專利名稱：光學(xué)反射器及其使用它的顯示器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
這個發(fā)明涉及一種具有帶有凹陷和凸起的反射表面的光學(xué)反射器，所述凹陷和凸起沿著凸起/凹陷形成構(gòu)件的多個凹陷或凸起的輪廓而被形成，以及還涉及一種使用如此光學(xué)反射器的顯示器件。
背景技術(shù)：
近年來，由液晶顯示器件所代表的平面板顯示器已經(jīng)快速地得到普及。液晶顯示器件的實(shí)例包括透射型器件以及反射型器件，所述透射型器件被提供有在顯示單元后面的光源(背面光)并且使用由此來自光源的光以執(zhí)行顯示，并且所述反射型器件被提供有反射器且使用通過由反射器反射通過顯示器面板表面入射的環(huán)境光而引起的反射光來完成顯示。反射型器件允許其電功率消耗較透射型器件的電功能消耗被降低到較大程度且因此，作為用于尤其是便攜式電子設(shè)備的顯示器件已經(jīng)得到關(guān)注。
反射器件顯示器通過使用來自環(huán)境的入射光而執(zhí)行顯示，且因此要求有效地使用由此入射光以獲得用于實(shí)際使用的得到足夠良好照明的顯示器。為此，反射器總體上具有帶有凹陷和凸起的表面，由此引起入射光漫射地反射。傳統(tǒng)地，在大多數(shù)情況下，為了控制入射光與用于反射的反射表面構(gòu)成的角，反射器的反射表面的凸起被如此提供，以便于當(dāng)從上觀看反射表面時所述凸起相對于基片的主表面具有預(yù)定的傾斜角且其每一個具有對稱的形狀(例如，圓或正多邊形)，從而使得在所有方向上均勻地反射光。由于規(guī)則設(shè)置的凸起導(dǎo)致著色問題，所以凸起總體上以隨機(jī)次序被圖案化。
然而，當(dāng)從相對于基片主表面的特定角觀看器件的顯示表面時，則引起這樣的問題，即上面所說明的在所有方向上被均勻地反射的光的反射可降低入射光的利用效率。更具體地，例如，當(dāng)觀看便攜式電話的顯示器時，觀看者在許多情況下從大約垂直于顯示器表面的位置觀看顯示器，且因此，引起這樣的缺點(diǎn)，即在大約平行于顯示器表面方向上被散射的反射光不能夠被有效地利用。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述提到的問題本發(fā)明已經(jīng)被做出，且具有提供具有反射方向性的光學(xué)反射器和使用其的顯示器件的目的。
根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)反射器或顯示器件包括凸起/凹陷形成構(gòu)件，其被提供在支撐構(gòu)件的一個表面上且具有彼此相隔開的多個凹陷或凸起；反射膜，其被提供以便于覆蓋凸起/凹陷形成構(gòu)件且其具有帶有沿著所述凸起/凹陷形成構(gòu)件的凹陷或凸起輪廓所形成的凹陷和凸起的反射表面，其中凸起/凹陷形成構(gòu)件的多個凹陷或凸起在第一方向上的平均直徑大于在垂直于所述第一方向的第二方向上的平均直徑，并且凸起/凹陷形成構(gòu)件的多個凹陷或凸起以如此方式被提供，以致于其在第一方向上的平均節(jié)距大于在第二方向上的平均節(jié)距。應(yīng)該理解在此所使用的表達(dá)“第一方向”和“第二方向”意味著在平行于支撐構(gòu)件的所述一個表面的表面上，即在正交于其中凸起/凹陷形成構(gòu)件和反射膜被疊層方向的平面上彼此垂直的兩個方向。此外，“節(jié)距”意味著彼此相鄰的凹陷或凸起的中心之間的距離。
對于根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)反射器或顯示器件，由于在第一方向上的所述平均直徑或所述平均節(jié)距大于在第二方向上的那些值，所以凸起/凹陷形成構(gòu)件的凹陷或凸起在第一方向上比其在第二方向上被相對較寬地形成。結(jié)果是，在第一方向上所反射的光量這意味著在第一方向上所反射的光量與入射到光反射器上光量的比值較小且在第二方向上所反射的光量與入射到光反射器上光量的比值較大。因此，反射膜以反射的方向性反射入射到其上的光。
根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)反射器或顯示器件優(yōu)選地包括被提供在凸起/凹陷形成構(gòu)件與反射膜之間用來調(diào)節(jié)反射表面的凹陷和凸起的凸起/凹陷調(diào)節(jié)膜。插入凸起/凹陷調(diào)節(jié)膜使容易地取得反射膜的反射表面所需要的凸起/凹陷輪廓成為可能。
