專利名稱：液晶顯示器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器及其制造方法，特別地涉及一種在透射和反射模式下均能顯示的透反射式(transflective)液晶顯示器及其制造方法。
背景技術(shù)：
近來，在每個(gè)像素處具有薄膜晶體管(TFT)的有源矩陣液晶顯示器在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛地用作顯示器。在這樣的環(huán)境下，在反射和透射模式下均能顯示的透反射式顯示器已經(jīng)投入使用，作為用于移動(dòng)終端或筆記本型個(gè)人計(jì)算機(jī)的顯示器。
圖47A和47B表示按照非專利文件1中所公開的相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的透反射式液晶顯示器的結(jié)構(gòu)。圖47A表示透反射式液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)，圖47B表示沿著圖47A中X-X線所得的透反射式液晶顯示器的截面結(jié)構(gòu)。如圖47A和47B所示，像素區(qū)域劃分為透射區(qū)域T和反射區(qū)域R。在TFT基板102上的反射區(qū)域R中，絕緣體(樹脂層)130這樣形成，使得反射區(qū)域R具有透射區(qū)域T的晶元(cell)厚度一半的晶元厚度。具有不規(guī)則表面的反射電極116形成于絕緣體130上。在相對(duì)基板104上的透射區(qū)域T的中部形成有凸起132，用于調(diào)整垂直對(duì)齊型液晶106的對(duì)齊。一對(duì)1/4波板(wave plate)120設(shè)置于構(gòu)成面板(panel)外部的TFT基板102和相對(duì)基板104的各側(cè)面上。一對(duì)偏光板122分別設(shè)置于1/4波板120外。該透反射式液晶顯示器需要用于形成和圖案化絕緣體130的步驟，以使反射區(qū)域R的晶元厚度小于透射區(qū)域T的晶元厚度。這造成液晶顯示器的制造成本由于制造步驟復(fù)雜性增大而增加的問題。
作為解決該問題的一種方案，具有如圖48所示結(jié)構(gòu)的透反射式液晶顯示器由申請(qǐng)人在日本專利申請(qǐng)(第2003-95329號(hào))中提出。如圖48所示，在圖中水平方向延伸的多條柵極總線150彼此基本平行地形成于液晶顯示器的TFT基板上。在圖中垂直方向上延伸的多條漏極總線152彼此基本平行地這樣形成，使得它們與柵極總線150相交，其間插置有圖中未示出的絕緣膜。TFT154形成于柵極總線150與漏極總線152之間的每個(gè)交點(diǎn)附近。柵極總線150和漏極總線152所包圍的區(qū)域構(gòu)成像素區(qū)域?；酒叫杏跂艠O總線150的存儲(chǔ)電容器總線156這樣形成，使得它們基本在像素區(qū)域中部延伸穿過像素區(qū)域。存儲(chǔ)電容器電極158形成于每個(gè)像素區(qū)域的存儲(chǔ)電容器總線156上。
由透明導(dǎo)電膜所構(gòu)成的像素電極形成于像素區(qū)域。像素電極具有矩形周邊，并且具有小于像素區(qū)域的多個(gè)電極單元162、形成于鄰接電極單元162之間的電極空白部分(切口)164、以及用于將由切口164所分隔的電極單元162彼此電連接的連接電極166。多個(gè)空隙(space)168形成于電極單元162的外圍，這些空隙在與柵極總線150或漏極總線152基本平行地延伸的各側(cè)緣上被挖切。用于為像素區(qū)域之外的區(qū)域遮光的黑色矩陣(BM)170形成于相對(duì)基板上。
在該結(jié)構(gòu)中，存儲(chǔ)電容器電極158用作反射體，并且圓形反射體172單獨(dú)地形成于像素區(qū)域中。反射體172由與TFT154的柵極或源極和漏極的材料相同的材料形成，并且設(shè)置為當(dāng)在垂直于基板表面的方向上觀察時(shí)，它們基本重疊于電極單元162的中心。反射體172處于電漂移狀態(tài)。
在該結(jié)構(gòu)中，反射區(qū)域的晶元厚度與透射區(qū)域的晶元厚度相同。因此，反射區(qū)域的雙折射是透射區(qū)域的折射的兩倍，因?yàn)楣鈨纱未┻^同一液晶層以進(jìn)出晶元。因此出現(xiàn)問題的是，當(dāng)同一電壓施加到透射區(qū)域和反射區(qū)域時(shí)，在反射區(qū)域中顯示黃色，而在透射區(qū)域中顯示白色。抑制雙折射所采取的措施是通過降低所施加的電壓，在反射模式下的顯示期間，減少液晶分子的傾角(tilt)。
盡管如圖48所示的結(jié)構(gòu)允許制造步驟比如圖47A和47B所示結(jié)構(gòu)的制造步驟更簡(jiǎn)單，但是它需要為透射模式下的顯示和反射模式下的顯示調(diào)節(jié)所施加的電壓。出現(xiàn)的另一問題是，當(dāng)外部強(qiáng)光在透射模式下的顯示期間進(jìn)入時(shí)，反射區(qū)域所反射的光的色彩會(huì)大大不同于透射區(qū)域所透射的光的色彩。
如下是相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的描述專利文件1日本專利公開第JP-A-H11-183892號(hào)；
專利文件2日本專利公開第JP-A-2002-341366號(hào)；專利文件3日本專利公開第JP-A-2001-166289號(hào)；專利文件4日本專利第3380482號(hào)；專利文件5日本專利公開第JP-A-S57-155582號(hào)；專利文件6日本專利公開第JP-A-2001-242452號(hào)；專利文件7日本專利公開第JP-A-2002-350853號(hào)；專利文件8日本專利公開第JP-A-2000-47215號(hào)；專利文件9日本專利公開第JP-A-2000-111902號(hào)；專利文件10日本專利公開第JP-A-H11-242226號(hào)；專利文件11日本專利公開第JP-A-H11-281972號(hào)；非專利文件1Asia Display/IDW’01，p.133(2001)；非專利文件2SID 96 Digest，pp.618-621。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在反射和透射模式下均能實(shí)現(xiàn)高顯示特性的透反射式液晶顯示器及其制造方法。
上述目的通過一種液晶顯示器實(shí)現(xiàn)，其特征在于具有彼此相對(duì)設(shè)置的一對(duì)基板；密封于該對(duì)基板之間的液晶層；像素區(qū)域，包括反射區(qū)域和透射區(qū)域，該反射區(qū)域具有反射體，用于反射從該對(duì)基板的一基板的側(cè)面(side)入射的光，該透射區(qū)域用于向著該對(duì)基板的該基板透射從該對(duì)基板的另一基板入射的光；用于反射光的反射部分，該光已從該對(duì)基板的該基板的側(cè)面進(jìn)入該透射區(qū)域，并且已被該透射區(qū)域透射，并且該反射部分用于使得該光從該對(duì)基板的另一基板的側(cè)面再次進(jìn)入該透射區(qū)域；以及僅形成于該像素區(qū)域的透射區(qū)域中的濾色層。
本發(fā)明使得可以提供一種在反射和透射模式下均能實(shí)現(xiàn)高顯示特性的透反射式液晶顯示器。


圖1A和1B表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一模式下液晶顯示器的結(jié)構(gòu)；
圖2A和2B是表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一模式下液晶顯示器結(jié)構(gòu)的截面圖；圖3表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一模式下實(shí)施例1-1的液晶顯示器結(jié)構(gòu)；圖4A和4B表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一模式下實(shí)施例1-1的液晶顯示器的截面結(jié)構(gòu)；圖5是表示計(jì)算透明樹脂層最適宜厚度的處理的曲線圖；圖6表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一模式下實(shí)施例1-2的液晶顯示器的截面結(jié)構(gòu)；圖7表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一模式下實(shí)施例1-2的液晶顯示器改型的截面結(jié)構(gòu)；圖8表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一模式下實(shí)施例1-3的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)；圖9A和9B表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一模式下實(shí)施例1-3的液晶顯示器的截面結(jié)構(gòu)；圖10A和10B表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一模式下實(shí)施例1-3的液晶顯示器的改型；圖11表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一模式下實(shí)施例1-4的液晶顯示器的截面結(jié)構(gòu)；圖12A和12B表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一模式下實(shí)施例1-4的液晶顯示器的改型；圖13表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一模式下實(shí)施例1-5的液晶顯示器的截面結(jié)構(gòu)；圖14表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一模式下實(shí)施例1-6的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)；圖15A和15B表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二模式下液晶顯示器的結(jié)構(gòu)；圖16是表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二模式下液晶顯示器的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖17是表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二模式下液晶顯示器的結(jié)構(gòu)改型的截面圖；
圖18表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二模式下實(shí)施例2-1的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)；圖19表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二模式下實(shí)施例2-1的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)；圖20表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二模式下實(shí)施例2-1的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)改型；圖21是表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二模式下實(shí)施例2-2的液晶顯示器結(jié)構(gòu)的截面圖；圖22是表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二模式下實(shí)施例2-3的液晶顯示器結(jié)構(gòu)的截面圖；圖23表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二模式下實(shí)施例2-3的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)；圖24是表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二模式下實(shí)施例2-4的液晶顯示器結(jié)構(gòu)的截面圖；圖25表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二模式下實(shí)施例2-4的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)；圖26表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二模式下實(shí)施例2-4的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)；圖27表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二模式下實(shí)施例2-5的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)；圖28是表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二模式下實(shí)施例2-5的液晶顯示器結(jié)構(gòu)的截面圖；圖29表示按照相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的反射式液晶顯示器的結(jié)構(gòu)；圖30A和30B表示按照相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的透反射式液晶顯示器的結(jié)構(gòu)；圖31表示按照相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的透反射式液晶顯示器的結(jié)構(gòu)；圖32表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第三模式下液晶顯示器的結(jié)構(gòu)；圖33A和33B是表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第三模式下液晶顯示器結(jié)構(gòu)的截面圖；圖34表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第三模式下實(shí)施例3-2的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)；圖35是表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第三模式下實(shí)施例3-2的液晶顯示器結(jié)構(gòu)的截面圖；圖36表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第三模