專利名稱：包括具有凹凸圖形的反射膜的lcd器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器器件，本發(fā)明更特別地涉及一種具有反射膜的反射式LCD器件或者透反射式(transflective)LCD器件，該反射膜使從LCD器件的外部入射的光反射到觀察者。
背景技術(shù)：
LCD器件包括LCD板，該LCD板用作用于逐像素控制光的傳輸，從而在其上顯示圖像的光開關(guān)。LCD板包括液晶(LC)層、LC層插在其間的一對(duì)襯底以及一對(duì)分別設(shè)置在相應(yīng)一個(gè)襯底的附近的偏振膜。LC層控制光的偏振，而偏振膜根據(jù)光的偏振方向控制所通過(guò)的光的傳輸。
通常將LCD器件劃分為3種透射式、反射式以及透反射式。透射式LCD器件采用設(shè)置在用于顯示圖像的LCD板的背面的光源。反射式LCD器件包括反射膜，它設(shè)置在LC層的背面、用于反射從LC層的正面入射的光，以使該光再通過(guò)LC層，從而顯示圖像。透反射式LCD器件分別在每個(gè)像素陣列上包括透射部分，其功能與透射LCD器件的功能相同；以及反射部分，其功能與反射式LCD器件的功能相同。
與透射式LCD器件相比，反射式LCD器件和透反射式LCD器件的優(yōu)點(diǎn)是功耗低，因此，它們通常用于諸如蜂窩電話和個(gè)人數(shù)字助理的便攜式終端。為了方便，下面使用的術(shù)語(yǔ)“反射式LCD器件”通常包括透反射式LCD器件，除非另有說(shuō)明。
作為反射式LCD器件的基本結(jié)構(gòu)，當(dāng)前的反射式LCD器件包括扭曲向列(TN)LC層；開關(guān)元件陣列，用于逐像素驅(qū)動(dòng)LC層；以及反射膜，設(shè)置在LCD板的外部或者內(nèi)部。通常，利用有源陣列驅(qū)動(dòng)方法驅(qū)動(dòng)反射式LCD器件，其中薄膜晶體管(TFT)或者金屬絕緣體金屬(MIM)二極管用作用于實(shí)現(xiàn)更高分辨率和更高圖像質(zhì)量的開關(guān)元件。底部電極，即，與每個(gè)像素內(nèi)的開關(guān)元件相連的像素電極通常用作反射膜的一部分。
專利公開JP-B-2825713描述了一種其反射膜用作像素電極的反射式LCD器件。該反射膜的表面具有凹凸圖形，該凹凸圖形對(duì)應(yīng)于每個(gè)像素，而且包括多個(gè)點(diǎn)或者凸形部分，周期性地設(shè)置該多個(gè)點(diǎn)或者凸形部分，而且它們從凹形部分凸出。該公開描述了每個(gè)點(diǎn)分別使從各個(gè)方向入射的光反射到朝向與LCD板垂直的方向，從而提高亮度，并因此提高LCD板的圖像質(zhì)量。
利用如下所述的處理過(guò)程制造反射膜。在下層膜上形成光敏有機(jī)膜，通過(guò)掩模圖形使該光敏有機(jī)膜曝光，然后，利用光刻法和蝕刻步驟蝕刻該光敏有機(jī)膜，從而實(shí)現(xiàn)圖形化。獲得的光敏有機(jī)膜具有離散的點(diǎn)，即，互相分離的點(diǎn)。在該離散點(diǎn)和下層膜上形成層間介質(zhì)和反射膜，因此，反射膜的表面在對(duì)應(yīng)于各點(diǎn)的位置具有平滑、凸形部分。
已知因?yàn)榉瓷淠さ囊?guī)則圖形使如上所述的反射膜反射的光呈現(xiàn)彩虹色(rainbow color)，這樣導(dǎo)致光發(fā)生干涉。彩虹色產(chǎn)生的問(wèn)題是，降低LCD器件的圖像質(zhì)量。
專利公開JP-B-3012596說(shuō)明了一種用于解決LCD器件的彩虹色反射光問(wèn)題的解決方案，其中在每個(gè)像素上隨機(jī)布置反射膜表面上的各點(diǎn)，從而抑制光的干涉。在該公開中，為了減少用于形成掩模圖形的工作量，對(duì)于所有像素，點(diǎn)的圖形相同。
盡管利用專利公開JP-B-3012596描述的結(jié)構(gòu)抑制了彩虹色的問(wèn)題，但是從當(dāng)前LCD器件要求的圖像質(zhì)量的觀點(diǎn)出發(fā)，該解決方案還不夠好。為了進(jìn)一步抑制上述問(wèn)題，可以考慮在正面襯底與偏振膜之間采用球珠粘合劑層，該球珠粘合劑層是這樣的，即，大量球珠分散在其折射率與球珠的折射率不同的粘合劑中。然而，球珠粘合劑層反射的光成為光噪聲，因此因?yàn)樘岣唢@示黑色圖像的亮度，降低了LCD器件的對(duì)比度。
