CN100410752C - 液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示装置包括第一透明基底；其特征在于：在第二区域内形成反射电极，反射电极包括在电绝缘膜上形成的下层覆盖膜。在第一区域内，在电绝缘膜上形成的透射电极；反射电极与所述透射电极在它们的端部部分地交叠，使得反射电极位于透射电极上，所述上层覆盖膜形成为比所述下层覆盖膜短等于或大于1微米的长度，其中从透射电极与反射电极相连的部分的顶部看，有第一部分，透射电极与下层覆盖膜交叠，但在第二部分和第三部分之间并未与上层覆盖膜交叠，其中在第二部分处，透射电极与反射电极交叠，而在第三部分处，透射电极不与下层覆盖膜交叠，第二部分为锥形。

Description

液晶显示装置及其制造方法

本申请是申请人于2002年7月31日提交的申请号为02127313.8，题为“液晶显示装置及其制造方法”专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置，它具有一个允许光线通过以在屏幕上形成图象的区域；并还有一个反射光的区域以在屏幕上形成图象区域。

背景技术

液晶显示装置具有薄且耗电量少的优点。由于这些优点，液晶显示装置被广泛应用，例如，用于各种不同显示器的监控屏。

不象阴极射线管(CRT)和电发光(EL)显示装置，液晶显示装置不具有发光的功能。因此，液晶显示装置必需独立于监控屏带有光源。根据光源的类型，液晶显示装置分为光发射型液晶显示装置和光反射型液晶显示装置。

光发射型液晶显示装置包括在其后部的光源，并且通过切换光源发出的光(被称为“背光”)的发射和中断来显示图象。

在光发射型液晶显示装置中，发射背光所消耗的电能占总耗电能的50％或更多。即，在光发射型液晶显示装置中，用来发射背光的光源消耗了许多电能。

为了消除光发射型液晶显示装置的上述缺点，人们提出了一种光反射型液晶显示装置。

光反射型液晶显示装置包括光反射板，它反射环境光。通过调整由光反射板所反射的光的发射和中断来显示图象。不象光发射型液晶显示装置的是，光反射型液晶显示装置不需要包括光源，因此，与光发射型液晶显示装置相比，可以减少耗电量。

例如，手提通讯装置，如蜂窝电话，经常在室外使用，因此，可以用环境光作为反射光。因此，光反射型液晶显示装置适合用于手提通讯装置的监控屏。

但是，用环境光作为反射光的光反射型液晶显示装置有一个问题，即如果环境光不够明亮，用户将不能看清楚屏幕。

另一方面，与光反射型液晶显示装置相反，光发射型液晶显示装置有一个问题，即如果环境光非常亮，与环境光相比，屏幕上显示的图象将显得发暗。

为了解决这些问题，人们提出了一种光反射和发射型液晶显示装置，在单个的液晶显示板内，既通过部分发射光又通过部分反射光来显示图象。

如日本专利No.2955277(B2)(日本未审查专利公报No.11-101992(A)中提出的光反射和发射型液晶显示装置，如图1所示。

图示的液晶显示装置包括：有源矩阵基底100；与有源矩阵基底100相对的对置基底110；以及介于有源矩阵基底100和对置基底110之间的液晶层120。

有源矩阵基底100包括：第一透明基底101；形成于第一透明基底101之上、液晶层120的对面的阻滞挡板102；以及位于阻滞挡板102上的偏光器103。

背光源104位于偏光器103的下方。

对置基底110包括：第二透明基底111，形成在第二透明基底111之上的阻滞挡板112；以及在阻滞挡板112之上形成的偏光器113。

第一透明基底101具有第一区域A，其中由背光源104发出的光穿过有源矩阵基底100、液晶层120和对置基底110、以及第二区域B，入射的光在该区域被反射。

在第一区域A内的第一透明基底101上有导电透明膜105。

具有凹凸部分的电绝缘膜106，以及覆盖着电绝缘膜106的光反射板107形成在第二区域B内的第一透明基底101上。

由背光源104发出的光130通过导电透明膜105在液晶显示板上形成某个图象。从外部进入液晶显示装置的光140在光反射板107处被反射以在液晶显示板上形成某个图象。

阻滞挡板102和112为这种发射光和反射光提供四分之一的波长(λ/4)的延迟。当发射光和反射光通过偏光器103和113时，由圆偏振光转变成线性偏振光，或由线性偏振光转变成圆偏振光。

如图1所示，电绝缘膜106不是在导电透明膜105的下方形成的。因此，通过在第一区域A内设计单元间隙，有可能使在第二区域B内做往复运动的、通过液晶层120的光在液晶层120中的波长(opticallength)与第一区域A内的通过液晶层120的光在液晶层120中的波长相等，即，液晶层120的厚度Df应当大于B区域内的单元间隙Dr。因此，就有可能控制第一区域A和第二区域B内通过液晶层120的光的光学特性，使得它们的光学特性以相同的方式变化。

但是，如图1所示的传统的液晶显示装置有一个问题，即：因为第一区域A内的单元间隙Df比第二区域B内的单元间隙Dr更大，如果通过反射光显示图象的特性被优化，亮度将会降低。这是因为液晶的扭转角约等于72度，如果上述特性被优化，当Df＜Dr时，在大约72度的扭转角下，发射光的强度被降低。

日本未审查专利公报No.2000-258769(A)号提出了一种液晶显示装置，包括：第一偏光器，第二偏光器；介于第一偏光器和第二偏光器之间的液晶装置；位于第二偏光器和液晶装置之间的阻滞挡板；以及位于第二偏光器之上、与阻滞挡板相对的光源。该液晶装置是一种发射和反射型装置，并且包括：位于第一偏光器之上的第一透光基底；位于阻滞挡板上的第二基底，该第二基底具有光反射区域和光发射区域；以及介于第一基底和第二基底之间的液晶层，其呈水平排列并具有正介电各向异性。阻滞挡板补偿视角，并具有带有主折射系数的折射率椭球(index ellipsoid)，其相对于第二基底的法线是倾斜的。