式下實(shí)施例3-3的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)；圖37是表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第三模式下實(shí)施例3-3的液晶顯示器結(jié)構(gòu)的截面圖；圖38A至38D表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第三模式下液晶顯示器CF層的結(jié)構(gòu)實(shí)例；圖39A至39C表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第三模式下液晶顯示器CF層的結(jié)構(gòu)實(shí)例；圖40是表示按照相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的透反射式液晶顯示器結(jié)構(gòu)的截面圖；圖41是表示按照相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的透反射式液晶顯示器結(jié)構(gòu)的截面圖；圖42表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第四模式下液晶顯示器的基本結(jié)構(gòu)；圖43表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第四模式下液晶顯示器的基本結(jié)構(gòu)；圖44表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第四模式下實(shí)施例4-1的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)；圖45表示按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第四模式下實(shí)施例4-1的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)；圖46A至46C表示反射板的截面結(jié)構(gòu)；圖47A和47B表示按照相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的透反射式液晶顯示器的結(jié)構(gòu)；圖48表示透反射式液晶顯示器的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參照?qǐng)D1A至14，描述用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一模式下的液晶顯示器及其制造方法。圖1A表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的在本模式下液晶顯示器TFT基板的像素結(jié)構(gòu)，圖1B表示像素區(qū)域的概念圖。圖2A表示沿著圖1A中A-A線所得的液晶顯示器的截面結(jié)構(gòu)，圖2B表示沿著圖1A中B-B線所得的液晶顯示器的截面結(jié)構(gòu)。如圖1A至2B所示，例如是垂直對(duì)齊型的液晶6密封在彼此相對(duì)設(shè)置的TFT基板2和相對(duì)基板4之間。TFT基板2形成于玻璃基板10上，并且它具有在圖1A中水平方向上延伸的柵極總線12和存儲(chǔ)電容器總線18。例如，由氮化硅膜(SiN膜)所構(gòu)成的絕緣膜30形成于柵極總線12和存儲(chǔ)電容器總線18之上的整個(gè)基板。在圖1A中垂直方向上延伸的漏極總線14形成于絕緣膜30上，漏極總線14具有由鋁(Al)層50和鉬(Mo)層52所構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)，該鋁層具有較高的光反射率，該鉬層具有較低的光反射率。保護(hù)膜32形成于漏極總線14之上的整個(gè)基板。
TFT20形成于柵極總線12和漏極總線14彼此相交的位置附近。TFT20的柵極由與柵極總線12的材料相同的材料形成。TFT的源極和漏極由與漏極總線14的材料相同的材料形成。
像素區(qū)域一般劃分為三個(gè)區(qū)域，如圖1B所示，它具有在形成存儲(chǔ)電容器電極(中間電極)之處的中心部分中所設(shè)置的反射區(qū)域R與分別在圖中反射區(qū)域R之上和之下所設(shè)置的兩個(gè)透射區(qū)域T。由與漏極總線14的材料相同的材料所形成的反射體54形成于反射區(qū)域R中的保護(hù)膜32上。由透明導(dǎo)電膜比如ITO所構(gòu)成的像素電極16形成于反射區(qū)域R和透射區(qū)域T中的保護(hù)膜32上。一個(gè)像素中反射區(qū)域R和透射區(qū)域T的像素電極16彼此電連接。確切地說，其中形成反射體54的區(qū)域構(gòu)成反射區(qū)域R。
像素電極16經(jīng)過開口電連接于反射體54，該開口通過利用蝕刻去除反射體54上的保護(hù)膜32來設(shè)置。此外，反射體54的Mo層52通過蝕刻隨同保護(hù)膜32一起來去除。因此，反射體54具有反射表面55，該反射表面是由此露出的具有較高光反射率的Al層50的一部分。反射體54也起到一個(gè)存儲(chǔ)電容器電極的作用。
相對(duì)基板4具有在至少一部分反射區(qū)域R中形成的透明樹脂層(透明層)56。用于每個(gè)像素的濾色(CF)層40形成于透明樹脂層56上。在形成透明樹脂層56的區(qū)域中，由于CF層40的厚度小于其他區(qū)域中的厚度，所以可抑制CF層40對(duì)光的吸收，并且反射區(qū)域R比透射區(qū)域T具有更高的光透射率。由透明導(dǎo)電膜比如ITO所構(gòu)成的公共電極42在整個(gè)基板的顯示區(qū)域形成于CF層40上。透明樹脂層(透明介電層)58在反射區(qū)域R中形成于公共電極42上，以在反射區(qū)域R中降低施加到液晶6的有效電壓。用于控制液晶6對(duì)齊的對(duì)齊控制凸起44由樹脂形成于透明樹脂層58上。
現(xiàn)在將描述構(gòu)成用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下液晶顯示器的TFT基板2的制造方法。首先，一金屬層形成于玻璃基板10的整個(gè)表面上，并且被圖案化以形成柵極總線12和存儲(chǔ)電容器總線18。接著，一SiN膜形成于柵極總線12和存儲(chǔ)電容器總線18之上的整個(gè)基板，以提供絕緣膜30。用于TFT20的有源半導(dǎo)體層和溝道保護(hù)膜形成于絕緣膜30上，然后，Al層50和Mo層52以列出的次序形成于整個(gè)基板上，并且被圖案化以形成TFT20的源極和漏極、漏極總線14和反射體54。接著，保護(hù)膜32形成于整個(gè)源極、漏極、漏極總線14和反射體54。然后，通過蝕刻，去除TFT20的源極上的保護(hù)膜32，以形成接觸孔。在用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下，在形成接觸孔的同時(shí)，通過蝕刻，去除反射體54上的保護(hù)膜32。該步驟利用融化SiN和Mo但不融化Al的蝕刻劑。因此，連同反射體54上的保護(hù)膜32一起，去除Mo層52，以露出Al層50，并且由此形成具有高反射率的反射表面50。隨后，像素電極16形成于像素區(qū)域的透射區(qū)域T和反射區(qū)域R中。像素電極16通過接觸孔電連接于TFT20的源極。
在用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下，反射率通過抑制反射區(qū)域R的CF層40處的光吸收來改善。
在用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下，基本施加于反射區(qū)域R中液晶6的電壓通過形成于反射區(qū)域R中公共電極42上的透明樹脂層58來降低。因此，施加于液晶6的電壓在各透射區(qū)域T與反射區(qū)域R之間變化。結(jié)果，即使當(dāng)透射區(qū)域T中的液晶分子非常大地傾斜時(shí)，反射區(qū)域R中的液晶分子并不會(huì)這么大地傾斜。因此，在光一次穿過的透射區(qū)域T和光兩次穿過的反射區(qū)域R中實(shí)現(xiàn)基本相等的光學(xué)效果，并且透射率和反射率經(jīng)受響應(yīng)于施加電壓的相似變化。因此，在透射區(qū)域T和反射區(qū)域R中基本等效地完成顯示。
而且，在用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下，形成于公共電極42上的對(duì)齊控制凸起(堆積)44具有使電場(chǎng)方向彎曲的功能。由于液晶分子傾向于變得垂直于電場(chǎng)方向，因此液晶分子會(huì)這樣對(duì)齊，它們向著對(duì)齊控制凸起44傾斜。
在用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下，反射體54由與TFT20的源極和漏極以及漏極總線14的材料相同的材料形成，并且反射體具有反射表面55，這些反射表面是具有高反射率的金屬Al層50的露出部分。在圖案化保護(hù)膜32以形成接觸孔的同時(shí)，形成反射表面55。因此，具有高反射率的反射體55能夠無需附加的制造步驟即可獲得。反射體54可由與TFT20的柵極和柵極總線12的材料相同的材料形成。
而且，在用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下，形成由ITO制成的像素電極16，以便覆蓋反射表面55，并且分別形成于基板2和4上的所有電極的頂表面由ITO構(gòu)成。這些基板因而電性對(duì)稱，因此不容易產(chǎn)生圖像后滯(persistence)。
現(xiàn)在將參照優(yōu)選實(shí)施例具體地描述用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下的液晶顯示器。
(實(shí)施例1-1)現(xiàn)在將描述按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下實(shí)施例1-1的液晶顯示器。圖3表示本實(shí)施例的液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)。TFT基板2的結(jié)構(gòu)如圖3的左側(cè)所示，圖3表示TFT基板2以及在其右側(cè)彼此成重疊關(guān)系的相對(duì)基板4。圖4A表示沿著圖3中C-C線所得的截面結(jié)構(gòu)，圖4B表示沿著圖3中D-D線所得的截面結(jié)構(gòu)。如圖3、4A和4B所示，一個(gè)像素區(qū)域在圖3中被劃分為設(shè)置于其中部的反射區(qū)域R與分別設(shè)置于圖3的反射區(qū)域R之上和之下的兩個(gè)透射區(qū)域T。
在透射區(qū)域T中，像素電極16形成為基本矩形的形狀(例如正方形)。在像素電極16的外圍，為了穩(wěn)定液晶6的對(duì)齊，多個(gè)空隙60通過與柵極總線12和漏極總線14成對(duì)角地切割電極的側(cè)緣來形成，這些空隙被圖案化為微刺(microscope spine)的形式。對(duì)齊控制凸起44在透明區(qū)域T的中部的相對(duì)基板4上由光阻劑形成，這些凸起44在它們的平面結(jié)構(gòu)中為菱形，并且具有從1到2μm范圍的高度。
在反射區(qū)域R中，透明樹脂層56在相對(duì)基板4的部分中例如由PC403或PC441(JSR公司制造)形成。形成CF層40，以覆蓋透明樹脂層56。反射率在形成透明樹脂層56的區(qū)域中被改善，因?yàn)镃F層40具有較小的厚度，因此吸收較少量的光。透明樹脂層58還形成于公共電極42上，以降低基本施加于反射區(qū)域R中液晶層的電壓。透明樹脂層58例如也由PC403形成。透明樹脂層58的厚度設(shè)定于如下將描述的從大約1到1.5μm范圍中的優(yōu)選厚度。對(duì)齊控制凸起44在反射區(qū)域R的中部的透明樹脂層58上由光阻劑形成，該凸起在它的平面結(jié)構(gòu)中為菱形，并且具有與透射區(qū)域T中的凸起相似的從1到2μm范圍中的厚度。
圖5是表示相對(duì)于透明樹脂層58厚度的亮度/電壓特性的曲線圖。圖5的橫坐標(biāo)軸表示電極16與42之間所施加的電壓(V)，縱坐標(biāo)軸表示透射光和反射光的亮度的相對(duì)強(qiáng)度。如圖5所示，當(dāng)未形成透明樹脂層58時(shí)，亮度在提供透射區(qū)域T高亮度的電壓處有所減少。相反地，可以理解，當(dāng)透明樹脂層58形成為具有0.1到2.0μm范圍中的厚度時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)與透射顯示相似的特性。特別地，當(dāng)透明樹脂層58具有1.5μm厚度時(shí)，亮度被最大化，并且能夠在大約5V的施加電壓處實(shí)現(xiàn)更接近于透射顯示的特性。
反射區(qū)域R中的反射體54通過堆疊Al層50和作為上層的Mo層52來形成，該Al層由與TFT20的源極和漏極以及漏極總線14的材料相同的材料形成。反射體54具有反射表面55，該反射表面是通過去除上面Mo層52而露出的Al層50。在形成保護(hù)膜(SiN膜)32之后，在通過去除保護(hù)膜32完成用于形成連接TFT20的源極和像素電極16的接觸孔34的步驟同時(shí)，通過去除Mo層52形成反射表面55。該步驟利用融化SiN和Mo但不融化Al的蝕刻劑。在形成反射表面55之后，像素電極16同時(shí)形成于反射區(qū)域R和透射區(qū)域T中。像素電極16這樣形成，它覆蓋反射表面55，以防止Al層50接觸液晶6。
(實(shí)施例1-2)現(xiàn)在將描述按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下實(shí)施例1-2的液晶顯示器。圖6表示本實(shí)施例的液晶顯示器的像素截面結(jié)構(gòu)。盡管在上述實(shí)施例1-1中CF層40形成于透明樹脂層56上，但是在圖6所示的本實(shí)施例中透明樹脂層56和CF層40以相反的次序形成。具體地，在完全在CF層40的厚度方向上去除該層的一部分(例如反射區(qū)域R的中心部分)之后，在該部分上形成透明樹脂層56。因此，不具有CF層40的透明區(qū)域形成于反射區(qū)域R的一部分中，以改善該部分的反射率。而且，公共電極42、用于降低施加于液晶6的有效電壓的透明樹脂層58、以及對(duì)齊控制凸起44相繼地形成于透明樹脂層56上。在本實(shí)施例中，因?yàn)橥该鳂渲瑢?6形成于CF層40上，所以有助于平坦化(leveling)。
圖7表示本實(shí)施例的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)改型。在本實(shí)施例中，在去除CF層40的一部分之后形成公共電極42。然后，在公共電極42上已經(jīng)去除CF層40以形成對(duì)齊控制凸起44的區(qū)域中形成透明樹脂層57。透明樹脂層57既具有改善反射區(qū)域R中反射率的透明樹脂層56的的功能，也具有降低施加于液晶6的有效電壓的透明樹脂層58的功能。結(jié)果，利用簡(jiǎn)化的工藝，能夠制造具有與圖6所示結(jié)構(gòu)的功能相同的功能的液晶顯示器。
