专利名称：反射型液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种小尺寸的低功耗反射型液晶显示装置。本发明尤其涉及一种能够提供色彩鲜艳的显示的反射型液晶显示装置以及一种具备辅助照明系统的反射型液晶显示装置。
传统地，液晶显示装置已经用作信息终端的显示器。这样的液晶显示装置被分为两种能通过将后照光用作光源而提供明亮的显示的透射型液晶显示装置；及通过反射周围的光线而不需使用后照光作为光源来提供显示的反射型液晶显示装置。
虽然实现亮显示，但由于包括后照光透射型液晶显示装置较重，且消耗大量的功率。相比之下，不需后照光的反射型液晶显示装置重量轻，且只消耗少量的功率。有了这样的优点，当用作便携式信息终端显示器时，反射型液晶显示装置尤其有用。
传统地，作为反射型液晶显示装置，以扭曲向列相(TN)模式、超扭曲向列相(STN)模式等等模式提供单色显示的装置已经投入实际应用。为了实现彩色显示，已经开发出对每个象素提供RGB彩色微滤色器的反射型液晶显示装置。
不但可以通过使用滤色器，还可以通过利用由液晶的双折射效应引起的光的干涉、或通过利用多层薄膜之间的多重干涉得到彩色反射型液晶显示装置。但是，在前一种利用光干涉的方法中，由于延迟根据温度和视角而变化，故颜色色彩本身可能变化。在这种情况下，即使是黑白显示也很困难。后一种利用多重干涉的方法在成本和生产效率上和使用滤色器的方法相比是不利的。
通常，在具备滤色器的反射型液晶显示装置中，周围的光线穿过滤色器两次。当用于透射型液晶显示装置的相同的滤色器用于反射型液晶显示装置中时，光的透射率极大地减小，这导致暗显示。为了避免这个问题，应将光透射率高的滤色器用于反射型液晶显示装置。
作为一个具体的例子，
图10分别以曲线61和62示出用于透射型和反射型液晶显示装置的红色滤色器的波长对透射率的特性。
如从图10看出的，虽然用于透射型液晶显示装置的红色滤色器有效地吸收580nm或更短的波长范围中的光，但用于反射型液晶显示装置的红色滤色器具有高于透射型液晶显示装置的透射率对于在580nm或更短的波长范围中的光。
在这样的用于反射型液晶显示装置的传统滤色器中，为了保证亮度，只增加在580nm或更短的波长范围中的滤色器的光的透射率。实际上，增加光的透射率导致颜色色彩的微小变化。这个彩色色彩的变化发生在红、绿和蓝色滤色器中的任何一种中红色朝橙色变化，绿色朝微带黄色的绿色变化，而蓝色朝蓝绿色变化。由红色、绿色和蓝色中的附加混色得到的白色显示也变为黄色或带蓝色的显示。红色朝橙色的变化特别地减小了视见度。
在全色显示中，当红色、绿色和蓝色的颜色色彩变化时，失去色平衡。因此，不能再现想要的显示颜色，导致降低了显示质量。
下面将以红色滤色器为例，描述颜色色彩变化的原因。
在具有图10中的曲线62表示的特性的红色滤色器中，为了增加光透射率，绿光波长范围(大约540nm)中和蓝光波长范围(大约450nm)中光的透射率已大体同等地增加了。因此，颜色色彩稍稍向绿色和蓝色移动。朝蓝色的移动几乎不引起问题。但是，朝绿色的移动使红色被认为是略带黄色的红色。结果，认出朝橙色移动的颜色色彩。
尤其在红色和白色中认出上述的颜色色彩的变化。
另一个问题是，当滤色器的光透射率较高时，色纯度变低，导致整体的淡显示和由此引起较低的色度。相应地，滤色器的光透射率必需考虑色纯度而加以选择。
有时认为显示亮度在主要用于显示字符和图形的反射型液晶显示装置，(诸如便携式个人电脑、字处理器、游戏机等等)中，比在用于显示自然图像的装置中更重要。在这种情况下，亮度和色品(彩色纯度)的最佳化不同于对用于显示自然图像的装置所作的最佳化。即，在这种情况下，想要在即使色度降低到显示颜色几乎不能认出的程度时仍可得到较亮的显示。
近年来，已经开发一种新型的反射型液晶显示装置，这种装置在有周围光线的环境中(如户外和户内的窗户附近)起正常的反射型液晶显示装置的作用，而在周围光量降低的环境中使用辅助光源以补充周围光线的降低的亮度。在这种反射型液晶显示装置中，和传统的反射型液晶显示装置相比，通过点亮辅助光源可以提高色度。
但是，辅助光源只足够补充周围光线的不足，而不象透射型液晶显示装置的后照光所做的那样发出强光。相应地，如果将具有高色纯度的滤色器(例如用于透射型液晶显示装置的滤色器)用于具备辅助光源的反射型液晶显示装置中，则亮度显著减小。
