JP2006343615A - 液晶装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶層厚のばらつきに起因するコントラストの低下や表示ムラが少なく、表示品位の高い液晶装置を提供する。
【解決手段】 本発明の液晶装置は、各画素毎に反射領域Ｒと透過領域Ｔとにより表示を行う半透過反射型の液晶装置であって、各画素の反射領域Ｒ内にカラーフィルター２２の色材層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが存在する着色領域ＣＬとカラーフィルター２２の色材層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが存在しない非着色領域ＮＣとが設けられ、画素間領域の遮光膜２０ａと平面的に重なる位置にスペーサ２７が設けられ、スペーサ２７が設けられた遮光膜２０ａの周囲が非着色領域ＮＣとされたことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液晶装置および電子機器に関し、特に透過表示と反射表示とを兼ね備えた液晶装置に関するものである。

液晶装置の分野において、明るい場所では外光を利用し、暗い場所ではバックライト等の内部の光源により表示を視認可能にしたものが提案されている。つまり、この液晶装置は、反射型と透過型を兼ね備えた表示方式を採用しており、以下、本明細書ではこの液晶装置のことを「半透過反射型液晶装置」という。近年、携帯機器などの発展に伴って半透過反射型液晶装置のカラー化が要求されている。この種の半透過反射型カラー液晶装置の場合、反射モードにおいて、パネルに入射した外光は、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。一方、透過モードにおいては、バックライト等の照明手段から入射した照明光がカラーフィルターを透過する。

このように、半透過反射型カラー液晶装置においては、反射モード時に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。このため、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、透過モード時に発色の良い表示を得ることは困難である。一方、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、反射モードの表示が暗くなってしまう。

そこで、１画素を構成する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各画素内に反射領域と透過領域とを設けるとともに、反射領域内の一部にカラーフィルターが存在しない非着色領域を設けた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）。この構成においては、反射モードでは光の一部が非着色領域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透過した光は、非着色領域を透過する非着色光と着色領域を透過する着色光とが重畳されたものとなる。一方、透過モード時に透過領域を透過する光は全て着色領域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透過した光は全て着色光となる。このようにして反射モードと透過モードとで色の濃淡差を小さくすることができるので、カラーフィルターを最適化すれば双方のモードで発色が良く、視認性の高い表示を得ることができる。
特開２００３−３４４８４３号公報

ところで、特許文献１にも見られるように、Ｒ、Ｇ、Ｂの隣接する画素間の領域にはコントラストを確保するための遮光膜（ブラックマトリクス、ブラックストライプなどと呼ぶ）が設けられることが多い。また、製造プロセスでのアライメントずれを考慮して、遮光膜とカラーフィルターの色材層の一部を平面的に重ねて配置し、遮光膜上にカラーフィルターの各色材層の縁部が乗り上がるように形成するのが普通である。そして、一対の基板間のギャップを保持し、液晶層の厚みを一定に保持するためのスペーサが遮光膜と重なる位置に設けられている。

ここで図１０（ａ）に示すように、液晶装置５００の表示領域において、遮光膜５０１と色材層５０２とのアライメントがずれると、遮光膜５０１に乗り上がる色材層５０２の乗り上げ量５０２ａが隣接する色材層５０２間で異なるようになる。この図の例では、遮光膜５０１に対して色材層５０２が右側にずれたことによって遮光膜５０１上の左側の色材層５０２の膜厚の方が右側よりも大きくなり、オーバーコート膜５０３で多少平坦化されたとしても、遮光膜５０１の上方に配置されたスペーサ５０４によって液晶層厚５０５ａが設計値よりも大きくなってしまう。これによって、液晶層の複屈折と液晶層厚との積（リタデーション）Δｎｄが不均一になりやすく、これに起因してコントラストの低下や表示ムラが生じるという問題があった。

さらに、図１０（ｂ）に示すように、遮光膜５０１上の色材層５０２の乗り上げ量５０２ａが左右で均一であっても、例えば上下基板の位置ずれにより遮光膜５０１に対してスペーサ５０４がはみ出てしまうと（符号５０６がはみ出した部分）、スペーサ５０４に光が当たることになる。このとき、スペーサ５０４が透明材料からなる場合には、スペーサ５０４を透過する光によって表示画像のコントラストが低下してしまうという問題がある。一方、スペーサ５０４が遮光材料からなる場合には、開口率の低下を招き、表示が暗くなるという問題がある。

