(57)【要約】【課題】単一セルギャップ半透過型液晶ディスプレイを提供する。【解決手段】透過領域及び反射領域を有するとともに、第１の基体、第２の基体、液晶層、透過電極、反射電極及びパッシベーション層を備える半透過型液晶ディスプレイが提供される。第１の基体は、薄膜トランジスタ素子を備える。液晶層は、第１の基体と第２の基体との間に配置される。透過電極及び反射電極は、第１の基体に沿って配置され、ここで、反射電極は、反射領域に対応して設けられるとともに、透過電極及び反射電極は、薄膜トランジスタ素子に結合される。共通電極は、第２の基体に沿って配置される。パッシベーション層は、第１の基体又は第２の基体に沿って配置され、ここで、パッシベーション層は、反射電極に対応して設けられるとともに、パッシベーション層は、透過電極と共通電極との間に配置される。【選択図】図１
2016133803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半透過型液晶ディスプレイであって、
第１の基体及び第２の基体であって、前記第１の基体が薄膜トランジスタ素子を有する前記第１の基体及び前記第２の基体と、
前記第１の基体と前記第２の基体との間に配置された液晶層と、
前記第１の基体に沿って配置された透過電極及び反射電極であって、前記薄膜トランジスタ素子に結合される前記透過電極及び前記反射電極と、
前記第２の基体に沿って配置された共通電極と、
前記第１の基体又は前記第２の基体に沿って配置されたパッシベーション層とを備え、
前記パッシベーション層が前記反射電極に対応して設けられるとともに、前記パッシベーション層が前記透過電極と前記共通電極との間に配置される、半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項２】
前記パッシベーション層が、前記透過電極と前記反射電極との間に配置される、請求項１に記載の半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項３】
前記パッシベーション層が、前記共通電極と前記反射電極との間に位置している、請求項１に記載の半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項４】
前記パッシベーション層が、前記共通電極又は前記反射電極のうちの少なくとも１つに直接沿って配置される、請求項３に記載の半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項５】
前記反射電極が、前記パッシベーション層と前記透過電極との間に位置している、請求項３に記載の半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項６】
前記パッシベーション層が、前記共通電極に直接沿って配置されるとともに、当該半透過型液晶ディスプレイが、前記パッシベーション層に沿って配置された浮遊導電層を更に備える、請求項３に記載の半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項７】
前記パッシベーション層が、３０００オングストロームから５０００オングストロームまでの第１の厚さを有している、請求項１に記載の半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項８】
前記薄膜トランジスタ素子が、
第１基板に沿って配置されたポリシリコン層と、
前記ポリシリコン層に沿って配置された絶縁層と、
前記ポリシリコン層に電気的に接続されたソースコンタクトパッド及びドレインコンタクトパッドとを備え、
当該半透過型液晶ディスプレイが、前記絶縁層に沿って配置された第１の金属層を更に備えるとともに、前記絶縁層が、前記第１の金属層と前記ポリシリコン層との間に位置している、請求項１に記載の半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項９】
前記第１の基体が、前記薄膜トランジスタ素子を覆う平坦化層を更に備えるとともに、前記透過電極及び前記反射電極が、前記平坦化層に沿って配置される、請求項１に記載の半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１０】
前記第１の基体が、前記第１基板と前記ポリシリコン層との間に配置された緩衝層を更に備える、請求項８に記載の半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１１】
前記反射電極が、光反射材料、透明導電材料、又はこれら材料の組み合わせを含む、請求項１に記載の半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１２】
前記液晶層の反射領域Ｒを横断する電圧が、前記液晶層の透過領域Ｔを横断する電圧の０．５倍〜０．８倍である、請求項１に記載の半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１３】
半透過型液晶ディスプレイであって、
