專利名稱：半透射型液晶顯示板及彩色液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有透射功能和反射功能的半透射型液晶顯示板，以及使用這樣的半透射型液晶顯示板進(jìn)行彩色顯示的彩色液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，在便攜式電話和便攜式游戲機(jī)等便攜式電子設(shè)備中，電池的驅(qū)動(dòng)時(shí)間對(duì)使用方便性有很大影響，因此在顯示部使用可抑制其消耗電力的半透射型的液晶顯示裝置。該半透射型的液晶顯示裝置，例如在明亮的場(chǎng)所，在關(guān)閉配置于液晶顯示板的背面?zhèn)鹊谋痴諢舻臓顟B(tài)下，以反射模式進(jìn)行顯示；在暗的場(chǎng)所，點(diǎn)亮液晶顯示板的背面?zhèn)鹊谋痴諢?，以透射模式進(jìn)行顯示。在這樣的半透射型液晶顯示板中使用如下的半透射型液晶顯示板，即，例如在顯示板內(nèi)形成反射從正面入射的光的反射膜，并且在該反射膜的一部分形成了使從背面?zhèn)热肷涞膩?lái)自背照燈的光投射的開口部。而且，在此半透射型液晶顯示板對(duì)應(yīng)彩色顯示的結(jié)構(gòu)是，由設(shè)置了紅、綠、藍(lán)的濾色器的三點(diǎn)(子像點(diǎn))構(gòu)成了一個(gè)單位像素(像點(diǎn))。
但是，在半透射型的彩色液晶顯示裝置中，在反射模式時(shí)，光兩次通過(guò)顯示板內(nèi)，相對(duì)于此，在透射模式時(shí)，光只通過(guò)一次顯示板內(nèi)。因此，在將如上所述的紅、綠、藍(lán)的濾色器的膜厚和著色度設(shè)為相同的情況下，如果要在反射模式下進(jìn)行清楚的彩色顯示，則會(huì)發(fā)生在透射模式下顏色變淡、色再現(xiàn)性差的問(wèn)題。相反，如果要在透射模式下進(jìn)行清楚的彩色顯示，則會(huì)發(fā)生在反射模式下顏色變淡、亮度不足的問(wèn)題。
因此，例如在專利文獻(xiàn)1中提出了如下技術(shù)方案，即像素區(qū)域由濾色器所對(duì)應(yīng)的周圍區(qū)域和濾色器非對(duì)應(yīng)的中央?yún)^(qū)域構(gòu)成，利用作為來(lái)自周圍區(qū)域的射出光的著色光和作為來(lái)自中央?yún)^(qū)域的射出光的非著色光，進(jìn)行高亮度的彩色顯示。但是，在此專利文獻(xiàn)1中，反射板隔著偏光片被配置在基板的背面?zhèn)?，因此難以得到亮的反射特性。而且，在像素區(qū)域的大致中央部形成濾色器的開口部，因此該開口部在掃描線間以相同周期重復(fù)。其結(jié)果，根據(jù)顯示的圖案，鄰接的掃描線上的開口部的排列在視覺(jué)上偏離一行而表現(xiàn)為條紋狀，可能發(fā)生所謂格網(wǎng)效果。
而且，在專利文獻(xiàn)2中提出了如下技術(shù)方案，即在與透射區(qū)域部對(duì)應(yīng)的位置形成的濾色器的透射率，設(shè)定成比在與像素區(qū)域內(nèi)的反射區(qū)域部對(duì)應(yīng)的位置形成的濾色器的透射率低，以謀求透射區(qū)域部的高色度化。但是，在此專利文獻(xiàn)2中，使濾色器的光學(xué)濃度(包含吸收性或膜厚)在反色區(qū)域部變淡，由此在反射和透射的任一個(gè)模式下都能得到期望的色再現(xiàn)性，對(duì)于與此組合的反色膜的反射-視場(chǎng)角特性有可能得不到希望的特性。即，該反射膜雖然配置在顯示板內(nèi)，但其表面形狀在保護(hù)膜層的熔融狀態(tài)下形成，因此幾乎不能控制其截面形狀。因此，此時(shí)的反射-視場(chǎng)角特性，只能得到表示以某一正反射方向?yàn)閷?duì)稱軸的高斯分布型的特性。假設(shè)要得到期望的反射-視場(chǎng)角特性，則需要進(jìn)行極其嚴(yán)密的工序條件。其理由是，該反射-視場(chǎng)角特性是通過(guò)按設(shè)計(jì)控制反射膜表面的截面傾斜角分布，而首次得到期望特性的。
專利文獻(xiàn)1日本特開平11-183891號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開平2002-122859號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明是鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題而提出的，其目的是在于提供一種半透射型液晶顯示板及彩色液晶顯示裝置，在透射模式和反射模式的任一個(gè)中都能得到高亮度且色再現(xiàn)性優(yōu)良的彩色顯示，并且，能夠以簡(jiǎn)單的制造工序來(lái)制造，還可以抑制制造成本的上升。
為達(dá)到此目的，本發(fā)明的半透射型液晶顯示板，其具備第1基板及第2基板，相互相對(duì)著配置；液晶層，被封入在第1基板和第2基板之間；半透射反射層，在第1基板的與液晶層相對(duì)的面上形成使從第2基板側(cè)入射的光反射的反射膜，并且，在該反射膜的一部分形成使從第1基板側(cè)入射的光透射的透射用開口部；黑矩陣層，在半透射反射層上，為了劃分與各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域，至少在面內(nèi)的一個(gè)方向上延伸而形成；以及濾色器層，在被黑矩陣層劃分的半透射反射層的點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域配置不同色的濾色器，并且這些濾色器周期性地排列；濾色器層具有使反射膜的一部分露出的反射用開口部。
