專利名稱：反射型液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種小尺寸的低功耗反射型液晶顯示裝置。本發(fā)明尤其涉及一種能夠提供色彩鮮艷的顯示的反射型液晶顯示裝置以及一種具備輔助照明系統(tǒng)的反射型液晶顯示裝置。
傳統(tǒng)地，液晶顯示裝置已經(jīng)用作信息終端的顯示器。這樣的液晶顯示裝置被分為兩種能通過將后照光用作光源而提供明亮的顯示的透射型液晶顯示裝置；及通過反射周圍的光線而不需使用后照光作為光源來提供顯示的反射型液晶顯示裝置。
雖然實現(xiàn)亮顯示，但由于包括后照光透射型液晶顯示裝置較重，且消耗大量的功率。相比之下，不需后照光的反射型液晶顯示裝置重量輕，且只消耗少量的功率。有了這樣的優(yōu)點，當(dāng)用作便攜式信息終端顯示器時，反射型液晶顯示裝置尤其有用。
傳統(tǒng)地，作為反射型液晶顯示裝置，以扭曲向列相(TN)模式、超扭曲向列相(STN)模式等等模式提供單色顯示的裝置已經(jīng)投入實際應(yīng)用。為了實現(xiàn)彩色顯示，已經(jīng)開發(fā)出對每個象素提供RGB彩色微濾色器的反射型液晶顯示裝置。
不但可以通過使用濾色器，還可以通過利用由液晶的雙折射效應(yīng)引起的光的干涉、或通過利用多層薄膜之間的多重干涉得到彩色反射型液晶顯示裝置。但是，在前一種利用光干涉的方法中，由于延遲根據(jù)溫度和視角而變化，故顏色色彩本身可能變化。在這種情況下，即使是黑白顯示也很困難。后一種利用多重干涉的方法在成本和生產(chǎn)效率上和使用濾色器的方法相比是不利的。
通常，在具備濾色器的反射型液晶顯示裝置中，周圍的光線穿過濾色器兩次。當(dāng)用于透射型液晶顯示裝置的相同的濾色器用于反射型液晶顯示裝置中時，光的透射率極大地減小，這導(dǎo)致暗顯示。為了避免這個問題，應(yīng)將光透射率高的濾色器用于反射型液晶顯示裝置。
作為一個具體的例子，

圖10分別以曲線61和62示出用于透射型和反射型液晶顯示裝置的紅色濾色器的波長對透射率的特性。
如從圖10看出的，雖然用于透射型液晶顯示裝置的紅色濾色器有效地吸收580nm或更短的波長范圍中的光，但用于反射型液晶顯示裝置的紅色濾色器具有高于透射型液晶顯示裝置的透射率對于在580nm或更短的波長范圍中的光。
在這樣的用于反射型液晶顯示裝置的傳統(tǒng)濾色器中，為了保證亮度，只增加在580nm或更短的波長范圍中的濾色器的光的透射率。實際上，增加光的透射率導(dǎo)致顏色色彩的微小變化。這個彩色色彩的變化發(fā)生在紅、綠和藍色濾色器中的任何一種中紅色朝橙色變化，綠色朝微帶黃色的綠色變化，而藍色朝藍綠色變化。由紅色、綠色和藍色中的附加混色得到的白色顯示也變?yōu)辄S色或帶藍色的顯示。紅色朝橙色的變化特別地減小了視見度。
在全色顯示中，當(dāng)紅色、綠色和藍色的顏色色彩變化時，失去色平衡。因此，不能再現(xiàn)想要的顯示顏色，導(dǎo)致降低了顯示質(zhì)量。
下面將以紅色濾色器為例，描述顏色色彩變化的原因。
在具有圖10中的曲線62表示的特性的紅色濾色器中，為了增加光透射率，綠光波長范圍(大約540nm)中和藍光波長范圍(大約450nm)中光的透射率已大體同等地增加了。因此，顏色色彩稍稍向綠色和藍色移動。朝藍色的移動幾乎不引起問題。但是，朝綠色的移動使紅色被認為是略帶黃色的紅色。結(jié)果，認出朝橙色移動的顏色色彩。
尤其在紅色和白色中認出上述的顏色色彩的變化。
另一個問題是，當(dāng)濾色器的光透射率較高時，色純度變低，導(dǎo)致整體的淡顯示和由此引起較低的色度。相應(yīng)地，濾色器的光透射率必需考慮色純度而加以選擇。
有時認為顯示亮度在主要用于顯示字符和圖形的反射型液晶顯示裝置，(諸如便攜式個人電腦、字處理器、游戲機等等)中，比在用于顯示自然圖像的裝置中更重要。在這種情況下，亮度和色品(彩色純度)的最佳化不同于對用于顯示自然圖像的裝置所作的最佳化。即，在這種情況下，想要在即使色度降低到顯示顏色幾乎不能認出的程度時仍可得到較亮的顯示。
近年來，已經(jīng)開發(fā)一種新型的反射型液晶顯示裝置，這種裝置在有周圍光線的環(huán)境中(如戶外和戶內(nèi)的窗戶附近)起正常的反射型液晶顯示裝置的作用，而在周圍光量降低的環(huán)境中使用輔助光源以補充周圍光線的降低的亮度。在這種反射型液晶顯示裝置中，和傳統(tǒng)的反射型液晶顯示裝置相比，通過點亮輔助光源可以提高色度。
但是，輔助光源只足夠補充周圍光線的不足，而不象透射型液晶顯示裝置的后照光所做的那樣發(fā)出強光。相應(yīng)地，如果將具有高色純度的濾色器(例如用于透射型液晶顯示裝置的濾色器)用于具備輔助光源的反射型液晶顯示裝置中，則亮度顯著減小。
本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置包括互相面對而在其它們之間有液晶層的一對基板、形成在一個基板上的反射電極(reflection electrode)；形成在另一個基板上的透光相向電極(counter electrode)和紅、綠、藍三色的濾色器，其中，在使用D65光源，2°視場的條件下，紅色濾色器透射其XYZ在彩色系統(tǒng)色品圖中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．37≤x≤0．43和0．28≤y≤0．32的光。
在本發(fā)明的一個實施例中，在使用D65光源，2°視場的條件下，在由濾色器中的附加混色得到的白色在XYZ彩色系統(tǒng)的色品圖中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．28≤x≤0．31和0．29≤y≤0．33。
