CN101916005A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够扩大色再现范围，并且能够降低透过显示和反射显示之间的白平衡的差异的反射透过两用型的显示装置。本发明的显示装置是在每个像素设置有4色以上的滤光片的、且每个滤光片包括使背光源的光透过而显示图像的透过区域和对周围光进行反射而显示图像的反射区域的反射透过两用型的显示装置，其中，所述像素在至少2色的滤光片之间，由下列式(1)所表示的反射区域的面积比不同：(反射区域的面积比)＝(反射区域的面积)/(滤光片的有效面积)(1)。

Description

显示装置
本申请是2007年2月2日提出的申请号为200780009916.1的同名申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及显示装置，更详细地，涉及在透过区域和反射区域双方中显示图像的反射透过两用型的显示装置。
背景技术
现在，液晶显示装置正广泛地利用于监视器、投影仪、便携式电话、便携式信息终端(以下也称为“PDA”。)等的电子设备中。在这种液晶显示装置中，具有反射型、透过型和反射透过两用型(半透过型)等种类。反射型的液晶显示装置通过将周围的光导入到液晶显示面板的内部，用反射部件对其进行反射，从而得到显示光。此外，透过型的液晶显示装置通过将来自设置在液晶显示面板的背面侧的光源(以下也称为“背光源”。)的光导入到面板内部，经过面板将光射出到外部，从而得到显示光。
与此相对，在反射透过两用型的液晶显示装置中，在室内等的比较暗的环境下，以利用背光源的光的透过显示为主进行观察，另一方面，在室外等的比较明亮的环境下，以利用周围光的反射显示为主进行观察。因此，能够与周围的亮度无关地，实现对比度比高的显示。即，反射透过两用型的液晶显示装置不论室内外，可以在所有环境下进行显示，所以多搭载在便携式电话、PDA、数码相机等的可移动设备中。
在这种反射透过两用型的液晶显示装置中，在液晶显示面板中形成有反射区域和透过区域的2类显示区域。在透过区域中，从背光源照射的光只通过液晶层和彩色滤光片1次就射出到外部。另一方面，在反射区域中，由反射部件反射透过彩色滤光片和液晶层的周围光，使其再次通过液晶层和彩色滤光片后射出到外部。这样，在透过区域和反射区域中，用称为背光源光和周围光的不同的光源生成显示光。此外，透过显示的色再现范围通过只使光透过彩色滤光片1次而得到，与此相对，反射显示的色再现范围通过使光透过彩色滤光片2次而得到。
这里，在现有的液晶显示装置中所使用的彩色滤光片由红、绿和蓝三原色滤光片构成，从各彩色滤光片射出的光的颜色，通过红、绿和蓝三原色的加法混色而表现出来。但是，因为只用这三原色滤光片，色再现范围受到限制，所以不能够表现人类能够察觉的全部颜色。因此，近年来，将扩大色再现范围和提高光的利用效率作为目的，提出有4色以上的彩色滤光片的方案。例如，在专利文献1中，揭示有使用在红、绿和蓝三原色中追加黄色的4色的彩色滤光片(以下也称为“4色滤光片”。)。此外，在这些4色中，蓝和黄具有补色关系，此外，红和绿以及蓝和黄分别是与人类的视觉特性一致的相反色的组合。
可是，显示装置的一个重要的显示性能是白平衡。白平衡是由显示装置显示的白色的色调，主要根据光源的色调和彩色滤光片的结构而决定。该白平衡多用色温度(具有与某种光的色度相等或近似的色度的黑体的绝对温度)定量地表现，一般，在显示TV影像等的装置中，需要6500K以上的色温度。
当使用4色滤光片作为液晶显示装置的彩色滤光片时，尽管能够实现色再现范围的扩大和亮度的提高，但是会对白平衡造成重大影响。例如，在包括与三原色滤光片的分光特性一致的光源的液晶显示装置中，当将三原色滤光片变更为4色滤光片时，因为彩色滤光片的色温度变低，所以白平衡崩溃，导致由显示装置显示的白色带有黄色感。
这里，关于透过显示的白平衡，因为将背光源光用作光源，所以通过调整背光源的光源的色调，能够进行改善。但是，关于将周围光作为光源的反射显示，因为难以改善白平衡，所以即便能够改善透过显示的白平衡，也会在透过显示和反射显示之间，在白平衡中产生大的差异。
因此，也可以考虑以使反射显示的白平衡成为最佳的方式，预先对4色滤光片的结构进行调整的方法。例如，可以考虑通过使蓝色滤光片的膜厚极端薄，使作为黄色的补色的蓝色的贡献增加的方法。但是，即便使蓝色滤光片的膜厚薄，也不能够得到没有黄色感的白色。此外，当进行这种设计变更时，蓝色的色纯度变小，结果导致显示色与按照NTSC(National Television System Committee：国家电视制式委员会)标准的使用3色滤光片得到的颜色大不相同。
专利文献1：日本专利特开2001-209047号专利公报
发明内容
本发明鉴于上述现状而提出，其目的是提供能够扩大色再现范围，并且能够降低透过显示和反射显示之间的白平衡的差异的反射透过两用型的显示装置。
本发明的发明人们对在每个像素设置有4色以上的滤光片的、且每个滤光片包括使背光源的光透过而显示图像的透过区域和对周围光进行反射而显示图像的反射区域的反射透过两用型的显示装置进行了各种研讨，着眼于滤光片的反射区域的面积(RAR)对滤光片的有效面积(EFAR)的比例，即滤光片的反射区域的面积比(RAR/EFAR)。而且，例如如图9所示的现有方式那样，在设置在同一像素内的全部色的滤光片之间，反射区域的面积比(RAR/EFAR)为相同的情况下，当通过在像素内设置4色以上的滤光片而试图扩大色再现范围时，尽管关于透过显示，能够通过调整背光源的光源的色调而调整白平衡，达到适当化，但是关于反射透过，因为光源是周围光，所以用该方法不能够达到白平衡的适当化，发现导致白色带有色感。因此，因为通过使在设置在同一像素内的至少2色的滤光片之间，反射区域的面积比(RAR/EFAR)不同，能够对滤光片的每种颜色进行反射光量的调整，所以发现能够调整反射显示的白平衡。因此，发现能够降低透过显示和反射显示之间的白平衡的差异，从而想到能够巧妙地解决上述课题，从而达到本发明。
即，本发明是在每个像素设置有4色以上的滤光片的、且每个滤光片包括使背光源的光透过而显示图像的透过区域和对周围光进行反射而显示图像的反射区域的反射透过两用型的显示装置，是上述像素在至少2色的滤光片之间，由下列式(1)所表示的反射区域的面积比不同的显示装置(以下也称为“第一显示装置”)：
(反射区域的面积比)＝(反射区域的面积)/(滤光片的有效面积)(1)
下面详细述说本发明。
本发明的第一显示装置，在每个像素设置有4色以上的滤光片。在本说明书中，4色以上意味着在颜色的3个属性中，至少色相(色的种类)在4个以上。滤光片是指有选择性地使规定波长范围的可见光比其它的可见光多透过的部件，不包括在可见光的全部波长范围内表示一样的透过率的膜(所谓的无彩色膜)。作为滤光片的材质没有特别限定，例如，可以举出用染料染色后的树脂、分散有颜料的树脂、使分散有颜料的流动性材料(墨汁)固化而成的材料等。作为滤光片的形成方法，没有特别限定，例如，可以举出染色法、颜料分散法、电镀法、印刷法、喷墨法、着色感光材料法(也称为“转印法”、“干膜层压(DFL)法”或“干膜抗蚀剂法”。)。此外，在本说明书中，像素是指图像的最小显示单位(pixel)。因为通常将像素按每个滤光片区域分成子像素(sub-pixel)，所以本发明的显示装置(第一～五显示装置)中的像素由3色以上的子像素构成。此外，在本说明书中，也将配置在1个像素中的全部滤光片汇集起来称为彩色滤光片。
在本发明的第一显示装置中，因为在每个像素设置有分光特性不同的4色以上的滤光片，所以能够进行色再现范围广的显示。滤光片的排列没有特别限定，可以举出条纹状排列、三角形排列、镶嵌排列等。滤光片的结构没有特别限定，例如当条纹状排列时，也可以在同一列(纵方向)邻接配置的像素之间一体地形成同色的滤光片，但是在本说明书中，“滤光片”与它的结构无关，通常意味着在每1个像素中所包含的滤光片。例如，在像素内配置1个墨汁容纳层并用不同颜色的墨汁对其进行染色后的方式中，“滤光片”相当于用墨汁染色的各部分。此外，设置在1个像素内的滤光片的个数没有特别限定，也可以在1个像素内设置多个同色的滤光片，但是从开口率的观点出发，优选在1个像素内对每1色设置有1个滤光片。
