專利名稱：反射式液晶顯示器及其制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及在諸如便攜式終端那樣的低功率裝置中使用的反射式液晶顯示器。
背景技術(shù)：
反射式液晶顯示器是一種通過(guò)獲取諸如室內(nèi)照明光或日光那樣的環(huán)境光并借助反射器使該環(huán)境光反射到觀察者從而實(shí)現(xiàn)圖像顯示的液晶顯示器。
由于這種工作原理，反射式液晶顯示器無(wú)需背后照明，并具有耗電量低的有利特點(diǎn)。因此，反射式液晶顯示器廣泛用于便攜式終端。
為了在反射式液晶顯示器中實(shí)現(xiàn)明亮、清晰的圖像顯示，有必要把液晶顯示器設(shè)計(jì)成在白色顯示模式中獲取盡可能多的環(huán)境光并將其反射到觀察者，并且在白色顯示模式中盡可能抑制所獲取的光向觀察者的反射。
因此，提出了一種使用相位變化式賓主(GH)模式的反射式液晶顯示器(D.L.White和G.N.Taylor，J.Appl.Phys.45，pp.4718，1974)。由于GH模式反射式液晶顯示器無(wú)需偏光器，因而這種GH模式反射式液晶顯示器具有一個(gè)明顯優(yōu)點(diǎn)是，在白色顯示模式中實(shí)現(xiàn)亮顯示。
另一方面，GH模式液晶顯示器具有一個(gè)缺點(diǎn)是，在黑色顯示模式中也實(shí)現(xiàn)亮顯示，并且對(duì)比度系數(shù)被限制到5~6的范圍內(nèi)。
同時(shí)，在第6-11711號(hào)日本待審專利公開(kāi)中提出了一種使用單偏光器的扭曲向列型反射式液晶顯示器。
這種常規(guī)反射式液晶顯示器基本上是一種使具有正介電各向異性的液晶扭曲的水平定向的液晶顯示器。在上述常規(guī)反射式液晶顯示器中，入射的環(huán)境光由偏光器轉(zhuǎn)換為線性偏振光，并且如此獲得的線性偏振光途經(jīng)延遲為1/4波長(zhǎng)的液晶層或相位補(bǔ)償膜，使得在途經(jīng)偏光器的入射光和返回到偏光器的反射光之間獲得90度角的偏振面。
因此，在這種常規(guī)液晶顯示器中，通過(guò)由偏光器吸收旋轉(zhuǎn)的反射光來(lái)實(shí)現(xiàn)黑色顯示。由于使用偏光器，上述常規(guī)液晶顯示器與GH模式液晶顯示器的情況相比，可在白色顯示模式中僅提供約40％的亮度。然而，鑒于在黑色顯示模式中光的有效吸收，該液晶顯示器可獲得12-14的對(duì)比度系數(shù)。
并且，還提出，通過(guò)把相位補(bǔ)償膜的延遲量減少液晶層的殘留延遲量來(lái)補(bǔ)償黑色顯示，從而提高TN模式液晶顯示器中的對(duì)比度系數(shù)。參見(jiàn)第11-311784號(hào)日本待審專利公開(kāi)。這樣，可把對(duì)比度系數(shù)提高到約16-18。
在反射式液晶顯示器中，顯示的可見(jiàn)度由亮度和對(duì)比度系數(shù)來(lái)確定。因此，當(dāng)顯示是亮?xí)r，即便在低對(duì)比度系數(shù)的情況下，也可獲得高可見(jiàn)度。另一方面，當(dāng)顯示是暗時(shí)，需要較大的對(duì)比度系數(shù)。參見(jiàn)The Journalof the Institute of Television Engineers of Japan-(日本電視工程師協(xié)會(huì)雜志)，Vol.50，No.8，pp.1091-1095(1996)。
為了使用具有單偏光器的液晶顯示器來(lái)實(shí)現(xiàn)與GH模式液晶顯示器可比的可見(jiàn)度，需要約12的對(duì)比度系數(shù)，這種使用單偏光器的液晶顯示器可提供的亮度僅為GH模式液晶顯示器亮度的40％。通過(guò)使用上述參考文獻(xiàn)中提到的技術(shù)，可使用TN模式液晶顯示器實(shí)現(xiàn)16～18的對(duì)比度系數(shù)。
由于上述原因，并且還鑒于更佳的可靠性，具有單偏光器的TN模式液晶顯示器目前已廣泛用于反射式液晶顯示器。
在具有單偏光器的TN模式液晶顯示器中，應(yīng)注意的是，對(duì)上基板和下基板在不同方向上進(jìn)行摩擦處理，以便在液晶層中實(shí)現(xiàn)扭曲結(jié)構(gòu)。結(jié)果，液晶層的錨定方向(anchoring direction)在上基板和下基板中不一致。
為此，上述第11-311784號(hào)日本待審專利公開(kāi)的技術(shù)按照上錨定方向和下錨定方向之間的中間角度設(shè)定相位補(bǔ)償膜的延遲軸，以補(bǔ)償上錨定方向和下錨定方向的合成矢量。然而，該結(jié)構(gòu)不能分別補(bǔ)償上基板和下基板處的液晶層的殘余延遲，并且黑色顯示的補(bǔ)償仍不完全。
同時(shí)，提出了一種使用單偏光器的垂直排列(VA)模式反射式液晶顯示器(參見(jiàn)第6-337421號(hào)日本待審專利公開(kāi))。
在這種VA模式液晶顯示器中，開(kāi)和關(guān)操作與在TN模式液晶顯示器的情況中正好相反。另一方面，在上述VA模式液晶顯示器和TN模式液晶顯示器之間，以下工作特點(diǎn)是相同的，這些工作特點(diǎn)是使用偏光器把入射的環(huán)境光轉(zhuǎn)換為線性偏振光；采用延遲約可見(jiàn)光波長(zhǎng)1/4的液晶層或相位補(bǔ)償膜，使如此獲得的線性偏振光的偏振面旋轉(zhuǎn)90度；以及在黑色顯示模式中使偏光器吸收所旋轉(zhuǎn)的線性偏振光。
另一方面，VA模式反射式液晶顯示器的有利一點(diǎn)是，由于以下事實(shí)，即在未向液晶層施加電壓的狀態(tài)下，在VA模式反射式液晶顯示器中實(shí)現(xiàn)黑色顯示模式，因而與TN模式液晶顯示器的情況相反，沒(méi)有在黑色顯示模式中在液晶/基板界面造成錨定的液晶層。因此，可大幅提高圖像顯示的對(duì)比度系數(shù)。
因此，VA模式反射式液晶顯示器具有高對(duì)比度系數(shù)和優(yōu)良可見(jiàn)度的有利特點(diǎn)。
另一方面，在這種VA模式反射式液晶顯示器中仍有問(wèn)題需要解決，特別是在液晶分子排列控制方面。
更具體來(lái)說(shuō)，VA模式液晶顯示器一般使用垂直排列膜，而這種垂直排列膜在進(jìn)行摩擦處理(rubbing process)時(shí)，其性能會(huì)嚴(yán)重下降。例如，可能會(huì)產(chǎn)生不良的圖像顯示，例如亮度不均勻，以條紋形式延伸。
由于這種原因，需要采用摩擦以外的方法在VA模式液晶顯示器中實(shí)現(xiàn)對(duì)液晶分子的排列控制。
例如，在第10-301112號(hào)日本待審專利公開(kāi)中，通過(guò)在對(duì)置基板上的一個(gè)在反射電極中設(shè)置傾斜延伸的縫隙來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)液晶分子的排列控制，以便在施加電壓時(shí)，在上基板和下基板之間誘發(fā)斜電場(chǎng)。
另一方面，這種技術(shù)具有一個(gè)缺點(diǎn)是，由于直接位于縫隙上的液晶層的部分不進(jìn)行切換，因而像素的總反射率減少，并且即使當(dāng)對(duì)比度系數(shù)提高時(shí)，圖像顯示的可見(jiàn)度也提高不大。
因此，需要在不會(huì)有損于VA模式液晶顯示器中的反射率的情況下，提高對(duì)比度系數(shù)。
同時(shí)，反射式液晶顯示器一般具有一個(gè)問(wèn)題是，可見(jiàn)度在很大程度上受光環(huán)境的影響，因而圖像可見(jiàn)度在暗光環(huán)境中嚴(yán)重下降。在此方面，具有背后照明的透射式液晶顯示器提供的可見(jiàn)度要優(yōu)良得多。另一方面，透射式液晶顯示器遇到了在亮光環(huán)境中可見(jiàn)度不良的問(wèn)題，即獲得的可見(jiàn)度低于由反射式液晶顯示器獲得的可見(jiàn)度。
因此，為了解決上述問(wèn)題，已提出許多建議，例如，將前照明與一種反射式液晶顯示器，或一種具有半透明反射膜的反射式液晶顯示器組合起來(lái)使用。
然而，使用前照明這種方法遇到一個(gè)問(wèn)題是，在暗光環(huán)境中獲得的對(duì)比度系數(shù)可能會(huì)低于直視型透射式液晶顯示器的對(duì)比度系數(shù)。另一方面，在亮光環(huán)境中，可能會(huì)存在另一問(wèn)題是，由于前照明的存在，與常規(guī)反射式液晶顯示器相比，顯示變暗。
在使用半透明膜的情況下，為此目的，一般使用金屬薄膜。然而，金屬薄膜具有較大的吸收系數(shù)，并且在光的利用效率方面存在問(wèn)題。并且，金屬薄膜由于薄膜厚度的面內(nèi)變化而會(huì)遇到透射率明顯變化的問(wèn)題。應(yīng)注意的是，這種金屬薄膜一般由厚度約30nm的鋁(Al)薄膜形成。目前，在大范圍的顯示區(qū)域中難以形成厚度均勻的金屬薄膜。
為了消除上述問(wèn)題，在第11-281972號(hào)日本待審專利公開(kāi)中提出一種建議，即利用諸如ITO(In2O3.SnO2)那樣的透明電極在像素的中心部位設(shè)置透明窗。根據(jù)該常規(guī)建議，可消除上述問(wèn)題，并可構(gòu)成一種反射-透射式液晶顯示器。
另一方面，上述反射-透射式液晶顯示器的常規(guī)建議需要在平面化膜上形成突起和凹陷，并且需要通過(guò)形成一孔，在透射區(qū)內(nèi)形成臺(tái)階。并且，上述技術(shù)需要形成透明電極(ITO)和反射電極(Al)，并還需要形成阻擋金屬膜用于防止電解腐蝕，該電解腐蝕可能會(huì)在Al圖形和ITO圖形的接觸部位產(chǎn)生。因此，液晶顯示器的制造工藝變得復(fù)雜，并且制造成本不會(huì)降低。
并且，這種依靠由液晶層的延遲而引起的光切換這種原理的常規(guī)反射式液晶顯示器須設(shè)計(jì)成使其在透射區(qū)域中的單元厚度為可見(jiàn)光波長(zhǎng)的1/2，并使其在反射區(qū)域中的單元厚度為可見(jiàn)光波長(zhǎng)的1/4。然而，這種結(jié)構(gòu)一直難以生成。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一般目的是提供一種可消除上述問(wèn)題的新穎、實(shí)用的液晶顯示器。
本發(fā)明的另一更具體的目的是提供一種可實(shí)現(xiàn)高反射率和高對(duì)比度系數(shù)的反射式液晶顯示器及其制造工藝。
本發(fā)明的另一目的是提供一種能夠以低成本生產(chǎn)并具有優(yōu)良特性的反射-透射式液晶顯示器。
本發(fā)明的另一目的是提供一種反射式液晶顯示器，該反射式液晶顯示器包括第一基板；第二基板，其設(shè)置成面向所述第一基板，所述第二基板在其上具有突起和凹陷；反射電極，其設(shè)置在所述第二基板上，以便覆蓋所述突起和凹陷，并通過(guò)一個(gè)接觸孔與設(shè)置在所述第二基板上的一個(gè)開(kāi)關(guān)器件電氣接觸；以及液晶層，其設(shè)置在所述第一基板和第二基板之間，所述液晶層具有負(fù)介電各向異性；其中，所述接觸孔以中心方式設(shè)置到所述反射電極，以及其中，一個(gè)用于控制所述液晶層中的液晶分子排列的結(jié)構(gòu)被設(shè)置為，在沿著與所述第二基板垂直的方向觀察所述第二基板時(shí)，與所述接觸孔重疊。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)形成與接觸孔，即由于不存在突起和凹陷而造成反射率下降的位置對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)，可將所述液晶分子排列控制結(jié)構(gòu)造成的反射率下降減至最小。
通過(guò)在像素電極的中心部位形成接觸孔以回避由于斜電場(chǎng)的作用使液晶分子向內(nèi)傾斜的周邊部位，可采用在設(shè)置上述結(jié)構(gòu)的中心部位相交的兩條假設(shè)對(duì)角線，在各像素電極中定義四個(gè)扇區(qū)。
在這種構(gòu)成中，不同排列方向的液晶分子在上述對(duì)角線上相互干涉，導(dǎo)致分子排列方向的偏移。另一方面，這種構(gòu)成通過(guò)提供延遲約可見(jiàn)波長(zhǎng)1/4的相位補(bǔ)償膜，把入射到液晶層的光轉(zhuǎn)換為圓偏振光，可成功消除反射光對(duì)方位的依賴關(guān)系。因此，可成功抑制由于反射光方位角的偏差而造成的反射率下降。
