專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置，特別是涉及半透射液晶顯示裝置。
技術(shù)背景液晶顯示裝置與以CRT (陰極射線管)、PDP (等離子顯示面 板)等為代表的自發(fā)光型的顯示器不同，是通過調(diào)節(jié)光的透射光量來 顯示圖像的非發(fā)光型的顯示器。液晶顯示器(LCD)具有薄型、輕量、 低功耗這樣的特征。在液晶顯示裝置中具有在背面配置光源(以下稱為背光源)、通 過調(diào)節(jié)該光源的透射光量來顯示圖像的透射型液晶顯示裝置和利用 室內(nèi)照明或太陽光等的外部光從顯示器的表面一側(cè)使外部光入射、通 過調(diào)節(jié)該反射光量來顯示圖像的反射型液晶顯示裝置。此外，有在明 亮的環(huán)境下可作為反射型顯示裝置使用、在暗的環(huán)境下可作為透射型 顯示裝置使用的液晶顯示裝置(以下稱為半透射型液晶顯示裝置)。 半透射型液晶顯示裝置兼?zhèn)浞瓷湫秃屯干湫偷膬煞N顯示功能，在明亮 的環(huán)境下通過使背光源熄滅可降低功耗。此外，在暗的環(huán)境下利用背 光源的點(diǎn)亮可進(jìn)行辨認(rèn)。即，適合于設(shè)想在各種各樣的照明環(huán)境下使 用的攜帶電話或數(shù)碼相機(jī)等的攜帶裝置的液晶顯示裝置。半透射型液晶顯示裝置有初始取向進(jìn)行了與基板大致平行的取 向的顯示方式(電控復(fù)折射(以下稱為ECB)方式或扭曲向列(以下 稱為TN)方式等)和與基板大致垂直地取向的顯示方式(垂直取向 (以下稱為VA)方式等)。在后者的VA方式的情況下，由于液晶 對(duì)于基板垂直地取向，故在初始取向中基板法線方向的相位差大致為 零。于是，可將間隙容限取得較寬，也可提高反射對(duì)比度。下述專利文獻(xiàn)l公開了半透射型VA-LCD的光學(xué)設(shè)計(jì)。在該文 獻(xiàn)中，為了將反射區(qū)域、透射部區(qū)域各自的延遲量設(shè)計(jì)為最佳，在反 射區(qū)域中設(shè)置臺(tái)階差，使反射區(qū)域的液晶層的厚度為透射區(qū)域的液晶 層的厚度的大致一半。此外，為了使透射區(qū)域、反射區(qū)域的光學(xué)特性一致，在上下基板的外側(cè)配置了X/4片(在此，X表示了光的波長(zhǎng))。 在反射、透射這兩個(gè)區(qū)域中配置了該人/4片。專利文獻(xiàn)1特開2000 - 187220號(hào)公報(bào) 在上述專利文獻(xiàn)1的結(jié)構(gòu)中，利用在上下基板的外側(cè)配置的入/4 片，對(duì)液晶層入射圓偏振光。因此，在有X/4片光軸的偏移或相位差 的面內(nèi)的偏差的情況下，在黑顯示時(shí)產(chǎn)生光漏泄，存在透射對(duì)比度下 降這樣的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是為了解決上述課題而進(jìn)行的，其目的在于在半透射VA -LCD中提供使透射對(duì)比度提高的液晶顯示裝置。為了解決上述課題，在本發(fā)明中，采取下述的液晶顯示裝置的結(jié) 構(gòu)具有第l基板；第2基板；被上述第1基板和上述第2基板夾 持的液晶層；在上述第1基板上具備的第1偏振片；以及在上述第2 基板上具備的第2偏振片，將上述第1偏振片的吸收軸和上述第2偏 振片的吸收軸配置成互相大致正交，上述液晶層在未施加電壓時(shí)液晶 分子的長(zhǎng)軸對(duì)于上述第1基板和上述第2基板大致垂直地取向，在上 述第l基板與上述第2基板間形成的多個(gè)像素分別具有反射部和透射 部，在上述透射部中配置的上述液晶層的厚度比在上述反射部中配置 的上述液晶層的厚度厚，在上述反射部中，在上述第2基板與上述液 晶層之間配置具有光學(xué)相位差的內(nèi)置波片，上述內(nèi)置波片的遲相軸與 上述第1偏振片和上述第2偏振片的吸收軸構(gòu)成大致45度。在此，所謂大致正交，意味著2個(gè)軸相交的角度處于大于等于 88度至小于等于92度的范圍內(nèi)。此外，所謂大致45度，意味著2個(gè) 軸相交的角度處于大于等于43度至小于等于47度的范圍內(nèi)。同樣， 以后使用的所謂大致平行，意味著2個(gè)軸相交的角度處于大于等于- 2度至小于等于2度的范圍內(nèi)。此外，在本發(fā)明中，除了上述結(jié)構(gòu)外，采取上述內(nèi)置波片具有大 致1/4波長(zhǎng)的延遲量的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。此外，采取下述的液晶 顯示裝置的結(jié)構(gòu)上述第l基板在上述液晶層一側(cè)具有像素電極，在 與上述液晶層相反一側(cè)具有上述第1偏振片，上述第2基板在上述液 晶層一側(cè)具有共同電極，在與上述液晶層相反一側(cè)具有上述第2偏振 片，在上述笫2基板與上述共同電極之間配置上述內(nèi)置波片。此外， 采取上述液晶層的液晶分子的介電常數(shù)各向異性為負(fù)的液晶顯示裝 置的結(jié)構(gòu)。此外，在本發(fā)明中，除了上述結(jié)構(gòu)外，采取控制上述透射部中的的機(jī)構(gòu)不同的液:顯示裝i的結(jié)構(gòu)。、此外:采取進(jìn)行上述透射部中二取向控制的機(jī)構(gòu)是第1凸起或第1電極狹縫的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。 