第１の基体及び第２の基体であって、前記第１の基体が、第１基板に沿って配置されたポリシリコン層と、前記ポリシリコン層に沿って配置された絶縁層と、前記絶縁層に沿って配置された浮遊金属層と、前記ポリシリコン層に電気的に接続されたソースコンタクトパッド及び第１のドレインコンタクトパッドと、前記浮遊金属層に電気的に接続された第２のドレインコンタクトパッドとを有する前記第１の基体及び前記第２の基体と、
前記第１の基体と前記第２の基体との間に配置された液晶層と、
前記第１のドレインコンタクトパッドに電気的に接続された透過電極と、
前記第２のドレインコンタクトパッドに電気的に接続された反射電極とを備える、半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１４】
前記第２の基体に沿って配置された共通電極を更に備える、請求項１３に記載の半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１５】
前記反射電極が、第１の距離によって前記共通電極から離され、前記透過電極が、第２の距離によって前記共通電極から離されるとともに、前記第１の距離と前記第２の距離が、実質的に同じである、請求項１４に記載の半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１６】
前記絶縁層に沿って配置された第１の金属層と、
前記第１基板に沿って配置された浮遊ポリシリコン層とを更に備え、
前記絶縁層が、前記第１の金属層と前記浮遊ポリシリコン層との間に配置されるとともに、前記浮遊ポリシリコン層が、前記第２のドレインコンタクトパッドに接続されている、請求項１３に記載の半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１７】
前記第１の基体が、前記絶縁層に沿って配置されたゲート層を更に備える、請求項１３に記載の半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１８】
前記第１の基体が、前記ソースコンタクトパッド、前記第１のドレインコンタクトパッド及び前記第２のドレインコンタクトパッドを覆う平坦化層を更に備えるとともに、前記透過電極及び前記反射電極が、前記平坦化層に沿って配置される、請求項１３に記載の半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１９】
前記第１の基体が、前記第１基板と前記ポリシリコン層との間に配置された緩衝層を更に備える、請求項１３に記載の半透過型液晶ディスプレイ。
【請求項２０】
前記液晶層の反射領域Ｒを横断する電圧が、前記液晶層の透過領域Ｔを横断する電圧の０．５倍〜０．８倍である、請求項１３に記載の半透過型液晶ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
当該開示は、概して半透過型液晶ディスプレイに関し、更に特に単一セルギャップ（mono-cell  gap）半透過型液晶ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、多数の電子機器において広く使用された。現在、ＬＣＤは、３つのタイプ（透過型ＬＣＤ、反射型ＬＣＤ及び半透過型ＬＣＤ）に分類され得る。半透過型ＬＣＤは、バックライト及び外部の光の両方を光源として使用するが、しかしながら、光は、ＬＣ層の透過領域を１回だけ通過するとともに、反射領域を２回通過し、結果的に、ＬＣ層の異なる領域に関して異なる影響をもたらす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願第２００７／０２６３１４４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この問題を処理するために、ＬＣ層は、異なる領域において異なる厚さを有することによって形成されることができ、それはいわゆる二重セルギャップ（dual-cell  gap）半透過型ＬＣＤになる。しかしながら、そのような構造の製造は、時間がかかり、更に複雑な製造工程が必要とされ、それ故に輝度問題又はＬＣの配列乱れ（LC  arrangement  disorder）のような他の問題が起こり得る。さらに、米国特許出願第２００７／０２６３１４４号は、半透過タイプの液晶ディスプレイの鑑賞品質を改良するための方法及びピクセル構造であって、反射率反転問題（reflectance  inversion  problem）を回避するために、反射領域における反射率を更に高い電圧端の方へシフトするのに別個のキャパシタが使用されるとともに、透過率と関連付けられたガンマ曲線と反射率と関連付けられたガンマ曲線との間の差異を減少させるか又は除去するために、反射電極と異なる共通ラインとの間に調整キャパシタが接続される、方法及びピクセル構造を開示する。しかしながら、非常に多くの外部の構成要素が、装置の製造の困難性を増大させる。したがって、どのようにして均一の明るさ／色を有する単一セルギャップ半透過型液晶ディスプレイを提供するかが、業界に対する顕著な課題になった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
