液晶显示装置和电子设备转让专利
申请号 : CN200810082893.3
文献号 : CN101241289B
文献日 : 2010-06-09
发明人 : 比嘉政胜
申请人 : 精工爱普生株式会社
摘要 :
本发明的液晶显示装置，将具有初始取向状态呈垂直取向的介电各向异性为负的液晶的液晶层夹持在第1和第2基板间，在1个点区域内设有透过显示区域和反射显示区域，在第1和第2基板的相对面上分别具备第1和第2电极；在第1基板的反射显示区域形成使液晶层厚度比透过显示区域薄的液晶层厚调整层；作为限制液晶分子在加电压时的倾倒方向的取向限制单元，具有在第1电极的反射显示区域形成的电极缝隙和从第1基板的透过显示区域向液晶层侧突出的第1凸状部；在第2基板的反射显示区域形成反射膜，且在第2基板的相对面侧中的反射显示区域和透过显示区域的边界上，遍及整个点区域内地形成有从第2基板的相对面向液晶层突出的第2凸状部。
权利要求 :
1.一种液晶显示装置，是将液晶层夹持在第1基板和第2基板之间而成的、在1个点区域内设置有进行透过显示的透过显示区域和进行反射显示的反射显示区域的液晶显示装置，其特征在于：在上述第1基板的面向上述第2基板的相对面侧具备第1电极，在上述第2基板的面向上述第1基板的相对面侧具备第2电极；
上述液晶层具有初始取向状态呈垂直取向的介电各向异性为负的液晶；
在上述反射显示区域，在上述第1基板的相对面侧形成使上述反射显示区域的液晶层厚度小于上述透过显示区域的液晶层厚度的液晶层厚调整层；
作为限制上述初始取向状态呈垂直取向的液晶分子在加电压时的倾倒方向的取向限制单元，具有将上述第1电极的一部分切去而形成的电极缝隙和从上述第1基板的相对面向上述液晶层侧突出而形成的第1凸状部；
在上述第1基板的上述反射显示区域有选择地形成上述取向限制单元中的上述电极缝隙，在上述第1基板的上述透过显示区域有选择地形成上述取向限制单元中的上述第1凸状部；
上述第2基板的上述反射显示区域形成反射膜，并且在上述第2基板的相对面侧中的上述反射显示区域和上述透过显示区域的边界上，遍及上述点区域内地形成有从上述第2基板的相对面向上述液晶层突出而成的第2凸状部。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：上述第1凸状部和上述第2凸状部，具有限制上述垂直取向的液晶分子在加电压时的倾斜方向的倾斜面。
3.如权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于：上述电极缝隙产生限制上述垂直取向的液晶分子在加电压时的倾倒方向的斜电场。
4.一种电子设备，其特征在于：具有权利要求1至3中任意一项所述的液晶显示装置。
说明书 :
技术领域
本发明涉及液晶显示装置和电子设备，特别是涉及使用了垂直取向型的液晶的液晶显示装置。
背景技术
作为液晶显示装置，已知有兼具反射模式和透过模式的半透过反射型液晶显示装置。作为这样的半透过反射型显示装置，已提案了将液晶层夹持在上基板和下基板之间、同时在下基板的内面具有在例如铝等的金属膜上形成有光透过用的窗部的反射膜而使该反射膜起到半透过反射板的功能的显示装置。这时，在反射模式下，从上基板侧入射的外光在通过液晶层之后由下基板的内面的反射膜反射，再次通过液晶层从上基板侧出射而用于显示。另一方面，在透过模式下，从下基板侧入射的来自背光源的光在从反射膜的窗部通过液晶层之后从上基板侧向外部出射，用于显示。
因此，在反射膜的形成区域中，形成窗部的区域为透过显示区域，而其他区域为反射显示区域。
然而，在以往的半透过反射型液晶显示装置中，存在有在透过显示中的视角窄的问题。这是因为，由于为了避免发生视差而在液晶盒的内面设置了半透过反射板的关系，所以存在有必须仅用在观察者侧所具有的1片偏振板进行反射显示这样的制约，从而光学设计的自由度小的缘故。因此，为了解决上述问题，Jisaki等人在下述非专利文献1中提出了使用垂直取向液晶的新的液晶显示装置。其特征有以下三点。
(1)采用使介电各向异性为负的液晶与基板垂直地取向、且通过加电压而使其倾倒的「VA(Vertical Alignment，垂直取向)模式」；
(2)采用透过显示区域和反射显示区域的液晶层厚(盒间隙)不同的「多间隙构造」；
(3)使透过显示区域为正八边形，在对置基板上的透过显示区域的中央设置突起以使得在该区域内液晶向所有方向倾倒。即，采用“取向分割构造”。
另一方面，作为使用了这样的垂直取向液晶的情况下的液晶分子的取向限制单元，在例如专利文献1中，公开了除了上述突起以外、对电极形成缝隙的方法。
专利文献1：特开平11-242225号公报
非专利文献1：“Development of transflective LCD for high contrastand wide viewing angle by using homeotropic alignment”，M.Jisaki等人发表于“Asia Display/IDW’01”，第133-136页(2001)。
在上述非专利文献1中，在透过显示区域中，使用在其中央设置的突起控制液晶分子的倾倒方向。但是，对于在反射显示区域中控制液晶分子的倾倒方向的方法则完全没有触及。若不控制液晶分子的倾倒方向而向无秩序的方向倾倒，则会在不同的液晶取向区域间的边界出现被称为“向错”(デイスクリネ一シヨン)的不连续线，从而会成为残留影像(余像)等的原因。另外，由于液晶的各个取向区域具有不同的视角特性，所以，在从斜向观看液晶装置时，将会看到粗的污迹状的斑点。
另外，在专利文献1中，利用突起控制液晶分子的倾倒方向，或在电极上形成缝隙而发生斜电场，根据该斜电场来进行控制。但是，这是关于透过型的液晶显示装置的方案，并不是对具备反射模式和透过模式双方的半透过反射型的液晶显示装置提供优选的结构的方案。
因此，在反射膜的形成区域中，形成窗部的区域为透过显示区域，而其他区域为反射显示区域。
然而，在以往的半透过反射型液晶显示装置中，存在有在透过显示中的视角窄的问题。这是因为，由于为了避免发生视差而在液晶盒的内面设置了半透过反射板的关系，所以存在有必须仅用在观察者侧所具有的1片偏振板进行反射显示这样的制约，从而光学设计的自由度小的缘故。因此，为了解决上述问题，Jisaki等人在下述非专利文献1中提出了使用垂直取向液晶的新的液晶显示装置。其特征有以下三点。
(1)采用使介电各向异性为负的液晶与基板垂直地取向、且通过加电压而使其倾倒的「VA(Vertical Alignment，垂直取向)模式」；
(2)采用透过显示区域和反射显示区域的液晶层厚(盒间隙)不同的「多间隙构造」；
(3)使透过显示区域为正八边形，在对置基板上的透过显示区域的中央设置突起以使得在该区域内液晶向所有方向倾倒。即，采用“取向分割构造”。
另一方面，作为使用了这样的垂直取向液晶的情况下的液晶分子的取向限制单元，在例如专利文献1中，公开了除了上述突起以外、对电极形成缝隙的方法。
专利文献1：特开平11-242225号公报
非专利文献1：“Development of transflective LCD for high contrastand wide viewing angle by using homeotropic alignment”，M.Jisaki等人发表于“Asia Display/IDW’01”，第133-136页(2001)。
在上述非专利文献1中，在透过显示区域中，使用在其中央设置的突起控制液晶分子的倾倒方向。但是，对于在反射显示区域中控制液晶分子的倾倒方向的方法则完全没有触及。若不控制液晶分子的倾倒方向而向无秩序的方向倾倒，则会在不同的液晶取向区域间的边界出现被称为“向错”(デイスクリネ一シヨン)的不连续线，从而会成为残留影像(余像)等的原因。另外，由于液晶的各个取向区域具有不同的视角特性，所以，在从斜向观看液晶装置时，将会看到粗的污迹状的斑点。
另外，在专利文献1中，利用突起控制液晶分子的倾倒方向，或在电极上形成缝隙而发生斜电场，根据该斜电场来进行控制。但是，这是关于透过型的液晶显示装置的方案，并不是对具备反射模式和透过模式双方的半透过反射型的液晶显示装置提供优选的结构的方案。
发明内容
