CN101995723B - 面内切换模式透反射式液晶显示设备及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种面内切换模式透反射式液晶显示设备及其制造方法。液晶显示设备包括：彼此面对并隔开的第一和第二基板；第一基板内表面的栅极线和数据线，它们彼此交叉以限定具有透射和反射区域的像素区域；与栅极线平行的公共线；与栅极线和数据线连接的薄膜晶体管及其上的第一钝化层；反射区域中第一钝化层上的反射层及其上的第二钝化层；第二钝化层上的像素电极，其在像素区域中为板形且与薄膜晶体管连接；像素电极上的第三钝化层及其上的公共电极，公共电极与公共线连接并包括透射区域中沿第一方向的第一开口和反射区域中沿与第一方向不同的第二方向的第二开口，这些开口均具有条形；第二基板内表面上的滤色器层；和第一和第二基板之间的液晶层。

Description

面内切换模式透反射式液晶显示设备及其制造方法
本申请要求2009年8月5日提交的韩国专利申请No.10-2009-0072182的优先权，在此援引该专利申请的全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及一种面内切换(IPS)模式液晶显示(LCD)设备，尤其涉及一种能够改善反射效率和对比度的IPS模式透反射式LCD设备及制造该IPS模式透反射式LCD设备的方法。
背景技术
LCD设备一般利用液晶分子的光学各向异性和偏振特性产生图像。因为与阴极射线管(CRT)相比LCD设备由较低功率驱动，且具有小尺寸和薄外形的优点，因此LCD设备已广泛用作监视器或电视的平板显示(FPD)设备。此外，因为LCD设备由于轻重量而具有便携性，所以LCD设备已广泛用作笔记本电脑或个人便携式终端的显示设备。
LCD设备包括彼此面对的两个基板和夹在这两个基板之间的液晶。在这两个基板的内表面上形成有两个电极，并由这两个电极之间的电压差产生电场。液晶层的液晶分子通过该电场重新排列，由此调整液晶层的透射率。结果，LCD设备显示图像。
因为LCD设备是非发射型的，所以LCD设备需要光源。因此，LCD设备包括具有两个基板以及夹在这两个基板之间的液晶层的液晶面板和在该液晶面板下面的背光单元。来自背光单元的光提供到液晶面板，液晶层根据液晶分子的重新排列来调整光，由此显示图像。
因为透射式LCD设备(其中来自背光单元的光穿过液晶面板)使用诸如背光单元这样的人造光源，所以透射式LCD设备可在暗环境下显示明亮图像。然而，因为背光单元消耗功率，所以透射式LCD设备具有功耗相对较大的缺点。
为了改进透射式LCD设备的缺点，提出了使用周围光的反射式LCD设备。因为反射式LCD设备使用周围自然光或周围人造光，所以与透射式LCD设备相比，反射式LCD设备具有相对较小的功耗。结果，反射式LCD设备广泛用作诸如个人数字助理(PDA)这样的便携式终端的显示设备。尽管不具有额外光源的反射式LCD设备在功耗方面具有优点，但在较弱的周围光或没有周围光时，反射式LCD设备不能使用。
近来，已提出了具有透射式LCD设备和反射式LCD设备的优点的透反射式LCD设备。透反射式LCD设备可具有电控双折射(ECB)模式和垂直取向(VA)模式中的一个。然而，ECB模式透反射式LCD设备具有窄视角的缺点，VA模式透反射式LCD设备具有用于多个补偿膜的高制造成本的缺点。
LCD设备不仅可用于诸如笔记本电脑这样的个人显示设备，而且还可用于诸如电视这样的大众媒体显示设备。结果，由于多个用户沿各种角度观看LCD设备，LCD设备的视角已成为近来研究的主题。因此，为了改进ECB模式透反射式LCD设备和VA模式透反射式LCD设备的窄视角的缺点，已提出了其中像素电极和公共电极形成在同一基板上且通过水平电场重新排列液晶分子的面内切换(IPS)模式透反射式LCD设备。
