CN1186257A - 彩色液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

在采用滤色器的液晶显示装置中,与象素区相对应地配置在基板之一的内表面上的第一个滤色器的面积被设定得小于各象素区以形成非着色光出射区,并以不透射过滤色器的非着色光和透射过滤色器的着色光来显示彩色象素,可使屏幕更明亮;还包含有反射部件用来将从装置前面入射的和透射过液晶层的光向前面反射。此外还用于将从装置前面入射的光向前面反射的反射膜,而进一步增加屏幕的整体亮度。

Description

彩色液晶显示装置

本发明是关于具有滤色器的液晶显示装置。

作为液晶显示装置，公知的有采用来自背衬光的光线进行显示的透射式显示装置和利用例如自然光或户内照明光等的外部光线进行显示的反射式显示装置。在反射式液晶显示装置中，一反射部件被安置在后面来反射由前面入射的外部光线。

液晶显示装置还包括有各种不同设计的装置，例如有源矩阵显示装置和简单矩阵显示装置。如在有源矩阵设计的液晶显示装置中，在通过液晶层而相互对置的一对基板之一的内表面上形成有象素电极矩阵和各自连接到象素电极的多个有源元件。在另一基板的内表面上形成一反电极，并由该反电极与各自的象素电极相对置的部分构成象素区。

在用于显示彩色图象的液晶显示装置中，在一对基板之一的内表面上与各个象素区相对应地配置有滤色器。

但在通常的具有滤色器的液晶显示装置中，当透射过一给定象素区的光线入射在对应的滤色器上时，波长在一特定波长范围之外的光由此滤色器所吸收，仅该特定波长范围内的光被透射，由此以带有滤色器的色彩的透射光来显示。鉴于这一原因，此带彩色的输出光的强度变成大大低于入射光的强度，而不能获得明亮的显示。

为增加亮度，可将红、绿、和蓝滤色器作得较薄以降低被滤色器吸收的光量以能增加光的透射比。结果，屏幕可变得明亮。但是如果按这种方式将滤色器作得更薄，每一彩色光束，即红、绿、和蓝光束、的吸收波长范围内的透射比增加，而各个彩色的光束之间的色平衡恶化，如图28中所示。结果无法得到良好的白色显示。

图28表明光谱透射比随滤色器的厚度降低的变化。如图28中所示，按照透射过红滤色器的红色光的光谱分布(实线)，在作为红滤色器的吸收波长范围的短波长侧上的光透射比很高，如虚线所指明的。按照分别透射过绿和蓝滤色器的绿光和蓝光的光谱分布(实线)，光透射比的半宽度趋向于增加。结果，彩色光混合的光谱透射比在500nm附近的波长呈现出透射比的高峰值。因此在具有薄的滤色器的液晶显示装置中，每一彩色光束，即红、绿、和蓝光束的吸收波长范围中的透射比增加，而各色的纯度变坏。另外，由于各个别色彩的光束之间的色平衡很差，由加色混合所得到的显示色彩成为近似于蓝绿色。

如上所述，通常的反射式彩色液晶显示器的屏幕因滤色器中的光吸收作用而很暗淡。即使减少各滤色器所吸收的光的量，色平衡也要遭受损失。结果不能取得令人满意的白色显示。

本发明的目的是提供具有滤色器并能显示具有足够亮度和优良色平衡的高质量彩色图象的彩色液晶显示装置。

为达到上述目的，按照本发明第一个方面所提供的液晶显示装置包括：

一对相互对置的基板；

在该对基板的对向表面之一上形成的多个第一电极；

在另一对向表面上形成的至少一个第二电极，相对于该多个第一电极而能形成多个由第二电极面向第一电极的区域所确定的象素区；

在该对基板的内表面之一上对应于象素区而形成的着色薄膜，此着色薄膜具有小于象素区的面积的面积；

和夹在该对基板之间的液晶层。

按照本发明的液晶显示装置，每一个对应于象素匹配置在基板之一的内表面上的滤色器的面积被设置得小于各象素区的面积以形成非彩色光出射区，且一个象素以未透射过任何滤色器的非彩色光和透射过滤色器的彩色光显示。由于这一非彩色光是明亮的白光，各象素的亮度很高，因而能显示明亮的彩色图象。

按照这一液晶显示装置，通过再包括一反射部件用于反射由装置的前面入射的且通过液晶层向前面透射的光而能得到明亮的反射式彩色液晶显示装置。

在这一液晶显示装置中，多种色彩的滤色器被配置在除象素区的周边部分外的象素区的基本中央部分中，而每一象素区均由形成在此周边部分的非彩色光出射区和形成在中央部分中的彩色光出射区组成。按照具有这一结构的液晶显示装置，由于相邻象素区间的边界为非彩色光出射区，所以能降低当光透射过一象素区并由形成在后侧基板面上的反射装置反射以入射到相邻的不同色彩的象素区上时吸收的光量。

此外，在此液晶显示装置中，多个色彩的滤色器中的每一个均具有小于各象素区的面积的面积并被作成为长方形形状，使当由装置的前面看时其在水平方向的尺寸小于垂直于此水平方向的方向上的尺寸，和/或非彩色光出射区被配置在垂直方向上，由此来降低当光透射过一象素区并在透射过液晶层后被反射以被入射到另一色彩的相邻象素区上时被吸收的光量。

在此液晶显示装置中，象素区包括一彩色光出射区，它具有多个配置在一平行于前侧基板表面的表面上待在沿着从装置前面看的水平方向的一方向上被分开的多个着色薄膜。采用这种结构，被划分的着色薄膜之间的区域被用作为长方形的非彩色出射区，由此来进一步增加各彩色象素的亮度。

在这一液晶显示装置中，象素区包括一彩色光出射区，它具有多个配置在一平行于基板表面的表面上的待在垂直于当由装置前面看时的水平方向的方向上被分开的着色薄膜。采用这一结构，形成在相对于前侧基板的水平方面上伸展的非彩色光出射区，从而使得从上侧入射在前侧基板上的光能以高亮度被反射。

在这一液晶显示装置中，配置在象素区中的各个色彩的着色薄膜在垂直于从装置前面看的水平方向的方向上被作成交替地移位。采用这种安排，由垂直方向进入前侧基板的光和由水平方向进入前侧基板的光两者均能被有效地反射而得到高的亮度。

在这一液晶显示装置中，用于将由装置前面进入的光向前面反射的反射部件，对应于各个象素区之间的象素间区而被配置在前侧基板的内表面上，由此以增加由各个象素区之间的部分反射的光的强度。采用这种结构，屏幕的整体亮度可进一步增加。

按照本发明第二方面的液晶显示装置，在第一方面的液晶显示装置中，着色薄膜包括一透射可见光范围内中的一中间波长范围内的光的着色薄膜，一透射长波长范围内的光的着色薄膜，和一透射短波长范围内的光的着色薄膜，这些着色薄膜的厚度按所说的次序增加，并且这些着色薄膜的厚度被设定为使得由各着色薄膜的色彩座标所定义的色域最大。

在这一液晶显示装置中，被配置在象素区中的原色的滤色器的厚度被设置得使带长波长范围的着色薄膜厚于带中间波长范围的着色薄膜，而带短波长范围的着色薄膜厚于带长波长范围的着色薄膜。借助这样的设置，透射过各个着色薄膜的彩色光增大了能表现色彩的色域，并且使屏幕足够明亮而不劣化色平衡。因此可得到具有很大色域的彩色显示。

在这一液晶显示装置中，着色薄膜为红、绿、蓝的原色滤色器，而各色彩的滤色器的厚度被设置得使色移区域成为不小于CIE 1976 L^*a^*bL^*a^*b彩色系统的a^*b^*平面上的750。采用这种设置，能表现色彩的色域可被增大，而屏幕可足够明亮而不致劣化色平衡。

在这一液晶显示装置中，各色彩的滤色器的厚度被设置得使通过各色彩的滤色器的彩色光束的混合的白色色度变成为不大于CIE 1976 L^*a^*bL^*a^*b彩色系统的a^*b^*平面上的1.5。采用这种设置就能实现具有良好色平衡的彩色显示。

在这一液晶显示装置中，各色彩的滤色器包括采用弥散色素材料的红、绿、和蓝滤色器、红滤色器具有厚度0.9～1.2μm，绿滤色器厚度为0.8～1.1μm，和蓝滤色器厚度为1.1～1.4μm。采取这种配置就能满足上述彩色光混合的色域和白色色度的条件。

在这一液晶显示装置中，各色彩的滤色器各自具有不同的面积比，而此相对于象素区的面积比按透射中间波长范围的光、透射短波长范围的光、和透射长波长范围的光的着色薄膜这样的顺序增加。采用这种配置能取得较大的色域和较好的色平衡。

在这一液晶显示装置中，红、绿和蓝滤色器各自具有厚度0.9～1.2μm、0.8～1.1μm和1.1～1.4μm，和相对于象素区的面积比90～95％、60～65％、和75～80％。采用这安排，能得到较大的色域和较好的色平衡。

按照本发明第三方面的液晶显示装置，在第一方面的液晶显示装置中，液晶层具有一对应于形成着色薄膜的区域的厚度为d1的第一液晶层和一对应于除形成着色薄膜的区域外的区域的厚度为d2的第二液晶层，并将液晶厚度d1和d2与液晶层的一折射率各向异性Δn的乘积Δnd1和Δnd2设置成使通过合成透射过具有乘积Δnd1的液晶元件的光的光谱透射比分布和透射过具有乘积Δnd2液晶元件的光的光谱透射比分布所得到的光谱透射比分布变成为在可见光范围内是基本平坦的。

在这一液晶显示装置中，由于通过合成透射过具有乘积Δnd1的液晶元件的光的光谱透射比分布和透射过具有乘积Δnd2的液晶元件的光的光谱透射比分布得到的光谱透射比分布被设置成在可见光范围内基本上是平坦的，所以能输出具有平坦波长分布的光。

在这一液晶显示装置中，象素区的一对应于滤色器的区域用作为滤色器区，而象素区的一不对应于彩色滤液器的区域用作为非滤色器区。在此结构中，以d表示夹在该对基板之间的液晶层的厚度，Δn表示折射率，及Δnd表示厚度与折射率的乘积。而当具有不同乘积Δnd的滤色器和非滤色器区出现在一个象素区中时，就可使屏幕足够地明亮，并且通过选择对透射过此二区域的光分量的光谱透射比分布之间的差进行补偿的液晶层厚度能显示具有良好色平衡的彩色图象。

在这一液晶显示装置中，乘积Δnd1和Δnd2满足

     Δnd1＜Δnd0＜Δnd2式中d0是在液晶层的乘积Δnd变化时透射比呈现最大值时的液晶厚度。采用这种设置，通过选择对透射的光分量的光谱透射比分布之间的差异进行补偿的液晶层厚度就能使屏幕足够明亮，并能显示具有良好色平衡的彩色图象。

