JP2001125088A

JP2001125088A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2001125088A
Application number: JP30163199A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Yamada; 裕康山田; Tomoyuki Shirasaki; 友之白嵜
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1999-10-22
Filing date: 1999-10-22
Publication date: 2001-05-11

Abstract

(57)【要約】【課題】反射型の液晶表示装置として明るいカラー表
示を可能とし、かつ、半透過型として、バックライトを
用いて高い表示品位の表示を可能とする。【解決手段】液晶表示装置の前側の透明基板１は、そ
の内面側にカラーフィルタ１１が形成され、カラーフィ
ルタ１１は、各画素毎に離間して形成されている。前側
の透明基板１の外面には、内面側のカラーフィルタ同士
の間の間隙と重なるように、ブラックマスク２１が形成
されている。なお、ブラックマスク２１と上述の間隙は
前後に離れている。この液晶表示装置を反射型として用
いた場合には、ブラックマスク２１と前後に離れた上述
の間隙からカラーフィルタ１１を通過しない外光を入射
できる。これにより表示を明るくできる。透過型として
用いた場合には、上述の間隙を通ったバックライトの光
が、ブラックマスク２１により遮られ、間隙から光が漏
れることがなく、表示品位の低下を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
わり、特に、反射型と透過型との兼用型として好適に用
いられる液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に液晶表示装置には、透過型と反射
型と、これらの両方を兼ねた半透過型とが知られてい
る。すなわち、液晶表示装置は、自発光型の表示装置で
はないので光源が必要となり、液晶表示パネルの背面に
バックライトを設け、該バックライトの光が液晶表示パ
ネルを透過するようにしたものが透過型の液晶表示装置
であり、液晶表示パネルの背面に反射板（拡散板も含
む）を設け、液晶表示パネルを透過して入射した外光を
反射板で反射させて液晶表示パネルの背面から照らすの
が、反射型の液晶表示装置である。そして、反射型と透
過型との両方を兼ね備えたものが半透過型である。

【０００３】上記透過型の液晶表示装置は、バックライ
トに大きな消費電力がかかるので、たとえば、電池で駆
動される携帯機器に設けられた液晶表示装置において
は、作動時間等に問題がある。一方、反射型の液晶にお
いては、以下のような点で表示のカラー化に問題があっ
た。図５は、透過型の液晶表示装置とほぼ同様の構成を
有するフルカラーの反射型の液晶表示装置の断面構造の
概略を示すものである。

【０００４】図５に示すように、この液晶表示装置にお
いては、二枚の透明基板１，２が間隔をあけて平行に配
置されている。そして、下側の透明基板２の外面（下
面）には、反射板３が設けられている。また、下側の透
明基板２の内面（上面）には、セグメント電極５等が設
けられている。一方、上側の透明基板１の内面（下面）
には、コモン電極６、カラーフィルタ７、ブラックマス
ク８等が形成されている。なお、透明基板１，２には、
その他に、配向膜や偏光フィルム４ａ、４ｂ等が設けら
れている。そして、二枚の透明基板の間に液晶９が封入
されている。また、液晶９は、透明基板１，２を接合す
るシール材１０により周囲を封止されている。

【０００５】そして、このような構成のフルカラーの液
晶表示装置を、反射型で使用した場合には、外部から入
射して偏光フィルム４ａ、４ｂ、液晶９を介して反射板
（拡散板）３に至り再び出射される光（矢印で示す）
が、入射時と出射時との両方ともカラーフィルタを通る
ことになる。すなわち、上側の透明基板１は、その内面
側が、カラーフィルタ７とブラックマスク８とにほぼ覆
われており、ブラックマスク８は光を透過しないので、
液晶表示装置において出射光は全て入射時と出射時との
二度カラーフィルタ７を透過したものとなる。この際
に、入射時に、たとえば、赤のカラーフィルタ７を透過
した光は、主に赤の波長成分だけが透過することにな
る。そして、このような赤の波長の光が、出射時に再び
赤のカラーフィルタ７を透過した場合には、多くの光が
透過することになるが、反射板３で反射されて青や緑の
カラーフィルタ７を通過した場合には、これらのカラー
フィルタ７が赤の波長領域の光の多くを吸収してしまう
ため、赤の波長の光は、表示光としてほとんど寄与しな
いことになる。青と緑のカラーフィルタ７を通って入射
する光も同様であり、多くの光がカラーフィルタ７に吸
収され、表示が暗くなってしまう。

