显示器件的制作方法

专利名称：显示器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种透射反射型液晶显示器(LCD)背景技术通常，LCD包括分别在其内表面上具有电极的一对面板和插入在面板之间的介电各向异性的液晶(LC)层。在LCD中，场生成电极之间的电压差的变化，即，由电极产生的电场强度的变化改变光穿过LCD的透射率，且由此通过控制电极之间的电压差来获得期望的图像。
根据用于图像显示的光源类型，LCD分为三种透射型、反射型和透射反射型。在透射型LCD中，利用背光从后面照射像素。在反射型LCD中，利用源自周围环境的入射光从前面照射像素。透射反射型LCD结合了透射和反射特性。在诸如室内环境的中等光条件下，或在完全黑暗的条件下，这些LCD以透射模式工作，而在非常亮的条件下，例如室外环境，它们以反射模式工作。
在透射反射型LCD中，将两个吸收偏振器分别附贴到面板的外表面，其中每个吸收偏振器是通过向拉伸的PVA添加碘分子或重铬酸盐染料(bichromatic dye)而获得的膜。吸收偏振器显示出一些独特的光学特性。具体地，它们仅允许入射光的P波通过，吸收S波。理论上，吸收偏振器透射50％的入射光并吸收其余的50％。然而，特别地，由于在其表面处发生光损失，所以吸收偏振器仅透射43％至45％。
在透射反射型LCD中，存在透射区域和反射区域。从背光单元进入LCD的反射区域的光在反射电极处被反射而向背光单元返回。此时，大部分光通过在吸收偏振器处的吸收而被除去。
由于这样的吸收光损失，LCD的光效率和显示亮度低于理想值。

发明内容
本发明通过提高透射模式中由背光单元提供的光的利用效率而改善了以透射模式运行的透射反射型LCD的显示亮度。
根据本发明的一个方面，提供一种包括透射区域和反射区域的显示器件，其包括第一基板；相位不变层，其形成在该第一基板上并反射光而不导致光的偏振状态改变；形成在该第一基板上的透明电极；形成在部分所述透明电极上的反射电极；与该第一基板相对的第二基板；置于该第一基板和该第二基板之间的LC层；第一光学阻滞器和第二光学阻滞器，每个附于所述第一和第二基板的各外表面；以及第一偏振器和第二偏振器，每个分别附于所述第一和第二光学阻滞器的各外表面。
此处，反射区域是设置在反射电极之上和之下的区域，透射区域是设置在其上没有反射电极的部分透明电极之上和之下的区域。
相位不变层仅形成在反射区域，且可以由胆甾型LC形成。相位不变层可以是宽带胆甾型LC层，其中分子螺旋的节距随其沿相位不变层的位置而改变。相位不变层可以具有多层结构，包括至少两个胆甾型LC层，每个具有均匀的节距。相位不变层可以具有三层结构，包括三个胆甾型LC层，每个都具有均匀的节距。在此情况下，三胆甾型LC层可分别选择性反射和透射红光、绿光和蓝光。
所述第一偏振器和第二偏振器的透射轴可以以直角相互交叉。
所述第一光学阻滞器和第二光学阻滞器的每个具有慢轴和快轴，且所述轴可以与所述第一和第二偏振器的透射轴成±45°地形成。所述第一光学阻滞器和第二光学阻滞器的每个可以是四分之一波相位延迟膜。
所述显示器件还可以包括光学各向同性层，其形成在于相位不变层相同地层，其间没有交迭部分。
所述显示器件还可以包括设置在第一基板之下从而向所述液晶显示器提供光源的背光单元、以及设置在所述背光单元的下表面上的反射板。
根据本发明的另一方面，提供一种包括透射区域和反射区域的显示器件，其包括第一基板；相位不变层，其形成在第一基板上并反射光，而不导致光的偏振状态改变；形成在所述第一基板上的透明电极；形成在部分所述透明电极上的反射电极；与所述第一基板相对的第二基板；置于所述第一基板和第二基板之间的LC层；附于所述第二基板的外表面的光学阻滞器；附于所述光学阻滞器的外表面的偏振器；以及选择性反射层，其附于所述第一基板的外表面且透射入射光的沿第一方向偏振的分量，同时反射沿第二方向偏振的分量。
在此，反射区域是设置在反射电极之上和之下的区域，而透射区域是设置在其上没有反射电极的部分透明电极之上和之下的区域。
所述相位不变层仅形成在反射区域，并且可以由胆甾型LC构成。相位不变层可以是宽带胆甾型LC层，其中分子螺旋的节距随其沿相位不变层的位置而改变。所述相位不变层可以具有多层结构，包括至少两个胆甾型LC层，每个具有均匀的节距。所述相位不变层可以具有三层结构，包括三个胆甾型LC层，每个具有均匀的节距。在此情况下，三个胆甾型LC层可分别选择性反射和透射红光、绿光和蓝光。
所述偏振器具有透射轴，所述光学阻滞器具有慢轴和快轴。所述光学阻滞器的快轴和慢轴可以与所述偏振器的透射轴成±45°地形成。
光学阻滞器可以是四分之一波相位延迟膜。
所述显示器件还可以包括光学各向同性层，其形成在与相位不变层相同的层处，其间没有交迭部分。
显示器件还可以包括设置在所述第一基板下面从而向液晶显示器提供光的背光单元、以及设置在所述背光单元的下表面的反射板。
选择性反射层可以由胆甾型LC构成。选择性反射层可以是宽带胆甾型LC层，其中分子螺旋的节距随其沿选择反射层的位置而改变。该选择反射层可以具有多层结构，包括至少两个胆甾型LC层，每个都具有均匀节距。该选择反射层可以具有三层结构，包括三个胆甾型LC层，每个都具有均匀节距。在此情况下，三个胆甾型LC层可分别选择性反射和透射红光、绿光和蓝光。
根据本发明的又一方面，提供一种包括透射区域和反射区域的显示器件，其包括第一基板；相位不变层，其形成在该第一基板上并反射沿第一方向偏振的光而不导致光的偏振状态改变；形成在该第一基板上的透明电极；形成在部分透明电极上的反射电极；与该第一基板相对的第二基板；置于该第一基板和该第二基板之间的LC层；附于该第二基板的外表面的第一光学阻滞器；以及附于该光学阻滞器的外表面的第一偏振器。
此处，反射区域是设置在该反射电极之上和之下的区域，而透射区域是设置在其上没有反射电极的部分透明电极之上和之下的区域。
所述相位不变层形成在反射区域并被提供有沿第一方向偏振的光。
所述显示器件还可以包括顺序附于所述第一基板的外表面的第二光学阻滞器和第二偏振器，这使得在特定方向上偏振的光能够入射到所述相位不变层上。
所述显示器件还可以包括选择性反射层，其附于所述第一基板的所述外表面，透射入射光的沿所述第一方向偏振的分量并反射在与所述第一方向相反的第二方向上偏振的分量。
所述显示器件还可以包括光学各向同性层，其形成在与所述相位不变层相同的层，其间没有交迭部分。
所述相位不变层可以由胆甾型LC形成。该相位不变层可以是宽带胆甾型LC层，其中分子螺旋的节距随其沿该相位不变层的位置而改变。该相位不变层可以具有多层结构，包括至少两个胆甾型LC层，每个都具有均匀节距。该相位不变层可以具有三层结构，包括三个胆甾型LC层，每个都具有均匀节距。在此情况下，所述三个胆甾型LC层可分别选择性反射和透射红光、绿光和蓝光。


通过结合附图更详细地描述其优选实施例，本发明的上述目的和其他优点将变得更加明显。
图1是根据本发明第一实施例的LCD的布局图；图2是沿图1的II-II′线的横截面图；图3是沿图1的III-III′线的横截面图；图4示出图1至图3所示的LCD的反射区域和透射区域处光的偏振状态；图5是根据本发明第二实施例的LCD的布局图；图6是沿图5的VI-VI′线的横截面图；图7是沿图5的VII-VII′线的横截面图；图8示出图5至7所示的LCD的反射区域和透射区域处光的偏振状态；图9至12是示意性横截面图，示出制造根据本发明一实施例的相位不变层的工艺步骤；图13示出根据本发明的供选实施例的相位不变层。
具体实施例方式
