[发明专利]有效防止色彩不规则性的液晶显示设备

说明书

本申请是申请号为03103192.7，申请日为2003年2月8日的发明名称为“有效防止色彩不规则性的液晶显示设备”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种液晶显示设备，特别涉及一种在环境光和/或背面光的协助下能够产生视觉图像的液晶显示单元。

背景技术

液晶显示设备被分类为一个反射类型和一个透射类型。反射类型和透射类型之间的差别是光源。反射类型液晶显示设备配备一个反射板，但不具有任何内置的光源。另一方面，透射类型液晶显示设备具有一个内置光源，通常被称作“背面光源”。环境光入射在反射类型液晶显示设备上，并在反射板上反射以便液晶产生带有反射光协助的一个视觉图像。另一方面，背面光源辐射背面光，并且背面光局部的通过液晶层，以便产生一个视觉图像。

反射类型液晶显示设备是薄的，轻的和低功耗的，因为任何背面光源不需要用于图像产生。这些特点期望被用于一个便携电子设备，比如一个便携电话。另一方面，透射类型液晶显示设备能产生一个视觉图像而不用环境光，并在其上产生一个清楚的视觉图像。在下面的描述中，不用背面光的图像产生被称作“反射模式”，并且通过背面光的图像产生被称作“透射模式”。

液晶显示设备的普通结构包括一个液晶层，一个背面光源或一个反射板和一个驱动电路。在液晶层中已经使用了各类技术，并且是扭绞的向列相的液晶，通常被缩写成“TN”，一个单一偏振板技术，超扭绞的向列相的液晶，通常被缩写成“STN”，一个客主(guest-host)技术，一个聚合物分散的液晶，通常被缩写成“PDLC”以及胆甾型相位液晶。驱动电路使得液晶层局部透明。一个有源矩阵驱动电路是普遍的。该有源矩阵驱动电路包括开关元件，其由薄膜晶体管或MIM(金属-绝缘体-金属)二极管实现，并在液晶层中定义像素的一个矩阵。有源矩阵驱动电路可使象素选择性的透明和非透明，以便在液晶显示设备上产生一个好的视觉图像。从背面光源辐射的或在反射板上反射的光通过透明的像素以便产生好的视觉图像。

在透射类型液晶显示设备和反射类型液晶显示设备之间有一个折衷。该折衷此后被称作“半透射类型液晶显示设备”。在日本专利号No.2955277中公开了半透射类型液晶显示设备的一典型例子，并显示在图1中。

现有技术的半透射类型液晶显示设备包括以行和列排列的像素，并且每个像素电极1占用一个矩形区域。像素电极1具有非透明金属组成的一个反射区域5和铟-锡-氧化物(即ITO)组成的一个透明区域6，并且在较低的基片结构中定义区域5/6。栅线路2以与矩形区域的长边线的一平行方向平行延伸到另一端，并且漏线路3以与矩形区域的短端线的一个平行方向平行延伸到另一端。薄膜晶体管4分别与像素电极1相连。薄膜晶体管4的栅电极被连接到有关的栅线路2，以及薄膜晶体管4的漏电极被连接到有关的漏线路3。像素电极1被连接到薄膜晶体管4的源电极。

当半透射类型液晶显示设备在光中的像素的矩阵上产生一个视觉图像时，背面光源关闭，并且在反射区域5上反射环境光以便产生视觉图像。当一个用户在一个暗的房屋中带着半透射类型液晶显示设备时，背面光源被打开，并且背面光通过透明区域6以便在像素的矩阵上清晰的产生视觉图像。这样，环境光和背面光被可选择的用于半透射类型的液晶显示设备。半透射类型液晶显示设备消耗的电能少于透射类型的液晶显示设备，并在黑暗的空间中产生一个清楚的图像。

在现有技术标准的半透射类型的液晶显示设备中遇到一个问题在于输出光强度很难最佳化，这是由于入射光和背面光之间光路长度的不同。换句话说，入射光和背面光之间的延迟是不可忽视的。为了解决该问题，在反射区域5下面设置一个绝缘层8，并且在日本专利号No.2955277中公开的现有技术中半透射液晶显示设备中在绝缘层8下面形成反射板9，如图2所示。绝缘层8使间隙dr窄于间隙df，以至于抵消了光路长度中的差别。