CN100381902C - 彩色液晶板及其制造方法以及采用此彩色液晶板的彩色液晶显示器 - Google Patents

Abstract

一种彩色液晶板及其制造方法以及采用此彩色液晶板的彩色液晶显示器。在液晶板的反射显示部分R内，一部分经过滤色片到达反射电极的光穿过狭缝出射至外部，一部分经过狭缝到达反射电极的光通过滤色片出射至外部。另外，经过滤色片到达反射电极并且经过滤色片出射至外部的光，以及没有机会穿过狭缝的光也可被观察到。因此，在光被输入至内部直至出射到外部走过相应距离的时间内，光所穿过的滤色片的平均膜厚与在透射显示部分T中观察到的膜厚近似相等。另外，由于狭缝的面积与相应滤色片的面积之比可根据待显示的颜色而改变，因而就可以使反射显示部分R的色彩还原范围与透射显示部分T的色彩还原范围根据待显示的颜色而相互一致。

Description

彩色液晶板及其制造方法以及采用此彩色液晶板的彩色液晶显示器

技术领域

本发明涉及一种适于用作便携式电话的显示器的彩色液晶板及其制造方法，以及采用这种彩色液晶板的彩色液晶显示器。更具体地说，本发明涉及一种在显示高质量图像方面具有增强能力的彩色液晶板及其制造方法，以及采用这种彩色液晶板的彩色液晶显示器。

背景技术

我们知道，作为一种既具备透射型液晶显示器的特征又具备反射型液晶显示器的特征的液晶显示器，一种由多个像素构成并且其每个像素都具有一透射显示部分和一反射显示部分的半透射型液晶显示器已经被开发出来。在这种半透射型液晶显示器中，对应于各个待显示的颜色，分别提供了用于透射显示部分的滤色片和用于反射显示部分的滤色片，因此，对应于各个颜色总共需提供6种滤色片。这样，为了制造出具有上述滤色片结构的彩色液晶显示器，就需要对应于这些滤色片而预备6种光刻胶膜，然后再执行6个光刻步骤。因此，可以从中发现这样一个缺陷，即，根据上述方法制造出来的半透射型液晶显示器存在着产量太低以及制造成本太高的问题。

考虑到上述缺陷，最近在诸如日本专利申请公开No.2000-111902的多家出版物中揭示出了下面所述的半透射型液晶显示器。在该半透射型液晶显示器的结构中，对应于各个颜色只形成一种滤色片，而且有一个其中不存在滤色片的区域被形成在反射显示部分之内。

图1的平面图示出了包含在日本专利申请公开No.2000-111902所揭示出的常规半透射型液晶显示器之中的TFT基板的结构布局。图2的截面图是沿图1中的A-A线获得的在常规半透射型液晶显示器中使用的液晶板的截面图。

在上述出版物所揭示出的这种常规半透射型液晶显示器中，红色像素101R、绿色像素101G以及蓝色像素101B按照此顺序沿扫描信号线的延伸方向布置。在各个像素中都形成有一个薄膜晶体管(TFT)102。薄膜晶体管102由从作为扫描信号线的栅极线103伸出的栅极103a以及从垂直于栅极线方向延伸的漏极线104伸出的漏极104a组成。栅极线103和栅极103a被形成在一个透明基板100a上，而且还有一个绝缘膜105被形成在该透明基板100a上覆盖栅极线103和栅极103a。漏极线104被形成在绝缘膜105上。在绝缘膜105上正对着栅极103a形成了一个无定形硅层106，并且漏极104a在无定形硅层106上延伸。另外，还有一个源极107在远离漏极104a的方向上从无定形硅层106延伸出去，而且源极的一部分至少位于无定形硅层之上和内部。

在各个像素的反射显示部分内都有凸起部分108形成在绝缘膜105上，而且在透射显示部分内有一个透明电极109形成在绝缘膜105上。要注意的是，反射显示部分环绕透射显示部分。另外，在各个像素的透射显示部分以外的区域中形成有一个覆盖了凸起部分108、薄膜晶体管102等的绝缘膜110，而且在绝缘膜110内还形成有接触孔111以伸展到源极107的表面。反射电极112被形成在接触孔111之内和绝缘膜105之上。反射电极112具有反应出凸起部分108的轮廓的凹凸表面。反射电极112也与透明电极109连接。另外，在透明基板100a没有形成诸如薄膜晶体管102的元件的一侧还形成有一个阻滞膜113和一个偏光片114。上述元件便构成了TFT基板。

此外，还有另一个透明基板100b被与透明基板100a形成有薄膜晶体管102的侧面平行放置。滤色片(CF)121和对向电极122被形成在透明基板100b与透明基板100a相面对的一侧表面上。如图1所示，滤色片121平行于漏极线104延伸，而且当从垂直于相应透明基板表面的方向看一个像素时，透明电极109形成在滤色片121的两个端线之内，而反射电极112的宽度超出两个端线。另外，在透明基板100b没有形成诸如滤色片121的元件的的侧还形成有一个阻滞膜123和一个偏光片124。上述元件就构成了CF基板。

除了上述液晶板结构以外，在TFT基板与CF基板之间还注入有液晶130以形成液晶板。

在具有上述结构的常规彩色液晶显示器中，对应于各个颜色有一种滤色片，因而它在制造过程中具有更少的工艺步骤数目，从而使产出率得到提高。

另外，在作为上述彩色液晶显示器所使用的CF基板的滤色片121中有一个面对反射电极112的区域，在该区域中没有形成滤色片121，因而这种彩色液晶显示器能够提供比在采用这种结构的滤色片121的彩色液晶显示器出现之前开发出的彩色液晶显示器所能实现的亮度更大的亮度。

