液晶显示装置的制作方法

专利名称：液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示装置，特别涉及在液晶单元内具有反射部和透射部的液晶显示装置。
背景技术：
在显示设备的领域中，可得到高显示品质的有源矩阵(activematrix)型显示装置被广泛应用。在该显示装置中，在多个像素电极的每一个中设有开关元件，通过对每个像素电极的可靠的开关，可以容易地得到大型化、高精度化等特性。
近年来，要求电力消耗的降低，并要求尽可能扩大像素的区域而提高显示的亮度。因此，在有源矩阵基板整个面上形成厚膜的绝缘膜、在该绝缘膜上形成反射型的像素电极的技术已经实用化。在这样将像素电极置于绝缘膜上的构造中，能够防止在配设在绝缘膜下层的扫描线或信号线等与配置在上层的像素电极之间的电短路，所以能够以较大的面积形成像素电极，使其覆盖在这些配线上。由此，能够将包括形成有薄膜晶体管(Thin Film Transistor以下简称为TFT)等开关元件或扫描线、信号线的区域几乎所有的区域作为用于显示的像素区域，能够提高开口率而得到明亮的显示。
此外，由于仅以使用反射型的像素电极的液晶显示方式在暗处是不能使用的，所以通过在液晶显示装置上并设背灯(back light)、而将反射型液晶显示装置做成可部分地透射显示的结构的半透射型液晶显示装置也被广泛使用。
此外，最近以OCB模式动作的液晶显示装置也受到关注。该OCB模式是利用如下特性来进行灰度显示的模式在电压施加时液晶分子为弯曲取向状态，随着进一步施加电压，一个取向膜侧的预倾角逐渐变化。该OCB模式具有能够高速响应、并具有较高的视野角的特长。
此外，最近如专利文献1所述那样，提出了在由一对取向膜夹着的液晶层中使一个取向膜平行取向、使另一个取向膜垂直取向、液晶分子混合取向的类似于OCB模式的模式。
专利文献1日本特开平9-146086号公报但是，在将反射型液晶显示装置做成可部分地透射显示的结构的半透射型液晶显示装置中，在做成了以OCB模式使透射区域动作、以类似于OCB模式的模式使反射区域动作的液晶显示装置的情况下，可以期待实现高速响应性、反射显示与透射显示两者都优良的液晶显示装置。但是，这种液晶显示装置具有如下的问题在一个像素内存在液晶层的厚度不同且动作模式也不同的2个区域，特别是在同一像素中，在透射显示状态和反射显示状态下对比度差异很大。

发明内容
本发明是鉴于上述问题而做出的，目的是提供一种半透射型液晶显示装置，是在反射部与透射部液晶层的厚度不同的双隙型(多隙型)半透射型液晶显示装置中，通过调整透射部及反射部的光学特性，而使透射部与反射部中的对比度均匀，在任一种显示中都能得到良好的显示品质。
为了解决上述问题，本发明采用以下的结构。
本发明的液晶显示装置的特征在于，具有液晶单元，在隔着液晶层对置的一对透明基板中的一个透明基板的内面侧、从该一个透明基板侧开始依次设有公共电极及第1取向膜，在另一个透明基板的内面侧、设有多个开关元件及与各开关元件连接的多个像素电极，并且在上述开关元件上以及上述像素电极上设有第2取向膜；在上述一个透明基板的外面侧依次形成的第2、第1相位差板和第1偏振片；在上述另一个透明基板的外面侧依次形成的第3、第4相位差板和第2偏振片；在上述液晶单元中形成有与上述像素电极对应的多个像素区域，作为该像素区域的一部分的上述像素电极为反射性，上述像素区域的一部分为将从上述一个基板入射的光反射的反射部，上述像素区域的一部分以外的部分为使光从上述另一个基板侧透射到上述一个基板侧的透射部；上述液晶单元及上述第1～第4相位差板、以及第1第2偏振片的各光学特性如下述4种方法设定。
第一，设定为第1偏振片的吸收轴c的轴向(ψ+15°)-30°至(ψ+15°)+30°的范围；第1相位差板的延迟(ΔndRF1)大于等于250nm、小于等于290nm；第1相位差板的迟相轴d的轴向(ψ+30°)-15°至(ψ+30°)+15°的范围；第2相位差板的延迟(ΔndRF2)大于等于160nm、小于等于200nm；第2相位差板的迟相轴e的轴向(ψ+90°)-15°至(ψ+90°)+15°的范围；液晶单元的透射部的延迟(ΔndLT)大于等于900nm、小于等于1100nm；液晶单元的反射部的延迟(ΔndLR)大于等于115nm、小于等于145nm；第3相位差板的延迟(ΔndRF3)大于等于160nm、小于等于200nm；第3相位差板的迟相轴f的轴向(ψ+90°)-15°至(ψ+90°)+15°的范围；
第4相位差板的延迟(ΔndRF4)大于等于250nm、小于等于290nm；第4相位差板的迟相轴g的轴向(ψ+150°)-15°至(ψ+150°)+15°的范围；第2偏振片的吸收轴h的轴向(ψ+75°)-30°至(ψ+75°)+30°的范围。
第二，设定为第1偏振片的吸收轴c的轴向(ψ+105°)-30°至(ψ+105°)+30°的范围；第1相位差板的延迟(ΔndRF1)大于等于250nm、小于等于290nm；第1相位差板的迟相轴d的轴向(ψ+30°)-15°至(ψ+30°)+15°的范围；第2相位差板的延迟(ΔndRF2)大于等于160nm、小于等于200nm；第2相位差板的迟相轴e的轴向(ψ+90°)-15°至(ψ+90°)+15°的范围；液晶单元的透射部的延迟(ΔndLT)大于等于900nm、小于等于1100nm；液晶单元的反射部的延迟(ΔndLR)大于等于115nm、小于等于145nm；第3相位差板的延迟(ΔndRF3)大于等于160nm以上、小于等于200nm以下；第3相位差板的迟相轴f的轴向(ψ+90°)-15°至(ψ+90°)+15°的范围；第4相位差板的延迟(ΔndRF4)大于等于250nm、小于等于290nm；
第4相位差板的迟相轴g的轴向(ψ+150°)-15°至(ψ+150°)+15°的范围；第2偏振片的吸收轴h的轴向(ψ+165°)-30°至(ψ+165°)+30°的范围。
第三，设定为第1偏振片的吸收轴c的轴向(ψ+165°)-30°至(ψ+165°)+30°的范围；第1相位差板的延迟(ΔndRF1)大于等于250nm、小于等于290nm；第1相位差板的迟相轴d的轴向(ψ+150°)-15°至(ψ+150°)+15°的范围；第2相位差板的延迟(ΔndRF2)大于等于160nm、小于等于200nm；第2相位差板的迟相轴e的轴向(ψ+90°)-15°至(ψ+90°)+15°的范围；液晶单元的透射部的延迟(ΔndLT)大于等于900nm、小于等于1100nm；液晶单元的反射部的延迟(ΔndLR)大于等于115nm、小于等于145nm；第3相位差板的延迟(ΔndRF3)大于等于160nm、小于等于200nm；第3相位差板的迟相轴f的轴向(ψ+90°)-15°至(ψ+90°)+15°的范围；第4相位差板的延迟(ΔndRF4)大于等于250nm、小于等于290nm；第4相位差板的迟相轴g的轴向(ψ+30°)-15°至(ψ+30°)+15°的范围；
第2偏振片的吸收轴h的轴向(ψ+105°)-30°至(ψ+105°)+30°的范围。