此外，釆取將上述第1凸起或上述第1電極狹縫的長(zhǎng)軸形成為與上述 第1偏振片和上述第2偏振片的吸收軸構(gòu)成大致45度的液晶顯示裝 置的結(jié)構(gòu)。此外，采取進(jìn)行上述反射部中的取向控制的機(jī)構(gòu)是第2凸 起或電極開口部的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。此外，采取上述第2凸起或 上述電極開口部呈大致為圓形的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。此外，采取在 上述第l基板的上述液晶層一側(cè)的上述反射部中配置凹凸、利用上述 凹凸進(jìn)行控制上述反射部的上述取向的機(jī)構(gòu)的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。 此外，采取上述液晶層的上述透射部中的取向控制的分割數(shù)與上述反 射部中的取向控制的分割數(shù)不同的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。此外，采取 上述透射部中的取向控制的分割數(shù)是2或4、而且與上述反射部中的 取向控制的分割數(shù)不同的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。此外，采取上述液晶 層中的施加電壓時(shí)的液晶分子的取向方向在上述透射部中與上述第1 偏振片和上述第2偏振片的吸收軸構(gòu)成大致45度、在上述反射部中 也包含構(gòu)成大致45度以外的情況的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。此外，采 取將上述透射部形成為夾持上述反射部分割成第1透射部和第2透射 部、上述液晶層中的施加電壓時(shí)的液晶分子的取向方向在上述第l透
射部和上述第2透射部中不同的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。此外，釆取在 上述透射部和上述反射部中形成取向控制用的凸起或電極狹縫、上述 凸起或上述電極狹縫具有彎曲部、在上述反射部或上述多個(gè)像素之間 配置上述彎曲部的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。此外，采取上述多個(gè)像素分 別具有彎曲的形狀的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。此外，在本發(fā)明中，采取下述的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)在上述第 1基板與上述第1偏振片之間具有第1波片或/以及上述第2基板與 上述第2偏振片之間和具有第2波片，將上述第1波片的遲相軸配置 成對(duì)于上述第1偏振片的吸收軸大致正交或大致平行，將上述第2波 片的遲相軸配置成對(duì)于上述第2偏振片的吸收軸大致正交或大致平 行。此外，采取上述第l波片和上述第2波片是負(fù)C片的液晶顯示裝 置的結(jié)構(gòu)。此外，采取上述第1波片和上述第2波片由負(fù)C片和二軸 性相位差膜構(gòu)成的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。此外，采取上述負(fù)C片的 Rth是大于等于50nm小于150nm的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。此外，釆 取上述二軸性相位差膜的Nz系數(shù)是大于等于0.2小于0.8的液晶顯示 裝置的結(jié)構(gòu)。通過使用本發(fā)明，可實(shí)現(xiàn)使透射對(duì)比度提高的半透射VA-LCD。
圖l是與本發(fā)明有關(guān)的液晶單元的平面結(jié)構(gòu)的概略圖。 圖2是圖1中表示的A-A'間和B-B'間的剖面概略圖。 圖3是與本發(fā)明有關(guān)的液晶顯示裝置的剖面圖概略圖。 圖4是表示圖1的像素顯示區(qū)域的一個(gè)等效電路的圖。 圖5是圖1中表示的C-C'間的剖面概略圖。 圖6是表示了與本發(fā)明有關(guān)的取向控制用的凸起與偏振片的吸 收軸的關(guān)系的概略圖。圖7是與實(shí)施例l有關(guān)的液晶單元的平面結(jié)構(gòu)的概略圖。 圖8是圖2中表示的D-D'間的剖面概略圖。 圖9是與實(shí)施例4有關(guān)的液晶單元的平面結(jié)構(gòu)的概略圖1。 圖10是與實(shí)施例4有關(guān)的液晶單元的平面結(jié)構(gòu)的例1的概略圖。 圖11是與實(shí)施例4有關(guān)的液晶單元的平面結(jié)構(gòu)的例2的概略圖。 圖12是與實(shí)施例4有關(guān)的液晶單元的平面結(jié)構(gòu)的例3的概略圖。 圖13是與實(shí)施例4有關(guān)的液晶單元的平面結(jié)構(gòu)的例4的概略圖。 圖14是與實(shí)施例4有關(guān)的液晶單元的平面結(jié)構(gòu)的例5的概略圖。 圖15是與實(shí)施例4有關(guān)的液晶單元的平面結(jié)構(gòu)的例6的概略圖。 圖16是與實(shí)施例5有關(guān)的液晶單元的平面結(jié)構(gòu)的概略圖。 圖17是與實(shí)施例6有關(guān)的液晶單元的平面結(jié)構(gòu)的概略圖。
