專利名稱：液晶顯示設(shè)備及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示設(shè)備及其制造方法，尤其涉及一種半透射反射型液晶顯示設(shè)備(之后稱作半透射反射型LCD設(shè)備)及其制造方法。
背景技術(shù)：
半透射反射型LCD設(shè)備越來越多地用于裝配在諸如新近的便攜式電話、數(shù)碼攝像機(jī)和數(shù)碼照相機(jī)等移動(dòng)設(shè)備上的顯示器或顯示單元。這是因?yàn)橛糜谙ド闲陀?jì)算機(jī)的顯示器和桌上型計(jì)算機(jī)的監(jiān)視器的常用透射型液晶顯示設(shè)備具有下列缺點(diǎn)。具體地說，在透射型LCD設(shè)備的情形中，由于光在LCD設(shè)備表面上的反射，很難在強(qiáng)太陽光下的位置處觀看顯示器。
作為光源，在戶內(nèi)使用背光，在戶外使用環(huán)境光，諸如太陽光。因而，對(duì)于半透射反射型LCD設(shè)備，在任何地方都可獲得良好的顯示性能。此外，因?yàn)榘胪干浞瓷湫蚅CD設(shè)備中的功率消耗較小，所以該設(shè)備最適于用作移動(dòng)設(shè)備和照相機(jī)的顯示器。
新近的移動(dòng)設(shè)備，尤其是便攜式電話等不僅具有電話功能，而且還可作為數(shù)碼照相機(jī)和作為允許用戶觀看TV的設(shè)備。在這些應(yīng)用中，除肖像模式之外，LCD設(shè)備更加頻繁地用在風(fēng)景模式中。在這種情形中，當(dāng)LCD設(shè)備的視角(視野)窄時(shí)，肖像模式和風(fēng)景模式之間的顯示質(zhì)量差別非常顯著。結(jié)果，在風(fēng)景模式中LCD設(shè)備的性能下降。因而，對(duì)具有寬視角的小型LCD設(shè)備的需求增加了。
下面將描述用于制造具有寬視角的半透射反射型LCD設(shè)備的一些方法。一般地，具有扭曲向列型(TN型)液晶材料的LCD設(shè)備具有窄視角。由于該原因，經(jīng)常使用光學(xué)補(bǔ)償膜作為增加視角的方法。在該方法中，盡管一定程度地增加了水平方向上的視角，但在垂直方向上的視角增加是有限的。結(jié)果，在該LCD設(shè)備中，在肖像模式中的視角和在風(fēng)景模式中的視角彼此不同。這在使用時(shí)固定的顯示設(shè)備，諸如監(jiān)視器的情形中是沒有問題的。然而，在用在肖像模式和風(fēng)景模式中的移動(dòng)設(shè)備的情形中，對(duì)于使用光學(xué)補(bǔ)償膜的TN型LCD設(shè)備，LCD設(shè)備的性能會(huì)降低。結(jié)果，近年來，具有負(fù)介電各向異性的液晶材料的垂直取向液晶顯示設(shè)備(VA-LCD設(shè)備)越來越多地用于移動(dòng)設(shè)備。在VA-LCD設(shè)備的情形中，當(dāng)不施加電壓時(shí)，液晶分子(LC分子)垂直于玻璃基板取向。當(dāng)施加電壓時(shí)，LC分子根據(jù)電壓值傾斜，那么LC分子顯示出光學(xué)各向異性。然而，當(dāng)不調(diào)節(jié)LC分子時(shí)，LC分子傾斜的方向不固定。由于該原因，必須調(diào)節(jié)LC分子的傾斜方向。當(dāng)調(diào)節(jié)所述方向時(shí)，通過使用使LC分子在所有方向上都均勻傾斜的多疇取向方法可獲得寬視角特性。LC分子的取向通常分為兩個(gè)或四個(gè)方向。
在通常的LC分子的多疇取向方法中，彼此面對(duì)的基板之間的每條電通量線變形，從而控制LC分子的傾斜方向。存在兩種使基板之間的電通量線變形并由此控制LC分子傾斜方向的方法。在一種方法中，由有機(jī)絕緣膜等形成凸起。在另一種方法中，給像素電極設(shè)置狹縫。在日本專利申請(qǐng)未決公開公布No.H-11-242225(之后稱作專利文獻(xiàn)1)中公開了由有機(jī)絕緣膜等形成凸起的方法的例子。在日本專利申請(qǐng)未決公開公布No.2004-069767(之后稱作專利文獻(xiàn)2)中公開了給像素電極設(shè)置狹縫的方法的例子。上述專利文獻(xiàn)1和2可單獨(dú)使用或組合使用。使用凸起的LC分子的多疇取向的制造成本高于使用電極狹縫的制造成本，因?yàn)樾枰褂糜袡C(jī)絕緣膜來形成凸起。因此，在許多情形中，給形成LCD設(shè)備的一對(duì)基板之一設(shè)置凸起，并給另一個(gè)基板中的像素設(shè)置狹縫。與使用TN型LC的情形相比，使用任何一種方法都增加了制造VA-LCD設(shè)備的工序數(shù)，由此增加了VA-LCD的制造成本。