本發(fā)明的另一目的是提供一種反射式液晶顯示器的制造方法，該反射式液晶顯示器包括第一基板；第二基板，其設(shè)置成面向所述第一基板，所述第二基板在其上設(shè)有具有反射性的突起和凹陷；液晶層，其具有負(fù)介電各向異性，并設(shè)置在所述第一基板和第二基板之間；以及光聚合(optical polymerized)的聚合物結(jié)構(gòu)，其設(shè)置在所述第一基板和第二基板之間；所述制造方法包括以下步驟通過(guò)使光垂直照射到所述第二基板，以及利用所述突起和凹陷使所述光在所述第二基板的面內(nèi)方向中反射，使構(gòu)成所述聚合物結(jié)構(gòu)的化合物發(fā)生光聚合；所述發(fā)生光聚合的步驟是通過(guò)優(yōu)化所述突起和凹陷的形狀，向由所述突起和凹陷反射的光提供面內(nèi)指向性而進(jìn)行的，使得在與所述面內(nèi)指向性對(duì)應(yīng)的方向上進(jìn)行所述光聚合。
根據(jù)本發(fā)明，在施加控制電壓時(shí)，通過(guò)使用在液晶層內(nèi)形成的光聚合的聚合物結(jié)構(gòu)，可使液晶分子的排列穩(wěn)定。在這種光聚合的聚合物結(jié)構(gòu)中，在把電壓施加給在液晶層內(nèi)分散的光聚合的聚合物的狀態(tài)下，通過(guò)進(jìn)行光照射，可在任意方向上形成聚合物鏈。因此，由于在聚合物鏈和液晶分子之間的親合力，因而在施加電壓時(shí)，可使液晶分子的排列穩(wěn)定。
在本發(fā)明中，應(yīng)注意的是，突起和凹陷被設(shè)計(jì)成把傾斜入射光反射到觀察者。當(dāng)光在這種基板內(nèi)被垂直引導(dǎo)時(shí)，光在基板的面內(nèi)方向上由突起和凹陷反射。因此，通過(guò)使用被垂直引導(dǎo)到基板表面的光生成光聚合的聚合物，可形成與反射的指向性對(duì)應(yīng)的聚合物鏈。由于液晶分子沿著如此形成的光聚合的聚合物被排列，因而可使液晶分子的排列穩(wěn)定。
本發(fā)明的另一目的是提供一種反射式液晶顯示器，該反射式液晶顯示器包括第一基板；第二基板，其設(shè)置成面向所述第一基板；液晶層，其具有負(fù)介電各向異性，并設(shè)置在所述第一基板和第二基板之間；以及垂直排列膜，其形成在所述第一基板的表面以及所述第二基板的表面上；其中，所述排列膜包含相對(duì)于總雙胺組分比例為25％或以上的垂直排列組分。
根據(jù)本發(fā)明，即便在反射式液晶顯示器的基板是在其上具有反射式突起和凹陷的基板，然而通過(guò)把垂直排列膜中的垂直排列組分的比例相對(duì)于整個(gè)雙胺組分設(shè)定為25％或以上，也可獲得足夠的對(duì)比度系數(shù)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種反射式液晶顯示器，該反射式液晶顯示器包括第一基板；第二基板，其設(shè)置成面向所述第一基板，所述第二基板在其上設(shè)有具有反射性的突起和凹陷；液晶層，其具有負(fù)介電各向異性，并設(shè)置在所述第一基板和第二基板之間；以及偏光器，其設(shè)置在所述第一基板的外側(cè)，以使該偏光器的吸收軸與一方向，即所述突起和凹陷產(chǎn)生的反射強(qiáng)度為最大的方向，大體平行延伸。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)把偏光器吸收軸的方向設(shè)定為與一方向，即來(lái)自突起和凹陷的反射光的反射強(qiáng)度為最大的方向，大體一致，可提高液晶顯示器的對(duì)比度系數(shù)。本發(fā)明利用以下現(xiàn)象，即偏光器的光吸收效率在光吸收軸的方向上比其它方向高，諸如碘和二向色染料那樣的偏振組分在該方向上排列。本發(fā)明通過(guò)把偏光器的光吸收效率為最大的方向排列成與來(lái)自凹陷和突起的反射最強(qiáng)的方向一致，可在黑色顯示模式時(shí)進(jìn)一步抑制亮度。
當(dāng)然，這種對(duì)偏光器吸收軸進(jìn)行的設(shè)定在白色顯示模式中也導(dǎo)致亮度減少。另一方面，對(duì)于上面設(shè)有反射性突起和凹陷的反射式液晶顯示器，由于來(lái)自各方向的光在與基板垂直的方向上被反射，因而可將白色顯示模式中亮度的實(shí)際下降抑制到最小。因此，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對(duì)比度系數(shù)的提高，而不會(huì)有損于反射式液晶顯示器的亮度。
本發(fā)明的另一目的是提供一種反射式液晶顯示器，該反射式液晶顯示器包括第一基板；第二基板，其設(shè)置成面向所述第一基板，所述第二基板設(shè)有具有反射性的突起和凹陷；液晶層，其具有正介電各向異性或負(fù)介電各向異性，并設(shè)置在所述第一基板和第二基板之間；偏光器，其設(shè)置在所述第一基板的外側(cè)；以及光相位補(bǔ)償膜，其設(shè)置在所述第一基板和所述偏光器之間，所述光相位補(bǔ)償膜在與所述第一基板的平面垂直的方向上具有負(fù)介電各向異性；所述光相位補(bǔ)償膜的延遲為df{(nx+ny)/2-nz}，以滿足下列關(guān)系式0.4≤[df{(nx+ny)/2-nz}]/(dlcΔn)≤0.7，式中，nx、ny和nz分別表示所述光相位補(bǔ)償膜在x方向、y方向和z方向上的折射率，dlc表示所述液晶層的厚度，Δn表示在液晶層中的異常射線和正常射線之間的折射率差。
根據(jù)本發(fā)明，在一種具有基板的反射式液晶顯示器中，該基板在其上設(shè)有反射式突起和凹陷，可以針對(duì)以下情況，即對(duì)所述突起和凹陷進(jìn)行優(yōu)化，以便在不產(chǎn)生界面反射的范圍內(nèi)獲取盡可能多的環(huán)境光這種情況，大體完全補(bǔ)償在黑色顯示模式時(shí)形成的漏光。
本發(fā)明的另一目的是提供一種反射-透射式液晶顯示器，該反射-透射式液晶顯示器包括第一基板；第二基板，其設(shè)置成面向所述第一基板；透明電極，其設(shè)置在所述第一基板的面向所述第二基板的表面上；反射電極，其設(shè)置在所述第二基板的面向所述第一基板的表面上，該反射電極具有開(kāi)口；散射層，其設(shè)置在所述第一基板和第二基板之間，所述散射層在其內(nèi)包括液晶層，并在散射狀態(tài)和非散射狀態(tài)之間改變其光學(xué)狀態(tài)；以及一對(duì)偏光器，其設(shè)置在液晶板的外側(cè)，該液晶板由所述第一基板、所述第二基板以及所述散射層形成；至少一個(gè)所述偏光器由圓偏光器形成。
根據(jù)本發(fā)明，在白色顯示模式和黑色顯示模式之間的光切換是通過(guò)在散射狀態(tài)和非散射狀態(tài)之間的分散有聚合物的液晶的狀態(tài)轉(zhuǎn)移來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此，與常規(guī)反射-透射式液晶顯示器相反，無(wú)需設(shè)置厚平面化膜，該厚平面化膜具有用作光學(xué)窗的開(kāi)口，用于確保在透射區(qū)域內(nèi)進(jìn)行光切換所需的液晶層的厚度。并且，無(wú)需在平面化表面上形成散射結(jié)構(gòu)。并且，無(wú)需形成與光學(xué)窗開(kāi)口對(duì)應(yīng)的透明電極。在本發(fā)明中，設(shè)置具有諸如縫隙那樣的光通路的反射電極就足夠了。因此，根據(jù)本發(fā)明，可大大簡(jiǎn)化反射-透射式液晶顯示器的構(gòu)成。
通過(guò)閱讀以下詳細(xì)說(shuō)明并結(jié)合附圖，將了解本發(fā)明的其他目的和更多特點(diǎn)。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的VA模式反射式液晶顯示器的像素區(qū)域的構(gòu)成的圖；圖2是示出圖1的VA模式反射式液晶顯示器的橫斷面結(jié)構(gòu)的圖；圖3是示出在圖1的VA模式反射式液晶顯示器中形成的晶疇(domain)結(jié)構(gòu)的圖；圖4是示出VA模式反射式液晶顯示器的比較實(shí)驗(yàn)的構(gòu)成的圖；圖5是示出圖1的反射式液晶顯示器中的黑色顯示模式一例的圖；圖6是示出圖1的反射式液晶顯示器的修改的圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的反射式液晶顯示器的構(gòu)成的橫斷面圖；圖8是示出在圖7的反射式液晶顯示器中形成的反射光的指向性的圖；圖9是示出在圖1的反射式液晶顯示器中形成的反射光的指向性的圖；圖10是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的反射式液晶顯示器的橫斷面結(jié)構(gòu)的圖；圖11是示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的反射式液晶顯示器的橫斷面結(jié)構(gòu)的圖；圖12是示出在圖11的反射式液晶顯示器中的入射光的反射的圖；圖13A和圖13B是分別示出在圖12的反射式液晶顯示器中使用的相位補(bǔ)償膜和液晶層的折射率橢圓體的例子的圖；圖14A和圖14B是分別示出圖13A和圖13B的折射率橢圓體的橫斷面的圖；圖15是示出在黑色顯示模式中的本發(fā)明的反射式液晶顯示器的反射率與方位的依賴關(guān)系以及比較實(shí)驗(yàn)的圖；圖16是示出本發(fā)明的反射式液晶顯示器的對(duì)比度系數(shù)與方位的依賴關(guān)系以及比較實(shí)驗(yàn)的圖；圖17是示出常規(guī)反射-透射式液晶顯示器的構(gòu)成的圖；
圖18是示出根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的反射-透射式液晶顯示器的第一構(gòu)成的圖；圖19A和圖19B是示出圖18的反射-透射式液晶顯示器的工作原理的圖；圖20是示出根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的反射-透射式液晶顯示器的第二構(gòu)成的圖；圖21A和圖21B是示出圖20的反射-透射式液晶顯示器的工作原理的圖；圖22是示出在本發(fā)明第五實(shí)施例中使用的驅(qū)動(dòng)方法一例的圖；圖23是示出在本發(fā)明第五實(shí)施例中使用的驅(qū)動(dòng)方法另一例的圖；圖24是示出在本發(fā)明第五實(shí)施例中使用的驅(qū)動(dòng)方法又一例的圖；圖25A和圖25B是示出在本實(shí)施例中使用的TFT基板一例的圖；圖26是示出本實(shí)施例的反射-透射式液晶顯示器的操作特性的圖；圖27是示出在本實(shí)施例的反射-透射式液晶顯示器中使用的濾色片的構(gòu)成的圖；圖28是示出在本發(fā)明的反射-透射式液晶顯示器中使用的濾色片的另一構(gòu)成的圖；以及圖29是示出在本發(fā)明的反射-透射式液晶顯示器中使用的濾色片的又一構(gòu)成的圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明[第一實(shí)施例]圖1和圖2針對(duì)與一個(gè)像素對(duì)應(yīng)的部分分別示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的反射式液晶顯示器10的平面視圖和橫斷面視圖。
參照?qǐng)D1和圖2，反射式液晶顯示器10基本上包括下玻璃基板11；上玻璃基板14，其面向下玻璃基板11；以及液晶層13，其具有負(fù)介電各向異性，并設(shè)置在基板11和14之間，并且下玻璃基板11在其上設(shè)有TFT(薄膜晶體管)11A以及與TFT 11A合作的選通電極11B和數(shù)據(jù)電極11C。對(duì)于玻璃基板11，可利用在透射式液晶顯示板內(nèi)使用的常規(guī)TFT基板。在這種情況下，在與TFT 11A電氣連接的狀態(tài)下，在玻璃基板11上設(shè)有諸如ITO那樣的透明導(dǎo)體的像素電極11D。
TFT 11A、選通電極11B以及數(shù)據(jù)電極11C都由諸如樹(shù)脂那樣的絕緣膜11E覆蓋，并且在該絕緣膜11E上設(shè)有抗蝕層的突起和凹陷圖形12，其中，突起和凹陷圖形12在絕緣膜11E上形成突起和凹陷。
突起和凹陷圖形12上覆蓋有反射電極12A，其中，反射電極12A通過(guò)在絕緣膜11E內(nèi)形成的接觸孔11F，在像素區(qū)域的中心部位與像素電極11D電氣連接。