另外，在常规反射型液晶显示器中，其反射电极下沿各个方向形成有多个凸起部分。这些凸起部分被设计成在入射光和反射光的路径方面具有最佳图案。图3示出了在常规液晶显示器中采用的凸起部分的布局。在反射型液晶显示器中，凸起部分108没有特别考虑到像素间的边界效应。另外，具有透射显示部分和反射显示部分的液晶显示器只在反射显示部分内含有这种凸起部分。

但是，与在采用一种滤色片的液晶显示器出现之前开发出来的采用两种滤色片液晶显示器相比，在这种对应于各个颜色只采用一种滤色片以用于在产品制造过程中减少(例如)工艺步骤数的常规半透射型液晶显示器中存在一个问题，即，其图像质量较差。

另外，还有另一个问题，即，反射型液晶显示器和半透射型液晶显示器所显示的图像在颜色上会呈现出浅黄色。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够提高在半透射型液晶显示器中显示出的图像质量的彩色液晶板及其制造方法，以及一种采用这种彩色液晶板的彩色液晶显示器。

根据本发明第一个方面的彩色液晶板包括：薄膜晶体管、与薄膜晶体管连接的反射电极以及位于各个像素中的透明电极。该彩色液晶板具有这样一种结构，即，彩色液晶板的显示面允许从背光灯发出的光穿过透明电极从显示面出射，并且允许输入至显示面的其它光在被反射电极反射之后也从显示面出射。另外，该彩色液晶板还具有这样一种结构，即，彩色液晶板中含有滤色片，在该滤色片面对反射电极的一部分中至少形成有一个可根据待显示的颜色而改变的开口，而且穿过透明电极从显示面出射的光与被反射电极反射之后从显示面出射的其它光的色彩还原范围基本相互一致。

应该注意的是，根据本发明第一个方面的彩色液晶板最好按照以下内容构成。即，红色滤色片、绿色滤色片以及蓝色滤色片被分别形成作为滤色片，并且滤色片中所形成的至少一个开口的面积与滤色片面积之比在选择绿色滤色片作为滤色片以计算该比值的情况下为最大值。彩色液晶板最好还按照以下内容构成，即，在采用白光光源作为背光灯的情况下，绿色滤色片中所形成的至少一个开口的面积与绿色滤色片面积之比为红色滤色片和蓝色滤色片中所形成的至少一个开口的面积与相应的红色滤色片或蓝色滤色片面积之比的二至四倍。

此外，根据本发明第一个方面的彩色液晶板最好还按照以下内容构成，即，滤色片中所形成的至少一个开口的面积与滤色片中和反射电极相面对的滤色片部分的面积之比被设定成一个不大于50％的数值，而且至少一个开口被形成为类似于狭缝状，并且其狭缝宽度被设定成一个1μm至10μm的数值。

根据本发明第二个方面的彩色液晶板包括：薄膜晶体管、与薄膜晶体管连接的反射电极以及位于各个像素中的透明电极。该彩色液晶板具有这样一种结构，即，彩色液晶板的显示面允许从背光灯发出的光穿过透明电极从显示面出射，并且允许输入至显示面的其它光在被反射电极反射之后也从显示面出射。另外，该彩色液晶板还含有滤色片和形成于滤色片与透明基板之间并且可根据待显示的颜色而改变其体积的透明膜，在这种彩色液晶板中，穿过透明电极从显示面出射的光与被反射电极反射之后从显示面出射的其它光的色彩还原范围基本相互一致。

根据本发明第三个方面的彩色液晶板包括：透明基板、形成于透明基板上各个像素中的薄膜晶体管、形成于透明基板上并且在各个像素内具有凹凸表面的绝缘膜、形成在绝缘膜上并且与各个像素中的薄膜晶体管相连接的反射电极，在这种彩色液晶板中，绝缘膜含有多个凸起部分，每个凸起部分都沿相邻像素的边界延伸，而且各个凸起的宽度都与构成各个像素内的凹凸表面的凸起部分的宽度基本相等。

为了解决上述问题，本申请的发明人积极且反复地进行实验和研究，并且最终发现在诸如日本专利申请公开No.2000-111902所揭示的常规技术中存在着以下问题。即，在相应于待显示的颜色只具有一种滤色片的透射型和反射型液晶显示器中，即使人的视觉灵敏度随着显示的颜色而改变，相应滤色片中所形成的各个开口图案也是相互一致的。因此，对于具有这种开口的滤色片来说，其结构将使像素内透射显示部分与反射显示部分的色彩还原范围相互不同，由此使透射和反射型液晶显示器无法提供高质量的显示图像。本发明考虑了对显示图像质量的负面影响，从而构思出具有以下结构的液晶板。即，如上所述，反射显示部分内的滤色片中所形成的开口面积根据显示的颜色而改变，或者在滤色片与透明基板之间形成一个透明膜，同时使透明膜的体积根据显示的颜色而改变。这种液晶板结构可以使得透射显示部分与反射显示部分的色彩还原范围对应于各个待显示的颜色换句话说，根据待显示的各个颜色相互一致，由此相应于各个待显示的颜色也就是说，根据待显示的各个颜色而产生色彩均衡的可视图像，从而实现高质量的图像。

另外，发明人还发现图像呈现出浅黄色的原因是由于在位于像素之内以及像素之间位置上的两个基板之间的间隙存在差异而造成的。通常，在反射型液晶显示器中，不在像素之间的边界处形成黑底以使显示变亮。由于这个原因，可以相信，上述间隙的差异使得光在穿过液晶时走过不同的距离，从而使光产生了相位差，进而使图像的颜色呈浅黄色。因此，本发明的液晶板被做成使像素之间的边界处也形成有凸起部分，这样就减少了间隙的差异，由此减少了浅黄色并且实现了高质量的图像。