下文将参考附图更加全面地描述本发明的优选实施例，附图中示出了本发明的优选实施例。然而，本发明可以以不同的形式实施且不限于这里所示的实施例。而且，提供这些实施例使得本公开详细且全面，并且这些实施例充分地向本领域技术人员传达了本发明的范围。
在图中，为了清楚起见，放大了层、膜和区域的厚度。相似的附图标记始终表示相似的元件。应当明白，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在另一元件“上”时，其可以直接在其他元件上或者也可以存在插入元件。
下文中，将参照图1至3描述根据本发明第一实施例的LCD。
图1是根据本发明第一实施例的LCD的布局图，图2和图3分别是沿图1II-II′线和III-III′线的截面图。
参照图1至图3，本实施例的LCD包括彼此面对的TFT阵列面板100和公共电极面板200、以及置于其间的LC层3。LC层3中的LC分子垂直于或平行于两面板100和200的表面配向。
如下构造TFT阵列面板100。
在由透明玻璃或塑料制成的绝缘基板110上形成相位不变层(phase-invariant layer)15和光学各向同性层16。这里，优选的是相位不变层15和光学各向同性层16形成在相同的层，其间没有交迭部分。还优选的是，光学各向同性层16形成在透射区域TA处，而相位不变层15形成在不是透射区域TA的区域，反射区域RA位于所述区域。
相位不变层15反射入射光，而不导致光的偏振状态的改变。此相位不变层15由具有螺旋结构的胆甾型LC形成。基于胆甾型LC的独特光学特性，相位不变层15透射沿螺旋结构旋转的圆偏振光而反射相对于所述螺旋结构在相反方向上旋转的圆偏振光。当反射所述光时，相位不变层15不改变光的偏振状态。
同时，当透射光时，光学各向同性层16不改变光的偏振状态。
在相位不变层15和光学各向同性层16具有彼此不同的厚度的情况下，为了两层的平坦化，在其上形成有机绝缘层(未示出)。
多条栅极线121和多条存储电极线131形成在相位不变层15和光学各向同性层16上。
用于传输栅极信号的栅极线121基本沿水平方向延伸。每条栅极线121包括向上突出的多个栅电极124和具有较大尺寸将被连接到不同层或外部器件的端部129。用于产生栅极信号的栅驱动器(未示出)可安装在附于基板110的柔性印刷电路(未示出)上或者直接安装在基板110上。另外，栅驱动器可以集成到基板110中。在这种情况下，栅极线121直接连接到栅驱动器。
用于接收预定电压的存储电极线131基本平行于栅极线121延伸。每条存储电极线131位于两个相邻的栅极线之间，特别地，更靠近两个中较下位置的栅极线。每条存储电极线131包括向上和向下突出的多个存储电极137。存储电极线131的形式和布置可以自由改变。
栅极线121和存储电极线131优选由以下材料制成含铝(Al)金属诸如Al和Al合金、含银(Ag)金属诸如Ag和Ag合金、含金(Au)金属诸如Au和Au合金、含铜(Cu)金属诸如Cu和Cu合金、含钼(Mo)金属诸如Mo和Mo合金、铬(Cr)、钛(Ti)或钽(Ta)。栅极线121和存储电极线131可以配置为多层结构，其中包括至少两个具有不同物理性质的导电层(未示出)。在这样的结构中，两导电层之一由低电阻率金属制成，例如含Al金属、含Ag金属、含Cu金属等，以减小栅极线121和存储电极线131中的信号延迟或电压降。另一层由与诸如氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)等的其他材料具有优异的物理、化学、以及电接触特性的材料制成。例如，含Mo金属、Cr、Ta、Ti等可用于形成该层。两层的组合的合适例子为下Cr层和上Al(或Al合金)层、以及下Al(或Al合金)层和上Mo(或Mo合金)层。除以上所列的材料外，各种金属和导体可用于栅极线121和存储电极线131的形成。
栅极线121和存储电极线131的所有侧面优选相对于基板110的表面在从约30°至80°的范围倾斜。
由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)制成的栅绝缘层140形成在栅极线121和存储电极线131上。
由氢化非晶硅(缩写为“α-Si”)或多晶硅制成的多个线状半导体151形成在栅绝缘层140上。每个线状半导体151基本沿垂直方向延伸，且包括沿各栅电极124延伸的多个突出部154。线状半导体151在栅极线121和存储电极线131附近扩大以较宽地覆盖它们。
多个线状欧姆接触161和岛状欧姆接触165形成在线状半导体151上。欧姆接触161和165可以由用诸如磷(P)的N型杂质高度掺杂的N+氢化非晶硅或者由硅化物制成。线状欧姆接触161包括多个突出部163。一组突出部163和岛状欧姆接触165位于半导体151的突出部154上。
半导体151以及欧姆接触163和165的所有侧面相对于基板110的表面在从约30°至80°的范围倾斜。
多个数据线171和多个漏电极175形成在欧姆接触161和165以及栅绝缘层140上。
用于传输数据信号的数据线171基本沿垂直方向延伸从而与栅极线121和存储电极线131交叉。每条数据线171包括向各栅电极124延伸的多个源电极173、以及具有较大尺寸以便连接到不同层或外部器件的端部179。用于产生数据信号的数据驱动器(未示出)可以安装在附于基板110的柔性印刷电路(未示出)上，或者直接安装在基板110上。另外，数据驱动器可以集成到基板110中。在此情况下，数据线171直接连接到数据驱动器。
与数据线171分隔开的漏电极175以栅电极124为中心与源电极173相对。每个漏电极175包括具有较大尺寸的扩展部177和条状端部。漏电极175的扩展部177与存储电极线131的存储电极137交迭，且条状端部被弯曲的源电极173部分地围绕。
栅电极124、源电极173、漏电极175和半导体151的突出部154形成薄膜晶体管(TFT)。TFT沟道形成在设置于源电极173和漏电极175之间的突出部154中。
数据线171和漏电极175优选由难熔金属制成，例如Mo、Cr、Ta、Ti、或其合金，且可以配置为包括难熔金属层(未示出)和低电阻率导电层(未示出)的多层结构。多层结构的一个合适例子是由Cr、Mo和Mo合金中的一种制成的下层和由Al或Al合金制成的上层。另一示例是由Mo或Mo合金构成的下层、由Al或Al合金构成的中间层、以及由Mo或Mo合金构成的上层。除以上所列材料外，各种金属和导体可用于数据线171和漏电极175的形成。
数据线171和漏电极175的所有侧面相对基板110的表面优选在约30°至80°的范围倾斜。
欧姆接触161和165仅存在于下面的半导体151和上面的数据线171之间以及上面的漏电极175和下面的半导体151之间，以减小其间的接触电阻。大部分线状半导体151形成得比数据线171窄，但是其部分在与栅极线121交叉的位置附近扩大，如前所述，以防止数据线171短路。线状半导体151在数据线171和漏电极175未覆盖它们的区域以及在源电极173和漏电极175之间的区域部分暴露。
钝化层180形成在半导体151的暴露部分、数据线171和漏电极175上。钝化层180配置为双层结构，包括由诸如SiNx或SiOx的无机绝缘体构成的下层180q和由有机绝缘体构成的上层180p。用于上钝化层180p的合适有机绝缘体具有4.0以下的低介电常数和/或光敏性。上钝化层180p设置有开口，即透射窗195，在该处下钝化层180q部分暴露，且上钝化层180p的顶表面不平坦。钝化层180可以配置为无机绝缘体或有机绝缘体的单层。