在本發(fā)明的另一個實施例中，在使用D65光源，2°視場的條件下，綠色濾色器透射在XYZ彩色系統(tǒng)色品坐標(biāo)中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足0．29≤x≤0．33和0．37≤y≤0．43的光，而藍色濾色器透射在XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足0．17≤x≤0．22和x+0．04≤y≤x+0．08的光。
或者，本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置包括一對互相面對，且它們之間有液晶層的基板；形成在一個基板上的反射電極、形成在另一個基板上的透光相向電極和紅、綠、藍三色的濾色器，其中，在使用D65光源，2°視場的條件下，綠色濾色器透射其在XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．29≤x≤0．33和0．35≤y≤0．37的光。
在本發(fā)明的一個實施例中，在使用D65光源，2°視場的條件下，紅色濾色器透射在其XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．34≤x≤0．37和0．28≤y≤0．32的光。，而藍色濾色器透射在其XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．22≤x≤0．27和x+0．04≤y≤x+0．08的光。
在本發(fā)明的另一個實施例中，在使用D65光源，2°視場的條件下由在三色的濾色器中的附加混色得到的白色在XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．28≤x≤0．31和0．29≤y≤0．33。
或者，反射型液晶顯示裝置包括一對互相面對，且它們之間有液晶層的基板、形成在一個基板上的反射電極、形成在另一個基板上的透光相向電極和紅、綠和藍三色的濾色器；和用于在需要時，將光提供給液晶顯示表面的輔助光源，其中，在使用D65光源，2°視場的條件下，紅色濾色器透射在其XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．43≤x≤0．55和0．28≤y≤0．32的光，綠色濾色器透射在其XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．29≤x≤0．33和0．43≤y≤0．52的光，藍色濾色器透射在其XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．13≤x≤0．17和x+0．04≤y≤x+0．08的光。
在本發(fā)明的另一個實施例中，在使用D65光源，2°視場的條件下，由在三色的濾色器中的附加混色得到的白色在XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．28≤x≤0．31和0．29≤y≤0．33。
下面，將描述具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的功能。
根據(jù)本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置包括一對互相面對，且它們之間有液晶層的基板。反射電極形成在一個基板上，而透光相向電極和紅、綠、藍濾色器形成在另一個基板上。在使用D65光源，2°視場的條件下，紅色濾色器透射在其XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．28≤x≤0．31和0．29≤y≤0．33的光。按照這樣的設(shè)定，可再現(xiàn)沒有染色的白色。
可以設(shè)定綠色濾色器透射在其XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．29≤x≤0．33和0．37≤y≤0．43的光，而藍色濾色器透射在其XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．17≤≤x0．22和x+0．04≤y≤x+0．08的光，按照這樣的設(shè)定，防止了綠色和藍色顏色色彩的變化，并且可以再現(xiàn)具有良好視見度的綠色和藍色。
特別地，在全色顯示中，不會由于紅、綠、藍顏色色彩的變化而失去色彩平衡，這樣，可再現(xiàn)所需的顏色。
或者，根據(jù)本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置包括一對互相面對，且它們之間有液晶層的基板。反射電極形成在一個基板上，而透光相向電極和紅、綠、藍濾色器形成在另一個基板上。在使用D65光源，2°視場的條件下，綠色濾色器透射在其XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．29≤x≤0．33和0．35≤y≤0．37的光。
通常，和紅色和藍色相比，綠色所包括的具有高發(fā)光效率波長范圍更大。相應(yīng)地，不需降低綠色的視見度就可實現(xiàn)適合顯示字符和圖形的亮顯示，其中該綠色和白色的對比度非常差。
