CN101960365A - 液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液晶显示装置，其能够抑制成本的上升和模块厚度的增加，并且能够提高透过显示和反射显示各自的显示特性。本发明的液晶显示装置，其包括：背面侧基板；与背面侧基板相对的观察面侧基板；和夹持在背面侧基板与观察面侧基板之间的液晶层，并且具有反射区域和透过区域，该液晶显示装置的特征在于：上述观察面侧基板具有：将该透过区域除外，只设置在反射区域的反射部相位差层；和俯视该观察面侧基板时在反射区域与透过区域的边界设置的遮光部件。

Description

液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置。更详细而言，涉及形成有反射区域和透过区域的液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置发挥其薄型轻量和低耗电量的特长，被广泛地应用于显示器、投影机、便携式电话、便携式信息终端(PDA)等电子设备。作为这样的液晶显示装置的种类，已知存在透过型、反射型、半透过型(反射透过两用型)等。透过型液晶显示装置，通过将设置于液晶显示面板的背面侧的背光源等的来自背面侧的光导向液晶显示面板的内部并向外部射出，由此进行显示。反射型液晶显示装置，通过将周围、正面光等来自前面侧(观察面侧)的光导向液晶显示面板的内部并反射，由此进行显示。与此相对，半透过型液晶显示装置，在屋内等较暗的环境下，利用来自背面侧的光进行透过显示，在屋外等较亮的环境下，利用来自前面侧的光进行反射显示。即，半透过型液晶显示装置兼具反射型液晶显示装置的在亮的环境中的优异的视认性和透过型液晶显示装置的在暗的环境中的优异的视认性。

现有的半透过型液晶显示装置具有背面侧基板、与背面侧基板相对的观察面侧基板、和夹持在背面侧基板与观察面侧基板之间的液晶层，背面侧基板在液晶层的相反侧依次叠层有λ/4层和偏光板。此外，观察面侧基板在液晶层的相反侧依次叠层有λ/4层和偏光板。这样，现有的半透过型液晶显示装置至少具有前面1块和后面1块共计2块的相位差层。

这样，在现有的半透过型液晶显示装置中，为了进行反射显示而需要的λ/4层被配置于观察面侧基板和背面侧基板的外侧(液晶层的相反侧)的整个面(透过区域和反射区域两者)。然而，在这样的结构中，由于在透过区域也配置了本来透过显示不需要的λ/4层，因此透过显示的对比度特性与透过型液晶显示装置相比更容易劣化。此外，与反射型液晶显示装置、透过型液晶显示装置相比，使用较多个相位差层，相应地成本上升，模块的厚度(模块厚)增大，因而在以上方面具有改善的余地。

与此相对，在半透过型液晶显示装置中，作为用于能够削减背面侧的相位差层的技术，公开有以下的液晶显示装置(例如参照专利文献1)：在液晶层由一对基板夹持、且形成有反射部和透光部的液晶显示装置中，在至少一个基板形成有相位差层，该相位差层在上述反射部和透光部相位差不同。

专利文献1：日本特开2003-322857号公报

发明内容

然而，根据专利文献1所记载的技术，在制造工序中，在贴合观察面侧基板和背面侧基板时，产生贴合位置的偏差，在透过显示中从背面侧射入液晶层的光的一部分透过设置于观察面侧基板的相位差层并射出，并且在反射显示中从观察面侧射入液晶层的光的一部分不通过相位差层而向观察面侧射出的可能性较高。即，在专利文献1所记载的技术中，透过显示和反射显示各自的对比度特性容易劣化。

本发明是鉴于上述现状而完成的，其目的在于提供一种液晶显示装置，其能够抑制成本的上升和模块厚度的增加，并且能够提高透过显示和反射显示各自的显示特性。

本发明人就能够抑制成本的上升和模块厚度的增加、并且能够提高透过显示和反射显示各自的显示特性的液晶显示装置进行了种种研究，着眼于仅在反射区域设置相位差层的技术。此外，发现：观察面侧基板不仅具有将透过区域除外，只设置在反射区域的相位差层，还具有在俯视观察面侧基板时在反射区域与透过区域的边界设置的遮光部件，由此，不设置透过显示所不需要的相位差层，而能够提高透过显示和反射显示各自的显示特性，因而认为其能够较好地解决上述课题，达到本发明的目的。