而且，半透射型液晶顯示板可以使用由與紅、綠、藍(lán)三原色對(duì)應(yīng)的三個(gè)點(diǎn)構(gòu)成了一個(gè)單位像素的結(jié)構(gòu)。
而且，也可以是，反射膜在其表面具有多個(gè)細(xì)微的凹部或凸部的結(jié)構(gòu)。
而且，最好是，上述黑矩陣層在沿各點(diǎn)的邊的方向上形成。
而且，最好是，反射用開口部被設(shè)置在沿上述點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)的黑矩陣層的位置。
再者，最好是，在沿夾著點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域而對(duì)置的黑矩陣層的位置設(shè)置了一對(duì)反射用開口部。
再進(jìn)一步，最好是，一對(duì)反射用開口部在點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域的縱長(zhǎng)方向上被設(shè)置在大致相同的位置。
而且，最好是，透射用開口部比點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)的上述反射用開口部更位于內(nèi)側(cè)而設(shè)置。
再者，最好是，透射用開口部位于點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)的上述一對(duì)反射用開口部之間而設(shè)置。
而且，可以是，反射用開口部在點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)設(shè)有多個(gè)。
而且，可以是，透射用開口部在點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)設(shè)有多個(gè)。
而且，可以是，濾色器層中，點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域中的反射用開口部的開口率對(duì)上述不同色的每個(gè)濾色器各不相同。具體地說(shuō)，最好是，在濾色器層具有周期性地排列了紅、綠、藍(lán)的濾色器的結(jié)構(gòu)的情況下，形成有綠的濾色器的點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域中的反射用開口部的開口率最高，形成有紅的濾色器的點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域中的反射用開口部的開口率最低。
而且，可以是，半透射反射層中，點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域中的透射用開口部的開口率對(duì)不同色的每個(gè)濾色器各不相同。具體地說(shuō)，最好是，在濾色器層具有周期性地排列了紅、綠、藍(lán)的濾色器的結(jié)構(gòu)的情況下，形成有綠的濾色器的點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域中的透射用開口部的開口率最高，形成有紅的濾色器的點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域中的透射用開口部的開口率最低。
而且，也可以是，半透射反射層中，在形成于反射膜之下的有機(jī)膜的表面，內(nèi)面成為球面一部分的細(xì)微的凹部相互不規(guī)則地鄰接而形成，由此，在形成于其上方的反射膜的表面形成了多個(gè)細(xì)微的凹部。
而且，本發(fā)明的彩色液晶顯示裝置，具備上述某一構(gòu)成的半透射型液晶顯示板，和從此半透射型液晶顯示板的第1基板側(cè)照射光的背照燈。
如上所述，在本發(fā)明中，在反射膜的一部分形成透射用開口部，并且，通過(guò)在濾色器層中設(shè)置了使反射膜的一部分露出的反射用開口部，在透射模式下可得到高亮度且色再現(xiàn)性良好的彩色顯示，另一方面，在濾色器的膜厚及著色度相同的情況下，也能在反射模式下得到高亮度且色再現(xiàn)性良好的彩色顯示。進(jìn)一步，在本發(fā)明中，通過(guò)按設(shè)計(jì)控制反射膜的截面形狀，可以得到期望的反射-視場(chǎng)角特性，在反射模式下可以得到更高亮度且色再現(xiàn)性更良好的彩色顯示。
而且，在本發(fā)明中，濾色器層的反射用開口部被設(shè)置在沿點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域的黑矩陣層的位置，由此，可以使覆蓋形成有這些黑矩陣層及濾色器層的半透射反射層上方的外敷層等的表面更平坦化。由此，可以減小液晶層的形成有透射用開口部的部分和形成有反射用開口部的部分的厚度差，可以降低透射模式時(shí)和反射模式時(shí)的驅(qū)動(dòng)電壓之差。


圖1是表示本發(fā)明的彩色液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖2是擴(kuò)大表示圖1所示的彩色液晶顯示裝置所具有的半透射型液晶顯示板的像素組的平面圖。
圖3是擴(kuò)大表示在與構(gòu)成各像素的三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域的反射膜上形成的透射用開口部、和在濾色器上形成的反射用開口部的平面圖。