当該開示は、半透過型液晶ディスプレイを対象とする。当該実施例において、液晶層の反射領域を横断する電圧に影響を与えるために、液晶層の反射領域の範囲内に制御容量（control  capacitance）を生成して調整することによって、反射領域を横断する出力電圧と透過領域を横断する出力電圧との間の電圧差が制御されることができ、したがって、反射領域及び透過領域の明るさ／色は均一になる。
【０００６】
当該開示の一実施例によれば、半透過型液晶ディスプレイが提供される。半透過型液晶ディスプレイは、第１の基体、第２の基体、液晶層、透過電極、反射電極、共通電極及びパッシベーション層を含む。第１の基体は、薄膜トランジスタ素子を含む。液晶層は、第１の基体と第２の基体との間に配置される。透過電極及び反射電極は、第１の基体に沿って配置されるとともに、透過電極及び反射電極は、薄膜トランジスタ素子に結合される。共通電極は、第２の基体に沿って配置される。パッシベーション層は、第１の基体又は第２の基体に沿って配置され、ここで、パッシベーション層は、反射電極に対応して設けられるとともに、パッシベーション層は、透過電極と共通電極との間に配置される。
【０００７】
当該開示の別の実施例によれば、半透過型液晶ディスプレイが提供される。半透過型液晶ディスプレイは、第１の基体、第２の基体、第１の基体と第２の基体との間に配置された液晶層、透過電極及び反射電極を含む。第１の基体は、第１基板に沿って配置されたポリシリコン層、ポリシリコン層に沿って配置された絶縁層、絶縁層に沿って配置された浮遊金属層、ソースコンタクトパッド、第１のドレインコンタクトパッド及び第２のドレインコンタクトパッドを含む。ソースコンタクトパッド及び第１のドレインコンタクトパッドは、ポリシリコン層に電気的に接続されているとともに、第２のドレインコンタクトパッドは、浮遊金属層に電気的に接続されている。透過電極は、第１のドレインコンタクトパッドに電気的に接続されている。反射電極は、第２のドレインコンタクトパッドに電気的に接続されている。
【０００８】
本発明の上記の態様及び他の態様は、好ましいが、しかし限定ではない（複数の）実施例の下記の詳細な説明に関して更によく理解されることになる。添付図面を参照して下記の説明が行われる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の一実施例による半透過型液晶ディスプレイの横断面図である。
【図２】本開示の一実施例によるＶｉｎ対Ｖｏｕｔ曲線を示す図である。
【図３Ａ】本開示の別の実施例による半透過型液晶ディスプレイの横断面図である。
【図３Ｂ】本開示のさらなる実施例による半透過型液晶ディスプレイの横断面図である。
【図４】本開示のさらに他の実施例による半透過型液晶ディスプレイの横断面図である。
【図５】本開示のなおさらなる実施例による半透過型液晶ディスプレイの横断面図である。
【図６】本開示の追加の実施例による半透過型液晶ディスプレイの横断面図である。
【図７】本開示の一実施例による半透過型液晶ディスプレイの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
当該開示の実施例によれば、半透過型液晶ディスプレイにおいて、液晶層の反射領域を横断する電圧に影響を与えるために、液晶層の反射領域の範囲内に制御容量を生成して調整することによって、反射領域を横断する出力電圧と透過領域を横断する出力電圧との間の電圧差が制御されることができ、したがって、反射領域及び透過領域の明るさ／色は、より整合された状態になるとともに、より同等になる。当該開示の実施例の詳細な説明は、添付図面とともに下記で開示される。添付図面において、同じ参照符号の指定は、同じ又は同様の構成要素を示す。添付図面は、当該開示の実施例の明瞭な説明を提供するために単純化されているとともに、下記の詳細な説明は、単に代表的でかつ説明的であり、そして開示された実施例をここで請求するように限定するものではない、という点に注意を要する。当該開示の当業者のだれでも、実際の実施における必要性に従って、構造に対して必要な修正又は変更を行うことができる。
【００１１】
図１は、本開示の一実施例による半透過型液晶ディスプレイ１００の横断面図である。図１を参照すると、半透過型液晶ディスプレイ１００は、透過領域Ｔ及び反射領域Ｒを有している。透過領域Ｔ及び反射領域Ｒは、相互に隣接するとともに、ブラックマトリクス（Black  Matrix：ＢＭ）によって包囲されている。半透過型液晶ディスプレイ１００は、第１の基体１１０、第２の基体１２０、液晶層１３０、透過電極１４０、反射電極１５０及びパッシベーション層１６０を含む。第１の基体１１０は、複数の薄膜トランジスタ素子ＴＦＴを含む。薄膜トランジスタ素子ＴＦＴは、透過領域Ｔの透過電極１４０に隣接して配置され得るか、又は薄膜トランジスタ素子ＴＦＴは、開口率を高めるために反射領域Ｒによって保護（shield：シールド）されるように、第１の基体１１０と反射電極１５０との間に配置され得る。液晶層１３０は、第１の基体１１０と第２の基体１２０との間に配置される。透過電極１４０及び反射電極１５０は、第１の基体１１０に沿って配置され、ここで、反射電極１５０は、反射領域Ｒに対応して設けられるとともに、透過電極１４０及び反射電極１５０は、両方とも薄膜トランジスタ素子ＴＦＴに電気的に結合される。