第四，设定为第1偏振片的吸收轴c的轴向(ψ+75°)-30°至(ψ+75°)+30°的范围；第1相位差板的延迟(ΔndRF1)大于等于250nm、小于等于290nm；第1相位差板的迟相轴d的轴向(ψ+150°)-15°至(ψ+150°)+15°的范围；第2相位差板的延迟(ΔndRF2)大于等于160nm、小于等于200nm；第2相位差板的迟相轴e的轴向(ψ+90°)-15°至(ψ+90°)+15°的范围；液晶单元的透射部的延迟(ΔndLT)大于等于900nm、小于等于1100nm；液晶单元的反射部的延迟(ΔndLR)大于等于115nm、小于等于145nm；第3相位差板的延迟(ΔndRF3)大于等于160nm、小于等于200nm；第3相位差板的迟相轴f的轴向(ψ+90°)-15°至(ψ+90°)+15°的范围；第4相位差板的延迟(ΔndRF4)大于等于250nm、小于等于290nm；第4相位差板的迟相轴g的轴向(ψ+30°)-15°至(ψ+30°)+15°的范围；第2偏振片的吸收轴h的轴向(ψ+15°)-30°至(ψ+15°)+30°的范围。
其中，作为表示上述各轴向的(ψ+N°)的标记(N为上述整数)，在设液晶的取向方向为ψ时表示与该取向方向ψ所成的角度N，(ψ+N°)是从一个基板侧观察、从取向方向ψ向逆时针侧旋转N°时的角度，(ψ-N°)是从一个基板侧观察、从取向方向ψ向顺时针侧旋转N°时的角度。
根据上述结构，在以OCB模式及类似于OCB模式的模式动作的液晶显示装置中，能够使透射部及反射部的显示状态变得均匀，能够防止显示不均匀。特别是能够消除对比度的不均匀。
此外，本发明的液晶显示装置的特征在于，在上述液晶显示装置中，上述透射部以如下的模式动作使该透射部中的第1、第2取向膜的取向方向分别为平行取向，并且使电压施加时液晶层中含有的液晶分子为弯曲取向；上述反射部以如下的模式动作使该反射部中的第1、第2取向膜中任一个的取向方向为垂直取向、并使另一个的取向方向为平行取向，并且使电压施加时液晶层中含有的液晶分子为混合取向。
根据上述结构，透射部以OCB模式动作，反射部以类似于OCB模式的模式动作，所以能够构成高速响应性较好的液晶显示装置。
此外，本发明的液晶显示装置的特征在于，在上述液晶显示装置中，上述透射部中的上述液晶层的厚度被设定为上述反射部中的上述液晶层的厚度的2倍。
根据上述结构，可以使透射部中的液晶分子的排列形状为弓形状，使反射部中的液晶分子的排列形状为半弓形状。此外，可以使反射部中透射过液晶层的光的光路长与在透射部中透射过液晶层的光的光路长大致一致。
此外，在本发明的液晶显示装置中，优选为，使上述反射部中的像素电极为由金属模构成的反射性像素电极，并且使上述透射部中的像素电极为由透明导电膜构成的透射性像素电极。
此外，在本发明的液晶显示装置中，优选为，在上述一个基板与上述公共电极之间具有滤色器，上述反射部中的滤色器形成得比上述透射部中的滤色器薄。在本发明中，优选为，使反射部中的滤色器的厚度为透射部中的滤色器的厚度的二分之一。
在反射部中的滤色器中，光从液晶单元的表侧透射，并且该入射光被反射体反射、成为反射光、而再次透射。这样，在反射部中的滤色器中光透射2次。另一方面，在透射部中的滤色器中，来自背灯的光只透射1次。因此，如果使反射部及透射部中的滤色器做成均匀的厚度，则在反射部中亮度降低，并且在透射部与反射部之间产生色彩不均匀。
因而，在本发明中，通过采用上述结构，能够防止透射部与反射部的色彩不均匀而使对比度为一定，并且能够使亮度变得均匀。
进而，通过使反射部中的滤色器的厚度为透射部中的滤色器的厚度的二分之一，就能够彻底地防止色彩不均匀。
此外，本发明的液晶显示装置的特征在于，在上述液晶显示装置中，在上述反射部中的滤色器的液晶层侧层叠有透明树脂层，该反射部中的滤色器与上述透明树脂层的合计厚度与上述透射部中的滤色器的厚度相同。
通过上述结构，由于反射部中的透明树脂层与透射部中的滤色器形成同一平面，所以能够容易地控制液晶单元的单元间隙。
此外，本发明的液晶显示装置的特征在于，在上述液晶显示装置中，在上述透射性像素电极的周围邻接着上述反射体的阶梯部，该阶梯部的倾斜角度设定在大于等于25°、小于等于55°的范围。
通过上述结构，能够在阶梯部使光反射，能够使透射部与反射部的界线明确，能够防止色彩不均匀。
发明的效果根据本发明的液晶显示装置，通过使液晶单元、偏振片、以及相位差板的各光学特性最佳化，能够提供亮度均匀且没有色彩不均匀的液晶显示装置。


图1是表示作为本发明的实施形态的液晶显示装置的剖面示意图。
图2是表示作为本发明的实施形态的液晶显示装置中具有的液晶单元的剖面示意图。
图3是表示该液晶单元的TFT部分与像素电极的配置结构的一例的俯视概况图。
图4是表示该液晶单元的像素电极的配置结构的一例的俯视概况图。
图5是表示该液晶单元中具有的滤色器的一例的说明图。
图6是表示本发明的实施形态的液晶显示装置的主要部分的图，是表示第一组合的最佳光学条件的分解立体图。
图7是表示本发明的实施形态的液晶显示装置的第1偏振片的吸收轴c、第2相位差板的迟相轴d、第1相位差板的迟相轴e、上取向膜的取向方向a、下取向膜的取向方向b、第3相位差板的迟相轴f、第4相位差板的迟相轴g、以及第2偏振片吸收轴h的配置关系的第一组合的俯视图。
图8是表示本发明的实施形态的液晶显示装置的第1偏振片的吸收轴c、第2相位差板的迟相轴d、第1相位差板的迟相轴e、上取向膜的取向方向a、下取向膜的取向方向b、第3相位差板的迟相轴f、第4相位差板的迟相轴g、以及第2偏振片吸收轴h的配置关系的第二组合的俯视图。
图9是表示本发明的实施形态的液晶显示装置的第1偏振片的吸收轴c、第2相位差板的迟相轴d、第1相位差板的迟相轴e、上取向膜的取向方向a、下取向膜的取向方向b、第3相位差板的迟相轴f、第4相位差板的迟相轴g、以及第2偏振片吸收轴h的配置关系的第三组合的俯视图。
图10是表示本发明的实施形态的液晶显示装置的第1偏振片的吸收轴c、第2相位差板的迟相轴d、第1相位差板的迟相轴e、上取向膜的取向方向a、下取向膜的取向方向b、第3相位差板的迟相轴f、第4相位差板的迟相轴g、以及第2偏振片吸收轴h的配置关系的第四组合的俯视图。
图11是表示该液晶单元的反射体的凹部的形状的立体图。
图12是表示图11所示的凹部的剖面形状的说明图。
具体实施例方式
下面通过

作为本发明的一实施形态的液晶显示装置。另外，在以下所有的附图中，为了使附图易读，对各结构要素的膜厚及尺寸的比例等进行适当地改变而表示。
图1至图9表示本发明的半透射型液晶显示装置(液晶显示装置)的实施形态，本实施形态的半透射型液晶显示装置A是以OCB模式动作的，如图1所示，具有作为主体的液晶面板(液晶单元)1、和配设在该液晶面板1的背面侧的背灯4而构成。
液晶面板1如图1和图2所示，具有形成有开关元件10侧的有源矩阵基板2、与其对置设置的对置基板3、和保持在基板2、3之间的作为光调制层的液晶层5。
对置基板3是在基板41(一个透明基板)的内侧(液晶层5侧)依次配设滤色器42、公共电极43、和取向膜44而构成的。此外，有源矩阵基板2由基板6(另一个透明基板)、在基板6上形成的开关元件10、与开关元件连接的像素电极11、反射体20、和层叠在像素电极11上的取向膜29构成。并且，在取向膜29、44之间配置有液晶层5。
此外，像素电极11由层叠在基板6上的透射性像素电极11a、与绝缘膜20a一起构成反射体20的反射性像素电极11b构成。这些透射性像素电极11a和反射性像素电极11b分别与开关元件10连接。
