CN1700068A - 用于消除视差问题的lcd设备 - Google Patents
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Abstract
一种液晶显示器设备包括前衬底、后衬底、夹在其之间的LC层，分别配备在前衬底前侧以及后衬底后侧上的前偏光膜和后偏光膜、以及配备在后偏光膜后侧上的反射膜。将LC层与反射膜之间的距离设置为0.8mm或者更小以解决视差问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种LCD(液晶显示器)设备，尤其是涉及一种其具有两个偏光膜的半透反射型或者反射型LCD设备。
背景技术
LCD设备通常包括光源和光阀，该光阀以像素为基础来对光源所发射出的光的透射或者折射进行控制。有源矩阵驱动LCD具有用于对像素中的TFT(薄膜晶体管)阵列或者MIM(金属绝缘体金属)二极管进行控制的光阀并且可使LCD设备实现高密度及高质量的图像显示。
通常将LCD设备分成两类：透射LCD设备，该透射LCD设备中具有背光单元以作为光源；以及反射LCD设备，该反射LCD设备中具有其将所入射的外界光反射在LCD设备上并且因此起光源作用的反射膜。与透射LCD设备相比，由于反射LCD设备中不使用背光单元，因此反射LCD设备具有功耗低并且厚度和重量小这样的优点，并且反射LCD设备主要用在其需要较小尺寸和重量的便携式终端中。另一方面，透射LCD设备优于反射LCD设备的方面在于在黑暗的环境中可很好的观察透射LCD设备。
存在其被称为半透反射LCD设备的另一类LCD设备，该半透反射LCD设备优于反射的和透射的LCD设备。专利公开号物JP-A-2003-156756描述了这样一种半透反射LCD设备，该半透反射LCD设备包括：透射区或透光区，该透射区或透光区位于其形成于后衬底上的像素阵列的一部分上；以及反射区，该反射区位于像素阵列的另一部分上。在反射区中，像素电极具有其可使反射光偏光这样的功能，由此仅将单偏光膜配备在反射区中。因此，这类LCD设备还被称为单偏光膜LCD设备。
在断开背光单元时，该专利公开物中所描述的LCD设备可用作明亮环境中的反射LCD设备以在反射模式下对LCD设备进行操作，并且在打开背光单元时，其用作黑暗环境中的透射LCD设备以在透射模式下对LCD设备进行操作。因此，半透反射LCD设备优于反射LCD设备的方面在于在明亮环境下功耗小，并且优于透射LCD设备的方面在于在黑暗环境下的高图像显示能力。
应该注意的是穿过反射区的入射光具有其与穿过透射区的入射光的路径长度不同的路径长度，因为前一种入射光两次穿过液晶(LC)层，但是后一种入射光仅仅一次穿过LC层。路径长度的差异可使LCD设备在反射区与透射区之间的光程差有差异，并且因此很难使输出光的强度最佳化。此外另一问题还涉及在反射模式或者透射模式的操作过程中对比度降低了或者在单色图象中看到特定色彩。
为了解决半透反射LCD设备中的上述问题，存在两个已知对策：一个是在反射区与透射区之间提供很大步进的差异；以及另一个是使光学补偿层的反射率最佳。然而，因为那些问题对于其具有单偏光膜的LCD设备是必不可少的，因此已知对策不能提供完全的解决方案，并且只能降低这些问题的影响，同时LCD设备的成本增加了。
除了上述单偏光膜LCD设备之外，存在其被称为双偏光膜LCD设备的另一类半透反射LCD设备，其中偏光膜位于前衬底前侧以及后衬底后侧的每一个上，并且其中反射膜(反射板)位于其配备在后衬底后侧上的偏光膜的后侧上。这类半透反射LCD设备可使透射模式和反射模式下的输出光的强度最佳，并且可防止对比度降低以及单色图象中的色彩。
然而，在双偏光膜LCD设备中，存在在反射模式下从倾斜方向的角度观察到屏幕上有双重图像这样的视差问题、屏幕上出现了所不希望的颜色这样的颜色混杂问题、以及某些像素具有降低的亮度这样的亮度降低问题。半透反射LCD设备中的这些问题与反射LCD设备相同。
