JP2004325528A - 液晶表示装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】反射モード時にも透過モード時にも発色が良く、視認性の高い表示が得られる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】本発明の液晶表示装置は、反射層と、各サブ画素領域に対応して異なる色の色素層が配列されたカラーフィルターと、隣接するサブ画素領域の間を区画する遮光層とを有し、反射領域と透過領域とで表示を行う半透過反射型の液晶表示装置である。反射領域Ｌ内に、カラーフィルターの色素層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂが存在する着色領域Ｃと色素層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂが存在しない非着色領域Ｈとが設けられ、着色領域Ｃと非着色領域Ｈの双方が、サブ画素領域の長手方向に沿う遮光層１４と平面的に重なるように設けられている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置および電子機器に関し、特に反射モード、透過モードでの色純度のバランスに優れた半透過反射型の液晶表示装置の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
明るい場所では太陽光、照明光等の外光を利用し、暗い場所ではバックライト等の内部光源により表示を可能にした液晶表示装置が提案されている。つまり、この液晶表示装置は、反射型と透過型を兼ね備えた表示方式を採用しており、周囲の明るさに応じて反射モードまたは透過モードのいずれかの表示方式に切り替えることで、消費電力を低減しつつ周囲が暗い場合でも明瞭な表示を行うことができるものである。以下、本明細書では、この種の液晶表示装置のことを「半透過反射型液晶表示装置」という。また近年、携帯型電子機器やＯＡ機器などの発展に伴って、半透過反射型液晶表示装置の分野においても、カラー化が要求される場合が多くなっている。この要求を満足する半透過反射型カラー液晶表示装置として、上基板、下基板のいずれかにカラーフィルターを備えたものが提供されている。この種の液晶表示装置の場合、反射モードにおいては、上基板側から入射した外光が、カラーフィルターを透過した後、反射層で反射され、再度カラーフィルターを透過するようになっている。透過モードにおいては、バックライトから下基板に入射した照明光がカラーフィルターを透過するようになっている。通常の構成では、反射モードでも透過モードでも同一のカラーフィルターを用いて表示が行われる。
【０００３】
この液晶表示装置においては、上述したように、反射モード時には２回、透過モード時には１回、入射光がカラーフィルターを透過することによりカラー表示が得られるようになっている。このため、例えばカラーフィルターを２回透過する反射モード時の色を重視して淡い色のカラーフィルターを備えた場合には、カラーフィルターを１回しか透過しない透過モード時に発色の良い表示を得ることが難しい。しかしながら、これとは逆にカラーフィルターを１回透過する透過モード時の色を重視して濃い色のカラーフィルターを備えた場合には、カラーフィルターを２回透過する反射モードの表示が暗くなるため、充分な視認性が得られなくなってしまう。このように、従来の半透過反射型カラー液晶表示装置では、反射モード時にも透過モード時にも同様に発色が良く、視認性の高い表示を得ることは困難であった。
【０００４】
上記の問題を解決するために、図１１に示す構成の液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この液晶表示装置はアクティブマトリクス型液晶表示装置の例であり、データ線１０１と走査線１０２とが互いに交差して配置され、交差点の近傍に薄膜トランジスタ１０３（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ， 以下、ＴＦＴと略記する）が設けられ、ＴＦＴ１０３に接続された画素電極１０４が設けられている。画素電極１０４は、ＡｌＷ（アルミニウム・タングステン合金）等の金属膜からなり、反射モードの表示に係わる反射電極１０５と、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電膜からなり、透過モードの表示に係わる透明電極１０６とから構成されている。反射電極１０５が透明電極１０６の周囲を取り囲むように配置されており、画素電極１０４の中央側が透過領域Ｔ、周縁側が反射領域Ｒとなっている。そして、画素電極１０４の内側に、画素電極１０４よりも細い幅のカラーフィルター１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃが設けられており、したがって、透過領域Ｔは、その全体がカラーフィルター１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃと平面的に重なる一方、反射領域Ｒは、その一部がカラーフィルター１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃと平面的に重なる着色領域Ｃとなり、残りはカラーフィルター１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃと平面的に重ならない非着色領域Ｈとなる。
【０００５】
