專利名稱：液晶顯示裝置和具有該液晶顯示裝置的信息終端設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以移動電話為代表的信息終端設(shè)備和用于這些信息終端設(shè)備的液晶顯示裝置，尤其涉及反射型的液晶顯示裝置和半透射型的液晶顯示裝置。所述反射型的液晶顯示裝置是利用從觀看側(cè)入射的光來顯示圖像的液晶顯示裝置，所述半透射型的液晶顯示裝置是可以選擇性地或者同時地利用從與觀看側(cè)相反的一側(cè)入射的光的透射光和從觀看側(cè)入射的光來顯示圖像的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置因其厚度薄、重量輕、而且功耗低，所以被廣泛地用作諸如筆記本型個人計算機(jī)、移動信息終端、移動電話、數(shù)字照相機(jī)等的信息終端設(shè)備的顯示裝置。
與陰極射線管以及等離子體顯示裝置不同，液晶顯示裝置自身并不發(fā)光，而是通過控制從外部入射的光的光通量來顯示圖像。另外，可以通過設(shè)置作為光控制元件的多色的濾色器來實現(xiàn)多色的彩色圖像顯示。
這種液晶顯示裝置是在一對基板(以下也稱為第一基板和第二基板)之間夾著液晶層，通過施加在液晶層上的電場來控制構(gòu)成液晶層的液晶成分的分子取向以使電子的潛像成為可視圖像。
在液晶顯示裝置中，根據(jù)驅(qū)動方式的不同，分為無源矩陣型和有源矩陣型。有源矩陣型因可以實現(xiàn)高分辨率、高速的圖像顯示而成為現(xiàn)有的液晶顯示裝置的主流。
在有源矩陣型液晶顯示裝置中，在第一基板或第二基板上具有以用于選擇像素的薄膜晶體管為代表的有源元件(開關(guān)元件)，另外，在任何一個基板上都具有用于彩色顯示的分涂成3色的濾色器。
反射型的液晶顯示裝置利用從觀看側(cè)入射的光來顯示圖像，而半透射型的液晶顯示裝置是可以選擇性地或者同時地利用從與觀看側(cè)相反的一側(cè)入射的光的透射光和從觀看側(cè)入射的光來顯示圖像的裝置。
由于液晶顯示裝置不是自發(fā)光型的，所以電子潛像必須通過可見光的照明來可視化，并使之從觀察面作為圖像光射出。從觀察面照射自然光(外部光線)等的照明光的形式稱為反射型，從與觀察面相反一側(cè)照射照明光的形式稱為透射型。而兼有從觀察面照射照明光的形式和從與觀察面相反一側(cè)照射照明光的形式的則稱為半透射型(半透射反射型)。
作為公開了這種現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)，可以舉出例如特開2000-187220號公報(以下稱為專利文獻(xiàn)1)。這種液晶顯示裝置所用的液晶取向方式有使用介電常數(shù)各向異性為負(fù)的液晶材料的垂直(homeotropic)取向方式和使用介電常數(shù)各向異性為正的液晶材料的平行(homogeneous)取向方式兩種，但從響應(yīng)時間考慮，采用與專利文獻(xiàn)1相同的使用介電常數(shù)各向異性為正的液晶材料的平行(homogeneous)取向方式較為有利。
然而，由于上述專利文獻(xiàn)1的半透射型液晶顯示裝置的上下、左右的視角特性是非對稱的，對于彩色顯示來說，在上下或左右的視角方向上會發(fā)生色調(diào)不勻。作為這一問題的解決方法，有在像素內(nèi)將取向分為多個疇(domain)，通過使各個疇的視角特性平均來達(dá)到上下、左右的視角特性對稱的技術(shù)。在使用介電常數(shù)各向異性為正的液晶材料的平行取向方式中，作為公開了不具有反射顯示功能的透射型液晶顯示裝置中的這種現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)，例如可以舉出特開2002-72209號公報(也稱為專利文獻(xiàn)2)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種消除了上下、左右的視角特性的非對稱性、實現(xiàn)了高質(zhì)量的圖像顯示的平行取向半透射方式的液晶顯示裝置，和具有該液晶顯示裝置的信息終端設(shè)備。
在本發(fā)明的在各像素上具有透射部分和反射部分兩者的液晶顯示裝置中，具有配置在公共電極與液晶層之間并且在像素的短邊方向上跨越多個像素的第一線狀電介質(zhì)突起，所述第一線狀電介質(zhì)突起配置在透射部分大致中央的位置；在反射部分上，具有配置在公共電極與第一基板之間并且在像素的短邊方向上跨越多個像素的第二線狀電介質(zhì)突起；液晶分子的取向方向與上述第一和第二線狀電介質(zhì)突起正交且與像素的長邊方向平行；液晶分子的傾角大致為0度，即使在有預(yù)傾角時也小于等于2度，且平行取向。此時，為了顯示圖像，用于驅(qū)動液晶的驅(qū)動電壓使用比液晶的閾值電壓高的電壓。
本發(fā)明的液晶顯示裝置使用背后照明作為光源，在與將第一基板和第二基板貼合起來并注入液晶而制成的LCD單元之間，從背后照明一側(cè)開始依次具有第一偏振板、第一A板(A-plate)、和第一負(fù)(negative)C板(C-plate)；在與LCD單元的背后照明側(cè)相反的一側(cè)，從LCD單元一側(cè)開始依次具有第二負(fù)C板、第二A板、第二偏振板；其中，第一偏振板和第二偏振板的吸收軸相互正交，且以相對于液晶層的液晶取向方向大致成45度的角度粘貼；第一A板和第二A板的相位延遲軸相互正交，第一A板的相位延遲軸大致平行于液晶層的液晶取向，而第二A板的相位延遲軸大致正交于液晶取向；第一A板的延遲(retardation)值與第二A板的延遲值的差設(shè)定為與黑顯示時透射部分的液晶層的殘留延遲值大致相等。另外，第一A板的延遲值大致為110nm～130nm，第一負(fù)C板和第二負(fù)C板的Rth值共計大致為90nm～130nm，第二A板的延遲值共計大致為150nm～170nm。
