CN101075039A - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶显示装置，包括具有一对基板和夹在上述一对基板间的液晶的液晶显示板，上述液晶显示板具有多个子像素，上述多个子像素的各子像素具有透射部和反射部，还具有形成在上述一对基板中的一块基板上的遮光膜和滤色片；形成在上述遮光膜和上述滤色片上的平坦化膜；形成在上述平坦化膜上的取向膜；在上述取向膜上，形成在与上述各子像素的上述反射部对应的部分上的相位差膜；以及形成在上述取向膜和上述相位差膜上的保护膜。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示装置，尤其涉及在滤色片基板侧内置有相位差膜的半透射型液晶显示装置。
背景技术
例如，如后述的专利文献1等所记载的那样，将在一个子像素内具有透射部和反射部的半透射型液晶显示装置作为用于便携设备的显示器来使用。
图13是表示现有半透射型液晶显示装置一例的一个子像素的主要部分剖面结构的剖视图，是在上述专利文献1中作为图2示出的剖视图。
在图13中，10是液晶层，21是扫描布线，23是公共布线，28是像素电极，29是对置电极(也称为公共电极)，31、32是玻璃基板，33是第一取向膜，34是第二取向膜，35是第三取向膜，36是滤色片，37是平坦化膜，38是内置相位片，41是第一偏振光片，42是第二偏振光片，43是光扩散层，51是第一绝缘膜，52是第二绝缘膜，53是第三绝缘膜，61是透射光，62是反射光。
公共布线23在与像素电极28相交的部分具有向像素电极28内突出的结构，在图2中，如以反射光62示出那样将光反射。
在图13中，公共布线23与像素电极28重叠的部分为反射部131，除此之外的像素电极28和公共电极29的重叠部为如图2中以透射光61所示的透射背光源的光的透射部130。
在图13所示的半透射型液晶显示装置中，玻璃基板(SUB2)的主表面侧为观察侧。
在图13所示的现有的半透射型液晶显示装置中，像素电极28和平面状的对置电极29隔着层间绝缘膜53进行层叠，通过使形成在像素电极28和对置电极29之间的拱形电力线贯穿液晶层10而分布来使液晶层10产生取向变化。
反射部131的盒隙长度设定成透射部130的盒隙长度的大约一半。这是因为，由于反射部131往返通过2次光，因此在透射部130和反射部131使光路长度大体一致。
在透射部130中利用液晶层10的双折射性来显示光的明暗，而在反射部131中利用配置在液晶显示板内部的内置相位片38和液晶层10的双折射性来显示光的明暗。
作为与本发明相关的现有技术如下。
专利文献1：日本特开2005-338256号公报
发明内容
目前，在半透射型液晶显示装置中存在以下的问题。即，由于使用了相位差片内置型偏振光片，所以在透射部也存在相位差片，对光学特性造成不良影响，难以使透射部和反射部的光学特性并存。
在上述专利文献1所记载的半透射型液晶显示装置中，在滤色片基板例内置有内置相位片38，因此，能够谋求透射部和反射部的光学特性的并存。
但是，在上述专利文献1所记载的结构中，假设通过以下的制造工序，内置相位片38受到损伤，半透射型液晶显示装置的可靠性将受损。
本发明为了解决上述现有技术的问题点而完成，本发明的目的在于，提供一种在滤色片基板侧内置有相位差膜的半透射型液晶显示装置中，可防止相位差膜受到损伤等，使可靠性提高的技术。
本发明的上述以及其他目的和新特征，根据本说明书的叙述和附图得以明确。
以下，简单说明本申请所公开的发明中有代表性的发明的概要。
