专利名称：液晶显示装置和电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示装置和电子设备。
背景技术：
反射型的液晶显示装置，由于不具有背光源等光源而具有功耗小的优点，其一直被人们用于种种的便携式电子设备等的附属的显示部等。但是，反射型的液晶显示装置，由于利用太阳光等的自然光、照明光等的外光进行显示，故存在着在昏暗的场所中难于看清在显示部上显示的文字等的缺点。
于是，在明亮的场所中与通常的反射型液晶显示装置一样利用外光，在昏暗的场所中利用背光源等的内部光源而使看清显示成为可能的液晶显示装置广为人们所利用。即，该液晶显示装置采用兼备反射型和透过型的显示方式，通过利用根据周围的明亮度切换到反射模式或透过模式中的任意一种的显示方式，在可以降低功耗的同时还可以使得即便是在周围昏暗的情况下也可以进行清楚的显示。因此，相对于在反射型显示中外光用于提供显示，在透过型显示中，则是从照明装置(背光源)射出的光(以下，称作“照明光”)用于提供显示。
以下，在本说明书中，将这种液晶显示装置称作“半透过反射型液晶显示装置”。
半透过反射型液晶显示装置，一般都具备构成为将液晶夹持在一对基板间的液晶显示面板，和设置在与该液晶显示面板的观察侧相反的一侧并向该液晶显示面板的基板面照射光的照明装置。此外，在与上述液晶显示面板的观察侧相反的一侧的基板上，设置有具有多个开口部的反射层(半透过反射层)。
此外，近些年来，随着便携式电子设备、OA设备等的发展，人们要求液晶显示的彩色化，即便是在具备上边所说的半透过反射型液晶显示装置的那样的电子设备中，要求彩色化的情况也增多了起来。
作为应对这种要求的彩色半透过反射型液晶显示装置，提出了具备滤色器的半透过反射型液晶显示装置。在这样的彩色半透过反射型液晶显示装置中，在反射模式时，入射到液晶显示装置的外光在透过滤色器之后，被反射板反射，再次透过滤色器。此外，在透过模式时，来自背光源的光透过滤色器。此外，在反射模式时和透过模式时都可以使用同一滤色器。
但是，在上述半透过反射型液晶显示装置中，即便是在反射型显示的情况和透过型显示的情况的任何一种情况下，也只能进行黑白显示或彩色显示中的任意一种的显示。例如，在移动电话用的液晶显示装置的情况下，存在着这样的问题就如在等待接收(待机)时(由背光源非亮灯进行的反射显示)和操作时(由背光源亮灯进行的透过显示)的情况下那样，不能在前者的情况下进行黑白显示、而在后者的情况下进行彩色显示从而使之具有多样性。此外，现状是为了提高显示的亮度和可见性，不得不提高背光源的功率供给量，或者是不得不牺牲反射型或透过型显示中的任何一方的亮度和可见性，而还不存在提高了亮度和可见性而不使造价上升的液晶显示装置。
于是，公开了一种液晶显示装置，其在基板上具备具有实质上光可以通过的透过孔的反射膜和由设置在与透过孔对应的区域内的着色层构成的滤色器(例如，专利文献1)。倘采用该发明，则可以提供这样的液晶显示装置可以在反射型显示时进行黑白显示，在透过型显示时进行彩色显示，同时提高了透过型显示时或反射型显示时的显示的亮度或可见性而不使造价上升。
特开2003-43239号公报然而，构成上述液晶显示装置的滤色器由反射来自外光等的入射光的反射层、透过照明光的透过部、和在该透过部上形成的具有R(红)、G(绿)、B(蓝)色的各自的着色部的子像素构成。此外，设置在这各色的子像素的反射层上的透过部是以与对应于R(红)、G(绿)、B(蓝)色的子像素的相同面积、即相同开口率形成的。
因此，在公开于上述专利文献1的发明中，与R(红)、G(绿)、B(蓝)色对应的子像素的反射层的面积也成为相同的面积。为此，在显示模式从透过模式切换到反射模式时，例如，在原色(R、G、B之内的1色)的背景上显示原色(R、G、B之内的1色)的文字等的图像的情况下，由于构成各个像素的每一个不同色的子像素对于入射光的反射率是相同的，故存在着这样的问题在背景与文字等的边界处不会产生亮度差，不能识别背景与文字等的边界。因此，在反射模式时就会引起观察者的可见性的降低。
为了解决上述问题，本发明提供了一种液晶显示装置，是具有由夹持液晶层而相对配置的第1基板和第2基板构成的一对基板、矩阵状地配置的多个像素、设置在上述第2基板上并反射来自上述第1基板侧的入射光的反射层、构成上述各个像素的多个子像素、与上述各个子像素对应地排列着不同色的着色层的滤色器、设置在上述第2基板的外表面侧的照明装置，并以设置在上述各个子像素上的反射区域和透过区域进行显示的半透过反射型的液晶显示装置，上述各个子像素的上述反射区域被作为用来进行黑白显示或单色的灰度显示的区域，并且，上述透过区域被作为用来在上述像素内进行彩色显示的区域；以及在不同色的上述每一个子像素内使上述各个子像素内的上述反射区域的反射率不同。
本发明是半透过反射型的液晶显示装置，在透过型显示时进行彩色显示，在反射型显示时则进行黑白显示或单色的灰度显示。此外，在本发明中，所谓子像素，是可以个别地驱动液晶的最小单位，是夹持液晶层的一对电极相对的区域。此外，利用具有这些不同色的着色层的多个子像素，可以形成本身为显示图像的最小单位的像素(点)。另外，在这里，子像素与2个像素电极相对应地设置，例如，形成于设置在一对基板的一方的基板上的像素电极与设置在另一方的基板上的像素电极的重叠部分上。
以往，设置在每一个不同色的子像素内的反射区域的反射率被形成为在所有的子像素中相等。就是说，来自第1基板侧的入射光，在不同色的所有子像素中都以同一反射率被反射，该反射光由第1基板侧的观察者所观看。
在这样的情况下，假定这样的情况例如在透过显示时，在相邻(邻近)的像素间各个像素都利用不同色的子像素中的任意一个子像素进行显示。在透过显示时的情况下，由于各个像素都利用不同色的子像素进行显示，故在相邻的像素间产生色差和/或亮度差，观察者就可以识别出相邻的像素间的边界。
