專利名稱：顯示器及制作該顯示器的方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種顯示器和制作該顯示器的方法。
相關(guān)技術(shù)描述近年來，諸如液晶顯示器(LCD)之類的平面顯示器已被廣泛使用。同時(shí)，也已研究和開發(fā)了厚度更薄的被稱為“電子紙”的顯示器。液晶顯示器通過利用液晶層的各種電-光性能的變化來進(jìn)行顯示操作。由液晶分子引起的這種變化改變了液晶分子的定位方向，以響應(yīng)所施加的電場。一般通過在一對(duì)相對(duì)且之間插入液晶層的電極之間建立一個(gè)電壓將該電場施加到液晶層。用于將電場施加到液晶層的那對(duì)電極的結(jié)構(gòu)隨著液晶顯示器的特定工作模式而改變。
將參考作為例子的反射式有效矩陣編址的液晶顯示器來描述一種典型的電極結(jié)構(gòu)。在有效矩陣編址的液晶顯示器中，用于將電場施加到液晶層的這對(duì)電極一般包括一個(gè)設(shè)置在有效矩陣襯底上的像素電極，和一個(gè)被設(shè)置成面對(duì)像素電極的計(jì)數(shù)器電極。
反射式液晶顯示器包括一層反射層，該層能通過獲得由液晶層調(diào)制并隨后由反射層反射的入射光線來進(jìn)行顯示操作。在某些反射式液晶顯示器中，其像素電極也起反射層的作用。通過將高反射率金屬用作像素電極的材料，可以獲得具有這種反射功能的像素電極(有時(shí)稱為“反射式像素電極”)。這些反射式像素電極可以對(duì)其表面形成各種形狀的圖案，從而具有散射(或漫反射)特性(例如，見日本專利3187369號(hào))或具有向后反射特性(例如，見日本專利申請2000-096075號(hào))。
另一方面，在一種透射式液晶顯示器中，其中的像素電極一般是透明電極并經(jīng)常決定了所帶表面平行于液晶層表面的平面層。然而，為了通過定位各個(gè)方向上的液晶分子來改善液晶顯示器的視角特性，這些透明像素電極還可以具有利用形狀效應(yīng)或傾斜電場效應(yīng)的方式進(jìn)行控制的表面形狀。
在這樣的液晶顯示器中，在有效矩陣襯上設(shè)置具有該可控表面形狀的像素電極。更特別地，在有效矩陣襯底上形成中間介質(zhì)層，從而可具有預(yù)定的表面形狀，然后在中間介質(zhì)層上形成像素電極。即，像素電極的表面形狀由在其上形成像素電極的中間介質(zhì)層的表面形狀進(jìn)行控制。并且，這些像素電極通過穿過中間介質(zhì)層設(shè)置的接觸孔電氣連接于動(dòng)態(tài)元件。
然而，傳統(tǒng)的液晶顯示器具有以下的缺點(diǎn)。在下文中，將參考

圖11A到11D描述按傳統(tǒng)方法制作從而具有向后反射特性的效矩陣編址的液晶顯示器所存在的問題。
首先，如圖11A所示，在玻璃襯底1101上形成柵極1102，源極1103，漏極1104和連接器電極1105。在圖11A中，為了簡化，未顯示出覆蓋柵極1102的半導(dǎo)體層(包括溝道區(qū))。在這里，將含有這些元件的襯底簡稱為“襯底1107”。柵極、源極和漏極1102，1103和1104以及半導(dǎo)體層(包括溝道區(qū))共同構(gòu)成了TFT。雖然在圖11A到11D中未顯示出，但柵極總線和源極總線分別連接到TFT的柵極1102和源極1103。連接器電極1105電氣連接于漏極1104，并將通過稍后描述的接觸孔1109連接于像素電極1110。根據(jù)需要可以省略連接器電極1105。在這種情況下，需要在漏極1104上設(shè)置接觸孔1109，這樣可將漏極1104直接連接于像素電極1110。
接著，如圖11B所示，通過例如美國專利4,601,861號(hào)中披露的方法，將向后反射層的內(nèi)涂層膜1108鍵合到襯底1107上。內(nèi)涂層膜1108由絕緣體構(gòu)成(通常為樹脂)。
隨后，如圖11C所示，通過例如光刻處理形成穿過內(nèi)涂層膜1108的接觸孔1109，以使該接觸孔位于連接器電極1105上。也就是說，連接器電極1105的一部分暴露在已穿過內(nèi)涂層膜1108形成的接觸孔1109內(nèi)。
此后，如圖11D所示，在內(nèi)涂層1108上形成像素電極1110，以使該像素電極1110通過接觸孔1109連接于連接器電極1105。可對(duì)不需要的掩膜區(qū)進(jìn)行蒸發(fā)處理來有選擇地將一種金屬材料(例如鋁)沉積在襯底上，從而形成該像素電極1110。另外，可將金屬材料膜沉積在襯底1107的整個(gè)表面上，然后通過比如光刻處理將其形成預(yù)定形狀的圖案。像素電極1110是一種同樣起向后反射層作用的向后反射式電極。通過該方法，可獲得有效矩陣襯底。
最后，將包含有向后反射式像素電極1110的有效矩陣襯底與計(jì)數(shù)器襯底(未示出)鍵合，計(jì)數(shù)器襯底是單獨(dú)準(zhǔn)備的，在它和有效矩陣襯底中間有預(yù)定的間隙。計(jì)數(shù)器襯底包括，比如依次疊加于玻璃襯底上的濾色器(CF)層和計(jì)數(shù)器電極。濾色器層包括紅(R)色、綠(G)色和藍(lán)(B)色濾色器，并可根據(jù)需要包括黑色矩陣。計(jì)數(shù)器電極可比如由銦錫氧化物(ITO)構(gòu)成。然后，將散射型液晶材料(例如，一種分布聚合物的液晶材料)噴射到有效矩陣和計(jì)數(shù)器襯底之間的間隙內(nèi)，從而獲得向后反射式液晶顯示器。
為了獲得理想的向后反射特性，向后反射層的表面形狀需要包括兩組平面，該平面以相對(duì)于玻璃襯底1101的表面互相不同的方向傾斜(也就是，平行于顯示屏的平面)，如圖12A和12B所示。同時(shí)，這兩組平面需要決定規(guī)則的重復(fù)圖案。然而，按傳統(tǒng)方法形成的像素電極1110包括接觸孔1109上的平面部分，如圖11D所示。從而，向后反射式像素電極1110的橫截面形狀不同于理想的向后反射層的粗糙表面形狀。
此外，在理想的向后反射層的規(guī)則粗糙結(jié)構(gòu)中，粗糙結(jié)構(gòu)的深度L(即，在垂直方向上最高水平點(diǎn)1101和最低水平點(diǎn)1102之間的差)由間距P乘以 ，再將該乘積除以3來得到(即，L＝SQRT(6)×P/3)。因此，要獲得理想的向后反射特性，內(nèi)涂層膜1108的厚度需要比粗糙結(jié)構(gòu)的深度L更大。也就是說，用于將內(nèi)涂層1108下的連接器電極1105電氣連接于內(nèi)涂層膜1108上的向后反射式像素電極1110的接觸孔1109的深度需要比粗糙結(jié)構(gòu)的深度L更大，如果接觸孔1109的深度約為1微米或更大，則一般難以通過薄膜沉積處理用像素電極1110的金屬材料覆蓋接觸孔1109的整個(gè)內(nèi)表面。由于這個(gè)原因，為了通過用金屬材料填充接觸孔1109以達(dá)到良好的電氣連接，接觸孔1109的內(nèi)表面可成一定的錐度。然而，在該情況下，接觸孔1109的對(duì)角大小(即，接觸孔1109投影到襯底1101表面時(shí)的面積)將增加。結(jié)果，在接觸孔1109上的像素電極1110部分(其表面形狀與其他部分的形狀不同)的面積將增加。
在下文中，將參考圖13A和13B進(jìn)一步詳細(xì)描述由傳統(tǒng)方法制成的向后反射式像素電極1110所存在的問題。
將圖13A所示的向后反射式像素電極1110a連接于穿過中間介質(zhì)層1108a的接觸孔1109內(nèi)的連接器電極1105。相應(yīng)地，向后反射式像素電極1110a的位于接觸孔1109內(nèi)和四周(在下文中將被稱為“接觸孔部分”)的那部分表面形狀與向后反射式像素電極1110a的預(yù)定形狀1110aR大不相同。電氣連接于連接器電極(或漏極)的像素電極部分將被稱為“接觸部分”。如果接觸部分位于接觸孔內(nèi)，則覆蓋接觸孔并且所具有的表面形狀與其他部分不同的像素電極部分，在這里被稱為“接觸孔部分”。