圖4是擴(kuò)大表示半透射反射層的一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域的立體圖。
圖5是模式地表示在圖4所示的反射膜上形成的凹部的立體圖。
圖6是表示圖5所示的凹部的特定縱截面X中的內(nèi)面形狀的截面圖。
圖7是模式地表示在反射膜上形成的凸部的立體圖。
圖8是用于說(shuō)明反射-視場(chǎng)角特性的測(cè)定方法的模式圖。
圖9是表示圖4所示的反射膜的方位角φ＝0°時(shí)的反射-視場(chǎng)角特性的曲線圖。
圖10是表示圖4所示的反射膜的方位角φ＝90°時(shí)的反射-視場(chǎng)角特性的曲線圖。
圖11是表示圖4所示的反射膜的方位角φ＝270°時(shí)的反射-視場(chǎng)角特性的曲線圖。
圖12是擴(kuò)大表示在圖1所示的液晶顯示板的點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域的反射膜上形成的透射用開口部和在濾色器形成的反射用開口部的方框圖。
圖13是擴(kuò)大表示在作為比較例表示的液晶顯示板的點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域的反射膜上形成的透射用開口部、和在濾色器上形成的反射用開口部的截面圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附造圖詳細(xì)說(shuō)明使用了本發(fā)明的半透射型液晶顯示板和彩色液晶顯示裝置。并且，以下說(shuō)明中使用的附圖中，為了容易理解其特征，從方便角度考慮有時(shí)擴(kuò)大表示特征部分，各構(gòu)成要素的尺寸比率與實(shí)際并不一定相同。
如圖1所示，使用了本發(fā)明的彩色液晶顯示裝置1，具備使用了本發(fā)明的半透射型液晶顯示板(以下，稱為液晶顯示板)2、和在此液晶顯示板2的背面?zhèn)扰渲玫谋痴諢?而構(gòu)成，該背照燈3包括平板狀的由透明的丙烯樹脂等構(gòu)成的導(dǎo)光板3a和由陰極管或LED等構(gòu)成的光源3b而構(gòu)成，一邊在導(dǎo)光板3a使該光源3b所發(fā)出的光進(jìn)行面發(fā)光，一邊照射到液晶顯示板2的背面?zhèn)取?br> 如圖1及圖2所示，液晶顯示板2是由對(duì)應(yīng)紅、綠、藍(lán)的三原色的三個(gè)點(diǎn)(子像點(diǎn))sp來(lái)構(gòu)成一個(gè)單位像素(像點(diǎn))P的彩色液晶顯示板。具體地說(shuō)，此液晶顯示板2具備相互對(duì)置而配置的由透明玻璃等構(gòu)成的第1基板(背面?zhèn)鹊幕?4及第2基板(前面?zhèn)鹊幕?5，和被封入在這些第1基板4與第2基板5之間的液晶層6，并具有這些一對(duì)基板4、5的周邊部由密封材密封的接合成一體的結(jié)構(gòu)。
而且，在與第1基板4的液晶層6相對(duì)的面上，形成有在表面形成了多個(gè)細(xì)微的凹部8a的透明的有機(jī)膜8、和在其上反射從第2基板5側(cè)入射的光的反射膜9，并且，在于反射膜9的一部分形成了使從第1基板4側(cè)入射的光透射的透射用開口部9a的半透射反射層10、和劃分對(duì)應(yīng)了各點(diǎn)sp的點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11的遮光性的黑矩陣層12、和由該黑矩陣層12劃分的半透射反射層10的點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11，嵌入形成了紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)的濾色器13R、13G、13B，并且依次層疊形成了周期性地排列了這些濾色器13R、13G、13B的濾色器層13，用于使形成了這些黑矩陣層12及濾色器層13的表面平坦化的透明的外敷層14，用于驅(qū)動(dòng)液晶層6的透明的第1電極層15，以及用于控制液晶層6中的液晶分子取向的取向膜16。另一方面，在與第2基板5的液晶層6相對(duì)的面上，按順序?qū)盈B形成了用于驅(qū)動(dòng)液晶層6的透明的第2電極層17，用于使形成了該第2電極層17的表面平坦化的透明的外敷層18，以及用于控制液晶層6中的液晶分子取向的取向膜19。
而且，在液晶顯示板2的背面?zhèn)取⒓磁c第1基板4的液晶層6相對(duì)的面的相反側(cè)面上，按順序?qū)盈B設(shè)置了相位差板20a和偏振片21a。另一方面，在液晶顯示板2的正面?zhèn)?、即與第2基板5的液晶層6相對(duì)的面的相反側(cè)面上，按順序?qū)盈B設(shè)置了相位差板20b和偏振片21b。然后，上述背照燈3被配置在背面?zhèn)鹊钠衿?1a的外側(cè)。
而且，此液晶顯示板2采用了所謂無(wú)源矩陣驅(qū)動(dòng)方式，其具有如下結(jié)構(gòu)多個(gè)第1電極層15和第2電極層17分別按規(guī)定間隔被排列成條狀，并且在第1基板4和第2基板5之間相互垂直地排列。由此，在第1電極層15和第2電極層17交叉的位置，分別形成了上述點(diǎn)sp。而且，由與紅、綠、藍(lán)的三原色對(duì)應(yīng)的鄰接的三個(gè)點(diǎn)sp構(gòu)成上述像素P，通過(guò)這些像素P被排列成矩陣狀，作為整體構(gòu)成了液晶顯示板2的顯示區(qū)域。