在这里，例如在考虑黑白显示的情况下，在反射显示时，由于在反射区域内不存在着色层故将成为黑白显示。因此，相邻的各个像素都利用不同色的子像素中的任意一个子像素进行显示的情况下，由于设置在各个像素的子像素内的反射区域的反射率相等，故从相邻的像素射出的反射光的光量也变为相等。因此，在相邻的像素间，由于不存在亮度差当然也不存在色差，故观察者不能识别相邻的像素间的边界。
相对于此，采用本发明，由于使子像素内的反射区域中的反射率在每一个不同色的子像素上不同，故从各个子像素射出的反射光的光量不同。因此，在反射显示时，由于各个像素的子像素的反射区域的反射率不同，故从相邻的像素射出的反射光的光量就不同，在相邻的像素间会产生亮度差，观察者就可以识别出相邻的像素间的边界。此外，在透过显示时，与以往同样，由于是彩色显示，故观察者可以识别出相邻的像素间的色差和/或亮度差。因此，在本发明中，就可以识别出相邻的像素间的边界，可以确保反射显示时的观察者的可见性等。
此外，优选地，本发明的液晶显示装置通过使上述各个子像素的上述反射区域的面积在每一个不同色的上述子像素中不同，使上述反射区域的反射率在每一个不同色的上述子像素中不同。
采用该构成，由于在每一个不同色的子像素中使反射区域的面积不同，故在每一个不同色的子像素中向反射区域入射的光量不同。因此，可以使被各个子像素每一个的发射区域反射的反射光的光量不同。因此，在相邻的像素间，就会产生亮度差，观察者就可以识别出相邻的像素间的边界。
再有，由于可以使各个子像素的反射区域的反射率因反射区域的面积不同而不同，故各个子像素每一个的反射率的调整变得容易，此外，与其他手段相比较来说工艺是简单的。
此外，优选地，本发明的液晶显示装置，上述子像素每一个的面积是相同的，通过与使上述每一个子像素的透过区域的面积不同相对应地使上述反射区域的面积不同，使在每一个不同色的上述子像素中上述反射区域的反射率不同。
一般地，构成像素的不同色的子像素的外形的面积分别以成为相等的方式来设置。因此，采用本发明，若使各个子像素的透过区域的面积不同，则变成为反射区域的面积也伴随于此而改变。由此，可以识别出如上所述的相邻的像素间的边界，并且例如通过将与观察者的视觉敏感度较弱的色对应的子像素的透过区域的面积形成得比其他子像素的透过区域的面积要大，可以实现接近观察者的视觉敏感度的敏感度特性。
此外，优选地，本发明的液晶显示装置，设置与上述子像素内的上述反射区域对应的遮光部，通过与使设置在上述每一个子像素内的上述遮光部的面积不同相对应地使上述反射区域的面积不同，使在每一个不同色的上述子像素内上述反射区域的反射率不同。此外，优选地，上述液晶显示装置的遮光部由设置在上述各个子像素彼此间的遮光膜或布线构成。
采用该构成，由于在每一个不同色的子像素内使遮光部的区域不同，故在每一个不同色的子像素中反射区域会不同。伴随于此，可以使被各个子像素每一个的反射区域反射的反射光的光量不同。因此，在相邻的像素间就会产生亮度差，观察者就可以识别出相邻的像素间的边界。
此外，优选地，本发明的液晶显示装置，在上述各个子像素的上述反射层设置凹凸，通过使由设置在上述各个子像素的上述反射层的上述凹凸所导致的反射光的散射度在每一个不同色的上述子像素中不同，使在每一个不同色的上述子像素中上述反射区域的反射率不同。
采用该构成，在由子像素的凹凸所导致的反射光的散射度较高的情况下，由于在正反射的方向上进行弱反射，故入射光的反射率较高，向观察者射出的光量增强。另一方面。在由子像素的凹凸所导致的散射度较低的情况下，由于在正反射的方向上进行强反射，故反射光的反射率较低，向观察者射出的光量降低。因此，使由设置在各个子像素的反射层的凹凸所导致的反射光的散射度在每一个不同色的子像素中不同，可以使被各个子像素每一个的反射区域所反射的反射光的光量不同。因此，在相邻的像素间就会产生亮度差，观察者就可以识别出相邻的像素间的边界。
此外，优选地，本发明的液晶显示装置，通过至少在2个上述子像素的上述反射层设置开口部，并使上述2个子像素的开口部的面积不同，使在每一个不同色的上述子像素中上述反射区域的反射率不同。
一般地，由不同色构成的各个子像素，其构造为在基板上设置有由金属等构成的反射层。因此，采用本发明，在反射层设置开口部，在反射层设置有开口部的区域中，入射进来的光通过第2基板而不会被反射。因此，通过在反射层设置开口部，而使各个子像素的反射层的反射率不同，可以使各个子像素每一个的反射光的光量不同。其结果是在相邻的像素间产生亮度差，观察者可以识别出相邻的像素间的边界。
此外，优选地，本发明的液晶显示装置，通过以重叠到至少2个上述子像素的上述反射层的方式设置用来规定单元间隙的衬垫，并使上述各个子像素内的上述衬垫的占有面积不同，使在每一个不同色的上述子像素中上述反射区域的反射率不同。
采用该构成，衬垫被夹持在第1基板与第2基板之间，在衬垫的设置部分不存在液晶层。因此，例如，在衬垫由透明材料形成的情况下，从第1基板侧入射的光在透过衬垫后被第2基板的反射层反射，然后再次向第1基板射出。由此，通过增减衬垫的设置个数，可以使设置在各个子像素内的反射区域的反射率不同。
此外，优选地，本发明的液晶显示装置，通过至少在2个上述子像素内设置调整入射的光的强度的滤光器，使上述各个子像素内的上述滤光器的占有面积或光透过性不同，使在每一个不同色的上述子像素中上述反射区域的反射率不同。
采用该构成，由于在至少1个子像素内设置有对入射光的光量进行调整的滤光器，故可以使向设置有滤光器的子像素入射的光量与向其他子像素入射的光量不同。伴随于此，可以使被每一个不同色的子像素的反射区域反射的反射光的光量不同。因此，在相邻的像素间会产生亮度差，观察者可以识别出相邻的像素间的边界。
此外，本发明的液晶显示装置，与R(红)、G(绿)、B(蓝)各色对应地设置不同色的上述着色部，由上述R(红)、G(绿)、B(蓝)这些不同色构成的上述子像素的上述反射层的反射率以G(绿)的子像素、R(红)的子像素、B(蓝)的子像素的顺序升高。
一般地，R(红)、G(绿)、B(蓝)的子像素的各自的面积被设置为相同的大小。此外，对于观察者来说，对于本身为来自与B(蓝)色对应的子像素的射出光的蓝色光，敏感度特性成为比本身为从与G(绿)色对应的子像素的射出光的绿色光要弱。
