JP2001033772A

JP2001033772A - 液晶表示素子、液晶表示素子の製造方法およびカラー表示装置

Info

Publication number: JP2001033772A
Application number: JP11262750A
Authority: JP
Inventors: Yuji Hayata; 祐二早田; Yoshinori Hirai; 良典平井; Masao Ozeki; 正雄尾関; Toshihiko Suzuki; 俊彦鈴木
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd; Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp; AGC Inc
Priority date: 1998-09-16
Filing date: 1999-09-16
Publication date: 2001-02-09

Abstract

(57)【要約】【課題】反射または半透過反射型液晶表示素子および装
置において、良好な発色性能を維持しつつ輝度を向上さ
せる。【解決手段】カラーフィルタと反射板とを備えた液晶表
示素子において、このカラーフィルタは、それぞれ色の
異なる複数の単一色着色部分を有し、標準Ｃ光源からの
透過光がカラーフィルタ全体として実質的に無彩色であ
り、かつ標準Ｃ光源による可視光透過率が３０〜６５％
であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射型または半透
過反射型液晶表示ディスプレイに適用可能な液晶表示素
子、液晶表示素子の製造方法およびカラー表示装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は薄型軽量であるため、携
帯用情報機器などに広く用いられている。液晶表示素子
として、広く用いられているものは、薄膜トランジスタ
などの能動素子を用いたアクティブマトリクス液晶素子
と、電圧実効値に応答する単純マトリクス型液晶表示素
子であるＳＴＮ液晶素子である。アクティブマトリクス
液晶素子は高い表示性能を発揮できるので、現時点での
表示素子の主流になっている。しかし、製造工程が複雑
で設備が高価である点や、一種の表示装置を作るのに複
数枚のマスクを必要とする点などから、デザインの多様
性やカスタム性を要求される用途には不適である。した
がって、このような用途では、単純マトリクス型液晶表
示装置が多く用いられている。

【０００３】情報端末に組み込まれる液晶表示素子に
は、表示の見やすさや表示情報量の多さ等の観点からカ
ラー表示が要求されることが多い。カラー表示を実現す
るために、液晶表示セル内にカラーフィルタを設ける方
式が用いられている。しかし、カラーフィルタを設けた
液晶表示素子においては、カラーフィルタによって光の
透過率が減少するうえ、さらに加法混色を実施する場合
には１画素を赤，緑，青（Ｒ，Ｇ，Ｂ）等の基本色の３
色に分割する必要があり、実質的な開口率が下がる。

【０００４】例えば、赤を表示する際の赤の輝度は、
（液晶の透過率×赤のカラーフィルタの透過率×開口率
／３）で表されるが、この値は液晶セルに入射する光の
３％にも満たない。そこで、一般に、液晶表示素子の背
面などにバックライト等の光源を設けて透過型の液晶表
示装置として使用する。そして、このような構成におい
て良好な見ばえを確保するには、光源を常時点灯する必
要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】携帯用情報機器のカラ
ー表示装置として求められる特性は、（ａ）周囲の明る
さの変化によらず、フルカラーに近い多階調のカラー表
示が提供できること、および（ｂ）低消費電力であるこ
と、の２点である。

【０００６】現在、ブック型パソコンに広く用いられて
いる透過型のカラー液晶表示装置では、１００ｃｄ／ｍ
²程度の輝度が標準となっており、これは通常のオフィ
ス環境においては適切な明るさである。しかし、今日、
携帯用情報機器は、大きな会議場（照明は固定されてお
り使用者の希望するものではないことが多い）、屋外、
夜間など、さまざまな環境下で用いられる。

【０００７】一方、一般に、人間の視覚特性は外光照度
に応じて順応するため、外光照度に応じた視対象物の最
適輝度が存在する。

【０００８】例えば、暗環境下では外光照度は数十Ｌｘ
（ルックス）程度であり、人間の視覚は暗順応する。こ
のとき、視対象物の輝度が明るすぎると、視神経への刺
激が強く、観視者の疲労が大きい。このため、バックラ
イト輝度は、数ｃｄ／ｍ²〜５０ｃｄ／ｍ²程度にまで低
下させる必要がある。また、晴天の屋外などの高照度環
境下では、外光照度は２００００Ｌｘを超えるため、人
間の視覚は明順応する。このとき、視対象物の輝度が暗
すぎると、表示の視認性は著しく低下する。このため、
バックライト輝度は、数百〜１０００ｃｄ／ｍ²程度ま
で明るくする必要がある。

【０００９】したがって、どのような環境下でも使用で
きるようにするためには、数百ｃｄ／ｍ²以上の最高輝
度を達成し、かつ、１００：１以上の輝度制御を実行す
る必要がある。

【００１０】このような輝度制御を行うためには、大き
な消費電力と付属回路を要する。つまり、消費電力の観
点からも、また、付属の回路部品の増大の観点からも、
従来技術の透過型カラー表示装置は、携帯用情報機器用
途に適していない。

【００１１】一方、携帯用情報機器は一般に電池駆動さ
れるので、駆動時間を長くするために低消費電力化が要
求されている。そのため、バックライトを使用せず、消
費電力を大幅に低減できる反射型のカラー液晶表示装置
を携帯用情報機器に使用することが提案されている。

【００１２】しかし、反射型のカラー液晶表示装置で
は、バックライトがないうえに、入射光と反射光との双
方がカラーフィルタを通過するため、輝度が非常に低く
なる問題がある。

【００１３】すなわち、補助光源を持たない従来の反射
型カラー表示装置の場合、晴天の屋外のような高照度環
境下での表示の視認性は充分確保されるが、暗環境下で
は、表示を認識することがほとんどできない。よって、
このような環境変化の中で反射型表示装置を使用するこ
とは難しい。

【００１４】また、透過型の液晶表示装置は一般に冷陰
極管をバックライトとして用いているため、カラーフィ
ルタは、通常、冷陰極管からの光を十分に利用できるよ
うに設計されている。ところが、そのように設計された
カラーフィルタに、冷陰極管から以外の光を透過させる
と、各色の混色時に無彩色が得られず、良好な発色性能
が得られない。例えば、昼光下では、このようなカラー
フィルタの混色時の色は黄緑色である。

【００１５】さらに、特開平７−２８０１０、特開平８
−１７９１２５では、半透過反射板を用いた液晶表示素
子が開示されている。

【００１６】しかし、従来の透過型表示装置を半透過反
射型の仕様に単純に構成変更しても、充分な表示性能を
得られるわけではないことが本発明者らの研究によって
明らかになってきた。

【００１７】本発明は、良好な発色性能を維持しつつ、
さまざまな環境下で使用できる液晶表示素子および液晶
表示素子の製造方法およびカラー表示装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、カラーフィル
タと反射板とを備えた液晶表示素子において、このカラ
ーフィルタは、それぞれ色の異なる複数の単一色着色部
分を有し、標準Ｃ光源からの透過光がカラーフィルタ全
体として実質的に無彩色であり、かつ標準Ｃ光源による
可視光透過率が３０〜６５％であることを特徴とする液
晶表示素子を提供する。

