專利名稱：半透過反射型液晶顯示器件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具備半透過反射型的有效功能的液晶顯示器件。特別是涉及一種具備半透過反射型的有效功能的液晶顯示器件的內(nèi)容。
背景技術：
作為現(xiàn)有的半透過反射型彩色液晶顯示器件，可列舉特開2000-14211號公報。在此文獻中記載了一種在表面具有凹凸形狀的反射板中、通過利用菲波那奇(Fibonacci)數(shù)列配置凹凸形狀的凹部、以使凹凸形狀不呈現(xiàn)出規(guī)則性的反射板以及將其配置在液晶元件內(nèi)的液晶顯示器件。
此外，根據(jù)松下電氣產(chǎn)業(yè)(株)新聞發(fā)布(news release)(2002.3.12)中記載，提出了一種半透過反射型彩色液晶顯示器件，該器件包括半透過反射板，該半透過反射板通過僅在薄膜晶體管(以下，稱為TFT)上形成的凹凸部的最佳傾斜面上形成反射膜、使其它部分成為透過部分以提高光利用率，并且通過在反射板的凹凸設計中使用菲波那奇數(shù)列，能在反射顯示時實現(xiàn)白色色度高的顯示。
并且，作為現(xiàn)有的半透過反射型彩色液晶顯示器件，在特開2000-284305號公報中記載了一種具有由層疊粒狀體而形成的導電性的下層膜和在此下層膜上形成的金屬上層膜構(gòu)成的顯示用電極的液晶顯示器件。
這些現(xiàn)有技術，通過僅在用樹脂等在TFT上形成的凹凸部的最佳傾斜面上形成反射膜而使其它部分成為透過部分，從而構(gòu)成使光利用效率提高的半透過反射型彩色液晶顯示裝置。
但是，這些現(xiàn)有的技術存在這樣的課題因為僅在凹凸部的最佳傾斜面上形成反射膜，所以不僅由于增加用于僅在此特定區(qū)域中形成反射膜的光掩模和構(gòu)圖工藝而使成本上升，而且透過部分的數(shù)值孔徑及反射特性會依賴于光掩模和凹凸圖形的位置對準精度而變化。
此外，這些現(xiàn)有的技術還存在著這樣的課題由于僅在凹凸部的最佳傾斜面(特定區(qū)域)上配置反射膜，所以不能夠?qū)⒋朔瓷淠ぜ嬗脼橄袼仉姌O，需要單獨的透明導電層等，由于結(jié)構(gòu)及制作工藝復雜，因此就會使成本上升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種配備具有更優(yōu)良的透過、反射特性的半透過反射板的液晶顯示器件及其制造方法。
根據(jù)本申請的一個實施方式的進行透過型顯示和反射型顯示的液晶顯示器件，其基板上具有多個柵極布線；由該柵極布線及以直行方式配置的多個源極布線包圍的多個像素；在該像素內(nèi)配置的上述柵極布線和上述源極布線的交叉點附近設置的開關元件；以及與該開關元件連接的像素電極，其中，像素電極由透明導電層和與該透明導電層電連接的具有光反射功能的導電材料構(gòu)成。
通過形成這種像素結(jié)構(gòu)，由于不僅能形成結(jié)構(gòu)最簡單的透射/反射顯示兼用的電極，而且還能將導電材料本身作為光反射電極，所以能夠高精度、任意地控制透射顯示部分和反射顯示部分的區(qū)域比。并且，根據(jù)此結(jié)構(gòu)，就能夠提供一種無論在屋內(nèi)、屋外都適用于所使用的照明條件的、能夠進行透射顯示/反射顯示的半透過反射型液晶顯示器件。
此外，根據(jù)本發(fā)明，通過僅用透明導電層和具有光反射功能的導電材料構(gòu)成最簡單的透射/反射兼用的電極，在透射/反射顯示時，不使透射光或反射光的強度衰減，所以就能夠提供一種無論在屋內(nèi)、屋外都能夠顯示明亮的、高對比度的圖像的半透過反射型顯示器件。
而且，根據(jù)本發(fā)明，由于是在透明導電層上直接形成成為反射顯示電極的微小的導電材料的結(jié)構(gòu)，能夠在任意位置無序地配置導電材料，所以就能夠提供一種無論屋內(nèi)，屋外都能夠顯示明亮、高對比度的圖像的半透過反射型顯示器件。
此外，由于是在透明導電層上直接形成成為反射顯示電極的微小的導電材料的結(jié)構(gòu)，不僅能夠容易地控制導電材料自身的形狀及尺寸、而且能夠容易設定透射顯示部分及反射顯示部分的光學厚度，所以就能夠提供一種無論屋內(nèi)、屋外都能夠顯示明亮、高對比度的圖像的半透過反射型顯示器件。
而且，根據(jù)本發(fā)明，由于僅用透明導電層和具有光反射功能的導電材料構(gòu)成最簡單的透射/反射兼用的電極，所以能夠大幅度地削減制作工序數(shù)量，從而能夠提供一種無論屋內(nèi)、屋外都能夠顯示明亮、高對比度的圖像的低價格的半透過反射型顯示器件。
此外，通過形成將形成反射顯示部分的導電材料制作成微小的凸形狀或凹形狀并在形成像素電極的上述導電層上配置多個的像素電極結(jié)構(gòu)，就能夠提供一種能使透射顯示部分和反射顯示部分的區(qū)域比率成為高精度且能夠進行任意控制的半透過反射型顯示器件。
而且，通過構(gòu)成具有連續(xù)改變在構(gòu)成像素電極的導電層上形成的構(gòu)成反射顯示部分的微小的上述凸或凹的傾斜面的凸或凹，就能夠提供一種得到與觀察角度無依賴關系的反射及透射顯示的半透過反射型液晶顯示器件。
此外，通過將在構(gòu)成像素電極的導電層上形成的構(gòu)成反射部的微小的上述凸或凹形成為大致的圓形、帶狀、棒狀，就能夠提供一種能獲得明亮的反射和/或透射顯示的半透過反射型顯示器件。