在上述滤光片之间(子像素之间和像素之间)，为了防止滤光片之间的漏光，优选配置有黑矩阵(BM)等遮光部件。此外，当用喷墨法、印刷法等形成滤光片时，为了防止不同颜色的墨汁彼此发生混色，也可以在滤光片之间配置有堤(突起状结构物、混色防止壁)。此外，当堤不具有遮光性时，优选在滤光片之间，进一步配置有遮光部件。
在本说明书中，遮光部件是指实质上全部遮蔽可见光的部件，具体地说，是跨380～780nm的可见全波长区域，光透过率不到1％(OD值比2大)，且对来自面板的观测者侧的入射光的光反射率为10％以下(包括表面反射)的部件。遮光部件的光透过率优选跨380～780nm的可见全波长区域，为0.1％以下(OD值在3以上)，遮光部件的光反射率优选跨380～780nm的可见全波长区域，对来自面板表面侧的入射光的光反射率为5％以下(包括表面反射)。作为遮光部件的材质没有特别限定，可以举出分散有铬、氧化铬、黑色颜料的丙烯酸系树脂(感光性树脂等)等，但是从环境问题的观点出发，优选分散有黑色颜料的丙烯酸系树脂。作为黑色颜料没有特别限定，可以举出碳微粒子、铬或钛系黑色颜料等。作为遮光部件的形成方法，虽然也根据材质，但是可以举出与滤光片同样的方法。此外，遮光部件只要作为整体具有上述光学特性，则其结构没有特别限定，例如，也可以是重合不同颜色的滤光片的部件(色重叠BM)等。
上述4色以上的滤光片的颜色组合，没有特别限定，但是为了再现接近NTSC标准的色，优选至少包括红、绿和蓝三原色，为了有效地扩大色再现范围，优选在这些的基础上，还包括黄、青、品红等颜色。此外，在本说明书中，红色是指在XYZ表色系(CIE1931标准表色系)的xy色度图中，主波长为597nm以上、780nm以下的颜色，优选为主波长在600nm以上、635nm以下的颜色。黄色是指主波长为558nm以上、不到597nm的颜色，优选为主波长在565nm以上、582nm以下的颜色。绿色是指主波长为510nm以上、不到558nm的颜色，优选为主波长在520nm以上、557nm以下的颜色。青色是指主波长为472nm以上、不到510nm的颜色，优选为主波长在475nm以上、503nm以下的颜色。蓝色是指主波长为380nm以上、不到472nm的颜色，优选为主波长在470nm以下的颜色。品红色是指补色主波长为495nm以上、不到565nm的颜色，优选为补色主波长在502nm以上、558nm以下的颜色。进一步，优选红色的色纯度为70％以上，绿色的色纯度为45％以上80％以下，蓝色的色纯度为70％以上95％以下，优选黄色的色纯度为65％以上95％以下，青色的色纯度为45％以上80％以下，品红色的色纯度为40％以上80％以下。其中，主波长和补色主波长大致地表现色相，色纯度大致地表现彩度。此外，作为色纯度的测定方法，用分光辐射计等测定当使用各个光源时的各滤光片的色度坐标，用白色点的色度坐标、各滤光片的色度坐标以及连接白色点和滤光片的色度点的直线与光谱轨迹相交的点的色度坐标计算出来。其中，在本说明书中，色纯度的值以D65光源的白色点作为基准白色点使用。
本发明的第一显示装置，通常具有在TFT阵列基板和相对基板之间夹持有液晶层的液晶显示面板，上述4色以上的滤光片通常设置在相对基板侧。但是，根据该方式，因为当在粘合TFT基板和相对基板时发生位置偏离时，开口率降低，所以为了防止该现象，也可以在TFT阵列基板侧配置滤光片(CF on Array)，相反地，也可以在滤光片上设置TFT阵列(TFT on CF)。BM等遮光部件也通常可以与4色以上的滤光片同样地设置在相对基板侧。但是，配置在TFT阵列基板侧也可以(BM on Array)。
此外，本发明的第一显示装置还是每个滤光片包括使背光源的光透过而显示图像的透过区域和对周围光进行反射而显示图像的反射区域的显示装置。即，本发明的第一显示装置因为是反射透过两用型(半透过型)的显示装置，所以能够进行使背光源的光透过而显示图像的透过显示和对周围光进行反射而显示图像的反射显示两者。此外，因为在本发明的第一显示装置中，在各个4色以上的滤光片中设置有透过区域和反射区域，所以关于透过显示和反射显示两者，能够有效地扩大色再现范围。
上述透过区域是指用于透过显示的区域，在该区域中，通常在构成液晶显示面板的各个TFT阵列基板和相对基板上，形成有用于在液晶层上施加电压的透明导电性部件。TFT阵列基板侧的透明导电性部件通常在每个滤光片(子像素)的区域，即跨滤光片的整个透过区域和反射区域而形成。此外，相对基板侧的透明导电性部件通常在全部像素中作为共同电极而形成。作为透明导电性部件的材质没有特别限定，可以举出氧化铟锡(ITO)等。作为背光源没有特别限定，既可以是正下方型，也可以是边缘光型。作为背光源的光源没有特别限定，但是为了使透过显示的白平衡适当化，优选使发光光谱适合于滤光片的分光特性，例如，能够使用发光二极管(LED)、冷阴极荧光管(CCFT)、热阴极荧光管(HCFT)等。
上述反射区域是用于反射显示的区域，在该区域中，通常在构成液晶显示面板的TFT阵列基板侧根据需要形成有反射部件和透明导电性部件，在相对基板侧形成有透明导电性部件。在本说明书中，反射部件是指实质上全部反射可见光，具体地说，跨380～780nm的可见全波长区域，光反射率在70％以上的部件。反射部件的光反射率优选跨380～780nm的可见全波长区域，在80％以上。作为反射部件的材质没有特别限定，可以举出铝、银或这些金属的合金等，但是优选使用跨可见全波长区域具有宽的光反射率的铝、铬、钨等。反射部件也可以具有作为用于在液晶层上施加电压的电极的功能，当作为电极起作用时，也称为反射电极。当反射部件不作为电极起作用时，优选在反射区域中另外形成电极，通常，透明导电性部件代替反射电极。反射部件既可以为了提高光利用效率，将表面加工成凹凸状等，具有光散射性，也可以制成镜面。当制成镜面时，优选另外设置光散射层。而且，光散射层在当反射部件具有光散射性时，也可以与光散射性结合使用。
在上述反射区域中，通常设置有使液晶层的反射区域中的厚度比透过区域中的厚度小的梯形的部件(以下也称为“多间隙层”)。多间隙层既可以配置在TFT阵列基板侧，也可以配置在相对基板侧，但是为了提高开口率，优选配置在相对基板侧。作为多间隙层的材质没有特别限定，但是在多间隙层配置在比反射部件更靠观察面侧时，因为多间隙层的光学特性影响反射显示的显示品位，所以优选进行适当地选择。为了使反射区域中的光路长度和透过区域中的光路长度相等，多间隙层的厚度优选约为透过区域中的液晶层的厚度(以下也称为“单元厚度”。)的大致1/2。
此外，本发明的显示装置，既可以装备所谓的前光源(front light)，也可以在反射显示时，与周围光一起并用前光源。
在本发明的第一显示装置中，上述像素在至少2色的滤光片之间，由上述式(1)所表示的反射区域的面积比不同。根据这点，因为通过与滤光片的分光特性相应，调整各滤光片的反射区域的面积比，能够调整反射显示的白平衡，所以能够达到反射显示的白平衡的适当化。此外，因为通过调整背光源的光源的色温度或透过区域中的单元厚度等能够调整透过显示的白平衡，所以能够降低透过显示和反射显示之间的白平衡的差异。
作为上述式(1)中的右边的分母的滤光片的有效面积是指在配置有滤光片的区域中，能够用于透过显示和反射显示的区域的面积。滤光片的有效面积(EFAR)按滤光片的每种颜色决定，在对1种颜色在1个像素内设置有1个滤光片的情况下，按每个滤光片决定。通常，通过从滤光片中，透过电极和反射电极重叠的区域(以下也称为“有效区域”。)的面积(FAR)减去与构成子像素的轮廓的遮光部件重叠的区域的面积(OFB)，能够求得滤光片的有效面积(EFAR)。例如，如图1(a)和(b)所示，在作为堤起作用并且具有垂直侧面的黑矩阵(堤BM)10BM之间配置有滤光片5a的情况下，因为不存在滤光片5a和黑矩阵10BM重复的区域(OFB＝0)，所以能够将滤光片5a的有效区域的面积(FAR)自身作为滤光片5a的有效面积(EFAR)(EFAR＝FAR)。此外，如图2(a)和(b)所示，当在具有倾斜侧面的黑矩阵10BM之间配置有滤光片5a时；如图3(a)和(b)所示，当在黑矩阵10BM上设置有堤9，在堤9之间设置有滤光片5a时；如图4(a)和(b)所示，在堤9之间设置有滤光片5a，以覆盖堤9的方式设置有黑矩阵10BM时，能够将从滤光片5a的有效区域的面积(FAR)中减去滤光片5a的有效区域和黑矩阵10BM重叠的面积(OFB)得到的结果看作滤光片5a的有效面积(EFAR)(EFAR＝FAR-OFB)。进一步，如图5(a)和(b)所示，当在滤光片之间设置有重合不同颜色的滤光片而成的BM(色重叠BM)时，能够将从滤光片5a的每1个像素的有效区域的面积(FAR)中减去色重叠BM部分的面积(OFF)得到的结果看作滤光片的有效面积(EFAR＝FAR-OFF)。