【０００６】また、光の入射時も液晶表示装置は、画像
の表示を行うために液晶に対して電圧の印加や電圧の印
加の解除を行っており、液晶と偏光フィルムとにより光
の透過率が変化している。この透過率の変動は、出射光
だけではなく、入射光にも影響を与え、この入射光への
影響が出射光に反映して、輝度の低下を招いたり、表示
に影がでたりすることがある。このようなカラーフィル
タ７を用いた反射型の液晶表示装置の輝度の低下を防止
する方法として、たとえば、図６（Ａ）、（Ｂ）に示す
ような液晶表示装置が提案されている。なお、図６
（Ａ）においては、コモン側の透明基板１の内面に設け
られたカラーフィルタ１１…と、ＴＦＴ側の透明基板側
に設けられた配線１２，１３（ドレインライン、ソース
ライン）とだけが図示され、図６（Ｂ）においては、コ
モン側の透明基板１と該透明基板１に設けられたカラー
フィルタ１１と、後述するバックライト１４だけが図示
され、その他の構成要素は図示省略されている。

【０００７】図６に示される液晶表示装置においては、
縦横に格子状に配置された配線で囲まれた各画素領域内
に、それぞれ、該画素領域より小さなカラーフィルタ１
１…が配置されている。そして、各カラーフィルタ１１
…同士は離間しており、カラーフィルタ１１…同士の間
に間隙がある構造となっている。また、従来、カラーフ
ィルタ１１…の画素同士の境目部分等に形成されるはず
のブラックマスクが設けられておらず、カラーフィルタ
１１…同士の間を光が透過可能な状態となっている。

【０００８】このような液晶表示装置においては、カラ
ーフィルタ１１…同士の間から外光が液晶表示装置内に
入射可能となっている。すなわち、この液晶表示装置で
は、カラーフィルタ１１…を通らない入射光が反射板
（図示略）で反射されてカラーフィルタ１１…を通って
出射可能となっている。従って、上述のカラーフィルタ
７を用いた反射型の液晶表示装置のように、カラーフィ
ルタ７を通過した入射光しか出射しない場合に比較し
て、明るい表示を行うことができる。なお、ブラックマ
スクを完全に無くしてしまうと、コントラストが低下し
て、黒を表示することが困難になるので、カラーフィル
タ１１…同士の隙間を完全に塞がずに隙間を残した状態
で、カラーフィルタ１１…同士の間にブラックマスクを
形成するものとしても良い。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、反射型の液
晶表示装置では、夜間等のように周囲が暗くなると光源
が無い状態となり、表示が視認できなくなってしまう。
そこで、屋外で用いる可能性の高い携帯機器の反射型の
液晶表示装置においては、反射板３を半透過反射板（ハ
ーフミラー状のもの）に置き換えてバックライト１４を
取り付けておき、周囲が暗くなって表示が視認できなく
なった場合に、バックライト１４を使用する反射型と透
過型を兼用した半透過型のものがよく用いられる。この
ような半透過型の液晶表示装置に、上述のカラーフィル
タ１１…同士の間に間隙があり、かつ、該間隙がブラッ
クマスクにより完全に塞がれていないものを用いた場合
には、図６（Ｂ）に示すように、バックライト１４の光
がカラーフィルタ１１…同士の間から漏れてしまい、表
示品位が低下してしまう（コントラスト比の低下等）。

【００１０】なお、バックライト１４を使わない場合
も、反射板からの光がカラーフィルタ１１…同士の間か
ら出射することになるが、外光が明るい場合には、カラ
ーフィルタ１１…の間から出射する光がそれほど表示の
視認に大きな影響を与えることがないのに対して、外光
がなくて暗い状態で、カラーフィルタ１１…同士の間か
ら光が漏れると、表示の視認に大きな影響を与えること
になる。従って、カラーフィルタ１１…同士の間に光が
透過する隙間がある液晶表示装置は、反射型の液晶表示
装置としては優れているが、透過型（半透過型）の液晶
表示装置としては問題があった。

【００１１】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、反射型でも明るいカラー表示が可能で、かつ、透
過型としても優れたカラー表示を行うことができる液晶
表示装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
液晶表示装置は、たとえば、図１に示すように、二枚の
透明基板１，２の間に液晶９を封入した液晶表示装置に
おいて、表示面となる前側の透明基板１の外面にブラッ
クマスク２１が設けられていることを特徴とする。