具體實(shí)施方式
以下說明用于實(shí)施本發(fā)明的最佳形態(tài)。實(shí)施例1在本實(shí)施例中，在VA方式的半透射液晶顯示裝置中采取只在反 射區(qū)域中配置內(nèi)置波片的結(jié)構(gòu)。在此，所謂VA方式，指的是在未施加電壓時(shí)液晶分子對(duì)于基板 在垂直方向上取向、通過電壓施加使液晶分子對(duì)于基板朝向水平方向 旋轉(zhuǎn)的方式。此外，所謂內(nèi)置波片，指的是不是在上下基板的外側(cè)、 而是在單元內(nèi)部配置的波片。以下，參照?qǐng)D1-圖5詳細(xì)地說明本發(fā) 明的各單元。圖3表示了液晶顯示裝置的剖面概略圖。液晶顯示裝置由下述部 分構(gòu)成 一對(duì)偏振片32a、 32b; —對(duì)波片35a、 35b;在其間配置的 液晶單元33;以及背光源單元34。偏振片32a、 32b由吸附了碘而延 伸的聚乙烯醇(以下稱為PVA)層和保護(hù)該層的保護(hù)膜構(gòu)成。為了達(dá) 到常閉(常黑)，作成第1偏振片32a的吸收軸與笫2偏振片32b的 吸收軸大致垂直地配置的結(jié)構(gòu)。此外，波片35a、 35b是為了減輕在 黑顯示時(shí)從傾斜方向觀察時(shí)的光漏泄而配置的，在本發(fā)明的液晶顯示 裝置中不一定是必須的結(jié)構(gòu)。波片35a、 35b是在面內(nèi)折射率具有大致各向同性、與面內(nèi)方向
折射率相比厚度方向的折射率小的負(fù)C片。波片352a、 35b可使用醋 酸纖維、醋酸丁酸纖維等的醋酸?；?Cellulose acylate)類、聚碳酸 酯、聚烯烴、聚苯乙烯、聚酯等的材料。如果綜合地看，則Cellulose acylate類是所希望的，特別是醋酸纖維是所希望的。在上下配置的波 片35a與波片35b的厚度方向的延遲量Rth大致相等，Rth大致是 100nm是所希望的。Rth用下式(1)來定義。數(shù)學(xué)式1Rth=廣n, + n,L 2飛'd …(1)在此，nx、 ny、 nz是折射率橢圓體的主軸方向的折射率，nx、 ny 表示面內(nèi)方向的折射率，nz表示厚度方向的折射率。此外，d是波片 (在此是負(fù)C片)的厚度。再者，在打算進(jìn)行光學(xué)補(bǔ)償?shù)那闆r下，波片35a、 35b可使用組 合了二軸性相位差膜與負(fù)C片的結(jié)構(gòu)。在偏振片32a、 32b與負(fù)C片 之間配置二軸性相位差膜，希望使二軸性相位差膜的遲相軸與偏振片 的吸收軸一致。希望二軸性相位差膜的Nz系數(shù)在背光源側(cè)、射出側(cè) 都定為0.5。 Nz系數(shù)用下式(2)來定義。數(shù)學(xué)式2n — n， ，a …(2) nK — ny背光源單元34由作為光源的LED和導(dǎo)光片、擴(kuò)散片等構(gòu)成。 LED最好是白色的，也可使用RGB三色的LED。此外，關(guān)于背光源 單元34，只要能從背面照明液晶單元33即可，光源或結(jié)構(gòu)不限定于 此。例如，即使使用CCFL作為光源，也可得到本發(fā)明的效果。圖l表示了圖3中的液晶單元33的平面結(jié)構(gòu)的概略圖，圖l(a) 表示TFT基板側(cè)，圖1 (b)表示CF (濾色器)基板側(cè)。在圖1 (a)的TFT基板中，利用多條掃描布線10和配置成與 該掃描布線IO正交的多條信號(hào)布線11形成各像素。各像素具有透射 區(qū)域T和反射區(qū)域R。在反射區(qū)域中配置反射片電極16，此外，在透 射區(qū)域中配置像素電極12。此外，在圖1 (b)的CF基板中形成共同
電極22和黑色矩陣21。關(guān)于在反射區(qū)域和透射區(qū)域中形成的凸起29 的結(jié)構(gòu)，由于在本實(shí)施例中不是必須的結(jié)構(gòu)，故在實(shí)施例2中詳細(xì)地 敘述。圖2表示圖3中的液晶單元33的剖面結(jié)構(gòu)的概略圖，圖2(a) 表示圖1的反射區(qū)域中A-A'間的剖面概略圖，圖2 (b)表示圖1的 反射區(qū)域中B-B'間的剖面概略圖。液晶單元33由被第1基板13和第2基板23夾持的液晶層31構(gòu)成。液晶層31由顯示出液晶分子的長(zhǎng)軸方向的介電常數(shù)比其短軸方 向的介電常數(shù)小的負(fù)的介電各向異性的液晶組成物構(gòu)成。液晶層31 的液晶材料使用在包含室溫區(qū)域的寬的范圍內(nèi)顯示出向列相的材料。 此外，在使用了 TFT的驅(qū)動(dòng)條件、例如分辨率為QVGA (行數(shù)240 條)、驅(qū)動(dòng)頻率60Hz下，使用在保持期間中充分地保持透射率、顯 示出不產(chǎn)生閃爍的高電阻率的材料。即，希望液晶層31的電阻率在 1012Qcm2以上，特別希望在1013Qcm2以上。第1基板13在液晶層側(cè)的最表面上配置取向膜17a，其次配置 像素電極12。在作為反射區(qū)域的圖2(a)中，在取向膜17a與像素 電極12之間配置反射電極16。在像素電極12之下配置反射電極16 也沒有關(guān)系，但將反射電極16對(duì)于像素電極12配置在液晶層側(cè)的做 法可提高反射率。在各像素中，為了控制對(duì)各像素施加的電壓，配置 薄膜晶體管(以下稱為TFT) 19。