发明内容
考虑到上述，本发明的一个目的就是提供一种双偏光膜LCD设备，该设备可消除在传统半透反射LCD设备和传统反射LCD设备中所遇到的视差问题、颜色混杂问题、以及亮度降低问题。
本发明提供了这样一种液晶显示器(LCD)设备，该设备具有：前衬底，该前衬底包括其配备在前衬底前侧上的前偏光膜；后衬底，该后衬底包括其配备在后衬底后侧上的后偏光膜；液晶(LC)层，该液晶层夹在前衬底与后衬底之间；以及反射膜，该反射膜配备在后偏光膜的后侧上，其中LC层与反射膜之间的距离不大于0.8mm。
根据本发明的LCD设备，LC层与反射膜之间的距离不大于0.8mm可使由视差所形成的双重图像之间的距离很小，由此当在反射模式下显示图像时可消除视差、颜色混杂、亮度降低问题。
附图说明
图1给出了根据本发明第一实施例的LCD设备前衬底上的像素区域的剖视图；
图2A和2B给出了图1所示前衬底上的像素区域的顶视图；
图3给出了第一实施例的LCD设备的电路图；
图4A至4H给出了用于制造第一实施例的LCD设备上的前衬底的制造过程的连续步骤；
图5给出了根据对第一实施例改进的LCD设备前衬底上的像素区域的剖视图；
图6给出了图5所示像素区域的顶视图；
图7给出了其示出了入射光和反射光的LCD设备的示意性剖视图；
图8给出了其具有COA前衬底的第一实施例的双偏光膜LCD设备的剖视图。
具体实施方式
在对本发明的优选实施例进行描述之前，为了更透彻的理解本发明，在下文中对本发明的原理进行描述。
该发明人进行实验与分析以解决反射型和半透反射型的双偏光膜LCD设备在反射模式下进行操作过程中的上述视差、颜色混杂、以及亮度降低的问题。
图7给出了双偏光膜LCD设备中的典型的LCD面板或者光阀，其中LCD面板50包括后衬底51、前衬底52、以及夹在其之间的液晶(LC)层53。LCD面板通过前衬底的功能而对屏幕上的多个像素进行定义。后衬底51与其顺序排列在后衬底51后侧上的后偏光膜(偏光板)54以及反射膜(反射板)54有关。前衬底52与位于其前侧上的前偏光膜56有关。在图7中，d1和d2分别表示后衬底51和后偏光膜54的厚度，并且P1至P5表示LCD面板50之内的各个位置。LCD面板50在TN模式下进行操作并且通常是白色的。
在对LCD面板50中的视差原因进行分析的过程中，应该注意的是入射在LCD面板50上的外界光束Ia和Ib穿过LC层53，并且反射在反射膜55的表面上以作为反射光束IIa和IIb而再次穿过LC层53。由于典型的反射膜55的色散特性而使反射光束IIa和IIb通常是色散光。因此，观察者看到反射光束IIa和IIb就好像是从反射膜55的表面发射出一样。
假定位于点P1上的像素是接通的并且其他所有像素是断开的，那么其穿过LC层53中的点P1上的像素的光束包括在点P3所反射的反射光束IIa以及其通过点P1而进入的入射光束Ib。入射光束Ib在点P4被反射以作为反射光束IIb而前进。观察者可观察到反射光束IIa和IIb，并且因此可感知到点P3和P4上的图像。更具体地说观察者可观察并感知到单个物体的双重图像。
LC层53的厚度通常为大约5μm，其显著的小于厚度d1和d2。因此，双重图像之间的距离(L)近似为：
2·(D tanθ)
忽略了LC层53的厚度，其中θ是就衬底的法线而言的光束入射角并且D是后衬底51的有效厚度并且其被表达为D＝d1+d2。从该表达式可以得知，后衬底的较大有效厚度D(在下文中其被称为有效后衬底厚度)以及较大入射角θ可造成很大的距离L，该距离L由于可增加对双重图像的感知因此是所不希望的。
另一方面，在点P3所反射的入射光束Ia穿过其位于点P2上的不同像素上的LC层53。在其具有滤色镜的彩色LCD设备中，因为相邻像素具有不同颜色，因此双重图像还会导致颜色混杂问题以及亮度降低问题。因此希望有效的后衬底厚度很小以便消除视差、颜色混杂、以及亮度降低的问题。