根據(jù)本發(fā)明的另一光學(xué)反射器或顯示器件包括有機(jī)材料的凸起/凹陷形成構(gòu)件，其被提供在支撐構(gòu)件的一個表面上且具有構(gòu)成所述凸起/凹陷形成構(gòu)件基本上多邊形的網(wǎng)眼圖案的凸起或凹陷；以及反射膜，其被提供以便于覆蓋所述凸起/凹陷形成構(gòu)件且具有帶有在所述凸起/凹陷形成構(gòu)件的凸起或凹陷影響下所形成的凸起或凹陷的反射表面，其中凸起/凹陷形成構(gòu)件的凸起或凹陷在其中一平面平行于支撐構(gòu)件一個表面的平面內(nèi)任何方向與一個方向構(gòu)成預(yù)定角的第一區(qū)域中的寬度與在所述平面平行于支撐構(gòu)件一個表面的平面內(nèi)除第一區(qū)域以外的第二區(qū)域中的寬度彼此不同。應(yīng)該理解為在此所使用的表達(dá)“基本上多邊形”包括這樣的情況，其中由所述凸起/凹陷形成構(gòu)件的凸起或凹陷所形成的每個凸起或凹陷的拐角(corner)略微是圓的。
對于根據(jù)本發(fā)明的所述另一光學(xué)反射器或顯示器件，由于凸起/凹陷形成構(gòu)件的凸起或凹陷在第一區(qū)域中的寬度與在第二區(qū)域中的寬度不同，所以也使在第一區(qū)域中凸起/凹陷形成構(gòu)件的凸起高度或凸起/凹陷形成構(gòu)件的凹陷深度不同于在第二區(qū)域中的所述值，借此反射膜反射表面的凸起和凹陷的形狀得到控制。因而，反射膜以反射的方向性反射入射其上的光。
所述一個方向，更具體地，正交于這樣一個方向，向此方向上在反射膜的反射表面上較大量光線要被反射。在那種情況下，在第一區(qū)域的凸起/凹陷形成構(gòu)件的凸起或凹陷寬度被選擇成大于在第二區(qū)域的所述值。優(yōu)選地，所述預(yù)定角是根據(jù)凸起/凹陷形成構(gòu)件的凸起或凹陷在一個方向上的平均節(jié)距與在正交于所述一個方向的正交方向上的平均節(jié)距的比值而被確定的。應(yīng)該注意到在此所使用的表達(dá)“一個方向”和“正交方向”意味著在平行于支撐構(gòu)件的所述一個表面的平面上，即在正交于其中凸起/凹陷形成構(gòu)件和反射膜被層疊的方向的平面上彼此垂直的兩個方向。
從下述說明中本發(fā)明的其它和進(jìn)一步的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將顯現(xiàn)得更加完全。


圖1A至1E是示意性橫斷面圖，其每個示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的光學(xué)反射器的制造步驟。
圖2是用于圖1B中所示制造步驟的光掩模實(shí)例的平面視圖。
圖3是用于圖1B中所示制造步驟的光掩模的另一實(shí)例的平面視圖。
圖4A是圖1中所示反射膜的一部分的放大比例的透視圖，以及圖4B是傳統(tǒng)反射膜的一部分的放大比例的透視圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的液晶顯示器件的橫斷面圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的光學(xué)反射器的橫斷面圖。
圖7A至7D是示意性橫斷面圖，其每個示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的光學(xué)反射器的制造步驟。
圖8是用于圖7B中所示制造步驟的光掩模實(shí)例的平面視圖。
圖9是用于解釋圖8中所示掩模中面積的示例。
具體實(shí)施例方式
參考所附的附圖下面將詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
參考圖1至3，現(xiàn)在將解釋用于制造本發(fā)明第一實(shí)施例的光學(xué)反射器的方法。通過用于制造所述實(shí)施例光學(xué)反射器的方法所實(shí)施的本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)反射器也將被加以說明。
首先，如圖1A所示，由例如玻璃制成的支撐構(gòu)件11被制備且然后正性光致抗蝕劑被涂在支撐構(gòu)件11上面以形成具有例如1至3微米厚度的抗蝕劑膜12a，其后被涂覆的光致抗蝕劑被烘焙(預(yù)烘焙)。隨后，通過使用光掩?？刮g劑膜12a被曝光。
圖2是示例用于曝光抗蝕劑膜12a的示范性光掩模的平面視圖。掩模21具有彼此間相隔開的多個開口21a且這些開口21a每個的形狀均像具有例如6至14微米的長軸和例如3至7微米的短軸的橢圓形。在實(shí)施例中，開口21a的尺寸可是相同的或不同的，雖然它們在長軸和短軸方向上基本相同。開口的長軸的平均長度(平均直徑)可為10微米且開口的短軸的平均長度可為5微米。使開口在其長軸方向(圖2的x方向)上的節(jié)距寬于在其短軸方向(圖2的y方向)上的節(jié)距，其原因?qū)⒃谙旅婕右哉f明。換句話說，開口21a在其短軸方向上被提供更大的密度。