【００１３】上記構成によれば、ブラックマスクが前側
の透明基板の外面（前面）に設けられているので、透明
基板の内面側にはブラックマスクが必要なくなり、透明
基板の内面側のブラックマスクに対応する位置（従来、
ブラックマスクが配置されていた位置）を透明な状態と
することができる。これにより、液晶表示装置において
は、前側の透明基板の外面側にブラックマスクがある位
置に重なる透明基板の内面側の部分から大きな吸収を受
けることなく（カラーフィルタを通過することなく）外
光を入射させることができる。すなわち、前側の透明基
板の外面にブラックマスクがあり、内面に透明な部分が
ある場合に、これらブラックマスクと透明な部分とが互
いに重なる配置となっていても、透明基板の厚み分だ
け、ブラックマスクと透明な部分が離れているので、ブ
ラックマスクの周囲から入射した光が透明な部分を通過
することができる。なお、ブラックマスクの部分におい
て、透明基板に対して直角に入射する（入射角が０#）
光は、ブラックマスクにより遮られることになるが、透
明基板は、液晶表示装置の各画素のサイズに対してかな
り厚いので、直角に対して僅かにずれた角度でブラック
マスクの近傍から入射する光や、上記角度以上の角度で
斜めに入射する光の一部は、透明基板の外面に設けられ
たブラックマスクの位置に対応する透明基板の内面側の
部分を通って反射板側に入射することができる。

【００１４】従って、この液晶表示装置をカラーの反射
型の液晶表示装置として用いるものとした場合には、カ
ラーフィルタを通らない外光を反射板まで入射すること
ができるので、カラーフィルタを透った光しか反射板に
至らない従来の液晶表示装置に比較して、明るいカラー
表示を行うことができる。また、透明基板の前面には、
ブラックマスクがあるので、大きなコントラストを得る
ことができる。また、この液晶表示装置を透過型の液晶
表示装置として用いた場合に、前側の透明基板の従来ブ
ラックマスクがある位置を透明としても、従来ブラック
マスクのある位置を透過したバックライトの光のうちの
主に前側に向かって透明基板に対してほぼ直角に進行す
る光は、上記透明基板の外面側のブラックマスクにより
遮られることになる。従って、この液晶表示装置を反射
型及び透過型の兼用の半透過型としても、透過型で用い
た際に、従来ブラックマスクがあった位置から光が漏れ
てコントラストが著しく低下するなどして、表示品位が
低下するのを防止することができる。

【００１５】なお、前側の透明基板の従来ブラックマス
クのある位置を斜めに通過した光は、透明基板の外面側
に設けられたブラックマスクに当たらずに通過すること
になるが、この場合に、透明基板とその外側の空気とで
は、屈折率が異なり、透明基板と空気との界面を通過す
る光が直角から大きくずれている場合に、透明基板から
空気側に光が通過せずに反射されて、光が出射できない
状態となる。また、透明基板を斜めに通過した光は、液
晶表示装置を正面から見ている場合に、視認しずらい状
態となっている。従って、前側の透明基板の外面側にブ
ラックマスクを設けることにより、透明基板の内面側に
ブラックマスクを設けた場合とほぼ同等のブラックマス
クとしての機能を果たすことができる。

【００１６】本発明の請求項２記載の液晶表示装置は、
請求項１記載の液晶表示装置において、上記ブラックマ
スクの背面が光を反射する反射面とされていることを特
徴とする。上記構成によれば、たとえば、前側の透明基
板を背面側から通過しようとした光がブラックマスクに
当たった場合に、該ブラックマスクに吸収されずに、該
ブラックマスクの後ろ側の反射面により、光が反射板側
に戻されることになる。これにより、ブラックマスクに
当たった光が吸収されてしまうことなく、再び反射板に
反射されて画像の表示光として機能することが可能とな
る。また、ブラックマスクの背面により反射される光
は、再び、従来ブラックマスクが配置されていて今回透
明とすることが可能な部分を通過する可能性があり、カ
ラーフィルタにより吸収されることなく、表示に寄与す
る可能性が高い。

【００１７】本発明の請求項３記載の液晶表示装置は、
請求項１または２記載の液晶表示装置において、前側の
上記透明基板の内面にカラーフィルタ１１が設けられて
いるとともに、該カラーフィルタが各画素毎に離間して
設けられ、上記ブラックマスクが、カラーフィルタ同士
の間の間隙と重なるように前側の上記透明基板の外面に
設けられていることを特徴とする。上記構成によれば、
請求項１記載の構成と同様の効果を奏することができ
る。すなわち、前側の透明基板の内面にカラーフィルタ
が設けられるとともに、該カラーフィルタが各画素毎に
離間して設けられ、かつ、前側の透明基板の内面側にお
いて、これらカラーフィルタ同士の間にはブラックマス
クが設けられず、前側の透明基板の外面側にブラックマ
スクが設けられているので、ブラックマスクの近傍から
僅かに斜めに前側の透明基板に入射した光は、前側の透
明基板のカラーフィルタ同士の間を通過可能な状態とな
る。