可以設(shè)定紅色濾色器透射在其XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．34≤x≤0．27和0．28≤y≤0．32的光，而藍色濾色器透射在其XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．22≤x≤0．27和x+0．04≤y≤x+0．08的光。按照這樣的設(shè)定，不需降低由綠色和紅色之間的附加混色得到的黃色的視見度，和由綠色和藍色之間的附加混色得到的藍綠色的視見度，就可實行顯示。
紅色和藍色濾色器可以這樣地設(shè)定，從由在三色的濾色器的附加混色得到的白色在其XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．28≤x≤0．31和0．29≤y≤0．33。按照這樣的設(shè)定，可得到?jīng)]有染色的白色。
或者，根據(jù)本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置包括一對互相面對，且它們之間有液晶層的基板；形成在一個基板上的反射電極、形成在另一個基板上的透光相向電極和紅、綠、藍三色的濾色器；和用于在需要時將光提供給液晶表面的輔助光源。紅色濾色器透射在其XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．43≤x≤0．55和0．28≤y≤0．32的光，綠色濾色器透射在其XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．29≤x≤0．33和0．43≤y≤0．52的光，藍色濾色器透射在其XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．13≤x≤0．17和x+0．04≤y≤x+0．08的光。
這樣，根據(jù)本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置可以提供和傳統(tǒng)的裝置相比具有更高色度(色純度)的鮮明顯示。雖然和傳統(tǒng)的反射型液晶顯示裝置相比，亮度多少有些降低，但通過使用輔助光源保證了實際使用中可接受的亮度。
通過選擇紅、綠和藍濾色器，從而由在三色的濾色器中的附加混色得到的白色的XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．28≤x≤0．31和0．29≤y≤0．33，可得到?jīng)]有染色的白色。
因此，這里描述的本發(fā)明使下面的優(yōu)點成為可能(1)提供一種反射型液晶顯示裝置，它能夠再現(xiàn)明亮的紅色，該紅色具有良好的視見度并且不導(dǎo)致顏色色彩的變化；(2)提供一種具有高發(fā)光效力，反射型液晶顯示裝置，它能夠提供亮顯示，而不降低綠色的視見度，其中綠色和白色的對比度非常差；及(3)提供一種反射型液晶顯示裝置，它能夠提供具有高色度的鮮明的顯示。
對熟悉本領(lǐng)域的人，在參照附圖閱讀和知道了下面的詳細的描述之后，本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點將是顯而易見的。
圖1是示出用于根據(jù)本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置的紅色濾色器的光譜透射特性(曲線11)和用于傳統(tǒng)的反射型液晶顯示裝置的紅色濾色器的透射率光譜特性(曲線12)的圖。
圖2是示出用于根據(jù)本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置的一實施例的紅色濾色器的色品坐標(biāo)的圖。
圖3是示出用于根據(jù)本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置的一實施例的綠色濾色器的色品坐標(biāo)的圖。
圖4是示出用于根據(jù)本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置的一實施例的藍色濾色器的色品坐標(biāo)的圖。
圖5是示出通過在用于根據(jù)本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置的實施例的濾色器中的附加混色得到的白色的色品坐標(biāo)的圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置的實施例的截面圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置的實施例的液晶層的電光特性的圖。
圖8是D65光源的光譜分布圖。
圖9A和9B分別是說明2°視場和10°視場的圖。
圖10是示出用于傳統(tǒng)透射型液晶顯示裝置的紅色濾色器的光譜透射特性(曲線61)，和用于傳統(tǒng)反射型液晶顯示裝置的紅色濾色器的透射率光譜特性(曲線62)的圖。
圖11是示出用于根據(jù)本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置的另一實施例的綠色濾色器的色品坐標(biāo)的圖。
圖12是示出用于根據(jù)本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置的一實施例的紅色濾色器的色品坐標(biāo)的圖。
圖13是示出用于根據(jù)本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置的一實施例的藍色濾色器的色品坐標(biāo)的圖。