钝化层180设置有多个接触孔182和185，数据线171的端部179和漏电极175分别通过其暴露。多个接触孔181形成在钝化层180和栅绝缘层140中，栅极线121的端部129通过其暴露。
多个像素电极191和多个接触辅助件81和82形成在钝化层180上。
每个像素电极191具有由上钝化层180p的不平坦顶表面导致的波状轮廓，且包括透明电极192和透明电极192上面的反射电极194。透明电极192由诸如ITO或IZO的透明导体构成，反射电极194由不透明的反射导体构成，例如Al、Cr、Ag或其合金。反射电极194可以配置为双层结构。在此情况下，上层(未示出)由低电阻率金属构成，例如Al、Ag、Ag合金等，下层(未示出)由与ITO和IZO具有突出的接触属性的材料构成，例如含Mo金属、Cr、Ta、Ti等。
每个反射电极194形成在部分透明电极192上。从而，透明电极192的其余部分被暴露。此时，透明电极192的暴露部分设置为对应于上钝化层180p的透射窗195。
像素电极191通过接触孔185物理且电连接到漏电极175，以接收来自漏电极175的数据电压。像素电极191被提供有数据电压，从而与公共电极面板200的公共电极270共同作用产生电场，确定置于两个电极191和270之间的LC层3中LC分子的取向。根据LC分子的取向，穿过LC层3的光的偏振被改变。每组像素电极191和公共电极270形成LC电容器，其能够在TFT关断后存储所施加的电压。
在透射反射型LCD中，存在由透明电极192定义的透射区域TA和由反射电极194定义的反射区域RA。更详细地，透射区域TA是在TFT阵列面板100、公共电极面板200和LC层3中设置在透射窗195之上和之下的部分的区域，而反射区域RA是设置在反射电极194之上和之下的部分的区域。如上所述，相位不变层15形成在不是透射区域TA的区域处，而光学各向同性层16形成在透射区域TA处。
在透射区域TA中，由设置在LCD背面的背光单元500提供的内部光顺序穿过TFT阵列面板100和LC层3，然后从公共电极面板200出射，从而对显示起作用。在这些过程期间，反射电极194反射由背光单元500提供的一部分光，使得这样的部分不到达公共电极面板200。然而，在本发明中，由背光单元500提供的所有光通过内部反射机构从公共电极面板200出射，如下面将更详细地描述的那样。
在反射区域RA中，穿过LCD的前面提供的外部光顺序经过公共电极面板200和LC层3，然后被TFT阵列面板100的反射电极194反射。在反射之后，外部光再次穿过LC层3，然后从公共电极面板200出射，由此对显示起作用。反射电极194的不平坦顶表面通过反射使所述光分散，从而由于镜面反射而会在LCD屏幕上显示的图像被防止。
上钝化层180p在透射区域TA处不存在。因此，与反射区域RA相关LC层3的厚度(即，单元间隙)是与透射区域TA相关的LC层3的厚度的二分之一大。
像素电极191和与其连接的漏电极175与存储电极137以及存储电极线131的干线(stem line)交迭。为了增强LC电容器的电压存储能力，还提供了存储电容器。像素电极191和与其电连接的漏电极175与存储电极线131的交迭实现了存储电容器。
接触辅助件81和82分别通过接触孔181和182连接到栅极线121的端部129和数据线171的端部179。接触辅助件81和82补充了暴露端部129和179与外部器件之间的粘合，并保护它们。
面对TFT阵列面板100的公共电极面板200配置如下。
称为“黑矩阵”的光阻挡部件220设置在由透明玻璃或塑料构成的绝缘基板210上。光阻挡部件220阻止光通过像素电极190之间的阻挡层漏出，且定义面对像素电极191的开口区域。
多个滤色器230形成在基板210上。大部分滤色器位于光阻挡部件220界定的开口区域内。滤色器230可以沿各像素电极191在垂直方向延伸。每个滤色器230可以呈现红、绿和蓝色中的一种。
位于透射区域TA的部分滤色器230和位于反射区域RA的部分滤色器230具有不同的厚度。通常，透射反射型LCD在透射区域TA和反射区域RA之间呈现出色调(color tone)差异。这是因为在透射区域TA中，穿过透明电极192的光仅穿过滤色器230一次，而在反射区域RA中，穿过公共电极面板200入射的光由于在反射电极194处的反射而两次穿过滤色器。为了补偿色调差异，已经使用了一些方法。一种方法是使位于透射区域TA处的部分滤色器230形成得比位于反射区域RA处的滤色器230厚。另一种方法是在位于反射区域RA处的滤色器230中形成光孔。
涂层250形成在光阻挡部件220和滤色器230上从而去除滤色器230和光阻挡部件220之间产生的台阶差。
由诸如ITO或IZO的透明导电材料构成的公共电极270形成在涂层250上。
两个配向层(未示出)分别形成在两个面板100和200的内表面上从而沿期望方向配向LC层3中的LC分子。
下偏振器12和上偏振器22分别附于两个面板100和200的外表面。它们的透射轴以直角相互交叉。
下光学阻滞器(retarder)13形成在下偏振器12和下基板110之间，同时上光学阻滞器23形成在上偏振器22和上基板210之间。两个光学阻滞器13和23的每一个具有慢轴(slow axis)和快轴(fast axis)。因此，穿过快轴的光获得比穿过慢轴的光的相位更快的相位。在本实施例中，两轴之间的相位差为四分之一波，从而将圆偏振光转化为线偏振光或将线偏振光转化为圆偏振光。此时，优选的是两轴以直角相互交叉并且它们以与偏振器12和22的透射轴分别成±45°形成。
LC层3中的LC分子垂直于或平行于面板100和200的表面配向。
多个间隔物(未示出)设置在两个面板100和200之间从而保持两个面板100和200之间均匀的单元间隙，其中最终设置LC层3。
为了组装TFT阵列面板100和公共电极面板200，可以将密封剂(未示出)施加到公共电极面板200的边缘。
图4示出图1至图3所示的LCD的反射区域RA和透射区域TA处光的偏振状态。
在图4中，为了便于论述，以简化形式示出LCD和作为内部光源的背光单元500。反射板510设置在背光单元500的下表面上。
图4仅示出对LCD中光的偏振有影响的主要部件。这些部件包括下和上偏振器12和22、下和上光学阻滞器13和23、LC层3和相位不变层15。光学各向同性层16在图4中被省略，因为它不影响穿过它的光的偏振状态。
上偏振器22的透射轴(transmission axis)在X方向()上，而下偏振器12的透射轴在垂直于X方向的Y方向(⊙)上。两个偏振器12和22都吸收偏振，传输平行于其透射轴的分量且吸收垂直于所述轴的分量。
光学阻滞器13和23的每一个具有慢轴和快轴。因此，穿过快轴的光获得比穿过慢轴的光的相位更快的相位。在本实施例中，两轴之间的相位差为四分之一波，从而将圆偏振光转化成线偏振光或者将线偏振光转化成圆偏振光。此时，优选地两轴以直角相互交叉并且它们分别与偏振器12和22的透射轴成±45°地形成。
相位不变层15是具有螺旋结构的胆甾型LC层。基于胆甾型LC的独特光学特性，相位不变层15透射沿螺旋结构旋转的圆偏振光，并反射在与所述螺旋结构相反的方向上旋转的圆偏振光。当反射光时，相位不变层15不改变光的偏振状态。
