CN1573429A - 液晶显示装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在透过显示和反射显示双方都可以进行宽视角的显示的液晶显示装置。本发明的液晶显示装置将呈垂直取向的液晶层(50)夹持在一对基板(10A、25A)之间，并且在1个点区域内设置有透过显示区域T和反射显示区域R，其特征在于：在一对基板(10A、25A)中的至少一方的基板(10A)与液晶层(50)之间，设置有用于使反射显示区域R的液晶层厚小于透过显示区域T的液晶层厚的液晶层厚调整层(26)，而且，在与形成有液晶层厚调整层(26)的基板(10A)不同的基板(25A)侧设置有从该基板(25A)内面向液晶层(50)内部突出的凸状部(28、29)。

Description

液晶显示装置和电子设备
技术领域
本发明涉及液晶显示装置和电子设备，特别是涉及在使用垂直取向型的液晶的液晶显示装置中可以获得更宽视角的显示的技术。
背景技术
作为液晶显示装置，已知兼具反射模式和透过(透射)模式的半透过反射型液晶显示装置。作为这样的半透过反射型液晶显示装置，已提案了在上基板和下基板之间夹持液晶层、同时在下基板的内面具有在例如铝等金属膜上形成光透过用的窗部的反射膜而使该反射膜发挥半透过反射板的功能的液晶显示装置。这时，在反射模式中，从上基板侧入射的外光在通过液晶层之后由下基板的内面的反射膜所反射，再次通过液晶层从上基板侧射出，用于显示。另一方面，在透过模式中，从下基板侧入射的来自后照灯的光从反射膜的窗部通过液晶层后，从上基板侧向外部射出，用于显示。
因此，在反射膜的形成区域中，形成有窗部的区域为透过显示区域，而其他区域则是反射显示区域。
然而，在以往的半透过反射型液晶装置中，存在透过显示的视角窄的问题。这是由于为了不发生视差在液晶单元(液晶盒)的内面设置了半透过反射板的关系，因而受到只能由在观察者侧具备的1枚偏振片进行反射显示的限制，而光学设计的自由度小的缘故。因此，为了解决该问题，Jisaki等人在下述非专利文献1中提案了使用垂直取向液晶的新的液晶显示装置。其特征有以下3点。
(1)采用了使介电各向异性为负的液晶在基板上垂直地取向、而通过施加电压使其倾倒的“VA(Vertical Alignment)模式”。
(2)采用了透过显示区域和反射显示区域的液晶层厚(单元(盒)间隙)不同的“多间隙结构”(关于此点，请参照例如专利文献1)。
(3)采用了将透过显示区域设为正八角形，并在对向基板上的透过显示区域的中央设置了突起，以使在该区域内液晶向8个方向倾倒。即，采用了“取向分割结构”。
专利文献1：特开平11-242226号公报
专利文献2：特开2002-350853号公报
非专利文献1：“Development of transflective LCD for high contrastand wide viewing angle by using homeotropic alignment”，M.Jisaki等人发表于Asia Display/IDM’01第133-136页(2001)
在半透过反射型液晶显示装置中，具有专利文献1那样的多间隙结构，对于使透过显示区域和反射显示区域的电光特性(透过率—电压特性、反射率—电压特性)一致是非常有效的。这是因为，在透过显示区域，光只通过液晶层1次、而在反射显示区域光2次通过液晶层。
然而，采用这样的多间隙结构，并且如上述那样使用突起控制液晶的倾倒的方向时，由于多间隙结构而在基板上形成大的台阶，要在该台阶上形成突起就很麻烦。另外，在台阶上形成突起时难于控制突起的高度，在不能按照设计的那样形成该高度时，就会发生不能充分控制液晶的倾倒的方向的问题。
发明内容
本发明就是为了解决上述问题而提案的，目的在于提供在使用垂直取向型的液晶的半透过反射型的液晶显示装置中可以简便而可靠地限制液晶分子的倾倒的方向的结构，从而提供可以进行宽视角显示的液晶显示装置。另外，本发明的目的在于在使用垂直取向型的液晶的半透过反射型的液晶显示装置中，通过简化结构而提高制造效率，同时提供不良现象发生少的可靠性高的液晶显示装置，并且提供具备该液晶显示装置的可靠性高的电子设备。
为了达到上述目的，本发明提供一种液晶显示装置，其为将液晶层夹持在一对基板间，并在1个的点区域内设置透过显示区域和反射显示区域的液晶显示装置，其特征在于：上述液晶层由初始取向状态呈垂直取向的介电各向异性为负的液晶构成；在上述一对基板中的至少一方的基板与上述液晶层之间，设置有使上述反射显示区域的液晶层厚小于上述透过显示区域的液晶层厚的液晶层厚调整层；并且在与形成有上述液晶层厚调整层的基板不同的基板侧，设置有从该基板内面向上述液晶层内部突出的凸状部。另外，在本发明中，例如所谓基板的内面侧，就是指该基板的液晶层侧，所谓凸状部从基板面突出，例如在基板内面形成了液晶层厚调整层的情况下，就是指凸状部从该液晶层厚调整层的内面突出。
