專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置，尤其涉及在液晶單元內具有反射部和透射部的液晶顯示裝置。
背景技術：
在顯示裝置領域，可以得到高顯示品質的有源矩陣型顯示裝置被廣泛應用。在該顯示裝置中，多個象素電極一一設置有切換元件，通過對每個象素電極的進行可靠地開關，可以很容易得到大型化、高精細化等特性。
近年來一直要求降低消耗電力，盡量擴大象素的區(qū)域以尋求顯示亮度的提高。因此，在整個有源矩陣基板上形成較厚的絕緣膜并在該絕緣膜上形成反射型象素電極的技術已經(jīng)實用化。這樣，在絕緣膜上覆蓋象素電極的結構中，可以防止設置在絕緣膜底層的掃描線及信號線等和設置在上層的象素電極之間的短路，因此，可以以較廣面積形成覆蓋這些布線的象素電極。由此，可以使包含形成有薄膜晶體管(Thin Film Trangistor以下簡稱為TFT)等切換元件和掃描線、信號線的區(qū)域的幾乎全部，成為有助于顯示的像素區(qū)域，可以提高開口率而獲得明亮顯示。
另外，僅以使用反射型象素電極的液晶顯示方式不能在暗處使用，因此，在液晶顯示裝置中一并設置背光源，并且使反射型液晶顯示裝置具有可以部分透射顯示的結構的半透射型液晶顯示裝置也被廣泛使用(參照專利文件1、2)。
圖13表示了這種半透射型液晶顯示裝置的一個現(xiàn)有例(參照專利文件1)。在圖13所示的液晶顯示裝置中，在透明的基板110上的顯示區(qū)域上排列形成多個薄膜晶體管111，這些薄膜晶體管111由絕緣膜112覆蓋，在絕緣膜112上的各象素形成位置上形成由鋁電極膜構成的光反射性象素電極113，使該象素電極113的凹凸面形成部分成為反射部。另外，這些象素電極113的下側的絕緣膜112上形成凹部116，并且，在這些凹部116的底部將透明的柵絕緣膜118和透明的漏電極119延伸形成為從下側按順序定位的結構，并且使凹部116內的漏電極119的形成部分成為透射部a。并且，以覆蓋絕緣膜112、象素電極113和凹部116的方式形成取向膜122。
另一方面，在向著之前的基板110側設有基板120，在這些基板110、120之間夾著液晶層109。在基板120的液晶層109側形成有透明的對置電極(公共電極)121和取向膜123。
此外，在圖13中，省略了設置在基板110的背面?zhèn)鹊谋彻庠吹南嚓P記載。
在具有圖13所示結構的半透射型液晶顯示裝置中，通過光反射性的象素電極113和源電極119，對存在于基板之間的液晶層109施加電場，從而進行液晶的取向控制并進行顯示。詳細來說，通過薄膜晶體管111向光反射性的象素電極113通電來進行液晶的取向控制，控制液晶的透射率，象素電極113的凹凸面形成區(qū)域具有反射來自基板120側的入射光從而進行反射顯示的反射顯示區(qū)域。另外，薄膜晶體管111不僅向象素電極113施加電壓，還向透明的源電極119施加電壓，而凹部116內的源電極119的形成區(qū)域具有透過背光源的光來進行透射顯示的透射顯示區(qū)域的作用。即，根據(jù)圖13所示的內容，獲得一種可以實現(xiàn)由前面的光反射性象素電極帶來的反射顯示方式和使用背光源及透明電極119的透射顯示方式兩者的半透射型液晶顯示裝置。
另外，在半透射型液晶顯示裝置中，向液晶顯示裝置的入射光成為反射光而到達觀察者的過程中，以反射顯示方式光通過2次液晶層，與此相比，以透射顯示方式僅通過1次液晶層，因此，根據(jù)顯示方式，會產生對顯示附加多余的顏色，或者顯示的色感(色味)不同等問題，因此，對此，在圖13所示結構中，在反射部上使液晶層的厚度d1變薄，并利用形成在絕緣膜112上的凹部116的部分的深度并增加透射部a上的液晶層的厚度d2的結構(在反射顯示區(qū)域和透射顯示區(qū)域上單元間隙不同的雙間隙結構)，在反射顯示方式中光通過液晶層2次時的液晶層的厚度(光路)和透射顯示方式中光通過液晶層1次時的液晶層的厚度(光路)均勻化，可以防止兩種顯示方式中的光路差所引起的顯示的著色或者色感的色散。
專利文獻1日本特開2000-171794號公報專利文獻2日本特許3235102號公報但是，圖13所示結構的半透射型液晶顯示裝置，如上所述，透射部a上的液晶層(也稱為透射顯示區(qū)域的液晶層)的厚度d2大小形成為反射部上的液晶層(也稱為反射顯示區(qū)域的液晶層)的厚度d1的兩倍，因此，兩顯示區(qū)域中的液晶層的厚度差變大，會產生透射顯示區(qū)域的液晶層和反射顯示區(qū)域的液晶層中施加驅動電壓時的閾值和飽和電壓等有較大不同，以及同一象素中以透射顯示方式和反射顯示方式的對比度具有很大不同的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的是提供一種液晶層在反射部上和透射部上的厚度不同的雙間隙型(多間隙型)半透射型液晶顯示裝置，通過調整透射部及反射部中的光學特性，使透射部和反射部中的對比度均勻，從而在任意顯示中均可得到良好的顯示品質。
為解決上述課題，本發(fā)明采取以下結構。
本發(fā)明的液晶顯示裝置的特征在于，具有液晶單元，在夾著液晶層且相互對置的一對透明基板中，從一方的透明基板一側按順序在該基板內表面?zhèn)仍O有公共電極及取向膜，在另一方的透明基板內表面?zhèn)仍O有多個切換元件和與各切換元件連接的多個象素電極，并且在上述切換元件上及上述象素電極上設有取向膜；在上述一方的透明基板的外表面?zhèn)纫来涡纬傻牡?、第2相位差板及第1偏振片；以及在上述另一方的透明基板的外表面?zhèn)纫来涡纬傻牡?、第4相位差板及第2偏振片；在上述液晶單元中形成有與上述象素電極對應的多個象素區(qū)域，在該象素區(qū)域的一部分上，上述象素電極具有反射性，上述象素區(qū)域的一部分形成由反射體反射從上述另一方的基板入射的光的反射部，除上述象素區(qū)域的一部分以外的部分形成從上述另一方的基板側向上述一方的基板側透射光的透射部，上述液晶單元及上述第1～第4相位差板以及第1、第2偏振片的各光學特性被設定為如下所述四項。
第一，第1偏振片的吸收軸c的軸向(ψ-75°)-30°至(ψ-75°)+30°的范圍，第2相位差板的延遲(ΔndRF2)大于等于250nm且小于等于290nm，在第2相位差板的相位延遲軸d的軸向(ψ-60°)-15°至(ψ-60°)+15°的范圍，第1相位差板的延遲(ΔndRF1)大于等于80nm且小于等于120nm，第1相位差板的相位延遲軸e的軸向(ψ-15°)至(ψ+15°)的范圍，液晶層的扭轉角(Φ)超過0°且小于等于40°，液晶單元的透射部的延遲(ΔndLT)下述式1的范圍，式1為|ΔndLT-550(1/2)2+(φ180)2|≤100(nm)]]>液晶單元的反射部的延遲(ΔndLR)下述式2的范圍，
式2為|ΔndLR-550(1/4)2+(φ180)2|≤40(nm)]]>第3相位差板的延遲(ΔndRF3)大于等于80nm且小于等于120nm，第3相位差板的相位延遲軸f的軸向(ψ-15°)至(ψ+15°)的范圍，第4相位差板的延遲(ΔndRF4)大于等于250nm且小于等于290nm，第4相位差板的相位延遲軸g的軸向(ψ+60°)-15°至(ψ+60°)+15°的范圍，第2偏振片的吸收軸h的軸向(ψ-15°)-30°至(ψ-15°)+30°的范圍。
第二，第1偏振片的吸收軸c的軸向(ψ+15°)-30°至(ψ+15°)+30°的范圍，第2相位差板的延遲(ΔndRF2)大于等于250nm且小于等于290nm，第2相位差板的相位延遲軸d的軸向(ψ-60°)-15°至(ψ-60°)+15°的范圍，第1相位差板的延遲(ΔndRF1)大于等于80nm且小于等于120nm，第1相位差板的相位延遲軸e的軸向(ψ-15°)至(ψ+15°)的范圍，液晶層的扭轉角(Φ)超過0°且小于等于40°，液晶單元的透射部的延遲(ΔndLT)下述式3的范圍，式3為|ΔndLT-550(1/2)2+(φ180)2|≤100(nm)]]>
