專利名稱：透反式液晶顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種透反式液晶顯示設(shè)備，更具體地，涉及一種其中每一個(gè)像素均包 括光反射型反射區(qū)和光透射型透射區(qū)的透反式液晶顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
圖10示出了日本未審專利公開2003-344837 (專利文獻(xiàn)1)中描述的傳統(tǒng)情況。圖 10所示的液晶顯示設(shè)備100由下側(cè)基板11、相對(duì)側(cè)基板12和置于兩者之間所保持的液晶 層13組成。另外，組成所述液晶顯示設(shè)備100的每一個(gè)像素均包括光反射型反射區(qū)和光透 射型透射區(qū)。圖10示出了在專利文獻(xiàn)1中公開的單個(gè)像素的示意性剖面圖。在圖10中，相對(duì)側(cè)基板12由在透明絕緣基板22b上作為光屏蔽膜而形成的黑矩 陣層17、部分地與黑矩陣層17交迭的著色層18、以及在黑矩陣層17和著色層18上形成的 透明外涂層19組成。另外，為了防止液晶層13受到由于接觸等而產(chǎn)生的、來自液晶顯示面 板表面的起電的電學(xué)影響，將透明導(dǎo)電層15形成于透明絕緣基板22b的背面上。著色層18 由包含紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)的顏料或色素的樹脂膜形成。另外，下側(cè)基板11包括透明絕緣基板22a上的第一金屬層，在第一金屬層中形成 用于驅(qū)動(dòng)的掃描線(未示出)和薄膜晶體管的柵電極(未示出)；在其上形成的第一間層 絕緣膜23 ；在第一間層絕緣膜23上形成的第二金屬層，在第二金屬層上形成有數(shù)據(jù)線24、 薄膜晶體管的源電極和漏電極(未示出)；在其上形成的第二間層絕緣膜25 ；以及在其上 用透明電極形成的公共電極26和像素電極27。下側(cè)基板11和相對(duì)側(cè)基板12在其各自的相對(duì)側(cè)面上分別包括對(duì)齊膜20a和對(duì)齊 膜20b。從像素電極27和公共電極26的延伸方向向傾斜約10°到30°的指定方向上在其 上施加摩擦處理，使得液晶層13均勻地對(duì)齊。其后，將兩個(gè)基板層壓為彼此面對(duì)。該角度 稱為液晶分子的初始對(duì)齊方向。將隔板(未示出)設(shè)置在下側(cè)基板11和相對(duì)側(cè)基板12之間，用于保持液晶層13 的厚度。另外，在液晶層13的外圍中形成密封(未示出)，用于使液晶分子不泄漏到外部。除了通過其提供數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)線24、通過其提供基準(zhǔn)電勢(shì)的公共電極配線(未 示出)和公共電極26、以及與待顯示的像素相對(duì)應(yīng)的像素電極27之外，下側(cè)基板1還包括 通過其提供掃描信號(hào)的掃描線(未示出)和設(shè)置在透明絕緣基板22a上的上述驅(qū)動(dòng)薄膜晶 體管(TFT)(未示出)。驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管包括柵電極、漏電極和源電極，并且通過與在掃描線和數(shù)據(jù)線24 之間的交叉點(diǎn)附近的每一個(gè)像素相對(duì)應(yīng)來進(jìn)行設(shè)置。柵電極與掃描線電連接，漏電極與數(shù) 據(jù)線24電連接，以及源電極與像素電極27電連接。公共電極26和像素電極27均為梳狀形狀，并且每一個(gè)電極的齒狀物均與數(shù)據(jù)線24平行地延伸。另外，公共電極26的齒狀物和像素電極27的齒狀物彼此交替地排列。將面內(nèi)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(in-plane switching system)用于液晶顯示設(shè)備100的上述透 射區(qū)T和反射區(qū)H。關(guān)于液晶顯示設(shè)備100，在寫入了數(shù)據(jù)信號(hào)(由通過掃描線提供的掃描 信號(hào)選擇、并且通過數(shù)據(jù)線24提供數(shù)據(jù)信號(hào))的像素中，在公共電極26和像素電極27之 間的上述透明絕緣基板22a、22b中產(chǎn)生平行電場(chǎng)。液晶分子的對(duì)齊方向在與透明絕緣基板 22a、22b平行的平面內(nèi)根據(jù)所產(chǎn)生的電場(chǎng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以便執(zhí)行指定的顯示。由上述公共電極26和像素電極27圍繞的垂直長區(qū)被稱作列(未示出)。在上述 液晶顯示設(shè)備100中，公共電極26和像素電極27兩者均由透明材料鋼錫氧化物(ITO)形 成。另外，在透射區(qū)T和反射區(qū)H中，將公共電極26形成在與掃描線和數(shù)據(jù)線24相比 更接近于液晶層的層上，并且將其形成為具有比掃描線和數(shù)據(jù)線24更寬的寬度，以便完全 地覆蓋掃描線和數(shù)據(jù)線24。