TWI329771B - Transflective liquid crystal display device - Google Patents

Description

1329771 -· 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種半穿透式液晶顯示裝置，特別係 關於一種具有柱狀間隔物的半穿透式液晶顯不裝置。 【先前技術】 在一般的半穿透式液晶顯示裝置中，在形成有薄膜電

晶體（thin film transistor ; TFT)的基板（以下稱「TFT ® 基板」）中’每個晝素係設置在使來自背光源的光線穿透的 透光區、以及將進入液晶層的背景光線反射的反射區。另 一方面’在一彩色濾光器基板在面對上述TFT基板的位 置’以紅、綠、藍等色料形成一彩色濾光器。而一液晶層 則夾於上述TFT基板與上述彩色滤光器基板之間。 在前述的半穿透式液晶顯示裝置中，為了使各畫素中 的穿透光與反射光的光程長（optical path length)相等， 鲁 在上述透光區與反射區的液晶層（TFT基板與彩色濾光器基 板的間隙，或稱為基板間隙；cel 1 gap)則會有不同的厚 度。具體而言，透光區的液晶層厚度為dt時，反射區的液 晶層厚度通常為l/2(dt)。在上述各區的液晶層厚度不同 的情況下’特別要嚴格控制反射區的液晶厚度。因此，在 TFT基板或彩色濾光器基板上，以感光性有機膜形成間隔 物（以下稱為「柱狀間隔物」），是用以控制液晶層厚度的 方法。在曰本專利公開第2003-344838號中，詳細地記載. 了此一使用柱狀間隔物的半穿透式液晶顯示裝置。 2108-7824-PF;Dwwang 6 1329771 -般用以將液晶配向的方法，係在彩色濾光器基板與 TFT基板形成一聚醯亞胺層，其形成是透過轉印的製程， 使用刷磨法（rubbing method)，以毛織布擦拭上述基板。 在以上所說明的+穿透式液晶顯示裝£中，係在操作刷磨 法之前在彩色濾光器基板或TFT基板側形成上述柱狀間隔 物，因此在上述柱狀間隔物的周圍無法平均地刷磨，而使 液晶的配向狀態不均勻，其係造成半穿透式液晶顯示裝置 的解析度不佳或是顯示不良區（domain)產生的原因。 一般柱狀間隔物是配置在不會影響顯示的晝素區内的 遮光膜上，但是由於柱狀間隔物是以具感光性的有機膜所 形成，其大小必須加以規範，一併考慮圖形的大小所導致 的強度或剝離的問題後，其大小須要在1〇ym以上。因此， 為了緩和發生解析度不佳或顯示不良區所造成的影響（外 觀上是否谷易發現），一般係將柱狀間隔物配置在透光率較 低的藍色晝素（使用紅、綠、藍三原色的色料的彩色濾光器 的情況）。 對使用紅、綠、藍三原色的色料的彩色濾光器而言， 使用南透光率而清晰度佳的綠色色料，可改善其顯示性 能，然而使用在半穿透式液晶顯示裝置時，在反射模式下 會發生白色色調轉黃的問題。 為了解決上述問題’日本專利公開第2003-344838號 揭露了改變反射區的彩色遽光器與透光區的彩色滤光器的 技術。然而，該文獻須要將彩色渡光器色料的種類由習知 的三色變更為六色，有大幅提高製造成本的問題。 2108-7824-PF;Dwwang 7 1329771 在其他的技術方面，有人提出藉由在反射區的色料開 孔而形成透明樹脂，而調整白色色調的技術。然而，該技 術雖然可以調整白色色調，透明樹脂的部分卻會造成其他 波長的光線漏光的現象，而降低紅色、綠色、藍色的純度， 而造成顯示品質的劣化。 另外’由於上述柱狀間隔物配置在藍色的畫素區，而 減少了來自藍色晝素區的光，而更加重了白色色調偏離的 問題。為了避免前述的白色色調偏離的問題，本來形成於 藍色晝素區中的柱狀間隔物附近的遮光區，亦形成於紅色 的畫素區或綠色的畫素區，如此一來，就增加了遮光區佔 用晝素的比例，而造成降低反射率的問題。 • 【發明内容】 有鑑於此，本發明的一目的係提供一種具有柱狀間隔 物的半穿透式液晶顯示裝置，其透光區與反射區使用相同 φ 的色料，並可以在反射模式下減低白色色調的變化，而提 供可將反射率的下降限制在最小限度的半穿透式液晶顯示 裝置。 為達成本發明之上述目的，本發明係提供一種一種半 穿透式液晶顯示裝置’包含：一第一基板，具有一彩色遽 光器與一遮光膜，上述彩色濾光器具有紅色、綠色、藍色 的色料所形成的各個畫素；一第二基板，具有一穿透型畫 素電極、一反射型晝素電極、與一線路（wiring),其中: 述穿透型畫素電極在上述畫素内#成透《區，上述反射型 2108-7824-PF;Dwwang 8 1329771 電極在上述畫素内形成反射區，上述線路提供一控制信 號、與作用於上述穿透畫素型電極及上述反射型畫素電極 的信號；一液晶，央於上述第一基板與上述第二基板之間； 一柱狀間隔物，僅形成於具有上述綠色色料的上述畫素， 並決定上述第一基板與上述第二基板之間的間隙；以及一 遮光部，僅設置於鄰近上述柱狀間隔物的既定區域。 