在第一方面的液晶显示装置中，按照本发明第四个方面的液晶显示装置还进一步包括：

各自形成在一对基板的内表面上的第一和第二准直膜；和

一对被配置在此对基板外侧以夹住这两基板的起偏振板，

其中，被形成在光入射到其上的前侧基板上的第一准直膜在相对于由前面观看液晶显示装置时的一水平方向的反时钟方向上的0°～45°范围内已作出准直处理，而被形成在面对此前侧基板的后侧基板上的第二准直膜在与第一准直膜的准直处理方向成90°相交的一方向上被作出准直处理。

在这一液晶显示装置中，位于接近后侧基板的液晶单元的液晶分子的准直方向被设定在相对于当由前方看时该显示表面的横座标的反时钟方向上0°～45°的角度范围内，并且液晶分子以相对于接近后侧基板的液晶分子的准直方向约90°的扭转角被从后侧基板向前侧基板进行扭转。采用这种准直，即使在反射式TN液晶显示装置中也可使从正常方向观察的显示足够明亮同时保持足够的对比度。

在这一液晶显示装置中，位于接近后表面基板的液晶层的液晶分子在相对于由前侧基板观察时的水平方向的反时钟方向的5°～30°的角度范围内的一方向上被准直。采用这种准直可得到明亮的显示。另外，在此液晶显示装置中，位于接近后表面基板的液晶层的液晶分子在相对于从前侧基板看时的水平方向的反时钟方向的约10°～25°的角度范围内的方向上被准直。采用这种准直可得到更明亮的显示。

在随后的说明中将谈到本发明的另外的目的和优点，并由此说明中部分地将成为显见，或者由发明的实践而理解。本发明的目的和优点可依靠所列的权利要求中特别指出的手段和组合来实现和获得。

被结合进并构成本说明书的部分的附图说明本发明当前优选实施方案，并连同上面给出的总体说明和下面给出的优选实施例的详细说明一齐用来解释本发明的原理。

图1为表明按照本发明第一实施例的液晶显示装置的平面视图；

图2为取自图1中II-II线的截面图；

图3为取自图1的III-III线的截面图；

图4为表明按照第一实施例的液晶显示装置的象素和滤色器的配置的平面视图；

图5表明按照第一实施例的液晶显示装置中各滤色器的厚度与色度之间的关系；

图6表明按照第一实施例的液晶显示装置中各滤色器的厚度与色域间的关系；

图7表明按照第一实施例的液晶显示装置中各滤色器的厚度与彩色光混合的色度间的关系；

图8表明按照第一实施例的液晶显示装置中各滤色器的厚度与亮度间的关系

图9表明第一实施例在CIE 1976 L^*a^*b L^*a^*b彩色系统上液晶显示装置的特性；

图10A～10C分别表明第一实施例的液晶显示装置中各滤色器的厚度与色域、色度、和亮度间的关系；

图11A～11C分别表示第一实施例的液晶显示装置中各滤色器的面积比与色域、色度、和亮度间的关系；

图12A～12C分别表示第一实施例的液晶显示装置中各滤色器的厚度与色域、色度、和亮度间的关系；

图13A～13C分别表示第一实施例液晶显示装置中各滤色器的厚度与色域、色度、和宽度间的关系；

图14表明按照第一实施例的液晶显示装置的乘积Δnd与透射比间的关系；

图15为图14的部分放大视图；

图16表明按照第一实施例的液晶显示装置中透射过滤色器和非滤色器区的光分量的光谱透射比分布；

图17表示按照第一实施例的液晶显示装置的光谱透射比分布；

图18为表示按照第一实施例的液晶显示装置的原理配置的分解立体图；

图19为表示按照第一实施例的液晶显示装置的准直状态的变型的分解立体图；

图20为表明按照第二实施例的液晶显示装置的象素和滤色器的配置的平面视图；

图21为表明按照第二实施例的液晶显示装置的变型的象素和彩色滤液器的配置的平面视图；

图22为表明按照第二实施例的液晶显示装置的另一变型的象素和滤色器的配置的平面视图；

图23为表示按照第三实施例的液晶显示装置的截面图；

图24为表示按照第四实施例的液晶显示装置的截面图；

图25为表示按照第五实施例的液晶显示装置的截面图；

图26为表明按照第六实施例的液晶显示装置的象素和滤色器的配置的平面图；

图27为表示按照第七实施例的液晶显示装置的截面图；和

图28表示现有技术中各滤色器的厚度与光谱透射比间的关系。

下面参照附图说明作为本发明的实施例的液晶装置。

图1至图19表明本发明第一实施例。

图1为表明按照本发明的一液晶显示装置的部分的平面视图。图2是沿图1中II-II线所作的截面图。图3是沿图I中III-III线所作的截面图。图4为表明象素和滤色器的配置的平面视图。

本实施例的液晶显示装置是有源矩阵式的并采用TFT(薄膜晶体管)作为有源元件。在一对基板(如玻璃板之类的透明基板)1和2的后侧基板2的内表面上以矩阵形式配置透明象素电极3。多个采用TFT的有源元件(后面将称为TFT)4被连接到各自的象素电极3。

各TFT由形成在后侧基板2上的栅极5和电容形成电极12、覆盖栅极5和电容形成电极12的栅隔离膜16、形成在栅隔离膜6上与栅极5对向的i型半导体膜7、和分别通过掺杂有杂质的n型半导体膜(图中未示出)形成在i型半导体膜7的源或漏区上的源极8和漏极9组成。

在后侧基板2上形成有栅线10以沿各象素电极行的一侧延伸以便提供栅信号到每一行上的各个TFT。各行上的TFT4的栅极5与对应该行的栅线10整体形成。

TFT4的栅隔离膜(透明膜)6形成在基板2的几乎整个表面上。栅线10除其终端部分外均被栅隔离膜6覆盖。

栅隔离膜6上形成有数据线11以沿各象素电极列的一侧延伸以便给每一列上的各TFT4提供数据信号。各列上TFT4的漏极9被连接到对于该列的数据线11。

在此实施例中，数据线11形成在栅隔离膜6上，而各列上的TFT的漏极9与对应该列的数据线11整体地形成。

象素电极3形成在栅隔离膜6上。此象素电极3在其一侧边缘的一端部分被连接到相应TFT4的源极8。

后侧基板2的内表面上形成有涂层隔离膜13以覆盖住TFT4、数据线11、和象素电极3的周围部分。在该涂层隔离膜13上形成有准直膜14。

在将成为显示表面的前侧其板1的内表面上与后侧基板2上的各个象素电极3相对应地形成有多种色彩，例如原色，即红、绿、和蓝的滤色器15R、15G和15B。此外，在这些滤色器间的区间中形成有黑色掩膜16，并形成透明保护隔离膜17来覆盖此黑色掩膜16。在保护隔离膜17上形成有透明反电极18以与所有的象素电极3相对立。象素区分别由反电极18对向于象素电极3的部分构成。

应指出，借助适当地选择用于滤色器15R、15G和15B的材料可以省除保护膜(隔离膜)17。

滤色器15R、15G、和15B以相等的间隔在行和列方向上按红、绿、和蓝的顺序交替地排列。这些滤色器15R、15G和15B分别对应于不同的象素区A。

各个色彩的每一滤色器15R、15G、和15B均具有小于各象素电极3对应于反电极18处的每一象素区的面积。在此实施例中，各色彩的每一滤色器15R、15G、和15B均被安置以对应于各象素区除其周围部分外的内部区域。

前侧基板1和后侧基板2通过一框架状的密封部件(未图示)相互连接。液晶LC被填入在由二基板1和2之间的密封部件所包围的区域中。

分别形成在该对基板1和2的内表面上的准直膜(由聚酰亚胺等制成的水平准直膜)19和14的表面被擦光以经受予定方向上的准直处理。填充在二基板1与2之间的区域内的液晶LC的、位于接近基板1和2的液晶分子的准直方向由前侧基板1上的准直膜19和后侧基板2上的准直膜14准直成使液晶分子在基板1与2之间以予定的扭转角(例如几乎为90°)被加以扭转。

起偏振板21和22被分别布置在该对基板1和2的外表面上。这些起偏振板21和22被布置成使得它们的光轴(透射或吸收轴)被设定在予定的方向上。

在后方起偏振板22的后侧上设置有反射部件23以反射由其前方进入液晶显示装置并透射过液晶层的外部光。这一反射部件或反射板23由白色漫反射板构成。

这一液晶显示装置为反射型，其利用外部光显示。在这种装置中，通过前侧起偏振板21入射在各象素区A上的光(线性偏振光)中的透射过对应象素区A除其周围部分外的内部区域的光进入对应于象素区A的滤色器15R、15G、和15B中相应的一个。结果，在此滤色器的吸收波长范围内的光分量被此滤色器吸收，而该光则带有此滤色器的色彩。此被着色的光被序列地透射过液晶层和后侧起偏振板22并被反射部件23所反射。被反射的光被序列地透射过后侧起偏振板22、滤色器、和前侧起偏振板21以由前侧射出。

进入到各象素区A上的光中的入射在象素区A的周边部分、即相应的一个滤色器15R、15G、和15B的外侧区域上的光顺次透射过液晶和后侧起偏振板22而不通过滤色器并由反射部件23反射。被反射的光顺次透射过液晶层和前侧起偏振板以从前面射出。

按照这一液晶显示装置，每一滤色器15R、15G、和15B的面积均小于各象素区A的面积。因此，透射过象素区A的光中的仅入射在这些滤色器上的光的在滤色器15R、15G、和15B的吸收波长范围内的光分量被吸收并被着色，而其余的光分量则被作为高亮度且未着色的光透射过滤色器而不被滤色器吸收。结果，彩色象素被以非着色光和着色光所显示。

如果，例如与黑色显示相对，优先权被给与白色显示，则可以省略掉配置在象素区A之间的黑色掩膜16来形成入射光在被漫反射部件23、栅线10、数据线11等反射之后总会自其向该装置的前方射出的明亮的显示区W，由此获得明亮的显示。

图4为表明第一实施例的液晶显示装置的象素和滤色器的配置的平面视图。如图4中所示，各象素区A由一在象素区的周边部分上形成的透射高亮度未着色的光的非着色光出射区b(对应于反射部件23的色彩的白色区)和一在象素区的中央部分上形成的通过其透射带有滤色器的色彩的光的着色光出射区a组成。各自透射过着色光出射区a和非着色光出射区b透射的光分量相互混合。结果，象素区A即被看成为一彩色显示象素。

因此，按照上述液晶显示装置，所要显示的显示象素即被彩色滤色器15R、15G、和15B的色彩所着色，并具有足够的亮度。尽管这一液晶显示装置是通过由反射部件23反射从前面入射的外部光进行显示的反射型，但能显示具有足够亮度的彩色图象。

