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CN100412631C - 液晶装置及电子设备 - Google Patents

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CN100412631C
CN100412631C CNB2006100827486A CN200610082748A CN100412631C CN 100412631 C CN100412631 C CN 100412631C CN B2006100827486 A CNB2006100827486 A CN B2006100827486A CN 200610082748 A CN200610082748 A CN 200610082748A CN 100412631 C CN100412631 C CN 100412631C
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Abstract

本发明提供一种半透射反射型液晶装置，可在反射显示和透射显示的双方获得高画质且宽视角的显示，且能够以简单的工艺且较低成本来制造。其在1个子像素区域内设置反射显示区域(R)和透射显示区域(T)，至少在上述反射显示区域(R)中于上述子像素区域内设置液晶层厚调整层(48)；在TFT阵列基板(10)的液晶层(50)侧，设置使大致基板平面方向的电场对液晶层(50)起作用的像素电极(9)和共用电极(19)；反射显示区域(R)的带状电极(9c)(像素电极9)和带状电极(19c)(共用电极19)的电极间隔形成得比透射显示区域(T)的带状电极(9d)(像素电极9)和带状电极(19d)(共用电极19)的电极间隔宽。

Description

液晶装置及电子设备
技术领域
本发明涉及液晶装置及电子设备。
背景技术
作为液晶装置的一种形式，对液晶层使基板面方向的电场起作用来进行液晶分子取向控制的方式(下面，称为横向电场方式。)的液晶装置，已为众所周知，并且采用下述电极的形式且被称为IPS(In-PlaneSwitching，板内开关)方式、FFS(Fringe-Field Switching，边缘场开关)方式等的液晶装置，已为众所周知，上述电极用来形成对液晶起作用的电场。另外近年来，还以利用横向电场方式的宽视角化为目的，提出了在半透射反射型的液晶装置中使用横向电场方式的技术(例如，参见专利文献1)。
专利文献1：特开2003-344837号公报
根据专利文献1所述的液晶装置，有关使反射显示区域的液晶层厚和透射显示区域的液晶层厚相互不同的多间隙方式的液晶装置，对于其透射显示区域或者透射显示区域和反射显示区域的双方，采用了横向电场方式。在半透射反射型的液晶装置中，因为在透射显示区域和反射显示区域中显示光透射液晶层的次数不同，所以为了获得恰当的显示，需要调整上述两个区域液晶层的延迟(retardation)，并且如果采用上述多间隙方式，就可以进行液晶层的延迟调整。但是，在横向电场方式的液晶装置中却存在下述问题，即因为随着液晶层厚的变化，阈值电压(驱动电压)产生变化，所以难以通过采用多间隙结构而在反射显示和透射显示的双方中获得良好的显示。
发明内容
本发明是鉴于上述以往技术的问题所在作出的，其目的为，提供一种采用横向电场方式的半透射反射型液晶装置，可以在反射显示和透射显示的双方中获得高画质且宽视角的显示，并具备能够以简易的工艺且较低成本来制造的构成。
本发明为了解决上述问题，提供一种半透射反射型的液晶装置，其具备夹持液晶层而对向配置的第1基板和第2基板，在上述第1基板的上述液晶层侧具备第1电极和第2电极，利用上述第1电极和上述第2电极间产生的电场来驱动上述液晶层，并且在1个子像素区域内设置用来进行反射显示的反射显示区域和用来进行透射显示的透射显示区域，至少在上述反射显示区域中设置有用来在上述子像素区域内使上述液晶层的厚度不同的液晶层厚调整层；其特征为，上述透射显示区域的上述电场主方向的第1电极和第2电极之间的电极间隔形成得比上述反射显示区域的上述电场主方向的第1电极和第2电极之间的电极间隔窄。
根据这种结构的液晶装置，通过使反射显示区域的上述电极间隔，比透射显示区域的上述电极间隔宽，来调整反射显示区域的阈值电压和透射显示区域的阈值电压，借此可以抑制因设置多间隙结构而引起的阈值电压变化。因而，根据本发明，可以实现虽然具备多间隙结构却使反射显示和透射显示的电光特性一致的液晶装置，能够在反射显示和透射显示的双方中获得宽视角的高画质显示。另外，采用本发明，因为通过调整上述第1电极和第2电极之间的电极间隔能容易进行阈值电压的调整，所以液晶装置能够以简易的工艺来廉价制造。
在本发明的液晶装置中，上述第1电极及第2电极分别具有1条或多条带状电极，并且可以构成为，在上述透射显示区域及反射显示区域的各区域内，上述第1电极的带状电极和上述第2电极的带状电极大致平行且交替配置。只要形成为这种结构，就可以实现能在反射显示和透射显示的双方中进行良好显示的IPS方式的液晶装置。
本发明的液晶装置是一种半透射反射型的液晶装置，其具备夹持液晶层而对向配置的第1基板和第2基板，在上述第1基板的上述液晶层侧具备第1电极和第2电极，利用上述第1电极和上述第2电极间产生的电场来驱动上述液晶层，并且在1个子像素区域内设置用来进行反射显示的反射显示区域和用来进行透射显示的透射显示区域，至少在上述反射显示区域中设置有用来在上述子像素区域内使上述液晶层的厚度不同的液晶层厚调整层；其特征为，上述第1电极和上述第2电极通过绝缘膜叠层形成，上述第1电极具有多条带状电极来形成，并且上述第2电极在上述子像素区域内形成于包括上述第1电极的多条带状电极的区域，上述透射显示区域的上述电场主方向的上述带状电极之间的间隔形成得比上述反射显示区域的上述电场主方向的上述带状电极之间的间隔窄。
