專(zhuān)利名稱(chēng)：傳導(dǎo)/反射的彩色液晶顯示器和其襯底的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在內(nèi)表面上具有光傳導(dǎo)部分和光反射部分的傳導(dǎo)/反射的彩色液晶顯示器和其襯底的制造方法，特別是，該技術(shù)能在此類(lèi)液晶顯示器中的光傳導(dǎo)和光反射兩方面實(shí)現(xiàn)好的彩色純度和亮度。
傳導(dǎo)/反射的彩色液晶顯示器一般是由設(shè)置在襯底中的1個(gè)襯底上以鋁制成的薄層的半反射層和設(shè)置在半反射層上或另外襯底上的彩色濾波器能構(gòu)成。
現(xiàn)在大家知道有一種方法，其特征在于應(yīng)用全反射層代替半反射層，且此全反射層在其一些部分上形成開(kāi)孔。此方法將參照?qǐng)D3加以說(shuō)明。全反射層2沉淀在組成液晶顯示器的襯底1中的1個(gè)襯底上，通過(guò)蝕刻法把全反射層的一些部分除去，以形成光傳導(dǎo)部分2a和光反射部分2b，以及將彩色濾波器3設(shè)置在光傳導(dǎo)部分和光反射部分。
當(dāng)顯示器置于黑暗地方時(shí)，通過(guò)打開(kāi)后照光和利用通過(guò)光傳導(dǎo)部分2a的照射的光束取得明亮的圖像。當(dāng)顯示器置于光亮地方時(shí)，通過(guò)由全反射層2組成的光反射部分2b來(lái)反射的外界光，以取得明亮的圖像。
在利用其中部分形成光傳導(dǎo)部分2a的全反射層2的情況下，在設(shè)置彩色濾波器時(shí)，當(dāng)彩色重現(xiàn)性能是設(shè)定為滿(mǎn)足光反射部分2b的要求時(shí)，則因?yàn)榉瓷湓O(shè)計(jì)的原因光傳導(dǎo)部分2a的彩色純度就下降，這對(duì)亮度很重要。另一方面，在設(shè)置彩色濾光器時(shí)，當(dāng)彩色重現(xiàn)性能是設(shè)定為滿(mǎn)足光傳導(dǎo)部分2a的要求時(shí)，因?yàn)槭菫閭鲗?dǎo)設(shè)計(jì)的原因，光反射部分2b就有暗黑的圖像，這對(duì)彩色純度也很重要。
雖然解決此問(wèn)題有一種方法，即把彩色濾波器不同地施加于傳導(dǎo)和反射部分，但此方法需要采取不同的步驟來(lái)設(shè)置彩色濾光器，這對(duì)費(fèi)用來(lái)說(shuō)是不利的。
現(xiàn)有一建議，其特征在于通過(guò)全反射層2具有較厚的厚度，以便在光傳導(dǎo)部分2a和其鄰近的光反射部分2b之間形成足夠的階差，各彩色濾波器3形成在具有不同厚度的部分上，這樣，通過(guò)彩色濾波器3的光不論在傳導(dǎo)和反射方面基本上都具有同樣的光路長(zhǎng)度，就可取得良好的傳導(dǎo)性能和反射性能。然而，這不是一個(gè)理想的方法，因?yàn)橛羞@種可能性，即由于提高全反射層2的厚度，一般為0.2μm左右，應(yīng)力也增加，就會(huì)產(chǎn)生剝落現(xiàn)象。
大家知道另一種方法，其特征在于在不平整的表面上設(shè)置彩色濾光器時(shí)，通過(guò)在光擴(kuò)散層的凹痕表面上的各個(gè)凸出部分設(shè)置反射膜和在各個(gè)凹陷部分形成小孔，使得通過(guò)彩色濾波器的光無(wú)論在傳導(dǎo)和反射方面基本上具有同樣的光路長(zhǎng)度。但是這方法不實(shí)際，因?yàn)榇朔椒ㄐ枰浅＞_的平版印刷技術(shù)。
本發(fā)明的目的是提供在使用全反射層的傳導(dǎo)/反射的彩色液晶顯示器中光傳導(dǎo)和光反射兩方面都能實(shí)現(xiàn)好的彩色純度和亮度的一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法。
為了達(dá)到此目的，按照本發(fā)明的第1方面，提供一種傳導(dǎo)/反射的彩色液晶顯示器，其中透明襯底中的1個(gè)襯底的內(nèi)表面上形成由全反射層組成的光反射部分和以沒(méi)有全反射層的開(kāi)孔形成的光傳導(dǎo)部分，以及彩色濾波器設(shè)置在每對(duì)光反射部分和光傳導(dǎo)部分上，其特征在于全反射膜在其上面設(shè)有一定厚度的透明的光刻膠，和光傳導(dǎo)部分以具有一定深度的小孔形式而形成，由此，光傳導(dǎo)部分的彩色濾波器的厚度要比光反射部分的更厚些。