上述滤光片的有效面积，只要反射区域的面积比满足上述条件，则可以在全部滤光片之间为相同，也可以在一部分组的滤光片之间为相同，也可以在全部滤光片之间不同。此外，当在1个像素内设置有多个同色的滤光片时，多个同色的滤光片的反射区域的面积之和成为该色的滤光片的反射区域的面积，多个同色的滤光片的有效面积之和成为该色的滤光片的有效面积。即，当在1个像素内设置有多个同色的滤光片时，多个同色的滤光片的反射区域的面积比之和成为反射区域的面积比。
作为上述式(1)中的右边的分子的反射区域的面积是指在配置有滤光片的区域中，能够用于反射显示的区域的面积。反射区域的面积(RAR)按滤光片的每种颜色决定，在1个像素内对1种颜色设置有1个滤光片的情况下，按每个滤光片决定。反射区域的面积(RAR)通常作为滤光片的有效区域中的与反射部件(反射电极)重叠的区域的面积而表示。
上述反射区域的面积(RAR)，只要反射区域的面积比(RAR/EFAR)满足上述条件，则可以在全部颜色的滤光片之间为相同，也可以在一部分组的滤光片之间为相同，也可以在全部滤光片之间不同。此外，当在1个像素内设置有多个同色的滤光片时，多个同色的滤光片的反射区域的面积之和成为该色的滤光片的反射区域的面积(RAR)。
上述反射区域的面积比(RAR/EFAR)，关于全部色的滤光片，比0大且比1小。可以认为优选的反射区域的面积比，例如在偏重反射型(reflective-conscious)或反射型中，为接近0.50～1.00的值，在微反射型中，为大致0.30以下。此外，上述反射区域的面积比，只要在至少2色的滤光片之间不同，也可以将反射区域的面积比相同的滤光片设置在同一像素内。此外，所谓“反射区域的面积比不同”是指优选反射区域的面积比只有0.05～0.80的不同。当反射区域的面积比之差不到0.05时，存在有不能够调整反射显示的白平衡的担心，当超过0.80时，存在有不能够取得透过显示的白平衡的担心。
本发明的第一显示装置，只要具有上述结构，则既可以具有也可以不具有其它的结构要素，没有特别的限定。本发明的第一显示装置的特征是使在至少2色的滤光片之间，由上述式(1)所表示的反射区域的面积比不同，但是关于该至少2色的滤光片的由下述式(5)所表示的透过区域的面积比的关系，没有特别的限定。所以，在反射区域的面积比不同的至少2色的滤光片的之间，使透过区域的面积比关系和反射区域的面积比关系基本相同，作为透过显示的光源(背光源的光源)，使用具有与反射显示的光源(周围光)近似的分光特性的光源(例如常用光源D65等)的结构也包括在本发明的范围内。即便根据该结构，也能够在调整反射显示的白平衡的同时，降低透过显示和反射显示之间的白平衡的差异。此外，使透过区域的面积比关系和反射区域的面积比关系基本相同是指例如在(第一滤光片的反射区域的面积比)∶(第二滤光片的反射区域的面积比)＝X1∶Y1(X1≠Y1)的情况下，意味着(第一滤光片的透过区域的面积比)∶(第二滤光片的透过区域的面积比)＝X1∶Y1。
但是，使透过区域的面积比关系与反射区域的面积比关系基本相同的制约，有可能在子像素内产生对显示没有贡献的无效区域(遮光部等)，从开口率的观点出发而不优选。所以，作为背光源的光源，优选使用光学特性与常用光源D65等不同的光源，更加优选使用色温度比常用光源D65等高(蓝色感强)的光源。即，为了有效地降低透过显示和反射显示之间的白平衡的差异，优选像素在至少2色的滤光片之间，反射区域的面积比关系和透过区域的面积比关系不同，具体地说，当假定用同一光源进行白色显示时，优选用反射区域显示的白色比用透过区域显示的白色，色温度高。因此，能够在充分确保开口率的同时，分别对反射显示和透过显示，能够更有效地使白平衡适当化。
下面详细地说明本发明的第一显示装置的优选方式。
上述第一显示装置优选配置有与至少1色的滤光片的一部分重叠的遮光膜，上述至少2色的滤光片的由下述式(2)所表示的遮光膜的面积比不同。
(遮光膜的面积比)＝(与滤光片的一部分重叠配置的遮光膜的面积)/(滤光片的有效面积)    (2)
根据这一点，因为通过与滤光片的分光特性相应地，调整与滤光片的一部分重叠配置的遮光膜的面积比(以下也称为“遮光膜的第一面积比”。)，能够容易地调整滤光片的反射区域的面积比，所以能够容易地使反射显示的白平衡适当化。
在本说明书中，遮光膜是指为了调整各滤光片的由上述式(1)所表示的反射区域的面积比，而配置在子像素内的具有遮光性的膜。所以由于对遮光膜要求与构成子像素的轮廓的遮光部件同样的光学特性，因此优选由与遮光部件同样的材质构成，为了不使制造工序复杂化，优选与该遮光部件一体地设置。而且，在一体地设置遮光膜和遮光部件时，配置在子像素内的部分相当于遮光膜，构成子像素的轮廓的部分相当于遮光部件。
此外，在算出作为上述式(2)中的右边的分母的滤光片的有效面积(EFAR)时，如上所述，从滤光片的有效面积(EFAR)中除去滤光片和遮光部件重叠的区域的面积(OFB)。与此相对，与滤光片的一部分重叠配置的遮光膜的面积(OFB′)，尽管不能够将配置有遮光膜的区域用于透过显示和反射显示，但是作为构成滤光片的有效面积(EFAR)的部分加以处理。
上述遮光膜的第一面积比，对于全部色的滤光片，为0以上且比1小。优选为0～0.70。此外，上述遮光膜的第一面积比，只要在至少2色的滤光片之间不同，则遮光膜的第一面积比相同的滤光片可以设置在同一像素内。
与上述滤光片的一部分重叠配置的遮光膜的面积，只要遮光膜的第一面积比满足上述条件，则既可以在全部色的滤光片之间相同，也可以在一部分的组的滤光片之间相同，也可以在全部色的滤光片之间不同。此外，当在1个子像素内设置有多个遮光膜时，多个遮光膜的面积之和成为与该滤光片的一部分重叠配置的遮光膜的面积。
此外，从能够在充分确保透过区域的开口率的同时，只调整反射区域的面积比的观点出发，优选遮光膜与滤光片的反射区域的一部分重叠配置。
上述第一显示装置优选配置有代替至少1色的滤光片的一部分的遮光膜，上述至少2色的滤光片的由下述式(3)所表示的遮光膜的面积比不同。
(遮光膜的面积比)＝(代替滤光片的一部分而配置的遮光膜的面积)/(滤光片的有效面积)    (3)
根据这一点，因为通过与滤光片的分光特性相应地，调整代替滤光片的一部分而配置的遮光膜的面积比(以下也称为“遮光膜的第二面积比”。)，能够容易地调整滤光片的反射区域的面积比，所以能够使反射显示的白平衡适当化。
此外，尽管配置有遮光膜的区域不能够用于透过显示和反射显示，但是在算出作为上述式(3)中的右边的分母的滤光片的有效面积(EFAR)时，也将代替滤光片的一部分而配置的遮光膜的面积(OFB″)作为构成滤光片的有效面积(EFAR)的部分进行处理。
上述遮光膜的第二面积比，对于全部色的滤光片，也为0以上且比1小。优选为0～0.70。此外，上述遮光膜的第二面积比，只要在至少2色的滤光片之间不同，则遮光膜的第二面积比相同的滤光片可以设置在同一像素内。
代替上述滤光片的一部分而配置的遮光膜的面积，只要遮光膜的第二面积比满足上述条件，则可以在全部色的滤光片之间相同，也可以在一部分的组的滤光片之间相同，也可以在全部色的滤光片之间不同。此外，当在1个子像素内设置有多个遮光膜时，多个遮光膜的面积之和成为代替该滤光片的一部分而配置的遮光膜的面积。
此外，从能够在充分确保透过区域的开口率的同时，只调整反射区域的面积比的观点出发，优选遮光膜代替滤光片的反射区域的一部分而配置。
上述第一显示装置优选在每个滤光片配置有反射部件，上述至少2色的滤光片的由下述式(4)所表示的对应的反射部件与透过电极的面积比不同。
(反射部件与透过电极的面积比)＝(反射部件的面积)/(透过电极的面积)    (4)
根据这一点，因为通过与滤光片的分光特性相应地，调整与滤光片对应的反射部件的面积比，能够调整滤光片的由上述式(1)所表示的反射区域的面积比，所以能够使反射显示的白平衡适当化。
上述反射部件是指为了对周围光进行反射而显示图像，在滤光片的反射区域所形成的部件，通常在TFT阵列基板侧，在每个滤光片(子像素)的区域中形成。此外，反射部件也可以是用于在液晶层上施加电压的反射电极。上述透过电极是指用于在液晶层上施加电压的的透明导电性部件，通常在TFT阵列基板侧，在每个滤光片(子像素)的区域中形成。