这样，本发明的液晶显示装置，具有将垂直取向模式的液晶与半透过反射型液晶显示装置组合，并且附加了用于使反射显示区域中的延迟与透过显示区域中的延迟大致相等的液晶层厚调整层(即附加了多间隙结构)而用于最佳地控制液晶分子的取向方向的结构。
即，在垂直取向模式的液晶显示装置中，通过施加电场使在初始取向状态相对于基板面垂直的液晶分子倾倒，但是，如果不采取任何措施(如果不使之预倾斜)就不能控制液晶分子的倾倒方向，而产生取向紊乱(向错)，从而将发生光遗漏等的显示不良现象，显示质量将降低。因此，采用垂直取向模式时，施加电场时的液晶分子的取向方向的控制就成了重要的因素。因此，在本发明的液晶显示装置中，以从基板内面向液晶层突出的形式形成凸状部，来限制液晶分子的取向方向。利用这样的结构，使液晶分子在初始状态呈垂直取向的基础上，具有与该凸状部的形状相应的预倾斜。结果，就可以限制乃至控制液晶分子的倾倒方向，而难于发生取向紊乱(向错)，就可以避免光遗漏等的显示不良现象，抑制余像和污点状的不均匀等显示不良现象，进而可以提供视角宽的液晶显示装置。
并且，在上述本发明的液晶显示装置中，由于采用了多间隙结构，所以，透过显示区域的液晶层厚大于反射显示区域的液晶层厚，这样，便可使透过显示区域和反射显示区域的电光特性(透过率—电压特性、反射率—电压特性)一致。
另外，由于在与具有为了实现多间隙结构而形成的液晶层厚调整层的基板不同的基板侧形成了上述凸状部，所以，可以很容易地进行该凸状部的形成和该凸状部的高度设计。
即，在形成液晶层厚调整层的基板侧，由于形成了该液晶层厚调整层，所以，当然就形成了台阶(该台阶实现了多间隙结构)，要想在该台阶上形成上述凸状部时，特别是要在台阶的谷部形成凸状部是非常麻烦的，另外，由于台阶的影响，在谷部和峰部形成的凸状部的高度将不同。然而，采用本发明的结构时，由于可以在相对平坦的面上形成凸状部，所以，不易发生上述制造上的问题，而可以非常简便地形成凸状部，另外，也可以非常容易地进行其高度设计。
在本发明的液晶显示装置中，上述凸状部作为用于限制上述液晶的取向的取向限制部件而设置，其相对于夹持上述基板的液晶层的面可以具有以规定的角度倾斜的倾斜面。通过具有这样的倾斜面，可以沿该倾斜面限制液晶的倾倒方向。另外，凸状部可以在作为显示区域的点区域形成，优选地在透过显示区域和反射显示区域中特别是在透过显示区域中形成。
另外，在一对基板的液晶层侧分别设置有用于驱动该液晶的电极，并且可以在该电极中的至少一方的电极的液晶层侧设置上述凸状部，这时，在凸状部和电极的液晶层内面侧形成使液晶垂直取向的取向膜。另外，可以在与一对基板的与液晶层不同的一侧设置用于向液晶层入射圆偏振光的圆偏振片。作为圆偏振片，可以使用将偏振层和相位差层组合的结构。
而且，在本发明的液晶显示装置中，作为一对基板，包含上基板和下基板，在下基板的液晶层的相反侧设置透过显示用的后照灯，同时，可以在该下基板的液晶层侧设置在反射显示区域有选择地形成的反射层。这时，可以使从下基板侧入射的来自后照灯的光用于透过显示，而从上基板侧入射的照明和太阳光等外光由反射层反射用于反射显示。
另外，可以在形成上述液晶层厚调整层的基板侧设置滤色器层，作为该滤色器层，具有多个着色层，该多个着色层可以采用在点间区域平面重叠地形成的结构。这时，可以利用重叠地形成的着色层(也称为重叠着色层)显示黑，从而可以将该重叠着色层作为点间区域的黑色矩阵使用。因此，不必另外地形成黑色矩阵，从而使该液晶显示装置的结构简单，同时也可以提高制造斜率。
在上述滤色器层的液晶层侧以覆盖至少着色层重叠地形成的区域的形式形成液晶层厚调整层，并且在与形成滤色器层和液晶层厚调整层的基板不同的基板侧，在与至少着色层重叠地形成的区域相对的区域可以形成从该基板向液晶层侧突出的第2凸状部。这时，将第2凸状部用作隔离物(スペ一サ一)，即，可以作为限制液晶层厚(基板间隔、所谓的单元间隙)的部件来使用。上述着色层重叠地形成的区域，由于其重叠的部分比其他区域突出，所以，至少在着色层重叠地形成的区域形成上述第2凸状部的情况下，在形成该第2凸状部的区域的液晶层厚最小，因此，可以将该第2凸状部作为限制液晶层厚的部件使用。
第2凸状部以提高制造效率为目的，最好与用于限制液晶分子的倾倒的方向的上述凸状部(以下，也称为第1凸状部)通过相同过程形成，这时，在透过显示区域和/或反射显示区域形成的第1凸状部和第2凸状部由相同材料构成。另外，上述第2凸状部可以采用与在透过显示区域和/或反射显示区域形成的凸状部大致相同的高度构成的结构。这时，由于在透过显示区域和/或反射显示区域形成的第1凸状部构成为与第2凸状部大致相同的高度，所以，可以防止乃至抑制该第1凸状部与相对的基板接触，从而可以充分发挥液晶的取向限制作用。
