CN101539680A - 透反射液晶显示单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及透反射液晶显示单元。一种LCD单元，在每一个像素中均包括由各自的驱动电极组件驱动的反射性区域和透射性区域。在其间夹住LC层的第一基板和第二基板在反射性区域和透射性区域之间的边界区域中包括各自的屏蔽膜。

Description

透反射液晶显示单元
该申请是基于并且要求于2008年3月18日提交的日本专利申请No.2008-069826的优先权利益，该申请的公开在此通过引用而被整体并入。
技术领域
本发明涉及一种透反射液晶显示(LCD)单元，并且更加具体地，涉及一种在透反射LCD单元的每一个像素中均包括反射性区域和透射性区域的透反射LCD单元，其中至少透射性区域在横向电场驱动模式中操作。
背景技术
LCD单元通常包括具有LC层和在其间夹入LC层的一对透明基板的液晶(LC)盒，该LC盒限定用于图像显示的像素的阵列。
LCD单元被分类成透射性LCD单元和反射性LCD单元。通常，透射性LCD单元包括背光源，并且控制来自背光源的光的透射以显示图像。反射性LCD单元包括反射外部光的反射膜，并且使用被该反射膜反射的光作为用于图像显示的光源。基于低的功耗、薄的厚度和轻的重量的观点，不需要背光源的反射性LCD单元优于透射性LCD单元。然而。反射性LCD单元具有以下弱点，即，因为反射性LCD单元使用外界的光作为用于图像显示的光源，在暗环境中屏幕可视度降低。
已知透反射LCD单元是一种同时具有透射性LCD单元和反射性LCD单元这两者的优点的LCD单元(例如，参考专利公开-1)。透反射LCD单元在LCD单元的每一个像素中均包括透射性区域和反射性区域。透射性区域通过本身透射从背光源发射的光，以使用背光源作为显示光源。反射性区域包括反射外部光的反射膜并且使用反射的光作为显示光源。透反射LCD单元在明亮环境中关闭背光源，并且使用反射性区域显示图像从而省电。透反射LCD单元在暗环境中打开背光源，并且使用透射性区域显示图像即使在暗环境中。
一些LCD单元在横向电场驱动模式中操作，例如平面切换(IPS)模式，或者在边缘电场驱动模式中操作，例如边缘电场切换(FFS)模式。IPS模式LCD单元在每一个像素中均包括在相同基板上形成以向LC层施加横向电场的像素电极和公共电极。与扭转向列(TN)模式LCD单元相比，通过沿着平行于用于图像显示的基板表面的方向旋转LC层中的LC分子，横向电场模式LCD单元实现了更宽的视角。
在本文中引用的公开文献包括：
专利公开-1(JP-2003-344837A)；
专利公开-2(JP-2006-017136A)；
专利公开-3(JP-2007-041572A)；
专利公开-4(JP-2003-140190A)；
专利公开-5(JP-2007-071938A)；
专利公开-6(JP-2003-270627A)；和
专利公开-7(JP-2007-199340A)。
专利公开-2描述了横向电场驱动模式LCD单元的一个实例，同时包括透射性区域和反射性区域两者，即，透反射LCD单元。在专利公开-2中描述的透反射LCD单元包括在透射性区域中的对于具有550nm的波长“λ”的光而言具有延迟λ/2的LC层、λ/2延迟膜以及在反射性区域中的具有延迟λ/4的LC层。该透反射LCD单元以常态黑色模式(normally-black mode)驱动LC层。与在TN模式或者电控双折射(ECB)模式中操作的传统的透反射LCD单元的透射特性相比，在透射区域中在横向电场模式中操作的LCD单元被已知具有更高的视角特性，并且因此在图像质量方面是出众的。
然而，在于专利公开-2中描述的透反射LCD单元中，需要减小反射性区域中的LC层的盒间隙(cell gap)。已知通常由下面的公式表达横向电场的阈值电场(Ec)：
E c = π d K 22 ϵ 0 ϵ a - - - ( 1 )
其中EC、d、K22和ε分别地是阈值电场、盒间隙(即LC层的厚度)、弹性系数和介电常数。根据以上公式，可以理解，越小的盒间隙要求越大的阈值电场(LC的驱动电压)，并且从而需要在像素电极和公共电极之间的更小的距离。这是因为电场与像素电极和公共电极之间的距离成反比，并且与像素电极和公共电极之间的电位差成正比。像素电极和公共电极每个都由梳齿电极构造。在梳齿电极之间的窄的距离减小了对于光反射作出贡献的区域，由此降低了反射性区域的反射率。在梳齿电极的宽度与在梳齿电极之间的距离的比率例如为2∶3的情形中，对于光反射作出贡献的区域是全部反射性区域的3/5。对于更大的反射性区域，有必要增加像素中的反射性区域与透射性区域的比率，这导致减小了透射性区域并且因此降低了透射性区域的图像质量。
专利公开-3描述了一种对于在专利公开-2中的透反射LCD单元的反射率降低这个问题的解决方案。在于专利公开-3中描述的透反射LCD单元中，透射性区域包括延迟为λ/2的LC层，而不具有λ/2延迟膜，而反射性区域则包括延迟为λ/4的LC层。另外，每一个像素的反射性区域和透射性区域这两者均包括各自的TFT(薄膜晶体管)，用于在数据信号线和相应的像素电极之间的连接，以及各自的公共电极。进一步。作为实例，公开了利用在其间具有反相的ON-OFF关系的驱动信号驱动反射性区域和透射性区域。驱动信号的反相的ON-OFF关系是这样一种关系，即，在一个ON-OFF驱动信号的OFF周期或者非作用周期期间，另一个驱动信号是ON或者作用的。并且反之亦然。如在该说明书中使用的术语即反相的驱动信号或者反相的ON-OFF驱动信号指的是在其间具有反相的ON-OFF关系的驱动信号。
专利公开-3的技术公开了：在没有施加电压(驱动信号电压)时，透射性区域在常态黑色模式中操作，其中施加电压的不存在提供了一种黑色状态或者暗状态，并且反射性区域在常态白色模式中操作，其中在不施加电压时，反射性区域呈现明亮状态或者白色状态，由此全部反射性区域均能够被用作反射膜。这为反射性区域提供了高反射率。
然而，在专利公开-3的技术中，因为透射性区域在常态黑色模式中操作而透射性区域在常态白色模式中操作，并且相应地，两个区域均被反相的ON-OFF驱动信号驱动以显示相同图像，所以发生越过在像素中的反射性区域和透射性区域之间的界面的电场泄漏。在这种状态中产生的电场与在驱动信号的ON状态中产生的电场相同。这种电场在明亮状态显示时基本上不引起任何问题，因为与在明亮状态显示时由驱动信号提供的亮度相比，透射光的变化极小。在另一方面，当在常态黑色模式中驱动透射性区域以进行暗状态显示时，在反射性区域和透射性区域之间的边界区域处产生强电场。这个电场改变了LC分子的取向，从而改变通过该界面透射的光的偏振，并且因此产生光的泄漏，这降低了LCD单元的对比率。因此在对向基板上局部地设置光屏蔽膜以在边界区域处抑制泄漏光。
