TW200528881A - Liquid crystal display device and electronic apparatus - Google Patents

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200528881 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關液晶顯示裝置，及電子機器。 【先前技術】、 近年來，具備垂直配向的液晶模式的液晶顯示裝置正 被實用化。在此種的液晶顯示裝置中，必須適當地控制對 基板垂直配向的液晶在電壓施加時傾倒的方向，將以其配 向控制爲目的之由槽（缺口部）及介電質突起所構成的配 向控制構造物設置於電極（參照專利文獻1)。並且，有 關上述介電質突起的配置條件的檢討亦被進行（參照非專 利文獻1 )。 〔專利文獻1〕專利第29473 50號公報 〔非專利文獻 1〕A Super-High Image Quality Multi-Domain Vertical Alignment LCD by New Rubbing-Less Technology ， SID1998 DIGEST 41.1 【發明內容】 (發明所欲解決的課題） 像上述以往的技術那樣設置配向控制構造，且適當地 設定其配置條件等，將有助於垂直配向模式的液晶顯示裝 置的高畫質化。但，本發明者在以垂直配向模式的液晶顯 示裝置能夠更高畫質化，廣視角化爲目的來深入硏究時得 知，在設置介電質突起來作爲上述配向控制構造物時，必 -4- 200528881 (2) 須按照液晶的特性來設置具備適當的特性之介電質突起。 亦即，當不進行其最適化時，在藉由介電質突起來進行垂 直配向液晶的配向控制之以往的液晶顯示裝置中反而會有 造成畫質降低之虞。本發明爲提供解決該問題點的手段者 ，其目的是在於提供一種可實現高畫質化，廣視角化的垂 直配向模式的液晶顯示裝置。 (用以解決課題的手段） 爲了解決上述課題，本發明的液晶顯示裝置，係於對 向面具有電極的一對基板間夾持初期狀態會呈垂直配向的 液晶層者，其特徵爲： 在構成1顯不單位的點區域内，在上述一對基板的一* 方基板，突出於上述液晶層側的介電質突起會被形成於上 述電極上，在上述一對基板的另一方基板的對向面側，在 與上述介電質突起鄰接於平面方向的位置設有配向控制構 造物， 當上述介電質突起的介電常數爲εη，構成上述液晶 層的液晶分子的長軸方向的介電常數爲ε//，短軸方向的 介電常數爲時，具有ε±>ε//>εη的關係。 若利用此構成，則於具備介電質突起來作爲垂直配向 液晶的配向控制構造物之液晶顯示裝置中，當介電質突起 的介電常數小於液晶分子的長軸方向的介電常數時，可良 好地進行點區域内的液晶的配向控制，進而能夠取得廣視 角，高亮度的顯示。 -5- 200528881 (3) 又，本發明的液晶顯示裝置，係於對向面具有電極的 一對基板間夾持初期狀態會呈垂直配向的液晶層者，其特 徵爲： 在構成1顯示單位的點區域内，在上述一對基板的一 方基板具備有：由該基板的上述電極上突出於上述液晶層 側而形成的介電質突起，及鄰接於該介電質突起而配置的 .配向控制構造物， 當上述介電質突起的介電常數爲εη，構成上述液晶 層的液晶分子的長軸方向的介電常數爲ε〃，短軸方向的 介電常數爲^時，具有su> ε//的關係。 若利用此構成，則於具備介電質突起來作爲垂直配向 液晶的配向控制構造物之液晶顯示裝置中，當介電質突起 的介電常數大於液晶分子的長軸方向的介電常數時，可良 好地進行點區域内的液晶的配向控制，進而能夠取得廣視 角，高亮度的顯示。又，本構成中，由於配向控制構造物 可爲僅設置於一方基板的構成，因此製造的容易性高’可 期待製造良品率的提升。 因此，若利用上述各構成，則於具備介電質突起來作 爲垂直配向液晶的配向控制構造物之液晶顯示裝置中’可 根據介電質突起的介電常數來適當地控制不同液晶分子的 電壓施加時的舉動，進而能夠提供一種可取得廣視角’高 亮度的顯示之液晶顯示裝置。 在本發明的液晶顯示裝置中，與上述介電質突起隣接 的配向控制構造物可爲設置於上述點區域内的上述電極中 -6 - 200528881 (4) 所形成的開口槽，或上述電極的邊緣部。 又，本發明的液晶顯示裝置中，與上述介電質突起隣 接的配向控制構造物可爲其他的介電質突起，當該其他的 介電質突起的介電常數爲et2時，對上述液晶分子的介電 常數ε//而言，具有ε//> et2的關係。 在具備上述構成的本發明的液晶顯示裝置中，作爲與 介電質突起隣接的配向控制構造物，可適用藉由產生於電 極邊緣的斜電場來進行電壓施加時的液晶分子的配向控制 者，及於液晶層中設置介電常數不同的突起物，而使電場 變形來進行配向控制者。 在本發明的液晶顯示裝置中，與上述介電質突起隣接 的配向控制構造物最好具有：設置於上述點區域内的電極 中所形成的開口槽，及設置於該開口槽的内側，介電常數 爲具有ε//>ει2的關係之其他的介電質突起。 若利用此構成，則由於設置藉由產生於開口槽的周邊 的斜電場及由介電質突起所產生的電場變形來進行液晶分 子的配向控制之配向控制構造物，因此即使是離開配向控 制構造物的位置的液晶分子，照樣能夠良好地進行配向控 制，有利於提高回應速度乃至開口率。 