本發明之半穿透式液晶顯示裝置中，由於柱狀間隔物 僅形成於具有上述綠色色料的上述畫素、遮光部僅設置於 鄰近上述柱狀間隔物的既定區域，而在透光區與反射區使 用相同的色料的情況下，可以在反射模式下減低白色色調 的變化，並具有可將反射率的下降限制在最小限度的效果。 【實施方式】 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳 細說明如下： 請參考第1圖，係顯示本發明較佳實施例之半穿透式 液晶顯示裝置的TFT陣列基板的略示平面圖。在第i圖中， 設於TFT陣列基板10的各畫素中，形成有可供光線穿透的 透光區T、與可供將進入液晶層的背景光線反射出去的反 射區S。第2(a)~2(d)圖則是一系列之剖面圖，用以說明本 發明較佳實施例之半穿透式液晶顯示裝置的TFT陣列基板 的製造方法。而第2(a)〜2(d)圖係分別繪示源極線路區與 反射區S(對應於第1圖的剖面線a-A)、透光區τ與反射區 2108-7824-PF;Dwwang 9 1329771 s(對應於第！圖的剖面線β_Β)、和薄膜電晶體（對應於第！ 圖的剖面線c-c)的剖面之一例示的剖面圖。 在第1圖與第2(a)~2(d)圖中，在例如玻璃基板等的 透明絕緣性基板丨上，係形成有一間極線22與一輔助電容 線24 ’其中閘極線22具有由第一導電臈形成的閘極2卜 輔助電容線24具有形成於反射區s的第—辅助電容電極 23、與形成於透光區τ的第二辅助電容電極在此處設 第-輔助電容電極23、辅助電容線24、與第二辅助電容電 極25的目的’在防止來自背光源的光線發生漏光、與維持 一定期間的電壓。 然後，將第一絕緣膜3設於閘極線22等的上層，再介 以第一絕緣膜（間絕緣層）3,在間極21上形成一半導體主 動膜4與一歐姆接觸（〇hfflic⑺肘“^膜5，其中半導體主 動膜4為-半導體層。歐姆接觸膜5的中央部分被移除而 一分為二，其一的上方層積由第二導電膜形成的源極6卜 其一的上方層積由第二導電膜形成的汲極Μ。在此處，半 導體主動膜4、歐姆接觸層5、閘極2卜源極61、與汲極 62構成作為開關元件的薄膜電晶體64。 另外，延伸自源極61的源極線63，介以第__絕緣膜3 而與閘極線22交又配置。為了提昇所能耐受的電壓，在上 述交叉的部份以及源極線63,殘存有半導體主動膜4與歐 姆接觸層5。 在反射區s中，形成有延伸自汲極62的反射型晝素電 極65，亦即，反射型書去 畺常電極65係由第二導電膜所形成。 2108-7824-PF；Dwwang 10 1329771 因此，第二導電膜至少在其 還有與源極61連接的# 用反射率高的金屬層。 成。又，為乂 63亦是由第二導電膜所形 成又為了防止因反射型書^ 的短路所造m» ~京電極65與源極線63之間 門传保持 、，反射型晝素電極65與源極線63之 持一既定的間隔“較好為5…㈣。 去反==膜7覆於反射型畫素電極65等之上，再除

=:/65上的第二絕緣膜7的-部分，而形成 接觸孔8.1。在第二絕緣膜7 ^ 、的層形成由高透光性的導 而形1透：電膜」)所形成的透光型畫素電極91， 心成透先區T。透光型晝素電極91係經由接觸孔81盘. =射型畫素電極65電性連接，更經由反射型畫素電極65 與汲極62電性連接。又’在反射型晝素電極65與源極線 之間’介以第二絕緣膜7而設有—防止解析度降低的電 一 此防止解析度降低的電極95，係與透明導電膜之透 光型畫素電極91同時形成。在本實施例中，防止解析度降 低的電極95的形成，儀沿著源極線63，而大體上盘盆平 ，接下來，以第2(a)~2(d)圖來說明本發明較佳實施例 之半穿透式液晶顯示裝置的TFT陣列基板1〇的製造流程。 首先’如第2(a)圖所示，將例如玻璃基板等的透明絕 緣性基板1洗淨、清潔表面之後，以濺鍍等方法在透明絕 緣性基板1形成一第一導電膜，其為以鉻、鉬、鈕、鈦、 或铭等單一元素或以上述任意組成為主成分的合金等所形 成的薄膜。在本實施例中，係以厚度400nm的鉻膜來形成 11 2108-7824-PF；Dwwang 1329771 上述第一導電膜。 接下來，以第一微影製程將上述第一導電膜圖形化， 而形成閘極2卜一閘極線22、一第一辅助電容電極23、 一輔助電谷線24、與一第二辅助電容電極25。第一輔助電 容電極23係大體上全面形成於反射區s;而第二輔助電容 電極25則與源極線63平行，形成於透光區τ的一部分。 輔助電容線24係與第一輔助電容電極23及第二辅助電容 電極25電性連接，而沿著源極線63而形成。在上述第一 微影製程中，首先將基板洗淨後塗上光阻，將光阻乾燥後， 以具有既定圖形的一光罩使基板曝光。