专利名称：传导/反射的彩色液晶显示器和其衬底的制造方法
技术领域：
本发明涉及在内表面上具有光传导部分和光反射部分的传导/反射的彩色液晶显示器和其衬底的制造方法，特别是，该技术能在此类液晶显示器中的光传导和光反射两方面实现好的彩色纯度和亮度。
传导/反射的彩色液晶显示器一般是由设置在衬底中的1个衬底上以铝制成的薄层的半反射层和设置在半反射层上或另外衬底上的彩色滤波器能构成。
现在大家知道有一种方法，其特征在于应用全反射层代替半反射层，且此全反射层在其一些部分上形成开孔。此方法将参照图3加以说明。全反射层2沉淀在组成液晶显示器的衬底1中的1个衬底上，通过蚀刻法把全反射层的一些部分除去，以形成光传导部分2a和光反射部分2b，以及将彩色滤波器3设置在光传导部分和光反射部分。
当显示器置于黑暗地方时，通过打开后照光和利用通过光传导部分2a的照射的光束取得明亮的图像。当显示器置于光亮地方时，通过由全反射层2组成的光反射部分2b来反射的外界光，以取得明亮的图像。
在利用其中部分形成光传导部分2a的全反射层2的情况下，在设置彩色滤波器时，当彩色重现性能是设定为满足光反射部分2b的要求时，则因为反射设计的原因光传导部分2a的彩色纯度就下降，这对亮度很重要。另一方面，在设置彩色滤光器时，当彩色重现性能是设定为满足光传导部分2a的要求时，因为是为传导设计的原因，光反射部分2b就有暗黑的图像，这对彩色纯度也很重要。
虽然解决此问题有一种方法，即把彩色滤波器不同地施加于传导和反射部分，但此方法需要采取不同的步骤来设置彩色滤光器，这对费用来说是不利的。
现有一建议，其特征在于通过全反射层2具有较厚的厚度，以便在光传导部分2a和其邻近的光反射部分2b之间形成足够的阶差，各彩色滤波器3形成在具有不同厚度的部分上，这样，通过彩色滤波器3的光不论在传导和反射方面基本上都具有同样的光路长度，就可取得良好的传导性能和反射性能。然而，这不是一个理想的方法，因为有这种可能性，即由于提高全反射层2的厚度，一般为0.2μm左右，应力也增加，就会产生剥落现象。
大家知道另一种方法，其特征在于在不平整的表面上设置彩色滤光器时，通过在光扩散层的凹痕表面上的各个凸出部分设置反射膜和在各个凹陷部分形成小孔，使得通过彩色滤波器的光无论在传导和反射方面基本上具有同样的光路长度。但是这方法不实际，因为此方法需要非常精确的平版印刷技术。
本发明的目的是提供在使用全反射层的传导/反射的彩色液晶显示器中光传导和光反射两方面都能实现好的彩色纯度和亮度的一种经济实用的方法。
为了达到此目的，按照本发明的第1方面，提供一种传导/反射的彩色液晶显示器，其中透明衬底中的1个衬底的内表面上形成由全反射层组成的光反射部分和以没有全反射层的开孔形成的光传导部分，以及彩色滤波器设置在每对光反射部分和光传导部分上，其特征在于全反射膜在其上面设有一定厚度的透明的光刻胶，和光传导部分以具有一定深度的小孔形式而形成，由此，光传导部分的彩色滤波器的厚度要比光反射部分的更厚些。
在此情况下，当光传导部分的彩色滤波器的厚度为光反射部分的2倍时，通过光传导部分上彩色滤光器的光的光路长度相等于通过光反射部分上彩色滤光器的光的光路长度。然而，考虑到光传导上的彩色纯度和光反射上的亮度的兼容性，推符倍数值定为1.2至4.5倍，最好是从2.2倍至4.5倍。
按照本发明的第2方面，提供传导/反射的彩色液晶显示器的衬底的一种制造方法，包括衬底中的1个衬底设置由全反射层组成的光反射部分和以没有全反射层的开孔形成的光传导部分，并在每对光反射部分和光传导部分上设有彩色滤波器，其特征在于此方法进一步包括在每对光反射部分和光传导部分上设有彩色滤波器之前，通过平版印刷技术只在光反射部分上提供由光敏树脂组成的透明光刻胶和把此透明树脂加以焙烘。
按照本发明的方法，提供在光反射部分的由光敏光刻胶组成的透明光刻胶可以阶梯的形式排列加以利用，为了使在光传导的彩色滤波器的厚度大于在光反射部分的彩色滤光器的厚度。其结果是在光传导部分和光反射部分不需要使用不同的彩色滤波器，减少了在设计过程和制造过程的负担。
图1是放大的截面图，它示出后面衬底的实例的基本部分，在按照本发明的传导/反射的彩色液晶显示器中包括了该衬底；图2是为了说明制造后面衬底的方法的基本部分放大的截面图；
图3是示出传统彩色滤波器结构的截面图。
