專利名稱：濾色器、使用這種濾色器的液晶顯示裝置以及它們的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濾色器以及采用這種濾色器的液晶顯示裝置。
本發(fā)明具體涉及一種處理第一光束和第二光束的濾色器。第一光束具有這樣一種單向光程，即，使得從濾色器一個(gè)主平面?zhèn)热肷涞墓馐淮┻^(guò)濾色器一次從而被著色，然后被導(dǎo)向到濾色器的另一主平面?zhèn)?。第二光束具有這樣一種雙向光程，即，使得從濾色器另一主平面?zhèn)热肷涞墓馐┻^(guò)濾色器從而被著色，穿過(guò)的光線隨后由配置在該一個(gè)主平面?zhèn)鹊墓鈱W(xué)反射元件等反射，再進(jìn)入濾色器，并穿過(guò)該濾色器從而被著色，最后返回到該另一主平面?zhèn)?。本發(fā)明還涉及制造該濾色器的方法。本發(fā)明還涉及采用這種濾色器的液晶顯示裝置和制造這種液晶顯示裝置的方法。
背景技術(shù)：
稱作透射反射式液晶顯示裝置的液晶顯示裝置已得到廣泛的應(yīng)用，其中從前側(cè)入射的外部光線被反射而導(dǎo)向到前側(cè)，同時(shí)按照要顯示的圖像進(jìn)行光學(xué)調(diào)制，并且從背光系統(tǒng)入射到后側(cè)的入射光透射到同一前側(cè)，同時(shí)也按照要顯示的圖像進(jìn)行光學(xué)調(diào)制。這種液晶顯示裝置可以在操作環(huán)境很明亮?xí)r(反射模式)，主要根據(jù)外部光線(環(huán)境光線)來(lái)顯示圖像，以及在環(huán)境黑暗時(shí)(透射模式)，主要根據(jù)背光系統(tǒng)發(fā)射的光顯示圖像。
在M.Kubo等的論文“在任何環(huán)境光強(qiáng)度下具有高清晰度的先進(jìn)TFT(薄膜晶體管)的研究”(IDW’99，Proceedings of The SixthInternational Display Workshops，AMD 3-4，183-186頁(yè)，1999年12月1日，由ITE和SID主辦)。在這種裝置中，各個(gè)像素電極分成反射區(qū)域和透射區(qū)域。反射區(qū)域是由鋁形成的反射電極部分，該電極部分覆蓋表面粗糙的丙烯酸樹(shù)脂，而透射區(qū)域是用ITO(氧化銦錫)形成的透明電極部分，該電極部分具有平的表面。該透射區(qū)域位于長(zhǎng)方形像素區(qū)域的中心，基本上具有與像素區(qū)域相同的長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)，而反射區(qū)域是除長(zhǎng)方形反射區(qū)域外的那部分像素區(qū)域，其形狀為包圍透射區(qū)域的形狀。由于這種像素結(jié)構(gòu)等，因而提高了可視度。

發(fā)明內(nèi)容
然而在現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示裝置中，透射區(qū)域和反射區(qū)域在顯示顏色的色純度方面是不同的，盡管這些區(qū)域位于同一個(gè)像素區(qū)域上。可以認(rèn)為，此問(wèn)題是由于現(xiàn)有技術(shù)的濾色器產(chǎn)生的，在這種濾色器中，其光程彼此不同的背光系統(tǒng)的光和外部光線是幾乎以完全相同的方式著色。結(jié)果，顯示顏色的質(zhì)量在整個(gè)顯示區(qū)域上變壞。
基于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種濾色器以及采用這種濾色器的液晶顯示裝置，該裝置可以在一個(gè)像素內(nèi)顯示很均衡的色純度。
本發(fā)明的再一目的是提供一種濾色器和一種采用這種濾色器的液晶顯示裝置，該裝置可以滿意地在顯示區(qū)域上重現(xiàn)色彩質(zhì)量。
本發(fā)明的再一目的是提供一種制造這種濾色器和液晶顯示裝置的方法。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種對(duì)于各個(gè)像素用于使具有單向光程的第一光束和具有雙向光程的第二光束著色的濾色器，該濾色器包括對(duì)于各個(gè)像素可使該第一光束從其中透過(guò)的第一區(qū)域部分和可使該第二光束從其中透過(guò)的第二區(qū)域部分，該第一區(qū)域部分和該第二區(qū)域部分分別具有這樣的結(jié)構(gòu)，即，如果具有相同光程和相同屬性的第一和第二光束分別穿過(guò)所述第一區(qū)域部分和所述第二區(qū)域部分，則所述結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生不同的著色作用，第一區(qū)域部分和第二區(qū)域部分中的各個(gè)部分具有一個(gè)表面層部分，該表面層部分形成在許多著色元件結(jié)構(gòu)上，該結(jié)構(gòu)能夠散射入射光束，其中，第一區(qū)域部分的著色元件結(jié)構(gòu)和第二區(qū)域部分的著色結(jié)構(gòu)單元分別采用這樣的密度形成，以便第一區(qū)域部分和第二區(qū)域部分基本上具有彼此不同的著色作用。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種對(duì)于各個(gè)像素用于使具有單向光程的第一光束和具有雙向光程的第二光束著色的濾色器，該濾色器包括對(duì)于各個(gè)像素可使該第一光束從其中透過(guò)的第一區(qū)域部分和可使該第二光束從其中透過(guò)的第二區(qū)域部分，該第一區(qū)域部分和該第二區(qū)域部分分別具有這樣的結(jié)構(gòu)，即，如果具有相同光程和相同屬性的第一和第二光束分別穿過(guò)所述第一區(qū)域部分和所述第二區(qū)域部分，所述第二區(qū)域部分包括一使該第二光束著色的著色部分，和至少一個(gè)無(wú)色部分，該無(wú)色部分大體上無(wú)色地傳送該第二光束，該著色部分和該無(wú)色部分以這樣的方式形成，以便僅僅該著色和無(wú)色部分的大體直線形輪廓部分出現(xiàn)在平面圖中的像素區(qū)域之內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種制造濾色器的方法，該濾色器對(duì)于各個(gè)像素使得具有單向光程的第一光束和具有雙向光程的第二光束著色，該方法包括將用于使第一光束和第二光束著色的著色材料沉積在底層上的著色材料沉積步驟；使該著色材料的沉積層形成圖案的步驟，從而對(duì)于各個(gè)像素形成使該第一光束在其中透過(guò)的第一區(qū)域部分和使該第二光束在其中透過(guò)的第二區(qū)域部分，如果具有同樣光程和同樣屬性的第一和第二光束分別通過(guò)該第一區(qū)域部分和該第二區(qū)域部分，則該第一區(qū)域部分和該第二區(qū)域部分分別具有可以施加不同著色作用的