CN101387783A - 液晶显示装置以及使用该装置的显示机器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液晶显示装置以及使用该装置的显示机器，在透明基板(2)的内表面上形成具有透光孔(5)的可反射金属膜，在象素区域内配置光透射区域(7)和光反射区域(8)。在上述透明基板(2)的内表面的各个象素区域上，形成有在色彩上具有深浅差异的同色系的第1彩色滤光器(9)和第2彩色滤光器(10)。上述各个象素区域中第1彩色滤光器(9)和第2彩色滤光器(10)之间的边界部(11)位于该象素区域的光反射区域(8)。

Description

液晶显示装置以及使用该装置的显示机器

本申请是申请日为2005年11月25日、申请号为200510138073.8的发明申请的分案申请，该申请的发明创作名称为液晶显示装置以及使用该装置的显示机器。

技术领域

本发明涉及具备液晶显示元件和背光组件的液晶显示装置。尤其涉及使彩色滤光器结构以及反射膜结构合理化的液晶显示装置。

背景技术

近年来，研发出了可以同时使用背光/外光两者的半透射型液晶显示装置。

该半透射型液晶显示装置具有厚度薄、重量轻，消耗电力低等优点。

半透射型液晶显示装置由液晶显示元件和配置在液晶显示元件后方的背光组件构成。

在该半透射型液晶显示装置上设置有反射一部分光的半透射膜。

半透射膜是在基板上喷涂上铝等的金属膜，在每个象素上蚀刻形成光透射区域，即使在存在金属膜的区域中也可实施反射显示的功能(反射模式)，另一方面，在不存在金属膜的区域(光透射区域)实施透射显示的功能(透射模式)。

在反射模式中，由于从显示面一侧入射的外光两次通过彩色滤光器，故彩色滤光器让着色(光的光谱变换)更明显，结果是，增加了外光的损失，使得在反射模式下无法得到充足的亮度。

在与彩色滤光器的反射模式对应的区域中，通过在某个确定面积范围内，设置彩色滤光器的孔(hole)，能够提高反射光的亮度。

利用该半透射型液晶显示装置，在透射模式下能够得到具有高色纯度的画质，在反射模式下能够得到具有高反射率的画质。

但是从另一方面来说，作为该半透射型液晶显示装置的缺点，在反射模式下难以同时满足高色纯度和高反射率。

图16中示出了：在彩色滤光器上形成大小不同的孔的情况和不形成孔，而是使得彩色滤光器的颜料浓度发生变化的情况下的液晶面板的反射率和色纯度(NTSC比)的关系。

NTSC比是指：表示彩色滤光器的色纯度的值(NTSC标准RGB面积为100％的时候的比率)。

由该图表可知：在形成了孔的情况下，在得到同样亮度的时候，色纯度比使颜料浓度发生变化时低。

因此，作为能够改善上述半透射型液晶显示装置的缺点的结构，提出了一种在各个象素区域上形成了具有深浅差的2个同一色系的彩色滤光器(称为第1彩色滤光器、第2彩色滤光器)的结构(参照特开2001-183646号公报)。

例如在彩色滤光器是Red·Green·Blue三色的时候，分别形成色彩上存在深浅差的第1彩色滤光器和第2彩色滤光器。即、形成总共利用了6色的彩色滤光器的结构。

也就是说，在与红色滤光器对应的像素区域上形成的彩色滤光器由红色深的第1彩色滤光器和红色浅的第2彩色滤光器的两个滤光器构成。

同样地，分别在与绿色滤光器对应的像素区域上形成具有绿色深浅差的第1彩色滤光器和第2彩色滤光器，在与蓝色滤光器对应的像素区域上形成具有蓝色深浅差的第1彩色滤光器和第2彩色滤光器。

在光透射区域上配置高色纯度高，也就是颜色深的第1彩色滤光器(光透射率低的彩色滤光器)，在光反射区域上，配置颜色浅的第2彩色滤光器(光透射率高的彩色滤光器)。

在上述将孔设置在彩色滤光器上的结构中，与通过在光反射区域的高色纯度彩色滤光器上形成孔来实现高反射率的方法相对，该6色彩色滤光器结构的特征在于：在光反射区域上一开始就形成高透射率的第2彩色滤光器。

根据该半透射型液晶显示装置，不仅能够在透射模式下得到高色纯度的画质，在反射模式下得到高反射率的画质，还能够在反射模式中也得到高色纯度的画质。

然而，在上述半透射型液晶显示装置中，由于在同一象素区域内形成了第1彩色滤光器和第2彩色滤光器，故会在光透射区域中产生第1彩色滤光器和第2彩色滤光器的边界部，该边界部有可能带来画质降低的影响。

