TWI251698B

TWI251698B - Liquid crystal display device

Info

Publication number: TWI251698B
Application number: TW091132750A
Authority: TW
Inventors: Michiaki Sakamoto; Hironori Kikkawa; Henkichi Harada
Original assignee: Nec Lcd Technologies Ltd
Priority date: 2001-11-08
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2006-03-21
Also published as: JP3990141B2; US20030103178A1; CN1417628A; JP2003149662A; KR100568196B1; US7652733B2; KR20030039303A; TW200407616A; CN1297843C

Description

1251698 五、發明說明（1) [發明所屬之技術領城] 本發明係有關於一種包括一光反射器之液晶顯示裝置以及該光反射器，特別是有關於以光反射器的方式，藉由反射外界入射光至觀察者眼中，而使用外界入射光作為光原之液晶顯示裝置，以及该光反射器。 [先前技術] 液晶顯示裝置根據其光源，分組成光反射型，光穿透里’和半光穿透型。光穿透型液晶顯示裝置包括一光源，用以穿透背光，藉以顯示影像。光反射型液晶顯示裝置其中包括一光反射器，其反射外界入射光至觀察者。亦即，光反射器用作為光源。因此 ’不似光穿透型液晶顯示裝置，光反射型液晶顯示裝置不茜要具有背光源。半光穿透型液晶顯示裝置由上述光穿透型液晶顯示裝置與光反射型液晶顯示裝置的組合所構成。光反射型液晶顯示裝置消耗較小功率，且可製造成比光穿透型液晶顯示裝置更薄且更輕。此因在光反射型液晶顯示裝置中，可以藉由在反射器上反射，而使用外界入射光作為光源，且因此不需要如光穿透型液晶顯示裝置包括一背光源。光反射型液晶顯示裝置廣泛地應

之終端裝置作為顯示裝置_ 一了用之光反射型液晶顯示裝置包括扭轉向列（T n )

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合物：：光片型’超扭轉向列(STN)型，客主(GH)型，聚型，或膽石醇型之液晶，用以驅動液或一八麗/型液日日顯不裝置一般包括一薄膜電晶體（TFT) 反射^姓八絕緣層/金屬（MIM)二極體作為開關裝置，與光古拌"、、:〇，且根據主動矩陣驅動過程而驅動，其可實現同精細度和高影像品質。 =如，日本專利公報282 57 1 3 ^2)和3〇ΐ 2 59 6 (β 先反射型液晶顯示裝置。

一 2所提出，光反射型液晶顯示裝置中，光反射器形成 &面，其藉由形成有機絕緣膜在反射器上的步驟，以念子微影和蝕刻製形有機絕緣膜，藉以形成凸起部份，在起部份上形成間層絕緣膜，藉以形成具有由凸起部份、、且成之山丘部份’和山丘部份之外的凹陷部份組成之山谷邛份，平滑粗糙圖案，而具有粗糙圖案。第1圖所示為形成於習知光反射器上之粗糙圖案的一例0 立八如第1圖中所示，所顯示之粗糙圖案具有複數個凸起

4伤2 ’各具有圓形剖面，形成於反射器1的表面上。形成該凸起部份2彼此獨立。驾知反射器1具有散射入射光到一某一程度，且接著反射该散射入射光的目的。因此，該散射入射光幾乎均勻地被反射使得反射光形成一圓椎。第2圖係顯示入射光線Li和在第1圖中所顯示之光反射

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器所反如光射出向，進，且被具案的反射出之定方向反射器的光射射^光線Lr之間關係的透視圖。 ° 斤卞入射光線L i (例如，自螢光燈管或曰之2線）在觀察者注視光反射型液晶顯示裝置的方入、> 反射型液晶顯示裝置，而在反射器1上被反射擴散成幾乎在每個方向上均勻的反射光Lr。

、^凸I邛伤2構成各具有一般圓形剖面之粗糙圖射态1，在一特定方向上接收如自室内的螢光燈管光線的強烈直射光線。反射器1不能有效地將自特進入的光反射，朝向處在一氣氛中的觀察者，其中 1才妾收自牆壁反射的入射光，且因此，包括反射器1 型液晶顯不裝置不能有效利用進入反射器1的入射光。所以，1堇有微弱光線反射至觀察者，且因此觀察者感文包括反射器1的光射型液晶顯示裝置是暗的。與形成於光反射器1之表面上的粗糙圖案之形狀無關，光所沿著行進的路徑長度根據光在粗糙圖案上反射的位置而彼此不同。因此，由於上述路徑長度隨著觀察者，光反射器，和入射光之間的角度不同，所造成的干涉，階調會明顯地變化。此劣化彩色液晶顯示裝置的顥示品質。

為了解決如上述的問題，本發明之專利權人，在日本未審查專利公開公報20 0 2-2582 72 (A)中，提出一光反射器，以及包括該反射器的光反射型液晶顯示裝置。該提出之光反射器可有效地將光朝向觀察者反射。所提出的光反射器和包括該反射器的光反射型液晶顯示裝置說明如下。 ^

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第3圖係顯示所提出之光反射型液晶顯示裝置1〇之部份剖面圖。所提出之光反射型液晶顯示裝置丨〇包括下側基板丨J，相對基板12，排列成與下側基板u相對的關係，以及液晶層13，夾置於下側基板丨丨和相對基板12之間。卜光反射型液晶顯示裝置10為主動矩陣型，且因此，在每個晝素中包括薄膜電晶體（TFT)作為開關裝置。 ^下側基板11包括一電性絕緣基板1 4，一電性絕緣保護膜1 5，一薄膜電晶體1 6，一第一電性絕緣層丨7，凸起部份丨8，一第二電性絕緣層1 9，以及反射電極2 〇。電性絕緣保護膜15形成於電性絕緣基板14上，且薄膜電晶體1 6形成於電性絕緣保護膜丨5上。薄膜電晶體丨6包括一閘極電極16a，形成於電性絕緣基板14上，一半體層16c ’形成於電性絕緣保護膜15上，以其覆蓋閘極電極16a，一沒極電極16b，形成於電性絕緣保護膜15上，與半體層 1 6c造成電性接觸，以及一源極電極丨6d，形成於電性絕緣保護膜15上，與半體層16c造成電性接觸。形成弟一電性絕緣層1 7覆蓋半導體層1 6 c，沒極電極 1 6b，以及源極電極1 6d。第二電性絕緣層1 9覆蓋凸起部份 1 8，第一電性絕緣層1 7，以及源極電極1 6d，且經由其形成到達源極電極1 6 d之接觸孔2 1。形成反射電極2 0覆蓋接觸孔2 1和第二電性絕緣層1 9。反射電極20電性地連接至薄膜電晶體丨6之源極電極16d，並作為光反射器和畫素電極。

