[发明专利]反射型TFT液晶显示器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器，尤其涉及反射型TFT液晶显示器及其制造方法。

背景技术

液晶显示器具有轻薄的特点，但是其自身并不发光，需要依靠外加光源或者环境光才能实现可读。对于应用在便携、移动设备的液晶显示器，其外加的光源往往消耗比显示器本身多得多的电池电量，导致其需要频繁地对电池充电而影响了其便携性，因而在某些更强调便携性的设备中，使用不需要外加光源的反射型液晶显示器则是势在必行的。

对于反射型液晶显示器，一般公认将其设计为常白型(NormalWhite)，可以获得更高的亮度，其采用的结构与光学模式如下：

如图1所示，一种现有的反射型液晶显示器包括偏振片01、上基板02、公共电极层03、上定向层04、液晶层05、下定向层06、像素电极层07、反射层08和下基板09，下基板09、反射层08、像素电极层07、下定向层06、液晶层05、上定向层04、公共电极层03、上基板02和偏振片01依序叠合设置。像素电极层07包括有效显示区域所有的像素电极，一个像素电极对应一个像素的显示区域，所有像素电极所在的层面为像素电极层07。偏振片01至少包含一层偏光层和一层λ/4延迟膜，光线从外部照射进入显示器内部，首先通过偏振片，受到偏振吸收和λ/4延迟膜的调制后，以圆偏振光的形式透过上基板02、公共电极层03、上定向层04并进入液晶层05，由液晶层05对其偏振状态进行调制后，通过下定向层06、像素电极层07到达反射层08而被反射层08反射回来，又从下到上依次通过上述膜层并受到液晶层05、λ/4延迟膜再次调制以及偏光层的偏振吸收最后出射。

液晶层05中的液晶排列方式可以通过其上下两面所设置的电极层(公共电极03、像素电极07)产生的电场进行改变，当电场为零时，液晶分子为扭曲结构，通过调节其光程差值，可以使偏振光达到反射层08时为线偏振光，反射后偏光状态不变，再次通过原来的膜层时其偏振状态受到复原而可以通过偏振片01出射，形成亮态显示。

当存在一定电场时，液晶层05中的液晶分子偏向于垂直排列，其对圆偏振光的调制作用被部分或完全削弱，以完全削弱情况为例：由于偏振状态不变，光线达到反射层08时依然为圆偏振光，受到反射之后出现π的相位差，从下到上依次通过原来的膜层之后到达偏光层时，其偏光角度旋转了π/2而不能通过偏光层，形成暗态显示。

一般来说，高精度阵列式的反射型液晶显示器需要配合含有TFT器件的主动驱动模式，才可能达到良好的显示效果，如图2所示，图中的左边部分为对下基板的俯视图，图中的右边部分是对上基板的俯视图。这种高精度阵列式的反射型液晶显示器的每个像素显示区域中包含一个像素电极016，在有效显示区域014(即反射区域)之外设置有TFT器件010(即薄膜晶体管)、数据线011、扫描线012、公共电容线013等驱动部件；这些驱动部件一般设置在下基板，构成驱动部件层，每个驱动部件都占据一定的像素面积。由于这些驱动部件表面存在不确定电场，会导致其上方的液晶分子发生不可预测的排列而产生不可控的亮态显示，使得显示器的对比度和显示效果降低；另外，外部光线照射到这些驱动部件上，尤其是TFT器件上，也会导致其性能出现异常而影响像素的正常显示；因此，一般需要在上基板其相应位置设置一层遮光层015进行遮掩，但这必然导致像素有效反射面积比(即反射显示区域面积与像素面积比值)的下降。有效反射面积比的下降，必定导致整个像素对外部光线利用的降低，由于显示器只能利用环境光进行工作，这必定会降低了显示器的可读性。

为了解决上述问题，如图3所示，有人提出另一种高精度阵列式的反射型液晶显示器，在其方案中采用多层的显示结构及过孔的连接方式，实现像素电极026(即反射区域)与驱动部件(即TFT器件020、数据线021、扫描线022、公共电容线023等驱动部件)面积重叠以提高有效反射面积比，但是对于相邻像素的有效显示区域024之间的区域，仍需要采用遮光层025进行遮掩，由于遮光层一般采用具有较大厚度(＞1μm)的光刻胶形成，其图形难以达到其他膜层的精度，而且一般将其设置在上基板，因而还需要预留一定的面积以防止由于上下基板对位偏差导致的被遮掩区域的偏出，故遮光层的宽度依然不可能设计得太小，使得有效反射面积比依然较低而达不到最理想的显示效果。