上述第一显示装置优选在每个像素设置有红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片和黄色滤光片。这样，通过形成在红、绿和蓝三原色的滤光片中追加黄色滤光片的结构，对于透过显示和反射显示两者，能够在确保高NTSC标准化的同时，更有效地扩大色再现范围和提高亮度。
上述黄色滤光片，优选由上述式(1)所表示的反射区域的面积比，比其它任何一个色的滤光片的由上述式(1)所表示的反射区域的面积比小。通常，用作反射显示的光源的周围光的色温度比用作透过显示的光源的背光源的光源低，如果使反射区域中的滤光片的结构与透过区域中的滤光片的结构相同，则导致反射显示的白色带有黄色感。所以，通过使黄色滤光片的反射区域的面积比相对地小，能够抑制反射显示的白色带有黄色感。
上述黄色滤光片，为了进一步抑制反射显示的白色带有黄色感，优选反射区域的面积比至少比作为黄色的补色的蓝色滤光片的反射区域的面积比小，更加优选比绿色滤光片的反射区域的面积比也小，更加优选在全部色的滤光片的反射区域的面积比中为最小。
上述黄色滤光片优选与蓝色滤光片邻接配置，蓝色滤光片的反射区域的面积向黄色滤光片的反射区域扩展。根据这一点，因为能够增大蓝色滤光片的反射区域，而不减少蓝色滤光片的透过区域，所以不需要为了维持透过显示的白平衡而更多地调整背光源的光谱(强调蓝色)，能够抑制透过显示的亮度降低。
作为上述黄色滤光片的由上述式(1)所表示的反射区域的面积比比其它任何一个色的滤光片的由上述式(1)所表示的反射区域的面积比小的方式，可以举出以下方式：(A)黄色滤光片的由下述式(5)所表示的透过区域的面积比与其它全部色的滤光片的由下述式(5)所表示的透过区域的面积比基本相同的方式；(B)黄色滤光片的由下述式(5)所表示的透过区域的面积比在全部色的滤光片的由下述式(5)所表示的透过区域的面积比中为最大的方式。
(透过区域的面积比)＝(透过区域的面积)/(滤光片的有效面积)(5)
根据上述(A)的方式，因为与透过区域和反射区域的面积比在全部色的滤光片之间为相同的现有方式相同，透过区域的面积比基本相同，所以能够容易地调整透过显示的白平衡。此外，根据上述(B)的方式，因为黄色滤光片的透过区域的面积比比现有方式大，所以存在有透过显示的白色带有黄色感的担心，但是因为通过调整背光源的光源的色温度可以使透过显示的白平衡适当化，所以能够在适当地维持透过显示的白平衡的同时，使透过显示明亮。
换句话说，上述(A)的方式是在同一像素内设置的全部色的滤光片之间透过区域的面积比基本相同的方式。作为(A)的优选方式，例如，可以举出以下方式：(A-1)通过与黄色滤光片的一部分重叠地配置遮光膜，对黄色滤光片的反射区域的一部分进行遮光的方式；(A-2)通过代替黄色滤光片的一部分而配置遮光膜，使黄色滤光片的反射区域变窄的方式。因为这些方式是通过追加遮光膜或变更遮光部件的设计所能够得到的方式，所以不需要变更电极的图案或背光源的光源等，在这一点上优选。此外，在(A-2)方式中，遮光膜也可以与构成黄色滤光片的轮廓的遮光部件一体地设置。
作为上述(B)的优选方式，例如，可以举出对透过区域和反射区域的面积比在全部色的滤光片之间相同的现有方式，通过使与黄色滤光片对应的透过区域向黄色滤光片的反射区域扩展，从而减小与黄色滤光片对应的反射部件的面积的方式。为了实现该方式，尽管需要变更电极的图案或背光源的光源等，但是能够有效地得到透过显示的亮度，在这一点上优选。
上述蓝色滤光片优选由上述式(1)所表示的反射区域的面积比在全部色的滤光片的由上述式(1)所表示的反射区域的面积比中为最大。即，上述蓝色滤光片的反射区域的面积比优选比黄色滤光片、红色滤光片和绿色滤光片的反射区域的面积比大。根据这一点，因为关于反射显示通过使作为黄色的补色的蓝色滤光片的反射区域的面积比增大，能够增大反射显示的白色的色温度，所以能够有效地使反射显示的白平衡适合化。此外，因为通过使蓝色滤光片的反射区域的面积比增大，能够增大作为蓝色的补色且亮度高的黄色滤光片的反射区域的面积比，所以能够在使反射显示的白平衡适当化的同时，有效地使反射显示明亮。
上述红色滤光片由上述式(1)所表示的反射区域的面积比优选比绿色滤光片和蓝色滤光片的由上述式(1)所表示的反射区域的面积比小。根据该方式(以下也称为“(C)方式”)，关于反射显示，通过使色温度比较低的红色滤光片的反射区域的面积比减小，能够有效地使反射显示的白平衡适当化。作为上述(C)方式，可以举出红色滤光片的由上述式(5)所表示的透过区域的面积比与绿色滤光片的由上述式(5)所表示的透过区域的面积比基本相同的方式、红色滤光片的由上述式(5)所表示的透过区域的面积比比绿色滤光片的由上述式(5)所表示的透过区域的面积比大的方式等。
作为上述(C)的优选方式，例如，可以举出以下方式：(C-1)通过与红色滤光片的一部分重叠地配置遮光膜，对红色滤光片的反射区域的一部分进行遮光的方式；(C-2)通过代替红色滤光片的一部分而配置遮光膜，使红色滤光片的反射区域变窄的方式。因为这些方式是通过追加遮光膜或变更遮光部件的设计所能够得到的方式，所以不需要变更电极的图案或背光源的光源等，在这一点上优选。此外，在(C-2)方式中，遮光膜也可以与构成红色滤光片的轮廓的遮光部件一体地设置。此外，因为能够更有效地使反射显示的白平衡适当化，所以优选上述红色滤光片的由上述式(1)所表示的反射区域的面积比比黄色滤光片的由上述式(1)所表示的反射区域的面积比大，比绿色滤光片和蓝色滤光片的由上述式(1)所表示的反射区域的面积比小。
作为上述(C)的优选方式，例如，还可以举出(C-3)对透过区域和反射区域的面积比在全部色的滤光片之间为相同的现有方式，通过使红色滤光片的透过区域向红色滤光片的反射区域扩展，从而减小与红色滤光片对应的反射部件的面积的方式。为了实现该方式，尽管需要变更电极的图案或背光源的光源等，但是能够有效地得到透过显示的亮度，在这一点上优选。
上述像素优选由上述式(1)所表示的反射区域的面积比，按照黄色滤光片、红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片的顺序变大。根据该方式，关于反射显示，通过使色温度最低的黄色滤光片和色温度第二低的红色滤光片的反射区域的面积比比色温度比较高的绿色滤光片和蓝色滤光片的反射区域的面积比小，能够更有效地使反射显示的白平衡适当化。
上述像素优选的红色滤光片、绿色滤光片、黄色滤光片和蓝色滤光片依次按条纹状排列。根据这一点，因为关于透过显示和反射显示两者，存在相反色关系的红色和绿色以及黄色和蓝色分别邻接配置，此外，亮度高的绿色和黄色配置在像素的中央部，所以能够减少在黑底上通过混色显示白色直线时的直线的带颜色。此外，因为通过条纹状排列，在邻接的像素之间可以一并形成同色的滤光片，所以能够实现制造工序的简略化。
上述第一显示装置优选为液晶显示装置。根据本发明的第一显示装置，因为可以扩大色再现范围，并且可以降低透过显示和反射显示之间的白平衡的差异，所以能够提供显示品位高的液晶显示装置。此外，从对比度和色再现性等的显示品位的观点出发，优选液晶模式为VA模式，但是因为即便在其它的液晶模式中也同样起到本发明的效果，所以不限于此。
本发明还是在每个像素设置有4色以上的滤光片的、且每个滤光片包括使背光源的光透过而显示图像的透过区域和对周围光进行反射而显示图像的反射区域的反射透过两用型的显示装置，是上述像素在至少2色的滤光片之间，反射区域的面积不同的显示装置(以下也称为“第二显示装置”。)。本发明的第一显示装置和本发明的第二显示装置对反射显示的白平衡进行调整的技术方法不同。即，与在本发明的第一显示装置中，通过调整“滤光片的反射区域的面积比”，从而调整反射显示的白平衡相对，在本发明的第二显示装置中，通过调整“滤光片的反射区域的面积”，调整反射显示的白平衡。所以，根据本发明的第二显示装置，因为不考虑滤光片的有效面积，所以在滤光片的有效面积在全部色的滤光片之间基本相同的情况等，能够起到与本发明的第一显示装置同样的作用效果。
此外，在本说明书中，所谓的基本相同，不仅包括相同的状态，而且也包括能够看作实质上相同的状态的范围内不同的状态。
下面说明本发明的第二显示装置中的优选方式。关于详细情形，虽然也考虑上述不同点，但是与涉及本发明的第一显示装置的说明相同。
