JP3209689B2 - 反射型液晶表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バックライトを必
要としない反射型液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ノ−トパソコンや携帯電話、ＰＨＳ、Ｐ
ＤＡ（携帯情報端末）等の情報通信機器の急速な普及に
伴い、場所・時を選ばず、誰でも気軽に情報にアクセス
し、又は情報を発信できるようになりつつある。これら
の情報通信機器はモバイル用途が前提であることから、
その表示装置には、薄くて軽く、低消費電力のものが求
められている。現在は液晶表示装置が主として用いられ
ているが、その中でも特にバックライトを必要としない
反射型液晶表示装置が上記の条件に最も適している。

【０００３】従来の反射型液晶表示装置にはカラーフィ
ルタを使用するタイプと使用しないタイプとがある。カ
ラーフィルタを使用しないタイプには液晶の複屈折を利
用したＥＣＢ（複屈折電界制御）方式等があるが、せい
ぜい２５６色のカラー表示が限界である。フルカラー表
示を実現するには、カラーフィルタの使用が必要であ
る。カラーフィルタを使用するタイプの液晶表示装置で
は一般に、カラーフィルタの色領域間を遮光膜（ブラッ
クマトリックス）で区切ることが多い。これは、液晶セ
ルにカラーフィルタを貼り合わせる際に生ずる位置ずれ
誤差に起因して、色特性が液晶表示装置ごとにばらつく
ことを防止するためである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、色領域間を遮
光膜で区切ることにより位置ずれ誤差に起因する色特性
のばらつきを防ぐ方法は、表示の明るさが低下するとい
った欠点を有する。特に、バックライトを使用しない反
射型液晶表示装置では、遮光膜を使用することによっ
て、明るい表示を得ることが難しくなる。

【０００５】一方、色領域間を光透過領域で区切れば表
示の明るさは低下しないが、液晶セルにカラーフィルタ
を貼り合わせる際に生ずる位置ずれ誤差に起因して、液
晶表示装置ごとの色特性のばらつきが生じやすく、製造
歩留まりが悪くなる。この色特性のばらつきは、本来１
つの画素電極内に赤・緑・青のいずれか１色のカラーフ
ィルタが対応すべきところ、位置ずれ誤差に起因して一
画素内に２色のカラーフィルタが存在することによって
生ずる。

【０００６】本発明は上記のような従来の問題を解決
し、カラーフィルタの貼り合わせ誤差による色特性のば
らつきを低減し、かつ、明るい表示を得ることができる
反射型液晶表示装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の反射型液晶表示
装置は、第１の基板の一主面上に矩形島状の反射画素電
極がＸＹマトリックス状に配置されるように形成され、
第２の基板の一主面上に光透過領域で区切られた矩形島
状の１又は複数種の色領域がＸＹマトリックス状に配置
されるように形成され、第１の基板と第２の基板との間
に液晶層が挟持された反射型液晶表示装置であって、表
示面の法線方向から見たとき、前記色領域が前記反射画
素電極の領域内に含まれ、前記反射画素電極と前記色領
域との左辺同士、右辺同士、上辺同士、および下辺同士
が所定の距離を有し、表示面を構成する画素のＸ方向及
びＹ方向のピッチをＰｘ及びＰｙとし、前記反射画素電
極と前記色領域との左辺同士の距離をＤｌ、同じく右辺
同士の距離をＤｒ、同じく上辺同士の距離をＤｕ、同じ
く下辺同士の距離Ｄｄとしたとき、 Ｐｘ／２００≦Ｄｌ，Ｄｒ≦Ｐｘ／４、 Ｐｙ／５００≦Ｄｕ，Ｄｄ≦Ｐｙ／１０ を満足する ことを特徴とする。