但是，该发明公报提出的液晶显示装置仍没有解决上述的问题。

发明内容

考察传统液晶显示装置的上述问题，本发明的一个目的就是要提供一种光发射和光反射型液晶显示装置，当其被用做光发射型液晶显示装置时，能够避免亮度的减小；而当其被用作光反射型液晶显示装置时，既能增强亮度又能提高对比度。

本发明的另一个目的就是要提供一种制造这种光发射和光反射型液晶显示装置的方法。

在本发明的一方面中，提供了一种液晶显示装置，包括：(a)第一基底；(b)与第一基底隔开，并与第一基底相对的第二基底；以及(c)介于第一和第二基底之间的一层液晶层。第一基底包括：(a1)第一透明基底，其具有允许光通过的第一区域和反射光的第二区域；(a2)第一个到第N个第一阻滞挡板，其位于第一透明基底上并与液晶层相对，其中第K个第一阻滞挡板比第K+1个第一阻滞挡板更靠近第一透明基底，并且其中N是等于或大于1的整数，K是等于或大于1的整数；以及(a3)位于第N个第一阻滞挡板上的第一偏光器。第二基底包括：(b1)第二透明基底；(b2)第一个到第N个第二阻滞挡板，其位于第二透明基底上并与液晶层相对，其中第K个第二阻滞挡板比第K+1个第二阻滞挡板更靠近第二透明基底，并且其中N是等于或大于1的整数，K是等于或大于1的整数；以及(b3)位于第N个第二阻滞挡板上的第二偏光器。第一个到第N个第一阻滞挡板中的阻滞挡板具有一条光轴，其与参考方向成第一角度，而第一个到第N个第二阻滞挡板中的阻滞挡板，与第一个到第N个第一阻滞挡板中的阻滞挡板相对应，具有一条光轴，其与参考方向成第二角度，第一角度和第二角度彼此不同，相差大约90度。

在本发明的另一方面中，还提供了一种制造这种液晶显示装置的方法，这种液晶显示装置包括：(a)第一透明基底，其具有允许光通过的第一区域和反射光的第二区域；(b)与第一基底隔开且与第一基底相对的第二基底；以及(c)介于第一透明基底和第二基底之间的一层液晶层，该方法包括以下步骤：(a)形成电绝缘膜，其在第二区域的某个表面上具有凹凸部分，而在第一区域内具有平整的表面；(b)在第一区域的电绝缘膜上形成透明电极；(c)在整个第一透明基底上形成上层覆盖膜和下层覆盖膜，上层覆盖膜由铝或银构成；以及(d)在上层覆盖膜和下层覆盖膜上制作图案，透明电极通过下层覆盖膜与上层覆盖膜电连接。

上述本发明的优点将在下文中进行描述。

根据上述的液晶显示装置，有可能采用扭转向列的液晶，其间隙余量(gap margin)的范围很宽，并且当通过反射光来显示图象时，能够获得高亮度的显示；而当通过发射光来显示图象时，能够获得高对比度的生动图象。

原因如下。

当设计一种液晶装置用作光反射板时，考虑到通过反射光显示图象的显示特性，可以选择除90度以外的任何角度。但是，即使电压被施加给液晶分子，上、下基底附近的液晶分子并不会以不同于90度的扭转角上升，导致由于残余双折射的存在而无法获得高对比度。

依据本发明的液晶显示装置增加了第一阻滞挡板的双折射，从而使第一阻滞挡板与残余双折射椭球平行，并消除了残余延迟。而且，第一和第二阻滞挡板的结合将在较宽的范围内补偿延迟，从而提供高的对比度。

附图说明

图1为一种传统液晶显示装置的截面图。

图2为依据本发明的第一实施例的液晶显示装置的截面图。

图3为图2中所示出的液晶显示装置的俯视图。

图4A为图2中所示出的液晶显示装置中的阻滞挡板的安装角度之间的关系的第一示例。

图4B为图4A中所示出的液晶显示装置中发射率或反射率与施加给液晶的电压之间的关系的图示。

图5A为图2中所示出的液晶显示装置中的阻滞挡板的安装角度之间的关系的第二示例。

图5B为图5A中所示出的的液晶显示装置中发射率或反射率与施加给液晶的电压之间的关系的图示。

图6A为图2中所示出的液晶显示装置中的阻滞挡板的安装角度之间的关系的第三示例。

图6B为图6A中所示出的的液晶显示装置中发射率或反射率与施加给液晶的电压之间的关系的图示。

图7A为图2中所示出的液晶显示装置中的阻滞挡板的安装角度之间的关系的第四示例。

图7B为图7A中所示出的液晶显示装置中发射率或反射率与施加给液晶的电压之间的关系的图示。

图8A和图8B为模拟单元间隙和发射率之间的关系的结果。

图9A到图9G为图2中所示出的液晶显示装置的截面图，展示了制造这种液晶显示装置的各个步骤。

图10为一种采用了依据第一实施例的液晶显示装置的电子装置的第一示例的框图。

图11为一种采用了依据第一实施例的液晶显示装置的电子装置的第二示例的框图。

具体实施方式

图2为依据第一实施例的液晶显示装置10的截面图。

依据第一实施例的液晶显示装置10包括：有源矩阵基底10；与有源矩阵基底20相对的对置基底40；介于有源矩阵基底20和对置基底40之间的液晶层50；以及位于有源矩阵基底20下方的背光源30。

有源矩阵基底20包括：第一透明基底21；在第一透明基底21上形成的栅绝缘膜22，在栅绝缘膜22上形成第一电绝缘膜23；在栅绝缘膜22上形成的第二电绝缘膜24，用来覆盖第一电绝缘膜23；在第二电绝缘膜24上形成的光反射电极25；在第二电绝缘膜24上形成的透明电极26，透明电极26部分地与光反射电极25重叠；在第一透明基底21上形成薄膜晶体管31；在第一透明基底21上、与液晶层50相对形成的第一个第一阻滞挡板27；在第一个第一阻滞挡板27上形成的第二个第一阻滞挡板28；以及在第二个第一阻滞挡板28上形成的第一偏光器29。