【００１８】従って、この液晶表示装置を反射型として
用いた場合に、入射時にカラーフィルタを透らない外光
を表示光の一部として利用できるので、明るい状態でカ
ラー表示が可能となる。また、ブラックマスクがあるの
で、十分なコントラストを確保することができる。ま
た、この液晶表示装置は、反射型と透過型の兼用として
も、バックライト点灯時に、前側の透明基板の外面に設
けられたブラックマスクが、カラーフィルタ同士の間の
間隙（従来のブラックマスクがあった位置）から光が漏
れるのを防止するので、夜間、透過型として用いても高
い表示品位を確保することができる。

【００１９】本発明の請求項４記載の液晶表示装置は、
請求項１〜３のいずれか一つに記載の液晶表示装置にお
いて、上記液晶表示装置が反射型と透過型との兼用型と
して反射板とバックライトとの両方を備えていることを
特徴とする。上記構成によれば、この液晶表示装置は、
明るい場合に反射板を使って反射型として用い、暗い場
合にバックライトを使って透過型として用いることがで
きる。そして、上述のように、この液晶表示装置を反射
型として用いた場合に、明るいカラー表示が可能である
とともに、夜間等の暗い場合に透過型で用いても高い表
示品位を確保することができる。なお、反射板は、前面
側から入射する光を反射し、バックライトから出射する
光を透過する必要がある。また、反射板は、周知の偏光
・反射フィルムであっても良い。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態例を
図面を参照して説明する。図１は、この例の液晶表示装
置の概略構造を説明するための図面であり、図２〜図４
は、この例の液晶表示装置の極めて特徴的な部分だけを
図示したものである。なお、従来の液晶表示装置と同様
の構成要素には、同一の符号を付して、その説明を省略
する。図１に示すように、この例の液晶表示装置は、透
明基板１、２とその間に介在する液晶９と、透明基板２
の下方に配置された導光板５１と、導光板５１の一又は
二側方に設けられた直管型またはＬ字型のバックライト
５２と、により略形成されている。透明基板１の一面側
（液晶側）に、ＲＧＢの各画素に対応し互いに距離Ｌだ
け離間されたカラーフィルタ１１と、カラーフィルタ１
１上の全面を覆う透明絶縁膜３１と、絶縁膜３１を介し
て形成されたＩＴＯからなる共通電極６と、共通電極６
上の全面に形成された配向膜３２と、を有し、また透明
基板１の他面側には、カラーフィルタ１１間に対応する
ように一部の幅が距離Ｌと等しいブラックマスク２１
と、ブラックマスク２１上の絶縁膜３３と、絶縁膜３３
上の直線偏光板３４と、が設けられている。

【００２１】一方、透明基板２の一面側（液晶側）に、
薄膜トランジスタ４と、薄膜トランジスタに接続された
画素電極５と、薄膜トランジスタ４を覆い、画素電極５
上でカラーフィルタ１１の形状に対応する開口部を有す
る層間絶縁膜３５と、画素電極５及び層間絶縁膜３５上
に堆積された配向膜３６と、が設けられ、他面側には、
拡散性粘着層２３と、拡散性粘着層２３の背面側に設け
られた偏光・反射フィルム２２と、が設けられている。
ＴＦＴ４は、チャネル領域を形成する半導体層４１と、
半導体層４１上のブロック層（図示せず）を挟み対向し
て形成されたソース電極４２及びドレイン電極４３と、
半導体層４１とソース電極４２及びドレイン電極４３と
の間をオーミック接続を実現するためのｎ⁺シリコン層
（図示せず）と、半導体層４１の下方に設けられたゲー
ト絶縁膜４４と、ゲート絶縁膜の下方に設けられたゲー
ト電極４５と、から構成されている。各々のドレイン電
極４３は行方向に延びたドレインライン４６に接続さ
れ、各々のゲート電極４１は列方向に延びたゲートライ
ン４７に接続されている。そして、透明基板１の配向膜
３２と透明基板２の配向膜３６とはシール材１０により
接合され、間に液晶９が配向膜３２と配向膜３６の規制
により所定の配向方向に配向されている。ブラックマス
ク２１は図２の斜線で示すように、ＴＦＴ４、ドレイン
ライン４６、及びゲートライン４７を覆うように配置さ
れている。なお、ブラックマスク２１はその下方のＴＦ
Ｔ４等の位置関係を説明するために斜線で示している
が、実際は可視光に対し不透明の黒色となっている。ま
た、前側の透明基板１の内面側において、各カラーフィ
ルタ１１…同士の間には、ブラックマスクが形成され
ず、各カラーフィルタ１１…同士の間に介在する透明絶
縁膜３１により透明な状態とされている。