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)以這樣的方式被形成，第一區(qū)域部分和第二區(qū)域部分中的各個(gè)部分具有一個(gè)表面層部分，該表面層部分形成在許多著色元件結(jié)構(gòu)上，該結(jié)構(gòu)能夠散射入射光束，其中，第一區(qū)域部分的著色元件結(jié)構(gòu)和第二區(qū)域部分的著色結(jié)構(gòu)單元分別采用這樣的密度形成，以便第一區(qū)域部分和第二區(qū)域部分基本上具有彼此不同的著色作用；或者以這樣的方式被形成，所述第二區(qū)域部分包括一使該第二光束著色的著色部分，和至少一個(gè)無(wú)色部分，該無(wú)色部分大體上無(wú)色地傳送該第二光束，該著色部分和該無(wú)色部分以這樣的方式形成，以便僅僅該著色和無(wú)色部分的大體直線形輪廓部分出現(xiàn)在平面圖中的像素區(qū)域之內(nèi)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明濾色器的一個(gè)方面是一種對(duì)于各個(gè)像素使得具有單向光程的第一光束和具有雙向光程的第二光束著色的濾色器，該濾色器包括第一區(qū)域部分和第二區(qū)域部分，在第一區(qū)域部分中可使各個(gè)像素的第一光束透過(guò)，而在第二區(qū)域中可使各個(gè)像素的第二光束透過(guò)，該第一區(qū)域部分和第二區(qū)域部分分別具有這樣的結(jié)構(gòu)，即，如果具有同樣光程和同樣屬性的光線穿過(guò)第一區(qū)域部分和第二區(qū)域部分，該結(jié)構(gòu)能施加不同著色作用。
按照這一方面，由于具有這種結(jié)構(gòu)，所以可以有利地使透射模式的第一區(qū)域的第一光束的著色作用和反射模式的第二區(qū)域的第二光束的著色作用達(dá)到均衡，使得可以在一個(gè)像素內(nèi)獲得很均衡的色純度。
在這一方面中，第一區(qū)域部分和第二區(qū)域部分在結(jié)構(gòu)上具有這樣的差別，使得在預(yù)定的條件下，對(duì)一個(gè)像素內(nèi)的第一光束由第一區(qū)域部分進(jìn)行的著色作用基本上等于對(duì)于一個(gè)像素中的第二光束由第二區(qū)域部分進(jìn)行的著色作用。這種方案不管是在反射模式中還是在透射模式中均使得著色作用可以達(dá)到基本上相等，而且總可以確保獲得幾乎同樣好的可視性。
另外，在這一方面中，第一區(qū)域部分和第二區(qū)域部分具有這樣的結(jié)構(gòu)，即，使得著色元件的密度是彼此不同的，或者第二區(qū)域部分可以包含使第二光束著色的著色部分和至少一個(gè)可以使第二光線基本上無(wú)色地透射的無(wú)色部分。按照這種方案，可以在第一區(qū)域部分和第二區(qū)域部分之間容易地形成著色作用的差別。
另外，在這一方面中，第一區(qū)域部分和第二區(qū)域部分中的各個(gè)部分可以根據(jù)著色元件結(jié)構(gòu)單元的數(shù)量形成，第一區(qū)域部分的著色元件結(jié)構(gòu)單元的密度高于第二區(qū)域部分的密度。這樣，可以根據(jù)多個(gè)著色元件結(jié)構(gòu)單元來(lái)改變構(gòu)成第一和第二區(qū)域部分的著色元件的密度，因而利用正常的圖案形成工藝等可以容易得到所需的著色作用?；蛘叩谝粎^(qū)域部分和第二區(qū)域部分均具有著色元件表面，該著色元件表面可以根據(jù)多個(gè)單元圖案以形成圖案，并且第一區(qū)域部分和第二區(qū)域部分具有不同密度的單元圖案。這樣得到的優(yōu)點(diǎn)是，利用圖案形成工藝可以容易地在第一區(qū)域部分和第二區(qū)域部分之間得到不同的著色元件的有效表面積尺寸或者不同的體積。例如，有這樣一種濾色器，其特征在于，單元圖案是凸形的，第一區(qū)域部分的單元圖案的密度高于第二區(qū)域部分的單元圖案密度，并有這樣一種濾色器，其特征在于，單元圖案是凹形的，第一區(qū)域部分的單元圖案的密度低于第二區(qū)域部分的密度。在相應(yīng)的兩種情況下，可以用簡(jiǎn)易而可靠地方法得到本發(fā)明的濾色器。
或者，第一區(qū)域部分和第二區(qū)域部分具有著色元件表面，該表面可以分別根據(jù)多個(gè)第一單元圖案和多個(gè)第二單元圖案形成圖案，可以這樣確定第一區(qū)域部分和第二區(qū)域部分的單元圖案密度，即，使得第一和第二區(qū)域部分具有這樣的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使得第一和第二區(qū)域部分的著色元件形成密度彼此不同。這種方式意味著可以提出各種例子，在這些例子中，對(duì)于單元圖案可以形成和設(shè)置不同種類的單元圖案。同樣，可以容易得到施加所需著色作用的第一和第二區(qū)域部分。因此，第一單元圖案可以具有凸出形狀和凹部形狀中的一種形狀，而第二單元圖案可以具有突出形狀和凹部形狀的另一種形狀，因而可簡(jiǎn)便而可靠地獲得第一和第二區(qū)域。
在采用單元圖案的情況下，單元圖案最好具有可使入射光散射的形狀。這種散射光可使視角特性在整個(gè)顯示屏上得到改進(jìn)，有利于提高可視性。
在上述方面和其它形式的具體模式中，第一和第二區(qū)域部分用同樣的著色材料形成，這種特性的特征在于，可以改變第一和第二區(qū)域部分的著色材料的結(jié)構(gòu)(而不是特性)來(lái)達(dá)到不同的著色作用，即使采用同一種著色材料。這種特有的特征可以避免采用兩種工藝作第一區(qū)域著色材料的形成工藝和第二區(qū)域部分著色材料的形成工藝。換言之，為得到不同著色作用，可以改變同樣材料形成的著色元件的結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@樣，所以不需要用獨(dú)立的材料形成第一和第二區(qū)域。因此，這些區(qū)域部分只需要一種工藝，其中，可采用同樣的材料(同時(shí))形成這兩個(gè)區(qū)域，因此簡(jiǎn)化了制造方法。
在上述方面和其各種模式中，濾色器最好還包括覆蓋第一和第二區(qū)域部分的保護(hù)膜，這種方案可使得具有不同結(jié)構(gòu)的第一和第二區(qū)域部分的表面平面化，并強(qiáng)化濾色器的結(jié)構(gòu)。
在第二區(qū)域部分中具有至少一個(gè)無(wú)色部分的模式中，可以在第二區(qū)域部分上分散設(shè)置多個(gè)無(wú)色部分。按照這種模式，無(wú)色部分可以使第二光束無(wú)色地透過(guò)，因而可以降低對(duì)第二光束的效能。這樣便可以使第一和第二光束保持了很均衡的色純度，因而在整個(gè)顯示區(qū)域上提高了顯示的彩色質(zhì)量。