本发明的反射型液晶显示装置包括互相面对而在其它们之间有液晶层的一对基板、形成在一个基板上的反射电极(reflection electrode)；形成在另一个基板上的透光相向电极(counter electrode)和红、绿、蓝三色的滤色器，其中，在使用D65光源，2°视场的条件下，红色滤色器透射其XYZ在彩色系统色品图中的色品坐标(x，y)满足表达式0．37≤x≤0．43和0．28≤y≤0．32的光。
在本发明的一个实施例中，在使用D65光源，2°视场的条件下，在由滤色器中的附加混色得到的白色在XYZ彩色系统的色品图中的色品坐标(x，y)满足表达式0．28≤x≤0．31和0．29≤y≤0．33。
在本发明的另一个实施例中，在使用D65光源，2°视场的条件下，绿色滤色器透射在XYZ彩色系统色品坐标中的色品坐标(x，y)满足0．29≤x≤0．33和0．37≤y≤0．43的光，而蓝色滤色器透射在XYZ彩色系统色品图中的色品坐标(x，y)满足0．17≤x≤0．22和x+0．04≤y≤x+0．08的光。
或者，本发明的反射型液晶显示装置包括一对互相面对，且它们之间有液晶层的基板；形成在一个基板上的反射电极、形成在另一个基板上的透光相向电极和红、绿、蓝三色的滤色器，其中，在使用D65光源，2°视场的条件下，绿色滤色器透射其在XYZ彩色系统色品图中的色品坐标(x，y)满足表达式0．29≤x≤0．33和0．35≤y≤0．37的光。
在本发明的一个实施例中，在使用D65光源，2°视场的条件下，红色滤色器透射在其XYZ彩色系统色品图中的色品坐标(x，y)满足表达式0．34≤x≤0．37和0．28≤y≤0．32的光。，而蓝色滤色器透射在其XYZ彩色系统色品图中的色品坐标(x，y)满足表达式0．22≤x≤0．27和x+0．04≤y≤x+0．08的光。
在本发明的另一个实施例中，在使用D65光源，2°视场的条件下由在三色的滤色器中的附加混色得到的白色在XYZ彩色系统色品图中的色品坐标(x，y)满足表达式0．28≤x≤0．31和0．29≤y≤0．33。
或者，反射型液晶显示装置包括一对互相面对，且它们之间有液晶层的基板、形成在一个基板上的反射电极、形成在另一个基板上的透光相向电极和红、绿和蓝三色的滤色器；和用于在需要时，将光提供给液晶显示表面的辅助光源，其中，在使用D65光源，2°视场的条件下，红色滤色器透射在其XYZ彩色系统色品图中的色品坐标(x，y)满足表达式0．43≤x≤0．55和0．28≤y≤0．32的光，绿色滤色器透射在其XYZ彩色系统色品图中的色品坐标(x，y)满足表达式0．29≤x≤0．33和0．43≤y≤0．52的光，蓝色滤色器透射在其XYZ彩色系统色品图中的色品坐标(x，y)满足表达式0．13≤x≤0．17和x+0．04≤y≤x+0．08的光。
在本发明的另一个实施例中，在使用D65光源，2°视场的条件下，由在三色的滤色器中的附加混色得到的白色在XYZ彩色系统色品图中的色品坐标(x，y)满足表达式0．28≤x≤0．31和0．29≤y≤0．33。
下面，将描述具有上述结构的本发明的功能。
根据本发明的反射型液晶显示装置包括一对互相面对，且它们之间有液晶层的基板。反射电极形成在一个基板上，而透光相向电极和红、绿、蓝滤色器形成在另一个基板上。在使用D65光源，2°视场的条件下，红色滤色器透射在其XYZ彩色系统色品图中的色品坐标(x，y)满足表达式0．28≤x≤0．31和0．29≤y≤0．33的光。按照这样的设定，可再现没有染色的白色。
可以设定绿色滤色器透射在其XYZ彩色系统色品图中的色品坐标(x，y)满足表达式0．29≤x≤0．33和0．37≤y≤0．43的光，而蓝色滤色器透射在其XYZ彩色系统色品图中的色品坐标(x，y)满足表达式0．17≤≤x0．22和x+0．04≤y≤x+0．08的光，按照这样的设定，防止了绿色和蓝色颜色色彩的变化，并且可以再现具有良好视见度的绿色和蓝色。
特别地，在全色显示中，不会由于红、绿、蓝颜色色彩的变化而失去色彩平衡，这样，可再现所需的颜色。
或者，根据本发明的反射型液晶显示装置包括一对互相面对，且它们之间有液晶层的基板。反射电极形成在一个基板上，而透光相向电极和红、绿、蓝滤色器形成在另一个基板上。在使用D65光源，2°视场的条件下，绿色滤色器透射在其XYZ彩色系统色品图中的色品坐标(x，y)满足表达式0．29≤x≤0．33和0．35≤y≤0．37的光。