并且，通過將在構(gòu)成像素電極的導電層上形成的構(gòu)成反射部的微小的上述凸或凹配置成圓形、帶狀、棒狀等上述凸或凹在高分子嵌段共聚物等中出現(xiàn)的相互分離的圖形狀，就能夠提供一種能夠獲得沒有著色的明亮的反射和/或透射顯示的半透過反射型顯示器件。
而且，通過使在構(gòu)成像素電極的導電層上形成的構(gòu)成光擴散反射要素的導電材料以具有微米級及納米直徑的微細的銀、鋁及金等粒子作為主體，就能夠提供一種能夠獲得在低溫下形成的沒有著色的明亮的反射和/或透射顯示的半透過反射型顯示器件。
根據(jù)本申請的另一個實施方式是在一個像素內(nèi)進行透過型顯示和反射型顯示的半透過反射型液晶顯示器件，其中，在像素內(nèi)配置的像素電極由透明導電層和與該透明導電層電連接的具有光反射功能的導電材料構(gòu)成。


圖1是作為本發(fā)明的一個實施例的有源驅(qū)動方式的半透過型液晶顯示器件的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2是作為本發(fā)明的一個實施例的有源驅(qū)動方式的半透過型液晶顯示器件的像素電極部的詳細示意圖。
圖3是由具有本發(fā)明的反射功能的導電材料構(gòu)成的光擴散反射要素的配置圖形的示意圖。
圖4是由具有本發(fā)明的反射功能的導電材料構(gòu)成的光擴散反射要素的其它配置圖形的示意圖。
圖5是由具有本發(fā)明的反射功能的導電材料構(gòu)成的光擴散反射要素的又一種其它配置圖形的示意圖。
圖6是作為本發(fā)明的一個實施例的有源驅(qū)動方式的半透過型液晶顯示器件結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖7是作為本發(fā)明的一個實施例的有源驅(qū)動方式的半透過型液晶顯示器件的其它剖面結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖8是作為本發(fā)明的一個實施例的無源驅(qū)動方式的半透過型液晶顯示器件的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖9是作為本發(fā)明的一個實施例的有源驅(qū)動方式的半透過型液晶顯示器件的制造方法的示意圖。
圖10是作為本發(fā)明的一個實施例的無源驅(qū)動方式的半透過型液晶顯示器件的制造方法的示意圖。
圖11是作為本發(fā)明的一個實施例的無源驅(qū)動方式的半透過型液晶顯示器件的其它制造方法的示意圖。
圖12是作為本發(fā)明的一個實施例的無源驅(qū)動方式的半透過型液晶顯示器件的又一種制造方法的示意圖。
具體實施例方式
利用圖1來簡要說明本發(fā)明。本發(fā)明是一種可同時進行透射顯示和反射顯示的半透過反射型液晶顯示器件，其基板上形成有由多個柵極布線11和與柵極布線11正交配置的多個源極布線15包圍的多個像素；設置在此像素內(nèi)的柵極布線11和源極布線15的交叉點附近的開關元件(例如TFT 19)；與此開關元件連接的像素電極16，其中，像素電極16由透明導電層和與此透明導電層電連接的具有光反射功能的導電材料17構(gòu)成。
下面是具體的元件結(jié)構(gòu)的一個例子。首先，以下詳細說明有源型彩色液晶顯示器件的情況。
通過在玻璃基板(有源矩陣基板42)上形成TET(柵電極(材料鉻，膜厚100～300nm、優(yōu)選150nm)、柵絕緣膜(材料氮化硅，膜厚200～700nm、優(yōu)選350nm)、非晶硅層(材料非晶硅，膜厚50～300nm、優(yōu)選200nm)、摻雜了n型雜質(zhì)和磷的非晶硅層(材料非晶硅，膜厚10～100nm、優(yōu)選20nm)、漏電極(材料鉻，膜厚100～300nm、優(yōu)選150nm)、源電極(材料鉻，膜厚100～300nm、優(yōu)選150nm)、漏極布線(材料鉻，膜厚100～300nm、優(yōu)選150nm)，和透明電極(材料ITO，膜厚100～300nm、優(yōu)選150nm))；在透明電極上以相互電連接的方式直接形成微小的凸或凹(圓形時的直徑3～15μm，高度(或深度)0.2～1μm)；在TFT、像素電極及凸或凹上形成取向控制膜(材料聚酰亞胺樹脂，膜厚100～300nm，優(yōu)選150nm)來制作一個電極基板。上述這些凸或凹由具有用于使入射光聚焦到特定方向的連續(xù)變化的傾斜角和反射功能的導電材料構(gòu)成，這些導電材料包括金屬材料銀、金或鋁(粉粒直徑1～10μm，優(yōu)選3～5μm，粒徑1～20nm，優(yōu)選3～10nm)，粘接劑熱硬化性樹脂；溶劑甲苯、十二烷等非極性溶劑(粘度1～10000毫帕秒(mPa·s)，優(yōu)選5～100mPa·s，表面張力小于等于50達因/厘米(dyn/cm)，優(yōu)選小于等于25dyn/cm，硬化溫度150～250℃，優(yōu)選180～220℃，電阻率1～1000歐姆/厘米(Ω/cm)，優(yōu)選5～500Ω/cm)。通過在玻璃基板上形成遮光層(材料鉻及氧化鉻，膜厚100～300nm，優(yōu)選200nm)；在遮光層上形成著色層(母材丙烯類樹脂，分散材料顏料，膜厚1000～3000nm，優(yōu)選1500nm)；在著色層上形成平坦化層(材料丙烯類樹脂，膜厚1000～3000nm，優(yōu)選2000nm)；在平坦化層上形成透明電極(材料ITO(銦錫氧化物)，膜厚100～300nm，優(yōu)選150nm)；在透明電極上形成取向控制膜(材料聚酰亞胺類樹脂，膜厚100～300nm，優(yōu)選200nm)來制作另一個基板；隔著隔片材料(聚合物空心顆粒、石英空心顆粒、玻璃纖維，粒徑5μm)使雙方的取向控制膜表面對置地貼合兩個基板，用密封材料(在環(huán)氧樹脂中分散有上述隔片材料的物質(zhì))粘接兩個電極基板的四周，進行密封；并在兩個電極基板之間封入液晶，進行封裝，由此制作液晶顯示元件。
