專利名稱：液晶顯示裝置、電子設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在1個點區(qū)域內(nèi)具備反射顯示區(qū)域和透過顯示區(qū)域的半透過反射型的液晶顯示裝置和具備該液晶顯示裝置的電子設備。
背景技術(shù)：
作為液晶顯示裝置，兼?zhèn)浞瓷淠Ｊ胶屯高^模式的半透過反射型液晶顯示裝置為人們所知。作為這樣的半透過反射型液晶顯示裝置，提出了在上基板與下基板之間夾持液晶層并且在下基板的內(nèi)面上具備在例如鋁等的金屬膜上形成了光透過用的窗部的反射膜，從而使該反射膜作為半透過反射板發(fā)揮功能的液晶顯示裝置。在這種情況下，在反射模式中從上基板側(cè)入射的外來光在通過液晶層后被下基板的內(nèi)面的反射膜所反射而再次通過液晶層從上基板側(cè)射出作用于顯示。另一方面，在透過模式中從下基板側(cè)入射的來自背光源的光在從反射膜的窗部通過液晶層后，從上基板側(cè)向外部射出作用于顯示。因此，在反射膜的形成區(qū)域之中形成了窗部的區(qū)域成為透過顯示區(qū)域，而其它的區(qū)域則成為反射顯示區(qū)域。
然而，在以往的半透過反射型液晶顯示裝置中存在透過顯示的視角窄的問題。這是由于為了不產(chǎn)生視差而在液晶單元的內(nèi)面上設置了半透過反射板，而因此受到只能通過在觀看者側(cè)具備的1枚偏振板進行反射顯示的限制，從而光學設計的自由度小的原因。因此，為了解決這樣的問題，Jisaki它們在下述的非專利文獻1中，提出了使用垂直取向液晶的新的液晶顯示裝置，其具有以下3個特點。
(1)采用了使介電各向異性為負的液晶相對基板垂直取向并且通過施加電壓使之傾倒的“VA(Vertical Alignment)模式”。
(2)采用了透過顯示區(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)采用了將透過顯示區(qū)域設置為正八邊形，并為了在該區(qū)域內(nèi)使液晶全方位傾倒而在對置基板上的透過顯示區(qū)域中央設置了突起。即采用了“取向分割結(jié)構(gòu)”。
專利文獻1特開平11-242226號公報專利文獻2特開2002-350853號公報非專利文獻1“Development of transflective LCD for high contrastand wide viewing angle by using homeotropic alignment”，M.Jisaki et al.，Asia Display/IDW’01，p.133-136(2001)通常，在專利文獻1等的半透過反射型液晶顯示裝置中，在反射膜下形成開關(guān)元件等，進而在反射顯示區(qū)域上形成與像素電極的接觸孔。但是，在高精細化不斷發(fā)展的今天，難以將開關(guān)元件或接觸孔等全部形成在反射膜下。這種情況導致開口率的降低。此外，在形成接觸孔時采用了光刻法，但由于此時的曝光精度或者顯影時的側(cè)向蝕刻等的原因，在周圍必定會形成錐形區(qū)域。該錐形區(qū)域成為使液晶的取向紊亂、降低對比度的原因。特別是在液晶層為垂直取向模式的情況下，由于取向紊亂使液晶的倒向變成隨機方式，所以在不同的液晶取向區(qū)域的邊界上出現(xiàn)被稱為向錯(disclination)的不連續(xù)線，因而成為殘像等的原因。此外，由于液晶的各個取向區(qū)域具有不同的視角特性，因此當從斜向觀看液晶顯示裝置時，會出現(xiàn)看到粗糙的斑點狀的不均勻的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于這種情況而提出的，其目的在于提供即使在高精細化的情況下也能夠使得在反射膜之下的布局上具有余量，并且能夠不降低開口率而且能夠抑制由于接觸孔所引起的取向紊亂的半透過反射型的液晶顯示裝置。
為解決上述問題，本發(fā)明的液晶顯示裝置，是在相對的元件基板和對置基板之間夾持液晶層并在1個點區(qū)域內(nèi)具備進行透過顯示的透過顯示區(qū)域和進行反射顯示的反射顯示區(qū)域的液晶顯示裝置，其特征在于上述元件基板具有開關(guān)元件、形成在該開關(guān)元件上的絕緣層、以及形成在該絕緣層上的像素電極；上述開關(guān)元件與上述像素電極通過形成在上述絕緣層上的接觸孔電連接，另一方面，上述像素電極具備透過顯示用的透明電極部和反射顯示用的反射電極部；上述開關(guān)元件配置在與利用該開關(guān)元件驅(qū)動的點區(qū)域相鄰的其它點區(qū)域的上述反射電極部之下。
按照這種結(jié)構(gòu)，由于開關(guān)元件配置在其它點區(qū)域，所以在反射電極部的下層側(cè)的布局上具有余量，從而提高了點區(qū)域的設計自由度，即使在高精細化的情況下也不會降低開口率。此外，由于將開關(guān)元件和接觸孔配置在不同的點區(qū)域，所以與以往相比能夠?qū)⒔佑|孔配置在點區(qū)域的端部，相應地能夠減小因接觸孔所引起的取向紊亂的影響。