液晶單元的反射部的延遲(ΔndLR)下述式4的范圍，式4為|ΔndLR-550(1/4)2+(φ180)2|≤40(nm)]]>第3相位差板的延遲(ΔndRF3)大于等于80nm且小于等于120nm，第3相位差板的相位延遲軸f的軸向(ψ-15°)至(ψ+15°)的范圍，第4相位差板的延遲(ΔndRF4)大于等于250nm且小于等于290nm，第4相位差板的相位延遲軸g的軸向(ψ+60°)-15°至(ψ+60°)+15°的范圍，第2偏振片的吸收軸h的軸向(ψ+75°)-30°至(ψ+75°)+30°的范圍。
第三，第1偏振片的吸收軸c的軸向(ψ+75°)-30°至(ψ+75°)+30°的范圍，第2相位差板的延遲(ΔndRF2)大于等于250nm且小于等于290nm，第2相位差板的相位延遲軸d的軸向(ψ+60°)-15°至(ψ+60°)+15°的范圍，第1相位差板的延遲(ΔndRF1)大于等于80nm且小于等于120nm，第1相位差板的相位延遲軸e的軸向(ψ-15°)至(ψ+15°)的范圍，液晶層的扭轉角(Φ)超過0°且小于等于40°，液晶單元的透射部的延遲(ΔndLT)下述式5的范圍，式5為|ΔndLT-550(1/2)2+(φ180)2|≤100(nm)(nm)]]>
液晶單元的反射部的延遲(ΔndLR)下述式6的范圍，式6為|ΔndLR-550(1/4)2+(φ180)2|≤40(nm)]]>第3相位差板的延遲(ΔndRF3)大于等于80nm且小于等于120nm，第3相位差板的相位延遲軸f的軸向(ψ-15°)至(ψ+15°)的范圍，第4相位差板的延遲(ΔndRF4)大于等于250nm且小于等于290nm，第4相位差板的相位延遲軸g的軸向(ψ-60°)-15°至(ψ-60°)+15°的范圍，第2偏振片的吸收軸h的軸向(ψ+15°)-30°至(ψ+15°)+30°的范圍。
第四，第1偏振片的吸收軸c的軸向(ψ-15°)-30°至(ψ-15°)+30°的范圍，第2相位差板的延遲(ΔndRF2)大于等于250nm且小于等于290nm，第2相位差板的相位延遲軸d的軸向(ψ+60°)-15°至(ψ+60°)+15°的范圍，第1相位差板的延遲(ΔndRF1)大于等于80nm且小于等于120nm，第1相位差板的相位延遲軸e的軸向(ψ-15°)至(ψ+15°)的范圍，液晶層的扭轉角(Φ)超過0°且小于等于40°，液晶單元的透射部的延遲(ΔndLT)下述式7的范圍，式7為|ΔndLT-550(1/2)2+(φ180)2|≤100(nm)]]>
液晶單元的反射部的延遲(ΔndLR)下述式8的范圍，式8為|ΔndLR-550(1/4)2+(φ180)2|≤40(nm)]]>第3相位差板的延遲(ΔndRF3)大于等于80nm且小于等于120nm，第3相位差板的相位延遲軸f的軸向(ψ-15°)至(ψ+15°)的范圍，第4相位差板的延遲(ΔndRF4)大于等于250nm且小于等于290nm，第4相位差板的相位延遲軸g的軸向(ψ-60°)-15°至(ψ-60°)+15°的范圍，第2偏振片的吸收軸h的軸向(ψ-75°)-30°至(ψ-75°)+30°的范圍。
其中，表示上述各軸向的(ψ±N°)的標記(N為上述整數(shù))表示將上述一方的透明基板側的取向膜的取向方向設為方向a，將上述另一方的透明基板側的取向膜的取向方向設為方向b，并將二等分各方向a、b所成的夾角的方向設為中心方向ψ時，與該中心方向ψ所成的角度N；(ψ-N°)從一方的基板側看是以交叉點O為中心順時針旋轉側的角度，(ψ+N°)從一方的基板一側看是以上述交叉點O為中心逆時針旋轉側的角度，式1至式8中的Φ是液晶層的扭轉角。
另外，在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，上述液晶層的扭轉角(Φ)更好是設置在超過0°且小于等于30°的范圍。
根據(jù)上述結構，在以ECB模式工作的液晶顯示裝置中，可以使透射部和反射部中的顯示狀態(tài)均勻，可以防止顯示不均勻。尤其是，可以消除對比度不均勻。另外，在本發(fā)明中，液晶單元的各延遲值(ΔndLT、ΔndLR)成為液晶層的扭轉角Φ的函數(shù)，因此，通過控制扭轉角，就能夠容易地最優(yōu)化光學特性。
另外，在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，上述反射部中的象素電極最好是做成由金屬膜構成的反射性象素電極，并且，上述透射部中的象素電極最好是做成由透明導電膜構成的透射性象素電極。
另外，在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，在上述一方的基板和上述公共電極之間具有濾色片，上述反射部中的濾色片最好是形成為比上述透射部中的濾色片薄。并且，本發(fā)明中，反射部中的濾色片的厚度最好是透射部中的濾色片的厚度的1/2。
在反射部中的濾色片中，在從液晶單元的表面?zhèn)韧干涔?，并且由反射體反射該入射光使之成為反射光并再次透射。這樣，光兩次從反射部中的濾色片透射。另一方面，來自背光源的光僅從透射部中的濾色片透射一次。因此，如果反射部及透射部中的濾色片形成均勻的厚度，則降低反射部中的輝度，并且在透射部和反射部之間產生顏色不均勻。
因而，在本發(fā)明中，通過采用上述結構，可以防止透射部及反射部中產生顏色不均勻且使對比度一定，還可以使輝度均勻。
并且，將反射部中的濾色片厚度形成為透射部中的濾色片厚度的二分之一，可以完全防止顏色不均勻。
另外，本發(fā)明的液晶顯示裝置為上述技術方案的液晶顯示裝置，其特征在于，在上述反射部中的濾色片的液晶層側層疊透明樹脂層，該反射部中的濾色片和上述透明樹脂層的總計厚度和上述透射部中的濾色片的厚度相同。
根據(jù)上述結構，反射部中的透明樹脂層和透射部中的濾色片形成同一平面，因此，可以很容易控制液晶單元的單元間隙。
另外，在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，上述透射部中的液晶層的厚度最好是設置為上述反射部中的液晶層厚度的大致兩倍。
并且，本發(fā)明中，最好是上述反射體的厚度和上述反射部中的液晶層的厚度的總計厚度與上述透射部中的液晶層的厚度一致，并且上述反射體的厚度和上述反射部中的液晶層的厚度相同。
通過上述結構，可以使在反射部中透過液晶層的光的光程長度和在透射部中透過液晶層的光的光程長度大致一致，可以構成兼有反射部和透射部的液晶顯示裝置。
另外，本發(fā)明的液晶顯示裝置為上述技術方案的液晶顯示裝置，其特征在于，上述反射體的階梯部與上述透射性象素電極的周圍相鄰接，該階梯部的傾斜角度被設定在大于等于25°且小于等于55°的范圍。
通過上述結構，可以在階梯部反射光，可以使透射部和反射部的邊界明確，并且可以防止顯示不均勻。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置，通過最優(yōu)化液晶單元、偏振片及相位差板的各光學特性，可以提供輝度均勻且顏色均勻的液晶顯示裝置。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式的液晶顯示裝置的截面模式圖；圖2是表示本發(fā)明的實施方式的液晶顯示裝置所具備的液晶單元的截面模式圖；圖3是表示該液晶單元的TFT部分和象素電極的設置結構的一個例子的俯視示意圖；圖4是表示該液晶單元的象素電極的設置結構的一個例子的俯視示意圖；圖5是表示該液晶單元所具備的濾色片的一個例子的說明圖；圖6是表示本發(fā)明的實施方式的液晶顯示裝置的主要部分的圖，是表示最適當?shù)墓鈱W條件的分解立體圖；圖7是表示本發(fā)明的實施方式的液晶顯示裝置的第1偏振片的吸收軸c、第2相位差板的相位延遲軸d、第1相位差板的相位延遲軸e、上取向膜的取向方向a、下取向膜的取向方向b、第3相位差板的相位延遲軸f、第4相位差板的相位延遲軸g以及第2偏振片吸收軸h的設置關系的第一組合的俯視圖；圖8是表示本發(fā)明的實施方式的液晶顯示裝置的第1偏振片的吸收軸c、第2相位差板的相位延遲軸d、第1相位差板的相位延遲軸e、上取向膜的取向方向a、下取向膜的取向方向b、第3相位差板的相位延遲軸f、第4相位差板的相位延遲軸g以及第2偏振片吸收軸h的設置關系的第二組合的平面圖；圖9是表示本發(fā)明的實施方式的液晶顯示裝置的第1偏振片的吸收軸c、第2相位差板的相位延遲軸d、第1相位差板的相位延遲軸e、上取向膜的取向方向a、下取向膜的取向方向b、第3相位差板的相位延遲軸f、第4相位差板的相位延遲軸g以及第2偏振片吸收軸h的設置關系的第三組合的俯視圖；圖10是表示本發(fā)明的實施方式的液晶顯示裝置的第1偏振片的吸收軸c、第2相位差板的相位延遲軸d、第1相位差板的相位延遲軸e、上取向膜的取向方向a、下取向膜的取向方向b、第3相位差板的相位延遲軸f、第4相位差板的相位延遲軸g以及第2偏振片吸收軸h的設置關系的第四組合的俯視圖；圖11是表示該液晶單元的反射體的凹部的形狀的立體圖；圖12是表示圖11所示的凹部的截面形狀的說明圖；圖13是表示現(xiàn)有液晶顯示裝置所具備的液晶單元的截面模式圖。
