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CN100346212C - 反射型液晶显示器件及其制造方法 - Google Patents

反射型液晶显示器件及其制造方法 Download PDF

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CN100346212C
CN100346212C CNB2004100904125A CN200410090412A CN100346212C CN 100346212 C CN100346212 C CN 100346212C CN B2004100904125 A CNB2004100904125 A CN B2004100904125A CN 200410090412 A CN200410090412 A CN 200410090412A CN 100346212 C CN100346212 C CN 100346212C
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Abstract

本发明提供了一种反射型液晶显示器件及其制造方法，该方法通过由一个子像素表示两种颜色的方式来提高分辨率。本发明包括：第一基板，具有分别位于多个子像素区域中的多个薄膜晶体管和多个像素电极，该多个子像素区域由多条选通线和数据线相互垂直交叉进行限定；第二基板，被组装到所述第一基板上，以与其相对；液晶层，位于所述第一基板和所述第二基板之间；第三基板，被组装到所述第一基板上，以与其相对；多个反射电极，位于所述第三基板内侧，分别与所述多个子像素相对应；以及滤色器层，具有位于所述多个反射电极上的多个电泳体，其中每一个电泳体都微封装有离子颜料粒子。

Description

反射型液晶显示器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器件，尤其涉及一种提高了分辨率的反射型液晶显示器件及其制造方法。
背景技术
液晶显示(LCD)器件，一种值得关注的平板显示器件，通过向具有液体的流动性和晶体光学特性的液晶施加电场来控制光学各向异性。因而，LCD包括诸如功耗低于CRT(阴极射线管)、尺寸紧凑、宽屏幕、高清晰度等的特性，并因此变得非常流行。
在液晶显示器件中，将上滤色器基板组装到下薄膜晶体管(TFT)阵列基板上，并相互面对。在上下基板之间设置介电各向异性的液晶。驱动LCD，以通过像素选择地址线来切换与几十万个像素相连的多个TFT，来向对应的像素施加电压。
同时，可以将液晶显示器件分类为使用背光的透射型液晶显示器件、使用外部自然光而不是背光的反射型液晶显示器件、以及克服了透射型液晶显示器件使用背光的高功耗问题及反射型液晶显示器件在外部自然光不足的情况下的可视性问题的透射反射型(transflective type)液晶显示器件。
透射反射型液晶显示器件具有反射和透射部分，可用作为透射型和反射型液晶显示器件。
因而，LCD器件中的像素电极是透射电极还是反射电极取决于液晶显示器件的类型。为透射型或透射反射型液晶显示器件的透射部分设置透射电极，而为反射型或透射反射型液晶显示器件的反射部分设置反射电极。
透射型或透射反射型液晶显示器件的透射电极将通过下基板入射的背光的光线引向液晶层以增加亮度。反射型或透射反射型液晶显示器件的反射电极反射通过上基板入射的外部光，以在外部自然光充足时增加亮度。
下面参照附图说明根据现有技术的具有反射电极的液晶显示器件。
图1是根据现有技术的反射型液晶显示器件的剖面图。图2是根据现有技术的反射型液晶显示器件的立体图。
参照图1，在液晶显示器件中，选通线12和数据线15在下基板11上相互交叉，以限定子像素。在选通线12和数据线15之间的交叉点处形成薄膜晶体管(TFT)。在子像素中形成像素电极17以与薄膜晶体管电连接。
薄膜晶体管(TFT)包括依次层叠的栅极12a、栅绝缘层13、半导体层14以及源极/漏极15a/15b。
在上基板21上形成在子像素的外围遮挡光的黑底层22、用于实现子像素的颜色的R/G/B(红/绿/蓝)滤色器层23以及用于与像素电极17一起产生电场的公共电极24。
将上基板21和下基板11组装在一起，其间留有预定的间隙，在上基板21和下基板11之间的间隙内设置液晶层。
在反射型液晶显示器件中，像素电极17由诸如Al、Cu等的高反射性金属形成。在透射反射型液晶显示器件中，限定了反射部分和透射部分。使用高反射性的金属在反射部分中形成反射电极，而在透射部分中形成与反射电极相连的由透明导电材料制成的透明电极。
液晶显示器件的上基板21的上表面上还设置有延迟膜54和偏振板55。
如下说明制造液晶显示器件的方法。
