JP3648936B2 - 液晶表示素子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、反射型の液晶表示素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子には、バックライトからの光を利用して表示する透過型のものと、自然光や室内照明光等の外光を利用して表示する反射型のものとがあり、反射型の液晶表示素子では、その後面側に、表示素子の前面から入射した外光を反射して前面側に出射させるための反射部材を備えている。
【０００３】
なお、一般に液晶表示素子は、前記液晶層の液晶の分子を両基板間において所定のツイスト角でツイスト配向させたＴＮ（ツイステッド・ネマティック）方式のものが利用されており、このＴＮ方式では、前記一方の基板の外面と他方の基板の外面とにそれぞれ偏光板を、その透過軸を所定の方向に向けた状態で配置している。
【０００４】
また、液晶表示素子には、アクティブマトリックス方式や単純マトリックス方式など種々の方式のものがあり、例えば、アクティブマトリックス方式の液晶表示素子は、液晶層をはさんで対向する一対の基板のうちの一方の基板の内面に、画面の上下方向および左右方向に配列する複数の画素電極とこれらの画素電極にそれぞれ接続された複数の能動素子とを設け、他方の基板の内面に、前記複数の画素電極と対向する少なくとも１つの対向電極を設けて、前記複数の画素電極と対向電極とが互いに対向する複数の画素領域を、画面の上下方向および左右方向に配列した構成となっている。
【０００５】
さらに、液晶表示素子には、白黒画像を表示するものと、カラー画像を表示するものとがあり、フルカラー画像等の多色カラー画像を表示するカラー液晶表示素子では、その一対の基板のうちのいずれかの基板の内面に、前記画素領域の全体を覆う大きさに形成した複数の色のカラーフィルタを、その各色のカラーフィルタを前記各画素領域にそれぞれ対応させて設けている。
【０００６】
このカラー液晶表示素子には、例えば、赤、緑、青の３色のカラーフィルタを各画素領域に対応させて設け、これらの画素領域で赤、緑、青の画素を選択的に表示することにより、加法混色によりフルカラー画像を表示するものがある。
【０００７】
なお、上記カラー液晶表示素子のうち、ストライプ状のカラーフィルターを用いたものは、画面の上下方向に同じ色の画素を表示するための画素領域を配列し、画面の左右方向に異なる色の画素を表示するための画素領域を交互に並べて配列した構成となっており、したがって、前記カラーフィルタは、画面の上下方向に同じ色のカラーフィルタが並び、画面の左右方向に色の異なるカラーフィルタが交互に並ぶ状態で設けられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように各画素領域にそれぞれ対応する各色のカラーフィルタを備えた従来の液晶表示素子は、各画素領域にそれぞれ対応する各色のカラーフィルタが画素領域全体を覆う大きさに形成されているため、画素領域を透過する光の全てがカラーフィルタに入射してそのカラーフィルタによりその吸収波長域の光を吸収され、可視光帯域の他の波長域の光だけがカラーフィルタを透過してこのカラーフィルタの色に着色した光になるため、入射光の強度に対して出射する着色光の強度が極めて弱くなり、したがって明るい画面が得られないという問題をもっている。
【０００９】
この問題は、透過型の液晶表示素子の場合はバックライトの輝度を高くすることによってある程度改善することができるが、外光を利用して表示する反射型の液晶表示素子の場合は、前面側から入射した光が、後面側の反射部材で反射されて前面側に出射するまでの間にカラーフィルタを２度通るため、光の減衰が大きくて、画面がかなり暗くなってしまう。
【００１０】
また、反射型の液晶表示素子は、通常、画面の上方向（画面に垂直な方向に対して画面の上縁側にある程度傾いた方向）からより多く外光が入るように、周囲の明るさのうちの最も明るい方向に画面を向けて使用されるが、外光は、画面の上方向からだけでなく、画面の左右方向（画面に垂直な方向に対して画面の右縁側および左縁側に傾いた方向）からも入射する。
【００１１】
図７は、反射型液晶表示素子を室内において使用するときの外光の入射例を示している。なお、図に示した液晶表示素子は、ノート型パソコンのディスプレイである。
【００１２】
この図７の例のように、反射型液晶表示素子は、その使用場所の上方の照明光源（図では天井蛍光灯）に画面を向けて使用される。そのため、液晶表示素子に入射する外光は、その使用場所の上方にある照明光源からの光、つまり画面の上方向からの入射光が最も多いが、他の照明光源からの光や、室の壁で反射された光も液晶表示素子に入射するため、外光は、画面の左右方向からも入射する。
【００１３】
このように、外光は、画面の上方向からだけでなく左右方向からも入射するため、これらの方向からの入射光を効率良く前面側に出射させることができれば、画面を明るくすることができる。
【００１４】
しかし、画面の上方向や左右方向から入射する外光は、様々な入射角（画面に垂直な方向に対する角度）で入射するため、比較的小さい入射角で入射した光は、入射時に透過した画素領域と同じ画素領域を透過して出射し、大きい入射角で入射した光は、入射時に透過した画素領域とは異なる画素領域を透過して出射する。なお、液晶表示素子の表示は、画面の正面方向から観察されるため、表示観察者の眼（図７参照）には、前記反射部材で反射されて前面側に出射する光のうちの画面の正面方向に出射する光が見える。
【００１５】
そして、従来の液晶表示素子では、各画素領域にそれぞれ対応する各色のカラーフィルタが画素領域全体を覆う大きさに形成されているため、前面側から入射し反射部材で反射されて前面側に出射する光のうち、入射時と出射時とで異なる画素領域を透過する光の全てが、入射時に透過した画素領域に対応するカラーフィルタと、出射時に透過する画素領域に対応するカラーフィルタとの両方によって、それぞれのカラーフィルタの吸収波長域の光を吸収される。
【００１６】
この現象は、外光の入射方向にかかわらず生じ、画面の上方向から入射した光は、画面の上下方向に並ぶ２つの画素領域を透過して、これらの画素領域に対応する２つのカラーフィルタによりそれぞれの吸収波長域の光を吸収され、また、画面の左右方向から入射した光は、画面の左右方向に並ぶ２つの画素領域を透過して、これらの画素領域に対応する２つのカラーフィルタによりそれぞれの吸収波長域の光を吸収される。
【００１７】
一方、ストライプ状カラーフィルターを用いたカラー液晶表示素子では、上述したように、各色のカラーフィルタを、画面の上下方向に同じ色のカラーフィルタが並び、画面の左右方向に各色のカラーフィルタが交互に並ぶ状態で設けている。
【００１８】
そのため、画面の上方向から入射した光が画面の上下方向に並ぶ２つの画素領域を透過しても、その光は、これらの画素領域にそれぞれ対応する同色のカラーフィルタでの２度の光吸収による出射光の輝度低下はあるが、前記カラーフィルタの色に着色した光となって出射する。
【００１９】
しかし、画面の左右方向からの入射光が画面の左右方向に並ぶ２つの画素領域を透過するときは、その光が、一方の画素領域に対応するカラーフィルタと、他方の画素領域に対応する色の異なるカラーフィルタとによって異なる波長域の光を吸収されるため、可視光帯域のほとんど光が吸収されてしまう。
【００２０】
すなわち、例えば前記一方の画素領域に対応するカラーフィルタが赤色フィルタであり、他方の画素領域に対応するカラーフィルタが緑色フィルタであるときは、まず赤色フィルタにより緑と青の波長域の光が吸収され、次いで緑色フィルタにより赤の波長域の光が吸収されるため、出射する光がほとんど無くなってしまう。
【００２１】
このため、従来の反射型カラー液晶表示素子は、画面の上方向から入射する光の利用効率はまずまずであるが、画面の左右方向から入射する光の利用効率が極端に悪く、したがって、画面を明るくすることはできなかった。
【００２２】
この発明は、カラーフィルタを備えた反射型の液晶表示素子として、画面の上方向からの入射光も左右方向からの入射光も効率良く利用して、画面が充分に明るいカラー画像を表示することができるものを提供することを目的としたものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、後面側に反射部材を備え、液晶層をはさんで対向する前後一対の基板のうちの一方の基板の内面に設けられた複数の第１の電極と他方の基板の内面に設けられた少なくとも１つの第２の電極とが互いに対向する複数の画素領域を画面の左右方向および上下方向に配列するとともに、前記一対の基板のうちのいずれかの基板の内面に、複数の色のカラーフィルタを、その各色のカラーフィルタを前記各画素領域にそれぞれ対応させるとともに色の異なるカラーフィルタを前記画面の左右方向に交互に並べて設けた反射型の液晶表示素子において、前記各画素領域に対応する各色のカラーフィルタがそれぞれ前記画面の上下方向に複数分割され、前記各画素領域内の前記カラーフィルタに対応しない領域が、前面側から入射し前記反射部材で反射されて前面側に出射する光を着色することなく透過させる無着色光出射領域となっているとともに、前記画面の左右方向に並ぶ各色のカラーフィルタの分割位置が、色の異なるカラーフィルタごとに、前記画面の上下方向にずれていることを特徴とするものである。