即，本发明的液晶显示装置，其包括：背面侧基板；与上述背面侧基板相对的观察面侧基板；和夹持在上述背面侧基板与上述观察面侧基板之间的液晶层，并且具有反射区域和透过区域，该液晶显示装置的特征在于：上述观察面侧基板具有：将上述透过区域除外，只设置在上述反射区域的反射部相位差层；和俯视上述观察面侧基板时在上述反射区域与上述透过区域的边界设置的遮光部件。

以下对本发明进行详述。

本发明的液晶显示装置，其包括：背面侧基板；与背面侧基板相对的观察面侧基板；和夹持在背面侧基板与观察面侧基板之间的液晶层，并且具有反射区域和透过区域。通常，液晶显示装置通过使施加在设置于一对或一个基板的一对像素电极之间的电压变化而改变各像素区域的液晶层的延迟(retardation)来进行显示。另外，在本说明书中“像素电极”是指为了驱动液晶而设置的电极。此外，在本说明书中“透过区域”是指对透过显示有贡献的区域，“反射区域”是指对反射显示有贡献的区域。即，用于透过显示的光通过透过区域的液晶层，用于反射显示的光通过反射区域的液晶层。此外，在本发明中，通常施加于像素电极之间的电压，在透过区域和反射区域一致。即，透过区域的液晶和反射区域的液晶通常以相同的电压驱动。这是由于，当要以不同的电压驱动透过区域的液晶和反射区域的液晶时，则产生在各个区域设置薄膜晶体管(TFT)等开关元件的需要，因此可能导致像素构造变得复杂，开口面积减少。

上述观察面侧基板具有：将透过区域除外，只设置在反射区域的反射部相位差层；和俯视观察面侧基板时在反射区域与透过区域的边界设置的遮光部件。这样，通过在观察面侧基板的除透过区域之外的反射区域设置反射部相位差层，则无需在透过区域设置透过显示所不需要的相位差层。从而，能够抑制成本的上升和模块厚度的增加。此外，如上述的那样，通过在观察面侧基板的反射区域和透过区域的边界设置遮光部件，能够抑制对透过显示和反射显示各自的显示而言不适当的光的射出，因此能够提高透过显示和反射显示各自的显示特性，特别是对比度特性。

作为本发明的液晶显示装置的结构，只要以这样的结构要素为必须而形成即可，可以包含其他的结构要素，也可以不包含其他的结构要素，并无特别限定。

以下，对本发明的液晶显示装置的优选方式进行详细的说明。另外，以下所示的各方式也可以适当组合。

上述反射部相位差层，可以设置于上述观察面侧基板的与上述液晶层的相反层，但是优选设置于上述观察面侧基板的上述液晶层。像这样，通过在单元内设置反射部相位差层，能够抑制由紫外线、湿度等外在原因引起的反射部相位差层的劣化。

上述观察面侧基板优选具有平坦化层，该平坦化层比上述反射部相位差层更靠上述液晶层侧，并且至少设置在覆盖显示区域的区域。由此，能够降低设置于观察面侧基板的液晶层侧的结构物(彩色滤光片色材层、黑矩阵等)之间的台阶，抑制在台阶部的液晶取向紊乱的产生，因此难以产生显示品质的劣化。另外，在本说明书中，平坦化层是指具有使台阶平坦化(变小)的平坦化作用的层。在上述平坦化层在表面具有台阶部的情况下，优选台阶部的曲率半径大于台阶的高度，由此，能够有效地抑制上层的导电层(像素电极)断线。

上述反射部相位差层是具有光学各向异性的层，并且只要是提高反射显示的显示特性的层则没有特别限定，但是，特别优选具有λ/4层。由此，能够特别有效地提高反射显示的显示特性。

