專利名稱：液晶顯示面板、液晶顯示裝置及液晶顯示面板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用外光反射及照明裝置的照明光進行顯示的半透射反射型液晶顯示面板、半透射反射型液晶顯示裝置以及半透射反射型液晶顯示面板的制造方法。
背景技術(shù)：
在便攜式電話、便攜式游戲機等便攜式電子設(shè)備中，由于其電池驅(qū)動時間對使用方便性影響較大，由此作為顯示部存在能夠抑制電力消耗的半透射反射型液晶顯示裝置。如此的半透射反射型液晶顯示裝置，通過在表面全部反射從前面入射的外光(自然光)、同時具有透射在液晶顯示面板后方配置的背光的開口的半透射反射膜，用外光的反射光和照明裝置的照明光都能夠明亮映出顯示面板。
在如此的半透射反射型液晶顯示裝置中，如果外光和照明裝置的照明光的光路長度不同，作為映出液晶顯示面板的光源，在利用外光的時候和利用照明裝置的時候，在液晶顯示面板的顯示顏色或亮度方面出現(xiàn)差別。為消除這種因映出液晶顯示面板的光源的種類不同而造成的顯示顏色或亮度的差，以往提出了所謂的稱之為多間隙的液晶顯示面板。(例如，參照專利文獻1)。
專利文獻1特開2002-62525號公報但是，在上述的以往的半透射反射型的液晶顯示裝置中，為使外光和照明光的光路長度相同，在基板上形成厚的反射膜，然后，形成濾光層，以覆蓋該反射膜，在其制造時，需要增加工序，因此增加制造成本，而且制造本身也不容易。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對上述問題而提出的，其目的在于提供一種在外光及照明光任意情況下都能夠明亮顯示、制造容易且生產(chǎn)成本低的半透射反射型液晶顯示面板及半透射反射型液晶顯示裝置。
為達到上述目的，采用本發(fā)明，能夠提供一種半透射反射型液晶顯示面板，其特征在于，具有上面平坦的絕緣層；疊層在上述絕緣層的上面的樹脂層；光透射部，形成在上述樹脂層局部上并在底面形成有露出上述絕緣層的上面的槽；覆蓋上述槽的底面的透光性電極；光反射部，形成有覆蓋上述樹脂層中的除上述反射部以外部分的反射膜；濾光層，介由液晶層形成在上述樹脂層的上層并只增加上述光透射部的厚度。
如果采用如此的半透射反射型液晶顯示面板，作為液晶顯示面板的照明光，無論采用反射光和透射光中的哪種，都能夠在反射光和透射光上使透射液晶顯示面板時的光路長度相同。
通過使反射光和透射光的光路長度一致，而為了照明液晶顯示面板，無論在采用成為反射光的外光的時候、還是采用成為透射光的照明裝置的照明光的時候，都能夠使液晶顯示面板的色調(diào)或亮度相同。即，無論采用表面?zhèn)日丈涞墓庠催€是采用背面?zhèn)日丈涞墓庠?，一般都能夠確保明亮的良好的可視性。
優(yōu)選在將上述光透射部的上述槽的深度的值設(shè)為D、將上述液晶層的上述光透射部的厚度和上述液晶層的上述光反射部的厚度的差的值設(shè)為L、將上述濾光層的上述光透射部的厚度和上述濾光層的上述光反射部的厚度的差的值設(shè)為F時，以滿足D＝L+F的方式設(shè)定各個值。由此，能夠使反射光和透射光的光路長度相同，能夠在反射光和透射光使液晶顯示面板的色調(diào)或亮度相同。
優(yōu)選上述濾光層的上述光反射部的厚度FR設(shè)定為0.4～2.0μm、上述濾光層的上述光透射部的厚度FT設(shè)為FR+(0～1.0)μm、上述液晶層的上述光反射部的厚度LR設(shè)為1.8～3.3μm、上述液晶層的上述光透射部的厚度LT設(shè)為3.5～5.3μm。
此外，也可以還具有覆蓋在上述絕緣層上的開關(guān)元件；形成在上述絕緣層上并可以導(dǎo)電連接上述開關(guān)元件和上述透光性電極的接觸孔。另外，提供一種具有上述各項的半透射反射型液晶顯示面板和對該液晶顯示面板的照明裝置進行照明的半透射反射型液晶顯示裝置。