【０００８】

【０００９】また、前記反射画素電極が非線形素子、例
えば薄膜トランジスタに電気接続されていることが好ま
しい。前記色領域は、通常は赤、緑、青の３原色からな
ることが好ましい。また、前記反射画素電極はアルミニ
ウムまたは銀で形成されていることが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態に
係る反射型アクティブマトリックス液晶表示装置の部分
断面を図１に示す。また、この液晶表示装置の平面図を
図２に示す。図１において、１は外光を一方向に偏光す
る偏光板、２は偏光された光のｘｙｚ軸上の位相を変化
させる位相差板、３は光を散乱する散乱板である。４〜
１２は液晶セルの構成要素であり、４はガラス基板、５
は赤・緑・青のカラーフィルタ、６はＩＴＯ透明電極、
７は配向膜、８は液晶層、９はアルミニウムまたは銀で
形成された反射画素電極、１０は層間絶縁膜、１１は薄
膜トランジスタ素子、１２はゲート絶縁膜である。ま
た、Ｄｌはカラーフィルタと画素電極との左辺同士の距
離、Ｄｒはカラーフィルタと画素電極との右辺同士の距
離である。偏光板１と位相差板２との方位角及び液晶の
ツイスト方向を調整することにより、電圧を印加しない
状態（オフ電圧）に明状態、電圧を印加した状態（オン
電圧）で暗状態になるようにしている。

【００１１】図２において、１３はゲートバスライン、
１４はソースバスライン、１５は画素電極、１６はカラ
ーフィルタ、１７は蓄積容量用電極である。Ｄｌ，Ｄ
ｒ，Ｄｕ，Ｄｄはそれぞれ、カラーフィルタと画素電極
との左辺同士、右辺同士、上辺同士、下辺同士の距離で
ある。

【００１２】上記の各距離Ｄｌ，Ｄｒ，Ｄｕ，Ｄｄは、
画素のＸ及びＹ方向のピッチをＰｘ及びＰｙとしたと
き、 Ｐｘ／２００≦Ｄｌ，Ｄｒ≦Ｐｘ／４ Ｐｙ／５００≦Ｄｕ，Ｄｄ≦Ｐｙ／１０ を満足する。これにより、液晶セルにカラーフィルタを
貼り合わせる際に生ずる誤差に起因して、液晶セルとカ
ラーフィルタとの位置関係が多少上下左右にずれても、
各色のカラーフィルタを各画素と１対１に対応させるこ
とができる。その結果、液晶表示装置ごとの色特性のば
らつきが減少し、製造の歩留まりが向上する。なお、Ｄ
ｌ＝Ｄｒ、Ｄｕ＝Ｄｄである必要はなく、各色のカラー
フィルタに応じて異なる値をとることができる。

【００１３】次に本発明の別の実施形態について説明す
る。図１において、反射型液晶表示装置に入射した光
は、液晶セル４〜１２に到達した後、カラーフィルタを
通る光路と通らない光路とに分かれる。このうち、カラ
ーフィルタを通らない光路ではカラーフィルタによる光
の減衰が無いため、その分だけ反射輝度が大きくなる。
したがって、距離Ｄｌ，Ｄｒ，Ｄｕ，Ｄｄを大きく設定
し、カラーフィルタの面積を小さくすることにより、反
射輝度を高めることができる。

【００１４】図３に示すグラフは、距離Ｄｌ，Ｄｒ，Ｄ
ｕ，Ｄｄを０μｍから８μｍまで変化させてカラーフィ
ルタの面積を小さくしていったときの色面積と反射輝度
との関係をプロットしたものである。この測定に用いた
液晶表示装置の画素ピッチはＰｘ＝１８２μｍ、Ｐｙ＝
２１１μｍである。また、液晶表示装置に用いたカラー
フィルタの分光デ−タは図４に示す通りである。ここで
いう色面積は、液晶表示装置に赤・緑・青の単色表示を
した時のそれぞれの色純度をＬ^*ａ^*ｂ^*座標系で求め、
各色純度に対応する３点の座標を結んで得られる三角形
の面積を意味する。