接下來，第一微影 製程便將曝光後的基板作顯影的處理，而形成圖形化的阻 劑層，該阻劑層的圖形是轉印自上述光罩的圖形。將上述 圖形化的阻劑層加熱硬化後，蝕刻上述第一導電膜而將其 圖形化。在第一微影製程中，完成第一導電膜的圖形化之 後，便將光阻剝除。 而上述對第一導電膜的蝕刻，可使用已知的蝕刻劑， 以溼蝕刻法蝕刻第一導電膜。例如當第一導電膜為鉻時， 姓刻劑可使用硕酸鈽二敍（diamm〇niuin cerium (IV) nitrate)與硝酸的混合水溶液。又，在第一導電膜的蝕刻 方面’為了提升其圖形邊緣與絕緣膜的階差部分對絕緣膜 的覆蓋率而防止與其他的線路發生短路，較好為以錐角蝕 刻（taper etching)，使圖形邊緣的截面呈現梯形的寬度漸 變的形狀。 接下來，如第2(b)圖所示’以電漿化學氣相沉積法等 2108-7824-PF;Dwwang 12 丄j厶y//i 方法，連續形成第一絕緣膜 觸膜5。第-絕緣膜3_ 丰導體主動膜4、與歐姆接

e. 、、作為閘絕緣膜，包含擇自s i JV s1〇y膜、與Si0zN•膜令任 3擇自g膜、 的多層膜¥的單層膜或任二項以上層積 緣膜3的厚度太薄時，Λ…組成的正數)。第-絕 谷易在閘極線22盘源拖錄 的地方發生短级.筮妨 沭U極線63交又 方發生短路，第一絕緣膜3的厚度太厚時，則會減少 薄膜電晶體64的開（加彳番士 的開(〇η)電流’而劣化其顯示特性。因此， 第一絕緣膜3的厚度大於第一 丁 M m #人 守电膜的厚度，但在此情況 下的'度愈小愈好…為了防止第一絕緣…生針孔 = :e)而導致層間短路的情況’較好為分成複數次來形 成第一絕緣膜3。在本實施例甲， τ 弟絕緣膜3的形成是 先形成厚300nm的SiN膜、再形点厘1ηΛ 、 丹形成厗lOOnm的SiN膜，而 成為厚400nm的SiN膜。 半導體主動膜4可❹非晶㈣、多晶妙膜等。半導 體主動膜4的厚度太簿眸，你& x苁溥時谈述對歐姆接觸膜5施以乾蝕 刻時’半導體主動膜4會消失，·半導體主動膜《的厚度太 厚時’則會減少薄膜電晶體64的開（〇η)電流。因此，半導 體主動膜4厚度的決定方面，要考慮對歐姆接觸膜5實施 乾钱刻時的钱刻量的控制能力，還一定要考慮薄膜電晶體 64的開（on)電流值。名：太香& 丄 在本實施例中，係形成厚度15〇nm的 非晶發膜作為半導體主動膜4。 歐姆接觸媒5係使用微量摻料的N型非㈣層或n 麼多晶碎層。在本實施例中’係形成厚度3_的N型非晶 矽層作為歐姆接觸膜5。 21〇8-7824-PF;Dwwang 13 1329771 '' 接下來，實施一第二微影製程，將半導體主動膜4與 歐姆接觸膜5中至少欲形成薄膜電晶體64的部分予以圖形 化；另外，關於其他部分，在閘極線22與源極線63的交 叉部分、或形成源極線63的部分殘存半導體主動膜4與歐 姆接觸膜5時’可提升該處可耐受的電壓。另外，可使用 已知的氣體組成（例如SFs與〇2的混合氣體或CF4與〇2的混 合氣體）’以乾蝕刻法來钱刻半導體主動膜4與歐姆接觸膜 5 ° 接下來’如第2(c)圖所示，以濺鍍等方法形成一第二 導電膜。上述第二導電膜包含例如一第一層6a與一第二層 6b’其中第一層6a包含擇自鉻、鉬、鈕、鈦之單一元素或 以上述任意組成為主成分的合金’第二層6b包含擇自銘、 、 銀、鋼之單一元素或以上述任意組成為主成分的合金。在 此，第一層6a是在歐姆接觸膜5與第一絕緣膜3之上，並 直接與其接觸；而第二層6b則是疊於第一層6a之上，並 • 直接與其接觸。上述第二導電膜係用以形成源極線63與反 射型畫素電極65，其構成條件必須考慮線路的電阻與表層 的反射特性。在本實施例申，第二導電膜的第一層為厚 度lOOnin的鉻膜，第二層6b為厚度3〇〇抓的A1Cu膜。 接下來，以後述的乾蝕刻製程形成一接觸孔81後，位 於接觸孔81内的-部分的第二導電膜，為了能夠與_$| 性薄膜（透明導電膜）形成電性連接，上述第二導電膜較好 為使用難以發生表面氧&的金屬薄冑、或是即使發生氧化 亦能維持導電性的金屬薄膜。又，以铭系的材料作為上述 2108-7824-PF; Dwwang 14 丄二)zy//丄 第二導電膜時，為了 化，可以在其矣: 氧化所造成的導電性的劣 I # 成—氮化_，亦可^其表面^ 鉻、飽、纽、鈦等等的薄膜。 成 接下來’以一第三微影製程，將上述第二導電膜圖形 化，而形成含源㈣的源極線63與含汲_的反射= ΠΓ而没極62與反射型晝素電極65是連續地形： β 在同一層中發生電性連接。可使用習知的钱 刻劑以溼蝕刻法來蝕刻第二導電膜。 接下來，以蝕刻的方式移除薄膜電晶體64的歐姆接觸 膜5的中間部分’曝露半導體主動膜4，可使用習知的氣 體組成（例如肌與〇2的混合氣體或仏與〇2的混合氣體）， 以乾姓刻法來钱刻歐姆接觸膜5。 