JP2003315789A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 全反射性の反射膜を用いずに、反射型液晶表
示と透過型液晶表示を共に明るく優れた色再現性で行う
ことができる半透過型液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 対向配置された透明基板１，２間に液晶
層９を配置し、高屈折率誘電体層と低屈折率誘電体層と
を交互に積層して成る誘電体多層膜１０を透明基板１上
に形成した。誘電体多層膜１０の最上層を、高屈折率誘
電体層の第１領域１１と低屈折率誘電体層の第２領域１
２とにパターニングで分割した。誘電体多層膜１０と液
晶層９との間に、各画素の同系色部分において第１，第
２領域１１，１２に対応した透過率の異なる領域に分割
されたカラーフィルター２１ａ，２１ｂを配置した。

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関す
るものであり、更に詳しくは、半透過反射膜とカラーフ
ィルターを有する半透過型液晶表示装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話を初めとする携帯情報端末は、
近年のＩＴ技術の革新的な発展とともに、使用される情
報量が格段に増加し用途も多様化している。これに伴っ
て携帯情報端末のディスプレイに対するユーザーの要望
も多様化し、低電圧化はもちろんのこと高精彩化，高速
応答化等、その要望は多岐にわたっている。ディスプレ
イの表示色についても、色数が加速度的に増加するのと
同時に色味についての要望も多様化している。各ユーザ
ーの要望する色味を実現することは必要不可欠である
が、各ユーザーの要望する色味は、観測者によって視認
性が異なるためにほぼすべて異なるのが現状である。

【０００３】現在、携帯情報端末のディスプレイとして
広く用いられているのが、半透過型液晶表示装置であ
る。半透過型液晶表示装置は、明るい場所では外光を利
用した反射型液晶表示装置として動作するが、暗い場所
では内蔵の光源を利用した透過型液晶表示装置として動
作する。その半透過性を実現するために用いられる反射
膜は、金属薄膜から成る反射膜と、誘電体多層膜から成
る反射膜と、に大別される。誘電体多層膜は透明性を有
する低屈折率・高屈折率の誘電体を交互に積層して成る
ものであり、低屈折率誘電体としては、アルミナ(Ａｌ₂
Ｏ₃)，二酸化ケイ素(ＳｉＯ₂)，二フッ化マグネシウム
(ＭｇＦ₂)等が挙げられ、高屈折率誘電体としては、二
酸化チタン(ＴｉＯ₂)，二酸化ジルコニウム(ＺｒＯ₂)，
セレン化亜鉛(ＺｎＳｅ)，硫化亜鉛(ＺｎＳ)等が挙げら
れる。

【０００４】金属薄膜から成る反射膜は、その膜厚を薄
くすることによって半透過性が付与されるのが一般的で
ある。しかし、金属薄膜を反射膜として用いた場合に
は、その透過光が独特の色味を帯びてしまうといった問
題がある。例えばアルミニウム薄膜を用いると、その透
過光が青味を帯びてしまうため、透過型で液晶表示され
る白は青味を帯びた白になってしまう。光源からの光の
うち短波長側の光は金属薄膜を透過しやすいが、長波長
側の光は金属薄膜を透過しにくいという金属薄膜の透過
光特性が、その原因であると考えられる。いずれにして
も透過光が青味を帯びるとカラー表示において色再現性
が低下してしまうため、ユーザーの要望する色味を実現
することができなくなる。

【０００５】こうした問題を解決するための半透過反射
膜技術が、例えば特開平１１−５２３６６号公報で提案
されている。その技術を第１の従来例として、図８を用
いて説明する。図８に示す半透過反射膜では、透明基板
１上に全反射性の金属薄膜から成る反射膜２００が設け
られており、反射膜２００に光を透過させるための微細
な開口部３２が設けられている。このため、周囲が明る
いときには外光が反射膜２００で反射して反射型の液晶
表示が行われ、周囲が暗いときにはバックライト光が開
口部３２から射出して透過型の液晶表示が行われる。透
過型の液晶表示には、反射膜２００の透過光特性の影響
を受けていないバックライト光が使用されるので、色味
が損なわれることはない。

【０００６】ところで、カラーフィルターを有する半透
過型液晶表示装置では、反射型の液晶表示を行うとき
に、外光が入射時と反射時の２回、カラーフィルターを
透過することになる。一方、透過型の液晶表示を行うと
きには、バックライト光がカラーフィルターを１回だけ
透過する。したがって、反射型液晶表示時と透過型液晶
表示時とでカラーフィルター中の光路長に差が生じて、
透過型液晶表示のときの方が反射型液晶表示のときより
も表示色が薄くなってしまう。このため、色再現性に差
異が生じるという問題点があった。

【０００７】こうした問題を解決するための液晶表示装
置の技術が、例えば特開２０００−２９８２７１号公報
で提案されている。その技術を第２の従来例として、図
９を用いて説明する。図９に示す半透過反射膜において
も、透明基板１上には全反射性の金属薄膜から成る反射
膜２００が設けられており、反射膜２００には光を透過
させるための微細な開口部３２が設けられている。ただ
し、反射膜２００が形成された透明基板１の上にはＲ
(赤)・Ｇ(緑)・Ｂ(青)の各色に対応したカラーフィルタ
ー２４ａ，２４ｂが形成されており、そのカラーフィル
ター２４ａ，２４ｂ上にはオーバーコート７が形成され
ている。

【０００８】反射型液晶表示を行う非開口部３３(つま
り反射膜２００の部分)では外光がカラーフィルター２
４ａを２回透過し、透過型液晶表示を行う開口部３２で
はバックライト光がカラーフィルター２４ｂを１回だけ
透過する。ここでは、同一のカラーフィルター材料を用
いるとともに、開口部３２上のカラーフィルター２４ｂ
よりも非開口部３３上のカラーフィルター２４ａの膜厚
を薄くして、反射型液晶表示時のカラーフィルター２４
ａ中の光路長と透過型液晶表示時のカラーフィルター２
４ｂ中の光路長とをほぼ同じにしている。したがって、
反射型液晶表示と透過型液晶表示とで表示色の濃さはほ
ぼ同じになる。なお、開口部３２上のカラーフィルター
２４ｂよりも非開口部３３上のカラーフィルター２４ａ
の色濃度(つまり顔料濃度)を薄くすることによっても、
反射型液晶表示と透過型液晶表示とで表示色の濃さを同
じにすることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】全反射性の反射膜２０
０を構成している金属薄膜では、金属薄膜固有の光の吸
収ロスが発生する。このため、金属の中で最高の反射率
を有する銀を用いてその膜厚を厚くした場合でも４〜５
％程度の吸収ロスが生じてしまい、得られる反射率は最
大でも９５％程度となる。また、アルミニウムを全反射
性の金属薄膜に用いた場合には１０％強程度の吸収ロス
が生じ、最大でも９０％程度の反射率しか得られない。
したがって、全反射性の反射膜２００として金属薄膜を
用いた場合には、反射型の液晶表示時に外光を有効に利
用することができず、反射率が低下してしまうことにな
る。

【００１０】誘電体多層膜は光を吸収しないため、誘電
体多層膜で全反射性の反射膜を構成すれば、吸収ロス無
しにほぼ１００％の反射率を達成することができる。た
だし、ほぼ１００％の反射率を得るためには、(用いる
誘電体の屈折率にもよるが)８〜１０層以上積層するこ
とが必要であり、誘電体層の成膜コストが大きくなって
しまう。また、各誘電体層に開口部を形成するには、８
〜１０回以上のフォトリソグラフィー等のパターニング
作業が必要になるため効率的ではない。

【００１１】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであって、全反射性の反射膜を用いることなく、
反射型液晶表示と透過型液晶表示とを共に明るく優れた
色再現性で行うことができる半透過型液晶表示装置を提
供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明の液晶表示装置は、対向配置された第１
基板と第２基板との間に液晶層が配置されており、前記
第１基板上に半透過反射膜が形成されており、その半透
過反射膜と前記液晶層との間にカラーフィルターが配置
されている半透過型液晶表示装置であって、前記半透過
反射膜が高屈折率誘電体層と低屈折率誘電体層とを交互
に積層して成る誘電体多層膜であり、その誘電体多層膜
の最上層が高屈折率誘電体層から成る第１領域と低屈折
率誘電体層から成る第２領域とにパターニングで分割さ
れており、前記カラーフィルターが各画素の同系色部分
において前記第１，第２領域に対応した透過率の異なる
領域に分割されていることを特徴とする。

【００１３】上記第１の発明の構成では、半透過型液晶
表示装置の反射膜として誘電体多層膜が用いられてお
り、その最上層の誘電体層は、例えばパターニングで部
分的に除去されることにより、元の最上層の誘電体層が
残存している領域と除去されている領域とに分割され
る。誘電体多層膜は高屈折率誘電体層と低屈折率誘電体
層とを交互に積層した構成になっているため、一方の領
域が高屈折率誘電体層を最上層とする第１領域となり、
他方の領域が低屈折率誘電体層を最上層とする第２領域
となる。

【００１４】誘電体多層膜と液晶層との間にはカラーフ
ィルターが配置され、また、有機材料から成るカラーフ
ィルターやそれと同じ有機材料から成る透明樹脂等の媒
質が誘電体多層膜の上層に接するように形成される。最
上層が高屈折率誘電体層から成る第１領域では、有機材
料から成るカラーフィルター等の媒質との屈折率の差が
大きいため、透過率：Ｔ_high(％)よりも反射率：Ｒ_high
(％)の方が相対的に高くなる。したがって、最上層が高
屈折率誘電体層から成る第１領域は「反射重視領域」と
して扱うことができる。また、反射膜として用いられて
いる誘電体多層膜には吸収ロスが無いので、最上層が高
屈折率誘電体層から成る第１領域では、Ｔ_high(％)＋Ｒ
_high(％)≒１００(％)の関係が成り立つ。

【００１５】一方、最上層が低屈折率誘電体層から成る
第２領域では、最上層が高屈折率誘電体層から成る第１
領域と比べて、カラーフィルター等の媒質との屈折率の
差が小さくなる。このため、最上層が低屈折率誘電体層
から成る第２領域での透過率：Ｔ_low(％)は、最上層が
高屈折率誘電体層であるときの透過率：Ｔ_high(％)より
も大きくなる。また、最上層が低屈折率誘電体層から成
る第２領域での反射率：Ｒ_low(％)は、透過率：Ｔ_lowと
逆の挙動を示し、最上層が高屈折率誘電体層であるとき
の反射率：Ｒ_high(％)よりも小さくなる。したがって、
最上層が低屈折率誘電体層から成る第２領域は「透過重
視領域」として扱うことができる。また、上述したよう
に誘電体多層膜には吸収ロスが無いので、最上層が低屈
折率誘電体層から成る第２領域では、Ｔ_low(％)＋Ｒ_low
(％)≒１００(％)の関係が成り立つ。

【００１６】したがって、上記のように誘電体多層膜の
最上層をパターニングすることにより、誘電体多層膜の
最上層を高屈折率誘電体層の第１領域と低屈折率誘電体
層の第２領域とに分割すれば、誘電体多層膜に反射重視
領域と透過重視領域を構成することができる。更に、反
射重視領域と透過重視領域の上方に形成されるカラーフ
ィルターを、各画素の同系色部分{例えばＲ(赤)・Ｇ
(緑)・Ｂ(青)}について、反射重視領域と透過重視領域
に対応した透過率の異なる領域に分割することにより、
各領域での色調整が可能である。