根据LC层3是否被提供有电场，保持或改变穿过LC层3的光的偏振状态。也就是说，有电场的LC层3影响穿过其的光的偏振状态，而没有电场的LC层3不影响偏振状态。在后一情况下，由于位于反射区域RA的LC层3的厚度是位于透射区域TA的LC层3的厚度的一半，因此，反射区域RA处相位差为四分之一波，而在透射区域TA处其为半波。因此，在反射区域RA中，没有电场的LC层3将线偏振入射光转化成圆偏振光，反之亦然，而在透射区域TA中，LC层3将右旋圆偏振入射光转化成左旋圆偏振光，反之亦然。
基于上述事实，下面将参考图4论述进入LCD的反射区域RA的光的行进路径。
图4的光(R1)表示当没有电场施加到LC层3时从周围环境进入LCD的反射区域RA的光线。光(R1)首先入射到上偏振器22上。此时，上偏振器22仅透射入射光的沿X方向()的线偏振光。接着，线偏振光(R1)传播通过上光学阻滞器23。此时，上光学阻滞器23将光(R1)转化成左旋圆偏振光。随后，左旋圆偏振光(R1)穿过LC层3，同时被转化成沿Y方向(⊙)的线偏振光。接着，线偏振光(R1)在反射电极194处通过反射旋转180°，但其相位不变。被反射电极194反射的光(R1)再次进入LC层3，并被转化成左旋圆偏振光。接着，左旋圆偏振光(R1)穿过上部光学阻滞器23，同时被转化成沿X方向()的线偏振光。然后，线偏振光(R1)从上偏振器22出射，从而对显示作贡献。
同时，光(R2)表示当将电场施加到LC层3时从周围环境进入LCD的反射区域RA的光线。光(R2)首先入射到上偏振器22上。此时，上偏振器22仅传输入射光的沿X方向()的线偏振光。接着，线偏振光(R2)入射到上光学阻滞器23上。此时，上光学阻滞器23将入射光(R2)转化成左旋圆偏振光。随后，左旋圆偏振光(R2)穿过LC层3而不改变偏振状态，然后被反射电极194反射。通过在反射电极194处的反射，左旋圆偏振光(R2)转化成右旋圆偏振光。然后右旋圆偏振光(R2)再次穿过LC层3而不改变偏振状态，并入射到上光学阻滞器23上。此时上光学阻滞器23将入射光(R2)转化成沿Y方向(⊙)的线偏振光。接着，线偏振光(R2)进入上偏振器22。此时，上偏振器22吸收光(R2)，因为偏振器22的透射轴与光(R2)的偏振方向以直角相互交叉。在此情况下，LCD屏幕变黑。
下文中，将描述由背光单元500提供的光的行进路径。
由背光单元500提供的光首先入射到其透射轴在Y方向(⊙)上的下偏振器12上。此时，下偏振器12仅传输入射光的在Y方向上线性偏振的分量且吸收在垂直于其透射轴的X方向上线性偏振的分量。在图4中，被吸收的光线表示为(T3)和(R3)，透射的光线表示为(T4)和(R4)。穿过下偏振器12的光线(T4)和(R4)进入下光学阻滞器13，然后被转化成右旋圆偏振光。接着，右旋圆偏振光线(T4)和(R4)分别进入透射区域TA和反射区域RA。
当右旋圆偏振光(R4)碰到相位不变层15时，它被反射而不改变偏振状态。然后，被反射的光(R4)穿过下光学阻滞器13同时转化成沿Y方向(⊙)的线偏振光。接着，线偏振光(R4)穿过下偏振器12并被设置在背光单元500的下表面上的反射板510反射。反射光(R4)再次穿过下偏振器12并进入下光学阻滞器13。此时，下光学阻滞器13将线偏振入射光(R4)转化成右旋圆偏振光。上述序列步骤重复一次或更多次，使得光(R4)进入透射区域TA并向上偏振器22行进。因此，提高了透射区域TA处的光效率并且还提高了以透射模式运行的LCD的亮度。
当首先进入透射区域TA时，光线(R4)和(T4)都是右旋圆偏振光线。这些右旋圆偏振光线(R4)和(T4)在进入透射区域TA之后沿光线(T1)或(T2)的路径行进，从而对显示作贡献。下文中，将描述光线(T1)和(T2)。
在进入透射区域TA之后，根据LC层3是否被提供有电场，光线(T4)和(R4)选择光线(T1)和(T2)的光路径之一。
在LC层3未被提供有电场的情况下，光线(T4)和(R4)沿光(T1)的光路径行进。右旋圆偏振光(T1)进入LC层3。此时，LC层3导致光(T1)中半波的相位延迟，使得光(T1转化成左旋圆偏振光。接着，左旋圆偏振光(T1)穿过上光学阻滞器23并转化成沿X方向()的线偏振光。然后，线偏振光(T1)从上偏振器22出射，从而对显示作贡献。
同时，在LC层3被提供有电场的情况下，光线(T4)和(R4)沿光(T2)的光路径行进。右旋圆偏振光(T2)穿过LC层3。此时，LC层3不改变光(T2)的相位。然后右旋圆偏振光(T2)穿过上光学阻滞器23并转化成沿Y方向(⊙)的线偏振光。当进入上偏振器22时线偏振光(T2)被吸收，使得LCD屏幕变黑。
如上所述，相位不变层15使得从背光单元500进入LCD的反射区域RA的光(R4)能通过反射被传输到透射区域TA，从而提高了LCD的光利用效率和亮度。
下文中，将参考附图描述根据本发明第二实施例的LCD。
图5是根据本发明第二实施例的LCD的布局图，图6和7分别是沿图5的线VI-VI′和VII-VII′的截面图。
参考图5至7，本实施例的LCD包括彼此面对的TFT阵列面板100和公共电极面板200、以及置于其间的LC层3。LC层3中的LC分子垂直于或平行于两面板100和200的表面配向。
如下构造TFT阵列面板100。
在由透明玻璃或塑料制成的绝缘基板110上形成相位不变层15和光学各向同性层16。这里，优选的是相位不变层15和光学各向同性层16形成在相同的层，其间没有交迭部分。还优选的是，光学各向同性层16形成在透射区域TA处，而相位不变层15形成在不是透射区域TA的区域，反射区域RA位于所述区域。
相位不变层15反射入射光，而不导致光的相位的改变。此相位不变层15由具有螺旋结构的胆甾型LC形成。基于胆甾型LC的独特光学特性，相位不变层15透射沿螺旋结构旋转的圆偏振光而反射相对于所述螺旋结构在相反方向上旋转的圆偏振光。当反射所述光时，相位不变层15不改变光的相位。
此外，当透射光时，光学各向同性层16不改变光的相位。
在相位不变层15和光学各向同性层16具有彼此不同的厚度的情况下，为了两层的平坦化，可以在其上形成有机绝缘层(未示出)。
多条栅极线121和多条存储电极线131形成在相位不变层15和光学各向同性层16上。
用于传输栅极信号的栅极线121基本沿水平方向延伸。每条栅极线121包括向上突出的多个栅电极124和具有较大尺寸将被连接到不同层或外部器件的端部129。用于产生栅极信号的栅驱动器(未示出)可安装在附于基板110的柔性印刷电路(未示出)上或者直接安装在基板110上。另外，栅驱动器可以集成到基板110中。在这种情况下，栅极线121直接连接到栅极驱动器。
用于接收预定电压的存储电极线131基本平行于栅极线121延伸。每条存储电极线131位于两条相邻的栅极线之间，特别地，更靠近两个中较下位置的栅极线。每条存储电极线131包括向上和向下突出的多个存储电极137。存储电极线131的形式和布置可以自由改变。
栅极线121和存储电极线131优选由以下材料制成含铝(Al)金属诸如Al和Al合金、含银(Ag)金属诸如Ag和Ag合金、含金(Au)金属诸如Au和Au合金、含铜(Cu)金属诸如Cu和Cu合金、含钼(Mo)金属诸如Mo和Mo合金、铬(Cr)、钛(Ti)或钽(Ta)。栅极线121和存储电极线131可以配置为多层结构，其中包括至少两个具有不同物理性质的导电层(未示出)。在这样的结构中，两导电层之一由低电阻率金属制成，例如含Al金属、含Ag金属、含Cu金属等，以减小栅极线121和存储电极线131中的信号延迟或电压降。另一层由与诸如氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)等的其他材料具有优异的物理、化学、以及电接触特性的材料制成。例如，含Mo金属、Cr、Ta、Ti等可用于形成该层。两层的组合的合适例子为下Cr层和上Al(或Al合金)层、以及下Al(或Al合金)层和上Mo(或Mo合金)层。除以上所列的材料外，各种金属和导体可用于栅极线121和存储电极线131的形成。
