CN101211072B - 液晶显示装置和显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液晶显示装置和具有其的液晶显示设备。该液晶显示装置包括：液晶层，夹设在第一基板和第二基板之间；和在第一基板侧上的反射显示区，该反射显示区提供有公用电极和具有多个狭缝的像素电极，以便给液晶层施加电场，其中在第一基板和像素电极之间，从第一基板侧依次设置反射膜和层间绝缘膜，在这两层膜的前表面侧上都有凸起图案，并且像素电极和公用电极设置为使得在反射显示区中像素电极和公用电极之间的电场强度相等。

Description

液晶显示装置和显示设备
技术领域
本发明涉及液晶显示装置和显示设备，特别是，边缘场切换(FFS，FringeField Switching)模式或平面内切换(IPS，In-Plane Switching)模式的液晶显示装置和具有该显示装置的显示设备。
背景技术
在FFS模式或IPS模式的液晶显示装置中，像素电极和公用电极设置在相同基板侧上，其中形成几乎平行于基板表面的横向电场，并且该横向电场驱动液晶显示装置来显示图像。例如，在FFS模式的液晶显示装置中，给出了这样的实例，其中公用电极在基板上设置成板状或梳齿状，并且具有狭缝(slit)的像素电极设置在公用电极上[例如，参考专利文献1(JP-A-2001-42336)和参考专利文献2(JP-A-2002-229032)]。
另一方面，近年来，对于使用在移动设备上的液晶显示装置，揭示了一种透反式(transreflective)液晶显示装置，其中在IPS模式中改善了在环境光下的黑暗状态和可视性[例如，参考专利文献3(JP-A-2005-338256)，参考专利文献4(JP-A-2005-338264)，参考专利文献5(JP-T-2005-524115)和参考专利文献6(JP-A-2006-71977)]。在这些液晶显示装置中，因为在反射显示区没有提供散射膜，所以环境光的光反射效率低，并且在反射模式下视角狭窄。
于是，在透反式液晶显示装置中，FFS模式或IPS模式的液晶显示装置考虑在其反射显示区的前表面上具有带凸起图案的散射膜。这里，将参照图11描述现有的FFS模式的液晶显示装置。
附图所示的液晶显示装置是一种在单个象素内具有透射显示区X和反射显示区Y的透反式液晶显示装置100。液晶显示装置100具有液晶面板，该液晶面板由第一基板10、第二基板20和液晶层30形成，第二基板20提供在第一基板10的装置形成表面侧并与第一基板10面对，液晶层30夹设在第一基板10和第二基板20之间。另外，在液晶面板中，偏光片40和50结合在第一基板10和第二基板20的外表面上，并且在第一基板10侧上的偏光片40的外侧上，提供作为透射显示的光源的背光(未示出)。
其中，第一基板10由透明基板形成，例如由玻璃基板形成，并且在面对液晶层30的表面上设置薄膜晶体管(TFT，thin film transistor)1。在该表面上，公用线11平行于构成TFT 1的栅极线2延伸。它们由第一层间绝缘膜13所覆盖。
于是，在反射显示区Y中的第一层间绝缘膜13上提供了散射膜14′，该散射膜14′由绝缘膜形成，并且在前表面侧上具有用于散射从第二基板20侧入射光线的凸起图案14a′。凸起图案14a′随机地设置。
另外，在散射膜14′和第一层间绝缘膜13上提供公用电极15′，该公用电极15′在除漏极12b的顶端以外的区域由透明电极构成，并且公用电极15′连接到公用线11。而且，在反射显示区Y中的散射膜14′上的公用电极15′上提供反射膜16′。然后，在第一层间绝缘膜13上提供第二层间绝缘膜17′，并使第二层间绝缘膜17′覆盖公用电极15′和反射膜16′。这里，在散射膜14′上形成的公用电极15′、反射膜16′和第二层间绝缘膜17′形成为具有与散射膜14′表面形貌图案类似的凸起图案。
在第二层间绝缘膜17′上提供像素电极18′，该像素电极18′具有多个连接到TFT 1的漏电极12b的狭缝。于是，在设置成夹设狭缝18a′的电极部分的端部和公用电极15′之间产生电场，因此几乎平行于基板表面的横向电场施加到液晶层30。
另一方面，第二基板20由透明基板形成，例如由玻璃基板形成，并且在第二基板20面对液晶层30的表面上，依次提供了R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)彩色滤色器21和取向层22。另外，在透射显示区X中的取向层22面对液晶层30的表面上提供非相差层23，并且在反射显示区Y中的取向层22面对液晶层30的表面上依次提供相差层24和平坦层25。然后，在非相差层23和平坦层25的面对液晶层30的表面上提供取向层26。
