透反型液晶显示装置的制作方法

专利名称：透反型液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种透反型液晶显示(LCD)装置。本发明尤其涉及 一种具有用于液晶(LC)层的反射区和透射区并适于以面内切换(IPS) 模式驱动的透反型LCD装置。
背景技术：
就使用的光而言，LCD装置基本上分为透射型和反射型。通常， 透射型LCD装置具有背光源，通过控制背光源发射的光的透射率来显 示图像。另一方面，反射型LCD装置具有反射膜并利用反射膜反射的 光来显示图像。因为反射型LCD装置不需要任何背光源，所以就装置 的电力消耗、厚度和重量而言，反射型LCD装置比透射型LCD装置 有利。然而，因为反射型LCD装置利用外部光作为其光源，所以反射 型LCD装置具有下述缺点，即反射型LCD装置在暗环境中具有较差 的可视性。
透反型LCD装置公知是下述一种LCD装置，其具有透射型LCD 装置的优点和反射型LCD装置的优点(参照专利公开 JP-2003-344837A)。透反型LCD装置在每个像素中都具有透射区和反 射区。透射区透射来自设置于LCD装置后侧的背光源的光并利用背光 源作为显示光源。反射区具有反射膜并利用从LCD装置前侧入射的并 由反射膜反射的外部光作为显示光源。当透反型LCD装置处于明亮环 境中时其关闭背光源并通过反射区显示图像，从而减小LCD装置的电 力消耗。当透反型LCD装置处于暗环境中时其打开背光源并通过透射
5区显示图像，从而可在暗环境中清晰地显示图像。
LCD装置的显示模式包括如上所述的IPS模式，其包括横向电场
驱动模式和边缘场驱动(FFD)模式。适于以IPS模式操作的LCD装 置具有设置在相同基板上的像素电极和公共电极，其在横向方向上给 LC层施加电场。与扭曲向列模式(TN模式)LCD装置相比，IPS模 式LCD装置通过使用下述技术可实现较宽的视角，即其中LCD层中 的LC分子在平行于基板的方向上旋转或转动。
假定IPS模式用作透反型LCD装置的显示模式，则出现了下述问 题，即如果反射区采用常黑模式，则透射区就采用常白模式，由此两 个区中的图像发生反相。对于该问题的对策，在透反型LCD装置中采 用下述技术，即在包括LC层的LC单元与偏振膜之间插入延迟膜(参 照非专禾lj公开-l: 97页A Novel Transflective Display Associated with Fringe-Field Switching, T.B,Jung and S.H丄ee等[SID03 DIGEST, 592]， 和非专利公开-2: 159页A Single Gap Transflective Fringe-Field Switching Display, E,Jeong.M.O.Choi， Y丄Li， Y.H.Jeong， H.Y.Kim， S.Y.Kim和S.H丄ee [SID 06 DIGEST, 810])。
在上面的技术中，插入延迟膜的慢轴被布置为相对于入射到透反 型LCD装置的线性偏振光具有显著的角度。该配置导致了下述问题， 即由于延迟膜厚度的变化范围，延迟值的偏离降低了显示图像的对比 度。这出现了另一个问题，即延迟膜的视角依赖性降低了 LCD装置的 视角特性。

发明内容
因此本发明的目的是提供一种透反型LCD装置，其可解决或缓解 下述问题，即延迟膜的延迟偏离降低显示图像的对比度且延迟膜的视 角依赖性降低视角特性。本发明提供了一种透反型液晶显示(LCD)装置，包括液晶(LC)
单元，其包括其中含有均匀定向的LC分子和将LC层夹在之间的一对 透明基板以定义像素的阵列的LC层，每个像素都包括互相并排设置的 透射区和反射区；将LC单元夹在之间的第一和第二偏振膜，第一偏振 膜设置在LC单元的前侧并具有与设置在LC单元后侧的第二延迟膜的 光轴垂直的光轴；在LC层后侧处设置在反射区中的反射膜；和延迟膜， 其包括在反射区中设置在反射膜与LC层之间的第一部分、在透射区中 设置在LC层与第二偏振膜之间的第二部分，在没有施加电压时，延迟 膜具有与LC分子的初始定向方向垂直的慢轴(slow axis)，所述慢轴 垂直于或平行于第一偏振膜的光轴，其中在显示暗状态时LC分子的具 有在反射区和透射区之间不同的方向。
参照附图，本发明上述的和其他的目的、特征及优点将从下面的 描述变得更加显而易见。


图1是根据本发明第一个实施例的LCD装置中的单个像素的示意 性剖视图2是图1的LCD装置中的TFT基板的单个像素中的电连接的示
意图3A和3B是分别示出在反射区和透射区中施加的驱动信号的波 形的示例的时序图4A和4B是由图3A和3B中所示的驱动信号获得的分别在反射
区和透射区中的偏振状态的示意图5A和5B是分别示出在反射区和透射区中施加的驱动信号的波
形的另一个示例的时序图6A和6B是由图5A和5B中所示的驱动信号获得的分别在反射
区和透射区中的偏振状态的示意图7A和7B是分别图示出在反射区和透射区中施加驱动信号之后 像素电极的电位变化的示例的时序图；图8A和8B是分别示出在暗状态显示过程中电场分布和光透射的 仿真结果的曲线图9是在像素电极或公共电极正下方的反射膜附近的一部分像素 的放大剖视图10到17是在用于制造TFT基板的工艺的连续步骤中的TFT基 板的示意性俯视图，其中图10到17中的每个都附有包含在相应图中 的一个或多个剖视图，剖视图由相应的附图编号和所附后缀表示，后 缀包括分别与包含在相应图中的线A-A'、 B-B'、 C-C'、 D-D'和E-E'对 应的A、 B、 C、 D和E，从而示出剖视图18是根据本发明第二个实施例的透反型LCD装置的像素中的 电连接的示意图19A和19B是分别示出反射区和透射区中的驱动信号的波形的 时序图20是第二个实施例的LCD装置的示意性框图，包括LC驱动器 的视图21是图20中所示的LC驱动器的示例的示意性框图22是图21中所示的反射/透射切换电路的另一个示例的示意性
框图23是根据本发明第三个实施例的LCD装置中的LC驱动器的示 意性框图24A和24B是分别示出在反射区和透射区中的信号驱动波形的 时序图25是第二个或第三个实施例的LCD装置中的像素修改例的示 意性俯视图26是根据本发明第四个实施例的LCD装置中的像素的示意性 剖视图27是根据本发明第五个实施例的LCD装置中的像素的示意性 剖视图28是示出在本发明的LCD装置的示例中的一些组成元件及其 参数的组合的表格；图29是示出通过仿真而获得的等亮度分布的视图； 图30是示出当在延迟膜的厚度方向上改变延迟时延迟与透射系 数之间的关系的曲线图31是本发明的LCD装置的修改例的示意性剖视图32是本发明的LCD装置的另一个修改例的示意性剖视图；以