圖3中所示的掩模22可代替掩模21被用于曝光，其具有在x和y方向上彼此不同平均直徑的多邊形開口22a。具有混合橢圓形開口和多邊形開口的掩模也可被使用。有必要地僅是這樣的掩模可以被使用，即其具有如此開口，以便于在x方向上其平均直徑和其平均節(jié)距大于在垂直x方向的y方向上的那些值。使用掩模21導(dǎo)致簡單結(jié)構(gòu)的掩模可以被使用的優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)選地掩模22被使用，因?yàn)樗鼘?dǎo)致這樣的優(yōu)點(diǎn)，即隨后被說明的反射膜表面(見圖1E)的凸起(或凹陷)相對于支撐構(gòu)件主平面的傾斜角可以容易地被加以控制且其開口的密度變得高于橢圓形開口的密度。開口在x方向上的平均直徑被選擇成例如為在y方向上的平均直徑的1.2至3.5倍，優(yōu)選地為至少1.5倍，以及開口在x方向上的節(jié)距被選擇成例如為在y方向上開口的節(jié)距的1.2至3.5倍，優(yōu)選地為至少1.5倍。優(yōu)選地在x方向上的平均直徑與在y方向上的平均直徑之間的比值與在x方向上的平均節(jié)距與在y方向上的平均節(jié)距之間的比值相同。
如與沿著圖2的線IB-IB所取的橫斷面視圖相聯(lián)系的圖1B中所示，抗蝕劑膜12a在曝光后被顯影，這樣對應(yīng)于掩模的開口抗蝕劑膜12a的一部分被選擇性地除去，并且多個凹陷12b被形成以提供由抗蝕劑膜12a和多個凹陷12b所組成的凸起/凹陷形成構(gòu)件12。由于如上所說明凹陷12b對應(yīng)于掩模的開口，所以其在x方向(圖1B的右和左方向)上的平均直徑大于在y方向(垂直于圖1B紙表面的方向)上的平均直徑，以及凹陷在x方向上的平均節(jié)距大于在y方向上的平均節(jié)距?！皒方向”及“y方向”分別對應(yīng)于本發(fā)明的“第一方向”和“第二方向”的一個具體實(shí)例。
如圖1C所示，在完成顯影之后，抗蝕劑膜12a在例如200C或以上的溫度下被烘焙(后烘焙)例如0.5至1小時?？刮g劑膜12a的上端，即每個凹陷12b的上面部分由此變圓。應(yīng)該注意到后期烘焙在一些情況下使在x方向上和y方向上的凹陷12b的直徑(在凹陷12b和支撐構(gòu)件11之間界面處的直徑)改變一點(diǎn)，但是所述改變基本上可忽略。
隨后，如圖1D所示，光致抗蝕劑被涂在支撐構(gòu)件11上，以便于覆蓋凸起/凹陷形成構(gòu)件12，從而提供帶有在凸起/凹陷形成構(gòu)件12的形狀影響下所形成的凹陷和凸起的凸起/凹陷調(diào)節(jié)膜13。凸起/凹陷調(diào)節(jié)膜13被提供用于調(diào)節(jié)隨后所說明的反射膜的凸起/凹陷輪廓。更詳細(xì)地，凸起/凹陷調(diào)節(jié)膜13被提供用于調(diào)節(jié)反射膜表面相對于支撐構(gòu)件11主表面的最大傾斜角，以及用于在對應(yīng)于凹陷12b的膜面積處傾斜反射膜，以便于反射膜整個地具有粗糙度。
在此之后，如圖1E所示，通過例如使用濺射技術(shù)將金屬材料如鋁和銀沉積在凸起/凹陷調(diào)節(jié)膜13上面，以形成具有例如100納米或以上厚度的反射膜14，所述反射膜14具有在凸起/凹陷形成構(gòu)件12(以及凸起/凹陷調(diào)節(jié)膜13)的凹陷和凸起影響下所形成的凹陷和凸起。由此獲得根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)反射器，其中凸起/凹陷形成構(gòu)件12、凸起/凹陷調(diào)節(jié)膜13以及反射膜14被形成在支撐構(gòu)件11的一個表面上面。在這種情況下，由于反射膜14沿著凹陷12b的輪廓被形成，所以使反射膜表面(反射表面)的凸起/凹陷在x方向上較在y方向上相對較寬些。
圖4A是反射膜14的一部分的放大示意圖。由于如上所說明反射膜表面(反射表面)的凸起/凹陷在x方向上較在y方向上被形成得相對更寬并且所述凸起/凹陷在x方向上的節(jié)距較在y方向上的節(jié)距寬，所以反射膜14的表面14a在y方向上比在x方向上更充分地傾斜。結(jié)果是，當(dāng)光線從相對于支撐構(gòu)件11主表面的特定角入射到反射膜時，它們以如此方式被反射以便于大部分反射光線導(dǎo)引在y方向上向基本上正交于支撐構(gòu)件11主平面的方向(圖4A中的z方向)。因此，這個實(shí)施例不同于圖4B所示的情況，其中反射膜表面114a的凸起/凹陷被對稱地形成(圖4B示出從器件反射表面的上面觀看，所形成的像圓形的它們之一)并且入射到其上的光線被均勻地在所有方向上反射。這意味著反射膜14總體上具有反射的方向性。
在這個光學(xué)反射器中，由于反射膜14被形成在凸起/凹陷調(diào)節(jié)膜13上，所以反射膜14在整個支撐構(gòu)件上面是粗糙的。換句話說，甚至在對應(yīng)于其中并不存在抗蝕劑膜12a的每個凹陷12b的區(qū)域上，反射膜14相對于支撐構(gòu)件的主表面也是傾斜的。因此，反射膜14具有其表面14a，所述表面14a的大部分在y方向傾斜，借此反射膜表面的凹陷也具有反射的方向性。在平行于支撐表面且并不傾斜的那個反射膜區(qū)域中所引起的鏡面反射可以被降低且由鏡面反射所引起的在不利方向上的反射光的集中可以得到抑制。