根据这种结构，可以实现能在反射显示和透射显示的双方中进行良好显示的FFS方式的液晶装置。
在本发明的液晶装置中，还可以构成为，上述带状电极之中的配置于上述透射显示区域的带状电极具有比配置于上述反射显示区域的带状电极大的宽度。在形成为这种结构时，因为通过上述带状电极的线宽度调整就能容易进行上述电极间隔的调整，所以使得用于光学条件的最佳化所进行的调整变得更为容易。
在本发明的液晶装置中，优选的是，上述透射显示区域的上述电场方向的上述电极间隔dt和上述透射显示区域的液晶层厚Gt之积dt×Gt，与上述反射显示区域的上述电极间隔dr和上述反射显示区域的液晶层厚Gr之积dr×Gr大致一致。通过调整上述液晶层厚和电极间隔，使之满足上述关系，就可以容易使反射显示和透射显示的电光特性相一致。
接着，本发明的电子设备其特征为，具备上面所述的本发明的液晶装置。根据这种结构，可以以廉价提供一种具备半透射反射型显示部的电子设备，该半透射反射型显示部能够在反射显示和透射显示的双方中进行良好的显示。
附图说明
图1是第1实施方式的液晶装置的电路结构图。
图2是同装置的子像素区域的平面结构图。
图3是沿着图2A-A′线的剖面结构图。
图4是第1实施方式的液晶装置的工作说明图。
图5是第1实施方式的液晶装置的作用说明图。
图6是第2实施方式所涉及的子像素区域的平面结构图。
图7是沿着图6B-B′线的剖面结构图。
图8是第2实施方式的液晶装置的作用说明图。
图9是第3实施方式所涉及的子像素区域的平面结构图。
图10是沿着图9D-D′线的剖面结构图。
图11是表示电子设备一个示例的立体结构图。
符号说明
100、200、300液晶装置，9像素电极，19共用电极，9c～9f带状电极，19c～19f带状电极，39像素电极，48、148液晶层厚调整层，49共用电极，39c、39d  带状电极，R反射显示区域，T透射显示区域，50液晶层。
具体实施方式
下面，对于本发明第1实施方式所涉及的液晶装置，参照附图进行说明。本实施方式的液晶装置采用横向电场方式之中被称为IPS(In-PlaneSwitching)方式之方式，该横向电场方式通过对液晶使基板面方向的电场(横向电场)起作用、控制取向，来进行图像显示。
还有，在各实施方式中所参照的附图上，由于将各层和各部件设为在附图上可辨认程度的大小，因而对各层和各部件的每个都使比例尺有所不同进行表示。
本实施方式的液晶装置是一种在基板上具备滤色器的彩色液晶装置，并且由输出R(红)、G(绿)、B(蓝)各色光的3个子像素来构成1个像素。因而，将构成显示的最小单位的显示区域称为“子像素区域”，将由一组(R、G、B)子像素构成的显示区域称为“像素区域”。
图1是构成本实施方式的液晶装置的形成为矩阵状的多个子像素区域的电路结构图。图2(a)是液晶装置100的任意1个子像素区域的平面结构图，图2(b)是表示构成液晶装置100的各光学元件的光学轴配置关系的说明图。图3是沿着图2(a)A-A′线的部分剖面结构图。
如图1所示，在构成液晶装置100的图像显示区域的形成为矩阵状的多个子像素区域中，分别形成像素电极9和用来对像素电极9进行开关控制的TFT30，并且从数据线驱动电路101延伸的数据线6a电连接到TFT30的源上。数据线驱动电路101用来将图像信号S1、S2、…、Sn，通过数据线6a供给各像素。上述图像信号S1～Sn既可以依该次序接线顺序来供给，也可以对相邻的多条数据线6a之间，按每组来供给。
另外，在TFT30的栅上，电连接从扫描线驱动电路102延伸的扫描线3a，从扫描线驱动电路102按预定的定时以脉冲方式供给扫描线3a的扫描信号G1、G2、…、Gm，依该次序按线顺序施加到TFT30的栅上。像素电极9电连接到TFT30的漏上。由于作为开关元件的TFT30相应于扫描信号G1、G2、…、Gm的输入只在一定期间成为导通状态，因而从数据线6a供给的图像信号S1、S2、…、Sn以预定的定时写入像素电极9。
通过像素电极9对液晶所写入的预定电平的图像信号S1、S2、…、Sn在像素电极9和通过液晶而对向的共用电极之间被保持一定期间。在此，为了防止所保持的图像信号发生泄漏，和形成于像素电极9及共用电极之间的液晶电容并联，附加有存储电容70。存储电容70设置于TFT30的漏和电容线3b之间。
接着，参照图2及图3，对于液晶装置100的详细结构进行说明。
首先，液晶装置100如图3所示，具备在TFT阵列基板(第1基板)10和对向基板(第2基板)20之间夹持液晶层50的结构，液晶层50利用未图示的密封材料密封于基板10、20间，该密封材料沿着TFT阵列基板10和对向基板20对向的区域边缘进行设置。再者，该液晶装置为，液晶层50的厚度在反射显示区域R和透射显示区域T中有所不同，具备所谓的多间隙结构。在对向基板20的背面方(附图的下面方)，设置具备导光板91和反射板92的背光源(照明装置)90。
如图2(a)所示，在液晶装置100的子像素区域中，沿Y轴方向延伸的数据线6a、和沿X轴方向延伸的扫描线3a及电容线3b布线成平面视大致网格状，并且在被这些数据线6a、扫描线3a及电容线3b包围的平面视大致矩形状区域上，形成：像素电极(第1电极)9，呈平面视大致梳齿状并且沿Y轴方向延伸；和共用电极(第2电极)19，和该像素电极9咬合，呈平面视大致梳齿状并且沿Y轴方向延伸。在子像素区域的图示左上边角部上，竖立设置柱状衬垫40，用来使TFT阵列基板10和对向基板20按预定间隔分离，将液晶层厚(单元间隙)保持为一定。
