包括隅角反射器阵列的显示器件的制作方法

专利名称：包括隅角反射器阵列的显示器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括隅角反射器阵列的显示器件。
背景技术：
用于通过将环境光作为其光源而执行显示工作的反射式液晶显示器件已为本领域所知。不同于透射式液晶显示器件，反射式液晶显示器件不需要背光灯，因此节省了用于光源的功耗，且使得用户只需携带体积较小的电池。此外，还可以节省为透射器件中的背光灯所预留的空间，并减轻器件自身的重量。出于该原因，反射式液晶显示器件不仅可以有效地应用于应该尽可能轻尽可能薄的各类移动电子单元，还使得在包括反射式显示器件的单元被设计成具有和包括透射式器件的单元相同的大小或重量时，能够使用体积更大的电池。这是因为预留给透射器件中背光灯的空间可以在反射式显示器件中用于其他方面。因此，可以预计反射式液晶显示器件将飞越地提高那些单元的最长工作时间。
此外，即使当反射式液晶显示器件在户外阳光下使用时，该显示器件所显示的图像也拥有比其他类型的显示器件所显示的图像更好的对比度。例如，当CRT，即自发射光的显示器件，在户外阳光下使用时，显示在其上的图像的对比度系数将显著地降低。同样，即使是接受过低反射处理的透射式液晶显示器件，当被用在环境光远强于显示光的环境中(如在阳光直射下)时，所显示图像的对比度系数也会显著地降低。而另一方面，反射式液晶显示器件与环境光量成比例地提高显示光的强度，因此避免了对比度系数的显著降低。出于该原因，反射式液晶显示器件可以被特别有效地用于经常在户外使用的移动电子单元中，如蜂窝电话、笔记本计算机、数字摄像机和便携式摄像机。
即便反射式液晶显示器件具有这些在各种应用中十分有用的优点，但目前所能得到的反射式器件在例如黑暗处的对比度系数、清晰度以及全彩色和运动画面显示能力方面仍然不能令人基本上满意。因此期待能够开发出更加实用的反射式彩色液晶显示器件。
一种组合散射型液晶显示模式和回复反射体的技术是用于提高此类反射式彩色液晶显示器件的显示性能的多个已知方法中的一种。下面将参见图14描述一种常规的此类反射式液晶显示器件。
如图14所示，反射式液晶显示器件900包括透明的前侧基层1，紧接着包括有彩色过滤器9和逆电极8，器件900还包括一个面向前侧基层1放置的后侧基层2。在基层1和2之间设置了散射型液晶层3，它在散射状态和透射状态之间进行切换。
在后侧基层2的一个表面上，设置了面向液晶层3的透明像素电极50、回复反射体5、作为切换元件的薄膜晶体管(TFT，未示出)等元件。通过TFT和像素电极50控制施加到液晶层3的电压，液晶层3的每个像素区域可以从它的散射状态切换至透射状态，反之亦然。
回复反射体5具有预定表面形状的反射膜5a，其上覆盖有平坦层5b。像素电极50设置在此平坦层上。反射膜5a的预定表面形状由大量元件单元所限定，这些元件单元以有规律的方式在一个间距下排列，该间距小于彩色过滤器9的间距。每个元件单元由三个相互基本上相对垂直的平面所限定。通过使用具有如此配置的反射体5，已经入射到该显示装置900的光线可以被反射回它的源头。
下面将参考图15A和15B描述该反射式液晶显示器件900是如何工作的。图15A和15B示意性地展示了显示器件900的黑和白显示模式。
如图15A所示，当控制液晶层3呈现透射状态时，已从外部光源52发射出的入射光线54经过液晶层3透射，然后如箭头60所指被回复反射体5朝着它的光源52反射回去。因此，已从光源52发射出的光线54不会到达观察者56的眼睛。此种状态下，从该显示器件900到达观察者56的眼睛的图像是他(或她)自己眼睛的图像。照这样，实现了“黑”显示模式。
另一方面，当控制液晶层3呈现散射状态时，已从外部光源52发射出的入射光线54如图15B中箭头62所指被液晶层3散射和反射。也就是说，回复反射体5不只把入射光线54朝着它的光源52反射，还朝着很多其他方向反射。结果一部分入射光线54到达观察者56的眼睛。照这样，实现了“白”显示模式。
不同于扭曲向列(TN)模式液晶显示器件，例如反射式液晶显示器件900按照这样的工作原理执行显示操作，并能够在不使用任何偏振器的情况下显示彩色黑与白。不使用偏振器，该反射式液晶显示器件900将不会受到下降的光效率的影响(这在使用偏振器的情况下通常是无法避免的)，并可以在其上显示高亮度的图像。但是，为了用该反射式液晶显示器件900获得高的对比度系数，将回复反射体5的回复反射能力增加到最大并因此把在黑显示模式下到达观察者眼睛的无用反射光减到最小就显得非常重要。
用隅角反射器阵列实现的隅角反射器反射体是一种已知的具有最高回复反射能力的回复反射体。在隅角反射器反射体中，这些隅角反射器中的每一个都是由三个相互基本上相对垂直的平面组成，并具有对应于立方体一角的形状。在例如美国专利No.5182663以及同样由本申请的申请人提交的日本专利申请2001-090908中揭示了使用非常小的隅角反射器阵列(这里称作“微型隅角反射器阵列(MCCA)”)作为它们的回复反射体的反射式液晶显示器件。通过各向异性地蚀刻晶质基底表面的生产处理步骤可以形成MCCA(参见同样由本申请的申请人提交的日本专利申请2001-306052)。