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、液晶層厚のばらつきに起因するコントラストの低下や表示ムラが少なく、表示品位の高い液晶装置を提供することを目的とする。また、良好な表示が可能な表示部を備えた電子機器を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の液晶装置は、互いに対向配置された第１基板と第２基板からなる一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層と、前記第２基板の前記液晶層側に設けられた反射膜と、前記第２基板の前記反射膜よりも前記液晶層側に設けられ、各画素に対応して異なる色の複数の色材層が配列されたカラーフィルターと、前記第２基板の前記液晶層側に設けられ、隣接する画素間領域の少なくとも一部に配置された遮光膜と、を有し、各画素毎に前記反射膜が存在する反射領域と前記反射膜が存在しない透過領域とにより表示を行う液晶装置であって、前記各画素の前記反射領域内に、前記カラーフィルターの色材層が存在する着色領域と前記カラーフィルターの色材層が存在しない非着色領域とが設けられ、前記遮光膜と平面的に重なる位置に、前記一対の基板間のギャップを保持するスペーサが設けられ、前記スペーサが設けられた遮光膜の周囲が前記非着色領域とされたことを特徴とする。

本発明の液晶装置の最大の特徴点は、スペーサが設けられた遮光膜の周囲を非着色領域としたことである。言い換えると、本発明の液晶装置では、遮光膜とカラーフィルターの色材層とが離間した位置にあり、遮光膜上にカラーフィルターの色材層の縁部が乗り上がった構造を有していない。そのため、遮光膜に対する色材層のアライメントが多少ずれたとしても、遮光膜上に配置したスペーサの高さが変わることがない。したがって、本発明の液晶装置によれば、従来の構造に比べて液晶層厚の設計値からのずれやばらつきが生じにくく、表示品位の高い液晶装置を得ることができる。

また、前記第２基板の前記液晶層側において、前記表示領域の周囲の非表示領域に周辺遮光膜を設けてもよい。
この構成によれば、前記画素間領域に加えて表示領域の周囲の非表示領域にも遮光膜（周辺遮光膜）が設けられたことで非表示領域でも第２基板の内面が遮光膜の膜厚分だけかさ上げされる。したがって、中央の表示領域と周辺の非表示領域とで液晶層厚が揃いやすくなり、液晶層厚のばらつきをより抑えることができる。

さらに、前記非表示領域の周辺遮光膜上にもスペーサを設けてもよい。
この構成によれば、表示領域の周囲の非表示領域でもスペーサによって液晶層厚が一定に保持されるので、表示領域の周縁部まで含めた液晶層厚のばらつきを確実に抑えることができる。

また、前記画素間領域の一部に前記色材層を複数積層し、前記積層した色材層と全体の高さが略等しくなるように前記非表示領域の周辺遮光膜上にも前記色材層を設ける構成としてもよい。
画素間領域の一部に複数の色材層を積層するとこの部分で光が吸収されるため、積層した色材層を遮光膜の代わりとして機能させることができる。その場合、非表示領域の遮光膜上に色材層を設けると、この色材層はカラーフィルターとしては機能しないが、表示領域内で積層した色材層と全体の高さが略等しくなるようにすることによって、スペーサが当接する第２基板の内面の高さを表示領域から非表示領域にわたって均一にすることができる。その結果、液晶層厚のばらつきをより抑えることができる。

また、前記遮光膜を、前記画素間領域にマトリクス状に設け、一方向に延在する画素間領域とこれと直交する方向に延在する画素間領域との交差部の前記遮光膜上に前記スペーサを設ける構成としてもよい。
この構成の遮光膜はいわゆるブラックマトリクスと呼ばれるものであり、この遮光膜を設けたことによって表示のコントラストを向上させることができる。そして、前記交差部にスペーサを設けたことによって液晶層厚を一定に保持することができる。

あるいは、前記遮光膜を、前記画素間領域のうちの一方向に延在する部分にストライプ状に設け、一方向に延在する画素間領域とこれと直交する方向に延在する画素間領域との交差部の前記遮光膜上に前記スペーサを設ける構成としてもよい。
この構成の遮光膜はいわゆるブラックストライプと呼ばれるものであり、この遮光膜を設けた場合、ブラックマトリクスを用いた場合に比べて若干コントラストが低下するものの、本発明においては遮光膜の周囲が非着色領域、すなわち反射領域となっているため、ブラックマトリクスに比べて全体の遮光膜の面積が小さい分だけ反射領域の開口率が上がり、反射表示の明るさを向上させることができる。そして、前記交差部にスペーサを設けたことによって液晶層厚を一定に保持することができる。
なお、遮光膜の面積を小さくすると反射領域の開口率が上がる理由は、通常、遮光膜を設ける際には画素間領域だけに設けるのではなく、遮光膜の一部が画素内領域にもかかるように形成するからである。