发明内容
然而，在上述液晶显示装置中，如图12所示，因为提供在散射膜14′表面上的凸起图案14a′随机设置，所以公用电极15′和电极部分的端部之间的距离发生变化，该电极部分的端部夹设设置在第二层间绝缘膜17′上并形成为类似的表面形貌的像素电极18′的狭缝18a′。因此，当施加电场时端部和公用电极15′之间由电力线表示的电场强度为B＞A，且驱动电压波动。此时，因为驱动电压参照较弱的电场强度确定，所以平均的驱动电压变高。
另外，如上面所描述，因为公用电极15′和在夹设像素电极18′的狭缝18a′的电极部分的端部之间的距离发生变化，所以当施加电场时难于在几乎平行于基板表面的横向方向上施加电场，并且也难以进行对液晶分子m的定向控制。因此，液晶层的光透射减少，而且对比度下降。
于是，希望提供一种减少驱动电压并且改善对比度的液晶显示装置以及具有该显示装置的显示设备。
根据本发明实施例的液晶显示装置是这样的显示装置，其包括：液晶层，夹设在第一基板和第二基板之间；和在第一基板上的反射显示区，该反射显示区提供有公用电极和具有多个狭缝的像素电极，以便给液晶层施加电场，其中在第一基板和像素电极之间，从第一基板侧依次设置反射膜和层间绝缘膜，这两层膜的前表面都有凸起图案，并且像素电极和公用电极设置为使得在反射显示区中像素电极和公用电极之间的电场强度相等。
另外，根据本发明实施例的液晶显示设备包括这样的液晶显示装置，其具有：液晶层，夹设在第一基板和第二基板之间；和在第一基板侧上的反射显示区，该反射显示区提供有公用电极和具有多个狭缝的像素电极，以便给液晶层施加电场，其中由液晶显示装置调制的光线用来显示视频，其中，在第一基板和像素电极之间，从第一基板侧依次设置反射膜和层间绝缘膜，这两层膜的前表面侧上都有凸起图案，并且像素电极和公用电极设置为使得在反射显示区中像素电极和公用电极之间的电场强度相等。
根据该液晶显示装置和液晶显示设备，像素电极和公用电极设置成使得在反射显示区中在像素电极和公用电极之间的电场强度相等，因此当施加相同的电压时电场强度的变化被抑制。于是，可以降低平均驱动电压。另外，匹配了反射显示区中的电场强度，因此相对于液晶层在平行于基板表面方向的横向方向上可以增强电场强度。因此，当施加电场时，抑制了液晶分子倾斜于基板表面定向。因此，因为增强了液晶层的光透射，所以可以改善对比度。
如上面所讨论的，与根据本发明实施例的液晶显示设备和液晶显示装置相一致，因为减小了驱动电压，且改善了对比度，所以在液晶显示装置中就会实现更高的效率和更高的图像质量。
附图说明
图1A展示了描述根据本发明实施例第一实施例的液晶显示装置构造的截面图，而图1B是其平面图；
图2展示了描述根据本发明实施例第一实施例的液晶显示装置的薄膜晶体管的截面图；
图3A和3B展示了描述根据本发明实施例第一实施例的液晶显示装置构造的主要部分的截面图；
图4展示了描述根据本发明实施例第一实施例的液晶显示装置的电路图案的结构图；
图5展示了描述根据本发明实施例的第一实施例的液晶显示装置另一个示范性薄膜晶体管的截面图；
图6展示了描述根据本发明实施例的第一实施例的变体1的液晶显示装置主要部分的截面图；
图7展示了描述根据本发明实施例的第一实施例的变体2的液晶显示装置主要部分的截面图；
图8展示了描述根据本发明实施例的第一实施例的变体3的液晶显示装置主要部分的截面图；
图9A展示了描述根据本发明实施例的第二实施例的液晶显示装置构造的截面图，图9B是其平面图；
图10A展示了描述根据本发明实施例的第二实施例的变体4的液晶显示装置的截面图，而图10B是其平面图；
图11展示了图解现有的液晶显示装置构造的截面图；和
图12展示了描述现有的液晶显示装置出现问题的主要部分的截面图。
具体实施方式
以下，将详细描述本发明的实施例。
1、第一实施例
图1A展示了描述根据第一实施例的液晶显示装置的截面图，而图1B是其平面图。而且，图1A显示了沿图1B的A-A’的截面。在这些图中展示的液晶显示装置100是在一个像素中具有透射显示区X和反射显示区Y的透反式液晶显示装置，并且装置100构造成如下所示的FFS模式的显示装置。