也就是说，如果在光透射区域上存在第1彩色滤光器和第2彩色滤光器的边界部，则会让第2彩色滤光器侵入光透射区域的一部分，造成透射模式的色纯度降低，而且还很可能产生白平衡的偏差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半透射型液晶显示装置以及应用该装置的显示机器，其是一种在1个象素区域上形成有第1彩色滤光器、第2彩色滤光器的同一色系彩色滤光器的液晶显示装置，其在白平衡方面表现优异，而且在透射模式下可以实现高色纯度画质，在反射模式下可以实现高反射率·高色纯度画质。

本发明的液晶显示装置在透明基板的内表面上形成具有透光孔的可反射金属膜，在单个的上述象素区域内，配置有在上述透光孔中使得上述背光组件的光透射的光透射区域，和使得上述背光组件以外的外光在上述金属膜上被反射的光反射区域。在上述透明基板内表面的各个象素区域中，形成颜色上具有深浅差异的同一色系的第1彩色滤光器和第2彩色滤光器，使得上述各个象素区域中的第1彩色滤光器和第2彩色滤光器之间的边界部位于该象素区域的光反射区域。

上述颜色深的第1彩色滤光器形成在包括象素区域的光透射区域的区域上，上述颜色浅的第2彩色滤光器仅形成在光反射区域上。

在该结构的液晶显示装置中，由于将颜色深的第1彩色滤光器和颜色浅的第2彩色滤光器之间的边界线设置在1个象素区域的光反射区域上，故具有适于光反射的光学特性的第2彩色滤光器不存于光透射区域中。因此，能够防止透射模式的画质低劣的情况。另外，在反射模式下，也不会造成反射率实质上的降低。因此，白平衡方面表现优异，而且，能够在透射模式下得到高色纯度画质，在反射模式下得到高反射率·高色纯度画质。

上述颜色深浅差能够用上述彩色滤光器的光透射率的波长分布来表示。

另外，能够制造至少具备上述液晶显示装置，向该显示电极给与规定信号的驱动机构，以及向该驱动机构供给的规定回路的显示机器。

另外，在本发明的液晶显示装置中，还可以在上述一方以及/或者另一方透明基板内表面上形成的第1彩色滤光器和第2彩色滤光器之间的边界部上，形成不存在彩色滤光器的边界分离部。

另外，还可以在上述第1彩色滤光器和第2彩色滤光器的边界部上产生段差，也可以让第1彩色滤光器、第2彩色滤光器中的任一个凸起。

在这些结构中，由于适于光反射区域的第2彩色滤光器不存在于光透射区域中，故能够防止透射模式下的画质低劣。

通过参照附图对实施方式进行说明，本发明的上述或者其他优点、特征和效果将更加清楚。

附图说明

图1是本发明的液晶显示装置的剖面图。

图2是图1的液晶显示装置的彩色滤光器部分的剖面图。

图3是象素区域中金属膜的平面图。

图4是形成在象素区域上的彩色滤光器的平面图。

图5是表示象素区域中反射金属薄膜和彩色滤光器之间的关系的平面图。

图6是在第1、第2彩色滤光器的边界面上具有分离部的液晶显示装置的、彩色滤光器部分的剖面图。

图7是象素区域中金属膜的平面图。

图8是形成在象素区域中的彩色滤光器的平面图。

图9是表示象素区域中反射金属薄膜和彩色滤光器之间的关系的平面图。

图10是表示象素区域中反射金属薄膜和彩色滤光器之间的其他关系的平面图。

图11(A)是本发明所包括的、表示第1、第2彩色滤光器的边界面的彩色滤光器部分的剖面图。

图11(B)是本发明所包括的、表示第1、第2彩色滤光器的边界面的彩色滤光器部分的剖面图。

图12(A)～图12(H)是表示本发明的彩色滤光器形成中的主要工序的像素区域的平面图。

图13是表示彩色滤光器色度设计中透射率和色纯度的关系的特性图。

图14是表示实施例中CIE色度的特性图。

图15是表示实施例中波长光谱的测量结果的图表。

图16是表示液晶显示装置彩色滤光器结构中反射率和色纯度的一般关系的特性图。

具体实施方式

图1是本发明的液晶显示装置的剖面图。

1是半透射型的液晶显示装置，液晶显示装置1由液晶显示元件LC，和配置在外部一侧向该液晶显示元件LC的显示区域进行照射的背光组件BL构成。

2是公共(common)侧一方的透明基板，3是段(segment)侧另一方的透明基板。各个透明基板2、3都是玻璃基板等，其尺寸例如是420×530mm、0.5mm厚等。

