液晶显示器的制作方法

专利名称：液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器，更加特别地涉及一种使用反射型显示及透射型显示的液晶显示器。
背景技术：
利用其形状薄、功耗低的特性，液晶显示器正被用作电子设备的常见通用显示器。例如，膝上型个人计算机、汽车导航用显示器、个人数字助理(PDA)、移动电话、数字式相机、摄影机和其它电子设备都使用了液晶显示器。粗略地分类，这种液晶显示器包括利用液晶面板控制来自内部光源(称作背光)的光的通过或阻断从而执行显示的透射型液晶显示器，以及通过反射板等反射日光或其它外部光从而通过液晶面板控制该反射光的通过或阻断并执行显示的反射型显示器。
在透射型液晶显示器中，背光占据了全功耗的50％或更多，因此难以将低功耗。另外，透射型液晶显示器还具有在环境光很亮的地方显示看起来很暗的问题，使得可见度(viewability)下降。相反，在反射型液晶显示器中，并未设置背光，因此不存在功耗增大的问题，但还存在着当环境光很暗时可见度明显下降的问题。
为了解决透射型和反射型显示装置的这些问题，已经提出了一种通过一个液晶面板实现透射型显示和反射型显示两种显示的双重反射及透射型液晶显示器(dual reflection and transmission type liquid crystal display)。这种双重反射及透射型液晶显示器在周围很亮时通过对环境光的反射进行显示，而在周围很暗时通过背光进行显示。
在上述双重透射及反射型液晶显示器中，对于透射型显示，利用仅透过滤色片一次的来自内部光源的光执行显示。相反，对于反射型显示，利用透过滤色片，例如，两次(在光从外界到达滤色片以及当光被反射并透射至外界时)的环境光执行显示。按此方式，在反射型显示中，光比在透射型显示中多透过滤色片一次，因此，与透射型显示相比，光量的衰减变得极大，并且成为了反射率下降的原因。另外，伴随着反射率的下降，出现了反射型显示中的显示亮度和色彩重现性(color reproducibility)下降且可见度劣化的问题。
为此，在双重透射及反射型液晶显示器中，为了解决上述问题，与反射区相对应的滤色片形成的很薄，使色素扩散入适用于反射型液晶显示的树脂中，或者使用不同的材料来降低反射区光的衰减量并提高反射率。
在上述利用不同的厚度或材料形成用于反射区的滤色片和用于透射区的滤色片的方法中，必须分别执行形成用于反射区的滤色片的步骤和形成用于透射区的滤色片的步骤。具体地说，必须总共执行六个步骤，即通过三步对红(R)、绿(G)和蓝(B)形成用于反射区的滤色片，并且随后通过三步对R、G和B形成用于透射区的滤色片。由于步骤的增加，导致了液晶显示器生产效率下降。
另一方面，传统的双重反射及透射型液晶显示器具有偏重反射型的液晶面板结构。在不考虑期望获得与透射型显示装置近似的亮度的情况下，在透射型显示中，通过减小透射区而牺牲透射亮度以确保反射率，并确保用于反射环境光的区域具有较宽的面积。
然而，依赖于所用的电子设备的类型，还存在透射型显示比反射型显示使用更频繁的情况。因此，在双重反射及透射型液晶显示器中，如上所述，必须改善反射型显示中的亮度等，同时必须确保透射型显示中足够的亮度水平和色彩重现性。
另外，虽然这种双重反射及透射型液晶显示器被认为提供了透射型显示和反射型显示两种显示，然而与一般反射型和一般透射型液晶显示器相比，还存在亮度不足及可见度低的问题。
在液晶显示器中，期望在用于室内及用于室外时都能改善显示的可见度。为此，在双重反射及透射型液晶显示器中，对于用作反射型和用作透射型的两种情况下，都期望改善可见度。
在液晶显示面板的像素区中，由于结构的原因，出现了无法用于显示的非显示区。该非显示区占用区域的面积应尽可能地减小，而显示区的面积则应提高至最大。另外，当来自环境的光到达显示面板且执行反射型显示时，必须保持由于液晶显示面板部件的散射和吸收而导致的入射光损耗的最小。由此，可以改善反射型显示的亮度。
为了获得上述目的并改善反射型显示和透射型显示的显示可见度，必须优化液晶显示器的结构。然而，导致制造步骤复杂化的方法并非优选。
另外，并非用于显示的光由于显示区域以外处入射光的反射(例如由于在用于将图像数据传送至像素的数据信号线上的反射)而到达液晶层时，存在液晶层变得不稳定和图像质量劣化等不良状态的问题。

发明内容
本发明的第一目的在于提供一种双重反射及透射型液晶显示器，其改善了反射型显示中的亮度和色彩重现性而不造成制造步骤地增加，并且在透射型显示中确保了与仅可执行透射型显示的显示装置相同水平的亮度和色彩重现性。
本发明的第二目的在于提供一种具有用于尽可能大地压缩非显示区的面积和光损耗的优化结构的液晶显示器，该液晶显示器还改善了反射型显示和透射型显示的显示可见度和图像质量，并且易于制造。
本发明第一方面的液晶显示器，其具有显示面板，该显示面板包括形成有像素区的衬底和形成有滤色片的衬底，该像素区具有用于反射型显示的反射区和用于透射型显示的透射区，该滤色片位于与该像素区相对应的位置，布置为跨过液晶层而彼此面对，其中与反射区相对应的位置处的滤色片形成在与对应于透射区的位置处的滤色片相同的条件下，并且形成有一个或更多个未着色区域。
具有上述构造的、根据本发明的液晶显示器，在反射型显示时，使用通过透过滤色片而以着色状态反射的光和通过透过未形成滤色片处的开口建立区而以未着色状态反射的光作为显示光来执行显示。另外，由于本发明利用因其通过开口(即，未透过滤色片)而具有小量衰减的光执行显示，而提高了反射率，并且改善了反射型显示中的亮度和色彩重现性。另外，通过调整用于使光透过其中的开口的尺寸，可以调整反射型显示中光的反射率、亮度等。
因此，由于根据本发明的液晶显示器可以通过调整开口的尺寸而调整反射型显示中的反射率、亮度等，因此不必在与同透射区相对应的滤色片不同的条件下形成同反射区相对应的滤色片，并且其可以形成在相同的条件下，具体而言，是相同的厚度和相同的材料。为此，根据本发明，用于透射区的滤色片和用于反射区的滤色片可以通过相同的步骤形成，并且使得能够提供可以执行高反射率、高亮度的反射型显示，并且不增加制造步骤的液晶显示器。
另外，由于根据本发明的液晶显示器可以通过调整开口的尺寸而调整反射率、亮度等，因此能够改善反射型显示中的反射率、亮度等而不使透射区变窄。因此，根据本发明，可以采用偏重透射型的结构，其通过高反射率实现高亮度的反射型显示，同时具有大面积的透射区并保持了透射型显示的高亮度水平。由此，改善了透射型显示中的色彩重现性和可见度。
根据上述的本发明，在液晶显示面板中设置会聚部分，并且会聚用于透射型显示的显示光以增大显示光的亮度。由此，即使是在减小了透射区面积的时候，也可以确保透射型显示的足够亮度，因此可以实现更高的分辨率并且可以将透射率设低。具体而言，透射率设置为最小4％。
或者，由于构成显示面板的层的吸收效应，透射率变为10％或更小。
或者，在使用低温多晶硅时，减小了每个像素的薄膜晶体管TFT的尺寸，并且改善了反射区和反射率。或者，形成由高反射率金属形成的反射膜或形成平整反射膜，以进一步改善反射亮度。
或者，仅为透射区设置的滤色片，仅透射型显示执行具有高可见度的彩色显示，并且反射型显示执行足以用于字符显示的黑白显示。由此，不再有任何由于反射区滤色片处光的吸收而造成的光的衰减。另外，在黑白显示的情况下，用于显示三种色彩R、G和B的像素全部用于黑白显示，因此进一步改善了反射亮度。