此外，如圖10所示，在反射區(qū)H中，將反射板9形成于與掃描線和數(shù)據(jù)線24相比 更接近于液晶層的層上，并且對(duì)其進(jìn)行設(shè)置以完全地覆蓋掃描線和數(shù)據(jù)線24。通過按照這種方式形成公共電極26和反射板9，可以隔斷來自數(shù)據(jù)線24和掃描線 的泄漏電場(chǎng)。因此，可以擴(kuò)展由像素電極27和公共電極26之間產(chǎn)生的電場(chǎng)控制的有效顯 示區(qū)。因此，可以改善寬高比。此外，如可以從圖10中看出的，將第二間層絕緣膜25設(shè)置在透射區(qū)T中的公共電 極26和數(shù)據(jù)線24之間。通過將第二間層絕緣膜25的膜厚(d)相對(duì)于介電常數(shù)(ε )的比率d/ ε設(shè)定得 足夠大，可以減少數(shù)據(jù)線24和公共電極26之間的寄生電容。另外，如可以從圖10中清楚 地看出的，在反射區(qū)H中，將第二間層絕緣膜25、第二絕緣膜Sb、反射板9、以及第三絕緣膜 8c設(shè)置在公共電極和數(shù)據(jù)線24之間。這在數(shù)據(jù)線24和公共電極26之間提供了適當(dāng)距離， 從而減少了寄生電容。在這種傳統(tǒng)情況下，在透射區(qū)T中將公共電極26和像素電極27兩者均形成于第 二間層絕緣膜25上，并且在反射區(qū)H中將公共電極26和像素電極27形成于第三絕緣膜8c 上。因此，可以通過相同的步驟和相同的材料形成公共電極26和像素電極27，提高了制造效率。另外，在形成間層絕緣膜25之后，將第二絕緣膜8b形成于反射區(qū)H中。第二絕緣 膜8b通常具有由凹凸膜(uneven film)和平坦化層(flattening layer)組成的雙層結(jié)構(gòu)。 然而，第二絕緣膜8b也可以通過使用半色調(diào)掩模(halftone mask)用單層結(jié)構(gòu)來形成。此外，將由鋁構(gòu)成的反射板9形成于其表面是凹凸的第二絕緣膜8b上。反射板9 用于散射地反射入射光。將第三絕緣膜8c形成在反射板9上，并且使其表面變平坦。另外， 將如透射區(qū)T的情況那樣由銦錫氧化物(ITO)構(gòu)成的公共電極26和像素電極27形成于第 三絕緣膜8c上，并且將對(duì)齊膜20a形成于其上以組成下側(cè)基板11。在如圖10所示的上述傳統(tǒng)情況下，在反射區(qū)H中將薄平坦化膜設(shè)置在凹凸反射板 9上，并且將交叉指型電極設(shè)置在其上。同時(shí)，透射區(qū)T具有以下結(jié)構(gòu)將與反射交叉指型 電極相同的層的交叉指型電極直接形成于第二間層膜上(無需提供凹凸層和平坦化層)。在透射部分和反射部分之間設(shè)置的高度差(反射部分-透射部分差)為“凹凸層+反射部分金屬+平坦化層”差，以通過所述差提供反射部分(And(R))和透射部分 (And(T))之間的指定延遲(兩種本征偏振光之間的相位差)。液晶的折射率各向異性(Δη)為約Δη = 0. 1。因此，假設(shè)And(T)-And(R)= (λ /2) - ( λ /4) = 137nm,有必要設(shè)置約1. 3微米的反射部分-透射部分差。在這種情況下， 需要反射部分金屬(鋁)的膜厚為約0. 1-0. 3微米，使得“凹凸層+平坦化層”的厚度變?yōu)?約1.0微米。另外，在上述傳統(tǒng)情況下，在與相對(duì)于液晶的入射光的角度和出射光的角度有關(guān) 的反射模式中不存在限制設(shè)定。在這里將研究在上述傳統(tǒng)情況中的反射模式時(shí)，相對(duì)于液晶的入射光的角度和發(fā) 射光的角度。在上述傳統(tǒng)情況下，將面內(nèi)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)用于驅(qū)動(dòng)液晶。在這種驅(qū)動(dòng)方法中，有必要設(shè) 定液晶的預(yù)傾斜角盡可能地接近5°或更小(優(yōu)選地為0° )。這是由于以下原因即，如果液晶的預(yù)傾斜角太大，因?yàn)橐壕П３诸A(yù)傾斜，以按照 傾斜的方式在基板表面上對(duì)齊，所以不可能執(zhí)行理想的面內(nèi)轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)，并且產(chǎn)生對(duì)齊干擾。 因此，使對(duì)比度和視角劣化，從而使顯示質(zhì)量下降?，F(xiàn)在，將進(jìn)一步地分析與上述凹凸的傾斜角、入射角、出射角的設(shè)定有關(guān)的關(guān)系以 及整個(gè)設(shè)備的操作。當(dāng)光的入射角為0-15°那么窄，并且出射角為0°時(shí)，可以將凹凸反射板的傾斜 角設(shè)定得較窄，并且可以將凹凸的膜厚設(shè)定為約0.5微米。為了減輕凹凸部分的高度差，有 必要設(shè)置約與凹凸膜相同厚度的平坦化膜。因此，所述平坦化膜的厚度也需要為約0. 5微米。當(dāng)凹凸反射板的傾斜角為如這種情況那么緩和時(shí)，即使凹凸膜或平坦化膜較薄， 交叉指型電極下的平坦化膜的表面上的凹凸部分的起伏相對(duì)較緩和，并且交叉指型電極的 圖案形成相對(duì)容易。