CN1324365C

CN1324365C - 彩色液晶面板

Info

Publication number: CN1324365C
Application number: CNB2004100432247A
Authority: CN
Inventors: 芦田丈行; 野村公孝
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2007-07-04
Anticipated expiration: 2024-05-14
Also published as: JP2004341098A; US7019803B2; CN1550849A; US20040227878A1

Abstract

彩色液晶面板具有：配置在光源侧的第1基片；与第1基片相对，配置在观察者侧的第2基片；介于第1基片与第2基片之间的液晶层；介于第1基片与第2基片之间的滤色层；配置在比液晶层和滤色层更靠近光源侧，使从观察者侧射入的外光反射并且使从光源侧射入的光源光透过的第1透过反射膜；配置在比滤色层更靠近观察者侧，使外光反射并且使光源光透过的第2透过反射膜。

Description

彩色液晶面板

技术领域

本发明涉及具有反射型显示功能和透过型显示功能的彩色液晶面板。

背景技术

图4和图5分别是概略表示具有反射型显示功能和透过型显示功能的现有例1和现有例2的半透过型彩色液晶显示装置的剖面图。

对图4所示的液晶显示装置的制造工序进行说明。在观察者侧的玻璃基片2上形成滤色层3，用旋压覆盖法实施了覆涂处理后对被溅射过的透明电极4进行图案加工。在其上通过滚涂法形成取向膜5并进行研磨处理。

在光源侧的玻璃基片10上溅射SiO₂膜和铝薄膜后，通过光蚀刻法来形成透过反射膜9(比如带缝隙的反射膜)。与上述相同，在形成透明电极8和取向膜7之后，进行研磨处理。使基片2和基片10对置进行粘合，在两基片2、10之间注入液晶材料来形成液晶层6。在基片2的观察者侧和基片10的光源侧分别配置偏光片1和11，设置光源12，由此来制造图4所示的液晶显示装置。

接下来对图5所示的液晶显示装置的制造工序进行说明。在观察者侧的玻璃基片2上溅射透明导电膜后，通过光蚀刻法来对透明电极4进行图案加工。在其上通过滚涂法形成取向膜5并进行研磨处理。

在光源侧的玻璃基片10上溅射SiO₂膜和铝薄膜后，通过光蚀刻法来形成透过反射膜9(比如带缝隙的反射膜)，在其上形成滤色层3。与上述相同，在形成透明电极8和取向膜7之后，进行研磨处理。使基片2和基片10对置进行粘合，在两基片2、10之间注入液晶材料来形成液晶层6。在基片2的观察者侧和基片10的光源侧分别配置偏光片1和11，设置光源12，由此来制造图5所示的液晶显示装置。

在图4和图5所示的液晶显示装置中，为了具有采用来自观察者侧的外光的反射显示和采用光源光的透过显示这两方的功能，而使用了透过反射膜9。作为透过反射膜9，带缝隙的反射膜或半透射镜被采用。

在图4所示的现有例1和图5所示的现有例2的液晶显示装置中，分别存在以下的问题。反射显示的光(反射光)16是来自观察者侧的外光通过滤色层3，在半透过反射膜9被反射，再次通过滤色层3，向观察者侧射出的光。但是，透过显示的光(透过光)17因为是来自光源12的光源光原样从观察者侧出来的光，所以只通过1次滤色层3。因此，存在的问题是同色的通过2次滤色层3的反射光16与只通过1次的透过光17，色度明显不同。而且，在这些液晶显示装置中，由于为了进行反射显示而提高了滤色层3的透过率，因此在透过显示中处于颜色几乎不能识别的状态。

能够消除反射显示与透过显示之间的色度差的液晶显示装置在特开2000-321564号公报中被披露。在该液晶显示装置中，针对反射片，在表面侧和背面侧的双方配置有滤色层。由此，外光和光源光均通过2次滤色层，从而在反射显示与透过显示之间不会产生色度差，而可以有鲜艳的显示。