图1是显示根据现有技术的面内切换模式透反射式液晶显示设备的剖面图。在图1中，面内切换(IPS)模式透反射式液晶显示(LCD)设备1包括第一和第二基板2和83以及在第一和第二基板2和83之间的液晶层90。第一和第二基板2和83彼此面对且彼此隔开。尽管图1中没有示出，但在第一基板2的内表面上形成有栅极线和数据线。栅极线与数据线交叉以限定具有透射区域TA和反射区域RA的像素区域P。此外，尽管图1中没有示出，但平行于栅极线的公共线与像素区域P交叉，且在像素区域P中设置有开关薄膜晶体管(TFT)。在反射区域RA中形成有具有相对较高反射比的金属材料的反射层50，在反射层50上方形成有像素电极70。像素电极70形成在反射区域RA和透射区域TA中。在像素电极70上形成有绝缘层72，在绝缘层72上形成有与公共线连接的公共电极80。公共电极80包括多个第一开口op1和多个第二开口op2，这些第一开口op1的每个和第二开口op2的每个都具有条形。所述多个第一开口op1和所述多个第二开口op2分别设置在透射和反射区域TA和RA中。
在第二基板82的内表面上形成有黑矩阵(没有示出)并在黑矩阵上形成有滤色器层86。黑矩阵对应于相邻像素区域P之间的边界，滤色器层86对应于像素区域P。此外，在滤色器层86上形成有涂覆层88。分别在第一和第二基板2和83的外表面上形成有第一和第二偏振板93和95。
IPS模式透反射式LCD设备1分别在透射和反射区域TA和RA中具有第一和第二单元间隙d1和d2。与透射区域TA中液晶层90的厚度对应的第一单元间隙d1是与反射区域RA中的液晶层90厚度对应的第二单元间隙d2的两倍，从而穿过透射区域TA中液晶层90的光的延迟可以与穿过反射区域RA中液晶层90的光的延迟相同。来自第一基板2下面的背光单元(没有示出)的光穿过透射区域TA中的液晶层90，同时周围光穿过液晶层90，周围光在反射层50处被反射，被反射的周围光再次穿过反射区域RA中的液晶层90。结果，光穿过透射区域TA中的液晶层90一次，而光穿过反射区域RA中的液晶层90两次。
因为光的延迟与光路的距离成比例，所以当第一单元间隙d1与第二单元间隙d2相同时，透射区域TA中的光延迟与反射区域RA中的光延迟不同。为了使透射和反射区域TA和RA中的延迟彼此相同，将液晶层90形成为使得第一单元间隙d1是第二单元间隙d2的两倍(d1＝2×d2)。例如，透射区域TA中的液晶层90可形成为其中光的相位改变π的λ/2单元，而反射区域RA中的液晶层90可形成为其中光的相位改变π/2的λ/4单元。
在IPS模式透反射式LCD设备1的透射区域TA中，当λ/2单元的液晶层90的指向矢(即液晶分子的长轴)平行于第二偏振板95的偏振轴时，获得黑图像。在IPS模式透反射式LCD设备1的反射区域RA中，当λ/4单元的液晶层90的指向矢相对于第二偏振板95的偏振轴具有45°的角度时，获得黑图像。因为在透射和反射区域TA和RA中每个第一和第二基板2和83的取向方向彼此不同，所以仅可通过紫外UV)取向方法进行透射和反射区域TA和RA的分离取向(split orientation)。
然而，IPS模式透反射式LCD设备1具有低反射效率且在其中液晶层90具有较小厚度的反射区域RA中黑图像的亮度增加的缺点。
图2是显示根据现有技术的面内切换模式透反射式液晶显示设备中的单元间隙，反射比和电压差之间的关系的曲线图，图3是显示根据现有技术的面内切换模式透反射式液晶显示设备中的波长，反射比和电压差之间的关系的曲线图，图4是显示在现有技术的面内切换模式透反射式液晶显示设备中黑图像的反射比与波长之间的关系的曲线图。
在图2中，随着单元间隙的减小，当像素电极与公共电极之间的电压差在大约2V到大约7V的范围内时，反射区域中的反射比下降。例如，当给反射区域中的液晶层施加大约5V的电压差时，通过具有大约1.8μm单元间隙的液晶层的反射比为大约0.74，通过具有大约4.3μm单元间隙的液晶层的反射比为大约0.85。结果，通过具有大约1.8μm单元间隙的液晶层的反射比比通过具有大约4.3μm单元间隙的液晶层的反射比降低了大约15％。
此外，白图像的亮度随单元间隙减小而减小。当像素电极与公共电极之间的电压差在大约6V到大约7V的范围内时，在反射区域中可获得白图像。当单元间隙减小时，指向矢随位置的均匀性恶化。此外，当通过该电压差驱动液晶层时，随着指向矢重新排列为更加平行于第二偏振板的偏振轴，由于指向矢的变化而带来的白图像的亮度变化增大。