背光源30紧靠着第一偏光器29的下方。

对置基底40包括：第二透明基底41；在第二透明基底41上形成的第一个第二阻滞挡板42；在第一个第二阻滞挡板42上形成的第二个第二阻滞挡板43；以及在第二个第二阻滞挡板43上形成的第二偏光器44。

对置基底40还包括：透明电极(未画出)和在第二透明基底41上形成的、与液晶层50相接触的定向膜(未画出)。

有源矩阵基底20还包括在光反射电极25和透明电极26上形成的、与液晶层50相接触的定向膜(未画出)。

有源矩阵基底20具有允许光通过的第一区域A和反射入射光的第二区域B。光反射电极25在第二区域B内形成，而透明电极26则在第一区域A内形成。

在第二区域B内，第一电绝缘膜23在一些部位以突起斑点的形式形成；而覆盖着第一电绝缘膜的第二电绝缘膜24则具有凹凸的部分。在第一区域A，第一电绝缘膜23是平整的。因此，在第二区域B，在第二电绝缘膜24上形成的光反射电极25也具有凹凸的部分，并且，在第一区域A内，在第二电绝缘膜24上形成的透明电极26也是平整的。

依据第一实施例的液晶显示装置的结构并不仅仅局限于图2所示出的结构。例如，第一电绝缘膜23可以在一些部位以突起的斑点形式形成，而覆盖着第一电绝缘膜23的第二电绝缘膜24也可以在第一区域A内形成具有凹凸的部分，与在第二区域B内相似。

第一电绝缘膜23可以是平整的，而第二电绝缘膜24也可以在第二区域B内是平整的，此时，反射光由对置基底40被散射。

从背光源30发出的光穿过第一区域A，从而在液晶板上显示某个图象。从外界进入液晶形式装置10的入射光160被光反射电极25反射，从而在液晶板上显示某个图象。

薄膜晶体管31包括：在第一透明基底21上形成的栅极32；在栅极32上的栅绝缘膜22上形成的非晶硅(a-Si)层33a；部分在a-Si层33a上形成的n+非晶硅(a-Si)层33b；在覆盖着n+a-Si层33b和a-Si层33a的栅绝缘膜22上形成的漏极34；以及在覆盖着n+a-Si层33b和a-Si层33a的在栅绝缘膜22上形成的源极35。

光反射电极25与源极35在触点36电接触。

第一个第一阻滞挡板27具有140纳米(nm)的延迟，而第二个第一阻滞挡板28具有250纳米的延迟。

第一个第一阻滞挡板27可以具有从135纳米到160纳米之间的延迟，而第二个第一阻滞挡板28可以具有从250纳米到300纳米之间的延迟。

图3为依据第一实施例的液晶形式装置10的俯视图。图2为图3中沿II-II线的截面图。

如图3所示，有源矩阵基底20包括互相垂直延伸的栅极线1和漏极线2。作为开关装置的薄膜晶体管31位于每个由栅极线1和漏极线2确定的像素内。

光反射电极25反射进入每个像素的光。电压通过光反射电极25被施加给介于有源矩阵基底20和对置基底40之间的液晶层50。

毗邻光反射电极25形成的透明电极26允许由背光源30发出的光通过。

栅极32与栅极线1电连接，漏极34与漏极线2电连接，并且源极35与光反射电极25电连接。

假设第一个第一阻滞挡板27具有与参考方向成第一角度的光轴，第一个第二阻滞挡板42具有与参考方向成第二角度的光轴，第一和第二角度彼此相差大约90度。相似地，假设第二个第一阻滞挡板28具有与参考方向成第三角度的光轴，而第二个第二阻滞挡板43具有与参考方向成第四角度的光轴，第三和第四角度彼此相差大约90度。

在下文中，阻滞挡板的光轴相对于参考方向设置的角度被称为安装角。

具体地，假设第一个到第N个第一阻滞挡板在第一透明基底21上形成，使得第K个第一阻滞挡板比第K+1个第一阻滞挡板更靠近第一透明基底21，其中K是等于或大于1的整数，但等于或小于(N-1)，并且第一个到第N个第二阻滞挡板在第二透明基底41上形成，使得第K个第二阻滞挡板比第K+1个第二阻滞挡板更靠近第二透明基底41，第K个第一阻滞挡板与第K个第二阻滞挡板相对应，并且第一和第二阻滞挡板的光轴相对于参考方向的角度彼此相差大约90度。

在下文所述的实例中，参考方向被定义为垂直于存在于液晶层50的厚度方向上中部的液晶分子排列的方向。而液晶层50内的液晶分子从对置基底40开始向着有源矩阵基底20被扭转的方向被定义为正扭转方向。

在第一个实例中，在第二区域B中，第一个第二阻滞挡板42，第二个第二阻滞挡板43和第二偏光器44被设计成具有与日本专利申请No.2001-022485一致的延迟和安装角度，该专利申请提出了一种光反射型液晶显示装置，当显示黑色时，该装置能够避免使显示的图象改变颜色，并且还能为显示图象提供高的对比度。

应该注意的是，对日本专利申请No.2001-022485的参考并不意味着申请人承认该专利是法定的现有技术。对日本专利申请No.2001-022485的参考只是为了更好地理解本发明。

然后，有准备好的阻滞挡板，它们的延迟与第一个第二阻滞挡板42、第二个第二阻滞挡板43和第二偏光器44，以及第一个第一阻滞挡板27、第二第一阻滞挡板28和第一偏光器29的延迟分别相同，所有这些阻滞挡板都受第一区域A的影响。相应的阻滞挡板和偏光器之间的安装角度被设计成彼此相差大约90度。