并且，在液晶顯示元件的玻璃基板的兩側(cè)，將規(guī)定的相位差板與偏振板粘貼在一起，在液晶顯示元件上連接承載著液晶驅(qū)動用IC的載帶封裝(以下，稱為TCP)及驅(qū)動用外部電路等，并通過將液晶顯示元件和由光源(冷陰極管，LED等)、光導、棱鏡片及擴散片等構(gòu)成的背光源組裝到金屬框架、樹脂外殼等筐體內(nèi)，由此制作液晶顯示器件。
本發(fā)明通過在透明導電層上配置具有反射功能的導電材料來構(gòu)成像素電極。當此導電材料沒有通過絕緣層而直接配置有微小的凸或凹時，由于構(gòu)成透射顯示部分的透明導電層的部分和配置構(gòu)成反射顯示部分的導電材料的部分相互電連接，在形成透射/反射顯示時兼用的電極；同時，由于微小的凸或凹其自身因擴散反射要素而成為反射顯示部分，其它區(qū)域完全成為透射顯示部分，所以能夠任意地控制一個像素內(nèi)的透射顯示部分和反射顯示部分的面積比率。因此，就能夠提供一種與使用環(huán)境無關的、在屋內(nèi)外都能進行明亮且對比度高的圖像顯示的半透過反射型液晶顯示器件。
(實施例1)圖1～圖5示出了一種本發(fā)明的半透過反射型液晶顯示器件，該半透過反射型液晶顯示器件內(nèi)置有在由透明導電層構(gòu)成的像素電極上按所希望的密度配置具有反射功能的凸或凹形狀的導電材料的半透射反射電極。
首先，示出了本發(fā)明的半透過反射型液晶顯示器件的剖面結(jié)構(gòu)。
如圖1中所示，通過廣泛應用的真空蒸鍍法和光刻法，在玻璃基板10上配置多個TFT 19。此TFT 19由柵電極11(材料鉻，膜厚100～300nm、優(yōu)選150nm)、柵絕緣膜12(材料氮化硅，膜厚50～300nm、優(yōu)選200nm)、摻雜了n型雜質(zhì)和磷的非晶硅層13(材料非晶硅，膜厚10～100nm、優(yōu)選20nm)、漏電極14(材料鉻，膜厚100～300nm、優(yōu)選150nm)、源電極15(材料鉻，膜厚100～300nm、優(yōu)選150nm)構(gòu)成。
形成與此TFT 19電連接的透明導電層16(材料ITO(銦錫氧化物)，膜厚100～300nm、優(yōu)選150nm)，并且在此導電層16上形成以銀粉和銀粒子為主體的導電材料17(哈里曼化成制造的銀納米焊膏(ハリマ化成制銀ナノペ一ト)，型號NPS-J)。其中的材料為銀、銀粉直徑1～10μm，優(yōu)選3～5μm，銀粒子直徑1～20nm，優(yōu)選3～10nm，粘接劑熱硬化性樹脂，溶劑甲苯、十二烷等非極性溶劑，粘度1～10000mPa·s，優(yōu)選5～100mPa·s，表面張力50dyn/cm，優(yōu)選25dyn/cm，硬化溫度150～250℃，優(yōu)選180～220℃，電阻率1～50μΩ·cm(膜厚0.01～10μm)、優(yōu)選5～30μΩ·cm)。
使用油墨噴射法、絲網(wǎng)印刷法，不通過絕緣層直接配置多個微小的凸或凹形成相互電連接的半透過反射型用的像素電極。其中的凸或凹的形狀為圓形(直徑3～15μm，高度(或深度)0.2～1μm)、多角形、棒狀及帶狀。
并且，在像素電極上配置取向控制膜18(材料聚酰亞胺樹脂，涂敷法旋涂，膜厚100～300nm、優(yōu)選150nm)，作為一個電極基板。
此外，在玻璃基板20上利用廣泛使用的真空蒸鍍法和光刻方法，形成遮光層21(材料鉻及氧化鉻，膜厚100～300nm，優(yōu)選200nm)、著色層22(母材丙烯類樹脂，分散材料顏料，涂敷法旋涂，膜厚1000～3000nm，優(yōu)選1500nm)、保護層23(材料丙烯類樹脂，涂敷法旋涂，膜厚1000～3000nm，優(yōu)選2000nm)、透明電極24(材料ITO(銦錫氧化物)，膜厚100～300nm，優(yōu)選150nm)，以及取向控制膜25(材料聚酰亞胺類樹脂，涂敷法旋涂，膜厚100～300nm，優(yōu)選200nm)，以便作為另一個電極基板。
隔著隔片材料2(材料聚合物空心顆粒、石英空心顆粒，粒徑5μm，分散法水分散)使其中一個電極基板和另一個電極基板的取向控制膜相互相對置地進行組合，用密封材料(未圖示，材料環(huán)氧樹脂，分散材料隔片粒子)粘接兩電極基板10、20的四周，在這兩個電極基板10、20的間隙內(nèi)填充液晶1，由此形成半透過反射型液晶顯示元件。
并且，在半透過反射型液晶元件的兩個玻璃基板表面粘貼所需要的相位差板3、5和偏振板4、6的同時，連接承載液晶驅(qū)動用IC的TCP及驅(qū)動用外部電路等，形成半透過反射型液晶顯示元件30，將此液晶顯示元件30和由光源41(冷陰極管，LED)、光導42(材料丙烯)、棱鏡片43、擴散片44等構(gòu)成的背光源40組裝到由框架、殼等構(gòu)成的筐體內(nèi)，由此制作出半透過反射型液晶顯示器件50。
接下來，用圖2來詳細展示構(gòu)成本發(fā)明特征的像素電極部分。
如圖2中所示，在與在由柵極布線11′和漏極布線14′包圍的區(qū)域內(nèi)形成的薄膜晶體管19的源電極連接的透明導電層16上，配置具有發(fā)射功能的導電材料17的像素電極，用黑色顯示的部分是反射顯示部分，用白色顯示的其它部分是透射顯示部分。