如上所說明的光學(xué)反射器適用于例如使用如圖5所示的薄膜晶體管(TFT)的所謂有源矩陣液晶顯示設(shè)備(LCD)。
液晶顯示器件包括被安放用來接收入射環(huán)境光的入射側(cè)基片31和相對入射側(cè)基片31被放置的使其之間具有給定空間的反射側(cè)基片41，以及液晶層51被容納在入射側(cè)基片31和反射側(cè)基片41之間。入射側(cè)基片是由例如玻璃制成的透明基片且被提供有濾色器(未示出)、公用電極32和在其上的取向膜33。雖然在圖5中未示出，但是反射側(cè)基片41被提供有在其上的偏振器。
在反射側(cè)基片41的表面上提供有被電連接到未示出的相應(yīng)數(shù)據(jù)線的源電極42a和漏電極42b，使兩個電極42a和42b的每一對彼此相隔開。半導(dǎo)體層43相鄰于相應(yīng)的源電極42a和相應(yīng)的漏極42b被安放。在相對于半導(dǎo)體層43的反射側(cè)基片41的一側(cè)，被電連接到未被示出的相應(yīng)掃描線的柵電極45經(jīng)由具有開口的柵絕緣膜44被形成。因此，反射側(cè)基片41被提供有在其上的TFT。在柵絕緣膜44和柵電極45上面提供凸起/凹陷形成構(gòu)件46，其通過與凸起/凹陷形成構(gòu)件12相同的方式被圖案化。在凸起/凹陷形成構(gòu)件46的圖案上面，提供具有開口的凸起/凹陷調(diào)節(jié)膜47。在凸起/凹陷調(diào)節(jié)膜47上面形成也充當(dāng)象素電極的反射膜(反射電極)48。反射膜48經(jīng)由凸起/凹陷調(diào)節(jié)膜47和柵絕緣膜44的開口被電連接到，例如漏電極，由此借助于TFT將電壓施加到反射膜。在反射膜上形成取向膜49。
按上面說明所構(gòu)建的液晶顯示器件將如下操作。
在液晶顯示器件中，環(huán)境光線進(jìn)入入射側(cè)基片31且通過未示出的濾色器、公用電極、取向膜33、液晶層51和取向膜49以到達(dá)反射膜48。然后光線被反射膜反射且經(jīng)過每個所述層(膜)以從入射側(cè)基片31出去。在這之后，當(dāng)電壓被施加到公用電極32和反射膜(象素電極)48之間時(on狀態(tài))，光線將被顯示在黑顯示狀態(tài)，而當(dāng)電壓未被施加到它們之間時(off狀態(tài))將被顯示在白顯示狀態(tài)。雖然對操作在所謂的常白(normally white)模式的器件已經(jīng)加以解釋，但是這個發(fā)明，當(dāng)然可適用于操作在相反模式，即在所謂的常黑(normally black)模式。
由于入射光線借助于具有上述提到的反射方向性的反射膜48被反射，所以當(dāng)從大約垂直于顯示表面的位置觀看被顯示在未示出的器件的顯示表面上的圖像時，或從上面觀看所述器件的顯示表面時，被高效反射的光線量與入射光線總量的比值大，其意味著入射光線被非常高效地加以利用。由于如上所說明在反射膜48處的鏡面反射被高效地加以抑制，所以可以防止顯示表面的眩光。
對于根據(jù)這個實(shí)施例的光學(xué)反射器，在反射膜14處的反射方向性在反射膜14的整個面積上被體現(xiàn)，這樣當(dāng)光線以相對于所述器件顯示表面的特定角入射在反射膜14的表面上時，可使在y方向上被反射的光線量與入射到反射膜14上的光線量的比值變大。除了將用于對抗蝕劑膜曝光的傳統(tǒng)掩模改變成如圖2或3所示的掩模以外，通過與傳統(tǒng)方法相同的方法，所述實(shí)施例的光學(xué)反射器可以被有利地加以制造。
此外，由于凸起/凹陷調(diào)節(jié)膜13被形成在凸起/凹陷形成構(gòu)件12和反射膜14之間，所以可以容易地在整個反射膜上施加粗糙度。結(jié)果是，可以更加高效地提供在y方向上反射膜表面的傾斜。凸起/凹陷調(diào)節(jié)膜13的存在使入射光線的鏡面反射得到降低。
因此，如果通過使用上述提到的光學(xué)反射器構(gòu)建反射顯示器件，則大量入射光線可以在所需要的方向上被漫射地反射，從而當(dāng)從位于相對其的特定方向的位置觀看所述器件的顯示表面時增強(qiáng)了入射光線的利用。更具體地，例如，當(dāng)從大約垂直于其顯示表面的位置觀看便攜式電話的圖像時，大量入射光線可以在顯示表面的上和下方向(y方向)上被漫射地反射，由此改善器件的顯示性能如亮度和對比度。此外，入射光線在顯示表面的左和右方向(x方向)上的反射可以被高效地降低，這樣當(dāng)顯示從其它視野被隱藏的內(nèi)容時，所述器件是有利的。
圖6示例本發(fā)明第二實(shí)施例的光學(xué)反射器的橫斷面結(jié)構(gòu)。除了凸起/凹陷形成構(gòu)件的配置以外，這個光學(xué)反射器在配置上與第一實(shí)施例相同。因此，在此后將詳細(xì)地對凸起/凹陷形成構(gòu)件62加以說明。