图4A示出了第一示例，说明第一个第一阻滞挡板27和第一个第二阻滞挡板42的安装角度之间的关系，以及第二个第一阻滞挡板28和第二个第二阻滞挡板43的安装角度之间的关系。

图4B说明了第一示例中施加给液晶的电压与光发射率(或光反射率)之间的关系。

如图4A所示，在第一示例中，第一偏光器29具有相对于参考方向倾斜了0度的吸收轴，而第二偏光器44则具有相对于参考方向倾斜了90度的吸收轴。

有源矩阵基底20具有126度的摩擦角，而对置基底40具有54度的摩擦角。

在第一实例中，第一个第一阻滞挡板27和第一个第二阻滞挡板42包括延迟大约为1/4波长(λ/4)的阻滞挡板，而第二个第一阻滞挡板28和第二个第二阻滞挡板43则包括延迟大约为1/2波长(λ/2)的阻滞挡板。

第一个第一阻滞挡板27的安装角度为105度。与第一个第一阻滞挡板27相对应的第一个第二阻滞挡板42的安装角度为15度。这样，第一个第一阻滞挡板27和第一个第二阻滞挡板42之间的安装角度彼此相差90度。

第二个第一阻滞挡板28的安装角度为165度。与第二个第一阻滞挡板28相对应的第二个第二阻滞挡板43的安装角度为76度。这样，第二个第一阻滞挡板28和第二个第二阻滞挡板43之间的安装角度彼此相差90度(精确地，为89度)。

曾经制造出一种液晶显示装置，包括：第一个第一阻滞挡板27，第二个第一阻滞挡板28，第一个第二阻滞挡板42和第二个第二阻滞挡板43，它们的安装角度都具有上述的关系，并且在由穿过第一区域A的发射光显示图象时，测量出对比度。

测得的对比度为105。

与传统的液晶显示装置的等于或小于100的对比度相比，测得的对比度有提高。

图5A示出了第二个实例，说明第一个第一阻滞挡板27和第一个第二阻滞挡板42的安装角度之间的关系，以及第二个第一阻滞挡板28和第二个第二阻滞挡板43的安装角度之间的关系。

图5B说明了第二个实例中，施加给液晶的电压与光发射率(或光反射率)之间的关系。

第二个实例中的第一个第二阻滞挡板42，第二个第二阻滞挡板43和第二偏光器44被设计成具有与上述第一实例中相同的延迟和安装角度。

第一个第一阻滞挡板27被设计成具有在它的中心与第一实例中的延迟相差3纳米的延迟，以便通过第一个第一阻滞挡板27来补偿残余延迟。但是，可以认为：第一个第一阻滞挡板27大体上具有与第一实例相同的延迟。相反，第一个第一阻滞挡板27和第二个第一阻滞挡板28的安装角度的设计与第一实例中的不同，并且第一个和第二个第二阻滞挡板42和43的安装角度之间相差的角度确定为除90度以外的角度。

如图5A所示，在第二个实例中，第一偏光器29具有相对于参考方向倾斜了1度的吸收轴，而第二偏光器44则具有相对于参考方向倾斜了90度的吸收轴。

有源矩阵基底20的摩擦角为126度，而对置基底40的摩擦角为54度。

与第一个实例相似，在第二个实例中，第一个第一阻滞挡板27和第一个第二阻滞挡板42包括延迟大约为1/4波长(λ/4)的阻滞挡板，而第二个第一阻滞挡板28和第二个第二阻滞挡板43则包括延迟大约为1/2波长(λ/2)的阻滞挡板。

第一个第一阻滞挡板27的安装角度为-2.8度。与第一个第一阻滞挡板27相对应的第一个第二阻滞挡板42的安装角度为15度。其中第一个第一阻滞挡板27和与第一个第一阻滞挡板27相对应的第一个第二阻滞挡板42之间的安装角度在上述的第一个实例中彼此相差90度，而在第二个实例中，第一个第一阻滞挡板27和第一个第二阻滞挡板42之间的安装角度之差并不等于90度，不象第一个实例，因为残余延迟由第一个第一阻滞挡板27来补偿。

第二个第一阻滞挡板28的安装角度为110度，而与第二个第一阻滞挡板28相对应的第二个第二阻滞挡板43的安装角度为76度。因此，第二个第一阻滞挡板28和第二个第二阻滞挡板43的安装角度之差不等于90度。

曾经制造过一种液晶显示装置，包括：第一个第一阻滞挡板27，第二个第一阻滞挡板28，第一个第二阻滞挡板42和第二个第二阻滞挡板43，它们的安装角度都具有上述的关系，并且在由穿过第一区域A的发射光显示图象时，测量出对比度。

测得的对比度为500。

与传统的液晶形式显示装置的等于或小于100的对比度相比，测得的对比度有提高。

图6A示出了第三个实例，说明第一个第一阻滞挡板27和第一个第二阻滞挡板42的安装角度之间的关系，以及第二个第一阻滞挡板28和第二个第二阻滞挡板43的安装角度之间的关系。

图6B说明了第三个实例中，施加给液晶的电压与光发射率(或光反射率)之间的关系。

在第三个实例中的第一步骤，第一个第二阻滞挡板42，第二个第二阻滞挡板43以及第二偏光器44被设计成具有这样的延迟和安装角度，使得在第二区域B内，由视角的变化引起的液晶层50中延迟的变化，与由于视角变化而引起的延迟膜中的延迟的变化互相抵消。将在下文进行说明的第三个实例中，液晶显示装置只包括第二区域B，而不包括第一区域A。

如图6A所示，对置基底40的摩擦角为54度，液晶层50的分量(product)Δnd以及液晶层50的单元间隙被设定为约等于0.27微米。液晶层50的扭转角所允许的范围约为±4度，而分量Δnd所允许的范围约为±0.4微米。相应地，液晶层50的扭转角可以确定在66度到74度之间，而液晶层50的分量Δnd可以确定在0.21到0.31微米之间。