(實(shí)施例1-3)現(xiàn)在將描述按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下實(shí)施例1-3的液晶顯示器。圖8表示本實(shí)施例的液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)。圖9A表示沿著圖8中E-E線所得的液晶顯示器的截面結(jié)構(gòu)，圖9B表示沿著圖8中F-F線所得的液晶顯示器的截面結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，詳述圖7所示的結(jié)構(gòu)，并且采取改善去除CF層40的區(qū)域的措施。首先，在TFT基板2上形成CF層40，從該CF層中已經(jīng)去除將要形成反射體54的完整區(qū)域(反射區(qū)域R)。隨后，公共電極42形成于CF層42上。然后，形成透明樹脂層57，以填充已經(jīng)去除CF層40的區(qū)域，并且對(duì)齊控制凸起44形成于透明樹脂層57上?？蛇x地，將要形成反射表面55的完整區(qū)域(在整體上小于反射區(qū)域R)可從CF層40中去除。
在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，由于CF層40未形成于反射區(qū)域R中，由反射體54所反射的光將基本無色。因此，透射區(qū)域T用于反射模式下的彩色顯示。已進(jìn)入透射區(qū)域T的外部光從背光源的側(cè)面部分地反射。因?yàn)楣獯┻^CF層40，所以光被著色。通過利用穿過透射區(qū)域T的有色的(colored)反射光和穿過反射區(qū)域R的無色反射光，能夠在反射模式下實(shí)現(xiàn)高亮度的彩色顯示。
圖10A表示本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)改型。如圖10A所示，該改型的CF基板4具有CF層40’作為透明介電層，取代圖9A所示的透明樹脂層57。在同一像素中，CF層40’的色調(diào)與CF層40的色調(diào)相同。具體地，當(dāng)CF層40是紅色時(shí)，CF層40’也是紅色；當(dāng)CF層40是綠色時(shí)，CF層40’也是綠色；以及當(dāng)CF層40是藍(lán)色時(shí)，CF層40’也是藍(lán)色。由于CF層40’設(shè)置于反射區(qū)域R中，光同樣兩次穿過CF層40’，即在光進(jìn)入該層時(shí)和在光射出該層時(shí)。因此，所用CF層40’具有低的色純度和淡的色彩。從而，使得透射區(qū)域T和反射區(qū)域R在顯示狀態(tài)下具有相同的色彩。
圖10B表示本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的另一改型。如圖10B所示，與圖9A所示透明樹脂層相似的透明樹脂層57用于該改型中，并且對(duì)CF層40進(jìn)行改進(jìn)。CF層40在該層的厚度方向上被部分地(halfway)去除，從而使CF層40的厚度在其關(guān)聯(lián)于透明樹脂層57的部分中變小，以允許色彩調(diào)整。而且，透明樹脂層57的厚度被調(diào)整為使得液晶層的厚度基本一致。由于反射區(qū)域R形成有CF層40厚度較小的區(qū)域59，所以也能夠?qū)Ψ瓷鋮^(qū)域R著色。參照提供圖10B所示結(jié)構(gòu)的方法，利用負(fù)性抗蝕劑形成CF層40，并且利用半曝光技術(shù)，以這樣的光照射該CF層關(guān)聯(lián)于區(qū)域59的部分，該光的強(qiáng)度小于其他部分中的光強(qiáng)度。
(實(shí)施例1-4)現(xiàn)在將描述按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下實(shí)施例1-4的液晶顯示器。圖11表示本實(shí)施例的液晶顯示器的截面結(jié)構(gòu)。如圖11所示，透明樹脂層57在本實(shí)施例中具有光散射性。具有光散射性的透明樹脂層57散射已在傾斜方向上進(jìn)入該層的光，并且光到達(dá)反射體54以由其反射，當(dāng)光射出時(shí)再次被散射。由此，已在傾斜方向上進(jìn)入的光在與該方向成直角的方向上射出顯示屏。結(jié)果，能夠高亮度地進(jìn)行反射顯示?？蛇x地，施加到相對(duì)基板4的觀察者一側(cè)的偏光板70可具有光散射性。而且，具有光散射性的擴(kuò)散膠可選地應(yīng)用于偏光板70。
圖12A和12B表示本實(shí)施例的改型。這些改型具有這樣的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，CF層40保持于反射區(qū)域R中，并且液晶層6的晶元厚度在反射區(qū)域R中變小。
在圖12A所示實(shí)例中，首先，透明樹脂層56形成于一部分或整個(gè)反射區(qū)域R中，并且CF層40形成于該反射區(qū)域中。CF層40在透明樹脂層56上的厚度等于或小于CF層40在其他區(qū)域中的厚度。ITO所構(gòu)成的公共電極42形成于該區(qū)域的頂表面上。結(jié)果，提供這樣一種結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，反射區(qū)域R中的晶元厚度等于或小于透射區(qū)域T中的晶元厚度，并且CF層40在反射區(qū)域R中的透射率大于CF層40在透射區(qū)域T中的透射率。
在圖12B所示實(shí)例中，首先形成CF層40，然后將該層圖案化，以部分或完整地去除它位于反射區(qū)域R中的部分。隨后，透明樹脂層56形成于部分或整個(gè)反射區(qū)域R中。也就是說，透明樹脂層56形成于CF層40上和一部分CF層40中(以及該部分上)。透明樹脂層56的厚度被調(diào)整為使得形成透明樹脂層56的區(qū)域中的晶元厚度將等于或小于透射區(qū)域T中的晶元厚度。結(jié)果，提供這樣一種結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，反射區(qū)域R中的晶元厚度等于或小于透射區(qū)域T中的晶元厚度，并且CF層40在反射區(qū)域R中的透射率大于CF層40在透射區(qū)域T中的透射率。
(實(shí)施例1-5)現(xiàn)在將描述按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下實(shí)施例1-5的液晶顯示器。圖13表示本實(shí)施例的液晶顯示器的截面結(jié)構(gòu)。如圖13所示，在本實(shí)施例中，柱形間隔物(spacer)72通過以列出的次序堆疊三色的CF層40G、40R、40B、公共電極42、由與透明樹脂層57的材料相同的材料所形成的樹脂層57’、以及由與對(duì)齊控制凸起44的材料相同的材料所形成的樹脂層44’來形成。由于樹脂層57’和44’形成于公共電極42上，所以能夠防止公共電極42與設(shè)置于TFT基板2上的像素電極16之間短路。
(實(shí)施例1-6)現(xiàn)在將描述按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下實(shí)施例1-6的液晶顯示器。圖14示意地示出本實(shí)施例的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)。如圖14所示，棱鏡板82、擴(kuò)散板84和背光單元88設(shè)置于液晶顯示面板80的后面，這些元件以它們與該面板的接近程度的次序列出。背光單元88具有熒光管92、設(shè)置于擴(kuò)散板84后面用于引導(dǎo)來自熒光管92的光的導(dǎo)光板86、以及設(shè)置于導(dǎo)光板86后面并且具有高的光反射率的反射體(反射部分)90。反射體90將已經(jīng)穿過液晶顯示面板80的透射區(qū)域T的外部光向著觀察者反射。因此，即使在CF層40未形成于反射區(qū)域R的結(jié)構(gòu)中，通過利用已經(jīng)穿過形成有CF層40的透射區(qū)域T的有色的反射光，能夠在反射模式下進(jìn)行彩色顯示。特別地，通過利用具有鍍銀表面(銀反射體)的所謂的反射體作為反射體90，能夠?qū)崿F(xiàn)高反射特性。
如上所述，用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式使得可以提供一種透反射式液晶顯示器，該透反射式液晶顯示器即使在反射模式下仍能夠?qū)崿F(xiàn)高亮度，并且在反射和透射模式下均能實(shí)現(xiàn)高顯示特性。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D15至28，描述用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二模式下的液晶顯示器及其制造方法。
在如圖1A至2B所示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一模式下液晶顯示器中，反射表面55是平的。因此，反射光具有強(qiáng)的方向性，造成反射模式下顯示的視角(viewing angle)特性的下降。而且，由于當(dāng)在與顯示屏成直角的方向上觀察已經(jīng)在傾斜于顯示屏的方向上進(jìn)入的外部光時(shí)的反射率很低，所以會(huì)出現(xiàn)在反射模式下無法獲得優(yōu)選的顯示特性的問題。
圖15A表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下液晶顯示器TFT基板的像素結(jié)構(gòu)，其中上述問題在該結(jié)構(gòu)得到解決。圖15B是像素區(qū)域的概念圖。圖16表示沿著圖15A中G-G線所得的液晶顯示器的截面結(jié)構(gòu)。如圖15A、15B和16所示，由與TFT20的柵極的材料相同的材料所形成的存儲(chǔ)電容器總線18具有多個(gè)凸起18a，這些凸起基本平行于例如在所示反射區(qū)域R的下部分中的漏極總線14而延伸，并且被圖案化為梳狀的形式。存儲(chǔ)電容器總線18還具有多個(gè)開口，這些開口基本平行于例如在所示反射區(qū)域R的下部分中的柵極總線12而延伸。反射區(qū)域R中的存儲(chǔ)電容器總線18用作形成不規(guī)則變化(irregularity)的圖案。
絕緣膜30形成于存儲(chǔ)電容器總線18之上的整個(gè)基板，并且反射體54形成于在反射區(qū)域R中的絕緣膜30上。按照不規(guī)則形成圖案的形狀的不規(guī)則變化形成于反射體54的反射表面55上，并且至少一部分反射表面55相對(duì)于基板表面有所傾斜。盡管不規(guī)則形成圖案在本實(shí)例中由與TFT20的柵極的材料相同的材料形成，但是形成TFT20的a-Si層或SiN層可選地用作該圖案。
圖17表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下液晶顯示器的結(jié)構(gòu)改型。如圖17所示，本改型采用具有與如圖16所示結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)的TFT基板2和如圖12B所示結(jié)構(gòu)的改型的CF基板4的組合。CF基板4上的CF層40被圖案化，使得它在一部分反射區(qū)域R中被去除。CF層40的空白部分的大小被設(shè)定為等于或小于反射區(qū)域R的大小。透明樹脂層56設(shè)置于CF層40和反射區(qū)域R中的空白部分上。透明樹脂層56的厚度被調(diào)整為，使得反射區(qū)域R中的晶元厚度變?yōu)橥干鋮^(qū)域T中晶元厚度的一半。由ITO構(gòu)成的公共電極42形成于透明樹脂層56和CF層40的頂表面上。而且，對(duì)齊控制凸起(堆積(bank))45形成于公共電極42上。對(duì)齊控制凸起45形成為具有大約2μm的高度，從而它還用作間隔物。在TFT基板2上，存儲(chǔ)電容器總線18被圖案化以形成不規(guī)則形成圖案，比如凸起18a或開口18b(在圖17中未示出)。結(jié)果，按照不規(guī)則形成圖案的形狀的不規(guī)則變化形成于反射體54的反射表面55上。該結(jié)構(gòu)使得可以無需在用于制造透反射式液晶顯示器的普通步驟中進(jìn)行任何變化而提供具有最高等級(jí)顯示質(zhì)量的透反射式液晶顯示器。
在用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式中，至少反射體54的一部分反射表面55能夠形成為傾斜于基板表面。因此，已在傾斜于顯示屏的方向上進(jìn)入的外部光能夠在與顯示屏成直角的方向上被反射。這可改進(jìn)反射率和視角特性。
現(xiàn)在將參照其實(shí)施例，具體地描述用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下的液晶顯示器及其制造方法。
(實(shí)施例2-1)首先，將描述按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下實(shí)施例2-1的液晶顯示器。圖18表示本實(shí)施例的液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)。如圖18所示，在像素區(qū)域中部的反射區(qū)域R中，在形成TFT20的柵極和存儲(chǔ)電容器總線18的同時(shí)，兩個(gè)不規(guī)則形成圖案62形成于存儲(chǔ)電容器總線18的兩側(cè)上，這些圖案由與該柵極和存儲(chǔ)電容器總線18的材料相同的材料形成。不規(guī)則形成圖案62和存儲(chǔ)電容器總線18具有在它們之間所留下的預(yù)定間隙(由符號(hào)*表示)，以使它們彼此電性隔離。也就是說，不規(guī)則形成圖案62處于電漂移狀態(tài)。不規(guī)則形成圖案62形成有基本矩形的輪廓，并且它們具有多個(gè)圓形開口64。
圖19表示本實(shí)施例的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)改型。如圖19所示，在像素區(qū)域中部的反射區(qū)域R中，用于形成不規(guī)則變化的多個(gè)圓形圖案62由與TFT20的柵極的材料相同的材料形成。多個(gè)不規(guī)則形成圖案62與存儲(chǔ)電容器總線18電性隔離，并且處于電漂移狀態(tài)。
圖20表示本實(shí)施例的液晶顯示器另一改型的主要部分的結(jié)構(gòu)。在本該型中，形成具有與圖19中結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)的多個(gè)獨(dú)立不規(guī)則形成圖案62d。具有與圖18中結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)的多個(gè)開口62e形成于一部分存儲(chǔ)電容器總線18中。被圖案化以形成開口62e的存儲(chǔ)電容器總線18的區(qū)域還用作不規(guī)則形成圖案。為了保持存儲(chǔ)電容器總線18的阻抗恒定，被圖案化以形成開口62e的存儲(chǔ)電容器總線18的區(qū)域的寬度18d大于存儲(chǔ)電容器總線18在其他區(qū)域中的寬度18c。而且，為了防止干涉，每個(gè)不規(guī)則形成圖案62d和開口62e不規(guī)則地對(duì)齊。由于即使在存儲(chǔ)電容器總線18之上的區(qū)域中，不規(guī)則變化仍能這樣形成于反射體54的表面上，所以能夠在反射模式下以更高亮度進(jìn)行顯示。
