專利名稱：液晶顯示器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器件，更特別地涉及一種具有寬視角特性和能產(chǎn)生高質(zhì)量圖像的液晶顯示器件。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，薄且重量輕的液晶顯示器件已經(jīng)用做個(gè)人計(jì)算機(jī)顯示器和PDA(個(gè)人數(shù)字助理)顯示器。然而，常規(guī)扭曲向列(TN)型和超扭曲向列(STN)型液晶顯示器件具有窄視角。人們已經(jīng)采取了各種技術(shù)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。
用于改進(jìn)TN或STN型液晶顯示器件的視角特性的典型技術(shù)是給其增加光學(xué)補(bǔ)償板。另一種方法是采用橫向電場(chǎng)模式，其中穿過(guò)液晶層施加相對(duì)于基板平面的水平電場(chǎng)。橫向電場(chǎng)模式液晶顯示器件已經(jīng)吸引了公眾的注意力并且在近年來(lái)被批量生產(chǎn)。又一種技術(shù)是采用DAP(垂直對(duì)準(zhǔn)相位的變形)模式，其中具有負(fù)介電各向異性的向列液晶材料用做液晶材料，且垂直對(duì)準(zhǔn)膜用做對(duì)準(zhǔn)膜。這是一種ECB(電控制雙折射)模式的類型，其中通過(guò)使用液晶分子的雙折射來(lái)控制透射率。
盡管橫向電場(chǎng)模式是改進(jìn)視角的一種有效方法，但是其制造工藝的生產(chǎn)利潤(rùn)比常規(guī)TN型器件的生產(chǎn)利潤(rùn)明顯低，因此難以實(shí)現(xiàn)器件的穩(wěn)定制造。這是因?yàn)轱@示亮度或?qū)Ρ嚷适艿交逯g的間隙或者相對(duì)于液晶分子的取向軸在偏振板的傳輸軸(偏振軸)的方向的偏移的顯著影響。需要進(jìn)一步的技術(shù)發(fā)展以便能精確地控制這些因素，并由此實(shí)現(xiàn)器件的穩(wěn)定制造。
為了利用DAP模式液晶顯示器件在沒(méi)有顯示非均勻性的情況下實(shí)現(xiàn)均勻的顯示，需要進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)控制。可以通過(guò)例如對(duì)對(duì)準(zhǔn)膜的表面進(jìn)行研磨而進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)處理來(lái)提供對(duì)準(zhǔn)控制。然而，當(dāng)垂直對(duì)準(zhǔn)膜進(jìn)行研磨處理時(shí)，可能在顯示的圖像中出現(xiàn)研磨條紋，不適合于批量生產(chǎn)。
鑒于此，本發(fā)明人與其他人一起在日本特許公開(kāi)專利公報(bào)No.2003-43525中公開(kāi)了另一種用于進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)控制而不進(jìn)行研磨處理的方法，其中在經(jīng)其間的液晶層彼此相對(duì)的一對(duì)電極之一中提供多個(gè)開(kāi)口，以便通過(guò)在這些開(kāi)口的邊緣部分產(chǎn)生的傾斜電場(chǎng)來(lái)控制液晶分子的取向方向。通過(guò)這種方法，在每個(gè)圖像元素的整體上可以獲得在液晶分子的取向中具有足夠程度連續(xù)性的穩(wěn)定取向。
在戶外和室內(nèi)都能產(chǎn)生高質(zhì)量顯示的液晶顯示器件在現(xiàn)有技術(shù)(例如，參見(jiàn)日本特許公開(kāi)專利公報(bào)No.11-101992)中已經(jīng)有人提出。這種類型的液晶顯示器件被稱為“透射-反射型液晶顯示器件”，并在每個(gè)圖像元素區(qū)中包括在其中以反射模式顯示圖像的反射區(qū)和在其中以透射模式顯示圖像的透射區(qū)。
然而，近來(lái)，除了需要視角和顯示質(zhì)量的提高之外，還需要孔徑比的增加來(lái)產(chǎn)生更亮的顯示。在通過(guò)使用傾斜電場(chǎng)進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)控制的情況下，如在日本特許公開(kāi)專利公報(bào)No.2003-43525中所公開(kāi)的那樣，在現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有建立特別方案來(lái)進(jìn)一步提高孔徑比。
而且，對(duì)于使用傾斜電場(chǎng)進(jìn)行的對(duì)準(zhǔn)控制應(yīng)用于透射-反射型液晶顯示器件的情況，還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)最佳結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種具有寬視角特性、高顯示質(zhì)量和高孔徑比并能產(chǎn)生明亮顯示的透射-反射型液晶顯示器件。
本發(fā)明的液晶顯示器件包括第一基板；第二基板；和在第一基板和第二基板之間提供的液晶層，其中在包括在第一方向延伸的多個(gè)行和在與第一方向交叉的第二方向延伸的多個(gè)列的矩陣圖形中限定多個(gè)圖像元素區(qū)；每個(gè)圖像元素區(qū)包括設(shè)置在靠近液晶層的第一基板一側(cè)上的第一電極、設(shè)置在靠近液晶層的第二基板一側(cè)上以便與第一電極相對(duì)的第二電極、和設(shè)置在第一電極和第二電極之間的液晶層；第一電極在多個(gè)圖像元件區(qū)的每個(gè)中包括多個(gè)子電極，由此在第一電極和第二電極之間不存在施加電壓時(shí)液晶層采取垂直對(duì)準(zhǔn)，并且響應(yīng)施加于第一電極和第二電極之間的電壓，通過(guò)在多個(gè)子電極周圍產(chǎn)生的傾斜電場(chǎng)而在第一電極的多個(gè)子電極上方形成多個(gè)第一液晶疇，多個(gè)第一液晶疇的每個(gè)采取徑向傾斜取向；多個(gè)圖像元素區(qū)的每個(gè)包括其中使用來(lái)自第一基板側(cè)的光以透射模式顯示圖像的透射區(qū)和其中使用來(lái)自第二基板側(cè)的光以反射模式顯示圖像的反射區(qū)；在多個(gè)圖像元素區(qū)的每個(gè)中，反射區(qū)中的液晶層的厚度dr小于透射區(qū)中的液晶層的厚度dt，并且第二基板包括具有位于反射區(qū)中的上級(jí)、位于透射區(qū)中的下級(jí)以及將上級(jí)和下級(jí)相互連接起來(lái)的側(cè)表面的階梯部分，階梯部分的側(cè)表面位于反射區(qū)中并被第二電極覆蓋；且第一電極的多個(gè)子電極在第二方向設(shè)置成行，并且在多個(gè)圖像元素區(qū)中的第一圖像元素區(qū)中穿過(guò)液晶層施加的電壓的極性不同于在每幀中在屬于與第一圖像元素區(qū)相同行和屬于與第一圖像元素區(qū)所屬列相鄰列的多個(gè)圖像元素區(qū)當(dāng)中的第二圖像元素區(qū)中穿過(guò)液晶層施加的電壓的極性。
在優(yōu)選實(shí)施例中，多個(gè)圖像元素區(qū)各具有如下形狀其縱向方向在第二方向限定，其寬度方向在第一方向限定。
在優(yōu)選實(shí)施例中，穿過(guò)屬于多個(gè)圖像元素區(qū)當(dāng)中的一列的多個(gè)圖像元素區(qū)中的液晶層施加的電壓的極性在每幀中的每隔n行(其中n是1或更大的整數(shù))而被反向。
在優(yōu)選實(shí)施例中，穿過(guò)第一圖像元素區(qū)中的液晶層施加的電壓的極性不同于在每幀中穿過(guò)屬于與第一圖像元素區(qū)相同的列并屬于與第一圖像元素區(qū)所屬的行相鄰的行的第三圖像元素區(qū)中的液晶層施加的電壓的極性。
在優(yōu)選實(shí)施例中，多個(gè)子電極的每個(gè)的形狀具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。
在優(yōu)選實(shí)施例中，多個(gè)子電極的每個(gè)具有大體圓形形狀。
在優(yōu)選實(shí)施例中，多個(gè)子電極的每個(gè)具有大體矩形形狀。
在優(yōu)選實(shí)施例中，多個(gè)子電極的每個(gè)具有帶有大體弧形角部的大體矩形形狀。
在優(yōu)選實(shí)施例中，多個(gè)子電極的每個(gè)具有帶有銳角角部的形狀。
在優(yōu)選實(shí)施例中，第一基板包括其中不設(shè)置第一電極的多個(gè)無(wú)電極區(qū)，多個(gè)無(wú)電極區(qū)基本上包圍第一電極的多個(gè)子電極；并且液晶層通過(guò)響應(yīng)第一基板和第二基板之間施加的電壓而在多個(gè)子電極周圍產(chǎn)生的傾斜電場(chǎng)在多個(gè)無(wú)電極區(qū)中形成多個(gè)第二液晶疇，多個(gè)第二液晶疇的每個(gè)采取徑向傾斜取向。
在優(yōu)選實(shí)施例中，多個(gè)第一液晶疇的取向和多個(gè)第二液晶層的取向是彼此連續(xù)的。
在優(yōu)選實(shí)施例中，多個(gè)無(wú)電極區(qū)的至少一些無(wú)電極區(qū)具有基本上相同的形狀和基本上相同的尺寸，并形成至少一個(gè)單元格，該單元格設(shè)置成具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。
在優(yōu)選實(shí)施例中，多個(gè)無(wú)電極區(qū)的至少一些的每個(gè)的形狀具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。
在優(yōu)選實(shí)施例中，在對(duì)應(yīng)多個(gè)第一液晶疇的至少一個(gè)的區(qū)域中，第二基板包括取向調(diào)整結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)施加取向調(diào)整力，用于在至少存在施加電壓的情況下將至少一個(gè)第一液晶疇中的液晶分子取向成徑向傾斜取向。
在優(yōu)選實(shí)施例中，取向調(diào)整結(jié)構(gòu)設(shè)置在至少一個(gè)第一液晶疇的中心附近的區(qū)域中。
在優(yōu)選實(shí)施例中，取向調(diào)整結(jié)構(gòu)施加取向調(diào)整力，用于即使在不存在施加電壓的情況下也能使液晶分子取向成徑向傾斜取向。
在優(yōu)選實(shí)施例中，取向調(diào)整結(jié)構(gòu)是從第二基板向液晶層中突出的突起。
在優(yōu)選實(shí)施例中，液晶層的厚度由從第二基板向液晶層中突出的突起限定。
在優(yōu)選實(shí)施例中，第一基板包括設(shè)置在多個(gè)子電極的至少一個(gè)的中心部分上方的突起。
在優(yōu)選實(shí)施例中，在多個(gè)圖像元素區(qū)的每個(gè)中，在多個(gè)子電極的至少一個(gè)的邊緣部分中液晶層的厚度de比至少一個(gè)子電極的中心部分上的液晶層的厚度dc小。
在優(yōu)選實(shí)施例中，在其邊緣部分上的至少一個(gè)子電極的表面的高度大于其中心部分的高度。
在優(yōu)選實(shí)施例中，第一基板包括透明板和設(shè)置在透明板和第一電極之間的層間絕緣膜；層間絕緣膜包括第一區(qū)，其中在靠近液晶層的一側(cè)上的其高度連續(xù)改變；并且至少一個(gè)子電極的邊緣部分位于第一區(qū)中。
在優(yōu)選實(shí)施例中，層間絕緣膜包括第二區(qū)，其中在靠近液晶層的一側(cè)上的其高度基本上不變；且至少一個(gè)子電極的中心部分位于第二區(qū)中。
在優(yōu)選實(shí)施例中，入射到液晶層上的光是圓偏振光，該圓偏振光通過(guò)液晶層調(diào)制以便顯示圖像。
在優(yōu)選實(shí)施例中，第一電極包括限定透射區(qū)的透明電極和限定反射區(qū)的反射電極。
在優(yōu)選實(shí)施例中，第二基板還包括選擇地設(shè)置在多個(gè)圖像元素區(qū)的每個(gè)中的反射區(qū)中的透明介電層。
在優(yōu)選實(shí)施例中，設(shè)置在多個(gè)圖像元素區(qū)的每個(gè)中的透明介電層與設(shè)置在至少一個(gè)相鄰圖像元素區(qū)中的透明介電層是連續(xù)的。
在優(yōu)選實(shí)施例中，第一基板還包括為多個(gè)圖像元素區(qū)的每個(gè)提供的開(kāi)關(guān)元件；第一電極是為多個(gè)圖像元素區(qū)的每個(gè)提供的并由開(kāi)關(guān)元件轉(zhuǎn)換的圖像元素電極，第二電極是與多個(gè)圖像元素電極相對(duì)的至少一個(gè)對(duì)置電極。
根據(jù)本發(fā)明，以高度連續(xù)性穩(wěn)定地形成了具有徑向傾斜取向的液晶疇。因此，可以進(jìn)一步提高具有寬視角特性的常規(guī)液晶顯示器件的顯示質(zhì)量。
而且，通過(guò)在不同于設(shè)有用于產(chǎn)生傾斜電場(chǎng)的電極的基板的基板上提供階梯部分，實(shí)現(xiàn)了多隙結(jié)構(gòu)，其中所述傾斜電場(chǎng)是用于形成徑向傾斜取向的，由此可以獲得關(guān)于制造工藝的優(yōu)點(diǎn)。由于階梯部分的側(cè)表面位于反射區(qū)中同時(shí)被電極覆蓋，因此可以抑制由于階梯部分的側(cè)表面的傾斜導(dǎo)致的顯示質(zhì)量的退化。
此外，在每個(gè)圖像元素區(qū)中，多個(gè)子電極在預(yù)定方向上設(shè)置成行，由此可以增加圖像元素區(qū)中的子電極的面積比，由此提高了孔徑比。
通過(guò)每幀中的相反極性的電壓驅(qū)動(dòng)在與子電極設(shè)置方向交叉的方向上彼此相鄰的圖像元素，由此可以產(chǎn)生在該方向彼此相鄰的圖像元素之間具有尖銳電位梯度的傾斜電場(chǎng)。因此，即使采用具有短電極間距離和高孔徑比的設(shè)置，也可以形成足夠穩(wěn)定的徑向傾斜取向。
如上所述，本發(fā)明提供一種具有寬視角特性、高顯示質(zhì)量和高孔徑比并能產(chǎn)生明亮顯示的透射-反射型液晶顯示器件。


圖1A-1B示意性地表示本發(fā)明的液晶顯示器件100的結(jié)構(gòu)，其中圖1A是平面圖，圖1B是沿著圖1A的線1B-1B’截取的剖面圖。
圖2示意性地表示施加于在行方向彼此相鄰的圖像元素區(qū)的不同極性的電壓的狀態(tài)。
圖3A和3B表示在其間存在施加電壓時(shí)液晶顯示器件100的液晶層30，其中圖3A示意性地表示取向恰好開(kāi)始改變的狀態(tài)(初始ON狀態(tài))，圖3B示意性地表示穩(wěn)定狀態(tài)。
圖4A-4D分別示意性地表示電力線和液晶分子的取向之間的關(guān)系。
圖5A-5C分別示意性地表示在基板法線方向觀看的液晶顯示器件100中的液晶分子的取向。
圖6A-6C示意性地表示液晶分子的示例的徑向傾斜取向。
圖7A和7B分別是示意性地表示本發(fā)明的另一液晶顯示器件100A和100B的平面圖。
圖8A和8B分別是示意性地表示本發(fā)明的另一液晶顯示器件100C和100D的平面圖。
圖9是示意性地表示本發(fā)明的另一液晶顯示器件100E的平面圖。
圖10是示意性地表示本發(fā)明的液晶顯示器件100E的平面圖。