【００１９】また、カラーフィルタの単一色着色部分そ
れぞれが、このカラーフィルタの単一色着色部分に対応
する駆動開口部の画素を覆うように形成されている上記
の液晶表示素子を提供する。

【００２０】さらに、カラーフィルタを有する表示素子
とバックライトとを備えたカラー表示装置において、表
示素子とバックライトの間に半透過反射板が配置され、
カラーフィルタの標準Ｃ光源による可視光透過率が３０
〜６５％であり、半透過反射板の透過率Ｔ（％）と反射
率Ｒ（％）とが式１を満足するカラー表示装置を提供す
る。

【００２１】Ｔ／（Ｔ＋Ｒ）≦０．４・・・式１本発明の液晶表示素子は、反射板を備える。反射板は、
半透過反射板であってもよい。本発明で、「半透過反
射」とは「半透過・半反射」の意味であり、半透過反射
板は、１つの部材で光透過性と光反射性の両方の性質を
有する。

【００２２】本発明では、反射板を備えて外光を表示に
有効利用することにより、さまざまな環境下で表示の視
認が容易な液晶表示素子が得られる。

【００２３】また、本発明で用いられるカラーフィルタ
は、標準Ｃ光源からの透過光が実質的に無彩色である。
ここで、「実質的に無彩色」とは、標準Ｃ光源からの光
がカラーフィルタを透過した後に有する色度座標ｘ、ｙ
がＪＩＳＺ８１１０の参考図で示される色度図上での
白色の範囲（主に、［ｘ＝０．２７，ｙ＝０．２７］〜
［ｘ＝０．３７，ｙ＝０．３７］の略楕円状の領域）に
あることをいう。

【００２４】このようにすることにより、充分に外光を
利用する反射型表示素子の特長を生かしつつ、良好な発
色性能を得ることができる。

【００２５】なお、フルカラーに近いカラー表示を行う
ための表示装置に用いるカラーフィルタは、通常、それ
ぞれ色の異なる複数の単一色着色部分を備えたものであ
るが、「カラーフィルタの透過光」とは、これらの単一
色着色部分がそれぞれ発色し、混色して生じるカラーフ
ィルタ全体で見た場合の透過光のことをいう。

【００２６】また、本発明のカラー表示装置で、半透過
反射板を使用する場合は、バックライトの色調を考慮し
て、標準Ｃ光源からの光がカラーフィルタを透過した後
に有する光の色度座標ｘ、ｙが上記の白色の範囲からず
れるようにカラーフィルタの色調を設定してもよい。

【００２７】しかし、この場合でも、本発明では透過率
に対して比較的反射率の高い半透過反射板を用いるの
で、表示の輝度に対する外光の寄与が大きい。したがっ
て、実際は標準Ｃ光源からの光がカラーフィルタを透過
した後に有する光の色度座標ｘ、ｙが上記の白色の範囲
に入るようにする（標準Ｃ光源からの透過光が実質的に
無彩色である）ことが好ましい。

【００２８】また、本発明では、カラーフィルタの標準
Ｃ光源による可視光透過率を３０〜６５％、特に３０〜
５５％とする。本発明のカラーフィルタは、比較的高い
可視光透過率を持っているので、反射型の液晶表示素子
に使用した場合、表示に外光を充分に利用できる。

【００２９】また、本発明では、カラーフィルタの単一
色着色部分が該カラーフィルタの単一色着色部分に対応
する駆動開口部の画素を覆うように形成されることが好
ましい。ここで駆動開口部の画素とは、マトリクス状に
配置された列電極、行電極の重なり合った部分をいう。

【００３０】このようにすることにより、駆動開口部す
べてが光の透過に使用できるので、外光の利用度が向上
し、表示装置の輝度を向上することができる。

【００３１】カラーフィルタを構成する各単一色着色部
分は、以下の３通りの位置関係で形成できる。すなわ
ち、カラーフィルタを構成する各単一色着色部分が隙間
なく隣接しあって配置されている場合、カラーフィルタ
を構成する各単一色着色部分の間に混色部分が存在する
場合、カラーフィルタを構成する各単一色着色部分の間
にブラックマスクが存在する場合である。

【００３２】カラーフィルタの単一色着色部分が該カラ
ーフィルタの単一色着色部分に対応する駆動開口部の画
素を覆うように形成される場合は、電圧印加時に光を透
過するモード（いわゆるノーマリーブラックモード）で
液晶表示素子が形成されていることが好ましい。電圧印
加時に光を透過するモードは、電圧印加時に光を遮断す
るモード（いわゆるノーマリーホワイトモード）に比べ
て、光遮断時の画素外からの光漏れをより抑制できるか
らである。

【００３３】また、本発明で、半透過反射板を使用し、
透過光による表示機能と外光の反射光による表示機能と
を共存させる場合は、半透過反射板の透過率Ｔ（％）と
反射率Ｒ（％）とが前述の式１を満足することが好まし
い。このようにすると、透過光による表示と反射光によ
る表示をバランスよく用いることにより、環境変化に自
然に対応する表示を得ることができる。ここで、「透過
光による表示」とは、カラー液晶表示装置に付属して設
けられたバックライトを利用して行われる表示のこと
を、「反射光による表示」とは、外光を利用して行われ
る表示のことをいう。

【００３４】以下に、式１の条件について説明する。半
透過反射板においては、反射率が高いほど、反射光の利
用を基本とした表示となり、バックライト照射時の損失
が大きくなる一方で、反射率が低いと、外光の利用率は
低くなる。

【００３５】透過光での色調を良くするには、一般的に
はカラーフィルタの色純度を上げ、結果として透過率を
低くする構成をとるが、これは反射光を用いた表示には
適さない。また、透過光の経路は、バックライトが配置
された裏側から表側へ至る１回のパスであるが、反射光
の経路は、表側から入射し、表示素子内部を通過し、半
透過反射板によって反射され、表示素子内部を再び通過
する２回のパスとなる（図１８を参照）。したがって、
透過光と反射光とで最適なカラーフィルタの条件は異な
る。

【００３６】一般に、半透過反射板の反射率をＲ
（％）、透過率をＴ（％）とし、カラーフィルタの標準
Ｃ光源による可視光透過率をＹ（％）とする。さらに、
バックライト輝度をα（ｃｄ／ｍ²）、外光により視対
象物表面に照射される照度をβ（Ｌｘ）、光源の指向性
をＬＳ_n、反射部材の指向性をＲ_nとすると、表示輝度は
次の式２で与えられる。

【００３７】

【数１】

【００３８】ここで、指向性表示係数ＬＳ_nおよびＲ
_nは、それぞれ、拡散特性および反射拡散特性の輝度分
布をｃｏｓⁿ（θ）で表現した際のｎに相当する値であ
り、１＜ｎ＜∞の範囲をとりうる。ｎ＝１のときに指向
性はなく、完全拡散光および完全拡散反射特性を表現す
ることとなる。また、ｎ＝∞のときに、最も強い指向性
を示す、完全コリメート光および完全鏡面反射特性を表
現することになる。