在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，優(yōu)選地上述接觸孔設置在上述像素電極的端部，特別是設置在上述像素電極的角部。
按照這種結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒁蚪佑|孔引起的取向紊亂的影響抑制為最小限度。
在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，優(yōu)選地上述元件基板具備與上述開關(guān)元件連接的電極布線；上述電極布線配置在上述其它點區(qū)域的反射電極部之下。
按照這種結(jié)構(gòu)，能夠提供開口率更高的液晶顯示裝置。
在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，上述液晶層由初始取向呈垂直取向的具有負的介電各向異性的液晶構(gòu)成；上述像素電極具備多個島狀部和電連接該島狀部間的連結(jié)部而構(gòu)成，另一方面上述元件基板具備與上述開關(guān)元件連接的電極布線，上述電極布線按照與上述島狀部間的連結(jié)部平面看重疊的方式配置。
按照這種結(jié)構(gòu)，能夠使電極布線與像素電極之間的寄生電容為最小。此外，由于電極布線配置在連結(jié)部的形成區(qū)域，所以能夠?qū)﹂_口率的影響抑制為最小限度。
本發(fā)明的電子設備的特征在于具備上述的本發(fā)明的液晶顯示裝置。
按照這種結(jié)構(gòu)，能夠提供具備能夠進行高輝度、高對比度的顯示的顯示部的電子設備。


圖1是實施例1的液晶顯示裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖2是實施例1的液晶顯示裝置的1個像素區(qū)域的平面結(jié)構(gòu)圖。
圖3是沿圖2的A-A線的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖4是實施例2的液晶顯示裝置的1個像素區(qū)域的平面結(jié)構(gòu)圖。
圖5是沿圖4的A-A線的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖6是表示電子設備的一例的立體結(jié)構(gòu)圖。
標號說明100、200-液晶顯示裝置，3a-掃描線(電極布線)，9-像素電極，10-元件基板，15-層間絕緣膜(絕緣層)，25-對置基板，29a-反射電極部(反射顯示用島狀部)，29b-透明電極部(透過顯示用島狀部)，29c-連結(jié)部，30-TFT(開關(guān)元件)，31-對置電極，50-液晶層，1300-電子設備，D1、D2、D3、DA、DB-點區(qū)域，C-接觸孔，R-反射顯示區(qū)域，T-透過顯示區(qū)域。
具體實施例方式
下面，對本發(fā)明的實施例進行說明。另外，在各圖中，為了使各層或各部件在附圖上成為能夠識別的程度的大小，使每個層或每個部件的縮放比例有所不同。
實施例1.
(液晶顯示裝置)圖1是構(gòu)成本實施例的液晶顯示裝置的圖像顯示區(qū)域的配置成矩陣狀的多個點的等效電路圖，圖2是表示該1個像素區(qū)域的結(jié)構(gòu)的平面圖，圖3是表示液晶顯示裝置的剖面結(jié)構(gòu)的圖并且是沿圖2的A-A線的部分剖面圖。
本實施例的液晶顯示裝置100是具備作為作開關(guān)元件的TFT的有源矩陣方式的半透過反射型液晶顯示裝置。在本實施例的液晶顯示裝置100中，如圖1所示，在構(gòu)成圖像顯示區(qū)域的配置成矩陣狀的多個點中分別形成了像素電極9和作為用于控制該像素電極9的開關(guān)元件的TFT30，供給圖像信號的數(shù)據(jù)線(電極布線)6a電連接到該TFT30的源上。寫入到數(shù)據(jù)線6a的圖像信號S1、S2、...、Sn按照該順序按線依次地供給，或者對于相鄰接的多條數(shù)據(jù)線6a按每組進行供給。此外，掃描線(電極布線)3a電連接到TFT30的柵上，掃描信號G1、G2、...、Gm以指定的定時對于多條掃描線3a脈沖地按線依次地進行施加。此外，像素電極9電連接到TFT30的漏上，通過使作為開關(guān)元件的TFT30僅在固定期間導通，將從數(shù)據(jù)線6a供給的圖像信號S1、S2、...、Sn以指定的定時寫入。
通過像素電極9寫入到液晶中的指定電平的圖像信號S1、S2、...、Sn，在與后述的共用電極之間保持一定期間。液晶通過所施加的電壓電平而分子集合的取向或秩序變化，由此來調(diào)制光而能夠進行灰度顯示。其中，為了防止所保持的圖像信號泄漏，與在像素電極9和共用電極之間形成的液晶電容并聯(lián)地附加了存儲電容70。另外，標號3b是電容線。