(1)一种液晶显示装置，包括具有一对基板和夹在上述一对基板间的液晶的液晶显示板，上述液晶显示板具有多个子像素，上述多个子像素的各子像素具有透射部和反射部，还包括形成在上述一对基板中的一块基板上的遮光膜和滤色片；形成在上述遮光膜和上述滤色片上的平坦化膜；形成在上述平坦化膜上的取向膜；在上述取向膜上，形成在与上述各子像素的上述反射部对应的部分上的相位差膜；以及形成在上述取向膜和上述相位差膜上的保护膜。
(2)在上述技术方案(1)中，上述平坦化膜兼作上述取向膜使用。
(3)一种液晶显示装置，包括具有一对基板和夹在上述一对基板间的液晶的液晶显示板，上述液晶显示板具有多个子像素，上述多个子像素的各子像素具有透射部和反射部，还包括形成在上述一对基板中的一块基板上的遮光膜和滤色片；形成在上述遮光膜和上述滤色片上的平坦化膜；在上述平坦化膜上，形成在与上述各子像素的上述反射部对应的部分上的取向膜；形成在上述取向膜上的相位差膜；以及形成在上述平坦化膜和上述相位差膜上的保护膜。
(4)一种液晶显示装置，包括具有一对基板和夹在上述一对基板间的液晶的液晶显示板，上述液晶显示板具有多个子像素，上述多个子像素的各子像素具有透射部和反射部，还包括形成在上述一对基板中的一块基板上的遮光膜和滤色片；形成在上述遮光膜和上述滤色片上的平坦化膜；在上述平坦化膜上，形成在与上述各子像素的上述反射部对应的部分上的取向膜；形成在上述取向膜上的相位差膜；以及形成在上述相位差膜上的保护膜。
(5)在上述技术方案(1)～(4)中，具有形成在上述保护膜上的间隔调整层。
(6)在上述技术方案(1)～(5)中，上述相位差膜由高分子液晶材料构成。
(7)在上述技术方案(1)～(6)中，上述遮光膜至少形成在上述各子像素的上述透射部和上述反射部的边界区域。
(8)在上述技术方案(1)～(7)中，在上述一对基板中与上述一块基板不同的另一块基板上，形成像素电极和对置电极。
(9)在上述技术方案(8)中，在上述对置电极上形成层间绝缘膜，上述像素电极形成在上述层间绝缘膜上。
(10)在上述技术方案(1)～(10)中，上述对置电极的对应于上述反射部的部分构成反射电极。
(11)在上述技术方案(1)～(7)中，在上述一对基板中的上述一块基板上形成对置电极，在与上述一块基板不同的另一块基板上形成像素电极。
以下，简单说明由本申请所公开的发明中有代表性的发明得到的效果。
根据本发明，在滤色片基板侧内置有相位差膜的半透射型液晶显示装置中，能够防止相位差膜受到损伤等，使可靠性提高。
附图说明
图1是本发明实施例的半透射型液晶显示装置的TFT基板侧的1个子像素的俯视图。
图2是表示沿着图1的A-A’切割线的剖面结构的剖视图。
图3是仅表示图2所示的玻璃基板(SUB2)侧的结构的图。
图4是表示图2所示的玻璃基板(SUB2)侧的变形例1的结构的图。
图5是表示图2所示的玻璃基板(SUB2)侧的变形例2的结构的图。
图6是表示图2所示的玻璃基板(SUB2)侧的变形例3的结构的图。
图7是表示图2所示的玻璃基板(SUB2)侧的变形例4的结构的图。
图8是表示图2所示的玻璃基板(SUB2)侧的变形例5的结构的图。
图9是表示图2所示的玻璃基板(SUB2)侧的变形例6的结构的图。
图10是表示图2所示的玻璃基板(SUB2)侧的变形例7的结构的图。
图11是表示现有的ECB方式的半透射型液晶显示装置的主要部分剖面结构的剖视图。
图12是表示现有VA方式的半透射型液晶显示装置的主要部分剖面结构的剖视图。
图13是表示现有半透射型液晶显示装置一例的1个子像素的主要部分剖面结构的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施例。
在用于说明实施例的全部附图中，具有相同功能的部分标记相同的符号，省略其反复的说明。
实施例1
图1是本发明的实施例1的半透射型液晶显示装置的TFT基板侧的1个子像素的俯视图。图2是表示沿着图1的A-A’切割线的剖面结构的剖视图。在图2中，省略了后述的柱形间隔物(spacer)的图示。