【００３９】また、Ｃ₁は液晶の実効的な最大透過率で
あり、Ｃ₂は反射指向性が加味された液晶の実効的な最
大透過率である。また、ＴとＲは相対的なものであり、
Ｔ＋Ｒ≦１００％である。

【００４０】この式より、Ｔ、Ｒ、Ｙによる表示の特性
は、大きく分類すると、次の（イ）〜（ニ）のようにな
る。（イ）Ｔ＝大、Ｒ＝小、Ｙ＝小の場合透過光の見ばえが良く、バックライトの利用率は高い
が、外光利用率は低い。（ロ）Ｔ＝大、Ｒ＝小、Ｙ＝大の場合透過光中心であるが色度不足であり、反射光の利用は中
程度。（ハ）Ｔ＝小、Ｒ＝大、Ｙ＝小の場合透過光の見ばえが悪く、バックライトの利用率は低く、
外光利用率は中程度。（ニ）Ｔ＝小、Ｒ＝大、Ｙ＝大の場合反射光の見ばえは中程度、バックライトの利用率は中程
度で、外光利用率は高い。

【００４１】本発明者らの得た知見によると、半透過反
射型の液晶表示素子では、バックライトを用いて透過光
で得る必要がある明るさは、透過型表示の場合よりもか
なり少なく、ノートパソコンの標準的な使用例での数値
１００ｃｄ／ｍ²に比べると１／３以下の輝度で充分で
ある。これは、通常の室内環境下でも反射成分により外
光も利用できるため、透過による明るさは抑制してもよ
いためと考えられる。

【００４２】一方、前述の通り、反射光による表示の輝
度を上げるためにはカラーフィルタの透過率は比較的大
きい方が好ましい。以上より、半透過反射型表示素子に
おいては、式３と式４との関係を満足することが好まし
い。

【００４３】Ｔ／（Ｔ＋Ｒ）≦０．４・・・式３３０≦Ｙ≦６５・・・式４Ｙについては、式５の関係を満足することがより好まし
い。

【００４４】３０≦Ｙ≦５５・・・式５さらに、次の式６と式７の条件が満足される場合が特に
好ましい。

【００４５】Ｔ／（Ｔ＋Ｒ）≦０．３５・・・式６３５≦Ｙ≦５０・・・式７また、半透過反射型の特性を充分に生かすためには、Ｔ
／（Ｔ＋Ｒ）は０．０５以上であることが好ましく、あ
らゆる環境下で良好な視認性を得るためにはＴ／（Ｔ＋
Ｒ）は０．０５以下であることが最も好ましい。

【００４６】これらの関係を満たす場合には、環境変化
に対応した表示が得られると同時に、従来の透過型より
も低い消費電力での表示が可能となる。例えば、１００
ｃｄ／ｍ²であった透過型表示装置を上記の考え方に沿
って、半透過反射型として作り直し、透過時の明るさを
１０ｃｄ／ｍ²とした場合を考える。

【００４７】このとき、Ｙ＝４５％、Ｔ＝３０％、Ｒ＝
７０％、透過型でのバックライトによる消費電力の比率
を９０％として見積もると、消費電力は透過型より７０
％低減できることとなる。このことは、環境変化への対
応と低消費電力化が本発明のカラー液晶表示装置により
バランス良く達成できることを意味している。

【００４８】この観点では、透過光成分と反射光成分の
バランスをとり、透過光による輝度を、使用環境下での
最低必要輝度とする場合が最も消費電力を小さく抑えた
状態となる。

【００４９】例えば、携帯機器などの場合には、透過光
による輝度を５０ｃｄ／ｍ²以下とすることが好まし
い。また、３０ｃｄ／ｍ²以下とすることがより好まし
い条件としてあげられる。

【００５０】また、車載などの用途においてはより高い
視認性が要求されるため、透過光による輝度を１２０ｃ
ｄ／ｍ²以下とすることが好ましい。また、８０ｃｄ／
ｍ²以下とすることがより好ましい条件としてあげられ
る。これらの例でも、従来の透過型の輝度よりも１／３
程度であり、低消費電力化できている。

【００５１】反射の指向性は所望のものを使用できる
が、半透過反射板を用いる場合は、ある程度の指向性を
反射板に持たせることが好ましい。反射時の配向特性と
して、ゲインは１．５〜１０が好ましい範囲である。同
時にバックライトにも同程度の指向性を持たせることが
好ましい。

【００５２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明による液晶表示素
子の一例を示す断面図である。図１に示すように、本例
では、液晶表示素子は、観察者側から、入射光を直線偏
光に変える偏光板１０、色補償を行って表示色を無彩色
化（白黒化）するための位相差板１２、１４、反射光を
散乱させるための拡散フィルム層１６および液晶パネル
２０Ａが積層された構造を備えている。

【００５３】図２は、液晶パネル２０Ａの断面構造を示
す断面図である。図２に示すように、液晶パネル２０Ａ
は、上側のガラス基板２２、ストライプ状の各電極が配
列された上側の電極層２４、絶縁層２６、上側の配向層
２８、配向層２８と下側の配向層３２との間に充填され
た液晶層３０、配向層３２の下部の絶縁層３４、電極層
２４におけるストライプ状電極と直交する方向に各電極
が配列された下側の電極層３６、カラーフィルタ上部を
平坦化するための平坦化層３８、カラーフィルタ４０、
反射板５０および下側のガラス基板６０が積層された構
造を備えている。なお、液晶層３０内には、液晶層の高
さ（ギャップ）を均一に保つためのスペーサ（図示せ
ず）が設けられている。

【００５４】反射板５０としてはガラス基板６０に設け
られたＡｌやＡｇ等の金属層からなる反射層が例示され
る。劣化防止や増反射のために、ＳｉＯ₂やＴｉＯ₂等の
誘電体干渉膜を表面に設けてもよい。また、本例では、
偏光板１０の表面に、外光の正規反射を防止するため
に、低反射コートとアンチグレアコート（図示せず）を
施している。

【００５５】なお、図２において、Ｓ_oは、観察者側か
ら見て、上側のストライプ電極と下側のストライプ電極
とが重なった部分、すなわち、駆動開口部の画素面積を
示す。

【００５６】また、図２に示すように、観察者側から見
て、液晶セル（配向層２８、液晶層３０および配向層３
２を含む）、カラーフィルタ４０、反射板５０、ガラス
基板６０の順に積層すると、熱に比較的弱いカラーフィ
ルタ４０および反射板５０を一方の基板側に集めること
ができる。２つの基板のうち一方の基板の電極は、はん
だ付けや異方性導電膜の熱圧着等で駆動用ＩＣと接続さ
れる必要があるが、このような積層構造によれば、カラ
ーフィルタ４０および反射板５０が設けられていない基
板側の電極に駆動用ＩＣを接続できる。その結果、カラ
ーフィルタ４０および反射板５０が製造時において高温
状態に置かれることが防止できるので製造品質が向上す
る。

