JP2005181604A - カラーフィルタ基板、液晶表示装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 個々の表示用ドット領域内に反射部と透過部とを有する液晶表示装置において、透過部だけに対応させて着色要素を設け、反射部には着色要素を形成しない構成を採用したときに、着色要素２７を形成するための露光マスクにアライメントズレが発生した場合でも、反射表示時に明るく、透過表示時に彩度の高い表示を行うことができるようにする。
【解決手段】 一対の基板と、それらの基板間に配置された液晶層と、基板の少なくとも一方に設けられ表示用ドット領域Ｄに対応して透過部Ｔ及び反射部Ｒを有する反射膜２６と、基板の少なくとも一方であって透過部Ｔに対応して設けられた着色要素２７とを有する液晶表示装置である。透過部Ｔの中心と着色要素２７の中心とを一致させたときに、着色要素２７の外周縁は、透過部Ｔの外周縁に対して２〜１０μｍの均一な寸法余裕Ｍをもって形成され、反射部Ｒの残りの領域には着色要素２７は形成されない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、透光性材料によって形成された基材上にＲ，Ｇ，Ｂ等の着色要素を所定の平面配列で形成して成るカラーフィルタ基板に関する。また、本発明は、カラーフィルタ基板を備えた液晶表示装置に関する。また、本発明は、携帯電話機、携帯情報端末機等といった電子機器であって液晶表示装置を備えた電子機器に関する。

従来から、携帯電話機、携帯情報端末機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、等といった電子機器において液晶表示装置が広く用いられている。例えば、電子機器に関する各種の表示を行うための表示装置として液晶表示装置が用いられている。液晶表示装置は、一般に、液晶にかかる電界を画素ごとに制御することにより液晶分子の配向を画素ごとに制御して、該液晶を通過する光を画素ごとに変調する。そして、このように変調された光を偏光板によって選択的に通過させることにより、希望とする光像を表示する。

近年、このような液晶表示は多くの場合カラー表示によって行われている。このカラー表示は、例えば、光の透過経路上にカラーフィルタを設けることによって行われる。ここで、カラーフィルタは、一般に、複数色の着色要素を個々の画素に対応させて所定の平面的な配列で並べることによって形成される。例えば、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３色や、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）の３色の着色要素をストライプ配列、デルタ配列、モザイク配列等に並べることによって形成される。

なお、本明細書においては、表示のための最小単位を表示用ドット領域と呼ぶことにし、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色やＣ，Ｍ，Ｙの３色でカラー表示を行う場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に対応する３つの表示用ドット領域によって１つの画素が形成され、複数の画素がマトリクス状に並べられることによって表示領域が形成され、そして、その表示領域内に存在する複数の画素を選択的に点灯させることにより、該表示領域内に希望の像が表示されるものとする。

ところで、液晶表示装置を照明方法の観点で分けると、反射型表示、透過型表示、及び半透過反射型表示の３種類が考えられる。反射型表示とは、太陽光、室内光等といった外部光を液晶表示装置の内部で反射させ、この反射光を利用して表示を行う方式である。また、透過型表示とは、観察側から見て液晶表示装置の裏面側に照明装置、いわゆるバックライトを設け、この照明装置から出射される光を利用して表示を行う方式である。また、半透過反射型表示とは、上記の反射型表示及び透過型表示の両方を希望に応じて選択して行う表示方式である。

この半透過反射型の液晶表示装置においては、例えば、個々の表示用ドット領域内に反射部及び透過部が形成され、反射部で反射する光を利用して反射型表示が行われ、一方、透過部を透過する光を利用して透過型表示が行われる。この場合、反射部は、例えば、ガラス、プラスチック等から成る基材上にＡｌ（アルミニウム）等といった光反射性の材料を設けることによって形成される。また、透過部は、例えば、その反射膜に開口を設けることによって形成される。

従来、反射部と透過部とを有する半透過反射型の液晶表示装置においてカラー表示を行う場合には、反射部と透過部の両方に対応させてカラーフィルタの着色要素を形成していた。また、着色要素を反射部の一部領域のみに対応させて設ける構造も知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−１０７４６１号公報（第７〜９頁、図２（ｂ））

上記のように、Ｒ，Ｇ，Ｂ等から成る着色要素を反射部の一部領域のみに対応させて設けるというのは、反射部における明るさが透過部における明るさよりも低くなることを解消することを企図して行われるものである。しかしながら、最近では、反射表示時においてより一層の明るい表示を要望されることが多くなっている。本発明者は、この要望に応えるため、着色要素を透過部に対応してのみ設け、反射部に対してはその全ての領域に着色要素を設けないというカラーフィルタの構成を考えた。こうすれば、反射表示はカラー表示ではなくて白黒表示で行われることになるが、その反射表示は非常に明るく行うことができて、液晶表示装置の使用者の要望に応えることができることが分かった。