本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的旨在提供一种在垂直取向模式的半透过反射型的液晶显示装置中可以很好地控制液晶分子的倾倒方向的结构。
另外，其目的在于提供一种其结果是残留影像或污迹状的斑点等显示不良受到抑制、进而能够进行宽视角的显示的液晶显示装置。特别地，其目的是要提供一种在反射显示和透过显示双方中显示均匀且视角宽的液晶显示装置。
此外，本发明的目的旨在提供具有这样的液晶显示装置的电子设备。
为了达到上述目的，本发明的液晶显示装置，是将液晶层夹持在第1基板和第2基板之间而成的、在1个点区域内设置有进行透过显示的透过显示区域和进行反射显示的反射显示区域的液晶显示装置，其特征在于：在上述第1基板的面向上述第2基板的相对面侧具备第1电极，在上述第2基板的面向上述第1基板的相对面侧具备第2电极；上述液晶层具有初始取向状态呈垂直取向的介电各向异性为负的液晶；在上述反射显示区域，在上述第1基板的相对面侧形成使上述反射显示区域的液晶层厚度小于上述透过显示区域的液晶层厚度的液晶层厚调整层；作为限制上述初始取向状态呈垂直取向的液晶分子在加电压时的倾倒方向的取向限制单元，具有将上述第1电极的一部分切去而形成的电极缝隙和从上述第1基板的相对面向上述液晶层侧突出而形成的第1凸状部；在上述第1基板的上述反射显示区域有选择地形成上述取向限制单元中的上述电极缝隙，在上述第1基板的上述透过显示区域有选择地形成上述取向限制单元中的上述第1凸状部；上述第2基板的上述反射显示区域形成反射膜，并且在上述第2基板的相对面侧中的上述反射显示区域和上述透过显示区域的边界上，遍及上述点区域内地形成有从上述第2基板的相对面向上述液晶层突出而成的第2凸状部。
另外本发明的液晶显示装置，是将液晶层夹持在一对基板间而成的、在1个点区域内设置有进行透过显示的透过显示区域和进行反射显示的反射显示区域的液晶显示装置，其特征在于：在上述一对基板的相对面侧分别具有电极；并且上述液晶层由初始取向状态呈垂直取向的介电各向异性为负的液晶构成，在上述反射显示区域，在上述一对基板的任意一方的相对面侧形成使该反射显示区域的液晶层厚度小于上述透过显示区域的液晶层厚度的液晶层厚调整层；作为限制上述初始取向状态呈垂直取向的液晶分子在加电压时的倾倒方向的取向限制单元，具有将上述电极的一部分切去而形成的电极缝隙和从上述基板的相对面向上述液晶层突出而形成的凸状部；在形成上述液晶层厚调整层的基板侧，在上述反射显示区域有选择地仅形成上述取向限制单元中的电极缝隙，在上述透过显示区域中有选择地形成上述取向限制单元中的至少凸状部。
本发明的液晶显示装置，是将垂直取向模式的液晶与半透过反射型的液晶显示装置组合而成的，特别是在反射模式和透过模式中都可以进行高对比度的显示，同时还发现了用于控制垂直取向模式的液晶的加电压时的取向方向的理想的结构。
即，在反射显示区域中，外光等入射光通过液晶层2次后到达观察者，另一方面，在透过显示区域，来自背光源的入射光通过液晶层1次而到达观察者。因此，如果不采取任何调整液晶层厚度的措施，则在反射显示区域和透过显示区域中延迟的值不同，因此就不能在这2个显示模式这都得到高对比度的显示，从而就难于得到明亮的显示。
另外，在采用了垂直取向模式的情况下，通常使用负型液晶，但是，由于要通过加电压来使在初始取向状态下液晶分子相对于基板面垂直地直立的状态倾倒，所以如果不采取任何措施(如果不赋予其预倾角)，就不能控制液晶分子的倾倒方向，取向将发生紊乱(向错)，因此将会发生光漏等显示不良，显示特性就会降低。因此，在采用垂直取向模式时，加电压时的液晶分子的取向方向的控制就成了重要的因素。
因此，在本发明的液晶显示装置中，通过在反射显示区域设置液晶层厚调整层，例如可以将反射显示区域的液晶层厚度设定为透过显示区域的液晶层厚度的约一半，这时，可以使反射显示区域的延迟与透过显示区域的延迟大致相等，所以，由此便可在双方的显示模式下实现对比度的提高。
并且，在设置有这样的液晶层厚调整层的半透过反射型的液晶显示装置中，作为取向限制单元，设置了电极缝隙及凸状部，以控制液晶分子的取向方向。电极缝隙是通过在电极上设置缝隙状的开口部而使斜电场发生，根据该斜电场限制液晶分子的倾倒方向的结构。另外，凸状部是根据该凸形状限制液晶分子的倾倒方向的结构，在具有例如倾斜面的凸状部的情况下，就会沿该倾斜面限制液晶分子的倾倒方向。
在本发明的液晶显示装置中，虽然通过以上那样的取向限制单元就可以限制液晶分子的倾倒方向，但考虑到设置有液晶层厚调整层的情况，采用了在形成有该液晶层厚调整层的基板侧、在反射显示区域有选择地仅形成电极缝隙、在透过显示区域有选择地至少形成凸状部的结构。
在作为取向限制单元的电极缝隙和凸状部中，凸状部对液晶分子的取向的限制力相对较强。这是因为凸状部沿其形状限制液晶分子的倾倒方向的缘故，另外还因为一并具有通过凸状部使电场发生畸变的效果的缘故。因此，最好在反射显示区域和透过显示区域都形成凸状部，限制液晶分子的倾倒方向。
但是，考虑到调整各显示区域的液晶层厚度的原因，要是仅仅简单地在两方的显示区域中形成相同高度的凸状部，则有时会发生各显示区域的显示特性不同的现象。即，虽然凸状部其高度越高取向限制力越强，但由于在初始状态下会沿凸状部的形状被赋予预倾角，所以，虽然该凸状部的高度很高，但在不加电压时也会发生光漏。另外，用电介质构成凸状部时，如果该凸状部的高度过大，则加电压时电荷会聚集在凸状部上，即使加电压液晶分子的取向也不会变化，因此有可能会发生所谓的烧灼现象。因此，最好根据液晶层厚度调整凸状部的高度，例如，通过使在液晶层厚度小的反射显示区域形成的凸状部的高度小于在透过显示区域形成的凸状部的高度，可以在反射显示区域和透过显示区域都进行合适的取向限制，同时，特别是在液晶层厚度小的反射显示区域中，可以降低光漏的发生和烧灼的发生。然而，为了进行这样的凸状部的高度调整，例如要分别形成各显示区域的凸状部等，其工序非常花费工夫。
另一方面，为了避免这样的凸状部的形成的问题，可以考虑在反射显示区域和透过显示区域都形成电极缝隙，来限制液晶分子的倾倒方向的方案。
但是，除了如上所述其取向限制力弱以外，在对电极通过蚀刻(腐蚀)等形成缝隙时，视在电极的基底上液晶层厚调整层的存在有否其蚀刻率不同，因此在反射显示区域和透过显示区域难以用同一工序形成缝隙，即使通过同一工序形成了缝隙，有时也会产生不能得到所希望的缝隙形状的不良状况。这是由于通过溅射法等形成的电极的结晶性随基底的材质而不同的缘故。
根据以上的研究，在本发明的液晶显示装置中，由于反射显示区域的液晶层厚度相对比较小，所以，考虑可以用相对小的取向限制力恰当地限制液晶分子的倾倒方向，从而仅形成电极缝隙，由于透过显示区域的液晶层厚度相对比较大，所以，采用了至少要形成取向限制力相对大的凸状部的方案。根据这样的结构，凸状部的高度调整就不需要了，同时，电极缝隙也可以通过单一的工序而得到所希望的形状。另外，由于根据各显示区域的液晶层厚度而使液晶分子的取向限制力不同，所以，还不容易发生在一方的显示区域液晶分子的取向限制减弱等的不良状况，其结果是，在反射显示区域和透过显示区域都可以避免光漏等显示不良现象，抑制残留影像或污迹状的斑点等显示不良，进而可以提供视角宽的液晶显示装置。
在上述本发明的液晶显示装置中，在透过显示区域形成的凸状部可以由与设置在反射显示区域上的液晶层厚调整层相同的材料、相同的层构成。这时，作为凸状部也不必另外设置其它部件，可以用与液晶层厚调整层相同的工序制造，从而可以简便地赋予凸形状，并且，可以降低制造成本。
另外，在本发明的液晶显示装置中，可以在与形成有上述液晶层厚调整层的基板相对的基板上，以位于形成在反射显示区域上的电极缝隙与形成在透过显示区域上的凸状部之间的方式，形成电极缝隙或凸状部。这时，在形成于反射显示区域上的电极缝隙与形成于透过显示区域上的凸状部之间就不易发生液晶分子不连续部分、即不易发生取向紊乱(向错)，从而可以进一步避免光漏等显示不良现象。