この構成においては、反射モード時に上基板側から入射する光の一部は非着色領域Ｈを透過することになり、反射モード時にカラーフィルターを２回透過することによって得られる光は、非着色領域Ｈを透過する着色されない光（白色光）と着色領域Ｃを透過する着色された光とが重畳されたものとなる。一方、透過モード時にバックライトからの透過領域Ｔを透過する光は全て着色領域Ｃを透過することになり、透過モード時にカラーフィルターを１回透過することによって得られる光は全て着色された光となる。このようにして、反射モード時にカラーフィルターを２回透過して得られる光と、透過モード時にカラーフィルターを１回透過して得られる光との色の濃淡差を小さくすることができるので、カラーフィルターの色素層を最適化することで反射モード時にも透過モード時にも発色が良く、視認性の高い表示を得ることができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１１１９０２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特許文献１に記載の従来の液晶表示装置において、透過モードの表示では特に問題ないが、反射モードの表示における色純度のバラツキが大きいという問題があった。この色純度バラツキは一つの製品の表示領域内、もしくは複数の製品間で生じる場合があり、半透過反射型カラー液晶表示装置において特に反射モードの表示品位を低下する要因となる。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、半透過反射型カラー液晶表示装置において、反射モード時にも透過モード時にも発色が良く、また、色純度のバラツキの少ない液晶表示装置を提供することを目的とする。さらに、本発明は、優れた表示品位を有する上記液晶表示装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、互いに対向配置された上基板と下基板とからなる一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層と、前記一対の基板にそれぞれ設けられ、前記液晶層を駆動する電極と、前記下基板の内面側に部分的に設けられ、前記上基板側からの入射光を反射する反射層と、前記反射層よりも上側に設けられ、表示領域を構成する各サブ画素領域に対応して異なる色の色素層が配列されたカラーフィルターと、前記下基板の外面側に設けられた照明手段とを有し、各サブ画素領域毎に前記反射層が存在する反射領域と前記反射層が存在しない透過領域とで表示を行う半透過反射型の液晶表示装置であって、前記反射領域内に、前記カラーフィルターの色素層が存在する着色領域と前記色素層が存在しない非着色領域とが設けられ、前記着色領域と前記非着色領域の双方が、前記サブ画素領域の長手方向に沿う前記電極の周縁部と平面的に重なるように設けられたことを特徴とする。ここで言う「サブ画素領域」とは、複数の異なる色に対応する表示領域でフルカラーの１画素を構成する基本となる１単位領域のことである。
【００１０】
［従来の技術］の項で例示したように、反射領域内にカラーフィルターの非着色領域を設けた液晶表示装置は、反射モード、透過モードの双方で発色が良い点で優れたものである一方、色純度のバラツキが大きいという問題を有していた。本発明者らは、その原因を調査した結果、各サブ画素領域の電極の縁部で生じる液晶のディスクリネーション（配向乱れ）が色純度のバラツキの原因の一つとなっていることを突き止めた。すなわち、各サブ画素領域の電極の中央寄りの部分では上下基板間の液晶層内に生じる電界（電気力線）は基板面に垂直な方向に作用するが、電極の周縁部では電界（電気力線）が基板面に対して斜め方向に作用する。さらに、電極の周縁部では隣接する電極との間での横電界も作用する。その結果、電極の周縁部では液晶のディスクリネーションの発生が避けられず、コントラストが低下する。ディスクリネーションの発生の程度は、電極間の電界印加状態や個々の液晶表示装置の製造バラツキ等により種々に変わるものである。また、サブ画素領域が細長い形状（例えば長方形状）を有する場合、短手方向よりも長手方向に沿う電極の周縁部の方が、ディスクリネーションの発生領域の面積が大きい分、コントラスト低下への影響が大きい。
【００１１】
ここで、改めて図１１に示した従来の液晶表示装置の構成を見ると、カラーフィルター１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃは画素電極１０４の中央に縦方向に帯状に配置されており、サブ画素領域の長手方向に沿う画素電極１０４の周縁部が全て非着色領域Ｈとなっている。この構成により、着色領域と非着色領域を比べると、着色領域におけるコントラスト低下がほとんど生じないのに対し、非着色領域におけるコントラスト低下が圧倒的に大きくなる。このため、着色光の反射率が略一定でありながら、ディスクリネーションの発生がひどい場合は白色光の反射率が大きく低下し、ディスクリネーションがほとんど発生しない場合は白色光の反射率が維持される。このことが色純度バラツキの一要因となっていたことが判明した。以上、図１１を基にサブ画素領域の長手方向に沿う電極の周縁部が非着色領域となっている例で説明したが、逆に長手方向に沿う電極の周縁部が全て着色領域となっている場合も同様である。すなわち、ディスクリネーションの発生がひどい場合は着色光の反射率が大きく低下し、ディスクリネーションがほとんど発生しない場合は着色光の反射率が維持されることにより色純度バラツキが生じる。
【００１２】
これに対して、本発明の液晶表示装置は、着色領域と非着色領域の双方をサブ画素領域の長手方向に沿う電極の周縁部と平面的に重なるように設けたことを特徴としている。つまり、サブ画素領域の長手方向に沿う電極の周縁部を、全て着色領域、非着色領域のいずれか一方のみと重ねるのではなく、着色領域と非着色領域の双方で分け合うように配置した。その結果、仮に電極の周縁部でディスクリネーションが発生したとしても、ディスクリネーションによるコントラスト低下の影響も着色領域と非着色領域の双方で分け合うことになる。例えば、ディスクリネーションの発生がひどい場合は白色光、着色光の反射率がともに大きく低下し、ディスクリネーションがほとんど発生しない場合は白色光、着色光の反射率がともに維持される。すなわち、ディスクリネーションの発生の度合にかかわらず、重畳される白色光と着色光の割合は従来の場合ほど変わらない。したがって、ディスクリネーションの発生の程度により全体の反射率、すなわち反射表示の明るさは若干変わるものの、色純度のバラツキを従来に比べて低減することができる。