采用本发明，与R(红)、G(绿)、B(蓝)色对应的各个子像素的反射层的反射率以与G(绿)色对应的子像素的反射层的反射率成为比与R(红)色对应的子像素的反射层的反射率要大、与R(红)色对应的子像素的反射层的反射率比与B(蓝)色对应的子像素的反射层的反射率要大的方式来形成。由此，可以在相邻的像素间的边界加以亮度差来区别，可以确保反射显示时的可见性，并且还可以实现与观察者的视觉敏感度接近的敏感度特性。
此外，本发明是具备上述液晶显示装置的电子设备。
采用本发明，由于具备上述液晶显示装置，故可以实现可见性优良而且显示品质提高了的电子设备。
图1是示意性地示出了本发明的液晶显示装置的平面图；图2是示出了图1所示的液晶显示装置的构成的剖面图；图3是示出了液晶显示面板的主要部分的立体图；图4是示出了实施方式1的各个子像素的反射区域的平面图；图5示出了图1所示的液晶显示装置的等效电路；图6是示出了实施方式2的各个子像素的反射区域的平面图；图7是示出了实施方式3的各个子像素的反射区域的剖面图；图8是示出了实施方式4的各个子像素的反射区域的平面图；图9是示出了实施方式5的各个子像素的反射区域的平面图；图10是示出了本发明的电子设备的一个实施方式的立体图。
符号说明2...第2基板，3...第1基板，4...液晶，5...照明装置(背光源)，20...开口部，500...液晶面板，513...像素电极，515...TFD，521...反射层，521a透过区域，522R、522G、522B...着色层，523...黑色矩阵(遮光膜)，551R、551G、551B...子像素，615...像素。
具体实施例方式
以下，参照
作为本发明的最佳实施方式的一个实施例。另外，在以下的所有附图中，为了使各层、各个部件成为在图面上可以识别的程度的大小，适宜变更了各层、各个部件的缩尺。
下面，参照图面对本发明的实施方式进行说明。
<电光装置>
图1的平面图模式地示出了本实施方式的液晶显示装置的构成。在这里，本实施方式的电光装置，是具备透过并显示来自背光源(未示出)的入射光的透过显示模式和反射并显示来自观察者侧的入射光的反射显示模式的半透过反射型。此外，在本实施方式中，采用的是使用作为开关元件的本身为2端子型非线性元件的TFD(薄膜二极管)元件的有源矩阵方式的液晶显示装置。
如图1所示，本实施方式的液晶显示装置100，用紫外线硬化性的密封材料52将一对的第1基板3和第2基板2(以下，在图1中省略图示)粘接起来，将液晶4封入并保持在被该密封材料52区划后的区域内。密封材料52被形成为在基板面内封闭起来的环状(框状)，变成为不具备液晶注入口的结构。即，不具备将液晶注入口密封起来的密封材料，环状整体用同一材料连续地构成。另外，也可以采用具备液晶注入口，并用密封材料将之密封起来的构成的密封材料。
在矩形环状的密封材料52之内，在沿着图1所示的第1基板3的右边、左边(相对的2个边)的部分上，含有用来在第1基板3与第2基板2之间进行电导通的导电性粒子(基板间导通部分)206。另外，该导电性粒子206，使用的是各向异性导电粒子。
此外，在本实施方式中，第1基板3的外形尺寸比第2基板2更大，虽然在第2基板2与第1基板3的3个边(图1中的上边、右边和左边)处，边缘(基板的端面)是大致对齐的，但是，以使得第1基板3的周边部分从第2基板2的剩下的1边(图1中的下边)伸出来的方式来配置，从而形成伸出区域90。
在伸出区域90上，装配有形成于第1基板3侧的用来驱动后述的像素电极的第1驱动IC201和形成于第2基板2侧的用来驱动后述的数据线的第2驱动IC202。另外，在各个驱动IC201、202上都形成有未示出的外部连接端子，从而成为可从与该液晶显示装置100不同的外部设备接收显示控制信号等的结构。
第1驱动IC201和第2驱动IC202，都配设在第1基板3上，而且都形成于矩形形状的第1基板3的同一伸出区域90。第1驱动IC201是用来通过在第1基板3侧形成的信号线向TFD元件515(参见图4)，进而向像素电极513发送信号的IC，其通过在第1基板3上形成的布线205进行信号供给。
由于第2驱动IC202是在第1基板3上形成，另一方面用来向在第2基板2上形成的数据线527发送信号的IC，故成为通过在第1基板3上形成的引绕布线207，然后再通过在密封材料52中形成的导通性粒子206向数据线527供给信号。在这里，引绕布线207，在跨越图1所示的密封材料52的下边部后，从该密封材料52的环状内侧连接到导通性粒子206。
在这里，导电性粒子206用各向异性导电粒子来构成，其以在上下进行了弹性变形后的形式被配设为使得上下方向的连接变成为确实的连接。该粒子206，在基板粘接前，优选使用具有比规定了液晶层厚度的衬垫(未示出)的直径大0.1μm～1.0μm左右的直径的粒子，优选在上下使之压缩1％～10％左右后使用。
另外，在液晶显示装置100中，虽然可根据使用的液晶4的种类，就是说根据TN(扭曲向列)模式、STN(超扭曲向列)模式、VAN(垂直取向向列)模式等的操作模式、常白模式/常黑模式的区别，将相位差板、偏振片等配置到规定的方向上，但是，在这里省略了图示。
图2是沿着图1所示的液晶显示装置100的A-A’线的剖面图。图3的分解立体图放大示出了图2所示的液晶显示装置100的第1基板3和与之相对配置的第2基板2的主要部分。图4的平面图放大示出了图3所示的液晶显示装置100的第2基板2的表面。另外，在图2中，为了易于理解实施方式，省略黑色矩阵来进行说明。
如图2、3所示，液晶显示装置100具备将液晶(液晶层)4夹持在通过密封材料503粘接起来的一对的第1基板3和第2基板2之间的构成的液晶显示面板(液晶面板)500，配设在该液晶显示面板500的第2基板2侧的背光源5(照明装置)。另外，以下，如图1所示，将相对于液晶显示面板500与背光源5相反的一侧表述为“观察侧”。即，所谓“观察侧”就是观看由该液晶显示装置显示的图像的观察者所位于的一侧。
液晶显示面板500的第1基板3和第2基板2由玻璃、石英、塑料等具有光透过性的板状部件形成。