更具体地讲，液晶显示装置100具有液晶面板，该液晶面板由第一基板10、第二基板20和液晶层30形成，第二基板20提供在第一基板10的装置表面形成侧上并与第一基板10面对，液晶层30夹设在第一基板10和第二个基板20之间。在这里，假定液晶层30由向列型液晶分子构成。另外，在该液晶面板中，在第一基板10和第二基板20的外表面上，分别使用粘合剂(未图示)将偏光片40和50结合到这些基板。假定偏光片40和50为正交尼科尔棱镜。另外，第一基板10侧上的偏光片40的外侧提供背光，该背光提供来作为透射显示的光源。
在上面的构造中，除第一基板10外的构造是通常的构造。例如，作为显示侧基板的第二基板20由例如玻璃基板的透明基板形成，在第二基板20面对液晶层30的表面上，依次提供R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)彩色滤色器21和取向层22。
在透射显示区X中的取向层22面对液晶层30的表面上，提供有非相差层23，并且在反射显示区Y中的取向层22面对液晶层30的表面上依次提供相差层24和平坦层25。相差层24起到λ/4层的作用。另外，平坦层25控制反射显示区Y中的单元间隔为透射显示区域X中的单元间隔的一半。然后，在非相差层23和平坦层24面对液晶层30的表面上提供取向层26。
另一方面，因为第一基板10为背侧基板，具有本发明实施例的特征性构造，这将在下面详细描述。第一基板10由例如玻璃基板的透明基板形成，并且在面对液晶层30的前表面上提供TFT 1。
这里，图2展示了TFT 1的构造。例如，在TFT是底栅晶体管的情形，在第一基板10上提供栅极线2，栅极线2在一个方向延伸且部分起到栅极电极2a的功能。另外，在第一基板10上，提供覆盖栅极线2的栅极绝缘膜3，并且在栅极绝缘膜3上，半导体层4形成为图案。
例如，在这里半导体层4由非晶硅、多晶硅或者单晶硅构造，其中在栅极电极2a上面的区域是沟道层4a，并且在其两侧上提供例如包含n型杂质的源极区4b和漏极区4c。源极区4b和漏极区4c通过离子注入形成，其中提供在沟道层4a上面的绝缘层13a用作掩模。然后，在栅极绝缘膜3上，提供覆盖半导体层4和绝缘层13a的绝缘层13b，并且源极电极12a和漏极电极12b通过绝缘层13b上提供的接触孔连接到源极区4b和漏极区4c。另外，信号线12在一个方向上延伸，与源电极12a导通，并且该线12与栅极线2正交设置。而且，在绝缘层13b上，提供覆盖信号线12和漏极电极12b的绝缘层13c。如上面所描述，由绝缘层13a、13b、13c形成的第一层间绝缘膜13覆盖薄膜晶体管1。
然后，再次参照图1A和1B，在面对液晶层30的提供有薄膜晶体管1的第一基板10的前表面上，公用线(Vcom线)11平行于栅极线2延伸。因此，栅极绝缘膜3提供在第一基板10上并且覆盖栅极线2和公用线11。
另外，在第一层间绝缘膜13上，在反射显示区域Y中的前表面侧上提供例如由丙烯酸树脂的绝缘膜形成的散射膜14，并且具有凸起图案14a。凸起图案14a以通常的光刻技术形成。然后，在散射膜14和第一层间绝缘膜13上，在除了漏极电极12b上面之外的区域提供由例如ITO(铟锡氧化物)的透明电极形成的公用电极15。公用电极15通过接触孔13d连接到公用线11，这只在图1B中示出。
而且，在反射显示区Y中的散射膜14上的公共电极15上提供反射膜16，并且在第一层间绝缘膜13上，提供覆盖公用电极15和反射膜16的第二层间绝缘膜17。这里，在散射膜14上形成的公用电极15、反射膜16和层间绝缘膜17形成为具有类似于散射膜14的表面形貌图案的凸起图案。这里，在第二层间绝缘膜17前表面上形成的凸起图案是凸起图案17a。
而且，在这里描述了这样的实例，其中在前表面侧上具有凸起图案14a的散射膜14提供在反射膜16下，但是本发明的实施例不局限于此，并且在反射膜16前表面上提供凸起图案也是有效的。例如，反射膜16本身在前表面侧上可以具有凸起图案，或者可以在公用电极15的反射显示区Y中所设置的区域中提供凸起图案。在此情况下，凸起图案以通常的光刻技术形成。
在第二层间绝缘膜17和第一层间绝缘膜13中，提供了达到漏极电极12b的接触孔17b，并且提供具有多个狭缝18a的像素电极18，该像素电极18通过接触孔17b连接到漏极电极。例如，多个狭缝18a提供为几乎平行于栅极线2。另外，在第二层间绝缘膜17上，提供覆盖像素电极18的取向层19。
这里，图3A和3B展示了描述反射显示区Y主要部分的放大图。图3A展示了没有施加电场时的示意图，而图3B展示了施加电场时的示意图。这里，如图3A所示，没有施加电场时液晶分子m几乎平行于狭缝18a水平取向。