(實(shí)施例2-2)現(xiàn)在將描述按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下實(shí)施例2-2的液晶顯示器及其制造方法。圖21表示本實(shí)施例的液晶顯示器的反射區(qū)域R的截面結(jié)構(gòu)。如圖21所示，本實(shí)施例的液晶顯示器具有在結(jié)構(gòu)上與圖15A、15B和16中所示結(jié)構(gòu)相似的不規(guī)則形成圖案62。不規(guī)則形成圖案62具有金屬層(導(dǎo)體層)62a，由與TFT20的柵極和存儲(chǔ)電容器總線18的材料相同的材料形成；a-Si層(半導(dǎo)體層)62b，設(shè)置于金屬層62a上(二者之間插置有絕緣膜30)，并且由與TFT20的有源半導(dǎo)體層的材料相同的材料形成；以及SiN膜(介電層)62c，利用與TFT20的溝道保護(hù)膜的材料相同的材料形成于a-Si層62b上。可選地，不規(guī)則形成圖案62可由金屬層62a和SiN膜62c構(gòu)成。金屬層62a、a-Si層62b和SiN膜62c都具有基本相同的平面結(jié)構(gòu)。
參照用于形成本實(shí)施例的不規(guī)則形成圖案62的步驟，首先，一金屬層形成于玻璃基板10的整個(gè)表面上，并且被圖案化以隨同柵極和存儲(chǔ)電容器總線18一起同時(shí)形成金屬層62a。接著，絕緣膜30形成于金屬層62a之上的整個(gè)基板。然后，a-Si層和SIN膜以列出的次序，形成于絕緣膜30的整個(gè)頂表面上。然后，將抗蝕劑施加于SiN膜的整個(gè)頂表面上，并且利用金屬層62a作為掩模，進(jìn)行背部曝光(back exposure)。隨后，進(jìn)行顯影以形成一具有與金屬層62a的形狀相同的形狀的抗蝕圖案。接著，利用該抗蝕圖案作為掩模，僅蝕刻SiN膜或者蝕刻SiN膜和a-Si層，以(可能與a-Si層62b一起)形成具有與金屬層62a的形狀相同的形狀的SiN膜62c。如上所述，在本實(shí)施例中，通過進(jìn)行背部曝光，(可能與a-Si層62b一起)形成SiN膜62c。在本實(shí)施例中，由于不規(guī)則形成圖案62可具有更大的實(shí)際(substantial)厚度，所以能夠在反射體55上提供更大的不規(guī)則變化。
(實(shí)施例2-3)現(xiàn)在將描述按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下實(shí)施例2-3的液晶顯示器及其制造方法。圖22表示本實(shí)施例的液晶顯示器的反射區(qū)域R的截面結(jié)構(gòu)。如圖22所示，在本實(shí)施例的液晶顯示器中，構(gòu)成不規(guī)則形成圖案62的金屬層62a、a-Si層62b和SiN膜62c在平面結(jié)構(gòu)上彼此不同?？蛇x地，不規(guī)則形成圖案62可由金屬層62a和SiN膜62c構(gòu)成。
參照用于形成本實(shí)施例的不規(guī)則形成圖案62的步驟，首先，一金屬層形成于玻璃基板10的整個(gè)表面上，并且被圖案化，以隨同柵極和存儲(chǔ)電容器總線18一起，同時(shí)形成金屬層62a。接著，絕緣膜30形成于金屬層62a之上的整個(gè)基板。然后，a-Si層和SiN膜以列出的次序，形成于絕緣膜30的整個(gè)頂表面上。然后，將抗蝕劑施加于SiN膜的整個(gè)頂表面，并且利用預(yù)定光掩模，從基板上方進(jìn)行曝光。隨后，進(jìn)行顯影以形成具有預(yù)定形狀的抗蝕圖案。
接著，利用該抗蝕圖案作為掩模，僅蝕刻SiN膜或者蝕刻SiN膜和a-Si層，以(與a-Si層62b)一起形成具有預(yù)定形狀的SiN膜62c。如上所述，在本實(shí)施例中，通過從基板上方進(jìn)行曝光，而非背部曝光，(與a-Si層62b一起)形成SiN膜62c。
圖23表示按照本實(shí)施例的液晶顯示器的不規(guī)則形成圖案62的結(jié)構(gòu)實(shí)例。如圖23所示，多個(gè)同心金屬層62a形成于像素中部的反射區(qū)域R中?；酒叫杏跂艠O總線12延伸的多個(gè)SiN膜62c和a-Si層62b形成于一部分反射區(qū)域R中，該部分位于圖中存儲(chǔ)電容器總線18之上，并且基本平行于漏極總線14延伸的多個(gè)SiN膜62c和a-Si層62b形成于一部分反射區(qū)域R中，該部分位于圖中存儲(chǔ)電容器總線18之下。因此，不規(guī)則形成圖案62由在平面結(jié)構(gòu)上彼此不同的金屬層62a、a-Si層62b和SiN膜62c構(gòu)成。
(實(shí)施例2-4)
現(xiàn)在將描述按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下實(shí)施例2-4的液晶顯示器及其制造方法。圖24表示本實(shí)施例的液晶顯示器的反射區(qū)域R的截面結(jié)構(gòu)。如圖24所示，在本實(shí)施例的液晶顯示器中，不規(guī)則形成圖案62具有金屬層62a、a-Si層62b和SiN膜62c，a-Si層62b和SiN膜62c僅形成于金屬層62a上，并且被圖案化為小于金屬層62a。可選地，不規(guī)則形成圖案62可通過金屬層62a和SiN膜62c構(gòu)成。
參照用于形成本實(shí)施例的不規(guī)則形成圖案62的步驟，首先，一金屬層形成于玻璃基板10的整個(gè)表面上，并且被圖案化以隨同柵極和存儲(chǔ)電容器總線18一起同時(shí)形成金屬層62a。接著，絕緣膜30形成于金屬層62a之上的整個(gè)基板。然后，a-Si層和SiN膜以列出的次序，形成于絕緣膜30的整個(gè)頂表面上。然后，將抗蝕劑施加于SiN膜的整個(gè)頂表面，并且利用金屬層62a作為掩模進(jìn)行背部曝光。相繼地，利用預(yù)定光掩模，從基板上方進(jìn)行曝光和顯影，以形成一抗蝕圖案，該抗蝕圖案僅設(shè)置于金屬層62a上，并且被圖案化為小于金屬層62a。接著，利用該抗蝕圖案作為掩模，僅蝕刻SiN膜或者蝕刻SiN膜和a-Si層，以(與a-Si層62b一起)形成SiN膜62c，該SiN膜僅設(shè)置于金屬層62a上，并且被圖案化為小于金屬層62a。如上所述，在本實(shí)施例中，通過進(jìn)行背部曝光和從基板上方進(jìn)行曝光，(與a-Si層62b一起)形成SiN膜62c。
圖25和26表示按照本實(shí)施例的液晶顯示器的不規(guī)則形成圖案62的結(jié)構(gòu)實(shí)例。如圖25所示，兩個(gè)金屬層62a形成于像素中部的反射區(qū)域R中，所述金屬層設(shè)置于存儲(chǔ)電容器總線18的兩側(cè)上。兩個(gè)金屬層62a均具有基本矩形的輪廓。多個(gè)圓形開口64形成于位于圖中存儲(chǔ)電容器總線18之上的金屬層62a中。而且，形成有多個(gè)SiN膜62c和a-Si層62b，它們以與金屬層62a相重疊的關(guān)系，僅設(shè)置于金屬層62a之上，并且被圖案化以小于金屬層62a。多個(gè)SiN膜62c和a-Si層62b基本同心地形成。因此，不規(guī)則形成圖案62由金屬層62a、a-Si層62b和SiN膜62c構(gòu)成。
(實(shí)施例2-5)現(xiàn)在將描述按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下實(shí)施例2-5的液晶顯示器。圖27表示本實(shí)施例的液晶顯示器一個(gè)像素的像素電極的結(jié)構(gòu)。圖28表示沿著圖27中H-H線所得的液晶顯示器的截面結(jié)構(gòu)。如圖27和28所示，例如，由PC403制成的透明樹脂層26形成于TFT20上。在透明樹脂層26的一部分表面中(用作反射區(qū)域R的區(qū)域附近)形成不規(guī)則變化。利用下述任一種方法形成不規(guī)則變化，在一種方法中，利用紫外線照射透明樹脂層以改變其表面，并且隨后進(jìn)行退火以在該表面上形成褶皺，在另一種方法中，利用預(yù)定光掩模進(jìn)行圖案化曝光(包括半曝光)，以在透明樹脂層26上形成不規(guī)則圖案。用于露出TFT20的源極22的接觸孔34形成于透明樹脂層26中。由ITO構(gòu)成的像素電極16在透明樹脂層26上形成為預(yù)定形狀。按照透明樹脂層26表面上不規(guī)則變化的不規(guī)則變化形成于像素電極16表面上待用作反射區(qū)域R的區(qū)域附近。由Al制成的反射電極24形成于像素電極16上的反射區(qū)域R中。如圖27所示，反射電極24設(shè)置于基本為方形的像素電極16的圖案中部。按照像素電極16表面上不規(guī)則變化的不規(guī)則變化形成于反射電極24的表面上，并且至少一部分的該表面(反射表面)相對(duì)于基板表面有所傾斜。
在相對(duì)于上述元件而設(shè)置的相對(duì)基板4的玻璃基板11上，CF層40形成于形成有反射電極24的反射區(qū)域R之外的區(qū)域中。公共電極42形成于CF層40之上的整個(gè)基板。透明樹脂層57形成于反射區(qū)域R中的公共電極42上。
在本實(shí)施例中，反射電極24的至少一部分表面能夠形成為傾斜于基板表面。因此，已在傾斜于顯示屏的方向上進(jìn)入的外部光能夠在與顯示屏成直角的方向上被反射。這可改善反射率和視角特性。
如上所述，用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式使得可以提供一種液晶顯示器，該液晶顯示器即使在反射模式下仍能夠?qū)崿F(xiàn)高亮度，并且在反射和透射模式下均能實(shí)現(xiàn)高顯示特性。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D29至39C，描述用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第三模式下的液晶顯示器。
圖29表示按照非專利文件2中所公開的相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的反射式液晶顯示器的結(jié)構(gòu)。如圖29所示，液晶106密封于彼此相對(duì)設(shè)置的一對(duì)基板102與104之間。液晶106的對(duì)齊狀態(tài)是彎曲對(duì)齊，也稱為“ROCB”。具有鏡面形式的平坦反射表面的反射電極116形成于面向液晶106的基板102的表面上。由透明導(dǎo)電膜所構(gòu)成的公共電極142形成于面向液晶106的另一基板104的表面上。相差(phase difference)膜(1/4波板)120、偏光板122和光路徑控制膜124以列出的次序，設(shè)置于構(gòu)成面板外部(exterior)的基板104一側(cè)(觀察者一側(cè))上。
外部入射光的光路徑通過光路徑控制膜124彎曲。然后，光到達(dá)反射電極116，并且被該反射電極反射以向著觀察者射出該面板。由于存在可透射光并且同時(shí)擴(kuò)散光的光路徑控制膜124，所以在光路徑控制膜124的表面上反射的光束具有與穿過光路徑控制膜124并且在反射電極116表面反射的光束不同的光路徑。因此，當(dāng)觀察者觀察屏幕時(shí)，顯示屏上的顯示將不會(huì)與外部光重疊，這允許更清楚地觀察顯示圖像。
然而，如圖29所示反射式液晶顯示器的結(jié)構(gòu)尚未與透射式成功地組合。其原因在于，基于光在反射式中兩次穿過液晶106的假設(shè)，液晶106被定向?yàn)榛旌蠈?duì)齊?；旌蠈?duì)齊具有這樣的問題，因?yàn)殡p折射小得無法使用于透射式中，使得白色無法充分地顯示。還有另一問題是該對(duì)齊所提供的視角特性對(duì)于透射式來說太低。
如圖47A和47B所示的透反射式液晶顯示器與如圖29所示的反射式液晶顯示器的相似之處在于，反射電極116形成于液晶顯示器面板內(nèi)部，但不同的是在反射電極116的反射表面上形成不規(guī)則變化。圖30A和30B是表示如圖47A和47B所示透反射式液晶顯示器的操作的截面圖。圖30A表示無電壓施加于液晶106的狀態(tài)，圖30B表示預(yù)定電壓施加于液晶106的狀態(tài)。如圖30A所示，因?yàn)橐壕Х肿哟怪庇诨灞砻鎸?duì)齊，所以當(dāng)無電壓作用時(shí)，液晶106對(duì)光不產(chǎn)生光學(xué)效果。當(dāng)進(jìn)行反射顯示時(shí)，已穿過偏光板122的光在穿過1/4波板120之后進(jìn)入液晶106，并且光在被反射電極116反射之后再次穿過1/4波板120。也就是說，因?yàn)楣鈨纱未┻^1/4波板120，光的極化方向旋轉(zhuǎn)90°。因此，光被偏光板122吸收。這樣，在反射模式下顯示黑色。
當(dāng)進(jìn)行透射顯示時(shí)，已穿過背光單元188側(cè)面上的偏光板122的光在穿過1/4波板120之后進(jìn)入液晶106，并且光穿過觀察者一側(cè)上的1/4波板120。也就是說，因?yàn)楣鈨纱未┻^1/4波板120，所以光的極化方向旋轉(zhuǎn)90°。因此，光被觀察者一側(cè)上的偏光板122吸收。這樣，在透射模式下顯示黑色。
在施加預(yù)定電壓的狀態(tài)下，由于液晶分子相對(duì)于基板表面傾斜，所以液晶106對(duì)光施加預(yù)定的光學(xué)效果。如圖30B所示，已穿過偏光板122的光的極化方向由液晶106改變。結(jié)果，在反射和透射模式下均顯示白色。
在該結(jié)構(gòu)中，需要提供不規(guī)則的反射電極116。除用于制造透射式液晶顯示器的普通工藝之外，不規(guī)則反射電極116的形成使得形成和圖案化樹脂層以及形成反射電極116等制造工藝成為必要。這造成液晶顯示器制造成本的顯著增加。
圖31表示按照專利文件4中所述相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的透反射式液晶顯示器的結(jié)構(gòu)。如圖31所示，在透反射式液晶顯示器中，像素區(qū)域被劃分為反射區(qū)域R和透射區(qū)域T。反射電極116形成于反射區(qū)域R中，透明像素電極117形成于透射區(qū)域T中。反射區(qū)域R中的晶元厚度小于透射區(qū)域T中的晶元厚度，因?yàn)榻^緣膜118形成于TFT基板102上。在透射區(qū)域T中，來自背光單元188的光在一次穿過液晶層106之后向著觀察者射出。在反射區(qū)域R中，已從其頂表面進(jìn)入液晶面板的光被反射電極116反射，并且光在兩次穿過液晶層106之后向著觀察者射出。因此，如果反射區(qū)域R中的晶元厚度等于透射區(qū)域T中的晶元厚度，反射區(qū)域R中的延遲將是透射區(qū)域T中的延遲的兩倍。結(jié)果，當(dāng)反射電極116和像素電極117在同一電壓時(shí)，反射區(qū)域R和透射區(qū)域T具有彼此完全不同的顏色層次(gradation)。例如，當(dāng)在透射模式下顯示白色時(shí)，反射模式下的顯示具有黃色的色彩。為了防止這一點(diǎn)，在圖31所示的結(jié)構(gòu)中，使反射區(qū)域R中的晶元厚度小于透射區(qū)域T中的晶元厚度，以使得反射區(qū)域R和透射區(qū)域T在延遲上彼此盡可能地接近。在消除反射區(qū)域R與透射區(qū)域T中的顏色層次差異方面，最有效的是使得反射區(qū)域R中的晶元厚度小于透射區(qū)域T中的晶元厚度。