此外，同一圖中表示的導電材料17的配置圖形雖然利用了高分子嵌段共聚物等發(fā)現(xiàn)的相互分離的圖形，但本發(fā)明并不限定于此形狀和圖形，就形狀而言，也可以是圓形、多角形或帶狀，圖形配置可以利用隨機數(shù)表，也可以利用菲博納奇數(shù)列。但是，就圖形配置而言，由于希望能夠任意控制反射區(qū)域在像素區(qū)域中的占有率，所以在本實施中，利用高分子嵌段共聚物等出現(xiàn)的相互分離的圖形。
接下來，用圖3～圖5來展示具有作為本發(fā)明特征的反射功能的導電材料的排列實例。
圖3是整體配置有導電材料的情況，圖3(a)是使透射顯示優(yōu)先的圖形的例子，圖3(b)是優(yōu)先反射顯示的圖形的例子。如同一圖中所示，在透明導電層16的整個表面上分散配置大致圓形的凸狀或凹狀的導電材料17，圖3(a)是所謂的透射顯示占優(yōu)勢的圖形排列實例，透射顯示區(qū)域17′(白色表示)比反射顯示區(qū)域17(黑色顯示)多，圖3(b)是所謂的反射顯示占優(yōu)勢的圖形排列，反射顯示區(qū)域17(黑色顯示)比透射顯示區(qū)域17′(白色表示)多。
此外，圖4是只在特定區(qū)域內(nèi)配置凸狀或凹狀的導電材料的情況，圖4(a)是透射顯示部分并在一起的圖形，圖4(b)是把透射顯示部分分割后得到的圖形，圖4(c)是圖4(a)的剖面圖，圖4(d)是圖4(b)的剖面圖。如同一圖中所示，圖4(a)、圖4(c)是只在透明電極16的四周配置有導電材料17的例子，是在一處取很大的透射顯示區(qū)域17′(白色表示)、使反射顯示區(qū)域17(黑色顯示)非常少的情況的圖形排列，即所謂的透過重視的圖形排列；圖4(b)、圖4(d)是在透明電極16上取較大的多個透射顯示區(qū)域并在其余部分處配置有導電材料17的例子，在多處設置有透射顯示區(qū)域17′(白色表示)、使反射顯示區(qū)域17(黑色顯示)減少的情況下的圖形排列，即所謂的透過重視型的圖形排列。此外，在本實施例中沒有在比較大的透射顯示區(qū)域內(nèi)配置導電材料，但并不限定于此，也可以配置導電材料。
并且，圖5是其它形狀的導電材料的示意圖，圖5(a)是帶狀的形狀的情況、圖5(b)是棒狀的形狀的情況。圖5(a)是將凸狀或凹狀的導電材料17以帶狀長長的配置的圖形，是透射顯示區(qū)域17′(白色表示)和反射顯示區(qū)域17(黑色顯示)基本上相同的情況的圖形排列，圖5(b)是將凸狀或凹狀的導電材料17以棒狀配置的圖形，是透射顯示區(qū)域17′(白色表示)和反射顯示區(qū)域17(黑色顯示)基本上相同的情況的圖形排列。此帶或棒狀的導電材料17的排列圖形的特征在于能夠?qū)Ψ瓷涮匦再x予定向性(相對方向)。
接下來，圖6中示出了本發(fā)明的半透過反射型液晶顯示器件結(jié)構(gòu)的示意圖。
如圖6所示，本發(fā)明的半透過反射型液晶顯示器件50由半透過反射型液晶顯示元件30、掃描側(cè)驅(qū)動電路51、信號側(cè)驅(qū)動電路52及信號處理電路53構(gòu)成。此外，雖然未作圖示，但如上所述，在半透過反射型液晶顯示元件30的背面配置由冷陰極管、光導、棱鏡片及擴散片構(gòu)成的背光源。
根據(jù)本發(fā)明，由于在利用具有反射功能的導電材料形成構(gòu)成光擴散反射要素的微小的凸或凹本身的同時進行無序配置，能夠任意控制作為反射顯示部分的凸或凹的總區(qū)域在像素區(qū)域中所占的比例，所以能夠提供不論屋內(nèi)·屋外等照明條件如何都不產(chǎn)生因干涉而形成的著色，能夠進行明亮、高對比度的圖像顯示的半透過反射型液晶顯示器件。
此外，就本發(fā)明的由微小的導電材料構(gòu)成的光擴散反射要素的凸或凹的配置方法而言，可以是利用隨機數(shù)表的、利用菲波那奇數(shù)列或利用高分子嵌段共聚物等中出現(xiàn)的相互分離的圖形等，能夠進行無序配置的方法即可，但比較優(yōu)選選擇利用能夠任意控制透射顯示/反射顯示時的數(shù)值孔徑的上述相互分離的圖形的配置方法。
換言之，根據(jù)本發(fā)明，只要是不僅能夠無序地配置成為光擴散反射要素的多個凸或凹，而且還能夠任意控制該凸或凹所占據(jù)的總區(qū)域的方法，就能夠決定所需要的透射/反射顯示時的數(shù)值孔徑，因此，就能夠獲得可提供適用于使用的照明條件的半透過反射型液晶顯示器件的效果。
(實施例2)圖7示出了本發(fā)明的其它實施例。
相對于實施例1而言，本實施例要點是像素電極66通過在配置于TFT上的保護膜68上設置的接觸孔與TFT的源電極65電連接。此外，在此實施例中，在此像素電極66或保護膜68上形成取向膜69。
此外，就像素電極部的結(jié)構(gòu)、導電材料的配置圖形以及半透過反射型液晶顯示器件的結(jié)構(gòu)等而言，與實施例1相同，因此省略詳細的說明。用本實施例也能夠獲得與實施例1相同的效果。
并且，根據(jù)本實施例，由于不僅能夠利用現(xiàn)有的制造設備及制造工藝來形成液晶顯示元件，而且通過使用具有平坦化功能的絕緣層，能夠使反射顯示部分和透射顯示部分的液晶層的厚度幾乎相同，所以就能夠在透過及反射顯示中實現(xiàn)更高畫質(zhì)的顯示。特別是有利于正常的白色模式的半透過反射型液晶顯示器件，不用根據(jù)照明環(huán)境，就能夠提供可明亮、高對比度的顯示的半透過反射型液晶顯示器件。