【００２２】また、上記ブラックマスク２１は、図１に
示すように、前側の透明基板１の内面に形成されたカラ
ーフィルタ１１…同士の間の間隙と上下に重なるよう
に、前側の透明基板１の外面に形成されている。また、
ブラックマスク２１は、実際のカラーフィルタ１１…同
士の間の間隙の形状に対応して行、列方向に延びたの格
子状に形成されることになる。また、ブラックマスク２
１の幅は、図１に示すように、カラーフィルタ１１…同
士の間の間隙の幅とほぼ同じであるが、僅かに狭いか、
もしくは、図３等に示すように、僅かに広いように形成
されてもよい。液晶表示装置を反射型と使用する上で
は、ブラックマスク２１の幅が狭い方が表示が明るくな
り、透過型として使用する上では、ブラックマスク２１
の幅が広い方が表示品位が高くなる。

【００２３】また、ブラックマスク２１は、光を吸収し
て黒く見える材質のものならば良く、たとえば、酸化ク
ロムが用いられる。また、ブラックマスク２１は、液晶
表示装置を見た場合に黒く見えれば良いので、ブラック
マスクの背面側は、必ずしも黒く無くても良く、たとえ
ば、図２等に示すようにブラックマスク２１の前部２１
ａが黒く、ブラックマスク２１の後部２１ｂは、たとえ
ば、クロムのように金属光沢を有する材質からなり、ブ
ラックマスク２１の背面が反射面となっていても良い。
このようにブラックマスク２１が黒色であるとともに、
その背面を反射面とするには、たとえば、透明基板１の
外面に金属クロムによりブラックマスクを形成し、形成
された金属クロムの表面を酸化させて黒色化させること
により表面は黒く、背面は反射面のブラックマスク２１
を形成するものとすれば、容易に表面が黒くて背面が反
射面となったブラックマスク２１を形成することができ
る。

【００２４】また、光を反射する材質からなるブラック
マスク２１（２１ｂ）を透明基板１上に形成した後に、
その上に光を吸収する材質からなるブラックマスク２１
（２１ａ）を形成するものとしても良い。そして、上記
前側の透明基板１においては、その外面（前面）側にブ
ラックマスク２１が形成され、その内面（後面）側にカ
ラーフィルタ１１…が形成されているので、従来同じ平
面もしくは近接した平面上、すなわち、ほぼ二次元上に
カラーフィルタとブラックマスクが形成されていたのに
対して、透明基板１を挟んでブラックマスク２１とカラ
ーフィルタ１１…とが三次元上に形成されていることに
なる。

【００２５】また、液晶表示装置においては、偏光・反
射フィルム２２（たとえば、ＲＤＦ−Ｃ、住友スリーエ
ム株式会社製）は所定の振動面をもつ光を透過し、それ
に直交する振動面の光を反射する。なお、図３において
は、反射型での使用を説明しやすいように、透明基板
１、２、カラーフィルタ１１、ブラックマスク２１及び
偏光・反射フィルム２２を除く部材を省略して図示して
いる。

【００２６】そして、図４では、透過型での使用を説明
しやすいように、透明基板１、２、カラーフィルタ１
１、ブラックマスク２１、導光板５１及びバックライト
５２を除く部材を省略して図示している。そして、バッ
クライト５２を配置することにより、反射型と透過型と
を兼ねる半透過型の液晶表示装置となる。なお、偏光・
反射フィルム２２を必ずしも用いる必要はなく、通常の
偏光フィルムと、ハーフミラー状の反射板と、バックラ
イト２６とを用いるようにしても良いが、偏光・反射フ
ィルムを用いることにより、薄型化、輝度の向上等を図
ることができる。