本发明所说的凸状部可以具有限制垂直取向的液晶分子根据电场变化而倾倒的方向的结构。具体而言，最好构成为圆锥状或多边锥状的突起物，优选使凸形状的表面(倾斜面)构成为相对于液晶分子的垂直取向方向倾斜指定的角度。对于凸状部的倾斜面，其最大倾斜角最好为5°～40°。这时的倾斜角是指基板与凸状部的倾斜面所成的角度，在凸形状具有弯曲表面的情况下，就是指与该弯曲表面相切的面与基板所成的角度。在这时的最大倾斜角小于5°时，有时难以限制液晶分子的倾倒方向，另外，当最大倾斜角超过40°时，有时会从该部分发生光漏等，出现对比度下降等不良状况。
另外，凸状部的突出高度优选为0.5μm～2.5μm。当突出的高度小于0.5μm时，有时难以限制液晶分子的倾倒方向，另外，当突出的高度大于2.5μm时，从凸状部的附近的光漏就会增大，从而有可能影响显示特性。凸状部的高度也可以优选1.0μm～1.5μ，这时，可以提供更良好的显示。
另外，本发明的液晶显示装置，可以是作为一对基板包含上基板和下基板，在上述下基板的与液晶层相反的一侧设置透过显示用的背光源，并且在该下基板的液晶层侧设置有选择地仅在上述反射显示区域形成的反射膜。这时，在反射显示区域作为光漫射单元可以形成用于使上述反射膜具有凹凸形状的凹凸形成层。
其次，本发明的电子设备，其特征在于：具有上述液晶显示装置。根据这样的电子设备，可以抑制残留影像或污迹状的斑点等显示不良现象，进而可以提供具有视角宽的显示特性优异的显示部的电子设备。
另外，其目的在于提供一种其结果是残留影像或污迹状的斑点等显示不良受到抑制、进而能够进行宽视角的显示的液晶显示装置。特别地，其目的是要提供一种在反射显示和透过显示双方中显示均匀且视角宽的液晶显示装置。
此外，本发明的目的旨在提供具有这样的液晶显示装置的电子设备。
为了达到上述目的，本发明的液晶显示装置，是将液晶层夹持在第1基板和第2基板之间而成的、在1个点区域内设置有进行透过显示的透过显示区域和进行反射显示的反射显示区域的液晶显示装置，其特征在于：在上述第1基板的面向上述第2基板的相对面侧具备第1电极，在上述第2基板的面向上述第1基板的相对面侧具备第2电极；上述液晶层具有初始取向状态呈垂直取向的介电各向异性为负的液晶；在上述反射显示区域，在上述第1基板的相对面侧形成使上述反射显示区域的液晶层厚度小于上述透过显示区域的液晶层厚度的液晶层厚调整层；作为限制上述初始取向状态呈垂直取向的液晶分子在加电压时的倾倒方向的取向限制单元，具有将上述第1电极的一部分切去而形成的电极缝隙和从上述第1基板的相对面向上述液晶层侧突出而形成的第1凸状部；在上述第1基板的上述反射显示区域有选择地形成上述取向限制单元中的上述电极缝隙，在上述第1基板的上述透过显示区域有选择地形成上述取向限制单元中的上述第1凸状部；上述第2基板的上述反射显示区域形成反射膜，并且在上述第2基板的相对面侧中的上述反射显示区域和上述透过显示区域的边界上，遍及上述点区域内地形成有从上述第2基板的相对面向上述液晶层突出而成的第2凸状部。
另外本发明的液晶显示装置，是将液晶层夹持在一对基板间而成的、在1个点区域内设置有进行透过显示的透过显示区域和进行反射显示的反射显示区域的液晶显示装置，其特征在于：在上述一对基板的相对面侧分别具有电极；并且上述液晶层由初始取向状态呈垂直取向的介电各向异性为负的液晶构成，在上述反射显示区域，在上述一对基板的任意一方的相对面侧形成使该反射显示区域的液晶层厚度小于上述透过显示区域的液晶层厚度的液晶层厚调整层；作为限制上述初始取向状态呈垂直取向的液晶分子在加电压时的倾倒方向的取向限制单元，具有将上述电极的一部分切去而形成的电极缝隙和从上述基板的相对面向上述液晶层突出而形成的凸状部；在形成上述液晶层厚调整层的基板侧，在上述反射显示区域有选择地仅形成上述取向限制单元中的电极缝隙，在上述透过显示区域中有选择地形成上述取向限制单元中的至少凸状部。
本发明的液晶显示装置，是将垂直取向模式的液晶与半透过反射型的液晶显示装置组合而成的，特别是在反射模式和透过模式中都可以进行高对比度的显示，同时还发现了用于控制垂直取向模式的液晶的加电压时的取向方向的理想的结构。
即，在反射显示区域中，外光等入射光通过液晶层2次后到达观察者，另一方面，在透过显示区域，来自背光源的入射光通过液晶层1次而到达观察者。因此，如果不采取任何调整液晶层厚度的措施，则在反射显示区域和透过显示区域中延迟的值不同，因此就不能在这2个显示模式这都得到高对比度的显示，从而就难于得到明亮的显示。
另外，在采用了垂直取向模式的情况下，通常使用负型液晶，但是，由于要通过加电压来使在初始取向状态下液晶分子相对于基板面垂直地直立的状态倾倒，所以如果不采取任何措施(如果不赋予其预倾角)，就不能控制液晶分子的倾倒方向，取向将发生紊乱(向错)，因此将会发生光漏等显示不良，显示特性就会降低。因此，在采用垂直取向模式时，加电压时的液晶分子的取向方向的控制就成了重要的因素。
因此，在本发明的液晶显示装置中，通过在反射显示区域设置液晶层厚调整层，例如可以将反射显示区域的液晶层厚度设定为透过显示区域的液晶层厚度的约一半，这时，可以使反射显示区域的延迟与透过显示区域的延迟大致相等，所以，由此便可在双方的显示模式下实现对比度的提高。
并且，在设置有这样的液晶层厚调整层的半透过反射型的液晶显示装置中，作为取向限制单元，设置了电极缝隙及凸状部，以控制液晶分子的取向方向。电极缝隙是通过在电极上设置缝隙状的开口部而使斜电场发生，根据该斜电场限制液晶分子的倾倒方向的结构。另外，凸状部是根据该凸形状限制液晶分子的倾倒方向的结构，在具有例如倾斜面的凸状部的情况下，就会沿该倾斜面限制液晶分子的倾倒方向。
在本发明的液晶显示装置中，虽然通过以上那样的取向限制单元就可以限制液晶分子的倾倒方向，但考虑到设置有液晶层厚调整层的情况，采用了在形成有该液晶层厚调整层的基板侧、在反射显示区域有选择地仅形成电极缝隙、在透过显示区域有选择地至少形成凸状部的结构。
在作为取向限制单元的电极缝隙和凸状部中，凸状部对液晶分子的取向的限制力相对较强。这是因为凸状部沿其形状限制液晶分子的倾倒方向的缘故，另外还因为一并具有通过凸状部使电场发生畸变的效果的缘故。因此，最好在反射显示区域和透过显示区域都形成凸状部，限制液晶分子的倾倒方向。
但是，考虑到调整各显示区域的液晶层厚度的原因，要是仅仅简单地在两方的显示区域中形成相同高度的凸状部，则有时会发生各显示区域的显示特性不同的现象。即，虽然凸状部其高度越高取向限制力越强，但由于在初始状态下会沿凸状部的形状被赋予预倾角，所以，虽然该凸状部的高度很高，但在不加电压时也会发生光漏。另外，用电介质构成凸状部时，如果该凸状部的高度过大，则加电压时电荷会聚集在凸状部上，即使加电压液晶分子的取向也不会变化，因此有可能会发生所谓的烧灼现象。因此，最好根据液晶层厚度调整凸状部的高度，例如，通过使在液晶层厚度小的反射显示区域形成的凸状部的高度小于在透过显示区域形成的凸状部的高度，可以在反射显示区域和透过显示区域都进行合适的取向限制，同时，特别是在液晶层厚度小的反射显示区域中，可以降低光漏的发生和烧灼的发生。然而，为了进行这样的凸状部的高度调整，例如要分别形成各显示区域的凸状部等，其工序非常花费工夫。
另一方面，为了避免这样的凸状部的形成的问题，可以考虑在反射显示区域和透过显示区域都形成电极缝隙，来限制液晶分子的倾倒方向的方案。
但是，除了如上所述其取向限制力弱以外，在对电极通过蚀刻(腐蚀)等形成缝隙时，视在电极的基底上液晶层厚调整层的存在有否其蚀刻率不同，因此在反射显示区域和透过显示区域难以用同一工序形成缝隙，即使通过同一工序形成了缝隙，有时也会产生不能得到所希望的缝隙形状的不良状况。这是由于通过溅射法等形成的电极的结晶性随基底的材质而不同的缘故。
根据以上的研究，在本发明的液晶显示装置中，由于反射显示区域的液晶层厚度相对比较小，所以，考虑可以用相对小的取向限制力恰当地限制液晶分子的倾倒方向，从而仅形成电极缝隙，由于透过显示区域的液晶层厚度相对比较大，所以，采用了至少要形成取向限制力相对大的凸状部的方案。根据这样的结构，凸状部的高度调整就不需要了，同时，电极缝隙也可以通过单一的工序而得到所希望的形状。另外，由于根据各显示区域的液晶层厚度而使液晶分子的取向限制力不同，所以，还不容易发生在一方的显示区域液晶分子的取向限制减弱等的不良状况，其结果是，在反射显示区域和透过显示区域都可以避免光漏等显示不良现象，抑制残留影像或污迹状的斑点等显示不良，进而可以提供视角宽的液晶显示装置。