圖11是示意性地表示比較例的液晶顯示器件1000的平面圖。
圖12是示意性地表示在本發(fā)明的液晶顯示器件中使用的圖像元素電極的平面圖。
圖13A示意性地表示在相同極性的電壓施加于在行方向彼此相鄰的兩個(gè)圖像元素區(qū)時(shí)產(chǎn)生的等電位線EQ。
圖13B示意性地表示在不同極性的電壓施加于在行方向彼此相鄰的兩個(gè)圖像元素區(qū)時(shí)產(chǎn)生的等電位線EQ。
圖14A、14B和14C表示用于本發(fā)明的液晶顯示器件的驅(qū)動(dòng)方法。
圖15是示意性地表示本發(fā)明的另一液晶顯示器件100F的平面圖。
圖16是示意性地表示比較例的液晶顯示器件1100的剖面圖。
圖17A和17B分別示意性地表示電力線和在比較例的液晶顯示器件1100的階梯部分的側(cè)表面上的液晶分子的取向之間的關(guān)系。
圖18示意性地表示電力線和本發(fā)明的液晶顯示器件100的階梯部分的側(cè)表面上的液晶分子的取向之間的關(guān)系。
圖19A-19E分別示意性地表示包括取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28的對(duì)置基板200b。
圖20A和20B示意性地表示本發(fā)明的另一液晶顯示器件200，其中圖20A是平面圖，圖20B是沿著圖20A的線20B-20B’截取的剖面圖。
圖21A-21C是示意性地表示液晶顯示器件200的剖面圖，其中圖21A表示不存在施加電壓的狀態(tài)，圖21B表示取向恰好開(kāi)始變化的狀態(tài)(初始ON狀態(tài))，圖21C表示穩(wěn)定狀態(tài)。
圖22A和22B示意性地表示本發(fā)明的另一液晶顯示器件200’，其中圖22A是平面圖，圖22B是沿著圖22A的線22B-22B’截取的剖面圖。
圖23A-23C是示意性地表示液晶顯示器件200’的剖面圖，其中圖23A表示不存在施加電壓的狀態(tài)，圖23B表示取向恰好開(kāi)始變化的狀態(tài)(初始ON狀態(tài))，圖23C表示穩(wěn)定狀態(tài)。
圖24A-24C是示意性地表示包括還用作間隔器的突起(肋)的液晶顯示器件的剖面圖，其中圖24A表示不存在施加電壓的狀態(tài)，圖24B表示取向恰好開(kāi)始變化的狀態(tài)(初始ON狀態(tài))，圖24C表示穩(wěn)定狀態(tài)。
圖25是示意性地表示具有側(cè)表面的突起的剖面圖，其中所述側(cè)表面相對(duì)于基板平面的傾斜角基本超過(guò)90度。
圖26是示意性地表示還用做間隔器的突起的變型的剖面圖。
圖27A是示意性地表示本發(fā)明的又一液晶顯示器件200A的平面圖，圖27B是示意性地表示本發(fā)明的又一液晶顯示器件200B的平面圖。
圖28是示意性地表示沿著圖27A和27B的線28-28’截取的液晶顯示器件200A和200B的剖面圖。
圖29A是示意性地表示本發(fā)明的再一液晶顯示器件200C的平面圖，圖29B是示意性地表示本發(fā)明的再一液晶顯示器件200D的平面圖。
圖30A是示意性地表示本發(fā)明的另一液晶顯示器件200E的平面圖，圖30B是示意性地表示本發(fā)明的另一液晶顯示器件200F的平面圖。
圖31A是示意性地表示本發(fā)明的另一液晶顯示器件200G的平面圖，圖31B是示意性地表示本發(fā)明的另一液晶顯示器件200H的平面圖。
圖32A是示意性地表示本發(fā)明的另一液晶顯示器件200I的平面圖，圖32B是示意性地表示本發(fā)明的另一液晶顯示器件200J的平面圖。
圖33A是示意性地表示本發(fā)明的另一液晶顯示器件200K的平面圖，圖33B是示意性地表示本發(fā)明的另一液晶顯示器件200L的平面圖。
圖34A是示意性地表示本發(fā)明的另一液晶顯示器件200M的平面圖，圖34B是示意性地表示本發(fā)明的另一液晶顯示器件200N的平面圖。
圖35A是示意性地表示其中突起設(shè)置在對(duì)置基板上的液晶分子的取向的剖面圖，圖35B是示意性地表示其中突起設(shè)置在TFT基板上的液晶分子的取向的剖面圖。
圖36是示意性地表示本發(fā)明的另一液晶顯示器件300的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖37是表示液晶顯示器件300在其子電極的邊緣部分附近的一部分的放大剖面圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖介紹本發(fā)明的實(shí)施例。本發(fā)明的液晶顯示器件具有所希望的顯示特性，由此能適當(dāng)?shù)赜米鲇性淳仃囆鸵壕э@示器件。下面將關(guān)于使用薄膜晶體管(TFT)的有源矩陣型液晶顯示器件來(lái)介紹本發(fā)明的實(shí)施例。本發(fā)明不限于此，而是可以用于使用MIM結(jié)構(gòu)的有源矩陣型液晶顯示器件。
注意，本說(shuō)明書中，作為顯示器的最小單元的對(duì)應(yīng)“圖像元素”的液晶顯示器件的區(qū)域?qū)⒈环Q為“圖像元素區(qū)”。在彩色液晶顯示器件中，包括R、G和B“圖像元素”的多個(gè)“圖像元素”對(duì)應(yīng)一個(gè)“像素”。在有源矩陣型液晶顯示器件中，圖像元素區(qū)由圖像元素電極和與圖像元素電極相對(duì)的對(duì)置電極限定。在無(wú)源矩陣型液晶顯示器件中，圖像元素區(qū)定義為其中以條形設(shè)置的列電極之一與垂直于列電極的也以條形設(shè)置的行電極之一交叉的區(qū)域。在具有黑色矩陣(black matrix)的設(shè)置中，嚴(yán)格地講，圖像元素區(qū)是根據(jù)想要顯示的狀態(tài)對(duì)應(yīng)于黑體開(kāi)口而施加電壓的每個(gè)區(qū)的一部分。
實(shí)施例1下面參照?qǐng)D1A-1B介紹根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器件100的結(jié)構(gòu)。在下面的說(shuō)明中，為了簡(jiǎn)化說(shuō)明而省略了濾色器和黑體。而且，在后面的圖中，具有與液晶顯示器件100中的對(duì)應(yīng)元件基本上相同的功能的每個(gè)元件將用相同的參考標(biāo)記表示，并且在下面不再進(jìn)一步說(shuō)明。圖1A是表示在基板法線方向觀看的液晶顯示器件100的三個(gè)圖像元素區(qū)P1、P2和P3的平面圖，圖1B是沿著圖1A的線1B-1B’截取的剖面圖。圖1B表示穿過(guò)液晶層不施加電壓的狀態(tài)。
液晶顯示器件100包括有源矩陣基板(以下稱為“TFT基板”)100a、對(duì)置基板(也稱為“濾色器基板”)100b、和置于TFT基板100a和對(duì)置基板100b之間的液晶層30。液晶層30的液晶分子30a具有負(fù)介電各向異性，并借助垂直對(duì)準(zhǔn)膜在穿過(guò)液晶層30不施加電壓的情況下垂直于垂直對(duì)準(zhǔn)膜(未示出)的表面而對(duì)準(zhǔn)，如圖1B所示，該對(duì)準(zhǔn)膜是作為設(shè)置在靠近液晶層30的TFT基板100a和對(duì)置基板100b的每個(gè)的一個(gè)表面上的垂直對(duì)準(zhǔn)層。這個(gè)狀態(tài)被表述為液晶層30處于垂直對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)。然而，應(yīng)該注意，垂直對(duì)準(zhǔn)中的液晶層30的液晶分子30a可能從法線向垂直對(duì)準(zhǔn)膜的表面(基板的表面)輕微傾斜，這取決于垂直對(duì)準(zhǔn)膜的類型或使用的液晶材料的類型。一般來(lái)說(shuō)，垂直對(duì)準(zhǔn)定義為液晶分子的軸(還稱為“軸取向”)相對(duì)于垂直對(duì)準(zhǔn)膜的表面以大約85度或以上的角度取向的狀態(tài)。
液晶顯示器件100的TFT基板100a包括透明基板(例如玻璃基板)11和設(shè)置在透明基板11的表面上的圖像元素電極14。對(duì)置基板100b包括透明基板(例如玻璃基板)21和設(shè)置在透明基板21的表面上的對(duì)置電極22。液晶層30的取向根據(jù)圖像元素電極14和對(duì)置電極22之間施加的電壓而對(duì)于每個(gè)圖像元素區(qū)是改變的，其中圖像元素電極14和對(duì)置電極22經(jīng)液晶層30彼此相對(duì)設(shè)置。通過(guò)利用偏振或通過(guò)液晶層30的光量隨著液晶層30的取向的改變而改變的現(xiàn)象，產(chǎn)生顯示。
多個(gè)圖像元素區(qū)在行方向D1和垂直于行方向D1的列方向D2周期性地設(shè)置(即它們以矩陣圖形排列)。圖1A示出了在行方向D1彼此相鄰的三個(gè)圖像元素區(qū)P1、P2和P3。行方向D1和列方向D2將被稱為圖像元素(圖像元素區(qū))的“周期設(shè)置方向”。通常，行方向D1和列方向D2彼此垂直。而且，在本實(shí)施例中，每個(gè)圖像元素區(qū)(圖像元素)具有帶長(zhǎng)邊和短邊的大體長(zhǎng)方形形狀。因此，圖像元素區(qū)在行方向D1和列方向D2以不同的間距(被稱為“圖像元素間距”)設(shè)置。
每個(gè)圖像元素區(qū)包括其中使用來(lái)自TFT基板100a一側(cè)的光(通常為來(lái)自背后照明的光)以透射模式顯示圖像的透射區(qū)T以及其中使用來(lái)自對(duì)置基板100b一側(cè)的光(通常為環(huán)境光)以反射模式顯示圖像的反射區(qū)R。在本實(shí)施例中，圖像元素電極14包括由透明導(dǎo)電材料制成的透明電極和由光反射材料制成的反射電極。透射區(qū)T由透明電極限定，反射區(qū)R由反射電極限定。應(yīng)注意到，如果反射電極的表面設(shè)置為略微不平整，則光可以被反射電極散射，并且由此可以實(shí)現(xiàn)接近于紙白色的白色顯示。
在用于顯示圖像的光只一次以透射模式穿過(guò)液晶層30時(shí)，它以反射模式兩次穿過(guò)液晶層30。通過(guò)設(shè)置反射區(qū)R中的液晶層30的厚度dr小于透射區(qū)T中的液晶層30的厚度dt，如圖1B所示，由液晶層30對(duì)在反射模式中使用的光所提供的延遲可以接近于由液晶層30對(duì)在透射模式中使用的光所提供的延遲。通過(guò)設(shè)置反射區(qū)R中的液晶層30的厚度dr是透射區(qū)T中的液晶層30的厚度dt的大約一半，則由液晶層30對(duì)在這些模式中使用的光所提供的延遲可以基本上彼此相等。
在本例中，對(duì)置基板100b具有階梯部分，該階梯部分包括位于反射區(qū)R中的上級(jí)(上水平面)100b1、位于透射區(qū)T中的下級(jí)(下水平面)100b2以及將上級(jí)100b1和下級(jí)100b2連接在一起的側(cè)表面100b3，由此反射區(qū)R中的液晶層30的厚度dr小于透射區(qū)T中的液晶層30的厚度dt。具體地說(shuō)，對(duì)置基板100b的階梯部分是通過(guò)選擇地在對(duì)置基板100b的反射區(qū)R中提供透明介電層29而形成的。階梯部分的側(cè)表面100b3位于反射區(qū)R中，并被對(duì)置電極22覆蓋。
接著，將介紹本發(fā)明的液晶顯示器件100中所提供的圖像元素電極14的結(jié)構(gòu)和功能。
如圖1A和圖1B所示，圖像元素電極14包括在列方向D2設(shè)置成行的多個(gè)子電極14a。通常，多個(gè)子電極14a在每個(gè)圖像元素區(qū)中電連接在一起。在本例中，每個(gè)圖像元素電極包括三個(gè)子電極14a，即一個(gè)透明電極和兩個(gè)反射電極。
而且，TFT基板100a包括其中不設(shè)置由導(dǎo)電膜(例如，ITO膜)制成的圖像元素電極14的多個(gè)無(wú)電極區(qū)15(即，無(wú)電極區(qū)15不與任何圖像元素電極14重疊)。無(wú)電極區(qū)15具有基本相同的形狀和基本相同的尺寸，并且設(shè)置成使得其各個(gè)中心形成正方晶格。圖像元素電極14的每個(gè)子電極14a基本上被四個(gè)無(wú)電極區(qū)15包圍，這四個(gè)無(wú)電極區(qū)的各個(gè)中心位于形成一個(gè)單元格的四晶格點(diǎn)上，子電極14a具有基本相同的形狀和基本相同的尺寸。在所示例子中，子電極14a具有一般圓形形狀。每個(gè)無(wú)電極區(qū)15具有大體星形的形狀，該星形形狀具有四個(gè)四分之一弧形邊(邊緣)，并在四個(gè)邊當(dāng)中的中心具有四折(four-fold)旋轉(zhuǎn)軸。
當(dāng)電壓施加于具有上述這種結(jié)構(gòu)的圖像元素電極14和對(duì)置電極22之間時(shí)，在子電極14a的周圍(在其周邊附近)，即在無(wú)電極區(qū)15的邊緣部分上產(chǎn)生傾斜電場(chǎng)，由此產(chǎn)生分別具有徑向傾斜取向的多個(gè)液晶疇。液晶疇在對(duì)應(yīng)無(wú)電極區(qū)15的每個(gè)區(qū)域中以及對(duì)應(yīng)子電極14a的每個(gè)區(qū)域中產(chǎn)生。
應(yīng)該注意的是，在本發(fā)明的液晶顯示器件100中，在行方向D1彼此相鄰的圖像元素在向所有圖像元素中寫數(shù)據(jù)期間(即一幀)用相反極性的電壓驅(qū)動(dòng)，如圖2所示。參見(jiàn)圖2，在圖像元素區(qū)P1和P3(帶有“+”標(biāo)記的圖像元素區(qū))中穿過(guò)液晶層30施加一個(gè)極性的電壓，同時(shí)在圖像元素區(qū)P2(帶有“-”標(biāo)記的圖像元素區(qū))中穿過(guò)液晶層30施加不同(相反)極性的電壓。換言之，在每個(gè)幀中，穿過(guò)一個(gè)圖像元素區(qū)中的液晶層30施加的電壓的極性不同于穿過(guò)在垂直于子電極14a設(shè)置的方向(列方向D2)的方向(行方向D1)上與第一圖像元素區(qū)相鄰的另一圖像元素區(qū)中的液晶層30施加的電壓的極性。
下面將參照?qǐng)D3A和3B介紹通過(guò)上述傾斜電場(chǎng)來(lái)形成液晶疇的機(jī)理。圖3A和3B分別是表示穿過(guò)其施加電壓的液晶層30。圖3A示意性地表示液晶分子30a的取向根據(jù)穿過(guò)液晶層30所施加的電壓而剛剛開(kāi)始改變的狀態(tài)(初始ON狀態(tài))。圖3B示意性地表示液晶分子30a的取向根據(jù)施加電壓已經(jīng)改變并且變?yōu)榉€(wěn)定的狀態(tài)。圖3A和3B中的曲線EQ表示等電位線。注意，圖3A和3B是沿著圖1A的線3-3’截取的剖面圖，為了簡(jiǎn)述說(shuō)明而未示出對(duì)置基板100b的階梯部分。
當(dāng)圖像元素電極14和對(duì)置電極22處于相同電位時(shí)(穿過(guò)液晶層30沒(méi)有施加電壓)，每個(gè)圖像元素區(qū)中的液晶分子30a垂直于基板11和21的表面而對(duì)準(zhǔn)，如圖3A所示。