首先，通过溅射将低电阻的金属淀积在下基板11上。随后通过光刻法形成选通线(图2中的“12”)和栅极12a。
在包括栅极12a的整个表面上形成栅绝缘层13，并在栅极12a上方的栅绝缘层13上形成半导体层14。
在包括栅绝缘层13的整个表面上再次淀积低电阻的金属。随后通过光刻法形成数据线(图2中的“15”)和源极/漏极15a/15b。
在这种情况下，将数据线15形成为与选通线12交叉以限定子像素，并且在半导体层14上形成源极/漏极15a/15b以完成对应的薄膜晶体管(TFT)。
随后，在包括薄膜晶体管(TFT)的整个表面上淀积预定厚度的有机或无机绝缘材料以形成保护层16。部分去除保护层16以暴露薄膜晶体管的漏极15b的预定部分。在子像素中的保护层16上形成像素电极17以与漏极15b连接。在反射型液晶显示器件的情况下，由高反射性金属的反射电极形成像素电极17。
此后，在上基板21上淀积高反射性的金属层。随后对该金属层进行构图，以使其仅保留在子像素的边缘上，来形成黑底22。在除黑底22以外的子像素上形成具有红/绿/蓝顺序的滤色器层23。
可以通过染色、扩散(dispersion)、涂覆、电泳淀积等(更具体地，通过颜料扩散)来形成滤色器层。
具体地，涂覆着色为红色的第一彩色抗蚀剂来完全覆盖黑底22。使用掩模对第一彩色抗蚀剂进行曝光，去除第一彩色抗蚀剂的未曝光部分以形成第一着色层图案。
随后，重复上述步骤来形成第二和第三着色层图案以形成R/G/B滤色器层23。如图2所示，滤色器层23被形成为具有一致的R/G/B顺序。
在滤色器层23的以上构造中，由R/G/B组成的三个子像素实现一个像素以表示颜色。
在这种情况下，将负性抗蚀剂(negative resist)用作为彩色抗蚀剂，由此可以去除未曝光部分。并且在形成第二和第三着色层图案时轮换使用用于曝光第一彩色抗蚀剂的掩模。
在包括滤色器层23的整个表面上形成用于与反射电极17一起向液晶单元施加电场的公共电极25。
在其上形成有各种器件的上基板21或下基板11的显示区域的边缘上形成密封图案(图中未示出)之后，彼此相对地组装上基板21和下基板11。随后，在上基板21和下基板11之间形成液晶层25。
延迟膜54用于改变光的偏振态，其设置在上基板21的上表面上。例如，延迟膜54使用具有λ/4相位差的四分之一波片(QWP)将线性偏振入射光转换为圆偏振光，或者相反。
将偏振板55设置在延迟膜54的外侧，该偏振板55通过仅透射平行于透光轴的光来将自然光转换为线性偏振光。
在外部自然光入射到液晶显示器件上后，入射自然光通过偏振板55，以转换为线性偏振光。所转换的线性偏振光随后通过延迟膜54，以转换为圆偏振光。随后，该圆偏振光依次通过对圆偏振光的相位根本没有影响的上基板21、滤色器层23和公共电极24。
圆偏振光随后通过液晶层25。在液晶层25被形成为具有λ/4相位差的情况下，圆偏振光被再次转换为线性偏振光。在反射电极17上反射该线性偏振光，以通过液晶层25转换成圆偏振光。该圆偏振光通过延迟膜54，以转换成线性偏振光。该线性偏振光随后通过偏振板55。在这种情况下，如果该线性偏振光的偏振方向与透光轴一致，则完全透射对应的光。如果该线性偏振光的偏振方向与透光轴垂直，则没有光输出。
另外，当输出光时，除滤色器层的目标颜色以外，所有的颜色都被滤色器层吸收，从而只投射R/G/B的特定颜色。
同时，可以在液晶显示器件的背面设置背光单元(图中未示出)，以在透射模式中用作为光源。
上述结构的反射型液晶显示器件使用通过上基板入射的外部光进行工作，从而由于限制使用或不使用背光而降低了功耗。
然而，由于三个子像素构成一个像素，所以现有技术的反射型液晶显示器件在提高分辨率方面受到限制。
发明内容
因此，本发明致力于一种反射型液晶显示器件及其制造方法，其可以基本消除由于现有技术的局限性和缺点而产生的一个或更多个问题。
本发明的一个优点是提供了一种反射型液晶显示器件及其制造方法，其通过由一个子像素代表两种颜色的方式来提高分辨率。
本发明的其它优点和特征将以下的说明中部分阐明，并在本领域技术人员审查以下内容时部分地变得明了，或可以从本发明的实践中习得。本发明的其它优点可以通过在说明书及其权利要求书以及附图中具体指出的结构来实现。
为实现这些或其它的优点，并根据本发明的目的，如本文所具体表达并广泛描述的，根据本发明的一种反射型液晶显示器件包括：第一基板，具有分别在多个子像素区域内的多个薄膜晶体管和多个像素电极，该多个子像素区域通过多个选通线和数据线相互垂直交叉来进行限定；第二基板，彼此相对地组装到所述第一基板上；液晶层，位于所述第一基板和所述第二基板之间；第三基板，彼此相对地组装到所述第一基板上；多个反射电极，位于所述第三基板上，以分别与多个子像素相对应；以及滤色器层，具有在所述多个反射电极上的多个电泳体，其中各个电泳体微封装有离子颜料粒子。