上述遮光部件只要具有与设置于现有的液晶显示装置的黑矩阵同等程度的遮光性即可，无需完全将光(可见光，更具体而言波长为380～780nm的光)遮住。像这样，上述观察面侧基板具有设置于各像素之间的边界的黑矩阵，上述遮光部件优选与上述黑矩阵形成为一体。由此，能够更容易地形成遮光部件。

作为本发明的液晶显示装置的液晶模式，并无特别限定，能够列举垂直取向模式、扭曲向列模式等，但是在能够抑制半透过型的透过显示的对比度特性的劣化等方面，优选能够容易获得比其他模式高的对比度特性的垂直取向模式。即，上述液晶层优选垂直取向型的液晶层，上述液晶显示装置优选具备垂直取向型的液晶层。另外，在“垂直取向型的液晶层”中，无需液晶分子相对基板面严格地垂直地取向，液晶分子也可以相对基板面大致垂直(实质上垂直)取向，也可以相对基板面具有预倾角。

根据本发明的液晶显示装置，能够抑制成本的上升和模块厚度的增加，并且能够提高透过显示和反射显示各自的显示特性。

具体实施方式

图1为表示实施方式1的液晶显示装置的结构的截面示意图。

实施方式1的液晶显示装置100包括：背面侧基板50、与上述背面侧基板相对的观察面侧基板60、和设置为在背面侧基板50与观察面侧基板60之间夹持的液晶层70。液晶显示装置100具有透过区域T和反射区域R，为能够进行透过显示和反射显示两者的半透过型(透过反射两用型)液晶显示装置。另外，在进行透过显示时，设置于背面侧基板50的背面侧的背光源80用作为光源，在进行反射显示时从观察面侧射入液晶层70的外部光线等用作为光源。

背面侧基板50在玻璃基板10上具有：相互平行地延伸的多个栅极信号线和辅助电容(Cs)配线16；与栅极信号线和辅助电容配线16正交并且相互平行地延伸的多个源极信号线；设置于多个栅极信号线与多个源极信号线的各交叉部的薄膜晶体管(TFT)；和叠层比TFT更靠液晶层70侧的绝缘膜12。TFT具有栅极电极、源极电极和漏极电极11d，栅极电极与栅极信号线连接，源极电极与源极信号线连接，漏极电极11d经由设置于绝缘膜12的开口与像素电极14电连接。而且，以覆盖像素电极14的方式形成有取向膜。像素电极14由透过率较高的材料(例如ITO等透明导电膜)形成。像这样，液晶显示装置100为各像素配置成矩阵状的有源矩阵型液晶显示装置，相邻的栅极信号线和源极信号线所包围的区域大致成为一个像素区域。

在漏极电极11d隔着TFT的栅极绝缘膜15与辅助电容配线16相对配置，通过漏极电极11d和辅助电容配线16形成辅助电容(Cs)。此外，漏极电极11d和辅助电容配线16也能够作为由反射率较高的材料(例如，铝、银等)形成的反射膜19发挥作用，由于其遮挡从背光源80向观察面侧基板60的突起物22射出的光，并且反射从观察面侧射入的外部光线以实现反射显示，因此设置在与突起物22等相对的位置。像这样，液晶显示装置100至少在反射区域R设置有反射膜19，并且在透过区域T不设置反射膜19而是设置有透明的像素电极14。进一步，在玻璃基板10的背面侧贴付有偏光板17。