【００５７】さらに、図２に示すように反射板５０にカ
ラーフィルタ４０を積層した場合、通常設けられる絶縁
層を省略できるので製造工程はより簡略化される。

【００５８】図３は、液晶パネルにおけるカラーフィル
タ４０の構造を示す断面図である。図３に示すように、
本例では、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの着色部分が隙間なく隣
接している。図３においてカラーフィルタの単一色着色
部分が該カラーフィルタの単一色着色部分に対応する駆
動開口部の画素を覆うように形成されている。Ｓ_cfは駆
動開口部の画素に対応するカラーフィルタ４０における
各単一色着色部分の面積を示し、この場合、Ｓ_cf＞Ｓ_o
である。なお、駆動開口部の画素面積Ｓ_oはＳ_cf≧Ｓ_oの
範囲内で大きくすることが好ましく、例えば、Ｓ_cfに対
して８４％以上とするのがよい。

【００５９】カラーフィルタ４０は、電着法によって形
成されることが好ましい。電着法はアラインメント精度
が高いためである。

【００６０】本例の反射板５０を半透過反射板にするこ
とができる。このような場合は、反射板の裏側にバック
ライトを備えることができる。半透過反射板は、透過率
Ｔ（％）と反射率Ｒ（％）とが前述の式１を満足するこ
とが好ましい。

【００６１】なお、反射板を電極層として使用すること
もできる。しかし、電極をセル外部に引き出す必要があ
るので、そのような構造では、反射板がセル外部にまで
引き出されるため、反射板の信頼性に問題が生じるおそ
れがある。そこで、本例では、反射板を電極層として使
用していない。ただし、反射板面積を広くするために、
反射板をセルのシール部途中まで広げてもよい。

【００６２】カラーフィルタ４０の色純度は、透過型の
液晶表示パネルにおいて用いられるカラーフィルタの色
純度よりも低く設定されている。色純度と光透過率とは
トレードオフの関係にあるので、色純度を落とすことに
よって、カラーフィルタ４０の光透過率は向上する。カ
ラーフィルタ４０は、標準Ｃ光源からの透過光が実質的
に無彩色になるように設計されている。また、カラーフ
ィルタ４０の標準Ｃ光源による可視光透過率は５３％で
ある。

【００６３】なお、反射の明るさを向上するために上記
可視光透過率６１％のカラーフイルタを用いても明るい
表示が得られる。ただし、５３％のものと比べて色純度
が低下する。

【００６４】図４は、ｘｙ色度図上での従来の透過型の
液晶表示パネルにおいて用いられるカラーフィルタによ
る色再現性と本例でのカラーフィルタ４０による色再現
性とを示す説明図である。反射での色再現性を見るため
にデータは透過率の二乗によって示されている。ここ
で、色再現性は反射型の液晶表示素子を構成した場合に
ついて測定している。●を頂点とする三角形領域は透過
型の液晶表示素子用カラーフィルタの色再現領域であ
り、〇を頂点とする三角形領域はカラーフィルタ４０に
よる色再現領である。また、◆を頂点とする三角形領域
は半透過反射型用カラーフィルタの液晶表示素子の色再
現領域を示す。さらに、■は透過型液晶表示素子用カラ
ーフィルタのホワイトバランス点（すなわち、この色度
座標を有する光がカラーフィルタを透過すると白色にな
る点）であり、□は、カラーフィルタ４０のホワイトバ
ランス点であり、▼は半透過反射型用カラーフィルタの
ホワイトバランス点である。

【００６５】図４において、カラーフィルタ４０による
色再現領域は、透過型の液晶表示パネルにおいて用いら
れるカラーフィルタによる色再現領域よりも狭い。これ
は、カラーフィルタ４０の色純度が従来の透過型液晶表
示パネルに用いられるカラーフィルタに比べて低いこと
を示している。また、カラーフィルタ４０によるホワイ
トバランス点はほぼＣ光源の白色であり、標準Ｃ光源か
らの透過光が実質的に無彩色になっている。また、透過
型の液晶表示パネルにおいて用いられるカラーフィルタ
に対して、赤色の色相を変更することによって、標準Ｃ
光源からの透過光に対して無彩色となるように設定でき
ることがわかる。

【００６６】本発明に用いる液晶表示素子としては、
ＴＮ素子（単純マトリクス型およびアクティブマトリク
ス型）や１８０〜３６０°のツイスト角を有するＳＴＮ
素子が例示できる。特に、位相差フィルムを２枚以上用
いたフィルム補償型ＳＴＮ素子を用いることが好まし
い。

【００６７】カラーフィルタの配置は、表示パネルの内
面に配置され、観察者側、バックライト側のいずれでも
よい。用いるバックライトとしては、蛍光管と導光板を
用いた通常のものが使用でき、指向性制御にプリズム形
状のシートを併用できる。蛍光管の代わりにＬＥＤを用
いてもよい。また、用途に応じてエレクトロルミネッセ
ンスなどの平面発光素子をバックライトとして用いるこ
ともできる。

【００６８】また、駆動法として例えば特開平６−２７
９０４に開示されている複数ライン同時選択法（ＭＬＡ
法）を用いることによってフレーム応答を抑制し、高速
で高コントラスト比の表示を行うことができる。

【００６９】ＭＬＡ駆動法においては、同時に選択する
選択ライン数（Ｌ）により、回路規模とフレーム応答の
抑制率が異なる。この両者の観点より、適した同時選択
数は、２〜１６ラインの範囲とされ、より好ましくは２
〜８ラインの範囲とされる。

【００７０】なお、ＭＬＡ駆動法を用いて走査するライ
ン数としては、３０本以上（すなわち１／３０デューテ
ィ比）、３００本以下が好ましい。この範囲では、最小
のコストで、高い表示品質と低消費電力化が達成でき
る。

【００７１】また、フレーム応答抑制のために駆動周波
数を上げる手法（高周波駆動）も採用できる。高周波駆
動の場合、加える電圧パルスの幅が狭くなるため、大面
積で高解像度の表示には適さないが、１０インチサイズ
級以下の画面サイズで１／２４０デューティ比程度以下
の表示密度である場合には、フレーム周波数を高周波化
することによりフレーム応答の抑制率を高めることがで
きる。

【００７２】この場合、液晶を駆動するフレーム周波数
（Ｆ）としては１２０〜８００Ｈｚ程度が好ましい。特
に、２４０〜５００Ｈｚが適している。また、ＭＬＡ駆
動法に高周波駆動を組み合わせる場合には、フレーム周
波数はほぼＬ倍の効果として考えられる。したがって、
フレーム周波数の範囲は次の式８の範囲とされることが
好ましい。１２０≦Ｆ（Ｈｚ）・Ｌ≦８００・・・式８より好ましくは、式９の範囲とされる。なお、式８及び
式９で、Ｌは１から８までの整数をとる。２４０≦Ｆ（Ｈｚ）・Ｌ≦５００・・・式９本発明で用いるカラーフィルタは、液晶表示素子のセル
内面に配置された３色タイプのものであり、加法混色法
での赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）タイプ、減法混色法
のシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黄（Ｙ）タイプのい
ずれでもよい。カラーフィルタの種類としては、顔料分
散型、染料型など公知のカラーフィルタの他、多層膜を
利用した干渉型を用いることもできる。

