透反型液晶显示装置转让专利
申请号 : CN200710126905.3
文献号 : CN100592182C
文献日 : 2010-02-24
发明人 : 朴求铉 , 李种会 , 金贤镐
申请人 : 乐金显示有限公司
摘要 :
本发明涉及透反型液晶显示装置。该透反型液晶显示装置包括第一基板、第二基板、液晶层以及像素电极。所述第一基板具有薄膜晶体管，所述第二基板具有滤色器并面对所述第一基板。所述液晶层设置在所述第一基板与所述第二基板之间。所述像素电极设置在所述第一基板上方，并且电连接至所述薄膜晶体管。所述透反型液晶显示装置还包括像素区。所述像素区分成透射部和反射部，并且所述反射部包括第一区和第二区。所述像素电极延伸至所述透射部以及所述反射部的仅所述第二区。
权利要求 :
1、一种透反型液晶显示装置，该透反型液晶显示装置包括： 第一基板，该第一基板具有薄膜晶体管； 第二基板，该第二基板具有滤色器，并且面对所述第一基板； 液晶层，该液晶层设置在所述第一基板与所述第二基板之间； 像素电极，该像素电极设置在所述第一基板上方，并且电连接至所述薄膜晶体管；以及 像素区，该像素区被构造成，分成透射部和反射部，其中，所述反射部包括第一区和第二区； 其中，所述像素电极延伸至所述透射部以及所述反射部的仅所述第二区，并且所述像素区具有单一单元间隙。
2、 根据权利要求1所述的透反型液晶显示装置，其中，所述反射部的所述第二区设置在所述反射部的中央。
3、 根据权利要求l所述的透反型液晶显示装置，其中，在施加相同电压时，所述第一区具有低反射率，所述第二区具有高反射率。
4、 根据权利要求1所述的透反型液晶显示装置，其中，所述第一区和所述第二区包括第一组电容器，所述透射部包括第二组电容器，所述第一组电容器和所述第二组电容器是按照使所述透射部中的单元间隙与所述反射部中的单元间隙相同的方式来构造的。
5、 根据权利要求4所述的透反型液晶显示装置，其中，所述第一组电容器包括：液晶电容器，该液晶电容器形成在所述像素电极与公共电极之间；以及第一电容器，该第一电容器形成在所述像素电极与反射片之间；其中，所述公共电极设置在所述第二基板上，所述反射片设置在所述像素电极与所述第一基板之间，并对通过所述液晶层的光进行反射。
6、 根据权利要求5所述的透反型液晶显示装置，其中，所述第一组电容器还包括：第二电容器，该第二电容器形成在所述反射片与所述公共电极之间，并且利用所述液晶层作为介电层；第三电容器，该第三电容器串联连接至所述第二电容器，并且形成在所述反射片与所述公共电极之间，该第三电容器利用绝缘层作为介电层；以及第四电容器，该第四电容器串联连接至所述第三电容器，并且形成在所述反射片与所述薄膜晶体管的漏极之间。
7、 根据权利要求5所述的透反型液晶显示装置，其中，所述第二区包括所述液晶电容器和所述第一电容器。
8、 根据权利要求6所述的透反型液晶显示装置，其中，所述第一区包括所述第二电容器、所述第三电容器以及所述第四电容器。
9、 根据权利要求4所述的透反型液晶显示装置，其中，所述第二组电容器包括：存储电容器，该存储电容器形成在所述薄膜晶体管的漏极与公共线之间；以及液晶电容器，该液晶电容器形成在所述像素电极与公共电极之间。
10、 根据权利要求3所述的透反型液晶显示装置，其中，所述第一区和所述第二区的平均反射率与所述透射部的透射率相同。
11、 一种具有常黑模式的透反型显示装置，该透反型显示装置包括：像素区，该像素区包括：反射部，该反射部包括第一区和第二区，并且将光的相位延迟A/4，其中，X是液晶的光学相位推延；以及透射部，该透射部将光的相位延迟A/2，该透射部和所述反射部具有单一单元间隙；像素电极，该像素电极延伸至所述反射部的所述第二区以及所述透射部；以及公共电极，该公共电极面对所述像素电极。
12、 根据权利要求ll所述的透反型显示装置，该透反型显示装置还包括形成在所述像素电极、所述公共电极或者这两者中的一个或更多个狭缝。
13、 根据权利要求ll所述的透反型显示装置，该透反型显示装置还包括形成在所述像素电极、所述公共电极或者这两者中的一个或更多个肋部。
14、 根据权利要求ll所述的透反型显示装置，其中，所述反射部占用所述像素区的四分之一 ，所述透射部占用所述像素区的四分之三。
15、 根据权利要求14所述的透反型显示装置，其中，所述像素区包括表现红色、绿色、蓝色以及白色的四个子像素。
说明书 :
透反型液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示（LCD)装置，更具体地说，涉及一种具有单 一单元间隙的透射-反射型LCD装置。
背景技术
LCD装置通过利用液晶材料的光学各向异性和偏振特性来操作。液 晶分子具有长且细的形状，并且根据电场而趋向沿同一方向配向。合适 的电场控制液晶分子的配向方向。液晶材料的光学各向异性被改变，并 且使传播通过液晶材料的光产生偏振。从而显示图像。
LCD装置包括：具有薄膜晶体管和像素电极的薄膜晶体管阵列基板； 具有滤色器层的滤色器阵列基板；以及形成在这两个基板之间的液晶层。 近来，有源矩阵（AM)型LCD装置因高分辨率和优良的画面质量而变 得普及。AM型LCD装置包括按矩阵结构排列的薄膜晶体管和像素电极。
LCD装置不发射光。LCD装置使用附加光源，例如，背光单元。通 过LCD装置观看到的光量为从背光单元生成的总光量的大约7%。高亮 度LCD装置可能需要大量光，这会增加背光单元的功耗。需要大型电池 向背光单元供电。背光单元的操作时间可能受到电池模式的限制。