如下构成一种用于制造根据本发明的彩色液晶板的方法。首先，该彩色液晶板包括薄膜晶体管、与薄膜晶体管连接的反射电极以及位于各个像素中的透明电极，而且它还被做成使彩色液晶板的显示面允许从背光灯发出的光穿过透明电极从显示面出射，并且允许输入至显示面的其它光在被反射电极反射之后也从显示面出射。其次，用于制造上述彩色液晶板的方法包括以下步骤：按照这样一种方式预备出一个光掩模，即，在该光掩模中至少形成一个开口，并使至少一个开口的面积可根据待显示的颜色而改变；利用此光掩模在构成滤色片的原料膜中形成掩模图案，以使滤色片中含有至少一个可根据待显示的颜色而改变并且与反射电极相面对的开口。

应该注意的是，对于这种用来制造彩色液晶板的方法来说，它最好还包括形成透明膜以覆盖对应于待显示的颜色而形成的全部滤色片的步骤，以及在滤色片形成步骤之后使透明膜变平的步骤。

根据以上用于制造彩色液晶板的方法，就可以制造出根据本发明第一个方面并且能够显示高质量图像的彩色液晶板。

另外，根据本发明的彩色液晶显示器包含有按照本发明第一、第二和第三个方面构造的液晶板。

附图说明

图1的平面图示出了包含在日本专利申请公开No.2000-111902所揭示出的常规半透射型液晶显示器之中的TFT基板的结构布局；

图2是沿图1中的A-A线获得的在常规半透射型液晶显示器中使用的液晶板的截面图；

图3示出了常规液晶显示器中所采用的凸起部分的布局；

图4的平面图示出了根据本发明第一个实施例的液晶板中采用的TFT基板的结构布局；

图5是沿图4中的A-A线取出的截面图；

图6是沿图4中的B-B线取出的截面图；

图7是沿图4中的C-C线取出的截面图；

图8是标准光CIE“C”的光谱图；

图9是白光LED所发出的光的光谱图；

图10是一个CIE色度图，示出了在电视显示中使用并且由NTSC定义的最佳色彩还原范围；

图11是从第一个三波长光源发出的光的光谱图；

图12是从第二个三波长光源发出的光的光谱图；

图13A、13B和13C的平面图示出了相应像素内各种滤色片的图案；

图14是沿图4中的A-A线取出的根据本发明第二个实施例的液晶板的截面图；

图15是沿图4中的B-B线取出的根据本发明第二个实施例的液晶板的截面图；

图16是沿图4中的C-C线取出的根据本发明第二个实施例的液晶板的截面图；

图17A示出了在本发明第三个实施例的液晶板内的一个反射电极之下形成的凸起部分的结构布局，图17B是这种液晶板的截面示意图；

图18的示意图用于解释凸起部分的宽度与其随宽度变化的高度之间的关系；

图19A和19B的示意图示出了通过两个曝光步骤制作凸起部分的方法；

图20A和20B的示意图示出了通过两个曝光步骤制作凸起部分的方法并且按照顺序示出了在图19A和19B所示步骤之后的处理步骤；

图21的示意图示出了通过两个曝光步骤制作凸起部分的方法并且示出了在图20A和20B所示步骤之后的处理步骤；

图22A和22B的示意图示出了通过一个曝光步骤制作凸起部分的方法；

图23A和23B的示意图示出了通过一个曝光步骤制作凸起部分的方法并且按照顺序示出了在图22A和22B所示步骤之后的处理步骤；

图24的方框图示出了根据本发明实施例制造出的一种便携式信息终端的结构；

图25的方框图示出了根据本发明实施例制造出的一种便携式电话的结构。

具体实施方式

以下将参考附图对根据本发明实施例所述的液晶板及其制造方法以及采用这种彩色液晶板的液晶显示器进行说明。图4的平面图示出了在本发明第一个实施例所述的液晶板中采用的TFT基板的结构布局。图5是沿图4中的A-A线取出的截面图，图6是沿图4中的B-B线取出的截面图，图7是沿图4中的C-C线取出的截面图。

第一个实施例也采用了与常规液晶显示器中相类似的液晶板结构。即，在第一实施例的液晶板结构中，红色像素101R、绿色像素101G以及蓝色像素101B被按照此顺序沿扫描信号线的延伸方向布置。在各个像素中都形成有一个薄膜晶体管(TFT)102。薄膜晶体管102由从作为扫描信号线的栅极线103伸出的栅极103a以及从垂直于栅极线方向延伸的漏极线104伸出的漏极104a组成。栅极线103和栅极103a被形成在透明基板100a上，而且还有一个绝缘膜105形成在该透明基板100a上覆盖栅极线103和栅极103a。漏极线104被形成在绝缘膜105上。在绝缘膜105上正对着栅极103a形成有一个无定形硅层106，并且漏极104a在无定形硅层106上延伸。另外，源极107在远离漏极104a的方向上从无定形硅层106伸出，而且源极的一部分至少位于无定形硅层之上和内部。

此外，在本实施例中，各个像素被一条沿与扫描信号线相平行的方向伸展的线分隔成，例如，近似相等的两个部分，即，反射显示部分R和透射显示部分T。在这种情况下，反射显示部分R位于像素内包括薄膜晶体管102的部分当中。