假定在一反射型液晶显示装置中，入射到接近各象素区A的边缘部分的光被反射部件反射并透射过接近一相邻象素区的边缘部分的部分以射出。在这种情况下，在通常的液晶显示装置中，由于各滤色器对应于整个的相应象素区，入射到接近象素区的边缘部分的光被以滤色器的色彩所着色，而被反射部件反射且入射到接近相邻象素区的边缘部分的光被一不同色彩的相邻滤色器吸收而不从显示装置的前表面射出。结果各显示象素变得暗淡。

但按照上述实施例的液晶显示装置，由于每一滤色器15R、15G、和15B的面积小于各象素区A的面积，入射到接近各象素区A的边缘部分的光被反射为非着色光。因此，即使此光入射到一相邻象素区的边缘部分附近，因为在相邻象素区的周边部与上未形成有滤色器，此光也透射过此边缘部分而不被吸收。因此，从显示装置的前表面射出的光的亮度不会减小。

在上述实施例中，各象素区被形成为具有近似矩形形状。但本发明并不限于此。例如可将各象素区形成为具有基本上是椭圆或圆的形状以较之于矩形滤色器能降低每一滤色器15R、15G、和15B的轮廓的长度。采用这一结构，沿这些象素区的周边形成的级形部分的长度被减少以防止由于当级形部分的液晶分子的准直状态被打乱时所产生的光泄漏而引起的对比度降低。

在上述实施例中，滤色器15R、15G、和15B被形成在其上形成有反电极18的基板1上。但这些滤色器也可以被形成在其上形成有象素电极3的基板2上。

在第一实施例中，各彩色虑器是通过采用弥散有色素的材料的滤色器而构成的。透射长波长范围内的光的红色滤色器15R的厚度t(R)、透射中间波长范围内的光的绿色滤色器15G的厚度t(G)、和透射短波长范围内的光的蓝色滤波器15B的厚度t(B)被设定得满足t(G)＜t(R)＜t(B)。

在光透射过各滤色器透射时所产生的着色光的色度C^*随滤色器的厚度上的改变而变化，如图5中所示。

图5表示透射过红、绿、和蓝滤色器15R、15G、和15B的着色光束的色度C^*(按CIE1976LU^*a^*b L^*a^*b彩色系统)随滤色器的厚度t(R)、t(G)和t(B)的变化而改变的情形。上述色度C^*指明从按CIE1976L^*a^*b L^*a^*b彩色系统的a^*b^*平面上的C光源(由a^*＝0和b^*＝0所定义的无色彩点)至红、绿和蓝各个着色光束的色彩座标点的距离。如该图中所示，各个着色光束的色度C^*相对于这些光束透射过其的滤色器的厚度的变化具有它们自己的最大值，并且呈现这些最大值的各个滤色器的厚度具有如下的关系：

        t(G)＜t(R)＜t(B)呈现这些最大值的各个滤色器的厚度处于下面的范围内：

红滤色器厚度t(R)＝0.9～1.2μm，

绿滤色器厚度t(G)＝0.8～1.1μm，

蓝滤色器厚度t(B)＝1.1～1.4μm。

因此，当将滤色器15R、15G、和15B的厚度t(R)、t(G)和t(B)被设置为透射过各个滤色器的着色光束的色度C^*基本上呈现最大值时的厚度时，由在CIE1976L^*a^*b L^*a^*b彩色系统的a^*b^*平面上的上述三个着色光束的色彩座标点所围绕的区域，亦即色域，可被增大，而能显示许多色彩。

图6至8表示透射过各色彩、即由作为从对应于滤色器的象素区A的区域a射出的光束的着色光束和作为从象素区A的非着色光出射区b射出的光束的非着色光束所显示的各色彩的象素区的彩色光混合的显示色彩的特性(按CIE1976L^*a^*b L^*a^*b彩色系统)随各色彩的滤色器的厚度的变化而改变的情形。各图所示特性是在将每一滤色器15R、15G、和15B的面积均设置为各象素区A的面积的80％得到的。图6、7和8各自表示色域特性、色度特性和亮度特性的变化。

参看图6，实线表明在将绿和蓝的二滤色器15G和15B的厚度t(G)和t(B)被固定为1.5μm而仅红滤色器15R的厚度t(R)被改变时所得到的特性；点划线表明在将红和蓝二滤色器15R和15B的厚度t(R)和t(B)被固定为1.5μm而仅绿滤色器15G的厚度t(G)被改变时所得到的特性；而虚线表明在将红和绿二滤色器15R和15G的厚度t(R)和t(G)固定为1.5μm而仅蓝滤色器15B的厚度t(B)被改变时所得到的特性。

如图6中滤色器厚度--色域特性所表明的，在红滤色器厚度t(R)＝0.9～1.2μm，绿滤色器厚度t(G)＝0.8～1.1μm，及蓝滤色器厚度t(B)＝1.1～1.4μm时，上述色域基本上呈现出最大值。

参看图7，实线表明在绿和蓝二滤色器15G和15B的厚度t(G)和t(B)被固定为1.5μm而仅红滤色器15R的厚度t(R)被改变时得到的特性；点划线表明在将红和蓝二滤色器15R和15B的厚度t(R)和t(B)固定为1.5μm而仅绿滤色器15G的厚度t(G)被改变时所得到的特性；而虚线表明在将红和绿二滤色器15R和15G的厚度t(R)和t(G)固定为1.5μm而仅蓝色滤色器15B的厚度t(B)被改变时所得到的特性。

如图7中滤色器厚度--色度特性所指出的，在红滤色器厚度t(R)＝0.9～1.2μm，绿滤色器厚度t(G)＝0.8～1.1μm，和蓝滤色器厚度t(B)＝1.1～1.4μm时，上述彩色光混合的色度C^*成为很小值。

当彩色光混合的色度变成很小值时，彩色光混合的色彩变成接近于CIE1976L^*a^*b L^*a^*b彩色系统的a^*b^*平面上的C光源。结果，彩色光混合的色彩成为更无彩色的，良好的白色光束。

参看图8，实线表明在将绿和蓝二滤色器15G和15B的厚度t(G)和t(B)固定为1.5μm而仅红滤色器15R的厚度t(R)被改变时所得到的特性；点划线表明在将红和蓝二滤色器15R和15B的厚度t(R)和t(B)固定为1.5μm而仅绿滤液器15G的厚度t(G)被改变时所得到的特性；而虚线表明在将红和绿二滤色器15R和15G的厚度t(R)和t(G)固定为1.5μm而仅蓝滤色器15B的厚度t(B)被改变时所得到的特性。

如图8中的滤色器厚度--亮度特性所指明的，在红、绿和蓝滤色器15R、15G、和15B的厚度t(R)、t(G)和t(B)处于上述范围(t(R)＝0.9～1.2μm，t(G)＝0.8～1.1μm，和t(G)＝1.1～1.4μm)时所得到的彩色光混合的亮度(L^*)。利用这些亮度(L^*)，能得到足够明亮的显示。

虽然彩色光混合的亮度在滤色器厚度减小时增加，但着色光的色度在滤色器厚度减小时减小。结果，色域减小。因此，红、绿和蓝滤色器15R、15G和15B的厚度t(R)、t(G)和t(B)最好在上述范围内。

在上述实施例中，滤色器被用作为着色薄膜。但此着色薄膜并不限于滤色器。上述实施例的液晶显示装置通过红、绿、和蓝光束的加色混合来显示全色图象。但本发明也可被应用到具有品红、黄、和青着色薄膜(例如滤色器)的液晶显示装置通过减色混合来显示全色图象。在这一情况下，原色的着色薄膜的厚度也被设置得满足关系：长波长范围透射着色薄膜的厚度＜中间波长范围透射着色薄膜的厚度＜短波长范围透射着色薄膜的厚度，且将原色的着色薄膜的厚度设置得使透射过各着色薄膜的着色光束基本呈现最大的色度。采用这种设置，着色薄膜能增加色域并防止色平衡的紊乱，由此使屏幕足够的明亮。

为进一步改善色平衡，将各滤色器的面积按下述设置。

图9表示来自第一实施例的液晶显示装置的红、绿和蓝光束在CIE1976L^*a^*b L^*a^*b彩色系统的a^*b^*平面上的座标。

这一液晶显示装置的滤色器的厚度和面积被设置得使被连接透射过红滤色器15R的红光束的色彩座标RC、透射过绿滤色器15G的绿光束的色彩座标GC、和透射过蓝滤色器15B的蓝光束的色彩座标BC的三角形所包围的色域近似最大化，且由色彩座标WC指明的红、绿和蓝光束的混合的色度(C^*)近似最小化。

现在考虑红、绿和蓝滤色器15R、15G和15B相对于各自色彩的象素区A的面积比。设S(R)、S(G)和S(B)各自为通过其透射长、中间和短波长范围的光的红滤色器15R、绿滤色器15G和蓝滤色器15B的面积比。

则在此实施例中，按照t(G)＜t(R)＜t(B)设定各个彩色滤液器的厚度，和按照S(R))S(B))S(G)来设定面积比。采取这种设置，按上述彩色系统连接红、绿和蓝光束的色彩座标RC、GC和BC的三角形所包围的色域的面积增大，而按此彩色系统的红、绿和蓝光束的混合(白光)的色度(C^*)减小。

按此彩色系统的a^*b^*平面上色域的面积最好为750或更多。此彩色光混合的色度(C^*)(距由a^*＝0和b^*＝0所定义的C光源的距离)最好为1.5或更小。

下面将详细说明红、绿和蓝滤色器15R、15G和15B的厚度和面积比。在此实施例中各滤色器的厚度被设置如下：

红滤色器厚度t(R)＝0.9～1.2μm，

绿滤色器厚度t(G)＝0.8～1.1μm，

蓝滤色器厚度t(B)＝1.1～1.4μm。各滤色器的面积比被设置如下：

红滤色器面积比S(R)＝90～95％，

绿滤色器面积比S(G)＝60～65％，

蓝滤色器面积比S(B)＝75～80％。

图10A～10C分别表示按CIE1976L^*a^*b L^*a^*b彩色系统的彩色光混合的色域和色度(C^*)和亮度(L^*)随液晶显示器的滤色器15R、15G和15B的厚度t(R)、t(G)和t(B)的变化而改变的情形。图10A～10C中的特性是在各滤色器的每一面积比S(R)、S(G)和S(B)均被设定为象素区A的80％时获得的。

图10A表示上述色域相对各滤色器厚度的变化特性。参看图10A，实线表明在将绿和蓝二滤色器15G和15B的厚度t(G)和t(B)固定为1.5μm而仅红滤色器15R的厚度t(R)被改变时得到的特性；点划线表明在将红和蓝二滤色器15R和15B的厚度t(R)和t(B)固定为1.5μm而仅绿滤色器15G的厚度t(G)被改变时所得到的特性；和虚线表明在将红和绿二滤色器15R和15G的厚度t(R)和t(G)固定为1.5μm而仅蓝滤色器15B的厚度t(B)被改变时所得到的特性。

如图10A中所示，在红滤色器(实线)和绿滤色器(点划线)的厚度减小时色域突然降低，而在蓝滤色器(虚线)的厚度变化时色域则变化很小。色域总是在各滤色器的厚度范围中某些厚度呈现出最大值。