圖13a下面部分中示意性地示出了由向后反射式像素電極1110a的表面(即，玻璃襯底表面)確定的與顯示屏的傾斜角Φ的分布。如圖13A所示，傾斜角Φ在接觸孔1109的附近變化極大，而且嚴(yán)重地偏離了向后反射式像素電極1110a的理想傾斜角ΦR。同樣，在接觸孔1109中央存在零度傾斜角Ф的平面部分。
如上所述，如果將像素電極1110a電氣連接于接觸孔1109內(nèi)的連接器電極1105，那么，像素電極1110a的表面形狀將與預(yù)定的形狀大不相同。這樣，將達(dá)不到所希望的向后反射性能。結(jié)果，實(shí)際上減少了有效顯示面積，對(duì)比率下降，并最終顯示質(zhì)量也明顯下降。
另一方面，如圖13B所示，如果比圖13A所示接觸孔小的接觸孔1109，設(shè)置于穿過包括向后反射式像素電極1110b(見圖12A)的最低水平點(diǎn)1102的一部分中間介質(zhì)層1108b，則零度傾斜角Ф的平面部分的面積將增大。然而，在接觸孔1109附近的傾斜角將變得更陡，也就無法獲得所希望的向后反射性能。
這種現(xiàn)象不僅發(fā)生在含有向后反射層的反射式顯示器中，也會(huì)發(fā)生在含有散反射層的反射式顯示器中。
例如，在日本專利3187369號(hào)所披露的反射式顯示器中，由傾斜角確定散反射層的粗糙表面形狀，這些傾斜角由該表面相對(duì)于顯示屏形成。然而，即使優(yōu)化了散反射層的表面形狀，只要通過傳統(tǒng)方法制造反射式顯示器，散反射層都會(huì)具有與該接觸孔部分的預(yù)定形狀大不相同的表面形狀。這樣，也無法獲得所希望的散反射性能。
如圖14A所示，散反射電極1110c位于接觸孔1109內(nèi)的部分具有幾乎完全平面(即，Φ＝0)的表面形狀。因此，傾斜角Φ也變化極大，并且其表面形狀也與接觸孔1109附近的表示理想散反射性能的預(yù)定表面形狀1110cR大不相同。結(jié)果，也無法獲得所希望的散反射性能。
類似的問題不僅發(fā)生在上述的反射式液晶顯示器中，也會(huì)發(fā)生在透射式液晶顯示器中。例如，為了增大透射式液晶顯示器的孔徑比，可以如圖14B所示在透射式中間介質(zhì)層1108d上設(shè)置透射式像素電極1110d。在這種配置中，如果接觸孔1109的內(nèi)表面是錐形的(這里Φ≤45度)，從而可如所希望的將像素電極1110d電氣連接于連接器電極1105，則傾斜角Ф也應(yīng)在接觸孔1109附近變化。在該情況中，液晶分子的定位方向也在接觸孔1109附近變化，這樣會(huì)降低顯示質(zhì)量。
此外，即使在透射式液晶顯示器中，像素電極的表面也必須粗糙化以控制液晶分子的定位方向。在該情況下，如果像素電極的表面形狀不是接觸孔附近的預(yù)定表面形狀，顯示質(zhì)量也會(huì)降低。
上述問題不僅會(huì)發(fā)生在有效矩陣編碼的液晶顯示器中，而且也會(huì)發(fā)生在單矩陣編碼的液晶顯示器中。此外，類似的問題不僅發(fā)生在那些液晶顯示器中，也會(huì)發(fā)生在含有呈現(xiàn)電-光效應(yīng)的顯示介質(zhì)層的任何其他顯示器中。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述的問題，本發(fā)明的一個(gè)主要目的是改進(jìn)顯示器的顯示質(zhì)量，其中，電極和電路元件通過互連構(gòu)件被電氣連接在一起，該互連構(gòu)件形成于電極和電路元件之間設(shè)置的中間介質(zhì)層上。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種可足夠有效制造這種顯示器的方法。
根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的顯示器包括一個(gè)襯底、一個(gè)電路元件、一夾層薄膜和一個(gè)電極。電路元件應(yīng)較佳地設(shè)置在襯底上。夾層薄膜應(yīng)較佳地設(shè)置在電路元件上并較佳地包括中間介質(zhì)層和穿過該中間介質(zhì)層的互連構(gòu)件。電極應(yīng)較佳地設(shè)置在夾層薄膜上。電極和電路元件應(yīng)較佳地通過互連構(gòu)件電氣連接在一起。夾層薄膜上的電極較佳地具有基本均勻的表面形狀。如這兒所用的，“電路元件”不僅包括諸如有源元件(例如，TFT和MIM)和無源元件(例如，電阻和電容)之類的電路元件，還包括互連構(gòu)件和電極。
在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，電極應(yīng)較佳地具有反射光的功能，并且夾層薄膜上的電極應(yīng)較佳地顯示出基本均勻的反射性能。
在這個(gè)特定的較佳實(shí)施例中，電極可以具有向后反射性能。
在一個(gè)可替換的較佳實(shí)施例中，電極可以具有散反射性能。
在另一個(gè)較佳實(shí)施例中，互連構(gòu)件較佳地由熱膨率系數(shù)比中間介質(zhì)層小的材料制成。
在還有一個(gè)較佳實(shí)施例中，互連構(gòu)件和中間介質(zhì)層較佳地都由含有樹脂的一種材料制成。
特別地，該樹脂較佳地是一種熱固化樹脂或一種光固化樹脂。
更特別地，當(dāng)固化時(shí)，包括在互連構(gòu)件材料中的該樹脂的收縮較佳地小于包括在中間介質(zhì)層材料中的樹脂的收縮。
在還有一個(gè)較佳實(shí)施例中，電極可以是像素電極。在該情況下，顯示器較佳應(yīng)還包括一個(gè)面對(duì)像素電極的計(jì)數(shù)器電極，和一個(gè)設(shè)置在像素電極和計(jì)數(shù)器電極之間的液晶層。
本發(fā)明的另一個(gè)較佳實(shí)施例提供了一種制造顯示器的方法，該顯示器包括一個(gè)襯底、一個(gè)襯底上的電路元件、一設(shè)置在電路元件上并包括一中間介質(zhì)層和一個(gè)穿過中間介質(zhì)層的互連構(gòu)件的夾層薄膜及夾層薄膜上的一個(gè)電極。在該顯示器中，電極和電路元件應(yīng)較佳地通過互連構(gòu)件電氣連接在一起。該方法應(yīng)較佳地包括下列步驟(a)形成夾層薄膜，該夾層薄膜含有中間介質(zhì)層和穿過該中間介質(zhì)層的互連構(gòu)件；(b)在完成步驟(a)后，將一部分夾層薄膜的表面形狀(在該夾層薄膜上將設(shè)置電極)改變成某一預(yù)定的形狀；和(c)在夾層薄膜上形成電極。
在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，步驟(b)較佳地包括將夾層薄膜部分的表面形狀改變成預(yù)定形狀的步驟，該預(yù)定形狀在設(shè)置電極的區(qū)域上基本相同。
在另一個(gè)實(shí)佳實(shí)施例中，步驟(b)較佳地包括將夾層薄膜部分的表面形狀改變成能賦予電極向后反射性能的形狀的步驟。
在另一個(gè)可替換的較佳實(shí)施例中，步驟(b)可以包括將夾層薄膜部分的表面形狀改變成能賦予電極散反射性能的形狀的步驟。
在還有一個(gè)較佳實(shí)施例中，步驟(a)和(b)可以在已設(shè)置電路元件的襯底之外的其他位置完成。在該情況下，所述方法還可包括在完成步驟(a)和(b)后，將夾層薄膜轉(zhuǎn)移到在其上已設(shè)置所述電路元件的襯底上的步驟。
另外，也可以在已設(shè)置電路元件的襯底上完成步驟(a)、(b)和(c)。
在另一個(gè)較佳實(shí)施例中，步驟(a)可以包括形成含有一個(gè)開口的中間介質(zhì)層的步驟以及用導(dǎo)電材料填滿該開口以獲得互連構(gòu)件的步驟。特別地，如果該電路元件包括導(dǎo)電層，則用導(dǎo)電材料填充開口的步驟可以包括使用由導(dǎo)電層產(chǎn)生的電場的步驟。利用電場的典型方法包括電解聚合、電解淀積(或電鍍)以及電解淀積分析。另外，用導(dǎo)電材料填充開口的步驟可以包括執(zhí)行噴射(inkjet)處理的步驟。