為了取得該TFT19的源電極1S與 像素電極12的接觸而配置接觸孔18。第2基板23在笫2基板23的液晶層側(cè)配置濾色器24，在像素 與像素之間或透射部與反射部之間配置黑色矩陣21。在濾色器24的 液晶層側(cè)，配置平坦化層28、保護(hù)膜27，進(jìn)而在液晶層側(cè)配置共同 電極22。此外，關(guān)于在作為透射區(qū)域的圖2 (b)中的凸起29,在實(shí) 施例2中詳細(xì)地?cái)⑹觥Ｔ谧鳛榉瓷鋮^(qū)域的圖2(a)中，在平坦化層28與共同電極22 之間配置內(nèi)置波片25、保護(hù)膜27和臺(tái)階差部26。在共同電極22的液晶層側(cè)配置取向膜17b。第1基板13和第2基板23由于透過光，故是透明的，例如可使 用玻璃或高分子膜。關(guān)于高分子膜，特別是塑料或聚醚砜(以下稱為 PES)是所希望的。但是，由于塑料或PES使空氣通過，故有必要在 基板表面上形成氣體阻擋層。希望利用氮化硅的膜形成氣體阻擋層。取向膜17具有使基板表面的液晶分子垂直地取向的功能，希望 取向膜17是聚酰亞胺系列的有機(jī)膜，但也可以是SiO垂直蒸鍍膜、 界面活性劑或鉻絡(luò)合物等。其次，使用圖4和圖5說明像素電極12和TFT19。圖4是表示構(gòu)成像素顯示區(qū)域的以矩陣狀配置的像素的等效電 路的圖。圖5是圖1的C-C'間的剖面概略圖。在像素區(qū)域中具有信 號(hào)布線11和掃描布線10。被信號(hào)布線11和掃描布線10包圍的區(qū)域 是像素，該信號(hào)布線和掃描布線大致正交地配置，在這些布線的交叉 部中具有至少一個(gè)TFT19。該TFT19與接觸孔18連接，雖然在圖4 中未圖示，但接觸孔18與像素電極12連接了。此外，在一個(gè)像素中 配置至少一個(gè)存儲(chǔ)電容36,防止被保持的圖像信號(hào)發(fā)生漏泄。再有，在此將在一個(gè)像素內(nèi)使用了 TFT19的有源矩陣驅(qū)動(dòng)取作 例子進(jìn)行了說明，但本實(shí)施例即使對(duì)于無源矩陣驅(qū)動(dòng)也可得到同樣的 效果。TFT19是反交錯(cuò)結(jié)構(gòu)，在其溝道部中具有存儲(chǔ)電容36。信號(hào)布線11施加用于控制液晶層31的電壓信號(hào)，對(duì)掃描布線 10施加用于控制TFT19的信號(hào)。源電極15經(jīng)接觸孔18與像素電極 12連接。這些信號(hào)布線11和掃描布線10、源電極15的材料希望是 低電阻的導(dǎo)電性材料，例如鉻、鉭-鉬、鉭、鋁、銅等。為了對(duì)液晶層31施加電場(chǎng)而配置像素電極12。像素電極12由 透明的導(dǎo)電性材料構(gòu)成，例如可使用銦錫氧化物(ITO)或氧化鋅 (ZnO)。為了將像素電極12分離為透射部和反射部，在透射部與反射部 之間設(shè)置了狹縫。為了反射從笫2基板23側(cè)入射的外部光而設(shè)置反射片電極16。為了使入射的外部光擴(kuò)散，反射片電極16具有凹凸?？芍辉诜瓷淦?電極16上具有該凹凸，但在本實(shí)施例中，如圖2(a)中所示，在絕 緣膜"a上作成凹凸，由此在反射片電極16上附加了凹凸。此外， 由于為了使反射片電極16的電位與透射區(qū)域的電位相同而將反射片 電極16與像素電極12連接，故也可起到作為反射區(qū)域的像素電極的 作用。用導(dǎo)電性高的金屬形成反射片電極16。特別是在可視區(qū)域中的 反射率高、在導(dǎo)電性方面也優(yōu)良的銀、鋁作為反射片電極16是所希 望的。濾色器24在每個(gè)像素中排列使紅、綠、藍(lán)中的某一種光透過的 紅的區(qū)域/綠的區(qū)域/藍(lán)的區(qū)域。例如這樣的配置有條狀排列或三角形 排列等。為了隔斷來自鄰接像素的光漏泄或因在反射部中配置的臺(tái)階差 部26的錐形部引起的光漏泄等而配置黑色矩陣21。用作黑色矩陣21 的材料可使用金屬等的不透明材料，鉻、鉭-鉬、鉭、鋁、銅等是所 希望的。為了使作時(shí)濾色器制發(fā)生的凹凸平坦化而設(shè)置了平坦化層28。 平坦化層28希望使用丙烯酸性樹脂等。為了使反射顯示的光學(xué)特性接近于透射顯示的光學(xué)響應(yīng)而配置 內(nèi)置波片25。由于內(nèi)置波片25由液晶高分子構(gòu)成，故與使有機(jī)高分 子膜延伸而制作的波片比較，分子的取向性高，具有與液晶層31相 同程度的取向性。因此，內(nèi)置波片25的An遠(yuǎn)比外加的波片的An大， 如果適當(dāng)?shù)卣{(diào)整分子結(jié)構(gòu)以及制造條件，則可使其與液晶層31為相 同程度或在其以上。外加的波片的層厚有幾十nm，接近于液晶層厚的 IO倍，但如果使用液晶高分子，則可使內(nèi)置波片25的層厚大幅度地 減少，可比反射顯示部和透射顯示部的臺(tái)階差薄。由此，即使將內(nèi)置 波片25與反射顯示部合在一起進(jìn)行構(gòu)圖，也不需要特別的平坦化。其次，對(duì)內(nèi)置波片25進(jìn)行構(gòu)圖，使其成為與反射顯示部同樣的 分布。在內(nèi)置波片25上涂敷抗蝕劑，進(jìn)行構(gòu)圖，使其成為與反射顯 示部同樣的分布。其后，用氧等離子體進(jìn)行灰化，除去抗蝕劑不分布