反射電極12A形成與突起和凹陷圖形12對(duì)應(yīng)的突起和凹陷，除了其與接觸孔11F對(duì)應(yīng)的部位之外，因此，在像素區(qū)域內(nèi)，在與接觸孔11F對(duì)應(yīng)的中心部位形成平坦區(qū)域。
另一方面，在對(duì)置基板14上，在面向基板11的一側(cè)均勻和連續(xù)形成對(duì)置電極14A，并且在對(duì)置電極14A上，在與接觸孔11F對(duì)應(yīng)的部位采用介電常數(shù)比液晶層13的介電常數(shù)小的樹(shù)脂或介電材料來(lái)形成一個(gè)排列控制結(jié)構(gòu)12B，用于控制液晶層13內(nèi)的液晶分子13A的排列方向。
并且，在基板11上形成垂直排列膜12C，以覆蓋突起和凹陷圖形12以及反射電極12A，并且在基板14上設(shè)有另一垂直排列膜12D，以覆蓋對(duì)置電極14A和排列控制結(jié)構(gòu)12B。
應(yīng)注意的是，排列膜12C和12D用于在像素的非激活狀態(tài)，即未向液晶層13施加驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)的狀態(tài)下，在圖2中由虛線所示的與基板11或14大體垂直的方向上，使液晶層13中的液晶分子13A排列。另一方面，由于在圖1和圖2的液晶顯示器10中的像素的中心部位形成排列控制結(jié)構(gòu)12B，因而液晶分子朝排列控制結(jié)構(gòu)12B傾斜，結(jié)果，在圖3所示的像素區(qū)域內(nèi)形成晶疇A-D，其中，液晶分子在由箭頭所示的方向上傾斜。
并且，在基板14的外側(cè)形成TAC(三乙酸纖維素)膜15，其在厚度方向上的延遲約100nm，并且在該TAC膜15上順次層疊有延遲約可見(jiàn)波長(zhǎng)1/4的相位補(bǔ)償膜16以及偏光器17。
在圖1和圖2的反射式液晶顯示器10中，傾斜入射到偏光器17的環(huán)境光由偏光器17轉(zhuǎn)換為線性偏振光，并在由1/4波長(zhǎng)膜16轉(zhuǎn)換為圓偏振光之后入射到液晶層13。
在液晶顯示器10的非激活狀態(tài)，即未向反射電極12A和對(duì)置電極14A的兩端施加電壓的狀態(tài)下，應(yīng)注意的是，如圖2所示，液晶分子13A被排列成在液晶層13中與基板11或14大體垂直，并且，入射到液晶層13的圓偏振光由反射電極12A反射。因此，反射光反向順次途經(jīng)液晶層13、TAC膜15以及1/4波長(zhǎng)膜16，并被轉(zhuǎn)換為線性偏振光，該線性偏振光的偏振面相對(duì)于初始偏振面旋轉(zhuǎn)90度。因此，線性偏振光由偏光器17切斷。
另一方面，在向反射電極12A和對(duì)置電極14A的兩端施加驅(qū)動(dòng)電壓的情況下，液晶層13中的液晶分子13A被排列成與液晶層13大體平行或傾斜，并且通過(guò)1/4波長(zhǎng)膜16和TAC膜15入射到液晶層13的圓偏振光由于液晶層13的延遲而轉(zhuǎn)換為線性偏振光。然后，如此形成的線性偏振光由反射電極12A反射，并在相反方向順次途經(jīng)1/4波長(zhǎng)膜16和TAC膜15。因此，所反射的線性偏振光被轉(zhuǎn)換為一種線性偏振光，該線性偏振光的偏振面與在偏光器17處從入射光轉(zhuǎn)換的線性偏振光的偏振面相同，并且如此獲得的線性偏振光通過(guò)偏光器17出射。
在這種構(gòu)成的反射式液晶顯示器10中，應(yīng)注意的是，由于在反射電極12A中形成接觸孔11F，使得在與接觸孔11F對(duì)應(yīng)的部位未形成突起和凹陷圖形12，因此，傾斜入射到基板14的環(huán)境光未反射回到形成接觸孔的反射電極12A一部分中的觀察者。為此，在具有圖1和圖2的構(gòu)成的反射式液晶顯示器10中，不可避免地會(huì)在像素的中心部位發(fā)生反射率下降的問(wèn)題。
并且，即使排列控制結(jié)構(gòu)12B采用透明樹(shù)脂形成，用于把光損耗降至最少，然而也不能避免由排列控制結(jié)構(gòu)12B所造成的光損耗。
因此，在諸如圖4所示那樣的結(jié)構(gòu)，即排列控制結(jié)構(gòu)12B形成在像素區(qū)域的中心部位，并且接觸孔11F形成在TFT 11C附近，而TFT 11C設(shè)置在像素區(qū)域的周邊部位這種結(jié)構(gòu)中，不可避免的是，當(dāng)在與基板14垂直的方向上觀察時(shí)，在像素區(qū)域內(nèi)形成反射率低的多個(gè)區(qū)域。在這種結(jié)構(gòu)中，圖像顯示的亮度嚴(yán)重惡化。
另一方面，對(duì)于圖1和圖2的液晶顯示器10，當(dāng)在與基板14垂直的方向上觀察時(shí)，排列控制結(jié)構(gòu)12B與接觸孔11F重合，并且反射率下降被抑制到最少。
并且，從圖2的橫斷面視圖中可以看出，在與突起式排列控制結(jié)構(gòu)12B對(duì)應(yīng)的接觸孔11F的區(qū)域內(nèi)形成凹陷，因此，該凹陷具有分別與排列控制結(jié)構(gòu)12B的橫向尺寸和寬度對(duì)應(yīng)的橫向尺寸和寬度。結(jié)果，在這種形成有突起式排列控制結(jié)構(gòu)12B的區(qū)域中也可保持大體相同的單元厚度(cellthickness)。
以下，將對(duì)圖1和圖2的反射式液晶顯示器10的制造工藝進(jìn)行說(shuō)明。
在本實(shí)施例中，為透射式液晶顯示器生產(chǎn)的基板用作TFT基板11，因此，TFT基板11在其上設(shè)有TFT 11A，選通電極11B，數(shù)據(jù)電極11C，以及透明像素電極11D。然后，通過(guò)采用旋轉(zhuǎn)涂敷法涂敷厚度約1.2μm的正抗蝕膜，以使該正抗蝕膜覆蓋TFT 11A、選通電極11B、數(shù)據(jù)電極11C以及透明像素電極11D，從而使TFT基板11形成抗蝕層。
如此形成的抗蝕層具有平坦表面，在進(jìn)行90℃、30分鐘的預(yù)烘干處理之后，除了像素區(qū)域的中心部位以外(在該中心部位將形成接觸孔)，進(jìn)行紫外線照射處理，用于通過(guò)使用掩模形成突起和凹陷圖形12。
通過(guò)對(duì)如此曝光的抗蝕層進(jìn)行顯影，并繼之進(jìn)行200℃、60分鐘的最終烘干處理，形成突起和凹陷圖形12。
然后，通過(guò)進(jìn)行蒸發(fā)淀積處理，使如此形成的突起和凹陷圖形12被涂敷鋁(Al)膜，并且通過(guò)采用光刻法對(duì)如此形成的Al膜進(jìn)行構(gòu)圖，形成像素區(qū)域的反射電極12A。
以下，將對(duì)排列控制結(jié)構(gòu)12B的形成進(jìn)行說(shuō)明。
首先，采用旋轉(zhuǎn)涂敷法把介電常數(shù)為3.2、厚度約1.2μm的正光敏透明樹(shù)脂層涂敷到基板14上，以覆蓋電極14A。
然后，對(duì)如此形成的樹(shù)脂層進(jìn)行90℃、30分鐘的預(yù)烘干處理，隨后進(jìn)行使用掩模的紫外線曝光處理。并且，通過(guò)順次進(jìn)行顯影處理、后曝光處理、130℃、2分鐘的第一烘干處理、以及220℃、6分鐘的最終烘干處理，在像素區(qū)域的中心部位形成上述排列控制結(jié)構(gòu)12B。
并且，把各包含側(cè)鏈雙胺(side chain diamine)的垂直排列膜12C和12D分別涂覆在TFT基板11和對(duì)置基板13的表面上，以使垂直排列膜12C覆蓋突起和凹陷圖形12以及反射電極12A，并使垂直排列膜12D覆蓋電極14A和排列控制結(jié)構(gòu)12B。
然后，使如此制備的基板11和14通過(guò)介于這兩者之間的直徑為3μm的墊片(spacer)相互堆疊，并把一種液晶，即具有負(fù)介電各向異性(Δε＝-3.5)并且在異常射線和正常射線之間的折射率差Δn為0.067的液晶注入在基板11和14之間形成的間隙內(nèi)。因此，可形成垂直排列模式的液晶板。
并且，通過(guò)在基板14的外表面順次堆疊TAC膜15、1/4波長(zhǎng)膜16以及偏光器17，可使反射式液晶顯示器10的制造工藝完成。
圖5是針對(duì)一種情況，即把垂直排列膜12C和12D中的垂直排列組分(側(cè)鏈雙胺)的比例相對(duì)于整個(gè)胺組分設(shè)定為5％、10％和25％這種情況，示出本實(shí)施例的液晶顯示器10中的黑色顯示模式的狀態(tài)的圖。
參照?qǐng)D5，可以看出，在把垂直排列膜中的垂直排列組分的比例設(shè)定為5％或10％的情況下，產(chǎn)生大范圍漏光，并且伴隨著這種漏光，產(chǎn)生對(duì)比度系數(shù)下降的問(wèn)題。
另一方面，在排列膜12C和12D中的垂直排列組分的比例為25％的情況下，可以看出，漏光很少。因此，從圖5的結(jié)果可以斷定，垂直排列膜12C和12D中的垂直排列組分的比例應(yīng)優(yōu)選地被設(shè)定為25％或以上。
一般，每當(dāng)液晶分子傾斜時(shí)，不管傾斜角有多小，都會(huì)產(chǎn)生漏光。然而，可以認(rèn)為，當(dāng)液晶分子的傾斜角超過(guò)某一閾值時(shí)，將出現(xiàn)人對(duì)這種漏光情況的識(shí)別。
對(duì)于在表面上未形成突起或凹陷的透射式液晶顯示器，當(dāng)分子定向膜中的垂直排列組分的比例為5％時(shí)，可獲得足夠的對(duì)比度系數(shù)。另一方面，圖5的結(jié)果表明，如果排列膜中的垂直排列組分的比例未被設(shè)定為25％或以上，則不能在反射式液晶顯示器中獲得足夠的對(duì)比度系數(shù)。
與根據(jù)第一比較實(shí)驗(yàn)和第二比較實(shí)驗(yàn)(第一比較例和第二比較例)的反射式液晶顯示器的結(jié)果相比，下表1對(duì)在與液晶板垂直的方向上觀察的反射式液晶顯示器10中針對(duì)白色顯示模式獲得的反射率(亮度)和對(duì)比度系數(shù)作了說(shuō)明，其中，表1的測(cè)量是通過(guò)使用積分式球面光源進(jìn)行的。另一方面，在第一比較實(shí)驗(yàn)中，反射式液晶顯示器在對(duì)置電極14A中使用傾斜縫隙來(lái)取代排列控制結(jié)構(gòu)12B，而在第二比較實(shí)驗(yàn)中，反射式液晶顯示器在基板14上使用與排列控制結(jié)構(gòu)12B類似的排列控制結(jié)構(gòu)，但高度為2.0μm。
表1

參照表1，可以看出，盡管在本實(shí)施例中，垂直排列組分(側(cè)鏈雙胺)相對(duì)于總雙胺組分的比例在5~50％的范圍內(nèi)變化，然而本實(shí)施例的反射式液晶顯示器10獲得的亮度高于第一比較實(shí)驗(yàn)和第二比較實(shí)驗(yàn)中任何一者的液晶顯示器。并且，可以看出，通過(guò)把垂直排列組分的比例設(shè)定為25％或以上，可獲得23.0或以上的對(duì)比度系數(shù)。
考慮到以下事實(shí)，即TN模式反射式液晶顯示器可最大提供僅約13％的亮度和18的對(duì)比度系數(shù)這一事實(shí)，將理解的是，與這種TN模式反射式液晶顯示器相比，本實(shí)施例的反射式液晶顯示器10可提供的性能要優(yōu)越得多。
在表1中，要注意的是，與本實(shí)施例的反射式液晶顯示器10比起來(lái)，在第一比較實(shí)驗(yàn)的反射式液晶顯示器情況下，白色顯示模式的亮度減少約30％?？梢哉J(rèn)為，該結(jié)果是由以下效果產(chǎn)生的，即在形成于對(duì)置電極內(nèi)的縫隙附近的液晶分子不會(huì)產(chǎn)生切換。
在第二比較實(shí)驗(yàn)中，還要注意的是，所獲得的亮度比本實(shí)施例所獲得的亮度小約8％。可以認(rèn)為，這是由于在位于排列結(jié)構(gòu)上的部位內(nèi)的液晶層的延遲減少所致。應(yīng)注意的是，在第二比較實(shí)驗(yàn)中的排列結(jié)構(gòu)的高度大于在本實(shí)施例中使用的排列結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)施例的反射式液晶顯示器10中，還可形成排列控制結(jié)構(gòu)12B，在這種情況下，該排列控制結(jié)構(gòu)12B可使用介電常數(shù)比液晶層13的介電常數(shù)大的材料，使得如圖6所示，使該排列控制結(jié)構(gòu)12B可填充在與導(dǎo)電插頭11F對(duì)應(yīng)的TFT基板11一側(cè)形成的凹陷。根據(jù)這種構(gòu)成，還可實(shí)現(xiàn)液晶分子朝像素區(qū)域中心傾斜的分子排列。