在子像素区域中设置滤色器22，该滤色器具有和该子像素区域大致相同的平面形状。另外，还设置反射层29，该反射层占据像素电极9及共用电极19延伸区域大致上半部分的平面区域(按Y轴方向分成二部分的区域之中的+Y方的区域)。反射层29是对铝或银等光反射性的金属膜进行图形形成后的层。被像素电极9及共用电极19包围的平面区域之中，和反射层29平面上重合的平面区域是该子像素区域的反射显示区域R，剩下的区域是透射显示区域T。作为反射层29，优选的是使用在其表面上形成凹凸而赋予光散射性的材料，通过设为这种结构可以使反射显示的视觉辨认性得到提高。
像素电极9的结构具备：大致L形的基端部9a，沿着数据线6a及电容线3b延伸；2条带状电极9c，从该基端部9a分支并且沿-X方向延伸；2条带状电极9d；以及接触部9b，从电容线3b旁边的基端部9a向-Y方延伸出来。像素电极9是一种对ITO(铟锡氧化物)等的透明导电材料进行图形形成而成的电极部件。
共用电极19的结构具备：主线部19a，形成于和扫描线3a平面上重合的位置处，并且沿X轴方向延伸；基端部19b，从主线部19a延伸，沿着子像素区域的边缘部且按Y轴方向延伸；带状电极19c，从基端部19b向+X方延伸；以及2条带状电极19d。
带状电极19c配置于上述像素电极9的2条带状电极9c之间，并且和这些带状电极9c平行地延伸。另一方面，2条带状电极19d和上述像素电极9的2条带状电极9d及基端部9a的一部分(和电容线3b平行地延伸的部分)交替配置，并且和这些带状电极9d平行地延伸。虽然共用电极19也使用ITO等透明导电材料来形成，但是像素电极9及共用电极19除上述透明导电材料之外，还可以使用铬等的金属材料来形成。
在像素电极9的带状电极之中的、与子像素区域中央部接近所设置的2条带状电极9c和带状电极9d之间，配置反射显示区域R和透射显示区域T之间的边界区域(反射层29的透射显示区域方边缘)。
在本实施方式的液晶装置的子像素区域中，配置于反射显示区域R的带状电极9c、19c之间的Y轴方向上的间隔dr(参见图5)比配置于透射显示区域T的带状电极9d、19d之间的Y轴方向上的间隔dt(参见图5)宽，更为详细而言，上述间隔dr是间隔dt的约2倍。而且，在液晶装置进行工作时，要给像素电极9的带状电极9c、9d和共用电极19的带状电极19c、19d之间施加电压，对该子像素区域的液晶使XY面方向(基板平面方向)的电场(横向电场)起作用。
TFT30设置于沿X轴方向延伸的数据线6a和沿Y轴方向延伸的扫描线3a的交叉部旁边，具备：半导体层35，由在扫描线3a的平面区域内部分形成的岛形非晶硅膜构成；和源电极6b及漏电极32，与半导体层35一部分平面上重合来形成。扫描线3a在和半导体层35平面上重合的位置处，作为TFT30的栅电极发挥作用。
源电极6b是从数据线6a分支并沿半导体层35延伸的平面视大致反L形的布线。漏电极32在其-Y方的端部上和沿着子像素区域边缘延伸的平面视大致反L形的连接布线31a进行电连接，并通过该连接布线31a，和子像素区域相反方的边缘部上所形成的电容电极31进行电连接。
电容电极31是和电容线3b平面上重合所形成的平面视大致矩形状的导电部件。在电容电极31之上，像素电极9的接触部9b平面上重合进行配置，并且通过设置于同一位置处的像素接触孔45，使电容电极31和像素电极9进行电连接。另外，在电容电极31和电容线3b平面上重合的区域中，形成以这些电容电极31及电容线3b为电极的存储电容70。
接着，由图3所示的剖面结构得知，在相互对向所配置的TFT阵列基板10和对向基板20之间，夹持液晶层50。在TFT阵列基板10的外面方(和液晶层50相反的一侧)，依次层叠相位差板16和偏振板14，并且在对向基板20的外面侧配置偏振板24。相位差板16是对透射光赋予大致1/2波长的相位差的λ/2相位差板。由于通过设置相位差板16，可以使反射显示及透射显示的显示特性例如一致为常时暗态，因而不用对器件结构或信号处理结构采用特别的结构，就可以获得宽视角的对比度特性。
TFT阵列基板10以玻璃或石英、塑料等透光性的基板主体10A为基体，并且在基板主体10A的内面侧(液晶层50一侧)，由铝或银等金属膜构成的反射层29在子像素区域内被部分地形成。覆盖反射层29，形成由氧化硅等透明绝缘材料构成的第1层间绝缘膜12。在第1层间绝缘膜12之上，形成扫描线3a及电容线3b，并且覆盖扫描线3a及电容线3b，形成由氧化硅等透明绝缘材料构成的栅绝缘膜11。
在栅绝缘膜11之上形成非晶硅的半导体层35，使之一部分搭到半导体层35上，来设置源电极6b和漏电极32，并且在和这些源电极6b及漏电极32同一层且和电容线3b对向的位置处，形成电容电极31。漏电极32如图2所示，和连接布线31a及电容电极31整体形成。半导体层35通过栅绝缘膜11与扫描线3a对向，并且在该对向区域中扫描线3a构成TFT30的栅电极。电容电极31和与其对向的电容线3b一起，形成以栅绝缘膜11为其电介质膜的存储电容70。
覆盖半导体层35、源电极6b、漏电极32及电容电极31，形成由氧化硅等构成的第2层间绝缘膜13。在第2层间绝缘膜13之上，由丙烯酸树脂等透明绝缘材料构成的液晶层厚调整层48在子像素区域内被部分地形成，并且跨该液晶层厚调整层48的表面和第2层间绝缘膜13的表面，形成由ITO等透明导电材料构成的像素电极9及共用电极19。