圖14是根據(jù)本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置的又一實施例的透視圖。
圖15是示出用于根據(jù)本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置的一實施例的紅色濾色器的色品坐標(biāo)的圖。
圖16是示出用于根據(jù)本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置的一實施例的綠色濾色器的色品坐標(biāo)的圖。
圖17是示出用于根據(jù)本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置的一實施例的藍色濾色器的色品坐標(biāo)的圖。
下面將參照附圖通過舉例來描述本發(fā)明。
例1圖6是根據(jù)本發(fā)明的例1的反射型液晶顯示裝置30的截面圖。TFT40通過已知技術(shù)形成在基板31上。凹形和凸形的有機絕緣薄膜42a和42b也形成在基板31上，并且這樣形成反射電極38，從而通過接觸孔43與各自的TFT 40電氣連接。一層調(diào)整薄膜(alignment film)44形成在得到的基板31上面。
濾色器46形成在相向的基板45上。濾色器46包括紅、綠、藍濾色器46a和黑色濾色器46b，其中濾色器46a位于相應(yīng)于基板31上的反射電極38的位置處，而濾色器46b在不相應(yīng)于反射電極38的剩下的位置處。在濾色器46的整個表面上形成一層保護薄膜(圖中未示出)。由ITO之類的材料制成，并且將厚度為150nm的透明電極47，及隨后將一層調(diào)整薄膜48形成在保護薄膜上面。
具有上述結(jié)構(gòu)的基板31和相向基板45被結(jié)合在一起，從而每個紅、綠和藍色濾色器46a和反射電極38中的一個對準(zhǔn)。
液晶層49由例如包含混有4．5％的光活性物質(zhì)(Merck公司的S811)的黑色顏料的賓主(guest-host)液晶(Merck公司的ZLI-2327)制成。在此例中、使用具有如圖7中所示的電光特性的液晶材料制造液晶層49。
希望液晶層49較理想地具有這樣的光學(xué)特性，它在暗態(tài)(dark state)中提供較低反射率，而在亮態(tài)提供較高的反射率。特別，當(dāng)暗態(tài)中的反射率是15％或更低時，得到高對比度，使彩色顯示具有高色品。當(dāng)亮態(tài)中的反射率是40％或更大時，可以使用三色的濾色器。
雖然在此例中使用賓主液晶，但如果能得到上述暗和亮態(tài)中的反射率，也可以使用諸如TN和STN型的需要偏振片的其它類型的液晶。
下面，將描述濾色器46的結(jié)構(gòu)。如上所述，濾色器46包括紅、綠、藍色濾色器46a和黑色濾色器46b，其中濾色器46a形成彩色象素，而濾色器46b形成遮光部分。
圖1由曲線11示出用于此例的紅色濾色器的透射率光譜特性，由曲線12示出用于傳統(tǒng)反射型液晶顯示裝置的紅色濾色器的透射率光譜特性。由圖1可見，和傳統(tǒng)的紅色濾色器的透射率相比，此例中紅色濾色器對于在綠光波長范圍中的光的透射率受到抑制，而在藍光波長范圍中的光的透射率被升高。在色品坐標(biāo)(x，y)中，由曲線12表示的透射率光譜特性可表示為(0．392，0．301)。在2°視場，并使用D65光源的條件下，用顯微彩色分析儀(由Otsuka電子公司制造)測量濾色器的透射率光譜率。這里作為透射率而給出的值是當(dāng)假設(shè)7059玻璃(Corning公司制造)的透射率光譜率為100％時得到的百分比。
下面將描述上述D65光源和2°視場。
D65光源是一種發(fā)出的光與陽光相同的光源，它被用于測量物體的顏色。D65光源有如圖8所示的波長分量，并是CIE和ISO中的參考光。2°視場是指如圖9A所示，當(dāng)人眼1°到4°的以視角認出一個目標(biāo)時得到的視覺。如圖9B所示，當(dāng)人眼大于4°以視角認出目標(biāo)時得到的視覺被稱為10°視場。建立這些視場，使得人對顏色的感覺標(biāo)準(zhǔn)化。
通過將電壓施加給相應(yīng)于紅色濾色器的反射電極，檢驗顯示屏的亮度和紅色視見度。如圖11中的曲線11所示，用于此例的反射型液晶顯示裝置的紅色濾色器的光透射率在綠色光波長范圍較低，而在藍光波長范圍較高。這防止了顏色色彩變?yōu)槌壬?，并使紅色可以以良好的視見度再現(xiàn)。由于通過增加藍光波長范圍的光的透射率，補償了綠光波長范圍的光的透射率的減少，故防止了總體的光的透射率的減少和由此引起的亮度的降低。由此實現(xiàn)亮顯示。
如上所述，為了以良好的視見度得到明亮的紅色，紅色濾色器應(yīng)該透射在由圖2的斜線所限定的范圍中的光，圖2是XYZ彩色系統(tǒng)色品圖。換句話說，紅色濾色器應(yīng)透射滿足0．37≤x≤0．43和0．28≤y≤0．32的光。
如果x低于上述范圍，則顯示的顏色將變得淡而模糊。相反，如果x超過上述范圍，則可以顯示鮮艷的紅色，但顯示變暗。這不適合于反射型液晶顯示裝置。
如果y在上述范圍之外，則失去色調(diào)平衡。這不適合于全色顯示。特別地，如果y超過上述范圍，則顏色色彩變成橙色，并且這種變化被明顯地認出，導(dǎo)致視見度的降低。
如果反射時在XYZ彩色系統(tǒng)中三個受激值中的y值在40到65(包括40和65在內(nèi))的范圍中時，則紅色濾色器可以提供足夠的亮度。
