之相鄰畫素的穿透區12T，第5圖為第1圖之半穿反式液晶 顯示面板沿CC’之剖面示意圖。如第1圖至第5圖所示，半穿反 式液晶顯示面板包含一第一基板(陣列基板)1〇、一第二基板(彩色 濾光片基板)(第1圖與第2圖未示)30與第一基板10對向設置，以 及一液晶層（第1圖與第2圖未示)50設置於第一基板與第二基 板30之間。第一基板1〇具有複數晝素區12，且各畫素區12均包 含一反射區12R與一穿透區12T。另外，第一基板10具有複數沿 200900824 » 、 第方向(第1圖中之横向)設置的資料線，以及複數沿一第 二方向（第1圖中之縱向)設置的掃插線15，其中第一方向大體與 第一方向垂直，而各資料線14包含-第-資料線區段14a與-第 -貝料線區段Hb ’且第一資料線區段⑷與第二資料線區段勵 係分屬不同層之導電層所製作。更精確地說，本實施例之第一資 料線區段14a係由第二導電層(以下閘極型薄膜電晶體製程為例， 第二導電層係與薄膜電晶體元件之源極級極為同層金屬)所構 成’而第二資料線區段係為第一導電層所構成(以下問極型薄 膜電曰a體製程為例，第—導電層係與掃描線15以及薄膜電晶體元 件之閘極為同層金屬）。各資料線14之第一資料線區段丨如與第二 資料線區段14b係為部分重疊(如第5圖所示），並藉由一設於第一 資料線區段14a與第二資料線區段14b之間的連接洞(c_ct via)14c電性連接第一資料線區段！4a與第二資料線區段1物。換 句活說’位在第-資料線區段14a與第二資料線區段14b之間的 絕緣層(未標示)具有連接洞14C用以暴露出第二資料線區段14b， 而第一資料線區段14a之部分係填滿該連接洞14c用以電性連接 第二資料線區段14b。 另外，半穿反式液晶顯示面板亦包含複數共通電極丨6，設置 於第一基板10上’其中各共通電極16包含至少—第一it通電極 區段16a ’沿第一方向設置於各穿透區12T，且第一共通電極區段 16a係由第二金屬層所構成，並與第二資料線區段14b大體相重 疊。另外於本實施例中，各共通電極16亦可另包含至少一第二共 10 200900824 通電極區段16b，沿第二方向設置於穿透區ΐ2τ，其中第二it通電 極區段16b與弟一共通電極區段16a舉例係為同層金屬，均由第 二金屬層構成。此外於本實施例中，第二共通電極區段14b係設 於反射區12R與穿透區12T之交界處，且各共通電極16之第—共 通電極區段16a與第二共通電極區段i6b係為彼此電性相連，並 大體環繞相對應之穿透區12T。 半穿反式液晶顯示面板另包含複數薄膜電晶體18，各薄臈電 晶體18分別設置於一相對應之晝素區12之反射區12R内，且各 薄膜電晶體18包含一閘極15a與對應之掃描線15電性連接、一 源極18a與對應之資料線14電性連接、一汲極18b，以及一半導 體層(非晶石夕層)17。此外，半穿反式液晶顯示面板亦具有複數穿透 20分別言史置於各晝素區12之穿透區12T之内並與薄膜電晶 體18之汲極18b電性連接，以及複數反射電極22分別設置於各 晝素區I2之反射區UR之内’其中穿透電極Μ係由透明導電材 質，例如氧化銦錫構成’而反射電極22則係由具高反射率之材質， 例如無、銀等金屬材質構成，此外於同—畫素區12中，穿透電極 20與共通電極16之間設置有一介電層21，使得穿透電⑽與共 通電極I6彼此絕緣並至少部分重疊，而穿透電極2G、介電層a 與共通電極16並形成—儲存電容Cst，而於同—晝素區中，反 射電極22則係透過—連接電極24與穿透電極％電性連接，而於 本實施例巾連接電極24鱗例為穿透電極π之—延伸部分。第 -基板10另包含一調整層26 ’設置於各反射區现内之:射電 200900824 極22下方，且反射電極22大體覆蓋調整層％。設置調整層％ 之目的在於塾高反射電極22，使得半穿反式液晶顯示面板在顯示 時’反射區12R的外界光與穿透區12丁之背光在通過液晶層％ 時具有相同之光程差’另外調整層26係利用黃光微影製程形成一 凹凸表面’藉此設於其上之反射電極22亦隨著調整層％之表面 起伏而具有-凹凸表面，藉此可散射進入反射區12R之外界光。 此外，調整層26之一側壁各具有一傾斜表面26a與一傾斜表面 26b，而傾斜表面26a、26b會影響其上之液晶層5〇的液晶分子排 列，因此此處容易產生漏光問題。