另外，即使在沿側(cè)向電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)液晶時(shí)，也不會(huì)引起干擾，并且也不會(huì)在 上述顯示質(zhì)量中產(chǎn)生太多惡化。同時(shí)，當(dāng)光的入射角深至30-15°以及出射角是0°，并且凹凸反射板的傾斜角較 深時(shí)，有必要加厚凹凸膜。在這種情況下，交叉指型電極下面的平坦化膜的表面上的凹凸部 分之間的差也依賴于平坦化膜的材料和厚度而變得顯著。因此，交叉指型電極的圖案形成 變得困難。另外，當(dāng)沿側(cè)向電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)液晶時(shí)，經(jīng)常在液晶中引起干擾，經(jīng)常導(dǎo)致對(duì)比度和視 角的劣化。因此，在這種情況下，有必要形成較厚的平坦化膜。如上所述，當(dāng)優(yōu)先考慮反射區(qū)中的交叉指型電極下面的平坦化特性時(shí)，凹凸膜和 平坦化膜兩者均變厚。因此，在上述傳統(tǒng)情況的結(jié)構(gòu)中，例如，難以將反射部分-透射部分 差設(shè)定為約1.0微米。因此，在面內(nèi)轉(zhuǎn)換模式的傳統(tǒng)透反式液晶顯示設(shè)備中，難以獲得寬視 角的反射特性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是為了改善傳統(tǒng)情況的不便，并且提供具有寬視角反射性能 的、面內(nèi)轉(zhuǎn)換模式(面內(nèi)轉(zhuǎn)換系統(tǒng))的透反式液晶顯示設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，組成根據(jù)本發(fā)明的透反式液晶顯示設(shè)備的每一個(gè)單獨(dú)像素均包括反射區(qū)和透射區(qū)；在反射區(qū)中設(shè)置的凹凸反射板；在凹凸反射板上層壓的平坦化膜； 以及在平坦化膜上布置的公共電極和像素電極，其中，凹凸反射板包括漫反射功能，能夠?qū)?光進(jìn)行漫反射，使以30°的入射角入射的光向0-10°的出射角的方向出射，并且將平坦化 膜的表面設(shè)定為平坦的或接近平坦的。因此，可以將驅(qū)動(dòng)電極穩(wěn)定地附加/形成到平坦化膜上，使得可以實(shí)現(xiàn)提供寬視 角的反射性能、并且改善整個(gè)設(shè)備的耐久性的效果。透反式液晶顯示設(shè)備可以構(gòu)成為作為液晶的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，將面內(nèi)轉(zhuǎn)換(IPS)模式或 邊緣場(chǎng)開關(guān)(FFS)模式用于反射區(qū)和透射區(qū)兩者。另外，可以將上述凹凸反射板的平均傾斜角設(shè)定為3-12°，并且可以將平坦化膜 表面的平均傾斜角設(shè)定為不超過3-5°范圍的值。利用這種方法，可以獲得提供穩(wěn)定操作并 且包括寬視角的反射性能的液晶顯示設(shè)備?？梢詫纪狗瓷浒宓钠骄鶅A斜角設(shè)定為6-9°，并且可以將平坦化膜表面的平均 傾斜角設(shè)定為不超過3-5°范圍的值。這使得能夠?qū)⒙瓷湓O(shè)定為更加有效的狀態(tài)，并且同時(shí)，平坦化膜的凹凸部分變 得接近平坦。因此，可以將上述電極穩(wěn)定地附加/形成到平坦化膜上。此外，凹凸反射板的凹凸部分的高度差為0.6微米或更多，并且平坦化膜表面上 的高度差可以為0. 4微米或更少。此外，可以將反射區(qū)的液晶層的And設(shè)定為約λ/4，并且可以將透射區(qū)的液晶層 的And設(shè)定為約λΛ。同樣，可以連續(xù)均勻地從反射區(qū)到透射區(qū)形成平坦化膜?？梢詫⑵教够さ恼凵渎矢飨虍愋驭う窃O(shè)定為0. 001或更小。利用這種方法，即使將平坦化膜設(shè)置在透射區(qū)(透射部分)中，也可以避免對(duì)比度 的劣化。因此，可以維持極好的狀態(tài)。在根據(jù)本發(fā)明的透反式液晶顯示設(shè)備中，其中透射部分(透射區(qū))T和反射部分 (反射區(qū))H兩者均采用面內(nèi)切換驅(qū)動(dòng)，例如，將凹凸反射板的凹凸部分的平均傾斜角設(shè)定 為3-12°，以允許出射角的散射。因此，可以獲得寬視角的反射性能，用于從30°入射角的 方向向0-10°出射角的方向漫反射所述光。另外，將平坦化膜設(shè)置在凹凸反射板上，以使其 上形成電極的層的頂面為平坦的或接近平坦的，使得可以穩(wěn)定地附加/形成驅(qū)動(dòng)電極。利 用這種方法，可以提供能夠改進(jìn)整個(gè)設(shè)備的穩(wěn)定性和耐久性的透反式液晶顯示設(shè)備。