在明亮的环境中，可能难以识别显示在LCD装置上的图像。因此， 正在开发透射-反射（在此称作"透反（transflective)")型LCD装置。透 反型LCD装置还可以称作透反（transreflective)型LCD装置。透反型 LCD装置可以使用环境光和从背光单元生成的光。透反型LCD装置包括 多个单位像素区，并且各单位像素区都具有透射部和反射部。
图1例示了现有技术的垂直配向（VA)模式透反型LCD装置。图1 是例示现有技术VA模式透反型LCD装置5的剖面图。如图1所示，LCD 装置5包括分成反射部和透射部的单位单元。反射部的单元间隙与透射部的单元间隙不同，将其称作双单元间隙结构。该双单元间隙结构被设 计成向反射部和透射部提供不同的双折射。
在图1中，第一基板10和第二基板30彼此相对，并且在第一基板
10与第二基板30之间形成有液晶层50。背光单元在第一基板10下方发 射光。另外，在第一基板10和第二基板30的相面对的表面上形成有配 向层。液晶层50的液晶分子按预定方向配向。
第一基板10包括：彼此交叉以限定像素区的选通线和数据线；邻近
选通线与数据线的交叉点形成的薄膜晶体管；形成在薄膜晶体管上的钝 化层；形成在反射部的钝化层上用于反射环境光（自然光或人造光）的 反射片11;形成在包括反射片11的钝化层的整个表面上的绝缘层12; 以及形成在绝缘层12上并与薄膜晶体管的漏极相连接的由透明材料制成 的像素电极13。像素电极13设置有用于将单位像素区分成多个域的狭缝 图案13a。
第二基板30包括：用于防止除像素区以外的其他部分上漏光的黑底 (black matrix)层；用于在相应像素区中表现颜色的R/G/B滤色器层32; 形成在R/G/B滤色器层32上的公共电极34;以及形成在反射部的公共电 极34上的外覆层36。
在反射部中，环境光从第二基板30通过液晶层50，接着在反射片 ll上反射，并再次通过液晶层50。因此，光两次通过液晶层50。对于透 射部来说，光一次通过液晶层。在这种情况下，反射部的单元间隙（gl) 与透射部的单元间隙（g2)不同。外覆层36产生两个不同的单元间隙（gl) 和（g2)。不同的单元间隙（gl)和（g2)还导致通过反射部和透射部的 光的相位不同。
可以通过控制形成在反射部的公共电极34上的外覆层36的厚度而 使透射部和反射部的光学特性变得一致。然而，可以进行附加工艺，淀 积外覆层36并对其进行构图，以使其仅保留在反射部上。外覆层36还 导致在透射部与反射部之间产生间隙差。该间隙差影响淀积在包括外覆 层36的基板的整个表面上的配向层以及摩擦工艺。可能出现摩擦缺陷。 因此，需要一种基本上消除现有技术的缺点的透反型LCD装置。发明内容通过介绍，在一个实施方式中，提供了一种透反型液晶显示装置， 该透反型液晶显示装置包括第一基板、第二基板、液晶层以及像素电极。 所述第一基板具有薄膜晶体管，所述第二基板具有滤色器并面对所述第 一基板。所述液晶层设置在所述第一基板与所述第二基板之间。所述像 素电极设置在所述第一基板上方，并且电连接至所述薄膜晶体管。所述 透反型液晶显示装置还包括具有所述薄膜晶体管、所述液晶层以及所述 像素电极的像素区。所述像素区分成透射部和反射部，并且所述反射部 包括第一区和第二区。所述像素电极延伸至所述透射部以及所述反射部 的仅所述第二区。在另一实施方式中，提供了一种透反型液晶显示装置，该透反型液 晶显示装置包括像素电极和具有单一单元间隙的像素区。所述像素区包 括透射部和反射部。所述透射部将光的相位延迟V2，所述反射部将所述光的相位延迟V4，其中，人是液晶的光学相位推延。在透反型显示装置的又一实施方式中，像素区包括具有单一单元间 隙的透射部和反射部。所述反射部包括第一区和第二区，并且将光的相位延迟V4，其中，I是液晶的光学相位推延。所述透射部将所述光的相 位延迟V2。所述透反型显示装置还包括延伸至所述反射部的所述第二区 及所述透射部的像素电极。所述透反型显示装置还包括面对所述像素电 极的公共电极。本发明的其他优点、目的以及特征的一部分将在下面的描述中进行 阐述，而一部分在由本领域普通技术人员研究了下面的说明后将变得清 楚，或者可以通过实施本发明而获知。本发明的目的和其他优点可以由 在说明书及其权利要求书以及附图中具体指出的结构而实现并获得。应当理解，对本发明的以上概述和以下详述都是示例性和解释性的， 旨在提供对所要求保护的本发明的进一步解释。附图说明附图被包括进来以提供对本发明的进一步理解，其被并入且构成本 申请的一部分，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是例示现有技术的透反型LCD装置的剖面图；图2是例示根据第一实施方式的透反型LCD装置的平面图；图3是沿图2的线I-I截取的剖面图；图4是例示根据第一实施方式的单位像素的电容值的示意图；图5是例示根据第一实施方式的透射部和反射部的光学特性的曲线图；图6是例示根据第二实施方式的透反型LCD装置的平面图；图7是例示根据第三实施方式的透反型LCD装置的平面图；以及图8是沿图7的线II-n截取的剖面图。具体实施方式下面将详细说明本发明的优选实施方式，附图中例示了这些优选实 施方式的实施例。只要有可能，就在所有附图中使用相同标号来表示相 同或相似部分。下文中，参照附图来描述透反型LCD装置。