在上述本发明的液晶显示装置中，在透过显示区域形成的凸状部可以由与设置在反射显示区域上的液晶层厚调整层相同的材料、相同的层构成。这时，作为凸状部也不必另外设置其它部件，可以用与液晶层厚调整层相同的工序制造，从而可以简便地赋予凸形状，并且，可以降低制造成本。
另外，在本发明的液晶显示装置中，可以在与形成有上述液晶层厚调整层的基板相对的基板上，以位于形成在反射显示区域上的电极缝隙与形成在透过显示区域上的凸状部之间的方式，形成电极缝隙或凸状部。这时，在形成于反射显示区域上的电极缝隙与形成于透过显示区域上的凸状部之间就不易发生液晶分子不连续部分、即不易发生取向紊乱(向错)，从而可以进一步避免光漏等显示不良现象。
本发明所说的凸状部可以具有限制垂直取向的液晶分子根据电场变化而倾倒的方向的结构。具体而言，最好构成为圆锥状或多边锥状的突起物，优选使凸形状的表面(倾斜面)构成为相对于液晶分子的垂直取向方向倾斜指定的角度。对于凸状部的倾斜面，其最大倾斜角最好为5°～40°。这时的倾斜角是指基板与凸状部的倾斜面所成的角度，在凸形状具有弯曲表面的情况下，就是指与该弯曲表面相切的面与基板所成的角度。在这时的最大倾斜角小于5°时，有时难以限制液晶分子的倾倒方向，另外，当最大倾斜角超过40°时，有时会从该部分发生光漏等，出现对比度下降等不良状况。
另外，凸状部的突出高度优选为0.5μm～2.5μm。当突出的高度小于0.5μm时，有时难以限制液晶分子的倾倒方向，另外，当突出的高度大于2.5μm时，从凸状部的附近的光漏就会增大，从而有可能影响显示特性。凸状部的高度也可以优选1.0μm～1.5μ，这时，可以提供更良好的显示。
另外，本发明的液晶显示装置，可以是作为一对基板包含上基板和下基板，在上述下基板的与液晶层相反的一侧设置透过显示用的背光源，并且在该下基板的液晶层侧设置有选择地仅在上述反射显示区域形成的反射膜。这时，在反射显示区域作为光漫射单元可以形成用于使上述反射膜具有凹凸形状的凹凸形成层。
其次，本发明的电子设备，其特征在于：具有上述液晶显示装置。根据这样的电子设备，可以抑制残留影像或污迹状的斑点等显示不良现象，进而可以提供具有视角宽的显示特性优异的显示部的电子设备。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的液晶显示装置的等效电路图。
图2是表示该实施方式的液晶显示装置的电极结构的平面示意图。
图3是表示该实施方式的液晶显示装置的主要部分的平面示意图和剖面示意图。
图4是用于表示实施方式1的液晶显示装置的作用的说明图。
图5是表示实施方式2的液晶显示装置的主要部分的平面示意图和剖面示意图。
图6是表示实施方式3的液晶显示装置的主要部分的平面示意图和剖面示意图。
图7是表示本发明的电子设备的一例的立体图。
标号说明
9 共用电极 20 反射膜
22 滤色器层 26 绝缘膜(液晶层厚调整层)
28 凸状部 29 缝隙
31 像素电极 50 液晶层
R 反射显示区域 T 透过显示区域
D1、D2、D3 点区域
图2是表示该实施方式的液晶显示装置的电极结构的平面示意图。
图3是表示该实施方式的液晶显示装置的主要部分的平面示意图和剖面示意图。
图4是用于表示实施方式1的液晶显示装置的作用的说明图。
图5是表示实施方式2的液晶显示装置的主要部分的平面示意图和剖面示意图。
图6是表示实施方式3的液晶显示装置的主要部分的平面示意图和剖面示意图。
图7是表示本发明的电子设备的一例的立体图。
标号说明
9 共用电极 20 反射膜
22 滤色器层 26 绝缘膜(液晶层厚调整层)
28 凸状部 29 缝隙
31 像素电极 50 液晶层
R 反射显示区域 T 透过显示区域
D1、D2、D3 点区域
具体实施方式
实施方式1.
下面，参照附图说明本发明的实施方式。在各图中，将各层或各部件的大小设为在图面上可以识别的程度，所以，各层和各部件的大小比例不同。
以下所示的本实施方式的液晶显示装置，是使用薄膜二极管(ThinFilm Diode，以下略记为TFD)作为开关元件的有源矩阵型的液晶显示装置的例子，尤其是可以进行反射显示和透过显示的半透过反射型的液晶显示装置。
图1表示的是本实施方式的液晶显示装置100的等效电路。液晶显示装置100包含扫描信号驱动电路110和数据信号驱动电路120。在液晶显示装置100中设置有信号线、即多个扫描线13，和与该扫描线13交叉的多个数据线9，扫描线13由扫描信号驱动电路110驱动，数据线9由数据信号驱动电路120驱动。并且，在各像素区域150中，在扫描线13与数据线9之间TFD元件40和液晶显示要件160(液晶层)串联连接。此外，在图1中，TFD元件40被连接到扫描线13侧，液晶显示要件160被连接到数据线9侧，但是，也可以与此相反地采用将TFD元件40连接到数据线9侧，将液晶显示要件160连接到扫描线13侧的结构。
下面，根据图2对本实施方式的液晶显示装置100中所具备的电极的平面构造(像素构造)进行说明。如图2所示，在本实施方式的液晶显示装置100中，经由TFD元件40而与扫描线13连接的平面看呈矩形的像素电极31被设置成矩阵状，与该像素电极31沿垂直纸面的方向相对地、呈诗笺状(带状)地设置着共用电极9。共用电极9由数据线构成，具有与扫描线13交叉的条带形状。在本实施方式中，形成各像素电极31的每个区域是1个点区域，在呈矩阵状地配置的每一个点区域上具有TFD元件40，成为可按每一个该点区域进行显示的结构。
在此，TFD元件40是连接扫描线13与像素电极31的开关元件，TFD元件40被构成为具有包括以Ta为主成分的第1导电膜、在第1导电膜的表面形成的以Ta2O3为主成分的绝缘膜和在绝缘膜的表面形成的以Cr为主成分的第2导电膜的MIM结构。并且，TFD元件40的第1导电膜与扫描线13连接，第2导电膜与像素电极31连接。
下面，根据图3说明本实施方式的液晶显示装置100的像素结构。图3(a)是表示液晶显示装置100的像素结构、尤其是像素电极31的平面结构的示意图，图3(b)是表示图3(a)的A-A’剖面的示意图。本实施方式的液晶显示装置100具有如图2所示在数据线9与扫描线13交叉的区域附近具备像素电极31而成的点区域。在该点区域内，如图3(a)所示，与1个点区域相对应地配置3原色之中的1个着色层，由3个点区域(D1、D2、D3)形成包含各着色层22B(蓝色)、22G(绿色)、22R(红色)的像素。
另一方面，如图3(b)所示，本实施方式的液晶显示装置100，在上基板(元件基板)25和与其相对配置的下基板(对置基板)10之间，夹持着由初始取向状态为垂直取向的液晶、即介电各向异性为负的液晶材料构成的液晶层50。
下基板10呈在由石英、玻璃等透光性材料构成的基板本体10A的表面以绝缘膜24介于中间地部分地形成有由铝、银等反射率高的金属膜构成的反射膜20的结构。在此，反射膜20的形成区域成为反射显示区域R，反射膜20的非形成区域、即反射膜20的开口部21内成为透过显示区域T。这样，本实施方式的液晶显示装置100就是具有垂直取向型的液晶层50的垂直取向型的液晶显示装置，且是可以进行反射显示及透过显示的半透过反射型的液晶显示装置。
在基板本体10A上形成的绝缘膜24，在其表面具有凹凸形状24a，反射膜20的表面复制该凹凸形状24a而具有凹凸。通过这样的凹凸可使反射光散乱(漫射)，因此可以防止倒映出来自外部的影像，从而可以得到宽视角的显示。此外，具有这样的凹凸形状24a的绝缘膜24，可以通过对例如树脂抗蚀剂进行图案形成，并在其上再涂布1层树脂而得到。另外，也可以对进行了图形形成处理的树脂抗蚀剂进行热处理而调整其形状。
另外，在位于反射显示区域R内的反射膜20上、以及位于透过显示区域T内的基板本体10A上，设置有跨及所述反射显示区域R和透过显示区域T而形成的滤色器22(在图3(b)中为红色着色层22R)。在此，着色层22R的周边被由金属铬等构成的黑底(黑矩阵)BM包围，由黑底BM形成各点区域D1、D2、D3的边界(参见图3(a))。