但是，如图14所示，包括有隅角反射器反射体的常规反射式液晶显示器件包括和回复反射体5的反射膜5a分开放置的透明像素电极50和液晶层3。如果按照此方法在具有光调制功能的液晶层3和反射膜5a之间间隔了一段距离，那么将可能产生视差问题，并最终降低了显示性能。包括回复反射体5的显示器件通常对视差有相对较大的容限。但是，如果可以减小该视差，将自然地预期应该可以实现更高的显示质量。
同样，在图14所示的显示器件中，通过平坦层5b使回复反射体5的反射膜5a的凹凸不平的表面变得平整。但是，在这种配置中，入射光线不是被吸收入平坦层5b，就是不按预期(即，散射)地从平坦层5b和液晶层3的交界面被反射。结果，将无法显示明亮的图像，即减小了对比度系数。
另外，为了用包括这种隅角反射器反射体的反射式液晶显示器件获得较好的显示性能，在隅角反射器的间距或排列模式与像素的间距或排列模式之间建立合适的关系就显得比平时更重要。例如，上述的美国专利No.5182663中指出如果像素间距被设置得大于隅角反射器的间距，那么已经入射到给定像素区域上并随后被回复反射体反射的入射光线将在回程中不经过它的相邻像素区域，结果就可以提高显示性能。但是，在美国专利No.5182663中所揭示的显示器件中，也在反射体上方设置了透明像素电极，因此产生了上面所提到视差和其他问题。
如上所述，从未有一种包括隅角反射器反射体的常规反射式液晶显示器件通过消除视差、提高亮度以及在隅角反射器与像素电极的排列模式之间达到合适的关系而实现足够好的显示性能。

发明内容
为了克服上述的问题，本发明的较佳实施例提供了一种通过将隅角反射器阵列用作回复反射体而实现了更高显示质量的显示器件。
根据本发明的较佳实施例的一种显示器件最好包括光调制媒介层、隅角反射器阵列以及反射电极层。隅角反射器阵列最好设置在光调制媒介层的一侧，并最好包括多个隅角反射器作为它的单元元件。反射电极层最好设置在隅角反射器阵列上，并最好包括相互隔开放置并用来施加电压到光调制媒介层的多个反射电极。当从隅角阵列上方观察显示器件时，隅角反射器的排列方式最好与反射电极的排列方式在至少一个方向上匹配。
在本发明的的一个较佳实施例中，隅角阵列棱镜最好包括与反射电极边缘相邻的多个环绕隅角反射器。多个环绕隅角反射器中的每一个最好是被相关的一个反射电极边缘部分重叠的隅角反射器，或者是与相关的反射电极边缘接触的隅角反射器。反射电极最好不覆盖环绕隅角反射器最低层点。
根据本发明另一个较佳实施例的一种显示器件最好也是包括光调制媒介层、隅角反射器阵列以及反射电极层。隅角反射器阵列最好设置在光调制媒介层的一侧，并最好包括多个隅角反射器作为它的单元元件。反射电极层最好设置在隅角反射器阵列上，并最好包括相互隔开放置并用来施加电压到光调制媒介层的多个反射电极。反射电极层最好包括非反射区域，该区域位于相邻的反射电极之间。隅角反射器阵列最好包括与反射电极边缘相邻的多个环绕隅角反射器。每个环绕隅角反射器最好是被相关的一个反射电极和非反射区域这两者重叠的隅角反射器，或者是与相关的反射电极边缘接触的隅角反射器。每个所述的环绕隅角反射器最好和在相关反射电极下方的另一个隅角反射器相邻。前一个和后一个隅角反射器之间的边界最好包括两个隅角反射器的最高层点。相关反射电极和非反射区域之间的边界离反射电极中心的距离最好比最高层点离反射电极中心的距离更远，或者离反射电极中心同距。
根据本发明的再一个较佳实施例的一种显示器件最好也包括光调制媒介层、隅角反射器阵列以及反射电极层。隅角反射器阵列最好设置在光调制媒介层的一侧，并最好包括多个隅角反射器作为它的单元元件。反射电极层最好设置在隅角反射器阵列上，并最好包括相互隔开放置并用来施加电压到光调制媒介层的多个反射电极。反射电极层最好包括非反射区域，该区域位于相邻的反射电极之间。隅角反射器阵列最好包括与反射电极边缘相邻的多个环绕隅角反射器。每个环绕隅角反射器最好是被相关的一个反射电极和非反射区域这两者重叠的隅角反射器，或者是与相关的反射电极边缘接触的隅角反射器。每个所述的环绕隅角反射器最好和在相关反射电极下方的另一个隅角反射器相邻。前一个和后一个隅角反射器之间的边界最好包括两个隅角反射器的最高层点。最高层点最好不被非反射区域重叠。
在本发明的一个较佳实施例中，非反射区域最好沿着将相邻环绕隅角反射器的最低层点连接在一起的线延伸。
在该特定较佳实施例中，非反射区域的最小宽度最好小于两个相邻环绕隅角反射器之间的接触部分的宽度。
更加具体地，非反射区域的最小宽度最好至多是隅角反射器间距PCC的 该间距是沿着将环绕隅角反射器的最低层点连接在一起的线进行测量的。