下列实施方式的透反型LCD装置具有单一单元间隙。没有使用双单 元间隙结构来向反射部和透射部提供不同的双折射。作为替代的是，像 素电极延伸至反射部的一部分及透射部。反射部的延伸有像素电极的所 述部分具有与反射部的没有像素电极的其余部分不同的光学特性。所述 部分的尺寸可以按以下方式来选择：即，使反射部的整体光学特性与透 射部的整体光学特性大致相同，而反射部的液晶的双折射不同于透射部 的液晶的双折射。该透反型LCD装置具有常黑模式，并且利用单一单元 间隙结构来适当地操作。第一实施方式图2是例示根据第一实施方式的透反型LCD装置10，的平面图。图 3是沿图2的线I-I截取的剖面图。如图2和图3所示，透反型LCD装置100包括：以预定间隔彼此面对的第一基板102和第二基板110;以及形成在第一基板102与第二基板110之间的液晶层150。第一基板102对应 于薄膜晶体管阵列基板，第二基板110对应于滤色器阵列基板。各像素区都分成反射部和透射部。并且，反射部分成其中没有形成像素电极的第一区（反射部I)和其中形成有像素电极的第二区（反射部n)。在图2 中，第二区136位于像素区的左上区域的中央。在其他实施方式中，第 二区可以位于像素区的不同区域处。尽管未示出，但是第一基板102下 方设置有背光单元。在这个实施方式中，LCD装置100具有垂直配向（VA) 模式；然而，其不限于此。只要LCD装置100具有常黑模式，则诸如TN 模式、ECB模式、OCB模式等的各种其他模式均是可以的。如图2所示，第一基板102包括：按第一方向设置的多条选通线Ul; 按与第一方向垂直的第二方向设置以限定多个像素区的多条数据线121; 以及与相应像素区中的选通线111平行地设置的多条公共线115。邻近选通线111与数据线121的相应交叉部分形成有多个薄膜晶体 管。在各像素区的反射部中形成有反射片114，在各像素区的反射部的第 二区及透射部中形成有像素电极117。同时，各薄膜晶体管都包括：从选通线111伸出的栅极llla;覆盖选通线111和栅极llla的栅绝缘层112;在栅极llla上方形成在栅绝缘 层112上的半导体层113;以及形成在半导体层113的两侧的源极121a 和漏极121b。源极121a连接至数据线121。在包括薄膜晶体管的第一基板102的整个表面上形成有钝化层118。 在反射部的钝化层上还形成有反射片114。反射片114反射外部光。并且， 在包括反射片114的第一基板的整个表面上形成有绝缘层116。在像素区中在第一基板102的绝缘层116上形成有像素电极117。像 素电极117与薄膜晶体管的漏极电连接。像素电极117没有形成在像素 区的整个反射部中。作为替代的是，像素电极117形成在透射部及第二 区（反射部n)中。尽管在第一区（反射部I)中没有形成像素电极，但 是像素电极的厚度非常小，因此可以不影响第一区的单元间隙。仅作为 实施例，像素电极的厚度大约为500 A，第一区的单元间隙的范围在3与4.5pm之间。在其他实施方式中，单元间隙和像素电极可采用多种其 他尺寸。在图2和图3中，薄膜晶体管的漏极121b延伸至公共线115的上侧， 并且薄膜晶体管的漏极121b与像素电极117通过接触孔117b在公共线 115上彼此接触。从公共线115至像素区的反射部延伸有延伸部115a。于 是，在延伸部115a与薄膜晶体管的漏极121b之间形成存储电容器（Cst)。作为滤色器阵列基板的第二基板110包括：形成在除第一基板102 的像素区以外的其他区域上的黑底层133;表现与像素区相对应的各种颜 色的R/G/B滤色器层131;以及形成在包括R/G/B滤色器层131的第二 基板上的公共电极132。在像素电极117或公共电极132中形成有至少一 个开口图案117a。该至少一个开口图案117a例如包括将单位像素分成多 个域的狭缝或孔。在图2中，该至少一个开口图案117a形成在像素电极 117中，并且将单位像素分成四个域。如图2和图3所示，可以在多个域 中的每一个域的中央在公共电极132或像素电极117上额外形成肋部 134。在图3中，像素区对于透射部和反射部具有单一单元间隙。因为与 单元间隙的尺寸相比可以忽略像素电极的厚度，所以形成在反射部II和 透射部中的像素电极可以不影响该单一单元间隙结构。光通过透射部一 次，而通过反射部两次。具有单一单元间隙的透射部和反射部应当具有 不同的液晶双折射和光学相位推延X。例如，透射部具有入/2，而反射部 具有V4。第一区（反射部i)的尺寸和第二区（反射部n)的尺寸可以按以下方式来选择：即，使得透反型LCD装置100可以利用单一单元间隙来恰 当地操作。通过控制尺寸，当将相同电压施加至反射部和透射部时，透 射部和反射部具有不同的双折射。具体地说，反射部具有与透射部的双 折射（Aneff:有效双折射）和相位差不同的双折射和相位差。在将单位 像素区分成反射部和透射部之后，可以对具有像素电极in的第二区的 尺寸和没有像素电极117的第一区的尺寸进行选择。当将相同电压施加至像素区时，反射部的第一区（反射部I)由于没有形成像素电极而具有低光学特性。另一方面，反射部的第二区（反射 部II)由于形成有像素电极而具有高光学特性。可以将反射部的第一区(反射部i)和第二区（反射部n)的平均光学特性设计成与透射部的光学特性相同。这可以导致LCD装置100的整体光学特性均匀。反射部的伽玛特性也可以与透射部的伽玛特性大致相同。反射部和透射部的尺寸可以对应于各部分的电容值。随着尺寸变大， 电容值可以趋向增大。