在本发明的另一方面，一种制造反射型液晶显示器件的方法，包括以下步骤：在第一基板上形成多个选通线和数据线以限定多个子像素；在所述多个选通线和数据线之间的多个交叉点处形成多个薄膜晶体管；形成分别与所述多个薄膜晶体管相连的多个像素电极；将第二基板彼此相对地组装到所述第一基板上；在所述第一和第二基板之间形成液晶层；在第三基板上形成多个反射电极；在多个电泳体上形成滤色器层，所述滤色器层包括多个电泳体，其中各个电泳体微封装有离子颜料粒子；以及将所述第三基板彼此相对地组装到所述第一基板上。
优选地，所述多个电泳体中的每一个为包括R和G颜料粒子的第一电泳体、包括R和B颜料粒子的第二电泳体或者包括G和B颜料粒子的第三电泳体。所述R和G、R和B或G和B颜料粒子分别充有相反的极性。
优选地，在各个电泳体内的相反极性的颜料粒子根据施加给对应反射电极的电压分别沿相反的方向移动。
上述结构的反射型液晶显示器件使得能够在一个子像素中实现两种颜色，从而提供两倍于相同大小的现有技术子像素的分辨率。
也就是说，在本发明中，三个子像素构成两个像素，而在现有技术中，三个R/G/B子像素构成一个像素。通过由三个子像素构成两个像素，可以使各个子像素的大小增加两倍以提供与现有技术相同的分辨率。在这种情况下，在增大子像素大小的同时增大了孔径比，所以可以减少工艺误差。
同时，当在各个单位像素上形成包括R和G颜料粒子的第一电泳体和包括B和G颜料粒子的第二电泳体时，在预定的时间周期内选择性地使各个第一和第二电泳体上的液晶层导通或截止。因而，当依次表示R/G/B颜色时，R/G/B颜色可以由两个单位像素形成，从而提高了图像分辨率。更具体地，在本发明中两个子像素构成一个像素，而在现有技术中，三个R/G/B子像素构成一个像素。
关于这一点，当形成大小与三个单位像素相对应的两个单位像素以表示具有相同分辨率的图像时，可以增大单位像素的大小，从而提高孔径比。
应该理解，本发明的前述总体描述和以下详细描述是示例性和解释性的，旨在对所要求保护的本发明提供进一步的说明。
附图说明
包含附图以提供对本发明的进一步的理解，将其并入并构成本申请的一部分。附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是根据现有技术的反射型液晶显示器件的剖面图；
图2是根据现有技术的反射型液晶显示器件的立体图；
图3A和图3B是根据本发明的反射型液晶显示器件的剖面图；
图4是根据本发明第一实施例的反射型液晶显示器件的立体图；
图5是沿图4的切割线I-I’截取的反射型液晶显示器件的剖面图；
图6是根据本发明第二实施例的反射型液晶显示器件的剖面图；
图7是根据本发明第三实施例的反射型液晶显示器件的剖面图；
图8A到图8D是制造根据本发明的反射型液晶显示器件的方法的剖面图；
图9是根据本发明第四实施例的表示红色(R)的反射型液晶显示器件的剖面图；
图10是根据本发明第四实施例的表示蓝色(B)的反射型液晶显示器件的剖面图；以及
图11A和图11B是根据本发明第四实施例的表示绿色(G)的反射型液晶显示器件的剖面图。
具体实施方式
现将对本发明的实施例进行详细说明。其示例在附图中示出。只要可能，在所有附图中使用相同的标号表示相同或相似的部分。
图3A和图3B是根据本发明的反射型液晶显示器件的剖面图；图4是根据本发明第一实施例的反射型液晶显示器件的立体图；图5是沿图4的切割线I-I’截取的反射型液晶显示器件的剖面图。
图6是根据本发明第二实施例的反射型液晶显示器件的剖面图；图7是根据本发明第三实施例的反射型液晶显示器件的剖面图。
参照图3A和图3B，根据本发明的反射型液晶显示器件包括：薄膜晶体管阵列基板111，具有多条线和薄膜晶体管；相对基板121，与所述薄膜晶体管阵列基板111相对；液晶层125，注入在薄膜晶体管阵列基板111和相对基板121之间；多个电泳体，位于薄膜晶体管阵列基板111的外侧，以通过由微囊封装的充电颜料来实现颜色；以及滤色器基板211，具有反射电极127，该反射电极127用于对充电粒子施加电场并反射入射到液晶显示板上的外部自然光。
在薄膜晶体管阵列基板111上，形成有：基本相互垂直设置以限定多个子像素的多条选通线和数据线(图4中的“112”和“115”)；分别形成在多条选通线112和数据线115的多个交叉点上的多个薄膜晶体管；以及分别与多个薄膜晶体管相连接的多个像素电极117。
薄膜晶体管(TFT)包括：从对应选通线上分出的栅极112a；层叠在栅极112a上的栅绝缘层113；位于栅极112a上方的岛型半导体层114；以及从对应数据线上分出并位于半导体层114上的源极/漏极115a/115b。
