一种具有双矩阵电极的反射式液晶显示器

摘要

一种具有双矩阵电极的反射式液晶显示器，一上表面具有薄膜晶体管透明下基板，且其上表面有下而上依次为第一透明绝缘层、反射扩散层、第二透明绝缘层、第一透明下电极层、第三透明绝缘层、第二透明下电极层、第一透明配向层；以及一下表面具有彩色滤光片层的透明上基板，且其下表面由上而下依次为第一透明上电极层、第四透明绝缘层、第二透明配向层；以及一液晶层，是位于该第一透明配向层与该第二透明配向层之间；其中，该反射扩散层是用以使由该透明上基板入射的光线反射扩散，而该第一透明下电极层与该第二透明下电极层之一为有源矩阵透明电极层。

说明书

技术领域

本发明有关一种液晶显示器，特别是关于一种具有双矩阵电极的反射式液晶显示器。

背景技术

无线通讯(wireless communication)的爆炸性成长已成为全球普遍趋势。下一代移动电话，亦即3G(third generation；第三代)或UMTS(UniversalMobile Telcommunication Services；全球移动通信服务)，为一种允许使用者通过移动电话即可存取电子邮件、视频数据以及网页的技术。

一些大公司，如摩托罗拉以及三星，已推出具有双屏幕的第三代移动电话，以提供引领流行的消费者两种观看选择。较大的内部屏幕是使用于一般标准功能中，而较小的外部屏幕是用来显示来电者身份或日期与时间。由于此两种屏幕在使用功能上的不同，因此内部屏幕所具有的解析度较外部屏幕要高出许多。一般而言，具有较高解析度的内部屏幕为一有源矩阵液晶显示器(active matrix liquid crystal display；AMLCD)，而具有较低耗电量的内部屏幕为一无源矩阵液晶显示器(passive matrix liquid crystaldisplay；PMLCD)

无源矩阵液晶显示器的液晶层是包夹于两片玻璃基板间。其中，在此玻璃基板上具有两组相互垂直的电极，而形成像素矩阵(matrix)电极，电极的交点即为像素。当提供电压于一像素电容时，会使位于像素中的液晶分子的排列状态产生旋转，而决定该像素的透光度。

有源矩阵液晶显示器与无源矩阵液晶显示器相似。不同的是，在有源矩阵液晶显示器的每个像素中更包含一电子开关(亦即薄膜晶体管；thin filmtransistor，TFT)，以提供较快的影像转换速度与更多成像。这样的机制，可克服无源矩阵液晶显示器在可视角与亮度上所遭遇的问题。

如图1所示，为有源矩阵液晶显示器与无源矩阵液晶显示器的一简单比较，无源矩阵液晶显示器的耗电量比较少，而有源矩阵液晶显示器的解析度较高。至于在制程难易度上，无源矩阵液晶显示器的制作过程要比有源矩阵液晶显示器来的简单。

为了降低双屏幕移动电话的重量与体积，整合有源矩阵与无源矩阵于同一面板中将非常有必要。

在反射式液晶显示器中包含了一光反射板，用以将外来的入射光反射回去，亦即，此反射光为此液晶显示器的光源。因此，一反射式液晶显示器并不需一背光模组来当作其光源。反射式液晶显示器优于穿透式液晶显示器的原因在于其耗电量低、厚度较薄以及重量较轻。

发明内容

本发明的目的在于提供一种整合至少两组电极于一面板中的反射式液晶显示器。

本发明的另一目的在于提供一种至少具有两组电极于一面板中的反射式液晶显示器，其中此两组电极之一为有源矩阵电极。

本发明揭露了一种反射式液晶显示器，至少包含透明下基板、第一透明绝缘层、反射扩散层、第二透明绝缘层、透明上基板、第一电极、第三透明绝缘层、第四透明绝缘层、第二电极、第一透明配向层、第二透明配向层以及液晶层。其中，在透明下基板的上表面制作了复数个薄膜晶体管，而在透明上基板的下表面则具有一彩色滤光片层。第一透明绝缘层是位于该透明下基板上表面，用以提供绝缘与平坦化。反射扩散层是制作于第一透明绝缘层的上表面。第二透明绝缘层，是位于反射扩散层的上表面。第一透明电极层至少包含一第一透明下电极层与一第一透明上电极层，其中第一透明下电极层位于第二透明绝缘层上表面，而第一透明上电极层则位于透明上基板的下表面。第三透明绝缘层位于第一透明下电极层的上表面，而第四透明绝缘层则位于第一透明上电极层的下表面。第二透明电极层包含一第二透明下电极层与一第二透明上电极层，其中第二透明下电极层位于第三透明绝缘层的上表面，而第二透明上电极层则位于第四透明绝缘层的下表面。第一透明配向层位于第二透明下电极层的上表面，第二透明配向层则位于第二透明上电极层的下表面。液晶层，是位于第一透明配向层与第二透明配向层之间。其中，反射扩散层是用以反射扩散由透明上基板八射的外来光线，而第一透明下电极层与第二透明下电极层之一为有源矩阵透明电极层。