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在定義為下側基板11之邊緣域的端點區域中，在電性絕緣基板1 4上形成閘極端點2 ? 日风閑位知點^且在電性絕緣保護膜1 5上形成及極鈿點2 3，以其部份覆蓋閘極端點2 2。相對基板1 2包括一電性絕緣基板26，一彩 25二形成於電性絕緣基板26上，以及一透明電極=，形成於彩色濾光片2 5上。彩色濾光片2 5與透明電極2 4面對液晶層1 3 〇

一入射光線Li經由電性絕緣基板26進入光反射型液晶顯示裝置1 0 ’經由液晶層1 3到達下側基板丨丨，且接著在反射電極20上反射成為反射光線Lr。然後，反射光線^經由液晶層13和相對基板12，射出光反射型液晶顯示裝置1〇。第4 A圖顯示入射光線l i指向光反射器1，且反射光線 Lr在光反射器1反射而由觀察者所擷取。在此’入射角T i定義成在入射光線l丨與光反射器1之法線方向之間所形成的角度，而反射角Tr定義成在入射光線Lr與光反射器1之法線方向之間所形成的角度。因入射光線L1在以凸起部份1 8和第二電性絕緣層丨9形成粗糙圖案之反射電極20上反射，入射角Ti與反射角Tr彼此不同。

第4B圖顯示到達反射電極之a點的光如何反射。為了簡化’僅在第4B圖中顯示反射電極2 〇和光反射器1。到達具有粗糙圖案之反射電極2〇之A點的入射光Li，在A點上在切線平面上反射，且因此，入射光Li在a點約在光反射器2 0之法線的對稱方向上反射。假設A點入射角定義為反射電極2 0之a點切線平面和光

2134-5257-PF(Nl).ptd 第9頁 1251698 五、發明說明（6) 反射裔〗之間所形成的角度，反射光線Lr的形狀與反射電極2 0之粗糙圖案的傾斜角沒的形狀有關。因此，因為觀察者P主要評估反射器1的亮度，設計傾斜角Θ使得觀察者P 感覺顯示螢幕明亮是重要的。分析光反射型液晶顯示裝置如何被使用者使用，了解到在幾乎所有情況下，觀察者p以如第5A和5B圖中所示的方式擷取入射光線Li。在第5A圖中，自位在介於距光反射器1之法線0至-60度之間的角度之光源s射出的反射光線 Lr ’在介於距光反射器1之法線_1〇至2〇度之間的角度方向上反射。在第5B圖中，來自位在約在光反射器1之a點—2〇至20度之間的入射光線u，約在介於光反射器點至20度之間的角度方向上反射。藉由設計具有凸起和凹陷部份由觀察者所視水伸之光反射器1之粗糙圖案，可設計光反射器丨具有 ^ ，使得自光源S射出的入矣十氺飧丨7•古# & c ^ 曰肉性山幻八射光線L1有效地反射至觀窣^ 為反射光線Lr。％ $者p作苐6圖所示為形成於光及沾本平面圖。 '先反射⑴的表面上之粗棱圖案的在第6圖中一 ’陰影區域表示其中凸起部份以區域’而中空三角形表示其中各凹陷部份夕成的雖然表示凹陷部份的中空三角形規律；J =區域。形以某一程度不規則地排列。只^上三角在第6圖中，凸起部份18定義各邊。複數個線性凸起圖幸$ # g ψ i Α 7的二個側口案了疋義出如矩形或橢圓形之封閉 2134-5257-PF(Nl).ptd 第10頁 1251698

形狀作為替代。在^^所示為第6圖中所示之粗糙圖案的剖面圖。表示凸弟7圖中，L表示相鄰凸起圖案18之中心的距離，W 第I電案18之寬度’D表示凸起圖案丨8之高度，d表示層ΰ之^絕緣層19之最小高度，而AD表示第二電性絕緣二。取大高度與第二電性絕緣層1 9之最小高度之的差第6圖係顯示對應一晝素之凸起圖案1 8。

粑攄ΐ i述習知光反射型液晶顯示装置1 0中，凸起圖案1 8 : 旦素獨特地決定，且當排列複數個畫素時，如此決之凸起圖案18重覆地排列。一 _ 】女 ‘二個畫素3 0 a，3 0 b，和3 0 c連續地排列，如笛只同士回甲所不’第6圖中所示的凸起圖案18對應每個晝素 ’ 3〇b，和3〇c重覆地排列。一近來’液晶顯示裝置需要具有高精細度。為了在液晶顯不裝置中達成高精細度，凸起圖案1 8的重覆間距，亦即晝素的寬度愈小愈好。若晝素設計成具有較小寬度，該寬度包，較少數目之三角或^陷部份。

一當在如行動電話之可攜式裝置中使用液晶顯示裝置顯示黑白畫面時，液晶顯示裝置一般設計成光反射型。然而，若在可攜式裝置中使用浪晶顯示裝置顯示彩色晝面，光反射型液晶顯示裝置會具有亮度短缺的問題。因此’近來用以顯示彩色畫面之液晶顯示裝置設計成半光穿透型’在單一晝素中包括第一區威，其中入射光被反射，

第11頁 1251698 五、發明說明（8) 以及第二區域’其中背光源經由其穿越，以補償亮度短缺。此半光穿透型液晶顯示裝置包括第二區域用之背光源’且因此使其即使在暗環境中亦可顯示明亮影像。第9圖所示為半光穿透型液晶顯示裝置之平面圖。