在图3中，波长为大约650nm和大约450nm的每个黑图像的亮度比波长为大约550nm的黑图像的亮度大。当像素电极与公共电极之间的电压差为大约0V时，可在反射区域中获得波长为大约650nm，大约550nm和大约450nm的黑图像。例如，当给反射区域中的液晶层施加大约0V的电压差时，具有大约550nm波长的绿色光的反射比可为大约0，绿色光的黑图像可具有相对较低的亮度。然而，当给反射区域中的液晶层施加大约0V的电压差时，具有大约450nm波长的蓝色光的反射比可为大约0.23，蓝色光的黑图像可具有相对较高的亮度。
在图4中，当给液晶层施加大约0V的电压差时，反射区域中的反射比在大约550nm的波长处具有最小值，且当波长增加或减小时，反射区域中的反射比增加。例如，反射区域中的反射比在大约550nm的波长处可为大约0，反射区域中的反射比在其他波长处可大于大约0。黑图像亮度的增加会导致IPS模式透反射式LCD设备的对比度的恶化。
发明内容
因此，本发明旨在提出一种基本上克服了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题的面内切换模式透反射式液晶显示设备及其制造方法。
本发明的一个优点是提供一种面内切换模式透反射式液晶显示设备，其中由于反射区域中的单元间隙增加，能够改善反射效率和黑图像的亮度。
本发明的另一个优点是提供一种制造面内切换模式透反射式液晶显示设备的方法，其中由于反射区域中的扭曲取向和液晶分子扭曲角的最佳化，可提高制造自由度和生产率。
在下面的描述中将列出本发明的其它的特点和优点，这些特点和优点的一部分从所述描述将是显而易见的，或者可从本发明的实施领会到。通过书面说明书、权利要求书以及附图中具体指出的结构可实现和获得本发明的这些和其他优点。
为了获得这些和其它的优点并根据本发明的用途，如这里具体化和广泛描述的，一种面内切换模式透反射式液晶显示设备包括：彼此面对并隔开的第一基板和第二基板；在所述第一基板的内表面上的栅极线和数据线，所述栅极线和数据线彼此交叉以限定具有透射区域和反射区域的像素区域；与所述栅极线平行的公共线；与所述栅极线和数据线连接的薄膜晶体管；在所述薄膜晶体管上的第一钝化层；在所述反射区域中的第一钝化层上的反射层；在所述反射层上的第二钝化层；在所述第二钝化层上的像素电极，所述像素电极在所述像素区域中具有板形并连接到所述薄膜晶体管；在所述像素电极上的第三钝化层；在所述第三钝化层上的公共电极，所述公共电极与所述公共线连接，所述公共电极包括在所述透射区域中的沿第一方向的多个第一开口和在所述反射区域中的沿与所述第一方向不同的第二方向的多个第二开口，所述多个第一开口的每个和所述多个第二开口的每个都具有条形；在所述第二基板的内表面上的滤色器层；和在所述第一基板和第二基板之间的液晶层。
在另一个方面中，一种制造面内切换模式透反射式液晶显示设备的方法包括：在第一基板的内表面上形成栅极线和数据线，所述栅极线和数据线彼此交叉以限定具有透射区域和反射区域的像素区域；形成与所述栅极线平行的公共线；形成与所述栅极线和数据线连接的薄膜晶体管；在所述薄膜晶体管上形成第一钝化层；在所述反射区域中的第一钝化层上形成反射层；在所述反射层上形成第二钝化层；在所述第二钝化层上形成像素电极，所述像素电极在所述像素区域中具有板形并连接到所述薄膜晶体管；在所述像素电极上形成第三钝化层；在所述第三钝化层上形成公共电极，所述公共电极与所述公共线连接，所述公共电极包括在所述透射区域中的沿第一方向的多个第一开口和在所述反射区域中的沿与所述第一方向不同的第二方向的多个第二开口，所述多个第一开口的每个和所述多个第二开口的每个都具有条形；在第二基板的内表面上形成滤色器层；以使所述公共电极面对所述滤色器层的方式附接所述第一基板和第二基板；和在所述第一基板和第二基板之间形成液晶层。
应当理解，本发明前面的概括性描述和下面的详细描述都是例示性的和解释性的，意在对要求保护的本发明提供进一步的解释。
附图说明
附图包含在本申请中构成本申请的一部分，用以提供对本发明的进一步理解。附图例示了本发明的实施方式并与说明书一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1是显示现有技术的面内切换模式透反射式液晶显示设备的剖面图；