进而，在滤色器22上，在与反射显示区域R相对应的位置形成绝缘膜26。即，以隔着滤色器22而位于反射膜20的上方的那样有选择地形成绝缘膜26，随着该绝缘膜26的形成，可使液晶层50的层厚在反射显示区域R和透过显示区域T中不同。绝缘膜26由例如膜厚为约0.5～2.5μm的丙烯酸系树脂等有机膜构成，在反射显示区域R与透过显示区域T的边界附近为了自身的层厚连续地变化而具有倾斜面。不存在绝缘膜26的部分的液晶层50的厚度被设为约1μm～5μm(例如4μm)左右，反射显示区域R的液晶层50的厚度被设为透过显示区域T的液晶层50的厚度的约一半(例如2μm)。这样，绝缘膜26就具有作为通过自身的膜厚使反射显示区域R与透过显示区域T的液晶层50的层厚不同的液晶层厚调整层的功能。
其次，在滤色器22和绝缘膜26上，形成有由铟锡氧化物(Indium TinOxide，以下略记为ITO)构成的带状的共用电极9。
此外，在图3中，共用电极9被形成为沿着垂直纸面的方向延伸的带状，并且是作为沿着该垂直纸面的方向并列地形成的各个点区域所共用的电极而被构成的。在本实施方式中，虽然分别地形成了反射膜20和共用电极9，但也可以在反射显示区域R中将由金属膜构成的反射膜作为共用电极的一部分来使用。
并且，在共用电极9上，仅在反射显示区域R中形成将自身的一部分切去而成的缝隙29。在本实施方式中，如图3(a)所示，缝隙29大致构成为圆形，在该缝隙29的形成区域，会在与相对的基板侧的像素电极31之间生成斜电场。
另一方面，在共用电极9上，仅在透过显示区域T中形成由电介质构成的凸状部28。该凸状部28具有作为从下基板10的内面向液晶层50中赋予凸形状的夹持面凸形状赋予单元的功能，利用酚醛清漆系的正型光致抗蚀剂而被构成为高度1μm～1.5μm、宽度10μm～15μm左右，具体而言，通过在将抗蚀剂显影后，以约220℃进行二次加热，从而形成具有小坡度的倾斜面的结构。
此外，在包含凸状部28的共用电极9上，形成由聚酰亚胺等构成的取向膜27。取向膜27具有作为使液晶分子相对膜面垂直取向的垂直取向膜的功能，不必实施摩擦等取向处理。
其次，在上基板25侧，在由玻璃或石英等透光性材料构成的基板本体25A上(基板本体25A的液晶层侧)，形成有由ITO等透明导电膜构成的矩阵状的像素电极31、和由聚酰亚胺等构成的进行了与下基板10同样的垂直取向处理的取向膜33。另外，在配设在上基板25侧的像素电极31上，以位于形成在下基板10侧的电极缝隙29和凸状部28之间的形式形成有电极缝隙32。
另外，在下基板10的外面侧(与夹持液晶层50的面不同的一侧)形成相位差板18和偏振板19，在上基板25的外面侧也形成相位差板16和偏振板17，且被构成为可使圆偏振光向基板内面侧(液晶层50侧)入射，所述的相位差板18及偏振板19、相位差板16及偏振板17分别构成圆偏振板。偏振板17(19)被设成仅使具有指定方向的偏振轴的线偏振光透过的结构，作为相位差板16(18)，采用λ/4相位差板。作为这样的圆偏振板，除此之外，也可以使用将偏振板与λ/2相位差板和λ/4相位差板组合而成的结构(宽带圆偏振板)，这种情况下，可以使黑显示更加无色彩。另外，因为也可以使用将偏振板与λ/2相位差板和λ/4相位差板以及c板(沿膜厚方向具有光轴的相位差板)组合的结构，因此可以实现进一步的宽视角化。在形成于下基板10上的偏振板19的外侧，设置有作为透过显示用的光源的背光源15。
在此，在本实施方式的液晶显示装置100中，为了对液晶层50的液晶分子进行取向限制，即为了对在初始状态下处于垂直取向的液晶分子限制当在电极间加电压时的倾倒方向，在透过显示区域T中，在下基板10的内面侧(液晶层侧)作为由电介质构成的突起而形成凸状部28，在反射显示区域R中，在下基板10侧的共用电极9上形成缝隙29。另一方面，以同样的液晶分子的取向限制为目的，以平面地位于在上述凸状部28与缝隙29之间的那样，在上基板25侧的像素电极31上形成缝隙32。
通过由以上述那样形成的凸状部28和缝隙29、缝隙32构成的取向限制单元，可以很好地限制加电压时的液晶分子的倾倒方向。即，如图4所示，沿着凸状部28的倾斜面限制液晶分子的倾倒方向，根据由电极缝隙29、32的形成而生成的斜电场来限制液晶分子的倾倒方向。此外，所述的凸状部28、缝隙29和缝隙32，通过使相邻接的彼此形成在不同的基板侧，就不易产生液晶分子的倾倒方向不连续的区域。
根据具有上述那样的结构的液晶显示装置100，可以获得以下那样的作用、效果。
首先，在本实施方式的液晶显示装置100中，通过选择地对反射显示区域R设置绝缘膜26，可以使反射显示区域R的液晶层50的厚度减小为透过显示区域T的液晶层50的厚度的约一半，所以，可以使有助于反射显示的延迟与有助于透过显示的延长基本上相等，由此可以实现对比度的提高。
另外，一般地，若对在未进行摩擦处理的垂直取向膜上取向的具有负的介电各向异性的液晶分子施加电压，则由于液晶的倾倒方向不受限制，所以会沿无秩序的方向倾倒，从而会发生取向不良。但是，在本实施方式中，作为限制液晶分子的倾倒方向的单元，在透过显示区域T中，在共用电极9上形成凸状部28，在反射显示区域R中形成电极缝隙29，因此，产生了上述的取向限制，在初始状态下垂直取向的液晶分子的由于加电压而倾倒的方向就会得到限制。其结果是，可以抑制基于液晶取向不良的向错的发生，所以，可以得到不易发生伴随向错的发生的残留影像、或不易发生从斜方向观察该液晶显示装置100的显示面时的粗的污迹状的斑点等的高品质的显示。
另外，在本实施方式的液晶显示装置100中，在形成有调整液晶层厚的绝缘膜26的下基板10侧，在反射显示区域R上作为取向限制单元仅形成电极缝隙29，而在透过显示区域T上作为取向限制单元至少形成凸状部28。
作为取向限制单元，如果要在形成有绝缘膜26的下基板10侧，在各显示区域R、T上分别形成凸状部，则在形成了相同高度的凸状部的情况下，由于各显示区域R、T的液晶层厚度不同，所以，在透过显示区域T取向限制力会相对变小，另一方面，在反射显示区域R中初始状态的液晶分子会沿凸状部的形状具有预倾角，因为液晶层厚度相对比较小，所以由该预倾角所引起的光漏相对容易发生。
另一方面，作为取向限制单元，如果要在形成有绝缘膜26的下基板10侧，在各显示区域R、T上分别形成电极缝隙，则在透过显示区域T，基底为滤色器22，在反射显示区域R，基底为绝缘膜26，在各显示区域R、T中基底的材料不同，因此，必须使蚀刻条件在各显示区域R、T中也不同。另外，在同一条件下形成缝隙的情况下，有时会出现该缝隙形状不会成为所希望的形状的不良状况。或者，为了使各显示区域R、T的电极的基底采用相同材料，则又存在有必需花费在各显示区域R、T上另外再形成共同的基底层的工夫等。
这样，若在各显示区域R、T形成相同种类的取向限制单元，则就有可能对某个显示模式出现不良状况，鉴于这种情况，在本实施方式中，在各显示区域R、T使取向限制单元不同，如上所述，有选择地在形成有绝缘膜26的下基板10侧、在反射显示区域R上形成缝隙29，在透过显示区域T形成凸状部28。另外，在缝隙和凸状部中，凸状部的取向限制力相对比较强，所以，在液晶层厚度相对比较小的反射显示区域R形成缝隙29，而在液晶层厚度相对比较大的透过显示区域T形成凸状部28，从而在各个区域都可以很好地对液晶分子进行取向限制。其结果是，本实施方式的液晶显示装置100，在反射显示区域和透过显示区域都不易发生光漏等显示不良，可以抑制残留影像或污迹状的斑点等显示不良，进而还可以进行宽视角的显示。
形成在液晶层50的夹持面上的凸状部28的形状，呈其纵剖面大致左右对称的形状。具体而言，凸状部28被构成为大致圆锤状，因此液晶分子在倾倒时就会向四面八方倾倒，从而可以得到在显示面的上下左右都宽的视角特性。为了得到这样的宽的视角特性，凸状部28最好被构成为椭圆锤状或多边锥状、圆锥台状、椭圆锤台状、多边锤台状、半球状。
另外，为了有效地利用斜电场，反射显示区域R的电极缝隙29的宽度最好大于液晶层厚度，但由于这会成为使显示的开口率降低的原因，所以，最好是设为液晶层厚的5～10倍左右，更优选为2～5倍左右，在本实施方式中，将缝隙的宽度设为约8μm。反射显示区域R的液晶层厚度与透过显示区域T的液晶层厚度相比约小1/2，因此可以不使开口率降低而确保有效的缝隙宽度。另外，也可以在反射显示区域R形成多个缝隙29，而在透过显示区域T形成多个凸状部28。
实施方式2.