另外，在各个像素的反射显示部分R内，凸起部分8被形成在绝缘膜105上。凸起部分8由，例如，绝缘膜构成。另外，形成有绝缘膜10以覆盖凸起部分8、薄膜晶体管102等，而且在绝缘膜10中还形成有一个接触孔11以伸展到源极107的表面。而且，在反射显示部分R中，有一个反射电极12被形成在接触孔11之内和绝缘膜10之上。该反射电极12具有反应出凸起部分8的轮廓的凹凸表面。另一方面，在透射显示部分T内，有一个透明电极9被形成在绝缘膜10上，而且反射电极12和透明电极9在反射显示部分R与透射显示部分T之间的交界附近相互重叠。另外，在透明基板100a没有形成诸如薄膜晶体管102的元件的侧面上还形成有一个阻滞膜113和一个偏光片114。具有上述结构的各元件构成了TFT基板。

此外，还有另一个透明基板100b被与透明基板100a形成有薄膜晶体管102的侧面平行放置。滤色片(CF)21被形成在透明基板100b与透明基板100a相面对的一侧表面上。如图4至图7所示，滤色片21平行于漏极线104而延伸，而且当从垂直于相应透明基板表面的方向看一个像素时，透明电极9和反射电极12被形成在滤色片21的两个端线之内。另外，在反射显示部分R中，在滤色片21内有多个狭缝21a。狭缝21a被形成为具有例如1μm至10μm的宽度，而且它占据反射显示部分R内滤色片21的面积的50％以下。要注意的是，狭缝21a所占据的面积与反射显示部分R内滤色片21的面积之比能够根据待显示的颜色而改变，而且在本实施例中，在绿色像素101G中形成的狭缝21a所占据的面积比率是在红色像素101R和蓝色像素101B中形成的狭缝21a所分别占据的面积比率的(例如)三倍。另外，虽然本实施例中狭缝21a是在平行于滤色片21的方向上延伸，但本实施例并不限于具有上述结构的狭缝，也可以采用具有不同于狭缝21a的图案的其它狭缝。

另外，还有一个涂层25形成在透明基板100b上填充狭缝21a同时覆盖滤色片21，并且有一个对向电极122形成在涂层25上。涂层25由(例如)透明树脂构成，对向电极122则由(例如)ITO(铟锡氧化物)构成。

在透明基板100b没有形成滤色片21等元件的侧面上还形成有阻滞膜123和偏光片124。具有如上结构的这些元件构成了CF基板。

接下来，把液晶130注入到TFT基板与CF基板之间。

在具有上述结构的第一实施例中，在透射显示部分T中，从背光灯(未示出)发出的光穿过滤色片21出射到外部。在反射显示部分R中，一部分穿过滤色片21到达反射电极12的光经过狭缝21a出射到外部，一部分经过狭缝21a到达反射电极12的光经过滤色片21出射到外部。还有，在反射显示部分R中可以看到以下现象。即，穿过滤色片21到达反射电极12的光经过滤色片21出射到外部，穿过狭缝21a到达反射电极12的光经过狭缝21a出射到外部。因此，在从反射显示部分R发出的光输入至内部直至出射到外部，光走过相应距离的时间中，光要穿过滤色片的平均膜厚近似等于在透射显示部分T中观察到的膜厚。另外，由于在本实施例中，狭缝21a的面积与反射显示部分R内滤色片的面积之比(以下称为“孔径比”)可根据待显示的颜色而改变，因而就可以使反射显示部分R的色彩还原范围与透射显示部分T的色彩还原范围根据待显示的颜色而相互一致。结果，按照上述内容构成的这种液晶显示板就能够显示出高质量的图像。

接下来将对孔径比与色彩均衡度之间的关系进行说明。

为了使上述关系更加清楚，本申请的发明人按照下述方式做了一个模拟：首先，决定使用一个白色发光二极管(LED)作为背光灯；其次，改变滤色片的膜厚；第三，对于滤色片的各个膜厚计算出孔径比，以得到使透射显示部分的色度座标与CIE(国际教育中心)色度座标基本相符的数值。在这种情况下，标准光CIE“C”被用作入射至反射显示部分的光。图8是标准光CIE“C”的光谱图，图9是从白色LED发出的光的光谱图。应该注意的是，沿图8和图9中的纵轴的光强被归一化，从而使光强的最大值取值为1。通过执行上述模拟所获得的结果将在下面的表1至表7中示出。

表1

表2

表3

表4

表5

表6

表7

应该注意的是，表中的NTSC比率指的是相应显示部分的色彩还原范围的面积与最适于电视显示并且由NTSC(国家电视系统委员会)定义的色彩还原范围的面积之比。图10是一个CIE色度图，它示出了最适于电视显示并且由NTSC定义的色彩还原范围。

如上述表1至表7所示，在狭缝被形成于滤色片中以使滤色片具有适当孔径比的情况下，对于透射显示部分计算出来的色度座标和NTSC比率与对于反射显示部分计算出来的值基本一致。另一方面，在反射显示部分内的滤色片中没有形成狭缝的情况下，对于透射显示部分计算出来的色度座标和NTSC比率与对于反射显示部分计算出来的值有很大的差别。另外，如表5所示，在狭缝被形成于滤色片中以使滤色片在反射显示部分中具有的与待显示的颜色无关固定孔径比的情况下，各个显示部分的色彩还原范围之间的差别不大。但是，随着在绿色像素中观察到的颜色饱和度增加而在红色像素和蓝色像素中观察到的颜色饱和度降低，在透射显示部分和反射显示部分中分别观察到的色调是不同的。

另外，本申请的发明人按照以下步骤进行了模拟：首先，决定使用一个三波长光源(第一个三波长光源)作为背光灯；其次，改变滤色片的膜厚；第三，对于滤色片的各个膜厚计算出孔径比，以得到使透射显示部分的色度座标与CIE(国际教育中心)色度座标基本相符的数值。在这种情况下，标准光CIE“C”被用作入射至反射显示部分的光。图11是从第一个三波长光源发出的光的光谱图。可以看到，沿图11中纵轴的光强被归一化从而使光强的最大值取为1。通过执行上述模拟所获得的结果将在下面的表8至表10中示出。