在上述一方透明基板2的内表面侧上，形成可反射的金属膜，该金属膜上形成有用于透射背光组件BL的光的透光孔5。该包括透光孔5的金属膜称为半透射膜4。

在该半透射膜4上，具有铬、铝、银、AlNd、或者其合金等金属膜具备反射性，同时形成在贯穿膜厚的方向上具有规定开口尺寸的透光孔5。

这样的透光孔5是通过使用与其形状对应的光刻(photolithography)用掩模，利用光刻技术形成的。也就是说，在金属膜形成的膜面上涂布感光性抗蚀剂，利用光刻用掩模进行曝光，之后经过显像、蚀刻、剥离的各个工序来形成。

液晶显示元件LC具有象素区域，在该象素区域上形成反射除了来自背光组件之外的外光的光反射区域8，和透射背光组件的光的光透射区域7。

光反射区域8由上述金属膜所存在的区域构成，光透射区域7由上述透光孔5构成。

透光孔5，在Red(红)、Green(绿)、Blue(蓝)各个象素区域上形成1个到多个。其开口部的面积与相对象素区域面积的比率称为“开口比率”。开口比率对于各个颜色来说可以相同，也可以不同。

例如，作为开口比率相同的情况，与Red对应的形成在象素区域上的透光孔5的开口比率、与Green对应的形成在象素区域上的透光孔5的开口比率、与Blue对应的形成在象素区域上的透光孔5的开口比率可以分别是35％左右。

这样，半透射膜4的金属膜所存在的光反射区域8相对象素区域以65％的比率存在，不存在金属膜的光透射区域7以35％的比率存在。

另外，在一方透明基板2的内表面侧中，在上述半透射膜4上，在每个象素区域中形成彩色滤光器6(彩色滤光器6包括本发明所说的第1彩色滤光器、第2彩色滤光器)。

彩色滤光器6是利用颜料分散方式、也就是将由预先准备的颜料(红、绿、蓝)调配而成的感光性抗蚀剂涂布在基板2上，通过光刻形成。

另外，在彩色滤光器6上，还形成由丙烯酸树脂构成的外涂层(overcoat)12和用ITO构成的大量平行成条状排列的显示电极13。而且，在该显示电极13上还形成由聚酰亚胺树脂构成的，在一定方向上摩擦的取向膜14。

而且，虽然取向膜14是形成在显示电极13上的，但是还可以在取向膜14和显示电极13之间形成用树脂或SiO2等构成的绝缘膜。

而且，在上述的例子中，在透明基板2上虽然形成了半透射膜4、彩色滤光器6、外涂层12、显示电极13、取向膜14，但是也还是可以进一步在半透射膜4和彩色滤光器6之间形成由树脂或SiO2构成的平滑膜。

在另一方透明基板3的玻璃基板上，例如可以依次形成由ITO构成的大量平行成条状排列的显示电极15，和由聚酰亚胺树脂构成的、在一定方向上磨擦的取向膜16。

而且，在显示电极15和取向膜16之间也可以用由树脂或SiO2等构成的绝缘膜来隔开。

如此，将两个透明基板2，3通过密封部件18粘合。

然后，在用上述密封部件18包围的、一方的透明基板2的取向膜14和另一方的透明基板3的取向膜16之间的空间处，例如用以200度～260度角度扭曲(twist)的手性向列(chiral nematic)液晶材料构成的液晶层17隔开。

另外，为了使得液晶层17的厚度一定，还配置多个隔离器19。此时，作为使得厚度一定的方法，还可以用通过光刻工序形成的丙烯酸树脂等构成的感光隔离器(photo spacer)来代替该隔离器。

而且，在透明基板3的外侧上依次形成由聚碳酸酯等构成的第1相位差薄膜20和第2相位差薄膜21以及碘系的偏振片22。这些部件通过涂布由丙烯酸系材料构成的粘结材料的方式粘贴。而且，在透明基板2一侧也依次形成由聚碳酸酯等构成的相位差薄膜和偏振片。

而且，在透明基板2的外侧上配置背光组件BL。

在上述结构的液晶显示装置1中，利用太阳光、荧光灯等外部照明手段从透明基板3侧入射的入射光，通过偏振片22、第2相位差薄膜21、第1相位差薄膜20以及透明基板3，通过液晶层17、彩色滤光器6等到达半透射膜4，在半透射膜4处被光反射，通过彩色滤光器6、液晶层17、透明基板3、第1相位差薄膜20、第2相位差薄膜21、偏振片22从显示侧出射。这就是反射模式。

另外，背光组件BL的光从透明基板2侧入射。该入射光通过透明基板2、半透射膜4的透光孔5、彩色滤光器6等，通过液晶层17、通过透明基板3、第1相位差薄膜20、第2相位差薄膜21、偏振片22，从显示侧出射。这就是透射模式。

将这样的液晶显示装置1组装到具备向在显示电极13、15之间的液晶层17施加规定电位的驱动用IC等驱动机构和向该驱动机构供给的规定回路的“显示机器”，由此来进行实际的显示操作。