然而。在专利公开-3中描述的LCD单元中，不像专利公开-1的情形那样，即其中透射性区域和反射性区域这两者均被以常态黑色驱动的情形，如果从背光源发射的光沿着倾斜方向通过反射性区域中的LC分子的取向改变的位置，或者，如果当在所施加的电压存在的情况下进行暗状态显示时反射性区域中的LC分子的取向改变，则可能存在被屏蔽膜反射的反射光。这种反射光可以进一步被反射膜反射从而引起泄漏光。在专利公开-3的LCD单元中，由于反射区域的常态白色模式，反射性区域的反射率增加，因为反射膜的所有区域均能够被用于反射。然而，为了防止在界面处沿着倾斜方向的光泄漏，需要一种具有比普通屏蔽膜更大的宽度的屏蔽膜。这引起以下问题，即，屏蔽膜的宽度增加降低了像素的有效开口率。如在这里使用的有效开口率指的是光通过的像素的有效开口区域与总像素区域的比率。
专利公开-4和-5描述了在边界区域中提供屏蔽膜以防止由于LC分子的取向的扰乱而从背光源产生泄漏光，所述LC分子的取向的扰乱由以透射性区域和反射性区域之间的阶差(step difference)调整LC层的厚度的倾斜区域而引起。在此情形中，屏蔽膜不能防止在由阶差形成的边界区域的阶形部分或者倾斜部分处产生的或者在反射性区域中产生的再反射光的泄漏。例如，在专利公开-5的技术中公开了能够利用对向基板上的屏蔽膜在边界处抑制由于在反射性区域和透射性区域之间的阶差产生的LC分子的取向的扰乱引起的泄漏光。然而，在该公开文献中，反射性区域和透射性区域这两者均被公共透明电极覆盖，并且由于在反射性区域和透射性区域之间的边界区域处产生电场而引起的影响未被考虑。因此，对于如在专利公开-2的技术中使用的不同驱动方案而言，抑制效果有限。专利公开-2的驱动方案不仅在TFT(薄膜晶体管)基板的附近而且还在边界区域中的LC层的整个盒间隙中引起LC分子的取向的扰乱。即，仅仅在TFT基板的附近设置的屏蔽功能不能很好地抑制泄漏光。另外，从LCD单元的前侧入射的外部光被在TFT基板上形成为金属膜的屏蔽膜反射。从而由此降低了LCD单元的图像质量。如以上使用的术语“边界区域”指的是包括在反射性区域和透射性区域之间的边界和该边界附近的区域。
专利公开-6公开了一种结构，其中在反射性区域和透射性区域之间的边界区域中，在TFT基板和对向基板的至少一个上形成屏蔽膜。然而，类似于专利公开-4和-5，在该公开中，反射性区域和透射性区域这两者均被公共透明电极覆盖并且被连接到一起，由此在透射性区域和反射性区域之间的边界区域中不产生电场。因此，在该公开中，由于产生电场引起的影响未被考虑，并且因此，其中在反射性区域和透射性区域之间形成厚度调整层的倾斜区域作为边界区域而被屏蔽膜所屏蔽。因此，对于如在专利公开-2的技术中使用的不同驱动方案而言，抑制效果有限。另外，除非在透射性区域和反射性区域之间的边界区域被屏蔽，否则由于LC分子的取向的扰乱引起的影响，从LCD单元的前侧入射的光可以引起图像质量降低
专利公开-7公开了在相邻像素之间的屏蔽结构。在这个结构中，屏蔽膜被设于相邻像素电极之间的TFT基板上，并且另一屏蔽膜也被设于对向基板上。在对向基板上的该另一屏蔽膜具有比在相邻像素之一的反射性电极和相邻像素之另一个的反射性电极之间的间隙更小的宽度。如果在专利公开-7中的这种LCD单元的操作类似于在专利公开-2中所述操作，则入射到透射性区域上的背光不能被对向基板上的屏蔽膜屏蔽，从而降低了图像质量。同时，由于边界区域中的LC分子的取向的扰乱引起的散射和在TFT基板上形成的屏蔽膜的反射，从LCD单元的前侧入射的光也可以引起图像质量降低，在例如于专利公开-4到-7中描述的结构中，反射性区域的驱动电极和每一个像素中的驱动电极均被连接到一起从而具有相同电位。因此，由于在反射性区域和透射性区域之间的边界区域中的电场引起的影响未被考虑，尽管关于由于设于边界区域中的厚度调整层而引起的仅在倾斜区域中的LC分子的取向的扰乱给予了一定考虑。然而，只要考虑到传统的构造，对于如在专利公开-2的技术中使用的不同驱动方案而言，这种屏蔽结构的效果有限。
发明内容
鉴于在现有技术的LCD单元中存在的以上问题，本发明的一个目的在于提供一种LCD单元，它能够防止由于在反射性区域和透射性区域之间的边界区域中的电场而引起的泄漏光，以改进LCD单元的图像质量，并且因此实现更高的图像质量。
本发明提供一种液晶显示(LCD)单元，包括具有LC层以及在其间夹住LC层的第一和第二基板的液晶(LC)盒，该LC盒限定具有反射性区域和透射性区域的像素，其中：该第二基板在透射性区域中包括驱动透射性区域中的LC层的第一电极组件，并且在反射性区域中包括反射膜和驱动反射性区域中的LC层的第二电极组件的至少一部分；并且进一步，在反射性区域和透射性区域之间的边界处和在该边界的附近中，第一和第二基板分别地包括第一和第二屏蔽部件，该第二屏蔽部件至少屏蔽当垂直于基板观察时在第一电极组件和第二电极组件之间的空间。
参考附图，根据下面的说明将更加清楚本发明的以上和其它目的、特征和优点。
附图说明
图1是根据本发明第一示例性实施例的LCD单元的截面视图；
图2是本发明的第一实施例的LCD单元的俯视图；
图3A和3B是在一定阶段分别地用于反射性区域和透射性区域的驱动信号的波形图表；
图4A和4B是示出在分别施加图3A和3B所示的驱动信号时分别在反射性区域和透射性区域中的光的偏振的图表；
图5A和5B是在另一阶段分别地用于反射性区域和透射性区域的驱动信号的波形图表；
图6A和6B是示出在分别施加图5A和5B所示的驱动信号时分别在反射性区域和透射性区域中的光的偏振的图表；
图7A到7C分别是最顶层的俯视图、中间膜的俯视图和截面视图，示出在其中没有设置第二屏蔽膜的对照实例的LCD单元中的TFT基板；
图8A到8C分别是最顶层的俯视图、中间膜的俯视图和截面视图，示出其中利用第二公共电极线构造第二屏蔽膜的第一示例性实施例的一种修改的LCD单元中的TFT基板；
图9A到9C分别地是最顶层的俯视图、中间膜的俯视图和沿着图9A中的线A-A’截取的截面视图，示出其中利用第二公共电极线构造第二屏蔽膜的第一示例性实施例的另一修改的LCD单元中的TFT基板；
图10A到10C分别地是最顶层的俯视图、中间膜的俯视图和沿着图10A中的线A-A’截取的截面视图，示出其中利用漏极线构造第二屏蔽膜的第一示例性实施例的另一修改的LCD单元中的TFT基板；
图11是示出在其中在反射性区域和透射性区域没有设置屏蔽膜的情形中、在施加图3A和3B所示信号时关于在另一对照实例中由于LC分子的取向的变化引起的泄漏光的模拟结果的图表；
图12是根据本发明的第二示例性实施例的LCD单元的截面视图；
图13是第二示例性实施例的LCD单元的俯视图；