日本專利申請(qǐng)未決公開公布No.2003-287754(之后稱作專利文獻(xiàn)3)等中提出了對(duì)于LC分子的多疇取向既不使用凸起也不使用狹縫的例子。該專利文獻(xiàn)3公開了下述方法，其中使用形成得比面對(duì)像素電極的公共電極小且形成為相當(dāng)對(duì)稱的形狀的像素電極來獲得LC分子的多疇取向。然而，存在一個(gè)問題，即LC分子的取向不穩(wěn)定，因?yàn)長C分子的每一個(gè)多疇的中心點(diǎn)不固定。
此外，在半透射反射型LCD設(shè)備中，不僅在VA型LCD設(shè)備情形中，而且在其他類型的情形中，獲得最佳光學(xué)特性的條件(遲滯值)在透射和反射區(qū)之間是不同的。由于該原因，如日本專利申請(qǐng)未決公開公布No.H-11-242226(之后稱作專利文獻(xiàn)4)中所述，需要使用多間隙結(jié)構(gòu)，其中透射區(qū)中液晶層厚度與反射區(qū)的不同。此外，為了獲得半透射反射型LCD設(shè)備的良好的反射性能，需要用不平坦的表面形成反射電極，用于獲得漫反射特性。為了形成不平坦的表面，通常使用光敏有機(jī)膜。前述專利文件4公開了下述方法，其中用于形成不平坦表面的有機(jī)膜還用作用于調(diào)整LC層厚度的調(diào)整層，用于形成多間隙結(jié)構(gòu)。
如上所述，在VA型半透射反射型LCD設(shè)備中的一對(duì)基板之一中，需要形成三個(gè)元件，即用于調(diào)整LC層厚度的調(diào)整層、具有不平坦表面的反射電極、和用于LC分子的多疇取向的凸起和像素狹縫的任何一個(gè)。日本專利申請(qǐng)未決公開公布No.2004-246328(之后稱作專利文獻(xiàn)5)公開了同時(shí)形成凸起和具有用于漫反射的不平坦表面的有機(jī)絕緣膜的方法。這里，凸起用于獲得LC分子的多分割取向。然而，在專利文獻(xiàn)5的方法中，為了單獨(dú)形成LC層厚度的調(diào)整層，有機(jī)絕緣膜需要形成兩次。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種解決現(xiàn)有技術(shù)中上述問題的半透射反射型LCD設(shè)備。
本發(fā)明的半透射反射型LCD設(shè)備包括反射區(qū)中的不平坦層和不平坦層上的反射電極。這里，不平坦層由有機(jī)膜材料形成。透射區(qū)設(shè)置有由有機(jī)膜材料形成的且用于在空間上將LC層中的LC分子的取向分為多個(gè)疇的凸起。在本發(fā)明的半透射反射型LCD設(shè)備中，反射區(qū)的不平坦層和透射區(qū)的凸起都由有機(jī)膜材料形成。該有機(jī)膜材料由光敏有機(jī)膜形成。反射區(qū)的不平坦層的特征在于其還可用作LC層厚度調(diào)整層，其使反射區(qū)的LC層的厚度與透射區(qū)的LC層的厚度彼此不同。在本發(fā)明的半透射反射型LCD設(shè)備中，使用具有負(fù)介電各向異性的LC作為LC層。
在本發(fā)明的半透射反射型LCD設(shè)備中，可在像素電極上面或下面設(shè)置凸起。在本發(fā)明的半透射反射型LCD設(shè)備中，不平坦層的高度和凸起的高度可形成為彼此不同。順便說一句，可使反射區(qū)中的不平坦層高于透射區(qū)中的凸起。
在本發(fā)明的半透射反射型LCD設(shè)備中，透射區(qū)的透射電極和反射區(qū)的反射電極如下形成。具體地說，在絕緣基板上形成由透明膜制成的透射電極之后，在絕緣基板上形成光敏有機(jī)膜。此外，使用光掩模，將光敏有機(jī)膜曝光，然后顯影。然后，在絕緣基板上的反射區(qū)和透射區(qū)各區(qū)域中，同時(shí)形成由光敏有機(jī)膜形成的不平坦層和凸起。在不平坦層上形成由光反射膜制成的反射電極。通過控制估計(jì)曝光量來調(diào)整不平坦層的高度和凸起的高度。順便說一句，在使用光敏有機(jī)膜形成不平坦層和凸起之后，可在包括凸起的透射區(qū)的區(qū)域中形成透射電極。