【００２４】
この発明の液晶表示素子によれば、各画素領域に対応する各色のカラーフィルタがそれぞれ前記画面の上下方向に複数分割され、前記各画素領域内のカラーフィルタに対応しない領域が、前面側から入射し後面側の反射部材で反射されて前面側に出射する光を着色することなく透過させる無着色光出射領域となっているため、画面の上方向や左右方向から入射する光のうち、比較的小さい入射角で入射し、入射時に透過した画素領域と同じ画素領域を透過して出射する光について見ると、各画素領域に入射し、後面側の反射部材で反射されて前面側に出射する光のうち、前記カラーフィルタに対応している領域を透過する光だけが、カラーフィルタによりその吸収波長域の光を吸収されて着色光となって出射し、前記画素領域内のカラーフィルタに対応しない無着色光出射領域を透過する光は、カラーフィルタによる吸収を受けずに無着色光のまま高い出射率で出射する。
【００２５】
また、大きい入射角で入射し、入射時に透過した画素領域とは異なる画素領域を透過して出射する光について見ると、画面の上方向から入射した光も、画面の左右方向から入射した光も、そのうちの画素領域のカラーフィルタに対応している領域を透過する光は、前記カラーフィルタによりその吸収波長域の光を吸収されて着色光となるが、前記無着色光出射領域を透過する光は、カラーフィルタによる吸収を受けずに高い透過率で透過する。
【００２６】
そのため、入射時と出射時とで異なる画素領域を透過する光のうち、入射時に透過した画素領域に対応するカラーフィルタと、出射時に透過する画素領域に対応するカラーフィルタとの両方によってそれぞれのカラーフィルタの吸収波長域の光を吸収されるのは、一方の画素領域のカラーフィルタ対応領域と他方の画素領域のカラーフィルタ対応領域との両方を透過する光だけであり、一方の画素領域のカラーフィルタ対応領域を透過し、他方の画素領域の無着色光出射領域を透過する光は、一方の画素領域に対応するカラーフィルタによりその吸収波長域の光を吸収された着色光となって出射し、また、両方の画素領域の無着色光出射領域を透過する光は、カラーフィルタによる吸収を受けずに無着色光のまま高い出射率で出射する。
【００２７】
しかも、この液晶表示素子によれば、画面の左右方向に並ぶ各色のカラーフィルタの分割位置を、色の異なるカラーフィルタごとに、前記画面の上下方向にずらしているため、画面の左右方向から入射する光が、画面の左右方向に並んでいる色の異なるカラーフィルタに対応している画素領域のうちの一方の画素領域を透過して入射し、他方の画素領域を透過して出射しても、その光が前記一方の画素領域に対応するカラーフィルタと他方の画素領域に対応する色の異なるカラーフィルタとの両方を通る確率は低く、そのために、これらの色の異なるカラーフィルタによる光の吸収を少なくして、画面の左右方向から入射する光をより効率良く出射させることができる。
【００２８】
そして、液晶表示素子の表示は、画面の正面方向から観察されるが、上記液晶表示素子では、各画素領域から、カラーフィルタによる着色光と、カラーフィルタによる吸収を受けない高輝度の無着色光とが出射し、その無着色光と前記着色光とで高輝度のカラー画素が表示される。
【００２９】
したがって、この発明の液晶表示素子は、カラーフィルタを備えた反射型表示素子であるが、画面の上方向からの入射光も左右方向からの入射光も効率良く利用して、画面が充分に明るいカラー画像を表示することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
この発明の液晶表示素子は、上記のように、各画素領域に対応する各色のカラーフィルタをそれぞれ画面の上下方向に複数分割し、前記各画素領域内のカラーフィルタに対応しない領域を無着色光出射領域とするとともに、画面の左右方向に並ぶ各色のカラーフィルタの分割位置を、色の異なるカラーフィルタごとに画面の上下方向にずらすことにより、画面の上方向からの入射光も左右方向からの入射光も効率良く利用して、画面が充分に明るいカラー画像を表示することができるようにしたものである。
【００３１】
この発明の液晶表示素子においては、前記カラーフィルタの画面の左右方向に沿う横幅を、前記画素領域の横幅よりも小さくするのが望ましく、このようにすれば、画素領域内の前記カラーフィルタの側方の領域が前記無着色光出射領域となるため、画面の左右方向に並んでいる色の異なるカラーフィルタに対応している画素領域のうちの一方の画素領域を透過して入射し、他方の画素領域を透過して出射する光が、前記一方の画素領域に対応するカラーフィルタと他方の画素領域に対応する色の異なるカラーフィルタとの両方を通る確率がさらに低くなるから、これらの色の異なるカラーフィルタによる光の吸収をより少なくし、画面の左右方向から入射する光の利用効率をさらに向上させることができる。
【００３２】
さらに、この発明の液晶表示素子においては、隣り合う画素領域の間の領域を、前面側から入射した光が前記反射部材で反射されて前面側に出射する明表示領域とするのが望ましく、このようにすれば、各画素領域の間の部分を明るくし、画面をさらに明るくすることができる。
【００３３】
【実施例】
図１〜図６はこの発明の一実施例を示しており、図１は液晶表示素子の一部分の正面図、図２は図１のII−II線に沿う断面図である。
この実施例の液晶表示素子は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を能動素子とするアクティブマトリックス型のものであり、液晶層ＬＣをはさんで対向する前後一対の基板（ガラス等からなる透明基板）１，２のうち、後側の基板２の内面には、複数の透明な画素電極３が画面の左右方向（図１において横方向）および上下方向（図１において縦方向）に配列させて設けられるとともに、これらの画素電極３にそれぞれ対応する能動素子（以下、ＴＦＴという）４が設されている。
【００３４】
図１において、（Ｒ）の電極は赤色画素を表示するための画素電極、（Ｇ）の電極は緑色画素を表示するための画素電極、（Ｂ）の電極は青色画素を表示するための画素電極であり、画面の左右方向には、赤、緑、青の画素を表示するための画素電極３が交互に並べて直線状に配列され、画面の上下方向には、同じ色の画素を表示するための画素電極３が直線状に並べて配列されている。
【００３５】
上記ＴＦＴ４は、後側基板２上に形成されたゲート電極５と、このゲート電極５を覆うゲート絶縁膜６と、このゲート絶縁膜６の上に前記ゲート電極５と対向させて形成されたｉ型半導体膜７と、このｉ型半導体膜７の両側部の上にｎ型半導体膜（図示せず）を介して形成されたソース電極８およびドレイン電極９とからなっている。
【００３６】
また、この後側基板２の上には、画面の左右方向に沿った各画素電極行の一側にそれぞれ沿わせて、各行のＴＦＴ４にゲート信号を供給するゲートライン１０が配線されており、各行のＴＦＴ４のゲート電極５はそれぞれ、その行に対応するゲートライン１０に一体に形成されている。
【００３７】
なお、上記ＴＦＴ４のゲート絶縁膜（透明膜）６は、基板２のほぼ全面にわたって形成されており、前記ゲートライン１０は、その端子部を除いてゲート絶縁膜６で覆われている。
【００３８】
また、上記ゲート絶縁膜６の上には、画面の上下方向に沿った各画素電極列の一側にそれぞれ沿わせて、各列の各ＴＦＴ４にデータ信号を供給するデータライン１１が配線されており、各列のＴＦＴ４のドレイン電極９はそれぞれ、その列に対応するデータライン１１につながっている。
【００３９】
なお、この実施例ではデータライン１１をゲート絶縁膜６の上に配線し、各列のＴＦＴ４のドレイン電極９をそれぞれ、その列に対応するデータライン１１に一体に形成しているが、前記データライン１１は、ＴＦＴ４を絶縁膜で覆ってその上に配線し、前記絶縁膜に設けたコンタクト孔において前記ＴＦＴ４のドレイン電極９と接続してもよい。
【００４０】
また、上記画素電極３は前記ゲート絶縁膜６の上に形成されており、この画素電極３は、その一側縁の端部において対応するＴＦＴ４のソース電極９に接続されている。
【００４１】