【００１７】例えば透過型液晶表示時には、カラーフィ
ルターをバックライト光が１回透過するのに対して、反
射型液晶表示時にはカラーフィルターを外光が２回透過
する。もし、カラーフィルターの同系色部分が反射重視
領域と透過重視領域とで同じ透過率になっていると、透
過型液晶表示時の透過率に比べて反射型液晶表示時の透
過率が小さくなってしまう。その結果、反射型液晶表示
時の色に比べて透過型液晶表示時の色が淡くなり、色再
現性に劣った液晶表示になってしまう。第１の発明の構
成によれば、反射重視領域と透過重視領域とに対応して
それぞれ適切な透過率のカラーフィルターを形成するこ
とで、反射型液晶表示時と透過型液晶表示時のいずれの
場合でも良好な色再現性を得ることができ、しかも反射
膜による光の吸収ロスが無いため高い反射率を得ること
ができる。

【００１８】第２の発明の液晶表示装置は、対向配置さ
れた第１基板と第２基板との間に液晶層が配置されてお
り、前記第１基板上に半透過反射膜が形成されており、
前記第２基板と前記液晶層との間にカラーフィルターが
配置されている半透過型液晶表示装置であって、前記半
透過反射膜が高屈折率誘電体層と低屈折率誘電体層とを
交互に積層して成る誘電体多層膜であり、その誘電体多
層膜の最上層が高屈折率誘電体層から成る第１領域と低
屈折率誘電体層から成る第２領域とにパターニングで分
割されており、前記カラーフィルターが各画素の同系色
部分において前記第１，第２領域に対応した透過率の異
なる領域に分割されていることを特徴とする。

【００１９】上記第２の発明の構成では、半透過型液晶
表示装置の反射膜として誘電体多層膜が用いられてお
り、その最上層の誘電体層は、例えばパターニングで部
分的に除去されることにより、元の最上層の誘電体層が
残存している領域と除去されている領域とに分割され
る。誘電体多層膜は高屈折率誘電体層と低屈折率誘電体
層とを交互に積層した構成になっているため、一方の領
域が高屈折率誘電体層を最上層とする第１領域となり、
他方の領域が低屈折率誘電体層を最上層とする第２領域
となる。

【００２０】第２基板と液晶層との間にはカラーフィル
ターが配置され、また、カラーフィルターと同じ有機材
料から成る透明樹脂等の媒質が誘電体多層膜の上層に接
するように形成される。最上層が高屈折率誘電体層から
成る第１領域では、有機材料から成る透明樹脂等の媒質
との屈折率の差が大きいため、透過率：Ｔ_high(％)より
も反射率：Ｒ_high(％)の方が相対的に高くなる。したが
って、最上層が高屈折率誘電体層から成る第１領域は
「反射重視領域」として扱うことができる。また、反射
膜として用いられている誘電体多層膜には吸収ロスが無
いので、最上層が高屈折率誘電体層から成る第１領域で
は、Ｔ_high(％)＋Ｒ_high(％)≒１００(％)の関係が成り
立つ。

【００２１】一方、最上層が低屈折率誘電体層から成る
第２領域では、最上層が高屈折率誘電体層から成る第１
領域と比べて、透明樹脂等の媒質との屈折率の差が小さ
くなる。このため、最上層が低屈折率誘電体層から成る
第２領域での透過率：Ｔ_low(％)は、最上層が高屈折率
誘電体層であるときの透過率：Ｔ_high(％)よりも大きく
なる。また、最上層が低屈折率誘電体層から成る第２領
域での反射率：Ｒ_low(％)は、透過率：Ｔ_lowと逆の挙動
を示し、最上層が高屈折率誘電体層であるときの反射
率：Ｒ_high(％)よりも小さくなる。したがって、最上層
が低屈折率誘電体層から成る第２領域は「透過重視領
域」として扱うことができる。また、上述したように誘
電体多層膜には吸収ロスが無いので、最上層が低屈折率
誘電体層から成る第２領域では、Ｔ_low(％)＋Ｒ_low(％)
≒１００(％)の関係が成り立つ。

【００２２】したがって、上記のように誘電体多層膜の
最上層をパターニングすることにより、誘電体多層膜の
最上層を高屈折率誘電体層の第１領域と低屈折率誘電体
層の第２領域とに分割すれば、誘電体多層膜に反射重視
領域と透過重視領域を構成することができる。更に、反
射重視領域と透過重視領域の上方に形成されるカラーフ
ィルターを、各画素の同系色部分{例えばＲ(赤)・Ｇ
(緑)・Ｂ(青)}について、反射重視領域と透過重視領域
に対応した透過率の異なる領域に分割することにより、
各領域での色調整が可能である。

【００２３】例えば透過型液晶表示時には、カラーフィ
ルターをバックライト光が１回透過するのに対して、反
射型液晶表示時にはカラーフィルターを外光が２回透過
する。もし、カラーフィルターの同系色部分が反射重視
領域と透過重視領域とで同じ透過率になっていると、透
過型液晶表示時の透過率に比べて反射型液晶表示時の透
過率が小さくなってしまう。その結果、反射型液晶表示
時の色に比べて透過型液晶表示時の色が淡くなり、色再
現性に劣った液晶表示になってしまう。第２の発明の構
成によれば、反射重視領域と透過重視領域とに対応して
それぞれ適切な透過率のカラーフィルターを形成するこ
とで、反射型液晶表示時と透過型液晶表示時のいずれの
場合でも良好な色再現性を得ることができ、しかも反射
膜による光の吸収ロスが無いため高い反射率を得ること
ができる。

【００２４】第３の発明の液晶表示装置は、上記第１又
は第２の発明の構成において、前記高屈折率誘電体層と
低屈折率誘電体層のそれぞれの膜厚が、前記誘電体多層
膜に入射する光の波長の１／(４ｎ)(ただしｎは各誘電
体層の屈折率である。)近辺であることを特徴とする。

【００２５】誘電体多層膜において、高屈折率・低屈折
率の各誘電体層の干渉周期を入射光に合わせる(つまり
反射したい波長に合わせる)と、高い反射率が得られ
る。干渉周期を入射光の波長に合わせるには、それぞれ
の誘電体層の膜厚を入射光の波長の１／(４ｎ)(ただし
ｎは各誘電体層の屈折率である。)にすればよく、それ
により定在波が形成されて反射効率が上がる。したがっ
て、各誘電体層の膜厚を誘電体多層膜への入射光の波長
の１／(４ｎ)近辺にすることにより反射率を向上させれ
ば、反射型液晶表示時に効率良く外光を利用して、明る
く認識性に優れた液晶表示を行うことができる。なお、
成膜精度等を考えたときの１／(４ｎ)近辺とは、１／
(４ｎ)±２０ｎｍぐらいの範囲となる。

【００２６】第４の発明の液晶表示装置は、上記第１又
は第２の発明の構成において、前記第１，第２領域に対
応した領域での前記カラーフィルターの透過率差が、該
カラーフィルターの膜厚により調整されていることを特
徴とする。

【００２７】上記第４の発明の構成では、透過重視領域
と反射重視領域のそれぞれに対応する領域でのカラーフ
ィルターの膜厚により、所望の透過率(表示色の濃さ)が
得られるように調整される。このため、透過型液晶表示
時と反射型液晶表示時の良好な色再現性を同時に達成す
ることができる。

【００２８】第５の発明の液晶表示装置は、上記第１又
は第２の発明の構成において、前記第１，第２領域に対
応した領域での前記カラーフィルターの透過率差が、該
カラーフィルターに含まれる顔料濃度により調整されて
いることを特徴とする。

【００２９】上記第５の発明の構成では、透過重視領域
と反射重視領域のそれぞれに対応する領域でのカラーフ
ィルターの顔料濃度により、所望の透過率(表示色の濃
さ)が得られるように調整される。このため、透過型液
晶表示時と反射型液晶表示時の良好な色再現性を同時に
達成することができる。

【００３０】第６の発明の液晶表示装置は、上記第１又
は第２の発明の構成において、前記第１領域に対応した
領域で前記カラーフィルターに開口部が設けられてお
り、前記第１，第２領域に対応した領域での前記カラー
フィルターの透過率差が、前記開口部の面積により調整
されていることを特徴とする。

【００３１】上記第６の発明の構成では、反射重視領域
を構成する第１領域に対応した領域において、カラーフ
ィルターに設けられる開口部の面積により、所望の透過
率(表示色の濃さ)が得られるように調整される。このた
め、透過型液晶表示時と反射型液晶表示時の良好な色再
現性を同時に達成することができる。

【００３２】第７の発明の電子機器は、上記第１〜第６
のいずれか１つの発明の液晶表示装置を表示部として備
えたことを特徴とする。

【００３３】上記第７の発明の構成によれば、表示部で
の反射型液晶表示と透過型液晶表示との切り替え表示が
可能な電子機器を実現することができる。このような電
子機器は、明るい場所では照明装置を点灯させる必要が
ないので、長時間のバッテリー駆動が可能となる。さら
に、暗い場所では明るく良好な白色の透過型液晶表示を
行うことができるので、非常に良好な視認性が得られ
る。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施した液晶表示
装置を、図面を参照しつつ説明する。図２〜図７に、本
発明に係る第１〜第６の液晶表示装置Ａ１〜Ａ６の概略
断面構造を示し、各液晶表示装置Ａ１〜Ａ６に用いられ
ている誘電体多層膜１０の概略断面構造を図１に示す。
なお、各液晶表示装置Ａ１〜Ａ６は基本的に単純マトリ
ックス型の構成をとっているが、本発明はこれに限ら
ず、同様の構成によりアクティブマトリックス型の装置
や他のセグメント型の装置、その他の液晶装置にも適用
可能である。

【００３５】《誘電体多層膜１０(図１)》各液晶表示装
置Ａ１〜Ａ６に半透過反射膜として用いられる誘電体多
層膜１０の構成を説明する。図１に示すように、透明基
板１上に半透過反射膜として形成されている誘電体多層
膜１０は、高屈折率誘電体層１０１と低屈折率誘電体層
１０２とが交互に積層された構成になっている。液晶表
示装置Ａ１〜Ａ６の表示品位を考慮すると、視感度の最
も強い波長５５０ｎｍの光が効率良く反射するように各
誘電体層１０１，１０２の膜厚を設定することが望まし
い。このため、高屈折率誘電体層１０１(屈折率：ｎ
_high)の膜厚は５５０ｎｍ／(４ｎ_high)に設定されてお
り、低屈折率誘電体層１０２(屈折率：ｎ_low)の膜厚は
５５０ｎｍ／(４ｎ _low)に設定されている。

【００３６】誘電体多層膜１０を構成している最上層の
高屈折率誘電体層１０１はパターニングされており、そ
のパターニングで部分的に除去されることにより、高屈
折率誘電体層１０１が残存している反射重視領域１１
と、高屈折率誘電体層１０１が除去されている透過重視
領域１２と、に分割されている。なお、ここで挙げてい
る誘電体多層膜１０は、便宜上最上層が高屈折率誘電体
層１０１であり層数が５であるが、最上層を低屈折率誘
電体層１０２としても何ら差し支えなく、その層数も特
に限定されるものではない。