及
图33是用于灰度级转换的查找表格。
具体实施例方式
现在，将参照示出本发明典型实施例的附图更详细地描述本发明。 图1是根据本发明第一个实施例的LCD装置中的像素的示意性剖视 图。在图1中，LCD装置IO在其每个像素中都包括按照从LCD装置 10前侧到后侧的顺序而布置的第一偏振膜11、对向基板(counter substrate) 、 LC层13、延迟膜18、 TFT基板14和第二偏振膜15。 LCD 装置10配置为其中包括像素阵列的透反型LCD装置，所述像素的每 个都具有反射区21和透射区22。本实施例的LCD装置10典型地用作 多用途便携式终端，其可配置为便携式电话、数码相机、电视机或PDA (便携式数据助理)。
在第二偏振膜15与LC层13之间的反射区21中设置有反射膜16 以便反射通过第一偏振膜11入射到其的光。只要反射膜反射通过第一 偏振膜11入射到其的光，反射膜16可具有任意结构。然而，为了提 高光散射性能，反射膜16典型地具有凹凸表面。在反射膜16与LC层 13之间夹有延迟膜18。延迟膜18覆盖TFT基板14的整个表面，并且 位于LCD装置10的透射区22中第二偏振膜15与LC层13之间。尽 管可使用其他一些材料，但延迟膜18典型地由LC聚合物形成在基板 上，只要材料能在理想方向上定向并能提供理想的延迟度就行。
在反射区21中，设置有用于驱动反射区21中的LC分子的像素 电极35和用于给反射区21提供参考电位的公共电极(第一公共电极)37，它们形成在延迟膜18上。在透射区22中，设置有用于驱动透射 区22中的LC分子的像素电极36和用于给透射区22提供参考电位的 公共电极(第二公共电极)38，它们形成在延迟膜18上。反射区21 使用通过对向基板12入射进入像素并由反射膜16反射的光作为显示 光源。透射区22使用设置在LC面板后侧并通过第二偏振膜15照射光 的背光源以用作显示光源。
通过根据LC材料的折射率计算来调整LC层13的厚度，从而对 于具有550nm波长的光产生人/2的延迟。应当注意，入/2是理论值，实 际上其典型地调整为产生(入/2) +01的延迟。这是因为，尽管LC分子 被驱动在单元间隙的中心部分中旋转，但位于基板附近的其他LC分子 的旋转被抑制，从而当延迟设为等于(人/2)-ct时，有效延迟呈现为入/2。 例如，如果LC层13的延迟设为And-300nm,则有效延迟就呈现为 厶ndef产、/2-550/2-275nm。
延迟膜18的延迟设为人/4。每个偏振膜ll、 15的偏振轴(光透射 轴或光吸收轴)的布置、LC层113中LC分子的定向方向(光轴)和 延迟膜18的慢轴方向是这样的，即从背光源发射并透过第二偏振膜15 的线性偏振光保持为线性偏振光，并且当穿过延迟膜18和LC层13之 后线性偏振光入射到第一偏振膜11上时，其偏振方向与第一偏振膜11 的光吸收轴匹配。更具体地说，第一偏振膜11的偏振轴和第二偏振膜 15的偏振轴互相垂直，第二偏振膜15的偏振轴和延迟膜18的慢轴互 相垂直或平行，而当不存在施加电压时，LC分子的定向方向和延迟膜 18的慢轴互相垂直。
在LC层的相对侧上具有一对延迟膜(1/4波长膜)的相关技术的 LCD装置中，如果从LC层入射到对应于第一偏振膜11的光出射侧偏 振膜上的光呈现为线性偏振光，则延迟膜的慢轴和对应于第二偏振膜 15的光入射侧偏振膜的偏振轴既不互相平行也不互相垂直。在该情形 中，入射到光出射侧偏振膜的光不会是完美的线性偏振光，因为尽管线性偏振光应该转换为圆偏振光并且圆偏振光应该转换为线性偏振 光，但该线性偏振光转换为椭圆偏振光，具体地在倾斜视角中。这导 致了 LCD装置的透射区中较差的对比度。
另一方面，在本实施例中，当不存在施加到透射区22的电压时， LC层13中LC分子的定向方向布置为垂直于延迟膜18的慢轴，并且 入射到延迟膜18上的线性偏振光的偏振方向与延迟膜18的慢轴之间 的角度设为等于0度或90度。在该结构中，从第二偏振膜15入射的 光透过延迟膜18和LC层13并保持为线性偏振光，由此可防止透射区 22中对比度的降低。
图2是形成在TFT基板14上的单个像素的示意图。在TFT基板 14上形成有互相垂直的栅极线31和数据线32。在用于反射区21和透 射区22的栅极线31与数据线32之间的交点附近分别设置有TFT 33 和34。 TFT33和34中的每个都包括与栅极线31连接的栅极电极、源 极电极和漏极电极，源极电极和漏极电极中的一个与数据线32连接， 另一个与反射区21中的像素电极35和透射区22中的像素电极36中 的相应一个连接。在该实施例中，从有效设置TFT的观点看，在图2 中的透明基板上，TFT33和34与同一条栅极线31和同一条数据线32 连接。然而，TFT33和34可与不同的栅极线和不同的数据线连接。
分别给像素的反射区21和透射区22设置第一公共电极37和第二 公共电极38。第一公共电极37和第二公共电极38中的每个都具有平 行于栅极线31延伸的延伸部(extension)和突出到像素显示区的突出 部(projection)。将LCD装置100中所有像素共用的具有特定波形的 驱动信号供应到第一公共电极37和第二公共电极38中的每个。第一 公共电极37设置成在平行于基板表面的平面内与反射区21中的像素 电极35相对，而第二公共电极38设置成在平行于基板表面的平面内 与透射区22中的像素电极36相对。通过与像素电极35和第一公共电极37之间的电位差相对应的电 场来控制反射区21中LC层13中的LC分子的定向。通过与像素电极 36和第二公共电极38之间的电位差相对应的电场来控制透射区22中 LC层〗3中的LC分子的定向。例如，反射区21中的像素电极35与第 一公共电极37之间的间隙设计成当施加5V的电位差时使LC层13中 的LC分子能够旋转大约22.5度(在20度与25度之间)。另一方面， 在透射区22中的像素电极36与第二公共电极38之间的间隙设计成当 施加5V的电位差时使LC层13中的LC分子能够旋转大约45度。
图3A是示出施加给反射区2的驱动信号的波形的时序图，图3B 是示出施加给透射区22的驱动信号的波形的时序图，两者均按照特定 的时间周期。典型地，假定釆用栅极线反相驱动方案，将施加给每个 像素的第一公共电极37的公共电极信号按照行-行原则反相，也可按照 帧-帧原则反相。如图3A中所示，对于LCD装置10的每个像素，将 施加给第一公共电极37的电位按照帧-帧原则从0V反相为5V，反之 亦然。类似地，与第一公共电极37的情形一样，将施加给第二公共电 极38的电位从0V反相为5V，反之亦然。通过将施加给第一公共电极 37的电位反相来获得施加给第二公共电极38的电位。因而，当第一公 共电极37的电位为5V时，第二公共电极38的电位为0V，而当第一 公共电极37的电位为0V时，第二公共电极38的电位为5V。