在再一个较佳实施例中，最好满足α/PCC>2-10/2]]>，其中PCC是隅角反射器的间距，它是沿着将环绕隅角反射器的最低层点连接在一起的线进行测量的，而α是非反射区域的最小宽度。
根据本发明再另一个较佳实施例的一种显示器件最好也包括光调制媒介层、隅角反射器阵列以及反射电极层。隅角反射器阵列最好设置在光调制媒介层的一侧，并最好包括多个隅角反射器作为它的单元元件。反射电极层最好设置在隅角反射器阵列上，并最好包括通过非反射区域被相互隔开放置并用来施加电压到光调制媒介层的多个反射电极。非反射区域最好位于相邻的反射电极之间。最好满足α/PCC>2-10/2]]>，其中PCC是隅角反射器的间距，它是沿着将环绕隅角反射器的最低层点连接在一起的线进行测量的，而α是非反射区域的最小宽度。非反射区域最好沿着相邻隅角反射器的边缘延伸。相邻的隅角反射器的边缘最好限定了相邻隅角反射器之间的边界。
在本发明的一个较佳实施例中，沿着边缘延伸的非反射区域的中心线最好与相邻隅角反射器间的边界基本上对齐。
在本发明的另一个较佳实施例中，显示器件最好还包括这样一些电极，它们设置在隅角反射器层上，和反射电极层相对，并通过接触孔的方式和反射电极电连接。接触孔最好经由隅角反射器阵列的凹入部分设置。
在再一个较佳实施例中，光调制媒介层最好是呈现散射状态和透射状态的液晶层。
在再另一个较佳实施例中，反射电极的反射平面最好和隅角反射器的表面基本上平行。
通过接下来参考附图对本发明的较佳实施例所进行的详细描述，本发明的其它特征、元件、处理、步骤、特性和优点将变得更加明显。


图1A和1B分别是展示了根据本发明的较佳实施例用在显示器件中的隅角反射器阵列平面图和透试图。
图2显示了什么是“孔径比”。
图3A和3B显示了回复反射能力随着电极间间隙位置的变化。
图4是展示根据本发明的第一特定较佳实施例的显示器件截面图。
图5是展示根据本发明的第一较佳实施例的电极排列方式。
图6是展示根据第一较佳实施例的另一种电极排列方式的平面图。
图7是展示环绕隅角反射器的平面图。
图8是展示根据第一较佳实施例的再一种电极排列方式的平面图。
图9显示了隅角反射器间距和电极间间隙宽度之间的关系。
图10是展示根据第一较佳实施例的再另一种电极排列方式平面图。
图11是展示根据第二特定较佳实施例的一种电极排列方式平面图。
图12A、12B和12C显示了根据第二较佳实施例的非回复反射原理。
图13A是展示根据本发明的第三特定较佳实施例的一种显示器件配置的截面图。
图13B是展示作为比较例子的一种显示器件配置的截面图。
图14是展示一种常规显示器件的截面图。
图15A和15B显示了包括回复反射体的显示器件如何工作。
具体实施例方式
首先将参考图1A至4描述根据本发明的较佳实施例的一种显示器件的工作原理。在根据本发明的较佳实施例一种显示器件中，如图4所示，在隅角反射器阵列10上设置了反射电极层14，它包括水平地相互间隔开的多个反射电极12。隅角反射器阵列10和反射电极层14一起组成了作为回复反射体的隅角反射器反射体20。图1A和1B分别是隅角反射器阵列10的平面图和透试图。
不同于图14中所示的包括有回复反射体的常规显示器件900，这种显示器件100中，在诸如液晶层的光调制媒介层(或光调制层)和回复反射体的反射表面之间不存在间距，因此不会产生视差。因此，可以提高显示性能。同样，由于隅角反射器反射体20的凹凸不平的表面没有被任何透明平整层覆盖，因此任何透明平整层将不会吸收或反射任何光线。因此，可以进一步提高显示性能。
但是，在通过把反射电极设置在隅角反射器阵列上而获得的包括这种隅角反射器反射体的显示器件中，恰当地确定反射电极的大小和排列方式是非常重要的。这是因为那些反射电极中的每一个不仅限定了有助于显示它的相关像素(即，像素区域)的光调制媒介层的特定部分，还限定了能够将入射光线反射回它的源头的隅角反射器反射体的特定区域。下面，还将详细描述这一点。
总体而言，显示器件要最大化它的孔径比AR以尽可能明亮地显示一幅图像。“孔径比”是有效像素区域的总面积(即对显示有贡献的各像素有关部分面积的总和)和总显示面积的比。如图2所示，可以如下地给出孔径比ARAR＝(L-α)×(W-α)/像素面积(＝L×W) (1)其中L是像素的长度(μm)，W是像素的宽度(μm)，而α是诸像素电极之间的间隙宽度(μm)(这里将被称为“电极间间隙”或“像素间区域”)。一个像素的面积用μm2来表示。
在等式(1)中，(L-α)×(W-α)代表一个有效像素区域15的面积，它一般对应于一个像素电极的面积。有效像素区域15的面积越大，孔径比AR就越高。因此，为了实现具有用来显示明亮图像的足够高的孔径比AR的显示器件，电极间间隙宽度α最好被最小化。
但是，在图4中所示的包括隅角反射器反射体20的显示器件100中，即使已把电极间间隙16的宽度α减到了最小，隅角反射器反射器20的回复反射能力仍然会随着间隙16在隅角反射器上的具体位置而变化。也就是说，这种显示器件100的显示性能不能总是只通过最小化间隙宽度α来最优化。