在相对基板121上形成作为屏蔽层的黑底层122以及与像素电极117一起产生电场以控制液晶的配向的公共电极124。黑底层122位于因电场不稳定而不能精确控制液晶粒子的区域内，更具体地，位于子像素的边缘区域和与薄膜晶体管相对的区域。
同时，本发明的特征在于另外提供了滤色器基板211，滤色器基板21 1包括其上的电泳体150和反射电极127。电泳体150用作为滤色器层，并且各个反射电极127可操作用于控制对应电泳体150中的不同着色颜料粒子的位置。
这里，在薄膜晶体管阵列基板111的外侧还包括面对反射电极127的相对电极190，以使电泳体150位于相对电极190和反射电极127之间。参照图3A，相对电极190可以被形成为大小与反射电极127的大小相对应，并具有极性与施加到反射电极127上的电压相反的电压。另选地，参照图3B，相对电极190可以形成为单体，并具有恒定电压，该恒定电压与施加到其上的地电压相等。由于光应该透过相对电极190，所以相对电极190由透明导电材料制成。
另外，在各个反射电极127之间形成间壁191，用于使各个单位像素的电泳体150分离。这里，间壁191可以同时用作为间隔物(spacer)，用于保持薄膜晶体管阵列基板111和滤色器基板211之间的间隙。
具体地，电泳体150是直径小于大约100μm的微囊。并且将作为溶剂的聚合体材料以及充电颜料粒子注入到电泳体150内。一个子像素设置有大约3到5个电泳体150。但是，电泳体150的数量根据子像素的大小而变化。
通过封装着色R/G/B的离子材料混合颜料来形成电泳体150。如图5所示，选择(+)电荷的B颜料、(-)电荷的R颜料以及(-)电荷的G颜料中的两个以封装到一个电泳体中。
例如，混合(+)电荷的蓝(B)颜料粒子151和(-)电荷的红(R)颜料粒子151以封装在第一反射电极127a上，混合(+)电荷的蓝(B)颜料粒子151和(-)电荷的绿(G)颜料粒子151以封装在第二反射电极127b上，并且混合(+)电荷的红(R)颜料粒子151和(-)电荷的绿(G)颜料粒子151以封装在第三反射电极127c上。
当对上述结构的电泳体150施加电场时，颜色不同的颜料粒子分别沿相反的方向移动，从而将一个电泳体150的内部分为颜色彼此不同的两个区域。即，当对反射电极127施加正或负电场时，在对应电泳体150的表面上聚集了R/G/B颜料粒子151，以表示R/G/B颜色。
参照图5，例如，可以对第一和第三反射电极127a和127c施加正电压，而对第二反射电极127b施加负电压。如图5所示，当对第一反射电极127a施加正电压时，(-)电荷的红(R)颜料粒子向下移动，而(+)电荷的蓝(B)颜料粒子向上移动。因此，将一个电泳体150分成两个区域，以在第一反射电极127a上实现两种颜色。
类似地，在负的第二反射电极127b上，(-)电荷的绿(G)颜料粒子向上移动，而(+)电荷的蓝(B)颜料粒子向下移动。在正的第三反射电极127c上，(-)电荷的绿(G)颜料粒子向下移动，而(+)电荷的红(R)颜料粒子向上移动。
因此，在分别与第一、第二和第三反射电极127a、127b和127c相对应的图像上显示B、G、和R颜色。如果分别对第一到第三反射电极施加相反的极性，则在对应的图像上显示R、B、和G颜色。
同时，如图6所示，也可以将(-)电荷的B颜料、(+)电荷的R颜料和(+)电荷的G颜料中的两个封装到一个电泳体中。
即，混合(-)电荷的蓝(B)颜料粒子151和(+)电荷的红(R)颜料151以封装在第一反射电极127a上，混合(-)电荷的蓝(B)颜料粒子151和(+)电荷的绿(G)颜料151以封装在第二反射电极127b上，以及混合(-)电荷的红(R)颜料粒子151和(+)电荷的绿(G)颜料151以封装在第一反射电极127c上。
当对上述结构的电泳体150施加电场时，在正的第一反射电极127a上，(+)电荷的红(R)颜料粒子向上移动，而(-)电荷的蓝(B)颜料粒子向下移动。在负的第二反射电极127b上，(-)电荷的蓝(B)颜料粒子向上移动，而(+)电荷的绿(G)颜料粒子向下移动。在正的第三反射电极127c上，(+)电荷的绿(G)颜料粒子向上移动，而(-)电荷的红(R)颜料粒子向下移动。因而，颜色不同的颜料粒子151分别沿相反的方向移动，以将一个电泳体150的内部分成颜色彼此不同的两个区域。
同时，可以对反射电极集中地施加正电场。也就是，如图7所示，混合(-)电荷的蓝(B)颜料粒子151和(+)电荷的红(R)颜料151以封装在第一反射电极127a上，混合(-)电荷的蓝(B)颜料粒子151和(+)电荷的绿(G)颜料粒子151以封装在第二反射电极127b上，以及混合(-)电荷的红(R)颜料粒子151和(+)电荷的绿(G)颜料粒子151以封装在第三反射电极127c上。
然而，在该实施例中，应分别提供(-)电荷的红颜料和(+)电荷的红颜料，从而对应的处理变得复杂。