给像素电极35和36施加在0V和5V之间的适当像素信号。因为 TFT 33和34与相同的数据线32连接，所以像素信号共同施加到像素 电极35和36。对于第i帧，当给像素电极35施加0V的数据信号并且 给第一公共电极37施加5V的公共电极信号时，如图3A中所示，像素 电极35与第一公共电极之间的电位差(AV)为5V，由此在反射区21 中通过由5V的电位差产生的电场驱动LC层13。此时，给第二公共电 极38施加0V的公共电极信号，因此像素电极36与第二公共电极38 之间的电位差(AV)为0V。图4A和4B是分别示出了假定给区域21和22施加图3A和3B 中所示的信号时光在反射区21和透射区22中偏振的方式。在随后的 描述中，假定第一偏振膜11的透射轴为90度，且LC层13中LC分 子的初始定向的方向为90度，而延迟膜18的慢轴和第二偏振膜15的 透射轴的方向均为O度。当施加图3A中所示的信号时，在反射区21 中，LC层13中LC分子的定向方向被旋转或转动了大约22.5度。在 该情形中，如图4A中所示，在反射区21中，从外部入射的并在纵向 方向上具有卯度偏振方向的线性偏振光在穿过LC层13之后被改变 了，从而呈现为具有45度偏振方向的线性偏振光。
穿过LC层13之后而具有45度偏振方向的线性偏振光相对于延 迟膜1S的慢轴具有45度的偏振角，延迟膜18的延迟为V4。因此，偏 振光穿过延迟膜18之后其偏振状态被改变，并作为逆时针圆偏振光离 开延迟膜18，其由图中圈起来的L标明。逆时针圆偏振光在由反射膜 16反射之后变为顺时针圆偏振光，其由图中圈起来的R标明。之后， 光再次穿过延迟膜18，从而呈现为45度线性偏振光，然后穿过LC层 13，其中LC分子的定向转动大约22.5度。结果，光呈现为0度线性 偏振光。因而，由反射膜16反射的光不能穿过第一偏振膜11，由此反 射区21显示暗状态或黑色。应当注意，当显示暗状态时LC层13的延 迟和延迟膜18的延迟理论上分别为人/2和人/4。然而，如果这些层的延 迟显著变化，只要当LC层13中LC分子的定向在反射区21中转动了 大约22.5度时反射区21整体上设置成相对于具有550rnn波长的光作 为l/2波长膜来操作，反射区21就可显示暗状态，即黑色。
另一方面，在施加图3B中所示的驱动信号的状态中，在透射区 22中像素电极36与第二公共电极38之间的电位差为0V，由此LC层 13中的LC分子没有被转动。换句话说，LC分子保持90度的初始定 向。在该条件下，如图4B中所示，穿过第二偏振膜15之后的0度线 性偏振光(具有横向偏振)具有与延迟膜18的慢轴平行的偏振方向。 因而，0度线性偏振光作为横向偏振光进入LC层13而未显示出任何变化，并在入射到第一偏振膜ll之前穿过LC层13而不改变偏振状态。
因此，从LC层13入射到第一偏振膜11的光不能穿过第一偏振膜11， 因此透射区22显示暗状态，即显示黑色。
如上所述，本实施例的LCD装置10通过将施加到第一公共电极 37的驱动信号和施加到第二公共电极38的驱动信号反相，同时给像素 电极35和36供应公共像素信号，可仅改变反射区21中的LC层13中 的LC分子的定向方向。结果，当反射区21显示暗状态时透射区22显 示暗状态。换句话说，反射区21和透射区22可同时显示黑色而不用 给两个区施加单独的像素信号。
现在，下面将描述在本实施例的LCD装置10中显示亮状态或白 色的操作。图5A和5B是分别示出在与图3A和图3B中所示的阶段不 同的操作阶段中反射区21和透射区22中的驱动信号的波形的时序图。 图6A和6B是分别示出当施加图5A和5B中所示的驱动信号时反射区 21和透射区22中观察到的光的偏振的视图。
在施加图5A中所示的驱动信号的条件下，反射区21中的像素电 极35与第一公共电极37之间没有产生电场，由此LC层13中的LC 分子的定向方向在反射区21中保持为0度。因此，穿过第一偏振膜11 的纵向线性偏振光在被反射区21中的反射膜16反射之前穿过LC层 13和延迟膜18，保持为纵向线性偏振光，如图6A中所示。被反射膜 16反射的光在没有改变其偏振状态的情况下再次穿过延迟膜18和LC 层13并进入第一偏振膜11。因而，反射区21显示亮状态，即显示白 色。
另一方面，在施加图5B中所示的驱动信号的条件下，LC层13 中的LC分子被透射区22中的像素电极36与第二公共电极38之间产 生的电场驱动，从而旋转了大约45度。因此，透过第二偏振膜15的 横向线性偏振光穿过LC层13从而呈现为纵向线性偏振光并穿过透射区22中的第一偏振膜11，如图6B中所示。这样，当反射区21显示白 色时透射区22显示白色。这可通过将施加到第一公共电极37的驱动 信号和施加到第二公共电极38的驱动信号反相来实现。简言之，两个 区可通过施加图5A和5B中所示的驱动信号同时显示白色。
用于反射区21的像素电极35和用于透射区22的像素电极36分 别与单独设置的TFT 33和34连接，TFT 33和34与同一条栅极线31 和同一条数据线32连接。结果，通过同一条数据线32给反射区21的 像素电极35和透射区22的像素电极36写入公共像素信号。在上面的 结构中，虽然给电极35和36写入公共像素信号，但给反射区21设置 TFT 33和像素电极35，并给透射区22设置TFT 34和像素电极36。这 是因为在写入像素电位并关闭TFT之后，在反射区21的像素电极35 处和透射区22的像素电极36处电压变化不同。下面将更加具体地描 述该原因。
图7A和7B是分别示出在给像素电极35和36供应图3A和3B 中所示的第i帧的像素信号之后在像素电极35和36处观察到的电位变 化的视图。例如当采用栅极线反相驱动方案时，为了按照行-行原则将 驱动极性反相，从给栅极线31施加栅极信号脉冲的时刻到下一帧给栅 极线31施加栅极信号脉冲的时刻，根据每行的极性反相，重复公共电 极37和38的每个电位的反相。此时，因为TFT 33和34截止，所以 像素电极35和36与数据线32隔离并保持在浮空状态，由此在保持写 入图7A和7B中所示的像素信号的时刻观察到的电位差的同时，其电 位随着第一公共电极37和第二公共电极38的电位变化而波动。这是 归因于在像素电极35与第一公共电极37之间以及在像素电极36与第 二公共电极38之间的耦合电容。因为反射区21中的像素电极35和透 射区22中的像素电极36在供应了如上所述的像素信号之后表现出不 同的电位变化，所以需要与用于透射区22的TFT34和像素电极36分 离地分别设置用于反射区21的TFT33和像素电极35。在本实施例中，公共电极分为对应于反射区21的第一公共电极