以下，將對(duì)根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的反射式液晶顯示器20進(jìn)行說(shuō)明。
圖7示出了反射式液晶顯示器20的構(gòu)成，其中，與上述部分對(duì)應(yīng)的那些部分由相同參考編號(hào)來(lái)表示，因而將省略對(duì)其說(shuō)明。
參照?qǐng)D7，反射式液晶顯示器20的構(gòu)成與以上說(shuō)明的反射式液晶顯示器10的構(gòu)成多少有些類似，只不過(guò)從基板11或14上消除了排列控制結(jié)構(gòu)12B。
在本實(shí)施例的液晶顯示器20中形成有在液晶層13內(nèi)具有定向的聚合物鏈13B，其中，該聚合物鏈13B用于使液晶分子13A朝像素區(qū)域的中心部位傾斜。在圖7中，應(yīng)注意的是，參考編號(hào)13B僅示意性表示聚合物鏈，而不用于表示聚合物鏈的實(shí)際結(jié)構(gòu)，也不用于表示各個(gè)聚合物鏈。
更詳細(xì)地說(shuō)，如圖8所示，在本實(shí)施例中的TFT基板11上形成有采用伸長(zhǎng)圖形形式的突起和凹陷圖形12，以使各突起圖形在基板的縱向或橫向上延伸。并且，通過(guò)使用包含比例為25％的垂直排列組分的垂直排列膜，形成排列膜12C和12D。
參照?qǐng)D8，在突起和凹陷圖形12中的突起和凹陷都形成在圖3中示意性所示的各晶疇區(qū)域A-D內(nèi)，其中，各突起或凹陷均沿區(qū)域A-D的外周邊沿在縱向或橫向上延伸。
并且，使基板11和基板12通過(guò)直徑為3μm的墊片相互堆疊，并且在紫外線照射時(shí)把一種與用于形成聚合物鏈的樹(shù)脂混合的液晶注入在基板11和14之間形成的間隙內(nèi)。該液晶可包含重量比例為0.3％的樹(shù)脂。使用該液晶，可形成液晶層13。在本實(shí)施例中，使用一種樹(shù)脂，在以2000mJ/cm2的強(qiáng)度進(jìn)行紫外線照射(I-line)時(shí)，該樹(shù)脂產(chǎn)生光致聚合作用。
在如此形成的反射式液晶顯示器中，將注意的是，如圖8所示，通過(guò)在TFT基板11上形成橫向或縱向伸長(zhǎng)的突起和凹陷，可使由突起和凹陷圖形12中的突起和凹陷形成的反射光的強(qiáng)度在基板的縱向和橫向上增加。另一方面，在圖1的突起和凹陷圖形12中，如圖9所示，在反射光中不會(huì)出現(xiàn)這種指向性。
因此，在本實(shí)施例中，向如此獲得的液晶顯示器施加4V驅(qū)動(dòng)電壓，并且在這種狀態(tài)下，向基板14施加紫外線照射，以使由突起和凹陷圖形12反射的反射光的強(qiáng)度在液晶層13中，在縱向和橫向上為2000mJ/cm2或以上。由于從紫外線照射形成的縱向和橫向上的反射光的作用，因而可在液晶層13內(nèi)形成聚合物鏈13B，該聚合物鏈13B在基板的縱向和橫向上延伸，并且，由于垂直排列膜12C和12D以及如此形成的聚合物鏈13B的作用，因而可對(duì)液晶層13中的液晶分子13A如圖2所示進(jìn)行排列。
與在先前實(shí)施例的反射式液晶顯示器10的情況一樣，在如此形成的反射式液晶顯示器上進(jìn)行的亮度和對(duì)比度系數(shù)的測(cè)量表現(xiàn)出類似的結(jié)果。
根據(jù)本實(shí)施例，通過(guò)對(duì)反射紫外線照射的突起和凹陷圖形12的形狀進(jìn)行控制，并通過(guò)把可光聚合的化合物包含在液晶層13內(nèi)，可在光強(qiáng)度為最大的任意方向上使可光聚合的化合物聚合。
圖10示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的反射式液晶顯示器30的構(gòu)成，其中，與上述部分對(duì)應(yīng)的那些部分由相同參考編號(hào)來(lái)表示，因而將省略對(duì)其說(shuō)明。
參照?qǐng)D10，液晶顯示器具有一種把第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的特點(diǎn)進(jìn)行混合的構(gòu)成，其中，如圖8所示，玻璃基板14在其上設(shè)有排列控制結(jié)構(gòu)12B，并且在突起和凹陷圖形12內(nèi)的突起具有伸長(zhǎng)形式，該突起在基板的縱向或橫向上延伸。并且，液晶層13在其內(nèi)包括光聚合鏈13B。
在圖10的液晶顯示器30中，應(yīng)注意的是，偏光器17的吸收軸被設(shè)定在基板的縱向上，并且1/4波長(zhǎng)膜16的延遲軸的方向被設(shè)定成與偏光器17的吸收軸形成45度角。
下表2把針對(duì)在白色顯示模式中如此獲得的反射式液晶顯示器30獲得的亮度和對(duì)比度系數(shù)與針對(duì)一種類似的反射式液晶顯示器(第三比較實(shí)施例第三比較例)獲得的亮度和對(duì)比度系數(shù)作了比較，在后者中，偏光器17的吸收軸的方向與基板的縱向之間有45度偏離。
表2

參照表2，將注意的是，在本實(shí)施例和比較實(shí)驗(yàn)之間，在亮度方面沒(méi)有實(shí)質(zhì)性變化，同時(shí)還將注意的是，在本實(shí)施例的液晶顯示器中，對(duì)比度系數(shù)提高。
可以認(rèn)為，這種提高是由于黑色顯示模式的改善而實(shí)現(xiàn)的，而黑色顯示模式的改善則是由于在一方向即突起和凹陷圖形12的反射強(qiáng)度為最大的方向上設(shè)定偏光器17的吸收軸而實(shí)現(xiàn)的。
圖11示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的反射式液晶顯示器40的構(gòu)成，而圖12示出了在圖11的反射式液晶顯示器40中的射線傳播。在圖12中，應(yīng)注意的是，只有與光線的光路長(zhǎng)度相關(guān)的那些部分才予以表示，并省略對(duì)其他部分的表示。
參照?qǐng)D11，本實(shí)施例的液晶顯示器40一般包括下玻璃基板41；上玻璃基板44，其面向下玻璃基板41；以及液晶層43，其具有負(fù)介電各向異性，并設(shè)置在上玻璃基板44和下玻璃基板41之間，其中，下玻璃基板44在其上設(shè)有元件例如TFT(未示出)，與TFT合作的選通電極41C，以及數(shù)據(jù)電極(未示出)。為透射式液晶顯示器設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)TFT基板可用作玻璃基板44。在這種情況下，在與TFT電氣連接的狀態(tài)下，在玻璃基板41上形成有如ITO那樣的透明導(dǎo)體的像素電極41D。
應(yīng)注意的是，TFT、選通電極41C以及數(shù)據(jù)電極都由諸如樹(shù)脂那樣的絕緣膜覆蓋，通過(guò)對(duì)抗蝕膜進(jìn)行構(gòu)圖和處理，可在絕緣膜41E上形成突起和凹陷圖形42。
突起和凹陷圖形42由鋁(Al)等反射電極42A覆蓋，并且該反射電極通過(guò)在絕緣膜41E內(nèi)形成的接觸孔41F，優(yōu)選地在像素區(qū)域的中心部位與像素電極41D連接。
在上玻璃基板44上，在面向基板41的基板44的表面均勻和連續(xù)地形成有對(duì)置電極44A。
并且，在基板41上形成垂直排列膜42C，以便覆蓋突起和凹陷圖形42以及反射電極42A，并且在基板44上形成有另一垂直排列膜42D，以便覆蓋對(duì)置電極44A。
在非激活狀態(tài)，即未向液晶層43施加驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)的狀態(tài)下，排列膜42C和42D用于在與基板41或44大體垂直的方向上使液晶分子排列，而如圖12所示，由于存在突起和凹陷圖形42，因而與突起和凹陷圖形42接觸的液晶分子產(chǎn)生傾斜。
并且，在基板44的外側(cè)形成優(yōu)選地由TAC膜形成的相位補(bǔ)償膜45，并且，1/4波長(zhǎng)膜46和偏光器47順次進(jìn)一步層疊在相位補(bǔ)償膜45上。
在本實(shí)施例的反射式液晶顯示器40中，應(yīng)注意的是，構(gòu)成液晶層43的液晶分子43A不限于具有負(fù)介電各向異性的液晶分子，而也可以是具有正介電各向異性的液晶分子。甚至在這種情況下，由于以下事實(shí)，即在液晶顯示器的非激活狀態(tài)下，液晶分子43A在與基板41或44的平面大體垂直的方向上排列這一事實(shí)，液晶顯示器40也是反射式液晶顯示器。
在上述實(shí)施例中說(shuō)明的VA模式反射式液晶顯示器10~30中，應(yīng)注意的是，鑒于環(huán)境光傾斜照射到液晶層13這一事實(shí)，以及鑒于液晶分子13A由突起和凹陷圖形42傾斜這一事實(shí)，在液晶顯示器的非激活狀態(tài)下，液晶層13也顯示出延遲。因此，只有在上述VA模式液晶顯示器的非激活狀態(tài)下，液晶層13的延遲由相位補(bǔ)償膜等予以補(bǔ)償之后，才可在上述VA模式液晶顯示器的非激活狀態(tài)下，獲得期望的理想黑色顯示。
對(duì)于VA模式透射式液晶顯示器，在第1462978號(hào)英國(guó)專利中，或者在第10-153802號(hào)日本待審專利公開(kāi)中已提出了一種技術(shù)，用于使用相位補(bǔ)償膜來(lái)補(bǔ)償垂直排列液晶層的延遲。
在這些提議中，把給定為df·{(nx+ny)/2-nz}的相位補(bǔ)償膜的延遲設(shè)定成與定義為dlc·An的液晶層的延遲大體相等，其中，df表示相位補(bǔ)償膜的厚度，nx、ny和nz分別表示在x方向、y方向和z方向上的相位延遲膜的折射率，dlc表示液晶層的厚度，Δn表示在液晶層中的異常射線和正常射線之間的折射率差。
在VA模式透射式液晶顯示器的這種技術(shù)中，相位補(bǔ)償膜僅用于在黑色顯示模式中阻擋傾斜入射光，并用于改善視角，而在應(yīng)用于VA模式反射式液晶顯示器時(shí)，卻不能獲得黑色顯示模式的期望補(bǔ)償。
應(yīng)注意的是，在反射表面上具有突起和凹陷的VA模式反射式液晶顯示器被設(shè)計(jì)成用于獲取盡可能多的環(huán)境光，并用于把所獲取的環(huán)境光反射到觀察者。
參照?qǐng)D12，以入射角θ1傾斜入射的環(huán)境光以折射角θ2折射，該折射角θ2由空氣和相位補(bǔ)償膜之間的折射率比來(lái)確定，并且該環(huán)境光以入射角θ3照射到液晶層43內(nèi)。
在液晶層43和基板44之間的界面處，液晶分子43A的排列狀態(tài)由圖12中未示出的垂直排列膜42D在與基板44的平面大體垂直的方向上進(jìn)行控制。為此，入射光在液晶層43和基板44之間的界面附近，以角θ3照射到液晶分子43A。在此，應(yīng)注意的是，液晶層的折射率約1.5，并約等于相位補(bǔ)償膜45的折射率。為此，可認(rèn)為入射角θ3近似等于入射角θ2。
另一方面，在這種VA模式反射式液晶顯示器中，正如參照上述實(shí)施例所述，有必要在與基板44垂直的方向上發(fā)射傾斜入射的環(huán)境光，并且為此目的，在TFT基板41上形成突起和凹陷圖形42。
在圖12中，這種突起和凹陷圖形42近似于具有等腰三角形的橫斷面的錐形。因此，在突起和凹陷圖形42上，由于垂直排列膜42C具有覆蓋突起和凹陷圖形42的功能，液晶分子43A被排列成與三角形的斜邊垂直，其中該三角形的斜邊與基板41的平面形成角ξ。
因此，在液晶層43中，液晶分子43A使傾斜角在液晶層43的厚度方向上遞增，從在液晶層43和基板44之間界面處的0值遞增到在液晶層43和突起和凹陷圖形42之間界面處的ξ值。因此，在液晶層43和基板41之間的界面附近，照射到液晶分子43A的光的入射角由于突起和凹陷圖形42在液晶分子43A內(nèi)產(chǎn)生的傾斜而從上述角θ3減少角ξ。
因此，從相位補(bǔ)償膜45進(jìn)入液晶層43的入射光以入射角ξ照射到突起和凹陷圖形42，并也以反射角ξ反射。結(jié)果，反射光再次以入射角ξ照射到在突起和凹陷圖形42上垂直排列的液晶分子43A。
在液晶層43和基板41之間的界面處，液晶分子的排列方向被控制成與基板41的平面垂直。因此，液晶分子43A在液晶層43的厚度方向上逐步從基板41到基板44改變排列方向。與此相關(guān)聯(lián)，入射到液晶分子43A的反射光的入射角逐漸遞減，并在到基板44的界面處變?yōu)榱恪?br> 在圖12的光學(xué)系統(tǒng)中，在光路的前半部分(被定義為到達(dá)突起和凹陷圖形42的入射光的光路)中的相位補(bǔ)償膜45內(nèi)的光路長(zhǎng)度給定為dv/cosθ2，其中，鑒于關(guān)系式θ2θ3(dv/cosθ2dv/cos2ξ)，該光路長(zhǎng)度近似等于dv/cos2ξ。并且，液晶層13中的入射光的光路長(zhǎng)度給定為dlc/cos2ξ。另一方面，由突起和凹陷圖形42垂直反射到基板41的主平面的反射光的光路長(zhǎng)度在液晶層中給定為dlc，并在相位補(bǔ)償膜45中給定為dv。