【００３７】誘電体多層膜１０の反射重視領域１１と透
過重視領域１２の機能を、具体例を挙げて説明する。透
明基板１としてガラス基板を用い、その上に厚さの均一
な誘電体層１０１，１０２を交互に積層して、層数２〜
５の４つのサンプル〜を作製した。高屈折率誘電体
層１０１の材料としてＴｉＯ₂(ｎ_high＝２．３)を用
い、低屈折率誘電体層１０２の材料としてＳｉＯ₂(ｎ
_low＝１．３５)を用いた。また、ＴｉＯ₂の膜厚は６０
ｎｍ{=550nm／(4×2.3)}とし、ＳｉＯ₂の膜厚は１００
ｎｍ{=550nm／(4×1.35)}とした。得られた誘電体多層
膜の反射率，透過率を測定した。その結果を以下に示
す。なお、反射率の測定にはミノルタ製ＣＡ−１０００
を用い、透過率の測定にはＴＯＰＣＯＮ製ＢＭ−５を用
いた。

【００３８】カ゛ラス 基板-誘電体多層膜・・・・・・・・・・・・・・(TiO₂膜厚,SiO₂膜厚,反射率,透過率) ：カ゛ラス-TiO₂-SiO₂・・・・・・・・・・・・・・・・・(60nm,100nm,29%,71%) ：カ゛ラス-TiO₂-SiO₂-TiO₂・・・・・・・・・・・・(60nm,100nm,65%,35%) ：カ゛ラス-TiO₂-SiO₂-TiO₂-SiO₂・・・・・・・(60nm,100nm,45%,55%) ：カ゛ラス-TiO₂-SiO₂-TiO₂-SiO₂-TiO₂・・(60nm,100nm,85%,15%)

【００３９】上記測定結果から、最上層に高屈折率誘電
体層(ＴｉＯ₂)１０１があるサンプル,は、透過率よ
りも反射率の方がかなり高く、反射率重視の誘電体多層
膜構造になっていることが分かる。また、最上層に低屈
折率誘電体層(ＳｉＯ₂)１０２があるサンプル,は、
反射率よりも透過率の方が高く、透過率重視の誘電体多
層膜構造になっていることが分かる。

【００４０】高屈折率誘電体層(ＴｉＯ₂)１０１と低屈
折率誘電体層(ＳｉＯ₂)１０２とを交互に積層して成る
誘電体多層膜に対し、最上層の誘電体層をパターニング
することにより最上層を部分的に除去すれば、高屈折率
誘電体層(ＴｉＯ₂)１０１が最上層になっている第１領
域と、低屈折率誘電体層(ＳｉＯ₂)１０２が最上層にな
っている第２領域と、に誘電体多層膜表面を分割するこ
とができる。上記評価結果によると、高屈折率誘電体層
(ＴｉＯ₂)１０１が最上層になっている領域では透過率
よりも反射率の方が高くなり、低屈折率誘電体層(Ｓｉ
Ｏ₂)１０２が最上層になっている領域では反射率よりも
透過率の方が高くなる。したがって、誘電体多層膜の最
上層に対するパターニングにより、反射重視領域１１と
透過重視領域１２とに誘電体多層膜表面を面内分割する
ことが可能である。

【００４１】図１に示す誘電体多層膜１０では、サンプ
ルの多層膜構成：ガラス−ＴｉＯ ₂−ＳｉＯ₂−ＴｉＯ
₂−ＳｉＯ₂−ＴｉＯ₂(反射率：透過率＝８５：１５)を
反射重視領域１１としており、その最上層のＴｉＯ₂を
パターニングにより除去して得られるサンプルの多層
膜構成：ガラス−ＴｉＯ₂−ＳｉＯ₂−ＴｉＯ₂−ＳｉＯ₂
(反射率：透過率＝４５：５５)を透過重視領域１２とし
ている。また誘電体多層膜１０では、反射重視領域１１
と透過重視領域１２のトータルとして反射率：透過率＝
７０：３０になっている。これは、最上層のＴｉＯ₂と
ＳｉＯ₂との面積比(すなわち反射重視領域１１と透過重
視領域１２との面積比)が６３％：３７％となるように
ＴｉＯ₂を除去するパターニングにより得られる。

【００４２】《第１の液晶表示装置Ａ１(図２)》図２
に、第１の液晶表示装置Ａ１の概略断面構成を示す。対
向配置された２枚の透明基板１，２の間には液晶層９が
配置されている。その液晶層９は２４０〜２６０°のツ
イスト角をもつネマティック液晶で構成されており、そ
のネマティック液晶は枠状のシール材(不図示)で囲まれ
るようにして透明基板１，２間に封入されている。上側
の透明基板２の内側面上には、複数のストライプ状の透
明電極４がＩＴＯ(Indium Tin Oxide)等により形成され
ており、透明電極４上には所定の方向にラビング処理が
施された配向膜６が形成されている。

【００４３】一方、下側の透明基板１の内側面上には、
前述したＴｉＯ₂とＳｉＯ₂から成る誘電体多層膜１０
(図１)が半透過反射膜として形成されている。誘電体多
層膜１０の上層には、各画素が赤(Ｒ)・緑(Ｇ)・青(Ｂ)
から成るカラーフィルター２１ａ，２１ｂが形成されて
いる。各画素の同系色部分において、カラーフィルター
２１ａは、誘電体多層膜１０の最上層がＴｉＯ₂である
反射重視領域１１の上に位置しており、カラーフィルタ
ー２１ａよりも膜厚の厚いカラーフィルター２１ｂは、
最上層がＳｉＯ₂である透過重視領域１２の上に位置し
ている。カラーフィルター２１ａ，２１ｂの上層には、
カラーフィルター平坦化のためのオーバーコート層７が
形成されている。その上層には複数のストライプ状の透
明電極３がＩＴＯ等により形成されており、透明電極３
上には所定の方向にラビング処理が施された配向膜５が
形成されている。

【００４４】なお、誘電体多層膜１０を構成している高
屈折率・低屈折率誘電体層１０１，１０２(図１)の各材
料は特に限定されるものではなく、低屈折率誘電体とし
ては、アルミナ(Ａｌ₂Ｏ₃)，二酸化ケイ素(ＳｉＯ₂)，
二フッ化マグネシウム(ＭｇＦ ₂)等が挙げられ、高屈折
率誘電体としては、二酸化チタン(ＴｉＯ₂)，二酸化ジ
ルコニウム(ＺｒＯ₂)，セレン化亜鉛(ＺｎＳｅ)，硫化
亜鉛(ＺｎＳ)等が挙げられる。また、透明基板１，２の
材料としては、フロートガラス，ソーダガラス等のガラ
ス材料；ポリエーテルスルホン，ポリカーボネート，エ
ポキシ樹脂，ポリエチレンテレフタレート等のプラスチ
ック材料等が挙げられ、透明基板１，２間に封入される
液晶組成物も前述したものに限らず適宜選択される。

【００４５】透過型液晶表示と反射型液晶表示のいずれ
のときにおいても良好な明るさと色再現性を確保するた
めには、透過型液晶表示時の輝度と反射型液晶表示時の
輝度とを合わせることが必要である。そこで第１の液晶
表示装置Ａ１では、カラーフィルター２１ａ，２１ｂの
それぞれの膜厚を以下のようにして決定した。

【００４６】誘電体多層膜１０上に形成されているカラ
ーフィルター２１ａ，２１ｂから射出する光の輝度を、
反射型液晶表示時と透過型液晶表示時とで合わせるため
には、以下の関係式(1-1)を満たす必要がある。 [反射重視領域１１の透過輝度]＋[透過重視領域１２の透過輝度]＝[反射重 視領域１１の反射輝度]＋[透過重視領域１２の反射輝度] …(1-1)

【００４７】反射重視領域１１の誘電体多層膜１０の透
過率をＴｒ、反射率をＲｒ、面積比をＸｒ、反射重視領
域１１上のカラーフィルター２１ａの透過率をＹｒと
し、透過重視領域１２の誘電体多層膜１０の透過率をＴ
ｔ、反射率をＲｔ、面積比をＸｔ、透過重視領域１２上
のカラーフィルター２１ｂの透過率をＹｔとして、式(1
-1)に外挿すると、以下の式(1-2)が得られる。 Ｔｒ・Ｘｒ・Ｙｒ＋Ｔｔ・Ｘｔ・Ｙｔ＝Ｒｒ・Ｘｒ・Ｙｒ²＋Ｒｔ・Ｘｔ・ Ｙｔ² …(1-2)

【００４８】ここで、Ｔｒ＝０．１５，Ｔｔ＝０．５
５，Ｒｒ＝０．８５，Ｒｔ＝０．４５，Ｘｒ＝０．６
３，Ｘｔ＝０．３７とし、透過重視領域１２上のカラー
フィルター２１ｂの透過率を２５％(Ｙｔ＝０．２５)と
した。これらの値を上式(1-2)に代入すると、反射重視
領域１１上のカラーフィルター２１ａの透過率Ｙｒ＝
０．３８が得られる。

【００４９】また、反射重視領域１１のカラーフィルタ
ー２１ａの膜厚をｄｒとし、透過重視領域１２のカラー
フィルター２１ｂの膜厚をｄｔとすると、透過率Ｙｒ，
Ｙｔと膜厚ｄｒ，ｄｔとの間には以下の関係式(1-3)が
成り立つ。 Ｔｔ＝exp{(ｄｔ／ｄｒ)・ln(Ｔｒ)} …(1-3)

【００５０】上式(1-3)を展開するとｄｔ／ｄｒ＝ln(Ｔ
ｔ)／ln(Ｔｒ)が得られ、これに透過率Ｙｔ＝０．２
５，Ｙｒ＝０．３８を代入するとｄｔ／ｄｒ＝１．４２
が得られる。したがって、[透過重視領域１２上のカラ
ーフィルター２１ｂの膜厚ｄｔ]／[反射重視領域１１上
のカラーフィルター２１ａの膜厚ｄｒ]＝１．４２を満
たすように各領域１１，１２上のカラーフィルター２１
ａ，２１ｂの膜厚ｄｒ，ｄｔを設定すれば、反射型液晶
表示時と透過型液晶表示時とで輝度を合わせることがで
きる。

【００５１】上記ｄｔ／ｄｒ＝１．４２を満たすように
各カラーフィルター２１ａ，２１ｂの膜厚ｄｒ，ｄｔが
設定された第１の液晶表示装置Ａ１を実施例１とした。
そして実施例１との比較のために、開口部を有する全反
射性の金属薄膜で半透過反射膜が構成された液晶表示装
置を以下のように作製して比較例１とした。

【００５２】比較例１の半透過反射膜をＡｇ−Ｐｄ合金
製の薄膜(膜厚：２００ｎｍ)で構成し、そして、前記第
２の従来例(図９)と同様、反射領域(非開口部３３)と透
過領域(開口部３２)とを設けて、反射領域と透過領域と
の面積比を７０：３０に設定した。反射領域と透過領域
の上層に形成されるカラーフィルターから射出する光の
輝度を、透過型液晶表示時と反射型液晶表示時とで合わ
せるためには、以下の関係式(1-4)を満たすようにカラ
ーフィルターの膜厚を設定する必要がある。 [透過領域の輝度]＝[反射領域の輝度] …(1-4)

【００５３】半透過反射膜の透過領域(開口部)の透過率
をＴｔ、その透過領域上に形成されているカラーフィル
ターの透過率をＹｔとし、半透過反射膜の反射領域(非
開口部)の反射率をＲｒ、その反射領域上に形成されて
いるカラーフィルターの透過率をＹｒとすると、以下の
式(1-5)の関係が得られる。 Ｙｔ・Ｔｔ＝Ｙｒ²・Ｒｒ …(1-5)