【００２７】次に、上記液晶表示装置の作用効果を説明
する。まず、半透過型であるこの例の液晶表示装置を反
射型として用いた場合について説明する。図１に示すよ
うに、反射型として使用した場合には、外光が液晶表示
装置に入射することになるが、この際には、たとえば、
図１の矢印ａで示される透明基板に対して斜めの光が、
前側の透明基板１のブラックマスク２１部分を除く部分
から、カラーフィルタ１１…を通過することなく、偏光
・反射フィルム２２に向かって進むことになり、カラー
フィルタ１１により特定の波長域の光の多くを吸収され
ることなく、白色光として偏光・反射フィルム２２に向
かうことになる。なお、この例の液晶表示装置において
も、矢印ｂで示すようにカラーフィルタ１１…を通過し
た光が入射するが、それに加えてカラーフィルタ１１…
を通過しない光（矢印ａの光）が入射することで、カラ
ーフィルタを有する反射型の液晶表示装置にもいても、
明るいカラー表示が可能となる。一方、偏光・反射フィ
ルム２２で反射されカラーフィルタ１１間を通過するほ
ぼ直進した光ｃはブラックマスク２１の後部２１ｂで遮
光され、また外光ｄはブラックマスク２１の前部２１ａ
で吸収されるので、液晶表示装置の正面から視認する場
合、液晶表示装置が最も暗い輝度で表示するときでも、
十分暗くすることができる。従って、従来の透明基板の
内面側の主な部分がカラーフィルタとブラックマスクと
で占められ、カラーフィルタを通過した入射光しか利用
できない液晶表示装置に対して、明るい表示のときに輝
度の向上を図ることができるとともに暗い表示のときで
も十分暗くすることができるので高いコントラスト比を
得ることができる。

【００２８】詳述すると、上記構成では、従来のブラッ
クマスク構造の液晶表示装置では、透明基板平面に対し
てほぼ垂線方向に進行しカラーフィルタ同士の間の間隙
に入射した光ｆは、カラーフィルタ同士の間のブラック
マスクにより表示光として利用することが困難である
が、本発明の液晶表示装置では、ブラックマスク２１を
透明基板１の外側に配置しかつブラックマスク２１の幅
に対して透明基板１の厚みは極めて厚いものとなってい
るので、図３に示すように、ブラックマスク２１の近傍
から直角に近い（僅かに斜めの）光ｆが上記カラーフィ
ルタ１１…同士の間隙からカラーフィルタ１１…を通ら
ずに偏光・反射フィルム２２に入射することができ、偏
光・反射フィルム２２で反射して出射する際に１度だけ
カラーフィルタ１１を通る。このため従来のブラックマ
スク構造の液晶表示装置での表示光が必ず２度カラーフ
ィルタを通るため、光の減衰が大きいのに比べ、本発明
の液晶表示装置では、光ｆのカラーフィルタでの損失が
小さく、さらに隣接する互いに異なる波長域（色）の光
を透過させる複数のカラーフィルタ１１（例えば赤カラ
ーフィルタと緑カラーフィルタ）を透過しないので色純
度が高いといった効果をもたらす。

【００２９】たとえば、液晶表示装置の画素（矩形状の
画素）の大きさ（連続して形成される画素のピッチ）
は、長辺側が２２０〜２５０μｍ、短辺側が８０〜１５
０μｍであり、透明基板１の厚みは、たとえば、０．３
ｍ程度から０．７ｍ程度であり、カラーフィルタ１１…
の膜圧は１μｍ程度である。そして、上記ブラックマス
ク１１…の幅は、たとえば、２０μｍ程度であり、カラ
ーフィルタ１１…同士の間の間隙の幅は、ブラックマス
ク２１の幅と同程度である。

【００３０】従って、ブラックマスク２１の側縁の近傍
から入射する光は、透明基板１に対する角度が、たとえ
ば、８８度以下もしくは９２度以上ならば、図２の矢印
ｆで示される光のように、カラーフィルタ１１…の間を
通過することが可能であり、透明基板に対して直角に近
い角度で入射する外光の一部も入射時にカラーフィルタ
１１…を通過せずに入射することが可能である。なお、
各図は、構成を説明するための概略図であり、部材の厚
みと左右幅との比が実際の比に対応して図示されてはい
ない。