作为上述第二显示装置的优选方式，可以举出以下方式：(a)上述第二显示装置配置有与至少1色的滤光片的一部分重叠的遮光膜，上述至少2色的滤光片的遮光膜的面积不同的方式；(b)上述第二显示装置配置有代替至少1色的滤光片的一部分的遮光膜，上述至少2色的滤光片的遮光膜的面积不同的方式；(c)上述第二显示装置在每个滤光片配置有反射部件，上述至少2色的滤光片的对应的反射部件的面积不同的方式；(d)上述第二显示装置在每个像素设置有红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片和黄色滤光片的方式。上述黄色滤光片优选反射区域的面积比其它任何一个色的滤光片的反射区域的面积小，更加优选反射区域的面积比蓝色滤光片的反射区域的面积小，优选与蓝色滤光片邻接配置，蓝色滤光片的反射区域的面积向黄色滤光片的反射区域扩展，更加优选反射区域的面积，比绿色滤光片的反射区域的面积也小，特别优选在全部色的滤光片的反射区域的面积中为最小，此外，优选透过区域的面积与其它全部色的滤光片的透过区域的面积基本相同，优选透过区域的面积在全部色的滤光片的透过区域的面积中为最大。上述蓝色滤光片优选反射区域的面积在全部色的滤光片的反射区域的面积中为最大。上述红色滤光片优选反射区域的面积比绿色滤光片和蓝色滤光片的反射区域的面积小，优选透过区域的面积与绿色滤光片的透过区域的面积基本相同，优选透过区域的面积比绿色滤光片的透过区域的面积大。上述像素优选反射区域的面积按照黄色滤光片、红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片的顺序变大，优选的红色滤光片、绿色滤光片、黄色滤光片和蓝色滤光片依次按条纹状排列。上述第二显示装置优选为液晶显示装置。
本发明的第一显示装置和第二显示装置优选适当地组合。作为这样地组合的方式，例如，可以举出黄色滤光片的由上述式(1)所表示的反射区域的面积比和面积两者均比蓝色滤光片的由上述式(1)所表示的反射区域的面积比和面积小的方式。根据该方式，能够有效地抑制反射显示的白色带有黄色感，结果能够有效地使反射显示的白平衡适当化。此外，第一显示装置和第二显示装置的组合方法没有特别限定。
本发明进一步是在每个像素设置有3色以上的滤光片的、且每个滤光片包括使背光源的光透过而显示图像的透过区域和对周围光进行反射而显示图像的反射区域的反射透过两用型的显示装置，是上述像素至少设置有红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片，上述蓝色滤光片的由上述式(1)所表示的反射区域的面积比，比其它任何一个色的滤光片的由上述式(1)所表示的反射区域的面积比大的显示装置(以下也称为“第三显示装置”。)。一般，因为用作反射显示的光源的周围光的色温度比用作透过显示的光源的背光源光低，所以通过使色温度高的蓝色滤光片的反射区域的面积比增大，能够使反射显示的白色的色温度提高，结果，能够降低透过显示和反射显示的白平衡的差异。
作为上述第三显示装置的优选方式，可以举出以下方式：(D)像素只设置有红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片的三原色滤光片的方式；(E)像素设置有红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片和黄色滤光片的4色滤光片的方式。其中，在(E)方式中，通过在红、绿和蓝三原色滤光片中加上黄色滤光片，对于透过和反射显示两者，能够扩大色再现范围，并且通过增大作为黄色的补色的蓝色滤光片的反射区域的面积比，能够抑制反射显示的白色带有黄色感。结果，能够有效地降低透过显示和反射显示的白平衡的差异。
而且，本发明是在每个像素设置有3色以上的滤光片的、且每个滤光片包括使背光源的光透过而显示图像的透过区域和对周围光进行反射而显示图像的反射区域的反射透过两用型的显示装置，是上述像素至少设置有红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片，上述红色滤光片的由上述式(1)所表示的反射区域的面积比，比其它任何一个色的滤光片的由上述式(1)所表示的反射区域的面积比小的显示装置(以下也称为“第四显示装置”。)。一般，因为用作反射显示的光源的周围光的色温度比用作透过显示的光源的背光源光低，所以通过使色温度低的红色滤光片的反射区域的面积比减小，能够使反射显示的白色的色温度提高，结果，能够降低透过显示和反射显示的白平衡的差异。
作为上述第四显示装置的优选方式，可以举出以下方式：(F)上述像素只设置有红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片的方式；(G)上述像素设置有红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片和黄色滤光片的方式。其中，在(G)方式中，通过在红、绿和蓝三原色滤光片中加上黄色滤光片，对于透过显示和反射显示两者，能够扩大色再现范围，并且通过减小色温度低的红色滤光片的反射区域的面积比，对于反射显示，能够抑制反射显示的白色带有黄色感。结果，能够有效地降低透过显示和反射显示的白平衡的差异。
此外，本发明还是在每个像素设置有4色以上的滤光片的反射型的显示装置，是上述像素的至少2色的滤光片之间的有效面积不同的显示装置(以下也称为“第五显示装置”。)。一般，因为用作反射显示的光源的周围光的色温度比用作透过显示的光源的背光源光低，所以，通过使在至少2色的滤光片之间，有效面积不同，能够调整反射显示的白平衡，结果能够达到其适当化。此外，这里所谓的滤光片的有效面积是指在配置有滤光片的区域中，能够用于反射显示的区域的面积。
下面说明本发明的第五显示装置的优选方式。其中，关于详细情形，与涉及本发明的第一显示装置的说明相同。
上述第五显示装置优选配置有与至少1色的滤光片的一部分重叠的遮光膜，上述至少2色的滤光片的遮光膜的面积不同。上述第五显示装置优选配置有代替至少1色的滤光片的一部分的遮光膜，上述至少2色的滤光片的遮光膜的面积不同。上述第五显示装置优选在每个滤光片配置有反射部件，上述至少2色的滤光片的对应的反射部件的面积不同。根据这一点，则适合作为反射显示的白平衡的调整方法。
上述第五显示装置优选在每个像素设置有红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片和黄色滤光片。上述黄色滤光片优选有效面积比其它任何一个色的滤光片的有效面积小，优选比蓝色滤光片的有效面积小，优选与蓝色滤光片邻接配置，蓝色滤光片的反射区域的面积向黄色滤光片的反射区域扩展，优选比绿色滤光片的有效面积也小，优选在全部色的滤光片的有效面积中为最小。上述蓝色滤光片优选有效面积在全部色的滤光片的有效面积中为最大。上述红色滤光片优选有效面积比绿色滤光片和蓝色滤光片的有效面积小。上述像素优选有效面积按照黄色滤光片、红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片的顺序变大。上述像素优选的红色滤光片、绿色滤光片、黄色滤光片和蓝色滤光片依次按条纹状排列。上述第五显示装置优选为液晶显示装置。
本发明进一步也是在本发明的第一～第五显示装置中使用的彩色滤光片基板。即以下彩色滤光片基板：(α)在每个彩色滤光片设置有4色以上的滤光片的、且每个滤光片包括使背光源的光透过而显示图像的透过区域和对周围光进行反射而显示图像的反射区域的彩色滤光片基板，其中，上述彩色滤光片在至少2色的滤光片之间，由上述式(1)所表示的反射区域的面积比不同；(β)在每个彩色滤光片设置有4色以上的滤光片的、且每个滤光片包括使背光源的光透过而显示图像的透过区域和对周围光进行反射而显示图像的反射区域的彩色滤光片基板，其中，上述彩色滤光片在至少2色的滤光片之间，反射区域的面积不同；(γ)在每个彩色滤光片设置有3色以上的滤光片的、且每个滤光片包括使背光源的光透过而显示图像的透过区域和对周围光进行反射而显示图像的反射区域的彩色滤光片基板，其中，上述彩色滤光片至少设置有红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片，上述蓝色滤光片的由上述式(1)所表示的反射区域的面积比，比其它任何一个色的滤光片的由上述式(1)所表示的反射区域的面积比大；(δ)在每个彩色滤光片设置有3色以上的滤光片的、且每个滤光片包括使背光源的光透过而显示图像的透过区域和对周围光进行反射而显示图像的反射区域的彩色滤光片基板，其中，上述彩色滤光片至少设置有红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片，上述红色滤光片的由上述式(1)所表示的反射区域的面积比，比其它任何一个色的滤光片的由上述式(1)所表示的反射区域的面积比小；(ε)在每个彩色滤光片设置有4色以上的滤光片的彩色滤光片基板，上述彩色滤光片在至少2色的滤光片之间，有效面积不同。根据(α)～(δ)的彩色滤光片基板，通过用在反射透过两用型的显示装置中，能够实现反射显示的白平衡的调整以及透过显示和反射显示之间的白平衡的差异的降低。根据(ε)的彩色滤光片基板，通过用于反射型的显示装置，能够调整反射显示的白平衡，能够达到其适当化。