图10B表示彩色光混合的色度(C*)相对各滤色器的厚度的变化特性。参看图10B，实线表示在将绿和蓝二滤色器15G和15B的厚度t(G)和t(B)固定为1.5μm而仅红滤色器15R的厚度t(R)被改变时所得到的特性；点划线表示在将红和蓝二滤色器15R和15B的厚度t(R)和t(B)固定为1.5μm而仅绿滤色器15G的厚度t(G)被改变时所得到的特性；和虚线表示在将红和绿二滤色器15R和15G的厚度t(R)和t(G)固定为1.5μm而仅蓝滤色器15B的厚度t(B)被改变时所得到的特性。

如图10B中所示，在绿滤色器(点划线)的厚度降低时色度(C*)减小。结果色平衡改善。

在红滤色器(实线)和蓝滤色器(虚线)的厚度降低时色度(C*)增加。当这些厚度增加时色度(C*)减小。结果色平衡得到改善。

图10C表示彩色光混合的亮度(L*)相对各滤色器的厚度的变化特性。参看图10C，实线表明在将绿和蓝二滤色器15G和15B的厚度t(G)和t(B)固定为1.5μm而仅红滤色器15R的厚度t(R)被改变时所得的特性；点划线表明在将红和蓝二滤色器15R和15B的厚度t(R)和t(B)固定为1.5μm而仅绿滤色器15G的厚度t(G)被改变时所得的特性；和虚线表明在将红和绿二滤色器15R和15G的厚度t(R)和t(G)固定为1.5μm而仅蓝滤色器15B的厚度t(B)被改变时所得的特性。

如图10C中所示，在各滤色器的厚度降低时亮度(L*)增加。这种趋向在红滤色器(实线)的厚度降低时特别明显。

因此，在此实施例的液晶显示装置中，各个滤色器的厚度被设置在根据图10A的图形取得上述色域的最大值的范围内。

此外，绿滤色器的厚度t(G)被设置到最小值，蓝滤色器的厚度t(R)被设定为最大值，和红滤色器的厚度t(R)根据图10B的图形被设定为中间值。

而且，各个滤色器的厚度根据图10C的图形在取得色域的最大值的范围内被最小化。

图11A～11C表明接上述彩色系统的色域和彩色光混合的色度(C*)和亮度(L*)随上述液晶显示装置的各个滤色器的面积比S(R)、S(G)和S(B)的变化而改变的情形。图11A～11C中的特性是在各个彩色滤色器15R、15G和15B的每一厚度t(R)、t(G)和t(B)均设定为1.5μm时得到的。

图11A表明色域相对滤色器面积比的变化特性。参看图11A，实线表示绿和蓝二滤色器15G和15B的面积比S(G)和S(B)被固定为80％而仅红滤色器15R的面积比S(R)被改变时所得的特性；点划线表示红和蓝二滤色器15R和15B的面积比S(R)和S(B)被固定为80％而仅绿滤色器15G的面积比S(G)被改变时所得的特性；和虚线表示红和绿二滤色器15R和15G的面积比S(R)和S(G)被固定为80％而仅蓝滤色器15B的面积比S(R)被改变时所得的特性。

如图11A所示，在各滤色器的面积比增加时色域增大。

图11B表示彩色光混合的色度(C*)相对滤色器面积比的变化特性；参看图11B，实线表明在绿和蓝二滤色器15G和15B的面积比S(G)和S(B)被固定为80％而仅红滤色器15R的面积比S(R)被改变时所得的特性；点划线表明在红和蓝二滤色器15R和15B的面积比S(R)和S(B)被固定为80％而仅绿滤色器15G的面积比S(G)被改变时所得的特性；和虚线表明在红和绿二滤色器15R和15G的面积比S(R)和S(G)被固定为80％而仅蓝滤色器15B的面积比S(B)被改变时所得的特性。

如图11B中所示，当绿滤色器(点划线)的面积比接近60％时，彩色光混合的色度(C*)成为最小。而且，在彩色光混合的色度(C*)成为最小时的蓝滤色器(虚线)的面积比大于在彩色光混合的色度(C*)成为最小时的绿滤色器(点划线)的面积比。而在彩色光混合的色度(C*)成为最小时的红滤色器(实线)的面积比大于在彩色光混合的色度(C*)成为最小时的蓝滤色器(虚线)的面积比。

图11C表示彩色光混合的亮度相对滤色器面积比的变化特性。参看图11C，实线表示在绿和蓝二滤色器15G和15B的面积比S(G)和S(B)被固定为80％而仅红滤色器15R的面积比S(R)被改变时所得的特性；点划线表明在红和蓝二滤色器15R和15B的面积比S(R)和S(B)被固定为80％而仅绿滤色器15G的面积比S(G)被改变时所得的特性；和虚线表明在红和绿二滤色器15R和15G的面积比S(R)和S(G)被固定为80％而仅蓝滤色器15B的面积比被改变时所得的特性。

如图11C中所示，在各滤色器的面积比减小时彩色光混合的亮度(L*)增加。

因此，在这一实施例的液晶显示装置中，各个滤色器的面积比被设置为根据图11B的图形按绿、蓝和红滤色器的次序增加。此外，还根据图11A和11C的图形将各个滤色器的面积比设置成使彩色光混合的色域和亮度(L*)两者均不降低。

图10A～10C中的彩色光混合分量的色域、色度(C*)和亮度(L*)是与从各个象素区A的着色光出射区射出的红、绿和蓝光分量、从非着色光出射区b射出的非着色光分量、和从各个象素区之间的区域射出的非着色光分量的混合相关的值。

图12A～12C和13A～13C表示在以上述方式将各个滤色器15R、15G和15B的厚度t(R)、t(G)和t(B)及面积比S(R)、S(G)和S(B)设置为各种不同值时所得到的按CIE1976L*a*b L*a*b彩色系统的彩色光混合的色域、色度(C*)和亮度(L*)。

图12A～12C表示在这样的条件下得到的特性，即：红、绿和蓝滤色器15A、15B和15C的面积比S(R)、S(G)和S(B)被固定为S(R)＝90％、S(G)＝60％和S(B)＝75％，且滤色器15R、15G和15B的厚度t(R)、t(G)和t(B)被改变但它们的厚度间之差被保持为：

绿滤色器厚度t(G)＝t(R)-0.10μm，

蓝滤色器厚度t(B)＝t(R)+0.20μm。红滤色器的厚度t(R)被标绘为各图中沿横座标作为代表性值。

图12A表示色域的变化特性。图12B表示彩色光混合的色度(C*)的变化特性。图12C表示彩色光混合的亮度(L*)的变化特性。

如图12A中所示，当红滤色器的厚度小于0.9μm时，色域成为小于为提供全色显示而显示足够数量的色彩所需的750。当此厚度落到0.9μm(含)至1.2μm(含)的范围之内时，色域超过750的色域。

如图12B中所示，当红滤色器的厚度落入0.9μm(含)至约1.2μm(含)的范围内时，彩色光混合(白光)的色度(C*)成为等于或小于为提供基本上无彩色光的白色显示所需的1.5。

如图12C中所示，当红滤色器的厚度落入0.9μm(含)至1.2μm(含)的范围之内时，彩色光混合(白光)的亮度(L*)成为等于或大于为提供足够明亮的显示所需的52。

图13A～13C表示在这样条件下所得到的特性，即：将滤色器15R、15G和15B的厚度t(R)、t(G)和t(B)固定为t(R)＝1.0μm、t(G)＝0.9μm和t(B)＝1.2μm，且滤色器15R、15G和15(B)的面积比S(R)、S(G)和S(B)被改变但各个滤色器的面积比之间保持预定的差：

绿滤色器面积比S(G)＝S(R)-30％，

蓝滤色器面积比S(B)＝S(R)-15％。红滤色器的面积比S(R)被标绘为各图中沿着横座标的代表性值。

图13A表示色域的变化特性。图13B表示彩色光混合的色度(C*)的变化特性。图13C表示彩色光混合的亮度(L*)的变化特性。

如图13A中所示，当红滤色器的面积比小于90％时，各个显示色彩的色域变成为小于显示足够数量的色彩以提供全色显示所需的750。当红滤色器的面积比为90％或更多时，上述色域超过750。

如图13B中所示，当红滤色器的面积比落入80％(含)至100(含)的范围内时，彩色光混合(白光)的色度(C*)变成为等于或小于为提供基本无彩色光的白色显示所需的1.5。

如图13C中所示，当红滤色器的面积比为80％或更多时，彩色光混合(白光)的亮度(L*)超过提供足够明亮的显示所需的52。

应指出，图12A～12C和图13A～13C中所示的彩色光混合分量的色域、色度(C*)和亮度(L*)为与从各个象素区的着色光出射区a射出的红、绿和蓝分量，从非着色光出射区b射出的非着色光分量，和从相邻象素区之间的明亮显示区W射出的非着色光分量的混合相关的值。

按照被设置成图12A～12C和13A～13C所示的值的彩色光混合的色域、色度(C*)和亮度(L*)，当滤色器厚度和滤色器面积比(相对于象素区A的面积的)被设定为如下时：

红滤色器厚度t(R)＝0.9～1.2μm，

绿滤色器厚度t(G)＝0.8～1.1μm，

蓝滤色器厚度t(B)＝1.1～1.4μm，

红滤色器面积比S(R)＝90～95％，

绿滤色器面积比S(G)＝60～65％，

蓝滤色器面积比S(R)＝75～80％，按CIE1976L*a*b L*a*b彩色系统的a*b*平面上的色域接近达到最大，红、绿和蓝光分量的色度(C*)接近达到最小，并且彩色光混合的亮度(L*)变成非常大的值。通过将红、绿和蓝滤色器15R、15G和15B的厚度t(R)、t(G)和t(B)和面积比S(R)、S(G)和S(B)设定为上述范围内的值，色域的面积可被设为等于或大于显示足够数量的色彩以提供全色显示所需的750，而彩色光混合的色度(C*)可被设置为等于或小于提供基本无着色光的白色显示所需的1.5。此外，彩色光混合的亮度(L*)可被设置为等于或大于为提供足够明亮的显示所需的约52。

就是该，在上述液晶显示装置中，在图9中由按CIE1976L*a*bL*a*b彩色系统的连接红光的色彩座标RC、绿光的色彩座标GC和蓝光的色彩座标BC的三角形所包围的色域的面积基本上成为最大(750或更大)，而彩色光混合的色度(C*)成为非常接近于a*＝0和b*＝0的C光源的值(C*＝1.5或更小)。

按照上述液晶显示装置，可增加光透射比来得到足够明亮的屏幕而不致降低每一个红、绿和蓝光束的色度(C*)，使色平衡恶化。因而能显示高品质的全色图象。

按照此第一实施例，位于接近基板1和2的液晶层的液晶分子的准直方向通过后侧基板2上的准直膜14和前侧基板1上的准直膜19而被准直得使液晶分子在二基板1与2之间以予定的扭转角(例如约90°)扭转。