背光源5具备多个LED621(在图2中仅示出1个)以及导光板622。多个LED621以与导光板622的侧端面相对的方式来配置，对该侧端面照射光。导光板622是用来与对于液晶显示面板500的基板面(第2基板2的表面)一样地引导从LED621入射到该侧端面的光的板状部件。此外，在导光板622之中与液晶显示面板500相对的面上，粘贴使来自该导光板622的出射光与对于液晶显示面板500一样地扩散的扩散板等，另一方面，在与之相反的一侧的面上，粘贴使从导光板622朝向与液晶显示面板500相反的一侧前进的光向液晶显示面板500这一侧反射的反射板(均省略图示)。
在第1基板3的内侧表面上，如图2、3所示，形成有以矩阵状排列的多个像素电极513和与各个像素电极相邻地向规定的方向(图2中的纸面垂直方向)延伸的多条扫描线14。各个像素电极513，以例如ITO等的透明导电材料为材料利用蒸镀法等形成。此外，如图3所示，各个像素电极513对应于相对配置的第2基板2的后述的子像素R(红)、G(绿)、B(蓝)色的各自的位置来形成。此外，各个像素电极513和与该像素电极513相邻地设置成条带状的扫描线14，通过TFD元件515连接起来。在这里，各个TFD元件515是具有非线性的电流-电压特性的2端子型开关元件。
此外，如图2所示，在含有上述像素电极513、扫描线14等的第1基板3的内面上，以将这些覆盖起来的方式形成有取向膜15。该取向膜15是聚酰亚胺等的有机薄膜，已经实施了用来规定未施加电压时的液晶4的取向方向的摩擦处理。
另一方面，在第2基板2的内面上，如图2、3所示，形成有反射层521所存在的反射区域，且在反射层521所不存在的区域上形成有透过区域521a。另外，在本实施方式中，如图4所示，将各个像素电极513与各条数据线527相对的区域当作子像素551(更具体地，当作与着色层522R、522G和522B每一个对应的子像素551R、551G和551B)。然后，利用颜色彼此不同的3个子像素551R、551G和551B形成本身为显示像素的最小单位的像素(点)615。
反射层521，例如，可以以本身为光反射性的金属材料的Al(铝)为材料通过光刻处理和刻蚀处理形成。此外，反射层521，如图2、3所示，与相对配置的第1基板3的各个像素电极513的位置相对应，在第2基板2的内侧表面以矩阵状排列。此外，如图3所示，各反射层521与像素电极513同样地被形成为矩阵状，各个反射层521的外形的面积都已变成为相等。由此，通过使设置在各个反射层521上的透过区域521a的面积不同，结果就变成为可以使各个反射层521的面积的大小不同。此外，在反射层521的表面上，为了提高来自观察侧的入射光的扩散性，优选地也形成微细的多个凹凸图形。
此外，在反射层521上形成有使来自背光源5的射出光透过的透过区域521a。具体地，在由矩形形状构成的反射层521的大体上的中央部分形成例如矩形形状的开口部，该开口部构成透过区域521a。因此，在本实施方式中，以使得在反射层521所不存在的区域上不重叠到反射层521的方式来形成透过区域521a。透过区域521a，例如，可与反射层521的构图工序同时进行，通过实施光刻处理和刻蚀处理来形成。
另外，上述透过区域521a的开口部也优选地以第2基板2的表面露出来的方式形成于第2基板2上形成的反射层521上，优选地将透过区域521a的反射层521的膜厚形成为薄到来自背光源5的光可以通过的程度。
着色层522R、522G、522B由本身为彩色显示的3原色的R(红)、G(绿)、B(蓝)这3色构成。在这里，着色层522R与R(红)色对应，同样，着色层522G与G(绿)色对应，着色层522B则与B(蓝)色对应。该着色层522R、522G、522B，利用喷墨法等在第2基板2的与规定的颜色对应的透过区域521a上图案形成R(红)、G(绿)、B(蓝)色的树脂颜料。然后，着色层522R、522G、522B，如图2、3所示，在设置在与各色对应的子像素551R、551G、551B的反射层521上的透过区域521a上形成。就是说，作为原则，着色层522R、522G、522B不在反射层521上形成。此外，着色层522R、522G、522B可以规定的排列图形，例如，平面视图条带状、马赛克状、三角形形状等规定的排列图形形成。另外，上述着色层522，在利用喷墨法等涂敷着色材料来形成时，为了在透过区域521a的整个面上形成着色层522，常常会将着色层522的一部分重叠到反射层521上。
黑色矩阵523(遮光膜)形成于矩阵状地排列着的多个反射层521的间隙部分。黑色矩阵523可以以聚丙烯树脂、聚酰亚胺等为材料通过光刻处理和刻蚀处理，以网格状地构图来形成。如上所述，黑色矩阵523以对各个反射层521(子像素)进行区划的方式来形成，使得可以对通过不能控制像素电极513的周边部分的显示的区域的光进行遮光。
接着，参照图4详细地对上述子像素551R、551G和551B的反射层521的反射区域进行说明。
图4是在第2基板2上条带状地排列着的多个子像素的平面图。
如图4所示，各个子像素551R、551G和551B的反射层521的反射区域的面积以子像素551G的反射区域的面积比子像素551R的反射区域的面积大、子像素551R的反射区域的面积比子像素551B的反射区域的面积大的方式来形成。具体的子像素551R、551G和551B的反射区域的面积的比率(将反射区域的面积与透过区域521a的面积的面积的合计作为100)具有使子像素551G为55％、使子像素551R为50％、使子像素551B为45％的比率。由于各个子像素551R、551G和551B的反射区域的外形的面积是固定的，故各个反射区域的面积可以通过使设置在反射区域内的透过区域521a的面积不同来进行调整。就是说，反射区域的面积伴随着透过区域521a的面积的变化而变化。因此，在本实施方式中，子像素551R、551G和551B的透过区域521a的面积的比率成为子像素551G为45％、子像素551R为50％、子像素551B为55％。