しかしながら、この場合に問題となるのは、露光マスクを使って透過部上にのみ着色要素を形成しようとする際、露光マスクをガラス基材等に対してアライメント、すなわち位置合わせする場合に、その露光マスクが正規の位置からズレて配置されることがあるということである。こうなると、透過部領域の一部に着色要素が形成されない領域が発生することになり、透過表示時にはその領域を光が透過することになるので、透過表示のコントラストが著しく低下するおそれがある。また、露光マスクのアライメントズレが発生すると、着色要素の一部領域が反射部にはみ出すことになるので、反射表示を行ったときに表示色が変動して希望の色が得られないおそれもある。なお、上記のような着色要素と透過部領域との位置ズレは、露光マスクのアライメントズレに限られず、液晶表示装置を構成する一対の基板の組みズレ等によっても発生し、その場合にも透過表示のコントラストが低下したり、反射表示において反射色のズレが発生したりするおそれがある。

本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、個々の表示用ドット領域内に反射部と透過部とを有する液晶表示装置において、透過部だけに対応させて着色要素を設け、反射部には着色要素を形成しない構成を採用したときに、液晶表示装置の製造過程で透過部領域と着色要素との間に位置ズレを発生させる何等かの原因、例えば露光マスクのアライメントズレが発生した場合でも、反射表示時に明るく、透過表示時に彩度の高い表示を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る液晶表示装置は、一対の基板と、それらの基板間に配置された液晶層と、前記基板の少なくとも一方に設けられ表示用ドット領域に対応して透過部及び反射部を有する反射膜と、前記基板の少なくとも一方であって前記透過部に対応して設けられた着色要素とを有し、前記透過部の中心と前記着色要素の中心とを一致させたときに、該着色要素の外周縁は前記透過部の外周縁に対して２〜１０μｍの均一な寸法余裕をもって形成され、前記反射部の残りの領域には前記着色要素は形成されないことを特徴とする。

本発明に係る液晶表示装置においては、１つの基板上に反射膜と着色要素の両方が形成される場合と、１つの基板上に反射膜が形成され他方の基板上に着色要素が形成される場合がある。

本発明に係る液晶表示装置においては、透過部と着色要素との相対的な位置関係が設計通りになったとき、すなわち、透過部の中心と前記着色要素の中心とを一致させたときに、着色要素の外周縁は透過部の外周縁に対して２〜１０μｍの均一な寸法余裕、いわゆるマージンをもって形成される。つまり、着色要素は上記の寸法余裕だけ反射部内に張り出して形成される。そして、反射部内の残りの領域には着色要素は形成されない。このように、反射部においては、２〜１０μｍ幅の微小面積の領域だけに着色要素が設けられ、それ以外のほとんどの領域には着色要素が形成されないので、非常に明るい反射表示を行うことができる。

また、着色要素の外周縁が透過部の外周縁に対して２〜１０μｍの均一な寸法余裕をもって形成されるので、仮に、着色要素が透過部領域に対して位置ズレをもって形成される場合であっても、その位置ズレ量が２〜１０μｍの範囲内であれば、透過部の領域内に着色要素が存在しない部分が発生することが無くなる。ここで、２〜１０μｍの寸法余裕は、着色要素を形成する際に使用される露光マスクの一般的なアライメントズレよりも十分に大きな値であり、また、液晶表示装置を構成する一対の基板を貼り合わせる際の両基板間の一般的な位置ズレよりも十分に大きな値である。

従って、本発明に係る液晶表示装置によれば、基材上に着色要素を形成する際に露光マスクにアライメントズレが発生しても、透過部に対応する領域に着色要素が存在しない部分が発生するということが無くなり、透過部に対応して常に着色要素を存在させることができる。また、透過部を形成する反射膜と、着色要素とを互いに異なる基板上に形成した場合であって、それらの基板を貼り合わせるときに、両者の基板間で貼り合わせズレが発生しても、透過部に対応する領域に着色要素が存在しない部分が発生するということがなくなり、透過部に対応して常に着色要素を存在させることができる。

このように、透過部に対応して着色要素を設け、反射部に対応する領域には着色要素を形成しないことにより、透過表示の際に濃い色でカラー表示を行うことができ、しかも、反射表示の際に明るい表示を行うことができる。なお、反射表示の際には、２〜１０μｍの寸法余裕の範囲で反射部に張り出す着色要素によって微量の色表示が行われるが、この程度の色表示は明るい反射表示の障害にはならない。