然而，需要形成用于減小反射區(qū)域R中晶元厚度的結(jié)構(gòu)(絕緣膜118)，以使得反射區(qū)域R中的晶元厚度小于透射區(qū)域T中的晶元厚度。該結(jié)構(gòu)會(huì)在構(gòu)成反射區(qū)域R與透射區(qū)域T之間邊界的部分中降低液晶106的對(duì)齊穩(wěn)定性。特別地，當(dāng)液晶106處于垂直對(duì)齊(其消除對(duì)摩擦步驟的需要)時(shí)，液晶106的對(duì)齊通過該結(jié)構(gòu)來調(diào)整。由此使得不能夠進(jìn)行正確的對(duì)齊定向，這會(huì)造成顯示粗糙和對(duì)齊缺陷。
專利文件9公開一種與上述不同的透反射式液晶顯示器。該透反射式液晶顯示器與如圖31所示結(jié)構(gòu)相似的是，一個(gè)像素被劃分為反射區(qū)域R和透射區(qū)域T，但不同的是反射區(qū)域R中的CF層的結(jié)構(gòu)。反射區(qū)域R包括具有CF層的部分和不具有CF層的部分，這比CF層形成于整個(gè)反射區(qū)域R的情況能夠提供更高的亮度，盡管色度有所減少。
然而在該結(jié)構(gòu)中，由于CF層在一部分反射區(qū)域中被去除，所以在上面形成有CF層的基板表面上形成臺(tái)階(step)。該臺(tái)階會(huì)產(chǎn)生惡化顯示特性的晶元厚度變化或者液晶對(duì)齊的不規(guī)則。
用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式可解決上述問題，其采取這樣的措施，通過減少反射區(qū)域R與透射區(qū)域T中顏色層次之間的差異，以改進(jìn)液晶在垂直對(duì)齊中的對(duì)齊穩(wěn)定性，并且通過使得反射區(qū)域R與透射區(qū)域T之間所形成的臺(tái)階很小，以改進(jìn)液晶在垂直對(duì)齊時(shí)的對(duì)齊穩(wěn)定性。
圖32表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下液晶顯示器的TFT基板上的像素結(jié)構(gòu)。圖33A表示沿著圖32中I-I線所得的液晶顯示器的截面結(jié)構(gòu)，圖33B表示沿著圖32中J-J線所得的液晶顯示器的截面結(jié)構(gòu)。如圖32、33A和33B所示，用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下的液晶顯示器具有相對(duì)基板4，其上形成公共電極42；TFT基板2，其上形成像素電極16；以及垂直對(duì)齊型液晶6，密封于彼此相對(duì)設(shè)置的基板2與4之間。TFT基板2上像素的結(jié)構(gòu)如下所述。
柵極總線12、漏極總線14和TFT20形成于TFT基板2上。第一絕緣樹脂層36，比如透明樹脂層或?yàn)V色層，形成于三者上。反射體53形成于絕緣樹脂層36上的反射區(qū)域R中。其中形成有反射體53的反射區(qū)域R設(shè)置于像素區(qū)域的外圍，該像素區(qū)域包括柵極總線12、漏極總線14和TFT20之上的區(qū)域。反射體53處于電漂移狀態(tài)，或者處于與公共電極42相同的電勢(shì)或處于地(ground)電勢(shì)。第二絕緣樹脂層37形成于反射體53的整個(gè)頂表面上。具有由透明金屬層比如ITO構(gòu)成的預(yù)定形狀的像素電極16形成于絕緣樹脂層37上的透射區(qū)域T(和部分反射區(qū)域R)中。透射區(qū)域T設(shè)置于反射區(qū)域R內(nèi)像素的中心部分。形成于透射區(qū)域T中的像素電極16設(shè)置于與反射體53的開口相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中，并且位于反射體53之上的一層中，從層結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)來看，絕緣膜樹脂層37插置于像素電極16和反射體53之間。
液晶顯示器面板被夾入在一對(duì)圓形偏光板之間，每個(gè)圓形偏光板由偏光板和1/4波板構(gòu)成。這些偏光板的光軸彼此成直角。光路徑控制膜被應(yīng)用于位于觀察者一側(cè)的偏光板。背光源設(shè)置于液晶顯示器面板的背部。
當(dāng)無電壓作用時(shí)，液晶分子垂直于基板表面對(duì)齊。首先，當(dāng)外部光進(jìn)入時(shí)，光在反射區(qū)域R中被反射體53反射。由于設(shè)置有圓形偏光板，反射的光被偏光板吸收。因而顯示黑色。已從背光源進(jìn)入的光穿過其中未形成反射體53的透射區(qū)域T。因?yàn)橐壕谴怪睂?duì)齊的，所以已穿過液晶顯示器面板背部上圓形偏光板的光被透射，而其極化狀態(tài)不會(huì)產(chǎn)生變化。透射的光被觀察者一側(cè)上的圓形偏光板吸收。因而顯示黑色。
當(dāng)施加電壓時(shí)，由于液晶分子傾斜，所以液晶層表現(xiàn)出作為光學(xué)效果的雙折射，由此產(chǎn)生光極化狀態(tài)的變化。外部入射光的極化狀態(tài)因而改變，并且反射的光穿過觀察者一側(cè)上的圓形偏光板。因而顯示灰色或白色。類似地，已從背光源進(jìn)入的光還經(jīng)歷極化狀態(tài)的變化，并且穿過觀察者一側(cè)上的圓形偏光板。因而顯示灰色或白色。
現(xiàn)在將描述反射區(qū)域R和透射區(qū)域T中的液晶對(duì)齊狀態(tài)和顯示顏色層次。由于像素電極16形成于透射區(qū)域T中，圖33A的區(qū)域α中的液晶分子基于在像素電極16與公共電極42之間施加的電壓來驅(qū)動(dòng)。因此。透明區(qū)域T表現(xiàn)出與按照相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)相似的電壓/顏色層次特性。需要對(duì)反射區(qū)域R進(jìn)行考慮。圖33A的區(qū)域β中的液晶分子僅由透射區(qū)域T中的像素電極16驅(qū)動(dòng)。像素電極16僅形成于反射區(qū)域R的一部分外圍部分中。在反射區(qū)域R中，液晶分子因此由像素電極16的外圍部分所產(chǎn)生的傾斜電場(chǎng)來驅(qū)動(dòng)。在反射區(qū)域R中，顏色層次僅由傾斜電場(chǎng)所造成的液晶分子的傾斜來表示。結(jié)果，作用于整個(gè)反射區(qū)域R中液晶層的有效電壓低于透射區(qū)域T中的電壓。因此能夠減少在光兩次穿過液晶層的反射區(qū)域R與光僅一次穿過的透射區(qū)域T之間的顏色層次顯示差異。
當(dāng)CF層設(shè)置于TFT基板2上的反射體53之下時(shí)，CF層僅對(duì)透射區(qū)域T施加其效果。這樣的結(jié)構(gòu)可消除對(duì)這樣的步驟的需要，該步驟用于在反射區(qū)域R的相對(duì)基板4上所設(shè)置的CF層40上提供開口。
而且，當(dāng)為反射模式下的顯示而最優(yōu)化的CF層設(shè)置于反射體53之上或相對(duì)基板4上時(shí)，由于去除一部分CF層40的結(jié)果不會(huì)在像素區(qū)域中形成臺(tái)階，所以各反射區(qū)域R和透射區(qū)域T中的濾色條件都能夠最優(yōu)化。
反射區(qū)域R中的光擴(kuò)散性能夠通過在設(shè)置于反射體53之下的CF層中提供孔來加以改善。而且，用于散射在預(yù)定方向上進(jìn)入的光的膜(光散射層)可設(shè)置于相對(duì)基板4的觀察者一側(cè)上。
在用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下，無需使得反射區(qū)域R中的晶元厚度小于透射區(qū)域T中的晶元厚度。反射區(qū)域R中的晶元厚度基本等于或大于透射區(qū)域T中的晶元厚度。
現(xiàn)在將參照優(yōu)選實(shí)施例，具體地描述用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下的液晶顯示器。
(實(shí)施例3-1)首先，參照?qǐng)D32、33A和33B，描述按照實(shí)施例3-1的液晶顯示器。本實(shí)施例的液晶顯示器的像素間距在縱向方向(漏極總線14延伸的方向；這在如下描述中也適用)上為300μm，在橫向方向(柵極總線12延伸的方向；這在如下描述中也適用)上為100μm。均具有7μm寬度的漏極總線14和柵極總線12形成于TFT基板2上。漏極總線14和柵極總線12彼此交叉，其間插入有絕緣膜30。絕緣膜30由主要由SiO2組成的薄膜層構(gòu)成。TFT20形成于漏極總線14和柵極總線12彼此交叉的位置附近。TFT20的源極22向上延伸到關(guān)聯(lián)像素的開口部分，該電極由與漏極總線14相同的層構(gòu)成。在該像素中部，存儲(chǔ)電容器由平行于柵極總線12延伸的存儲(chǔ)電容器總線18與形成于每個(gè)像素的存儲(chǔ)電容器電極19形成。
具有大約2μm厚度和大約3.5的相對(duì)介電常數(shù)的第一絕緣樹脂層36形成于TFT基板2上，如上所述，在該TFT基板上已形成有TFT20、漏極總線14和柵極總線12。絕緣樹脂層36由具有高透明度的樹脂比如丙烯酸樹脂形成。用于露出源極22襯墊(pad)部分的接觸孔34形成于絕緣樹脂層36中。接觸孔34的大小為10×10μm2。
反射體53形成于絕緣樹脂層36上。反射體53通過將Al薄膜噴濺到絕緣樹脂層36的整個(gè)頂表面上和利用照相平版印刷術(shù)(photolithography)噴濺Al薄膜來形成，從而使該膜被留置在延伸到每個(gè)像素之中、與每條總線12和14的邊緣相距7μm的區(qū)域中。經(jīng)過接觸孔34連接于源極22的連接電極53’可在形成反射體53的同時(shí)形成。
具有大約2.5μm厚度和大約3.5的相對(duì)介電常數(shù)的第二絕緣膜37形成于反射體53之上的整個(gè)基板。與絕緣樹脂層36相似，絕緣樹脂層37由具有高透明度的樹脂比如丙烯酸樹脂形成。與絕緣樹脂層36的接觸孔相似的10×10μm2的接觸孔34形成于絕緣樹脂層37中，用于露出源極22的襯墊部分。
像素電極16形成于絕緣樹脂層37上。像素電極16通過在絕緣樹脂層37的整個(gè)頂表面上噴濺ITO以在其上形成透明導(dǎo)電膜和通過利用照相平版印刷術(shù)將透明導(dǎo)電膜圖案化來設(shè)置。像素電極16形成于反射體53的開口處，并且被圖案化為使得它們與反射體53的邊緣位置對(duì)齊。像素電極16和反射體53彼此電性獨(dú)立。像素電極16經(jīng)過接觸孔34電連接于源極22。
一個(gè)像素中的像素電極16通過組合彼此電連接的多個(gè)電極單元17來構(gòu)成。例如，如圖32所示像素電極16由對(duì)齊于像素區(qū)域縱向方向上的六個(gè)電極單元17構(gòu)成。每個(gè)電極單元17的大小為35×78μm2，并且鄰接電極單元17之間的切口具有8μm的寬度。除像素區(qū)域的外圍部分之外，反射體53還可形成于這些切口中。
電極單元17具有設(shè)置于其中部的固體(solid)電極17a；以及梳形電極17b，從固體電極17a的外圍向著電極單元17的外圍延伸。固體電極17a為25×60μm2的矩形形式。梳形電極17b包括具有5μm寬度和15μm長(zhǎng)度的電極17c(隨后稱為“中樞電極”)，該電極17c從固體電極17a周圍每側(cè)中心向著電極單元17的外圍延伸，基本垂直于該固體電極的各側(cè)邊。除固體電極17a之外的區(qū)域因而在構(gòu)成邊界的中樞電極17c處被劃分為四個(gè)對(duì)齊區(qū)域。起始于固體電極17a外圍和終止于電極單元17外圍的線狀電極17d形成于每個(gè)對(duì)齊區(qū)域中，這些電極在每個(gè)對(duì)齊區(qū)域中在不同方向上延伸。具體地，每個(gè)對(duì)齊區(qū)域中的線狀電極17d彼此平行，并且線狀電極17d在從電極單元17的中心部分向著電極單元17周圍各頂點(diǎn)的方向上對(duì)角地延伸。線狀電極17d具有3μm的寬度，并且鄰接線狀電極17d之間的切口具有3μm的寬度。電極單元17外圍的梳形電極17b的末端形成為看起來它們好像是依從電極單元17周圍側(cè)邊而切割的。當(dāng)垂直于基板表面觀察時(shí)，梳形電極17b與反射體53部分地重疊，并且梳形電極17b的一些末端位于反射體53的開口邊緣外。
一個(gè)像素中的像素單元17必須彼此電連接。為此，連接電極15通過使面向另一電極單元17的每個(gè)中樞電極17c延伸穿過從固體電極17a延伸的中樞電極17c之間的切口來形成。也就是說，連接電極15連接于電極單元17周圍側(cè)邊的中心部分，這些電極單元與其他電極單元17相鄰，其間插入有切口。在本實(shí)施例中，由于在像素區(qū)域橫向方向上僅有一個(gè)電極單元17，所以連接電極15僅設(shè)置于縱向方向上。
沒有黑色矩陣設(shè)置于相對(duì)基板4上。設(shè)置于TFT基板2上的反射體53用作透射區(qū)域T中黑色矩陣的替代物。紅色、綠色和藍(lán)色的CF層40(在圖33A和33B中未示出)形成于相對(duì)基板4上。CF層40僅設(shè)置于透射區(qū)域T即反射區(qū)域R的開口中，并且未設(shè)置于反射區(qū)域R中。具有基本等于或小于CF層40厚度的厚度的透明樹脂層57(圖中未示出)形成于反射區(qū)域R中。由ITO構(gòu)成的公共電極42形成于CF層40和透明樹脂層57的整個(gè)表面上。由丙烯酸樹脂制成、具有10μm直徑和2μm厚度的對(duì)齊控制凸起44形成于公共電極42上與TFT基板2上的電極單元17的中心部分相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中。提供對(duì)齊控制凸起44使得形成于TFT基板2上電極單元17中心部分的奇點(diǎn)(singular points)S＝+1更明顯。
對(duì)齊膜形成于基板2和4的頂表面上。對(duì)齊膜在正常狀態(tài)下具有垂直對(duì)齊屬性，并且在垂直于基板表面(對(duì)齊膜表面)的方向上對(duì)齊液晶分子。用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下的液晶顯示器是通過注入和密封在晶元中具有負(fù)介電常數(shù)各向異性的液晶6來制造的，該液晶通過組合上述TFT基板2和相對(duì)基板4來提供。
當(dāng)正常地驅(qū)動(dòng)本實(shí)施例中的液晶顯示器時(shí)，將如下所述實(shí)現(xiàn)對(duì)齊劃分。在設(shè)置有梳形電極17b的區(qū)域中，液晶分子在由梳形電極17b所形成的切口延伸的方向上對(duì)齊。在剩余區(qū)域或形成固體電極17a的區(qū)域中，液晶向著電極單元17中心對(duì)齊，因?yàn)楣腆w電極17a外圍處的傾斜電場(chǎng)或者梳形電極17b從外部施加的液晶定向。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)四個(gè)大致方向上的對(duì)齊劃分。