さらに、前記後側基板２上には、各画素電極行にそれぞれ対応させて、その行の各画素電極３と前記ゲート絶縁膜６をはさんで対向する補償容量形成電極（以下、容量形成電極という）１２が設けられており、この容量形成電極１２と画素電極３とその間のゲート絶縁膜６とによって、非選択期間の画素電極３の電位の変動を補償するための補償容量（ストレージキャパシタ）が形成されている。
【００４２】
また、画素電極３は、その横幅に対して縦幅を若干大きくした縦長の矩形状電極とされており、前記容量形成電極１２は、画素電極３のＴＦＴ接続側とは反対側の端縁から若干画素電極内側に片寄った部分に対向させて、上記ゲートライン１０と平行に形成されている。
【００４３】
前記ゲートライン１０と容量形成電極１２は、低抵抗でかつ光の反射率が高い金属膜（例えばアルミニユム系合金）で形成されており、上記データライン１１も低抵抗で高反射率の金属膜で形成されている。
【００４４】
なお、前記ゲートライン１０と容量形成電極１２は、ゲート絶縁膜６の上に形成する画素電極３やデータライン１１との間の絶縁耐圧を高くするために、その表面を陽極酸化処理されており、図では省略しているが、これらのゲートライン１０および容量形成電極１２は、陽極酸化により生成した透明な酸化膜で覆われている。
【００４５】
さらに、前記後側基板２の内面には、前記ＴＦＴ４およびデータライン１１と画素電極３の周縁部を覆う透明なオーバーコート絶縁膜１３が設けられており、その上に配向膜１４が形成されている。
【００４６】
一方、前側の基板１の内面には、後述する各画素領域Ａにそれぞれ対応する赤、緑、青の３色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂが設けられており、これらのカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを覆って形成した透明な保護膜（絶縁膜）１６の上に、前記複数の画素電極３に対向し、これらの画素電極３と対向する部分によりそれぞれ画素領域Ａを形成する少なくとも１つの透明な対向電極１７が設けられ、その上に配向膜１８が形成されている。
【００４７】
そして、上記前側基板１と後側基板２は、図示しない枠状シール材を介して接合されており、これら両基板１，２間の前記シール材で囲まれた領域に液晶が充填されている。
【００４８】
また、上記一対の基板１，２の内面に設けられた配向膜１４，１８はそれぞれ、その膜面を所定方向にラビングすることによって配向処理されており、両基板１，２間の液晶層ＬＣの液晶分子は、後側基板２の配向膜１４と前側基板１の配向膜１８とによってそれぞれの基板１，２の近傍における配向方向を規制され、両基板１，２間において所定のツイスト角（例えばほぼ９０°）でツイスト配向している。
【００４９】
また、上記一対の基板１，２の外面にはそれぞれ、偏光板２１，２２が配置されており、これらの偏光板２１，２２は、それぞれの透過軸を所定の方向に向けた状態で設けられており、
なお、この液晶表示素子は、液晶層ＬＣに電界が印加されていない状態（液晶分子が初期のツイスト配向状態に配向している状態）での表示が明表示であり、液晶層ＬＣへの電界の印加により液晶分子が基板１，２面に対して立上がり配向するのにともなって光の出射率が低くなって表示が暗くなる、いわゆるノーマリーホワイトモードの表示を行なうものであり、例えば液晶分子のツイスト角がほぼ９０°である場合、前記偏光板２１，２２は、それそれの透過軸を互いにほぼ直交させて設けられる。
【００５０】
さらに、後面側の偏光板２２の背後には、液晶表示素子にその前面側から入射して液晶層ＬＣを透過した光を反射するための反射部材として、散乱反射板２３が配置されている。
【００５１】
そして、この実施例の液晶表示素子では、その前側基板１の内面に設ける赤、緑、青の３色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを、次のような大きさおよび形状に形成している。図３は、前記カラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの形状図である。
【００５２】
図１および図３のように、前記赤、緑、青のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂは、後側基板２に設けられた各画素電極３と前側基板１に設けられた対向電極１８とが互いに対向する各画素領域（画素電極３と同じ外形の領域）Ａにそれぞれ対応させて、画面の左右方向には赤、緑、青のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを交互に並べ、画面の上下方向には同じ色のカラーフィルタを並べて設けられている。
【００５３】
これらのカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂはいずれも、画面の上下方向に複数分割（この実施例では２分割）されており、これらの分割フィルタが上下に間隔を存して設けられている。
【００５４】
また、各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂはそれぞれ、その各分割フィルタの画面の左右方向に沿う横幅を画素領域Ａの横幅よりも小さくするとともに、上側の分割フィルタの上縁から下側の分割フィルタの下縁までの長さを画素領域Ａの横幅よりも小さくした大きさに形成されており、したがって、各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの上下の分割フィルタの総面積は、画素領域Ａの面積より小さくなっている。
【００５５】
そして、前記各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂはそれぞれ、各画素領域Ａに対し、画素領域Ａの横幅方向の中央部に対応させて設けられており、さらに、画面の左右方向に並ぶ各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂは、それぞれの分割位置を、色の異なるカラーフィルタごとに、前記画面の上下方向にずらした形状に形成されている。
【００５６】
すなわち、この実施例では、図１および図３に示すように、赤色フィルタ１５Ｒを、画素領域Ａの縦幅方向の中央に対応する位置において上下に分割し、緑色フィルタ１５Ｇを、前記赤色フィルタ１５Ｒの分割位置に対し画素領域Ａの上縁方向にずらした位置で上下に分割し、青色フィルタ１５Ｂを、前記赤色フィルタ１５Ｒの分割位置に対し画素領域Ａの下縁方向にずらした位置で上下に分割している。
【００５７】
そして、前記各画素領域Ａ内のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂに対応しない領域、つまり、画素領域Ａ内の周縁部と上下の分割フィルタの間に対応する領域は、前面側から入射し後面側の散乱反射板２３で反射されて前面側に出射する光を着色することなく透過させる無着色光出射領域ａとなっている。
【００５８】
なお、前面側から各画素領域Ａに入射した光のうち、上記補償容量部に入射した光は容量形成電極１２で遮られて反射板２３に入射しないが、前記容量形成電極１２は高反射率の金属膜で形成されているため、補償容量部に入射した光は容量形成電極１２で反射される。
【００５９】
また、この液晶表示素子は、上述したようにノーマリーホワイトモードの表示を行なうものであり、隣り合う画素領域Ａの間の領域、つまり液晶分子が常に初期のツイスト配向状態に配向している状態にある電界無印加領域は、前面側から入射した光が散乱反射板２３またはゲートライン１０やデータライン１１および容量形成電極１２で反射されて前面側に出射する明表示領域Ｗとなっている。
【００６０】
すなわち、上記後側基板２の内面に設けられたゲートライン１０およびデータライン１１は前記明表示領域Ｗ内を通っており、また容量形成電極１２も前記明表示領域Ｗを横切っているため、前面側から明表示領域Ｗに入射した光のうち、ゲートライン１０およびデータライン１１と容量形成電極１２が通っている部分に入射した光は反射板２３に入射しないが、前記ゲートライン１０およびデータライン１１と容量形成電極１２は高反射率の金属膜で形成されているため、これらの部分に入射した光も反射される。
【００６１】
この液晶表示素子は、外光を利用して反射型表示を行なうものであり、前面側から入射した光は、前側偏光板２１を透過して直線偏光光となり、その光が液晶層ＬＣと後側偏光板２２とを順次透過して散乱反射板２３またはゲートライン１０およびデータライン１１と容量形成電極１２により反射され、前記後側偏光板２２と液晶層ＬＣと前側偏光板２１とを順次透過して前面側に出射する。