在本發(fā)明的半透射反射型LCD設(shè)備中，以與使用具有正介電各向異性的TN型LC的常規(guī)半透射反射型LCD設(shè)備相同的制造工序，同時(shí)形成用于垂直取向液晶材料的多疇取向的凸起、和反射區(qū)的不平坦層，該不平坦層還用作LC層厚度調(diào)整層。因此，本發(fā)明可獲得具有寬視角和高對(duì)比度的低成本的半透射反射型LCD設(shè)備。


當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)，本發(fā)明上面和其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將從下面的詳細(xì)描述而變得更加顯而易見，其中圖1A到1G是圖解制造根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的LCD設(shè)備的工序的橫截面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的LCD設(shè)備的橫截面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的LCD設(shè)備的像素的平面圖；圖4A和4B是沿圖3的線I-I的橫截面圖，并是圖解根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的LCD設(shè)備的操作的視圖；圖5A到5F是圖解制造根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的LCD設(shè)備的工序的縱向橫截面圖；圖6A到6B是圖解根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的LCD設(shè)備的操作的橫截面圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的LCD設(shè)備的橫截面圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的LCD設(shè)備的平面圖；和圖9是沿圖8的線II-II的橫截面圖，并且是圖解根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的LCD設(shè)備操作的視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照?qǐng)D1A到1G描述本發(fā)明的LCD設(shè)備的實(shí)施例。首先，通過濺射在玻璃基板11上形成鉻(Cr)膜。通過將該Cr膜構(gòu)圖，形成用于切換像素的薄膜晶體管(TFT)的柵極電極12、和掃描線(沒有示出)(圖1A)。
之后，通過化學(xué)氣相沉積(CVD)方法，在玻璃基板11的整個(gè)表面上形成氮化硅(SiNx)膜作為柵絕緣膜13。接著，通過CVD方法形成無定形硅(a-Si)膜作為半導(dǎo)體膜，并形成磷摻雜的無定形硅(n+a-Si)膜作為歐姆接觸膜。然后，通過光刻將a-Si膜和n+a-Si膜構(gòu)圖為島形，從而形成半導(dǎo)體膜14。隨后，通過濺射形成Cr膜，并將其構(gòu)圖，從而形成TFT的源極電極15B、漏極電極15A和信號(hào)線(沒有示出)(圖1B)。然后，在去除了保留在源極電極15B與漏極電極15A之間的n+a-Si膜之后，通過CVD方法形成SiNx膜作為鈍化膜16。
之后，在鈍化膜16上形成接觸孔17。通過使用氧化銦錫(ITO)膜形成透射電極18。ITO膜通過濺射來形成。透射電極18通過接觸孔17與源極電極15B電連接(圖1C)。接下來，通過旋涂方法在玻璃基板11整個(gè)表面上形成正型光敏丙烯酸樹脂作為有機(jī)膜19(圖1D)。然后，使用光掩模30進(jìn)行曝光(圖1E)。順便說一句，圖1E的一部分光掩模30上所示的箭頭象征性地表示透射過光掩模30的光量。
隨后，通過進(jìn)行顯影工序和熱處理，同時(shí)形成用于獲得漫反射特性的不平坦層20和用于LC分子的多疇取向的凸起21(圖1F)。此時(shí)，完成LC設(shè)備之后的透射區(qū)1的LC層的厚度被設(shè)為大約是反射區(qū)2的LC層的厚度的兩倍。由于該原因，如此調(diào)整不平坦層20距基板表面的高度，使得在透射部分1和反射部分2的LC層之間存在厚度差。通過選擇涂布丙烯酸樹脂的適當(dāng)厚度和曝光的適當(dāng)量來調(diào)整不平坦層20距基板表面的高度。此外，盡管同時(shí)形成的凸起21不需要與LC層厚度調(diào)整層一樣高，但凸起21的曝光量被設(shè)置為大于不平坦層20的曝光量，因?yàn)橥蛊?1由與不平坦層20相同材料的光敏丙烯酸樹脂形成。結(jié)果，凸起21能夠形成為比不平坦層20低。