當(dāng)穿過(guò)液晶層30施加電壓時(shí)，產(chǎn)生由圖3A所示的等電位線EQ(垂直于電力線)表示的電位梯度。等電位線EQ在位于圖像元素電極14和對(duì)置電極22之間的液晶層30中平行于子電極14a和對(duì)置電極22的表面，并且在對(duì)應(yīng)圖像元素電極14的無(wú)電極區(qū)15的區(qū)域中下降。在無(wú)電極區(qū)15的邊緣部分EG(包括其邊界的無(wú)電極區(qū)15的周邊部分和無(wú)電極區(qū)15內(nèi)部)上方的液晶層30中產(chǎn)生由等電位線EQ的傾斜部分表示的傾斜電場(chǎng)。注意，在本實(shí)施例中，在行方向D1彼此相鄰的兩個(gè)圖像元素區(qū)被相反極性的電壓驅(qū)動(dòng)，并因此等電位線EQ在位于這些圖像元素之間的無(wú)電極區(qū)15中急劇下降，由此等電位線EQ穿過(guò)這些圖像元素不是連續(xù)的。
扭矩作用于具有負(fù)介電各向異性的液晶分子30a上，以便使液晶分子30a的軸取向平行于等電位線EQ(垂直于電力線)。因此，圖3A中的右側(cè)邊緣部分EG上方的液晶分子30a順時(shí)針傾斜(旋轉(zhuǎn))，左側(cè)邊緣部分EG上方的液晶分子30a逆時(shí)針傾斜(旋轉(zhuǎn))，如圖3A所示。結(jié)果是，邊緣部分EG上方的液晶分子30a平行于等電位線EQ的對(duì)應(yīng)部分而取向。
參見(jiàn)圖4A-4D，下面更詳細(xì)地介紹液晶分子30a的取向的變化。
當(dāng)在液晶層30中產(chǎn)生電場(chǎng)時(shí)，扭矩作用于具有負(fù)介電各向異性的液晶分子30a上，以便使其軸取向平行于等電位線EQ。如圖4A所示，當(dāng)產(chǎn)生垂直于液晶分子30a的軸取向并由等電位線EQ表示的電場(chǎng)時(shí)，以相同的概率產(chǎn)生使液晶分子30a順時(shí)針傾斜的扭矩或使液晶分子30a逆時(shí)針傾斜的扭矩。因此，彼此相對(duì)的一對(duì)平行板狀電極之間的液晶層30具有經(jīng)受了順時(shí)針扭矩的一些液晶分子30a和經(jīng)受了逆時(shí)針扭矩的一些液晶分子30a。結(jié)果是，不會(huì)平滑地進(jìn)行根據(jù)穿過(guò)液晶層30施加的電壓向所希望的取向的過(guò)渡。
當(dāng)在本發(fā)明的液晶顯示器件100的無(wú)電極區(qū)15的邊緣部分EG上產(chǎn)生相對(duì)于液晶分子30a的軸取向傾斜的由等電位線EQ表示的電場(chǎng)(傾斜電場(chǎng))時(shí)，如圖3A所示，液晶分子30a在為使液晶分子30a平行于等電位線EQ所需的較小旋轉(zhuǎn)的任何方向(在所示例子中為逆時(shí)針?lè)较?上傾斜，如圖4B所示。在產(chǎn)生由垂直于液晶分子30a的軸取向的等電位線EQ代表的電場(chǎng)的區(qū)域中的液晶分子30a在與位于等電位線EQ的傾斜部分上的液晶分子30a相同的方向傾斜，以便其取向與位于等電位線EQ的傾斜部分上的液晶分子30a的取向是連續(xù)的(一致性)，如圖4C所示。如圖4D所示，當(dāng)電場(chǎng)使得等電位線EQ形成連續(xù)凹/凸圖形時(shí)，位于等電位線EQ的平坦部分上的液晶分子30a取向成與由位于等電位線EQ的相鄰傾斜部分上的液晶分子30a所限定的取向方向一致。這里所用的詞語(yǔ)“位于等電位線EQ上”指的是“位于由等電位線EQ所代表的電場(chǎng)內(nèi)”。
開(kāi)始于位于等電位線EQ的傾斜部分上的液晶分子30a的取向的變化如上所述那樣繼續(xù)進(jìn)行，并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，這示意性地示于圖3B中。位于無(wú)電極區(qū)15的中心部分周圍的液晶分子30a受到無(wú)電極區(qū)15的相對(duì)邊緣部分上的液晶分子30a的各個(gè)取向的基本相同的影響，因此保持它們的取向垂直于等電位線EQ。遠(yuǎn)離無(wú)電極區(qū)15的中心的液晶分子30a受到較近邊緣部分EG上的其它液晶分子30a的取向的影響而傾斜，由此形成關(guān)于無(wú)電極區(qū)15的中心SA對(duì)稱的傾斜取向。在垂直于液晶顯示器件100的顯示平面的方向(垂直于基板11和21的表面的方向)看到的取向是液晶分子30a具有關(guān)于無(wú)電極區(qū)15的中心的徑向軸取向(未示出)。在本說(shuō)明書中，這種取向?qū)⒈环Q為“徑向傾斜取向”。而且，采取關(guān)于單軸的徑向傾斜取向的液晶層30的區(qū)域?qū)⒈环Q為“液晶疇”。
在對(duì)應(yīng)基本上由無(wú)電極區(qū)15包圍的子電極14a的區(qū)域中，也形成液晶分子30a采取徑向傾斜取向的液晶疇。對(duì)應(yīng)子電極14a的區(qū)域中的液晶分子30a受到無(wú)電極區(qū)15的每個(gè)邊緣部分EG上的液晶分子30a的取向的影響，從而采取關(guān)于子電極14a的中心SA(對(duì)應(yīng)由無(wú)電極區(qū)15形成的單元格的中心)對(duì)稱的徑向傾斜取向。
在子電極14a上方形成的液晶疇中的徑向傾斜取向和在無(wú)電極區(qū)15上方形成的徑向傾斜取向彼此連續(xù)，并且都與無(wú)電極區(qū)15的邊緣部分EG上的液晶分子30a的取向一致。在無(wú)電極區(qū)15上方形成的液晶疇中的液晶分子30a以向上(向基板100b)擴(kuò)大的圓錐形狀取向，并且在子電極14a上方形成的液晶疇中的液晶分子30a以向下(向基板100a)擴(kuò)大的圓錐形狀取向。如上所述，在無(wú)電極區(qū)15上方形成的液晶疇以及在子電極14a上方形成的液晶疇中的徑向傾斜取向彼此連續(xù)。因此，沿著其間的邊界不形成旋轉(zhuǎn)位移線(取向缺陷)，由此防止由于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)位移線而導(dǎo)致的顯示質(zhì)量下降。
注意，穿過(guò)無(wú)電極區(qū)15的中心部分周圍的液晶層30不施加足夠的電壓，由此無(wú)電極區(qū)15的中心部分周圍的液晶層30對(duì)顯示不起作用。換言之，即使無(wú)電極區(qū)15的中心部分周圍的液晶層30的徑向傾斜取向一定程度地被擾亂(例如，即使中心軸偏離無(wú)電極區(qū)15的中心)，顯示質(zhì)量也不會(huì)下降。因此，只要至少對(duì)應(yīng)子電極14a形成液晶疇，就可以獲得每個(gè)圖像元素區(qū)中的液晶分子的連續(xù)性和實(shí)現(xiàn)寬視角特性和高顯示質(zhì)量。
為了提高在所有方位角的視角依賴性，就是液晶顯示器件的顯示質(zhì)量，在各個(gè)方位角方向取向的液晶分子30a的存在概率優(yōu)選在每個(gè)圖像元素區(qū)中具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，更優(yōu)選具有軸對(duì)稱性。因此，優(yōu)選液晶疇以高度對(duì)稱性在每個(gè)圖像元素區(qū)中設(shè)置。在本例中，子電極14a在預(yù)定方向(列方向D2)設(shè)置成行，以便具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，甚至具有軸對(duì)稱性。因此，各對(duì)應(yīng)子電極14a的液晶疇也以旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性、甚至軸對(duì)稱性排列。
如前面參照?qǐng)D3A和圖3B所述的，本發(fā)明的液晶顯示器件100的圖像元素電極14包括各被多個(gè)無(wú)電極區(qū)15包圍的多個(gè)子電極14a，并在圖像元素區(qū)的液晶層30中產(chǎn)生由具有傾斜部分的等電位線EQ表示的電場(chǎng)。作為觸發(fā)器，通過(guò)位于等電位線EQ的傾斜部分的取向的變化，在不存在施加電壓時(shí)垂直對(duì)準(zhǔn)的在液晶層30中具有負(fù)介電各向異性的液晶分子30a改變了其取向方向。因此，在無(wú)電極區(qū)15上方和子電極14a中形成具有穩(wěn)定徑向傾斜取向的液晶疇。通過(guò)根據(jù)穿過(guò)液晶層施加的電壓而產(chǎn)生液晶疇中的液晶分子的取向的變化，產(chǎn)生了顯示。
下面將介紹圖像元素電極14的子電極14a的形狀(在基本法線方向看到的)和設(shè)置以及TFT基板100a的無(wú)電極區(qū)15的形狀和設(shè)置。
由于液晶分子的取向(光學(xué)各向異性)，液晶顯示器件的顯示特性呈現(xiàn)方位角依賴性。為了減少顯示特性的方位角依賴性，優(yōu)選液晶分子以基本上相同的概率在所有方位角取向。更優(yōu)選地，每個(gè)圖像元素區(qū)中的液晶分子以基本上相同的概率在所有方位角取向。
因此，子電極14a優(yōu)選具有如下形狀，使得在每個(gè)圖像元素區(qū)中形成液晶疇，從而對(duì)應(yīng)子電極14a的每個(gè)液晶疇中的液晶分子30a以基本相同的概率在所有方位角取向。更具體地說(shuō)，子電極14a的形狀優(yōu)選關(guān)于穿過(guò)每個(gè)子電極的中心(在法線方向)延伸的對(duì)稱軸具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性(更優(yōu)選具有兩折旋轉(zhuǎn)軸的對(duì)稱性)。
而且，由于只有對(duì)應(yīng)無(wú)電極區(qū)15形成的液晶疇的一部分被包含于圖像元素區(qū)中并用于顯示，優(yōu)選在被包含于圖像元素區(qū)中的液晶疇部分(段)的聚集部分中包含的液晶分子以基本相同的概率在所有方位角取向。因此，優(yōu)選無(wú)電極區(qū)15具有如下形狀和設(shè)置，使得液晶疇部分一起以補(bǔ)償方式形成液晶疇。具體而言，優(yōu)選無(wú)電極區(qū)15的形狀具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性和無(wú)電極區(qū)15設(shè)置成具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。應(yīng)該注意的是，由于在無(wú)電極區(qū)15中形成的液晶疇具有位于圖像元素區(qū)外部的一部分，因此可能難以設(shè)置無(wú)電極區(qū)15，使得液晶疇部分一起以補(bǔ)償方式形成液晶疇。然而，可以有效地減少顯示特性的方位角依賴性，只要在各個(gè)方位角取向的液晶分子的存在概率對(duì)于液晶疇部分的每個(gè)聚集部分具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性(更優(yōu)選地軸對(duì)稱性)。
下面將參照?qǐng)D5A-5C介紹當(dāng)包圍大體圓形子電極14a的大體星狀無(wú)電極區(qū)15以正方格圖形排列時(shí)的液晶分子30a的取向。
圖5A-5C分別示意性地表示在基板法線方向看到的液晶分子30a的取向。在圖中，如圖5B和5C所示，示出了在基板法線方向看到的液晶分子30a的取向，繪制成橢圓形的液晶分子30a的黑點(diǎn)端表示液晶分子30a傾斜，使得該端部比另一端更靠近其上提供圖像元素電極14的基板。這同樣適用于下列所有圖。下面將介紹在如圖1A所示的圖像元素區(qū)中的一個(gè)單元格(由四個(gè)無(wú)電極區(qū)15形成)。沿著圖5A-5C的各個(gè)對(duì)角截取的剖面圖分別對(duì)應(yīng)圖1B、圖3A和圖3B，并且也將在下面的說(shuō)明中參照?qǐng)D1B、3A和3B。
當(dāng)圖像元素電極14和對(duì)置電極22處于相同電位時(shí)，即處于穿過(guò)液晶層30不施加電壓的狀態(tài)下，通過(guò)設(shè)置在靠近液晶層30的TFT基板100a和對(duì)置基板100b的每個(gè)的一側(cè)上的垂直對(duì)準(zhǔn)膜(未示出)來(lái)調(diào)整其取向方向的液晶分子30采取如圖5A所示的垂直對(duì)準(zhǔn)。
當(dāng)穿過(guò)液晶層30施加電場(chǎng)，以便產(chǎn)生由圖3A所示的等電位線EQ所表示的電場(chǎng)時(shí)，扭矩作用于具有負(fù)介電各向異性的液晶分子30a上，以使其軸取向平行于等電位線EQ。如前面參照?qǐng)D4A和4B所述的，對(duì)于由垂直于其分子軸的等電位線EQ表示的電場(chǎng)下面的液晶分子30a，不唯一地限定液晶分子30a將要傾斜(旋轉(zhuǎn))的方向(圖4A)，由此不容易發(fā)生取向變化(傾斜或旋轉(zhuǎn))。相反，對(duì)于位于相對(duì)于液晶分子30a的分子軸傾斜的等電位線EQ下面的液晶分子30a，唯一地限定傾斜(旋轉(zhuǎn))的方向，由此容易發(fā)生取向改變。因此，如圖5B所示，液晶分子30a開(kāi)始從無(wú)電極區(qū)15的邊緣部分傾斜，其中液晶分子30a的分子軸相對(duì)于等電位線EQ傾斜。然后，包圍的液晶分子傾斜，以便與在無(wú)電極區(qū)15的邊緣部分上的已經(jīng)傾斜的液晶分子30a一致，如前面參照?qǐng)D4C所述的。然后，液晶分子30a的軸取向變得穩(wěn)定，如圖5C所示(徑向傾斜取向)。
如上所述，當(dāng)無(wú)電極區(qū)15的形狀具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性時(shí)，通過(guò)施加電壓，圖像元素區(qū)中的液晶分子30a從無(wú)電極區(qū)15的邊緣部分向無(wú)電極區(qū)15的中心連續(xù)傾斜。結(jié)果是，獲得如下取向其中無(wú)電極區(qū)15中心周圍的那些液晶分子30a相對(duì)于基板平面保持垂直對(duì)準(zhǔn)，其中在無(wú)電極區(qū)15的中心處來(lái)自其邊緣部分的液晶分子30a的各個(gè)取向調(diào)整力處于平衡狀態(tài)，同時(shí)周圍的液晶分子30a相對(duì)于無(wú)電極區(qū)15中心周圍的那些液晶分子30a按照徑向圖樣傾斜，傾斜度隨著離開(kāi)無(wú)電極區(qū)15的中心而逐漸增加。
對(duì)應(yīng)被排列成正方格形狀的四個(gè)大體星形的無(wú)電極區(qū)15包圍的大體圓形子電極14a的區(qū)域中的液晶分子30a也傾斜，以便與已經(jīng)被在每個(gè)無(wú)電極區(qū)15的邊緣部分產(chǎn)生的傾斜電場(chǎng)傾斜的液晶分子30a的取向一致。結(jié)果是，獲得如下取向其中子電極14a中心周圍的那些液晶分子30a相對(duì)于基板平面保持垂直對(duì)準(zhǔn)，其中在子電極14a的中心處來(lái)自其邊緣部分的液晶分子30a的各個(gè)取向調(diào)整力處于平衡狀態(tài)，同時(shí)周圍的液晶分子30a相對(duì)于子電極14a中心周圍的那些液晶分子30a按照徑向圖樣傾斜，傾斜度隨著離開(kāi)子電極14a的中心而逐漸增加。
如上所述，在每個(gè)液晶疇中液晶分子30a采取徑向傾斜取向，這些液晶疇以正方格圖形排列，各個(gè)軸取向的液晶分子30a的存在概率具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，由此可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量顯示，并且對(duì)于任何視角都沒(méi)有非均勻性。為了減少具有徑向傾斜取向的液晶疇的視角依賴性，該液晶疇優(yōu)選具有高度的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性(優(yōu)選具有至少兩折旋轉(zhuǎn)軸，更優(yōu)選具有至少四折旋轉(zhuǎn)軸)。