因此，所述电泳体包括由R和G颜料组成的第一电泳体、由R和B颜料组成的第二电泳体以及由G和B颜料组成的第三电泳体。第一到第三电泳体内的不同着色的颜料分别由单独的电极充电。
如图4所示，上述结构的反射型液晶显示器件使得能够在一个子像素内实现两种颜色，从而提供两倍于现有技术的相同大小子像素的分辨率。
即，在本发明中，三个子像素构成两个像素，而在现有技术中三个R/G/B子像素构成一个像素。通过使用三个子像素构成两个像素，可以将各个子像素的大小加倍，以提供与现有技术相同的分辨率。通过该操作，在增加子像素大小的同时，增大了孔径比，所以可以减少工艺误差。
同时，反射电极127可以被形成为具有与图4中的子像素或像素行相同的大小。反射电极127根据外部施加的电压而具有正(+)或负(-)极性。
另外，外部自然光入射到反射型液晶显示器件上，并随后在电泳体150或反射电极127上反射，以向外输出，因此，薄膜晶体管阵列基板111和像素电极117应该是透光的。
下面说明制造根据本发明的反射型液晶显示器件的方法。
图8A到图8D是制造根据本发明的反射型液晶显示器件的剖面图。
参照图8A，通过溅射等方法，将低电阻的导电材料(例如Cu、Al、Al合金(AlNd)、Sn、Mo、Cr、Ti、Ta、Mo-W等)淀积在具有优异绝缘性能的透明薄膜晶体管阵列基板111上。对所淀积的导电材料进行构图，以形成多条选通线(图4中的“112”)和多个栅极112a。
通过PECVD等方法在包括栅极112a的整个表面上淀积具有优异耐压/绝缘性能的材料(例如SiNx、SiOx等)的无机绝缘层，以形成栅绝缘层113。
将非晶硅淀积在栅极112a上方的栅绝缘层113上。将所淀积的非晶硅构图为岛(孤立)状，以形成半导体层114。虽然图中未示出，但是可以在半导体层上淀积掺杂非晶硅，以形成欧姆接触层。
欧姆接触层使得能够与稍后形成的源极/漏极接触。
随后，形成多条数据线(图4中的“115”)以与多条选通线交叉，由此限定多个像素区域。同时，在半导体层的两侧端分别形成源极和漏极115a和115b，以完成包括栅极112a、栅绝缘层113、半导体层114和源极/漏极115a/115b的薄膜晶体管(TFT)。
在这种情况下，通过淀积并构图低电阻导电材料(例如Cu、Al、Al合金(AlNd)、Sn、Mo、Cr、Ti、Ta、Mo-W等)来形成数据线和源极/漏极。
参照图8B，将诸如BCB(苯并环丁烯)、聚酰亚胺、丙烯树脂(acrylresin)等材料的有机绝缘层涂覆在包括薄膜晶体管TFT的基板的整个表面上，以形成保护层116。去除保护层116的一部分以形成暴露薄膜晶体管的漏极115b的接触孔118。
在保护层116上形成像素电极117，以通过接触孔118与漏极115b电连接。
例如，通过淀积并构图透明导电材料(例如ITO(铟锡氧化物)、IZO(铟锌氧化物)等)来形成像素电极117，以通过接触孔118与漏极115b电连接。
参照图8C，使用Cr、CrOx等在面对薄膜晶体管阵列基板111的相对基板121上形成黑底层122，以防止从子像素的边缘或覆盖薄膜晶体管的区域漏光。将透明导电材料(例如ITO(铟锡氧化物)、IZO(铟锌氧化物)淀积在包括黑底层122的整个表面上以形成公共电极124。
接下来，在薄膜晶体管阵列基板111或相对基板121的显示区域的周边形成密封图案(图中未示出)。在组装薄膜晶体管阵列基板111和相对基板121之后，将液晶注入在已装配的基板111和121之间以形成液晶层125。
参照图8D，分别制备滤色器基板211。通过在滤色器基板211上淀积并构图能够反射外部自然光的高反射性金属(例如Al、Al合金、Ti等)，以在滤色器基板211上形成多个反射电极127。
将反射电极127的大小选择为与对应子像素或对应子像素行的大小一致。向反射电极127施加特定的电压以向其提供正(+)极性或负(-)极性。
在形成反射电极之前或之后，可以在反射电极127之间形成间壁或肋(图中未示出)以使不同颜色的电泳体相互分离。
此后，分别在多个反射电极127上形成多个电泳体150。在这种情况下，可以通过旋涂、浸渍、施放、印刷、喷墨、滤网涂覆(screen coating)等来形成这些电泳体150。
例如，如下通过滤网涂覆来形成电泳体。
首先，通过使用高透射凝胶型材料进行封装来制备第一到第三电泳体150。形成只暴露第一反射电极(图4中的“127a”)的掩模图案之后，在第一反射电极上涂覆第一电泳体。以相同的方式，分别在第二和第三反射电极(图4中的“127b”和“127c”)上涂覆第二和第三电泳体。
在这种情况下，该封装的凝胶型材料包括作为溶剂的流体封装材料和由R/G/B颜料着色的离子物质。