然而，关于滤色层的制作，基于光蚀刻工序是主流，因此有必要对红、绿和兰各色的滤色层分别实施光蚀刻工序。从而制造麻烦，价格非常昂贵。

发明内容

本发明的目的是在具有反射型显示功能和透过型显示功能的彩色液晶面板中，在反射显示之时和透过显示之时均得到色度好的显示。而且，还有其它目的是能够制造简单，从而抑制成本的上升。

本发明第1方面的彩色液晶面板，具有：第1基片，被配置在光源侧；第2基片，与所述第1基片相对，被配置在观察者侧；液晶层，介于所述第1基片与所述第2基片之间；滤色层，介于所述第1基片与所述第2基片之间；第1透过反射膜，被配置在比所述液晶层和所述滤色层更靠近所述光源侧，使从所述观察者侧射入的外光反射并且使从所述光源侧射入的光源光透过；第2透过反射膜，被配置在比所述滤色层更靠近所述观察者侧，使所述外光反射并且使所述光源光透过。也就是在具有反射从观察者侧射入的外光的功能和透过光源光的功能的第1透过反射膜、采用了滤色层的彩色液晶面板中，针对滤色层在观察者侧配置了调整透过时和反射时的亮度及色度的第2透过反射膜。

根据本发明，透过光成为与滤色层的性能相称的色度。严密地讲，光源光的一部分在第2透过反射膜反射，通过滤色层，在第1透过反射膜反射，再次通过滤色层，透过第2透过反射膜。因此，透过光的色度多少变得良好。

而且，反射光成为被第2透过反射膜反射、不通过滤色层的无着色光与通过第2透过反射膜、通过滤色层、在第1透过反射膜反射、并再次通过滤色层、再通过第2透过反射膜的有着色光的合成光而射出。因此，从滤色层的性能上来比较，反射光的色度变低，但外光的反射率变高。换言之，在反射率和反射显示色的色度与以往相同的情况下，由于可以使用色纯度更高的滤色层，透过显示色的色度因而变得格外良好。

另外，在第1透过反射膜反射、并通过滤色层的光的一部分，在第2透过反射膜反射、再次通过滤色层、再次在第1透过反射膜反射并通过滤色层，由此来提高色度。

本发明第1方面的彩色液晶面板，理想的是所述滤色层、所述第1透过反射膜以及所述第2透过反射膜被配置在比所述液晶层更靠近所述光源侧，从所述液晶层侧被以所述第2透过反射膜、所述滤色层、所述第1透过反射膜的顺序配置。

由此，与以往的液晶面板相比较，对比度等的光学特性不会降低，能够实现良好地显示。具体地讲，把第2透过反射膜配置在比液晶层更靠近光源侧，由此在第1透过反射膜反射的光和在第2透过反射膜反射的光均以相同的次数通过对光学补偿有影响的液晶层，从而不会影响对比度。而且，典型的是在观察者侧基片的观察者侧配置对光学补偿有影响的偏光片。该情况下同样，在第1透过反射膜反射的光和在第2透过反射膜反射的光均以相同的次数通过观察者侧的偏光片和液晶层，从而不会影响对比度。

本发明第2方面的彩色液晶面板，具有：滤色基片；与所述滤色基片对置的对置基片；夹在两基片中的液晶层。所述滤色基片具有：滤色层；被配置在所述滤色层的一方面侧的第1透过反射膜；被配置在所述滤色层的另方面侧的第2透过反射膜。典型的是所述第2透过反射膜被配置在比所述第1透过反射膜更靠近所述液晶层侧。

本发明第1和第2方面的彩色液晶面板，理想的是所述第2透过反射膜作为使所述液晶层中的液晶分子驱动用的电极发挥作用。由此，与以往的液晶面板的制造工序相比较，可以不另外增加制造第2透过反射膜的工序而进行制造。

本发明第1和第2方面的彩色液晶面板，理想的是所述第2透过反射膜具有30％以下的反射率。如果反射率超过30％，则存在基于配置第2透过反射膜的优点即调整透过时和反射时的亮度及色度的优点消失的问题。