圖1是用于示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的透反式液晶顯示設(shè)備的底部基板一側(cè)上的 電極和配線之間的相互關(guān)系的示意性方框圖；圖2是沿圖1的Ε-Ε’線得到的像素部分的示意性剖面圖；圖3示出了沿圖1的F-F’線和G-G’線得到的剖面圖，其中圖3Α是用于示出沿圖 1的F-F’線得到的透射部分(透射區(qū))的部分剖面圖；以及圖3Β是示出了沿圖1的G-G’ 線得到的反射部分(反射區(qū))的部分剖面圖；圖4是用于描述在圖1中公開的實(shí)施例的凹凸反射板的傾斜角與光的入射角/出 射角之間的關(guān)系的圖示；圖5示出了根據(jù)在圖1中公開的實(shí)施例的平坦化膜表面(涂在凹凸反射板上)的
6傾斜角和在所述平坦化膜表面上設(shè)置的電極寬度的關(guān)系，其中，圖5A是用于描述凹凸反射 板的傾斜角的圖示，圖5B是用于描述平坦化膜表面的傾斜角的圖示，以及圖5C是用于示出 平坦化膜厚度與平坦化膜表面的平均傾斜角之間的關(guān)系的曲線；圖6示出了根據(jù)在圖1中公開的實(shí)施例的平坦化膜和底部凹凸膜之間的關(guān)系，其 中，圖6A示出了平坦化膜的相對(duì)厚度和底部凹凸膜的關(guān)系，以及圖6B示出了透射光強(qiáng)的 And依賴性；圖7是用于描述在圖1中公開的實(shí)施例的平坦化膜的透射部分(透射區(qū))和反射 部分(反射區(qū))的高度差的說明；圖8是用于示出根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的像素電極和公共電極之間關(guān)系的說明；圖9示出了用于示出圖8的透射部分(透射區(qū))和反射部分(反射區(qū))的一部分 的部分剖面圖，其中，圖9A是沿圖8的C-C’線得到的示意性部分剖面圖，以及圖9B是沿圖 8的D-D’線得到的示意性部分剖面圖；以及圖10是用于示出根據(jù)傳統(tǒng)情況的透反式液晶顯示設(shè)備的像素部分的示意性部分 剖面圖。
具體實(shí)施例方式在下文中將參考圖1至圖7描述本發(fā)明的實(shí)施例。將相同的附圖標(biāo)記用于與上述 傳統(tǒng)情況相同的結(jié)構(gòu)元件。圖1是用于示出根據(jù)本實(shí)施例的透反式液晶顯示設(shè)備(IPS模式)101的單獨(dú)像素 區(qū)中布置的每一個(gè)所述像素之間的位置關(guān)系的平面圖。如圖1所示，由在整個(gè)顯示設(shè)備上 按照矩陣設(shè)置的數(shù)據(jù)線24和掃描線28對(duì)透反式液晶顯示設(shè)備101的每一個(gè)像素進(jìn)行分割 并且指定相應(yīng)的范圍。圖2示出了所分割的單獨(dú)像素的示意性部分剖面圖(沿圖1的E-E’線得到的剖 面圖)。在圖1中，將透射區(qū)T設(shè)置在圖示的上半部分中，并且將反射區(qū)H設(shè)置在圖示的下 半部分中。在圖1和圖2中，透反式液晶顯示設(shè)備101由下基板1、相對(duì)基板2、和插入其間所 保持的液晶層3組成。在這些部件中，相對(duì)側(cè)基板2的每一個(gè)層壓部分主要由具有用于顯示的各種功能 的部分組成，并且按照與上述傳統(tǒng)情況(圖10)幾乎相同的方式組成。即，在該相對(duì)基板2 中，從絕緣透明基板到液晶一側(cè)順序地對(duì)作為光屏蔽膜的黑矩陣層、部分地交迭在黑矩陣 層上的著色層、透明外涂層以及對(duì)齊膜進(jìn)行層壓。此外，相對(duì)基板2包括由透明材料構(gòu)成以 用于消除由于接觸等產(chǎn)生的起電的導(dǎo)電膜和偏振片，這兩層順序?qū)訅涸谕该骰宓耐鈧?cè)面 上(液晶的相對(duì)側(cè))。從而組成相對(duì)基板2的整個(gè)結(jié)構(gòu)。上述著色層由包含紅色(R)、綠色 (G)和藍(lán)色(B)的顏料或色素的樹脂膜組成。另外，下基板1的每一個(gè)層壓部分主要由具有用于驅(qū)動(dòng)顯示構(gòu)件的各種功能的 部件組成，并且除了通過其提供數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)線24、向其提供基準(zhǔn)電勢(shì)的公共電極配 線26a、26b和公共電極26(26A、26B)、以及與待顯示的像素相對(duì)應(yīng)的像素電極27A、27B之 外，在透明絕緣基板上還設(shè)置了通過其提供掃描信號(hào)的掃描線28和上述驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管(TFT)30。驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管30包括柵電極、漏電極30a和源電極30b，并且通過與掃描線28 和數(shù)據(jù)線24之間的交叉點(diǎn)附近的每一個(gè)像素相對(duì)應(yīng)來進(jìn)行設(shè)置。薄膜晶體管30的柵電極 與掃描線28電連接，漏電極30a與數(shù)據(jù)線24電連接，并且源電極30b與像素電極27A和 27B電連接。在上述透明絕緣基板上，下基板1包括其中形成上述掃描線28、公共電極配線 26a、26b和薄膜晶體管30的柵極金屬層；在所述柵極金屬層上形成的第一間層絕緣膜；在 第一間層絕緣膜上形成的第二金屬層，在所述第二金屬層上形成有數(shù)據(jù)線24、薄膜晶體管 30的源電極30b和漏電極30a ；以及在第二金屬層上形成的第二間層絕緣膜。