在還有一個(gè)較佳實(shí)施例中，步驟(a)可以包括形成導(dǎo)電材料的互連構(gòu)件和形成中間介質(zhì)層的步驟，由此使中間介質(zhì)層被互連構(gòu)件包圍。在這個(gè)特定的較佳實(shí)施例中，形成互連構(gòu)件的步驟可以包括通過光刻處理形成互連構(gòu)件的步驟。另外，形成互連構(gòu)件的步驟可以包括用分配器形成互連構(gòu)件的步驟。
在另一個(gè)較佳實(shí)施例中，步驟(a)可以包括形成中間介質(zhì)層和互連構(gòu)件的步驟，兩者的材料都包括樹脂。
在這個(gè)特定的較佳實(shí)施例中，步驟(b)較佳地包括加熱夾層薄膜的步驟。更特別地，步驟(a)較佳地包括形成互連構(gòu)件的步驟，該互連構(gòu)件的材料所具有的熱膨脹系數(shù)小于中間介質(zhì)層材料的熱膨脹系數(shù)。
在一個(gè)特定的較佳實(shí)施例中，該樹脂可以是一種熱固化樹脂或者一種光固化樹脂。在該情況下，當(dāng)固化時(shí)，包括在互連構(gòu)件材料內(nèi)的樹脂的收縮較佳地小于包括在中間介質(zhì)層材料內(nèi)的樹脂的收縮。
從以下參考附圖對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的其它特征、元件、處理、步驟、特性和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加明顯。
附圖簡述圖1A和1B示意性地描述了根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的反射式液晶顯示器中的兩種典型的反射式像素電極結(jié)構(gòu)，其中圖1A示意性地描述了向后反射式像素電極的結(jié)構(gòu)；而圖1B示意性地描述了散反射式像素電極的結(jié)構(gòu)。
圖2A到2D是剖面圖，分別示出了在根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的顯示器制造過程中形成向后反射式像素電極的處理步驟。
圖3是一平面圖，示意性地描述了根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種液晶顯示器300。
圖4是一剖面圖，示意性地描述了液晶顯示器300的LCD面板301。
圖5A和5B分別是一平面圖和一剖面圖，示意性地描述了LCD面板301的有效矩陣襯底上的像素結(jié)構(gòu)。
圖6是一剖面圖，示意性地描述了一種根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例用于制造一種反射式液晶顯示器的可轉(zhuǎn)移內(nèi)涂層薄膜。
圖7A到7D是剖面圖，分別示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例為準(zhǔn)備用于制造反射式液晶顯示器的向后反射層的可轉(zhuǎn)移內(nèi)涂層的各個(gè)處理步驟。
圖8是一剖面圖，示意性地描述了根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種有效矩陣編址的向后反射式LCD面板。
圖9A到9C是剖面圖，分別示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例為準(zhǔn)備用于制造反射式液晶顯示器的另一種可轉(zhuǎn)移內(nèi)涂層薄膜的各個(gè)處理步驟。
圖10A到10D是剖面圖，分別示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例為形成用于制造反射式液晶顯示器的向后反射層的內(nèi)涂層的各個(gè)處理步驟。
圖11A到11D是剖面圖，示意性地示出了一種形成向后反射式電極的傳統(tǒng)方法。
圖12A和12B分別是一平面圖和一剖面圖，圖12B取自圖12A所示的XIIb-XIIb和XIIb’-XIIb’平面，它們示出了理想的向后反射層結(jié)構(gòu)。
圖13A和13B都示出了由傳統(tǒng)方法制造的接觸孔部分和向后反射式電極周圍部分的剖面形狀以及怎樣由向后反射式電極表面的變化確定傾斜角。
圖14A示出了由傳統(tǒng)方法制造的接觸孔部分和散反射電極的周圍部分的剖面形狀以及怎樣由散反射電極表面的變化確定傾斜角。
圖14B示出了由傳統(tǒng)方法制造的接觸孔部分和透射式像素電極周圍部分的剖面形狀以及怎樣由透射式像素電極表面的變化確定傾斜角。
圖15A示意性地示出了包括由傳統(tǒng)方法制造的帶有接觸部分1501的接觸孔部分1502的剖面結(jié)構(gòu)。
圖15B示意性地示出了無接觸孔部分1502的剖面結(jié)構(gòu)(或一種理想的剖面結(jié)構(gòu))。
較佳實(shí)施例詳述在下文中，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種顯示器和一種制造所述顯示器的方法。在以下較佳實(shí)施例中，將如用于反射式液晶顯示器那樣描述本發(fā)明。然而，應(yīng)當(dāng)注意的是，本發(fā)明絕不受這些描述性較佳實(shí)施例的限止。
首先，將參考圖1A和1B描述根據(jù)本發(fā)明一特定較佳實(shí)施例的反射式液晶顯示器中的反射式像素電極的結(jié)構(gòu)。圖1A示意性地描述了向后反射式像素電極的結(jié)構(gòu)，而圖1B則示意性地描述了散反射式像素電極的結(jié)構(gòu)。
在下列描述中，如果反射式液晶顯示器的任何元件所具有的功能和由圖11A到11D所示的傳統(tǒng)方法制成的有效矩陣襯底的對(duì)應(yīng)元件的功能相同，則在本文中，這些元件將使用相同的名稱，且將省略這些描述。
如圖1A所示，這個(gè)較佳實(shí)施例的向后反射式像素電極112a具有基本相同的預(yù)定的表面形狀，并呈現(xiàn)出基本相同的向后反射性能。特別地，用作反射式像素電極112a的內(nèi)涂層薄膜的夾層薄膜109包括將反射式像素電極112a電氣連接于連接器電極105的互連構(gòu)件111a以及中間介質(zhì)層108a。夾層薄膜109的表面形狀是基本均勻的。也就是說，互連構(gòu)件111a的表面與中間介質(zhì)層108a的表面是基本連續(xù)的，由此確定了預(yù)定的表面形狀。
圖1A的下面部分示出了傾斜角Φ的分布，它是由反射式像素電極112a的表面確定的與顯示屏(或玻璃襯底的表面)之間的傾斜角。如從圖1A所見的，兩組具有相互不同傾斜角的平面有規(guī)則地排列在反射式像素電極112a的表面。也就是說，像素電極112a在中間介質(zhì)層108a和類似地在互連構(gòu)件111a上都維特所預(yù)定的表面形狀。
如圖1B所示，這個(gè)較佳實(shí)施例的散反射式像素電極112b也具有基本均勻的預(yù)定的表面形狀，并呈現(xiàn)出基本均勻的散反射性能。特別地，用作反射式像素電極112b的內(nèi)涂層薄膜的夾層薄膜109包括將反射式像素電極112b電氣連接于連接器電極105的互連構(gòu)件111b以及中間介質(zhì)層108b。夾層薄膜109的表面形狀是基本均勻的。也就是說，互連構(gòu)件111b的表面與中間介質(zhì)層108b的表面是基本連續(xù)的，從而確定了預(yù)定表面的形狀。
圖1B的下面部分示出了由反射式像素電極112b的表面確定的與顯示屏的傾斜角Φ的分布。如從圖1B所見的，傾斜角Φ按規(guī)則的圖案變化。也就是說，像素電極112b在中間介質(zhì)層108b和類似地在互連構(gòu)件111b上都維持了預(yù)定的表面形狀。由此，傾斜角Φ呈規(guī)則和周期性地變化。
