CN1159230A - 反射型彩色液晶装置及使用反射型彩色液晶装置的电子设备 - Google Patents

Abstract

一种反射型彩色液晶装置，包括：在相对的内侧表面上备有电极形成阵列状点群的一对基片、夹持在所述基片间的液晶、至少两点的彩色滤光片、至少一片起偏振片以及反射片。另外，在所述彩色滤光片内的至少一色的彩色滤除器对从450nm到660nm的范围内的所有波长的光具有大于50％的透射率。

Description

反射型彩色液晶装置及 使用反射型彩色液晶装置的电子设备

技术领域

本发明涉及反射型彩色液晶装置及使用该装置的电子设备。

技术背景

安装在携带终端上安装的显示器最重要的是需要低耗电。因此，不需要后照光的反射型液晶装置最适合该用途。但是，现有的反射型液晶装置以单色显示为主流，还没有得到良好的反射型彩色显示。

反射型彩色液晶装置的开发是从二十世纪八十年代中期正式开始的。此前，如特开昭50-80799号公报所述，认识到若将透射型彩色液晶装置的后照光切换到反射片上，就产生反射型彩色显示。但实际制作却发现，这样的结构显示暗淡，不可使用。原因有三：第一，由起偏振片除去光的1/2以上；第二，由彩色滤光片进而除去光的2/3以上；最后是视差的问题。在透过型液晶装置中一般采用的扭转向列(TN)模式和超扭转向列(STN)模式中，不能通用地回避视差的问题。因为，限于在这些模式中要用的2片起偏振片、不包括在液晶元件中装入的起偏振片，所以，在反射片和液晶层间产生不能忽视的间隔。这里所说的视差问题不仅仅指在现有的反射型单色液晶装置中出现的显示双影的问题，还指反射型彩色液晶装置中特有的问题。

关于视差问题，使用附图进行说明。图77(a)、(b)是利用TN模式或STN模式的反射型彩色液晶装置的剖面图。该液晶装置包括上侧起偏振片7701、上侧玻璃基片7702、液晶层7703、下侧玻璃基片7704、下侧起偏振片7705、光反射片7706和红绿蓝三色彩色滤光片7707。虽然在上下玻璃基片间有其他透明电极、定向膜、绝缘膜等，但由于在说明视差问题时不需要，所以将其省去。可以说视差问题有二。其一是色的相消。在图77(a)中，虽然观察者7712看到的是通过绿色滤光片出来的反射光7711，但该光是将通过红、绿、蓝色滤光片的入射光7713在光反射片上漫反射后混合的光。若下侧玻璃基片的厚度比彩色滤光片的间距厚许多，则不管是通过哪种颜色的滤光片的光，都以等概率进行混合。但是，通过红→绿、蓝→绿路径的光，无论是什么波长的光，都被彩色滤光片吸收，变得漆黑，而通过绿→绿路径的光未被吸收。同一情形对通过蓝色和红色滤光片出来的反射光而言，结果，恐怕白色显示的亮度是没有视差时的1/3。另一个问题是颜色显示变暗。图77(b)表示绿色显示状态。另外，示出了在液晶层7703中加了栅格状的剖面线的部分是非点亮状态(暗状态)。虽然入射光7713等概率地通过红、绿、蓝各点，但其中2/3被处于截止状态的红点蓝点吸收，进而，在光反射片漫反射混合后，再次被处于截止状态的红点和蓝点吸收2/3，到达观察者7712。因此，绿色显示成为“白色显示亮度的1/9减去绿色滤光片的吸收部分”，变暗了许多。这样的视差问题使得在反射型彩色液晶装置中使用TN模式和STN模式相当困难。

以前已做了改变液晶模式得到明亮的反射型彩色显示的尝试。例如在白田龙男等的论文《IEEE会刊：电子器件》(IEEE Transactions onElectron Devices)(第ED-33卷第8期第1207-1211页)中，在图2中比较各种液晶模式的亮度时，采用了不要起偏振片的相移型宾-主(PCGH)模式。在特开平5-241143号公报中，为实现反射型彩色液晶装置，采用了不要起偏振片的高分子分散型液晶(PDLC)模式。使用不要起偏振片的液晶模式时，不但没有起偏振片产生的光的吸收，而且，由于与液晶层相邻设置反射片，还有根本不产生视差问题的优点。然而，另一方面，不要起偏振片的液晶模式一般对比度较小，特别是PCGH模式的电压透射率特性有滞后，产生不能进行中间色调的显示的问题。另外，从可靠性方面来讲，在液晶中添加其他物质的这些液晶模式也有很多问题。因此，虽然以前曾大量地广为应用，但实际效果并没有超过使用TN模式和STN模式的效果。

以前还做了使用亮的彩色滤光片得到亮的反射型彩色显示的尝试。一般来说，透射型彩色液晶装置中所用的彩色滤光片具有图78所示那样的分光特性。图78的横轴是光的波长，纵轴是透射率，7801是红色滤光片的光谱，7802是绿色滤光片的光谱，7803是蓝色滤光片的光谱。人所能察觉的光因人而异，一般在380nm到780nm的波长范围内，特别是在450nm到660nm的波长范围内，能见度较高。图78的彩色滤光片即处于本范围内，存在着透射率小于10％的波长，大量的光不起作用。在该波长范围内将透射率的简单平均值定义为平均透射率，红色滤光片的平均透射率为28％，绿色滤光片为38％。蓝色滤光片为30％。为在反射型彩色液晶装置中使用，要求更亮的彩色滤光片。在如前所述的内田龙男等的论文中，提出了使用图8所示的互为补色关系的二色彩色滤光片比使用三色彩色滤光片时还亮。图79中示出了其分光特性。图79的横轴是光的波长，纵轴是反射率，7901是绿色滤光片的光谱，7902是紫红色滤光片的光谱。纵轴表示反射率，在比较时要注意。在从450nm到660nm的波长范围内，不管是什么彩色滤光片，都存在透射率小于10％的波长。绿色滤光片的平均透射率为41％，紫红色滤光片为48％。三井精一等的论文《SID 92论文选》(SID DIGEST)(第438-440页，1992年)涉及采用了相同的PCGH模式的反射型彩色液晶装置，他们使用了图2所示的明亮的二色彩色滤光片。图80中示出了其分光特性。图80的横轴为光的波长，纵轴为反射率，8001是绿色滤光片的光谱，8002是紫红色滤光片的光谱。虽然纵轴表示反射率，但若假定各波长中的反射率的平方根是透射率的话，则至少绿色滤光片的透射率在波长小于470nm时小于50％。平均透射率对绿色滤光片是68％，对紫红色滤光片是67％。另外，在同一公报中，在与液晶层相邻的位置上设有夹持彩色滤光片的反射片，因此没有视差的问题。因此，光必然两次通过彩色滤光片，使用这种明亮的彩色滤光片也足以能够确保着色。另外，在原来的特开平5-241143号公报的图2(a)、图2(b)、图2(c)中建议的彩色滤光片不是红、绿、蓝三种颜色，而是使用黄、青、紫红三种颜色。图81示出了其分光特性，图81的横轴是光的波长，纵轴是反射率。8101是黄色滤光片的光谱，8102是青色滤光片的光谱，8103是紫红色滤光片的光谱。纵轴表示反射率，由于在轴上没有标明刻度，所以难以比较，但在从450nm到660nm的波长范围内存在着对任一彩色滤光片的透射率小于10％的波长是没有问题的。如果大致估计平均透射率的话，黄色滤光片接近于0％，青色滤光片约为60％，紫红色滤光片约为50％。

这样，现有的反射型彩色液晶装置的开发是基于对不使用起偏振片的亮液晶模式和亮彩色滤光片进行组合得到亮的显示这一设想。但亮彩色滤光片多半使用在从450nm到660nm的波长范围中存在着使透射率限制在10％的波长的彩色滤光片。

本发明的目的在于提供一种反射型彩色液晶装置以及使用该装置的电子设备，它使用利用存在亮度和视差等各种问题而又有众多优点的TN模式和STN模式起偏振片的液晶模式，能够显示比原来更亮更鲜艳的颜色。发明的公开

为解决上述问题，根据本发明，特征在于，包括在相对的内侧表面上备有电极的形成矩阵状点群的一对基片、夹在所述基片间的液晶、至少两色的彩色滤光片、至少一片起偏振片以及反射片。由于这样构成，所以，有关本发明的第一方面所述的反射型彩色液晶装置与使用不含起偏振片的液晶模式的现有的反射型彩色液晶装置相比，具有对比度高、能显示鲜艳的颜色的优点。

另外，特征还在于，在上述一对基片内，位于反射片一侧的基片的厚度大于200μm。特征还在于，位于反射片一侧的基片的厚度最好大于700μm。换言之，特征在于，位于反射片一侧的基片的厚度大于纵横两个方向点间距短的一方的1.25倍，最好大于4倍。由于这样构成，有即使减少驱动面积率也能利用视差效果确保高对比度的优点。以前，例如在特开平3-64850号公报中提出了使反射型单色液晶装置的下侧基片的厚度小于300μm的方案。从反射型单色显示时可靠地减少双像(双影)的观点看，最好使下侧基片尽可能地薄。然而，在反射型彩色显示中，从加亮彩色显示的观点看，采用宽的点间距。虽然点间距加宽必然导致对比度降低，但下侧基片相当厚，利用相邻像素的影效应能够确保高对比度。

另外，上述彩色滤光片内的至少一色的彩色滤光片的特征在于，对从450nm到660nm范围的所有波长的光，具有大于50％的透射率。特征还在于，最好使至少二色的彩色滤光片对从450nm到660nm范围的所有波长的光具有大于50％的透射率。特征还在于，最好使任意彩色滤光片对从450nm到660nm范围的所有波长的光具有大于50％的透射率。特征还在于，最好使任意彩色滤光片对从450nm到660nm范围的所有波长的光具有大于60％的透射率。用另外的说法表示时，特征在于任何彩色滤光片对从450nm到660nm范围的波长的光具有大于70％的平均透射率。另外，特征在于任何彩色滤光片对从450nm到660nm范围的波长的光具有大于75％小于90％的平均透射率。另外，这里所说的彩色滤光片的透射率不包括玻璃基片透明电极、上涂层和底涂层的透射率，而是彩色滤光片单体的透射率。此外，在彩色滤光片的浓度有分布时，或只对一部分点设置了彩色滤光片时，将点中的平均透射率作为彩色滤光片的透射率。由于这样构成，反射型彩色液晶显示具有能够显示亮色的优点。以前，例如在特开平7-239409号公报的权利要求中，任意彩色滤光片的光透射区的透射率大于80％、光吸收区的透射率小于50％。在其实施例中，光吸收区的透射率只有20-30％。在这样的彩色滤光片中，使用利用了起偏振片的液晶模式，显示变暗，不实用。

上述彩色滤光片由红色类、绿色类、蓝色类三种颜色构成，而上述红色类或蓝色类彩色滤光片为桔红色或青色。但是，桔红色滤光片的特征在于，对波长从570nm到660nm范围的光至少有大于70％、最好是大于75％的透射率。另外，青色滤光片的特征在于，对波长从450nm到520nm范围的光至少有大于70％，最好是大于75％的透射率。由于这样构成，反射型彩色液晶装置具有能显示亮白、亮色的优点。

上述彩色滤光片由红色类、绿色类、蓝色类三种颜色构成，而上述红色类滤光片的彩色滤光片对波长为从450nm到660nm范围内的光的最大透射率比蓝色类、绿色类彩色滤光片对波长为从450nm到660nm范围内的光的最小透射率还小。最好蓝色类和绿色类的彩色滤光片对波长为从450nm到660nm范围内的所有波长的光有大于50％以上的透射率。另外，最好蓝色类彩色滤光片是青色。由于这样的构成，反射型彩色液晶装置具有能够显示亮的着色少的白色、并能在上面显示鲜红色的优点。由于红色是最引人注目的刺激色，所以，强调红色进行显示非常理想。

另外，只在各点中的可调制光的区域的一部分上设置所述彩色滤光片。由于这样构成，本发明的反射型彩色液晶装置具有可利用现有的通用彩色滤除器制造技术、减少视差导致的混色的优点。特别是将彩色滤光片设置在电极和液晶之间的位置上时，具有得到大视角、提高中间色调的色纯度的优点。以前例如在特公平7-62723号公报中提出了在点的一部分中设置彩色滤光片，但这限于透射型液晶装置上的染色法彩色滤光片，与本申请的设置彩色滤光片的面积为点面积的67％到91％有所不同(特公平7-62723号公报所述的显示是“使非着色部的面积为着色部面积的10～50％”。因此着色部在点中所占的面积为从100/150＝67％到100/110＝91％)。

另外，在上述可进行光调制而未设置彩色滤光片的区域和不能进行光调制的区域上、在可见光区形成了与上述彩色滤光片的厚度大致相同的透明层。由于这样构成，反射型彩色液晶装置具有产生液晶取向不紊乱的高质量图像显示的优点。

另外，只在小于总点数的四分之三的点中设置上述彩色滤光片。最好只在小于总点数的三分之二的点中设置上述彩色滤光片。由于这样构成，可进行亮显示，并且在进行中间色调的颜色显示时，如果主要调整没有彩色滤光片的点的亮度，则具有通常能够显示鲜艳的颜色的优点。以前，在透射型液晶装置的一部分上实现了用红、绿、蓝、白的四点形成一个象素的情形，但没有提到反射型液晶装置。特别是没有利用TN模式和STN模式避免反射型彩色液晶装置中的视差问题，在进行颜色显示时变暗许多，但通过设置未设彩色滤光片的点，可以显示亮色。

另外，配置上述彩色滤光片，以便使相邻点的颜色不同。该配置系指所谓的镶嵌式配置和三角型配置，而条状配置不包括在此范围中。由于这样构成，特别是在有视差时，具有缓和视角导致着色程度不同的现象的优点。以前，例如在特开平8-87009号公报中，在其权利要求6中推荐了纵向的条纹配置。另外在特开平5-241143号公报中，在说明书第6页右栏第17-18行说明了条状配置和锯齿形配置在原理上没有差别。在内田龙男等的论文《IEEE会刊：电子器件》(IEEE Transactions on Eloctron Devices)第ED-33卷第8期1207-1211页(1986)的图1中，虽然采用了镶嵌式配置，但由于在元件内设置反射电极时没有视差，所以和本申请不同。

另外，在整个有效显示区上设置上述彩色滤光片。由于这样构成，具有显示亮、看得见的优点。“有效显示区”在日本电子机械工业会标准(EIAJ)的ED-2511A中定义为“驱动显示区及与其相连的图像的有效区”。通常，在透射型彩色显示中，只在驱动显示区设置了彩色滤光片，在其外侧的区中设置金属或树脂制的黑色遮光罩。然而在反射型彩色显示中，由于金属黑色遮光罩晃眼，所以未使用。树脂黑色遮光罩由于在同原来一样的彩色滤光片中未设置黑色遮光罩，所以成本上升。在驱动显示区的外侧什么也没设置，看起来外侧变亮，驱动显示区相对变暗。最好按同一模式在驱动显示区外侧设置和内侧相同的彩色显示器，这是有效的。