又，較好為移除部分A1Cu之第二層6b，而形成接觸 區66’其中被移除的位置是在預計形成接觸孔81 .的位置。 接觸區66的形成方面，是在上述第三微影製程時，以半遮 光（half tone)的曝光方式等方法將其對應位置上的光阻 厚度予以縮減，而在歐姆接觸膜5的乾蝕刻步驟之後，以 氧氣電漿等僅去除部分的光阻而對作光阻減量的處理，然 後就可以利用剩下的光阻為罩幕，來對A1Cu進行溼蝕刻的 處理。因此，以第二導電膜的第一層6a之鉻膜與後續形成 的透光型晝素電極91接續，可得到具優良導電率的接續 面0 以下說明半遮光的曝光製程《半遮光的曝光，係經由 半色調（half tone)的光罩（例如具有濃淡不同的鉻層圖形 2108-7824-PF;Dwwang 15 1329771 的光罩）進行曝光，藉由調整曝光時所照射的光線強度來控 制光阻的殘存厚度。之後先針對其上的光阻已完全移除的 薄膜先進行蝕刻，接下來以氧氣電漿等對光阻作減量的處 理，僅移除殘存膜厚較少的部分的光阻，然後再針對前述 殘存膜厚較少的部分的光阻（此部分的光阻現已移除）所對 應的薄膜進行蝕刻。藉此，可以藉由一次的微影製程來進 行一次的圖形化步驟。

雖然在第二導電膜的表面形成氮化鋁膜（例如為A1CuN) 時，會造成反射率若干程度的降低，但是其可以與後續形 成的透光型晝素電極91之間能夠有良好的接續，就不一定 需要特別形成一對比區66，而可以省略半遮光的曝光製程。 •接下來，如第2(c)圖所示，以電漿化學氣相沉積法等 方法，形成一第二絕緣膜7。第二絕緣膜7可使用與第一 絕緣膜3相同的材質，其厚度的決定方面，較好為考慮到 對其下層圖形的覆蓋率。在本實施例中，第二絕緣膜7係 使用厚度500nm的SiN膜。 然後如第2(c)圖所示，以-第四微影製程圖形化第二 絕緣膜7 ,而在反射型畫素電極65的—部分上形成一接觸 孔8卜可使用習知的㈣劑以祕刻法、或是使用習知的 氣體組成以乾蝕刻法，對第二絕緣膜7進行蝕刻。 接下來，如第2(d)圖所示，以濺鐘等方法形成構成後 述的透光型晝素電極91的—透明導電膜。透明導電膜可使 用氧化銦錫（Indium-Tin_Qxide; Η。）、·等材料，而特 別考慮到化學安定性的要求時，較好為使帛ιτ卜而關於 2108-7824-PF;Dwwang 16 1329771 ITO ’可以使用結晶質的ITO或是非晶質的ITO ;然而使用 非晶質的ΙΤ0時，在圖形化之後，則需要加熱至其結晶溫 度18 0 C以上，使其發生結晶。在本實施例中，係使用厚 度80nm的非晶質ΙΤ0作為上述透明導電膜。 然後，如第2(d)圖所示，以一第五微影製程將上述透 明導電膜圖形化’而形成透光區T的透光型晝素電極91。

考慮到圖形化時的誤差等因素’在反射區S與透光區τ的 交界處，透羌型晝素電極91係介以第二絕緣膜7，而與反 射型晝素電極65部分重疊。而上述交界處以外的反射區5 處’則未形成上述透明導電膜，而防止反射率的降低。另 外，為了防止上述透明導電膜與第一絕緣膜3及第二絕緣 膜7之間的電壓的減少，可使透光型畫素電極91與反射型 晝素電極65大體上位於相同的電位。另外，位於反射型畫 素電極65與透光型畫素電極91的接續部分的接觸孔8ι， 其侧壁係為上述透明導電膜所覆蓋。如上所述，係完成本 發明較佳實施例之TFT陣列基板1〇。 接下來說明本發明較佳實施例之半穿透式液晶顯示裝 置的彩色渡光器基板30的構造。第3圖為—平面圖，係顯 示彩色濾光器基板30中的一個圖素（紅色晝素、綠色晝 素、藍色畫素之三個畫素的組合）。第3圖所示的各畫素被 分割為透光區T與反射區S，為了使透τ 优還先區τ與反射區s 的液晶層的厚度有所不同，在反射产 〃个U *反射£ s酉己置一透明樹脂 31。透明樹脂層31可配置在色料32之 、卜，亦可配置在色 料32之上，而在本實施例中係配置在色料μ之下。接下 2108-7824-PF;Dwwang 17 1329771 ''來’在第3圖中’分別在紅色畫素形成紅色色料32R、在 綠色畫素形成綠色色料32G、在藍色晝素形成藍色色料 32B ’而為了防止由閘極線22或源極線63等處發生漏光， 則》又有遮光膜34。上述之構成會在後續的彩色濾光器基 板30的製造方法中詳細描述。 透明樹脂層31配置於反射區S時，其與透光區τ的交 界處就因此產生階差，在這附近的液晶的配向狀態就會發 $ 生混亂。在半穿透式液晶顯示裝置的反射模式與透光模式 下的對比有很大的差異，一般在透光模式的對比是在1 〇〇 以上’相對於此’反射模式的對比約為5〇左右。此為在反 射模式下會使用外來光源來進行顯示的緣故，顯示黑色時 的輝度會將液晶顯示裝置的表面反射計入，因此所造成原 理上的差異。