电容值还可能受反射部结构的影响。具体地说， 如下面将详细描述的，在第一区（反射部I)中没有像素电极可能造成不 同的电容值。反射部的光学特性的改变与像素电极的位置有关。利用如图4所示 的形成在透射部和反射部中的电容器来解释光学特性的改变。图4是例 示根据第一实施方式的单位像素的电容值的示意图。透射部设置有：形 成在漏极121b与公共线115之间的存储电容器（Cst);以及形成在像素 电极117与公共电极132之间的液晶电容器（Clc)。第二区（反射部II)设置有：形成在像素电极117与公共电极132 之间的液晶电容器（Clc一r2);以及形成在像素电极117与反射片114之 间的第一电容器（Cpxl一re)。第一电容器（Cpxl一re)是寄生电容器并且 可以具有非常小的电容。第一电容器（Cpxl—re)不影响对液晶的驱动。 第一区（反射部I)设置有第二电容器（Clc—d)、第三电容器（C13)以 及第四电容器（Cre-sd)。第二电容器（Clc_rl)形成在反射片114与公共 电极132之间，并且将液晶层150用作介电层。第三电容器（C13)形成 在反射片114与公共电极132之间，并且将绝缘层116用作介电层。第 四电容器（Cre-sd)形成在反射片114与漏极121b之间。因为像素电极没有延伸至第一区（反射部I)，所以第三电容器（C13) 可以影响对液晶层的驱动。如果像素电极可以延伸至第一区（反射部I)， 则在像素电极与反射片114之间将会形成电容器。这种电容器将被按与 如图4所示的第一电容器（Cpxl—re)相同的方式形成和操作。与第三电 容器（CB)不同的是，这种电容器不影响对液晶的驱动。第三电容器基 于施加给反射片114的感生电压和公共电压Vcom来操作。第三电容器(C13)可以影响施加给第一区（反射部I)的电压。具体地说，第三电容器（C13)可以减小施加给第一区的电压，这导致第一区的光学特性降 低。可以将第一电容器（Cpxi一re)加至第三电容器（C13)，以影响施加 给第一区的电压。作为另一种选择，，第一电容器（Cpxlje)因电容小而 可以被忽略。第一区（反射部I)的光学特性的降低可以补偿第二区（反 射部II)的高光学特性。因此，可以使第一区和第二区的光学特性变平 坦，并且反射部可以表现出可以与透射部的光学特性大致相同的平均光特性'将施加给第一区（反射部I)的电压Vp(B)以及施加给透射部和第. 区（反射部II)的电压Vp(A)表达如下：formula see original document page 12
(式l)formula see original document page 12
其中，
formula see original document page 12 (式2)因此，可以基于电容器值来测量施加给反射部的第一区的电压 Vp(B)。按照以下方式对第二区的占用空间和第一区的占用空间进行控制：即，使透射部的操作特性为And(eff^X/2 (其中And(eff)是有效相位差，人 是液晶的光学相位推延），反射部的操作特性为And=V4，反射部的操作 特性如下：Rt。tal= {Rp(A)x反射部的第二区的尺寸+Rp(B)x反射部的第一区的尺寸}/2 ...............(式3)Rt。tal是反射部的有效反射率，Rp(A)是第二区的反射率，Rp(B)是第一区 的反射率。如上所述，可以由And(eff^入/4表示反射部的反射率，可以由 △nd(eff)=V2表示透射部的透射率。如上所述，可以将第一区的尺寸和第二区的尺寸与如图4所示的电容器相关联。例如，随着第一区的尺寸增大，第三电容器（C13)的电容 也可以增大，这可以进一步降低第一区的光学特性。当将像素电极117 形成在反射部的预定部分（而不是整个反射部）中时，像素电极117在 反射部中的占用空间减小。可以通过控制反射部的尺寸来设计LCD装置 100的单一单元间隙。
图5是例示透反型LCD装置100的光学特性的曲线图。当将相同电 压（例如，3V)施加给像素电极117时，第一区（反射部I)的反射率低 于透射部的透射率。具有像素电极的第二区（反射部II)的反射率高于 透射部的透射率。因此，.反射部的第一区和第二区的平均光学特性可以 变得与透射部的光学特性相同。透反型LCD装置100可以具有单一单元 间隙并可以恰当地操作。
第二实施方式
图6是例示根据第二实施方式的VA模式透反型LCD装置200的平 面图。与结合图2至图5所描述的第一实施方式相比，LCD装置200的 单位像素区中的反射部和透射部的尺寸不同。在图2中，像素电极117 延伸至像素区的大约一半。在图6中，像素电极117延伸至超过像素区
1单位像素区分成反射部和透射部。如图6所示，反射部占用单位像 素区的约四分之一，透射部占用单位像素区的约四分之三。像素电极in
形成在反射部的预定部分中。反射部分成第一区和第二区，像素电极in
形成在透射部和反射部的第二区中。反射部的第二区136可以位于像素 区的子像素的中央。
像素区可以包括表现红（R)色、绿（G)色、蓝（B)色以及白（W) 色的四个子像素。当反射部占用像素区的四分之一时，其可以表现白色。 作为透射部的四分之三表现红色、绿色以及蓝色。图6中0f示的像素区 适合于在其子像素中显示R-G-B-W颜色。
像素电极117、公共电极132或者两者包括用于将单位像素分成多个 域的开口图案117a (例如，狭缝或孔）。第三实施方式 .