在本發(fā)明的在各像素上具有透射部分和反射部分兩者的液晶顯示裝置中，在第二基板的透射部分與反射部分的交界處設(shè)有臺階，具有配置在透射部分大致中央的位置上、大致平行于像素的短邊方向的第一線狀電介質(zhì)突起，和配置在公共電極與液晶層之間并且在像素的短邊方向上跨越多個像素的第二線狀電介質(zhì)突起；上述第二線狀電介質(zhì)突起配置在反射部分上；液晶分子的取向方向與上述第一和第二線狀電介質(zhì)突起正交且與像素的長邊方向平行；液晶分子的傾角大致為0度，即使在有預(yù)傾角時也小于等于2度，且平行取向。
另外，在本發(fā)明的在各像素上具有透射部分和反射部分兩者的液晶顯示裝置中，在第二基板上透射部分與反射部分的交界處設(shè)有臺階；在像素的大致中央位置具有反射部分，該反射部分將透射部分分為2部分；在反射部分上具有配置在公共電極與液晶層之間并且在像素的短邊方向上跨越多個像素的線狀電介質(zhì)突起；液晶分子的取向方向與上述線狀電介質(zhì)突起正交且與像素的長邊方向平行；液晶分子的傾角大致為0度，即使在有預(yù)傾角時也小于等于2度，且平行取向。
在具有本發(fā)明的顯示裝置的信息終端設(shè)備上，在液晶顯示裝置通電之后、最初所顯示的圖像優(yōu)選為白色；另外，在液晶顯示裝置通電之后、最初的圖像顯示時，優(yōu)選將背后照明熄滅。
根據(jù)本發(fā)明，可以實現(xiàn)透射顯示的對比度和顯示效率高、且上下左右的視角特性的對稱性良好的半透射型液晶顯示裝置。另外，本發(fā)明可以提高以移動電話為代表的信息終端設(shè)備所使用的液晶顯示裝置的可視性。


圖1是實施例1的平面圖。
圖2是實施例1的剖面圖。
圖3是實施例1的變化例的剖面圖。
圖4是說明傾斜方向的控制的圖。
圖5是液晶顯示裝置的側(cè)視圖。
圖6是液晶顯示裝置的平面圖。
圖7是實施例2的平面圖。
圖8是實施例2的剖面圖。
圖9是實施例3的平面圖。
圖10是實施例3的剖面圖。
圖11是實施例4的平面圖。
圖12是實施例4的剖面圖。
圖13是實施例5的平面圖。
圖14是實施例5的剖面圖。
圖15是實施例6的平面圖。
圖16是實施例6的剖面圖。
圖17是實施例7的平面圖。
圖18是實施例7的剖面圖。
具體實施例方式
下面利用

本發(fā)明的實施例。
實施例1使用圖1和圖2說明本實施例的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。圖1是本實施例的液晶顯示裝置的平面圖，含有在將像素配置為矩陣狀的顯示區(qū)域上的3個像素及其周圍的區(qū)域。圖2是圖1中A-A’部分的剖面圖。
圖1的平面圖表示了從紙面的里面向外開始依次配置了背后照明(未圖示)、圖2所示的第二基板115、液晶層121、第一基板114的狀態(tài)。
在圖2中，在第一基板114上形成了遮光層116、濾色器117、濾色器去除部分148、覆蓋膜118、第一線狀電介質(zhì)突起107、第二線狀電介質(zhì)突起110、公共電極119。
在第二基板115上，形成了信號線101、掃描線102、多晶硅層158、保護(hù)膜154、155、157、柵絕緣膜156、涂覆型絕緣膜151、源電極153、公共電極152、透明電極106、反射電極140。
在第一基板114和第二基板115的表面上形成了取向控制膜150，用于使液晶分子120取向，并且在兩個基板之間注入液晶分子120以形成液晶層121，由此形成了液晶顯示裝置。
各像素配置在信號線101與掃描線102的各交叉點上，113所示是像素長邊方向上的像素節(jié)距。像素短邊方向上的像素節(jié)距為長邊方向的像素節(jié)距113的三分之一。
對于每個像素，形成了透射并調(diào)制來自背后照明(未圖示)的照明光以顯示圖像的透射部分和反射并調(diào)制外部光線以顯示圖像的反射部分。各像素的透射部分具有透明電極106，并被分割為夾著第一線狀電介質(zhì)突起107的第一透射部分105和第二透射部分108兩個區(qū)域。
第一線狀電介質(zhì)突起107被配置在第一基板114上且位于公共電極119與液晶層121之間，并在像素的短邊方向上與掃描線102平行地跨越多個像素。
在反射部分109上形成有凹凸結(jié)構(gòu)111，用于控制外部光線的反射散射特性。另外，在各反射部分上，形成有由以反射率高的鋁為主要成分的金屬膜所形成的反射電極140。在反射部分109上設(shè)有通孔接觸112，將反射電極140以及透明電極106與下層的源電極153連接起來。另外，支柱103是為了均勻地控制液晶層的厚度而采用的結(jié)構(gòu)。
在第一基板114上與反射部分109對應(yīng)的地方形成了第二線狀電介質(zhì)突起110，將反射部分109的液晶層121的厚度控制在透射部分的厚度的約二分之一。第二線狀電介質(zhì)突起110位于第一基板114的覆蓋膜118與公共電極119之間。
在本實施例中，保護(hù)層155的材料為氧化硅，保護(hù)層154的材料為氮化硅；由于與保護(hù)層155和涂覆型絕緣膜151的折射率相比，保護(hù)層154的折射率較大，所以如果在透射部分上存在保護(hù)膜154，就會發(fā)生反射損失而減小透射率。因此，在本實施例中，去除了透射部分上的保護(hù)層154。另外，在圖1和圖2中，將形成了保護(hù)層154的圖案的邊界表示為保護(hù)層154的圖案邊界159。