图4是示出光敏树脂13a设置步骤的截面图。
图5是示出透明保护层13由焙烘而作成的步骤的截面图。
一般说来，液晶显示器包括一对透明的衬底，如1块衬底在观者一侧，和另一块衬底在后面(面对着观者的另一侧)。为了解释本发明实例，衬底10的3个像素(红，绿和蓝)配置在后面，它是作为衬底中的1块衬底，放大地示于图1。在解释本发明中，在观者一侧的衬底作为另一块衬底，在附图中没有示出，因为在观者一侧的衬底没有显示特征的元件。
后面衬底10可以是玻璃或塑料衬底。后面衬底的内表面上(面对未示出的观者一侧衬底的表面)设有各个象素，每个象素包括由全反射层11a组成的光反射层部分11和通过蚀刻法除去部分的全反射层以形成开孔的光传导部分12。
各光反射部分11具有在全反射层11a上形成的透明保护层13，且具有一定的厚度。透明的保护层13的厚度大于全反射层11a的厚度，使得在光传导部分设置的孔，其长度基本上要相等于透明保护层13的厚度。
虽然光反射部分11和光传导部分12都具有对应于R、G和B象素的且表面平整光滑的彩色滤光器14，但光反射部分11的彩色滤光器14具有较低厚度，而光传导部分12的具有较高的厚度，因为光反射部分11要在其上面设置透明保护层13之故。
所进入的周围外界光被各反射部分11反射，而从未示出的背光所照射出来的光通过各光传导部分12。在这情况下，反射光起到产生明亮图像的作用，因为反射部分的彩色滤波器14较薄。此外，此传导光起到产生图像具有较佳彩色纯度的作用，因为传导部分的彩色滤光器14较厚。
为了光反射的亮度和光传导的彩色纯度相兼容，最好是透明保护层13设定一定的厚度，使得光传导部分12的彩色滤光器14的厚度是光反射部分部分11的彩色滤波器厚度的1.2倍至4.5倍。
现有参照图2，描述一种生产后面衬底的较佳方法。
一种透明衬底可采用诸如玻璃的材料制成，在其一侧沉淀了全反射层作为内表面使用，在表面沉积了全反射层的透明衬底上面涂覆光刻胶，光刻胶通过具有形成光传导部分图形的光掩膜进行曝光，曝光后的光刻胶再加以显影，就暴露出所需的全反射层部分。把作为光传导部分工作的全反射层通过蚀刻法予以去除之后，不需要的光刻胶就去除了。
在透明衬底以此方式在其上面形成光反射层11和光传导层12之后，透明衬底涂覆一定厚度的透明的正性光敏树脂13a，以取得平坦的表面(见图4)。使用各光反射部分的全反射膜作为光掩膜，从衬底的另一面(后面)对树脂曝光和显影。
因为正性光敏树脂的曝光部分是可溶解的，所以光传导部分12的树脂由显影步骤而除去。保留的正性光敏树脂13a加以焙烘，在各光反射部分形成透明的保护层13(见图5)。之后，在每对光反射部分11和光传导部分12的各象素上设置彩色滤波器14。于是，按照本发明的方法，有可能不用光掩膜就形成透明保护层13。
虽然用于全反射层图形化的光刻胶是一次性去除以避免所述实例中图形化步骤所引起的不利作用，但是用于此图形化步骤的光刻胶也可用作为透明的保护层13，而形成阶梯式排列，不用去除。在后面的情况下，此过程可进一步简化。
虽然没有示出，但在设置透明电极和对准层之前，后面衬底10最好在彩色滤光器14上形成平滑的层面。另外衬度，如观者一侧的衬底，也在内表面上设有透明电极和对准层，后面衬底10和观者一侧的衬底是通过边缘的密封胶而相互压入配合的，并且所形成的腔隙中有液晶，诸如TN和STN密封在其中，组成了传导/反射的彩色液晶显示器。
实例全反射镜(全反射膜)沉淀在玻璃衬底上，光刻胶涂覆在玻璃衬底上用于反射镜的图形化，把光刻胶进行曝光和显影，以提供具有传导部分的目标部分，在光传导部分中的Ag反射镜通过蚀刻法去除，和不需要的光刻胶也去除了。
在各玻璃衬底的全反射镜中部分地设有光传导之后，如前所述，由TSR公司生产的品名为PC403正性光敏光刻胶作为透明的正性光敏树脂以不同厚度涂覆在玻璃衬底上。利用存留在光反射部分的反射镜(即，反射膜)作为光掩膜，从衬底后面对光刻胶进行全部曝光。通过显影光刻胶，制备出衬底具有不同深度为1.0μm，2.0μm和3.0μm的孔，从而形成光传导部分。
然后，彩色滤光器材料(市场上可买到的“Mi-Tsubishi”化学公司生产的品名为PERR0402，REGG0402和REBB0402等)涂覆至各衬底上，制备彩色滤光器，在光反射部分的厚度都设定为1.0μm，而光传导部分的彩色滤光器的厚度分别设定为1.2μm，2.0μm，3.0μm和4.0μm。