(實施例3)作為實施例3，圖8示出了本發(fā)明的無源型半透過反射型液晶顯示器件，該液晶顯示器件內(nèi)置有在由透明導電層構(gòu)成的電極上按所需的密度配置有具有反射功能的凸或凹形狀的導電材料的半透過反射電極。
除以下的幾點之外，圖8所示的是一種常規(guī)的無源型半透過反射型液晶顯示器件。即，在圖8中，在一個透明電極81上設置與其電連接的導電材料82。此外，透明電極81的材料是ITO，膜厚為100～300nm，優(yōu)選為150nm。此外，導電材料82的材料是銀，銀粉直徑為1～10μm，優(yōu)選為3～5μm，銀粒子直徑為1～20nm，優(yōu)選為3～10nm。本實施例也與實施例1相同，連接承載液晶驅(qū)動用IC的TCP及驅(qū)動用外部電路等，形成半透過反射型液晶顯示元件30，將此液晶顯示元件30和由光源41(冷陰極管，LED)、光導42(材料丙烯)、棱鏡片43、擴散片44等構(gòu)成的背光源40組裝到由框架、外殼等構(gòu)成的筐體內(nèi)，由此制作出半透過反射型液晶顯示器件50。
在本實施例中，也能夠期待與實施例1相同的效果，另外，由于只用作為透明電極的導電層和作為反射電極的高度低的導電材料的簡單結(jié)構(gòu)來形成半透過反射電極，所以，不僅因為結(jié)構(gòu)要素少而使成本降低，而且由于在無源型半透過反射型液晶顯示器件中能夠減少液晶厚度的變化，所以能夠有利于進行更高畫質(zhì)的顯示。
(實施例4)圖9示出了本發(fā)明的內(nèi)置有透射/反射兼用的電極的便攜式設備使用的半透過反射型液晶顯示器件的最佳制造方法。
首先，本發(fā)明的制造方法利用圖9(a)的廣泛使用的真空蒸鍍法及光刻法，在玻璃基板10上形成多個由柵電極11、柵絕緣膜12、非晶硅層13、漏電極14、源電極15、連接源電極的透明的像素電極16構(gòu)成的薄膜晶體管19。
接下來，如圖9(b)中所示，使用噴墨方式的圖形形成裝置100，在像素電極16上，不通過絕緣層，采用導電材料17直接配置多個微小的凸或凹，形成相互電連接的半透過反射型用的電極。構(gòu)成所述導電材料17的材料為銀(其銀粉直徑1～10μm，優(yōu)選3～5μm，銀粒子直徑1～20nm、優(yōu)選3～10nm)、粘接劑(熱硬化性樹脂)、溶劑(甲苯、十二烷等非極性溶劑)。粘接劑的粘度為1～10000mPa·s、優(yōu)選5～100mPa·s，表面張力為50dyn/cm、優(yōu)選25dyn/cm，硬化溫度150～250℃、優(yōu)選180～220℃，電阻率1～50μΩ·cm(膜厚0.01～10μm)、優(yōu)選5～30μΩ·cm。所述凸或凹的形狀為圓形(直徑3～15μm，高度(或深度)0.2～1μm)、多角形，棒狀及帶狀。
接下來，如圖9(c)所示，在像素電極16及導電材料17之上形成取向控制膜18，由此制作出一個電極基板。所述取向控制膜的材料為聚酰亞胺樹脂，使用旋涂涂敷法，膜厚為100～300nm、優(yōu)選150nm)。
如圖9(d)中所示，在另一玻璃基板20(材料AN玻璃，板厚0.5mm)上形成遮光層21(材料鉻及氧化鉻，膜厚100～300nm，優(yōu)選200nm)、著色層22(母材丙烯類樹脂，分散材顏料，涂敷法旋涂，膜厚1000～3000nm、優(yōu)選1500nm)、保護層23(材料丙烯類樹脂，涂敷法旋涂，膜厚1000～3000nm，優(yōu)選2000nm)，透明電極24(材料ITO(銦錫氧化物)，膜厚100～300nm、優(yōu)選150nm)，以及取向控制膜25(材料聚酰亞胺類樹脂，涂敷法旋涂，膜厚100～300nm、優(yōu)選200nm)，由此制作出另一個電極基板。
然后，隔著隔片材料2(材料聚合物空心顆粒、石英空心顆粒，粒徑5μm，分散法水分散)組合兩個基板，使雙方的取向控制膜18、25彼此對置，用密封材料(未圖示，材料環(huán)氧樹脂，分散材料隔片粒子)粘接兩個電極基板80、90的四周，在兩個電極基板80、90的間隙內(nèi)填充液晶1，由此制作出半透過反射型液晶顯示元件。
雖然沒有圖示出，但在半透過反射型液晶元件的兩個玻璃基板表面上粘貼所需的相位差板和偏振板，連接承載液晶驅(qū)動用IC的TCP及驅(qū)動用外部電路等，形成半透過反射型液晶顯示元件，將此半透過反射型液晶顯示元件和由光源(冷陰極管，LED)、光導(材料丙烯)、棱鏡片、擴散片等構(gòu)成的背光源組裝到由框架、殼體等構(gòu)成的筐體內(nèi)，由此制作出半透過反射型液晶顯示器件。
此外，雖然在本實施例中作為透射/反射兼用電極，利用了圖形形成裝置等、在透明導電層上無序地配置由具有反射功能的導電材料構(gòu)成的微小凸狀的擴散反射要素、并且通過將透明導電層和凸狀的導電材料電連接來構(gòu)成，但是，也可以是這種制造方法，即，預先在除了將形成凸狀導電材料之外的那部分透明導電層上不涂敷導電材料，而涂敷上具有排斥導電性材料的材料，通過圖形形成裝置等，只在沒有具有排斥導電材料性的材料的部分配置導電材料。
根據(jù)本實施例，就不會浪費導電材料，從而能夠降低成本。
(實施例5)
圖10示出了本發(fā)明的內(nèi)置有透射/反射兼用的電極的便攜式設備使用的半透過反射型液晶顯示器件的另一種最佳制造方法。
在此，以有源型半透過反射型液晶顯示器件為例進行說明，但即使是無源型半透過反射型液晶顯示器件，透射/反射兼用電極的制作工序也基本相同。
如圖10(a)中所示，本實施例的制造方法利用廣泛使用的真空蒸鍍法及光刻法，在玻璃基板10(材料非堿性玻璃，基板厚度0.5mm)上形成多個由柵電極11、柵絕緣膜12、非晶硅層13、漏電極14、源電極15、連接源電極的透明的像素電極16構(gòu)成的薄膜晶體管19。