通常，和红色和蓝色相比，绿色所包括的具有高发光效率波长范围更大。相应地，不需降低绿色的视见度就可实现适合显示字符和图形的亮显示，其中该绿色和白色的对比度非常差。
可以设定红色滤色器透射在其XYZ彩色系统色品图中的色品坐标(x，y)满足表达式0．34≤x≤0．27和0．28≤y≤0．32的光，而蓝色滤色器透射在其XYZ彩色系统色品图中的色品坐标(x，y)满足表达式0．22≤x≤0．27和x+0．04≤y≤x+0．08的光。按照这样的设定，不需降低由绿色和红色之间的附加混色得到的黄色的视见度，和由绿色和蓝色之间的附加混色得到的蓝绿色的视见度，就可实行显示。
红色和蓝色滤色器可以这样地设定，从由在三色的滤色器的附加混色得到的白色在其XYZ彩色系统色品图中色品坐标(x，y)满足表达式0．28≤x≤0．31和0．29≤y≤0．33。按照这样的设定，可得到没有染色的白色。
或者，根据本发明的反射型液晶显示装置包括一对互相面对，且它们之间有液晶层的基板；形成在一个基板上的反射电极、形成在另一个基板上的透光相向电极和红、绿、蓝三色的滤色器；和用于在需要时将光提供给液晶表面的辅助光源。红色滤色器透射在其XYZ彩色系统色品图中的色品坐标(x，y)满足表达式0．43≤x≤0．55和0．28≤y≤0．32的光，绿色滤色器透射在其XYZ彩色系统色品图中的色品坐标(x，y)满足表达式0．29≤x≤0．33和0．43≤y≤0．52的光，蓝色滤色器透射在其XYZ彩色系统色品图中的色品坐标(x，y)满足表达式0．13≤x≤0．17和x+0．04≤y≤x+0．08的光。
这样，根据本发明的反射型液晶显示装置可以提供和传统的装置相比具有更高色度(色纯度)的鲜明显示。虽然和传统的反射型液晶显示装置相比，亮度多少有些降低，但通过使用辅助光源保证了实际使用中可接受的亮度。
通过选择红、绿和蓝滤色器，从而由在三色的滤色器中的附加混色得到的白色的XYZ彩色系统色品图中的色品坐标(x，y)满足表达式0．28≤x≤0．31和0．29≤y≤0．33，可得到没有染色的白色。
因此，这里描述的本发明使下面的优点成为可能(1)提供一种反射型液晶显示装置，它能够再现明亮的红色，该红色具有良好的视见度并且不导致颜色色彩的变化；(2)提供一种具有高发光效力，反射型液晶显示装置，它能够提供亮显示，而不降低绿色的视见度，其中绿色和白色的对比度非常差；及(3)提供一种反射型液晶显示装置，它能够提供具有高色度的鲜明的显示。
对熟悉本领域的人，在参照附图阅读和知道了下面的详细的描述之后，本发明的这些和其它优点将是显而易见的。
图1是示出用于根据本发明的反射型液晶显示装置的红色滤色器的光谱透射特性(曲线11)和用于传统的反射型液晶显示装置的红色滤色器的透射率光谱特性(曲线12)的图。
图2是示出用于根据本发明的反射型液晶显示装置的一实施例的红色滤色器的色品坐标的图。
图3是示出用于根据本发明的反射型液晶显示装置的一实施例的绿色滤色器的色品坐标的图。
图4是示出用于根据本发明的反射型液晶显示装置的一实施例的蓝色滤色器的色品坐标的图。
图5是示出通过在用于根据本发明的反射型液晶显示装置的实施例的滤色器中的附加混色得到的白色的色品坐标的图。
图6是根据本发明的反射型液晶显示装置的实施例的截面图。
图7是根据本发明的反射型液晶显示装置的实施例的液晶层的电光特性的图。
图8是D65光源的光谱分布图。
图9A和9B分别是说明2°视场和10°视场的图。
图10是示出用于传统透射型液晶显示装置的红色滤色器的光谱透射特性(曲线61)，和用于传统反射型液晶显示装置的红色滤色器的透射率光谱特性(曲线62)的图。
图11是示出用于根据本发明的反射型液晶显示装置的另一实施例的绿色滤色器的色品坐标的图。
图12是示出用于根据本发明的反射型液晶显示装置的一实施例的红色滤色器的色品坐标的图。
图13是示出用于根据本发明的反射型液晶显示装置的一实施例的蓝色滤色器的色品坐标的图。
图14是根据本发明的反射型液晶显示装置的又一实施例的透视图。
图15是示出用于根据本发明的反射型液晶显示装置的一实施例的红色滤色器的色品坐标的图。
图16是示出用于根据本发明的反射型液晶显示装置的一实施例的绿色滤色器的色品坐标的图。
图17是示出用于根据本发明的反射型液晶显示装置的一实施例的蓝色滤色器的色品坐标的图。
下面将参照附图通过举例来描述本发明。