具體實施例方式
下面，參照

本發(fā)明的一個實施方式的液晶顯示裝置。此外，在下述所有附圖中，為了使附圖易懂，各構成要件的膜厚和尺寸的比率等適當區(qū)別而表示。
圖1～圖12表示本發(fā)明的半透射型液晶顯示裝置(液晶顯示裝置)的實施方式，本實施方式的半透射型液晶顯示裝置A是以ECB模式工作，如圖1所示，其結構為具有作為主體的液晶面板(液晶單元)1、和設置在該液晶面板1的背面?zhèn)鹊谋彻庠?。
如圖1及圖2所示，液晶面板1具備形成有切換元件10一側的有源矩陣基板2、與其對置設置的對置基板3、保持在基板2、3之間作為光調制層的液晶層5。
對置基板3的結構是在基板41(一方的透明基板)的內側(液晶層5側)依次設置濾色片42、公共電極43及取向膜44。另外，有源矩陣基板2包括基板6(另一方的透明基板)、形成在基板6上的切換元件10、與切換元件連接的象素電極11、反射體20以及層疊在象素電極11上的取向膜29。此外，在取向膜29、44之間設有液晶層5。
另外，象素電極11包括層疊在基板6上的透射性象素電極11a、以及與絕緣膜20a共同構成反射體20的反射性象素電極11b。這些透射性象素電極11a及反射性象素電極11b分別與切換元件10連接。
另一方面，對置基板3的外表面?zhèn)纫来螌盈B著第1相位差板(與對置基板3相鄰接側的相位差板)H2、第2相位差板(與第1偏振片相鄰接側的相位差板)H3以及第1偏振片H1。另外，在有源矩陣基板2的外表面?zhèn)?，從有源矩陣基?開始依次層疊著第3相位差板H4、第4相位差板H5及第2偏振片H6。并且，在第2偏振片H6的下側配置有背光源4。
上述結構的半透射型液晶顯示裝置A，在可以充分得到外部光的情況下以不點亮背光源4的反射模式工作，在不能得到外部光的環(huán)境中以點亮背光源4的透射模式工作。
在反射模式中，入射到第1偏振片H1的光通過該第1偏振片H1變成直線偏振光，變成直線偏振光的光通過第2、第1相位差板H3、H2、液晶層5而變成橢圓偏振光。此外，變成該橢圓偏振光的光被反射體20反射，再度依次通過液晶層5、第1、第2相位差板H2、H3，通過第1偏振片H1再度變成直線偏振光來射出。
另外，透射模式中，從背光源4發(fā)出的光由第2偏振片H6變成直線偏振光，變成直線偏振光的光通過第4、第3相位差板H5、H4、液晶層5及第1、第2相位差板H2、H3而變成橢圓偏振光。此外，變成該橢圓偏振光的光通過第1偏振片H1，變成直線偏振光并從第1偏振片H1射出。
在有源矩陣基板2中，如圖2、圖3或者圖4所示，在基板6上分別沿行方向(圖3、圖4的x方向)和列方向(圖3、圖4的y方向)電絕緣地形成多條掃描線7和信號線8，在各掃描線7、信號線8的交叉部附近形成有TFT(切換元件)。在本發(fā)明中，將上述基板6中形成象素電極11(11a、11b)的區(qū)域稱為象素區(qū)域M，將形成TFT10的區(qū)域、形成掃描線7及信號線8的區(qū)域，分別稱為元件區(qū)域、布線區(qū)域。
TFT10具有逆交錯型(逆スタガ)結構，從基板6的最下層部開始按順序形成柵電極13、柵絕緣膜15、i型半導體層14、源電極17及漏電極18，在i型半導體層14上的、源電極17及漏電極18之間，形成有蝕刻阻斷(Etching Stopper)層9。
即，掃描線7的一部分延伸出來形成柵電極13，在覆蓋其的柵絕緣膜15上形成俯視時跨越柵電極13的島狀半導體層14，該i型半導體層14的兩端側的一邊隔著n型半導體層16形成源電極17，在另一邊隔著n型半導體層16形成漏電極18。
另外，在掃描線7和信號線8所圍成的矩形的各區(qū)域的中心部側，以直接位于基板主體6上的方式形成有由ITO等透明電極材料構成的透射性象素電極11a(象素電極11)。因而，這些透射性象素電極11a和之前的柵電極13形成在同一平面位置。這些透射性象素電極11a直接與以跨越狀連接在其一端11c的、之前的源電極17的一端的連接部17a連接，形成為俯視時的長方形。該透射性象素電極11a，如圖3所示，形成為比掃描線7和信號線8所圍成的矩形區(qū)域的縱向寬度稍短，并且是該矩形區(qū)域的橫向寬度的幾分之一程度的大小。
基板6除玻璃以外還可以由合成樹脂等絕緣性透明基板構成。柵電極13由導電性的金屬材料構成，如圖3所示，與設置在行方向上的掃描線7一體形成。柵絕緣膜15由氧化硅(SiOx)或者氮化硅(SiNy)等硅系列絕緣膜構成，以覆蓋掃描線7及柵電極13、且不覆蓋上述透射性象素電極11a的方式形成在基板上。并且，在此形成柵絕緣膜15的位置，必須是至少排除透射性象素電極11a和源電極17的連接部分的位置，因此，該實施方式中，在透射性象素電極11a上不形成柵絕緣膜15，但是，以僅除去透射性象素電極11a上與源電極17的連接部分的方式，在透射性象素電極11a上形成柵絕緣膜15也不會產生妨礙。
半導體層14由非晶硅(a-Si)等構成，隔著柵絕緣膜15與柵電極13對置的區(qū)域構成為溝道區(qū)域。源電極17及漏電極18由導電材料構成，在半導體層14上夾著溝道區(qū)域對置形成。另外，漏電極18為由設置在列方向上的信號線8分別延伸而形成。
另外，為了在i型半導體層14和源電極17及漏電極18之間得到良好的歐姆接觸，在半導體層14和各電極17、18之間設有高濃度摻雜著磷(P)等V族元素的n型半導體層(歐姆接觸層)16。
并且，在基板6上層疊著由有機材料構成的絕緣膜20a，在該絕緣膜20a上形成有由Al或者Ag等高反射率的金屬材料構成的反射性象素電極11b(象素電極11)。由該絕緣膜20a和反射性象素電極11b構成反射體20。
反射性象素電極11b形成在絕緣膜20a上，并且比上述掃描線7和信號線8所圍成的矩形區(qū)域稍小的、俯視時的矩形，如圖4所示，在俯視時，隔開預定間隔設置成矩陣狀，以使在上下左右排列的反射性象素電極11b之間不會短路。即，這些反射性象素電極11b配置成，其端部邊緣沿著位于其下的掃描線7及信號線8，且形成為區(qū)分掃描線7和信號線8的區(qū)域的幾乎全部都是象素區(qū)域。而且，該象素區(qū)域相當于液晶面板1中的顯示區(qū)域。
絕緣膜20a可以是由丙烯酸類樹脂、聚酰亞胺類樹脂、苯并環(huán)丁烯聚合物(BCB)等構成的有機絕緣膜，強化了TFT10的保護功能。該絕緣膜20a在基板6上較厚地層疊，可以確保透射性象素電極11a和TFT10及各種布線的絕緣，可以防止與透射性象素電極11a之間產生較大的寄生電容，并且通過較厚的絕緣膜20a，使由TFT10和各種布線所形成的基板6上的層差結構平坦化。
接著，在絕緣膜20a上以到達各源電極17的一端部17a的方式設置接觸孔21，并且以位于上述的透射性象素電極11a上的方式形成有凹部22。在相當于凹部22的形成位置的部分的反射性象素電極11b上形成有與凹部22的開口部22a一致的平面形狀的通孔23。這些凹部22是形成為將絕緣膜20a在其深度方向上除去大部分，并在其底部22b側僅留下一部分作為被覆層，并且，凹部22的平面形狀形成為比透射性象素電極11a稍短的長方形且與透射性象素電極11a的平面形狀對應。
在各象素區(qū)域中，凹部22的形成區(qū)域成為透過來自有源矩陣基板2一側的入射光(從背光源4射出的光)的透射部30，反射性象素電極11b的非通孔部分(未形成通孔23的部分)成為反射來自對置基板3側的入射光的反射部35。