接着、利用图2～图5对用3个像素区域，也就是Red(红)、Green(绿)、Blue(蓝)的各个像素区域形成的像素区域的结构进行说明。

图2是形成了彩色滤光器的某个像素区域内的放大剖面图。

图3是在连续的3个像素区域上形成的半透射膜4(由光反射区域8和光透射区域7构成)的平面图。

图4是表示这3个像素区域中彩色滤光器6所形成的状态的平面图，图5是表示光反射区域8以及光透射区域7和彩色滤光器6之间的关系的平面图。

图4、图5中，在3个像素区域中，表示出了从左开始按照红色系彩色滤光器、绿色系彩色滤光器、蓝色系彩色滤光器连续排列的状态。

在各个像素区域的边界部处，形成由黑树脂构成的条状隔壁部29。

如图2，4，5所示，彩色滤光器6由在光透射区域7上主要形成的颜色深的第1彩色滤光器9，和形成在光反射区域8上的同一色系而且颜色浅的第2彩色滤光器10构成。

第1彩色滤光器9是高色纯度、即颜色深的彩色滤光器(光透射率低的彩色滤光器)，第2彩色滤光器10是颜色浅的彩色滤光器(光透射率高的彩色滤光器)。

该第1彩色滤光器9至少形成在像素区域内的光透射区域7内。而且，第1彩色滤光器9的一部分从光透射区域7溢出一直延伸到光反射区域8。

第2彩色滤光器10只形成在像素区域内的光反射区域8中。

因此，在同一色系的彩色滤光器6中，如图2，5所示，第1彩色滤光器9和第2彩色滤光器10的边界部11存在于光反射区域8处。

在本实施例中，如果光透射区域7的面积是48μm×60μm，则第1彩色滤光器9以比光透射区域7的每边尺寸都大5μm的53μm×65μm，覆盖光透射区域7。

也就是说，形成在光透射区域7上的第1彩色滤光器9，与光透射区域7的形状相比较，形成为大出在光反射区域8侧最大为5μm的范围。

这样，不会在光透射区域7的任何一部分上存在第2彩色滤光器10。这种结构能够防止由于光透射率高的彩色滤光器10的存在所导致的透射模式中的色纯度的降低。

另外，由于第1彩色滤光器9的、在光反射区域8侧的溢出形成量最大也仅到5μm的范围，故在反射模式中，实质上也不会使反射率降低，不会使得在反射模式下亮度降低。

因此，在反射模式、透射模式的各个模式当中，让形成在各个像素区域上的彩色滤光器所导致的各个光的透射率接近，结果能够得到在白平衡方面表现优异的画质。同时，在透射模式下能够得到高色纯度的画质，在反射模式下能够得到高反射率·高色纯度的画质。

在图2中，表示出了将第1彩色滤光器9和第2彩色滤光器10相互连接而构成边界部11的情况。

但是，对于边界部11，不是仅仅由如图2那样形成在同一像素区域中的第1彩色滤光器9和第2彩色滤光器10相互连接的情况来构成本发明。

除上述内容之外，还存在如图6所示，第1彩色滤光器9和第2彩色滤光器10在光反射区域8内隔开一定距离，具有空隙的构成边界部的情况；以及如图11(B)所示，第1彩色滤光器9和第2彩色滤光器10在光反射区域8内部分重叠地构成边界部的情况。

