專利名稱：液晶顯示裝置、液晶顯示裝置的制造方法及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置及電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，在液晶顯示裝置中作為最廣泛使用的方式，已知有常白模式的TN扭曲向列(Twisted Nematic)模式。最近，隨著液晶顯示裝置大幅進(jìn)步，其畫質(zhì)也上升至與CRT同等程度。但是，TN模式的液晶顯示裝置具有視角狹窄的缺點(diǎn)。為解決這個(gè)問(wèn)題，出現(xiàn)將介電各向異性為負(fù)的液晶在對(duì)向的一對(duì)基板間垂直取向的VA(Vertical Alignment)模式，現(xiàn)在液晶電視等已經(jīng)被產(chǎn)品化。該種VA模式液晶顯示裝置具有視角廣，高對(duì)比度的特點(diǎn)。
另外，在VA模式的液晶顯示裝置中已知有采用將液晶分子的取向方向在像素內(nèi)分割成多個(gè)不同的方向的結(jié)構(gòu)，由此可實(shí)現(xiàn)廣視角的特性。作為一種進(jìn)行取向分割的具體的結(jié)構(gòu)，公開了在ITO等的透明電極上設(shè)置縫隙的結(jié)構(gòu)、在透明電極的上方設(shè)置突起部的結(jié)構(gòu)，通過(guò)設(shè)置這樣的縫隙或突起部而控制在施加電壓時(shí)垂直取向的液晶的傾倒方向的技術(shù)(例如，參照專利文獻(xiàn)1。)。
另外，在現(xiàn)有的半透射反射型液晶顯示裝置中，出現(xiàn)了透射顯示中的視角狹窄的問(wèn)題。這是由于為了不產(chǎn)生視差而在液晶單元的內(nèi)面設(shè)置半透射反射板，因此就必須僅用在觀察者設(shè)置的一片偏振板進(jìn)行反射顯示，光學(xué)設(shè)計(jì)的自由度小。因此，為了解決這個(gè)問(wèn)題，Jisaki等在下述非專利文獻(xiàn)1中，提出使用垂直取向液晶的新的液晶顯示裝置的方案。其特征為以下3點(diǎn)。
(1)令介電各向異性為負(fù)的液晶在基板上垂直取向，通過(guò)施加電壓使之傾倒的“VA(Vertical Alignment)模式”。
(2)使透射顯示區(qū)域與反射顯示區(qū)域的液晶層厚(單元間隙)不同的“多間隙結(jié)構(gòu)”。
(3)將透射顯示區(qū)域設(shè)置成正八角形，在對(duì)向基板上的透射顯示區(qū)域的中央設(shè)置突起使該區(qū)域內(nèi)的液晶向各方向傾倒。即，“取向分割(多區(qū)域結(jié)構(gòu))”。
另外，上述文獻(xiàn)中，作為控制液晶傾倒方向的取向控制結(jié)構(gòu)使用突起，其它已知有通過(guò)在電極上設(shè)置縫隙而使電場(chǎng)變形，通過(guò)該電場(chǎng)變形而控制液晶的傾倒方向。
另外，已知有在透射型液晶顯示裝置中采用垂直取向模式。具體地來(lái)說(shuō)，例如為如下方法，將一個(gè)像素分割成多個(gè)子點(diǎn)，通過(guò)在位于各子點(diǎn)的中央的對(duì)象基板上設(shè)置凸部而將一個(gè)像素多區(qū)域化，實(shí)現(xiàn)廣視角的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。其特征，如下所示。
(1)將一個(gè)像素分割成多個(gè)子點(diǎn)。
(2)將子點(diǎn)的形狀變成旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(例如，大致圓形，大致四角形，大致星形等)。
(3)在(2)的形狀之上，在開口部的中心或子點(diǎn)的中心設(shè)置凸部由此使液晶分子由中心放射狀地取向，提高取向限制力。
(4)通過(guò)添加螺旋誘發(fā)劑而規(guī)定液晶分子的扭轉(zhuǎn)方向，防止由取向不良引起的粗糙的污點(diǎn)狀的不均。
專利文獻(xiàn)1特開平11-242225號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開2002-202511號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)1“Development of transflective LCD for high contrast andwide viewing angle by using homeotropic alignment”，M。Jisaki et al。，Asia Display/IDW`01，p。133-136(2001)但是，從用于取向分割的突起部上的液晶材料來(lái)看，突起部上的液晶分子相對(duì)于基板并非完全垂直，伴隨突起部的傾斜帶有某種程度的傾倒。由該液晶分子的傾斜產(chǎn)生二次折射，光漏出去，引起對(duì)比度降低。
另外，在透明電極上設(shè)置的縫隙的界面上，產(chǎn)生縫隙界面的等電位線密集的邊緣(fringe)效應(yīng)，特別是驅(qū)動(dòng)的OFF電位為0伏以上時(shí)，由弱的電場(chǎng)液晶分子稍微產(chǎn)生傾斜，引起對(duì)比度降低。
另外根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)中記載的技術(shù)，通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)(由上下配置的縫隙、突起引起的傾斜電場(chǎng)、或者由突起形狀而預(yù)傾斜引起的取向限制)而產(chǎn)生的多區(qū)域化從而實(shí)現(xiàn)廣視角的顯示，這些結(jié)構(gòu)在原理上有以下問(wèn)題。即，因?yàn)樵谏舷聝苫迳显O(shè)置縫隙、突起等的取向限制結(jié)構(gòu)，所以在取向限制結(jié)構(gòu)的周邊的液晶分子的取向狀態(tài)與其他區(qū)域呈不同狀態(tài)，在電壓施加時(shí)產(chǎn)生漏光并且對(duì)比度降低。另外在作為取向限制結(jié)構(gòu)設(shè)置突起的時(shí)候，突起的高度越大施加電壓時(shí)的取向控制性越好，響應(yīng)速度也提高，光漏也顯著增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題而做出發(fā)明，提供一種液晶顯示裝置及電子設(shè)備，該液晶顯示裝置可實(shí)現(xiàn)防止伴隨垂直取向液晶的取向控制對(duì)比度降低，具有廣視角并且高對(duì)比度的高畫質(zhì)顯示。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的液晶顯示裝置，為在相互對(duì)向配置的一對(duì)基板間具有初始取向呈垂直取向的介電各向異性為負(fù)的液晶構(gòu)成的液晶層的液晶顯示裝置，在上述一對(duì)基板中的至少一塊基板上，設(shè)置用于限制所述液晶取向的取向限制結(jié)構(gòu)，在所述一對(duì)基板的至少一塊基板上，在與所述取向限制結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的位置上平面重疊地配置遮光膜。
由此結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵谂c所述取向限制結(jié)構(gòu)平面重疊的位置處設(shè)置遮光結(jié)構(gòu)，可防止在該液晶顯示裝置的使用者側(cè)觀察到因取向限制結(jié)構(gòu)液晶分子的傾斜取向等引起的漏光。由此，可有效地防止所述漏光引起的對(duì)比度降低，可得到廣視角且高對(duì)比度的顯示。
本發(fā)明的液晶顯示裝置中，因具有取向限制結(jié)構(gòu)，優(yōu)選控制特別是垂直取向模式的液晶在電場(chǎng)施加時(shí)的取向方向的結(jié)構(gòu)。在采用垂直取向模式的情況下一般是使用負(fù)型液晶，因?yàn)樵诔跏既∠驙顟B(tài)下液晶分子相對(duì)基板面垂直豎立，由施加電場(chǎng)而傾倒，因此如果不采取措施就不能控制液晶分子的傾倒方向，產(chǎn)生取向的混亂，使顯示特性降低。因此，采用垂直取向模式時(shí)，電場(chǎng)施加時(shí)的液晶分子的取向方向的控制是非常重要的因素。
因此，本發(fā)明的液晶顯示裝置中，因在液晶層的夾持面形成取向控制結(jié)構(gòu)，可調(diào)整或控制液晶分子的傾倒方向，不會(huì)產(chǎn)生取向的混亂，可抑制余像或污點(diǎn)狀等不均勻的顯示不良，更加實(shí)現(xiàn)視角的廣闊化。