對(duì)于液晶分子30a的徑向傾斜取向，如圖6B或6C所示的分別具有順時(shí)針或逆時(shí)針螺旋圖形的徑向傾斜取向比圖6A所示的簡(jiǎn)單徑向傾斜取向更穩(wěn)定。螺旋取向不同于普通扭曲(normal twist)取向(其中液晶分子30a的取向方向沿著液晶層30的厚度螺旋地改變)。在螺旋取向中，對(duì)于微小區(qū)域，液晶分子30a的取向方向沿著液晶層30的厚度基本不變。換言之，在液晶層30的任何厚度上的橫截面(在平行于層面的平面中)的取向如圖6B或6C所示，沿著液晶層30的厚度方向基本上沒(méi)扭曲變形。然而，對(duì)于作為整體的液晶疇，可能存在一定程度的扭曲變形。
當(dāng)采用通過(guò)給具有負(fù)介電各向異性的向列液晶材料添加手性劑而獲得的材料時(shí)，在存在施加電壓時(shí)，液晶分子30a采取關(guān)于無(wú)電極區(qū)15和子電極14a的逆時(shí)針或順時(shí)針螺旋圖形的徑向傾斜取向，分別如圖6B或6C所示。螺旋圖形是逆時(shí)針或順時(shí)針由使用的手性劑的類型決定。因此，通過(guò)在存在施加電壓時(shí)將無(wú)電極區(qū)15中的液晶層30控制為螺旋圖形的徑向傾斜取向，關(guān)于垂直于基板平面直立的其它液晶分子30a的徑向傾斜的液晶分子30a的螺旋圖形的方向在所有液晶疇中可以是恒定的，由此可以實(shí)現(xiàn)均勻的顯示而不會(huì)顯示非不均勻性。由于垂直于基板平面直立的液晶分子30a周圍的螺旋圖形的方向是確定的，因此穿過(guò)液晶層30施加電壓之后的響應(yīng)速度也提高了。
而且，當(dāng)添加大量手性劑時(shí)，液晶分子30a的取向沿著液晶層30的厚度以螺旋圖形改變，如在普通扭曲取向中那樣。在液晶分子30a的取向沿著液晶層30的厚度不以螺旋圖形改變的取向中，垂直于或平行于偏振板的偏振軸取向的液晶分子30a對(duì)入射光不提供相位差，由此穿過(guò)這個(gè)取向區(qū)的入射光對(duì)透射率不起作用。相反，在液晶分子30a的取向沿著液晶層30的厚度以螺旋圖形改變的取向中，垂直于或平行于偏振板的偏振軸取向的液晶分子30a對(duì)入射光提供相位差，并且還可利用光學(xué)旋轉(zhuǎn)功率，由此穿過(guò)這種取向區(qū)的入射光也用于透射率。因此，可以獲得能產(chǎn)生明亮顯示的液晶顯示器件。
圖1A表示每個(gè)子電極14a具有大體圓形形狀且每個(gè)無(wú)電極區(qū)15具有大體星形形狀的例子，其中這種子電極14a和這個(gè)無(wú)電極區(qū)15以正方格圖形排列。然而，子電極14a的形狀以及無(wú)電極區(qū)15的形狀和設(shè)置不限于上述例子的那些。
圖7A和7B是分別表示具有不同形狀的各個(gè)無(wú)電極區(qū)15和子電極14a的液晶顯示器件100A和100B的平面圖。
圖7A和7B中分別所示的液晶顯示器件100A和100B的無(wú)電極區(qū)15和子電極14a相對(duì)于圖1A中所示的液晶顯示器件100無(wú)電極區(qū)和子電極稍有變形。液晶顯示器件100A和100B的無(wú)電極區(qū)15和子電極14a具有兩折旋轉(zhuǎn)軸(而不是四折旋轉(zhuǎn)軸)并且規(guī)則地排列，以便形成長(zhǎng)方形單元格。在液晶顯示器件100A和100B中，無(wú)電極區(qū)15具有變形的星形形狀，子電極14a具有大體橢圓形形狀(變形的圓形)。圖7A和7B所示的液晶顯示器件100A和100B也具有高顯示質(zhì)量和所希望的視角特性。
而且，分別示于圖8A和8B中的液晶顯示器件100C和100D也具有高顯示質(zhì)量和所希望的視角特性。
在液晶顯示器件100C和100D中，大體十字形狀的無(wú)電極區(qū)15以正方格圖形排列，以便每個(gè)子電極14a具有大體正方形形狀。當(dāng)然，這些圖形可以變形，以便有長(zhǎng)方形單元格。如上所述，通過(guò)規(guī)則地設(shè)置大體矩形(包括正方形和長(zhǎng)方形)的子電極14a，可以獲得具有高顯示質(zhì)量和所希望的視角特性的液晶顯示器件。
然而，無(wú)電極區(qū)15和/或子電極14a的形狀優(yōu)選是圓形或橢圓形的，而不是矩形的，因而徑向傾斜取向更穩(wěn)定。相信利用圓形或橢圓形的無(wú)電極區(qū)和/或子電極使得徑向傾斜取向更穩(wěn)定，這是因?yàn)闊o(wú)電極區(qū)15的邊緣更連續(xù)(平滑)，由此液晶分子30a的取向方向更連續(xù)地(平滑地)改變。
鑒于上述液晶分子30a的取向方向的連續(xù)性，如圖9中所示的液晶顯示器件100E也是希望的。圖9中所示的液晶顯示器件100E是圖8B中所示液晶顯示器件100D的改型，其中子電極14a上的無(wú)電極區(qū)15的每個(gè)邊都是弧形的。在液晶顯示器件100E中，無(wú)電極區(qū)15和子電極14a具有四折旋轉(zhuǎn)軸并設(shè)置成正方格圖形(具有四折旋轉(zhuǎn)軸)。作為選擇，無(wú)電極區(qū)15的子電極14a的形狀可以變形為具有兩折旋轉(zhuǎn)軸的形狀，這種子電極14a可以設(shè)置成形成長(zhǎng)方形格(具有兩折旋轉(zhuǎn)軸)，如圖7A和7B所示。
穿過(guò)形成在無(wú)電極區(qū)15上方的液晶疇施加的電壓低于穿過(guò)形成在子電極14a上方的另一液晶疇施加的電壓。結(jié)果是，在正常黑色模式顯示中，例如，形成在無(wú)電極區(qū)15上方的液晶疇出現(xiàn)暗色。因此，優(yōu)選圖像元素區(qū)中的子電極14a的面積比率較高，同時(shí)無(wú)電極區(qū)15的面積比率較低。
在本發(fā)明的液晶顯示器件中，圖像元素電極14包括多個(gè)子電極14a，由此通過(guò)對(duì)應(yīng)圖像元素區(qū)的形狀和尺寸在圖像元素區(qū)中適當(dāng)?shù)卦O(shè)置多個(gè)子電極14a，可以在圖像元素區(qū)中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的徑向傾斜取向，同時(shí)不會(huì)受到圖像元素區(qū)的形狀和尺寸等的限制。相反，如果圖像元素電極是單個(gè)電極，則不可能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的徑向傾斜取向，這取決于圖像元素區(qū)的形狀和尺寸等。如果圖像元素區(qū)具有圓形或正方形形狀，則作為單電極的圖像元素電極不是問(wèn)題。然而，如果圖像元素區(qū)具有大長(zhǎng)寬比的長(zhǎng)方形形狀，例如象能產(chǎn)生彩色顯示的液晶顯示器件中那樣，則電極需要具有大長(zhǎng)寬比的形狀，并且不可能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的徑向傾斜取向。而且，例如當(dāng)圖像元素區(qū)具有大尺寸時(shí)，電極必須具有大尺寸，在這種情況下只通過(guò)電極周圍產(chǎn)生的傾斜電場(chǎng)不可能獲得穩(wěn)定的取向。
而且，在本發(fā)明的液晶顯示器件中，例如多個(gè)子電極14a在每個(gè)圖像元素區(qū)中在預(yù)定方向排列(排列成行)，如圖1A所示，與子電極設(shè)置成兩行或多行的情況相比，由此可以提高子電極14a的面積比率并提高用于顯示的面積相對(duì)于圖像元素區(qū)的總面積的比例(有效孔徑比)。其原因?qū)⒃谙旅鎱⒄請(qǐng)D10進(jìn)行說(shuō)明。
如圖10所示，液晶顯示器件100E包括在行方向D1彼此平行延伸的柵極總線(掃描線)41和在列方向D2彼此平行延伸的源極總線(信號(hào)線)42。每個(gè)柵極總線(掃描線)41電連接到為每個(gè)圖像元素區(qū)提供的TFT(未示出)的柵電極上，每個(gè)源極總線(信號(hào)線)42電連接到TFT的源電極上。而且，TFT的漏電極電連接到圖像元素電極14上。液晶顯示器件100E還包括存儲(chǔ)電容線43。
在液晶顯示器件100E中，若干子電極14a在每個(gè)圖像元素區(qū)中排列成行，并且子電極14a周圍的一部分無(wú)電極區(qū)15與柵極總線41或源極總線42重疊，并且這部分位于圖像元素區(qū)的外部。因此，多個(gè)無(wú)電極區(qū)15的每個(gè)至少具有其一部分位于圖像元素區(qū)的外部。
當(dāng)多個(gè)子電極14a排列成兩行或多行時(shí)，每個(gè)圖像元素區(qū)中存在被子電極14a包圍的無(wú)電極區(qū)15，并且這個(gè)無(wú)電極區(qū)15完全位于圖像元素區(qū)內(nèi)。例如，在其中子電極14a設(shè)置成兩行的比較例的液晶顯示器件1000中，如圖11所示，在每個(gè)圖像元素區(qū)中存在被子電極14a包圍的無(wú)電極區(qū)15，并且這個(gè)無(wú)電極區(qū)15完全位于圖像元素區(qū)。然后，在圖像元素區(qū)中的無(wú)電極區(qū)15的面積比率增加，因此子電極14a的面積比率下降。
相反，在多個(gè)子電極14a在每個(gè)圖像元素區(qū)中設(shè)置成行時(shí)，如圖10所示，多個(gè)無(wú)電極區(qū)15的每個(gè)具有位于圖像元素區(qū)外部的至少其一部分，由此可以減少無(wú)電極區(qū)15在圖像元素區(qū)中面積比率和增加子電極14a的面積比率，由此提高了孔徑比。
現(xiàn)在，將參照通過(guò)使用特定規(guī)格的液晶顯示器件獲得的數(shù)據(jù)更詳細(xì)地說(shuō)明如何提高孔徑比。液晶顯示器件的特定規(guī)格如下顯示面積為對(duì)角長(zhǎng)15英寸，子電極14a具有帶有大體弧形角部的大體正方形形狀(如圖9和10所示)，柵極總線的寬度和源極總線上的光阻擋層的寬度為12μm，并且子電極14a之間的間隔為8.5μm，子電極14a設(shè)置成一行時(shí)的液晶顯示器件的透射率與子電極14a設(shè)置成兩行時(shí)的液晶顯示器件的透射率相比較。與子電極14a設(shè)置成兩行時(shí)的透射率相比，子電極14a設(shè)置成一行時(shí)的透射率提高了，對(duì)于SXGA(1280×1024像素)提高了6％，對(duì)于UXGA(1600×1200像素)提高了9％，和對(duì)于QXGA(2048×1536像素)提高了11％。因此，通過(guò)在每個(gè)圖像元素區(qū)中將多個(gè)子電極14a設(shè)置成一行來(lái)提高孔徑比的效果對(duì)于高清晰度型液晶顯示器件特別明顯。
應(yīng)該注意，在圖像元素區(qū)14與柵極總線41或源極總線42重疊的結(jié)構(gòu)中，如圖10所示，優(yōu)選在總線上形成盡可能厚的絕緣膜(例如有機(jī)絕緣膜)，并在其上形成圖像元素電極14，以便減少來(lái)自這些總線的影響。
參見(jiàn)圖12，“S”表示通過(guò)無(wú)電極區(qū)15和子電極14a形成的正方形單元格之間的間隙的長(zhǎng)度(以下稱為“側(cè)間隔S”)。側(cè)間隔S必須等于或大于預(yù)定長(zhǎng)度，以便產(chǎn)生用于獲得穩(wěn)定徑向傾斜取向所需的傾斜電場(chǎng)。
當(dāng)在行方向D1和列方向D2中限定側(cè)間隔S時(shí)，在本實(shí)施例中，沿著行方向D1彼此相鄰的圖像元素用每幀中極性相反的電壓驅(qū)動(dòng)，如圖2所示。通過(guò)這種方式，與沿著行方向D1彼此相鄰的圖像元素不用極性相反的電壓驅(qū)動(dòng)的情況相比，即使行方向D1的側(cè)間隔S減小了，也可以獲得足夠的取向調(diào)整力。這是因?yàn)楫?dāng)沿著行方向D1彼此相鄰的圖像元素用極性相反的電壓驅(qū)動(dòng)時(shí)，可以產(chǎn)生相對(duì)強(qiáng)的傾斜電場(chǎng)。原因?qū)⒃谙旅鎱⒄請(qǐng)D13A和13B進(jìn)行說(shuō)明。
圖13A示意性地示出了在穿過(guò)在行方向D1彼此相鄰的兩個(gè)圖像元素區(qū)中的液晶層施加+5V電壓時(shí)產(chǎn)生的等電位線EQ，圖13B示意性地示出了在穿過(guò)在行方向D1彼此相鄰的兩個(gè)圖像元素區(qū)之一中的液晶層施加+5V電壓時(shí)和同時(shí)穿過(guò)兩個(gè)圖像元素區(qū)中的另一個(gè)圖像元素區(qū)中的液晶層施加-5V電壓時(shí)產(chǎn)生的等電位線EQ。
如圖13A所示，當(dāng)穿過(guò)兩個(gè)相鄰的圖像元素區(qū)中的液晶層施加相同極性的電壓時(shí)，產(chǎn)生電場(chǎng)，使得等電位線EQ形成連續(xù)的凹/凸圖形。
相反，如圖13B所示，當(dāng)穿過(guò)兩個(gè)相鄰的圖像元素區(qū)中的液晶層施加不同極性的電壓時(shí)，代表在兩個(gè)圖像元素區(qū)中產(chǎn)生的電場(chǎng)的等電位線EQ不連續(xù)，而是等電位線EQ在無(wú)電極區(qū)15中急劇下降。因此，在無(wú)電極區(qū)15的邊緣部分，即子電極14a的周圍，形成急劇電位梯度，由此產(chǎn)生比圖13A中所示情況更強(qiáng)的傾斜電場(chǎng)。
如上所述，當(dāng)在行方向D1彼此相鄰的圖像元素用相反極性的電壓驅(qū)動(dòng)時(shí)，即使行方向D1上的側(cè)間隔S減小，也可以獲得足夠的取向調(diào)整力。因此，即使在行方向D1彼此相鄰的兩個(gè)圖像元素電極14之間的距離減小了，從而增加了孔徑比，也可以形成足夠穩(wěn)定的徑向傾斜取向。
其它實(shí)施例將用具有如上所述的特定規(guī)格的液晶顯示器件來(lái)實(shí)施(在該液晶顯示器件中，顯示面積為對(duì)角長(zhǎng)15英寸，子電極14a具有帶有大體弧形角部的大體正方形，柵極總線的寬度和源極總線上的光阻擋層的寬度為12μm，并且子電極14a之間的間隔為8.5μm)。具體而言，將在行方向D1彼此相鄰的圖像元素用極性相反的電壓驅(qū)動(dòng)的情況與它們不用極性相反的電壓驅(qū)動(dòng)的情況進(jìn)行比較。在不用極性相反的電壓驅(qū)動(dòng)在行方向D1上彼此相鄰的圖像元素區(qū)的情況下，用于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定徑向傾斜取向所需的圖像元素電極14之間的最小距離為8.5μm，即等于每個(gè)圖像元素區(qū)中的子電極14a之間的距離。相反，在用極性相反的電壓驅(qū)動(dòng)在行方向D1上彼此相鄰的圖像元素的情況下，即使在行方向D1彼此相鄰的圖像元素電極14之間的距離減小到3μm，也能獲得穩(wěn)定的徑向傾斜取向。
在本實(shí)施例中，當(dāng)在行方向D1彼此相鄰的圖像元素用極性相反的電壓驅(qū)動(dòng)時(shí)，而在不用極性相反的電壓驅(qū)動(dòng)在列方向D2彼此相鄰的圖像元素時(shí)，如圖14A所示(所謂的“源極線反向驅(qū)動(dòng)法”)，可以充分地提高孔徑比。然而，為了提高其他有利效果，如抑制閃爍的效果，優(yōu)選每隔n行(其中n是1或更大的整數(shù))的圖像元素將施加電壓的極性倒置，即對(duì)于在列方向D2的每n個(gè)圖像元素來(lái)說(shuō)是倒置的，同時(shí)用極性相反的電壓驅(qū)動(dòng)在行方向D1彼此相鄰的圖像元素。換言之，優(yōu)選穿過(guò)相同列的圖像元素區(qū)中的液晶層施加的電壓的極性在每幀中對(duì)于每n行來(lái)說(shuō)是倒置的。