栅极线121和存储电极线131的所有侧面优选相对于基板110的表面在从约30°至80°的范围倾斜。
由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)制成的栅绝缘层140形成在栅极线121和存储电极线131上。
由氢化非晶硅(缩写为“α-Si”)或多晶硅制成的多个线状半导体151形成在栅绝缘层140上。每个线状半导体151基本沿垂直方向延伸，且包括沿各栅电极124延伸的多个突出部154。线状半导体151在栅极线121和存储电极线131附近扩大以较宽地覆盖它们。
多个线状欧姆接触161和岛状欧姆接触165形成在线状半导体151上。欧姆接触161和165可以由用诸如磷(P)的N型杂质高度掺杂的N+氢化非晶硅或者由硅化物制成。线状欧姆接触161包括多个突出部163。一组突出部163和岛状欧姆接触165位于半导体151的突出部154上。
半导体151以及欧姆接触163和165的所有侧面相对于基板110的表面在从约30°至80°的范围倾斜。
多个数据线171和多个漏电极175形成在欧姆接触161和165以及栅绝缘层140上。
用于传输数据信号的数据线171基本沿垂直方向延伸从而与栅极线121和存储电极线131交叉。每条数据线171包括向各栅电极124延伸的多个源电极173、以及具有较大尺寸以便连接到不同层或外部器件的端部179。用于产生数据信号的数据驱动器(未示出)可以安装在附于基板110的柔性印刷电路(未示出)上，或者直接安装在基板110上。另外，数据驱动器可以集成到基板110中。在此情况下，数据线171直接连接到数据驱动器。
与数据线171分隔开的漏电极175以栅电极124为中心与源电极173相对。每个漏电极175包括具有较大尺寸的扩展部177和条状端部。漏电极175的扩展部177与存储电极线131的存储电极137交迭，且条状端部被弯曲的源电极173部分地围绕。
栅电极124、源电极173、漏电极175和半导体151的突出部154形成薄膜晶体管(TFT)。TFT沟道形成在设置于源电极173和漏电极175之间的突出部154中。
数据线171和漏电极175优选由难熔金属制成，例如Mo、Cr、Ta、Ti、或其合金，且可以配置为包括难熔金属层(未示出)和低电阻率导电层(未示出)的多层结构。多层结构的一个合适例子是由Cr、Mo和Mo合金中的一种制成的下层和由Al或Al合金制成的上层。另一示例是由Mo或Mo合金构成的下层、由Al或Al合金构成的中间层、以及由Mo或Mo合金构成的上层。除以上所列材料外，各种金属和导体可用于数据线171和漏电极175的形成。
数据线171和漏电极175的所有侧面相对基板110的表面优选在约30°至80°的范围倾斜。
欧姆接触161和165仅存在于下面的半导体151和上面的数据线171之间以及上面的漏电极175和下面的半导体151之间，以减小其间的接触电阻。大部分线状半导体151形成得比数据线171窄，但是其部分在与栅极线121交叉的位置附近扩大，如前所述，以防止数据线171短路。线状半导体151在数据线171和漏电极175未覆盖它们的区域以及在源电极173和漏电极175之间的区域部分暴露。
钝化层180形成在半导体151的暴露部分、数据线171和漏电极175上。钝化层180配置为双层结构，包括由诸如SiNx或SiOx的无机绝缘体构成的下层180q和由有机绝缘体构成的上层180p。用于上钝化层180p的合适有机绝缘体具有4.0以下的低介电常数和/或光敏性。上钝化层180p设置有开口195，即透射窗，在该处下钝化层180q部分暴露，且上钝化层180p的顶表面不平坦。钝化层180可以配置为无机绝缘体或有机绝缘体的单层。
钝化层180设置有多个接触孔182和185，数据线171的端部179和漏电极175分别通过其暴露。多个接触孔181形成在钝化层180和栅绝缘层140中，栅极线121的端部129通过其暴露。
多个像素电极191和多个接触辅助件81和82形成在钝化层180上。
每个像素电极191具有由上钝化层180p的不平坦顶表面导致的波状轮廓，且包括透明电极192和透明电极192上面的反射电极194。透明电极192由诸如ITO或IZO的透明导体构成，反射电极194由不透明的反射导体构成，例如Al、Cr、Ag或它们的合金。反射电极194可以配置为双层结构。在此情况下，上层(未示出)由低电阻率金属构成，例如Al、Ag、Ag合金等，下层(未示出)由与ITO和IZO具有突出的接触属性的材料构成，例如含Mo金属、Cr、Ta、Ti等。
每个反射电极194形成在部分透明电极192上。从而，透明电极192的其余部分被暴露。此时，透明电极192的暴露部分设置为对应于上钝化层180p的透射窗195。
像素电极191通过接触孔185物理且电连接到漏电极175，以接收来自漏电极175的数据电压。被提供有数据电压的像素电极191与公共电极面板200的公共电极270共同作用产生电场，确定置于两个电极191和270之间的LC层3中LC分子的取向。根据LC分子的取向，穿过LC层3的光的偏振被改变。每组像素电极191和公共电极270形成LC电容器，其能够在TFT关断后存储所施加的电压。
在透射反射型LCD中，存在由透明电极192定义的透射区域TA和由反射电极194定义的反射区域RA。更详细地，透射区域TA是在TFT阵列面板100、公共电极面板200和LC层3中设置在透射窗195之上和之下的部分的区域，而反射区域RA是设置在反射电极194之上和之下的部分的区域。如上所述，相位不变层15形成在不是透射区域TA的区域处，而光学各向同性层16形成在透射区域TA处。
在透射区域TA中，由设置在LCD背面的背光单元500提供的内部光顺序穿过TFT阵列面板100和LC层3，然后从公共电极面板200出射，从而对显示起作用。在这些过程期间，反射电极194反射由背光单元500提供的一部分光，使得这样的部分不到达公共电极面板200。然而，在本发明中，由背光单元500提供的所有光通过内部反射机构从公共电极面板200出射，如下面将更详细地描述的那样。
在反射区域RA中，穿过LCD的前面提供的外部光顺序经过公共电极面板200和LC层3，然后被TFT阵列面板100的反射电极194反射。在反射之后，外部光再次穿过LC层3，然后从公共电极面板200出射，由此对显示起作用。反射电极194的不平坦顶表面通过反射使所述光分散，从而由于镜面反射而会在LCD屏幕上显示的图像被防止。
上钝化层180p在透射区域TA处不存在。因此，与反射区域RA相关LC层3的厚度(即，单元间隙)是与透射区域TA相关的LC层3的厚度的二分之一大。
像素电极191和与其连接的漏电极175与存储电极137以及存储电极线131的干线(stem line)交迭。为了增强LC电容器的电压存储能力，还提供了存储电容器。像素电极191和与其电连接的漏电极175与存储电极线131的交迭实现了存储电容器。
接触辅助件81和82分别通过接触孔181和182连接到栅极线121的端部129和数据线171的端部179。接触辅助件81和82补充了暴露端部129和179与外部器件之间的粘合，并保护它们。
面对TFT阵列面板100的公共电极面板200配置如下。