另外，本發(fā)明的液晶顯示裝置中，不只是單單設(shè)置取向限制結(jié)構(gòu)，因具有在該取向顯示結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的位置上形成遮光膜的結(jié)構(gòu)，即使在取向限制結(jié)構(gòu)的近旁由液晶分子的傾斜產(chǎn)生二次折射，也可抑制漏光，防止對(duì)比度降低。因而，可實(shí)現(xiàn)高對(duì)比度的顯示。
另外，特別是取向限制結(jié)構(gòu)中優(yōu)選為在對(duì)應(yīng)突起部的位置處形成遮光膜。突起部的附近比縫隙部的附近液晶分子傾斜大，二次折射作用比較大，漏光多。由此，僅在突起部對(duì)應(yīng)的位置形成遮光膜，可有效地抑制漏光。
作為取向限制結(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)，優(yōu)選為由在所述電極上形成的電介質(zhì)突起物、或?qū)㈦姌O的一部分切去的電極開口部、或由其兩方構(gòu)成。
特別是取向限制結(jié)構(gòu)為電介質(zhì)突起時(shí)，因?yàn)榧词乖诤陲@示時(shí)電介質(zhì)突起狀液晶分子相對(duì)基板面傾斜取向，容易產(chǎn)生由漏光引起的對(duì)比度降低，本發(fā)明中因由遮光膜有效地將所述漏光遮斷，可以進(jìn)行對(duì)比度良好的顯示。
另外，在所述液晶顯示裝置中，在所述一對(duì)基板中，只在一塊基板上形成所述遮光膜。
由此，可得到與上述液晶顯示裝置同樣的效果，并且與在一對(duì)基板上分別設(shè)置遮光膜的結(jié)構(gòu)相比，成本較低。
另外，在所述液晶顯示裝置中，其特征在于所述遮光膜與所述取向限制結(jié)構(gòu)在同一基板上形成。
由此，能得到與所述液晶顯示裝置同樣的效果，并且可使遮光膜與取向限制結(jié)構(gòu)位置精度高地配合。
在同一基板上形成遮光膜與取向限制結(jié)構(gòu)的情況下，為了使兩者的位置對(duì)應(yīng)，可通過(guò)光刻技術(shù)等高精度地形成。由此，在一對(duì)基板上分別形成遮光膜與取向限制結(jié)構(gòu)時(shí)，密封構(gòu)件在一個(gè)基板上形成之后，需要通過(guò)該密封構(gòu)件將一對(duì)基板互相貼合。在此，需要將遮光膜與取向限制結(jié)構(gòu)的位置高精度地配合，位置配合比較困難。
由此，通過(guò)在同一基板上形成遮光膜與取向限制結(jié)構(gòu)，可不必顧慮基板的貼合誤差，并且使遮光膜與取向限制結(jié)構(gòu)的位置高精度地對(duì)應(yīng)。
另外，考慮相對(duì)于取向限制結(jié)構(gòu)的位置配合精度，遮光膜的平面尺寸可比取向控制結(jié)構(gòu)形成的稍稍大一些，由此結(jié)構(gòu)，可提高兩者的位置配合精度，可使遮光膜的平面尺寸變小，可提高像素的開口率。由此可得到明亮的顯示。
本發(fā)明的液晶顯示裝置中，所述一對(duì)基板的任意一個(gè)都為具有電極、與該電極連接的開關(guān)元件、與該開關(guān)元件連接的信號(hào)布線的元件基板，所述遮光膜設(shè)置在所述元件基板上，并且所述開關(guān)元件或信號(hào)布線的構(gòu)成材料為由同一構(gòu)成材料形成的結(jié)構(gòu)。
由這樣的結(jié)構(gòu)，在開關(guān)元件的形成工序中，因可以同時(shí)形成所述遮光結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有相比不增大工序的負(fù)荷又可實(shí)現(xiàn)顯示對(duì)比度的提高。
另外，作為該情況下的制造方法，包括在一個(gè)所述基板上形成電極、與該電極連接的開關(guān)元件、與該開關(guān)元件連接的信號(hào)布線的元件形成工序，在另一個(gè)基板上至少形成電極的工序，在所述一對(duì)基板的任意一個(gè)的電極上設(shè)置控制所述液晶的取向狀態(tài)的取向限制結(jié)構(gòu)的工序，在所述元件形成的工序中，在所述一對(duì)的基板對(duì)向配置的狀態(tài)下將同所述取向限制結(jié)構(gòu)平面重疊配置的遮光膜與所述開關(guān)元件或信號(hào)布線的構(gòu)成部件同時(shí)形成。
根據(jù)該制造方法，在將所述遮光膜在所述開關(guān)元件的形成工序中，與開關(guān)元件的構(gòu)成部件一起形成，由此可制造不增大工序負(fù)荷高對(duì)比度的液晶顯示裝置。
本發(fā)明的液晶顯示裝置，所述一對(duì)基板中的任意一個(gè)，具有所述遮光膜，并具有排列多個(gè)著色部構(gòu)成的濾色片，所述遮光膜可由與區(qū)劃所述著色部的遮光部件相同的材料形成。如采用這樣的結(jié)構(gòu)，所述遮光膜由與所述濾色片中包含的遮光部件同樣的工序形成，因此即使在具備濾色片的結(jié)構(gòu)中也可以實(shí)現(xiàn)能夠得到不增大工序負(fù)荷高對(duì)比度的彩色顯示的液晶顯示裝置。
另外，在該情況下的制造方法中，具有在一個(gè)所述基板上形成濾色片的濾色片形成工序，該濾色片具有由遮光部件平面地區(qū)劃的多個(gè)著色部；在所述濾色片上形成電極的工序；在另一個(gè)基板上至少形成電極的工序；在所述一對(duì)基板的任意一個(gè)的電極上設(shè)置控制所述液晶取向狀態(tài)的取向控制結(jié)構(gòu)的工序，在所述濾色片形成工序中，在將所述一對(duì)基板對(duì)向配置的狀態(tài)下將與所述取向控制結(jié)構(gòu)平面地重疊配置的遮光結(jié)構(gòu)與所述遮光部件一起形成。
由該制造方法，在所述濾色片形成工序，因?yàn)榕c構(gòu)成濾色片的遮光部件同時(shí)形成所述遮光結(jié)構(gòu)，所以可制造不增加工序的負(fù)荷并且高對(duì)比度的彩色液晶顯示裝置。
另外，在所述液晶顯示裝置中，在所述一對(duì)基板中光入射的所述液晶層側(cè)的基板上形成的所述遮光膜由具有光反射性的金屬制成。
由此，遮光膜不僅具有能遮斷取向限制結(jié)構(gòu)附近的漏光的機(jī)能，也兼有使光反射的機(jī)能，入射遮光膜的光原樣被反射，返回背光源，作為出射光再利用。即，光的利用效率可提高，可提高輝度。
本發(fā)明的液晶顯示裝置中，設(shè)置了在一個(gè)點(diǎn)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行透射顯示的透射顯示區(qū)域和反射顯示的反射顯示區(qū)域，上述兩區(qū)域的液晶層厚可形成為由該點(diǎn)區(qū)域內(nèi)設(shè)置的液晶層厚調(diào)整層而互相不相同。
即本發(fā)明也可適用于多間隙方式的半透射反射型液晶顯示裝置。由此結(jié)構(gòu)，由多間隙方式可得到反射顯示和透射顯示的兩方面良好的顯示，而且可由所述遮光結(jié)構(gòu)有效地防止由漏光引起對(duì)比度的降低，因此可得到高對(duì)比度、廣視角的可進(jìn)行反射顯示及透射顯示的液晶顯示裝置。
本發(fā)明的液晶顯示裝置中，通過(guò)所述取向限制結(jié)構(gòu)和所述液晶層而對(duì)向的電極，在該液晶顯示裝置的一個(gè)點(diǎn)區(qū)域內(nèi)具有平面看大致呈圓形、橢圓形、或多邊形的多個(gè)島狀部以及連接它們的連接部。
由此結(jié)構(gòu)，通過(guò)所述各形狀部位的邊端部中的電場(chǎng)的變形，在施加電壓時(shí)在各部位內(nèi)形成平面看大致呈放射狀的液晶區(qū)域，可提供在全方位中能夠得到高對(duì)比度的顯示的液晶顯示裝置。
另外在所述結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選為在所述大致呈圓形、橢圓形或多邊形的部位的平面看的中央部配置所述取向限制結(jié)構(gòu)。
由這種結(jié)構(gòu)，液晶分子從所述各形狀部位的中央部大致呈放射狀取向的液晶區(qū)域在點(diǎn)區(qū)域內(nèi)形成，可防止垂直取向的液晶的取向不良引起的污點(diǎn)狀的顯示不均，可提供能得到廣視角范圍的高的對(duì)比度的顯示。
本發(fā)明的電子設(shè)備，具備有在先所述的液晶顯示裝置。
在此，作為電子設(shè)備，可例舉，手機(jī)、移動(dòng)信息終端、表、文字處理機(jī)、個(gè)人電腦等的信息處理裝置等。
另外，根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)榫哂袘?yīng)用在先記述的液晶顯示裝置的顯示部，所以可提供具有視角廣、顯示特性良好的顯示部的電子設(shè)備。


圖1為本發(fā)明第一實(shí)施方式中的液晶顯示裝置的等效電路圖。
圖2為表示同樣的液晶顯示裝置的一個(gè)點(diǎn)區(qū)域的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖3為表示同樣的液晶顯示裝置的一個(gè)點(diǎn)區(qū)域的平面示意圖及剖面示意圖。