图14A和14B是示出分别在施加图3A和3B所示的驱动信号时、在第二示例性实施例的LCD单元中分别在反射性区域和透射性区域中的光的偏振的图表；
图15A和15B是示出分别在施加图5A和5B所示的驱动信号时、在第二示例性实施例中分别在反射性区域和透射性区域中的光的偏振的图表；
图16A到16C分别是最顶层的俯视图、中间膜的俯视图和沿着图16A中的线A-A’截取的截面视图，示出其中没有设置第二屏蔽膜的另一对照实例的LCD单元中的TFT基板；
图17A到17C分别是最顶层的俯视图、中间膜的俯视图和沿着图17A中的线A-A’截取的截面视图，示出其中利用第二公共电极线构造第二屏蔽膜的第二示例性实施例的一种修改的LCD单元中的TFT基板；
图18A到18C分别是最顶层的俯视图、中间膜的俯视图和沿着图18A中的线A-A’截取的截面视图，示出其中利用第二公共电极线构造第二屏蔽膜的第二示例性实施例的另一种修改的LCD单元中的TFT基板；
图19A到19C分别是最顶层的俯视图、中间膜的俯视图和沿着图19A中的线A-A’截取的截面视图，示出其中利用漏极线构造第二屏蔽膜的第二示例性实施例的另一种修改的LCD单元中的TFT基板。
具体实施方式
在基本构造方面，本发明的LCD单元包括具有LC层和在其间夹住该LC层的第一和第二基板的液晶(LC)盒，包括反射性区域和透射性区域。该第二基板在透射性区域中包括驱动透射性区域中的LC层的第一电极组件，并且在反射性区域中包括反射膜和驱动反射性区域中的LC层的第二电极组件的至少一部分；并且在反射性区域和透射性区域之间的边界处和在该边界的附近，所述第一和第二基板分别包括第一和第二光屏蔽部件，所述光屏蔽部件至少屏蔽当垂直于基板观察时在第一电极组件和第二电极组件之间的间隙。
在LCD单元的以上构造中，在第一和第二基板两者上形成的光屏蔽膜有效地拦截了泄漏光，而基本上不降低每一个像素的有效开口率，由此实现了具有更高图像质量的LCD单元。
本发明的LCD单元可以具有这样一种构造，其中，第一电极组件利用横向电场驱动透射性区域中的LC层中的LC分子，并且第二基板的光屏蔽部件位于第二基板中的第一电极组件和第二电极组件的所述至少一部分之下。可替代地，LCD单元可以具有这样一种构造，其中，第一和第二电极组件每一个均利用横向电场驱动LC层中的LC分子，并且第二基板的光屏蔽部件位于第二基板中的第一和第二电极组件之下。对于后一构造，该LCD单元可以是这样的，即，第一和第二电极组件每一个均包括像素电极和公共电极，并且被在其间具有反相的ON-OFF关系的、各自的驱动信号所驱动。
该LCD单元可以具有这样一种构造，其中第一和第二电极组件每一个均由透明膜构成。该LCD单元可以具有这样一种构造，其中，光屏蔽部件由金属膜或者在其中包括碳添加剂的树脂膜构成，该金属膜具有经过处理从而降低反射率的表面。该LCD单元可以具有这样一种构造，其中，第二基板包括位于反射膜之下的栅极信号线、公共电极线和数据信号线，并且第二基板的光屏蔽部件由至少两个膜的堆叠构成，所述两个膜选自由反射膜、栅极信号线、公共电极线和数据信号线组成的组。
该LCD单元可以具有这样一种构造，其中，第二基板的光屏蔽部件包括反射膜和栅极信号线的堆叠、反射膜和数据信号线的堆叠，或者反射膜和公共电极线的堆叠。该LCD单元可以具有这样一种构造，其中，该反射膜位于第二基板中的第二电极组件之下，并且第二基板的光屏蔽部件位于该反射膜之下。
该LCD单元可以具有这样一种构造，其中第一电极组件的至少一个部分由透明膜构成。并且第二基板的屏蔽部件的范围在反射膜的边缘和透射性区域的一定位置之间，所述一定位置从透明膜的最靠近反射性区域的边缘沿着与反射性区域相反的方向隔开4μm或者更多。可替代地。该LCD单元可以具有这样一种构造，其中第一和第二电极组件每一个均包括透明膜，并且第二基板的光屏蔽部件的范围在反射膜的边缘和透射性区域的一定位置之间，所述一定位置从透射性区域中的透明膜的最靠近反射性区域的边缘沿着与反射性区域相反的方向隔开4μm或者更多。
现在，将参考附图描述本发明的示例性实施例，其中，在所有附图中利用有关的引用数字标注类似的构成元件。
图1示出根据本发明第一实施例的LCD单元。LCD单元10a包括第一偏振膜11、对向基板12、具有均匀取向的初始取向的LC层13、TFT基板14和第二偏振膜，当从LCD单元的前屏观察时，它们被以这种次序布置。LCD单元10被构造成在每一个像素中均包括反射性区域21和透射性区域22的透反射LCD单元。在该实施例和下面的实施例中。像素电极36和公共电极38作为第一电极组件被设于透射性区域22中，而像素电极35和公共电极37作为第二电极组件被设于反射性区域21中。
反射性区域21进一步在第二偏振膜15和LC层13之间在TFT基板14上设有反射膜16以用于反射从第一偏振膜11入射的外部光。反射性膜16可以具有任何构造，只要反射膜有效地反射从第一偏振膜11入射的光。然而，反射膜16优选地具有例如波状形式的非平坦表面，从而改进LCD单元的散射性能。在图1中示出偏振膜11和15中的每一个均被夹在具有特定延迟的一对保护性膜之间。
用于驱动反射性区域21中的LC层的像素电极35、用于驱动透射性区域22中的LC层的像素电极36，和用于施加基准电位的公共电极37和38这两者可以被设为TFT基板14的最顶层，或者可以另外地被电极上的绝缘膜覆盖。用于反射性区域21的光源是从第一偏振膜11入射的外部光，而用于透射性区域22的光源则由设于第二偏振膜15的后侧上的背光单元(未示出)构成。
可以确定透射性区域22中的LC层13的厚度，从而根据LC材料的折射率计算的LC层的延迟对于具有550nm的波长(λ)的光为λ/2，并且为了实用目的，在该实施例中被调整为(λ/2)+另外的β。这是因为，考虑到，如与在基板附近中的LC分子相比，在盒间隙的中心部分处的LC分子的旋转稍稍被抑制，并且这种抑制将有效延迟从(λ/2)+β降低为λ/2，LC层的有效延迟被确定为λ/2。例如，通过将LC层的延迟Δnd设为Δnd＝300nm，其有效延迟Δnd(eff)为275nm，这等于Δnd(eff)＝λ/2＝550nm/2。
对于透射性区域22，第一偏振膜11被如此布置，即，使得第一偏振膜11的光轴垂直于第二偏振膜15的光轴，并且在暗状态显示时还垂直或者平行于LC层13的取向。这种布置允许在暗状态显示时从背光单元通过第二偏振膜15的线性偏振光可以原样地通过LC层13，由此，通过LC层13的线性偏振光与第一偏振膜11的吸收轴线的方向相一致，从而拦截光。这里，如果利用具有相同相位电位的驱动信号驱动透射性区域22和反射性区域21，并且在像素电极和公共电极之间的电位差为零，或者更准确地，当这个电位差低于相应于使得LC分子开始从初始取向旋转的阈值电场的电位时，则产生以下问题，即透射性区域22是暗状态而反射性区域21是明亮状态。