【００３１】そして、上述のようにカラーフィルタ１１
…同士の間から入射された光は、後側の透明基板２に至
り、上記偏光・反射フィルム２２により偏光された状態
で反射されることになる。そして、拡散粘着層２３で拡
散された状態で、液晶９を通ってカラーフィルタ１１…
に至り、カラーフィルタ１１…により特定の波長域の光
だけが出射されてカラー表示が行われることになる。こ
の際に、入射時にカラーフィルタ１１…同士の間を透っ
た出射光は、入射時にカラーフィルタ１１…により特性
の波長域に限定されていないので、赤、緑、青のどのカ
ラーフィルタ１１…を通過しても、明るい赤、緑、青の
光となる。一方、入射時にカラーフィルタ１１…を通っ
た光は、入射時と出射時とに通ったカラーフィルタ１１
…が同じ色であっても多少光量が減衰されるが、入射時
と出射時とに通ったカラーフィルタ１１…が異なる色な
らば、より多くの光量の可視光をカラーフィルタ１１…
により吸収されてしまうため、極めて暗い光となる。ま
た、同じ色のカラーフィルタ１１…を透過した光も、二
度、カラーフィルタ１１…を通過するので、一度だけカ
ラーフィルタ１１…を通過した光に比較して少し暗くな
る。

【００３２】そして、この例の液晶表示装置において
は、カラーフィルタ１１…を二度通過した表示光と、カ
ラーフィルタ１１…を一度だけ通過した表示光とが混在
するので、カラーフィルタ１１…を二度通過した表示光
だけで表示をした場合に比較して明るい表示を行うこと
ができる。

【００３３】以上のことから、従来のカラーフィルタ１
１…同士の間に間隙を設けた反射型のカラー液晶表示装
置とほぼ同様に、カラーフィルタ１１…を用いるものと
しても色純度が高く明るい表示が可能となり、かつ、ブ
ラックマスク２１を備えていることにより、コントラス
トを確保できるとともに、後述するようにカラーフィル
タ１１〜同士の間から出射しようとする光は、ブラック
マスク２１により遮られるので、カラーフィルタ１１…
同士の間を漏れた光により表示品位が低下するのを防止
することができる。

【００３４】次に、この例の液晶表示装置を、透過型と
して用いた場合の作用効果を説明する。図４に示すよう
に、バックライト５２を用いてこの例の液晶表示装置
を、透過型の液晶表示装置として用いた場合には、通常
の透過型の液晶表示装置と同様に、バックライト５２か
らカラーフィルタ１１…を通過した光がブラックマスク
２１同士の間隙を抜けて表示光（矢印ｇ）となる。ま
た、カラーフィルタ１１…同士の間隙を抜けた光（矢印
ｈ）は、ブラックマスク２１により遮られてしまい、カ
ラーフィルタ１１…同士の間隙から漏れた光が表示品位
を低下させることがなく、透過型の液晶表示装置として
使っても高品位の表示が可能である。なお、図１に示す
ように、バックライト２６の光のうち入射角が小さい光
ｈは、偏光・反射フィルム２２を透過して偏光され、拡
散粘着層２３を越えてカラーフィルタ１１…側に向かう
ことになる。また、ブラックマスク２１の背面を反射面
とした場合には、ブラックマスク２１の後部２１ｂに当
たった光が再び偏光・反射フィルム２２に至って、偏光
・反射フィルム２２で反射するので、ブラックマスク２
１に当たった光を再利用することができる。この光ｈ
は、入射角が小さいために反射角も小さく、異なる複数
のカラーフィルタを透過する確率が低いために色純度が
高い。いうまでもなく、反射型として使用した場合も、
ブラックマスク２１の背面に当たった光を再利用するこ
とが可能である。

【００３５】また、カラーフィルタ１１…同士の間隙を
抜けた入射角の大きい光は、ブラックマスク２１に当た
らない可能性が高いが、透明基板１と外部の空気の屈折
率の関係から、この光は、透明基板１と外部の空気との
界面で全反射し、透明基板１内で乱反射を繰り返し空気
側へ出射できない可能性が高い。また、仮に透明基板１
の前面から極端に斜め方向に出射される光は、液晶表示
装置を表面から見ている者の目に至らずに、視認できな
い可能性が高い。従って、カラーフィルタ１１…同士の
間隙を透明基板１に対して斜めに抜けて漏れた光は、表
示品位に大きな影響を与えることがなく、高い品位の表
示を得ることができる。