例2例2的反射型液晶顯示裝置具有大體上和例1中所述的反射型液晶顯示裝置相同的結(jié)構(gòu)。在此例中，使用例1中所使用的紅色濾色器，綠色和藍色濾色器的光譜特性這樣設(shè)置，從而在通過三種顏色中附加混色而得到的白色在其XYZ彩色系統(tǒng)中的色品坐標(biāo)(x，y)在圖5中的斜線所示的范圍中，即，滿足表達式0．28≤x≤0．31和0．29≤y≤0．33。另外，如果XYZ彩色系統(tǒng)中三個受激值中的y值在50到70(包括50和70在內(nèi))的范圍中，便可得到足夠的亮度。
我們知道，由于用于液晶顯示裝置的濾色器包括由ITO之類的材料制成的透明導(dǎo)電薄膜、保護薄膜等形成的層，故白色的色彩因這些薄膜的干涉而特別遭受到改變。相應(yīng)地，雖然XYZ彩色系統(tǒng)中理論的白色點被認為是(0．313，0．329)，但白色應(yīng)設(shè)置在由圖5中的斜線所示的范圍中，以預(yù)先補償顏色色彩的變化。通過這種方法，當(dāng)施加給濾色器時可以再現(xiàn)沒有染色的良好的白色。
在此例中，綠色濾色器設(shè)置得透射在其XYZ彩色系統(tǒng)中的色品坐標(biāo)(x，y)在圖3中斜線所示的范圍中的光線，即，滿足表達式0．29≤x≤0．33和0．37≤y≤0．43。同樣地，藍色濾色器設(shè)置得透射在其XYZ彩色系統(tǒng)中的色品坐標(biāo)(x，y)在如圖4中斜線所示的范圍中的光線，即，滿足表達式0．17≤x≤0．22和x+0．04≤y≤x+0．08。通過這樣的設(shè)定，當(dāng)顯示白色，并且整個屏幕被照明時，可再現(xiàn)沒有染色的良好的白色。也再現(xiàn)有良好視見度的明亮的綠色和藍色。
在綠色濾色器中，如果x低于圖3中所示的斜線，則顏色色彩變?yōu)樗{綠色。如果x超過該范圍，則顏色色彩變?yōu)槲ⅫS的綠色。還有，如果y低于這個范圍，顯示的顏色彩變得淡而模糊。如果y超過了范圍，則顯示鮮艷的綠色，但顯示變暗。這不適于反射型液晶顯示裝置。
在藍色濾色器中，如果x低于圖4中所示的斜線的范圍，則顯示鮮艷的藍色，但顯像變暗。這不適于反射型液晶顯示裝置。如果x超過該范圍，則顏色色彩變?yōu)樗{綠色，并且顯示彩色變得淡而模糊。還有，如果y低于這個范圍，則顏色色彩變?yōu)榧t紫色。如果y超過該范圍，則顏色色彩變?yōu)樗{綠色。
在綠色濾色器中，如果在反射的在XYZ彩色系統(tǒng)的三個受激值中的y在75到90(包括75和90在內(nèi))中，則可以得到足夠的亮度。在藍色濾色器中，如果在反射時在XYZ彩色系統(tǒng)三個受激值中的y值在35到60(包括35和60)中，則可得到足夠的亮度。
例3通常，液晶顯示裝置的顏色再現(xiàn)范圍由濾色器的色純度決定。當(dāng)色純度較高時，顏色再現(xiàn)范圍變得較大。但是，當(dāng)色純度較高時，濾色器的光透射率變得較低，不能實現(xiàn)亮顯示。因此，在此例中，在進行紅、綠和藍色濾色器46a的彩色設(shè)計時，給顯示亮度以優(yōu)先考慮。此例的反射型液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)大體上和例1的反射型液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)相同。
當(dāng)增加透射率而保持某一色品度在某種程度時，當(dāng)顯示諸如綠色、黃色和藍綠色之類的包括許多具有發(fā)光效應(yīng)的波長范圍的顏色時，它們對白色呈現(xiàn)極差的對比度，因而要認出是最為困難的。由于這個原因，需首先作出綠色濾色器的顏色設(shè)計，按著根據(jù)綠色濾色器進行紅色和藍色濾色器的顏色設(shè)計。
準(zhǔn)備三種綠色濾色器Ag、Bg和Cg，作為具有高透射率的濾色器。綠色濾色器Ag、Bg和Cg的色品坐標(biāo)分別是(0．309，0．366)、(0．310，0．354)和(0．311，0．341)。實際把這些濾色器被施加給反射型液晶顯示裝置，從而顯示綠色。結(jié)果，對于綠色濾色器Ag和Bg得到實際可接受的顯示。但是，綠色濾色器Cg的對比度太低，以致不能示出顯示的可辨認的字母和圖形，因此它不適用于顯示裝置中。
從上文得知，當(dāng)XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中色品坐標(biāo)(x，y，z)的y坐標(biāo)在0．35≤y≤0．37的范圍中時可以得到亮顯示，而不降低綠色視見度。如果y坐標(biāo)超過0．37，則顯示的亮度降低。還有，希望綠色濾色器的x坐標(biāo)在0．29≤x≤0．33的范圍中。如果x坐標(biāo)低于0．29，則顏色色彩變?yōu)榍嗨{色。如果它超過0．33，則顏色色彩變?yōu)槲ⅫS色。
圖11示出適用于綠色濾色器的色品坐標(biāo)的范圍，及上述三個綠色濾色器的色品坐標(biāo)。
如上所述，當(dāng)綠色濾色器的色品坐標(biāo)被最佳化時，紅色和藍色濾色器的色品坐標(biāo)也能根據(jù)綠色濾色器的色品坐標(biāo)被最佳化。
希望如此進行紅色濾色器的顏色設(shè)計，從而不會降低由紅色和綠色之間的附加混色而得到的黃色的視見度。圖12示出根據(jù)圖11中所示的綠色濾色器的范圍而最佳化的紅色濾色器的色品坐標(biāo)的范圍。
希望這樣進行綠色濾色器的顏色設(shè)計，從而由藍色和綠色之間的附加混色得到的藍綠色的視見度不會降低。圖13示出分別根據(jù)圖11和12所示的綠色和紅色濾色器的范圍最佳化的黃色濾色器的色品坐標(biāo)的范圍。