【００６２】
そして、前面側から各画素領域Ａに入射した光のうち、その画素領域Ａに対応させて設けられた上下の分割フィルタからなるカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂに入射した光は、このカラーフィルタによりその吸収波長域の光を吸収されて前記カラーフィルタの色に着色し、その着色光が反射されて前面側に出射する。この着色された出射光の強度は、各画素領域Ａの印加電界に応じた液晶分子の立上がり配向状態に応じて変化する。
【００６３】
また、前記各画素領域Ａに入射した光のうち、その画素領域Ａ内の周縁部と上下の分割フィルタの間に対応する領域、つまり前記カラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂに対応していない無着色光出射領域ａに入射した光は、カラーフィルタを通らずに無着色光（白色光）のまま反射され、前面側に出射する。この無着色の出射光の強度も、各画素領域Ａの印加電界に応じた液晶分子の立上がり配向状態に応じて変化する。
【００６４】
さらに、隣り合う画素領域Ａの間の明表示領域Ｗに入射した光は、無着色光（白色光）のまま反射されて前面側に出射する。この明表示領域Ｗを出射する無着色光は、前記明表示領域Ｗの液晶分子が常に初期のツイスト配向状態にあるため、常に高強度の光である。
【００６５】
なお、反射型の液晶表示素子は、通常、画面の上方向（画面に垂直な方向に対して画面の上縁側にある程度傾いた方向）からより多く外光が入るように、周囲の明るさのうちの最も明るい方向に画面を向けて使用されるが、外光は、図７に示した外光の入射例のように、画面の上方向からだけでなく、画面の左右方向（画面に垂直な方向に対して画面の右縁側および左縁側に傾いた方向）からも入射する。
【００６６】
そして、画面の上方向や左右方向から入射する外光の入射角（画面に垂直な方向に対する角度）は様々であるため、比較的小さい入射角で入射した光は、入射時に透過した画素領域Ａと同じ画素領域を透過して出射し、大きい入射角で入射した光は、入射時に透過した画素領域Ａとは異なる画素領域Ａを透過して出射する。
【００６７】
そこで、画面の上方向や左右方向から入射する光のうち、比較的小さい入射角で入射し、入射時に透過した画素領域と同じ画素領域を透過して出射する光について見ると、この液晶表示素子では、上下の分割フィルタからなる各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの総面積が画素領域Ａの面積より小さく、各画素領域Ａ内のカラーフィルタに対応しない領域が、前面側から入射し後面側の散乱反射板２３などで反射されて前面側に出射する光を着色することなく透過させる無着色光出射領域ａとなっているため、全ての画素領域Ａにおいて、画面の上方向や左右方向から入射し前記反射板２３などで反射されて前面側に出射する光のうち、カラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂに対応している領域を透過する光だけが、カラーフィルタによりその吸収波長域の光を吸収されて着色光となって出射し、画素領域Ａ内のカラーフィルタに対応しない無着色光出射領域ａを透過する光は、カラーフィルタによる吸収を受けずに無着色光のまま高い出射率で出射する。
【００６８】
また、大きい入射角で入射し、入射時に透過した画素領域Ａとは異なる画素領域Ａを透過して出射する光について見ると、画面の上方向から入射した光も、画面の左右方向から入射した光も、そのうちの画素領域Ａのカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂに対応している領域を透過する光は、カラーフィルタによりその吸収波長域の光を吸収されて着色光となるが、前記無着色光出射領域ａを透過する光は、カラーフィルタによる吸収を受けずに高い透過率で透過する。
【００６９】
そのため、入射時と出射時とで異なる画素領域を透過する光のうち、入射時に透過した画素領域Ａに対応するカラーフィルタと、出射時に透過する画素領域Ａに対応するカラーフィルタとの両方によってそれぞれのカラーフィルタの吸収波長域の光を吸収されるのは、一方の画素領域Ａのカラーフィルタ対応領域と他方の画素領域Ａのカラーフィルタ対応領域との両方を透過する光だけであり、一方の画素領域Ａのカラーフィルタ対応領域を透過し、他方の画素領域Ａの無着色光出射領域ａを透過する光は、一方の画素領域Ａに対応するカラーフィルタによりその吸収波長域の光を吸収された着色光となって出射し、また、両方の画素領域Ａの無着色光出射領域ａを透過する光は、カラーフィルタによる吸収を受けずに無着色光のまま高い出射率で出射する。
【００７０】
したがって、この液晶表示素子によれば、各画素領域にそれぞれ対応する各色のカラーフィルタを画素領域全体を覆う大きさに形成している従来の液晶表示素子に比べて、画面の上方向からの入射光も左右方向からの入射光も効率良く出射させることができる。
【００７１】
しかも、上記実施例の液晶表示素子では、画面の左右方向に並ぶ各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの分割位置を、色の異なるカラーフィルタごとに、前記画面の上下方向にずらしてれているため、画面の左右方向から入射する光が、画面の左右方向に並んでいる色の異なるカラーフィルタに対応している画素領域のうちの一方の画素領域Ａを透過して入射し、他方の画素領域Ａを透過して出射しても、その光が前記一方の画素領域Ａに対応するカラーフィルタと他方の画素領域Ａに対応する色の異なるカラーフィルタとの両方を通る確率は低く、そのために、これらの色の異なるカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂによる光の吸収を少なくすることができる。
【００７２】
すなわち、上記液晶表示素子における画面の左右方向から入射する光の透過経路を、図３に鎖線で示した各光入射線ｘ１〜ｘ５に沿って入射する光について説明すると、次のようになる。
【００７３】
図４は光入射線ｘ１に沿って入射する光の透過経路を示す断面図、図５は光入射線ｘ３に沿って入射する光の透過経路を示す断面図である。なお、図４および図５では図を見やすくするため、断面を示すハッチングを省略するとともに、両基板１，２の内面に設けられた電極やカラーフィルタおよび絶縁膜等のうち、後側基板２に設けられた画素電極３と前側基板１に設けられたカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂだけを示している。また、上記液晶表示素子の後面側に配置された反射部材は散乱反射板２３であるが、図４および図５では、前記散乱反射板２３で反射された光のうち、画面の正面方向（表示の観察方向）に向かう反射光だけを示している。
【００７４】
まず、図４に示した透過経路について説明すると、上記実施例の液晶表示素子は、赤、緑、青のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを、図３に示したように、赤色フィルタ１５Ｒの分割位置を画素領域Ａの縦幅方向における中央部に対応させ、緑色フィルタ１５Ｇの分割位置を画素領域Ａの上縁方向にずらし、青色フィルタ１５Ｂの分割位置を画素領域Ａの下縁方向にずらしているが、図３に示した光入射線ｘ１に沿う断面上、つまり画面の左右方向に並ぶ各画素領域Ａの上縁部付近を通る線に沿った断面上では、画面の左右方向に並ぶ全ての画素領域Ａにカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂに対応している。
【００７５】
そのため、前記光入射線ｘ１に沿う断面上では、図４に示すように、画面の左右方向（図では左方向）から様々の入射角で入射し、散乱反射板２３などで反射されて前面側に出射する光のうち、画面の左右方向に並ぶ一方の画素領域Ａのカラーフィルタ対応領域を透過して入射し、他方の画素領域Ａのカラーフィルタ対応領域を透過して出射する光Ｌ１が、前記一方の画素領域Ａに対応するカラーフィルタと、他方の画素領域Ａに対応する色の異なるカラーフィルタとにより吸収され、その出射光がほとんど得られなくなる。
【００７６】
すなわち、例えば図４のように、前記光Ｌ１が透過する一方の画素領域Ａに対応するカラーフィルタが赤色フィルタ１５Ｒであり、他方の画素領域Ａに対応するカラーフィルタが緑色フィルタ１５Ｇであるときは、まず赤色フィルタ１５Ｒにより緑と青の波長域の光が吸収され、次いで緑色フィルタ１５Ｇにより赤の波長域の光が吸収されて、出射光がほとんど得られなくなる。
【００７７】