图3A和3B显示了宽度相同的电极间(或像素间)间隙G1和G2(即，非反射区域)所处的两个位置，它们位于隅角反射器同一列上互不相同的部分。在图3A和3B中，每个隅角反射器的最低层点用实心圆●指出。
在图3A中所示的位置，间隙G1垂直地经过一列隅角反射器C1。在该情况下，非回复反射部分具有最大的面积，但是位于隅角反射器C1的同一列之内。
一般而言，入射到隅角反射器上的光线在被它的三个基本上垂直相对的平面反射之后被反射回它的源头。因此，隅角反射器的非回复反射部分不仅包括隅角反射器完全无法反射入射光线的部分(这里称为“非反射部分”)，还包括其中朝着那些非反射部分反射光线的其它部分(即位于和非反射部分对称处的部分)。出于该原因，隅角反射器的那些非回复反射部分的总面积通常大于它的非反射部分的总面积。
另一方面，在图3B所示的位置上，电极间(或像素间)间隙G2垂直地经过两列隅角反射器C21和C22。在该情况下，一列隅角反射器C21的一半以上被间隙G2重叠，而该列上的隅角反射器C21都是非回复反射的。在另一列隅角反射器C22，非反射部分G3和它们的对称部分G4是非回复反射的。因此，尽管这些间隙G1和G2具有相同的宽度，但是在图3B所示位置上的非回复反射部分的总面积大于图3A中所示的位置。因此，如果电极间间隙G2被设置在图3B所示的位置上，回复反射能力将被降低。
如上所述，当用通过在隅角反射器阵列上设置反射电极所获得的回复反射体时，回复反射体的回复反射能力根据隅角反射器的大小或排列方式与反射电极(或电极间间隙)的大小或排列方式之间的关系而改变。也就是说，为了提高这种显示器件的性能，这些关系需要用这种方式来的恰当地限定，以便实现所希望的回复反射能力。常规显示器件900将不会遇到类似这样的问题，在如图14所示的常规显示器件中透明像素电极50和回复反射体5是隔开的。
基于这些考虑，本发明人发现了将被设置在隅角反射器阵列上的反射电极排列方式的恰当条件，来得到提高了显示性能的显示器件。
下面，将描述根据本发明的一种反射式液晶显示器件的具体较佳实施例。
实施例1图4展示了根据本发明的第一具体较佳实施例反射式液晶显示器件的一种配置。如图4所示，反射式液晶显示器件100包括透明前侧基层1，紧接着包括有彩色过滤器9和透明逆电极8，器件900还包括一个面向前侧基层1放置的后侧基层2。在基层1和2之间设置了散射型液晶层30作为光调制媒介层，它在散射状态和透射状态之间进行切换。在后侧基层2的一个表面上，设置了面向液晶层30的作为切换元件的几只薄膜晶体管(TFT)、中间层介质薄膜5c(其表面限定了隅角反射器阵列10)以及反射电极层14，反射电极层14包括多个施加电压到液晶层30的反射电极12。
水平地相互隔开的反射电极12由金属材料制成，如铝、银或者其合金。例如，当反射电极12由铝制成时，反射电极层14在中间层介质薄膜5c上沉积了大约100nm的厚度。另一方面，当反射电极12由银制成时，反射电极层14在中间层介质薄膜5c上沉积了大约150nm到大约200nm的厚度。每个反射电极12能够反射已经通过前侧基层1入射到液晶层30上的光线。在该较佳实施例中，中间层介质薄膜5c和液晶层30之间的折射率只有细微的差别，正是由于在折射率上的这个差别，入射光线很难从中间层介质薄膜5c和液晶层30的交界面上反射。因此，反射电极12间的间隙16限定了非反射区域。
另外，每个反射电极12还通过接触孔7电连接至相关TFT 4的漏极6，接触孔是穿过中间层介质薄膜5c设置的。通过控制从每个反射电极12(和透明逆电极8)施加到液晶层30的电压，液晶层30可以在逐个像素的基础上从它的散射状态切换至它的透射状态，或者反过来也行。
散射型液晶层30可以由聚合物弥散的液晶材料、向列-胆甾醇相变型液晶材料或液晶凝胶制成。此外，液晶层30还可以由任何一种其它的液晶材料制成，只要该材料能使液晶层30可以在透射进入光线的模式和散射进入光线的模式之间切换。具体而言，其它可用的液晶材料包括胆甾醇液晶材料，它可以在透射和反射状态之间切换，通过控制液晶分子的结构区域大小可以赋予其漫射属性；和具有全息功能的聚合物弥散的液晶材料，它可以在透射和反射状态之间切换，通过将该材料暴露于漫射辐射中可以赋予其漫射属性。
中间层介质薄膜5c的表面上设置了电极12，该表面还限定了图1A和1B中所示的隅角反射器10a的阵列10(或单元元件)。每个隅角反射器10a都具有凹陷的形状，它是由三个相互基本上相对垂直的几乎是正方形的平面所组成。在隅角反射器阵列10上设置了反射电极层14，使得反射平面(即，反射电极12的各个面)和隅角反射器阵列10的各个表面基本平行。照这样，得到了隅角反射器反射体20。隅角反射器反射体20能将已经通过液晶层30入射到了隅角反射器反射体20上的光线完全朝着它的光源反射回去。