在这里，在本实施方式中，各个子像素的反射层521的反射区域的面积的大小的比率根据液晶显示装置100的观察者的视觉感敏度来设定。例如，一般的观察者对来自液晶显示装置100的各个子像素551R、551G和551B的射出光的敏感度特性不同。就是说，对于观察者来说，对于本身为来自子像素551B的射出光的蓝色光来说，敏感度特性比本身为来自子像素551G的射出光的绿色光要弱。因此，如上所述，各个子像素551R、551G和551B的反射层521的反射区域的面积以使子像素551G的反射区域的面积成为比子像素551R的反射区域的面积大、使子像素551R的反射区域的面积成为比子像素551B的反射区域的面积大的方式来形成。
如上所述，采用本实施方式，可以在每一个不同色的各个子像素551R、551G和551B中使反射区域的面积不同，同时，根据观察者的视觉敏感度，使透过区域521a的面积在每一个不同色的各个子像素551R、551G和551B中不同。由此，可以识别多个像素间的边界，可以确保观察者的可见性，同时，还可以实现与观察者的视觉敏感度接近的敏感度特性。
再次如图2所示，在含有具有透过区域521a的反射层521、着色层522R、522G和522B的第2基板的内面上，以将这些覆盖起来的方式形成涂层524。然后，再在涂层524的上表面，形成多条由透明导电材料构成的数据线527(电极)。详细地说，如图3所示，数据线527具有各个子像素551R、551G和551B的长边方向的宽度，并被形成为在与第1基板3的扫描线14交叉的方向上延伸。此外，第1基板3的像素电极513与第2基板2的数据线527被配置为彼此相对，形成一对电极。采用这样的构成，就可以向第1基板3上的像素电极513与第2基板2上的数据线527之间施加电压，被两个电极夹持着的液晶4的取向状态就可以变化。此外，在上述数据线527上形成有取向膜9。该取向膜9是聚酰亚胺等的有机薄膜，已经实施了用来规定未施加电压时的液晶4的取向方向的摩擦处理。
此外，如图2所示，在第1基板3的外表面侧(外侧的表面)上，按照相位差板17和上偏振片13的顺序叠层起来设置在第1基板3上。
另一方面，在第2基板2的外表面侧(外侧的表面)上，设置有1/4波长板18和下偏振片19。
其次，将连接到图1、4所示的液晶显示装置100的第1基板3的扫描线14的TFD元件515和第2基板2的数据线527等示为等效电路进行说明。
如图5所示，在液晶显示装置100的图像显示区域中，使多个像素615以矩阵状构成。此外，液晶显示装置100包含第1驱动IC201和第2驱动IC202，设置有多条扫描线14(相当于相对电极23)和与该扫描线14交叉的多条数据线527，数据线527向各个像素615供给来自第1驱动IC201的信号，扫描线14向各个像素615供给来自第2驱动IC202的信号。然后，在各个像素615中，在数据线527与扫描线14之间，将TFD元件515与液晶显示要素16(液晶层)串联连接起来。另外，在图2中，虽然TFD元件515连接到数据线527侧，液晶显示要素16连接到扫描线14，但是，也可以成为这样的构成与之相反地将TFD元件515连接到扫描线14，将液晶显示要素16连接到数据线527。
采用以上的电路构成，则成为这样的情况可以根据TFD元件515的开关特性驱动控制液晶显示要素16，并且，还可以根据该液晶显示要素16的驱动在每一个像素615上进行明暗显示，可以在液晶显示装置100的显示区域DSP中进行图像显示。
其次，对上述的液晶显示装置100进行的反射型显示和透过型显示的情况下的显示方法进行说明。
在上述液晶显示装置100进行透过型显示的情况下，首先，从背光源5射出光，向第2基板2入射。向第2基板2入射的入射光，通过在反射层521的透过区域521a和规定的着色部522等中通过，而被着色为规定的颜色。然后，已被着色为规定的颜色的入射光，通过涂层524、数据线527、取向膜9、液晶4、第1基板3的像素电极513和第1基板3，并向观察侧出射。如上所述，通过使从背光源5射出的光通过一对的第1基板3和第2基板2，则成为射出被着色为规定的颜色的光，作为彩色显示由观察者观看。
另一方面，在液晶显示装置100进行反射型显示的情况下(背光源5已灭灯的情况下)，观察侧的太阳光、室内照明等的外光从第1基板3侧入射，在通过第1基板3的像素电极513、取向膜15、液晶层4、取向膜9、数据线527、涂层524后向在第2基板2上形成的反射层521入射。入射光经由与入射进来时同样的路径被反射层521再次向第1基板3侧反射。另外，虽然入射光在向反射层521入射的同时，还要向设置在反射层521上的着色层522入射，但是着色层522的正下方是透过区域521a。为此，入射光将通过第2基板2而不会向观察侧反射。如上所述，通过向第2基板2的反射层521反射从外光等入射进来的光，可以向观察侧射出白色光，作为黑白显示由观察者观看。
如上所述，本实施方式的液晶显示装置100，使得在透过显示时(背光源亮灯时)进行彩色显示，在反射显示时(背光源灭灯时)进行黑白显示成为可能。
接着，用本实施方式的液晶显示装置与以往方法进行比较，对使用上述那样的液晶显示装置100使红色显示区域的像素615进行红色显示，使绿色显示区域的像素615进行绿色显示的情况下的观察者的可见性进行说明。
首先，对以往方法的液晶显示装置的情况进行说明。
以往方法的液晶显示装置将在第2基板的多个子像素R、G、B每一个上形成的反射层的外形的面积形成为基本上相等，此外，将设置在反射层上的透过区域的面积也形成为基本上相等。
在该液晶显示装置中，在透过显示时的情况下，由于在红色显示区域中仅子像素R使来自背光源的出射光通过，故观察者将识别出R(红)色。同样，在绿色显示区域中观察者将识别出G(绿)色。
接着，在反射显示的情况下，在红色显示区域中，背光源灭灯，由于光不在透过区域521a、着色层中透过，故不会从子像素R、G、B向观察侧射出着色后的光。另一方面，在子像素R中，由于在第1基板上形成的TFD元件已变成为ON状态，故来自外光等的入射光可以被反射层反射向观察侧射出。这时，由于射出光未被着色，故将变成为白色光，子像素R就变成为白色显示区域。在其他子像素G、B中，由于在第1基板3上形成的TFD元件已变成为OFF状态，故外光等的入射光就不能通过与子像素G、B对应的液晶层。因此，有关的子像素就变成为黑色显示区域而不会反射外光等的入射光。