例如，在电子计算器中，对于观察者来说视差等等问题不是关键的，因为计算器具有其可利用单色图象而将大尺寸的字符或者数字显示在其上的LCD设备。因此很大的值L不是重大的问题。然而，在有源矩阵驱动LCD设备中，视差等等问题很关键，因为LCD设备具有较小的像素间距并且利用彩色图像来显示字符或者数字。
考虑到上述发现及分析，本发明采用这样的结构，其中，在该结构中其上装配有一排开关设备的阵列衬底用作前衬底，并且其具有较小厚度的玻璃或塑料衬底用作后衬底。其上排列有开关设备的前衬底可以是所谓的其上装配有滤色镜(color filter)的COA(有源矩阵中的滤色镜)衬底。
该发明人进行实验以对其可引起显著视差的有效后衬底厚度进行研究，由此建立了有效厚度D与视差之间的关系。图8给出了根据本发明第一实施例的且在实验中所使用的LCD设备。图8的LCD设备包括背光单元10A以及其用作光阀的LCD面板10B。LCD面板10B包括后衬底11、由COA衬底所实现的前衬底12、以及夹在衬底11与12之间的LC层13。
后衬底11包括透明衬底本体14以及形成于其上的对电极15。透明衬底本体14是由其具有很小厚度的玻璃或塑料制成的，并且因此仅仅具有很小的机械强度。前衬底12包括透明衬底本体16、形成于之上的一排开关设备17、形成于开关设备17之上的滤色镜18、以及形成于滤色镜18之上的像素电极19。
开关设备17、滤色镜18、以及像素电极19配备在各个像素20中。开关设备17可以是TFT(薄膜晶体管)或者诸如MIM二极管这样的TFD(薄膜二极管)。后衬底11将其连续排列在后衬底11上的后偏光膜21、反射膜22装配在其后侧上。前衬底12将前偏光膜23装配在其前侧上。
利用TFT-LCD设备进行实验，同时改变LCD设备中的后衬底的厚度以观察视差的发生。通过对透明衬底本体14的后表面进行打磨来调节每个后衬底11的厚度。10.4英寸VGA型的TFT-LCD设备具有0.33mm的像素间距，但是14英寸XGA型的TFT-LCD设备具有0.28毫米的像素间距。
对其具有0.33mm像素间距的TFT-LCD设备进行实验会显现出其厚度高达0.8mm或之上的很大有效后衬底厚度造成了很大的视差，这阻碍了TFT-LCD设备的实际用途。0.6mm与0.8mm之间的有效后衬底厚度可造成一定程度的视差，这可使TFT-LCD设备有实际用途。小于0.6mm的有效后衬底厚度不会显现出显著的视差，并且不会导致实用性的麻烦。对其具有0.28mm像素间距的TFT-LCD设备进行实验会展现出与其具有0.33mm像素间距的相应TFT-LCD设备的情况相比，有效后衬底厚度应该减小大约0.1mm。
该发明人此后对偏光膜和反射膜的实际结构进行了研究。配备在前衬底12前面的前偏光膜23可以是此目的所通常使用的诸如Sumitomo Chemical公司的SQ-1852AP(商标)这样的普通偏光膜。其包括有多个堆积层的抗反射(AR)膜形成于前偏光膜的表面上以消除对直接阳光的反射，由此可改善图像质量。
后衬底11、后偏光膜21、以及反射膜22的组合的典型示例包括：
(1)后衬底/粘合层/后偏光膜/粘合层/反射膜；
(2)后衬底/粘合层/后偏光膜/粘合层/增亮膜；以及
(3)后衬底/粘合层/后偏光膜/粘合层/增亮膜/反射膜。
反射膜22可以是入射光未穿过的所有反射型、入射光的有效部分所穿过的半透反射型、以及入射光的大部分所穿过的低反射型的任何一个。反射膜22基本上是通过蒸发或者其他适用技术而在其上形成了诸如铝这样的金属或者电介质堆积层的高分子膜。反射膜具有50至100um这样的典型厚度。
粘合在后衬底11后表面上的后偏光膜21和反射膜22所反射的反射光不是镜面反射光并且应该是色散光。通过其表面上具有凸凹部分的反射膜可获得该色散光，或者通过微粒所色散到的粘合层可更容易获得该色散光。