另一方面，在对置基板3的外面侧，依次层叠有第2相位差板(与对置基板3相邻的相位差板)H3、第1相位差板(与第1偏振片相邻的相位差板)H2、和第1偏振片H1。此外，在有源矩阵基板2的外面侧，从有源矩阵基板2开始，依次层叠有第3相位差板H4、第4相位差板H5、以及第2偏振片H6。进而，在第2偏振片H6的下侧配置有背灯4。
上述结构的半透射型液晶显示装置A在可得到足够外光的情况下以不点亮背灯4的反射模式动作，在得不到外光的环境中点亮背灯4而以透射模式动作。
本发明的液晶显示装置在反射模式下以R-OCB模式动作，在透射模式下以OCB模式动作。
此外，在反射模式中，入射到第1偏振片H1中的光在该第1偏振片H1的作用下而变为直线偏光，该变成了直线偏光的光通过第1、第2相位差板H2、H3、液晶层5而变为椭圆偏光。接着，该变成了椭圆偏光的光受反射体20反射，再次依次通过液晶层5、第1、第2相位差板H3、H2，在第1偏振片H1的作用下再次变为直线偏光而射出。
进而，在透射模式中，从背灯4发出的光在第2偏振片H6的作用下变为直线偏光，该变成了直线偏光的光通过第4、第3相位差板H5、H4、液晶层5、以及第1、第2相位差板H3、H2而变为椭圆偏光。接着，该变成了椭圆偏光的光通过第1偏振片H1而变为直线偏光，从第1偏振片H1射出。
在有源矩阵基板2上，如图2、图3或图4所示，在基板6上，分别沿行方向(图3、图4的x方向)和列方向(图3、图4的y方向)电绝缘地形成有多个扫描线7和信号线8，在各扫描线7、信号线8的交叉部附近形成有TFT(开关元件)10。在本发明中，将在上述基板6上形成有像素电极11(11a、11b)的区域称作像素区域M，将形成有TFT10的区域、形成有扫描线7及信号线8的区域分别称作元件区域、配线区域。
TFT10具有逆交错型构造，从基板6的最下层开始依次形成有栅电极13、栅绝缘膜15、i型半导体层14、源电极17、以及漏电极18，在i型半导体层14的上方、源电极17与漏电极18之间，形成有防腐蚀层9。
即，从扫描线7的一部分延伸出来而形成栅电极13，在覆盖它的栅绝缘膜15上形成有岛状半导体层14，使其在俯视图中跨越栅电极13，在该i型半导体层14的两端侧的一个上经由n型半导体层16而形成源电极17，在另一个上经由n型半导体层16而形成漏电极18。
此外，在扫描线7和信号线8所包围的矩形状的各区域的中央部侧形成有由ITO等透明电极材料构成的透射性像素电极11a(像素电极11)，被形成为直接位于基板主体6上。因而，这些透射性像素电极11a形成在与栅电极13相同的面位置上。这些透射性像素电极11a直接与以骑在其一端11c上的形状连接的前述的源电极17的一端的连接部17a连接，并形成为俯视长方形状。该透射性像素电极11a如图3所示，形成为比扫描线7与信号线8所包围的矩形状的区域的纵向宽度短一些、前述的矩形状的区域的横宽的几分之一左右的大小。
基板6由玻璃、还有合成树脂等绝缘性透明基板构成。栅电极13由透明性的金属材料构成，如图3所示，与在行方向上配设的扫描线7一体地形成。栅绝缘膜15由氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)等硅类绝缘膜构成，形成在基板上，使其覆盖扫描线7和栅绝缘膜13、并且不覆盖前述的透射性像素电极11a。另外，这里形成栅绝缘膜15的位置至少需要为除了透射性像素电极11a和源电极17的连接部分的位置，所以，在该实施形态中，在透射性像素电极11a上没有形成栅绝缘膜15，但也可以将栅绝缘膜15形成在透射性像素电极11a上，使其形成在仅除了与源电极17的连接部分以外的透射性像素电极11a上。
半导体层14由非晶硅(a-Si)等构成，将经由栅绝缘膜15与栅电极13对置的区域作为通道区域而构成。源电极17和漏电极18由导电材料构成，在半导体层14上夹着通道区域而对置地形成。此外，漏电极18是分别从在列方向上配设的信号线8延伸出而形成的。
此外，为了在i型半导体层14和源电极17及漏电极18之间得到良好的电阻性接触，在半导体层14与各电极17、18之间，设有高浓度地掺杂了磷(P)等V族元素的n型半导体层(欧姆接触层)16。
进而，在基板6上层叠有由有机材料构成的绝缘膜20a，在该绝缘膜20a上形成有由Al、Ag等高反射率的金属材料构成的反射性像素电极11b(像素电极11)。由该绝缘膜20a和反射性像素电极11b构成反射体20。
反射性像素电极11b在绝缘膜20a上形成，使其成为比前述扫描线7和信号线8所包围的矩形状的区域小一些的俯视矩形状，如图4所示，在俯视时隔开预定的间隔而配置成矩阵状，以使上下左右排列的反射性像素电极11b彼此不短路。即，这些反射性像素电极11b配置为，使它们的端边沿着位于它们下方的扫描线7及信号线8，形成为，将扫描线7和信号线8所划出的区域的大体整个区域作为像素区域。另外，该像素区域相当于在液晶面板1上的显示区域。
绝缘膜20a为由丙烯类树脂、聚酰亚胺类树脂、苯并环丁烯(BCB)等构成的有机绝缘膜，使其强化TFT10的保护功能。该绝缘膜20a较厚地层叠在基板6上，为了使透射性像素电极11a与TFT10及各种配线的绝缘变得可靠，来防止在与透射性像素电极11a之间产生较大的寄生电容，并通过厚膜的绝缘膜20a使由TFT10及各种配线形成的基板6上的阶梯差构造平坦化。
接着，在绝缘膜20a上设有接触孔21，使其达到各源电极17的一端部17a，并且形成有洼部22，使该洼部22位于前述的透射性像素电极11a的上方。在对应于洼部22的形成位置的部分的反射性像素电极11b上形成有平面形状的透孔23，使其与洼部22的开口部22a一致。这些洼部22形成为，将绝缘膜20a在其深度方向上除去大部分，仅在其底部22b侧保留一部分作为包覆层20b，并且，形成为比透射性像素电极11a短一些的短长方形状，以使洼部22的平面形状与透射性像素电极11a的平面形状相对应。
在各像素区域中，洼部22的形成区域为将来自有源矩阵基板2侧的入射光(从背灯4射出的光)透射的透射部30，反射性像素电极11b的非透孔部(没有形成透孔23的部分)为将来自对置基板3的入射光反射的反射部35。
此外，像素电极11(11a、11b)中的一个对应于大致一个像素区域，透孔23的面积与透射显示时的光通过区域对应，所以优选为使透孔23的面积占前述像素电极11整体面积的比例为20～60％的范围，例如为40％。进而，在该实施形态中，在像素电极11上仅形成了1个透孔23，但也可以在像素电极11上形成多个透孔。此时使合计了多个透孔的总面积为像素电极11整体面积的20～60％。当然，在这种情况下，配合多个透孔的形成位置而在各透孔下方分别设有凹部。
在设于绝缘膜20a上的接触孔21中，形成有由导电材料构成的导电部25，经由该导通部25将反射性像素电极11b、和配置在绝缘膜20a的下层侧的源电极17电连接。因而，源电极17与透射性像素电极11a和反射性像素电极11b两者电连接。
并且，在如上述那样构成的基板6上，还形成有实施了摩擦等预定的取向处理的由聚酰亚胺等构成的下基板侧取向膜29(取向膜)，使其覆盖反射体20和洼部22。该下基板侧取向膜29在形成于透射部30上的部分、和形成于反射部35上的部分实施了不同的取向处理，由在透射部30的液晶层侧的面上形成的透射部取向膜29a、和在反射部35的液晶层侧的面上形成的反射部取向膜29b构成。