另外，在上述各点的外侧区中没有设置黑色遮光罩，取而代之的是设置了具有相当于或小于点区的吸收性的彩色滤光片。该结构主要意味着在点外不重复设置黑色遮光罩和彩色滤光片。另外，由于在点外什么也没设置，意味着在部分或全部上设置了彩色滤光片。由于这样构成，具有能获得亮显示的优点。特别是有视差时，显示亮度大致与数值孔径的平方成正比，因而设置黑色遮光罩时就变得很暗，相反，在点外未设置彩色滤光片时，对比度显著降低。以前，例如在特开昭59-198489号公报中，只在象素电极上设置彩色滤光片，在其外侧则什么也没设置。另外，在特开平5-24143号公报中，对有黑色遮光罩时和没有黑色遮光罩时两种情况做了说明，但没有说明中间情形。

另外，在上述一对基片内位于反射片一侧的基片的外面设置了彩色滤光片。由于这样构成，具有能够价廉地提供的优点。特别是通过与本发明的第六方面及组合，具有装配边距扩大、视角变大的优点。

另外，在上述一对基片内的位于反射片一侧的基片的内面上，与各点对应地设置了非线性元件。由于这样构成，具有降低有害的表面反射、得到高对比度的优点。

另外，在上述一对基片中的一片基片的里面，与各点对应地设置了非线性元件，它的连线在与点的短边平行的方向上。通常，特别是在计算机(PC)应用的数字显式中，大多是点的纵向较长，因此，与点的短边平行的方向就成为横方向(水平方向)。由于这样构成，具有数值孔径高、得到了亮显示的优点。这在未设置黑色遮光罩时或有视差的反射型结构时特别有效。

另外，驱动面积率大于60％而小于85％。这里，驱动面积率定义为(金属-绝缘膜-金属)驱动液晶的区域在除去象素中的金属布线和MIM元件等不透明部分的区域中所占的比例。由于这样构成，具有确保对比度、得到亮色显示的优点。

另外，上述反射片在有光束入射到其上时，具有将大于80％的光反射到以其正反射方向为中心的30度圆锥中的漫反射特性。最好是具有将大于95％的光反射到30度圆锥中的漫反射特性。由于这样构成，具有得到了亮显示的优点。以前，例如在特开平8-87009号公报中，在其说明书第六页右栏第43-44行中，使用了具有半幅值30度指向性的反射片。所谓半幅值30度，是指大致计算有约30％的光反射到30度圆锥中的漫反射特性，与本发明申请相比，漫反射变大。在这样的特性中，显示变暗，不能实用。

另外，上述反射片是半透射反射片，在其背面包括后照光。最好上述反射片反射入射光的80％以上。由于具有这样的结构，具有即使在暗的环境下也能看见的优点。

另外，上述液晶是约90度扭转的向列液晶，配置了两个起偏振片使其透射轴沿与各相邻基片的摩擦方向正交。这是将在特公昭51-013666号公报中提到的TN模式应用在反射型彩色液晶装置中的结构。由于这样构成，反射型彩色液晶装置具有亮度好、高对比度、视角广的优点。

另外，液晶的双折射率Δn与液晶层厚度d的积Δn×d大于0.34μm而小于0.52μm。Δn×d大于0.40μm而小于0.52μm更好一些。最好是Δn×d为0.42μm。由于这样构成，反射型彩色液晶装置具有亮度好且视角广的优点。在现有的反射型单色液晶装置中，利用了着色少的最小化条件，即Δn×d大约为1.1μm-1.3μm的条件。但是，在反射型彩色液晶装置中，由于能够用彩色滤光片稍微补偿着色，所以不需要采用次最小化条件。另外，在特开平8-87009号公报中，如其说明书第5页第27-29行所述，采用了Δn×d＝0.55μm的条件。但是，与权利要求19的条件相比，该条件下较暗，着色大。

另外，上述液晶是大于90度扭转的向列液晶，在上述液晶中配置了两个起偏振片和至少一片相位差膜。如有可能，最好根据特开平6-348230号公报中公开的方法对它进行多行同时选择驱动。由于这样构成，具有低成本、亮度好的优点。

另外，在一对基片之间包括上述反射片，只配置一个起偏振片。这是将在特开平3-223715号公报中提出的一片起偏振片型的向列液晶模式应用在反射型彩色液晶装置中的结构。采用这样的结构，具有能显示亮度好，色纯度高的颜色的优点。

另外，上述反射片是镜面反射片，并且在位于入射光一侧的基片的外面具有漫反射片。由于这样构成，具有能显示亮度好，色纯度高的颜色的优点。

另外，金属布线上的液晶和象素单元的液晶同样地进行定向。采用这样的结构，具有亮度好的优点。

另外，显示是通常呈白色模式。采用这样的结构，具有亮度好的优点。

另外，由一个点构成一个象素。采用根据这样的结构，具有能够提高单色显示时的分辨率的优点。

另外，本发明的电子设备包括作为显示部的反射型彩色液晶装置。采用这样的结构，电子设备具有低耗电、薄型轻量且即使在直射日光下可视性仍较好的优点。

另外，使显示部能相对于主体移动那样地进行安装，使周围光线能对观察者高效率地进行反射。采用这样的结构，具有无论在怎样的照明条件下都能得到亮度好的显示的优点。作用

本发明的特征在于利用了使用起偏振片的液晶模式，将该液晶模式与亮彩色滤光片进行组合。虽然存在很多使用起偏振片的液晶显示模式，但本发明的目的在于适用于可进行亮黑白显示的液晶显示模式，例如在特公昭51-013666号公报中提出的TN模式、特公平3-50249号公报中提出的相位差片补偿型的STN模式、特开平3-22715号公报中提出的一片起偏振片型的向列液晶模式和特开平6-235920号公报中提出的进行双稳态切换的向列液晶模式等。

使用起偏振片的液晶模式只在存在起偏振片时才除去光的1/2以上。因此，对反射型彩色液晶装置中不使用起偏振片的液晶模式不适用。但是，不使用偏振片的液晶模式，不论是PCGH模式，还是PDLC模式，对比度都较低，因此，例如用红、绿、蓝三种颜色的点构成象素时，为进行绿色显示而使绿点为亮的状态、使蓝和红的象素为暗的状态时，对比度不够，在绿色显示中混入蓝色和红色，色纯度降低。但是，在使用起偏振片的液晶模式中，由于对比度高，所以不产生这样的现象。因此，若显示相同的颜色，使用起偏振片的液晶类型使用色纯度低的彩色滤光片。色纯度低的彩色滤光片即亮的彩色滤光片，所以为亮显示。另外，尤其是PCGH通常显示为黑，所以点之间的区域变黑，对亮度不起作用。从面板法线方向之外的视角方向来的光被色素吸收而与是否使用起偏振片无关，仅得到了比TN模式增加2成左右的亮度。若该大小的亮度有差别，则可以依次用彩色滤光片的色设计容易地进行消除。

在利用应用起偏振片的液晶模式时，另外的一个问题是存在视差。只用一个起偏振片时，能够通过在元件内装入反射片来避免该问题，但在使用两个起偏振片的TN模式和STN模式中则不能避免。关于视差，虽然已经在“发明要解决的问题”部分进行了详细的说明，但有两个问题。一个是色的抵消，另一个是色显示变暗。

颜色抵消的问题主要是入射时通过彩色滤光片的色和出射时通过彩色滤光片的色不同，相互抵消而变得漆黑，所以，白色显示的亮度成为没有视差时的1/3。这样的问题是由于原封不动地使用图78所示的透射型彩色滤光片造成的。若使用亮彩色滤光片，即使通过不同颜色的彩色滤光片，也不变成漆黑。

另外，色显示变暗的问题主要是在显示某单色时，全部的2/3的点变成暗状态，入射时，光的2/3被吸收，出射时，又吸收2/3，只能利用1/9的光。该亮度是没有视差的亮度的1/3。为解决该问题。首先要提高数值孔径。具体地说，采用下述方法：在点外不设置黑色遮光罩，金属布线只在一个方向上的使用MIM，在横方向上布置金属MIM，金属布线使用无用的STN。在这方面，通过进一步减少驱动面积率，使比显示单色时全部面积的2/3还小的面积(例如约1/2)成为暗状态。这样做的话，即使存在视差，也可进行亮色显示。另外，减少驱动面积率后不设置黑色遮光罩的方法使对比度降低，但通过把下侧基片加厚，将把对比度的降低抑制到最小限度。

附图的简单说明

图1表示本发明的实施例1～4、27、29、33中的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图2表示本发明的实施例1中的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的分光特性；

图3表示本发明的实施例2、3、5、23、29、31、32、34、36和40中的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的分光特性；

图4给出了在本发明的实施例3的反射型彩色液晶装置中改变元件基片的厚度时的对比度变化曲线；

图5表示本发明的实施例3中的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的分光特性；

图6表示本发明的实施例5、6、23、27、32和40中的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图7表示本发明的实施例6中的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的分光特性；

图8表示本发明的实施例7、9、24、27、28中的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图9表示本发明的实施例7中的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的分光特性；

图10表示本发明的实施例8、10中的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图11表示本发明的实施例8中的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的分光特性；

图12表示本发明的实施例9、24、25、26中的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的分光特性；

图13表示本发明的实施例10中的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的分光特性。

图14给出了在本发明的实施例10中的反射型彩色液晶装置中改变彩色滤除器的厚度时平均透射率的变化曲线；

图15示出了在本发明的实施例11、12、15中的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图16表示在本发明的实施例11、21、26中的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的分光特性；

图17给出了在本发明的实施例11中的反射型彩色液晶装置中改变设置彩色滤光片的面积的比例时的平均透射率的变化曲线；

图18表示本发明的实施例12、26中的反射型彩色液晶装置的彩色滤除器的分光特性；

图19给出了在本发明的实施例12的反射型彩色液晶装置中改变设置彩色滤光片的面积的比例时的平均透射率的变化曲线；

图20示出了在本发明的实施例13、15中的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图21示出了本发明的实施例14、15中的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图22表示本发明的实施例15的反射型彩色液晶装置的电压反射率特性；

图23表示本发明的实施例的16的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片基片的结构；

图24表示本发明的实施例16的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图25表示本发明的实施例16的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的分光特性；

图26表示本发明的实施例16、17的反射型彩色液晶装置的彩色滤除器的一个点中的平均分光特性；

图27表示本发明的实施例16中所述的比较例中的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片基片的结构；

图28表示本发明的实施例17的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片基片的结构；

图29表示本发明的实施例17的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片分光特性；

图30表示本发明的实施例17的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的分光特性；

图31表示本发明的实施例17的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的分光特性；

图32表示本发明的实施例18的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的配置；

图33表示本发明的实施例21的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图34表示本发明的实施例21的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的配置；

图35表示本发明的实施例21的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的配置；

图36表示本发明的实施例21的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的配置；

图37表示本发明的实施例22的反射型彩色液晶装置的大致结构；

图38表示本发明的实施例23的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的配置；

图39表示本发明的实施例24的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的配置；

图40表示本发明的实施例25的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图41表示本发明的实施例25的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的配置；

图42表示本发明的实施例26的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图43表示本发明的实施例28的反射型彩色液晶装置的MIM元件的布线方法；

图44表示本发明的实施例28提及的比较例中的反射型彩色液晶装置的MIM元件的布线方法；

图45给出了在本发明的实施例29的反射型彩色液晶装置中改变驱动面积时对比度和反射率的变化；

图46用于说明本发明的实施例30的反射型彩色液晶装置的反射片的散射特性；

图47表示本发明的实施例30的反射型彩色液晶装置的反射片的漫反射特性；

图48示出了在本发明的实施例30的反射型彩色液晶装置中改变反射到30度圆锥中的光的比例时的亮度和对比度曲线；

图49表示本发明的实施例31的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图50表示本发明的实施例32、33中的反射型彩色液晶装置的各个轴的关系；

图51示出了在本发明的实施例33的反射型彩色液晶装置中改变液晶的n×d时的白色显示的反射率的变化曲线；

图52表示本发明的实施例34的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图53表示本发明的实施例34、35的反射型彩色液晶装置的各个轴的关系；

图54表示本发明的实施例35的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的分光特性；

图55表示本发明的实施例35的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图56表示本发明的实施例36的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图57表示本发明的实施例36的反射型彩色液晶装置的各个轴的关系；

图58表示本发明的实施例36的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图59表示本发明的实施例37、39的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图60表示本发明的实施例37的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图61表示本发明的实施例37、38的反射型彩色液晶装置的各轴的关系；

图62表示本发明的实施例37的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图63表示本发明的实施例37、38的反射型彩色液晶装置的各轴的关系；

图64表示本发明的实施例37的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图65表示本发明的实施例37的反射型彩色液晶装置的漫反射片的特性；

图66表示本发明的实施例37的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图67表示本发明的实施例37的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图68表示本发明的实施例37的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图69表示本发明的实施例37的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图70表示本发明的实施例38的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图71表示本发明的实施例38的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图72表示本发明的实施例38的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分；

图73表示本发明的实施例39的反射型彩色液晶装置的电压透过率特性；

图74示出了本发明的实施例40的反射型彩色液晶装置的显示法的一个例子；

图75表示使用了本发明的实施例41的反射型彩色液晶装置的电子设备的一个例子；

图76表示使用了本发明的实施例41的反射型彩色液晶装置的电子设备的一个例子；

图77是对反射型彩色液晶装置中特有的视差问题的说明；

图78是现有透射型彩色液晶装置的彩色滤光片的分光特性；

图79是内田龙男等论文(《IEEE会刊：电子器件》，第ED-33卷，第8期，第1207-1211页(1986))的图8中提出的彩色滤光片的分光特性；

图80是三井精一等在论文(《SID 92论文选》(SID 92 DIGEST)，第437-440(1992))的图2中提出的彩色滤光片的分光特性；

图81是在特开平5-241143号公报的图2(a)、图2(b)、图2(c)中提出的彩色滤光片的分光特性。

实施例

下面根据附图说明本发明。(实施例1)