此外，在本發(fā)明中，提供一種半透射反射型液晶顯示面板的制造方法，該半透射反射型液晶顯示面板具有上面平坦的絕緣層，疊層在上述絕緣層的上面的樹脂層，形成在上述樹脂層局部上并在底面形成露出上述絕緣層的上面的槽的光透射部，覆蓋上述槽的底面的透光性電極，形成覆蓋上述樹脂層中的除上述反射部以外部分的反射膜的光反射部，其特征在于，具有在基板上疊層濾光材的工序；在上述濾光材中的與上述光透射部對應(yīng)的部分形成光透射性抗蝕劑層的工序；蝕刻上述濾光材及抗蝕劑層，減薄與上述光反射部對應(yīng)的部分的上述濾光材的厚度，而形成在上述光反射部和上述光透射部厚度不同的濾光層的工序。


圖1是表示有源矩陣型的半透射反射型液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的局部放大剖視圖。
圖2是構(gòu)成圖1的半透射反射型液晶顯示裝置的液晶面板的放大平面圖。
圖3是所示的反射膜及樹脂層的放大斜視圖。
圖4是表示形成在反射膜上的凹部的內(nèi)面形狀的剖視圖。
圖5是表示圖4所示的凹部的反射特性例的曲線圖。
圖6是表示半透射反射型液晶顯示面板的制造方法的說明圖。
圖中1-半透射反射型液晶顯示裝置(有源矩陣型顯示裝置)，119-絕緣層，120-反射膜，121-接觸孔，125-信號線，126-掃描線，130-TFT(開關(guān)元件)，151-透光性電極，160-樹脂層，180-濾光材，185-抗蝕劑層。
具體實施例方式
以下，作為本發(fā)明的半透射反射型液晶顯示面板的一實施方式，說明有源矩陣的半透射反射型液晶顯示裝置。另外，在以下的所有附圖中，為便于觀察附圖，適當使各構(gòu)成要素的膜厚度或尺寸的比率不同。
如圖1所示，本實施方式的半透射反射型液晶顯示裝置(以下，稱為液晶顯示裝置)1，具有半透射反射型液晶顯示面板(以下，稱為液晶面板)100和配置在該液晶面板100的下面的照明裝置即背光200。液晶面板100具有有源矩陣基板(下基板)110、上基板140、形成在上述基板110和140之間的液晶層150。
有源矩陣基板110，如圖2所示，例如在由玻璃或塑料等構(gòu)成的基板本體111上分別沿行方向(x軸方向)和列方向(y軸方向)電絕緣地分別形成多個掃描線126和信號線125，在各掃描線126和信號線125的交叉部的附近形成TFT(開關(guān)元件)130。以下，在基板110上，將形成成為像素電極的反射膜120的區(qū)域、形成TFT130的區(qū)域、形成掃描線116和信號線115的區(qū)域，分別稱為像素區(qū)域、元件區(qū)域、配線區(qū)域。
再參照圖1，本實施方式的TFT130具有逆交錯型的結(jié)構(gòu)，從基板本體111的最下層部，依次形成柵極112、柵絕緣膜113、半導(dǎo)體層114、115、源極116及漏極117。即，延出掃描線126的一部分形成柵極112，以俯視跨過柵極112的方式在覆蓋其的柵絕緣膜113上形成島狀的半導(dǎo)體層114，在該半導(dǎo)體層114的兩端側(cè)的一方介由半導(dǎo)體層115形成源極116，在另一方介由半導(dǎo)體層115形成漏極117。
作為基板本體111，除玻璃外，還能夠采用例如聚氯乙烯、聚酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯等合成樹脂類或天然樹脂等能夠透射背光200的照明光的具有光透射性的絕緣基板。
柵電極112，例如可以由鋁(Al)、鉬(Mo)、鎢(W)、鉭(Ta)、鈦(Ti)、銅(Cu)、鉻(Cr)等金屬構(gòu)成或由含有一種以上的這些金屬的Mo-W等合金構(gòu)成，如圖2所示，與行方向配置的掃描線125一體形成。