根据本发明的显示装置，因为在每个像素设置有4色以上的滤光片，所以能够扩大色再现范围，并且因为反射区域的面积比在至少2色的滤光片之间不同，所以通过适当地调整反射区域的面积比，能够降低透过显示和反射显示之间的白平衡的差异。
附图说明
图1(a)是表示滤光片5a的有效面积(EFAR)的计算方法的平面模式图。其中，(a)中的粗线包围的区域表示滤光片5a的有效区域。此外，(b)是(a)中的A-B线的剖面模式图。
图2(a)是表示滤光片5a的有效面积(EFAR)的计算方法的平面模式图。其中，(a)中的粗线包围的区域表示滤光片5a的有效区域，斜线部分表示滤光片5a的有效区域和黑矩阵10BM重叠的区域。此外，(b)是(a)中的A-B线的剖面模式图。
图3(a)是表示滤光片5a的有效面积(EFAR)的计算方法的平面模式图。其中，(a)中的粗线包围的区域表示滤光片5a的有效区域，斜线部分表示滤光片5a的有效区域和黑矩阵10BM重叠的区域。此外，(b)是(a)中的A-B线的剖面模式图。
图4(a)是表示滤光片5a的有效面积(EFAR)的计算方法的平面模式图。其中，(a)中的粗线包围的区域表示滤光片5a的有效区域，斜线部分表示滤光片5a的有效区域和黑矩阵10BM重叠的区域。此外，(b)是(a)中的A-B线的剖面模式图。
图5(a)是表示滤光片5a的有效面积(EFAR)的计算方法的平面模式图。其中，(a)中的粗实线点划线包围的区域表示滤光片5a的每1个像素的有效区域，斜线部分表示滤光片5a的每1个像素的有效区域和滤光片5b以及5c重叠的区域。此外，(b)是(a)中的A-B线的剖面模式图。
图6是表示本发明的实施方式1的反射透过两用型的显示装置中的TFT基板的概略结构的平面图。
图7是表示本发明的实施方式1的反射透过两用型的显示装置中的彩色滤光片基板(相对基板)的概略结构的平面图。
图8是表示在图6和7中的P-Q线的剖面结构的模式图。
图9是表示现有的比较例1的液晶显示装置的像素的概略结构的平面图。
图10是表示本实施方式的红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片和黄色滤光片的分光特性的曲线图。
图11是表示本实施方式的液晶层13的分光透过率和分光反射率的测定结果的曲线图。
图12是表示本发明的实施方式2的液晶显示装置的每1个像素的概略结构的平面图。
图13是表示本发明的实施方式3的液晶显示装置的每1个像素的概略结构的平面图。
图14是表示本发明的实施方式4的液晶显示装置的每1个像素的概略结构的平面图。
图15是表示本发明的实施方式5的液晶显示装置的每1个像素的概略结构的平面图。
图16是表示本发明的实施方式6的液晶显示装置的每1个像素的概略结构的平面图。
图17是表示参考例1的液晶显示装置的每1个像素的概略结构的平面图。
图18是表示参考例2的液晶显示装置的每1个像素的概略结构的平面图。
图19是表示背光源36的光源α～γ的发光光谱的图。
图20是表示D65光源的发光光谱的图。
图21(a)～(e)都是表示本发明的实施方式1的变形例的平面图。
图22(a)～(d)都是表示本发明的实施方式1的变形例的平面图。
图23是表示本发明的实施方式2的变形例的平面图。
符号说明：
5    源极总线线路
6    栅极总线线路
7    辅助电容(Cs)配线
9    堤
10R  红色滤光片
10G  绿色滤光片
10B  蓝色滤光片
10Y  黄色滤光片
10BM 黑矩阵
11   相对基板
12   TFT基板
13   液晶层
21    玻璃基板
22    相位差板
23    偏振光板
25    涂敷层
26    相对电极
27    取向膜
31    玻璃基板
32    相位差板
33    偏振光板
34    反射电极
35    透过电极
36    背光源
37    凸部
38    取向膜
BA    堤
BM    黑矩阵(涂黑部)
a     反射区域
b     透过区域
Ra    红色滤光片的反射区域
Rb    红色滤光片的透过区域
Ga    绿色滤光片的反射区域
Gb    绿色滤光片的透过区域
Ba    蓝色滤光片的反射区域
Bb    蓝色滤光片的透过区域
Ya    黄色滤光片的反射区域
Yb    黄色滤光片的透过区域
具体实施方式
下面揭示实施方式，更详细地说明本发明，但是本发明不只限定于这些实施方式。此外，在下面的实施方式中的结构和测定值等都是以用计算机程序进行的仿真(模拟实验)为基础的。
本发明的实施方式的显示装置是反射透过两用型的液晶显示装置。即，根据本实施方式的显示装置，观察者在室内等比较暗的环境下，以利用背光源的光的透过显示为主进行观察，在室外等比较明亮的环境下，则以利用周围光的反射显示为主进行观察。
(1)液晶显示装置的结构
(1-1)实施方式1
图6是表示本发明的实施方式1的反射透过两用型的显示装置中的TFT基板12的概略结构的平面图。
本实施方式中的TFT基板12，如图6所示，在玻璃基板31上，配置有由栅极总线线路5和源极总线线路6构成的矩阵配线，在由该矩阵配线包围的区域中，配置有透过电极35和反射电极34。这些电极在显示装置中，与设置在后述的彩色滤光片基板11上的各色的滤光片相对，此外，与配置在反射电极34下的薄膜晶体管(TFT，未图示)的漏极电极连接。此外，在反射电极34下的区域中，与栅极总线线路5平行地配置有用于保持施加在透过电极35和反射电极34上的电压的辅助电容(Cs)配线7。
图7是表示本发明的实施方式1的反射透过两用型的显示装置中的彩色滤光片基板(相对基板)11的概略结构的平面图。
本实施方式中的相对基板11，如图7所示，以红色、绿色、黄色和蓝色滤光片10R、10G、10Y和10B的顺序排列成条纹状，在各滤光片之间配置有黑矩阵10BM。在本实施方式中，滤光片10R、10B、10G和10Y的排列在全部像素中是相同的，对每个滤光片设置有反射区域a和透过区域b。此外，反射区域a是与TFT基板12的反射电极34相对的区域，是用于反射显示的区域。此外，透过区域b是与TFT基板的透过电极35相对的区域，是用于透过显示的区域。
图9是表示当将各子像素的面积(滤光片的有效面积)标准化为1时，在全色的滤光片中以反射区域的面积比为一定0.33，透过区域的面积比为一定0.67的液晶显示装置的像素的概略结构的平面图。下面，将该像素中的滤光片的反射区域的面积比称为“基准反射面积比”，将透过区域的面积比称为“基准透过面积比”。
本实施方式的像素，如图7所示，通过扩大由黑矩阵10BM遮光的区域，如下列表1所示，黄色滤光片10Y的反射区域Ya的面积比只比基准反射面积比小0.23。
[表1]
Figure BSA00000218879400251
图8是表示图6和7中的P-Q线的剖面结构的模式图。下面，说明本实施方式的显示装置的剖面结构。
本实施方式的显示装置，如图8所示，具有在相对基板11和TFT基板12之间夹有液晶层13的结构。
相对基板11在玻璃基板21的外侧(观察面侧)具备有相位差板22和偏振光板23，在玻璃基板21的内侧(背面侧)具备有红色、绿色、蓝色和黄色的4色滤光片10R、10G、10B和10Y、黑矩阵10BM、涂敷层25、相对电极26和取向膜27。
相位差板22调整透过自身的光的偏振状态。偏振光板23只透过特定的偏振光成分的光。在本实施方式中，通过调整相位差板22和偏振光板23的配置和结构，设定相位差板22和偏振光板23作为圆偏振光板起作用。