第一个第二阻滞挡板42，第二个第二阻滞挡板43以及第二偏光器44在第二透明基底41上、与液晶层50相对地依次安装。第一个第二阻滞挡板42的延迟被设计成相对于波长为550纳米的单频光在145纳米到180纳米之间的范围，而第二个第二阻滞挡板43的延迟则被设计成相对于波长为550纳米的单频光在250纳米到300纳米之间的范围。

如图6A所示，液晶层50中的液晶的排列方向取决于对置基底40与有源矩阵基底20的定向膜的排列方向。具体地，液晶层50中的液晶的排列方式是这样的：液晶从对置基底40的界面向着有源矩阵基底20的界面持续扭转。

第一个第二阻滞挡板42，第二个第二阻滞挡板43和第二个偏光器44被设计成具有这样的偏振吸收轴：它们具有各自的安装角度，α、β和γ，假设与第一方向垂直的方向被选作参考方向，所述第一方向是位于液晶层50中沿厚度方向中部的液晶层50中液晶分子排列的方向，这个第一方向被分为两个方向，一个是在对置基底40附近的液晶分子排列的方向，另一个是在有源矩阵基底20附近的液晶分子排列的方向，并且液晶从对置基底40向着有源矩阵基底20扭转的方向为正方向。

在第三个实例中，安装角度设计成α介于-15度到15度之间，而安装角度β则介于45度到75度之间，以及安装角度γ则介于60度到90度之间，以避免由于视角的变化使图象改变颜色。

当没有电压施加给液晶时，在第二区域B内，依据第三实例的液晶显示装置的作用是一种显示明亮条件的普通的白噪声装置(whitedevice)。进入液晶显示装置的光在穿过第二偏光器44、第二个第二阻滞挡板43和第一个第二阻滞挡板42时，被转变成一种圆偏振光或近乎圆偏振光，然后进入液晶层50。通过用对置电极40的公共透明电极(未画出)把电场施加给液晶层50，这可以改变液晶层50中液晶的定向，使得入射光被光反射电极25以不同的方式反射，导致到达用户的光的强度不同，从而，在液晶板上显示所需的图象。

在第一实施例中，第一个第二阻滞挡板42和第二个第二阻滞挡板43可以由聚碳酸酯族的高聚物、聚砜族高聚物、降冰片烯族高聚物或聚乙烯醇族高聚物组成。

如上所述，依据第一实施例的液晶显示装置中的第二区域B使得它有可能均匀地显示全彩图象，即使在明亮的显示条件下改变视角，这些图象仍然明亮，具有高对比度，并且不会发黄。

在第三个实例中的第二步骤中，第一个第一阻滞挡板27的延迟被设计成在125纳米到155纳米之间的范围，以便第一个第一阻滞挡板27在第一区域A内补偿残余延迟。第二个第一阻滞挡板28的延迟被设计成与第二个第二阻滞挡板43的延迟相同。第一个第一阻滞挡板27，第二个第一阻滞挡板28以及第一偏光器29的安装角度被设计成分别与相对应的第一个第二阻滞挡板42、第二个第二阻滞挡板43以及第二偏光器44相差90度。

如图6A所示，在第三个实施例中，第一偏光器29具有相对于参考方向倾斜163度的吸收轴，而第二偏光器44则具有相对于参考方向倾斜73度的吸收轴。

有源矩阵基底20的摩擦角为126度，而对置基底40的摩擦角为54度。

与上述的第一和第二实例相似，在第一实例中，第一个第一阻滞挡板27和第一个第二阻滞挡板42包括延迟约为1/4波长(λ/4)的阻滞挡板，而第二个第一阻滞挡板28和第二个第二阻滞挡板43包括延迟约为1/2波长(λ/2)的阻滞挡板。

第一个第一阻滞挡板27的安装角度为90度。与第一个第一阻滞挡板27相对应的第一个第二阻滞挡板的安装角度为0度。这样，第一个第一阻滞挡板27和第一个第二阻滞挡板42之间的安装角度彼此相差90度。

第二个第一阻滞挡板28的安装角度为149度。与第二个第一阻滞挡板28相对应的第二个第二阻滞挡板43的安装角度为59度。这样，第二个第一阻滞挡板28和第二个第二阻滞挡板43之间的安装角度彼此相差90度。

曾经制造了一种液晶显示装置，包括：第一个第一阻滞挡板27，第二个第一阻滞挡板28，第一个第二阻滞挡板42和第二个第二阻滞挡板43，它们的安装角度都具有上述的关系，并且在由穿过第一区域A的发射光显示图象时，测量出对比度。

测得的对比度为800。

与传统的液晶显示装置的等于或小于100的对比度相比，测得的对比度有明显的提高。

在第二个实例中，由有源矩阵基底20的第一个第一阻滞挡板27来补偿残余延迟，但在第三个实例中，残余延迟由对置基底40的第一个第二阻滞挡板42来补偿。这样，残余延迟可以通过第一个第一阻滞挡板27或第一个第二阻滞挡板42中的一个来补偿。此外，残余延迟还可由第一个第一阻滞挡板27和第一个第二阻滞挡板42共同补偿。

图7A示出了第四个实例，说明第一个第一阻滞挡板27和第一个第二阻滞挡板42的安装角度之间的关系，以及第二个第一阻滞挡板28和第二个第二阻滞挡板43的安装角度之间的关系。

图7B说明了第四个实例中，施加给液晶的电压与光发射率(或光反射率)之间的关系。

第二个第一阻滞挡板28和第一偏光器29被设计成具有与第三个实例相同的延迟和安装角度。

第一个第二阻滞挡板42的延迟被设计成在它的中心与第三个实例中的延迟相差6纳米，以便通过第一个第二阻滞挡板42来补偿残余延迟。但是，可以认为第一个第二阻滞挡板42大体上具有与第三个实例相同的延迟。相反，第一个第一阻滞挡板27被设计成具有与第三个实例不同的安装角度，并且第一个第一阻滞挡板27和与第一个第一阻滞挡板27相对应的第一个第二阻滞挡板42之间的安装角度之差被确定为除90度以外的角度。