具体而言，反射率可设置在1％至30％的范围内。
本发明第一方面的液晶显示器是这样的液晶显示器，其包括在第一衬底与第二衬底之间布置成矩阵的多个像素区、与该多个像素区连接并选择用于显示的像素区的多条栅极线、以及与该多个像素区连接并将图像数据传送至像素区以执行显示的多条数据信号线，其中每个像素区具有平行布置的用于通过反射来自外界的光而显示的反射区和用于通过使来自内部光源的光透过而显示的透射区；在每个像素区中，滤色片设置在第一衬底上与反射区和透射区相对应的位置处；相邻像素区的滤色片在边界区交叠；以及，在与反射区相对应的部分处形成未着色区。
优选，第一与第二衬底之间的数据信号线上形成有用于控制第一与第二衬底之间的间隙的间隔。
或者，未着色区形成在滤色片的、与除反射区的间隔形成的区域和交叠区以外的部分相对应的位置处。优选，未着色区形成在滤色片的、基本与反射区的中心相对应的位置处。或者，未着色区包括开口。
本发明第三方面的液晶显示器为这样的液晶显示器，其包括在第一衬底与第二衬底之间布置成矩阵的多个像素区、与该多个像素区连接并选择用于显示的像素区的多条栅极线、以及与该多个像素区连接并将图像数据传送至用于显示的像素区的多条数据信号线，其中每个像素区具有平行布置的用于通过反射来自外界的光而显示的反射区和用于通过使来自内部光源的光透过而显示的透射区；在第一衬底与反射区和透射区相对应的位置上，每个像素区设置有滤色片；在相邻像素区的滤色片之间，第一衬底设置有用于阻挡来自外界的光的光阻挡膜；以及，在与反射区相对应的部分处形成未着色区。
优选，第一与第二衬底之间的数据信号线上形成有用于控制第一与第二衬底之间的间隙的间隔。适合地，未着色区形成在滤色片的、与除反射区的间隔形成的区域以外的部分相对应的位置处。或者，未着色区包括开口。
或者，第一与第二衬底之间，数据信号线与栅极线相交的区域形成有用于控制第一与第二衬底之间的间隙的间隔。优选，滤色片在与反射区形成有间隔的区域相对应的位置处设置有光阻挡膜。优选，未着色区形成在滤色片的、与除反射区的间隔形成的区域以外的部分相对应的位置处形成。或者，未着色区包括开口。
根据本发明的第二方面，相邻像素区的滤色片交叠，交叠部分下部的数据信号线被阻挡而不受光照，在反射区的数据信号线上形成衬底之间的间隔，在滤色片处形成未着色区，并且混入白色。或者，在数据信号线和栅极线交叉的部分形成间隔。由此，由于形成间隔而造成的非显示区和间隔周围异常液晶取向的区域被尽可能地减小，防止了数据信号线上的反射，抑制了栅极线与数据线号线之间的电容增大，并且由此改善了反射型显示的亮度。
另外，根据本发明的第三方面，相邻像素区的滤色片之间形成了光阻挡膜以阻挡来自数据线号线的光，在反射区中数据信号线上形成衬底之间的间隔，并且在滤色片中形成未着色区且混入白色。或者，在数据信号线和栅极线的交叉部分形成衬底间间隔，在滤色片中设置用于阻挡来自间隔的光的光阻挡膜，而在滤色片中形成未着色区。由此，由于间隔而造成的非显示区被尽可能地减小，防止了数据信号线上的反射，抑制了栅极线与数据线号线之间的电容增大，并且改善了反射型显示的亮度。


图1为根据本发明第一实施例的液晶显示器的显示面板结构的局部平面图；图2为根据本发明第一实施例的液晶显示器的显示面板结构的截面图；图3为像素区的等效电路图；图4为根据本发明第一实施例的液晶显示器中薄膜晶体管结构示例的截面图；图5为根据本发明第一实施例的液晶显示器中像素布置示例的平面图；图6为根据本发明第一实施例的液晶显示器中像素布置示例的平面图；图7给出了使用由Poly-Si形成的TFT和由a-Si形成的TFT的液晶显示器的反射率和透射率的测量数据；图8A和8B为用于说明形成在滤色片中的开口的视图，其形成于与像素区相对应的位置；图9A至9D为用于说明其它形状的开口的视图；图10为根据本发明第一实施例的液晶显示器中的背光及其光学会聚系统的视图；图11为图10所示的背光及其光学会聚系统的透视图；图12为根据本发明第一实施例的液晶显示器中显示面板所需最低显示亮度的研究结果的视图；图13为根据本发明第一实施例的液晶显示器中显示面板的表面上，在保持固定亮度时，透射率与背光亮度之间关系的曲线图；图14为使用显示面板反射电极的整个表面作为反射膜时反射率测量结果的视图；图15为根据本发明第一实施例的液晶显示器中透射率与反射率的可能范围的视图；
图16A和16B为用于说明测量反射率的方法的视图；图17为根据本发明第一实施例的液晶显示器中薄膜晶体管结构的另一示例的截面图；图18为用于说明形成有开口的液晶显示器和未形成有开口的液晶显示器的反射率差异的特性图；图19为根据本发明第二实施例的液晶显示器中显示面板结构的截面图；图20为根据本发明第二实施例的液晶显示器中像素布置的平面图；图21为根据本发明第二实施例的液晶显示器中滤色片布置的视图；图22为沿着图20中的线a-a’截取、并示出显示面板间隔部分结构的截面图；图23为沿着图20中的线b-b’截取的截面图；图24为根据本发明第三实施例的液晶显示器中像素布置的平面图；图25为根据本发明第三实施例的液晶显示器中滤色片布置的视图；图26为沿着图24中的线c-c’截取、并示出显示面板间隔部分结构的截面图；图27为沿着图24中的线d-d’截取的截面图；图28为根据本发明第四实施例的液晶显示器中像素布置的平面图；图29为根据本发明第四实施例的液晶显示器中滤色片布置的视图；图30为沿着图27中的线e-e’截取、并示出显示面板间隔部分结构的截面图；图31为根据本发明第五实施例的液晶显示器中像素布置的平面图；图32为根据本发明第五实施例的液晶显示器中滤色片布置的视图；图33为沿着图31中的线f-f’截取、并示出显示面板间隔部分结构的截面图；图34为沿着图31中的线g-g’截取、并示出显示面板间隔部分结构的截面图；图35为用于说明根据本发明第六实施例的液晶显示器的视图，以及具有Cs覆栅极结构的液晶显示器的等效电路图；图36为采用与图35不同的驱动方法的液晶显示器的等效电路图；图37为具有低温多晶硅面板电路的液晶显示器的等效电路图；
图38A示出了根据本发明第六实施例的液晶显示器中像素区布置的第二示例，而图38B为像素区中反射区布置位置的视图；图39A和39B为图38B的延续，根据本发明第六实施例的液晶显示器的每个像素区中反射区布置位置的视图；以及图40为图38B的延续，根据本发明第五实施例的液晶显示器中每个像素区的反射区布置位置的视图。
具体实施例方式
下面，将参照

本发明液晶显示器的实施例。
第一实施例图1为本实施例的液晶显示器中显示面板1的一个像素的平面图；而图2示出了显示面板1沿着图1中的Z-Z线的截面结构。
如图2所示，显示面板1由透明绝缘衬底8和形成于其上的薄膜晶体管(TFT)9、像素区域4等，面对它们设置的透明绝缘衬底28和形成于其上的上覆层29、滤色片29a和反电极30，以及夹在像素区4与反电极30之间的液晶层3构成。
图1中所示的像素区4按矩阵布置。用于向图2所示的TFT9提供扫描信号的栅极线5和用于向TFT9提供显示信号的信号线6彼此垂直地设置在每个像素区4的周围，由此构成了像素部分。
另外，在透明绝缘衬底8上和TFT9的侧面，设置由金属膜形成的、平行于栅极线5的存储电容用互连(以下称作“Cs线”)7。Cs线7与连接电极21(将在下面说明)形成了存储电容Cs，并且连接至反电极30。