红色、绿色、蓝色和黄色的4色滤光片10R、10G、10B和10Y分别选择透过自身的光的颜色。图10表示用于本实施方式的各滤光片的分光特性。如图10所示，红色、绿色、蓝色的三原色滤光片10R、10G和10B分别主要透过入射光的红色成分、绿色成分和蓝色成分，黄色滤光片10Y主要透过入射光的红色成分和绿色成分两者的色成分。在本实施方式中，滤光片的尺寸和膜厚，在反射区域a和透过区域b之间相互大致相等，但是不一定必须相等。但是，当变更滤光片的尺寸和膜厚时，因为各滤光片的透过光的亮度变化，所以优选以不使白平衡崩溃的方式进行设计。
涂敷层25防止污染物从红色、绿色、蓝色和黄色的4色滤光片10R、10G、10B和10Y溶出到液晶层13内，此外，使相对基板11的表面平坦化。相对电极26隔着液晶层13与设置在TFT基板12侧的反射电极34和透过电极35相对，用于将电压施加在液晶层13上驱动液晶分子。取向膜27控制液晶层13内的液晶分子的取向。
TFT基板12在玻璃基板31的外侧(背面侧)具备有相位差板32和偏振光板33，在玻璃基板31的内侧(观察面侧)具备有凸部(多间隙层)37、作为反射部件起作用的反射电极34、透过电极35和取向膜38。此外，在反射区域a中形成有凸部37和反射电极34，在透过区域b中形成有透过电极35。
相位差板32与相位差板22同样，调整透过自身的光的偏振状态。偏振光板33与偏振光板23同样，只使特定的偏振光成分的光透过。在本实施方式中，通过调整相位差板32和偏振光板33的配置和结构，设定相位差板32和偏振光板33作为圆偏振光板起作用。此外，该圆偏振光板以与配置在相对基板11侧的圆偏振光板光学上相互正交的方式配置。
在各个红色、绿色、蓝色和黄色的4色滤光片10R、10G、10B和10Y的反射区域a中配置有凸部37，成为反射电极34的基座。在本实施方式中，通过在TFT基板12侧设置凸部37，使反射区域a中的单元厚度比透过区域b中的单元厚度小。
反射电极34是具有光反射功能的电极(在仿真中，假定反射率为100％)，设置在凸部37上。该反射电极34对周围光进行反射，并且将电压施加在液晶层13上驱动液晶分子，在进行反射显示时使用。反射电极34由铝(Al)等金属构成。
在本实施方式中，将反射周围光的部件和驱动液晶分子的电极作为反射电极34而一体化，但是也可以是形成不具有电极功能的反射部件，与配置该反射部件的区域对应地另外形成电极的结构。在这种情况下，也可以将反射部件设置在玻璃基板31的背面侧。此外，透过电极35是由氧化铟锡(ITO)等透明导电材料构成的电极。对相对电极11侧的每个滤光片配置有反射电极34和透过电极35，在每个滤光片的区域中，将电压施加在液晶层13上驱动液晶分子。取向膜38与取向膜27同样，控制液晶层13内的液晶分子的取向。
图11是表示液晶层13的分光透过率和分光反射率的测定结果的曲线图。在本说明书中，分光反射率是指没有滤光片时，从外部入射到显示装置的光量与由反射区域a反射作为反射显示光射出到外部的光量的各波长上的比。分光透过率是指没有滤光片时，从背光源36照射的光量与透过透过区域b作为透过显示光射出到外部的光量的各波长上的比。
此外，在TFT基板12的里面侧(背面侧)具备有用于透过显示的背光源36。关于背光源36中使用的光源，将在后述的(2)中述说光学特性等。
(1-2)实施方式2
图12是表示本发明的实施方式2的液晶显示装置的每1个像素的概略结构的平面图。
本实施方式中的像素，如图12和上述表1所示，通过扩大黄色滤光片10Y的透过区域Yb，与实施方式1同样，使黄色滤光片10Y的反射区域Ya的面积比只比基准面积比小0.23。此外，黄色滤光片10Y的透过区域Yb的面积比设定为只比基准透过面积比大0.23。
(1-3)实施方式3
图13是表示本发明的实施方式3的液晶显示装置的每1个像素的概略结构的平面图。
本实施方式中的像素，如图13和上述表1所示，通过扩大由黑矩阵10BM遮光的区域，使黄色滤光片10Y的反射区域Ya的面积比只比基准面积比小0.10。此外，通过使蓝色滤光片10B的透过区域Bb变窄，使蓝色滤光片10B的反射区域Ba的面积比只比基准面积比大0.10。
(1-4)实施方式4
图14是表示本发明的实施方式4的液晶显示装置的每1个像素的概略结构的平面图。
本实施方式中的像素，如图14和上述表1所示，通过扩大黄色滤光片10Y的透过区域Yb，与实施方式3同样，使黄色滤光片10Y的反射区域Ya的面积比只比基准面积比小0.10，此外，通过使蓝色滤光片10B的透过区域Bb变窄，使蓝色滤光片10B的反射区域Ba的面积比只比基准面积比大0.10。
(1-5)实施方式5
图15是表示本发明的实施方式5的液晶显示装置的每1个像素的概略结构的平面图。
本实施方式中的像素，如图15和上述表1所示，通过对实施方式3中的像素，扩大由黑矩阵10BM遮光的区域，使红色滤光片10R的反射区域Ra的面积比只比基准面积比小0.03。
(1-6)实施方式6
图16是表示本发明的实施方式6的液晶显示装置的每1个像素的概略结构的平面图。
本实施方式中的像素，如图16和上述表1所示，通过对实施方式4中的像素，扩大红色滤光片10R的透过区域Rb，使红色滤光片10R的反射区域Ra的面积比只比基准面积比小0.03。
(1-7)比较例1
图9是表示现有的比较例1的液晶显示装置的像素的概略结构的平面图。
本比较例中的像素，如上所述，关于全色的滤光片，将反射区域的面积比设定为基准反射面积比，将透过区域的面积比设定为基准透过面积比。
(1-8)参考例1
图17是表示参考例1的液晶显示装置的每1个像素的概略结构的平面图。
本参考例中的像素，如图17和上述表1所示，通过扩大由黑矩阵10BM遮光的区域，消除黄色滤光片10Y的反射区域Ya。即，本参考例的液晶显示装置是由红色、绿色和蓝色的三原色滤光片10R、10G和10G进行反射显示的方式。
(1-9)参考例2
图18是表示参考例2的液晶显示装置中的像素的概略结构的平面图。
本参考例中的像素，如图18和上述表1所示，通过扩大黄色滤光片10B的透过区域Yb，消除黄色滤光片10B的反射区域Ya。即，本参考例的液晶显示装置也是由红色、绿色和蓝色的三原色滤光片10R、10G和10G进行反射显示的方式。
(2)透过显示和反射显示的显示品质试验
(2-1)色温度的计算方法
关于实施方式1～6、比较例1、参考例1和2的液晶显示装置，进行涉及白平衡的评价试验。通常，白平衡用色温度(白显示的色温度)表现。所以，在该评价试验中，采用由液晶显示装置进行白色显示时的XYZ表色系(CIE1931标准表色系)的色度坐标(x，y)，用下列式(6)算出色温度(相对色温度)Tc的方法(MaCcamy，C.S.，Correlatedcolor temperature as an explicit function of chromaticitycoordinates，ColorRes，Appl.17，142-144(1992))。
Tc＝-437n3+3601n2-6861n+5514.31    (6)
式中的n表示为n＝(x-0.3320)/(y-0.1858)
(2-2)透过显示的白平衡的测定方法
实施方式1～6、比较例1、参考例1和2的液晶显示装置因为用红色、绿色、蓝色和黄色的4色滤光片10R、10G、10B和10Y进行透过显示，所以当用与红色、绿色和蓝色的三原色滤光片10R、10G和10B的分光特性一致的光源时，白平衡在黄色侧崩溃，色温度变低。所以，为了将透过显示的白平衡调整为最佳，用图19的光源α～γ作为背光源36的光源，测定透过显示中的白显示时的色温度。
此外，光源α～γ发出比在由红色、绿色和蓝色的三原色滤光片进行透过显示的方式中所使用的光源色温度高的带蓝色感的光。如图19所示，光源α～γ的发光光谱相互不同，这表示蓝色感相互不同。更具体地说，光源γ的蓝色感最弱(色温度最低)，光源α的蓝色感最强(色温度最高)。
(2-3)反射显示的白平衡的测定方法
液晶显示装置当进行反射显示时，将周围光作为光源使用。在其评价试验中，将接近光源D65的光源作为反射显示的光源，测定白显示时的色度坐标(x，y)。此外，图20表示D65光源的光谱。
(2-4)透过显示和反射显示之间的白平衡的差异评价
一般，反射显示的白色的色温度为5000～12000K，如果反射显示和透过显示的白色的色温度的差异在2000K以下，则可以良好地保持透过显示和反射显示两者的显示品位。通过上述(2-1)～(2-3)的方法，算出透过显示和反射显示的白显示时的色温度，用这些结果，算出模式间的色温度差(以下称为“模式间差别”)。结果如表2所示。