37和对应于透射区22的第二公共电极38。给第一公共电极37和第二 公共电极38供应公共电极信号，从而公共电极信号相对于像素信号(其 为反射区21和透射区22所共用)的幅度在反射区21和透射区22之 间是彼此反相的。通过该布置，可在反射区21和透射区22中显示相 似的图像，而不用给反射区21和透射区22供应不同的像素信号。因 而，本实施例解决了在IPS模式透反型LCD装置中在反射区21和透射 区22之间的亮度反相问题。
显示暗状态时透射区22中的LC层13的定向方向和入射到LC层 13上的光的偏振方向在本实施例中互相平行或垂直。通过该布置，与 其中延迟膜的慢轴和LC分子的定向方向既不互相平行也不互相垂直 的现有技术LCD装置的情形相比，当显示暗状态时在透射区22中可 减小延迟膜18和LC层13的波长分散的影响。此外，LC层13的定向 方向与透射区22中的第一偏振膜11以及第二偏振膜15之间的关系与 普通IPS模式透射型LCD装置中的两者之间的关系相似。因此，本实 施例的LCD装置的透射区22中的对比度等于普通IPS模式透射型LCD 装置的对比度。
显示暗状态时LC层13的定向方向和延迟膜18的慢轴互相垂直 设置，因而在本实施例中，透射区22中从第二偏振膜15入射到延迟 膜18的光的偏振方向与延迟膜18的慢轴之间的角度设为0度或90度。 通过该布置，从第二偏振膜15出射的线性偏振光入射到LC层13上， 而不用在延迟膜18中改变偏振状态。因此，可消除延迟膜18的延迟 的影响，从而抑制在显示暗状态时在前观察方向上产生的以及在倾斜 观察方向上产生的透射区22中的泄漏光，由此可提高对比度。
在典型的TN模式LCD装置中，反射膜由像素电极构成，给用作 反射膜的像素电极供应基于图像的灰度级的用于驱动LC层的像素信 号。这意味着不能任意确定反射膜的电位。另一方面，在典型的IPS模式LCD装置中，因为LC层13由在像素电极35与第一公共电极37 之间施加的横向电场驱动，所以可任意确定施加到反射膜16的电位。 现在，下面将讨论在反射区21中显示图像时反射膜16的电位的影响。
图8A和8B是示出通过对常黑模式LCD装置仿真而获得的电场 分布和光学透射系数的曲线。图8A示出了当给像素电极35和公共电 极37分别施加5V和0V，并且反射膜16的电位为两个电压之间的中 间值(即2.5V时)的电场分布和光学透射系数。图8B示出了当给像 素电极35和公共电极37分别施加5V和0V，并且反射膜16的电位与 公共电极相同(即OV时)的电场分布和光学透射系数。
当反射膜16的电位为像素电极35的电位与公共电极37的电位之 间的中间值时，在像素电极35和公共电极37上产生泄漏光，从而表 现出较高的光学透射系数，而该泄漏光在两个电极之间的间隙中被抑 制到较低的级别，从而表现出较低的透射系数，这可通过图8A来理解。 相反，当反射膜16的电位处于与公共电极37的电位相同的水平时， 在公共电极37处和其附近泄漏光较显著，从而表现出较高的光学透射 系数。这大概是由于下述事实，即像素电极35与反射膜16之间的电 场较强，应当会聚在像素电极35与公共电极37之间的电力线指向反 射膜16，因而，位于公共电极37附近的LC分子没有被驱动到足够程 度。
从上述仿真的结果可以看出，理想的是反射膜16的电位保持在像 素电极35的电位与公共电极37的电位之间的中间值。可通过给反射 膜16施加理想电位来直接控制或在将反射膜16保持在其浮空状态中 的同时使用电容耦合来间接控制反射膜16的电位。当对于反射膜16 采用浮空状态时，通过下述结构，即在反射膜16的正下方设置施加有 像素电极35的电位的导体和施加有公共电极37的电位的导体，该两 个导体具有l: 1的面积比，可将反射膜16的电位保持在像素电极35 的电位与公共电极37的电位之间的中间电位。该导体可以是布线或导体膜。
现在，讨论泄漏光。因为在像素电极35和公共电极37上发生泄 漏光，所以正如通过图8A所理解到的，不能充分降低显示暗状态时的 亮度。为了减小泄漏光的影响，例如图9中所示，通过构图(pattern) 反射膜16将反射膜16从像素电极35和公共电极37正下方的区域移 除就足够了。通过该结构，可减小在形成有像素电极35和公共电极37 的位置处观察到的反射光的亮度，从而降低了显示暗状态时的亮度。
下面将参照图10到17以及其附图描述用于在TFT基板14(图1) 上制造TFT、布线、像素和公共电极的工艺，图10到17示出了在TFT 基板上制造像素的工艺的连续步骤。每个图10到17都附有示出包含 在每个图中的剖视图的一个或多个视图。剖视图由相应的附图编号和 所附后缀表示，所述后缀包括分别与包含在相应图中的线A-A'、 B-B'、 C-C'、 D-D'和E-E'对应的A、 B、 C、 D和E，从而示出剖视图。
在工艺中，通过图10中所示的图案在透明基板上形成栅极线31 (图2)、第一公共电极线37a和第二公共电极线38a。图10A到10C 分别示出了反射区21、透射区22以及反射区21与透射区22之间的边 界的附近区域，并且其是沿图IO中的线A-A'、 B-B'和C-C'的剖视图。 第一公共电极线37a设置成突出到显示区域中，从而给反射区21中的 反射膜16施加电位。之后，通过绝缘层覆盖栅极线31、第一公共电极 线37a和第二公共电极线38a。
随后，形成半导体层40，以构造TFT33，如图ll中所示。更具 体地说，该步骤中形成的半导体层40与栅极线31 (或栅极电极)交迭， 如图11D中所示，或者如沿图11中的线D-D'的剖视图所示。
之后，使用图12中所示的图案形成与TFT33的源极/漏极连接的 像素电极线35a和与TFT 33的源极/漏极连接的另一个像素电极线36a。图12A到12C示出了在该阶段中反射区21、透射区22和反射区21与 透射区22之间的边界的附近区域。在反射区21中的两个相邻像素电 极线35a之间形成第一公共电极线37a。第一公共电极线37a形成为使 得在显示区域中像素电极线35a的面积和第一公共电极线37a的面积具 有1: 1的比率。这意指在最终LCD装置上显示图像时给之后形成的 反射膜16施加下述电位，即其等于像素电极35的电位与第一公共电 极37的电位之间的中间值。在形成第一公共电极线37a和第二公共电 极线38a之后，通过绝缘层覆盖这些电极线37a和38a。