「電気的に結合される」という表現は、２つの構成要素が相互に直接接続されているか、又は２つの構成要素が少なくとも１つの電気容量（capacitance）によって相互接続されることを意味する。この実施例において、透過電極１４０は、薄膜トランジスタ素子ＴＦＴに直接接続されているとともに、反射電極１５０は、電気容量Ｃcを通して透過電極１４０及び薄膜トランジスタ素子ＴＦＴに結合されている。パッシベーション層１６０は、液晶層１３０と第１の基体１１０又は第２の基体１２０のうちの少なくとも１つとの間に配置され、ここで、パッシベーション層１６０は、反射電極１５０に対応して設けられるとともに、約３０００オングストロームから５０００オングストロームまでの第１の厚さＴ１を有している。この実施例において、パッシベーション層１６０は、パッシベーション層１６０の範囲内に配置された透過電極１４０及び反射電極１５０を部分的に覆う。他の実施例において、パッシベーション層１６０は、透過領域Ｔの透過電極１４０を完全に覆う。
【００１２】
パッシベーション層１６０の配置を有する本開示の実施例によれば、結合容量Ｃcが、液晶層１３０の反射領域Ｒの範囲内に生成され得るとともに、液晶層１３０の反射領域Ｒを横断する電圧ＶＬＣ−Ｒに影響を与える。それ故に、反射領域Ｒ及び透過領域Ｔに２つの異なる入力電圧をそれぞれ提供せずに、又は追加のトランジスタ素子若しくはバスラインを配置することなく、単に制御容量を調整することによって、反射領域Ｒを横断する出力電圧ＶＬＣ−Ｒと透過領域Ｔを横断する出力電圧ＶＬＣ−Ｔとの間の電圧差ΔＶが制御されて整合されることができ、したがって、反射領域Ｒ及び透過領域Ｔの明るさ／色は、より均一（同系色域（similar  color  gamut））になる。さらに、本開示の実施例によれば、半透過型液晶ディスプレイのピクセル及びバスラインの充電時間が、追加の薄膜トランジスタ及び／又はバスラインの配置なしで、更に削減され得る。
【００１３】
図１において示されたように、当該実施例において、半透過型液晶ディスプレイ１００は、第２の基体１２０に沿って配置される共通電極１７０を含む。図１において示されたように、共通電極１７０は、液晶層１３０の一方の側に位置しているとともに、透過電極１４０及び反射電極１５０は、共通電極１７０に対して反対側の液晶層１３０のもう一方の側に位置している。パッシベーション層１６０は、透過電極１４０と共通電極１７０との間に配置される。当該実施例において、反射電極１５０は、光反射材料、透明導電材料、又はこれら材料の組み合わせを含み得る。透過電極１４０及び共通電極１７０は、ＩＴＯのような透明導電材料をそれぞれ含み得る。
【００１４】
本実施例において、パッシベーション層１６０は、透過電極１４０と反射電極１５０との間に配置される。図１において示されたように、透過電極１４０は、第１の基体１１０に沿って配置され、パッシベーション層１６０は、透過電極１４０に沿って配置され、そして反射電極１５０は、パッシベーション層１６０に沿って配置される。それ故に、反射電極１５０は、電気的に浮遊している。
【００１５】
当該実施例において、パッシベーション層１６０の配置は、反射電極１５０に対応するとともに、反射領域Ｒを実質的に定義する。透過電極１４０と反射電極１５０との間に反射領域Ｒに対応する結合容量Ｃcを生成するパッシベーション層１６０が間に入れられた透過電極１４０と反射電極１５０との間の結合効果のおかげで、液晶層１３０の反射領域Ｒを横断する電圧ＶＬＣ−Ｒは、液晶層１３０の透過領域Ｔを横断する電圧ＶＬＣ−Ｔより更に小さい。電圧ＶＬＣ−Ｔと電圧ＶＬＣ−Ｒとの間の関係は、下記式のとおりに表されることができる。
【００１６】
【数１】
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【００１７】
ここで、ＣＬＣ−Ｒは、液晶層１３０の反射領域Ｒにおける電気容量を示すとともに、Ｖｃｃは、結合容量Ｃcが生成される領域を横断する電圧である。
【００１８】
一実施例において、液晶層１３０の反射領域Ｒを横断する電圧ＶＬＣ−Ｒは、液晶層１３０の透過領域Ｔを横断する電圧ＶＬＣ−Ｔの約０．５倍〜０．８倍である。すなわち、０．５×ＶＬＣ−Ｔ＜ＶＬＣ−Ｒ＜０．８×ＶＬＣ−Ｔである。
【００１９】
図１において示されたように、パッシベーション層１６０が透過領域Ｔに及ぶかもしれないが、反射電極１５０は透過領域Ｔに及ばない、ということが注意されるべきである。それ故に、結合容量Ｃcは、反射領域Ｒの範囲内にだけ生成され得るとともに、液晶層１３０の反射領域Ｒを横断する電圧ＶＬＣ−Ｒに影響を与える。そのような場合には、反射領域Ｒに関する結合容量Ｃcの影響のために、反射領域Ｒの範囲内の液晶層１３０のセル遅延は、透過領域Ｔの範囲内の液晶層１３０のセル遅延と異なる。例えば、反射領域Ｒの範囲内の液晶層１３０の最適化されたセル遅延は、約４分の１ラムダ（１／４λ）である一方、透過領域Ｔの範囲内の液晶層１３０の最適化されたセル遅延は、約２分の１ラムダ（１／２λ）である。
【００２０】