又，本發明的液晶顯示裝置，係於對向面具有電極的 一對基板間夾持初期狀態會呈垂直配向的液晶層者，其特 徵爲： 在構成1顯示單位的點區域内，在上述一對基板的一 方基板，突出於上述液晶層側的第1介電質突起會被形成 200528881 (5) 於上述電極上，在上述一對 第1介電質突起鄰接於平面 會被形成於上述電極上， 當上述第1介電質突灵 介電質突起的介電常數爲 子的長軸方向的介電常數赁 ει 時，具有 stl > ε//，及 ει2 通常設置於點區域來形 起是藉由同一材質來形成， 的介電質突起來進行配向控 的介電質突起憐接設置時， 板分別設置介電質突起。藉 ，廣視角的顯示。 年本發明的液晶顯示裝 進行反射顯示的反射顯示區 示區域。 藉此構成，可提供一種 顯示可能的半透過反射型液 其次，本發明之電子機 發明的液晶顯示裝置。若利 廣視角，高亮度的顯示部之 【實施方式】 以下，參照圖面來説明 基板的另一方基板，在與上述 方向的位置，第2介電質突起 £的介電常數爲εη，上述第2 εί2，構成上述液晶層的液晶分 ! ε//，短軸方向的介電常數爲 > ε//的關係。 成配向控制構造物的介電質突 但亦可藉由具有相異介電常數 制。當具有如此相異介電常數 最好如本構成那樣在不同的基 由這樣的構成，可取得高畫質 置中，在上述點區域内設有： 域，及進行透過顯示的透過顯 廣視角，高畫質的透過/反射 晶顯示裝置。 器的特徵係具備先前記載的本 用本發明，則可提供一種具有 電子機器。 本發明的實施形態。又’以下 -8- 200528881 (6) 爲了容易在所參照的各圖面中辨識圖，而適當地使各部@ 大小或厚度有所差異。圖1及圖2是分別表示本發明的第 1實施形態，第2實施形態的液晶顯示裝置的要部（基本 構成的一部份）的剖面構成圖。 圖1所示第1實施形態的液晶顯示裝置1 〇〇是在對向 配置的第1基板2 5與第2基板1 0之間夾持由介電向異性 爲負的液晶所構成的液晶層5 0。在第2基板1 0的内面側 (液晶層側）依次形成第2電極9，介電質突起1 8，及覆 蓋該等第2電極9，介電質突起18的垂直配向膜23。在 第1基板25的内面側依次形成第1電極31及垂直配向膜 3 3。在構成1顯示單位的點區域内，第1電極3 1是形成 比第2電極9狹窄，圖示左右方向（Y方向/第1基板 25的平面方向）的第1電極31的邊緣部（邊緣部缺口 部）31a，31a會被平面的配置於第2電極9的上方。亦 即，在1個點區域内，介電質突起1 8爲形成配置於第1 電極31 (形成於不同的基板）的邊緣部31a與邊緣部31a 之間的位置關係（介電質突起18與第1電極31的邊緣部 31a’ 31a爲平面不重疊錯開隣接配置的位置關係）。 另一方面，圖2所不第2貫施形態的液晶顯示裝置 2〇〇基本構成是與第1實施形態的液晶顯示裝置相同，但 介電質突起18爲設置於第1基板25的第1電極31上的 點相異。亦即，在1個點區域内，介電質突起1 8爲形成 配置於第1電極3 1 (形成於相同基板）的邊緣部3 1 a與 邊緣部31a之間的位置關係（介電質突起18與第1電極 -9- 200528881 (7) 3 1的邊緣部3 1 a，3 1 a爲隣接交互配置的位置關係）。 又，所謂點區域是構成1顯示單位的區域，例如一般 是藉由形成於一方基板的1個畫素電極及形成於對向的另 一方基板的對向電極來構成。 以如此的構成爲基礎，該等液晶顯示裝置1〇〇，200 構成液晶層50的液晶分子51是在電壓未被施加於上述兩 電極9，3 1的狀態（非選擇狀態，初期配向狀態）下，藉 由垂直配向膜2 3，3 3的配向規制力來對基板1 0，2 5配向 於垂直方向，若電壓被施加於上述兩電極間（選擇狀態） ，則會動作成倒向於基板1 〇，25的面方向。 又，液晶顯示裝置100，200具備供以控制上述電壓 施加時的液晶分子5 1的配向方向之配向控制構造物，亦 即介電質突起18，且可藉由產生於比設置於對向的基板 的電極更狹窄形成的電極的邊緣部（邊緣部 缺口部） 3 1 a之電場的變形來控制液晶分子5 1的配向。又，該等 第1實施形態，第2實施形態的液晶顯示裝置是設置於1 個點區域的略中央部的介電質突起18的介電常數（εη) 與液晶分子5 1的介電常數（ε//，ε i )的關係彼此形成不 同，根據該關係的差異，與介電質突起18隣接的配向控 制構造物（邊緣部3 1 a，9a )的配置關係會有所不同。在 此，液晶分子的介電常數ε//爲液晶分子的長軸方向（圖 示X方向）的介電常數，介電常數ε±爲液晶分子的短軸 方向（圖示Υ方向）的介電常數。以下將ε//，ε丄分別稱 爲長軸方向介電常數，短軸方向介電常數。 -10- 200528881 (8) 首先’在圖1所示第1實施形態的液晶顯示裝置1 00 中，應形成液晶的配向控制手段而設置的介電質突起i 8 的介電常數εΜ會形成小於液晶分子51的長軸方向介電常 數ε//。亦即，介電質突起1 8的介電常數stl與液晶分子 51的介電常數ε"，ε丄具有ε± > ε//> sti的關係。