表8

表9

表10

如以上的表8至表10所示，在狭缝被形成于滤色片中以使滤色片具有适当孔径比的情况下，即使改变模拟中所使用的光源，对于透射显示部分计算出来的色度座标和NTSC比率与对于反射显示部分计算出来的值也基本一致。另一方面，如表9所示，在狭缝被形成于滤色片中以使滤色片在反射显示部分中具有与待显示的颜色无关的固定孔径比情况下，各个显示部分的色彩还原范围之间的差别并不大。但是，随着在绿色像素中观察到的颜色饱和度增加而在红色像素和蓝色像素中观察到的颜色饱和度降低，在透射显示部分和反射显示部分中分别观察到的色调是不同的。

在以下的说明中将对孔径比与光源之间的关系进行说明。当从光源发出的光的光谱改变时，穿过透射显示部分内的滤色片出射到外部的光的色度座标也相应地改变。通过对上述表1至表7示出的相应项的数值与上述表8至表10中示出的相应项的数值进行比较，也可以理解上述解释。为了使最佳孔径比与光源之间的关系更加清楚，本发明人做了一个模拟。在这个模拟中，滤色片的膜厚被固定为1.6μm，而且上述白色LED、第一个三波长光源以及附加三波长光源(第二个三波长光源)被采用作为光源。图12是从第二个三波长光源发出的光的光谱图。可以看到，沿图12中纵轴的光强被归一化从而使光强的最大值取为1。通过执行上述模拟所获得的结果将在下面的表11至表13中示出，表11至表13分别代表了采用白色LED、第一个三波长光源以及第二个三波长光源的情况。

表11

表12

表13

如表13所示，在模拟中采用第二个三波长光源的情况下，当应用于红色滤色片和绿色滤色片的孔径比相互一致时，可以获得最佳色彩还原范围。

这些模拟中获得的结果告诉我们，无论在模拟中采用何种光源，都应使应用于绿色滤色片的孔径比在应用于红、绿、蓝色滤色片的三个孔径比中为最大。具体来说，在模拟中采用白色光源的情况下，最好使应用于绿色滤色片的孔径比为应用于红色和蓝色滤色片的孔径比的二至四倍。

应该注意的是，滤色片的狭缝的宽度最好在1μm至10μm之间。当狭缝的宽度窄于1μm时，在滤色片中形成相应图案的操作将十分困难。另一方面，当狭缝的宽度宽于10μm时，则使形成于滤色片上的涂层变平整的操作将变得十分困难。

像上述说明中已经提到的那样，滤色片的开口并不仅限于上述狭缝，也可以采用具有不同于狭缝图案的其它开口。另外，反射显示部分与透射显示部分之间的相对位置关系也不仅限于反射显示和透射显示部分的上述结构。

图13A、13B和13C的平面图示出了像素内各种滤色片的图案以及反射显示部分与透射显示部分之间的位置关系。

例如，如图13A所示，在反射显示部分R和透射显示部分T被按照上述实施例中的方式分隔开的情况下，本发明的液晶板可以采用形成于滤色片41之中并且被置于反射显示部分R的中央的开口41a。

另外，如图13B所示，在反射显示部分R和透射显示部分T被分隔开以使反射显示部分R被透射显示部分T环绕的情况下，本发明的液晶板可以采用形成于滤色片42之中并且被置于反射显示部分R的中央的开口42a。

另外，如图13C所示，在反射显示部分R和透射显示部分T被分隔开以使透射显示部分T插入到两个反射显示部分R之间的情况下，本发明的液晶板可以采用如下的像素结构。即，像素被构造成使滤色片43的端线43a处于比两个反射显示部分R的外端线更靠近透射显示部分T的位置，由此在像素中形成了多个其中没有形成滤色片43的区域。

应该注意的是，无论滤色片的图案是什么，都最好使开口面积与反射显示部分的面积之比等于或小于50％。换句话说，需要将滤色片形成为占据反射显示部分整个面积的至少50％。其原因如下。即，当滤色片占据反射显示部分整个面积的50％以下时，在一段时间内(在这段时间内，光在被输入至内部直至出射到外部期间走过了相应的距离)没有机会穿过滤色片的光与反射显示部分上全部光之比会增加，从而使反射显示部分的色彩还原范围很难与透射显示部分相一致。

以下将对本发明的第二个实施例进行说明。在第二个实施例中，透射显示部分内的滤色片的膜厚比透射显示部分内滤色片的膜厚薄。图14、15和16的截面图分别示出了沿图4中的A-A线、B-B线和C-C线得到的根据本发明第二个实施例的液晶板的结构。可以看到，在图14、15和16所示第二二个实施例中使用的部件和元件在图4、5、6、7、8所示的第一个实施例中也得到了使用，而且它们具有与第一个实施例中相同的标号，故此省略对其的详细说明。

第二个实施例也包括与第一个实施例相类似的液晶板的以下结构。即，第二个实施例的液晶板被构造成这样，其各个像素被一条沿与扫描信号线相平行的方向伸展的线分隔成，例如，近似相等的两个部分，即，反射显示部分R和透射显示部分T。另外，TFT基板也按照与第一个实施例相同的方式构造。