[表2]
Figure BSA00000218879400301
在比较例1中，如图9和上述表1所示，因为黄色滤光片10Y的反射区域Ya的面积比与其它的三原色滤光片相同，所以反射显示的白色的色温度比4000K低，白平衡在黄色侧崩溃。此外，模式间差别比2000K大，在透过显示和反射显示的显示画质中产生大的差别。
与此相对，在实施方式1～6中，因为通过扩大由黑矩阵10BM遮光的区域或者黄色滤光片10Y的透过区域Yb，黄色滤光片10Y的反射区域Ya的面积比比其它三原色滤光片小，所以能够抑制反射显示的白平衡在黄色侧崩溃，能够将反射显示的白色的色温度保持在5000K以上。此外，在这些实施方式中，在白平衡被允许的范围内，通过使用黄色滤光片10Y的反射区域Ya，与不使用黄色滤光片10Y的反射区域Ya的参考例1和2比较，能够提高反射显示的亮度和色再现范围。
此外，在实施方式2、4和6中，因为能够以使黄色滤光片10Y的反射区域Ya的面积比减小，而增大黄色滤光片10Y的透过区域Yb的面积比，所以能够提高透过显示的亮度，并且通过使用蓝色感最强的光源α，能够抑制透过显示的白平衡向黄色侧崩溃。
进一步，在实施方式3～6中，因为通过扩大作为黄色的补色的蓝色滤光片10B的反射区域Ba，能够在将反射显示的白平衡保持在适当范围的同时，使黄色滤光片10Y的反射区域Ya的面积比比实施方式1和2大，所以能够进一步提高反射显示的亮度。
进一步，在实施方式5和6中，通过使色温度低的红色滤光片10R的反射区域Ra的面积比小，能够进一步改善反射显示的白平衡。
(3)实施方式1的变形例
作为实施方式1中的像素结构的变形例，可以举出图21(a)～(e)和图22(a)～(d)的方式。根据这些方式，也能够起到与实施方式1同样的作用效果。
(4)实施方式2的变形例
作为实施方式2中的像素结构的变形例，可以举出图23的方式。该方式是黄色滤光片10Y与蓝色滤光片10B邻接地配置，蓝色滤光片10B的反射区域Ba的面积向黄色滤光片10Y的反射区域Ya扩展。根据该方式，因为不需要为了增大蓝色滤光片10B的反射区域Ba而减少蓝色滤光片10B的透过区域Bb，所以不需要对用于维持透过显示的白平衡的背光源作进一步的光谱调整(强调蓝色)，能够抑制透过显示的亮度降低。
(5)实施方式的变形例
本发明的实施方式的显示装置在暗的环境下是利用背光源的光的透过显示作为支配，另一方面，在明亮的环境下是利用周围光的反射显示作为支配。但是，不限于此，也可以按照与周围光的强度相应地，选择透过显示和反射显示的任意一方，对每个所选择的显示模式，切换液晶的驱动方法的方式进行构成。
此外，本发明的实施方式的显示装置是反射透过两用型的液晶显示装置，但是不限于此，也能够作为其它方式的显示装置进行构成。即，本显示装置只要是以反射显示和透过显示两者，经过多色的彩色滤光片部进行显示的类型的显示装置，则也能够适用于任何方式的显示装置。例如，在被称为自发光显示器的有机EL显示器等，例如，与液晶显示装置混合等，在透过区域和反射区域中使用不同的滤光片进行显示时，可以应用本显示装置的结构。
本专利申请说明书中的“以上”、“以下”包含该数值(边界值)。
本专利申请以2006年3月20日提出申请的日本国专利申请2006-077732号作为基础，根据巴黎公约或进入国的法规主张优先权。在本专利申请中参照并组入该专利申请的全部内容。

Claims (15)

1.一种显示装置，其为在每个像素设置有4色以上的滤光片的、且每个滤光片包括使背光源的光透过而显示图像的透过区域和对周围光进行反射而显示图像的反射区域的反射透过两用型的显示装置，其特征在于：
该像素在至少2色的滤光片之间，由下列式(1)所表示的反射区域的面积比不同：
反射区域的面积比＝反射区域的面积/滤光片的有效面积(1)，
所述显示装置在每个像素设置有红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片和黄色滤光片，
所述黄色滤光片的由所述式(1)所表示的反射区域的面积比，比其它任何一个色的滤光片的由所述式(1)所表示的反射区域的面积比小。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
所述显示装置在每个滤光片配置有反射部件，
所述至少2色的滤光片的由下列式(4)所表示的对应的反射部件与透过电极的面积比不同：
反射部件与透过电极的面积比＝反射部件的面积/透过电极的面积(4)。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
所述黄色滤光片的由所述式(1)所表示的反射区域的面积比，比蓝色滤光片的由所述式(1)所表示的反射区域的面积比小。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于：
所述黄色滤光片与蓝色滤光片邻接配置，蓝色滤光片的反射区域的面积向黄色滤光片的反射区域扩展。
5.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于：
所述黄色滤光片的由所述式(1)所表示的反射区域的面积比，比绿色滤光片的由所述式(1)所表示的反射区域的面积比也小。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于：
所述黄色滤光片的由所述式(1)所表示的反射区域的面积比，在全部色的滤光片的由所述式(1)所表示的反射区域的面积比中为最小。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于：
所述黄色滤光片的由下列式(5)所表示的透过区域的面积比，与其它全部色的滤光片的由下列式(5)所表示的透过区域的面积比基本相同：
透过区域的面积比＝透过区域的面积/滤光片的有效面积(5)。
8.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于：
所述黄色滤光片的由下列式(5)所表示的透过区域的面积比，在全部色的滤光片的由下列式(5)所表示的透过区域的面积比中为最大：
透过区域的面积比＝透过区域的面积/滤光片的有效面积(5)。
9.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于：
所述蓝色滤光片的由所述式(1)所表示的反射区域的面积比，在全部色的滤光片的由所述式(1)所表示的反射区域的面积比中为最大。
10.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于：
所述红色滤光片的由所述式(1)所表示的反射区域的面积比，比绿色滤光片和蓝色滤光片的由所述式(1)所表示的反射区域的面积比小。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于：
所述红色滤光片的由下列式(5)所表示的透过区域的面积比，与绿色滤光片的由下列式(5)所表示的透过区域的面积比基本相同：
透过区域的面积比＝透过区域的面积/滤光片的有效面积(5)。
12.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于：
所述红色滤光片的由下列式(5)所表示的透过区域的面积比，比绿色滤光片的由下列式(5)所表示的透过区域的面积比大：
透过区域的面积比＝透过区域的面积/滤光片的有效面积(5)。
13.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于：
所述像素的由所述式(1)所表示的反射区域的面积比，按照黄色滤光片、红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片的顺序变大。
14.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
所述像素的红色滤光片、绿色滤光片、黄色滤光片和蓝色滤光片依次按条纹状排列。
15.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
所述显示装置是液晶显示装置。
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