相對的 ，在圖2所示第2實施形態的液晶顯示裝置200中，介電 質突起18的介電常數εί1會形成大於液晶分子51的長軸 方向介電常數ε// ( stl > ε// )。 又，上述兩液晶顯示裝置是其介電質突起18的配置 不同。如此，本發明的液晶顯示裝置是按照介電質突起 18的介電常數與液晶分子51的介電常數的關係來適當地 設定介電質突起18與連接於該介電質突起18的配向控制 構造物（電極的邊緣部31a)的配置關係，藉此可取得高 畫質且廣視角的良好顯示。 以下，參照圖3〜圖1 0來說明有關對應於介電質突 起1 8的介電常數etl與液晶分子5 1的介電常數ε//，ε 1的 關係之液晶分子的舉動，及本實施形態的液晶顯示裝置的 作用。圖3〜圖10是表示計算使介電質突起18的介電常 數相異時之液晶分子的舉動的模擬結果的剖面構成圖。 圖3及圖4是表示在顯示介電質突起的介電常數επ 爲1 ·〇，液晶分子的長軸方向介電常數ε//爲4.0，短軸方 向介電常數ε』爲9.0的一個點區域内的要部（基本構成 的一部份）之液晶顯示裝置中，在兩電極9，3 1間施加電 壓之後不久的液晶狀態（圖3 )及經過100ms後的液晶狀 -11 - 200528881 (9) 態（圖4 )。 此外，在圖3〜圖8顯示結果的模擬中，電極及介電 質突起的構成’如圖示，在第2基板1〇的電極9上的略 中央部設有介電質突起18，第1電極31是形成比第2電 極9更狹窄，第1電極31的邊緣部31a，31a是配置於第 2電極9的上方。 圖5及圖6是表示在顯示介電質突起的介電常數εη 爲3.5，液晶分子的長軸方向介電常數ε//爲4.〇，短軸方 向介電常數ει爲9.0的一個點區域内的要部（基本構成 的一部份）之液晶顯示裝置中，在兩電極9，3 1間施加電 壓之後不久的液晶狀態（圖5 )及經過1 〇 〇 m s後的液晶狀 態（圖6 )。 圖7及圖8是表示在顯示介電質突起的介電常數etl 爲5.0，液晶分子的長軸方向介電常數ε//爲4.0，短軸方 向介電常數ε 1爲9 · 0的一個點區域内的要部（基本構成 的一部份）之液晶顯不裝置中’在兩電極9，31間施加電 壓之後不久的液晶狀態（圖7 )及經過1 〇〇ms後的液晶狀 態（圖8 )。 如該等的圖所示，介電質突起1 8與液晶分子5 1具有 ε 11 < ε //的關係，圖3〜圖6所示的條件是液晶分子5 1會 從介電質突起1 8倒向兩側（電極邊緣方向）’以介電質 突起1 8爲境界的2個液晶區域會形成對稱。以下說明有 關邊緣部3 1 a及介電質突起1 8的配向控制作用。 在無控制液晶分子的配向之手段時’藉由電壓施加， -12- 200528881 (10) 液晶分子會倒向隨機的方向。此情況，在不同配向狀態的 液晶區域的境界會出現不連續線（線缺陷），而形成殘像 或亮度降低等的原因。又，由於此線缺陷會藉施加電壓而 出現於不同的位置，因此點區域内的液晶區域的大小不會 安定，且液晶區域具有各不同的視角特性，所以從斜方向 來看時會出現零零落落的污點狀斑紋。於是，藉由設置液 晶分子的配向控制手段，可在電壓施加時使液晶分子傾倒 於規定方向來配向。 首先，利用圖3及圖4來説明介電質突起18的作用 。由於在含介電質突起18的第2電極9的表面形成有配 向膜23，因此如圖3所示，電壓無施加時及電壓無施加 之後不久的液晶分子5 1是對基板面垂直配向。在此，若 對第1電極3 1及第2電極9施加電壓，則由等電位線 5 2…所示的電場會形成於液晶層5 0.，特別是在介電質突起 18的周邊會藉介電質突起18與液晶分子51的介電常數 的差異而產生電場的變形。若產生如此的變形，則垂直配 向於基板面的液晶分子5 1會形成對此電場具有規定角度 的預傾。因此，可藉電壓施加來使液晶分子5 1往介電質 突起1 8的圖示左右方向外側（使與介電質突起1 8的傾斜 面接觸的角増大的方向）傾倒，而來規制配向。又，介電 質突起1 8的周邊區域的液晶分子亦可在倒骨牌的要領下 使傾倒於相同方向。 其次，說明有關電極的邊緣部3 1 a的作甩。在邊緣部 3 1 a亦形成能夠予以覆蓋的配向膜3 3，因此電壓無施加時 -13- 200528881 (11) 的液晶分子5 1會對基板面垂直配向。在此，若對第1電 極3 1及第2電極9施加電壓，則會如等電位線5 2 ...的形 狀所示，在電極邊緣部31a的周邊產生斜電場。又，因爲 電壓無施加時的液晶分子5 1的長軸方向由此斜電場來看 是形成規定角度傾斜配向，所以與對液晶分子賦予預傾時 相同。因此，可藉電壓施加來使液晶分子5 1從邊緣部 3 1 a往電極中央部側傾倒，而來規制配向。又，從邊緣部 3 1 a配置到内側（電極中央部側）的液晶分子5 1亦可以 倒骨牌的要領沿著邊緣部3 1 a的液晶分子的配向方向來使 接連地傾倒於相同方向。 根據以上的作用，藉上述介電質突起18及電極的邊 緣部3 1 a來配向規制的液晶分子5 1會在介電質突起1 8與 一方的邊緣部3 1 a之間一樣地傾倒於同方向，其結果，如 圖4异圖6所示，以介電質.突起1 8爲中心大致對稱的液 晶區域會被形成。因此，可知與圖3〜圖6的條件同樣的 構成之圖1所示實施形態的液晶顯示裝置1 〇〇可取得廣視 角，高亮度的良好顯示。 