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技術 マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造及びその製造方法

出願人 元太科技工業股ふん有限公司
発明者 劉鴻達徐宏輝唐文忠林文堅
出願日 2002年5月10日 (18年7ヶ月経過) 出願番号 2002-134954
公開日 2003年7月18日 (17年5ヶ月経過) 公開番号 2003-202564
状態 特許登録済
技術分野 液晶4(光学部材との組合せ) 液晶5(電極、アクティブマトリックス) 液晶4(光学部材との組合せ)
主要キーワード 電気式制御 平均効果 反射材料層 プロセス表示 自己補償 画素エリア内 反射層構造 伝導領域
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2003年7月18日)のものです。
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図面 (20)

課題

解決手段

マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造は各種高度レベルの領域を具えたアクティブマトリクスデバイス構造拡散層、及びマルチドメイン反射層構造を含む。拡散層はアクティブマトリクスデバイス構造の上に形成されて各種フィルム厚及び各種高度及び形状を有する突出する複数のバンプを有する。反射構造は各種反射角反射効果を有してLCDパネル品質を改善する。それは反射式或いは半反射式TN、STN、TFT又はTFD反射層に使用されうる。反射構造形成プロセスはTFT基板上への伝統的な金属又は絶縁層形成プロセスを使用して画素エリアにマルチドメインを形成する。マルチドメイン反射層のセル構造形成後、液晶セル画素エリア内にマルチドメインを形成する。

概要

背景

液晶ディスプレイパネル市場は急速に成長している。最も伝統的な反射式或いは半反射式液晶ディスプレイは水平に整合されたねじれネマティックである。これらの液晶ディスプレイの液晶ディレクタは、グレースケール信号の電圧印加される時、伝導領域或いは反射領域においてシングルドメインを形成する。図1に示されるように、二つの絶縁基板101、102の間の層においてシングルドメインを形成する液晶分子103のディレクタは同一方向を指し示すと共に、電圧印加時に同一のプレティルト角を有する。マルチドメインを有する液晶ディスプレイにおいては、図2に示される液晶分子113のディレクタは異なる方向を指し示すと共に、異なるプレティルト角を有する。

マルチドメイン液晶ディスプレイにおける液晶分子のグレースケールスイッチング効果は、シングルドメイン液晶ディスプレイの液晶分子のそれより良好である。さらに、マルチドメイン液晶ディスプレイの液晶分子のグレースケールインバーション(GSI)領域は、シングルドメイン液晶ディスプレイの液晶分子のそれよりも小さい。これらの事実は図3乃至図5に示される等コントラスト比等高線より見ることができる。

図3はシングルドメイン液晶ディスプレイの液晶分子の等コントラスト比等高線であり、電圧1.5Vと2.5Vを印加し、液晶分子のプレティルト角が1°とされている。ラベル201はシングルドメイン液晶ディスプレイの液晶分子のグレースケールインバーション領域を指す。図4はシングルドメイン液晶ディスプレイの液晶分子の等コントラスト比等高線であり、電圧1.5Vと2.5Vを印加し、液晶分子のプレティルト角が12°とされている。ラベル203はシングルドメイン液晶ディスプレイの液晶分子のグレースケールインバーション領域を指す。図5はマルチドメイン液晶ディスプレイの液晶分子の等コントラスト比等高線であり、電圧1.5Vと2.5Vを印加し、液晶分子のプレティルト角が1°から12°とされている。ラベル205はマルチドメイン液晶ディスプレイの液晶分子のグレースケールインバーション領域を指す。これらの図から分かるように、マルチドメイン液晶ディスプレイのグレースケールインバーション領域はシングルドメイン液晶ディスプレイのそれよりも小さい。ゆえに、マルチドメイン液晶ディスプレイはより良好なグレースケールスイッチング効果と改善された視角を有する。

概要

マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造及びその製造方法。

マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造は各種高度レベルの領域を具えたアクティブマトリクスデバイス構造拡散層、及びマルチドメイン反射層構造を含む。拡散層はアクティブマトリクスデバイス構造の上に形成されて各種フィルム厚及び各種高度及び形状を有する突出する複数のバンプを有する。反射構造は各種反射角反射効果を有してLCDパネル品質を改善する。それは反射式或いは半反射式TN、STN、TFT又はTFD反射層に使用されうる。反射構造形成プロセスはTFT基板上への伝統的な金属又は絶縁層形成プロセスを使用して画素エリアにマルチドメインを形成する。マルチドメイン反射層のセル構造形成後、液晶セル画素エリア内にマルチドメインを形成する。

目的

本発明は上述の、液晶分子配置がシングルドメインを形成する従来の反射式或いは半反射式液晶ディスプレイにおける欠点を克服するためになされた。本発明の主要な目的は、反射式或いは半反射式液晶ディスプレイマルチドメイン液晶ディスプレイに使用されうる反射構造と、その製造方法を提供することにある。