图2是显示根据现有技术的面内切换模式透反射式液晶显示设备中的单元间隙，反射比和电压差之间的关系的曲线图；
图3是显示根据现有技术的面内切换模式透反射式液晶显示设备中的波长，反射比和电压差之间的关系的曲线图；
图4是显示在现有技术的面内切换模式透反射式液晶显示设备中黑图像的反射比与波长之间的关系的曲线图；
图5是显示根据本发明一个实施方式的面内切换模式透反射式液晶显示设备的平面图；
图6是沿图5的线VI-VI的剖面图；
图7是显示根据本发明一个实施方式的面内切换模式透反射式液晶显示设备中的取向方向、偏振轴和开口方向的坐标***；
图8是显示在根据本发明一个实施方式以及现有技术的面内切换模式透反射式液晶显示设备中反射比和电压差之间的关系的曲线图；以及
图9是显示在根据本发明一个实施方式以及现有技术的面内切换模式透反射式液晶显示设备中黑图像的反射比与波长之间的关系的曲线图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的优选实施方式进行描述，附图中图解了这些实施方式的一些例子。尽可能地使用相同的参考标号表示相同或相似的部件。
图5是显示根据本发明一个实施方式的面内切换模式透反射式液晶显示设备的平面图，图6是沿图5的线VI-VI的剖面图。
在图5和6中，面内切换(IPS)模式透反射式液晶显示(LCD)设备101包括彼此面对且隔开的第一和第二基板102和181以及在第一和第二基板102和181之间的液晶层190。第一和第二基板102和181包括具有透射区域TA和反射区域RA的像素区域P。在第一基板102的内表面上形成有栅极线103、数据线125和公共线109。栅极线103和数据线125彼此交叉以限定像素区域P。公共线109与栅极线103平行且与像素区域P交叉。在反射区域RA中形成有从公共线109延伸的第一公共突出部110，从公共线109延伸的第二公共突出部111形成为与数据线125局部重叠。
此外，在像素区域P中形成有与栅极线103和数据线125连接的薄膜晶体管(TFT)Tr。TFT Tr包括栅极106、栅极绝缘层115、半导体层120、源极130和漏极133。栅极与栅极线103连接，源极130与数据线125连接。半导体层120包括本征非晶硅构成的有源层120a和掺杂有杂质的非晶硅构成的欧姆接触层120b。源极和漏极130和133彼此隔开。漏极133与第一公共突出部110重叠，以使用第一公共突出部110、栅极绝缘层115和漏极133分别作为第一电容器电极、电介质层和第二电容器电极，由此组成存储电容器StgC。
在TFT Tr和数据线125上形成有无机绝缘材料的第一钝化层136，在第一钝化层136上形成有有机绝缘材料的第二钝化层140。在反射区域RA中第二钝化层140在其顶表面处可包括多个非均匀部分。在第二钝化层140上形成有无机绝缘材料的第三钝化层142，在反射区域RA中的第三钝化层142上形成有具有相对较高反射比的金属材料的反射层150。由于第二钝化层140的存在，第三钝化层142和反射层150每个都在其顶表面处可包括多个非均匀部分。
无机绝缘材料的第一钝化层136可形成在TFT Tr与第二钝化层140之间，以防止由于有机绝缘材料的第二钝化层140和半导体层120的直接接触造成的有源层120a的沟道区域的污染和TFT Tr的恶化。此外，第三钝化层142可形成在第二钝化层140与反射层150之间，以提高有机绝缘材料的第二钝化层140与金属材料的反射层150之间的粘结力。尽管图5和6的IPS模式透反射式LCD设备101包括第一、第二和第三钝化层136，140和142，但在其他实施方式中可省略第一和第三钝化层136和142。
在反射区域RA中的反射层150上形成有有机绝缘材料的第四钝化层152。由于第四钝化层152的存在，反射区域RA中的液晶层190的厚度(即第三单元间隙d3)小于透射区域TA中的液晶层190的厚度(即第四单元间隙d4)。此外，在第三和第四钝化层142和152上形成有无机绝缘材料的第五钝化层155。第五，第三，第二和第一钝化层155，142，140和136可包括暴露漏极133的漏极接触孔158。