液晶层厚调整层48用来产生下述功能，并且至少形成于包括反射层29的平面区域的区域中，上述功能为，使反射显示区域R的液晶层厚和透射显示区域T的液晶层厚不同，使对透射液晶层50的光所赋予的相位差在反射显示区域R和透射显示区域T的各自最佳化。本实施方式的情况下，以使反射显示区域R的液晶层50的相位差为λ/4，使透射显示区域T的液晶层50的相位差为λ/2地调整上述各区域的液晶层厚，并且使反射显示区域R的液晶层厚是透射显示区域T的液晶层厚的大致1/2。
构成像素电极9的带状电极9c、9d之中，反射显示区域R中所配置的带状电极9c配置到上述液晶层厚调整层48上，透射显示区域T中所配置的带状电极9d配置到液晶层厚调整层48外侧区域的第2层间绝缘膜13上。另外，共用电极19的带状电极19c配置到液晶层厚调整层48上，带状电极19d配置到第2层间绝缘膜13上。
因为形成有贯通第2层间绝缘膜13并到达电容电极31的像素接触孔45，在该像素接触孔45内埋设像素电极9的接触部9b的一部分，所以像素电极9和电容电极31进行电连接。在透射显示区域T及反射显示区域R中，交替配置带状电极9c、9d和带状电极19c、19d，共用电极19的主线部19a形成到通过第2层间绝缘膜13而与半导体层35、源电极6b及漏电极32对向的位置处。另外，虽然省略了图示，但是覆盖像素电极9及共用电极19形成有聚酰亚胺等的取向膜。
另一方面，在对向基板20的内面侧(液晶层50一侧)，设置滤色器22，在滤色器22之上层叠未图示的聚酰亚胺等取向膜。优选的是，滤色器22的结构为，在子像素区域内被划分成色度不同的2种区域。若举出具体示例，就是可以采用下述结构，即对应于透射显示区域T的平面区域设置第1色材区域，对应于反射显示区域R的平面区域设置第2色材区域，并且第1色材区域的色度比第2色材区域的色度大。通过设为这种结构，就可以防止在显示光只透射1次滤色器22的透射显示区域T和2次透射的反射显示区域R之间使显示光的色度不同的情况，能够使反射显示和透射显示的鲜艳度一致，使显示品质得到提高。
另外，优选的是，在滤色器22之上还层叠由透明树脂材料等构成的平坦化膜。借此，可以使对向基板20表面平坦化，使液晶层50的厚度均匀化，能够防止在子像素区域内驱动电压不一致而使对比度下降的情况。
本实施方式的液晶装置中的各光学轴的配置为图2(b)所示的那种配置，TFT阵列基板10侧的偏振板14的透射轴153与Y轴方向平行来配置，对向基板20侧的偏振板24的透射轴155按和偏振板14的透射轴153正交的方向(X轴方向)进行配置。另外，TFT阵列基板10及对向基板20的取向膜平面视按相同方向进行过研磨处理，其方向是图2(b)所示的研磨方向151。本实施方式的情况下，研磨方向151相对X轴方向约呈60°的角度。作为研磨方向151，虽然可以选择任意的方向，但是要设为和形成于像素电极9及共用电极19之间的横向电场的主方向交叉的方向(不一致的方向)。在本实施方式中，在电压施加时形成于子像素区域内的横向电场方向EF与Y轴方向平行，并且相对研磨方向151呈30°的角度。
还有，上述研磨方向151和横向电场方向EF之间的关系可以根据液晶层50的延迟值和偏振板14、24的光学轴配置，加以适当变更，不限定为图2(b)所示的关系。
具备上述结构的液晶装置100是IPS方式的液晶装置，用来通过TFT30对像素电极9施加图像信号(电压)，以此使像素电极9和共用电极19之间产生基板面方向(平面视为图2的Y轴方向)的电场，利用此电场来驱动液晶，使每个子像素的透射率/反射率产生变化，进行图像显示。
在此，对于具备上述结构的液晶装置100的显示工作，参照图4进行具体说明。图4是液晶装置100的工作说明图。在同图中表示出，反射显示时的工作说明图(图示的左侧)和透射显示时的工作说明图(图示的右侧)。反射显示时的工作说明图表示出，从图示的上方所入射的外部光向图示的下方行进并到达反射层29，由反射层29进行反射向图示的上方折回而成为显示光的状况，透射显示时的工作说明图表示出，从图示的下方所入射的照明光向图示的上方行进而成为显示光的状况。
图4的各框内所示的箭头用来在平面上表示出入射到液晶装置100的光及在液晶装置100中行进的光的偏振状态。还有，有关该箭头的图示，图4的左右方向对应于图2的X轴方向，上下方向对应于图2的Y轴方向。
首先，对于图4右侧的透射显示(透射模式)进行说明。
在液晶装置100中，从背光源90所射出的光因透射偏振板14而变换成与偏振板14的透射轴153平行的直线偏振光，入射到相位差板16。因为相位差板16是对透射自身的光赋予1/2波长的相位差的λ/2相位差板，所以透射偏振板14后的上述直线偏振光变换成和其正交的直线偏振光，从相位差板16射出，入射到液晶层50。
然后，如果液晶层50是断开状态(非选择状态)，则上述直线偏振光借助于液晶层50赋予预定的相位差(λ/2)，变换成和入射时旋转了90°的偏振光方向的直线偏振光，从液晶层50射出。若该直线偏振光到达偏振板24，则由具有和其偏振方向正交的透射轴155之偏振板24进行吸收，该子像素成为暗态显示。
另一方面，如果液晶层50是导通状态(选择状态)，则入射光以和入射时相同的偏振状态从液晶层50射出并到达偏振板24，透射具有和该直线偏振光平行的透射轴155之偏振板24，被视觉辨认，该子像素成为亮态显示。
接着，对于图4左侧的反射显示进行说明。
在反射显示中，从偏振板24的上方(外侧)所入射的光因透射偏振板24而变换成与偏振板24的透射轴155平行的直线偏振光，入射到液晶层50。此时，如果液晶层50是断开状态，则上述直线偏振光借助于液晶层50赋予预定的相位差(λ/4)，变换成右旋的圆偏振光。本实施方式的情况下，由于采用上述多间隙结构，反射显示区域R的液晶层50的相位差被设定为透射显示区域T的相位差的一半，因而如上所述，因透射液晶层50而使直线偏振光变换成圆偏振光。