因此’關於液晶的配向狀態發生混亂的部分 (階差的部分），就有必要選擇加入遮光臈（black matrix) 以便遮光、或是將其配置於反射區S内。在本實施例中， % 為了不縮減反射區S的大小，如第3圖所示將前述階差的 部分配置在反射區S内。另外，考慮到TFT陣列基板J 〇與 彩色濾光器基板30重合時的誤差、透明樹脂層31的形成 位置的精確度及其誤差、反射型畫素電極65的形成精確度 及其誤差等，在本實施例中，從上述階差的部分到透光區 T的距離設定為8/zm。 接下來，本實施例中，係在彩色濾光器基板3〇的綠色 畫素設置柱狀間隔物33。在第3圖中，是在對應於TFT陣 列基板10上的閘極線22的彩色濾光器基板3〇位置附近設 2108-7824-PF;Dwwang 18 1329771 置柱狀間隔物33。而本發明中，柱狀間隔物33的配置並 不限於在與TFT陣列基板1 〇上的閘極線22的對應位置附 近’亦可以配置在具有遮光膜34的源極線63的對應位置 附近、或薄膜電晶體64的對應位置附近。另外，在已配置 柱狀間隔物33的情況下，其陰影的部分會成為液晶配向不 良的區域。因此加上柱狀間隔物33本身的大小，包含柱狀 間隔物33附近的配向不良的區域的部分，有必要設置遮光 部3 6。總之在本實施例中，係將遮光部3 6設置在柱狀間 ® 隔物33的形成位置附近的既定區域中。在第3圖中，係將 與閘極線22及源極線63對應的位置以虛線表示。 在本實施例的配向處理方法中，柱狀間隔物33的直徑 為20 μ m ’其外側直徑25 // m的範圍内為前述的配向不良 ' 區，在該處設置遮光部36以防止因柱狀間隔物33與前述 配向不良區所造成的漏光。在第3圖中，柱狀間隔物33設 置於綠色畫素，而未設置於紅色畫素與藍色畫素。因此， • 只有在設置柱狀間隔物33的綠色畫素中配置遮光部36， 其他的晝素則未設置遮光部36。 柱狀間隔物33的高度，係根據反射區s的液晶層的厚 度選定一最適當的值。而隨著對應的TFT陣列基板1〇上的 材質、或是柱狀間隔物33的下層材料的材質的不同，柱狀 間隔物33的高度設定值也會有異，而必須依照個別顯示裝 £做最佳化的調整。但是，透光區τ的液晶層厚度會對反 • 應時間的特性上造成限制，而不能厚到某種程度。又反射 區S的液晶層厚度太厚時，反射時顯示白色的部分其色調 2108-7824-PF;Dwwang 19 1329771 :帶有黃色。更者’如前所述，有必要設定反射區s的液 明層厚度約為透光區τ的液晶厚度的二分之一。如上所 述，有必要將反射區s的液晶層厚度設定為在本 實：例中’反射區3的液晶層厚度為2/zm、柱狀間隔物33 的高度為2. 2"m。又，透光區τ的液晶層厚度則設定為 3. 8 以 m。 本發月之半穿透式液晶顯示裝置的色料32可配置為 條紋圖案或點狀圖案。而在相鄰的色料32的配置方式上， 可使相鄰的色肖32相互重合、或是以一定程度的間隔配 置。色料32的厚度，可依據所需的顏色特性在〇. 5〜3. 皿 的範圍内變化。在本實施例中，為了使彩色再現範圍達 50/6，色料32的厚度為又，在反射區s中，為了 去除因液晶層厚度的差異所造成的顏色變化，紅、藍、綠 分別調整為同一厚度。另外，考慮到鄰接的色料32重合配 置時，設定為同樣膜厚時會造成與對應的TFT陣列基板工〇 發生短路，因此在本實施例中，色料32的形狀為條紋形 狀；而在相鄰的色料32的間隔方面，考慮到色料32的位 置精度與形狀誤差，設定為相距5/zm。 接下來’以第4(a)~4(h)及5(a)〜5(h)圖來敘述本發明 較佳實施例之半穿透式液晶顯示裝置的彩色濾光器基板3〇 的製造方法。其中第4(a)~4(h)圖係顯示反射區S的彩色 濾光器基板30的剖面圖，第5(a)〜5(h)圖則顯示透光區τ 的彩色濾光器基板30的剖面圖。 首先，將例如為玻璃基板等的透明絕緣性基板2洗 2108-7824-PF;Dwwang 20 1329771 淨、清潔表面之後，如第4(a)與5(a)圖所示，以濺鍍法或 旋塗法在透明絕緣性基板2上形成具有遮光特性的薄膜 37。接下來如第4(b)與5(b)圖所示，將具有遮光特性的薄 膜37圖形化而形成遮光膜34與配置於柱狀間隔物33附近 的遮光部36。具體而言，在具有遮光特性的薄膜37塗佈 一光阻，而以微影製程曝光、顯影後，而形成遮光膜34等 之圖案。另外’為了使具有遮光特性的薄膜37在透明絕緣 性基板2的外側看起來呈現黑色，其會使用氧化鉻膜或氧 化鎳膜的多層構造、或是使用黑樹脂。在本實施例中，具 有遮光特性的薄臈37係使用氧化鉻膜的多層膜，其厚度為 150mm 。 接下來’如第4(c)與5(c)圖所示’為了調整反射區5 與透光區T的液晶層厚度，僅僅在反射區$形成透明樹脂 層31。透明樹脂層μ的形成’係以旋塗法等方法，以既 定的膜厚塗佈於透明絕緣性基板2上，再施以曝光、顯影 而成。