每一个被配置成相对于后侧基板2上的象素电极3的滤色器15R、15G和15B均具有小于象素区A的面积的面积。也就是，仅仅对应于滤色器15R、15G和15G的各象素区A的滤色器区a用作为着色光出射区，而滤色器a之外的不与滤色器15R、15G和15B相对应的非滤色器区b用作为非着色光出射区b、通过其从装置前面入射在液晶显示装置上的、被后面的反射部件23反射的、并由液晶显示装置的前面射出的光被透射而不被着色。在此实施例中，每一个滤色器15R、15G和15B均被形成为具有约为象素区A的约70％的面积，并对应于象素区A除其周边部分外的内部面积。由此，各象素区A的整个周边部分用作为非滤色器区b。

各个相邻象素区A之间的象素间区用作为明亮显示区W，通过其，入射光总是由反射部件23、栅线10和数据线11等所反射以向装置的前面射出。

在这一液晶显示装置中，由于每一个滤色器15R，15G和15B均被形成为具有小于象素区A的面积，通过每一滤色器15R、15G和15B的厚度，在各象素区A内的液晶LC的部分的厚度在对应于滤色器的滤色器区a和不对应滤色器的非滤色器区b相互不同。

在这种液晶LC中，上述象素区的滤色器区a中的液晶层的厚度d1与液晶层的折射率各向异性Δn的乘积Δnd1和非滤色器区b中的液晶层的厚度d2与液晶层的折射率各向异性Δn的乘积Δnd2被设定成使得通过合成具有带乘积Δnd1的液晶LC的液晶元件的光谱透射比分布与具有带乘积Δnd2的液晶LC的液晶元件的光谱透射比分布所得到的可见光范围内的光谱透射比分布基本上变为平坦的。

各象素区A的滤色器区a中的液晶层厚度d1、非滤色器区b中的液晶层厚度d2、和液晶的折射率各向异性Δn被设定得使折射率各向异性Δn与滤色器区a中的液晶层的厚度d1的乘积Δnd1小于一正常白模式的TN液晶显示装置相对于具有可见光范围内的一特定波长的光呈现出最大透射比(出射光强度对入射光强度之比)的乘积Δnd0，且折射率各向异性Δn与非滤色器区b中的液晶层的厚度d2的乘积Δnd2大于乘积Δnd0。

因此，在这一实施例中，当对应于最大透射比(出射光强度与入射光强度之比)的液晶层的乘积Δnd被定义为乘积Δnd0时，滤色器区a中的乘积Δnd1和非滤色器区b中的乘积Δnd2被设定以满足Δnd1＜Δnd0＜Δnd2。利用这种设置，通过合成在将每一滤色器15R、15G和15B被以无色滤色器替换时所得到的滤色器区a的光谱透射比分布和非滤色器区b的光谱透射比分布得到的合成光谱透射比分布变成为在可见光范围内基本上是平坦的。

应指出，在液晶层的乘积Δnd作很大变化时，透射比大大降低，而光谱透射比特性亦作很大变化。鉴于此，滤色器区a的乘积Δnd1和非滤色器区b的乘积Δnd2最好在Δnd0至±1/2(Δnd0)的范围之内。

在上述液晶显示装置中，当对应于最大透射比的液晶层的乘积Δnd被定义为乘积Δnd0时，各象素区A的滤色器区a的乘积Δnd1和非滤色器区b的乘积Δnd2被设定以满足Δnd1＜Δnd0＜Δnd2。采用这种设置，当将具有乘积Δnd1的液晶和具有乘积Δnd2的液晶被用于一包含具有均匀厚度的并被失在一对起偏振板之间的液晶层的液晶元件时，通过合成用于透射过各液晶元件的光的光谱透射比分布所得到的光谱透射比分布相对于可见光范围内的光呈现出基本平坦的特性。这就是说，由于通过合成在将每一滤色器15R、15G和15B替换为无色滤色器时所得的滤色器区a的光谱透射比分布和非滤色器区b的光谱透射比分布两者而得到的光谱透射比分布被使在可见光范围内为基本平坦，所以以从滤色器区a射出的着色光和从非滤色器区b射出的非着色光显示的彩色图象就成为具有良好的色平衡的全色图象。

在-TN液晶显示装置中，由于液晶层的双折射特性是与波长相关连的，经线性偏振的透射过入射侧起偏振板并入射到液晶上的光经受光的旋转散射，而具有不同波长的光分量接收不同的光旋转能量。因此，当光透射过此液晶层时，具有可见光范围内不同波长的光分量的振荡的平面就会稍稍互相移位。结果透射过出射侧起偏振板的光的光谱强度分布就会变成不均匀，而出射光会被稍许着色。

该出射光的着色的程度依据于液晶层的乘积Δnd。

在上述液晶显示装置中，由于每一个各自的滤色器15R、15G和15B的面积被设置为小于象素区A的面积，滤色器15R、15G和15B处在象素区A的对应滤色器15R、15G和15B的滤色器区a之中，彩色滤色器15R、15G和15B中无一处在非滤色器区b中。因此，滤色器区a中的液晶层厚度比非滤色器区b中的液晶层厚度小此滤色器的厚度。因而滤波器区a中液晶的乘积Δnd1与非滤色器区b中的液晶层的乘积Δnd2不相同。鉴于此，透射过滤色器区a的光和透射过非滤色器区b的光具有不同的光谱透射比分布，且以不同色彩着色的光束从各自的区域射出。

图14表示透射比随一包含具有均匀厚度且被夹在一对起偏振板之间的液晶层而没有滤色器的正常白模式的TN液晶显示装置中未加以电场时的乘积Δnd的变化而变化的情形(Δnd-透射比特性)。图15是图14中Δnd-透射比特性的接近第一峰值部分的放大视图，参看图14和15，纵座标上的透射比是出射光强度与入射光强度之比。

如图14和15中所示，液晶显示装置的透射比随着乘积Δnd变化而改变以具有多个最大值。当液晶层具有对应于最大透射比的乘积Δnd时，对比度为最大。

在此实施例的液晶显示装置中，如图15中所示，获得最大对比度时的乘积Δnd被定义为Δnd0，而滤色器区a的乘积Δnd1和非滤色器区b的乘积Δnd2被设置成使这些值之间的一几乎中央值等于此最佳乘积Δnd0。例如，如果此最佳乘积Δnd0为527～528mm，滤色器区a的乘积Δnd1为约432mm，而滤波器区b的乘积Δnd2则为约558mm。

图16表示在排除滤色器15R、15G和15B的吸收波长范围的影响时在该实施例的液晶显示装置中得到的仅有液晶层的光谱透射比分布。较具体说，图16表示在这一实施例的液晶显示装置中所用的滤色器15R、15G和15B被以具有无吸收波长范围的无色滤色器所替代，且乘积Δnd1和Δnd2相对于乘积Δnd0(527～528mm)被设置得满足Δnd1＜Δnd0＜Δnd2时所得到的滤色器区a和非滤色器区b的光谱透射比分布。上述乘积Δnd1和Δnd2被分别设置成Δnd1＝432nm和Δnd2＝558nm，并且滤色器区a中的液晶层厚度d1、非滤色器区b中的液晶层厚度d2、和液晶层的折射率各向异性Δn各自被设置为d1＝4.8μm，d2＝6.2μm和Δn＝0.09。此外，滤色器区a的面积比被设置为象素区A的面积的70％。

如图16中所示，当滤色器区a和非滤色器区b的乘积Δnd1和Δnd2相对于最佳乘积Δnd0被设置成满足Δnd1＜Δnd0＜Δnd2时，在具有小于乘积Δnd0的乘积Δnd1的滤色器区a的光谱透射比分布中的，其中出现一峰值的波长范围不同于具有大于乘积Δnd0的乘积Δnd1的非滤色器区b的光谱透射比分布中的其中出现一峰值的波长范围。在滤色器区a的光谱透射比分布中，峰值出现在可见光范围内的短波长范围中，而在长波长范围中透射比降低。在非滤色器区b的光谱透射比分布中，峰值出现在可见光波长范围内的长波长范围中，而在短波长范围中透射比降低。

由于此二光谱透射比分布被组合在一个象素区A中观察到，所以二光谱透射比分布互相补偿，从而在可见光范围内得到平坦的光谱透视率分布。结果，透射的光没有被液晶层所着色，从而能取得具有高色纯度的显示装置。

参看图17，实线表明通过合成上述液晶显示装置的滤色器区a和非滤色器区b的二光谱透射比分布得到的合成光谱透射比分布。图17还表示比较示例1(REF1)和2(REF2)。

比较例1的乘积Δnd1和Δnd2被分别设置为Δnd1＝528nm(大致上等于乘积Δnd0)和Δnd2＝682nm，且液晶的折射率各向异性Δn被设为Δn＝0.11。比较例2的乘积Δnd1和Δnd2被分别设置为Δnd2＝527nm(几乎等于乘积Δnd0)和Δnd1＝408nm，且液晶的折射率各向异性Δn被设置为Δn＝0.085。在比较例1和2中，液晶层厚度d1和d2及滤色器区a对象素区之比被各自设置为d1＝4.8μm，d2＝6.2μm，和70％。

如图17中实线所表明的，这一实施例的液晶显示装置的合成光谱透射比分布在整个可见光范围内几乎是平坦的，而因此透射的光几乎不被着色。与此相反，按照比较例1的合成光谱透射比分布，如点划线所表明的，相对于波长范围约500～600nm内的光的透射比较高，而在短和长波长侧的透射比较低。因此，透射的光被轻微地着有绿色。

按照比较例2的合成光谱透射比分布，如虚线所表明的，短波长侧的透射比很低，而长波长侧的透视率很高。因而，透射的光被轻微地着有黄色。

即使红、绿和蓝滤色器15R、15G和15B如这一实施例的液晶显示装置中地被配置，并考虑到这些滤色器的光学效果，由于透射过各象素区A的滤色器区a和非滤色器区b的光分量被合成为白光，由于液晶层的影响而产生的着色光不与由对应于各个象素区A的各个滤色器所产生的着色光分量相混合，而各象素的色纯度变得很高。因此能得到具有鲜明色彩的显示装置。

液晶显示装置的透射比按照在不施加电场时的乘积Δnd而变化，如图14中所示。光透射比随乘积Δnd变化具有多个峰值。但考虑到对比度和响应特性，对应于在乘积Δnd增加时出现的透射比的第一或第二峰值的乘积Δnd最好被选择为上述的乘积Δnd0。

为避免液晶层在滤色器区a和非滤色器区b中具有不同的厚度，可将由形成在前侧基板1的内表面上的滤色器15R、15G和15B所形成的不均匀表面覆盖以保护膜17以进行平整，如图2中所示。