【００５４】ここでＲｒ＝０．９２，Ｔｔ＝１とし、実
施例１と同様にＹｔ＝０．２５とすると、Ｙｒ＝０．５
２が得られる。そして透過率Ｙｔ＝０．２５，Ｙｒ＝
０．５２を式(1-3)に代入すると、ｄｔ／ｄｒ＝２．１
３が得られる。したがって、比較例１では[透過領域上
のカラーフィルターの膜厚ｄｔ]／[反射領域上のカラー
フィルターの膜厚ｄｒ]＝２．１３を満たすように各領
域上のカラーフィルターの膜厚ｄｒ，ｄｔを設定するこ
とにより、反射型液晶表示時と透過型液晶表示時とで輝
度を合わせることができる。

【００５５】上記ｄｔ／ｄｒ＝２．１３を満たすように
各領域上のカラーフィルターの膜厚ｄｒ，ｄｔを設定
し、その他の構成については実施例１と全く同様にして
比較例１とした。透過型液晶表示時と反射型液晶表示時
の色面積について実施例１と比較例１の評価を行ったと
ころ、両液晶表示装置共に透過型／反射型の両液晶表示
について色面積２５程度が得られ、良好な色再現性が得
られた。透過率について実施例１と比較例１の評価を行
ったところ、両液晶表示装置共に２．３％程度であり、
ほぼ同等の透過率が得られた。なお、透過率の測定には
オートロニック製ＤＭＳを用いた。

【００５６】反射率について実施例１と比較例１の評価
を行ったところ、誘電体多層膜１０を半透過反射膜とし
て用いた実施例１の液晶表示装置Ａ１では、６．４％程
度の反射率が得られた。開口部を有する金属薄膜を半透
過反射膜として用いた比較例１の液晶表示装置では、金
属薄膜の光の吸収ロスがあるため、実施例１の液晶表示
装置Ａ１の反射率に比べてその約９％程度低下し、５．
８％程度の反射率しか得られなかった。なお、反射率の
測定にはオートロニック製ＤＭＳを用い、拡散光源にて
測定を行った。これらの評価結果から明らかなように、
実施例１の構成によれば、反射型液晶表示と透過型液晶
表示のいずれの表示のときでも明るく良好な色再現性が
得られ、しかも反射率の高い液晶表示装置Ａ１を実現す
ることができる。

【００５７】《第２の液晶表示装置Ａ２(図３)》図３
に、第２の液晶表示装置Ａ２の概略断面構成を示す。対
向配置された２枚の透明基板１，２の間には液晶層９が
配置されている。その液晶層９は２４０〜２６０°のツ
イスト角をもつネマティック液晶で構成されており、そ
のネマティック液晶は枠状のシール材(不図示)で囲まれ
るようにして透明基板１，２間に封入されている。上側
の透明基板２の内側面上には、複数のストライプ状の透
明電極４がＩＴＯ(Indium Tin Oxide)等により形成され
ており、透明電極４上には所定の方向にラビング処理が
施された配向膜６が形成されている。

【００５８】一方、下側の透明基板１の内側面上には、
前述したＴｉＯ₂とＳｉＯ₂から成る誘電体多層膜１０
(図１)が半透過反射膜として形成されている。誘電体多
層膜１０の上層には、誘電体多層膜１０の凹凸を緩和す
るために、カラーフィルター２２ａ，２２ｂと同材料か
ら成り、着色のための顔料を含まない透明樹脂８が成膜
されている。透明樹脂８の上には、各画素が赤(Ｒ)・緑
(Ｇ)・青(Ｂ)から成るカラーフィルター２２ａ，２２ｂ
が形成されている。各画素の同系色部分において、カラ
ーフィルター２２ａは、誘電体多層膜１０の最上層がＴ
ｉＯ₂である反射重視領域１１の上に位置しており、カ
ラーフィルター２２ｂは、最上層がＳｉＯ ₂である透過
重視領域１２の上に位置している。カラーフィルター２
２ａ，２２ｂの膜厚はほぼ同じになっているが、カラー
フィルター２２ｂはカラーフィルター２２ａよりも顔料
濃度が高くなっている。カラーフィルター２２ａ，２２
ｂの上層には、カラーフィルター平坦化のためのオーバ
ーコート層７が形成されている。その上層には複数のス
トライプ状の透明電極３がＩＴＯ等により形成されてお
り、透明電極３上には所定の方向にラビング処理が施さ
れた配向膜５が形成されている。

【００５９】なお、誘電体多層膜１０を構成している高
屈折率・低屈折率誘電体層１０１，１０２(図１)の各材
料は特に限定されるものではなく、低屈折率誘電体とし
ては、アルミナ(Ａｌ₂Ｏ₃)，二酸化ケイ素(ＳｉＯ₂)，
二フッ化マグネシウム(ＭｇＦ ₂)等が挙げられ、高屈折
率誘電体としては、二酸化チタン(ＴｉＯ₂)，二酸化ジ
ルコニウム(ＺｒＯ₂)，セレン化亜鉛(ＺｎＳｅ)，硫化
亜鉛(ＺｎＳ)等が挙げられる。また、透明基板１，２の
材料としては、フロートガラス，ソーダガラス等のガラ
ス材料；ポリエーテルスルホン，ポリカーボネート，エ
ポキシ樹脂，ポリエチレンテレフタレート等のプラスチ
ック材料等が挙げられ、透明基板１，２間に封入される
液晶組成物も前述したものに限らず適宜選択される。

【００６０】透過型液晶表示と反射型液晶表示のいずれ
のときにおいても良好な明るさと色再現性を確保するた
めには、透過型液晶表示時の輝度と反射型液晶表示時の
輝度とを合わせることが必要である。そこで第２の液晶
表示装置Ａ２では、カラーフィルター２２ａ，２２ｂの
それぞれの顔料濃度を以下のようにして決定した。

【００６１】誘電体多層膜１０上に形成されているカラ
ーフィルター２２ａ，２２ｂから射出する光の輝度を、
反射型液晶表示時と透過型液晶表示時とで合わせるため
には、以下の関係式(2-1)を満たす必要がある。 [反射重視領域１１の透過輝度]＋[透過重視領域１２の透過輝度]＝[反射重 視領域１１の反射輝度]＋[透過重視領域１２の反射輝度] …(2-1)

【００６２】反射重視領域１１の誘電体多層膜１０の透
過率をＴｒ、反射率をＲｒ、面積比をＸｒ、反射重視領
域１１上のカラーフィルター２２ａの透過率をＹｒと
し、透過重視領域１２の誘電体多層膜１０の透過率をＴ
ｔ、反射率をＲｔ、面積比をＸｔ、透過重視領域１２上
のカラーフィルター２２ｂの透過率をＹｔとして、式(2
-1)に外挿すると、以下の式(2-2)が得られる。 Ｔｒ・Ｘｒ・Ｙｒ＋Ｔｔ・Ｘｔ・Ｙｔ＝Ｒｒ・Ｘｒ・Ｙｒ²＋Ｒｔ・Ｘｔ・ Ｙｔ² …(2-2)

【００６３】ここで、Ｔｒ＝０．１５，Ｔｔ＝０．５
５，Ｒｒ＝０．８５，Ｒｔ＝０．４５，Ｘｒ＝０．６
３，Ｘｔ＝０．３７とし、透過重視領域１２上のカラー
フィルター２２ｂの透過率を２５％(Ｙｔ＝０．２５)と
した。これらの値を上式(2-2)に代入すると、反射重視
領域１１上のカラーフィルター２２ａの透過率Ｙｒ＝
０．３８が得られる。

【００６４】また、反射重視領域１１のカラーフィルタ
ー２２ａの顔料濃度をＣｒとし、透過重視領域１２のカ
ラーフィルター２２ｂの顔料濃度をＣｔとすると、透過
率Ｙｒ，Ｙｔと顔料濃度Ｃｒ，Ｃｔとの間には以下の関
係式(2-3)が成り立つ。 Ｔｔ＝exp{(Ｃｔ／Ｃｒ)・ln(Ｔｒ)} …(2-3)

【００６５】上式(2-3)を展開するとＣｔ／Ｃｒ＝ln(Ｔ
ｔ)／ln(Ｔｒ)が得られ、これに透過率Ｙｔ＝０．２
５，Ｙｒ＝０．３８を代入するとＣｔ／Ｃｒ＝１．４２
が得られる。したがって、[透過重視領域１２上のカラ
ーフィルター２２ｂの顔料濃度Ｃｔ]／[反射重視領域１
１上のカラーフィルター２２ａの顔料濃度Ｃｒ]＝１．
４２を満たすように各領域１１，１２上のカラーフィル
ター２２ａ，２２ｂの顔料濃度Ｃｒ，Ｃｔを設定すれ
ば、反射型液晶表示時と透過型液晶表示時とで輝度を合
わせることができる。

【００６６】上記Ｃｔ／Ｃｒ＝１．４２を満たすように
各カラーフィルター２２ａ，２２ｂの顔料濃度Ｃｒ，Ｃ
ｔが設定された第２の液晶表示装置Ａ２を実施例２とし
た。そして実施例２との比較のために、開口部を有する
全反射性の金属薄膜で半透過反射膜が構成された液晶表
示装置を以下のように作製して比較例２とした。

【００６７】比較例２の半透過反射膜をＡｇ−Ｐｄ合金
製の薄膜(膜厚：２００ｎｍ)で構成し、そして、前記第
２の従来例(図９)と同様、反射領域(非開口部３３)と透
過領域(開口部３２)とを設けて、反射領域と透過領域と
の面積比を７０：３０に設定した。反射領域と透過領域
の上層に形成されるカラーフィルターから射出する光の
輝度を、透過型液晶表示時と反射型液晶表示時とで合わ
せるためには、以下の関係式(2-4)を満たすようにカラ
ーフィルターの顔料濃度を設定する必要がある。 [透過領域の輝度]＝[反射領域の輝度] …(2-4)

【００６８】半透過反射膜の透過領域(開口部)の透過率
をＴｔ、その透過領域上に形成されているカラーフィル
ターの透過率をＹｔとし、半透過反射膜の反射領域(非
開口部)の反射率をＲｒ、その反射領域上に形成されて
いるカラーフィルターの透過率をＹｒとすると、以下の
式(2-5)の関係が得られる。 Ｙｔ・Ｔｔ＝Ｙｒ²・Ｒｒ …(2-5)

【００６９】ここでＲｒ＝０．９２，Ｔｔ＝１とし、実
施例２と同様にＹｔ＝０．２５とすると、Ｙｒ＝０．５
２が得られる。そして透過率Ｙｔ＝０．２５，Ｙｒ＝
０．５２を式(2-3)に代入すると、Ｃｔ／Ｃｒ＝２．１
３が得られる。したがって、比較例２では[透過領域上
のカラーフィルターの顔料濃度Ｃｔ]／[反射領域上のカ
ラーフィルターの顔料濃度Ｃｒ]＝２．１３を満たすよ
うに各領域上のカラーフィルターの顔料濃度Ｃｒ，Ｃｔ
を設定することにより、反射型液晶表示時と透過型液晶
表示時とで輝度を合わせることができる。

【００７０】上記Ｃｔ／Ｃｒ＝２．１３を満たすように
各領域上のカラーフィルターの顔料濃度Ｃｒ，Ｃｔを設
定し、その他の構成については実施例２と全く同様にし
て比較例２とした。透過型液晶表示時と反射型液晶表示
時の色面積について実施例２と比較例２の評価を行った
ところ、両液晶表示装置共に透過型／反射型の両液晶表
示について色面積２５程度が得られ、良好な色再現性が
得られた。透過率について実施例２と比較例２の評価を
行ったところ、両液晶表示装置共に２．４％程度であ
り、ほぼ同等の透過率が得られた。なお、透過率の測定
にはオートロニック製ＤＭＳを用いた。