また、本発明に係る液晶表示装置によれば、透過表示時にＮＴＳＣ比が高く、反射表示時に反射率の高い表示を行うことができる。ここで、ＮＴＳＣ比は、周知の通り、ＮＴＳＣ（National Television Standards Committee）規格で規定される色度域に対する色再現範囲を面積比で表したものである。換言すれば、表色系色度図で示されるＮＴＳＣ標準空間の面積を１００とした場合の、それに対する実際の色空間の面積の比率のことである。ＮＴＳＣ比が高いということは、表示の色が濃いということである。

さらに、本発明に係る液晶表示装置によれば、露光マスクのアライメントズレに応じて着色要素が透過部に対して位置ズレした状態で形成された場合であっても、透過部の外側に張り出す着色要素の面積、すなわち反射部領域の中に張り出す着色要素の面積に変化はなく、それ故、反射表示時における反射色が変動することがない。

次に、本発明に係るカラーフィルタ基板は、基材と、該基材上に形成されていて表示用ドット領域に対応して透過部及び反射部を有する反射膜と、前記透過部に対応して設けられた着色要素とを有し、前記透過部の中心と前記着色要素の中心とを一致させたときに、該着色要素の外周縁は前記透過部の外周縁に対して２〜１０μｍの均一な寸法余裕をもって形成され、前記反射部の残りの領域には前記着色要素は形成されないことを特徴とする。

本発明に係るカラーフィルタ基板によれば、本発明に係る液晶表示装置に関して上述したのと同様にして、非常に明るい反射表示を行うことができる。また、露光マスクの位置合ズレ等が発生しても、透過部に対応する領域に着色要素が存在しない部分が発生するという事態を回避でき、それ故、透過表示時に鮮明な像を表示できる。また、透過部に対応して着色要素を設け、反射部に対応する領域には着色要素を形成しないことにより、透過表示の際に濃い色でカラー表示を行うことができ、しかも、反射表示の際に明るい表示を行うことができる。また、透過表示時にＮＴＳＣ比が高く、反射表示時に反射率の高い表示を行うことができる。

次に、本発明に係る電子機器は、以上に記載した構成の液晶表示装置を有することを特徴とする。本発明に係る液晶表示装置によれば、彩度の高い透過表示と明るい反射表示を行うことができるので、この液晶表示装置を用いた電子機器は、必要に応じて透過表示による濃い色の表示を行うことができ、また、必要に応じて反射表示による明るい表示を行うことができる。このような電子機器としては、例えば、携帯電話機、携帯情報端末機、ＰＤＡ等が考えられる。

（カラーフィルタ基板及び液晶表示装置の実施形態）
以下、半透過反射型でＴＦＤ（Thin Film Diode）駆動方式でカラー表示が可能な液晶表示装置に本発明を適用した場合を例に挙げて本発明の実施形態を説明する。なお、本発明がその実施形態に限定されるものでないことは、もちろんである。

図３は、本発明に係る液晶表示装置の一実施形態を示している。図４は図３におけるＡ−Ａ線に従った断面図である。図３において、液晶表示装置１は、液晶パネル２に駆動用ＩＣ３ａ，３ｂ，３ｃを実装し、さらに液晶パネル２に照明装置４を組み付けることによって形成される。観察者は矢印Ｃ方向から表示を視認する。なお、液晶パネル２には必要に応じてその他の部品要素、例えばＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）が装着される。

液晶パネル２は、図４に示すように、一方の基板である素子基板６ａと他方の基板であるカラーフィルタ基板６ｂとをシール材１０で貼り合わせることによって形成される。シール材１０は、図３に示すように、正方形又は長方形、すなわち方形の環状に形成されている。図４において、素子基板６ａとカラーフィルタ基板６ｂとの間には隙間、いわゆるセルギャップが形成され、そのセルギャップ内に電気光学物質としての液晶、例えばネマチック液晶が封入されて液晶層７が形成されている。

素子基板６ａは透光性ガラス、透光性プラスチック等によって形成された、矢印Ｃ方向から見て方形状の基材８ａを有し、その基材８ａの外側表面に偏光板９ａが貼着等によって装着される。また、カラーフィルタ基板６ｂは透光性ガラス、透光性プラスチック等によって形成された方形状の基材８ｂを有し、その基材８ｂの外側表面に偏光板９ｂが貼着等によって装着されている。

図５は、図４において矢印Ｂで示す部分を拡大して示している。図５において、多数の球状のスペーサ３２は素子基板６ａ又はカラーフィルタ基板６ｂのいずれかの表面にばら撒かれ、それらの基板６ａ，６ｂを互いに貼り合わせた状態で両基板６ａ，６ｂ間のセルギャップを一定に維持するように機能する。そして、そのセルギャップ内に液晶層７が形成されている。