另外，象素電極11(11a、11b)之一大致對應一個象素區(qū)域，通孔23的面積與透射顯示時的光通過區(qū)域對應，因此，通孔23的面積在上述象素電極11整體的面積中所占比例為20～60％的范圍，例如，優(yōu)選為40％。并且，該實施方式中，在象素電極11上僅形成一個通孔23，但是，也可以在象素電極11上形成多個通孔。這種情況下，多個通孔合起來的總面積為象素電極11整體的面積的20～60％的范圍。當然，這種情況下，配合多個通孔的形成位置在各通孔下面分別設置凹部。
在絕緣膜20a上設置的接觸孔21中，形成由導電材料構成的導電部25，通過該導電部25將反射性象素電極11b和設置在絕緣膜20a的下層側的源電極17電連接。因而，源電極17與透射性象素電極11a和反射性象素電極11b兩者電連接。
此外，在如上所述構成的基板6上，還形成施以摩擦等預定的取向處理的由聚酰亞胺等構成的下基板側取向膜29(取向膜)來覆蓋反射體20和凹部22。
另外，在形成于絕緣膜20a上的凹部22上，形成有與絕緣膜20a厚度對應的凹部22側壁即階梯部22c。本實施方式中，該階梯部22c的傾斜角度設定為大于等于25°且小于等于55°的范圍。通過該結構，可以在階梯部22c中對光進行反射，可以使透射部30和反射部35的邊界明確，并且可以防止顯示不均勻。傾斜角度不足25°時，階梯部22c向法線方向的投影變長并且有效顯示區(qū)域變小，所以不好；傾角大于55°時，由凹凸導致的取向混亂顯著，所以也不好。更好是階梯部22c的傾斜角度為40°。
接著，對置基板3在由玻璃或者塑料等構成的透光性基板41的液晶層5側的面上形成有如圖2所示的濾色層42。
濾色層42的結構為，如圖5所示，分別周期性地排列著透過紅(R)、綠(G)、藍(B)的波長的光的濾色片42R、42G、42B，各濾色片42R、42G、42B設置在與各象素電極11(11a、11b)對置的位置。另外，在濾色層42中未形成濾色片42R、42G、42B的區(qū)域上格子狀地形成有黑矩陣等遮光層42S、42T。
另外，濾色層42包括設置在反射部35上的反射用濾色片42a、層疊在該反射用濾色片42a上的透明樹脂層42b、設置在透射部30上并與反射用濾色片42a成一體的透射用濾色片42c。反射用濾色片42a的厚度為透射用濾色片42c厚度的二分之一。另外，反射用濾色片42a及透明樹脂層42b的總計厚度和透射用濾色片42c的厚度形成大致相同的厚度。由此，濾色層42的液晶層5側的面形成平坦面。
此外，在上述濾色層42的液晶層側形成有ITO等透明的對置電極(公共電極)43和上基板側取向膜44。上基板側取向膜44由施以摩擦等預定的取向處理的聚酰亞胺等構成。
此外，如上所述構成的基板2、3，由隔片(spacer圖示略)保持在相互隔開一定距離的狀態(tài)，并且，如圖1所示，通過矩形框狀地涂敷在基板周邊部位的熱硬化性密封材料45粘接為一體。另外，在由基板2、3及密封材料45密閉的空間內封入液晶，來形成作為光調制層的液晶層5，并構成了液晶單元1。
在本實施方式的半透射型液晶顯示裝置A中，如上所述，在絕緣膜20a上形成有凹部22，該凹部22內也導入液晶，由此，透射部30中的液晶層5的厚度d3的值比反射部35中的液晶層5的厚度d4的值大，優(yōu)選透射部30中的液晶層5的厚度d3的值為反射部35中的液晶層5的厚度d4的值的兩倍。即，反射體20的厚度和反射部35中的液晶層5的厚度d4的總計和透射部30中的液晶層5的厚度d3的值一致，并且，反射體20的厚度和反射部35中的液晶層5的厚度d4一致。
下面，對本實施方式的半透射型液晶顯示裝置A的光學特性進行說明。
首先，對液晶單元1的光學特性進行說明。
液晶層5較好是在其厚度方向上扭轉超過0°且小于等于40°的范圍，更好是超過0°且小于等于30°的范圍具有扭曲的螺旋結構(構成液晶層5的液晶分子的扭轉角Φ在超過0°且小于等于40°的范圍內，更好是在超過0°且小于等于30°的范圍)。液晶層5由在常溫下成為向列液晶狀態(tài)的液晶分子構成。
使用該液晶的雙折射率(ΔnLC)的波長分散特性比第1相位差板H3的雙折射率(ΔnRF1)的波長分散特性、第2相位差板H3的雙折射率(ΔnRF2)的波長分散特性、第3相位差板H4的雙折射率(ΔnRF3)的波長分散特性以及第4相位差板H5的雙折射率(ΔnRF4)的波長分散特性小的液晶，作為構成該液晶層5的液晶，可以得到更高的對比度，并且可以得到優(yōu)良的顯示特性，這一點較好。構成液晶層5的液晶的ΔnLC的的波長分散特性可以通過改變液晶材料本身來改變。另外，第1～第4相位差板H2～H5的ΔnRF1、ΔnRF2、ΔnRF3、ΔnRF4的波長分散特性可以通過改變各相位差板的材料來改變。
接著，如圖6及圖7所示，上基板側取向膜44的取向方向(摩擦方向)a及下基板側取向膜29的取向方向(摩擦方向)b應與液晶層5的扭轉角Φ對應，取向方向a、b所成的角度較好是超過0°且小于等于40°的范圍，更好是超過0°且小于等于30°的范圍。此外，如圖6及圖7所示，將各取向方向a、b所成的夾角二等分的方向作為中心方向ψ。并且，圖6及圖7中，符號Z是分別與液晶單元1、第1、第2、第3、第4相位差板H2～H5及第1、第2偏振片H1、H6的光入射側的面正交的方向。
上述那樣的液晶單元1的透射部30中的雙折射率(ΔnLT)和液晶層5的厚度d(d3)的積即延遲(ΔndLT)的值被設定在下述式9的范圍(測量波長589nm)。如果ΔndLT在上述范圍以外，則白顯示變暗且對比度降低，所以不好。
另外，上述液晶單元1的反射部35中的雙折射率(ΔnLR)和液晶層5的厚度d(d4)的積的延遲(ΔndLR)的值被設定在下述式10的范圍(測量波長589nm)。如果ΔndLR在上述范圍以外，則白顯示變暗且對比度降低，所以不好。
式9為|ΔndLT-550(1/2)2+(φ180)2|≤100(nm)]]>式10為
|ΔndLR-550(1/4)2+(φ180)2|≤40(nm)]]>接著，對相位差板H2～H5及偏振片H1、H6的光學特性進行說明。
而且，在本實施方式的半透射型液晶顯示裝置A中，如上所述，僅在透射模式的情況下，其結構為第3、第4相位差板H4、H5及第2偏振片H6透射光。因而，第1、第2相位差板H2、H3及第1偏振片H1在透射模式和反射模式兩種方式中都參與液晶顯示裝置的工作，而第3、第4相位差板H4、H5及第2偏振片H6僅參與透射模式。相位差板H2～H5及偏振片H1、H6的最適當?shù)墓鈱W特性有四種組合。下面對各組合進行說明。
另外，表示下面說明的各相位差板的相位延遲軸的軸向的(ψ±N°)的標記(N為下述整數(shù))表示與液晶層的取向方向ψ所成的角度N，(ψ+N°)是從一方的基板側看在逆時針旋轉側僅從取向方向ψ旋轉N°時的角度。另外，(ψ-N°)是從一方的基板側看在順時針旋轉側僅從取向方向ψ旋轉N°時的角度。
并且，(ψ±N°)+n°是從(ψ±N°)的位置還向逆時針旋轉側僅旋轉n°時的角度，另外，(ψ±N°)-n°是從(ψ±N°)的位置還向順時針旋轉側僅旋轉n°時的角度。
(第一組合)第1～第4相位差板H2～H5由單軸延伸的降冰片烯類樹脂材料(ZEONOR(日本ZEON制)、ARTON(JSR制)等(均為注冊商標))或者聚碳酸酯的薄膜等構成，延伸方向為相位延遲軸。
第1相位差板H2的ΔndRF1被設定在大于等于80nm且小于等于120nm的范圍內(測量波長589nm)。如果ΔndRF1在上述范圍以外，則在透射模式及反射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
另外，第1相位差板H2的相位延遲軸e，如圖6及圖7所示，與上述中心方向ψ所成的角度(ΦRF1)被設定在從光的入射側看為從(ψ-15°)至(ψ+15°)的范圍內。如果相位延遲軸e不被設定在該范圍內，則在透射模式及反射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
接著，第2相位差板H3的ΔndRF2被設定在大于等于250nm且小于等于290nm的范圍(測量波長589nm)。如果ΔndRF2在上述范圍以外，則在透射模式及反射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
另外，第2相位差板H3的相位延遲軸d，如圖6及圖7所示，與上述中心方向ψ所成的角度(ΦRF2)被設定在從光的入射側看是從(ψ-60°)-15°至(ψ-60°)+15°的范圍內。如果相位延遲軸d不被設定在該范圍內，則在透射模式及反射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