由R/G/B颜料着色的离子物质为(+)电荷的蓝(B)颜料粒子151、(-)电荷的红(R)颜料粒子151以及(-)电荷的绿(G)颜料粒子151。可以随意地选择它们中的两个用于微封装以形成各个电泳体150。
具体地，如图5所示，所述电泳体150包括由(+)电荷的蓝(B)颜料粒子151和(-)电荷的红(R)颜料粒子151组成的第一电泳体、由(+)电荷的蓝(B)颜料粒子151和(-)电荷的绿(G)颜料粒子151组成的第二电泳体以及由(+)电荷的红(R)颜料粒子151和(-)电荷的绿(G)颜料粒子151组成的第三电泳体。
另选地，可以以图6或图7所示的方式形成电泳体。然而，在一个电泳体中包含两种颜色的颜料粒子，并且所包含的两种颜色的颜料粒子被相反地充电，这是很重要的。
此后，将包括反射电极127和电泳体150的滤色器基板211组装到薄膜晶体管阵列基板111上，以彼此相对。在这种情况下，挤压两个基板进行相互组装，以在他们之间提供较少的空间。
另外，在相对基板121的上表面上，还可以设置用于将线性偏振光转换为圆偏振光或者相反转换的延迟膜以及通过仅透射平行于透光轴的光来将自然光转换为线性偏振光的偏振板。
当外部自然光入射在上述结构的反射型液晶显示器件上时，外部光依次通过相对基板121、液晶层125、像素电极117和薄阵晶体管列基板111，并在电泳体150或反射电极127上反射，以向外输出。由此，可以显示R/G/B图像。
因此，上述结构的反射型液晶显示器件通过一个子像素实现两种不同颜色，从而提供了优异的图像质量。
在本发明的上述第一、第二和第三实施例中，各个像素的电泳体同时工作以表示图像。然而，将本发明第四实施例构造为下述方法，该方法通过在给定的时间周期内依次驱动用于各种颜色表示的红(R)、绿(G)、蓝(B)来表示图像，由此通过颜色的混合来表示图像。
现将参照图9到图11B详细描述本发明的第四实施例。
图9是根据本发明第四实施例的表示红颜色(R)的反射型液晶显示器件的剖面图；图10是根据本发明第四实施例的表示蓝颜色(B)的反射型液晶显示器件的剖面图；图11A和图11B是根据本发明第四实施例的表示绿颜色(G)的反射型液晶显示器件的剖面图。
根据本发明第四实施例的液晶显示器件包括：薄膜晶体管阵列基板511，具有多条线和多个薄膜晶体管；面对薄膜晶体管阵列基板511的相对基板521；注入在薄膜晶体管阵列基板511和相对基板521之间的液晶层525；多个电泳体，位于薄膜晶体管阵列基板511的外侧以通过由微囊封装的充电颜料来实现颜色；以及滤色器基板611，具有反射电极527a和527b，用于向颜料粒子施加电场以及反射入射到液晶显示板上的外部自然光。
将电泳体550分为第一电泳体550a和第二电泳体550b。更具体地，混合(-)电荷的绿(G)颜料粒子551和(+)电荷的红(R)颜料粒子551以封装在第一电泳体550a上，混合(-)电荷的绿(G)颜料粒子551和(+)电荷的蓝(B)颜料粒子551以封装在第二电泳体550b上。这里，第一电泳体形成在第一反射电极527a上，第二电泳体形成在第二反射电极527b上。
同时，在薄膜晶体管阵列基板511的外侧还包括分别面对反射电极527a和527b的相对电极590a和590b，以使电泳体550分别位于相对电极590a和590b和反射电极527a和527b之间。这里，可以将相对电极590a和590b中的每一个形成为大小与反射电极527a和527b中的每一个的大小相对应，并具有极性与施加给反射电极527a和527b中的每一个的电压极性相反的电压，或者可以将相对电极590a和590b中的每一个形成为单体，并具有与向其施加的地电压相等的恒定电压。
参照图9，为了表示上述液晶显示器件的颜色R，可以对第一反射电极527a施加正电场，而对第一相对电极590b施加负电场，以使第一电泳体550a中的(+)电荷的红(R)颜料粒子向上移动，而第一电泳体550a中的(-)电荷的绿(G)颜料粒子向下移动。由此，可以从相对基板521上观察到R颜色。
在此，完全截止第二电泳体550b上的液晶层525，以使得不能透射光，从而防止表现出G/B颜色中的任何一种。因此，不对第二反射电极527b和第二相对电极590b施加电压，或者另选地，如图9所示，对第一反射电极527a和第一相对电极590a施加相同极性的电场以简化操作。
另外，参照图10，为了表示B颜色，对第二反射电极527b施加正电场，而对第二相对电极590b施加负电场，以使第二电泳体550b中的(+)电荷的蓝(B)颜料粒子向上移动，而第二电泳体550b中的(-)电荷的绿(G)颜料粒子向下移动。由此，可以从相对基板521观察到B颜色。在这种情况下，完全截止第一电泳体550a上的液晶层525，以使光不能透射。