成为右旋的圆偏振光而从液晶层50所射出的光虽然通过反射层29进行反射，但是此时从偏振板24侧看到的旋转方向反转，成为左旋的圆偏振光而再次入射到液晶层50。随后，借助于液晶层50赋予预定的相位差(λ/4)，变换成直线偏振光，并折回到偏振板24。因为到达了该偏振板24的直线偏振光是和偏振板24的透射轴155正交的朝向的直线偏振光，所以由偏振板24进行吸收，该子像素成为暗态显示。
另一方面，如果液晶层50是导通状态，则入射到液晶层50的直线偏振光以和入射时相同的偏振状态从液晶层50射出，并到达反射层29。然后，在由反射层29反射之后，透射液晶层50到达偏振板24，并透射具有和其偏振方向平行的透射轴155之偏振板24，被视觉辨认，该子像素成为亮态显示。
这样，在本实施方式的液晶装置100中，由于采用多间隙结构，将反射显示区域R的液晶层50的相位差设为透射显示区域T的液晶层50的相位差的约1/2，因而在反射显示和透射显示中，在对显示光赋予的实际相位差方面不产生差别，该反射显示将2次透射液晶层50后的光作为显示光，该透射显示将只透射1次液晶层50后的光作为显示光。
但是，如上所述，对于横向电场方式的液晶装置来说，因为根据液晶层厚的不同，驱动电压(阈值电压)产生较大变化，所以若采用多间隙结构使液晶层厚在子像素区域内有所不同，则产生因反射显示区域和透射显示区域之间的阈值电压差异引起的显示品质下降。因此，在本实施方式中，要采用图2及图3所示结构的像素电极9及共用电极19，有效防止因上述阈值电压变化而引起的显示品质下降。下面，参照图5，对于这种结构进行说明。
图5是用来说明本实施方式的液晶装置100的作用的子像素区域的部分剖面结构图，并且是将图3简化所示的附图。如图5所示，由于子像素区域内部分地设置的液晶层厚调整层48，因而反射显示区域R的液晶层50的层厚Gr和透射显示区域T的液晶层50的层厚Gt相互不同，并且本实施方式的情况下，液晶层厚Gr是液晶层厚Gt的约1/2。另外，反射显示区域R的带状电极9c(像素电极)和带状电极19c(共用电极)之间的电极间隔dr比透射显示区域T的带状电极9d(像素电极)和带状电极19d(共用电极)之间的电极间隔dt宽，并且本实施方式的情况下，电极间隔dr是电极间隔dt的约2倍。
上述电极间隔dr、dt根据因液晶层厚调整层48而有所不同的液晶层厚Gr、Gt的关系进行调整，具体而言，优选的是，以使电极间隔dr、dt和液晶层厚Gr、Gt满足
Figure C20061008274800161
的关系地，调整上述电极间隔及液晶层厚。
在本实施方式中，因为借助于液晶层厚调整层48，反射显示区域R的液晶层厚Gr是透射显示区域T的液晶层厚Gt的约1/2，所以根据上述关系式，反射显示区域R的电极间隔dr成为透射显示区域T的电极间隔dt的约2倍。这样一来，就可以利用随着电极间隔dr的扩大的阈值电压上升，良好补偿因减小液晶层厚Gr引起的阈值电压下降，能够防止反射显示区域R的阈值电压和透射显示区域T的阈值电压不同，并且能够在反射显示区域R和透射显示区域T中使电压施加时的液晶分子动向一致。
这样，在本实施方式的液晶装置100中，如图4所示，通过使反射显示区域R的电极间隔dr和透射显示区域T的电极间隔dt不同，就可以消除因采用多间隙结构引起的阈值电压差异。因而，本实施方式的液晶装置借助于因采用多间隙结构而进行的液晶层50的相位差调整和因调整电极间隔而进行的阈值电压调整，就能使反射显示区域R的电光特性和透射显示区域T的电光特性一致，因此该液晶装置可以在反射显示和透射显示的双方中获得良好的显示。
(第2实施方式)
下面，参照图6到图8，对于本发明的第2实施方式进行说明。
图6是表示本实施方式的液晶装置200的任意1个子像素区域的平面结构图。图7是沿着图6B-B′线的部分剖面结构图。图8是为了说明液晶装置200的作用将图7的一部分去除所示的概略图。
还有，本实施方式的液晶装置200的基本结构和上面的第1实施方式相同，图6相当于第1实施方式中的图2(a)，图7、图8分别相当于第1实施方式中的图3、图5。因而，在本实施方式中参照的各附图上，对和图1到图5所示的第1实施方式的液晶装置100通用的结构要件，附上相同的符号，并且在下面省略那些通用结构要件的说明。
如图6所示，本实施方式的液晶装置200的子像素区域被划分为反射显示区域R和透射显示区域T，在反射显示区域R中，设置在子像素区域内部分形成的反射层29。跨反射显示区域R和透射显示区域T，设置像素电极(第1电极)9和共用电极19(第2电极)。
像素电极9是呈平面视大致梳齿状并且设置于子像素区域内的电极部件，具有：平面视大致L形的基端部9a；3条带状电极9e及2条带状电极9f，从基端部9a的沿Y轴方向延伸的部分向-X侧伸出；以及接触部9b，从基端部9a的沿X轴方向延伸的部分向-Y侧延伸出来。
共用电极19是在子像素区域内呈平面视大致梳齿状并且跨多个子像素区域所设置的电极部件，具有：主线部19a，和扫描线3a平面上重合并且和该扫描线3a平行地延伸；基端部19b，从主线部19a延伸出来并向-Y方伸出；2条带状电极19e及2条带状电极19f，从基端部19b向+X方延伸出来。
上述多条带状电极9e、9f、19e、19f之中，带状电极9e和带状电极9f在反射层29的平面区域内(反射显示区域R内)相互平行地延伸，并且对于Y轴方向交替配置。剩下的带状电极9f、19f在透射显示区域T内相互平行地延伸，并且对于Y轴方向交替配置。因而，在对像素电极9施加电压时，在反射显示区域R中在带状电极9e、9f间形成Y轴方向的电场(横向电场)，在透射显示区域T中在带状电极9f、19f间形成Y轴方向的电场。