相對的，圖7及圖8所示的條件是介電質突起1 8與 液晶分子51的介電常數具有> ε//的關係，如圖8所示 ，液晶分子51在電壓施加時會傾倒於沿著介電質突起1 8 的傾斜面的方向Γ往介電質突起1 8的前端頂部的方向， 使與介電質突起1 8的傾斜面接觸的角減少的方向），介 電質突起18的周邊的液晶分子51也會倒向介電質突起 1 8側。另一方面，在第1電極3 1的邊緣部3 1 a，與先前 -14- 200528881 (12) 圖3〜圖6的條件同樣，液晶分子5 1會倒向第1電極3 1 的中央部。如此在介電質突起1 8與邊緣部3 1 a之間液晶 分子5 1傾倒於相反方向的結果，在介電質突起1 8與第1 電極的邊緣部3 1 a的中間地點，液晶分子5 1不會傾倒， 而產生線缺陷。 如此，若液晶分子5 1的介電常數與介電質突起1 8 的介電常數st!的値不同，則電壓施加時的液晶分子5 1的 舉動會形成不同，在圖3〜圖6所示8tI < ε//的條件下， 雖可在廣視角範圍取得高亮度的顯示，但在圖7，8所示 !> ε//的條件下，會因爲在點區域内產生線缺陷而造成 顯示品質降低。之所以會在上述各條件間產生如此液晶分 子的舉動的差異，那是因爲介電質突起18與液晶的介電 常數的差異會造成產生於液晶層5 0内的電場變形形狀有 所不同。亦即，在圖4及圖6所示的條件下，由兩圖所示 的等電位線52.··的形狀，在介電質突起1 8的圖示上方會 產生凸出於上側的電場變形，在圖8所示的條件下，相反 的會產生凸出於下側的電場變形。於是，液晶分子5 1的 傾倒方向會有所不同，因此形成於液晶層5 0的液晶區域 也會有所差異。 如上述，在圖7及圖8所示的條件（εη > ε//)下， 無法取得良好的顯示。因此，本發明者針對即使在圖7及 圖8所示的條件下也應可取得良好的顯示之液晶顯示裝置 的構成來進行檢討得知，如圖2所示的構成那樣，若將介 電質突起1 8設置於具有其他配向控制構成物（第1電極 -15- 200528881 (13) 3 1的邊緣部3 1 a )的第1基板2 5側，則在使用具有比液 晶分子的介電常數ε//還要高的介電常數的介電質突起18 時亦可取得良好的顯示。 圖9及圖10是表示與圖2所示的液晶顯示裝置200 同樣構成，亦即將介電質突起1 8配置於第1基板2 5的電 極3 1上的液晶顯示裝置的模擬結果。介電質突起1 8的介 電常數εη爲5.0 ’液晶分子51的長軸方向介電常數ε//爲 4.0，短軸方向介電常數^爲9.0。 如圖1 0所示，若採用圖2所示的構成，則電壓施加 時以介電質突起1 8爲中心的對稱液晶區域會形成於液晶 層50中，在形成ει1 > ε//的條件下亦可爲廣視角且高亮度 的良好顯示之液晶顯示裝置。 又’本發明者還針對使介電質突起18的介電常數εη 不同時的液晶顯示裝置的回應速度來進行檢證。其結果可 知’在圖3，4的條件（ει i = 1.0 )的液晶顯示裝置中，與 圖5 ’ 6的條件（εη=3.5 )的液晶顯示裝置相較下，在中 間調區域可提高5ms左右的回應速度。這由比較圖4與圖 6的等電位線52…的分布可知，介電質突起18所引起的 電場變形’圖4較大，藉此對液晶分子5 1的配向規制力 會變大。 又’上述實施形態中作爲與介電質突起1 8隣接的配 向控制構造物，具體而言是第1電極31的邊緣部31a， 但亦可取代該第i電極31的邊緣部31a，將可切開第i 電極3 1的一部份而形成的開口槽設置於介電質突起1 8的 -16· 200528881 (14) 兩側（位於第1電極3〗的點區域的端部的部份），此構 成亦可取得與上述同樣的效果’。 又’本發明中亦可適用與介電質突起18隣接的配向 控制構造物爲其他的介電質突起（第2介電質突起）的構 成。但此情況必須注意該其他的介電質突起（第2介電質 突起）的介電常數。亦即，如先前記載的説明所述，爲了 形成具備與第1電極的邊緣部31a或開口槽同等的配向控 制機能之介電質突起，該第2介電質突起的介電常數（ε(2 )對液晶分子5 1的長軸方向介電常數ε//必須具有εί2 < ε//的關係。 另一方面，當該第2介電質突起的介電常數ει2對液 晶分子的長軸方向介電常數ε//具有ει2 > ε//的關係時，液 晶分子51在電壓施加時會從周圍倒向該介電質突起，因 此在構成具備該第2介電質突起的'液晶顯示裝置時，在圖 1所示的構成中，與介電質突起1 8同側（第2基板的電 極9上），亦即在夾著介電質突起1 8的兩側設置第2介 電質突起，取代設置第1電極的邊緣部31a，在圖2所示 的構成中，在與介電質突起18相反的一側（第2基板的 電極9上）的端部設置第2介電質突起，取代設置第丨電 極的邊緣部3 1 a。若採用該等的構成，則具有比液晶分子 的長軸方向介電常數ε//還高的介電常數ει2的第2介電質 突起爲當作鄰接於介電質突起18的配向控制構造物來設 置的液晶顯示裝置中亦可取得廣視角，高亮度的良好顯示 -17· 200528881 (15) (液晶顯示裝置的具體構成例） 上述實施形態所示的構成可適用於所有具備介電 性爲負的垂直配向液晶的液晶顯示裝置。圖1 1是表 種型態的液晶顯示裝置的槪略構成圖。