为了解决这个问题，在其间具有反相的ON-OFF关系的驱动电压相位被施加到反射性区域21和透射性区域22，由此允许这两个区域显示相同图像，例如黑色和白色。如在这里使用的术语“驱动电压”是在每一个像素的反射性区域和透射性区域的每一个中的像素电极和公共电极之间施加的电位差。
对向基板12在每一个像素中设有滤色层40，以及在对向基板12的相对边界区域即在相邻像素之间和在每一个像素中的反射性区域21和透射性区域22之间的边界和该边界附近设有第一光屏蔽膜41。TFT基板14在反射性区域21和透射性区域22之间的边界区域中设有第二光屏蔽膜42。用于第一屏蔽膜41和第二光屏蔽膜42的材料实例包括金属膜，例如铬和镍钼合金，以及树脂膜。在经受表面处理以降低反射率之后，可以优选地使用金属膜，并且可以使用树脂膜，包括添加有例如碳的添加剂的树脂。第二屏蔽膜42可以作为单独的膜而被添加。或者可以由多用途膜构成，该多用途膜还用作被连接到像素电极35、36或者公共电极37和38的公共电极线、数据信号线或者栅极信号线。第二屏蔽膜42可以是用作反射性区域21中的反射膜16的多用途膜。
如果像素电极36或者公共电极38被构造成透明电极，则第一屏蔽膜41和第二屏蔽膜42可以被布置在反射膜16的下面，以及布置在反射膜16的边缘与沿着远离反射性区域21的方向距像素电极36或者公共电极38的边缘4μm或者更远的范围α之间。例如，如在图8A和8C中所示，第一和第二屏蔽膜41、42可以在反射膜16的边缘和沿着远离反射性区域21的方向距像素电极36或者公共电极38为4μm或者更远的范围之间占据空间(C)。
将在下文中描述第一示例性实施例的LCD单元10的操作。图2例示在图1的LCD单元10中的TFT基板14上形成的像素的俯视图。在TFT基板14上，存在栅极信号线31、垂直于栅极信号线31延伸的数据信号线32，以及在每一信号线和每一数据信号线的交叉点附近的TFT对。该对TFT包括为透射性区域22设置的TFT 33和为反射性区域21设置的TFT 34。TFT 33、34每一个均包括被连接到栅极信号线31的栅极，以及源极/漏极区域，其中之一被连接到数据信号线32并且其另一个被连接到每一个像素中的反射性区域21和透射性区域22之一中的像素电极35、36。公共电极37和38被分别地设于每一个像素的反射性区域21和透射性区域22中，并且每一个均具有平行于栅极信号线31延伸的部分和进入反射性区域21或者透射性区域22以平行于像素电极35或者36而延伸的凸起。多个像素共用的公共电极信号被施加到公共电极37和38中的每一个。
在反射性区域21中，利用通过在像素电极35和公共电极37之间施加的电位差产生的电场控制LC层13中的LC分子的取向。类似地。在透射性区域22中，利用通过在像素电极36和公共电极38之间施加的电位差产生的电场控制LC层13中的LC分子的取向。应该注意，反射性区域21的像素电极35和透射性区域22的像素电极36被连接到各自的TFT 33和34，TFT 33和34被连接到相同的栅极信号线31和相同的数据信号线32。利用通过在TFT 34被打开之后在像素电极35和公共电极37之间的电位差产生的电场控制反射性区域21中的LC层13的取向。利用通过在像素电极36和公共电极38之间的电位差产生的电场控制透射性区域22中的LC层13的取向。
虽然相同的驱动信号被提供给反射性区域21和透射性区域22，但是分离的TFT 33和34被分别地提供给反射性区域21和透射性区域22。这是因为，在已经被施加相同驱动信号的TFT 33、34被关闭之后，在透射性区域22中的像素电极36和反射性区域中的像素电极35之间，其电位波动是不同的。
在以上说明中，TFT 33和34被连接到相同的栅极信号线和相同的信号线；然而，这些TFT可以被连接到不同的栅极信号线和/或不同的数据信号线。
图3A示出在第i帧的操作阶段反射性区域21的驱动信号波形，而图3B示出在相同操作阶段透射性区域22的驱动信号波形。在栅极线反相驱动方案的情形中，公共电极信号在帧之间和在行之间反相。图3A和3B示出这种状况，其中公共电极37、38被各自的公共电极信号驱动，所述公共电极信号之间具有反相关系并且在帧之间反相从而例如交替地采用0伏特和5伏特。因为TFT 33、34被连接到相同数据信号线，被施加到像素电极35的像素信号与被施加到像素电极36的像素信号相同。如根据图3A理解的是，在第i帧中，0伏特数据信号被施加到像素电极35并且5伏特数据信号被施加到电极37，由此，其间的电位差处于最大，即5伏特，在反射性区域21中利用该电位差驱动LC层13。在相同的第i帧中，0伏特信号被施加到公共电极38，由此，在像素电极36和公共电极38之间的电位差是0伏特，并且因此在透射性区域22中，LC层13不被驱动。在第(i-1)帧和(i+1)帧中，情况相反，其中在反射性区域21中的LC层13不被驱动，而在透射性区域22中的LC层13被驱动。因此，反射性区域21中的LC层被其间具有反相的ON-OFF关系的驱动信号驱动，而由于具有相同电位的驱动电压，透射性区域22中的LC层不被驱动。
图4A和4B示出当图3A和3B所示第i帧的信号被施加到反射性区域21和透射性区域22时那些区域中的光的偏振。在图4A和4B中，在其中使用的符号是这样的，即粗箭头表示入射光，双端箭头表示在该位置处行进的线性偏振光的偏振方向，粗条示出LC层13中的LC分子的取向，被圈起的字符R表示顺时针圆偏振光，被圈起的字符L表示逆时针圆偏振光，并且叉号(×)表示在该位置处的光的拦截。LC分子的取向在不存在施加电压(Voff)时的初始取向和由施加电压的存在(Von)限定的取向之间改变。偏振或者取向方向在这里被表达成相对于在这些图中被定义为零度的水平方向的角度。
如此确定像素电极35和公共电极37的布置，即，图3A所示信号允许反射性区域21中的LC层13中的LC分子的取向旋转大约45度。在反射性区域21中，如在图4A中所示，具有90度线性偏振状态并且通过第一偏振膜11的外部光原样地(即没有偏振的变化)入射到LC层13上。在该实施例中，当反射性区域21中的LC层13的取向从入射光的偏振旋转45度时，反射性区域21中的LC层13的有效延迟被设为大约λ/4，由此，通过LC层13的光呈现为顺时针圆偏振光。这种顺时针圆偏振光被反射膜16反射从而改变成逆时针圆偏振光，该逆时针圆偏振光再次通过LC层13从而呈现线性偏振光，该线性偏振光具有从当第一次地入射到LC层13上时光的初始偏振旋转90度的偏振方向。因此，通过LC层13的光具有平行于第一偏振膜11的吸收轴线的偏振。据此，如由图4A中的标记×所示，被反射膜16反射的光不能通过第一偏振膜11，由此，反射性区域21表现暗状态。