【００１３】
あるいは上記の目的を達成するために、本発明の他の液晶表示装置は、互いに対向配置された上基板と下基板とからなる一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層と、前記一対の基板にそれぞれ設けられ、前記液晶層を駆動する電極と、前記下基板の内面側に部分的に設けられ、前記上基板側からの入射光を反射する反射層と、前記反射層よりも上側に設けられ、表示領域を構成する各サブ画素領域に対応して異なる色の色素層が配列されたカラーフィルターと、隣接する前記サブ画素領域の間を区画する遮光層と、前記下基板の外面側に設けられた照明手段とを有し、各サブ画素領域毎に前記反射層が存在する反射領域と前記反射層が存在しない透過領域とで表示を行う半透過反射型の液晶表示装置であって、前記反射領域内に、前記カラーフィルターの色素層が存在する着色領域と前記色素層が存在しない非着色領域とが設けられ、前記着色領域と前記非着色領域の双方が、前記サブ画素領域の長手方向に沿う前記遮光層と平面的に重なるように設けられたことを特徴とする。
【００１４】
上の説明では、色純度バラツキの原因の一つとして、電極の周縁部で生じる液晶のディスクリネーションに着目した。さらに、本発明者らは、他の原因として、隣接するサブ画素領域の間を区画する遮光層（いわゆるブラックマトリクス）を備えた液晶表示装置において、製造プロセスにおける遮光層の寸法バラツキにさらに着目した。すなわち、隣接するサブ画素領域の間には、電極周縁部のディスクリネーションによる光漏れを隠したり、カラーフィルターを透過した各色光の混色を防止するため、格子状の遮光層が設けられることがある。ところが、製造プロセスにおける遮光層の寸法バラツキが避けられず、それに伴ってサブ画素領域の周縁部での反射率がばらつく。また、サブ画素領域が細長い形状（例えば長方形状）を有する場合、短手方向よりも長手方向に沿うサブ画素領域の周縁部の方が、周長が長い分だけバラツキの影響が大きい。
【００１５】
この場合も上記と同様、従来の液晶表示装置のように、サブ画素領域の長手方向に沿う電極の周縁部が全て非着色領域となっていると、着色光の反射率が略一定でありながら、遮光層の幅が設計値よりも大きくなった場合は白色光の反射率が大きく低下し、遮光層の幅が設計値通りの場合は白色光の反射率が維持される。このことが色純度バラツキの一要因となっていたことが判明した。逆に長手方向に沿う電極の周縁部が全て着色領域となっている場合も同様である。
【００１６】
これに対して、本発明の液晶表示装置は、着色領域と非着色領域の双方をサブ画素領域の長手方向に沿って延在する遮光層と平面的に重なるように設けたことを特徴としている。つまり、サブ画素領域の長手方向に沿う遮光層を、着色領域、非着色領域のいずれか一方のみと重ねるのではなく、着色領域と非着色領域の双方で分け合うように配置した。その結果、遮光層の寸法バラツキが発生しても、反射率のばらつきを着色領域と非着色領域の双方で分け合うことになる。例えば遮光層の幅が大きくなった場合は白色光、着色光の反射率がともに低下し、遮光層の幅が正常な場合は白色光、着色光の反射率がともに維持される。すなわち、いずれの場合も重畳される白色光と着色光の割合は従来のもの程変わらない。したがって、遮光層の寸法バラツキによって全体の反射率、すなわち反射表示の明るさは若干変わるものの、色純度のバラツキを従来に比べて低減することができる。
【００１７】
非着色領域の形状は、着色領域と非着色領域の双方をサブ画素領域の長手方向に沿う電極の周縁部、もしくはサブ画素領域の長手方向に沿う遮光層と平面的に重なる限りにおいてはいかなるものであってもよい。しかしながら、非着色領域が、サブ画素領域の短手方向に帯状に延在していることが望ましい。
この構成によれば、同じ非着色領域の面積を確保する場合においても、非着色領域の短手方向の幅をより狭くすることができる。一般に、カラーフィルターの着色層は液晶表示装置を構成する他の層に比べて厚いものであるため、着色領域と非着色領域の段差は比較的大きいものとなる。この場合、非着色領域の短手方向の幅が広いと、カラーフィルターの段差を緩和するためのオーバーコート膜による平坦化が難しくなる。その点、カラーフィルターの非着色領域の短手方向の幅が狭ければ平坦化が容易となり、カラーフィルターの段差に起因する表示上の不具合が起こりにくくなる。
【００１８】
また、透過領域の形態に関しては、必要な面積を確保した上で任意に設計、配置してよいが、例えば透過領域をサブ画素領域内に複数設け、複数の透過領域をそれぞれ離間して配置する構成としてもよい。
特に透過領域が比較的小さい場合、透過表示に寄与する領域がサブ画素領域の一部に点在する状態となるため、人間の目にはざらつき感が感じられることがある。その点、上記の構成によれば、透過表示に寄与する領域がサブ画素領域内に散在する状態となるため、ざらつき感が低減される。
複数の透過領域を複数のサブ画素領域にわたって千鳥状に配置した場合、上記のざらつき感がより低減される。
【００１９】
また、異なる色に対応するサブ画素領域のうち、少なくとも一つの色に対応するサブ画素領域における非着色領域の面積が、他の色に対応するサブ画素領域における非着色領域の面積と異なるようにしてもよい。
この構成によれば、異なる色に対応するサブ画素領域毎に反射率と各色光の色純度を調整することができるので、反射光全体としての反射率と色度（例えば白表示時の色相）を適宜調整することができ、反射モード時の表示の明るさや色などの表示品位を高めることができる。
【００２０】
より具体的には、前記異なる色の色素層が赤色層と緑色層と青色層とからなる場合、緑色層に対応するサブ画素領域における非着色領域の面積を、赤色層および青色層に対応するサブ画素領域における非着色領域の面積よりも大きくすることが望ましい。