并且，在電極基板上形成導電材料17′薄膜，其材料為銀(銀粉直徑1～10μm、優(yōu)選3～5μm，銀粒子直徑1～20nm、優(yōu)選3～10nm)、粘接劑(熱硬化性樹脂)，溶劑甲苯、十二烷等非極性溶劑，粘度1～10000mPa·s、優(yōu)選5～100mPa·s，表面張力50dyn/cm、優(yōu)選25dyn/cm，硬化溫度150～250℃、優(yōu)選180～220℃，電阻率為1～50μΩ·cm(膜厚0.01～10μm)，優(yōu)選5～30μΩ·cm)。
接下來，通過光掩模105利用規(guī)定的條件，對導電材料薄膜17′進行紫外線曝光和顯影。
接下來，如圖10(b)中所示，利用規(guī)定的條件使像素電極16上形成的導電材料17′硬化，不通過絕緣層而直接配置多個微小的凸或凹17，形成使其相互電連接并將其它部分作為透射顯示部分的半透過反射型用的電極。其形狀為圓形(直徑3～15μm，高度(或深度)0.2～1μm)、多角形、棒狀及帶狀，反射顯示部分然后，如圖10(c)中所示，在像素電極16或?qū)щ姴牧?7之上，形成取向控制膜18(材料聚酰亞胺樹脂，涂敷法旋涂，膜厚100～300nm、優(yōu)選150nm)，由此制作出一個電極基板。
接下來，如圖10(d)中所示，在另一玻璃基板20(材料非堿性玻璃，基板厚度0.5mm)上形成遮光層21(材料鉻及氧化鉻，膜厚100～300nm、優(yōu)選200nm，或母材丙烯類樹脂，分散材黑顏料，涂敷法旋涂，膜厚1000～3000nm、優(yōu)選1500nm)、著色層22(母材丙烯類樹脂，分散材顏料，涂敷法旋涂，膜厚1000～3000nm、優(yōu)選1500nm)、保護層23(材料丙烯類樹脂，涂敷法旋涂，膜厚1000～3000nm、優(yōu)選2000nm)、透明電極24(材料ITO(銦錫氧化物)，膜厚100～300nm、優(yōu)選150nm)，以及取向控制膜25(材料聚酰亞胺類樹脂，涂敷法旋涂，膜厚100～300nm、優(yōu)選200nm)，由此制作出另一個電極基板。
并且，隔著隔片材料2(材料聚合空心顆粒、石英空心顆粒，粒徑5μm，分散法水分散)組合兩個基板，使雙方的取向控制膜83、95彼此對置，用密封材料(未圖示，材料環(huán)氧樹脂，分散材隔片粒子)粘接兩個電極基板10、20的四周，在該兩個電極基板10、20的間隙內(nèi)填充液晶1，由此形成半透過反射型液晶顯示元件。
并且，雖然沒有圖示出，但還通過在半透過反射型液晶元件的兩個玻璃基板面粘貼所需的相位差板和偏振板的工序、連接承載液晶驅(qū)動用IC的TCP及驅(qū)動用外部電路等以形成半透過反射型液晶顯示元件的工序，以及將此半透過反射型液晶顯示元件和由光源(冷陰極管，LED)、光導(材料丙烯)、棱鏡片、擴散片等構(gòu)成的背光源組裝到由框架、外殼等構(gòu)成的筐體內(nèi)的工序，制作出半透過反射型液晶顯示器件。
按照本實施例，也能夠起到與實施例4相同的效果，另外，由于在反射顯示用的電極形成上使用感光性導電材料，因此就能夠利用現(xiàn)行的制造設備及制造工藝，而不需要設備投資。
(實施例6)圖11示出了本發(fā)明的內(nèi)置有透射/反射兼用的電極的便攜式設備用半透過反射型液晶顯示器件的另一個最佳制造方法。
在此，以無源型半透過反射型液晶顯示器件為例進行說明，但即使是有源型半透過反射型液晶顯示器件，透射/反射兼用電極的制作工序也基本相同。
如圖11(a)中所示，本發(fā)明的制造方法利用具有轉(zhuǎn)印模型110和導電材料82的圖形形成裝置，如圖11(b)所示，進行在玻璃基板80上形成有透明電極81的電極基板與上述圖形形成裝置100的位置對準；如圖11(c)所示，在層疊在玻璃基板80(材料蘇打石灰玻璃，基板厚度0.5mm)上的透明電極81之上，不通過絕緣層而直接配置多個由具有反射功能的導電材料82構(gòu)成的微小的凸或凹(形狀為圓形(直徑3～15μm，高度(或深度)0.2～1μm)，多角形，棒狀及帶狀)，并形成使其相互電連接的半透過反射型用的電極。所述轉(zhuǎn)印模型110具備所需的微小的凹形形狀(形狀為圓形(直徑3～15μm，高度(或深度)0.2～1μm)，多角形，棒狀及帶狀)，且其表面通過硅處理具有剝離功能；在該轉(zhuǎn)印模型的凹部填充的導電材料82(材料銀，銀粉直徑1～10μm、優(yōu)選3～5μm，銀粒子直徑1～20nm、優(yōu)選3～10nm，粘接劑熱硬化性樹脂，溶劑甲苯、十二烷等非極性溶劑，粘度1～10000mPa·s、優(yōu)選5～100mPa·s，表面張力50dyn/cm、優(yōu)選25dyn/cm，硬化溫度150～250℃、優(yōu)選180～220℃，電阻率1～50μΩ·cm(膜厚0.01～10μm)、優(yōu)選5～30μΩ·cm)。