下面，参照附图说明本发明的实施方式2。
图5表示实施方式2的液晶显示装置200的平面图和剖面图，是与实施方式1的图3相当的示意图。本实施方式的液晶显示装置的基本结构与实施方式1相同，主要不同点在于形成在反射显示区域R的绝缘膜26被形成在上基板25侧。因此，在图5中，对于与图3相同的构成要件标以相同的标号，并省略其详细的说明。
如图5所示，在实施方式2的液晶显示装置200中，在上基板25的基板本体25A上(液晶层50侧、即内面侧)形成滤色器22(22R)，进而在其内面侧形成作为液晶层厚调整层的绝缘膜26。另外，在包含绝缘膜26在内的滤色器22的内面侧形成像素电极31。在像素电极31上，在反射显示区域R中形成作为取向限制单元的缝隙29a，另一方面在透过显示区域T中，在该像素电极31上形成作为取向限制单元的凸状部28a。
另一方面，在下基板10的基板本体10A上，选择地在反射显示区域R形成具有凹凸形状的反射膜20，在包含该反射膜20的基板本体10A上形成带状的共用电极9。另外，在该共用电极9上，以位于上述的上基板25侧的缝隙29a与凸状部28a之间的形式形成作为取向限制单元的凸状部9a。
在这样的液晶显示装置200中，也和实施方式1的液晶显示装置100一样，在反射显示区域R和透过显示区域T都可以有效地进行液晶分子的取向控制。并且，特别是在本实施方式的液晶显示装置200中，在与具有绝缘膜26的上基板25不同的下基板10侧，作为取向限制单元，形成了凸状部9a，所以，可以进一步提高液晶分子的取向限制。
实施方式3.
下面，参照附图说明本发明的实施方式3。
图6表示实施方式3的液晶显示装置300的平面图和剖面图，是与实施方式1的图3相当的示意图。本实施方式的液晶显示装置的基本结构与实施方式1相同，主要不同之处是在透过显示区域T形成的凸状部的结构。因此，在图6中，对于与图3相同的构成要件标以相同的标号，并省略其详细的说明。
如图6所示，在实施方式3的液晶显示装置300中，以与作为液晶层厚调整层的绝缘膜26相同的工序形成在透过显示区域T上形成的凸状部26a，因此，在透过显示区域T上形成的凸状部26a就会与绝缘膜26以相同的材料、同一层而构成。
即，在反射显示区域R和透过显示区域T分别形成指定图案的树脂层，在反射显示区域R将该树脂层构成为作为液晶层厚调整层的绝缘膜26，另一方面，在透过显示区域T将该树脂层构成为向液晶层50的夹持面赋予凸形状的凸状部26a。另外，还可以利用与反射显示区域R的缝隙形成相同的蚀刻条件同时在凸状部26a上的电极上形成缝隙。由此，利用缝隙和突起的叠加效果可以进一步提高取向限制。
这样，在本实施方式的液晶显示装置300中，由于利用与反射显示区域R中的作为液晶层厚调整层的绝缘膜26相同的工序形成透过显示区域T中的作为液晶分子的取向限制单元的凸状部26a，所以，可以不增加多余的制造过程而有效地进行制造，从而可以降低成本。
电子设备.
下面，说明具有本发明的上述实施方式的液晶显示装置的电子设备的具体例。
图7是表示便携式电话的一例的立体图。在图7中，标号1000表示便携式电话本体，标号1001表示使用了上述液晶显示装置的显示部。当在这样的便携式电话等电子设备的显示部中使用了上述实施方式的液晶显示装置时，不论使用环境如何都可以实现具有明亮的、对比度高的、视角宽的液晶显示部的电子设备。
本发明的技术范围不限于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行种种变更。例如，在上述实施方式中虽然示出了将本发明应用于使用TFD作为开关元件的有源矩阵型液晶显示装置的例子，但是，除了使用TFT作为开关元件的有源矩阵型液晶显示装置外，也可以将本发明应用于无源矩阵型液晶显示装置等。
实施例.
在上述实施方式1的液晶显示装置100中，将透过显示区域T的液晶层厚度设为4.0μm、将反射显示区域R的液晶层厚度设为2.0μm、将凸状部28的高度设为1.5μm，在下基板10的内面侧，在透过显示区域T上形成凸状部28或取代凸状部28而形成缝隙，将该凸状部或缝隙的宽度进行多种变更，比较透过显示的显示状态。将比较结果示于表1。
表1
凸状部或缝隙的宽度 10μm 13μm 15μm 在透过显示区域形成凸状部的情况 ○ ○ ○ 在透过显示区域形成缝隙的情况 × △ ○
○：没有污迹状的斑点的良好的显示
△：部分地观察到污迹状的斑点
×：在整个面上观察到污迹状的斑点
这样，可知通过在透过显示区域T上形成凸状部而作为取向限制单元，可以得到相对而言没有污迹状的斑点的良好的显示。
另一方面，在同样的实施方式1的液晶显示装置100中，将透过显示区域T的液晶层厚度设为4.0μm、将反射显示区域R的液晶层厚度设为2.0μm、将凸状部28的高度设为1.5μm，在下基板10的内面侧，在反射显示区域R上形成缝隙29或取代缝隙29而形成凸状部，对该缝隙或凸状部的宽度进行多种变更，评价反射显示的对比度。将比较结果示于表2。
表2
凸状部或缝隙的宽度 5μm 8μm 12μm 在反射显示区域形成凸状部的情况 9.6 8.7 6.8 在反射显示区域形成缝隙的情况 16.7 15.6 14.3
在反射显示区域R中形成有缝隙或凸状部的任意一种的情况下，观察不到污迹状的斑点，但可知形成有缝隙的一方可以得到对比度相对较高的反射显示。
根据上述结果可知，通过在透过显示区域T形成凸状部作为取向限制单元、在反射显示区域R形成缝隙作为取向限制单元，可在透过显示和反射显示双方中获得对比度高、没有污迹状的斑点的良好的显示。
下面，参照附图说明本发明的实施方式。在各图中，将各层或各部件的大小设为在图面上可以识别的程度，所以，各层和各部件的大小比例不同。
以下所示的本实施方式的液晶显示装置，是使用薄膜二极管(ThinFilm Diode，以下略记为TFD)作为开关元件的有源矩阵型的液晶显示装置的例子，尤其是可以进行反射显示和透过显示的半透过反射型的液晶显示装置。
图1表示的是本实施方式的液晶显示装置100的等效电路。液晶显示装置100包含扫描信号驱动电路110和数据信号驱动电路120。在液晶显示装置100中设置有信号线、即多个扫描线13，和与该扫描线13交叉的多个数据线9，扫描线13由扫描信号驱动电路110驱动，数据线9由数据信号驱动电路120驱动。并且，在各像素区域150中，在扫描线13与数据线9之间TFD元件40和液晶显示要件160(液晶层)串联连接。此外，在图1中，TFD元件40被连接到扫描线13侧，液晶显示要件160被连接到数据线9侧，但是，也可以与此相反地采用将TFD元件40连接到数据线9侧，将液晶显示要件160连接到扫描线13侧的结构。
下面，根据图2对本实施方式的液晶显示装置100中所具备的电极的平面构造(像素构造)进行说明。如图2所示，在本实施方式的液晶显示装置100中，经由TFD元件40而与扫描线13连接的平面看呈矩形的像素电极31被设置成矩阵状，与该像素电极31沿垂直纸面的方向相对地、呈诗笺状(带状)地设置着共用电极9。共用电极9由数据线构成，具有与扫描线13交叉的条带形状。在本实施方式中，形成各像素电极31的每个区域是1个点区域，在呈矩阵状地配置的每一个点区域上具有TFD元件40，成为可按每一个该点区域进行显示的结构。
在此，TFD元件40是连接扫描线13与像素电极31的开关元件，TFD元件40被构成为具有包括以Ta为主成分的第1导电膜、在第1导电膜的表面形成的以Ta2O3为主成分的绝缘膜和在绝缘膜的表面形成的以Cr为主成分的第2导电膜的MIM结构。并且，TFD元件40的第1导电膜与扫描线13连接，第2导电膜与像素电极31连接。
下面，根据图3说明本实施方式的液晶显示装置100的像素结构。图3(a)是表示液晶显示装置100的像素结构、尤其是像素电极31的平面结构的示意图，图3(b)是表示图3(a)的A-A’剖面的示意图。本实施方式的液晶显示装置100具有如图2所示在数据线9与扫描线13交叉的区域附近具备像素电极31而成的点区域。在该点区域内，如图3(a)所示，与1个点区域相对应地配置3原色之中的1个着色层，由3个点区域(D1、D2、D3)形成包含各着色层22B(蓝色)、22G(绿色)、22R(红色)的像素。