効果

実績

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0件
牽制数
0件

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請求項1

マルチドメイン液晶ディスプレイ反射構造形成方法において、以下のaからcのステップ、即ち、a.絶縁基板を準備するステップ、b.複数のホトマスクを用いて異なる高度レベルの少なくとも二つの領域を具えたアクティブマトリクスデバイス構造を該絶縁基板の上に形成するステップ、c.マルチギャップリフレクタプロセスを用いてマルチドメイン反射層を異なる高度レベルの領域を具えた該アクティブマトリクスデバイスの上に形成するステップ、以上を含むことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法。

請求項2

請求項1に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法において、cのステップ中のマルチギャップリフレクタプロセスはさらに、c1.上記アクティブマトリクスデバイス構造の上にホトレジスト材料層を配置するステップ、c2.パターン化ホトマスクを用い、ホトレジスト材料層を露光するステップ、c3.露光の後、ホトレジスト材料層を現像及びベークして各種フィルム厚及び各種高度及び形状を有する突出する複数のバンプを具えた拡散層を形成するステップ、c4.該拡散層の上に反射金属層コーティングしてマルチドメイン反射層構造を形成するステップ、以上を含むことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法。

請求項3

請求項1に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法において、dのステップで四つから七つのホトマスクを使用して二つから四つの各種高度レベルの領域を形成することを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法。

請求項4

請求項1に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法において、各種高度レベルの領域の平均高度差はゼロからセルギャップの1/3の間であることを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法。

請求項5

請求項1に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法において、上記アクティブマトリクスデバイス構造はTFT或いは低温ポリシコン構造を具えたアクティブマトリクスデバイスを含むことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法。

請求項6

請求項1に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法において、bのステップがさらに、b1.パターン化第1金属層を上記絶縁基板の上に形成するステップ、b2.上記パターン化第1金属層と上記絶縁基板の上に第1絶縁層を配置するステップ、b3.パターン化A−Si層を第1絶縁層の上に形成するステップ、b4.該第1絶縁層と該パターン化A−Si層の上にパターン化第2金属層を形成するステップ、b5.該パターン化第2金属層と該絶縁基板の上に第2絶縁層を配置し該第2絶縁層をエッチングして下層とのコンタクト用のコンタクトホールを形成するステップ、b6.パターン化透明層を該第2絶縁層の上に配置して各種高度レベルの領域を具えたアクティブマトリクスデバイス構造を形成するステップ、以上のステップを具えたことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法。

請求項7

請求項6に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法において、b1のステップにおける第1金属層の高度が50nmから450nmとされ、b2のステップにおける第1絶縁層の高度が100nmから700nmとされ、b4のステップにおける第2金属層の高度が50nmから450nmとされ、b5のステップにおける第2絶縁層の高度が100nmから700nmとされ、b6のステップにおける透明層の高度が0から200nmとされたことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法。

請求項8

請求項1に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法において、bのステップがさらに、b1.絶縁基板をベースコート層被覆するステップ、b2.パターン化ポリシリコン層で該ベースコート層の上を被覆するステップ、b3.該パターン化ポリシリコン層と該ベースコート層の上に第1絶縁層を配置するステップ、b4.該第1絶縁層の上にパターン化第1金属層を配置するステップ、b5.該パターン化第1金属層の上に第2絶縁層を配置し、該第2絶縁層をエッチングして下層とのコンタクト用のコンタクトホールを形成するステップ、b6.該第2絶縁層の上にパターン化第2金属層を形成するステップ、b7.第3絶縁層を、該パターン化第2金属層、該第2絶縁層及び該ベースコート層の上に配置し、該第3絶縁層をエッチングして該第2金属層とのコンタクト用のコンタクトホールを形成するステップ、b8.該第3絶縁層の上にパターン化透明層を配置して各種高度レベルの領域を具えたアクティブマトリクスデバイス構造を形成するステップ、以上のステップを具えたことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法。

請求項9

請求項1に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法において、さらに、マルチドメイン反射層のセル構造を形成するステップを含むことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法。

請求項10

請求項9に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法において、液晶セル画素エリア内で複数の異なるセルギャップを形成することを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法。

請求項11

マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造において、異なる高度レベルの少なくとも一つの領域をその上に具えたアクティブマトリクスデバイス構造と、該アクティブマトリクスデバイス構造の上に形成されると共に、各種フィルム厚及び各種高度及び形状を有する突出する複数のバンプをその上に具えた拡散層と、該拡散層の上に配置されたマルチドメイン反射層構造と、を具えたことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造。

請求項12

請求項11に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造において、上記拡散層が、平均フィルム厚が1/20セルギャップから1セルギャップのホトレジスト材料層とされたことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造。

請求項13

請求項11に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造において、異なる高度レベルの少なくとも一つの領域の平均高度差がゼロから1/3セルギャップであることを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造。

請求項14

請求項11に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造において、突出するバンプがゼロから10°の平均斜角を具えたことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造。