在本實施例之半穿反式液晶顯 示面板設計中，反射電極22只有形成於調整層26具有凹凸表面 的位置，此外為了使反射電極22與穿透電極2〇電性相連接，反 射電極22僅僅覆蓋靠近穿透區12Γ之調整層26之部分傾斜表面 26a上，藉此與穿透電極20電性連接。本實施例之反射電極22曝 露出傾斜表面26b與大部分之傾斜表面26a，而針對漏光問題，則 係利用將第二共通電極區段16b之位置設置於大體對應於調整層 26之傾斜表面26a、26b，換句話說，第二共通電極區段16b係與 傾斜表面26a有至少部份重疊，如此一來第二共通電極區段丨沾、 可發揮遮蔽漏光的效果。 另一方面，第二基板30則包含複數個彩色濾光片％如紅色 濾光片32R、綠色濾光片32G與藍色濾光片32]8分別對應各晝素 區12、一保護層(overcoat)34覆蓋彩色濾光片32之表面、一共通 電極層36設於保護層34之表面，以及複數配向凸起物 12 200900824 (:η^)3δ設於共通電極層％之表面。此配向凸起物料改 j電场分部’使液晶往配向凸起物％傾倒，達到多區域配向的功 此，可解決灰階反轉的問題即達到廣視角_示功能。 由上述可知’本實施例利用共通電極16與穿透電極2〇之重 44刀製作儲存電容，因此反射區12R之空間僅需容納薄膜電晶 體1曰8而可以不需設置儲存電容，故可有效縮減反射區观之比例 =提升穿透區12T的開D率。值得說明的是本發明之掃描線Μ與 第二資料線區段14b係由相同之第—導餅所構成，因此在製作 可於同"L·積與钮刻製程完成，而第一資料線區段w與共通 電極16祕由相同之第二導電層構成，因此亦可利賴—沉積與 U製知儿成。另外，反射電極22係設置於調整層％之上，因 可直接與穿透電極2〇電性連接*不需藉由接觸洞加以連接，故 本發明之半穿反式液晶顯賴板*需額外增加製作成本。 為了便於咏本㈣各實糊之翻處，以獅各實施例之 f徵所在’在以下各實施例中相同之元件將使用相同之符號標 Z，並不多加贅述’錢明部分將魏各實施_異細亍說明。 凊參考第6圖至第9圖。第6圖至第9圖為本發明第二實施 列之+穿反式液晶_面板及其畫素結構之示賴。本實施例係 以一早液晶_(5___型之半穿反式多_垂直配向液 晶顯示面板制本翻之_，射第6圖為半穿反式液晶 13 200900824 顯示面板之陣列基板之上視示意圖，第7圖為第6圖之半穿反式 液晶顯不面板沿DD’之剖面示意圖，第8圖為第6圖之半穿反式 液晶顯示面板沿EE，之剖面示意圖，且包含延伸之相鄰晝素的穿透 區12T’第9圖為第6圖之半穿反式液晶顯示面板沿FF，之剖面示 思圖。如第6圖至第9圖所示’由於本實施之半穿反式液晶顯示 面板為單液晶間隙型’因此於穿透區UT中亦設置有調整層％， 使得反射區12R與穿透區12T均具有相同之液晶間隙，但穿透電 極20係可於調整層26之前先形成，因此穿透電極2〇係位於調整 層26之下方，且調整層26於穿透區12Τ與反射區12R之交界處 具有-缺口 28曝露出穿透電極20，藉此後續形成之反射電極22 可經由缺口 28直接與穿透電極20電性連接。 請參考第10圖至第13圖。第10圖至第13圖為本發明第三 實施例之半穿反式液晶顯示面板及其晝素結構之示意圖。本實施 例亦為一單液晶間隙型之半穿反式液晶顯示面板，其中第1〇圖為 半穿反式液晶顯示面板之陣列基板之上視示意圖，第u圖為第1〇 圖之半牙反式液晶顯示面板沿GG’之剖面示意圖，第12圖為第 圖之半穿反式液晶顯示面板沿HH’之剖面示意圖，第η圖為第1〇 圖之半穿反式液晶顯示面板沿II’之剖面示意圖。如第1〇圖至第 13圖所示，由於本實施之半穿反式液晶顯示面板為單液晶間隙 型’因此於穿透區12τ中亦設置有調整層26，使得反射區12R與 穿透區1ΖΓ均具有相同之液晶間隙，且穿透電極2〇係於設置於調 整層26之表面，而由於穿透電極20不需具有凹凸表面，因此在 14 200900824 穿透區m之調整層％並不具有凹凸表面。另外，調整層％於 穿透區12T與反射區12R之交界處具有一缺口 28，且穿透電極加 與反射電極22係於缺口 28内電性連接，並進而與薄膜電晶體電 性連接。 請參考第14圖至第17圖。