在另一方面，在相同的第i帧中，图3B所示的信号不能在像素电极36和第二公共电极38之间的透射性区域22中产生电场，由此，LC层13中的LC分子的取向保持在90度。因此，通过第二偏振膜15的0度线性偏振光原样地(即无偏振改变)通过LC层13，从而入射到第一偏振膜11上。因此，通过LC层13入射到第一偏振膜11上的光不能通过第一偏振膜11。由此，透射性区域22也表现暗状态。
如至此所述地，被施加到公共电极37和38并且其间具有反相关系的公共电极信号提供其间具有反相的ON-OFF关系的驱动信号，这允许被施加到像素电极35和36的相同像素信号仅仅旋转反射性区域21中的LC层13的取向。这允许在向反射性区域21和透射性区域22这两者施加相同数据信号的同时，当反射性区域21表现暗状态时，透射性区域22表现暗状态。即，该两个区域能够表示相同图像，而不用向反射性区域21和透射性区域22施加不同的数据信号。
现在，将关于明亮状态或者白色状态进行说明。类似于图3A，图5A示出在另一操作阶段被施加到反射性区域21的驱动信号。类似于图3B，图5B也示出在相同操作阶段被施加到透射性区域22的驱动信号。图6A和6B分别地示出当图5A和5B所示信号被施加到反射性区域21和透射性区域22时在这两个区域中的光的偏振。图5A所示第i帧的信号并不在像素电极35和公共电极37之间施加电压，由此，反射性区域21中的LC层13中的LC分子的取向保持在90度。因此，如在图6A中所示，通过反射性区域21中的第一偏振膜11的90-度线性偏振光相对于LC层13中的LC分子的取向以0度入射到反射性区域21中的LC层13上。因此，90度线性偏振光的偏振在通过LC层13之后保持初始偏振。该90度线性偏振光被反射膜16反射，并且然后再次通过LC层13，其偏振无任何改变。因此，通过LC层13的光通过第一偏振膜11，由此，反射性区域21表现明亮状态。
在另一方面，图5B所示驱动信号向透射性区域22施加电压，并且因此在透射性区域22中的像素电极36和公共电极38之间产生电场，由此，LC层13中的LC分子的取向从初始取向旋转大约45度。因此，如在图6B中所示，由于LC分子的取向旋转大约45度，通过第二偏振膜15的0度线性偏振光通过LC层13从而呈现90度线性偏振光。因此，线性偏振光通过偏振膜11以允许透射性区域22也表现明亮状态。
简而言之，图5A和5B所示驱动信号允许反射性区域21和透射性区域22这两者均表示相同明亮状态。应该注意，如果允许反射性区域21表现暗状态的电压与允许透射性区域22表现明亮状态的电压不相同，则可以采用一种构造，其中，非对称公共电极电压被施加到公共电极37和公共电极38，和/或梳齿电极的布置被调整，从而关于反射性区域21和透射性区域22获得基本相同的电压-透射特性(V-T特性)和基本相同的电压-反射率特征(V-R特性)。
在典型的TN-模式或者ECB-模式LCD单元中，公共λ/4延迟膜被提供给每一个偏振膜和基板之间的反射性区域和透射性区域。另外，利用反射像素电极构造该反射膜，反射性区域中的反射像素电极被连接到透射性区域中的像素电极，并且依赖于将被显示的灰度级水平的公共像素信号被施加到这两个像素电极。反射性区域和透射性区域被相同驱动电压驱动。在此情形中，在暗状态显示期间，在反射性区域和透射性区域这两者中的LC分子被旋转以从基板表面提高。这允许反射性区域和透射性区域这两者中的LC层的延迟Δnd被表示成Δnd＝0，并且当通过LC层时，偏振光不受LC层的影响。因此，在反射性区域和透射性区域之间的边界不产生泄漏光。
在一方面，由于仅在反射性区域21中采用延迟膜或者使用其中分别在常态黑色模式和常态白色模式中驱动透射性区域22和反射性区域21的利用具有反相的ON-OFF关系的驱动信号的驱动方案，通过在透射性区域和反射性区域之间的边界区域的偏振光受到影响。即，采用这种延迟膜或者驱动方案为透射性区域和反射性区域提供不同的取向，由此通过边界区域(即，通过透射性区域并且然后通过反射性区域，并且反之亦然)的光的偏振从提供黑色状态的LC层的正常取向偏离，由此引起泄漏光。
为了解决以上问题，如在图1中所示，本实施例采用设于在反射性区域21和透射性区域22之间的边界区域中的对向基板12上的第一光屏蔽膜41。这种构造抑制了通过LCD单元的前屏入射到反射性区域21上的大部分外部光通过透射性区域22而被发射。然而，由背光单元发射的并且通过在透射性区域22和反射性区域21之间的边界区域的光未被有效地抑制，这是因为用于第一屏蔽膜的材料具有特殊反射率。更加具体地，被边界区域中的第一屏蔽膜41反射的背光进入反射区域21，并且被布置于反射性区域21中的反射膜16反射。如果反射性区域21在常态黑色模式中操作，则被反射膜16反射的这种光保持为线性偏振光，并且因此，被第一偏振膜11吸收，而不引起任何问题。然而。因为在本实施例中的反射性区域21在常态白色模式中操作，该光在反射之后转变成圆偏振光，并且引起泄漏光。
为了抑制以上泄漏光，本实施例采用设于在透射性区域22和反射性区域21之间的边界区域中的TFT基板14上的第二屏蔽膜42。这种构造抑制了在通过透射性区域22和反射性区域21这两者之间的边界的同时通过这两个区域的泄漏光。第二屏蔽膜42可以被栅极信号线31、公共电极线29、30或者数据信号线32、或者设于反射性区域21中的反射膜16替代。第二屏蔽膜42可以被那些互连线中的两根或者更多根的堆叠替代。在这种情形中，如果反射性区域21包括互连线或者在透射性区域22中形成的互连线之上的反射膜，则那些互连线或者反射膜的组合能够抑制泄漏光，即使那些互连线或者反射膜在其间不具有任何交迭部分或者堆叠。
图7A、7B和7C示出最顶膜的俯视图、中间膜的俯视图和在例如专利公开-4和-5中描述的对照实例的LCD单元中的那些膜的截面视图。在这个对照实例中，屏蔽膜(屏蔽膜41)被设于对向基板12上，并且另一屏蔽膜(栅极信号线31)仅在小的区域中被设于TFT基板14上，在该小区域中，在反射性区域21和透射性区域22之间形成的阶差扰乱了LC分子的取向。如在图7C中所描绘，由于LC分子的取向，通过在反射性区域21和透射性区域22之间的边界区域的背光(在图中由B/L表示)引起泄漏光，LC分子的取向被在边界区域中产生的电场从提供暗状态的正常取向改变。图7A中的数字30表示第二公共电极线，并且图7B中的数字29表示第一公共电极线29。