具有散反射性能的反射式像素電極112b的表面形狀不受圖1B中所描述例子的限止，而可以是任何一種其他的形狀。特別地，如果凹凸圖案本身定期地重復(fù)，則由于光干涉，顯示質(zhì)量會(huì)變壞。因?yàn)檫@個(gè)原因，更佳的是得到不定期重復(fù)的凹凸圖案。在這個(gè)較佳實(shí)施例中，凹凸圖案在反射式像素電極112b的整個(gè)表面上不定期地重復(fù)著。在由傳統(tǒng)方法制造的反射式像素電極中，因?yàn)榻佑|孔的存在，其表面形狀會(huì)周期性地變形，并因此，使顯示質(zhì)量由于由這種周期變形所引起的光干涉而不時(shí)地變壞。相反，本發(fā)明的較佳實(shí)施例提供了呈現(xiàn)良好散反射性能且使光干涉影響最小的一種反射式像素電極。
當(dāng)向后反射式像素電極112a或散反射式像素電極112b具有“基本均勻的表面形狀”時(shí)，本文中的反射式像素電極112a和112b應(yīng)該在互連構(gòu)件和類似地在中間介質(zhì)層上呈現(xiàn)基本相同的向后反射或散反射性能。由此，在該情況下，互連構(gòu)件和中間介質(zhì)層之間的向后反射或散反射性能上的差異應(yīng)該非常小從而不會(huì)嚴(yán)重影響最后的顯示質(zhì)量。在下文中，將描述怎樣估計(jì)反射式像素電極中互連構(gòu)件表面形狀的變形程度。
如已經(jīng)參考圖13A、13B、14A和14B所描述的，如果由任何一種傳統(tǒng)方法制造向后反射或散反射式像素電極，則由在接觸孔部分中的反射式像素電極表面確定的與顯示屏的傾斜角Φc完全不同于理想的傾斜角ΦR，該理想傾斜角ΦR近似等于由其上其他部分的表面確定的與顯示屏的傾斜角。當(dāng)傾斜角Φc和ΦR間的差值增大時(shí)，在接觸孔部分的實(shí)際光性能和所希望(或設(shè)計(jì)的)光性能(即，所期望的反射性能)間的間隙也擴(kuò)大了。換句話說，隨著傾斜角Φc和ΦR之間差異的減小，使接觸孔部分實(shí)際的和理想的光性能間的間隙閉合變得越來越容易。同樣，當(dāng)傾斜角Φc和ΦR間只有輕微的差值時(shí)，接觸孔部分的橫截面積與反射式像素電極垂直地投影到顯示屏?xí)r的任何其他部分的面積不應(yīng)當(dāng)有較大的差別。
在下文中，將描述怎樣根據(jù)橫截面積間的差值確定接觸孔部分的較佳表面形狀，從而達(dá)到比傳統(tǒng)方法制造的接觸結(jié)構(gòu)更理想的光性能。接觸孔部分和其他部分之間橫截面積的差值(該差值將決定接觸孔部分的較佳表面形狀)將隨著反射式像素電極的特定較佳形狀而變化。這樣，將描述兩個(gè)帶有相互不同表面形狀的特定反射式像素電極的兩種橫截面積中較佳的差值。
首先，將描述橫截面積的一個(gè)較佳差值，該差值將決定帶有平面表面的像素電極的較佳表面形狀。
如圖14B所示，當(dāng)中間介質(zhì)層1108d含有接觸孔1109時(shí)，由接觸孔部分1402(包括接觸部分1401)中的像素電極1110d的表面確定的傾斜角Φc，不同于其它部分的傾斜角。也就是說，接觸孔部分1402的表面形狀不同于理想的表面形狀。
假定在襯底表面定義X-Y坐標(biāo)軸系統(tǒng)，通過第一和第二組坐標(biāo)(x1，y1)和(x2，y2)(其中x1＜x2)來計(jì)算接觸孔部分1402的橫截面積。在下面的例子中，所獲得的中間介質(zhì)層1108d部分的橫截面積接近于接觸孔部分1402的面積。
如果夾層薄膜(包括中間介質(zhì)層和互連構(gòu)件)具有理想的表面形狀1110dR，由第一和第二組坐標(biāo)確定的夾層薄膜部分具有理想的橫截面積SR，該橫截面積為圖14B所示的(x2-x1)和夾層薄膜1108d的厚度d的乘積。應(yīng)當(dāng)注意的是，中間介質(zhì)層和夾層薄膜都由圖14A、14B、15A和15B中相同的標(biāo)號(hào)1108d表示，因?yàn)檫@些附圖中都省略了互連構(gòu)件的描述。
另一方面，如果形成了接觸孔1109，則接觸孔部分1402的橫截面積Sc比理想的橫截面積SR至少要小接觸部分1401的寬度和厚度d的乘積。也就是說，Sc＜SR。同樣，如圖14B所示，如果接觸孔1109具有錐形側(cè)表面，則Sc和SR之間的差值將進(jìn)一步增加包括該側(cè)表面的部分的橫截面積。也就是說，從SR中減去接觸部分1401的寬度和厚度d的乘積，再減去{(接觸孔部分1402的寬度-接觸部分1401的寬度)×厚度d}/2來獲得Sc。
根據(jù)傳統(tǒng)的方法，很難形成帶有確定與顯示屏成大約90度傾斜角Φ的側(cè)表面的接觸孔1109，也難以形成不會(huì)造成斷開的像素電極1110d。這樣由傳統(tǒng)方法制造的接觸孔部分1402的橫截面積Sc小于理想橫截面積SR的一半(即，Sc＜SR/2)。也就是說，接觸孔部分1402的理想橫截面積SR和實(shí)際橫截面積Sc間的差值大于理想橫截面積SR的一半(即，SR-Sc＞SR/2)。根據(jù)本發(fā)明，可形成具有理想橫截面積的接觸孔部分。但是，如果所獲得接觸孔部分的橫截面積Sc比理想的橫截面積SR小的值不大于SR/2(即，SR-Sc≤SR/2)，則該顯示器的顯示質(zhì)量應(yīng)當(dāng)比傳統(tǒng)的更好。要充分達(dá)到本發(fā)明的效果，接觸孔部分的橫截面積Sc較佳地比理想的橫截面積SR小的值不大于SR/4(即，SR-Sc≤SR/4)。
接下來，將參考圖15A和15B來描述具有如圖13A、13B或14A所示的凹凸表面形狀的像素電極的橫截面積應(yīng)當(dāng)滿足什么條件才能確定較佳的表面形狀。
圖15A示意性地描述了由傳統(tǒng)方法制造的包括帶有接觸部分1501的接觸孔部分1502的剖面結(jié)構(gòu)。圖15B示意性地描述了無接觸孔部分1502的剖面結(jié)構(gòu)(或理想剖面結(jié)構(gòu))。在圖15A和15B中，中間介質(zhì)層(或夾層薄膜)1508的厚度D(x，y)表示為不均勻部分變化的厚度L(x，y)和平坦底部的恒定厚度δ的總和(即，D(x，y)＝L(x，y)+δ)。
如果形成了接觸孔1509，則接觸孔部分1502的橫截面積Sc(即在x1到x2范圍內(nèi)求D(x，y)的積分獲得的面積)比理想橫截面積SR至少小在接觸部分1501上具有厚度δ的夾層薄膜1508部分的面積(即，接觸部分1501的寬度和δ的乘積)。也就是說，因?yàn)樯鲜鱿嗤脑?，差?SR-Sc)不能小于根據(jù)傳統(tǒng)方法的接觸部分1501的寬度和δ的乘積。根據(jù)本發(fā)明，可形成具有理想橫截面積的接觸孔部分。但是，如果所獲得接觸孔部分的橫截面積Sc比理想的橫截面積SR小的值不大于接觸部分1501的寬度和δ的乘積，則顯示器的顯示質(zhì)量應(yīng)當(dāng)比傳統(tǒng)的更好。為了充分達(dá)到本發(fā)明的效果，接觸孔部分的橫截面積Sc較佳比理想橫截面積SR小的值不大于(接觸部分1501的寬度×δ)/2的值。
在上述兩個(gè)較佳實(shí)施例的任何一個(gè)中，(SR-Sc)較佳盡可能地小，并且接觸孔部分應(yīng)理想地滿足(SR-Sc)＝0。但是，考慮到大批量生產(chǎn)和顯示質(zhì)量，應(yīng)允許某些偏差。
在下文中，將描述制造根據(jù)該較佳實(shí)施例的顯示器的一種方法。通過下面的方法，能夠有效地制造具有上述電極結(jié)構(gòu)的顯示器。
在參考圖11A到11D進(jìn)行描述的傳統(tǒng)制造過程中，在形成具有某一預(yù)定表面形狀的內(nèi)涂層薄膜1108之后，穿過內(nèi)涂層薄膜1108形成接觸孔1109，并隨后將暴露于接觸孔1109內(nèi)的連接器電極1105連接到反射電極1110。另一方面，根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種制造顯示器的方法包括步驟(a)形成一夾層薄膜，該夾層薄膜包括中間介質(zhì)層和穿過中間介質(zhì)層的互連構(gòu)件；(b)將至少一部分夾層薄膜的表面形狀改變成某一預(yù)定形狀，在該部分夾層薄膜上設(shè)置反射電極；及隨后(c)在夾層薄膜上形成反射電極。也就是說，在本發(fā)明的制造過程中，互連構(gòu)件形成反射層的內(nèi)涂層薄膜的整體部分，而在同時(shí)，將互連構(gòu)件的表面和中間介質(zhì)層的表面制成預(yù)定形狀的圖案。因此，其上形成的夾層薄膜表面和反射電極表面都是基本相同的。