因此，對(duì)于環(huán)境光傾斜進(jìn)入的VA模式反射式液晶顯示器40，將注意的是，由于在入射光路和出射光路之間的不同光路長(zhǎng)度，即便在液晶顯示器的非激活狀態(tài)下，也會(huì)產(chǎn)生延遲，并且延遲大小取決于突起和凹陷圖形42的入射角θ1和角ξ。
在一例，即液晶層43的厚度dlc為3μm，折射率差Δn為0.067，并且突起和凹陷圖形42提供的平均傾斜角<ξ>為13度的一例中，如下表3的實(shí)例A所示，在非激活狀態(tài)，即未向液晶顯示器施加驅(qū)動(dòng)電壓的狀態(tài)下，液晶層43的延遲被計(jì)算為33nm，但條件是，入射光的入射角θ1被設(shè)定為25度。
表3

表3(續(xù))

表3(續(xù))

表3(續(xù))

在表3中，應(yīng)注意的是，除了實(shí)例A以外，還列舉了實(shí)例B、實(shí)例C和實(shí)例D，其中，實(shí)例B表示平均傾斜角<ξ>被設(shè)定為9度的實(shí)例，實(shí)例C表示平均傾斜角<ξ>被設(shè)定為7.7度的實(shí)例，實(shí)例D表示平均傾斜角<ξ>被設(shè)定為7.5度的實(shí)例。
為了補(bǔ)償液晶層43中傾斜產(chǎn)生的這種延遲，可使用一種在與基板垂直的方向上具有負(fù)介電各向異性的膜。
因此，表1還示出了在傾斜方向上的延遲值以及這些實(shí)例的補(bǔ)償效率，在這些實(shí)例中，相位補(bǔ)償膜45的折射率差{(nx+ny)/2-nz}為0.0006(相位差①)，0.0013(相位差②)，0.0017(相位差③)，以及0.0024(相位差④)。
以下，將對(duì)通過(guò)使用這種具有負(fù)介電各向異性的相位補(bǔ)償膜45獲得的傾斜延遲補(bǔ)償進(jìn)行說(shuō)明。
圖13A示出了在基板垂直方向上具有負(fù)介電各向異性的相位補(bǔ)償膜45的折射率橢圓體，而圖13B示出了具有正介電各向異性的液晶層43的折射率橢圓體。并且，圖14A示出了在Y-Z平面內(nèi)所取的圖13A的折射率橢圓體的橫斷面，而圖14B示出了在Y-Z平面內(nèi)所取的圖13B的折射率橢圓體的橫斷面。在以下論述中，假定在相位補(bǔ)償膜45和液晶層43的任何一個(gè)中均無(wú)面內(nèi)各向異性(nx＝ny)。
參照?qǐng)D13A和13B并參照?qǐng)D14A和14B，將注意的是，以入射角θ入射到X-Y平面的光的正常射線和異常射線的折射率在相位補(bǔ)償膜45情況中，與橢圓的長(zhǎng)軸和短軸對(duì)應(yīng)，并在液晶層43情況下，與橢圓的短軸和主軸對(duì)應(yīng)，該橢圓是在由一平面取斷面的折射率橢圓體的橫斷面上形成的。
參照?qǐng)D14A和圖14B，對(duì)于一種情況，即入射光與基板的法線方向(Z方向)成角θ照射這種情況，根據(jù)下列方程式，獲得分別在Y方向和Z方向上表示折射率的視在折射率ny’和nz’。Y2ny2+Z2nz2=1]]>ny′2cos2θny2+ny′2sin2θnz2=1]]>ny′2=1cos2θny2+sin2θnz2]]>ny2=nynznz2cos2θ+ny2sin2θ=nznz2ny2cos2θ+(1-cos2θ)=nz1-υcos2θ]]>式中υ=ny2-nz2ny2]]>Y2ny2+Z2nz2=1]]>nz′2sin2θny2+nz′2cos2θnz2=1]]>nz′21sin2θny2+cos2θnz2]]>nz2=nynznz2sin2θ+ny2cos2θ=n2nz2ny2(1-cos2θ)+cos2θ=nznz2ny2+υcos2θ]]>上表3中表示的液晶層和相位補(bǔ)償膜的延遲值以及補(bǔ)償效率值都是根據(jù)視在折射率nx’、ny’和nz’以及入射角θ計(jì)算的，因此，包含入射光傾斜光路的效應(yīng)。
再參照表3，可以看出，相位補(bǔ)償膜①和④不能提供充分補(bǔ)償，而相位補(bǔ)償膜②和③能提供近100％補(bǔ)償。
應(yīng)注意的是，這種延遲補(bǔ)償隨著液晶層的延遲dlc·Δn而變化，因此，當(dāng)液晶層的延遲改變時(shí)，延遲補(bǔ)償也須改變。
一般，延遲值由在與基板平行或垂直的方向上的值來(lái)表示。因此，優(yōu)選的是，相位補(bǔ)償膜的延遲也用與在基板平行或垂直的方向上的值來(lái)表示，而不用與基板的傾斜值來(lái)表示。
因此，針對(duì)平均傾斜角ξ為13度的反射器A的情況，上述獲得的優(yōu)選延遲值被表示為0.5≤[df·{(nx+ny)/2-nz}]/(dlc·Δn)≤0.7在該范圍內(nèi)，盡管會(huì)存在延遲補(bǔ)償與最佳值偏離約10％這種情況，然而針對(duì)黑色顯示模式也可獲得顯著效果。
另一方面，在使用平均傾斜角ξ為7~9度的反射器B~D的情況下，液晶層43在非激活狀態(tài)下的延遲在11~16nm范圍內(nèi)。在該情況下，相位補(bǔ)償膜②提供最佳結(jié)果。在這種情況下，該相位補(bǔ)償膜的優(yōu)選延遲范圍被確定為0.4≤[df·{(nx+ny)/2-nz}]/(dlc·Δn)≤0.6
包括最佳值的容許裕量。
總結(jié)上述結(jié)果可以斷定，反射式液晶顯示器40的相位補(bǔ)償膜45的優(yōu)選延遲范圍被確定在以下范圍內(nèi)，即0.4≤[df·{(nx+ny)/2-nz}]/(dlc·Δn)≤0.7當(dāng)傾斜角ξ減少到約7度以下時(shí)，用于獲取環(huán)境光的入射角θ1太小，并且難以獲取環(huán)境光。
在圖11的構(gòu)成中，特別有利的是使用在相位補(bǔ)償膜45的面內(nèi)方向上具有約10nm延遲以及法線方向上具有約50nm延遲的TAC膜。使用該膜，可以低成本實(shí)現(xiàn)大體理想的黑色模式補(bǔ)償。
應(yīng)注意的是，偏光器47一般具有TAC防潮膜，但這種TAC膜設(shè)置在1/4波長(zhǎng)膜46和偏光器47之間。因此，采用這種防潮膜獲得的補(bǔ)償效果無(wú)法與使用相位補(bǔ)償膜45獲得的補(bǔ)償效果可比。這點(diǎn)將在以下說(shuō)明。
在圖11的液晶顯示器40中，1/4波長(zhǎng)膜45設(shè)置在相位補(bǔ)償膜45和偏光器47之間，其中，這種1/4波長(zhǎng)膜與液晶層43相比，顯示出較少的波長(zhǎng)分散。
因此，通過(guò)把這種波長(zhǎng)分散較少的相位補(bǔ)償膜設(shè)置在偏光器47和液晶層43之間，并且通過(guò)實(shí)現(xiàn)偏振面的90度旋轉(zhuǎn)，可實(shí)現(xiàn)以波長(zhǎng)分散少為特征的優(yōu)良黑色模式顯示，并因此可實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光的少量泄漏。
通過(guò)這樣做，把1/4波長(zhǎng)膜46(即第二相位補(bǔ)償膜)設(shè)置在相位補(bǔ)償膜45(即第一相位補(bǔ)償膜)的外部是不優(yōu)選的。應(yīng)注意的是，相位補(bǔ)償膜45的折射率橢圓體具有方位依賴性，并且這種把1/4波長(zhǎng)膜46設(shè)置在相位補(bǔ)償膜45和液晶層43之間的構(gòu)成將產(chǎn)生一種情況，即途經(jīng)偏光器的線性偏振光得到補(bǔ)償。在這種情況下，會(huì)存在一個(gè)問(wèn)題是，使用特定方位角可獲得令人滿意的補(bǔ)償，而使用其他方位角卻不能獲得這種令人滿意的補(bǔ)償。因此，總補(bǔ)償效果下降。
如果1/4波長(zhǎng)膜46形成在相位補(bǔ)償膜45的外部，則相位補(bǔ)償膜45對(duì)途經(jīng)1/4波長(zhǎng)膜46的圓偏振光的光相位進(jìn)行補(bǔ)償，并且方位依賴性的效果被消除。應(yīng)注意的是，圓偏振光在所有方位方向上是等效的，因此，即使在相位補(bǔ)償膜45的折射率橢圓體上存在方位依賴性時(shí)，都能針對(duì)這種情況下的所有方位方向?qū)崿F(xiàn)光補(bǔ)償。
同時(shí)，諸如TAC膜45那樣的相位補(bǔ)償膜具有面內(nèi)延遲軸。因此，產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題是，當(dāng)這種TAC膜45與1/4波長(zhǎng)膜46層疊時(shí)，1/4波長(zhǎng)膜46的延遲受到影響。如果1/4波長(zhǎng)膜46和相位補(bǔ)償膜45在一種狀態(tài)，例如，各個(gè)延遲軸相互重合這種狀態(tài)下層疊，則這種層疊結(jié)構(gòu)在面內(nèi)方向上的延遲值為相位補(bǔ)償膜45和1/4波長(zhǎng)膜46的延遲值之和。如果它們?cè)O(shè)置成使各自延遲軸垂直相交，則延遲為相位補(bǔ)償膜45和1/4波長(zhǎng)膜46的延遲值之差。
因此，如果把1/2波長(zhǎng)膜和1/4波長(zhǎng)膜層疊形成的元件用于1/4波長(zhǎng)膜46，用以把波長(zhǎng)分散減至最少，則會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題是，如果相位補(bǔ)償膜45的面內(nèi)延遲軸偏離1/4波長(zhǎng)膜46的面內(nèi)延遲軸，則相位補(bǔ)償膜45被包括在層疊結(jié)構(gòu)中。因此，會(huì)存在波長(zhǎng)分散特性受到影響的可能性。
為了避免該問(wèn)題，優(yōu)選的是使形成相位補(bǔ)償膜45的TAC膜的面內(nèi)延遲軸與構(gòu)成層疊式1/4波長(zhǎng)膜46的1/2波長(zhǎng)膜或1/4波長(zhǎng)膜的面內(nèi)延遲軸重合。在這種情況下，除了延遲增加或減少之外，不會(huì)產(chǎn)生其他影響。
特別是，通過(guò)采用一種關(guān)系設(shè)置相位補(bǔ)償膜45和1/4波長(zhǎng)膜46以使各自的面內(nèi)延遲軸相互平行延伸并使面內(nèi)延遲之和為可見(jiàn)波長(zhǎng)的幾乎1/4，可實(shí)現(xiàn)黑色顯示的完全補(bǔ)償。通過(guò)這樣做，可抑制由1/4波長(zhǎng)膜46的面內(nèi)延遲所產(chǎn)生的1/4波長(zhǎng)膜46的延遲偏差。
尤其是，如果1/4波長(zhǎng)膜46是上述層疊結(jié)構(gòu)中的元件，則使相位補(bǔ)償膜45的面內(nèi)延遲軸與1/4波長(zhǎng)膜或1/2波長(zhǎng)膜的任何一者的面內(nèi)延遲軸對(duì)準(zhǔn)就足夠了。并且，進(jìn)行延遲調(diào)整，以使1/4波長(zhǎng)膜和相位補(bǔ)償膜45的面內(nèi)延遲之和等于1/4波長(zhǎng)，或者以使1/2波長(zhǎng)膜和相位補(bǔ)償膜45的面內(nèi)延遲之和等于1/2波長(zhǎng)。在這種情況下，相位補(bǔ)償膜45和層疊式1/4波長(zhǎng)膜46的面內(nèi)延遲之和并不總是與可見(jiàn)波長(zhǎng)的1/4相等。然而，當(dāng)對(duì)層疊式1/4波長(zhǎng)膜46內(nèi)的其中一個(gè)相位補(bǔ)償膜的延遲進(jìn)行調(diào)整，以使層疊式1/4波長(zhǎng)膜46整體的面內(nèi)延遲等于1/4的可見(jiàn)波長(zhǎng)時(shí)，可獲得類似效果。
以下，將對(duì)圖11的反射式液晶顯示器40的制造工藝進(jìn)行說(shuō)明。
在本實(shí)施例中，采用旋轉(zhuǎn)涂敷法把厚度約1μm的抗蝕膜涂敷到TFT基板41上，并進(jìn)行90℃、30分鐘的預(yù)烘干處理。之后，使如此形成的抗蝕膜暴露于紫外線照射，同時(shí)使用與突起和凹陷圖形對(duì)應(yīng)的掩模。通過(guò)在曝光后使抗蝕膜顯影，并隨后進(jìn)行135℃、40分鐘的烘干處理以及200℃、60分鐘的最終烘干處理，可使用7.7度的平均傾斜角<ξ>形成突起和凹陷圖形42。應(yīng)注意的是，通過(guò)改變烘干溫度和烘干時(shí)間，可任意改變?cè)搩A斜角。
并且，采用蒸發(fā)淀積法，可使厚度為200nm的鋁(Al)膜42A淀積在如此形成的突起和凹陷圖形42的表面上。