在像素区域P中的第五钝化层155上形成有透明导电材料的像素电极160。像素电极160具有板形并通过漏极接触孔158连接到漏极133。第五钝化层155可形成在第四钝化层152与像素电极160之间，以提高有机绝缘材料的第四钝化层152与透明导电材料的像素电极160之间的粘结力，并可在其他实施方式中省略第五钝化层155。此外，像素电极160可与第二公共突出部111局部重叠，第二公共突出部111可遮蔽穿过数据线125与像素电极160之间的间隙的光，以防止光泄漏。
在像素电极160上形成有无机绝缘材料的第六钝化层163，在每个像素区域P中的第六钝化层163上或在第一基板102的整个显示区域中的第六钝化层163上形成透明导电材料的公共电极170。尽管图5和6中没有示出，但公共电极107通过公共接触孔连接到公共线109。此外，在公共电极107上形成有第一取向膜172。
公共电极170包括每个都具有条形的多个第一开口op1和每个都具有条形的多个第二开口op2。在透射区域TA中，彼此隔开的多个第一开口op1沿平行于数据线125的第一方向X1设置；在反射区域RA中，彼此隔开的多个第二开口op2沿与第一方向X1不同的第二方向X2设置。
此外，在第二基板181的内表面上形成有黑矩阵183，在黑矩阵183上形成有滤色器层185。黑矩阵183对应于像素区域P的边界部分，即栅极线103和数据线125。滤色器层185包括每个都对应于像素区域P的红色、绿色和蓝色滤色器R，G，B。每个滤色器在反射区域RA的中心部分处可具有通孔TH，从而可改善反射区域RA中的亮度。在滤色器层185上形成有涂覆层187，在涂覆层187上形成有第二取向膜189。
此外，分别在第一和第二基板102和181的外表面上形成有第一和第二偏振板193和195。第一和第二取向膜172和189之间的液晶层190在反射区域RA中具有对应于第三单元间隙d3的厚度，在透射区域TA中具有与大于第三单元间隙d3的第四单元间隙d4对应的厚度。例如，第四单元间隙d4可以是第三单元间隙d3的1.7倍(d4＝1.7×d3)。
下文将说明在根据本发明的IPS模式透反射式LCD设备中的取向方向、偏振轴和开口方向的关系。
图7是显示根据本发明一个实施方式的面内切换模式透反射式液晶显示设备中的取向方向、偏振轴和开口方向的坐标***。
在图5，6和7中，坐标***的x轴定义为平行于栅极线125的方向，坐标***的y轴定义为与透射区域TA中的每个第一开口op1平行的方向，即第一方向X1。透射区域TA中第二取向膜189的取向方向与反射区域RA中第二取向膜189的取向方向相同。因此，不管是透射区域TA还是反射区域PA，第二基板181的第二取向膜189具有单一取向方向，第二取向膜189可通过采用沿单一方向的紫外(UV)取向方法的单个取向步骤或者代替分离取向步骤采用摩擦方法的单个取向步骤来取向。可通过UV取向方法仅进行分离取向步骤。UV取向方法的处理时间比摩擦方法的处理时间长，且摩擦方法在图像粘滞的显示质量方面优于UV取向方法。因此，通过对第二取向膜189采用摩擦方法的单个取向步骤来改善处理时间和特性。
第一和第二偏振板193和195分别具有第一和第二偏振轴p1和p2，第一偏振轴p1垂直于第二偏振轴p2。第二偏振轴p2平行于透射区域TA中的第一和第二取向膜172和189的取向方向，并且平行于反射区域RA中的第二取向膜189的取向方向。因此，透射区域TA中的第一和第二取向膜172和189的取向方向、第二偏振轴p2、以及反射区域RA中的第二取向膜189的取向方向中的每一个都相对于平行于每个第一开口op1的y轴方向(即第一方向X1)顺时针地具有第一角度α1。此外，第一偏振轴p1相对于x轴顺时针地具有第一角度α1。例如，第一角度α1可在大约5°到大约10°的范围内。
此外，反射区域RA中的第一取向膜172的取向方向平行于每个第二开口op2的方向，即第二方向X2。反射区域RA中的第一取向膜172的取向方向和每个第二开口op2的方向(即第二方向X2)均相对于透射和反射区域TA和RA中的第二取向膜的取向方向顺时针地具有第二角度α2。例如，第二角度α2可在大约62°到大约64°的范围内。