其次，本发明的电子设备的特征在于：具备上述液晶显示装置。按照这样的电子设备，可以提供具有透过模式和反射模式，并且在各显示模式都可提供宽视角的显示的显示部的电子设备。
附图说明
图1是实施例1的液晶显示装置的等效电路图。
图2是平面地表示图1的液晶显示装置的电极结构的说明图。
图3是将图1的液晶显示装置的主要部分放大表示的平面示意图和剖面示意图。
图4是将实施例1的液晶显示装置的一个变形例的主要部分放大表示的平面示意图和剖面示意图。
图5是将实施例2的液晶显示装置的主要部分放大表示的平面示意图和剖面示意图。
图6是将实施例3的液晶显示装置的主要部分放大表示的平面示意图和剖面示意图。
图7是将实施例4的液晶显示装置的主要部分放大表示的平面示意图和剖面示意图。
图8是表示本发明的电子设备的一例的立体图。
图9是将实施例5的液晶显示装置的主要部分放大表示的平面示意图和剖面示意图。
符号说明
9共用电极，20反射膜，26绝缘膜(液晶层厚调整层)，28、29突起，31像素电极，50液晶层，R反射显示区域，T透过显示区域。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施例。另外，在各图中，将各层及各部件设置为在图上可以识别的大小，所以，各层及各部件的比例尺度有所不同。
实施例1.
以下所示的本实施例的液晶显示装置，是作为开关元件使用了薄膜二极管(Thin Film Diode，以下，简略地表示为TFD)的有源矩阵型的液晶显示装置的例子，特别是可以进行反射显示和透过显示的半透过反射型的液晶显示装置。
图1表示本实施例的液晶显示装置100的等效电路。该液晶显示装置100包含扫描信号驱动电路110和数据信号驱动电路120。在液晶显示装置100中，设置有信号线，即多个扫描线13和与该扫描线13交叉的多个数据线9，扫描线13由扫描信号驱动电路110驱动，数据线9由数据信号驱动电路120驱动。并且，在各像素区域150中，在扫描线13与数据线9之间，串联连接了TFD元件40和液晶显示要素160(液晶层)。在图1中，TFD元件40与扫描线13侧连接，液晶显示要素160与数据线9侧连接，但是，也可以与此相反，将TFD元件40设置在数据线9侧，而将液晶显示要素160设置在扫描线13侧。
下面，根据图2说明本实施例的液晶显示装置具有的电极的平面结构。如图2所示，在本实施例的液晶显示装置中，通过TFD元件40与扫描线13连接的平面看呈矩形的像素电极31设置成矩阵状，与该像素电极31在纸面垂直方向相对的共用电极9设置成纸条状(条状)。共用电极9由数据线构成，具有与扫描线13交叉的形式的条形状。在本实施例中，形成各像素电极31的各个区域是1个点区域，该矩阵状配置的各点区域的每一个可以进行显示。
这里，TFD元件40是将扫描线13和像素电极31连接的开关元件，TFD元件40具有包含以Ta为主成分的第1导电膜、在第1导电膜的表面形成的以Ta2O3为主成分的绝缘膜和在绝缘膜的表面形成的以Cr为主成分的第2导电膜的MIM结构。并且，TFD元件40的第1导电膜与扫描线13连接，第2导电膜与像素电极31连接。
接着，根据图3说明本实施例的液晶显示装置100的像素结构。图3(a)是表示液晶显示装置100的像素结构特别是像素电极31的平面结构的示意图，图3(b)是表示图3(a)的A-A’剖面的示意图。如图2所示，本实施例的液晶显示装置100具有在由数据线9和扫描线13等所包围的区域的内侧设置像素电极31而成的点区域。在该点区域内，如图3(a)所示，与1个点区域对应地设置了3原色中的1个着色层，由3个点区域(D1、D2、D3)形成包含各着色层22B(蓝色)、22G(绿色)、22R(红色)的像素。
另一方面，如图3(b)所示，本实施例的液晶显示装置100在上基板(元件基板)25和与其相对配置的下基板(对向基板)10之间夹持着由初始取向状态为垂直取向的液晶即介电各向异性为负的液晶材料构成的液晶层50。
下基板10是在由石英、玻璃等透光性材料构成的基板本体10A的表面以绝缘膜24介于中间部分地形成由铝、银等反射率高的金属膜构成的反射膜20的结构。这里，反射膜20的形成区域为反射显示区域R，反射膜20的非形成区域即反射膜20的开口部21内为透过显示区域T。这样，本实施例的液晶显示装置就是具有垂直取向型的液晶层50的垂直取向型液晶显示装置，是可以进行反射显示和透过显示的半透过反射型的液晶显示装置。