的部分的內(nèi)置波片25。此時(shí)，如果使用An比液晶層的An的2倍大的材料作為內(nèi)置波片 25，則在將內(nèi)置波片25的延遲量定為X/2時(shí)厚度變得不充分，在只用 內(nèi)置波片25的情況下，反射部與透射部之間的延遲量的差比X/4小。 通過從內(nèi)置波片25上不完全地除去抗蝕劑而使其留下，可得到在反 射部和透射部之間形成AV4的延遲量差所需的充分的厚度。希望內(nèi)置波片25的延遲量在550nm的波長(zhǎng)中大致為135nm。此 外，希望延遲量的遲相軸與偏振片的吸收軸成為大致45度。為了保護(hù)液晶層31而不使內(nèi)置波片25滲出到液晶層31中而配 置了保護(hù)膜27。希望保護(hù)膜27使用與平坦化層28同樣的丙烯酸性樹 脂等。共同電極22由透明的導(dǎo)電性材料構(gòu)成，例如可使用銦錫氧化物 (ITO)或氧化鋅(ZnO)。為了使透射部與反射部的光學(xué)響應(yīng)大致一致而配置臺(tái)階差部 26。臺(tái)階差部26希望使用抗蝕劑材料等。如以上所述，在本實(shí)施例中，在半透射VA-LCD中構(gòu)圖為只在 反射部中在液晶單元內(nèi)部?jī)?nèi)置AV4片。利用該結(jié)構(gòu)可防止對(duì)液晶層入 射圓偏振光時(shí)因X/4片的光軸的偏移、相位差的面內(nèi)偏差等的緣故在 黑顯示時(shí)產(chǎn)生光漏泄。作為結(jié)果，在半透射VA — LCD的光學(xué)設(shè)計(jì)中， 與以前相比，可提高透射對(duì)比度。再者，由于在液晶單元內(nèi)部?jī)?nèi)置了 波片，故與以前的液晶單元的厚度相比，也可減薄厚度。實(shí)施例2在上述的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)中，可實(shí)現(xiàn)透射對(duì)比度的提高，但另一 方面由于在透射部中沒有入/4片，故可認(rèn)為透射率下降。在本實(shí)施例 中，也考慮了防止透射率下降，除了上述實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)外，還采取 對(duì)透射區(qū)域進(jìn)行了取向控制的結(jié)構(gòu)，以使透射區(qū)域的液晶分子倒下的 主要的方向成為對(duì)于在上下配置的偏振片的吸收軸呈大致45度的方 向。再者，除了該結(jié)構(gòu)外，還采取在透射區(qū)域和反射區(qū)域中取向控制 的圖案不同的結(jié)構(gòu)。以下參照附圖來說明。
在本實(shí)施例中，在圖1 (b)的透射區(qū)域或圖2(b)的透射區(qū)域 中設(shè)置凸起29。該凸起29是為了規(guī)定在施加電壓時(shí)倒下的液晶分子 的方向而配置的。在此，作為例子，使用了凸起，但不限于此，例如 也可以是電極狹縫。在取向控制用的凸起29的周邊部中，液晶層31 內(nèi)的液晶分子的取向方向根據(jù)凸起29的邊緣的斜率對(duì)于基板法線方 向傾斜。例如利用丙烯酸系列樹脂形成取向控制用的凸起29。對(duì)于該 丙烯酸樹脂來說，可利用光刻形成凸起。在圖1 (b)中，在透射區(qū)域的中央附近形成凸起29，使其對(duì)于 像素長(zhǎng)邊方向大致平行地具有長(zhǎng)軸。此外，如圖2 (b)中所示，在共 同電極22與取向膜17b之間配置該凸起29。圖6表示了上下偏振片的吸收軸與凸起29的長(zhǎng)軸的軸關(guān)系。將 圖1、圖2的透射區(qū)域中的取向控制用的凸起29形成為在圖6中表示 的方向上具有長(zhǎng)軸。在圖6中，A表示取向控制用的凸起29的長(zhǎng)軸 方向，B表示圖3中表示的偏振片32a的吸收軸的方向、C表示偏振 片32b的吸收軸的方向。在配置了取向控制用的凸起29的情況下，在施加了電壓時(shí)，垂 直取向的液晶分子在對(duì)于取向控制用的凸起29的邊呈大致90度的方 向上倒下。于是，如圖6中所示，通過使偏振片32a、 32b的吸收軸 與取向控制用的凸起29的長(zhǎng)軸方向大致偏離45度地配置，像素內(nèi)的 大部分的液晶分子對(duì)于偏振片32a、 32b的吸收軸構(gòu)成大致45度的角 度地倒下。即，液晶取向的分割數(shù)為2。由于液晶分子倒下的2個(gè)方 向?qū)τ谄衿奈蛰S分別構(gòu)成了大致45度，故在大部分的像素區(qū) 域中光透過。由于偏振片32a、 32b的吸收軸互相正交，取向控制用 的凸起的長(zhǎng)軸對(duì)于該軸構(gòu)成大致45度即可，故圖6中的B和C即使 相反也沒有關(guān)系。于是，如果將主要的液晶分子倒下的方向定為a軸、將在背光源 側(cè)配置的偏振片32的吸收軸定為b軸、將在射出側(cè)配置的偏振片32 的吸收軸定為c軸、將內(nèi)置波片的遲相軸定為d軸，則a-b + 45-c —45 = di^a = b — 45 = c + 45 = d成立。 通過采取以上的結(jié)構(gòu)，除了透射對(duì)比度的提高外，還可得到抑制 透射率的下降的效果。另一方面，由于在反射區(qū)域中配置了內(nèi)置波片25，故液晶分子 倒下的方向沒有必要對(duì)于偏振片32a、 32b的吸收軸構(gòu)成大致45度。 因而，在反射區(qū)域中，為了進(jìn)一步增加開口率，如圖1 (b)那樣形成 凸起29。在圖2(b)中，在共同電極22與取向膜17之間配置大致 為圓形的取向控制用的凸起29。但是，即使在像素電極12或共同電 極22中將電極開口部設(shè)置成圓形來代替取向控制用的凸起，也能得 到大致同樣的效果。