在图7A到7C所示的对照实例中，其中，由在TFT基板14上形成的栅极信号线31构造的屏蔽膜仅被设于阶差的区域中，在对向基板12上形成的第一屏蔽膜41的宽度应该以在图7C中由“B”表示的尺寸增加，因为由背光引起的泄漏光在对向基板12的表面上被扩大。在照实例中，假设光相对于基板表面沿着45度的倾斜方向入射，假设空气的折射率为1.0，并且在LCD单元中的折射率为1.5，则计算出的足以防止沿着前向的泄漏光的增加的尺寸“B”为大约5μm。考虑到每一个像素包括两个第一屏蔽膜41，第一屏蔽膜41所增加的尺寸“B”为5×4×1μm。鉴于入射角度可以高于如以上假设的45度，这个计算结果可能是不够的，并且因此，所增加的尺寸“B”可以更大。如果由金属栅极信号线31构成并且设于透射性区域22中的第二屏蔽膜被确定为具有更大宽度，而不是在对照实例中的对向基板12上设置第一屏蔽膜41，则在暗状态显示时，第二屏蔽膜31可以反射光，并且因此也降低了图像质量。
类似于图7A到7C，图8A到8C示出根据第一实施例的一种修改的LCD单元10，其中第二屏蔽膜12由栅极信号线31和反射膜16的堆叠构成，类似于图7A到7C，图9A到9C示出第一实施例的另一种修改，其中，第二屏蔽膜42由第一公共电极线29和反射膜16的堆叠构成，并且类似于图7A到7C，图10A到10C示出第一实施例的另一种修改，其中，第二屏蔽膜42由漏极线28和反射膜16的堆叠构成。如在这些图中所描绘，被形成为多用途膜的第二屏蔽膜42拦截通过下面所述的区域的光，即，在所述区域中，LC层的取向被在反射性区域21和透射性区域22之间的边界区域中产生的电场改变，由此，能够从对照实例降低用以增加第一屏蔽膜41的尺寸“B”，同时实现第一实施例的降低泄漏光的优点。降低尺寸“B”提高了每一个像素中的反射性区域和透射性区域这两者的有效开口率。对于每一个像素，第一屏蔽膜41的尺寸“B”从对照实例降低5×4μm。
假设在反射性区域21和透射性区域22的反相的ON-OFF驱动期间，在其中LC层具有显示暗状态的取向的状态中，TFT基板14的包括金属膜区域的所有区域允许光通过那里，图11示出为了计算泄漏光而执行的模拟的结果。在图11中，曲线(a)示出由于通过使用反相ON-OFF驱动方案驱动LC分子的取向而产生的泄漏光，曲线(b)示出由像素电极36或者公共电极38引起的泄漏光，曲线(c)示出由像素电极35或者公共电极37引起的泄漏光。并且由(d)表示的双端箭头示出在透射性区域中出现泄漏光的位置。
双端箭头(d)的位置位于在暗状态显示时未被施加电压的透射性区域22中的像素电极36或者公共电极38的边缘附近。因为在图11中的相邻竖直点线之间的距离对应于1微米的尺寸，可以理解，由于被在边界区域中产生的电场引起的LC分子的取向的扰乱，在反射性区域21的附近，在透射性区域22中的4微米宽度的边缘部分产生泄漏光。这揭示了以下事实，即，通过设置屏蔽在透射性区域22中的4微米宽度的边缘部分的第二屏蔽膜42，由于在两个区域21、22之间的电位差产生的在LC层13中的LC分子的扰乱所引起的泄漏光能够被消除。
在下文中，将描述根据本发明的第二示例性实施例的LCD单元。图12示出本实施例的LCD单元。LCD单元10a包括第一偏振膜11、对向基板12、延迟膜18、具有均匀取向的初始取向的LC层13、TFT基板14，和第二偏振膜15，当从前屏观察时，它们被以这种次序布置。LCD单元10a被构造成在每一个像素中均包括反射性区域21和透射性区域22的透反射LCD单元。在TFT基板14上，设置反射膜16，反射膜16被置于第二偏振膜15和LC层13之间的反射性区域21中，从而反射从第一偏振膜11入射的外部光。反射膜16可以利用任何材料构造，只要反射膜16有效地反射从第一偏振膜11入射的光。反射膜16可以优选地具有凸凹表面，以改进其光散射性能。
延迟膜18被置于在第一偏振膜11和LC层13之间的反射性区域21中。对于具有550nm的波长λ的光，延迟膜18具有λ/4的延迟，并且被如此布置，即，其光轴相对于从第一偏振膜11入射的线性偏振光的偏振成45度。可替代地。延迟膜18可以具有除了λ/4之外的延迟，只要当LC层被施加用于暗状态显示的电压时，光轴布置和LC层延迟的组合允许入射光在入射到反射膜16上时呈现为圆偏振光。
反射性区域21中的公共电极37a可以被置于对向基板12上，而反射性区域21中的像素电极35a、和透射性区域22中的像素电极36a和公共电极38a可以作为TFT基板14的最顶层被设置，带有或者不带有覆盖最顶电极层的包覆绝缘膜。如果反射性区域21中的像素电极35a被构造成TFT基板14的最顶层，则像素电极35a可以被由金属制成的反射膜16替代。从对向基板12入射的外部光被用作反射性区域21的显示光源。设置在第二偏振膜15的后侧的背光单元(未示出)被用作透射性区域的显示光源。
透射性区域22中的LC层13的厚度应该被如此确定，即，对于具有550nm的波长λ的光，根据LC材料的折射率计算的LC层13的延迟是λ/2。然而，事实上，该厚度被确定为(λ/2)+β。这是因为，考虑到与基板附近中的LC分子相比，在盒间隙的中心部分处的LC分子的旋转稍稍被抑制，并且这个事实将有效延迟从(λ/2)+β降低为λ/2，LC层13的有效延迟被确定为λ/2。例如，通过将LC层13的延迟Δnd设为Δnd＝300nm，其有效延迟Δnd(eff)是275nm，这等价于Δnd(eff)＝λ/2＝550nm/2。
对于透射性区域22，第一偏振膜11的光轴垂直于第二偏振膜15的光轴，并且垂直或者平行于在暗状态显示时LC层13的取向的方向。这种布置允许从背光单元发射的并且通过第二偏振膜15的线性偏振光原样地(即无偏振改变)通过LC层13，由此，线性偏振光的偏振方向与第一偏振膜11的吸收轴线相一致。因此，通过利用相同电位驱动透射性区域22和反射区域21，当像素电极36和公共电极38之间具有0伏特的电位差时，或者更准确地，当像素电极36和公共电极38之间具有的电位差低于相应于使得LC分子开始从初始取向旋转的阈值电场的电位差时，透射性区域22表现暗状态。
如果，类似于第一实施例，反射性区域中的LC层具有λ/4的延迟Δnd，则曾被延迟膜18转换成圆偏振光的光被LC层13再次转换成线性偏振光，并且被反射膜16原样地反射，以表现白色状态，由此产生以下问题，即，该两个区域表现不同的图像。
为了解决在本实施例中的以上问题，其间具有反相的ON-OFF关系的驱动电压被施加到反射性区域21和透射性区域22，由此，允许这两个区域表现相同图像。对向基板12在每一个像素中均设有滤色层40，以及在边界区域(即，在相邻像素之间以及在每一个像素中的反射性区域21和透射性区域22之间的边界和边界附近)中的第一屏蔽膜41。TFT基板14在反射性区域21和透射性区域22之间的边界区域中设有第二屏蔽膜42。第二屏蔽膜42可以是独立的膜，或者可以是还用作被连接到像素电极35a、36a或者公共电极37a、38a的公共电极线、数据信号线或者栅极信号线的多用途膜。第二屏蔽膜42可以是用作反射性区域21中的反射膜16的多用途膜。如果像素电极36a或者公共电极38a是透明电极，则第一屏蔽膜41和第二屏蔽膜42可以被设置于在反射膜16的边缘和下面所述的位置之间的空间中，即，所述位置沿着远离反射性区域的方向从电极的边缘隔开4μm，该电极的边缘邻近于反射性区域21而设置。例如，这些屏蔽膜可以被布置在图17C所示的空间“C”中。