圖4為第二實(shí)施方式的液晶顯示裝置的三個(gè)點(diǎn)區(qū)域(一個(gè)像素區(qū)域)的平面示意圖及剖面示意圖。
圖5為第三實(shí)施方式的液晶顯示裝置的一個(gè)點(diǎn)區(qū)域的平面示意圖及剖面示意圖。
圖6為表示作為第三實(shí)施方式的變形例的半透射反射型的液晶顯示裝置的一個(gè)點(diǎn)區(qū)域的平面示意圖及剖面示意圖。
圖7為表示作為第三實(shí)施方式的變形例的反射型液晶顯示裝置的一個(gè)點(diǎn)區(qū)域的平面示意圖及剖面示意圖。
圖8為表示第四實(shí)施方式的液晶顯示裝置的一個(gè)點(diǎn)區(qū)域的平面示意圖及剖面示意圖。
圖9為表示第五實(shí)施方式的液晶顯示裝置的一個(gè)點(diǎn)區(qū)域的平面示意圖及剖面示意圖。
圖10為表示第六實(shí)施方式的液晶顯示裝置的一個(gè)點(diǎn)區(qū)域的平面及剖面示意圖。
圖11為表示本發(fā)明的電子設(shè)備的一個(gè)例子的立體圖。
符號(hào)說(shuō)明9，79共用電極·對(duì)向電極(電極)；10下基板(基板)；15背光源(照明結(jié)構(gòu))；25上基板(基板)；28突起部(取向限制結(jié)構(gòu))；73～75，83～85介電體突起(取向限制結(jié)構(gòu))；29縫隙部(取向限制結(jié)構(gòu))；31像素電極(電極)；31a～31c，79a～79c像素電極的島狀部；33a～33c，88a～88c遮光部；BM，BM`黑矩陣(遮光膜)；39連接部；40TFD元件(開關(guān)元件)；50液晶層；76液晶層厚調(diào)整層；77～78反射層；100，100`，100A，100B，200，300，400液晶顯示部；1000手機(jī)本體(電子設(shè)備)；S1～S3子點(diǎn)區(qū)域；D點(diǎn)區(qū)域。
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施方式)以下，參照?qǐng)D來(lái)說(shuō)明本發(fā)明所涉及的第一實(shí)施方式。另外，在各圖中，各層和各部件為了達(dá)到在各圖中可目視程度的大小，各層和各部件每個(gè)比例不同。
以下所示的本發(fā)明的液晶顯示裝置是應(yīng)用薄膜晶二極管(Thin FilmDiode，以下簡(jiǎn)記為TFD)作為開關(guān)元件的有源矩陣型的液晶顯示裝置的例子，特別是可進(jìn)行透射顯示的透射型液晶顯示裝置。
圖1表示了本實(shí)施方式的液晶顯示裝置100的等效電路。該液晶顯示裝置100，含有掃描信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路110及數(shù)據(jù)信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路120。在液晶顯示裝置100中設(shè)置了信號(hào)線，即，多個(gè)的掃描線13，和同該掃描線13交叉的多個(gè)的數(shù)據(jù)線9，掃描線13通過(guò)掃描信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路110驅(qū)動(dòng)，數(shù)據(jù)線9通過(guò)數(shù)據(jù)信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路120驅(qū)動(dòng)。另外在各像素區(qū)域150，在掃描線13與數(shù)據(jù)線9之間TFD元件40同液晶顯示要素160(液晶層)串接。另外，在圖1中，雖TFD元件40與掃描線13一側(cè)連接，液晶顯示要素160與數(shù)據(jù)線9一側(cè)連接，但與此相反也可設(shè)計(jì)成TFD元件40與數(shù)據(jù)線9側(cè)、液晶顯示要素160與掃描線13側(cè)連接。
根據(jù)圖2說(shuō)明本實(shí)施方式的液晶顯示裝置100中具有的電極的平面結(jié)構(gòu)(像素結(jié)構(gòu))。如圖2所示，本實(shí)施方式的液晶顯示裝置100中，通過(guò)TFD元件40與掃描線13連接的平面看為矩形的像素電極31配置成矩陣形狀，與該像素電極31在紙面垂直方向上對(duì)向的共用電極9設(shè)置成長(zhǎng)方(帶狀)形狀。共用電極9由數(shù)據(jù)線構(gòu)成具有與掃描線13相交的條帶形狀。在本實(shí)施方式中，各像素電極31所形成的各個(gè)區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)點(diǎn)區(qū)域，在矩陣狀配置的各點(diǎn)區(qū)域中具有TFD元件40，該每個(gè)點(diǎn)區(qū)域可進(jìn)行顯示。
TFD元件40是連接掃描線13與像素電極31的開關(guān)元件，TFD元件40構(gòu)成為具有MIM結(jié)構(gòu)，MIM結(jié)構(gòu)具有以Ta為主要成分的第1導(dǎo)電膜，在第1導(dǎo)電膜的表面形成以Ta2O3為主要成分的絕緣膜，在絕緣膜的表面形成以Cr為主要成分的第2導(dǎo)電膜。另外，TFD元件40的第1導(dǎo)電膜與掃描線13連接，第2導(dǎo)電膜與像素電極31連接。
接下來(lái)，根據(jù)圖3說(shuō)明本實(shí)施方式的液晶顯示裝置100的主要部分的結(jié)構(gòu)。
圖3(a)是表示液晶顯示裝置100的像素結(jié)構(gòu)，特別是表示像素電極31的平面結(jié)構(gòu)示意圖，圖3(b)是表示圖3(a)的A-A’剖面示意圖。
另外，圖3(b)是表示作為著色層22的代表的紅色著色層22R的剖面的圖，其他的著色層的22B、22G的剖面結(jié)構(gòu)，除了著色層的顏色不同外，具有同樣的結(jié)構(gòu)。
本實(shí)施方式的液晶顯示裝置100，如圖2所示具有點(diǎn)區(qū)域，該點(diǎn)區(qū)域構(gòu)成為在數(shù)據(jù)線9與掃描線13等圍成的區(qū)域內(nèi)側(cè)具備有像素電極31。在該點(diǎn)區(qū)域內(nèi)，如圖3(a)所示，對(duì)應(yīng)一個(gè)點(diǎn)區(qū)域設(shè)置3原色中的一個(gè)著色層，3個(gè)點(diǎn)區(qū)域(D1、D2、D3)形成含有各著色層22B(藍(lán)色)、22G(綠色)、22R(紅色)的像素。另外，在各點(diǎn)區(qū)域(D1、D2、D3)，設(shè)置相當(dāng)于本發(fā)明的取向調(diào)整結(jié)構(gòu)的突起部28和縫隙部29。另外，突起部28和縫隙部29具有以中心線CL為軸左右對(duì)稱的圖形，互相鄰接配置。突起部28及縫隙部29延伸方向和中心線CL成45度角。由此，在液晶層50上施加電壓的時(shí)候可將液晶分子的傾倒方向控制成與偏振板的透射軸成45度角。
另外，圖3(a)中顯示了鄰接的三個(gè)點(diǎn)區(qū)域，在各點(diǎn)區(qū)域中，分別設(shè)置了上述TFD元件40，在每個(gè)點(diǎn)區(qū)域中都可對(duì)液晶顯示要素160施加電壓。
另一方面，如圖3(b)所示，本實(shí)施方式的液晶顯示裝置100，上基板25和與其對(duì)向配置的下基板10之間夾持著初始取向狀態(tài)為垂直取向的液晶，即，介電各向異性為負(fù)的液晶材料構(gòu)成的液晶層50。
下基板10的結(jié)構(gòu)為以石英、玻璃等透光性材料構(gòu)成的基板本體10A作為主體，各種積層膜層積形成。
該基板本體10A中的與上基板25對(duì)向一側(cè)的面上設(shè)置濾色片22(圖3(b)中紅色著色層22R)。
另外，基板本體10A的同一表面上形成與濾色片22鄰接、由規(guī)定的平面圖形構(gòu)成的黑矩陣(遮光膜)BM。另外，黑矩陣BM如圖3(a)所示設(shè)置成圍繞著色層22R的邊緣，由該黑矩陣BM形成點(diǎn)區(qū)域D1、D2、D3的邊界。
另外，在濾色片22及黑矩陣BM的上方設(shè)置氧化銦錫(Indium TinOxide，以下，簡(jiǎn)記為ITO)等的透明導(dǎo)電膜構(gòu)成的矩陣狀的像素電極31，并且在該像素電極31上設(shè)置作為取向限制結(jié)構(gòu)的縫隙部29。另外，像素電極31如圖2所示，通過(guò)TFD元件40與掃描線13連接，對(duì)應(yīng)供給至掃描線13的電壓而向液晶層50施加電壓。另外，設(shè)置取向膜覆蓋像素電極31的最上面和縫隙部29設(shè)置的階梯部分。