本发明第1方面的彩色液晶显示装置，具有：本发明第1方面的彩色液晶面板；被分别配置在所述第1基片的光源侧和所述第2基片的观察者侧的一对偏光片；光源。

本发明第2方面的彩色液晶显示装置，具有：本发明第2方面的彩色液晶面板；被分别配置在所述滤色基片和所述对置基片的一对偏光片；光源。

附图说明

图1是概略表示实施方式1的液晶显示装置的剖面图。

图2是概略表示实施方式2的液晶显示装置的剖面图。

图3是概略表示实施方式3的液晶显示装置的剖面图。

图4是概略表示现有例1的半透过型彩色液晶显示装置的剖面图。

图5是概略表示现有例2的半透过型彩色液晶显示装置的剖面图。

具体实施方式

以下，边参照附图边说明本发明的实施方式。在下面的实施方式中，虽然是对作为液晶驱动方式采用无源(多工)驱动方式的情况进行说明，但也可以采用基于TFT(Thin Film Transistor)等的三端子元件或MIM(Metal Insulator Metal)等的二端子元件的有源驱动方式。

(实施方式1)

图1是概略表示实施方式1的液晶显示装置的剖面图。本实施方式的液晶显示装置具有液晶面板；光源12；设置在液晶面板的外侧面的一对偏光片1、11。液晶面板具有在光源12侧配置的光源侧基片(滤色基片)20；与光源侧基片20相对并且在观察者侧配置的观察者侧基片(对置基片)30；介于两基片20、30之间的液晶层6。

光源侧基片20具有的构造是在玻璃基片10上依次层叠第1透过反射膜9、滤色层3、第2透过反射膜13、透明电极8和取向膜7。另一方面，观察者侧基片30具有的构造是在玻璃基片2上依次层叠透明电极4和取向膜5。本实施方式的液晶面板由于被无源驱动，所以透明电极4成为带状设置的列电极，透明电极8成为与列电极基本正交设置的行电极。另外，取代玻璃基片2、10，也可以采用透明的树脂性基片。

第1透过反射膜9使从观察者侧射入的外光反射并且使从光源侧射入的光源光透过。第1透过反射膜9由铝或银等的金属膜、或基于干扰方式的反射膜(以下也称“干扰膜”)等形成。干扰膜由SiO₂等的电介质形成，可以采用真空蒸镀法或溅射法等成膜。叠加若干层折射率不同的电介质层，调节各层间的反射，由此可以控制整体的反射率。

关于第1透过反射膜9的反射率，考虑到反射显示和透过显示的亮度及色度而适当设定，但最好是在50％以上90％以下，更好是在60％以上80％以下。

第2透过反射膜13与第1透过反射膜9同样，使从观察者侧射入的外光反射并且使从光源侧射入的光源光透过。作为第2透过反射膜13，可以采用基于铝或银等的金属膜的反射的半透射镜或者干扰膜。关于第2透过反射膜13的反射率，考虑到反射显示和透过显示的亮度及色度而适当设定，但最好是在30％以下，更好是在3％以上20％以下。

对透过反射膜9、13的反射率的测定法进行说明。采用溅射装置等，在玻璃基片上分别成膜第1透过反射膜9和第2透过反射膜13。采用光谱比色计(比如美能达制、CM-2002)，由扩散照明方式来测定各透过反射膜的反射率。所谓扩散照明方式是使用积分球等从所有方向均等照明试样的方法。在此，积分球是为了使光基本完全扩散反射，而用硫酸钡等的白涂料涂敷了内面的球状的比色器具。把白色板用作参考，此时的反射率为100％。

在本实施方式的液晶显示装置中，作为从观察者侧射入的外光在第1透过反射膜9反射的光16与在第2透过反射膜13反射的光16’的合成光，向观察者侧射出。也就是反射显示的射出光是在第1透过反射膜9反射的光16与在第2透过反射膜13反射的光16’的合成光。两光16、16’基于通过偏光片1或液晶层6等的光学补偿效果大致相同。但是，针对光16有2次通过滤色层3，而光16’未通过滤色层3，因此无着色(没有光的吸收)是白色。因此，光16与光16’的合成光与使用了同一滤色层3的现有例相比较，变得更加明亮，色度更淡。