(實(shí)施例3-2)現(xiàn)在將描述按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下實(shí)施例3-2的液晶顯示器。圖34表示本實(shí)施例的液晶顯示器TFT基板上的像素結(jié)構(gòu)。圖35表示沿著圖34中K-K線所得的液晶顯示器的截面結(jié)構(gòu)。如圖34和35所示，本實(shí)施例的液晶顯示器的特征在于，沒有(或基本沒有)像素電極16和反射體53彼此重疊的區(qū)域，并且當(dāng)垂直于基板表面觀察時(shí)，反射體53中的開口邊緣和像素電極16的邊緣基本彼此對(duì)齊，這與實(shí)施例3-1不同。像素電極16的邊緣可位于反射體53中的開口邊緣內(nèi)。本實(shí)施例的液晶顯示器的特征在于，電極單元17僅由固體電極17a構(gòu)成，并且未形成有梳形電極17b。
在本實(shí)施例的液晶顯示器中，由于反射區(qū)域R中的液晶分子由像素電極16邊緣處的傾斜電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，所以在驅(qū)動(dòng)過程中能夠使作用于液晶6的有效電壓小于作用于透射區(qū)域T的電壓。結(jié)果，對(duì)于反射模式下的顯示而最理想的電壓能夠被施加于反射區(qū)域R中的液晶6，這使得在反射模式下實(shí)現(xiàn)較佳顯示成為可能。
(實(shí)施例3-3)現(xiàn)在將描述按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下實(shí)施例3-3的液晶顯示器。圖36表示本實(shí)施例的液晶顯示器TFT基板上的像素結(jié)構(gòu)。圖37表示沿著圖36L-L線所得的液晶顯示器的截面結(jié)構(gòu)。如圖36和37所示，在本實(shí)施例中，僅電極單元17的固體電極17a形成于透射區(qū)域T中，并且僅電極單元17的梳形電極17b形成于反射區(qū)域R中。
在本實(shí)施例的液晶顯示器中，由于反射區(qū)域R中的液晶分子由梳形電極17b驅(qū)動(dòng)，所以在驅(qū)動(dòng)過程中能夠使作用于液晶分子6的有效電壓小于作用于透射區(qū)域T的有效電壓。結(jié)果，對(duì)于反射模式下的顯示而最理想的電壓能夠被施加于反射區(qū)域R中的液晶6，這使得在反射模式下實(shí)現(xiàn)較佳顯示成為可能。
固體電極17a和梳形電極17b可形成于透射區(qū)域T中，并且包括在數(shù)量上比在透射區(qū)域T中少的線狀電極17d的梳形電極17b可形成于反射區(qū)域R中。可選地，可使得在反射區(qū)域R中鄰接梳形電極17b之間的每個(gè)間隙(鄰接線狀電極17d之間的間隙)大于透射區(qū)域T中鄰接梳形電極17b之間的每個(gè)間隙。
盡管已經(jīng)在實(shí)施例3-1至3-3的實(shí)例中引用具有固體電極17a和梳形電極17b的電極單元17，但是還可使用不具有固體電極17a的電極單元17。這樣的電極單元17具有包括多個(gè)線狀電極17d的梳形電極17b，這些線狀電極從電極單元17的中心部分向著電極單元17的外圍延伸。同樣在這種情況下，反射區(qū)域R中線狀電極17d的數(shù)量可小于透射區(qū)域T中線狀電極17d的數(shù)量?？蛇x地，可使反射區(qū)域R中鄰接梳形電極17b之間的每個(gè)間隙大于透射區(qū)域T中鄰接梳形電極17b之間的每個(gè)間隙。
現(xiàn)在將描述用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下液晶顯示器CF層的結(jié)構(gòu)。圖38A至39C表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下液晶顯示器CF層的結(jié)構(gòu)實(shí)例。
圖38A表示CF層結(jié)構(gòu)的第一實(shí)例。如圖38A所示，CF層40R、40G和40B僅形成于相對(duì)基板4上。在本實(shí)例中，絕緣樹脂層36形成于TFT基板2上的漏極總線14上，并且Al薄膜形成于絕緣樹脂層36上，并被圖案化以形成反射體53。然后，絕緣樹脂層37形成于反射體53上，并且像素電極16形成于絕緣樹脂層37上。在該結(jié)構(gòu)中，利用構(gòu)成單層的CF層40R、40G和40B，在透射區(qū)域T和反射區(qū)域R中進(jìn)行著色。當(dāng)在透射區(qū)域T中恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行著色時(shí)，在光兩次穿過CF層40R、40G和40B的反射區(qū)域R中會(huì)出現(xiàn)過度著色。
圖38B表示CF層結(jié)構(gòu)的第二實(shí)例。如圖38B所示，在本實(shí)例中，CF層41R、41G和41B設(shè)置于TFT基板2上的漏極總線14上。當(dāng)不同色彩的CF層41R、41G和41B形成于鄰接像素中時(shí)，這些層會(huì)以一定的重疊寬度重疊。其原因在于反射體53設(shè)置于CF層41R、41G和41B的觀察者一側(cè)上，并且在透射和反射模式下的顯示期間，CF層41R、41G和41B之間的重疊因此不可見。在形成CF層41R、41G和41B之后，由Al薄膜構(gòu)成的反射體53形成于柵極總線12和漏極總線14上。由透明樹脂制成的絕緣樹脂層37設(shè)置于反射體53上，并且由ITO構(gòu)成的像素電極16設(shè)置于絕緣樹脂層37上。在本實(shí)例中，由于反射體53形成于CF層41R、41G和41B的觀察者一側(cè)上，所以實(shí)現(xiàn)這樣一種結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，CF層41R、41G和41B僅出現(xiàn)在透射區(qū)域T中，并且CF層41R、41G和41B基本不出現(xiàn)在反射區(qū)域R中。盡管這允許對(duì)透射模式下的顯示進(jìn)行恰當(dāng)?shù)闹?，但是?duì)于反射模式下的顯示會(huì)降低色純度。
圖38C表示CF層結(jié)構(gòu)的第三實(shí)例。如圖38C所示，在本實(shí)例中，CF層40R、40G和40B設(shè)置于相對(duì)基板4上，并且CF層41R、41G和41B設(shè)置于TFT基板2上。TFT基板2的結(jié)構(gòu)與第二實(shí)例中的相似，并且相對(duì)基板4的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)例中的類似。在透射區(qū)域T中，通過TFT基板2上的CF層41R、41G和41B與相對(duì)基板4上的CF層40R、40G和40B進(jìn)行著色。在反射區(qū)域R中，僅通過相對(duì)基板4上的CF層40R、40G和40B進(jìn)行著色。也就是說，對(duì)于透射區(qū)域T和反射區(qū)域R均適合的色彩特性能夠通過調(diào)節(jié)每個(gè)CF層40R、40G和40B與CF層41R、41G和41B的厚度來實(shí)現(xiàn)。
圖38D表示CF層結(jié)構(gòu)的第四實(shí)例。如圖38D所示，在本實(shí)例中，分別包括一組CF層40R、40G和40B與一組CF層41R、41G和41B的兩個(gè)層形成于基板2上。具有與第三實(shí)例中CF層40R、40G和40B的光學(xué)特性相似的光學(xué)特性的CF層40R、40G和40B設(shè)置于TFT基板2上的反射體54之上，這可消除對(duì)于在相對(duì)基板4上形成CF層的需要。需要設(shè)置于相對(duì)基板4上的僅僅是公共電極42(連同對(duì)齊控制凸起44一起)。
圖39A表示CF層結(jié)構(gòu)的第五實(shí)例。如圖39A所示，在本實(shí)例中，絕緣樹脂層37形成于TFT基板2上的CF層40R、40G和40B上。結(jié)果，由于CF層在TFT基板2的表面上將不露出，所以能夠防止液晶層6的污染。然而在這種情況下，需要在TFT基板2上形成包括兩組CF層的三個(gè)樹脂層。
圖39B表示CF層結(jié)構(gòu)的第六實(shí)例。盡管反射體53形成為它在第一至第五實(shí)例中的鄰接像素之間連續(xù)，但是在如圖39B所示的該實(shí)例中，反射體53被分開以用于每個(gè)像素。
圖39C表示CF層結(jié)構(gòu)的第七實(shí)例。如圖39C所示，本實(shí)例為第一實(shí)例的改型，其中，相對(duì)基板4上的CF層40R、40G和40B僅形成于透射區(qū)域T中。在未形成CF層的反射區(qū)域R中，形成具有基本等于或小于CF層40R、40G和40B厚度的厚度的透明樹脂層38。盡管與第二實(shí)例一樣，這在反射模式下的顯示過程中造成色純度的降低，但是相反地增加了反射亮度。
如上所述，在用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下，通過向其提供不同的光學(xué)效果，能夠使得透射區(qū)域T和反射區(qū)域R均恰當(dāng)?shù)毓ぷ鳌＿@使得減少透射區(qū)域T與反射區(qū)域R之間的顏色層次差異成為可能。因此，能夠提供一種在反射和透射模式下均能實(shí)現(xiàn)高顯示特性的液晶顯示器。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D40至46C，描述用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第四模式下的液晶顯示器。
透反射式液晶顯示器在明亮環(huán)境中利用外部光進(jìn)行反射顯示，并且在黯淡環(huán)境中利用來自背光源的光進(jìn)行透射顯示，以在任一環(huán)境中實(shí)現(xiàn)高可見度的顯示。
圖40表示按照專利文件10中所公開的相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的透反射式液晶顯示器的截面結(jié)構(gòu)。如圖40所示，在該液晶顯示器中，形成有反射電極116的像素區(qū)域的反射區(qū)域R中的晶元厚度小于形成有像素電極117的透射區(qū)域T中的晶元厚度。在一對(duì)基板中至少任一個(gè)的顯示區(qū)域中設(shè)置一對(duì)齊單元，用于向液晶層界面處的對(duì)齊施加至少兩個(gè)不同的對(duì)齊方向。在該結(jié)構(gòu)中，由于反射區(qū)域R和透射區(qū)域T中的相位差能夠彼此匹配，所以能夠進(jìn)行無色差的顯示。
圖41表示按照專利文件11中所公開相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的透反射式液晶顯示器的截面結(jié)構(gòu)。在該液晶顯示器中，像素電極117和反射電極116在一個(gè)基板上分別形成于透射區(qū)域T和反射區(qū)域R中。反射電極116的頂表面形成為好像一連串波浪。在該結(jié)構(gòu)中，由于反射區(qū)域R具有光分散能力，所以能夠?qū)崿F(xiàn)高反射特性。
然而，專利文件11中公開的透反射式液晶顯示器使得附加工藝成為必要，這些附加工藝包括形成有機(jī)絕緣膜118以使反射區(qū)域R中的晶元厚度小于透射區(qū)域T中的晶元厚度；以及向液晶層界面處的對(duì)齊施加至少兩個(gè)不同的對(duì)齊方向。因而，用于制造液晶顯示器的步驟變得復(fù)雜。
專利文件11中公開的透反射式液晶顯示器也使得這樣一附加工藝成為必要，該工藝為在反射電極116之下形成凸起119，以在反射電極116的表面上形成一連串波形不規(guī)則變化。而且，由于當(dāng)施加時(shí)，反射電極116的不規(guī)則變化起導(dǎo)電凸起的作用，所以當(dāng)用于垂直對(duì)齊型液晶顯示器(其中，利用形成于電極上的對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)或介電結(jié)構(gòu)，調(diào)整液晶的斜向)中時(shí)，由該凸起所確定的液晶斜向?qū)⑴c由電場(chǎng)所確定的液晶斜向相反，這將造成不穩(wěn)定的對(duì)齊。
在用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下，能夠解決上述問題，并且采取這樣的措施，使得即使在垂直對(duì)齊型液晶顯示器中，也能以簡(jiǎn)單的工藝實(shí)現(xiàn)對(duì)齊的穩(wěn)定狀態(tài)。
圖42表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下液晶顯示器的第一基本結(jié)構(gòu)。如圖42所示，液晶層6被夾入一對(duì)基板2與4之間。液晶分子在無電壓作用時(shí)垂直地對(duì)齊，并且在有電壓作用時(shí)傾斜地對(duì)齊，因?yàn)樾纬捎陔姌O16和42上的對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)44和46造成電場(chǎng)的變形。具有平滑表面的反射體54形成于一部分像素區(qū)域中。具有光分散能力的對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)46形成于反射體54上。
更優(yōu)選地，利用源(或漏)極層或柵極層，形成反射體54，并且至少像素電極16形成于反射體54與對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)46之間。此外，對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)46在像素區(qū)域中形成為好像一個(gè)框架，并且點(diǎn)式對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)44形成于與該框架的內(nèi)部相對(duì)應(yīng)的相對(duì)基板4上的區(qū)域。
圖43表示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下液晶顯示器的第二基本結(jié)構(gòu)。如圖43所示，液晶分子在無電壓作用時(shí)垂直地對(duì)齊，并且在有電壓作用時(shí)傾斜地對(duì)齊，因?yàn)樾纬捎陔姌O上的對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)44和切口48造成電場(chǎng)的變形。具有視差校正功能的反射板(反射部分)91設(shè)置于導(dǎo)光板86后面。反射板91表面上的不規(guī)則變化以與像素圖案的間距不同的間距形成。
更優(yōu)選地，反射板91表面上的不規(guī)則變化具有連續(xù)的錐或楔形式的截面形狀。在基板4與偏光板71之間設(shè)置視角控制板96，用于散射以預(yù)定角度進(jìn)入的光。在用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下，液晶面板被夾入到一對(duì)1/4波板94與偏光板70、71之間。