請求項15

請求項11に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造において、マルチドメイン反射層構造が、反射式ねじれマティック、超ねじれネマティック、TFT、薄膜ダイオードの反射層構造とされたことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造。

請求項16

請求項11に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造において、マルチドメイン反射層構造が、半反射式ねじれネマティック、超ねじれネマティック、TFT、薄膜ダイオードの反射層構造とされたことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造。

請求項17

マルチドメイン液晶ディスプレイにおいて、異なる高度レベルの少なくとも一つの領域をその上に具えたアクティブマトリクスデバイス構造と、該アクティブマトリクスデバイス構造の上に形成されると共に、各種フィルム厚及び各種高度及び形状を有する突出する複数のバンプをその上に具えた拡散層と、該拡散層の上に配置されたマルチドメイン反射層構造と、を具えたマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造を具えたことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイ。

請求項18

請求項17に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイにおいて、この液晶ディスプレイが、反射式或いは半反射式TFT液晶ディスプレイとされたことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイ。

請求項19

請求項18に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイにおいて、この液晶ディスプレイが、自己補償ねじれネマティック、反射式ねじれネマティック、反射式電気式制御バイリフゲンス或いは混合モードねじれネマティックTFT液晶ディスプレイとされたことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイ。

技術分野

0001

本発明は一種マルチドメイン液晶ディスプレイ(MD−LCD)の反射構造及びその製造方法に係り、さらに詳しくは反射式或いは半反射式マルチドメイン液晶ディスプレイに使用される反射構造及びその製造方法に関する。

背景技術

0002

液晶ディスプレイパネル市場は急速に成長している。最も伝統的な反射式或いは半反射式液晶ディスプレイは水平に整合されたねじれネマティックである。これらの液晶ディスプレイの液晶ディレクタは、グレースケール信号の電圧印加される時、伝導領域或いは反射領域においてシングルドメインを形成する。図1に示されるように、二つの絶縁基板101、102の間の層においてシングルドメインを形成する液晶分子103のディレクタは同一方向を指し示すと共に、電圧印加時に同一のプレティルト角を有する。マルチドメインを有する液晶ディスプレイにおいては、図2に示される液晶分子113のディレクタは異なる方向を指し示すと共に、異なるプレティルト角を有する。

0003

マルチドメイン液晶ディスプレイにおける液晶分子のグレースケールスイッチング効果は、シングルドメイン液晶ディスプレイの液晶分子のそれより良好である。さらに、マルチドメイン液晶ディスプレイの液晶分子のグレースケールインバーション(GSI)領域は、シングルドメイン液晶ディスプレイの液晶分子のそれよりも小さい。これらの事実は図3乃至図5に示される等コントラスト比等高線より見ることができる。

0004

図3はシングルドメイン液晶ディスプレイの液晶分子の等コントラスト比等高線であり、電圧1.5Vと2.5Vを印加し、液晶分子のプレティルト角が1°とされている。ラベル201はシングルドメイン液晶ディスプレイの液晶分子のグレースケールインバーション領域を指す。図4はシングルドメイン液晶ディスプレイの液晶分子の等コントラスト比等高線であり、電圧1.5Vと2.5Vを印加し、液晶分子のプレティルト角が12°とされている。ラベル203はシングルドメイン液晶ディスプレイの液晶分子のグレースケールインバーション領域を指す。図5はマルチドメイン液晶ディスプレイの液晶分子の等コントラスト比等高線であり、電圧1.5Vと2.5Vを印加し、液晶分子のプレティルト角が1°から12°とされている。ラベル205はマルチドメイン液晶ディスプレイの液晶分子のグレースケールインバーション領域を指す。これらの図から分かるように、マルチドメイン液晶ディスプレイのグレースケールインバーション領域はシングルドメイン液晶ディスプレイのそれよりも小さい。ゆえに、マルチドメイン液晶ディスプレイはより良好なグレースケールスイッチング効果と改善された視角を有する。

発明が解決しようとする課題

0005

本発明は上述の、液晶分子配置がシングルドメインを形成する従来の反射式或いは半反射式液晶ディスプレイにおける欠点を克服するためになされた。本発明の主要な目的は、反射式或いは半反射式液晶ディスプレイマルチドメイン液晶ディスプレイに使用されうる反射構造と、その製造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