上述柵絕緣層113，例如，由氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNy)等硅類的絕緣膜構(gòu)成，以覆蓋圖2所示的掃描線126及柵電極112的方式形成在基板本體111的整面上。
半導(dǎo)體層114，是由不進行摻雜的非晶硅(a-Si)等構(gòu)成的i型的半導(dǎo)體層，介由柵絕緣膜113與柵電極112對置的區(qū)域構(gòu)成為通道區(qū)域。源極116和漏極117，可以例如由Al、Mo、W、Ta、Ti、Cu、Cr等金屬構(gòu)成或由含有一種以上上述金屬的合金構(gòu)成，在i型半導(dǎo)體層114上，夾著通道區(qū)域地對置形成。此外，源極116從列方向配置的信號線125延出形成。
此外，為了在i型半導(dǎo)體層114和源極116及漏極117的之間得到良好的歐姆接觸，而在i型半導(dǎo)體層114和各電極116、117的之間設(shè)置高濃度摻入磷(P)等VA族元素的n型半導(dǎo)體層115。
在基板111上，覆蓋TFT130地形成上面構(gòu)成平坦面的絕緣層119。絕緣層119，例如可以由以氮化硅(SiN)等硅類的絕緣膜構(gòu)成的無機絕緣材料形成，或由以丙烯酸系樹脂、聚酰亞胺系樹脂、苯并環(huán)丁烯聚合物(BCB)等構(gòu)成的有機絕緣膜形成。
如此形成的絕緣層119，比較厚地疊層形成，以覆蓋TFT130，而確實絕緣反射膜120與TFT130及配線126、125，能夠防止在與反射膜120的之間產(chǎn)生大的寄生電容，同時，通過TFT130及配線126、125，能夠使形成的基板111上的階梯差結(jié)構(gòu)平坦化。
在絕緣層119的上層形成樹脂層160。樹脂層160，例如，可以由感光性樹脂(光致抗蝕劑)形成。如此形成的樹脂層160，可以用光刻蝕法形成預(yù)定的圖形。
在樹脂層160上，形成透射背光200的照明光的槽155。槽155，例如形成尺寸在30～60μm×30～140μm范圍的矩形，其內(nèi)部嵌入液晶層150。然后，以覆蓋該槽155的底面155a的方式形成透光性電極151。透光性電極151，通過疊層透明導(dǎo)體如ITO而成，按例如0.05～0.3μm厚度范圍形成。通過如此的槽155及透光性電極151，形成能使背光200的照明光透射的光透射部T。
在絕緣層上，形成電連接漏極117及透光性電極151的接觸孔121，介由填充到這些接觸孔121中的導(dǎo)電體122來電連接成為形成在反射膜120上的像素電極的反射膜120、和配置在絕緣層119的下層的漏極117及透光性電極151。另外，如此的接觸孔121也可以每1個像素形成任意個。
在去除槽155的形成部分的樹脂層160的上面形成反射膜120。如此的反射膜，例如由Al或Ag等高反射率的金屬材料形成，反射從基板140側(cè)入射的光(外光)。在樹脂層160上以矩陣狀形成多個反射膜120，例如反射膜12與由掃描線126和信號線125區(qū)劃出的區(qū)域?qū)?yīng)地單個設(shè)置。另外，該反射膜120，以其端邊沿掃描線126和信號線125的方式配置。能夠?qū)⑷コ齌FT130及掃描線126、信號線125的基板111的大致整個區(qū)域用作像素區(qū)域。
如圖3(A)及圖3(B)所示，在樹脂層160的表面上，在與像素區(qū)域?qū)?yīng)的位置，設(shè)置多個微細的凹部160a，該凹部160a是例如通過壓接表面形成微細的凹凸的轉(zhuǎn)印模等形成的。形成在該樹脂層160上面的凹部160a賦予反射膜120規(guī)定的表面形狀(凹部120a)，通過形成在反射膜120上的凹部120a，散射入射在液晶100的光的一部分，能夠以更大的觀察范圍得到更明亮的顯示。