上述组合(1)的结构是将其与反射膜有关的偏光膜粘合在后衬底11的后侧上。该结构中的有效后衬底厚度是后衬底、粘合层、后偏光膜、以及粘合层的厚度总和。粘合层和后偏光膜的典型厚度分别是20至40um以及100至200um。因此，典型的有效后衬底厚度是140至280um加上后衬底的厚度。在组合(1)中，例如，Sumitomo Chemical公司的产品SJI862AP AS-011(反射率18.3％，并且透射率＝21.2％)用作半透反射反射膜。
组合(2)和(3)的结构中的增亮膜可以是作为胆固醇型液晶的应用而所获得的偏心分离/高透射偏光膜，并且Sumitomo Chemical公司的产品“DBEF”用于此目的。增亮膜的厚度通常是100至200um。由于在增亮膜的后表面上出现了反射，因此组合(2)和(3)结构中的有效后衬底厚度是后衬底、粘合层、后偏光膜、粘合层、以及增亮膜的厚度总和。因此，有效后衬底厚度的典型厚度是240至480um加上后衬底11的厚度。
与作为前衬底12的COA衬底相比，后衬底11具有较小的厚度。透明衬底本体14可以是由玻璃或者塑料制成的。塑料衬底的材料示例包括聚碳酸酯(PC)树脂以及聚醚砜树脂(polyethersulfone resin)，并且不限制于此。透明衬底本体14的非典型厚度是0.1至0.2mm。
考虑到显示性能而不将有效后衬底厚度D的下限确定为特殊值，并且由于可用材料的限制而使其通常是100um。如果透明衬底本体14是由塑料制成的，那么在实际情况中透明衬底本体的厚度下限是50um。考虑到后偏光膜21和粘合层的总厚度的下限是70um，那么在这种情况下有效后衬底厚度D是120um。
虽然图8中未说明，但是配向膜配备在对电极15的前侧和像素电极19的后侧的每一个上。通常通过涂上聚酰亚胺树脂、使涂膜燃烧、并且摩擦所燃烧的薄膜可形成配向膜(alignment film)。或者，通过其利用光学准直或者等离子处理的低温过程可形成该配向膜。在使夹在衬底之间的密封元件燃烧之后通过真空注入来将液晶注射到LCD面板中，或者通过在继将液晶滴滴落在衬底上之后将衬底11和12胶合在一起并且对衬底11与12之间的密封元件进行UV固化来将液晶注射到LCD面板中。
如上所述，其具有一对偏光膜的半透反射或者反射LCD设备的视差问题等等强烈的取决于有效后衬底厚度D，并且合适的有效后衬底厚度是0.8mm或更小，更好的有效后衬底厚度是0.7mm或更小，并且优选地的有效后衬底厚度在0.1mm与0.5mm之间，这基本上不会涉及视差问题等等。
优选地是本发明的LCD设备具有向列液晶，并且其可在扭曲排列的向列模式、板内切换模式、或者垂直对齐模式下进行操作的LCD设备尤其是适合于这种结构。这是因为配备在LC层前面和后面的一对偏光膜提供了较高的对比度并且可防止单色图像中的色彩。
现在，参考附图对本发明的实施例进行更具体的描述，在附图中像素的组件是由相似的参考数字来表示的。
图1给出了根据本发明第一实施例的其具有一对偏光膜的半透反射LCD设备的前衬底。该实施例的LCD设备具有图8所示的整个结构。将前衬底12配置成COA衬底并且包括其每一个是由反向交错(reverse-staggered)薄膜晶体管(TFT)而实现的开关设备。
前衬底12包括透明的绝缘衬底本体或者玻璃衬底本体16、叠层在玻璃衬底本体16上的TFT中的栅极电极31a、覆盖栅极电极31a的栅极绝缘薄膜32、以及其每一个形成于与栅极电极31a相对应的栅极绝缘薄膜32之上的半导体活性层33。半导体活性层33具有：源极电极35a，该源极电极35a位于一个边缘部分上且其之间插入有重掺杂层34；以及漏极电极36a，该漏极电极36a位于另一个边缘部分上且其之间插入有另一重掺杂层34。重掺杂层34是n型非晶硅层并且在这里被称为欧姆接触层。换句话说，从该附图中可以得知，对该欧姆接触层34进行蚀刻以使其离开TFT的沟道部分，并且因此该TFT被称为沟道蚀刻的TFT。