而為了使反射區S與透光區了的液晶層厚度不同， 有必要設定色料32或透明樹脂層31的厚度。透光區了的 色料32的厚度為12vm時，塗佈於透明樹脂層31上的色 料32的厚度（反射區§的色料32的厚度）為其約γ〇% ^總 之’透光區T的色料32的厚度與透明樹脂層31上的色料 32的厚度差為^2^^(-3(^) = -0.36^11^因此，關於透明 樹脂層31的厚度，將透光區τ的液晶層厚度3 減去 反射區5的液晶層厚度2·0#ηι後得到1.8“^，再減去色 料32的厚度差-0· 36//m與TFT陣列基板1〇上的透光區τ 2108-7824-PF;Dwwang 21 與反射區S的膜厚差〇· 72 μ m後，所得到的1. 44// m即為 透明樹脂層31的厚度設定值。 形成於透明樹脂層31上的色料32的厚度，會隨著透 月樹知層31的厚度或透光區τ的色料32的厚度而改變。 透光區T的色料32的厚度為l2vmB，透明樹脂層31的 厚度與反射區S的色料32的厚度的相關關係繪示於第6 圖。在第6圖中，橫轴為透明樹脂層31的厚度（ym)、縱 軸為反射區S的色料32的厚度比上透光區τ的色料“的 厚度的比值。 又，透明樹脂層31的厚度為1.7//m時，透光區τ的 色料32的厚度與反射區s的色料32的厚度的相關關係綠 不於第7圖。在第7圖中，橫軸為透光區τ的色料32的厚 度縱軸為反射區S的色料32的厚度比上透光區τ的色料 32的厚度的比值。透明樹脂層31的厚度或色料32的厚度 的叹疋，係藉由考慮必要的顏色特性或液晶層厚度，並同 時使用第6與7圖所示的關係。在本實施例中，透明樹脂 層31的厚度或色料32的厚度的設定值，係如第6與γ圖 中被圈起的地方。 接下來如第4(d)〜4(f)與5(d)〜5(f)圖所示，進行色料 32的塗佈。各色色料的塗佈順序可任意決定。在本實施例 t的順序如下：第4(d)與5(d)圖係繪示紅色色料32R的塗 佈，第4(e)與5(e)圖係繪示綠色色料32(；的塗佈；第4(f) 與5(f)圖係繪示藍色色料32B的塗佈。由於是以相同的塗 佈順序重複進行各色的色料32的塗佈，此處係詳細說明紅 2108-7824-PF;Dwwang 22 1^29771 色色料32R的塗佈。首先，將紅色色料32R以旋塗法等方 法全面性地形成於基板上，然後根據上述原則決定紅色色 料32R的厚度為接下來，以微影法進行曝光、顯 衫，而形成具有既定圖形的紅色色料 接下來如第4(g)與5(g)圖所示，在色料32上形成一

透明電極38°具體而言’以罩幕式滅鍍法（議k sputtering) 或蒸鍍法在色料32上形成透明電極38。在本實施例中， 疋以罩幕式濺鍍法來形成透明電極38，其厚度為 1450Α(0·145 a m)。 最後，如第4(h)圖所示，在綠色晝素（形成綠色色料 32G的畫素）的透明電極38上形成柱狀間隔物33。一般係 使用裂縫式與旋轉式（slit& spin)塗布法塗佈一透明樹脂 . 膜後，以微影法形成柱狀間隔物33的圖形。由於柱狀間隔 物33的形成需要考慮塗膜的均一性與硬度，在本實施例甲 係使用JSR公司製的NN78〇，膜厚設定為2.2“爪。而如第 • 5(h)圓所示，在透光區T中並未設置柱狀間隔物33。 以下說明並未圖示。上述所形成的TFT陣列基板1〇與 彩色濾光器基板30，在其後的組裝製程（cell段製程）中， 會被塗上配向膜，以一既定的方向進行刷磨 理。接下來在其中一片基板塗佈密封材，為後續的貼合作 準備。在塗佈密封材的同時，亦形成一傳輸電極，以電性 連接TFT陣列基板1 〇與彩色滤光器基板3〇。然後將tft 陣列基板10與彩色濾光器基板3 〇，以彼此的配向膜相對 的方式重合，其相對位置調整正確後，將上述密封材硬化， 2108-7824-PF;Dwwang 23 1329771 而使二者貼合。 在此處，前述密封材可使用加熱硬化（熱固）型的環氧 樹脂或照光硬化型的丙烯醛基樹脂。在本實施例中，係使 用熱固型環氧樹月曰的密封材，其為日本化藥公司製的 MP-39 00。另外，關於上述傳輸電極的材料，可使用銀膠或 疋在則述在、封材中混入導電性粒子。在本實施例中係在 前述Φ封材中混入積水化學公司製的鏡金 MicropearlTM(直徑5.〇"m)。在貼合TFT陣列基板1〇與彩 色濾光器基板30後，在二基板之間注入液晶。然後在所形 成的液晶面板的兩面貼上偏光板’然後在其背面裝上背光 模組後’就完成本發明之半穿透式液晶顯示裝置。 如上所述，本發明較佳實施例之半穿透式液晶顯示裝 置’係在綠色畫素配置柱狀間隔物33，在柱狀間隔物33 的附近設置遮光部36’而未在紅色與藍色畫素設置遮光部 36’因此可防止因柱狀間隔物33的附近的配向不良所造成 魯的漏光現象。