图7是例示根据第三实施方式的透反型LCD装置300的平面图。图 8是沿图7的线II-n截取的剖面图。透反型LCD装置300具有VA模式 (但其不限于此），并且可用常黑模式。在第三实施方式中，单位像素区 分成至少两个区域，并且沿不同方向摩擦划分的区域，由此形成多个域。 在这个实施方式中，可以不在像素电极117或公共电极115中形成开口 图案117a。作为另一种选择或附加的是，可以不在像素电极117或公共 电极115上形成肋部134。
如图7和图8所示，VA模式透反型LCD装置300包括作为薄膜晶 体管阵列基板的第一基板102.、作为滤色器阵列基板的第二基板110、以 及插入在彼此面对的第一基板102与第二基板110之间的液晶层150。各 像素区都分成透射部和反射部，并且反射部分成其中没有形成像素电极 的第一区（反射部I)和其中形成有像素电极的第二区（反射部11)。反 射部形成在包括薄膜晶体管的部分中，而透射部形成在其他部分中。另 外，可以在第一基板102下方设置背光单元。
在第三实施方式中，没有在像素区的整个反射部中形成像素电极 117，而是将其形成在透射部中和反射部的与透射部相邻的第二区中。形 成在像素区的透射部中的像素电极的尺寸大于形成在像素区的反射部中 的像素电极的尺寸。
尽管未示出，但是在第一基板102、第二基板110或两者上形成有配 向层。各像素区都分成至少两个区域，并且按不同方向摩擦各像素的相 应区域的配向层，由此形成多个域。
可以基于反射部的电压（Vp(B))来控制没有像素电极的第一区（反 射部I)的尺寸和具有像素电极的第二区（反射部II)的尺寸。当将相同 电压施加给反射部和透射部时，可以实现在反射部和透射部中具有不同 双折射比率（Aeff)的单一单元间隙透反型LCD装置300。基于像素电 极位置的单一单元间隙具有以上结合图4所描述的电容器结构。
如结合实施方式的前述描述，透反型LCD装置具有单一单元间隙结构。透射部和反射部通过对液晶的双折射（Aneff)的控制而具有相同的 单元间隙。可以通过改变反射部的第一区和第二区的尺寸并将像素电极 仅延伸至第二区来控制液晶的双折射（Aneff)。透反型LCD装置不包括 用于产生双单元间隙的外覆层。可以不需要与外覆层有关的附加制造工 艺，因此可以简化制造工艺。由此，通过简化的工艺而使透射部和反射 部的光学特性变得彼此一致。而且，在没有外覆层的情况下，反射部可 以获得相位差为And=A/4的操作特性。因为没有形成外覆层，所以可以 使有缺陷的配向最小化，并且实现没有台阶差的单一单元间隙。因此， 可以提高成品率，并且可以降低装置的单位成本。
本领域技术人员应当清楚，在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 可以对本发明进行各种修改和变型。因而，本发明旨在涵盖落入所附权 利要求及其等同物的范围内的对本发明的各种修改和变型。
本申请要求于2006年6月30日提交的韩国专利申请No. P2006-6I537和于2007年4月25日提交的韩国专利申请No. P2007-40231 的优先权，通过引用将其全部内容合并与此。
LCD装置包括：具有薄膜晶体管和像素电极的薄膜晶体管阵列基板； 具有滤色器层的滤色器阵列基板；以及形成在这两个基板之间的液晶层。 近来，有源矩阵（AM)型LCD装置因高分辨率和优良的画面质量而变 得普及。AM型LCD装置包括按矩阵结构排列的薄膜晶体管和像素电极。
LCD装置不发射光。LCD装置使用附加光源，例如，背光单元。通 过LCD装置观看到的光量为从背光单元生成的总光量的大约7%。高亮 度LCD装置可能需要大量光，这会增加背光单元的功耗。需要大型电池 向背光单元供电。背光单元的操作时间可能受到电池模式的限制。
在明亮的环境中，可能难以识别显示在LCD装置上的图像。因此， 正在开发透射-反射（在此称作"透反（transflective)")型LCD装置。透 反型LCD装置还可以称作透反（transreflective)型LCD装置。透反型 LCD装置可以使用环境光和从背光单元生成的光。透反型LCD装置包括 多个单位像素区，并且各单位像素区都具有透射部和反射部。
图1例示了现有技术的垂直配向（VA)模式透反型LCD装置。图1 是例示现有技术VA模式透反型LCD装置5的剖面图。如图1所示，LCD 装置5包括分成反射部和透射部的单位单元。反射部的单元间隙与透射部的单元间隙不同，将其称作双单元间隙结构。该双单元间隙结构被设 计成向反射部和透射部提供不同的双折射。
在图1中，第一基板10和第二基板30彼此相对，并且在第一基板
10与第二基板30之间形成有液晶层50。背光单元在第一基板10下方发 射光。另外，在第一基板10和第二基板30的相面对的表面上形成有配 向层。液晶层50的液晶分子按预定方向配向。
第一基板10包括：彼此交叉以限定像素区的选通线和数据线；邻近
选通线与数据线的交叉点形成的薄膜晶体管；形成在薄膜晶体管上的钝 化层；形成在反射部的钝化层上用于反射环境光（自然光或人造光）的 反射片11;形成在包括反射片11的钝化层的整个表面上的绝缘层12; 以及形成在绝缘层12上并与薄膜晶体管的漏极相连接的由透明材料制成 的像素电极13。像素电极13设置有用于将单位像素区分成多个域的狭缝 图案13a。