図５において、素子基板６ａを構成する基材８ａの液晶側表面にはブラックマスク１１が形成され、さらにその上に保護膜１２が形成される。また、保護膜１２の上にドット電極１３ａ、ＴＦＤ素子１４及びライン配線１６が形成される。図６は、図５の矢印Ｃ方向から見た場合のドット電極１３ａ、ＴＦＤ素子１４及びライン配線１６の位置関係を示している。図示の通り、ライン配線１６は複数本が互いに間隔をおいて平行に並べられ、いわゆるストライプ状に形成されている。そして、それらのライン配線１６の間に複数のドット電極１３ａが形成され、それらのドット電極１３ａがＴＦＤ素子１４によってライン配線１６に接続されている。複数のドット電極１３ａはマトリクス状に形成される。図５に戻って、ドット電極１３ａ、ＴＦＤ素子１４及びライン配線１６の上には配向膜１７ａが形成される。

ブラックマスク１１は、例えば、クロム等といった遮光性の金属材料や遮光性の樹脂材料にフォトリソグラフィ処理及びエッチング処理を施すことによって、矢印Ｃ方向から見て格子状に形成される。また、保護膜１２は、例えば、エポキシ系又はアクリル系の樹脂材料を塗布及び焼成して形成したり、あるいは、必要に応じて、エポキシ系又はアクリル系の樹脂材料にフォトリソグラフィ処理を施すことによって形成する。ドット電極１３ａは、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を材料としてフォトリソグラフィ処理及びエッチング処理によって形成される。また、配向膜１７ａは、例えば、ポリイミド溶液を塗布及び焼成して形成したり、オフセット印刷によって形成したりする。この配向膜１７ａは、ラビング処理等といった配向処理を受け、この配向処理により配向膜１７ａの近傍の液晶分子の配向が決められる。

図７は、図６において矢印Ｅで示す部分を裏側から見た状態を示している。図７に示すように、個々のＴＦＤ素子１４は、第１ＴＦＤ要素１８ａと第２ＴＦＤ要素１８ｂとを直列に接続することによって形成されている。このＴＦＤ素子１４は、例えば、次のようにして形成される。すなわち、まず、ＴａＷ（タンタルタングステン）によってライン配線１６の第１層１９ａ及びＴＦＤ素子１４の第１金属２１を形成する。次に、陽極酸化処理によってライン配線１６の第２層１９ｂ及びＴＦＤ素子１４の絶縁膜２２を形成する。次に、例えばＣｒ（クロム）によってライン配線１６の第３層１９ｃ及びＴＦＤ素子１４の第２金属２３を形成する。

第１ＴＦＤ要素１８ａの第２金属２３はライン配線１６の第３層１９ｃから延びている。また、第２ＴＦＤ要素１８ｂの第２金属２３の先端に重なるように、ドット状電極１３ａが形成される。ライン配線１６からドット状電極１３ａへ向けて電気信号が流れることを考えれば、その電流方向に従って、第１ＴＦＤ要素１８ａでは第２電極２３→絶縁膜２２→第１金属２１の順に電気信号が流れ、一方、第２ＴＦＤ要素１８ｂでは第１金属２１→絶縁膜２２→第２金属２３の順に電気信号が流れる。

つまり、第１ＴＦＤ要素１８ａと第２ＴＦＤ要素１８ｂとの間では電気的に逆向きの一対のＴＦＤ要素が互いに直列に接続されている。このような構造は、一般に、バック・ツー・バック（Back-to-Back）構造と呼ばれており、この構造のＴＦＤ素子は、ＴＦＤ素子を１個のＴＦＤ要素だけによって構成する場合に比べて、安定した特性を得られることが知られている。なお、ＴＦＤ素子の安定化がそれ程に必要でない場合には、１つのＴＦＤ要素のみでＴＦＤ素子を構成しても良い。

図５において、カラーフィルタ基板６ｂの基材８ｂの液晶側表面には反射膜２６が形成され、その上に着色要素２７が形成され、その上に保護膜２８が形成され、その上に線状電極１３ｂが形成され、さらにその上に配向膜１７ｂが形成される。線状電極１３ｂは、例えば、ＩＴＯを材料としてフォトリソグラフィ処理及びエッチング処理によって形成される。これらの線状電極１３ｂは図５の矢印Ｙ方向、すなわち図５の紙面垂直方向に延びている。これらの線状電極１３ｂは、図６に示すように、素子基板６ａ上のドット電極１３ａと重なるように設けられる。ドット電極１３ａと線状電極１３ｂとが重なる領域は表示のための最小領域である表示用ドット領域Ｄを構成する。