【００７３】なかでも、使用時に光の散乱成分が少な
く、特に後方散乱成分の少ないものがよい。カラーフィ
ルタ内部には、ブラックマトリックスなどの非画素部分
にマスキング処理を施すこともできるが、「反射光」と
「透過光」を併用する場合には、ブラックマスクとして
金属膜よりも樹脂に吸収体が含有されたものが好まし
い。

【００７４】なお、液晶パネルの視角方向とカラーフィ
ルタの配列方向とは一致していた方がよい。つまり、モ
ザイク配列やデルタ配列ではなくストライプ配列を用
い、正常な位置でパネルを見たとき観察者から見て同一
色の配列を縦方向とする。

【００７５】

【実施例】［例１］図１〜図３に示す構成の液晶表示素
子を用いて６４０×２４０ＲＧＢ画素の１／２ＶＧＡサ
イズの反射型の液晶表示パネルを構成し、その液晶表示
パネルを用いて表示の見やすさについて評価を行った。
ここで、液晶表示素子はツイスト角が２４０゜のＳＴＮ
素子とした。また、液晶タイプはノーマリブラックモー
ドである。

【００７６】各部材の関係は、以下の通りである。偏光
板１０の吸収軸方向から位相差板１２の位相差軸に至る
角度は時計回りに１１０゜であり、位相差板１２の位相
差軸から位相差板１４の位相差軸に至る角度は時計周り
に３５゜である。また、位相差板１４の位相差軸から液
晶セル（配向層２８、液晶層３０および配向層３２を含
む）の上面配向方向に至る角度は時計回りに１１０゜で
ある。液晶セルの上面配向方向から下面配向方向に至る
角度は反時計回りに２４０゜である。

【００７７】また、位相差板１２、位相差板１４および
液晶セルのリタデーション値を、それぞれ、４１７ｎ
ｍ、２６０ｎｍおよび６５０ｎｍとした。

【００７８】評価結果を表１に示す。表１において、２
０°入射とは、指向性の強い平行光をパネル法線に対し
て２０゜傾けて入射させたことを示す。また、３０°入
射とは、指向性の強い平行光をパネル法線に対して３０
゜傾けて入射させたことを示す。そして、拡散光入射と
は、パネルの対して全方向から光を入射させたことを示
す。

【００７９】

【表１】

【００８０】いずれの場合も、パネルの法線方向から表
示状態を観測した。表１において、色面積は、等色度空
間（Ｕ−Ｖ空間）における色再現領域の面積である。ま
た、明るさは、酸化マグネシウム材の反射率を１００％
とした場合の数値である。観察者による主観評価では、
平行光入射の場合も拡散光入射の場合も、明るく見ばえ
がよいという結果が得られた。

【００８１】［例２］例１において用いられた液晶表示
素子に対して、図５および図６に示すように、拡散フィ
ルム層１６を設けず、反射板５０の代わりに拡散反射層
５１を有する液晶パネルを用いた。すなわち、図５に示
すように、本例では、液晶表示素子は、観察者側から、
偏光板１０、位相差板１２，１４液晶パネル２０Ｂが積
層された構造を備える。

【００８２】また、図６に示すように、液晶パネル２０
Ｂは、上側のガラス基板２２、上側の電極層２４、絶縁
層２６、上側の配向層２８、配向層２８と下側の配向層
３２との間に充填された液晶層３０、配向層３２の下部
の絶縁層３４、下側の電極層３６、平坦化層３８、カラ
ーフィルタ４０、拡散反射層５１および下側のガラス基
板６０が積層されている構造である。カラーフィルタ４
０は、例１において用いられたものと同じ構造である。
なお、拡散反射層５１の代わりに、拡散層と反射層を積
層したものを用いてもよい。

【００８３】各部材の関係は、例１の場合と同様に以下
の通りである。偏光板１０の吸収軸方向から位相差板１
２の位相差軸に至る角度は時計回りに１１０゜であり、
位相差板１２の位相差軸から位相差板１４の位相差軸に
至る角度は時計回りに３５゜である。また、位相差板１
４の位相差軸から液晶セル（配向層２８、液晶層３０お
よび配向層３２を含む）の上面配向方向に至る角度は時
計回りに１００゜である。液晶セルの上面配向方向から
下面配向方向に至る角度は反時計回りに２４０゜であ
る。

【００８４】また、位相差板１２、位相差板１４および
液晶セルのリタデーション値を、それぞれ、４１７ｎ
ｍ、２６０ｎｍおよび６５０ｎｍとした。

【００８５】拡散反射層５１の表面には凹凸が設けられ
るが、凹凸形状は、ピッチ０．３〜１．０μｍで、高さ
０．１μｍ程度の山がランダムに配置して形成した。な
お、ＴＦＴ素子で用いられるものは、ピッチ数μｍで、
高さ１μｍ程度の窪みで拡散性を実現しているが、ＳＴ
Ｎ素子では、厳密なセルギャップ制御が必要になるので
レベリングを行う必要がある。その工程で、凹凸の高さ
が大きいと数回のレベリングを行う必要がある。そこ
で、凹凸の高さは小さくされている。

【００８６】レベリングのためにレベリング層を積層す
る必要があるが、カラーフィルタ４０についてもレベリ
ング層を積層する必要がある。しかし、図６に示すよう
にカラーフィルタ４０と拡散反射層５１とが積層された
構造では、一方にだけレベリング層を積層すればよいこ
とになり、製造工程が簡略化される。

【００８７】また、例１の反射層５０と同様に、拡散反
射層５１を電極層として使用することもできる。しか
し、電極をセル外部に引き出す必要があるので、そのよ
うな構造では、拡散反射層５１がセル外部にまで引き出
されることになる。すると、拡散反射層５１の信頼性に
問題がでてくる。そこで、本例では、拡散反射層５１を
電極層として使用することはせず、液晶セル内からはみ
出ることのない構造にする。ただし、拡散反射層５１の
面積を広くするために、セルシール部途中まで広げても
よい。

【００８８】表１に示すように、本例でも、主観評価で
は、平行光入射の場合も拡散光入射の場合も、明るく見
ばえがよいという結果が得られた。

【００８９】［例３］本例では、反射板を偏光板の外側
に配置した。すなわち、図７に示すように、液晶表示素
子は、観察者側から、偏光板１０、位相差板１２，１
４、液晶パネル２０Ｃ、偏光板１７および反射板５０が
積層された構造を備える。

【００９０】図８に示すように、液晶パネル２０Ｃは、
上側のガラス基板２２、上側の電極層２４、絶縁層２
６、上側の配向層２８、配向層２８と下側の配向層３２
との間に充填された液晶層３０、配向層３２の下部の絶
縁層３４、下側の電極層３６、平坦化層３８、カラーフ
ィルタ４０および下側のガラス基板６０が積層された構
造を備える。