另外在某些模式中，像素區(qū)域在平面圖上具有大體多邊形的形狀，無(wú)色部分可以定位在像素區(qū)域的多邊形的角部分附近。由于將無(wú)色部分定位在像素區(qū)域的角部分一側(cè)，所以可以得到這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，與將無(wú)色部分定位在像素區(qū)域的內(nèi)側(cè)部分的情況(即靠近像素區(qū)域中心)相比，可以更準(zhǔn)確而容易地形成無(wú)色部分。
或者，像素區(qū)域在平面圖上具有大體多邊形形狀，而且無(wú)色部分的形狀大體為三角形，該三角形包括多邊形的一個(gè)角，并具有對(duì)著像素區(qū)域中該角的斜邊。這種三角形的無(wú)色部分有利于盡量減小鄰接著色部分的輪廓線長(zhǎng)度，因而在著色部分和無(wú)色部分之間的階梯部分較小，從而可以抑制在階梯部分可能產(chǎn)生的不需要的光的特性。另外，無(wú)色部分在平面圖上可以是等腰三角形。在這種情況下，可以均勻地限制無(wú)色部分的有效面積變化，這種變化是由于形成著色部分圖案的掩模的移動(dòng)造成的。
另外，在某些模式中，最好在像素區(qū)域的邊界上形成掩蔽裝置。這種優(yōu)選例子獲得的優(yōu)點(diǎn)是，可以容易和準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)無(wú)色部分的無(wú)色有效面積，設(shè)計(jì)到所需的大小。具體是，如果無(wú)色部分是三角形，則利用掩蔽裝置例如黑基體將無(wú)色部分的所有角部分掩蓋起來(lái)，使得在像素區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的無(wú)色部分的輪廓部分變成直線形狀，因而有效著色面積的最終變化可以是極小的。即黑基體從濾色器的顯示屏一側(cè)掩蔽了所有不能看作為大體直線形狀的無(wú)色部分的輪廓線部分。然而這種結(jié)果不限于只用黑基體的結(jié)構(gòu)。例如在這樣一種結(jié)構(gòu)中也可以獲得同樣的結(jié)果，即對(duì)著濾色器在基板上形成的像素驅(qū)動(dòng)總線可以作屏蔽裝置，起到黑基體的作用。
另外，在某些模式中，像素區(qū)域在平面圖上基本上為多邊形，并且可以在多邊形的任何一個(gè)側(cè)邊的附近沿該側(cè)邊形成無(wú)色部分。這種方法得到的優(yōu)點(diǎn)是，出現(xiàn)在像素區(qū)域內(nèi)的無(wú)色部分的所有輪廓線部分均變成直線形狀，從而只需要簡(jiǎn)單的工藝，并且也可以得到上述優(yōu)點(diǎn)。
在上述有利模式中，還形成覆蓋著色部分和無(wú)色部分的保護(hù)層。按照這種模式，上述保護(hù)層不僅可以保護(hù)著色層，而且可以使整個(gè)著色層和無(wú)色部分的表面平面化。
另外在這種模式中，可以確定一個(gè)像素區(qū)域中無(wú)色部分有效面積與第二光束光程占據(jù)的有效面積之比，以便形成各種顏色，或者可以以這種方式確定無(wú)色部分的有效面積，使得可以在一個(gè)像素區(qū)域中利用第一區(qū)域部分的著色作用得到的第一光束的色度基本上等于該像素區(qū)域中由第二區(qū)域部分著色部分作用得到的色度，以便形成各種顏色。因此，可以合理地利用無(wú)色部分減少著色作用的效率。
另外，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明另一方面的液晶顯示裝置采用上述方面的濾色器。在這一方面中，提供了一種透射發(fā)射式液晶顯示裝置，該裝置的特征在于在液晶顯示裝置的一個(gè)基板上設(shè)置濾色器；在另一個(gè)基板上設(shè)置有像素電極，該像素電極包括使第一光束透過(guò)的透射電極部分和使第二光束從其上反射的反射電極部分；在該濾色器上的第一區(qū)域部分對(duì)應(yīng)于透射電極部分，而第二區(qū)域部分對(duì)應(yīng)于反射電極部分。這種液晶顯示裝置在各個(gè)像素上具有很均衡的色純度，因而得到高質(zhì)量的顏色重現(xiàn)。如上所述，如果總線具有黑基體的功能，并形成無(wú)色部分，則無(wú)色部分應(yīng)當(dāng)這樣設(shè)置，使得總線遮蓋無(wú)色部分的非直線部分。結(jié)果，可以得到如上所述的減小有效面積變化的優(yōu)點(diǎn)。
另外，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明另一方面的濾色器制造方法是制造一種濾色器的方法，該濾色器對(duì)于各個(gè)像素使得具有單向光程的第一光束和具有雙向光程的第二光束著色，該制造方法包括將使第一和第二光束著色的著色材料沉積在底層上的著色材料沉積步驟；使著色材料沉積層形成圖案的步驟，由此對(duì)于各個(gè)像素形成使第一光束透過(guò)的第一區(qū)域部分和使第二光束透射的第二區(qū)域部分，第一區(qū)域部分和第二區(qū)域部分分別具有這樣的結(jié)構(gòu)，如果具有相同光程和同樣屬性的光穿過(guò)這些區(qū)域部分，則利用這些結(jié)構(gòu)可以形成不同的著色作用。在這一方面中，該方法還包括在著色材料沉積步驟之前形成黑基體的步驟，該黑基體用于確定在基板上的像素區(qū)域。另外，該方法還包括在第一和第二區(qū)域部分上形成保護(hù)層的步驟，這導(dǎo)致制造濾色器的方法相對(duì)簡(jiǎn)單，由此可以實(shí)現(xiàn)上述作用/優(yōu)點(diǎn)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明再一方面的液晶顯示裝置的制造方法是采用上述濾色器制造液晶顯示裝置的方法，其中，濾色器設(shè)置在液晶顯示裝置的一個(gè)基板上，而另一個(gè)基板設(shè)置有像素電極，該像素電極包括使第一光束透過(guò)的透射電極部分和使第二光束從其上反射的反射電極部分，該制造方法還包括使該濾色器上的第一區(qū)域部分與透射電極部分對(duì)齊的步驟。這樣，便可以可靠地制造完全具有上述濾色器優(yōu)點(diǎn)的液晶顯示裝置。


圖1是示意圖，示出用在液晶顯示裝置中的本發(fā)明第一實(shí)施例濾色器。
圖2是圖1所示濾色器一個(gè)像素區(qū)域的示意放大平面圖。
圖3是濾色器裝在液晶顯示板中時(shí)沿圖2的切線III-III截取濾色器的示意橫截面圖。
圖4是用在液晶顯示裝置中本發(fā)明第二實(shí)施例濾色器的示意平面圖。
圖5是圖4所示濾色器一個(gè)像素區(qū)域的示意放大平面圖。
圖6是濾色器裝在液晶顯示板中時(shí)，沿圖5的切線VI-VI截取濾色器的示意橫截面圖。
圖7是第二實(shí)施例濾色器示意平面圖，用于說(shuō)明第二實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)。
圖8是比較例濾色器的示意平面圖，用于說(shuō)明第二實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)。
