透反型液晶顯示裝置的製作方法

2023-05-23 15:33:16

專利名稱：透反型液晶顯示裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種透反型液晶顯示(LCD)裝置。本發明尤其涉及 一種具有用於液晶(LC)層的反射區和透射區並適於以面內切換(IPS) 模式驅動的透反型LCD裝置。
背景技術：
就使用的光而言，LCD裝置基本上分為透射型和反射型。通常， 透射型LCD裝置具有背光源，通過控制背光源發射的光的透射率來顯 示圖像。另一方面，反射型LCD裝置具有反射膜並利用反射膜反射的 光來顯示圖像。因為反射型LCD裝置不需要任何背光源，所以就裝置 的電力消耗、厚度和重量而言，反射型LCD裝置比透射型LCD裝置 有利。然而，因為反射型LCD裝置利用外部光作為其光源，所以反射 型LCD裝置具有下述缺點，即反射型LCD裝置在暗環境中具有較差 的可視性。
透反型LCD裝置公知是下述一種LCD裝置，其具有透射型LCD 裝置的優點和反射型LCD裝置的優點(參照專利公開 JP-2003-344837A)。透反型LCD裝置在每個像素中都具有透射區和反 射區。透射區透射來自設置於LCD裝置後側的背光源的光並利用背光 源作為顯示光源。反射區具有反射膜並利用從LCD裝置前側入射的並 由反射膜反射的外部光作為顯示光源。當透反型LCD裝置處於明亮環 境中時其關閉背光源並通過反射區顯示圖像，從而減小LCD裝置的電 力消耗。當透反型LCD裝置處於暗環境中時其打開背光源並通過透射
5區顯示圖像，從而可在暗環境中清晰地顯示圖像。
LCD裝置的顯示模式包括如上所述的IPS模式，其包括橫向電場
驅動模式和邊緣場驅動(FFD)模式。適於以IPS模式操作的LCD裝 置具有設置在相同基板上的像素電極和公共電極，其在橫向方向上給 LC層施加電場。與扭曲向列模式(TN模式)LCD裝置相比，IPS模 式LCD裝置通過使用下述技術可實現較寬的視角，即其中LCD層中 的LC分子在平行於基板的方向上旋轉或轉動。
假定IPS模式用作透反型LCD裝置的顯示模式，則出現了下述問 題，即如果反射區採用常黑模式，則透射區就採用常白模式，由此兩 個區中的圖像發生反相。對於該問題的對策，在透反型LCD裝置中採 用下述技術，即在包括LC層的LC單元與偏振膜之間插入延遲膜(參 照非專禾lj公開-l: 97頁A Novel Transflective Display Associated with Fringe-Field Switching, T.B,Jung and S.H丄ee等[SID03 DIGEST, 592]， 和非專利公開-2: 159頁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])。
在上面的技術中，插入延遲膜的慢軸被布置為相對於入射到透反 型LCD裝置的線性偏振光具有顯著的角度。該配置導致了下述問題， 即由於延遲膜厚度的變化範圍，延遲值的偏離降低了顯示圖像的對比 度。這出現了另一個問題，即延遲膜的視角依賴性降低了 LCD裝置的 視角特性。

發明內容
因此本發明的目的是提供一種透反型LCD裝置，其可解決或緩解 下述問題，即延遲膜的延遲偏離降低顯示圖像的對比度且延遲膜的視 角依賴性降低視角特性。本發明提供了一種透反型液晶顯示(LCD)裝置，包括液晶(LC)
單元，其包括其中含有均勻定向的LC分子和將LC層夾在之間的一對 透明基板以定義像素的陣列的LC層，每個像素都包括互相併排設置的 透射區和反射區；將LC單元夾在之間的第一和第二偏振膜，第一偏振 膜設置在LC單元的前側並具有與設置在LC單元後側的第二延遲膜的 光軸垂直的光軸；在LC層後側處設置在反射區中的反射膜；和延遲膜， 其包括在反射區中設置在反射膜與LC層之間的第一部分、在透射區中 設置在LC層與第二偏振膜之間的第二部分，在沒有施加電壓時，延遲 膜具有與LC分子的初始定向方向垂直的慢軸(slow axis)，所述慢軸 垂直於或平行於第一偏振膜的光軸，其中在顯示暗狀態時LC分子的具 有在反射區和透射區之間不同的方向。
參照附圖，本發明上述的和其他的目的、特徵及優點將從下面的 描述變得更加顯而易見。


圖1是根據本發明第一個實施例的LCD裝置中的單個像素的示意 性剖視圖2是圖1的LCD裝置中的TFT基板的單個像素中的電連接的示
意圖3A和3B是分別示出在反射區和透射區中施加的驅動信號的波 形的示例的時序圖4A和4B是由圖3A和3B中所示的驅動信號獲得的分別在反射
區和透射區中的偏振狀態的示意圖5A和5B是分別示出在反射區和透射區中施加的驅動信號的波
形的另一個示例的時序圖6A和6B是由圖5A和5B中所示的驅動信號獲得的分別在反射
區和透射區中的偏振狀態的示意圖7A和7B是分別圖示出在反射區和透射區中施加驅動信號之後 像素電極的電位變化的示例的時序圖；圖8A和8B是分別示出在暗狀態顯示過程中電場分布和光透射的 仿真結果的曲線圖9是在像素電極或公共電極正下方的反射膜附近的一部分像素 的放大剖視圖10到17是在用於製造TFT基板的工藝的連續步驟中的TFT基 板的示意性俯視圖，其中圖10到17中的每個都附有包含在相應圖中 的一個或多個剖視圖，剖視圖由相應的附圖編號和所附後綴表示，後 綴包括分別與包含在相應圖中的線A-A'、 B-B'、 C-C'、 D-D'和E-E'對 應的A、 B、 C、 D和E，從而示出剖視圖18是根據本發明第二個實施例的透反型LCD裝置的像素中的 電連接的示意圖19A和19B是分別示出反射區和透射區中的驅動信號的波形的 時序圖20是第二個實施例的LCD裝置的示意性框圖，包括LC驅動器 的視圖21是圖20中所示的LC驅動器的示例的示意性框圖22是圖21中所示的反射/透射切換電路的另一個示例的示意性
框圖23是根據本發明第三個實施例的LCD裝置中的LC驅動器的示 意性框圖24A和24B是分別示出在反射區和透射區中的信號驅動波形的 時序圖25是第二個或第三個實施例的LCD裝置中的像素修改例的示 意性俯視圖26是根據本發明第四個實施例的LCD裝置中的像素的示意性 剖視圖27是根據本發明第五個實施例的LCD裝置中的像素的示意性 剖視圖28是示出在本發明的LCD裝置的示例中的一些組成元件及其 參數的組合的表格；圖29是示出通過仿真而獲得的等亮度分布的視圖； 圖30是示出當在延遲膜的厚度方向上改變延遲時延遲與透射系 數之間的關係的曲線圖31是本發明的LCD裝置的修改例的示意性剖視圖32是本發明的LCD裝置的另一個修改例的示意性剖視圖；以
及