接下來，根據(jù)圖2對本實施例的液晶顯示裝置100的像素結(jié)構(gòu)進行說明。如圖2所示，在本實施例的液晶顯示裝置100中，設置了相互平行地延伸的掃描線3a、以及與這些掃描線交叉地延伸的數(shù)據(jù)線6a，與該掃描線3a和數(shù)據(jù)線6a的交叉區(qū)域?qū)卦O置了平面看呈矩形狀的點區(qū)域D1～D3。與1個點區(qū)域?qū)匦纬闪?原色中的1色的濾色器(著色層)，在3個點區(qū)域D1～D3中形成了包括3色的濾色器22R、22G、22B的像素區(qū)域。另外，這些濾色器22R、22G、22B分別形成為沿圖示上下方向延伸的條狀，在其延伸方向上分別橫跨多個點區(qū)域地形成，并且在圖示左右方向上周期性地排列。
設置在點區(qū)域D1～D3中的像素電極9具備進行反射顯示的反射電極部29a和進行透過顯示的透明電極部29b。圖示上側(cè)的反射電極部29a由Al(鋁)或Ag(銀)等的光反射性的金屬膜、或這些的金屬膜與ITO(氧化銦錫)等的透明導電膜的層疊膜構(gòu)成，形成了該反射電極部29a的區(qū)域成為反射顯示區(qū)域R。在反射電極部29a的表面上形成凹凸形狀，通過利用該凹凸使反射光散射，能夠獲得可見性良好的顯示。此外，圖示下側(cè)的透明電極部29b由ITO(氧化銦錫)等的透明導電膜構(gòu)成，形成了該透明電極部29b的區(qū)域成為透過顯示區(qū)域T。即，本實施例的液晶顯示裝置100是在1個點區(qū)域內(nèi)具備進行反射顯示的反射顯示區(qū)域R和進行透過顯示的透過顯示區(qū)域T的半透過反射型的液晶顯示裝置，各自的點區(qū)域的圖示上側(cè)的部分用于反射顯示，圖示下側(cè)的部分用于透過顯示。在圖2中，反射顯示區(qū)域R和透過顯示區(qū)域T的邊界用點劃線表示。另外，反射電極部29a和透明電極部29b為平面看大致呈矩形狀，這些電極部29a、29b通過相對的邊緣部分重合而相互連結(jié)。
在圖示下方側(cè)的透明電極部29b與掃描線3a、數(shù)據(jù)線6a之間夾插TFT30。TFT30具備半導體層33、設置于半導體層33的下層側(cè)(基板主體10A側(cè))的柵電極部32、設置于半導體層33的上層側(cè)的源電極部34以及漏電極部35。在半導體層33的與柵電極部32相對的區(qū)域上形成了TFT30的溝道區(qū)域，在其兩側(cè)的半導體層上形成了源區(qū)域和漏區(qū)域。
柵電極部32是將掃描線3a的一部分沿數(shù)據(jù)線6a的延伸方向分支而形成的，其前端側(cè)隔著圖示省略的絕緣膜與半導體層33相對。源電極部34是將數(shù)據(jù)線6a的一部分沿掃描線3a的延伸方向分支而形成的，通過圖示省略的接觸孔與半導體層33的源區(qū)域電連接。漏電極35的一端側(cè)通過圖示省略的接觸孔與上述漏區(qū)域電連接，漏電極35的另一端側(cè)直接或者通過接觸孔C與像素電極9電連接。在本實施例中，掃描線3a和TFT30形成在與對應的像素電極9平面看錯開的位置上。即，連接到點區(qū)域DA的像素電極9的掃描線3a和TFT30配置在與點區(qū)域DA相鄰的后級側(cè)的點區(qū)域DB的反射電極部29a之下，TFT30的漏區(qū)域通過從該漏區(qū)域引繞到點區(qū)域DA側(cè)的引繞布線36連接到點區(qū)域DA的像素電極9的端部。此外，由于將TFT30配置在后級側(cè)的點區(qū)域DB，因此接觸孔C能夠在點區(qū)域內(nèi)的任意位置形成。因此，在本實施例中，為了將液晶的取向紊亂的影響抑制為最小限度，在像素電極9的端部、特別是在透明電極部29b的角部的最貼近端緣處形成接觸孔C。
并且，通過TFT30利用經(jīng)由掃描線3a輸入的柵信號僅在指定期間成為導通狀態(tài)，將經(jīng)由數(shù)據(jù)線6a供給的圖像信號按指定的定時對于液晶寫入。
另一方面，觀察圖3所示的剖面結(jié)構(gòu)，液晶顯示裝置100具備元件基板10和與其相對配置的對置基板25，在上述基板10、25之間夾持有由初始取向狀態(tài)為水平取向且扭轉(zhuǎn)角為0°(均勻(homogeneous)取向)的介電各向異性為正的液晶構(gòu)成的液晶層50。另外，能夠?qū)⒁壕У呐まD(zhuǎn)角設定在0°～70°的范圍內(nèi)。如果在該范圍內(nèi)，則通過反射顯示和透過顯示雙方而獲得完美的顯示。在位于元件基板10的外面?zhèn)鹊囊壕卧耐鈧?cè)，作為照明裝置設置了具有光源、反射器和導光板等的背光源(圖示省略)。