另一方面，如图3(b)所示，本实施方式的液晶显示装置100，在上基板(元件基板)25和与其相对配置的下基板(对置基板)10之间，夹持着由初始取向状态为垂直取向的液晶、即介电各向异性为负的液晶材料构成的液晶层50。
下基板10呈在由石英、玻璃等透光性材料构成的基板本体10A的表面以绝缘膜24介于中间地部分地形成有由铝、银等反射率高的金属膜构成的反射膜20的结构。在此，反射膜20的形成区域成为反射显示区域R，反射膜20的非形成区域、即反射膜20的开口部21内成为透过显示区域T。这样，本实施方式的液晶显示装置100就是具有垂直取向型的液晶层50的垂直取向型的液晶显示装置，且是可以进行反射显示及透过显示的半透过反射型的液晶显示装置。
在基板本体10A上形成的绝缘膜24，在其表面具有凹凸形状24a，反射膜20的表面复制该凹凸形状24a而具有凹凸。通过这样的凹凸可使反射光散乱(漫射)，因此可以防止倒映出来自外部的影像，从而可以得到宽视角的显示。此外，具有这样的凹凸形状24a的绝缘膜24，可以通过对例如树脂抗蚀剂进行图案形成，并在其上再涂布1层树脂而得到。另外，也可以对进行了图形形成处理的树脂抗蚀剂进行热处理而调整其形状。
另外，在位于反射显示区域R内的反射膜20上、以及位于透过显示区域T内的基板本体10A上，设置有跨及所述反射显示区域R和透过显示区域T而形成的滤色器22(在图3(b)中为红色着色层22R)。在此，着色层22R的周边被由金属铬等构成的黑底(黑矩阵)BM包围，由黑底BM形成各点区域D1、D2、D3的边界(参见图3(a))。
进而，在滤色器22上，在与反射显示区域R相对应的位置形成绝缘膜26。即，以隔着滤色器22而位于反射膜20的上方的那样有选择地形成绝缘膜26，随着该绝缘膜26的形成，可使液晶层50的层厚在反射显示区域R和透过显示区域T中不同。绝缘膜26由例如膜厚为约0.5～2.5μm的丙烯酸系树脂等有机膜构成，在反射显示区域R与透过显示区域T的边界附近为了自身的层厚连续地变化而具有倾斜面。不存在绝缘膜26的部分的液晶层50的厚度被设为约1μm～5μm(例如4μm)左右，反射显示区域R的液晶层50的厚度被设为透过显示区域T的液晶层50的厚度的约一半(例如2μm)。这样，绝缘膜26就具有作为通过自身的膜厚使反射显示区域R与透过显示区域T的液晶层50的层厚不同的液晶层厚调整层的功能。
其次，在滤色器22和绝缘膜26上，形成有由铟锡氧化物(Indium TinOxide，以下略记为ITO)构成的带状的共用电极9。
此外，在图3中，共用电极9被形成为沿着垂直纸面的方向延伸的带状，并且是作为沿着该垂直纸面的方向并列地形成的各个点区域所共用的电极而被构成的。在本实施方式中，虽然分别地形成了反射膜20和共用电极9，但也可以在反射显示区域R中将由金属膜构成的反射膜作为共用电极的一部分来使用。
并且，在共用电极9上，仅在反射显示区域R中形成将自身的一部分切去而成的缝隙29。在本实施方式中，如图3(a)所示，缝隙29大致构成为圆形，在该缝隙29的形成区域，会在与相对的基板侧的像素电极31之间生成斜电场。
另一方面，在共用电极9上，仅在透过显示区域T中形成由电介质构成的凸状部28。该凸状部28具有作为从下基板10的内面向液晶层50中赋予凸形状的夹持面凸形状赋予单元的功能，利用酚醛清漆系的正型光致抗蚀剂而被构成为高度1μm～1.5μm、宽度10μm～15μm左右，具体而言，通过在将抗蚀剂显影后，以约220℃进行二次加热，从而形成具有小坡度的倾斜面的结构。
此外，在包含凸状部28的共用电极9上，形成由聚酰亚胺等构成的取向膜27。取向膜27具有作为使液晶分子相对膜面垂直取向的垂直取向膜的功能，不必实施摩擦等取向处理。
其次，在上基板25侧，在由玻璃或石英等透光性材料构成的基板本体25A上(基板本体25A的液晶层侧)，形成有由ITO等透明导电膜构成的矩阵状的像素电极31、和由聚酰亚胺等构成的进行了与下基板10同样的垂直取向处理的取向膜33。另外，在配设在上基板25侧的像素电极31上，以位于形成在下基板10侧的电极缝隙29和凸状部28之间的形式形成有电极缝隙32。
另外，在下基板10的外面侧(与夹持液晶层50的面不同的一侧)形成相位差板18和偏振板19，在上基板25的外面侧也形成相位差板16和偏振板17，且被构成为可使圆偏振光向基板内面侧(液晶层50侧)入射，所述的相位差板18及偏振板19、相位差板16及偏振板17分别构成圆偏振板。偏振板17(19)被设成仅使具有指定方向的偏振轴的线偏振光透过的结构，作为相位差板16(18)，采用λ/4相位差板。作为这样的圆偏振板，除此之外，也可以使用将偏振板与λ/2相位差板和λ/4相位差板组合而成的结构(宽带圆偏振板)，这种情况下，可以使黑显示更加无色彩。另外，因为也可以使用将偏振板与λ/2相位差板和λ/4相位差板以及c板(沿膜厚方向具有光轴的相位差板)组合的结构，因此可以实现进一步的宽视角化。在形成于下基板10上的偏振板19的外侧，设置有作为透过显示用的光源的背光源15。
在此，在本实施方式的液晶显示装置100中，为了对液晶层50的液晶分子进行取向限制，即为了对在初始状态下处于垂直取向的液晶分子限制当在电极间加电压时的倾倒方向，在透过显示区域T中，在下基板10的内面侧(液晶层侧)作为由电介质构成的突起而形成凸状部28，在反射显示区域R中，在下基板10侧的共用电极9上形成缝隙29。另一方面，以同样的液晶分子的取向限制为目的，以平面地位于在上述凸状部28与缝隙29之间的那样，在上基板25侧的像素电极31上形成缝隙32。
通过由以上述那样形成的凸状部28和缝隙29、缝隙32构成的取向限制单元，可以很好地限制加电压时的液晶分子的倾倒方向。即，如图4所示，沿着凸状部28的倾斜面限制液晶分子的倾倒方向，根据由电极缝隙29、32的形成而生成的斜电场来限制液晶分子的倾倒方向。此外，所述的凸状部28、缝隙29和缝隙32，通过使相邻接的彼此形成在不同的基板侧，就不易产生液晶分子的倾倒方向不连续的区域。
根据具有上述那样的结构的液晶显示装置100，可以获得以下那样的作用、效果。
首先，在本实施方式的液晶显示装置100中，通过选择地对反射显示区域R设置绝缘膜26，可以使反射显示区域R的液晶层50的厚度减小为透过显示区域T的液晶层50的厚度的约一半，所以，可以使有助于反射显示的延迟与有助于透过显示的延长基本上相等，由此可以实现对比度的提高。
另外，一般地，若对在未进行摩擦处理的垂直取向膜上取向的具有负的介电各向异性的液晶分子施加电压，则由于液晶的倾倒方向不受限制，所以会沿无秩序的方向倾倒，从而会发生取向不良。但是，在本实施方式中，作为限制液晶分子的倾倒方向的单元，在透过显示区域T中，在共用电极9上形成凸状部28，在反射显示区域R中形成电极缝隙29，因此，产生了上述的取向限制，在初始状态下垂直取向的液晶分子的由于加电压而倾倒的方向就会得到限制。其结果是，可以抑制基于液晶取向不良的向错的发生，所以，可以得到不易发生伴随向错的发生的残留影像、或不易发生从斜方向观察该液晶显示装置100的显示面时的粗的污迹状的斑点等的高品质的显示。
另外，在本实施方式的液晶显示装置100中，在形成有调整液晶层厚的绝缘膜26的下基板10侧，在反射显示区域R上作为取向限制单元仅形成电极缝隙29，而在透过显示区域T上作为取向限制单元至少形成凸状部28。
作为取向限制单元，如果要在形成有绝缘膜26的下基板10侧，在各显示区域R、T上分别形成凸状部，则在形成了相同高度的凸状部的情况下，由于各显示区域R、T的液晶层厚度不同，所以，在透过显示区域T取向限制力会相对变小，另一方面，在反射显示区域R中初始状态的液晶分子会沿凸状部的形状具有预倾角，因为液晶层厚度相对比较小，所以由该预倾角所引起的光漏相对容易发生。