第二基板30包括：用于防止除像素区以外的其他部分上漏光的黑底 (black matrix)层；用于在相应像素区中表现颜色的R/G/B滤色器层32; 形成在R/G/B滤色器层32上的公共电极34;以及形成在反射部的公共电 极34上的外覆层36。
在反射部中，环境光从第二基板30通过液晶层50，接着在反射片 ll上反射，并再次通过液晶层50。因此，光两次通过液晶层50。对于透 射部来说，光一次通过液晶层。在这种情况下，反射部的单元间隙（gl) 与透射部的单元间隙（g2)不同。外覆层36产生两个不同的单元间隙（gl) 和（g2)。不同的单元间隙（gl)和（g2)还导致通过反射部和透射部的 光的相位不同。
可以通过控制形成在反射部的公共电极34上的外覆层36的厚度而 使透射部和反射部的光学特性变得一致。然而，可以进行附加工艺，淀 积外覆层36并对其进行构图，以使其仅保留在反射部上。外覆层36还 导致在透射部与反射部之间产生间隙差。该间隙差影响淀积在包括外覆 层36的基板的整个表面上的配向层以及摩擦工艺。可能出现摩擦缺陷。 因此，需要一种基本上消除现有技术的缺点的透反型LCD装置。发明内容通过介绍，在一个实施方式中，提供了一种透反型液晶显示装置， 该透反型液晶显示装置包括第一基板、第二基板、液晶层以及像素电极。 所述第一基板具有薄膜晶体管，所述第二基板具有滤色器并面对所述第 一基板。所述液晶层设置在所述第一基板与所述第二基板之间。所述像 素电极设置在所述第一基板上方，并且电连接至所述薄膜晶体管。所述 透反型液晶显示装置还包括具有所述薄膜晶体管、所述液晶层以及所述 像素电极的像素区。所述像素区分成透射部和反射部，并且所述反射部 包括第一区和第二区。所述像素电极延伸至所述透射部以及所述反射部 的仅所述第二区。在另一实施方式中，提供了一种透反型液晶显示装置，该透反型液 晶显示装置包括像素电极和具有单一单元间隙的像素区。所述像素区包 括透射部和反射部。所述透射部将光的相位延迟V2，所述反射部将所述光的相位延迟V4，其中，人是液晶的光学相位推延。在透反型显示装置的又一实施方式中，像素区包括具有单一单元间 隙的透射部和反射部。所述反射部包括第一区和第二区，并且将光的相位延迟V4，其中，I是液晶的光学相位推延。所述透射部将所述光的相 位延迟V2。所述透反型显示装置还包括延伸至所述反射部的所述第二区 及所述透射部的像素电极。所述透反型显示装置还包括面对所述像素电 极的公共电极。本发明的其他优点、目的以及特征的一部分将在下面的描述中进行 阐述，而一部分在由本领域普通技术人员研究了下面的说明后将变得清 楚，或者可以通过实施本发明而获知。本发明的目的和其他优点可以由 在说明书及其权利要求书以及附图中具体指出的结构而实现并获得。应当理解，对本发明的以上概述和以下详述都是示例性和解释性的， 旨在提供对所要求保护的本发明的进一步解释。附图说明附图被包括进来以提供对本发明的进一步理解，其被并入且构成本 申请的一部分，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是例示现有技术的透反型LCD装置的剖面图；图2是例示根据第一实施方式的透反型LCD装置的平面图；图3是沿图2的线I-I截取的剖面图；图4是例示根据第一实施方式的单位像素的电容值的示意图；图5是例示根据第一实施方式的透射部和反射部的光学特性的曲线图；图6是例示根据第二实施方式的透反型LCD装置的平面图；图7是例示根据第三实施方式的透反型LCD装置的平面图；以及图8是沿图7的线II-n截取的剖面图。具体实施方式下面将详细说明本发明的优选实施方式，附图中例示了这些优选实 施方式的实施例。只要有可能，就在所有附图中使用相同标号来表示相 同或相似部分。下文中，参照附图来描述透反型LCD装置。下列实施方式的透反型LCD装置具有单一单元间隙。没有使用双单 元间隙结构来向反射部和透射部提供不同的双折射。作为替代的是，像 素电极延伸至反射部的一部分及透射部。反射部的延伸有像素电极的所 述部分具有与反射部的没有像素电极的其余部分不同的光学特性。所述 部分的尺寸可以按以下方式来选择：即，使反射部的整体光学特性与透 射部的整体光学特性大致相同，而反射部的液晶的双折射不同于透射部 的液晶的双折射。该透反型LCD装置具有常黑模式，并且利用单一单元 间隙结构来适当地操作。第一实施方式图2是例示根据第一实施方式的透反型LCD装置10，的平面图。图 3是沿图2的线I-I截取的剖面图。如图2和图3所示，透反型LCD装置100包括：以预定间隔彼此面对的第一基板102和第二基板110;以及形成在第一基板102与第二基板110之间的液晶层150。第一基板102对应 于薄膜晶体管阵列基板，第二基板110对应于滤色器阵列基板。各像素区都分成反射部和透射部。并且，反射部分成其中没有形成像素电极的第一区（反射部I)和其中形成有像素电极的第二区（反射部n)。在图2 中，第二区136位于像素区的左上区域的中央。在其他实施方式中，第 二区可以位于像素区的不同区域处。尽管未示出，但是第一基板102下 方设置有背光单元。在这个实施方式中，LCD装置100具有垂直配向（VA) 模式；然而，其不限于此。只要LCD装置100具有常黑模式，则诸如TN 模式、ECB模式、OCB模式等的各种其他模式均是可以的。如图2所示，第一基板102包括：按第一方向设置的多条选通线Ul; 按与第一方向垂直的第二方向设置以限定多个像素区的多条数据线121; 以及与相应像素区中的选通线111平行地设置的多条公共线115。