另外，第3相位差板H4的ΔndRF3被設定在大于等于80nm且小于等于120nm的范圍(測量波長589nm)。如果ΔndRF3在上述范圍以外，則在透射模式及反射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
另外，第3相位差板H4的相位延遲軸f，如圖6及圖7所示，與上述中心方向ψ所成的角度(ΦRF3)被設定在從光的入射側看是從(ψ-15°)至(ψ+15°)的范圍內。如果相位延遲軸f不被設定在該范圍內，則在透射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
并且，第4相位差板H5的ΔndRF4被設定在大于等于250nm且小于等于290nm的范圍內(測量波長589nm)。如果ΔndRF4在上述范圍以外，則在透射模式及反射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
另外，第4相位差板H5的相位延遲軸g，如圖6及圖7所示，與上述中心方向ψ所成的角度(fRF4)被設定在從光的入射側看是從(ψ+60°)-15°至(ψ+60°)+15°的范圍內。如果相位延遲軸g不被設定在該范圍內，則在透射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
接著，第1偏振片H1的吸收軸c，如圖6及圖7所示，與上述中心方向ψ所成的角度(Φpol1)被設定在從光的入射側看是從(ψ-75°)-30°至(ψ-75°)+30°的范圍內。如果第1偏振片H1的吸收軸c不被設定在該范圍內，則在透射模式及反射模式中不能得到高輝度且良好的白顯示。
另外，第2偏振片H6的吸收軸h，如圖6及圖7所示，與上述中心方向ψ所成的角度(Φpol2)被設定在從光的入射側看是從(ψ-15°)-30°至(ψ-15°)+30°的范圍內。如果第2偏振片H6的吸收軸h不被設定在該范圍內，則在透射模式中不能得到高輝度且良好的白顯示。
(第二組合)第1～第4相位差板H2～H5，與第一組合同樣地，由單軸延伸的降冰片烯類樹脂或者聚碳酸酯的薄膜等構成，延伸方向成為相位延遲軸。
第1相位差板H2的ΔndRF1被設定在大于等于80nm且小于等于120nm的范圍內(測量波長589nm)。如果ΔndRF1在上述范圍以外，則在透射模式及反射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
另外，第1相位差板H2的相位延遲軸e，如圖8所示，與上述中心方向ψ所成的角度(ΦRF1)被設定在從光的入射側看是從(ψ-15°)至(ψ+15°)的范圍內。如果相位延遲軸e不被設定在該范圍內，則在透射模式及反射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
然后，第2相位差板H3的ΔndRF2被設定在大于等于250nm且小于等于290nm的范圍內(測量波長589nm)。如果ΔndRF2在上述范圍以外，則在透射模式及反射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
另外，第2相位差板H3的相位延遲軸d，如圖8所示，與上述中心方向ψ所成的角度(ΦRF2)被設定在從光的入射側看是從(ψ-60°)-15°至(ψ-60°)+15°的范圍內。如果相位延遲軸d不被設定在該范圍內，則在透射模式及反射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
另外，第3相位差板H4的ΔndRF3被設定在大于等于80nm且小于等于120nm的范圍內(測量波長589nm)。如果ΔndRF3在上述范圍以外，則在透射模式及反射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
另外，第3相位差板H4的相位延遲軸f，如圖8所示，與上述中心方向ψ所成的角度(ΦRF3)被設定在從光的入射側看是從(ψ-15°)至(ψ+15°)的范圍內。如果相位延遲軸f不被設定在該范圍內，則在透射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
并且，第4相位差板H5的ΔndRF4被設定在大于等于250nm且小于等于290nm的范圍內(測量波長589nm)。如果ΔndRF4在上述范圍以外，則在透射模式及反射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
另外，第4相位差板H5的相位延遲軸g，如圖8所示，與上述中心方向ψ所成的角度(ΦRF4)被設定在從光的入射側看是從(ψ+60°)-15°至(ψ+60°)+15°的范圍內。如果相位延遲軸g不被設定在該范圍內，則在透射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
接著，第1偏振片H1的吸收軸c，如圖8所示，與上述中心方向ψ所成的角度(Φpol1)被設定在從光的入射側看是從(ψ+15°)-30°至(ψ+15°)+30°的范圍內。如果第1偏振片H1的吸收軸c不被設定在該范圍內，則在透射模式及反射模式中不能得到高輝度且良好的白顯示。
另外，第2偏振片H6的吸收軸h，如圖8所示，與上述中心方向ψ所成的角度(Φpol2)被設定在從光的入射側看是從(ψ+75°)-30°至(ψ+75°)+30°的范圍內。如果第2偏振片H6的吸收軸h不被設定在該范圍內，則在透射模式中不能得到高輝度且良好的白顯示。
(第三組合)第1～第4相位差板H2～H5，與第一組合同樣地，由單軸延伸的降冰片烯類樹脂或者聚碳酸酯的薄膜等構成，延伸方向為相位延遲軸。
第1相位差板H2的ΔndRF1被設定在大于等于80nm且小于等于120nm的范圍內(測量波長589nm)。如果ΔndRF1在上述范圍以外，則在透射模式及反射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
另外，第1相位差板H2的相位延遲軸e，如圖9所示，相對上述中心方向ψ所成的角度(ΦRF1)被設定在從光的入射側看是從(ψ-15°)至(ψ+15°)的范圍內。如果相位延遲軸e不被設定在該范圍內，則在透射模式及反射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
接著，第2相位差板H3的ΔndRF2被設定在大于等于250nm且小于等于290nm的范圍內(測量波長589nm)。如果ΔndRF2在上述范圍以外，則在透射模式及反射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
另外，第2相位差板H3的相位延遲軸d，如圖9所示，與上述中心方向ψ所成的角度(ΦRF2)被設定在從光的入射側看是從(ψ+60°)-15°至(ψ+60°)+15°的范圍內。如果相位延遲軸d不被設定在該范圍內，則在透射模式及反射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
另外，第3相位差板H4的ΔndRF3被設定在大于等于80nm且小于等于120nm的范圍內(測量波長589nm)。如果ΔndRF3在上述范圍以外，則在透射模式及反射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
另外，第3相位差板H4的相位延遲軸f，如圖9所示，與上述中心方向ψ所成的角度(ΦRF3)被設定在從光的入射側看是從(ψ-15°)至(ψ+15°)的范圍內。如果相位延遲軸f不被設定在該范圍內，則在透射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
并且，第4相位差板H5的ΔndRF4被設定在大于等于250nm且小于等于290nm的范圍內(測量波長589nm)。如果ΔndRF4在上述范圍以外，則在透射模式及反射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