另一方面，从光源12射入的光源光依次通过第1透过反射膜9、滤色层3、第2透过反射膜13，向观察者侧射出。但是，通过了第1透过反射膜9和滤色层3的光的一部分在第2透过反射膜13反射，并再次通过滤色层3，在第1透过反射膜9反射。在第1透过反射膜9反射的光的一部分通过滤色层3，通过第2透过反射膜13，向观察者侧射出。也就是透过光17包含有3次通过滤色层3而提高了色度的光，因此成为比现有例色度更高的光。而且，在第1透过反射膜9反射的光的一部分在第2透过反射膜13反射，进一步提高了色度。

通过对反射显示时的色度高但透过显示时的色度只能低的以往的彩色液晶面板应用本发明，可以使反射显示时和透过显示时的色度差变小。或者，通过调整第1透过反射膜9和第2透过反射膜13的各反射率的平衡，可以自由设定反射显示时和透过显示时的亮度及色度。

从实用的观点出发，反射显示时的亮度和透过显示时的色度很重要。根据本实施方式的液晶显示装置，可以采用比在以往的半透过型彩色液晶显示装置中采用的滤色片使色纯度(色度)提高了的滤色层3。因此，可以比以往的半透过型彩色液晶显示装置使透过显示时的色度提高。

接下来，对制造本实施方式的彩色液晶显示装置的工序进行说明。在观察者侧的玻璃基片2上溅射ITO(铟锡氧化物)等透明导电膜后，通过光蚀刻法来对透明电极4进行图案加工。在其上通过滚涂法形成取向膜5并进行研磨处理，由此来作成观察者侧基片30。

接下来，在光源侧的玻璃基片10上，蒸镀铝或银等的金属膜以形成第1透过反射膜9。在其上形成滤色层3，进一步实施覆涂处理。在覆涂膜(未图示)之上形成第2透过反射膜13。采用蒸镀法或敷涂法等的适当方法，由金属膜形成半透射镜或形成基于干扰方式的反射膜，由此来形成第2透过反射膜13。

与观察者侧基片30同样，在第2透过反射膜13上形成透明电极8和取向膜7之后，进行研磨处理。而且，当第2透过反射膜13由金属等的导电体形成时，有必要使用绝缘膜屏蔽第2透过反射膜13，以防止从透明电极8向第2透过反射膜13的漏泄。

使光源侧基片20与观察者侧基片30相互对置粘合，在两基片20、30之间注入液晶材料来形成液晶层6。由此来作成彩色液晶面板。通过在光源侧基片20的光源侧和观察者侧基片30的观察者侧分别使具有规定相位差的相位差片(未图示)或具有规定光轴的偏光片1、11粘合，进一步配置光源12，来作成本实施方式的彩色液晶显示装置。

(实施方式2)

图2是概略表示实施方式2的液晶显示装置的剖面图。在以后的附图中，对实质上与实施方式1的液晶显示装置具有相同的功能的构成要素，用共同的参照符号表示并省略其说明。

本实施方式的液晶显示装置没有实施方式1中的透明电极8，而第2透过反射膜14作为驱动液晶层6中的液晶分子用的电极发挥作用。换言之，第2透过反射膜14是带有反射透过功能的电极。第2透过反射膜14由金属等导电膜形成，被调整成有反射功能和透过功能程度的膜厚。

根据本实施方式，通过第2透过反射膜的形成而形成了电极，因此没有必要另外形成电极。而且，没有必要形成绝缘第2透过反射膜和电极的绝缘膜。由此一来，可以通过与以往的液晶面板同等的制造工序进行制造，能够抑制制造成本的上升。

(实施方式3)

图3是概略表示实施方式3的液晶显示装置的剖面图。有关本实施方式的液晶显示装置，第2透过反射膜是不仅有透过功能和反射功能，而且还有光扩散功能的带光扩散功能透过反射膜15。