此外，為了使對(duì)反射片電極16入射的外部光擴(kuò)散而使反射片電 極16具有凹凸。于是，即使不在反射區(qū)域中配置取向控制用的凸起 29或電極開口部，也可利用該凹凸來控制液晶分子的取向。如以上所述，通過使透射區(qū)域中的取向控制用的凸起的結(jié)構(gòu)不同 于反射區(qū)域中的取向控制用的凸起的結(jié)構(gòu)，可抑制透射率的下降，進(jìn) 而可實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步擴(kuò)展了開口率的結(jié)構(gòu)。實(shí)施例3其次說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的另一個(gè)實(shí)施例。 本實(shí)施例的特征在于在未施加電壓時(shí)液晶分子對(duì)于基板在垂直 方向上取向、在施加電壓時(shí)液晶分子對(duì)于基板朝向水平方向旋轉(zhuǎn)的 VA方式的半透射液晶顯示裝置中，只在反射部中配置波片，透射部 的液晶分子倒下的主要的方向成為對(duì)于在上下配置的偏振片的吸收 軸呈大致45度的方向。此時(shí)，通過配置電極狹縫來得到液晶分子倒 下的方向。另一方面，本液晶顯示裝置的特征在于在反射部中，液 晶分子倒下的主要的方向也可包含對(duì)于在上下配置的偏振片的吸收 軸呈大致45度的方向以外的方向，在一個(gè)像素內(nèi)透射部和反射部的 分割數(shù)不同。根據(jù)本實(shí)施例，雖然在透射部中沒有配置波片，但由于透射率不 下降且不發(fā)生因波片引起的黑顯示時(shí)的光漏泄，故透射對(duì)比度提高。 再者，由于在液晶單元內(nèi)部?jī)?nèi)置了波片，故與以前的液晶面板的厚度 相比，可減薄厚度。本實(shí)施例的液晶顯示裝置的剖面結(jié)構(gòu)與圖3是同樣的，但在像素 電極12中配置了電極狹縫以代替在實(shí)施例1的透射部中配置的取向 控制用的凸起29來進(jìn)行液晶取向控制。使用圖7和圖8只說明本實(shí)施例與實(shí)施例1的變更點(diǎn)。圖7表示 了液晶單元33的平面結(jié)構(gòu)的概略圖。圖8表示了圖7的D-D'間的 剖面概略圖。在實(shí)施例1中，利用取向控制用的凸起29控制了液晶分子的倒 下的方向，但即使是圖7中表示的那樣的在像素電極中設(shè)置的電極狹 縫結(jié)構(gòu)，也能得到大致同樣的效果。在取向控制用的電極狹縫30的 情況下，液晶分子對(duì)于電極狹縫的邊在大致90度的方向上倒下。于 是，如圖1中所示那樣在透射部中與取向控制用的凸起29的情況同 樣，液晶分子取向的分割數(shù)為2。即，通過在與圖6中表示的取向控 制用的凸起29的長(zhǎng)軸方向同樣的方向上配置電極狹縫的長(zhǎng)軸方向， 即使是電極狹縫結(jié)構(gòu)，也能得到與使用了取向控制用的凸起時(shí)同樣的 效果。另一方面，由于在反射部中與實(shí)施例1同樣地配置了內(nèi)置波片 25，故液晶分子倒下的方向沒有必要對(duì)于偏振片32的吸收軸構(gòu)成大 致45度。于是，為了進(jìn)一步增加開口率，如圖1中所示那樣，圓形 的取向控制用的凸起29是所希望的。但是，即使在像素電極12或共 同電極22中將電極開口部設(shè)置成圓形來代替取向控制用的凸起，也 能得到大致同樣的效果。此外，為了使對(duì)反射片電極16入射的外部光擴(kuò)散而使反射片電 極16具有凹凸。于是，即使不在反射區(qū)域中配置取向控制用的凸起 29或電極開口部，也可利用該凹凸來控制液晶分子的取向。利用以上的結(jié)構(gòu)，與以前的半透射VA-LCD相比，可提高透射 對(duì)比度而不使透射率下降。實(shí)施例4其次說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的另一個(gè)實(shí)施例。
本實(shí)施例在通過在未施加電壓時(shí)液晶分子對(duì)于基板在垂直方向上取向、在施加電壓時(shí)液晶分子對(duì)于基板朝向水平方向旋轉(zhuǎn)的VA方 式的半透射液晶顯示裝置中，具有下述的像素結(jié)構(gòu)只在反射部中配 置波片，透射部的液晶取向的分割數(shù)為4，各液晶分子倒下的方向成 為對(duì)于偏振片的吸收軸呈大致45度。另一方面，本液晶顯示裝置的 特征在于在反射部中，液晶分子倒下的主要的方向也可包含對(duì)于在 上下配置的偏振片的吸收軸呈大致45度的方向以外的方向，在一個(gè) 像素內(nèi)透射部和反射部的分割數(shù)不同。根據(jù)本實(shí)施例，在透射部中沒有配置波片，但由于透射率不下降 且不發(fā)生因波片引起的黑顯示時(shí)的光漏泄，故透射對(duì)比度大幅度地提 高。再者，由于在液晶單元內(nèi)部?jī)?nèi)置了波片，故與以前的液晶面板的 厚度相比，可減薄厚度。再者，在實(shí)施例2或?qū)嵤├?中透射部的液 晶取向的分割數(shù)是2，而在本實(shí)施例中由于分割數(shù)為4，故起到視野 角補(bǔ)償效果，也可改善視角特性。為了使透射部的液晶取向的分割數(shù)為4,有必要改進(jìn)取向控制用 的凸起29或取向控制用的狹縫30。關(guān)于用于使透射部的液晶取向的 分割數(shù)為4的像素結(jié)構(gòu)例，從圖9至圖15表示了 TFT基板和CF基 板。在圖中的TFT基板中表示的4個(gè)方向的箭頭是在施加了電壓時(shí) 液晶分子倒下的主要的方向。