圖33是用於灰度級轉換的查找表格。
具體實施例方式
現在，將參照示出本發明典型實施例的附圖更詳細地描述本發明。 圖1是根據本發明第一個實施例的LCD裝置中的像素的示意性剖視 圖。在圖1中，LCD裝置IO在其每個像素中都包括按照從LCD裝置 10前側到後側的順序而布置的第一偏振膜11、對向基板(counter substrate) 、 LC層13、延遲膜18、 TFT基板14和第二偏振膜15。 LCD 裝置10配置為其中包括像素陣列的透反型LCD裝置，所述像素的每 個都具有反射區21和透射區22。本實施例的LCD裝置10典型地用作 多用途可攜式終端，其可配置為可攜式電話、數位相機、電視機或PDA (可攜式數據助理)。
在第二偏振膜15與LC層13之間的反射區21中設置有反射膜16 以便反射通過第一偏振膜11入射到其的光。只要反射膜反射通過第一 偏振膜11入射到其的光，反射膜16可具有任意結構。然而，為了提 高光散射性能，反射膜16典型地具有凹凸表面。在反射膜16與LC層 13之間夾有延遲膜18。延遲膜18覆蓋TFT基板14的整個表面，並且 位於LCD裝置10的透射區22中第二偏振膜15與LC層13之間。盡 管可使用其他一些材料，但延遲膜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並能提供理想的延遲度就行。
在反射區21中，設置有用於驅動反射區21中的LC分子的像素 電極35和用於給反射區21提供參考電位的公共電極(第一公共電極)37，它們形成在延遲膜18上。在透射區22中，設置有用於驅動透射 區22中的LC分子的像素電極36和用於給透射區22提供參考電位的 公共電極(第二公共電極)38，它們形成在延遲膜18上。反射區21 使用通過對向基板12入射進入像素並由反射膜16反射的光作為顯示 光源。透射區22使用設置在LC面板後側並通過第二偏振膜15照射光 的背光源以用作顯示光源。
通過根據LC材料的折射率計算來調整LC層13的厚度，從而對 於具有550nm波長的光產生人/2的延遲。應當注意，入/2是理論值，實 際上其典型地調整為產生(入/2) +01的延遲。這是因為，儘管LC分子 被驅動在單元間隙的中心部分中旋轉，但位於基板附近的其他LC分子 的旋轉被抑制，從而當延遲設為等於(人/2)-ct時，有效延遲呈現為入/2。 例如，如果LC層13的延遲設為And-300nm,則有效延遲就呈現為 厶ndef產、/2-550/2-275nm。
延遲膜18的延遲設為人/4。每個偏振膜ll、 15的偏振軸(光透射 軸或光吸收軸)的布置、LC層113中LC分子的定向方向(光軸)和 延遲膜18的慢軸方向是這樣的，即從背光源發射並透過第二偏振膜15 的線性偏振光保持為線性偏振光，並且當穿過延遲膜18和LC層13之 後線性偏振光入射到第一偏振膜11上時，其偏振方向與第一偏振膜11 的光吸收軸匹配。更具體地說，第一偏振膜11的偏振軸和第二偏振膜 15的偏振軸互相垂直，第二偏振膜15的偏振軸和延遲膜18的慢軸互 相垂直或平行，而當不存在施加電壓時，LC分子的定向方向和延遲膜 18的慢軸互相垂直。
在LC層的相對側上具有一對延遲膜(1/4波長膜)的相關技術的 LCD裝置中，如果從LC層入射到對應於第一偏振膜11的光出射側偏 振膜上的光呈現為線性偏振光，則延遲膜的慢軸和對應於第二偏振膜 15的光入射側偏振膜的偏振軸既不互相平行也不互相垂直。在該情形 中，入射到光出射側偏振膜的光不會是完美的線性偏振光，因為儘管線性偏振光應該轉換為圓偏振光並且圓偏振光應該轉換為線性偏振 光，但該線性偏振光轉換為橢圓偏振光，具體地在傾斜視角中。這導 致了 LCD裝置的透射區中較差的對比度。
另一方面，在本實施例中，當不存在施加到透射區22的電壓時， LC層13中LC分子的定向方向布置為垂直於延遲膜18的慢軸，並且 入射到延遲膜18上的線性偏振光的偏振方向與延遲膜18的慢軸之間 的角度設為等於0度或90度。在該結構中，從第二偏振膜15入射的 光透過延遲膜18和LC層13並保持為線性偏振光，由此可防止透射區 22中對比度的降低。
圖2是形成在TFT基板14上的單個像素的示意圖。在TFT基板 14上形成有互相垂直的柵極線31和數據線32。在用於反射區21和透 射區22的柵極線31與數據線32之間的交點附近分別設置有TFT 33 和34。 TFT33和34中的每個都包括與柵極線31連接的柵極電極、源 極電極和漏極電極，源極電極和漏極電極中的一個與數據線32連接， 另一個與反射區21中的像素電極35和透射區22中的像素電極36中 的相應一個連接。在該實施例中，從有效設置TFT的觀點看，在圖2 中的透明基板上，TFT33和34與同一條柵極線31和同一條數據線32 連接。然而，TFT33和34可與不同的柵極線和不同的數據線連接。
分別給像素的反射區21和透射區22設置第一公共電極37和第二 公共電極38。第一公共電極37和第二公共電極38中的每個都具有平 行於柵極線31延伸的延伸部(extension)和突出到像素顯示區的突出 部(projection)。將LCD裝置100中所有像素共用的具有特定波形的 驅動信號供應到第一公共電極37和第二公共電極38中的每個。第一 公共電極37設置成在平行於基板表面的平面內與反射區21中的像素 電極35相對，而第二公共電極38設置成在平行於基板表面的平面內 與透射區22中的像素電極36相對。通過與像素電極35和第一公共電極37之間的電位差相對應的電 場來控制反射區21中LC層13中的LC分子的定向。通過與像素電極 36和第二公共電極38之間的電位差相對應的電場來控制透射區22中 LC層〗3中的LC分子的定向。例如，反射區21中的像素電極35與第 一公共電極37之間的間隙設計成當施加5V的電位差時使LC層13中 的LC分子能夠旋轉大約22.5度(在20度與25度之間)。另一方面， 在透射區22中的像素電極36與第二公共電極38之間的間隙設計成當 施加5V的電位差時使LC層13中的LC分子能夠旋轉大約45度。
圖3A是示出施加給反射區2的驅動信號的波形的時序圖，圖3B 是示出施加給透射區22的驅動信號的波形的時序圖，兩者均按照特定 的時間周期。典型地，假定釆用柵極線反相驅動方案，將施加給每個 像素的第一公共電極37的公共電極信號按照行-行原則反相，也可按照 幀-幀原則反相。如圖3A中所示，對於LCD裝置10的每個像素，將 施加給第一公共電極37的電位按照幀-幀原則從0V反相為5V，反之 亦然。類似地，與第一公共電極37的情形一樣，將施加給第二公共電 極38的電位從0V反相為5V，反之亦然。通過將施加給第一公共電極 37的電位反相來獲得施加給第二公共電極38的電位。因而，當第一公 共電極37的電位為5V時，第二公共電極38的電位為0V，而當第一 公共電極37的電位為0V時，第二公共電極38的電位為5V。