本发明是这样实现的：

一种具有双矩阵电极的反射式液晶显示器，其特征在于，至少包含：

一具有薄膜晶体管透明下基板；

一第一透明绝缘层，是位于该透明下基板上表面，并覆盖该薄膜晶体管；

一反射扩散层，是制作于该第一透明绝缘层上表面；

一第二透明绝缘层，是位于该反射扩散层的上表面；

一第一透明下电极层，是位于该第二透明绝缘层的上表面；

一第三透明绝缘层，是位于该第一透明下电极层的上表面；

一第二透明下电极层，是位于该第三透明绝缘层的上表面；

一第一透明配向层，是位于该第二透明下电极层的上表面；

一具有彩色滤光片层的透明上基板；

一第一透明上电极层，是依于该透明上基板的下表面；

一第四透明绝缘层，是位于该第一透明上电极层的下表面；

一第二透明配向层，是位于该第四透明绝缘层的下表面；

以及一液晶层，是位于该第一透明配向层与该第二透明配向层之间；其中，该反射扩散层是用以使由该透明上基板入射的光线反射扩散，而该第一透明下电极层与该第二透明下电极层之一为有源矩阵透明电极层。

其中该第一透明下电极层与该第二透明下电极层的左右相对位置是为错开。

其中当利用该第一透明下电极层驱动显像时，对该第二透明下电极层施以一负电压。

本发明还提供了一种具有双矩阵透明电极层的反射式液晶显示器，其特征在于，至少包含：

一具有薄膜晶体管的透明下基板；

一第一透明绝缘层，是位于该透明下基板上表面，并覆盖该薄膜晶体管；

一第一透明下电极层，是位于该第一透明绝缘层的上表面；

一第二透明绝缘层，是位于该第一透明下电极层的上表面；

一反射扩散层，是制作于该第二透明绝缘层上表面；

一第三透明绝缘层，是位于该反射扩散层的上表面；

一第二透明下电极层，是位于该第三透明绝缘层的上表面；

一第一透明配向层，是位于该第二透明下电极层的上表面；

一具有彩色滤光片层的透明上基板；

一第一透明上电极层，是位于该透明上基板的下表面；

一第四透明绝缘层，是位于该第一透明上电极层的下表面；

一第二透明配向层，是位于该第四透明绝缘层的下表面；

以及一液晶层，是位于该第一透明配向层与该第二透明配向层之间；其中，该反射扩散层是用以使由该透明上基板入射的光线反射扩散，而该第一透明下电极层与该第二透明下电极层之一为有源矩阵透明电极层。

其中该第一透明下电极层与该第二透明下电极层的左右相对位置是为错开。

其中当该第一透明下电极层驱动显像时，对该第二透明下电极层施以一负电压。

本发明还提供了一种具有双矩阵透明电极层的反射式液晶显示器，其特征在于，至少包含：

一具有薄膜晶体管的透明下基板；

一第一透明绝缘层，是位于该透明下基板上表面，并覆盖该薄膜晶体管；

一第一透明下电极层，是位于该第一透明绝缘层的上表面；

一第二透明绝缘层，是位于该第一透明下电极层的上表面；

一第二透明下电极层，是位于该第二透明绝缘层的上表面；

一第三透明绝缘层，是位于该第二透明下电极层的上表面；

一反射扩散层，是制作于该第三透明绝缘层的上表面；

一第一透明配向层，是位于该反射扩散层的上表面；

一具有彩色滤光片层的透明上基板；

一第一透明上电极层，是位于该透明上基板的下表面；

一第四透明绝缘层，是位于该第一透明上电极层的下表面；

一第二透明配向层，是位于该第四透明绝缘层的下表面；

一液晶层，是位于该第一透明配向层与该第二透明配向层之间；其中，该反射扩散层是用以使由该透明上基板入射的光线反射扩散，而该第一透明下电极层与该第二透明下电极层之一为有源矩阵透明电极层。