従来、２つの電極が同じ入力電源電圧ＶＳを印加される場合に、反射電極の反射率は、半透過型液晶ディスプレイにおける液晶層の反射領域と透過領域との間の明るさ／色の差を引き起こす。それに対して、本開示の実施例によれば、反射領域Ｒを横断する電圧ＶＬＣ−Ｒは、結合容量Ｃcによって制御されて低減され、一方、透過領域Ｔを横断する電圧ＶＬＣ−Ｔは入力電源電圧ＶＳに等しく、そのため、結合容量Ｃcを調整することによって、出力電圧ＶＬＣ−Ｒと出力電圧ＶＬＣ−Ｔとの間の電圧差ΔＶは制御されることができ、したがって、反射領域Ｒ及び透過領域Ｔの明るさ／色は、より整合された状態になるとともに、より均一になる。
【００２１】
図２は、本開示の一実施例によるＶｉｎ対Ｖｏｕｔ曲線を示す。図２において示されるように、曲線Ｉは、入力電源電圧ＶＳと透過領域Ｔを横断する出力電圧ＶＬＣ−Ｔとの間の関係を示すとともに、曲線ＩＩは、入力電源電圧ＶＳと反射領域Ｒを横断する出力電圧ＶＬＣ−Ｒとの間の関係を示す。透過領域Ｔに関して、出力電圧Ｖｏｕｔ（ＶＬＣ−Ｔ）は、入力電圧Ｖｉｎ（ＶＳ）に実質的に等しい。反射領域Ｒに関して、出力電圧Ｖｏｕｔ（ＶＬＣ−Ｒ）は、入力電圧Ｖｉｎ（ＶＳ）より小さい。入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔとの間の電圧差ΔＶは、結合容量Ｃcを調整することによって制御される。
【００２２】
さらに、液晶層１３０は、約３マイクロメートルから５マイクロメートルの第２の厚さＴ２を有する一方、パッシベーション層１６０の第１の厚さＴ１は、第２の厚さＴ２より非常に小さく、そのため、反射領域Ｒ及び透過領域Ｔを横断する半透過型液晶ディスプレイ１００のセルギャップは、実質的に同じであり、本開示の半透過型液晶ディスプレイ１００を単一セルギャップ半透過型液晶ディスプレイにする。二重セルギャップ半透過型液晶ディスプレイと比べると、本開示の単一セルギャップ半透過型液晶ディスプレイ１００は、前述のようにディスプレイの反射領域Ｒ及び透過領域Ｔの均一の明るさ／色を維持する一方、単純化された構造、単純化された製造工程及び高い開口率の利点を有する。
【００２３】
図１において示されたように、当該実施例において、第１の基体１１０の薄膜トランジスタ素子ＴＦＴは、第１基板１１１、ポリシリコン層１１２、絶縁層１１３、ソースコンタクトパッドＳ及びドレインコンタクトパッドＤを含む。第１の基体１１０は、第１基板１１１に沿って配置された緩衝層１１５を更に含み得るとともに、緩衝層１１５は、第１基板１１１とポリシリコン層１１２との間に配置され得る。ポリシリコン層１１２は、第１基板１１１に沿って配置され、絶縁層１１３は、ポリシリコン層１１２に沿って配置されるとともに、ソースコンタクトパッドＳ及びドレインコンタクトパッドＤは、ポリシリコン層１１２に電気的に接続されている。図１において示されたように、ドレインコンタクトパッドＤは、透過電極１４０に電気的に接続されているとともに、反射電極１５０は、電気的に浮遊している。半透過型液晶ディスプレイ１００は、絶縁層１１３に沿って配置された第１の金属層Ｍ１を更に含むとともに、絶縁層１１３は、第１の金属層Ｍ１とポリシリコン層１１２との間に位置している。それ故に、第１の金属層Ｍ１は、薄膜トランジスタ素子ＴＦＴのスイッチを入れるか又はスイッチを切るためのゲートの役割を果たすとともに、蓄積容量Ｃstが、第１の金属層Ｍ１とポリシリコン層１１２との間の結合から生成される。当該実施例において、第１の金属層Ｍ１のゲートは、ゲート電圧源に接続されているとともに、第１の金属層Ｍ１の蓄積容量Ｃstは、例えば共通の電圧源などに接続されている。
【００２４】
図１において示されたように、当該実施例において、第１の基体１１０は、薄膜トランジスタ素子ＴＦＴを覆う平坦化層ＰＬＮを更に含む。透過電極１４０、パッシベーション層１６０及び反射電極１５０は、平坦化層ＰＬＮに沿って配置される。
【００２５】
図１において示されたように、当該実施例において、第１の基体１１０は、パターン形成された（patterned）ブラックマトリクスＢＭを更に含む。透過電極１４０及び反射電極１５０と一緒にパターン形成されたブラックマトリクスＢＭは、透過領域Ｔ及び反射領域Ｒを定義する。ブラックマトリクスＢＭは、薄膜トランジスタ素子ＴＦＴのチャネルの光誘導電流漏れ（light  induced  current  leakage）を防止するために、薄膜トランジスタ素子ＴＦＴを更に覆う。
【００２６】
図３Ａは、本開示の別の実施例による半透過型液晶ディスプレイ２００の横断面図である。前の実施例における構成要素と同じ又は同様の符号を共有する本実施例における構成要素は、同じ又は同様の構成要素であるとともに、その説明は省略される。
【００２７】
図３Ａ及び図３Ｂにおいて示されたように、半透過型液晶ディスプレイ２００において、パッシベーション層１６０は、共通電極１７０と反射電極１５０との間に位置している。当該実施例において、反射電極１５０は、パッシベーション層１６０と透過電極１４０との間に位置している。本開示の実施例によれば、パッシベーション層１６０は、共通電極１７０又は反射電極１５０のうちの少なくとも１つに直接沿って配置される。図３Ａにおいて示されたように、本実施例において、パッシベーション層１６０は、共通電極１７０と液晶層１３０との間に配置される。図３Ｂにおいて示されたように、パッシベーション層１６０は、反射電極１５０と液晶層１３０との間に配置される。
【００２８】