図５において、反射膜２６は、例えば、光反射性の金属材料、例えばＡｌ（アルミニウム）を材料としてフォトリソグラフィ処理及びエッチング処理によって形成される。このとき、反射膜２６には、個々の表示用ドット領域Ｄに対応して貫通穴、すなわち開口２９が形成される。表示用ドット領域Ｄのうち、反射膜２６が存在する領域は反射部Ｒを構成し、開口２９に対応する領域は透過部Ｔを構成する。素子基板６ａに設けられたブラックマスク１１は表示用ドット領域Ｄの間に存在する格子状領域に一致して設けられる。

保護膜２８は、素子基板６ａ側の保護膜１２と同様に、例えば、エポキシ系又はアクリル系の樹脂材料を塗布及び焼成して形成したり、あるいは、必要に応じて、エポキシ系又はアクリル系の樹脂材料にフォトリソグラフィ処理を施すことによって形成する。また、配向膜１７ｂは、例えば、ポリイミド溶液を塗布及び焼成して形成したり、オフセット印刷によって形成したりする。この配向膜１７ｂは、ラビング処理等といった配向処理を受け、この配向処理により配向膜１７ｂの近傍の液晶分子の配向が決められる。カラーフィルタ基板６ｂ側の配向膜１７ｂに対するラビング方向と素子基板６ａ側の配向膜１７ａに対するラビング方向は所定の角度を成すように設定される。

着色要素２７は複数の表示用ドット領域Ｄのそれぞれに対応して反射膜２６の上に形成される。すなわち、カラーフィルタ基板６ａの表面には複数の着色要素２７がマトリクス状に配列される。これらの着色要素２７のそれぞれは、カラー表示のための３原色、例えばＲ，Ｇ，Ｂのうちの１色に着色されている。そして、各色の着色要素２７は矢印Ｃ方向から見た平面内で所定の配列に並べられる。図５の実施形態では、図８（ａ）に示すストライプ配列で並べられるものとする。なお、着色要素２７の配列方法としては、ストライプ配列に限られず、図８（ｂ）に示すモザイク配列や、図８（ｃ）に示すデルタ配列や、その他の公知の配列方法を採用することができる。図８、図５等において、着色要素２７に付された符号「Ｒ」は赤色着色要素を示し、符号「Ｇ」は緑色着色要素を示し、符号「Ｂ」は青色着色要素を示している。カラー表示を行う本実施形態においては、Ｒ，Ｇ，Ｂの３つの着色要素２７に対応する３つの表示用ドット領域Ｄによって１つの画素が形成される。

図１は、図５において矢印Ｃ方向から見た場合の、着色要素２７と開口２９の平面的な位置関係を示している。図１において、着色要素２７は開口２９と相似形に形成されている。また、着色要素２７の外周縁は開口２９の外周縁、すなわち透過部Ｔの外周縁に対してマージン、すなわち寸法余裕Ｍをもって形成されている。この寸法余裕Ｍは、着色要素２７の中心と開口２９の中心とを一致させたときに全ての辺においてＭ＝２〜１０μｍ内の一定値になるように、すなわち、各辺に関して均一になるように設定される。つまり、着色要素２７は、表示用ドット領域Ｄのうちの透過部Ｔに対応して設けられ、反射部Ｒに対しては寸法余裕Ｍの領域を除いて設けられない。寸法余裕Ｍの領域は反射部Ｒの全領域に対して非常に小さい領域であるので、反射部Ｒに対しては着色要素２７はほとんど設けられないといっても過言ではない。

図３において、素子基板６ａの１辺はカラーフィルタ基板６ｂの外側へ張り出して、張出し部３１を構成している。駆動用ＩＣ３ａ，３ｂ，３ｃはこの張出し部３１の表面に実装されている。この実装は、例えば、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film：異方性導電膜）を用いたＣＯＧ（Chip On Glass）技術を用いて行うことができる。中央の駆動用ＩＣ３ｂの出力端子は素子基板６ａ上のライン配線１６に直接に接続される。一方。両側の駆動用ＩＣ３ａ及び３ｃは、シール材１０内に分散した導電粒子を介してカラーフィルタ基板６ｂ上の線状電極１３ｂに接続される。

なお、基板と駆動用ＩＣとの接続は、ＣＯＧ技術以外の任意の接続手法を用いることができる。このような接続手法としては、例えば、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）技術を用いてＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）の上にＩＣチップがボンディングされて成るＴＣＰ（Tape Carrier Package）を液晶表示装置に電気的に接続する構成としても良い。また、ＩＣチップを硬質の基板にボンディングするＣＯＢ（Chip On Board）技術を用いても良い。

