CN1249494C - 液晶显示装置、液晶显示装置用基板和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明旨在提供在半透射反射式彩色液晶显示装置中不论在反射模式时还是透射模式时都可以得到发色良好、视认性高的显示的液晶显示装置，该装置是一种具有由相互相对配置的上基板和下基板构成的一对基板、夹在该一对基板间的液晶层、设置在上述下基板的内面上用于反射从上述上基板侧入射的入射光的反射膜、设置在上述反射膜的上侧而与构成显示区域的各点对应地排列不同色的多个着色层的滤色片和设置在上述下基板的外面侧的照明单元并利用各点中存在上述反射膜的反射区域和不存在上述反射膜的透射区域进行显示的半透射反射式的液晶显示装置，其特征在于：上述滤色片在与上述各点内的上述反射膜平面重叠的区域内具有非着色区域。

Description

液晶显示装置、液晶显示装置用基板和电子设备
技术领域
本发明涉及液晶显示装置、液晶显示装置用基板和电子设备，特别是涉及不仅在反射模式时而且在透射模式时也可以进行十分明亮的显示的具有优异的视认性的半透射反射式的液晶显示装置的结构。
背景技术
反射式的液晶显示装置由于不具有背光等光源而耗电小，以往大多应用于各种便携式电子设备等。然而，由于反射式的液晶显示装置利用自然光或照明光等外光进行显示，所以，在暗的场所就难于视认其显示。因此，就提案了在亮的场所和通常的反射式液晶显示装置一样利用外光而在暗的场所利用背光等内部的光源使显示可以视认的液晶显示装置。即，该液晶显示装置采用了兼具反射式和透射式的显示方式，通过根据周围的亮度切换为反射模式或透射模式中的某一种显示方式，便可既降低耗电又可以在周围暗时也可以进行明亮的显示。下面，在本说明书中将这种液晶显示装置称为「半透射反射式液晶显示装置」。
另外，近年来，随着便携式电子设备及OA设备等的发展，已要求液晶显示的彩色化。并且，在上述半透射反射式液晶显示装置的领域中，要求彩色化的情况也已很多。作为满足这一要求的半透射反射式彩色液晶显示装置，已提案了在上基板和下基板中的某一方上具有滤色片的方案。在这种半透射反射式彩色液晶显示装置的情况中，在反射模式中，从上基板侧入射的外光透过滤色片之后，由反射层反射而再次透过滤色片。另一方面，在透射模式中，由背光等照明单元从下基板侧入射的照明光透过滤色片。在通常的结构中，不论在反射模式还是在透射模式中都使用同一滤色片进行显示。
在这样的半透射反射式彩色液晶显示装置中，如上所述，在反射模式时，通过入射光2次透过滤色片而得到彩色显示，在透射模式时，通过入射光1次透过滤色片而得到彩色显示。因此，重视例如2次透过滤色片的反射模式时的色而具有淡色的滤色片时，在只1次透过滤色片的透射模式时就难于得到发色良好的显示。但是，为了解决这一问题，重视1次透过滤色片的透射模式时的色而具有浓色的滤色片时，由于2次透过滤色片的反射模式的显示变暗，将不能得到充分的视认性。这样，在现有的半透射反射式彩色液晶显示装置中，难于在反射模式时和透射模式时都得到同样发色良好而视认性高的显示。
发明内容
本发明就是为了解决上述问题而提案的，目的旨在提供在半透射反射式彩色液晶显示装置中在反射模式时和透射模式时都可以得到发色良好而视认性高的显示的液晶显示装置。另外，本发明的目的还旨在提供用于提供上述液晶显示装置的液晶显示装置用基板和装配了具有优异的视认性的上述液晶显示装置的电子设备。
为了解决上述问题，作为其第1种形式，本发明的液晶显示装置具有相互相对地夹持液晶的第1基板和第2基板，具有相互对应于不同颜色的多个点，其特征在于，包括：与上述点的一部分重叠地设置在上述第2基板上、反射来自上述第1基板侧的入射光的反射膜，与上述点重叠地设置、与构成显示区域的上述各点对应地排列有不同色的多个着色层的滤色片，和在上述每个点中的，上述反射膜存在的反射区域和上述反射膜不存在的透射区域，在与上述点内的上述反射膜平面重叠的区域内，具有未设置上述滤色片的非着色区域。
按照该液晶显示装置，用于在滤色片中与反射膜对应的区域设置了非着色区域，所以，可以充分维持供给反射模式的光量，同时，也可以充分维持透射模式时的色度。例如，即使是降低滤色片的透射率而提高透射模式时的色度的情况下，通过使反射膜的反射光的一部分通过滤色片的非着色区域也可以抑制光量的减少，所以，可以维持反射模式时的亮度。在该液晶显示装置中，在滤色片上形成开口部，可以将该开口部作为非着色区域。上述滤色片也可以设置在上述上基板上。当然，也可以将滤色片设置在下基板上。
这样，在上述结构的液晶显示装置中，在反射模式时从上基板侧入射的光的一部分就透过非着色区域，在反射模式时通过2次透过滤色片而得到的光就是透过非着色区域的未着色的光与透过存在着色层的区域(以下，称为着色区域)的已着色的光重叠的结果。另一方面，在透射模式时从照明单元出射而透过上述透射区域的光则全部透过着色区域，在透射模式时通过1次透过滤色片而得到的光就全部是已着色的光。这样，便可减小在反射模式时2次透过滤色片而得到的光与在透射模式时1次透过滤色片而得到的光的色的浓淡差，所以，通过使滤色片的着色层实现最佳化，不论在反射模式时还是透射模式时都可以得到发色良好而视认性高的显示。即，由于是在各点(即子像素)内有反射区域和透射区域而在反射区域内有非着色区域的结构，所以，利用以上所述的作用，不论在反射模式时还是透射模式时都可以得到发色良好而视认性高的显示。
然而，要想普通地实现上述结构的液晶显示装置时，在制造工艺中有可能会发生非着色区域的面积的偏差增大或者反射区域与非着色区域的对准偏差等问题。结果，可以认为这些问题就是在1个液晶显示装置的显示面内将发生显示斑点或色斑，或者发生多个液晶显示装置间的显示特性的偏差等的原因。
因此，本发明的液晶显示装置，作为其第2种形式，就是具有由相互相对配置的上基板和下基板构成的一对基板、夹在该一对基板间的液晶层、设置在上述下基板的内面上用于反射从上述上基板侧入射的入射光的反射膜、设置在上述反射膜的上侧而与构成显示区域的各点对应地排列有不同色的多个着色层的滤色片和设置在上述下基板的外面侧的照明单元并利用各点中存在上述反射膜的反射区域和不存在上述反射膜的透射区域进行显示的半透射反射式的液晶显示装置，其特征在于：上述反射膜由在1个方向排列的多个点构成的每一点行或每一点列形成为条状，在该多个点的排列方向延伸，同时，在各点上设置反射膜的扩幅部，在与各点的反射膜的扩幅部平面重叠的区域中的至少一部分上设置不存在滤色片的着色层的非着色区域。
即，作为上述第1形式的液晶显示装置的问题的解决对策，在第2形式的液晶显示装置中，特征点就在于将反射膜的形状限定为特有的形状和对该反射膜限定非着色区域的形成位置。即，第2形式的特征部分在于，将反射膜的形状由排列在1个方向的多个点构成的各行或各列形成为在这些多个点的排列方向延伸的条状、同时在各点上设置幅宽比其他部分宽的扩幅部以及将非着色区域配置在与各点的反射膜的扩幅部平面重叠的区域。
按照该结构，在制造工艺中可以降低非着色区域的面积的偏差和反射区域与非着色区域的对准偏差，结果，就可以抑制显示特性的偏差。关于在第1形式的液晶显示装置的结构中容易发生非着色区域的面积的偏差和反射区域与非着色区域的对准偏差等问题的理由和在第2形式的液晶显示装置的结构中可以解决该问题的理由，在[较佳的实施例的说明]中使用附图详细地说明。
另外，在第2形式的液晶显示装置中，层叠位于上述反射区域和上述透射区域的透明导电膜用以将上述反射膜的至少上面覆盖，可以用这些透明导电膜与反射膜的层叠膜构成在上述点行方向或上述点列方向延伸的条状电极。
在该结构中，由透明导电膜和反射膜共同构成条状电极，所以，由于位于透射区域的透明导电膜的存在，可以毫无影响地将电场加到透射区域上的液晶层上，同时，由于通常由电阻率比透明导电膜小的金属构成的反射膜的存在，可以降低电极全体的电阻值。这样，便可构成无源矩阵方式的液晶显示装置或以薄膜二极管(Thin Film Diode，以下略记为TFD)作为开关元件的有源矩阵方式的液晶显示装置中的条形电极。