图3示出了包括液晶3、TFT9、栅极线5、信号线6、Cs线7和存储电容Cs的像素区4的等效电路图。
另外，如图2所示，像素区4设置有用于反射型显示的反射区A和用于透射型显示的透射区B。
透明绝缘衬底8由诸如玻璃的透明材料制成。透明绝缘衬底8形成有TFT9、经绝缘膜而形成在TFT9上的散射层10、形成在此散射层10上的平整层11、透明电极13、以及组成上述具有反射区A和透射区B的像素区4的反射电极12。
TFT9为用于选取将要显示的像素和为该像素的像素区4提供显示信号的切换元件。如图4所示，TFT9具有例如所谓底栅极结构。以栅极绝缘膜14覆盖的栅极电极15形成在透明绝缘衬底8上。栅极电极15连接至栅极线5，扫描信号从此栅极线5输入，而TFT9根据此扫描信号切换于开/关。栅极电极15通过利用诸如溅射的方法形成钼(Mo)、钽(Ta)或其它金属或合金的薄膜而形成。
在TFT9中，在栅极绝缘膜14上形成了一对n+扩散层16和17以及半导体膜18。一个n+扩散层16经形成在第一层间绝缘膜24中的接触孔24a连接至源极电极19，而另一个n+扩散层17类似地经形成在第一层间绝缘膜24中的接触孔24b连接至漏极电极20。
源极电极19和漏极电极20通过构图例如铝(Al)而获得。源极电极19连接至信号线6并接收数据信号作为输入。漏极电极20连接至图2所示的连接电极21，并且还经接触孔22与像素区4电连接。连接电极21经栅极绝缘膜14与Cs线7形成存储电容Cs。半导体薄膜层18为通过例如CVD获得的低温多晶硅(poly-Si)的薄膜，并且形成在经栅极绝缘膜14与栅极电极15相匹配的位置。
停止层23就设置在半导体薄膜层18之上。停止层23从上侧保护着形成在与栅极电极15相匹配的位置处的半导体薄膜层18。
在TFT 9中，如上所述，当半导体薄膜层18由低温多晶硅形成时，电子迁移率比半导体薄膜层18由非晶硅(a-Si)形成时的大，因此其外直径的尺寸可以形成得更小。
图5和图6利用图表的形式示出由a-Si和低温poly-Si形成半导体薄膜层18时的TFT的尺寸。
如图5和图6所示，在使用由低温poly-Si形成半导体薄膜层18的TFT9的液晶显示器中，可以保证由反射区A和透射区B构成的像素区4较大的面积。当反射区A的面积约等于传统显示装置时，透射区B的面积可以增大并且可以改善整个显示面板的透射率。
图7为使用由a-Si和低温poly-Si形成半导体薄膜层18的TFT9的双重反射及透射型液晶显示器中反射率和透射率差异的视图。在图7中，横坐标表示反射率RFL，而纵坐标表示透射率TRM。
图7中所示的反射率和透射率的测量值通过改变起图5和图6中的透射区B作用的开口的面积而获得。在上述测量中，像素区4具有银质反射膜，而像素的尺寸为126μm×42μm。
如图7所示，通过在TFT 9中采用低温poly-Si，液晶显示器的反射率达到最大约25％，并且获得了最大约8％的透射率。另一方面，在使用a-Si时，最大反射率约为7％，而最大透射率约为5％。
散射层10和平整层11经第一和第二层间绝缘膜24和25形成在TFT9上。第一层间绝缘膜24形成有一对用于形成源极电极19和漏极电极20的接触孔24a和24b。
反射电极12由铑、钛、铬、银、铝和镍铬合金的金属膜制成。反射电极12的反射区形成为起伏状，并构造为散射和反射外部光。由此，减轻了反射光的方向性，并且可以从很宽的角度范围观察到屏幕。
特别地，在使用银(Ag)等时，反射型显示中的反射率变得很高，并且可以获得高反射率的反射区A。因此，即使反射区A的面积很小，也可以获得期望水平的反射率。这种减小了反射区的液晶显示器将称作“微反射液晶显示器”。
另外，透明电极13由诸如ITO的透明导电膜制成。
这些反射电极12和透射电极13经接触孔22与TFT9电连接。
透明绝缘衬底8的相对表面，即布置了作为内部光源的未示出背光的表面，设置有1/4波片26和偏振片27。
与透明绝缘衬底8和形成在其上的部件面对，布置通过使用诸如玻璃的透明材料形成的透明绝缘衬底28。透明绝缘衬底28在液晶层3一侧的表面上形成有滤色片29a和用于平整滤色片29a的表面的上覆层29。上覆层29的表面形成有反电极30。滤色片29a为利用色素或染料着色的树脂层，并且通过结合例如红色、绿色和蓝色的滤色片层而构造。
滤色片29a在与反射区A对应的部分中形成有作为未着色区的开口33。
由于未形成滤色片而设置了开口33。例如，在图8A所示的区域被用作反射区A时，如图8B所示，其设置为在近似与反射区中心相对应的位置处的方形开口，并且形成为与对应反射区A的整个滤色片29a-1的面积成10％至90％的比例。
透过开口33的光未透过着有不同颜色的滤色片29a，因此未被着色，而获得了具有很小衰减的光。另外，在该液晶显示器中，对于反射型显示，通过连同透过滤色片29a的光一起使用透过此开口33的光作为显示光，可以改善整个反射型显示的反射率、亮度和色彩重现性。
透过上述开口33的光量可以根据开口33的尺寸调整。因此，在该液晶显示器中，通过在上述范围内改变形成在滤色片29a中的开口33的尺寸，可以调整反射型显示中的反射率和亮度。为此，在该液晶显示器中，通过以与对应于透射区B的部分29a-2不同的厚度、利用不同材料形成整个滤色片29a，不必调整反射型显示中的反射率和亮度。因此，在该液晶显示器中，滤色片29a-1和滤色片29a-2可以很容易地在相同的条件下形成，具体说是在相同的膜厚、相同的材料和相同的步骤，反射型显示中的反射率和亮度以及色彩重现性可在不增加制造步骤的情况下改善，并且由此可以改善反射型显示的可见度。
另外，在该液晶显示器中，反射型显示中的亮度可以通过放大开口33不提高反射区A的比例而得到改善，因此可以保持透射区B的尺寸原状。因此，在该液晶显示器中，实现了高反射率和高亮度的反射型显示，可以采用偏重于透射型、具有大面积的透射区B、并保持透射型显示在很高亮度水平的结构，并且可以改善透射型显示中的色彩重现性和可见度。
开口33不限于上述表现为方形的一个开口，而是如图9A至9D所示，可以为三角形、六边形或其它多边形，或者圆形，并且数量也可以是两个或更多个。然而，在开口33指定为多边形时，来自外界的入射光与朝向外界的反射光之间光量的差异增大，因此，使用使得反射光量对于任何入射光都相等的圆形改善了反射光的利用率。因此，开口33优选形成为圆形。另外，出于与圆形开口33较好相类似的原因，即使是在开口33具有多边形形状的情况下，优选使用点对称的多边形。
另外，开口33可以在与反射区A相对应的滤色片29a-1除上与述反射区A中心相对应位置以外的范围内的任何位置形成，但是，在透射区B附近布置时，这成为了透射显示时来自内部光源的光从开口33泄漏的原因，因此，优选其形成为位于反射区A中心附近的位置。
在考虑了当通过光刻形成滤色片29a时负图形被用作滤色片的材料并且需要1μm或更大的厚度来实现滤色片的功能的情况下，期望开口33形成至有利于精确构图的尺寸，例如对于开口33的形状为圆形时为20μm或更大。另外，可以排除与反射区A相对应的滤色片28，因此开口33的尺寸必须不大于反射区A的尺寸。注意，若改善了光刻中使用的滤色片材料的光感性和尺寸精度，更微小的工艺处理将变为可能。因此，开口40的尺寸不限于上述范围，而可以是放开的宽度。具体地说，在开口33为圆形时，其可以为直径，而在开口为多边形时，对边之间的距离或侧边与顶点之间的距离可以为1μm或更大。