在基板本体10A上形成的绝缘膜24在其表面具有凹凸形状24a，伴随该凹凸形状24a，反射膜20的表面具有凹凸部。由于这样的凹凸部使反射光发生散射，所以，可以防止来自外部的映像进入，从而可以获得宽视角的显示。
另外，在位于反射显示区域R内的反射膜20上和位于透过显示区域T内的基板本体10A上设置有跨越这些反射显示区域R和透过显示区域T而形成的滤色器22(在图3(b)中，是红色着色层22R)。这里，着色层22R的周边被由金属铬等构成的黑色矩阵BM所包围，由黑色矩阵BM形成各点区域D1、D2、D3的边界(参见图3(a))。
此外，在滤色器22上，在与反射显示区域R对应的位置形成有绝缘膜26。即，以滤色器22介于中间位于反射膜20的上方有选择地形成绝缘膜26，伴随该绝缘膜26的形成，使液晶层50的层厚在反射显示区域R和透过显示区域T不同。绝缘膜26由例如膜厚约0.5～2.5μm的丙烯酸树脂等有机膜构成，在反射显示区域R和透过显示区域T的边界附近具有自身的层厚连续地变化的倾斜面。不存在绝缘膜26的部分的液晶层50的厚度约为1～5μm，反射显示区域R的液晶层50的厚度约为透过显示区域T的液晶层50的厚度的一半。
这样，绝缘膜26就具有利用自身的膜厚使反射显示区域R和透过显示区域T的液晶层50的层厚不同的液晶层厚调整层(液晶层厚控制层)的功能。另外，本实施例中，绝缘膜26的上部的平坦面的边缘与反射膜20(反射显示区域)的边缘大致一致，绝缘膜26的倾斜区域的一部分或全部包含在透过显示区域T中。
并且，在包含绝缘膜26的表面的下基板10的表面形成由铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，以下简略地表示为ITO)构成的共用电极9，在共用电极9上形成由聚酰亚胺等构成的取向膜27。取向膜27具有使液晶分子相对膜面垂直取向的垂直取向膜的功能，没有进行摩擦等取向处理。在图3中，共用电极9形成沿纸面垂直方向延伸的条状，在该纸面垂直方向并列地形成的各个点区域作为共用的电极构成，同时，在共用电极9上形成部分地将该电极的一部分切除的缝隙91。此外，在本实施例中，将反射膜20和共用电极9分别设置而层叠，但是，在反射显示区域R中，也可以将由金属膜构成的反射膜作为共用电极的一部分使用。
其次，在上基板25侧，在由玻璃或石英等透光性材料构成的基板本体25A上(基板本体25A的液晶层侧)形成由ITO等透明导电膜构成的矩阵状的像素电极31另外，在像素电极31上形成由电介质构成的突起(凸状部)28、29，具体而言，是像素电极31的内面侧(液晶层侧)，在透过显示区域T和反射显示区域R分别形成突起28、29。此外，在包含突起28、29的像素电极31上形成与由聚酰亚胺等构成的下基板10相同的进行了垂直取向处理的取向膜33。
其次，在下基板10的外面侧(与夹持液晶层50的面不同的一侧)形成相位差片18和偏振片19，在上基板25的外面侧形成相位差片16和偏振片17，使圆偏振光可以入射到基板内面侧(液晶层50侧)，这些相位差片18和偏振片19、相位差片16和偏振片17分别构成圆偏振片。偏振片17(19)仅使具有规定方向的偏振轴的线偏振光透过，作为相位差片16(18)，采用了λ/4相位差片。另外，在下基板10上形成的偏振片19的外侧设置了透过显示用的光源即后照灯15。
这里，在本实施例的液晶显示装置100中，为了限制液晶层50的液晶分子的取向，即对于在初始状态处于垂直取向的液晶分子作为限制在电极间施加电压时的倾倒方向的部件，如上述那样，在电极的内面侧(液晶层侧)形成由电介质构成的突起28、29。在图3的例子中，在上基板25的内面侧形成的像素电极31的内面侧(液晶层侧)，在透过显示区域T和反射显示区域R双方分别形成突起28、29。
各突起28、29以从上基板25的内面(电极主面)向液晶层50的内部突出的形式形成圆锥状或多角锤状，至少具有相对基板内面(电极主面)以规定的角度倾斜的倾斜面(包含平缓地弯曲的形状)，沿该倾斜面限制液晶分子LC的倾倒方向。
另一方面，在下基板10的内面侧形成的共用电极9上形成部分地将该电极的一部分切除的缝隙91。通过设置该缝隙91，在该缝隙形成区域，在各电极9、31间发生倾斜电场，根据该倾斜电场限制在初始状态为垂直取向的液晶分子在施加电压后的倾倒方向。如图3(a)所示，在共用电极9上形成的缝隙91以包围在像素电极31上形成的突起28、29的形式而构成，结果，可以沿突起28、29的周围放射状地限制液晶分子LC的倾倒方向。
按照上述结构的液晶显示装置100，可以发现以下的效果。