另外，在本发明的液晶显示装置中，在与不同色对应的点中，至少与1种色对应的各点的非着色区域的面积可以与和其他色对应的各点的非着色区域的面积不同。
按照该结构，可以对与不同色对应的各点调整反射率和各色光的色度，所以，可以适当地调整作为反射光全体的反射率和色度(例如进行白显示时的色相)，从而可以提高反射模式时的显示的亮度、色等显示品位。
更具体而言，在上述不同色的多个着色层由红色层、绿色层和蓝色层构成时，最好使与绿色层对应的各点的非着色区域的面积大于与红色层和蓝色层对应的各点的非着色区域的面积。
绿色光与红色光或蓝色光相比，对人的眼睛而言，具有高的视觉灵敏度。因此，通过将绿色的各点的非着色区域的面积设定为大于红色或蓝色的各点的非着色区域的面积，便可提高作为反射光全体看时的反射率和色再现性。
此外，在采用上述结构的基础上，在与不同色对应的点中，至少与1种色对应的各点的透射区域的面积可以和与其他色对应的各点的透射区域的面积不同。
按照该结构，可以对与不同色对应的各点调整透射率和各色光的色度，所以，可以适当地调整作为透过光全体的透射率和色度(例如，进行白显示时的色相)。因此，通过与上述非着色区域的面积的调整相配合，便可分别调整反射率、透射率、反射光的色度、透过光的色度等光学特性，所以，可以使反射模式时和透射模式时的显示品位平衡性好而实现最佳化。
更具体而言，在上述不同色的多个着色层由红色层、绿色层和蓝色层构成时，最好使与绿色层对应的点的透射区域的面积小于与红色层和蓝色层对应的点的透射区域的面积。
如上所述，绿色光与红色光或蓝色光相比，具有高的视觉灵敏度，所以，即使将绿色的各点的透射区域的面积设定为小于红色或蓝色的各点的透射区域的面积，色平衡也不会恶化，从而可以维持充分的透射率。
另外，在上述点内，上述反射区域和上述透射区域最好与划定该点的多条边中的至少1条边接近，同时沿该边而相邻。这时，可以考虑将上述点的至少1条边作为划定略为矩形的上述点的多条边中相对的一对边。按照该结构，即使制造上的误差起因的点的周边附近的部分对显示无贡献时也是将反射区域和透射区域双方的面积减小，从而可以防止这些区域中仅某一方的面积减小。因此，即使发生了制造上的误差时，也可以避免反射区域与透射区域的面积比率与所期望的面积比率不同的情况，结果，可以维持反射模式时的显示品位与透射模式时的显示品位的平衡。例如，在具有用于将点的周围遮光的遮光层的液晶显示装置中，由于制造上的误差而遮光层与点的周边附近的部分重叠时，将发生该部分对显示无贡献的情况。这时，按照本发明，可以抑制反射区域与透射区域的面积比率与所期望的(设计上的)面积比率不同。
另外，在上述下基板上具有用于将电压加到上述液晶上的电极，上述反射膜最好具有导电性，同时与上述电极电连接。按照该结构，与仅独立地(与反射层分离)设置电极的情况相比，可以抑制电阻值。
其次，为了解决上述问题，本发明的其他液晶显示装置是具有由相互相对配置的上基板和下基板构成的一对基板、夹在该一对基板间的液晶层、设置在上述下基板的内面上用于反射从上述上基板侧入射的入射光的反射膜、设置在上述上基板的内面而与构成显示区域的各点对应地排列有不同色的多个着色层的滤色片和设置在上述下基板的外面侧的照明单元并利用各点中存在上述反射膜的反射区域和不存在上述反射膜的透射区域进行显示的半透射反射式的液晶显示装置，其特征在于：在上述各点中与上述反射区域平面重叠的区域的至少一部分上设置不存在上述滤色片的着色层的非着色区域，上述反射区域的边缘与和其相对的上述非着色区域的边缘之间的尺寸大于15μm。
按照该结构，通过反射区域的边缘与和其相对的非着色区域的边缘之间的尺寸大于15μm，非着色区域向透射区域侧超出，得不到所希望的光学特性的情况不会出现，对准的余量增大，从而成为抗错位强的结构，同时容易得到所希望的光学特性。详细情况，将在[较佳的实施例的说明]中进行说明。
另外，本发明也可以作为液晶显示装置使用的液晶显示装置用基板进行实施。即，对于该液晶显示装置用基板，既可以作为配置在液晶显示装置的背面侧而同时设置了反射膜的液晶显示装置用基板，又可以作为配置在液晶显示装置的观察侧而不具有反射膜的液晶显示装置用基板。
即，关于前者的液晶显示装置用基板，在具有与相互不同的色对应的多个点以及具备与上述各点重叠地设置的使与该点的色对应的波长的光透过的滤色片的液晶显示装置使用的液晶显示装置用基板中，其特征在于：具有相互相对而将液晶夹在其间的一对基板中的1个基板、和与上述各点的一部分重叠同时全部周边位于该点内而设置在上述1个基板上的反射从上述一对基板中的另一个基板侧入射的入射光的反射膜，选定了该反射膜的形状以使设置在上述滤色片上的开口部位于与上述点中上述反射膜重叠的区域内。在该液晶显示装置用基板中，也可以采用上述滤色片设置在上述1个基板上的结构。
另一方面，关于后者的液晶显示装置用基板，在具有相互相对而将液晶夹在其间的一对基板和与相互不同的色对应的多个点的液晶显示装置中使用的液晶显示装置用基板中，其特征在于：具有上述一对基板中，在与和上述点的一部分重叠的同时设置了其全部边缘位于该点内用于将光反射的反射膜的基板之间夹持液晶的1个基板、与上述各点重叠而设置在上述1个基板上的使与该点的色对应的波长的光透过的滤色片，该滤色片在与该点中上述反射膜重叠的区域内具有开口部。
其次，本发明的电子设备的特征在于：具有上述本发明的液晶显示装置。按照该结构，可以提供具有不论在反射模式时还是透射模式时发色都良好而视认性优异的液晶显示部的电子设备。
附图说明
图1是表示本发明的液晶显示装置的实施例1的液晶板的结构的剖面图。
图2是表示该液晶板的共用电极、分段电极和反射层的关系的平面图。
图3是表示该液晶板的滤色片的透射率特性的曲线图。
图4是表示该液晶板的分段电极与反射层的关系的剖面图。
图5是表示该液晶板的点、滤色片和反射层的位置关系的平面图和剖面图。
图6是表示用于说明实施例1的效果的对比例的图。
图7是用于说明实施例1的效果的图。
图8是表示本发明的液晶显示装置的实施例2的液晶板的结构的剖面图。
图9是表示该液晶板的点、滤色片和反射层的位置关系的平面图和剖面图。
图10是表示本发明的变形例的液晶板的结构的剖面图。
图11是表示本发明的液晶显示装置的实施例3的概略结构的剖面图。
图12是将构成实施例3的液晶显示装置的显示区域的多个像素放大表示的平面图。
图13是将构成本发明的液晶显示装置的实施例4的显示区域的多个像素放大表示的平面图。
图14是表示本发明的液晶显示装置中的反射膜的扩幅部的其他例的平面图。
图15是表示该反射膜的扩幅部的另一例的平面图。
图16是表示用现有结构实现本发明实施例的结构例1的各部分的面积时的平面图形的图。
图17是表示用本发明的结构实现该结构例1的各部分的面积时的平面图形的图。
图18是表示用本发明的结构实现该结构例2的各部分的面积时的平面图形的图。
图19是表示用现有结构实现该结构例3的各部分的面积时的平面图形的图。
图20是表示用本发明的结构实现该结构例3的各部分的面积时的平面图形的图。
图21是表示该结构例2使用的滤色片的分光特性的图。
图22是表示该结构例3使用的滤色片的分光特性的图。
图23是将构成本发明者已申请的液晶显示装置的显示区域的多个像素放大表示的平面图。
图24是表示作为应用本发明的液晶显示装置的电子设备的一例的电脑的结构的斜视图。
图25是表示作为应用本发明的液晶显示装置的电子设备的一例的手机的结构的斜视图。
具体实施方式
较佳的实施例的说明
下面，根据附图说明本发明的实施例。这样的实施例表示本发明的一种形式，不是限定本发明，在本发明的范围内可以进行任意的变更。在以下所示的各图中，将各层及各部件的大小表示为在图面上可以识别的程度，所以，各层及各部件采用的比例不同。
实施例1.