通過使用具有例如將圖2所示的掩模圖案反轉(zhuǎn)而獲得的圖案的掩模，凸起/凹陷形成構(gòu)件62被加以制造。凸起/凹陷形成構(gòu)件62具有由抗蝕劑膜制成的凸起62a并且凸起/凹陷形成構(gòu)件62的剩余部分被限定成其中抗蝕劑膜已經(jīng)被去除的去除部分62b。在這個實(shí)施例中，反射膜14沿著凸起62a的形狀被形成，這樣反射膜14的凸起14a在x方向上的平均直徑大于在y方向上的平均直徑。使反射膜表面的凸起/凹陷在x方向上較在y方向上寬。無需說的是，通過使用具有將圖3所示掩模的圖案反轉(zhuǎn)而獲得的圖案的掩模，凸起/凹陷形成構(gòu)件62可被加以制造。
對于根據(jù)這個實(shí)施例的光學(xué)反射器，在其中存在反射膜14的整個面積上它具有反射的方向性，從而當(dāng)入射光線在反射膜14的表面上被反射時，導(dǎo)致在y方向上被反射的光線量與入射光線總量的比值增加。因此，通過使用光學(xué)反射器所構(gòu)建的反射顯示器件，同第一實(shí)施例情況一樣導(dǎo)致其改善的顯示性能如亮度和對比度。
在第一和第二實(shí)施例中，凸起/凹陷形成構(gòu)件12，62被圖案化且然后光致抗蝕劑被涂覆以形成凸起/凹陷調(diào)節(jié)膜13。作為選擇地，可以采用下述制造過程。光致抗蝕劑被更厚地(例如2至4微米)涂覆在支撐構(gòu)件11上，通過曝光光致抗蝕劑同時調(diào)節(jié)曝光量(半曝光)，以便于對應(yīng)于凹陷12b的一部分光致抗蝕劑被融化以具有所要求的距其頂部的深度和形狀，則單件的凸起/凹陷形成構(gòu)件12，62及凸起/凹陷調(diào)節(jié)膜13被形成。這個過程減少了用于制造光學(xué)反射器所需要的步驟數(shù)量。
在其中有機(jī)材料如光致抗蝕劑被用于凸起/凹陷形成構(gòu)件的情況下，隨著加熱凸起/凹陷形成構(gòu)件用于后期烘焙等，有機(jī)材料展示出高的流動性。這可引起凸起/凹陷形成構(gòu)件的凹陷或凸起圖案不同于所要求的圖案。尤其地，當(dāng)使用沒有交聯(lián)劑(cross-linking agent)如熱交聯(lián)劑的低成本有機(jī)材料時，隨著加熱其流動性將變得較高，這樣不可能獲得凸起/凹陷形成構(gòu)件所要求的凹陷或凸起圖案?，F(xiàn)在將參考其中可以防止這種不利可能性的圖7至9，對用于制造光學(xué)反射器的另一方法加以說明。
這個實(shí)施例涉及一種光學(xué)反射器，一種用于制造這種光學(xué)反射器的方法以及一種使用所述光學(xué)反射器的液晶顯示器。本發(fā)明此實(shí)施例的光學(xué)反射器將通過用于制造本實(shí)施例的光學(xué)反射器的方法被加以實(shí)施。
圖7A至7D示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的光學(xué)反射器的制造步驟。在這個實(shí)施例中，如圖7A所示，抗蝕劑膜72a被形成在支撐構(gòu)件11上且然后以第一實(shí)施例中所說明的相同方法被預(yù)先烘焙。隨后，通過使用例如圖8中所示的光掩模將抗蝕劑膜72a曝光。
被示于圖8中的光掩模81具有以網(wǎng)眼形式的基本上多邊形的開口。借此網(wǎng)眼圖案的開口81a被形成的光掩模81的那個部分81b，即光掩模81除開口81a以外的其它部分，被如此形成以便于使在后面所說明的區(qū)域(第一區(qū)域)中所述部分81b的寬度W1大于在另一后面所說明的區(qū)域(第二區(qū)域)中所述部分81b的寬度W2。所述第一區(qū)域包括與其中入射到反射膜上的光線將被反射膜14的反射表面大量反射(見圖7D)的方向相垂直的方向；以及其中任何方向與上述提到方向形成預(yù)定角的一部分。所述第二區(qū)域是光掩模81部分81b的除第一區(qū)域以外的區(qū)域。寬度W1可為3至8微米且寬度W2可為2至7微米。必要地這些寬度W1，W2的每個在各個位置可不相同，但是它們必須是W1＞W(wǎng)2。光掩模81的開口81a在x方向上的平均直徑大于在y方向上的平均直徑。優(yōu)選地，光掩模81的開口81a在x方向上的平均節(jié)距大于在y方向上的平均節(jié)距。
根據(jù)開口81a在x方向上的平均節(jié)距與在y方向上的平均節(jié)距的比值，光掩模81的圖案形成部分81b的寬度被加以確定。更詳細(xì)地，在其中開口81a在x方向上的平均節(jié)距與在y方向上的平均節(jié)距的比值(x∶y)為p∶1時的情況下，如圖9所示，在圖案形成部分81b的第一區(qū)域A中的寬度W1大于在部分81b中除第一區(qū)域A以外的第二區(qū)域B中的寬度W2，其中圖案形成部分81b與x軸形成角“alpha”，α＝tan- 1(1/p)(0度□α□180度)。為什么根據(jù)兩個平均節(jié)距之間的所述比值決定邊界角α的原因如下。當(dāng)開口81a在x方向上的平均節(jié)距大于在y方向上的平均節(jié)距時，若α被簡單地選擇成45度，即延伸到基本x方向上的部分81b的一部分與延伸到基本y方向上的部分81b的一部分的比值較大，則由部分81b中寬度差所引起的有利效應(yīng)變小。如果延伸到基本x方向上與到基本y方向上的部分81b的所述比值為1，則部分81b的寬度非對稱性引起所述效應(yīng)得到增加。