带光扩散功能透过反射膜15比如由表面凹凸的透明树脂膜与在透明树脂膜上成膜的透过反射膜的叠层体构成。具体来讲，在成膜丙烯树脂膜后，通过实施加工处理，表面变形且表面呈凹凸状。在此表面采用溅射法等形成透过反射膜，由此可以形成具有光扩散功能的透过反射膜。通过调节透过反射膜的膜厚，可以控制反射率。

根据本实施方式，在第1透过反射膜9是镜面的情况下，没有必要另外设置光扩散层，因此可以抑制制造成本的上升而实现低价格化。

另外，取代带光扩散功能透过反射膜15，或者与透过反射膜15一起，也可以对第1透过反射膜9付与光扩散功能。而且，也可以在镜面形成透过反射膜，另外形成光扩散层。这种情况下，光扩散层可以通过在透明树脂层中使透明的微粒子分散等的方法来形成。

(其它实施方式)

在实施方式1～3中，第2透过反射膜13、14、15被配置在光源侧基片20。但是，第2透过反射膜13、14、15的配置并不局限于此，只要在滤色层3与偏光片1之间可以任意配置。例如，第2透过反射膜13、14、15可以配置在观察者侧基片30，也可以配置在玻璃基片2与偏光片1之间。然而，理想的是第2透过反射膜13、14、15被配置在光源侧基片20。第2透过反射膜13、14、15被配置在观察者侧基片30时，由于液晶层6介于第1透过反射膜9与第2透过反射膜13、14、15之间，因此在第2透过反射膜13、14、15反射的光的光学补偿与在第1透过反射膜9反射的光的光学补偿会不同，有可能造成对比度的降低。

在实施方式1～3中，说明了滤色层3被配置在光源侧基片20的情况，滤色层3也可以配置在观察者侧基片30。这种情况下，第2透过反射膜13、14、15也配置在观察者侧基片30。第1透过反射膜9只要在液晶层6与偏光片1之间可以任意配置。例如，可以配置在玻璃基片10与偏光片11之间。

然而，滤色层3与透过反射膜9、13、14、15最好尽量接近。比如滤色层3与第1透过反射膜9离开，则可能出现混色。具体地讲，在滤色层3被红色着色的射入光在反射第1透过反射膜9射出观察者侧时，有时会通过绿色的滤色层。这种情况下，射出光混有红色和绿色而变暗。而且，当滤色层3与第2透过反射膜13、14、15离开到夹有液晶层6的程度时，在第2透过反射膜13、14、15反射的光的光学补偿与在第1透过反射膜9反射的光的光学补偿会不同，有可能引起对比度的降低。

滤色层3可以有缝隙状或圆形状的无色透明区域。而且，无色透明区域所占的面积可以在色相不同的滤色层3之间不同。例如，兰色滤色层3中的无色透明区域的面积可以比红色及绿色的滤色层3中的无色透明区域的面积大。

接下来，关于实施方式2的液晶显示装置的显示特性，与比较例进行对比论述。实施方式2的第2透过反射膜14同铝的蒸镀膜作成，调整膜厚使反射率为6％。滤色层3是Y(亮度)＝43，第1透过反射膜9是反射率与透过率之比为70∶30。

比较例相当于现有例2，是把第2透过反射膜14变为ITO蒸镀膜的情况。比较例中滤色层3是Y(亮度)＝60。另外，把反射显示时的色度称为“反射时色度”，把透过显示时的色度称为“透过时色度”。反射时色度和透过时色度分别可以从XYZ表色体系的连接RGB各自的色度坐标xy所得到的三角形的面积来算出。色度可以利用色彩亮度计来测定。

实施方式2的液晶显示装置虽然反射时色度与比较例的同等，但透过时色度与比较例相比格外地提高。通过配置第2透过反射膜14，可以边把反射时色度维持在以往的液晶显示装置的程度，边使透过时色度大幅度提高。通过适当设定第2透过反射膜14的反射率，可以任意设定反射时色度与透过时色度的平衡。因此，可以根据用户的要求而容易进行色度平衡的变更。而且，实施方式2的液晶显示装置不论在反射显示时和透过显示时的哪个中，对比度都与比较例的同等。