專利公開JP-B-3066192建議，通過(guò)形成用于抑制彩虹色的不同高度的點(diǎn)，抑制反射光中的彩虹色。然而，對(duì)于抑制彩虹色，特別是，在其每個(gè)像素上的反射膜具有較小面積的透反射式LCD器件上，這種配置也不夠好，因?yàn)檩^小面積增大了點(diǎn)的密度(periodicity)，因此增強(qiáng)了這種彩虹色。
可以考慮通過(guò)隨機(jī)化包括多個(gè)像素區(qū)的區(qū)域上的各點(diǎn)的位置，抑制這種彩虹色。然而，在這樣大的區(qū)域上隨機(jī)化各點(diǎn)的位置通常需要做大量工作，因此，不切實(shí)際。此外，在現(xiàn)有技術(shù)中還不知道，各點(diǎn)的隨機(jī)化程度與抑制這種彩虹色的實(shí)際實(shí)現(xiàn)程度之間的關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于傳統(tǒng)技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種可以抑制該反射式LCD器件的反射膜上的凸形表面和凹形表面產(chǎn)生的彩虹色的反射式LCD器件。
本發(fā)明提供了一種液晶顯示器(LCD)器件，包括液晶(LC)層；以及反射膜，用于反射透過(guò)該LC層的光，以使該入射光再通過(guò)該LC層，該反射膜上具有凸形圖形和凹形圖形，該凸形圖形和凹形圖形包括多個(gè)具有公共圖形而且周期性地排列的圖形組，該圖形組分別包括多個(gè)(N)圖案單元，每個(gè)圖案單元分別具有在等于或者小于0.4的最大位移量范圍內(nèi)，從包括多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圖案單元的標(biāo)準(zhǔn)圖形內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)圖案單元的相應(yīng)頂點(diǎn)隨機(jī)位移的頂點(diǎn)，其中
每個(gè)圖案單元的各頂點(diǎn)的隨機(jī)位移允許利用下面的公式確定各亮點(diǎn)的離散角αα＝(λA/Ls×N)·(180/π)以呈現(xiàn)0.01度或者更小，因?yàn)榉瓷淠し瓷涞娜肷涔獾难苌?，產(chǎn)生亮點(diǎn)，λA是入射光的平均波長(zhǎng)，Ls是標(biāo)準(zhǔn)圖形的間距。
本發(fā)明還提供了一種用于設(shè)計(jì)液晶顯示器(LCD)器件的方法，該LCD器件包括液晶(LC)層；以及反射膜，用于反射透過(guò)該LC層的光，以使該入射光再通過(guò)該LC層，該反射膜上具有凸形圖形和凹形圖形，凸形圖形和凹形圖形包括多個(gè)具有公共圖形而且周期性地排列的圖形組，所述圖形組分別包括多個(gè)(N)圖案單元，該方法包括在等于或者小于0.4的最大位移量范圍內(nèi)，使包括多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圖案單元的標(biāo)準(zhǔn)圖形內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)圖案單元的各頂點(diǎn)隨機(jī)位移，以便該圖案單元的各頂點(diǎn)的隨機(jī)位移允許利用下面的公式確定各亮點(diǎn)的離散角αα＝(λA/Ls×N)·(180/π)以呈現(xiàn)0.01度，因?yàn)榉瓷淠し瓷涞娜肷涔獾难苌?，產(chǎn)生亮點(diǎn)，λA是入射光的平均波長(zhǎng)，Ls是標(biāo)準(zhǔn)圖形的間距。
根據(jù)本發(fā)明的LCD器件和利用本發(fā)明的方法制造的LCD器件，因?yàn)樵摿咙c(diǎn)具有0.01度或者更小的離散角，所以可以抑制反射光的色散，從而抑制反射光的彩虹色。
根據(jù)下面參考附圖所做的說(shuō)明，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)更加顯而易見。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的LCD器件的剖視圖。
圖2是圖1所示反射膜上的圖形的平面俯視原理圖。
圖3是用于設(shè)計(jì)圖2所示反射膜的圖形的處理過(guò)程的流程圖。
圖4是在反射膜上形成的被用作標(biāo)準(zhǔn)圖形的同等圖形采樣的平面俯視圖。
圖5是圖4所示等同圖形反射的反射入射光投影的屏幕的攝影圖像。