钝化层37叠层在源极电极35a、漏极电极36a、以及半导体活性层33之上。在钝化层37上，提供了其包括有与各个有效像素区域相对应的红色、绿色、以及蓝色的滤色镜层40。在钝化层37上，还提供了用于对除有效像素区域之外的区域进行光屏蔽的黑色矩阵42。在滤色镜层40与黑色矩阵42之间的边界处，黑色矩阵42的边缘叠层在滤色镜层40的边缘之上。黑色矩阵42是作为LCD面板整个区域上的单层而形成的，并且因此将其坚固的粘合在玻璃衬底本体16上，这基本上不存在从其中脱离的可能性。
在该实施例中，在滤色镜层40上形成了用于将其与漏极电极36a相接触的像素电极19收纳在其中的开口45。作为替代，开口45可形成于黑色矩阵之中。
作为该实施例中的滤色镜层40的材料，可以使用通常用于此目的的基于丙烯酸的色料色散的光致抗蚀剂。该色料可以是从一般有机色料中任意选择的。黑色矩阵的色料示例包括碳、二氧化钛、以及有机黑色色料，在这些当中碳是最可取的。有机黑色色料是若干个彩色色料的混合体。
外涂层41形成于滤色镜层40、黑色矩阵42、以及钝化层37的暴露部分之上。接触孔39形成于外涂层41以及其位于滤色镜层40的开口45之内的钝化层37之中，其暴露出漏极电极36a的一部分。像素电极19形成于外涂层41之上并且位于接触孔39之内以与漏极电极36a相连。漏极电极36a起使漏极的电极通向像素电极19的作用。
图2A给出了下述像素的结构，所述像素包括有其具有图1所示前衬底12的LCD设备中的互连及电极。应当注意的是图1与沿着图2A中的线A-A′的视图相对应。在图2A中，每个栅极线31以及每个源极线或者数据线35彼此相垂直的延伸，同时环绕着像素电极19。TFT 38位于栅极线31与数据线35之间的每个交点附近并且位于像素电极19的区域之外。栅极电极31a和源极电极35a分别与相应栅极线31和相应数据线35a相连。在附图中，36a和39分别表示漏极电极和接触孔。
图2B给出了图2A所示像素中的滤色镜层40以及黑色矩阵42的一部分。滤色镜层40与除其与接触孔39相对应的开口45之外的像素电极19的整个区域相对。黑色矩阵42位于像素电极19的区域之外，同时屏蔽TFT 38和栅极线31。
在图8中，该实施例中的对衬底或者后衬底11包括其是由塑料制成的0.2mm厚度的透明衬底本体14。在后衬底11的后侧上，提供了其包括有粘合层(未给出)/后偏光膜21/粘合层(未给出)/增亮层(未给出)/反射膜22这样的分层结构以作为偏光膜21与反射膜22的组合的实际示例。反射膜22是通过其上形成有诸如二氧化钛薄膜这样的高折射率薄膜的低反射膜来实现的。增亮膜可以是Sumitomo-3M公司的DBEF(商标)。
本实施例中的有效后衬底厚度D是后衬底11、粘合层、后偏光膜21、以及粘合层的厚度总和。假定后衬底11、粘合层、后偏光膜21的厚度分别是0.2mm、20um、以及100um，那么有效后衬底厚度D是340um。前偏光膜23是其上形成有抗反射涂层的偏光膜。
图3给出了本实施例的LCD设备10的一部分的电路图。LCD设备10包括：多个栅极线31，这多个栅极线31与各个栅极端31b相连；多个数据线35，这多个数据线35与栅极线31相垂直的延伸并且与各个数据端35b相连。栅极端31b和数据端35b与所配备的用于对图像数据进行处理的外部信号处理板相连。TFT 38位于栅极线31与数据线35之间的交点附近，所述栅极线31和数据线35分别与TFT 38的栅极电极31a和源极电极35a相连。
TFT 38的漏极电极36a与下述相应像素电极相连，所述相应像素电极夹在其与对电极相关的LC层(图8中的13)之间。对电极与接地端相连。栅极端31b通过栅极线31而提供了扫描信号以对TFT 38进行开关或驱动。数据端35b通过数据线35和TFT 38而将数据信号提供给像素电极19，像素电极19将数据信号存储在其上以作为电荷量。