緑色光は、赤色光や青色光と比べて人間の目にとってはるかに高い視感度を持っている。したがって、緑色のサブ画素領域における非着色領域の面積を赤色や青色のサブ画素領域における非着色領域の面積よりも大きく設定することにより、反射光全体として見たときの反射率と色再現性を向上させることができる。
【００２１】
さらに上記の構成を採用した上で、異なる色に対応するサブ画素領域のうち、少なくとも一つの色に対応するサブ画素領域における透過領域の面積が、他の色に対応するサブ画素領域における透過領域の面積と異なるようにしてもよい。
この構成によれば、異なる色に対応するサブ画素領域毎に透過率と各色光の色純度を調整することができるので、透過光全体としての透過率と色度（例えば白表示時の色相）を適宜調整することができる。したがって、上記の非着色領域の面積の調整と合わせて行うことによって反射率、透過率、反射光の色度、透過光の色度等の光学特性をそれぞれ調整することができるので、反射モード時と透過モード時の表示品位をバランス良く最適化することができる。
【００２２】
より具体的には、前記異なる色の色素層が赤色層と緑色層と青色層とからなる場合、緑色層に対応するサブ画素領域における透過領域の面積を、赤色層および青色層に対応するサブ画素領域における透過領域の面積よりも小さくすることが望ましい。
上述したように、緑色光は赤色光や青色光と比べて高い視感度を持っているため、緑色のサブ画素領域における透過領域の面積を赤色や青色のサブ画素領域における透過領域の面積よりも小さく設定しても色バランスが悪くなることがなく、その上で充分な透過率を維持することができる。
【００２３】
前記反射層は、金属膜からなるものであってもよいし、金属膜に微細なスリットを設けた反射偏光層からなるものであってもよい。特に前記反射偏光層からなるものであれば、下基板側から入射する透過表示に寄与する光の一部を反射して再利用することができ、透過表示の明るさを向上することができる。
【００２４】
本発明の電子機器は、上記本発明の液晶表示装置を備えたことを特徴とする。この構成によれば、反射モード時にも透過モード時にも発色が良く、視認性に優れた液晶表示部を備えた電子機器を提供することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態を図１、図２を参照して説明する。
本実施形態の液晶表示装置は、パッシブマトリクス方式の半透過反射型カラー液晶表示装置の例である。
図１は本実施形態の液晶表示装置の表示領域を構成する一つの画素を拡大視した平面図、図２は図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図、である。なお、以下の図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００２６】
本実施の形態の液晶表示装置１は、図２に示すように、液晶セル２とバックライト３（照明手段）とを備えたものである。液晶セル２は、下基板４と上基板５とがシール材（図示せず）を介して対向配置され、これら上基板５、下基板４、シール材に囲まれた空間にＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶などからなる液晶層７が封入されており、液晶セル２の後面側（下基板４の外面側）にバックライト３が配置されている。
【００２７】
ガラスやプラスチックなどの透光性材料からなる下基板４の内面側に、アルミニウムまたはその合金、銀またはその合金等の光反射率の高い金属膜からなる反射層８が形成されている。反射層８上に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色素層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂとこれら異なる色の色素層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ間を区画する遮光部１４（ブラックマトリクス）とを有するカラーフィルター１５が形成されている。遮光部１４は、例えば樹脂ブラックや比較的反射率の低いクロム等の金属などから形成されている。そして、カラーフィルター１５上には各色素層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ間の段差を平坦化すると同時に各色素層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの表面を保護するためのオーバーコート膜１６が形成されている。このオーバーコート膜１６はアクリル、ポリイミド等の樹脂膜でもよいし、シリコン酸化膜等の無機膜でもよい。さらに、オーバーコート膜１６上に、インジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ， 以下、ＩＴＯと略記する）等の透明導電膜からなるセグメント電極１０が紙面に平行な方向にストライプ状に形成されている。そして、その上に例えば表面にラビング処理が施されたポリイミド等からなる配向膜１１が形成されている。一方、ガラス、プラスチックなどの透光性材料からなる上基板５の内面側に、ＩＴＯ等の透明導電膜からなるコモン電極１７が紙面を貫通する方向にストライプ状に形成されており、その上に例えば表面にラビング処理が施されたポリイミド等からなる配向膜１８が形成されている。
【００２８】
下基板４の外面側に、位相差板（１／４波長板）２０、偏光板２１が基板側からこの順に設けられており、さらに、偏光板２１の外面側にはバックライト３が設けられている。バックライト３は、冷陰極管、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ， ＬＥＤ）等の光源２２と反射板２３と導光板２４とを有している。また、上基板５の外面側には、前方散乱板２５、位相差板２６、偏光板２７が基板側からこの順に設けられている。下基板４に設けられた位相差板（１／４波長板）２０、偏光板２１は、透過モードにおいて液晶層７に対して円偏光を入射させるためのものであり、上基板５に設けられた位相差板２６、偏光板２７は、反射モードにおいて液晶層７を通過した光を円偏光として反射層２３に入射させるためのものである。前方散乱板２５は、反射モードにおいて反射光を正反射以外の方向に散乱させるためのものである。