最后，参照图11A，为了表示G颜色，对第一反射电极527a和第二反射电极527b施加负电场，而对第一相对电极590a和第二相对电极590b施加正电场，以使第一电泳体550a和第二电泳体550b中的(-)电荷的绿(G)颜料粒子向上移动，而第一电泳体550a和第二电泳体550b中的(+)电荷的红(R)颜料粒子向下移动。由此可以从相对基板521观察到G颜色。在这种情况下，完全导通第一电泳体550a和第二电泳体550b上的液晶层525，以使光可以透射。
同时，参照图11B，可以完全截止第一电泳体550a和第二电泳体550b中的任何一个上的液晶层525，以防止光透射。
然而，在R/G/B颜色中，颜色G对显示器件的亮度贡献最高，所以在反射型液晶显示器件中，通常将G区域形成得比R和B区域大。因此，为了提高显示器件的亮度，更优选地选择前一示例(如图11A所示)的结构而不是后一示例(图11B所示)的结构。
如上所述，采用表示R/G/B颜色的方法用来表示R、G和B顺序的图像数据。在此，当在与一个帧相对应的时间(例如17.6ms)内实现R/G/B中的每一个时，R/G/B颜色被混合，由此表示所期望的图像。
类似地，可以由两个单位像素来形成R/G/B颜色，从而提高图像的分辨率。另选地，当形成大小与三个单位像素相对应的两个单位像素以表示具有相同分辨率的图像时，可以增大单位像素的大小，从而增加孔径比。
为了表示根据本发明的反射型液晶显示器件中的颜色灰度，可以与普通液晶显示器件一样，使用液晶的旋转角。然而，在这种情况下，只将正电场和负电场之一施加给反射电极。另选地，除正电场和负电场之外，可以施加中值电场，以控制颜料粒子的分散，由此控制颜色表示。然而，只施加正电场和负电场之一的方法更为优选。
因此，反射型液晶显示器件及其制造方法具有以下效果或优点：
首先，通过在各个单位像素上形成包括R和G颜料粒子的第一电泳体、包括G和B颜料粒子的第二电泳体以及包括R和B颜料粒子的第三电泳体，并同时操作这三个电泳体，可以在单个单位像素中表示两种颜色，由此提供两倍于相同大小的普通单位像素的图像分辨率。
在此，由于三个单位像素构成两个像素，所以当使各个单位像素的大小相对其初始大小加倍时，可以保持相同的图像分辨率。因此，由于单位像素的大小变为其初始大小的两倍，所以还提高了孔径比，从而减少了制造误差。
其次，当在各个单位像素上形成包括R和G颜料粒子的第一电泳体以及包括B和G颜料粒子的第二电泳体时，可以选择性地导通或截止第一和第二电泳体中的每一个上的液晶层，因此，当依次表示R/G/B颜色时，可以由两个单位像素形成R/G/B颜色，从而提高图像分辨率。
在此，当形成大小与三个单位像素相对应的两个单位像素以表示具有相同分辨率的图像时，可以增加单位像素的大小，从而增大孔径比。
对于本领域的技术人员，显然可以对本发明进行各种改进和变化。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物范围内的这些改进和变化。
本申请要求2003年11月12日提交的韩国专利申请No.P2003-79818和2004年10月11日提交的韩国专利申请No.P2004-80899的优先权，在此通过引用并入其全部内容。

Claims (36)

1、一种反射型液晶显示器件，其包括：
第一基板，具有分别位于多个子像素中的多个薄膜晶体管和多个像素电极，该多个子像素由多条选通线和数据线相互垂直交叉来进行限定；
第二基板，被组装为与所述第一基板相对；
液晶层，位于所述第一基板和所述第二基板之间；
第三基板，被组装为与所述第一基板相对；
多个反射电极，位于所述第三基板上，以分别与所述多个子像素相对应；以及
滤色器层，具有位于所述多个反射电极上的多个电泳体，其中各个电泳体微封装有离子颜料粒子。
2、根据权利要求1所述的反射型液晶显示器件，其中在所述第二基板内侧还设置有黑底和公共电极。
3、根据权利要求1所述的反射型液晶显示器件，其中所述离子颜料粒子实现R、G、和B颜色。
4、根据权利要求1所述的反射型液晶显示器件，其中所述多个电泳体中的每一个的直径为0～100μm。
5、根据权利要求1所述的反射型液晶显示器件，其中所述多个电泳体中的每一个是包含R和G颜料粒子的第一电泳体、包含R和B颜料粒子的第二电泳体或者包含G和B颜料粒子的第三电泳体。
6、根据权利要求5所述的反射型液晶显示器件，其中所述R和G、R和B或者G和B颜料粒子分别充电有相反的极性。
7、根据权利要求1所述的反射型液晶显示器件，其中所述多个电泳体中的每一个包括由正电荷的蓝颜料粒子和负电荷的红颜料粒子组成的第一电泳体、由正电荷的蓝颜料粒子和负电荷的绿颜料粒子组成的第二电泳体或者由正电荷的红颜料粒子和负电荷的绿颜料粒子组成的第三电泳体。