圖 π ( a )爲 型，（b )爲反射型，（c )及（d )爲半透過反射型 ，圖11(c)是表示第1基板爲元件基板，第2基板 向基板時，（d)是表示第2基板爲元件基板，第1 爲對向基板時。在圖1 1所示的各液晶顯示裝置中， 透明電極的表面形成介電質突起，開口槽等，則皆可 上述效果。於是，在後述的實施例中是以圖1 1 ( a ) 的透過型液晶顯示裝置爲第1構成例來進行説明。又 2構成例爲適用於圖1 1 ( c )所示的半透過反射型液 示裝置。 <第1構成例> 圖1 2是表示先前實施形態的液晶顯示裝置的詳 成例的部份立體圖，圖1 3是表示同液晶顯示裝置的 區域内的部份剖面構成圖，圖1 4是表示以3個點區 構成的1畫素區域的平面構成圖。該等圖所示的液晶 裝置是開關元件爲使用TFD ( Thin Film Diode )元件 端子型非線形元件）的主動矩陣方式的彩色液晶顯示 ’但本發明亦可適用於開關元件爲使用TFT ( Thin Transistor )元件的主動矩陣方式的液晶顯示裝置。 向異 示各 透過 。又 爲對 基板 若於 取得 所示 ，第 晶顯 細構 1點 域來 顯示 (二 裝置 Film 並且 -18- 200528881 (16) ’圖1 3所示的部份剖面構造是對應於沿著圖1 4所示的 A · A線的剖面構造。 如圖1 2所示，本例的液晶顯示裝置是以互相對向的 元件基板（第1基板）2 5與對向基板（第2基板）1 0爲 主體’在上述兩基板1 〇，2 5之夾持圖示省略的液晶層。 如圖1 3所示，此液晶層是由初期配向爲呈垂直配向之介 電向異性爲負的液晶所構成。元件基板25是由玻璃或塑 膠’石英等的透光性材料所構成的基板，在其内面側（圖 示下面側），延伸於與上述對向基板1 0的掃描線9交叉 的方向之複數條資料線1 1會設成條紋狀。又，由ITO ( 銦錫氧化物）等的透明導電材料所構成的平面視略矩形狀 的複數個畫素電極（第1電極）3 1會被配列形成矩陣狀 ’且經由各對應設置的TFD元件1 3來與上述資料線1 1 連接。 另一方面，對向基板 10亦由玻璃或塑膠，石英等的 透光性材料所構成的基板，在其内面側（圖示上面側）形 成有彩色濾光片層22及複數條掃描線9。如圖12所示， 彩色據光片層22是形成平面視略矩形狀的彩色濾光片 22R ’ 22G ’ 22B會被周期性的配列之構成。各彩色濾光 片22R’ 22G’ 22B是對應於上述元件基板25的畫素電極 31來形成。又，掃描線9是由ITO等的透明導電材料來 形成略帶狀’延伸於與上述元件基板2 5的資料線1 1交叉 的方向。又，掃描線9是以能夠覆蓋配列於其延在方向的 上述彩色濾光片22R，22G，22B之方式來形成，具有作 •19· 200528881 (17) 爲對向電極（第1電極）的機能。藉由畫素電極31的形 成區域來構成1點，且藉由具備彩色濾光片22R，22G， 2 2 B的3點來構成1畫素。 〔剖面構造〕 其次，圖1 3是表示圖1 2之1點區域内的部份剖面構 成圖。此圖13中，爲了容易理解，而省略元件基板25的 TFD元件及各種配線的記載。 如圖1 3所示，在元件基板2 5之畫素電極3 1的液晶 層側形成有由聚醯亞胺等所構成的垂直配向膜33。另一 方面，在對向基板1 〇之對向電極9的液晶層側形成有由 聚醯亞胺等所構成的垂直配向膜23。並且，在配向膜23 ，3 3皆會被施以垂直配向處理，但面磨等賦予預傾的處 理不_被實施。 而且，在元件基板2 5與對向基板1 〇之間夾持有由介 電向異性爲負的液晶材料所構成的液晶層5 0。此液晶材 料是如液晶分子5 1所示，在無施加電壓時對配向膜垂直 配向，在施加電場時對配向膜平行（亦即與電場方向垂直 )配向。並且，元件基板2 5及對向基板1 〇會藉由塗佈於 元件基板2 5及對向基板1 0的周縁部的密封材（未圖示） 來互相接著，且在由元件基板2 5及對向基板1 0與密封材 所形成的空間中封入液晶層5 0。 另一方面，在元件基板2 5的外面設有相位差板3 6及 偏光板3 7，在對向基板1 0的外面亦設有相位差板2 6及 -20- 200528881 (18) 偏光板27。此偏光板27，37具有只使振動於特定方向 直線偏光透過的機能。又，相位差板26，3 6是採用對 視光的波長具有略1/4波長的相位差的λ/4板。又，偏 板2 7，3 7的透過軸與相位差板2 6，3 6的遲相軸會以能 形成約45°的方式來配置，藉由偏光板27，37及相位 板2 6，3 6來構成圓偏光板。藉此圓偏光板，使能夠將 線偏光變換成圓偏光，將圓偏光變換成直線偏光。又， 光板27的透過軸及偏光板37的透過軸是配置成正交， 相位差板26的遲相軸及相位差板3 6的遲相軸亦配置成 交。而且，在對向基板1 〇的外面側之液晶單元的外側 置具有光源，反射器，導光板等的背光（照明手段）60 在圖1 3所示本實施形態的液晶顯示裝置中，如以 所述進行畫像顯示。從背光6 0照射的光是透過偏光板 及相位差板2 6來變換成圓偏光’射入液晶層5 0。並且 在無施加電壓時因爲與基板垂直配向的液晶分子無折射 向異性，所以入射光會保持圓偏光來行進於液晶層5 0 又，透過相位差板36的入射光會變換成與偏光板37的 過軸正交的直線偏光。