当第一和第二角度α1和α2分别为大约5°和大约63°时，透射区域TA中的第一和第二取向膜172和189的取向方向、第二偏振板195的第二偏振轴p2、以及反射区域RA中的第二取向膜189的取向方向中的每一个都相对于每个第一开口op1的方向(即第一方向X1)顺时针地具有大约5°的角度。此外，反射区域RA中的第一取向膜172的取向方向和每个第二开口op2的方向(即第二方向X2)均相对于每个第一开口op1的方向(即第一方向X1)顺时针地具有大约68°的角度(该角度是第一和第二角度α1和α2之和)。
在根据本发明的IPS模式透反射式LCD设备101中，因为反射区域RA中的液晶层190具有如下的扭曲结构，即第一和第二取向膜172和189的取向方向彼此相对扭曲第二角度α2，所以与约1/1.7倍于第四单元间隙d4的第三单元间隙d3(d3＝(1/1.7)×d4)对应的反射区域RA具有与对应于第四单元间隙d4的透射区域TA相同的延迟。例如，透射区域TA中的液晶层190的厚度(即第四单元间隙d4)可在大约3.8μm到大约4.3μm的范围内，反射区域RA中的液晶层190的厚度(即第三单元间隙d3)可在大约2.24μm到大约2.53μm的范围内。结果，由于反射区域RA中的单元间隙增加，改善了反射效率和黑图像的亮度。
此外，因为透射区域TA中的第二取向膜189的取向方向与反射区域RA中的第二取向膜189的取向方向相同，所以可通过沿单一方向的摩擦方法和UV取向方法之一进行第二取向膜189的取向步骤。结果，改善了制造自由度和生产率。
图8是显示在根据本发明一个实施方式以及现有技术的面内切换模式透反射式液晶显示设备中反射比和电压差之间的关系的曲线图。图8的反射比是指包括滤色器层和偏振板在内的面内切换(IPS)模式透反射式液晶显示(LCD)设备中的总反射比。
在图8中，与现有技术的IPS模式透反射式LCD设备的反射区域中的反射比相比，本发明的IPS模式透反射式LCD设备的反射区域中的反射比改善了大约10％。例如，当给反射区域中的液晶层施加大约5V的电压差时，本发明的IPS模式透反射式LCD设备的反射比为大约0.315，现有技术的IPS模式透反射式LCD设备的反射比为大约0.285。因此，反射比可改善大约10.5％。
表1是图解根据本发明一个实施方式以及现有技术的面内切换模式透反射式液晶显示设备的反射区域中的黑图像的亮度、白图像的亮度和对比度的表。在表1中，反射区域的亮度是指反射区域的反射比。
表1
  现有技术   本发明
  黑图像的亮度   0.010285   0.008588
  白图像的亮度   0.276749   0.302808
  对比度   27   35
在表1中，反射区域中的黑图像和白图像每一个的亮度是指反射区域的反射比。现有技术的IPS模式透反射式LCD设备的黑图像的亮度为大约0.010285，而本发明的IPS模式透反射式LCD设备的黑图像的亮度为大约0.008588。结果，黑图像的亮度改善了大约16％。此外，现有技术的IPS模式透反射式LCD设备的白图像的亮度为大约0.276749，而本发明的IPS模式透反射式LCD设备的白图像的亮度为大约0.302808。结果，白图像的亮度改善了大约10％。对比度被定义为白图像的亮度与黑图像的亮度的比率。因此，现有技术的IPS模式透反射式LCD设备的对比度为大约27，本发明的IPS模式透反射式LCD设备的对比度为大约35。结果，对比度提高了大约30％。
图9是显示在根据本发明一个实施方式以及现有技术的面内切换模式透反射式液晶显示设备中黑图像的反射比与波长之间的关系的曲线图。图9的反射比是指当给液晶层施加大约0V的电压差时包括滤色器层和偏振板在内的面内切换(IPS)模式透反射式液晶显示(LCD)设备中的总反射比。