圖6是圖4所示反射膜上的圖形的簡(jiǎn)化模型的剖視圖。
圖7A是根據(jù)圖6所示模型上的圖形的間距“L”的衍射圖形，圖7B是根據(jù)圖6所示模型上的有效反射面的寬度“l(fā)”的衍射圖形，圖7C是利用圖7A的衍射圖形與圖7B所示衍射圖形的乘積獲得的衍射圖形。
圖8是綠色激光和紅色激光的衍射圖形的原理圖，它示出根據(jù)圖7C所示衍射圖形的分析結(jié)果。
圖9示出在本實(shí)施例中通過(guò)使頂點(diǎn)從標(biāo)準(zhǔn)圖案單元(figureelement)的頂點(diǎn)位移，隨機(jī)化各圖案單元。
圖10是在該實(shí)施例的LCD器件上的反射面上形成的凹凸圖形采樣的平面俯視圖。
具體實(shí)施例方式
為了更好地理解本發(fā)明，在說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例之前，先說(shuō)明本發(fā)明原理。在采用外部光的反射式LCD器件上，彩虹色的光被看作是反射膜反射的光發(fā)生衍射的結(jié)果，其中凸形部分以短空間周期(shortspatial period)重復(fù)，以形成等同圖形或者類似圖形。為了搞清楚凸形部分的周期性與反射光的彩虹色之間的關(guān)系，本發(fā)明人進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，下面做詳細(xì)說(shuō)明。
利用具有等同圖形的反射膜的模型進(jìn)行第一個(gè)實(shí)驗(yàn)。圖4示出該模型的等同圖形30，它包括其間無(wú)間隙排列的圖案單元31的陣列，而且該圖案單元31的陣列分別具有用于配置三角形周邊的凸形部分32和用于配置該三角形的內(nèi)部的凹形部分38。該三角形的高度對(duì)應(yīng)于等同圖形的間距(L)，它是20微米。
為了觀察等同圖形反射紅色激光，使波長(zhǎng)為670.5nm的紅色激光以垂直于圖形表面的方向入射到等同圖形30上。圖5是反射光投影到以傾斜方向設(shè)置在等同圖形30的對(duì)面的屏幕上的圖形。顯然，反射光的圖形包括中心明亮部分和多個(gè)從該中心明亮部分伸出互相離開60度角的徑向明亮部分，而且這些明亮部分分別包括多個(gè)規(guī)則排列的離散亮點(diǎn)。可以認(rèn)為形成這種圖形的離散亮點(diǎn)支持反射光發(fā)生衍射。
假定發(fā)生衍射的原因是將參考圖6詳細(xì)說(shuō)明的事實(shí)。圖6是為了示出具有圖4所示等同圖形的反射膜的簡(jiǎn)化模型，沿圖4所示線VI-VI取的剖視圖。在圖6所示的簡(jiǎn)化模型上，圖4所示的凸形部分32具有寬度為“l(fā)”而且以θ度夾角傾斜離開反射膜的平面39的有效反射面33。以間距“L”排列該有效反射面33。假定該屏幕上的反射光的圖形是根據(jù)有效反射面33的間距“L”獲得的衍射圖形與根據(jù)該有效反射面33的寬度“l(fā)”獲得的衍射圖形的乘積。
在圖4所示的模型上，下面將反射光Lr與入射光Li的夾角φB稱為“反射角”，根據(jù)每?jī)蓚€(gè)相鄰反射膜33之間的激光路徑長(zhǎng)度之間的差值是入射光Li的波長(zhǎng)λ的整數(shù)倍的條件，求得根據(jù)有效反射面33的間距L在衍射圖形實(shí)現(xiàn)亮點(diǎn)的夾角φB。利用下面的公式(1)表示這樣求得的反射角φBφB＝2θ+arcsin(mλ/L)≈2θ+mλ/L (1)其中m是整數(shù)。
圖7A示出根據(jù)公式(1)的反射光的衍射圖形。
另一方面，在圖4所示的模型上，根據(jù)有效反射面33的兩個(gè)邊之間的激光路徑長(zhǎng)度之間的差值是入射光Li的一半波長(zhǎng)λ的奇數(shù)倍的條件，求得根據(jù)有效反射面33的寬度“l(fā)”在衍射圖形實(shí)現(xiàn)暗點(diǎn)的反射角φD。
利用下面的公式(2)表示這樣求得的反射角φDφD＝2θ+arcsin(nλ/L)≈2θ+nλ/L(2)其中n是整數(shù)。
圖7B示出對(duì)應(yīng)于公式(2)的衍射圖形，而圖7C示出圖7A所示衍射圖形與圖7B所示衍射圖形之間的乘積。圖7C上的虛線表示根據(jù)有效反射面33的寬度“l(fā)”發(fā)生的圖7B所示的衍射圖形。