如圖4所示，該凹部120a的內(nèi)面被形成球面形狀，以規(guī)定角度(例如，30°)入射到反射膜120的光的擴散反射光的亮度分布以其正反射角度為中心形成大致對稱的構(gòu)成。具體是，凹部120a的內(nèi)面的傾斜角θg設(shè)定在-18°～+18°的范圍。此外，不規(guī)則地配置相鄰的凹部120a的間距，能夠防止發(fā)生起因于凹部120a的配列的莫爾條紋。
另外，從易于制造的角度考慮，凹部120a的直徑設(shè)定在5μm～100μm。此外，凹部120a的深度設(shè)定在0.1μm～3μm的范圍。這是因為在凹部120a的深度不足0.1μm時，不能充分得到反射光的擴散效果，另外，在深度超過3μm時，為滿足上述內(nèi)面的傾斜角的條件，必須加大凹部120a的間距，有發(fā)生莫爾條紋的擔(dān)心。
圖5是表示如此構(gòu)成的反射膜120的反射特性的圖。表示相對于基板表面S以30°入射角照射外光，以相對于基板表面S正反射的方向即30°的位置為中心、相對于基板表面S的法線方向，將視角從0°的位置(垂線位置)到60°的位置擺動時的受射角θ與亮度(反射率)的關(guān)系。在本實施方式的反射膜120中，反射光，在以正反射的方向即30°的位置為中心的±10°的范圍內(nèi)，大致一定，在該范圍內(nèi)，能夠得到均勻的明亮顯示。
再參照圖1，在樹脂層160上形成槽155的區(qū)域，如圖中的箭頭T所示，形成使背光200的照明光B透射的區(qū)域。另外，如圖中的箭頭R所示，在樹脂層160上不形成槽155且由反射膜120覆蓋的區(qū)域，形成為光反射部R，構(gòu)成使從基板140方向入射的外光N向基板140方向反射的區(qū)域。
在基板140的下層形成濾光層170。濾光層170，例如可以是使每個液晶面板100的像素發(fā)出的R、G、B3個原色的彩色濾光片。如此形成的濾光層170，在光透射部T，可以按光反射部R的例如2倍的厚度形成。濾光層170，由與光反射部R對應(yīng)的薄部170a和與光透射部T對應(yīng)的厚部170b構(gòu)成。
通過形成使光反射部R上的濾光層170的厚度為光透射部T的2倍的厚度170b，而由于正好1個往返透過濾光層170的外光(反射光)N透過厚度170b，單程只1次透過濾光層170的照明光(透射光)B透過薄部170a，所以能夠使透射外光N和照明光B的濾光層170的光路長度相同。由此，作為照明液晶面板100的光，即使采用外光和背光，也能夠使顯色度和亮度相同。
下面，說明構(gòu)成以上構(gòu)成的液晶顯示裝置1的各層的最佳厚度。首先，將濾光層170的光反射部R上的厚度(薄部170a的厚度)規(guī)定為FR、將濾光層170的光透射部T上的厚度(厚部170b的厚度)規(guī)定為FT、將液晶層150的光反射部R上的厚度規(guī)定為LR、將液晶層150的光透射部T上的厚度規(guī)定為LT、將槽155的深度的值規(guī)定為D。
在本發(fā)明的液晶顯示裝置1中，按本發(fā)明，以滿足形成在樹脂層160上的槽155的深度D＝(LT-LR)+(FT-FR)的方式形成。如果將LT-LR規(guī)定為L，將FT-FR規(guī)定為F，通過滿足D＝L+F，能夠使外光N和背光200的照明光B透射液晶面板100時的光路長度相同。
通過使外光N和照明光B的光路長度一致，而為了照明液晶面板100，無論在日中的戶外采用外光的時候、還是采用背光200的照明光的時候，都能夠使液晶面板100的色調(diào)或亮度相同。即，無論采用表面?zhèn)日丈涞墓庠催€是采用背面?zhèn)日丈涞墓庠?，一般都能夠確保明亮的良好可視性。