、/類似於第8圖中所示之光反射型液晶顯示裝置，所示之半光穿透型液晶顯示裝置包括畫素3〇〇a，3〇〇b，和3〇〇c 。各個畫素300a，300b，和300c設計成各自具有光反射區 ,301a，301b，和3〇lc，其中形成光反射器，以及光穿透區域302a，302b，和3〇2c，其中光經由其穿透。各個光反射區域301a ’301b，和3〇lc佔據約三分之一之畫素3〇〇a， 3〇〇b ’和300c的面積，而各個光穿透區域3〇2a，3〇2b，和 3〇2c佔據約三分之二之晝素3〇〇&，3〇〇b，和3〇〇c的面積。畫素中光反射區域與光穿透區域的比率依據所使用的裝置 ’但在半光穿透型液晶顯示裝置中由晝素中光反射器所佔據的面積，小於在光反射型液晶顯示裝置中由晝素中光反射器所佔據的面積。二角或凹陷部份的區域依據製造液晶顯示裝置之設備的能力’如光阻曝露至光線的精確度，且因此，不能形成太小的三角或凹陷部份的區域。

如上所述’減少包括在晝素中三角或凹陷部份的數目 ’由於需要高精細和製造液晶顯示裝置為半光穿透型的趨勢，造成反射光線Lr彼此干涉的問題（見第2圖）。此因為若包括在畫素中三角或凹陷部份的數目減少，將難以消除畫素中反射光彼此干涉的問題。 $

2134-5257-PF(Nl).ptd 第12頁 1251698 ^---^. 五、發明說明（9) +光反射器一般設計成具有重覆一晝素的圖案，且因此 ’若不可能消除一畫素中反射光彼此干涉，亦將不可能消 &數個晝素中反射光彼此干涉。反射光線Lr彼此干涉將劣化〉夜晶顯示裝置的顯示表現。 [發明内容] 由上述習知液晶顯示裝置的觀點，本發明的目的之一 :在提供—種光反射器，其對應於一晝素具有小面積，但 T避免反射光線彼此干涉的問題。

〃在本發明的一型態中，提供一種用於液晶顯示裝置中之光反射器’其使用外界入射光線作為光源，以反射外界士光線至觀察者’其中光反射器形成於其表面，具有由 • /成之凹陷和凸起部份組成的粗糙圖案，其特徵在於 •粗糙圖案每二個晝素週期性重覆地形成。液晶顯示裝置可設計成包括上述光反射器，藉以使用界入射光線作為光源，以反射外界入射光線至觀察者。在此，液晶顯示裝置π之術語包括光反射型和半光穿透 [實施方式] [第一實施例]

上一第1 0，係根據第一實施例，顯示光反射器4〇Α和包括 °亥光反射裔4〇Α之半光穿透型液晶顯示裝置400Α的平面圖。半光穿透型液列之晝素。亦即，晶顯示裝置400Α包括垂直二列與水平四半光穿透型液晶顯示裝置40 0Α包括總共

第13頁 1251698 五、發明說明（10) 八個晝素，各具有寬度Η和高度V。在八個畫素之中，晝素 Ρ1，Ρ 2，Ρ 3，和Ρ 4位在上側列，而畫素p 5，p 6，Ρ 7，和ρ 8 位在下側列。畫素Ρ1至Ρ8各自包括光反射區域R1至以，以及光穿透區域Q1至Q8。在各個光反射區域至^8中，形成光反射器40A。第10圖中所示之光反射器40A具有粗糙圖案形成於其表面，類似於第6圖中所示之光反射器1。明確地說，粗才左圖案包括凸起線性圖案，在隨機方向上延伸，以及凹陷^ 案，由凸起線性圖案所環繞，而定義出一三角形，形光反射器40Α的表面上。、 ί反射器4〇Α中，第一型粗糙圖案八形成於位在上側素”的晝素P2中。：外；ΪΓ:在於相鄰於畫粗縫圖㈣係連續㈣成。4弟—型粗链圖^和第二型 * 成於相鄰於位在畫素P2的晝素P3 P4中。此外，1玄等Ϊ广成於相鄰於位在畫素p3的畫素連續地形成。一 1粗糙圖案八和第二型粗糙圖案B係相似地’第一型粗糙 P5中，而第二型粗糙圖案=成，位在下側列的畫素素P6中。此外，該等第二别化成於位在相鄰於晝素P5的畫係連續地形成。，粗糙圖案A和第二型粗糙圖案β 第一型粗链圖幸Α开；中，而第二型粗糙圖宰g j相鄰於位在畫素Ρ6的畫素Ρ7 莱6形成於相鄰於位在晝素？7的畫素 2134-5257-PF(Nl).ptd

第14頁 1251698 五、發明說明（11) P8 t。此外連績地形成如上所述，示裝置40 0A之光母—個相鄰畫成粗糙圖案A和B 僅藉由重覆素中消除反射光 ’使其比僅重覆干涉。此外，連消除反射光的干 [第一實施例] 忒專第一型粗糙圖案A和第二型粗糙圖案b係根據第一實施例，用於半光穿透型液晶顯反射裔4 0 A ’設計成具有相同的粗糙圖案素重覆地形成。明確地說，每二個晝素形的組合，且粗糙圖案A和B彼此連續。地形成粗糙圖案A和B的組合，可在二個晝的干涉。例如，重覆粗糙圖案A和B的組合粗糙圖案A或B，更易於彼此消除反射光的