給像素電極35和36施加在0V和5V之間的適當像素信號。因為 TFT 33和34與相同的數據線32連接，所以像素信號共同施加到像素 電極35和36。對於第i幀，當給像素電極35施加0V的數據信號並且 給第一公共電極37施加5V的公共電極信號時，如圖3A中所示，像素 電極35與第一公共電極之間的電位差(AV)為5V，由此在反射區21 中通過由5V的電位差產生的電場驅動LC層13。此時，給第二公共電 極38施加0V的公共電極信號，因此像素電極36與第二公共電極38 之間的電位差(AV)為0V。圖4A和4B是分別示出了假定給區域21和22施加圖3A和3B 中所示的信號時光在反射區21和透射區22中偏振的方式。在隨後的 描述中，假定第一偏振膜11的透射軸為90度，且LC層13中LC分 子的初始定向的方向為90度，而延遲膜18的慢軸和第二偏振膜15的 透射軸的方向均為O度。當施加圖3A中所示的信號時，在反射區21 中，LC層13中LC分子的定向方向被旋轉或轉動了大約22.5度。在 該情形中，如圖4A中所示，在反射區21中，從外部入射的並在縱向 方向上具有卯度偏振方向的線性偏振光在穿過LC層13之後被改變 了，從而呈現為具有45度偏振方向的線性偏振光。
穿過LC層13之後而具有45度偏振方向的線性偏振光相對於延 遲膜1S的慢軸具有45度的偏振角，延遲膜18的延遲為V4。因此，偏 振光穿過延遲膜18之後其偏振狀態被改變，並作為逆時針圓偏振光離 開延遲膜18，其由圖中圈起來的L標明。逆時針圓偏振光在由反射膜 16反射之後變為順時針圓偏振光，其由圖中圈起來的R標明。之後， 光再次穿過延遲膜18，從而呈現為45度線性偏振光，然後穿過LC層 13，其中LC分子的定向轉動大約22.5度。結果，光呈現為0度線性 偏振光。因而，由反射膜16反射的光不能穿過第一偏振膜11，由此反 射區21顯示暗狀態或黑色。應當注意，當顯示暗狀態時LC層13的延 遲和延遲膜18的延遲理論上分別為人/2和人/4。然而，如果這些層的延 遲顯著變化，只要當LC層13中LC分子的定向在反射區21中轉動了 大約22.5度時反射區21整體上設置成相對於具有550rnn波長的光作 為l/2波長膜來操作，反射區21就可顯示暗狀態，即黑色。
另一方面，在施加圖3B中所示的驅動信號的狀態中，在透射區 22中像素電極36與第二公共電極38之間的電位差為0V，由此LC層 13中的LC分子沒有被轉動。換句話說，LC分子保持90度的初始定 向。在該條件下，如圖4B中所示，穿過第二偏振膜15之後的0度線 性偏振光(具有橫向偏振)具有與延遲膜18的慢軸平行的偏振方向。 因而，0度線性偏振光作為橫向偏振光進入LC層13而未顯示出任何變化，並在入射到第一偏振膜ll之前穿過LC層13而不改變偏振狀態。
因此，從LC層13入射到第一偏振膜11的光不能穿過第一偏振膜11， 因此透射區22顯示暗狀態，即顯示黑色。
如上所述，本實施例的LCD裝置10通過將施加到第一公共電極 37的驅動信號和施加到第二公共電極38的驅動信號反相，同時給像素 電極35和36供應公共像素信號，可僅改變反射區21中的LC層13中 的LC分子的定向方向。結果，當反射區21顯示暗狀態時透射區22顯 示暗狀態。換句話說，反射區21和透射區22可同時顯示黑色而不用 給兩個區施加單獨的像素信號。
現在，下面將描述在本實施例的LCD裝置10中顯示亮狀態或白 色的操作。圖5A和5B是分別示出在與圖3A和圖3B中所示的階段不 同的操作階段中反射區21和透射區22中的驅動信號的波形的時序圖。 圖6A和6B是分別示出當施加圖5A和5B中所示的驅動信號時反射區 21和透射區22中觀察到的光的偏振的視圖。
在施加圖5A中所示的驅動信號的條件下，反射區21中的像素電 極35與第一公共電極37之間沒有產生電場，由此LC層13中的LC 分子的定向方向在反射區21中保持為0度。因此，穿過第一偏振膜11 的縱向線性偏振光在被反射區21中的反射膜16反射之前穿過LC層 13和延遲膜18，保持為縱向線性偏振光，如圖6A中所示。被反射膜 16反射的光在沒有改變其偏振狀態的情況下再次穿過延遲膜18和LC 層13並進入第一偏振膜11。因而，反射區21顯示亮狀態，即顯示白 色。
另一方面，在施加圖5B中所示的驅動信號的條件下，LC層13 中的LC分子被透射區22中的像素電極36與第二公共電極38之間產 生的電場驅動，從而旋轉了大約45度。因此，透過第二偏振膜15的 橫向線性偏振光穿過LC層13從而呈現為縱向線性偏振光並穿過透射區22中的第一偏振膜11，如圖6B中所示。這樣，當反射區21顯示白 色時透射區22顯示白色。這可通過將施加到第一公共電極37的驅動 信號和施加到第二公共電極38的驅動信號反相來實現。簡言之，兩個 區可通過施加圖5A和5B中所示的驅動信號同時顯示白色。
用於反射區21的像素電極35和用於透射區22的像素電極36分 別與單獨設置的TFT 33和34連接，TFT 33和34與同一條柵極線31 和同一條數據線32連接。結果，通過同一條數據線32給反射區21的 像素電極35和透射區22的像素電極36寫入公共像素信號。在上面的 結構中，雖然給電極35和36寫入公共像素信號，但給反射區21設置 TFT 33和像素電極35，並給透射區22設置TFT 34和像素電極36。這 是因為在寫入像素電位並關閉TFT之後，在反射區21的像素電極35 處和透射區22的像素電極36處電壓變化不同。下面將更加具體地描 述該原因。
圖7A和7B是分別示出在給像素電極35和36供應圖3A和3B 中所示的第i幀的像素信號之後在像素電極35和36處觀察到的電位變 化的視圖。例如當採用柵極線反相驅動方案時，為了按照行-行原則將 驅動極性反相，從給柵極線31施加柵極信號脈衝的時刻到下一幀給柵 極線31施加柵極信號脈衝的時刻，根據每行的極性反相，重複公共電 極37和38的每個電位的反相。此時，因為TFT 33和34截止，所以 像素電極35和36與數據線32隔離並保持在浮空狀態，由此在保持寫 入圖7A和7B中所示的像素信號的時刻觀察到的電位差的同時，其電 位隨著第一公共電極37和第二公共電極38的電位變化而波動。這是 歸因於在像素電極35與第一公共電極37之間以及在像素電極36與第 二公共電極38之間的耦合電容。因為反射區21中的像素電極35和透 射區22中的像素電極36在供應了如上所述的像素信號之後表現出不 同的電位變化，所以需要與用於透射區22的TFT34和像素電極36分 離地分別設置用於反射區21的TFT33和像素電極35。在本實施例中，公共電極分為對應於反射區21的第一公共電極