在此情況下，當(dāng)光傳導(dǎo)部分的彩色濾波器的厚度為光反射部分的2倍時(shí)，通過(guò)光傳導(dǎo)部分上彩色濾光器的光的光路長(zhǎng)度相等于通過(guò)光反射部分上彩色濾光器的光的光路長(zhǎng)度。然而，考慮到光傳導(dǎo)上的彩色純度和光反射上的亮度的兼容性，推符倍數(shù)值定為1.2至4.5倍，最好是從2.2倍至4.5倍。
按照本發(fā)明的第2方面，提供傳導(dǎo)/反射的彩色液晶顯示器的襯底的一種制造方法，包括襯底中的1個(gè)襯底設(shè)置由全反射層組成的光反射部分和以沒(méi)有全反射層的開(kāi)孔形成的光傳導(dǎo)部分，并在每對(duì)光反射部分和光傳導(dǎo)部分上設(shè)有彩色濾波器，其特征在于此方法進(jìn)一步包括在每對(duì)光反射部分和光傳導(dǎo)部分上設(shè)有彩色濾波器之前，通過(guò)平版印刷技術(shù)只在光反射部分上提供由光敏樹(shù)脂組成的透明光刻膠和把此透明樹(shù)脂加以焙烘。
按照本發(fā)明的方法，提供在光反射部分的由光敏光刻膠組成的透明光刻膠可以階梯的形式排列加以利用，為了使在光傳導(dǎo)的彩色濾波器的厚度大于在光反射部分的彩色濾光器的厚度。其結(jié)果是在光傳導(dǎo)部分和光反射部分不需要使用不同的彩色濾波器，減少了在設(shè)計(jì)過(guò)程和制造過(guò)程的負(fù)擔(dān)。


圖1是放大的截面圖，它示出后面襯底的實(shí)例的基本部分，在按照本發(fā)明的傳導(dǎo)/反射的彩色液晶顯示器中包括了該襯底；圖2是為了說(shuō)明制造后面襯底的方法的基本部分放大的截面圖；
圖3是示出傳統(tǒng)彩色濾波器結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖4是示出光敏樹(shù)脂13a設(shè)置步驟的截面圖。
圖5是示出透明保護(hù)層13由焙烘而作成的步驟的截面圖。
一般說(shuō)來(lái)，液晶顯示器包括一對(duì)透明的襯底，如1塊襯底在觀(guān)者一側(cè)，和另一塊襯底在后面(面對(duì)著觀(guān)者的另一側(cè))。為了解釋本發(fā)明實(shí)例，襯底10的3個(gè)像素(紅，綠和藍(lán))配置在后面，它是作為襯底中的1塊襯底，放大地示于圖1。在解釋本發(fā)明中，在觀(guān)者一側(cè)的襯底作為另一塊襯底，在附圖中沒(méi)有示出，因?yàn)樵谟^(guān)者一側(cè)的襯底沒(méi)有顯示特征的元件。
后面襯底10可以是玻璃或塑料襯底。后面襯底的內(nèi)表面上(面對(duì)未示出的觀(guān)者一側(cè)襯底的表面)設(shè)有各個(gè)象素，每個(gè)象素包括由全反射層11a組成的光反射層部分11和通過(guò)蝕刻法除去部分的全反射層以形成開(kāi)孔的光傳導(dǎo)部分12。
各光反射部分11具有在全反射層11a上形成的透明保護(hù)層13，且具有一定的厚度。透明的保護(hù)層13的厚度大于全反射層11a的厚度，使得在光傳導(dǎo)部分設(shè)置的孔，其長(zhǎng)度基本上要相等于透明保護(hù)層13的厚度。
雖然光反射部分11和光傳導(dǎo)部分12都具有對(duì)應(yīng)于R、G和B象素的且表面平整光滑的彩色濾光器14，但光反射部分11的彩色濾光器14具有較低厚度，而光傳導(dǎo)部分12的具有較高的厚度，因?yàn)楣夥瓷洳糠?1要在其上面設(shè)置透明保護(hù)層13之故。
所進(jìn)入的周?chē)饨绻獗桓鞣瓷洳糠?1反射，而從未示出的背光所照射出來(lái)的光通過(guò)各光傳導(dǎo)部分12。在這情況下，反射光起到產(chǎn)生明亮圖像的作用，因?yàn)榉瓷洳糠值牟噬珵V波器14較薄。此外，此傳導(dǎo)光起到產(chǎn)生圖像具有較佳彩色純度的作用，因?yàn)閭鲗?dǎo)部分的彩色濾光器14較厚。
為了光反射的亮度和光傳導(dǎo)的彩色純度相兼容，最好是透明保護(hù)層13設(shè)定一定的厚度，使得光傳導(dǎo)部分12的彩色濾光器14的厚度是光反射部分部分11的彩色濾波器厚度的1.2倍至4.5倍。
現(xiàn)有參照?qǐng)D2，描述一種生產(chǎn)后面襯底的較佳方法。