之后，在不平坦層20和凸起21上分別形成由鋁(Al)膜、鉬(Mo)膜等形成的層疊膜構(gòu)成的電極膜22A和22B(圖1G)。此時(shí)，透射電極18和電極膜22A部分地彼此重疊，并彼此電連接。不平坦層20上的電極膜22A用作反射區(qū)中的反射電極。順便說一句，Al膜和Mo膜通過濺射來形成。作為電極膜22A和22B的材料，代替每個(gè)都由Al膜和Mo膜形成的層疊膜，可使用銀(Ag)等。電極膜22A和22B可由超過兩層的層疊膜形成。Al和Mo每一個(gè)都可以是與其他金屬形成的合金。電極膜22A可由諸如Al或Ag的單一層形成。
隨后，在TFT基板10上形成由聚酰亞胺樹脂形成的取向膜43A。之后，使用控制基板之間的距離的間隔器(沒有示出)，將CF基板40和TFT基板10重疊，其中CF基板包括濾色器(CF)42并也相似地施加了取向膜43B。然后，在這些基板之間填充液晶材料，并用密封劑將它們密封在其中。由此，形成了LC層60，如此完成了LCD設(shè)備100(圖2)。
在用于圖1E中所示有機(jī)膜19的曝光的光掩模30上，在對(duì)應(yīng)于不平坦層20的凸部的區(qū)域中形成不透明膜32。然后，在光掩模30上，在對(duì)應(yīng)于凹部的區(qū)域和對(duì)應(yīng)于凸起21的區(qū)域中分別形成半透明膜31。在許多情形中，半透明膜31主要由下述任意一種半透明膜形成，所述半透明膜包括由Cr等形成的薄金屬膜、由鎢(W)或Mo形成的硅化物膜、金屬氧化物膜等。通過選擇半透明膜31的適當(dāng)光透射率和曝光量，可將不平坦層20距基板表面的高度和凸起21距基板表面的高度設(shè)置為理想的值。通過在光掩模30的下述兩個(gè)各自區(qū)域中將半透明膜的光透射率設(shè)置為不同的值，可包含更多種處理?xiàng)l件。具體地說，所述區(qū)域之一對(duì)應(yīng)于不平坦層20，另一個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)于凸起21。例如，當(dāng)將對(duì)應(yīng)于凸起的區(qū)域中的半透明膜的透射率設(shè)為高于對(duì)應(yīng)于不平坦層的區(qū)域中的半透明膜的透射率時(shí)，使用相同的曝光量可使凸起21低于不平坦層20。
順便說一句，盡管使用正型光敏丙烯酸樹脂作為有機(jī)膜19材料的例子，但還可使用由酚醛清漆樹脂等形成的不透明有機(jī)膜、或除該不透明有機(jī)膜之外的其他有機(jī)膜。此外，有機(jī)膜19的材料可以是負(fù)型光敏樹脂。
此外，代替半透明膜31，可使用比曝光設(shè)備的分辨率極限小的圖案。例如，在曝光設(shè)備的分辨率極限為3μm的情形中，通過給光掩模設(shè)置具有1μm尺寸的格子或線條/間隙(lines/spaces)、或者通過布置具有1μm尺寸的點(diǎn)，可獲得與半透明膜相同的效果。與使用半透明膜的半色調(diào)掩模相比，該方法一般稱作灰度色調(diào)。通過選擇線條/間隙的適當(dāng)寬度和空間的寬度、或者點(diǎn)的尺寸及其間的間隔，灰度色調(diào)掩?？煽刂乒馔干渎省；叶壬{(diào)掩模具有減小其制造成本的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)榛叶壬{(diào)掩模比半色調(diào)掩模需要較少的工序。此外在使用灰度色調(diào)掩模的情形中，通過改變對(duì)應(yīng)于不平坦層20的區(qū)域和對(duì)應(yīng)于凸起21的區(qū)域的灰度色調(diào)掩模的兩個(gè)區(qū)域的光透射率，可控制不平坦層的高度和凸起的高度。