邻近选通线111与数据线121的相应交叉部分形成有多个薄膜晶体 管。在各像素区的反射部中形成有反射片114，在各像素区的反射部的第 二区及透射部中形成有像素电极117。同时，各薄膜晶体管都包括：从选通线111伸出的栅极llla;覆盖选通线111和栅极llla的栅绝缘层112;在栅极llla上方形成在栅绝缘 层112上的半导体层113;以及形成在半导体层113的两侧的源极121a 和漏极121b。源极121a连接至数据线121。在包括薄膜晶体管的第一基板102的整个表面上形成有钝化层118。 在反射部的钝化层上还形成有反射片114。反射片114反射外部光。并且， 在包括反射片114的第一基板的整个表面上形成有绝缘层116。在像素区中在第一基板102的绝缘层116上形成有像素电极117。像 素电极117与薄膜晶体管的漏极电连接。像素电极117没有形成在像素 区的整个反射部中。作为替代的是，像素电极117形成在透射部及第二 区（反射部n)中。尽管在第一区（反射部I)中没有形成像素电极，但 是像素电极的厚度非常小，因此可以不影响第一区的单元间隙。仅作为 实施例，像素电极的厚度大约为500 A，第一区的单元间隙的范围在3与4.5pm之间。在其他实施方式中，单元间隙和像素电极可采用多种其 他尺寸。在图2和图3中，薄膜晶体管的漏极121b延伸至公共线115的上侧， 并且薄膜晶体管的漏极121b与像素电极117通过接触孔117b在公共线 115上彼此接触。从公共线115至像素区的反射部延伸有延伸部115a。于 是，在延伸部115a与薄膜晶体管的漏极121b之间形成存储电容器（Cst)。作为滤色器阵列基板的第二基板110包括：形成在除第一基板102 的像素区以外的其他区域上的黑底层133;表现与像素区相对应的各种颜 色的R/G/B滤色器层131;以及形成在包括R/G/B滤色器层131的第二 基板上的公共电极132。在像素电极117或公共电极132中形成有至少一 个开口图案117a。该至少一个开口图案117a例如包括将单位像素分成多 个域的狭缝或孔。在图2中，该至少一个开口图案117a形成在像素电极 117中，并且将单位像素分成四个域。如图2和图3所示，可以在多个域 中的每一个域的中央在公共电极132或像素电极117上额外形成肋部 134。在图3中，像素区对于透射部和反射部具有单一单元间隙。因为与 单元间隙的尺寸相比可以忽略像素电极的厚度，所以形成在反射部II和 透射部中的像素电极可以不影响该单一单元间隙结构。光通过透射部一 次，而通过反射部两次。具有单一单元间隙的透射部和反射部应当具有 不同的液晶双折射和光学相位推延X。例如，透射部具有入/2，而反射部 具有V4。第一区（反射部i)的尺寸和第二区（反射部n)的尺寸可以按以下方式来选择：即，使得透反型LCD装置100可以利用单一单元间隙来恰 当地操作。通过控制尺寸，当将相同电压施加至反射部和透射部时，透 射部和反射部具有不同的双折射。具体地说，反射部具有与透射部的双 折射（Aneff:有效双折射）和相位差不同的双折射和相位差。在将单位 像素区分成反射部和透射部之后，可以对具有像素电极in的第二区的 尺寸和没有像素电极117的第一区的尺寸进行选择。当将相同电压施加至像素区时，反射部的第一区（反射部I)由于没有形成像素电极而具有低光学特性。另一方面，反射部的第二区（反射 部II)由于形成有像素电极而具有高光学特性。可以将反射部的第一区(反射部i)和第二区（反射部n)的平均光学特性设计成与透射部的光学特性相同。这可以导致LCD装置100的整体光学特性均匀。反射部的伽玛特性也可以与透射部的伽玛特性大致相同。反射部和透射部的尺寸可以对应于各部分的电容值。随着尺寸变大， 电容值可以趋向增大。电容值还可能受反射部结构的影响。具体地说， 如下面将详细描述的，在第一区（反射部I)中没有像素电极可能造成不 同的电容值。反射部的光学特性的改变与像素电极的位置有关。利用如图4所示 的形成在透射部和反射部中的电容器来解释光学特性的改变。图4是例 示根据第一实施方式的单位像素的电容值的示意图。透射部设置有：形 成在漏极121b与公共线115之间的存储电容器（Cst);以及形成在像素 电极117与公共电极132之间的液晶电容器（Clc)。第二区（反射部II)设置有：形成在像素电极117与公共电极132 之间的液晶电容器（Clc一r2);以及形成在像素电极117与反射片114之 间的第一电容器（Cpxl一re)。第一电容器（Cpxl一re)是寄生电容器并且 可以具有非常小的电容。第一电容器（Cpxl—re)不影响对液晶的驱动。 第一区（反射部I)设置有第二电容器（Clc—d)、第三电容器（C13)以 及第四电容器（Cre-sd)。第二电容器（Clc_rl)形成在反射片114与公共 电极132之间，并且将液晶层150用作介电层。第三电容器（C13)形成 在反射片114与公共电极132之间，并且将绝缘层116用作介电层。第 四电容器（Cre-sd)形成在反射片114与漏极121b之间。因为像素电极没有延伸至第一区（反射部I)，所以第三电容器（C13) 可以影响对液晶层的驱动。如果像素电极可以延伸至第一区（反射部I)， 则在像素电极与反射片114之间将会形成电容器。这种电容器将被按与 如图4所示的第一电容器（Cpxl—re)相同的方式形成和操作。与第三电 容器（CB)不同的是，这种电容器不影响对液晶的驱动。第三电容器基 于施加给反射片114的感生电压和公共电压Vcom来操作。第三电容器(C13)可以影响施加给第一区（反射部I)的电压。具体地说，第三电容器（C13)可以减小施加给第一区的电压，这导致第一区的光学特性降 低。可以将第一电容器（Cpxi一re)加至第三电容器（C13)，以影响施加 给第一区的电压。作为另一种选择，，第一电容器（Cpxlje)因电容小而 可以被忽略。第一区（反射部I)的光学特性的降低可以补偿第二区（反 射部II)的高光学特性。因此，可以使第一区和第二区的光学特性变平 坦，并且反射部可以表现出可以与透射部的光学特性大致相同的平均光特性'将施加给第一区（反射部I)的电压Vp(B)以及施加给透射部和第. 区（反射部II)的电压Vp(A)表达如下：