図３Ａにおいて示されたように、本実施例において、反射電極１５０は、透過電極１４０に沿って配置されるとともに、反射電極１５０は、透過電極１４０を通して薄膜トランジスタ素子ＴＦＴと接続されている。本実施例の半透過型液晶ディスプレイ２００の変更された構造において、反射電極１５０は、第１の基体１１０に沿って配置されることができ、透過電極１４０は、反射電極１５０に沿って配置されることができる（図３Ａでは図示せず）とともに、透過電極１４０は、反射電極１５０を通して薄膜トランジスタ素子ＴＦＴと接続されている。
【００２９】
パッシベーション層１６０は、反射電極１５０に対応して設けられる一方、反射領域Ｒの範囲内及び透過領域Ｔの範囲内で、共通電極１７０と透過電極１４０／反射電極１５０との間の介在媒体（intervening  medium）は異なり、液晶層１３０の反射領域Ｒを横断する電圧ＶＬＣ−Ｒが液晶層１３０の透過領域Ｔを横断する電圧ＶＬＣ−Ｔと異なることをもたらす。具体的に説明すると、反射領域Ｒの範囲内の介在媒体は液晶材料及びパッシベーション層１６０を含む一方、透過領域Ｔの範囲内の介在媒体は液晶材料だけを含み、液晶層１３０の反射領域Ｒを横断する電圧ＶＬＣ−Ｒは、液晶層１３０の透過領域Ｔを横断する電圧ＶＬＣ−Ｔより更に小さい。
【００３０】
図３Ｂは、本開示のさらなる実施例による半透過型液晶ディスプレイ３００の横断面図である。前の実施例における構成要素と同じ又は同様の符号を共有する本実施例における構成要素は、同じ又は同様の構成要素であるとともに、その説明は省略される。
【００３１】
本実施例の半透過型液晶ディスプレイ３００は、前の実施例の半透過型液晶ディスプレイ２００と同様の構造を有しており、パッシベーション層１６０の配置に差異が存在する。
【００３２】
図３Ｂにおいて示されたように、パッシベーション層１６０は、反射電極１５０に直接沿って配置されるとともに、反射電極１５０は、透過電極１４０を通して薄膜トランジスタ素子ＴＦＴと接続されている。前の実施例の半透過型液晶ディスプレイ２００の変更された構造と同様に、本実施例の半透過型液晶ディスプレイ３００の変更された構造において、反射電極１５０は、第１の基体１１０に沿って配置されることができ、透過電極１４０は、反射電極１５０に沿って配置されることができる（図３Ｂでは図示せず）とともに、透過電極１４０は、反射電極１５０を通して薄膜トランジスタ素子ＴＦＴと接続されている。
【００３３】
パッシベーション層１６０は、反射電極１５０に対応して設けられる一方、反射領域Ｒの範囲内の介在媒体は液晶材料及びパッシベーション層１６０を含むとともに、透過領域Ｔの範囲内の介在媒体は液晶材料だけを含み、液晶層１３０の反射領域Ｒを横断する電圧ＶＬＣ−Ｒは、液晶層１３０の透過領域Ｔを横断する電圧ＶＬＣ−Ｔより更に小さい。
【００３４】
図４は、本開示のさらに他の実施例による半透過型液晶ディスプレイ４００の横断面図である。前の実施例における構成要素と同じ又は同様の符号を共有する本実施例における構成要素は、同じ又は同様の構成要素であるとともに、その説明は省略される。
【００３５】
図４において示されたように、半透過型液晶ディスプレイ４００は、パッシベーション層１６０に沿って配置された浮遊導電層４７０を更に含むとともに、パッシベーション層１６０は、共通電極１７０に直接沿って配置される。図４において示されたように、本実施例において、パッシベーション層１６０は、共通電極１７０と浮遊導電層４７０との間に配置されるとともに、パッシベーション層１６０が間に入れられた共通電極１７０と浮遊導電層４７０との間の結合効果は、反射領域Ｒに対応する結合容量Ｃcを生成し、それ故に、液晶層１３０の反射領域Ｒを横断する電圧ＶＬＣ−Ｒは、液晶層１３０の透過領域Ｔを横断する電圧ＶＬＣ−Ｔより更に小さい。
【００３６】
図５は、本開示のなおさらなる実施例による半透過型液晶ディスプレイ５００の横断面図である。前の実施例における構成要素と同じ又は同様の符号を共有する本実施例における構成要素は、同じ又は同様の構成要素であるとともに、その説明は省略される。
【００３７】
図５を参照すると、半透過型液晶ディスプレイ５００は、透過領域Ｔ及び反射領域Ｒを有している。半透過型液晶ディスプレイ５００は、第１の基体１１０、第２の基体１２０、第１の基体１１０と第２の基体１２０との間に配置された液晶層１３０、透過電極１４０及び反射電極１５０を含む。第１の基体１１０は、第１基板１１１、第１基板１１１に沿って配置された緩衝層１１５、緩衝層１１５と第１基板１１１に沿って配置されたポリシリコン層１１２、ポリシリコン層１１２に沿って配置された絶縁層１１３、絶縁層１１３に沿って配置された浮遊金属層Ｍ２、ソースコンタクトパッドＳ、第１のドレインコンタクトパッドＤ１及び第２のドレインコンタクトパッドＤ２を含む。緩衝層１１５は、第１基板１１１とポリシリコン層１１２との間に配置される。半透過型液晶ディスプレイ５００は、絶縁層１１３に沿って配置された第１の金属層Ｍ１を更に含む。ソースコンタクトパッドＳ及び第１のドレインコンタクトパッドＤ１は、ポリシリコン層１１２に電気的に接続されているとともに、第２のドレインコンタクトパッドＤ２は、浮遊金属層Ｍ２に電気的に接続されている。透過電極１４０は、第１のドレインコンタクトパッドＤ１に電気的に接続されているとともに、第１の基体１１０に沿って配置される。反射電極１５０は、第２のドレインコンタクトパッドＤ２に電気的に接続されているとともに、第１の基体１１０に沿って配置されており、ここで、反射電極１５０は、反射領域Ｒに対応して設けられる。