下面，就液晶取向方向和傾斜(tilt-up)方向、線狀電介質(zhì)突起作為取向控制突起的作用、以及多區(qū)域(multi-domain)進(jìn)行說明，液晶分子120的取向方向是平行于像素的長邊方向并分別大致平行于第一基板114和第二基板115的平行取向。預(yù)傾角優(yōu)選為盡量小的角度，尤其優(yōu)選0度至小于等于2度，所述預(yù)傾角是與基板接觸的液晶分子與基板所成的角度。
在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，液晶分子的傾斜方向不是賦予預(yù)傾角的方向，而是由第一電介質(zhì)突起107的取向控制結(jié)構(gòu)的形狀與第二電介質(zhì)突起110所產(chǎn)生的傾斜電場所決定的。
傾斜方向是在某個基板上、棒狀的液晶分子的一端從水平方向向上抬起時的向上抬起一側(cè)的方向。當(dāng)預(yù)傾角較大時，會發(fā)生與取向控制結(jié)構(gòu)所規(guī)定的傾斜方向相反的傾斜(tilt-up)現(xiàn)象。
作為實現(xiàn)0度的預(yù)傾角的手段，可以舉出通過用偏振光照射取向控制膜來賦予取向控制功能的所謂光取向方式。已知的光取向方式有許多的方式，但應(yīng)用于本發(fā)明的光取向方式優(yōu)選使用與期望的液晶取向方向正交的偏振光照射取向控制膜來賦予取向控制膜以各向異性的方式。
在本發(fā)明的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)中，存在正交于液晶取向方向的線狀電介質(zhì)突起、設(shè)置于反射部分上的凹凸結(jié)構(gòu)等的斜面、以及臺階部分等。在平行于液晶取向方向的偏振光照射在這些斜面以及臺階部分上的情況下，成為具有在取向控制膜的厚度方向上的偏振成分和在表面方向上的偏振成分的所謂p偏振光照射，液晶取向有可能發(fā)生預(yù)傾斜(pre-tilt)。
而在照射與液晶取向方向正交的偏振光來賦予取向控制膜各向異性的情況下，照射在斜面、以及臺階部分上的偏振光成為只具有在取向控制膜的表面方向上的偏振成分的所謂s偏振光照射，在原理上液晶取向不發(fā)生預(yù)傾斜。
因此，適用于本發(fā)明的液晶顯示裝置的光取向方式優(yōu)選使用與期望的液晶取向方向正交的偏振光照射取向控制膜來賦予取向控制膜各向異性的方式?；蛘?，作為實現(xiàn)極低的預(yù)傾角的手段，可以舉出在對取向控制膜進(jìn)行摩擦(rubbing)處理之后，通過紫外線照射來降低預(yù)傾角的方法。再者，也可以舉出進(jìn)行在將兩個基板組合起來時以相同的摩擦方向?qū)Φ谝换宓谋砻婧偷诙宓谋砻孢M(jìn)行摩擦處理的所謂平行摩擦的方法。另外，也可以將這些方法進(jìn)行組合。
圖2所示的液晶分子120表示了在像素上施加了電壓的傾斜狀態(tài)。
下面說明如何控制本實施例的結(jié)構(gòu)的第一透射部分105以及第二透射部分108中的液晶分子120的傾斜方向。
在圖2中，第一線狀電介質(zhì)突起107形成于公共電極119與液晶層121之間。第一線狀電介質(zhì)突起107表面的液晶分子120沿突起的斜面取向，第一線狀電介質(zhì)突起107表面及其附近的液晶分子120的取向狀態(tài)與相對于第一基板114被賦予了預(yù)傾角的液晶分子相同。
第一線狀電介質(zhì)突起107使用介電常數(shù)大致與液晶層121的介電常數(shù)相等的材料，第一基板114與第二基板115之間的電場大致與基板垂直。因此，如圖2所示，第一線狀電介質(zhì)突起107表面及其附近的液晶分子120的傾斜方向在第一線狀電介質(zhì)突起107的左側(cè)和右側(cè)是相反的，圖1所示的透射部分105、108被多疇化為2個疇區(qū)域，第一線狀電介質(zhì)突起107位于2個疇區(qū)域的交界處。
第二線狀電介質(zhì)突起110形成在覆蓋膜118與公共電極119之間，由所施加的電位產(chǎn)生的電場在第二線狀電介質(zhì)突起110的端部發(fā)生畸變，其結(jié)果是，液晶層121上施加了相對于基板114、116的法線方向傾斜的電場。另外，在第二線狀電介質(zhì)突起110的兩端，由于傾斜電場的方向互為逆向，因此液晶分子120的傾斜方向也相反。
另外，由于在像素的長邊方向上相鄰的像素之間存在間隙，造成了在第一透射部分105上的透明電極106與第一基板114上的公共電極119之間、以及相鄰像素的第二透射部分108上的透明電極106與第一基板114上的公共電極119之間分別產(chǎn)生傾斜方向相反的傾斜電場。因此，第二線狀電介質(zhì)突起110端部附近的液晶分子120的傾斜方向被如圖2所示那樣控制。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的優(yōu)點之一在于多疇化與高開口率的并存。由于液晶層121的厚度與透射部分的厚度不同以及處于2個區(qū)域的交界處而造成了畸變集中的原因，第一線狀電介質(zhì)突起107所在的區(qū)域的電光學(xué)特性表現(xiàn)得與透射部分105、108中央的電光學(xué)特性不同。因此，在進(jìn)行黑顯示的情況下，該區(qū)域的露出與黑亮度的升高而造成的對比度降低有關(guān)。所以，在本實施例的液晶顯示裝置中，利用遮光層116將第一線狀電介質(zhì)突起107遮光。