通过执行本发明的申请人在日本专利申请No.2001-306052中所揭示的各向异性地蚀刻单晶体衬底表面的工艺步骤，就可以形成这样的隅角反射器阵列10。根据这样的一种方法，可以形成具有很高的形状精确度的一种体积小到大约100μm或者更小的隅角反射器阵列。
本较佳实施例的反射式液晶显示器件100在其上显示类似于图14所示常规反射式液晶显示器件900所显示的图像。也就是说，当通过恰当地控制从反射电极12和透明逆电极8施加给液晶层30的电压，而使得液晶层30切换至透明(即透射)状态时，入射光线可以如愿地朝着它的光源被反射回去，并因此实现了所希望的黑显示模式。另一方面，当通过恰当地控制从反射电极12和透明逆电极8施加给液晶层30的电压，而使得液晶层30切换至散射状态时，入射光线被液晶层30散射，并因此实现了所希望的白显示模式。该液晶显示器件100不使用偏振器，能够在其上显示明亮的图像。
在本较佳实施例的反射式液晶显示器件100中，散射型液晶层30与隅角反射器反射体20的反射平面接触，并且在反射平面上没有设置平坦层。因此，将不会从任何平坦层回复反射光线或吸收光线。因此，能以较高的对比度系数显示明亮图像。此外，由于在反射电极12和液晶层30之间没有显著的间隔距离，因此不会产生视差。应该注意的是，液晶层30并不一定要和反射电极12接触。需要的话，在反射电极12上可以设置一校准薄膜(未示出)，以控制液晶层30中液晶分子的定向方向。
下面将描述液晶显示器件100中的隅角反射器10a的排列方式和反射电极12的排列方式之间的关系。
在该较佳实施例中，当从隅角反射器阵列10上方观察显示器件100时(即，在显示平面上，或者在与后侧基层2的主表面平行的一个平面上)，在至少一个方向上隅角反射器10a的排列方式和反射电极12的排列方式匹配。隅角反射器和反射电极的排列方式之间的“匹配状态”(如同这里所使用的)一般可以在下列情形中找到。
具体而言，假设将为每个像素(即，像素电极)设置的反射电极以规则的方式(一般以行列的形式)排列。此时，反射电极的间距(即每个反射电极的长度与两个相邻反射电极间间隙宽度之和)在至少一个反射电极的排列方向上最好是隅角反射器的间距长度的整数倍。另外，假设多个反射电极组(每个组可以由一个R(红)像素电极、一个G(绿)像素电极和一个B(兰)像素电极组成)以规则的方式排列，这些像素电极组的间距最好是隅角反射器间距长度的整数倍。
如图5所示，隅角反射器10a的排列间距一般被单独地定义成在第一方向D1上的间距P1以及在和第一方向D1垂直的第二方向D2上的间距P2，在方向D1上，各隅角反射器10a的中心(即，最低层点)0被排列成直线。此外，若反射电极12被排列在第一和第二方向D1和D2上的行和列中，则在这些方向D1和D2上反射电极12的间距也可以被分别地独立定义成间距PX1和PX2。此时，本较佳实施例中间距PX1最好是间距P1长度的整数倍并且/或者间距PX2最好是间距P2长度的整数倍。应该注意的是，反射电极12或隅角反射器10a的排列方式的在预定方向上的“间距”这里指的是对应于在预定方向上反射电极12a或隅角反射器10a的周期方式的最短周期的长度。在图5所示的例子中，为了简单起见，反射电极12的间距是隅角反射器10a的间距长度的1或者2倍。但是实际上，反射电极12的排列间距最好至少是隅角反射器10a的排列间距长度的两倍。
当隅角反射器10a的排列方式按此方式与反射电极12的排列方式匹配时，如图5所示，覆盖有一反射电极12的一组隅角反射器10a的方式可以和覆盖有另一反射电极12的另一组隅角反射器10a一样。那么，各反射电极12将具有基本上相同的回复反射能力。结果，在整个屏幕上显示性能(如对比度系数)都是均匀的，并可以显示高质量的图像。
接下来，将描述在两个相邻的反射电极之间设置的非反射区域(即，像素间区域)应该位于何处。在本较佳实施例中，非反射区域的宽度(即，像素间间隙宽度)被假设成隅角反射器间距长度的1到2倍。
图6放大地显示了两个相邻反射电极12的边缘(或外围)部分。如图6所示，在这两个反射电极12限定的两个反射区域R1之间设置了非反射区域(即，没有反射电极12的区域)R2。
由图6可见，与反射电极12的环绕隅角反射器a1的最低层点●相比，每个反射区域R1的边缘Rb(即反射区域R1和非反射区域R2之间的边界)离反射电极12的中心更近。换言之，被反射区域R1的边缘Rb重叠的环绕隅角反射器a1最低层点b1不位于反射区域R1之内，而是位于非反射区域R2内。
如同这里所使用的，“环绕隅角反射器”a1是和反射电极12的边缘Rb相邻的隅角反射器。如图7所示，环绕隅角反射器a1包括隅角反射器a3和/或a4，每一个a3都被反射电极12(即，反射区域R1)和非反射区域R2两者所重叠，每一个a4都和反射电极12的边缘Rb接触。
参考图6，非反射区域R2和反射电极12之间的边界Rb到反射电极12中心距离比到环绕隅角反射器a1和与环绕隅角反射器a1相邻的其它隅角反射器a2的在反射电极12下方的最高层点b2的距离更远。