【００３８】
図５において示されたように、当該実施例において、半透過型液晶ディスプレイ５００は、第２の基体１２０に沿って配置される共通電極１７０を含む。図５において示されたように、共通電極１７０は、液晶層１３０の一方の側に位置しているとともに、透過電極１４０及び反射電極１５０は、共通電極１７０に対して反対側の液晶層１３０のもう一方の側に位置している。
【００３９】
図５において示されたように、本実施例において、浮遊金属層Ｍ２が第２のドレインコンタクトパッドＤ２を通して反射電極１５０に電気的に接続されているので、浮遊金属層Ｍ２とポリシリコン層１１２との間に反射電極１５０に対応する結合容量Ｃcを生成する絶縁層１１３が間に入れられた浮遊金属層Ｍ２とポリシリコン層１１２との間の結合効果のおかげで、液晶層１３０の反射領域Ｒを横断する電圧ＶＬＣ−Ｒは、液晶層１３０の透過領域Ｔを横断する電圧ＶＬＣ−Ｔより更に小さい。それ故に、結合容量Ｃcを調整することによって、出力電圧ＶＬＣ−Ｒと出力電圧ＶＬＣ−Ｔとの間の電圧差ΔＶは制御されることができ、したがって、反射領域Ｒ及び透過領域Ｔの明るさ／色は、均一になるとともに、整合された状態になる。蓄積容量Ｃstが、第１の金属層Ｍ１とポリシリコン層１１２との間に存在する。
【００４０】
一実施例において、液晶層１３０の反射領域Ｒを横断する電圧ＶＬＣ−Ｒは、液晶層１３０の透過領域Ｔを横断する電圧ＶＬＣ−Ｔの約０．５倍〜０．８倍である。すなわち、０．５×ＶＬＣ−Ｔ＜ＶＬＣ−Ｒ＜０．８×ＶＬＣ−Ｔである。
【００４１】
図５において示されたように、反射電極１５０は、第１の距離ｄ１によって共通電極１７０から離され、透過電極１４０は、第２の距離ｄ２によって共通電極１７０から離されるとともに、第１の距離ｄ１と第２の距離ｄ２は、実質的に同じである。すなわち、透過電極１４０及び反射電極１５０は、実質的に同一平面上に設けられ、本開示の半透過型液晶ディスプレイ５００を単一セルギャップ半透過型液晶ディスプレイにする。
【００４２】
図５において示されたように、第１の基体１１０は、絶縁層１１３に沿って配置されたゲート層１１４を更に含む。ゲート層１１４、第１の金属層Ｍ１及び浮遊金属層Ｍ２は、同一平面上に存在する。
【００４３】
図５において示されたように、第１の基体１１０は、ソースコンタクトパッドＳ、第１のドレインコンタクトパッドＤ１及び第２のドレインコンタクトパッドＤ２を覆う平坦化層ＰＬＮを更に含む。当該実施例において、透過電極１４０及び反射電極１５０は、平坦化層ＰＬＮに沿って配置される。
【００４４】
図５において示されたように、第２の基体１２０は、パターン形成されたブラックマトリクスＢＭを更に含む。反射電極１５０と一緒にパターン形成されたブラックマトリクスＢＭは、反射領域Ｒを定義する。さらに、図５において示されたように、透過電極１４０と一緒にパターン形成されたブラックマトリクスＢＭは、透過領域Ｔを定義する。
【００４５】
図６は、本開示の追加の実施例による半透過型液晶ディスプレイ６００の横断面図である。前の実施例における構成要素と同じ又は同様の符号を共有する本実施例における構成要素は、同じ又は同様の構成要素であるとともに、その説明は省略される。
【００４６】
図６において示されたように、半透過型液晶ディスプレイ６００は、第１の金属層Ｍ１及び浮遊ポリシリコン層６１２を含む。第１の金属層Ｍ１は、絶縁層１１３に沿って配置されるとともに、浮遊ポリシリコン層６１２は、第１基板１１１に沿って配置される。図６において示されたように、本実施例において、絶縁層１１３は、第１の金属層Ｍ１と浮遊ポリシリコン層６１２との間に配置されるとともに、浮遊ポリシリコン層６１２は、第２のドレインコンタクトパッドＤ２に接続されている。
【００４７】
さらに、図６において示されたように、蓄積容量Ｃst1は、第１の金属層Ｍ１とポリシリコン層１１２との間の結合から生成される。当該実施例において、第１の金属層Ｍ１は、例えば共通電圧などに接続されている。
【００４８】
本実施例において、浮遊金属層Ｍ２とポリシリコン層１１２との間の反射電極１５０に対応する結合容量Ｃcに加えて、絶縁層１１３が間に入れられた第１の金属層Ｍ１と浮遊ポリシリコン層６１２との間の結合効果は、第１の金属層Ｍ１と浮遊ポリシリコン層６１２との間に反射電極１５０に対応する電気容量Ｃst2を同様に生成する。結合容量Ｃc及び電気容量Ｃst2の存在のおかげで、液晶層１３０の反射領域Ｒを横断する電圧ＶＬＣ−Ｒは、液晶層１３０の透過領域Ｔを横断する電圧ＶＬＣ−Ｔより更に小さい。前の実施例において説明された論理的根拠と同様に、電気容量Ｃst2と一緒に制御容量Ｃcを調整することによって、出力電圧ＶＬＣ−Ｒと出力電圧ＶＬＣ−Ｔとの間の電圧差ΔＶは制御されることができ、したがって、反射領域Ｒ及び透過領域Ｔの明るさ／色は、均一になる。
【００４９】
本実施例において、電圧ＶＬＣ−Ｒ、結合容量Ｃc及び電気容量Ｃst2の間の関係は、下記式のとおりに表されることができる。
【００５０】