根据本发明的彩色液晶面板，不论是在反射显示之际还是透过显示之际都能获得色度良好的显示。而且能够比较简单地制造，从而更能抑制成本的上升。

以上，说明了本发明的实施方式，但本发明的技术范围并不局限于上述实施方式记载的范围。上述实施方式只是示例，对于本领域普通技术人员来说，应该理解可以有把这些各结构要素进行各种变更的变更例，而且这样的变更例也属于本发明的技术范围。

另外，2003年5月14日申请的特原2003-135606的说明书、附图以及权利要求书中披露的内容，所有都通过参照而组合进本申请说明书中。

Claims

1.一种彩色液晶面板，具有：

第1基片，被配置在光源侧；

第2基片，与所述第1基片相对，被配置在观察者侧；

液晶层，介于所述第1基片与所述第2基片之间；

滤色层，介于所述第1基片与所述第2基片之间；

第1透过反射膜，被配置在比所述液晶层和所述滤色层更靠近所述光源侧，使从所述观察者侧射入的外光反射并且使从所述光源侧射入的光源光透过；以及

第2透过反射膜，被配置在比所述滤色层更靠近所述观察者侧，使所述外光反射并且使所述光源光透过，

进行透过显示和反射显示。

2.权利要求1中记载的彩色液晶面板，其中，

所述滤色层、所述第1透过反射膜以及所述第2透过反射膜被配置在比所述液晶层更靠近所述光源侧，从所述液晶层侧被以所述第2透过反射膜、所述滤色层、所述第1透过反射膜的顺序配置。

3.权利要求1中记载的彩色液晶面板，其中，

所述第2透过反射膜具有30％以下的反射率。

4.权利要求1中记载的彩色液晶面板，其中，

所述第2透过反射膜具有3％以上20％以下的反射率。

5.权利要求1中记载的彩色液晶面板，其中，

所述第1透过反射膜具有50％以上90％以下的反射率。

6.权利要求1中记载的彩色液晶面板，其中，

所述第1透过反射膜具有60％以上80％以下的反射率。

7.一种彩色液晶面板，具有：

第1基片，被配置在光源侧；

第2基片，与所述第1基片相对，被配置在观察者侧；

液晶层，介于所述第1基片与所述第2基片之间；

滤色层，介于所述第1基片与所述第2基片之间；

进行透过显示和反射显示，

所述滤色层、所述第1透过反射膜以及所述第2透过反射膜被配置在比所述液晶层更靠近所述光源侧，从所述液晶层侧被以所述第2透过反射膜、所述滤色层、所述第1透过反射膜的顺序配置，

所述第2透过反射膜作为用以驱动所述液晶层中的液晶分子的电极发挥作用。

8.一种彩色液晶显示装置，具有：

权利要求1中记载的彩色液晶面板；被分别配置在所述第1基片的光源侧和所述第2基片的观察者侧的一对偏光片；以及光源。

9.一种滤色基片，用于进行透过显示和反射显示的彩色液晶面板，所述滤色基片具有：

滤色层；被配置在所述滤色层的一方面侧的第1透过反射膜；以及被配置在所述滤色层的另一方面侧的第2透过反射膜。

10.一种彩色液晶面板，具有：

权利要求9中记载的滤色基片；与所述滤色基片对置的对置基片；以及夹在两基片中的液晶层。

11.一种彩色液晶面板，具有：

权利要求9中记载的滤色基片；与所述滤色基片对置的对置基片；以及夹在两基片中的液晶层，

所述第2透过反射膜被配置在比所述第1透过反射膜更靠近所述液晶层侧、作为用以驱动所述液晶层中的液晶分子的电极发挥作用。

12.权利要求11中记载的彩色液晶面板，其中，

所述第2透过反射膜具有30％以下的反射率。

13.权利要求11中记载的彩色液晶面板，其中，

所述第1透过反射膜具有50％以上90％以下的反射率。

14.一种彩色液晶显示装置，具有：

权利要求10中记载的彩色液晶面板；被分别配置在所述滤色基片和所述对置基片的一对偏光片；以及光源。