观察面侧基板60在透过区域T中，在玻璃基板20上依次叠层有着色层(彩色滤光片色材层)27、平坦化层(覆盖涂层)24、像素电极21、突起物22和取向膜(未图示)。此外，观察面侧基板60在反射区域R中，在玻璃基板20上依次叠层有反射部相位差层即具有与所谓的λ/4板相同的功能的λ/4层25、着色层27、平坦化层24、像素电极21、突起物22和取向膜(未图示)。作为着色层27，能够列举红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)等彩色滤光片，各色的彩色滤光片分别配置为与背面侧基板50的像素电极14(像素区域)对应。进一步，观察面侧基板60在玻璃基板20上具有设置于各像素边界的作为遮光部件的黑矩阵(BM)26。由此，能够有效地抑制在相邻的像素彼此产生混色。此外，BM26也设置于透过区域T和反射区域R的边界。像这样，BM26具有：以划分各像素间的方式沿着各像素间的边界线呈线状地形成的部分；和以划分透过区域T和反射区域R的方式沿着透过区域T和反射区域R的边界线呈线状地形成的部分。BM26使用铬等金属、黑色树脂形成。平坦化层24由透明的树脂形成，以覆盖BM26、λ/4层25和着色层27的方式设置在包括透过区域T和反射区域R的整个显示区域，使由BM26、λ/4层25和着色层27引起的台阶平坦化。像素电极21以覆盖整个显示区域的方式形成为整面一体电极(共用电极)。像素电极21由透过率较高的材料(例如ITO等透明导电膜)形成。在像素电极21上形成有控制液晶层70中的液晶的取向的突起物22。突起物22设置为与背面侧基板50的反射膜19对应。而且，以覆盖突起物22和像素电极21的方式形成有覆盖整个显示区域的取向膜。在玻璃基板20的观察面侧贴付有偏光板23。偏光板23的偏振片的吸收轴配置为在俯视观察面侧基板60时与λ/4层25的迟相轴构成45°的角度。

另外，观察面侧基板60的制造方法并无特别限定，但是例如可以依次进行以下工序：(1)BM26的图案形成工序；(2)用于在反射区域R有选择地形成λ/4层25的λ/4层25的图案形成工序；(3)着色层27的图案形成工序；(4)平坦化层24的形成工序；(5)像素电极14的形成工序；(6)突起物22的图案形成工序；和(7)取向膜的形成和取向处理工序。作为对λ/4层25等反射部相位差层实施图案形成的方法，例如能够列举以下图案形成方法：在BM26被图案化后的玻璃基板20上涂敷液晶单体，并将使该液晶单体固化而得到的液晶聚合物仅残留于反射区域。更具体而言，能够在BM26被图案化后的玻璃基板20上涂敷感光性的液晶聚合物，并经过曝光工序和显影工序，由此得到期望形状的λ/4层25等反射部相位差层。此外，也可以将显示向列相的紫外线固化性的液晶单体涂敷在BM26被图案化后的玻璃基板20上，通过照射紫外线生成液晶聚合物，得到λ/4层25等反射部相位差层。作为反射部相位差层的相位差，能够通过改变膜厚而任意调整。另外，作为反射部相位差层的材质不限定于液晶聚合物，反射部相位差层也可以使用延伸的膜形成。

液晶层70由具有负的介电常数各向异性的向列液晶构成。液晶显示装置100的显示模式为垂直取向(VA)模式，液晶在施加电压切断时与背面侧基板50和观察面侧基板60各自的取向膜表面大致垂直，更具体而言具有85～90°(更优选88～90°)左右的预倾角进行取向，在施加电压接通时则倒向水平方向。在本实施方式中，在背面侧基板50的像素电极14设置较细的开口(狭缝)14a，并且在沿着开口(狭缝)14a的方向上在观察面侧基板60设置突起物22，由此进行所谓的多畴化。由此，能够防止液晶无秩序地倒下而导致的旋转位移，并且无论从哪个方向看都能够得到均匀的显示。此外，在液晶显示装置100未设置多间隙构造，而在透过区域T和反射区域R均设定为相同的单元间隙。进一步，偏光板23和偏光板17为正交尼科尔配置，液晶显示装置100呈现常黑模式。

根据液晶显示装置100，仅在除透过区域T之外的反射区域R有选择地设置λ/4层25，因此如现有的半透过型液晶显示装置那样，无需在背面侧基板50和观察面侧基板60的外侧设置透过显示所不需要的相位差层(例如λ/4层)。从而，能够抑制透过显示性能的降低且有效地提高反射显示的显示特性，能够抑制成本的上升和模块厚度的增加。

此外，在观察面侧基板60的反射区域R和透过区域T的边界设置作为遮光部件的BM26，因此，例如在制造工序中即使在贴合观察面侧基板60和背面侧基板50时产生贴合位置的偏差，也能够由BM26更有效地对透过显示和反射显示各自的显示遮挡不适当的光。从而，能够提高透过显示和反射显示各自的显示特性，特别是对比度特性。