首先，参照图1说明将本发明应用于无源矩阵方式的半透射反射式液晶板的实施例。如图所示，液晶显示装置具有液晶板1和背光单元4。液晶板1的结构是相互相对的第1基板(上基板)10和第2基板(下基板)20通过密封材料30相互粘合，同时将例如TN(Twisted Nematic)型或STN(Super Twisted Nematic)型的液晶31封入到由两基板与密封材料30包围的区域中。背光单元4配置在液晶板1的第2基板20侧。以下，如图1所示的那样，对于液晶板1，将背光单元4的相反侧标记为「观察侧」。即，所谓「观察侧」，就是指观看该液晶板1的显示图像的观察者所在的一侧。
背光单元4具有光源41和导光板42。光源41由例如LED(LightEmitting Diode)或冷阴极管等构成，向导光板42的侧端面照射光。导光板42是用于将入射到该侧端面上的光源41的光均匀地引导到液晶板1的基板面上的板状部件。另外，在导光板42中与液晶板1相对的面上，粘贴着用于将该导光板42的出射光向液晶板1均匀地扩散的扩散板，另一方面，在其相反侧的面上，粘贴着用于将从导光板42向液晶板1的相反侧传播的光向液晶板1侧反射的反射层(在图中都未示出)。光源41不是总是在点亮，在外光不充分的环境中使用时，根据用户的指示或传感器的检测信号而点亮。
另一方面，液晶板1的第1基板10和第2基板20是玻璃或石英、塑料等具有光透过性的板状部件。其中，在第1基板10的外侧(液晶31的相反侧)表面上，粘贴了用于补偿干涉色的相位差板101和用于使入射光产生偏振的偏振光板102。在第2基板20的外侧(液晶31的相反侧)表面上，同样也粘贴了相位差板201和偏振光板202。
在第1基板10的面上，设置了多个共用电极14。这里，图2是表示构成液晶板1的一部分要素的结构的平面图。从图2的A-A’线看的剖面图与图1对应。如图1和图2所示，各共用电极14是由ITO(IndiumTin Oxide)等透明导电材料形成的带状的电极，在图中所示的X方向延伸。
另一方面，在第2基板20的面上，设置了多个分段电极22。各分段电极22和共用电极14一样，是由ITO等透明导电材料形成的带状的电极，如图1和图2所示，在与共用电极14交叉的方向(即图中的Y方向)延伸。如图1所示，形成共用电极14的第1基板10的表面和形成分段电极22的第2基板20的表面分别由取向膜15和23所覆盖。取向膜15和23是由例如聚酰亚铵等形成的有机薄膜，进行了用于规定未加电压时的液晶31的取向状态的摩擦处理。
加在第1基板10与第2基板20之间的液晶31，其取向方向随加到共用电极14与分段电极22之间的电压而变化。下面，在本实施例中，如图2中的右下部分所示，将共用电极14与分段电极22相对的区域5标记为「点」。即，点5可以称为液晶31的取向方向根据所加的电压而变化的区域的最小单位。如图2所示，多个点5沿X方向和Y方向排列成矩阵状，各个点与红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)中的某一种色对应。并且，由与这3色对应的3个点5R、5G、5B的组合构成与显示图像的最小单位相当的1个像素(子像素)。
其次，如图1所示，在第1基板10的内侧(液晶31侧)表面上，形成遮光层11、滤色片12和涂层13。其中，涂层13由例如聚丙烯酸类或环氧树脂类等树脂材料形成，起着使遮光层11和滤色片12的高低差实现平坦化的作用。上述共用电极14在该涂层13的表面形成。
遮光层11形成为格子状，用以将排列成矩阵状的各点5的间隙(即，共用电极14与分段电极22相对的区域以外的区域)覆盖，起着将各点5的周围遮光的作用。该遮光层11由例如扩散了碳黑的黑色树脂材料或铬(Cr)等金属形成。
其次，滤色片12(12R、12G、12B)是与各点5对应地形成的树脂层，分别利用染料或颜料着色了与点5的色对应的色，即红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)中的某一色。因此，透过液晶31而向第1基板10传播的光中与各滤色片12的色对应的波长的光有选择地向观察侧出射。此外，在滤色片12上，如图1所示，与各点5的中央部附近对应地还设置了开口部121，关于这一点，后面进行说明。在本实施例中，表示出了采用经Y方向成列的多个点5排列同一色的滤色片12的结构(所谓的条形排列)的情况。
图3是表示在本实施例中使用的滤色片12的透射率特性的曲线图。在图3中，分别以向滤色片12入射的入射光的波长为横轴、以透射率(出射光量相对于入射光量的比率)为纵轴表示。如图所示，滤色片12R对与红色对应的约600nm以上的波长的光显示高的透射率，滤色片12G对与绿色对应的约500～600nm的波长的光显示高的透射率，滤色片12B对与蓝色对应的约400～500nm的波长的光显示高的透射率。并且，在图3的曲线图中，若比较各滤色片12的最大透射率时，可知红色的滤色片12R的最大透射率(约0.92)最大，蓝色的滤色片12B的最大透射率(约0.89)次之，绿色的滤色片12G的最大透射率最小。即，将同一光量的光照射各色的滤色片12时，从绿色的滤色片12G出射的光量比从红色的滤色片12R和蓝色的滤色片12B出射的光量少。
另一方面，如图1和图2所示，在第2基板20的内侧(液晶31侧)表面设置了多个反射层21。各反射层21是用于反射从第1基板10侧入射的入射光的层，是由例如铝或银等单体金属或以它们为主要成分的合金等形成的具有光反射性的薄膜。本实施例的反射层21是以银为主要成分而包含钯(Pd)和铜(Cu)的合金形成的。另外，为了在反射层21的表面形成散射构造(凹凸)，第2基板20的内侧表面进行了粗糙化处理，但是，图示省略了。也可以采用使观察侧的偏振光板102具有散射特性的所谓的前方散射方式，取代在反射层21的表面形成散射构造的结构。
这里，图4是表示各反射层21与分段电极22的位置关系的图，是表示从图2的B-B’线看的剖面(即与分段电极22的延伸方向正交的剖面)的结构的图。如图所示，反射层21沿着与分段电极22正交的剖面的全部周边由分段电极22覆盖。更具体而言，如图4所示，构成分段电极22的一部分的第1层221在第2基板20的内侧表面上形成，同时，反射层21形成为将该第1层221中幅宽方向的一部分覆盖。此外，构成分段电极22的第2层222形成为从反射层21中与第2基板20平行的面到幅宽方向的周边部(边缘)将该反射层21覆盖。通过该结构，分段电极22与反射层21电连接。构成分段电极22的ITO的电阻值比较高，与此相反，构成反射层21的APC合金的电阻值比较低。因此，如图4所示，通过使分段电极22与反射层21接触，可以将配线电阻抑制低。
另一方面，如图2所示，考虑与第2基板20的基板面平行的面时，多个反射层21都设置为与各点5的一部分重叠。此外，各反射层的全部周边位于点5内。换言之，各反射层21被各点5分离为岛状地设置在该点5内。
并且，点5中与反射层21重叠的区域(以下，称为「反射区域51」)反射从第1基板10侧入射的光，起用于进行反射式显示的区域的功能。即，进行反射式显示时，从观察侧入射到液晶板1上的太阳光或室内照明光等外光在通过偏振光板102和相位差板101而成为指定的偏振状态之后，通过第1基板10→滤色片12-→共用电极14→液晶31-→分段电极22这样的路径到达反射层21，同时在其表面进行反射，然后沿原路返回。这时，由于液晶31的取向状态随共用电极14与分段电极22间的电压差而变化，所以，反射区域51的反射光中通过偏振光板102而被观察者所观察的光量就由各点5所控制。
另一方面，点5中反射区域51以外的区域即点5中被反射层21所覆盖的区域以外的区域(以下，称为「透射区域」)52使从背光单元4入射到第2基板20上的光透过，起用于进行透射式显示的区域的功能。即，在点亮背光单元4的光源41进行透射式显示时，该背光单元4的照射光在通过偏振光板202和相位差板201而成为指定的偏振状态之后，通过第2基板20→(透射区域52→)分段电极22→液晶31→共用电极14→滤色片12→第1基板10这样的路径而向观察侧出射。在该透射式显示中，液晶31的取向状态也随共用电极14与分段电极22间的电压差而变化，所以，透过透射区域52的光中通过偏振光板102而被观察者所观察的光量由各点5所控制。
下面，参照图5说明反射层21和滤色片12的更详细的结构。在图5中，仅图示出了构成1个像素的3色的点5。