取向膜由聚酰亞胺等的材料構(gòu)成，作為使液晶分子相對(duì)于膜面垂直地取向的垂直取向膜，不實(shí)施摩擦等的取向處理。由此，需要在使用不實(shí)施摩擦處理并進(jìn)行分割取向的垂直取向液晶(具有負(fù)的介電各向異性的液晶分子)的液晶顯示裝置中將電極開口或電極上電介質(zhì)等部分地設(shè)置在像素內(nèi)，從而使像素內(nèi)電場(chǎng)適當(dāng)?shù)刈冃蝸?lái)控制液晶分子的傾倒方向。在液晶取向控制不充分的時(shí)候，在液晶分子的內(nèi)面保持某種程度的大小的區(qū)域并且向隨機(jī)的方向傾倒。在該種狀態(tài)下在顯示區(qū)域的面內(nèi)的一部分發(fā)生視角特性相異的區(qū)域，結(jié)果出現(xiàn)顯示不均的問(wèn)題。因此，取向限制液晶層50的液晶分子，即設(shè)置作為控制在初始狀態(tài)中垂直取向的液晶分子在電極間施加電壓時(shí)的傾倒方向的取向結(jié)構(gòu)的縫隙部29、后述突起部28。
接下來(lái)，在上基板25中具有以石英、玻璃等透光性材料構(gòu)成的基板本體25A為主體，各種層膜積層形成的結(jié)構(gòu)。該基板本體25A中的與下基板10對(duì)向側(cè)的面上形成由ITO等的透明電極構(gòu)成的共用電極9、作為取向限制結(jié)構(gòu)的突起部28，聚酰亞胺等構(gòu)成的與下基板10同樣的垂直取向膜(圖中未示出)。共用電極9形成在圖3(a)中沿紙面的上下方向延伸的帶狀，構(gòu)成在該紙面中的點(diǎn)區(qū)域(D1、D2、D3)并列而形成的各個(gè)點(diǎn)區(qū)域的共用電極。突起部28由丙烯酸類樹脂等的有機(jī)膜構(gòu)成的樹脂材料而形成，從上基板25的表面沿著基板面的垂直方向在液晶層50中突出地形成。
在下基板10的外側(cè)面(與夾持液晶層50面相反的面?zhèn)?形成偏振板19，在上基板25的外側(cè)面形成偏振板17，該偏振板17、19具有只使具有規(guī)定方向的偏光軸的直線偏光透射的結(jié)構(gòu)，正交尼科耳式地設(shè)置。另外，在下基板10上形成的偏振板19的外側(cè)上設(shè)置透射顯示用的光源的背光源15。
接下來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的液晶顯示裝置100的特征。
圖3(b)所示，黑矩陣BM與從上基板25向液晶層50突出的突起部28的位置對(duì)應(yīng)(圖中符號(hào)×)，并且設(shè)置在與像素電極31中設(shè)置的縫隙部29相對(duì)應(yīng)的位置上。即，圖3(a)所示，平面上看，突起部28與縫隙部29的位置與黑矩陣BM的位置一致以致重疊。另外，黑矩陣BM由鋁、銀等光反射性高的金屬材料構(gòu)成，并不是僅僅遮斷光，從背光源15入射的光在下基板10處被反射并射出。另外，黑矩陣BM的寬度優(yōu)選為與突起部28、縫隙部29的寬度相比大或相同。
如上所述，液晶顯示裝置100中，具有作為取向限制結(jié)構(gòu)的突起部28、縫隙部29，因此構(gòu)成能夠控制尤其是在垂直取向的液晶上施加電場(chǎng)時(shí)控制取向方向的良好的結(jié)構(gòu)。雖在采用垂直取向模式時(shí)一般使用負(fù)型液晶，在初始取向的狀態(tài)下液晶分子相對(duì)于基板面垂直立起，由施加電場(chǎng)而傾倒，如不采取措施則不能控制液晶分子的傾倒方向，會(huì)產(chǎn)生取向的混亂，使顯示特性降低。因此，在采用垂直取向模式時(shí)，控制施加電場(chǎng)時(shí)的液晶分子的取向方向是很重要的因素。
因此液晶顯示裝置100中，因在液晶層的夾持面上形成突起部28、縫隙部29，所以可調(diào)整乃至控制液晶分子的傾倒方向，很難產(chǎn)生取向紊亂，可抑制余像或點(diǎn)狀的不均等的顯示缺陷，使視角更廣闊。
另外，由于在上述液晶顯示裝置100中并不單單設(shè)置突起部28、縫隙部29，還具有在與該突起部28及縫隙部29對(duì)應(yīng)的位置上形成黑矩陣BM的結(jié)構(gòu)，即使在突起部28的近旁由液晶分子的傾斜而產(chǎn)生二次折射，黑矩陣BM也可抑制漏光，防止對(duì)比度的降低。另外，通過(guò)在縫隙部29的近旁產(chǎn)生邊緣效應(yīng)，即使液晶分子僅傾斜一點(diǎn)，遮光膜也可抑制漏光，防止對(duì)比度降低。從而，可進(jìn)行高對(duì)比的顯示。
另外，黑矩陣BM的寬度比突起部28及縫隙部29的寬度寬，由此可更加抑制漏光，因此更加促進(jìn)提高對(duì)比度的效果。
另外，上述液晶顯示裝置100中，因由具有光反射性的金屬形成黑矩陣BM，因此該黑矩陣BM不僅具有遮光的功能，還兼有反射的功能。因此，從背光源15入射黑矩陣BM的光原樣被反射，回到背光源15作為出射光再利用。由此，通過(guò)設(shè)置遮光膜而幾乎不使亮度降低。即，由黑矩陣BM反射的光射到上基板25側(cè)，可提高光的再利用率，使輝度提高。
另外，在本實(shí)施方式中，可采用分別對(duì)應(yīng)突起部28和縫隙部29而設(shè)置黑矩陣BM的結(jié)構(gòu)，也可采用只對(duì)應(yīng)突起部28設(shè)置黑矩陣BM的結(jié)構(gòu)。
由此，在取向限制結(jié)構(gòu)中，特別是突起部29的附近，比縫隙部29附近的液晶分子的傾斜大，二次折射的影響比較大，因此具有漏光多的特性。結(jié)果，只在對(duì)應(yīng)突起部28的位置上形成黑矩陣BM，就可得到上述記載的效果。
另外，在本實(shí)施方式中，雖采用將濾色片22設(shè)置在下基板10側(cè)的結(jié)構(gòu)，但并不限定于此。如果對(duì)應(yīng)突起部28和縫隙部29而設(shè)置黑矩陣BM，也可采用在上基板25側(cè)設(shè)置濾色片的結(jié)構(gòu)。
(第二實(shí)施方式)參照?qǐng)D說(shuō)明本發(fā)明所涉及的第二實(shí)施方式。在各個(gè)圖中，因使各層與各部件達(dá)到在圖面上可辨認(rèn)程度的大小，各層和各部件比例不同。另外與上述第一實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)采用相同的符號(hào)簡(jiǎn)化說(shuō)明。
下面來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式與第一實(shí)施方式不同之處。在第一實(shí)施方式中，在下基板10上設(shè)置黑矩陣BM，相對(duì)于此，在本實(shí)施方式中在上基板25上也設(shè)置黑矩陣BM。另外，在本實(shí)施方式中，在上基板25上設(shè)置樹脂膜26。
另外，參照?qǐng)D4說(shuō)明本實(shí)施方式中的液晶顯示裝置100’的像素結(jié)構(gòu)。圖4(a)是表示像素電極31的平面結(jié)構(gòu)的示意圖，圖4(b)是表示圖4(a)中的剖面構(gòu)造的主要部分的示意圖。
因圖4(a)與圖3(a)為同一圖，省大致對(duì)其說(shuō)明。
如圖4(b)所示，下基板10上設(shè)置有濾色片22、黑矩陣BM、像素電極31、縫隙部29、偏振板19，另外，與第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)不同黑矩陣BM只對(duì)應(yīng)縫隙部29形成。
上基板25上設(shè)置有共用電極9、突起部28、偏振板17，另外，作為與第一實(shí)施方式不同的結(jié)構(gòu)，黑矩陣BM’只對(duì)應(yīng)突起部28在基板本體25A上形成，并形成樹脂膜26以覆蓋該黑矩陣BM’。另外，樹脂膜26由例如丙烯酸類樹脂等有機(jī)膜構(gòu)成，設(shè)置在共用電極9和基板本體25A之間。
黑矩陣BM’和突起部28設(shè)計(jì)成高精度地定位，由光刻技術(shù)等的公知圖形化方法形成。
黑矩陣BM’由樹脂材料等構(gòu)成，由不具有光反射性的材料構(gòu)成。由此結(jié)構(gòu)，因可防止從基板25側(cè)入射的外光的反射，可更加提高顯示品質(zhì)。
如上所述，在液晶顯示裝置100’中和上述第一實(shí)施方式相同，在液晶層的夾持面形成突起部28、縫隙部29，由此在液晶分子初始狀態(tài)呈垂直取向時(shí)可調(diào)整乃至控制液晶分子的傾斜方向，難以產(chǎn)生取向混亂，可抑制余像或污點(diǎn)狀的不均等的顯示不良，可更加實(shí)現(xiàn)廣視角化。另外，因在對(duì)應(yīng)突起部28、縫隙部29的位置上設(shè)置黑矩陣BM、BM’，則可抑制液晶分子的傾斜或邊緣效應(yīng)引起的漏光，得到高對(duì)比度的顯示。
另外，在本實(shí)施方式中，因黑矩陣BM’和突起部28形成于同一基板(上基板25)上，所以不必高精度地進(jìn)行通過(guò)密封構(gòu)件貼合上基板25和下基板10的工序。