【００９１】各部材の関係は、以下の通りである。偏光
板１０の吸収軸方向から位相差板１２の位相差軸に至る
角度は反時計回りに３５゜であり、位相差板１２の位相
差軸から位相差板１４の位相差軸に至る角度は反時計回
りに４８゜である。また、位相差板１４の位相差軸から
液晶セル（配向層２８、液晶層３０および配向層３２を
含む）の上面配向方向に至る角度は反時計回りに１０８
゜である。液晶セルの上面配向方向から下面配向方向に
至る角度は反時計回りに２４０゜である。そして、液晶
セルの下面配向方向から偏光板１７の吸収軸方向に至る
角度は４５゜である。

【００９２】また、位相差板１２、位相差板１４および
液晶セルのリタデーション値を、それぞれ、４３５ｎ
ｍ、４３５ｎｍおよび８５０ｎｍとした。カラーフィル
タ４０は、例１において用いられたものと同じ構造であ
る。表１に示すように、本例でも、主観評価では、平行
光入射の場合も拡散光入射の場合も、明るく見ばえがよ
いという結果が得られた。

【００９３】なお、例１〜例３では、２枚の位相差板１
２，１４を用いたが、３枚以上の位相差板を用いてもよ
い。また、図９に示すように、従来使用されていた反射
板の反射特性は、正規反射方向１０１とピーク輝度方向
１０２とが一致してしまう。反射板５０として、図１０
に示すように、正規反射方向１０１と異なる角度であっ
て法線方向にピーク輝度方向１０２がくるように指向性
を制御すれば、さらに良好な結果が得られる。

【００９４】［例４］例１〜例３では、Ｒ，Ｇ，Ｂそれ
ぞれの着色部分が隙間なく隣接しているカラーフィルタ
４０を用いたが、図１１に示すようなそれぞれのＲ，
Ｇ，Ｂ着色部分の間に隣接着色部の色を混色した部分を
有するカラーフィルタ４１を用いてもよい。図１１に示
すように、カラーフィルタ４１において、各着色部分の
面積Ｓ_cfを、混色部分２１１，２１２，２１３，２１４
を含まない部分の面積つまり単一色部分の面積として定
義する。なお、混色部分は、Ｒ，Ｇ，Ｂ中の２色または
３色を含む部分である。混色部分の明るさは単一色部分
の明るさよりも暗いので、ブラックマスクに似た作用を
果たす。

【００９５】また、駆動開口部の画素面積Ｓ_oは、図１
２に示すように、Ｓ_cfよりも小さい。つまり、混色部分
の面積に対して、非点灯部面積（上側電極と下側電極と
が重なり合っていない部分の面積）すなわち線間部分の
面積の方が大きい。なお、混色部分の面積が零であるも
のが、例１〜例３で用いられたカラーフィルタ４０に相
当する。

【００９６】通常、反射型の液晶表示装置では、光の利
用度を上げるために電圧非印加時に高輝度を実現し電圧
印加に伴って輝度を低下させるノーマリホワイトモード
が利用されるが、上記のような構造のカラーフィルタ４
１を用いると線間からの光抜けによって色再現性が低下
する。それを抑制して良好な見ばえを確保するために、
本例では、ノーマリホワイトモードよりもノーマリブラ
ックモードで使用することが好ましい。なお、このこと
は、カラーフィルタ４０を用いた例１〜例３でも同様で
ある。

【００９７】図１２において、（Ａ）は駆動開口部を示
す平面図である。また、（Ｂ）はカラーフィルタ４１を
上側から見た平面図である。そして、（Ｃ）は駆動開口
部とカラーフィルタ４１の重なりの様子を示す平面図で
ある。

【００９８】例１〜例３の液晶表示素子において、カラ
ーフィルタ４０の代わりに図１１に示すようなカラーフ
ィルタ４１を用いた場合にも、主観評価では、明るく見
ばえがよいという結果が得られた。

【００９９】また、図１３に示すようなブラックマスク
２１０を有するカラーフィルタ４２を用いてもよい。図
１３に示すように、カラーフィルタ４２において、各着
色部分の面積Ｓ_cfを、ブラックマスク２１０を含まない
部分の面積つまり単一色部分の面積として定義する。ま
た、駆動開口部の画素面積Ｓ_oは、図１４に示すよう
に、Ｓ_cfよりも小さい。つまり、ブラックマスク２１０
の面積に対して、非点灯部面積すなわち線間部分の面積
の方が大きい。

【０１００】上記のような構造のカラーフィルタ４２を
用いた場合にも線間からの光抜けによって色再現性が低
下する。それを抑制して良好な見ばえを確保するため
に、本例でも、ポジモードよりもネガモードで使用する
ことが好ましい。

【０１０１】図１４において、（Ａ）は駆動開口部を示
す平面図である。また、（Ｂ）はカラーフィルタ４２を
上側から見た平面図である。そして、（Ｃ）は駆動開口
部とカラーフィルタ４２の重なりの様子を示す平面図で
ある。

【０１０２】例１〜例３において用いた液晶表示素子に
おいて、カラーフィルタ４０の代わりに図１３に示すよ
うなカラーフィルタ４２を用いた場合にも、主観評価で
は、良好であるという結果が得られた。

【０１０３】［例５］例１〜例４の液晶表示素子におい
て、ノーマリホワイトモードとした以外は同じ構造とし
た。そのような構造でも、主観評価では、良好であると
いう結果が得られた。ノーマリホワイトモードの場合に
は、図１３に示すカラーフィルタ４２を用いた場合に特
によい結果が得られた。なお、表１に示した結果は、カ
ラーフィルタ４２を用いて例１で用いた構造を使用した
場合の結果である。

【０１０４】［比較例１］透過型の液晶表示装置を用い
て色面積や明るさ等の測定を行った。透過型の液晶表示
装置では、外光が明るくなるのに伴って見ばえ特性は低
下する。表１に示すように、照度１３９０Ｌｘおよび８
３８０Ｌｘの照明下で、透過光をパネル法線に対して２
０゜または３０゜傾けて入射させた。なお、表１に示す
明るさは、それぞれ、照度１３９０Ｌｘ、８３８０Ｌｘ
下での酸化マグネシウム材の輝度を１００％としたとき
の値である。

【０１０５】表１に示すように、外光照度が高くなる
と、明るさおよび色面積は大きく低下する。なお、この
測定は暗室内で低輝度照明光を用いて行われたが、晴天
時の屋外環境下等のさらに高輝度な環境下では明るさお
よび色面積はさらに低下する。また、暗室下で外光照度
がない状態でも測定を行ったが、測定結果は、コントラ
スト比＝１６．９、色面積＝０．０４１２であった。

【０１０６】これに対して、例１〜例４では、外光が明
るくなればそれに伴って見ばえ特性も向上することが確
認された。したがって、本発明による液晶表示素子は、
反射型の液晶表示装置に適している。

【０１０７】また、上記の各例では、カラーフィルタ４
０，４１，４２は液晶パネルの下層に配置されたが、図
１５および図１６に例示するように、積層順を逆にして
もよい。図１５に示す構造は、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの着
色部分が隙間なく隣接しているカラーフィルタ４０を用
いた例であり、図１６に示す構造は、混色部分２１１，
２１２，２１３，２１４を有するカラーフィルタ４１を
用いた例である。