8、根据权利要求1所述的反射型液晶显示器件，其中所述多个电泳体中的每一个包括由正电荷的红颜料粒子和负电荷的蓝颜料粒子组成的第一电泳体、由负电荷的蓝颜料粒子和正电荷的绿颜料粒子组成的第二电泳体或者由负电荷的红颜料粒子和正电荷的绿颜料粒子组成的第三电泳体。
9、根据权利要求1所述的反射型液晶显示器件，其中所述多个电泳体中的每一个包括由正电荷的红颜料粒子和负电荷的蓝颜料粒子组成的第一电泳体、由正电荷的绿颜料粒子和负电荷的蓝颜料粒子组成的第二电泳体或者由正电荷的绿颜料粒子和负电荷的红颜料粒子组成的第三电泳体。
10、根据权利要求1所述的反射型液晶显示器件，其中所述多个反射电极中的每一个的大小等于各个对应子像素的大小，并且在各个反射电极上形成各个电泳体。
11、根据权利要求1所述的反射型液晶显示器件，其中所述多个反射电极中的每一个的大小等于各个像素行的大小，并且在各个反射电极行上形成各个电泳体。
12、根据权利要求1所述的反射型液晶显示器件，其中所述多个电泳体中的每一个内的相反极性的颜料粒子根据施加给对应反射电极的电压分别沿相反的方向移动。
13、根据权利要求5所述的反射型液晶显示器件，其中所述多个子像素中的三个构成两个R/G/B像素。
14、根据权利要求1所述的反射型液晶显示器件，其中所述多个像素电极中的每一个是透射电极。
15、根据权利要求1所述的反射型液晶显示器件，其中所述第一基板和所述第二基板中的每一个是透明基板。
16、根据权利要求1所述的反射型液晶显示器件，进一步包括相对电极，形成在所述第一基板的外侧，并与对应的反射电极相对。
17、根据权利要求1所述的反射型液晶显示器件，进一步包括所述多个反射电极之间的间壁。
18、根据权利要求17所述的反射型液晶显示器件，其中所述间壁还用作为间隔物。
19、根据权利要求1所述的反射型液晶显示器件，其中所述电泳体包括由R和G颜料粒子组成的第一电泳体以及由B和G颜料粒子组成的第二电泳体。
20、根据权利要求19所述的反射型液晶显示器件，其中完全截止所述第一电泳体上的液晶层以表示B颜色和G颜色之一，并且完全截止所述第二电泳体上的液晶层以表示R颜色和G颜色之一。
21、根据权利要求20所述的反射型液晶显示器件，其中在一个帧周期内依次表示R、G和B颜色。
22、根据权利要求19所述的反射型液晶显示器件，其中所述第一和第二电泳体中彼此不同的各个颜料分子由不同的电极充电。
23、根据权利要求19所述的反射型液晶显示器件，其中一个R/G/B像素由两个单位像素构成。
24、根据权利要求1所述的反射型液晶显示器件，其中所述电泳体包括：
第一电泳体，由正电荷的红颜料粒子和负电荷的绿颜料粒子组成；以及
第二电泳体，由正电荷的蓝颜料粒子和负电荷的绿颜料粒子组成。
25、根据权利要求1所述的反射型液晶显示器件，其中所述电泳体包括：
第一电泳体，由正电荷的绿颜料粒子和负电荷的红颜料粒子组成；
第二电泳体，由正电荷的绿颜料粒子和负电荷的蓝颜料粒子组成。
26、一种制造反射型液晶显示器件的方法，包括以下步骤：
在第一基板上形成多条选通线和数据线以限定多个子像素；
在多个选通线和数据线之间的多个交叉点处形成多个薄膜晶体管；
形成分别与所述多个薄膜晶体管相连的多个像素电极；
将第二基板组装为与所述第一基板相对；
在所述第一和第二基板之间形成液晶层；
在第三基板上形成多个反射电极；
在所述多个反射电极上形成滤色器层，所述滤色器层包括多个电泳体，其中每一个电泳体都微封装有离子颜料粒子；以及
将所述第三基板组装为与所述第一基板相对。
27、根据权利要求26所述的方法，其中通过待进行封装的具有相反极性充电的离子物质的不同颜色的颜料粒子，对所述多个电泳体中的每一个进行着色。
28、根据权利要求26所述的方法，其中可以通过旋涂、浸渍、施放、印刷、喷墨、滤网涂覆的方法来形成所述多个电泳体。
29、根据权利要求26所述的方法，其中所述多个反射电极中的每一个的大小与各个子像素的大小或各个单位像素行的大小相对应。
30、根据权利要求29所述的方法，其中对所述多个反射电极中的每一个施加正电压或负电压。
31、根据权利要求29所述的方法，其中通过封装R、G、和B颜料粒子中的至少两种来在所述各个反射电极上形成所述各个电泳体。
32、根据权利要求26所述的方法，还包括以下步骤：在所述多个反射电极之间形成间壁。
33、根据权利要求26所述的方法，其中由低电阻金属层形成所述多个反射电极。
34、根据权利要求26所述的方法，其中所述多个像素电极中的每一个由透明导电材料形成。
35、根据权利要求26所述的方法，其中通过挤压将所述第三基板组装到所述第一基板上。
36、根据权利要求26所述的方法，还包括以下步骤：在将所述第三基板组装到所述第一基板上以与所述第一基板相对之前，在所述第一基板的外侧形成相对电极，以与对应的反射电极相对。
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