可以通過執(zhí)行圖2A到2D所示的處理步驟，來制造根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的包括向后反射式像素電極的顯示器。
首先，如圖2A所示，在玻璃襯底201上形成一個(gè)柵極202，一個(gè)源極203，一個(gè)漏極204和一個(gè)連接器電極205。在圖2A中，為了簡化，沒有顯示出覆蓋在柵極202上的半導(dǎo)體層(包括溝道區(qū))。本文中將包含這些元件的襯底稱為襯底207。
接著，如圖2B所示，在襯底207上設(shè)置夾層薄膜209，該夾層薄膜包括中間介質(zhì)層210和穿過中間介質(zhì)層210的互連構(gòu)件211。雖然在圖2B中只描述了一個(gè)互連構(gòu)件211，可以為單個(gè)連接器電極205提供多個(gè)互連構(gòu)件211。
隨后，如圖2C所示，將夾層薄膜209的表面制成預(yù)定形狀的圖案，從而獲得向后反射層的內(nèi)涂層薄膜208。
此后，如圖2D所示，在內(nèi)涂層薄膜208上形成反射電極212?？梢酝ㄟ^各種如參考圖11D現(xiàn)有技術(shù)描述的已知方法來形成反射電極212。
應(yīng)當(dāng)注意的是，可以將夾層薄膜209沉積在襯底207上，或者轉(zhuǎn)移到在別處準(zhǔn)備的襯底207上。也可以將夾層薄膜209制成預(yù)定形狀的圖案，并隨后將制成圖案的夾層薄膜209(即內(nèi)涂層薄膜208)轉(zhuǎn)移到襯底207上。也就是說，包含互連構(gòu)件211的內(nèi)涂層薄膜208可以在別處準(zhǔn)備并隨后安裝到襯底207上。以對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素間距的間距來設(shè)置互連構(gòu)件211，以使互連構(gòu)件211連接于它們相關(guān)的連接器電極205。此外，即使在內(nèi)涂層薄膜208上沉積了反射電極212或?qū)⒊蔀榉瓷潆姌O212的反射導(dǎo)電薄膜后，也可以將內(nèi)涂層薄膜208轉(zhuǎn)移到襯底207上。另一方面，如果反射導(dǎo)電層由具有延展性的材料制成，則可以在夾層薄膜209上形成反射導(dǎo)電層(或反射電極)，并隨后將反射導(dǎo)電層的表面制成預(yù)定形狀的圖案。稍后將進(jìn)一步詳細(xì)描述形成夾層薄膜209的特定方法。
在下文中，將參考圖3到8來描述該怎樣制造有效矩陣反射襯底和含有這種有效矩陣襯底的顯示器。
首先，將參考圖3和4描述一種典型的有效矩陣編址液晶顯示器。
如圖3所示，液晶顯示器300包括LCD面板301、用于選擇性地驅(qū)動(dòng)LCD面板301中開關(guān)元件的柵極驅(qū)動(dòng)電路302、為LCD面板301中的每個(gè)像素電極提供一個(gè)信號(hào)的源極驅(qū)動(dòng)電路303、柵極驅(qū)動(dòng)器304以及源極驅(qū)動(dòng)器305。
如圖4所示，LCD面板301包括一對(duì)絕緣襯底401和402，和夾在襯底401和402之間的液晶層403。絕緣襯底401較佳應(yīng)是透明襯底并通常是玻璃襯底。
在襯底401上以矩陣形式排列多個(gè)像素電極404，以使該電極面對(duì)液晶層403。在一個(gè)像素電極404和共有透明電極405之間建立一個(gè)預(yù)定電壓，該共有透明電極405設(shè)置在另一個(gè)襯底(即，計(jì)數(shù)器襯底)402的內(nèi)表面上，并且將其施加于對(duì)應(yīng)某一預(yù)定像素的一部分液晶層403。在該方法中，液晶顯示器通過利用液晶分子定位方向的變化可進(jìn)行顯示操作。在描述的實(shí)施例中，像素電極404是反射電極，并在實(shí)際中具有預(yù)定的表面形狀。但是，在圖4中，為了簡化，將這些像素電極404描述為具有平表面。
通過其相關(guān)的薄膜晶體管(TFT)406和襯底401上的源極總線407，將每個(gè)像素電極404連接于源極驅(qū)動(dòng)電路303。每個(gè)TFT406的開/關(guān)狀態(tài)通過經(jīng)襯底401上的柵極總線(未示出)有選擇地給其上的柵極施加一個(gè)電壓來控制。柵極總線連接于柵極驅(qū)動(dòng)電路302。
另一方面，在計(jì)數(shù)器襯底402上依次設(shè)置黑色矩陣408，包括比如紅色(R)、綠色(G)、和蘭色(B)濾色器的濾色器層409，以及共有透明電極405，以使這些元件都面對(duì)液晶層403。
此外，在襯底401和402最內(nèi)部的表面設(shè)置一對(duì)已進(jìn)行過某些對(duì)準(zhǔn)處理的對(duì)準(zhǔn)層410。由襯底401和402之間的墊片維持一預(yù)定間隙，從而確定液晶層403的厚度。
接著，將參考圖5A和5B來描述用于LCD面板301的典型有效矩陣襯底。圖5A描述了一已知單元像素區(qū)的布局圖。圖5B是一取自圖5A所示的Vb-Vb平面的剖面圖。
如圖5A和圖5B所示，在比如玻璃襯底上設(shè)置多條柵極總線501和多條基本以直角與柵極總線501交叉的源極總線502。柵極總線501和源極總線502位于互相不同的層上，在這些層之間插入絕緣層503。在比如由兩條柵極總線501和兩條源極總線502圍成的區(qū)域內(nèi)，將被電氣連接于像素電極(未示出)的連接器電極504由透明導(dǎo)電薄膜制成。該連接器電極504通過位于柵極總線501和源極總線502間相交點(diǎn)附近的TFT(薄膜晶體管)505從源極總線502接收信號(hào)。在連接器電極504下面設(shè)置一條存儲(chǔ)器電容線506，以使該電容線平行于柵極總線504延伸，并在像素電極和存儲(chǔ)器電容線506之間構(gòu)成一個(gè)存儲(chǔ)器電容。
如圖5A和5B所示，TFT505包括從柵極總線501延伸出來的支路(即，柵極507)；覆蓋在柵極507的柵極絕緣薄膜503；固有半導(dǎo)體層508，它與柵極507重疊且在它們之間插有柵極絕緣薄膜503；在固有半導(dǎo)體層508上的摻雜半導(dǎo)體層509；以及源極510和漏極511，它們分別經(jīng)過摻雜半導(dǎo)體層509連接到固有半導(dǎo)體層508的源極區(qū)和漏極區(qū)。源極510與源極總線502結(jié)合并從源極總線502延伸出來。漏極511是將TFT505的漏極區(qū)電氣連接于連接器電極504的導(dǎo)電元件。漏極511可以通過比如將金屬薄膜制成圖案來連同源極總線502和源極510一起形成。在這種情況下，不必分開設(shè)置漏極511和連接器電極504，可以將它們結(jié)合在一起設(shè)置。換言之，通過使用比如光刻處理將同一薄膜制成圖案，從而可以形成源極總線502、源極510、漏極511以及連接器電極504。
通過固有半導(dǎo)體層508的溝道區(qū)，將源極510和漏極511連接在一起。溝道區(qū)的導(dǎo)電率受柵極507上的電位控制。如果TFT505是N型溝道晶體管，則通過將柵極507上的電位增加到晶體管的反向閾值或更大，可以打開TFT505。在那種情況下，源極510和漏極511互相是電氣連續(xù)的，并且電流在源極總線502和連接器電極504之間流動(dòng)。
在下文中，將參考圖6和圖7A到7D來描述向后反射式像素電極是怎樣形成的。首先，將描述圖2B所示的夾層薄膜209被用作可轉(zhuǎn)移薄膜的例子。