在下文中，将描述本实施例的LCD单元的操作。因为透射性区域的操作类似于第一实施例的LCD单元的情形，在下面将仅仅描述反射性区域的操作。
图13是像素的俯视图，用于示出TFT、互连线、在TFT基板14上形成的像素电极和公共电极、和在对向基板12上形成的公共电极。在TFT基板14上，设置栅极信号线31和垂直于栅极信号线31而延伸的数据信号线32。在栅极信号线31和数据信号线32的交叉点附近，分别相应于反射性区域21和透射性区域22设置一对TFT 33和34。TFT33和34每一个均具有被连接到栅极信号线31的栅极，和在数据信号线32与相应的像素电极35a或者36a之间连接的源极/漏极区域。公共电极37a和38a被分别地设于反射性区域21和透射性区域22中。公共电极38a具有平行于栅极信号线31而延伸的第一部分和从第一部分凸出到透射性区域22的显示区域中的第二部分。公共电极37a被设置于对向基板12上。公共电极37a和38a每一个均被施加LCD单元的像素共用的并且具有特殊波形的公共电极信号。在反射性区域21中，利用相应于在像素电极35a和第一公共电极37a之间的电位差的电场控制LC层13。
在透射性区域22中，利用相应于在像素电极36a和公共电极38a之间的电位差的电场控制LC层13的取向。这里。反射性区域21中的像素电极35a和透射性区域22中的像素电极36a被连接到各自的TFT33和34，TFT 33和34被连接到相同的栅极信号线31和相同的数据信号线32。这种构造允许利用当TFT 33和34被打开时在像素电极35a和公共电极37a之间产生的电场控制反射性区域21中的LC层13的取向。
在另一方面，在透射性区域22中，利用相应于在像素电极36a和公共电极38a之间的电位差的电场控制LC层13的取向。虽然相同驱动信号被施加到反射性区域21和透射性区域22，但是分离的TFT 33、34被提供给反射性区域21和透射性区域22。这是因为，在施加相同驱动信号的TFT 33、34被关闭之后，透射性区域22中的像素电极36和反射性区域中的像素电极35的电位波动在其间是不同的。在以上说明中，TFT 33、34被连接到相同的栅极信号线和相同的数据信号线；然而，这些TFT可以被连接到不同的栅极信号线和/或不同的数据信号线。
类似于第一实施例的LCD单元，驱动信号被输入LCD单元。图3A示出在操作阶段反射性区域21的驱动信号波形，而图3B示出在相同操作阶段透射性区域22的驱动信号波形。在栅极线反相驱动方案的情形中，公共电极信号在帧之间以及在行之间反相。图3A和3B示出这种状况，即，其中利用在其间具有反相关系并且在帧之间被反相的各自的公共电极信号驱动公共电极37、38，以交替地采取例如0伏特和5伏特。因为TFT 33、34被连接到相同的数据信号线，所以施加到像素电极35a的像素信号与施加到像素电极36a的像素信号相同。如根据图3A可以理解的是，在第i帧中，0伏特数据信号被施加到像素电极35a并且5伏特数据信号被施加到电极37a，由此，在其间的电位差最大，即5伏特，该电位差驱动反射性区域21中的LC层13。在相同的第i帧中，0伏特信号被施加到公共电极38，由此，在像素电极36和公共电极38之间的电位差是0伏特，并且因此，透射性区域22中的LC层13不被驱动。
类似于图4A和4B，图14A和14B分别地示出当图3A和3B所示第i帧的信号被施加到那些区域时反射性区域21和透射性区域22中的光的偏振。在图14A中，利用双点线示出λ/4延迟膜18的延迟方向。像素电极35a和公共电极37a的布置被如此确定，即，图3A所示的信号允许反射性区域21中的LC层13中的LC分子的取向远离基板表面地提高90度。在反射性区域21中。如在图4A中所示，具有90度线性偏振状态并且通过第一偏振膜11的外部光入射到具有相对于入射光的偏振以45度设置的光轴的延迟膜18上。因为延迟膜18具有λ/4的延迟，通过延迟膜18的光作为顺时针圆偏振光入射到LC层13上。因为反射性区域21中的LC层13中的LC分子的取向垂直于基板表面，所以反射性区域21中的LC层13的延迟Δnd为大约0nm，由此，入射光原样地(即，作为顺时针圆偏振光)通过LC层13。该顺时针线性偏振光被反射膜16反射以呈现逆时针圆偏振光，该逆时针圆偏振光再次通过LC层13和延迟膜18，从而呈现线性偏振光，该线性偏振光具有从当入射到延迟膜18上时的初始偏振旋转90度的偏振方向。因此，该偏振光具有平行于第一偏振膜11的吸收轴线的偏振。据此，被反射膜16反射的光不能通过第一偏振膜11，由此，反射性区域21表现暗状态。
在另一方面，图3B所示第j帧的信号不能在像素电极36a和公共电极38a之间的透射性区域22中产生电场，由此，LC层13中的LC分子的取向保持在90度。因此，通过第二偏振膜15的0度线性偏振光原样地即其没有偏振改变地通过LC层13，从而入射到第一偏振膜11上。因此，通过LC层13入射到第一偏振膜11上的光不能通过第一偏振膜11，由此，透射性区域22也表现暗状态。
如至此所述地，被施加到公共电极37和38并且其间具有反相关系的公共电极信号提供其间具有反相的ON-OFF关系的驱动信号，这允许被施加到像素电极35和36的相同像素信号仅仅旋转反射性区域21中的LC层13的取向。这允许在向反射性区域21和透射性区域22这两者施加相同数据信号时，当反射性区域21表现暗状态时，透射性区域22表现暗状态。即，该两个区域能够表示相同图像，而不用向反射性区域21和透射性区域22施加不同的数据信号。
类似于第一示例性实施例的LCD单元，驱动信号被输入给LCD单元。类似于图3A，图5A示出在另一操作阶段被施加到反射性区域21的驱动信号。类似于图3B，图5B也示出在相同操作阶段被施加到透射性区域22的驱动信号。图15A和15B示出当图5A和5B所示的第i帧的信号被施加到反射性区域21和透射性区域22时分别在这两个区域中的光的偏振。图5A所示第i帧的信号并不在像素电极35a和公共电极37a之间施加电压，由此，在反射性区域21中LC层13中的LC分子的取向保持在90度。因此，如在图15A中所示，通过反射性区域21中的第一偏振膜11的90度线性偏振光相对于LC层13中的LC分子的取向以0度入射到反射性区域21中的LC层13上。因此，在通过LC层13之后，90度线性偏振光的偏振保持初始偏振。在返回光学路径中，90度线性偏振光被反射膜16反射，并且然后再次通过LC层13，其偏振无任何改变。因为第一偏振膜11具有90度的光学透射轴线，所以入射光通过第一偏振膜11，由此反射性区域21表现白色状态。