對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)46具有弧形式的一般截面形狀。因此，反射區(qū)域R包括晶元厚度等于透射區(qū)域T中晶元厚度的區(qū)域；以及晶元厚度逐步變得小于透射區(qū)域T中晶元厚度的區(qū)域。然而，由于施加于反射區(qū)域R中液晶的電壓通過對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)46來衰減，所以可預(yù)見這些區(qū)域的組合能夠提供與反射區(qū)域R中較小晶元厚度所能實(shí)現(xiàn)的效果基本相似的效果。而且，通過提供具有光分散能力的對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)46，入射光能夠在反射區(qū)域R中被分散，以實(shí)現(xiàn)高亮度的反射顯示。由于反射體54的表面能夠因此變得平坦，所以利用源極層或柵極層能夠形成反射體54。因此，能夠簡(jiǎn)化用于制造液晶顯示器的工藝。當(dāng)像素電極(透明電極)16形成于反射體54與對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)46之間時(shí)，反射區(qū)域R能夠由像素電極16切換，而無需將電壓作用于反射體54。此外，當(dāng)對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)46形成為好像一框架時(shí)，總線12與14之間以及TFT20與像素電極16之間產(chǎn)生的水平電場(chǎng)能夠被抑制，以穩(wěn)定像素區(qū)域中的液晶對(duì)齊。
對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)44和46是用于提供不同對(duì)齊方向的對(duì)齊單元。在專利文件10所公開的結(jié)構(gòu)中，利用界面對(duì)齊工藝比如摩擦(rubbing)，向液晶層的界面施加對(duì)齊控制力。在用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下，利用施加電壓時(shí)在對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)44和46的附近出現(xiàn)的電場(chǎng)變形，將對(duì)齊控制力作用于包括大量層的整個(gè)液晶層。專利文件10公開了該專利的特征在于，液晶在反射區(qū)域R中的對(duì)齊和液晶在透射區(qū)域T中的對(duì)齊在同一時(shí)間點(diǎn)上能夠處于不同的狀態(tài)。因此，用于實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的本模式下的對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)44和46(其允許反射區(qū)域R或透射區(qū)域T中有不同的對(duì)齊狀態(tài))與專利文件10中公開的對(duì)齊處理有所不同。
當(dāng)具有視差校正功能的反射板91設(shè)置于導(dǎo)光板86之下時(shí)，在液晶顯示器面板中不提供反射體54即可進(jìn)行反射顯示，并且因?yàn)橄袼貐^(qū)域的利用已最大化，所以能夠?qū)崿F(xiàn)高亮度的透射顯示。由于光在反射顯示過程中四次穿過偏光板70和71，所以每單位面積的亮度低于反射體54設(shè)置于液晶顯示器面板的結(jié)構(gòu)中的亮度。然而，因?yàn)橄袼貐^(qū)域的利用可最大化，所以能夠改進(jìn)每像素的亮度。
因?yàn)榉瓷鋵优c液晶層相分離造成視差(重象)，所以反射板91具有視差校正功能。反射板91與像素圖案之間出現(xiàn)的任何干涉能夠通過使得反射板91表面上的不規(guī)則變化不同于像素圖案來抑制。此外，當(dāng)表面不規(guī)則變化具有連續(xù)的錐形式的截面形狀時(shí)，在斜向上進(jìn)入的光能夠經(jīng)受回射。當(dāng)表面不規(guī)則變化具有楔式截面形狀時(shí)，在斜向上進(jìn)入的光能夠傾斜地被反射到視野之外。因此，視差的出現(xiàn)能夠被有效地抑制。通過將液晶顯示器面板夾入到該對(duì)1/4波板94與偏光板70和71之間，已進(jìn)入液晶顯示器面板的光能夠都經(jīng)受圓形極化，使得消除液晶對(duì)齊所依賴的定向與實(shí)現(xiàn)高亮度的反射顯示和透射顯示成為可能。
現(xiàn)在將參照優(yōu)選實(shí)施例，具體地描述實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下的液晶顯示器。
(實(shí)施例4-1)首先，將描述按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下實(shí)施例4-1的液晶顯示器。圖44表示本實(shí)施例的液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)。如圖44所示，利用柵極層，在像素區(qū)域中形成框架形式的反射體54(圖44中未示出)。由透明導(dǎo)電層制成的像素電極16形成于像素區(qū)域中，從而它與反射體54重疊，在像素電極16與反射體54之間插入有柵極絕緣膜。反射體54處于電漂移狀態(tài)，并且與柵極總線12和存儲(chǔ)電容器總線18電性絕緣。盡管像素電極16覆蓋于反射體54上(其間插入有柵極絕緣膜)，但是為了改進(jìn)反射率，像素電極例如可形成為類似切口，從而它僅與一部分反射體54重疊。由白樹脂(包括亞微米級(jí)的氧化鋁微粒)制成的框架形式的對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)46形成于與反射體54相關(guān)聯(lián)的像素電極16上的區(qū)域中。為了比較，制造出由透明樹脂制成的框架形式的對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)46。
由透明樹脂制成的公共電極42和點(diǎn)式對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)44形成于相對(duì)基板4上。一對(duì)1/4波板94和偏光板70、71分別設(shè)置于液晶顯示器面板的基板2和4之外。導(dǎo)光板86和反射板90設(shè)置于TFT基板2上的偏光板70之下，以提供透反射式液晶顯示器。在透射顯示和反射顯示過程中液晶顯示器的顏色層次特性的比較未表現(xiàn)出很大差異。這表明如下事實(shí)。即使反射區(qū)域R包括晶元厚度基本等于透射區(qū)域T中晶元厚度的區(qū)域；以及晶元厚度逐步變得小于透射區(qū)域T中晶元厚度的區(qū)域，但是，如果作用于反射區(qū)域R中液晶的電壓通過對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)46來衰減，則可預(yù)見這些區(qū)域的組合能夠提供與反射區(qū)域R中較小晶元厚度所能實(shí)現(xiàn)的效果基本相似的效果。
當(dāng)反射體54上的對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)46由透明樹脂形成時(shí)，反射顯示在規(guī)則反射方向之外的方向上具有低亮度。相反地，當(dāng)對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)46由白樹脂形成時(shí)，即使在規(guī)則反射方向之外的方向上，仍可進(jìn)行高亮度的反射顯示。這表明通過對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)46的光分散能力能分散反射的光。
(實(shí)施例4-2)現(xiàn)在將描述按照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式下實(shí)施例4-2的液晶顯示器。圖45表示本實(shí)施例的液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)。如圖45所示，在本實(shí)施例中，具有用于控制對(duì)齊的切口48的像素電極16形成于像素區(qū)域中，而未在像素區(qū)域中形成反射體54。由透明樹脂制成的公共電極42和點(diǎn)式對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)44形成于相對(duì)基板4上。一對(duì)1/4波板94和偏光板70、71以列出的次序，設(shè)置于液晶顯示器面板的基板2和4之外。導(dǎo)光板86和其后將要描述的三種類型的反射板91設(shè)置于基板2上的偏光板70下面。用于分散在特定方向上進(jìn)入的光的視角控制板96設(shè)置于相對(duì)基板4上的偏光板71與1/4波板94之間，以提供透反射式液晶顯示器。為了比較，制造出無視角控制板96的透反射式液晶顯示器和既無1/4波板94也無視角控制板96的透反射式液晶顯示器。
圖46A、46B和46C表示三種類型的反射板91的截面結(jié)構(gòu)。如圖46A所示反射板91a具有與相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)中的反射板相似的平滑表面。如圖46B所示的反射板91b具有連續(xù)的錐形截面形狀，并且具有等于或小于像素間距的尺寸。如圖46C所示反射板91c具有連續(xù)的楔形截面形狀，并且具有等于或小于像素間距的尺寸。
來自反射板91(在位置上與液晶層相分離)的反射光在與顯示器成直角的方向上基本沒有可感知的視差。然而，在斜方向上，由于反射位置的大的偏離，出現(xiàn)視差所造成的重象。在反射板91a的情況下，由于入射光在其表面上經(jīng)受規(guī)則反射。所以當(dāng)在斜向上觀察時(shí)出現(xiàn)重象。然而在反射板91b的情況下，由于入射光經(jīng)受回射，基本無重象出現(xiàn)。在反射板91c的情況下，由于入射光被反射到觀察者視野之外，基本無重象出現(xiàn)。盡管反射板91b具有尺寸等于或小于像素間距的連續(xù)的錐形截面形狀，但它可具有多個(gè)三面直角棱鏡。反射板91可由回射材料形成。
盡管在本實(shí)施例中在透射顯示與反射顯示之間未進(jìn)行相位差調(diào)節(jié)，但是因?yàn)橛米鞣瓷鋵拥姆瓷浒?1設(shè)置于偏光板70外，以在反射顯示和透射顯示過程中實(shí)現(xiàn)相似的極化特性，所以無需相位差調(diào)節(jié)，在兩種顯示模式下可實(shí)現(xiàn)相似的顏色層次特性。盡管當(dāng)無視角控制板96設(shè)置于相對(duì)基板4上時(shí)和當(dāng)既不設(shè)置1/4波板94也不設(shè)置視角控制板96時(shí)反射顯示具有低亮度，但是當(dāng)視角控制板96設(shè)置于相對(duì)基板4上時(shí)，即使在規(guī)則反射方向之外的方向也能進(jìn)行高亮度的反射顯示。當(dāng)既不設(shè)置1/4波板94也不設(shè)置視角控制板96時(shí)，反射顯示的亮度最低。
用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的本模式使得以簡(jiǎn)化工藝制造一種具有反射和透射式顯示特性的透反射式液晶顯示器成為可能。因此，能夠低成本地提供透反射式液晶顯示器。
本發(fā)明并不限于用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述模式，并且能夠以各種方式加以改型。
例如，盡管具有形成于相對(duì)基板4上CF層的液晶顯示器已經(jīng)在用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一和第二模式中作為實(shí)例加以描述，但是本發(fā)明并不限于此，并且可應(yīng)用于具有所謂“CF在TFT上(CF-on-TFT)”結(jié)構(gòu)的液晶顯示器，在該結(jié)構(gòu)中，CF形成于TFT基板2上。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器，包括彼此相對(duì)設(shè)置的一對(duì)基板；密封于該對(duì)基板之間的液晶層；像素區(qū)域，包括反射區(qū)域和透射區(qū)域，該反射區(qū)域具有反射體，該反射體用于反射從該對(duì)基板的一個(gè)基板的側(cè)面入射的光，該透射區(qū)域用于向著該對(duì)基板的所述一個(gè)基板透射從該對(duì)基板的另一基板的側(cè)面入射的光；用于反射光的反射部分，該光已從該對(duì)基板的所述一個(gè)基板的側(cè)面進(jìn)入該透射區(qū)域，并且已被該透射區(qū)域透射，并且該反射部分用于使得該光從該對(duì)基板的另一基板的側(cè)面再次進(jìn)入該透射區(qū)域；以及僅形成于該像素區(qū)域的該透射區(qū)域中的濾色層。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，還包括設(shè)置于該對(duì)基板的另一基板上的背光單元，其中該背光單元包括導(dǎo)光板和設(shè)置于該導(dǎo)光板后面的反射部分。
3.一種液晶顯示器，包括彼此相對(duì)設(shè)置的一對(duì)基板；密封于該對(duì)基板之間的液晶層；像素區(qū)域，包括反射區(qū)域和透射區(qū)域，該反射區(qū)域具有反射體，該反射體用于反射從該對(duì)基板的一個(gè)基板的側(cè)面入射的光，該透射區(qū)域用于向著該對(duì)基板的所述一個(gè)基板透射從該對(duì)基板的另一基板的側(cè)面入射的光；以及形成于每個(gè)像素區(qū)域中的薄膜晶體管，其中該反射體由與該薄膜晶體管的柵極或漏極的材料相同的材料形成，并且包括由具有高反射率的金屬所形成的反射表面。
4.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示器，其中該反射表面由一透明電極覆蓋。
5.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示器，還包括這樣形成的濾色層，使得該反射區(qū)域的透射率變得高于該透射區(qū)域的透射率。
6.如權(quán)利要求5所述的液晶顯示器，其中該反射區(qū)域具有形成于該濾色層之下或之上的透明層。
7.如權(quán)利要求5所述的液晶顯示器，其中該濾色層至少在該反射區(qū)域的一部分中在該層的厚度方向上被完全或部分地去除。
8.如權(quán)利要求7所述的液晶顯示器，還包括一透明電極，形成該透明電極以便覆蓋該濾色層并且該透明電極將電壓施加于該液晶。
9.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示器，其中該反射區(qū)域還具有透明介電層，該透明介電層形成于該濾色層之下或之上或該濾色層與該透明電極之間，并且使得其反射部分中的液晶層厚度小于透射部分中的液晶層厚度。
10.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示器，其中該反射區(qū)域還具有透明介電層，該透明介電層形成于該透明電極與該液晶層之間，并且降低施加于該液晶層的有效電壓。
11.如權(quán)利要求9所述的液晶顯示器，其中該透明介電層形成于該濾色層已被去除的區(qū)域中，或者形成該透明介電層以便覆蓋該區(qū)域。