圖9是用在例液晶顯示裝置中的本發(fā)明第三實(shí)施濾色器的示意平面圖。
圖10是圖9所示濾色器一個(gè)像素區(qū)域的示意放大平面圖。
圖11是濾色器裝在液晶顯示板中時(shí)，沿圖10的切線XI-XI截取濾色器的示意橫截面圖。
圖12是用在液晶顯示裝置中的本發(fā)明第四實(shí)施例濾色器一個(gè)像素區(qū)域的示意放大平面圖。
圖13是濾色器裝在液晶顯示板中時(shí)，沿圖12的切線XIII-XIII截取濾色器的示意橫截面圖。
圖14是用在液晶顯示裝置中的本發(fā)明第五實(shí)施例濾色器上的一個(gè)像素區(qū)域的示意放大平面圖。
圖15是將濾色器裝在液晶顯示板中時(shí)沿圖14的切線IX-IX截取的濾色器的示意橫截面圖。
圖16是第二實(shí)施例變形例濾色器的示意橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的上述方面和其它方面。
圖1用平面圖示意示出用在本發(fā)明透射反射液晶顯示裝置一個(gè)實(shí)施例中的濾色器1。
該濾色器分成縱向著色區(qū)域部分，各個(gè)部分沿顯示屏的垂直方向延伸(沿圖1的上下方向)，這些部分分別具有三基色光例如紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)的色素。這些縱向著色區(qū)域部分沿顯示屏的水平方向按R、G和B的順序周期性配置。一個(gè)縱向著色區(qū)域部分(一列)可以在垂直方向分成若干部分，各個(gè)分開(kāi)的部分對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素，在下文中，該分開(kāi)的部分稱為像素部分10。像素部分10的邊界具有黑基體1BM，以用于防止在像素部分的間隙漏光。雖然在圖1中，縱向著色區(qū)域部分沿垂直方向被分開(kāi)，但是在此實(shí)施例中，一個(gè)縱向著色區(qū)域部分的像素部分10(在垂直方向?qū)?zhǔn)的部分像素10)在材料方面和外形方面都不是獨(dú)立的。
該像素部分10具有第一區(qū)域部分10t(圖中點(diǎn)線包圍的區(qū)域)，該部分可以透過(guò)具有單向光程和從背光系統(tǒng)發(fā)射的第一光束L1；第二區(qū)域部分10r，該部分是除第一區(qū)域部分10t的區(qū)域10的一部分，該部分可以透射具有雙向光程且從顯示屏入射的第二光束L2，該光束透射并在透射后從相反一側(cè)再入射。該第一區(qū)域部分10t和第二區(qū)域部分10r具有這樣一種結(jié)構(gòu)，使得當(dāng)具有同樣光程和同樣屬性的光線透射穿過(guò)它們時(shí)，這兩部分具有如上所述的不同著色作用。
圖2示意示出一個(gè)像素部分10的放大平面圖，而圖3示出在濾色器裝在液晶顯示板100中時(shí)圖2的III-III橫截面圖。圖2是在從液晶顯示板的前側(cè)(即從圖3的上側(cè))觀察時(shí)，液晶顯示板100的像素部分10的平面圖。應(yīng)當(dāng)注意到，圖3示出液晶顯示板的基本結(jié)構(gòu)，圖中為了更清楚地顯示，刪去了一些次要的層、膜和其結(jié)構(gòu)。
像素區(qū)域10的第一區(qū)域部分10t和第二區(qū)域部分10r具有同樣的著色材料，但它們的結(jié)構(gòu)分別是不同的。該第一區(qū)域部分10t對(duì)應(yīng)于經(jīng)由液晶層LC設(shè)置在基板70上的像素電極80的透明區(qū)域8t(透射電極部分)，該透明區(qū)域8t面對(duì)著該區(qū)域部分10t。第二區(qū)域部分10r對(duì)應(yīng)于像素電極80的反射區(qū)域8r(反射電極部分)。從圖2可以清楚看出，第二區(qū)域部10r設(shè)置有很多用作無(wú)色部分的通孔1h。因此第二區(qū)域部分10r由無(wú)色部分和除無(wú)色部分外的著色部分構(gòu)造成。
通孔1h上沒(méi)有著色材料，因而在第二區(qū)域部分10r上，這些通孔1h可以無(wú)色地透過(guò)第二光束的部分L2t。一方面，第二區(qū)域10r的著色部分是一個(gè)其上有著色材料的部分，使得該部分可以透過(guò)第二光束的部分L2c，從而使該部分L2c在第二區(qū)域部分10r中著色。相反，第一區(qū)域部分10t僅由著色層組成，沒(méi)有無(wú)色部分，所以穿過(guò)第一區(qū)域部分10t的第一光束L1可以在部分10t的任何位置被著色。
在平面圖中，第一區(qū)域部分10t是長(zhǎng)方形，其中心位于像素區(qū)域的中心，而第二區(qū)域部分10r是除長(zhǎng)方形區(qū)域外的部分，該部分包圍第一區(qū)域部分。因此，這一實(shí)施例是基于將像素電極80的各個(gè)電極部分成形為近乎相當(dāng)于平面圖上這些區(qū)域部分10t、10r的形狀。
如圖3所示，在基板20上形成像素部分10和在由黑基體1BM確定的區(qū)域上形成黑基體1BM。該黑基體形成在液晶顯示板前側(cè)的透明基板20上，形成在該顯示板的內(nèi)側(cè)，其用屏蔽光的材料制作，以便起到光屏蔽裝置的作用。
可以容易形成通孔1h，方法是在用各種顏色的著色材料形成上述縱向著色區(qū)域部分時(shí)，采用形成圖案的工藝用形成通孔的掩模形成。因?yàn)檫@種形成圖案的工藝本身是眾所周知的，所以不再作任何說(shuō)明。
下面說(shuō)明本實(shí)施例的作用和優(yōu)點(diǎn)。
從背光系統(tǒng)(未示出)發(fā)射第一光束L1，該光束在通過(guò)透明電極部分8t和液晶層LC以后，由第一區(qū)域部分10t的著色材料著色，由此光束L1被導(dǎo)向到前側(cè)顯示板的外面。另一方面，從顯示板前側(cè)入射的第二光束穿過(guò)透明基板20，并且由于穿過(guò)第二區(qū)域部分10r的著色部分和通孔1h而只著色一次或不著色，然后經(jīng)液晶層LC達(dá)到反射電極部分8r。接著，第二光束L2由反射電極部分8r反射，穿過(guò)液晶層LC后，被導(dǎo)向到第二區(qū)域10r。由此返回到第二區(qū)域部分10r的第二光束L2然后再穿過(guò)第二區(qū)域部分10r的著色部分或者通孔1h，再發(fā)生著色或者不著色，最后被導(dǎo)向到前側(cè)顯示板的外面。圖3示出在第二光束L2c第一次入射在第二區(qū)域部分10r上，以及第二次入射的第二區(qū)域部分上時(shí)，穿過(guò)著色部分的情況，以及在第二光束L2t第一次入射在第二區(qū)域部分10r上以及第二次入射在第二區(qū)域部分10t上時(shí)穿過(guò)通孔1h的情況。在這些情況下，第二光束L2c完全發(fā)生著色作用，但第二光束L2t完全不發(fā)生著色作用。然而可能在第二光束L2的前行光路和返回光路的僅一個(gè)光路上發(fā)生第二光束L2被著色或者不著色的情況。