從該圖也可知分割數(shù)為4。在此，在從圖9至圖15的像素結(jié)構(gòu)中，液晶分子倒下的方向從 像素長(zhǎng)軸方向算起為大致為45度，但在從圖13至圖15中，液晶分 子倒下的方向從像素長(zhǎng)軸方向算起為大致平行或大致垂直。較為理想 的是，在前者的情況下，與像素長(zhǎng)邊方向大致平行地配置偏振片32 的吸收軸，在后者的情況下，將偏振片32的吸收軸配置成從像素長(zhǎng) 邊方向起旋轉(zhuǎn)了 45度。同時(shí)，較為理想的是，在前者的情況下，將 內(nèi)置波片25的遲相軸配置成從像素長(zhǎng)邊方向起旋轉(zhuǎn)了 45度，在后者 的情況下，將內(nèi)置波片25的遲相軸定為與像素長(zhǎng)邊方向平行。另一方面，由于在反射部中與實(shí)施例1同樣地配置了內(nèi)置波片 25,故液晶分子倒下的方向沒有必要對(duì)于偏振片32的吸收軸構(gòu)成45
度。于是，為了進(jìn)一步增加開口率，如從圖9至圖12中所示那樣， 圓形的取向控制用的凸起29是所希望的。但是，即使在像素電極12 或共同電極22中將電極開口部設(shè)置成圓形來代替取向控制用的凸起， 也能得到大致同樣的效果。此外，為了使對(duì)反射片電極16入射的外部光擴(kuò)散而使反射片電 極16具有凹凸。于是，即使不在反射區(qū)域中配置取向控制用的凸起 29或電極開口部，也可利用該凹凸來控制液晶分子的取向。利用以上的結(jié)構(gòu)，與以前的半透射VA-LCD相比，可提高透射 對(duì)比度而不使透射率下降。此外，由于與實(shí)施例2或3相比液晶取向 的分割數(shù)增加了，故根據(jù)多疇的效果，視野角特性提高。實(shí)施例5其次說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的另一個(gè)實(shí)施例。本實(shí)施例如實(shí)施例4那樣將液晶取向的分割數(shù)定為4，但通過在 像素中心配置反射部，可減輕透射部中的主要的液晶取向方向的偏 差，可提高透射率。使用圖16說明本實(shí)施例。圖16表示了液晶單元33的平面結(jié)構(gòu) 的概略圖。在其它的實(shí)施例中，在一個(gè)像素的下部設(shè)置了反射區(qū)域， 但本實(shí)施例在像素中心部設(shè)置了反射區(qū)域。例如在使用實(shí)施例4的圖 11中表示的那樣的像素結(jié)構(gòu)的情況下，在第2基板23側(cè)配置的透射 部的取向控制用的凸起29作成了折彎的形狀。希望折彎的角度為大 致45度。在這樣的形狀的情況下，透射部的像素的大部分朝向液晶 取向的4個(gè)分割方向取向。但是，在透射部的取向控制用的凸起29 以直角彎曲的區(qū)域周邊等中，液晶在對(duì)于像素的長(zhǎng)軸方向正交的方向 上取向。于是，在進(jìn)行了顯示時(shí)，作為黑的疇被觀察到。為了解決該 問題，如圖16中所示，將液晶在對(duì)于像素的長(zhǎng)軸方向正交的方向上 取向等液晶取向紊亂的部分作成反射像素。由于在反射部中配置了內(nèi) 置波片25，故即使液晶在所有的方向上倒下，光也可透過。由于透射 部在大致全部的區(qū)域中液晶取向方向一致，故可實(shí)現(xiàn)高透射率。利用以上的結(jié)構(gòu)，如在實(shí)施例3中所示那樣，既可實(shí)現(xiàn)寬視野角， 又可提高透射率。實(shí)施例6其次說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的另一個(gè)實(shí)施例。本實(shí)施例如實(shí)施例4那樣將液晶取向的分割數(shù)定為4，但通過在 像素中心配置反射部，可減輕透射部中的主要的液晶取向方向的偏 差，可提高透射率。使用圖17說明本實(shí)施例。圖17表示了液晶單元33的平面結(jié)構(gòu) 的概略圖。以前各像素作成了大致長(zhǎng)方形，但本實(shí)施例的像素作成了 折彎的形狀。希望折彎的角度為大致45度。信號(hào)布線ll、黑色矩陣 21、取向控制用的凸起29也同樣折彎地配置。通過作成這樣的配置， 液晶取向的分割數(shù)為4，各分割的區(qū)域中的施加電壓時(shí)的液晶取向更 朝向液晶取向方向?qū)R。為此，透射率進(jìn)一步提高。利用以上的結(jié)構(gòu)，如在實(shí)施例3中所示那樣，既可實(shí)現(xiàn)寬視野角， 又可提高透射率。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，其特征在于，具有第1基板；第2基板；被上述第1基板和上述第2基板夾持的液晶層；在上述第1基板上具備的第1偏振片；以及在上述第2基板上具備的第2偏振片，其中將上述第1偏振片的吸收軸和上述第2偏振片的吸收軸配置成大致互相正交，在未施加電壓時(shí)，上述液晶層的液晶分子的長(zhǎng)軸相對(duì)于上述第1基板和上述第2基板大致垂直地取向，在上述第1基板與上述第2基板間形成的多個(gè)像素分別具有反射部和透射部，在上述透射部中配置的上述液晶層的厚度比在上述反射部中配置的上述液晶層的厚度厚，在上述反射部中，在上述第2基板與上述液晶層之間配置具有光學(xué)相位差的內(nèi)置波片，上述內(nèi)置波片的遲相軸與上述第1偏振片和上述第2偏振片的吸收軸大致構(gòu)成45度。