在抗蝕劑膜72a曝光以后，抗蝕劑膜被顯影。因此，如圖7(B)所示，對應(yīng)于光掩模81開口81a的凹陷72b以網(wǎng)眼形式被形成，從而導(dǎo)致凸起/凹陷形成構(gòu)件72由作為凸起的抗蝕劑膜72a和凹陷72b組成。在曝光且顯影光致抗蝕劑的那些步驟中，將出現(xiàn)抗蝕劑膜72a的寬度相對于光掩模81對應(yīng)部分的寬度變化微小，但是在整個凸起/凹陷形成構(gòu)件72上面出現(xiàn)變化。因此，即使抗蝕劑膜72a的寬度的絕對值被改變，但是在x方向上的寬度和在y方向上的寬度的比值基本上保持不變。
在對抗蝕劑膜71a顯影之后，如圖7C所示，在例如180度或以上溫度下執(zhí)行后期烘焙。在這個步驟中，隨著加熱有機(jī)材料如光致抗蝕劑暫時經(jīng)歷高的流動性狀態(tài)并且與其上涂有有機(jī)材料的面積成比例升起得更高。對應(yīng)于光掩模81部分81b的第一區(qū)域A(見圖9)(此后這個面積也被稱為“第一區(qū)域”)的抗蝕劑膜的寬度相對被較寬地形成，并且在后期烘焙步驟中當(dāng)加熱抗蝕劑膜時，對應(yīng)于部分81b的第一區(qū)域的抗蝕劑膜比對應(yīng)于其第二區(qū)域B的抗蝕劑膜升高得更多。即，使對應(yīng)于部分81b的第一區(qū)域A的抗蝕劑膜高于對應(yīng)于其第二區(qū)域B的抗蝕劑膜。在第一區(qū)域A中抗蝕劑膜72a的高度可為2-4微米且在第二區(qū)域B中的高度可為0.6-1.4微米。
在此之后，與在第一實(shí)施例中的情況一樣，凸起/凹陷調(diào)節(jié)膜73和反射膜74被形成。因此，如圖7D所示，獲得具有在支撐構(gòu)件11的一個表面上所形成的凸起/凹陷形成構(gòu)件72、凸起/凹陷調(diào)節(jié)膜73和反射膜74的光學(xué)反射器。
在按上面所說明而獲得的光學(xué)反射器中，反射膜74的凸起沿著凸起/凹陷形成構(gòu)件72的凸起，這樣反射膜74的凸起在第一區(qū)域中的高度大于在第二區(qū)域中的高度以及反射膜74的凸起在第一區(qū)域中相對于支撐構(gòu)件主平面的傾斜角大于在第二區(qū)域中的傾斜角。其中所述表面延伸在基本x方向上且傾斜在基本y方向上的反射膜74的一部分傾斜表面，較其中所述表面延伸在基本y方向上且傾斜在基本上x方向上的反射膜74的傾斜表面的其它部分更多地存在。因此，入射在光學(xué)反射器上的較大部分光線被反射在基本y方向上。因而，到達(dá)反射膜74的光線以被展示在基本y方向上的反射方向性被反射。
具有這樣配置的光學(xué)反射器還可適用于上述說明的液晶顯示器件等。
對于這個實(shí)施例的光學(xué)反射器，在應(yīng)用熱之后當(dāng)形成凸起/凹陷形成構(gòu)件72的有機(jī)材料隨著加熱展示高的流動性時，它可以被形成具有所要求的形狀。因此，即使當(dāng)不帶有熱固劑等的低成本材料被用作凸起/凹陷形成構(gòu)件72時，由這樣低成本材料所構(gòu)成的光學(xué)反射器可以具有反射的方向性。
雖然已經(jīng)參考其實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但是將理解到本發(fā)明并不被局限于上述提到的實(shí)施例，而是可以被不同地加以修改。例如，上述實(shí)施例已經(jīng)說明了這樣的情況，其中使凸起/凹陷形成構(gòu)件12，62的凹陷12b或凸起62a在x方向上的平均直徑大于在y方向上的平均直徑，以及凹陷12b或凸起62a在x方向上的節(jié)距大于在y方向上的節(jié)距。然而，凹陷12b或凸起62a可被如此提供，以便于使在y方向上的所述平均直徑大于在x方向上的所述平均直徑，并且使在y方向上的所述節(jié)距大于在x方向上的所述節(jié)距。例如，當(dāng)多個人觀看顯示器件的相同顯示表面，從而要求顯示器件在其顯示表面的左和右方向(上述提到的x方向)上展示超高的視覺性能時，這樣的光學(xué)反射器是有利的。
上述實(shí)施例已經(jīng)說明了這樣的情況，其中凹陷12b被如此形成以便于通過使用具有開口的掩模使其在x方向上的節(jié)距大于在y方向上的節(jié)距，即使凹陷12b或凸起62a在x方向上的節(jié)距寬于在y方向上的節(jié)距。然而，當(dāng)凹陷12b被如此形成以使在x方向上的平均節(jié)距大于在y方向上的平均節(jié)距時，也可以獲得本發(fā)明的效果。