又，由於該直線偏光不會透過偏 板2 7，因此本實施形態的液晶顯示裝置是在無施加電 時進行黒顯示（正常黑色模式）° 另一方面，若對液晶層5 0施加電場’則液晶分子 與基板平行再配向，而具備折射率向異性。因此’從背 6 〇射入液晶層5 0的圓偏光會在透過液晶層5 0的過程 換成楕圓偏光。即使該入射光透過相位差板3 6 ’還是 的 可 光 夠 差 直 偏 且 正 設 〇 下 27 率 〇 透 光 壓 會 光 變 不 -21 - 200528881 (19) 會被變換成與偏光板37的透過軸正交的直線偏光，其全 部或一部份會透過偏光板3 7。因此，本實施形態的液晶 顯示裝置是在電壓施加時進行白顯示。又，亦可藉由調整 施加於液晶層5 0的電壓來進行灰階顯示。 〔配向控制手段〕 圖1 4是表示以圖1 2所示液晶顯示裝置的3個點區域 來構成的1畫素區域的平面構成圖，以實線來表示元件基 板的構件，以一點虛線來表示對向基板的構件。如圖14 所不’在畫素電極31及對向電極9的表面形成有液晶分 子的配向控制手段之開口槽31b及介電質突起18等。在 畫素電極31形成有平面視略帶狀的複數個開口槽31b。 並且，在對向電極9的表面形成有平面視略帶狀的複數個 介電質突起18。而且，形成於對向基板1〇的各介電質突 起1 8及形成於元件基板2 5的各開口槽3 1 b的配置關係是 對畫素電極31的長邊方向交互（平面不重疊錯開）配置 。又，從畫素電極31的一方長邊到另一方長邊，以各突 起1 8的間隔及各槽3 1 b的間隔能夠擴大之方式來配置各 突起18及各槽31b。又，亦可與上述相反，在對向電極 10形成開口槽，在畫素電極31形成介電質突起。 介電質突起18是由樹脂等的介電質材料所構成，藉 由使用灰光罩的光蝕刻微影等來形成。本例的液晶顯示裝 置是在圖1所示液晶顯示裝置1 0 0的構成中採用複數個介 電質突起1 8及配向控制構造物（開口槽）的構成，因此 -22- 200528881 (20) 該介電質突起1 8的介電常數ειΙ是·形成小於液晶分 的長軸方向介電常數ε"。亦即，本構成例的液晶顯 置是採用圖1所示液晶顯示裝置的基本構成及作用， 介電質突起1 8與液晶層5 0的介電常數的關係來適當 定介電質突起18及開口槽31b的配置，因此點區域 會產生線缺陷，可取得廣視角，高對比度之良好的顯 又，本構成例的液晶顯示裝置中，平面性施加電 ，液晶分子會以略帶狀的開口槽3 1 b爲中心傾倒成放 。又，液晶分子51會以略帶狀的介電質突起18爲中 倒成放射狀。藉由該等介電質突起18及開口槽31a 用，在圖14所示的介電質突起18與開口槽31b之間 晶分子會配向於一定的方向，其結果，點區域内的液 5 0會被適當地配向控制。 又，本例中，與介電質突起1 8隣接的配向控制 物是在設置於點區域内的電極形成開口槽3 1 b的構成 亦可在該開口槽的内側設置其他的介電質突起，其係 介電常數st2爲ε// > st2的關係。若利用此構成，則 爲設置藉由產生於開口槽的周邊的斜電場及由介電質 所產生的電場變形來進行液晶分子的配向控制之配向 構造物，所以即使是離開配向控制構造物的位置的液 子，照樣能夠良好地進行配向控制，有利於提高回應 乃至開口率。 又，本例中雖介電質突起1 8爲形成於對向電極 ，但亦可將對向電極9切成對應於介電質突起1 8的 子51 示裝 按照 地決 内不 示。 場時 射狀 心傾 的作 ，液 晶層 構造 ，但 具有 會因 突起 控制 晶分 速度 9上 平面 -23- 200528881 (21) 形狀而形成槽，在此槽的内部設置介電質突起1 8。亦即 ，在形成有介電質突起18的部份之下層的對向電極9的 至少一部份會被切開（形成開口）。在如此的構成下，可 擴大電壓施加時產生於介電質突起18的周邊之電場的變 形，而能夠取得更大的配向規制力，因此可使液晶顯示裝 置的回應速度提升。 <構成例2 > 其次，說明有關本發明之液晶顯示裝置的第2構成例 。圖1 5是表示本構成例的液晶顯示裝置的1個點區域的 長度（長邊）方向的剖面構成圖，圖16是表示以3個點 區域來構成的1畫素區域的平面構成圖。本構成例的液晶 顯示裝置爲半透過反射型的液晶顯示裝置。有關與第1實 施形態同樣構成的部份省略其詳細説明。圖1 5所示的剖 面構造是對應於沿著圖1 6的B-B線的剖面構造。 如圖1 5所示，第2構成例的液晶顯示裝置是在第2 基板（對向基板）1 〇的内側形成有由鋁或銀等反射率高 的金屬膜等所構成的反射膜20。在此反射膜20的一部份 形成有對應於透過顯示區域而缺口的開口部2 0 a。又，畫 素電極（第1電極）31的形成區域與反射膜20的形成區 域的重疊部份會形成反射顯示區域，畫素電極3 1的形成 區域與反射膜2 0的非形成區域（亦即開口部2 0 a的形成 區域）的重疊部份會形成透過顯示區域。而且，在反射膜 2 0及基板1 0的内側設有彩色濾光片層2 2。又，亦可個別 -24- 200528881 (22) 設置應在反射顯示與透過顯示補償顯示色的彩度不同，在 反射顯示區域與透過顯示區域改變色純度的色材層。 另一方面，在兀件基板（第1基板）25的液晶層側 依次設置畫素電極31，複數（3個）個介電質突起18及 垂直配向膜3 3。 