如上所述，各点5具有与反射层21对应地反射从第1基板10侧入射的入射光的反射区域51和与该反射层21以外的区域对应地使从第2基板20侧入射的入射光透过到第1基板10侧的透射区域52。如图5所示，在各色的滤色片12上，在点5中与反射区域51对应的区域内设置了开口部121。开口部121是不设置滤色片12的部分，覆盖滤色片12和遮光层11的透明的涂层13进入该开口部121。在这样的结构中，进行反射式显示时，在反射层21的表面反射的光中透过滤色片12(开口部121以外的部分)的光由于该滤色片12的作用，光量将降低，相反，通过滤色片12的开口部121而向第1基板10侧出射的光由于仅透过透明的涂层13，所以，光量几乎不降低。因此，即使为了例如确保透射式显示时的色度而提高滤色片12的光透射率时(即，颜料或染料向滤色片12中的扩散量大时)，也可以充分确保供反射式显示的光量，从而可以进行明亮的显示。这样，按照本实施例，可以同时确保反射式显示时的亮度和透射式显示时的色度。
其次，在本实施例中，如图5所示，设置在滤色片12上的开口部121的面积随各色的滤色片12而异。即，设置在绿色的滤色片12G上的开口部121的面积比设置在红色的滤色片12R和蓝色的滤色片12B上的开口部121的面积大。这里，如参照图3以上所述的那样，绿色的滤色片12G的最大透射率比红色的滤色片12R和蓝色的滤色片12B的最大透射率低。即，各滤色片12的开口部121的面积是根据各滤色片12的透射率特性的不同而选定的。
此外，如图2和图5所示，反射区域51与透射区域52的面积比也随各滤色片12的透射率特性的不同而异。换言之，与各点5对应的反射层21的面积随该点5的色而异。具体而言，与绿色的点5G对应的反射区域51(或反射层21)的面积就比与红色和蓝色的点5R和5B对应的反射区域51(或反射层21)的面积大。
这样，通过使滤色片12的开口部121的面积和反射层21的面积随各色的点5而异，可以补偿各滤色片12的透射率特性的差异，从而可以确保良好的显示品位。下面，详细说明该效果。
首先，考虑设置在各滤色片12上的开口部121的面积。由于绿色的滤色片12G的最大透射率比其他色的滤色片12的最大透射率低，所以，如果对所有的滤色片12设置面积相等的开口部121，则透过绿色的滤色片12G的光量将比透过红色和蓝色的滤色片12R和12B的光量少。因此，在进行反射式显示时观察者对红色、绿色和蓝色的各色所观察的光量将有差别，从而难于实现良好的色再现性。与此相反，在本实施例中，由于在透射率低的绿色的滤色片12G上设置了面积比其他的滤色片12R和12B大的开口部121，所以，在进行反射式显示时，可以保持观察者对红色、绿色和蓝色的各色所观察的光量的平衡。
其次，考虑各点5的反射层21的面积。由于绿色的滤色片12G的最大透射率比其他色的滤色片12的最大透射率低，所以，如果对所有的色的点5使反射区域51的面积相等，则在与绿色的点5对应的反射层21的表面反射而向观察侧出射的光量就比在与其他色的点5对应的反射层21的表面反射而向观察侧出射的光量少，从而观察者所观察到的各色的光量将有差别。与此相反，在本实施例中，由于与绿色的点5G对应的反射层21的面积比其他的点5R和5B的反射层21的面积大，所以，可以充分确保在与绿色的点5G对应的反射层21的表面反射而向观察侧出射的光量。
这样，按照本实施例，即使各色的滤色片12的透射率特性有差别时，也可以补偿该差别而实现良好的色再现性。
在图5中，再次考虑各点5与该点5内的反射区域51和透射区域52的位置关系时，在本实施例中，反射区域51和透射区域52都与划定点5的4条边(即，构成点5的周边的4条边)中在Y方向延伸的一对边接近，同时，各区域沿该边而相邻。即，使略呈长方形的点5中的2条长边分别从该边的一端向另一端围过去时，，沿着该边各区域按透射区域52、反射区域51、透射区域52的顺序而相邻。换言之，如图5所示，在该点5内设想与点5的长边接近并且与该边平行的直线L时，该直线L将通过反射区域51和透射区域52。
这样，在本实施例中，与1个点5对应的反射区域51和透射区域52沿着该点5的周边而相邻，所以，对于该点5的反射区域51与透射区域52的面积比率，可以抑制发生由制造上的误差起因的偏差。详细情况，如以下所述。
作为在1个点5内包含反射区域51和透射区域52的结构，可以考虑例如图6(a)所示的结构。即，将反射层21形成为与各点5对应的反射层21的周边与该点5的周边不接近，换言之，仅透射区域52与各点5的周边接近。
这里，考虑制造这样结构的液晶板1的工序中将形成了反射层21的第2基板20与形成了遮光层11的第1基板10相互粘合的工序。在该工序中，通常是将两基板彼此间的相对位置对好，然后将该两基板相互粘贴。这时，假定由于例如制造技术上的理由等原因而两基板在X方向上的相对位置发生了偏离时，如图6(b)所示，点5中的透射区域52的一部分将被遮光层11所覆盖。这样，被遮光层11所覆盖的部分就不能对显示有贡献，所以，透射区域在点5中所占的面积就比适当地配置遮光层11时(即图6(a)的情况)小。另一方面，由于反射区域51与区域的周边不接近，所以，即使发生这样的基板偏离时，反射区域51也不会被遮光层11所覆盖。即，反射区域在点5中所占的面积与图6(a)所示的情况没有变化。这样，在图6所示的结构中，透射区域52的面积虽然会由于基板相互粘贴的误差而减小，但是，反射区域51的面积却不变，所以，反射区域51与透射区域52的面积比率将与所期望的面积比率不同。结果，透射式显示的亮度将比反射式显示时暗，从而亮度将随显示方式而发生偏差。
与此相反，在本实施例中，反射区域51和透射区域52在确定1个点5的多条边的附近沿该边相邻。因此，第1基板10与第2基板20的相对位置从图7(a)所示的适当的位置(设计上的位置)看向X方向偏离时，如图7(b)所示，反射区域51的面积也与透射区域52的面积一起减小。即，按照本实施例，即使反射层21与遮光层11的相对位置发生了偏离时，也可以避免只减小透射区域52或反射区域51的某一方的面积，所以，可以抑制反射区域51与透射区域52的面积比率偏离所期望的值。
实施例2.
下面，说明本发明实施例2的液晶板。
在上述实施例1中，给出了在位于观察侧的第1基板10上设置了遮光层11、滤色片12和涂层13的结构。与此相反，在本实施例中，则是将这些要素设置在笫2基板20上。
图8是表示本实施例的液晶板的结构的剖面图，图9是表示该液晶板上的点、滤色片和反射层的位置关系的平面图和剖面图。对于图8和图9所示的各结构要素中与上述实施例1的液晶板的结构要素共同的部分标以相同的符号。
如图8和图9所示，在第2基板20的面上形成分别与点5对应的多个反射层21。这些反射层21与上述实施例1所示的相同。即，如图9所示，反射层21分别在点5的周边的内侧形成，其形状选定为沿着各点5的周边使反射区域51与透射区域52相邻，并且，与绿色的点5G对应的反射层21的面积比与其他色的点5R和5B对应的反射层21的面积大。
并且，在形成了多个反射层21的第2基板20的面上，设置了与点5的间隙重叠的遮光层11和着色为各点5的色的滤色片12(12R、12G、12B)。如图9所示，在各滤色片12中与反射区域51对应的区域内设置了开口部121。和上述实施例1一样，各开口部121的面积因各色的点5而异。即，如图9所示，与绿色的点5G对应的开口部121的面积比与红色和蓝色的点5R和5B对应的开口部121的面积大。
此外，设置了反射层21、遮光层11和滤色片12的第2基板20的表面被涂层13所覆盖，在该涂层13的表面形成分段电极22。该分段电极22由与图4所示的结构(由第1层221和第2层222构成的结构)不同的单层的透明导电材料构成。并且，设置了分段电极22的涂层13的表面被取向膜23所覆盖。
另一方面，如图8所示，在第1基板10的内侧表面形成共用电极14，该共用电极14被取向膜15所覆盖。在图9的剖面图中，省略了第1基板10上的各要素的图示。
利用这样在第2基板20上设置遮光层11和滤色片12的结构，也可以得到和上述实施例1同样的效果。即，如上述实施例1和实施例2所示，不论在位于观察侧的第1基板10和位于背面侧的第2基板20中的某一基板上是否设置了滤色片12，都可以应用本发明。通常遮光层11或滤色片12是使用光刻或腐蚀技术等以比较高的精度形成的，所以，与在第1基板10上形成遮光层11的情况相比，可以说反射层21与遮光层11的相对位置难于发生偏离。考虑到该情况，可以抑制参照图6和图7说明的反射区域51与透射区域52的面积比率的误差的优点，在第1基板10上形成遮光层11(和滤色片12)时可以特别显著地表现出来。
[变形例]
以上，说明了实施例1和实施例2，上述实施例都是示例，对于上述实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行各种各样的变形。作为变形例，可以考虑例如以下的例子。
变形例1.