雖然作為將像素分為2份的多疇化方法還有沿像素的長邊方向設(shè)置線狀電介質(zhì)突起的方法，但這樣會增加線狀電介質(zhì)突起在像素內(nèi)所占的面積，也會增加用于對其遮光的遮光層所占的面積。另外，在將第一線狀電介質(zhì)突起107配置在長邊方向上而不是像本發(fā)明的結(jié)構(gòu)那樣配置在像素短邊方向上的情況下，其開口率低于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。
另外，通過如本發(fā)明的結(jié)構(gòu)那樣利用第一線狀電介質(zhì)突起107將像素沿長邊方向分割為2個疇區(qū)域，可以將為了控制反射部分的液晶層的厚度而設(shè)的第二線狀電介質(zhì)突起110的端面兼用于取向控制。這一點有利于保證作為透射開口部分在整個像素中所占的比例的開口率。
下面說明在反射部分與透射部分的交界處也設(shè)有遮光層(BM)的結(jié)構(gòu)。圖3是本實施例的變化例，其與圖2的不同點在于在第二線狀電介質(zhì)突起110端部的位置上新增了遮光層116。本結(jié)構(gòu)的目的有兩個。
第一個目的是為了保證第二線狀電介質(zhì)突起110具有充分的寬度。當(dāng)?shù)谝换?14與第二基板115之間的對準(zhǔn)發(fā)生偏差而使第二線狀電介質(zhì)突起110的端部突出于反射電極140的外側(cè)時，會在透射部分上發(fā)生來自背后照明的光的泄漏而導(dǎo)致使對比度大幅度下降的問題。因此，當(dāng)在第二線狀電介質(zhì)突起110的端部位置上未設(shè)有遮光層“6時，必須使第二線狀電介質(zhì)突起110的寬度充分窄于反射電極140的寬度，以便即使在第一基板114與第二基板115之間的對準(zhǔn)發(fā)生偏差的情況下第二線狀電介質(zhì)突起110也不會從透射部分露出。
當(dāng)在第二線狀電介質(zhì)突起110端部的位置上設(shè)有遮光層116時，由于即使在第一基板114與第二基板115之間發(fā)生了對準(zhǔn)偏差而第二線狀電介質(zhì)突起110從透射部分露出，第二線狀電介質(zhì)突起110的端部也由遮光層116所遮光，所以來自背后照明的光不會發(fā)生泄漏，不會造成對比度的降低。因此，第二線狀電介質(zhì)突起110的寬度可以設(shè)計得比反射電極140的寬度寬。
第二個目的在于提高反射對比度。本發(fā)明的液晶顯示裝置在末施加驅(qū)動電壓的狀態(tài)下是白顯示，即所謂的常白型(normal white)。由于在像例如在像素的長邊方向上相鄰的像素之間那樣的電場弱而難以驅(qū)動液晶層的區(qū)域中總為反射亮顯示狀態(tài)，所以會造成反射對比度的下降。另外，在第二線狀電介質(zhì)突起110的外側(cè)且在反射電極140上的區(qū)域為反射部分，并且液晶層的厚度與透射部分的厚度大致相等，無法呈現(xiàn)作為反射部分的期望的電壓-反射率特性，因此也造成了反射對比度的下降。通過將第二線狀電介質(zhì)突起110所處的區(qū)域進(jìn)行遮光，可以提高反射對比度。
另外，雖然在圖1中未圖示，但也可以在像素的短邊方向的像素之間的邊界上設(shè)置用于遮光的遮光層。該邊界由于由信號線101所遮光，在與相鄰像素的透明電極106之間的間隙處不會發(fā)生來自背后照明的透射光的光泄漏，但由于會發(fā)生與反射光有關(guān)的光泄漏，所以通過對該邊界進(jìn)行遮光來提高反射對比度。
在使用了本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的情況下，必須根據(jù)像素尺寸對驅(qū)動電壓條件設(shè)定限制。就此用圖4進(jìn)行說明。另外，在圖4中省略了反射部分。
在圖4中，被分為2份的各疇區(qū)域的液晶分子120的傾斜方向根據(jù)第一線狀電介質(zhì)突起107的形狀產(chǎn)生的效果與第二線狀電介質(zhì)突起110所發(fā)生的傾斜電場成分而受到控制。當(dāng)各線狀電介質(zhì)突起之間的距離短時，各線狀電介質(zhì)突起的影響可以遍及整個區(qū)域，能夠?qū)⑷慨爡^(qū)域的傾斜方向控制為期望的方向。
然而，如果像圖4(a)那樣兩者之間的距離長的話，各線狀電介質(zhì)突起的影響就難以遍及中央部分的液晶分子120。例如，當(dāng)像素電壓從0V切換到特定的電壓(例如4V)時，各疇區(qū)域中央部分的液晶分子120的傾斜方向在受到各線狀電介質(zhì)突起的影響之前就已經(jīng)由熱波動(heat fluctuation)概率地確定了。
此時的傾斜方向如果與受各線狀電介質(zhì)突起的影響而產(chǎn)生的期望的傾斜方向相同的話是可以的，但也會發(fā)生相反的情況。(圖4(b))反向傾斜的區(qū)域123用以秒為單位的時間常數(shù)緩和成為正常的傾斜區(qū)域。
如圖4(b)的箭頭所示，在正常的傾斜區(qū)域與相反的傾斜區(qū)域的交界處發(fā)生疇壁124。該疇壁部分的電光學(xué)特性與正常區(qū)域的電光學(xué)特性不同，所以會發(fā)現(xiàn)顯示異常(也稱為疇殘像)。為了抑制這種疇殘像的發(fā)生，本發(fā)明的液晶顯示裝置中用于白顯示的驅(qū)動電壓設(shè)定得比液晶分子開始傾斜的所謂閾值電壓高。(圖4(c))使用了這種驅(qū)動電壓的結(jié)果是，白亮度雖然比用于白顯示的驅(qū)動電壓被設(shè)定為低于閾值時的情況略低，但在比例上低3％左右，在實用上沒有問題。