ただし、上記実施例の液晶表示素子では、カラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの横幅を画素領域Ａの横幅よりも小さくし、画素領域Ａ内のカラーフィルタの側方の領域を無着色光出射領域ａとしているため、透過光が一方の画素領域Ａに対応するカラーフィルタと他方の画素領域Ａに対応するカラーフィルタとの両方を通る確率は、カラーフィルタが画素領域全体を覆う大きさに形成されている従来の液晶表示素子に比べて低い。
【００７８】
したがって、上記実施例の液晶表示素子では、一方の画素領域Ａ内のカラーフィルタ対応領域を透過して入射し、他方の画素領域Ａ内のカラーフィルタ対応領域を透過して出射する光の出射光が得られなくなるだけである。
【００７９】
また、図４に示した透過経路において、液晶表示素子に比較的小さい入射角で入射する光は、入射時に透過した画素領域Ａと同じ画素領域を透過して出射し、その光のうち、前記画素領域Ａのカラーフィルタ対応領域を通る光Ｌ２が、その画素領域に対応するカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂによりその吸収波長域の光を吸収され、カラーフィルタの色に着色した光となって出射する。
【００８０】
次に、図５に示した透過経路について説明すると、上記実施例の液晶表示素子は、各画素領域Ａにそれぞれ対応する赤、緑、青のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを上記の位置関係で設けているため、図３に示した光入射線ｘ３に沿う断面上、つまり赤色フィルタ１５Ｒの分割位置を通る線に沿った断面上では、画面の左右方向に並ぶ各画素領域のうちの緑と青の画素を表示するための画素領域Ａだけにカラーフィルタ（緑色フィルタと青色フィルタ）１５Ｇ，１５Ｂに対応しており、赤の画素を表示するための画素領域Ａにはカラーフィルタに対応していない。
【００８１】
そのため、前記光入射線ｘ３に沿う断面上では、図５に示すように、画面の左右方向（図では左方向）から様々の入射角で入射し、散乱反射板２３などで反射されて前面側に出射する光のうち、大きい入射角で入射した光が画面の左右方向に並ぶ２つの画素領域を透過しても、そのうちの緑の画素を表示するための画素領域Ａのカラーフィルタ対応領域を通る光Ｌ３が、緑色フィルタ１５Ｇによりその吸収波長域の光を吸収され、青の画素を表示するための画素領域Ａのカラーフィルタ対応領域を通る光（図示せず）が、青色フィルタ１５Ｂによりその吸収波長域の光を吸収されるだけである。
【００８２】
したがって、前記光入射線ｘ３に沿う断面上では、緑の画素を表示するための画素領域Ａと青の画素を表示するための画素領域Ａとの両方のカラーフィルタ対応領域を通る光の出射光はほとんど得られないが、赤の画素を表示するための画素領域Ａと緑の画素を表示するための画素領域Ａとを透過する光と、青の画素を表示するための画素領域Ａと赤の画素を表示するための画素領域Ａとを透過する光は、いずれも、それが透過する２つの画素領域Ａのうちの一方の画素領域のカラーフィルタ対応領域を通る際に、その画素領域Ａに対応するカラーフィルタ１５Ｇまたは１５Ｂによりその吸収波長域の光を吸収されるだけである。
【００８３】
すなわち、例えば図５に示した光Ｌ３のように、赤の画素を表示するための画素領域Ａを透過して入射し、緑の画素を表示するための画素領域Ａのカラーフィルタ対応領域を透過して出射する光は、入射時に前記赤の画素を表示するための画素領域Ａをカラーフィルタによる吸収を受けずに透過し、出射時に緑色フィルタ１５Ｇによりその吸収波長域の光を吸収されて緑に着色した光となって出射する。
【００８４】
また、例えば、青の画素を表示するための画素領域Ａのカラーフィルタ対応領域を透過して入射し、赤の画素を表示するための画素領域Ａを透過して出射する光は、入射時に青色フィルタ１５Ｇによりその吸収波長域の光を吸収されて青に着色した光となり、出射時は前記赤の画素を表示するための画素領域Ａをカラーフィルタによる吸収を受けずに透過して、青の着色光のまま出射する。
【００８５】
また、図５に示した透過経路においても、液晶表示素子に比較的小さい入射角で入射する光は、入射時に透過した画素領域Ａと同じ画素領域を透過して出射し、その光のうち、前記画素領域Ａのカラーフィルタ対応領域を通る光Ｌ４が、その画素領域に対応するカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂによりその吸収波長域の光を吸収され、カラーフィルタの色に着色した光となって出射する。
【００８６】
なお、図３に示した各光入射線ｘ１〜ｘ５のうち、ｘ２，ｘ４，ｘ５の光入射線に沿って入射する光の透過経路については図示しないが、光入射線ｘ２に沿う断面上、つまり緑色フィルタ１５Ｇの分割位置を通る線に沿った断面上では、赤と青の画素を表示するための２つの画素領域Ａを透過する光のうちの両方の画素領域のカラーフィルタ対応領域を通る光の出射光が得られなくなるだけであり、光入射線ｘ４に沿う断面上、つまり青色フィルタ１５Ｂの分割位置を通る線に沿った断面上では、赤と緑の画素を表示するための２つの画素領域Ａを透過する光のうちの両方の画素領域のカラーフィルタ対応領域を通る光の出射光が得られなくなるだけである。
【００８７】
ただし、光入射線ｘ５に沿った断面上、つまり各画素領域Ａの下縁部付近を通る線に沿った断面上では、図４に示した透過経路と同様に、画面の左右方向に並ぶ一方の画素領域Ａのカラーフィルタ対応領域を透過して入射し、他方の画素領域Ａのカラーフィルタ対応領域を透過して出射する光が、前記一方の画素領域Ａに対応するカラーフィルタと、他方の画素領域Ａに対応する色の異なるカラーフィルタとにより吸収され、その出射光がほとんど得られなくなる。
【００８８】
このように、上記実施例の液晶表示素子は、画面の左右方向に並ぶ各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの分割位置を、色の異なるカラーフィルタごとに、画面の上下方向にずらしているため、画面の左右方向から入射する光が、画面の左右方向に並んでいる一方の画素領域Ａに対応するカラーフィルタと他方の画素領域Ａに対応する色の異なるカラーフィルタとの両方を通る確率を低くし、これらの色の異なるカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂによる光の吸収を少なくすることができ、したがって、画面の左右方向から入射する光をより効率良く出射させることができる。
【００８９】
また、上記実施例の液晶表示素子は、各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを、画面の上下方向に同じ色のカラーフィルタが並び、画面の左右方向に各色のカラーフィルタが交互に並ぶ状態で設けているため、画面の上方向から入射した光が画面の上下方向に並ぶ２つの画素領域Ａを透過しても、その光は、これらの画素領域Ａにそれぞれ対応する同色のカラーフィルタでの２度の光吸収による出射光の輝度低下はあるが、前記カラーフィルタの色に着色した光となって出射する。
【００９０】
なお、この実施例では、画素領域Ａ内のカラーフィルタの上方と下方の領域も無着色光出射領域ａとしているため、画面の上方向から入射した光が画面の上下方向に並ぶ一方の画素領域Ａに対応するカラーフィルタと他方の画素領域Ａに対応するカラーフィルタとの両方を通る確率は、カラーフィルタが画素領域全体を覆う大きさに形成されている従来の液晶表示素子に比べて低く、したがって、画面の上方向から入射する光も、従来の液晶表示素子に比べて効率良く出射させることができる。
【００９１】
そして、液晶表示素子の表示は、画面の正面方向から観察されるが、上記液晶表示素子では、各画素領域Ａから、カラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂによる着色光と、カラーフィルタによる吸収を受けない高輝度の無着色光とが出射し、その無着色光と前記着色光とで高輝度のカラー画素が表示される。
【００９２】
なお、前記カラー画素は、各画素領域Ａのカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂに対応している領域からの出射光である赤、緑、青のいずれかの着色光と、画素領域Ａの周縁部の無着色光出射領域ａを出射した高輝度の無着色光（白色光）とで表示されるが、その画素は、人間の眼には画素全体がカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの色に着色した１つのカラー画素として見える。
【００９３】