接下來，將參照?qǐng)D3、4A和4B描述本發(fā)明的LC分子的多疇取向的效果。參照?qǐng)D3。像素包括反射區(qū)1和透射區(qū)2。在反射區(qū)的不平坦層20上形成有電極膜22A，在透射區(qū)中形成有透射電極18。電極膜22A和透射電極18彼此電連接。透射電極18具有按下述方式形成的形狀，即相對(duì)對(duì)稱的形狀彼此連接。在圖3的例子中，該形狀如此形式，即兩個(gè)正方形彼此連接。在每個(gè)正方形的大致中心中，形成相應(yīng)一個(gè)凸起21。每個(gè)凸起21都具有正方錐的形狀，LC分子51沿著其各表面取向。在圖3所示的例子中，LC分子51在圖的上、下、右和左的四個(gè)方向上取向。作為除了圖3中所示之外的其他例子，可以如此布置凸起21，即其正方錐形狀旋轉(zhuǎn)45度角。在該情形中，盡管視角加寬的方向旋轉(zhuǎn)了45度，但可根據(jù)所需的視角方向，選擇視角的適當(dāng)方向和尺寸。凸起21的形狀可為球體。在該情形中，LC分子沿球體的整個(gè)表面均勻取向。
圖4A是顯示沒有施加電壓的LC分子的取向狀態(tài)的視圖。圖4B是顯示在透射電極18和公共電極48之間形成電壓的情形中LC分子的取向狀態(tài)的視圖。在圖4A和4B中，與圖1中所示相同的參考標(biāo)號(hào)表示與圖1中相同的元件或組件。圖4A和4B的參考標(biāo)號(hào)15表示信號(hào)線。通常地，在CF基板40中給每個(gè)像素設(shè)置有CF 42。這里，CF 42形成在玻璃基板41上，并通過使用三種彩色光阻層(color resist)來形成，其中紅色、藍(lán)色和綠色的光波分別透射通過所述三種彩色光阻層。在CF 42上，設(shè)置作為公共電極48的ITO膜。在TFT基板10和CF基板40的各自表面上，形成有用于垂直取向的取向膜43A和43B。作為取向膜43A和43B的材料，可使用聚酰亞胺樹脂。在兩個(gè)基板之間插入具有負(fù)介電各向異性的LC層60。圖4A和4B的參考標(biāo)號(hào)51示意性地表示LC分子。當(dāng)沒有形成電壓時(shí)(圖4A)，LC分子51垂直于取向膜43A和43B的表面而取向。因此，在透射電極18和公共電極48的各個(gè)平坦部分中，LC分子51垂直于基板取向。然而，因?yàn)樵谕蛊?1部分中的LC分子51垂直于傾斜的表面而取向，所以LC分子51以如此方式取向，即它們相對(duì)于基板11的表面傾斜。當(dāng)在透射電極18和公共電極48之間形成電壓時(shí)，由于透射電極18和凸起21的邊緣效應(yīng)，產(chǎn)生了電通量線52，如圖4B中所示。因?yàn)長C分子51易于以其縱向方向垂直于電通量線的方式取向，所以LC分子51如圖4B中所示傾斜。因此，如圖3中所示，正方錐形狀的凸起21可將LC分子51的狀態(tài)調(diào)節(jié)為LC分子在四個(gè)方向上取向的狀態(tài)。這是因?yàn)長C分子51與正方錐的四個(gè)表面對(duì)齊。此時(shí)，因?yàn)橥干潆姌O18具有對(duì)稱形狀，諸如圖3中所示的正方形，且因?yàn)楣搽姌O48大于透射電極18，所以使得電通量線52沿著透射電極18的四個(gè)邊彼此對(duì)稱。由此，在上面的情形中，LC分子在四個(gè)方向上取向。通過使凸起21的表面和透射電極48的各個(gè)邊彼此相對(duì)應(yīng)，LC分子在四個(gè)方向上穩(wěn)定地取向。這里，在不設(shè)置凸起21的情形中，LC分子的取向不穩(wěn)定，因?yàn)榉指町牭闹行牟还潭?。在本?shí)施例中，給透射電極18的中心設(shè)置凸起21提供了下述效果，即便于LC分子在四個(gè)方向上取向，并通過固定分割疇的中心而穩(wěn)定了LC分子的取向。
如上所述，描述了透射區(qū)2。同時(shí)，在反射區(qū)1上形成不平坦層20。因而，每個(gè)凸部都具有與透射區(qū)2的凸起21相同的功能，從而LC分子在不同的方向上取向。因此，不必與透射區(qū)2一樣給反射區(qū)1設(shè)置凸起。然而，為了穩(wěn)定LC分子51的取向，可以在朝向電極膜22A的公共電極中形成狹縫，從而達(dá)到使LC分子51取向的目的。
將用特定值描述不平坦層20的高度和凸起21的高度。透射區(qū)中LC層的厚度定義為沒有形成凸起21的區(qū)域中的透射電極18上的取向膜43A與在CF基板40的公共電極48上的取向膜43B之間的平均距離。反射區(qū)中LC層的厚度定義為形成在不平坦層20上的電極膜22A表面上的取向膜43A，與CF基板40的公共電極48上的取向膜43B之間的平均距離。此外，不平坦層20的高度和凸起21的高度分別定義為距鈍化膜16表面的平均高度。