另外，按照此第一实施例，按如下方式对该对相对向的基板作准直处理。在前侧和后侧基板1和2的内表面、即象素电极3和反电极18上分别形成有各自以聚酰亚胺等制成的准直膜14和19，以覆盖整个显示区域，这些准直膜14和19的表面被作准直处理，例如以予定方向研摩。在二基板1与2之间形成向列液晶层LC。位于接近各个基板1和2的液晶分子的准直方向被基板1和2的内表面上的准直膜14和19准直以使液晶分子以约90°的扭转角在基板1和2之间被扭转。

在前侧基板1的前表面和后侧基板2的后表面上分别形成前侧和后侧起偏振板21和22并使它们的吸收轴相互垂直，由此来实现当液晶层被扭转时得到明亮的显示的正常的白色显示状态。下面将参照图18详细说明准直状态和板中的偏振的配置。

图18为表现此实施例的液晶显示装置的立体图。见图18，箭头1a和2a指明接近二基板1和2的液晶分子的准直方向。在液晶显示装置30中，被置于接近该对基板1和2的后侧基板2的一液晶单元31的液晶分子在相对于由基板1侧看时的水平方向(横座标X)的逆时针方向的0°(不含)至45°(不含)角度范围内被准直，而且还被从后侧基板2侧向前侧基板1以从装置前侧看的顺时针方向以接近90°的扭转角进行扭转。

接近后侧基板2的液晶分子的准直方向2a根据被最强地向着观看者侧反射的、从液晶显示装置30的前表面入射的、经反射部件23反射的、并从显示表面射出的光的入射光(有效入射光)的入射角而被设定。

在这一实施例中，当由显示表面的上边缘方向入射的并对观看有效的光的入射角(相对于垂直于显示表面的方向)为30°时，液晶单元31的接近后侧基板2的液晶分子的准直方向2a被设定为如下的方向。

如图18中所示，液晶单元31的接近后侧基板2的液晶分子的准直方向2a被从当由前侧基板1看时的水平方向(横座标X)反时针方向移过约25°。

在此实施例中，按照接近后侧基本2的液晶分子的准直方向2a，液晶单元31的接近前侧基板1的液晶分子的准直方向1a被设定为从由装置前侧看时的准直方向2a反时针方向移过约90°的方向，即在由装置的前侧看时从横坐标X逆时针方向移过约115°(25°+90°)的方向。此液晶分子被从后侧基板2向前侧基板1以由装置的前侧看时的顺时针方向以约90°的扭转角进行扭转。

在此实施例中，反射部件23被安置得使能获得垂直方向上高反射率的入射方向被设置成几乎与垂直于液晶显示装置30的显示表面的一方向(纵座标Y)相平行。采用这种结构，从显示表面的上斜侧来的、即从有效入射光的上入射方向来的入射光被有效地反射以从显示表面射出。

在上述液晶显示装置30中，液晶单元31的位于接近后侧基板2的液晶分子在由装置的前侧看时相对于显示表面上的横座标X在反时针方向上以约25°被准直，并还被从后侧基板2向前侧基板1在由装置的前侧看时的顺时针方向以约90°的扭转角进行扭转。因此，即使在反射型TN液晶显示装置中，也能将从垂直方向观看的显示作得足够的明亮并同时保证满意的对比度。

上述实施例的液晶显示装置30的视角以当由装置前侧看时反时针方向转过约70°的方向被设定。这一方向与在从垂直于显示表面的方向看时显示表面上的下斜右侧相一致。当视角的方向接近这一方向时，从正常方向、即相对于垂直于显示表面的方向稍许倾斜至显示表面的下边缘的方向观察的显示的对比度并不低于通常的液晶显示装置太多。亦即，能保证满意的对比度。

因此，如将液晶显示装置30的液晶单元31的液晶分子的准直状态通过将来自显示表面的上斜侧的有效入射光的入射角设定到20°～30°范围内任一个角度而被设计就足够了。

图19为表示准直状态的变型的立体图。图19表示从上斜侧入射在前侧基板1的前表面上的反射光的有效入射光的入射角被设定为20°的情况。在由观察者观看的有效入射光的入射角被设定为20°的这一实施例的液晶显示装置30中，接近后侧基板2的液晶分子的准直方向2a被设置如下。

如图19中所示，液晶单元31的接近后侧基板2的液晶分子的准直方向2a被从装置上方看时的水平方向(横座标X)反时针方向转过约10°。

在此实施例中，按照接近后侧基板2的液晶分子的准直方向2a，液晶单元31的接近前侧基板1的液晶分子的准直方向1a被设定为从装置前方看时从准直方向2a反时针方向转过约90°的方向，亦即在从装置前方看时从由水平方向(横座标X)反时针方向转过约100°(10°+90°)的方向，并且液晶分子还被从后侧基板2向前侧基板1，以从装置的前面看时的相对于接近后侧基板2的液晶分子的准直方向2a逆时针方向上约90°的扭转角进行扭转。

在这些实施例和该变型中，由观察者看到的由显示表面上斜侧入射的反射光的有效入射光的入射角被设定为20°。在大多数情况下，有效入射光以相对于垂直于显示表面的方向在20°～30°的角度范围内向显示表面上边缘被倾斜地入射。因此，只要能将有效入射光的入射角随意地设定在维持这一实施例的准直状态的该范围之内就够了。

在此准直状态中，接近后侧基板2的液晶分子的准直方向2a被设定至在从装置的前面看时的相对于显示表面上的横座标X的逆时针方向上约10°～25°的角度范围内的一方向，而且液晶分子还被以从装置的前方看时的相对于液晶分子的准直方向2a顺时针方向上约90°的扭转角，从后侧基板2向前侧基板1进行扭转。

应指出，上述准直状态是较优先的示例。即使接近二基板1和2的液晶分子的准直方向1a和2a偏离上述角度约5°，几乎仍可得到与此第一实施例及变型同样的效果。因此可将液晶分子的准直状态设置成将接近后侧基板2的液晶分子的准直方向2a设置为在从装置的前方看时的相对于显示表面的水平方向(横座标X)逆时针方向上5°～30°的角度范围之内的一个方向。

另外，液晶分子的准直方向还可被设置成使得接近后侧基板2的液晶分子的准直方向2a被设定在从装置的前方看时的相对于显示表面的水平方向(横座标X)的逆时针方向上0°(不含)～45°(不含)的角度范围之内的一方向。

当将液晶分子的准直状态设置在这一范围内时，从标准方向观察的显示就能被作得较之通常的液晶显示装置明亮得多而且保持满意的对比度。

图20～22表示本发明的第二实施例。与第一实施例中相同的组成部件将省略其说明。

图20为表示按照第二实施例的象素和滤色器的配置的平面视图。参看图20，各个色彩的滤色器15R、15G和15B被配置在象素区中对应于宽度方向各个象素区A的中间部分。此外，被安排在屏幕水平方向的各个彩色滤色器15R、15G和15B被在象素区A内垂直方向上作交替位移。

各个象素区A中滤色器15R、15G和15B之外的区域用作为非着色光出射区，通过其从前侧基板1的前表面侧入射的、被位于后侧基板2的后表面侧上的漫反射部件反射的、并向前侧基板1的前表面侧射出的光被透射而不被着色。

此液晶显示装置以正常的白模式显示，如上所述。此装置中，各个相邻象素区A之间的区域，即液晶分子始终在初始扭转状态中被准直的无电场区，用作为明亮显示区W，从前侧基板1的前表面侧入射并被反射部件23或栅线10、数据线11和电容形成电极12反射的光自该区W朝向前侧基板1的前表面侧射出。

较详细说，形成在后侧基板2的内表面上的栅线10和数据线11伸展通过明亮显示区W，而电容形成电极12也穿过明亮显示区W。因此，由前侧入射到明亮显示区W上的光中的入射到此明亮显示区W上的栅线10、数据线11和电容形成电极12穿过的部分上的光不进到反射部件23而是被栅线10、数据线11和电容形成电极12反射，因为它们均是由高反射率的金属膜制成的。

因此，这一液晶显示装置利用外部光进行反射式显示。在此装置中，从前侧基板1入射的光透射过前侧起偏振板21以变成为线性偏振光。此光依次透射过液晶层LC和后侧起偏振板22并被反射部件23或栅线10、数据线11和电容形成电极12反射。此被反射的光朝向前侧基板1顺次透射过后侧起偏振板22、液晶LC、和前侧起偏振板21而后射出。

上述实施例的液晶显示装置中，因为不同色彩的滤色器的位置被在屏幕的垂直方向上作交替位移，因而从屏幕水平方向入射的、透射过对应于配置在屏幕水平方向上的不同色彩的滤色器的象素区A之一的、并透射过其他象素区A以从其射出的光就不大可能通过对应于象素区A之一的滤色器和对应于其他象素区A的一不同色彩的滤色器两者。因此就能降低被不同色彩的滤色器15R、15G和15B所吸收的光量。

在上述实施例中，各色彩的每一滤色器15R、15G和15B的宽度和长度均小于象素区A的宽度和长度。但每一个滤色器15R、15G和15B的宽度或长度中一个可被设置到接近等于象素区A的宽度。

但应指出，每一滤色器15R、15G和15B的宽度最好被设置为小于象素区A的宽。采用这样的设置，如上述实施例那样，因为象素区A中滤色器边上的区域用作为非着色光出射区b，透射过对应于配置在屏幕水平方向上的不同色彩的滤色器的象素区A之一的、并入射在其他象素区A上的光即很少可能通过对应于象素区A之一的滤色器和对应于其他象素区A的一不同色彩的滤色器两者。因此能进一步降低由那些不同色彩的滤色器所吸收的光量，从而能提高自屏幕水平方向入射的光的利用效率。

图21为表示作为第二实施例的变型的象素和滤色器的配置的平面视图。在此象素配置中，对应于各象素区A的每一滤色器15R、15G和15B均在屏幕水平方向上被分为二个滤色器，被划分的滤色器相互隔离开。各象素区A中被划分滤色器之间的区域用作为非着色光出射区b，位于各个象素区A之间的象素区A的整个周边部分用作为明亮显示区W。在这一变型中，各个被划分的滤色器在显示屏幕的垂直方向上被伸长并在该垂直方向上被准直。而且，位于划分开的滤色器之间的由其射出非着色光的非着色光出射区b和明亮显示区W在显示屏幕的垂直方向上被准直。由于这一实施例液晶显示装置具有沿屏幕垂直方向伸展的长方形非着色光出射区，所以能利用外部光显示足够明亮的彩色图象。

图22为表示第二实施例的第三变型的平面视图。在此象素配置中，各个色彩的每一滤色器15R、15G和15B在屏幕垂直方向上被划分成两部分，而非着色光出射区b被配置在各个象素区A中。此外，配置在屏幕水平方向上的各个色彩的滤色器15R、15G和15B被划分开的位置在屏幕的垂直方向上作交错移位。