【００７１】反射率について実施例２と比較例２の評価
を行ったところ、誘電体多層膜１０を半透過反射膜とし
て用いた実施例２の液晶表示装置Ａ２では、６．５％程
度の反射率が得られた。開口部を有する金属薄膜を半透
過反射膜として用いた比較例２の液晶表示装置では、金
属薄膜の光の吸収ロスがあるため、実施例２の液晶表示
装置Ａ２の反射率に比べてその約９％程度低下し、５．
９％程度の反射率しか得られなかった。なお、反射率の
測定にはオートロニック製ＤＭＳを用い、拡散光源にて
測定を行った。これらの評価結果から明らかなように、
実施例２の構成によれば、反射型液晶表示と透過型液晶
表示のいずれの表示のときでも明るく良好な色再現性が
得られ、しかも反射率の高い液晶表示装置Ａ２を実現す
ることができる。

【００７２】《第３の液晶表示装置Ａ３(図４)》図４
に、第３の液晶表示装置Ａ３の概略断面構成を示す。対
向配置された２枚の透明基板１，２の間には液晶層９が
配置されている。その液晶層９は２４０〜２６０°のツ
イスト角をもつネマティック液晶で構成されており、そ
のネマティック液晶は枠状のシール材(不図示)で囲まれ
るようにして透明基板１，２間に封入されている。上側
の透明基板２の内側面上には、複数のストライプ状の透
明電極４がＩＴＯ(Indium Tin Oxide)等により形成され
ており、透明電極４上には所定の方向にラビング処理が
施された配向膜６が形成されている。

【００７３】一方、下側の透明基板１の内側面上には、
前述したＴｉＯ₂とＳｉＯ₂から成る誘電体多層膜１０
(図１)が半透過反射膜として形成されている。誘電体多
層膜１０の上層には、誘電体多層膜１０の凹凸を緩和す
るために、カラーフィルター２３ａ，２３ｂと同材料か
ら成り、着色のための顔料を含まない透明樹脂８が成膜
されている。透明樹脂８の上には、各画素が赤(Ｒ)・緑
(Ｇ)・青(Ｂ)から成るカラーフィルター２３ａ，２３ｂ
が形成されている。各画素の同系色部分において、カラ
ーフィルター２３ａは、誘電体多層膜１０の最上層がＴ
ｉＯ₂である反射重視領域１１の上に位置しており、カ
ラーフィルター２３ｂは、最上層がＳｉＯ ₂である透過
重視領域１２の上に位置している。カラーフィルター２
３ａ，２３ｂの膜厚及び顔料濃度はほぼ同じになってい
るが、カラーフィルター２３ａには開口部３１が設けら
れている。カラーフィルター２３ａ，２３ｂの上層に
は、カラーフィルター平坦化のためのオーバーコート層
７が形成されている。その上層には複数のストライプ状
の透明電極３がＩＴＯ等により形成されており、透明電
極３上には所定の方向にラビング処理が施された配向膜
５が形成されている。

【００７４】なお、誘電体多層膜１０を構成している高
屈折率・低屈折率誘電体層１０１，１０２(図１)の各材
料は特に限定されるものではなく、低屈折率誘電体とし
ては、アルミナ(Ａｌ₂Ｏ₃)，二酸化ケイ素(ＳｉＯ₂)，
二フッ化マグネシウム(ＭｇＦ ₂)等が挙げられ、高屈折
率誘電体としては、二酸化チタン(ＴｉＯ₂)，二酸化ジ
ルコニウム(ＺｒＯ₂)，セレン化亜鉛(ＺｎＳｅ)，硫化
亜鉛(ＺｎＳ)等が挙げられる。また、透明基板１，２の
材料としては、フロートガラス，ソーダガラス等のガラ
ス材料；ポリエーテルスルホン，ポリカーボネート，エ
ポキシ樹脂，ポリエチレンテレフタレート等のプラスチ
ック材料等が挙げられ、透明基板１，２間に封入される
液晶組成物も前述したものに限らず適宜選択される。

【００７５】透過型液晶表示と反射型液晶表示のいずれ
のときにおいても良好な明るさと色再現性を確保するた
めには、透過型液晶表示時の輝度と反射型液晶表示時の
輝度とを合わせることが必要である。そこで第３の液晶
表示装置Ａ３では、カラーフィルター２３ａに形成され
る開口部３１の面積比を以下のようにして決定した。

【００７６】誘電体多層膜１０上に形成されているカラ
ーフィルター２３ａ，２３ｂから射出する光の輝度を、
反射型液晶表示時と透過型液晶表示時とで合わせるため
には、以下の関係式(3-1)を満たす必要がある。 [反射重視領域１１の透過輝度]＋[透過重視領域１２の透過輝度]＝[反射重 視領域１１の反射輝度]＋[透過重視領域１２の反射輝度] …(3-1)

【００７７】反射重視領域１１の誘電体多層膜１０の透
過率をＴｒ、反射率をＲｒ、面積比をＸｒ、反射重視領
域１１上の開口部３１を有するカラーフィルター２３ａ
の透過率をＹｒとし、透過重視領域１２の誘電体多層膜
１０の透過率をＴｔ、反射率をＲｔ、面積比をＸｔ、透
過重視領域１２上のカラーフィルター２３ｂの透過率を
Ｙｔとして、式(3-1)に外挿すると、以下の式(3-2)が得
られる。 Ｔｒ・Ｘｒ・Ｙｒ＋Ｔｔ・Ｘｔ・Ｙｔ＝Ｒｒ・Ｘｒ・Ｙｒ²＋Ｒｔ・Ｘｔ・ Ｙｔ² …(3-2)

【００７８】ここで、Ｔｒ＝０．１５，Ｔｔ＝０．５
５，Ｒｒ＝０．８５，Ｒｔ＝０．４５，Ｘｒ＝０．６
３，Ｘｔ＝０．３７とし、透過重視領域１２上のカラー
フィルター２３ｂの透過率を２５％(Ｙｔ＝０．２５)と
した。これらの値を上式(3-2)に代入すると、反射重視
領域１１上のカラーフィルター２３ａの透過率Ｙｒ＝
０．３８が得られる。つまり、Ｙｔ＝１．５２Ｙｒの関
係が得られる。

【００７９】反射重視領域１１上のカラーフィルター２
３ａに開口部３１を設けることで、Ｙｔ＝１．５２Ｙｒ
を満たすためには、反射重視領域１１上におけるカラー
フィルター２３ａの存在領域と開口部３１の領域との面
積比が、１：(１．５２−１)の関係を満たせばよい。し
たがって、開口部３１の面積を反射重視領域１１の面積
の０．５２／１．５２(＝約３４％)に設定すれば、反射
型液晶表示時と透過型液晶表示時とで輝度を合わせるこ
とができる。

【００８０】上記面積比(=0.52/1.52)を満たすようにカ
ラーフィルター２３ａの開口部３１が設定された第３の
液晶表示装置Ａ３を実施例３とした。そして実施例３と
の比較のために、開口部を有する全反射性の金属薄膜で
半透過反射膜が構成された液晶表示装置を以下のように
作製して比較例３とした。

【００８１】比較例３の半透過反射膜をＡｇ−Ｐｄ合金
製の薄膜(膜厚：２００ｎｍ)で構成し、そして、前記第
２の従来例(図９)と同様、反射領域(非開口部３３)と透
過領域(開口部３２)とを設けて、反射領域と透過領域と
の面積比を７０：３０に設定した。また、反射領域と透
過領域の上層に形成されるカラーフィルターから射出す
る光の輝度を透過型液晶表示時と反射型液晶表示時とで
合わせるために、反射領域に形成される開口部の面積を
反射領域の面積に対して５０％に設定した。その他の構
成については、実施例３と全く同様にして比較例３とし
た。

【００８２】透過型液晶表示時と反射型液晶表示時の色
面積について実施例３と比較例３の評価を行ったとこ
ろ、両液晶表示装置共に透過型／反射型の両液晶表示に
ついて色面積２５程度が得られ、良好な色再現性が得ら
れた。透過率について実施例３と比較例３の評価を行っ
たところ、両液晶表示装置共に２．３％程度であり、ほ
ぼ同等の透過率が得られた。なお、透過率の測定にはオ
ートロニック製ＤＭＳを用いた。

【００８３】反射率について実施例３と比較例３の評価
を行ったところ、誘電体多層膜１０を半透過反射膜とし
て用いた実施例３の液晶表示装置Ａ３では、６．６％程
度の反射率が得られた。開口部を有する金属薄膜を半透
過反射膜として用いた比較例３の液晶表示装置では、金
属薄膜の光の吸収ロスがあるため、実施例３の液晶表示
装置Ａ３の反射率に比べてその約１０％程度低下し、
５．９％程度の反射率しか得られなかった。なお、反射
率の測定にはオートロニック製ＤＭＳを用い、拡散光源
にて測定を行った。これらの評価結果から明らかなよう
に、実施例３の構成によれば、反射型液晶表示と透過型
液晶表示のいずれの表示のときでも明るく良好な色再現
性が得られ、しかも反射率の高い液晶表示装置Ａ３を実
現することができる。

【００８４】《第４の液晶表示装置Ａ４(図５)》図５
に、第４の液晶表示装置Ａ４の概略断面構成を示す。対
向配置された２枚の透明基板１，２の間には液晶層９が
配置されている。その液晶層９は２４０〜２６０°のツ
イスト角をもつネマティック液晶で構成されており、そ
のネマティック液晶は枠状のシール材(不図示)で囲まれ
るようにして透明基板１，２間に封入されている。下側
の透明基板１の内側面上には、前述したＴｉＯ₂とＳｉ
Ｏ₂から成る誘電体多層膜１０(図１)が半透過反射膜と
して形成されている。誘電体多層膜１０の上層には、誘
電体多層膜１０の凹凸を緩和するために、カラーフィル
ター２１ａ，２１ｂと同材料から成り、着色のための顔
料を含まない透明樹脂８が成膜されている。透明樹脂８
の上層には、複数のストライプ状の透明電極３がＩＴＯ
(Indium Tin Oxide)等により形成されており、透明電極
３上には所定の方向にラビング処理が施された配向膜５
が形成されている。

【００８５】一方、上側の透明基板２の内側面上には、
各画素が赤(Ｒ)・緑(Ｇ)・青(Ｂ)から成るカラーフィル
ター２１ａ，２１ｂが形成されている。各画素の同系色
部分において、カラーフィルター２１ａは、誘電体多層
膜１０の最上層がＴｉＯ₂である反射重視領域１１の上
方(つまり法線方向について反射重視領域１１に対応す
る領域)に位置しており、カラーフィルター２１ａより
も膜厚の厚いカラーフィルター２１ｂは、最上層がＳｉ
Ｏ₂である透過重視領域１２の上方(つまり法線方向につ
いて透過重視領域１２に対応する領域)に位置してい
る。カラーフィルター２１ａ，２１ｂの上層には、カラ
ーフィルター平坦化のためのオーバーコート層７が形成
されている。その上層には複数のストライプ状の透明電
極４がＩＴＯ等により形成されており、透明電極４上に
は所定の方向にラビング処理が施された配向膜６が形成
されている。