如圖3及圖4所示，在各點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11內(nèi)的半透射反射層10中，在反射膜9上形成的透射用開口部9a，形成使從第1基板4入射的光透射的透射區(qū)域；形成有透射用開口部9a的周圍的反射膜9，形成使從第2基板5側(cè)入射的光反射的反射區(qū)域。而且，反射膜9由高反射率的金屬材料例如鋁或銀、這些的合金等構(gòu)成，為了使光有效地散亂反射，在其表面形成著控制了后述的截面形狀的多個(gè)微細(xì)的凹部9b。
具體地說(shuō)，通過(guò)在該反射膜9的表面轉(zhuǎn)印在其下形成的有機(jī)膜8的凹部8a的形狀，內(nèi)面成為球面一部分的微細(xì)的凹部9b相互不規(guī)則地鄰接而形成著。
因此，如圖5及圖6中模式地表示的那樣，在凹部9b的特定縱截面X的內(nèi)面形狀包括從凹部9b的一個(gè)周邊部S1到最深點(diǎn)D的第1曲線A、和接著該第1曲線A從凹部9b的最深點(diǎn)D到其它周邊部S2的第2曲線B。這些第1及第2曲線A、B，在最深點(diǎn)D處相對(duì)于表面S的傾斜角都成為零，相互連接著。而且，第1曲線A相對(duì)于表面S的傾斜角，比第2曲線B的傾斜角陡，最深點(diǎn)D位于從凹部9b的中心O向x方向偏移的位置。即，第1曲線A相對(duì)于表面S的傾斜角絕對(duì)值的平均值，比第2曲線B相對(duì)于表面S的傾斜角絕對(duì)值的平均值大。再者，凹部9b是，其第1曲線A相對(duì)于表面S的傾斜角絕對(duì)值的平均值在1～89°的范圍內(nèi)不規(guī)則地散亂分布著，其第2曲線B相對(duì)于表面S的傾斜角絕對(duì)值的平均值在0.5～88°的范圍內(nèi)不規(guī)則地散亂分布著。
第1及第2曲線A、B的傾斜角都平穩(wěn)地變化，因此第1曲線A的最大傾斜角δmax(絕對(duì)值)，比第2曲線B的最大傾斜角(絕對(duì)值)δb大。而且，連接第1曲線A和第2曲線B的最深點(diǎn)D對(duì)于表面S的傾斜角成為零，傾斜角為負(fù)值的第1曲線A和傾斜角為正值的第2曲線B平穩(wěn)地連續(xù)著。再者，凹部9b是，第1及第2曲線A、B的最大傾斜角δmax和δb分別在2～90°的范圍內(nèi)不規(guī)則地散亂分布著。但是，較多的凹部9b是，其最大傾斜角δmax在4°～35°的范圍內(nèi)不規(guī)則地散亂分布著。
而且，凹部9b是，其凹面具有單一的極小點(diǎn)(傾斜角成為0的曲面上的點(diǎn))D，當(dāng)此極小點(diǎn)D和表面S的距離作為該凹部9b的深度d時(shí)，此深度d在0.1μm～3μm范圍內(nèi)不規(guī)則地散亂分布著。并且，各凹部9b的特定縱截面X都成為相同方向。即，任何凹部9b都形成為圖5及圖6所示的x方向相同。
并且，在上述半透射反射層10中，成為在反射膜9上形成多個(gè)細(xì)微的凹部9b的結(jié)構(gòu)，但并不一定局限于這樣的結(jié)構(gòu)，也可以是例如在反射膜9的表面形成圖7所示的細(xì)微的多個(gè)凸部9c的結(jié)構(gòu)。
然后，在此半透射反射層10上，如圖1、圖2及圖3所示，由條狀的黑矩陣層12被劃分為格子狀，由此黑矩陣層12劃分的一個(gè)個(gè)矩形區(qū)域形成著上述點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11。黑矩陣層12是用于防止各濾色器13R、13G、13B間的光的混色的遮光壁，在沿各點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11的邊的縱向和橫向上延伸形成。然后，在由此黑矩陣層12劃分的各點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11內(nèi)，嵌入形成了紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)的濾色器13R、13G、13B中的某一個(gè)。而且，在濾色器層13周期性地按條狀排列著這些濾色器13R、13G、13B。
并且，上述黑矩陣層12是在半透射反射層10上的面內(nèi)沿縱向和橫向延伸形成的結(jié)構(gòu)，但是，并不一定局限于這樣的結(jié)構(gòu)，也可以是，各點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11的邊中，僅在縱向和橫向的某一方向上延伸形成的結(jié)構(gòu)。
并且，對(duì)應(yīng)各像素P的像素對(duì)應(yīng)區(qū)域，由設(shè)置了紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)的濾色器13R、13G、13B的鄰接的三個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11R、11G、11B成為大致正方形。而且，在上述濾色器層13中，是將各濾色器13R、13G、13B按條狀周期地排列的結(jié)構(gòu)，但并不一定局限于這樣的結(jié)構(gòu)，可以是將各濾色器13R、13G、13B例如按馬賽克形或三角形等各種形狀周期地排列的結(jié)構(gòu)。
但是，在濾色器層13中，形成了露出上述反射膜9的一部分的反射用開口部22。即，在各點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11，通過(guò)在濾色器13R、13G、13B的一部分形成反射用開口部22，上述的反射區(qū)域內(nèi)的反射膜9一部分露出著。由此，可以提高反射區(qū)域內(nèi)的反射膜9的反射效率。