例如，如圖14B所示，施加電壓的極性對(duì)于每2行圖像元素可以是相反的，即對(duì)于列方向D2上的每2個(gè)圖像元素是倒置的(所謂的“2H點(diǎn)倒置驅(qū)動(dòng)法”)?；蛘?，如圖14C所示，施加電壓的極性可以按每一行圖像元素來(lái)倒置，即在列方向D2上的按每個(gè)圖像元素來(lái)倒置(所謂的“點(diǎn)倒置驅(qū)動(dòng)法”)。如果在列方向D2彼此相鄰的圖像元素用極性相反的電壓驅(qū)動(dòng)，同時(shí)在行方向D1彼此相鄰的圖像元素用極性相反的電壓驅(qū)動(dòng)，如圖14C所示，則可以減少在列方向D2彼此相鄰的圖像元素電極14之間的間隔，并由此進(jìn)一步提高孔徑比。
現(xiàn)在將介紹子電極14a的形狀和徑向傾斜取向的穩(wěn)定性之間的關(guān)系以及子電極14a的形狀和透射率值之間的關(guān)系。
由本發(fā)明人所做的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，當(dāng)子電極14a的間隔(側(cè)間隔S)不變時(shí)，隨著子電極14a的形狀接近于圓形或橢圓形，取向穩(wěn)定性變高。這是因?yàn)殡S著子電極14a的形狀接近于圓形或橢圓形，在徑向傾斜取向的液晶分子30a的取向方向的連續(xù)性變得更高。
還證實(shí)了隨著子電極14a的形狀接近于矩形，如正方形或長(zhǎng)方形，透射率變高。這是因?yàn)樵趥?cè)間隔S的值恒定時(shí)，隨著子電極14a的形狀接近于矩形，子電極14a的面積比增加，由此增加了受到由電極產(chǎn)生的電場(chǎng)直接影響的液晶層的面積(在垂直于基板法線方向的平面中限定的面積)，由此增加了有效的孔徑比。
因此，子電極14a的形狀可以根據(jù)所想要的取向穩(wěn)定性和所想要的透射率來(lái)確定。
當(dāng)子電極14a具有帶有大體弧形角部的大體正方形時(shí)，如圖9和10所示，例如，可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)高的取向穩(wěn)定性和相對(duì)高的透射率。當(dāng)然，在子電極14a具有帶有大體弧形角部的大體矩形形狀時(shí)，也可以獲得相同的效果。應(yīng)該注意的是，由于制造工藝的限制，由導(dǎo)電膜形成的子電極14a的角部不可能是弧形的，嚴(yán)格地講，可能是圓頭(obtuse)的多邊形(由多個(gè)超過(guò)90度的角構(gòu)成的形狀)，并且角部可能具有輕微變形的弧形(例如橢圓形的一部分)或者變形的多邊形，而不是四分之一弧形或規(guī)則的多邊形(例如規(guī)則多邊形的一部分)。作為選擇，角部可以具有曲線和圓角組合的形狀。這里使用的術(shù)語(yǔ)“大體弧形”可以是這些形狀的任何一種。應(yīng)該注意的是，由于相似的工藝相關(guān)原因，如圖1A所示的大體圓形子電極14a的形狀可能是多邊形或變形的形狀，而不是嚴(yán)格的圓形形狀。
鑒于響應(yīng)速度，子電極14a可以是如圖15所示的液晶顯示器件100F中的那種形狀。在圖15所示的液晶顯示器件100F中，圖像元素電極14的子電極14a的形狀為具有銳角角部的變形的正方形形狀。注意，這里使用的具有銳角的角部指的是具有小于90度的角的角部或圓角部。
當(dāng)子電極14a具有銳角角部的形狀時(shí)，如圖15所示，沿著其產(chǎn)生傾斜電場(chǎng)的邊緣部分的總長(zhǎng)度增加了，由此傾斜電場(chǎng)作用于更多液晶分子30a上。這樣，響應(yīng)電場(chǎng)而初始地開(kāi)始傾斜的液晶分子30a的數(shù)量增加了，由此減少了用于完全穿過(guò)圖像元素區(qū)形成徑向傾斜取向所需的時(shí)間。結(jié)果是，提高了穿過(guò)液晶層30施加電壓的響應(yīng)速度。
而且，當(dāng)子電極14a具有帶有銳角角部的形狀時(shí)，與子電極14a的形狀是大體圓形或大體矩形形狀的情況相比，可以增加在特定方位角方向取向的液晶分子30a的存在概率。換言之，在各個(gè)方位角方向取向的液晶分子30a的存在概率中引入了高方向性。因此，當(dāng)在具有偏振板的液晶顯示器件中的子電極14a中采用銳角角部時(shí)，其中在所述偏振板中線性偏振光入射到液晶層30上，可以減小垂直或平行于偏振板的偏振軸取向的液晶分子30a，即不給入射光提供相位差的液晶分子30a的存在概率。因此，可以提高透光率和實(shí)現(xiàn)更明亮的顯示。
應(yīng)該注意的是，前面已經(jīng)說(shuō)明了反射電極的表面可以設(shè)置為略微不規(guī)則，以便實(shí)現(xiàn)接近于紙白的白色顯示。當(dāng)反射電極的表面設(shè)置為這種略微的不規(guī)則時(shí)，在存在施加電壓時(shí)形成平行于表面(與略微的不規(guī)則的一致)的等電位線，由此略微不規(guī)則的反射電極表面不施加取向調(diào)整力，其中所述取向調(diào)整力在存在施加電壓時(shí)控制液晶分子的取向方向，并由此不影響徑向傾斜取向的形成。
前面的說(shuō)明已經(jīng)初步地涉及了TFT基板100a的電極結(jié)構(gòu)及其功能。現(xiàn)在，將參照?qǐng)D1B和圖16介紹對(duì)置基板100b及其功能。圖16示意性地示出了比較例的液晶顯示器件1100。比較例的液晶顯示器件1100與液晶顯示器件100相同的地方在于TFT基板1100a的圖像元素電極14包括多個(gè)子電極14a，并且形成液晶疇，其中每個(gè)液晶疇在存在施加電壓時(shí)采取徑向傾斜取向。然而，液晶顯示器件1100不同于液晶顯示器件100的地方在于對(duì)置基板1100b不設(shè)有階梯部分，而是通過(guò)在TFT基板1100a的反射電極下面設(shè)置絕緣膜19而使TFT基板1100a設(shè)有階梯部分。
如圖1B所示，在本發(fā)明的液晶顯示器件100中，對(duì)置基板100b包括階梯部分，該階梯部分具有位于反射區(qū)R中的上級(jí)100b1、位于透射區(qū)T中的下級(jí)100b2、以及將上級(jí)100b1和下級(jí)100b2彼此連接在一起的側(cè)表面100b3，由此在反射區(qū)R中的液晶層30的厚度dr小于透射區(qū)T中的液晶層30的厚度dt。因此，階梯部分設(shè)置在對(duì)置基板100b上，而不是設(shè)置在TFT基板100a上，由此實(shí)現(xiàn)了適用于以透射模式和反射模式顯示圖像的多隙結(jié)構(gòu)。因此，不必使用在反射電極下面的絕緣膜19等來(lái)提供階梯部分，如圖16所示的比較例的液晶顯示器件1100那樣，由此可以簡(jiǎn)化TFT基板100a的制造工藝。
利用多隙結(jié)構(gòu)，階梯部分的側(cè)表面相對(duì)于基板平面傾斜，由此垂直于側(cè)表面取向的液晶分子在黑色顯示中引起光泄漏，并降低了對(duì)比率。然而，在液晶顯示器件100中，階梯部分的側(cè)表面100b3位于反射區(qū)R中，如圖1B所示，由此不會(huì)降低透射區(qū)T中的對(duì)比率，因此抑制了顯示質(zhì)量的下降。在第一位置中反射區(qū)R具有比透射區(qū)T低的對(duì)比率，并且用于反射區(qū)R的顯示特性的所需級(jí)別也低。因此，即使在反射區(qū)R中發(fā)生某些光泄漏，也不會(huì)影響顯示。相反，在圖16中所示的比較例的液晶顯示器件1100中，階梯部分的側(cè)表面1100a3不位于反射區(qū)R中，由此透射的光(用于以透射模式顯示圖像的光)泄漏，因此大大降低了顯示質(zhì)量。
而且，在圖16所示的比較例的液晶顯示器件1100中，階梯部分的側(cè)表面1100a3是不用電極覆蓋的無(wú)電極區(qū)。參照?qǐng)D17A，在通過(guò)使用在側(cè)表面1100a3周圍產(chǎn)生的傾斜電場(chǎng)進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)控制時(shí)，側(cè)表面1100a3相對(duì)于基板平面傾斜，由此對(duì)準(zhǔn)控制是很困難的，這取決于施加電壓的值、側(cè)表面1100a3的傾斜角等。例如，如圖17B所示，如果側(cè)表面1100a3的傾斜角很大，則等電位線EQ和液晶分子30a之間的角度可能接近90度，在這種情況下取向調(diào)整力相當(dāng)弱。
相反，在液晶顯示器件100中，對(duì)置基板100b設(shè)有階梯部分，由此階梯部分的側(cè)表面100b3可以用電極22覆蓋。沿著被電極22覆蓋的側(cè)表面100b3，等電位線EQ平行于側(cè)表面100b3并垂直于液晶分子30a，如圖18所示，由此不施加取向調(diào)整力。
如上所述，在本發(fā)明的液晶顯示器件100中，通過(guò)在不同于設(shè)有用于產(chǎn)生傾斜電場(chǎng)的電極的基板的基板上提供階梯部分，其中所述傾斜電場(chǎng)用于形成徑向傾斜取向，實(shí)現(xiàn)了多隙結(jié)構(gòu)，并且階梯部分的側(cè)表面100b3位于反射區(qū)R中，同時(shí)用電極22覆蓋，由此可以獲得關(guān)于制造工藝的優(yōu)點(diǎn)，并抑制由于階梯部分的側(cè)表面100b3的傾斜導(dǎo)致的顯示質(zhì)量退化。
本發(fā)明的液晶顯示器件100可采用與現(xiàn)有技術(shù)中公知的垂直對(duì)準(zhǔn)型液晶顯示器件相同的設(shè)置，并且可利用公知的制造方法制造，除了圖像元素電極14包括在圖像元素周期性地排列的兩個(gè)周期性設(shè)置方向之一上設(shè)置成一行的多個(gè)子電極14a之外、除了在另一周期性設(shè)置方向中彼此相鄰的圖像元素用相反極性的電壓驅(qū)動(dòng)之外、以及除了對(duì)置基板100b包括階梯部分之外。
注意在本實(shí)施例中，在反射區(qū)R中選擇地形成透明介電層(例如透明樹(shù)脂層)29，以便在對(duì)置基板100b上提供階梯部分。作為選擇，不同的材料可用于反射區(qū)R和透射區(qū)T中的濾色器層，并且反射區(qū)R中的濾色器層的厚度大于透射區(qū)T中的濾色器層的厚度，因此形成階梯部分。由于在透射模式中使用的光只通過(guò)濾色器層一次，而在反射模式中使用的光通過(guò)濾色器層兩次，如果透射區(qū)T中的濾色器層的光學(xué)密度與反射區(qū)R中的相同，則色純度和/或亮度將在反射區(qū)R中較低，然而，在不同的材料用于反射區(qū)R和透射區(qū)T中的濾色器層時(shí)，如上所述，反射區(qū)R中的濾色器層的光學(xué)密度可以比透射區(qū)T中的小，由此可以提高反射區(qū)R中的色純度和/或亮度。
通常，在靠近液晶層30的圖像元素電極14和對(duì)置電極22的每個(gè)的一側(cè)上提供作為垂直對(duì)準(zhǔn)層的垂直對(duì)準(zhǔn)膜(未示出)，以便垂直地對(duì)準(zhǔn)具有負(fù)介電各向異性的液晶分子。
液晶材料可以是具有負(fù)介電各向異性的向列液晶材料。通過(guò)向具有負(fù)介電各向異性的向列液晶材料添加二色性染料可以獲得客-主模式液晶顯示器件。客-主模式液晶顯示器件不需要偏振板。
所謂的“垂直對(duì)準(zhǔn)型液晶顯示器件”包括其中在沒(méi)有施加電壓時(shí)具有負(fù)介電各向異性的液晶分子垂直對(duì)準(zhǔn)的液晶層，并能以各種顯示模式顯示圖像。例如，除了其中通過(guò)用電場(chǎng)控制液晶層的雙折射來(lái)顯示圖像的雙折射模式之外，垂直對(duì)準(zhǔn)型液晶顯示器件還可以在光學(xué)旋轉(zhuǎn)模式中或顯示模式中使用，其中的顯示模式是光學(xué)旋轉(zhuǎn)模式和雙折射模式的組合。通過(guò)在上述任何液晶顯示器件的一對(duì)基板(例如，TFT基板和對(duì)置基板)的外側(cè)(遠(yuǎn)離液晶層30的一側(cè))上提供一對(duì)偏振板，可以獲得雙折射模式液晶顯示器件。而且，如果需要的話，可以提供相位差補(bǔ)償器(通常為相位板)。此外，通過(guò)使用一般圓偏振光也可以獲得具有高亮度的液晶顯示器件。
實(shí)施例2本實(shí)施例的液晶顯示器件不同于實(shí)施例1的液晶顯示器件100之處在于對(duì)置基板包括取向調(diào)整結(jié)構(gòu)。
圖19A-19E示意性地示出了具有取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28的對(duì)置基板200b。具有與液晶顯示器件100基本相同功能的每個(gè)元件將用相同的參考標(biāo)記表示，并不再進(jìn)一步說(shuō)明。
圖19A-19E中所示的取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28用于將液晶層30的液晶分子30a取向成徑向傾斜取向。應(yīng)該注意的是，圖19A-19D中所示的取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28和圖19E中所示的取向調(diào)整結(jié)構(gòu)在液晶分子30a將要傾斜的方向上是不同的。
通過(guò)圖19A-19D中所示的取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28使液晶分子傾斜的方向與形成在對(duì)應(yīng)圖像元素電極14的子電極14a(例如，見(jiàn)圖1A和1B)的區(qū)域中的每個(gè)液晶疇的徑向傾斜取向的取向方向?qū)?zhǔn)。相反，通過(guò)圖19E中所示的取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28使液晶分子傾斜的方向與形成在對(duì)應(yīng)圖像元素電極14的無(wú)電極區(qū)15(例如，見(jiàn)圖1A和1B)的區(qū)域中的每個(gè)液晶疇的徑向傾斜取向的取向方向?qū)?zhǔn)。
圖19A中所示的取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28是由對(duì)置電極22的開(kāi)口22a和與開(kāi)口22a相對(duì)的圖像元素電極(圖19A中未示出，例如，見(jiàn)圖1A)14的子電極14a形成的。在靠近液晶層30的對(duì)置基板200b的一個(gè)表面上提供垂直對(duì)準(zhǔn)膜(未示出)。