元件基板10以由石英、玻璃等的透光性材料構(gòu)成的基板主體10A為基體而形成，在基板主體10A的內(nèi)面?zhèn)?液晶層側(cè))形成了掃描線3a。并且，覆蓋掃描線3a形成了柵絕緣膜(圖示省略)，在該柵絕緣膜上形成了引繞布線36和數(shù)據(jù)線6a等(參照圖2)，進而隔著覆蓋該數(shù)據(jù)線等而形成的層間絕緣膜(絕緣層)15形成了像素電極9。如上所述，像素電極9由用Al等構(gòu)成的反射電極部29a和用ITO等構(gòu)成的透明電極部29b構(gòu)成。透明電極部29b經(jīng)由在層間絕緣膜15上開口的接觸孔C連接到引繞布線36。通過該引繞布線36連接的TFT30和掃描線3a配置在與該像素電極的點區(qū)域DA相鄰的后級側(cè)點區(qū)域DB的反射電極部29a之下。即，向點區(qū)域DA供給信號的掃描線3a、TFT30和引繞布線36的一部分與后級側(cè)點區(qū)域DB的反射電極部29a平面重疊地配置，由此，形成開口率不降低的構(gòu)成。
此外，雖然省略圖示，覆蓋像素電極9和層間絕緣膜15形成了聚酰亞胺等的取向膜，使液晶分子的初始取向相對于基板面水平地取向。在基板主體10A的外面?zhèn)葘盈B配置了相位差板16和偏振板17。
對置基板25以由石英、玻璃等的透光性材料構(gòu)成的基板主體25A為基體形成，在基板主體25A的內(nèi)面?zhèn)葯M跨反射顯示區(qū)域R和透過顯示區(qū)域T地設置了濾色器(濾色器層)22。濾色器22由相互色不同的多種濾色器(著色層)22R、22G、22B構(gòu)成，在構(gòu)成這些濾色器22的各濾色器22R～22B之間，根據(jù)需要配置由黑色樹脂等構(gòu)成的遮光層(黑色矩陣)。
在濾色器22的內(nèi)面?zhèn)扰c反射顯示區(qū)域R對應地有選擇地形成了絕緣膜40。這樣，利用在點區(qū)域內(nèi)部分地形成的絕緣膜40使液晶層50的層厚在反射顯示區(qū)域R和透過顯示區(qū)域T中不同。絕緣膜40使用丙烯酸樹脂等的有機材料膜形成。絕緣膜40，例如膜厚形成為2μm±1μm左右，不存在絕緣膜40的部分的液晶層50的厚度為2μm～6μm左右，反射顯示區(qū)域R的液晶層50的厚度為透過顯示區(qū)域T的液晶層50的厚度的大約一半。即，絕緣膜40通過其自身的膜厚而作為使反射顯示區(qū)域R和透過顯示區(qū)域T的液晶層50的層厚不同的液晶層厚調(diào)整層發(fā)揮作用，因此實現(xiàn)多間隙結(jié)構(gòu)。本例的液晶顯示裝置100利用這樣的結(jié)構(gòu)而獲得明亮的高對比度的顯示。另外，在反射顯示區(qū)域R和透視顯示區(qū)域T的邊界附近形成了絕緣膜40的層厚連續(xù)地變化的傾斜面，該傾斜面與反射電極29a的點區(qū)域中央側(cè)的端緣部平面看基本重合。
進而，在基板主體25A的內(nèi)面?zhèn)?，覆蓋濾色器22和絕緣膜40的表面而形成了對置電極31。對置電極31是全平面狀的由ITO等構(gòu)成的透明導電膜。此外，雖然圖示省略，覆蓋對置基板31形成了聚酰亞胺等的取向膜，使液晶分子的初始取向相對于基板面水平地取向。
在基板主體25A的外面?zhèn)壬蠈盈B配置了相位差板36和偏振板37。上述偏振板17、37具有僅使沿特定方向振動的線偏振光透過的功能。此外，相位差板16、36采用相對于可見光的波長具有大致1/4波長的相位差的λ/4板。偏振板17、37的透過軸與相位差板16、36的遲相軸成大致45°地配置，偏振板17、37與相位差板16、36共同作用作為圓偏振板發(fā)揮作用。利用該圓偏振板能夠?qū)⒕€偏振光變換成圓偏振光、或?qū)A偏振光變換成線偏振光。另外，作為偏振板和相位差板的結(jié)構(gòu)，一般采用“偏振板+λ/4板的結(jié)構(gòu)的圓偏振板”，但通過使用“偏振板+λ/2板+λ/4板的結(jié)構(gòu)的圓偏振板(寬頻帶圓偏振板)”也能夠使黑顯示更加無彩色。
如以上說明，按照本實施例的液晶顯示裝置100，由于采用在點區(qū)域內(nèi)部分地設置了液晶層厚調(diào)整用的絕緣膜40的多間隙結(jié)構(gòu)，因此能夠在透過顯示區(qū)域T和反射顯示區(qū)域R中使液晶層50的延遲一致，從而在透過顯示和反射顯示的任意一種模式中都能夠獲得高對比度的顯示。
此外，在本實施例中，由于驅(qū)動像素電極9(點區(qū)域DA)的TFT30配置在其它點區(qū)域(相鄰的點區(qū)域DB)中，因此在反射電極部29a的下層側(cè)的布局上產(chǎn)生余量。因此，提高了點區(qū)域的設計的自由度，即使在高精細化的情況下也不會使開口率降低。此外，由于將TFT30和接觸孔C配置在不同的點區(qū)域中，因此與以往相比，能夠?qū)⒔佑|孔C配置在點區(qū)域的端部，相應地能夠減小由于接觸孔C所引起的取向紊亂的影響。即，雖然在接觸孔C的部分上因凹凸而產(chǎn)生液晶的取向紊亂，但在本實施例的液晶顯示裝置100中，由于將接觸孔C形成在最貼近像素電極9的端緣處，因此能夠?qū)⑦@樣的取向紊亂的影響抑制為最小限度。在這種情況下，雖然前級側(cè)點區(qū)域(點區(qū)域DA)的接觸孔C和后級側(cè)點區(qū)域(點區(qū)域DB)的反射電極部29a接近地配置，但由于在點區(qū)域間液晶的取向紊亂被消除，因此在接觸孔C產(chǎn)生的取向紊亂的影響不會直接波及到相鄰的點區(qū)域側(cè)。
實施例2.