第二实施例中的CF基板被构造成使得滤色片51被形成在透明基板100b与透明基板100a相面对的一个表面上。另外，在反射显示部分R内，有一个透明树脂层52被形成于滤色片51与透明基板100b之间。在这种情况下，透明树脂层52的体积与反射显示部分R内滤色片51和透明树脂层52的整个体积之比(以下将此比率称作“体积比”)被设定为(例如)35％至65％的数值。可以通过改变透明树脂层52的膜厚或面积来调整该体积比。可以看到，体积比根据待显示的颜色而发生变化，而且在本实施例中，应用于绿色像素101G的体积比约为应用于红色像素101R和蓝色像素101B的体积比的三倍。另外，虽然在本实施例中透明树脂层52被形成为完全覆盖在滤色片51上，但本实施例并不限于透明树脂层和滤色片的上述结构。使滤色片51在与反射显示部分R和透射显示部分T相对应的两个区域上的同一平面内具有平坦表面也可令人满意。

在如上构建的第二个实施例的液晶板中，在透射显示部分T内，从背光灯(未示出)发出的光经过滤色片51出射到外部。在反射显示部分R内，经过滤色片51到达反射电极12的光穿过滤色片51出射到外部。在这种情况下，由于反射显示部分R内滤色片51的膜厚被做成约为透射显示部分T内滤色片51膜厚的一半，在光输入至内部直至出射到外部走过相应距离的时间内，光所穿过的滤色片的实际膜厚与从透射显示部分T内观察到的膜厚近似相等。另外，本实施例中，由于对于透明树脂层52的体积而计算出来的体积比随待显示的颜色而变化，因而就可以使反射显示部分R的色彩还原范围与透射显示部分T的色彩还原范围相互一致，进而允许液晶板显示高质量的图像。

接下来将对体积比与色彩均衡度之间的关系进行说明。本申请的发明人通过与第一个实施例中相类似的模拟使上述关系更加清楚：首先，决定使用一个三波长光源(第一个三波长光源)作为背光灯；其次，改变滤色片的膜厚并且同时改变透明树脂层的面积；第三，根据滤色片的各个膜厚计算出体积比，以得到使透射显示部分的色度座标与CIE(国际教育中心)色度座标基本相符的数值。在这种情况下，标准光CIE“C”被用作入射至反射显示部分的光。通过执行上述模拟所获得的结果将在下面的表14至表15中示出。

表14

表15

应该注意的是，上表中的“面积比”表示透明树脂层的面积与反射显示部分内滤色片的面积之比，而上表中的“体积比”则表示透明树脂层的体积与反射显示部分内滤色片和透明树脂层的整个体积之比。另外，“膜厚”表示透射显示部分内滤色片的薄膜厚度，它与反射显示部分内滤色片和透明树脂层的整体膜厚相一致。

如上面的表14和15所示，在透明树脂层被形成于反射显示部分内并具有适当体积比的情况下，对于透射显示部分计算出来的色度座标和NTSC比率与对于反射显示部分计算出来的结果基本相符。

以下将对一种用于制造根据本发明第一个实施例的液晶板的方法进行说明。可以利用与制造常规液晶板所采用的方法相同的方法来制造TFT基板。另一方面，可以采用(例如)以下方法来制造CF基板：首先，在透明基板100b上涂上一层光敏树脂薄膜以作为构成单色滤色片的源料膜；第二，利用具有预定狭缝图案的光掩模对光敏树脂薄膜进行曝光，然后对光敏树脂薄膜进行显影。通过这些步骤，光敏树脂薄膜就得到构图形成具有狭缝21a的单色滤色片21。执行上述这些步骤以分别形成三种滤色片21。应该注意的是，例如，在利用光掩模形成绿色滤色片时，对应于狭缝的要在光掩模上形成的图案面积与光掩模面积之比最大。即，应用于相应滤色片的比率可独立调整。换句话说，光掩模被单独形成以具有和滤色片中所形成的狭缝图案相对应并且与待显示的颜色相对应的图案。在液晶显示器中采用白色光源的情况下，最好使狭缝图案的面积与用于形成绿色滤色片的光掩模的面积之比约为用于形成红色或蓝色滤色片时应对光掩模施加的面积比的二至四倍。

当形成三种滤色片之后，一个覆盖层被形成透明基板100b的整个表面上同时进行平整，而且在其上还形成了一个对向电极。另外，在透明基板100b没有形成滤色片的一侧上还形成一个阻滞膜和一个偏光片。

以下将对用于制造根据本发明第二个实施例的液晶板的方法进行说明。可以利用与制造常规液晶板所采用的方法相同的方法来制造TFT基板。另一方面，可以采用(例如)以下方法来制造CF基板：首先，按照以下方式预先制备光掩模，即，使相应于待显示的颜色而形成的各个光掩模中具有与透明树脂薄膜的图案相对应的图案；第二，在透明基板100b上涂上构成透明树脂薄膜的原材料；第三，利用上述光掩模在原材料薄膜中形成相应的图案，随后在透明基板100b上形成透明树脂薄膜52；第四，在透明基板100b上再涂上另一层构成滤色片的原材料薄膜，然后执行相应的处理步骤，例如，对另一层原材料薄膜进行曝光和显影以形成滤色片，从而使其具有与待显示的颜色相对应的平坦表面。应该注意的是，在利用光掩模形成绿色滤色片时，形成于光掩模之中并且与透明树脂薄膜相对应的图案的面积与光掩模面积之比最大。即，应用于相应滤色片上的比率可独立调整。换句话说，光掩模被单独形成以具有和透明树脂薄膜的图案及待显示的颜色相对应的图案。在液晶显示器中采用白色光源的情况下，最好使形成于光掩模之中的图案的面积与用于形成绿色滤色片的光掩模的面积之比约为用于形成红色或蓝色滤色片时应对光掩模施加的面积比的二至四倍。

当形成三种滤色片之后，一个覆盖层被形成透明基板100b的整个表面上同时还实现平整，而且在其上还形成了一个对向电极。另外，在透明基板100b没有形成滤色片的背侧表面上还形成有一个阻滞膜和一个偏光片。