在图3中，附加的电容器43连接在TFT 38的漏极电极36a与相邻栅极线31之间。
在该实施例中，前衬底是由COA衬底所实现的结构以及有效后衬底厚度被设置为120um的结构提供了双重图像之间的较小距离L。较小距离L足以消除在其具有一对偏光膜的传统半透反射LCD设备中所遇到的视差、颜色混杂、以及亮度下降的问题。
在该实施例中，由COA衬底所实现的前衬底12可以是任何衬底，只要诸如玻璃衬底本体这样的透明衬底本体具有开关设备和滤色镜层。基本上不存在对开关设备结构的限制，并且TFT可以由例如MIM二极管来替代。TFT可以是普通的交错结构以代替反向交错结构。滤色镜层40可以是任何组合以代替上述RGB三原色。
在该实施例的LCD设备中，除前衬底12结构之外的结构并不局限于任何结构。例如，液晶的材料、配向膜、透明衬底本体、以及对电极通常用在传统有源矩阵驱动LCD设备中。
开口45形成于黑色矩阵42而不是滤色镜层40之中。图5给出了这样的改进，即开口45A形成于黑色矩阵42之中，并且图6给出了其顶视图。图5与沿着图6中的线A-A′的剖面图相对应。在这种改进中，在下述开口45A之内形成了接触孔39，所述开口45A形成于其叠层在TFT 38上的黑色矩阵42之中。滤色镜层40与除开口45和其附近的区域之外的像素电极19的整个区域相对。这种改进中的前衬底12A的其他结构与第一实施例中的前衬底12的相应结构相类似。
应当注意的是黑色矩阵42屏蔽了栅极线31以及TFT 38，并且因此形成于除滤色镜层40的区域之外的区域之中。开口45A包括由滤色镜层40所形成的边缘以及由黑色矩阵42所形成的相对边缘以代替所述结构。
图4A至4H连续的给出了用于制造该实施例的前衬底的制造处理的步骤。用玻璃等等制备了0.5mm厚度的透明绝缘衬底本体16，并且如图4A所示，利用传统方法而在其上形成了一排沟道蚀刻的TFT38。用于制造沟道蚀刻的TFT的处理的具体细节如下。
首先，使其厚度为100至400nm的导电薄膜淀积在透明衬底本体16上，继之以通过利用光刻处理来对导电薄膜进行构图以形成栅极线31、栅极电极31a、以及栅极端31b。例如，导电薄膜包括Al、Mo、或者Cr。
随后，通过利用CVD技术而使其诸如是由氮化硅组成的栅极绝缘薄膜32、非晶硅层、以及n型重掺杂非晶硅层(n+型硅层)淀积在整个区域上以分别高达大约400nm、300nm、以及50nm的厚度。此后，通过单处理蚀刻来对非晶硅层和n+型硅层进行构图以留下半导体活性层33以及其叠层在半导体活性层33上的n+型非晶硅层。
此后通过利用溅射技术而使诸如Mo或者Cr薄膜这样的其厚度为100至200nm的金属薄膜淀积在栅极绝缘薄膜32以及其保持在半导体活性层33上的n+型硅层上。此后对金属薄膜进行构图以形成源极电极35a、数据线、漏极电极36a、以及数据端。该构图步骤还移走了除其位于源极电极35a和漏极电极36a之下的部分之外的n+型硅层的一部分以留下接触层34。由此形成了沟道蚀刻的TFT。
此后，进行等离子CVD处理以形成其叠层在源极电极35a、源极线、漏极电极36a、以及数据端上的钝化层37，该钝化层37是由诸如四氮化三硅这样的其厚度为大约100至200nm的无机物制成的。
随后，如图4B所示，利用旋涂技术而将下述红色光致抗蚀剂涂在图4A的结构上，所述红色光致抗蚀剂包括色散在丙烯酸树脂上的红色料。对旋涂中的转速进行调节以便生成的彩色光致抗蚀剂薄膜的厚度大约为1.2um。此后通过使其保持在80度C之下两分钟而使加热板用于对红色光致抗蚀剂进行预烘焙，继之以暴露出所预烘焙的光致抗蚀剂薄膜以暴露出光。此后利用氢氧化四甲铵(tetra-metyl-ammonium-hydroxide)(TMAH)液体来对生成的薄膜进行显影，由此形成了下述红色滤色镜层40a，所述红色滤色镜层40a中具有指定像素之内的开口45。开口45的大小是每个开口45可很好的将接触孔39收纳在其中。此后使用无尘烤箱以使其在220度C之下烘焙60分钟以使红色滤色镜层40a固化。