【００１５】図３から分かるように、カラーフィルタの
面積を小さくすると、その分、色面積が小さくなり液晶
表示装置の色特性は劣化する。しかし、色純度の高いカ
ラーフィルタを使用することによって色特性の劣化を補
償し、従来と同等の色特性を得ることができる。

【００１６】本発明の効果を確認するために、図４のｂ
点の設定値を用いて反射型液晶表示装置を１００個製造
して表示特性をテストした。結果は、色特性のばらつき
がほとんどなく、従来より明るい表示が得られた。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の反射型液
晶表示装置は、各カラーフィルタが液晶層を挟んで画素
電極の領域内に存在し、カラーフィルタと画素電極との
上下左右辺同士に所定の距離が確保されている構造によ
り、液晶セルにカラーフィルタを貼り合わせる際に多少
の位置ずれ誤差が生じても、各色のカラーフィルタを各
画素と１対１に対応させることができるため、液晶表示
装置毎の色特性のばらつきが抑えられ、製造歩留まりが
向上する。

【００１８】また、色純度の高いカラーフィルタを使用
し、カラーフィルタと画素電極との上下左右辺同士の距
離を大きくしてカラーフィルタの面積を小さくすること
により、カラーフィルタを通過しない光抜けの分だけ反
射輝度を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る反射型液晶表示装置の
一部分の断面図

【図２】図１の反射型液晶表示装置の一部分の平面図

【図３】本発明の別の実施形態において、カラーフィル
タの面積を小さくしたときの色特性の変化を示すグラフ

【図４】図３の特性の測定に用いた反射型液晶表示装置
の分光特性を示すグラフ

【符号の説明】

１ 偏光板 ２ 位相差板 ３ 散乱板 ４ ガラス基板 ５ カラーフィルタ ６ ＩＴＯ透明電極 ７ 配向膜 ８ 液晶層 ９ 反射画素電極 １０ 層間絶縁膜 １１ 薄膜トランジスタ素子 １２ ゲート絶縁膜 １３ ゲートバスライン １４ ソースバスライン １６ カラーフィルタ １５ 画素電極 １７ 蓄積容量

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−75237（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−75238（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−27481（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−43627（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−62821（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−95071（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−153794（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1343 G02F 1/1362 G02F 1/1335 G02F 1/13 101

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の基板の一主面上に矩形島状の反射
   画素電極がＸＹマトリックス状に配置されるように形成
   され、第２の基板の一主面上に光透過領域で区切られた
   矩形島状の１又は複数種の色領域がＸＹマトリックス状
   に配置されるように形成され、第１の基板と第２の基板
   との間に液晶層が挟持された反射型液晶表示装置であっ
   て、 表示面の法線方向から見たとき、前記色領域が前記反射
   画素電極の領域内に含まれ、前記反射画素電極と前記色
   領域との左辺同士、右辺同士、上辺同士、および下辺同
   士が所定の距離を有し、 表示面を構成する画素のＸ方向及びＹ方向のピッチをＰ
   ｘ及びＰｙとし、前記反射画素電極と前記色領域との左
   辺同士の距離をＤｌ、同じく右辺同士の距離をＤｒ、同
   じく上辺同士の距離をＤｕ、同じく下辺同士の距離Ｄｄ
   としたとき、 Ｐｘ／２００≦Ｄｌ，Ｄｒ≦Ｐｘ／４、 Ｐｙ／５００≦Ｄｕ，Ｄｄ≦Ｐｙ／１０ を満足する ことを特徴とする反射型液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記反射画素電極が非線形素子に電気接
   続されている請求項１記載の反射型液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記非線形素子が薄膜トランジスタであ
   る請求項２記載の反射型液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記色領域が赤、緑、青の３原色からな
   る請求項１から３のいずれか１項記載の反射型液晶表示
   装置。
5. 【請求項５】 前記反射画素電極が、アルミニウムで形
   成されている請求項１から４のいずれか一項記載の反射
   型液晶表示装置。
6. 【請求項６】 前記反射画素電極が、銀で形成されてい
   る請求項１から４のいずれか一項記載の反射型液晶表示
   装置。