請求項1の発明は、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法において、以下のaからcのステップ、即ち、
a.絶縁基板を準備するステップ、
b.複数のホトマスクを用いて異なる高度レベルの少なくとも二つの領域を具えたアクティブマトリクスデバイス構造を該絶縁基板の上に形成するステップ、
c.マルチギャップリフレクタプロセスを用いてマルチドメイン反射層を異なる高度レベルの領域を具えた該アクティブマトリクスデバイスの上に形成するステップ、
以上を含むことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法としている。請求項2の発明は、請求項1に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法において、cのステップ中のマルチギャップリフレクタプロセスはさらに、
c1.上記アクティブマトリクスデバイス構造の上にホトレジスト材料層を配置するステップ、
c2.パターン化ホトマスクを用い、ホトレジスト材料層を露光するステップ、
c3.露光の後、ホトレジスト材料層を現像及びベークして各種フィルム厚及び各種高度及び形状を有する突出する複数のバンプを具えた拡散層を形成するステップ、
c4.該拡散層の上に反射金属層コーティングしてマルチドメイン反射層構造を形成するステップ、
以上を含むことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法としている。請求項3の発明は、請求項1に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法において、dのステップで四つから七つのホトマスクを使用して二つから四つの各種高度レベルの領域を形成することを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法としている。請求項4の発明は、請求項1に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法において、各種高度レベルの領域の平均高度差はゼロからセルギャップの1/3の間であることを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法としている。請求項5の発明は、請求項1に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法において、上記アクティブマトリクスデバイス構造はTFT或いは低温ポリシコン構造を具えたアクティブマトリクスデバイスを含むことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法としている。請求項6の発明は、請求項1に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法において、bのステップがさらに、
b1.パターン化第1金属層を上記絶縁基板の上に形成するステップ、
b2.上記パターン化第1金属層と上記絶縁基板の上に第1絶縁層を配置するステップ、
b3.パターン化A−Si層を第1絶縁層の上に形成するステップ、
b4.該第1絶縁層と該パターン化A−Si層の上にパターン化第2金属層を形成するステップ、
b5.該パターン化第2金属層と該絶縁基板の上に第2絶縁層を配置し該第2絶縁層をエッチングして下層とのコンタクト用のコンタクトホールを形成するステップ、
b6.パターン化透明層を該第2絶縁層の上に配置して各種高度レベルの領域を具えたアクティブマトリクスデバイス構造を形成するステップ、
以上のステップを具えたことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法としている。請求項7の発明は、請求項6に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法において、b1のステップにおける第1金属層の高度が50nmから450nmとされ、b2のステップにおける第1絶縁層の高度が100nmから700nmとされ、b4のステップにおける第2金属層の高度が50nmから450nmとされ、b5のステップにおける第2絶縁層の高度が100nmから700nmとされ、b6のステップにおける透明層の高度が0から200nmとされたことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法としている。請求項8の発明は、請求項1に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法において、bのステップがさらに、
b1.絶縁基板をベースコート層被覆するステップ、
b2.パターン化ポリシリコン層で該ベースコート層の上を被覆するステップ、
b3.該パターン化ポリシリコン層と該ベースコート層の上に第1絶縁層を配置するステップ、
b4.該第1絶縁層の上にパターン化第1金属層を配置するステップ、
b5.該パターン化第1金属層の上に第2絶縁層を配置し、該第2絶縁層をエッチングして下層とのコンタクト用のコンタクトホールを形成するステップ、
b6.該第2絶縁層の上にパターン化第2金属層を形成するステップ、
b7.第3絶縁層を、該パターン化第2金属層、該第2絶縁層及び該ベースコート層の上に配置し、該第3絶縁層をエッチングして該第2金属層とのコンタクト用のコンタクトホールを形成するステップ、
b8.該第3絶縁層の上にパターン化透明層を配置して各種高度レベルの領域を具えたアクティブマトリクスデバイス構造を形成するステップ、
以上のステップを具えたことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法としている。請求項9の発明は、請求項1に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法において、さらに、マルチドメイン反射層のセル構造を形成するステップを含むことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法としている。請求項10の発明は、請求項9に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法において、液晶セル画素エリア内で複数の異なるセルギャップを形成することを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造形成方法としている。請求項11の発明は、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造において、異なる高度レベルの少なくとも一つの領域をその上に具えたアクティブマトリクスデバイス構造と、該アクティブマトリクスデバイス構造の上に形成されると共に、各種フィルム厚及び各種高度及び形状を有する突出する複数のバンプをその上に具えた拡散層と、該拡散層の上に配置されたマルチドメイン反射層構造と、を具えたことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造としている。請求項12の発明は、請求項11に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造において、上記拡散層が、平均フィルム厚が1/20セルギャップから1セルギャップのホトレジスト材料層とされたことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造としている。請求項13の発明は、請求項11に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造において、異なる高度レベルの少なくとも一つの領域の平均高度差がゼロから1/3セルギャップであることを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造としている。請求項14の発明は、請求項11に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造において、突出するバンプがゼロから10°の平均斜角を具えたことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造としている。請求項15の発明は、請求項11に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造において、マルチドメイン反射層構造が、反射式ねじれネマティック、超ねじれネマティック、TFT、薄膜ダイオードの反射層構造とされたことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造としている。請求項16の発明は、請求項11に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造において、マルチドメイン反射層構造が、半反射式ねじれネマティック、超ねじれネマティック、TFT、薄膜ダイオードの反射層構造とされたことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造としている。請求項17の発明は、マルチドメイン液晶ディスプレイにおいて、異なる高度レベルの少なくとも一つの領域をその上に具えたアクティブマトリクスデバイス構造と、該アクティブマトリクスデバイス構造の上に形成されると共に、各種フィルム厚及び各種高度及び形状を有する突出する複数のバンプをその上に具えた拡散層と、該拡散層の上に配置されたマルチドメイン反射層構造と、を具えたマルチドメイン液晶ディスプレイの反射構造を具えたことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイとしている。請求項18の発明は、請求項17に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイにおいて、この液晶ディスプレイが、反射式或いは半反射式TFT液晶ディスプレイとされたことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイとしている。請求項19の発明は、請求項18に記載のマルチドメイン液晶ディスプレイにおいて、この液晶ディスプレイが、自己補償ねじれネマティック、反射式ねじれネマティック、反射式電気式制御バイリフゲンス或いは混合モードねじれネマティックTFT液晶ディスプレイとされたことを特徴とする、マルチドメイン液晶ディスプレイとしている。