然后，通过如上所述地在与反射区A相对应的滤色片29a-1中设置开口33，可以获得高反射率的反射区A，例如，可以减小用于获得至少是所需水平的可见度的反射区A的面积，并且，结果可以容易地实现能够确保大透射区B的偏重透射型的结构的液晶显示器。为此，透射型显示中的色彩重现性通过较大的透射区B而改善，并且可以通过高亮度透射型显示改善可见度。
如上所述，反电极30形成在用于平整形成有开口33的滤色片29a的表面的上覆层29上，并且由ITO或另一种透明导电膜构成。
透明绝缘衬底28的相对表面设置有1/4波片31和偏振片32。
夹在像素区4与反电极30之间的液晶层3通过密封主要包括具有负的介电各向异性的向列(nematic)液晶分子并含有预定比例的双色染料的宾主液晶(guest host liquid crystal)而获得。其通过未示出的取向层垂直取向。在此液晶层3中，在无电压的状态下，宾主液晶垂直取向，而在加电压的状态下，其变为水平取向。
图10示出了根据本实施例的液晶显示器中的背光及其聚光系统。
图10中，71a和71b表示背光，72为光导板，73为散射板，而74为透镜镜片。
背光71a和71b由例如冷阴极荧光管构成。光导板72将背光71a和71b的光导向显示面板1。散射板73形成有起伏表面。由此，背光71a和71b的光均匀地照向显示面板1。透镜镜片74将由散射板73散射的光会聚到显示面板1的中心。由透镜镜片74会聚的光经偏振片27、1/4波片26和透明衬底8而透过透射区B。
图11为图10所示的背光及其会聚光学系统的透视图。
透镜镜片74具有会聚功能，因此抑制了由散射板73散射的光的分散而导致的损失，并提高了照明光的亮度。
如上所述，一般而言，液晶显示器制备为具有100ppi至140ppi范围内的分辨率。由于分辨率低，透射区B的孔径比可以形成的相对较大。具体而言，在设计为140ppi时，至少可以确保50％的孔径比。由此，传统的透射率为5％。
注意，液晶显示器中的透射率通常视为透射区B孔径比的1/10。透射区B的孔径比定义为透射区B与整个像素区4的面积比。
由于来自背光的光由透明绝缘衬底8和28、形成在TFT9上的第一和第二层间绝缘膜24和25、液晶层3、偏振片27和32、以及构成显示面板1的1/4波片26和31吸收和反射，因此透射率设置为透射区B孔径比的1/10。
例如，考虑分辨率增大至200ppi，像素尺寸变为较小的126μm×42μm。另外，由于液晶像素设计的限制，例如，信号线和栅极线的最小宽度或间隔不小于5μm，因此透射区B的面积变小。具体而言，孔径比变为最低40％。
在反射区A占据了除透射区B以外的像素区4时，反射区A与整个像素区4的面积比，即反射区A的孔径比变为60％或更小。反射区A的孔径比不能降低至0％。由此，双重反射及透射型液晶显示器所需最小的反射区A的孔径比确定在1％至60％的范围内。
为了解决分辨率的增大同时确保透射型显示的亮度，例如，背光71a和71b的亮度可增加25％，但液晶显示器的功耗也增大。
因此，在使用上述透镜镜片74时，可以在不增大背光71a和71b功耗的情况下增大分辨率。具体而言，背光71a和71b的亮度可从通常的400cd/m2至20000cd/m2提高至500cd/m2至25000cd/m2至。
因此，在本实施例中，对于具有150ppi或更大的高分辨率的液晶显示器，微反射结构液晶显示器可以将透射率设置在最低4％，从而确保透射亮度。
另一方面，为了解决分辨率的增大而不增大背光71a和71b的亮度，最佳的选择是将透射率设置为最小4％。其原因将在下面说明。
为了通过液晶执行显示，显示面板1的表面亮度必须设置在确定的范围内。
图12为示出显示面板表面所需最小亮度的研究结果的视图，其还示出了在显示亮度在2至34cd/m2的范围内变化时，能够识别字符显示的人数的研究结果。在图12中，横坐标表示亮度LM，而纵坐标表示样品数SMPLN。注意，在此情况，如图12所示，平均值(AVR)为8.9cd/m2，中值(CRT)为7.5cd/m2，而RMS为10.9cd/m2。
根据图12，若表面亮度为20cd/m2或更大，90％或更多的人可以识别显示的字符。另外，若不大于1000cd/m2，已知人是可以区分字符的。
因此，在利用液晶执行显示时，显示面板1的表面亮度必须保持在20cd/m2至1000cd/m2。
在，显示面板1的表面亮度为保持在20cd/m2时，这就意味着显示面板1的透射率和背光的亮度的产物为20cd/m2。因此，透射率与背光亮度之间的关系可以表示为图13所示的反比函数。在图13中，横坐标表示透射率TRM，而纵坐标表示背光的亮度BLM。
为了保持尽可能小的透射率和背光的亮度，图13所示曲线的切向法线与坐标系原点交叉的位置变为最期望的条件。此处，透射率为4％。即，为了解决分辨率的增大，4％变为最优透射率值。
透射率最大为10％的原因在于来自背光的光由透明绝缘衬底8和28、形成在TFT9上的第一和第二层间绝缘膜24和25、液晶层3、偏振片27和32、以及构成显示面板1的1/4波片26和31吸收和反射。
在显示面板1中，偏振片27和32为50％偏振片。它们的透射率都是50％。其余部分(即，透明绝缘衬底8和28、形成在TFT9上的第一和第二层间绝缘膜24和25、以及1/4波片26和31)的透射率之和视为40％。即使是考虑所有像素都可透过，显示面板1的最大透射率也就是50％(偏振片)×50％(偏振片)×40％(玻璃+TFT)＝10％。
因此，在本实施例中，透射率的范围为4％至10％。
考虑反射，已知在非常暗的日子(多云及雨雪)，室外观察的亮度为2000cd/m2，而在晴朗的日子为50000cd/m2。另外，按照与上述相同的方式，为了让人们区分显示的字符，显示亮度必须在20cd/m2或更大。因此，显示面板1的反射率为1％。下面，将说明分辨率和反射率的测量方法。此结果与本申请的发明人通过在暗室内从正面向PDA上照射光而对最低亮度进行的研究所得到的结果一致。
考虑最大反射率，由测量已知，例如Ag覆盖反射电极12整个表面时，反射率限度为42％。图14中的曲线示出了在反射电极12的整个表面用作反射表面时，反射率的测量结果。在图14中，PNLN表示显示面板数，而RFL表示反射率。图14示出的测量数据的平均值为42.23。因此，在反射电极12的整个表面用作反射表面时，根据本发明显示面板具有约42％的平均反射率。
实际上，透射率为4％或更大，即孔径比为40％至小于100％。即，反射区的面积比为60％或更小。这样，显示面板1的最大反射率为60％(反射率)×42(总表面反射率)＝25％。孔径比小于100％的原因如下。即，信号线、栅极线和像素内的晶体管部分不可避免地阻挡了透射区。因此无法实现100％的孔径比，并且其变为小于100％。
图15为示出根据第一实施例的液晶显示器中可以设置的透射率和反射率的范围的视图。在图15中，横坐标表示反射率RFL，而纵坐标表示透射率TRM。另外，在图15中，由字母“a”指示的区域表示根据本实施例的液晶显示器中可以设置的透射率和反射率的范围，而由字母“b”指示的区域表示传统液晶显示器中可以设置的透射率和反射率的范围。