作為上述的各層的厚度范圍，例如，優(yōu)選濾光層170的薄部170a的厚度FR設(shè)定為0.4～2.0μm、濾光層170的厚部170b的厚度FT設(shè)為FR+(0～1.0)μm、液晶層150的光反射部R的厚度LR設(shè)定為1.8～3.3μm、液晶層150的光透射部T的厚度LT設(shè)定為3.5～5.3μm。通過在如此的厚度范圍形成各層，而無論采用表面?zhèn)日丈涞墓庠催€是采用背面?zhèn)日丈涞墓庠矗话愣寄軌虼_保明亮的良好可視性。
下面，對照圖1及圖6，說明本發(fā)明的半透射反射型液晶顯示面板的制造方法。首先，準備構(gòu)成圖1所示的半透射反射型液晶顯示面板(液晶面板)100的玻璃板等的上基板(基板)140(參照圖6a)。然后，如圖6b所示，在該上基板140上疊層濾光材180。該濾光材180，在經(jīng)其后的工序加工后，構(gòu)成濾光層170，可以例如以2.0μm左右的厚度疊層構(gòu)成濾光層170的著色的樹脂。
然后，如圖6c所示，只在濾光層170的與光透射部T對應(yīng)的區(qū)域疊層抗蝕劑層185。抗蝕劑層185，例如可以用與濾光材180同樣的樹脂材料，形成厚2.0μm左右的不含色素的透明的光透射性材料。
然后，如圖6d所示，對在經(jīng)抗蝕劑層185及光反射部R露出的濾光材180上例如用離子刻蝕進行蝕刻加工。如此進行的蝕刻，例如可以進行到濾光材180的光反射部R的厚度成為1.0μm左右。
如此，形成由與光反射部R對應(yīng)的薄部170a和與光透射部T對應(yīng)的厚部170b構(gòu)成的濾光層170。然后，可以介由液晶層150依次形成有源矩陣基板(下基板)110等圖1所示的各層。如此形成的濾光層170，即使在光透射部T仍然殘留抗蝕劑層185，也可通過用與濾光材180同樣的樹脂材料、不含色素的透明的光透射性材料形成抗蝕劑層185，也能夠在光透射部T良好地透射光。
另外，如圖6e所示，也可以在蝕刻工序后，去除殘留在光透射部T的抗蝕劑層185。去除如此殘留抗蝕劑層185，例如，可以采用選擇溶解性的溶劑。
另外，在上述實施方式中，作為半透射反射型液晶顯示裝置的例子，采用了有源矩陣的半透射反射型液晶顯示裝置，但是當然也不局限于此，同樣也能夠完全適用于無源型的液晶顯示裝置。
以上，如詳細說明，如果采用本發(fā)明的半透射反射型液晶顯示面板，作為液晶顯示面板的照明光，則無論采用反射光和透射光中的哪種，都可以在反射光和透射光上使透射液晶顯示面板時的光路長度相同。
通過使反射光和透射光的光路長度一致，而為了照明液晶顯示面板，無論在采用成為反射光的外光的時候、還是采用成為透射光的照明裝置的照明光的時候，都能夠使液晶顯示面板的色調(diào)或亮度相同。即，無論采用表面?zhèn)日丈涞墓庠催€是采用背面?zhèn)日丈涞墓庠矗话愣寄軌虼_保明亮的良好可視性。
在將上述光透射部的上述槽的深度的值設(shè)為D、將上述光透射部的厚度和上述液晶層的上述光反射部的厚度的差的值設(shè)為L、將上述濾光層的上述光透射部的厚度和上述濾光層的上述光反射部的厚度的差的值設(shè)為F時，優(yōu)選滿足D＝L+F地設(shè)定各自的值。由此，能夠使反射光和透射光的光路長度相同，能夠在反射光和透射光上使液晶顯示面板的色調(diào)或亮度相同。
優(yōu)選上述濾光層的上述光反射部的厚度FR設(shè)定為0.4～2.0μm、上述濾光層的上述光透射部的厚度FT設(shè)為FR+(0～1.0)μm、上述液晶層的上述光反射部的厚度LR設(shè)定為1.8～3.3μm、上述液晶層的上述光透射部的厚度LT設(shè)定為3.5～5.3μm。