若非反射区域R2和反射电极12之间的边界Rb被设置在这样一种位置处，则能够在反射电极12之间设置预定间隙，且隅角反射器反射体的回复反射部分的总面积能够被增加到最大。例如，假设图6中所示的非反射区域R2宽度是由施加于实际制造工艺的各种限制所决定的最小可允许宽度。此时，若边界Rb按照图6所示被限定，则反射电极之间的非回复反射区域刚好处于两列隅角反射器之上，其中大部分都是非反射的。
假设反射电极12在图6所示的基础上相对于隅角反射器的排列方式略向左移动少许。例如，假设左侧的反射电极12的边界Rb相对于最高层点b2向左平移了预定的距离。此时，非回复反射区域将不仅处于刚好是两列隅角反射器之上，还将处于部分其它隅角反射器之上。因此，可见为了获得具有较高回复反射能力的隅角反射器反射体，边界Rb的位置应该相对于隅角反射器的排列方式被恰当地限定。
下面，将参考图8描述非反射区域R2具有更窄宽度的情形。
在图8所示的较佳实施例中，非反射区域R2设置在相邻的反射电极12之间，使得不会与环绕隅角反射器a1和与隅角反射器a1相邻的隅角反射器a2的在反射电极12下方的最高层点b2重叠。为此，非反射区域R2宽度为d1，小于相邻隅角反射器之间的接触部分的宽度d2，且沿着将一系列相邻隅角反射器a1的最低层点b1连接在一起的直线延伸。
若设置非反射区域R2使其沿着隅角反射器a1的一系列最低层点b1延伸，并且按此方式不和隅角反射器a2的最高层点b2重叠，则非回复反射部分的总面积可以被减小。也就是说，非反射区域R2不重叠隅角反射器a1和a2之间的最高层点b2。因而，与大部分是非反射的隅角反射器a1相邻的隅角反射器a2不具有和非反射区域R2对称的部分，因而不具有回复反射部分。因此，只有被非反射区域R2重叠的隅角反射器a1是非回复反射的。结果，可以提高隅角反射器反射体的总回复反射能力。
应该注意的是，为了按照此方法使得非回复反射区域R2刚好只与一列隅角反射器a1重叠，非反射区域R2的最小宽度d1应该小于环绕隅角反射器a1之间的接触部分的宽度d2。此最小宽度d1可以通过某个方向上的隅角反射器a1的间距Pcc来限定，在此方向上，隅角反射器a1的中心(即，最低层点b1)被排列成直线。
图9显示了隅角反射器a1的间距Pcc，以及隅角反射器a1之间接触部分的宽d2。由图9可见，隅角反射器具有正六边形的形状，相邻隅角反射器之间的接触部分的宽度d2是间距Pcc长度的 倍。因此，可见非反射区域R2的最小宽度d1要小于 按此方法，通过为设置在隅角反射器阵列上的反射电极选择恰当地排列方式，能够提高每个像素区域的回复反射能力。结果，能够以更高的对比度系数显示一幅图像。
应该注意的是，没有反射电极的区域(即，非反射区域16)可以具有对应于如图10所示的一组隅角反射器的形状，只要非反射区域16沿着隅角反射器的最低层点延伸。
此外，具有上述排列方式的反射电极层可以通过制作常规反射式显示器件的相同方法来轻而易举地形成。也就是说，该反射电极层可以通过在隅角反射器阵列上完成沉积一层导体薄膜，随后做出所沉积导体薄膜样式的工艺步骤来形成。为了限定反射电极的排列方式，沉积在隅角反射器阵列上的导体薄膜可以通过使用对应于该排列方式的抗蚀图(或制作该抗蚀图的光掩膜)来做样式。
实施例2本发明的第二具体较佳实施例涉及一种可以被有效地应用于非反射区域的宽度远小于隅角反射器间距的情形的反射电极排列方式。
图11显示了根据第二较佳实施例的一部分非反射区域(或像素间区域)16。如图11所示，非反射区域16被设置成使得重叠隅角反射器的最高层点○，而不是如同上述第一较佳实施例中的最低层点●。此外，沿着隅角反射器的边缘设置非反射区域16。如同这里所使用的，隅角反射器的“边缘”指的是组合在一起形成凹陷部分的多个平面(在此较佳实施例中，是相互基本上垂直相对的三个平面)的交汇部分。也就是说，这里的“边缘”等同于多个隅角反射器之间的边界。
若按此方法沿着边缘设置非反射区域16，则通过如上所示地把一导体薄膜做出样式来可以更精确地形成反射电极层。例如，通过蚀刻该导体薄膜可以形成非反射区域16。此时，可以相当容易地蚀刻掉导体薄膜边缘上的部分。因此，能够简化制作工艺，并改善排列方式的精度。
然而，如同第一较佳实施例中已经描述的，若非反射区域R2被设置在隅角反射器阵列的最高层点或边缘上(即，使得重叠隅角反射器的多个相邻列)，则隅角反射器的那些相邻列将具有和非反射区域R2对称的非回复反射部分17。因此，回复反射能力可能进一步被降低。
尽管如此，只要非反射区域16具有足够窄的宽度，使得无法显著地降低隅角反射器反射体的回复反射能力，就可以实现上述的优点。因此，该较佳实施例的排列方式有时也是更可取的。假设图11所示的隅角反射器反射体应该具有至少等同于图10所示的隅角反射器反射体的回复反射能力(其中非反射区域由一系列隅角反射器组成)，本发明人限定了采用图11所示的反射电极方式的条件。下面，将描述当采用本较佳实施例的电极方式时，回复反射能力下降了多少。