績形成粗縫圖案A和B，可使其更容易彼此涉。第11圖係根據第二實施例，顯示光反射器4 〇 B和包括该光反射器40B之光反射型液晶顯示裝置4〇〇b的平面圖。類似於根據第一實施例之光穿透型液晶顯示裝置4〇〇a 、 ’光反射型液晶顯示裝置4 〇〇 B包括垂直二列與水平四列之畫素。亦即，光反射型液晶顯示裝置4〇〇B包括總共八個畫素’各具有寬度Η和高度V。在八個畫素之中，畫素Pl，P2 ’ P3，和P4位在上側列，而晝素p5，p6，p7，和P8位在下侧列。光反射型液晶顯示裝置4〇〇b僅包括光反射區域，在$ 各個區域中形成光反射器4 〇 B。類似於光反射器40A，第11圖中所示之光反射器40B具有粗链圖案形成於其表面。明確地說，粗糙圖案包括凸起線性圖案，在隨機方向上延伸，以及凹陷圖案，由凸起線

2134-5257-PF(Nl).ptd 第15頁 1251698 五、發明說明（12) 角形’形成於光反射器4〇β 性圖案所環繞，而定義出的表面上。在光反射器4〇β中，第— 列的晝素Ρ1中，而第二型叙粗链圖心形成於位在上側素P1的畫素P2中。此外，該=f案6形成位在於相鄰於畫粗糙圖案β係連續地形成。第一型粗糙圖案Α和第二型第一型粗糙圖案A形成於加 _，而第二型粗糙圖宰β妒] :位在畫素Ρ2的畫素Ρ3 Ρ4中。此外，該等於相鄰於位在畫州的畫素連續地形成。〃 V圖案A和第二型粗糙圖案B係相似地，第二型粗糙圖

P5中，而第一型粗糙圖案A .、=成於位在下側列的畫素素P6中。此外，該等第Γ /成於位在相鄰於畫素P5的晝係連續地形成。，粗糙圖案B和第一型粗糙圖案A 第一型粗縫圖案A形成於相中，而第二型粗糙圖案β ; 旦素P6的畫素P7 P8中。此外，誃箄黛二荆乂成於相鄰於位在畫素P7的晝素連續地形成。X ,粗糙圖案4和第二型粗糙圖案B係的第π :相^畫素P1中的第—型粗链圖案A和在書辛P5中的弟一型粗糙圖案B係連續地形成。任旦針5中中的第-型粗^ J:2/二第二型粗糙圖案B和在畫素P6 型粗糙圖成。在畫素P4中的第二别+祕弟一型粗糙圖案B係連續地形一 i粗I圖案B和在晝素μ中的第一 2134-5257-PF(Nl).ptd 第16頁 1251698 五、發明說明（13) 型粗糙圖案A係連續地形成。在根據第一實施例用於半光穿透型液晶顯示裝置4 〇〇 A 之光反射器40A中，相同的粗糙圖案僅在單一方向上重覆地形成，明確地說，水平地，每二個位在彼此相鄰的晝素。相對地，在根據第二實施例之光反射器4 〇 B中，相同的粗糙圖案A + β或B + A，在二個方向上重覆地形成，明確地說，水平地和垂直地二者，每二個位在彼此相鄰的畫素。 [弟三實施例]

第1 2圖係根據第三實施例，顯示光反射器4 〇〔和包括该光反射器40C之光反射型液晶顯示裝置4〇〇c的平面圖。光反射型液晶顯示裝置4〇 0C包括垂直二列與水平八列之畫素。亦即，光反射型液晶顯示裝置4〇〇c包括總共十六個旦素，各具有寬度Η和高度v。在十六個晝素之中，畫素 PI ’ Ρ2 ’ Ρ3 ’ Ρ4 ’ Ρ5 ’ Ρ6，Ρ7，和Ρ8位在上側列，而晝素 Ρ9 ’ Ρ1〇 ’ Ρ11，Ρ12，Ρΐ3，Ρ14，ρΐ5，和？16 位在下側列。光反射型液晶顯示裝置4 〇〇 c僅包括光反射區域，在各個區域中形成光反射器4 〇 c。

一類似於在第一實施例中的光反射器4 0 A，第1 2圖中所示之光反射器40C具有粗糙圖案形成於其表面。明確地說，粗糙圖案包括凸起線性圖案，在隨機方向上延伸，以及凹陷圖案，由凸起線性圖案所環繞，而定義出一三角形，形成於光反射器40C的表面上。在光反射器40C中，第一型粗糙圖案A1形成於位在上側列的畫素P1中，第二型粗糙圖案B1形成位在於相鄰於畫

1251698 五、發明說明（14) ^ 1的旦素P2中，第二型粗糖圖案C1形成位在於相鄰於晝 =的畫素P3中，而第四型粗链圖案D1形成位在於相鄰^ 旦素P3的畫素P4中。此外，該等第一至第至D1係連續地形成。 1 k α系λι 第一型粗糙圖案Ai形成於位在上側列的晝素ρ5中，第 ^型粗糙圖案Β1形成位在於相鄰於畫素“的畫素ρ6中， f型粗糙圖案ci形成位在於相鄰於畫素？6的畫素ρ7中，而第四型粗糙圖案D1形成位在於相鄰於畫素”的畫素ρ8中。此外，該等第=至第四型粗糙圖案A1至〇1係連續地形成。相似地，第五型粗縫圖案A 2形成於位在下側列的畫素 P9中第型粗糙圖案B2形成位在於相鄰於畫素p9的畫素 P10中，第七型粗糙圖案C2形成位在於相鄰於畫素？1〇的畫素pii中，而第八型粗糙圖案D2形成位在於相鄰於畫素？11 的旦素P1 2中。此外，該等第五至第八型粗糙圖案至〇2 係連續地形成。第五型粗糖圖案A2形成於位在下側列的晝素p丨3中，第六型粗糙圖案B2形成位在於相鄰於晝素pi3一的μ畫素pi4 中，第七型#粗糙圖案C2形成位在於相鄰於晝素pi4的畫素 P15中，而第八型粗糙圖案…形成位在於相鄰於畫素的旦素P1 6中。此外，該等第五至第八型粗糙圖案a 2至d 2係連續地形成。一在，據第二實施例用於光反射型液晶顯示裝置4 0 0 C之光反射器40C中，相同的粗糙圖案重覆地形每四個在序列位置的畫素。明確地說，粗糙圖案