上記の２つの構成を採用した場合、前記交差部に位置する遮光膜を他の部分に比べて幅広に形成し、その幅広部分に前記スペーサを設ける構成とすることが望ましい。
この構成によれば、遮光膜に対するスペーサのアライメント余裕が大きくなるため、遮光膜に対するスペーサのアライメントが多少ずれたとしても、スペーサが遮光膜からはみ出しにくくなる。その結果、上述したようなスペーサが透明材料からなる場合のコントラスト低下や、スペーサが遮光材料からなる場合の開口率低下などの不具合を解消することができる。

あるいは、前記遮光膜を、一方向に延在する画素間領域とこれと直交する方向に延在する画素間領域との交差部にのみ設け、前記交差部の前記遮光膜上に前記スペーサを設ける構成としてもよい。
この構成による遮光膜は上記ブラックストライプよりも遮光膜の総面積をさらに小さくしたものである。この遮光膜を設けた場合、ブラックストライプを用いた場合に比べて若干コントラストが低下するものの、ブラックストライプに比べて遮光膜の面積が小さい分だけ反射領域の開口率が上がり、反射表示の明るさをさらに向上させることができる。そして、前記交差部にスペーサを設けたことで液晶層厚を一定に保持することができる。

また、前記異なる色に対応する画素のうち、少なくとも一つの色に対応する各画素における前記非着色領域の面積を、他の色に対応する各画素における前記非着色領域の面積と異なる構成としてもよい。
この構成によれば、異なる色に対応する画素毎に反射率と各色光の彩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）を適宜調整でき、反射モード時の表示の明るさ、色などの表示品位を高めることができる。

より具体的には、前記異なる色の複数の色材層が赤色層と緑色層と青色層とからなる場合、緑色層に対応する各画素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各画素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、緑色の各画素における非着色領域の面積を赤色や青色の各画素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って、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。

本発明の他の液晶装置は、複数の画素を備えた液晶装置であって、互いに対向配置された第１基板と第２基板からなる一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層と、前記複数の画素の各々に対応して異なる色の複数の色材層が配列されたカラーフィルターと、前記第２基板の前記液晶層側に設けられ、隣接する画素間領域の少なくとも一部に配置された遮光膜と、を有し、前記各画素の前記反射領域内に、前記カラーフィルターの色材層が存在する着色領域と前記カラーフィルターの色材層が存在しない非着色領域とが設けられ、前記遮光膜と平面的に重なる位置に、前記一対の基板間のギャップを保持するスペーサが設けられ、前記スペーサが設けられた遮光膜の周囲が前記非着色領域とされたことを特徴とする。

この構成においても、遮光膜に対する色材層のアライメントが多少ずれたとしても、遮光膜上に配置したスペーサの高さが変わることがなく、従来の構造に比べて液晶層厚の設計値からのずれやばらつきが生じにくく、表示品位の高い液晶装置を得ることができる。

本発明の電子機器は、上記本発明の液晶装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、上記本発明の液晶装置を備えたことによって表示品位の高い液晶表示部を備えた電子機器を実現することができる。

［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５を参照して説明する。
図１は、本実施形態の液晶装置の全体構成を示す平面図、図２は、図１の要部を拡大した図であって、表示領域と周辺の非表示領域との境界近傍を示す平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ’線に沿う断面図、図４は、図２のＢ−Ｂ’線に沿う断面図、図５は、図２のＣ−Ｃ’線に沿う断面図（下基板側だけを図示）、である。
なお、各図においては、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。