同样地，在绿色显示区域中，由于背光源也已经灭灯，故光不会向观察侧射出。另一方面，利用来自外光等的入射光，在子像素G的反射层中就可以反射来自外光等的入射光，向观察侧射出。
该以往的液晶显示装置的反射显示时的情况下，由于将红色显示区域和绿色显示区域的反射层的面积形成为相等，故可从红色显示区域的子像素R射出的光量与可从绿色显示区域的子像素G射出的光量变成为相等。因此，可以从红色显示区域和绿色显示区域射出相同光量的反射光。为此，观察者常常不能识别红色显示区域和绿色显示区域的边界。
其次，对本实施方式的液晶显示装置的情况进行说明。
如图5所示，与以往的液晶显示装置的不同之处在于将在第2基板2的多个子像素551上形成的反射层521的外形的面积形成为基本上相等，将设置在该反射层521上的透过区域521a的面积的大小形成为在每一个不同色的各个子像素551R、551G和551B中均不同。另外，对于在透过显示时，虽然通过透过区域521a的光的透过率在各个子像素551每一个中都不同，但是，由于除此之外与以往的液晶显示装置的情况下是相同的，故省略说明。
在反射显示时的情况下，与以往的液晶显示装置相同，在子像素551R中，来自外光等的入射光被反射层521反射而向观察侧射出。这时，由于射出的光未被着色，故将变成为白色光，子像素551R就变成为白色显示区域。在其他子像素551G、551B中，不反射外光等的入射光，子像素551G、551B就变成为黑色显示区域。
同样地，在绿色显示区域中，在子像素551G中，来自外光等的入射光也被反射层521反射而向观察侧射出。这时，由于射出的光未被着色，故将变成为白色光，子像素551G就变成为白色显示区域。在其他子像素551R、551B中，不反射外光等的入射光，子像素551R、551B就变成为黑色显示区域。
在这里，在本实施方式的液晶显示装置100的情况下，如上所述，红色显示区域的子像素551R的反射区域的面积以比绿色显示区域的子像素551G的反射区域的面积更小的方式来形成。因此，在向上述各个子像素551R、551G、551B入射的入射光的光量相等的情况下，红色显示区域的子像素551R的反射层521所射出的光量就变成为比绿色显示区域的子像素551G的反射层521所射出的光量少。因此，在反射显示时，在相邻的红色显示区域和绿色显示区域间，就产生亮度差，观察者就可以识别出相邻的红色显示区域和绿色显示区域间的边界，就可以确保观察者的可见性。
接着，参照附图对本实施方式的液晶显示装置进行说明。
与上述实施方式1的不同之处在于通过改变对子像素551进行区划的黑色矩阵523的面积，使各个子像素551R、551G、551B的反射层521的反射率不同。除此之外的液晶显示装置的基本构成与实施方式1是相同的，对于共同的构成要素赋予相同的标号而省略详细的说明。
图6是矩阵状地排列在第2基板2上的多个子像素551的平面图。
如图6所示，在第2基板2上，按照子像素551R、551G、551B的顺序规则地排列起来。此外，这些子像素551R、551G、551B被形成为间以规定的间隔，在这些间隙部分形成有黑色矩阵523。
如图4所示，各个子像素551R、551G、551B的反射层521的反射区域的面积以子像素551G的反射区域的面积比子像素551R的反射区域的面积更大、子像素551R的反射区域的面积比子像素551B的反射区域的面积更大的方式来形成。
在本实施方式中，各个子像素551R、551G、551B的反射区域的面积，通过使对各个子像素551R、551G、551B的反射层521进行区划的黑色矩阵523的面积的大小不同，来进行设定。例如，可以通过在子像素551的长边方向上使相邻的子像素551与551的间隙部分的黑色矩阵523的宽度H进行伸缩，来进行调整。具体地说，将子像素551G、551G间的黑色矩阵523的宽度H2设定得比子像素551R、551R间的黑色矩阵523的宽度H1更小。同样，将子像素551R、551R间的黑色矩阵523的宽度H1设定得比子像素551B、551B间的黑色矩阵523的宽度H3更小。
另外，各个子像素551的反射层521的反射区域的面积的大小的比率，优选地也是根据观察者的视觉敏感度进行设定。此外，优选地还使各个子像素551的反射层521的反射区域的面积的大小的比率与观察者的能见度无关，而使各个子像素每一个的反射区域的面积不同。此外，通过在各个子像素的短边方向上对相邻的子像素间的黑色矩阵523的宽度进行调整，使反射区域的面积不同，也是优选的。
采用本实施方式，可以使各个子像素551的反射区域的面积不同，而无须使设置在各个子像素551的反射层521上的透过区域521a的面积不同，因此，在透过显示时，从使用的背光源5射出的分光特性的R(红)、G(绿)、B(蓝)色的峰值波长的强度相等的情况下，可以确保观察者的可见性，而不会使显示时的色彩再现性降低。
其次，参照附图对本实施方式的液晶显示装置进行说明。
与上述实施方式1的不同之处在于通过在与各个子像素551R、551G、551B对应的反射层521上形成凹凸，使各个子像素551R、551G、551B的反射层521的反射率不同。除此之外的液晶显示装置的基本构成与实施方式1是相同的，对于共同的构成要素赋予相同的标号，而省略详细的说明。
图7是矩阵状地排列在第2基板2上的多个子像素551的剖面图。
如图7所示，在第2基板2上，与各个子像素551R、551G、551B每一个相对应地在反射层521所存在的反射区域和反射层521所不存在的区域上形成透过区域521a。然后，在各个子像素551R、551G、551B的透过区域521a上，分别形成着色层522R、522G和522B。