在本实施例的半透射型液晶显示装置中，夹着液晶层(LC)而设置一对玻璃基板(SUB1、SUB2)。在本实施例的半透射型液晶显示装置中，玻璃基板(SUB2)的主表面侧为观察侧。
在玻璃基板(SUB2，也称作CF基板)的液晶层侧，从玻璃基板(SUB2)向液晶层(LC)依次形成有黑底(BM)和红、绿、蓝滤色片层(CFR、CFG、CFB；在图2中仅示出了CFR)、平坦化膜(OC)、内置相位差膜用的取向膜(AL3)、内置相位差膜(RET)、保护膜(POC)、台阶形成层(MR)以及取向膜(AL2)。在玻璃基板(SUB2)的外侧形成有偏振光片(POL2)。
另外，在玻璃基板(SUB1，也称作TFT基板)的液晶层侧，从玻璃基板(SUB1)向液晶层(LC)依次形成有绝缘膜(PAS4)、栅极绝缘膜(GI)、扫描线(GL，也称作栅极线)、层间绝缘膜(PAS3)、影像线(DL，也称作源极线或漏极线，未图示)、层间绝缘膜(PAS1)、对置电极(COM，也称作公共电极)、反射电极(RAL)、层间绝缘膜(PAS2)、像素电极(PIX)以及取向膜(AL1)。在玻璃基板(SUB1)的外侧形成有偏振光片(POL1)。
另外，对置电极(COM)形成为平面状，而且，像素电极(PIX)和对置电极(COM)隔着层间绝缘膜(PAS2)进行层叠，像素电极(PIX)和对置电极(COM)例如由ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟锡)等透明导电膜构成。由此，形成了保持电容。层间绝缘膜(PAS2)不限于1层，也可以是2层以上。
反射部131具有反射电极(RAL)。反射电极(RAL)例如可以是铝(Al)金属膜或下层钼(Mo)、上层铝(Al)的两层结构。
在本实施例的半透射型液晶显示装置中，像素电极(PIX)和平面状的对置电极(COM)隔着层间绝缘膜(PAS2)层叠，形成在像素电极(PIX)和对置电极(COM)之间的拱形电力线贯穿液晶层(LC)而分布，由此使液晶层(LC)产生取向变化。
将反射部131的盒隙长度设定成透射部130的盒隙长度的约一半。这是因为，反射部131往返通过2次光，因此，在透射部130和反射部131使光路长度大体一致。
在透射部130中，利用液晶层(LC)的双折射性来显示光的明暗，与之相对，在反射部131中，利用配置在液晶显示板内部的内置相位差膜(RET)和液晶层(LC)的双折射性来显示光的明暗。
图3是仅表示图2所示的玻璃基板(SUB2)侧的结构的图。在图3中，SPA是柱形间隔物。
在本实施例中，在内置相位差膜(RET)上形成了例如由透明树脂等构成的保护膜(POC)这一点上，与上述图13所示的现有的半透射型液晶显示装置不同。
内置相位差膜(RET)例如通过以下的方法形成。
利用摩擦法对形成在平坦化膜(OC)上的取向膜(AL3)实施取向处理。在此，取向膜(AL3)具有决定内置相位差膜(RET)的滞相轴方向的功能。
在取向膜(AL3)上涂覆含有在分子末端具有光反应性的丙烯酸基的液晶和反应开始剂的有机溶剂，加热以去除有机溶剂。在这个时候，光反应性液晶朝着取向膜(AL3)的取向处理方向进行了取向。接着，照射紫外线来使丙烯酸基光致聚合，并进行成膜。此时，为了使由紫外线曝光的部分成为与反射部131同样的分布，使用光掩模照射紫外线。
接着，通过使有机溶剂溶解未曝光部来对紫外线未照射的未曝光部进行显像，做成与反射部131同样被图案化的内置相位差膜(RET)。在此，作为上述有机溶剂，可以单独或组合使用丙酮、环己酮、环戊酮、环庚酮、丙二醇甲醚醋酸酯(propylene glycol methyl ether acetate)以及甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等低级醇。特别优选的是环己酮、环戊酮、丙二醇甲醚醋酸酯。