したがって、上記液晶表示素子は、カラーフィルタを備えた反射型表示素子であるが、画面の上方向からの入射光も左右方向からの入射光も効率良く利用して、画面が充分に明るいカラー画像を表示することができる。
【００９４】
さらに、上記実施例の液晶表示素子においては、隣り合う画素領域Ａの間の領域を、前面側から入射した光が後面側の反射板２３または後側基板２の内面のゲートライン１０およびデータライン１１と容量形成電極１２で反射されて前面側に出射する明表示領域Ｗとしており、この明表示領域Ｗから高輝度の無着色光が出射するため、各画素領域Ａの間の部分を明るくし、画面をさらに明るくすることができる。
【００９５】
なお、上記実施例では、各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの横幅を画素領域Ａの横幅よりも小さくしているが、前記カラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂは、画素領域Ａの横幅とほぼ同じ幅に形成してもよい。
【００９６】
ただし、前記カラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの横幅は画素領域Ａの横幅よりも小さくするのが望ましく、このようにすれば、上述した実施例のように、画素領域Ａ内のカラーフィルタの側方の領域が無着色光出射領域ａとなるため、画面の左右方向に並んでいる色の異なるカラーフィルタに対応している画素領域のうちの一方の画素領域Ａを透過して入射し、他方の画素領域Ａを透過して出射する光が、前記一方の画素領域Ａに対応するカラーフィルタと他方の画素領域Ａに対応する色の異なるカラーフィルタとの両方を通る確率がさらに低くなるから、これらの色の異なるカラーフィルタによる光の吸収をより少なくし、画面の左右方向から入射する光の利用効率をさらに向上させることができる。
【００９７】
また、上記実施例の液晶表示素子は、各画素領域Ａを、画面の左右方向にも上下方向にも直線状に並べて配列した、いわゆる格子状配列型のものであるが、この発明は、画面の左右方向に色の異なる画素を表示するための画素領域Ａを交互に並べて直線状に配列し、画面の上下方向には同じ色の画素を表示するための画素領域同士を画面の左右方向に交互にずらしてジグザグに配列した、いわゆるモザイク配列型の液晶表示素子にも適用することができる。
【００９８】
図６は、この発明の他の実施例を示す、各画素領域Ａにそれぞれ対応する各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの形状図であり、この実施例は、前記モザイク配列型の液晶表示素子を対象としたものである。
【００９９】
すなわち、この実施例の液晶表示素子は、画面の左右方向に、赤、緑、青の各色の画素を表示するための画素領域Ａを交互に並べて直線状に配列し、画面の上下方向には、同じ色の画素を表示するための画素領域同士を、約１．５ピッチずつ画面の左右方向に交互にずらしてジグザグに配列したものである。
【０１００】
そしてこの実施例においても、各画素領域に対応する各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂをそれぞれ画面の上下方向に複数分割し、各画素領域Ａ内のカラーフィルタに対応しない領域を、前面側から入射し後面側の反射部材で反射されて前面側に出射する光を着色することなく透過させる無着色光出射領域ａとするとともに、画面の左右方向に並ぶ各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの分割位置を、色の異なるカラーフィルタごとに、前記画面の上下方向にずらしている。
【０１０１】
したがって、この実施例の液晶表示素子においても、画面の上方向からの入射光も左右方向からの入射光も効率良く利用し、画面が充分に明るいカラー画像を表示することができる。
【０１０２】
なお、この実施例のモザイク配列型液晶表示素子においては、図６に示したように、各画素領域Ａに対応する各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの横幅を、画面の左右方向に並んで隣り合う画素領域Ａにそれぞれ対応する２つの色のカラーフィルタ間の間隔と同程度以下にし、これらのカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを、１つの行の隣り合う画素領域Ａにそれぞれ対応する２つの色のカラーフィルタ間のスペースに、その上下の行の画素領域Ａに対応するカラーフィルタに対応するように設けるのが望ましい。
【０１０３】
このようにすれば、モザイク配列型液晶表示素子であっても、画面の上方向からの入射光が画面の上下方向に並ぶ２つの画素領域を透過するときに、その光が、一方の画素領域に対応するカラーフィルタと、他方の画素領域に対応する色の異なるカラーフィルタとによって異なる波長域の光を吸収されることはほとんどないから、画面の上方向からの入射光を効率良く出射させることができる。
【０１０４】
なお、上述した各実施例では、各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを上下に２分割しているが、このカラーフィルタの分割数は任意でよく、その分割数を多くすれば、画面の左右方向から入射する光が、画面の左右方向に並んでいる一方の画素領域Ａに対応するカラーフィルタと他方の画素領域Ａに対応する色の異なるカラーフィルタとの両方を通る確率をより低くし、これらの色の異なるカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂによる光の吸収をさらに少なくして、画面の左右方向から入射する光をさらに効率良く出射させることができる。
【０１０５】
また、上記各実施例の液晶表示素子は、赤，緑，青のカラーフィルタを備えたものであるが、この発明は、マゼンタ、イエロー、シアンの３色のカラーフィルタを各画素領域にそれぞれ対応させて、減法混色により多色カラー表示を行なう液晶表示素子にも適用できる。
【０１０６】
また、上記実施例の液晶表示素子は、前側基板２の内面にカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを設けたものであるが、カラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂは、後側基板２の内面に設けてもよい。
【０１０７】
また、上記実施例の液晶表示素子は、その後面側の偏光板２２の背後に、散乱反射板２３からなる反射部材を配置したものであるが、前記反射部材は後側基板２の内面に設けてもよく、その場合は、偏光板は前側の１枚の偏光板２１だけでよい。
【０１０８】
さらにこの発明は、アクティブマトリックス型に限らず、一方の基板の内面に一方の方向に沿う走査電極を複数本互いに平行に設け、他方の基板の内面に前記走査電極と交差する方向に沿う信号電極を複数本互いに平行に設けた単純マトリックス型の液晶表示素子等にも適用することができる。
【０１０９】
【発明の効果】
この発明の液晶表示素子は、各画素領域に対応する各色のカラーフィルタをそれぞれ画面の上下方向に複数分割し、前記各画素領域内のカラーフィルタに対応しない領域を無着色光出射領域とするとともに、画面の左右方向に並ぶ各色のカラーフィルタの分割位置を、色の異なるカラーフィルタごとに画面の上下方向にずらしたものであるから、カラーフィルタを備えた反射型表示素子であるが、画面の上方向からの入射光も左右方向からの入射光も効率良く利用して、画面が充分に明るいカラー画像を表示することができる。
【０１１０】
この発明の液晶表示素子において、前記カラーフィルタの画面の左右方向に沿う横幅を、前記画素領域の横幅よりも小さくすれば、画素領域内の前記カラーフィルタの側方の領域が前記無着色光出射領域となるため、画面の左右方向に並んでいる色の異なるカラーフィルタに対応している画素領域のうちの一方の画素領域を透過して入射し、他方の画素領域を透過して出射する光が、前記一方の画素領域に対応するカラーフィルタと他方の画素領域に対応する色の異なるカラーフィルタとの両方を通る確率がさらに低くなるから、これらの色の異なるカラーフィルタによる光の吸収をより少なくし、画面の左右方向から入射する光の利用効率をさらに向上させることができる。
【０１１１】
さらに、この発明の液晶表示素子において、隣り合う画素領域の間の領域を、前面側から入射した光が前記反射部材で反射されて前面側に出射する明表示領域とすれば、各画素領域の間の部分を明るくし、画面をさらに明るくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す液晶表示素子の一部分の正面図。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図。