此外，在形成于绝缘膜20a上的洼部22中，形成有对应于绝缘膜20a的厚度的洼部22的侧壁、即阶梯部22e。在本实施形态中，该阶梯部22e的倾斜角度设定为25°以上55°以下的范围内。通过该结构，能够在阶梯部22e上使光反射，可以使透射部30与反射部35的界线不明显，能够防止显示不均匀。如果倾斜角度不到25°，则向斜线部的法线方向的斜影变长、有效显示区域变小，所以不优选；如果倾斜角度超过55°，则因凹凸而导致的取向散乱会变得显著，所以不优选。更有选的阶梯部22e的倾斜角度是40°。
特别优选的是，使阶梯部22e的倾斜角度与透射部取向膜29a上的液晶分子的预倾角一致。由此，可以使透射部30与反射部35的界线不明显，能够防止显示不均匀。
接着，对置基板3在由玻璃或塑料等构成的透光性基板41的液晶层5侧的面上形成有图2所示那样的滤色器层42。
滤色器层42如图5所例示那样，是将分别透射红(R)、绿(G)、蓝(B)的波长的光的滤色器42R、42G、42B周期地排列的结构，各滤色器42R、42G、42B设在与各像素电极11(11a、11b)对置的位置上。此外，在滤色器层42上，在没有形成滤色器42R、42G、42B的区域中，呈格子状地形成有黑矩阵等的遮光器42S、42T。
此外，滤色器42由配置在反射部35上的反射用滤色器42a、层叠在该反射用滤色器42a上的透明树脂层42b、和配置在透射部30上并与反射用滤色器42a成为一体的透射用滤色器42c构成。反射用滤色器42a的厚度为透射用滤色器42c的二分之一的厚度。此外，反射用滤色器42a与透明树脂层42b的合计厚度形成为与透射用滤色器42c的厚度大体相同的厚度。由此，使滤色器42的液晶层5侧的面成为平坦面。
并且，在上述滤色器42的液晶层侧，形成有ITO等透明的对置电极(公共电极)43和基板侧取向膜44。上基板侧取向膜44由实施了摩擦等预定的取向处理的聚酰亚胺等构成。该上基板侧取向膜44对形成于透射部30上的部分、和形成于反射部35上的部分实施了不同的取向处理。
并且，如上述那样构成的基板2、3，被衬垫(图示略)以相互隔开一定间隔的状态保持，并且如图1所示那样被以矩形框状涂敷在基板周边部上的热硬化性密封材料45粘接一体化。并且，在由基板2、3及密封材料45密闭的空间中封入液晶而形成作为光调制层的液晶层5，从而构成液晶单元1。
在本实施形态的半透射型液晶显示装置A中，如上述那样在绝缘膜20a上形成有洼部22，通过在该洼部22内也导入液晶，使透射部30中的液晶层5的厚度d3成为比反射部35中的液晶层5的厚度d4大的值，优选为使透射部30中的液晶层5的厚度d3成为反射部35中的液晶层5的厚度d4的2倍的值。即，反射体20的厚度与反射部35中的液晶层5的厚度d4的合计与透射部30中的液晶层5的厚度d3一致，进而，反射体20的厚度与反射部35中的液晶层5的厚度d4一致。
接着，说明本实施形态的半透射型液晶显示装置A的光学特性。
首先说明液晶单元1的光学特性。
液晶层5由常温下为向列状态的液晶分子构成。
在透射部30中的液晶层5中，如图2所示，在施加了基准电压(变为白显示的电压)时，上基板侧取向膜44和透射部取向膜29a附近的液晶分子变为平行取向(预倾角为3°～8°)，液晶层5的中央附近的液晶分子变为垂直取向，成为整体排列成弓形的所谓的弯曲取向。此外，如果从基准电压开始逐渐增加电压，则取向膜44、29a附近的液晶分子的预倾角对应于施加电压而逐渐变大，能够进行层级显示。如以上这样，本实施形态的液晶显示装置构成为，在透射部30中以OCB模式动作。
另一方面，在反射部35的液晶层5中，如图2所示，在施加了基准电压(变为白显示的电压)时，上基板侧取向膜44的液晶分子变为平行取向(预倾角为3°～8°)，透射部取向膜29a附近的液晶分子变为垂直取向(预倾角为88°～90°)，液晶层5的中央附近的液晶分子变为垂直取向，成为整体排列成半弓形的所谓的混合取向。此外，如果从基准电压开始逐渐增加电压，则取向膜44附近的液晶分子的预倾角对应于施加电压而逐渐变大，能够进行层级显示。如以上这样，本实施形态的液晶显示装置构成为，在反射部35中以类似于OCB模式的模式(R-OCB模式)动作。
另外，液晶层5中所包含的液晶分子的从对置基板3侧观察的取向方向是由上基板侧取向膜44的取向方向决定的。反射部35及透射部30的取向方向都为相同的方向。
作为构成该液晶层5的液晶，使用该液晶的复折射率(ΔnLC)的波长分散特性比第1相位差板H2的复折射率(ΔnRF1)的波长分散特性、第2相位差板H3的复折射率(ΔnRF2)的波长分散特性、第3相位差板H4的复折射率(ΔnRF3)的波长分散特性、以及第4相位差板H5的复折射率(ΔnRF4)的波长分散特性小的液晶，在可以得到更高的对比度、优良的显示特性的方面是优选的。构成液晶层5的液晶的ΔnLC的波长分散特性可以通过改变液晶材料本身而改变。此外，第1～第4相位差板H2～H5的ΔnRF1、ΔnRF2、ΔnRF3、ΔnRF4波长分散特性可以通过改变各相位差板的材料来改变。
接着，如图6和图7所示，透射部30及反射部35的上基板侧取向膜44的取向方向(摩擦方向)a、和透射部30的透射部取向膜29a的取向方向(摩擦方向)b要对应于液晶分子的取向方向而优选地做成大致平行。此外，反射部的反射部取向膜29b的取向方向优选地做成垂直取向。另外，如图6和图7所示，使各取向方向a、b的方向为液晶的取向方向ψ。进而，在图6和图7中，标号Z是分别与液晶单元1、第1、第2、第3、第4相位差板H2～H5以及第1、第2偏振片H1、H6的光的入射侧的面正交的方向。
上述那样的液晶单元1的透射部30的复折射率(ΔnLT)与液晶层5的厚度d(d3)的积、即延迟(ΔndLT)的值设定在900nm以上1100nm以下的范围(测量波长589nm)内。如果ΔndLT在该范围以外则白显示变暗或会着色成黄色，所以不优选。
此外，液晶单元1的反射部35的复折射率(ΔnLT)与液晶层的厚度d(d4)的积、即延迟(ΔndLR)的值设定在115nm以上145nm以下的范围(测量波长589nm)内。如果ΔndLR在该范围以外则白显示变暗或对比度降低，所以不优选。
接着说明相位差板H2～H5以及偏振片H1、H6的光学特性。
另外，在本实施形态的半透射型液晶显示装置A中，如上述那样构成为，仅在透射模式的情况下光透射过第3、第4相位差板H4、H5以及第2偏振片H6。因而，第1、第2相位差板H2、H3以及第1偏振片H1与由透射模式及反射模式两者进行液晶显示装置的动作有关，第3、第4相位差板H4、H5以及第2偏振片H6仅与透射模式有关。在相位差板H2～H5以及偏振片H1、H6的最适合的光学特性中有4种组合。以下就各个组合进行说明。
此外，作为表示以下说明的各相位差板的迟相轴的轴向的(ψ+N°)的标记(N为下述整数)，表示与液晶层的取向方向ψ所成的角度N，(ψ+N°)是从一个基板侧观察，向逆时针旋转侧从取向方向ψ开始旋转N°时的角度。此外，(ψ-N°)是从一个基板侧观察，向顺时针旋转侧从取向方向ψ开始旋转N°时的角度。