例1图6是根据本发明的例1的反射型液晶显示装置30的截面图。TFT40通过已知技术形成在基板31上。凹形和凸形的有机绝缘薄膜42a和42b也形成在基板31上，并且这样形成反射电极38，从而通过接触孔43与各自的TFT 40电气连接。一层调整薄膜(alignment film)44形成在得到的基板31上面。
滤色器46形成在相向的基板45上。滤色器46包括红、绿、蓝滤色器46a和黑色滤色器46b，其中滤色器46a位于相应于基板31上的反射电极38的位置处，而滤色器46b在不相应于反射电极38的剩下的位置处。在滤色器46的整个表面上形成一层保护薄膜(图中未示出)。由ITO之类的材料制成，并且将厚度为150nm的透明电极47，及随后将一层调整薄膜48形成在保护薄膜上面。
具有上述结构的基板31和相向基板45被结合在一起，从而每个红、绿和蓝色滤色器46a和反射电极38中的一个对准。
液晶层49由例如包含混有4．5％的光活性物质(Merck公司的S811)的黑色颜料的宾主(guest-host)液晶(Merck公司的ZLI-2327)制成。在此例中、使用具有如图7中所示的电光特性的液晶材料制造液晶层49。
希望液晶层49较理想地具有这样的光学特性，它在暗态(dark state)中提供较低反射率，而在亮态提供较高的反射率。特别，当暗态中的反射率是15％或更低时，得到高对比度，使彩色显示具有高色品。当亮态中的反射率是40％或更大时，可以使用三色的滤色器。
虽然在此例中使用宾主液晶，但如果能得到上述暗和亮态中的反射率，也可以使用诸如TN和STN型的需要偏振片的其它类型的液晶。
下面，将描述滤色器46的结构。如上所述，滤色器46包括红、绿、蓝色滤色器46a和黑色滤色器46b，其中滤色器46a形成彩色象素，而滤色器46b形成遮光部分。
图1由曲线11示出用于此例的红色滤色器的透射率光谱特性，由曲线12示出用于传统反射型液晶显示装置的红色滤色器的透射率光谱特性。由图1可见，和传统的红色滤色器的透射率相比，此例中红色滤色器对于在绿光波长范围中的光的透射率受到抑制，而在蓝光波长范围中的光的透射率被升高。在色品坐标(x，y)中，由曲线12表示的透射率光谱特性可表示为(0．392，0．301)。在2°视场，并使用D65光源的条件下，用显微彩色分析仪(由Otsuka电子公司制造)测量滤色器的透射率光谱率。这里作为透射率而给出的值是当假设7059玻璃(Corning公司制造)的透射率光谱率为100％时得到的百分比。
下面将描述上述D65光源和2°视场。
D65光源是一种发出的光与阳光相同的光源，它被用于测量物体的颜色。D65光源有如图8所示的波长分量，并是CIE和ISO中的参考光。2°视场是指如图9A所示，当人眼1°到4°的以视角认出一个目标时得到的视觉。如图9B所示，当人眼大于4°以视角认出目标时得到的视觉被称为10°视场。建立这些视场，使得人对颜色的感觉标准化。
通过将电压施加给相应于红色滤色器的反射电极，检验显示屏的亮度和红色视见度。如图11中的曲线11所示，用于此例的反射型液晶显示装置的红色滤色器的光透射率在绿色光波长范围较低，而在蓝光波长范围较高。这防止了颜色色彩变为橙色，并使红色可以以良好的视见度再现。由于通过增加蓝光波长范围的光的透射率，补偿了绿光波长范围的光的透射率的减少，故防止了总体的光的透射率的减少和由此引起的亮度的降低。由此实现亮显示。
如上所述，为了以良好的视见度得到明亮的红色，红色滤色器应该透射在由图2的斜线所限定的范围中的光，图2是XYZ彩色系统色品图。换句话说，红色滤色器应透射满足0．37≤x≤0．43和0．28≤y≤0．32的光。
如果x低于上述范围，则显示的颜色将变得淡而模糊。相反，如果x超过上述范围，则可以显示鲜艳的红色，但显示变暗。这不适合于反射型液晶显示装置。
如果y在上述范围之外，则失去色调平衡。这不适合于全色显示。特别地，如果y超过上述范围，则颜色色彩变成橙色，并且这种变化被明显地认出，导致视见度的降低。
如果反射时在XYZ彩色系统中三个受激值中的y值在40到65(包括40和65在内)的范围中时，则红色滤色器可以提供足够的亮度。