利用上述本实施例的液晶显示器，显示面板1的反射率可以设置在从1％至25％的范围内，而透射率可以设置在4至10％，即在图15中所示的区域“a”的范围内。由此，本实施例的液晶显示器可以确保显示光的亮度等于仅执行透射型显示的液晶显示器，即使是在例如200ppi的高分辨率下也可以确保反射型的特性，并且即使是在日光、照明光、或者其它昏暗的外部光下也可以实现具有高可见度的显示。
与此相比，在传统液晶显示器中，反射率和透射率设置在图15中所示区域“b”的范围内。因此，尽管可以确保本实施例附近的反射率，但透射率低，透射型显示中显示光的亮度不足，并且降低了可见度。
接着，将说明上述液晶显示器的反射率的测量方法。
如图16A所示，光从外部光源52发射向具有上述构造的液晶显示面板1。驱动电路51为显示面板1提供适合的驱动电压，以在显示面板1上显示白色。然后，入射光在显示面板1中的反射膜处反射、发射、并到达光感应器55。光纤53传输由光感应器55经光纤53接收的光至光探测器54和测量装置56。测量装置56测量反射光在白色显示中的输出。
此时，从外部光源52发射的光被发射，如图16B所示，使得显示面板1中心处的入射角θ1变为30°，并使得显示面板1处的反射的反射光从正面到达光感应器55，即光感应器55上的入射角θ变为0°。反射区A的反射率使用按此方式获得的反射光的输出由以下的方程1获得
R＝R(白)＝(来自白色显示的输出/来自反射标准的输出)×反射标准的反射率 (1)此处，“反射标准”为标准的反射物，其反射率已知。在入射光固定时，若将来自测量物的反射光量与来自反射标准的反射光量相比较，就可以评价测量物的反射率。
对于滤色片29a形成有和未形成有开口33的情况下，反射率的测量结果在图18中示出。注意，滤色片29a形成在相同的条件下，即，利用相同材料形成形同的厚度，而不考虑滤色片29a的该部分上是否存在开口33。如图所示，虽然反射率在开口33形成时为较高的6％，在开口33未形成时，反射率变为2％。按此方式，与未形成开口33相比，形成开口33的形成极大地改善了反射率。注意，在此反射率的测量中，采用具有190.5μm×190.5μm的像素尺寸和93.5μm×93.5μm的点尺寸的液晶显示器。
注意，上述说明是在假定TFT9具有底栅极结构的情况下给出的，但TFT9不限于此结构，而是可以具有图17所示的所谓顶栅极结构。在图17中，相同的附图标记用于与图4中TFT9类似的部件，并且略去其说明。
在TFT40中，透明绝缘衬底8形成有一对n+扩散层16和17以及半导体薄膜层18。它们被以栅极绝缘膜14覆盖。栅极绝缘膜14在与半导体薄膜层18匹配的位置形成有栅极电极15，并以层间绝缘膜41覆盖。层间绝缘膜41形成有源极电极19和漏极电极20，源极电极19经形成在层间绝缘膜41中的接触孔41a与一个n+扩散层16连接，而漏极电极20经形成在层间绝缘膜41中的接触孔41b与n+扩散层17连接。
根据本发明，通过考虑利用透镜镜片74会聚来自背光的光，改善了背光的亮度，将透射率设置为4％至10％，反射率设置为1％至25％的范围内，并且可以解决像素尺寸和透射区面积的减小以及显示器分辨率的增大，同时确保显示光亮度与仅执行透射型显示的显示器相同，以及确保显示所需的反射显示光亮度而不增大背光的功耗。
第二实施例图19为根据第二实施例的液晶显示器中显示面板1A的结构的一个像素的截面图。
第二实施例的显示面板1A与第一实施例在滤色片29b设置在与反射区X和透射区B相对应的位置处以及起未着色区作用的开口34形成在与反射区X相对应的区域处的部分的方面类似，但其还构造为使得邻近像素区内的滤色片在边界区交叠。
该构造的其余部分与上述第一实施例类似。以下，将参照附图以第二实施例的特征构造为主地说明本结构。
在本实施例中，如图19所示，滤色片29a与反射区X相对应的部分设置有开口34。透过开口34的反射光不再由于滤色片29b而衰减，因此反射显示光的亮度增大。另外，透过开口34a的反射光不再着色，因此获得了白色显示。
开口34此处对应于权利要求1的“未着色区”。另外，作为示例，设置了一个开口，但开口的数量和尺寸可以依据将获得反射显示的亮度自由设置。
图20为三个像素区4a、4b和4c中互连的布置，每个像素区显示一个彩色像素，并且以红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的滤色片覆盖，从而显示红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)色彩。
如图20所示，像素区4a、4b和4c布置为矩阵，并且用于为图19中所示的TFT 9提供扫描信号的栅极线5a、5b和5c、以及用于为TFT9提供显示信号的信号线6a、6b、6c和6d布置在像素区的周边，使其彼此交叉。
另外，如图20所示，像素区4b和4c其间在反射区X中的信号线6c上设置有间隔85。
在该液晶显示器中，为了控制单元间隙和液晶层3的厚度，保持液晶层3的厚度均匀，以及防止不均显示，必须在衬底28与8之间设置间隔。特别是，在本实施例的显示面板1A中，反射区X和透射区B的单元间隙不同。在反射区X的单元间隙窄而透射区B的单元间隙宽时，形成间隔以提高对单元间隙的控制性。
然而，用于形成间隔的位置存在问题。一般而言，间隔形成在接触孔22a、22b和22c等之中，但间隔占据了反射区相当大的部分。另外，异常液晶取向的区域产生于间隔周围。这将产生对于显示无效的非显示区。
在本发明中，为了改善反射型显示和透射型显示的显示可见度，必须将非显示区保持在最小。
因此，在本实施例中，间隔形成在将不用于显示的区域中。例如，在反射区X中，在信号线6c上形成间隔85。
图21为显示面板1中滤色片的布置的平面图。着色为红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)色彩的滤色片29R、29G和29B布置在与像素区4a、4b和4c相匹配的位置，并且以三原色R、G和B为来自像素区4a、4b和4c用于彩色显示的反射显示光和透射显示光着色。
如上所述，为了抑制由于滤色片导致的反射显示光的衰减以及增加反射显示光的亮度，例如，如图所示地，滤色片29R和29B设置有开口34a和34b。通过调整开口34a和34b的尺寸，可以调整透过34a和34b的光量，并且由此调整反射型显示亮度。另外，具有形成于其中的开口34a和34b的滤色片29R和29B可以不增加制造步骤而容易地制得。
如上所述，开口的数量和形状不限于上述那些，并且可以根据需要设置。
图20所示的信号线6a、6b、6c和6d反射从外界到达它们的光。反射光为非显示光，因此如果其到达上面的液晶层3，存在液晶层响应该光并产生非均匀显示的问题。为了解决这一问题，可以遮蔽信号线6a、6b、6c和6d，从而防止来自外界的光到达它们。
在本实施例中，作为阻挡来自信号线6a、6b、6c和6d的方法，如图21所示，滤色片29R、29G和29B之中相邻的滤色片之间交叠起来，交叠区82a和82b阻挡了来自信号线6a、6b、6c和6d的光。
在红色、绿色和蓝色绿色滤色片29R、29G和29B相交叠时，交叠区82a和82b的颜色变得更深，并起到了很好的遮蔽作用。
注意，81a和81b为滤色片29R和29B的反射边。另外，滤色片29G和29B在反射区X一侧上滤色片29G和29B的边界线与用于形成下间隔85的区域相对应的端部未交叠，即未设置光阻挡膜。