更包括位于该第四透明绝缘层与该第二透明配向层间的第二透明上电极层。

其中该第一透明下电极层与该第二透明下电极层的左右相对位置是为错开。

其中当该第一透明下电极层驱动显像时，对该第二透明下电极层施以一负电压。

本发明提供了一种整合至少两组矩阵电极于同一面板中的反射式液晶显示器，其中此两组矩阵电极之一为有源矩阵电极。当运用此反射式液晶显示器于无线通讯产品上时，可藉由切换不同矩阵电极，而于一面板上执行不同显示功能。例如，在与显示速度无关、且解析度要求较低的显示功能条件下，利用无源矩阵电极驱动液晶分子以显示画面；在与显示速度有关或需要较高解析度的情况下，则由有源矩阵透明电极层驱动液晶分子以显示画面。如此一来，除了可满足不同使用功能下所需的解析度，亦可达到有效省电的目的。

附图说明

图1为有源矩阵液晶显示器与无源矩阵液晶显示器的简单比较

图2(A)为本发明的具有双矩阵电极的反射式液晶显示器的截面图

图2(B)为本发明的透明上基板、第一透明上电极层与第二透明上电极层的俯视图

图2(C)为本发明的下基板、第一透明下电极层与第二透明下电极层的俯视图

图3为本发明的反射扩散层的截面图

图4为本发明的具有双矩阵电极的反射式液晶显示器的截面图

图5为本发明具有双矩阵电极的反射式液晶显示器的截面图

附图标记说明：

反射式液晶显示器50                 透明下基板52

透明上基板54                       彩色滤光片层56

第一透明绝缘层58                   反射扩散层60

绝缘层60a                          反射层60b

凸起(bump)形状60c                  第一透明绝缘层62

第一透明电极层64                   第三透明绝缘层66

第四透明绝缘层68                   第二透明电极层70

扫瞄线71                           第一透明配向层72

讯号线73                           第二透明配向层74

液晶层76

具体实施方式

如图2(A)所示，为本发明具有双矩阵电极的反射式液晶显示器50的截面图，至少包括透明下基板52、透明上基板54、彩色滤光片层56、第一透明绝缘层58、反射扩散层60、第二透明绝缘层62、第一透明电极层64、第三透明绝缘层66、第四透明绝缘层68、第二透明电极层70、第一透明配向层72、第二透明配向层74以及液晶层76，其中第一透明电极层64包括第一透明下电极层64a与第一透明上电极层64b，而第二透明电极层70则包含一第二透明下电极层70a与一第一透明上电极层70b。在透明下基板52的上表面，制作了复数个薄膜晶体管(未显示)，用以当作电子开关。第一透明绝缘层58是形成于透明下基板52的上表面，用以覆盖上述的薄膜晶体管，并提供绝缘及平坦化功能。反射扩散层60是制作于第一透明绝缘层58上表面。在透明上基板54的下表面则具有彩色滤光片层56。

如图3所示，反射扩散层60是由一绝缘层60a与一反射层60b所构成，且在绝缘层60a的上表面具有复数个凸起(bump)形状60c。当形成反射层60b于该绝缘层60a上表面时，上述凸起形状60c会传递至反射层60b的上表面，而使其亦具有凸起形状。

请回头参阅图2(A)，第二透明绝缘层62是位于反射扩散层60的上表面。第一透明下电极层64a是位于第二透明绝缘层62上表面。在一较佳实施例中，此第一透明下电极层64a是由氧化铟锡(indium tin oxide；ITO)所构成，为具有高透光度的导电金属薄膜。第一透明上电极层64b则位于彩色滤光片层56的下表面，且同上所述，此第一透明上电极层64b的材料亦可为氧化铟锡。在第一透明下电极层64a的上表面与第一透明上电极层64b下表面，分别制作了第三透明绝缘层66以及第四透明绝缘层68。

仍请参照图2(A)，第二透明下电极层70a是制作于第三透明绝缘层66上表面，第二透明上电极层70b则制作于第四透明绝缘层68下表面。在一较佳实施例中，此第二透明下电极层70a与第二透明上电极层70b的材质，皆为可导电的氧化铟锡。第一透明配向层72，是位于第二下电极70a的上表面，而第二透明配向层74则制作于第二透明上电极层70b的下表面。至于液晶层76，则位于第一透明配向层72与第二透明配向层74之间。

当选择性的利用第一透明下电极层64a驱动液晶分子分子产生扭转时，由于第二透明下电极层70a亦为导电材质，因此第一透明下电极层64a的电压会受到第二透明下电极层70a的干扰。举例来说，当对第一透明下电极层64a提供5伏特电压时，位于其上方的第二透明下电极层70a会具有1伏特的电压，而使得原本由第一透明下电极层64a驱动而产生的影像受到干扰。