图1示出了有关本发明的第1方面的与反射型彩色液晶装置的结构的主要部分。首先说明结构。101是上侧起偏振片，102是对置基片，103是液晶，104是元件基片，105是下侧起偏振片，106是漫反射片，在对置基片102上设置了彩色滤光片107和对置电极(扫描线)108，在元件基片104上设置了信号线109、象素电极110和MIM元件111。这里，101和102、104和105、105和106是分开描绘的，这是为讲清楚图而做的，它们实际上用糊剂粘接着。另外，虽然将对置基片102和元件基片104的间隔描绘得离开很宽，但由于同样的理由，该间隔实际上只有几μm到几十μm大小。另外，图1为了表示反射型彩色液晶装置的主要部分而只示出了分为3×3的九点的情况，但在本实施例中的点数比这要大，也有达到或超过480×640的3072200个点的情况。

对置电极108和象素电极110由透明ITO形成，信号线109由金属Ta形成。MIM元件由金属Ta和金属Cr夹持绝缘膜Ta205构成。液晶103是90度扭转的向列液晶，上下起偏振片的起偏轴相互正交。这是一般的TN模式的结构。另外，彩色滤光片107由互为补色关系的红(图中用‘R’示出)和青(图中用‘C’示出)两种颜色构成，配置为条纹状。

图2是彩色滤光片107的分光特性。图2的横轴表示光的波长，纵轴表示透过率，201是红色滤光片的光谱，202是青色滤光片的光谱。光谱的测量使用显微分光光度计在对置基片单体上进行，如果存在玻璃基片、透明电极的话，还将加了外敷层和底涂层后的透射率校正为100％。因而，这就是测量彩色滤光片单体的分光特性的方法。下面，彩色滤光片的分光特性全部使用该方法进行测量。另外，权利要求中的透射率定义为用本方法测量的值。红色滤光片和青色滤光片示出了在从450nm到660nm的波长范围内通常有大于30％的透射率。另外，在同一波长范围内的平均透射率对红色滤光片是52％，对青色滤光片是66％。由于是这样非常淡的色调的彩色滤光片，所以虽然本来不表记为红色而表记为粉红色是正确的，但为避免混乱，下面统一表示为纯色。

另外，上述制作的反射型彩色液晶装置在白色显示时的反射率为24％、对比度为1∶15，可进行白、红、青、黑四种颜色显示，红显示色是x＝0.39，y＝0.32，青显示色是x＝0.28、y＝0.31。亮度是现有的反射型单色液晶装置的亮度的六成、对比度相同，具有在通常的室内照明光下或白天室外都能充分地使用的特性。

在从450nm到660nm的波长范围内，使用任一部分的透射率都小于30％的彩色滤光片的反射型彩色液晶装置由于显示较暗而需要特别的照明、或由于失去白色平衡而不能显示白色，由于这两个原因中的任意一个原因，所以，这样的装置不能够胜任常规应用。

虽然在实施例1中采取了在彩色滤光片上设置透明电极的结构，但反之在透明电极上设置彩色滤光片也没有关系。另外，虽然作为有源元件使用MIM元件，但这是从有利于提高数值孔径而考虑的，若数值孔径相同，使用TFT元件也不改变本发明的效果。(实施例2)

图3表示按照本发明的第3方面所述的、与本发明有关的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的分光特性。实数2的结构与图1所示的实数1时相同，包括同样由红色和青色两种颜色构成的彩色滤光片。图3的横轴表示光的波长，纵轴表示透射率，301表示红色滤光片的光谱，302表示青色滤光片的光谱。在从450nm到660nm的波长范围内，任一颜色的彩色滤光片都有大于50％的透射率。另外，同一波长范围内的平均透射率对红色滤光片是71％，对青色滤光片是78％。

该反射型彩色液晶装置在白色显示时的反射率是30％，对比度比是1∶15，可进行红、青、黑四种颜色的显示，红显示色是x＝0.34，y＝0.32，青显示色是x＝0.29、y＝0.31。它的亮度是现有的反射型单色液晶装置的七成多，具有同等的对比度比。

这样，至少一种颜色的彩色滤光片对从450nm到660nm范围内的全部波长的光具有大于50％的透射率，能够在和现有的反射型单色液晶装置大致相同的环境下使用，得到了亮的反射型彩色液晶装置。另外，像本施例那样彩色滤光片由两种颜色构成时，在一方的彩色滤光片对从450nm到660nm范围的全部波长的光有大于50％的透射率时，为得到良好的白色平衡，另一方的彩色滤光片必然同样有大于50％的透射率。但是，在使用超过3种颜色的彩色滤光片时，就没必要那样做。在后面的实施例9中介绍该例。(实施例3)

图1表示与本发明的第2方面有关的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分。图2表示彩色滤光片的分光特性。由于实施例3的结构和实施例1记载的反射型彩色液晶装置基本相同，所以省略各种符号的说明。但是，将液晶103的Δn×d设定为0.42μm。另外，点间距的纵向和横向都是160μm，驱动面积率是75％。

在实施例3中改变下侧基片的厚度。图4示出了改变元件基片104的厚度时的对比度。在图4中，横轴表示元件基片104的厚度，纵轴表示对比度，401是表示实施例3中相对于各元件基片104的厚度的对比度的点的集合，402是表示比较例中相对于各元件基片104的厚度的对比度的点的集合。色显示时的显示色在红色显示时都是x＝0.39、y＝0.32，青色是x＝0.28、y＝0.31附近。

由于驱动面积率是75％，所以在元件基片的厚度为0时，对比度最大也不过取100/(100-75)＝4。但通过使元件基片104的厚度大于200μm，通过视差效应即通过使相邻点的阴影缓和点间的光漏泄，得到了大于1∶15的良好对比度。另外，通过使元件基片的厚度大于700μm，得到更高的对比度。

另外，由于该厚度的最佳值与点间距有密切的关系，所以，可以将“大于200μm”、“大于700μm”的表现做成为“大于纵横方向上较短一方的点间距的1.25倍”和“大于4倍”的表现。(实施例4)

图5表示有关本发明的第3方面所述的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的分光特性。实施例3的结构与图1所示的实施例1的情况相同，包括仍由红色和青色两种颜色构成的彩色滤光片。图5的横轴表示光的波长，纵轴表示透射率，501表示红色滤光片的光谱，502表示青色滤光片的光谱。在从450nm到600nm的范围内，任一颜色的彩色滤光片具有大于60％的透过率。另外，同一范围内的平均透射率对红色滤光片是75％，青色滤光片是80％。

该反射型彩色液晶装置在白色显示时的反射率是31％、对比度为1∶15，可进行白、红、青、黑四种颜色显示，红显示色是x＝0.33、y＝0.33，青显示色为x＝0.30、y＝0.31。它的亮度是现有的反射型单色液晶装置的八成左右，具有相等的对比度比。

这样，对从450nm到660nm的范围内的全部波长的光，任一颜色的彩色滤光片具有大于60％的透射率，即使在液晶装置的整个面上安装触膜键等输入模式，也能无故障地使用，得到了亮度好的反射型彩色液晶装置。但是，如果使用在同一波长范围内平均透射率大于90％的彩色滤光片的话，显示色将变得很淡，颜色的识别变得困难。(实施例5)

图6是与本发明的第9方面有关的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分。首先说明结构。601是上侧起偏振片，602是对置基片，603是液晶，604是元件基片，605是下侧起偏振片，606是漫反射片，在元件基片602上设置了信号线609，彩色滤光片607和对置电极(扫描线)608，在元件基片604上设置了信号线609、象素电极610和MIM元件611。

这里，彩色滤光片7由互为补色关系的红(图中用“R”表示)和青(图中用“C”表示)两种颜色构成，配置成呈镶嵌状地描绘成方格纹。如图1所示，如果将彩色滤光片配置成条状的话，则在上下方向上具有很大的视角特性，在左右方向上视角摇动，交替出现着色的视角和消色的视角。这是由下侧基片(此时为元件基片)的厚度和液晶层与反射片间的距离或彩色滤光片与反射片间的距离引起的现象。如果像图5那样配置成呈镶嵌状地描绘成方格纹的话，由实验确认了使该现象相当缓和的情况。特别是在象素数较少时，色的混合也是好的。由于在镶嵌配置时着色的视角方向和混合色的视角方向相混合，所以考虑将两眼中的至少一个用于看着色。

另外，彩色滤光片具有和实施例2的图3相同的分光特性，它的亮度和对比度比与实施例2相同。另外，这里，虽然列举了镶嵌式配置的例子，但只要是相邻点的颜色不同的配置，三角形配置及其他配置也是有效的。(实施例6)

图7示出了与本发明的第3方面所述的发明有关的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的分光特性，实施例2的结构与图6所示的实施例5相同，包括由绿和紫红色两种颜色取代红和青构成的彩色滤光片。图7的横轴表示光的波长，纵轴表示透射率，701表示绿色滤光片的光谱，702表示紫红色滤除器的光谱。在从450nm到660nm的波长范围内，任一颜色的彩色滤除器都有大于50％的透射率。另外，在同样波长范围内的平均透射率对绿色滤除器是76％，对紫色滤光片是78％。

该反射型彩色液晶装置在白色显示时的反射率是31％，对比度是1∶17，可显示白、绿、紫红和黑四种颜色，绿显示色是x＝0.31、y＝0.35，紫红显示色是x＝0.32、y＝0.29。它的亮度大约是先有的反射型单色液晶装置亮度的八成，具有同等的对比度比。

作为互为补色关系的两种颜色，虽然在红与青、绿与紫红色之外还考虑了蓝和黄的组合，但前两个那样的发出红色系统的颜色在装饰方面更好一些。(实施例7)

图8示出了与本发明的第7方面所述的发明有关的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分。首先说明结构。801是上侧偏振光，802是对置基片，803是液晶，804是元件基片，805是下侧起偏振片，806是漫反射片，在对置基片802上设置了彩色滤光片807和对置电极(扫描线)808，在元件基片804上设置了信号线809、象素电极810和MIM元件811。出于抑制照明光闪耀的目的，在上侧起偏振片上进行了弱的抗眩光处理。

这里，彩色滤光片807由红(图中用“R”表示)、绿(图中用“G”表示)和蓝(图中用“B”表示)三种颜色构成，配置成图中的镶嵌状。

图9表示出了彩色滤光片807的分光特性，图9的横轴表示光的波长，纵轴表示透射率，901表示红色滤光片的光谱，902表示绿色滤光片的光谱，903表示蓝色滤光片的光谱。在从450nm660nm的波长范围内，任一颜色的彩色滤光片都有大于50％的透射率。另外，在相同的波长范围内的平均透射率对红色滤光片是74％，对绿色滤光片是75％，对蓝色滤光片是63％。

以上那样制作的反射型彩色液晶装置在白色显示时的反射率是28％，对比度比为1∶14，可进行全色显示，红显示色为x＝0.39、y＝0.32，绿显示色是x＝0.31、y＝0.35；蓝显示色为x＝0.29、y＝0.27。它的亮度大约是现有的反射型单色液晶装置的七成，具有同等的对比度比，具有不需要特别的照明而能欣赏可视图象的特性。(实施例8)

图10示出了与本发明的第3方面或第4方面所述的发明有关的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分。首先说明结构，1001是上侧起偏振片，1002是元件基片，1003是液晶，1004是对置基片，1005是下侧起偏振片，1006是漫反射片，在对置基片1004上设置了对置电极(扫描线)1011和彩色滤光片1010，在元件基片1002上设置了信号线1007、MIM元件1008和象素电极1009。彩色滤光片1010是颜料分散型的，由红(图中用“R”表示)、绿(图中用“C”表示)和蓝(图中用“B”表示)三种颜色构成。

图11示出了彩色滤光片1010的分光特性。图11的横轴表示光的波长，纵轴表示透射率，1101是红色滤光片的光谱，1102是绿色滤光片的光谱，1103是蓝色滤光片的光谱。1101、1102、1103分别是上述3种色的浅色的彩色滤光片，用这样的彩色滤光片显示的图象很淡。特别是红和蓝的视感度低，希望进行颜色判断。因此，不管怎样变化颜色，都使用在更广的波长范围内透射光的亮彩色滤光片。

使用色纯度低的红色滤光片取代红色滤光片，能将某些桔红色显示成高亮度的红色。1111表示该滤光片的光谱。对波长从570nm到660nm范围内的光，该滤光片的特征在于至少具有大于70％的透射率，最好是具有大于75％的透射率。使用色纯度低的蓝色滤光片取代蓝色滤光片，可将某些青色显示成高亮度的蓝色。1113示出了该滤光片的光谱。对波长从450nm到520nm范围的光，该滤光片至少具有大于70％的透射率，最好是具有大于75％的透射率。但是，若使用这样的彩色滤光片的话，则有白色显示成蓝或红的倾向。使用上述彩色滤光片时，希望对色纯度更高的绿色滤光片进行组合来调整色平衡。1112示出了色钝度高的绿色滤光片的一个例子。该滤除器对波长从510nm到590nm范围内的光具有大于70％的透射率。(实施例9)

图12表示本发明的第3方面、第4方面或第5方面所述的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的分光特性。实施例9的结构与图8所示的实施例7的情况相同，也备有由红、绿、蓝3色构成的彩色滤色片。图12的横轴表示光的波长，纵轴表示透射率，1201表示红色滤光片的光谱，1202表示绿色滤光片的光谱，1203表示蓝色滤光片的光谱。这里，只有绿色滤光片在从450nm到660nm的波长范围内具有大于50％的透射率。另外，红色滤光片对从450nm到660nm的范围内的波长的光的最小透射率比蓝色滤光片、绿色滤光片的小很多。通过使用这样的红色滤光片，鲜艳地显示出了最惹人注目的明晰的粉红色，另外，在通过使红色变浓来进行补偿的目的中，使蓝色滤光片的光谱1203接近于青色。因此，亮的着色变小，能显示白色。

以上那样制作的反射型彩色液晶装置在白色显示时的反射率为26％，对比度比为1∶3，可进行全色显示，红显示色是x＝0.41、y＝0.30，绿显示色是x＝0.31、y＝0.36，蓝显示色是x＝0.26、y＝0.28。它的亮度大约是现有的反射型单色液晶装置的七成，具有同等的对比度比。为了特别强调红色，色再现性不太好。因此，与可视图象显示相比，更适用于便携式信息设备等的显示。(实施例10)

图10示出了有关本发明的第3方面所述的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分。说明结构。1001是上侧起偏振片，1002是元件基片，1003是液晶，1004是对置基片，1005是下侧起偏振片，1006是漫反射片，在对置基片1004上设置了对置电极(扫描线)1011和彩色滤光片1010，在元件基片1002上设置了信号线1007、MIM元件1008和象素电极1009。彩色滤光片1010是颜料分散型的，由红(图中用“R”表示)、绿(图中用“C”表示)和蓝(图中用“B”表示)三种颜色构成。