【００３６】以上のように、この例の液晶表示装置によ
れば、反射型の液晶表示装置として用いた場合に、色純
度の高い明るいカラー表示を行うことが可能であり、透
過型の液晶表示装置として用いた場合も高い表示品位を
確保できる。従って、この例の液晶表示装置を反射型と
透過型とを兼用した半透過型液晶表示装置として特に有
効に用いることができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の液晶表示装置に
よれば、ブラックマスクが前側の透明基板の外面（前
面）に形成されているので、透明基板の内面側にはブラ
ックマスクが必要なくなり、透明基板の内面側のブラッ
クマスクに対応する位置（従来、ブラックマスクが配置
されていた位置）を透明な状態とすることができる。こ
れにより、液晶表示装置においては、前側の透明基板の
外面側にブラックマスクがある位置に重なる透明基板の
内面側の部分から大きな吸収を受けることなく（カラー
フィルタを通過することなく）外光を入射させることが
できる。

【００３８】従って、この液晶表示装置をカラーの反射
型の液晶表示装置として用いるものとした場合には、カ
ラーフィルタを通らない外光を反射板まで入射すること
ができるので、カラーフィルタを透った光しか反射板に
至らない従来の液晶表示装置に比較して、明るいカラー
表示を行うことができる。また、透明基板の前側には、
ブラックマスクがあるので、大きなコントラストを得る
ことができる。また、この液晶表示装置を透過型の液晶
表示装置として用いた場合に、前側の透明基板の従来ブ
ラックマスクがある位置を透明としても、従来ブラック
マスクのある位置を透過したバックライトの光のうちの
主に前側に向かって透明基板に対してほぼ直角に進行す
る光は、上記透明基板の外面側のブラックマスクにより
遮られることになる。従って、この液晶表示装置を反射
型及び透過型の兼用タイプとしても、透過型で用いた際
に、従来ブラックマスクがあった位置から光が漏れてコ
ントラストが著しく低下するなどして、表示品位が低下
するのを防止することができる。

【００３９】本発明の請求項２記載の液晶表示装置によ
れば、たとえば、前側の透明基板を背面側から通過しよ
うとした光がブラックマスクに当たった場合に、背面の
反射板側に向かって反射されることになる。これによ
り、ブラックマスクに当たった光が吸収されてしまうこ
となく、再び反射板に反射されて画像の表示光として機
能することが可能となる。

【００４０】本発明の請求項３記載の液晶表示装置によ
れば、請求項１記載の構成と同様の効果を奏することが
できる。本発明の請求項４記載の液晶表示装置によれ
ば、この液晶表示装置は、明るい場合に反射板を使って
反射型として用い、暗い場合にバックライトを使って透
過型として用いることができる。そして、上述のよう
に、この液晶表示装置を反射型として用いた場合に、明
るいカラー表示が可能であるとともに、夜間等の暗い場
合に透過型で用いても高い表示品位を確保することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態例の液晶表示装置の断面構
造を説明するための図面である。

【図２】上記液晶表示装置を上から見た平面構造を説明
するための図面である。

【図３】上記液晶表示装置の特徴的な部分を説明するた
めの図面である。

【図４】上記液晶表示装置の特徴的な部分を説明するた
めの図面である。

【図５】従来の反射型のカラー液晶表示装置の概略断面
構造を説明するための図面である。

【図６】従来のカラーフィルタ同士の間の間隙をあけた
液晶表示装置の概略構造を説明するための図面である。

【符号の説明】

１透明基板（前側）２透明基板（後側）１１カラーフィルタ２１ブラックマスク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H091 FA03Y FA35X FA41Z FB08 FC28 FD06 GA01 GA13 LA03 LA30 5C094 AA06 AA08 AA10 AA51 BA03 BA43 CA19 CA24 EA04 EA05 EB02 EB04 ED03 ED11 ED14 ED15 FA01 FA02 5G435 AA02 AA03 AA04 BB12 BB15 BB16 CC09 CC12 EE27 FF03 FF05 FF13 GG12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】二枚の透明基板の間に液晶を封入した液
晶表示装置において、表示面となる前側の透明基板の外面にブラックマスクが
設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】請求項１記載の液晶表示装置において、上記ブラックマスクの背面が光を反射する反射面とされ
ていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】請求項１または２記載の液晶表示装置に
おいて、前側の上記透明基板の内面にカラーフィルタが
設けられているとともに、該カラーフィルタが各画素毎
に離間して設けられ、上記ブラックマスクが、カラーフィルタ同士の間の間隙
と重なるように前側の上記透明基板の外面に設けられて
いることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか一つに記載の液
晶表示装置において、上記液晶表示装置が反射型と透過型との兼用型として反
射板とバックライトとの両方を備えていることを特徴と
する液晶表示装置。