而且，此反射用開口部22被設(shè)置在沿各點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11內(nèi)的黑矩陣層12的位置。具體地說(shuō)，此反射用開口部22在沿夾著點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11對(duì)置的黑矩陣層12的位置設(shè)置了一對(duì)，這些一對(duì)的反射用開口部22、22呈矩形狀，設(shè)置成在點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11的縱長(zhǎng)方向上并列在幾乎相同的位置。另一方面，在上述的反射膜9上形成的透射用開口部9a，在點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11內(nèi)比反射用開口部22更位于內(nèi)側(cè)而設(shè)置。具體地說(shuō)，此透射用開口部9a呈矩形狀，位于各點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11內(nèi)的一對(duì)反射用開口部22、22之間，即在各點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11內(nèi)的大致中央部而設(shè)置。
在此，如圖2所示，各點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11的有效開口率可以用點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11的黑矩陣層12的內(nèi)側(cè)面積(a×b)與點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11的面積(A×B)的比例(a×b)/(A×B)表示，大概是75％。而且，在各點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11中的透射用開口部9a和反射用開口部22的透射率，如圖2所示，可以用該開口部的合計(jì)面積與點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11的面積(A×B)的比率來(lái)表示。
各點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11中的透射用開口部9a的開口率，希望是15～50％的范圍，更希望是25～40％的范圍。而且，在半透射反射層10中，可以是對(duì)于每個(gè)紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)的濾色器13R、13G、13B，點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11中的透射用開口部9a的開口率不同的結(jié)構(gòu)。
在此，人對(duì)顏色的可見(jiàn)度有對(duì)綠色光的靈敏度高、對(duì)紅色光的靈敏度低的傾向。因此，希望按以下方式設(shè)定與濾色器13R、13G、13B對(duì)應(yīng)的透射用開口部9a的開口率，即形成了綠(G)的濾色器13G的點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11中的透射用開口部9a的開口率最高，形成了紅(R)的濾色器13R的點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11中的透射用開口部9a的開口率最低。具體地說(shuō)，形成了紅(R)的濾色器13R的點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11中的透射用開口部9a的開口率，希望是15～40％的范圍，更希望是20～35％的范圍。形成了綠(G)的濾色器13G的點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11中的透射用開口部9a的開口率，希望是25～50％的范圍，更希望是30～45％的范圍。形成了藍(lán)(B)的濾色器13B的點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11中的透射用開口部9a的開口率，希望是16～45％的范圍，更希望是25～40％的范圍。由此，可以進(jìn)行與人對(duì)顏色的視見(jiàn)度對(duì)應(yīng)的亮度補(bǔ)償，可以在透射模式下以高亮度進(jìn)行色再現(xiàn)性良好的彩色顯示。
同樣，在濾色器層13中，可以是對(duì)于每個(gè)紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)的濾色器13R、13G、13B，點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11中的反射用開口部22的開口率不同的結(jié)構(gòu)。在此，希望利用人對(duì)顏色的視見(jiàn)度將與各濾色器13R、13G、13B對(duì)應(yīng)的反射用開口部22的開口率設(shè)定成如下，即形成了綠(G)的濾色器13G的點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11中的反射用開口部22的開口率最高，形成了紅(R)的濾色器13R的點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11中的反射用開口部22的開口率最低。