另外，本發明較佳實施例之半穿透式液晶顯 示裝置中，位於綠色畫素的反射區s的開口面積小於位於 紅色與藍色畫素的反射區S的開口面積，因此可抑制在反 射模式下發生白色色調偏黃的情形。更者，本發明較佳實 施例之半穿透式液晶顯示裝置並未減少紅色與藍色晝素的 開口面積，而亦能夠抑制反射率的下降。 請參考第8圖，在比較例中’配置於紅、綠、藍彩色 渡光器上的遮光膜34具有共通形狀時，其白色色度為α ; 在藍色畫素配置柱狀間隔物33、且僅在其附近配置遮光部 2108-7824-PF;Dwwang 24 1329771 36時’其白色色度為冷；在綠色畫素配置柱狀間隔物33、 且僅在其附举配置遮光部36時，其白色色度為r。第8 圖所示的白色色度’係使用一般用為太陽光的D65的光 源，在反射模式下所測出的白色色度。然而D65光源的使 用，僅作為一範例，本發明的效果並不受到光源種類的影 響。又’在第8圖的測定條件宁，畫素大小為 10 Ο β mx3 0 0 /z m;而在反射區s的開口率方面，已配置遮光 部36時為32%，未設置遮光部36時為34%0本發明較佳實 %例之半穿透式液晶顯示裝置，是在綠色畫素配置柱狀間 隔物33、且僅在其附近配置遮光部36，其白色色度為γ。 第8圖的結果顯示，與遮光膜34具有共通形狀時的白色色 度α相比，具有偏藍的特性。 如上述TFT陣列基板1〇的構造或製造方法所示，tft 陣列基板10的表面係形成有多層膜，其存在有厚度不均的 凹凸部分。因此，柱狀間隔物33較好為設置在tft陣列基 板ίο的平坦部分、且設於彩色濾光器基板3〇的遮光膜34。 將上述一併考慮後，在本實施例中，係將柱狀間隔物33配 置在TFT陣列基板1〇的閘極線22的位置。另外，藉由將 柱狀間隔物33配置在與TFT陣列基板1〇的平坦部分對應 的位置，可將液晶層厚度的變異程度抑制在最小限度。 更者，藉由將柱狀間隔物33配置在反射區s ,柱狀間 隔物33的高度可用來減少透明樹脂層31的厚度，與將柱 狀間隔物33設置在透光區τ時相比，可減少至其二分之 一。因此，藉由柱狀間隔物33的形成，可減少二分之一的 2108-7824-PF;Dwwang 25 1329771 樹脂使用量，而能達成成本的降低。 如上所述’可藉由柱狀間隔物33配置方式的最佳化， 可將液晶層厚度的變異程度抑制在最小限度，又可以減(少、 樹脂的使用量。又’可藉由柱狀間隔物33配置方式的最佳 化’所完成的半穿透式液晶顯示裝置，其不會發生因液晶 層的厚度不均而造成顯示顏色濃淡不均的情形，亦可以以 更便宜的價格製造其所使用的彩色濾光器。

由於柱狀間隔物33是使用均勻塗佈的有機膜，以微影 法所形成，具有優良的高度、大小、與配置位置的精度。 但是由於有上述的優良特性，在設計時必須慎重地考量柱 狀間隔物33的配置密度。第9圖係顯示柱狀間隔物33相 對於顯示區的面積佔有率，及其與裝置的合格與否之判定 的關係。第9圖的縱軸為柱狀間隔物33的面積佔有率，其 為柱狀間隔物33相對於本發明較佳實施例之半穿透式液 晶顯示裝置的顯示面積的佔有率’係顯示柱狀間隔物⑽的 配置密度的數據。另外，裝置的合格與否之判定上，在裝 置亡會發生問題的情況則判定為c、尚可接受的程度時則 判定為B、十分良好的程度時則判定為A ^ 當柱狀間隔物33的面積佔有率太高時，就會使液晶屑 失去其變形自由度，並減少裝置所能承擔的溫度變化的範 圍。因此’以裝置對製造條件的變動程度的容許度降低、 與低溫環境下產生氣泡的觀點而言，第9圖中柱狀間隔物 33的面積佔有率為〇 49%時，則判定為c。 具趙而言’由於在高溫環境下液晶會膨脹’液晶層的 2108-7824-PF;Dwwang 26 1329771 > / 體積會超過所設定的體積。由於柱狀間隔物33的高度平 均，液晶的量便會大於柱狀間隔物33的高度所代表的程 度。而多餘的液晶會因為重力的關係’流向並淨留於顯示。 面的下半部，而使此部分的液晶層厚度相對於其他部份而 言是增加的，因此液晶滯留部分的光學特性就無法達成其 原本預設的特性，而發生顯示顏色濃淡不均的情形。另__ 方面’在低溫環境下液晶會收縮’而發生在液晶面板内的 ^ 液晶收縮所減少的體積得不到補充時，液晶面板的内部就 會呈現負壓狀態，就會有氣體自液晶層中析出，該氣體是 來自構成液晶的有機物，而會產生氣泡。因此，在使用柱 狀間隔物33的液晶顯示裝置中，在進行基板貼合時，必須 對柱狀間隔物33施加相當程度的應力而使其成為收縮的 狀態。但是，當柱狀間隔物33的面積佔有率太高時，就會 使液晶層失去其變形自由度，並減少裝置所能承擔的溫度 變化的範圍，因此將此裝置判定為C。 • 相反地，當柱狀間隔物33的面積佔有率太低時，液晶 面板就無法承擔一般的外力，例如有人以手按壓液晶面板 表面的情況、或是液晶面板的表面受到外物撞擊的情況， 而使柱狀間隔物33發生變形。