【００２９】
各基板４，５上のパターンの配置は図１に示す通りであり、下基板４上に、図１の横方向に延在するセグメント電極１０（輪郭を１点鎖線で示す）がストライプ状に形成されている。一方、上基板５上には、セグメント電極１０と直交するように図１の縦方向に延在する複数のコモン電極１７（輪郭を実線で示す）がストライプ状に形成されている。カラーフィルター１５のＲ、Ｇ、Ｂの各色素層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ（輪郭を破線で示す）は各コモン電極１７の延在方向に対応して配置されている。すなわち、本実施の形態におけるカラーフィルター１５はいわゆる縦ストライプと呼ばれるパターンのものであり、Ｒ、Ｇ、Ｂの色素層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの各々がストライプ状に縦に同色で配置されている。これにより、図１に示す横方向に並んだＲ、Ｇ、Ｂの３個のサブ画素領域２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂで表示パターンを構成する１個の画素２９が構成されている。なお、サブ画素領域とは、１つのセグメント電極１０と１つのコモン電極１７が交差した部分であって、表示の最小単位部分のことである。また、隣接するサブ画素領域２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂの間を区画するように格子状の遮光部１４（ブラックマトリクス）が設けられている。遮光部１４の開口部分が、実際に表示に寄与する表示領域となる。図１において、遮光部１４が存在する領域には右上がりの斜線のハッチングを施した。
【００３０】
本実施形態において、図１では反射層８が略全面にわたって設けられているが（反射層８が存在する領域には点のハッチングを施した）、各サブ画素領域２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂの中央に、矩形状の反射層８の開口部８ａが設けられている。この開口部８ａは、バックライト３からの光を液晶層７に入射させるためのものであり、半透過反射型液晶表示装置において透過モードに係わる透過領域Ｔとなる。また、それ以外の部分は、反射層８が存在する領域であり、この領域は反射モードに係わる反射領域Ｌとなる。すなわち、各サブ画素領域２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂ内に反射領域Ｌと透過領域Ｔの双方が存在している。
【００３１】
また、カラーフィルター１５のＲ、Ｇ、Ｂの各色素層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂは、各サブ画素領域２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂ内の全体には設けられていない。すなわち、各色素層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂは、対応する各サブ画素領域のうち、反射領域Ｌ上にあたる個所に開口部１３ａが設けられている。この開口部１３ａは色素層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂが存在しない非着色領域Ｈであり、非着色領域Ｈは、各サブ画素領域２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂの図１における横方向（短手方向）に幅が略一定で帯状に延在して設けられている。これにより、色素層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂが存在する着色領域Ｃと非着色領域Ｈの双方が、各サブ画素領域２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂの図１における縦方向（長手方向）に沿って延在する遮光層３１と平面的に重なるように配置されたことになる。一方、透過領域Ｔ上の全ての領域にはカラーフィルター１５のＲ、Ｇ、Ｂの各色素層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂが設けられている。図１において、色素層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂが存在する領域（着色領域Ｃ）には右下がりの斜線のハッチングを施した。
【００３２】
本実施形態では、Ｒ、Ｇ、Ｂの異なる色に対応する各サブ画素領域２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂ間で見ると、反射領域Ｌ、透過領域Ｔの面積は全て等しいが、着色領域Ｃ、非着色領域Ｈの面積がそれぞれ異なっている。具体的には、図１に示すように、Ｒのサブ画素領域２８Ｒには上下に１本ずつの帯状の非着色領域Ｈが設けられ、Ｇのサブ画素領域２８Ｇには上下に１本ずつの帯状の非着色領域ＨがＲのサブ画素領域２８Ｒよりも太い幅で設けられ、Ｂのサブ画素領域２８Ｂには下側に１本の帯状の非着色領域Ｈが設けられている。したがって、Ｇのサブ画素領域２８Ｇにおける非着色領域Ｈの面積が最も大きく、次にＲのサブ画素領域２８Ｒにおける非着色領域Ｈの面積が大きく、Ｂのサブ画素領域２８Ｂにおける非着色領域Ｈの面積が最も小さい。
【００３３】