另外，第4相位差板H5的相位延遲軸g，如圖9所示，與上述中心方向ψ所成的角度(ΦRF4)被設定在從光的入射側看是從(ψ-60°)-15°至(ψ-60°)+15°的范圍內。如果相位延遲軸g不被設定在該范圍內，則在透射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
接著，第1偏振片H1的吸收軸c，如圖9所示，與上述中心方向ψ所成的角度(Φpol1)被設定在從光的入射側看是從(ψ+75°)-30°至(ψ+75°)+30°的范圍內。如果第1偏振片H1的吸收軸c不被設定在該范圍內，則在透射模式及反射模式中不能得到高輝度且良好的白顯示。
另外，第2偏振片H6的吸收軸h，如圖9所示，與上述中心方向ψ所成的角度(Φpol2)被設定在從光的入射側看是從(ψ+15°)-30°至(ψ+15°)+30°的范圍內。如果第2偏振片H6的吸收軸h不被設定在該范圍內，則在透射模式中不能得到高輝度且良好的白顯示。
(第四組合)第1～第4相位差板H2～H5，與第一組合同樣地，由單軸延伸的降冰片烯類樹脂或者聚碳酸酯的薄膜等構成，延伸方向為相位延遲軸。
第1相位差板H2的ΔndRF1被設定在大于等于80nm且小于等于120nm的范圍內(測量波長589nm)。如果ΔndRF1在上述范圍以外，則在透射模式及反射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
另外，第1相位差板H2的相位延遲軸e，如圖10所示，與上述中心方向ψ所成的角度(ΦRF1)被設定在從光的入射側看是從(ψ-15°)至(ψ+15°)的范圍內。如果相位延遲軸e不被設定在該范圍內，則在透射模式及反射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
然后，第2相位差板H3的ΔndRF2被設定在大于等于250nm且小于等于290nm的范圍內(測量波長589nm)。如果ΔndRF2在上述范圍以外，則在透射模式及反射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
另外，第2相位差板H3的相位延遲軸d，如圖10所示，與上述中心方向ψ所成的角度(ΦRF2)被設定在從光的入射側看是從(ψ+60°)-15°至(ψ+60°)+15°的范圍內。如果相位延遲軸d不被設定在該范圍內，則在透射模式及反射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
另外，第3相位差板H4的ΔndRF3被設定在大于等于80nm且小于等于120nm的范圍內(測量波長589nm)。如果ΔndRF3在上述范圍以外，則在透射模式及反射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
另外，第3相位差板H4的相位延遲軸f，如圖10所示，與上述中心方向ψ所成的角度(ΦRF3)被設定在從光的入射側看是從(ψ-15°)至(ψ+15°)的范圍內。如果相位延遲軸f不被設定在該范圍內，則在透射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
并且，第4相位差板H5的ΔndRF4被設定在大于等于250nm且小于等于290nm的范圍內(測量波長589nm)。如果ΔndRF4在上述范圍以外，則在透射模式及反射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
另外，第4相位差板H5的相位延遲軸g，如圖10所示，與上述中心方向ψ所成的角度(ΦRF4)被設定在從光的入射側看是從(ψ-60°)-15°至(ψ-60°)+15°的范圍內。如果相位延遲軸g不被設定在該范圍內，則在透射模式中不能得到高對比度或者高輝度。
接著，第1偏振片H1的吸收軸c，如圖10所示，與上述中心方向ψ所成的角度(Φpol1)被設定在從光的入射側看是從(ψ-15°)-30°至(ψ-15°)+30°的范圍內。如果第1偏振片H1的吸收軸c不被設定在該范圍內，則在透射模式及反射模式中不能得到高輝度且良好的白顯示。
另外，第2偏振片H6的吸收軸h，如圖10所示，與上述中心方向ψ所成的角度(Φpol2)被設定在從光的入射側看是從(ψ-75°)-30°至(ψ-75°)+30°的范圍內。如果第2偏振片H6的吸收軸h不被設定在該范圍內，則在透射模式中不能得到高輝度且良好的白顯示。
接著，就反射體20進行詳細說明。
如圖2及圖11所示，在構成反射體20的絕緣膜20a的表面上，在與象素區(qū)域對應的位置設有多個凹部27，該凹部27是通過將轉印模具壓接在絕緣膜20a的表面上等方式形成的。如圖11所示，該多個凹部27賦予反射性象素電極11b預定的表面凹部形狀28，通過反射性象素電極11b上形成的多個凹部27，入射到液晶面板中的光被部分散射，賦予了在更廣的觀察范圍內得到更明亮的顯示那樣的擴散反射功能。另外，如圖11所示，各凹部27相互緊密連接設置成，左右相鄰的凹部使這些開口部側的內表面的一部分連續(xù)并鄰接。
在本實施方式中這些凹部27的內表面形成為球面狀，以預定角度(例如30°)入射到反射性象素電極11b中的光的漫反射光的輝度分布，以其正反射角度為中心在廣范圍內大致對稱。具體來說，如圖12所示，凹部27的內表面的傾角θg被設定在例如-18°～+18°的范圍。此外，特別是，形成為鄰接的凹部周圍邊緣部陡峭，并且其傾斜度在鄰接凹部之間不連續(xù)，由此，傾斜角成為規(guī)定值。另外，鄰接的凹部27的間距隨機配置，可以防止由凹部27的排列引起的干涉條紋(moire)的產生。
另外，根據(jù)制造的簡易性，凹部27的直徑被設定在5μm～100μm。并且，凹部27的深度形成在0.1μm～3μm的范圍內。
而且，圖4所示的俯視圖中，為了簡化附圖而省略了反射性象素電極11b上的凹部27，但是，反射性象素電極11的外周輪廓，在通常的液晶面板中為縱長100μm～200μm左右、橫寬30μm～90μm左右的大小，因此，上述凹部27對反射性象素電極11b的相對大小的一個例子在圖4的一個象素上以點劃線進行表示。
這里，所謂“凹部27的深度”是指從未形成有凹部27的部分的反射性象素電極11b的表面到凹部27底部的距離，所謂“鄰接的凹部27的間距”是指從俯視時具有圓形形狀的凹部27的中心之間的距離。另外，所謂“凹部27的內表面的傾斜角”是指，如圖12所示地，在凹部27的內表面的任意處取得例如0.5μm寬度左右的微小范圍時，與該微小范圍內的斜面與相對于水平面(基板主體6的表面)的角度θg。該角度θg的正負是相對于未形成凹部27的部分的反射性象素電極11b的表面上立起的法線而言，例如將圖12中的右側斜面定義為正，將左側斜面定義為負。
如上詳述，根據(jù)本實施方式的半透射型液晶顯示裝置A，將液晶單元1、相位差板H2～H5及偏振片H1、H6的光學特性設定為上述范圍，因此，在透射模式及反射模式中，可以得到高輝度且高對比度的良好的白顯示。
另外，可以使透射部30及反射部35中的顯示狀態(tài)均勻，可以防止顯示不均勻。尤其，可以消除對比度的不均。另外，液晶單元1的各延遲(ΔndLT、ΔndLR)成為液晶層5的扭轉角Φ的函數(shù)，因此，通過控制取向膜44、29的取向方向a、b的相對角度，可以很容易使光學特性最佳化。
另外，反射部35中的濾色片42a的厚度被設定為透射部30中的濾色片42c厚度的二分之一，因此，可以防止透射部30及反射部35中的顏色不均勻的產生從而使對比度一定，并且可以提高輝度。
另外，反射部35中的透明樹脂層42b和透射部30中的濾色片42c在液晶層5側形成了同一平面，因此，可以容易地控制液晶單元1的單元間隙。
并且，透射部30中的液晶層5厚度d3被設定為反射部35中的液晶層5的厚度d4的兩倍，因此，可以使反射部35中透過液晶層5的光的光程長度和在透射部30中透過液晶層5的光的光程長度大致一致。
實施例下面，根據(jù)實施例對本發(fā)明進行更具體的說明，但本發(fā)明并不僅限于下述實施例。
對圖1～圖12所示半透射型液晶顯示裝置的反射模式及透射模式中的顯示特性進行了研究。