(液晶顯示裝置)接下來，對本發(fā)明的實施例2進行說明。圖4是表示本實施例的液晶顯示裝置200的1個像素區(qū)域的結(jié)構(gòu)的平面圖，圖5是表示液晶顯示裝置的剖面結(jié)構(gòu)的沿圖4的A-A線的局部剖面圖。另外，在本實施例中，對于與上述實施例1同樣的部件或部位附加相同標號，省略其詳細說明。
在本實施例中，與上述實施例1的不同點僅在于，作為液晶模式采用垂直取向模式、將1個點區(qū)域內(nèi)的像素電極9分割為島狀的多個子像素并與各個子像素對應地在對置基板側(cè)設置了用于規(guī)定液晶的取向的電介質(zhì)突起18、以及改變了掃描線和像素電極的配置。除此以外的結(jié)構(gòu)與上述實施例1相同。
如圖4所示，在本實施例的液晶顯示裝置200中，設置在點區(qū)域D1～D3的像素電極9，通過形成在各點區(qū)域內(nèi)的縫隙19而被分割成多個(在本實施例中為3個)子像素(島狀部)29a、29b，各子像素在中央部連結(jié)(連結(jié)部29c)。圖示上側(cè)的子像素29a由Al(鋁)、Ag(銀)等的光反射性的金屬膜或者這些金屬膜與ITO(氧化銦錫)等的透明導電膜的層疊膜構(gòu)成。該子像素29a作為反射電極部發(fā)揮作用，形成有該子像素29a的區(qū)域成為反射顯示區(qū)域R。在反射電極部的表面形成有凹凸形狀，利用該凹凸使反射光散射而獲得可見性良好的顯示。此外，圖示下側(cè)的2個子像素29b、29b由ITO(氧化銦錫)等的透明導電膜形成。這些子像素29b、29b作為透明電極部發(fā)揮作用，形成有該子像素29b、29b的區(qū)域成為透過顯示區(qū)域T。即，本實施例的液晶顯示裝置200是在1個點區(qū)域內(nèi)具備進行反射顯示的反射顯示區(qū)域R和進行透過顯示區(qū)域T的半透過反射型的液晶顯示裝置，能夠顯示的區(qū)域的大致1/3的面積用于反射顯示，剩下的大致2/3的面積用于透過顯示。在圖4中，用點劃線表示反射顯示區(qū)域R和透過顯示區(qū)域T的邊界。另外，連結(jié)子像素與子像素的連結(jié)部29c由ITO等的透明導電膜構(gòu)成，該連結(jié)部29c也用于透過顯示。在各個子像素29a、29b的中央部配置了作為用于固定液晶的取向的取向規(guī)定裝置的電介質(zhì)的突起18。對各子像素29a、29b的角部實施倒棱等使子像素29a、29b為平面看大致八邊形狀乃至大致圓形狀。
在圖示下方側(cè)的子像素29b與掃描線3a、數(shù)據(jù)線6a之間介插有TFT30。TFT30具備半導體層33、半導體層33的下層側(cè)(基板主體10A側(cè))所設置的柵電極部32、半導體層33的上層側(cè)所設置的源電極部34以及漏電極部35而構(gòu)成。在與半導體層33的柵電極部32相對的區(qū)域上形成了TFT30的溝道區(qū)域，在其兩側(cè)的半導體層上形成了源區(qū)域和漏區(qū)域。
柵電極部32是將掃描線3a的一部分沿數(shù)據(jù)線6a的延伸方向分支而成的，其前端側(cè)隔著圖示省略的絕緣膜與半導體層33相對。源電極部34是將數(shù)據(jù)線6a的一部分沿掃描線3a的延伸方向分支而成的，通過圖示省略的接觸孔與半導體層33的源區(qū)域電連接。漏電極35的一端側(cè)通過圖示省略的接觸孔與上述漏區(qū)域電連接，漏電極35的另一端側(cè)直接或者通過接觸孔C與子像素29b(像素電極9)電連接。在本實施例中，掃描線3a和TFT30形成在與對應的像素電極9平面看錯開的位置上。即，連接到點區(qū)域DA的像素電極9的TFT30配置在與點區(qū)域DA相鄰的后級側(cè)的點區(qū)域DB的反射顯示用子像素29a之下，連接到該TFT30的掃描線3a配置在后級側(cè)點區(qū)域DB的像素電極9的連結(jié)部29c之下。并且，該TFT30的漏區(qū)域通過從該漏區(qū)域引繞到點區(qū)域DA側(cè)的引繞布線36連接到點區(qū)域DA的像素電極9的端部。此外，由于將TFT30配置在后級側(cè)的點區(qū)域DB，因此能夠在點區(qū)域內(nèi)的任意位置形成接觸孔C。在本實施例中，為了將液晶的取向紊亂的影響抑制為最小限度，在像素電極9的端部、特別是透過顯示用子像素29b的角部的最貼近端緣處形成接觸孔C。
并且，通過使TFT30利用經(jīng)由掃描線3a輸入的柵信號只在指定期間成為導通狀態(tài)，將經(jīng)由掃描線6a供給的圖像信號按指定的定時對于液晶寫入。
另一方面，觀察圖5所示的剖面結(jié)構(gòu)，液晶顯示裝置200具備元件基板10和與其相對配置的對置基板25，在上述基板10、25之間夾持有由初始取向狀態(tài)呈垂直取向的介電各向異性為負的液晶(折射率各向異性Δn例如為0.1)構(gòu)成的液晶層50。在位于元件基板10的外表面?zhèn)鹊囊壕卧耐鈧?cè)作為照明裝置設置有具有光源、反射器以及導光板等的背光源(圖示省略)。
元件基板10以由石英、玻璃等的透光性材料形成的基板主體10A為基體而形成，在基板主體10A的內(nèi)面?zhèn)?液晶層側(cè))形成了掃描線3a。并且，覆蓋掃描線3a而形成了柵絕緣膜(圖示省略)，在該柵絕緣膜之上形成了引繞布線36和數(shù)據(jù)線6a等(參照圖4)，進而隔著覆蓋該數(shù)據(jù)線等所形成的層間絕緣膜15形成了像素電極9。如上所述，像素電極9利用由Al等構(gòu)成的反射顯示用子像素29a和由ITO等構(gòu)成的透過顯示用子像素29b構(gòu)成。透過顯示用子像素29b經(jīng)由在層間絕緣膜15中開口的接觸孔C連接于引繞布線36。通過該引繞布線36連接的TFT30和掃描線3a配置在與該像素電極的點區(qū)域DA相鄰的后級側(cè)點區(qū)域DB的反射顯示用子像素29a之下。即，向點區(qū)域DA供給信號的掃描線3a、TFT30和引繞布線36的一部分與后級側(cè)點區(qū)域DB的反射顯示用子像素29a平面重疊地配置，由此，形成不降低開口率的結(jié)構(gòu)。