在上述实施例1和实施例2中，为了补偿各色的滤色片12的透射率特性的差异，使与绿色的点5G对应的反射层21的面积和滤色片12G的开口部121的面积与和红色的点5R和蓝色的点5B对应的这些面积不同，但是，对于红色、绿色和蓝色的各色，也可以使这些面积不同。另外，在上述各实施例中，使与各色的点对应的反射层21的面积和滤色片12的开口部121的面积随滤色片12的透射率特性而不同，但是，也可以使之随背光单元的照射光的分光特性而不同。即，在例如与蓝色对应的波长的光量比与绿色和红色对应的波长的光量小时，在背光单元4的照射光的分光特性有偏差时，通过使与蓝色的点5B对应的反射层21的面积小于与其他色的点5对应的反射层21的面积，也可以充分确保该点5B的透射区域。这样，用于决定与各点5对应的反射层21的面积和滤色片12的开口部121的面积的要素就不限于滤色片12的透射率特性。另一方面，在本发明中，不一定必须使各点5的反射层21的面积和滤色片12的开口部121的面积不同。
变形例2.
在上述实施例1中，如图4所示，给出了使反射层21与分段电极22接触的结构，但是，也不一定必须使它们接触。即，如图10所示，也可以采用利用由树脂材料等构成的绝缘层25将设置了反射层21的第2基板20的表面所覆盖同时在该绝缘层25的表面设置了由透明导电膜的单层构成的分段电极2的结构。
变形例3.
在上述实施例1和实施例2中，给出了不具有开关元件的无源矩阵方式的液晶板，但是，对于具有以TFD(Thin Film Diode)为代表的二端子型开关元件或以TFT(Thin Film Transistor)为代表的三端子型开关元件的有源矩阵方式的液晶板，也可以和上述实施例一样应用本发明。另外，在上述各实施例中，给出了采用同一色的滤色片12排成一列的条形排列的情况，但是，作为滤色片12的排列的形式，也可以采用镶嵌排列或三角形排列。
实施例3.
下面，说明实施例3。实施例3的液晶显示装置是无源矩阵方式的半透射反射式彩色液晶显示装置的例子。图11是表示实施例3的液晶显示装置的概略结构的剖面图，图12是表示将构成显示区域的多个像素放大表示的平面图。
如图11所示，实施例3的液晶显示装置1001具有液晶单元1002和后照明灯1003(照明单元)。液晶单元1002由下基板1004和上基板1005通过密封材料1006相对配置并将由STN(Super Twisted Nematic)液晶等构成的液晶层1007封入由上基板1005、下基板1004和密封材料1006包围的空间而成，在液晶单元1002的后面侧(下基板的外面侧)配置了背光1003。
在由玻璃或塑料等透射性材料构成的下基板1004的内面侧，在由铝或其合金、银或其合金等光反射率高的金属膜构成的反射膜1008上，层叠了铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，以下，略记为ITO)等透明导电膜1009的2层结构的分段电极1010在贯穿纸面的方向形成为条形。并且，在其上形成对表面进行了例如摩擦处理的由聚酰亚铵等构成的取向膜1011。本实施例的情况是，分段电极1010的结构不仅在反射膜1008的上面层叠透明导电膜1009，而且为了使透明导电膜1009将反射膜1008的侧面也覆盖，将透明导电膜1009的图形宽度设定得大于反射膜1008的图形宽度。
另一方面，在由玻璃、塑料等透射性材料构成的上基板1005的内面侧，形成具有红(R)、绿(G)、蓝(B)的各着色层1013R、1013G、1013B和将这些不同色的着色层1013R、1013G、1013B间区划开的遮光部1014(黑色矩阵)的滤色片1015。遮光部1014由例如树脂黑或反射率比较低的铬等金属形成。并且，在滤色片1015上，在将各着色层1013R、1013G、1013B间的高低差进行平坦化处理的同时，形成用于保护各着色层1013R、1013G、1013B的表面的涂膜1016。该涂膜1016可以是聚丙烯酸类、聚酰亚铵等树脂膜，也可以是氧化硅膜等无机膜。此外，在涂膜1016上，由ITO等单层膜构成的共用电极1017在与纸面平行的方向形成为条形，并在其上形成对表面进行了例如摩擦处理的由聚酰亚铵等构成的取向膜1018。
在下基板1004的外面侧，从基板侧开始顺序设置了相位差板1020和偏振光板1021，此外，在偏振光板1021的外面侧设置了背光1003。背光1003具有冷阴极管、发光二极管(Light Emitting Diode，LED)等光源1022、反射板1023和导光板1024。另外，在上基板1005的外面侧，从基板侧开始顺序设置了相位差板1025和偏振光板1026。
各基板1004、1005上的电极的配置如图12所示，在下基板1004上，沿图12的纵向延伸的多个分段电极1010形成为条形。另一方面，在上基板1005上，与分段电极1010正交地在图12的横向延伸的多个共用电极1017形成为条形。滤色片1015的R、G、B的各着色层1013R、1013G、1013B与各分段电极1010的延伸方向对应地配置。即，本实施例的滤色片1015是被称为所谓的纵条形的图形，R、G、B的着色层1013R、1013G、1013B分别纵向以同色配置为条形。这样，就构成了由在图12所示的横向排列的R、G、B的3个点1028R、1028G、1028B构成显示图形的1个像素1029。所谓点，就是各分段电极1010与各共用电极1017交叉的部分，是显示的最小单位部分。
在本实施例中，由反射膜1008和透明导电膜1009构成的2层结构的层叠膜构成分段电极1010，这些膜中，反射膜1008在反射模式时起对显示有贡献的反射膜的功能。反射膜1008和透明导电膜1009都在图12的纵向延伸，但是，反射膜1008的图形与透明导电膜1009的图形的宽度不同，如上所述，将透明导电膜1009的图形宽度形成为大于反射膜1008的图形宽度。这样，在各点1028R、1028G、1028B内，中央部就是存在反射膜1008和透明导电膜1009的区域，该区域在半透射反射式液晶显示装置中就是反射模式的反射区域R。另外，在反射区域R的两侧是仅存在透明导电膜1009的区域，该区域在半透射反射式液晶显示装置中是透射模式的透射区域T。即，在各点1028R、1028G、1028B内，反射区域R和透射区域T都存在。
此外，在本实施例中，反射膜1008的图形宽度不固定，在各点1028R、1028G、1028B的中央部，设置了宽度比主线条部分宽的扩幅部1008a。另一方面，上基板1005上的滤色片1015的R、G、B的各着色层1013R、1013G、1013B不是在遍及各点1028R、1028G、1028B内的整个面上设置，对于各着色层1013R、1013G、1013B，在各点1028R、1028G、1028B上设置了开口部(图12中用留白表示的部分)。即，该开口部是非着色区域1031R、1031G、1031B，特别是非着色区域1031R、1031G、1031B在与反射膜1008的扩幅部1008a平面重叠的区域内，设置为收容在扩幅部1008a中。即，非着色区域1031R、1031G、1031B是仅存在反射膜1008和透明导电膜1009的区域，非着色区域以外的反射区域R是存在反射膜1008、透明导电膜1009和滤色片的着色层1013R、1013G、1013B的区域，透射区域T是存在透明导电膜1009和着色层1013R、1013G、1013B的区域。在本实施例中，扩幅部1008a的形状略为长方形，非着色区域1031R、1031G、1031B的形状也略为长方形。
在上述结构的液晶显示装置1001中，反射模式时从上基板1005侧入射的外光的一部分透过反射区域R内的非着色区域1031R、1031G、1031B，在反射模式时2次透过滤色片1015而得到的光与透过非着色区域1031R、1031G、1031B而未着色的光和透过着色区域而着色的光重叠。另一方面，在透射模式时从背光1003透过该透射区域T的光全部透过着色区域，所以，在透射模式时通过1次透过滤色片1015而得到的光全是着色的光。这样，便可减小在反射模式时2次透过滤色片1015而得到的光与在透射模式时1次透过滤色片1015而得到的光的色的浓淡差，通过使滤色片1015的着色层1013R、1013G、1013B达到最佳状态，便可得到不论在反射模式时还是透射模式时都发色良好而视认性高的显示。