37和對應於透射區22的第二公共電極38。給第一公共電極37和第二 公共電極38供應公共電極信號，從而公共電極信號相對於像素信號(其 為反射區21和透射區22所共用)的幅度在反射區21和透射區22之 間是彼此反相的。通過該布置，可在反射區21和透射區22中顯示相 似的圖像，而不用給反射區21和透射區22供應不同的像素信號。因 而，本實施例解決了在IPS模式透反型LCD裝置中在反射區21和透射 區22之間的亮度反相問題。
顯示暗狀態時透射區22中的LC層13的定向方向和入射到LC層 13上的光的偏振方向在本實施例中互相平行或垂直。通過該布置，與 其中延遲膜的慢軸和LC分子的定向方向既不互相平行也不互相垂直 的現有技術LCD裝置的情形相比，當顯示暗狀態時在透射區22中可 減小延遲膜18和LC層13的波長分散的影響。此外，LC層13的定向 方向與透射區22中的第一偏振膜11以及第二偏振膜15之間的關係與 普通IPS模式透射型LCD裝置中的兩者之間的關係相似。因此，本實 施例的LCD裝置的透射區22中的對比度等於普通IPS模式透射型LCD 裝置的對比度。
顯示暗狀態時LC層13的定向方向和延遲膜18的慢軸互相垂直 設置，因而在本實施例中，透射區22中從第二偏振膜15入射到延遲 膜18的光的偏振方向與延遲膜18的慢軸之間的角度設為0度或90度。 通過該布置，從第二偏振膜15出射的線性偏振光入射到LC層13上， 而不用在延遲膜18中改變偏振狀態。因此，可消除延遲膜18的延遲 的影響，從而抑制在顯示暗狀態時在前觀察方向上產生的以及在傾斜 觀察方向上產生的透射區22中的洩漏光，由此可提高對比度。
在典型的TN模式LCD裝置中，反射膜由像素電極構成，給用作 反射膜的像素電極供應基於圖像的灰度級的用於驅動LC層的像素信 號。這意味著不能任意確定反射膜的電位。另一方面，在典型的IPS模式LCD裝置中，因為LC層13由在像素電極35與第一公共電極37 之間施加的橫向電場驅動，所以可任意確定施加到反射膜16的電位。 現在，下面將討論在反射區21中顯示圖像時反射膜16的電位的影響。
圖8A和8B是示出通過對常黑模式LCD裝置仿真而獲得的電場 分布和光學透射係數的曲線。圖8A示出了當給像素電極35和公共電 極37分別施加5V和0V，並且反射膜16的電位為兩個電壓之間的中 間值(即2.5V時)的電場分布和光學透射係數。圖8B示出了當給像 素電極35和公共電極37分別施加5V和0V，並且反射膜16的電位與 公共電極相同(即OV時)的電場分布和光學透射係數。
當反射膜16的電位為像素電極35的電位與公共電極37的電位之 間的中間值時，在像素電極35和公共電極37上產生洩漏光，從而表 現出較高的光學透射係數，而該洩漏光在兩個電極之間的間隙中被抑 制到較低的級別，從而表現出較低的透射係數，這可通過圖8A來理解。 相反，當反射膜16的電位處於與公共電極37的電位相同的水平時， 在公共電極37處和其附近洩漏光較顯著，從而表現出較高的光學透射 係數。這大概是由於下述事實，即像素電極35與反射膜16之間的電 場較強，應當會聚在像素電極35與公共電極37之間的電力線指向反 射膜16，因而，位於公共電極37附近的LC分子沒有被驅動到足夠程 度。
從上述仿真的結果可以看出，理想的是反射膜16的電位保持在像 素電極35的電位與公共電極37的電位之間的中間值。可通過給反射 膜16施加理想電位來直接控制或在將反射膜16保持在其浮空狀態中 的同時使用電容耦合來間接控制反射膜16的電位。當對於反射膜16 採用浮空狀態時，通過下述結構，即在反射膜16的正下方設置施加有 像素電極35的電位的導體和施加有公共電極37的電位的導體，該兩 個導體具有l: 1的面積比，可將反射膜16的電位保持在像素電極35 的電位與公共電極37的電位之間的中間電位。該導體可以是布線或導體膜。
現在，討論洩漏光。因為在像素電極35和公共電極37上發生洩 漏光，所以正如通過圖8A所理解到的，不能充分降低顯示暗狀態時的 亮度。為了減小洩漏光的影響，例如圖9中所示，通過構圖(pattern) 反射膜16將反射膜16從像素電極35和公共電極37正下方的區域移 除就足夠了。通過該結構，可減小在形成有像素電極35和公共電極37 的位置處觀察到的反射光的亮度，從而降低了顯示暗狀態時的亮度。
下面將參照圖10到17以及其附圖描述用於在TFT基板14(圖1) 上製造TFT、布線、像素和公共電極的工藝，圖10到17示出了在TFT 基板上製造像素的工藝的連續步驟。每個圖10到17都附有示出包含 在每個圖中的剖視圖的一個或多個視圖。剖視圖由相應的附圖編號和 所附後綴表示，所述後綴包括分別與包含在相應圖中的線A-A'、 B-B'、 C-C'、 D-D'和E-E'對應的A、 B、 C、 D和E，從而示出剖視圖。
在工藝中，通過圖10中所示的圖案在透明基板上形成柵極線31 (圖2)、第一公共電極線37a和第二公共電極線38a。圖10A到10C 分別示出了反射區21、透射區22以及反射區21與透射區22之間的邊 界的附近區域，並且其是沿圖IO中的線A-A'、 B-B'和C-C'的剖視圖。 第一公共電極線37a設置成突出到顯示區域中，從而給反射區21中的 反射膜16施加電位。之後，通過絕緣層覆蓋柵極線31、第一公共電極 線37a和第二公共電極線38a。
隨後，形成半導體層40，以構造TFT33，如圖ll中所示。更具 體地說，該步驟中形成的半導體層40與柵極線31 (或柵極電極)交迭， 如圖11D中所示，或者如沿圖11中的線D-D'的剖視圖所示。
之後，使用圖12中所示的圖案形成與TFT33的源極/漏極連接的 像素電極線35a和與TFT 33的源極/漏極連接的另一個像素電極線36a。圖12A到12C示出了在該階段中反射區21、透射區22和反射區21與 透射區22之間的邊界的附近區域。在反射區21中的兩個相鄰像素電 極線35a之間形成第一公共電極線37a。第一公共電極線37a形成為使 得在顯示區域中像素電極線35a的面積和第一公共電極線37a的面積具 有1: 1的比率。這意指在最終LCD裝置上顯示圖像時給之後形成的 反射膜16施加下述電位，即其等於像素電極35的電位與第一公共電 極37的電位之間的中間值。在形成第一公共電極線37a和第二公共電 極線38a之後，通過絕緣層覆蓋這些電極線37a和38a。