発明を実施するための最良の形態

0007

本発明によると、マルチドメイン液晶ディスプレイはいろいろな高度レベルを有するアクティブマトリクスデバイス構造と、拡散層と、マルチドメイン反射層構造と具えている。該拡散層はアクティブマトリクスデバイス構造の上方に、各種のフィルム厚と各種の高度及び形状の複数の突出するバンプと共に形成されている。マルチドメイン反射層は拡散層の上に配置されている。

0008

本発明によると、マルチドメイン反射層のセル構造が形成された後に、液晶セルが画素エリア内に形成される。伝統的なシングルドメイン液晶ディスプレイと比較すると、本発明のマルチドメイン液晶ディスプレイはより良好なグレースケールスイッチング効果と改善された視角を有する。さらに、本発明の反射構造は画素エリアにマルチドメインを形成する。ゆえに、それは各種反射角と良好な反射効果という長所を有している。液晶ディスプレイパネルの品質はゆえに改善される。

0009

本発明の液晶ディスプレイのリフレクタ形成プロセスは、まず、画素エリア内にマルチドメインを形成するためのアクティブマトリクスデバイスの金属或いは絶縁層を形成する伝統的なプロセスを使用する。リフレクタ形成プロセスは絶縁基板の準備とアクティブマトリクスデバイス及びマルチドメイン反射層構造の形成を含む。形成中、上面と底面を具えた絶縁基板が最初に準備される。アクティブマトリクスデバイス構造は複数のホトマスクを使用して形成される。アクティブマトリクスデバイス構造は少なくとも異なる高度レベルの一つの領域を具えている。マルチドメイン反射層の構造は、これによりアクティブマトリクスデバイス構造の上に、マルチギャップリフレクタプロセスを使用して各種高度レベルの領域と共に形成される。

0010

本発明によると、マルチドメイン反射層構造のフィルム厚は位置により異なる。拡散効果もまた異なる。マルチドメイン反射層のセル構造が形成された後、セルギャップ効果の平均もまた異なる。ゆえに、液晶ディスプレイの光学効果平均効果を有してグレースケールを改善する。さらに、アクティブマトリクスデバイス構造の上に形成された拡散層は、その上に、各種フィルム厚と各種高度及び形状の突出するバンプを具えている。ゆえに拡散効果は、より良好である。

0011

本発明のマルチドメイン反射層構造は反射式或いは半反射式ねじれネマティック(TN)、超ねじれネマティック(STN)、薄膜トランジスタ(TFT)、薄膜ダイオード(TFD)に使用できる。反射金属層コーティングとマルチドメイン反射層のセル構造形成の後、マルチドメイン構造は反射式或いは半反射TFT−LCD、例えば自己補償ねじれネマティック(SCTN)、反射式ねじれネマティック(RTN)、反射式電気式制御バイリフリゲンス(R−ECB)或いは混合モードねじれネマティック(MTN)TFT−LCDに使用できる。

0012

図6は本発明のアクティブマトリクスデバイス構造の断面図である。図6によると、各種高度レベルの四つの領域A、B、C及びDが、それぞれ金属或いは絶縁層のための伝統的なプロセスによる複数のホトマスクを使用して形成される。絶縁基板300がアクティブマトリクスデバイスを形成するために使用され、アクティブマトリクスデバイスは、下から上に、第1金属層301、第1絶縁層302、A−Si層303、第2金属層311、第2絶縁層312、透明層313を具えている。各種高度レベルの四つの領域のうち、領域Bの高度は700nmで、好ましい高度範囲は±300nmである。領域Aの高度は1150nmで、好ましい高度範囲は±550nmである。領域Cは高度がない。領域Dの高度は900nmで、好ましい高度範囲は±400nmである。