此外，在此省略了圖示，覆蓋像素電極9和層間絕緣膜15形成了聚酰亞胺等的取向膜，從而使液晶分子的初始取向相對于基板面垂直地取向。在基板主體10A的外表面?zhèn)葘盈B配置了相位差板16和偏振板17。
對置基板25以由石英、玻璃等的透光性材料構(gòu)成的基板主體25A為基體而成，在基板主體25A的內(nèi)面?zhèn)葯M跨反射顯示區(qū)域R和透過顯示區(qū)域T設置了濾色器(濾色器層)22。濾色器22由相互色不同的多種濾色器(著色層)22R、22G、22B構(gòu)成，在構(gòu)成這些濾色器22的各濾色器22R～22B之間，根據(jù)需要配置由黑色樹脂等構(gòu)成的遮光層(黑色矩陣)。
在濾色器22的內(nèi)面?zhèn)扰c反射顯示區(qū)域R對應地有選擇地形成了絕緣膜40。利用這樣地在點區(qū)域內(nèi)部分地形成的絕緣膜40，使液晶層50的層厚在反射顯示區(qū)域R和透過顯示區(qū)域T內(nèi)不同。絕緣膜40使用丙烯酸樹脂等的有機材料膜形成。絕緣膜40例如膜厚形成為2μm±1μm左右，不存在絕緣膜40的部分的液晶層50的厚度為2μm～6μm左右，反射顯示區(qū)域R的液晶層50的厚度為透過顯示區(qū)域T的液晶層50的厚度的大約一半。即，絕緣膜40利用自身的膜厚，作為使反射顯示區(qū)域R和透過顯示區(qū)域T的液晶層50的層厚不同的液晶層厚調(diào)整層發(fā)揮作用，由此實現(xiàn)多間隙結(jié)構(gòu)。本例的液晶顯示裝置200，利用這種結(jié)構(gòu)而獲得明亮的高對比度的顯示。另外，在反射顯示區(qū)域R和透過顯示區(qū)域T的邊界附近形成了絕緣膜40的層厚連續(xù)地變化的傾斜面，該傾斜面與反射電極29a的點區(qū)域中央側(cè)的端緣部平面看大致重疊。
進而，在基板主體25A的內(nèi)面?zhèn)雀采w濾色器22和絕緣膜40的表面形成了對置電極31。對置電極31是全平面狀的由ITO等構(gòu)成的透明導電膜，在這樣的對置電極31上與像素電極9相對的位置上設置了突出到液晶層50的剖面大致三角形狀的電介質(zhì)突起18。在透過顯示區(qū)域T上與2個子像素29b、29b的各個對應地在與其中央部相對的位置上分別各1個地形成了電介質(zhì)突起18，在反射區(qū)域R上與子像素29a對應地在與其中央部相對的位置上形成了1個電介質(zhì)突起18。此外，雖然省略了圖示，覆蓋對置電極31和電介質(zhì)突起18而形成了聚酰亞胺等的垂直取向膜，從而使液晶分子51的初始取向相對于基板面垂直地取向。
在基板主體25A的外表面?zhèn)葘盈B配置了相位差板36和偏振板37。上述偏振板17、37具有僅使在特定方向振動的線偏振光透過的功能。此外，相位差板16、36采用具有相對于可見光的波長為大致1/4波長的相位差的λ/4板。將偏振板17、37的透過軸與相位差板16、36的遲相軸成約45°地配置，偏振板17、37和相位差板16、36共同地作為圓偏振板發(fā)揮作用。利用該圓偏振板，能夠?qū)⒕€偏振光變換成圓偏振光、將圓偏振光變換成線偏振光。此外，使偏振板17的透過軸與偏振板37的透過軸正交地配置，使相位差板16的遲相軸與相位差板36的遲相軸也正交地配置。另外，作為偏振板和相位差板的結(jié)構(gòu)，雖然一般是“偏振板+λ/4板的結(jié)構(gòu)的圓偏振板”，但通過使用“偏振板+λ/2板+λ/4板的結(jié)構(gòu)的圓偏振板(寬頻帶圓偏振板)”還能夠使黑顯示更加無彩色。
(顯示動作)接下來，對本實施例的液晶顯示裝置200的顯示動作進行說明。
首先，在透過模式中，從背光源照射的光透過偏振板17和相位差板16被變換成圓偏振光并入射到液晶層50。由于在無電壓施加時在與基板垂直取向的液晶分子中幾乎沒有折射率各向異性，所以入射光保持為圓偏振光原樣地在液晶層50中行進。進而，透過相位差板36的入射光被變換成與偏振板37的透過軸正交的線偏振光。并且，由于該線偏振光不透過偏振板37，所以在本實施例的液晶顯示裝置200中，在無電壓施加時進行黑顯示(常黑模式)。
另一方面，當對液晶層50施加電場后，則液晶分子倒向基板面方向地取向，相對于透過光呈折射率各向異性。因此，從背光源入射到液晶層50的圓偏振光在透過液晶層50的過程中被變換成橢圓偏振光。即使該入射光透過相位差板36也不變換成與偏振板37的透過軸正交的線偏振光，其全部或一部分透過偏振板37。因此，在本實施例的液晶顯示裝置200中，在施加電壓時進行白顯示。此外，在所這樣的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上通過調(diào)整施加到液晶層50的電壓能夠進行灰度顯示。此時，在本實施例中，由于在與各子像素29b、29b的中央部相對的位置上配置了電介質(zhì)突起18、18，因此液晶分子51相對于子像素29b的輪廓向垂直方向傾倒。