在本实施例中，保护膜(POC)覆盖内置相位差膜(RET)，因此，例如能够根据基于UV或DUV(深紫外线)照射的着色等工序中的影响因素来保护内置相位差膜(RET)，所述UV或DUV照射是在形成柱状间隔物(SPA)时的曝光工序中进行的。
并且，通过在取向膜(AL3)上也与内置相位差膜(RET)一并形成保护膜(POC)，例如还能够得到防止由UV或DUV照射引起的取向膜着色和分解的效果，所述UV或DUV照射是在形成柱状间隔物(SPA)时的曝光工序中进行的。
另外，例如只在由透明树脂构成的反射部间隔调整用的台阶形成层(MR)中，即使不能调整反射部131的间隔长度，也可通过变更保护膜(POC)的膜厚在维持保护效果的同时完成间隔长度的调整。
并且，在本实施例中，在透射部130和反射部131的边界区域也形成了黑底(BM)，因此，能够防止从透射部130和反射部131的边界区域漏光，在透射部130中，能够实现与透射型液晶显示装置同等的透射特性和对比度(contrast)。
图4是表示图2所示的玻璃基板(SUB2)侧的变形例1的结构的图。
图4所示的变形例1是省略了台阶形成层(MR)的例子。
根据制造结构上或材料选择、例如与内置相位差膜(RET)的间隔长度相适应的设计等，在不需要调整反射部131的间隔长度的情况下，不需要台阶形成层(MR)，可以省略台阶形成层(MR)，在图4所示的变形例1中能够谋求减少工序。
图5是表示图2所示的玻璃基板(SUB2)侧的变形例2的结构的图。
图5所示的变形例2是省略了取向膜(AL3)的例子。
通过使用可取向的膜作为平坦化膜(OC)，能够省略取向膜(AL3)，在图5所示的变形例2中，能够谋求减少工序，同时能够期待通过去除成为着色主要原因的取向膜(AL3)来提高特性。
图6是表示图2所示的玻璃基板(SUB2)侧的变形例3的结构的图。
图6所示的变形例3是在图5所示的变形例2中与图4所示的变形例1同样省略了台阶形成层(MR)的例子。
在图6所示的变形例3中，也能够在不需要调整间隔长度的情况下省略台阶形成层(MR)，在图6所示的变形例3中，能够发挥图4所示的变形例1和图5所示的变形例2各自的优点。
图7是表示图2所示的玻璃基板(SUB2)侧的变形例4的结构的图。
图7所示的变形例4是在图2所示的结构中仅在反射部131形成了取向膜(AL3)的例子。
例如，能够通过使用可溶性聚酰亚胺(polyimide)等作为取向膜(AL3)，仅在反射部131形成取向膜(AL3)，在图7所示的变形例4中，由于能够排除对透射部130的影响，因此，可期待提高特性。
图8是表示图2所示的玻璃基板(SUB2)侧的变形例5的结构的图。
图8所示的变形例5是在图7所示的变形例4中与图4所示的变形例1同样省略了台阶形成层(MR)的例子。
在图8所示的变形例5中，也能够在不需要调整间隔长度的情况下省略台阶形成层(MR)，在图8所示的变形例5中，能够发挥图4所示的变形例1和图7所示的变形例4各自的优点。
图9是表示图2所示的玻璃基板(SUB2)侧的变形例6的结构的图。
图9所示的变形例6是在图7所示的变形例4中仅在需要保护的反射部131形成了保护膜(POC)的例子。在图9所示的变形例6中，能够减少透射部130的层叠结构，因此可期待提高特性。
图10是表示图2所示的玻璃基板(SUB2)侧的变形例7的结构的图。
图10所示的变形例7是在图9所示的变形例6中与图4所示的变形例1同样省略了台阶形成层(MR)的例子。
在图10所示的变形例7中，也能够在不需要调整间隔长度的情况下省略台阶形成层(MR)，在图10所示的变形例7中，能够发挥图4所示的变形例1和图9所示的变形例6各自的优点。
如上述说明的那样，根据本实施例，在滤色片基板侧内置了内置相位差膜(RET)的半透射型液晶显示装置中，以保护膜(POC)覆盖内置相位差膜(RET)，因此，能够防止内置相位差膜(RET)受损等，使可靠性提高。