由于在驅(qū)動電壓上有使用領(lǐng)域的限制，所以在將本發(fā)明的液晶顯示裝置安裝在移動電話之類的系統(tǒng)上時，在電源接通順序上必須考慮如下的子順序。
在液晶顯示裝置接通電源后，最初顯示的圖像為白顯示。這是因為，剛接通電源后液晶層兩端的電位差為0V，如果在最初顯示白顯示之外的圖像的話，液晶層兩端的電位差就要從0V變化到對應(yīng)于圖像信號的特定的電位差。如上所述，如果像素電壓從0V變化到特定的電壓(例如4V)，就會出現(xiàn)液晶分子與期望的方向相反的傾斜區(qū)域，從而可能看見疇殘像。
因此，通過在對液晶顯示裝置接通電源后使最初顯示的圖像為白顯示，可以將各像素的液晶分子的傾斜方向初始化設(shè)定為期望的方向，所以此后不管顯示什么圖像都不會發(fā)生疇殘像。另外，在對液晶顯示裝置接通電源后使背后照明在最初的顯示圖像時熄滅，可以使白圖像的顯示不顯眼。
將上述的子順序按裝到系統(tǒng)中的安裝方法可以列出(1)通過對移動電話之類的系統(tǒng)的整體進(jìn)行控制的中央運(yùn)算控制裝置的軟件處理來實現(xiàn)的方式；(2)利用寄存器的設(shè)定使電壓發(fā)生的順序控制和時間間隔可以可變地設(shè)定、從而自動執(zhí)行液晶驅(qū)動LSI內(nèi)部的電壓起動步驟的結(jié)構(gòu)等。
下面用圖5和圖6說明本發(fā)明的液晶顯示裝置所必須的光學(xué)薄膜的結(jié)構(gòu)的一例。
如圖5所示，使用背后照明128作為光源，在其與將第一基板與第二基板貼合起來并注入液晶而制成的LCD單元132之間，從背后照明128一側(cè)開始依次具有第一偏振板129、第一A板(A-plate)130、第一負(fù)(negative)C板(C-plate)131；在與LCD單元132的背后照明128側(cè)相反的一側(cè)，從LCD單元132一側(cè)開始依次具有第二負(fù)C板133、第二A板134、第二偏振板135。
如圖6所示，在第二基板上具有液晶驅(qū)動LSI 126，顯示部分125通過柔性印制電路板127與控制器(未圖示)相連接。第一偏振板129和第二偏振板135的吸收軸136、139相互正交，并相對于液晶層的液晶取向方向(圖6中垂直方向的點劃線)大致成45度的角度貼合。
另外，第一A板130和第二A板134的相位延遲軸相互正交，第一A板130的相位延遲軸137大致平行于液晶取向，而第二A板134的相位延遲軸138大致正交于液晶取向。第一A板130的延遲值與第二A板134的延遲值的差設(shè)定為與黑顯示時透射部分的液晶層的殘留延遲值大致相等。當(dāng)使第一A板130和第二A板134在厚度方向上的折射率大于在表面方向上的折射率的較小者時，可以提高視角特性，所以更加優(yōu)選。
第一負(fù)C板131和第二負(fù)C板133的作用也是提高視角特性。
下面說明各光學(xué)薄膜的延遲值的典型例。第一A板130的延遲值為120nm，第一負(fù)C板131和第二負(fù)C板133的Rth值總計為110nm，第二A板134的延遲值為160nm。此處，當(dāng)在表面方向x、y、以及厚度方向z上的折射率分別為nx、ny、nz，且薄膜厚度為d時，Rth表示為Rth＝((nx+ny)/2-nz)×d。
在透射部分上，黑顯示時的液晶層的殘留延遲值約為40nm。此時，反射部分上黑顯示時的液晶層的殘留延遲值約為透射部分的殘留延遲值的一半，即20nm。
第二A板134的延遲值160nm與反射部分上黑顯示時液晶層的殘留延遲值20nm之間的差大致確定為可見光區(qū)域的中心波長的四分之一。第一A板130的延遲值120nm通過取第二A板134的延遲值160nm與透射部分上的液晶層的殘留延遲值40nm之差來確定。此處，說明了設(shè)計上的中心值，但A板的延遲值以及負(fù)C板的Rth值必然有制造上的偏差。對于A板可能發(fā)生±10nm的偏差，對于負(fù)C板可能發(fā)生±20nm的偏差。
該光學(xué)薄膜的結(jié)構(gòu)不僅適用于像本發(fā)明這樣液晶層為多疇的情況，也適用于單疇的情況。
實施例2利用圖7和圖8說明本實施例的液晶顯示裝置。圖7是本實施例的液晶顯示裝置的平面圖，含有在像素被配置為矩陣狀的顯示區(qū)域上的3個像素及其周圍的區(qū)域。圖8是圖7中B-B’部分的剖面圖。
本實施例與實施例1的不同之處在于，在與各像素的反射部分109的相反一側(cè)設(shè)有第二反射部分104，以及第二線狀電介質(zhì)突起110配置跨越在像素長邊方向上相鄰的像素之間。
下面說明在本實施例中的反射部分自然地成為多疇的情況。如圖8所示，設(shè)置在反射部分的第二線狀電介質(zhì)突起110兩端的液晶層的傾斜方向相反，所以在這兩個疇的交界處出現(xiàn)疇壁。在實施例1的結(jié)構(gòu)中，沒有特別設(shè)置成將在反射部分產(chǎn)生的疇壁的位置固定的結(jié)構(gòu)。
而在本實施例的結(jié)構(gòu)中，在像素的長邊方向上相鄰的像素間的間隙成為反射部分的疇邊界，承擔(dān)著將在反射部分出現(xiàn)的疇壁固定的任務(wù)。
與實施例1相同，如果在本實施例的第二線狀電介質(zhì)突起110的端部位置上設(shè)置遮光層，可以獲得提高反射對比度、增加第二線狀電介質(zhì)突起寬度的可能性的效果。另外，雖然在圖7中未圖示，在像素的短邊方向上的像素間的邊界處設(shè)置遮光層更好。盡管由于該邊界被信號線101所遮光，在相鄰像素的透明電極106之間的間隙處不會發(fā)生來自背后照明的透射光的泄漏，但會發(fā)生與反射光有關(guān)的光泄漏，因此將該邊界遮光可以提高反射對比度。