0013

前述したように、本発明の液晶ディスプレイは、画素エリア内にマルチドメインを形成するため、まず伝統的なプロセスを用いてアクティブマトリクスデバイスの金属或いは絶縁層を形成する。本発明によると、アクティブマトリクスデバイスの金属或いは絶縁層を形成するための伝統的なプロセスにより、四つから七つのホトマスクを使用し、各種高度レベルの二つから四つの領域を形成する。図7は本発明による、アクティブマトリクスデバイス上の異なる高度レベルの二つの領域B及びA形成を示す断面図である。図8は本発明によるアクティブマトリクスデバイスの各種高度レベルの三つの領域B、A、C形成を示す断面図である。図9は本発明によるアクティブマトリクスデバイスの各種高度レベルの四つの領域B、D、A、C形成を示す断面図である。

0014

図10から図13図6、7に示されるアクティブマトリクスデバイスの各種高度レベルの四つの領域B、D、A、C形成プロセスを順番に説明する図である。図10ではパターン化第1金属層301が絶縁基板(図示せず)の上に形成されている。金属層301の高度は250nmで好ましい高度範囲はその±200nmである。図11では第1絶縁層302が第1金属層301を被覆しパターン化A−Si層303が第1絶縁層302の上に形成されている。第1絶縁層302の材料はSiNxとされうる。第1絶縁層302の高度は400nmで、好まし高度範囲はその±300nmである。図12ではパターン化第2金属層311が第1絶縁層302の上に形成される。第2金属層311の高度は250nmで好ましい高度範囲はその±200nmである。図13では第2絶縁層312が第1絶縁層302と第2金属層311の上に形成されている。コンタクトホールがエッチングにより、第2絶縁層312に形成されて下層とのコンタクトに供される。第2絶縁層312の材料はSiNxとされうる。第2絶縁層312の高度は400nmとされ、好ましい高度範囲はその±300nmとされる。最後に、パターン化透明層313が第2絶縁層312の上に配置され、これは図6に示されるとおりである。パターン化透明層313の材料はITOとされうる。該透明層の高度は100nmで、好ましい高度範囲はその±100nmとされる。

0015

本発明のアクティブマトリクスデバイスはTFT或いは低温ポリシリコンLTPS)構造を具えたアクティブマトリクスデバイスとされうる。図10から図13に示される好ましい実施例では、TFTをアクティブマトリクスデバイスとして使用している。図14から図20は別の好ましい実施例を示し、それは低温ポリシリコン構造を具え各種高度レベルの四つの領域を具えたアクティブマトリクスデバイスを使用している。

0016

図14は絶縁基板の上に形成されたベースコート層501と、該ベースコート層501の上に形成されたパターン化ポリシリコン層503を示している。第1絶縁層505がベースコート層501とパターン化ポリシリコン層503の上に配置され、これは図15に示されるとおりである。パターン化第1金属層507が第1絶縁層505の上に図16に示されるように形成される。第2絶縁層509がデバイス構造の上に配置され、コンタクトホールがエッチングにより第2絶縁層509に形成されて下層とのコンタクトに供され、これは図17に示されるとおりである。

0017

図18に示されるように、パターン化第2金属層511が第2絶縁層509の上とコンタクトホール内に形成される。それから、第3絶縁層513が全体のデバイス構造の上に配置され、コンタクトホールがエッチングにより第3絶縁層513に形成されて第2金属層511とのコンタクトに供され、これは図19に示されるとおりである。最後に、透明層515が第3絶縁層513の上に配置され、低温ポリシリコン構造を具え各種高度レベルの四つの領域E、F、G及びHを有するアクティブマトリクスデバイスが形成され、これは図20に示されるとおりである。透明層515の材料はITOとされうる。

0018

反射式液晶ディスプレイの伝統的な反射構造は各種高度レベルのないアクティブマトリクスデバイス構造上に形成される。その形成プロセスは、樹脂コーティング、露光、現像、ベーク及びセル構造形成を含む。ホトレジスト材料の拡散層がこの伝統的な方法により形成され、それは均一フィルム厚と高度及び特殊形状を有する。また、この伝統的な方法によりセルギャップが同様に形成される。図21に示されるように、ホトレジスト材料の拡散層601のフィルム厚h、突出バンプ603−606の高度と形状、及びセルギャップdは同じである。ゆえに、この伝統的な方法は液晶セルが単一ドメインしか形成できないという欠点を有している。

0019

本発明のマルチドメイン液晶ディスプレイのリフレクタ形成プロセスは画素エリアにマルチドメインを形成できる。それはマルチギャップリフレクタプロセスを使用してマルチドメイン反射層構造を各種高度レベルの領域を有するアクティブマトリクスデバイス構造の上に形成する。以下に、本発明の各種高度レベルを有する二つの領域を具えたアクティブマトリクスデバイスに対するマルチギャップリフレクタプロセスについて説明する。