【０１０８】上記の各例では、透過型の液晶表示パネル
においても用いられるカラーフィルタに対して、色純度
を落とすことによって、カラーフィルタ４０，４１，４
２の光透過率を向上させ、かつ、カラーフィルタ４０，
４１，４２の単一色部分の面積Ｓ_cfを液晶セルの駆動開
口部の面積Ｓ_o以上にすることによって明るさを向上さ
せた。

【０１０９】その際、例１〜例３では、カラーフィルタ
４０のＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの着色部分が隙間なく隣接し
ているので、非駆動部を通過する光が着色部分を外れる
ことはない。また、例４では、カラーフィルタ４１にお
ける単一色部分の間に混色部分２１１，２１２，２１３
が存在するので、非駆動部を通過する光が着色部分を外
れることはない。例４および例５では、カラーフィルタ
４２はブラックマスク２１０を有するので、やはり、非
駆動部を通過する光が着色部分を外れることはない。

【０１１０】また、上記の各例では、カラーフィルタ４
０，４１，４２は、標準Ｃ光源からの光に対して、３色
混色時に無彩色となるように設定されていた。すなわ
ち、従来の透過型液晶表示装置において用いられるカラ
ーフィルタとは異なる色再現性を有している。よって、
反射型の液晶表示装置に適用された場合には高品位の発
色性が得られる。

【０１１１】上記の各例では、バックライトを用いない
反射型の液晶表示パネルを使用したが、反射板５０の代
わりに半透過反射板を用い、バックライトを有する半透
過型の液晶表示パネルを形成してもよい。例１および例
２で示した構造のものを用いる場合には、反射板５０を
半透過反射板の代わりに、その下方に１／４波長板およ
び偏光板を配置する。その際、１／４波長板の位相差軸
と偏光板の偏光軸を４５゜ずらす。液晶層に入射する光
は円偏光であればよく、１／４波長板の位相差軸と偏光
板の代わりにコレステリック液晶の選択反射を利用して
もよい。さらに、その下方にバックライトを配置するこ
とによって半透過型の液晶表示パネルを形成してもよ
い。例３で示した構造のものを用いる場合には、反射板
５０を半透過反射板に変更するだけでよい。この場合
も、下方にバックライトを配置してもよい。

【０１１２】［例６］液晶表示素子（以後、パネルとも
呼ぶ。）の後方に反射板の代わりに半透過反射板を配置
しさらに、蛍光管バックライトを裏面に配置して、液晶
表示装置を構成した。

【０１１３】図１７は、液晶表示装置の断面構造を示し
たものであり、観察者側から、偏光板３０１Ａ、位相差
板３０２Ａ、カラー液晶パネル３０３（カラーフィルタ
はパネルの内面で観察者側）、位相差フィルム３０２
Ｂ、偏光板３０１Ｂ、半透過反射板３０４、プリズムシ
ート３０５、バックライト３０６の順に配置した。バッ
クライト３０６として、導光板３０６ｂとサイドライド
型の光源３０６ａを配置した。なお、偏光板の表面に
は、低反射コートとアンチグレアコートを施した。ここ
では２枚の位相差板（フィルム）をパネルの両側に配置
したが、片側にのみ配置してもよい。

【０１１４】用いたカラーフィルタは、透過型のカラー
フィルタの厚みを薄くしたものを用いた。その標準Ｃ光
源による可視光透過率Ｙは４０％であった。用いた半透
過反射板は、透過率が２６％、反射率が７４％であっ
た。また、反射時のゲインは２であった。

【０１１５】バックライトは、暗室での液晶表示装置の
白輝度が２０ｃｄ／ｍ²となるように調整した。このと
きの、液晶表示装置全体の消費電力は、約２００ｍＷで
あった。この液晶表示装置を暗室、室内（４００Ｌ
ｘ）、明るい室内（１０００Ｌｘ）、屋外（１５０００
Ｌｘ）の各場所で表示を観察したところ、テキスト画
面、カラー画像などいずれも良好な見ばえであった。結
果を表２に示す。なお、表中でネガとはノーマリブラッ
クモード、ポジとはノーマリホワイトモードのことを指
している。

【０１１６】［例７〜１２］例６と同様に液晶表示装置
を構成し、半透過反射板の特性と有無、カラーフィルタ
特性を変更し、例６と同一の条件で各例の表示を観察し
た。例８では、常時バックライトを点灯した場合と、標
準環境（３００Ｌｘ）以下で点灯、それ以上で非点灯と
なるように制御系を付加した場合とを比較した。

【０１１７】基本構成が、反射光を優先的に使う構成の
ために、どちらの場合も視認性の高い表示が得られた。
また、例１０としては、例６の液晶表示装置を用い、屋
外環境時（１００００Ｌｘ以上）のみバックライトを非
点灯とし、それ以外で点灯としたが、視認性の高い見ば
えが得られた。なお、例１０については、４ライン同時
選択のＭＬＡ駆動法を用いた。室内、屋外といった視環
境変化、温度変化に強いカラー液晶表示装置が得られた
（図１９参照、図中、３２０は視認者、３１０はカラー
液晶表示装置、３０７は外光を示す）。各例の結果を表
２に示す。例１１、１２が比較例である。

【０１１８】

【表２】

【０１１９】

【発明の効果】以上に説明したように、それぞれ色の異
なる複数の単一色着色部分を有するカラーフィルタと反
射板とを備えた液晶表示素子において、このカラーフィ
ルタは、標準Ｃ光源からの透過光が実質的に無彩色であ
り、かつ標準Ｃ光源による可視光透過率が３０〜６５％
であるように構成することによって、バックライト等の
特定光源を使用した場合またはしない場合において、本
格的な携帯用の情報機器に使用できる、良好な発色性能
を維持しつつ輝度を向上させることができる液晶表示装
置を得ることができる。

【０１２０】また、液晶表示素子は電圧印加時に光を透
過するものであるとともに、カラーフィルタの単一色着
色部分が、該カラーフィルタの単一色着色部分に対応す
る駆動開口部の画素を覆うように形成されていることに
より、より明るい表示を得ることができる。

【０１２１】さらに、カラーフィルタを有する表示素子
とバックライトとを備えたカラー表示装置において、表
示素子とバックライトの間に半透過反射板が配置され、
カラーフィルタの標準Ｃ光源による可視光透過率が３０
〜６５％であり、半透過反射板の透過率Ｔ（％）と反射
率Ｒ（％）とが上記の式１を満足することにより、様々
な明るさのもとで使用できる液晶表示装置が得られる。

【０１２２】また、ガラス基板上に反射層を形成し、反
射層の上部にカラーフィルタを積層する工程を含み、カ
ラーフィルタの単一色着色部分が、該カラーフィルタの
単一色着色部分に対応する駆動開口部の画素を覆うよう
に、カラーフィルタを積層するので、カラーフィルタお
よび反射層を一方の電極層側に集めることができ、カラ
ーフィルタおよび反射層と離れた側の電極層において駆
動用ＩＣとの接続処理を行うことができる。その結果、
製造時に、カラーフィルタおよび反射層に高温がかかる
ことが防止され品質の高い反射型液晶表示装置に適する
液晶表示素子を製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示素子の一例を示す断面構
造を示す断面図。