實施例3利用圖9和圖10說明本實施例的液晶顯示裝置。圖9是本實施例的液晶顯示裝置的平面圖，含有在像素被配置為矩陣狀的顯示區(qū)域上的3個像素及其周圍的區(qū)域。圖10是圖9中C-C’部分的剖面圖。
本實施例與實施例1的不同之處在于，在第二基板上的透明電極106的反射部分與透射部分之間設(shè)有電極狹縫142。因此，向透射部分108的透明電極106的供電是經(jīng)設(shè)置在反射部分109與透射部分108之間的電極跨接橋164進(jìn)行的。
在本實施例中，就反射部分的凹凸形狀的可能性高的情況進(jìn)行說明。通過電極狹縫142在第一基板114上的公共電極119與第二基板115上的透明電極106之間產(chǎn)生傾斜電場。與第二線狀電介質(zhì)突起110上的公共電極119與透明電極106之間所產(chǎn)生的傾斜電場相同，該傾斜電場規(guī)定了第二透射部分108的液晶分子的傾斜方向。
電極狹縫142具有進(jìn)一步提高對第二透射部分108的液晶分子的傾斜方向的取向限制力，是穩(wěn)定地實現(xiàn)多疇的有效結(jié)構(gòu)。
與實施例1相同，如果在本實施例的第二線狀電介質(zhì)突起110的端部位置上設(shè)有遮光層，則可以獲得提高反射對比度、增加第二線狀電介質(zhì)突起的可設(shè)計性的效果。另外，雖然在圖9中未圖示，在像素的短邊方向上的像素間的邊界處設(shè)置遮光層則更好。盡管由于該邊界被信號線101所遮光，在與相鄰像素的透明電極106之間的間隙處不會發(fā)生來自背后照明的透射光的泄漏，但會發(fā)生與反射光有關(guān)的光泄漏，因此將該邊界遮光可以提高反射對比度。
實施例4利用圖11和圖12說明本實施例的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。圖11是本實施例的液晶顯示裝置的平面圖，含有在像素被配置為矩陣狀的顯示區(qū)域上的3個像素及其周圍的區(qū)域。圖12是圖11中D-D’部分的剖面圖。
本實施例與實施例1～3不同，在第二基板115上設(shè)有用于將反射部分的液晶層厚度控制在約為透射部分的液晶層厚度的一半的臺階部分。與實施例1不同，反射部分與透射部分之間的臺階設(shè)置在第二基板115上，所以反射部分與透射部分的交界處的傾斜電場的方向與實施例1相反，反射部分與透射部分的交界處的液晶分子的傾斜方向也與實施例1相反。因此，設(shè)在第一透射部分105與第二透射部分108的交界處的像素內(nèi)線狀電介質(zhì)突起144(與第一線狀電介質(zhì)突起107的功能相同)設(shè)置在第二基板115上。
該像素內(nèi)線狀電介質(zhì)突起144是在加工涂覆型絕緣膜151時同時形成的。為了盡量減小信號線101與作為像素電極的反射電極140之間的寄生電容，在信號線101上保留了涂覆型絕緣膜151。因此，在本實施例中，像素內(nèi)線狀電介質(zhì)突起144不跨越相鄰的像素之間，而是對每個像素逐一獨立設(shè)置的。
設(shè)置在反射電極140與像素內(nèi)線狀電介質(zhì)突起144相接觸的位置上的缺口161是為了使反射電極140不殘留在像素內(nèi)部線狀電介質(zhì)突起144上所用的結(jié)構(gòu)。如果反射電極140存在于像素內(nèi)部線狀電介質(zhì)突起144上的話，雖然會發(fā)生傾斜電場，但此時傾斜電場的方向會對像素內(nèi)部線狀電介質(zhì)突起144周圍的液晶分子的傾斜方向產(chǎn)生相反方向的作用，必須予以注意。
用于遮蔽因在像素內(nèi)部線狀電介質(zhì)突起144的位置處發(fā)生的疇壁而造成的光泄漏的遮光層可以與實施例1相同地形成在第一基板114上，但考慮到第一基板114與第二基板115之間的對準(zhǔn)的可能性，在本實施例中優(yōu)選設(shè)置在第二基板115上。
在本實施例中，用于遮蔽在像素內(nèi)部線狀電介質(zhì)突起144的位置處發(fā)生的疇壁的遮光層146是用形成掃描線102的金屬層來形成的。然而，如果形成遮光層146的金屬層的厚度超過所需的厚度的話，會在透射部分上產(chǎn)生臺階，并由于在臺階上存在透明電極106將產(chǎn)生傾斜電場。該傾斜電場的方向會對像素內(nèi)部線狀電介質(zhì)突起144周圍的液晶分子的傾斜方向產(chǎn)生相反方向的作用，必須予以注意。形成遮光層146的金屬層的厚度優(yōu)選小于等于0.2μm。
在像素的長邊方向上相鄰的像素之間的間隙處產(chǎn)生的傾斜電場與反射部分和透射部分的邊界處產(chǎn)生的傾斜電場的方向相反。
在本實施例中，為了屏蔽在像素間隙處產(chǎn)生的傾斜電場的影響，在反射部分145上在像素長邊方向上相鄰的像素的交界處設(shè)置了線狀電介質(zhì)突起143(與第一線狀電介質(zhì)突起107的功能相同)。設(shè)有支柱迂回部分160以使線狀電介質(zhì)突起143不與支柱103重疊。
本實施例的有益效果在于，由于信號線101上也作為反射部分145，從而易于保證反射率。在本實施例中，利用反射電極140與透明電極106的接觸部分149來實現(xiàn)反射電極140與透明電極106的接觸，但也可以例如向?qū)嵤├?那樣在涂覆型絕緣膜151上形成接觸孔來實現(xiàn)連接。