图12A至12C显示了在采用图11所示的电极方式的情形下两个垂直相邻的隅角反射器的非反射区域16和非回复反射区域17。
如图12A所示，非反射区域16部分重叠了这两个垂直相邻的隅角反射器。此时，这两个隅角反射器的非回复反射区域17由非反射区域16限定。具体而言，如图12B所示，和非反射区域16对称的隅角反射器部分17变成非回复反射区域17。结果，包括图12A所示的区域16和图12B所示的区域17的区域18被定义成图12C所示的总非回复反射区域。
下面，将描述非反射区域16的宽度和最终的非回复反射区域18的面积之间的关系。应该注意的是，这里的“面积”指的是沿着显示器件屏幕的法线所观察到的那些区域的总面积。也就是说，这里的“面积”指的是那些区域在与该法线垂直相交的平面上的投影。
如图12A所示，假设隅角反射器在它们的中心以直线排列的方向上的间距是Pcc，而非反射区域16的宽度是α，则图12C所示的上面的隅角反射器的非回复反射区域18的面积S1为S1＝{I-((Pcc-α)/Pcc)2}×Scc(2)其中Scc是隅角反射器的面积(=3Pcc2/2)]]>另一方面，图12C所示的下面的隅角反射器的非回复反射区域18的面积S2为S2=α×(Pcc/3+α/23).........(3)]]>因此，非回复反射区域18的总面积Sline为Sline=α×(Pcc/3+α23)+{1-((Pcc-α)/Pcc)2}×Scc.......(4)]]>=3/3Pccα(4-α/Pcc)]]>这些结果表明了如果满足α/Pcc<2-10/2]]>非回复反射区域的总面积Sline将小于隅角反射器的面积Scc。
也就是说，如果非反射区域16的线宽略小于隅角反射器的间距Pcc的话，则非回复反射区域的总面积将小于隅角反射器的面积。此时，可以采用图11所示的沿着隅角反射器的边缘设置间隙的方式。应该注意的是，沿着边缘延伸的非反射区域中心线最好基本上和隅角反射器的边界(或边缘)对齐。
另一方面，若隅角反射器的间距Pcc和非反射区域R2的最小宽度α如上所述地满足α/Pcc<2-10/2]]>，则不应该和本较佳实施例一样沿着边缘设置非反射区域16。这是因为非回复反射区域的总面积要大于隅角反射器的面积，且因此显著地降低了回复反射能力。因而，若满足α/Pcc<2-10/2]]>，则最好按照上述第一较佳实施例的方式来排列反射电极。
实施例3本发明的第三具体实施例涉及形成图4所示的本发明的第一较佳实施例的显示器件100中的接触孔7的工艺步骤，接触孔7将中间层介质薄膜5c上的反射电极12电连接至在中间层介质薄膜5c下方的电极6。在包括微型隅角反射器阵列10与散射型液晶显示层30的组合的显示器件100中，接触孔7要把由于它们的出现而造成的孔径比的减小降到最低；并且在不是反射电极12与中间层介质薄膜5c下的电极19(如TFT 4的漏极6)相互断开的情况下按照预期地将它们电连接在一起。
为了把由于接触孔7的出现而造成的孔径比的减小降到最低，形成接触孔7样式的工艺步骤不应该影响超过一个隅角反射器。为此，每个接触孔7应该被设置在一个隅角反射器(或单元元件)内。
另一方面，为了防止反射电极12和电极19被接触孔7断开，电极19和反射电极12之间的距离最好尽可能地短。
基于这些考虑，接触孔7最好穿过隅角反射器的凹陷部分(具体而言，在隅角反射器最低层点周围)而形成。图13A显示了接触孔7穿过隅角反射器的最低层点而被设置的情形，而图13B显示了接触孔穿过隅角反射器的最高层而被设置的情形。如图13B所示，若穿过隅角反射器的最高层点设置接触孔7，则接触孔7太深，使得电极19容易从反射电极12断开。此外，在相邻的隅角反射器上可能会投下阴影70。这是因为由于形成接触孔的工艺步骤的关系，具有接触孔7的该隅角反射器丢失了某些部分，还因为该隅角反射器的最高层点低于相邻隅角反射器的最高层点。
相反，若穿过隅角反射器的最低层点设置接触孔7，如图13A所示，则接触孔7较浅，相邻隅角反射器将不受接触孔存在的影响。
因而，最好在隅角反射器的凹陷部分内设置接触孔7，尤其最好是穿过隅角反射器的最低层点。
上面已经描述了被应用于反射式液晶显示器件的本发明的各较佳实施例。然而，本发明也可被应用于任何其他类型的显示器件。例如，本发明可用于在隅角反射器上包括反射电极的一种EL器件。
根据上述的本发明各较佳实施例，在隅角反射器阵列上作为像素电极设置的反射电极以恰当的方式排列，因此在整个屏幕上实现了均匀的显示性能。此外，能够提高回复反射区域的总面积，并以更高的对比度系数显示高质量的图像。而且，可以方便地限定将在隅角反射器阵列上设置的反射电极的预定方式，并简化制作工艺。
虽然已经就本发明的较佳实施例对其进行了描述，但是本领域的技术人员将清楚可以多种方式修改所揭示的发明，并且可以假设除了上述的具体实施例之外的很多实施例。因而，所附的权利要求意在涵盖落于本发明的真实精神和范围之内的所有对发明的修改。
权利要求