在透射區(qū)2的LC層的厚度設(shè)為4μm的情形中，反射區(qū)1的LC層的厚度是透射區(qū)2的厚度的一半，即2μm。由于該原因，還用作LC層厚度調(diào)整層的不平坦層20的厚度需要為2μm。相反，用于進(jìn)行多疇取向的凸起21的高度為1μm或更小就足夠了。然而，當(dāng)凸起21的高度為2μm時(shí)，即與不平坦層20是相同的高度，凸起21的傾斜表面與基板11的表面所成的角度(之后稱作傾斜角)較大。結(jié)果，LC分子的取向變得不穩(wěn)定。此外，當(dāng)凸起21的高度保持為2μm時(shí)，如果傾斜角減小，則凸起21的底表面面積不可避免地增加。然而，當(dāng)如圖4A中所示沒有形成電壓時(shí)，在凸起21的部分中，LC分子51與基板表面傾斜地取向。由于該原因，發(fā)生雙折射，在黑狀態(tài)下光會(huì)泄漏。結(jié)果，對(duì)比度系數(shù)(之后稱作對(duì)比度)減小。因此，在凸起21上，形成電極膜22B作為遮光膜，其中電極膜22B由與電極膜22A相同的金屬膜形成。然而，由于金屬膜形成的電極膜22B，透射率在白狀態(tài)時(shí)減小。因而，理想的是，在LC分子在多疇取向時(shí)不發(fā)生問題的范圍內(nèi)，凸起21形成得低且小。因而，考慮到將不平坦層20的高度固定從而不平坦層20還可用作LC層厚度調(diào)整層的事實(shí)，凸起21的高度需要變化。
接下來，將參照?qǐng)D5A到5F描述第二個(gè)實(shí)施例。在玻璃基板11上，由Cr膜形成TFT的柵極電極12和掃描線(沒有示出)(圖5A)。Cr膜通過濺射形成。然后，通過CVD方法形成SiNx膜作為柵絕緣膜13。隨后，通過CVD方法，形成a-Si膜作為半導(dǎo)體膜，形成n+a-Si膜作為歐姆連接層。通過光刻將a-Si膜和n+a-Si膜構(gòu)圖成島形，從而形成半導(dǎo)體膜14。之后，通過濺射將Cr膜構(gòu)圖，從而形成TFT的源極電極15B和漏極電極15A、以及信號(hào)線(沒有示出)(圖5B)。
然后，去除保留在源極電極15B與漏極電極15A之間的n+a-Si膜。之后，形成SiNx膜作為鈍化膜16。隨后，在基板的整個(gè)表面上形成具有正型光敏特性的丙烯酸樹脂作為有機(jī)膜19(圖5C)。之后，將有機(jī)膜19曝光，然后顯影。通過對(duì)有機(jī)膜19進(jìn)行熱處理，形成不平坦層20、凸起21和接觸孔17。不平坦層20用于獲得漫反射特性。凸起21用于對(duì)LC分子進(jìn)行多疇取向。接觸孔17穿透不平坦層20。此外，通過干蝕刻方法形成穿透鈍化膜16的接觸孔17(圖5D)。然后，通過濺射形成ITO膜作為透射電極18(圖5E)。
接下來，在不平坦層20上形成由層疊膜構(gòu)成的反射電極22，所述層疊膜由Al膜和Mo膜形成。Al膜和Mo膜通過濺射形成。反射電極22通過接觸孔17與源極電極15B電連接。透射電極18與反射電極22電連接(圖5F)。
圖6A顯示了在沒有形成電壓的情形中LC分子的取向。圖6B顯示了在透射電極18與公共電極48之間形成電壓的情形中LC分子的取向。盡管本發(fā)明的LCD設(shè)備的操作和效果與第一個(gè)實(shí)施例中的相同，但本實(shí)施例與第一個(gè)實(shí)施例不同在于，本實(shí)施例的凸起21形成在透射電極18下面。如圖6A中所示，因?yàn)榧词巩?dāng)沒有形成電壓時(shí)LC分子51也在凸起21周圍以傾斜狀態(tài)取向，所以發(fā)生雙折射。結(jié)果，在黑狀態(tài)下光會(huì)泄漏，這使對(duì)比度減小。因而，與第一個(gè)實(shí)施例中一樣，通過用金屬膜遮蔽凸起21可阻止透射率的減小。然而，因?yàn)樵诎谞顟B(tài)下光穿過的部分的面積(孔徑比)減小，所以透射率減小。由于該原因，LCD設(shè)備的亮度減小。因此，根據(jù)亮度和對(duì)比度哪一個(gè)優(yōu)先來確定是否附加遮光膜。
在給本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的凸起21設(shè)置遮光膜的情形中，在形成柵極電極12或源極電極(漏極電極)時(shí)通過留下Cr膜形成遮光膜。這里，Cr膜的材料與柵極電極12或源極電極的材料相同。順便說一句，在形成反射電極22時(shí)通過在凸起21上留下由Al膜和Mo膜形成的層疊膜也可形成遮光膜。這里，Al膜的材料和Mo膜的材料與反射電極22的材料相同。