在图9中，与现有技术的IPS模式透反射式LCD设备的反射区域中的反射比相比，本发明的IPS模式透反射式LCD设备的反射区域中的反射比得到改善。尽管对于在大约550nm到大约780nm的范围内的波长，本发明的IPS模式透反射式LCD设备的反射比与现有技术的IPS模式透反射式LCD设备的反射比相似，但在大约380nm到大约550nm的范围内的波长，与现有技术的IPS模式透反射式LCD设备的反射比相比，本发明的IPS模式透反射式LCD设备的反射比减小。例如，对于与蓝色光对应的大约450nm的波长，本发明的IPS模式透反射式LCD设备的反射比为大约0.065，而对于大约450nm的波长，现有技术的IPS模式透反射式LCD设备的反射比为大约0.085。因为对于大约450nm波长的反射比改善了大约24％，所以可以以较小的亮度显示黑图像，并可提高对比度。
因而在根据本发明一个实施方式的面内切换模式透反射式液晶显示设备中，因为反射区域的单元间隙增加而透射区域的单元间隙不增加，所以反射区域中的白图像的反射比(即亮度)增加且对于较小波长来说反射区域中的黑图像的反射比(即亮度)降低。因此，可提高IPS模式透反射式LCD设备的对比度。
此外，因为透射区域的第二取向膜具有与反射区域的第二取向膜具有相同的取向方向，所以可通过沿单一方向的摩擦方法和UV取向方法之一进行第二取向膜的取向步骤。结果，提高了制造自由度。此外，通过摩擦方法进行第二取向膜的取向步骤还可进一步提高生产率。
在不脱离本发明的精神或范围的情况下，对本发明可进行各种修改和变化，这对于所属领域技术人员来说是显而易见的。因而，本发明意在覆盖落入所附权利要求书范围及其等效范围内的对本发明的所有修改和变化。

Claims (19)

1.一种面内切换模式透反射式液晶显示设备，包括：
彼此面对并隔开的第一基板和第二基板；
在所述第一基板的内表面上的栅极线和数据线，所述栅极线和数据线彼此交叉以限定具有透射区域和反射区域的像素区域；
与所述栅极线平行的公共线；
与所述栅极线和数据线连接的薄膜晶体管；
在所述薄膜晶体管上的第一钝化层；
在所述反射区域中的第一钝化层上的反射层；
在所述反射层上的第二钝化层；
在所述第二钝化层上的像素电极，所述像素电极在所述像素区域中具有板形并连接到所述薄膜晶体管；
在所述像素电极上的第三钝化层；
在所述第三钝化层上的公共电极，所述公共电极与所述公共线连接，所述公共电极包括在所述透射区域中的沿第一方向的多个第一开口和在所述反射区域中的沿与所述第一方向不同的第二方向的多个第二开口，所述多个第一开口的每个和所述多个第二开口的每个都具有条形；
在所述第二基板的内表面上的滤色器层；
在所述公共电极上的第一取向膜；
在所述滤色器层上的第二取向膜；和
在所述第一基板和第二基板之间的液晶层，
其中，所述透射区域中的第一取向膜和第二取向膜的取向方向、以及所述反射区域中的第二取向膜的取向方向中的每一个都相对于所述第一方向具有第一角度，并且所述反射区域中的第一取向膜的取向方向平行于所述第二方向。
2.根据权利要求1所述的设备，还包括：
在所述第一基板的外表面上的第一偏振板；和
在所述第二基板的外表面上的第二偏振板。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述第二偏振板的第二偏振轴相对于所述第一方向具有第一角度。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述反射区域中的第一取向膜的取向方向相对于所述第二偏振轴具有第二角度，其中所述第一偏振板的第一偏振轴垂直于所述第二偏振轴。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述第一角度在大约5°到大约10°的范围内，所述第二角度在大约62°到大约64°的范围内。
6.根据权利要求2所述的设备，其中所述第一取向膜通过紫外取向方法取向，所述第二取向膜通过紫外取向方法和摩擦方法之一取向。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述液晶层在所述透射区域中具有第一厚度，在所述反射区域中具有第二厚度，并且所述第二厚度与所述第一厚度的比率为大约1/1.7。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述第一厚度在大约3.8μm到大约4.3μm的范围内。