在上述任何一种情况下，都能得到本发明所述的提高透射模式的色纯度，在反射模式下，则不会导致反射率实质上的降低的效果。

下面，对形成了具有空隙的边界部(下面称为“边界分离部”)的实施例进行详细说明。

图6是表示形成了同一色系的彩色滤光器的1个像素区域的放大剖面图。

图7是形成在像素区域上的半透射膜4(由光反射区域8和光透射区域7构成)的平面图。

图8是表示形成在像素区域上的彩色滤光器6的状态的平面图，图9是表示光反射区域8以及光透射区域7和彩色滤光器6之间的关系的平面图。

在1个像素区域上，形成同一色系的彩色滤光器6。同一色系的彩色滤光器6由颜色深的第1彩色滤光器9和颜色浅的第2彩色滤光器10构成。

该第1彩色滤光器9覆盖光透射区域7的全部，并从光透射区域7溢出。

第2彩色滤光器10仅形成在距离第1彩色滤光器9端部规定距离的光反射区域8上。

因此，在第1彩色滤光器9和第2彩色滤光器10的边界部11上，让没有形成任何彩色滤光器的边界分离部11a存在于光反射区域8上。

具体的尺寸如例所示。对于光透射区域7为48μm×60μm的情况，第1彩色滤光器9以比光透射区域7的每边大5μm的尺寸(53μm×65μm)，覆盖光透射区域7。

第2彩色滤光器10按照距离第1彩色滤光器9的端部距离为d，例如距离2.5μm的方式，形成在光反射区域8上。

上述距离d在0～5μm的范围内，优选为0～2.5μm的范围。

根据该结构，由于在光透射区域7的一部分上不存在第2彩色滤光器10，所以完全不会使得透射模式下的色纯度降低。

另外，由于第1彩色滤光器9的向光反射区域8侧的溢出形成量最大也不过限制在5μm的范围内，所以在反射模式下，也不会造成反射率在实质上降低。

另外，由于边界分离部11a的宽度d也最大限制在5μm，所以在反射模式下，也不会造成色纯度实质上的降低。

因此，在具有该边界分离部11a的实施方式中，在白平衡方面表现优异，而且，在透射模式下能够得到高色纯度的画质，在反射模式下能够得到高反射率·高色纯度的画质。

而且，本发明的液晶显示装置的结构，不限于上述实施方式，还可以在不脱离本发明的宗旨的范围内进行各种变更。

例如：上述彩色滤光器6虽然以R(红)、G(绿)、B(蓝)3种滤光器为例，但是也可以用黄(yellow)、青(cyan)、品红(magenta)3种滤光器。

另外在上述的实施方式中，虽然表示的是1个像素区域用第1彩色滤光器和第2彩色滤光器分为两部分的例子，但是在本发明中，还可以让第1彩色滤光器和第2彩色滤光器之间的边界部11位于像素区域的光反射区域。因此，如图10所示，本发明还能形成：透光孔5位于像素区域的相对中央部，第1彩色滤光器9覆盖该透光孔5，在第1彩色滤光器9的周围形成第2彩色滤光器10的结构。

另外，如图11(A)所示那样，即使对于在第1彩色滤光器9和第2彩色滤光器10之间的边界上，产生仅与第2彩色滤光器10的一部分接触的段差的情况，同样能够实现本发明所述的：在白平衡方面表现优异，而且在透射模式下得到高色纯度的画质，在反射模式下得到高反射率·高色纯度的画质的效果。

另外，如图11(B)所示那样，对于在第1彩色滤光器9和第2彩色滤光器10之间的边界上，形成为让第1彩色滤光器9或者第2彩色滤光器10中的任何一个凸起的情况，也同样能够实现本发明的效果。

另外在上述实施方式中，彩色滤光器6虽然是在一方透明基板2侧的内表面，直接或者通过绝缘膜附着形成在半透射膜4上，但是也可以形成在另一方透明基板3侧上。

另外，这里虽然是以无源型(passive)彩色液晶显示装置为例进行说明，但是除此之外，即使对于在各个像素区域上具备开关元件的有源(active)型彩色液晶显示装置，尤其是对双稳态型液晶显示装置来说也能适用本发明，得到同样的作用效果。

接着，基于图12(A)～图12(H)按照各个工序的顺序，关注3个连续的像素区域，说明本发明的半透射膜、彩色滤光器的形成方法。

工序(A)：金属膜的成膜和蚀刻

在玻璃基板的整体上形成由半透射膜4构成的可反射金属膜。金属膜例如是AlNd膜，膜厚例如是按照1250

的厚度喷涂形成。

接着，利用光刻工序，在金属膜的与Red、Green、Blue对应的像素区域上分别形成透光孔5。

各个像素区域由具有透光孔5的光透射区域7和金属膜残留形成的光反射区域8构成。通过设定各个像素区域的光透射区域7和光反射区域8之间的面积比率，能够制造同时具备光透射性和光反射性两种功能的半透射型液晶显示装置。

工序(B)：形成利用黑树脂的条状隔壁部29，形成第1彩色滤光器的红色抗蚀剂

由于是颜料分散方式，故将用黑色颜料调配而成的感光性抗蚀剂涂布在基板上，接着利用光刻技术，在邻接的像素区域的边界上形成条状隔壁部29。

然后，根据该颜料分散方式，将用红颜料调配而成的、用来构成颜色深的红色系第1彩色滤光器9的感光性抗蚀剂涂布在基板上。

接着利用光刻技术，在红色系彩色滤光器6应形成的像素区域(3个像素区域中的1个像素区域，图中是左侧像素区域)的光透射区域7上对应的部位处，形成颜色深的红色系第1彩色滤光器23。

此时，将第1彩色滤光器23越过光透射区域7，延伸到光反射区域8上，使得与同色系的、颜色浅的红色系的第2彩色滤光器10之间的边界部11a位于光反射区域8上。也就是说，成为在比透光孔5的开口面积还大的区域上形成该红色抗蚀剂，完全覆盖光透射区域7的结构。