2. 如權(quán)利要求l中所述的液晶顯示裝置，其特征在于 上述內(nèi)置波片具有大致1/4波長(zhǎng)的延遲量。
3. 如權(quán)利要求l中所述的液晶顯示裝置，其特征在于 上述第l基板在上述液晶層一側(cè)具有像素電極，在與上述液晶層相反一側(cè)具有上述第1偏振片，上述第2基板在上述液晶層一側(cè)具有共同電極，在與上述液晶層 相反一側(cè)具有上述第2偏振片，在上述第2基板與上述共同電極之間配置上述內(nèi)置波片。
4. 如權(quán)利要求l中所述的液晶顯示裝置，其特征在于 上述液晶層的液晶分子的介電常數(shù)各向異性為負(fù)。
5. 如權(quán)利要求l中所述的液晶顯示裝置，其特征在于 控制上述透射部中的上述液晶層的取向的機(jī)構(gòu)與控制上述反射部中的上述液晶層的取向的機(jī)構(gòu)不同。
6. 如權(quán)利要求5中所述的液晶顯示裝置，其特征在于 進(jìn)行上述透射部中的上述取向控制的機(jī)構(gòu)是第1凸起或第1電極狹縫。
7. 如權(quán)利要求6中所述的液晶顯示裝置，其特征在于 將上述第1凸起或上述第1電極狹縫的長(zhǎng)軸形成為與上述第1偏振片和上述第2偏振片的吸收軸大致構(gòu)成45度。
8. 如權(quán)利要求5中所述的液晶顯示裝置，其特征在于 進(jìn)行上述反射部中的上述取向控制的機(jī)構(gòu)是第2凸起或電極開口部。
9. 如權(quán)利要求8中所述的液晶顯示裝置，其特征在于 上述第2凸起或上述電極開口部大致呈圓形。
10. 如權(quán)利要求5中所述的液晶顯示裝置，其特征在于 在上述第l基板的上述液晶層一側(cè)的上述反射部中配置凹凸， 利用上述凹凸形成控制上述反射部的上述取向的機(jī)構(gòu)。
11. 如權(quán)利要求l中所述的液晶顯示裝置，其特征在于 上述液晶層的上述透射部中的取向控制的分割數(shù)與上述反射部中的取向控制的分割數(shù)不同。
12. 如權(quán)利要求ll中所述的液晶顯示裝置，其特征在于 上述透射部中的取向控制的分割數(shù)是2或4， 而且與上述反射部中的取向控制的分割數(shù)不同。
13. 如權(quán)利要求l中所述的液晶顯示裝置，其特征在于 上述液晶層中的施加電壓時(shí)的液晶分子的取向方向在上述透射部中與上述第1偏振片和上述第2偏振片的吸收軸大致構(gòu)成45度， 在上述反射部中也包含大致45度以外的情況。
14. 如權(quán)利要求l中所述的液晶顯示裝置，其特征在于 將上述透射部形成為夾持上述反射部被分割成第l透射部和笫2 透射部，上述液晶層中的施加電壓時(shí)的液晶分子的取向方向在上述第1 透射部和上述第2透射部中不同。
15. 如權(quán)利要求14中所述的液晶顯示裝置，其特征在于 在上述透射部和上述反射部中形成取向控制用的凸起或電極狹縫，上述凸起或上述電極狹縫具有彎曲部， 在上述反射部或上述多個(gè)像素之間配置上述彎曲部。
16. 如權(quán)利要求14中所述的液晶顯示裝置，其特征在于 上述多個(gè)像素分別具有彎曲的形狀。
17. 如權(quán)利要求l中所述的液晶顯示裝置，其特征在于 在上述第1基板與上述第1偏振片之間具有第1波片或/以及在上述第2基板與上述第2偏振片之間具有第2波片，將上述第1波片的遲相軸配置成相對(duì)于上述第1偏振片的吸收軸 大致正交或大致平行，將上述第2波片的遲相軸配置成相對(duì)于上述第2偏振片的吸收軸 大致正交或大致平行。
18. 如權(quán)利要求17中所述的液晶顯示裝置，其特征在于 上述第1波片和上述第2波片是負(fù)C片。
19. 如權(quán)利要求18中所述的液晶顯示裝置，其特征在于 上述負(fù)C片的Rth大于等于50nm小于150nm。
20. 如權(quán)利要求17中所述的液晶顯示裝置，其特征在于 上述第1波片和上述第2波片由負(fù)C片和二軸性相位差膜構(gòu)成。
21. 如權(quán)利要求20中所述的液晶顯示裝置，其特征在于 上述負(fù)C片的Rth大于等于50nm小于150nm。
22. 如權(quán)利要求20中所述的液晶顯示裝置，其特征在于 上述二軸性相位差膜的Nz系數(shù)大于等于0.2小于0.8。
全文摘要
本發(fā)明的課題是在VA方式的半透射液晶顯示裝置中提供可提高透射對(duì)比度而不導(dǎo)致透射率的下降的液晶顯示裝置。解決方法是下述的液晶顯示裝置，具有第1基板；第2基板；被上述第1基板和上述第2基板夾持的液晶層；在上述第1基板上具備的第1偏振片；以及在上述第2基板上具備的第2偏振片，在上述第1基板與上述第2基板間形成的多個(gè)像素分別具有反射部和透射部，在上述透射部中配置的上述液晶層的厚度比在上述反射部中配置的上述液晶層的厚度厚，在上述反射部中，在上述第2基板與上述液晶層之間配置具有光學(xué)相位差的內(nèi)置波片，上述內(nèi)置波片的遲相軸與上述第1偏振片和上述第2偏振片的吸收軸構(gòu)成大致45度。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK101153983SQ200710140749
公開日2008年4月2日 申請(qǐng)日期2007年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者伊東理, 岡真一郎, 廣田昇一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立顯示器