反射式液晶显示器及其制造工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种反射式液晶显示器及其制造工艺，该反射式液晶显示器包括：第一基板；第二基板，其面向第一基板并设有突起和凹陷；反射电极，其设置在第二基板上，以便覆盖突起和凹陷，并通过接触孔与设置在第二基板上的开关器件电气接触；以及负液晶层，其设置在第一基板和第二基板之间；其中，接触孔设置到反射电极的中心部分，以及在液晶层中设有液晶分子排列控制结构，以便在沿着与所述第二基板垂直的方向观察时，与接触孔重叠。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及在诸如便携式终端那样的低功率装置中使用的反射 式液晶显示器。
技术介绍
反射式液晶显示器是一种通过获取诸如室内照明光或日光那样的环 境光并借助反射器使该环境光反射到观察者从而实现图像显示的液晶显 示器。由于这种工作原理，反射式液晶显示器无需背后照明，并具有耗电 量低的有利特点。因此，反射式液晶显示器广泛用于便携式终端。为了在反射式液晶显示器中实现明亮、清晰的图像显示，有必要把 液晶显示器设计成在白色显示模式中获取尽可能多的环境光并将其反射 到观察者，并且在白色显示模式中尽可能抑制所获取的光向观察者的反 射。因此，提出了一种使用相位变化式宾主(GH)模式的反射式液晶显示 器(D. L. White和G. N. Taylor， J. Appl. Phys. 45， pp.471S， 1974)。由于GH模式反射式液晶显示器无需偏光器，因而这种GH模式反射式液晶显 示器具有一个明显优点是，在白色显示模式中实现亮显示。另一方面，GH模式液晶显示器具有一个缺点是，在黑色显示模式中 也实现亮显示，并且对比度系数被限制到5 6的范围内。同时，在第6-11711号日本待审专利公开中提出了一种使用单偏光器的扭曲向列型反射式液晶显示器。这种常规反射式液晶显示器基本上是一种使具有正介电各向异性的 液晶扭曲的水平定向的液晶显示器。在上述常规反射式液晶显示器中， 入射的环境光由偏光器转换为线性偏振光，并且如此获得的线性偏振光 途经延迟为1/4波长的液晶层或相位补偿膜，使得在途经偏光器的入射光 和返回到偏光器的反射光之间获得90度角的偏振面。因此，在这种常规液晶显示器中，通过由偏光器吸收旋转的反射光 来实现黑色显示。由于使用偏光器，上述常规液晶显示器与GH模式液晶显示器的情况相比，可在白色显示模式中仅提供约40%的亮度。然而， 鉴于在黑色显示模式中光的有效吸收，该液晶显示器可获得12-14的对比 度系数。并且，还提出，通过把相位补偿膜的延迟量减少液晶层的残留延迟 量来补偿黑色显示，从而提高TN模式液晶显示器中的对比度系数。参见 第11-311784号日本待审专利公开。这样，可把对比度系数提高到约 16-18。在反射式液晶显示器中，显示的可见度由亮度和对比度系数来确定。 因此，当显示是亮时，即便在低对比度系数的情况下，也可获得高可见 度。另一方面，当显示是暗时，需要较大的对比度系数。参见The Journal of the Institute of Television Engineers of Japan — (曰本电视工禾呈师协会杂 志)，Vol.50， No.8， pp.l。91-1095(1996)。为了使用具有单偏光器的液晶显示器来实现与GH模式液晶显示器 可比的可见度，需要约12的对比度系数，这种使用单偏光器的液晶显示 器可提供的亮度仅为GH模式液晶显示器亮度的40°/。。通过使用上述参 考文献中提到的技术，可使用TN模式液晶显示器实现16 18的对比度 系数。由于上述原因，并且还鉴于更佳的可靠性，具有单偏光器的TN模 式液晶显示器目前已广泛用于反射式液晶显示器。在具有单偏光器的TN模式液晶显示器中，应注意的是，对上基板和下基板在不同方向上进行摩擦处理，以便在液晶层中实现扭曲结构。结果，液晶层的锚定方向(anchoring direction)在上基板和下基板中不一 致。为此，上述第11-311784号日本待审专利公开的技术按照上锚定方 向和下锚定方向之间的中间角度设定相位补偿膜的延迟轴，以补偿上锚 定方向和下锚定方向的合成矢量。