另外，所述下 基板1包括液晶層一側(cè)上的對(duì)齊膜。將公共電極26(26A、26B)和像素電極27 (27A、27B)全部形成為如圖1所示的梳狀 形狀，并且各個(gè)電極中的每一個(gè)齒狀物與數(shù)據(jù)線24平行地延伸。另外，交叉指型公共電極 26和像素電極27的齒狀物交替地布置。附圖標(biāo)記26A表示反射部分公共電極，以及附圖標(biāo)記26B表示透射部分公共電極。 另外，附圖標(biāo)記27A表示反射部分像素電極，以及附圖標(biāo)記27B表示透射部分像素電極(參 見圖1)。在液晶顯示設(shè)備101中的上述透射區(qū)T和反射區(qū)H的每一個(gè)均采用面內(nèi)切換系 統(tǒng)。在液晶顯示設(shè)備101中，在公共電極26(26A、26B)和像素電極27 (27A、27B)之間產(chǎn)生 與上述透明絕緣基板平行的電場(chǎng)。液晶分子的對(duì)齊方向根據(jù)所產(chǎn)生的電場(chǎng)在與透明絕緣基 板22a、22b平行的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以便執(zhí)行指定的顯示。公共電極26(26A、26B)和像素電極 27(27A、27B)是寫入數(shù)據(jù)信號(hào)的像素(由通過掃描線28提供的掃描信號(hào)而選擇，并且通過 數(shù)據(jù)線24提供數(shù)據(jù)信號(hào))?！捶瓷洳糠?反射區(qū))H>在反射區(qū)H中，將用于在反射板上形成凹凸的、作為底部膜的底部凹凸膜(凹凸 0C)4以凹凸部分的平均厚度為約2. 0微米，形成于下基板1 一側(cè)上的透明絕緣膜的第二間 層絕緣膜(未示出)上，并且提供約0.7微米的高度差以形成凹凸。在底部凹凸膜4上，形 成約0. 1-0. 4微米的反射板(凹凸反射板)99。此外，用丙烯以約2. 0-2. 5微米的厚度將平 坦化膜5形成于如圖2的反射板99上(參見圖2和圖3B)。此外，將反射部分像素電極27A和反射部分公共電極26A按照梳狀形狀形成于平 坦化膜5上。反射部分像素電極27A經(jīng)由接觸孔39a與TFT的源電極30b相連，并且反射 部分公共電極26A經(jīng)由接觸孔39b與上述公共電極配線26a相連(參見圖1)?！赐干洳糠?透射區(qū))T>同時(shí)，在透射區(qū)T中，與反射區(qū)H—樣將平坦化膜5形成于(參見圖2)上述第二 間層絕緣膜(未示出)上，并且將交叉指型透射部分像素電極27Β和透射部分公共電極26Β 形成于其上(參見圖3Α)。可以與上述反射區(qū)H—樣、并且從其中延伸地設(shè)置來形成像素電 極27Β和公共電極26Β。像素電極27Β經(jīng)由接觸孔39c與TFT的源電極30b單獨(dú)地相連，并 且透射部分公共電極26B經(jīng)由接觸孔39d與公共電極配線26b相連(參見圖1)。下基板1和相對(duì)基板2在液晶層3 —側(cè)上包括分別設(shè)置在其上的對(duì)齊膜。那么， 如圖所示，從像素電極27A、27B和公共電極26A、26B的延伸方向到傾斜約10-30°的指定方向施加摩擦處理，使得液晶層均勻地對(duì)齊。其后，將兩個(gè)基板層壓為彼此面對(duì)。該角度稱為 液晶分子的初始對(duì)齊方向。另外，將隔板(未示出)設(shè)置在下基板1和相對(duì)基板2之間，用于保持液晶層3的 厚度。另外，在液晶層3的外圍中形成密封(未示出)，用于使液晶分子不會(huì)泄漏到外部。 在上述液晶層3中，利用如上所述相對(duì)應(yīng)進(jìn)行設(shè)置的所述交叉指型公共電極26A、26B和像 素電極27A、27B之間施加的電場(chǎng)，執(zhí)行面內(nèi)切換驅(qū)動(dòng)的電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)(液晶顯示)。<入射/出射光相對(duì)于液晶的角度和凹凸反射板的傾斜角之間的關(guān)系>現(xiàn)在，將描述液晶3 —側(cè)的入射/出射光的角度和根據(jù)本實(shí)施例的凹凸反射板99 的傾斜角的關(guān)系。圖4示出了入射角θ J出射角θ 4與凹凸板99的傾斜角識(shí)〃之間的相對(duì)關(guān)系。凹凸反射板99的傾斜角識(shí)“通過以下等式計(jì)算Ii1Sinei = Ii2Sine2 ---(1)