0020

図22はホトレジスト材料703層を配置した後の異なる高度レベルの二つの領域を有する簡易化したアクティブマトリクスデバイスの表示図である。図23はホトマスク705がホトレジスト材料層703を露光するために使用される状態を示す。図24及び図25はそれぞれ露光後にホトレジスト材料層703を現像及びベークする状況を示す。図25に示されるように、ホトレジスト材料層703は、各種フィルム厚及び各種高度及び形状を有する突出する複数のバンプ743−746を有する拡散層を形成する。最後に、反射材料層をコーティングしマルチドメイン反射層のセル構造を形成した後、図26に示されるように、液晶セルが複数のセルギャップd1 、d2 を画素エリア内に形成する。本発明によると、マルチギャップリフレクタプロセスは余分のプロセスステップを含まない。

0021

図27は、図6に示される各種高度レベルの四つの領域を具えたアクティブマトリクスデバイス構造に対するマルチギャップリフレクタプロセスにより形成されたマルチドメイン反射層構造の断面図である。図27によると、各種フィルム厚及び各種高度及び形状を有する突出する複数のバンプを具えた拡散層801が反射金属層803をコーティングした後に形成される。本発明によると、ホトレジスト材料の拡散層の平均フィルム厚は1/20セルギャップから1セルギャップの間とされる。各種高度レベルの領域の平均高度差は0から1/3セルギャップの間とされる。突出バンプの平均斜角は0から10度の間である。

0022

図28、29、30は画素エリア内の各種高度レベルの領域を具えたアクティブマトリクスデバイス構造に対するマルチギャップリフレクタプロセスにより形成されたマルチドメイン反射層構造の平面図である。図28は画素エリア901内の各種高度レベルの三つの領域B、A、Cを具えたアクティブマトリクスデバイスの平面図である。図29はマルチギャップリフレクタプロセスにあってホトレジスト材料層を露光させるのに使用されるパターン化ホトマスクを示す。図30はマルチギャップリフレクタプロセスの後、各種高度レベルの三つの領域B、A、Cの上に形成された各種フィルム厚及び各種高度及び形状を有する突出する複数のバンプを具えた拡散層を示す。

0023

図31図30の断面図である。図32図31の反射層構造が各種反射角及び反射効果を有することを示す。図32に示されるように、光線が拡散層表面に入射する時、それは異なる位置で各種の散乱方向を有する。その理由は拡散層が三つの領域B、A、Cにあって各種フィルム厚及び各種高度及び形状を有する突出する複数のバンプを有するためである。ゆえに、入射光線は、各種反射角と反射効果を拡散層表面の三つの領域B、A、Cにおいて有する。領域B’、A’、C’は光線が拡散層の表面の三つの領域B、A、Cに入射する時の光線角度の三つの範囲、又は可能散乱エリアと称する、を示している。図32に示されるように、領域A’は領域B’及びC’より広く、なぜなら領域Aの突出バンプの高度と形状は領域B及びCのそれよりもっているためである。

0024

本発明のマルチドメイン反射層構造は、反射式或いは半反射式ねじれネマティック、超ねじれネマティック、TFT、或いは薄膜ダイオードの構造に使用できる。反射金属層の配置とマルチドメイン反射層のセル構造を形成後、マルチドメイン液晶ディスプレイの構造は自己補償ねじれネマティック、反射式ねじれネマティック、反射式電気的制御バイリフリゲンス或いは混合モードねじれネマティックTFT液晶ディスプレイのいずれかとされる反射式或いは半反射式TFT−LCDに使用できる。

0025

図33図30に示される拡散層の領域Aの三次元イメージの断面図グラフであり、ホトレジスト材料の拡散層のフィルム厚は0.778μmで突出バンプの斜角αは6.68°である。図34図30に示される拡散層の領域Bの三次元イメージの断面図グラフであり、ホトレジスト材料の拡散層のフィルム厚は0.835μmで突出バンプの斜角βは10.1°である。突出バンプの斜角間の違いのために、反射構造は、各種反射角と反射効果を有するマルチドメイン構造とされる。ゆえに、その光学効果はシングルドメイン構造の拡散層のものよりずっと良好である。

0026

以上の実施例は本発明の実施範囲を限定するものではなく、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。

発明の効果

0027

本発明は、液晶分子配置がシングルドメインを形成する従来の反射式或いは半反射式液晶ディスプレイにおける欠点を克服する。本発明は、反射式或いは半反射式液晶ディスプレイマルチドメイン液晶ディスプレイに使用されうる反射構造と、その製造方法を提供している。