进而，(ψ±N°)+n°是从(ψ±N°)的位置开始再向逆时针旋转侧旋转n°时的角度，此外，(ψ±N°)-n°是从(ψ±N°)的位置开始再向顺时针旋转侧旋转n°时的角度。
(第一组合)第1～第4相位差板H2～H5由1轴延伸的降冰片烯类树脂(例如ZEONOR(ゼオノア日本ゼオン制)、ARTON(ア一トンJSR制)等)、或者聚碳酸酯的薄膜等构成，延伸方向为迟相轴。
第1相位差板H2的ΔndRF1设定在250nm以上290nm以下的范围(测量波长589nm)内。如果ΔndRF1在上述范围以外，则在透射模式及反射模式中，得不到高对比度或高亮度。
此外，第1相位差板H2的迟相轴d如图6和图7所示，与上述取向方向ψ所成角度(ψRF1)设定在从光的入射侧观察、从(ψ+30°)-15°到(ψ+30°)+15°的范围内。如果迟相轴d不设定在该范围中，则在透射模式及反射模式中，得不到高对比度或高亮度。
接着，第2相位差板H3的ΔndRF2设定在160nm以上200nm以下的范围(测量波长589nm)内。如果ΔndRF2在上述范围以外，则在透射模式及反射模式中，得不到高对比度或高亮度。
此外，第2相位差板H3的迟相轴e如图6和图7所示，与上述取向方向ψ所成角度(ψRF2)设定在从光的入射侧观察、从(ψ+90°)-15°到(ψ+90°)+15°的范围内。如果迟相轴e不设定在该范围中，则在透射模式及反射模式中，得不到高对比度或高亮度。
此外，第3相位差板H4的ΔndRF3设定在160nm以上200nm以下的范围(测量波长589nm)内。如果ΔndRF3在上述范围以外，则在透射模式及反射模式中，得不到高对比度或高亮度。
此外，第3相位差板H4的迟相轴f如图6和图7所示，与上述取向方向ψ所成角度(ψRF3)设定在从光的入射侧观察、从(ψ+90°)-15°到(ψ+90°)+15°的范围内。如果迟相轴f不设定在该范围中，则在透射模式中，得不到高对比度或高亮度。
进而，第4相位差板H5的ΔndRF4设定在250nm以上290nm以下的范围(测量波长589nm)内。如果ΔndRF4在上述范围以外，则在透射模式及反射模式中，得不到高对比度或高亮度。
此外，第4相位差板H5的迟相轴g如图6和图7所示，与上述取向方向ψ所成角度(ψRF4)设定在从光的入射侧观察、从(ψ+150°)-15°到(ψ+150°)+15°的范围内。如果迟相轴g不设定在该范围中，则在透射模式中，得不到高对比度或高亮度。
接着，第1偏振片H1的吸收轴c如图6和图7所示，与上述取向方向ψ所成角度(ψpol1)设定在从光的入射侧观察、从(ψ+15°)-30°到(ψ+15°)+30°的范围内。如果第1偏振片H1的吸收轴c不设定在该范围中，则在透射模式及反射模式中，不能以高亮度得到良好的白显示。
此外，第2偏振片H6的吸收轴h如图6和图7所示，与上述取向方向ψ所成角度(ψpol2)设定在从光的入射侧观察、从(ψ+75°)-30°到(ψ+75°)+30°的范围内。如果第2偏振片H6的吸收轴h不设定在该范围中，则在透射模式中，不能以高亮度得到良好的白显示。
(第二组合)第1～第4相位差板H2～H5与第一组合同样，由1轴延伸的降冰片烯类树脂、或者聚碳酸酯的薄膜等构成，延伸方向为迟相轴。
第1相位差板H2的ΔndRF1设定在250nm以上290nm以下的范围(测量波长589nm)内。如果ΔndRF1在上述范围以外，则在透射模式及反射模式中，得不到高对比度或高亮度。
此外，第1相位差板H2的迟相轴d如图8所示，与上述取向方向ψ所成角度(ψRF1)设定在从光的入射侧观察、从(ψ+30°)-15°到(ψ+30°)+15°的范围内。如果迟相轴d不设定在该范围中，则在透射模式及反射模式中，得不到高对比度或高亮度。
接着，第2相位差板H3的ΔndRF2设定在160nm以上200nm以下的范围(测量波长589nm)内。如果ΔndRF2在上述范围以外，则在透射模式及反射模式中，得不到高对比度或高亮度。
此外，第2相位差板H3的迟相轴e如图8所示，与上述取向方向ψ所成角度(ψRF2)设定在从光的入射侧观察、从(ψ+90°)-15°到(ψ+90°)+15°的范围内。如果迟相轴e不设定在该范围中，则在透射模式及反射模式中，得不到高对比度或高亮度。
此外，第3相位差板H4的ΔndRF3设定在160nm以上200nm以下的范围(测量波长589nm)内。如果ΔndRF3在上述范围以外，则在透射模式及反射模式中，得不到高对比度或高亮度。
此外，第3相位差板H4的迟相轴f如图8所示，与上述取向方向ψ所成角度(ψRF3)设定在从光的入射侧观察、从(ψ+90°)-15°到(ψ+90°)+15°的范围内。如果迟相轴f不设定在该范围中，则在透射模式中，得不到高对比度或高亮度。
进而，第4相位差板H5的ΔndRF4设定在250nm以上290nm以下的范围(测量波长589nm)内。如果ΔndRF4在上述范围以外，则在透射模式及反射模式中，得不到高对比度或高亮度。
此外，第4相位差板H5的迟相轴g如图8所示，与上述取向方向ψ所成角度(ψRF4)设定在从光的入射侧观察、从(ψ+150°)-15°到(ψ+150°)+15°的范围内。如果迟相轴g不设定在该范围中，则在透射模式中，得不到高对比度或高亮度。
接着，第1偏振片的吸收轴c如图8所示，与上述取向方向ψ所成角度(ψpol1)设定在从光的入射侧观察、从(ψ+105°)-30°到(ψ+105°)+30°的范围内。如果第1偏振片H1的吸收轴c不设定在该范围中，则在透射模式及反射模式中，不能以高亮度得到良好的白显示。
此外，第2偏振片H6的吸收轴h如图8所示，与上述取向方向ψ所成角度(ψpol2)设定在从光的入射侧观察、从(ψ+165°)-30°到(ψ+165°)+30°的范围内。如果第2偏振片H6的吸收轴h不设定在该范围中，则在透射模式中，不能以高亮度得到良好的白显示。
(第三组合)第1～第4相位差板H2～H5与第一组合同样，由1轴延伸的降冰片烯类树脂、或者聚碳酸酯的薄膜等构成，延伸方向为迟相轴。
第1相位差板H2的ΔndRF1设定在250nm以上290nm以下的范围(测量波长589nm)内。如果ΔndRF1在上述范围以外，则在透射模式及反射模式中，得不到高对比度或高亮度。
此外，第1相位差板H2的迟相轴d如图9所示，与上述取向方向ψ所成角度(ψRF1)设定在从光的入射侧观察、从(ψ+150°)-15°到(ψ+150°)+15°的范围内。如果迟相轴d不设定在该范围中，则在透射模式及反射模式中，得不到高对比度或高亮度。
接着，第2相位差板H3的ΔndRF2设定在160nm以上200nm以下的范围(测量波长589nm)内。如果ΔndRF2在上述范围以外，则在透射模式及反射模式中，得不到高对比度或高亮度。
此外，第2相位差板H3的迟相轴e如图9所示，与上述取向方向ψ所成角度(ψRF2)设定在从光的入射侧观察、从(ψ+90°)-15°到(ψ+90°)+15°的范围内。如果迟相轴e不设定在该范围中，则在透射模式及反射模式中，得不到高对比度或高亮度。
此外，第3相位差板H4的ΔndRF3设定在160nm以上200nm以下的范围(测量波长589nm)内。如果ΔndRF3在上述范围以外，则在透射模式及反射模式中，得不到高对比度或高亮度。