12.一種液晶顯示器，包括彼此相對(duì)設(shè)置的一對(duì)基板；密封于該對(duì)基板之間的液晶層；形成于該對(duì)基板的每個(gè)基板上并且將電壓施加于該液晶層的透明電極；以及像素區(qū)域，具有反射區(qū)域和透射區(qū)域，該反射區(qū)域具有反射體和透明介電層，該反射體用于反射從該對(duì)基板的一個(gè)基板的側(cè)面入射的光，該透明介電層形成于該透明電極與該液晶層之間，并且降低施加于該液晶層的有效電壓，該透射區(qū)域用于向著該對(duì)基板的所述一個(gè)基板透射從該對(duì)基板的另一基板的側(cè)面入射的光。
13.如權(quán)利要求12所述的液晶顯示器，其中該透明介電層具有1μm至2μm范圍中的厚度，該范圍包括兩個(gè)端點(diǎn)。
14.如權(quán)利要求12所述的液晶顯示器，還包括柱形間隔物，該間隔物的至少一部分由與該透明介電層的材料相同的材料形成。
15.如權(quán)利要求12所述的液晶顯示器，其中該透明介電層具有光散射性。
16.如權(quán)利要求12所述的液晶顯示器，其中該透明介電層被著上色彩以用作濾色層，該色彩在色度上等同于透射部分，并且在色純度上等于或低于該透射部分。
17.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示器，還包括用于反射光的反射部分，該光已從該對(duì)基板的所述一個(gè)基板的側(cè)面進(jìn)入該透射區(qū)域，并且已被該透射區(qū)域透射，并且該反射部分用于使得該光從該對(duì)基板的另一基板的側(cè)面再次進(jìn)入該透射區(qū)域，其中該濾色層僅形成于該像素區(qū)域的該透射區(qū)域中。
18.如權(quán)利要求17所述的液晶顯示器，還包括設(shè)置于該對(duì)基板的另一基板的側(cè)面上的背光單元，其中該背光單元包括導(dǎo)光板和設(shè)置于該光導(dǎo)板后面的反射部分。
19.一種制造液晶顯示器的方法，該液晶顯示器具有包括反射區(qū)域和透射區(qū)域的像素區(qū)域，該方法包括如下步驟在基板上形成具有高反射率的金屬層和在該基板上形成具有低反射率的金屬層；將具有高反射率的該金屬層和具有該低反射率的該金屬層圖案化，以形成薄膜晶體管的源極和漏極以及該反射區(qū)域中設(shè)置的反射體；在該源極和該漏極以及該反射體上形成絕緣膜；以及將該絕緣膜圖案化，并且同時(shí)去除該反射體上具有低反射率的金屬層，以露出具有高反射率的金屬層，由此形成具有高的光反射率的反射表面。
20.如權(quán)利要求19所述的制造液晶顯示器的方法，其中將該絕緣膜圖案化的步驟是在該源極上面形成接觸孔的步驟。
21.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示器，還包括用于形成不規(guī)則變化的圖案，該圖案由與形成該薄膜晶體管的任一材料相同的材料形成，其中該反射體形成于用于形成不規(guī)則變化的該圖案上，并且其中至少該反射體表面的一部分相對(duì)于基板表面傾斜。
22.如權(quán)利要求21所述的液晶顯示器，其中用于形成不規(guī)則變化的該不規(guī)則形成圖案具有導(dǎo)體層，該導(dǎo)體層由與該薄膜晶體管的柵極的材料相同的材料形成。
23.如權(quán)利要求21所述的液晶顯示器，其中用于形成不規(guī)則變化的該圖案具有半導(dǎo)體層，該半導(dǎo)體層由與該薄膜晶體管的有源半導(dǎo)體層的材料相同的材料形成。
24.如權(quán)利要求21所述的液晶顯示器，其中用于形成不規(guī)則變化的該圖案具有介電層，該介電層由與該薄膜晶體管的溝道保護(hù)膜的材料相同的材料形成。
25.如權(quán)利要求21所述的液晶顯示器，其中用于形成不規(guī)則變化的該圖案通過將存儲(chǔ)電容器總線的一部分圖案化來形成，或者該圖案從該總線分離。
26.如權(quán)利要求25所述的液晶顯示器，包括該圖案化部分的存儲(chǔ)電容器總線的該部分的寬度大于其他部分的寬度。
27.如權(quán)利要求12所述的液晶顯示器，還包括設(shè)置于該薄膜晶體管上的樹脂層，至少在該樹脂層的一部分中形成不規(guī)則變化，其中該反射體形成于所述不規(guī)則變化上，并且其中至少該反射體表面的一部分相對(duì)于基板表面傾斜。
28.一種制造液晶顯示器的方法，該液晶顯示器具有反射體，該反射體用于反射從一對(duì)基板的一基板的側(cè)面入射的光，該液晶顯示器還具有不規(guī)則形成圖案，該不規(guī)則形成圖案用于在該反射體上形成不規(guī)則變化，該方法包括如下步驟在形成薄膜晶體管的柵極同時(shí)，在該對(duì)基板的另一基板上形成用于形成不規(guī)則變化的該圖案的導(dǎo)體層；在該導(dǎo)體層上形成半導(dǎo)體層；在該半導(dǎo)體層上形成介電層；通過利用用于形成不規(guī)則變化的該圖案的導(dǎo)體層作為掩模，進(jìn)行背部曝光，將該介電層圖案化；形成具有該導(dǎo)體層和該介電層的用于形成不規(guī)則變化的圖案；以及在用于形成不規(guī)則變化的該圖案上形成該反射體。
29.如權(quán)利要求28所述的制造液晶顯示器的方法，還包括如下步驟在將該介電層圖案化的同時(shí)，將該半導(dǎo)體層圖案化；以及形成具有該導(dǎo)體層、半導(dǎo)體層和介電層的用于形成不規(guī)則變化的圖案。
30.如權(quán)利要求29所述的制造液晶顯示器的方法，其中除該背部曝光之外，將該介電層圖案化的步驟還利用從所述基板上方的曝光。
31.一種液晶顯示器，包括彼此相對(duì)設(shè)置的一對(duì)基板；密封于該對(duì)基板之間的液晶層；以及像素區(qū)域，包括反射區(qū)域和透射區(qū)域，該反射區(qū)域具有反射體，該反射體用于反射從該對(duì)基板的一個(gè)基板的側(cè)面入射的光，該反射體設(shè)置于該對(duì)基板的另一基板上，該透射區(qū)域用于向著該對(duì)基板的所述一個(gè)基板透射從該對(duì)基板的另一基板的側(cè)面入射的光，其中該反射體設(shè)置于該像素區(qū)域的外圍；以及其中該透射區(qū)域具有透明像素電極，該透明像素電極設(shè)置于該反射體的開口處，并且形成于該反射體上方并與該反射體電性隔離。
32.如權(quán)利要求31所述的液晶顯示器，其中該反射區(qū)域的晶元厚度基本等于或大于該透射區(qū)域的晶元厚度。
33.如權(quán)利要求31所述的液晶顯示器，其中該反射體設(shè)置于該對(duì)基板的另一基板上所形成的總線上。
34.如權(quán)利要求31所述的液晶顯示器，其中該反射體處于電漂移狀態(tài)。
35.如權(quán)利要求31所述的液晶顯示器，其中該反射體處于與該對(duì)基板的任一基板上所形成的公共電極的電勢(shì)相同的電勢(shì)。
36.如權(quán)利要求31所述的液晶顯示器，其中該反射體處于地電勢(shì)。
37.如權(quán)利要求31所述的液晶顯示器，其中該反射體這樣形成，使得它在鄰接像素區(qū)域之間連續(xù)。
38.如權(quán)利要求31所述的液晶顯示器，其中該反射體在鄰接像素區(qū)域之間被分開。
39.如權(quán)利要求31所述的液晶顯示器，其中當(dāng)垂直于基板表面觀察時(shí)，該像素電極與該反射體部分地重疊。
40.如權(quán)利要求31所述的液晶顯示器，其中當(dāng)垂直于該基板表面觀察時(shí)，該像素電極的邊緣與該反射體的開口的邊緣對(duì)齊。
41.如權(quán)利要求31所述的液晶顯示器，其中當(dāng)垂直于該基板表面觀察時(shí)，該像素電極的邊緣位于該反射體的開口的邊緣內(nèi)。
42.如權(quán)利要求31所述的液晶顯示器，其中當(dāng)垂直于該基板表面觀察時(shí)，該像素電極的邊緣位于該反射體的開口的邊緣外。
43.如權(quán)利要求31所述的液晶顯示器，其中該像素電極包括多個(gè)電極單元，所述多個(gè)電極單元設(shè)置為彼此相鄰，其間插入有切口，并且所述多個(gè)電極單元彼此電連接。
44.如權(quán)利要求43所述的液晶顯示器，其中該反射體還形成于所述切口上。
45.如權(quán)利要求43所述的液晶顯示器，其中每個(gè)所述電極單元具有固體電極和梳形電極，該固體電極設(shè)置于該電極單元一部分上，該梳形電極包括從該固體電極的外圍向著該電極單元的外圍延伸的多個(gè)線狀電極。
46.如權(quán)利要求45所述的液晶顯示器，其中該固體電極形成于該透射區(qū)域中。
47.如權(quán)利要求45所述的液晶顯示器，其中所述梳形電極這樣形成，使得它們延伸到該反射區(qū)域中。
48.如權(quán)利要求47所述的液晶顯示器，其中該反射區(qū)域中的所述梳形電極包括比該透射區(qū)域中的梳形電極數(shù)量較少的線狀電極。
49.如權(quán)利要求47所述的液晶顯示器，其中由該反射區(qū)域中的所述梳形電極所形成的鄰接梳形電極之間的每個(gè)間隙大于由該透射區(qū)域中的所述梳形電極所形成的鄰接梳形電極之間的每個(gè)間隙。
50.如權(quán)利要求43所述的液晶顯示器，其中每個(gè)所述電極單元具有梳形電極，所述梳形電極包括從該電極單元的中心部分向著該電極單元的外圍延伸的多個(gè)線狀電極。
51.如權(quán)利要求50所述的液晶顯示器，其中由該電極單元的反射區(qū)域中的所述梳形電極所形成的鄰接梳形電極之間的每個(gè)間隙大于由該透射區(qū)域中的所述梳形電極所形成的鄰接梳形電極之間的每個(gè)間隙。
52.如權(quán)利要求50所述的液晶顯示器，其中該電極單元的反射區(qū)域中的梳形電極包括比該透射區(qū)域中的梳形電極數(shù)量較少的線狀電極。
53.如權(quán)利要求43所述的液晶顯示器，其中該對(duì)基板的任一基板具有一凸起，該凸起用于控制與該電極的中心部分相關(guān)聯(lián)的區(qū)域中的對(duì)齊。
54.如權(quán)利要求31所述的液晶顯示器，還包括形成于該反射體之下的濾色層。
55.如權(quán)利要求54所述的液晶顯示器，還包括形成于該對(duì)基板的任一基板上的第二濾色層。
56.如權(quán)利要求54所述的液晶顯示器，還包括形成于該反射體之上的第二濾色層。
57.如權(quán)利要求31所述的液晶顯示器，還包括形成于該對(duì)基板的任一基板上的濾色層，其中該濾色層在該反射區(qū)域中被去除。
58.如權(quán)利要求57所述的液晶顯示器，其中該反射區(qū)域具有透明樹脂層，該透明樹脂層具有基本等于或小于該濾色層厚度的厚度。
59.如權(quán)利要求31所述的液晶顯示器，包括分別設(shè)置于該對(duì)基板外的一對(duì)1/4波板和一對(duì)偏光板。
60.如權(quán)利要求31所述的液晶顯示器，包括一形成于該對(duì)基板的任一基板外的光散射層。
61.如權(quán)利要求60所述的液晶顯示器，其中該光散射層是散射在預(yù)定方向上進(jìn)入的光的膜。
62.一種液晶顯示器，包括彼此相對(duì)設(shè)置的一對(duì)基板；密封于該對(duì)基板之間的垂直對(duì)齊型液晶層；像素區(qū)域，具有反射區(qū)域和透射區(qū)域，該反射區(qū)域具有反射體，該反射體用于反射從該對(duì)基板的一個(gè)基板的側(cè)面入射的光，該透射區(qū)域用于向著該對(duì)基板的所述一個(gè)基板透射從該對(duì)基板的另一基板的側(cè)面入射的光；以及對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)，形成于該反射體上，并且具有光分散能力。
63.如權(quán)利要求62所述的液晶顯示器，其中該反射體具有平滑表面。
64.如權(quán)利要求62所述的液晶顯示器，其中該反射體利用源極層或柵極層形成。
65.如權(quán)利要求62所述的液晶顯示器，其中至少一透明電極形成于該反射體與該對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)之間。
66.如權(quán)利要求62所述的液晶顯示器，其中該對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)形成為框架的形式，該顯示器還包括點(diǎn)式對(duì)齊控制結(jié)構(gòu)，形成于與該框架的內(nèi)部相對(duì)應(yīng)的該對(duì)基板的任一基板的區(qū)域中。
67.一種液晶顯示器，包括彼此相對(duì)設(shè)置的一對(duì)基板；密封于該對(duì)基板之間的垂直對(duì)齊型液晶層；像素區(qū)域，透射從該對(duì)基板的一個(gè)基板的側(cè)面進(jìn)入的光；以及用于反射光的具有視差校正功能的反射部分，該光已從該對(duì)基板的所述一個(gè)基板的側(cè)面進(jìn)入該像素區(qū)域，并且已被該區(qū)域透射，由此使得該光從該對(duì)基板的另一基板的側(cè)面再次進(jìn)入該像素區(qū)域。
68.如權(quán)利要求67所述的液晶顯示器，還包括設(shè)置于該對(duì)基板的另一基板的側(cè)面上的背光單元，其中該背光單元具有導(dǎo)光板和設(shè)置于該導(dǎo)光板后面的反射體。
69.如權(quán)利要求67所述的液晶顯示器，其中該反射部分具有一表面，在該表面上以與像素圖案的間距不同的間距形成不規(guī)則變化。
70.如權(quán)利要求69所述的液晶顯示器，其中所述不規(guī)則變化具有連續(xù)的錐或楔形式的截面形狀。
71.如權(quán)利要求67所述的液晶顯示器，包括設(shè)置于該對(duì)基板的任一基板與偏光板之間的視角控制板，用于散射在預(yù)定方向上進(jìn)入的光。
72.如權(quán)利要求62所述的液晶顯示器，包括分別設(shè)置于該對(duì)基板之外的一對(duì)1/4波板和一對(duì)偏光板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在透射和反射模式下均能顯示的透反射式液晶顯示器及其制造方法，并提供一種在透射和反射模式下均能實(shí)現(xiàn)高顯示特性的透反射式液晶顯示器。采用這樣的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括液晶顯示器面板，具有一對(duì)基板和密封于該對(duì)基板之間的液晶層；像素區(qū)域，包括反射區(qū)域和透射區(qū)域，該反射區(qū)域具有反射體，用于反射從該對(duì)基板的一基板側(cè)面入射的光，該透射區(qū)域用于向著該對(duì)基板的該基板透射從該對(duì)基板的另一基板側(cè)面入射的光；背光單元，具有用于反射光的反射體和導(dǎo)光板，該光已從該對(duì)基板的該基板側(cè)面進(jìn)入該透射區(qū)域，并且已被該區(qū)域透射，以使得該光從該對(duì)基板的另一基板側(cè)面再次進(jìn)入該透射區(qū)域；以及僅形成于該像素區(qū)域的透射區(qū)域中的濾色層。
文檔編號(hào)G09F9/35GK1627164SQ20041008509
公開日2005年6月15日 申請(qǐng)日期2004年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月9日
發(fā)明者吉田秀史, 田坂泰俊, 田代國(guó)廣, 大室克文, 鐮田豪, 上田一也, 柴崎正和 申請(qǐng)人:富士通顯示技術(shù)株式會(huì)社, 友達(dá)光電股份有限公司