也可以還具有覆蓋在上述絕緣層的開關(guān)元件及形成在上述絕緣層上并可以導(dǎo)電連接上述開關(guān)元件和上述透光性電極的接觸孔。此外，提供一種具有上述各項的半透射反射型液晶顯示面板和對該液晶顯示面板進行照明的照明裝置的半透射反射型液晶顯示裝置。
權(quán)利要求
1.一種半透射反射型液晶顯示面板，其特征在于，具有上面平坦的絕緣層；疊層在上述絕緣層的上面的樹脂層；光透射部，形成在上述樹脂層局部上并在底面形成有露出上述絕緣層的上面的槽；覆蓋上述槽的底面的透光性電極；光反射部，形成有覆蓋上述樹脂層中的除上述反射部以外部分的反射膜；濾光層，介由液晶層形成在上述樹脂層的上層并只增加上述光透射部的厚度。
2.如權(quán)利要求1所述的半透射反射型液晶顯示面板，其特征在于在將上述光透射部的上述槽的深度的值設(shè)為D、將上述液晶層的上述光透射部的厚度和上述液晶層的上述光反射部的厚度的差的值設(shè)為L、將上述濾光層的上述光透射部的厚度和上述濾光層的上述光反射部的厚度的差的值設(shè)為F時，以滿足D＝L+F的方式設(shè)定各個值。
3.如權(quán)利要求2所述的半透射反射型液晶顯示面板，其特征在于上述濾光層的上述光反射部的厚度FR設(shè)定為0.4～2.0μm、上述濾光層的上述光透射部的厚度FT設(shè)為FR+(0～1.0)μm、上述液晶層的上述光反射部的厚度LR設(shè)為1.8～3.3μm、上述液晶層的上述光透射部的厚度LT設(shè)為3.5～5.3μm。
4.如權(quán)利要求1所述的半透射反射型液晶顯示面板，其特征在于，還具有覆蓋在上述絕緣層上的開關(guān)元件；形成在上述絕緣層上并可以導(dǎo)電連接上述開關(guān)元件和上述透光性電極的接觸孔。
5.一種半透射反射型液晶顯示裝置，其特征在于，具有權(quán)利要求1所述的半透射反射型液晶顯示面板和對該液晶顯示面板進行照明的照明裝置。
6.一種半透射反射型液晶顯示面板的制造方法，該半透射反射型液晶顯示面板具有上面平坦的絕緣層，疊層在上述絕緣層的上面的樹脂層，形成在上述樹脂層局部上并在底面形成露出上述絕緣層的上面的槽的光透射部，覆蓋上述槽的底面的透光性電極，形成覆蓋上述樹脂層中的除上述反射部以外部分的反射膜的光反射部，其特征在于，具有在基板上疊層濾光材的工序；在上述濾光材中的與上述光透射部對應(yīng)的部分形成光透射性抗蝕劑層的工序；蝕刻上述濾光材及抗蝕劑層，減薄與上述光反射部對應(yīng)的部分的上述濾光材的厚度，而形成在上述光反射部和上述光透射部厚度不同的濾光層的工序。
全文摘要
一種液晶顯示面板、液晶顯示裝置及液晶顯示面板的制造方法，在將濾光層(170)的光反射部R上的厚度(薄部170a的厚度)規(guī)定為FR、濾光層(170)的光透射部T上的厚度(厚部170b的厚度)規(guī)定為FT、液晶層(150)的光反射部(R)上的厚度規(guī)定為LR、液晶層(150)的光透射部(T)上的厚度規(guī)定為LT、槽(155)的深度的值規(guī)定為D時，以滿足形成在樹脂層(160)上的槽(155)的深度D＝(LT－LR)+(FT－FR)的方式形成。若將LT－LR規(guī)定為L，將FT－FR規(guī)定為F，則通過滿足D＝L+F，能夠使外光N和背光(200)的照明光(B)透射液晶面板(100)時的光路長度相同。
文檔編號G02F1/1333GK1576998SQ200410063678
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月17日
發(fā)明者吉井克昌, 鹿野滿 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社