此外，第3相位差板H4的迟相轴f如图9所示，与上述取向方向ψ所成角度(ψRF3)设定在从光的入射侧观察、从(ψ+90°)-15°到(ψ+90°)+15°的范围内。如果迟相轴f不设定在该范围中，则在透射模式中，得不到高对比度或高亮度。
进而，第4相位差板H5的ΔndRF4设定在250nm以上290nm以下的范围(测量波长589nm)内。如果ΔndRF4在上述范围以外，则在透射模式及反射模式中，得不到高对比度或高亮度。
此外，第4相位差板H5的迟相轴g如图9所示，与上述取向方向ψ所成角度(ψRF4)设定在从光的入射侧观察、从(ψ+30°)-15°到(ψ+30°)+15°的范围内。如果迟相轴g不设定在该范围中，则在透射模式中，得不到高对比度或高亮度。
接着，第1偏振片的吸收轴c如图9所示，与上述取向方向ψ所成角度(ψpol1)设定在从光的入射侧观察、从(ψ+165°)-30°到(ψ+165°)+30°的范围内。如果第1偏振片H1的吸收轴c不设定在该范围中，则在透射模式及反射模式中，不能以高亮度得到良好的白显示。
此外，第2偏振片H6的吸收轴h如图9所示，与上述取向方向ψ所成角度(ψpol2)设定在从光的入射侧观察、从(ψ+105°)-30°到(ψ+105°)+30°的范围内。如果第2偏振片H6的吸收轴h不设定在该范围中，则在透射模式中，不能以高亮度得到良好的白显示。
(第四组合)第1～第4相位差板H2～H5与第一组合同样，由1轴延伸的降冰片烯类树脂、或者聚碳酸酯的薄膜等构成，延伸方向为迟相轴。
第1相位差板H2的ΔndRF1设定在250nm以上290nm以下的范围(测量波长589nm)内。如果ΔndRF1在上述范围以外，则在透射模式及反射模式中，得不到高对比度或高亮度。
此外，第1相位差板H2的迟相轴d如图10所示，与上述取向方向ψ所成角度(ψRF1)设定在从光的入射侧观察、从(ψ+150°)-15°到(ψ+150°)+15°的范围内。如果迟相轴d不设定在该范围中，则在透射模式及反射模式中，得不到高对比度或高亮度。接着，第2相位差板H3的ΔndRF2设定在160nm以上200nm以下的范围(测量波长589nm)内。如果ΔndRF2在上述范围以外，则在透射模式及反射模式中，得不到高对比度或高亮度。
此外，第2相位差板H3的迟相轴e如图10所示，与上述取向方向ψ所成角度(ψRF2)设定在从光的入射侧观察、从(ψ+90°)-15°到(ψ+90°)+15°的范围内。如果迟相轴e不设定在该范围中，则在透射模式及反射模式中，得不到高对比度或高亮度。
此外，第3相位差板H4的ΔndRF3设定在160nm以上200nm以下的范围(测量波长589nm)内。如果ΔndRF3在上述范围以外，则在透射模式及反射模式中，得不到高对比度或高亮度。
此外，第3相位差板H4的迟相轴f如图10所示，与上述取向方向ψ所成角度(ψRF3)设定在从光的入射侧观察、从(ψ+90°)-15°到(ψ+90°)+15°的范围内。如果迟相轴f不设定在该范围中，则在透射模式中，得不到高对比度或高亮度。
进而，第4相位差板H5的ΔndRF4设定在250nm以上290nm以下的范围(测量波长589nm)内。如果ΔndRF4在上述范围以外，则在透射模式及反射模式中，得不到高对比度或高亮度。
此外，第4相位差板H5的迟相轴g如图10所示，与上述取向方向ψ所成角度(ψRF4)设定在从光的入射侧观察、从(ψ+30°)-15°到(ψ+30°)+15°的范围内。如果迟相轴g不设定在该范围中，则在透射模式中，得不到高对比度或高亮度。
接着，第1偏振片H1的吸收轴c如图10所示，与上述取向方向ψ所成角度(ψpol1)设定在从光的入射侧观察、从(ψ+75°)-30°到(ψ+75°)+30°的范围内。如果第1偏振片H1的吸收轴c不设定在该范围中，则在透射模式及反射模式中，不能以高亮度得到良好的白显示。
此外，第2偏振片H6的吸收轴h如图10所示，与上述取向方向ψ所成角度(ψpol2)设定在从光的入射侧观察、从(ψ+15°)-30°到(ψ+15°)+30°的范围内。如果第2偏振片H6的吸收轴h不设定在该范围中，则在透射模式中，不能以高亮度得到良好的白显示。
接着说明反射体20的详细情况。
如图2及图11所示，在构成反射体20的绝缘膜20a的表面上，在对应于像素区域的位置上设有通过将复制模压接在绝缘膜20a的表面上而形成的多个凹部27。该多个凹部27如图11所示，对反射性像素电极11b赋予预定的表面凹部形状28，通过在反射性像素电极11b上形成的多个凹部27将入射到液晶面板中的光部分散射，从而被赋予了能够在更大的观察范围得到明亮的显示的扩散反射功能。此外，如图11所示，各凹部27密接地配置，使左右相邻的凹部相互将它们的开口部侧的内面的一部分连接而相邻。
这些凹部27的内面在该实施形态中形成为球面状，以预定角度(例如30°)入射到反射性像素电极11b中的光的扩散反射光的亮度分布以其正反射角度为中心在较大的范围内大致对称。具体而言，如图12所示，凹部27的内面的倾斜角θg设定在例如-18°～+18°的范围内。此外，相邻的凹部27的间距随机地配置，能够防止因凹部27的排列而产生的波纹。
此外，从制造的容易性出发，凹部27的直径设定在5μm～100μm。进而，凹部27的深度0.1μm～3μm的范围内。
另外，在图4所示的俯视图中，为了附图的简略化而省略了反射性像素电极11b上的凹部27，但反射性像素电极11b的外周轮廓由于在通常的液晶面板中为纵100～200μm左右、横向宽度30～90μm左右的大小，所以将前述的凹部27相对于反射性像素电极11b的大小的一例在图4的1个像素上用点划线表示。
这里，所谓“凹部27的深度”是指没有形成凹部27的部分从反射性像素电极11b的表面到凹部27的底部的距离，所谓“相邻的凹部27的间距”是指在俯视时具有圆形形状的凹部27的中心间距离。此外，所谓“凹部27的内面的倾斜角”是指，如图12所示，在凹部27的内面的任意处取0.5μm宽的微小范围时，该微小范围内的斜面相对于水平面(基板主体6的表面)的角度θg。该角度θg的正负，相对于在没有形成凹部27的部分的反射性像素电极11b的表面上竖起的法线，例如将图12的右侧的斜面定义为正，将左侧的斜面定义为负。
如以上详细说明那样，根据本实施形态的半透射型液晶显示装置A，由于将液晶单元1、相位差板H2～H5以及偏振片H1、H6的光学特性设定在上述范围内，所以在透射模式及反射模式中，能够以高亮度且高对比度得到良好的白显示。
此外，能够使透射部30和反射部35的显示状态变得均匀，能够防止显示不均匀。特别是能够消除对比度的不均匀。
此外，反射部35的滤色器42a的厚度设定为透射部30的滤色器42c的厚度的二分之一，所以能够防止透射部30及反射部35的色彩不均匀而使对比度成为一定，并且能够提高亮度。
此外，由于反射部35的透明树脂层42b和透射部30的滤色器42c在液晶层5侧形成同一个面，所以能够容易地控制液晶单元1的单元间隙。
进而，由于反射部35的液晶层5的厚度d4设定为透射部30的液晶层5的厚度d3的2倍，所以能够使在反射部35中透射过液晶层5的光的光路长、和在透射部30中透射过液晶层5的光的光路长大致一致。
(实施例)以下通过实施例更具体地说明本发明，但本发明并不仅限于以下的实施例。