工序(C)：第1彩色滤光器的绿色抗蚀剂的形成

将构成颜色深的绿色系第1彩色滤光器9的感光性抗蚀剂涂布在基板上，接着利用光刻技术，在绿色系彩色滤光器6应形成的像素区域(3个像素区域中的1个像素区域，图中是中央的像素区域)的光透射区域7的对应的部位处配置。如此，形成颜色深的绿色系的第1彩色滤光器24。

此时，将第1彩色滤光器24越过光透射区域7，延伸到光反射区域8上，以使在同色系中与颜色浅的绿色系的第2彩色滤光器10之间的边界部11a位于光反射区域8上。也就是说，成为在比透光孔5的开口面积还大的区域上形成绿色抗蚀剂，完全覆盖光透射区域7的结构。

工序(D)：第1彩色滤光器的蓝色抗蚀剂的形成

由于是颜料分散方式，故将用蓝颜料调配而成的、构成颜色深的蓝色系的第1彩色滤光器9的感光性抗蚀剂涂布在基板上，接着利用光刻技术，在蓝色系彩色滤光器6应形成的像素区域(3个像素区域中的1个像素区域点，在图中是右侧的像素区域)的光透射区域7的对应的部位处进行配置。如此，形成颜色深的蓝色系的第1彩色滤光器25。

此时，将第1彩色滤光器25越过光透射区域7，延伸到光反射区域8上，以使同色系中、与颜色浅的第2彩色滤光器10之间的边界部11a位于光反射区域8上。也就是说，成为在比透光孔5的开口面积还大的区域上形成蓝色抗蚀剂，完全覆盖光透射区域7的结构。

工序(E)：第2彩色滤光器的红色抗蚀剂的形成

接着，在红色系彩色滤光器6应形成的像素区域的光反射区域8上，形成第2彩色滤光器10。

用红颜料调配而成的感光性抗蚀剂与形成第1彩色滤光器23的抗蚀剂相比，颜料浓度调配得更低，使得具有高透射率。

将该抗蚀剂涂布在基板上，接着利用光刻技术，配置在与光反射区域8对应的部位处。如此，抗蚀剂成为颜色浅的红色系的第2彩色滤光器26。

此时，在上述工序(B)中，在形成了第1彩色滤光器23的光反射区域8上没有形成第2彩色滤光器26。第2彩色滤光器26仅仅形成在光反射区域8上的未形成抗蚀剂的区域中。

此时，如图2所示，第2彩色滤光器26可以形成为使得其能够与在工序(B)中所形成的第1彩色滤光器23的端部相接触，或者如图6所示，按照远离第1彩色滤光器23的端部的方式(设置边界分离部11a)，形成在光反射区域8上。

在设置后者的边界分离部11a的情况下，由于第2彩色滤光器26没有重叠在第1彩色滤光器23上，故在掩模设计·处理条件中可以得到空白区(margin)，所以能够期待其具有提高生产率，节约成本的效果。

结果是，让第1彩色滤光器23和第2彩色滤光器26的边界部11或者边界分离部11a存在于光反射区域8内。

工序(F)：形成第2彩色滤光器的绿色抗蚀剂

接着，在绿色系彩色滤光器6应形成的像素区域的光反射区域8上，形成第2彩色滤光器10。

用绿颜料调配而成的感光性抗蚀剂与形成第1彩色滤光器24的抗蚀剂相比，颜料浓度调配得更低，具有高透射率。

将该抗蚀剂涂布在基板上，接着利用光刻技术，配置在与光反射区域8对应的部位处。如此，抗蚀剂成为颜色浅的绿色系的第2彩色滤光器27。

此时，并未形成在上述工序(C)中形成了绿色系的第1彩色滤光器24的光反射区域8上，而是仅仅形成在光反射区域8上的未形成抗蚀剂的区域中。

此时，如图2所示，第2彩色滤光器27可以形成为使得其能够与在工序(B)中所形成的第1彩色滤光器23的端部相接触，或者如图6所示，按照远离第1彩色滤光器23的端部的方式(设置边界分离部11a)，形成在光反射区域8上。

工序(G)：形成第2彩色滤光器的蓝色抗蚀剂

接着，在蓝色系彩色滤光器6应形成的像素区域的光反射区域8上，形成第2彩色滤光器10。

用绿颜料调配而成的感光性抗蚀剂与形成第1彩色滤光器25的抗蚀剂相比，颜料浓度调配得更低，具有高透射率。

将该抗蚀剂涂布在基板上，接着利用光刻技术，配置在与光反射区域8对应的部位处。如此，抗蚀剂成为颜色浅的蓝色系的第2彩色滤光器28。

此时，并未形成在上述工序(D)中形成了蓝色系的第1彩色滤光器25的光反射区域8上，而是仅仅形成在光反射区域8上的未形成抗蚀剂的区域中。

此时，如图2所示，第2彩色滤光器28可以形成为使得其能够与在工序(B)中所形成的第1彩色滤光器23的端部相接触，或者如图6所示，按照远离第1彩色滤光器23的端部的方式(设置边界分离部11a)，形成在光反射区域8上。