隨後，通過圖13中所示的圖案形成OC層(塗敷層)40。更具體 地說，OC層40形成為在反射區21中構成凹凸表面，儘管其在透射區 22中平坦地形成。在反射區21中的OC層40上形成A1層，並通過圖 14中所示的圖案將其構圖，從而構成反射膜16。圖14A到14C示出了 在該階段中反射區21、透射區22和反射區21與透射區22之間的邊界 的附近區域。如圖14A中所示，從在隨後步驟將要形成的像素電極35 和第一公共電極37正下方的區域移除Al層。
在形成反射膜之後，通過圖15中所示的圖案形成延遲膜18。更 具體地說，形成延遲膜18的步驟包括下述步驟在OC層40上形成聚 醯亞胺匹配層、烘焙聚醯亞胺匹配層和對烘焙的聚醯亞胺匹配層進行 定向處理。對於定向處理一般使用摩擦技術或光致定向技術。然後， 將延遲膜的材料(LC聚合物)塗敷到能產生理想級別延遲的厚度，在 本實施例中，對於具有550nm波長的光，該厚度提供了人/4波長膜。
因為延遲膜的材料在該條件下在定向方向上取向(align)，所以 在用於聚合作用的N2環境中以室溫將紫外線輻射到該材料上。由於形 成延遲膜18，所以反射區21的凹凸表面變平滑，如圖15A到15C中 所示，並將單元間隙調整成使得在反射區21和透射區22中都具有恆 定的值。之後，圖16中所指明的位置處在覆蓋像素電極線35a、像素 電極線36a、第一公共電極線37a和第二公共電極線38a的絕緣層中形成接觸孔42，從而暴露像素電極線35a、像素電極線36a、第一公共電 極線37a和第二公共電極線38a，如圖16E中所示。
在形成接觸孔之後，通過圖17中所示的圖案在延遲膜18上形成 像素電極35、像素電極36、第一公共電極37和第二公共電極38。圖 17A到17C示出了在該階段中反射區21、透射區22和反射區21與透 射區22之間的邊界的附近區域。在形成像素電極35、像素電極36、 第一公共電極37和第二公共電極38的過程中，工藝使包括像素電極 線35a、像素電極線36a、第一公共電極線37a和第二公共電極線38a 的電極通過接觸孔42彼此連接。由此，使用上述製造工藝製造了將用 於本實施例的透反型LCD裝置10的TFT基板14。
現在，下面將描述本發明的第二個典型實施例。圖18是示出單個 像素的結構的俯視圖，該單個像素包括形成在TFT基板14上的TFT、 各種線、像素電極和公共電極。本實施例的LCD裝置10a具有與圖1 中所示的第一個實施例的LCD裝置10相似的剖面結構，其包括第一 偏振膜、對向基板、LC層、TFT基板和第二偏振膜。本實施例的LCD 裝置10a中的第一偏振膜的偏振方向、第二偏振膜的偏振方向、延遲膜 的慢軸方向和LC分子的定向方向與第一個實施例的LCD裝置10的相 似。除了俯視圖中每個像素的結構以及將驅動信號施加到柵極線31和 數據線32的方式之外，本實施例的LCD裝置10a具有與第一個實施例 的LCD裝置10相似的結構。因此，將省略本實施例中組成元件的詳 細描述，通過與圖1中使用的相似的參考標號表示相似的組成元件。
參照圖18，在透明基板上形成有互相垂直延伸的柵極線31a、柵 極線31b和數據線32，在柵極線31a、柵極線31b和數據線32的交點 附近形成有TFT33、 34。在該實施例中，為反射區21和透射區22提 供了不同的柵極線。換言之，柵極線31a與對應於反射區21的TFT33 的柵極連接，而柵極線31b與對應於透射區22的TFT 34的柵極連接。 TFT 33的源極/漏極中的一個與數據線32連接，而另一個與反射區21中的反射區像素電極35連接。在反射區21和透射區22中形成的公共 電極39與同一條公共電極線(COM線)39a連接，具有LCD裝置10a 的所有像素都共用的特定波形的公共電極信號通過COM線39a供應到 兩個區中的公共電極39。
圖19A和19B是示出在將像素電位寫入到數據線或像素電極的時 間周期過程中數據線、柵極線、反射區像素電極、透射區像素電極和 公共電極的電位，以及之後電位變化的方式的時序圖。圖19A示出了 反射區21中電位變化的方式，而圖19B示出了透射區22中電位變化 的方式。因為在本實施例中使用點反相驅動方案，所以公共電極39(圖 18)的電位不變，固定為0V。因為在本實施例中提供了包括反射區柵 極線31a和透射區柵極線31b的兩條柵極線，所以對於柵極線，線選擇 周期分為反射區選擇周期和透射區選擇周期。為了驅動像素，反射區 柵極信號在反射區選擇周期中保持為ON，透射區柵極信號在透射區選 擇周期中保持為ON。
在反射區選擇周期和透射區選擇周期中分別供應對應於將要在反 射區21中顯示的灰度級的數據信號和對應於將要在透射區22中顯示 的灰度級的數據信號。例如，在反射區選擇周期中給數據線32供應V (63) -SV的電位數據信號，在透射區選擇周期中給數據線32供應V (0) -OV的電位數據信號。因而，根據選擇周期，將5V寫入到反射 區像素電極35，而將0V寫入到透射區像素電極36。因為公共電極的 電位為0V，所以對應於5V的電場被施加到反射區，因為反射區是常 白模式的，所以LC層顯示暗狀態。另一方面，給透射區施加對應於 0V的電場，因為透射區是常黑模式的，所以LC層顯示暗狀態。這樣， 由於從反射區選擇周期到透射區選擇周期供應到數據線32的驅動信號 變化，反射區和透射區都顯示暗狀態，反之亦然。
現在，下面將描述在反射區選擇周期中產生對應於反射區21的數 據信號(反射電位)和在透射區選擇周期中產生對應於透射區22的數據信號(透射電位)的技術。圖20是依照本發明第二個實施例的包括
LC驅動器的LCD裝置10a的示意性框圖。用於驅動LC顯示區100的 LC驅動器101 —般根據串行原則(serial basis)給每個像素供應用於 LC層的時序信號和用於像素的大約RGB 8比特的數位訊號(D(n，m))。 LC驅動器101產生供應到柵極線31a和31b的柵極信號、供應到數據 線32的數據信號以及供應到公共電極39的公共電極信號。
圖21是示出其結構的LC驅動器101的示意性框圖。LC驅動器 101包括時序控制器111、反射/透射切換電路112、數據鎖存電路113、 數字/模擬轉換電路(DAC) 114、電壓產生電路115和C0M信號電路 116。時序控制器lll包括柵極時序產生電路和數據時序產生電路，並 且該時序控制器111根據輸入的時序信號產生多種時序信號。更具體 地說，LC驅動器101將用於單行像素的時序分割，從而產生用於反射 區的時序(反射區選擇周期)和用於透射區的時序(透射區選擇周期)， 並基於這些時序來驅動柵極線31a、 31b。然而，可通過LC驅動器lOl 或在TFT基板上構成移位寄存器的TFT來產生包含供應到對應於反射 區21的柵極線31a的柵極信號和供應到對應於透射區22的柵極線31b 的柵極信號的柵極信號。