在此利用圖5解釋產(chǎn)生反射角的原因。應(yīng)該注意，沿60度方向互相離開延伸的徑向明亮部分的分布反映了圖4所示等同圖形30上的各等邊三角形圖案單元31的周期排列。根據(jù)這種情況，注意到，中心明亮部分相當(dāng)于2θ反射角，而且包括徑向明亮部分和分別位于每個(gè)徑向明亮部分上的有關(guān)暗部分的圖形與圖7C所示的衍射圖形的光譜圖基本一致。圖7C所示的光譜圖包括0次衍射光、正和負(fù)一次衍射光、正和負(fù)二次衍射光等。因此，闡明了圖5所示反射光的圖形。
假定波長(zhǎng)為543.5nm的綠色激光與該紅色激光一起入射到反射膜的等同圖形30上。圖8示出位于紅色激光和綠色激光的衍射圖形上的亮點(diǎn)的反射角，通過(guò)分析圖7C所示光譜圖，可以求得該反射角。在此，假定有效反射面33的平均傾角θ是16.2度。
從公式(1)和(2)可以看出，反射角φB和φD取決于激光的波長(zhǎng)λ，而且紅色激光亮點(diǎn)的反射角與綠色激光亮點(diǎn)的反射角稍許不同。由此可以認(rèn)為，如果各種波長(zhǎng)的光入射到反射膜的等同圖形30上，則反射光發(fā)生色散。因此，可以認(rèn)定，從凸形部分和凹形部分反射的光產(chǎn)生的彩虹色原因是，該反射光包括互相分離開離散角度的亮點(diǎn)，而且在紅光、綠光和藍(lán)光之間，該反射角稍許不同，從而產(chǎn)生了色散。
如上所述，反射光的色散產(chǎn)生了兩種不同的亮點(diǎn)，一種是基于間距“L”的亮點(diǎn)，另一種是基于有效反射面33的寬度“l(fā)”的亮點(diǎn)。在它們之間，有效反射面33的間距“L”對(duì)亮點(diǎn)引起的色散的影響更大。
在此，假定α是等同圖形的間距L引起的兩個(gè)相鄰亮點(diǎn)之間的夾角，在此，將它稱為亮點(diǎn)的離散角。利用下面的公式表示等同圖形反射的反射光的亮點(diǎn)的離散角αα＝(λ/L)·(180/π) (3)通過(guò)將m＝1代入公式(1)求得它。如果綠色激光入射到等同圖形上，則通過(guò)將545nm和20微米代入公式(3)中的λ和L，計(jì)算的離散角α為1.6度。
在此，認(rèn)為反射膜具有包括多個(gè)組的圖形，該多個(gè)組具有公共圖形，周期性地排列該多個(gè)組，而且它們分別包括固定數(shù)量(N)的諸如圖4所示31的圖案單元，其中根據(jù)每個(gè)組上的標(biāo)準(zhǔn)圖案單元隨機(jī)化圖案單元的形狀。圖9示出通過(guò)使頂點(diǎn)從包括大量標(biāo)準(zhǔn)圖案單元34的標(biāo)準(zhǔn)圖形中的標(biāo)準(zhǔn)圖案單元34的頂點(diǎn)位移，隨機(jī)化各圖案單元。每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圖案單元34的形狀與圖4所示圖案單元的直角三角形類似。以20微米的標(biāo)準(zhǔn)間距Ls排列標(biāo)準(zhǔn)圖案單元34，而且該標(biāo)準(zhǔn)圖案單元34具有寬度“l(fā)”為3微米的有效反射面33。
利用其坐標(biāo)固定直角三角形的頂點(diǎn)35。通過(guò)隨機(jī)位移每個(gè)圖案單元34的各頂點(diǎn)35，可以隨機(jī)化標(biāo)準(zhǔn)圖案單元34。在此，可以利用下面的公式表示這樣隨機(jī)化的圖案單元的形狀lr Ls rnd P (4)其中“l(fā)”是凸形部分的有效反射面的寬度，r是耦合符號(hào)(couplingsymbol)，Ls是標(biāo)準(zhǔn)圖形的間距(標(biāo)準(zhǔn)間距)，rnd P是其數(shù)字小于P而且用于確定頂點(diǎn)的位移量的隨機(jī)數(shù)。P被稱為頂點(diǎn)的最大位移量，在該最大位移量，直角三角形的頂點(diǎn)從標(biāo)準(zhǔn)圖案單元的頂點(diǎn)隨機(jī)位移?？梢岳秒S機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生該隨機(jī)數(shù)。
在公式(4)中，頂點(diǎn)的最大位移量P是指數(shù)，在該指數(shù)內(nèi)，對(duì)象圖案單元的頂點(diǎn)從標(biāo)準(zhǔn)圖案單元的頂點(diǎn)開始位移。如果假定rnd P的位移量是“0”，則該頂點(diǎn)不位移，而如果假定rnd P的位移量是“1”，則使對(duì)象圖案單元的頂點(diǎn)位移到標(biāo)準(zhǔn)圖案單元的該頂點(diǎn)與每個(gè)相鄰頂點(diǎn)的原始點(diǎn)之間的中心點(diǎn)。圖9中的“X(P＝1)”表示的虛線示出要沿虛線箭頭位移的、位于原始位置(0，0)的對(duì)象頂點(diǎn)35的最大位移量。應(yīng)該注意，隨機(jī)化中較大值的最大位移量P相當(dāng)于變形量較大的圖案單元。