然而，该结构不能分别补偿上基板和 下基板处的液晶层的残余延迟，并且黑色显示的补偿仍不完全。同时，提出了一种使用单偏光器的垂直排列(VA)模式反射式液晶显 示器(参见第6-337421号日本待审专利公开)。在这种VA模式液晶显示器中，开和关操作与在TN模式液晶显示 器的情况中正好相反。另一方面，在上述VA模式液晶显示器和TN模式 液晶显示器之间，以下工作特点是相同的，这些工作特点是使用偏光 器把入射的环境光转换为线性偏振光；采用延迟约可见光波长1/4的液晶 层或相位补偿膜，使如此获得的线性偏振光的偏振面旋转90度；以及在 黑色显示模式中使偏光器吸收所旋转的线性偏振光。另一方面，VA模式反射式液晶显示器的有利一点是，由于以下事实， 即在未向液晶层施加电压的状态下，在VA模式反射式液晶显示器中 实现黑色显示模式，因而与TN模式液晶显示器的情况相反，没有在黑色 显示模式中在液晶/基板界面造成锚定的液晶层。因此，可大幅提高图像 显示的对比度系数。因此，VA模式反射式液晶显示器具有高对比度系数和优良可见度的 有利特点。另一方面，在这种VA模式反射式液晶显示器中仍有问题需要解决， 特别是在液晶分子排列控制方面。更具体来说，VA模式液晶显示器一般使用垂直排列膜，而这种垂直 排列膜在进行摩擦处理(rubbingprocess)时，其性能会严重下降。例如， 可能会产生不良的图像显示，例如亮度不均匀，以条纹形式延伸。由于这种原因，需要采用摩擦以外的方法在VA模式液晶显示器中 实现对液晶分子的排列控制。例如，在第10-301112号日本待审专利公开中，通过在对置基板上的一个在反射电极中设置倾斜延伸的缝隙来实现对液晶分子的排列控 制，以便在施加电压时，在上基板和下基板之间诱发斜电场。另一方面，这种技术具有一个缺点是，由于直接位于缝隙上的液晶 层的部分不进行切换，因而像素的总反射率减少，并且即使当对比度系 数提高时，图像显示的可见度也提高不大。因此，需要在不会有损于VA模式液晶显示器中的反射率的情况下， 提高对比度系数。同时，反射式液晶显示器一般具有一个问题是，可见度在很大程度 上受光环境的影响，因而图像可见度在暗光环境中严重下降。在此方面， 具有背后照明的透射式液晶显示器提供的可见度要优良得多。另一方面， 透射弍液晶显示器遇到了在亮光环境中可见度不良的问题，即获得的 可见度低于由反射式液晶显示器获得的可见度。因此，为了解决上述问题，己提出许多建议，例如，将前照明与一 种反射式液晶显示器，或一种具有半透明反射膜的反射式液晶显示器组 合起来使用。然而，使用前照明这种方法遇到一个问题是，在暗光环境中获得的 对比度系数可能会低于直视型透射式液晶显示器的对比度系数。另一方 面，在亮光环境中，可能会存在另一问题是，由于前照明的存在，与常 规反射式液晶显示器相比，显示变暗。在使用半透明膜的情况下，为此目的， 一般使用金属薄膜。然而， 金属薄膜具有较大的吸收系数，并且在光的利用效率方面存在问题。并 且，金属薄膜由于薄膜厚度的面内变化而会遇到透射率明显变化的问题。应注意的是，这种金属薄膜一般由厚度约30nm的铝(Al)薄膜形成。目前， 在大范围的显示区域中难以形成厚度均匀的金属薄膜。为了消除上述问题，在第11-281972号日本待审专利公开中提出一 种建议，即利用诸如ITO(In203.Sn02)那样的透明电极在像素的中心部 位设置透明窗。根据该常规建议，可消除上述问题，并可构成一种反射-透射式液晶显示器。另一方面，上述反射-透射式液晶显示器的常规建议需要在平面化膜上形成突起和凹陷，并且需要通过形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反射式液晶显示器，该反射式液晶显示器包括：　第一基板；　第二基板，其设置成面向所述第一基板；　液晶层，其具有负介电各向异性，并设置在所述第一基板和第二基板之间；以及　垂直排列膜，其形成在所述第一基板的一个表面以及所述第二基板的一个表面；其中，所述排列膜包含相对于总双胺组分比例为２５％或以上的垂直排列组分。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：田代国広，杉浦规生，大室克文，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]