在彩色濾光片層22上大致對應於反射顯示區域的平 面位置形成有絕緣膜2 1。絕緣膜2 1是例如藉由丙烯樹脂 等的有機膜來形成膜厚2μιη±1μιη左右。未存在絕緣膜21 的部份的液晶層50的厚度爲2〜6μπι左右，反射顯示區 域的液晶層50的厚度是形成透過顯不區域的液晶層50的 厚度的約一半。亦即，絕緣膜2 1具有作爲液晶層厚調整 層的機能，其係藉由本身的膜厚來使反射顯示區域與透過 顯示區域的液晶層5 0的層厚有所不同，進而實現多間隙 構造。本例的液晶顯示裝置可藉由該構成來取得明亮且高 對比度的顯示。並且，在反射顯示區域與透過顯示區域的 境界附近形成有使絕緣膜2 1的層厚連續變化的傾斜面。 在圖1 5所示半透過反射型的液晶顯示裝置中，如以 下所述進行畫像顯示。首先，從元件基板25的上方射入 反射顯示區域的光會透過偏光板3 7及相位差板3 6來變換 成圓偏光，射入液晶層50。又，由於無施加電壓時與基 板垂直配向的液晶分子無折射率向異性，因此入射光會保 持圓偏光來行進於液晶層50。又，藉由反射膜20反射， 再透過相位差板3 6的入射光會被變換成與偏光板3 7的透 過軸正交的直線偏光。而且，此直線偏光不會透過偏光板 -25- 200528881 (23) 3 7。另一方面，從背光60射入透過顯示區域的光亦同 透過偏光板2 7及相位差板2 6來變換成圓偏光，射入液 層50。又，透過相位差板36的入射光會被變換成與偏 板3 7的透過軸正交的直線偏光。又，由於此直線偏光 會透過偏光板3 7，因此本實施形態的液晶顯示裝置是 無施加電壓時進行黒顯示（正常黑色模式）。 另一方面，若對液晶層50施加電場，則液晶分子 再配向於與基板平行，而對透過光發揮複折射作用。因 ，在反射顯示區域及透過顯示區域中射入液晶層5 0的 偏光會在透過液晶層50的過程變換成楕圓偏光。即使 入射光透過相位差板3 6，還是不會被變換成與偏光板 的透過軸正交的直線偏光，其全部或一部份會透過偏光 3 7。因此，本實施形態的液晶顯示裝置是在電壓施加時 行白P示。又，亦可藉由調整施加於液晶層5 0的電壓 進行灰階顯示。 如此，在反射顯示區域雖入射光會2次透過液晶 5 0，但在透過顯示區域入射光只會1次透過液晶層5 0 此情況，若在反射顯示區域與透過顯示區域之間液晶 5 0的延遲（相位差値）不同，則光透過率會產生差異 無法取得均一的畫像顯示。但，因爲在本實施形態的液 顯示裝置中設有液晶層厚調整層2 1，所以在反射顯示 域中可調整延遲。因此，在反射顯示區域及透過顯示區 中可取得均一的畫像顯示。 樣 晶 光 不 再 會 此 圓 該 3 7 板 進 來 層 〇 層 而 晶 域 -26- 200528881 (24) 〔配向控制手段〕 圖16是表示圖15所示液晶顯示裝置的1躉素區 平面構成圖，以實線來表示元件基板的各構成要素， 點虛線來表示對向基板的構成要素。如圖1 6所示， 素電極31從其長邊往中央部形成複數個槽31c。亦 對應於1點區域而配置的畫素電極3 1是以3個島狀 畫素3 2及予以連接的連結部來構成，該連結部爲實 成液晶分子的配向控制的槽3 1 c (電極的缺口）。藉 槽3 1 c來將畫素電極3 1分割成3個副畫素3 2，各副 是連接於中央部。並且，在3個副畫素32中至少1 畫素是對應於反射顯示區域來分配形成。因此，在形 畫素電極31的同一基板上，介電質突起18，槽31c 電質突起18，槽31c’及介電質突起18會以此順序 置於畫素電極31的長度（長邊）方向。 並且，在相當於各副畫素3 2的中心部的畫素電| 的表面分別形成有介電質突起18。此介電質突起18 成平面視略圓形狀’且如圖1 5所示形成側面視略三 狀。亦即，本構成例的液晶顯示裝置是採用圖2所示 實施形態的液晶顯示裝置2 0 〇的基本構成及作用，將 個介電質突起1 8設置於與配向控制構造物的複數 3 1 c相同的基板。 藉由形成有上述副畫素的電極構造，可在1個點 内形成複數個液晶區域。並且，副畫素3 2的角部會 以倒角等，而使副畫素3 2形成平面視略八角形狀乃 域的 以一 在畫 即， 的副 質形 由該 畫素 個副 成有 ，介 來配 i 3 1 是形 角形 第2 複數 個槽 區域 被施 至略 -27- 200528881 (25) 圓形狀。而且’若在液晶層施加電場’則液晶分子5 1會 對副畫素3 2的輪廊（圖1所不的邊緣部3 1 a )呈垂直傾 倒。並且，在介電質突起18的周邊’無施加電壓時，液 晶分子5 1會與介電質突起1 8的傾斜面垂直配向，施加電 壓時，如圖16所示’液晶分子51會倒向介電質突起18 ，液晶分子5 1會配向成以此爲中心的平面放射狀。 因此，可製作出複數個液晶分子的引向器（director )’進而能夠提供一種視野角廣的液晶顯不裝置。又’亦 可與上述相反，在對向電極9形成槽及介電質突起。 由於圖1 5及圖1 6所示本構成例的液晶顯示裝置是在 畫素電極31設有槽31c及介電質突起18，因此在使應夾 持液晶層.5 0的元件基板2 5與對向基板1 0貼合時，不必 進行槽31c與介電質突起18的對位，具有可容易製造液 晶顯示裝置，且可期待良品率的提升之優點。 (電子機器） 圖17是表示本發明的電子機器之一例的立體圖。該 圖所示的行動電話1 3 00是具備本發明的液晶顯示裝置來 作爲小尺寸的顯示部1 3 0 1，且具備複數個操作按鈕1 3 02 ，受話部1 3 0 3，及送話部1 3 0 4。 上述各實施形態的顯示裝置並非限於上述行動電話， 亦可適用於電子書，個人電腦，數位相機，液晶電視，取 景器型或監視器直視型的攝影機，衛星導航裝置，呼叫器 ’電子記事本，計算機，打字機，工作站，電視電話’ -28- 200528881 (26) P OS終端機，及具備觸控板的機器等之畫像顯示手段，在 任何的電子機器中皆可形成明亮，高對比度，且廣視野角 的透過/反射顯示。 【圖式簡單說明】 圖1是表示本發明之液晶顯示裝置的基本構成的剖面 構成圖。 圖2是表示本發明之液晶顯示裝置的基本構成的剖面 構成圖。 圖3是表示實施形態的模擬結果。 圖4是表示實施形態的模擬結果。 圖5是表示實施形態的模擬結果。 圖6是表示實施形態的模擬結果。 圖7是表示實施形態的模擬結果。 圖8是表示實施形態的模擬結果。 圖9是表示實施形態的模擬結果。 圖1 〇是表示實施形態的模擬結果。 圖I 1是表示可適用本發明的液晶顯示裝置的説明圖 〇 圖1 2是表示構成例之液晶顯示裝置的立體構成圖。 圖1 3是表示第1構成例之液晶顯示裝置的剖面構成 圖。 圖14是表示1畫素區域的平面構成圖。 圖1 5是表示第2構成例之液晶顯示裝置的剖面構成 -29- 200528881 (27) 圖。 圖16是表示1畫素區域的平面構成圖。 圖17是表示電子機器之一例的立體構成圖 【主要元件符號說明】 9···第2電極（對向電極） 10.. ·第2基板（對向基板） 18.. .介電質突起 2 5··.第1基板（元件基板） 31 ...第1電極（畫素電極） 3 la...邊緣部（配向控制構造物） 3 lb...開口槽（配向控制構造物） 3 lc...槽（配向控制構造物） 5 0 ...液晶層 5 I ...液晶分子 -30-

Claims (1)

1. 200528881 (1) 十、申請專利範圍 1. 一種液晶顯示裝置，係於對向面具有電極的一對基 板間夾持初期狀態會呈垂直配向的液晶層者，其特徵爲： 在構成1顯示單位的點區域内，在上述一對基板的一 方基板’突出於上述液晶層側的介電質突起會被形成於上 述電極上，在上述一對基板的另一方基板的對向面側，在 與上述介電質突起鄰接於平面方向的位置設有配向控制構 造物， 當上述介電質突起的介電常數爲εΜ，構成上述液晶 層的液晶分子的長軸.方向的介電常數爲ε//，短軸方向的 介電常數爲ε丄時’具有的關係。 2 · —種液晶顯示裝置，係於對向面具有電極的一對基 板間夾持初期狀態會呈垂直配向的液晶層者，其特徵爲： 在構成1顯示單位的點區域内，在上述一對基板的一 方基板具備有：由該基板的上述電極上突出於上述液晶層 側而形成的介電質突起，及鄰接於該介電質突起而配置的 配向控制構造物， 當上述介電質突起的介電常數爲!，構成上述液晶 層的液晶分子的長軸方向的介電常數爲ε//，短軸方向的 介電常數爲ε±時’具有εη>ε/ /的關係。 3·如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示裝置，其中 與上述介電質突起隣接的上述配向控制構造物係設置於上 述點區域内的上述電極中所形成的開口槽，或上述電極的 邊緣部。 -31 - 200528881 (2) 4·如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示裝置，其中 與上述介電質突起隣接的上述配向控制構造物係形成於上 述電極上之具有介電常數et2的其他介電質突起，對上述 液晶分子的介電常數ε//具有ε// > ει2的關係。 5 ·如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示裝置，其中 與上述介電質突起隣接的配向控制構造物係具有：設置於 上述點區域内的電極中所形成的開口槽，及設置於該開口 槽的内側’介電常數ει2爲具有ε//>ει2的關係之其他的 介電質突起。 6. —種液晶顯示裝置，係於對向面具有電極的一對基 板間夾持初期狀態會呈垂直配向的液晶層者，其特徵爲： 在構成1顯示單位的點區域内，在上述一對基板的一 方基板，突出於上述液晶層側的第1介電質突起會被形成 於上述電極上，在上述一對基板的另一方基板，在與上述 第1介電質突起鄰接於平面方向的位置，第2介電質突起 會被形成於上述電極上， 當上述第1介電質突起的介電常數爲εη，上述第2 介電質突起的介電常數爲εί2，構成上述液晶層的液晶分 子的長軸方向的介電常數爲ε//，短軸方向的介電常數爲 ε丄時，具有ειΐ>ε//，及st2>s//的關係。 7. 如申請專利範圍第1，2或6項之液晶顯示裝置， 其中在上述點區域内設有：進行反射顯示的反射顯示區域 ，及進行透過顯示的透過顯示區域。 8·—種電子機器，其特徵係具備申請專利範圍第1〜7 -32- 200528881 (3) 項的任一項所記載之液晶顯示裝置 -33-