如圖6所示，在基底薄膜601上制備依次包括緩沖層602、脫模層603、將成為向后反射層的內(nèi)涂層薄膜的層604、另一脫模層605、另一緩沖層606以及保護(hù)層607的多層結(jié)構(gòu)608。將成為向后反射層(即圖2B所示的夾層薄膜209)的內(nèi)涂層薄膜的層604包括如上所述的由絕緣體制成的中間介質(zhì)層609和導(dǎo)體制成的互連構(gòu)件610?；ミB構(gòu)件610有規(guī)則地排列并提供于各個(gè)像素的連接器電極。該多層結(jié)構(gòu)608的其它層可由任何已知的可轉(zhuǎn)移薄膜的相同材料和相同方法進(jìn)行制造。
通過轉(zhuǎn)移這種可轉(zhuǎn)移的多層結(jié)構(gòu)608，能夠獲得圖2B所示的夾層薄膜209。其后，如果用比如稍后描述的沖壓方法來將夾層薄膜209制成預(yù)定形狀的圖案，則可獲得向后反射層的內(nèi)涂層薄膜208。
在下文中，將參考圖7A到7D來描述作為可轉(zhuǎn)移薄膜的向后反射層的內(nèi)涂層薄膜208是如何形成的。
首先，如圖7A所示，在基底薄膜701上依次堆疊緩沖層702和脫模層703，并隨后在上面沉積將成為圖2B所示的中間介質(zhì)層210的絕緣層709。接著，通過比如光刻處理選擇性地除去絕緣層709中將形成導(dǎo)電元件(對(duì)應(yīng)于圖2B所示的互連構(gòu)件211)的部分，并隨后用導(dǎo)電材料填充該開口，從而形成如圖7B所示的導(dǎo)電元件710。應(yīng)當(dāng)注意的是，導(dǎo)電元件710不必在沉積絕緣層709之后才形成。另外，可以先形成導(dǎo)電元件710，然后沉積絕緣層709以包圍導(dǎo)電元件710。稍后將描述這樣的方法。
隨后，將成為向后反射層的內(nèi)涂層薄膜的夾層薄膜709’(對(duì)應(yīng)于圖2B所示的夾層薄膜209)通過使用向后反射圖案掩膜711，將其表面制成預(yù)定形狀的圖案，從而形成圖7C所示的向后反射層的內(nèi)涂層薄膜704。可以按以下的方式獲得實(shí)現(xiàn)向后反射功能的表面形狀。例如，夾層薄膜709’可由熱固化樹脂或光固化樹脂制成。在該情況下，在相對(duì)于掩膜(或模型)711被擠壓時(shí)，夾層薄膜709’可被固化。
此后，在向后反射層的內(nèi)涂層薄膜704上依次堆疊另一脫模層705、另一緩沖層706以及保護(hù)層707，從而可獲得圖7D所示的具有向后反射層的可轉(zhuǎn)移內(nèi)涂層薄膜704的多層結(jié)構(gòu)708。
向后反射層的內(nèi)涂層薄膜704相對(duì)于有效矩陣襯底207固定，從而導(dǎo)電元件710(對(duì)應(yīng)于互連構(gòu)件211)可如圖2C所示地定位于連接器電極205的上面并隨后鍵合到有效矩陣襯底207。通過使用按這種方式獲得的多層結(jié)構(gòu)708，可更容易地將有效矩陣襯底207的漏極和像素電極電氣連接在一起，并能充分使用向后反射表面。
可通過使用含有這種向后反射式電極的有效矩陣襯底，來形成圖8所示的有效矩陣編址的向后反射式面板812。
如圖8所示，向后反射式面板812包括一對(duì)絕緣襯底801和802以及夾在這些襯底801和802之間的液晶顯示層803。
在襯底801上按矩陣排列多個(gè)向后反射式像素電極804，以使其面對(duì)液晶顯示層803。在像素電極804和設(shè)置在另一襯底(即，計(jì)數(shù)器襯底)802內(nèi)側(cè)表面上的共有透明電極805之間產(chǎn)生一個(gè)預(yù)定電壓，并將該電壓施加到對(duì)應(yīng)于預(yù)定像素的一部分液晶顯示層803。通過襯底801上相應(yīng)的薄膜晶體管(TFT)806，將每個(gè)反射式像素電極804連接到相應(yīng)的源極總線807。
另一方面，在計(jì)數(shù)器襯底802上依次設(shè)置黑色矩陣808，含有比如紅色(R)、綠色(G)和蘭色(B)濾色器的濾色器層809以及共有透明電極805，以使這些元件面對(duì)液晶顯示層803。
此外，在襯底801和802最內(nèi)部的表面上設(shè)置一對(duì)已經(jīng)過一些對(duì)準(zhǔn)處理的對(duì)準(zhǔn)層810。由襯底801和802之間的墊片811來維持預(yù)定的間隙，從而確定液晶層803的厚度。
液晶層803較佳地以散射式液晶顯示模式(即，特別地，前散射液晶顯示方式)工作。更特別地，可以將包括液體結(jié)晶單體、向列式液晶材料和光引發(fā)劑的混合物噴射襯底之間的間隙內(nèi)，并隨后暴露在比如紫外線下。隨后，可獲得前散射液晶層，該液晶層當(dāng)無電壓施加時(shí)對(duì)入射光是透明的，但是有電壓施加時(shí)對(duì)入射光進(jìn)行前散射。
根據(jù)這個(gè)較佳實(shí)施例的有效矩陣編址的向后反射式面板812在所有的反射式像素電極804上均達(dá)到良好的向后反射性能，并因此實(shí)行了明亮且對(duì)比度高的圖像顯示。
在上述的較佳實(shí)例中，反射式像素電極具有向后反射性能。另外，如果掩膜711的形狀改變了，則反射式像素電極也可呈現(xiàn)出散射式反射性能。
在下文中，將更詳細(xì)地描述形成向后反射式電極(或向后反射層的內(nèi)涂層薄膜)的方法。
首先，將描述一種方法，其中，以對(duì)應(yīng)于像素間距的間距設(shè)置互連構(gòu)件，并隨后形成中間介質(zhì)層210以填充互連構(gòu)件211之間的間隙，如圖2B所示。
互連構(gòu)件的導(dǎo)電材料可以是導(dǎo)電樹脂。如這里所用的，“導(dǎo)電樹脂”可以是導(dǎo)體分散型(conductor-dispersed)樹脂，該樹脂可通過在絕緣樹脂或其中的聚合物本身呈現(xiàn)導(dǎo)電性的有機(jī)導(dǎo)體化合物中分散導(dǎo)電材料來獲得。用于導(dǎo)體分散型樹脂的絕緣矩陣樹脂材料的例子包括丙烯酸樹脂、烯烴、聚酰胺、聚酰亞胺、聚酯、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂和聚亞安酯。導(dǎo)體分散型的例子包括碳(C)微粒，諸如鋁(Al)、銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)和鋅(Zn)之類的各種導(dǎo)電金屬，以及這些金屬的合金。有機(jī)導(dǎo)電化合物的例子包括聚乙炔、聚苯胺、聚噻吩和聚吡咯。
當(dāng)諸如丙烯酸樹脂之類的光固化樹脂被用作矩陣樹脂時(shí)，可通過光刻處理將該樹脂制成圖案，并且可簡化該制作過程。另外，可通過激光燒蝕法或其他合適的方法將該樹脂制成圖案。在任何情況下，多個(gè)導(dǎo)電元件(即，互連構(gòu)件)都由導(dǎo)電樹脂材料制成，并以對(duì)應(yīng)于像素間距的間距進(jìn)行設(shè)置。在該情況下，將這些導(dǎo)電元件設(shè)置得至少使一個(gè)導(dǎo)電元件與每個(gè)連接器電極電接觸。導(dǎo)電元件的厚度至少等于將所制的向后反射式電極的表面圖案的間距乘以 再除以3所得到的值，即向后反射式電極表面圖案的最大深度。通過使用諸如分配器之類的涂抹器，而不是進(jìn)行光刻處理也可在預(yù)定的位置上形成導(dǎo)電元件。
如果通過光刻處理形成導(dǎo)電元件，則執(zhí)行稍后將作解釋的沖壓處理步驟，通過利用導(dǎo)電元件的熱固化或熱塑料性能，將導(dǎo)電元件的表面制成向后反射形狀的圖案。另一方面，如果導(dǎo)電元件由其它方法形成，則通過利用導(dǎo)電元件的熱固化性能和/或光固化性能，可將導(dǎo)電元件的表面制成圖案。
接著，用絕緣樹脂填充這些以該方式形成以確定預(yù)定圖案的導(dǎo)電元件之間的間隙。在該處理步驟中，導(dǎo)電樹脂和絕緣樹脂不一定是相同的類型。然而，為了比如使在隨后處理步驟中由熱滯后引起的應(yīng)力減少到最小，并增加用化學(xué)試劑處理的流阻，導(dǎo)電和絕緣的樹脂應(yīng)較佳地為相同的類型。