本发明实施例的特征性构造在于，像素电极18和公用电极15设置为使得在反射显示区Y中像素电极18和公用电极15之间的电场强度相等。在该实施例中，所提供的第二层间绝缘膜17的凸起图案17a与散射膜14的凸起图案14a相似，并且例如直接在像素电极18的电极部分18b之下沿着狭缝18a的纵向方向排成行。换句话说，提供了覆盖凸起图案17a的像素电极18的电极部分18b。电极部分18b的端部提供在第二层间绝缘膜17的平坦表面上。因此，通过狭缝18a的电极部分18b的端部和公用电极15的前表面也就是与反射膜16的前表面之间的距离相等。
这里，电极部分18b的端部和公用电极15之间的距离，也就是第二层间绝缘膜17的厚度决定了驱动电压，而且在FFS模式的反射式液晶显示装置中，已知保持了下面公式(1)。因此，电极部分18b的端部和公用电极15之间的距离相等，因此当如图3B所示那样施加电场时可以抑制电场强度A和B中的波动，并且驱动电压可以减小。因此，电场施加在相对于液晶层30几乎平行于基板表面的方向上，也就是狭缝18a宽度的方向上，液晶分子m旋转90度的角度。
Vlcd = π . L / D K / ϵlcd 公式(1)
Vlcd：液晶分子的驱动电压
L：第二层间绝缘膜的膜厚度
D：液晶分子的间隔
K：液晶分子的黏度常数
εlcd：液晶分子的介电常数
另外，在此情况下，因为散射膜14的凸起图案14a没有提供在狭缝18a之下，所以在像素电极18的电极部分18b的端部和公用电极15的平坦表面之间产生电场。因此，因为在不受凸起图案14a的影响的情形下决定反射显示域Y中的电场强度，所以在透射显示域X中的电场强度能够与在反射显示区Y中的电场强度相匹配。
这里，假定在像素电极18中提供的多个狭缝18a和多个狭缝18a之间的电极部分18b的宽度提供为3到7微米，并且所提供的凸起图案17a的直径为2到6微米，该直径比电极部分18b的宽度小，从而凸起图案17a完全覆盖电极部分18b。
另外，优选地，第二层间绝缘膜17的凸起图案17a的端部与像素电极18的电极部分18b的两个端部之间的距离S1和S2，也就是电极部分18b的平坦区域的宽度等于或大于液晶分子m的长轴的长度。因此，当没有施加电场时，防止液晶分子m相对基板表面倾斜地定向，并且阻挡光线时可以阻止亮度增加。另外，电极部分18b的平坦区域的宽度等于或大于液晶分子m的长轴的长度，因此施加电场时，不会妨碍液晶分子m在作为取向基点的电极部分18b上的水平取向。因此，可以避免对比度减少和旋转位移(disclination)的发生。
如上所述，构造了FFS模式的透反式液晶显示装置。此外，在这里，第二层间绝缘膜17的凸起图案17a也就是散射膜14的凸起图案14a排列成行，但是本发明的实施例不仅限于此，凸起图案可以排列成多行。
下面，再次参照图1A和1B，将描述液晶显示装置的运行。当没有施加电场时，液晶层30中的液晶分子m定向从而没有像差。因此，在透射显示区X中，来自背光的通过偏光片40的光线h被与偏光片40正交尼科尔设置的偏光片50吸收，然后光线被阻挡。另外，在反射显示区Y中，从偏光片50侧入射的环境光线h′绕λ/4相差层24来回传播以产生λ/2相差，并且环境光线h′变成旋转90度的线性偏振光。因此，光线被偏光片50吸收，并且光线被阻挡。
另一方面，当施加电场时，在透射显示区X中，液晶分子m定向为使得光线透射通过液晶层30以产生λ/2相差。因此，来自背光已经透射通过偏光片40的光线h透射通过液晶层30以产生λ/2相差，并且光线h变成旋转90度的线性偏振光。因此，光线通过偏光片50，并且光线被透射。另外，在反射显示区Y中，因为单元间隔被控制为透射显示区X的单元间隔的1/2大小，所以液晶分子m定向为使得光线透射通过液晶层30以产生λ/4相差。因此，来自偏光片50的环境光线h′绕λ/4相差层24和液晶层30来回传播以产生λ相差。环境光线h′变成旋转180度的线性偏振光。因此，光线通过偏光片50，并且该光线被透射。
下面，图4展示了说明液晶显示装置100的电路图。在液晶显示装置100的第一基板10上，形成显示区域10A及其***区域10B。在显示区域10A中，多条栅极线2和多条信号线12垂直和横向布线，并且显示区域10A构成像素阵列部分，其中对应于每一个交叉部分提供一个像素A。
另外，***区域10B安装有：垂直驱动器61，以行为单元依次选择显示区域10A上的每一个像素A；水平驱动器62，以行为单元对所选择的每个像素写像素信号；时分切换部分63，用于时分驱动；和控制***64，控制垂直驱动器61和水平驱动器62以及时分切换部分63。