只在存在施加電壓時(shí)，取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28施加取向調(diào)整力。由于取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28只需要給由TFT基板100a的電極結(jié)構(gòu)形成的徑向傾斜取向的每個(gè)液晶疇中的液晶分子施加取向調(diào)整力，因此開(kāi)口22a的尺寸小于TFT基板100a中提供的無(wú)電極區(qū)15，并小于被無(wú)電極區(qū)15包圍的子電極14a(例如，見(jiàn)圖1A)。例如，只用小于或等于無(wú)電極區(qū)15或子電極14a的一半的面積就可以獲得足夠的效果。當(dāng)提供對(duì)置電極22的開(kāi)口22a以便與圖像元素電極14的子電極14a的中心部分相對(duì)時(shí)，液晶分子的取向的連續(xù)性增加，并且可以固定徑向傾斜取向的中心軸的位置。
如上所述，當(dāng)只有存在施加電壓時(shí)才施加取向調(diào)整力的結(jié)構(gòu)用作取向調(diào)整結(jié)構(gòu)時(shí)，在不存在施加電壓時(shí)，液晶層30的基本上所有液晶分子30a都采取垂直對(duì)準(zhǔn)。因此，當(dāng)采用正常黑色模式時(shí)，在黑色顯示中基本上沒(méi)有光泄漏，由此實(shí)現(xiàn)了所希望對(duì)比率的顯示。
然而，在不存在施加電壓時(shí)，不施加取向調(diào)整力，因此不形成徑向傾斜取向。而且，當(dāng)施加電壓很低時(shí)，只存在弱取向調(diào)整力，由此當(dāng)相當(dāng)大的應(yīng)力施加于液晶面板時(shí)，可能觀察到后圖像(after image)。
不管存在/不存在施加電壓，圖19B-19D中所示的每個(gè)取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28都施加取向調(diào)整力，因此可以在任何顯示灰度級(jí)獲得穩(wěn)定的徑向傾斜取向，并且提供應(yīng)力的高抵抗性。
圖19B所示的取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28包括設(shè)置在對(duì)置電極22上的突起(肋)22b，以便向液晶層30中突出。當(dāng)對(duì)突起22b的材料沒(méi)有特別限制時(shí)，通過(guò)使用介電材料如樹(shù)脂很容易提供突起22b。垂直對(duì)準(zhǔn)膜(未示出)設(shè)置在靠近液晶層30的對(duì)置基板200b的一個(gè)表面上。突起22b借助其表面的結(jié)構(gòu)(具有垂直對(duì)準(zhǔn)能力)使液晶分子30a取向成徑向傾斜方向。優(yōu)選使用可以熱變形的樹(shù)脂材料，在這種情況下，可以通過(guò)在形成圖案之后的熱處理很容易地形成具有圖19B所示的輕微隆起的橫截面的突起22b。圖中所示的具有帶頂點(diǎn)的輕微隆起橫截面的突起22b(例如，球的一部分)或圓錐形突起提供固定徑向傾斜取向的中心位置的所希望的效果。
提供圖19C中所示的取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28作為一個(gè)表面，該表面具有面對(duì)液晶層30的水平對(duì)準(zhǔn)能力，其中所述表面位于形成在對(duì)置電極22下面(即，在靠近基板21的對(duì)置電極22的一側(cè)上)的介電層23的開(kāi)口(或凹陷部分)23a中。垂直對(duì)準(zhǔn)膜24設(shè)置成覆蓋靠近液晶層30的對(duì)置基板200b的一側(cè)，同時(shí)不覆蓋對(duì)應(yīng)開(kāi)口23a的區(qū)域，由此開(kāi)口23a中的表面用作水平對(duì)準(zhǔn)表面。或者，可以只在開(kāi)口23a中提供水平對(duì)準(zhǔn)膜25，如圖19D所示。
圖19D所示的水平對(duì)準(zhǔn)膜可以例如通過(guò)如下方式提供穿過(guò)對(duì)置基板200b的整個(gè)表面提供垂直對(duì)準(zhǔn)膜24，然后用UV光選擇地照射開(kāi)口23a中的垂直對(duì)準(zhǔn)膜24的一部分，以便減少其垂直對(duì)準(zhǔn)能力。取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28所需的水平取向能力不必高到使得得到的預(yù)傾斜角與從TN型液晶顯示器件中使用的對(duì)準(zhǔn)膜得到的預(yù)傾斜角一樣小。例如，45度或更小的預(yù)傾斜角就足夠了。
如圖19C和19D所示，在開(kāi)口23a中的水平取向表面上，促使液晶分子30a相對(duì)于基板平面是水平的。結(jié)果是，液晶分子30a形成與垂直對(duì)準(zhǔn)膜24上的周圍的垂直對(duì)準(zhǔn)的液晶分子30a的取向連續(xù)的取向，由此獲得如圖所示的徑向傾斜取向。
只通過(guò)在對(duì)置電極22的平坦表面上選擇地提供水平取向表面(例如，電極的表面，或水平對(duì)準(zhǔn)膜)，而不用在對(duì)置電極22的表面上提供凹陷部分(由介電層23中的開(kāi)口形成的)，就可以獲得徑向傾斜取向。然而，通過(guò)借助凹陷部分的表面結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步穩(wěn)定徑向傾斜取向。
優(yōu)選使用例如濾色器層或?yàn)V色器層的外涂層作為介電層23，以便在靠近液晶層30的對(duì)置基板200b的表面中形成凹陷部分，因?yàn)檫@沒(méi)有給工藝增加任何麻煩。在圖19C和19D所示的結(jié)構(gòu)中，由于不存在經(jīng)突起22b穿過(guò)液晶層30施加電壓的區(qū)域，如圖19A所示的結(jié)構(gòu)那樣，因此光效率幾乎不減小。
在圖19E所示的取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28中，通過(guò)使用介電層23的開(kāi)口23a在靠近液晶層30的對(duì)置基板200b的一側(cè)上形成凹陷部分，如圖19D中所示的取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28中那樣，并且只在凹陷部分的底部形成水平對(duì)準(zhǔn)膜26。可以露出對(duì)置電極22的表面，而不是形成水平對(duì)準(zhǔn)膜26，如圖19C所示。
圖20A和20B中示出了具有上述取向調(diào)整結(jié)構(gòu)的液晶顯示器件200。圖20A是平面圖，圖20B是沿著圖20A的線20B-20B’截取的剖面圖。
液晶顯示器件200包括TFT基板100a和對(duì)置基板200b，TFT基板100a具有包括子電極14a和無(wú)電極區(qū)15的圖像元素電極14，對(duì)置基板200b具有取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28。TFT基板100a的結(jié)構(gòu)不限于這里所示的結(jié)構(gòu)，可以是上述任何其它結(jié)構(gòu)。而且，即使在不存在施加電壓時(shí)施加取向調(diào)整力的結(jié)構(gòu)(圖19B-19D和圖19E)將用作取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28，圖19B-19D所示的取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28可以用圖19A中所示的取向調(diào)整結(jié)構(gòu)代替。
在設(shè)置在液晶顯示器件200的對(duì)置基板200b中的取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28當(dāng)中，設(shè)置在與圖像元素電極14的子電極14a相對(duì)的區(qū)域的中心周圍的取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28是圖19B-19D所示的取向調(diào)整結(jié)構(gòu)，設(shè)置在與圖像元素電極14的無(wú)電極區(qū)15相對(duì)的區(qū)域的中心周圍的取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28是圖19E中所示的取向調(diào)整結(jié)構(gòu)。
通過(guò)這種設(shè)置，在穿過(guò)液晶層30存在施加電壓時(shí)，即在圖像元素電極14和對(duì)置電極22之間存在施加電壓時(shí)，由圖像元素電極14的子電極14a形成的徑向傾斜取向的方向與由取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28形成的徑向傾斜取向的方向?qū)?zhǔn)，由此穩(wěn)定了徑向傾斜取向。這示意性地示于圖21A-21C中。圖21A示出了不存在施加電壓的狀態(tài)，圖21B示出了在施加電壓之后取向剛剛開(kāi)始改變的狀態(tài)(初始ON狀態(tài))，圖21C示意性地示出了電壓施加期間的穩(wěn)定狀態(tài)。
如圖21A所示，即使在不存在施加電壓的情況下，由取向調(diào)整結(jié)構(gòu)(圖19B-19D)28施加的取向調(diào)整力也作用于其附近的液晶分子30a，由此形成徑向傾斜取向。
當(dāng)電壓施加開(kāi)始時(shí)，(由TFT基板100a的電極結(jié)構(gòu))產(chǎn)生由圖21B所示的等電位線EQ代表的電場(chǎng)，在對(duì)于無(wú)電極區(qū)15的每個(gè)區(qū)域中和對(duì)應(yīng)子電極14a的每個(gè)區(qū)域中形成其中液晶分子30a處于徑向傾斜取向的液晶疇，并且液晶層30達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài)，如圖21C所示。每個(gè)液晶疇中的液晶分子30a的傾斜方向與通過(guò)由設(shè)置在對(duì)應(yīng)區(qū)域中的取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28施加的取向調(diào)整力使液晶分子30a傾斜的方向一致。
當(dāng)在穩(wěn)定狀態(tài)下在液晶顯示器件200上施加應(yīng)力時(shí)，液晶層30的徑向傾斜取向一次瓦解，但是除去應(yīng)力之后，由于來(lái)自子電極14a和取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28的取向調(diào)整力作用于液晶分子30a上，因此恢復(fù)了徑向傾斜取向。因此，抑制了由于應(yīng)力導(dǎo)致的后圖像的產(chǎn)生。當(dāng)來(lái)自取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28的取向調(diào)整力過(guò)強(qiáng)時(shí)，由于徑向傾斜取向?qū)е律踔猎诓淮嬖谑┘与妷簳r(shí)也發(fā)生延遲，由此顯示對(duì)比率可能下降。然而，來(lái)自取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28的取向調(diào)整力不必很強(qiáng)，因?yàn)橹恍枰€(wěn)定由傾斜電場(chǎng)形成的徑向傾斜取向和固定其中心軸位置的效果。因此，不會(huì)引起使顯示質(zhì)量下降的延遲的取向調(diào)整力就足夠了。
例如，當(dāng)采用圖19B所示的突起(肋)22b時(shí)，對(duì)于直徑為大約30μm到大約35μm的子電極14a，每個(gè)突起22b可具有大約15μm的直徑和大約1μm的高度(厚度)，由此獲得足夠的取向調(diào)整力，并抑制由于對(duì)實(shí)際水平的延遲造成的對(duì)比率的減小。
圖22A和22B示出了包括取向調(diào)整結(jié)構(gòu)的另一液晶顯示器件200’。
液晶顯示器件200’在與TFT基板100a的無(wú)電極區(qū)15相對(duì)的區(qū)域中沒(méi)有取向調(diào)整結(jié)構(gòu)。將要形成在與無(wú)電極區(qū)相對(duì)的區(qū)域中的圖19E中所示的取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28的形成將給工藝帶來(lái)難度。因此，鑒于生產(chǎn)效率，優(yōu)選只使用圖19A-19D所示的取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28中的一個(gè)。特別是，圖19B所示的取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28是優(yōu)選的，因?yàn)樗梢酝ㄟ^(guò)簡(jiǎn)單的工藝來(lái)制造。
即使不在對(duì)應(yīng)無(wú)電極區(qū)15的區(qū)域中提供取向調(diào)整結(jié)構(gòu)，如液晶顯示器件200’中那樣，也可以獲得與液晶顯示器件200基本上相同的徑向傾斜取向，如圖23A-23C示意性地示出的，并且其抵抗應(yīng)力的特性處于實(shí)際的水平。
在采用圖19B所示的突起22b作為取向調(diào)整結(jié)構(gòu)28的情況下，液晶層30的厚度可以由突起22b來(lái)限定，如圖24A所示。換言之，突起22b還可用作控制單元間隙(液晶層30的厚度)的間隔器。這種設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)在于不必分開(kāi)提供用于限定液晶層30的厚度的間隔器，由此簡(jiǎn)化了制造工藝。
在所示例子中，突起22b具有截頭圓錐形狀，其中側(cè)表面22b1相對(duì)于基板21的基板平面傾斜小于90度的錐角θ。當(dāng)側(cè)表面22b1相對(duì)于基板平面傾斜小于90度的角度時(shí)，突起22b的側(cè)表面22b1具有與由用于液晶層30的液晶分子30a的傾斜電場(chǎng)施加的取向調(diào)整力相同的方向的取向調(diào)整力，由此用于穩(wěn)定徑向傾斜取向。
如圖24A-24C示意性地所示的，利用也用作間隔器的突起22b，也可以獲得與利用液晶顯示器件200’所獲得的相似的徑向傾斜取向。
盡管在圖24A-24C所示的例子中，突起22b具有相對(duì)于基板平面傾斜小于90度的角度的側(cè)表面22b1，突起22b也可以具有相對(duì)于基板平面傾斜90度或更大的角度的側(cè)表面22b1。鑒于徑向傾斜取向的穩(wěn)定性，優(yōu)選側(cè)表面22b1的傾斜角基本上不超過(guò)90度，并且更優(yōu)選傾斜角小于90度。即使傾斜角超過(guò)90度，只要接近90度(只要基本上不超過(guò)90度)，突起22b的側(cè)表面22b1附近的液晶分子30a在基本上平行于基板平面的方向傾斜，由此就可以采取與邊緣部分上的液晶分子30a的傾斜方向一致的徑向傾斜取向，只具有稍微的扭曲。然而，如果突起22b的側(cè)表面22b1的傾斜角基本上超過(guò)了90度，如圖25所示，則突起22b的側(cè)表面22b1將具有與用于液晶層30的液晶分子30a的傾斜電場(chǎng)施加的取向調(diào)整力相反方向的取向調(diào)整力，由此徑向傾斜取向可能會(huì)不穩(wěn)定。