具體地說(shuō)，形成了紅(R)的濾色器13R的點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11中的反射用開口部22的開口率，希望是2～10％的范圍，更希望是5％的范圍。形成了綠(G)的濾色器13G的點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11中的反射用開口部22的開口率，希望是0～20％的范圍，更希望是15～17％的范圍。形成了藍(lán)(B)的濾色器13B的點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11中的反射用開口部22的開口率，希望是5～20％的范圍，更希望是7～12％的范圍。由此，可以進(jìn)行與人對(duì)顏色的視見(jiàn)度對(duì)應(yīng)的亮度補(bǔ)償，可以在透射模式下以高亮度進(jìn)行色再現(xiàn)性良好的彩色顯示。
在具備具有如上所述結(jié)構(gòu)的液晶顯示板2的彩色液晶顯示裝置1中，例如在白天的屋外等明亮的環(huán)境下，在關(guān)掉背照燈3的狀態(tài)下按反射模式進(jìn)行液晶顯示板2的顯示。在此，從液晶顯示板2的第2基板5側(cè)入射的光N，在半透射反射層10的反射區(qū)域、即反射膜9被反射，照亮液晶顯示板2。另一方面，例如在夜間或暗的室內(nèi)等黑暗環(huán)境下，點(diǎn)亮背照燈3，以透射模式進(jìn)行液晶顯示板2的顯示。在此，從液晶顯示板2的第1基板4側(cè)入射的來(lái)自后照光3的照明光B，透過(guò)半透射反射層10的透射區(qū)域、即透射用開口部9a，照亮液晶顯示板2。然后，在這些反射模式及透射模式下，對(duì)與各像素P的紅、綠、藍(lán)三點(diǎn)(子像點(diǎn))sp的每個(gè)，控制被施加在第1電極層15和第2電極層17之間的驅(qū)動(dòng)電壓，由此控制各像素P的顯示色。由此，可以進(jìn)行液晶顯示板2的彩色顯示。
但是，在液晶顯示板2中，通過(guò)在濾色器13R、13G、13B中形成使反射膜9的一部分露出的反射用開口部22，可以提高反射區(qū)域內(nèi)的反射膜9的反射效率。因此，在具備這樣的液晶顯示板2的彩色液晶顯示裝置1中，在反射膜9的一部分形成透射用開口部9a，并且，通過(guò)在濾色器層13設(shè)置使反射膜9的一部分露出的反射用開口部22，可以在透摸模式下得到高亮度且色再現(xiàn)性良好的彩色顯示，另一方面，在使濾色器的膜厚和著色度相同的情況下，也可以在反射模式下得到高亮度且色再現(xiàn)性良好的彩色顯示。
而且，在此彩色液晶顯示裝置1中，通過(guò)按設(shè)計(jì)來(lái)控制反射膜9的截面形狀，可以得到期望的反射-視場(chǎng)角特性，可以在反射模式下得到高亮度且色再現(xiàn)性優(yōu)良的彩色顯示。
在此，如圖8中模式地表示的那樣，測(cè)定了上述液晶顯示板2的反射-視場(chǎng)角特性。即，對(duì)上述液晶顯示板2的顯示畫面，以入射角30°照射外光N，在將對(duì)于顯示畫面的正反射方向設(shè)為方位角φ＝0°時(shí)，將此方位角φ＝0°、90°、270°為中心時(shí)，測(cè)定了相對(duì)于各垂線位置(0°)從-20°到70°移動(dòng)視場(chǎng)時(shí)的受光角θ和反射率的關(guān)系。
如圖9所示的方位角φ＝0°時(shí)，比對(duì)顯示畫面S的正反射角度30°小的受光角時(shí)的反射率的積分值，大于比該正反射角度大的受光角時(shí)的反射率的積分值。即，反射光可以在受光角15°附近得到更大的反射強(qiáng)度。另一方面，如圖10所示的方位角φ＝90°時(shí)，反射率在以正反射方向即反射角30°的位置為中心在±20°的范圍內(nèi)大致恒定，在此范圍內(nèi)可以得到均勻的明亮的顯示。同樣，如圖11所示的方位角φ＝270°時(shí)，反射率在以正反射方向即反射角30°的位置為中心在±20°的范圍內(nèi)大致恒定，在此范圍內(nèi)可以得到均一的明亮的顯示。因此，在此液晶顯示板2中，成為在特定方向適度集中反射光的反射-視場(chǎng)角特性。
而且，在上述液晶顯示板2中，如圖12所示，反射用開口部22被設(shè)置在沿點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11內(nèi)的黑矩陣層12的位置，因此，可以使覆蓋這些形成了黑矩陣層12及濾色器層13的半透射反射層10之上的外敷層14的表面更平坦化。
具體地說(shuō)，在此液晶顯示板2中，在沿各點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11內(nèi)的黑矩陣層12的位置，在點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11的縱長(zhǎng)方向并排設(shè)置了一對(duì)反射用開口部22、22，透射用開口部9a位于各點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11內(nèi)的大致中央部而設(shè)置。此時(shí)，在液晶顯示板2中，可以減小液晶層6的形成了透射用開口部9a的部分和形成了反射用開口部22的部分的厚度差，可以降低透射模式時(shí)和反射模式時(shí)的驅(qū)動(dòng)電壓之差。