例2例2的反射型液晶显示装置具有大体上和例1中所述的反射型液晶显示装置相同的结构。在此例中，使用例1中所使用的红色滤色器，绿色和蓝色滤色器的光谱特性这样设置，从而在通过三种颜色中附加混色而得到的白色在其XYZ彩色系统中的色品坐标(x，y)在图5中的斜线所示的范围中，即，满足表达式0．28≤x≤0．31和0．29≤y≤0．33。另外，如果XYZ彩色系统中三个受激值中的y值在50到70(包括50和70在内)的范围中，便可得到足够的亮度。
我们知道，由于用于液晶显示装置的滤色器包括由ITO之类的材料制成的透明导电薄膜、保护薄膜等形成的层，故白色的色彩因这些薄膜的干涉而特别遭受到改变。相应地，虽然XYZ彩色系统中理论的白色点被认为是(0．313，0．329)，但白色应设置在由图5中的斜线所示的范围中，以预先补偿颜色色彩的变化。通过这种方法，当施加给滤色器时可以再现没有染色的良好的白色。
在此例中，绿色滤色器设置得透射在其XYZ彩色系统中的色品坐标(x，y)在图3中斜线所示的范围中的光线，即，满足表达式0．29≤x≤0．33和0．37≤y≤0．43。同样地，蓝色滤色器设置得透射在其XYZ彩色系统中的色品坐标(x，y)在如图4中斜线所示的范围中的光线，即，满足表达式0．17≤x≤0．22和x+0．04≤y≤x+0．08。通过这样的设定，当显示白色，并且整个屏幕被照明时，可再现没有染色的良好的白色。也再现有良好视见度的明亮的绿色和蓝色。
在绿色滤色器中，如果x低于图3中所示的斜线，则颜色色彩变为蓝绿色。如果x超过该范围，则颜色色彩变为微黄的绿色。还有，如果y低于这个范围，显示的颜色彩变得淡而模糊。如果y超过了范围，则显示鲜艳的绿色，但显示变暗。这不适于反射型液晶显示装置。
在蓝色滤色器中，如果x低于图4中所示的斜线的范围，则显示鲜艳的蓝色，但显像变暗。这不适于反射型液晶显示装置。如果x超过该范围，则颜色色彩变为蓝绿色，并且显示彩色变得淡而模糊。还有，如果y低于这个范围，则颜色色彩变为红紫色。如果y超过该范围，则颜色色彩变为蓝绿色。
在绿色滤色器中，如果在反射的在XYZ彩色系统的三个受激值中的y在75到90(包括75和90在内)中，则可以得到足够的亮度。在蓝色滤色器中，如果在反射时在XYZ彩色系统三个受激值中的y值在35到60(包括35和60)中，则可得到足够的亮度。
例3通常，液晶显示装置的颜色再现范围由滤色器的色纯度决定。当色纯度较高时，颜色再现范围变得较大。但是，当色纯度较高时，滤色器的光透射率变得较低，不能实现亮显示。因此，在此例中，在进行红、绿和蓝色滤色器46a的彩色设计时，给显示亮度以优先考虑。此例的反射型液晶显示装置的结构大体上和例1的反射型液晶显示装置的结构相同。
当增加透射率而保持某一色品度在某种程度时，当显示诸如绿色、黄色和蓝绿色之类的包括许多具有发光效应的波长范围的颜色时，它们对白色呈现极差的对比度，因而要认出是最为困难的。由于这个原因，需首先作出绿色滤色器的颜色设计，按着根据绿色滤色器进行红色和蓝色滤色器的颜色设计。
准备三种绿色滤色器Ag、Bg和Cg，作为具有高透射率的滤色器。绿色滤色器Ag、Bg和Cg的色品坐标分别是(0．309，0．366)、(0．310，0．354)和(0．311，0．341)。实际把这些滤色器被施加给反射型液晶显示装置，从而显示绿色。结果，对于绿色滤色器Ag和Bg得到实际可接受的显示。但是，绿色滤色器Cg的对比度太低，以致不能示出显示的可辨认的字母和图形，因此它不适用于显示装置中。
从上文得知，当XYZ彩色系统色品图中色品坐标(x，y，z)的y坐标在0．35≤y≤0．37的范围中时可以得到亮显示，而不降低绿色视见度。如果y坐标超过0．37，则显示的亮度降低。还有，希望绿色滤色器的x坐标在0．29≤x≤0．33的范围中。如果x坐标低于0．29，则颜色色彩变为青蓝色。如果它超过0．33，则颜色色彩变为微黄色。
图11示出适用于绿色滤色器的色品坐标的范围，及上述三个绿色滤色器的色品坐标。
如上所述，当绿色滤色器的色品坐标被最佳化时，红色和蓝色滤色器的色品坐标也能根据绿色滤色器的色品坐标被最佳化。
希望如此进行红色滤色器的颜色设计，从而不会降低由红色和绿色之间的附加混色而得到的黄色的视见度。图12示出根据图11中所示的绿色滤色器的范围而最佳化的红色滤色器的色品坐标的范围。
希望这样进行绿色滤色器的颜色设计，从而由蓝色和绿色之间的附加混色得到的蓝绿色的视见度不会降低。图13示出分别根据图11和12所示的绿色和红色滤色器的范围最佳化的黄色滤色器的色品坐标的范围。