也用作間隔器的突起22b不限于圖24A和24B所示的具有截頭圓錐形的突起。例如，突起22b可具有如圖26所示的形狀，因而在垂直于基板平面的平面內(nèi)的其橫截面是橢圓形的一部分(即，如橢圓體的一部分的形狀)。在圖26所示的突起22b中，在側(cè)表面22b1相對(duì)于基板平面的傾斜角(錐角)沿著液晶層30的厚度改變時(shí)，側(cè)表面22b1的傾斜角小于90度，與沿著液晶層30的厚度的位置無(wú)關(guān)。因此，具有這種形狀的突起22b適合用作穩(wěn)定徑向傾斜取向的突起。
在制造液晶顯示器件的工藝中，與上、下基板(TFT基板和對(duì)置基板)接觸并也用作限定液晶層30的厚度的間隔器的上述突起22b可以形成在上基板上或下基板上。不管它形成在上基板上還是形成在下基板上，一旦上、下基板彼此固定在一起，突起22b都將與兩個(gè)基板接觸，用作間隔器，并用作取向調(diào)整結(jié)構(gòu)。
設(shè)置在與子電極14a相對(duì)的區(qū)域中的所有突起22b都用作間隔器不是必須的。通過(guò)形成一些比用作間隔器的其它突起22b低的突起22b，可以抑制光泄漏的發(fā)生。
下面將介紹本實(shí)施例的另一種液晶顯示器件。
圖27A、27B和圖28所示的每個(gè)液晶顯示器件200A和200B的TFT基板100a包括在每個(gè)圖像元素區(qū)中的圖像元素電極14，該圖像元素電極14包括三個(gè)子電極14a。設(shè)置在圖像元素區(qū)中的三個(gè)子電極14a中的兩個(gè)是透明電極，并且其余一個(gè)子電極14a是反射電極。子電極14a各具有正方形狀。而且，每個(gè)液晶顯示器件200A和200B的對(duì)置基板200b包括在與子電極14a相對(duì)的區(qū)域中的作為取向調(diào)整結(jié)構(gòu)的突起(肋)22。
圖27A中所示的液晶顯示器件200A和圖27B中所示的液晶顯示器件200B彼此不同的地方在于對(duì)置基板200b的透明介電層29的結(jié)構(gòu)。具體而言，在液晶顯示器件200A中，透明介電層29分開(kāi)地(獨(dú)立地)形成在每個(gè)圖像元素區(qū)中，如圖27A所示，而在液晶顯示器件200B中，圖像元素區(qū)中的透明介電層29與另一圖像元素區(qū)中的透明介電層29是連續(xù)的，其中另一圖像元素區(qū)與上述圖像元素區(qū)在行方向D1是相鄰的，如圖27B所示。在圖像元素區(qū)中的透明介電層29與在一定方向相鄰的另一圖像元素區(qū)中的透明介電層29是連續(xù)的地方，如圖27B所示，不再需要考慮用于在該方向上的透明介電層29的對(duì)準(zhǔn)余量，由此可以減小該方向上的像素間隔，因此提高了孔徑比和生產(chǎn)率。
在圖27A和27B所示的各個(gè)液晶顯示器件200A和200B中，圖像元素區(qū)設(shè)置成使得在行方向D1彼此相鄰的圖像元素區(qū)的反射區(qū)R彼此相鄰。相反，在圖29A、29B、30A、和30B所示的各個(gè)液晶顯示器件200C、200D、200E和200F中，每個(gè)圖像元素區(qū)的反射區(qū)R不僅在行方向D1與下一個(gè)圖像元素區(qū)的反射區(qū)R相鄰，而且在列方向D2與下一個(gè)圖像元素區(qū)的反射區(qū)R相鄰。
在圖29A所示的液晶顯示器件200C中，在每個(gè)圖像元素區(qū)中的反射區(qū)R中分開(kāi)地形成透明介電層29。相反，在圖29B、30A和30B所示的各個(gè)液晶顯示器件200D、200E和200F中，圖像元素區(qū)的透明介電層29與在行方向D1和/或列方向D2與該圖像元素區(qū)相鄰的另一圖像元素區(qū)中的透明介電層29是連續(xù)的，由此可以提高孔徑比和生產(chǎn)量。特別是，在圖30B所示的液晶顯示器件200F中，圖像元素區(qū)中的透明介電層29與在行方向D1與該圖像元素區(qū)相鄰的另一圖像元素區(qū)中的透明介電層29是連續(xù)的，并且與在列方向D2與該圖像元素區(qū)相鄰的另一圖像元素區(qū)中的透明介電層29是連續(xù)的，由此不再需要考慮在行方向D1或列方向D2上用于透明介電層29的對(duì)準(zhǔn)余量。這種設(shè)置在提高孔徑比和生產(chǎn)率方面是非常有效的。
圖27-30示出了如下設(shè)置其中每個(gè)圖像元素區(qū)相等地被分為由子電極14a(稱為“子圖像元素區(qū)”)限定的多個(gè)區(qū)域，它們具有相同的尺寸和形狀，但是在本發(fā)明中圖像元素區(qū)不必被相等地分割。一個(gè)圖像元素區(qū)的一個(gè)或多個(gè)子圖像元素區(qū)可以具有不同于其它子圖像元素區(qū)的尺寸/形狀，或者透射區(qū)T中的子圖像元素區(qū)可具有不同于反射區(qū)中的子圖像元素區(qū)的尺寸/形狀。而且，圖27-30示出了子圖像元素區(qū)具有正方形狀并具有1∶1的長(zhǎng)寬比的設(shè)置，但是在本發(fā)明中子圖像元素區(qū)的長(zhǎng)寬比不必是1∶1。
圖31A所示的液晶顯示器件200G不同于圖27A所示的液晶顯示器件200A的地方在于設(shè)置在反射區(qū)R中的子電極14a具有長(zhǎng)方形形狀，并且反射區(qū)R中的子圖像元素區(qū)具有長(zhǎng)方形狀。盡管根據(jù)圖像元素區(qū)的長(zhǎng)寬比以1∶1的長(zhǎng)寬比在圖像元素區(qū)中形成所有的子圖像元素區(qū)可能是困難的，如果一個(gè)或多個(gè)子圖像元素區(qū)具有不同于其它的形狀(例如，長(zhǎng)方形)，如圖31A所示，多個(gè)子電極14a可以盡可能緊密地設(shè)置在圖像元素區(qū)內(nèi)，由此增加了每個(gè)圖像元素區(qū)中的子電極14a的面積比，因此增加了孔徑比。應(yīng)該注意的是，當(dāng)根據(jù)圖像元素區(qū)的長(zhǎng)寬比對(duì)一個(gè)或多個(gè)子圖像元素區(qū)的尺寸/形狀進(jìn)行調(diào)整時(shí)，如果調(diào)整反射區(qū)R中的子圖像元素區(qū)的尺寸/形狀，對(duì)顯示的影響很小。這是因?yàn)榕c透射區(qū)T相比，具有較小單元間隙(液晶層30的厚度)的反射區(qū)R在第一位置上具有的更好的響應(yīng)特性，并且顯示質(zhì)量的所需水平也較低。
圖31B所示的液晶顯示器200H與圖27A所示的液晶顯示器件200A類似，除了設(shè)置在透射區(qū)T中的兩個(gè)正方形子圖像元素區(qū)(子圖像元素電極14a)被具有較大長(zhǎng)寬比(大約1∶2)的一個(gè)長(zhǎng)方形子圖像元素區(qū)(子圖像元素電極14a)代替之外。如果通過(guò)使用較大長(zhǎng)寬比的子圖像元素區(qū)(子電極14a)減少每個(gè)圖像元素區(qū)中的子圖像元素區(qū)(子電極14a)的數(shù)量，盡管取向穩(wěn)定性和響應(yīng)速度下降了，但是可以減小圖像元素區(qū)中的無(wú)電極區(qū)15的面積比，由此可以進(jìn)一步提高孔徑比。由本發(fā)明人所作的研究表明，即使采用具有大約1∶2的長(zhǎng)寬比的子電極14a，也能獲得足夠穩(wěn)定的徑向傾斜取向。
而且，根據(jù)圖像元素區(qū)的形狀，每個(gè)圖像元素區(qū)中的所有子圖像元素區(qū)(子圖像元素電極14a)都可以長(zhǎng)方形的，如圖32A和32B分別所示的液晶顯示器件200I和200J那樣，從而提高了孔徑比。在圖32A所示的液晶顯示器件200I中，透射區(qū)T中的兩個(gè)子圖像元素區(qū)(子電極14a)和反射區(qū)R中的一個(gè)子圖像元素區(qū)(子電極14a)都是長(zhǎng)方形的。而且，在圖32B所示的液晶顯示器件200J中，透射區(qū)T中的一個(gè)子圖像元素區(qū)(子電極14a)和反射區(qū)R中的一個(gè)子圖像元素區(qū)(子電極14a)是長(zhǎng)方形的。
注意，圖27-32示出了優(yōu)選以透射模式顯示圖像的設(shè)置，其中透射區(qū)T和反射區(qū)R之間的面積比為大約2∶1。應(yīng)該理解，優(yōu)選以反射模式顯示圖像時(shí)，反射區(qū)R的面積比可以比透射區(qū)T的面積比高，如圖33A和33B分別示出的液晶顯示器件200K和200L那樣。
在圖33A所示的液晶顯示器件200K中，每個(gè)圖像元素區(qū)中的三個(gè)正方形子電極14a中的兩個(gè)是反射電極，其余一個(gè)正方形子電極14a是透明電極，透射區(qū)T和反射區(qū)R之間的比例為大約1∶2。
在圖33B所示的液晶顯示器件200L中，每個(gè)圖像元素區(qū)包括作為透明電極的一個(gè)正方形子電極14a和作為反射電極的一個(gè)長(zhǎng)方形(長(zhǎng)寬比1∶2)子電極14a，透射區(qū)T和反射區(qū)R之間的面積比也為大約1∶2。
而且，為了提高透射區(qū)T中的液晶層30的響應(yīng)特性，透射區(qū)T中的每個(gè)子電極14a可具有角部為銳角的形狀，如圖34A所示的液晶顯示器件200M那樣?；蛘?，為了增加取向穩(wěn)定性和透射區(qū)T的透射率，透射區(qū)T中的每個(gè)子電極14a可以形成為桶狀(具有大體弧形角部的大體正方形形狀)，如圖34B所示的液晶顯示器件200N那樣。
注意，盡管本實(shí)施例涉及一種包括在對(duì)置基板200b上的取向調(diào)整結(jié)構(gòu)的液晶顯示器件，由本發(fā)明人對(duì)于各種設(shè)置所作的研究表明通過(guò)在TFT基板100a的子電極14a的中心部分上提供突起(肋)，也可以形成穩(wěn)定的徑向傾斜取向。在作為取向調(diào)整結(jié)構(gòu)的突起22b設(shè)置在與子電極14a相對(duì)的區(qū)域中的對(duì)置基板200b上時(shí)，如圖35A所示，突起22b的取向調(diào)整力與在無(wú)電極區(qū)15的邊緣部分產(chǎn)生的傾斜電場(chǎng)的取向調(diào)整力一致。相反，在突起(肋)18設(shè)置在TFT基板100a的子電極14a的中心部分上時(shí)，如圖35B所示，其取向調(diào)整力明顯與無(wú)電極區(qū)15的邊緣部分產(chǎn)生的傾斜電場(chǎng)的取向調(diào)整力不一致。然而，由于突起18借助其表面結(jié)構(gòu)施加強(qiáng)的取向調(diào)整力，因此在存在施加電壓時(shí)，在子電極14a上方的液晶分子30a產(chǎn)生扭曲亞穩(wěn)態(tài)，以便與無(wú)電極區(qū)15的邊緣周圍的液晶分子30a的取向一致，由此可以形成穩(wěn)定的徑向傾斜取向。
實(shí)施例3現(xiàn)在參照?qǐng)D36介紹本實(shí)施例的液晶顯示器件300。液晶顯示器件300不同于圖1A和1B所示的液晶顯示器件100的地方在于位于透射區(qū)T中的子電極14a的邊緣部分上的液晶層30的厚度de小于子電極14a的中心部分的液晶層30的厚度，如圖36所示。
由于液晶層30的厚度(單元間隙)較小(由此電場(chǎng)的效果更顯著)，因此液晶分子30a的響應(yīng)速度通常較高，并且響應(yīng)速度一般與液晶層30的厚度的平方成反比。因此，如果子電極14a的邊緣部分(外圍)的液晶層30的厚度小于子電極14a的中心部分上的液晶層30的厚度dc，如本實(shí)施例這樣，則子電極14a的邊緣部分上方的液晶分子30a的響應(yīng)速度高于子電極14a的中心部分上方的液晶分子30a的響應(yīng)速度。邊緣部分上方的液晶分子30a是觸發(fā)徑向傾斜取向的形成的液晶分子。因此，如果邊緣部分上方的液晶分子30a的響應(yīng)速度增加了，則將更快速地形成液晶疇。結(jié)果是，形成液晶疇的液晶層30的整個(gè)區(qū)域的響應(yīng)速度增加了。因此，本實(shí)施例的液晶顯示器件300具有所希望的響應(yīng)特性。
注意到，通過(guò)減小整個(gè)圖像元素區(qū)的單元間隙，可以進(jìn)一步提高響應(yīng)速度，則必須增加液晶材料的折射率各向異性(Δn)，以便對(duì)通過(guò)液晶層30的光提供預(yù)定延遲。然而，利用常用的液晶材料，隨著折射率各向異性增加，粘度將增加，由此抵消了通過(guò)減小單元間隙獲得的響應(yīng)速度提高的優(yōu)點(diǎn)。因此，簡(jiǎn)單地通過(guò)減小整個(gè)穿過(guò)圖像元素區(qū)的液晶層30的厚度，不可能充分地提高響應(yīng)速度。
相反，在本實(shí)施例的液晶顯示器件300中，只在圖像元素區(qū)的一部分(對(duì)應(yīng)子電極14a的邊緣部分的區(qū)域)中減小單元間隙，而不必增加液晶材料的折射率各向異性(Δn)，由此可以充分地提高響應(yīng)速度。
為了充分地提高響應(yīng)速度，子電極14a的邊緣部分上的液晶層30的厚度de和其中心部分上的液晶層30的厚度dc之間的差優(yōu)選為0.5μm，更優(yōu)選為1μm或更高，并且甚至更優(yōu)選為1.5μm或更高。
應(yīng)該注意到，在本實(shí)施例中，對(duì)于透射區(qū)T采用單元間隙在子電極14a的邊緣部分上比在子電極14a的中心部分上小的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)還可以用于反射區(qū)R或同時(shí)用于透射區(qū)T和反射區(qū)R。然而，應(yīng)該注意的是，由于反射區(qū)R在第一位置上具有較小單元間隙，因此通過(guò)至少在透射區(qū)T中減小邊緣部分上的單元間隙，可以獲得響應(yīng)速度提高的期望效果。
在本實(shí)施例中，通過(guò)設(shè)置邊緣部分的子電極14a的表面的高度大于子電極14a的中心部分上的表面高度，使得邊緣部分上的液晶層30的厚度de小于中心部分上的液晶層30的厚度dc，如圖36所示。更具體地說(shuō)，在圖像元素電極14和透射基板11之間設(shè)置層間絕緣膜19，并且層間絕緣膜19的表面的高度局部變化，由此在其邊緣部分上的子電極14a的表面高于其中心部分上的高度。
本實(shí)施例的層間絕緣膜19包括其中在靠近液晶層30的一側(cè)上的其表面的高度連續(xù)改變的第一區(qū)19a，以及其中靠近液晶層30的一側(cè)上的其表面的高度基本不變的第二區(qū)19b。透射區(qū)T中的子電極14a的邊緣部分位于第一區(qū)19a中，子電極14a的中心部分為第二區(qū)19b中。
鑒于顯示質(zhì)量，優(yōu)選層間絕緣膜19的第一區(qū)19a的傾斜角(相對(duì)于基板11的表面的傾斜角)較小。由于在第一區(qū)19a中形成的垂直對(duì)準(zhǔn)膜具有用于使液晶分子30a垂直于其表面取向的取向調(diào)整力，因此第一區(qū)19a中的液晶分子30a相對(duì)于基板11的表面在傾斜方向取向。隨著第一區(qū)19a的傾斜角增大，液晶分子30a的傾斜度也增大。由于不管施加電壓存在或不存在，都存在來(lái)自垂直對(duì)準(zhǔn)膜的取向調(diào)整力，因此由于第一區(qū)19a中的傾斜的液晶分子30a而在黑色顯示中產(chǎn)生光泄漏。因此，如果層間絕緣膜19的第一區(qū)19a的傾斜角過(guò)大，則對(duì)比率下降。因此，層間絕緣膜19的第一區(qū)19a的傾斜角優(yōu)選很小，并且層間絕緣膜19優(yōu)選具有平緩的傾斜度。具體而言，層間絕緣膜19的第一區(qū)19a相對(duì)于基板11的表面的的傾斜角優(yōu)選為30度或更小，更優(yōu)選為20度或更小。