如上所述，因?yàn)橥?h不使入射光著色，所以進(jìn)入第二區(qū)域部分10r的第二光束L2的著色作用可以形成不同于第一區(qū)域部分10t中的第一光束L1的著色作用，這樣可以有利地減小對(duì)光束L2的著色作用。即第一區(qū)域部分10t和第二區(qū)域部分10t具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得部分10t和10r在具有同樣光程和同樣屬性的光線透過(guò)這些部分時(shí)可提供所需的不同著色作用。按照這種結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)。
因?yàn)榈谝徊糠?0t可使從背光系統(tǒng)發(fā)射的第一光束L1著色，所以只能夠產(chǎn)生一次著色作用。相反，第二區(qū)域部分10r可使具有雙向光程的反射光束L2著色，使得它有兩個(gè)機(jī)會(huì)施加著色作用。因此對(duì)于屬性(包括強(qiáng)度、波長(zhǎng)和特性等)基本上相同的光束，反射光束L2與透射光束L1相比，將經(jīng)過(guò)(在感官上)幾乎兩倍程度的著色作用。因此反射光束L2再現(xiàn)的色純度和透射光束L1再現(xiàn)的色純度在一個(gè)像素內(nèi)是不同的，結(jié)果在整個(gè)顯示區(qū)域內(nèi)，顏色再現(xiàn)的質(zhì)量變壞。然而在此實(shí)施例中，為了防止反射光的著色作用不一致，可將反射光的著色部分的結(jié)構(gòu)制成不同于透射光的著色部分的結(jié)構(gòu)，方法是僅在第二區(qū)域部分10r上形成許多用作無(wú)色部分的通孔1h。由此可以減小反射光束L2的著色作用面積，反射光束L2穿過(guò)的區(qū)域可以是部分無(wú)色的。因此，可以在一個(gè)像素內(nèi)減小反射光束的著色作用，使得透射光束L1和反射光束L2的著色作用可以達(dá)到平衡。應(yīng)當(dāng)注意到，本文所說(shuō)的術(shù)語(yǔ)“著色作用”是指一種功效，該功效代表在預(yù)定條件下得到的著色作用例如色純度、彩色質(zhì)量、亮度等的程度，該預(yù)定條件包括入射光的強(qiáng)度、波長(zhǎng)、特性和入射面積等。
總而言之結(jié)果是，可以在一個(gè)像素內(nèi)獲得透射光束L1和反射光束L2的均衡的色純度，同時(shí)有助于改進(jìn)整個(gè)顯示區(qū)域上的顯示的顏色。
在上述實(shí)施例中，為了在第一區(qū)域部分10t和第二區(qū)域部分10r之間獲得不同的著色作用，該多個(gè)通孔1h可以像格柵圖案一樣配置在第二區(qū)域部分10r上，或者這種通孔可以根據(jù)設(shè)計(jì)無(wú)序地配置成另外一種形狀，其數(shù)目和面積大小可以按照需要確定。
如上所述，無(wú)色的部分1h可用于降低反射光束L2的著色作用，下面對(duì)這種面積大小等說(shuō)明其更具體的例子。
現(xiàn)在假定S是有關(guān)像素的有效面積，St是第一區(qū)域部分10t的有效面積，Sr是第二區(qū)域部分10r的有效面積(反射電極部分8r的面積大小，或者所有入射光束L2入射的面積)，Sn是無(wú)色部分1h的總的有效面積，相應(yīng)面積是對(duì)于一個(gè)像素的面積。在液晶層LC的預(yù)定光學(xué)調(diào)制狀態(tài)下，反射模式的光譜反射率R可表示如下R＝{L2t·Sn/Sr·+L2c·(Sr-Sn)/Sr}Sr/S(1)另一方面，在透視模式中，在相同條件下的光譜透射率T可以表示如下T＝L1·St/S(2)在上述公式中，L1、L2t和L2c是進(jìn)入液晶顯示板的光強(qiáng)度和其原來(lái)強(qiáng)度之比。
根據(jù)上述表達(dá)式，計(jì)算各個(gè)R、G和B的R，其中可以從大體自然光(或者從前側(cè)入射的光)推導(dǎo)出L2c和L2t，計(jì)算的結(jié)果可以導(dǎo)出在相應(yīng)著色層部分產(chǎn)生的色度。根據(jù)上述公式計(jì)算各個(gè)R、G和B的T，其可以根據(jù)所用的背光推導(dǎo)出L1，該計(jì)算結(jié)果可以導(dǎo)出在相應(yīng)著色層部分產(chǎn)生的色度。這樣確定Sn的值，使得這些色度對(duì)各種顏色是彼此相等的。按照這種原理，可以得到R、G和B各種顏色的Sn和Sr的比(Sn/Sr)，以百分?jǐn)?shù)表示的相應(yīng)比的例子如下，利用這些數(shù)值可以獲得很好的結(jié)果。
R的像素5-15％；G的像素15-30％；B的像素3-8％。
下面說(shuō)明本發(fā)明的另一實(shí)施例。
圖4示出用在本發(fā)明透射反射式液晶顯示裝置中的濾色器4的平面圖。
在濾色器4中，裝置由像素部分40構(gòu)成，該像素部分是濾色器4的分割部分。所用的黑基體4BM結(jié)構(gòu)，基本上與上述濾色器1的相應(yīng)的結(jié)構(gòu)元件相同。同樣存在分別對(duì)應(yīng)于第一區(qū)域部分10t和第二區(qū)域部分10r的部分40t和40r。
然而，在此實(shí)施例中，形成代替通孔1h的無(wú)色部分4H，該無(wú)色部分具有有效面積，該面積可根據(jù)上述的計(jì)算方法或者其它經(jīng)驗(yàn)確定。換言之，第二區(qū)域部分40r是像素部分40的除去第一區(qū)域部分40t的部分，它由一個(gè)無(wú)色部分4H和除該部分4 H外的著色部分構(gòu)成。換言之，像素部分40由著色材料層4C(見(jiàn)圖5)和無(wú)色部分4H構(gòu)成。在此實(shí)施例中，無(wú)色部分4H位于長(zhǎng)方形像素區(qū)域的左下角，是一個(gè)等腰三角形，該等腰三角形的直角構(gòu)成該像素的角。
圖5示意示出一個(gè)像素部分40的放大平面圖。圖6示出在該濾色器裝到液晶顯示板100’的情況下，沿切線VI-VI截取的圖5的橫截面圖。圖5還示出從圖6中液晶顯示板100’的前側(cè)(圖6的上側(cè))看去的平面圖。應(yīng)當(dāng)注意到，圖6基本上示出液晶顯示板，為了更清楚地顯示刪去了若干附屬層、膜和其結(jié)構(gòu)。
像素部分40的著色部分4C包括第一光束L1的第一區(qū)域部分40t；對(duì)于第二光束除無(wú)色部分4H外的那部分第二區(qū)域部分40r。與上述第一區(qū)域部分10t一樣，該第一區(qū)域部分40t也對(duì)應(yīng)于像素電極80的透明電極部分8t，而第二區(qū)域部分40r(包含無(wú)色部分4H)也對(duì)應(yīng)于像素電極80的反射電極部分8r。