图22为沿着图20中的线a-a’截取的显示面板1A原理部分的截面图。图23为沿着图20中的线b-b’截取的显示面板1A原理部分的截面图。
在图22和图23中，与图19类似的部件使用了相同的附图标记，并且将略去重复的说明。
如图22所示，间隔85经透明平整层11形成在信号线6c上。另外，如上所述，滤色片29G和29B在与间隔85相对应的位置交叠。这是因为，在间隔85处反射的光由设置于其上的1/4波片31阻挡，因此未妨碍显示。
图23示出了未形成间隔85的区域处的结构。在图23中，滤色片29G和29B交叠，并且阻挡了环境光经透明平整层11到达信号线6c。
根据本实施例，邻近的滤色片29b相交叠，从而作为屏蔽阻挡了来自信号线6的光。另外，间隔85形成在信号线6上。另外，滤色片形成有开口34a和34b，从而混入了白色。由此，可以便捷地制得滤色片，由于间隔占据的区域导致的非显示区和其周围的异常液晶取向区尽可能地被抑制，防止了信号线上的反射，抑制了栅极线与数据信号线之间电容的增大，并且改善了反射型显示的亮度和图像质量。
注意，上述说明是假定了TFT9具有底栅极结构的情况下给出的，但TFT9不限于此，其也可以具有顶栅极结构。
另外，在上述说明中，说明了在一个RGB彩色像素处形成一个间隔的示例，但本实施例不限于此。间隔可根据需要布置。
第三实施例第三实施例的液晶显示器为具有与图19所示结构相同的结构的双重反射及透射型液晶显示器。
图24为用于显示三种色彩R、G和B的三个像素区4a、4b和4c中互连的布置的平面图。
像素区4a、4b和4c的相邻部分设置有栅极线5a和5b，以及信号线6a、6b、6c和6d，其布置为彼此交叉。
间隔95设置在像素区4a与4c之间的反射区X内的信号线6c上。图25为显示面板1A中滤色片的布置的平面图。滤色片29R、29G和29B着色为R、G和B，布置在与像素区4a、4b和4c相匹配的位置，并且以三原色R、G和B将来自像素区4a、4b和4c用于彩色显示的反射显示光和透射显示光着色。例如，在与间隔95相对应的位置附近，滤色片29G和29B设置有具有所示的矩形形状并混入白色的开口35a和35b。通过调整开口35a和35b的布置、尺寸和数量，可以调整透过开口35a和35b的光量，并且由此调整了反射型显示亮度。
注意，开口的布置、数量和尺寸可根据需要设置。
为了防止光在图24中的信号线6a、6b、6c和6d处反射，在本实施例中，如图25所示，例如，邻近的滤色片29R与29G和29G与29B其间形成有由诸如铬的金属膜制成的光阻挡膜92a和92b。这些阻挡了来自信号线6a、6b、6c和6d的光。
图26为沿着图24的线c-c’截取的图1中所示显示面板1A的原理部分的截面图。图27为沿着图24的线d-d’截取的显示面板1A的原理部分的截面图。
在图26和图27中，与图19类似的部件使用相同的附图标记。
如图26所示，间隔95经透明平整层11形成在信号线6c上。间隔95其上形成有金属的光阻挡膜92b。
图27示出了未形成间隔95的区域处的结构。在图27中，滤色片29G和29B其上形成有金属的光阻挡膜92b，其阻挡了环境光经透明平整层11到达信号线6c。
根据本实施例，滤色片之间形成有金属的光阻挡膜，阻挡了来自信号线6的光。另外，间隔95形成在信号线6上。另外，滤色片形成有开口35a和35b，从而混入了白色。由此，金属薄膜可以便捷地形成各种形状的开口，由于间隔导致的非显示区尽可能地被抑制，防止了信号线上的反射，抑制了栅极线与信号线之间电容的增大，并且改善了反射型显示的亮度和图像质量。
注意，在一个RGB彩色像素处，间隔的数量不限于上述示例。
第四实施例第四实施例的液晶显示器为具有与图19所示显示面板1A相同的基本结构的双重透射及反射型液晶显示器。
图28为用于显示三种色彩R、G和B的三个像素区4a、4b和4c中互连的布置的平面图。在图28中，像素区4a、4b和4c的相邻部分设置有栅极线5a和5b，以及信号线6a、6b、6c和6d，其布置为彼此交叉。
在本实施例中，间隔未设置在信号线6c上，如下面介绍的，而是形成在栅极线5与信号线6c的交叉部分。
图29为显示面板1中滤色片的布置的平面图。滤色片29R、29G和29B着色为R、G和B，布置在与像素区4a、4b和4c相匹配的位置，并且以三原色R、G和B将来自像素区4a、4b和4c用于彩色显示的反射显示光和透射显示光着色。
例如，滤色片29G和29B设置有具有所示的矩形形状的开口36a和36b，并混入白色。通过调整开口36a和36b的布置、尺寸和数量，可以调整透过开口36a和36b的光量，并且由此调整了反射型显示的亮度。
注意，开口的布置、数量和尺寸可根据需要设置。
为了防止光在图28所示的信号线6a、6b、6c和6d处反射，在本实施例中，按照与第二实施例相同的方法，如图29示，例如，邻近的滤色片29R与29G和29G与29B其间形成有由诸如铬的金属膜制成的光阻挡膜102a和102b，其阻挡了来自信号线6a、6b、6c和6d的光。
如下面所介绍的，在本实施例中，间隔设置在信号线6c与栅极线5a的交叉部分，以及信号线6c与栅极线5b的交叉部分。为此，滤色片29G和29B与信号线6c与栅极线5a的交叉部分和信号线6c与栅极线5b的交叉部分相对应的边界线的两端形成有由诸如铬的金属膜制成的薄膜，用于阻挡来自间隔的光。
图30为沿着图28的线e-e’截取的图19中所示显示面板1A的原理部分的截面图。
在图30中，与图19类似的部件使用了相同的附图标记。
如图30所示，间隔105经信号线6c和栅极线5a上的透明绝缘膜25等形成在信号线6c与栅极线5a的交叉部分，以及信号线6c与栅极线5b的交叉部分。间隔105在与滤色片29G和29B邻近的部分形成有金属的光阻挡膜102b。
根据本实施例，滤色片29b之间形成有金属的光阻挡膜102，阻挡了来自信号线6的光。另外，间隔105形成在栅极线5与信号线6的交叉部分上，并且间隔105其上形成有金属的光阻挡膜。另外，滤色片形成有开口36a和36b，从而混入了白色。由此，由于间隔导致的非显示区尽可能地被抑制，防止了信号线上的反射，抑制了栅极线与信号线之间电容的增大，并且改善了反射型显示的亮度和图像质量。
第五实施例第五实施例的液晶显示器为具有与图19所示显示面板1A相同的基本结构的双重透射及反射型液晶显示器。
图31为用于显示三种色彩R、G和B的三个像素区4a、4b和4c中互连的布置的平面图。在图31中，像素区4a、4b和4c的相邻部分设置有栅极线5a和5b，以及信号线6a、6b、6c和6d，其布置为彼此交叉。
同样，在本实施例中，如下面介绍的，间隔形成在栅极线5与信号线6c的交叉部分。
图32为显示面板1处滤色片的布置的平面图。滤色片29R、29G和29B着色为R、G和B色，布置在与像素区4a、4b和4c相匹配的位置，并且以三原色R、G和B将来自像素区4a、4b和4c用于彩色显示的反射显示光和透射显示光着色。例如，滤色片29G和29B设置有具有所示形状、混入白色、并且调整了反射型显示亮度的开口37a和37b。
注意，开口的布置、数量和尺寸可根据需要设置。
为了防止光在图31所示的信号线6a、6b、6c和6d处反射，在本实施例中，按照与第一实施例相同的方法，如图32示，红色、绿色和蓝色的滤色片29R、29G和29B彼此交叠，而其交叠区112a和112b的颜色变得更深，并由此起到了很好的遮蔽作用。