在此前的说明中，以应用于IPS方式的半透射型液晶显示装置的实施例说明了本发明，但本发明不限于此，也可以应用于图11所示的ECB方式的半透射型液晶显示装置或图12所示的VA方式的半透射型液晶显示装置。
图11是表示现有的ECB方式的半透射型液晶显示装置的主要部分剖面结构的剖视图。在ECB方式的半透射型液晶显示装置中，夹着液晶层(LC)而设有一对玻璃基板(SUB1、SUB2)。在图11所示的半透射型液晶显示装置中，玻璃基板(SUB2，也称作CF基板)的主表面侧为观察侧。
在玻璃基板(SUB2)的液晶层侧，从玻璃基板(SUB2)向液晶层(LC)依次形成有黑底(BM)和红、绿、蓝滤色片层(CFR、CFG、CFB)、平坦化膜(OC)、台阶形成层(MR)、对置电极(COM，也称作公共电极)以及取向膜(AL2)。在玻璃基板(SUB2)的外侧形成有相位差片(RET1)和偏振光片(POL2)。
另外，在玻璃基板(SUB1，也称作TFT基板)的液晶层侧，从玻璃基板(SUB1)向液晶层(LC)依次形成有绝缘膜(PAS4)、栅极绝缘膜(GI)、扫描线(GL，也称作栅极线)、层间绝缘膜(PAS3)、影像线(DL，也称作源极线或漏极线，未图示)、层间绝缘膜(PAS1)、像素电极(PIX)、取向膜(AL1)以及反射电极(RAL)。在玻璃基板(SUB1)的外侧形成有相位差片(RET1)和偏振光片(POL1)。
在图11所示的半透射型液晶显示装置中，在玻璃基板(SUB1)侧形成有平面状的像素电极(PIX)，在玻璃基板(SUB2)侧以平面状共同形成有对置电极(COM)，通过形成在像素电极(PIX)和对置电极(COM)之间的纵向电场使液晶层(LC)产生取向变化。液晶层(LC)，初始取向为水平取向，通过纵向电场在电场方向进行排列。
在玻璃基板(SUB1)的外侧配置相位差片(RET1)和偏振光片(POL1)，在玻璃基板(SUB2)的外侧配置相位差片(RET2)和偏振光片(POL2)，透射部130和反射部131利用相位差片(RET1、RET2)和液晶层(LC)的双折射性来显示光的明暗。
图12是表示现有的VA方式的半透射型液晶显示装置的主要部分剖面结构的剖视图。在VA方式的半透射型液晶显示装置中，夹着液晶层(LC)而设有一对玻璃基板(SUB1、SUB2)。在图12所示的半透射型液晶显示装置中，玻璃基板(SUB2，也称作CF基板)的主表面侧为观察侧。
在玻璃基板(SUB2)的液晶层侧，从玻璃基板(SUB2)向液晶层(LC)依次形成有黑底(BM)和红、绿、蓝滤色片层(CFR、CFG、CFB)、平坦化膜(OC)、台阶形成层(MR)和取向控制突起(DPR)、对置电极(COM，也称作公共电极)以及取向膜(AL2)。在玻璃基板(SUB2)的外侧形成有相位差片(RET1)和偏振光片(POL2)。
另外，在玻璃基板(SUB1，也称作TFT基板)的液晶层侧，从玻璃基板(SUB1)向液晶层(LC)依次形成有绝缘膜(PAS4)、栅极绝缘膜(GI)、扫描线(GL，也称作栅极线)、层间绝缘膜(PAS3)、影像线(DL，也称作源极线或漏极线，未图示)、层间绝缘膜(PAS1)、像素电极(PIX)、取向膜(AL1)以及反射电极(RAL)。在玻璃基板(SUB1)的外侧形成有相位差片(RET1)和偏振光片(POL1)。
在图12所示的半透射型液晶显示装置中，在玻璃基板(SUB1)侧形成有平面状的像素电极(PIX)，在玻璃基板(SUB2)侧以平面状共同形成有对置电极(COM)，通过形成在像素电极(PIX)和对置电极(COM)之间的纵向电场使液晶层(LC)产生取向变化。液晶层(LC)的初始取向为垂直取向，通过纵向电场与基板平行而倒置排列液晶分子。并且，液晶分子倒置的方向通过用于控制取向方向的机构例如取向控制突起(DPR)来进行控制。