無(wú)色部分4H是無(wú)色地反射光束L2t穿過(guò)的部分，該無(wú)色的反射光束L2t是第二光束的一部分，在此實(shí)施例中。這一部分形成為由著色部分4C確定的窗口形式，該窗口可使著色部分4C的下層，即作為其支撐層的基板20露出。因此，透過(guò)該無(wú)色部分4H的光束不發(fā)生任何著色作用。
位于著色部分4C中的第一區(qū)域部分40t在此實(shí)施例中是一個(gè)長(zhǎng)方形，該長(zhǎng)方形的中心位于像素區(qū)域的中心。包含無(wú)色部分4H的第二區(qū)域部分40r是除去該長(zhǎng)方形的部分，該部分包圍第一區(qū)域部分。因此該實(shí)施例是基于像素電極部分80的電極部分在平面圖上分別具有相似于區(qū)域40t、40r的形狀。
如圖6所示，像素部分40包括黑基體4BM，該黑基體形成在透明基板20上，位于液晶顯示板100’前側(cè)，該黑基體包括形成在顯示板內(nèi)側(cè)的光屏蔽材料；著色層4C，該著色層由例如具有著色成分的合成樹(shù)脂構(gòu)成，該著色層形成在基板20和黑基體4BM上，該黑基體位于由該黑基體定界的區(qū)域上；無(wú)色部分4H，由窗口(空白部分)構(gòu)成，該窗口的輪廓或形狀由著色層4C確定。
如圖5所示，除長(zhǎng)方形像素部分40上無(wú)色部分4H的三角形區(qū)域外，使著色部分4C形成某種形式的圖案。
在此實(shí)施例中，可以除去對(duì)應(yīng)于無(wú)色部分4H的著色材料部分而形成窗口，透過(guò)該窗口可以窺視透明基板20。
在背光系統(tǒng)(未示出)發(fā)射的光束L1在穿過(guò)電極部分8t和液晶層LC以后，由第一區(qū)域部分40t的著色材料著色，然后射到前側(cè)顯示板的外面。一方面，從顯示板前側(cè)來(lái)的外部光束的一部分L2c在穿過(guò)透明基板20和著色部分4C以后，由第二區(qū)域部分40r的著色部分4C的著色材料著色一次，然后經(jīng)液晶層LC到達(dá)反射電極部分8r。該光束L2c由反射電極部分8r反射，再經(jīng)液晶層LC回到第二部分4r的著色部分的一部分，再由該著色部分著色一次，然后通過(guò)透明基板20射到前側(cè)顯示板的外面。另一方面，從顯示板前側(cè)入射的外部光束的另一部分L2t進(jìn)入無(wú)色部分4H，它在穿過(guò)透明基板20之后，不由濾色器的著色材料著色，然后經(jīng)液晶層LC，射到反射電極部分8r。由該反射電極部分8r反射該光束L2t，使其返回到無(wú)色部分4H，再穿過(guò)液晶層LC。該光束L2t不由無(wú)色部分4H著色，經(jīng)透明基板20射到位于前側(cè)的顯示板的外面。
如上所述，無(wú)色部分4H不使入射光著色，所以該部分可以降低進(jìn)入像素區(qū)域的環(huán)境光線的著色作用。因此，可以得到如第一實(shí)施例得到的優(yōu)點(diǎn)。
應(yīng)當(dāng)注意到，在這種結(jié)構(gòu)中，天然著色的反射光可以利用單一獨(dú)立區(qū)域使其無(wú)色，所以在微觀上可以形成斑點(diǎn)區(qū)域，但是在人們觀察整個(gè)顯示屏的宏觀觀察中，可以忽略顯示圖像的局部無(wú)色光。
另外，還應(yīng)當(dāng)注意到，可以根據(jù)第一實(shí)施例同樣的原理設(shè)定面積的尺寸等調(diào)節(jié)無(wú)色部分4H的作用，減小反射光的著色作用。
另外，由于在圖5所示的三角形中形成無(wú)色部分4H，所以本實(shí)施例具有特殊的優(yōu)點(diǎn)。
圖7示出更真實(shí)的無(wú)色部分4H的放大圖，而圖8示出解釋這種特殊優(yōu)點(diǎn)的比較例。
為了形成無(wú)色部分4H，將著色部分4C形成為圖5所示的形狀(一種鋸齒形狀)，形成的方法是采用圖案形成工藝，在該工藝中，采用局部腐蝕除去法，其方式與對(duì)應(yīng)于縱向著色區(qū)域部分采用普通條紋形成掩模的圖案成形工藝很相同。然而實(shí)際上得到的著色部分4C在微觀上是相似的，如圖7所示，即在平面圖中，著色部分4C的棱角不是圖5所示的很尖棱角，而是像圖7所示的圓角。換言之，著色部分4C的各個(gè)棱角變得較為圓滑。相反，著色部分的直線部分在平面圖中可以容易地以幾乎期望的很高準(zhǔn)確度形成直線形狀。
在此實(shí)施例中，因?yàn)閷o(wú)色部分4H形成為這樣一種三角形形狀，使得該三角形形狀可以通過(guò)除去長(zhǎng)方形像素部分40的一個(gè)棱角而得到，所以，可將著色部分4C的較圓滑部分僅僅限于像素的邊緣，例如圖7的左側(cè)和下側(cè)，可以所有這些較圓部分可以用黑基體4BM遮擋。由于與黑基體相結(jié)合，所以可以準(zhǔn)確地形成具有需要形狀和面積尺寸的無(wú)色部分4H。另外，還有一個(gè)方面，三角形的無(wú)色部分4H基本上不發(fā)生變化，而且可以容易形成相對(duì)互等面積。
相反，在將無(wú)色部分4H形成為長(zhǎng)方形的情況下，較圓部分4Co總會(huì)留在著色部分4C中，即使它與黑基體4MB相結(jié)合，如圖8所示。對(duì)于其圓度而言，很難預(yù)測(cè)這種較圓部分。另外，這種較圓部分可能發(fā)生大范圍的變化，所以為將無(wú)色的部分形成為具有要求形狀和面積尺寸，出現(xiàn)這種較圓部分是特別不利的。
在此實(shí)施例中，無(wú)色部分4H的平面形狀是等腰三角形，所以又可提供了一種比不規(guī)則三角形更有利的例子。即只要無(wú)色部分4H是等腰三角形，即使形成著色部分4C圖案的掩模在上下方向或者左右方向發(fā)生偏離，則無(wú)色部分4H在幾何上仍顯示為相似的等腰三角形，并按照這種偏差全面改變其面積。在非等腰三角形的情況下，當(dāng)它偏離上下方向時(shí)，面積變化的程度總是不同于在左右方向偏離時(shí)面積變化的程度。在重新考慮此問(wèn)題時(shí)，在等腰三角形的情況下例如在本實(shí)施例的情況下，可以容易控制由于掩模偏差造成的無(wú)色部分4H的面積變化，所以可以獲得這樣的優(yōu)點(diǎn)，即不需要高準(zhǔn)確度地形成掩模等。
另外，在通過(guò)使該區(qū)域形成三角形的方法形成具有同樣面積大小的無(wú)色部分情況下，可以容易地使形成無(wú)色部分4H輪廓所沿的著色部分4C的邊長(zhǎng)度短于在其它形狀區(qū)域情況下的長(zhǎng)度。因此，在著色部分4C和無(wú)色部分4H之間的階梯部分變得比較小，從而有助于平整濾色器的表面。
在第二實(shí)施例中，已經(jīng)說(shuō)明了將無(wú)色部分4H形成為三角形時(shí)的例子，但是使它們形成其它的形狀也可以獲得特殊的優(yōu)點(diǎn)。
圖9以平面圖的方式示意示出實(shí)施例的濾色器。圖10示出其局部放大圖，而圖11示出沿圖10切線XI-XI截取的的橫截面圖。