如圖11(d)中所示，在此像素電極或?qū)щ姴牧仙闲纬扇∠蚩刂颇?8(材料聚酰亞胺樹脂，涂敷法旋涂，膜厚100～300nm、優(yōu)選150nm)，由此制作出一個電極基板；再如圖11(e)所示，在另一玻璃基板90(材料蘇打石灰玻璃，基板厚度0.5mm)上形成遮光層91(材料鉻及氧化鉻，膜厚100～300nm、優(yōu)選200nm，或母材丙烯類樹脂，分散材黑顏料，涂敷法旋涂，膜厚1000～3000nm、優(yōu)選1500nm)、著色層92(母材丙烯類樹脂，分散材顏料，涂敷法旋涂，膜厚1000～3000nm、優(yōu)選1500nm)、保護層93(材料丙烯類樹脂，涂敷法旋涂，膜厚1000～3000nm、優(yōu)選2000nm)、透明電極94(材料ITO(銦錫氧化物)，膜厚100～300nm、優(yōu)選150nm)，以及取向控制膜95(材料聚酰亞胺類樹脂，涂敷法旋涂，膜厚100～300nm、優(yōu)選200nm)，由此制作出另一個電極基板；隔著隔片材料2(材料聚合物空心顆粒、石英空心顆粒，粒徑5μm，分散法水分散)組合兩個基板，使取向控制膜83、95彼此對置，用密封材料(未圖示，材料環(huán)氧樹脂，分散材料隔片粒子)粘接兩個電極基板80、90的四周，并在兩個電極基板80、90的間隙內(nèi)填充液晶1，由此形成半透過反射型液晶顯示元件。還有，雖然沒有圖示出，但可以在半透過反射型液晶元件的兩個玻璃基板表面粘貼所需的相位差板和偏振板、連接承載液晶驅(qū)動用IC的TCP及驅(qū)動用外部電路等，形成半透過反射型液晶顯示元件，將此半透過反射型液晶顯示元件和由光源(冷陰極管，LED)、光導(材料丙烯)、棱鏡片、擴散片等構(gòu)成的背光源組裝到由框架、殼等構(gòu)成的筐體內(nèi)，由此制作出半透過反射型液晶顯示器件。
此外，在本實施例中，雖然在由導電材料構(gòu)成的反射電極的形成上使用平板狀的轉(zhuǎn)印模型，但本發(fā)明并沒有限定于此，使用輥軸狀的轉(zhuǎn)印模型也能夠取得相同的效果。
按照本實施例，除了能夠起到與實施例4相同的效果之外，由于在實施三維形狀加工的平板狀的轉(zhuǎn)印模型上預先形成由導電材料構(gòu)成的反射電極，所以不僅能夠只通過在作為透明電極的導電層上轉(zhuǎn)印上述導電材料的工序來形成半透過反射型電極，而且能夠不浪費地使用作為反射電極的導電材料。
(實施例7)圖12示出了本發(fā)明的內(nèi)置有透射/反射兼用的電極的便攜式設備使用的半透過反射型液晶顯示器件的另一個最佳制造方法。
在此，以無源型半透過反射型液晶顯示器件為例進行說明，但即使是有源型半透過反射型液晶顯示器件，透射/反射兼用電極的制作工序也基本相同。
如圖12(a)中所示，本發(fā)明的制造方法使用具有圖形形成裝置120和填充在形成于該圖形形成裝置120的片狀轉(zhuǎn)印模型上的凹部中的導電材料82的圖形形成裝置，如圖12(b)中所示，進行在玻璃基板80上將形成透明電極81的電極基板和圖形形成裝置120的位置對準；所述圖形形成裝置120具備所希望的微小的凹形形狀(形狀圓形(直徑3～15μm，高度(或深度)0.2～1μm)，多角形，棒狀及帶狀)，所述導電材料82的材料為銀，其銀粉直徑1～10μm、優(yōu)選3～5μm，銀粒子直徑1～20nm、優(yōu)選3～10nm，粘接劑熱硬化性樹脂，溶劑甲苯、十二烷等非極性溶劑，粘度1～10000mPa·s、優(yōu)選5～100mPa·s，表面張力50dyn/cm、優(yōu)選25dyn/cm，硬化溫度150～250℃、優(yōu)選180～220℃，電阻率1～50μΩ·cm(膜厚0.01～10μm)、優(yōu)選5～30μΩ·cm。如圖12(c)中所示，在層疊于玻璃基板80(材料蘇打石灰玻璃，基板厚度0.5mm)上的透明電極81之上，不通過絕緣層，直接配置多個由具有反射功能的導電材料82構(gòu)成的微小的凸或凹(形狀圓形(直徑3～15μm，高度(或深度)0.2～1μm)，多角形，棒狀及帶狀)，形成使其相互電連接的半透過反射型用的電極；如圖12(d)所示，在此透明電極或?qū)щ姴牧仙希纬扇∠蚩刂颇?3(材料聚酰亞胺樹脂，涂敷法旋涂，膜厚100～300nm、優(yōu)選150nm)，由此制作出一個電極基板；如圖12(e)中所示，在另一玻璃基板90(材料蘇打石灰玻璃，板厚0.5mm)上，形成遮光層91(材料鉻及氧化鉻，膜厚100～300nm、優(yōu)選200nm，或母材丙烯類樹脂，分散材黑顏料，涂敷法旋涂，膜厚1000～3000nm、優(yōu)選1500nm)、著色層92(母材丙烯類樹脂，分散材顏料，涂敷法旋涂，膜厚1000～3000nm、優(yōu)選1500nm)、保護層93(材料丙烯類樹脂，涂敷法旋涂，膜厚1000～3000nm、優(yōu)選2000nm)、透明電極94(材料ITO(銦錫氧化物)，膜厚100～300nm、優(yōu)選150nm)，以及取向控制膜95(材料聚酰亞胺類樹脂，涂敷法旋涂，膜厚100～300nm、優(yōu)選200nm)，由此制作出另一個電極基板；隔著隔片材料2(材料聚合物空心顆粒、石英空心顆粒，粒徑5μm，分散法水分散)組合兩個基板，使雙方的取向控制膜83、95彼此對置，用密封材料(未圖示，材料環(huán)氧樹脂，分散材料隔片粒子)粘接兩個電極基板80、90的四周，并在兩個電極基板80、90的間隙內(nèi)填充液晶1，由此形成半透過反射型液晶顯示元件；并且，雖然沒有圖示出，但可以在半透過反射型液晶元件的兩個玻璃基板表面粘貼所希望的相位差板和偏振板、連接承載液晶驅(qū)動用IC的TCP及驅(qū)動用外部電路等，形成半透過反射型液晶顯示元件，將此半透過反射型液晶顯示元件和由光源(冷陰極管，LED)、光導(材料丙烯)、棱鏡片、擴散片等構(gòu)成的背光源組裝到由框架、外殼等構(gòu)成的筐體內(nèi)，由此制作出半透過反射型液晶顯示器件。
此外，在本實施例中，雖然使用具備所希望的三維形狀的單片狀的高分子薄膜來形成由導電材料構(gòu)成的反射電極，但并不限定于此，使用具備卷繞成的輥軸狀三維形狀的長帶的高分子薄膜，也能夠取得相同的效果。