次に、図３において、液晶パネル２を構成するカラーフィルタ基板６ｂの外側表面に対向して配設された照明装置４は、例えば、透明なプラスチックによって形成された方形状で板状の導光体３６と、点状光源としてのＬＥＤ３７とを有する。図４に示すように、導光体３６のうち液晶パネル２と反対側の面には光反射シート３８を装着することができる。また、導光体３６のうち液晶パネル２に対向する面には光拡散シート３９を装着することができる。また、光拡散シート３９の上に、さらに、プリズムシート（図示せず）を装着することもできる。ＬＥＤ３７は本実施形態では３個使用しているが、ＬＥＤ３７は必要に応じて１個とすることもでき、あるいは、３個以外の複数個とすることもできる。また、ＬＥＤ等といった点状光源に代えて、冷陰極管等といった線状光源を用いることもできる。以上のように構成された照明装置４は、液晶パネル２を背面から照明するバックライトとして機能する。

図９は、図３の液晶表示装置１の電気的な等価回路を示している。図９において、複数本の走査線４３が行方向Ｘに延びるように形成され、さらに、複数本のデータ線４６が列方向Ｙに延びるように形成されている。走査線４３は図３の線状電極１３ｂによって実現され、データ線４６は図３のライン配線１６によって実現される。表示用ドット領域Ｄは走査線４３とデータ線４６との各交差部分に形成される。各表示用ドット領域Ｄにおいては、液晶層７と、ＴＦＤ素子１４とが直列に接続されている。本実施形態では、液晶層７が走査線４３の側に接続され、ＴＦＤ素子１４がデータ線４６の側に接続されている。各走査線４３は、走査線駆動回路４７によって駆動される。一方、各データ線４６は、データ線駆動回路４８によって駆動される。走査線駆動回路４７は図３の駆動用ＩＣ３ａ，３ｃによって構成され、データ線駆動回路４８は図３の駆動用ＩＣ３ｂによって構成される。

以上のように構成された液晶表示装置１によれば、図３において、液晶表示装置１が明るい室外や明るい室内に置かれる場合は、太陽光や室内光等といった外部光を用いて、反射型の表示が行われる。一方、液晶表示装置１が暗い室外や暗い室内に置かれる場合は、照明装置４をバックライトとして用いて透過型の表示が行われる。

反射型表示を行う場合、図５において、観察側Ｃの方向から素子基板６ａを通して液晶パネル２内へ入射した外部光Ｌ０は、液晶層７を通過してカラーフィルタ基板６ｂ内へ入った後、反射部Ｒにおいて反射膜２６で反射して再び液晶層７へ供給される。他方、透過型表示を行う場合、図３の照明装置４の導光体３６の光出射面３６ｂから出た面状の光は、図５の符号Ｌ１で示すように透過部Ｔにおいて開口２９を通って液晶層７へ供給される。

以上のようにして液晶層７へ光が供給される間、素子基板６ａ側のドット電極１３ａとカラーフィルタ基板６ｂ側の線状電極１３ｂとの間には、走査信号及びデータ信号によって特定される表示用ドット領域Ｄに所定の電圧が印加され、これにより、液晶層７内の液晶分子の配向が表示用ドット領域Ｄごとに制御され、この結果、液晶層７に供給された光が表示用ドット領域Ｄごとに変調される。この変調された光が、図３の観察側の偏光板９ａを通過するか、通過しないかによって、観察側に文字、数字、図形等といった像が表示され、矢印Ｃ方向から視認できる。

このようにして表示が行われるとき、素子基板６ａに設けたブラックマスク１１は表示用ドット領域Ｄ以外の領域で光が進行することを防止し、これにより、観察側にコントラストの高い鮮明な像を表示する。なお、ブラックマスク１１は、素子基板６ａ内に設けることに代えて、カラーフィルタ基板６ｂ内であって表示用ドット領域Ｄの間に設けることもできる。

本実施形態では、図１及び図５（ａ）に示したように、表示用ドット領域Ｄにおいて着色要素２７を設けるのは透過部Ｔに対してだけであって、反射部Ｒについては寸法余裕Ｍの領域を除いて全ての領域に着色要素２７を設けない。これにより、反射型表示を行うときには反射部Ｒのほとんど全域の反射光を利用して表示が行われることになり、それ故、非常に明るい反射型表示を行うことができる。一方、透過型表示は、着色要素２７を透過する光を利用して十分な彩度で行われる。