工序(H)：外涂层的形成

在按照如以上方式形成的3个像素区域中，通过涂布丙烯酸树脂，覆盖外涂层12。外涂层12按照1.5～4.0μm的膜厚形成，涂布之后的表面段差按照在0.1μm以下的方式形成。

而且，Red、Green、blue的形成顺序并不是特定的，另外，颜色深的第1彩色滤光器9(23、24、25)和颜色浅的第2彩色滤光器10(26、27、28)的形成顺序也不是特定的。

接着，对本发明的半透射型液晶显示装置中的第1彩色滤光器9和第2彩色滤光器10的RGB设计进行如下说明。

图13中，表示出了彩色滤光器的透射率和NTSC比的关系。透射率是指Red/Green/Blue各自的透射率的平均值，NTSC比是指，表示彩色滤光器的色纯度的值(将NTSC标准RGB面积当作100％时的比率)。

另外，在图14中，表示出了本实施例中所设计的彩色滤光器设计的CIE色度图和波长光谱图。

作为形成在光透射区域7上的第1彩色滤光器9，由于期望具有高色纯度，故优选NTSC比在20％以上。

由于高色纯度化了，与其具有换位(trade off)关系的透射率降低了，需要实施增加金属半透射膜的透光孔5的面积以增加该量等的处理。在本实施例中，作为第1彩色滤光器9，形成NTSC60％的彩色滤光器。

另一方面，形成在光反射区域8上的第2彩色滤光器10优选是高透射率的彩色滤光器。由于高透射率化了，与其具有换位关系的色纯度降低了，但在反射模式下，由于光要通过彩色滤光器两次，故能够实现高于单个彩色滤光器10的NTSC比。

作为透射率，优选在55％以上，作为NTSC比优选在10％以下。作为本实施例来说，则形成透射率58％、NTSC比6％的彩色滤光器。

而且，在光反射区域8上形成没有形成彩色滤光器的边界分离部11a的情况下，与提高光反射率相反，色纯度降低了，所以考虑采用降低该量的透射率而提高色纯度的方法。作为透射率优选在50％以上，作为NTSC比优选在20％以下。

[实施例]

本发明人利用如图12(A)～图12(H)所示的工序，制作具有彩色滤光器的基板3，并在其上制作具有如图1所示结构的液晶显示装置1，实施画质光学特性的测量。另外，作为比较例，还对在高色纯度彩色滤光器上形成有孔的现有结构的画质光学特性也进行测量。

图15是表示本实施例中第1彩色滤光器9、第2彩色滤光器10的波长光谱的测量结果的图表。R1表示红色第1彩色滤光器9的光透射率，R2表示红色第2彩色滤光器10的光透射率。G1表示绿色第1彩色滤光器9的光透射率，G2表示绿色第2彩色滤光器10的光透射率，B1表示蓝色第1彩色滤光器9的光透射率，B2表示蓝色第2彩色滤光器10的光透射率。由于第2彩色滤光器10用比第1彩色滤光器更低的颜料浓度调配，所以具有高透射率，其结果是，第1彩色滤光器的光透射率与第2彩色滤光器的光透射率相比，全部都变低了。

表1中表示本发明液晶显示装置1的画质光学特性测量结果。

表1

可知，本发明的液晶显示装置1与现有的结构相比，在反射模式中同时提高了反射率和色纯度(NTSC比)。

在表1、2中，Yxy是表示由国际照明委员会CIE(Commission InternationaledelEclairage)所确定的颜色的指标，Y表示色彩的亮度(强度)，x、y表示从xy平面坐标(色度图(Color Diagram))上导出的颜色及其深浅。

以往，反射率和NTSC比存在换位的相反关系。

可是，在表1中，与比较例的现有产品的反射率为19.2％，NTSC比为7.2％的情况相比，本发明中分别是20.1％、13.8％，两者同时提高了。如此，与一般情况相反的同时提高了反射率和NTSC比，或者说即使提高了任一方也没有发现另一方降低，将上述这种情况称为“提高了两立度”

这样，在本发明的半透射型液晶显示装置中，通过将第1彩色滤光器9和第2彩色滤光器10的边界部11配置在光反射区域8上，实现了在透射模式下具有高色纯度，在反射模式下具有高反射率，且在高色纯度方面具有优异画质的半透射型液晶显示装置。