θ3=θ2-2φΗ - (2)riiSin θ 4 = n2sin θ 3 —(3)這里注意，Ii1 = 1.0并且η2 = 1.6。在如圖10所示的上述傳統(tǒng)技術(shù)中，形成凹凸 的反射板9，使得以15°的入射角(Θ》入射的光沿0°的出射角(θ4)的方向漫反射。然 而，在如實(shí)施例所述，將面內(nèi)切換驅(qū)動(dòng)用于反射區(qū)(凹凸反射板99)的情況下，需要凹凸反 射板99具有傾斜角仏，使得按照30°的入射角(Θ》入射的光沿0-10°的出射角(θ4)的 方向漫反射，以便實(shí)現(xiàn)反射模式中的寬視角。如圖5Α和圖5Β所示，傾斜角％是在下基板1與凹凸反射板99上的任意點(diǎn)的切線 之間、或與平坦化膜5的表面5Α上的任意點(diǎn)的切線之間形成的角度。另外，如圖4所示，當(dāng)光從15°的入射角(Q1)方向入射，并且反射光沿0-10°的 方向漫反射時(shí)，凹凸反射板99的傾斜角iV是約2-5°。此外，當(dāng)光從30°的入射角(Q1)S 向入射，并且反射光沿0-10°的方向漫反射時(shí)，凹凸反射板99的傾斜角是約6-9°。在這種情況下，可以將用于實(shí)現(xiàn)寬視角的凹凸反射板99的傾斜角^設(shè)定為比傳 統(tǒng)凹凸反射板9的傾斜角大。利用這種方法，可以設(shè)定具有漫反射功能的凹凸反射板99。 在這種情況下，在實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了 即使當(dāng)凹凸反射板99的凹凸部分的傾斜角在3-12°的 范圍之內(nèi)，也存在漫反射的可能性。難以按照以下方式形成凹凸反射板99 將每一個(gè)凹凸部分的整個(gè)傾斜面均構(gòu)造 為具有確定的傾斜角Pw。因此，這里實(shí)施例將凹凸反射板99的傾斜角^〃考慮為凹凸反射板 99的每一個(gè)凹凸部分的整個(gè)傾斜面的平均傾斜角。當(dāng)通過使用面內(nèi)切換驅(qū)動(dòng)執(zhí)行面內(nèi)切換模式時(shí)，在凹凸反射板99上需要平坦化 膜5，以便在反射區(qū)H中形成交叉指型薄電極(例如，反射部分像素電極)?？梢酝ㄟ^增加 平坦化膜5的厚度，使平坦化膜5表面的平均傾斜角(參見圖5B)小于凹凸反射板99的 傾斜角。圖5C的曲線示出了當(dāng)凹凸反射板99的平均傾斜角為6°時(shí)，平坦化膜5的厚 度和平坦化膜表面的平均傾斜角外,中的變化狀態(tài)。在將交叉指型電極的寬度設(shè)定為3微米的實(shí)驗(yàn)示例中，當(dāng)平坦化膜表面的平均傾 斜角(φΜ )為2. 5°或更小時(shí)，即當(dāng)平坦化膜5的厚度為1. 5微米或更大時(shí)，形成交叉指型電極。然而，當(dāng)平坦化膜的厚度小于1.5微米時(shí)，觀察到了電極脫落(exfoliation)。此外，當(dāng)針對(duì)相同的實(shí)驗(yàn)將交叉指型電極的寬度設(shè)定為1. 5微米時(shí)，當(dāng)平坦化膜 表面的平均傾斜角(外，)為1.5°或更小時(shí)，即當(dāng)平坦化膜5的厚度為2.5微米或更大時(shí)，形 成交叉指型電極。然而，當(dāng)平坦化膜的厚度小于2.5微米時(shí)，觀察到了電極脫落。因此，即 使當(dāng)平坦化膜表面的平均傾斜角代,在1. 5-2. 5°的范圍之內(nèi)時(shí)，可以期待附加/形成交叉 指型電極。然而，為安全地形成電極，平均傾斜角約 滿足Ψμ = 1.5° (在已證實(shí)范圍之內(nèi)) 是優(yōu)選的。針對(duì)上述平坦化膜5，使用具有非常小的折射率各向異性Δη的膜，即具有 Δη^Ο. 001的膜。對(duì)于折射率各向異性Δη，越小越好。通過按照這種方式將平坦化膜5設(shè)置在凹凸反射板上，可以形成交叉指型電極。 此外，通過將與反射區(qū)H的液晶層3相接觸的表面設(shè)定為平坦的或接近平坦的，可以獲得這 樣的優(yōu)點(diǎn)可以同時(shí)進(jìn)一步地穩(wěn)定面內(nèi)切換驅(qū)動(dòng)的液晶平面之內(nèi)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。接下來，將描述在將上述凹凸反射板99應(yīng)用于透反式液晶顯示設(shè)備的情況下，反 射部分(反射區(qū))Η和透射部分(透射區(qū))T的液晶層的形成。當(dāng)假設(shè)凹凸反射板99的凹凸部分中的平均傾斜角)是6°，并且凹凸部分的 間距是20微米時(shí)，凹凸部分之間的高度差是1微米。凹凸部分的間距是凹凸反射板99的 凸起部分的頂點(diǎn)與相鄰?fù)蛊鸩糠值捻旤c(diǎn)之間的距離。凹凸部分之間的高度差是凹凸反射板 99或平坦化膜5的每一個(gè)表面上的凸起部分的頂點(diǎn)和相鄰?fù)蛊鸩糠值捻旤c(diǎn)之間的高度差 (參見圖2)。上述凹凸反射板99的形狀根據(jù)底部不平坦化膜4的表面形狀(在下文中稱作“凹 凸OC 4”)而形成為在其下設(shè)置的有機(jī)膜。當(dāng)凹凸OC 4表面的最低點(diǎn)到達(dá)下基板1時(shí)，在 凹凸反射部分99中產(chǎn)生了平坦部分。因此，從凹凸反射板99上有規(guī)律地反射的入射光的 比例增加。因此，降低了反射性能。為了避免這種現(xiàn)象，當(dāng)將凹凸OC 4的表面的最低點(diǎn)與下基板1之間的距離(α ) 設(shè)定為1.5微米時(shí)(參見圖6Α)，例如，通過考慮在提供高度差時(shí)的散射，在形成凹凸反射板 99之后，底部凹凸膜(凹凸0C4)的平均膜厚(β)變?yōu)槿鐖D6Α所示的約2.0微米。在這種情況下，因?yàn)樾枰诎纪狗瓷浒?9上形成2. 