每个像素A配置有：TFT 1，具有连接到栅极线2-1到2-m的栅极电极和连接到信号线12-1到12-n的源极电极12a；显示装置D，具有连接到TFT1的漏极电极12b的像素电极18；以及辅助电容S，具有连接到TFT 1的漏极电极12b的一个电极。在如此构造的每个像素A中，显示装置D的公用电极连同辅助电容S的另一个电极一起连接到公用线11。对于公用线11，施加预定的直流电压或者与同步水平信号同步的方波电压作为公用电压VCOM。
这里，液晶显示装置100根据时分驱动来驱动。时分驱动是这样一种驱动方法，其中在显示区域10A中多条彼此相邻的信号线12分作为独立单元(块)，从水平驱动器62的每个输出端按时间序列输出信号电压以提供给在单元模块中的多条信号线12，然而在多条信号线12的单元中提供时分切换部分63，并且时分切换部分63对从水平驱动器62输出的信号电压按照时间序列分时地采样，且依次将电压施加到多个信号线上。
时分切换部分63由模拟开关(传输开关)构成，对从水平驱动器62输出的信号电压按照时间序列分时地采样。这里展示了时分切换部分63具体的示范性构造。另外，为每个水平驱动器62的输出提供一个时分切换部分63。此外，在这里展示了相应于R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)滤波器进行的三个时分驱动的实例。
时分切换部分63由CMOS模拟开关63-1、63-2和63-3构成，其中P沟道MOS晶体管和N沟道MOS晶体管彼此并联连接。而且，在该实例中，CMOS模拟开关用于模拟开关63-1、63-2和63-3，但也可用PMOS或NMOS模拟开关。
时分切换部分63中，三个模拟开关63-1、63-2和63-3的每个输入端彼此公共连接，并且每一个输出端连接到三个信号线12-1、12-2和12-3每一个的一端。于是，对每一个模拟开关63-1、63-2和63-3的输入端，按时间序列施加从水平驱动器62输出的信号电势。
另外，共有六条控制线65-1到65-6布线到模拟开关，每两条对应一个模拟开关。于是，模拟开关63-1的两个控制输入端(即COMS晶体管的栅极)连接到控制线65-1和65-2，模拟开关63-2的两个控制输入端连接到控制线65-3和65-4，并且模拟开关63-3的两个控制输入端连接到控制线65-5和65-6。
对于六条控制线65-1到65-6，从下文描述的时间控制器(TC)66施加栅极选择信号S1到S3和XS1到XS3，栅极选择信号S1到S3和XS1到XS3依次选择三个模拟开关63-1、63-2和63-3。然而，栅极选择信号XS1到XS3是栅极选择信号S1到S3的反相信号。
栅极选择信号S1到S3和XS1到XS3与从水平驱动器62以时间序列输出的信号电势同步依次打开三个模拟开关63-1、63-2和63-3。因此，模拟开关63-1、63-2和63-3按照时间序列向相应的信号线12-1、12-2和12-3提供从水平驱动器62输出的信号电势，同时这些开关在一个时段的三个时分中对信号电势进行采样。
控制垂直驱动器61、水平驱动器62和时分切换部分63的控制***64具有时间控制器(TC)66、参考电压源67和DC-DC切换器68，构造成连同垂直驱动器61、水平驱动器62和时分切换部分63安装在第一基板的***区域10B中。
在控制***64中，例如，时间控制器66输入有来自外部电源部分(未显示)的电源电压VDD、来自外部CPU(未显示)的数字图像数据和通过TCP(未显示)来自外部时钟发生器的时钟信号CLK(未显示)。
根据液晶显示装置和具有该液晶显示装置的液晶显示设备，第二层间绝缘膜17形成为具有凸起图案17a，该凸起图案17a与前表面侧提供有凸起图案14a的散射膜14的表面形貌类似，并且像素电极18的电极部分18b提供来覆盖凸起图案17a。因此，在反射显示区Y中公用电极15和夹设狭缝18a的像素电极部分18b的端部之间的电场强度相等。因此，因为当施加相同的电压时电场强度的变化得到抑制，所以可以降低平均驱动电压，并且可以实现高效的液晶显示装置。
另外，电场强度在反射显示区Y是相匹配的，从而相对于液晶层30可以增强在狭缝18a的宽度方向上的横向电场的电场强度。因此，当施加电场时，可以防止液晶分子m相对基板表面倾斜地定向。因此，因为改善了液晶层的光透射，所以可以改善对比度。
而且，与根据该实施例的液晶显示装置相一致，因为在透射显示区X和反射显示区Y中的电场强度可以彼此匹配，所以可以抑制像素中的电场强度的波动，以允许驱动电压的进一步减少。
另外，第二层间绝缘膜17的凸起图案17a的端部与像素电极18的电极部分18b的两个端部之间的距离S1和S2等于或大于液晶分子m的长轴长度。因此，可以防止对比度降低和旋转位移的发生。