反射/透射切換電路112接收數字像素信號D (n，m)和反射/透射 選擇信號作為其輸入。對於每個像素，反射/透射切換電路112在反射 區選擇周期中輸出對應於反射區21的數字反射區像素信號，在透射區 選擇周期中輸出對應於透射區22的數字透射區像素信號。數據鎖存電 路113執行串/並轉換並將從反射/透射切換電路112輸出的數字像素信 號傳送到DAC電路114。 DAC電路114產生電壓信號(數據信號)， 該電壓信號對應於從數據鎖存電路113輸入到其上的數字像素信號的 灰度級和由電壓產生電路115產生的電壓。COM信號電路116產生供 應到每個像素的公共電極39 (圖1S)的公共電極信號。
反射/透射切換電路112包括用於存儲對應於一行像素的一部分輸入數字像素信號D (n,m)的線存儲器121、根據灰度級轉換部的LUT 對反射區進行灰度級轉換操作的LUT (查找表格)電路122、和用於給 透射區選擇數字像素信號和給反射區選擇數字像素信號的選擇電路 (MUX:多路轉換器)123。輸入到LC驅動器101的數字像素信號D (n,m)臨時存儲在線存儲器121中。LUT電路122通過將存儲在線存 儲器121中的數字像素信號的灰度級反相產生數字反射區像素信號。 MUX電路123在反射區選擇周期中選擇由LUT電路122產生的數字 反射區像素信號，從而對應於反射區21，並將該數字反射區像素信號 傳輸到數字鎖存電路113和DAC電路114。MUX電路123在透射區選 擇周期中選擇沒有穿過LUT電路122的數字像素信號(數字透射區像 素信號)並將其傳輸到數字鎖存電路113和DAC電路114。
例如，當對於第n行第m列的像素給LC驅動器101輸入D(n，m) =0的數字像素信號時，LUT電路122輸出通過將該像素信號的數字數 據反相而產生的數字像素信號。此時，LUT電路122可將像素信號的 數字數據反相，還可對於每個灰度級在轉換-LUT中進行Y轉換，由此使 反射區中的Y特性與透射區中的Y特性匹配。圖33是示出轉換-LUT的一 個示例的查找表格(表-l)，其中灰度級縮寫為GSL。
例如，當對於第n行第m列的像素給LC驅動器101輸入D(n，m) =0的數字像素信號時，反射/透射切換電路112為反射區選擇周期輸出 通過參照表1的LUT將灰度級"0"反相而獲得的"63 (5比特)"。 然後，DAC電路114給數據線32輸出Vtipx(n)=V(63)=0V的數據信號， 作為對應於反射區21的數據信號。另一方面，反射/透射切換電路112 直接為透射區選擇周期輸出灰度級"0"。然後，DAC電路114給數據 線32輸出Vtipx(n)=V(0)=5V的數位訊號，作為對應於透射區22的數 據信號。
作為上述操作的結果，可從普通數字像素信號製備對反射區選擇 周期和透射區選擇周期不同電位的特定數據信號。儘管在上面的示例
23中反射/透射切換電路112參照灰度級轉換部的查找表格(LUT)為反
射區產生數字反射區像素信號，但本發明決不限於此。圖22是反射/ 透射切換電路112的示意性框圖，其示出了另一個可能的結構。例如， 當通過反相單元數字數據來產生數字反射區像素信號時，如圖22中所 示，可使用將線存儲器121的輸出和反射/透射選擇信號與異或電路124 連接的結構。使用該結構可減小反射/透射切換電路的電路尺寸。
總之，在本實施例中，柵極線分為對應於反射區21的柵極線31a 和對應於透射區22的柵極線31b。此外，像素寫入周期分為兩個周期， 從公共數據線32供應對應於反射區21的數據信號和對應於透射區22 的數據信號，從而驅動各個區。在該結構中，基於輸入到LC驅動器 101的灰度級信號產生對應於一個區域的數據信號，而基於通過在像素 灰度級轉換電路中將輸入的灰度級信號反相獲得的灰度級信號來產生 對應於另一個區的數據信號。使用該結構，可給區域的各個像素電極 35、 36寫入具有不同電壓的數據信號，通過使反射區21中公共電極 39與像素電極35之間的電位差和透射區22中公共電極39與像素電極 36之間的電位差不同，可使施加到兩個區域的電壓彼此不同，從而使 兩個區顯示相同的顏色。
現在，下面將描述根據本發明第三個實施例的LCD裝置。第三個 實施例的透反型LCD裝置每個像素中的TFT基板的平面結構與第二個 實施例的每個像素中的TFT基板相似。圖23是在第三個實施例的LCD 裝置中使用的LC驅動器的示意性框圖。通過從圖21中所示的第二個 實施例的LC驅動器101移除反射/透射切換電路112實現本實施例的 LC驅動器101a。在本實施例中對於單行像素，C0M信號電路116在 選擇周期的反射區選擇周期和透射區選擇周期中給公共電極供應不同 的電位。
圖24A和24B示出了在給數據線或像素電極寫入像素電位的時間 間隔過程中及之後的數據線、柵極線、反射區像素電極、透射區像素電極和公共電極的電位的時序圖。該實施例採取柵極線反相驅動方案。 在本實施例中，和第二個實施例中一樣，柵極線分割為與反射區的TFT
連接的反射區柵極線31a (圖18)和與透射區的TFT連接的透射區柵 極線31b，柵極線選擇周期相應也分割為反射區選擇周期和透射區選擇 周期。為了驅動像素，反射區柵極信號在反射區選擇周期中保持為ON， 透射區柵極信號在透射區選擇周期中保持為ON。
數據信號與線選擇周期同步，例如，假定在反射區選擇周期和透 射區選擇周期中均勻為V(63)=5V的電位。公共電極信號在每個線選 擇周期的一半處變化。換句話說，公共電極信號在每個反射區選擇周 期和每個透射區選擇周期處變化。例如，如果數據信號在反射區選擇 周期處為0V，則數據信號在透射區選擇周期處就呈現為5V。因而，施 加到反射區的5V使反射區以常白模式操作，LCD裝置顯示暗狀態。另 一方面，因為給透射區施加0V，透射區以常黑模式操作，所以LCD 顯示暗狀態。這樣，LCD在反射區和透射區中均顯示暗狀態或黑色。
在本實施例中，像素寫入周期分割為兩個周期，在兩個寫入周期 中給像素電極35、 36寫入相同的數據信號，而施加到公共電極39的 電位在反射區21的寫入周期和透射區22的寫入周期之間反相。通過 該配置，公共電極39與像素電極35、 36之間的電位差在反射區21與 透射區22之間不同，從而使施加到兩個區的電壓不同，由此使兩個區 顯示相同的灰度級。