ところで、本実施形態の液晶表示装置１において、図１及び図５の着色要素２７を形成する際には、通常、フォトリソグラフィ処理が行われる。そして、このフォトリソグラフィ処理には、着色要素２７の材料、例えばＲ，Ｇ，Ｂの各色顔料を分散した感光性のレジスト材、を反射膜２６上に一様に形成した後、所定の開口パターンを持った露光マスクを通してそのレジスト材を露光するという工程が含まれる。この露光工程において、露光マスクは基材８ｂに対して常に正確に位置合わせ、すなわちアライメントされる訳ではなく、場合によっては、ある程度の寸法上のバラツキをもってアライメントされる。例えば、露光マスクに反りや、変形等が発生した場合にそのようなバラツキが発生することが考えられる。

今、仮に、着色要素２７と開口２９との間に寸法余裕Ｍを設けることなく、着色要素２７の面積を開口２９の面積と正確に一致させておけば、反射型表示の明るさをさらに一層明るくすることができる。しかしながら、この場合には、上記のように露光マスクにアライメントズレが発生したときに、図２に示すように、開口２９の一部に着色要素２７で覆われない領域が発生し、透過型表示時にコントラストが低下する可能性がある。

しかしながら、本実施形態では、図１及び図５（ａ）に示したように、設計上、着色要素２７の中心と開口２９の中心とを一致させたときに、着色要素２７が開口２９に対して２〜１μｍの寸法余裕Ｍを持つように設定したので、着色要素２７の形成時に用いる露光マスクにアライメントズレが発生した場合でも、そのアライメントズレが通常の製造過程において考えられる程度の大きさのものであれば、常に、着色要素２７によって開口２９の全領域を覆うことができるようになった。

（変形例）
上記実施形態では、着色要素２７及び反射膜２６の両方を１つの基板であるカラーフィルタ基板６ｂ内に設ける場合を例示したが、これに代えて、反射膜２６を一方の基板に設け、着色要素２７を他方の基板に設ける構成の液晶表示装置にも本発明を適用できる。

また、上記実施形態では、着色要素２７とブラックマスク１１とを別々の基板上に形成したが、それらを同一の基板上に形成することもできる。

また、上記実施形態では、２端子型のスイッチング素子としてＴＦＤ素子を用いるアクティブマトリクス型の液晶表示装置を例示したが、本発明は、ＴＦＤ素子以外の２端子型スイッチング素子を用いる液晶表示装置や、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）等といった３端子型スイッチング素子を用いるアクティブマトリクス型の液晶表示装置や、スイッチング素子を用いない単純マトリクス型の液晶表示装置等に対しても適用できる。

（電子機器の実施形態）
以下、本発明に係る電子機器を実施形態を挙げて説明する。なお、この実施形態は本発明の一例を示すものであり、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

図１０は、本発明に係る電子機器の一実施形態を示している。ここに示す電子機器は、表示情報出力源１０１、表示情報処理回路１０２、電源回路１０３、タイミングジェネレータ１０４及び液晶表示装置１０５によって構成される。そして、液晶装置１０５は液晶パネル１０７及び駆動回路１０６を有する。

表示情報出力源１０１は、ＲＡＭ(Random Access Memory)等といったメモリや、各種ディスク等といったストレージユニットや、ディジタル画像信号を同調出力する同調回路等を備え、タイミングジェネレータ１０４により生成される各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等といった表示情報を表示情報処理回路１０２に供給する。

次に、表示情報処理回路１０２は、増幅・反転回路や、ローテーション回路や、ガンマ補正回路や、クランプ回路等といった周知の回路を多数備え、入力した表示情報の処理を実行して、画像信号をクロック信号ＣＬＫと共に駆動回路１０６へ供給する。ここで、駆動回路１０６は、走査線駆動回路（図示せず）やデータ線駆動回路（図示せず）と共に、検査回路等を総称したものである。また、電源回路１０３は、上記の各構成要素に所定の電源電圧を供給する。

液晶表示装置１０５は、例えば、図３に示した液晶表示装置１と同様に構成できる。液晶表示装置１は、コントラストの高い鮮明な表示を行うことができるので、これを用いた本電子機器においても、その表示部においてコントラストの高い鮮明な表示を行うことができる。

図１１は、本発明に係る電子機器の他の実施形態である携帯電話機を示している。ここに示す携帯電話機１２０は、ヒンジ１２２を中心として折り畳み可能な第１ボディ１２１ａと第２ボディ１２１ｂとを有する。そして、第１ボディ１２１ａには、液晶表示装置１２３と、受話口１２４と、アンテナ１２６とが設けられる。また、第２ボディ１２１ｂには、複数の操作ボタン１２７と、送話口１２８とが設けられる。液晶表示装置１２３を、図３に示した液晶表示装置１によって構成すれば、その液晶表示装置１２３においてコントラストの高い鮮明な表示を行うことができる。