(式l)
其中，
图5是例示透反型LCD装置100的光学特性的曲线图。当将相同电 压（例如，3V)施加给像素电极117时，第一区（反射部I)的反射率低 于透射部的透射率。具有像素电极的第二区（反射部II)的反射率高于 透射部的透射率。因此，.反射部的第一区和第二区的平均光学特性可以 变得与透射部的光学特性相同。透反型LCD装置100可以具有单一单元 间隙并可以恰当地操作。
第二实施方式
图6是例示根据第二实施方式的VA模式透反型LCD装置200的平 面图。与结合图2至图5所描述的第一实施方式相比，LCD装置200的 单位像素区中的反射部和透射部的尺寸不同。在图2中，像素电极117 延伸至像素区的大约一半。在图6中，像素电极117延伸至超过像素区
1单位像素区分成反射部和透射部。如图6所示，反射部占用单位像 素区的约四分之一，透射部占用单位像素区的约四分之三。像素电极in
形成在反射部的预定部分中。反射部分成第一区和第二区，像素电极in
形成在透射部和反射部的第二区中。反射部的第二区136可以位于像素 区的子像素的中央。
像素区可以包括表现红（R)色、绿（G)色、蓝（B)色以及白（W) 色的四个子像素。当反射部占用像素区的四分之一时，其可以表现白色。 作为透射部的四分之三表现红色、绿色以及蓝色。图6中0f示的像素区 适合于在其子像素中显示R-G-B-W颜色。
像素电极117、公共电极132或者两者包括用于将单位像素分成多个 域的开口图案117a (例如，狭缝或孔）。第三实施方式 .
图7是例示根据第三实施方式的透反型LCD装置300的平面图。图 8是沿图7的线II-n截取的剖面图。透反型LCD装置300具有VA模式 (但其不限于此），并且可用常黑模式。在第三实施方式中，单位像素区 分成至少两个区域，并且沿不同方向摩擦划分的区域，由此形成多个域。 在这个实施方式中，可以不在像素电极117或公共电极115中形成开口 图案117a。作为另一种选择或附加的是，可以不在像素电极117或公共 电极115上形成肋部134。
如图7和图8所示，VA模式透反型LCD装置300包括作为薄膜晶 体管阵列基板的第一基板102.、作为滤色器阵列基板的第二基板110、以 及插入在彼此面对的第一基板102与第二基板110之间的液晶层150。各 像素区都分成透射部和反射部，并且反射部分成其中没有形成像素电极 的第一区（反射部I)和其中形成有像素电极的第二区（反射部11)。反 射部形成在包括薄膜晶体管的部分中，而透射部形成在其他部分中。另 外，可以在第一基板102下方设置背光单元。
在第三实施方式中，没有在像素区的整个反射部中形成像素电极 117，而是将其形成在透射部中和反射部的与透射部相邻的第二区中。形 成在像素区的透射部中的像素电极的尺寸大于形成在像素区的反射部中 的像素电极的尺寸。
尽管未示出，但是在第一基板102、第二基板110或两者上形成有配 向层。各像素区都分成至少两个区域，并且按不同方向摩擦各像素的相 应区域的配向层，由此形成多个域。
可以基于反射部的电压（Vp(B))来控制没有像素电极的第一区（反 射部I)的尺寸和具有像素电极的第二区（反射部II)的尺寸。当将相同 电压施加给反射部和透射部时，可以实现在反射部和透射部中具有不同 双折射比率（Aeff)的单一单元间隙透反型LCD装置300。基于像素电 极位置的单一单元间隙具有以上结合图4所描述的电容器结构。
如结合实施方式的前述描述，透反型LCD装置具有单一单元间隙结构。透射部和反射部通过对液晶的双折射（Aneff)的控制而具有相同的 单元间隙。可以通过改变反射部的第一区和第二区的尺寸并将像素电极 仅延伸至第二区来控制液晶的双折射（Aneff)。透反型LCD装置不包括 用于产生双单元间隙的外覆层。可以不需要与外覆层有关的附加制造工 艺，因此可以简化制造工艺。由此，通过简化的工艺而使透射部和反射 部的光学特性变得彼此一致。而且，在没有外覆层的情况下，反射部可 以获得相位差为And=A/4的操作特性。因为没有形成外覆层，所以可以 使有缺陷的配向最小化，并且实现没有台阶差的单一单元间隙。因此， 可以提高成品率，并且可以降低装置的单位成本。
本领域技术人员应当清楚，在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 可以对本发明进行各种修改和变型。因而，本发明旨在涵盖落入所附权 利要求及其等同物的范围内的对本发明的各种修改和变型。
本申请要求于2006年6月30日提交的韩国专利申请No. P2006-6I537和于2007年4月25日提交的韩国专利申请No. P2007-40231 的优先权，通过引用将其全部内容合并与此。