1.一种显示器件，其特征在于，包括光调制介质层；隅角反射器阵列，设置在光调制介质层一侧并包括多个隅角反射器作为它的单元元件；和反射电极层，设置在隅角反射器阵列上并包括多个反射电极，它们相互间隔开并被用于施加电压到光调制介质层，其中当从角隅阵列上方观察显示器件时，隅角反射器的排列方式和反射电极的排列方式在至少一个方向上匹配。
2.如权利要求1所述的显示器件，其特征在于，隅角反射器阵列包括和反射电极边缘相邻的多个环绕隅角反射器，以及每个所述环绕隅角反射器或者是被相关的一个反射电极边缘部分重叠的隅角反射器，或者是与相关的反射电极边缘接触的隅角反射器，以及反射电极不覆盖环绕隅角反射器的最低层点。
3.一种显示器件，其特征在于，包括光调制介质层；隅角反射器阵列，设置在光调制介质层一侧并包括多个隅角反射器作为它的单元元件；和反射电极层，设置在隅角反射器阵列上并包括多个反射电极，它们相互间隔开并被用于施加电压到光调制介质层，其中反射电极层包括非反射区域，该区域位于相邻的反射电极之间，和其中隅角反射器阵列包括与反射电极边缘相邻的多个环绕隅角反射器，每个环绕隅角反射器或者是被相关的一个反射电极和非反射区域两者重叠的隅角反射器，或者是与相关的反射电极边缘接触的隅角反射器，以及其中每个所述环绕隅角反射器和在相关反射电极下方的另一个隅角反射器相邻，前一个和后一个隅角反射器之间的边界包括两个隅角反射器的最高层点，相关反射电极和非反射区域之间的边界离反射电极中心的距离比最高层点离反射电极中心的距离或者更远，或者两者同距。
4.一种显示器件，其特征在于，包括光调制媒介层；隅角反射器阵列，设置在光调制媒介层的一侧，并包括多个隅角反射器作为它的单元元件；以及反射电极层，设置在隅角反射器阵列上并包括相互隔开放置并用来施加电压到光调制媒介层的多个反射电极，其中反射电极层包括非反射区域，该区域位于相邻的反射电极之间，和其中隅角反射器阵列包括与反射电极边缘相邻的多个环绕隅角反射器，每个环绕隅角反射器是或者被相关的一个反射电极和非反射区域两者重叠的隅角反射器，或者是与相关的反射电极边缘接触的隅角反射器，以及其中每个所述环绕隅角反射器和在相关反射电极下方的另一个隅角反射器相邻，前一个和后一个隅角反射器之间的边界包括两个隅角反射器的最高层点，最高层点不被非反射区域重叠。
5.如权利要求3或4所述的显示器件，其特征在于，非反射区域沿着将相邻环绕隅角反射器的最低层点连接在一起的直线延伸。
6.如权利要求5所述的显示器件，其特征在于，非反射区域的最小宽度小于两个相邻环绕隅角反射器之间的接触部分的宽度。
7.如权利要求6所述的显示器件，其特征在于，非反射区域的最小宽度至多是隅角反射器的间距PCC的 ，该间距是沿着将环绕隅角反射器的最低层点连接在一起的直线进行测量的。
8.如权利要求3或4所述的显示器件，其特征在于，满足α/PCC>2-10/2,]]>其中PCC是隅角反射器的间距，它是沿着将环绕隅角反射器的最低层点连接在一起的直线进行测量的，而α是非反射区域的最小宽度。
9.一种显示器件，其特征在于，包括光调制媒介层；隅角反射器阵列，设置在光调制媒介层的一侧，并包括多个隅角反射器作为它的单元元件；和反射电极层，设置在隅角反射器阵列上，并包括通过非反射区域被相互隔开放置并用来施加电压到光调制媒介层的多个反射电极，非反射区域位于相邻的反射电极之间，其中满足α/PCC<2-10/2]]>，其中PCC是隅角反射器的间距，它是沿着将隅角反射器的最低层点连接在一起的直线进行测量的，而α是非反射区域的最小宽度，以及非反射区域沿着相邻隅角反射器的边缘延伸，相继的隅角反射器边缘限定了相继的隅角反射器之间的边界。
10.如权利要求9所述的显示器件，其特征在于，沿着边缘延伸的非反射区域的中心线与相继隅角反射器间的边界基本上对齐。
11.如权利要求1所述的显示器件，其特征在于，还包括这样一些电极，它们设置在隅角反射器阵列上，和反射电极层相对，并通过接触孔的方式和反射电极电连接，其中接触孔经由隅角反射器阵列的凹陷部分来设置。
12.如权利要求1、3、4或9所述的显示器件，其特征在于，光调制媒介层是呈现散射状态和透射状态的液晶层。
13.如权利要求1、3、4或9所述的显示器件，其特征在于，反射电极的反射平面和隅角反射器的表面基本上平行。
全文摘要
一种显示器件包括光调制介质层、隅角反射器阵列和反射电极层。隅角反射器阵列设置在光调制介质层一侧并包括多个隅角反射器作为它的单元元件。反射电极层设置在隅角反射器阵列上并包括多个反射电极，它们相互间隔开并被用于施加电压到光调制介质层。当从角隅阵列上方观察显示器件时，隅角反射器的排列方式和反射电极的排列方式在至少一个方向上匹配。
文档编号G02F1/1343GK1430091SQ0215979
公开日2003年7月16日 申请日期2002年12月26日 优先权日2001年12月26日
发明者澤山豊, 箕浦潔, 伊原一郎, 谷口幸治, 藤原小百合 申请人:夏普株式会社