I 2134-5257-PF(Nl).ptd 第18頁 1251698 五、發明說明（15) (A1+B1+C1+D1)形成在每四個在序列位置的晝素。相似地，相同的粗糙圖案重覆地形成在下側列中每四個在序列位置的晝素。明石萑地說，粗糙圖案 (A2 + B2 + C2 + D2)形成在每四個在序列位置的晝素。類似於上側晝素P1至P8，第一至第四型粗糙圖案M， Bl，Cl，和D1可形成於下側晝素p9，P1〇，pn 或P13，P14，P15，和P16 中。 f 且’ [第四實施例] 第1 3圖係根據第四實施例，顯示光反射器4 〇 ρ和包括该光反射器40D之光反射型液晶顯示裝置40QJ)的平面圖。光反射型液晶顯示裝置40 0D包括垂直四列與水平八列之晝素。亦即，光反射型液晶顯示裝置4〇〇D包括總共三十二個晝素’各具有寬度Η和高度v。在三十二個畫素之中，畫素PI，Ρ2，Ρ3，Ρ4，Ρ5，Ρ6，Ρ7，和Ρ8位在最上側列，畫素Ρ9 ’Ρ10，Ρ11，Ρ12，Ρ13，Ρ14，Ρ15，和 Ρ16 位在緊接著最上側列下方的第二列，畫素ρ 1 7，ρ 1 8，Ρ 1 9，Ρ 2 0， Ρ21 ’Ρ22 ’Ρ23 ’和Ρ24位在緊接著第二列下方的第三列，畫素 Ρ25，Ρ26，Ρ27，Ρ28，Ρ29，Ρ30，Ρ31，和 Ρ32 位在緊接著第三列下方的最下側列。光反射型液晶顯示裝置4〇〇D 僅包括光反射區域，在各個區域中形成光反射器4 〇 D。類似於在第一實施例中的光反射器4 〇 A，第丨3圖中所示之光反射器4 0 D具有粗糙圖案形成於其表面。明確地說，粗糙圖案包括凸起線性圖案，在隨機方向上延伸，以及凹陷圖案’由凸起線性圖案所環繞，而定義出一三角形， Ι^ί^Ι 11^1 2134-5257-PF(Nl).ptd

第19頁 1251698 五、發明說明（16) 形成於光反射器40D的表面上。在光反射器40D中，第一型粗糙圖案A1形成於位在最上側列的畫素P1中，第二型粗糙圖案B1形成位在於相鄰於晝素P1的畫素P2中，第三型粗糙圖案C1形成位在於相鄰於畫素P2的畫素P3中，而第四型粗糙圖案D1形成位在於相鄰於晝素P3的畫素P4中。此外，該等第一至第四型粗糙圖案 A1，β 1，C1，和D1係連續地形成。第一型粗糙圖案Α1形成於位在於相鄰於畫素ρ4的晝素 Ρ5中，第二型粗糙圖案B1形成位在於相鄰於畫素巧的畫素 P6中，第二型粗糙圖案C1形成位在於相鄰於晝素？6的畫素 P7中，而第四型粗糙圖案^^形成位在於相鄰於畫素μ的書素Ρ8中。此外’該等第一至第四型粗糙圖案Ai，bi，q，和D1係連續地形成。一第二型粗糙圖案B1形成於位在第二列的畫素p9中，，型粗糙圖案C1形成位在於相鄰於晝素？9的晝素ρι〇中，第四型，糙圖案D1形成位在於相鄰於晝素P10的畫素ΡΠ 中而第型粗糙圖案A1形成位在於相鄰於晝素pH的書素P12中。此外，該等第二至第一型粗糙圖案…，ci，旦 D1，和A1係連續地形成。第一型》粗糙圖案B1形成於位在於相鄰於畫素pi2的晝者二由第，型粗链圖案Π形成位在於相鄰於畫素？1 3的 i查，第四型粗糙圖案D1形成位在於相鄰於畫素p14 ^素P15中’而第一型粗糙圖如形成位在於相鄰於畫素P15的畫素P16中。此外，該等第二至第一型粗链圖案

2134-5257-PF(Nl).ptd 第20頁 1251698 五、發明說明（17) B 1，C 1，D1，和A 1係連續地形成。第三型粗糙圖案^形成於位在第三列的晝素ρι :四=粗輪圖案D1形成位在於相鄰於晝素m-的書素m 二，/ 一型：糙圖案A1形成位在於相鄰於畫素P18的晝素 P19中，而苐二型粗糙圖案β1形成位晝州"。此外，該等第三至第二型粗糙；=素9,的 A1，和B1係連續地形成。 ta莱U D1，音Ρ上三型，粗輪圖案Π形成於位在於相鄰於畫素Ρ20的書 f 中，苐四型粗糙圖案D1形成位在於相鄰於畫素P21—的 :CL中3中第一=粗糙圖案A1形成位在於相鄰於畫素P22 素pW的畫IP2；V。二Λ粗Λ圖ΛΒ1Λ成位在於相鄰於晝第四型粗糙圖案D丨形成於位在最下側列的畫素ρ 2 $ 中，第:案A1形成位在於相鄰於晝素Ρ25的畫素ρ26 p27中，—^圖案B1形成位在於相鄰☆晝素P26的晝素 —i粗糖圖案C1形成位在於相鄰於書辛 =中。此外，該等第四至第三型粗㈣案=7,的 B1 ’和C1係連續地形成。第四型粗糙圖案D1形成於位在於相鄰於書素P28 =中第：型粗链圖案_成位在於相鄰-於晝素8;2“ 辛P31中f粗糙圖案M形成位在於相鄰於畫素P30 的旦素P31中，而弟三型粗糙圖案⑺形成位在於素川的晝素P32中。此外，該等第四至第三型粗^於案里 2134-5257-PF(Nl).ptd 第21頁 1251698 五、發明說明（18) D 1 ’ A 1 ’ β 1，和C 1係連續地形成。一在根據第四實施例用於光反射型液晶顯示裝置4〇〇D之，反射器40C中，相同的粗糙圖案重覆地形成在最上側，第一二第三，和最下側列中每四個在序列位置的晝素。明確地說，粗糙圖案（A1+B1+C1+D1)形成在最上側列中每四個在序列位置的畫素。相似地，粗糙圖案地形成在第二列中每四個在序列位置的畫素，粗糙圖案（C1+D1+A1+B1)重覆地形成在第三列中每四個在序列位置的畫素，粗糙圖案（DHA1+B1+C1)重覆地列中每四個在序列位置的畫素。杜取下側此外，在最左側攔的晝素，第一型粗糙圖案A丨，型粗糙圖案B1 ’第三型粗链圖㈣，和第四型粗糙圖案^ ’各自依序起自最上側朝向最下側的晝素ρι，P9，和P 2 5排列。在：二攔的畫素’第二型粗糙圖案Bi，第三型粗糙圖