図１２は、本発明に係る電子機器のさらに他の実施形態であるＰＤＡ（Personal Digital Assistant:パーソナル・デジタル・アシスタント：携帯型情報端末装置）を示している。ここに示すＰＤＡ１５０は、接触方式、いわゆるタッチパネル方式の入力装置１５１をその正面パネル上に有する。この入力装置１５１は透明であり、その下には表示部としての液晶表示装置１５２が配置されている。

使用者は、付属のペン型入力具１５３を入力装置１５１の入力面に接触させることにより、液晶表示装置１５２に表示されたボタン、その他の表示を選択したり、文字、図形等を描いたりして、必要な情報を入力する。この入力情報に対してＰＤＡ１５０内のコンピュータによって所定の演算が行われ、その演算の結果が液晶表示装置１５２に表示される。液晶表示装置１５２として、図３に示した液晶表示装置１を用いれば、その液晶表示装置１５２においてコントラストの高い鮮明な表示を行うことができる。

（変形例）
なお、電子機器としては、以上に説明した携帯電話機や、ＰＤＡの他にも、パーソナルコンピュータ、液晶テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話機、ＰＯＳ端末器等が挙げられる。

本発明に係るカラーフィルタ基板は、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置、その他の電気光学装置でカラー表示を行う際に好適に用いられる。また、本発明に係る液晶表示装置は、携帯電話機、携帯情報端末機、その他の電子機器で各種の表示を行う際に表示用の機器として好適に用いられる。また、本発明に係る電子機器は携帯電話機、携帯情報端末機等といった民生機器や、計測器その他の工業用機器等に用いられる。

本発明に係るカラーフィルタ基板の１画素部分の平面構造を示す平面図である。 図１のカラーフィルタ基板において着色要素に位置ズレが発生した状態を示す平面図である。 本発明に係る液晶表示装置の一実施形態を分解状態で示す斜視図である。 図３におけるＡ−Ａ線に従った断面図である。 図４における矢印Ｂで示す部分を拡大して示す断面図である。 図５の構造を矢印Ｃ方向から見た場合の平面図である。 図６における矢印Ｅで示す部分を拡大して示す斜視図である。 着色要素の配列例を示す図である。 図３の液晶表示装置の電気等価回路を示す回路図である。 本発明に係る電子機器の一実施形態を示すブロック図である。 本発明に係る電子機器の他の実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る電子機器のさらに他の実施形態を示す斜視図である。

符号の説明

１．液晶表示装置、 ２．液晶パネル、 ３ａ，３ｂ，３ｃ．駆動用ＩＣ、
４．照明装置、 ６a．素子基板、 ６b．カラーフィルタ基板、 ７．液晶層、
８ａ，８ｂ．基材、 ９ａ，９ｂ．偏光板、 １０．シール材、
１１．ブラックマスク、 １２．保護膜、 １３ａ．ドット電極、 １３ｂ．線状電極、１４．ＴＦＤ素子、 １６．ライン配線、 １７ａ，１７ｂ．配向膜、 ２６．反射膜、２７．着色要素、 ２８．保護膜、 ２９．開口、 ３１．張出し部、
３２．スペーサ、 ４３．走査線、 ４６．データ線、
１２０．携帯電話機（電子機器）、 １５０．ＰＤＡ’電子機器）、
Ｄ．表示用ドット領域、 Ｍ．寸法余裕、 Ｒ．反射部、 Ｔ．透過部、
Ｌ０．外部光、 Ｌ１．透過光

Claims (3)

1. 一対の基板と、
   それらの基板間に配置された液晶層と、
   前記基板の少なくとも一方に設けられ表示用ドット領域に対応して透過部及び反射部を有する反射膜と、
   前記基板の少なくとも一方であって前記透過部に対応して設けられた着色要素とを有し、
   前記透過部の中心と前記着色要素の中心とを一致させたときに、該着色要素の外周縁は前記透過部の外周縁に対して２〜１０μｍの均一な寸法余裕をもって形成され、前記反射部の残りの領域には前記着色要素は形成されない
   ことを特徴とする液晶表示装置。
2. 基材と、
   該基材上に形成されていて表示用ドット領域に対応して透過部及び反射部を有する反射膜と、
   前記透過部に対応して設けられた着色要素とを有し、
   前記透過部の中心と前記着色要素の中心とを一致させたときに、該着色要素の外周縁は前記透過部の外周縁に対して２〜１０μｍの均一な寸法余裕をもって形成され、前記反射部の残りの領域には前記着色要素は形成されない
   ことを特徴とするカラーフィルタ基板。
3. 請求項１記載の液晶表示装置を有することを特徴とする電子機器。
   
   

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