而且，在该实施例中，描述了这样的实例，其中TFT 1是底栅晶体管，但是TFT 1也可以是顶栅晶体管。在此情况下，如图5所示，由非晶硅、多晶硅或者单晶硅形成的半导体层4以图案形成在第一基板10上，并且在半导体层4上，栅极线2形成图案，栅极线2在一个方向上延伸并且通过栅极绝缘膜3部分起到栅极电极2a的功能。在此情况下，因为栅极电极2a用作离子注入n型杂质的掩模，所以直接在栅极电极2a下面的半导体层4变成沟道层4a，并且半导体层4在其两侧上变成源极区4b和漏极区4c。另外，在栅极线2和栅极绝缘膜3上提供绝缘层13，并且源极区4b和漏极区4c以及源极电极12a和漏极电极12b通过绝缘层13上的接触孔彼此连接。而且，在绝缘层13a上提供覆盖源极电极12a和漏极电极12b的绝缘层13b。如上所描述，由绝缘层13a和13b形成的第一层间绝缘膜13覆盖薄膜晶体管1。
2、变体1
另外，在上述第一实施例中，描述了这样的实例，其中像素电极18的电极部分18b覆盖了第二层间绝缘膜17的凸起图案17a，但是本发明的实施例不局限于此。如图6所示，在描述反射显示区Y的主要部分的放大图中(当施加电场时)，像素电极18可以提供为在狭缝18a中设置凸起图案17a。
在此情况下，因为散射膜14的凸起图案14a设置在狭缝18a下面，所以在像素电极18的电极部分18b的端部和公用电极15的凸起图案之间产生电场。因此，在电极部分18b的端部和公用电极15之间的距离变短，电场强度增加，并且对液晶分子m的定向控制变得更容易。然而，在此情况下，为了使像素电极18的电极部分18b的端部和公用电极15之间的电场强度相等，优选像素电极18的电极部分18b设置来使得凸起图案17a的端部和电极部分18b端部之间的距离S3和S4相等。
即使在以这种方式构造的液晶显示装置中，与第一实施例相类似，因为抑制了反射显示区Y中的电极部分18b的端部和公用电极15之间距离的变化，所以驱动电压可得以减少，也可以改善对比度。
3、变体2
而且，如图7所示，在描述反射显示区Y的主要部分的放大图中(当施加电场时)，可以混合第一实施例中设置像素电极18的构造和第二实施例中设置像素电极18的构造。在此情况下，第二层间绝缘膜17的凸起图案17a部分地由像素电极18的电极部分18b覆盖，并且像素电18的狭缝18a设置在其它凸起图案17a上。
在此情况下，优选像素电18的电极部分18b设置为使得直接设置在电极部分18b下的凸起图案17a的端部与像素电极18的电极部分18b的两个端部之间的距离S1和S2大于液晶分子m的长轴长度，而且凸起图案17a的端部与电极部分18b的端部之间的距离S3和S4变为相等。
即使在该液晶显示装置中，类似于第一实施例，因为抑制了在反射显示区Y中的电极部分18b的端部和公用电极15之间距离的变化，所以可以减少驱动电压，还可以改善对比度。
4、变体3
另外，如图8所示，在描述反射显示区Y的主要部分的放大图中(当施加电场时)，之上提供有像素电极18的第二层间绝缘膜17的前面表面可以由例如化学机械抛光(CMP)进行平坦化。
这里，优选在散射膜14的凸起图案14a上提供像素电极18的电极部分18b或狭缝18a，由此抑制了反射显示区Y中电极部分18b的端部和公用电极15之间距离的变化。具体地讲，在凸起图案14a上提供电极部分18b的情况下，狭缝18a下面没有设置凸起图案14a，并且像素电极18的电极部分18b的端部和公用电极15的平坦表面之间产生电场。因此，优选地，因为在反射显示区Y中不受凸起图案14a影响地确定电场强度，所以透射显示区X和反射显示区Y的电场强度可以相配。
即使在该液晶显示装置中，类似于第一实施例，因为抑制了在反射显示区Y中的电极部分18b的端部和公用电极15之间距离的变化，所以可以减少驱动电压，还可以改善对比度。
另外，与根据该实施例的液晶显示装置相一致，平坦化第二层间绝缘膜17，以平坦形成在其上的像素电极18和取向层19的前表面。因此，可以进行对液晶分子m的定向控制，而不受散射膜14的凸起图案14a的影响。
5、第二实施例
在上面描述的第一实施例中，采用和描述了FFS模式的液晶显示装置的实例。在该实施例中，将参照图9A和9B所示描述IPS模式的液晶显示装置的实例。
如附图所示，IPS模式的液晶显示装置100′具有液晶面板，该液晶面板由第一基板110、第二基板120和液晶层130形成，第二基板120提供在第一基板110的装置形成表面侧并与其面对，该液晶层130夹设在第一基板110和第二个基板120之间。在这里，假定液晶层130由向列型液晶分子构成。另外，在该液晶面板中，在第一基板110和第二基板120的外表面上，分别通过粘合剂(未图示)在其上结合偏光片140和150。假定偏光片140和150设置成正交尼科尔棱镜。另外，在第一基板110侧上的偏光片140的外侧上提供背光，该背光用于透射显示的光源。