另一方面，作为取向限制单元，如果要在形成有绝缘膜26的下基板10侧，在各显示区域R、T上分别形成电极缝隙，则在透过显示区域T，基底为滤色器22，在反射显示区域R，基底为绝缘膜26，在各显示区域R、T中基底的材料不同，因此，必须使蚀刻条件在各显示区域R、T中也不同。另外，在同一条件下形成缝隙的情况下，有时会出现该缝隙形状不会成为所希望的形状的不良状况。或者，为了使各显示区域R、T的电极的基底采用相同材料，则又存在有必需花费在各显示区域R、T上另外再形成共同的基底层的工夫等。
这样，若在各显示区域R、T形成相同种类的取向限制单元，则就有可能对某个显示模式出现不良状况，鉴于这种情况，在本实施方式中，在各显示区域R、T使取向限制单元不同，如上所述，有选择地在形成有绝缘膜26的下基板10侧、在反射显示区域R上形成缝隙29，在透过显示区域T形成凸状部28。另外，在缝隙和凸状部中，凸状部的取向限制力相对比较强，所以，在液晶层厚度相对比较小的反射显示区域R形成缝隙29，而在液晶层厚度相对比较大的透过显示区域T形成凸状部28，从而在各个区域都可以很好地对液晶分子进行取向限制。其结果是，本实施方式的液晶显示装置100，在反射显示区域和透过显示区域都不易发生光漏等显示不良，可以抑制残留影像或污迹状的斑点等显示不良，进而还可以进行宽视角的显示。
形成在液晶层50的夹持面上的凸状部28的形状，呈其纵剖面大致左右对称的形状。具体而言，凸状部28被构成为大致圆锤状，因此液晶分子在倾倒时就会向四面八方倾倒，从而可以得到在显示面的上下左右都宽的视角特性。为了得到这样的宽的视角特性，凸状部28最好被构成为椭圆锤状或多边锥状、圆锥台状、椭圆锤台状、多边锤台状、半球状。
另外，为了有效地利用斜电场，反射显示区域R的电极缝隙29的宽度最好大于液晶层厚度，但由于这会成为使显示的开口率降低的原因，所以，最好是设为液晶层厚的5～10倍左右，更优选为2～5倍左右，在本实施方式中，将缝隙的宽度设为约8μm。反射显示区域R的液晶层厚度与透过显示区域T的液晶层厚度相比约小1/2，因此可以不使开口率降低而确保有效的缝隙宽度。另外，也可以在反射显示区域R形成多个缝隙29，而在透过显示区域T形成多个凸状部28。
实施方式2.
下面，参照附图说明本发明的实施方式2。
图5表示实施方式2的液晶显示装置200的平面图和剖面图，是与实施方式1的图3相当的示意图。本实施方式的液晶显示装置的基本结构与实施方式1相同，主要不同点在于形成在反射显示区域R的绝缘膜26被形成在上基板25侧。因此，在图5中，对于与图3相同的构成要件标以相同的标号，并省略其详细的说明。
如图5所示，在实施方式2的液晶显示装置200中，在上基板25的基板本体25A上(液晶层50侧、即内面侧)形成滤色器22(22R)，进而在其内面侧形成作为液晶层厚调整层的绝缘膜26。另外，在包含绝缘膜26在内的滤色器22的内面侧形成像素电极31。在像素电极31上，在反射显示区域R中形成作为取向限制单元的缝隙29a，另一方面在透过显示区域T中，在该像素电极31上形成作为取向限制单元的凸状部28a。
另一方面，在下基板10的基板本体10A上，选择地在反射显示区域R形成具有凹凸形状的反射膜20，在包含该反射膜20的基板本体10A上形成带状的共用电极9。另外，在该共用电极9上，以位于上述的上基板25侧的缝隙29a与凸状部28a之间的形式形成作为取向限制单元的凸状部9a。
在这样的液晶显示装置200中，也和实施方式1的液晶显示装置100一样，在反射显示区域R和透过显示区域T都可以有效地进行液晶分子的取向控制。并且，特别是在本实施方式的液晶显示装置200中，在与具有绝缘膜26的上基板25不同的下基板10侧，作为取向限制单元，形成了凸状部9a，所以，可以进一步提高液晶分子的取向限制。
实施方式3.
下面，参照附图说明本发明的实施方式3。
图6表示实施方式3的液晶显示装置300的平面图和剖面图，是与实施方式1的图3相当的示意图。本实施方式的液晶显示装置的基本结构与实施方式1相同，主要不同之处是在透过显示区域T形成的凸状部的结构。因此，在图6中，对于与图3相同的构成要件标以相同的标号，并省略其详细的说明。
如图6所示，在实施方式3的液晶显示装置300中，以与作为液晶层厚调整层的绝缘膜26相同的工序形成在透过显示区域T上形成的凸状部26a，因此，在透过显示区域T上形成的凸状部26a就会与绝缘膜26以相同的材料、同一层而构成。
即，在反射显示区域R和透过显示区域T分别形成指定图案的树脂层，在反射显示区域R将该树脂层构成为作为液晶层厚调整层的绝缘膜26，另一方面，在透过显示区域T将该树脂层构成为向液晶层50的夹持面赋予凸形状的凸状部26a。另外，还可以利用与反射显示区域R的缝隙形成相同的蚀刻条件同时在凸状部26a上的电极上形成缝隙。由此，利用缝隙和突起的叠加效果可以进一步提高取向限制。
这样，在本实施方式的液晶显示装置300中，由于利用与反射显示区域R中的作为液晶层厚调整层的绝缘膜26相同的工序形成透过显示区域T中的作为液晶分子的取向限制单元的凸状部26a，所以，可以不增加多余的制造过程而有效地进行制造，从而可以降低成本。
电子设备.
下面，说明具有本发明的上述实施方式的液晶显示装置的电子设备的具体例。
图7是表示便携式电话的一例的立体图。在图7中，标号1000表示便携式电话本体，标号1001表示使用了上述液晶显示装置的显示部。当在这样的便携式电话等电子设备的显示部中使用了上述实施方式的液晶显示装置时，不论使用环境如何都可以实现具有明亮的、对比度高的、视角宽的液晶显示部的电子设备。
本发明的技术范围不限于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行种种变更。例如，在上述实施方式中虽然示出了将本发明应用于使用TFD作为开关元件的有源矩阵型液晶显示装置的例子，但是，除了使用TFT作为开关元件的有源矩阵型液晶显示装置外，也可以将本发明应用于无源矩阵型液晶显示装置等。
实施例.
在上述实施方式1的液晶显示装置100中，将透过显示区域T的液晶层厚度设为4.0μm、将反射显示区域R的液晶层厚度设为2.0μm、将凸状部28的高度设为1.5μm，在下基板10的内面侧，在透过显示区域T上形成凸状部28或取代凸状部28而形成缝隙，将该凸状部或缝隙的宽度进行多种变更，比较透过显示的显示状态。将比较结果示于表1。
表1
凸状部或缝隙的宽度 10μm 13μm 15μm 在透过显示区域形成凸状部的情况 ○ ○ ○ 在透过显示区域形成缝隙的情况 × △ ○
○：没有污迹状的斑点的良好的显示
△：部分地观察到污迹状的斑点
×：在整个面上观察到污迹状的斑点
这样，可知通过在透过显示区域T上形成凸状部而作为取向限制单元，可以得到相对而言没有污迹状的斑点的良好的显示。
另一方面，在同样的实施方式1的液晶显示装置100中，将透过显示区域T的液晶层厚度设为4.0μm、将反射显示区域R的液晶层厚度设为2.0μm、将凸状部28的高度设为1.5μm，在下基板10的内面侧，在反射显示区域R上形成缝隙29或取代缝隙29而形成凸状部，对该缝隙或凸状部的宽度进行多种变更，评价反射显示的对比度。将比较结果示于表2。
表2
凸状部或缝隙的宽度 5μm 8μm 12μm 在反射显示区域形成凸状部的情况 9.6 8.7 6.8 在反射显示区域形成缝隙的情况 16.7 15.6 14.3
在反射显示区域R中形成有缝隙或凸状部的任意一种的情况下，观察不到污迹状的斑点，但可知形成有缝隙的一方可以得到对比度相对较高的反射显示。
根据上述结果可知，通过在透过显示区域T形成凸状部作为取向限制单元、在反射显示区域R形成缝隙作为取向限制单元，可在透过显示和反射显示双方中获得对比度高、没有污迹状的斑点的良好的显示。