在另一方面，图5B所示第i帧的驱动信号向透射性区域22施加电压，并且因此在透射性区域22中的像素电极36a和公共电极38a之间产生电场，由此，LC层13中的LC分子的取向从初始取向旋转大约45度。因此，如在图15B中所示，由于LC分子的取向旋转大约45度，通过第二偏振膜15的0度线性偏振光通过LC层13，从而呈现90度线性偏振光。因此，线性偏振光通过第一偏振膜11以允许透射性区域22也表现白色状态。
简而言之，图5A和5B所示的驱动信号允许反射性区域21和透射性区域22这两者均表现相同明亮状态。应该注意，如果允许反射性区域21表现暗状态的电压与允许透射性区域22表现明亮状态的电压不相同，则可以采用一种构造，即，其中非对称公共电压被施加到公共电极37和公共电极38，和/或梳齿电极的布置被调整，从而关于反射性区域21和透射性区域22获得基本相同的V-T特性和基本相同的V-R特性。
类似于图7A到7C，图16A到16C示出在另一对照实例的LCD单元中最顶膜的俯视图、中间膜的俯视图和在TFT基板14上形成的那些膜的截面视图，其中，类似于在专利公开-4和-5中描述的的LCD单元，在对向基板41上形成的第一屏蔽膜41和在TFT基板14上形成的另一屏蔽膜(由栅极信号线31构成)仅被设于其中LC分子的取向被在反射性区域21和透射性区域22之间形成的阶差扰乱的区域中。如在图16C中描绘地，由于被在边界区域中产生的电场从提供暗状态的正常取向改变的LC分子的取向，通过反射性区域21和透射性区域22之间的边界区域的背光B/L引起泄漏光。在图16A到16C所示的对照实例中，其中在TFT基板14上形成的屏蔽膜41仅被设于阶差的小的区域中，在对向基板12上形成的第一屏蔽膜41的宽度应该以在图16C中由“B”表示的尺寸增加。
在对照实例中，假设光相对于基板表面沿着45度的倾斜方向入射，假设空气的折射率为1.0，并且在LCD单元中的折射率为1.5，则计算出的足以防止沿着前向的泄漏光的增加的尺寸“B”为大约5μm。考虑到每一个像素包括两个第一屏蔽膜41，第一屏蔽膜41所增加的尺寸“B”为5×4×1μm。鉴于入射角度可以高于如以上假设的45度，这个计算结果可能是不够的，并且因此，尺寸“B”可以更大。如果第一屏蔽膜41未被设置，则在暗状态显示时，由金属栅极信号线31构成并且设于透射性区域22中的第二屏蔽膜可以反射光，并且因此降低了图像质量。
类似于图7A到7C，图17A到17C示出根据第二实施例的一种修改的LCD单元，其中，第二屏蔽膜由栅极信号线31和反射膜16的堆叠构成。类似于图7A到7C，图18A到18C示出根据第二实施例的另一修改，其中，第二屏蔽膜由第一公共电极线29和反射膜16的堆叠构成，并且类似于图7A到7C，图19A到19C示出第二实施例的另一修改，其中，第二屏蔽膜42由漏极线28和反射膜16的堆叠构成。漏极线28将TFT 33、34和像素电极35a、36a连接到一起，并且，在本文中也可以被称作数据信号线。如在这些图中所描绘地，作为多用途膜形成的第二屏蔽膜拦截通过其中LC层13的取向被在反射性区域21和透射性区域22之间的边界区域中产生的电场改变的区域的光，由此，泄漏光能够被减少而不降低反射性区域21和透射性区域22这两者的有效开口率。如与图16A到16C的结构相比，对于每一个像素，有效开口率的提高可以大约是20μm(长度)和宽度(“B”的和)的乘积。
本发明能够被应用于在诸如蜂窝电话、数码相机、电视机和PDA(便携式数据助理)的多用途终端单元上安装的LCD单元。

Claims (11)

1.一种液晶显示单元，包括具有液晶层以及在其间夹住所述液晶层的第一和第二基板的液晶盒，所述液晶盒限定每一个均包括反射性区域和透射性区域的像素的阵列，其中：
所述第二基板在所述透射性区域中包括驱动所述透射性区域中的所述液晶层的第一电极组件，并且在所述反射性区域中包括反射膜和驱动所述反射性区域中的所述液晶层的第二电极组件的至少一部分；并且
在所述反射性区域和所述透射性区域之间的边界和在所述边界的附近，所述第一和第二基板分别包括第一和第二光屏蔽部件，所述第二光屏蔽部件至少屏蔽当垂直于所述基板观察时在所述第一电极组件和所述第二电极组件之间的空间。
2.根据权利要求1的液晶显示单元，其中，所述第一电极组件利用横向电场驱动所述透射性区域中的所述液晶层中的液晶分子，并且所述第二基板的所述屏蔽部件位于所述第二基板中的所述第一电极组件和所述第二电极组件的所述至少一部分之下。
3.根据权利要求1的液晶显示单元，其中所述第一和第二电极组件每一个均利用横向电场驱动所述液晶层中的液晶分子，并且所述第二基板的所述屏蔽部件位于所述第二基板中的所述第一和第二电极组件之下。
4.根据权利要求3的液晶显示单元，其中所述第一和第二电极组件每一个均包括像素电极和公共电极，并且被其间具有反相的ON-OFF关系的各自的驱动信号驱动。
5.根据权利要求3的液晶显示单元，其中所述第一和第二电极组件每一个均由透明膜构成。
6.根据权利要求1到3中任何一项的液晶显示单元，其中所述屏蔽部件由具有经过处理以降低反射率的表面的金属膜或者在其中包括碳添加剂的树脂膜构成。
7.根据权利要求1到3中任何一项的液晶显示单元，其中，所述第二基板包括位于所述反射膜之下的栅极信号线、公共电极线和数据信号线，并且所述第二基板的所述屏蔽部件由至少两个膜的堆叠构成，所述两个膜选自由所述反射膜、栅极信号线、公共电极线和数据信号线组成的组。
8.根据权利要求7的液晶显示单元，其中所述第二基板的所述屏蔽部件包括所述反射膜和栅极信号线的堆叠、所述反射膜和数据信号线的堆叠或者所述反射膜和公共电极线的堆叠。
9.根据权利要求1到3中任何一项的液晶显示单元，其中，所述反射膜位于所述第二基板中的所述第二电极组件之下，并且所述第二基板的所述屏蔽部件位于所述反射膜之下。
10.根据权利要求1到3中任何一项的液晶显示单元，其中，所述第一电极组件的至少一部分由透明膜构成，并且所述第二基板的所述屏蔽部件的范围在所述反射膜的边缘和所述透射性区域的一定位置之间，所述位置从所述透明膜最靠近所述反射性区域的边缘沿着与所述反射性区域相反的方向被隔开4μm或者更远。
11.根据权利要求1到3中任何一项的液晶显示单元，其中，所述第一和第二电极组件每一个均包括透明膜，并且所述第二基板的所述屏蔽部件的范围在所述反射膜的边缘和所述透射性区域的一定位置之间，所述位置从所述透射性区域中的所述透明膜最靠近所述反射性区域的边缘沿着与所述反射性区域相反的方向被隔开4μm或者更远。
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