当把上述三种彩色滤色器组合，以实现显示时，如果可能这些颜色的附加混色得到的白色，最好是没有染色的纯白色。为了达到这一点，三种彩色滤色器最好这样地组合，从而在由这些颜色的附加混色得到的白色在其XYZ彩色系统中的色品坐标(x，y)在图5确定的范围中，即，满足表达式0．28≤x≤0．31和0．29≤y≤0．33。
通常，在D65光源下，XYZ彩色系统中的白色点被认为是(0．313，0．329)。但是，我们知道，由于用于液晶显示装置的滤色器包括由诸如ITO之类的材料制成的透明导电薄膜、保护薄膜等形成为层的薄膜，故白色色彩尤其因这些薄膜的干涉而发生变化。相应地，白色应设置在图5中的斜线范围中，以预先地补偿彩色色彩的变化。通过这种方法，当施加给滤色器时，可以再现没有染色的良好的白色。
考虑到上述内容，红色滤色器Ar和Br及蓝色滤色器Ab和Bb分别选在图12和13所示的红色和蓝色滤色器的色品坐标的范围中，从而和上述的绿色滤色器Ag和Bg匹配。制造使用三种彩色滤色器Ar、Ag和Ab的反射型液晶显示装置及使用三种彩色滤色器Br、Bg和Bb的反射型液晶显示装置，并实际地显示字符和图形等等。结果，在两种情况下，得到没有染色的白色，并得到具有实际可接受的视见度亮显示。
红色滤色器Ar和Br的色品坐标分别是(0．368，0．306)和(0．334，0．313)。蓝色滤色器Ab和Bb的色品坐标分别是(0．228，0．284)和(0．252，0．229)。这些色品坐标示于图12和13中。
在此例中，使用D65光源，在2°视场下测量色品坐标。
这样，通过将上述设计出的滤色器用于诸如便携式个人电脑、字处理器和游戏机之类对显示的亮度比色度(色纯度)更优先考虑的反射型液晶显示装置，可以得到非常明亮的显示。
例4在例4中，如图14所示，作为反射型液晶显示装置的辅助光设置前灯100，除此之外它具有大体上和例1相同的结构。如有需要，前灯100将向显示屏101的显示面提供光线，以补充周围光线的亮度，从而即使在周围光线较弱的环境中也可以得到亮显示。相应地，前灯100在有周围光较强的环境中(例如，当照度为5000lx或更大)，不点亮，但是当周围光线较弱的环境中(例如，当照度低于5000lx)它被点亮。
通常，液晶显示装置的亮度由滤色器的色纯度决定。当色纯度较低时，较亮显示是可能的。然而，当色纯度较低时，显示颜色变得不鲜艳。，并且彩色再现变得较低。在此例中，为了解决这个问题，红、绿和蓝色滤色器46a这样地设计，即，即使在周围光线较弱的环境中(照度达不到5000lx)，也能通过点亮辅助光源而保证亮度并改进色度。
准备如表1中所示的五种红色滤色器Ar、Br、Cr、Dr和Er，它们的色纯度做得比用于传统的液晶显示装置的红色滤色器的色纯度更低。在示于表1中的这五种滤色器中，滤色器Ar具有最高的透射率，而滤色器Er具有最高的色度。
表1红色滤色器
上述五种滤色器用于具备如图14所示的辅助光源的反射型液晶显示装置中，并对显示彩色加以评定。结果，对于滤色器Ar、Br、Cr和Dr，即使在周围光线较弱的环境中，通过点亮辅助光源，也可达到足够的亮度。但是，滤色器Er具有暗显示，因而不适于在显示装置中使用。
当使用滤色器Ar、Br、Cr和Dr时，在周围光线较强(照度为5000lx或更高)的环境中(诸如在室外或室内的窗户附近)不需点亮辅助光源即可保证足够的亮度。相应地，由于在有周围光线较强的环境下不需辅助光源，故可以降低功耗。
对于红色滤色器的XYZ彩色系统色品图中的色品坐标(x，y)和显示的亮度之间的关系作了详细检验。结果，发现如下。当x坐标低于0．43时，色度降低，而且得不到鲜艳的显示。相应地，希望红色滤色器的色品坐标(x，y)的x坐标在0．43≤x≤0．55的范围中。
对于红色滤色器的XYZ彩色系统的色品图中色品坐标(x，y)和显示颜色的色彩之间的关系也作了检验，发现如下。当y坐标低于0．28时，显示颜色略带紫色，而当y坐标超过0．32时，它略带黄色。相应地，希望红色滤色器的色品坐标(x，y)的y坐标在0．28≤y≤0．32的范围中。Y，同样地，准备如下面的表2中所示的五种绿色滤色器Ag、Bg、Cg、Dg和Eg。这些滤色器的颜色纯度要比用于传统的透射型液晶显示装置的颜色纯度低。这五种滤色器用于，具备如图14中所示辅助光源的其中反射型液晶显示装置，并且评定显示颜色。结果，对于滤色器Ag、Bg、Cg、Dg和Eg，即使在周围光线较弱的环境中，通过点亮辅助光源也能保证足够的亮度。但是滤色器Eg有暗显示，因而不适用于显示装置。