此外，λ/4层25设置于液晶层70侧，能够有效地抑制λ/4层25由于外部光线、湿度等外在原因而导致的劣化。

进一步，平坦化层24设置为减小由BM26、λ/4层25和着色层27引起的台阶，因此能够抑制由在台阶部的液晶取向紊乱导致的光泄漏的产生。

而且，作为对透过区域T与反射区域R之间进行遮光的遮光部件、和对各像素间进行遮光的遮光部件，通过将BM26一体地配置，由此能够更容易地形成两个遮光部件。

另外，对透过区域T与反射区域R之间进行遮光的部分的BM26的宽度可以通过基板的贴合精度、像素的布局、单元间隙等适当设定，但是从提高开口率的观点出发，优选在不使透过显示和反射显示各自的显示特性、特别是对比度特性恶化的范围内尽量细致地设定。更具体而言，对透过区域T和反射区域R之间进行遮光的部分的BM26的宽度例如可以为3～5μm左右。

另外，本实施方式的液晶显示装置100，除λ/4层25之外，作为反射部相位差层(除透过区域T，设置于反射区域R的相位差层即有选择地设置于反射区域R的相位差层)，也可以进一步具有补偿λ/4层25的波长分散的相位差层(例如λ/2层)。由此，能够更有效地抑制黑显示时的光泄漏的产生。像这样，反射部相位差层也可以叠层有多个相位差层。

此外，λ/4层25等反射部相位差层的观察面侧基板60的厚度方向上的配置场所只要比平坦化层24更靠玻璃基板20侧则无特别限定，例如λ/4层25可以设置于比着色层27更靠液晶层70侧的位置。此外，在反射部相位差层包含多个相位差层的情况下，各相位差层和着色层27的叠层顺序能够适当地设定。

进一步，本实施方式的液晶显示装置100，除反射部相位差层之外，可以在透过区域T设置与反射部相位差层不同的相位差层。

本申请以2008年3月11日提出的日本国专利申请2008-61345号为基础，主张基于巴黎公约和进入国的法规的优先权。该申请的内容以其整体作为参照被引入本申请中。

附图说明

图1为表示实施方式1的液晶显示装置的结构的截面示意图。

符号说明：

10，20： 玻璃基板

11d      漏极电极

12：     绝缘膜(层间绝缘膜)

14 ：    像素电极

14a：    像素电极的开口(狭缝)

15：     栅极绝缘膜

16：     辅助电容配线

17，23： 偏光板

19：     反射膜

21：     像素电极(共用电极)

22：     突起物(取向控制用突起物，肋)

24：     平坦化层(覆盖涂层)

25：     λ/4层(反射部相位差层)

26：     黑矩阵(BM)

27：     着色层

50：     背面侧基板

60：     观察面侧基板

70：     液晶层

80：     背光源

100：    液晶显示装置

T：      透过区域

R：      反射区域

Claims (6)

1.一种液晶显示装置，其包括：背面侧基板；与该背面侧基板相对的观察面侧基板；和夹持在该背面侧基板与该观察面侧基板之间的液晶层，并且具有反射区域和透过区域，所述液晶显示装置的特征在于：

该观察面侧基板具有：将该透过区域除外，只设置在该反射区域的反射部相位差层；和

俯视该观察面侧基板时在该反射区域与该透过区域的边界设置的遮光部件。

2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：

所述反射部相位差层设置在所述观察面侧基板的所述液晶层侧。

3.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：

所述观察面侧基板具有平坦化层，该平坦化层比所述反射部相位差层更靠所述液晶层侧，并且至少设置在覆盖显示区域的区域。

4.如权利要求1～3中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：

所述反射部相位差层具有λ/4层。

5.如权利要求1～4中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：

所述观察面侧基板具有设置在各像素间的边界的黑矩阵，

所述遮光部件与该黑矩阵形成为一体。

6.如权利要求1～5中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：

所述液晶层为垂直取向型液晶层。

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