另外，在本实施例中，用透明导电膜1009和反射膜1008的2层结构的层叠膜构成分段电极1010，所以，由于位于透射区域T的透明导电膜1009的存在，可以毫无障碍地将电场加到透射区域T上的液晶层1007上，同时，由于由电阻率比透明导电膜1009小的金属构成的反射膜1008的存在，可以降低分段电极1010全体的电阻值。
下面，说明普通实施上述实施例1的结构的液晶显示装置时容易发生非着色区域的面积的偏差或反射区域与非着色区域的对准偏差等问题的理由。
作为前提，和本实施例一样，反射膜构成条形的电极的一部分。这时，如上所述，在可以得到降低电极的电阻值等效果方面是理想的，但是，反射膜也必须成形为条形的。实施例1的液晶显示装置在各点内设置了反射区域和透射区域，所以，在采用例如用反射膜将点全体覆盖的形状的基础上，也可以考虑在反射膜上设置光透过用的窗部(透射区域)。但是，如上所述，不论如何，反射膜也成形为条形，所以，如果将金属膜图形的宽度相对于透明导电膜图形的宽度设计得窄，则其两侧自然就成为透射区域，所以，在设计上这就比专门设置窗部简单。
即，按照最简单的图形设计，如图23所示，相对于构成分段电极1110的带状的透明导电膜1109的图形宽度，就减小了带状的反射膜1108的图形宽度。此外，实施例1的液晶显示装置在反射区域内设置了非着色区域，所以，在反射膜1108上设置不存在滤色片的着色层的非着色区域1131(着色层的开口部)。如图23所示，在彩色用的液晶显示装置中，通常点1128本身是纵长的长方形，所以，反射区域R的形状也成为纵长的，此外，非着色区域1131也成为纵长的长方形。
这样，要实现实施例1的液晶显示装置时，着色层的开口部(非着色区域)自然就成为纵长的长方形，越增大开口部的面积，就越成为纵向细长的长方形。使用光刻技术形成具有这种形状的开口部的着色层时，发生了腐蚀尺寸的偏差时，开口部面积的偏差将增大。其理由在于，例如同一面积的正方形图形与长方形图形相比，发生了相同的腐蚀尺寸误差时，长方形图形的面积变化将大于正方形图形，在长方形图形中，越是细长的长方形，面积的变化就越大。结果，反射模式时的亮度和色相等显示特性的偏差将增大。另外，如果开口部的宽度太细，超过了光刻技术的解像度的极限时，就不能形成开口部。
另外，例如在下基板上形成反射膜而在上基板上形成滤色片时，为了将非着色区域形成为确实收容在反射区域内，反射膜的图形与滤色片的图形的对准精度即下基板与上基板相互粘贴时的对准精度就很重要。然而，要在长方形的反射区域中配置具有某种程度的面积的长方形的非着色区域时，无论怎样，反射区域的短边方向的边缘与非着色区域的短边方向的边缘间的间隔将变窄，从而对准的余量将减小。因此，考虑了通过设计使上述反射区域的边缘与非着色区域的边缘的间隔小于基板相互粘贴时的对准误差的情况，这时，非着色区域发生向透射区域内突出时，将不能完全得到所希望的光学特性。
与此相反，在图12所示的本实施例的液晶显示装置中，通过采用在各点1028R、1028G、1028B中设置反射膜1008的扩幅部1008a、而且将非着色区域1031R、1031G、1031B配置到与扩幅部1008a平面重叠的区域的结构，配置非着色区域1031R、1031G、1031B的反射区域R的部分的形状就成为比以往的形状更接近正方形。这样，就可以将发生一定的腐蚀尺寸误差时的开口部面积的偏差抑制得比原来的小，所以，可以降低反射模式时的显示特性的偏差。此外，使配置非着色区域1031R、1031G、1031B的反射区域R的部分比以往的形状更接近正方形时，就可以使反射区域R的边缘与非着色区域1031R、1031G、1031B的边缘的间格G比以往的间隔宽，所以，对准的余量将增大，从而成为对粘贴偏离适应性强的结构，同时也容易得到所希望的光学特性。
实施例4.
下面，参照附图说明本发明的实施例4。
图13是将构成实施例4的液晶显示装置的显示区域的多个像素放大表示的平面图，是与实施例3的图12相当的图。本实施例的液晶显示装置的基本结构与实施例3相同，仅反射区域和非着色区域的形状与实施例3不同。在图13中，对于与图12相同的结构要素标以相同的符号，并省略其详细的说明。
在实施例3中，在与R、G、B的不同色对应的各点中，反射区域的面积和形状、非着色区域的面积和形状是相同的，与此相反，在本实施例中，在与R、G、B的不同色对应的各点间，至少1个的反射区域的面积、非着色区域的面积分别不同，相应地反射区域的形状、非着色区域的形状也不同。
具体而言，如图13所示，例如在不同色的点1028R、1028G、1028B间，G的点1028G的反射区域R的面积最大，B的点1028B的反射区域R次之，R的点1028R的反射区域R最小。换言之，G的点1028G的透射区域T的面积最小，B的点1028B的透射区域T次之，R的点1028R的透射区域T最大。另外，G的点1028G的非着色区域1031G的面积最大，R的点1028R的非着色区域1031R次之，B的点1028B的非着色区域1031B最小。
按照本实施例的液晶显示装置，可以对R、G、B的各色调整反射率和反射模式时的各色光的色度、透射率和透射模式时的各色光的色度，所以，可以适当地调整反射模式时的显示的亮度和色度(例如白显示时的色相)以及透射模式时的显示的亮度和色度(例如白显示时的色相)。这样，便可使反射模式时和透射模式时的显示品位平衡良好而最佳化。
更具体而言，将G的点1028G的透射区域T的面积设定为小于R、B的点1028R、1028B的透射区域T的面积，但是，由于绿色光比红色光和蓝色光具有充分高的视觉灵敏度，所以，这样设定不会影响色平衡，而且可以维持充分的透射率。另外，将G的点1028G的非着色区域1031G的面积设定为大于R、B的点1028R、1028B的非着色区域1031R、1031B的面积，所以，可以提高反射模式的反射率和色再现性。
在上述实施例3和实施例4中，给出了反射膜的扩幅部的形状略为长方形、非着色区域的形状也是略为长方形的例子，但是，这些部分的形状并不特别限定长方形。例如，也可以如图14所示的那样，使扩幅部1008b的形状为略呈六角形，相应地也使非着色区域1031b的形状为略呈六角形，或者，也可以如图15所示的那样，使扩幅部1008c的形状为略呈椭圆形，相应地使非着色区域1031c的形状也为略呈椭圆形。
另外，在上述实施例中，举出了在反射膜上层叠透明导电膜而构成2层结构的电极的例子，但是，在本发明中，起反射膜功能的金属膜可以不一定构成电极，作为绝缘膜介于金属膜与透明导电膜之间的结构，金属膜可以专门仅起反射膜的功能。但是，这时，在本发明中金属膜必须形成为条形。另外，在上述实施例中，举出了滤色片的图形为纵条形的例子，但是，除此之外，本发明也可以应用于横条形排列、镶嵌排列、三角形排列等的滤色片。此外，不限于在上述实施例中所示的无源矩阵型液晶显示装置，也可以将本发明应用于以TFD作为开关元件的有源矩阵型液晶显示装置。
[实施例]
其次，本发明者在本发明的液晶显示装置中改变各种参量进行反射率、透射率、显示色等的光学特性的模拟，证实了本发明的效果，下面，报告该结果。
作为模拟的前提条件，取点数为120×3(R、G、B)(横)×160(纵)、横向的点间距为85μm、纵向的点间距为225μm。图16～图19表示以下所示的结构例1～3的G的点的各部分的尺寸，图20表示以下所示的结构例3的像素内的各部分的尺寸。这些图中符号B所示的区域(画网格的区域)是点间的黑色矩阵，取在横向延伸的黑色矩阵宽度为13μm、在纵向延伸的黑色矩阵宽度为9μm。这样，各点间距的面积(包含黑色矩阵)就是21675μm2，各点的面积(不包含黑色矩阵)就是18392μm2。另外，滤色片就使用具有图21所示的分光特性的滤色片。
结构例1.