因此，柱狀間隔物33的面 積佔有率有必要設定在某一程度的值以上。如第g圖所示 的結果，當柱狀間隔物33的面積佔有率在〇 1%以下時， 很明顯地不具承受外力的能力，將〇 15%設定為尚可接受 的程度B的下限。 如上所述，藉由第9圖所示的實驗結果，柱狀間隔物 2108-7824-PF;Dwwang 27 1329771 33的面積佔有率較好為〇15%〜〇 35%的範圍。而在本實施 例中’考慮到畫素間距（pitch)或形成於彩色濾光器的遮光 膜寬度’其柱狀間隔物33的面積佔有率為〇. 29%。因此， 在本實施例中，溫度在-55*>C~10iTC的範圍中變動時，並不 會發生顯示顏色濃淡不均或產生氣泡的情形，即使一般的 外力施加於面板表面時，柱狀間隔物33亦不會發生變形， 而可得到不會發生顯示顏色濃淡不均的情形的半穿透式液 晶顯示裝置。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】

第1圓為一平面圖，係顯示本發明較佳實施例之半穿 透式液晶顯示裝置的TFT陣列基板。 第2(a)〜2(d)圖為-系列之剖面圖，係顯示本發明較 佳實施例之半穿透式液晶顯示裝置的TFT陣列基板。 第3圖為-平面圖’係顯示本發明較佳實施例之半穿 透式液晶顯示裝置的彩色濾光器基板。 第4(a)〜4(h)圖為一 佳實施例之半穿透式液晶 第5(a)〜5(h)圖為一 佳實施例之半穿透式液晶 系列之剖面圖，係顯示本發明較 顯不裝置的彩色濾光器基板。 系列之剖面圖，係顯示本發明較 顯不裝置的彩色濾光器基板。 2108-7824-PF;Dwwang 28 1329771 第6圖為一示意圖，係顯示本發明較佳實施例之半穿 透式液日日顯不裝置的反射區的色料厚度與透明樹脂層的厚 度的關係》 第7圖為一不意圖，係顯示本發明較佳實施例之半穿 透式液晶顯示裝置的反射區的色料厚度與透光區的色料厚 度的關係。 第8圖為一不意圖，係顯示本發明較佳實施例之半穿 透式液晶顯示裝置的反射區的白色色度。 第9圖為一示意圖，係顯示本發明較佳實施例之半穿 透式液晶顯示裝置的柱狀間隔物的面積佔有率與裝置的合 格與否的判定之關係。 【主要元件符號說明】 1~透明絕緣性基板； 3 ~第一絕緣膜； 5〜歐姆接觸膜； 6b〜第二層； 10~TFT陣列基板； 2 2〜閘極線； 24~辅助電容線； 〜彩色濾光器基板； 32〜色料； 32G~綠色色料； 33~柱狀間隔物； 2108-7824-PF;Dwwang 2〜透明絕緣性基板； 4〜半導體主動膜； 6a〜第一層； 7〜第二絕緣膜； 21〜閘極； 23~第一輔助電容電極 25〜第二輔助電容電極 31〜透明樹脂層； 32B〜藍色色料； 32R〜紅色色料； 34〜遮光膜； 29 1329771 3 6〜遮光部； 38〜透明電極； 62~汲極； 64~薄膜電晶體； 66~接觸區； 91〜透光型畫素電極； S ~反射區； 37~具有遮光特性的薄膜； 61〜源極； 6 3〜源極線； 65〜反射型畫素電極； 81〜接觸孔； 95〜防止解析度降低的電極； T〜透光區。 2108-7824-PF;Dwwang 30

Claims (1)

1329771 修正日期：98.1U9

第095107906號中文申請專利範圍修正本 十、申請專利範圍： 1 · 一種半穿透式液晶顯示裝置，包含： 98. 11. 19 "。第基板，具有一彩色濾光器與一遮光膜，該彩色 濾光器具有紅色、綠色、藍色的色料所形成的各個晝素；

一第二基板，具有一穿透型畫素電極、一反射型晝素 電極、與一線路（wiring)，其中該穿透型畫素電極在該些 畫素内形成透光區’該反射型電極在該些畫素内形成反射 區，該線路提供一控制信號、與作用於該穿透畫素型電極 及該反射型畫素電極的信號； 一液晶’夾於該第一基板與該第二基板之間；以及 一柱狀間隔物’在該反射區決定該第一基板與該第二 基板之間的間隙；其中 该第一基板還具有一遮光部，其形成於與該遮光膜的 同一層、且僅形成於具有綠色的上述色料之該畫素的該反 射區’並增加該遮光膜的面積。 • 2 如申請專利範圍第1項所述之半穿透式液晶顯示裝 置’其中該遮光部係設於配置該柱狀間隔物的位置及其附 近。 3. 如申請專利範圍第1項所述之半穿透式液晶顯示裝 置’其中該枉狀間隔物係設於該線路附近或與該線路重疊 的位置》 4. 如申請專利範圍第2項所述之半穿透式液晶顯示裝 置，其中該柱狀間隔物係設於該線路附近或與該線路重疊 的位置。 2108-7824-PF1 31 1329771 5.如申請專利範圍第1、2、3、或4項所述之半穿透 式液晶顯示裝置，其中該柱狀間隔物佔用了顯示面積的 0. 15%〜Q. 35%。 2108-7824-PF1 32