一種透明襯底可采用諸如玻璃的材料制成，在其一側(cè)沉淀了全反射層作為內(nèi)表面使用，在表面沉積了全反射層的透明襯底上面涂覆光刻膠，光刻膠通過(guò)具有形成光傳導(dǎo)部分圖形的光掩膜進(jìn)行曝光，曝光后的光刻膠再加以顯影，就暴露出所需的全反射層部分。把作為光傳導(dǎo)部分工作的全反射層通過(guò)蝕刻法予以去除之后，不需要的光刻膠就去除了。
在透明襯底以此方式在其上面形成光反射層11和光傳導(dǎo)層12之后，透明襯底涂覆一定厚度的透明的正性光敏樹(shù)脂13a，以取得平坦的表面(見(jiàn)圖4)。使用各光反射部分的全反射膜作為光掩膜，從襯底的另一面(后面)對(duì)樹(shù)脂曝光和顯影。
因?yàn)檎怨饷魳?shù)脂的曝光部分是可溶解的，所以光傳導(dǎo)部分12的樹(shù)脂由顯影步驟而除去。保留的正性光敏樹(shù)脂13a加以焙烘，在各光反射部分形成透明的保護(hù)層13(見(jiàn)圖5)。之后，在每對(duì)光反射部分11和光傳導(dǎo)部分12的各象素上設(shè)置彩色濾波器14。于是，按照本發(fā)明的方法，有可能不用光掩膜就形成透明保護(hù)層13。
雖然用于全反射層圖形化的光刻膠是一次性去除以避免所述實(shí)例中圖形化步驟所引起的不利作用，但是用于此圖形化步驟的光刻膠也可用作為透明的保護(hù)層13，而形成階梯式排列，不用去除。在后面的情況下，此過(guò)程可進(jìn)一步簡(jiǎn)化。
雖然沒(méi)有示出，但在設(shè)置透明電極和對(duì)準(zhǔn)層之前，后面襯底10最好在彩色濾光器14上形成平滑的層面。另外襯度，如觀(guān)者一側(cè)的襯底，也在內(nèi)表面上設(shè)有透明電極和對(duì)準(zhǔn)層，后面襯底10和觀(guān)者一側(cè)的襯底是通過(guò)邊緣的密封膠而相互壓入配合的，并且所形成的腔隙中有液晶，諸如TN和STN密封在其中，組成了傳導(dǎo)/反射的彩色液晶顯示器。
實(shí)例全反射鏡(全反射膜)沉淀在玻璃襯底上，光刻膠涂覆在玻璃襯底上用于反射鏡的圖形化，把光刻膠進(jìn)行曝光和顯影，以提供具有傳導(dǎo)部分的目標(biāo)部分，在光傳導(dǎo)部分中的Ag反射鏡通過(guò)蝕刻法去除，和不需要的光刻膠也去除了。
在各玻璃襯底的全反射鏡中部分地設(shè)有光傳導(dǎo)之后，如前所述，由TSR公司生產(chǎn)的品名為PC403正性光敏光刻膠作為透明的正性光敏樹(shù)脂以不同厚度涂覆在玻璃襯底上。利用存留在光反射部分的反射鏡(即，反射膜)作為光掩膜，從襯底后面對(duì)光刻膠進(jìn)行全部曝光。通過(guò)顯影光刻膠，制備出襯底具有不同深度為1.0μm，2.0μm和3.0μm的孔，從而形成光傳導(dǎo)部分。
然后，彩色濾光器材料(市場(chǎng)上可買(mǎi)到的“Mi-Tsubishi”化學(xué)公司生產(chǎn)的品名為PERR0402，REGG0402和REBB0402等)涂覆至各襯底上，制備彩色濾光器，在光反射部分的厚度都設(shè)定為1.0μm，而光傳導(dǎo)部分的彩色濾光器的厚度分別設(shè)定為1.2μm，2.0μm，3.0μm和4.0μm。
之后，平整過(guò)的層，透明的行電極和對(duì)準(zhǔn)層按普通顯示器的次序進(jìn)行設(shè)置，把帶有透明的列電極和對(duì)準(zhǔn)層的配對(duì)的襯底通過(guò)邊緣密封膠相互進(jìn)行壓入配合，從而制成傳導(dǎo)/反射的彩色液晶顯示器。
每個(gè)彩色濾光器的光傳導(dǎo)部分規(guī)格為30μm×270μm，它對(duì)應(yīng)于無(wú)源矩陣顯示器的90μm寬的列電極線(xiàn)和270μm寬的行電極線(xiàn)。
每個(gè)顯示器中，光反射部分的色域，經(jīng)計(jì)算后為30。當(dāng)厚度增加，此色域經(jīng)計(jì)算，增加為14，30，50和67，以及傳導(dǎo)率經(jīng)計(jì)算，低至58％，48％，41％和36％。
如上所述，按照本發(fā)明，當(dāng)襯底中1塊襯底的內(nèi)表面上設(shè)有由全反射層組成的光反射部分和以沒(méi)有反射層的開(kāi)孔形成的光傳導(dǎo)部分，和每個(gè)彩色濾光器設(shè)置在每對(duì)光反射部分和光傳導(dǎo)部分時(shí)，通過(guò)在光反射部分的全反射層上涂覆一定厚度的光刻膠，以達(dá)到光反射部分和光傳導(dǎo)部分的彩色濾光器具有不同的厚度等，這樣，就有可能在光反射部分和光傳導(dǎo)部分兩方面實(shí)現(xiàn)好的彩色純度和亮度。