上記構成の液晶表示装置１においては、反射モード時に上基板５側から入射する外光の一部は反射領域Ｌ内の非着色領域Ｈを透過することになり、反射モード時にカラーフィルター１５を２回透過することによって得られる光は、非着色領域Ｈを透過する着色されない光と着色領域Ｃを透過する着色された光とが重畳されたものとなる。一方、透過モード時にバックライト３から透過領域Ｔを透過する光は全て着色領域Ｃを透過することになり、透過モード時にカラーフィルター１５を１回透過することによって得られる光は全て着色された光となる。このようにして、反射モード時にカラーフィルター１５を２回透過して得られる光と、透過モード時にカラーフィルター１５を１回透過して得られる光との色の濃淡差を小さくすることができ、カラーフィルター１５の色素層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを最適化することで反射モード時にも透過モード時にも発色が良く、視認性の高い表示を得ることができる。
【００３４】
また、本実施形態の液晶表示装置１においては、着色領域Ｃと非着色領域Ｈの双方をサブ画素領域２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂの長手方向に沿って延在する遮光部１４と平面的に重なるように設けているため、遮光部１４の寸法バラツキが発生しても、反射率のばらつきを着色領域Ｃと非着色領域Ｈの双方で分け合うことになる。例えば遮光部１４の幅が大きくなった場合は白色光、着色光の反射率がともに低下し、遮光部１４の幅が正常な場合は白色光、着色光の反射率がともに維持される。すなわち、重畳される白色光と着色光の割合はいずれの場合もさほど変わらない。したがって、遮光部１４の寸法バラツキによって全体の反射率、すなわち反射表示の明るさは若干変わるものの、色純度のバラツキを従来に比べて低減することができる。さらに、人間の目にとっての視感度はＧ光、Ｒ光、Ｂ光の順に高いものである。本実施形態では、非着色領域Ｈの面積を視感度の高いものほど大きくしているため、反射光全体として見たときの反射率と色再現性を向上させることができる。
【００３５】
［第２の実施の形態］
以下、本発明の第２の実施の形態を図３を参照して説明する。
図３は本実施形態の液晶表示装置の表示領域を構成する画素を拡大視した平面図であり、第１の実施の形態の図１に相当する図である。本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第１の実施の形態と同様であり、遮光部がない点のみが第１の実施形態と異なっている。なお、図３において図２と同じ構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３６】
第１の実施形態では、Ｒ、Ｇ、Ｂの異なる色に対応する各サブ画素領域２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂを区画する遮光部１４が設けられていた。これに対して、本実施形態では、遮光部１４が設けられておらず、着色領域Ｃと非着色領域Ｈの双方が、各サブ画素領域２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂの長手方向に沿うコモン電極１７の周縁部と平面的に重なるように設けられている。非着色領域Ｈは、各サブ画素領域２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂの図３における横方向（短手方向）に帯状に延在して設けられている。Ｒ、Ｇ、Ｂの異なる色に対応する各サブ画素領域２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂ間で着色領域Ｃ、非着色領域Ｈの面積がそれぞれ異なっている点は、第１の実施形態と同様である。
【００３７】
本実施形態の液晶表示装置においても、反射モード、透過モード双方ともに発色が良く、視認性の高い表示が得られる、という第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、着色領域Ｃと非着色領域Ｈの双方を各サブ画素領域２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂの長手方向に沿うコモン電極１７の周縁部と平面的に重なるように設けているため、コモン電極１７の周縁部でディスクリネーションが発生したとしても、ディスクリネーションによるコントラスト低下の影響を着色領域Ｃと非着色領域Ｈの双方で分け合うことになる。例えば、ディスクリネーションの発生がひどい場合は白色光、着色光の反射率がともに大きく低下し、ディスクリネーションがほとんど発生しない場合は白色光、着色光の反射率がともに維持される。すなわち、重畳される白色光と着色光の割合はいずれの場合もさほど変わらない。したがって、ディスクリネーションの発生の程度によって全体の反射率、すなわち反射表示の明るさは若干変わるものの、色純度のバラツキを従来に比べて低減することができる。
【００３８】
なお、第１、第２の実施形態では、各サブ画素領域２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂの中央部に透過領域Ｔを１個所のみ設けた例を示したが、この構成に代えて、図４に示す構成としても良い。図４の構成は、各サブ画素領域２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂ内に透過領域Ｔを２個所設け、その２個所の透過領域Ｔを離間して配置するとともに、各サブ画素領域２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂの長手方向に延びる相対する辺（図４の縦方向に延びる右側の辺と左側の辺）にそれぞれ重なるように配置している。そして、図４では縦方向には１画素分しか示していないが、縦方向に並ぶ複数の画素２９にわたって複数の透過領域Ｔが千鳥状に配置されている。
【００３９】