本実施形態の液晶装置は、パッシブマトリクス方式の半透過反射型カラー液晶装置であって、液晶層への印加電圧がＯＦＦ（非印加）状態で、黒表示を示すノーマリーブラックモードの液晶装置である。
図１に示すように、本実施形態の液晶装置１は、平面視矩形状の下基板（第２基板）２Ａと上基板（第１基板）３Ａとがシール材４を介して対向配置されている。シール材４の一部は各基板部２Ａ，３Ａの一辺（図１における上辺）側で開口して液晶注入口５となっており、双方の基板部２Ａ，３Ａとシール材４とに囲まれた空間内にＳＴＮ（Super Twisted Nematic）液晶などからなる液晶が封入され、液晶注入口５が封止材６によって封止されている。本実施形態では、下基板２Ａよりも上基板部３Ａの外形寸法の方が大きく、下基板２Ａと上基板３Ａの１辺（図１における上辺、右辺、左辺）では縁が揃っているが、下基板２Ａの残りの１辺（図１における下辺）からは上基板３Ａの周縁部が張り出すように配置されている。そして、上基板部３Ａの下辺側の端部には、下基板２Ａ及び上基板３Ａの双方の電極を駆動するための駆動用半導体素子７が実装されている。

また、符号８で示す破線は、表示領域９ａと非表示領域９ｂとの境界線である。
ここで、当該境界線８よりも内側（中央側）は、画像表示を行うための表示領域９ａである。表示領域９ａは、複数の画素がマトリクス状に配列された領域であって、実際に表示に寄与する領域のことを言う。一方、境界線８の外側（周辺側）は、表示領域９ａの外部に位置する非表示領域９ｂであり、表示には寄与しない領域である。また、非表示領域９ｂには、周辺見切りとして機能する周辺遮光膜１５が設けられている。

本実施形態の場合、図１に示すように、上基板３Ａ上に、図中縦方向に帯状に延在する複数のセグメント電極１１がストライプ状に形成されている。一方、下基板２Ａ上には、セグメント電極１１と直交するように図中横方向に帯状に延在する複数のコモン電極１０がストライプ状に形成されている。ここで、セグメント電極１１とコモン電極１０とが互い交差することにより、平面的に見て重なり合った矩形状の領域が形成され、当該領域が「画素」を構成している。また、本明細書では、隣接する２つの画素に挟まれた領域を「画素間領域」と呼ぶ。詳細は後述するが、表示領域９ａにおける複数の画素の各々には、カラー表示を行うべく、カラーフィルターのＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色からなる色材層が設けられている。当該色材層は、各画素から出射される光を着色するものである。そして、Ｒ、Ｇ、Ｂの３個の画素で画面上の１つの表示単位が構成されている。

図２は、図１における表示領域９ａの左上の角部近傍を拡大視した平面図である。この図では、３本のセグメント電極１１と２本のコモン電極１０を図示しており、６個の画素で２個分の表示単位を図示している。本実施形態では、図２における縦方向に隣接する同色の画素の画素間領域（横方向に延在する画素間領域）に帯状の遮光膜２０が設けられている。一方、横方向に隣接する異なる色の画素の画素間領域（縦方向に延在する画素間領域）には遮光膜が設けられていない。したがって、液晶装置全体では、表示領域９ａ内に、横方向に延在する複数の帯状の遮光膜２０が画素間領域に対応してストライプ状に設けられている。また、上述したように、周辺の非表示領域９ｂには周辺遮光膜１５が設けられており、周辺遮光膜１５と帯状の遮光膜２０とは一体に形成されている。これら遮光膜２０、周辺遮光膜１５は、光吸収性の高い黒色樹脂等により形成されており、その膜厚は０．５〜２μｍ程度である。

図３に示すように、ガラスやプラスチック等の透光性材料からなる下基板２Ａ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膜２１が形成されている。図２に示すように、反射膜２１は各画素の中央の位置に対応して開口部２１ａを有しており、この開口部２１ａ（反射膜２１が存在しない領域）が透過領域Ｔを構成する。一方、開口部２１ａ以外の領域（反射膜２１が存在する領域）が反射領域Ｒを構成する。なお、反射膜２１には、反射光を散乱させて明るさを均一にするための散乱用凹凸を形成するとよい。

図２に示すように、各画素に対応して赤色色材層２２Ｒ、緑色色材層２２Ｇ、青色色材層２２Ｂのいずれかが設けられており、縦方向に並ぶ画素に対して同色の色材層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが配置され、横方向に並ぶ画素に対して異なる色の色材層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが順番に繰り返し配置されている。本実施形態のカラーフィルター２２の配列パターンはいわゆる縦ストライプと呼ばれるものである。透過領域Ｔ内にはこれら色材層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが全て配置されている一方、反射領域Ｒ内には色材層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが配置された着色領域ＣＬと色材層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが配置されていない非着色領域ＮＣが設けられている。このように反射領域Ｒ内にのみ非着色領域ＮＣを設けたことによって反射モードと透過モードとで色の濃淡差を小さくすることができるので、各色材層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを最適化すれば双方のモードで発色が良く、視認性の高い表示を得ることができる。