即，通常在将电压施加到在未进行摩擦处理的垂直取向膜上取向的具有负的介电各向异性的液晶分子上时，由于液晶的倾倒的方向没有限制，所以，无秩序地倾倒，从而发生取向不良。但是，在本实施例中，在像素电极31的内面侧形成突起28、29，进而以平面看包围该突起28、29的形式在共用电极9上形成缝隙91，所以，产生利用突起28、29的倾斜面的取向限制和/或利用缝隙91的倾斜电场的取向限制，从而通过施加电压限制在初始状态为垂直取向的液晶分子的倾倒的方向。结果，就抑制了由于液晶取向不良引起的向错的发生，所以，可以获得难于发生伴随向错而发生的余像和从斜方向观察时出现粗的污点状的不均匀等现象的高质量的显示。
另外，在本实施例的液晶显示装置100中，通过在反射显示区域R设置绝缘膜26，可以实现多间隙结构，即，可以使反射显示区域R的液晶层50的厚度减小为透过显示区域T的液晶层50的厚度的约一半，所以，可以使用于反射显示的延迟与用于透过显示的延迟大致相等，这样，便可提高对比度。
并且，由于不是在具有为了实现多间隙结构而形成的绝缘膜26的下基板10而是在上基板25侧形成突起28、29，所以，可以很容易地进行该突起28、29的形成和该突起28、29的高度设计。
即，形成绝缘膜26的下基板10的液晶层50侧表面形成与多间隙结构对应的台阶，要在该台阶的凹部形成突起28、29是非常麻烦的，另外，由于台阶的影响，在凹部和凸部形成的突起28、29的高度将不同。但是，如本实施例那样，在与具有绝缘膜26的基板不同的基板侧形成突起28、29时，可以在相对平坦的面上形成突起28、29，所以，难于发生上述制造上的问题，可以非常简便地形成突起28、29，另外，也可以非常容易地进行其高度设计。
对于突起28、29，可以采用透过显示区域T的突起28的突出高度相对比较大的结构。由于通过采用多间隙结构而透过显示区域T的液晶层厚形成相对比较大的结构，所以，在透过显示区域T需要更大的取向限制力，最好如上述那样设计突出高度。
实施例2.
下面，参照附图说明实施例2的液晶显示装置。图4是表示实施例2的液晶显示装置200的平面结构(a)和剖面结构(b)的示意图，是与实施例1的图3相当的图。本实施例2的液晶显示装置200除了主要是滤色器的结构不同外，基本结构与图3所示的液晶显示装置100大致相同，因此，对于符号与图3所示的符号相同的部分只要没有特别说明就表示相同的结构部件，并省略其说明。
实施例2的液晶显示装置200是作为开关元件而使用TFD的有源矩阵型的半透过反射型液晶显示装置的例子，初始取向状态为垂直取向的液晶即由介电各向异性为负的液晶材料构成的液晶层50被夹持在上基板(元件基板)25和与其相对配置的下基板(对向基板)10之间
下基板10在由石英、玻璃等透光性材料构成的基板本体10A的表面以规定图形形成由铝、银等反射率高的金属膜构成的反射膜20，具体而言，就是在反射显示区域R有选择地形成。和实施例1一样，也可以通过绝缘膜24赋予凹凸形状。
这样，在反射显示区域R有选择地形成的反射膜20上和位于透过显示区域T内的基板本体10A上，设置有跨越这些反射显示区域R和透过显示区域T而形成的滤色器22(22R、22G、22B)。滤色器22具有红色、绿色、蓝色的各色着色层22R、22G、22B，各色着色层22R、22G、22B形成各点区域D1、D2、D3(参见图4(a))。
在本实施例中，在上述各点区域D1、D2、D3的边界区域形成的黑色矩阵(黑底)BM不是以往所广泛使用的金属铬，而由各色的着色层22R、22G、22B的层叠体构成。具体而言，在与反射显示区域R相邻的点间区域平面重叠地形成各色的着色层22R、22G、22B，成为由该层叠体显示黑的结构。这样，将各着色层层叠的结果，在该点间区域，该层叠部分的滤色器22的层厚就形成为厚膜。
此外，在该滤色器22上，以覆盖重叠地形成着色层22R、22G、22B的区域的形式在与反射显示区域R对应的位置形成作为液晶层厚调整层的绝缘膜26。另外，在包含该绝缘膜26的表面的下基板10的表面形成由ITO构成的共用电极9，在共用电极9上形成由聚酰亚胺等构成的垂直取向性的取向膜27。如上所述，层叠各着色层22R、22G、22B的结果，在该层叠的区域形成突出该层叠部分的滤色器22，在绝缘膜26上也伴随该突出的滤色器22形成一部分突出的部分。另外，在共用电极9上形成部分地切除该电极的一部分的缝隙91。
其次，在上基板25侧，在由玻璃或石英等透光性材料构成的基板本体25A上(基板本体25A的液晶层侧)形成由ITO等透明导电膜构成的矩阵状的像素电极31和与由聚酰亚胺等构成的下基板10相同的进行了垂直取向处理的取向膜33。另外，和实施例1一样，在像素电极31上，在透过显示区域T形成从该电极内面向液晶层50内部突出的突起28，此外，在点间区域也与绝缘膜26突出的区域对应地形成从基板本体25A内面向液晶层50侧突出的突起29a。该突起29a由与在透过显示区域T形成的突起28相同的材料构成，高度与突起28大致相同。