应该注意，虽然第一和第二实施例中所采用的液晶板在CF基板的相邻滤色片之间不含有黑底，但也可将液晶板做成在CF基板的相邻滤色片之间形成有黑底。另外，虽然第一和第二实施例中所采用的液晶板在其上没有形成薄膜晶体管的透明基板上形成有一个滤色片，但但也可将液晶板做成使滤色片形成于其上形成有薄膜晶体管的基板上。在这种情况下，滤色片被形成在，例如，反射电极或透明电极之上。

以下将对本发明的第三个实施例进行说明。第三个实施例的目的是提供一种其中颜色的色度得到提高的液晶显示器。图17A示出了在本发明第三个实施例的液晶板内的反射电极之下形成的凸起部分的结构布局，图17B是这种液晶板的截面示意图。

在第一和第二个实施例中，凸起部分8被形成于反射电极之下的各个方向中，从而使反射电极具有反应出凸起部分轮廓的凹凸表面。在本实施例中，除了凸起部分8以外，在形成凸起部分8的同一个步骤中形成的凸起部分58沿扫描信号线(栅极线)延伸的方向形成于相邻像素之间的边界区之内。凸起部分58的宽度和高度与凸起部分8的宽度和高度基本相同。

根据按照上述内容构成的第三个实施例，如图17B所示，滤色片21与位于像素内反射电极之下的绝缘膜10之间的间隙“d1”和透明基板100b与位于像素间交界区域内的绝缘膜10之间的间隙“d2”之间的差被做得短于在常规液晶板中所观察到的间隙差。更具体地说，在常规液晶板中，由于在像素之间的交界区域内存在有不合需要的交界区域(其中没有形成凸起部分108)，所以与本实施例(其中不存在这种不合需要的交界区域)中所观察到的间隙相比，不合需要的交界区域与透明基板100b之间的间隙显得特别大。根据本实施例中的液晶板，可以从显示中基本消除呈现浅黄色颜色的图像。

应该注意的是，假设凸起部分58的宽度为W1并且凸起部分8的宽度为W2，则凸起部分58和凸起部分8最好满足以下公式：

(W2-1)≤W1≤(W2+1)    (单位：μm)

另外，若能使凸起部分58和凸起部分8满足以下公式则更好：

(W2-0.5)≤W1≤(W2+0.5)    (单位：μm)

图18的示意图用于解释凸起部分的宽度与其随宽度变化的高度之间的关系。在“W2”被做得长于“W1”的情况下，当凸起部分在相应的制造步骤中经历热处理(材料通过烘烤而液化)时，凸起部分8和58的表面张力之间的差异将使构成凸起部分8的材料按照箭头“A”的方向流入凸起部分58。结果，凸起部分58的高度变得长于设计值，而凸起部分8的高度则变得短于设计值。与此相反，在“W2”被做得短于“W1”的情况下，凸起部分58的高度变得短于设计值，而凸起部分8的高度则变得长于设计值，由此使得消除间隙“d1”与“d2”之间的差的努力变得不可能。因此，需要将“W1”和“W2”的值设计成基本相等，同时还需保证上述公式中的余量。可以看到，如果将图17B所示的截面图精确画出以对应于图17A，则凸起部分8也应被画在图17B中。但是，为方便起见，在图17B所示的截面图中，凸起部分8被省略，而只画出了凸起部分58。另外，本技术领域中的熟练人员应该明白，图14和图16中所示的液晶板也是按照上述内容构造出来的，即，除了凸起部分8以外，还有与凸起部分8具有相同宽度和高度的凸起部分58。

以下将对一种利用单层光敏树脂薄膜制造位于反射电极之下的凸起部分的方法进行说明。首先对一种通过两个曝光步骤来制造凸起部分的方法进行说明，然后再对一种通过一个曝光步骤来制造凸起部分的方法进行说明。图19A、19B、20A、20B以及21的示意图按照顺序示出了用于通过两个曝光步骤制造凸起部分的方法。

首先，如图19A所示，在形成TFT(未示出)等之后，将由光敏树脂构成的抗蚀膜71涂在透明基板100a上。在上述涂抹操作完成之前，按照这样一种方式预备好一个光掩模72，即，在一透明基板74上形成一个Cr薄膜73，它能够防止光入射到抗蚀膜71上与凸起部分相对应的部分上。

接下来，如图19B所示，利用光掩模72对由光敏树脂构成的抗蚀膜71进行曝光，从而在抗蚀膜71内形成曝光部分71a。在这种情况下，曝光深度最好被限制在(例如)从抗蚀膜表面向下到达由光敏树脂构成的抗蚀膜71的薄膜厚度的约一半的位置。

之后，如图20A所示，按照这样一种方式预备好一个光掩模75，即，在一透明基板74上形成一个Cr薄膜76，在该薄膜内与接触孔11相对应的部分中具有一个开口。然后，利用光掩模75对由光敏树脂构成的抗蚀膜71进行曝光，从而在抗蚀膜71上形成另一个受到曝光的部分71a，它与抗蚀膜上将在后面形成接触孔11的位置相对应，并且到达源电极(未示出)的表面。