上述第二實(shí)施例已經(jīng)說明了這樣的情況，其中通過使用具有通過將圖2中所示掩模21的圖案反轉(zhuǎn)而獲得的圖案的掩模，形成凸起/凹陷形成構(gòu)件62。然而，通過使用負(fù)性光致抗蝕劑和掩模21也可形成凸起/凹陷形成構(gòu)件62。應(yīng)該注意到正性光致抗蝕劑比負(fù)性光致抗蝕劑可取，因?yàn)樵诠庵驴刮g劑的后期烘焙之后，在相對于支撐構(gòu)件11主平面的所述傾斜角的可控性上正性光致抗蝕劑優(yōu)于負(fù)性光致抗蝕劑。
上述實(shí)施例已經(jīng)說明了這樣的情況，其中凸起/凹陷調(diào)節(jié)膜1 3被形成在凸起/凹陷形成構(gòu)件12，62與反射膜14之間。然而，這不是必要的要求，且作為選擇地，凸起/凹陷形成構(gòu)件12或62可被直接提供反射膜14在其上。此外，在第三實(shí)施例中，凸起/凹陷形成構(gòu)件72及凸起/凹陷調(diào)節(jié)膜73可通過使用半曝光被整體地形成。當(dāng)在制造光反射器時執(zhí)行半曝光時，通過加熱凸起/凹陷形成構(gòu)件光致抗蝕劑的流動性可得到增加。為此，在第三實(shí)施例中所說明的方法在促使光反射器具有高反射方向性上尤其有效。
雖然通過將后期烘焙作為實(shí)例，上述第三實(shí)施例已經(jīng)說明了其效果和優(yōu)點(diǎn)，但是本發(fā)明對于除后期烘焙以外的曝光/顯影步驟之后的任何加熱也是有效的。
雖然上述實(shí)施例已經(jīng)說明了這樣的情況，其中液晶顯示器件具有不僅充當(dāng)反射電極而且充當(dāng)象素電極的反射膜48，但是本發(fā)明的光學(xué)反射器可適用于獨(dú)立地具有象素電極和反射器的液晶顯示器件。
在上述實(shí)施例中，TFT 17被用作開關(guān)元件，但是還可能使用其它開關(guān)元件如MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)。此外，上述實(shí)施例已經(jīng)說明了使用開關(guān)元件的所謂有源矩陣驅(qū)動器類型器件的情況，但是本發(fā)明的光學(xué)反射器還適用于不使用任何開關(guān)元件的所謂無源矩陣驅(qū)動器類型的器件。
上述實(shí)施例已經(jīng)說明了其中光學(xué)反射器被用于反射液晶顯示器的情況。然而，作為選擇地它可使用具有反射部分和透射部分的混合結(jié)構(gòu)的液晶顯示器，或具有用來反射部分光線且透射部分光線的薄反射膜的液晶顯示器。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)反射器包括凸起/凹陷形成構(gòu)件，其被提供在支撐構(gòu)件的一個表面上且具有彼此相隔開的多個凹陷或凸起；以及反射膜，其被提供以便于覆蓋所述凸起/凹陷形成構(gòu)件且其具有帶有在所述凸起/凹陷形成構(gòu)件的凹陷或凸起影響下所形成的凹陷和凸起的反射表面，所述光學(xué)反射器的特征在于所述凸起/凹陷形成構(gòu)件的多個凹陷或凸起在第一方向上的平均直徑大于在垂直于所述第一方向的第二方向上的平均直徑；以及所述凸起/凹陷形成構(gòu)件的多個凹陷或凸起以如此方式被提供，以致于其在所述第一方向上的平均節(jié)距大于在所述第二方向上的平均節(jié)距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)反射器，其特征在于凸起/凹陷調(diào)節(jié)膜被提供在所述凸起/凹陷形成構(gòu)件和所述反射膜之間以調(diào)節(jié)反射表面的凹陷和凸起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的光學(xué)反射器，其特征在于在平行于所述支撐構(gòu)件的所述一個表面的平面中所述凸起/凹陷形成構(gòu)件的每個凹陷或凸起的橫斷面形狀是橢圓形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的光學(xué)反射器，其特征在于在平行于所述支撐構(gòu)件的所述一個表面的平面中所述凸起/凹陷形成構(gòu)件的每個凹陷或凸起的橫斷面形狀是多邊形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的光學(xué)反射器，其特征在于所述凸起/凹陷構(gòu)件的多個凹陷或凸起由構(gòu)成凸起/凹陷形成構(gòu)件網(wǎng)眼圖案的凸起或凹陷而形成，構(gòu)成凸起/凹陷形成構(gòu)件網(wǎng)眼圖案的凸起或凹陷在其中任何方向與所述第一方向形成預(yù)定角的第一區(qū)域內(nèi)的寬度大于在除第一區(qū)域以外的第二區(qū)域內(nèi)的寬度。