【図３】前記液晶表示素子における、各画素領域にそれぞれ対応する各色のカラーフィルタの形状図。
【図４】図３に示した光入射線ｘ１に沿って入射する光の透過経路を示す断面図。
【図５】図３に示した光入射線ｘ３に沿って入射する光の透過経路を示す断面図。
【図６】この発明の他の実施例を示す、各画素領域にそれぞれ対応する各色のカラーフィルタの形状図。
【図７】液晶表示素子への外光の入射例を示す図。
【符号の説明】
１，２…基板
３…画素電極
４…ＴＦＴ（能動素子）
１０…ゲートライン
１１…データライン
１２…補償容量形成電極
１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ…カラーフィルタ
１７…対向電極
２１，２２…偏光板
２３…散乱反射板（反射部材）
Ａ…画素領域
ａ…無着色光出射領域
Ｗ…明表示領域
【発明の属する技術分野】
この発明は、反射型の液晶表示素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子には、バックライトからの光を利用して表示する透過型のものと、自然光や室内照明光等の外光を利用して表示する反射型のものとがあり、反射型の液晶表示素子では、その後面側に、表示素子の前面から入射した外光を反射して前面側に出射させるための反射部材を備えている。
【０００３】
なお、一般に液晶表示素子は、前記液晶層の液晶の分子を両基板間において所定のツイスト角でツイスト配向させたＴＮ（ツイステッド・ネマティック）方式のものが利用されており、このＴＮ方式では、前記一方の基板の外面と他方の基板の外面とにそれぞれ偏光板を、その透過軸を所定の方向に向けた状態で配置している。
【０００４】
また、液晶表示素子には、アクティブマトリックス方式や単純マトリックス方式など種々の方式のものがあり、例えば、アクティブマトリックス方式の液晶表示素子は、液晶層をはさんで対向する一対の基板のうちの一方の基板の内面に、画面の上下方向および左右方向に配列する複数の画素電極とこれらの画素電極にそれぞれ接続された複数の能動素子とを設け、他方の基板の内面に、前記複数の画素電極と対向する少なくとも１つの対向電極を設けて、前記複数の画素電極と対向電極とが互いに対向する複数の画素領域を、画面の上下方向および左右方向に配列した構成となっている。
【０００５】
さらに、液晶表示素子には、白黒画像を表示するものと、カラー画像を表示するものとがあり、フルカラー画像等の多色カラー画像を表示するカラー液晶表示素子では、その一対の基板のうちのいずれかの基板の内面に、前記画素領域の全体を覆う大きさに形成した複数の色のカラーフィルタを、その各色のカラーフィルタを前記各画素領域にそれぞれ対応させて設けている。
【０００６】
このカラー液晶表示素子には、例えば、赤、緑、青の３色のカラーフィルタを各画素領域に対応させて設け、これらの画素領域で赤、緑、青の画素を選択的に表示することにより、加法混色によりフルカラー画像を表示するものがある。
【０００７】
なお、上記カラー液晶表示素子のうち、ストライプ状のカラーフィルターを用いたものは、画面の上下方向に同じ色の画素を表示するための画素領域を配列し、画面の左右方向に異なる色の画素を表示するための画素領域を交互に並べて配列した構成となっており、したがって、前記カラーフィルタは、画面の上下方向に同じ色のカラーフィルタが並び、画面の左右方向に色の異なるカラーフィルタが交互に並ぶ状態で設けられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように各画素領域にそれぞれ対応する各色のカラーフィルタを備えた従来の液晶表示素子は、各画素領域にそれぞれ対応する各色のカラーフィルタが画素領域全体を覆う大きさに形成されているため、画素領域を透過する光の全てがカラーフィルタに入射してそのカラーフィルタによりその吸収波長域の光を吸収され、可視光帯域の他の波長域の光だけがカラーフィルタを透過してこのカラーフィルタの色に着色した光になるため、入射光の強度に対して出射する着色光の強度が極めて弱くなり、したがって明るい画面が得られないという問題をもっている。
【０００９】
この問題は、透過型の液晶表示素子の場合はバックライトの輝度を高くすることによってある程度改善することができるが、外光を利用して表示する反射型の液晶表示素子の場合は、前面側から入射した光が、後面側の反射部材で反射されて前面側に出射するまでの間にカラーフィルタを２度通るため、光の減衰が大きくて、画面がかなり暗くなってしまう。
【００１０】
また、反射型の液晶表示素子は、通常、画面の上方向（画面に垂直な方向に対して画面の上縁側にある程度傾いた方向）からより多く外光が入るように、周囲の明るさのうちの最も明るい方向に画面を向けて使用されるが、外光は、画面の上方向からだけでなく、画面の左右方向（画面に垂直な方向に対して画面の右縁側および左縁側に傾いた方向）からも入射する。
【００１１】
図７は、反射型液晶表示素子を室内において使用するときの外光の入射例を示している。なお、図に示した液晶表示素子は、ノート型パソコンのディスプレイである。
【００１２】
この図７の例のように、反射型液晶表示素子は、その使用場所の上方の照明光源（図では天井蛍光灯）に画面を向けて使用される。そのため、液晶表示素子に入射する外光は、その使用場所の上方にある照明光源からの光、つまり画面の上方向からの入射光が最も多いが、他の照明光源からの光や、室の壁で反射された光も液晶表示素子に入射するため、外光は、画面の左右方向からも入射する。
【００１３】
このように、外光は、画面の上方向からだけでなく左右方向からも入射するため、これらの方向からの入射光を効率良く前面側に出射させることができれば、画面を明るくすることができる。
【００１４】
しかし、画面の上方向や左右方向から入射する外光は、様々な入射角（画面に垂直な方向に対する角度）で入射するため、比較的小さい入射角で入射した光は、入射時に透過した画素領域と同じ画素領域を透過して出射し、大きい入射角で入射した光は、入射時に透過した画素領域とは異なる画素領域を透過して出射する。なお、液晶表示素子の表示は、画面の正面方向から観察されるため、表示観察者の眼（図７参照）には、前記反射部材で反射されて前面側に出射する光のうちの画面の正面方向に出射する光が見える。
【００１５】
そして、従来の液晶表示素子では、各画素領域にそれぞれ対応する各色のカラーフィルタが画素領域全体を覆う大きさに形成されているため、前面側から入射し反射部材で反射されて前面側に出射する光のうち、入射時と出射時とで異なる画素領域を透過する光の全てが、入射時に透過した画素領域に対応するカラーフィルタと、出射時に透過する画素領域に対応するカラーフィルタとの両方によって、それぞれのカラーフィルタの吸収波長域の光を吸収される。
【００１６】
この現象は、外光の入射方向にかかわらず生じ、画面の上方向から入射した光は、画面の上下方向に並ぶ２つの画素領域を透過して、これらの画素領域に対応する２つのカラーフィルタによりそれぞれの吸収波長域の光を吸収され、また、画面の左右方向から入射した光は、画面の左右方向に並ぶ２つの画素領域を透過して、これらの画素領域に対応する２つのカラーフィルタによりそれぞれの吸収波長域の光を吸収される。
【００１７】
一方、ストライプ状カラーフィルターを用いたカラー液晶表示素子では、上述したように、各色のカラーフィルタを、画面の上下方向に同じ色のカラーフィルタが並び、画面の左右方向に各色のカラーフィルタが交互に並ぶ状態で設けている。
【００１８】
そのため、画面の上方向から入射した光が画面の上下方向に並ぶ２つの画素領域を透過しても、その光は、これらの画素領域にそれぞれ対応する同色のカラーフィルタでの２度の光吸収による出射光の輝度低下はあるが、前記カラーフィルタの色に着色した光となって出射する。
【００１９】
しかし、画面の左右方向からの入射光が画面の左右方向に並ぶ２つの画素領域を透過するときは、その光が、一方の画素領域に対応するカラーフィルタと、他方の画素領域に対応する色の異なるカラーフィルタとによって異なる波長域の光を吸収されるため、可視光帯域のほとんど光が吸収されてしまう。
【００２０】
すなわち、例えば前記一方の画素領域に対応するカラーフィルタが赤色フィルタであり、他方の画素領域に対応するカラーフィルタが緑色フィルタであるときは、まず赤色フィルタにより緑と青の波長域の光が吸収され、次いで緑色フィルタにより赤の波長域の光が吸収されるため、出射する光がほとんど無くなってしまう。
【００２１】
このため、従来の反射型カラー液晶表示素子は、画面の上方向から入射する光の利用効率はまずまずであるが、画面の左右方向から入射する光の利用効率が極端に悪く、したがって、画面を明るくすることはできなかった。