称为“黑矩阵”的光阻挡部件220设置在由透明玻璃或塑料构成的绝缘基板210上。光阻挡部件220阻止光通过像素电极190之间的阻挡层漏出，且定义面对像素电极191的开口区域。
多个滤色器230形成在基板210上。大部分滤色器位于光阻挡部件220界定的开口区域内。滤色器230可以沿各像素电极191在垂直方向延伸。每个滤色器230可以呈现红、绿和蓝色中的一种。
位于透射区域TA的部分滤色器230和位于反射区域RA的部分滤色器230在厚度方面形成得不同。通常，透射反射型LCD在透射区域TA和反射区域RA之间呈现出色调(color tone)差异。这是因为在透射区域TA中，穿过透明电极192的光仅穿过滤色器230一次，而在反射区域RA中，穿过公共电极面板200入射的光由于在反射电极194处的反射而两次穿过滤色器。为了补偿色调差异，已经使用了一些方法。一种方法是使位于透射区域TA处的部分滤色器230形成得比位于反射区域RA处的滤色器230厚。另一种方法是在位于反射区域RA处的滤色器230中形成光孔。
涂层250形成在光阻挡部件220和滤色器230上从而去除滤色器230和光阻挡部件220之间产生的台阶差。
由诸如ITO或IZO的透明导电材料构成的公共电极270形成在涂层250上。
两个配向层(未示出)分别形成在两个面板100和200的内表面上从而沿期望方向配向LC层3中的LC分子。
选择反射层17设置在下绝缘基板110的外表面上，且上光学阻滞器23和上偏振器22顺序设置在上绝缘基板210的外表面上。
上偏振器22的透射轴在X方向()上。
设置在上偏振器22与上基板210之间的上光学阻滞器23具有慢轴和快轴。因此，穿过快轴的光获得比穿过慢轴的光的相位更快的相位。在本实施例中，两轴之间的相位差为四分之一波，从而将圆偏振光转化成线偏振光或将线偏振光转化成圆偏振光。此时，优选的是两轴彼此垂直并且它们分别与上偏振器22的透射轴成±45°地形成。
设置在下绝缘基板110外表面上的选择反射层17仅透射在特定方向上旋转的圆偏振光并反射在相反方向上旋转的圆偏振光。当反射光时，选择反射层17不改变光的相位。
选择反射层17和相位不变层15两者都由胆甾型LC形成，但它们具有在彼此不同的方向上旋转的螺旋结构。因此，被选择反射层17反射的圆偏振光和被相位不变层15反射的圆偏振光在彼此相反的方向上旋转。更详细地，选择性反射层17透射右旋圆偏振光并反射左旋圆偏振光，而相位不变层15透射左旋圆偏振光并反射右旋圆偏振光。
LC层3中的LC分子垂直或平行于面板100和200的表面配向。
在两个面板100和200之间设置多个间隔物(未示出)以保持两个面板100和200之间均匀的单元间隙，该处最终设置LC层3。
为了组装TFT阵列面板100和公共电极面板200，可以将密封剂(未示出)施加到公共电极面板200的边缘。
图8示出图5至图7所示的LCD的反射区域RA和透射区域TA处光的偏振状态。
在图8中，简化示出了作为入射光源的LCD和背光单元500。在背光单元500的下表面上提供反射板510。
图8仅示出LCD中对光的偏振有影响的主要部件。作为这些部件，有上偏振器22、上光学阻滞器23、LC层3、相位不变层15和选择反射层17。图8中省略了光学各向同性层16，因为它不影响穿过它的光的偏振状态。
如上所述，上偏振器22的透射轴在X方向()上。偏振器22吸收偏振器(absorbing polarizer)，其透射平行于其透射轴的分量并吸收垂直于该轴的分量。
上光学阻滞器23具有慢轴和快轴。因此，穿过快轴的光获得比穿过慢轴的光的相位更快的相位。在本实施例中，两轴之间的相位差为四分之一波，从而将圆偏振光转化成线偏振光或将线偏振光转化成圆偏振光。此时，优选的是两轴以直角相互交叉并且它们分别与上偏振器22的透射轴成±45°地形成。
选择反射层17和相位不变层15两者都由具有螺旋结构的胆甾型LC形成。基于胆甾型LC的独特光学特性，选择反射层17和相位不变层15透射沿它们的螺旋结构旋转的圆偏振光，并反射在与该结构相反的方向上旋转的圆偏振光。当反射光时，它们不改变光的相位。然而，选择反射层17和相位不变层15的螺旋结构在彼此不同的方向上旋转。因此，被选择反射层17反射的圆偏振光和被相位不变层15反射的圆偏振光在彼此相反的方向上旋转。更详细地，选择反射层17仅透射右旋圆偏振光并反射左旋圆偏振光，而相位不变层15仅透射左旋圆偏振光并反射右旋圆偏振光。
根据LC层3是否被提供有电场，保持或改变穿过LC层3的光的偏振状态。也就是说，没有电场的LC层3影响穿过它的光的偏振状态，而有电场的LC层3不影响所述偏振状态。在后一情况下，由于位于反射区域RA的LC层3的厚度是位于透射区域TA的LC层3的厚度的一半，因此，反射区域RA处的相位差变成四分之一波，而在透射区域TA处其为半波。因此，在反射区域RA中，没有电场的LC层3将线偏振入射光转化成圆偏振光，反之亦然，而在透射区域TA中，LC层3将右旋圆偏振入射光转化成左旋圆偏振光，反之亦然。
基于上述事实，下面将参考图8论述进入反射区域RA的光的行进路径。
图4的光(R1)表示当没有电场施加于LC层3时从周围环境进入LCD的反射区域RA的光线。光(R1)首先入射到上偏振器22上。此时，上偏振器22仅透射入射光的沿X方向()的线偏振光。接着，线偏振光(R1)传播通过上光学阻滞器23。此时，上光学阻滞器23将光(R1)转化成左旋圆偏振光。随后，左旋圆偏振光(R1)穿过LC层3，同时被转化成在Y方向(⊙)上的线偏振光。接着，线偏振光(R1在反射电极194处通过反射旋转180°，但其偏振状态不改变。被反射电极194反射的光(R1)再次进入LC层3，并被转化成左旋圆偏振光。接着，左旋圆偏振光(R1)穿过上光学阻滞器23，同时被转化成在X方向()上的线偏振光。然后，线偏振光(R1从上偏振器22出射，从而对显示作贡献。
同时，光(R2)表示当将电场施加到LC层3时从周围环境进入LCD的反射区域RA的光线。光(R2)首先入射到上偏振器22上。此时，上偏振器22仅透射入射光的在X方向()上的线偏振光。接着，线偏振光(R2)入射到上光学阻滞器23上。此时，上光学阻滞器23将入射光(R2)转化成左旋圆偏振光。随后，左旋圆偏振光(R2)穿过LC层3而不改变偏振状态，然后被反射电极194反射。通过在反射电极194处的反射，左旋圆偏振光(R2)转化成右旋圆偏振光。然后右旋圆偏振光(R2)再次穿过LC层3而不改变偏振状态，并入射到上光学阻滞器23上。此时上光学阻滞器23将入射光(R2)转化成在Y方向(⊙)上的线偏振光。接着，线偏振光(R2)进入上偏振器22，其吸收光(R2)，因为偏振器22的透射轴与光(R2)的偏振方向以直角相互交叉。在此情况下，LCD屏幕变黑。
下文中，将描述由背光单元500提供的光的行进路径。
由背光单元500提供的光首先入射到选择反射层17上。此时，选择反射层17仅透射右旋圆偏振光并反射左旋圆偏振光。在下文中，由背光单元500提供的左旋圆偏振光和右旋圆偏振光将分别被称为(T5)和(T6)。
当从背光单元500发射的左旋圆偏振光(T5)入射到选择反射层17上时，选择反射层17反射光(T5)。当遇到设置在背光单元500下的反射板510时，反射光(T5)再次被反射，同时转化成右旋圆偏振光。然后，右旋圆偏振光(T5)穿过选择反射层17。
同时，当从背光单元500发射的右旋圆偏振光(T6)入射到选择反射层17上时，选择反射层17原样透射光(T6)。
最后，从背光单元500发射的所有光(T5)和(T6)入射到LCD面板组件上。此时，它们都是右旋圆偏振光线。