如图7A所示，在第四个实例中，第一偏光器29具有相对于参考方向倾斜163度的吸收轴；而第二偏光器44则具有相对于参考方向倾斜73度的吸收轴。

有源矩阵基底20的摩擦角为126度；而对置基底40的摩擦角为54度。

与第一到第三实例相似，在第四个实例中，第一个第一阻滞挡板27和第一个第二阻滞挡板42包括延迟约为1/4波长(λ/4)的阻滞挡板，而第二个第一阻滞挡板28和第二个第二阻滞挡板43包括延迟约为1/2波长(λ/2)的阻滞挡板。

第一个第一阻滞挡板27的安装角度为105度。与第一个第一阻滞挡板27相对应的第一个第二阻滞挡板42的安装角度为0度。这样，第一个第一阻滞挡板27和第一个第二阻滞挡板42之间的安装角度彼此相差90度。

第二个第一阻滞挡板28的安装角度为149度。与第二个第一阻滞挡板28相对应的第二个第二阻滞挡板43的安装角度为59度。这样，第二个第一阻滞挡板28和第二个第二阻滞挡板43之间的安装角度彼此相差90度。

曾经制造了一种液晶显示装置，包括：第一个第一阻滞挡板27，第二个第一阻滞挡板28，第一个第二阻滞挡板42和第二个第二阻滞挡板43，它们的安装角度都具有上述的关系，并且在由穿过第一区域A的发射光显示图象时，测量出对比度。

测得的对比度为330。

与传统的液晶显示装置的等于或小于100的对比度相比，测得的对比度有了提高。

在第二个实例中，由有源矩阵基底20的第一个第一阻滞挡板27来补偿残余延迟，但在第四个实例中，与第三个实例相似，残余延迟由对置基底40的第一个第二阻滞挡板42来补偿。

正如在第一到第四个实例中说明的一样，通过按照第一到第四个实例中任何一个所述的安装角度的关系(即，相对应的阻滞挡板之间的各安装角度关系相差90度)，来设计第一个第一阻滞挡板27、第二个第一阻滞挡板28，第一个第二阻滞挡板42和第二个第二阻滞挡板43，当由穿过第一区域A的发射光显示图象时，与传统的液晶显示装置相比，有可能显著提高所获得的对比度。

尽管在第一到第四个实例中，有源矩阵基底20和对置基底40都有两个阻滞挡板，阻滞挡板的数目并不仅限于两(2)个。有源矩阵基底20和对置基底40可以有一个或三个或更多的阻滞挡板。

在依据第一实施例的液晶显示装置10中，第二区域B内的单元间隙，即液晶层50的厚度Dr被设计成比第一区域A内的单元间隙，即液晶层50的厚度Df更厚。

由于光反射电极25在第二区域B内具有凹凸的部分，第二区域B内的单元间隙Dr被定义为第二区域B内的光程的平均值。

通过设计，单元间隙Dr比单元间隙Df要长，这就有可能提高液晶显示装10中显示图象的白色色温。在光发射和反射型液晶显示装置10中，选择单元间隙Dr使得第二区域B内的亮度最亮。因此，通过设计使第一区域A的单元间隙Df与单元间隙Dr相等，第一区域A的亮度也能达到最大。

图8A展示了模拟单元间隙与光发射率之间的关系的结果。从图8A可以了解，当单元间隙等于3.2微米时，亮度最大。但是，由于V-T(外加电压对光发射率)的跳变特征，优选地，单元间隙设计成等于3微米。因此，在第一实施例中，第一区域A内的单元间隙被设计成等于3微米。

图8B展示了模拟单元间隙和红、绿、蓝的光发射率之间的关系的结果。从图8B可以了解，如果第一区域A内的单元间隙Df被设计成小于3微米，则蓝色的亮度得到了增强。即，通过设计使单元间隙Df小于亮度达到最大时的单元间隙，有可能提高白色的色温。

由于光反射电极25在第二区域B有凹凸的部分，第二区域B内的单元间隙Dr被确定为第二区域B内的光程的平均值。当球形微珠被引入液晶层50以确保单元间隙时，这些微珠的直径小于光反射电极25突起和内凹部分的高度，并因此不可能通过这些微珠来控制第二区域B内的单元间隙。相反，由于透明电极26的表面平整，通过这些微珠有可能控制第一区域A内的单元间隙。

可以把单元间隙Dr设计成与单元间隙Df相等或几乎相等。如前所述，单元间隙Dr通常是这样确定的，以使第二区域B内的亮度最大。因此，通过设计使第一区域A的单元间隙Df与单元间隙Dr相等，就有可能使第一区域A的亮度最大，此时，单元间隙Df已经被控制，因为透明电极26在第一区域A内的某个表面是平整的。

图9A到图9G为液晶显示装置10中的有源矩阵基底20的截面图。下文中将结合图9A到图9G对制造液晶显示装置10中的有源矩阵基底20的方法进行说明。

首先，如图9A所示，通过溅射，在由玻璃制成的第一透明基底21上形成铬(Cr)膜。

然后，通过光刻法和干蚀刻法在铬膜上制成图案，从而形成栅极线1(参看图3)和栅极32。

可以用具有低电阻的金属构成的、并能够用光蚀刻法和干蚀刻法制成图案的膜层，如钼膜，钛膜，铝膜，或是铝合金膜取代铬膜。可替代的是，可以用形成多层的膜层，如包括一层铝膜和一种屏蔽金属，如在铝膜上形成的钛膜取代铬膜。

接着，用化学汽相沉积法(CVD)在整个第一透明基底21和栅极32上形成一层氮化硅膜。

随后，用CVD法在栅绝缘膜22上形成未掺杂的非晶硅膜和n+掺杂的非晶硅膜，接着，被制成a-Si层33a和n+a-Si层33b。a-Si层33a作为薄膜晶体管31内的有源层，而n+a-Si层33b确保a-Si层33a与漏极34和源极35两者之间的电阻接触。