在如表2中所示的这五种滤色器中，象在红色滤色器的情况中那样，滤色器Ag具有最高的透射率，而滤色器Eg具有最高色度。*b0W表2绿色滤色器
当使用滤色器Ag、Bg、Cg、Dg和Eg时，在有照度为5000lx或更高的周围光线的环境中(例如在户外或户内的窗口附近)，不需照亮辅助光源就可保证足够的亮度。相应地，由于在周围光线较强的环境中不需辅助光源，故可以减小功耗。
对于绿色滤色器的XYZ彩色系统色品图中色品坐标(x，y)和显示的亮度之间的关系作了详细检验。结果，有如下发现。当y坐标超过0．52时显示变暗，这是不适合显示装置的。当y坐标低于0．43时，色度减小而得不到鲜艳的显示。相应地，希望绿色滤色器的色品坐标(x，y)的y坐标在0．43≤y≤0．52的范围中。
还对绿色滤色器的XYZ彩色系统色品图中色品坐标(x，y)和显示颜色的色彩之间的关系作了检验，发现下面的结果。当x坐标低于0．29时，显示颜色变得带有蓝色，而当x坐标超过0．33时，它变得微带黄色。相应地，希望蓝色滤色器的色品坐标(x，y)中的x坐标在0．29≤x≤0．33的范围中。
同样地，准备五种蓝色滤色器Ab、Bb、Cb、Db和Eb(如下面的表3所示)。这些滤色器的色纯度要低于用于传统透射型液晶显示装置的彩色纯度。这五种滤色器用于具备如图14中所示的辅助光源的反射型液晶显示装置，并评定显示颜色。结果，对于滤色器Ab、Bb、Cb和Db，即使在周围光线较弱的环境中，通过点亮辅助光源也可保证足够的亮度。但是，滤色器Eb有暗显像，因而不适用于显示装置中。
在表3所示的这五种滤色器中，和红色滤色器的情况一样，滤色器Ab有最高透射率，而滤色器Eb有最高色度。
表3蓝色滤色器
当使用Ab、Bb、Cb和Db时，在具有照度为5000lx或更高的周围光线的环境中，(例如在户外或户内的窗口附近)，不需点亮辅助光源就可保证足够的亮度。相应地，由于在周围光线较强的环境中不需辅助光源，故可以减小功耗。
下面将对于蓝色滤色器的XYZ彩色系统色品图中色品坐标(x，y)和显示的亮度之间的关系作了详细检验。结果，有如下发现。当x坐标低于0．13时，显示变暗，这不适合于显示装置。当x超过0．17时，色度减小，这就不能得到鲜艳的显示。相应地，希望蓝色滤色器的色品坐标(x，y)的x坐标在0．13≤x≤0．17的范围中。
还对于蓝色滤色器的XYZ彩色系统色品图中色品坐标(x，y)和显示颜色的色彩之间的关系作了检验，发现下面的结果。当y＜x+0．04时显示变得略带紫色，而当y＞x+0．08时，它变得微带黄色。相应地，希望蓝色滤色器的色品坐标(x，y)中的y坐标在0．04≤y≤x+0．08的范围中。
图15示出上述红色滤色器想要的色品坐标的范围，及滤色器Ar、Br、Cr、Dr和Er的色品坐标。图16示出上述绿色滤色器想要的的色品坐标的范围，及滤色器Ag、Bg、Cg、Dg和Eg的色品坐标。图17示出上述蓝色滤色器想要的色品坐标的范围，及滤色器Ab、Bb、Cb、Db和Eb的色品坐标。
当把上述三种颜色的滤色器加以组合以完成显示时，如果可能，由这些颜色的附加混色得到的白色最好是没有染色的纯白色。为了达到这个目的，上述三种彩色滤色器最好如此组合，从而由这三种颜色的附加混色得到的白色在其XYZ彩色系统中的色品坐标(x，y)处在图5所限定的范围中，即，满足表达式0．28≤x≤0．31和0．29≤y≤0．33。
通常，在D65光源下，在XYZ彩色系统中理论白色点被认为是(0．313，0．329)。但是，又知道，由于用于液晶显示装置的滤色器包括由ITO之类的材料制成的透明导电薄膜、保护薄膜等等形成为层的薄膜，故白色色彩尤其由于这些薄膜的干涉而受到变化。相应地，白色点应设在图5中的斜线的范围中，以预先补偿颜色色彩的变化。按照这种方式，当施加给滤色器时可以再现没有染色的良好的白色。
制造使用具有在图15、16和17中所示的各自的范围中的色品坐标的红、绿和蓝色滤色器Ar、Ag和Ag的反射型液晶显示装置，从而由这些彩色的附加混色得到的白色在图5所示的范围中。在周围光线较弱的环境中点燃辅助光源，得到的反射型液晶显示装置的显示，结果，得到没有染色的白色，从而实现了高色度的鲜艳显示。还在周围光线较强环境下不点亮辅助光源而检测反射型液晶显示装置的显示。结果，和在上述情况下一样，得到没有染色的白色，从而实现高色度的鲜艳显示。