在上面的描述中，在上述第二和第三個實施例中，柵極線分為反 射區柵極線31a和透射區柵極線31b，且給反射區像素電極和透射區像 素電極施加不同的電位。然而，作為可選擇的實施例，數據線32可分 為反射區數據線32a和透射區數據線32b，且給反射區像素電極和透射 區像素電極施加不同的電位。通過該配置，可使用公共柵極線或單獨 的柵極線來控制反射區TFT和透射區TFT。當採用將數據線32分成兩 條數據線的配置時，可使反射區和透射區顯示相同的灰度級。現在，下面將描述根據本發明第四個實施例的LCD裝置。圖26
是根據本發明第四個實施例的透反型LCD裝置的示意性剖視圖。在本 實施例中，利用為第二偏振膜15提供的、設置在其靠近LC層13表面 上的偏振膜保護層作為延遲膜19。延遲膜19具有光學各向同性，並設 置成接收入射線性偏振光，從而使其具有與延遲膜18的慢軸垂直的偏 振。在其他結構中，本實施例相似於第一到第三個實施例。
一般地，使用TAC (三乙醯基纖維素)作為保護偏振膜的保護層。 TAC在與其表面垂直的方向上具有負單軸光學各向異性的光學特性。 如果使用TAC膜來保護第二偏振膜15的偏振層並形成在偏振層靠近 LC層13的表面上，則通過偏振膜保護層在傾斜觀察方向上產生延遲。 這導致，入射到延遲膜18上的光從線性偏振光變為橢圓偏振光，其偏 振通過延遲膜18和LC層13連續變化，從而提高了洩漏光的級別，降 低了傾斜觀察方向上的視角特性，尤其是當顯示暗狀態時。
在本實施例中，可通過使入射線性偏振光與延遲膜18的慢軸垂直 的光學各向同性層代替如上所述的用於保護第二偏振膜15並設置在偏 振層靠近LC層13的表面上的偏振膜保護層(或延遲膜)19。這使得 延遲膜18接收作為線性偏振光的入射光，由此透過第二偏振膜15的 光作為線性偏振光透過延遲膜18和LC層13。通過該配置，可阻止光 的偏振在延遲膜18中變化，從而抑制在顯示暗狀態時在傾斜觀察方向 上的洩漏光。
現在，下面將描述根據本發明第五個實施例的LCD裝置。圖27 是根據本發明第五個實施例的透反型LCD裝置的示意性剖視圖。在第 四個實施例中利用用於保護第二偏振膜15的偏振層並靠近LC層13設 置的偏振膜保護層作為各向同性延遲膜19。在本實施例中，除了使用 第四個實施例的結構之外，還利用用於保護第一偏振膜11的偏振層並 靠近LC層13設置的偏振膜保護層作為光學各向同性延遲膜20。通過除了利用用於第二偏振膜15並靠近LC層13設置的偏振膜保護層之外
還利用用於第一偏振膜11並靠近LC層13設置的偏振膜保護層作為各 向同性延遲膜20的該結構，與第四個實施例中一樣，可防止在傾斜觀 察方向上延遲的影響，從而抑制視角特性的降低，尤其是抑制在顯示 暗狀態時在傾斜觀察方向上的洩漏光。
現在，下面將描述根據本發明第六個實施例的LCD裝置。第六個 實施例的透反型LCD裝置具有與圖27中所示的第五個實施例相似的 結構。除了本發明使用在與其表面垂直的方向上具有正單軸光學各向 異性的延遲膜(+c板)作為延遲膜19之外，本實施例的LCD裝置與 第五個實施例相似。在第四和第五個實施例中，通過使用具有光學各 向同性特性的延遲膜19可防止延遲的變化，從而抑制在顯示暗狀態時 在傾斜觀察方向上的洩漏光。在本實施例中，可通過組合延遲膜18和 延遲膜19進一步減低在顯示暗狀態時在傾斜觀察方向上洩漏光的級 別，從而增加視角。 一般公知的是，如果從傾斜觀察方向上觀察包括 垂直設置有兩個偏振膜的LCD裝置，則偏振軸從垂直位置偏移，從而 導致洩漏光。在本實施例中，在與其表面垂直的方向上具有正單軸光 學各向異性的延遲膜19作為人/2膜來操作，從而補償從垂直位置的偏 移，由此不管從任何視角觀察，垂直設置的偏振膜都可適當操作。因 而，僅需要調整延遲膜19的延遲，從而使延遲膜18和延遲膜19的組 合作為人/2膜適當操作，X/2膜可補償從垂直位置的偏移。通過設置下 述延遲膜並將整體延遲調整為上述的延遲可獲得類似的效果，該延遲 膜在與其表面垂直的方向上具有正單軸光學各向異性並形成於在與其 表面垂直的方向上具有負單軸光學各向異性的TAC層上。
使第四到第六個實施例的LCD裝置經過仿真，從而檢查在顯示暗 狀態時減低傾斜觀察方向上的洩漏光級別的效果。圖28是在仿真中檢 査的LCD裝置的一些組成元件及其參數的組合的表格。除了分別在對 應於第四到第六個實施例的示例4到6中觀察之外，對於普通的透射 型IPS模式LCD裝置和其中LC層13的光軸和入射線性偏振光的偏振方向互相垂直(示例1-1)，還互相平行(示例1-2)的第一個實施例 觀察視角特性。在示例6的仿真中，使用彼此層疊的包括具有光學各 向同性的保護膜的延遲膜和在與其表面垂直的方向上具有正單軸光學 各向異性的延遲膜作為延遲膜19。
圖29是通過仿真獲得的結果的視圖。通過在顯示暗狀態時在透射 區22中，計算圖28中每個組合的亮度-視角特性來獲得圖29中所示的 結果。在圖29中，通過等亮度視圖表示當在顯示暗狀態時從各種方位 角觀察LCD裝置時獲得的亮度值。通過比較示例1-1和示例1-2的仿 真結果與普通IPS模式LCD裝置的仿真結果，應當理解，在示例1-1 和示例1-2中在傾斜觀察方向上的洩漏光級別升高，從而降低了視角特 性。這是因為在反射區中添加有用作人/4膜的延遲膜18。
另一方面，當與示例1-1和示例1-2相比時，在示例4和示例5 中在傾斜觀察方向上的洩漏光級別降低了，由此提供了與普通IPS模式 LCD裝置等價的視角特性。如果與普通IPS模式LCD裝置相比，在示 例6中進一步減低了在傾斜觀察方向上的洩漏光級別。因而，上面實 施例的透反型LCD裝置的透射區可實現較寬的視角的這一事實是確定 的。
圖30是示出在示例6中當在延遲膜的厚度方向上延遲變化時延遲 與透射係數之間的關係的曲線圖。在圖30中，縱軸上畫出的透射係數 被圖28中所示現有技術的透射型IPS模式LCD裝置中的45度方位角 和50度極角時的透射係數標準化。通過對於顯示暗狀態時45度方位 角和50度極角計算透射係數獲得圖30的曲線圖，在Onm和200rnn之 間的範圍內在延遲膜19的厚度方向上改變延遲。通過該曲線圖，應當 理解，通過將延遲膜19的延遲在厚度方向上限制在0到大約180之間 的範圍，標準化的透射係數不超過1，且當厚度方向上的延遲限制為 55nm和130nm之間的範圍時對於1/5的標準化透射係數獲得了出色的 對比度。在圖l的結構中，像素電極35、 36和公共電極37、 38形成在延 遲膜18上，延遲膜18靠近TFT基板14和LC層13設置。然而，本 發明並不限於此。在反射區21中延遲膜18位於反射膜16 (在對向基 板的一側上)之上且位於LC層13之下(在TFT基板14的一側上) 就足夠了。通過在延遲膜18與LC層13或反射膜16之間設置光學各 向同性層可獲得與圖1的結構類似的優點。例如，可使用可選擇的結 構，其中在延遲膜18和反射膜16之間設置絕緣層40，在絕緣層40上 形成像素電極35、 36和公共電極37、 38，如圖31中所示。可使用另 一個可選擇的結構，其中，在TFT基板14上設置絕緣層40，在TFT 基板14的後側上形成延遲膜18和延遲膜16，如圖32中所示。