通过溅射在整个的a-Si层33a和n+a-Si层33b上形成一层铬膜，然后被制成引流电极漏极34和源极35的图案。

接着，用刻蚀气体对n+a-Si层33b进行干蚀刻，从而只把夹在漏极34和源极35之间的n+a-Si层33b部分地去除。这是因为要防止电流经由n+a-Si层33b直接流过漏极34和源极35。

然后，用CVD法在第一透明膜21上形成氮化硅膜，接着，被制成钝化膜图案(未画出)。这层钝化膜防止杂质(如离子)通过漫射进入a-Si层33，从而避免薄膜晶体管31出现故障。

通过进行上述步骤，在第一透明基底21上就形成了薄膜晶体管31。

接着，如图9B所示，在第二区域B内形成第一电绝缘膜23a，并在第一区域A内形成高于第一电绝缘膜23a的第一电绝缘膜23b，以便形成具有凹凸部分的光反射电极。

随后，如图9C所示，使第一电绝缘膜23a和23b的各边角变圆，以平整掉它们的尖锐部分。

接着，如图9D所示，形成覆盖着第一电绝缘膜23a和23b的第二电绝缘膜24，并形成贯穿第二电绝缘膜24的接触孔36，以便把光反射电极25和源极35彼此电连接。

于是，第一电绝缘膜23a和23b以及第二电绝缘膜24完全覆盖了显示区域，并且在位于该显示区域最外侧的边缘的像素之外的区域内(图9D的左侧区域)形成第二电绝缘膜24，它延伸超出了第一电绝缘膜23a，以防止第一电绝缘膜23a和第二电绝缘膜24形成陡峭的台阶。

第一电绝缘膜23a和23b可以由光敏树脂或非光敏树脂制成。

当第一电绝缘膜23a和23b使由非光敏树脂制成时，第一电绝缘膜23a和23b经过以下步骤制成：形成非光敏树脂膜，形成用来给非光敏树脂制作图案的保护层，将该保护层曝光，将该保护层显影，用这个保护层作为掩模对第一电绝缘膜23a和23b进行蚀刻，然后去除该保护层。

当第一电绝缘膜23a和23b是由光敏树脂制成时，第一电绝缘膜23a和23b经过以下步骤制成：形成光敏树脂膜，将光敏树脂膜曝光，将光敏树脂膜显影。通过用光敏树脂膜来制成第一电绝缘膜23a和23b，有可能省略形成保护层和去除保护层的步骤。

在图9C中，制成图案的第一电绝缘膜23a和23b在80～300摄氏度的温度范围内退火，从而使第一电绝缘膜23a和23b的表面熔化，以使它们的边角变圆。取代第一电绝缘膜23a和23b退火的方式可以通过，可以使第一电绝缘膜23a和23b经历一些其它的加工工艺，如使它们边角变圆的化学工艺。如果第二电绝缘膜24确保具有足够圆滑的表面，就没必要对第一电绝缘膜23a和23b进行特别的处理以使它们的边角变圆。

在第一实施例中，第一电绝缘膜23a和23b以及第二电绝缘膜24由聚酰亚胺膜构成。但是，不必总用同样的有机树脂来构成第一实施例中的第一电绝缘膜23a和23b和第二电绝缘膜24。它们可以由彼此各不相同的树脂构成。

另外，它们还可以由不是聚酰亚胺的树脂构成。例如，它们可以由多种树脂组合而成，如丙烯酸树脂和聚酰亚胺树脂的组合，或由氧化硅膜和聚酰亚胺树脂组合而成。

接着，如图9E所示，在图9D所示的产物的整个表面上形成一层由透明材料——如铟锡氧化物(ITO)构成的透明膜26a。然后，形成覆盖透明膜26a的保护膜(未画出)，接着，这层保护膜被制成图案，使得只有将形成透明电极26的区域被覆盖。

随后，用已形成图案的保护膜层作为掩模，对透明膜26a进行蚀刻。然后，将已形成图案的保护膜层去除。这样，就形成了透明电极26，如图9F所示。

接着，在图9F所示的产物的整个表面上依次形成钼膜25Ah和铝膜25b。随后，形成覆盖着铝膜25a的保护膜(未画出)，接着，该保护膜被制成这样的图案，使得该图案只将要形成光反射电极25的区域覆盖。

然后，用形成图案后的保护膜作为掩模对钼膜25a和铝膜25b进行蚀刻。接着，去除形成图案的保护膜。这样，就形成了由下覆盖层钼膜25a和上覆盖层铝膜25b构成的光反射电极25，如图9G所示。

如图9G所示，通过在其一端形成与透明电极26部分交叠的钼膜25a，以及在钼膜25a上形成铝膜25b，铝膜25b与透明电极26电连接。形成钼膜25a(借此铝膜25b与透明电极26电连接)的原因就是要防止电池效应。

为了确保防止电池效应，如图9G所示，铝膜25b比钼膜25a短一个长度A。具体地，铝膜25b位于透明电极26上方的一端比钼膜25a的一端以长度为A的距离更靠近薄膜晶体管31。优选地，长度A等于或大于1微米。

优选地，下覆盖层钼膜25a的厚度范围介于100至3000埃(包括100和3000埃)，而铝膜25b的厚度范围则介于500至5000埃(包括500和5000埃)。如果铝膜25b的厚度小于500埃，铝膜将是半透光膜，即，这样的铝膜不能作为光反射膜。另一方面，如果铝膜25b的厚度大于5000埃，铝膜的表面将会发白，导致铝膜的反射率降低，因此这样的铝膜不能作为反光膜。钼膜25a的厚度优选等于或大于100埃，以确保(防止)电池效应。

可以用铬膜、钛膜、或钽膜作为下覆盖层以取代钼膜25a。当第二电绝缘膜24由有机树脂构成时，通过由铬、钛或钽作构成的下覆盖层膜25a，有可能增加第一电绝缘膜24和下覆盖层25a之间的结合力。