在玻璃基板(SUB1)的外侧配置相位差片(RET1)和偏振光片(POL1)，在玻璃基板(SUB2)的外侧配置有相位差片(RET2)和偏振光片(POL2)，透射部130和反射部131利用相位差片(RET1、RET2)和液晶层(LC)的双折射性来显示光的明暗。
以上，基于上述实施例，具体说明了由本发明人完成的发明，但本发明不限于上述实施例，当然，在不超出其要点的范围内可进行各种变更。

Claims (11)

1.一种液晶显示装置，其包括具有一对基板和夹在上述一对基板间的液晶的液晶显示板，其中，
上述液晶显示板具有多个子像素，
上述多个子像素的各子像素具有透射部和反射部，
其还包括：
形成在上述一对基板中的一块基板上的遮光膜和滤色片；
形成在上述遮光膜和上述滤色片上的平坦化膜；
形成在上述平坦化膜上的取向膜；
在上述取向膜上，形成在与上述各子像素的上述反射部对应的部分上的相位差膜；以及
形成在上述取向膜和上述相位差膜上的保护膜。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述平坦化膜兼作上述取向膜使用。
3.一种液晶显示装置，其包括具有一对基板和夹在上述一对基板间的液晶的液晶显示板，其中，
上述液晶显示板具有多个子像素，
上述多个子像素的各子像素具有透射部和反射部，
其还包括：
形成在上述一对基板中的一块基板上的遮光膜和滤色片；
形成在上述遮光膜和上述滤色片上的平坦化膜；
在上述平坦化膜上，形成在与上述各子像素的上述反射部对应的部分上的取向膜；
形成在上述取向膜上的相位差膜；以及
形成在上述平坦化膜和上述相位差膜上的保护膜。
4.一种液晶显示装置，其包括具有一对基板和夹在上述一对基板间的液晶的液晶显示板，其中，
上述液晶显示板具有多个子像素，
上述多个子像素的各子像素具有透射部和反射部，
其还包括：
形成在上述一对基板中的一块基板上的遮光膜和滤色片；
形成在上述遮光膜和上述滤色片上的平坦化膜；
在上述平坦化膜上，形成在与上述各子像素的上述反射部对应的部分上的取向膜；
形成在上述取向膜上的相位差膜；以及
形成在上述相位差膜上的保护膜。
5.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
具有形成在上述保护膜上的间隔调整层。
6.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述相位差膜由高分子液晶材料构成。
7.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述遮光膜至少形成在上述各子像素的上述透射部和上述反射部的边界区域。
8.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
在上述一对基板中与上述一块基板不同的另一块基板上形成像素电极和对置电极。
9.根据权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于：
在上述对置电极上形成层间绝缘膜，
上述像素电极形成在上述层间绝缘膜上。
10.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述对置电极的对应于上述反射部的部分构成反射电极。
11.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
在上述一对基板中的上述一块基板上形成对置电极，
在上述一对基板中的与上述一块基板不同的另一块基板上形成像素电极。
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