上面實施例的透反型LCD裝置具有布置於反射區中反射膜與LC 層之間的和布置於透射區中光入射側偏振膜與LC層之間的延遲膜。在 不給透射區施加電壓時，延遲膜的慢軸垂直於LC分子的定向方向布 置，從光入射側入射到延遲膜的線性偏振光的偏振方向與延遲膜的慢 軸之間的角度等於0度或90度，由此可抑制延遲膜的延遲的影響。通 過該配置，可防止當透射區以常黑模式操作時在前方向上出現的洩漏 光和在傾斜觀察方向上出現的洩漏光，從而提高對比度。
在上面實施例的透反型LCD裝置中，延遲膜布置在透射區中的反 射膜與LC層之間和透射區中的光入射側偏振膜與LC層之間，在沒有 施加電壓時，延遲膜的慢軸垂直於LC分子的定向方向布置，從而使從 光入射側入射到延遲膜的線性偏振光的偏振方向與延遲膜的慢軸之間 的角度等於0度或90度。通過該結構，可抑制當透過光入射側偏振膜 的光穿過延遲膜時在透射區中產生的延遲膜的延遲的影響。此外，可 阻止當透射區以常黑模式操作時在前方向上出現的洩漏光和在傾斜觀 察方向上出現的洩漏光，從而可提高對比度。
儘管參照典型的實施例及其修改例具體示出並描述了本發明，但本發明並不限於這些實施例和修改例。本領的普通技術人員應當理解， 在不脫離權利要求限定的本發明的精神和範圍的情況下，可在形式和 細節上進行各種變化。
權利要求
1. 一種透反型液晶顯示裝置，其包括液晶單元，其包括其中包括均勻定向的液晶分子的液晶層和將液 晶層夾在之間的一對透明基板，從而限定像素的陣列，每個所述像素 都包括互相併列設置的透射區和反射區；第一和第二偏振膜，其將所述液晶單元夾在之間，所述第一偏振 膜設置在所述液晶單元的前側並具有與設置在所述液晶單元的後側的 所述第二延遲膜的光軸垂直的光軸；反射膜，其設置在所述液晶層的後側的所述反射區中；和 延遲膜，其包括設置在所述反射膜與所述液晶層之間的所述反射 區中的第一部分以及設置在所述液晶層與所述第二偏振膜之間的所述 透射區中的第二部分，在沒有施加電壓時，所述延遲膜具有與所述液 晶分子的初始定向方向垂直的慢軸，所述慢軸垂直於或平行於所述第 一偏振膜的所述光軸，其中在顯示暗狀態時所述液晶分子的定向具有在所述反射區和所 述透射區之間不同的方向。
2. 根據權利要求l所述的透反型液晶顯示裝置，其中所述第一偏振膜延伸以覆蓋所述反射區和所述透射區。
3. 根據權利要求l所述的透反型液晶顯示裝置，其中所述第二偏振膜延伸以覆蓋所述反射區和所述透射區。
4. 根據權利要求l所述的透反型液晶顯示裝置，其中所述第一部 分與所述第二部分接觸。
5. 根據權利要求4所述的透反型液晶顯示裝置，其中所述第一部 分和所述第二部分形成為一體並具有相同的延遲。
6. 根據權利要求l所述的透反型液晶顯示裝置，其中在顯示暗狀 態時所述透射區中的所述液晶分子的定向具有基本上等於所述初始定 向的方向的方向，並且所述反射區中的所述液晶分子的方向具有基本上偏離所述初始定向20到25度的方向。
7. 根據權利要求6所述的透反型液晶顯示裝置，其中在所述透射 區中在顯示暗狀態時在用於給所述液晶層施加電場的像素電極與公共 電極之間施加的電位差小於在所述反射區中在顯示暗狀態時在用於給 所述液晶層施加電場的像素電極與公共電極之間施加的電位差。
8. 根據權利要求l所述的透反型液晶顯示裝置，其中為了在所述 反射區和所述透射區中顯示圖像，所述反射區中的所述液晶層的驅動 電壓是所述透射區中的所述液晶層的驅動電壓的反相電壓。
9. 根據權利要求l所述的透反型液晶顯示裝置，其中所述反射區 和所述透射區分別以常白模式和常黑模式操作。
10. 根據權利要求1所述的透反型液晶顯示裝置，所述延遲膜具 有入/4的延遲。
11. 根據權利要求1所述的透反型液晶顯示裝置，其中以面內切 換模式驅動所述液晶層。
12. 根據權利要求1所述的透反型液晶顯示裝置，其中在所述延 遲膜上設置有像素電極和公共電極。
13. 根據權利要求1所述的透反型液晶顯示裝置，其中所述第二 偏振膜包括偏振層和設置在所述偏振層與所述液晶層之間的保護層， 並且所述保護層具有光學各向同性和與所述延遲膜的慢軸垂直的光學 透射軸。
14. 根據權利要求1所述的透反型液晶顯示裝置，其中所述第一 偏振膜包括偏振層和設置在所述偏振層與所述液晶層之間的保護層， 並且所述保護層具有光學各向同性。
15. 根據權利要求1所述的透反型液晶顯示裝置，其中所述第一 偏振膜包括第一偏振層和設置在所述第一偏振層與所述液晶層之間的 第一保護層，所述第一保護層具有光學各向同性，所述第二偏振膜包 括第二偏振層和設置在所述第二偏振層與所述液晶層之間的第二保護 層，並且所述第二保護層具有正單軸各向異性。
16. 根據權利要求15所述的透反型液晶顯示裝置，其中所述第二 保護膜在其厚度方向上具有180nm或更小的延遲。
17. 根據權利要求15所述的透反型液晶顯示裝置，其中所述第二 偏振膜具有基本上平行於所述液晶層的所述初始定向的光學透射軸。
18. 根據權利要求1所述的透反型液晶顯示裝置，進一步包括所述延遲膜與所述偏振膜之間的另一個延遲膜，其中所述第一偏振膜包 括第一偏振層和設置在所述第一偏振層與所述另一個延遲膜之間的第一保護層。
19. 根據權利要求18所述的透反型液晶顯示裝置，其中所述第二 偏振膜具有基本上平行於所述液晶層的所述初始定向的光學透射軸。
全文摘要
一種透反型LCD，其包括夾在一對基板之間的LC層和一對偏振膜。LCD裝置在每個像素中都包括反射區和透射區，透射區具有反射膜。延遲膜具有在反射膜與LC層之間的反射區中的第一部分、和在LC層與後偏振膜之間的透射區中的第二部分。在沒有施加電壓時，延遲膜具有與LC分子的初始定向方向垂直並且與前偏振膜的光軸垂直或平行的慢軸。在顯示暗狀態時LC分子的定向具有與在反射區和透射區之間的LC分子的定向不同的方向。
文檔編號G02F1/1335GK101311791SQ20081009007
公開日2008年11月26日 申請日期2008年4月2日 優先權日2007年4月2日
發明者中謙一郎, 坂本道昭, 森健一, 永井博 申請人:Nec液晶技術株式會社