實施例5利用圖13和圖14說明本實施例的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。圖13是本實施例的液晶顯示裝置的平面圖，含有在像素被配置為矩陣狀的顯示區(qū)域上的3個像素及其周圍的區(qū)域。圖14是圖13中E-E’部分的剖面圖。
本實施例與實施例4的不同之處在于，在每個像素中設(shè)有2根設(shè)在反射部分145上的線狀電介質(zhì)突起143。
雖然在反射部分與透射部分的交界處發(fā)生的傾斜電場規(guī)定了反射部分上的液晶分子的傾斜方向，但由于在像素長邊方向上相鄰的像素之間的間隙處發(fā)生的傾斜電場與由反射部分與透射部分交界處的臺階所引起的傾斜電場的方向相反，所以在反射部分上、在透射部分附近的區(qū)域與在像素間間隙附近的區(qū)域之間設(shè)置線狀電介質(zhì)突起143以將兩者間發(fā)生的疇壁固定下來。
在如本實施例以及實施例4那樣設(shè)置在透射部分中央的像素內(nèi)部線狀電介質(zhì)突起144不跨越相鄰像素之間的結(jié)構(gòu)中，反射部分上的疇壁如果不固定的話會向透射部分移動，因此必須在反射部分上形成線狀電介質(zhì)突起143。
實施例6利用圖15和圖16說明本實施例的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。圖15是本實施例的液晶顯示裝置的平面圖，含有在像素被配置為矩陣狀的顯示區(qū)域上的3個像素及其周圍的區(qū)域。圖16是圖15中F-F’部分的剖面圖。
與實施例4和實施例5相比，本實施例具有以下優(yōu)點。在實施例4和實施例5的結(jié)構(gòu)中，利用設(shè)置在透射部分的大致中央的線狀電介質(zhì)突起143和設(shè)置在反射部分的像素內(nèi)部線狀電介質(zhì)突起144來進(jìn)行取向分割。而本實施例是通過在2個透射部分105和108的中央設(shè)置反射部分來省略了像素內(nèi)部線狀電介質(zhì)突起144的結(jié)構(gòu)。
透射部分105與在像素長邊方向上相鄰的像素的透射部分108夾著像素間的間隙而相鄰，二者的傾斜方向由像素間的間隙上發(fā)生的傾斜電場互相相反地被控制。
本實施例的線狀電介質(zhì)突起143的作用與實施例5相同，用于固定在反射部分上發(fā)生的疇壁。
實施例7利用圖17和圖18說明本實施例的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。圖17是本實施例的液晶顯示裝置的平面圖，含有在像素被配置為矩陣狀的顯示區(qū)域上的3個像素及其周圍的區(qū)域。圖18是圖17中G-G’部分的剖面圖。
本實施例與實施例1相比的不同點如下。在實施例1中，利用設(shè)在第一基板114上的第一線狀電介質(zhì)突起107進(jìn)行取向控制，而本實施例則是利用設(shè)在第二基板115上的取向控制結(jié)構(gòu)165來進(jìn)行的。
作為取向控制結(jié)構(gòu)165的具體例，除了如圖17和圖18所示那樣在透明電極106上設(shè)置與反射電極140同層的電極的方法之外，也可以采用像實施例4以及實施例5那樣在透明電極106的下層設(shè)置遮光層165并使透明電極106的下層隆起的結(jié)構(gòu)。通過由取向控制結(jié)構(gòu)165所產(chǎn)生的傾斜電場來控制傾斜方向。另外，也可以在實施例1的結(jié)構(gòu)上增加取向控制結(jié)構(gòu)165。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，包括具有公共電極的第一基板；將像素配置成矩陣狀的第二基板；和夾在所述第一基板與第二基板之間的液晶層，并且在各像素上具有透射部分和反射部分，其特征在于包括配置在公共電極與液晶層之間并且在像素的短邊方向上跨越多個像素的第一線狀電介質(zhì)突起，所述第一線狀電介質(zhì)突起配置在所述透射部分大致中央的位置；和配置在反射部分上、在公共電極與第一基板之間并且在像素的短邊方向上跨越多個像素的第二線狀電介質(zhì)突起，其中，液晶分子的取向方向與所述第一和第二線狀電介質(zhì)突起正交且與像素的長邊方向平行；液晶分子的傾角大致為0度或者即使有預(yù)傾角也小于等于2度。
2.一種如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于，所述液晶顯示裝置的液晶取向方法使用將平行于像素短邊方向的偏振光照射在取向控制膜上引起各向異性的光取向方法。
3.一種如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于，所述液晶顯示裝置的液晶取向方法是摩擦法；預(yù)傾角小于等于2度；所述摩擦法是以相同的摩擦方向?qū)Φ谝换宓谋砻婧偷诙宓谋砻孢M(jìn)行摩擦處理的平行摩擦的方法。
4.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于對于用于驅(qū)動液晶的驅(qū)動電壓，使用比液晶的閾值電壓高的電壓區(qū)域來進(jìn)行圖像顯示。