在此第三变型的液晶显示装置中也一样，自屏幕上侧入射的光和自屏幕水平方向入射的光两者均被有效地利用，因而可能在屏幕上显示足够明亮的彩色图象。

图23为按照本发明第三实施例的液晶显示装置的截面图。应指出，此第三实施例的相同参考数字表示与第一实施例的相同部分，将省略对之说明。

如图23中所示，在前侧基板1的内表面上形成有多个用于将自装置前侧入射的光向装置前侧反射的反射部件51以在滤色器15R、15G和15B的行和列之间伸展。各反射部件51均由如高反射率的银或铝基合金膜之类的金属膜制成。此反射部件51被形成以对应于象素区A的行和列之间的几乎全部区域。入射在各个象素区A之间的区域上的外部光被反射部件51反射。因此，各个象素区A之间的区域被作得明亮来增加屏幕的整体亮度。

图24为按照本发明第四实施例的液晶显示装置的截面图。在此液晶显示装置中，形成有用于在几乎垂直于液晶层LC的方向上反射透射过液晶层LC的入射光的反射部件24，以替代第一实施例中被置于后侧基板2的后表面上的漫反射部件23。其他配置均与第一实施例的相同。

反射部件24由一微棱镜片25a和一形成在微棱镜片25a的后表面上的白镜面反射膜25b组成。

此微棱镜片25a通过形成窄长的棱镜部分而形成。此每一棱镜部分在一由例如玻璃或丙烯酸树脂材料制成的透明基板的表面上以一个方向连续伸展，使得这些棱镜部分紧密地作配置以相互平行。各棱镜部分均具有直角三角形形状的断面。亦即，各棱镜部分的一个侧表面为垂直表面，而其他侧面为具有予定斜度的倾斜表面。

微棱镜片25a的各棱镜部分的宽度最好设置成使一个棱镜部分对应一个象素极行或者二或三个象素区行。

反射部件24的微棱镜片25a的各棱镜部分的倾斜表面被定向到外部光线的主入射方向，以便能使较大量的外部光线从屏幕的上斜侧，亦即一相对于垂直于显示装置的前表面的方向向屏幕的上边缘侧倾斜的方向入射。

按照第四实施例的液晶显示装置，由于入射光被反射部件24沿图24中虚线箭头所指明的几乎垂直于液晶显示层LC的平面的方向所反射，所以透射过某一象素区A的周边部分的入射光很少可能透射过其他相邻的象素区A以从其射出。因此，可减少由滤色器所吸收的入射光量来增加出射光的量。结果就能得到明亮的显示，而显示出高品质的彩色图象。

此外，按照此液晶显示装置，由于入射光被反射部件24在几乎垂直于液晶层LC的平面的方向上所反射，因而能增加射向前方、即垂直于装置前表面的方向上的光量，从而增加显示屏幕前表面的亮度。

图25为按照本发明第五实施例的液晶显示装置的截面视图，此第五实施例中相同参考数字是指与第一实施例中的同一部分，省略对其说明。

参看图25，原色红、绿和蓝的滤色器15R、15G和15B在与后侧基板2上的象素电极3相对应地在行和列方向上被交错地配置在前侧基板1的内表面上。另外，还与后侧基板2上的TFT4、栅线10、数据线11和电容形成电极12相对应地在前侧基板1的内表面上形成有多个侧面反射部件52。在一构成来遮盖这些侧面反射部件52的透明保护膜(隔离膜)17上形成有至少一个透明反电极18。此反电极18相对着所有的象素电极3。象素区A即由此反电极18相对着象素电极3的部分所形成。在反电极18上形成有一准直膜19。

每一侧面反射部件52的形成是依靠在前侧基板1的内表面上顺序层叠一由铬氧化膜之类制成的低反射率膜52b和一由铬膜之类制成的高反射率膜52a，再由光刻法来对此层叠得的膜进行构型处理。各侧面反射部件52的对应于TFT4的部分被形成为具有足以遮盖几乎全部TFT4大的面积，而各侧面反射部件52的对应于栅线10、数据线11、和电容形成电极12的部分则被形成为一具有宽度等于或小于对应的线10和11和对应的电容形成电极12的宽度的连续的直线形状，或者被形成为一沿着对应的线10和11及对应的电容形成电极12延伸的园点形状。

应指出的是，栅线10和电容形成电极12被形成为具有宽度稍小于象素间区域的宽(相邻象素区A之间的距离)，而数据线11被形成为具有较象素间区域的宽度小得多的宽。侧面反射部件52的直线部分宽被设置得等于或小于数据线11的宽，数据线11是栅线10、数据线11和电容形成电极12中最窄的。

在此实施例中，象素间区域的宽为约10μm，数据线11的宽为约6μm，和侧面反射部件52的直线部分的宽为约6μm或更小。

侧面反射部件52适用于通过由高反射率膜52a的侧表面反射光线来改变从装置前面入射的、被后侧的反射部件23反射的、并射向装置前面的光的出射方向。各侧面反射部件52的对应于象素间区域，即TFT4、栅线10、和数据线11的部分几乎围绕各象素区A的整个周边。各侧面反射部件52的对应于电容形成电极12的部分横穿各象素区A的一非着色光出射区b的一部分，即在屏幕的水平方向上各象素区A的上边缘侧上的非着色光出射区b的一部分。

形成在前侧基板1的内表面上的侧面反射部件52的对应于栅线10和数据线11的部分对应这一象素间区域。象素间区域的实际出射区较象素间区域小对着此侧面反射部件52的部分的面积。但如上述，由于象素间区域的宽度约为10μm，而侧面反射部件52的宽为约6μm或更小，象素间区域的出射区中的减小实际上非常小。

由于此液晶显示装置具有侧面反射部件52，从装置前面入射的、被后侧的反射部件23反射的、并向装置前面射出的光中的从象素间区域和象素区A的非着色光出射区b的一部分射出的光被侧面反射部件52的侧面所反射以改变其方向，如图25中的箭头所指出的。结果，被散射/反射的光即作为具有其中射向前方(即接近于垂直于屏幕的方向的方向)的光量较大的亮度分布的光而射出。

入射在相邻象素区A之间的象素间区域上的光作为非着色光(白光)被反射并射向装置的前方。从各象素间区域射出的该非着色光总是具有高强度的光，因为象素间区域内的液晶分子总保持在初始的扭转状态。

在此液晶显示装置中，由于对应于各个象素区A的每一滤色器15R、15G和15B被形成以具有小于各象素区A的面积，只有各象素区A的不对应于滤色器的非着色光出射区b，而且还有各象素间区域用作为自装置前方入射的、被反射部件23或栅和数据线10和11及电容形成电极12反射的、并射向装置前方的光透射过其而不被着色的区域。由于被各侧面反射部件52的侧面反射的且作为具有其中射向前方的光量为较大的亮度分布的光射出的光为高亮度非着色光，从前方观察的屏幕亮度被进一步增加。

而且，在上述液晶显示装置中，从屏幕的上斜侧，即外部光的主要入射方向入射的并被反射部件23等反射的光有效地进到侧面反射部件52的对应于象素间区域的在屏幕的水平方向上延伸的区域并在水平方向上延伸的侧表面，和侧面反射部件52的对应于象素区A的非着色光出射区b的一部分并横穿屏幕的水平方向的侧表面。因此，由各侧面反射部件52的这二个侧表面反射的光量被增加以有效地增加屏幕前表面的亮度。

图26为表示按照本发明第六实施例的液晶显示装置的象素和滤色器的配置的平面视图。应指出，第六实施例的相同参考数字表示与上述实施例同一部分，故省略对其的说明。

参看图26，滤色器15R、15G和15G被配置在象素区A的周边部分上，而非着色光出射区则被形成在各个象素区的中央部分中。假设象素区A的周边部分被用作为如图2中第一实施例中那样的非着色光出射区b。在这一情况中，如果在前侧基板1和后侧基板2被粘合时发生位置偏移，在象素区A的周边部分，后侧基板2和黑色掩膜上的布线材料与前侧基板1上的滤色器的相对位置发生变化，从而使得非着色光出射区b的面积改变。结果象素区A的亮度即随显示装置而变化。与此相反，按照第六实施例，象素区A的中央部分被用作为非着色光出射区b，而周边部分被用作为着色光出射区。因此着色光出射区成为其面积因上述位置偏移而改变的部分，但具有高亮度的非着色光出射区b的面积则不改变。这样，就会减少显示装置中亮度的变化。

图27为按照本发明第七实施例的液晶显示装置的截面图。应指出，第七实施例中的相同参考数字表示与以上实施例中相同的部分，从而省略其说明。

参看图27，非着色光出射区b被形成在象素区A的中央部分中，由透明导体膜形成的象素电极的对应于非着色光出射区b的部分被遮盖以由金属等制成的导体反射膜3b，未被反射膜3b遮盖的象素电极3的部分构成一光透明区3a，从而使光的一部分通过象素电极A中的该部分从后侧基板2侧到前侧基板1侧。

按照第七实施例的这一液晶显示装置，入射在前侧基板1上的外部光透射过或者非着色光出射区b或者着色光出射区a透射，并被透射膜3b或后侧基板2的后表面上的反射部件23反射。然后光向装置的前面射出。

在第七实施例中，可在后侧基板2的后表面上采用一半透明的反射板26来代替例如漫反射部件23这样的反射部件。在这种情况下，照明光由背后光(未图示)辐照到后侧基板2的后表面上，并透射过此半透明反射板26。然后该光因为导体反射膜3b透射而仅仅透射过着色光出射区a而不能透射过非着色光出射区b。因此这一装置可被用作为透射式装置和反射式装置两者而不会产生对比度的劣化。

虽然导体反射膜3b的形成区可以与非着色光出射区b的相同，但可以将其形成为较后者宽一定程度的面积。在这种情况下，从后侧基板2侧向前侧基板1侧照射的透射光能通过导体反射膜3b而被有效地屏蔽。虽然导体反射膜3b相对于象素电极3被形成在液晶层LC侧的层上，但也可以被形成在后侧基板2侧的层上。

此外，本发明的液晶显示装置能被用作为透射式装置向无需采用任何反射板。在这种情况下也能显示明亮的彩色图象。

对于本技术领域的熟悉人员将易于实现附加的优点和变型。因此，本发明在其广义上并不局限于这里介绍和表明的具体细节和代表性实施例。而是可以作出各种变型而不背离由所列的权利要求及其对等条件中所定义的总的发明原则的基本精神和范畴。

Claims (48)

1、液晶显示装置，包括：

一对相互对置的基板；

多个形成在所述基板对的相对表面之一上的第一电极；

至少一个形成在另一相对表面上的第二电极，与所述多个第一电极相对以形成由所述第二电极对着所述第一电极处的区域所确定的多个象素区；

与所述象素区相对应地形成在所述基板对的内表面之一上的着色膜，所述着色膜具有小于所述象素区的面积的面积；和

被夹在所述基板对之间的液晶层。

2、按照权利要求1的装置，其中各所述着色膜包括一具有小于所述象素区的面积的面积的滤色器，一对应于所述滤色器的区域形成一对入射光着色并输出被着色光的着色光出射区，且一不对应所述滤色器的区域形成一从其输出入射光而不被着色的非着色光出射区。