着色領域ＣＬ（各色材層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ）は各画素の中央寄りに配置され、非着色領域ＮＣは各画素の長手方向（図２における縦方向）の両端に配置されている。したがって、色材層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂと遮光膜２０とは離間しており、後述するスペーサが設けられた遮光膜の周囲は非着色領域ＮＣとなっている。さらに、異なる色の画素によって非着色領域ＮＣの面積が異なっており、緑色に対応する画素における非着色領域ＮＣの面積は、赤色および青色に対応する画素における非着色領域ＮＣの面積よりも大きくなっている。なお、色材層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの縁から遮光膜２０までの間隔は、少なくとも製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程のアライメントずれ量よりも大きく取る必要がある。

上述したように、遮光膜２０が設けられていない縦方向に延在する画素間領域では、隣接する色材層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの縁部が平面的に重なって配置されている。本実施形態の場合、図３に示すように、赤色色材層２２Ｒの上に緑色色材層２２Ｇが重ねられ、赤色色材層２２Ｒおよび緑色色材層２２Ｇの上に青色色材層２２Ｂが重ねられている。これは、製造プロセスにおいて赤色色材層２２Ｒ、緑色色材層２２Ｇ、青色色材層２２Ｂの順に形成したことを意味している。ただし、この順番はこれに限ることはない。各色材層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの厚みは略同じであり、例えば０．５〜２μｍ程度である。したがって、色材層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが重なった箇所の厚みは各色材層の厚みの２倍程度となっている。色材層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの縁部を重ねて配置することによりこの部分で光がある程度吸収され、遮光膜の役目を果たす。

図２、図３に示すように、周辺遮光膜１５上には、画素の横方向のピッチに対応する位置（画素間領域の繰り返しに対応する位置）に赤色色材層２２ＲＳが帯状に形成されている。この周辺遮光膜１５上の赤色色材層２２ＲＳはカラーフィルターとしては機能しないが、本実施形態では周辺遮光膜１５と色材層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの膜厚が略同等であることから、周辺遮光膜１５上に赤色色材層２２ＲＳを積層した箇所と画素間領域で２層の色材層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが積層した箇所とでは、下基板内面からの高さがほぼ同等となる。なお、ここでは周辺遮光膜１５上に赤色色材層を積層したが、積層する色材層は赤色色材層に限ることはなく、緑色色材層でも青色色材層でもかまわない。

図３に示すように、下基板２Ａの内面には、各色材層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ間の段差を平坦化すると同時に各色材層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの表面を保護するためにアクリル等の樹脂、あるいはシリコン酸化膜等の無機膜からなるオーバーコート膜２４（平坦化膜）が形成されている。さらに、オーバーコート膜２４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コモン電極１０、ポリイミド等からなる配向膜２５が順次形成されている。

図２に示すように、全ての画素間領域のうち、図中縦方向に延在する画素間領域と横方向に延在する画素間領域との交差部に位置する遮光膜２０ａはその延在方向の両側方に三角形状に突出しており、他の直線部分に比べて幅広に形成されている。そして、図２、図４に示すように、その幅広部分の遮光膜２０ａと重なる位置に平面視円形のスペーサ２７が設けられている。本実施形態の場合、周辺遮光膜１５上にも、画素の横方向のピッチに対応する位置（画素間領域の交差部の繰り返しに対応する位置）に表示領域９ａ内で使用しているものと同様のスペーサ２７が等間隔で配置されている。スペーサ２７は例えば感光性樹脂等で基板上に作り込まれたものであり、透光性を有するものでもよいし、遮光性を有するものでもよい。

図３、図４に示すように、上基板３Ａの内面には、ＩＴＯ等の透明導電膜からなるセグメント電極１１、ポリイミド等からなる配向膜２８が順次形成されている。また、上基板３Ａの内面には、周辺遮光膜１５の上方にあたる領域に引回し電極４１が形成されている。この引回し電極４１は、下基板２Ａ上の電極を上基板３Ａ側に上下導通した後に上基板３Ａ上で端子まで配線を引き回す電極のことである。そして、上基板３Ａと下基板２Ａとの間に上述のスペーサ２７が介在しているが、この実施形態では上基板３Ａ側にスペーサ２７が形成され、下基板２Ａの配向膜２５上に配置されている。なお、下基板２Ａ側にスペーサ２７を形成してもかまわない。