Ijsl四型粗糙圖案D1，和第一型粗糙圖案A1，各自依序起自最上側朝向最下側的畫素P2，P10，P18，和P26排

歹J 索1)1在Ϊ —，的畫素’第二型粗縫圖案C1，第四型粗梭圖圖案A1，和第二型粗縫圖案bi，各自依 =起自最側朝向最下側的晝素P3，Pll，P19，和P27排幸A1 H的ί素，第四型粗糙圖案D1，第-型粗縫圖案A1帛一生粗糙圖_，和第三型粗糙圖案口，各自依 2134-5257-PF(Nl).ptd 第22頁 1251698

相似地，在第五至第八欄的畫素中，粗糙圖案以相同方式各自排列在最左側，第二，第三，和第四欄。各自形成於畫素PI，P9，P17，和P25中的第一至第四型粗韃圖案A 1至D1係連續地形成。相似地，形成於垂直排列之欄中的晝素中的四型粗糙圖案A1至])!係連續地形成。

在根據第三實施例光反射器4 0 C中，相同的粗糙圖案僅重覆地形成在單一方向上，明確地說，水平地每四個在序列位置的畫素。相對地，在第四實施例之光反射器4 〇 D 中’相同粗糙圖案（A1+B1+C1+D1) ，（B1+C1+D1+A1)， (C1+D1+A1+B1)，（D1+A1+B1+C1)重覆地形成在二個方向上’明確地說，水平地和垂直地每四個在序列位置的晝素0 根據上述在第一至第四實施例中之光反射器4 〇 A，4 Ο B ，40C，和40D，粗糙圖案重覆地形成在複數個畫素上。因此，不似習知液晶顯示裝置，其中粗链圖案在每個畫素中重覆形成，可設定更大且所需的粗糙圖案重覆間距。所以

，光反射器40八，408,40(：，和40〇可避免反射光彼此的干涉，其無法在習知光反射器中解決。在第四實施例中，第一至第四型粗糙圖案A丨，B1，c 1 ，和D1可連續地水平地排列，或可連續地垂直地排列。連續地形成圖案進一步避免反射光彼此的干涉。可僅連續地形成圖案A1，B1，C1，和D1作替代。

2134-5257-PF(Nl).ptci 第23頁 1251698 、發明說明（20) 4Qe在第一至第四實施例中的上述光反射器4〇A，40B，蚩’和40D中，雖然相同的粗糙圖案重覆地形成於二或四固畫素上，相同圖案可重覆地形成在三個晝素上，在此情兄下可選擇R(紅）’G(綠），和B(藍）畫素作為三個晝素。然而，當粗糙圖案重覆地形成於RGB三個晝素上時，色反射器對各RGB具有不同反射率，且因此可能產生的盆度不同。所以’粗糙圖案的重覆循環設定等於N較佳， ^中N為除二（3)以外的整數。亦即，每二，四，五，或更多個晝素重覆形成粗糙圖案較佳。

)、在上述光反射器40A，40B，40C，和40D中，凸起圖案 =成為三角形。然而，凸起圖案並不限定於三角形，而可 =成為任何形狀，只要該形狀是封閉的。例如，凸起圖牵可形成為多邊形或橢圓形。〃曰第一實施例係關於其中使用光反射器之半光穿透型 K:^ ί。然：’第一至第四實施例之任一，可應用 /田止光反射器之半光穿透型液晶顯示裝置，和苴中用光反射器之光反射型液晶顯示裝置。 /、的最執行了下列實驗以決定粗糙圖案之水平重

m I ^，和8畫素以此順序水平地形成。形成第一至第四先反射器。在其表面形成第一弟声一成之弟一光反射器具有粗糙圖案A + β，在， ^ / 之第二光反射器具有粗糙圖案A + B + C，在j：表面形成之第四光反射器具有粗糙圖案a+b+c+d。接著了

I25l698

五、發明說明（21) Q 組合所決定之重覆循環，定義為基且基本循環中的長度定義為粗糙圖 I晝素與粗键圖案的楯環中的晝素數目，案的總長度。本發明人評估各個 M1M 組合。評估結果如第1表中所示

% 在第1表中，情況編號1和5顯示習知情況。

在情況編號2中，晝素的水平長度設定等於80微米，且不同粗糙圖案的數目設定等於2。因此，粗糙圖案總長度等於480微米，且基本循環中的晝素數目等於6。在情況編號2甲，反射光線不會彼此干涉。在第1表中，示出反射

2134-5257-PF(Nl).ptd 1251698

光線是否會彼此干涉。回嚭：各具有光反射器的畫f，其中N個畫素具有彼此不二:’ 重覆地排列在第一方向，其中N為等於或大於2 數，且#中Μ個彼此不同的粗糙圖案係在第—方向上母Μ個畫素重覆形成，其中Μ為等於或大於2的整數，週期性且重覆地形成時，該等畫素依據顏色和粗糙圖案，由觀，者所看到的是不同的。因此，在第一方向上，以Ν和以的最小公倍數（LCM)的晝素為循環，產生由觀察者所看到不同的條紋圖案。亦即，此條紋圖案在垂直於第一方向的方向上延伸。然而’若循環足夠短，觀察者無法看到此條紋圖案，觀察者不會認知到條紋圖案。在由本發明人所執行的評估中，因第一方向定義為水平方向，上述條紋圖案定義成垂直圖案。在第1表中，示出條紋圖案是否會產生。在評估中，晝素的數目對應RGB畫素設定等於三（3)。然而，應提出第一方向可定義成水平方向或斜向方向，且畫素的數目可設定等於二，四，或更多。如上所述，因RGB畫素反射率不同，若不同粗糙圖案的數目不等於RGB晝素的數目，亦即為三，會產生色度的不同。在第1表中，示出色度差別是否會產生。如七個情況編號1至7所執行的實驗結果，由第1表觀察得到以下結論。 (a)若不同粗糙圖案的數目設定等於或大於二（2) 反射光不會彼此干涉。