図面の簡単な説明

0028

図1従来の反射式或いは半反射式液晶ディスプレイの液晶分子のディレクタが、グレースケール信号電圧印加時に伝導或いは反射領域においてシングルドメインを形成する状態を示す状態表示図である。
図2従来の反射式液晶ディスプレイの液晶分子のディレクタが、異なる方向を指し示し、異なるプレティルト角を有し、グレースケール信号電圧を印加された時、マルチドメインを形成する状態表示図である。
図3従来の、シングルドメイン液晶ディスプレイの液晶分子の等コントラスト比等高線図であり、印加電圧は1.5Vと2.5V、液晶分子のプレティルト角は1°である。
図4従来の、シングルドメイン液晶ディスプレイの液晶分子の等コントラスト比等高線図であり、印加電圧は1.5Vと2.5V、液晶分子のプレティルト角は12°である。
図5従来の、マルチドメイン液晶ディスプレイの液晶分子の等コントラスト比等高線図であり、印加電圧は1.5Vと2.5V、液晶分子のプレティルト角は1°から12°である。
図6本発明のアクティブマトリクスデバイス構造の断面図である。
図7本発明のアクティブマトリクスデバイス構造の上の異なる高度レベルの二つの領域A及びBの形成を示す断面図である。
図8本発明のアクティブマトリクスデバイス構造の上の各種高度レベルの三つの領域B、A及びCの形成を示す断面図である。
図9本発明のアクティブマトリクスデバイス構造の上の各種高度レベルの四つの領域B、D、A及びCの形成を示す断面図である。
図10図9に示される本発明のアクティブマトリクスデバイス構造の上の各種高度レベルの四つの領域B、D、A及びCの形成プロセス表示図である。
図11図9に示される本発明のアクティブマトリクスデバイス構造の上の各種高度レベルの四つの領域B、D、A及びCの形成プロセス表示図である。
図12図9に示される本発明のアクティブマトリクスデバイス構造の上の各種高度レベルの四つの領域B、D、A及びCの形成プロセス表示図である。
図13図9に示される本発明のアクティブマトリクスデバイス構造の上の各種高度レベルの四つの領域B、D、A及びCの形成プロセス表示図である。
図14本発明の各種高度レベルの四つの領域を具えたアクティブマトリクスデバイスのための低温ポリシリコン構造を使用した実施例図である。
図15本発明の各種高度レベルの四つの領域を具えたアクティブマトリクスデバイスのための低温ポリシリコン構造を使用した実施例図である。
図16本発明の各種高度レベルの四つの領域を具えたアクティブマトリクスデバイスのための低温ポリシリコン構造を使用した実施例図である。
図17本発明の各種高度レベルの四つの領域を具えたアクティブマトリクスデバイスのための低温ポリシリコン構造を使用した実施例図である。
図18本発明の各種高度レベルの四つの領域を具えたアクティブマトリクスデバイスのための低温ポリシリコン構造を使用した実施例図である。
図19本発明の各種高度レベルの四つの領域を具えたアクティブマトリクスデバイスのための低温ポリシリコン構造を使用した実施例図である。
図20本発明の各種高度レベルの四つの領域を具えたアクティブマトリクスデバイスのための低温ポリシリコン構造を使用した実施例図である。
図21従来の反射式液晶ディスプレイの反射構造表示図であり、それは均一フィルム厚、均一高度及び独特形状と同一セルギャップの拡散層を具えている。
図22ホトレジスト材料を配置後の異なる高度レベルの二つの領域を具えた簡易化した反射構造の断面図である。
図23ホトレジスト材料層を露出させるために使用されるホトマスク表示図である。
図24露出後のホトレジスト層を現像するプロセス表示図である。
図25露出、現像後のホトレジスト層をベークするプロセス表示図である。
図26液晶セルが反射金属層コーティング後に画素エリア内に複数のセルギャップを形成しマルチドメイン反射層のセル構造を形成する状態表示図である。
図27図6に示される各種高度レベルの四つの領域を具えたアクティブマトリクスデバイスの上に、マルチギャップリフレクタプロセスにより形成されたマルチドメイン反射層構造の断面図である。
図28画素エリア内の各種高度レベルの領域を具えたアクティブマトリクスデバイス構造上にマルチギャップリフレクタプロセスにより形成されたマルチドメイン反射層構造の平面図であり、該アクティブマトリクスデバイス構造は、画素内に各種高度レベルの三つの領域を具えている。
図29図28に係り、マルチギャップリフレクタプロセスにおいてホトレジスト材料を露出するのに使用するパターン化ホトマスク表示図である。
図30図28に係り、マルチギャップリフレクタプロセスの後に各種高度レベルの三つの領域B、A及びCの上に形成された各種フィルム厚及び各種高度及び形状の複数の突出バンプを具えた拡散層表示図である。
図31図30の断面図である。
図32図31における反射層構造が有する各種反射角と反射効果表示図である。
図33図30に示される領域Aの拡散層の三次元イメージの断面図である。
図34図30に示される領域Bの拡散層の三次元イメージの断面図である。

--

0029

300絶縁基板
301 第1金属層
302 第1絶縁層
303 A−Si層
311 第2金属層
312 第2絶縁層
313透明層
501ベースコート層
503パターン化ポリシリコン層
505 第1絶縁層
507 パターン化第1金属層
509 第2絶縁層
511 パターン化第2金属層
513 第3絶縁層
515 透明層
601拡散層
603−606バンプ
703ホトレジスト材料層
705ホトマスク
743−746 バンプ
801 拡散層
803反射金属層
901 画素エリア

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