在本实施方式的液晶装置200中，反射显示区域R中所配置的带状电极9e、19e的Y轴方向线宽度形成得比透射显示区域T中所配置的带状电极9f、19f的Y轴方向线宽度窄。因而，在液晶装置200中，也和上面的液晶装置100相同，在反射显示区域R中邻近的带状电极9e(像素电极)和带状电极19e(共用电极)之间的Y轴方向电极间隔dr(参见图8)比透射显示区域T中带状电极9f(像素电极)和带状电极19f(共用电极)之间的电极间隔dt(参见图8)宽，并且本实施方式的情况下，电极间隔dr是电极间隔dt的约2倍。
由图7所示的剖面结构得知，TFT阵列基板10和对向基板20夹持液晶层50对向配置，在作为TFT阵列基板10的基体的基板主体10A外面侧配设相位差板16和偏振板14，在作为对向基板20的基体的基板主体20A外面侧配设偏振板24。在TFT阵列基板10的外面侧配设背光源90。
在基板主体10A的内面侧，形成反射层29、TFT30及存储电容70等，并且在覆盖它们的第2层间绝缘膜13上部分地形成液晶层厚调整层48。跨液晶层厚调整层48的表面和第2层间绝缘膜13的表面，将像素电极9及共用电极19图形形成。像素电极9和电容电极31通过贯通第2层间绝缘膜13所设置的接触孔45进行电连接。
如图8所示，在液晶装置200中，因为设置上述液晶层厚调整层48，所以反射显示区域R的液晶层厚和透射显示区域T的液晶层厚成为相互不同的厚度，并且本实施方式的情况下，反射显示区域R的液晶层厚Gr(参见图8)成为透射显示区域T的液晶层厚Gt(参见图8)的约1/2的厚度。另一方面，液晶层厚Gr较小的反射显示区域R的电极间隔dr成为液晶层厚Gt较大的透射显示区域T的电极间隔dt的约2倍。优选的是，在本实施方式中，也以使上述液晶层厚Gr、Gt和电极间隔dr、dt满足
Figure C20061008274800181
Figure C20061008274800182
的关系地，设定液晶层厚及电极间隔。
本实施方式的液晶装置200的光学轴配置和图2(b)所示的第1实施方式所涉及的光学轴配置相同，偏振板14、24的透射轴153、155分别与X轴方向、Y轴方向平行配置，并且TFT阵列基板10及对向基板20的取向膜研磨方向对于X轴方向约呈60°的角度。因而，液晶层50的初始取向方向和对像素电极9施加电压时所形成的横向电场方向(Y轴方向)，约呈30°的角度进行交叉。
具备上述结构的本实施方式的液晶装置200的工作因为和上面实施方式的液晶装置100相同，所以在本实施方式中予以省略，但是因为对于液晶装置200来说，也采用多间隙结构，将反射显示区域R的液晶层50的相位差设为透射显示区域T的液晶层50的相位差的约1/2，所以在反射显示和透射显示中，在对显示光赋予的实际相位差方面不产生差异，该反射显示将2次透射液晶层50后的光用作显示光，该透射显示将只透射1次液晶层50后的光用作显示光。而且，要通过使反射显示区域R的电极间隔dr成为透射显示区域T的电极间隔dt的约2倍，抑制因使用多间隙结构产生的阈值电压变动，获得电光特性一致了的反射显示和透射显示。
因而，根据本实施方式的液晶装置200，可以在反射显示和透射显示的双方中获得良好的显示。另外，这种效果只是通过像素电极9及共用电极19的平面形状变更，就可以简单实现。特别是，由于可以利用带状电极的线宽度调整因液晶层厚的不同引起的阈值电压变动，因而能获得下述优点，即可以通过简单的工艺进行显示的最佳化，使设计条件的设定变得容易。
还有，在本实施方式的液晶装置200中，因相对增大配置于透射显示区域T的带状电极9f、19f的线宽度，相应地导致子像素的开口率下降，但是通过使用ITO等透明导电材料来形成像素电极9及共用电极19，就可以抑制开口率的下降，与以往横向电场方式的液晶装置相比，明亮度没有大幅下降。
另外，在横向电场方式的液晶装置中，由于在形成用来驱动液晶的电场之带状电极正上方，液晶分子的响应性下降，因而透射显示区域T的电极间隔dt并不优选为，过于增大带状电极9f、19f的线宽度。因而，在即便按某种程度增大带状电极9f、19f的线宽度还需要减小电极间隔dt时，可以通过增加带状电极9f、19f的条数，来减小电极间隔dt。
(第3实施方式)
下面，参照图9及图10，对于本发明的第3实施方式进行说明。
图9是表示本实施方式的液晶装置300的任意1个子像素区域的平面结构图，图10是沿着图9D-D′线的剖面结构图。
本实施方式的液晶装置300采用横向电场方式之中被称为FFS(FringeField Switching)方式之方式，该横向电场方式通过对液晶使基板平面方向的电场(横向电场)起作用而控制取向，来进行图像显示。还有，本实施方式的液晶装置300的电路结构及整体结构和上面第1实施方式的液晶装置100相同，并且在本实施方式中参照的各附图上，对和图1到图5所示的第1实施方式的液晶装置100通用的结构要件，附上相同的符号，在下面省略对那些通用结构要件的说明。
如图9所示，在液晶装置300的子像素区域中，设置：像素电极(第1电极)39，呈平面视大致梳齿状，并且Y轴方向为长度方向；和平面大致整面状的共用电极(第2电极)49，和像素电极39平面上重合，并且配置于包括像素电极39的区域中。因而，共用电极(第2电极)49形成于包括像素电极(第1电极)39的各带状电极(39c、39d)的区域中。另外，图示的子像素区域被划分为反射显示区域R和透射显示区域T，在反射显示区域R中，配置在子像素区域内部分形成的反射层29。像素电极39跨透射显示区域T和反射显示区域R来形成。