5.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于使用背后照明作為光源，在與將第一基板和第二基板貼合起來并注入液晶而制成的LCD單元之間，從背后照明一側(cè)開始依次具有第一偏振板、第一A板、和第一負(fù)C板；在與LCD單元的背后照明側(cè)相反一側(cè)，從LCD單元一側(cè)開始依次具有第二負(fù)C板、第二A板、第二偏振板；第一偏振板和第二偏振板的吸收軸相互正交，且以相對于液晶層的液晶取向方向大致成45度的角度粘貼；第一A板和第二A板的相位延遲軸相互正交，且第一A板的相位延遲軸大致平行于液晶層的液晶取向，而第二A板的相位延遲軸與液晶取向大致正交；第一A板的延遲值與第二A板的延遲值的差設(shè)定為與黑顯示時透射部分的液晶層的殘留延遲值大致相等。
6.如權(quán)利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于第一A板的延遲值大致為110nm～130nm，第一負(fù)C板和第二負(fù)C板的Rth值共計大致為90nm～130nm，第二A板的延遲值大致為150nm～170nm。
7.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述第一線狀電介質(zhì)突起被遮光。
8.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述第二線狀電介質(zhì)突起被遮光以覆蓋其短邊方向的兩側(cè)或者一側(cè)的端部。
9.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于在像素的長邊方向的兩端設(shè)有反射部分，所述第二線狀電介質(zhì)突起被配置成在像素長邊方向上跨越相鄰的像素之間。
10.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于在設(shè)置于所述第二基板上的透明電極與反射部分之間設(shè)有狹縫。
11.一種液晶顯示裝置，包括具有公共電極的第一基板；將像素配置成矩陣狀的第二基板；和夾在所述第一基板與第二基板之間的液晶層，并且在各像素上具有透射部分和反射部分兩者，其特征在于在第二基板上的透射部分與反射部分的交界處設(shè)有臺階；具有配置在透射部分大致中央的位置上的、平行于像素的短邊方向的第一線狀電介質(zhì)突起；和配置在公共電極與液晶層之間并且在像素的短邊方向上跨越多個像素的第二線狀電介質(zhì)突起，其中，上述第二線狀電介質(zhì)突起配置在反射部分上；液晶分子的取向方向與上述第一和第二線狀電介質(zhì)突起正交并與像素的長邊方向平行，且液晶分子的傾角大致為0度或者即使有預(yù)傾角也小于等于2度。
12.如權(quán)利要求11所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述第二線狀電介質(zhì)突起為2根，配置在反射部分與透射部分的交界處的反射部分上。
13.一種液晶顯示裝置，包括具有公共電極的第一基板；將像素配置成矩陣狀的第二基板；和夾在所述第一基板與第二基板之間的液晶層，并且在各像素上具有透射部分和反射部分，其特征在于在像素大致中央位置上具有反射部分，該反射部分將透射部分分為2部分；具有配置在反射部分上、位于公共電極與液晶層之間并且在像素的短邊方向上跨越多個像素的線狀電介質(zhì)突起；其中，液晶分子的取向方向與所述線狀電介質(zhì)突起正交且與像素的長邊方向平行；液晶分子的傾角大致為0度或者即使有預(yù)傾角也小于等于2度。
14.一種液晶顯示裝置，包括具有公共電極的第一基板；將像素配置成矩陣狀的第二基板；和夾在所述第一基板與第二基板之間的液晶層，并且在各像素上具有透射部分和反射部分，其特征在于在第二基板上且在透射部分大致中央的位置上配置有大致平行于像素的短邊方向的取向控制結(jié)構(gòu)；在所述反射部分上具有在所述公共電極與所述第一基板之間且在像素短邊方向上跨越多個像素的線狀電介質(zhì)突起，其中，液晶分子的取向方向與所述取向控制結(jié)構(gòu)和所述線狀電介質(zhì)突起正交且與像素的長邊方向平行；液晶分子的傾角大致為0度或者即使有預(yù)傾角也小于等于2度。
15.一種信息終端設(shè)備，具有如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在所述液晶顯示裝置通電后，最初所顯示的圖像為白色。
16.如權(quán)利要求15所述的信息終端設(shè)備，其特征在于，在所述液晶顯示裝置通電后開始顯示圖像時，背后照明是熄滅的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種消除了上下、左右的視角特性的非對稱性的、平行取向半透射方式的液晶顯示裝置。在具有透射部分(105、108)和反射部分(109)兩者的半透射型液晶顯示裝置中，具有配置在公共電極與液晶層之間并且在像素的短邊方向上跨越多個像素的第一線狀電介質(zhì)突起(107)，所述第一線狀電介質(zhì)突起(107)配置在透射部分(105、108)大致中央的位置；在反射部分(109)上，具有配置在公共電極與第一基板之間并且在像素的短邊方向上跨越多個像素的第二線狀電介質(zhì)突起(110)；液晶分子的取向方向與上述第一和第二線狀電介質(zhì)突起正交且與像素的長邊方向平行；液晶分子的傾角大致為0度或者即使在有預(yù)傾角時也小于等于2度。
文檔編號G02F1/133GK1924679SQ200610111089
公開日2007年3月7日 申請日期2006年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月29日
發(fā)明者廣田升一, 伊東理, 岡真一郎, 足立昌哉, 小村真一, 今山寬隆, 森本政輝, 永田徹也, 福田晃一, 宮澤敏夫 申請人:株式會社日立顯示器