下文中，将描述从背光单元500进入LCD的反射区域RA的右旋圆偏振光传输到透射区域TA的连续过程。该光在图8中表示为(R5)。
从背光单元500进入LCD的反射区域RA的右旋圆偏振光(R5)在穿过选择反射层17后入射到相位不变层15上。此时，相位不变层15反射入射光(R5)而不引起其偏振状态的改变。然后所反射的右旋圆偏振光再次进入选择反射层17。此时，选择反射层17使入射光(R5)原样穿过。随后，右旋圆偏振光(R5)通过在背光单元500的反射板510处的反射转化成左旋圆偏振光。然后，当遇到选择反射层17时，左旋圆偏振光(R5)再次被反射并再次入射到反射板510上。此时，反射板510反射光(R5)，将光(R5)转化成右旋圆偏振光。接着，右旋圆偏振光(R5)穿过选择反射层17并向上行进。最初从背光单元500发射的右旋圆偏振光(R5)经历一次或多次上述连续过程，从而进入透射区域TA。藉此，从背光单元500进入LCD的反射区域RA的光(R5)传输到透射区域TA，从而提高了LCD的光效率和亮度。
当首先进入透射区域TA时，光线(R5)、(T5)和(T6)都是右旋圆偏振光线。这些右旋圆偏振光线R5)、(T5)和(T6)在进入透射区域TA后沿光线(T1)或(T2)的路径行进，使得它们对显示作贡献。下文中，将描述光射线(T1)和(T2)。
在进入透射区域TA之后，光线(R5)、(T5)和(T6)根据LC层3是否被提供有电场选择光线(T1)和(T2)的光路之一。
在LC层3未被提供有电场的情况下，光线(R5)、(T5)和(T6)沿光(T1)的光路行进。右旋圆偏振光(T1)进入LC层3。此时，LC层3导致光(T1)中半波的相位延迟，使得光(T1)转化成左旋圆偏振光。接着，左旋圆偏振光(T1)经过上光学阻滞器23，同时转化成X方向()的线偏振光。然后，线偏振光(T1)从上偏振器22出射，由此对显示作贡献。
同时，在LC层3被提供有电场的情况下，光线(R5)、(T5)和(T6)沿光(T2)的光路行进。右旋圆偏振光(T2)进入LC层3。此时，LC层3不导致光(T2)中的相位延迟。然后右旋圆偏振光(T2)穿过上光学阻滞器23，同时转化成Y方向(⊙)的线偏振光。当进入上偏振器22时线偏振光(T2)被吸收，以使LCD屏幕变黑。
如上所述，相位不变层15使得从背光单元500进入LCD的反射区域RA的光(R5)能通过反射进入透射区域TA，从而提高了LCD的光效率和亮度。
在图1至图4所示的第一实施例中，由背光单元500提供的光的沿X方向的线偏振分量通过在下偏振器12处的吸收而被消除。另一方面，在本实施例中，由背光单元500提供的所有光都用于显示，从而提高了LCD的光利用效率。
下文中，将描述相位不变层15和选择反射层17的制造方法。
在本实施例中，相位不变层15和选择反射层17都形成在下绝缘基板110上并由胆甾型LC构成。然而，用于相位不变层15的胆甾型LC和用于选择反射层17的胆甾型LC在彼此相反的方向上旋转。除这一个区别之外，相位不变层15和选择反射层17几乎相同。因此，下面仅论述相位不变层15的制造方法。
图9至图12是示意性剖视图，示出制造根据本发明一实施例的相位不变层15的工艺步骤。
如下制造相位不变层15。
首先在下绝缘基板110上形成配向层(alignment layer)15-1，如图9所示。在此步骤中，不需要用于配向层15-1的摩擦工艺(rubbing process)。配向层15-1可以是水平配向层或垂直配向层。
接着，在配向层15-1上涂覆包含紫外(UV)交联剂的胆甾型LC材料15-2，如图10所示。
随后，通过掩模对图10的所得物应用UV辐照，如图11所示。在此步骤中，只将不是透射区域TA的区域曝露到UV射线。因此，只固化曝露区域的胆甾型LC材料，这样在该区域形成胆甾型LC层15-3。胆甾型LC层15-3的分子节距，即，胆甾型LC层15-3的扭转距离(twisted distance)优选根据在层15-3内所处的位置而改变。
胆甾型LC呈扭转结构，其中每个LC分子绕轴螺旋扭转。因此，胆甾型LC仅透射沿扭转结构旋转的圆偏振光并反射在相反方向上旋转的圆偏振光。换言之，胆甾型LC对圆偏振入射光进行选择性反射和选择性透射。当反射光时，胆甾型LC不引起光的偏振状态的任何改变。
然而，实际上，胆甾型LC不能透射和反射所有可见光，仅透射和反射位于满足以下方程式的范围内的波长n0×P＜λ＜ne×P (方程式1)其中，n0是寻常折射率，ne是非常折射率，P是胆甾型LC的分子螺旋的节距。
理想地，由方程式1所限定的范围中包括所有可见光，但是实际上，该范围不包括部分可见光。因此，会产生的问题是，未包括在由方程式1所限定的范围中的部分可见光原样穿过胆甾型LC，因为其位于胆甾型LC的选择性反射和透射的参数之外。在此情况下，能够解决这样的问题的合适方法是不同地改变胆甾型LC层中分子螺旋的节距(P)。可以根据UV辐照的条件改变节距(P)。下文中，对全部可见光谱进行的选择性反射和透射将被称为宽带选择性反射和透射，执行宽带选择性反射和透射的相位不变层15将被称为宽带相位不变层。
在形成如图11所示的胆甾型LC层15-3之后，通过掩模仅对透射区域TA应用UV辐照，如图12所示。因此，透射区域TA的胆甾型LC材料固化并在那里形成胆甾型LC层15-4。本步骤在较高温度下进行使得胆甾型LC层15-4具有光学各向同性特性。
结果，完成了包括配向层15-1和胆甾型LC层15-3的相位不变层15、以及包括配向层15-1和胆甾型LC层15-4的光学各向同性层16。
可以通过图9至11所示的连续工艺步骤制造选择反射层17。然而，在图11所示的UV辐照步骤中不使用掩模。因此，整个区域曝露于UV射线并固化。根据UV辐照的条件可以不同地形成胆甾型LC的分子螺旋的节距(P)。因此，如果对胆甾型LC层的一些部分不同地应用UV辐照条件，则制造出能够对所有可见光进行选择性反射和透射的宽带选择反射层。
图13示出根据本发明一供选实施例的相位不变层。
前面参考图9至图12描述的方法形成宽带相位不变层15，其分子节距根据分子位置而不同地改变。然而，将本实施例的相位不变层15构造成包括两个或更多层的多层结构，其每层仅允许具有特定范围内波长的光线通过或反射。更详细地，相位不变层15具有三层结构，其中如图13所示包括下层15-5、中间层15-6和上层15-7。层15-5、15-6和15-7的每一层反射红光、绿光和蓝光的在特定方向上旋转的圆偏振分量，并透射这些光的在相反方向上旋转的圆偏振分量。层15-5、15-6和15-7的每一层具有固定的分子螺旋节距。因此，层15-5、15-6和15-7的每一层可以仅透射和反射具有与该节距相关的范围内的波长的光。层15-5、15-6和15-7可以通过图9至图11所示的工艺步骤单独获得。在相位不变层15和光学各向同性层16具有不同厚度的情况下，可以在其上形成有机绝缘层，以补偿在相位不变层15和光学各向同性层16之间的边缘处产生的台阶差并对将在这两层上层叠的层提供平坦表面。
类似于相位不变层15，选择反射层17也可以配置成多层结构。
在上述实施例中，相位不变层15和光学各向同性层16形成在相同的层，其间没有任何交迭部分。在其他实施例中，在不是透射区域TA的区域处仅形成相位不变层15而省略光学各向同性层16是可行的。供选地，光学各向同性层16可以形成在整个区域上。
同时，在本发明的实施例中，相位不变层15和光学各向同性层16形成在下绝缘基板110的内表面上，但它们可以形成在基板110的外表面上。另外，相位不变层15可以形成在钝化层180和反射电极194之间。