随后，分别如图4C和4D所示，与红色滤色镜层40a相类似，通过在其他像素之内利用旋涂以及烘焙技术而形成了绿色滤色镜层40b以及蓝色滤色镜层40c。值得注意的是图4C给出了其与图4B所示像素相邻的像素，然而图4D给出了其与图4C所示像素相邻的另一像素。
在形成了如图4B至4D所示的滤色镜层40a之后，此后形成了如图4E所示的黑色矩阵42，其中那些滤色镜层的一个是由数字40来表示的。黑色矩阵是由光致抗蚀剂制成的，其中诸如碳这样的色料色散在丙烯酸树脂上。在该实施例中，利用旋涂技术来施加其粘滞度为20cP的材料以获得其厚度为1.5um的薄膜。由此在除开口45之外的区域之中形成了黑色矩阵42。
此后，如图4F所示，为了平面化目的而在整个区域上形成了诸如透明丙烯酸树脂这样的光致抗蚀剂薄膜41，继之以使其暴露出并对其显影以在位于开口45之内的光致抗蚀剂薄膜41上形成了接触孔39。此后使光致抗蚀剂薄膜41在220度C之下烘焙60分钟以使其固化，因此获得外涂层41。
随后，如图4G所示，通过涂层而形成了酚醛清漆光致抗蚀剂薄膜44，继之以对其进行构图。通过使所构图的酚醛清漆光致抗蚀剂薄膜44作为蚀刻掩模，对钝化层37进行蚀刻以在其中形成了其到达漏极电极36a的接触孔39。在形成接触孔39的步骤中，还移走数据端上的钝化层37的不必要部分以及栅极端上的栅极绝缘薄膜32的不必要部分。
在该实施例中，因为在形成了滤色镜层407之后形成了黑色矩阵42，因此接触孔39中基本上不存在剩余物，由此钝化层37基本上没有蚀刻缺陷。此外，因为在对其被配置为像素电极19的导电薄膜进行溅射之前形成了接触孔39，因此接触孔39以及开口45基本上没有氧化及污染问题。这提供了较低的电阻以使像素电极19与漏极电极36a插接。
此后，如图4H所示，移走所构图的酚醛清漆光致抗蚀剂薄膜44，继之以在接触孔39之内所暴露出的外涂层41和漏极电极36a上形成诸如其是由铟化锡所制成的透明导电薄膜。此后对透明导电薄膜进行构图以形成像素电极19。像素电极19的透明导电薄膜的较大厚度提供了适合的覆盖范围以及其与漏极电极36a相连的较低的且更稳定的电阻。考虑到ITO薄膜的特性，优选的是透明导电薄膜的厚度大约为100nm。
虽然滤色镜层40和黑色矩阵42的厚度取决于其所使用的材料，但是所涂的滤色镜层的典型厚度大约为1.0至1.5um，然而所涂的黑色矩阵42的典型厚度大约为1.0至2.0um。外涂层41具有任何厚度，只要外涂层41具有合适的平面化功能，并且所涂的外涂层41的典型厚度大约为2.5至4.5um。
随后，制备由聚醚砜所制成的其厚度为0.2mm的透明衬底本体14，并且利用传统方法而在其上形成由ITO所制成的对电极15，由此制备后衬底11。此后，通过利用传统方法而在对电极15的前表面以及像素电极19的后表面的每一个上形成了定向膜。定向膜包括在低温下所烘焙的聚酰亚胺树脂(polyimide resin)。
通过利用传统方法来使由此所制备的后衬底11与前衬底12重叠在一起，并且使这两个衬底11与12之间的间隔充满液晶以获得图8所示的LCD面板10B。液晶可以是其涂有手性材料(chiral material)的普通扭曲排列的向列液晶。利用其用作周边密封元件的热固性环氧树脂，在传统LCD面板中可照例对LCD面板10B的间隙进行控制。
此后，使其具有抗反射涂层的后偏光膜23粘合在前衬底12的前表面上，并且从自后衬底11起的顺序来看，使其包括有粘合层/后偏光膜/粘合层/增亮膜/反射膜这样的分层结构附着在后衬底11的后表面上。因此，可获得LCD面板10B。在最后的步骤，将生成的LCD面板10B与背光单元10A组合在一起以形成集成的LCD设备10。