【００８６】なお、誘電体多層膜１０を構成している高
屈折率・低屈折率誘電体層１０１，１０２(図１)の各材
料は特に限定されるものではなく、低屈折率誘電体とし
ては、アルミナ(Ａｌ₂Ｏ₃)，二酸化ケイ素(ＳｉＯ₂)，
二フッ化マグネシウム(ＭｇＦ ₂)等が挙げられ、高屈折
率誘電体としては、二酸化チタン(ＴｉＯ₂)，二酸化ジ
ルコニウム(ＺｒＯ₂)，セレン化亜鉛(ＺｎＳｅ)，硫化
亜鉛(ＺｎＳ)等が挙げられる。また、透明基板１，２の
材料としては、フロートガラス，ソーダガラス等のガラ
ス材料；ポリエーテルスルホン，ポリカーボネート，エ
ポキシ樹脂，ポリエチレンテレフタレート等のプラスチ
ック材料等が挙げられ、透明基板１，２間に封入される
液晶組成物も前述したものに限らず適宜選択される。

【００８７】透過型液晶表示と反射型液晶表示のいずれ
のときにおいても良好な明るさと色再現性を確保するた
めには、透過型液晶表示時の輝度と反射型液晶表示時の
輝度とを合わせることが必要である。そこで第４の液晶
表示装置Ａ４では、カラーフィルター２１ａ，２１ｂの
それぞれの膜厚を以下のようにして決定した。

【００８８】誘電体多層膜１０上に形成されているカラ
ーフィルター２１ａ，２１ｂから射出する光の輝度を、
反射型液晶表示時と透過型液晶表示時とで合わせるため
には、以下の関係式(4-1)を満たす必要がある。 [反射重視領域１１の透過輝度]＋[透過重視領域１２の透過輝度]＝[反射重 視領域１１の反射輝度]＋[透過重視領域１２の反射輝度] …(4-1)

【００８９】反射重視領域１１の誘電体多層膜１０の透
過率をＴｒ、反射率をＲｒ、面積比をＸｒ、反射重視領
域１１上のカラーフィルター２１ａの透過率をＹｒと
し、透過重視領域１２の誘電体多層膜１０の透過率をＴ
ｔ、反射率をＲｔ、面積比をＸｔ、透過重視領域１２上
のカラーフィルター２１ｂの透過率をＹｔとして、式(4
-1)に外挿すると、以下の式(4-2)が得られる。 Ｔｒ・Ｘｒ・Ｙｒ＋Ｔｔ・Ｘｔ・Ｙｔ＝Ｒｒ・Ｘｒ・Ｙｒ²＋Ｒｔ・Ｘｔ・ Ｙｔ² …(4-2)

【００９０】ここで、Ｔｒ＝０．１５，Ｔｔ＝０．５
５，Ｒｒ＝０．８５，Ｒｔ＝０．４５，Ｘｒ＝０．６
３，Ｘｔ＝０．３７とし、透過重視領域１２上のカラー
フィルター２１ｂの透過率を２５％(Ｙｔ＝０．２５)と
した。これらの値を上式(4-2)に代入すると、反射重視
領域１１上のカラーフィルター２１ａの透過率Ｙｒ＝
０．３８が得られる。

【００９１】また、反射重視領域１１のカラーフィルタ
ー２１ａの膜厚をｄｒとし、透過重視領域１２のカラー
フィルター２１ｂの膜厚をｄｔとすると、透過率Ｙｒ，
Ｙｔと膜厚ｄｒ，ｄｔとの間には以下の関係式(4-3)が
成り立つ。 Ｔｔ＝exp{(ｄｔ／ｄｒ)・ln(Ｔｒ)} …(4-3)

【００９２】上式(4-3)を展開するとｄｔ／ｄｒ＝ln(Ｔ
ｔ)／ln(Ｔｒ)が得られ、これに透過率Ｙｔ＝０．２
５，Ｙｒ＝０．３８を代入するとｄｔ／ｄｒ＝１．４２
が得られる。したがって、[透過重視領域１２上のカラ
ーフィルター２１ｂの膜厚ｄｔ]／[反射重視領域１１上
のカラーフィルター２１ａの膜厚ｄｒ]＝１．４２を満
たすように各領域１１，１２上のカラーフィルター２１
ａ，２１ｂの膜厚ｄｒ，ｄｔを設定すれば、反射型液晶
表示時と透過型液晶表示時とで輝度を合わせることがで
きる。

【００９３】上記ｄｔ／ｄｒ＝１．４２を満たすように
各カラーフィルター２１ａ，２１ｂの膜厚ｄｒ，ｄｔが
設定された第４の液晶表示装置Ａ４を実施例４とした。
そして実施例４との比較のために、開口部を有する全反
射性の金属薄膜で半透過反射膜が構成された液晶表示装
置を以下のように作製して比較例４とした。

【００９４】比較例４の半透過反射膜をＡｇ−Ｐｄ合金
製の薄膜(膜厚：２００ｎｍ)で構成し、そして、前記第
２の従来例(図９)と同様、反射領域(非開口部３３)と透
過領域(開口部３２)とを設けて、反射領域と透過領域と
の面積比を７０：３０に設定した。反射領域と透過領域
の上層に形成されるカラーフィルターから射出する光の
輝度を、透過型液晶表示時と反射型液晶表示時とで合わ
せるためには、以下の関係式(4-4)を満たすようにカラ
ーフィルターの膜厚を設定する必要がある。 [透過領域の輝度]＝[反射領域の輝度] …(4-4)

【００９５】半透過反射膜の透過領域(開口部)の透過率
をＴｔ、その透過領域上に形成されているカラーフィル
ターの透過率をＹｔとし、半透過反射膜の反射領域(非
開口部)の反射率をＲｒ、その反射領域上に形成されて
いるカラーフィルターの透過率をＹｒとすると、以下の
式(4-5)の関係が得られる。 Ｙｔ・Ｔｔ＝Ｙｒ²・Ｒｒ …(4-5)

【００９６】ここでＲｒ＝０．９２，Ｔｔ＝１とし、実
施例４と同様にＹｔ＝０．２５とすると、Ｙｒ＝０．５
２が得られる。そして透過率Ｙｔ＝０．２５，Ｙｒ＝
０．５２を式(4-3)に代入すると、ｄｔ／ｄｒ＝２．１
３が得られる。したがって、比較例４では[透過領域上
のカラーフィルターの膜厚ｄｔ]／[反射領域上のカラー
フィルターの膜厚ｄｒ]＝２．１３を満たすように各領
域上のカラーフィルターの膜厚ｄｒ，ｄｔを設定するこ
とにより、反射型液晶表示時と透過型液晶表示時とで輝
度を合わせることができる。

【００９７】上記ｄｔ／ｄｒ＝２．１３を満たすように
各領域上のカラーフィルターの膜厚ｄｒ，ｄｔを設定
し、その他の構成については実施例４と全く同様にして
比較例４とした。透過型液晶表示時と反射型液晶表示時
の色面積について実施例４と比較例４の評価を行ったと
ころ、両液晶表示装置共に透過型／反射型の両液晶表示
について色面積２５程度が得られ、良好な色再現性が得
られた。透過率について実施例４と比較例４の評価を行
ったところ、両液晶表示装置共に２．１％程度であり、
ほぼ同等の透過率が得られた。なお、透過率の測定には
オートロニック製ＤＭＳを用いた。

【００９８】反射率について実施例４と比較例４の評価
を行ったところ、誘電体多層膜１０を半透過反射膜とし
て用いた実施例４の液晶表示装置Ａ１では、６．４％程
度の反射率が得られた。開口部を有する金属薄膜を半透
過反射膜として用いた比較例４の液晶表示装置では、金
属薄膜の光の吸収ロスがあるため、実施例４の液晶表示
装置Ａ４の反射率に比べてその約１０％程度低下し、
５．８％程度の反射率しか得られなかった。なお、反射
率の測定にはオートロニック製ＤＭＳを用い、拡散光源
にて測定を行った。これらの評価結果から明らかなよう
に、実施例４の構成によれば、反射型液晶表示と透過型
液晶表示のいずれの表示のときでも明るく良好な色再現
性が得られ、しかも反射率の高い液晶表示装置Ａ４を実
現することができる。

【００９９】《第５の液晶表示装置Ａ５(図６)》図６
に、第５の液晶表示装置Ａ５の概略断面構成を示す。対
向配置された２枚の透明基板１，２の間には液晶層９が
配置されている。その液晶層９は２４０〜２６０°のツ
イスト角をもつネマティック液晶で構成されており、そ
のネマティック液晶は枠状のシール材(不図示)で囲まれ
るようにして透明基板１，２間に封入されている。下側
の透明基板１の内側面上には、前述したＴｉＯ₂とＳｉ
Ｏ₂から成る誘電体多層膜１０(図１)が半透過反射膜と
して形成されている。誘電体多層膜１０の上層には、誘
電体多層膜１０の凹凸を緩和するために、カラーフィル
ター２２ａ，２２ｂと同材料から成り、着色のための顔
料を含まない透明樹脂８が成膜されている。透明樹脂８
の上層には、複数のストライプ状の透明電極３がＩＴＯ
(Indium Tin Oxide)等により形成されており、透明電極
３上には所定の方向にラビング処理が施された配向膜５
が形成されている。

【０１００】一方、上側の透明基板２の内側面上には、
各画素が赤(Ｒ)・緑(Ｇ)・青(Ｂ)から成るカラーフィル
ター２２ａ，２２ｂが形成されている。各画素の同系色
部分において、カラーフィルター２２ａは、誘電体多層
膜１０の最上層がＴｉＯ₂である反射重視領域１１の上
方(つまり法線方向について反射重視領域１１に対応す
る領域)に位置しており、カラーフィルター２２ｂは、
最上層がＳｉＯ₂である透過重視領域１２の上方(つまり
法線方向について透過重視領域１２に対応する領域)に
位置している。カラーフィルター２２ａ，２２ｂの膜厚
はほぼ同じになっているが、カラーフィルター２２ｂは
カラーフィルター２２ａよりも顔料濃度が高くなってい
る。カラーフィルター２２ａ，２２ｂの上層には、カラ
ーフィルター平坦化のためのオーバーコート層７が形成
されている。その上層には複数のストライプ状の透明電
極４がＩＴＯ等により形成されており、透明電極４上に
は所定の方向にラビング処理が施された配向膜６が形成
されている。

【０１０１】なお、誘電体多層膜１０を構成している高
屈折率・低屈折率誘電体層１０１，１０２(図１)の各材
料は特に限定されるものではなく、低屈折率誘電体とし
ては、アルミナ(Ａｌ₂Ｏ₃)，二酸化ケイ素(ＳｉＯ₂)，
二フッ化マグネシウム(ＭｇＦ ₂)等が挙げられ、高屈折
率誘電体としては、二酸化チタン(ＴｉＯ₂)，二酸化ジ
ルコニウム(ＺｒＯ₂)，セレン化亜鉛(ＺｎＳｅ)，硫化
亜鉛(ＺｎＳ)等が挙げられる。また、透明基板１，２の
材料としては、フロートガラス，ソーダガラス等のガラ
ス材料；ポリエーテルスルホン，ポリカーボネート，エ
ポキシ樹脂，ポリエチレンテレフタレート等のプラスチ
ック材料等が挙げられ、透明基板１，２間に封入される
液晶組成物も前述したものに限らず適宜選択される。