6.根據(jù)任何一項(xiàng)權(quán)利要求1至5的光學(xué)反射器，其特征在于所述凸起/凹陷構(gòu)件的凹陷或凸起由構(gòu)成凸起/凹陷形成構(gòu)件網(wǎng)眼圖案的凸起或凹陷而形成，構(gòu)成凸起/凹陷形成構(gòu)件網(wǎng)眼圖案的凸起或凹陷在其中任何方向與所述第一方向形成預(yù)定角的第一區(qū)域內(nèi)的高度或深度大于在除第一區(qū)域以外的第二區(qū)域內(nèi)的高度或深度。
7.根據(jù)任何一項(xiàng)權(quán)利要求1至6的光學(xué)反射器，其特征在于所述凸起/凹陷形成構(gòu)件的多個凹陷或凸起在所述第一方向上的平均直徑至少是在所述第二方向上平均直徑的1.5倍。
8.根據(jù)任何一項(xiàng)權(quán)利要求1至7的光學(xué)反射器，其特征在于所述凸起/凹陷形成構(gòu)件的多個凹陷或凸起在所述第一方向上的平均節(jié)距至少是在所述第二方向上平均節(jié)距的1.5倍。
9.一種光學(xué)反射器包括-有機(jī)材料的凸起/凹陷形成構(gòu)件，其被提供在支撐構(gòu)件的一個表面上且具有構(gòu)成所述凸起/凹陷形成構(gòu)件基本上多邊形的網(wǎng)眼圖案的凸起或凹陷；以及-反射膜，其被提供以便于覆蓋所述凸起/凹陷形成構(gòu)件且具有帶有在所述凸起/凹陷形成構(gòu)件的凸起或凹陷影響下所形成的凸起或凹陷的反射表面，所述光學(xué)反射器的特征在于凸起/凹陷形成構(gòu)件的凸起或凹陷在其中在一平面平行于支撐構(gòu)件一個表面的平面內(nèi)任何方向與一個方向構(gòu)成預(yù)定角的第一區(qū)域中的寬度與在所述平面平行于支撐構(gòu)件一個表面的平面內(nèi)除第一區(qū)域以外的第二區(qū)域中的寬度彼此不同。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的光學(xué)反射器，其特征在于所述一個方向正交于這樣的一個方向，向此方向較大量光線將在反射膜的反射表面上被反射，所述凸起/凹陷形成構(gòu)件的凸起或凹陷在第一區(qū)域內(nèi)的寬度大于在第二區(qū)域內(nèi)的寬度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的光學(xué)反射器，其特征在于所述凸起/凹陷形成構(gòu)件的凸起或凹陷被以如此方式來提供，以便于由所述凸起/凹陷形成構(gòu)件的凸起或凹陷所形成的凹陷或凸起在所述一個方向上的平均直徑大于在正交于所述一個方向的正交方向上的平均直徑。
12.根據(jù)任何一項(xiàng)權(quán)利要求9至11的光學(xué)反射器，其特征在于所述凸起/凹陷形成構(gòu)件的凸起或凹陷被以如此方式來提供，以便于由所述凸起/凹陷形成構(gòu)件的凸起或凹陷所形成的多個凹陷或凸起在所述一個方向上的平均節(jié)距大于在所述正交方向上的平均節(jié)距。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的光學(xué)反射器，其特征在于所述預(yù)定角根據(jù)凸起/凹陷形成構(gòu)件的凹陷或凸起在所述一個方向上的平均節(jié)距與在所述正交方向上的平均節(jié)距的比值被確定。
14.根據(jù)任何一項(xiàng)權(quán)利要求9至13的光學(xué)反射器，其特征在于所述凸起/凹陷形成構(gòu)件的凸起或凹陷在所述第一區(qū)域內(nèi)的高度或深度大于在所述第二區(qū)域內(nèi)的高度或深度。
15.一種包括如在任何一項(xiàng)權(quán)利要求1至14中所要求的光學(xué)反射器的顯示器件。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種具有反射方向性的光學(xué)反射器和一種使用所述光學(xué)反射器的顯示器件。凸起/凹陷形成構(gòu)件(46)的凹陷相對散布在顯示表面的左和右方向上。構(gòu)件(46)的凹陷以如此方式被提供，以便于其在顯示表面的左和右方向上的平均直徑大于其在顯示表面的上和下方向上的平均直徑以及其在顯示表面的左和右方向上的平均節(jié)距大于其在顯示表面的上和下方向上的平均節(jié)距。當(dāng)光進(jìn)入到反射膜(48)的表面時，所述光線將更加選擇性地在上和下方向上被反射。因此，從預(yù)定方向觀看顯示表面，可以增強(qiáng)入射光的利用效率，這樣顯示器件的顯示性能如亮度和對比度可以得到改善。
文檔編號G02F1/13GK1639592SQ02819560
公開日2005年7月13日 申請日期2002年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月4日
發(fā)明者住尚樹 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司