2134-5257-PF(Nl).ptd 第26頁 1251698 五、發明說明（23) (b) 若粗糙圖案的總長度等於或小於0· 5mm，觀察者無法認知到垂直條紋圖案。若粗糙圖案的總長度大於 0 · 5mm，觀察者可認知到垂直條紋圖案。 (c) 若不同粗糙圖案的數目設定等於RGB晝素的數目 ’亦即為三（3 )，會產生色度差別。若不同粗糙圖案的數目設定等於二，四，或更大，不會產生色度差別。

對應於在上述第一至第四實施例中之光反射器40A， 40B，40C，和40D，示於第1〇至13圖中之粗糙圖案的重覆之水平間距L1，或示於第11至13圖中之粗糙圖案的重覆之垂直間距L2，以等於約〇· 5mm或更小較佳。藉由使用在上述第一至第四實施例中之光反射器4〇A ’ 40B ’ 40C，和40D，作為液晶顯示裝置中的光反射器，可解決反射光線彼此干涉，和產生色度差別的問題，該問題無法在習知光反射型液晶顯示裝置中解決。為了抑制垂直條紋圖案的產生，因畫素對應於水平長度彼此不同，以粗糙圖案的水平總長度設定等於或小於〇 5mm較佳。 · 當粗糙圖案水平地形成時，如上所述，會產生垂直條紋圖案。相對地，考慮當粗糙圖案垂直地形成時，會產生水平條紋圖案。因此，當粗糙圖案垂直地形成時，以粗键圖案的垂直總長度設定等於或小於〇 · 5 mm較佳。、後文說明在上述第一至第四實施例中包括光反射器 40A，40B，40C，和40D之一的光反射型液晶顯示裝二造方法。、J表

2134-5257-PF(Nl).ptd 第27頁 !251698 五、發明說明（24) 第1 4A至1 4D圖為光反射型液晶顯示顯示其各個製造之製程步驟。〗面圖係首先，如第14A圖中所示，在電性絕緣基》專臈電晶體(m) 16，作為開關裝置。* 4上瓜成且垃j萑地°兒纟電性絕緣基板1 4上形成閘極電極1 6 a，覆Ϊ 緣基板14上形成電性絕緣保護膜15，以其 ι盍閑極電極16a。然後’纟電性絕緣保及極電，61半體層16c，以及源極電極⑽。“ 、在薄膜電ΘΒ體1 6上形成第一電性絕緣層1 7。然後，感光有機樹脂覆蓋在第一電性絕緣層17上。 ::樹脂經由光罩曝露至光線，1之後被顯影：成稷數個凸起部份18，如第14Β圖中所示。 ' 起部ί J : ΐ Ϊ14C圖中所示，供烤由有機樹脂構成的凸 71 ，13成凸起部份18在其角落圓滑化。 f j，有機樹脂構成的間層絕緣膜塗佈在凸起且2凸起部份18整個以間層絕緣膜覆蓋，且 2 ㈣，使得接觸孔21到達源極電；= …刻形成接觸 ® ί ί ’如第1 4D圖中所示，供烤間層絕緣膜，藉以將曰曰、、、巴、、本膜轉變成第二電性絕緣層丨9。、浐則:後拉=成薄鋁膜，以其覆蓋接觸孔2 1和第二電性絕 :I鋁槿ί著’以光學微影和蝕刻處理薄鋁膜。因此，來成由銘構成的反射電極（見第3圖）。 y 如此形成的反射電極20，具有與各如第1〇至13圖中所 2134-5257-PF(Nl).ptd 第28頁 1251698

五、發明說明（25) 不之半光穿透型液晶顯示裝置40 0A和光反射型光液晶顯示裝置4〇〇b，400C，或400D中所使用之反射器40A，40B， 4()C，或40D相同的結構。由前述本發明所得到的優點將在後文中說明。形成在複中相同粗需的粗链此的干涉生的條紋雖然限定本發和範圍内範圍當視本發附圖式，本發明數個畫糙圖案圖案重，而因圖案。本發明明，任，當可後附之明之上對本發之光反射器素上。因此在每個晝素覆間距。所此在液晶顯已以較佳實何熟習此技作些許之更申請專利範述及其他目明作更詳細，設計成异頁租糙圖案重覆地，不似習知液晶顯示裝置，其中重覆形成，可設定更大且所以，光反射器可避免反射光彼示裝置的顯示螢幕的表面上產施例揭露如上，然其並非用以藝者，在不脫離本發明之精神動與潤飾，因此本發明之保護圍所界定者為準。的，特徵，和優點，將參照所的說明。

1251698

圖式簡單說明第1圖所示為形成於習知光反射器上之粗糙圖案的例；第2圖係顯示入射光線L i和在第1圖中所顯示之光反射器所反射的光線Lr之間關係的透視圖；第3圖係顯示習知光反射型液晶顯示裝置之部份别面圖；第4 A和4B圖所示為入射光和反射光之間的關係圖；第δΑ和δΒ圖所示為形成於習知光反射器的表面上之粗链圖案的平面圖；

第6圖所示為形成於習知光反射器的表案的平面圖；上之粗糙圖第7圖所示為第6圖中所示之粗糙圖笨 η示的剖面· 苐8圖係顯示習知光反射型液晶顯示敦置 ’ 光反射器的排列之平面圖；之複數個第Θ圖所示為習知半光穿透型液晶顯示個光反射器的排列之平面圖； χ 中之複數第1 0圖係根據本發明之第一實施例，顯八、> 包括该光反射器之半光穿透型液晶顯示裳置2，反射器和第11圖係根據本發明之第二實施例，:平面圖； ^ 7R π: λ *