为了解决上述问题，可将第一透明下电极层64a与第二透明下电极层70a的左右相对位置错开。

如图2(B)与图2(C)所示，前者为透明上基板54、第一透明上电极层64b与第二透明上电极层70b的俯视图，后者则为透明下基板52、第一透明下电极层64a、第二透明下电极层70a、扫瞄线71与讯号线73的俯视图(扫瞄线71与讯号线73未显示于图2(A)中。

如图2(C)所示，位于透明下基板52上方的第一透明下电极层64a与第二透明下电极层70a，其两层电极层间的左右相对位置是为错开，以避免导电层间不必要的电性干扰。

图2(B)中的第一透明上电极层64b是为行电极(column electrode)，而图2(C)中的第一透明下电极层64a则为列电极(row electrode)。当对此行电极与列电极各施以一电压，会于行电极与列电极交错所构成的像素(未显示)中产生一压差，进而改变该像素中液晶分子的排列状态。

图2(C)中的第二透明下电极层70a则与薄膜晶体管的漏极电性连接。其中，该薄膜晶体管的源极与栅极分别连接至另一行电极(未显示)与列电极(未显示)。当该薄膜晶体管被驱动时，第二透明上电极层70b与第二透明下电极层70a之间所产生的电压差，可改变位于其中液晶分子的排列状态。

另一种作法则是当对第一透明下电极层64a提供5伏特电压时，亦同时对第二透明下电极层70a施以1伏特的负电压，以抵销利用第一透明下电极层64a成像时，于第二透明下电极层70a上所产生的1伏特正电压，而减少第一透明下电极层64a与第二透明下电极层70b之间所产生的寄生电容，并提高显像的准确度。

在本发明中，由于第一透明下电极层64a与第二透明下电极层70a其中之一，是电性连接至透明下基板52上的复数个晶体管，是以换言之，第一透明下电极层64a与第二透明下电极层70a之一为有源矩阵电极。

而在另一种情况中，可选择性单独制作第一透明上电极层64b与第二透明上电极层70b其中之一于透明上基板54上，用以当作第一透明下电极层64a与第一透明下电极层70a的共用上电极。当利用第一透明下电极层64a驱动液晶分子时仍一如前述，以共用上电极(在此为行电极)和第一透明下电极层64a(在此为列电极)的电压选定像素电容。但当以第二透明下电极层70a驱动液晶分子时，共用上电极是电性连接至同一参考电位，而由与薄膜晶体管相连接的第二透明下电极层70a决定交会点像素电容的液晶驱动电压。

在本发明中，除了可利用反射扩散层60而将由透明上基板54入射的外来光线反射并扩散外，亦可将此反射扩散层60打洞，或形成厚度只为50-1000埃的反射扩散层60于第一透明绝缘层58上，以使由透明上基板54入射的外来光线不但能被反射扩散，亦可在入射光光度不足的情况下，利用背光源发射出的光线，穿透反射扩散层60与已扭转的液晶分子，而增强亮度。

此发明的中心精神为整合至少两组矩阵透明电极层于同一面板中。本发明亦可做如下变换。

如图4所示为本发明的第二实施例，其与第一实施例的不同之处在于反射扩散层60是位于第二透明绝缘层62与第三透明绝缘层66之间。

如图5所示为本发明的第三实施例，其与第一实施例的不同之处在于反射扩散层60是位于第三透明绝缘层66与第一透明配向层72之间。

相较于现有技术，本发明所提供的液晶显示器具有下列优点：

(1)由于在本发明中，将至少两组透明电极层整合于同一面板中，因此可降低无线通讯产品的体积与重量。

(2)由于无线通讯产品在待机时，可选择性的利用无源矩阵电极驱动像素中的液晶分子，因此可节省电力的消耗：而当使用无线通信产品的标准功能存取电子邮件、视频数据以及网页时，则可利用有源矩阵电极驱动该像素中的液晶，以提高液晶显示器的解析度。

(3)由于在本发明中，是将至少两组透明电极层整合于同一面板中，因此可减少制程成本及步骤。

(4)由于在本发明中亦可将反射扩散层打洞或磨薄以在入射光光度不足的情况下，利用背光源的光线增强亮度，因此可克服单独使用背光源或外来入射光所产生的缺点。

上述实施例仅位说明本发明，并非用以限定本发明，本发明的保护范围以权利要求为准。