具體地說(shuō)，黑矩陣BM’和突起部28在上基板25中，通過(guò)光刻技術(shù)等高精度地形成以便兩者的位置對(duì)應(yīng)。相對(duì)于此，在一對(duì)上下基板10、25上分別形成黑矩陣BM和突起部28時(shí)，在一個(gè)基板上形成密封構(gòu)件后，需要將一對(duì)基板10、25互相貼合。需要將黑矩陣BM和突起部28的位置高精度地配合，位置配合比較困難。
因此，如本實(shí)施方式那樣，通過(guò)在同一基板上形成黑矩陣BM和突起部28，可不必考慮上下基板10、25的貼合誤差，可使黑矩陣BM’和突起部28的位置高精度地對(duì)應(yīng)。
(第三實(shí)施方式)接下來(lái)，參照?qǐng)D面說(shuō)明本發(fā)明所涉及的第三實(shí)施方式。另外，各圖中，因使各層與各部件達(dá)到可辨認(rèn)程度的大小，各層和各部件比例不同。
以下，根據(jù)圖5說(shuō)明本發(fā)明所涉及的第三實(shí)施方式的液晶顯示裝置100的像素結(jié)構(gòu)。圖5是表示液晶顯示裝置100的一個(gè)點(diǎn)區(qū)域的圖。本實(shí)施方式的液晶顯示裝置100，具有夾持液晶層而對(duì)向的一對(duì)基板，圖5(a)是構(gòu)成該點(diǎn)區(qū)域的一個(gè)基板(上基板25)的平面結(jié)構(gòu)圖，(b)是沿圖(a)A-A`線的位置對(duì)應(yīng)的剖面結(jié)構(gòu)圖，(c)是另一塊基板(下基板10)的平面結(jié)構(gòu)圖。
另外，雖圖5所示的點(diǎn)區(qū)域D中未示出濾色片，在具有濾色片的而構(gòu)成的場(chǎng)合中，對(duì)應(yīng)一個(gè)點(diǎn)區(qū)域D設(shè)置3原色(R，G，B)中的不同的顏色中的一個(gè)著色部，并且形成像素區(qū)域，該像素區(qū)域?qū)⒂蓪?duì)應(yīng)一組著色部(RGB)的3個(gè)點(diǎn)區(qū)域D輸出紅色光、綠色光、及藍(lán)色光混合輸出。
本實(shí)施方式的液晶顯示裝置100，如圖5(b)所示，在下基板10及與其對(duì)向配置的上基板25(元件基板)之間，夾持初始取向狀態(tài)呈垂直取向狀態(tài)、介電各向異性為負(fù)的液晶材料構(gòu)成的液晶層50而構(gòu)成。
上基板25，如圖5(a)所示，由掃描線13、沿掃描線13的延伸方向(圖示的左右方向)配置的像素電極31、將掃描線13和像素電極31連接的平面呈鉤狀的布線部13a、在像素電極31的形成區(qū)域中以規(guī)定間隔排列的多個(gè)大致橢圓狀的遮光部33a～33c構(gòu)成。
圖示中雖省大致，在圖5(a)所示的布線部13a和信號(hào)線13的交點(diǎn)部分上設(shè)置TFD元件40。即，在本實(shí)施方式中，掃描線13例如由鉭形成，其表面可形成鉭氧化物的絕緣膜，鉤狀的布線部13a例如由鉻形成，并且如果通過(guò)上述絕緣膜與掃描線交叉地配置，可在該交點(diǎn)部分上形成TFD元件40。
從圖5(b)所示的剖面結(jié)構(gòu)來(lái)看，在玻璃、石英等的透光性的基板本體10A上，形成布線部13a和遮光部33a～33c，為了覆蓋它們形成例如氧化硅或樹脂材料構(gòu)成的層間絕緣膜71。在層間絕緣膜71上形成例如由ITO膜(銦錫氧化物)構(gòu)成的像素電極31，通過(guò)貫通層間絕緣膜71到達(dá)遮光部33c的接觸孔，遮光部33c(即TFD元件40)與像素電極31電氣連接。另外在像素電極31上，圖示雖省大致，但設(shè)置了由聚酰亞胺膜等構(gòu)成的垂直取向膜，起到維持液晶層50的初始取向狀態(tài)為垂直狀態(tài)的作用。該取向膜并不實(shí)施摩擦處理等的取向處理。
像素電極31如圖5(a)所示，由沿掃描線13排列的3個(gè)島狀部31a，31b，31c與鄰接的島狀部間連接的連接部39，39構(gòu)成。在本實(shí)施方式中，通過(guò)這樣在一個(gè)點(diǎn)區(qū)域D內(nèi)設(shè)置多個(gè)島狀部，各島狀部31a，31b，31c對(duì)應(yīng)的區(qū)域上分別形成大致相同形狀的液晶區(qū)域。即，在一個(gè)點(diǎn)區(qū)域內(nèi)分割成三個(gè)子點(diǎn)區(qū)域S1，S2，S3。
通常，因具有三色濾色片的液晶顯示裝置，一個(gè)點(diǎn)區(qū)域的縱橫比約為3∶1，如本實(shí)施方式那樣在一個(gè)點(diǎn)區(qū)域D內(nèi)形成設(shè)置3個(gè)子點(diǎn)區(qū)域S1，S2，S3的結(jié)構(gòu)，可使一個(gè)子點(diǎn)區(qū)域的形狀為大致圓形、大致正多邊形，可使視角的對(duì)稱性良好。所述子點(diǎn)區(qū)域S1，S2，S3(島狀部31a，31b，31c)的形狀，在圖5中雖為角部呈圓形的大致是正方形的形狀，并不限于此，例如圓形、橢圓形、也可為其他的多邊形狀。另外，所述島狀部31a～31c，換言之，即所謂在點(diǎn)區(qū)域D的周邊部，形成切去像素電極后的電極縫隙的結(jié)構(gòu)。
從掃描線13向像素電極31側(cè)鉤狀地延伸的布線部13a延伸至島狀部31c的中央部，由該部分形成圓形狀的擴(kuò)大直徑的遮光部33c。另外，通過(guò)貫通層間絕緣膜71而設(shè)置的接觸孔72與像素電極31電氣連接。另外，圖5(a)所示的其他的遮光部33a、33b分別在子點(diǎn)區(qū)域S1(島狀部31a)的中央部、及子點(diǎn)區(qū)域S2(島狀部31b)的中央部配置。遮光部33a、33b與上述布線部13a在同層上以相同材質(zhì)形成。
另一方面，下基板10以石英、玻璃等的透光性材料構(gòu)成的基板本體10A為主體，在基板本體10A的內(nèi)面?zhèn)壬闲纬捎蒊TO等的透光性導(dǎo)電材料構(gòu)成的對(duì)向電極9，在對(duì)向電極9上突出設(shè)置由絕緣性樹脂材料等構(gòu)成的電介質(zhì)突起(取向限制結(jié)構(gòu))73、74、75。另外圖中未示出，為覆蓋對(duì)向電極9及電介質(zhì)突起73～75形成聚酰亞胺等的垂直取向膜。另外，在圖5(c)中所示的對(duì)象電極9實(shí)際上形成沿紙面上下方向呈帶狀形成，起到(a)圖中上下方向上并列的多個(gè)點(diǎn)區(qū)域上的共用電極的作用。
電介質(zhì)突起73～75形成控制在對(duì)垂直取向模式的液晶層50的液晶分子施加電壓時(shí)的取向方向的取向控制結(jié)構(gòu)，在對(duì)向電極9上以規(guī)定的間隔排列，平面看面板時(shí)，配置在與上基板25上形成的遮光部33a～33c平面重疊的位置上。
在下基板10的外面?zhèn)?與液晶層50相反的一側(cè))上相位差板18與偏振板16從基板本體10A一側(cè)順序地配置，在上基板25的外面?zhèn)认辔徊畎?6和偏振板17從基板本體25A側(cè)順序地配置。另外，在下基板10的外側(cè)設(shè)置了作為透射顯示用光源的背光源(照明裝置)15。
在本實(shí)施方式的液晶顯示裝置100中，在各子點(diǎn)區(qū)域S1，S2，S3的中央部面對(duì)的下基板10的內(nèi)面上設(shè)置了作為取向限制結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)突起73～75，由此在電介質(zhì)突起73～75的表面液晶分子傾斜取向(相對(duì)電介質(zhì)突起表面垂直取向)。由此在施加電壓時(shí)的各個(gè)子點(diǎn)區(qū)域S1～S3中以電介質(zhì)突起為中心液晶分子呈放射狀取向。另外，在上側(cè)基板25側(cè)，島狀部33a～33c邊端部中的電場(chǎng)的變形，液晶分子與它們的端邊部垂直取向。另外，由其取向限制力，從各子點(diǎn)區(qū)域S1～S3的中央部使液晶分子呈大致放射狀取向，可得到全方位的高對(duì)比度的顯示。
另外，在電介質(zhì)突起73～75的附近，產(chǎn)生因施加電壓時(shí)液晶和電介質(zhì)突起的介電率的差異引起的電場(chǎng)的變形，由電場(chǎng)的變形引起的取向限制力使液晶分子從電介質(zhì)突起中心呈放射狀取向。
另外本實(shí)施方式中，在與上述電介質(zhì)突起73～75呈平面重疊位置處設(shè)置遮光部33a～33c，由此防止各島狀部33a～33c的中央部中的漏光，由此可更加實(shí)現(xiàn)對(duì)比度的提高。即，電介質(zhì)突起73～75的表面上因液晶分子相對(duì)基板面呈傾斜方向取向，容易產(chǎn)生透射光的偏振狀態(tài)向其他領(lǐng)域偏移而漏出，所述漏光通過(guò)遮光部33a～33c遮斷。