在结构例1中，在R、G、B所有的点中，将1点内的透射区域的面积采用与8712μm2相同的值。另外，在R、B的点中，将1点内的非着色区域的面积取为360μm2，与此相对，仅将G的点设定为大到2161m2。通过模拟计算了这时的反射率、反射模式时的色域面积和白显示色、透射率、透射模式时的色域面积(表示色的色度，是在x y坐标系中连结红、绿、蓝显示的各坐标的三角形的面积)和白显示色。色域面积、白显示色都是根据xyY色表系统色度图表示的值。上述光学特性值示于以下的「表1」。
结构例2.
在结构例2中，与结构例1不同，对各点改变1点内的透射区域的面积。即，在G的点内最小，取为6776μm2，在B的点内次之，取为10406μm2，在R的点内最大，取为11130μm2。另外，将1点内的非着色区域的面积在R的点内设定为180μm2、在G的点内设定为3240μm2。在B的点内不设置非着色区域。通过模拟计算了这时的反射率、反射模式时的色域面积和白显示色、透射率、透射模式时的色域面积和白显示色。这些光学特性值示于以下的「表1」。
结构例3.
在结构例3中，使用具有图22所示的分光特性的滤色片取代具有图21的分光特性的滤色片。将图21和图22的分光特性比较可知，各色的曲线的峰值部分(透射区域)几乎没有变化，但是，峰值以外的区域(吸收区域)的透射率水平则是图21高而图22低。换言之，在结构例3中，与结构例2相比，使用了色纯度高的滤色片。伴随该滤色片的变更，1点内的透射区域的面积、非着色区域的面积分别随各点而少许发生了变化。通过模拟计算了这时的反射率、反射模式时的色域面积和白显示色、透射率、透射模式时的色域面积和白显示色。这些光学特性值示于以下的「表1」。
表1
  单位   结构例1   结构例2   结构例3
  点间距面积   μm2   21675   21675   21675
  点面积   μm2   18392   18392   18392
  1点内的透射区域的面积   红   μm2   8712   11130   11372
  绿   μm2   8712   6776   7260
  兰   μm2   8712   10406   10889
  1点内的非着色区域的面积   红   μm2   360   180   450
  绿   μm2   2161   3240   3975
  兰   μm2   360   0   413
  反射率   ％   20.0   20.3   19.4
  反射时的色域面积   ×10-2   2.1   2.2   2.0
  反射时的白显示色   x   -   0.328   0.324   0.327
  y   -   0.344   0.357   0.351
  透射率   ％   4.5   4.5   4.5
  透射时的色域面积   ×10-2   3.1   3.1   3.6
  透射时的白显示色   X   -   0.314   0.316   0.313
  y   -   0.347   0.327   0.325
各结构例的光学特性如表1所示，首先，实现结构例1的各部分的面积的反射区域和非着色区域的图形尺寸使用现有的直线的带状反射区域时，则成为例如图16所示的那样。以下图16～图20中的数值是用μm单位表示的尺寸。并且，使用反射区域具有扩幅部的本发明的结构实现结构例1的各部分的面积即与图16相同的各部分的面积时，就成为例如图17所示的那样。
这里，考虑在纵向延伸的反射区域的边缘与非着色区域的边缘间的间隔，在图16的结构中是15μm。在液晶显示装置的制造工艺中，上基板与下基板相互粘合时的对准误差按现在的水平约为15μm，所以，若考虑在上基板与下基板相互粘贴时发生最大的偏离时，则调整的余量就完全没有了。与此相反，在图17的结构中，反射区域的边缘与非着色区域的边缘间的间隔为18.7μm。因此，这时，在上基板与下基板相互粘贴时即使发生了最大的偏离，也仍然有约3.7μm的余量。这样，就证实了按照本发明的结构，可以实现对相互粘贴偏离适应性强的结构。
此外，考虑非着色区域的横尺寸时，在图16中是10μm，在图17是18.6μm。例如，假定制造液晶显示装置所使用的光刻技术的解像度约为10μm时，在图16中是勉强可以形成开口部(非着色区域)的值，可以认为有时将不能实现。与此相反，在图17的结构中，可以可靠而高精度地形成非着色区域。
另外，若考虑表1中结构例1的光学特性中的「透射模式时的白显示色」时，x＝0.314、y＝0.347，表示白中略带红色的情况。因此，为了使透射模式时的白显示色更白，调整了各部分的面积的就是结构例2。因此，具体而言，就是将G的透射区域的面积比结构例1大大减小，即使这样，为了维持与结构例1同等的透射率，分别增加R和B的透射区域的面积。并且，相反，由于增加了G的反射区域的面积，所以，为了抑制反射光中的G的成分，也将G的非着色区域的面积比结构例1增大了。伴随该变更，为了维持反射率和反射时的色，也调整了R和B的非着色区域的面积。
使用反射区域具有扩幅部的本发明的结构实现结构例2的各部分的面积时，就成为例如图18所示的那样。在该结构中，反射区域的边缘与非着色区域的边缘间的间隔也是18μm，可以维持对相互粘贴偏离适应性强的结构。另外，非着色区域的横向尺寸也可以确保20μm，从而在非着色区域的成形中不会发生问题。
其次，在结构例3中，使用了色纯度比结构例2高的滤色片，换言之，由于使用了色浓的滤色片，所以，如果不增大透射区域的面积，就不能保持与结构例1、2同等的透射率。因此，在R、G、B所有的点中将透射区域的面积从结构例2增大的就是结构例3。相反，由于在所有的点中减小了反射区域的面积，所以，为了维持反射率，在所有的点中将非着色区域的面积比结构例2增大了。这样，虽然反射率和反射时的色域面积减小了若干，但在反射模式中基本上可以得到与结构例1、2同等的光学特性。对于透射模式，与结构例1、2相同，可以维持4.5％的透射率，将透过时的色域面积提高到3.6×10-2，通过使用色纯度高的滤色片，可以使透过时的显示色更鲜艳。
实现结构例3的各部分的面积的反射区域和非着色区域的图形尺寸使用现有的直线的带状反射区域时，就成为例如图19所示的那样。并且，使用反射区域具有扩幅部的本发明的结构实现结构例3的各部分的面积即与图19相同的各部分的面积时，就成为例如图20所示的那样。在表示可以得到各结构例中最理想的光学特性的结构例3的图20中，对R、G、B的所有的点表示出了图形尺寸。
考虑在纵向延伸的反射区域的边缘与非着色区域的边缘间的间隔时，在图19的结构中，横向为13.7μm、纵向为14.14μm。假定上基板与下基板相互粘贴时的对准误差为15μm时，则对准余量就没有了，或者非着色区域将突出到反射区域之外，从而有可能完全不能得到所希望的光学特性。与此相对，在图20的结构中，例如在G的点中横向为15.5μm、纵向为15.2μm。在结构例3中实现各部分的面积时，即使使用本发明的结构，余量也很小，但是，如果与图19的结构相比，可以扩大余量，获得对相互粘贴偏离适应性强的结构。
根据以上的模拟结果可知，按照本发明的结构，可以获得对液晶显示装置的制造工艺中的相互粘贴偏离适应性强的结构，同时，通过使1点内的透射区域(反射区域)的面积和非着色区域的面积对各色的每个点实现最佳化，便可获得反射模式与透射模式的平衡，从而都可以实现在两个模式中显示品位优异的液晶显示装置。
实施例5.