按照本實施例，除了能夠起到與實施例4相同的效果之外，由于使用適用于擴散反射電極的配備具有三維形狀的導電材料的高分子薄膜，僅在透明電極上進行轉(zhuǎn)印來形成擴散反射電極，所以能夠高精度地將能夠獲得更優(yōu)良的擴散反射特性的形狀再現(xiàn)在導電材料上。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種具備更優(yōu)良的透過、反射特性的半透過反射板的液晶顯示器件及其制造方法，具有實用性。
權利要求
1.一種半透過反射型液晶顯示器件，用于進行透過型顯示和反射型顯示，包括設置在基板上、由多個柵極布線和與由該柵極布線正交配置的多個源極布線包圍的多個像素；在該像素內(nèi)配置的上述柵極布線和上述源極布線的交叉點附近設置的開關元件；以及與該開關元件連接的像素電極，其特征在于，上述像素電極由透明導電層和與該透明導電層電連接的具有光反射功能的導電材料構(gòu)成。
2.根據(jù)權利要求1的半透過反射型液晶顯示器件，其特征在于，上述導電材料直接配置在上述透明導電層上。
3.根據(jù)權利要求1或2的半透過反射型液晶顯示器件，其特征在于，配置上述導電材料的區(qū)域為反射顯示區(qū)域，其它區(qū)域為透射顯示區(qū)域。
4.根據(jù)權利要求2的半透過反射型液晶顯示器件，其特征在于，上述導電材料被構(gòu)成為多個凸狀或凹狀。
5.根據(jù)權利要求4的半透過反射型液晶顯示器件，其特征在于，上述凸狀或凹狀為具有連續(xù)變化的傾斜面的結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權利要求4的半透過反射型液晶顯示器件，其特征在于，上述凸狀或凹狀為大致圓形、多角形、棒狀或帶狀。
7.根據(jù)權利要求6的半透過反射型液晶顯示器件，其特征在于，上述圓形、多角形、棒狀或帶狀的圖形為在高分子嵌段共聚物等中出現(xiàn)的相互分離的圖形。
8.根據(jù)權利要求2的半透過反射型液晶顯示器件，其特征在于，上述導電材料是以具有納米級直徑的微細的銀或金等的粒子為主體的導電材料。
9.一種半透過反射型液晶顯示器件，用于在一個像素內(nèi)進行透過型顯示和反射型顯示，其特征在于，在像素內(nèi)配置的像素電極由透明導電層和與該透明導電層電連接的、具有光反射功能的導電材料構(gòu)成。
10.根據(jù)權利要求9的半透過反射型液晶顯示器件，其特征在于，上述導電材料直接配置在上述透明導電層上。
11.根據(jù)權利要求9或10的半透過反射型液晶顯示器件，其特征在于，上述半透過反射型液晶顯示器件為由至少一方為透明的一對基板夾持液晶層的結(jié)構(gòu)，上述透明導電層構(gòu)成為平板狀，在配置該導電層的基板和另一個基板上配置與上述像素電極相對應的公用電極。
12.根據(jù)權利要求10的半透過反射型液晶顯示器件，其特征在于，上述導電材料被構(gòu)成為多個凸狀或凹狀。
13.根據(jù)權利要求12的半透過反射型液晶顯示器件，其特征在于，上述凸狀或凹狀是具有連續(xù)變化的傾斜面的結(jié)構(gòu)。
14.根據(jù)權利要求10的半透過反射型液晶顯示器件，其特征在于，上述導電材料是以具有納米級直徑的微細的銀或金等的粒子為主體的導電材料。
15.一種半透過反射型液晶顯示器件，用于在一個像素內(nèi)進行透過型顯示和反射型顯示，其特征在于，在像素內(nèi)配置的像素電極是通過在平板狀的透明導電層上設置具有光反射功能的導電材料而構(gòu)成的。
16.根據(jù)權利要求15的半透過反射型液晶顯示器件，其特征在于，在上述透明導電層上直接配置上述導電材料。
17.根據(jù)權利要求16的半透過反射型液晶顯示器件，其特征在于，上述半透過反射型液晶顯示器件為由至少一方是透明的一對基板夾持液晶層的結(jié)構(gòu)，在配置該導電層的基板和另一個基板上配置與上述像素電極相對應的公用電極。
18.根據(jù)權利要求16的半透過反射型液晶顯示器件，其特征在于，上述導電材料被構(gòu)成為多個凸狀或凹狀。
19.根據(jù)權利要求18的半透過反射型液晶顯示器件，其特征在于，上述凸狀或凹狀是具有連續(xù)變化的傾斜面的結(jié)構(gòu)。
20.根據(jù)權利要求16的半透過反射型液晶顯示器件，其特征在于，上述導電材料是以具有納米級直徑的微細的銀或金等的粒子為主體的導電材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不論是在屋內(nèi)還是屋外的照明環(huán)境下都能進行明亮且對比度高的圖像顯示的半透過反射型液晶顯示器件。本發(fā)明的液晶顯示器件是進行透過型顯示和反射型顯示的液晶顯示器件，其基板10上設置有多個柵極布線11；由該柵極布線和與直行配置的多個源極布線15包圍的多個像素；在配置在該像素內(nèi)的柵極布線和源極布線的交叉點附近設置的開關元件19；以及與該開關元件連接的像素電極16，其中，像素電極由透明的導電層和與該透明的導電層電連接的具有光反射功能的導電材料17構(gòu)成。
文檔編號G02F1/1368GK1633619SQ0282924
公開日2005年6月29日 申請日期2002年9月20日 優(yōu)先權日2002年9月20日
發(fā)明者舟幡一行, 阿部誠, 伊東理, 小村真一 申請人:株式會社日立顯示器