随后，通过图13中所示的图案形成OC层(涂敷层)40。更具体 地说，OC层40形成为在反射区21中构成凹凸表面，尽管其在透射区 22中平坦地形成。在反射区21中的OC层40上形成A1层，并通过图 14中所示的图案将其构图，从而构成反射膜16。图14A到14C示出了 在该阶段中反射区21、透射区22和反射区21与透射区22之间的边界 的附近区域。如图14A中所示，从在随后步骤将要形成的像素电极35 和第一公共电极37正下方的区域移除Al层。
在形成反射膜之后，通过图15中所示的图案形成延迟膜18。更 具体地说，形成延迟膜18的步骤包括下述步骤在OC层40上形成聚 酰亚胺匹配层、烘焙聚酰亚胺匹配层和对烘焙的聚酰亚胺匹配层进行 定向处理。对于定向处理一般使用摩擦技术或光致定向技术。然后， 将延迟膜的材料(LC聚合物)涂敷到能产生理想级别延迟的厚度，在 本实施例中，对于具有550nm波长的光，该厚度提供了人/4波长膜。
因为延迟膜的材料在该条件下在定向方向上取向(align)，所以 在用于聚合作用的N2环境中以室温将紫外线辐射到该材料上。由于形 成延迟膜18，所以反射区21的凹凸表面变平滑，如图15A到15C中 所示，并将单元间隙调整成使得在反射区21和透射区22中都具有恒 定的值。之后，图16中所指明的位置处在覆盖像素电极线35a、像素 电极线36a、第一公共电极线37a和第二公共电极线38a的绝缘层中形成接触孔42，从而暴露像素电极线35a、像素电极线36a、第一公共电 极线37a和第二公共电极线38a，如图16E中所示。
在形成接触孔之后，通过图17中所示的图案在延迟膜18上形成 像素电极35、像素电极36、第一公共电极37和第二公共电极38。图 17A到17C示出了在该阶段中反射区21、透射区22和反射区21与透 射区22之间的边界的附近区域。在形成像素电极35、像素电极36、 第一公共电极37和第二公共电极38的过程中，工艺使包括像素电极 线35a、像素电极线36a、第一公共电极线37a和第二公共电极线38a 的电极通过接触孔42彼此连接。由此，使用上述制造工艺制造了将用 于本实施例的透反型LCD装置10的TFT基板14。
现在，下面将描述本发明的第二个典型实施例。图18是示出单个 像素的结构的俯视图，该单个像素包括形成在TFT基板14上的TFT、 各种线、像素电极和公共电极。本实施例的LCD装置10a具有与图1 中所示的第一个实施例的LCD装置10相似的剖面结构，其包括第一 偏振膜、对向基板、LC层、TFT基板和第二偏振膜。本实施例的LCD 装置10a中的第一偏振膜的偏振方向、第二偏振膜的偏振方向、延迟膜 的慢轴方向和LC分子的定向方向与第一个实施例的LCD装置10的相 似。除了俯视图中每个像素的结构以及将驱动信号施加到栅极线31和 数据线32的方式之外，本实施例的LCD装置10a具有与第一个实施例 的LCD装置10相似的结构。因此，将省略本实施例中组成元件的详 细描述，通过与图1中使用的相似的参考标号表示相似的组成元件。
参照图18，在透明基板上形成有互相垂直延伸的栅极线31a、栅 极线31b和数据线32，在栅极线31a、栅极线31b和数据线32的交点 附近形成有TFT33、 34。在该实施例中，为反射区21和透射区22提 供了不同的栅极线。换言之，栅极线31a与对应于反射区21的TFT33 的栅极连接，而栅极线31b与对应于透射区22的TFT 34的栅极连接。 TFT 33的源极/漏极中的一个与数据线32连接，而另一个与反射区21中的反射区像素电极35连接。在反射区21和透射区22中形成的公共 电极39与同一条公共电极线(COM线)39a连接，具有LCD装置10a 的所有像素都共用的特定波形的公共电极信号通过COM线39a供应到 两个区中的公共电极39。
图19A和19B是示出在将像素电位写入到数据线或像素电极的时 间周期过程中数据线、栅极线、反射区像素电极、透射区像素电极和 公共电极的电位，以及之后电位变化的方式的时序图。图19A示出了 反射区21中电位变化的方式，而图19B示出了透射区22中电位变化 的方式。因为在本实施例中使用点反相驱动方案，所以公共电极39(图 18)的电位不变，固定为0V。因为在本实施例中提供了包括反射区栅 极线31a和透射区栅极线31b的两条栅极线，所以对于栅极线，线选择 周期分为反射区选择周期和透射区选择周期。为了驱动像素，反射区 栅极信号在反射区选择周期中保持为ON，透射区栅极信号在透射区选 择周期中保持为ON。
在反射区选择周期和透射区选择周期中分别供应对应于将要在反 射区21中显示的灰度级的数据信号和对应于将要在透射区22中显示 的灰度级的数据信号。例如，在反射区选择周期中给数据线32供应V (63) -SV的电位数据信号，在透射区选择周期中给数据线32供应V (0) -OV的电位数据信号。因而，根据选择周期，将5V写入到反射 区像素电极35，而将0V写入到透射区像素电极36。因为公共电极的 电位为0V，所以对应于5V的电场被施加到反射区，因为反射区是常 白模式的，所以LC层显示暗状态。另一方面，给透射区施加对应于 0V的电场，因为透射区是常黑模式的，所以LC层显示暗状态。这样， 由于从反射区选择周期到透射区选择周期供应到数据线32的驱动信号 变化，反射区和透射区都显示暗状态，反之亦然。
现在，下面将描述在反射区选择周期中产生对应于反射区21的数 据信号(反射电位)和在透射区选择周期中产生对应于透射区22的数据信号(透射电位)的技术。图20是依照本发明第二个实施例的包括
LC驱动器的LCD装置10a的示意性框图。用于驱动LC显示区100的 LC驱动器101 —般根据串行原则(serial basis)给每个像素供应用于 LC层的时序信号和用于像素的大约RGB 8比特的数字信号(D(n，m))。 LC驱动器101产生供应到栅极线31a和31b的栅极信号、供应到数据 线32的数据信号以及供应到公共电极39的公共电极信号。
图21是示出其结构的LC驱动器101的示意性框图。LC驱动器 101包括时序控制器111、反射/透射切换电路112、数据锁存电路113、 数字/模拟转换电路(DAC) 114、电压产生电路115和C0M信号电路 116。时序控制器lll包括栅极时序产生电路和数据时序产生电路，并 且该时序控制器111根据输入的时序信号产生多种时序信号。更具体 地说，LC驱动器101将用于单行像素的时序分割，从而产生用于反射 区的时序(反射区选择周期)和用于透射区的时序(透射区选择周期)， 并基于这些时序来驱动栅极线31a、 31b。然而，可通过LC驱动器lOl 或在TFT基板上构成移位寄存器的TFT来产生包含供应到对应于反射 区21的栅极线31a的栅极信号和供应到对应于透射区22的栅极线31b 的栅极信号的栅极信号。