图13表示彩色滤光片1010的分光特性。图13的横轴表示光的波长，纵轴表示透射率，1301和1311表示红色滤光片的光谱，1302和1312表示绿色滤光片的光谱，1303和1313表示蓝色滤光片的光谱。另外，在1301和1311、1302和1312、1303和1313的各个彩色滤除器的材料相同，厚度不同，都是前者为0.8μm，后者为0.2μm。对从450nm到660nm的波长范围内的光，红色滤光片的平均透射率在厚度为0.8μm时为28％，在厚度为0.2μm时为74％。另外，绿色滤除器的平均透射率在厚度为0.8μm时为33％，在厚度为0.2μm时为75％。蓝色滤光片的平均透射率在厚度为0.8μm时为30％，在厚度为0.2μm时为74％。

图14是给出了改变彩色滤光片的厚度时的平均透射率的曲线图。图中，1401是蓝色滤光片，1402是绿色滤光片，1403是红色滤光片。对任意的彩色滤光片来说，存在着彩色滤光片越薄、平均透射率越高的倾向。在透射型中所用的通常的颜料分散型彩色滤光片的厚度为0.8μm左右，但在使用这样的彩色滤除器时，除非是在室外的直射日光下或进行聚光灯之类的特殊照明，否则不能进行判断，只能进行暗的显示。在厚度小于0.23μm即任一彩色滤光片的平均透射率大于70％时，在照度为1000勒克斯大小的较亮的室内例如在荧光台灯照明的办公桌的环境下，得到了能够舒适地使用的亮度。在厚度小于0.18μm即任一彩色滤光片的平均透射率大于75％时，而使在照度为200勒克斯大小的通常的室内照明灯下也得到了能充分使用的亮度。另外，在厚度大于0.8μm即任一彩色滤光片的平均透射率小于90％时，能以能够清晰地辨识颜色的程度显示。这样，希望将颜料分散型彩色滤光片的厚度设置为小于0.23μm，最好是小于0.18μm而大于0.08μm。(实施例11)

图15表示与本发明的第6方面所述的发明有关的反射型彩色液晶装置的结构的重要部分。首先说明结构。1501是上侧起偏振片，1502是元件基片，1503是液晶，1504是对置基片，1505是下侧起偏振片，1506是漫反射片，在对置基片1504上设置了对置电极(扫描线)1511和彩色滤光片1510，在元件基片1502上设置了信号线1507、MIM元件1508和象素电极1509。另外，一个点中的可进行光调制的区域是元件基片上的凹型形状的ITO与对置基体上的长方形的ITO重合的区域，在对置基片ITO上用虚线表示其轮廓(与一部分彩色滤光片重合而不可见，希望参考示出同样轮廓的图20)。

由透明ITO形成对置电极1511和象素电极1509，由金属Ta形成信号线1507。MIM元件由金属Ta和金属Cr夹住绝缘膜Ta205构成。液晶1503是具有90度扭转的向列液晶，选择液晶的Δn和元件间隔Δd，以使液晶元件的Δn×d为1.34μm。上下的起偏振片配置为使其吸收轴与相邻基片的摩擦轴平行。它是最亮着色少的TN模式的结构。彩色滤光片由互为补色关系的红(图中用“R”表示)和青(图中用“C”表示)两种颜色构成，只设置在可进行光调制的区域的一部分上。

图16是表示彩色滤光片1510的分光特性。图16的横轴表示光的波长，纵轴表示透射率，1601表示红色滤光片的光谱，1602表示青色滤除器的光谱。在从450nm到660nm的波长范围中，对透射率简单平均后的平均透射率对红色滤光片是30％，对青色滤光片是58％。但这是在整个面上设置彩色滤光片的情况，只在部分上设置时，将可进行光调制的区域中的平均值称作平均透射率。

图17是改变在可进行光调制区域中设置彩色滤光片的面积比例、求取此时的平均透射率所得的结果。1701是设有红色滤光片的点的平均透射率，1702是设有青色滤光片的点的平均透射率。

在彩色滤光片的面积率为100％即在整个面上设有彩色滤光片时，只有在室外的直射日光下或进行聚光灯的特殊照明时才能判断显示，否则很暗。在彩色滤光片的面积率小于45％即任一彩色滤光片的平均透射率大于70％时，在照度为1000勒克斯大小的较亮的室内，例如用荧光台灯照明的办公桌的环境下，得到了能够舒适地使用的亮度。在彩色滤光片的面积率小于35％即任一彩色滤光片的平均透射率大于75％时，即使在照度为200勒克斯大小的通常的室内照明灯下，也得到了足可使用的亮度。另外，在彩色滤光片的面积率大于15％即任一彩色滤光片的平均透射率小于90％时，能以可辨别红和青的程度进行显示。在彩色滤光片的面积率大于25％即任一彩色滤光片的平均透射率小于90％时，以能够清晰地识别颜色的程度进行显示。另外，在使用任一彩色滤光片时，得到了大于1∶15的高对比度比。

实施例11所用的彩色滤光片除使用青色这点外，与通常的透射型所用的彩色滤光片的分光特性相同，亮度相同。希望将这样的彩色滤光片设置在小于可进行光调制的区域的45％、最好是35％而大于15％最好是25％的面积上。

在实施例1中，作为有源元件使用MIM元件，但这是因为较有利于提高数值孔径，如果取相同的数值孔径，则使用TFT元件时，本发明的效果也不改变。(实施例12)

实施例12也是与本发明的第6方面所述的发明有关的反射型彩色液晶装置。它的结构与图15所示的实施例11的反射型彩色液晶装置相同，但彩色滤光片的特性不同。

图18表示实施例2中所用的彩色滤光片的分光特性。图18的横轴表示光的波长，纵轴表示透射率，1801表示红色滤光片的光谱，1802表示青色滤光片的光谱。红色滤光片的平均透射率是41％，青色滤光片的平均透射率是62％。作为没有颜料的分散性等问题、能够使用现有工序制造的彩色滤光片，该亮度是最大的。

图19是改变在可进行光调制的区域中设置彩色滤光片的面积的比例、求取此时的平均透射率的结果。1901是设有红色滤光片的点处的平均透射率，1902是设有青色滤光片的点处的平均透射率。

在彩色滤光片的面积率为100％即在整个面上设置彩色滤光片时，如果不在室外直射的日光下或进行聚光灯的特殊照明的话，则显示较暗，不能判断。在彩色滤光片的面积率小于50％，即任一彩色滤光片的平均透射率大于70％时，在照度为1000勒克斯大小的较亮室内例如用荧光台灯照明的办公桌环境下，得到了能够舒适地使用的亮度。在彩色滤光片的面积率小于40％即任一彩色滤光片的平均透射率大于75％时，即使在照度为200勒克斯大小的通常的室内照明灯下也得到了足以使用的亮度。另外，在彩色滤光片的面积率大于15％即任一彩色滤光片的平均透射率小于90％时，能够以可辨别红和青的程度进行显示。在彩色滤光片的面积率大于25％即任一彩色滤光片的平均透射率小于90％时，以能够清晰地辨别颜色的程度进行显示。另外，在使用任一彩色滤光片时，得到了大于1∶15的高对比度比。

实施例12所用的彩色滤光片比通常的透射层中所用的彩色滤光片亮得多。希望将这样的彩色滤光片设置在小于可进行光调制的区域的50％最好是40％而大于15％最好是大于25％的面积上。(实施例13)

图20是与本发明的第6方面所述的发明有关的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分。对结构进行说明。2001是上侧起偏振片，2002是元件基片，2003是液晶，2004是对置基片，2005是下侧起偏振片，2006是漫反射片，在对置基片2004上设置对置电极(扫描线)2011和彩色滤光片2010，在元件基片2002上设置信号线2007、MIM元件2008和象素电极2009。另外，一个点中可进行光调制的区域是使元件基片上的凹状ITO和对置基片上的长方形ITO重合的区域，在对置基片的ITO上用虚线示出了其轮廓。

彩色滤光片2010由互为补色关系的红(图中用“R”表示)和青(图中用“C”表示)两种颜色构成，设置在可进行光调制区的正中央。希望配置成在各个彩色滤光片的周围没有其他彩色滤光片。这样配置时，可进行混色少的显示。因为通常在彩色滤光片和反射片间存在着至少相当于对置基片的厚度的距离，所以通过红色滤光片入射的光通过青色滤光片进行出射或者相反虽然也导致产生杂色，但采取上述配置时减少了其发生概率。(实施例14)

图21示出了与本发明的第6方面所述的发明有关的彩色液晶装置的结构的主要部分。对结构进行说明。2001是上侧起偏振片，2102是元件基片。2103是液晶，2104是对置基片，2105是下侧起偏振片，2106是漫反射片，在对置基片2104上设置对置电极(扫描线)2112和彩色滤光片2111，在元件基片2102上设置信号线2107、MIM元件2108和象素电极2109。

彩色滤光片的2111由互为补色关系的红(图中用“R”表示)和青(图中用“C”表示)两种颜色构成，各个可进行光调制的区域分成五个区域，配置成方格纹状。只在一部分点中设置彩色滤光片，没有彩色滤光片的部分变白，容易耀眼，但分割配置成这样小的区域具有混合色好的优点。分割数为2也可以，分成三部分以上时效果更好。

另外，在覆有扫描线的位置上设置了黑色遮光罩2110(图中用“BK”表示)。该黑色掩模在图21中配置在对置基片2104的上侧、元件基片2102的下侧时，防反射效果尤其有效。另外，并不特意用黑色，可以用红、青或其组合代替。(实施例15)

实施例5是与本发明的第6方面所述的发明有关的反射型彩色液晶装置。但是，它的结构和图15所示的实施例12的反射型彩色液晶装置、图20所示的实施例13记载的反射型彩色液晶装置以及图21所示的实施例14记载的反射型彩色液晶装置的相同。

它的特征在于在电极和液晶间的位置上设置了彩色滤光片这一点。一般地说，为了向液晶上有效地施加电压，多在电极和基片间的位置上设置彩色滤光片。然而，通过像本实施例那样地进行配置，得到了两个新的效果。一个是视角的扩大。另一个是中间色调的色纯度的提高。

图22示出了本发明的实施例15的反射型彩色液晶装置的电压反射率特性。横轴表示实际施加到液晶上的电压，纵轴表示没有施加电压时标准化成100％的反射率。2201是在可进行光调制的区域中没有设置彩色滤光片的区域的特性，2202是设置彩色滤光片的区域的特性。为降低容量分割导致的电压下降，2202的电压反射率特性比2201的还陡。换言之，设有彩色滤除器的区域比未设彩色滤光片的区域更难以在液晶上施加电压。这样，与一个象素中的电压有关，存在两个不同的区域，因此，利用特开平2-12号公报和特开平4-348323号公报公开的效果(一般称为“中间色调模式”)，改善了视角特性。另外，在中间色调显示状态，设置彩色滤除器的区域的反射率通常变高，具有颜色变浓显示的效果。(实施例16)

图23示出了与本发明的第7方面所述的发明有关的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片基片的结构。(a)是正视图，(b)是剖面图。首先，对结构进行说明。(a)中的虚线所围的长方形区域2304表示一个点。2309是玻璃基片，2301是红色滤光片，2303是绿色滤光片，2302是蓝色滤光片，2305是点间间隔，影线区2308是丙烯，2307是保护膜，2306是ITO透明电极。

图25示出了这里所用的彩色滤光片的分光特性。图25的横轴表示光的波长，纵轴表示透射率，2501表示蓝色滤光片的光谱，2502表示绿色滤除器的光谱，2503表示红色滤光片的光谱。但这是彩色滤光片形成面积为100％时的特性。在图23的一个点2304内，面积率为50％形成了具有这样的分光特性的彩色滤光片。这样，在一个点内平均，得到了图26所示的分光特性。图26的横轴表示光的波长，纵轴表示透射率，2601表示蓝色滤光片的光谱，2602表示绿色滤光片的光谱，2603表示红色滤光片的光谱。

另外，在图23的未形成彩色滤光片的部分形成了和彩色滤光片厚度相同的丙烯2308。此时的彩色滤光片2301、2302、2303和丙烯2308的厚度都约为0.2μm。另外，没有形成在通常的透射型彩色液晶装置中使用的点之间等构成的遮光膜(黑色条纹)，在点之间的间隔2305处形成了丙烯透明层2308。另外，在彩色滤光片上顺序形成保护膜2307、ITO电极2306和用于使液晶定向的定向膜，与MIM(金属-绝缘膜-金属)有源矩阵基片重合，就构成了液晶装置。此时的液晶模式采用了TN型。

图24示出了实施例16中的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分。2402是元件基片，2403是对置基片，2406是MIM元件，2407是一个点的显示电极，2408是扫描线，2401是上起偏振片，2409是部分形成的红色滤光片，2410是部分形成的绿色滤光片，2411是部分形成的蓝色滤光片，2412是丙烯，2413是信号电极，2304是下偏振片，2405是铝反射片。

在使用了在一个点中只由50％面积率形成彩色滤光片的基片的反射型彩色液晶装置中，形成彩色滤光片部分和未形成彩色滤光片部分的高低差使液晶的定向紊乱，对比度为1∶8，与此不同，使用在未形成彩色滤光片的部分上形成和彩色滤光片相同厚度的丙烯的基片的反射型彩色液晶装置可进行液晶定向不紊乱的高质量显示。此时的对比度为1∶20。图27示出了在未形成彩色滤除器的部分上没形成丙烯透明层时的彩色滤光片的结构。(a)是正视图，(b)是剖面图。2707是玻璃基片，2701是部分形成的红色滤光片，2703是部分形成的绿色滤光片，2702是部分形成的蓝色滤光片，2706是保护膜，2704是一个点，2705是象素间间隔。从(b)的剖面图可知，在彩色滤光片表面上存在凹凸的表面状态下，液晶定向紊乱。

在本实施例中，虽然用的是彩色滤光片基片和MIM基片的组合，但也可使用TFT基片和TFD(薄膜二极管)基片。另外，在本实施例中是对有源阵列反射型彩色液晶装置所做的说明，但本发明也能适用于简单阵列反射型彩色液晶装置。像STN模式那样基片表面的凹凸对液晶定向有很大影响时，本发明更有效。另外，在本实施例中，虽然在彩色滤光片配置中采用“镶嵌式配置”，但也可以采用《93最新液晶处理技术》(プレスジヤ-ナル编)第321页所述的“三角形配置”和“条纹状配置”。(实施例17)

图28示出了与本发明的第7方面所述的发明有关的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片基片的结构。(a)是正视图，(b)是剖面图。首先说明结构。(a)的虚线所围的长方形区域2804表示一个点。2808是玻璃基片，2807是ITO电极，2801是红色滤光片，2803是绿色滤除器，2802是蓝色滤光片，影线区2806是丙烯。

图29示出了这里所用的彩色滤光片的分光特性。图29的横轴表示光的波长，纵轴表示透射率，2901表示蓝色滤光片的光谱，2902表示绿色滤除器的光谱，2903表示红色滤光片的光谱。但这是彩色滤光片形成面积为100％时的特性。在图28的一个点内，在面积率为30％时形成了具有这样的分光特性的彩色滤光片。据此，在一个点内求平均，得到了图26所示的分光特性。