圖案單元上的頂點(diǎn)的隨機(jī)位移保證該間距與標(biāo)準(zhǔn)間距具有不同的值。假定該間距L與標(biāo)準(zhǔn)間距Ls的偏差為ΔL，而且ΔLmax是偏差ΔL的最大值，則ΔLmax/Ls與該頂點(diǎn)的最大位移量P一致。在此，間距L的偏差保證亮點(diǎn)的反射角φB的偏差。如果亮點(diǎn)的反射角φB，以理想隨機(jī)量變化，則該亮點(diǎn)的離散角α被N除，利用下面的公式表示它α＝(λ/(Ls·N))·(180/π) (5)根據(jù)下面的公式計(jì)算可見光波長(zhǎng)的大致變化范圍Δ(λ(紅光)-λ(藍(lán)光)/λ(綠光))。
將670nm、450nm和545nm分別代入公式(5)中的波長(zhǎng)λ(紅光)、λ(藍(lán)光)和λ(綠光)產(chǎn)生值0.4，作為入射光波長(zhǎng)的大致偏差范圍。通過(guò)在將計(jì)算的偏差0.4用作目標(biāo)值時(shí)，設(shè)置頂點(diǎn)的最大位移量P等于或者大于0.4，可以認(rèn)為亮點(diǎn)位置的變化基本相同。在實(shí)際LCD器件上，每個(gè)大小為100×300微米的矩形像素在其上分別包括約60個(gè)圖案單元。根據(jù)計(jì)算的1.6°/60可以明白，對(duì)于各亮點(diǎn)，通過(guò)平均隨機(jī)化圖案單元的形狀提供約0.03度的離散角。
根據(jù)上述分析，制造反射膜，作為比較采樣(comparative sample)，該比較采樣包括多個(gè)周期性排列的而且分別包括60個(gè)隨機(jī)化圖案單元的圖案單元組。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖案單元，對(duì)這些圖案單元的形狀進(jìn)行平均隨機(jī)化。圖10示出這樣制造的比較例的反射膜上的圖形的原理圖。反射膜37具有利用公式(4)表示的圖案單元的形狀，其中“l(fā)”、Ls和P分別是3(微米)、20(微米)和0.4，即，3 r 20 rnd 0.4。
利用太陽(yáng)光輻照?qǐng)D10所示的反射膜37，而且利用肉眼觀察反射光，可以發(fā)現(xiàn)存在彩虹色的反射光。認(rèn)為存在彩虹色的原因是，盡管根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖案單元對(duì)每組內(nèi)的60個(gè)圖案單元進(jìn)行了隨機(jī)化，但是肉眼仍可以觀察到作為離散點(diǎn)的亮點(diǎn)。更具體地說(shuō)，為了抑制反射光的彩虹色，獲得0.03度的離散角還不夠，這樣就需要通過(guò)在每組內(nèi)采用更多(N)的圖案單元使亮點(diǎn)的離散角更小。
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)和附近分析，制造多個(gè)反射膜，作為在每個(gè)圖案單元組中分別具有不同數(shù)量(N)的圖案單元的采樣，N的不同數(shù)量包括50,100,1000和10,000。利用太陽(yáng)光輻照這樣制造的采樣，而且對(duì)于反射光是否存在彩虹色，利用肉眼觀察該反射光。將各采樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和亮點(diǎn)的離散角列在下面的表-1中。
表-1

根據(jù)表1可以進(jìn)一步明白，該實(shí)驗(yàn)確認(rèn)亮點(diǎn)的0.01度或者更小的離散角α將彩虹色抑制到低于某種程度，而且0.001度或者更小的離散角可以有效抑制彩虹色。
除了其中凸形部分配置圖案單元的周邊的上述實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，上述采樣使用的配置還可以應(yīng)用于其中凹形部分配置圖案單元的周邊的另一種結(jié)構(gòu)。這種配置還可以應(yīng)用于其中互相分離布置圖案單元、其中圖案單元具有非三角形的諸如多邊形或者圓形的另一種形狀的另一種結(jié)構(gòu)。在其中圖案單元具有不同形狀的結(jié)構(gòu)中，可以將相鄰標(biāo)準(zhǔn)圖案單元的中心之間的距離作為標(biāo)準(zhǔn)間距Ls，而且該距離可以代入公式(5)中的標(biāo)準(zhǔn)間距Ls。