如上所述，形成在不是透射区域TA的区域处的相位不变层迫使从背光单元进入LCD的反射区域的光通过反射移动到透射区域中，从而增大了用于透射模式的光的量。另外，提高了LCD的光利用效率和显示亮度。
本发明不应被理解为局限于上述特定示例，而应被理解为覆盖所附权利要求中定义的本发明的所有方面。对于阅读本说明书而理解本发明的本领域技术人员来说，本发明可应用的各种改变、等效工艺以及许多结构将是非常明显的。
权利要求
1.一种包括透射区域和反射区域的显示器件，包括第一基板；相位不变层，其形成在所述第一基板上并反射光而不导致所述光的偏振状态改变；形成在所述第一基板上的透明电极；形成在部分透明电极上的反射电极；与所述第一基板相对的第二基板；置于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层；第一光学阻滞器和第二光学阻滞器，每个附于所述第一和第二基板的各外表面；以及第一偏振器和第二偏振器，每个附于所述第一和第二光学阻滞器的各外表面，其中所述反射区域包括设置在反射电极上和下的区域，所述透射区域包括设置在其上没有所述反射电极的所述部分透明电极上和下的区域，并且其中所述相位不变层形成在所述反射区域。
2.根据权利要求1的显示器件，其中所述相位不变层由胆甾型液晶形成。
3.根据权利要求2的显示器件，其中相位不变层包括宽带胆甾型液晶层，其中分子螺旋的节距随其沿相位不变层的位置而改变。
4.根据权利要求2的显示器件，其中所述相位不变层包括多层结构，该多层结构包括至少两个胆甾型液晶层，每个都具有均匀的节距。
5.根据权利要求4的显示器件，其中所述相位不变层包括三层结构，该三层结构包括三个胆甾型液晶层，每个都具有均匀的节距，所述三个胆甾型液晶层分别选择性反射和透射红光、绿光和蓝光。
6.根据权利要求1的显示器件，其中所述第一偏振器和所述第二偏振器具有以直角相互交叉的透射轴。
7.根据权利要求6的显示器件，其中所述第一光学阻滞器和所述第二光学阻滞器的每个具有慢轴和快轴，其与所述第一和第二偏振器的所述透射轴成±45°地形成。
8.根据权利要求1的显示器件，其中所述第一光学阻滞器和所述第二光学阻滞器的每个是四分之一波相位延迟膜。
9.根据权利要求1的显示器件，还包括光学各向同性层，其形成在与相位不变层相同的层，所述光学各向同性层与所述相位不变层之间没有交迭部分。
10.根据权利要求1的显示器件，还包括设置在所述第一基板之下从而向所述显示装置提供光的背光单元。
11.根据权利要求1的显示器件，还包括设置在所述背光单元的下表面上的反射板。
12.一种包括透射区域和反射区域的显示器件，包括第一基板；相位不变层，其形成在所述第一基板上并反射光而不导致所述光的偏振状态改变；形成在所述第一基板上的透明电极；形成在部分所述透明电极上的反射电极；与所述第一基板相对的第二基板；置于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层；附于所述第二基板的外表面的光学阻滞器；附于所述光学阻滞器的外表面的偏振器；以及选择反射层，其附于所述第一基板的外表面并透射入射光的沿第一方向偏振的分量，同时反射在与所述第一方向相反的第二方向上偏振的分量，其中所述反射区域包括设置在所述反射电极上和下的区域，所述透射区域包括设置在其上没有所述反射电极的所述部分透明电极上和下的区域，且其中所述相位不变层形成在所述反射区域。
13.根据权利要求12的显示器件，其中所述相位不变层由胆甾型液晶形成。
14.根据权利要求13的显示器件，其中所述相位不变层包括宽带胆甾型液晶层，其中分子螺旋的节距随其沿所述相位不变层的位置而改变。
15.根据权利要求13的显示器件，其中所述相位不变层包括多层结构，该多层结构包括至少两个胆甾型液晶层，每个具有均匀的节距。
16.根据权利要求15的显示器件，其中所述相位不变层包括三层结构，其中三个胆甾型液晶层每个都具有均匀的节距，所述三个胆甾型液晶层分别选择性反射和透射红光、绿光和蓝光。
17.根据权利要求12的显示器件，其中所述偏振器具有透射轴，所述光学阻滞器具有快轴和慢轴，该快轴和慢轴与所述偏振器的所述透射轴成±45°地形成。
18.根据权利要求12的显示器件，其中所述光学阻滞器是四分之一波相位延迟膜。
19.根据权利要求12的显示器件，还包括光学各向同性层，其形成在与所述相位不变层相同的层，其间没有交迭部分。
20.根据权利要求12的显示器件，还包括设置在所述第一基板下从而向所述液晶显示器提供光的背光单元。
21.根据权利要求20的显示器件，还包括设置在所述背光单元的下表面上的反射板。
22.根据权利要求12的显示器件，其中所述选择反射层由胆甾型液晶形成。
23.根据权利要求22的显示器件，其中所述选择反射层包括宽带胆甾型液晶层，其中分子螺旋的节距随其沿所述选择反射层的位置而改变。
24.根据权利要求22的显示器件，其中所述选择反射层包括多层结构，所述多层结构包括至少两个胆甾型液晶层，每个具有均匀的节距。
25.根据权利要求24的显示器件，其中所述选择反射层包括三层结构，所述三层结构包括三个胆甾型液晶层，每个具有均匀的节距，所述胆甾型液晶层的每个分别选择性反射和透射红光、绿光和蓝光。
26.一种包括透射区域和反射区域的显示器件，包括第一基板；相位不变层，其形成在所述第一基板上并反射光而不导致光的偏振状态改变；形成在所述第一基板上的透明电极；形成在部分所述透明电极上的反射电极；与所述第一基板相对的第二基板；置于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层；附于所述第二基板的外表面的第一光学阻滞器；以及附于所述光学阻滞器的外表面的第一偏振器，其中所述反射区域包括设置在所述反射电极上和下的区域，所述透射区域包括设置在其上没有所述反射电极的所述部分透明电极上和下的区域，且其中所述相位不变层形成在所述反射区域并被提供有在第一方向上偏振的光。
27.根据权利要求26的显示器件，还包括第二光学阻滞器和第二偏振器，其顺序附于所述第一基板的外表面其使得在特定方向上偏振的光能够入射到所述相位不变层上。
28.根据权利要求26的显示器件，还包括附于所述第一基板的外表面的选择反射层，其透射入射光的沿所述第一方向偏振的光分量并反射沿第二方向偏振的光分量。
29.根据权利要求26的显示器件，还包括光学各向同性层，其形成在与所述相位不变层相同的层，所述光学各向同性层与所述相位不变层之间没有交迭部分。
30.根据权利要求26的显示器件，其中所述相位不变层由胆甾型液晶形成。
31.根据权利要求26的显示器件，其中所述相位不变层包括宽带胆甾型液晶层，其中分子螺旋的节距随其沿所述相位不变层的位置而改变。
32.根据权利要求30的显示器件，其中所述相位不变层包括多层结构，该多层结构包括至少两个胆甾型液晶层，每个具有均匀的节距。
33.根据权利要求32的显示器件，其中所述相位不变层包括三层结构，该三层结构包括三个胆甾型液晶层，每个都具有均匀的节距，所述三个胆甾型液晶层分别选择性反射和透射红光、绿光和蓝光。
全文摘要
本发明涉及一种显示器件。形成在不是透射区域的区域处的相位不变层迫使从背光单元进入透射反射型LCD的反射区域的光通过反射移到透射区域中，从而增大了透射模式中使用的光量。这样，提高了LCD的光利用效率和显示亮度。
文档编号G02F1/133GK1873498SQ200610092399
公开日2006年12月6日 申请日期2006年6月2日 优先权日2005年6月2日
发明者梁英喆 申请人:三星电子株式会社