另一方面，作為對(duì)上述液晶顯示板2的比較例，在圖13所示的液晶顯示板中，在沿各點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11內(nèi)的黑矩陣層12的位置，在點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11的縱長(zhǎng)方向并排設(shè)置了一對(duì)透射用開口部9a、9a，反射用開口部22位于各點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11內(nèi)的大致中央部而設(shè)置。此時(shí)，液晶層6的形成了透射用開口部9a的部分和形成了反射用開口部22的部分的厚度差變大。
因此，在上述液晶顯示板2中，通過(guò)減小液晶層6的形成了透射用開口部9a的部分和形成了反射用開口部22的部分的厚度差，可以減小其板間隙，其結(jié)果，可以減小驅(qū)動(dòng)電壓之差，因此，可以提高在上述反射模式及透射模式下的對(duì)比度和輝度、色再現(xiàn)性等。
并且，在上述半透射反射層10中，是在一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11內(nèi)形成了一個(gè)透射用開口部9a的結(jié)構(gòu)，但并不局限于這樣的結(jié)構(gòu)，也可以是在一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11內(nèi)形成了多個(gè)透射用開口部9a的結(jié)構(gòu)。而且，透射用開口部9a不局限于上述的矩形形狀，可以任意變更其形狀。
并且，在上述濾色器層13，是在一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11內(nèi)形成了一對(duì)反射用開口部22、22的結(jié)構(gòu)，但并不局限于此，也可以在一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11內(nèi)形成一個(gè)或三個(gè)以上的透射用開口部22的結(jié)構(gòu)。而且，反射用開口部22不局限于上述的矩形形狀，可以任意變更其形狀。再者，在上述濾色器層13中，是在沿各點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11內(nèi)的黑矩陣層12的位置，在點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11的縱長(zhǎng)方向并排設(shè)置了一對(duì)反射用開口部22、22的結(jié)構(gòu)，但不局限于此，也可以是在點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域11的寬度方向或?qū)蔷€方向并排設(shè)置的結(jié)構(gòu)。并且，在這樣構(gòu)成的情況下，也可以減小液晶層6的形成了透射用開口部9a的部分和形成了反射用開口部22的部分的厚度差，因此可以降低透射模式時(shí)和反射模式時(shí)的驅(qū)動(dòng)電壓之差。
并且，在上述液晶顯示板2中，是由對(duì)應(yīng)紅、綠、藍(lán)三原色的三個(gè)點(diǎn)構(gòu)成了一個(gè)單位像素的結(jié)構(gòu)，但是，只要是由對(duì)應(yīng)不同色的多個(gè)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)單位像素的結(jié)構(gòu)即可，例如，使一個(gè)像素內(nèi)的各濾色器的比例不同，或者周期性地排列不同色的四個(gè)以上的濾色器，或者根據(jù)情況，也可以是周期性地排列與上述的紅、綠、藍(lán)的補(bǔ)色對(duì)應(yīng)的青(C)、品紅(M)、黃(Y)等濾色器。
并且，本發(fā)明不局限于適用于上述的無(wú)源矩陣驅(qū)動(dòng)方式的液晶顯示板2，例如將薄膜晶體管或薄膜二極管等用于開關(guān)元件的有源矩陣驅(qū)動(dòng)方式的液晶顯示板，也可以得到期望的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種半透射型液晶顯示板，其特征在于，具備第1基板及第2基板，相互相對(duì)著配置；液晶層，被封入在上述第1基板和上述第2基板之間；半透射反射層，在上述第1基板的與上述液晶層相對(duì)的面上形成使從上述第2基板側(cè)入射的光反射的反射膜，并且，在該反射膜的一部分形成使從上述第1基板側(cè)入射的光透射的透射用開口部；黑矩陣層，在上述半透射反射層上，為了劃分與各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域，至少在面內(nèi)的一個(gè)方向上延伸而形成；以及濾色器層，在被上述黑矩陣層劃分的上述半透射反射層的點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域配置不同色的濾色器，并且這些濾色器周期性地排列；上述濾色器層具有使上述反射膜的一部分露出的反射用開口部。
2.如權(quán)利要求1所述的半透射型液晶顯示板，其特征在于，由與紅、綠、藍(lán)三原色對(duì)應(yīng)的三個(gè)點(diǎn)構(gòu)成了一個(gè)單位像素。
3.如權(quán)利要求1或2所述的半透射型液晶顯示板，其特征在于，上述反射膜在其表面具有多個(gè)細(xì)微的凹部或凸部。
4.如權(quán)利要求1所述的半透射型液晶顯示板，其特征在于，上述黑矩陣層在沿各點(diǎn)的邊的方向上形成。