特別是在本實(shí)施方式中，因遮光部33a～33c與從TFD元件40延伸出來(lái)的布線部以同一個(gè)工序形成，所以并沒(méi)有制造工序的復(fù)雜化、和工序的增加可提高對(duì)比度。另外，即使電介質(zhì)突起73～75的高度增加也不影響對(duì)比度，因此通過(guò)增加電介質(zhì)突起的高度而改善液晶的響應(yīng)性。
另外，如前所述遮光部33a～33c因與布線部同樣由鉻構(gòu)成，即使從基板本體25A側(cè)，外光向遮光部33a～33c射入，上述鉻膜為低反射性的金屬膜，因此不使液晶顯示裝置的可視性降低。
(第三實(shí)施方式的變形例)下面說(shuō)明在上述實(shí)施方式中的作為透射型液晶顯示裝置的液晶顯示裝置100是如何構(gòu)成的，本發(fā)明的液晶顯示裝置構(gòu)成為圖6或圖7所示的半透射反射型、或反射型液晶顯示裝置。
“半透射反射型液晶顯示裝置”
首先參照?qǐng)D6說(shuō)明半透射反射型液晶顯示裝置的實(shí)施方式。在圖6所示的要素中，關(guān)于圖1至圖5的液晶顯示裝置100的共用的構(gòu)成要素付上同一符號(hào)省大致對(duì)其說(shuō)明。另外，圖6(a)～(c)分別與在先實(shí)施方式中的圖5(a)～(c)相當(dāng)。
圖6所示的液晶顯示裝置100A具有夾持液晶層50對(duì)向配置的上基板25和下基板10，在下基板10的外面?zhèn)扰渲糜斜彻庠?5。上基板25的結(jié)構(gòu)與在先的液晶顯示裝置100相同，與下基板10的結(jié)構(gòu)部分不同。即，在基板本體10A的內(nèi)側(cè)面形成由鋁或銀等的光反射性的金屬膜構(gòu)成的反射層77和由丙烯酸類樹脂等的樹脂材料構(gòu)成的液晶層厚調(diào)整層76，液晶層厚調(diào)整層76上設(shè)置對(duì)向電極9。
反射層77及液晶層厚調(diào)整層76在點(diǎn)區(qū)域內(nèi)部分地形成，詳細(xì)地說(shuō)，反射層77及液晶層厚調(diào)整層76在上基板25側(cè)的像素電極31中，在對(duì)應(yīng)島狀部33c(子點(diǎn)區(qū)域S3)的區(qū)域形成，由液晶層厚調(diào)整層76的膜厚反射層77的形成區(qū)域中的液晶層50的層厚(單元間隙)比其他區(qū)域(子點(diǎn)區(qū)域S1、S2)中的液晶層厚薄。即，本實(shí)施方式中的液晶顯示裝置100A為多間隙方式的半透射反射型液晶顯示裝置，在反射層77的形成區(qū)域中含有的子點(diǎn)區(qū)域S3為反射顯示區(qū)域，剩下的子點(diǎn)區(qū)域S1及S2為透射顯示區(qū)域。通過(guò)液晶層厚調(diào)整層76的膜厚調(diào)整的液晶層50的層厚在反射顯示區(qū)域?yàn)槔?.5μm左右。透射顯示區(qū)域?yàn)槔?μm左右。
對(duì)向電極9上，設(shè)置了構(gòu)成垂直取向液晶的取向限制結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)突起73～75，該電介質(zhì)突起與圖5所示的液晶顯示裝置同樣，設(shè)置在與像素電極31的各島狀部31a～31c的中央部對(duì)向位置上。因此液晶顯示裝置100A中，在與電介質(zhì)突起73～75平面重疊的位置上分別配置遮光部33a～33c，防止由電介質(zhì)突起73～75引起的漏光向觀察者(上基板25的外側(cè))側(cè)射出，以得到高對(duì)比度的透射顯示及反射顯示。
形成由上述液晶層厚調(diào)整層76引起的階梯差的透射顯示區(qū)域與反射顯示區(qū)域的邊界區(qū)域如圖6(b)所示形成斜面部76s，本實(shí)施方式的液晶顯示裝置中所述斜面部76S，與連接島狀部31b與島狀部31c的連接部39平面重疊配置。采用此結(jié)構(gòu)，可抑制斜面部76s引起的液晶分子的取向混亂波及構(gòu)成主要顯示區(qū)域的子點(diǎn)區(qū)域S2、S3內(nèi)，得到高對(duì)比度的顯示。
另外在上述結(jié)構(gòu)中，反射層77可在液晶調(diào)整層76的上側(cè)(液晶層側(cè))形成，在此情況下，反射顯示中顯示光不透射液晶調(diào)整層，因此具有可降低顯示光衰減和著色的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，反射層77作為對(duì)向電極9的一部分利用。
反射層77或其液晶層側(cè)，優(yōu)選為，設(shè)置使反射層77反射的光散射的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選為可在反射層77的表面付與細(xì)微的凹凸形狀，通過(guò)設(shè)置具有光散射機(jī)能的光學(xué)元件而可實(shí)現(xiàn)散射機(jī)能。通過(guò)設(shè)置該散射結(jié)構(gòu)，可防止反射顯示時(shí)的光的正反射，得到良好的可視性。
另外，液晶調(diào)整層76也可在上基板25側(cè)設(shè)置。另外在本實(shí)施方式中液晶層厚調(diào)整層76及反射層77設(shè)置在具有像素電極31和TFD元件40的導(dǎo)電連接部的子點(diǎn)區(qū)域S3處，上述沒(méi)有設(shè)置導(dǎo)電連接部的子點(diǎn)區(qū)域S1或S2處也可設(shè)置液晶層厚調(diào)整層76和反射層77。
在本實(shí)施方式中雖列舉說(shuō)明了多間隙方式的半透射反射型液晶顯示裝置，但在本發(fā)明也可用于沒(méi)有設(shè)置液晶層厚調(diào)整層76的結(jié)構(gòu)的半透射反射型液晶顯示裝置，可通過(guò)防止漏光得到提高對(duì)比度的效果。
“反射型液晶顯示裝置”參照?qǐng)D7說(shuō)明反射型液晶顯示裝置的實(shí)施方式。圖7所示的構(gòu)成要素中，與圖1至圖5的液晶顯示裝置100的共同的構(gòu)成要素使用同一符號(hào)省大致對(duì)其說(shuō)明。另外圖7(a)～(c)為與在先的實(shí)施方式的圖5(a)～(c)相當(dāng)?shù)膱D。
圖7所示的本實(shí)施方式的液晶顯示裝置100B，具有夾持液晶層50而對(duì)向配置的上基板25與下基板10而構(gòu)成。上基板25的結(jié)構(gòu)與在先的液晶顯示裝置100相同，但是下基板10的結(jié)構(gòu)不同。即，基板本體10A的內(nèi)側(cè)面上設(shè)置了鋁、銀等的光反射性的金屬膜構(gòu)成的反射層78，在反射層78上形成對(duì)向電極9。另外，不必設(shè)置基板本體10A外側(cè)面的相位差板、偏振板及面板背面的背光源。
在具有上述結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置100B中，因下基板10的電介質(zhì)突起73～75與上基板25的遮光部33a～33c分別平面重疊配置，可抑制電介質(zhì)突起73～75的附近的液晶分子的斜向取向引起的漏光所致的對(duì)比度降低，可得到廣視角、高對(duì)比度的反射顯示。
(第四實(shí)施方式)參照?qǐng)D8說(shuō)明本發(fā)明涉及的第四實(shí)施方式。本實(shí)施方式的液晶顯示裝置與圖1至圖5所示的液晶顯示裝置100同樣，為垂直取向模式的透射型液晶顯示裝置，在圖8所示的要素中，與圖1至圖5的液晶顯示裝置100相同的構(gòu)成要素使用相同的符號(hào)省大致對(duì)其說(shuō)明。另外圖8(a)～(c)分別與在先的實(shí)施方式中的圖5(a)～(c)相當(dāng)。
圖8所示的液晶顯示裝置200以?shī)A持液晶層50對(duì)向配置的上基板25和下基板10為主體構(gòu)成。圖8(a)及圖6(b)所示，上基板25在透光性的基板本體25A的內(nèi)面?zhèn)染哂袌D示左右方向延伸的掃描線13、和沿掃描線13在長(zhǎng)方向配置的平面看大致呈矩形狀的像素電極31、從掃描線13向像素電極31延伸的布線部13a、以規(guī)定的間隔在像素電極31上排列形成的電介質(zhì)突起83～85。該電介質(zhì)突起83～85與在先的實(shí)施方式中的電介質(zhì)突起73～75同樣，起到作為控制垂直取向模式液晶的施加電壓時(shí)的取向限制結(jié)構(gòu)的作用。
圖示中雖省大致，在掃描線13和布線部13a的交點(diǎn)部上形成TFD元件40。另外從該TFD元件40側(cè)向圖示上側(cè)延伸的布線部13a的前端部上設(shè)置擴(kuò)徑部位，形成與后述的像素電極31c導(dǎo)電連接的接觸部13c。如圖8(b)所示，形成覆蓋掃描線13及布線部13a的層間絕緣膜71，在層間絕緣膜71上形成像素電極31。從像素電極31的一個(gè)短邊(右側(cè)邊端)向圖的右側(cè)延伸形成連結(jié)部86，在其前端部設(shè)置擴(kuò)幅部31d，通過(guò)貫通所述層間絕緣膜71并到達(dá)布線部13a的接觸部13c的連接孔81，上述擴(kuò)幅部31d與接觸部13c電氣連接，因此，布線部13a(TFD元件40)與像素電極31電氣連接。