如下面所介绍的，在本实施例中，间隔设置在信号线6c与栅极线5a的交叉部分，以及信号线6c与栅极线5b的交叉部分。
图33为沿着图31的线f-f’截取的图19中所示显示面板1A的原理部分的截面图。图34为沿着图31的线g-g’截取的图19中所示显示面板1A的原理部分的截面图。
在图33和图34中，与图19类似的部件使用了相同的附图标记。
如图33所示，间隔115经信号线6c和栅极线5a上的透明绝缘膜25等形成在信号线6c与栅极线5a的交叉部分，以及信号线6c与栅极线5b的交叉部分。间隔115具有布置于其上的滤色片29G和29B。
图34示出了未形成间隔115的区域处的结构。在图34中，滤色片29G和29B交叠，并且阻挡了环境光经透明平整层11到达信号线6c。
根据本实施例，邻近的滤色片29b交叠，从而作为屏蔽阻挡了来自信号线6的光。另外，间隔115形成在栅极线5与信号线6的交叉部分上。另外，滤色片形成有开口37a和37b，从而混入了白色。由此，由于间隔导致的非显示区尽可能地被抑制，防止了信号线上的反射，并且改善了反射型显示的亮度。
第六实施例接着，将给出与图35至图40相关的本发明的第五实施例的说明。
在上述本发明的第一至第五实施例中，已经给出了对于其中Cs线7独立地互连并且辅助电容C形成于此Cs线7与连接电极20之间的液晶显示器的说明，而本发明不限于具有这种构造的液晶显示器。
因此，第六实施例构造为也应用于具有所谓Cs覆栅极(Cs-on-gate)结构的液晶显示器，例如如图35所示，该Cs覆栅极结构未形成有独立的Cs线布置，而是在栅极线中引入Cs线的角色，并且在此栅极线上交叠辅助电容器。
具有Cs覆栅极结构的液晶显示器，如图35所示，设置有形成为由彼此正交的多条栅极线5和多条信号线6布置成的矩阵的像素区4。在栅极线5与信号线6交叉的点处，为每个像素区4形成用于形成TFT的TFT部分121。每条栅极线5设置有沿着信号线6从与TFT部分121连接一侧延伸至相对的一侧的延伸部分6a。另外，在像素区4中，放置经TFT部分121连接至TFT的连接电极122，使其面对前一级的栅极线5的延伸部分5。在具有此构造的液晶显示器中，前一级的栅极线5的延伸部分5a和连接电极122的交叠部分被用作辅助电容区，其中形成了辅助电容(以下简称“Cs区”)123。
另外，在图35中，每条栅极线由栅极驱动器124驱动，而每个信号线6由源极驱动器125驱动。
另外，图36为采用与图35不同的驱动方法的液晶显示器的等效电路图。
在图35的电路中，施加了固定反电势Vccm，而图36的电路采用了施加通过每1H倒置极性而获得的反电势Vccm的驱动方法。在此情况下，虽然在图35的电路中必须要求9V的信号电势，在图36的电路中，5V的信号电势就可以满足要求。
另外，图37为具有低温多晶硅面板电路的液晶显示器的等效电路图。注意，在图37中，相同的附图标记还是给予了与图35和图36类似的部件。
与图35和图36的电路不同，图37的电路采用了其中源极驱动器未安置在同一面板上的构造。来自为示出的源极驱动器的信号SV经具有多个传送栅极TMG的选择器SEL传送至信号线6。传送栅极(模拟开关)TMG通过选择信号S1和XS1、S2和X2、S3和X3(依据来自外界的补偿水平)而控制在导通状态中。
图38A和38B以及图39A和39B为以下示例的视图，其中在所谓Cs覆栅极结构中，反射区A刚好形成于互连之上，其中Cs线7和栅极线5是共享的。
图38A为2×2像素区的平面图。在这些像素区中，多条栅极线5和多条信号线6彼此正交互连，并形成矩阵。对于每个像素，TFT9形成在栅极线5与信号线6的交点。
每条栅极线5沿信号线7和在与TFT9相连一侧相对的侧边设置有Cs线7。Cs线7并未独立布置。如图所示，存储电容Cs形成在栅极线5与前一级的栅极线之间。
反射电极62的反射区A形成于刚好位于栅极线互连区、信号线互连区、Cs形成区、以及由金属薄膜制成的TFT形成区或者通过组合这些区域中的多个获得的区域中的任何一个之上。
图38B示出了栅极线互连区和TFT形成区用作反射区A的情况；图39A示出了仅信号线互连区用作反射区A的情况；图39B示出了仅TFT形成区用作反射区A的情况；而图40示出了仅栅极线用作反射区A的情况。
通过按此方式有效地利用像素中的空间，可以确保大面积的透射区B，并且可以改善透射率。
另外，在此液晶显示器中，在像素区4中，反射区A设置为刚好位于其中设置了诸如金属互连的、用于阻挡来自内部光源的背光的光的金属膜的区域之上，具体而言，其中布置了上栅极线5或布置了信号线6的区域、形成Cs区123的区域、形成TFT的TFT部分121、或者通过组合这些区域中的多个而获得区域。
例如，在具有如图38A所示构造的像素区4中，反射区A刚好设置在图38B所示的Cs线互连区和栅极线互连区之上。按此方式，通过有效地利用用于阻挡来自内部光源的光的区域来形成反射区A，像素区4可以分为反射区A和透射区B。结果，偏重透射型的结构可以通过确保大面积的透射区B而形成。另外，在上述像素区4中，通过在与相对于像素区4设置的滤色片(其图示略去)的反射区相对应的部分形成开口33，并在平整层上形成平坦的反射电极，显示面板中的反射率和透射率可以设置在上述范围内，即，反射率可设置为10％或更大，而透射率可设置在4％至10％的范围内。
下面，将给出驱动图35的、具有上述Cs覆栅极结构的液晶显示器的方法。在此Cs覆栅极结构的情况下，为了为前一级的栅极线增加Cs电容的功能，在特定级的栅极线处于开状态时，必须使前一级的栅极线处于关闭状态，从而抑制电容的波动。在此液晶显示器中，施加例如5V的固定反电势Vccm，并且栅极波形变为与同一附图所示相同的波形。
在该液晶显示器中，第一栅极线5-1首先设为开，然后，将栅极电势固定在关闭电势。接着，将第二栅极线5-2设置为开。同时，具有Cs线功能的第一栅极线5-1设置为关闭，并且因此，像素保持的电荷通过TFT部分91的源极和漏极注入至与第一栅极线5-1连接的辅助电容Cs1中(Cs区93)，并且决定了像素电势。然后，将第二栅极线5-2设置为关闭，并且同时将第三栅极线5-3设置为开，与上述的存储电容Cs1类似，保持的电荷注入至与第二栅极线5-2连接的辅助电容Cs2中，并且决定了像素电势。
注意，在上述驱动方法中，扫描方向为图35所示的箭头A所指方向。另外，此驱动方法中的关闭电势为-3V，但关闭电势设定为此电压是由于用于完全切断电流的电势为TFT部分121中所用Nch中的最小电势，而TFT部分121的电流切断电势在增大的一侧，GND电势可自然地设为关闭电势。
上面基于优选实施例对本发明进行了说明，但本发明不限于上述实施例。可以在不脱离本发明要旨的范围内进行各种改动。
如上面所详细介绍的，在根据本发明的液晶显示器中，通过调整开口的尺寸(透过该开口的光衰减较低)，可以调整反射型显示中的反射率，由此改善了反射型显示中的反射率，而不使透射区变窄，由此使得亮度高和色彩重现性高的反射型显示成为可能。因此，根据本发明，可以采用偏重透射型的结构，其具有很宽的用作显示区的面积，并且能够在透射型显示中将亮度保持在很高的水平，同时通过高反射率实现具有高亮度和良好色彩重现性的反射型显示。此偏重透射型的结构使得透射型显示中的色彩重现性和可见度能够得到改善。