當(dāng)把上述三種彩色濾色器組合，以實現(xiàn)顯示時，如果可能這些顏色的附加混色得到的白色，最好是沒有染色的純白色。為了達到這一點，三種彩色濾色器最好這樣地組合，從而在由這些顏色的附加混色得到的白色在其XYZ彩色系統(tǒng)中的色品坐標(biāo)(x，y)在圖5確定的范圍中，即，滿足表達式0．28≤x≤0．31和0．29≤y≤0．33。
通常，在D65光源下，XYZ彩色系統(tǒng)中的白色點被認為是(0．313，0．329)。但是，我們知道，由于用于液晶顯示裝置的濾色器包括由諸如ITO之類的材料制成的透明導(dǎo)電薄膜、保護薄膜等形成為層的薄膜，故白色色彩尤其因這些薄膜的干涉而發(fā)生變化。相應(yīng)地，白色應(yīng)設(shè)置在圖5中的斜線范圍中，以預(yù)先地補償彩色色彩的變化。通過這種方法，當(dāng)施加給濾色器時，可以再現(xiàn)沒有染色的良好的白色。
考慮到上述內(nèi)容，紅色濾色器Ar和Br及藍色濾色器Ab和Bb分別選在圖12和13所示的紅色和藍色濾色器的色品坐標(biāo)的范圍中，從而和上述的綠色濾色器Ag和Bg匹配。制造使用三種彩色濾色器Ar、Ag和Ab的反射型液晶顯示裝置及使用三種彩色濾色器Br、Bg和Bb的反射型液晶顯示裝置，并實際地顯示字符和圖形等等。結(jié)果，在兩種情況下，得到?jīng)]有染色的白色，并得到具有實際可接受的視見度亮顯示。
紅色濾色器Ar和Br的色品坐標(biāo)分別是(0．368，0．306)和(0．334，0．313)。藍色濾色器Ab和Bb的色品坐標(biāo)分別是(0．228，0．284)和(0．252，0．229)。這些色品坐標(biāo)示于圖12和13中。
在此例中，使用D65光源，在2°視場下測量色品坐標(biāo)。
這樣，通過將上述設(shè)計出的濾色器用于諸如便攜式個人電腦、字處理器和游戲機之類對顯示的亮度比色度(色純度)更優(yōu)先考慮的反射型液晶顯示裝置，可以得到非常明亮的顯示。
例4在例4中，如圖14所示，作為反射型液晶顯示裝置的輔助光設(shè)置前燈100，除此之外它具有大體上和例1相同的結(jié)構(gòu)。如有需要，前燈100將向顯示屏101的顯示面提供光線，以補充周圍光線的亮度，從而即使在周圍光線較弱的環(huán)境中也可以得到亮顯示。相應(yīng)地，前燈100在有周圍光較強的環(huán)境中(例如，當(dāng)照度為5000lx或更大)，不點亮，但是當(dāng)周圍光線較弱的環(huán)境中(例如，當(dāng)照度低于5000lx)它被點亮。
通常，液晶顯示裝置的亮度由濾色器的色純度決定。當(dāng)色純度較低時，較亮顯示是可能的。然而，當(dāng)色純度較低時，顯示顏色變得不鮮艷。，并且彩色再現(xiàn)變得較低。在此例中，為了解決這個問題，紅、綠和藍色濾色器46a這樣地設(shè)計，即，即使在周圍光線較弱的環(huán)境中(照度達不到5000lx)，也能通過點亮輔助光源而保證亮度并改進色度。
準(zhǔn)備如表1中所示的五種紅色濾色器Ar、Br、Cr、Dr和Er，它們的色純度做得比用于傳統(tǒng)的液晶顯示裝置的紅色濾色器的色純度更低。在示于表1中的這五種濾色器中，濾色器Ar具有最高的透射率，而濾色器Er具有最高的色度。
表1紅色濾色器
上述五種濾色器用于具備如圖14所示的輔助光源的反射型液晶顯示裝置中，并對顯示彩色加以評定。結(jié)果，對于濾色器Ar、Br、Cr和Dr，即使在周圍光線較弱的環(huán)境中，通過點亮輔助光源，也可達到足夠的亮度。但是，濾色器Er具有暗顯示，因而不適于在顯示裝置中使用。
當(dāng)使用濾色器Ar、Br、Cr和Dr時，在周圍光線較強(照度為5000lx或更高)的環(huán)境中(諸如在室外或室內(nèi)的窗戶附近)不需點亮輔助光源即可保證足夠的亮度。相應(yīng)地，由于在有周圍光線較強的環(huán)境下不需輔助光源，故可以降低功耗。
對于紅色濾色器的XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中的色品坐標(biāo)(x，y)和顯示的亮度之間的關(guān)系作了詳細檢驗。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)如下。當(dāng)x坐標(biāo)低于0．43時，色度降低，而且得不到鮮艷的顯示。相應(yīng)地，希望紅色濾色器的色品坐標(biāo)(x，y)的x坐標(biāo)在0．43≤x≤0．55的范圍中。
對于紅色濾色器的XYZ彩色系統(tǒng)的色品圖中色品坐標(biāo)(x，y)和顯示顏色的色彩之間的關(guān)系也作了檢驗，發(fā)現(xiàn)如下。當(dāng)y坐標(biāo)低于0．28時，顯示顏色略帶紫色，而當(dāng)y坐標(biāo)超過0．32時，它略帶黃色。相應(yīng)地，希望紅色濾色器的色品坐標(biāo)(x，y)的y坐標(biāo)在0．28≤y≤0．32的范圍中。Y，同樣地，準(zhǔn)備如下面的表2中所示的五種綠色濾色器Ag、Bg、Cg、Dg和Eg。這些濾色器的顏色純度要比用于傳統(tǒng)的透射型液晶顯示裝置的顏色純度低。這五種濾色器用于，具備如圖14中所示輔助光源的其中反射型液晶顯示裝置，并且評定顯示顏色。結(jié)果，對于濾色器Ag、Bg、Cg、Dg和Eg，即使在周圍光線較弱的環(huán)境中，通過點亮輔助光源也能保證足夠的亮度。但是濾色器Eg有暗顯示，因而不適用于顯示裝置。