如圖9所示，無(wú)色部分4H’形成為長(zhǎng)方形，該長(zhǎng)方形沿長(zhǎng)方形像素部分40’的一個(gè)整邊延伸，形狀為靠近該邊的一條直線。此例子的這種無(wú)色部分4H’可以是溝槽部分，該溝槽部分沿顯示屏的垂直方向延伸，如圖11所示。
另外，由于形成這種無(wú)色部分4H’，所以出現(xiàn)在像素區(qū)域內(nèi)的著色部分4C’的所有邊緣都是直線形狀，因而變化發(fā)生在狹窄的范圍內(nèi)，而且容易使得該無(wú)色部分4H，準(zhǔn)確地形成為要求的面積。另外，由于采用使著色部分4C’的寬度減小的方法，實(shí)現(xiàn)此實(shí)施例，因此在本實(shí)施例中的圖案成形工藝很類似于在現(xiàn)有技術(shù)中用于形成條紋著色部分的圖案形成工藝，所以可以得到制造工藝容易控制的優(yōu)點(diǎn)。
為了使第一區(qū)域部分或第二區(qū)域部分產(chǎn)生不同的著色作用，還可以應(yīng)用如圖12和13所示的另一種結(jié)構(gòu)。
圖12示意示出本發(fā)明第四實(shí)施例濾色器像素部分50的放大平面圖，而圖13示出在該濾色器裝入到液晶顯示板100中時(shí)，沿圖12的切線XIII-XIII截取的橫截面圖。
在此實(shí)施例中，第一區(qū)域部分50t和第二區(qū)域部分50r具有這樣的結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，構(gòu)成著色元件的密度彼此是不同的。為此，第一區(qū)域部分50t和第二區(qū)域部分50r中的各個(gè)部分具有至少一個(gè)表面層部分，在此實(shí)施例中該表面層部分根據(jù)用作結(jié)構(gòu)單元圖案的著色材料凸出體元件(凸出部，具體是大體半圓形凸出部)形成在許多著色元件結(jié)構(gòu)單元上，第一區(qū)域部分50t的凸出部5b的密度比第二區(qū)域部分50r的凸出部分5b的高。
按照此實(shí)施例，為達(dá)到預(yù)定目的，可以在第一區(qū)域部分和第二區(qū)域部分之間在結(jié)構(gòu)上形成差別，同時(shí)可以容易地利用圖案成形工藝使著色元件的表面積或者體積產(chǎn)生差別，從而影響在第一區(qū)域部分50r和第二區(qū)域部分50r之間入射光束的著色作用。
另外，還可以實(shí)施如圖14和15所示的結(jié)構(gòu)。
圖14示意示出第五實(shí)施例濾色器的像素部分60的放大平面圖，而圖15示出將該濾色器裝在液晶顯示板100””中時(shí)沿圖14的切線XV-XV截取的截面圖。
本實(shí)施例還提出第一區(qū)域部分60t和第二區(qū)域部分60r具有這樣一種結(jié)構(gòu)，使得它們形成的著色元件的密度彼此不同。為此，第一區(qū)域部分60t和第二區(qū)域部分60r中的各個(gè)部分具有至少一個(gè)表面層部分，在此實(shí)施例中該表面層部分根據(jù)用作結(jié)構(gòu)單元圖案的著色材料凹部元件(凹部，具體為大體半球形凹部)形成在許多著色元件結(jié)構(gòu)單元上，并形成第二區(qū)域部分60r的凹部6d，該6d的密度大于第一區(qū)域部分60t的凹部6d的密度。
按照本實(shí)施例，為達(dá)到預(yù)定目的，可以在第一區(qū)域部分和第二區(qū)域部分之間在結(jié)構(gòu)上形成差別，同時(shí)可以容易地利用圖案成形工藝在第一區(qū)域部分60t和第二區(qū)域部分60r之間，使著色元件的有效表面積或體積產(chǎn)生差別，從而影響入射光束的著色作用。
應(yīng)當(dāng)注意到，第一區(qū)域部分和第二區(qū)域部分是根據(jù)凸出部或凹部的圖案形成的，所以這些表面變粗糙，因而容易散射入射光束。這些散射光束改進(jìn)了電視屏上的視角特性，從而可以進(jìn)一步提高可視度。具體是，在反射模式中它對(duì)于光束L2是有效的。
另外，還有將第四和第五實(shí)施例結(jié)合起來(lái)的實(shí)施例。即將第四實(shí)施例中的第一區(qū)域部分50t(著色元件的高密度形成結(jié)構(gòu))與第五實(shí)施例中的第二區(qū)域部分60r(著色元件的低密度形成結(jié)構(gòu))結(jié)合起來(lái)，從而產(chǎn)生要求的不同的著色作用，或者將第五實(shí)施例中的第一區(qū)域部分60t(著色元件的高密度形成結(jié)構(gòu))和將第四實(shí)施例中的第二區(qū)域部分50r(著色元件的低密度形成結(jié)構(gòu))結(jié)合起來(lái)，產(chǎn)生要求的不同的著色作用。
在上述實(shí)施例中，因?yàn)橄袼夭糠志哂型?h，無(wú)色部分4H、4H’或者具有凸出部5b的突出形狀和凹部6d的凹部形狀，所以著色部分上形成一些有階梯的部分，從而降低了整個(gè)濾色器的表面平整性。這種階梯部分對(duì)于光學(xué)特性等方面通常是不利的。
由于這種缺陷，在圖16中示出作為代表的改進(jìn)第二實(shí)施例的例子。在此實(shí)施例中，在著色部分4C和無(wú)色部分4H上覆蓋一層作為外層的保護(hù)層9，該保護(hù)層由合成樹(shù)脂構(gòu)成，用于保護(hù)著色部分4C，而無(wú)色部分4H的窗口部分被填埋，從而平整濾色器的表面。該保護(hù)層由光學(xué)透明材料構(gòu)成，所以它不會(huì)影響濾色器的著色作用。
由于保護(hù)層9可以平整濾色器的表面，所以可使在該表面上的入射光的入射面變得平整。這樣便可以防止例如由粗糙表面以及無(wú)色部分4H的窗口造成的不希望的漏光，從而顯著改進(jìn)光學(xué)特性。
另外，即使在濾色器上形成其它膜例如定位膜(未示出)等，也可以防止著色部分4C與其它膜直接接觸，所以具有可防止液晶層受污染的優(yōu)點(diǎn)。另外，由于濾色器的表面被平整，所以可以方便地避免定位層取向的不規(guī)則性，或者避免配置在定位層上或其上面的液晶層LC的凹凸不平性。
另外，在其它實(shí)施例中，以幾乎相同的方式形成保護(hù)層9也可獲得同樣的優(yōu)點(diǎn)。然而，在特殊結(jié)構(gòu)例如實(shí)施例1、4和5的情況下，平整度是很小的，所以在濾色器需要同樣的平面度時(shí)，該保護(hù)層可以比涂在實(shí)施例2上的保護(hù)層薄。即特殊結(jié)構(gòu)本身便具有濾色器表面的高平整性，所以可以說(shuō)，幾乎沒(méi)有由不平形狀產(chǎn)生的影響作用于其它層。
這樣，在上述實(shí)施例中，可以認(rèn)為，濾色器的像素部分是長(zhǎng)方形，而且已經(jīng)提出包含用于透射的長(zhǎng)方形第一區(qū)域部分和用于反射的第二區(qū)域部分的例子，該第二區(qū)域部分具有包圍第一區(qū)域部分的形狀。然而本發(fā)明不一定限于這些實(shí)施例。這樣的像素部分(像素區(qū)域)可以為除長(zhǎng)方形外的其它形狀，例如具有五個(gè)邊或多個(gè)邊的多邊形形狀。第一區(qū)域部分同樣也可以為除長(zhǎng)方形而外的其它形狀和/或可以分成許多形狀。