而且，在液晶显示装置100′中，在第一基板110上提供的第一层间绝缘膜113的层构造与第一实施例讨论的第一层间绝缘膜13的层构造相同(见图1A)，这里省略对其的描述。
在反射显示区Y′中的第一层间绝缘膜113上，提供有在前表面上具有凸起图案116a的反射膜116。然后，在第一层间绝缘膜113上提供覆盖反射膜116的第二层间绝缘膜117。在反射显示区Y’中的第二层间绝缘膜117的前表面上，提供类似于反射膜116的表面形貌的凸起图案117a。而且，将描述这样的实例，其中在反射膜116本身的前表面上提供凸起图案116，但是这样的构造也是可以的，由绝缘膜形成的散射膜提供在反射膜116下且在其前表面上具有凸起图案，反射膜116的凸起图案116a提供为与散射膜的表面形貌相类似。
在第二层间绝缘膜117和第一层间绝缘膜113中，提供了到达漏极电极112b的接触孔117b，并且在第二层间绝缘膜117上提供了具有多个狭缝118a的梳齿状像素电极118，该像素电极118通过接触孔117b连接到漏极电极112b。
另外，在第二层间绝缘膜117上，提供具有狭缝115a的梳齿状公用电极115，并且该公用电极115通过接触孔113a连接到公用线111。另外，像素电极118的电极条(electrode strip)118b和公用电极115的电极条115b交替设置。因此，在像素电极118的电极条118b和公用电极115的电极条115b之间施加相对于液晶层130几乎平行于基板的横向方向上的电场。然后，在第二层间绝缘膜117上提供覆盖像素电极118和公用电极115的取向层119。
这里，在该实施例中，例如，第二层间绝缘膜117的凸起图案117a沿着狭缝118a或狭缝115a的纵向方向直接在像素电极118电极条118b下排列成行，或者直接在公用电极115电极条115b下排成行。换句话说，提供覆盖第二层间绝缘膜117的凸起图案117a的像素电极118的电极条118b和公用电极115的电极条115b。在此情况下，在第二层间绝缘膜117的平坦表面上设置电极条118b或电极条115b的端部，以使得电极条118b和电极条115b之间的间隔W相等。
在这里，IPS模式液晶显示装置的电场强度根据电极条118b和电极条115b之间的间隔W定义。在该实施例中，因为电极条118b和电极条115b之间的间隔W是相等的，而且电极条118b和电极条115b之间也没有提供凸起图案116a，所以可以使得反射显示区Y′中的电场强度相等，而不受凸起图案116a的影响。因此，可以抑制反射显示区Y′中电场强度的波动，并且降低驱动电压。另外，在透射显示区X′中的电极条118b和电极条115b之间的间隔W也彼此相配，因此可以使得该像素中的电场强度相等。
另外，在IPS模式的液晶显示装置中，因为在电极条118b和电极条115b上的液晶分子m没有取向，所以只有在平坦表面上可以进行对液晶分子m的定向控制。因此，因为可以抑制液晶分子m对基板表面倾斜，所以可以改善对比度。
另一方面，第二基板120由透明基板形成，例如由玻璃基板形成，并且在第二基板120的面对液晶层130的表面上，提供三原色(RGB)滤色器121和平坦膜122，平坦膜122控制透射显示区域X′和反射显示区Y′的单元间隔。平坦层122控制反射显示区域Y′的单元间隔为透射显示区域单元间隔的一半。另外，在透射显示区域X′中的平坦膜122的面对液晶层130的表面上提供非相差层123，并且在反射显示区域Y′中的平坦膜122的面对液晶层130的表面上提供相差层124。相差层124起到λ/4层的作用。而且，在非相差层123和相差层124的面对液晶层130的表面上提供取向层125。
而且，IPS模式的液晶显示装置100′的电路图案和参照图4所讨论的第一实施例的电路图案相同，而且液晶分子m的定向取决于施加和不施加电场来类似地进行。
即使在液晶显示装置和具有该液晶显示装置的液晶显示设备中，因为在反射膜116的前表面侧上提供有凸起图案116a时，在反射显示区Y′中可以使得像素电极118的电极条118b和公用电极115的电极条115b之间的间隔W相等，所以可以降低驱动电压。另外，因为使电极条118b和电极条115b之间的间隔W相等以有助于在平行于基板表面的横向方向上施加电场，所以可以改善对比度。因此，液晶显示设备可以实现更高的效率和更高的图像质量。