另外，在图28的未形成彩色滤光片部分中形成了和彩色滤光片同等厚度的丙烯2807。此时，彩色滤光片和丙烯的厚度约为0.8m，没有形成在通常的透射型彩色液晶装置中使用的点间等构成的遮光膜(黑色条纹)，在点间也形成了丙烯2807透明层。进而，形成用于对液晶进行定向的定向膜，使其与TFT基片重合，构成液晶装置。此时的液晶模式采用TN模式，分别在玻璃基片外侧粘贴起偏振片，并在与观察面相反的一侧配置银反射片。

在使用了在一个点中只由30％面积率形成彩色滤光片的基片的反射型彩色液晶装置中，形成彩色滤光片的部分和未形成彩色滤光片的部分的高低差使液晶的定向紊乱，对比度为1∶5，与此不同，使用在未形成彩色滤光片的部分上形成了和彩色滤光片具有相同厚度的丙烯的基片的反射型彩色液晶装置可进行液晶定向不紊乱的高质量显示。此时的对比度是1∶18。

在本实施例中，虽然用的是彩色滤光片基片和TFT基片的组合，但也可使用MIM基片和TFD基片。另外，在本实施例中是对有源阵列反射型彩色液晶装置进行的说明，但也适用于简单阵列反射型彩色液晶装置。像STN模式那样基片表面的凹凸对液晶定向有很大影响时，本发明更有效。

在实施例16和实施例17中，虽然在彩色滤光片中使用了红绿蓝三原色，但也可以用图30所示的青3001和红3002、图31所示的紫红3101和绿3102或黄和蓝那样的互为补色关系的两种颜色的彩色滤光片。(实施例18)

虽然在实施例16和实施例17中是在一个点的正中央部分上部分地形成彩色滤光片，但用图32(a)、图32(b)所示的配置来形成也可以。(a)是一点3201的上半部分或下半部分形成彩色滤光片的区域3202，另半部分是没有形成彩色滤光片的区域3203。(b)是一个点的3201的右半部分或左半部分形成彩色滤光片的区域3202，另半部分是未形成彩色滤光片的区域3203。另外，如图32的(c)(d)所示，将一个点分割成两部分以上，可将一部分作为形成彩色滤光片的区域3202，将另一部分作为没有形成彩色滤光片的区域3203。使用这样的各种型式的彩色滤光片，能够同样实现高质量的反射型彩色液晶装置。(实施例19)

在实施例16中，改变彩色滤光片和透明层的高低差时的特性变化如表1所示。随着高低差变小，图象质量。对比度一起增加。若高低差小于0.5μm，则得到了大于1∶10的对比度，进而，若高低差小于0.1μm，则得到了大于1∶15的对比度。(实施例20)

在实施例16及实施例17中，虽然使用丙烯将彩色滤光片的形成部分和未形成部分的高低差部分埋设在透明层中，但即使使用聚酰亚胺也能实现高图象质量的反射型彩色液晶装置。另外，同样，透明层使用聚乙烯醇也能实现高图象质量的反射型彩色液晶装置。将其结果制成表2。与没有透明层时相比，提高了图象质量和对比度。

还有，在实施例16和实施例17中，虽然在反射片中使用普通的铝反射片和银反射片，但也可以用A.G.Chen等发表的全息照相术反射片(SID’95 DIGEST，第176-179页)。(实施例21)

图33是与本发明的第8方面所述的发明有关的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分。说明结构。3301是上侧起偏振片，3302是元件基片，3303是液晶，3304是对置基片，3305是下侧起偏振片，3306是漫反射片，在对置基片3304上设置对置电极(扫描线)3311和彩色滤除器3310，在元件基片3302上设置信号线3307、MIM元件3308和象素电极3309。

彩色滤光片3310由互为补色关系的红(图中用“R”表示)和青(图中用“C”表示)两种颜色构成，在一部分点中设置彩色滤光片。这里所用的彩色滤光片和实施例1相同，图16示出了其分光特性。

图34示出了从图38的上方看到的彩色滤光片的配置的形状。图中的“R”表示设有红色滤光片的点，“C”表示设有青色滤光片的点，“W”表示没有白色滤光片的点。在全部点的1/3的点中设置红色滤光片，在1/3的点中设置青色滤光片，在剩余的点中设置彩色滤光片。图34的(a)(b)(c)(d)分别示出了显示为白、黑、青、黑时的导通点和截止点的分布。加了影线的点是导通点即暗的状态，没加影线的点是截止点即亮的状态。进行这样的显示时，由于在全部点的2/3的点中可进行颜色显示，所以可进行比通常更亮的显示。另外，在用颜色显示中间色调时，若主要调整没有彩色滤光片的点的亮度，则具有总能显示鲜艳的颜色的优点。例如在显示暗红色时，可以使设有红色滤光片的点全部截止、使设有青色滤光片的点全部导通、使没设置彩色滤光片的点半导通。

图35示出了其他的颜色滤光片的配置情况。在全部点的1/4的点中设置红色滤除器，在1/4的点中设置青色滤光片，在剩下的1/2的点中设置彩色滤光片。图35的(a)(b)(c)(d)分别示出了显示为白、红、青、黑时的导通点和截止点的分布。进行这样的显示时，由于用全部点中的3/4的点进行颜色显示，所以，可得到比图35的颜色滤光片配置还亮的显示。

作为另一例，图36示出了使用红绿蓝三种颜色的彩色滤光片时的配置。图中的“R”表示设有红色滤光片的点，“G”表示设有绿色滤光片的点，“B”表示设有蓝色滤光片的点，“W”表示没有彩色滤光片的点。在全部点中的1/6的点中设有红色滤光片，在1/6的点中设有绿色滤光片，在1/6的点中设有蓝色滤光片，在剩下的1/2的点中设有彩色滤光片。另外，图36的(a)(b)(c)(d)分别示出了显示白、红、绿、蓝时的导通点和截止点的分布。进行这样的显示时，由于用全部点中的4/6的点进行颜色显示，所以，可进行亮显示。

另外，可以是在全部点中的1/4的点中设置红色滤光片、在1/4的点中设置绿色滤光片、在1/4的点中设置蓝色滤光片、在剩下的1/4中设置彩色滤光片的结构。如果进行这样的显示的话，由于用全部点中的1/2的点进行彩色显示，所以，可进行亮显示。(实施例22)

图37示出了与本发明的第10方面所述的发明有关的反射型彩色液晶装置的构造的概略图，(a)是正视图，(b)是剖面图。说明结构。3701是框壳，3702是上侧起偏振片，3703是上侧基片，3704的影线区是彩色滤光片，3705是下侧基片，3706是带有反射片的起偏振片。由于图较复杂，所以省去了透明电极、非线性元件、信号线和导向膜等。3711是驱动显示区，3712是有效显示区，3713是设有彩色滤光片的区域。(b)是横剖的剖面图，但纵剖的剖面图和(b)相同。“驱动显示区”和“有效显示区”在日本电子机械工业会标准(EIAJ)的ED-2511A中分别定义为“液晶显示设备中具有显示功能的区域”和“使驱动显示区和与其相连的图象有效的区域”。就是说，驱动显示区是指能够向液晶上施加电压的区域，有效显示区是指没隐在框壳中的全部液晶面板区。

实施例22的特征在于设置彩色滤光片的区域3713与有效显示区3712相同或比其还大。利用这样的结构，实施例22的反射型彩色液晶装置具有能看到亮显示的优点。通常，在透射型彩色显示中，只在驱动显示中设置彩色滤光片，在其外侧的区域用金属或树脂设置黑色遮光罩。可是，在反射型彩色显示中，由于金属的黑色遮光罩晃眼而不能使用。另外，由于树脂的黑色遮光罩没有在原来的彩色滤光片中设置黑色滤光片，所以成本提高。在驱动显示区的外侧什么也没设置时，外侧变亮，相对而言，驱动显示区变暗。在驱动显示区的外侧设置和内侧相同的彩色滤光片，最好是同一型号，使显示明亮可见是有效的。(实施例23)

在透射型彩色液晶装置中，一般在点外设置黑色掩模，但在反射型彩色液晶装置中设置黑色遮光罩时，在得到高对比度的另一面，显示变得特别暗。特别是在TN模式和STN模式那样的不能回避视差的液晶模式中，由于在光入射和出射时由黑色遮光罩进行两次吸收，所以亮度具有与数值孔径的平方大致成正比的性质。因此，在反射型彩色液晶装置中不能设置黑色遮光罩，但如果在点外也没设置光吸收体的话，对比度将明显降低，不可取。在本发明的第11方面所述的发明中，在点外也没设置黑色遮光罩，取而代之的是设置了具有与点内的区域同等程度或比其小的吸收的彩色滤光片。

图38示出了与本发明的第11方面所述的发明有关的反射型彩色装置的彩色滤光片的配置。基本结构和彩色滤光片的分光特性与实施例5的图6所示相同，但关注点外的区域中的彩色滤光片的配置办法。在图38中，3801所示的“横凸”状区域是使对置电极和象素电极重叠、向液晶施加电场的区域，相当于第11方面所述的点。加有从右上到左下的斜影线的区域3802是青色滤光片，加有交叉影线的区域3803是红色滤光片。

在图38(a)中，将红色滤光片配置为与青色滤光片在点外紧密相连。在图38(b)中，在点外设置滤光片，相互离开配置。在图38(c)中，在点外配置红色滤光片。在任一点外的区域中，有和点内程度相等或比其小但不为零的吸收，所以，得到了亮的对比度高的显示、各自的特性是：(a)在白色显示、反射率为30％，对比度比为1∶15，(b)在反射率为33％时，对比度比为1∶13，(c)在29％时为1∶16。(实施例24)

图39示出了与本发明的第11方面所述的发明有关的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的配置。基本结构及彩色滤光片的分光特性与实施例9的图8和图12相同，但关注点外的区域中的彩色滤光片的配置。在图38中，3901所示的“横凸”状区域是使对置电极和象素电极重合、向液晶施加电场的区域，相当于第11方面所述的点。加有从左上到右下的斜阴影线的区域3902是蓝色滤光片，加有从右上到左下的斜阴影线的区域3903是绿色滤除器，加有交叉影线的区域3904是红色滤光片。

在图39(a)中，在点外配置三种颜色的滤光片，相互离开。离开的距离预计设定为制作彩色滤光片时的最大定位偏移。即，图39(b)是产生估计的最大定位偏移时的彩色滤光片的配置，但此时不同颜色的彩色滤光片并不相互重合。由于彩色滤光片重合与存在黑色遮光罩大致同义，所以，要尽可能回避这种情况。通过以上那样地配置彩色滤光片，得到了明亮的、对比度高的反射型彩色显示。(实施例25)

图40示出了与本发明的第11方面所述的发明有关的反射型彩色液晶装置的主要部分。首先说明结构。4001是上侧起偏振片，4002是对置基片，4003是液晶，4004是元件基片，4005是下侧起偏振片，4006是漫反射片，在对置基片4002上设置彩色滤光片4007和对置电极(扫描线)4008，在元件基片4004上设置信号线4009、象素电极4010和MIM元件4011。该彩色滤光片是PC等数据显示的普通带状排列。彩色滤光片的分光特性和实施例9的图12相同。

图41示出了与本发明的第11方面所述的发明有关的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的配置。在图41中，4001所示的“横凸”状区域是使对置电极和象素电极重合、在液晶上施加电场的区域，与第11方面所述的点相当。施加了从左上到右下的斜影线的区域4102是蓝色滤光片，施加了从右上到左下的斜影线的区域4103是绿色滤光片，施加了交叉影线的区域4104是红色滤光片。

在图41(a)中，在点外也设置了三色滤光片，配置成上下连续、左右相互分离。离开的距离预计设定为制作彩色滤光片时的最大定位偏移。即，图41(b)是产生估计的最大定位偏移时的彩色滤光片的配置，但此时不同颜色的彩色滤光片并不相互重合。通过以上那样地配置彩色滤光片，得到了亮度好、对比度高的反射型彩色显示。(实施例26)

图42示出了与本发明的第12方面有关的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分的剖面图。对结构进行说明。4201是上侧起偏振片，4202是元素基片，4203是液晶，4204是对置基片，4205是下侧起偏振片，4206是漫反射片，在元素基片4202上设置信号线4207和象素电极4208，在对置基片4204上设置对置电极(扫描线)4209。虽未在剖面图中示出，但信号线和象素电极通过MIM元件相连。另外，在对置基片4204的反射片一侧的表面上设置红色滤光片4210、绿色滤光片4211、蓝色滤光片4212。

彩色滤光片的分光特性具有这样的特性：如果设置在点的整个面上，特性就如图12所示；如果在点的一部分上设置，与其比例相对应，特性如图16和图18所示。

这样，通过在基片的外侧设置彩色滤光片，能够使用价廉的彩色滤光片。该彩色滤光片设置在其他薄膜上时，可以随后进行粘接。特别是通过只在点的一部分中设置彩色滤光片，具有安装边界扩大、视角大的优点。(实施例27)

实施例27是与本发明的第13方面有关的反射型彩色液晶装置，其结构与实施例1的图1、实施例6的图6、实施例7的图8相同。它的特征在于，在位于反射片一侧的基片104、604、804上设置MIM元件111、611和811。通过这样的配置，与其不同的结构即在基片102、602、802上设置MIM元件的情况相比，减少了有害的表面反射，得到了高对比度。其原因有三：一是决定于信号线109、609、809和MIM元件的反射被彩色滤光片107、607、807吸收了一部分，二是信号线具有在金属Ta上使自身与金属Cr重合的结构，Cr比Ta的反射率小，三是通过反射光使液晶层103、603、803利用双折射干涉产生吸收。(实施例28)

实施例28是与本发明的第14方面有关的反射型彩色液晶装置，它的整体结构例如与实施例7的图8相同。其特征在于MIM的布线方法。

图43示出了实施例28中的反射型彩色液晶装置的MIM元件的布线方法。4301是信号线，4302是MIM元件，4303是象素电极。由于象素电极与各个对置基片的红、绿、蓝的彩色滤光片对应，所以在象素电极上用“R”“G”“B”示出了对应关系。

图43的各点都具有纵长的形状，由横向并列的三个点形成一个正方形象素。这是比微机用的数据显示还好的结构。此时，信号线与点的短边平行即在横的方向上布线。这样布线时，具有布线数减少、数值孔径提高的效果。这里，数值孔径是占有除去金属等不透明部分外的区域的比例。