另外，由于邻近的滤色片相交叠而作为遮蔽阻挡了来自信号线的光，可以在抑制信号线上的反射而不增加制造步骤的同时方便地制得光阻挡膜。另外，光阻挡膜形成在相邻的滤色片之间或形成在与间隔相对应的位置，从而阻挡来自信号线的光，由此抑制信号线上的反射。另外，由于间隔形成在信号线上，因此尽可能地减小了不能显示的非显示区。另外，滤色片形成有开口以混入白色，因此反射型显示的亮度得到了改善。
另外，根据本发明，通过将液晶显示器的显示面板的透射率设置在4％至10％的范围内，并且将反射率设置在1％至30％的范围内，可以解决高分辨率显示，同时确保与仅执行透射型显示的显示装置相等的显示光亮度，以及确保显示所需的反射显示光亮度，同时不增大液晶显示器的功耗。
另外，通过设置仅覆盖透射区的滤色片，可以进一步改善反射率。
另外，通过在与反射区对应的滤色片中设置开口，可以获得高反射率的反射区，可以减小用于获得至少所需水平的可见度所需的反射区面积，并且还实现了能够确保大透射区的偏重透射型的液晶显示器。
另外，由于使用低温多晶硅，因此降低了每个像素的薄膜晶体管TFT的尺寸，而反射区和透射区的总面积增大。另外，通过形成由具有高反射率的金属制得的反射膜或平坦反射膜，特别是通过刚好在互连区上形成这些膜，可以增大透射区的面积，以及改善反射率和透射率两者。
因此，根据本发明，在双重反射及透射型液晶显示器中，反射显示和透射型显示的可见度和色彩重现性都可以得到改善。
工业应用如上所述，根据本发明的液晶显示器可改善反射显示和透射型显示的可见度和色彩重现性，因此可应用于诸如膝上型个人计算机、车辆导航用显示器、个人数字助理(PDA)、移动电话、数字式相机和摄像机的电子设备。
权利要求
1.一种液晶显示器，其具有显示面板，该显示面板包括形成有像素区的衬底和形成有滤色片的衬底，该像素区具有用于反射型显示的反射区和用于透射型显示的透射区，该滤色片位于与该像素区相对应的位置，布置为跨过液晶层而彼此面对，其中与反射区相对应的位置处的滤色片形成在与对应于透射区的位置处的滤色片相同的条件下，并且形成有一个或更多个未着色区域。
2.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述显示面板处光的反射率由于所述反射区而至少为1％且不大于30％，而所述显示面板处光的透射率由于所述透射区而至少为4％且不大于10％。
3.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述未着色区包括开口。
4.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述未着色区形成在基本与所述反射区的中心相对应的位置。
5.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述未着色区形成为至少1μm的开口宽度，并且不大于所述反射区的面积。
6.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述未着色区形状为多边形。
7.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述未着色区形状为圆形。
8.一种液晶显示器，其包括在第一衬底与第二衬底之间布置成矩阵的多个像素区、与该多个像素区连接并选择用于显示的像素区的多条栅极线、以及与该多个像素区连接并将图像数据传送至所述像素区以执行显示的多条数据信号线，其中每个像素区具有平行布置的用于通过反射来自外界的光而显示的反射区和用于通过使来自内部光源的光透过而显示的透射区；在每个像素区中，滤色片设置在所述第一衬底上与所述反射区和所述透射区相对应的位置处；相邻像素区的滤色片在边界区交叠；以及在与所述反射区相对应的部分处形成未着色区。
9.如权利要求8所述的液晶显示器，其中所述第一与第二衬底之间的数据信号线上形成有用于控制所述第一与第二衬底之间的间隙的间隔。
10.如权利要求9所述的液晶显示器，其中所述未着色区形成在所述滤色片的、与除所述反射区的所述间隔形成的区域和所述交叠区以外的部分相对应的位置处。
11.如权利要求10所述的液晶显示器，其中所述未着色区形成在所述滤色片的、基本与所述反射区的中心相对应的位置处。
12.如权利要求11所述的液晶显示器，其中所述未着色区包括开口。
13.如权利要求8所述的液晶显示器，其中所述第一与第二衬底之间，数据信号线与栅极线相交的区域形成有用于控制所述第一与第二衬底之间的间隙的间隔。
14.如权利要求13所述的液晶显示器，其中所述未着色区形成在所述滤色片的、与除所述反射区的所述间隔形成的区域以外的部分相对应的位置处。
15.如权利要求14所述的液晶显示器，其中所述未着色区包括开口。
16.一种液晶显示器，其包括在第一衬底与第二衬底之间布置成矩阵的多个像素区、与该多个像素区连接并选择用于显示的像素区的多条栅极线、以及与该多个像素区连接并将图像数据传送至所述用于显示的像素区的多条数据信号线，其中每个像素区具有平行布置的用于通过反射来自外界的光而显示的反射区和用于通过使来自内部光源的光透过而显示的透射区；在所述第一衬底与所述反射区和所述透射区相对应的位置上，每个像素区设置有滤色片；在相邻像素区的所述滤色片之间，所述第一衬底设置有用于阻挡来自外界的光的光阻挡膜；以及在与所述反射区相对应的部分处形成未着色区。
17.如权利要求16所述的液晶显示器，其中所述第一与第二衬底之间的数据信号线上形成有用于控制所述第一与第二衬底之间的间隙的间隔。
18.如权利要求17所述的液晶显示器，其中所述未着色区形成在所述滤色片的、与除所述反射区的所述间隔形成的区域以外的部分相对应的位置处。
19.如权利要求18所述的液晶显示器，其中所述未着色区包括开口。
20.如权利要求16所述的液晶显示器，其中所述第一与第二衬底之间，数据信号线与栅极线相交的区域形成有用于控制所述第一与第二衬底之间的间隙的间隔。
21.如权利要求20所述的液晶显示器，其中所述滤色片在与所述反射区形成有所述间隔的区域相对应的位置处设置有光阻挡膜。
22.如权利要求21所述的液晶显示器，其中所述未着色区形成在所述滤色片的、与除所述反射区的所述间隔形成的区域以外的部分相对应的位置处。
23.如权利要求22所述的液晶显示器，其中所述未着色区包括开口。
全文摘要
本发明公开了一种液晶显示器，其改善了反射显示的亮度而不增加制造步骤的数目，并且确保了与仅可执行透射显示的显示器相等的透射显示亮度。该液晶显示器包括显示面板，其中设置有包括用于反射显示的反射区(A)和用于透射显示的透射区(B)的像素区(4)的TFT衬底(1)和布置有与像素区(4)相对应的滤色片(29)的滤色片衬底(2)彼此面对，液晶层(3)插在其间。布置为与反射区(A)相对应的滤色片(29)在同与透射区(B)相对应地设置的滤色片(29a)相同的条件下制造，具体地说，是相同的厚度和相同的材料。在布置为与反射区(A)相对应的滤色片(29)中形成至少一个开口(33)。
文档编号G02F1/1362GK1537254SQ03800730
公开日2004年10月13日 申请日期2003年4月4日 优先权日2002年4月4日
发明者猪野益充, 田中勉, 福永容子, 山口英特, 中村真治, 子, 治, 特 申请人:索尼株式会社