在本实施方式中，如图7所示，在形成了规定的步距的凹凸后的树脂层6上形成反射层521。为此，在树脂层6上形成的反射层521也同样地形成有伴随着树脂层6的凹凸的凹凸。在这里，在各个子像素551R、551G、551B的反射层521上形成的凹凸的步距被形成为在各个子像素551R、551G、551B每一个中不同。具体地说，子像素551G的凹凸的步距以比子像素551R的凹凸的步距更细的方式来形成，子像素551R的凹凸的步距以比子像素551B的凹凸的步距更细的方式来形成。
采用本实施方式，在凹凸的步距细的子像素551G的情况下，由于入射光的散射度高而且在正反射的方向上进行强反射，故入射光的反射率增高，向观察者侧射出的光量增多。另一方面，在凹凸的步距比子像素551G要粗的情况下，由于入射光的散射度低而且在正反射的方向上进行强反射，故入射光的反射率降低，向观察者侧射出的光量也减少。由此，通过在各个子像素551R、551G、551B的反射层521上设置凹凸，可以使各个子像素551R、551G、551B每一个的反射光的散射度不同，在反射显示时，在相邻的像素615间会产生亮度差，观察者就可以识别出相邻的像素间的边界。
下面，参照附图对本实施方式的液晶显示装置进行说明。
与上述实施方式1的不同之处在于通过在子像素的反射层521上形成透过区域521a的开口部不同的开口部20，使各个子像素551R、551G、551B的反射层521的反射率不同。除此之外的液晶显示装置的基本构成与实施方式1是相同的，对于共同的构成要素赋予相同的标号，而省略详细的说明。
图8是矩阵状地排列在第2基板2上的多个子像素551的平面图。
如图8所示，在第2基板2上，按照子像素551R、551G、551B的顺序规则地排列起来。各个子像素551R、551G、551B的反射层521的反射区域的面积以子像素551G的反射区域的面积比子像素551R的反射区域的面更大、子像素551R的反射区域的面积比子像素551B的反射区域的面积更大的方式来形成。
通过在各个子像素的反射层521上形成开口部20，使各个子像素的反射区域的面积不同。具体地说，通过除去由Al等金属构成的反射层521的一部分，以在反射层521上形成开口部20，使各个子像素的反射区域的面积不同。由此，可以减小形成有开口部20的子像素551的反射区域的面积。
如图8所示，在子像素551B的反射区域上形成的开口部20的面积以比在子像素551R的反射区域上形成的开口部20的面积更大的方式来形成。另一方面，在子像素551G的反射区域上则未形成开口部20。由此，如上所述，可以将子像素551G的反射区域的面积形成得比子像素551R的反射区域的面积更大，将子像素551R的反射区域的面积形成得比子像素551B的反射区域的面积形成得更大。其结果是可以使反射区域的反射率在各个子像素551R、551G、551B每一个中都不同。另外，在上述反射区域上形成的开口部20上，与透过区域521a不同，未形成着色层522R、522G、522B。此外，在各个子像素551R、551G、551B的反射区域上形成的开口部20的位置，只要是在反射区域内则可以在任意的位置上形成，此外，优选地形成多个开口部20。
采用本实施方式，与上述实施方式2相同，可以使各个子像素551R、551G、551B的反射区域的面积不同，而无须使设置在各个子像素551R、551G、551B的反射层521上的透过区域521a的面积不同。因此，在透过显示时，从使用的背光源5射出的分光特性的R(红)、G(绿)、B(蓝)色的峰值波长的强度相等的情况下，可以确保观察者的可见性而不会使色彩再现性降低。
与上述实施方式1的不同之处在于通过改变设置在各个子像素551R、551G、551B的反射层521上的透过区域521a的位置，使各个子像素551R、551G、551B的反射层521的反射率不同。在变形例中，将本身为透过区域521a的开口部形成于各个子像素551R、551G、551B的反射层521的图9中的下方。
此外，也可以通过设置多个设置在各个子像素551R、551G、551B的反射层521上的透过区域521a，使各个子像素551R、551G、551B的反射层521的反射率不同。
<电子设备>
图10是示出了本发明的电子设备的一个例子的斜视构成图。
图10所示的图像监视器1200，其构成具备具有上述实施方式的液晶显示装置的显示部1201、框体1202、扬声器1203等。此外，该图像监视器1200通过装载上述液晶显示装置，可以进行高亮度、高画质而且均匀的显示。
上述实施方式的液晶显示装置，并不限于上述图像监视器，也可以优选地作为移动电话、电子书籍、个人计算机、数码照相机、取景器型或监视器直视型的视频录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子记事簿、电子计算器、文字处理机、工作站、电视电话、POS终端、具备触摸面板的电子设备的图像显示装置来使用，不论在哪一种电子设备中，都可以得到明亮而且高画质的显示。
其次，用图10对具备上述的液晶显示装置的电子设备的例子进行说明。图1是液晶显示电视的立体图。上述的液晶显示装置被配置到了液晶显示电视300的框体内部。
另外，上述的液晶显示电视，除去移动电话以外，还可以在种种的电子设备中使用。例如，可以在液晶投影机、应对多媒体的个人计算机(PC)以及工程·工作站(EWS)、寻呼机、文字处理机、电视、取景器型或监视器直视型的视频录像机、电子记事簿、电子桌上计算器、汽车导航装置、POS终端、具备触摸面板的装置等的电子设备中应用。
另外，本发明的技术范围，并不限于上述的实施方式。还包括在不偏离本发明的宗旨的范围内对上述的实施方式加以种种更改后的技术。此外，在不偏离本发明的宗旨的范围内也可以将上述的实施方式彼此间组合起来。
例如，在上述实施方式中，对在原色显示区域内进行原色显示的情况进行了说明。也可以适用于在取代这样的原色显示，在利用2个(3个)子像素551进行了显示的区域内显示2个(3个)子像素551的情况。
此外，作为在每一个不同色的子像素551中使反射区域的反射率不同的手段，也可以通过在各个子像素551内形成扫描线14、数据线527，使在各个子像素551每一个内反射区域的反射率不同。