【図２】液晶パネルの断面構造を示す断面図。

【図３】カラーフィルタの構造を示す断面図。

【図４】ｘｙ色度図上でのカラーフィルタによる色再現
性とを示す説明図。

【図５】本発明による液晶表示素子の他の例を示す断面
構造を示す断面図。

【図６】液晶パネルの断面構造を示す断面図。

【図７】本発明による液晶表示素子のさらに他の例を示
す断面構造を示す断面図。

【図８】液晶パネルの断面構造を示す断面図。

【図９】従来使用されていた反射板の反射特性を示す説
明図。

【図１０】本発明において用いられる反射板の反射特性
を示す説明図。

【図１１】カラーフィルタの他の構造を示す断面図。

【図１２】（Ａ）は駆動開口部を示す平面図、（Ｂ）は
カラーフィルタ４１を上側から見た平面図、（Ｃ）は駆
動開口部とカラーフィルタ４１の重なりの様子を示す平
面図。

【図１３】カラーフィルタのさらに他の構造を示す断面
図。

【図１４】（Ａ）は駆動開口部を示す平面図、（Ｂ）は
カラーフィルタ４１を上側から見た平面図、（Ｃ）は駆
動開口部とカラーフィルタ４１の重なりの様子を示す平
面図。

【図１５】カラーフィルタが液晶層よりも前面に設けら
れている液晶パネルの断面構造を示す断面図。

【図１６】カラーフィルタが液晶層よりも前面に設けら
れている液晶パネルの他の断面構造を示す断面図。

【図１７】本発明のカラー表示装置の構成例を示す断面
図。

【図１８】半透過反射板における光路図。

【図１９】本発明のカラー表示装置の使用状態を示す模
式図。

【符号の説明】

１０、１７：偏光板１２、１４：位相差板１６：拡散フィルム層２２、６０：ガラス基板２４、３６：電極層２６、３４：絶縁層２８、３２：配向層３０：液晶層３８：平坦化層５０：反射板５１：拡散反射層２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ：液晶パネル４０、４１、４２：カラーフィルタ３０１Ａ、３０１Ｂ：偏光板３０２Ａ、３０２Ｂ：位相差板３０３：カラー表示素子３０４：半透過反射板３０５：プリズムシート３０６ａ：光源３０６ｂ：導光板３０６：バックライト３０７：外光３１０：カラー表示装置３２０：視認者

フロントページの続き (72)発明者平井良典神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地旭硝子株式会社内 (72)発明者尾関正雄神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地旭硝子株式会社内 (72)発明者鈴木俊彦神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地旭硝子株式会社内Ｆターム(参考） 2H091 FA02Y FA11X FA16Y FA23Z FA32X FA35Y FA37X FA42Z FA45Z FB08 FC06 FD09 FD10 GA07 HA07 HA10 KA02 KA03 LA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カラーフィルタと反射板とを備えた液晶表
示素子において、このカラーフィルタは、それぞれ色の
異なる複数の単一色着色部分を有し、標準Ｃ光源からの
透過光がカラーフィルタ全体として実質的に無彩色であ
り、かつ標準Ｃ光源による可視光透過率が３０〜６５％
であることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】カラーフィルタの単一色着色部分それぞれ
が、このカラーフィルタの単一色着色部分に対応する駆
動開口部の画素を覆うように形成されている請求項１に
記載の液晶表示素子。
【請求項３】カラーフィルタを構成する各単一色着色部
分が隙間なく隣接しあって配置されている請求項２に記
載の液晶表示素子。
【請求項４】カラーフィルタを構成する各単一色着色部
分の間に混色部分が存在する請求項２に記載の液晶表示
素子。
【請求項５】カラーフィルタを構成する各単一色着色部
分の間にブラックマスクが存在する請求項２に記載の液
晶表示素子。
【請求項６】液晶表示素子は電圧印加時に光を透過する
ものである請求項１、２、３、４または５に記載の液晶
表示素子。
【請求項７】液晶表示素子が１８０〜３６０°のツイス
ト角を有するＳＴＮ型液晶表示素子である請求項１、
２、３、４、５または６に記載の液晶表示素子。
【請求項８】カラーフィルタを有する表示素子とバック
ライトとを備えたカラー表示装置において、表示素子と
バックライトの間に半透過反射板が配置され、カラーフ
ィルタの標準Ｃ光源による可視光透過率が３０〜６５％
であり、半透過反射板の透過率Ｔ（％）と反射率Ｒ
（％）とが式１を満足するカラー表示装置。Ｔ／（Ｔ＋Ｒ）≦０．４・・・式１
【請求項９】カラーフィルタは、標準Ｃ光源からの透過
光が実質的に無彩色である請求項８に記載のカラー表示
装置。
【請求項１０】バックライトの光源から発し、半透過反
射板を透過し、表面側に出射される透過光の輝度が１２
０ｃｄ／ｍ²以下である請求項８または９に記載のカラ
ー表示装置。
【請求項１１】半透過反射板が、反射時の配光特性とし
て、ゲインが１．５から１０までの指向性を有する請求
項８、９または１０に記載のカラー表示装置。
【請求項１２】カラーフィルタはそれぞれ色の異なる複
数の単一色着色部分を有しており、カラーフィルタの単
一色着色部分が、該カラーフィルタの単一色着色部分に
対応する駆動開口部の画素を覆うように形成されている
請求項８、９、１０または１１に記載のカラー表示装
置。
【請求項１３】カラーフィルタを構成する各単一色着色
部分が隙間なく隣接しあって配置されている請求項１２
に記載のカラー表示装置。
【請求項１４】カラーフィルタを構成する各単一色着色
部分の間に混色部分が存在する請求項１２に記載のカラ
ー表示装置。
【請求項１５】カラーフィルタを構成する各単一色着色
部分の間にブラックマスクが存在する請求項１２に記載
のカラー表示装置。
【請求項１６】表示素子は電圧印加時に光を透過するも
のである請求項８、９、１０、１１、１２、１３、１４
または１５に記載のカラー表示装置。
【請求項１７】表示素子が１８０〜３６０°のツイスト
角を有するＳＴＮ型液晶表示素子である請求項８、９、
１０、１１、１２、１３、１４、１５または１６に記載
のカラー表示装置。
【請求項１８】２ライン以上の走査ラインを同時に駆動
する複数ライン同時選択法によって表示素子が駆動され
る請求項８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１
５、１６または１７に記載のカラー表示装置。
【請求項１９】ガラス基板上に反射層を形成し、反射層
の上部にカラーフィルタを積層する工程を含み、カラー
フィルタの単一色着色部分が、該カラーフィルタの単一
色着色部分に対応する駆動開口部の画素を覆うように、
カラーフィルタを積層する液晶表示素子の製造方法。