另外，还形成沿X轴方向延伸的数据线6a、沿Y轴方向延伸的扫描线3a以及与扫描线3a相邻且平行于扫描线3a延伸的电容线3b。在子像素区域的图示左上边角部上，竖立设置柱状衬垫40，用来将TFT阵列基板10和对向基板20保持为按预定间隔分离的状态。
像素电极39具有：平面视大致反L形的基端部39a；3条带状电极39c及3条带状电极39d，从基端部39a延伸出来；以及接触部39b。上述带状电极全都呈大致直线状且相互平行按X轴方向延伸，多条带状电极之中的3条带状电极39c配置到透射显示区域T，2条带状电极39d配置到反射显示区域R。图示的子像素区域的大致中央部处所设置的带状电极39d，其配置为，与反射显示区域R和透射显示区域T之间的边界(反射层29的透射显示区域T方边缘部)平面上重合。
共用电极49是由ITO等透明导电材料构成的平面整面状的导电膜，在该液晶装置200的图像显示区域整个面的范围内来形成。而且，若给上述结构的像素电极39和共用电极49之间施加电压，则主要在像素电极39的带状电极39c、39d和共用电极49之间，形成与Y轴方向平行的大致基板平面方向的电场。
在数据线6a和扫描线3a的交叉部附近，设置TFT30。TFT30具备：半导体层35，部分地形成于扫描线3a的平面区域内，并且由非晶硅构成；和源电极6b及漏电极132，与半导体层35一部分平面上重合来形成。扫描线3a在和半导体层35平面上重合的位置处作为TFT30的栅电极发挥作用。
TFT30的源电极6b形成为从数据线6a分支并向半导体层35延伸的平面视大致L形，漏电极132向-Y侧伸出并且和平面视大致矩形状的电容电极131进行电连接。在电容电极131之上，像素电极39的接触部39b从子像素区域中央一侧进出地来配置，并且通过双方平面上重合的位置处所设置的像素接触孔45，使电容电极131和像素电极39进行电连接。另外，电容电极131配置到电容线3b的平面区域内，并且在该位置形成以按厚度方向对向的电容电极131和电容线3b作为电极的存储电容70。
由图10所示的剖面结构得知，在相互对向所配置的TFT阵列基板10和对向基板20之间，夹持液晶层50。TFT阵列基板10以基板主体10A为基体，在基板主体10A的内面侧(液晶层50一侧)形成扫描线3a及电容线3b，覆盖扫描线3a及电容线3b，形成栅绝缘膜11。在栅绝缘膜11上形成非晶硅的半导体层35，并且使之一部分搭到半导体层35上，来设置源电极6b和漏电极132。在漏电极132的图示右侧，一体形成电容电极131。
半导体层35通过栅绝缘膜11，和扫描线3a对向配置，并且在该对向区域中将扫描线3a构成TFT30的栅电极。电容电极131通过栅绝缘膜11，与电容线3b对向配置，并且在电容电极131和电容线3b对向的区域中，形成以栅绝缘膜11作为电介质膜的存储电容70。
覆盖半导体层35、源电极6b、漏电极132及电容电极131，形成第1层间绝缘膜12，并且在第1层间绝缘膜12上，由铝或银等光反射性金属膜构成的反射层29在子像素区域内部分地形成。覆盖反射层29和第1层间绝缘膜12，形成液晶层厚调整层148，液晶层厚调整层148具有台阶形状，在该子像素区域内按部分不同的膜厚来形成。也就是说，液晶层厚调整层148在反射层29的形成区域其膜厚形成得较大，在反射层29外侧的区域按相对较小的膜厚来形成。
覆盖液晶层厚调整层148，形成由ITO等透明导电材料构成的共用电极49，并覆盖共用电极49，形成由氧化硅等构成的第2层间绝缘膜13。在第2层间绝缘膜13上，由ITO等透明导电材料构成的像素电极39得以图形形成。形成贯通第1层间绝缘膜12、液晶层厚调整层48及第2层间绝缘膜13而到达电容电极131的像素接触孔45，并且通过在该像素接触孔45内埋设像素电极39的接触部39b的一部分，使像素电极39和电容电极131进行电连接。对应于上述像素接触孔45的形成区域，还在共用电极49中设置开口部，使共用电极49和像素电极39不进行接触。另外，虽然省略了图示，但是覆盖像素电极39及第2层间绝缘膜13，形成聚酰亚胺等的取向膜。
在上述液晶层厚调整层148上，虽然共用电极49、第2层间绝缘膜13及像素电极39等被层叠，但是由于这些层以仿照液晶层厚调整层148表面形状的形状在基板主体10A上成膜，因而在TFT阵列基板10的表面上，形成与液晶层厚调整层148的表面形状相仿的台阶形状。借此，在本实施方式的液晶装置300中，也是反射显示区域R的液晶层厚Gr和透射显示区域T的液晶层厚Gt相互不同的多间隙结构形成于子像素区域内的构成。还有，在本实施方式中，液晶层厚Gr也是液晶层厚Gt的约1/2，并且调整为，反射显示区域R的液晶层50的相位差成为透射显示区域的液晶层50的相位差的1/2。
另外，如图9所示，在本实施方式的液晶装置300中，也通过在透射显示区域T中紧密配置带状电极39c，在反射显示区域R中稀疏配置带状电极39d，使反射显示区域R的电极间隔dr比透射显示区域T的电极间隔dt宽，并且相应于上述液晶层厚Gr、Gt的关系，使电极间隔dr成为电极间隔dt的约2倍。
本实施方式的液晶装置300的光学轴配置也和图2(b)所示的第1实施方式相同，偏振板14、24的透射轴分别与X轴方向、Y轴方向平行配置。另外，和图2(b)所示的第1实施方式的相同之处还有，取向膜的研磨方向和形成于带状电极39c、39b与共用电极49之间的横向电场方向约成30°的角度。