通过进行上述步骤，就制成了依据第一实施例的液晶显示装置10中的有源矩阵基底20。

依据第一实施例的液晶显示装置10可以被用于电子装置。下文中，将说明一些实例。

图10为采用了液晶显示装置10的便携式通讯装置250的框图。在便携式通讯装置250中，依据第一实施例的液晶显示装置10被用作下文中所述的液晶板265的部件。

便携式通讯终端250由显示单元268组成，该元件包括：液晶板265；背光发射器266；以及图象信号处理器267，控制组成便携式通讯终端250的各部件操作的控制器269；储存控制器269要执行的程序和各种数据的存储器271；进行数据通讯的通讯单元272；由键盘或指示器组成的输入装置273；以及为上述构成便携式通讯终端250的各部件供电的电源274。

包括依据第一个实施例的液晶显示装置10的液晶板265提高了显示单元268的孔径比，并进一步加强了显示单元268的亮度。

包括液晶显示装置10的液晶板265可以用于便携式个人电脑、个人笔记本电脑、或台式个人电脑的监视器。

图11为采用了液晶显示装置10的蜂窝电话275的框图。

蜂窝电话275包括显示单元276，该显示单元包括：液晶板265；背光发射器266；以及图象信号处理器267；控制构成蜂窝电话275各部件操作的控制器277；储存控制器277要执行的程序和各种数据的存储器278；无线电信号接收器279；无线电信号发射器281；由键盘或指示器构成的输入装置282；以及为上述构成所述蜂窝电话275的各部件供电的电源283。

包括依据第一个实施例的液晶显示装置10的液晶板265提高了显示单元276的孔径比，并进一步加强了显示单元276的亮度。

在上述的第一实施例中，集中对本发明的特征部分进行了详细说明，而对那些熟悉本领域的技术人员所了解的部分并未进行详细说明。但是，应该注意：无需详细说明，熟悉本领域的技术人员也了解随后这些未经详细说明的部分。

尽管在上述的第一实施例中，所示出的第一透明基底21、第一个第一阻滞挡板27、第二个第一阻滞挡板28、第一偏光器29以及背光源30与临近部件相接触，但不必总使它们与临近各部件接触。它们中的一个或几个可以独立于其它各部件或彼此互相独立地安装。

同样方法也适用于第二透明基底41、第一个第二阻滞挡板42、第二个第二阻滞挡板43和第二偏光器44。

依据第一个实施例的液晶显示装置10被设计成在液晶层50的上方和下方各有一个的两个阻滞挡板。但是，阻滞挡板的数目并不仅限于两(2)个。液晶显示装置10可以被设计成在液晶层50的上方和下方各有N个阻滞挡板，其中N是等于或大于一(1)的整数。

Claims (8)

1. 一种液晶显示装置，包括：

(a)第一透明基底；

(b)与第一透明基底隔开且与第一透明基底相对的第二基底；以及

(c)介于所述的第一透明基底和所述的第二基底之间的液晶层，

其中所述的第一透明基底具有允许光通过的第一区域和光被反射的第二区域，

其特征在于：

在所述的第二区域内形成反射电极，所述的反射电极包括在电绝缘膜上形成的下层覆盖膜，其由钼、铬、钛和钽中的一种组成；以及在所述的下层覆盖膜上形成的上层覆盖膜，其由铝或银中的一种组成。

在所述的第一区域内，在所述的电绝缘膜上形成的透射电极；

所述的反射电极与所述透射电极在它们的端部部分地交叠，使得所述的反射电极位于所述的透射电极上，

所述上层覆盖膜形成为比所述下层覆盖膜短1微米或与所述下层覆盖膜的长度相等，

其中从所述的透射电极与所述的反射电极相连的部分的顶部看，有第一部分，在该处，所述的透射电极与所述的下层覆盖膜交叠，但在第二部分和第三部分之间并未与上层覆盖膜交叠，其中在第二部分处，所述的透射电极与所述的反射电极交叠，而在第三部分处，所述的透射电极不与所述的下层覆盖膜交叠。

2. 如权利要求1中所述的液晶显示装置，其中所述的电绝缘膜是有机膜，所述的下层覆盖膜的厚度范围介于100至3000埃之间，而所述的上层覆盖膜的厚度范围介于500至5000埃之间。

3. 如权利要求1或2中所述的液晶显示装置，其中在所述的第二区域内形成的所述电绝缘膜在其上表面上形成具有凹凸的部分。

4. 如权利要求1或2中所述的液晶显示装置，其中在所述的第一区域内形成的所述的电绝缘膜具有平整的表面。

5. 如权利要求1或2所述的液晶显示装置，其中所述的第一部分的厚度等于或大于0.5微米。

6. 如权利要求1或2所述的液晶显示装置，其中所述第一区域内的所述液晶层的厚度几乎与所述第二区域内的所述液晶层的厚度相等。

7. 如权利要求1或2所述的液晶显示装置，其中所述第一区域内的所述液晶层的厚度小于所述第二区域内的所述液晶层的厚度。

8. 一种制造液晶显示装置的方法，该装置包括：

(a)第一透明基底，其具有允许光通过的第一区域和允许光被反射的第二区域；

(b)与所述第一透明基底隔开且相对的第二基底；以及

(c)介于所述第一透明基底和所述的第二基底之间的液晶层，

所述的方法包括以下步骤：

(1)形成电绝缘膜，其在所述的第二区域的某个表面上具有凹凸部分，而在所述的第一区域内具有平整的表面；

(2)在所述第一区域的所述电绝缘膜上形成透明电极；

(3)在整个所述第一透明基底上形成上层覆盖膜和下层覆盖膜，所述的上层覆盖膜由铝或银构成；

(4)以及在上层覆盖膜和下层覆盖膜上制成图案，

所述透明电极通过所述下层覆盖膜与所述上层覆盖膜电连接。

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