包括該光反射器之光反射型液晶顯示襄置 /九反射器和第1 2圖係根據本發明之第三實施例，顯=面圖；包括该光反射器之光反射型液晶顯示裝置^ ^光反射器和第1 3圖係根據本發明之第四實施例，暴，，圖，包括該光反射器之光反射型液晶顯示裝置$ =光反射器和乂及

2134-5257-PF(Nl).ptd 第30頁 1251698

第HA至UD圖係根據本發明之第一至一，顯示久個制、止4 i 第四只施例之任，、、、頁丁各個“包括該光反射器之光置之製程步驟的剖面圖。了 i液日日顯不裝 [符號說明] 反射器’ 2〜凸起部份； 10〜光反射型液晶顯示裝置 ;11〜下側基板； 12〜相對基板； 13〜液晶層； 14〜電性絕緣基板； 15〜電性絕緣保護膜； 1 6〜薄膜電晶體； 16a’ ^閘極電極； 16b - ^汲極電極； 16c， ^半導體層； 1 6 d〜源極電極； 17〜第一電性絕緣層； 18〜凸起部份； 19〜第二電性絕緣層； 20〜反射電極； 21〜接觸孔； 22〜閘極端點； 23〜汲極端點； 24〜透明電極； 25〜彩色濾光片； 26〜電性絕緣基板； 3 0a， i晝素； 30b， ^畫素； 3 0 c ^ i晝素； 40A〜光反射器； 4 0 B〜光反射器； 40C， -光反射器； 40D - -光反射器； 30 0a 〜晝素； 30 0b 〜畫素； 3 0 0c 〜晝素； 301a 〜光反射區域； 301b 〜光反射區域； 301c 〜光反射區域； 302a 〜光穿透區域； 302b 〜光穿透區域； 302c 〜光穿透區域； 40 0A 〜液晶顯示裝置；

2134-5257-PF(Nl).ptd 第31頁 1251698 圖式簡單說明 4 0 0 B〜液晶顯示裝置； 4 0 0 C〜液晶顯示 40 0D〜液晶顯示裝置； A〜粗糙圖案； B〜粗糖圖案， d〜最小南度； D〜高度； AD 〜高度差； Η〜寬度； L〜距離； L1〜水平間距， L2〜垂直間距； Li - v入射光線； Lr ’ i反射光線； P〜觀察者； P1， i畫素； P2， -畫素； P3， ^畫素； P4〜晝素； P5， -畫素； P6〜晝素； P7， i畫素； P8〜畫素； P9 - -畫素； P10 〜畫素 P11 〜畫素； P12 〜畫素 P13 〜晝素； P14 〜畫素 P15 〜晝素； P16 〜畫素 P17 〜畫素； P18 〜畫素 P19 〜畫素； P20 〜畫素 P21 〜晝素； P22 〜畫素 P23 〜晝素； P24 〜畫素 P25 〜畫素； P26 〜晝素 P27 〜晝素； P28 〜畫素 P29 〜晝素； P10 〜晝素， P31 〜晝素； P32 〜畫素， Q1 - ^光穿透區域 % %

2134-5257-PF(Nl).ptd 第32頁 1251698 圖式簡單說明

Q2 〜光穿透區域； Q3〜光穿透區域； Q4 〜光穿透區域； Q5〜光穿透區域； Q6 〜光穿透區域； Q7，〜光穿透區域； Q8 〜光穿透區域； R1〜光反射區域； R2 〜光反射區域； R3，〜光反射區域； R4 〜光反射區域； R5，〜光反射區域； R6 〜光反射區域； R7，〜光反射區域； R8 〜光反射區域； S〜光源； ) Ti 〜入射角 T r ' 〜反射角 y V - -高度； W〜寬度^ ) %

2134-5257-PF(Nl).ptd 第33頁

Claims

修轉 w 案號 91132750 1251698 々、申請專利範圍 1. 一種光反射器，用於液晶顯示裝置中，其使用外界入射光線作為光源，以反射該外界入射光線至觀察者，其中該光反射器形成於其表面，具有由各種形成之凹陷和i 凸起部份組成的粗糙圖案，其特徵在於：粗糙圖案每N個晝素週期性重覆地形成，其中N為並非三（3 )之正整數並且等於或大於二（2 )，以及該粗糙圖案係連續地形成於該N個晝素上。 2. 如申請專利範圍第1項所述之光反射器，其中重覆該粗糙圖案的間距等於或小於0 . 5mm。 3. 如申請專利範圍第1項所述之光反射器，其中該凸起部份包括複數個線性形狀，且該凹陷部份由該凸起部份戶斤環繞而定義出封閉形狀。 4. 如申請專利範圍第3項所述之光反射器，其中該封閉形狀為三角形。 5. 一種光反射器，用於液晶顯示裝置中，其使用外界入射光線作為光源，以反射該外界入射光線至觀察者，其中該光反射器形成於其表面，具有由各種形成之凹陷和凸起部份組成的粗糙圖案，其特徵在於· N個晝素週期性且重覆地形成在第一方向上，其中N為一等於或大於二的整數，該N個晝素具有彼此不同之N個顏色， Μ個晝素週期性且重覆地形成在該第一方向上，其中Μ

2134-5257-PFl(Nl).ptc 第34頁 1251698 案號 9Π32750 曰修正六、申請專利範圍為一等於或大於二的整數，各個該Μ個晝素具有一光反射器，具有Μ粗糙圖案，以及晝素，以該Ν和該Μ之最小公倍數（LCM) 排列在該第一方向上，具有一長度等於或小於0.5mm。 6. 一液晶顯示裝置，包括如申請專利範圍第或5項所述之光反射器，該液晶顯示裝置使用外界入射光線作為光源，以反射外界入射光線至觀察者。

2134-5257-PFl(Nl).ptc 第35頁