这样，在本实施例的液晶显示装置200中，在着色层22R、22G、22B重叠地形成的区域，在与具有绝缘膜26的下基板10不同的上基板25的液晶层50侧形成从基板本体25A向液晶层50侧突出的突起29a，将其作为限制液晶层50的层厚的部件(代替隔离物)使用。即，上述着色层22R、22G、22B重叠地形成的区域其重叠的部分比其他区域突出，但是，以覆盖该重叠的着色层的形式形成绝缘膜26，进而在该区域形成突起29a时，在基板面内可以使该突起29a的形成区域的液晶层厚最突出，结果，可以将突起29a作为限制液晶层厚的部件使用。因此，不另外地设置隔离物就可以将液晶层厚在面内维持均匀。突起29a以提高制造效率为目的，与在透过显示区域T形成的突起28通过相同过程形成，另外，高度与突起28大致相同。
按照这样的液晶显示装置200，除了可以获得实施例1的液晶显示装置100具有的几个效果外，由于可以不另外使用金属铬形成黑色矩阵BM，所以，可以提高制造效率，降低成本，同时可以避免金属铬等的废弃而引起的破坏环境等的问题。另外，由于可以不另外使用隔离物而限制液晶层厚，所以，可以提高制造效率，降低成本。此外，在下基板10侧除了绝缘膜26外，还重叠地形成着色层22R、22G、22B，所以，在该下基板10上形成的台阶更大。因此，如本实施例那样，通过在上基板25侧形成突起28、29a，可以进一步提高制造效率以及突出高度的设计的容易性。
以上，是实施例2的液晶显示装置，但是，也可以附加例如图5那样的结构。即，在上述实施例中，仅在透过显示区域T形成了突起28，但是，在图5的液晶显示装置300中，对于反射显示区域R也形成了用于限制液晶分子的取向方向的突起29b。在该反射显示区域R形成的突起29b最好与点间区域的突起29a的高度大致相同，这时，可以消除突起29b与相对的基板的内面接触的情况，结果，可以良好地进行液晶分子的取向限制。
实施例3.
下面，参照附图说明实施例3的液晶显示装置。图6是表示实施例3的液晶显示装置400的平面结构(a)和剖面结构(b)的示意图，是与实施例2的图4以及图5相当的图。本实施例3的液晶显示装置400与实施例2相比，除了滤色器22(着色层22R、22G、22B)和绝缘膜26在上基板25侧形成、突起28、29a、29b在下基板10侧形成以外，基本结构与图4所示的液晶显示装置200和图5所示的液晶显示装置300大致相同，因此，对于符号与图4以及图5所示的符号相同的部分只要没有特别说明就表示相同的结构部件，并省略其说明。
如图6所示，实施例3的液晶显示装置400是作为开关元件使用薄膜晶体管(TFT)的有源矩阵型的半透过反射型液晶显示装置的例子，初始取向状态为垂直取向的液晶即由介电各向异性为负的液晶材料构成的液晶层50被夹持在下基板(元件基板)10和与其相对配置的上基板(对向基板)25之间。
下基板10在基板本体10A的表面以规定图形具体而言就是在反射显示区域R有选择地形成由铝、银等反射率高的金属膜构成的反射膜20a。此外，在没有形成反射膜20a的区域即透过显示区域T形成规定图形的透明电极9a，这些反射膜20a和透明电极9a成为一对而构成矩阵状形成的像素电极。
并且，在构成这些像素电极的反射膜20a和/或透明电极9a上形成突起28、29a、29b，分别位于透过显示区域T、反射显示区域R和点间区域。这些突起28、29a、29b的结构与上述实施例2相同。另外，在包含突起28、29a、29b的反射膜20a和透明电极9a上形成垂直取向性的取向膜27。
另一方面，上基板25在基板本体25A的表面设置包含重叠地形成各色的着色层22R、22G、22B的区域的滤色器22，在该滤色器22上形成作为液晶层厚调整层的绝缘膜26和整个面呈垫状的共用电极31a。在共用电极31a上形成将该电极部分地切除的缝隙91，在该缝隙91中发生倾斜电场。另外，在共用电极31a上形成具有垂直取向性的取向膜33a。
这样，在本实施例中，在位于像素电极间的滤色器22的点间区域形成有由各着色层22R、22G、22B层叠而构成的黑色矩阵BM。具体而言，在与反射显示区域R相邻的点间区域平面重叠地形成各色的着色层22R、22G、22B，成为由该层叠体显示黑的结构。这样，层叠各着色层的结果，在该点间区域，该层叠部分的滤色器22的层厚形成为厚膜。并且，突起29a发挥限制液晶层厚的功能，另一方面，突起28、29b发挥限制液晶分子的倾倒的方向的功能。
如上所述，利用在上基板25侧包含层叠各着色层22R、22G、22B而构成黑色矩阵的滤色器22的实施例3的液晶显示装置400，也可以获得实施例1的液晶显示装置100和实施例2的液晶显示装置200、300所具有的几个效果。
实施例4.