而且，与根据实施例的液晶显示设备相一致，因为凸起图案117a不阻挡像素电极118和公用电极115之间的区域，所以可以防止电场强度受到凸起图案116a的影响。
6、变体4
而且，在上述的第二实施例中，描述了这样的实例，其中像素电极118的电极条118b或公用电极115的电极条115b提供为覆盖第二层间绝缘膜117的凸起图案117a，但是本发明的实施例不局限于此。如图10A和10B所示，凸起图案117a可以提供在像素电极118的电极条118b和公用电极115的电极条115b之间。
即使在液晶显示装置和具有其液晶显示装置的液晶显示设备中，因为在反射膜116的前表面侧上提供凸起图案116a时，可以使得像素电极118电极条118b和公用电极115的电极条115b之间的间隔W相等，所以可以降低驱动电压，以及可以改善对比度，并且在液晶显示设备中可以实现更高的效率和更高的图像质量。
另外，虽然没在图中显示，同第一实施例的变体3一样，平坦化的第二层间绝缘膜117的构造可以适用于第二实施例。
而且，在该实施例和变体中，使用和讨论了透反式液晶显示装置的实例，但是本发明的实施例不局限于此，其也可以适用于FFS模式或IPS模式的全反射液晶显示设备。
本领域的技术人员应当理解的是，根据设计需要和其他因素，在权利要求及其等同特征的范围内可以进行各种修改、结合、部分结合和替换。
本发明专利申请包含2006年12月25日提交日本专利局的日本专利申请JP2006-347048号相关的主题内容，将其全部内容引用结合于此。

Claims (7)

1.一种边缘场切换模式的液晶显示装置，包括：
液晶层，夹设在第一基板和第二基板之间；和
在该第一基板侧上的反射显示区，该反射显示区提供有公用电极和具有多个狭缝的像素电极，以便给该液晶层施加电场，
其中在该第一基板和该像素电极之间，从该第一基板侧依次设置有散射膜、该公用电极、反射膜和层间绝缘膜，在该散射膜、该公用电极、该反射膜和该层间绝缘膜的前表面侧上设有相似形貌的凸起图案，并且
该像素电极和该公用电极设置为使得该像素电极的电极部分在该狭缝侧的端部与所述公用电极之间的距离相等，由此在该反射显示区中该像素电极和该公用电极之间的电场强度相等。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，
其中该像素电极的电极部分在该狭缝侧的端部提供在该层间绝缘膜的平坦表面上。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，
其中该凸起图案被该像素电极的电极部分完全覆盖，并且该凸起图案的端部和与该凸起图案的端部相邻的该像素电极的电极部分在该狭缝侧的端部之间的距离等于或大于液晶分子的主轴的长度。
4.根据权利要求2所述的液晶显示装置，
该像素电极的电极部分提供为覆盖该层间绝缘膜的该凸起图案。
5.根据权利要求2所述的液晶显示装置，
该像素电极提供为使得该层间绝缘膜的该凸起图案设置在该狭缝内。
6.一种边缘场切换模式的液晶显示装置，包括：
液晶层，夹设在第一基板和第二基板之间；和
在该第一基板侧上的反射显示区，该反射显示区提供有公用电极和具有多个狭缝的像素电极，以便给该液晶层施加电场，
其中在该第一基板和该像素电极之间，从该第一基板侧依次设置有散射膜、该公用电极、反射膜和层间绝缘膜，在该散射膜、该公用电极、和该反射膜的前表面侧上设有相似形貌的凸起图案，并且该层间绝缘膜的前表面是平坦化的表面，
该像素电极和该公用电极设置为使得该像素电极的电极部分在该狭缝侧的端部与所述公用电极之间的距离相等，由此在该反射显示区中该像素电极和该公用电极之间的电场强度相等。
7.一种液晶显示设备，包括：
边缘场切换模式的液晶显示装置，包括
液晶层，夹设在第一基板和第二基板之间；和
在该第一基板侧上的反射显示区，该反射显示区提供有公用电极和具有多个狭缝的像素电极，以便给该液晶层施加电场，并且其中由该液晶显示装置调制的光线用来显示视频，
其中在该第一基板和该像素电极之间，从该第一基板侧依次设置散射膜、该公用电极、反射膜和层间绝缘膜，在该散射膜、该公用电极、该反射膜和该层间绝缘膜的前表面侧上设有相似形貌的凸起图形，并且
该像素电极和该公用电极设置为使得该像素电极的电极部分在该狭缝侧的端部与所述公用电极之间的距离相等，由此在该反射显示区中该像素电极和该公用电极之间的电场强度相等。
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