将其与现有的结构进行比较。图44示出了使用现有的MIM元件的(透过型)彩色液晶装置的布线方法。4401是信号线，4402是MIM元件，4403是象素电极。点间距与图43相同，点呈纵长的形状，信号线与点的长边平行，即在纵的方向上布线。这样布线时，布线数是图43时的三倍，数值孔径小。以前这样布线的原因有两个，一是因为在横向较长的面板上，沿纵向布线的方法使距离变短，另一个是若设置黑色遮光罩，则不论是纵向视线还是横向配线，数值孔径都不变化。

这样，数值孔径变高，显示变亮。关于数值孔径对亮度的影响，特别是在有视差的反射型结构中数值孔径对亮度的显著影响已经在实施例23到25中进行了详细说明。(实施例29)

图45示出了与本发明的第15方面有关的反射型彩色液晶装置的特性。采取与实施例2相同的结构，示出了驱动面积率从50％到100％变化时的驱动面积率与对比度以及驱动面积率与反射率的关系。这里，驱动面积率定义为驱动液晶的区域在除去象素中的金属布线和MIM等不透明部分的区域中所占的比例。横轴表示驱动面积百分比，纵轴表示对比度和反射率，4501是本实施例的对比度，4502是比较例的对比度，4503是本实施例青色显示时的反射率，4504是比较例的青色显示时的反射率。

若驱动面积率大于60％，则得到了大于1∶5的良好的对比度。若驱动面积率小于85％，则得到了在青色显示时大于23％的良好的亮度。(实施例30)

在反射型彩色液晶装置中，漫反射片的特性在很大程度上决定了亮度、对比度和视角特性。在漫反射片上，存在着从镜面那样的漫反射性弱的漫反射到如纸那样的漫射性强的漫反射多种漫反射。根据周围环境进行选择，在向着反射型彩色液晶装置的方向上，重视亮度和对比度，希望选择漫反射性弱的漫反射片。

图46和图47示出了与本发明的第16方面所述的发明有关的反射型彩色液晶装置的反射片的特性。在图46中，4604是漫反射片。4601是与漫反射片表面成45°角入射的光，4602是它的正反射光，4603是以正反射为中心的30度圆锥。图47的横轴表示反射光的受光角，纵轴表示相对反射强度。实数30的反射片具有将约95％的入射光反射到图46的30°圆锥中的特性。在小于80％时，在通常的室内环境的物品上得到了大于1∶10的对比度比。

为参考起见，在图48中示出了计算机模拟的结果。图的横轴表示反射到图46所示的30度圆锥中的光的比例，图的纵轴表示亮度和对比度比。假设光源中是积分球那样的全漫反射白色光，计算沿基片的法线方向反射的光。亮度是将标准白色片的亮度作为100％。由该模拟结果可知，反射到30度圆锥中的光的比例越多即反射片的漫反射度越弱，能得到明亮度的高对比度的显示。但是，在将比入射光的95％还多的光反射到30度圆锥中那样的反射片上，由实验确认了视角特性显著减少、不能实用。(实施例31)

图49示出了与本发明的第17方面所述的发明有关的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分。首先说明结构。4901是上侧偏光片，4902是对置基片，4903是液晶，4904是元件基片，4905是下侧起偏振片，4906是半透射反射片，4912是背照光，在对置基片4902上设置彩色滤光片4907和对置电极(扫描线)4908，在元件基片4904上设置信号线4909、象素电极4910和MIM元件4911。彩色滤光片具有与实施例2的图3相同的分光特性。

由于半透射反射片的反射率是通常的漫反射片的七成左右，所以，在不点亮后照光的反射型中使用时，白色显示时的反射率约为24％。另一方面，在点亮了后照光的透射型中，透射率约为22％，即使是表面辉度为400cd/m²的单色用后照光，也得到了足够的亮度。另外，在图3所示的彩色滤除器的特性中，按道理用透射显示颜色不太够，但如果使用半透射反射片的话，即使是透射型，也具有能用周围光的反射提高色纯度的效果。

希望半透射反射片反射入射光的80％以上，得到亮度好的显示。在透射型中使用时，一定成为暗的显示，但追求透射型的亮度时，往往容易成为透射显示和反射显示都不满足的结果。透射型如果在暗处勉强能看到，则能得到容易被市场接受的良好的显示器。(实施例32)

实施例32是与本发明的第18方面所述的发明有关的反射型彩色液晶装置有关的实施例，其基本结构和彩色滤光片的分光特性与实施例5的图6和图3相同。它的特征在于TN模式的元件条件最适用于反射型彩色液晶装置。

图50表示实施例32中的反射型彩色液晶装置的各轴的关系。5021是液晶面板的左右方向(纵方向)，5001是上侧起偏振片的透射轴方向，5002是位于上侧的对置基片的摩擦方向，5003是位于下侧的元件基片的摩擦方向，5004是下侧起偏振片的透射轴方向。这里，将对置基片的摩擦方向和液晶面板的左右方向所成的角度5011设定为45°，将上侧起偏振片的透射轴方向和对置基片的摩擦方向所成的角度5012设定为90°，将液晶的扭转角5013设定为右90°，将下侧偏振光的透射轴方向与元件基片的摩擦方向所成的角度5014设定为90°。这样配置时，在施加电压时，从观察者一侧(即图的下侧)看出，液晶层中心的分子上升，与TN液晶的视角特性相匹配，可得到高对比度、看不到阴影的显示。起偏振片的透射轴与相邻基片的摩擦方向正交的配置(所谓O模式)与平行配置(所谓E模式)相比，视角方向导致的颜色变化减少，更为理想。

另外，将液晶材料的双折射率Δn取为0.189、使元件间隔为7.1μm，将液晶元件的Δn×d设定为1.34μm。在施加非选择电压时的最亮着色少的条件中，当Δn×d＜1.30μm时，存在显示色变得特别蓝的问题，当Δn×d＞1.40μm时，存在显示变暗的问题，不太理想。(实施例33)

实施例33涉及与本发明的第19方面所述的发明有关的反射型彩色液晶装置，它的基本结构与实施例2的图1相同。它的特征在于，TN模式的元件条件最适用于反射型彩色液晶装置。

图50示出了实施例33中的反射型彩色液晶装置的各个轴的关系。5201是液晶面板的左右方向(纵方向)，5001是上侧起偏振片的透射轴方向，5002是位于上侧的对置基片的摩擦方向，5003是位于下侧的元件基片的摩擦方向，5004是下侧起偏振片的透射轴方向。这里，将对置基片的摩擦方向和液晶面板的左右方向所成的角度5011设定为45°，将上侧偏振片的透射轴方向与对置基片的摩擦方向所成的角度5012设定为90°，将液晶的扭转角5013设定为右90°，将下侧起偏振片的透射轴方向与元件基片的摩擦方向所成的角度5014设定为90°。这样配置时，在施加电压时，从观察者一侧(即图的下侧)看去，液晶层中心的分子上升，与TN液晶的视角特性相匹配，可得到高对比度、看不到阴影的显示。起偏振片的通过轴与相邻基片的摩擦方向正交的配置(所谓0模式)与平行配置(所谓E模式)相比，视角方向导致颜色变化减少，更为理想。

这里，液晶材料的双折射率Δn取为0.084。改变晶粒间距，制作出Δn×d不同的面板。

图51示出了Δn×d和白色显示时的反射率的关系。5101表示相对可实施例的各Δn×d的反射率，5102示出了相对于比较例的各个Δn×d的反射率。在测量时，利用积分球，使来自全方位的光均匀地入射进行测量。反射率将标准白色片取为100％。根据图51，Δn×d越大，视角越窄，降低了斜射的入射光的利用效率，因此，以显示变暗的状态被读取。因此，为得到亮度好的显示，最好利用Δn×d小即所谓快速最小化条件。但快速最小化条件存在显示着色大的缺点。因此，在先有的反射型单色液晶装置中利用了实施例32那样的Δn×d大的条件。但是，在反射型彩色液晶装置中，能够通过调整彩色滤光片来校正少量的着色。在实施例33中使在长波长一侧具有高透射率那样地调整彩色滤光片，无论Δn×d如何，白色都接近于无色，得到了着色基本上不变化的显示。

虽然Δn×d为0.42μ时显示了最高的反射率，但与其附近的Δn×d对应的反射率如下所示。

这样，Δn×d在大于0.34μm、小于0.52μm时得到了亮度好的显示。

Δn×d小于0.40μm时，视角变宽，所以得到了亮度好的显示，但另一方面，正面方向的亮度较低，在点光源下较暗，所以希望Δn×d大于0.40μm。另外，通过使Δn×d小于0.48μm，可以没有极端大的染色，因此，Δn×d小于0.49μm为好。最好Δn×d是得到最大亮度的0.42μm。(实施例34)

图52示出了与本发明的第20方面所述的发明有关的反射型彩色液晶装置的主要部分。首先说明结构。5201是上侧起偏振片，5202是相位差薄膜，5203是上侧基片，5204是液晶，5205是下侧基片。5206是下侧起偏振片，5207是漫反射片，在上侧基片5203上设置彩色滤除器5208和扫描电极5209，在下侧基片5205上设置信号电极5210。相位差薄膜5202是聚碳酸酯的单轴延伸薄膜，表示正的相位差。另外，彩色滤光片具有和实施例2的图3相同的分光特性。

图53示出了图34中的反射型彩色液晶装置的各个轴的关系。5321是液晶面板的左右方向(纵方向)。5301是上侧起偏振片的透射轴方向，5302是上侧基片的摩擦方向，5303是下侧基片的摩擦方向，5304是下侧起偏振片的透射轴方向，5305是相位差薄膜的延伸方向。这里，将上侧基片的摩擦方向和液晶面板的左右方向所成的角度5311设定为30°，将上侧起偏振片的透射轴方向与相位差薄膜的延伸方向所成的角度5314设定为54°，将相位差薄膜的延伸方向和上侧基片的摩擦方向所成的角度5315设定为80°，将液晶的扭转角5312设定为左240°，将下侧起偏振片的透过轴方向和下侧基片的摩擦方向所成的角度5313设定为43°。这样配置时，在施加电压时，从观察者一侧(即图的下侧)看去，该液晶层中心的分子上升，与视角特性相匹配，可得到高对比度、看不到阴影的显示。

这是在特开平3-50249号公报中提出的相位差片补偿型的STN模式，其特征在于，用简单的阵列就能够得到直到占空比为1/480的多级驱动。尽管使用和实数2相同的彩色滤光片，但数值孔径只在不要信号线和MIM元件的部分才变高，白色显示时的反射率为33％，可得到非常亮的显示。另外，对比度为1∶8，比较低，增加了一片进行颜色补偿的相位差薄膜，根据特开平6-348230号公报中公开的方法进行多行同时选择驱动，这样，能够以与包括MIM元件时的同等的对比度来显示相同的颜色。(实施例35)

图55是与本发明的第20方面所述的发明有关的反射型彩色液晶装置的结构的主要部分。首先说明结构。5501是上侧起偏振片，5502是相位差薄膜，5503是上侧基片，5504是液晶，5505是下侧基片，5506是下侧起偏振片，5507是漫反射片，在上侧基片5503上设置彩色滤除器5508和扫描电极5509，在下侧基片5505上设置信号电极5510。相位差薄膜5502是聚碳酸酯的单轴延伸薄膜，有正的587nm的相位差。液晶的Δn和元件间距的积Δn×d为0.85μm。

图53示出了实施例35中的反射型彩色液晶装置的各个轴的关系。5321是液晶面板的左右方向(纵方向)，5301上是侧起偏振片的透射轴方向，5302是上侧基片的摩擦方向，5303是下侧基片的摩擦方向，5304是下侧起偏振片的透射轴方向，5305是相位差薄膜的延伸方向。这里，将上侧基片的摩擦方向和液晶面板的左右方向所成的角度5311设定为30°，将上侧起偏振片的透射轴方向与相位差薄膜的延伸方向所成的角度5314设定为38°，将相位差滤光片的延伸方向和上侧基片的摩擦方向所成的角度5315设定为92°，将液晶的扭转角5312设定为左240°，将下侧起偏振片的透射轴方向和下侧基片的摩擦方向所成的角度5313设定为50°

图54示出了实施例53中的反射型彩色液晶装置的彩色滤光片的分光特性。图54的横轴表示光的波长，纵轴表示透射率，5401示出了红色滤光片的光谱，5402示出了绿色滤光片的光谱，5403示出了蓝色滤光片的光谱。该彩色滤光片特性是从上述液晶装置中除去了彩色滤光片时的截断状态的分光特性5411，所以最适于取白色平衡。这里，绿色滤光片和蓝色滤光片在从450nm到660nm的波长范围具有大于50％的透射率。另外，与蓝色滤光片和绿色滤光片相比，红色滤光片对从450nm到660nm范围的波长的光的最小透射率明显减少。这样，通过使用红色滤光片，可得到最引人注目的红色和鲜明的显示。另外，通过将红加浓来达到补偿目的，使蓝色滤光片的光谱5403接近于青色。

这是在特开平3-50249号公报中提出的相位差片补偿型的STN模式，其特征在于，用简单的阵列就能够得到直到占空比为1/480的多级驱动。但现有的相位差补偿型STN模式所谓能进行黑白显示，只不过是只能显示青色很重的白色。而实施例35的反射型彩色液晶装置通过将彩色滤光片最优化，变得能比先前均匀地接近于中性的白色进行显示。尽管使用和实施例9的特性相近的彩色滤光片，但数值孔径只在不要信号线和MIM元件的部分才变高，白色显示时的反射率为29％，可进行非常亮的显示。(实施例36)

图56示出了与本发明的第21方面所述的发明有关的反射型彩色液晶装置的主要部分。首先说明结构。5601是上侧起偏振片，5602是对置基片，5603是液晶，5604是元件基片，在对置基片5602上设置彩色滤光片5605和对置电极(扫描线)5606，在元件基片5604上设置信号线5607、漫反射片兼象素电极5608和MIM元件5609。漫反射片兼象素电极在金属铝的溅射膜的表面上使用机械的和化学的方法制作凹凸。彩色滤光片具有和实施例2的图3相同的分光特性。

图57示出了实施例36中的反射型彩色液晶装置的各轴的关系。5721是液晶面板的左右方向(纵方向)，5701是上侧起偏振片的透射轴方向，5702是上侧基片的摩擦方向，5703是下侧基片的摩擦方向。这里，将上侧起偏振片的摩擦方向与上侧基片的摩擦方向所成的角度5711设定为62°，将上侧起偏振片的透射轴方向与上侧基片的摩擦方向所成的角度5712设定为94°，将液晶的扭转角度5713设定为右56°。这样配置时，在施加电压时，从观察者一侧(即图的下侧)看去，该液晶层中心的分子上升，与视角特性相匹配，可得到高对比度的显示。