并且，把垂直排列分子定向膜42C和42D涂敷到如此處理的TFT基板41以及對(duì)置基板44上，并且通過(guò)直徑均為3μm的介入墊片把如此處理的基板41和44組裝在一起，并獲得空板。
然后，把一種液晶，即具有負(fù)介電各向異性(Δε＝-3.5)并且在異常射線和正常射線之間的折射率差Δn為0.067的液晶注入在上述基板41和42之間形成的間隙內(nèi)。使用該液晶，可獲得液晶板。
然后，把面內(nèi)延遲為10nm和法線方向延遲為47nm的兩個(gè)雙軸TAC膜層疊在基板44上，作為相位補(bǔ)償膜45，以使面內(nèi)延遲軸具有85度的方位角，并把面內(nèi)延遲為135nm的1/4波長(zhǎng)膜和面內(nèi)延遲為250nm的1/2波長(zhǎng)膜依次層疊，并把延遲軸的方位角分別設(shè)定為140度和85度。因此，形成層疊式1/4波長(zhǎng)膜46。并且，在1/4波長(zhǎng)膜46上形成偏光器47，以使吸收軸被定向在75度的方位方向上。
在如此形成的VA模式反射式液晶顯示器40中，通過(guò)使用層疊式1/4波長(zhǎng)膜作為1/4波長(zhǎng)膜46，可抑制波長(zhǎng)分散。并且，通過(guò)把相位補(bǔ)償膜45的面內(nèi)延遲軸的方向設(shè)定成與構(gòu)成層疊式1/4波長(zhǎng)膜46的1/2波長(zhǎng)膜的面內(nèi)延遲軸重合，可使1/2波長(zhǎng)膜的面內(nèi)延遲值減少相位補(bǔ)償膜45的面內(nèi)延遲量，并且1/4波長(zhǎng)膜46整體在綠色波長(zhǎng)(540nm)時(shí)顯示出與1/2波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的面內(nèi)延遲值，其中在該綠色波長(zhǎng)，人眼的靈敏度最大。
另一方面，相位補(bǔ)償膜45是一種具有負(fù)介電各向異性的膜，用于在施加電場(chǎng)的狀態(tài)下補(bǔ)償液晶層的延遲，其中，相位補(bǔ)償膜45的面內(nèi)延遲df·{(nx+ny)/2-nz}針對(duì)液晶層43的面內(nèi)延遲dlc·Δn，滿足以下關(guān)系式df·{(nx+ny)/2-nz}/(dlc·Δn)＝0.47下表4示出了針對(duì)白色顯示模式和黑色顯示模式中的各方，通過(guò)施加預(yù)定驅(qū)動(dòng)電壓而如此獲得的反射式液晶顯示器40的反射率的測(cè)量結(jié)果。表4的測(cè)量是通過(guò)使用分光計(jì)進(jìn)行的，該分光計(jì)使用積分式球面光源(第四實(shí)施例)。應(yīng)注意的是，積分式球面光源是一種用于在所有角度和所有方位方向上發(fā)射光的擴(kuò)散光源，并可提供接近于諸如室內(nèi)照明或日光那樣的環(huán)境光的照明。
表4

參照表4，可以看出，本實(shí)施例的反射式液晶顯示器40可在黑色顯示模式時(shí)獲得0.53的反射率，并可在白色顯示模式時(shí)獲得12.64的反射率。使用該反射式液晶顯示器40，可獲得24.1的對(duì)比度系數(shù)。
在表4中，也列舉了第四比較實(shí)驗(yàn)至第七比較實(shí)驗(yàn)(第四比較例至第七比較例)的結(jié)果。
在第四比較實(shí)驗(yàn)中，使相位補(bǔ)償膜45和層疊式1/4波長(zhǎng)膜46的順序反向，因此，基板44首先用層疊式1/4波長(zhǎng)膜46的1/4波長(zhǎng)膜覆蓋，然后用層疊式1/4波長(zhǎng)膜46的1/2波長(zhǎng)膜覆蓋，最后在上述1/2波長(zhǎng)膜上覆蓋相位補(bǔ)償膜45。否則，第四比較實(shí)驗(yàn)的液晶顯示器的構(gòu)成與第四實(shí)施例中使用的構(gòu)成相同。
另一方面，在第五比較實(shí)驗(yàn)中，使用與在第四實(shí)施例中使用的液晶顯示器類似的液晶顯示器，只不過(guò)構(gòu)成層疊式1/4波長(zhǎng)膜46的上層的1/2波長(zhǎng)膜用一個(gè)面內(nèi)延遲為270nm的單軸膜替代。并且，把層疊式1/4波長(zhǎng)膜46中的1/4波長(zhǎng)膜設(shè)置成使1/4波長(zhǎng)膜的延遲軸與液晶層的錨定定向(摩擦定向)一致。由此，與第四實(shí)施例的1/4波長(zhǎng)膜相比，可使面內(nèi)延遲減少20nm。
另一方面，在第六比較實(shí)驗(yàn)中，可取消第四實(shí)施例的液晶顯示器的相位補(bǔ)償膜45。并且，把面內(nèi)延遲為270nm的單軸膜用于1/2波長(zhǎng)膜，該1/2波長(zhǎng)膜構(gòu)成層疊式1/4波長(zhǎng)膜的一部分。
另一方面，在第七比較實(shí)驗(yàn)中，把水平排列膜涂覆到基板41和44，并且通過(guò)直徑為3μm的墊片把基板41和44相互組裝。并且，把一種液晶，即一種具有正介電各向異性(Δε＝6.0)并且在異常射線和正常射線之間的折射率差Δn為0.067的液晶封閉在基板41和42之間形成的間隙內(nèi)。因此，本比較實(shí)驗(yàn)的液晶顯示器是TN模式反射式液晶顯示器。
再參照表4，將注意的是，本實(shí)施例的液晶顯示器在黑色顯示模式中的反射率比這些比較實(shí)驗(yàn)中的任何其他液晶顯示器低，結(jié)果，使用第四實(shí)施例的液晶顯示器，可獲得最高對(duì)比度系數(shù)。
圖15和圖16針對(duì)使用點(diǎn)光源以25度的入射角照射液晶顯示器40的情況，示出了根據(jù)本實(shí)施例(第四實(shí)施例)的VA模式反射式液晶顯示器40的黑色顯示模式的反射率和對(duì)比度系數(shù)，其中，圖15示出了反射率，而圖16示出了對(duì)比度系數(shù)。并且，圖15和圖16示出了與第六比較實(shí)驗(yàn)的裝置相關(guān)的類似測(cè)量結(jié)果。
參照?qǐng)D15和圖16，可以看出，針對(duì)整個(gè)方位角，與比較實(shí)驗(yàn)的液晶顯示器比起來(lái)，在本實(shí)施例的反射式液晶顯示器40中，黑色顯示模式的反射率減少，并可實(shí)現(xiàn)對(duì)比度系數(shù)的提高。
一般，有一種傾向是，黑色顯示模式中的反射率在具有單偏光器的反射式液晶顯示器中，在與偏光器的吸收軸對(duì)應(yīng)的方位方向上最小，而在與透射軸對(duì)應(yīng)的方位方向上最大。
在圖15和圖16中，也可看出，黑色顯示模式中的反射率在與偏光器47的吸收軸對(duì)應(yīng)的近255度方位角時(shí)取得最小值，并且在該方位角時(shí)獲得最大對(duì)比度系數(shù)。
下表5示出了與第六比較實(shí)驗(yàn)的液晶顯示器相比，第四實(shí)施例的液晶顯示器40的在偏光器的吸收軸的方向上的黑色顯示模式和白色顯示模式的反射率，以及對(duì)比度系數(shù)與方位的依賴關(guān)系。
表5

參照?qǐng)D5，可以看出，在與偏光器的吸收軸的方向?qū)?yīng)的約255度方位角時(shí)，與該比較實(shí)驗(yàn)相比，黑色顯示模式的反射率在本實(shí)施例中減少18％。并且，表5表明，在該方位角時(shí)，對(duì)比度系數(shù)從48.7％增至67.5％。
以下，將對(duì)根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的反射-透射式液晶顯示器進(jìn)行說(shuō)明。
圖17示出了常規(guī)反射-透射式液晶顯示器的一般構(gòu)成。
參照?qǐng)D17，反射-透射式液晶顯示器50基本上包括一對(duì)玻璃基板51和52，以及液晶層53，其設(shè)置在玻璃基板51和52之間，其中，在玻璃基板52的內(nèi)表面均勻地形成透明電極52A。另一方面，在玻璃基板51的內(nèi)表面形成平面化膜51A，并在該平面化膜51A中形成開(kāi)口51a，作為光學(xué)透射窗。
在平面化膜51A的表面形成具有突起和凹陷的反射電極51B，并且對(duì)應(yīng)于上述開(kāi)口51a，在基板51上形成透明電極51C。
并且，在基板51的外側(cè)形成一圓偏光器54，并在基板52的外側(cè)形成另一圓偏光器55。
在這種通過(guò)對(duì)液晶層53的延遲進(jìn)行調(diào)制來(lái)實(shí)現(xiàn)光切換的反射-透射式液晶顯示器50中，有必要把液晶層53中的通過(guò)玻璃基板52入射到液晶層53并在由反射電極51B反射之后從液晶層53出射的光的光路長(zhǎng)度設(shè)定成與從基板51通過(guò)光學(xué)窗51a進(jìn)入液晶層53并在途經(jīng)液晶層53和玻璃基板52之后出射的光的光路長(zhǎng)度相等。也就是說(shuō)，有必要形成厚度為液晶層53厚度1/2的平面化膜51A。
然而，鑒于需要以下步驟，這種液晶顯示器的制造是復(fù)雜的，這些步驟除了包括用于制造液晶顯示器的普通制造步驟之外，還包括在基板51上形成厚平面化膜51A；在平面化膜51A上形成反射電極51B；形成光學(xué)窗51a；以及對(duì)應(yīng)于光學(xué)窗51a，在基板51上形成透明電極51C。因此，常規(guī)反射-透射式液晶顯示器50會(huì)遇到成本增加的問(wèn)題。
并且，在圖17的反射-透射式液晶顯示器50中，需要在鋁(Al)反射電極51B和ITO透明電極51C之間的界面處形成阻擋金屬膜51b，用于防止電解效應(yīng)產(chǎn)生的腐蝕。
另一方面，圖18示出了用于消除上述問(wèn)題的根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的反射-透射式液晶顯示器60的構(gòu)成。
參照?qǐng)D18，液晶顯示器60基本上包括一對(duì)玻璃基板61和62，以及聚合物網(wǎng)絡(luò)液晶層63，其設(shè)置在玻璃基板61和62之間，其中，在玻璃基板62的內(nèi)表面均勻地形成透明電極62A。
在玻璃基板61的內(nèi)表面形成具有縫隙狀開(kāi)口61a的反射電極圖形61A，并且液晶層63在液晶顯示器的非激活狀態(tài)，即未向液晶層63施加驅(qū)動(dòng)電壓的狀態(tài)下采用光學(xué)透明狀態(tài)。另一方面，在激活狀態(tài)，即向液晶層63施加驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)的狀態(tài)下，液晶層63采用散射狀態(tài)。通過(guò)使用例如在第5-27228號(hào)日本待審專利公開(kāi)中揭示的聚合物網(wǎng)絡(luò)液晶，可實(shí)現(xiàn)這種液晶層63。
并且，在玻璃基板61的外側(cè)設(shè)有圓偏光器64，并在玻璃基板62的外側(cè)設(shè)有線性偏光器65。
圖19A和圖19B是用于分別對(duì)圖18的反射-透射式液晶顯示器在黑色顯示模式和白色顯示模式中的操作進(jìn)行說(shuō)明的圖。
參照?qǐng)D19A，該圖左側(cè)示出了反射模式操作，而右側(cè)示出了透射模式操作，其中，將注意的是，來(lái)自液晶板前側(cè)的入射光由線性偏光器65在反射模式操作中轉(zhuǎn)換為線性偏振光，并由處于非散射狀態(tài)的液晶層63進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為圓偏振光。應(yīng)注意的是，液晶層63的延遲約為入射光波長(zhǎng)的1/4，并具有延遲軸，該延遲軸相對(duì)于偏光器65的吸收軸形成45度角。在此，應(yīng)注意的是，在非散射狀態(tài)下的液晶層63的延遲決不限于入射光波長(zhǎng)λ或可見(jiàn)波長(zhǎng)的1/4，而是可具有以下值，即(0.5n+1/4)λ；n＝0，1，2…n，其中，n是自然數(shù)。
然后，如此轉(zhuǎn)換為圓偏振光的入射光由反射電極61A在圓偏振光狀態(tài)下反射，并被轉(zhuǎn)換為具有偏振面的線性偏振光，該偏振面與初始偏振面垂直相交。然后，這種具有該線性偏振狀態(tài)并從液晶層63出射的反射光由線性偏光器65切斷，并獲得期望的黑色顯示。
在透射模式操作中，從液晶板的背側(cè)入射到基板61的入射光在途經(jīng)圓偏光器64時(shí)被轉(zhuǎn)換為圓偏振光，并通過(guò)反射電極61A中的光學(xué)窗61a被導(dǎo)入液晶層63。