3、按照权利要求2的装置，其中所述滤色器被置于除周边部分外的所述象素区的中央部分中，且所述象素区由周边部分所形成的非着色光出射区和中央部分所形成的着色光出射区所构成。

4、按照权利要求1的装置，其中所述着色膜包括多个对应于所述各个象素区的不同色彩的滤色器，并被与所述各个象素区相对应地以等间隔配置。

5、按照权利要求1的装置，其中每一所述着色膜在一平行于基板表面的面上形成为一长方形，使得沿着从所述液晶显示装置的前面看时的水平方向的尺寸小于垂直于此水平方向的方向上的尺寸。

6、按照权利要求1的装置，其中所述多个象素区被按预定的间隔配置，且在所述多个象素区之间的象素间区域内形成有总是输出光的明亮显示区。

7、按照权利要求2的装置，其中所述非着色光出射区在一平行于基板表面的面上被形成以具有长方形状，该长方形在垂直于从所述液晶显示装置的前面看时的水平方向的一纵向上被伸长。

8、按照权利要求2的装置，其中形成在所述多个象素区中的所述非着色光出射区被配置在一平行于基板表面的面上，该面在一与从所述液晶显示装置的前方看时的水平方向相垂直的纵向上延伸的实线上。

9、按照权利要求1的装置，其中每一所述象素区包括具有多个配置在一平行于一基板表面的面上，以在沿着从所述液晶显示装置的前方看时的水平方向的方向上被划分开的着色膜的着色光出射区。

10、按照权利要求1的装置，其中每一所述象素区包括具有多个被配置在垂直于一基板表面的面上，以在沿着从所述液晶显示装置的前方看时的水平方向的方向上被划分开的着色膜的着色光出射区。

11、按照权利要求1的装置，其中每一所述象素区具有一带有非矩形形状的一形状的所述着色膜的着色光出射区。

12、按照权利要求1的装置，其中所述具有不同色彩并被配置在从所述液晶显示装置的前方看时的水平方向上彼此邻接的所述象素区中的着色膜在垂直于水平方向的方向上被交错移位。

13、按照权利要求1的装置，其中每一所述象素区由具有被置放接近所述象素区的周边部分的所述着色膜的着色光出射区，和形成在所述象素区的中央部分中的非着色光出射区所构成。

14、按照权利要求1的装置，还包括用于反射透射过所述液晶层的光的反射部件。

15、按照权利要求14的装置，其中所述反射部件被置于在一与光入射侧相对的一侧上的所述基板的外表面上。

16、按照权利要求15的装置，其中所述反射部件包含一具有定向性以在一窄角度范围内的一预定方向上输出从一很宽角度范围入射的光线的反射板。

17、按照权利要求14的装置，其中所述反射部件被形成在位于与光入射侧相对一侧上的后侧基板的内表面上。

18、按照权利要求1的装置，还包括多个被置放于所述多个象素区之间的反射膜以反射在所述象素区之间入射的光。

19、按照权利要求18的装置，其中所述反射膜被置放于光入射侧上的基板的内表面上。

20、按照权利要求18的装置，其中所述反射膜被置放于与光入射一侧上的基板相对的基板的内表面上。

21、按照权利要求1的装置，还包括被置放于所述基板对的内表面之一上并具有形成在至少一侧表面上以从所述基板以小的光出射角反射光的反射膜的侧面反射装置。

22、按照权利要求21的装置，其中所述侧面反射装置被沿所述液晶显示装置的水平方向安置。

23、按照权利要求21的装置，其中所述侧面反射装置被安置以包围所述象素区。

24、按照权利要求21的装置，其中每一所述着色膜包括一具有小于所述象素区的面积的面积的滤色器，对应于所述滤色器的区域形成一对入射光着色和输出被着色光的着色光出射区，且与所述滤色器不对应的区域形成一从其输出不被着色的入射光的非着色光出射区，及所述侧面透射装置被配置成横穿所述非着色光出射区的一部分。

25、按照权利要求21的装置，其中所述侧面反射装置包括一形成为直线形状的反射膜。

26、按照权利要求21的装置，其中所述侧面反射装置包括一多个圆点状反射膜的阵列。

27、按照权利要求21的装置，其中所述侧面反射装置包括一由高折射率材料和低折射率材料制成的多层膜，且一由高折射率材料制成的层被置于接近所述基板。

28、按照权利要求1的装置，其中所述被配置在所述象素区内的着色膜包括用于透射不同色彩的光束的滤色器，且所述不同色彩的滤色器各自具有相对于象素区的不同的面积比。

29、按照权利要求28的装置，其中所述滤色器包含一透射可见光范围内至少短波长侧上的光且具有小于所述象素区的面积的第一滤色器，和一透射长波长侧上的光且具有大于第一滤色器的面积比的第二滤色器。

30、按照权利要求1的装置，其中所述着色膜包括一透射可见光范围中的中间波长范围内的光的第一着色膜，一透射长波长范围内的光的第二着色膜，和一透射短波长范围内的光的第三着色膜，所述第一至第三着色膜的厚度按所述顺序增大，且所述着色膜的厚度被设置成使得由所述各个着色膜的色彩座标定义的色域最大。

31、按照权利要求30的装置，其中所述着色膜包含原色红、绿和蓝的滤色器。

32、按照权利要求31的装置，其中所述各色彩的滤色器具有厚度使色域的面积成为不小于CIE1976L^*a^*b^*L^*a^*b^*彩色系统的a^*b^*平面上的750。

33、按照权利要求31的装置，其中所述各色彩的滤色器具有厚度使得透射过所述各色彩的滤色器的着色光束的混合的白色度变成不大于CIE1976L^*a^*b^*L^*a^*b^*彩色系统的a^*b^*平面上的1.5。

34、按照权利要求31的装置，其中所述各色彩的滤色器包括采用弥散色素材料的红、绿和蓝滤色器，所述红滤色器具有厚度0.9-1.2μm，所述绿滤色器具有厚度0.8-1.1μm，和所述蓝滤色器具有厚度1.1-1.4μm。

35、按照权利要求31的装置，其中所述各色彩的滤色器分别具有不同的面积比，且相对于象素区的面积比按透射中间波长范围内的光的着色膜、透射短波长范围内的光的着色膜和透射长波长范围内的光的着色膜这样的顺序增加。

36、按照权利要求31的装置，其中至少所述绿和蓝滤色器具有小于象素区的面积，且所述象素区的不对应于所述滤色器的区域形成非着色光出射区。

37、按照权利要求31的装置，其中所述红、绿和蓝滤色器分别具有厚度0.9-1.2μm、0.8-1.1μm和1.1-1.4μm，和相对于所述象素区的面积比90-95％、60-65％和75-80％。

38、按照权利要求31的装置，其中所述液晶层具有一对应于其中形成所述滤色器的区域的第一液晶层厚度d1和一对应于非形成有所述彩色滤波器的区域的液晶层d2，并将液晶层厚度d1和d2与所述液晶层的折射率各向异性Δn的乘积Δnd1和Δnd2设置得使通过合成透射过具有乘积Δnd1的液晶元件的光的光谱透射比分布和透射过具有乘积Δnd2的液晶元件的光的光谱透射比分布所得到持光谱透射比分布在可见光范围内基本平坦。

39、按照权利要求30的装置，其中被夹在所述基板对之间的所述液晶层中的接近光入射到的前侧基板的液晶分子相对于所述前侧基板的水平方向在0°-45°范围内被进行逆时针方向准直，并向着与所述前侧基板相对向的后侧基板作90°扭转角的顺时针扭转。

40、按照权利要求1的装置，其中所述液晶层具有一对应于其中形成所述滤色器的区域的第一液晶层厚度d1和一对应于非形成有所述彩色滤波器的区域的液晶层d2，并将液晶层厚度d1和d2与所述液晶层的折射率各向异性Δn的乘积Δnd1和Δnd2设置得使通过合成透射过具有乘积Δnd1的液晶元件的光的光谱透射比分布和透射过具有乘积Δnd2的液晶元件的光的光谱透射比分布所得到持光谱透射比分布在可见光范围内基本平坦。

41、按照权利要求40的装置，其中在具有折射率各向异性Δn和厚度d的液晶元件中，具有所述着色膜的区域中的所述液晶层的乘积Δnd1，及不具有所述着色膜的区域中所述液晶层的乘积Δnd2满足

Δnd1＜Δnd0＜Δnd2其中d0为在所述液晶层的乘积Δnd改变时透射比呈现最大值时的液晶厚度。

42、按照权利要求40的装置，还包括在其上形成有所述着色膜的所述基板上形成的用于平整由所述着色膜形成的不均匀表面的平整膜。

43、按照权利要求40的装置，其中所述着色膜包括多个各自具有不同透射波长范围的滤色器，且所述滤色器的厚度按透射可见光范围内的中间波长范围中的光的滤色器、透射长波长范围中的光的滤色器、和透射短波长范围中的光的滤色器这样的顺序增大，并被设置得使由所述各滤色器的色彩座标确定的色域成为最大。

44、按照权利要求40的装置，还包括：

分别形成在所述基板对的内表面上的第一和第二准直膜；和

配置在所述基板对之外来夹住所述基板的一对起偏振板，

其中，形成在光入射其上的所述前侧基板上的所述第一准直膜经受在相对于从所述液晶显示装置的前面看时的水平方向作逆时针方向的0°-45°范围内的准直处理，及形成在与所述前侧基板对向的所述后侧基板上所述第二准直膜经受在以90°与所述第一准直膜的准直处理方向相交的方向上的准直处理。

45、按照权利要求44的装置，其中所述液晶层的位于接近所述后表面基板的液晶分子在相对于从所述前侧基板看时的水平方向的5°-30°的角度范围内的一方向上被进行逆时针方向的准直。

46、按照权利要求44的装置，其中所述液晶层的位于接近所述后面基板的液晶分子在相对于从所述前侧基板看时的水平方向的约0°-25°的角度范围内的方向上被进行逆时针方向的准直。

47、按照权利要求44的装置，其中所述液晶层具有一对应于其中形成所述滤色器的区域的第一液晶层厚度d1和一对应于除其中形成所述彩色滤色器的区域之外的区域的液晶层厚度d2，并将液晶层的厚度d1和d2与所述液晶层的折射率各向异性Δn的乘积Δnd1和Δnd2设置得使通过合成透射过具有乘积Δnd1的液晶元件的光的光谱透射比分布和透射过具有乘积Δnd2的液晶元件的光的光谱透射比分布所得到的光谱透射比分布在可见光范围内基本平坦。

48、按照权利要求44的装置，其中所述着色膜的厚度按透射可见光范围内的中间波长范围中的光的着色膜、透射长波长范围中的光的着色膜、和透射短波长范围中的光的着色膜这样的顺序增大，并被设定使得由所述各着色膜的色彩座标确定的色域成为最大。

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