その他、図３、図４に示すように、下基板２Ａの外面側に位相差板３０、偏光板３１が基板側からこの順に設けられており、さらに、偏光板３１の外面側にはバックライト（照明手段、図示せず）が設けられている。バックライトは、冷陰極管、発光ダイオード（Light Emitting Diode, ＬＥＤ）等の光源と反射板と導光板とを有している。また、上基板３Ａの外面側には位相差板３２、偏光板３３が基板側からこの順に設けられている。

本実施形態の液晶装置においては、図５に示すように、スペーサ２７が設けられた遮光膜２０ａと色材層２２Ｒ，２２Ｇとが離間し、遮光膜２０ａの周囲が非着色領域ＮＣとなっており、遮光膜２０ａ上にカラーフィルターの色材層２２Ｒ，２２Ｇの縁部が乗り上がった図１０（ａ）に示したような構造を有していない。そのため、遮光膜２０ａに対する色材層２２Ｒ，２２Ｇのアライメントが矢印ＤまたはＥの方向に多少ずれたとしても、図１０（ａ）に示したように、遮光膜２０ａ上に配置したスペーサ２７の高さＳが変わることがない。したがって、本実施形態によれば、従来の構造に比べて液晶層厚の設計値からのずれやばらつきが生じにくく、表示品位の高い液晶装置を得ることができる。

さらに、画素間領域の交差部に位置する遮光膜２０ａを他の直線部分に比べて幅広に形成し、その幅広部分にスペーサ２７を設けているので、遮光膜２０ａに対するスペーサ２７のアライメント余裕が大きくなり、遮光膜２０ａに対するスペーサ２７のアライメントが例えば図５の矢印Ｆの方向に多少ずれたとしても、スペーサ２７が遮光膜２０ａからはみ出しにくくなる。その結果、スペーサ２７が遮光膜２０ａからはみ出した際にスペーサ２７が透光性材料からなる場合のコントラスト低下や、スペーサ２７が遮光性材料からなる場合の開口率低下などの不具合を解消することができる。

また、本実施形態においては、非表示領域に周辺遮光膜１５を設け、周辺遮光膜１５上にもスペーサ２７を設けるとともに、周辺遮光膜１５上に赤色色材層２２ＲＳを積層したことで表示領域９ａ内の画素間領域で積層した色材層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂと全体の高さが略等しくなるようにしたことによって、オーバーコート膜２４の上面の高さを表示領域９ａから非表示領域９ｂにわたって均一にすることができる。その結果、スペーサ２７が当接する下基板２Ａの内面の高さが基板全体にわたって均一になり、表示領域９ａの周縁部まで含めた液晶層厚のばらつきを確実に抑えることができる。

また、各画素における非着色領域ＮＣの面積を、他の色に対応する各画素における非着色領域ＮＣの面積と異ならせているので、異なる色に対応する画素毎に反射率と各色光の彩度を調整することができる。そのため、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）を適宜調整でき、反射モード時の表示の明るさ、色などの表示品位を高めることができる。より具体的には、視感度の高い緑色に対応する画素における非着色領域ＮＣの面積を、赤色および青色に対応する画素における非着色領域ＮＣの面積よりも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。

［第２の実施の形態］
以下、本発明の第２の実施の形態を図６を参照して説明する。
本実施形態の液晶装置の基本構成は第１の実施形態と同様であり、遮光膜の構成が第１の実施形態と異なるのみである。したがって、液晶装置の基本構成の説明は省略し、図６を用いて遮光膜の構成のみについて説明する。図６は、第１の実施形態の図２に対応する図であり、図２と共通の構成要素には同一の符号を付す。

第１の実施形態においては、図２中横方向に延在する画素間領域に沿って帯状の遮光膜２０を設けていた。これに対して、本実施形態では、図６に示すように、表示領域においては、縦方向に延在する画素間領域と横方向に延在する画素間領域との交差部にのみ、矩形の遮光膜２０ａが孤立して設けられている。そして、その孤立した遮光膜２０ａ上に平面視円形のスペーサ２７が設けられている。スペーサ２７が設けられた遮光膜２０ａの周囲が非着色領域ＮＣとなっている点は第１の実施形態と同様である。その他の全ての構成も第１の実施形態と同様である。