使用PIA-5560(商品名稱，CHISSO株式會社制)，作為構成這里的液晶單元的上下取向膜，對其進行取向處理以使液晶的扭轉角成為4～8°。這里的上取向膜的取向方向a與上述法線方向X所成的角度從光的入射側看為+5°～+15°，下取向膜的取向方向b與上述法線方向X所成的角度從光的入射側看為-5°～-15°。液晶層的液晶使用AP-5514LA(商品名稱，CHISSO石油化學株式會社制)。第1～第4相位差板均使用由ZEONOR制成的材料。
對由具有凹凸部的硅模在表面上形成凹凸面的丙烯酸類感光樹脂基材(反射體用樹脂基材)上照射紫外線進行硬化，并在該感光樹脂基材上形成Al膜(反射性象素電極)，來作為反射體使用。該反射體表面的凹凸面，具有成為如圖11及圖12所示的球面的一部分的形狀的凹面。
液晶單元的ΔndLR及ΔndLT(測量波長589nm)、第1～第4相位差板的ΔndRF1～ΔndRF4、第1～第4相位差板的相位延遲軸d～g與上述中心方向ψ所成的角度、第1、第2偏振片的吸收軸c、g與上述中心方向ψ所成的角度分別設定為如下表1所示(實驗例1～10)。
另外，表示下面說明的各相位差板的相位延遲軸的軸向的(ψ±N°)的標記(N為下述整數(shù))是表示與將取向方向a、b所成的夾角二等分的中心方向ψ所成的角度N，(ψ-N°)從對置基板3側看是以交叉點O為中心的逆時針旋轉側的角度，(ψ+N°)從對置基板3側看是以交叉點O為中心的順時針旋轉側的角度。
測量了實驗例1～10的反射型液晶顯示裝置在反射模式及透射模式下的輝度、對比度以及距光源的距離。
反射模式中的測量如下按光源、液晶單元、背光源的順序排列，將來自光源的光從圖6的Z方向(法線方向)-30度的方向入射時的Z方向的反射光，以0度受光角受光的情況下，在方位角相對于液晶單元為逆時針旋轉90度的方向上測量標準白顯示方式(N/W)的白顯示狀態(tài)(施加電壓0.1V)時的輝度，以及黑顯示狀態(tài)(施加電壓5.0V)時的輝度，并求出對比度。
另外，透射模式中的測量如下按液晶單元、背光源的順序排列，將對液晶單元照射背光源時的Z方向的透射光，以0度受光角受光的情況下的標準白顯示方式(N/W)的白顯示狀態(tài)(施加電壓0.1V)時的輝度，以及黑顯示狀態(tài)(施加電壓5.0V)時的輝度，并求出對比度。
并且，根據(jù)透射模式及反射模式中的測量結果，關于實驗例1～10的顯示裝置，進行了合格品(○)還是不合格品(×)的判定。判定標準為在透射率/反射率≥30％的基礎上，對比度≥100、光源的距離≤0.03時為合格品(○)，不滿足該標準中任意一個都是不合格品(×)。
結果如表2所示。
表1

表2

根據(jù)上述表1及表2所示結果顯而易見，實驗例3、6、10的顯示裝置，液晶單元的ΔndLR和ΔndLT未被設定在優(yōu)選范圍內，因此，透射模式及反射模式中的對比度變低，判定為不合格品(×)。
關于其他顯示裝置(實驗例1、2、4、5、7～9)，液晶單元、第1～第4相位差板及第1、第2偏振片的光學特性均在優(yōu)選范圍內，因此，輝度及對比度優(yōu)良，判定為合格品(○)。
權利要求
1.一種液晶顯示裝置，其特征在于，具有液晶單元，在夾著液晶層相對置的一對透明基板中，在一個透明基板的內表面?zhèn)葟脑撘粋€透明基板側按順序設有公共電極及取向膜，在另一個透明基板的內表面?zhèn)仍O有多個切換元件和與各切換元件連接的多個象素電極，并且在上述切換元件上及上述象素電極上設有取向膜；第1、第2相位差板及第1偏振片，依次形成在上述一個透明基板的外表面?zhèn)?；以及?、第4相位差板及第2偏振片，依次形成在上述另一個透明基板的外表面?zhèn)?；在上述液晶單元中形成與上述象素電極對應的多個象素區(qū)域，在該象素區(qū)域的一部分，上述象素電極具有反射性，上述象素區(qū)域的一部分形成由反射體反射從上述另一個基板入射的光的反射部，上述象素區(qū)域的一部分以外的部分形成從上述另一個基板側向上述一個基板側透過光的透射部；上述液晶單元及上述第1～第4相位差板以及第1、第2偏振片的各光學特性被設定為如下第1偏振片的吸收軸c的軸向(Ψ-75°)-30°至(Ψ-75°)+30°的范圍，第2相位差板的延遲ΔndRF2大于等于250nm且小于等于290nm，第2相位差板的相位延遲軸d的軸向(Ψ-60°)-15°至(Ψ-60°)+15°的范圍，第1相位差板的延遲ΔndRF1大于等于80nm且小于等于120nm，第1相位差板的相位延遲軸e的軸向Ψ-15°至Ψ+15°的范圍，液晶層的扭轉角Φ超過0°且小于等于40°，液晶單元的透射部的延遲ΔndLT下述式1的范圍，式1為|ΔndLT-550(1/2)2+(φ180)2|≤100nm]]>液晶單元的反射部的延遲ΔndLR下述式2的范圍，式2為|ΔndLR-550(1/4)2+(φ180)2|≤40nm]]>第3相位差板的延遲ΔndRF3大于等于80nm且小于等于120nm，第3相位差板的相位延遲軸f的軸向Ψ-15°至Ψ+15°的范圍，第4相位差板的延遲ΔndRF4大于等于250nm且小于等于290nm，第4相位差板的相位延遲軸g的軸向(Ψ+60°)-15°至(Ψ+60°)+15°的范圍，第2偏振片的吸收軸h的軸向(Ψ-15°)-30°至(Ψ-15°)+30°的范圍。其中，表示上述各軸向的Ψ±N°的標記中N為整數(shù)，該標記表示在將上述一個透明基板側的取向膜的取向方向設為方向a，將上述另一個透明基板側的取向膜的取向方向設為方向b，并將二等分各方向a、b所成夾角的方向設為中心方向Ψ時，與該中心方向Ψ所成的角度N，Ψ-N°是從一個基板側看以交叉點O為中心順時針旋轉側的角度，Ψ+N°是從一個基板側看以上述交叉點O為中心逆時針旋轉側的角度。
2.一種液晶顯示裝置，其特征在于，其具有液晶單元，在夾著液晶層相對置的一對透明基板中，在一個透明基板的內表面?zhèn)葟脑撘粋€透明基板側按順序設有公共電極及取向膜，在另一個透明基板的內表面?zhèn)仍O有多個切換元件和與各切換元件連接的多個象素電極，并且在上述切換元件上及上述象素電極上設有取向膜；第1、第2相位差板及第1偏振片，依次形成在上述一個透明基板的外表面?zhèn)龋灰约暗?、第4相位差板及第2偏振片，依次形成在上述另一個透明基板的外表面?zhèn)?；在上述液晶單元中形成與上述象素電極對應的多個象素區(qū)域，在該象素區(qū)域的一部分，上述象素電極具有反射性，上述象素區(qū)域的一部分形成由反射體反射從上述另一個基板入射的光的反射部，上述象素區(qū)域的一部分以外的部分形成從上述另一個基板側向上述一個基板側透過光的透射部；上述液晶單元及上述第1～第4相位差板以及第1、第2偏振片的各光學特性被設定為如下第1偏振片的吸收軸c的軸向(Ψ+15°)-30°至(Ψ+15°)+30°的范圍，第2相位差板的延遲ΔndRF2大于等于250nm且小于等于290nm，第2相位差板的相位延遲軸d的軸向(Ψ-60°)-15°至(Ψ-60°)+15°的范圍，第1相位差板的延遲ΔndRF1大于等于80nm且小于等于120nm，第1相位差板的相位延遲軸e的軸向Ψ-15°至Ψ+15°的范圍，液晶層的扭轉角Φ超過0°且小于等于40°，液晶單元的透射部的延遲ΔndLT下述式3的范圍，式3為|ΔndLT-550(1/2)2+(φ180)2|≤100(nm)]]>液晶單元的反射部的延遲ΔndLR下述式4的范圍，式4為|ΔndLR-550(1/4)2+(φ180)2|≤40nm]]>第3相位差板的延遲ΔndRF3大于等于80nm且小于等于120nm，第3相位差板的相位延遲軸f的軸向Ψ-15°至Ψ+15°的范圍，第4相位差板的延遲ΔndRF4大于等于250nm且小于等于290nm，第4相位差板的相位延遲軸g的軸向(Ψ+60°)-15°至(Ψ+60°)+15°的范圍，第2偏振片的吸收軸h的軸向(Ψ+75°)-30°至(Ψ+75°)+30°的范圍，其中，表示上述各軸向的Ψ±N°的標記中N為整數(shù)，該標記表示在將上述一個透明基板側的取向膜的取向方向設為方向a，將上述另一個透明基板側的取向膜的取向方向設為方向b，并將二等分各方向a、b所成夾角的方向設為中心方向Ψ時，與該中心方向Ψ所成的角度N，Ψ-N°是從一個基板側看以交叉點O為中心順時針旋轉側的角度，Ψ+N°是從一個基板側看以上述交叉點O為中心逆時針旋轉側的角度。