下面，说明使用本发明的液晶显示装置(液晶板)的电子设备的实施例。
(掌上电脑)
首先，说明将本发明的液晶显示装置(液晶板)应用于便携式的电脑(所谓的笔记本电脑)的显示部的例子。图24是表示这种电脑的结构的斜视图。如图所示，电脑91具有具备键盘911的主体部912和应用了本发明的实施例1～实施例4的液晶显示装置(液晶板)的显示部913。
(手机)
下面，说明将本发明的液晶显示装置(液晶板)应用于手机的显示部的例子。图25是表示该手机的结构的斜视图。如图所示，手机92除了多个操作按钮921外，具有受话器922、送话器923以及应用了本发明的实施例1～实施例4的液晶显示装置(液晶板)的显示部924。
作为可以应用本发明的液晶显示装置(液晶板)的电子设备，除了图24所示的电脑和图25所示的手机外，还有液晶电视、取景器式、监视器式的录像机、汽车驾驶导向装置、呼机、电子记事簿、计算器、文字处理器、工作站、电视电话、POS终端、数码相机等。按照本发明的液晶显示装置(液晶板)，可以同时维持反射式显示时的亮度和透射式显示时的色度，可以在两种显示方式这保持良好的显示品位，所以，特别适合于要求反射式和透射式都良好的显示品位的电子设备。
如上所述，按照本发明，可以同时确保反射模式时的亮度和透射模式时的色度。因此，可以首先不论在反射模式时还是透射模式时都可以得到发色良好、视认性高的显示的半透射反射式的彩色液晶显示装置。此外，可以首先对液晶显示装置的制造工艺中上基板与下基板相互粘贴偏离适应性强的结构，同时，可以稳定地得到反射率、透射率、显示色的色相等所希望的光学特性。

Claims (21)

1.一种液晶显示装置，具有相互相对地夹持液晶的第1基板和第2基板，具有相互对应于不同颜色的多个点，其特征在于，包括：
与上述点的一部分重叠地设置在上述第2基板上、反射来自上述第1基板侧的入射光的反射膜，
与上述点重叠地设置、与构成显示区域的上述各点对应地排列有不同色的多个着色层的滤色片，和
在上述每个点中的，上述反射膜存在的反射区域和上述反射膜不存在的透射区域，
在与上述点内的上述反射膜平面重叠的区域内，具有未设置上述滤色片的非着色区域。
2.按权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：上述滤色片在与上述各点内的上述反射膜平面重叠的区域内具有开口部，该开口部是未设置上述滤色片的区域。
3.一种液晶显示装置，具有相互相对地夹持液晶的第1基板和第2基板，具有相互对应于不同颜色的多个点，其特征在于，包括：设置在上述第2基板上、反射来自上述第1基板侧的入射光的反射膜，
与上述点重叠地设置、与构成显示区域的上述点对应地排列有不同色的多个着色层的滤色片，和
在上述点中的，上述反射膜存在的反射区域和上述反射膜不存在的透射区域，
上述反射膜形成为条状，在由在1个方向排列的多个点构成的每一点行或每一点列的该多个点的排列方向延伸，同时，在上述每个点上设有上述反射膜的扩幅部，在与上述点内的上述反射膜的扩幅部平面重叠的区域中的至少一部分设有上述滤色片的着色层不存在的非着色区域。
4.按权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于：位于上述反射区域和上述透射区域的透明导电膜以覆盖上述反射膜的方式而层叠，上述透明导电膜与上述反射膜的层叠膜构成在上述点行方向或上述点列方向延伸的条状电极。
5.按权利要求1或3所述的液晶显示装置，其特征在于：在与上述不同色对应的点中，至少与1种色对应的点的上述非着色区域的面积和与其他色对应的点的上述非着色区域的面积不同。
6.按权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于：上述不同色的多个着色层由红色层、绿色层和蓝色层构成，与上述绿色层对应的各点的上述非着色区域的面积比与上述红色层和上述蓝色层对应的点的上述非着色区域的面积大。
7.按权利要求1或3所述的液晶显示装置，其特征在于：在与上述不同色对应的点中，至少与1种色对应的各点的上述透射区域的面积和与其他色对应的点的上述透射区域的面积不同。
8.按权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于：上述不同色的多个着色层由红色层、绿色层和蓝色层构成，与上述绿色层对应的点的上述透射区域的面积比与上述红色层和上述蓝色层对应的点的上述透射区域的面积小。
9.按权利要求1或3所述的液晶显示装置，其特征在于：在上述点中，上述反射区域和上述透射区域与划定该点的多条边中的至少1条边接近，同时沿该边而相邻。
10.按权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于：上述至少1条边是划定略呈矩形的上述点的多条边中相对的一对边中的任意一条边。
11.按权利要求1或3所述的液晶显示装置，其特征在于：具有将上述点的周围遮光的遮光层。
12.按权利要求1或3所述的液晶显示装置，其特征在于：在上述第2基板上具有用于将电压加到上述液晶上的电极，上述反射膜具有导电性，同时与上述电极电连接。
13.一种液晶显示装置，具有相互相对地夹持液晶的第1基板和第2基板，具有相互对应于不同颜色的多个点，其特征在于，包括：
设置在上述第2基板上、反射来自上述第1基板侧的入射光的反射膜，
与上述点重叠地设置、与构成显示区域的上述点对应地排列有不同色的多个着色层的滤色片，和
在上述点中的，上述反射膜存在的反射区域和上述反射膜不存在的透射区域，
在上述各点中与上述反射区域平面重叠的区域的至少一部分设有上述滤色片的着色层不存在的非着色区域，上述反射区域的边缘和与其相对的上述非着色区域的边缘之间的尺寸大于15μm。
14.一种用于液晶显示装置的液晶显示装置用基板，其中该液晶显示装置具有相互相对地夹持液晶的一对基板，和相互对应于不同颜色的多个点，具备与上述点重叠地设置的使与该点的色对应的波长的光透过的滤色片，在上述点内具有未设置上述滤色片的区域，其特征在于：具有一对基板中的1个基板，和
与上述点的一部分重叠地设置在上述1个基板上的反射来自上述一对基板中的另一个基板侧的入射光的反射膜，
具有选定形状的反射膜以使未设置上述滤色片的区域位于上述点中与上述反射膜重叠的区域内。
15.一种用于液晶显示装置的液晶显示用基板，其中该液晶显示装置具有相互相对而夹持液晶的一对基板，和相互与不同的色对应的多个点，其特征在于：具有上述一对基板中，与上述点的一部分重叠地设置有反射膜的1个基板，和与上述点重叠而设置在上述1个基板上的使与该点的色对应的波长的光透过的滤色片，
在该点中与上述反射膜重叠的区域内具有未设置上述滤色片的区域。
16.一种电子设备，其特征在于具有下述液晶显示装置，该液晶显示装置具有相互相对地夹持液晶的第1基板和第2基板，具有相互对应于不同颜色的多个点，包括：
与上述点的一部分重叠地设置在上述第2基板上、反射来自上述第1基板侧的入射光的反射膜，
与上述点重叠地设置、与构成显示区域的上述各点对应地排列有不同色的多个着色层的滤色片，和
在上述各点中的，上述反射膜存在的反射区域和上述反射膜不存在的透射区域，
在与上述各点内的上述反射膜平面重叠的区域内，具有未设置上述滤色片的非着色区域。
17.一种电子设备，其特征在于具有下述液晶显示装置，该液晶显示装置具有相互相对地夹持液晶的第1基板和第2基板，具有相互对应于不同颜色的多个点，包括：设置在上述第2基板上、反射来自上述第1基板侧的入射光的反射膜，
与上述点重叠地设置、与构成显示区域的上述各点对应地排列有不同色的多个着色层的滤色片，和
在上述各点中的，上述反射膜存在的反射区域和上述反射膜不存在的透射区域，
上述反射膜形成为条状，在由在1个方向排列的多个点构成的每一点行或每一点列的该多个点的排列方向延伸，同时，在上述点上设有上述反射膜的扩幅部，在与上述点内的上述反射膜的扩幅部平面重叠的区域中的至少一部分设有上述滤色片的着色层不存在的非着色区域。
18.按权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于：上述反射膜为岛状。
19.按权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于：上述滤色片的色素层设置在与上述点内的上述反射区域和上述透射区域平面地重叠的区域，
上述反射膜形成为条状，在由在1个方向排列的多个点构成的每一点行或每一点列的该多个点的排列方向延伸，同时，在上述点上设有上述反射膜的扩幅部，在与上述反射膜的扩幅部平面重叠的区域中设有上述非着色区域。
20.按权利要求14所述的液晶显示装置用基板，其特征在于：上述反射膜为岛状，
上述反射膜的形状选定为，使得上述点中的与上述反射膜对应的反射区域，和作为该反射区域以外区域的、使入射光透射上述一对基板中另一个基板侧的透光区域，接近于划定该点的多条边中的至少一条边，并沿该边相邻。
21.按权利要求15所述的液晶显示装置用基板，其特征在于：上述反射膜为岛状，
上述点中的与上述反射膜对应的反射区域，和作为该反射区域以外区域的、使入射光透射上述一对基板中另一个基板侧的透光区域，接近于划定该点的多条边中的至少一条边，并沿该边相邻。
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