【０１０２】透過型液晶表示と反射型液晶表示のいずれ
のときにおいても良好な明るさと色再現性を確保するた
めには、透過型液晶表示時の輝度と反射型液晶表示時の
輝度とを合わせることが必要である。そこで第５の液晶
表示装置Ａ５では、カラーフィルター２２ａ，２２ｂの
それぞれの顔料濃度を以下のようにして決定した。

【０１０３】誘電体多層膜１０上に形成されているカラ
ーフィルター２２ａ，２２ｂから射出する光の輝度を、
反射型液晶表示時と透過型液晶表示時とで合わせるため
には、以下の関係式(5-1)を満たす必要がある。 [反射重視領域１１の透過輝度]＋[透過重視領域１２の透過輝度]＝[反射重 視領域１１の反射輝度]＋[透過重視領域１２の反射輝度] …(5-1)

【０１０４】反射重視領域１１の誘電体多層膜１０の透
過率をＴｒ、反射率をＲｒ、面積比をＸｒ、反射重視領
域１１上のカラーフィルター２２ａの透過率をＹｒと
し、透過重視領域１２の誘電体多層膜１０の透過率をＴ
ｔ、反射率をＲｔ、面積比をＸｔ、透過重視領域１２上
のカラーフィルター２２ｂの透過率をＹｔとして、式(5
-1)に外挿すると、以下の式(5-2)が得られる。 Ｔｒ・Ｘｒ・Ｙｒ＋Ｔｔ・Ｘｔ・Ｙｔ＝Ｒｒ・Ｘｒ・Ｙｒ²＋Ｒｔ・Ｘｔ・ Ｙｔ² …(5-2)

【０１０５】ここで、Ｔｒ＝０．１５，Ｔｔ＝０．５
５，Ｒｒ＝０．８５，Ｒｔ＝０．４５，Ｘｒ＝０．６
３，Ｘｔ＝０．３７とし、透過重視領域１２上のカラー
フィルター２２ｂの透過率を２５％(Ｙｔ＝０．２５)と
した。これらの値を上式(5-2)に代入すると、反射重視
領域１１上のカラーフィルター２２ａの透過率Ｙｒ＝
０．３８が得られる。

【０１０６】また、反射重視領域１１のカラーフィルタ
ー２２ａの顔料濃度をＣｒとし、透過重視領域１２のカ
ラーフィルター２２ｂの顔料濃度をＣｔとすると、透過
率Ｙｒ，Ｙｔと顔料濃度Ｃｒ，Ｃｔとの間には以下の関
係式(5-3)が成り立つ。 Ｔｔ＝exp{(Ｃｔ／Ｃｒ)・ln(Ｔｒ)} …(5-3)

【０１０７】上式(5-3)を展開するとＣｔ／Ｃｒ＝ln(Ｔ
ｔ)／ln(Ｔｒ)が得られ、これに透過率Ｙｔ＝０．２
５，Ｙｒ＝０．３８を代入するとＣｔ／Ｃｒ＝１．４２
が得られる。したがって、[透過重視領域１２上のカラ
ーフィルター２２ｂの顔料濃度Ｃｔ]／[反射重視領域１
１上のカラーフィルター２２ａの顔料濃度Ｃｒ]＝１．
４２を満たすように各領域１１，１２上のカラーフィル
ター２２ａ，２２ｂの顔料濃度Ｃｒ，Ｃｔを設定すれ
ば、反射型液晶表示時と透過型液晶表示時とで輝度を合
わせることができる。

【０１０８】上記Ｃｔ／Ｃｒ＝１．４２を満たすように
各カラーフィルター２２ａ，２２ｂの顔料濃度Ｃｒ，Ｃ
ｔが設定された第５の液晶表示装置Ａ５を実施例５とし
た。そして実施例５との比較のために、開口部を有する
全反射性の金属薄膜で半透過反射膜が構成された液晶表
示装置を以下のように作製して比較例５とした。

【０１０９】比較例５の半透過反射膜をＡｇ−Ｐｄ合金
製の薄膜(膜厚：２００ｎｍ)で構成し、そして、前記第
２の従来例(図９)と同様、反射領域(非開口部３３)と透
過領域(開口部３２)とを設けて、反射領域と透過領域と
の面積比を７０：３０に設定した。反射領域と透過領域
の上層に形成されるカラーフィルターから射出する光の
輝度を、透過型液晶表示時と反射型液晶表示時とで合わ
せるためには、以下の関係式(5-4)を満たすようにカラ
ーフィルターの顔料濃度を設定する必要がある。 [透過領域の輝度]＝[反射領域の輝度] …(5-4)

【０１１０】半透過反射膜の透過領域(開口部)の透過率
をＴｔ、その透過領域上に形成されているカラーフィル
ターの透過率をＹｔとし、半透過反射膜の反射領域(非
開口部)の反射率をＲｒ、その反射領域上に形成されて
いるカラーフィルターの透過率をＹｒとすると、以下の
式(5-5)の関係が得られる。 Ｙｔ・Ｔｔ＝Ｙｒ²・Ｒｒ …(5-5)

【０１１１】ここでＲｒ＝０．９２，Ｔｔ＝１とし、実
施例５と同様にＹｔ＝０．２５とすると、Ｙｒ＝０．５
２が得られる。そして透過率Ｙｔ＝０．２５，Ｙｒ＝
０．５２を式(5-3)に代入すると、Ｃｔ／Ｃｒ＝２．１
３が得られる。したがって、比較例５では[透過領域上
のカラーフィルターの顔料濃度Ｃｔ]／[反射領域上のカ
ラーフィルターの顔料濃度Ｃｒ]＝２．１３を満たすよ
うに各領域上のカラーフィルターの顔料濃度Ｃｒ，Ｃｔ
を設定することにより、反射型液晶表示時と透過型液晶
表示時とで輝度を合わせることができる。

【０１１２】上記Ｃｔ／Ｃｒ＝２．１３を満たすように
各領域上のカラーフィルターの顔料濃度Ｃｒ，Ｃｔを設
定し、その他の構成については実施例５と全く同様にし
て比較例５とした。透過型液晶表示時と反射型液晶表示
時の色面積について実施例５と比較例５の評価を行った
ところ、両液晶表示装置共に透過型／反射型の両液晶表
示について色面積２５程度が得られ、良好な色再現性が
得られた。透過率について実施例５と比較例５の評価を
行ったところ、両液晶表示装置共に２．３％程度であ
り、ほぼ同等の透過率が得られた。なお、透過率の測定
にはオートロニック製ＤＭＳを用いた。

【０１１３】反射率について実施例５と比較例５の評価
を行ったところ、誘電体多層膜１０を半透過反射膜とし
て用いた実施例５の液晶表示装置Ａ５では、６．５％程
度の反射率が得られた。開口部を有する金属薄膜を半透
過反射膜として用いた比較例５の液晶表示装置では、金
属薄膜の光の吸収ロスがあるため、実施例５の液晶表示
装置Ａ５の反射率に比べてその約１０％程度低下し、
５．８％程度の反射率しか得られなかった。なお、反射
率の測定にはオートロニック製ＤＭＳを用い、拡散光源
にて測定を行った。これらの評価結果から明らかなよう
に、実施例５の構成によれば、反射型液晶表示と透過型
液晶表示のいずれの表示のときでも明るく良好な色再現
性が得られ、しかも反射率の高い液晶表示装置Ａ５を実
現することができる。

【０１１４】《第６の液晶表示装置Ａ６(図７)》図７
に、第６の液晶表示装置Ａ６の概略断面構成を示す。対
向配置された２枚の透明基板１，２の間には液晶層９が
配置されている。その液晶層９は２４０〜２６０°のツ
イスト角をもつネマティック液晶で構成されており、そ
のネマティック液晶は枠状のシール材(不図示)で囲まれ
るようにして透明基板１，２間に封入されている。下側
の透明基板１の内側面上には、前述したＴｉＯ₂とＳｉ
Ｏ₂から成る誘電体多層膜１０(図１)が半透過反射膜と
して形成されている。誘電体多層膜１０の上層には、誘
電体多層膜１０の凹凸を緩和するために、カラーフィル
ター２３ａ，２３ｂと同材料から成り、着色のための顔
料を含まない透明樹脂８が成膜されている。透明樹脂８
の上層には、複数のストライプ状の透明電極３がＩＴＯ
(Indium Tin Oxide)等により形成されており、透明電極
３上には所定の方向にラビング処理が施された配向膜５
が形成されている。

【０１１５】一方、上側の透明基板２の内側面上には、
各画素が赤(Ｒ)・緑(Ｇ)・青(Ｂ)から成るカラーフィル
ター２３ａ，２３ｂが形成されている。各画素の同系色
部分において、カラーフィルター２３ａは、誘電体多層
膜１０の最上層がＴｉＯ₂である反射重視領域１１の上
方(つまり法線方向について反射重視領域１１に対応す
る領域)に位置しており、カラーフィルター２３ｂは、
最上層がＳｉＯ₂である透過重視領域１２の上方(つまり
法線方向について透過重視領域１２に対応する領域)に
位置している。カラーフィルター２３ａ，２３ｂの膜厚
及び顔料濃度はほぼ同じになっているが、カラーフィル
ター２３ａには開口部３１が設けられている。カラーフ
ィルター２３ａ，２３ｂの上層には、カラーフィルター
平坦化のためのオーバーコート層７が形成されている。
その上層には複数のストライプ状の透明電極４がＩＴＯ
等により形成されており、透明電極４上には所定の方向
にラビング処理が施された配向膜６が形成されている。

【０１１６】なお、誘電体多層膜１０を構成している高
屈折率・低屈折率誘電体層１０１，１０２(図１)の各材
料は特に限定されるものではなく、低屈折率誘電体とし
ては、アルミナ(Ａｌ₂Ｏ₃)，二酸化ケイ素(ＳｉＯ₂)，
二フッ化マグネシウム(ＭｇＦ ₂)等が挙げられ、高屈折
率誘電体としては、二酸化チタン(ＴｉＯ₂)，二酸化ジ
ルコニウム(ＺｒＯ₂)，セレン化亜鉛(ＺｎＳｅ)，硫化
亜鉛(ＺｎＳ)等が挙げられる。また、透明基板１，２の
材料としては、フロートガラス，ソーダガラス等のガラ
ス材料；ポリエーテルスルホン，ポリカーボネート，エ
ポキシ樹脂，ポリエチレンテレフタレート等のプラスチ
ック材料等が挙げられ、透明基板１，２間に封入される
液晶組成物も前述したものに限らず適宜選択される。

【０１１７】透過型液晶表示と反射型液晶表示のいずれ
のときにおいても良好な明るさと色再現性を確保するた
めには、透過型液晶表示時の輝度と反射型液晶表示時の
輝度とを合わせることが必要である。そこで第６の液晶
表示装置Ａ６では、カラーフィルター２３ａに形成され
る開口部３１の面積比を以下のようにして決定した。

【０１１８】誘電体多層膜１０上に形成されているカラ
ーフィルター２３ａ，２３ｂから射出する光の輝度を、
反射型液晶表示時と透過型液晶表示時とで合わせるため
には、以下の関係式(6-1)を満たす必要がある。 [反射重視領域１１の透過輝度]＋[透過重視領域１２の透過輝度]＝[反射重 視領域１１の反射輝度]＋[透過重視領域１２の反射輝度] …(6-1)