第η圖至第17圖為本發明第四 實施例之半穿反歧晶顯示面板及其晝素結構之示賴。其中第 Η圖為半穿反式液晶顯示面板之陣列基板之上視示意圖，第μ 圖為第14圖之半穿反式液晶顯示面板沿jj，之剖面示意圖，第π 圖為第14圖之半穿反式液晶顯示面板沿狀，之剖面示意圖，第口 圖為第10圖之半穿反式液晶顯示面板^LL，之剖面示意圖。如第 14圖至第17圖所示，本實施例之半穿反式液晶顯示面板之第—基 板10之結構與第三實施例之第一基板1〇類似，而本實施例之^ 穿反式液晶顯示面板在第二基板30對應於各反射區〗2R之位置， 另分別設置有一調整凸塊40,藉此反射區12R與穿透區ΐ2τ會具 有不同之液晶間隙。 於上述各實施例中，反射電極22係設於穿透電極2〇上方且 連接電極24係為穿魏極2G之—延伸部分，但本發明之作法並 不限於此。請參考第18圖’第18圖為本發明又一實施例之半穿 反式液晶顯示面板之示賴。如第18 _示，與前述各實施例不 同之處在於本實施例之連接電極24係為反射電極22之一延伸部 分，而穿透電極20係設於反射電極22之上，藉此亦可使穿透電 15 200900824 極20與反射電極22彼此電性連接。 綜上所述，本發狀各纽狀半穿反式液晶細面板之資 有由第二金屬層構成的第—__段與由第一金屬層 則雜段，犧陳雜㈣第二金屬層 貝!权置有共通電極，藉此共通電極不射發揮舰電極的效果， .之面 並可與和其相重叠之穿透電極形成儲存電容。藉由上述設計，本 毛明之半穿反式液晶顯示面㈣反舰⑽需設置薄膜電晶體， 而不需配置容納儲存電容的空間，耻可有雌減反射區 積’以提升穿透區的開口率。 以上所述僅為本發明之雛實_，魏树日种請專利範 圍所做之均㈣化與修飾，皆關本發明之涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖至第5圖為本發明第—實施例之半穿反式液關示面板及 其畫素結構之示意圖。 第6圖至第9 _本發明第二實施例之半穿反式液晶顯示面板及 其晝素結構之示意圖。 第10圖至第13 _本發明第三實施例之半穿反式液晶顯示面板 及其畫素結構之示意圖。 第U圖至第Π _為本發㈣四實施例之半穿反絲晶顯示面板 及其晝素結構之示意圖。 16 200900824 第18圖為本發明又—實施例之半穿反式液晶顯示面板之示音圖 【主要元件符號說明】 10 第一基板 12 晝素區 12R 反射區 12T 穿透區 14 資料線 14a 第一資料線區段 14b 第二資料線區段 14c 連接洞 15 掃描線 15a 閘極 16 共通電極 16a 第一共通電極區段 16b 第二共通電極區段 17 半導體層 18 數薄膜電晶體 18a 源極 18b 及極 20 穿透電極 21 介電層 22 反射電極 24 連接電極 26 調整層 26a、26b 傾斜表面 28 缺口 30 弟二基板 32 彩色遽光片 32R 紅色渡光片 32G 綠色遽光片 32B 藍色濾光片 34 保護層 36 共通電極層 38 配向凸起物 40 調整凸塊 50 液晶層 17

Claims (1)

  1. 200900824 十、申請專利範園： 1. 一種晝素結構，包含： 一基板，具有一晝素區，該晝素區包含一反射區與一穿透區，· 一資料線，沿一第一方向設置於該基板上，該資料線包含一第 -資料線區段與-第二資齡區段，其愧第—雜_段與該 第二資料線區段係藉由一連接洞電性連接； 一共通電極，設置於該基板上，該共通電極包含至少一第一共 通電極區段’沿該第—方向設置於該穿透區，且與第二資料線區 段相重疊； -掃描線’沿―第二方向設置於絲板上，其巾該掃描線與該 第二資料線區段係由-第—導電層所構成，該第—資料線區段與 該共通電極係由一第二導電層構成； -穿透電極’設置於該穿賴内，其巾該？透雜與該共通電 極彼此絕緣並至少部分重疊； 一反射電極，設置於該反舰内，並與該？透電極電性連接； 以及 一薄膜電晶體，與該掃描線與該資料線電性連接。 2. 如明求項1所述之畫素結構，其中該共通電極另包含至少一第 二共通電極區段，沿鱗二方向設置於該穿賴，且電性相連 於該第一共通電極區段。 3. 如請求項2所述之晝素結構，其中該第二共通電極區段係設於 18 200900824 該反射區與該穿透區之一交界處。 