对图1～图12所示的半透射型液晶显示装置的反射模式和透射模式的显示特性进行考察。
这里作为构成液晶单元的上下取向膜，使用PIA-5560(商品名；チツソ株式会社制)。使上基板侧取向膜的取向方向a和透射部取向膜的取向方向b为同一方向，将反射部取向膜的取向方向调整为垂直取向。作为液晶层的液晶，使用AP-5517XX(商品名；チツソ石油化学株式会社制)。作为第1～第4相位差板，所有材质由ZEONOR(ゼオノア)构成。
作为反射体，使用对通过具有凹凸部的硅模在表面上形成了凹凸面的丙烯酸类感光性树脂基材(反射体用树脂基材)照射紫外线而硬化、在该感光性树脂基材上形成Al膜(反射性像素电极)的部件。该反射体的表面的凹凸面具有形成如图11和图12所示那样的球面的一部分的形状的凹面。
将液晶单元的ΔndLR及ΔndLT(测量波长589nm)、第1～第4相位差板的ΔndRF1～ΔndRF2、第1～第4相位差板的迟相轴d～g相对于上述取向方向ψ所成角度，分别如下述表1所示那样设定(实施例1～5)。
测量实施例1～5的反射型液晶显示装置的反射模式及透射模式下的亮度、对比度比、距离光源的距离。
在反射模式下的测量，是按光源、液晶单元、背灯的顺序排列，对将来自光源的光以方位角相对于液晶单元逆时针90度的方向、从图6的Z方向(法线方向)-30度的方向入射时的通常·白显示方式(N/W)的白显示状态(施加电压2.10V)时的亮度和黑显示状态(施加电压V＝5.5V)，求出对比度比。
此外，在透射模式下的测量，是按液晶单元、背灯的顺序排列，对将背灯的光照射到液晶单元中时的Z方向的透射光以受光角0度受光时的通常·白显示方式(N/W)的白显示状态(施加电压2.1V)时的亮度和黑显示状态(施加电压V＝5.1V)，求出对比度比。
进而，根据透射模式和反射模式下的测量结果，在实施例1～5的显示装置中，进行合格品(○)还是不合格品(×)的判断。判断基准为，在透射率y≥30％以上、对比度≥100、距离光源的距离(x，y色度座标中)≤0.03时为合格品(○)，在即使有一个不满足该基准时也为不合格品(×)。结果在图2中表示。
表1


表2


由上述表1和表2所示的结果可知，实施例1、2、5的显示装置由于没有将液晶单元的ΔndLR及ΔndLT设定在优选的范围内，所以透射模式及反射模式的对比度比变低，判断为不合格品(×)。
对于其他显示装置(实施例3和4)，由于液晶单元、第1～第4相位差板及第1、第2偏振片的光学特性都在优选的范围内，所以亮度及对比度比较好，判断为合格品(○)。
权利要求
1.一种液晶显示装置，其特征在于，具有液晶单元，在隔着液晶层对置的一对透明基板中的一个透明基板的内面侧、从该一个透明基板侧开始依次设有公共电极及第1取向膜，在另一个透明基板的内面侧、设有多个开关元件及与各开关元件连接的多个像素电极，并且在上述开关元件上以及上述像素电极上设有第2取向膜；在上述一个透明基板的外面侧依次形成的第2、第1相位差板和第1偏振片；以及在上述另一个透明基板的外面侧依次形成的第3、第4相位差板和第2偏振片，在上述液晶单元中形成有与上述像素电极对应的多个像素区域，作为该像素区域的一部分的上述像素电极为反射性，上述像素区域的一部分为将从上述一个基板入射的光反射的反射部，上述像素区域的一部分以外的部分为使光从上述另一个基板侧透射到上述一个基板侧的透射部，上述液晶单元和上述第1～第4相位差板以及第1、第2偏振片的各光学特性如下设定第1偏振片的吸收轴c的轴向(ψ+15°)-30°至(ψ+15°)+30°的范围；第1相位差板的延迟(ΔndRF1)大于等于250nm、小于等于290nm；第1相位差板的迟相轴d的轴向(ψ+30°)-15°至(ψ+30°)+15°的范围；第2相位差板的延迟(ΔndRF2)大于等于160nm、小于等于200nm；第2相位差板的迟相轴e的轴向(ψ+90°)-15°至(ψ+90°)+15°的范围；液晶单元的透射部的延迟(ΔndLT)大于等于900nm、小于等于1100nm；液晶单元的反射部的延迟(ΔndLR)大于等于115nm、小于等于145nm；第3相位差板的延迟(ΔndRF3)大于等于160nm、小于等于200nm；第3相位差板的迟相轴f的轴向(ψ+90°)-15°至(ψ+90°)+15°的范围；第4相位差板的延迟(ΔndRF4)大于等于250nm、小于等于290nm；第4相位差板的迟相轴g的轴向(ψ+150°)-15°至(ψ+150°)+15°的范围；第2偏振片的吸收轴h的轴向(ψ+75°)-30°至(ψ+75°)+30°的范围；其中，作为表示上述各轴向的(ψ+N°)的标记(N为上述整数)，在设液晶的取向方向为ψ时表示与该取向方向ψ所成的角度N，(ψ+N°)是从一个基板侧观察、从取向方向ψ向逆时针侧旋转N°时的角度，(ψ-N°)是从一个基板侧观察、从取向方向ψ向顺时针侧旋转N°时的角度。
2.一种液晶显示装置，其特征在于，具有液晶单元，在隔着液晶层对置的一对透明基板中的一个透明基板的内面侧、从该一个透明基板侧开始依次设有公共电极及第1取向膜，在另一个透明基板的内面侧、设有多个开关元件及与各开关元件连接的多个像素电极，并且在上述开关元件上以及上述像素电极上设有第2取向膜；在上述一个透明基板的外面侧依次形成的第2、第1相位差板和第1偏振片；以及在上述另一个透明基板的外面侧依次形成的第3、第4相位差板和第2偏振片，在上述液晶单元中形成有与上述像素电极对应的多个像素区域，作为该像素区域的一部分的上述像素电极为反射性，上述像素电极的一部分为通过上述反射体将从上述一个基板入射的光反射的反射部，上述像素区域的一部分以外的部分为使光从上述另一个基板侧透射到上述一个基板侧的透射部，上述液晶单元和上述第1～第4相位差板以及第1、第2偏振片的各光学特性如下设定第1偏振片的吸收轴c的轴向(ψ+105°)-30°至(ψ+105°)+30°的范围；第1相位差板的延迟(ΔndRF1)大于等于250nm、小于等于290nm；第1相位差板的迟相轴d的轴向(ψ+30°)-15°至(ψ+30°)+15°的范围；第2相位差板的延迟(ΔndRF2)大于等于160nm、小于等于200nm；第2相位差板的迟相轴e的轴向(ψ+90°)-15°至(ψ+90°)+15°的范围；液晶单元的透射部的延迟(ΔndLT)大于等于900nm、小于等于1100nm；液晶单元的反射部的延迟(ΔndLR)大于等于115nm、小于等于145nm；第3相位差板的延迟(ΔndRF3)大于等于160nm、小于等于200nm；第3相位差板的迟相轴f的轴向(ψ+90°)-15°至(ψ+90°)+15°的范围；第4相位差板的延迟(ΔndRF4)大于等于250nm、小于等于290nm；第4相位差板的迟相轴g的轴向(ψ+150°)-15°至(ψ+150°)+15°的范围；第2偏振片的吸收轴h的轴向(ψ+165°)-30°至(ψ+165°)+30°的范围；其中，作为表示上述各轴向的(ψ+N°)的标记(N为上述整数)，在设液晶的取向方向为ψ时表示与该取向方向ψ所成的角度N，(ψ+N°)是从一个基板侧观察、从取向方向ψ向逆时针侧旋转N°时的角度，(ψ-N°)是从一个基板侧观察、从取向方向ψ向顺时针侧旋转N°时的角度。