这是在特开平3-233715号公报中提出的一片起偏振片型的向列液晶模式，由于不使用下侧起偏振片就能得到高对比度的黑白显示，所以具有能在与液晶相接的位置上设置漫反射片的特征。

该反射型彩色液晶装置在白色显示时的反射率为30％，对比度比为1∶10，可进行白、红、青、黑四种颜色显示，红显示色是x＝0.38、y＝0.31，青显示色是x＝0.28、y＝0.32。在该显示中不产生阴影，视角依存性极小。另外，由于例如通过红色滤光片入射的光必然通过红色滤光片出射，所以，不产生颜色混浊，能进行亮度好、颜色纯度高的显示。

在上述实施例中使用MIM元件，但也可使用TFT元件来代替它。图58示出了采用TFT元件制作与本发明的第21方面所述的发明有关的反射型彩色液晶装置时的结构的主要部分。首先说明结构。5801是上侧起偏振片，5802是对置基片，5803是液晶，5804是元件基片，在对置基片5802上设置彩色滤光片5805和对置电极(公共电极)5806，在元件基片5804上设置栅极信号线5807、源极信号线5808、TFT元件5809和漫反射片兼象素电极5810。在MIM元件的情况下只在上下方向上进行金属布线，但在TFT元件中，由于在上下方向和左右方向上进行金属布线，所以，数值孔径降低。幸好该实施例37中不需要下侧起偏振片。使用TFT元件时，在元件和信号线层上设置绝缘膜，在其上改设象素电极兼反射片，可以采取通过接触孔连接二者的方法。(实施例37)

实施例37涉及与本发明的第22方面所述的反射型彩色液晶装置，但先介绍与反射型单色液晶装置有关的六个例子，其中任何一个都通过附加彩色滤光片做为反射型彩色液晶装置使用。(第一例)

图59是第一例中的反射型液晶装置的剖面图。首先说明结构。5901是漫反射片，5902是上侧起偏振片，5903是上侧基片，5904是上侧电极，5905是液晶，5906是下侧电极，5907是下侧基片，5908是下侧起偏振片，5909是镜面反射片。液晶5905是在元件中扭转90°、使起偏振片5902和5908的吸收轴与邻近界面的液晶5的滞相轴一致的TN模式。液晶5905的厚度d和双折射率Δn的积Δn×d为0.48μm。

上述结构的反射型彩色液晶装置在室内沿基片法线方向进行白色显示时的亮度是25％，对比度是1∶15，在吊灯的正反射方向上的白色显示的亮度是45％，对比度是1∶12。即使在正反射方向上，在漫反射片之后也有散射的效果，吊灯的映射不包括在内，得到了高对比度。

这样，有效地利用了具有足够的对比度的正反射方向的光，所以得到了更亮的显示。(第二例)

图60是第二例中的反射型装置1～3的剖面图。6001是漫反射片，6002是上侧起偏振片，6003是上侧基片，6004是上侧电极，6005是液晶，6006是下侧电极，6007是下侧基片，60089是镜面反射片。

图61示出了第二例中的反射型液晶装置1～3的起偏振片等的轴的方向。6101是上侧偏振光6002的透射轴方向，6103是上侧基片6003的摩擦方向，6103是下侧基片6007的摩擦方向，6104是上侧偏振片6002的透射轴方向6101和水平面所成的角度θ1，6105是上侧基片6003的摩擦方向6102和水平面所成的角度θ2，6106是下侧基片6007的摩擦方向6103和水平面所成的角度θ3。角度以反时针旋转为正，用-180°度到180度来表示。

图62是第二例中的反射型液晶装置4～6的剖面图。6201是漫反射片，6202是上侧起偏振片，6203是相位差片，6204是上侧基片，6205是上侧电极。6206是液晶，6207是下侧电极，6208是下侧基片，6209是镜面反射片。

图63示出了第二例中的反射型液晶装置4～6的起偏振片等的轴的方向。6301是上侧起偏振片6202的透射轴方向，6302是相位差片6203的滞相轴方向，6303是上侧基片6204的摩擦方向，6304是下侧基片6208的摩擦方向，6305是上侧起偏振片6202的透射轴方向6301与水平面所成的角度θ1，6306是上侧基片6204的摩擦方向6303与水平面所成的角度θ2，6307是下侧基片6208的摩擦方向的6304与水平面所成的角度θ3，6308是相位差片6203的滞相轴方向6302与水平面所成的角度θ4。

这些角度条件、液晶元件的Δn×d与相位差片的相位差的值示于下表。图中的Δn×d和相位差的单位是μm。

这些特性如下表所示。

与第一例相同，得到了对比度足够高的、亮度好的显示。(第一例、第二例的比较例)

图64是比较例中的反射型液晶装置的剖面图。6401是上侧起偏振片，6402是上侧基片，6403是上侧电极，6404是液晶，6405是下侧电极。6406是下侧基片，6407是下侧起偏振片，6408是漫反射片。与第一例相同，液晶6404是在元件中扭转90度使起偏振片6401和6407的吸收轴与相邻界面的液晶5的滞相轴一致的TN模式。液晶6404的厚度d和双折射率Δn的积Δn×d为0.48μm。

上述结构的反射型彩色液晶装置在室内沿基片法线方向进行白色显示时的亮度是28％，对比度是1∶15，但由于在正反射方向上的吊灯的映照，显示的亮度为62％，对比度为1∶12，不能实用。(第三例)

图65是第三例中的反射型液晶装置的漫反射片的特性。图65中，6501是漫反射片，6502是入射光，6503是正反射光，6504是以正反射光6503为中心的10度圆锥。第三例的漫反射片6501将入射光的5％散射到10度圆锥6503中。

具有以上特性的漫反射片中如下得到：如《信息学技术杂志》(信学技报)EID95-146中那样地通过混入具有因媒体而异的折射率的粒子制作前方漫反射，在表面上设置微小的凹凸调整后方漫反射。该漫反射光大于10％时，光源的映射变大，对比度降低，反之，该反射光小于0.5％时，容易使显示的模糊变大。

本实施例的结构和第一例的图59所示的结构相同，液晶5905是在单元内扭转90°使起偏振片5902和5908的吸收轴与相邻界面的液晶5905的滞相轴一致的TN模式。液晶5905的厚度d和双折射率Δn的乘积Δn×d为0.48μm。

上述构成的反射型液晶装置在室内的基片法线方向上进行白色显示时的亮度是26％，对比度是1∶15，在吊灯的正反射方向上的白色显示的亮度是43％，对比度是1∶13。(第四例)

第三例的图65所示的漫反射片适用于第二例的图60、图62的结构。

图61、图63所示的各轴的方向、液晶的Δn×d和相位差与第二例相同地进行设定。其特性如下表所示。

与实施例1相同，得到了对比度足够高、亮度好的显示。(第5例)

图66是第五例中的反射型液晶装置的剖面图。首先说明结构。6601是漫反射片，6602是上侧起偏振片，6603是上侧基片，6604是上侧电极，6605是液晶，6606是下侧起偏振片，6607是下侧电极兼镜面反射片，6608是下侧基片。液晶6605是在元件内扭转90度使起偏振片6602、6606的吸收轴与相邻界面的液晶5的滞相轴一致的TN模式。液晶6605的厚度d和双折射率Δn的积Δn×d为0.48μm。在下侧电极上蒸镀铝，起偏振片在聚酰亚胺定向膜上涂敷含有黑色二色性色素的液晶高分子溶液，进行定向。使用和第三例相同的漫反射片。

如上构成的反射型彩色液晶装置在室内沿基片法线方向进行白色显示时的亮度是28％，对比度是1∶18，在吊灯的正反射方向上的白色显示的亮度是44％，对比度是1∶16。(第六例)

图67是第六例的反射型液晶装置1～3的剖面图。6701是漫反射片，6702是上侧起偏振片，6703是上侧基片，6704是上侧电极，6705是液晶，6706是下侧电极兼镜面反射片，6707是下侧基片。

图61示出了第六例的反射型液晶装置1～3的起偏振片等的轴的方向。6101是上侧起偏振片6002的透射轴方向，6103是上侧基片6003的摩擦方向，6103是下侧基片6007的摩擦方向，6104是上侧起偏振片6002的透射轴方向6101与水平面所成的角度θ1，6105是上侧基片6003的摩擦方向6102与水平面所成的角度θ2，6106是下侧基片6007的摩擦方向6103与水平面所成的角度θ3。

图68是第六例的反射型液晶装置4～6的剖面图。6801是漫反射片，6802是上侧起偏振片，6803是相位差片，6804是上侧基片，6805是上侧电极，6806是液晶，6807是下侧电极兼镜面反射片，6808是下侧基片。

图63示出了第六例中的反射型液晶装置4～6的起偏振片等的轴的方向。6301是上侧起偏振片6202的透射轴方向，6302是相位差片6203的滞相轴方向，6303是上侧基片6204的摩擦方向，6304是下侧基片6208的摩擦方向，6305是上侧起偏振片6202的透射轴方向6301与水平面所成的角度θ1，6306是上侧基片6204的摩擦方向6303与水平面所成的角度θ2，6307是下侧基片6208的摩擦方向6304与水平面所成的角度θ3，6308是相位差片6203的滞相轴方向6302与水平面所成的角度θ4。

角度、液晶的Δn×d、相位差片的相位差条件与第二例中所示的表4相同。使用和第三例相同的漫反射片。

如上构成的反射液晶显示元件的特性示于下表。

得到了对比度足够高、亮度好的显示。

通过附加任一彩色滤光片，以上所示的六种反射型单色液晶装置都可以作为反射型彩色液晶装置使用，下面示出了它的一个例子。

图69示出了与本发明的第22方面所述的发明有关的反射型彩色液晶装置的主要部分。6901是漫反射片，6902是上侧起偏振片，6903是相位差片，6904是上侧基片，6905是液晶，6906是下侧基片，6907是对置电极(扫描线)，6908是信号线，6909是象素电极兼镜面反射片，6910是MIM元件，6911是彩色滤光片。象素和象素的间距在与信号线正交和平行方向上都是160μm，信号线的宽度是10μm，信号线与象素电极的间距是10μm，相邻象素电极和象素电极的间距是10μm。

图63示出了起偏振片等的轴的方向。6301是上侧起偏振片6202的透过轴方向，6302是相位差片6203的滞相轴方向，6303是上侧基片6204的摩擦方向，6304是下侧基片6208的摩擦方向，6305是上侧起偏振片6202的透射轴方向6301与水平面所成的角度θ1，6306是上侧基片6204的摩擦方向6303与水平面所成的角度θ2，6307是下侧基片6208的摩擦方向6304与水平面所成的角度θ3，6308是相位差片6203的滞相轴方向6302与水平面所成的角度θ4。

将液晶6905的Δn×d设定为0.33μm，θ1设定为-82度，θ2设定为-74度，θ3设定为74度，θ4设定为9度，相位差片6903的相位差设定为0.31μm，在信号线6908上也进行与象素电极兼镜面反射片6909相同的定向处理。

使所用和第三例相同的漫反射片。在彩色滤光片6911中使用平均透射率为75％的青(图中为C)和红(图中为R)的彩色滤光片。

如上构成的反射型彩色液晶装置在室内沿基片法线方向进行白色显示的亮度是30％，对比度是1∶15，在吊灯的正反射方向上的白色显示的亮度是51％，对比度是1∶12。红显示色为x＝0.39、y＝0.32，青显示色为x＝0.28、y＝0.31。是能够充分地识别颜色、亮度好的显示。(实施例38)

实施例38涉及与本发明的第23方面所述的发明有关的反射型彩色液晶装置，首先介绍与反射型单色液晶装置有关的两个例子。这两个例子任一个都可以通过附加彩色滤光片作为反射型彩色液晶装置使用。(第一例)

图70示出了第一例中的反射型液晶装置的主要部分。7001是漫反射片，7002是上例起偏振片，7003是上侧基片，7004是液晶，7005是下侧基片，7006是下侧起偏振片，7007是镜面反射片，7008是对置电极(扫描线)，7009是信号线，7010是象素电极，7011是MIM元件。液晶7004是在元件中扭转90度使起偏振片7002和7006的吸收轴与相邻界面的液晶7004的滞相轴一致的TN模式。液晶7004的厚度Δd和双折射率Δn的乘积Δn×d为0.48μn。使用和实施例37的第三例相同的漫反射片。

象素和象素的间距在与信号线正交和平行的方向上都是160μm，信号线的宽度是10μm，信号线和象素电极的间距是10μm，相邻象素电极和象素电极的间距是10μm。

在如上构成的反射型液晶装置中，在信号线7009上及对置电极7008的象素单元之外的区域配置进行了象素电极7010的区域相同的摩擦处理的液晶，在室内沿基片法线方向进行白色显示时的亮度是23％，对比度是1∶15，在吊灯的正反射方向上的白色显示的亮度是43％，对比度是1∶11。

但是，由于金属电极上和象素电极的ITO的涂敷性不同，所以即使涂敷了定向膜也多会受到责备。此时，即没有在信号线7009上进行定向处理时，在室内沿基片法线方向进行白色显示时的亮度是19％，对比度是1∶14，在吊灯的正反射方向上的白色显示的亮度是40％，对比度是1∶11。

在任何情况下都能得到高对比度和非常亮的显示，但通过在金属布线上进行定向处理能得到更亮的显示。(第二例)

图71示出了第一例中的反射型液晶装置1～3的主要部分。7101是漫反射片，7102是上侧起偏振片，7103是上侧基片，7104是液晶，7105是下侧基片，7106是镜面反射片，7107是对置电极(扫描线)，7108是信号线，7109是象素电极，7110是MIM元件。象素和象素的间距在与信号线正交和平行的方向上都是160μm，信号线的宽度是10μm，信号线和象素电极的间距是10μm，相邻象素电极和象素电极的间距是10μm。

图61示出了第二例中的反射型液晶装置1～3的起偏振片等的轴的方向。6101是上侧起偏振片6002的透射轴方向，6103是上侧基片6003的摩擦方向，6103是下侧基片6007的摩擦方向，6104是上侧偏振片6002的透射轴方向6101与水平面所成的角度θ1，6105是上侧基片6003的摩擦方向6102与水平面所成的角度θ2，6106是下侧基片6007的摩擦方向6103与水平面所成的角度θ3。

图72示出了第二例的反射型液晶装置2～4的主要部分。7201是散射片，7202是相位差片，7203是上侧起偏振片，7204是上侧基片，7205是液晶，7206是下侧基片，7207是镜面反射片，7208是对置电极(扫描线)，7209是信号线，7210是象素电极，7211是MIM元件。象素和象素的间距在与信号线正交和平行的方向上都是160μm，信号线的宽度是10μm，信号线和象素电极的间距是10μm，相邻象素电极和象素电极的间距为10μm。