反射/透射切换电路112接收数字像素信号D (n，m)和反射/透射 选择信号作为其输入。对于每个像素，反射/透射切换电路112在反射 区选择周期中输出对应于反射区21的数字反射区像素信号，在透射区 选择周期中输出对应于透射区22的数字透射区像素信号。数据锁存电 路113执行串/并转换并将从反射/透射切换电路112输出的数字像素信 号传送到DAC电路114。 DAC电路114产生电压信号(数据信号)， 该电压信号对应于从数据锁存电路113输入到其上的数字像素信号的 灰度级和由电压产生电路115产生的电压。COM信号电路116产生供 应到每个像素的公共电极39 (图1S)的公共电极信号。
反射/透射切换电路112包括用于存储对应于一行像素的一部分输入数字像素信号D (n,m)的线存储器121、根据灰度级转换部的LUT 对反射区进行灰度级转换操作的LUT (查找表格)电路122、和用于给 透射区选择数字像素信号和给反射区选择数字像素信号的选择电路 (MUX:多路转换器)123。输入到LC驱动器101的数字像素信号D (n,m)临时存储在线存储器121中。LUT电路122通过将存储在线存 储器121中的数字像素信号的灰度级反相产生数字反射区像素信号。 MUX电路123在反射区选择周期中选择由LUT电路122产生的数字 反射区像素信号，从而对应于反射区21，并将该数字反射区像素信号 传输到数字锁存电路113和DAC电路114。MUX电路123在透射区选 择周期中选择没有穿过LUT电路122的数字像素信号(数字透射区像 素信号)并将其传输到数字锁存电路113和DAC电路114。
例如，当对于第n行第m列的像素给LC驱动器101输入D(n，m) =0的数字像素信号时，LUT电路122输出通过将该像素信号的数字数 据反相而产生的数字像素信号。此时，LUT电路122可将像素信号的 数字数据反相，还可对于每个灰度级在转换-LUT中进行Y转换，由此使 反射区中的Y特性与透射区中的Y特性匹配。图33是示出转换-LUT的一 个示例的查找表格(表-l)，其中灰度级縮写为GSL。
例如，当对于第n行第m列的像素给LC驱动器101输入D(n，m) =0的数字像素信号时，反射/透射切换电路112为反射区选择周期输出 通过参照表1的LUT将灰度级"0"反相而获得的"63 (5比特)"。 然后，DAC电路114给数据线32输出Vtipx(n)=V(63)=0V的数据信号， 作为对应于反射区21的数据信号。另一方面，反射/透射切换电路112 直接为透射区选择周期输出灰度级"0"。然后，DAC电路114给数据 线32输出Vtipx(n)=V(0)=5V的数字信号，作为对应于透射区22的数 据信号。
作为上述操作的结果，可从普通数字像素信号制备对反射区选择 周期和透射区选择周期不同电位的特定数据信号。尽管在上面的示例
23中反射/透射切换电路112参照灰度级转换部的查找表格(LUT)为反
射区产生数字反射区像素信号，但本发明决不限于此。图22是反射/ 透射切换电路112的示意性框图，其示出了另一个可能的结构。例如， 当通过反相单元数字数据来产生数字反射区像素信号时，如图22中所 示，可使用将线存储器121的输出和反射/透射选择信号与异或电路124 连接的结构。使用该结构可减小反射/透射切换电路的电路尺寸。
总之，在本实施例中，栅极线分为对应于反射区21的栅极线31a 和对应于透射区22的栅极线31b。此外，像素写入周期分为两个周期， 从公共数据线32供应对应于反射区21的数据信号和对应于透射区22 的数据信号，从而驱动各个区。在该结构中，基于输入到LC驱动器 101的灰度级信号产生对应于一个区域的数据信号，而基于通过在像素 灰度级转换电路中将输入的灰度级信号反相获得的灰度级信号来产生 对应于另一个区的数据信号。使用该结构，可给区域的各个像素电极 35、 36写入具有不同电压的数据信号，通过使反射区21中公共电极 39与像素电极35之间的电位差和透射区22中公共电极39与像素电极 36之间的电位差不同，可使施加到两个区域的电压彼此不同，从而使 两个区显示相同的颜色。
现在，下面将描述根据本发明第三个实施例的LCD装置。第三个 实施例的透反型LCD装置每个像素中的TFT基板的平面结构与第二个 实施例的每个像素中的TFT基板相似。图23是在第三个实施例的LCD 装置中使用的LC驱动器的示意性框图。通过从图21中所示的第二个 实施例的LC驱动器101移除反射/透射切换电路112实现本实施例的 LC驱动器101a。在本实施例中对于单行像素，C0M信号电路116在 选择周期的反射区选择周期和透射区选择周期中给公共电极供应不同 的电位。
图24A和24B示出了在给数据线或像素电极写入像素电位的时间 间隔过程中及之后的数据线、栅极线、反射区像素电极、透射区像素电极和公共电极的电位的时序图。该实施例采取栅极线反相驱动方案。 在本实施例中，和第二个实施例中一样，栅极线分割为与反射区的TFT
连接的反射区栅极线31a (图18)和与透射区的TFT连接的透射区栅 极线31b，栅极线选择周期相应也分割为反射区选择周期和透射区选择 周期。为了驱动像素，反射区栅极信号在反射区选择周期中保持为ON， 透射区栅极信号在透射区选择周期中保持为ON。
数据信号与线选择周期同步，例如，假定在反射区选择周期和透 射区选择周期中均匀为V(63)=5V的电位。公共电极信号在每个线选 择周期的一半处变化。换句话说，公共电极信号在每个反射区选择周 期和每个透射区选择周期处变化。例如，如果数据信号在反射区选择 周期处为0V，则数据信号在透射区选择周期处就呈现为5V。因而，施 加到反射区的5V使反射区以常白模式操作，LCD装置显示暗状态。另 一方面，因为给透射区施加0V，透射区以常黑模式操作，所以LCD 显示暗状态。这样，LCD在反射区和透射区中均显示暗状态或黑色。
在本实施例中，像素写入周期分割为两个周期，在两个写入周期 中给像素电极35、 36写入相同的数据信号，而施加到公共电极39的 电位在反射区21的写入周期和透射区22的写入周期之间反相。通过 该配置，公共电极39与像素电极35、 36之间的电位差在反射区21与 透射区22之间不同，从而使施加到两个区的电压不同，由此使两个区 显示相同的灰度级。