本実施形態の液晶装置においても、遮光膜２０ａに対する色材層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂのアライメントが多少ずれたとしても遮光膜２０ａ上のスペーサ２７の高さが変わることがないため、従来の構造に比べて液晶層厚の設計値からのずれやばらつきが生じにくく、表示品位の高い液晶装置が得られる、といった第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また本実施形態の場合、第１の実施形態に比べて遮光膜の総面積が小さいため、反射領域の開口率が上がり、反射表示の明るさをより向上させることができる。

［第３の実施の形態］
以下、本発明の第３の実施の形態を図７を参照して説明する。
本実施形態の液晶装置の基本構成は第１の実施形態と同様であり、遮光膜の構成が第１の実施形態と異なるのみである。したがって、液晶装置の基本構成の説明は省略し、図６を用いて遮光膜の構成のみについて説明する。図７は、第１の実施形態の図２に対応する図であり、図２と共通の構成要素には同一の符号を付す。

第１の実施形態においては、図２中横方向に延在する画素間領域に沿って帯状の遮光膜２０を設けていた。第２の実施形態においては、画素間領域の交差部にのみ遮光膜２０ａを設けていた。これに対して、本実施形態では、図７に示すように、表示領域においては、縦方向に延在する画素間領域と横方向に延在する画素間領域の双方に沿って遮光膜２０ｘ、２０ｙが格子状に設けられている。そして、縦方向に延在する画素間領域と横方向に延在する画素間領域の交差部の遮光膜２０ｚが円形に形成され、他の直線部分の遮光膜２０ｘ、２０ｙよりも幅広になっている。そして、その円形の遮光膜２０ｚ上に平面視円形のスペーサ２７が設けられている。スペーサ２７が設けられた遮光膜２０ｚの周囲が非着色領域ＮＣとなっている点は第１、第２の実施形態と同様である。その他の全ての構成も第１、第２の実施形態と同様である。

本実施形態の液晶装置においても、遮光膜２０ｚに対する色材層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂのアライメントが多少ずれたとしても遮光膜２０ｚ上のスペーサ２７の高さが変わることがないため、従来の構造に比べて液晶層厚の設計値からのずれやばらつきが生じにくく、表示品位の高い液晶装置が得られる、といった第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また本実施形態の場合、遮光膜２０ｘ、２０ｙが格子状に形成されているため、表示のコントラストを高めることができる。

［電子機器］
以下、上記実施形態の液晶装置を備えた電子機器の例について説明する。
図９は、電子機器の一例である携帯電話を示した斜視図である。図９において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。
図９に示した電子機器は、上記実施形態の液晶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、表示品位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。

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。例えば遮光膜やスペーサの形状、１つの画素内における透過領域と反射領域の位置、着色領域と非着色領域の位置などは、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。例えば非着色領域の位置について言えば、非着色領域を画素の短手方向（図２における横方向）の両端に配置してもよい。しかしながら、色材層のパターンがあまり細長い形状になると、面積ばらつきが大きくなるなどの観点からあまり好ましくなく、上記実施形態のように画素の長手方向の両端に配置する方が好ましい。

また、図２に示したように、画素の長手方向の両端（図面における上下）に非着色領域ＮＣを設ける構成では、色味を調整する際に非着色領域ＮＣの面積が狭くなってしまうような場合にスペーサ２７と色材層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂとの間隔を十分に確保できない恐れがある。そのような場合、図８に示すように、色材層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂのうち、スペーサ２７に近接した画素の角部を斜めに切り欠いた形状とし、スペーサ２７の周囲に三角形の非着色領域ＮＣを設ける構成とすれば、非着色領域ＮＣの面積を小さくする必要がある場合でもスペーサ２７と色材層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂとの間隔を十分に確保することができる。

また、上記実施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、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や薄膜ダイオード（ＴＦＤ）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可能である。

本発明の第１実施形態の液晶装置の全体構成を示す平面図である。 図１の要部を拡大した平面図である。 図２のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。 図２のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。 図２のＣ−Ｃ’線に沿う断面図である。 本発明の第２実施形態の液晶装置の要部を示す平面図である。 本発明の第３実施形態の液晶装置の要部を示す平面図である。 本発明の他の実施形態の液晶装置の要部を示す平面図である。 本発明の電子機器の一例を示す斜視図である。 従来の液晶装置の問題点を説明するための図である。