之后，平整过的层，透明的行电极和对准层按普通显示器的次序进行设置，把带有透明的列电极和对准层的配对的衬底通过边缘密封胶相互进行压入配合，从而制成传导/反射的彩色液晶显示器。
每个彩色滤光器的光传导部分规格为30μm×270μm，它对应于无源矩阵显示器的90μm宽的列电极线和270μm宽的行电极线。
每个显示器中，光反射部分的色域，经计算后为30。当厚度增加，此色域经计算，增加为14，30，50和67，以及传导率经计算，低至58％，48％，41％和36％。
如上所述，按照本发明，当衬底中1块衬底的内表面上设有由全反射层组成的光反射部分和以没有反射层的开孔形成的光传导部分，和每个彩色滤光器设置在每对光反射部分和光传导部分时，通过在光反射部分的全反射层上涂覆一定厚度的光刻胶，以达到光反射部分和光传导部分的彩色滤光器具有不同的厚度等，这样，就有可能在光反射部分和光传导部分两方面实现好的彩色纯度和亮度。
2001年10月31日提出的日本实用专利NO.2001-335206，包括技术规范，权利要求书，附图和概述在内的整个揭示内容在此作为1个整体来引入参考。
权利要求
1.一种传导/反射的彩色液晶显示器，其特征在于，透明衬底中的1个衬底的内表面上形成由全反射层组成的光反射部分和以没有全反射层的开孔形成的光传导部分，彩色滤波器设置在每对光反射部分和光传导部分上，其特征在于全反射膜在其上面设有一定厚度的透明的光刻胶，以及光传导部分以具有一定深度的多孔形式而形成，由此，光传导部分的彩色滤波器的厚度要比光反射部分的更厚些。
2.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，光传导部分的彩色滤光器的厚度为光反射部分的1.2至4.5倍厚。
3.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，光传导部分的彩色滤光器厚度为光反射部分的2.2至4.5倍厚。
4.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，配置的是TN液晶层。
5.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，配置的是STN液晶层。
6.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，采用的上述彩色滤光器是R(红)，G(绿)和B(蓝)彩色。
7.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，一个象素的R，G和B彩色滤光器可设置成1条行电极线。
8.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述彩色滤光器在衬底面上是矩形的。
9.如权利要求8所述的液晶显示器，其特征在于，所述矩形的光传导部分的较短的一侧相等于或小于50μm。
10.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，Ag可用于上述反射层。
11.一种传导/反射的彩色液晶显示器的衬底的制造方法，包括衬底中的1个衬底设置由全反射层组成的光反射部分和以没有全反射层的开孔形成的光传导部分，并在每对光反射部分和光传导部分上设有彩色滤波器，此方法进一步包括在每对光反射部分和光传导部分上设有彩色滤波器之前，通过平版印刷技术只在光反射部分上提供由光敏树脂组成的透明光刻胶和把此透明树脂加以焙烘。
全文摘要
一种传导/反射的彩色液晶显示器和其衬底的制造方法，其中，在光反射部分11的全反射膜上设有一定厚度的透明的保护层13，和光传导部分12以有一定深度的多个孔而形成，当衬底10中之一块衬底在内表面上设置以由全反射膜11a组成的光反射部分和以没有全反射层的开孔形成的光传导部分时，和在每对光反射部分11和光传导部分12上设有彩色滤光器。
文档编号G02F1/1335GK1417626SQ0214827
公开日2003年5月14日 申请日期2002年10月31日 优先权日2001年10月31日
发明者尾関正雄, 高崎一郎, 森治樹 申请人:奥博特瑞克斯株式会社