如果通過使夾層薄膜表面經(jīng)受沖壓處理步驟來形成向后反射的表面形狀，則可利用夾層薄膜的光固化性能和/或熱固化性能來固定其形狀。這樣，夾層薄膜的樹脂當(dāng)被固化時(shí)會(huì)收縮。在該情況下，如果導(dǎo)電元件樹脂的性能明顯不同于中間介質(zhì)層樹脂的性能，那么在導(dǎo)電元件和中間介質(zhì)層之間邊界處的表面形狀會(huì)發(fā)生變形，從而就不能獲得所希望的向后反射性能。同樣，如果固化的導(dǎo)電元件收縮的程度大于固化的中間介質(zhì)層收縮的程度，那么導(dǎo)電元件表面將下沉到中間介質(zhì)層表面以下，并且在其上形成的電極可能不會(huì)有穩(wěn)定性良好的電氣連接。因?yàn)樵撛?，?dǎo)電元件的材料在固化時(shí)，它的收縮應(yīng)較佳地小于中間介質(zhì)層材料的收縮。
同時(shí)，當(dāng)沖壓的表面形狀通過利用樹脂的熱塑料或熱固化性能被固定時(shí)，特別地，應(yīng)仔細(xì)地決定冷卻條件。即使當(dāng)這對(duì)樹脂材料層具有相似的熱膨脹系數(shù)時(shí)，如果材料冷卻得太快，由于材料的收縮，表面形狀仍舊會(huì)變形，甚至裂開。一般來講，這是因?yàn)闃渲哂邢鄬?duì)較大的熱膨脹系數(shù)。因?yàn)樵撛颍?dāng)續(xù)繼由掩膜進(jìn)行處理時(shí)，較佳地應(yīng)讓樹脂盡可能地冷卻較長的時(shí)間。同樣，所使用的導(dǎo)電樹脂材料和絕緣樹脂材料的熱膨脹系數(shù)之間的差值較佳地不應(yīng)太大(即，兩種膨脹系數(shù)中的一種較佳地最多為另一種膨脹系數(shù)的10倍)。當(dāng)使用熱膨脹系數(shù)互相不同的兩種樹脂材料時(shí)，導(dǎo)電樹脂材料的熱膨脹系數(shù)較佳地應(yīng)小于絕緣樹脂材料的熱膨脹系數(shù)。這是因?yàn)椋绻麑?dǎo)電元件的表面低于中間介質(zhì)層的表面，那么如上所述，其上形成的電極可能不會(huì)有穩(wěn)定性良好的電氣連接。導(dǎo)電元件應(yīng)較佳地由比如將碳微粒分散在丙烯酸樹脂中獲得的導(dǎo)電樹脂制成，且較佳地具有大約2×10-5cm/cm·℃的熱膨脹系數(shù)。另一方面，中間介質(zhì)層應(yīng)較佳地由熱膨脹系數(shù)約為5×10-5cm/cm·℃的丙烯酸絕緣樹脂制成。
在將向后反射層的內(nèi)涂層薄膜轉(zhuǎn)移到已在其上形成TFT的襯底上之后，該組件要經(jīng)歷清洗、干燥、烘干和涂覆的公知處理過程。以該方式完成了帶有向后反射式電極的TFT液晶顯示器。因此，向后反射層的內(nèi)涂層薄膜應(yīng)當(dāng)足夠抵抗這些處理。更特別地，向后反射層的內(nèi)涂層薄膜應(yīng)當(dāng)具有低水脹度(或吸水率)，并且即使在受熱的情況下，在真空處理期間或在任何不同的溶劑中都不應(yīng)當(dāng)明顯地變形。當(dāng)然需要以這樣的方式控制處理的環(huán)境，以達(dá)到所希望的吸水率。特別地，內(nèi)涂層薄膜較佳的吸水率約為0.5mass％或更小，更佳地應(yīng)為0.2mass％或更小。內(nèi)涂層薄膜最高允許溫度(即，在該溫度或在該溫度以下內(nèi)涂層薄膜可維持原來形狀)較佳地應(yīng)至少大約為150℃，更佳地為大約為200℃或更高些。向后反射層的內(nèi)涂層薄膜應(yīng)經(jīng)受的真空處理過程可以是比如在真空中噴射液晶材料的處理步驟。內(nèi)涂層薄膜應(yīng)當(dāng)在10-3托(Torr)的真空中保持原來的形狀。同樣，內(nèi)涂層薄膜較佳地應(yīng)對(duì)諸如甲醇、乙醇或異丙醇之類的酒精具有足夠的抵抗力。
在下文中，將參考圖9A到9C描述形成向后反射層的內(nèi)涂層薄膜的另一種方法。
首先，如圖9A所示，在基底薄膜901上依次堆疊緩沖層902和脫模層903。接著，在其上沉積絕緣層909，從而使其所具有的開口911用導(dǎo)電元件910填充。
隨后，如圖9B所示，通過噴射(inkjet)處理用導(dǎo)電樹脂材料填充絕緣層909的開口911。以該方式，可獲得包括同一層中的絕緣層909和導(dǎo)電元件910的向后反射層的內(nèi)涂層薄膜。然后，如圖9C所示，在其上進(jìn)一步形成另一脫模層905、另一緩沖層906和保護(hù)層907，以獲得包括向后反射層的可轉(zhuǎn)移內(nèi)涂層薄膜的多層結(jié)構(gòu)908。此后，以該方式獲得的多層結(jié)構(gòu)908也將如已經(jīng)描述地經(jīng)過相同的處理步驟。
這種方法不僅適合于形成可轉(zhuǎn)移的薄膜，而且也適合于在有效矩陣襯底上直接形成內(nèi)涂層薄膜。作為另一個(gè)替換例，在將已用導(dǎo)電材料填充開口911的絕緣層909已被轉(zhuǎn)移到有效矩陣襯底上之后，那些開口911還可以用導(dǎo)電材料填充。
在下文中，將參考圖10A到10D來描述形成向后反射層的內(nèi)涂層薄膜的另一種方法。
首先，如圖10A所示，在基底薄膜1001上按下列次序堆疊緩沖層1002和脫模層1003。接著，在其上沉積絕緣層1009，以使其具有的開口1011用導(dǎo)電元件1010填充。
隨后，未用導(dǎo)電材料填充絕緣層1009的開口1011，在絕緣層1009上依次堆疊另一脫模層1005、另一緩沖層1006以及保護(hù)層1007，從而獲得包括可轉(zhuǎn)移絕緣層1009的多層結(jié)構(gòu)1008。
接著，如圖10B所示將絕緣層1009轉(zhuǎn)移到有效矩陣襯底1012上。
此后，將已轉(zhuǎn)移有絕緣層1009的有效矩陣襯底1012浸入含有導(dǎo)電樹脂的電解聚合溶液中，并隨后從源極總線1014通過晶體管1015和漏極1016向連接器電極1017施加一個(gè)電壓。隨后，通過電解聚合反應(yīng)將導(dǎo)電樹脂沉積在暴露于絕緣層1009的開口1011內(nèi)的連接器電極1017上。結(jié)果，如圖10C所示形成導(dǎo)電元件1010。以該方式，也能獲得含有互連構(gòu)件和中間介質(zhì)層的夾層薄膜。在該較佳實(shí)施例中，通過電解聚合處理形成導(dǎo)電元件1010。另外，也可通過利用電場沉積導(dǎo)電材料的任何其它方法(即，電鍍處理或電沉積處理)來形成導(dǎo)電元件1010。
根據(jù)這種利用電場沉積導(dǎo)電材料的方法，可以首先將導(dǎo)電材料沉積在漏極1016或連接器電極1017的表面上。由此，能夠如所希望地在導(dǎo)電材料和漏極1016或連接器電極1017之間實(shí)行電氣連續(xù)性。利用電場的沉積處理在有效矩陣襯底上形成接觸元件的過程中特別有效。
次后，通過使用模型1018的沖壓處理，將夾層薄膜的表面制成預(yù)定形狀的圖案，從而獲得向后反射層的內(nèi)涂層薄膜。
以上描述的較佳實(shí)施例涉及形成向后反射式像素電極的方法。然而，比如只通過改變要確定的預(yù)定表面形狀，就可以輕易地形成散反射式像素電極。同樣，本發(fā)明的方法不僅可以形成反射電極，也可以形成透明電極。此外，在夾層薄膜上形成的電極不一定是像素電極，也可以是其它類型的電極，這些電極可用于向諸如液晶層之類的顯示介質(zhì)層施加電壓，并可電氣連接于夾層薄膜下的電路元件。
以上描述的本發(fā)明各種較佳實(shí)施例改進(jìn)了顯示器的顯示質(zhì)量，在該顯示器中，電極和電路元件通過在中間介質(zhì)層中形成的互連構(gòu)件被電氣連接在一起。其中，通過本發(fā)明，大大地改進(jìn)了向后反射式顯示器和散反射式顯示器的顯示質(zhì)量。本發(fā)明的較佳實(shí)施例還提供了能有效制造這種顯示器的方法。
雖然已參考較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但對(duì)于那些技術(shù)熟練人員來說，很明顯，可以按各種方式對(duì)所披露的本發(fā)明作修改，并可以設(shè)想與以上特別描述的實(shí)施例不同的許多實(shí)施例。因此，所附的權(quán)利要求旨在覆蓋本發(fā)明所有落在發(fā)明精神和范圍內(nèi)的修改。