在上面的描述中，在上述第二和第三个实施例中，栅极线分为反 射区栅极线31a和透射区栅极线31b，且给反射区像素电极和透射区像 素电极施加不同的电位。然而，作为可选择的实施例，数据线32可分 为反射区数据线32a和透射区数据线32b，且给反射区像素电极和透射 区像素电极施加不同的电位。通过该配置，可使用公共栅极线或单独 的栅极线来控制反射区TFT和透射区TFT。当采用将数据线32分成两 条数据线的配置时，可使反射区和透射区显示相同的灰度级。现在，下面将描述根据本发明第四个实施例的LCD装置。图26
是根据本发明第四个实施例的透反型LCD装置的示意性剖视图。在本 实施例中，利用为第二偏振膜15提供的、设置在其靠近LC层13表面 上的偏振膜保护层作为延迟膜19。延迟膜19具有光学各向同性，并设 置成接收入射线性偏振光，从而使其具有与延迟膜18的慢轴垂直的偏 振。在其他结构中，本实施例相似于第一到第三个实施例。
一般地，使用TAC (三乙酰基纤维素)作为保护偏振膜的保护层。 TAC在与其表面垂直的方向上具有负单轴光学各向异性的光学特性。 如果使用TAC膜来保护第二偏振膜15的偏振层并形成在偏振层靠近 LC层13的表面上，则通过偏振膜保护层在倾斜观察方向上产生延迟。 这导致，入射到延迟膜18上的光从线性偏振光变为椭圆偏振光，其偏 振通过延迟膜18和LC层13连续变化，从而提高了泄漏光的级别，降 低了倾斜观察方向上的视角特性，尤其是当显示暗状态时。
在本实施例中，可通过使入射线性偏振光与延迟膜18的慢轴垂直 的光学各向同性层代替如上所述的用于保护第二偏振膜15并设置在偏 振层靠近LC层13的表面上的偏振膜保护层(或延迟膜)19。这使得 延迟膜18接收作为线性偏振光的入射光，由此透过第二偏振膜15的 光作为线性偏振光透过延迟膜18和LC层13。通过该配置，可阻止光 的偏振在延迟膜18中变化，从而抑制在显示暗状态时在倾斜观察方向 上的泄漏光。
现在，下面将描述根据本发明第五个实施例的LCD装置。图27 是根据本发明第五个实施例的透反型LCD装置的示意性剖视图。在第 四个实施例中利用用于保护第二偏振膜15的偏振层并靠近LC层13设 置的偏振膜保护层作为各向同性延迟膜19。在本实施例中，除了使用 第四个实施例的结构之外，还利用用于保护第一偏振膜11的偏振层并 靠近LC层13设置的偏振膜保护层作为光学各向同性延迟膜20。通过除了利用用于第二偏振膜15并靠近LC层13设置的偏振膜保护层之外
还利用用于第一偏振膜11并靠近LC层13设置的偏振膜保护层作为各 向同性延迟膜20的该结构，与第四个实施例中一样，可防止在倾斜观 察方向上延迟的影响，从而抑制视角特性的降低，尤其是抑制在显示 暗状态时在倾斜观察方向上的泄漏光。
现在，下面将描述根据本发明第六个实施例的LCD装置。第六个 实施例的透反型LCD装置具有与图27中所示的第五个实施例相似的 结构。除了本发明使用在与其表面垂直的方向上具有正单轴光学各向 异性的延迟膜(+c板)作为延迟膜19之外，本实施例的LCD装置与 第五个实施例相似。在第四和第五个实施例中，通过使用具有光学各 向同性特性的延迟膜19可防止延迟的变化，从而抑制在显示暗状态时 在倾斜观察方向上的泄漏光。在本实施例中，可通过组合延迟膜18和 延迟膜19进一步减低在显示暗状态时在倾斜观察方向上泄漏光的级 别，从而增加视角。 一般公知的是，如果从倾斜观察方向上观察包括 垂直设置有两个偏振膜的LCD装置，则偏振轴从垂直位置偏移，从而 导致泄漏光。在本实施例中，在与其表面垂直的方向上具有正单轴光 学各向异性的延迟膜19作为人/2膜来操作，从而补偿从垂直位置的偏 移，由此不管从任何视角观察，垂直设置的偏振膜都可适当操作。因 而，仅需要调整延迟膜19的延迟，从而使延迟膜18和延迟膜19的组 合作为人/2膜适当操作，X/2膜可补偿从垂直位置的偏移。通过设置下 述延迟膜并将整体延迟调整为上述的延迟可获得类似的效果，该延迟 膜在与其表面垂直的方向上具有正单轴光学各向异性并形成于在与其 表面垂直的方向上具有负单轴光学各向异性的TAC层上。
使第四到第六个实施例的LCD装置经过仿真，从而检查在显示暗 状态时减低倾斜观察方向上的泄漏光级别的效果。图28是在仿真中检 査的LCD装置的一些组成元件及其参数的组合的表格。除了分别在对 应于第四到第六个实施例的示例4到6中观察之外，对于普通的透射 型IPS模式LCD装置和其中LC层13的光轴和入射线性偏振光的偏振方向互相垂直(示例1-1)，还互相平行(示例1-2)的第一个实施例 观察视角特性。在示例6的仿真中，使用彼此层叠的包括具有光学各 向同性的保护膜的延迟膜和在与其表面垂直的方向上具有正单轴光学 各向异性的延迟膜作为延迟膜19。
图29是通过仿真获得的结果的视图。通过在显示暗状态时在透射 区22中，计算图28中每个组合的亮度-视角特性来获得图29中所示的 结果。在图29中，通过等亮度视图表示当在显示暗状态时从各种方位 角观察LCD装置时获得的亮度值。通过比较示例1-1和示例1-2的仿 真结果与普通IPS模式LCD装置的仿真结果，应当理解，在示例1-1 和示例1-2中在倾斜观察方向上的泄漏光级别升高，从而降低了视角特 性。这是因为在反射区中添加有用作人/4膜的延迟膜18。
另一方面，当与示例1-1和示例1-2相比时，在示例4和示例5 中在倾斜观察方向上的泄漏光级别降低了，由此提供了与普通IPS模式 LCD装置等价的视角特性。如果与普通IPS模式LCD装置相比，在示 例6中进一步减低了在倾斜观察方向上的泄漏光级别。因而，上面实 施例的透反型LCD装置的透射区可实现较宽的视角的这一事实是确定 的。
图30是示出在示例6中当在延迟膜的厚度方向上延迟变化时延迟 与透射系数之间的关系的曲线图。在图30中，纵轴上画出的透射系数 被图28中所示现有技术的透射型IPS模式LCD装置中的45度方位角 和50度极角时的透射系数标准化。通过对于显示暗状态时45度方位 角和50度极角计算透射系数获得图30的曲线图，在Onm和200rnn之 间的范围内在延迟膜19的厚度方向上改变延迟。通过该曲线图，应当 理解，通过将延迟膜19的延迟在厚度方向上限制在0到大约180之间 的范围，标准化的透射系数不超过1，且当厚度方向上的延迟限制为 55nm和130nm之间的范围时对于1/5的标准化透射系数获得了出色的 对比度。在图l的结构中，像素电极35、 36和公共电极37、 38形成在延 迟膜18上，延迟膜18靠近TFT基板14和LC层13设置。然而，本 发明并不限于此。在反射区21中延迟膜18位于反射膜16 (在对向基 板的一侧上)之上且位于LC层13之下(在TFT基板14的一侧上) 就足够了。通过在延迟膜18与LC层13或反射膜16之间设置光学各 向同性层可获得与图1的结构类似的优点。例如，可使用可选择的结 构，其中在延迟膜18和反射膜16之间设置绝缘层40，在绝缘层40上 形成像素电极35、 36和公共电极37、 38，如图31中所示。可使用另 一个可选择的结构，其中，在TFT基板14上设置绝缘层40，在TFT 基板14的后侧上形成延迟膜18和延迟膜16，如图32中所示。