因此，本發(fā)明在LCD器件上采用了反射膜，它包括位于反射膜的表面上的凸形圖形和凹形圖形。反射膜具有包括多個(gè)組的整體圖形(overall pattern)，該多個(gè)組具有周期性排列的而且分別包括固定數(shù)量(N)的以間距L排列的隨機(jī)化圖案單元的公共圖形。確定隨機(jī)化的間距N和間距L，以使亮點(diǎn)的離散角為0.01度或者更小，而且優(yōu)選為0.001度或者更小。用于計(jì)算亮點(diǎn)的離散角的波長(zhǎng)λ可以是一般入射角的平均波長(zhǎng)或者正常(regular)波長(zhǎng)λA。此外，為了獲得亮點(diǎn)的離散角的適當(dāng)偏差，將該頂點(diǎn)的最大位移量設(shè)置為0.4或者更大。
現(xiàn)在，將參考附圖具體說(shuō)明本發(fā)明。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的反射式LCD器件的像素。有源陣列驅(qū)動(dòng)型的LCD器件10包括位于每個(gè)像素內(nèi)的開關(guān)元件。LCD器件10包括TFT襯底11、反向襯底(counter substrate)12以及插在TFT襯底11和反向襯底12之間的TN方式LC層13。LCD器件10還包括一對(duì)插在襯底11和12與LC層13之間的偏振膜(未示出)。
TFT襯底11包括玻璃襯底主體14以及多個(gè)形成在其上而且分別包括TFT 16的像素。TFT 16包括門電極16a，形成在玻璃襯底主體14上；門絕緣膜15，形成在門電極16a上；半導(dǎo)體激活層16c，由非晶硅構(gòu)成；一對(duì)歐姆接觸層(ohimic contact layer)16e，形成在半導(dǎo)體激活層16c的兩個(gè)端部；源極/漏極16b和16e，與各電阻接觸層16e接觸布置。
第一介質(zhì)層17覆蓋TFT 16，該TFT 16包括源極/漏極16b和16d、半導(dǎo)體激活層16c和歐姆接觸層16c。對(duì)多個(gè)島形凸起18配置的有機(jī)絕緣體層設(shè)置在第一介質(zhì)膜17上。島形凸起18的高度約為2至4微米。第二介質(zhì)膜19形成在包括島形凸起18、第一介質(zhì)膜17和源極/漏極16d的表面的整個(gè)表面上。第二介質(zhì)膜19上具有通孔21，通過(guò)該通孔21，形成在第二介質(zhì)膜19上的鋁(Al)反射膜20接觸源極16d。反射膜20具有與下面的島形凸起18和第二介質(zhì)膜17的輪廓相符的凸形表面和凹形表面。反射膜20用作像素電極。
圖2是反射膜20的平面俯視原理圖。反射膜20具有多個(gè)圖案組36，每個(gè)組分別包括多個(gè)(10×20＝200)分段27。反射膜20的每個(gè)分段27配置像素電極，而且其上包括50個(gè)圖案單元31。因此，每組分別包括10,000個(gè)圖案單元31。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖案單元30隨機(jī)化該圖案單元31。所有圖案組均具有同樣的隨機(jī)化圖形。換句話說(shuō)，LCD器件上的反射膜具有所有圖案組的固定圖形。
每個(gè)圖案單元31分別是三角形的，利用包圍內(nèi)部凹形部分的凸形部分形成其3個(gè)邊。通過(guò)隨機(jī)化標(biāo)準(zhǔn)圖形，分別形成每個(gè)圖案單元31，如圖4所示，該標(biāo)準(zhǔn)圖形包括多個(gè)等邊三角形31。標(biāo)準(zhǔn)圖案單元包括外圍凸形部分，配置寬度“l(fā)”為3微米的有效反射面；以及凸形部分，被凸形部分32包圍。標(biāo)準(zhǔn)圖形的間距Ls是26微米。在該例子中，隨機(jī)化等邊三角形時(shí)頂點(diǎn)的最大位移量P被設(shè)置為0.5。
利用下面的公式表示圖案單元31的配置3 r 26 rnd 0.5通過(guò)利用Ls＝26，N＝10,000和λ(綠)＝545nm代替公式(5)中的Ls、N和λ，計(jì)算亮點(diǎn)的離散角α，以獲得值α＝0.00012度。
參考圖1，反向襯底12包括玻璃襯底主體26；濾色器25，形成在玻璃襯底主體26上；以及透明反向電極24。入射到反向襯底12上的入射光Li通過(guò)反向襯底12和LC層13，到達(dá)反射膜20的表面。反射膜20的表面反射的反射光Lr通過(guò)LC層13和反向襯底12，以向LCD器件10的外部發(fā)射。