在如表2中所示的這五種濾色器中，象在紅色濾色器的情況中那樣，濾色器Ag具有最高的透射率，而濾色器Eg具有最高色度。*b0W表2綠色濾色器
當(dāng)使用濾色器Ag、Bg、Cg、Dg和Eg時，在有照度為5000lx或更高的周圍光線的環(huán)境中(例如在戶外或戶內(nèi)的窗口附近)，不需照亮輔助光源就可保證足夠的亮度。相應(yīng)地，由于在周圍光線較強的環(huán)境中不需輔助光源，故可以減小功耗。
對于綠色濾色器的XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中色品坐標(biāo)(x，y)和顯示的亮度之間的關(guān)系作了詳細檢驗。結(jié)果，有如下發(fā)現(xiàn)。當(dāng)y坐標(biāo)超過0．52時顯示變暗，這是不適合顯示裝置的。當(dāng)y坐標(biāo)低于0．43時，色度減小而得不到鮮艷的顯示。相應(yīng)地，希望綠色濾色器的色品坐標(biāo)(x，y)的y坐標(biāo)在0．43≤y≤0．52的范圍中。
還對綠色濾色器的XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中色品坐標(biāo)(x，y)和顯示顏色的色彩之間的關(guān)系作了檢驗，發(fā)現(xiàn)下面的結(jié)果。當(dāng)x坐標(biāo)低于0．29時，顯示顏色變得帶有藍色，而當(dāng)x坐標(biāo)超過0．33時，它變得微帶黃色。相應(yīng)地，希望藍色濾色器的色品坐標(biāo)(x，y)中的x坐標(biāo)在0．29≤x≤0．33的范圍中。
同樣地，準(zhǔn)備五種藍色濾色器Ab、Bb、Cb、Db和Eb(如下面的表3所示)。這些濾色器的色純度要低于用于傳統(tǒng)透射型液晶顯示裝置的彩色純度。這五種濾色器用于具備如圖14中所示的輔助光源的反射型液晶顯示裝置，并評定顯示顏色。結(jié)果，對于濾色器Ab、Bb、Cb和Db，即使在周圍光線較弱的環(huán)境中，通過點亮輔助光源也可保證足夠的亮度。但是，濾色器Eb有暗顯像，因而不適用于顯示裝置中。
在表3所示的這五種濾色器中，和紅色濾色器的情況一樣，濾色器Ab有最高透射率，而濾色器Eb有最高色度。
表3藍色濾色器
當(dāng)使用Ab、Bb、Cb和Db時，在具有照度為5000lx或更高的周圍光線的環(huán)境中，(例如在戶外或戶內(nèi)的窗口附近)，不需點亮輔助光源就可保證足夠的亮度。相應(yīng)地，由于在周圍光線較強的環(huán)境中不需輔助光源，故可以減小功耗。
下面將對于藍色濾色器的XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中色品坐標(biāo)(x，y)和顯示的亮度之間的關(guān)系作了詳細檢驗。結(jié)果，有如下發(fā)現(xiàn)。當(dāng)x坐標(biāo)低于0．13時，顯示變暗，這不適合于顯示裝置。當(dāng)x超過0．17時，色度減小，這就不能得到鮮艷的顯示。相應(yīng)地，希望藍色濾色器的色品坐標(biāo)(x，y)的x坐標(biāo)在0．13≤x≤0．17的范圍中。
還對于藍色濾色器的XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中色品坐標(biāo)(x，y)和顯示顏色的色彩之間的關(guān)系作了檢驗，發(fā)現(xiàn)下面的結(jié)果。當(dāng)y＜x+0．04時顯示變得略帶紫色，而當(dāng)y＞x+0．08時，它變得微帶黃色。相應(yīng)地，希望藍色濾色器的色品坐標(biāo)(x，y)中的y坐標(biāo)在0．04≤y≤x+0．08的范圍中。
圖15示出上述紅色濾色器想要的色品坐標(biāo)的范圍，及濾色器Ar、Br、Cr、Dr和Er的色品坐標(biāo)。圖16示出上述綠色濾色器想要的的色品坐標(biāo)的范圍，及濾色器Ag、Bg、Cg、Dg和Eg的色品坐標(biāo)。圖17示出上述藍色濾色器想要的色品坐標(biāo)的范圍，及濾色器Ab、Bb、Cb、Db和Eb的色品坐標(biāo)。
當(dāng)把上述三種顏色的濾色器加以組合以完成顯示時，如果可能，由這些顏色的附加混色得到的白色最好是沒有染色的純白色。為了達到這個目的，上述三種彩色濾色器最好如此組合，從而由這三種顏色的附加混色得到的白色在其XYZ彩色系統(tǒng)中的色品坐標(biāo)(x，y)處在圖5所限定的范圍中，即，滿足表達式0．28≤x≤0．31和0．29≤y≤0．33。
通常，在D65光源下，在XYZ彩色系統(tǒng)中理論白色點被認為是(0．313，0．329)。但是，又知道，由于用于液晶顯示裝置的濾色器包括由ITO之類的材料制成的透明導(dǎo)電薄膜、保護薄膜等等形成為層的薄膜，故白色色彩尤其由于這些薄膜的干涉而受到變化。相應(yīng)地，白色點應(yīng)設(shè)在圖5中的斜線的范圍中，以預(yù)先補償顏色色彩的變化。按照這種方式，當(dāng)施加給濾色器時可以再現(xiàn)沒有染色的良好的白色。
制造使用具有在圖15、16和17中所示的各自的范圍中的色品坐標(biāo)的紅、綠和藍色濾色器Ar、Ag和Ag的反射型液晶顯示裝置，從而由這些彩色的附加混色得到的白色在圖5所示的范圍中。在周圍光線較弱的環(huán)境中點燃輔助光源，得到的反射型液晶顯示裝置的顯示，結(jié)果，得到?jīng)]有染色的白色，從而實現(xiàn)了高色度的鮮艷顯示。還在周圍光線較強環(huán)境下不點亮輔助光源而檢測反射型液晶顯示裝置的顯示。結(jié)果，和在上述情況下一樣，得到?jīng)]有染色的白色，從而實現(xiàn)高色度的鮮艷顯示。