3.一種液晶顯示裝置，其特征在于，其具有液晶單元，在夾著液晶層相對置的一對透明基板中，在一個透明基板的內表面?zhèn)葟脑撘粋€透明基板側按順序設有公共電極及取向膜，在另一個透明基板的內表面?zhèn)仍O有多個切換元件和與各切換元件連接的多個象素電極，并且在上述切換元件上及上述象素電極上設有取向膜；第1、第2相位差板及第1偏振片，依次形成在上述一個透明基板的外表面?zhèn)?；以及?、第4相位差板及第2偏振片，依次形成在上述另一個透明基板的外表面?zhèn)龋辉谏鲜鲆壕卧行纬膳c上述象素電極對應的多個象素區(qū)域，在該象素區(qū)域的一部分，上述象素電極具有反射性，上述象素區(qū)域的一部分形成由反射體反射從上述另一個基板入射的光的反射部，上述象素區(qū)域的一部分以外的部分形成從上述另一個基板側向上述一個基板側透過光的透射部；上述液晶單元及上述第1～第4相位差板以及第1、第2偏振片的各光學特性被設定為如下第1偏振片的吸收軸c的軸向(Ψ+75°)-30°至(Ψ+75°)+30°的范圍，第2相位差板的延遲ΔndRF2大于等于250nm且小于等于290nm，第2相位差板的相位延遲軸d的軸向(Ψ+60°)-15°至(Ψ+60°)+15°的范圍，第1相位差板的延遲ΔndRF1大于等于80nm且小于等于120nm，第1相位差板的相位延遲軸e的軸向Ψ-15°至Ψ+15°的范圍，液晶層的扭轉角Φ超過0°且小于等于40°，液晶單元的透射部的延遲ΔndLT下述式5的范圍，式5為|ΔndLT-550(1/2)2+(φ180)2|≤100(nm)]]>液晶單元的反射部的延遲ΔndLR下述式6的范圍，式6為|ΔndLR-550(1/4)2+(φ180)2|≤40nm]]>第3相位差板的延遲ΔndRF3大于等于80nm且小于等于120nm，第3相位差板的相位延遲軸f的軸向Ψ-15°至Ψ+15°的范圍，第4相位差板的延遲ΔndRF4大于等于250nm且小于等于290nm，第4相位差板的相位延遲軸g的軸向(Ψ-60°)-15°至(Ψ-60°)+15°的范圍，第2偏振片的吸收軸h的軸向(Ψ+15°)-30°至(Ψ+15°)+30°的范圍，其中，表示上述各軸向的Ψ±N°的標記中N為整數(shù)，該標記表示在將上述一個透明基板側的取向膜的取向方向設為方向a，將上述另一個透明基板側的取向膜的取向方向設為方向b，并將二等分各方向a、b所成夾角的方向設為中心方向Ψ時，與該中心方向Ψ所成的角度N，Ψ-N°是從一個基板側看以交叉點O為中心順時針旋轉側的角度，Ψ+N°是從一個基板側看以上述交叉點O為中心逆時針旋轉側的角度。
4.一種液晶顯示裝置，其特征在于，其具有液晶單元，在夾著液晶層相對置的一對透明基板中，在一個透明基板的內表面?zhèn)葟脑撘粋€透明基板側按順序設有公共電極及取向膜，在另一個透明基板的內表面?zhèn)仍O有多個切換元件和與各切換元件連接的多個象素電極，并且在上述切換元件上及上述象素電極上設有取向膜；第1、第2相位差板及第1偏振片，依次形成在上述一個透明基板的外表面?zhèn)龋灰约暗?、第4相位差板及第2偏振片，依次形成在上述另一個透明基板的外表面?zhèn)?；在上述液晶單元中形成與上述象素電極對應的多個象素區(qū)域，在該象素區(qū)域的一部分，上述象素電極具有反射性，上述象素區(qū)域的一部分形成由反射體反射從上述另一個基板入射的光的反射部，上述象素區(qū)域的一部分以外的部分形成從上述另一個基板側向上述一個基板側透過光的透射部；上述液晶單元及上述第1～第4相位差板以及第1、第2偏振片的各光學特性被設定為如下第1偏振片的吸收軸c的軸向(Ψ-15°)-30°至(Ψ-15°)+30°的范圍，第2相位差板的延遲ΔndRF2大于等于250nm且小于等于290nm，第2相位差板的相位延遲軸d的軸向(Ψ+60°)-15°至(Ψ+60°)+15°的范圍，第1相位差板的延遲ΔndRF1大于等于80nm且小于等于120nm，第1相位差板的相位延遲軸e的軸向Ψ-15°至Ψ+15°的范圍，液晶層的扭轉角Φ超過0°且小于等于40°，液晶單元的透射部的延遲ΔndLT下述式7的范圍，式7為|ΔndLT-550(1/2)2+(φ180)2|≤100(nm)]]>液晶單元的反射部的延遲ΔndLR下述式8的范圍，式8為|ΔndLR-550(1/4)2+(φ180)2|≤40nm]]>第3相位差板的延遲ΔndRF3大于等于80nm且小于等于120nm，第3相位差板的相位延遲軸f的軸向Ψ-15°至Ψ+15°的范圍，第4相位差板的延遲ΔndRF4大于等于250nm且小于等于290nm，第4相位差板的相位延遲軸g的軸向(Ψ-60°)-15°至(Ψ-60°)+15°的范圍，第2偏振片的吸收軸h的軸向(Ψ-75°)-30°至(Ψ-75°)+30°的范圍，其中，表示上述各軸向的Ψ±N°的標記中N為整數(shù)，該標記表示在將上述一個透明基板側的取向膜的取向方向設為方向a，將上述另一個透明基板側的取向膜的取向方向設為方向b，并將二等分各方向a、b所成夾角的方向設為中心方向Ψ時，與該中心方向Ψ所成的角度N，Ψ-N°是從一個基板側看以交叉點O為中心順時針旋轉側的角度，Ψ+N°是從一個基板側看以上述交叉點O為中心逆時針旋轉側的角度。
5.如權利要求1～4中任意一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述反射部中的象素電極為由金屬膜構成的反射性象素電極，并且，上述透射部中的象素電極為由透明導電膜構成的透射性象素電極。
6.如權利要求1～4中的任意一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在上述一個基板和上述公共電極之間具有濾色片，上述反射部中的濾色片比上述透射部中的濾色片薄。
7.如權利要求1～4中的任意一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述一個基板和上述公共電極之間具有濾色片，上述反射部中的濾色片比上述透射部中的濾色片薄，在上述反射部中的濾色片的液晶層側層疊有透明樹脂層，并且，該反射部中的濾色片和上述透明樹脂層的總厚度，與上述透射部中的濾色片的厚度相同。
8.如權利要求1～4中的任意一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述透射部中的液晶層的厚度設置為上述反射部中的液晶層的厚度的大致兩倍。
9.如權利要求1～4中的任意一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述反射部中的象素電極為由金屬膜構成的反射性象素電極，并且，上述透射部中的象素電極為由透明導電膜構成的透射性象素電極，上述反射體的階梯部與上述透射性象素電極的周圍相鄰接，該階梯部的傾斜角度被設定在大于等于25°且小于等于55°的范圍。
10.如權利要求1～4中的任意一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述液晶層的扭轉角Φ被設定在超過0°且小于等于30°的范圍。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半透射型液晶顯示裝置，通過調整透射部及反射部中的光學特性，可以使透射部和反射部中的對比度均勻，從而在任意顯示中均可得到良好的顯示品質，該液晶顯示裝置具備具有液晶層和夾著該液晶層相對置的一對透明基板的液晶單元(1)，在一方的透明基板的外表面?zhèn)纫来涡纬傻牡?、第2相位差板(H2、H3)及第1偏振片(H1)，在上述另一方的透明基板的外表面?zhèn)纫来涡纬傻牡?、第4相位差板(H4、H5)及第2偏振片(H6)，其中，液晶單元1及第1～第4相位差板(H2～H5)以及第1、第2偏振片(H1、H6)的各光學特性被設定在預定的范圍。
文檔編號G02F1/1335GK1797129SQ20051013413
公開日2006年7月5日 申請日期2005年12月27日 優(yōu)先權日2004年12月27日
發(fā)明者大泉滿夫 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社