根據(jù)本發(fā)明的LCD器件，通過(guò)將頂點(diǎn)的最大位移量P設(shè)置為0.4或者更大，而將亮點(diǎn)的離散角α設(shè)置為0.001度或者更低，在反射光中觀察不到彩虹色，從而實(shí)現(xiàn)了超級(jí)圖像質(zhì)量。本實(shí)施例的LCD器件抑制對(duì)比度的降低，因?yàn)槭褂玫钠胀ㄕ澈蟿?，而未使用球珠粘合劑層。此外，還抑制了彩虹色，而與每個(gè)像素的反射膜的大小無(wú)關(guān)。
下面將參考圖1說(shuō)明本實(shí)施例的LCD器件的制造方法。利用公知技術(shù)，在玻璃襯底主體14上形成保護(hù)絕緣體層15、TFT 16和第一介質(zhì)膜17。然后，利用有機(jī)絕緣體膜，在其上形成厚度為2至4微米的光致抗蝕劑膜，然后，利用光掩模執(zhí)行光刻步驟，以使該有機(jī)絕緣體膜18選擇性地曝光，從而實(shí)現(xiàn)圖形化。
光掩模的圖形是圖2所示的凸形圖形和凹形圖形，而且具有對(duì)應(yīng)于三角形圖形31的凸形部分32的光透射區(qū)和對(duì)應(yīng)于凹形部分38的光屏蔽區(qū)。與有效反射面對(duì)應(yīng)，光透射區(qū)的寬度為3微米。使有機(jī)絕緣體膜曝光可以使光掩模的圖形轉(zhuǎn)印到有機(jī)絕緣體膜上。在進(jìn)行了光刻步驟之后，進(jìn)行熱處理，以選擇性地蝕刻有機(jī)絕緣體膜的固化部分，從而獲得多個(gè)由有機(jī)絕緣體構(gòu)成的島形凸起18。
接著，在整個(gè)表面上形成介質(zhì)膜，利用抗蝕劑圖形，利用光刻法圖形化該介質(zhì)膜，以獲得其上具有通孔21的第二介質(zhì)膜19。然后，通過(guò)在第二介質(zhì)膜19上濺射鋁Al來(lái)淀積鋁(Al)膜，然后，圖形化該鋁膜，以形成多個(gè)在像素內(nèi)分別用作像素電極的反射膜20部分。反射膜20具有與下面的島形凸起18的輪廓相符的凸形表面和凹形表面。
下面將參考圖3說(shuō)明反射膜圖形的設(shè)計(jì)過(guò)程。該設(shè)計(jì)過(guò)程包括確定標(biāo)準(zhǔn)圖案圖形，然后，確定標(biāo)準(zhǔn)圖案單元的頂點(diǎn)的最大位移量P為0.4或者更大的步驟(步驟S1)。接著，假定標(biāo)準(zhǔn)間距Ls和單元數(shù)“N”確定每個(gè)圖案單元組內(nèi)的圖案單元的數(shù)量(步驟S2)。此后，根據(jù)公式(5)，利用假定值，計(jì)算亮點(diǎn)的離散角α(步驟S3)。判定離散角α的計(jì)算值是否等于或者小于0.01度(步驟S4)。如果在步驟S4判定，離散角α的計(jì)算值等于或者小于0.01，則該處理過(guò)程進(jìn)入步驟S5，在步驟S5，假定標(biāo)準(zhǔn)間距Ls和單元數(shù)N是固定的。因此，獲得了包括標(biāo)準(zhǔn)圖案單元的標(biāo)準(zhǔn)圖形。此后，利用隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，以便隨機(jī)位于標(biāo)準(zhǔn)圖案單元的頂點(diǎn)，從而獲得該組的圖案圖形(步驟S6)，結(jié)束設(shè)計(jì)該圖形的處理過(guò)程。周期性地排列所獲得的該組圖形，以形成反射膜的凹形圖形和凸形圖形。
在步驟S4，判定離散角α大于0.01度，該處理過(guò)程進(jìn)入步驟S6，以增大假定的標(biāo)準(zhǔn)間距Ls和/或者單元數(shù)N，然后，返回步驟S3和S4，在步驟S3和S4，計(jì)算并檢驗(yàn)亮點(diǎn)的離散角。
請(qǐng)注意，在隨機(jī)化圖形的過(guò)程中，使標(biāo)準(zhǔn)圖案單元的頂點(diǎn)位移，但是對(duì)于隨機(jī)化的每行或者每列圖案單元，可以改變反射膜的寬度。