具备上述结构的液晶装置300的工作和上面所说明的第1实施方式相同，因而能获得同等的作用效果。也就是说，因为形成液晶层厚调整层148而设为多间隙结构，所以将透射显示和反射显示之间显示光的光路差消除，在对显示光赋予的实际相位差方面不产生差异。而且，通过使反射显示区域R的电极间隔dr成为透射显示区域T的电极间隔dt的约2倍，来抑制因使用多间隙结构而产生的阈值电压变动，能获得电光特性一致了的反射显示和透射显示。
因而，根据本实施方式的液晶装置200，可以在反射显示和透射显示的双方中获得良好的显示。另外，这种效果只是通过像素电极39及共用电极49的平面形状变更，就可以简单实现。
还有，在本实施方式中，虽然其结构为，通过使反射显示区域R中所形成的带状电极39c的条数和透射显示区域T中所形成的带状电极39d的条数不同，使上述电极间隔dr、dt相互不同，但是不言而喻，和上面的第2实施方式相同，也可以利用带状电极的线宽度来调整电极间隔dr、dt，这样一来也可以获得和上面相同的作用效果。另外，在本实施方式中，虽然表示出，将反射层29设置于液晶层厚调整层148和基板主体10A之间的结构，但是反射层29也可以形成于液晶层厚调整层148和共用电极49之间。
另外，因为本实施方式的液晶装置300是FFS方式的液晶装置，利用形成于像素电极39的边缘和共用电极49之间的电场来驱动液晶，所以即使将反射层29设置于TFT阵列基板10方，也没有给对液晶层50起作用的横向电场带来影响。因而，可以将TFT阵列基板10配置于背光源90侧(从观看者看上去的背面侧)，因此可以防止对形成于TFT阵列基板10上的扫描线3a或数据线6a、电容线3b等金属布线入射外部光，能够防止由这些金属布线使外部光进行漫反射而降低显示的视觉辨认性。
还有，在本实施方式中，虽然其构成为，将共用电极在每一个子像素区域都进行图形形成，但是即便是在多个子像素区域或者(由全部子像素区域构成的)显示区域的范围内较宽形成的结构，也可以进行显示。
(电子设备)
图11是作为将本发明所涉及的液晶装置具备于显示部中的电子设备一个示例的便携式电话机立体结构图，该便携式电话机1300具备本发明的液晶装置来作为小尺寸的显示部1301，并且其结构具备多个操作按键1302、受话口1303及送话口1304。
上述实施方式的液晶装置不限于上述便携式电话机，还可以作为电子图书、个人计算机、数字静止相机、液晶电视、取景式或监视直观式的磁带录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子记事本、台式电子计算器、文字处理机、工作站、电视电话、POS终端及具备接触式面板的设备等等的图像显示单元，来适当使用，并且在任一种电子设备中，都可以实现高亮度、高对比度、宽视角的透射显示及反射显示。

Claims (6)

1. 一种半透射反射型的液晶装置，其中，
具备夹持液晶层而对向配置的第1基板和第2基板，在上述第1基板的上述液晶层侧具备第1电极和第2电极，重叠于上述第1电极和上述第2电极地形成取向膜，利用上述第1电极和上述第2电极间所产生的电场来驱动上述液晶层，并且在1个子像素区域内设置有进行反射显示的反射显示区域和进行透射显示的透射显示区域，至少在上述反射显示区域中设置有在上述子像素区域内使上述液晶层的厚度不同的液晶层厚调整层；
其特征为：
上述透射显示区域的、上述第1电极和上述第2电极间所产生的电场主方向的第1电极和第2电极之间的电极间隔形成得比上述反射显示区域的、上述第1电极和上述第2电极间所产生的电场主方向的第1电极和第2电极之间的电极间隔窄，上述取向膜的初始取向方向俯视与上述第1电极和上述第2电极间所产生的电场的主方向交叉。
2. 根据权利要求1所述的液晶装置，其特征为：
上述第1电极及第2电极分别具有1条或多条带状电极，
在上述透射显示区域及上述反射显示区域的各区域内，上述第1电极的带状电极和上述第2电极的带状电极平行地交替配置。
3. 一种半透射反射型的液晶装置，其中，
具备夹持液晶层而对向配置的第1基板和第2基板，在上述第1基板的上述液晶层侧具备第1电极和第2电极，重叠于上述第1电极和上述第2电极地形成取向膜，利用上述第1电极和上述第2电极间所产生的电场来驱动上述液晶层，并且在1个子像素区域内设置有进行反射显示的反射显示区域和进行透射显示的透射显示区域，至少在上述反射显示区域中设置有在上述子像素区域内使上述液晶层的厚度不同的液晶层厚调整层；
其特征为：
上述第1电极和上述第2电极通过绝缘膜而叠层形成，
上述第1电极形成为具有多条带状电极，并且上述第2电极在上述子像素区域内形成于包括上述第1电极的多条带状电极的区域中，
上述透射显示区域的、上述第1电极和上述第2电极间所产生的电场主方向的上述带状电极之间的电极间隔形成得比上述反射显示区域的、上述第1电极和上述第2电极间所产生的电场主方向的上述带状电极之间的电极间隔窄，上述取向膜的初始取向方向俯视与上述第1电极和上述第2电极间所产生的电场的主方向交叉。
4. 根据权利要求2或3所述的液晶装置，其特征为：
上述带状电极之中的配置于上述透射显示区域的带状电极，具有比配置于上述反射显示区域的带状电极大的宽度。
5. 根据权利要求1到3中任一项所述的液晶装置，其特征为：
上述透射显示区域的上述电场方向的上述电极间隔dt和上述透射显示区域的液晶层厚Gt之积dt×Gt，与上述反射显示区域的上述电极间隔dr和上述反射显示区域的液晶层厚Gr之积dr×Gr大致一致。
6. 一种电子设备，其特征为：
具备权利要求1到5中任一项所述的液晶装置。
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