由于液晶層63處于非散射狀態(tài)，因而入射的圓偏振光在途經(jīng)液晶層63時(shí)被轉(zhuǎn)換為具有與線性偏光器65的吸收軸相交的偏振面的線性偏振光，這與上述反射的圓偏振光的情況類似，并且，途經(jīng)液晶層63的透射光也由線性偏光器65切斷。
另一方面，在圖19B的白色顯示模式中，液晶層63處于散射狀態(tài)，并且途經(jīng)線性偏光器65并入射到液晶層63的線性偏振光被散射，并且該散射光由反射電極61A反射。應(yīng)注意的是，該散射光在反射之后反向途經(jīng)液晶層63時(shí)進(jìn)行進(jìn)一步散射，結(jié)果，線性偏光器65接收一種光，該光除了包括具有與線性偏光器65的吸收軸平行的偏振面的偏振組分之外，還包括各種偏振面的各種偏振組分。
因此，這種具有與吸收軸相交的偏振面的偏振組分以線性偏振光的形式途經(jīng)偏光器65，并獲得期望的白色顯示。
相同說(shuō)明也適用于透射光的情況。因此，通過(guò)圓偏光器入射到基板61的入射光在液晶層63被散射，并且因散射而形成的并具有與偏光器65的吸收軸相交的偏振面的那些偏振組分途經(jīng)偏光器65。
在這種構(gòu)成的反射-透射式液晶顯示器中，無(wú)需形成厚平面化膜51A或者具有散射結(jié)構(gòu)的電極51B，也無(wú)需形成與光學(xué)窗51a對(duì)應(yīng)的透明電極51C。只需形成反射電極61A就足夠了，該反射電極61A被構(gòu)圖成在基板61的內(nèi)表面形成縫隙。并且，應(yīng)注意的是，反射電極61A不會(huì)與透明電極接觸，因此，無(wú)需形成阻擋金屬層。
因此，本實(shí)施例的液晶顯示器的制造工藝容易執(zhí)行，并且制造成本顯著降低。
并且，應(yīng)注意的是，這種對(duì)非散射狀態(tài)和散射狀態(tài)之間的液晶層狀態(tài)轉(zhuǎn)換加以利用的液晶顯示器不存在視角受限的問(wèn)題，并可獲得優(yōu)良的視角特性。
在圖18的例子中，應(yīng)注意的是，在非散射狀態(tài)下，液晶層的延遲值為入射光波長(zhǎng)的1/4。另一方面，也可使用圖20所示的具有極少延遲的液晶層，其中，應(yīng)注意的是，圖20示出了根據(jù)本實(shí)施例的修改的液晶顯示器70。在圖20中，與上述部分對(duì)應(yīng)的那些部分由相同參考編號(hào)來(lái)表示，因而將省略對(duì)其說(shuō)明。
參照?qǐng)D20，在反射式液晶顯示器70中使用一種在非散射狀態(tài)下具有極少面內(nèi)延遲的聚合物分散液晶層73，以取代液晶層63。液晶層73的面內(nèi)延遲比散射層所用液晶的積Δn·d要小，其中，Δn表示雙折射率，d表示單元厚度。因此，優(yōu)選的是把面內(nèi)延遲設(shè)定成在液晶層73內(nèi)可忽略不計(jì)。與此相關(guān)聯(lián)，用圓偏光器66來(lái)取代線性偏光器。
圖21A和圖21B分別示出了圖20的反射-透射式液晶顯示器70在黑色顯示模式和白色顯示模式中的操作。
參照?qǐng)D21A，該圖左側(cè)示出了黑色顯示模式中的反射模式操作，而該圖右側(cè)示出了透射模式操作。因此，在反射模式中，來(lái)自液晶板前側(cè)的入射光由圓偏光器66轉(zhuǎn)換為圓偏振光，其中，鑒于液晶層73的延遲小到可忽略不計(jì)，如此形成的圓偏振光在圓偏振光狀態(tài)下途經(jīng)液晶層73。該液晶層處于非散射狀態(tài)。
如此途經(jīng)液晶層73的入射光由反射電極61A在圓偏振光狀態(tài)下反射，并反向途經(jīng)液晶層73，同時(shí)保持圓偏振光狀態(tài)。如此途經(jīng)液晶層73的圓偏振光反向進(jìn)入圓偏光器66，并被切斷。
另一方面，在透射模式操作中，從背側(cè)入射到基板61的入射光由圓偏光器64轉(zhuǎn)換為圓偏振光，并通過(guò)反射電極61A中的光學(xué)窗61a被引入液晶層73。
由于液晶層73處于非散射狀態(tài)，因而入射的圓偏振光途經(jīng)液晶層73，同時(shí)保持圓偏振狀態(tài)，并由圓偏光器66切斷，這與上述反射的圓偏振光類似。
在圖19B的白色顯示狀態(tài)中，液晶層73處于散射狀態(tài)，因此，入射到液晶層73的圓偏振光在液晶層73中進(jìn)行散射。然后，該散射的入射光由反射電極61A反射，并在通過(guò)液晶層73反向傳播時(shí)進(jìn)行進(jìn)一步散射。結(jié)果，圓偏光器66在前側(cè)接收具有各種偏振面的各種偏振組分。
因此，這種具有與吸收軸垂直的偏振面的組分途經(jīng)偏光器66，并獲得期望的白色顯示。
同樣狀況也適用于透射光的情況，即從背側(cè)通過(guò)圓偏光器64入射到基板61的入射光在液晶層73中被散射，并且因散射而形成的并具有與偏光器66的吸收軸相交的偏振面的偏振組分途經(jīng)偏光器66。
與常規(guī)反射-透射式液晶顯示器70相反，在這種構(gòu)成的反射-透射式液晶顯示器70中，無(wú)需形成厚平面化膜51A或者在上面設(shè)有散射結(jié)構(gòu)的電極51B，也無(wú)需形成與光學(xué)窗51a對(duì)應(yīng)的透明電極51C，并且在基板61的內(nèi)表面形成根據(jù)縫隙形狀構(gòu)圖的反射電極61A就足夠了。并且，將注意的是，反射電極61A不會(huì)與透明電極接觸，因此，無(wú)需形成阻擋金屬層。因此，就可簡(jiǎn)化制造工藝，并可顯著降低液晶顯示器的成本。
在這種對(duì)非散射狀態(tài)和散射狀態(tài)之間的液晶層狀態(tài)轉(zhuǎn)換加以利用的液晶顯示器中，不存在視角受限的問(wèn)題，并可獲得優(yōu)良的視角特性。
下表6把圖17的常規(guī)反射-透射式液晶顯示器50的制造工藝和本發(fā)明的反射-透射式液晶顯示器70作了比較。
表6

參照表6，將注意的是，本發(fā)明可取消以下步驟，即形成平面化膜51A；在平面化膜51A上形成突起和凹陷圖形51B；以及在光學(xué)窗上形成透明電極51C。
因此，在本發(fā)明中，只需對(duì)反射電極進(jìn)行構(gòu)圖就足夠了，并且可大大簡(jiǎn)化反射-透射式液晶顯示器的制造工藝。
同時(shí)，在圖18的反射-透射式液晶顯示器60中，或者在圖20的反射-透射式液晶顯示器70中，即在前基板上形成均勻電極并在后基板上形成縫隙狀電極圖形的反射-透射式液晶顯示器中，如圖22~24所示，存在多個(gè)可能驅(qū)動(dòng)模式，用于把驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)施加給液晶層63。
圖22是所謂的橫向電場(chǎng)模式或IPS模式，并且在構(gòu)成反射電極的叉指式電極(interdigital electrode)的一對(duì)相互鄰接的電極指之間施加驅(qū)動(dòng)電壓。
另一方面，圖23示出了在本文中被稱為垂直電場(chǎng)模式或S模式的驅(qū)動(dòng)模式，用于與IPS模式區(qū)別開(kāi)，其中，在對(duì)置電場(chǎng)62和反射電場(chǎng)61A之間施加驅(qū)動(dòng)電壓。
并且，圖24示出了以下被稱為單側(cè)垂直電場(chǎng)模式或sS模式的驅(qū)動(dòng)模式，其中，上述的IPS模式和S模式被組合。因此，在圖24的驅(qū)動(dòng)模式中，對(duì)置電極62和其中一個(gè)電極指按照第一電壓電平被驅(qū)動(dòng)，并且在兩側(cè)的電極指按照第二驅(qū)動(dòng)電壓被驅(qū)動(dòng)。
圖25A示出了在圖23的S驅(qū)動(dòng)模式中使用的反射電極61A的構(gòu)成一例，而圖25B示出了在圖22的IPS驅(qū)動(dòng)模式或者圖24的sS驅(qū)動(dòng)模式中使用的反射電極61A的構(gòu)成。
參照?qǐng)D25A，在玻璃基板61上形成有TFT 61T，選通電極61G和數(shù)據(jù)電極61D，并且一個(gè)具有與透射區(qū)域61a對(duì)應(yīng)的縫隙的電極被形成為反射電極61A。
另一方面，在圖25B的構(gòu)成中，除了TFT 61T、選通電極61G和數(shù)據(jù)電極61D以外，在玻璃基板61上還交替形成有多個(gè)叉指式電極61A1和61A2，其中，叉指式電極61A2與公共線61C連接。并且，對(duì)應(yīng)于透射區(qū)域61a，在電極6IA1和電極61A2之間形成間隙。
通過(guò)把圖25A或圖25B的TFT基板用作基板61，并通過(guò)直徑為5μm的墊片把基板61和62組裝在一起，分別制造出具有圖18的液晶顯示器60的構(gòu)成的液晶顯示器，用于對(duì)IPS驅(qū)動(dòng)模式、S驅(qū)動(dòng)模式和sS驅(qū)動(dòng)模式進(jìn)行測(cè)試。因此，在基板61和62上均形成水平排列膜，并對(duì)該排列膜進(jìn)行摩擦處理，以使液晶分子在與縫隙方向垂直的方向上實(shí)現(xiàn)同類排列。
并且，把一種可由紫外線固化(UV-curable)的液晶和一種雙折射率Δn為0.2306以及介電各向異性Δε為15.1的液晶混合而成的一種液晶混合物封入在基板61和62之間形成的間隙內(nèi)。并且，通過(guò)進(jìn)行紫外線照射，在液晶層63中形成聚合物網(wǎng)絡(luò)散射層。
圖26針對(duì)一種情況，即把電極圖形61A的寬度E設(shè)定為4μm并對(duì)縫隙61a的寬度G作各種更改的情況，示出了如此形成的反射-透射式液晶顯示器60的施加驅(qū)動(dòng)電壓和透射率之間的關(guān)系。在圖26中，應(yīng)注意的是，電極寬度E和縫隙寬度G是以微米為單位來(lái)表示。并且，透射率采用非激活狀態(tài)下的透射率進(jìn)行規(guī)格化。
參照?qǐng)D26，將注意的是，驅(qū)動(dòng)電壓隨著縫隙寬度G的減少而減少，并且最小驅(qū)動(dòng)電壓是在使用S驅(qū)動(dòng)模式的情況下獲得的。
在本實(shí)施例的另一實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)使用圖25A或圖25B所示構(gòu)成的TFT基板，形成具有圖18的構(gòu)成的液晶顯示器。
在本實(shí)驗(yàn)中，水平排列膜由PVA膜或可溶性聚酰亞胺膜在基板61或?qū)χ没?2的表面形成。在向排列膜施加摩擦處理以便在液晶分子中實(shí)現(xiàn)同類排列之后，使用直徑均為2.3μm的介入墊片把基板61和62組裝在一起，并把一種液晶混合物導(dǎo)入在基板61和62之間形成的間隙內(nèi)，該液晶混合物包含雙折射率Δn為0.067的向列型液晶，以及添加的重量比例為10％的可由紫外線固化的包含聚合引發(fā)劑的液晶。
并且，通過(guò)向如此形成的液晶板施加紫外線照射，可形成延遲為154nm的聚合物網(wǎng)絡(luò)液晶層。
并且，在基板62的外側(cè)設(shè)有線性偏光器65，以使偏光器65的透射軸按照與液晶排列方向約成45度角定向。并且，在基板61的外側(cè)設(shè)有圓偏光器64。
因此，可低成本生產(chǎn)反射-透射式液晶顯示器60。
在另一實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)把具有圖25A或圖25B的構(gòu)成的TFT基板用作TFT基板61，可制造圖20的反射-透射式液晶顯示器70。
在本實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)直徑為6μm的介入墊片把基板61和對(duì)置基板62組裝在一起，并把一種液晶混合物導(dǎo)入在基板61和62之間形成的間隙內(nèi)，該液晶混合物包含雙折射率Δn為0.23的液晶，以及添加的重量比例為20％的可由紫外線固化的樹(shù)脂單體。通過(guò)向如此形成的液晶層施加紫外線照射，可獲得聚合物分散液晶層73。
通過(guò)在TFT基板61和對(duì)置基板62的各自外側(cè)設(shè)置圓偏光器64和66，可獲得反射-透射式液晶顯示器70，該反射-透射式液晶顯示器70在非激活狀態(tài)，即未施加驅(qū)動(dòng)電壓的狀態(tài)下提供白色顯示模式，并在激活狀態(tài)下提供黑色顯示模式。
在另一實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)把具有圖25A或圖25B所示構(gòu)成的TFT基板用作基板61，可形成圖20的反射-透射式液晶顯示器70。