例えば、第１、第２の実施形態のように各サブ画素領域２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂの中央に透過領域Ｔを１個所のみ設けた場合、特に透過領域Ｔが小さいと、透過表示Ｔに寄与する領域が各サブ画素領域２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂの中央に小さく点在する状態となるため、透過モードで見たときにざらつき感が感じられることがある。その点、上記の構成によれば、透過領域Ｔが千鳥状に散在する状態となるため、ざらつき感を低減することができる。
【００４０】
さらに図４の例では、異なる色のサブ画素領域２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂ間でＧのサブ画素領域２８Ｇにおける透過領域Ｔの面積が最も小さく、次にＲのサブ画素領域２８Ｂにおける透過領域Ｔが小さく、Ｂのサブ画素領域２８Ｒにおける透過領域Ｔが最も大きくなっている。言い換えると、Ｇのサブ画素領域２８Ｇにおける反射領域Ｒの面積が最も大きく、次にＲのサブ画素領域２８Ｂにおける反射領域Ｒが大きく、Ｂのサブ画素領域２８Ｒにおける反射領域Ｒが最も小さくなっている。また、非着色領域Ｈの面積が各サブ画素領域２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂで異なるのは第１、第２の実施形態と同様である。
【００４１】
この場合、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色毎に反射率と反射モード時の各色光の彩度、透過率と透過モード時の各色光の彩度を調整することができるので、反射モード時の表示の明るさと色度（例えば白表示時の色相）、透過モード時の表示の明るさと色度（例えば白表示時の色相）を適宜調整することができる。これにより、反射モード時と透過モード時の表示品位をバランス良く最適化することができる。
【００４２】
なお、透過領域Ｔを複数設ける場合、２つに限ることはなく、任意の数としてもよい。しかしながら、透過領域Ｔの数を多くする程、同じ面積を確保するにあたって透過領域Ｔの周長が長くなる。その場合、製造プロセスにおけるエッチング等の加工バラツキによる透過領域Ｔの面積バラツキが大きくなり、その結果、透過モード、反射モード双方の表示の明るさバラツキが大きくなることが考えられる。したがって、表示のざらつき感と明るさバラツキとのバランスを考慮して透過領域Ｔの数を決める必要がある。その点で、透過領域Ｔを複数設ける場合には２個程度とするのが望ましい。
【００４３】
図５は、１画素を構成するサブ画素領域のうち、例えばＲのサブ画素領域２８Ｒのみを図示したものである。第１、第２の実施形態では上下２個所に帯状の非着色領域Ｈを設けたが、図５に示すように、例えば上下２個所と中央１個所の計３個所に帯状の非着色領域Ｈを設けてもよい。サブ画素領域全体で同じ非着色領域Ｈの面積を確保する場合、当然ながら、数を多くした方が１個所あたりの非着色領域Ｈの面積、ひいては非着色領域Ｈの幅が狭くて済む。非着色領域Ｈの幅が狭ければオーバーコート膜１６による平坦化が容易となり、カラーフィルター１５の段差に起因する表示上の不具合が起こりにくくなる。
【００４４】
また、上記実施形態では幅が一定の帯状の非着色領域Ｈを設けたが、例えば図６に示すように、中央に幅広部を有する帯状の非着色領域Ｈを設け、それに伴って異なる形状の透過領域Ｔを設けても良い。あるいは、図７に示すように、中央に幅狭部を有する帯状の非着色領域Ｈを設け、それに伴って異なる形状の透過領域Ｔを設けても良い。さらには、図８に示すように、非着色領域Ｈをサブ画素領域２８Ｒの短手方向に連続した帯状とせず、図８のサブ画素領域２８Ｒの縦方向に延びる右側の辺と左側の辺でそれぞれ孤立した非着色領域Ｈを設けても良い。ただしこの場合には、同じ面積を確保するのに必要な非着色領域Ｈの幅は帯状の場合に比べて広くなるため、オーバーコート膜１６による平坦化が容易になる効果は得難くなる。また、２個所の透過領域Ｔは、必ずしも千鳥状に配置しなくても良い。また、図９に示すように、非着色領域Ｈを千鳥状に配置しても良い。この構成によれば、非着色領域Ｈが横方向に連続的につながらないため、文字等を表示した場合にボケ感が少なくなる。
【００４５】
［電子機器］
上記実施の形態の液晶表示装置を備えた電子機器の例について説明する。
図１０は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１０において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の液晶表示装置を用いた液晶表示部を示している。
図１０に示す電子機器は、上記実施の形態の液晶表示装置を用いた液晶表示部を備えているので、反射モード時にも透過モード時にも発色が良く、視認性に優れた液晶表示部を備えた電子機器を実現することができる。
【００４６】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施形態では、反射層として平坦な金属膜からなるものを用いたが、金属膜に微細なスリットを設けた反射偏光層からなるものを用いることもできる。その場合、下基板側から入射する透過表示に寄与する光の一部を反射して再利用することができ、透過表示の明るさを向上することができる。また、上記実施の形態ではカラーフィルターのパターンが縦ストライプである例を挙げたが、その他、横ストライプ、モザイク、デルタ配列等のカラーフィルターにも本発明が適用可能である。さらに、上記実施の形態で例示したパッシブマトリクス型液晶表示装置に限らず、ＴＦＤ（薄膜ダイオード）、ＴＦＴをスイッチング素子としたアクティブマトリクス型液晶表示装置に本発明を適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の液晶表示装置の画素を拡大視した平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図３】第２実施形態の液晶表示装置の画素を拡大視した平面図である。