接着，制作将在第1彩色滤光器9和第2彩色滤光器10之间没有形成彩色滤光器的边界分离部11a设置在光反射区域8处的液晶显示装置1，并对其实施画质光学特性的测量。

表2中表示本发明液晶显示装置1的画质光学特性测量结果。

表2

在表2中，可以在将NTSC比维持在大致相同的值(7％左右)的情况下，使反射率从19.2％增大提高到22.5％。

因此，本实施例的液晶显示装置1与现有的结构相比，由于在反射模式下将反射率和色纯度(NTSC比)中的一方提高的同时没有发现另一方降低，所以提高了两立度。

这样，在本发明的半透射型液晶显示装置中，通过将在第1彩色滤光器9和第2彩色滤光器10之间没有形成彩色滤光器的边界分离部11a设置在光反射区域8上，实现了在透射模式下具有高色纯度，在反射模式下具有高反射率，且在高色纯度方面具有优异画质的半透射型液晶显示装置。

Claims (13)

1、一种液晶显示元件，构成多个像素区域，该液晶显示元件具有：

第1透明基板，其具有第1显示电极；

第2透明基板，其具有第2显示电极；

液晶层，其介于上述第1透明基板和上述第2透明基板之间；

半透射膜，其在上述多个像素区域的每一个中，设置在上述第1透明基板以及上述第2透明基板的至少一方，构成为包括光透射区域和光反射区域；和

彩色滤光器，其在上述多个像素区域的每一个中，设置在上述第1透明基板和上述第2透明基板的至少一方，构成为包括第1彩色滤光器和光透射率比该第1彩色滤光器高的第2彩色滤光器，

在上述多个像素区域的每一个中，上述第1彩色滤光器和上述第2彩色滤光器之间的边界部位于该各像素区域中的上述光反射区域。

2、根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于，

上述第1彩色滤光器位于包括上述光透射区域的区域上，

上述第2彩色滤光器仅位于上述光反射区域。

3、根据权利要求2所述的液晶显示元件，其特征在于，

上述第1彩色滤光器位于包括所有上述光透射区域的区域。

4、根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于，

上述第1彩色滤光器的NTSC比为20％以上，

上述第2彩色滤光器的NTSC比为10％以下。

5、根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于，

上述边界部为上述第1彩色滤光器与上述第2彩色滤光器分离的边界分离部。

6、根据权利要求5所述的液晶显示元件，其特征在于，

上述边界分离部中的分离距离为5μm以下。

7、根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于，

在上述第1彩色滤光器和上述第2彩色滤光器之间的边界部具有段差。

8、根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于，

在上述边界部中，上述第1彩色滤光器和上述第2彩色滤光器中的任一个凸起。

9、根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于，

上述半透射膜为具有光透射孔的金属膜，

上述光透射孔的开口比率在上述各像素区域实质上相同。

10、根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于，

在上述半透射膜和上述彩色滤光器之间具有树脂膜。

11、根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于，

上述第1彩色滤光器和上述第2彩色滤光器之间的边界部，距上述光透射区域和上述光反射区域之间的边界的分离距离为5μm以下。

12、一种液晶显示装置，具备：构成多个像素区域的液晶显示元件；和与该液晶显示元件相对置配置的背光组件，

上述液晶显示元件具有：

第1透明基板，其具有第1显示电极；

第2透明基板，其具有第2显示电极；

液晶层，其介于上述第1透明基板和上述第2透明基板之间；

半透射膜，其在上述多个像素区域的每一个中，设置在上述第1透明基板以及上述第2透明基板的至少一方，构成为包括光透射区域和光反射区域；和

彩色滤光器，其在上述多个像素区域的每一个中，设置在上述第1透明基板和上述第2透明基板的至少一方，构成为包括第1彩色滤光器和光透射率比该第1彩色滤光器高的第2彩色滤光器，

在上述多个像素区域的每一个中，上述第1彩色滤光器和上述第2彩色滤光器之间的边界部位于该各像素区域中的上述光反射区域。

13、一种显示机器，具备：液晶显示装置；对该液晶显示装置的显示电极提供规定信号的驱动用IC，

上述液晶显示装置具备：构成多个像素区域的液晶显示元件；和与该液晶显示元件相对置配置的背光组件，

上述液晶显示元件具有：

第1透明基板，其具有第1显示电极；

第2透明基板，其具有第2显示电极；

液晶层，其介于上述第1透明基板和上述第2透明基板之间；

半透射膜，其在上述多个像素区域的每一个中，设置在上述第1透明基板以及上述第2透明基板的至少一方，构成为包括光透射区域和光反射区域；和

彩色滤光器，其在上述多个像素区域的每一个中，设置在上述第1透明基板和上述第2透明基板的至少一方，构成为包括第1彩色滤光器和光透射率比该第1彩色滤光器高的第2彩色滤光器，

在上述多个像素区域的每一个中，上述第1彩色滤光器和上述第2彩色滤光器之间的边界部位于该各像素区域中的上述光反射区域。

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