權(quán)利要求
1.一種顯示器，其特征在于，包括一個(gè)襯底；一個(gè)電路元件，設(shè)置在所述襯底上；一夾層薄膜，設(shè)置在所述電路元件上并且包括一層中間介質(zhì)層和穿過該中間介質(zhì)層的互連構(gòu)件；以及一個(gè)電極，設(shè)置在所述夾層薄膜上，其中，所述電極和所述電路元件通過所述互連構(gòu)件電氣連接在一起，并且其中，所述夾層薄膜上的所述電極具有基本均勻的表面形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征在于，所述電極具有反射光的功能，并且其中，所述夾層薄膜上的所述電極呈現(xiàn)出基本均勻的反射性能。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示器，其特征在于，所述電極具有向后反射性能。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示器，其特征在于，所述電極具有散反射性能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征在于，所述互連構(gòu)件由熱膨脹系數(shù)比中間介質(zhì)層材料的熱膨脹系數(shù)小的材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征在于，所述互連構(gòu)件和所述中間介質(zhì)層都由含樹脂的材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示器，其特征在于，所述樹脂是熱固化樹脂或光固化樹脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示器，其特征在于，包括在互連構(gòu)件材料內(nèi)的樹脂，當(dāng)被固化時(shí)，其收縮的量小于包括在所述中間介質(zhì)層材料中的所述樹脂的收縮。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征在于，所述電極是像素電極，并且其中，所述顯示器還包括一個(gè)面對(duì)所述像素電極的計(jì)數(shù)器電極，以及一設(shè)置在所述像素電極和所述計(jì)數(shù)器電極之間的液晶層。
10.一種制造顯示器的方法，其特征在于，所述顯示器包括一個(gè)襯底；在所述襯底上的一個(gè)電路元件；一夾層薄膜，它設(shè)置在所述電路元件上并且包括中間介質(zhì)層和穿過所述中間介質(zhì)層的互連構(gòu)件；以及在所述夾層薄膜上的一個(gè)電極，該電極和電路元件通過所述互連構(gòu)件電氣連接在一起，所述方法包括步驟(a)形成所述夾層薄膜，該夾層薄膜包括中間介質(zhì)層和穿過所述中間介質(zhì)層的互連構(gòu)件；(b)在完成所述步驟(a)后，將所述夾層薄膜上將要設(shè)置電極部分的表面形狀改變成預(yù)定的形狀；以及(c)在所述夾層薄膜上形成電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述步驟(b)包括將所述夾層薄膜部分的表面形狀改變成預(yù)定形狀的步驟，該預(yù)定形狀在將要設(shè)置電極的整個(gè)區(qū)域是基本均勻的。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述步驟(b)包括將所述夾層薄膜部分的表面形狀改變成某種形狀的步驟，所述的某種形狀能將向后反射性能賦予給所述電極。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述步驟(b)包括將所述夾層薄膜部分的表面形狀改變成某種形狀的步驟，所述的某種形狀能將散反射性能賦予所述電極。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，可在不同于已設(shè)置電路元件的襯底的其它位置進(jìn)行所述步驟(a)和(b)，并且其中，所述方法還包括在完成所述步驟(a)和(b)之后將夾層薄膜轉(zhuǎn)移到在其上已設(shè)置電路元件的所述襯底上的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，可在所述已設(shè)置電路元件的襯底上完成步驟(a)、(b)和(c)。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述步驟(a)包括形成含有一個(gè)開口的中間介質(zhì)層的步驟，和用導(dǎo)電材料填充所述開口以獲得所述互連構(gòu)件的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述電路元件包括一導(dǎo)電層，并且其中，用導(dǎo)電材料填充所述開口的步驟包括了利用由導(dǎo)電層產(chǎn)生的電場的步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，用所述導(dǎo)電材料填充開口的步驟包括執(zhí)行噴射處理的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述步驟(a)包括形成導(dǎo)電材料的互連構(gòu)件的步驟，以及形成中間介質(zhì)層的步驟，從而使所述互連構(gòu)件被中間介質(zhì)層包圍。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述形成互連構(gòu)件的步驟包括通過光刻處理形成互連構(gòu)件的步驟。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述形成互連構(gòu)件的步驟包括用分配器形成所述互連構(gòu)件的步驟。
22.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述步驟(a)包括形成中間介質(zhì)層和互連構(gòu)件的步驟，兩者的材料都含有樹脂。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述步驟(b)包括對(duì)所述夾層薄膜進(jìn)行加熱處理的步驟。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述步驟(a)包括形成互連構(gòu)件的步驟，所述互連構(gòu)件材料的熱膨脹系數(shù)小于所述中間介質(zhì)層材料的熱膨脹系數(shù)。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述樹脂是熱固化樹脂或是光固化樹脂。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，包括在互連構(gòu)件材料內(nèi)的樹脂當(dāng)被固化時(shí)，其收縮的量小于包括在所述中間介質(zhì)層材料中的樹脂的收縮量。
全文摘要
一種顯示器包括一個(gè)襯底、一個(gè)電路元件、一層夾層薄膜和一個(gè)電極。在所述襯底上設(shè)置所述電路元件。所述夾層薄膜設(shè)置在所述電路元件上并且包括一中間介質(zhì)層和穿過所述中間介質(zhì)層的一個(gè)互連構(gòu)件。所述電極設(shè)置在所述夾層薄膜上。所述電極和所述電路元件通過互連構(gòu)件電氣連接在一起。所述夾層薄膜上的電極具有基本均勻的表面形狀。
文檔編號(hào)G09F9/30GK1442742SQ031070
公開日2003年9月17日 申請日期2003年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月1日
發(fā)明者藤原小百合, 澤山豐 申請人:夏普株式會(huì)社