同样地，使用滤色器Br、Bg和Bb的组合，滤色器Cr、Cg和Cb的组合，还有滤色器Dr、Dg和Db的组来制造合反射型液晶显示装置。对所得到的装置的显示作评定。得到的结果和组合滤色器Ar、Ag和Ab时得到的结果一样。
在上述例子中，使用D65光源，在2°视场下作上述色品坐标的测量。
这样，通过使用如上设计的滤色器，可得到能提供具有高色度的鲜艳显示的反射型液晶显示装置。
在不背离本发明的范围和主旨的条件下进行的各种其它的修改，对于熟悉本领域的人而言是显而易见的也是容易做到的。相应地，这里不打算将所附的权利要求的范围限于上面的描述，而要对权利要求作概括的解释。
权利要求
1．一种反射型液晶显示装置，包括一对互相面对，且中间有液晶层的基板；形成在其中一个所述基板上的反射电极，形成在另一个所述基板上的透光相向电极和红、绿及蓝三色滤色器，其特征在于在使用D65光源，2°视场的条件下，所述红色滤色器透射在其XYZ彩色系统色品图中色品坐标(x，y)满足表达式0．37≤x≤0．43和0．28≤y≤0．32的光。
2．如权利要求1所述的反射型液晶显示装置，其特征在于在使用D65光源，2°视场的条件下，由滤色器的附加混色得到的白色在其XYZ彩色系统色品坐标中的色品坐标(x，y)满足表达式0．28≤x≤0．31和0．29≤y≤0．33。
3．如权利要求1所示的反射型液晶显示装置，其特征在于在使用D65光源，2°视场的条件下，所述绿色滤色器透射在其XYZ彩色系统色品坐标中的(x，y)的色品坐标满足表达式0．29≤x≤0．33和0．37≤y≤0．43的光，而所述蓝色滤色器透射在其XYZ彩色系统色品图中色品坐标(x，y)满足表达式0．17≤x≤0．22和x+0．04≤y≤x+0．08的光。
4．一种反射型液晶显示装置，包括一对互相面对，且它们之间有液晶层的基板，形成在一个基板上的反射电极；形成在另一个基板上的透光相向电极和红、绿、蓝色三色滤色器，其特征在于在使用D65光源，2°视场的条件下，所述绿色滤波器透射在其XYZ彩色系统色品坐标中的色品坐标(x，y)，满足表达式0．29≤x≤0．33和0．35≤y≤0．37的光。
5．如权利要求4所述的反射型液晶显示装置，其特征在于使用D65光源，2°视场的条件下，所述红色滤色器透射在其XYZ彩色系统色品图中的色品坐标(x，y)满足表达式0．34≤x≤0．37和0．28≤y≤0．32的光，所述蓝色滤色器透射在其XYZ彩色系统色品图中的色品坐标(x，y)满足表达式0．22≤x≤0．27和x+0．04≤y≤x+0．08的光。
6．如权利要求4所述反射型液晶显示装置，其特征在于在使用D65光源，2°视场的条件下，由三色滤色器的附加混色得到的白色在其XYZ彩色系统色品坐标中的色品坐标(x，y)满足表达式0．28≤x≤0．31和0．29≤y≤0．33。
7．一种反射型液晶显示装置，包括有一对互相面对，且它们之间有液晶层的基板；形成在所述一个基板上的反射电极；形成在所述另一个基板上的透光射相向电极和红、绿、蓝色三色滤色器；和用于在需要时将光提供给液晶平面的显示表面的辅助光源，其特征在于在使用D65光源，2°视场的条件下，所述红色滤色器透射在其XYZ彩色系统色品图中色品坐标(x，y)满足表达式0．43≤x≤0．55和0．28≤y≤0．32的光，所述绿色滤色器透射在其XYZ彩色系统色品图中色品坐标(x，y)满足表达式0．29≤x≤0．33和0．43≤y≤0．52的光，所述蓝色滤色器透射在其XYZ彩色系统色品图中色品坐标(x，y)满足表达式0．13≤x≤0．17和x+0．04≤y≤x+0．08的光。
8．如权利要求7所述的反射型液晶显示装置，其特征在于在使用D65光源，2°视场的条件下，由所述三色滤色器中的附加混色得到的白色在其XYZ彩色系统色品坐标中的色品坐标(x，y)满足表达式0．28≤x≤0．31和0．29≤y≤0．33。
全文摘要
本发明的反射型液晶显示装置包括一对互相面对,且它们之间有液晶层的基板;形成在所述一个基板上的反射电极、形成在所述另一个基板上的透光相向电极和红、绿和蓝色三色滤色器,其中,在使用D
文档编号G02F1/1335GK1206121SQ98109890
公开日1999年1月27日 申请日期1998年6月8日 优先权日1997年6月6日
发明者中村浩三 申请人:夏普株式会社