另一方面，下基板10如圖8(b)及圖8(c)所示，在透光性基板本體10A的內(nèi)側(cè)面具備有以規(guī)定間隔排列的平面為圓形的遮光部88a～88c和對(duì)向電極79。上述遮光部88a～88c是將具有遮光性的金屬膜或樹脂膜圖形化而形成的。
對(duì)向電極79使用ITO等的透光性材料形成，在圖示的點(diǎn)區(qū)域D內(nèi)具有3個(gè)平面視大致為矩形狀的島狀部79a、79b、79c。這些島狀部79a～79c通過(guò)圖示的左右方向延伸的連結(jié)部79r、79r互相電氣連接。另外，從各島狀部79a～79c在圖示的上下方向延伸出去的連結(jié)部79d...與同圖示的點(diǎn)區(qū)域鄰接的點(diǎn)區(qū)域中設(shè)置的島狀部連接。由此，對(duì)向電極79整體上形成在與上基板25的掃描線13垂直的方向延伸平面視大致為帶狀。
由此對(duì)向電極79在點(diǎn)區(qū)域D內(nèi)具有大致分割成多個(gè)島狀部79a～79c的結(jié)構(gòu)，這些島狀部79a～79c的中央處，因?yàn)樯匣?5的所述電介質(zhì)突起83～85各個(gè)對(duì)向配置，本液晶顯示裝置200在施加電壓時(shí)使液晶分子從各島狀部79a～79c的中央部大致呈放射狀地取向。即，液晶顯示裝置200中，與各島狀部79a～79c的平面區(qū)域?qū)?yīng)形成放射狀液晶域的三個(gè)子點(diǎn)S1，S2，S3形成一個(gè)點(diǎn)區(qū)域D。
另外，在上基板25的外側(cè)上，從基板本體25A側(cè)順序?qū)臃e相位差板16和偏振板17，在下基板10的外側(cè)上，順序?qū)臃e相位差板18和偏振板19。另外，在下基板10的外側(cè)配置了作為照明裝置的背光源15。另外，圖示中雖省大致，還形成覆蓋上基板25的像素電極31及電介質(zhì)突起83～85的垂直取向膜，在下基板10的對(duì)向電極79上形成垂直取向膜。
具有上述結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置200，如圖8(c)所示上述遮光部88a～88c分別配置在島狀部79a～79c的中央部。另外，如圖8(b)所示遮光部88a～88c設(shè)置在與上基板25的像素電極31上形成的電介質(zhì)突起83～85平面重疊的位置上。由此，本實(shí)施方式的液晶顯示裝置200中，通過(guò)由遮光部88a～88c有效地遮斷液晶層50側(cè)突設(shè)的電介質(zhì)突起83～85表面的液晶分子的斜向取向引起的漏光，因此可得到高對(duì)比度、廣視角的顯示。
圖8中雖未圖示濾色片，液晶顯示裝置200可具有濾色片的結(jié)構(gòu)。通常，濾色片并不是在經(jīng)過(guò)復(fù)雜工序形成的元件基板(上基板25)側(cè)形成而是在下基板10側(cè)形成。在該情況下，例如在基板本體10A上，排列形成與像素電極31相當(dāng)平面尺寸的著色部，并且各著色部之間通過(guò)遮光性部件(黑矩陣)區(qū)劃。黑矩陣由黑色樹脂膜、將多個(gè)所述著色部重疊而成的樹脂膜、或金屬膜形成。
另外，如上所述，液晶顯示裝置200具有濾色片的情況下，基板本體10A上的遮光部件，即，上述黑矩陣和遮光部88a～88c若用同一工序形成，則并不產(chǎn)生工序的復(fù)雜化和工時(shí)的增加而可實(shí)現(xiàn)顯示的高對(duì)比化。
(第五實(shí)施方式)參照?qǐng)D9說(shuō)明本發(fā)明的第五實(shí)施方式。本實(shí)施方式的液晶顯示裝置為具有與圖8所示的液晶顯示裝置200同樣的基本結(jié)構(gòu)的垂直取向模式的透射型液晶顯示裝置。因此，在圖9所示的構(gòu)成要素中，與圖8所記載的液晶顯示裝置200共同的構(gòu)成要素使用同一符號(hào)省大致對(duì)其說(shuō)明。另外圖9(a)～(c)為分別與先前的實(shí)施方式中的圖8(a)～(c)相當(dāng)?shù)膱D。
圖9所示的液晶顯示裝置300在上基板25側(cè)設(shè)置遮光部33a～33c，與圖8所示的液晶顯示裝置200不同。即，如圖9(a)所示，上基板25具有圖示左右方向延伸的掃描線13、沿掃描線13在長(zhǎng)方向配置的平面視大致為矩形狀的像素電極31，從掃描線13在像素電極31延伸的布線部13a，在該像素電極31的形成區(qū)域內(nèi)以規(guī)定的間隔形成遮光部33a～33c的同時(shí)，在與這些遮光部平面重疊的位置處設(shè)置電介質(zhì)突起83～85。這些電介質(zhì)突起83～85作為控制垂直取向模式的液晶施加電壓時(shí)的取向狀態(tài)的取向控制結(jié)構(gòu)。
從圖9(b)所示的截面結(jié)構(gòu)來(lái)看，在透光性的基板本體25A上形成布線部13a、遮光部33a～33c等，通過(guò)覆蓋它們的層間絕緣膜71形成像素電極31。另外，在像素電極31上形成電介質(zhì)突起83～85。
另外像素電極31與布線部13a(TFD元件40)的導(dǎo)電連接結(jié)構(gòu)與圖8所示的液晶顯示裝置200同樣，在此省大致對(duì)其說(shuō)明。
本實(shí)施方式的液晶顯示裝置300，作為垂直取向液晶的取向限制結(jié)構(gòu)的介電體突起83～85和遮斷由該電介質(zhì)突起83～85表面的液晶分子的斜向取向而引起的漏光的遮光部88a～88c的任何一個(gè)均在上基板25上設(shè)置，因此電介質(zhì)突起83～85與遮光部88a～88c可高精度地配合，可更加有效地遮斷上述漏光。另外由于可得到高的位置精度，不必考慮錯(cuò)位與電介質(zhì)突起83～85相比更大地形成的遮光部88a～88c的平面尺寸可縮小，由此像素的開口率高，可提高顯示輝度。另外上述遮光部88a～88c可與布線部13a、或掃描線13以同一工序形成?？刹槐匕殡S制造過(guò)程的復(fù)雜化和工時(shí)的增加而提高顯示對(duì)比度。
因此本實(shí)施方式的液晶顯示裝置300，可不增大工序負(fù)荷而進(jìn)行制造，可得到明亮的、廣視角、高對(duì)比度的顯示的液晶顯示裝置。
(第六實(shí)施方式)接下來(lái)，參照?qǐng)D10說(shuō)明本發(fā)明的第4實(shí)施方式。本實(shí)施方式的液晶顯示裝置，與圖1至圖5所示的液晶顯示裝置100相同，為垂直取向模式的透射型液晶顯示裝置，在圖8所示的構(gòu)成要素中，與圖1至圖5所示的液晶顯示裝置100的共同的構(gòu)成要素使用同一符號(hào)省大致對(duì)其說(shuō)明。另外圖10(a)～(c)分別與在先的實(shí)施方式中的圖5(a)～(c)相當(dāng)。
圖10所示的液晶顯示裝置400，以?shī)A持液晶層50而對(duì)向配置的上基板25和下基板10為主體構(gòu)成。如圖10(a)所示，上基板25具有圖示左右方向延伸的掃描線13、沿掃描線13縱向配置的像素電極31和從掃描線13在像素電極31上鉤形延伸的布線部13a。
像素電極31與第三實(shí)施方式相同，具有平面視大致呈矩形的三個(gè)島形部31a～31c和將它們電氣連接的連結(jié)部39、39。掃描線13與布線部13a的交點(diǎn)部設(shè)置省大致圖示的TFD元件40，從TFD元件40側(cè)鉤狀地延伸的布線部13a的前端形成擴(kuò)大直徑成平面視為圓形的接觸部89。接觸部89配置在像素電極31的島狀部31c的中央部。從圖10(b)所示的剖面結(jié)構(gòu)來(lái)看，透光性的基板本體25A的內(nèi)面?zhèn)刃纬刹季€部13a、接觸部89等。在覆蓋它們的層間絕緣膜71上形成像素電極31。另外，通過(guò)貫通層間絕緣膜71而到達(dá)接觸部89的接觸孔72，像素電極31與接觸部89電氣連接，結(jié)果像素電極31與布線部13a(TFD元件40)電氣連接。
一方面，下基板10如圖10(c)所示，具有對(duì)向電極9、在該對(duì)向電極9的形成區(qū)域內(nèi)以規(guī)定的間隔排列的電介質(zhì)突起73～75及遮光部88a～88c。在剖面結(jié)構(gòu)中，在透光性基板主體10A的內(nèi)面?zhèn)?，形成遮光?8a～88c，覆蓋這些遮光部地形成對(duì)向電極9，在對(duì)向電極9上形成電介質(zhì)突起73～75。電介質(zhì)突起73～75具有作為控制垂直取向模式的液晶的施加電壓時(shí)的取向狀態(tài)的取向限制結(jié)構(gòu)的功能。