图63示出了第二例的反射型液晶装置4～6的起偏振片等的轴的方向。6301是上侧偏片6202的透射轴方向，6302是相位差片6203的滞相轴方向，6303是上侧基片6204摩擦方向，6304是下侧基片6208的摩擦方向，6305是上侧起偏振片6202的通过轴方向6301与水平面所成的角度θ1，6306是上侧基片6204的摩擦方向6303与水平面所成的角度θ2，6307是下侧基片6208的摩擦方向6304与水平面所成的角度θ3，6308是相位差片6203的滞相轴方向6302与水平面所成的角度θ4。

使用和实施例37的第三例相同的漫反射片。

在如上构成的反射型液晶装置中，1和2是在象素单元之外的区域进行了定向处理的装置，3和4是在象素单元进行了定向处理的装置。

液晶7205的Δn×d、起偏振片等的角度和相位差片的相位差示于下表。

另外，其特征示于下表。

在任一例中，都得到了高对比度的亮的显示，但通过在象素单元之外的区域进行定向处理，得到了更亮的显示。(实施例39)

实施例39涉及与本发明的第24方面所述的发明有关的反射型彩色液晶装置，先介绍与反射型单色液晶装置有关的例子。它通过附加彩色滤光片能够作为反射型彩色液晶装置使用。

图38是与本发明的第24方面所述的发明有关的反射型液晶装置1、2的剖面图。首先说明结构。5901是漫反射片，5902是上侧起偏振片，5903是上侧基片，5904是上侧电极，5905是液晶，5906是下侧电极，5907是下侧基片，5908是下侧起偏振片，5909是镜面反射片。液晶5905是在元件内扭转90°，1是使起偏振片5902、5908的吸收轴和邻接界面的液晶5905的滞相轴一致的TN模式，2是使起偏振片5902的吸收轴、5908的吸收轴分别和邻接界面的液晶5905的滞相轴一致的TN模式。液晶5905的厚度d和双折射率Δn的积Δn×d为0.48μm。

使用和实施例37的第三例相同的漫反射片。

图73示出了与本发明的第24方面所述的发明有关的反射型液晶装置的电压透过率特性。这里，7301是透射率相对于1的电压的变化形态。7302是透射率相对于2的电压的变化形态。1是通常为白的显示，2是通常为黑的显示。

如上构成的反射型装置的1在室内沿基片法线方向进行白色显示时的亮度为25％，对比度为1∶15，在吊灯的正反射方向上的白色显示的亮度是45％，对比度是1∶12。2在室内沿基片法线方向进行白色显示时的亮度为23％，对比度为1∶15，在吊灯的正反射方向上的白色显示的亮度是42％，对比度是1∶13。

虽然二者都能得到足够的对比度和亮的显示，但通常白的模式得到了更亮的显示。这是因为象素外的区域对亮度有作用，还因为具有容易透射从斜方向入射的光的视角特性。(实施例40)

在上面的实施例1-39的反射型彩色液晶装置中进行显示时，产生现有的透射型彩色液晶装置中存在的问题。就是单独一个点不能充分地产生颜色，显示颜色需要占用一定宽的区域显示同一种颜色。这是由于彩色滤除器的颜色淡、液晶层和反射片间存在距离(实施例36～99除外)及相邻点的颜色容易混合等原因造成的。

因此，与在白底上显示红字使用的情况相比，在白底上显示黑字使其背景的一部分变红使用、即如同标识器那样使用比较理想。可是，单独一个象素不足以产生色彩，反过来说，若是彩色液晶装置也能够容易地进行黑白显示。

实施例40是与第25方面所述的发明有关的反射型彩色液晶装置，其特征在于由一个点构成象素。所谓象素是指能够实现显示所必需的功能的最小单位。在通常的彩色液晶装置中，一个象素由红、绿、蓝各一个点共三个点构成。因此，为进行480×640个象素的VGA的显示，需要480×640×3个点。在使用青和红二色彩色滤光片时，需要480×640×2个点。可是，实施例40既是彩色液晶装置，又能够用480×640个象素进行VGA显示。

实施例40的结构例如和实施例5相同，平常进行显示时使用下述的方法。由于图74示出了一个例子，就按该图来说明。该图图示了16×48个象素。(a)示出了彩色滤光片的配置，红(用“R”表示)和青(用“C”表示)呈镶嵌状排列。另外，(b)和(c)示出了导通点和截止点的分布。由于导通点是暗显示，所以用影线表示。(b)的显示是不管彩色滤光片的配置而使“LCD”的形状导通的显示，如前所述，由于该反射型彩色液晶装置的单独一个点不足以产生颜色，可见能显示白底黑字的“LCD”。因此，能以VGA的分辨率进行黑白显示，另一方面，由于(c)的显示是只使(b)的背景的青色点导通的显示，所以看到了在红字中显示黑色的“LCD”。这样，占用10个点或更多点的大面积来显示同一颜色，显示颜色成为可能。

这样，除作为标识器使用的方法外，例如在显示地图信息时，因为只着色特定的路线，所以，道路宽可以是几个点。另外，由于微机画面的图象等也有一定大小的面积，所以可进行彩色显示。(实施例41)

采用了上面的实施例1～40的反射型彩色液晶装置作为电子设备的显示器。

图75示出了与第26方面有关的电子设备的一个例子。这就是所谓个人数字式助理(PDA)中的便携信息终端的一种。7501是反射型彩色液晶装置，在其前面安装了笔输入用的板。在PDA用显示器中使用现有的反射型单色液晶装置或透射型彩色液晶装置。通过用反射型彩色液晶装置替换它们，与前者相比，利用彩色显示具有信息量飞跃地增多的优点，但与后者相比，前者具有电池寿命长和小型轻量化的优点。

图76示出了与第27方面所述的发明有关的电子设备的一个例子。这就是所谓的数字普通照像机。2601是反射型彩色液晶装置，安装成可相对于主体改变它的角度。另外，虽然没有图示，但透镜位于该反射型彩色液晶装置安装部分的里侧。在数字普通照像机用的显示器中利用了现有的透射型彩色液晶装置。通过将它换成反射型彩色液晶装置，电池寿命的长期化和小型化自不必说，还极大地提高了在直射日光下的可辨性。因为透射型彩色液晶装置限制后照光的亮度，所以在直射日光下的表面反射变大，看不清楚。但在反射型彩色液晶装置的情况下，周围光越亮，显示也就越亮。为有效地利用周围光，使液晶装置的角度可变是有效的。

反射型彩色液晶装置除上述电子设备外，还能应用于膝上型电脑、小型笔记本电脑、笔记本电脑、手提式终端、模动盘编码器、液晶电视、游戏机、电子记事薄、便携电话和无线传呼机等重视便携性的各种电子设备中。

工业上的可利用性

如上所述，根据本发明，通过使用利用TN和STN的起偏振片的液晶显示模式，将其与亮的彩色滤光片进行组合，提供了能比原来显示更亮更鲜艳的颜色的反射型彩色液晶装置，还能提供使用该液晶装置的电子设备。

                                表1

彩色滤光片和透明层的高低差	1.0μm	0.5μm	0.3μm	0.1μm	0.05μm
						图象质量	×	○	○	◎	◎
对比度	1∶5.2	1∶10.4	1∶14.0	1∶15.4	1∶19.2

      图象质量：×-非常不好Δ-不好○-好◎-非常好

                              表2

透明层	无	丙烯	聚酰亚胺	聚乙烯醇
					对比度	1∶8.1	1∶20.2	1∶19.6	1∶17.9
图象质量	×	◎	◎	◎

     图象质量：×-非常不好Δ-不好○-好◎-非常好

表3

	Δn×d(μm)	反射率(％)
			比较例	0.30	20.8
0.32	22.2
		0.34		23.2
实施例	0.36				23.7
		0.38	24.1
	0.40			24.3
		0.42	24.3
	0.44			24.2
		0.46	24.0
	0.48			23.9
		0.50	23.5
	比较例			0.52	23.2
0.54		22.9
			0.56	22.7

【表4】

编号	Δn×d	θ1	θ2	θ3	θ4	相位差	扭转方向
								1	0.40	32.5	-67.5	67.5			右45度
2	0.64	32.0	-68.0	68.0			右45度
								3	0.80	-22.5	-37.5	37.5			左255度
4	0.33	-82.0	-74.0	74.0	9.0	0.31	右32度
								5	0.45	27.5	-67.5	67.5	27.5	0.65	右45度
6	0.70	-8.0	-30.0	30.0	70.0	0.35	左240度

表5

编号	基片法线方向		正反射方向
					反射率(％)	对比度	反射率(％)	对比度
	1	29	1∶12	50					1∶10
2					27	1∶13	48	1∶11
	3	27	1∶06	49					1∶04
4					30	1∶15	52	1∶12
	5	27	1∶15	48					1∶12
6					29	1∶08	50	1∶06

表6

编号	基片法线方向		正反射方向
					反射率(％)	对比度	反射率(％)	对比度
	1	30	1∶12	49					1∶10
2					28	1∶13	47	1∶11
	3	28	1∶06	47					1∶04
4					31	1∶15	51	1∶12
	5	28	1∶15	46					1∶12
6					30	1∶08	49	1∶06

表7

编号	基片法线方向		正反射方向
					反射率(％)	对比度	反射率(％)	对比度
	1	32	1∶14	54					1∶11
2					29	1∶15	50	1∶13
	3	30	1∶08	51					1∶06
4					35	1∶19	55	1∶15
	5	30	1∶19	51					1∶15
6					31	1∶10	52	1∶08

表8

编号	Δn×d	θ1	θ2	θ3	θ4	相位差	扭转方向
								1，3	0.40	32.5	-67.5	67.5			右45度
2，4	0.33	-82.0	-74.0	74.0	9.0	0.31	右32度

表9

编号	基片法线方向		正反射方向		象素部以外定向处理
						反射率(％)	对比度	反射率(％)	对比度
	1	29	1∶12	50						1∶10	有
2					27	1∶13	48	1∶11	有
	3	27	1∶06	49						1∶04	无
4					29	1∶08	50	1∶06	无

Claims (29)

1.一种反射型彩色液晶装置，其特征在于包括：在相对的内侧表面上备有电极形成阵列状点群的一对基片、夹持在所述基片间的液晶，至少两色的彩色滤光片、至少一片起偏振片以及反射片。

2.权利要求1所述的反射型彩色液晶装置，其特征在于，在所述一对基片内，位于反射片一侧的基片的厚度大于200μm。

3.权利要求1或2所述的反射型彩色液晶装置，其特征在于，所述彩色滤除器内的至少一色的彩色滤光片对从450nm到660nm范围的所有波长的光具有大于50％的透射率。

4.权利要求2或3所述的反射型彩色液晶装置，其特征在于，所述彩色滤除器由红色类、绿色类和蓝色类三种颜色构成，而上述红色类或蓝色类彩色滤除器是桔红色或青色。

5.权利要求2至4中任意一项所述的反射型彩色液晶装置，其特征在于，所述彩色滤光片由红色类、绿色类和蓝色类三种颜色构成，而上述红色类滤光片对波长从450nm到660nm范围内的光的最小透射率比蓝色类、绿色类彩色滤光片对波长从450nm到660nm范围内的光的最小透射率还小。

6.权利要求1至3任意一项所述的反射型彩色液晶装置，其特征在于，只在各点中的可调制光的区域的一部分上设置了所述彩色滤光片。

7.权利要求6所述的反射型彩色液晶装置，其特征在于，在上述可进行光调制而未设置彩色滤光片的区域和不能进行光调制的区域上，在可见光区形成了与所述彩色滤光片的厚度大致相同的透明层。

8.权利要求1或2所述的反射型彩色液晶装置，其特征在于，只在小于总点数的四分之三的点中设置上述彩色滤光片。

9.权利要求2所述的反射型彩色液晶装置，其特征在于，配置所述彩色滤除器，使相邻点的颜色不同。

10.权利要求1所述的反射型彩色液晶装置，其特征在于，在整个有效显示区上设置上述彩色滤光片。

11.权利要求1、2或10所述的反射型彩色液晶装置，其特征在于，在上述各点的外侧区中没有设置黑色遮光罩，取而代之的是设置了具有相当于或小于点区的吸收性的彩色滤光片。

12.权利要求1、2或6所述的反射型彩色液晶装置，其特征在于，在上述一对基片内的位于反射片一侧的基片的外面设置了彩色滤光片。

13.权利要求1或2所述的反射型彩色液晶装置，其特征在于，在上述一对基片内的位于反射片一侧的基片的内面上，与各点对应地设置了非线性元件。

14.权利要求1、2或11所述的反射型彩色液晶装置，其特征在于，在上述一对基片中的一片基片的里面，与各点对应地设置了非线性元件，它的连线在与点的短边平行的方向上。

15.权利要求1或2所述的反射型彩色液晶装置，其特征在于，驱动面积百分比大于60％而小于85％。

16.权利要求1或2所述的反射型彩色液晶装置，其特征在于，上述反射片在光束入射到其上时，具有将80％以上的光反射到以其正反射方向为中心的30度圆锥中的漫反射特性。

17.权利要求1或2所述的反射型彩色液晶装置，其特征在于，上述反射片是半透射反射片，在其背面有后照光。

18.权利要求1或2所述的反射型彩色液晶装置，其特征在于，上述液晶是约90度扭转的向列液晶，配置了2个起偏振片，使其透射轴与各相邻基片的摩擦方向正交。

19.权利要求18所述的反射型彩色液晶装置，其特征在于，液晶的双折射率Δn与液晶层厚度d的积Δn×d大于0.34μm而小于0.52μm。

20.权利要求1或2所述的反射型彩色液晶装置，其特征在于，所述液晶是大于90度扭转的向列液晶，配置了两个起偏振片和至少一片相位差薄膜。

21.权利要求1所述的反射型彩色液晶装置，其特征在于，在一对基片之间包括上述反射片，只配置一个起偏振片。

22.权利要求21所述的反射型彩色液晶装置，其特征在于，上述反射片是镜面反射片，并且在位于入射光一侧的基片的外面有漫反射片。

23.权利要求21或22所述的反射型彩色液晶装置，其特征在于，金属布线上的液晶和象素单元的液晶同样地进行定向。

24.权利要求1、11、14和18～23中任意一项所述的反射型彩色液晶装置，其特征在于，显示呈通常为白色模式。

25.权利要求1所述的反射型彩色液晶装置，其特征在于，由一个点形成一个象素。

26.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至25任意一项所述的反射型彩色液晶装置作为显示部。

27.权利要求26所述的电子设备，其特征在于，使显示部能相对于主体移动地安装，使周围充线能对观察者高效率地反射。

28.权利要求3所述的反射型彩色液晶装置，其特征在于，彩色滤光片由青、红色构成。

29.权利要求3所述的反射型彩色液晶装置，其特征在于，彩色滤光片由绿、红及白色构成。

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