符号の説明

１…液晶装置、２Ａ…下基板（第２基板）、３Ａ…上基板（第１基板）、９ａ…表示領域、９ｂ…非表示領域、１５…周辺遮光膜、２０，２０ｘ，２０ｙ…遮光膜、２０ａ，２０ｚ…（交差部の）遮光膜、２１…反射膜、２１ａ…（反射膜の）開口部、２２…カラーフィルター、２２Ｒ…赤色色材層、２２Ｇ…緑色色材層、２２Ｂ…青色色材層、２２ＲＳ…（周辺遮光膜上の）色材層、２６…液晶層、２７…スペーサ、Ｔ…透過領域、Ｒ…反射領域、ＣＬ…着色領域、ＮＣ…非着色領域。

Claims (12)

1. 互いに対向配置された第１基板と第２基板からなる一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層と、前記第２基板の前記液晶層側に設けられた反射膜と、前記第２基板の前記反射膜よりも前記液晶層側に設けられ、各画素に対応して異なる色の複数の色材層が配列されたカラーフィルターと、前記第２基板の前記液晶層側に設けられ、隣接する画素間領域の少なくとも一部に配置された遮光膜と、を有し、各画素毎に前記反射膜が存在する反射領域と前記反射膜が存在しない透過領域とにより表示を行う液晶装置であって、
   前記各画素の前記反射領域内に、前記カラーフィルターの色材層が存在する着色領域と前記カラーフィルターの色材層が存在しない非着色領域とが設けられ、
   前記遮光膜と平面的に重なる位置に、前記一対の基板間のギャップを保持するスペーサが設けられ、前記スペーサが設けられた遮光膜の周囲が前記非着色領域とされたことを特徴とする液晶装置。
2. 前記第２基板の前記液晶層側において、前記表示領域の周囲の非表示領域に周辺遮光膜が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記非表示領域の周辺遮光膜上にもスペーサが設けられたことを特徴とする請求項２に記載の液晶装置。
4. 前記画素間領域の一部に前記色材層が複数積層されており、前記積層された色材層と全体の高さが略等しくなるように前記非表示領域の周辺遮光膜上にも前記色材層が設けられたことを特徴とする請求項３に記載の液晶装置。
5. 前記遮光膜が、前記画素間領域にマトリクス状に設けられ、一方向に延在する画素間領域とこれと直交する方向に延在する画素間領域との交差部にあたる前記遮光膜上に前記スペーサが設けられたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の液晶装置。
6. 前記遮光膜が、前記画素間領域のうちの一方向に延在する部分にストライプ状に設けられ、一方向に延在する画素間領域とこれと直交する方向に延在する画素間領域との交差部にあたる前記遮光膜上に前記スペーサが設けられたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の液晶装置。
7. 前記交差部に位置する遮光膜が他の部分に比べて幅広に形成され、その幅広部分に前記スペーサが設けられたことを特徴とする請求項５または６に記載の液晶装置。
8. 前記遮光膜が、一方向に延在する画素間領域とこれと直交する方向に延在する画素間領域との交差部にのみ設けられ、前記交差部にあたる前記遮光膜上に前記スペーサが設けられたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の液晶装置。
9. 前記異なる色に対応する画素のうち、少なくとも一つの色に対応する各画素における前記非着色領域の面積が、他の色に対応する各画素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８のいずれか一項に記載の液晶装置。
10. 前記異なる色の複数の色材層は、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各画素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各画素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９に記載の液晶装置。
11. 複数の画素を備えた液晶装置であって、
    互いに対向配置された第１基板と第２基板からなる一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層と、前記複数の画素の各々に対応して異なる色の複数の色材層が配列されたカラーフィルターと、前記第２基板の前記液晶層側に設けられ、隣接する画素間領域の少なくとも一部に配置された遮光膜と、を有し、
    前記各画素の前記反射領域内に、前記カラーフィルターの色材層が存在する着色領域と前記カラーフィルターの色材層が存在しない非着色領域とが設けられ、
    前記遮光膜と平面的に重なる位置に、前記一対の基板間のギャップを保持するスペーサが設けられ、前記スペーサが設けられた遮光膜の周囲が前記非着色領域とされたことを特徴とする液晶装置。
12. 請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。
    
    

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