制造根据本发明第一实施例的样本。这里所使用的背光单元10A是其亮度为1100cd/m2的LED背光单元。配备偏光膜23和21以便前偏光膜的偏光轴与后偏光膜21的偏光轴相垂直，并且使生成的LCD设备10在通常的白色TN模式下进行操作。
在断开背光单元10A时，对LCD设备的样本进行评估，其结果是从相对于LCD面板10B的法线呈60度或更大角度的观察方向未观察到双重图像的视差。这展现出通过该实施例可使视差消除的程度合乎需要。在LCD面板10B之内所观察到的对比度是大约40。在打开背光单元10A时，进一步对该样本进行评估。对比度以及所观察到的白色亮度分别是190和83cd/m2。
根据本发明第二实施例的LCD设备与第一实施例的LCD设备10相类似，除了偏光膜用作后衬底21之外，并且因此在该实施例中不使用专用后偏光膜21。该结构可进一步降低LCD设备的有效后衬底厚度，由此可进一步消除视差问题等等。
通过利用诸如专利公开物JP-A-2000-122064中所描述的技术可形成第二实施例的LCD设备。在该技术中，使用氙离子束以代替对定向膜进行摩擦，由此可降低当形成定向薄膜时偏光膜的升温并且可降低这其中所造成的机械应力。进一步，在偏光膜上形成了稳定的定向膜。
通过利用诸如专利公开物JP-A-2001-174829中所描述的技术可形成第二实施例的LCD设备。在该技术中，在使这两个衬底重叠之前，使液晶作为液滴而滴落在前后衬底之一上。
在该实施例中，通过将前衬底12配置为COA衬底，可降低对后衬底所进行的热处理步骤的数目。值得注意的是在这里在制造处理中对衬底进行加热过程中的普通热步骤包括诸如通过CVD或者喷涂的薄膜淀积步骤、光刻步骤、以及对滤色镜层的烘焙步骤。因为在该实施例中未将这些热步骤应用到后衬底上，因此通过其通常容易受到热变形的偏光膜来配置后衬底，并且该后衬底具有较小的有效后衬底厚度。氙离子束技术可使定向膜形成于偏光膜上而不是玻璃衬底本体上。
本发明对于下述LCD设备尤其有利，所述LCD设备上定义了其以0.33mm或者更小间距所排列的多个像素。LC层与反射膜之间的距离优选地是在0.1mm与0.6mm之间。像素间距与该距离的优选组合是间距是0.28mm或者更小并且该距离是0.7mm或者更小。在这种情况下，更好的是该距离在0.1mm与0.5mm之间。
因为上面所描述的实施例只是示例性的，因此本发明并不局限于上述实施例并且本领域普通技术人员在不脱离本发明范围的情况下可很容的对其做出各种改进或者变化。
Claims (9)
1.一种液晶显示器(LCD)设备，该设备包括：前衬底，该前衬底包括配备在所述前衬底前侧上的前偏光膜；后衬底，该后衬底包括配备在所述后衬底后侧上的后偏光膜；液晶(LC)层，该液晶层夹在所述前衬底与所述后衬底之间；以及反射膜，该反射膜配备在所述后偏光膜的后侧上，其中所述LC层与所述反射膜之间的距离不大于0.8mm。
2.根据权利要求1的LCD设备，其中所述LCD设备上定义了其以不大于0.33mm的间距所排列的多个像素。
3.根据权利要求2的LCD设备，其中所述距离不小于0.1mm并且不大于0.6mm。
4.根据权利要求2的LCD设备，其中所述间距不大于0.28mm并且所述距离不大于0.7mm。
5.根据权利要求4的LCD设备，其中所述距离不小于0.1mm并且不大于0.5mm。
6.根据权利要求1的LCD设备，其中所述前衬底是有源矩阵驱动衬底。
7.根据权利要求6的LCD设备，其中所述前衬底上装配了滤色镜层。
8.根据权利要求7的LCD设备，其中将所述后衬底和所述后偏光膜配置成单偏光膜。
9.根据权利要求1的LCD设备，其中所述LC层是向列LC层。
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