注意，如果子電極14a的表面的高度在整個(gè)子電極14a上連續(xù)改變，則液晶層30的延遲穿過(guò)子電極14a不再是不變的，由此顯示質(zhì)量可能退化。在這種情況下，使用相位差補(bǔ)償器難以適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償相位差。如果層間絕緣膜19包括其中靠近液晶層30的一側(cè)上的表面的高度基本上恒定的第二區(qū)19b，如本實(shí)施例這樣，則可以抑制這些問(wèn)題。
具有上述平緩傾斜度的層間絕緣膜19可以例如通過(guò)以下步驟形成使用光掩模曝光和顯影光敏樹(shù)脂膜，然后在熱處理中使膜熱變形。具體而言，如圖36所示的具有平緩傾斜度的層間絕緣膜19可以如下形成首先在透明基板11的表面上形成光敏樹(shù)脂膜，使用光掩模對(duì)該膜進(jìn)行曝光，以使對(duì)應(yīng)反射區(qū)R的部分不曝光，同時(shí)用預(yù)定量的光使對(duì)應(yīng)透射區(qū)T的部分被曝光，對(duì)該膜進(jìn)行顯影，然后在預(yù)定溫度下對(duì)該膜進(jìn)行熱處理。注意，曝光工藝是利用這種曝光值進(jìn)行的，即對(duì)應(yīng)透射區(qū)T的一部分光敏樹(shù)脂膜不被完全除去，而是在顯影工藝之后部分地保留下來(lái)。這種曝光工藝有時(shí)被稱為“半曝光工藝”。
注意到，利用在子電極14a的邊緣部分局部地減小單元間隙的設(shè)置，如本實(shí)施例那樣，優(yōu)選采用使用圓偏振光的顯示模式，即如下顯示模式入射到液晶層30上的光是圓偏振光，并且圓偏振光被調(diào)制穿過(guò)液晶層30以顯示圖像?，F(xiàn)在將參照?qǐng)D37介紹其原因。圖37是表示在存在施加電壓時(shí)，子電極14a的邊緣部分的放大剖面圖。
如圖37所示，如果子電極14a的邊緣部分形成在傾斜表面上，則在存在施加電壓時(shí)，在子電極14a的邊緣部分上方的液晶分子30a的取向和無(wú)電極區(qū)15上方的液晶分子的取向之間，其連續(xù)性的程度可能較差。因此，參見(jiàn)圖37所示，邊緣部分上方的液晶分子30a一旦由于電場(chǎng)效應(yīng)而下降，之后改變了由圖中箭頭所示的其取向的方位角，以便保持與其它相鄰液晶分子30a的取向連續(xù)性的程度。因此，邊緣部分附近的液晶分子30a顯示了響應(yīng)施加電壓的兩級(jí)響應(yīng)行為。在第二步中，取向的方位角緩慢地改變，在使用線性偏振光的顯示模式中會(huì)產(chǎn)生透射率(亮度)的變化，由此在這種顯示模式中通過(guò)局部減小子電極14a的邊緣部分上的單元間隙不可能獲得提高響應(yīng)速度的足夠效果。相反，在使用圓偏振光的顯示模式中，液晶分子30a方位角的改變基本上不影響透射率，由此可以獲得提高響應(yīng)速度的所希望的效果。
使用圓偏振光的顯示模式可以例如通過(guò)在液晶層30的兩側(cè)提供圓偏振板(例如，線性偏振板和λ/4板的組合)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明提供一種具有寬視角特性、高顯示質(zhì)量和高孔徑比并能產(chǎn)生明亮顯示的的透射-反射型液晶顯示器件。
本發(fā)明的液晶顯示器件適合用于各種類型的產(chǎn)品如個(gè)人計(jì)算機(jī)、電視機(jī)和PDA中的顯示器件。
前面已經(jīng)根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例介紹了本發(fā)明，但是對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，顯然所公開(kāi)的發(fā)明可以以各種方式改變，并且除了這里具體列出和所述的實(shí)施例以外，還可以有很多實(shí)施方式。因而，所附權(quán)利要求書應(yīng)該涵蓋落入本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神和范圍內(nèi)的所有修改。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器件，包括第一基板；第二基板；和在第一基板和第二基板之間提供的液晶層，其中多個(gè)圖像元素區(qū)限定在一個(gè)矩陣圖形中，該矩陣圖形包括在第一方向延伸的多個(gè)行和在與第一方向交叉的第二方向延伸的多個(gè)列；多個(gè)圖像元素區(qū)的每個(gè)包括第一電極、第二電極和設(shè)置在第一電極和第二電極之間的液晶層，其中第一電極設(shè)置在靠近液晶層的第一基板的一側(cè)上，第二電極設(shè)置在靠近液晶層的第二基板的一側(cè)上以便與第一電極相對(duì)；在多個(gè)圖像元件區(qū)的每個(gè)中，第一電極包括多個(gè)子電極，由此在第一電極和第二電極之間不存在施加電壓時(shí)，液晶層采取垂直對(duì)準(zhǔn)，并且響應(yīng)施加于第一電極和第二電極之間的電壓，通過(guò)在多個(gè)子電極周圍產(chǎn)生的傾斜電場(chǎng)而在第一電極的多個(gè)子電極上方形成多個(gè)第一液晶疇，多個(gè)第一液晶疇的每個(gè)采取徑向傾斜取向；多個(gè)圖像元素區(qū)的每個(gè)包括透射區(qū)和反射區(qū)，其中透射區(qū)使用來(lái)自第一基板側(cè)的光以透射模式顯示圖像，而反射區(qū)使用來(lái)自第二基板側(cè)的光以反射模式顯示圖像；在多個(gè)圖像元素區(qū)的每個(gè)中，反射區(qū)中的液晶層的厚度dr小于透射區(qū)中的液晶層的厚度dt，并且第二基板包括一個(gè)階梯部分，該階梯部分具有位于反射區(qū)中的上級(jí)、位于透射區(qū)中的下級(jí)以及將上級(jí)和下級(jí)相互連接起來(lái)的側(cè)表面，該階梯部分的側(cè)表面位于反射區(qū)中，并被第二電極覆蓋；和第一電極的多個(gè)子電極在第二方向設(shè)置成行，并且在每幀中穿過(guò)多個(gè)圖像元素區(qū)當(dāng)中的第一圖像元素區(qū)中的液晶層所施加電壓的極性，不同于穿過(guò)多個(gè)圖像元素區(qū)當(dāng)中的第二圖像元素區(qū)中的液晶層所施加電壓的極性，其中該第二圖像元素區(qū)與第一圖像元素區(qū)屬于同一行，并且屬于與第一圖像元素區(qū)所屬列相鄰的列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器件，其中多個(gè)圖像元素區(qū)各具有如下形狀其縱向方向在第二方向限定，其寬度方向在第一方向限定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器件，其中穿過(guò)屬于多個(gè)圖像元素區(qū)當(dāng)中的一列的多個(gè)圖像元素區(qū)中的液晶層所施加的電壓極性對(duì)于每幀中的每n個(gè)行(其中n是1或更大的整數(shù))是相反的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器件，其中在每幀中，穿過(guò)第一圖像元素區(qū)中的液晶層所施加電壓的極性，不同于穿過(guò)第三圖像元素區(qū)中的液晶層所施加電壓的極性，該第三圖像元素區(qū)與第一圖像元素區(qū)屬于同一列，并屬于與第一圖像元素區(qū)所屬行相鄰的行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器件，其中多個(gè)子電極的每個(gè)的形狀具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示器件，其中多個(gè)子電極的每個(gè)具有大體圓形的形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示器件，其中多個(gè)子電極的每個(gè)具有大體矩形的形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示器件，其中多個(gè)子電極的每個(gè)具有帶有大體弧形角部的大體矩形形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示器件，其中多個(gè)子電極的每個(gè)具有帶有銳角角部的形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器件，其中第一基板包括其中不設(shè)置第一電極的多個(gè)無(wú)電極區(qū)，多個(gè)無(wú)電極區(qū)基本上包圍第一電極的多個(gè)子電極；和液晶層通過(guò)響應(yīng)第一電極和第二電極之間施加的電壓而在多個(gè)子電極周圍產(chǎn)生的傾斜電場(chǎng)的作用，在多個(gè)無(wú)電極區(qū)中形成多個(gè)第二液晶疇，并且多個(gè)第二液晶疇的每個(gè)采取徑向傾斜取向。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶顯示器件，其中多個(gè)第一液晶疇的取向和多個(gè)第二液晶疇的取向是彼此連續(xù)的。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶顯示器件，其中多個(gè)無(wú)電極區(qū)的至少一些無(wú)電極區(qū)具有基本上相同的形狀和基本上相同的尺寸，并形成設(shè)置為具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的至少一個(gè)單元格。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的液晶顯示器件，其中多個(gè)無(wú)電極區(qū)中的至少一些的每個(gè)的形狀具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器件，其中第二基板包括在對(duì)應(yīng)多個(gè)第一液晶疇的至少一個(gè)的區(qū)域中的取向調(diào)整結(jié)構(gòu)，該取向調(diào)整結(jié)構(gòu)施加取向調(diào)整力，用于在至少存在施加電壓的情況下將至少一個(gè)第一液晶疇中的液晶分子取向成徑向傾斜取向。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的液晶顯示器件，其中取向調(diào)整結(jié)構(gòu)設(shè)置在至少一個(gè)第一液晶疇的中心附近的區(qū)域中。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的液晶顯示器件，其中取向調(diào)整結(jié)構(gòu)施加取向調(diào)整力，用于即使在不存在施加電壓的情況下也能使液晶分子取向成徑向傾斜取向。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的液晶顯示器件，其中取向調(diào)整結(jié)構(gòu)是從第二基板向液晶層中突出的突起。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的液晶顯示器件，其中液晶層的厚度由從第二基板向液晶層中突出的突起限定。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器件，其中在多個(gè)圖像元素區(qū)的每個(gè)中，在多個(gè)子電極的至少一個(gè)的邊緣部分上的液晶層的厚度de小于至少一個(gè)子電極的中心部分上的液晶層的厚度dc。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的液晶顯示器件，其中至少一個(gè)子電極在其邊緣部分上的表面的高度大于其中心部分上的表面的高度。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的液晶顯示器件，其中第一基板包括透明基板和設(shè)置在透明基板和第一電極之間的層間絕緣膜；層間絕緣膜包括第一區(qū)，在該第一區(qū)中，在靠近液晶層的一側(cè)其高度連續(xù)改變；和至少一個(gè)子電極的邊緣部分位于第一區(qū)中。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的液晶顯示器件，其中層間絕緣膜包括第二區(qū)，在該第二區(qū)中，在靠近液晶層的一側(cè)其高度基本上不變；和至少一個(gè)子電極的中心部分位于第二區(qū)中。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的液晶顯示器件，其中入射到液晶層上的光是圓偏振光，該圓偏振光被調(diào)制通過(guò)液晶層以顯示圖像。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器件，其中第一電極包括限定透射區(qū)的透明電極和限定反射區(qū)的反射電極。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器件，其中第二基板還包括一個(gè)透明介電層，該透明介電層選擇地設(shè)置在多個(gè)圖像元素區(qū)的每個(gè)中的反射區(qū)中。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的液晶顯示器件，其中設(shè)置在多個(gè)圖像元素區(qū)的每個(gè)中的透明介電層與設(shè)置在相鄰圖像元素區(qū)的至少一個(gè)中的透明介電層是連續(xù)。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器件，其中第一基板還包括為多個(gè)圖像元素區(qū)的每個(gè)提供的開(kāi)關(guān)元件；并且第一電極是為多個(gè)圖像元素區(qū)的每個(gè)提供的并由開(kāi)關(guān)元件轉(zhuǎn)換的圖像元素電極，并且第二電極是與多個(gè)圖像元素電極相對(duì)的至少一個(gè)對(duì)置電極。
全文摘要
在每個(gè)圖像元素區(qū)中，設(shè)置在靠近液晶層的第一基板的一側(cè)上的第一電極包括多個(gè)子電極，由此液晶層通過(guò)在子電極周圍產(chǎn)生的傾斜電場(chǎng)而在每個(gè)子電極上方形成采取徑向傾斜取向的液晶疇。第二基板包括階梯部分，該階梯部分包括位于反射區(qū)中的上級(jí)、位于透射區(qū)中的下級(jí)以及將上級(jí)和下級(jí)彼此連接在一起的側(cè)表面，階梯部分的側(cè)表面位于反射區(qū)中并被第二電極覆蓋。多個(gè)子電極在列方向D2設(shè)置成行，并且在行方向D1彼此相鄰的圖像元素在每幀中被相反極性的電壓驅(qū)動(dòng)。
文檔編號(hào)G02F1/139GK1637492SQ20041010266
公開(kāi)日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2004年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月24日
發(fā)明者久保真澄 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社