下面，参照附图说明实施例4的液晶显示装置。图7是表示实施例4的液晶显示装置500的平面结构(a)和剖面结构(b)的示意图，是与实施例2的图4和图5相当的图。本实施例4的液晶显示装置500除了主要以液晶取向限制为目的而形成的突起的形状不同以外，基本结构与图4和图5所示的液晶显示装置200、300大致相同，因此，对于符号与图4和图5所示的符号相同的部分只要没有特别说明就表示相同的结构部件，并省略其说明。
如图7所示，在本实施例的液晶显示装置500中，将在作为显示区域的点区域形成的液晶取向限制用的突起28、29b形成行状。即，在实施例1-实施例3中，用圆锥状乃至多角锤状的突起限制液晶分子的倾倒的方向，但是，在本实施例中，在点内用沿1个方向延伸的行状的突条限制液晶分子的倾倒的方向。这时，可以更良好地进行液晶分子的取向限制。
实施例5.
下面，参照附图说明实施例5的液晶显示装置。图9是表示实施例5的液晶显示装置600的平面结构(a)和剖面结构(b)的示意图，是与实施例1的图3相当的图。本实施例5的液晶显示装置600除了主要是开关元件和像素电极的结构不同以外，基本结构与图3所示的液晶显示装置100大致相同，因此，对于符号与图3所示的符号相同的部分只要没有特别说明就表示相同的结构部件，并省略其说明。
实施例5的液晶显示装置600是作为开关元件使用TFT(薄膜晶体管)的有源矩阵型的半透过反射型液晶显示装置的例子，初始取向状态为垂直取向的液晶即由介电各向异性为负的液晶材料构成的液晶层50被夹持在下基板(元件基板)610和与其相对配置的上基板(对向基板)625之间。
下基板610具有由石英、玻璃等透光性材料构成的基板本体10A，在其内面侧，和实施例1一样，在与反射显示区域R对应的位置有选择地形成绝缘膜(液晶层厚调整层)26，与此相应地，液晶层50的层厚成为在反射显示区域R和透过显示区域T不同的结构。在绝缘膜26的内面侧形成凹凸形状26a。
其次，在具有上述凹凸形状26a的绝缘膜26的内面侧有选择地形成反射膜620，该反射膜620的形成区域为反射显示区域R，反射膜620的非形成区域即反射膜620的开口部内为透过显示区域T。反射膜620伴随绝缘膜26的凹凸形状26a具有凹凸形状，可以防止反射显示中来自外部的映像进入，从而可以获得宽视角的显示。
另一方面，在透过显示区域T的基板本体10A的内面侧形成有由铟锡氧化物构成的电极609。该电极609在透过显示区域T有选择地形成，与反射显示区域R的反射膜620电连接(参见图9(a))。即，在本实施例中，在下基板610的内面侧，在透过显示区域T设置有由铟锡氧化物构成的电极609，另一方面，在反射显示区域R设置由铝等反射率高的金属膜构成的反射膜620，由这些电极609和反射膜620构成矩阵状的像素电极。在由电极609和反射膜620构成的像素电极上，在透过显示区域T的电极609上形成缝隙91，在电极609与反射膜620的边界部形成缝隙91。
另外，在由电极609和反射膜620构成的像素电极609的内面侧形成由聚酰亚胺等构成的取向膜27。取向膜27发挥使液晶分子相对膜面垂直取向的垂直取向膜的功能，没有进行摩擦等取向处理。
其次，上基板625具有由石英、玻璃等透光性材料构成的基本本体25A，在其内面侧形成有滤色器22，进而，在其内面侧，在基板整个面上形成配置成垫状的共用电极631。另外，在共用电极631的内面侧形成由聚酰亚胺等构成的取向膜33。该取向膜33发挥使液晶分子相对膜面垂直取向的垂直取向膜的功能，没有进行摩擦等取向处理。
这里，在共用电极631的内面侧，在透过显示区域T形成从该电极内面向液晶层50内部突出的突起28，具体而言，如图9(a)所示，突起28配置在具有大致呈矩形框状的形状的缝隙91的中央部。在上基板625的基板本体25A的内面侧，在像素区域外配置有与突起28同时形成的隔离物(图中未示出)。在本实施例中，突起28与隔离物的高度大致相同，所以，它们可以由通过1次光处理形成的由树脂等电介质构成的凸状部构成。
这样，像素区域内的突起28就发挥沿自身的倾斜面限制施加电场时的液晶分子的倾倒方向的取向控制部件的功能，像素区域外的隔离物就发挥液晶层厚(液晶单元厚度)的控制部件的功能。这样，就可以防止和抑制向错的发生和从斜方向看该液晶显示装置时发生的粗的污点状不均匀的现象。特别是，在本实施例中，在与形成绝缘膜26的基板相对的基板侧形成多个凸状部，在像素区域，作为液晶取向控制用的突起28使用，在像素区域外，作为控制液晶层厚的隔离物使用，从而实现了制造效率的提高。另外，也可以如实施例2所示的那样，在反射显示区域R形成突起28，而进行液晶分子的取向控制。