4. 如請求項2所述之晝素結構，其中該第一共通電極區段與該第 二共通電極區段大體環繞該穿透區。 5. 如請求項1所述之晝素結構，另包含—調整層，設置於該反射 區内，且該反射電極係設於該調整層上。 6. 如請求項5所述之晝素結構，其中該調整層具有—凹凸表面， 糟此該反射電極亦具有一凹凸表面。 7. 如明求項5所述之晝素結構，其中該反射電極係至少曝露出該 調整層之一傾斜表面。 8. 如請求項5所述之晝素結構，其中該共通電極另包含至少一第 -共通電極區段，沿該第二方向設餘該穿親，該第二共通 電極區段係大體位_赠層之—傾斜表面下方。 如。月求項5所述之晝素結構，其中該反射電極係大體覆蓋該調 整層。 • 1G·如睛求項1職之晝素結構，其巾該穿透電極係設於該反射電 極之下。 19 200900824 、 11. 如請求項丨所述之晝素結構，其中該穿透紐雜於該反射電 極之上。 12. 如請求項1所述之晝素結構，該反射電極具有-連接電極，電 性連接該穿透電極。 I3·如請求項1所述之畫素結構，另包含一介電層設於該穿透電極 _共通電極之間，錢紐、該介電層_共通電極構 成一儲存電容。 如請求項1所述之晝素結構’其中該第_方向係大體與該第二 方向垂直。 I5. —種半穿反式液晶顯示面板，包含： 一第一基板’具有複數晝倾，各該畫素H包含-反射區與一 穿透區； ' 複數資料線m向設置於該第—基板上，各該資料線 包含一第一資料線區段與一第二資料線區段，其中該第一 資料線區段與該第二資料線區段係藉由一連接洞電性連 接； 複數掃描線，沿一第二方向設置於該第一基板上； 概共通電極，設置於該第一基板上，各該共通電極包含至少 -第-共通雜區段，沿該第—方向設置於各該穿透區， 20 200900824 且與該第二資料線區段大體相重疊； 其中該等掃描線與該等第二資料線區段係由—第—導電層所 構成’該等第一資料線區段與該等共通電極係由— 電層構成； 導 複數穿透電極，分別設置於該等晝素區之各該穿透區内，其中 於同—畫素區中，該穿透電極與該共通電極彼此絕緣並至 少部分重疊； w 複數反射電極，分別設置於該等晝素區之各該反射區内，其中 於同一晝素區中’該反射電極係與該穿透電極電性連接. 複數薄膜電晶體，各該薄膜電晶體分別與對應之各該掃插線與 各該資料線電性連接； ^ 一第二基板，與該第一基板對向設置；以及 一液晶層’設置於該第一基板與該第二基板之間。 16.如請求項15之半穿反式液晶顯示面板，其中各該共通電極另 包3至>一弟一共通電極區段，沿該第二方向設置於該穿透 區，且電性相連於該第一共通電極區段。 Π.如請求項16所述之半穿反式液晶顯示面板，其中各該共通電 極之該第一共通電極區段與該第二共通電極區段環繞該穿透 區0 18.如請求項15所述之半穿反式液晶顯示面板，另包含複數調整 21 200900824 設胁各觀舰内，轉狀料麵設於各該調 19；^項18所述之槪她顯爾，其中各該麵 ,、凹凸表面’藉此各該反射電極亦具有1凸表面。 2〇,如請求項18所述之半穿反式液晶顯示面板，其中各該反射電 極係至少暴露出其對應之該調整層之一傾斜表面。 21. 如請求項18所述之晝素結構，其中各該共通電極另包含至少 -第一共通電極區段，沿該第二方向設置於該穿透區，該第二 共通電極區段係大體位於該調整層之一傾斜表面下方。 22. 如咐求項is所述之晝素結構，其中該反射電極具有—連接電 極，電性連接該穿透電極。 如明求項15所述之半穿反式液晶顯示面板，其中各該穿透電 極係設於各該反射電極之下。 4.如明求項15所述之半穿反式液晶顯示面板，另包含複數調整層 设置於該第二基板上’其中各該調整層係分別對應於該第一基 板之各該反射區。 25.如請求項24所述之半穿反式液晶顯示面板，更包含複數彩色 22 200900824 濾光層位於於該第二基板以及該等調整層之間 更包含複數彩色 26. 如請求項15所述之半穿反式液晶顯示面板， 濾光層設置於該第二基板上。 其中該第一方向 27. 如請求項15所述之半穿反式液晶顯示面板， 係大體與該第二方向垂直。 23
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