在本實(shí)驗(yàn)中，在基板61和62的表面形成PVA或可溶性聚酰亞胺垂直排列膜，并且通過(guò)直徑為5μm的墊片把基板61和62組裝在一起。并且，把一種液晶混合物導(dǎo)入在基板61和62之間形成的間隙內(nèi)，該液晶混合物包含雙折射率Δn為0.23的液晶，以及添加的重量比例為10％的可由紫外線固化的包含聚合引發(fā)劑的液晶。并且通過(guò)施加紫外線照射，可形成聚合物網(wǎng)絡(luò)液晶層73。
然后，通過(guò)在TFT基板61和對(duì)置基板62的各自外側(cè)設(shè)置圓偏光器64和66，可制成反射-透射式液晶顯示器70，其中，如此形成的液晶顯示器70在非激活狀態(tài)，即未施加驅(qū)動(dòng)電壓的狀態(tài)下提供黑色顯示模式，并在激活狀態(tài)下提供白色顯示模式。
圖27示出了把濾色片CF設(shè)置到圖18的反射-透射式液晶顯示器60或圖20的反射-透射式液晶顯示器70的任何一個(gè)上的一例。
參照?qǐng)D27，將注意的是，通過(guò)基板62從前向入射的并由反射電極61A反射的光兩次途經(jīng)濾色片CF，而從背側(cè)通過(guò)TFT基板61入射的光僅一次途經(jīng)濾色片CF。
因此，如果濾色片CF具有均勻色純度，則會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題是，反射光的色純度和透射光的色純度可能會(huì)不同。
因此，在圖27的構(gòu)成中，形成與透射區(qū)域61a對(duì)應(yīng)的濾色片CF的部分CF1，以使其厚度是濾色片CF剩余部分的兩倍，因此，透射光和反射光具有相同的色純度。
圖28示出了圖27的修改，其中，將注意的是，在基板61上形成濾色片CF，并且通過(guò)使用反射電極61F，可調(diào)整濾色片CF的厚度。
因此，通過(guò)在基板61上形成厚度是反射電極61A厚度兩倍的濾色片CF，可針對(duì)位于透射區(qū)域61a上的部分，把濾色片CF的厚度設(shè)定為在電極61A上的濾色片CF厚度的兩倍。在圖29的構(gòu)成中，這種對(duì)濾色片CF的厚度進(jìn)行的調(diào)整是采用自調(diào)整方式實(shí)現(xiàn)的，并且無(wú)需任何構(gòu)圖處理。
圖29示出了圖28的修改，其中，由抗蝕膜等在反射電極61A下面形成圖形61B，與反射電極61A一致。
根據(jù)這種構(gòu)成，與圖28的情況相比，反射電極61A形成在基板61上的升高位置。應(yīng)注意的是，當(dāng)反射電極61A的厚度較小并且在圖28的構(gòu)成中不能充分實(shí)現(xiàn)反射光的著色時(shí)，圖29的構(gòu)成尤其有效。
并且，本發(fā)明不限于至此所述的實(shí)施例，而是可在不背離本發(fā)明范圍的情況下作各種改動(dòng)和修改。
權(quán)利要求
1.一種反射式液晶顯示器，該反射式液晶顯示器包括第一基板，第二基板，其設(shè)置成面對(duì)所述第一基板，所述第二基板在其上設(shè)有突起和凹陷；反射電極，其設(shè)置在所述第二基板上，以便覆蓋所述突起和凹陷，并通過(guò)接觸孔與設(shè)置在所述第二基板上的開(kāi)關(guān)器件電氣接觸；以及液晶層，其設(shè)置在所述第一基板和第二基板之間，所述液晶層具有負(fù)介電各向異性；其中，所述接觸孔設(shè)置到所述反射電極的中心，以及其中，在所述液晶層中設(shè)有液晶分子排列控制結(jié)構(gòu)，以便在沿著與所述第二基板垂直的方向觀察所述第二基板時(shí)，所述排列控制結(jié)構(gòu)與所述接觸孔重疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射式液晶顯示器，其中，所述結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述反射電極上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射式液晶顯示器，其中，所述結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述第一基板的面向所述第二基板的表面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射式液晶顯示器，其中，當(dāng)沿著與所述第二基板垂直的方向觀察時(shí)，所述結(jié)構(gòu)的尺寸與所述接觸孔的尺寸大體相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射式液晶顯示器，其中，所述結(jié)構(gòu)的高度與由所述接觸孔在所述反射電極中形成的臺(tái)階高度一致。
6.一種反射式液晶顯示器的制造方法，該反射式液晶顯示器包括第一基板；第二基板，其設(shè)置成面向所述第一基板，所述第二基板在其上設(shè)有具有反射性的突起和凹陷；液晶層，其具有負(fù)介電各向異性，并設(shè)置在所述第一基板和第二基板之間；以及光聚合的聚合物結(jié)構(gòu)，其設(shè)置在所述第一基板和第二基板之間；所述制造方法包括以下步驟通過(guò)把光垂直照射到所述第二基板，并通過(guò)所述突起和凹陷使所述光在所述第二基板的面內(nèi)方向中反射，使構(gòu)成所述聚合物結(jié)構(gòu)的化合物發(fā)生光聚合；所述發(fā)生光聚合的步驟是通過(guò)優(yōu)化所述突起和凹陷的形狀，向由所述突起和凹陷反射的光提供面內(nèi)指向性而進(jìn)行的，以使所述光聚合在與所述面內(nèi)指向性對(duì)應(yīng)的方向進(jìn)行。
7.一種反射式液晶顯示器，該反射式液晶顯示器包括第一基板；第二基板，其設(shè)置成面向所述第一基板；液晶層，其具有負(fù)介電各向異性，并設(shè)置在所述第一基板和第二基板之間；以及垂直排列膜，其形成在所述第一基板的一個(gè)表面以及所述第二基板的一個(gè)表面；其中，所述排列膜包含相對(duì)于總雙胺組分比例為25％或以上的垂直排列組分。
8.一種反射式液晶顯示器，該反射式液晶顯示器包括第一基板；第二基板，其設(shè)置成面向所述第一基板，所述第二基板在其上設(shè)有具有反射性的突起和凹陷；液晶層，其具有負(fù)介電各向異性，并設(shè)置在所述第一基板和第二基板之間；以及偏光器，其設(shè)置在所述第一基板的外側(cè)，以使所述偏光器的吸收軸與一方向，即所述突起和凹陷產(chǎn)生的反射強(qiáng)度為最大的方向，大體平行延伸。
9.一種反射式液晶顯示器，該反射式液晶顯示器包括第一基板；第二基板，其設(shè)置成面向所述第一基板，所述第二基板在其上設(shè)有具有反射性的突起和凹陷；液晶層，其具有正介電各向異性或負(fù)介電各向異性，并設(shè)置在所述第一基板和第二基板之間；偏光器，其設(shè)置在所述第一基板的外側(cè)；以及光相位補(bǔ)償膜，其設(shè)置在所述第一基板和所述偏光器之間，所述光相位補(bǔ)償膜在與所述第一基板的平面垂直的方向上具有負(fù)介電各向異性；所述光相位補(bǔ)償膜的延遲為df{(nx+ny)/2-nz}，以滿足下列關(guān)系式0.4≤[df{(nx+ny)/2-nz}]/(dlcΔn)≤0.7式中，nx、ny和nz分別表示所述光相位補(bǔ)償膜在x方向、y方向和z方向上的折射率，dlc表示所述液晶層的厚度，Δn表示在液晶層中的異常射線和正常射線之間的折射率差。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的反射式液晶顯示器，其中，所述光相位補(bǔ)償膜在與所述第一基板平行的方向上具有延遲軸。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的反射式液晶顯示器，該反射式液晶顯示器在所述偏光器和所述光相位補(bǔ)償膜之間還包括另一光相位補(bǔ)償膜，其在與所述第一基板的平面平行的方向上具有負(fù)介電各向異性，所述另一光相位補(bǔ)償膜的延遲約為可見(jiàn)光波長(zhǎng)的1/4。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的反射式液晶顯示器，其中，所述光相位補(bǔ)償膜和所述另一光相位補(bǔ)償膜在與所述第一基板平行的方向上具有延遲軸。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的反射式液晶顯示器，其中，所述光相位補(bǔ)償膜和所述另一光相位補(bǔ)償膜具有各自的延遲，使得所述光相位補(bǔ)償膜的所述延遲與所述另一光相位補(bǔ)償膜的所述延遲之和約等于可見(jiàn)光波長(zhǎng)的1/4。
14.一種反射-透射式液晶顯示器，該反射-透射式液晶顯示器包括第一基板；第二基板，其設(shè)置成面向所述第一基板；透明電極，其設(shè)置在所述第一基板的面向所述第二基板的表面上；反射電極，其設(shè)置在所述第二基板的面向所述第一基板的表面上，所述反射電極具有開(kāi)口；散射層，其設(shè)置在所述第一基板和第二基板之間，所述散射層在其內(nèi)包括液晶層，并在散射狀態(tài)和非散射狀態(tài)之間改變其光學(xué)狀態(tài)；以及一對(duì)偏光器，其設(shè)置在一液晶板的外側(cè)，該液晶板由所述第一基板、所述第二基板以及所述散射層形成；至少其中一個(gè)所述偏光器由圓偏光器形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的反射-透射式液晶顯示器，其中，所述一對(duì)偏光器均由圓偏光器形成。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的反射-透射式液晶顯示器，其中，所述一對(duì)偏光器中的一個(gè)偏光器是線性偏光器。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的反射-透射式液晶顯示器，其中，在所述散射層的非散射狀態(tài)下，所述散射層的延遲為(0.5n+1/4)λ，其中，λ表示可見(jiàn)光波長(zhǎng)，n是一個(gè)自然數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的反射-透射式液晶顯示器，其中，所述散射層在其所述非散射狀態(tài)下具有面內(nèi)延遲，使得所述面內(nèi)延遲小于Δn·d的積，其中，Δn表示構(gòu)成所述散射層的液晶層的雙折射率，d表示所述液晶層的厚度。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的反射-透射式液晶顯示器，其中，所述反射電極具有縫隙形狀。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的反射-透射式液晶顯示器，其中，所述第一基板和第二基板中的任何一方均設(shè)有濾色片，所述濾色片具有與所述反射電極對(duì)應(yīng)的反射區(qū)域和與所述開(kāi)口對(duì)應(yīng)的透射區(qū)域，所述濾色片在所述反射區(qū)域和所述透射區(qū)域中具有不同的色純度。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的反射-透射式液晶顯示器，其中，所述濾色片設(shè)置在所述反射電極上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種反射式液晶顯示器，該反射式液晶顯示器包括第一基板；第二基板，其面向第一基板并設(shè)有突起和凹陷；反射電極，其設(shè)置在第二基板上，以便覆蓋突起和凹陷，并通過(guò)接觸孔與設(shè)置在第二基板上的開(kāi)關(guān)器件電氣接觸；以及負(fù)液晶層，其設(shè)置在第一基板和第二基板之間；其中，接觸孔設(shè)置到反射電極的中心部分，以及在液晶層中設(shè)有液晶分子排列控制結(jié)構(gòu)，以便在沿著與所述第二基板垂直的方向觀察時(shí)，與接觸孔重疊。
文檔編號(hào)G02F1/1343GK1425942SQ0215558
公開(kāi)日2003年6月25日 申請(qǐng)日期2002年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月11日
發(fā)明者田代國(guó)広, 杉浦規(guī)生, 大室克文 申請(qǐng)人:富士通顯示技術(shù)株式會(huì)社