5.如權(quán)利要求1所述的半透射型液晶顯示板，其特征在于，上述反射用開口部被設(shè)置在沿上述點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)的上述黑矩陣層的位置。
6.如權(quán)利要求5所述的半透射型液晶顯示板，其特征在于，在沿夾著上述點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域而對(duì)置的上述黑矩陣層的位置設(shè)置了一對(duì)上述反射用開口部。
7.如權(quán)利要求6所述的半透射型液晶顯示板，其特征在于，上述一對(duì)反射用開口部在上述點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域的縱長(zhǎng)方向上被設(shè)置在大致相同的位置。
8.如權(quán)利要求1所述的半透射型液晶顯示板，其特征在于，上述透射用開口部比上述點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)的上述反射用開口部更位于內(nèi)側(cè)而設(shè)置。
9.如權(quán)利要求6所述的半透射型液晶顯示板，其特征在于，上述透射用開口部位于上述點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)的上述一對(duì)反射用開口部之間而設(shè)置。
10.如權(quán)利要求1所述的半透射型液晶顯示板，其特征在于，上述反射用開口部在上述點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)設(shè)有多個(gè)。
11.如權(quán)利要求1所述的半透射型液晶顯示板，其特征在于，上述透射用開口部在上述點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)設(shè)有多個(gè)。
12.如權(quán)利要求1所述的半透射型液晶顯示板，其特征在于，上述濾色器層中，上述點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域中的上述反射用開口部的開口率對(duì)上述不同色的每個(gè)濾色器各不相同。
13.如權(quán)利要求12所述的半透射型液晶顯示板，其特征在于，上述濾色器層具有周期性地排列了紅、綠、藍(lán)的濾色器的結(jié)構(gòu)；上述濾色器層被設(shè)定成，形成有上述綠的濾色器的上述點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域中的上述反射用開口部的開口率最高，形成有上述紅的濾色器的上述點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域中的上述反射用開口部的開口率最低。
14.如權(quán)利要求1所述的半透射型液晶顯示板，其特征在于，上述半透射反射層中，上述點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域中的上述透射用開口部的開口率對(duì)上述不同色的每個(gè)濾色器各不相同。
15.如權(quán)利要求14所述的半透射型液晶顯示板，其特征在于，上述濾色器層具有周期性地排列了紅、綠、藍(lán)的濾色器的結(jié)構(gòu)；上述半透射反射層被設(shè)定成，形成有上述綠的濾色器的上述點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域中的上述透射用開口部的開口率最高，形成有上述紅的濾色器的上述點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域中的上述透射用開口部的開口率最低。
16.如權(quán)利要求1所述的半透射型液晶顯示板，其特征在于，上述半透射反射層中，在形成于上述反射膜之下的有機(jī)膜的表面，內(nèi)面形成球面一部分的細(xì)微的凹部相互不規(guī)則地鄰接而形成，由此，在形成于其上方的上述反射膜的表面形成了多個(gè)細(xì)微的凹部。
17.一種彩色液晶顯示裝置，其特征在于，具備上述權(quán)利要求1所述的半透射型液晶顯示板；以及從上述半透射型液晶顯示板的上述第1基板側(cè)照射光的背照燈。
全文摘要
提供一種半透射型液晶顯示板和彩色液晶顯示裝置，在透射模式和反射模式的任一個(gè)下，都能得到高亮度且色再現(xiàn)性優(yōu)良的彩色顯示。形成了使從第2基板(5)側(cè)入射的光反射的反射膜(9)，并具備半透射反射層(10)，在此反射膜(9)的一部分形成了使從第1基板(4)側(cè)入射的光透射的透射用開口部(9a)；濾色器層(13)，在被黑矩陣層(12)劃分的半透射反射層(10)的點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域(11)嵌入形成了不同色的濾色器(13R、13G、13B)；而且，在濾色器層(13)設(shè)置著使反射膜(9)的一部分露出的反射用開口部(22)。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1841147SQ20061007167
公開日2006年10月4日 申請(qǐng)日期2006年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者舛本好史, 中村貞夫, 曾根竹彥, 三木康弘 申請(qǐng)人:阿爾卑斯電氣株式會(huì)社