此外，作为在每一个不同色的子像素551中使反射区域的反射率不同的手段，也可以通过以重叠到各个子像素551的反射层521的方式形成用来规定单元间隙的衬垫，使在各个子像素551中每一个内反射区域的反射率不同。
此外，作为在每一个不同色的子像素551中使反射区域的反射率不同的手段，也可以通过形成对入射到各个子像素551内的光量进行调整的滤光器，使在各个子像素551每一个内反射区域的反射率不同。
此外，在上述各个实施方式中，虽然实现了在反射区域上不设置着色层的构成，但是，也可以设置与反射区域对应的单色着色层，例如，设置绿色着色层以作为单色的灰度显示区域，作为单色的灰度显示而不是黑白显示。在该情况下，可以和与透过区域对应的着色层同时形成单色的着色层，并配置到重叠到反射区域的区域。
此外，在上述各个实施方式中，虽然实现了反射层，但是反射层也可以是反射电极。
此外，在实质上不会对黑白显示或单色的灰度显示造成影响的范围内，也可以在反射区域的一部分上配置着色层。
此外，在上述各个实施方式中，虽然以使用了TFD元件作为有源元件的液晶显示装置为例进行了说明，但是，也可以将本发明应用于使用TFT作为有源器件的液晶显示装置。此外，在横向电场驱动方式的液晶显示装置中也可以应用本发明。
再有，在上述各个实施方式中，虽然使着色层与R(红)、G(绿)、B(蓝)色相对应，但是除去R(红)、G(绿)、B(蓝)色以外，也可以使之与例如黄、青、深红等相对应。
权利要求
1.一种液晶显示装置，是具有由夹持液晶层而相对配置的第1基板和第2基板构成的一对基板、矩阵状地配置的多个像素、设置在上述第2基板上并反射来自上述第1基板侧的入射光的反射层、构成上述各个像素的多个子像素、与上述各个子像素对应地排列着不同色的着色层的滤色器、设置在上述第2基板的外表面侧的照明装置，并以设置在上述各个子像素上的反射区域和透过区域进行显示的半透过反射型的液晶显示装置，其特征在于上述各个子像素的上述反射区域被作为用来进行黑白显示或单色的灰度显示的区域，并且，上述透过区域被作为用来在上述像素内进行彩色显示的区域；以及在不同色的上述每一个子像素内使上述各个子像素内的上述反射区域的反射率不同。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于通过使上述各个子像素的上述反射区域的面积在每一个不同色的上述子像素中不同，使上述反射区域的反射率在每一个不同色的上述子像素中不同。
3.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于上述子像素每一个的面积是相同的，通过与使上述每一个子像素的透过区域的面积不同相对应地使上述反射区域的面积不同，使在每一个不同色的上述子像素中上述反射区域的反射率不同。
4.根据权利要求2或3所述的液晶显示装置，其特征在于设置与上述子像素内的上述反射区域对应的遮光部；通过与使设置在上述每一个子像素内的上述遮光部的面积不同相对应地使上述反射区域的面积不同，使在每一个不同色的上述子像素内上述反射区域的反射率不同。
5.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于上述遮光部由设置在上述各个子像素彼此间的遮光膜或布线构成。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于在上述各个子像素的上述反射层设置凹凸；通过使由设置在上述各个子像素的上述反射层的上述凹凸所导致的反射光的散射度在每一个不同色的上述子像素中不同，使在每一个不同色的上述子像素中上述反射区域的反射率不同。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于通过至少在2个上述子像素的上述反射层设置开口部，并使上述2个子像素的开口部的面积不同，使在每一个不同色的上述子像素中上述反射区域的反射率不同。
8.根据权利要求1～7中任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于通过以重叠到至少2个上述子像素的上述反射层的方式设置用来规定单元间隙的衬垫，并使上述各个子像素内的上述衬垫的占有面积不同，使在每一个不同色的上述子像素中上述反射区域的反射率不同。
9.根据权利要求1～8中任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于通过至少在2个上述子像素内设置调整入射的光的强度的滤光器，使上述各个子像素内的上述滤光器的占有面积或光透过性不同，使在每一个不同色的上述子像素中上述反射区域的反射率不同。
10.根据权利要求1～9中任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于与R(红)、G(绿)、B(蓝)各色对应地设置不同色的上述着色部；由上述R(红)、G(绿)、B(蓝)这些不同色构成的上述子像素的上述反射层的反射率以G(绿)的子像素、R(红)的子像素、B(蓝)的子像素的顺序升高。
11.一种电子设备，具备权利要求1～10中任意一项所述的液晶显示装置。
全文摘要
本发明提供通过即便是在反射模式时也可以识别在透过模式时显示不同色的像素间的边界来确保可见性的液晶显示装置和电子设备。该液晶显示装置是以设置在各个子像素551R、551G、551B上的反射区域和透过区域521a进行显示的半透过反射型的液晶显示装置，各个子像素551R、551G、551B的反射区域被作为用来进行黑白显示或单色的灰度显示的区域，并且，透过区域被作为用来在像素内进行彩色显示的区域，使在各个子像素551R、551G、551B内的反射区域中的反射率在每一个不同色的子像素551R、551G、551B内不同。
文档编号G02F1/1335GK1743915SQ20051009385
公开日2006年3月8日 申请日期2005年8月31日 优先权日2004年9月2日
发明者泷泽圭二, 加藤达矢 申请人:精工爱普生株式会社