【図４】同、液晶表示装置のパターンの変形例を示す平面図である。
【図５】同、液晶表示装置のパターンの他の変形例を示す平面図である。
【図６】同、液晶表示装置のパターンの他の変形例を示す平面図である。
【図７】同、液晶表示装置のパターンの他の変形例を示す平面図である。
【図８】同、液晶表示装置のパターンの他の変形例を示す平面図である。
【図９】同、液晶表示装置のパターンの他の変形例を示す平面図である。
【図１０】本発明の電子機器の一例を示す斜視図である。
【図１１】従来の半透過反射型カラー液晶表示装置の平面図である。
【符号の説明】
１…液晶表示装置、３…バックライト（照明手段）、４…下基板、５…上基板、７…液晶層、８…反射層、８ａ…（反射層の）開口部、１０…セグメント電極、１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ…色素層、１４…遮光部、１５…カラーフィルター、１７…コモン電極、２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂ…サブ画素領域、２９…画素、Ｃ…着色領域、Ｈ…非着色領域、Ｌ…反射領域、Ｔ…透過領域

Claims (12)

1. 互いに対向配置された上基板と下基板とからなる一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層と、前記一対の基板にそれぞれ設けられ、前記液晶層を駆動する電極と、前記下基板の内面側に部分的に設けられ、前記上基板側からの入射光を反射する反射層と、前記反射層よりも上側に設けられ、表示領域を構成する各サブ画素領域に対応して異なる色の色素層が配列されたカラーフィルターと、前記下基板の外面側に設けられた照明手段とを有し、各サブ画素領域毎に前記反射層が存在する反射領域と前記反射層が存在しない透過領域とで表示を行う半透過反射型の液晶表示装置であって、
   前記反射領域内に、前記カラーフィルターの色素層が存在する着色領域と前記色素層が存在しない非着色領域とが設けられ、
   前記着色領域と前記非着色領域の双方が、前記サブ画素領域の長手方向に沿う前記電極の周縁部と平面的に重なるように設けられたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 互いに対向配置された上基板と下基板とからなる一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層と、前記一対の基板にそれぞれ設けられ、前記液晶層を駆動する電極と、前記下基板の内面側に部分的に設けられ、前記上基板側からの入射光を反射する反射層と、前記反射層よりも上側に設けられ、表示領域を構成する各サブ画素領域に対応して異なる色の色素層が配列されたカラーフィルターと、隣接する前記サブ画素領域の間を区画する遮光層と、前記下基板の外面側に設けられた照明手段とを有し、各サブ画素領域毎に前記反射層が存在する反射領域と前記反射層が存在しない透過領域とで表示を行う半透過反射型の液晶表示装置であって、
   前記反射領域内に、前記カラーフィルターの色素層が存在する着色領域と前記色素層が存在しない非着色領域とが設けられ、
   前記着色領域と前記非着色領域の双方が、前記サブ画素領域の長手方向に沿う前記遮光層と平面的に重なるように設けられたことを特徴とする液晶表示装置。
3. 前記非着色領域が、前記サブ画素領域の短手方向に帯状に延在していることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 前記透過領域が前記サブ画素領域内に複数設けられ、前記複数の透過領域がそれぞれ離間して配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
5. 前記複数の透過領域が、複数のサブ画素領域にわたって千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記異なる色に対応するサブ画素領域のうち、少なくとも一つの色に対応するサブ画素領域における前記非着色領域の面積が、他の色に対応するサブ画素領域における前記非着色領域の面積と異なることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
7. 前記異なる色の色素層が、赤色層と緑色層と青色層とからなり、前記緑色層に対応するサブ画素領域における前記非着色領域の面積が、前記赤色層および前記青色層に対応するサブ画素領域における前記非着色領域の面積よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記異なる色に対応するサブ画素領域のうち、少なくとも一つの色に対応するサブ画素領域における前記透過領域の面積が、他の色に対応するサブ画素領域における前記透過領域の面積と異なることを特徴とする請求項６または７に記載の液晶表示装置。
9. 前記異なる色の色素層が、赤色層と緑色層と青色層とからなり、前記緑色層に対応するサブ画素領域における前記透過領域の面積が、前記赤色層および前記青色層に対応するサブ画素領域における前記透過領域の面積よりも小さいことを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
10. 前記反射層が、金属膜からなることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
11. 前記反射層が、金属膜に微細なスリットを設けた反射偏光層からなることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
12. 請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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