9.根据权利要求1所述的设备，还包括：
从所述公共线延伸的第一公共突出部，所述第一公共突出部设置在所述反射区域中并与所述薄膜晶体管的漏极重叠，以组成存储电容器；和
从所述公共线延伸的第二公共突出部，所述第二公共突出部与所述数据线和所述像素电极重叠。
10.根据权利要求1所述的设备，其中所述公共电极形成在所述像素区域中或形成在所述第一基板的整个显示区域中。
11.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一钝化层包括有机绝缘材料并且在所述反射区域中所述第一钝化层在其顶表面处具有多个第一非均匀部分，所述反射层在其顶表面处具有多个第二非均匀部分。
12.根据权利要求11所述的设备，还包括：
在所述薄膜晶体管与所述第一钝化层之间的无机绝缘材料的第四钝化层；
在所述第一钝化层与所述反射层之间的无机绝缘材料的第五钝化层；和
在所述反射区域中在所述第二钝化层与所述第三钝化层之间的有机绝缘材料的第六钝化层。
13.根据权利要求1所述的设备，还包括：
在所述第二基板与所述滤色器层之间的黑矩阵，所述黑矩阵对应于所述栅极线和所述数据线；和
在所述滤色器层上的涂覆层。
14.根据权利要求13所述的设备，其中所述滤色器层在所述反射区域的中心部分处具有通孔。
15.一种制造面内切换模式透反射式液晶显示设备的方法，包括：
在第一基板的内表面上形成栅极线和数据线，所述栅极线和数据线彼此交叉以限定具有透射区域和反射区域的像素区域；
形成与所述栅极线平行的公共线；
形成与所述栅极线和数据线连接的薄膜晶体管；
在所述薄膜晶体管上形成第一钝化层；
在所述反射区域中的第一钝化层上形成反射层；
在所述反射层上形成第二钝化层；
在所述第二钝化层上形成像素电极，所述像素电极在所述像素区域中具有板形并连接到所述薄膜晶体管；
在所述像素电极上形成第三钝化层；
在所述第三钝化层上形成公共电极，所述公共电极与所述公共线连接，所述公共电极包括在所述透射区域中的沿第一方向的多个第一开口和在所述反射区域中的沿与所述第一方向不同的第二方向的多个第二开口，所述多个第一开口的每个和所述多个第二开口的每个都具有条形；
在第二基板的内表面上形成滤色器层；
在所述公共电极上形成第一取向膜；
在所述滤色器层上形成第二取向膜；
以使所述公共电极面对所述滤色器层的方式附接所述第一基板和第二基板；
在所述第一基板和第二基板之间形成液晶层；和
将所述第一取向膜取向，其中所述透射区域中的第一取向膜的取向方向相对于所述第一方向具有第一角度，并且所述反射区域中的第一取向膜的取向方向与所述第二方向平行；以及将所述第二取向膜取向，其中所述透射区域和反射区域中的第二取向膜的取向方向相对于所述第一方向具有所述第一角度。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括：
在所述第一基板的外表面上形成第一偏振板，所述第一偏振板具有第一偏振轴；和
在所述第二基板的外表面上形成第二偏振板，所述第二偏振板具有垂直于所述第一偏振轴的第二偏振轴。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括：
将所述第一取向膜取向，以使得所述透射区域中的第一取向膜的取向方向与所述第二偏振轴平行，并且所述反射区域中的第一取向膜的取向方向相对于所述第二偏振轴具有第二角度；以及
将所述第二取向膜取向，以使得所述透射区域和反射区域中的第二取向膜的取向方向与所述第二偏振轴平行。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一角度在大约5°到大约10°的范围内，所述第二角度在大约62°到大约64°的范围内。
19.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一取向膜通过紫外取向方法取向，所述第二取向膜通过紫外取向方法和摩擦方法之一取向。
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