此外，在電介質(zhì)突起18的周邊，在無電壓施加時，液晶分子51垂直于電介質(zhì)突起18的傾斜面取向，在電壓施加時，如圖4所示，液晶分子51從電介質(zhì)突起18向外側(cè)傾倒，液晶分子51以其為中心的平面放射狀地取向。因此，在本實施例的液晶顯示裝置200中，在電壓施加時液晶分子51指向朝向全方位，從而實現(xiàn)了視角極寬的顯示。此外，在本實施例中，由于驅(qū)動像素電極9(點區(qū)域DA)的TFT30配置在相鄰的其它像素電極9(點區(qū)域DB)的反射顯示用子像素29a之下，因此即使在高精細化的情況下也不會降低開口率。此外，雖然在接觸孔C的部分上由于凹凸而產(chǎn)生液晶的取向紊亂，但在本實施例的液晶顯示裝置中，由于將接觸孔C形成在像素電極9的最貼近端緣處，所以能將這樣的取向紊亂的影響抑制為最小限度。進而，由于掃描線3a配置在像素電極9的連結(jié)部29c之下，因此即使在掃描線3a與像素電極9之間產(chǎn)生寄生電容，也能夠?qū)⒂纱艘鸬膶︼@示的影響抑制為最小限度。
接下來，在反射模式中，從對置基板25的外側(cè)入射的外光透過偏振板37和相位差板36被變換成圓偏振光而入射到液晶層50。在無電壓施加時在與基板垂直取向的液晶分子中幾乎沒有折射率各向異性，因此入射光保持圓偏振光原樣地在液晶層50中行進而到達子像素29a(反射電極部)。然后，被子像素29a反射而返回到液晶層50，再次入射到相位差板36。此時，由于被子像素29a所反射的圓偏振光其旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)，所以通過相位差板36被變換成與偏振板37的透過軸正交的線偏振光。并且，由于該線偏振光不透過偏振板37，因此在本實施例的液晶顯示裝置200中，在無電壓施加時進行黑顯示(常黑模式)。
另一方面，當對液晶層50施加電場后，則液晶分子倒向基板面方向地取向而相對于透過光呈折射率各向異性。因此，從對置基板25的外側(cè)入射到液晶層50的圓偏振光在透過液晶層50的過程中被變換成線偏振光而到達子像素29a(反射電極部)。然后，在被子像素29a反射后，透過液晶層50再次入射到相位差板36。由于該反射光是與先前的入射光相同的旋轉(zhuǎn)方向的圓偏振光，所以通過相位差板36被變換成與偏振板37的透過軸平行的線偏振光而透過偏振板37。因此，在本實施例的液晶顯示裝置200中，在施加電壓時進行白顯示。此外，在這樣的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上通過調(diào)整施加到液晶層50的電壓能夠進行灰度顯示。此時，在本實施例中，由于在與子像素29a的中央部相對的位置上配置了電介質(zhì)突起18，因此液晶分子51相對于子像素29a的輪廓向垂直方向傾倒。此外，在電介質(zhì)突起18的周邊，在無電壓施加時，液晶分子51垂直于電介質(zhì)突起18的傾斜面地取向，在電壓施加時，如圖4所示，液晶分子51從電介質(zhì)突起18向外側(cè)傾倒，液晶分子51以其為中心平面放射狀地取向。因此，在本實施例的液晶顯示裝置200中，在電壓施加時，液晶分子51指向朝向全方位，從而實現(xiàn)了視角極寬的顯示。此外，在本實施例中，由于使驅(qū)動像素電極9(點區(qū)域DA)的TFT30與接觸孔C平面看分離而將接觸孔C配置在透過顯示區(qū)域T，因此在反射顯示區(qū)域R不產(chǎn)生因接觸孔C所引起的液晶的取向紊亂。另外，在本實施例的情況下，雖然前級側(cè)點區(qū)域的接觸孔C與后級側(cè)點區(qū)域的反射顯示用子像素29a靠近配置，但由于在點區(qū)域間消除了液晶的取向紊亂，因此在接觸孔C處所產(chǎn)生的取向紊亂的影響不會直接影響到相鄰的點區(qū)域側(cè)。
如以上說明，按照本實施例的液晶顯示裝置200，由于采用多間隙結(jié)構(gòu)，所以能夠在反射顯示和透過顯示雙方獲得高對比度的顯示。此外，由于像素電極9被分割成多個子像素29a、29b、29b并且與它們的中央部對應地設置了電介質(zhì)突起18，因此在施加電壓時，液晶分子51在圖像顯示區(qū)域內(nèi)以電介質(zhì)突起18為中心放射狀地取向，從而實現(xiàn)了寬視角的顯示。
此外，在本實施例中，由于驅(qū)動像素電極9(點區(qū)域DA)的TFT30配置在其它點區(qū)域(相鄰的點區(qū)域DB)，因此在反射電極部29a的下層側(cè)的布局上產(chǎn)生余量。因此，提高了點區(qū)域的設計自由度，即使在高精細化的情況下也不會降低開口率。此外，由于將TFT30與接觸孔C配置在不同的點區(qū)域，因此與以往相比，能夠?qū)⒔佑|孔C配置在點區(qū)域的端部，相應地能夠減小因接觸孔C所產(chǎn)生的取向紊亂的影響。
此外，在本實施例中，由于掃描線3a與子像素間的連結(jié)部29c平面重疊地配置，因此能夠使掃描線3a與像素電極9的寄生電容為最小。此外，由于掃描線3a配置在連結(jié)部29c的形成區(qū)域，所以也能夠?qū)﹂_口率的影響抑制為最小限度。
(電子設備)圖6是表示本發(fā)明的電子設備的一例的立體圖。該圖所示的移動電話1300構(gòu)成為，將本發(fā)明的液晶顯示裝置作為小尺寸的顯示部1301，并具備多個操作按鈕1302、受話口1303、以及送話口1304。
上述各實施例的顯示裝置并不限于上述移動電話，也可以作為電子書籍、個人計算機、數(shù)字照相機、液晶電視、取景器型或監(jiān)視器直視型視頻磁帶錄像機、汽車導航裝置、尋呼機、電子記事本、計算器、文字處理機、工作站、可視電話、POS終端、以及具備觸摸面板的設備等的圖像顯示裝置而最佳地使用，并且在以上的任意一種電子設備中，都能夠進行明亮的、高對比度且寬視角的透過/反射顯示。