同樣地，使用濾色器Br、Bg和Bb的組合，濾色器Cr、Cg和Cb的組合，還有濾色器Dr、Dg和Db的組來制造合反射型液晶顯示裝置。對所得到的裝置的顯示作評定。得到的結(jié)果和組合濾色器Ar、Ag和Ab時得到的結(jié)果一樣。
在上述例子中，使用D65光源，在2°視場下作上述色品坐標(biāo)的測量。
這樣，通過使用如上設(shè)計的濾色器，可得到能提供具有高色度的鮮艷顯示的反射型液晶顯示裝置。
在不背離本發(fā)明的范圍和主旨的條件下進行的各種其它的修改，對于熟悉本領(lǐng)域的人而言是顯而易見的也是容易做到的。相應(yīng)地，這里不打算將所附的權(quán)利要求的范圍限于上面的描述，而要對權(quán)利要求作概括的解釋。
權(quán)利要求
1．一種反射型液晶顯示裝置，包括一對互相面對，且中間有液晶層的基板；形成在其中一個所述基板上的反射電極，形成在另一個所述基板上的透光相向電極和紅、綠及藍三色濾色器，其特征在于在使用D65光源，2°視場的條件下，所述紅色濾色器透射在其XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．37≤x≤0．43和0．28≤y≤0．32的光。
2．如權(quán)利要求1所述的反射型液晶顯示裝置，其特征在于在使用D65光源，2°視場的條件下，由濾色器的附加混色得到的白色在其XYZ彩色系統(tǒng)色品坐標(biāo)中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．28≤x≤0．31和0．29≤y≤0．33。
3．如權(quán)利要求1所示的反射型液晶顯示裝置，其特征在于在使用D65光源，2°視場的條件下，所述綠色濾色器透射在其XYZ彩色系統(tǒng)色品坐標(biāo)中的(x，y)的色品坐標(biāo)滿足表達式0．29≤x≤0．33和0．37≤y≤0．43的光，而所述藍色濾色器透射在其XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．17≤x≤0．22和x+0．04≤y≤x+0．08的光。
4．一種反射型液晶顯示裝置，包括一對互相面對，且它們之間有液晶層的基板，形成在一個基板上的反射電極；形成在另一個基板上的透光相向電極和紅、綠、藍色三色濾色器，其特征在于在使用D65光源，2°視場的條件下，所述綠色濾波器透射在其XYZ彩色系統(tǒng)色品坐標(biāo)中的色品坐標(biāo)(x，y)，滿足表達式0．29≤x≤0．33和0．35≤y≤0．37的光。
5．如權(quán)利要求4所述的反射型液晶顯示裝置，其特征在于使用D65光源，2°視場的條件下，所述紅色濾色器透射在其XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．34≤x≤0．37和0．28≤y≤0．32的光，所述藍色濾色器透射在其XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．22≤x≤0．27和x+0．04≤y≤x+0．08的光。
6．如權(quán)利要求4所述反射型液晶顯示裝置，其特征在于在使用D65光源，2°視場的條件下，由三色濾色器的附加混色得到的白色在其XYZ彩色系統(tǒng)色品坐標(biāo)中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．28≤x≤0．31和0．29≤y≤0．33。
7．一種反射型液晶顯示裝置，包括有一對互相面對，且它們之間有液晶層的基板；形成在所述一個基板上的反射電極；形成在所述另一個基板上的透光射相向電極和紅、綠、藍色三色濾色器；和用于在需要時將光提供給液晶平面的顯示表面的輔助光源，其特征在于在使用D65光源，2°視場的條件下，所述紅色濾色器透射在其XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．43≤x≤0．55和0．28≤y≤0．32的光，所述綠色濾色器透射在其XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．29≤x≤0．33和0．43≤y≤0．52的光，所述藍色濾色器透射在其XYZ彩色系統(tǒng)色品圖中色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．13≤x≤0．17和x+0．04≤y≤x+0．08的光。
8．如權(quán)利要求7所述的反射型液晶顯示裝置，其特征在于在使用D65光源，2°視場的條件下，由所述三色濾色器中的附加混色得到的白色在其XYZ彩色系統(tǒng)色品坐標(biāo)中的色品坐標(biāo)(x，y)滿足表達式0．28≤x≤0．31和0．29≤y≤0．33。
全文摘要
本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置包括一對互相面對,且它們之間有液晶層的基板;形成在所述一個基板上的反射電極、形成在所述另一個基板上的透光相向電極和紅、綠和藍色三色濾色器,其中,在使用D
文檔編號G02F1/1335GK1206121SQ98109890
公開日1999年1月27日 申請日期1998年6月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月6日
發(fā)明者中村浩三 申請人:夏普株式會社