然后，如图20B所示，对抗蚀膜进行显影以除去受到曝光的部分71a。

接下来，如图21所示，对由光敏树脂构成的抗蚀膜71进行烘烤以使其在存在于由光敏树脂构成的抗蚀膜71的表面之上的梯阶四周流动。结果，就形成了凸起部分和接触孔11。

接下来将对一种通过一个曝光步骤来制造凸起部分的方法进行说明。图22A、22B、23A和23B的示意图按照顺序示出了用于通过一个曝光步骤制造凸起部分的方法。

首先，如图22A所示，在形成TFT(未示出)之后，将一个由光敏树脂构成的抗蚀膜71涂在透明基板100a上。在上述涂抹操作完成之前，按照以下方式预备好一个光掩模82，即，在一透明基板84上形成一个半透明薄膜83，仅在该薄膜内与接触孔11相对应的部分中具有一个开口，并且在该半透明薄膜上与凸起部分相对应的位置上形成一个Cr薄膜85，它能够防止光入射到抗蚀膜71上。在这种情况下，半透明薄膜83由(例如)金属氧化膜构成。

接下来，如图22B所示，利用光掩模82对由光敏树脂构成的抗蚀膜71进行曝光以形成曝光部分71b。在这种情况下，曝光深度最好被限制在(例如)从抗蚀膜表面向下到达由光敏树脂构成的抗蚀膜71的薄膜厚度的约一半的位置。结果，就在由光敏树脂构成的抗蚀膜71内形成了曝光部分71b。曝光部分71b中与接触孔11相对应的部分可以直接接收到没有穿过半透明薄膜83的曝光，因此，曝光深度被位于源电极(未示出)的表面附近。

之后，如图23A所示，对抗蚀膜进行显影以除去受到曝光的部分71b。

接下来，如图23B所示，对由光敏树脂构成的抗蚀膜71进行烘烤以使其在存在于由光敏树脂构成的抗蚀膜71的表面之上的梯阶四周流动。结果，就形成了凸起部分和接触孔11。

应该注意的是，虽然本实施例中利用由光敏树脂构成的抗蚀膜来形成凸起部分，但取而代之，本实施例也可采用以下方法来制造凸起部分。即，例如，形成多个由绝缘膜构成的凸起部分，并在其上再形成另一个绝缘膜以覆盖上述绝缘膜的整个薄膜，由此在像素内以及像素之间的交界内形成一个凹凸表面。

另外，也可以通过将第一和第二个实施例之一中所采用的液晶板的结构与第三个实施例中所采用的液晶板的结构结合在一起以构造出根据本发明的液晶板。

按照上述实施例制作出的液晶板可被应用到，例如，便携式信息终端、便携式电话、便携式个人电脑、笔记本电脑或桌面个人电脑的显示器当中。图24的方框图示出了按照本发明实施例制造出的一种便携式信息终端的结构。另外，图25的方框图示出了按照本发明实施例制造出的一种便携式电话的结构。

根据本发明实施例制造出来的便携式信息终端250含有一个显示单元268，它由液晶板265、背光灯单元266以及用于处理图像信号的图像信号处理单元267组成。另外，便携式信息终端250还含有：控制单元269，用于控制便携式信息终端250的各个组成部分；存储单元271，用于保存由控制单元269执行的程序以及各种数据；通信单元272，它用于与外部设备进行数据发射和数据接收；输入单元273，它包括例如键盘或指针设备；以及电源单元274，它用于为便携式信息终端250的各个组成部分提供电能。可以看出，上述第二和第三个实施例被应用到了液晶板265当中。

具有本发明实施例所述结构的便携式信息终端250能够通过产生色彩均衡的可视图像或者抑制色彩中的浅黄色，从而显示高质量的图像。

具有本发明实施例所述结构的便携式电话275含有一个显示单元276，它由液晶板265、背光灯单元266以及用于处理图像信号的图像信号处理单元267组成。另外，便携式电话275还含有：控制单元277，它用于控制便携式电话275的各个组成部分；存储单元278，它用于保存由控制单元277执行的程序以及各种数据；发射单元281，它用于将无线信号发射至外部设备；输入单元282，它包括例如键盘或指针设备；以及电源单元283，它用于为便携式电话275的各个组成部分提供电能。可以看出，上述第一、第二和第三个实施例被应用到了液晶板265当中。

具有本发明实施例所述结构的便携式电话275也能够通过产生色彩均衡的可视图像或者抑制色彩中的浅黄色，从而显示高质量的图像。

如上所述，根据本发明的第一至第六技术方案，由于在滤色片中形成了一个其占据面积可根据待显示的颜色而改变的开口，而且对应于各个像素只形成有一种滤色片，因而根据本发明的液晶板就能够使各个像素内的反射显示部分和透射显示部分的色彩还原范围基本相互一致。液晶板的这种结构使得液晶板可以在不增加其制造工艺步骤的情况下实现高质量图像的显示。具体来说，在施加到用于显示具有高能见度的绿色的滤色片上的孔径比为最大的情况下，反射显示部分与透射显示部分的色彩还原范围的差异可以进一步得到缩小。另外，根据本发明的第七技术方案所述，由于插入到液晶中的各基板之间的间隙被缩小，所以在常规液晶板中所观察到的浅黄色就可被减少。

另外，根据本发明第八和第九技术方案所述的方法，可以制造在滤色片的结构方面具有上述优点的彩色液晶板。

另外，根据本发明第十技术方案所述，在滤色片结构方面具有上述优点的彩色液晶板可被应用到彩色液晶显示器当中。

Claims (2)

1.一种彩色液晶板，包括：

透明基板；

形成于上述透明基板上各个像素当中的薄膜晶体管；

形成于上述透明基板上并且在上述各个像素内具有凹凸表面的绝缘膜；

形成在上述绝缘膜上并且与上述各个像素中的上述薄膜晶体管相连接的反射电极，

在上述彩色液晶板中，上述绝缘膜含有多个凸起部分，每个凸起部分都沿相邻像素之间的边界延伸，而且各个凸起部分的宽度都与构成上述各个像素内的凹凸表面的凸起部分的宽度相等。

2.一种彩色液晶显示器，其特征在于具有根据权利要求1所述构造的液晶板。

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