3.一种液晶显示装置，其特征在于，具有液晶单元，在隔着液晶层对置的一对透明基板中的一个透明基板的内面侧、从该一个透明基板侧开始依次设有公共电极及第1取向膜，在另一个透明基板的内面侧、设有多个开关元件及与各开关元件连接的多个像素电极，并且在上述开关元件上以及上述像素电极上设有第2取向膜；在上述一个透明基板的外面侧依次形成的第2、第1相位差板和第1偏振片；以及在上述另一个透明基板的外面侧依次形成的第3、第4相位差板和第2偏振片，在上述液晶单元中形成有与上述像素电极对应的多个像素区域，作为该像素区域的一部分的上述像素电极为反射性，上述像素区域的一部分为将从上述一个基板入射的光反射的反射部，上述像素区域的一部分以外的部分为使光从上述另一个基板侧透射到上述一个基板侧的透射部，上述液晶单元和上述第1～第4相位差板以及第1、第2偏振片的各光学特性如下设定第1偏振片的吸收轴c的轴向(ψ+165°)-30°至(ψ+165°)+30°的范围；第1相位差板的延迟(ΔndRF1)大于等于250nm、小于等于290nm；第1相位差板的迟相轴d的轴向(ψ+150°)-15°至(ψ+150°)+15°的范围；第2相位差板的延迟(ΔndRF2)大于等于160nm、小于等于200nm；第2相位差板的迟相轴e的轴向(ψ+90°)-15°至(ψ+90°)+15°的范围；液晶单元的透射部的延迟(ΔndLT)大于等于900nm、小于等于1100nm；液晶单元的反射部的延迟(ΔndLR)大于等于115nm、小于等于145nm；第3相位差板的延迟(ΔndRF3)大于等于160nm、小于等于200nm；第3相位差板的迟相轴f的轴向(ψ+90°)-15°至(ψ+90°)+15°的范围；第4相位差板的延迟(ΔndRF4)大于等于250nm、小于等于290nm；第4相位差板的迟相轴g的轴向(ψ+30°)-15°至(ψ+30°)+15°的范围；第2偏振片的吸收轴h的轴向(ψ+105°)-30°至(ψ+105°)+30°的范围；其中，作为表示上述各轴向的(ψ+N°)的标记(N为上述整数)，在设液晶的取向方向为ψ时表示与该取向方向ψ所成的角度N，(ψ+N°)是从一个基板侧观察、从取向方向ψ向逆时针侧旋转N°时的角度，(ψ-N°)是从一个基板侧观察、从取向方向ψ向顺时针侧旋转N°时的角度。
4.一种液晶显示装置，其特征在于，具有液晶单元，在隔着液晶层对置的一对透明基板中的一个透明基板的内面侧、从该一个透明基板侧开始依次设有公共电极及第1取向膜，在另一个透明基板的内面侧、设有多个开关元件及与各开关元件连接的多个像素电极，并且在上述开关元件上以及上述像素电极上设有第2取向膜；在上述一个透明基板的外面侧依次形成的第2、第1相位差板和第1偏振片；以及在上述另一个透明基板的外面侧依次形成的第3、第4相位差板和第2偏振片；在上述液晶单元中形成有与上述像素电极对应的多个像素区域，作为该像素区域的一部分的上述像素电极为反射性，上述像素区域的一部分为将从上述一个基板入射的光反射的反射部，上述像素区域的一部分以外的部分为使光从上述另一个基板侧透射到上述一个基板侧的透射部；上述液晶单元和上述第1～第4相位差板以及第1、第2偏振片的各光学特性如下设定第1偏振片的吸收轴c的轴向(ψ+75°)-30°至(ψ+75°)+30°的范围；第1相位差板的延迟(ΔndRF1)大于等于250nm、小于等于290nm；第1相位差板的迟相轴d的轴向(ψ+150°)-15°至(ψ+150°)+15°的范围；第2相位差板的延迟(ΔndRF2)大于等于160nm、小于等于200nm；第2相位差板的迟相轴e的轴向(ψ+90°)-15°至(ψ+90°)+15°的范围；液晶单元的透射部的延迟(ΔndLT)大于等于900nm、小于等于1100nm；液晶单元的反射部的延迟(ΔndLR)大于等于115nm、小于等于145nm；第3相位差板的延迟(ΔndRF3)大于等于160nm、小于等于200nm；第3相位差板的迟相轴f的轴向(ψ+90°)-15°至(ψ+90°)+15°的范围；第4相位差板的延迟(ΔndRF4)大于等于250nm、小于等于290nm；第4相位差板的迟相轴g的轴向(ψ+30°)-15°至(ψ+30°)+15°的范围；第2偏振片的吸收轴h的轴向(ψ+15°)-30°至(ψ+15°)+30°的范围；其中，作为表示上述各轴向的(ψ+N°)的标记(N为上述整数)，在设液晶的取向方向为ψ时表示与该取向方向ψ所成的角度N，(ψ+N°)是从-个基板侧观察、从取向方向ψ向逆时针侧旋转N°时的角度，(ψ-N°)是从一个基板侧观察、从取向方向ψ向顺时针侧旋转N°时的角度。
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，上述透射部以如下的模式动作使该透射部中的第1、第2取向膜的取向方向分别为平行取向，并且使电压施加时液晶层中含有的液晶分子为弯曲取向；上述反射部以如下的模式动作使该反射部中的第1、第2取向膜中任一个的取向方向为垂直取向、并使另一个的取向方向为平行取向，并且使电压施加时液晶层中含有的液晶分子为混合取向。
6.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，上述透射部中的上述液晶层的厚度被设定为上述反射部中的上述液晶层的厚度的2倍。
7.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，上述反射部中的像素电极是由金属膜构成的反射性像素电极，并且上述透射部中的像素电极是由透明导电膜构成的透射性像素电极。
8.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，在上述一个基板与上述公共电极之间具有滤色器，上述反射部中的滤色器形成得比上述透射部中的滤色器薄。
9.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，在上述一个基板与上述公共电极之间具有滤色器，在上述反射部中的滤色器的液晶层侧层叠有透明树脂层，该反射部中的滤色器与上述透明树脂层的合计厚度与上述透射部中的滤色器的厚度相同。
10.如权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于，在上述透射部的周围邻接着上述反射部的阶梯部，该阶梯部的倾斜角度被设定在大于等于25°、小于等于55°的范围。
全文摘要
本发明提供一种通过调整透射部与反射部的光学特性来使透射部与反射部的对比度变得均匀、在任一种显示中都可得到良好的显示品质的半透射型液晶显示装置。其特征在于，具有液晶单元(1)，具有隔着液晶层对置的一对透明基板；在一个透明基板的外面侧依次形成的第1、第2相位差板(H3、H2)和第1偏振片(H1)；在另一个透明基板的外面侧依次形成的第3、第4相位差板(H4、H5)和第2偏振片(H6)；将液晶单元(1)及第1～第4相位差板(H2～H5)、以及第1、第2偏振片(H1、H6)的各光学特性设定在预定的范围内。
文档编号G02B5/30GK1800950SQ200510138159
公开日2006年7月12日 申请日期2005年12月27日 优先权日2004年12月27日
发明者大泉满夫, 鹿野满, 林祐三 申请人:阿尔卑斯电气株式会社