另外，圖示中雖然省大致，但在上基板25的像素電極31上和下基板10的對(duì)向電極9及電介質(zhì)突起73～75上形成垂直取向膜。另外上基板25的外面?zhèn)戎校瑥幕灞倔w25A側(cè)順序積層相位差板16與偏振板17，下基板10的外面?zhèn)龋瑥幕灞倔w10A側(cè)順序積層相位差板18與偏振板19，在下基板10的外側(cè)(背面?zhèn)?設(shè)置背光源15。
具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施方式的液晶顯示裝置400中，在下基板10上設(shè)置電介質(zhì)突起73～75與遮光部88a～88c，因此與在先的第三實(shí)施方式相同，可進(jìn)行電介質(zhì)突起73～75與遮光部88a～88c的高精度的位置配合，可有效地遮斷由電介質(zhì)突起73～75引起的漏光，得到高對(duì)比度的顯示，另外通過(guò)高精度的位置配合，可使遮光部88a～88c小徑化提高像素開口率，得到明亮的顯示。
另外，本實(shí)施方式中遮光部88a～88c設(shè)置在像素電極9與基板本體10A之間，在下基板10上具有濾色片而構(gòu)成時(shí)，與在先的第2實(shí)施方式相同，可將遮光部88a～88c與作為濾色片上設(shè)置的遮光部件的黑矩陣以同一工序形成，可實(shí)現(xiàn)能夠進(jìn)行不增大工序負(fù)荷高對(duì)比度的彩色顯示的液晶顯示裝置。
(電子設(shè)備)接下來(lái)，說(shuō)明具有本發(fā)明的上述實(shí)施方式的液晶顯示裝置的電子設(shè)備的具體例子。
圖11為顯示手機(jī)的一例的立體圖。圖11中，1000表示手機(jī)本體，1001表示應(yīng)用上述液晶顯示裝置的顯示部。在該種手機(jī)等的電子設(shè)備的顯示部中應(yīng)用上述實(shí)施方式的液晶顯示裝置，可實(shí)現(xiàn)具有對(duì)比度高視角廣，顯示特性優(yōu)良的液晶顯示部的電子設(shè)備。
另外，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式的范圍，可在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)進(jìn)行種種變更。例如，上述實(shí)施方式中雖展示了在以TFD為開關(guān)元件的有源矩陣型液晶顯示裝置中應(yīng)用本發(fā)明，但除使用TFT作為開關(guān)元件的有源矩陣型液晶顯示裝置之外，也可在無(wú)源矩陣型的液晶顯示裝置等中使用本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，其具有由處于相互對(duì)向配置的一對(duì)基板間，初始取向狀態(tài)呈垂直取向的介電各向異性為負(fù)的液晶構(gòu)成的液晶層，其特征在于在所述一對(duì)基板中至少一方基板上設(shè)置有用于限制所述液晶取向的取向限制結(jié)構(gòu)，在所述一對(duì)基板中至少一方基板上，在與所述取向限制結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的位置上平面重疊地配置有遮光膜。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述取向限制結(jié)構(gòu)由在電極上形成的電介質(zhì)突起物、或切除電極一部分的電極開口部、或者該雙方構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的液晶顯示裝置，其特征在于在所述的一對(duì)基板中，只在其中一方基板上形成所述遮光膜。
4.如權(quán)利要求1或2所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述遮光膜與所述取向限制結(jié)構(gòu)在同一基板上形成。
5.如權(quán)利要求1或2所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述一對(duì)基板中的任意一個(gè)都為具有電極、與該電極連接的開關(guān)元件、與該開關(guān)元件連接的信號(hào)布線的元件基板；所述遮光膜設(shè)置在所述元件基板上并且由與所述開關(guān)元件或信號(hào)布線的構(gòu)成材料相同的材料構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1或2所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述一對(duì)基板中的任意一個(gè)具有所述遮光膜并且具有排列多個(gè)著色部而構(gòu)成的濾色片；所述遮光膜由與區(qū)劃所述著色部的遮光部件相同的材料構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求1或2所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述一對(duì)基板中光入射所述液晶層一側(cè)的基板上形成的所述遮光膜由具有光反射性的金屬構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1或2所述的液晶顯示裝置，其特征在于在一個(gè)點(diǎn)的區(qū)域內(nèi)設(shè)置有進(jìn)行透射顯示的透射顯示區(qū)域和進(jìn)行反射顯示的反射顯示區(qū)域，所述兩區(qū)域內(nèi)的液晶層厚由于該點(diǎn)區(qū)域內(nèi)設(shè)置的液晶層厚調(diào)整層而相互不同。
9.如權(quán)利要求1或2所述的液晶顯示裝置，其特征在于通過(guò)所述取向限制結(jié)構(gòu)和所述液晶層對(duì)向的電極，在該液晶顯示裝置的一點(diǎn)區(qū)域內(nèi)，具有平面視基本呈大致圓形、橢圓形或多邊形的多個(gè)島狀部和連接它們的連接部。
10.一種電子設(shè)備，其特征在于其具有如權(quán)利要求1至權(quán)利要求9中任意一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置。
11.一種液晶顯示裝置的制造方法，其用于制造在一對(duì)基板間夾持初始取向呈垂直取向的液晶層而構(gòu)成的液晶顯示裝置，其特征在于包括，在一方所述基板上形成電極、與該電極連接的開關(guān)元件、與該開關(guān)元件連接的信號(hào)布線的元件形成工序；在另一方所述基板上至少形成電極的工序；在所述一對(duì)基板的任意一方的電極上設(shè)置控制所述液晶的取向狀態(tài)的取向限制結(jié)構(gòu)的工序，在所述元件形成工序中，在將所述一對(duì)基板對(duì)向配置的狀態(tài)下，將與所述取向限制結(jié)構(gòu)平面重疊配置的遮光膜與所述開關(guān)元件或信號(hào)布線的構(gòu)成部件一起形成。
12.一種液晶顯示裝置的制造方法，其用于制造在一對(duì)基板間夾持初始取向呈垂直取向的液晶層而構(gòu)成的液晶顯示裝置，其特征在于包括在一方所述基板上形成具有由遮光部件平面區(qū)劃的多個(gè)著色部的濾色片的濾色片形成工序；在所述濾色片上形成電極的工序；在另一方所述的基板上至少形成電極的工序；在所述一對(duì)基板的任意一方的電極上設(shè)置控制所述液晶的取向狀態(tài)的取向限制結(jié)構(gòu)的工序；在所述濾色片形成工序中，在將所述一對(duì)基板對(duì)向配置的狀態(tài)下，將與所述取向限制結(jié)構(gòu)平面重疊配置的遮光膜與所述遮光部件一起形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置，其為在初始取向狀態(tài)呈垂直取向的介電各向異性為負(fù)的液晶的液晶顯示裝置，并可防止用于取向分割的突起部、縫隙引起的對(duì)比度的降低。在互相對(duì)向配置的一對(duì)基板(10)，(25)之間具有由初始取向狀態(tài)為垂直取向的介電各向異性為負(fù)的液晶構(gòu)成的液晶層(50)的液晶顯示裝置(100)，在一對(duì)基板(10)，(25)上設(shè)置的電極(9)，(31)中的至少一個(gè)電極上設(shè)置用于調(diào)整液晶取向的取向限制結(jié)構(gòu)(28)，(29)，在一對(duì)基板(10)，(25)中的一個(gè)基板上具有與取向限制結(jié)構(gòu)(28)，(29)平面重疊配置的遮光膜BM。
文檔編號(hào)G02F1/1333GK1627155SQ20041008667
公開日2005年6月15日 申請(qǐng)日期2004年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月10日
發(fā)明者土屋仁, 西村城治 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社