2001年10月31日提出的日本實(shí)用專(zhuān)利NO.2001-335206，包括技術(shù)規(guī)范，權(quán)利要求書(shū)，附圖和概述在內(nèi)的整個(gè)揭示內(nèi)容在此作為1個(gè)整體來(lái)引入?yún)⒖肌?br> 權(quán)利要求
1.一種傳導(dǎo)/反射的彩色液晶顯示器，其特征在于，透明襯底中的1個(gè)襯底的內(nèi)表面上形成由全反射層組成的光反射部分和以沒(méi)有全反射層的開(kāi)孔形成的光傳導(dǎo)部分，彩色濾波器設(shè)置在每對(duì)光反射部分和光傳導(dǎo)部分上，其特征在于全反射膜在其上面設(shè)有一定厚度的透明的光刻膠，以及光傳導(dǎo)部分以具有一定深度的多孔形式而形成，由此，光傳導(dǎo)部分的彩色濾波器的厚度要比光反射部分的更厚些。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，光傳導(dǎo)部分的彩色濾光器的厚度為光反射部分的1.2至4.5倍厚。
3.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，光傳導(dǎo)部分的彩色濾光器厚度為光反射部分的2.2至4.5倍厚。
4.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，配置的是TN液晶層。
5.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，配置的是STN液晶層。
6.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，采用的上述彩色濾光器是R(紅)，G(綠)和B(藍(lán))彩色。
7.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，一個(gè)象素的R，G和B彩色濾光器可設(shè)置成1條行電極線(xiàn)。
8.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，所述彩色濾光器在襯底面上是矩形的。
9.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示器，其特征在于，所述矩形的光傳導(dǎo)部分的較短的一側(cè)相等于或小于50μm。
10.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，Ag可用于上述反射層。
11.一種傳導(dǎo)/反射的彩色液晶顯示器的襯底的制造方法，包括襯底中的1個(gè)襯底設(shè)置由全反射層組成的光反射部分和以沒(méi)有全反射層的開(kāi)孔形成的光傳導(dǎo)部分，并在每對(duì)光反射部分和光傳導(dǎo)部分上設(shè)有彩色濾波器，此方法進(jìn)一步包括在每對(duì)光反射部分和光傳導(dǎo)部分上設(shè)有彩色濾波器之前，通過(guò)平版印刷技術(shù)只在光反射部分上提供由光敏樹(shù)脂組成的透明光刻膠和把此透明樹(shù)脂加以焙烘。
全文摘要
一種傳導(dǎo)/反射的彩色液晶顯示器和其襯底的制造方法，其中，在光反射部分11的全反射膜上設(shè)有一定厚度的透明的保護(hù)層13，和光傳導(dǎo)部分12以有一定深度的多個(gè)孔而形成，當(dāng)襯底10中之一塊襯底在內(nèi)表面上設(shè)置以由全反射膜11a組成的光反射部分和以沒(méi)有全反射層的開(kāi)孔形成的光傳導(dǎo)部分時(shí)，和在每對(duì)光反射部分11和光傳導(dǎo)部分12上設(shè)有彩色濾光器。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1417626SQ0214827
公開(kāi)日2003年5月14日 申請(qǐng)日期2002年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月31日
發(fā)明者尾関正雄, 高崎一郎, 森治樹(shù) 申請(qǐng)人:奧博特瑞克斯株式會(huì)社