【０１１９】反射重視領域１１の誘電体多層膜１０の透
過率をＴｒ、反射率をＲｒ、面積比をＸｒ、反射重視領
域１１上の開口部３１を有するカラーフィルター２３ａ
の透過率をＹｒとし、透過重視領域１２の誘電体多層膜
１０の透過率をＴｔ、反射率をＲｔ、面積比をＸｔ、透
過重視領域１２上のカラーフィルター２３ｂの透過率を
Ｙｔとして、式(6-1)に外挿すると、以下の式(6-2)が得
られる。 Ｔｒ・Ｘｒ・Ｙｒ＋Ｔｔ・Ｘｔ・Ｙｔ＝Ｒｒ・Ｘｒ・Ｙｒ²＋Ｒｔ・Ｘｔ・ Ｙｔ² …(6-2)

【０１２０】ここで、Ｔｒ＝０．１５，Ｔｔ＝０．５
５，Ｒｒ＝０．８５，Ｒｔ＝０．４５，Ｘｒ＝０．６
３，Ｘｔ＝０．３７とし、透過重視領域１２上のカラー
フィルター２３ｂの透過率を２５％(Ｙｔ＝０．２５)と
した。これらの値を上式(6-2)に代入すると、反射重視
領域１１上のカラーフィルター２３ａの透過率Ｙｒ＝
０．３８が得られる。つまり、Ｙｔ＝１．５２Ｙｒの関
係が得られる。

【０１２１】反射重視領域１１上のカラーフィルター２
３ａに開口部３１を設けることで、Ｙｔ＝１．５２Ｙｒ
を満たすためには、反射重視領域１１上におけるカラー
フィルター２３ａの存在領域と開口部３１の領域との面
積比が、１：(１．５２−１)の関係を満たせばよい。し
たがって、開口部３１の面積を反射重視領域１１の面積
の０．５２／１．５２(＝約３４％)に設定すれば、反射
型液晶表示時と透過型液晶表示時とで輝度を合わせるこ
とができる。

【０１２２】上記面積比(=0.52/1.52)を満たすようにカ
ラーフィルター２３ａの開口部３１が設定された第６の
液晶表示装置Ａ６を実施例６とした。そして実施例６と
の比較のために、開口部を有する全反射性の金属薄膜で
半透過反射膜が構成された液晶表示装置を以下のように
作製して比較例６とした。

【０１２３】比較例６の半透過反射膜をＡｇ−Ｐｄ合金
製の薄膜(膜厚：２００ｎｍ)で構成し、そして、前記第
２の従来例(図９)と同様、反射領域(非開口部３３)と透
過領域(開口部３２)とを設けて、反射領域と透過領域と
の面積比を７０：３０に設定した。また、反射領域と透
過領域の上層に形成されるカラーフィルターから射出す
る光の輝度を透過型液晶表示時と反射型液晶表示時とで
合わせるために、反射領域に形成される開口部の面積を
反射領域の面積に対して５０％に設定した。その他の構
成については、実施例６と全く同様にして比較例６とし
た。

【０１２４】透過型液晶表示時と反射型液晶表示時の色
面積について実施例６と比較例６の評価を行ったとこ
ろ、両液晶表示装置共に透過型／反射型の両液晶表示に
ついて色面積２５程度が得られ、良好な色再現性が得ら
れた。透過率について実施例６と比較例６の評価を行っ
たところ、両液晶表示装置共に２．４％程度であり、ほ
ぼ同等の透過率が得られた。なお、透過率の測定にはオ
ートロニック製ＤＭＳを用いた。

【０１２５】反射率について実施例６と比較例６の評価
を行ったところ、誘電体多層膜１０を半透過反射膜とし
て用いた実施例６の液晶表示装置Ａ６では、６．６％程
度の反射率が得られた。開口部を有する金属薄膜を半透
過反射膜として用いた比較例６の液晶表示装置では、金
属薄膜の光の吸収ロスがあるため、実施例６の液晶表示
装置Ａ６の反射率に比べてその約１０％程度低下し、
５．９％程度の反射率しか得られなかった。なお、反射
率の測定にはオートロニック製ＤＭＳを用い、拡散光源
にて測定を行った。これらの評価結果から明らかなよう
に、実施例６の構成によれば、反射型液晶表示と透過型
液晶表示のいずれの表示のときでも明るく良好な色再現
性が得られ、しかも反射率の高い液晶表示装置Ａ６を実
現することができる。

【０１２６】《液晶表示装置Ａ１〜Ａ６の応用》上述し
た第１〜第６の液晶表示装置Ａ１〜Ａ６は、電子機器の
表示部として様々な環境下で用いられ、特に低消費電力
が必要不可欠な携帯機器に適している。液晶表示装置Ａ
１〜Ａ６が搭載される携帯機器の一例としては、携帯電
話を挙げることができる。一般的な携帯電話では本体の
前面部分に表示部が配置され、その表示部として液晶表
示装置を用いる場合には外光や照明装置が必要になる。

【０１２７】携帯電話は、屋内・屋外を問わずあらゆる
環境のもとで使用される。例えば屋内等の明るい場所で
携帯電話を使用する場合、外光を利用することができる
ので、反射型液晶表示を行うことができる。夜間の屋外
等で携帯電話を使用する場合、必然的に外光を利用する
ことができないので、携帯電話に内蔵の照明装置を利用
した透過型液晶表示が必要になる。したがって、携帯電
話に搭載される液晶表示装置としては、消費電力が低い
反射型液晶表示をメインとし、必要に応じて内蔵の照明
装置による透過型液晶表示が可能な半透過型液晶表示装
置が望ましい。本発明に係る半透過型液晶表示装置は、
良好な色度の反射型液晶表示を可能とし、かつ、透過型
液晶表示時の良好な白色表示を可能とする、コントラス
ト・透過率・色再現性に優れた携帯電話を提供すること
ができる。また同様の用途として、腕時計や携帯情報端
末等への搭載も可能である。

【０１２８】

【発明の効果】以上説明したように第１又は第２の発明
によれば、半透過反射膜が誘電体多層膜から成るため、
反射膜による光の吸収ロスが無く明るく良好な反射型液
晶表示が得られる。また、誘電体多層膜の最上層が高屈
折率誘電体層から成る第１領域と低屈折率誘電体層から
成る第２領域とにパターニングで分割されており、カラ
ーフィルターが各画素の同系色部分において第１，第２
領域に対応した透過率の異なる領域に分割されているた
め、反射型液晶表示時及び透過型液晶表示時のいずれの
場合でも共に明るく良好な色再現性を実現することがで
きる。また第３の発明によれば、各誘電体層の膜厚が誘
電体多層膜に入射する光の波長の１／(４ｎ)近辺に設定
されているため、誘電体多層膜の反射効率が向上し、明
るく良好な反射型液晶表示を得ることができる。

【０１２９】第１，第２領域に対応した領域でのカラー
フィルターの透過率差は、第４の発明によればカラーフ
ィルターの膜厚により調整され、第５の発明によればカ
ラーフィルターに含まれる顔料濃度により調整され、第
６の発明によればカラーフィルターに設けられた開口部
の面積により調整される。このため、反射型液晶表示時
と透過型液晶表示時のいずれの場合にも良好な色再現性
を達成することができる。また第７の発明によれば、低
消費電力であり、かつ、反射型液晶表示時と透過型液晶
表示時の色度に優れた視認性の良い電子機器を実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る液晶表示装置を構成する誘電体
多層膜の概略構成を示す拡大断面図。

【図２】 本発明に係る第１の液晶表示装置の概略構成
を示す拡大断面図。

【図３】 本発明に係る第２の液晶表示装置の概略構成
を示す拡大断面図。

【図４】 本発明に係る第３の液晶表示装置の概略構成
を示す拡大断面図。

【図５】 本発明に係る第４の液晶表示装置の概略構成
を示す拡大断面図。

【図６】 本発明に係る第５の液晶表示装置の概略構成
を示す拡大断面図。

【図７】 本発明に係る第６の液晶表示装置の概略構成
を示す拡大断面図。

【図８】 第１の従来例の要部概略構成を示す拡大断面
図。

【図９】 第２の従来例の要部概略構成を示す拡大断面
図。

【符号の説明】 Ａ１〜Ａ６ 液晶表示装置 １ 透明基板(第１基板) ２ 透明基板(第２基板) ３，４ 透明電極 ５，６ 配向膜 ７ オーバーコート ８ 透明樹脂 ９ 液晶層 １０ 誘電体多層膜(半透過反射膜) １１ 反射重視領域(第１領域) １２ 透過重視領域(第２領域) ２１ａ，２２ａ，２３ａ 反射重視領域のカラーフィル
ター ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ 透過重視領域のカラーフィル
ター ３１ 開口部 １０１ 高屈折率誘電体層 １０２ 低屈折率誘電体層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H048 BA02 BA45 BA47 BB02 BB07 BB42 2H091 FA15Y FA50Y FB06 FB07 FC02 FC10 FC26 FC29 FC30 FD04 FD07 FD12 FD23 FD24 GA17 LA03 LA11 LA12 LA13 LA15 LA17

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向配置された第１基板と第２基板との
   間に液晶層が配置されており、前記第１基板上に半透過
   反射膜が形成されており、その半透過反射膜と前記液晶
   層との間にカラーフィルターが配置されている半透過型
   液晶表示装置であって、 前記半透過反射膜が高屈折率誘電体層と低屈折率誘電体
   層とを交互に積層して成る誘電体多層膜であり、その誘
   電体多層膜の最上層が高屈折率誘電体層から成る第１領
   域と低屈折率誘電体層から成る第２領域とにパターニン
   グで分割されており、前記カラーフィルターが各画素の
   同系色部分において前記第１，第２領域に対応した透過
   率の異なる領域に分割されていることを特徴とする液晶
   表示装置。
2. 【請求項２】 対向配置された第１基板と第２基板との
   間に液晶層が配置されており、前記第１基板上に半透過
   反射膜が形成されており、前記第２基板と前記液晶層と
   の間にカラーフィルターが配置されている半透過型液晶
   表示装置であって、 前記半透過反射膜が高屈折率誘電体層と低屈折率誘電体
   層とを交互に積層して成る誘電体多層膜であり、その誘
   電体多層膜の最上層が高屈折率誘電体層から成る第１領
   域と低屈折率誘電体層から成る第２領域とにパターニン
   グで分割されており、前記カラーフィルターが各画素の
   同系色部分において前記第１，第２領域に対応した透過
   率の異なる領域に分割されていることを特徴とする液晶
   表示装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の液晶表示装置にお
   いて、前記高屈折率誘電体層と低屈折率誘電体層のそれ
   ぞれの膜厚が、前記誘電体多層膜に入射する光の波長の
   １／(４ｎ)(ただしｎは各誘電体層の屈折率である。)近
   辺であることを特徴とする液晶表示装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は２記載の液晶表示装置にお
   いて、前記第１，第２領域に対応した領域での前記カラ
   ーフィルターの透過率差が、該カラーフィルターの膜厚
   により調整されていることを特徴とする液晶表示装置。
5. 【請求項５】 請求項１又は２記載の液晶表示装置にお
   いて、前記第１，第２領域に対応した領域での前記カラ
   ーフィルターの透過率差が、該カラーフィルターに含ま
   れる顔料濃度により調整されていることを特徴とする液
   晶表示装置。
6. 【請求項６】 請求項１又は２記載の液晶表示装置にお
   いて、前記第１領域に対応した領域で前記カラーフィル
   ターに開口部が設けられており、前記第１，第２領域に
   対応した領域での前記カラーフィルターの透過率差が、
   前記開口部の面積により調整されていることを特徴とす
   る液晶表示装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１項に記載の液
   晶表示装置を表示部として備えたことを特徴とする電子
   機器。