电子设备.
下面，说明具有本发明的上述实施例的液晶显示装置的电子设备的具体例子。
图8是表示移动电话的一例的立体图。在图8中，符号1000表示移动电话本体，符号1001表示使用了上述液晶显示装置的显示部。这样的电子设备，由于具备使用了上述实施例的液晶显示装置的显示部，所以，不论使用环境如何，都可以实现具有明亮的、对比度高的、宽视角的液晶显示部的电子设备。
以上，对本发明的实施例说明了其一例，但是，本发明的技术范围并不局限于此，在不脱离本发明的宗旨的范围内可以进行各种变更。例如，在上述实施例中，使用单片构成相位差片，但是，也可以用1/2波长片和1/4波长片的层叠体构成。该层叠体发挥宽频带圆偏振片的功能，可以使黑显示更无彩色化。另外，在本实施例中形成的突起的形状和电极缝隙的形状也不限于上述实施例的结构，只要是至少具有用于限制垂直取向的液晶分子的倾倒方向的结构就可以。

Claims (11)

1.一种液晶显示装置，其将液晶层夹持在一对基板间并在1个点区域内设置有透过显示区域和反射显示区域，其特征在于：
上述液晶层由初始取向状态呈垂直取向的介电各向异性为负的液晶构成，在上述一对基板中的至少一方的基板与上述液晶层之间设置用于使上述反射显示区域的液晶层厚小于上述透过显示区域的液晶层厚的液晶层厚调整层；
此外，在与形成有上述液晶层厚调整层的基板不同的基板侧设置从上述基板内面向上述液晶层内部突出的凸状部。
2.按权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：上述凸状部作为用于限制上述液晶的取向的取向限制部件而设置，具有相对于上述基板夹持液晶层的面以指定的角度倾斜的倾斜面。
3.按权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于：在上述一对基板的上述液晶层侧分别设置用于驱动该液晶的电极，并且在该电极中的至少一方的电极的上述液晶层侧设置上述凸状部。
4.按权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于：在上述凸状部和上述电极的液晶层内面侧形成使上述液晶垂直取向的取向膜。
5.按权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于：在与上述一对基板的液晶层不同的一侧，设置用于将圆偏振光入射到上述液晶层的圆偏振片。
6.按权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于：作为上述一对基板包含上基板和下基板，在与上述下基板的液晶层相反一侧设置有透过显示用的后照灯，并且在该下基板的液晶层侧设置有在上述反射显示区域有选择地形成的反射层。
7.按权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于：在形成有上述液晶层厚调整层的基板侧设置滤色器层，该滤色器层具有多个着色层，该多个着色层在点间区域平面看重叠地形成。
8.按权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于：在上述滤色器层的液晶层侧以覆盖至少上述着色层重叠地形成的区域的形式形成上述液晶层厚调整层；
此外，在与形成有上述滤色器层和上述液晶层厚调整层的基板不同的基板侧，在与至少上述着色层重叠地形成的区域相对的区域形成从该基板向上述液晶层侧突出的第2凸状部。
9.按权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于：权利要求1所述的凸状部(以下，也称为第1凸状部)和上述第2凸状部由相同的材料构成。
10.按权利要求8或9所述的液晶显示装置，其特征在于：上述第1凸状部和上述第2凸状部的高度大致相同。
11.一种电子设备，其特征在于：具有权利要求1至10的任意一项所述的液晶显示装置。
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