接下來，將參照?qǐng)D7描述根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的LCD設(shè)備。在本實(shí)施例中，在透射電極18上形成凸起21。此外，在凸起21上不形成反射電極。盡管圖7中沒有形成，但如本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例中所述，可給凸起21的下層、或給CF基板設(shè)置遮光膜。
在本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例中，凸起21形成為肋狀形狀，如圖8中所示。此外，如圖9中所示，還給CF基板設(shè)置凸起44。因此，使用分別在TFT基板10和CF基板40這兩個(gè)基板上的凸起，可使LC分子在不同的方向上取向。順便說一句，在本實(shí)施例中，因?yàn)橥蛊?1設(shè)置在透射電極18上，所以電通量線彎曲與第一和第二個(gè)實(shí)施例中的不同。由此，盡管多疇取向方法與第一和第二個(gè)實(shí)施例中的實(shí)質(zhì)上相同，但LC分子51如何傾斜也是不同的。此外，本實(shí)施例的凸起21和不平坦層20能夠以與本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例相同的方式形成。順便說一句，參考標(biāo)號(hào)44表示的虛線指示布置凸起44的位置。這里，給面對(duì)TFT基板10的CF基板設(shè)置凸起44。
盡管結(jié)合一定優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明包含的主題不限于這些具體的實(shí)施例。相反，本發(fā)明的主題包括落在權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的所有可選方案、修改和等價(jià)方案。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示設(shè)備，包括第一基板；面對(duì)第一基板的第二基板；和夾在第一基板和第二基板之間的液晶層，其中給像素設(shè)置反射區(qū)和透射區(qū)，像素具有由設(shè)置在第一基板上的反射區(qū)的反射電極和透射區(qū)的透射電極組成的像素電極，反射電極形成在由有機(jī)膜制成的不平坦層上，透射區(qū)包括由與不平坦層相同的有機(jī)膜材料形成的凸起，從而使液晶層中液晶分子的取向在空間上被分為多個(gè)疇；其中反射區(qū)中液晶層的厚度和透射區(qū)中液晶層的厚度彼此不同，其中反射區(qū)的不平坦層還用作液晶層厚度調(diào)整層，從而使反射區(qū)中液晶層的厚度和透射區(qū)中液晶層的厚度彼此不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其中液晶層由具有負(fù)介電各向異性的液晶形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其中凸起布置在透射電極的下面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其中凸起布置在透射電極上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其中不平坦層的高度和凸起的高度彼此不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其中不平坦層的高度高于凸起的高度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其中反射區(qū)的液晶層的厚度大約是透射區(qū)的厚度的一半。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其中凸起具有半球形和正方錐中的一種形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其中有機(jī)膜材料由光敏有機(jī)膜形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其中透射電極具有對(duì)稱形狀彼此連接的形狀。