【数２】
2016133803.tif 000004
【００５１】
ここで、ＣＬＣ−Ｒは、液晶層１３０の反射領域Ｒにおける電気容量を示すとともに、Ｖｃｃは、結合容量Ｃcが生成される領域を横断する電圧である。
【００５２】
図５において示された実施例と異なり、図６において例示された本実施例では、結合容量Ｃcを調整することに加えて、電気容量Ｃst2を調整することは、反射領域Ｒ及び透過領域Ｔの全体にわたる均一の明るさ／色を更に最適化するために、液晶層１３０の反射領域Ｒを横断する電圧ＶＬＣ−Ｒに関して追加の制御を提供する。
【００５３】
さらに、第１の金属層Ｍ１及び浮遊金属層Ｍ２は、同じ金属層から作られ得るとともに、ポリシリコン層１１２及び浮遊ポリシリコン層６１２は、同じポリシリコン層から作られ得る。したがって、均一の明るさ／色を単一セルギャップ半透過型液晶ディスプレイ６００に提供するために、液晶層１３０の反射領域Ｒを横断する電圧ＶＬＣ−Ｒのより高い安定性が達成されることができる一方、全製造工程は単純化される。
【００５４】
図７は、本開示の一実施例による半透過型液晶ディスプレイ７００の平面図である。前の実施例における構成要素と同じ又は同様の符号を共有する本実施例における構成要素は、同じ又は同様の構成要素であるとともに、その説明は省略される。
【００５５】
図７を参照すると、当該実施例において、半透過型液晶ディスプレイ７００は、透過電極１４０のことを実質的に指す透過領域、及び反射電極１５０のことを実質的に指す反射領域を有している。図７において示されたように、半透過型液晶ディスプレイ７００のポリシリコン層１１２、浮遊ポリシリコン層６１２、ゲート層１１４、第１の金属層Ｍ１、浮遊金属層Ｍ２、ソースコンタクトパッドＳ、第１のドレインコンタクトパッドＤ１及びデータラインＤＬの平面図配置が表される。ソースコンタクトパッドＳ及び第１のドレインコンタクトパッドＤ１は、データラインＤＬからの信号を提供するために、ポリシリコン層１１２に電気的に接続されている。
【００５６】
図７において示されたように、結合容量Ｃcは、浮遊金属層Ｍ２とポリシリコン層１１２との間の結合から生成されるとともに、反射電極１５０に対応する。さらに、蓄積容量Ｃst1は、第１の金属層Ｍ１とポリシリコン層１１２との間の結合から生成されるとともに、反射電極１５０に対応する。加えて、電気容量Ｃst2は、第１の金属層Ｍ１と浮遊ポリシリコン層６１２との間の結合から生成されるとともに、反射電極１５０に同様に対応する。
【００５７】
しかしながら、図７において示される半透過型液晶ディスプレイ７００の平面図は、本開示の図６において示された実施例による構成要素の配置の一種を単に示している、ということが注意されるべきである。実際は、前の実施例における構成要素と同じ又は同様の符号を共有する図７において示された構成要素の平面図配置は、前の開示された実施例に従って修正されるとともに、変更されることができ、したがって、半透過型液晶ディスプレイ７００の詳細な構造は、限定的な感覚よりもむしろ実例となる感覚として見なされるべきである。
【００５８】
当業者には、様々な修正及び変更が開示された実施例に対して実行されることができる、ということが明白であろう。添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物によって示される当該開示の真の範囲の故に、明細書及び実例は単に代表的であると考えられるということが意図される。
【符号の説明】
【００５９】
１００    半透過型液晶ディスプレイ
１１０    第１の基体
１１１    第１基板
１１２    ポリシリコン層
１１３    絶縁層
１１４    ゲート層
１１５    緩衝層
１２０    第２の基体
１３０    液晶層
１４０    透過電極
１５０    反射電極
１６０    パッシベーション層
１７０    共通電極
２００    半透過型液晶ディスプレイ
３００    半透過型液晶ディスプレイ
４００    半透過型液晶ディスプレイ
４７０    浮遊導電層
５００    半透過型液晶ディスプレイ
６００    半透過型液晶ディスプレイ
６１２    浮遊ポリシリコン層
７００    半透過型液晶ディスプレイ
Ｔ    透過領域
Ｒ    反射領域
ＢＭ    ブラックマトリクス
ＴＦＴ    薄膜トランジスタ素子
Ｃc    結合容量
Ｃst    蓄積容量
Ｃst1    蓄積容量
Ｃst2    電気容量
Ｓ    ソースコンタクトパッド
Ｄ    ドレインコンタクトパッド
Ｄ１    第１のドレインコンタクトパッド
Ｄ２    第２のドレインコンタクトパッド
Ｍ１    第１の金属層
Ｍ２    浮遊金属層
ＰＬＮ    平坦化層
ＤＬ    データライン
【図１】
2016133803.tif 000005
【図２】
2016133803.tif 000006
【図３Ａ】
2016133803.tif 000007
【図３Ｂ】
2016133803.tif 000008
【図４】
2016133803.tif 000009
【図５】
2016133803.tif 000010
【図６】
2016133803.tif 000011
【図７】
2016133803.tif 000012