上面实施例的透反型LCD装置具有布置于反射区中反射膜与LC 层之间的和布置于透射区中光入射侧偏振膜与LC层之间的延迟膜。在 不给透射区施加电压时，延迟膜的慢轴垂直于LC分子的定向方向布 置，从光入射侧入射到延迟膜的线性偏振光的偏振方向与延迟膜的慢 轴之间的角度等于0度或90度，由此可抑制延迟膜的延迟的影响。通 过该配置，可防止当透射区以常黑模式操作时在前方向上出现的泄漏 光和在倾斜观察方向上出现的泄漏光，从而提高对比度。
在上面实施例的透反型LCD装置中，延迟膜布置在透射区中的反 射膜与LC层之间和透射区中的光入射侧偏振膜与LC层之间，在没有 施加电压时，延迟膜的慢轴垂直于LC分子的定向方向布置，从而使从 光入射侧入射到延迟膜的线性偏振光的偏振方向与延迟膜的慢轴之间 的角度等于0度或90度。通过该结构，可抑制当透过光入射侧偏振膜 的光穿过延迟膜时在透射区中产生的延迟膜的延迟的影响。此外，可 阻止当透射区以常黑模式操作时在前方向上出现的泄漏光和在倾斜观 察方向上出现的泄漏光，从而可提高对比度。
尽管参照典型的实施例及其修改例具体示出并描述了本发明，但本发明并不限于这些实施例和修改例。本领的普通技术人员应当理解， 在不脱离权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可在形式和 细节上进行各种变化。
权利要求
1. 一种透反型液晶显示装置，其包括液晶单元，其包括其中包括均匀定向的液晶分子的液晶层和将液 晶层夹在之间的一对透明基板，从而限定像素的阵列，每个所述像素 都包括互相并列设置的透射区和反射区；第一和第二偏振膜，其将所述液晶单元夹在之间，所述第一偏振 膜设置在所述液晶单元的前侧并具有与设置在所述液晶单元的后侧的 所述第二延迟膜的光轴垂直的光轴；反射膜，其设置在所述液晶层的后侧的所述反射区中；和 延迟膜，其包括设置在所述反射膜与所述液晶层之间的所述反射 区中的第一部分以及设置在所述液晶层与所述第二偏振膜之间的所述 透射区中的第二部分，在没有施加电压时，所述延迟膜具有与所述液 晶分子的初始定向方向垂直的慢轴，所述慢轴垂直于或平行于所述第 一偏振膜的所述光轴，其中在显示暗状态时所述液晶分子的定向具有在所述反射区和所 述透射区之间不同的方向。
2. 根据权利要求l所述的透反型液晶显示装置，其中所述第一偏振膜延伸以覆盖所述反射区和所述透射区。
3. 根据权利要求l所述的透反型液晶显示装置，其中所述第二偏振膜延伸以覆盖所述反射区和所述透射区。
4. 根据权利要求l所述的透反型液晶显示装置，其中所述第一部 分与所述第二部分接触。
5. 根据权利要求4所述的透反型液晶显示装置，其中所述第一部 分和所述第二部分形成为一体并具有相同的延迟。
6. 根据权利要求l所述的透反型液晶显示装置，其中在显示暗状 态时所述透射区中的所述液晶分子的定向具有基本上等于所述初始定 向的方向的方向，并且所述反射区中的所述液晶分子的方向具有基本上偏离所述初始定向20到25度的方向。
7. 根据权利要求6所述的透反型液晶显示装置，其中在所述透射 区中在显示暗状态时在用于给所述液晶层施加电场的像素电极与公共 电极之间施加的电位差小于在所述反射区中在显示暗状态时在用于给 所述液晶层施加电场的像素电极与公共电极之间施加的电位差。
8. 根据权利要求l所述的透反型液晶显示装置，其中为了在所述 反射区和所述透射区中显示图像，所述反射区中的所述液晶层的驱动 电压是所述透射区中的所述液晶层的驱动电压的反相电压。
9. 根据权利要求l所述的透反型液晶显示装置，其中所述反射区 和所述透射区分别以常白模式和常黑模式操作。
10. 根据权利要求1所述的透反型液晶显示装置，所述延迟膜具 有入/4的延迟。
11. 根据权利要求1所述的透反型液晶显示装置，其中以面内切 换模式驱动所述液晶层。
12. 根据权利要求1所述的透反型液晶显示装置，其中在所述延 迟膜上设置有像素电极和公共电极。
13. 根据权利要求1所述的透反型液晶显示装置，其中所述第二 偏振膜包括偏振层和设置在所述偏振层与所述液晶层之间的保护层， 并且所述保护层具有光学各向同性和与所述延迟膜的慢轴垂直的光学 透射轴。
14. 根据权利要求1所述的透反型液晶显示装置，其中所述第一 偏振膜包括偏振层和设置在所述偏振层与所述液晶层之间的保护层， 并且所述保护层具有光学各向同性。
15. 根据权利要求1所述的透反型液晶显示装置，其中所述第一 偏振膜包括第一偏振层和设置在所述第一偏振层与所述液晶层之间的 第一保护层，所述第一保护层具有光学各向同性，所述第二偏振膜包 括第二偏振层和设置在所述第二偏振层与所述液晶层之间的第二保护 层，并且所述第二保护层具有正单轴各向异性。
16. 根据权利要求15所述的透反型液晶显示装置，其中所述第二 保护膜在其厚度方向上具有180nm或更小的延迟。
17. 根据权利要求15所述的透反型液晶显示装置，其中所述第二 偏振膜具有基本上平行于所述液晶层的所述初始定向的光学透射轴。
18. 根据权利要求1所述的透反型液晶显示装置，进一步包括所述延迟膜与所述偏振膜之间的另一个延迟膜，其中所述第一偏振膜包 括第一偏振层和设置在所述第一偏振层与所述另一个延迟膜之间的第一保护层。
19. 根据权利要求18所述的透反型液晶显示装置，其中所述第二 偏振膜具有基本上平行于所述液晶层的所述初始定向的光学透射轴。
全文摘要
一种透反型LCD，其包括夹在一对基板之间的LC层和一对偏振膜。LCD装置在每个像素中都包括反射区和透射区，透射区具有反射膜。延迟膜具有在反射膜与LC层之间的反射区中的第一部分、和在LC层与后偏振膜之间的透射区中的第二部分。在没有施加电压时，延迟膜具有与LC分子的初始定向方向垂直并且与前偏振膜的光轴垂直或平行的慢轴。在显示暗状态时LC分子的定向具有与在反射区和透射区之间的LC分子的定向不同的方向。
文档编号G02F1/1335GK101311791SQ20081009007
公开日2008年11月26日 申请日期2008年4月2日 优先权日2007年4月2日
发明者中谦一郎, 坂本道昭, 森健一, 永井博 申请人:Nec液晶技术株式会社