由于僅利用例子對(duì)上面的實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明并不局限于上面的實(shí)施例，而且在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以輕而易舉地對(duì)其進(jìn)行各種修改和替換。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器(LCD)器件，包括液晶(LC)層；以及反射膜，用于反射透過(guò)所述LC層的光，以使所述入射光再通過(guò)所述LC層，所述反射膜上具有凸形圖形和凹形圖形，所述凸形圖形和凹形圖形包括多個(gè)具有公共圖形而且周期性地排列的圖形組，所述圖形組分別包括多個(gè)(N)圖案單元，每個(gè)所述圖案單元分別具有在等于或者小于0.4的最大位移量范圍內(nèi)從包括多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圖案單元的標(biāo)準(zhǔn)圖形內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)圖案單元的相應(yīng)頂點(diǎn)隨機(jī)位移的頂點(diǎn)，其中每個(gè)圖案單元的各頂點(diǎn)的所述隨機(jī)位移允許利用下面的公式確定各亮點(diǎn)的離散角αα＝(λA/Ls×N)·(180/π)以呈現(xiàn)0.01度或者更小，因?yàn)樗龇瓷淠し瓷涞乃鋈肷涔獾难苌?，產(chǎn)生所述亮點(diǎn)，所述λA是所述入射光的平均波長(zhǎng)，所述Ls是所述標(biāo)準(zhǔn)圖形的間距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LCD器件，其中所述亮點(diǎn)的離散角等于或者小于0.001度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LCD器件，其中利用用于控制與反向電極相連的所述LC層的偏振的多個(gè)像素電極，配置對(duì)應(yīng)于所述圖形組的部分所述反射膜。
4.一種用于設(shè)計(jì)液晶顯示器(LCD)器件的方法，該LCD器件包括液晶(LC)層；以及反射膜，用于反射透過(guò)所述LC層的光，以使所述入射光再通過(guò)所述LC層，所述反射膜上具有凸形圖形和凹形圖形，所述凸形圖形和凹形圖形包括多個(gè)具有公共圖形而且周期性地排列的圖形組，所述圖形組分別包括多個(gè)(N)圖案單元，所述方法包括在等于或者小于0.4的最大位移量范圍內(nèi)，使包括多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圖案單元的標(biāo)準(zhǔn)圖形內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)圖案單元的各頂點(diǎn)隨機(jī)位移，以便所述圖案單元的所述頂點(diǎn)的所述隨機(jī)位移允許利用下面的公式確定各亮點(diǎn)的離散角αα＝(λA/Ls×N)·(180/π)以呈現(xiàn)0.01度，因?yàn)樗龇瓷淠し瓷涞乃鋈肷涔獾难苌?，產(chǎn)生所述亮點(diǎn)，所述λA是所述入射光的平均波長(zhǎng)，所述Ls是所述標(biāo)準(zhǔn)圖形的間距。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中確定所述N和所述Ls，以使所述亮點(diǎn)的所述離散角呈現(xiàn)0.001度或者更小。
全文摘要
反射式LCD器件包括具有凸形圖形和凹形圖形的反射膜，其中凸形圖形和凹形圖形包括多個(gè)具有公共圖形而且分別包括多個(gè)(N)個(gè)圖案單元的圖案組。通過(guò)隨機(jī)化包括多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圖案單元的標(biāo)準(zhǔn)圖形上的相應(yīng)圖案單元，獲得每個(gè)圖案單元。在隨機(jī)化過(guò)程中，反射入射光的衍射產(chǎn)生的亮點(diǎn)的離散角呈現(xiàn)0.01度或者更小。利用下面的公式確定各亮點(diǎn)的離散角αα＝(λ
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1727950SQ200510088188
公開日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2005年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月29日
發(fā)明者坂本道昭 申請(qǐng)人:Nec液晶技術(shù)株式會(huì)社