5微米厚的平坦化膜5，用于形 成1.5微米寬的交叉指型電極，所以在形成平坦化膜5之后的膜厚(γ)變?yōu)?.5微米。該 膜厚成為像素中的反射部分H和透射部分T之間的高度差(參見圖6Α)?，F(xiàn)在假設(shè)使用具有Δ η = 0. 07的液晶材料。那么具有137. 5nm( λ /4)的Δ nd的 反射部分H的液晶層3的厚度變?yōu)榧s2微米。當(dāng)將該值用于上述反射部分H的液晶層3的厚度時(shí)，透射部分T的液晶層3變?yōu)?6.5微米，包括反射部分H和透射部分T之間的高度差。因此，液晶層3的厚度與And = 455nm相對(duì)應(yīng)，大于λ/2板的液晶層的And = 275。S卩，如圖6Β所示，透射光的強(qiáng)度與Sin2(Ji Δη /λ)成比例，使得當(dāng)透射部分T的 液晶層3的And偏離適當(dāng)值時(shí)，透射光的強(qiáng)度變小，從而使對(duì)比度劣化。因此，通過連續(xù)地形成在凹凸反射部分99上以及在透射部分T上設(shè)置的平坦化膜 5，反射部分H和透射部分T之間的高度差變?yōu)?微米，透射部分T的液晶層3變?yōu)?微米， 并且Δ nd變?yōu)?80nm。利用這種方法，透射部分T的液晶層3的厚度幾乎變?yōu)樽顑?yōu)值(參見圖7)。當(dāng)完全消除了凹凸反射板99上的平坦化膜5表面上的高度差時(shí)，平坦化膜5的厚 度變得比不平整OC 4的平均膜厚(β)厚得多。因此，通過將平坦化膜5涂到透射部分T 上，反射部分H和透射部分T之間的高度差仍然小于適當(dāng)值?？蛇x地，可以不存在高度差。在這種情況下，可以通過使用半曝光(half-exposure)消除透射部分T的平坦化 膜5來獲得適當(dāng)?shù)母叨炔睢Ｈ欢?，因?yàn)闉榇诵枰黾硬襟E，在制造效率方面不是優(yōu)選的。因此，只要可以在透射部分T和反射部分H的高度之間獲得適當(dāng)?shù)牟睿教够? 的表面為完全平坦就不是必不可少的。例如，當(dāng)交叉指型電極的寬度是3微米時(shí)，可以在表 面上形成具有2. 5°的平均傾斜角(外的不平整部分的高度差。同時(shí)，當(dāng)交叉指型電極的 寬度是1.5微米時(shí)，可以在表面上形成具有1.5°或更小的平均傾斜角(外,/ )的凹凸部分的 尚度差ο已經(jīng)描述了在透射部分T和反射部分H上均勻地形成平坦化膜5，以便在透射部分 和反射部分H之間提供高度差。在這種情況下，與上述傳統(tǒng)情況下相比，將平坦化膜5附加 地涂到透射部分T。在圖7的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)平坦化膜5的Δη是0. 1時(shí)，因?yàn)椤?500X0. 1 = 250”，透射部分T的And改變250nm。當(dāng)該Δnd偏離適當(dāng)值時(shí)，透射光的強(qiáng)度變?nèi)?，如圖 6B所示。然而，如果平坦化膜5的Δη相當(dāng)小(例如，約0.001)，可以將And的變化抑制 到2. 5nm。因此，透射光的強(qiáng)度幾乎不產(chǎn)生變化，使得可以避免對(duì)比度的劣化。因此，平坦化 膜5的Δη越小越好?！戳硪粋€(gè)實(shí)施例〉圖8至圖9示出了另一個(gè)實(shí)施例。該實(shí)施例示出了將根據(jù)上述實(shí)施例的凹凸反射板99和與其有關(guān)的平坦化膜5應(yīng) 用于FFS模式液晶顯示設(shè)備的情況。如圖8至圖9所示，F(xiàn)FS模式液晶顯示設(shè)備在以下方面較為獨(dú)特也將與上述凹凸 反射板99等效形成的凹凸反射板99Η用作反射部分公共電極56A( S卩，公共電極56)，并且 將透射部分公共電極56Β加載到接近上述底部基板1。S卩，在FFS模式液晶顯示設(shè)備中，沒有將公共電極和像素電極安裝在相同層上。在 任意情況下，分別在通如圖8和圖9Α、圖9Β所示的平坦化膜5的底部基板1 一側(cè)上，設(shè)置透 射部分公共電極56Β和也用作反射部分公共電極56Α的凹凸反射板99Η。其他結(jié)構(gòu)和效果 與上述實(shí)施例的那些相同。按照這種方式，還可以獲得在通過參考圖1至圖7所述的實(shí)施例的情況下獲得的 液晶顯示設(shè)備。利用上述每一個(gè)實(shí)施例，可以作為試驗(yàn)上述各種實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)以下結(jié)果。即，在其中透射部分(透射區(qū))T和反射部分(反射區(qū))H兩者均采用面內(nèi)切換驅(qū)動(dòng) 的透反式液晶顯示設(shè)備中，可以通過將凹凸反射板99或99Η的傾斜角設(shè)定為3-12° (優(yōu)選 地，6-9° )，以寬視角將30°的入射角方向的光漫反射到0-10°的出射角的方向。另外，將 平坦化膜5設(shè)置在凹凸反射板99或99Η上，使其上形成電極的層的頂面平坦或接近平坦， 使得可以穩(wěn)定地附加/形成驅(qū)動(dòng)電極。