以上，雖然參照附圖對本發(fā)明的最佳的實施例進行了說明，但當然本發(fā)明不限于所涉及的例子。上述的例子中所示的各構(gòu)成部件的各種形狀或組合等只是一例，而在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)能夠根據(jù)設計要求等進行各種變更。
例如，在上述實施例2中，雖然由光反射性的導電材料形成反射電極部29a，但也可以代替此而形成為將像素電極9全部由ITO等的透明導電材料形成并與其不同地形成光反射用的反射膜的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，光反射膜需要配置在TFT30或掃描線3a之上(觀察側(cè))。
此外，在上述實施例中，雖然將大致圓錐狀的電介質(zhì)突起18作為液晶的取向規(guī)定裝置配置在子像素的中央部，但也可以取而代之，將切去液晶驅(qū)動用的電極(像素電極9或?qū)χ秒姌O31)的一部分而形成的縫隙狀的開口部(電極縫隙)作為取向規(guī)定裝置來使用。雖然電極縫隙與突起在原理上不同，但起大致相同的作用。進而，取向規(guī)定裝置也可以是突起與電極縫隙的組合。這些取向規(guī)定裝置不一定必須形成在與濾色器22相同的基板上，也可以將濾色器22和取向規(guī)定裝置形成在不同的基板上。
此外，在上述實施例中，雖然將液晶層厚調(diào)整用的絕緣膜40僅形成在反射顯示區(qū)域R，但絕緣膜40不僅可以在反射顯示區(qū)域R而且也可以在透過顯示區(qū)域T形成。在這種情況下，以使反射顯示區(qū)域R的液晶層厚比透過顯示區(qū)域T的液晶層厚小的方式來調(diào)節(jié)各個區(qū)域的絕緣膜的厚度。例如，按照使反射顯示區(qū)域R的絕緣膜的厚度比透過顯示區(qū)域T的絕緣膜的厚度更厚的方式進行調(diào)節(jié)。此外，該絕緣膜40不僅在一方的基板上形成，也可給在雙方基板上形成。
此外，在上述實施例中，雖然作為像素驅(qū)動用的元件使用了作為三端子元件的TFT，但也可以取而代之地使用作為二端子元件的TFD(ThinFilm Diode)。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，是在相對的元件基板和對置基板之間夾持液晶層并在1個點區(qū)域內(nèi)具備進行透過顯示的透過顯示區(qū)域和進行反射顯示的反射顯示區(qū)域的液晶顯示裝置，其特征在于上述元件基板具有開關(guān)元件、形成在該開關(guān)元件上的絕緣層、以及形成在該絕緣層上的像素電極；上述開關(guān)元件與上述像素電極通過形成在上述絕緣層上的接觸孔電連接，另一方面上述像素電極具備透過顯示用的透明電極部和反射顯示用的反射電極部；上述開關(guān)元件配置在與利用該開關(guān)元件驅(qū)動的點區(qū)域相鄰的其它點區(qū)域的上述反射電極部之下。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述接觸孔設置在上述像素電極的端部。
3.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述接觸孔設置在上述像素電極的角部。
4.如權(quán)利要求1～3中的任意一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述元件基板具備與上述開關(guān)元件連接的電極布線；上述電極布線配置在上述其它點區(qū)域的反射電極部之下。
5.如權(quán)利要求1～3中的任意一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述液晶層由初始取向呈垂直取向的具有負的介電各向異性的液晶構(gòu)成；上述像素電極具備多個島狀部和電連接該島狀部間的連結(jié)部而構(gòu)成，另一方面上述元件基板具備與上述開關(guān)元件連接的電極布線，上述電極布線按照與上述島狀部間的連結(jié)部平面看重疊的方式配置。
6.一種電子設備，其特征在于具備權(quán)利要求1～5中的任意一項所述的液晶顯示裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供即使在高精細化的情況下也能夠使得在反射膜之下的布局上具有余量，并且能夠不降低開口率而且能夠抑制由于接觸孔所引起的取向紊亂的半透過反射型的液晶顯示裝置。本發(fā)明的液晶顯示裝置是在開關(guān)元件(30)上隔著絕緣層而層疊像素電極的覆蓋(overlay)或結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置。像素電極通過設置在絕緣層中的接觸孔(C)與開關(guān)元件(30)連接。像素電極(9)具備反射顯示用的反射電極部(29a)和透過顯示用的透明電極部(29b)，驅(qū)動像素電極(9)(點區(qū)域DA)的開關(guān)元件(30)配置在與該像素電極(9)相鄰的其它點區(qū)域(點區(qū)域DB)的像素電極(9)的反射電極部(29a)之下。
文檔編號G02F1/1333GK1743922SQ20051009584
公開日2006年3月8日 申請日期2005年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月3日
發(fā)明者土屋仁 申請人:精工愛普生株式會社