11.一種制造根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備的方法，該方法包括在第一基板上形成由透射導(dǎo)電膜制成的透射電極；在第一基板上形成光敏有機(jī)膜；在通過使用光掩模曝光之后將光敏有機(jī)膜顯影，由此分別在基板上的反射區(qū)的區(qū)域中和透射區(qū)的區(qū)域中同時(shí)形成由光敏有機(jī)膜形成的不平坦層和凸起；和在不平坦層上形成由金屬膜制成的反射電極。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造液晶顯示設(shè)備的方法，其中通過分別將不平坦層和凸起曝光不同的積累光量，將不平坦層和凸起形成為具有彼此不同的高度。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造液晶顯示設(shè)備的方法，其中光掩模的一部分包括半透明膜。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造液晶顯示設(shè)備的方法，其中對(duì)應(yīng)于不平坦層的光掩模的一部分半透明膜的光透射率與對(duì)應(yīng)于凸起的其另一部分的光透射率不同。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造液晶顯示設(shè)備的方法，其中光掩模的一部分包括具有圖案寬度小于曝光的分辨率極限的掩模圖案。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造液晶顯示設(shè)備的方法，其中，在不平坦層上形成金屬膜時(shí)，在凸起上同時(shí)形成與不平坦層上的金屬膜相同材料的金屬膜。
17.一種制造根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備的方法，該方法包括在第一基板上形成光敏有機(jī)膜；在通過使用光掩模曝光之后將光敏有機(jī)膜顯影，由此分別在第一基板上的反射區(qū)的區(qū)域中和透射區(qū)的區(qū)域中同時(shí)形成由光敏有機(jī)膜形成的不平坦層和凸起；在透射區(qū)上形成由透射導(dǎo)電膜制成的透射電極；和在不平坦層上形成由金屬膜制成反射電極。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的制造液晶顯示設(shè)備的方法，其中通過分別用彼此不同的估計(jì)曝光量將不平坦層和凸起曝光，來將不平坦層和凸起分別形成為具有彼此不同的高度。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的制造液晶顯示設(shè)備的方法，其中光掩模的一部分包括半透明膜。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的制造液晶顯示設(shè)備的方法，其中對(duì)應(yīng)于不平坦層的光掩模的一部分半透明膜的光透射率與對(duì)應(yīng)于凸起的其另一部分的光透射率彼此不同。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的制造液晶顯示設(shè)備的方法，其中光掩模的一部分包括具有圖案寬度小于曝光的分辨率極限的掩模圖案。
全文摘要
通過使用光敏有機(jī)膜，同時(shí)形成不平坦層和用于液晶的多分割取向的凸起，該不平坦層用于形成半透射反射型液晶顯示設(shè)備的反射區(qū)的反射電極。通過使用曝光光敏有機(jī)膜的積累光量來調(diào)整不平坦層的高度和凸起的高度。不平坦層可用作調(diào)整液晶層的厚度的調(diào)整層。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK101063779SQ20071010120
公開日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2007年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月24日
發(fā)明者工藤泰樹 申請(qǐng)人:Nec液晶技術(shù)株式會(huì)社