利用這種方法，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)設(shè)備的穩(wěn)定操作和改 善的耐久性。另外，因?yàn)閷⑵教够?不但設(shè)置在反射部分(反射區(qū))Η上，而且設(shè)置在透射部分(透射區(qū))T上，可以分別將反射部分H的液晶層3的And和透射部分T的液晶層3的 And設(shè)定為λ/4和λ/2。利用這種方法，可以預(yù)先有效地消除由透射部分T和反射部分 H的光學(xué)屬性中的差別產(chǎn)生的對(duì)于顯示的影響。簡而言之，上述實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)以下方面。1)在其中透射部分和反射部分兩者均采用面內(nèi)切換驅(qū)動(dòng)的透反式液晶顯示設(shè)備 中，將凹凸反射部分99、99Η的凹凸部分的傾斜角設(shè)定為6-9°。因此，可以將30°的入射 角方向的光沿0-10°出射角的方向漫反射。2)將平坦化膜5設(shè)置在凹凸反射板99、99Η上，使得在其上形成電極的頂面平坦或 接近平坦。因此，可以穩(wěn)定地形成電極。3)另外，因?yàn)檫€將平坦化膜設(shè)置在透射部分上，可以分別將反射部分的液晶層的 And和透射部分的液晶層的And設(shè)定為λ/4和λ/4。結(jié)果，可以提供在這方面操作中高 度可靠和穩(wěn)定的透反式液晶顯示設(shè)備。上述結(jié)構(gòu)不局限應(yīng)用于上述液晶顯示設(shè)備的光學(xué)布局和驅(qū)動(dòng)方法?？梢詫⑵湟话?地應(yīng)用于采用面內(nèi)切換驅(qū)動(dòng)的透反式液晶顯示設(shè)備中。
權(quán)利要求
一種透反式液晶顯示設(shè)備，包括反射區(qū)和透射區(qū)；在所述反射區(qū)中設(shè)置并與公共電極電連接的凹凸反射板；在所述凹凸反射板上層壓的平坦化膜；以及在所述平坦化膜上布置的像素電極，其中，所述凹凸反射板包括漫反射功能，能夠?qū)膺M(jìn)行漫反射，使以30°的入射角入射的光向0-10°的出射角的方向出射，以及將所述反射區(qū)的液晶層的Δnd設(shè)定為約λ/4，并且將所述透射區(qū)的液晶層的Δnd設(shè)定為約λ/2；以及從所述反射區(qū)到所述透射區(qū)連續(xù)均勻地形成所述平坦化膜，其中將所述凹凸反射板的平均傾斜角設(shè)定為3-12°，并且將所述平坦化膜表面的平均傾斜角設(shè)定為不超過2.5°范圍的值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透反式液晶顯示設(shè)備，其中，所述透射區(qū)的平坦化膜表面和 所述反射區(qū)的平坦化膜表面之間的高度差為所述反射區(qū)的液晶層和所述透射區(qū)的液晶層 之間的厚度差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透反式液晶顯示設(shè)備，其中，將所述凹凸反射板的平均傾斜 角設(shè)定為6-9°，并且將所述平坦化膜表面的所述平均傾斜角設(shè)定為不超過2. 5°范圍的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的透反式液晶顯示設(shè)備，其中，將所述平坦化膜表面的所述 平均傾斜角設(shè)定為不超過1.5°范圍的值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透反式液晶顯示設(shè)備，其中，作為液晶的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，將FFS模 式的面內(nèi)切換系統(tǒng)用于所述反射區(qū)和所述透射區(qū)兩者。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透反式液晶顯示設(shè)備，其中，將所述平坦化膜的折射率各向 異性Δ η設(shè)定為0.001或更小。
全文摘要
提供了一種采用面內(nèi)切換模式(面內(nèi)切換系統(tǒng))的透反式液晶顯示設(shè)備，表現(xiàn)出寬視角的反射性能。提供了一種透反式液晶顯示設(shè)備，包括反射區(qū)和透射區(qū)；在反射區(qū)中設(shè)置的凹凸反射板；在凹凸反射板上層壓的平坦化膜；以及在平坦化膜上布置的公共電極和像素電極，其中，凹凸反射板包括漫反射功能，能夠?qū)膺M(jìn)行漫反射，使以30°的入射角入射的光向0-10°的出射角的方向出射；以及將平坦化膜的表面設(shè)定為大致平坦。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK101881906SQ201010212718
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2007年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月2日
發(fā)明者中謙一郎, 井上大輔, 坂本道昭, 森健一, 永井博 申請(qǐng)人:Nec液晶技術(shù)株式會(huì)社