在濾色器中，用于透射的區(qū)域和反射的區(qū)域基本上分別對(duì)應(yīng)于在有關(guān)顯示裝置中處理第一光束和第二光束的規(guī)定區(qū)域(在本文給出的實(shí)施例中，為形成在上述電極上的透射部分和反射部分的相應(yīng)區(qū)域)。透射區(qū)域和反射區(qū)域在形狀上、排列上和在數(shù)目上與規(guī)定的區(qū)域相同。因此，第一區(qū)域部分在平面圖上可以是圓形形狀、近似長(zhǎng)方形而又被倒棱角的形狀(包括橢圓)，或者為五個(gè)邊或多個(gè)邊的多邊形形狀以及在上述實(shí)施例中的長(zhǎng)方形第一區(qū)域部分，而不是包圍該第一區(qū)域部分的第二區(qū)域部分。
應(yīng)當(dāng)注意到，本發(fā)明可以進(jìn)行其它的各種變型。例如像素部分可以為其它形狀，而不是如圖1、4或9所示的格子形狀。雖然在上述實(shí)施例中已經(jīng)提出濾色器直接形成在基板20上的例子，但是可以在基板20和濾色器之間插入一些附屬層。即本發(fā)明旨在一種濾色器，該濾色器可以由任何，包括下層或基板的任何基層支撐。
為達(dá)到某些要求的目的，保護(hù)層9可以具有某種著色特性，而不是完全透明的沒(méi)有顏色的保護(hù)層9。在上述實(shí)施例中，已經(jīng)說(shuō)明可以獲得理想彩色圖像的基于R、G、B三基色的濾色器，但是本發(fā)明適用合用于顯示單色圖像的單色濾色器。
因此，上述優(yōu)選實(shí)施例只是例示性的，沒(méi)有任何限制性。后附的權(quán)利要求書限定了本發(fā)明的范圍，所有屬于權(quán)利要求書意義內(nèi)的所有改型均包含在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)于各個(gè)像素用于使具有單向光程的第一光束和具有雙向光程的第二光束著色的濾色器，該濾色器包括對(duì)于各個(gè)像素可使該第一光束從其中透過(guò)的第一區(qū)域部分和可使該第二光束從其中透過(guò)的第二區(qū)域部分，該第一區(qū)域部分和該第二區(qū)域部分分別具有這樣的結(jié)構(gòu)，即，如果具有相同光程和相同屬性的光束穿過(guò)該第一區(qū)域部分和該第二區(qū)域部分，則所述結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生不同的著色作用，所述第二區(qū)域部分包括一使該第二光束著色的著色部分，和至少一個(gè)無(wú)色部分，該無(wú)色部分大體上無(wú)色地傳送該第二光束，該著色部分和該無(wú)色部分以下述方式形成，即僅僅該著色和無(wú)色部分的大體直線形輪廓部分出現(xiàn)在平面圖中的像素區(qū)域之內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的濾色器，其特征在于，該像素區(qū)域在平面圖上具有大體多邊形形狀，該無(wú)色部分鄰接像素區(qū)域的多邊形的角。
3.如權(quán)利要求1或2所述的濾色器，其特征在于，像素區(qū)域在平面圖上具有大體多邊形形狀，無(wú)色部分具有大體為三角形的形狀，該三角形包括多邊形的一個(gè)角并具有對(duì)著像素中的該角的斜邊。
4.如權(quán)利要求3所述的濾色器，其特征在于，在平面圖中，該無(wú)色部分是等腰三角形。
5.如權(quán)利要求9所述的濾色器，其特征在于，該像素區(qū)域在平面圖上基本上為多邊形，無(wú)色部分可以鄰接多邊形的任何一個(gè)邊，并沿著該邊形成。
6.如權(quán)利要求1或2所述的濾色器，其特征在于，光屏蔽裝置形成在像素區(qū)域的邊界上，該光屏蔽裝置具有遮蔽作用，可以遮蔽所有被認(rèn)為基本上不是直線形狀的著色部分和無(wú)色部分的輪廓部分，以無(wú)法看出濾色器的顯示屏側(cè)邊。
7.如權(quán)利要求6所述的濾色器，其特征在于，所述光屏蔽裝置是黑基體。
8.如權(quán)利要求6所述的濾色器，其特征在于，所述光屏蔽裝置是設(shè)置在液晶顯示裝置中的總線。
9.如權(quán)利要求1所述的濾色器，其特征在于，該第一區(qū)域部分和該第二區(qū)域部分具有這樣的結(jié)構(gòu)差別，即，使得第一光束在像素區(qū)域內(nèi)由第一區(qū)域部分產(chǎn)生的著色作用基本上等于第二光束在該像素區(qū)域內(nèi)由第二區(qū)域部分產(chǎn)生的著色作用。
10.如權(quán)利要求1所述的濾色器，其特征在于，該第一和第二區(qū)域部分用同樣的著色材料形成。
11.如權(quán)利要求1所述的濾色器，其特征在于，該濾色器還包括覆蓋該第一和第二區(qū)域部分的保護(hù)膜。
12.如權(quán)利要求1或2所述的濾色器，其特征在于，對(duì)各種形成的顏色，在像素區(qū)域中確定該無(wú)色部分的有效面積與第二光束的光程占據(jù)的有效面積之比。
13.如權(quán)利要求1或2所述的濾色器，其特征在于，這樣確定無(wú)色部分的有效面積，即，使得對(duì)于形成的各種顏色，由像素區(qū)域中第一區(qū)域部分的著色作用得到的第一光束的色度基本上等于在該像素區(qū)域中由第二區(qū)域部分的著色作用得到的第二光束的色度。
14.如權(quán)利要求1所述的濾色器，其特征在于，所述第一區(qū)域部分在平面圖中是圓環(huán)形或圓形的。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種濾色器和采用這種濾色器的透射反射式液晶顯示裝置，這種裝置可以在一個(gè)像素內(nèi)獲得很均衡的色純度。對(duì)于各個(gè)像素，濾色器用于使得具有單向光程的第一光束(L1)和具有雙向光程的第二光束(L2)著色。該濾色器包括對(duì)于各個(gè)像素使得第一光束(L1)從其中透過(guò)的第一區(qū)域部分(10t)和使第二光束(L2)從其中透過(guò)的第二區(qū)域部分(10r)。該第一區(qū)域部分(10t)和第二區(qū)域部分(10r)分別具有這樣的結(jié)構(gòu)，即，使得具有相同光路和相同屬性的光束穿過(guò)這些區(qū)域部分時(shí)，這些部分能施加不同的著色作用。
文檔編號(hào)G02B5/20GK101071224SQ20061017203
公開(kāi)日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2002年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月12日
發(fā)明者T·伊納達(dá), N·馬特蘇拉, M·二世 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司