【００２２】
この発明は、カラーフィルタを備えた反射型の液晶表示素子として、画面の上方向からの入射光も左右方向からの入射光も効率良く利用して、画面が充分に明るいカラー画像を表示することができるものを提供することを目的としたものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、後面側に反射部材を備え、液晶層をはさんで対向する前後一対の基板のうちの一方の基板の内面に設けられた複数の第１の電極と他方の基板の内面に設けられた少なくとも１つの第２の電極とが互いに対向する複数の画素領域を画面の左右方向および上下方向に配列するとともに、前記一対の基板のうちのいずれかの基板の内面に、複数の色のカラーフィルタを、その各色のカラーフィルタを前記各画素領域にそれぞれ対応させるとともに色の異なるカラーフィルタを前記画面の左右方向に交互に並べて設けた反射型の液晶表示素子において、前記各画素領域に対応する各色のカラーフィルタがそれぞれ前記画面の上下方向に複数分割され、前記各画素領域内の前記カラーフィルタに対応しない領域が、前面側から入射し前記反射部材で反射されて前面側に出射する光を着色することなく透過させる無着色光出射領域となっているとともに、前記画面の左右方向に並ぶ各色のカラーフィルタの分割位置が、色の異なるカラーフィルタごとに、前記画面の上下方向にずれていることを特徴とするものである。
【００２４】
この発明の液晶表示素子によれば、各画素領域に対応する各色のカラーフィルタがそれぞれ前記画面の上下方向に複数分割され、前記各画素領域内のカラーフィルタに対応しない領域が、前面側から入射し後面側の反射部材で反射されて前面側に出射する光を着色することなく透過させる無着色光出射領域となっているため、画面の上方向や左右方向から入射する光のうち、比較的小さい入射角で入射し、入射時に透過した画素領域と同じ画素領域を透過して出射する光について見ると、各画素領域に入射し、後面側の反射部材で反射されて前面側に出射する光のうち、前記カラーフィルタに対応している領域を透過する光だけが、カラーフィルタによりその吸収波長域の光を吸収されて着色光となって出射し、前記画素領域内のカラーフィルタに対応しない無着色光出射領域を透過する光は、カラーフィルタによる吸収を受けずに無着色光のまま高い出射率で出射する。
【００２５】
また、大きい入射角で入射し、入射時に透過した画素領域とは異なる画素領域を透過して出射する光について見ると、画面の上方向から入射した光も、画面の左右方向から入射した光も、そのうちの画素領域のカラーフィルタに対応している領域を透過する光は、前記カラーフィルタによりその吸収波長域の光を吸収されて着色光となるが、前記無着色光出射領域を透過する光は、カラーフィルタによる吸収を受けずに高い透過率で透過する。
【００２６】
そのため、入射時と出射時とで異なる画素領域を透過する光のうち、入射時に透過した画素領域に対応するカラーフィルタと、出射時に透過する画素領域に対応するカラーフィルタとの両方によってそれぞれのカラーフィルタの吸収波長域の光を吸収されるのは、一方の画素領域のカラーフィルタ対応領域と他方の画素領域のカラーフィルタ対応領域との両方を透過する光だけであり、一方の画素領域のカラーフィルタ対応領域を透過し、他方の画素領域の無着色光出射領域を透過する光は、一方の画素領域に対応するカラーフィルタによりその吸収波長域の光を吸収された着色光となって出射し、また、両方の画素領域の無着色光出射領域を透過する光は、カラーフィルタによる吸収を受けずに無着色光のまま高い出射率で出射する。
【００２７】
しかも、この液晶表示素子によれば、画面の左右方向に並ぶ各色のカラーフィルタの分割位置を、色の異なるカラーフィルタごとに、前記画面の上下方向にずらしているため、画面の左右方向から入射する光が、画面の左右方向に並んでいる色の異なるカラーフィルタに対応している画素領域のうちの一方の画素領域を透過して入射し、他方の画素領域を透過して出射しても、その光が前記一方の画素領域に対応するカラーフィルタと他方の画素領域に対応する色の異なるカラーフィルタとの両方を通る確率は低く、そのために、これらの色の異なるカラーフィルタによる光の吸収を少なくして、画面の左右方向から入射する光をより効率良く出射させることができる。
【００２８】
そして、液晶表示素子の表示は、画面の正面方向から観察されるが、上記液晶表示素子では、各画素領域から、カラーフィルタによる着色光と、カラーフィルタによる吸収を受けない高輝度の無着色光とが出射し、その無着色光と前記着色光とで高輝度のカラー画素が表示される。
【００２９】
したがって、この発明の液晶表示素子は、カラーフィルタを備えた反射型表示素子であるが、画面の上方向からの入射光も左右方向からの入射光も効率良く利用して、画面が充分に明るいカラー画像を表示することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
この発明の液晶表示素子は、上記のように、各画素領域に対応する各色のカラーフィルタをそれぞれ画面の上下方向に複数分割し、前記各画素領域内のカラーフィルタに対応しない領域を無着色光出射領域とするとともに、画面の左右方向に並ぶ各色のカラーフィルタの分割位置を、色の異なるカラーフィルタごとに画面の上下方向にずらすことにより、画面の上方向からの入射光も左右方向からの入射光も効率良く利用して、画面が充分に明るいカラー画像を表示することができるようにしたものである。
【００３１】
この発明の液晶表示素子においては、前記カラーフィルタの画面の左右方向に沿う横幅を、前記画素領域の横幅よりも小さくするのが望ましく、このようにすれば、画素領域内の前記カラーフィルタの側方の領域が前記無着色光出射領域となるため、画面の左右方向に並んでいる色の異なるカラーフィルタに対応している画素領域のうちの一方の画素領域を透過して入射し、他方の画素領域を透過して出射する光が、前記一方の画素領域に対応するカラーフィルタと他方の画素領域に対応する色の異なるカラーフィルタとの両方を通る確率がさらに低くなるから、これらの色の異なるカラーフィルタによる光の吸収をより少なくし、画面の左右方向から入射する光の利用効率をさらに向上させることができる。
【００３２】
さらに、この発明の液晶表示素子においては、隣り合う画素領域の間の領域を、前面側から入射した光が前記反射部材で反射されて前面側に出射する明表示領域とするのが望ましく、このようにすれば、各画素領域の間の部分を明るくし、画面をさらに明るくすることができる。
【００３３】
【実施例】
図１〜図６はこの発明の一実施例を示しており、図１は液晶表示素子の一部分の正面図、図２は図１のII−II線に沿う断面図である。
この実施例の液晶表示素子は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を能動素子とするアクティブマトリックス型のものであり、液晶層ＬＣをはさんで対向する前後一対の基板（ガラス等からなる透明基板）１，２のうち、後側の基板２の内面には、複数の透明な画素電極３が画面の左右方向（図１において横方向）および上下方向（図１において縦方向）に配列させて設けられるとともに、これらの画素電極３にそれぞれ対応する能動素子（以下、ＴＦＴという）４が設されている。
【００３４】
図１において、（Ｒ）の電極は赤色画素を表示するための画素電極、（Ｇ）の電極は緑色画素を表示するための画素電極、（Ｂ）の電極は青色画素を表示するための画素電極であり、画面の左右方向には、赤、緑、青の画素を表示するための画素電極３が交互に並べて直線状に配列され、画面の上下方向には、同じ色の画素を表示するための画素電極３が直線状に並べて配列されている。
【００３５】
上記ＴＦＴ４は、後側基板２上に形成されたゲート電極５と、このゲート電極５を覆うゲート絶縁膜６と、このゲート絶縁膜６の上に前記ゲート電極５と対向させて形成されたｉ型半導体膜７と、このｉ型半導体膜７の両側部の上にｎ型半導体膜（図示せず）を介して形成されたソース電極８およびドレイン電極９とからなっている。
【００３６】
また、この後側基板２の上には、画面の左右方向に沿った各画素電極行の一側にそれぞれ沿わせて、各行のＴＦＴ４にゲート信号を供給するゲートライン１０が配線されており、各行のＴＦＴ４のゲート電極５はそれぞれ、その行に対応するゲートライン１０に一体に形成されている。
【００３７】
なお、上記ＴＦＴ４のゲート絶縁膜（透明膜）６は、基板２のほぼ全面にわたって形成されており、前記ゲートライン１０は、その端子部を除いてゲート絶縁膜６で覆われている。
【００３８】
また、上記ゲート絶縁膜６の上には、画面の上下方向に沿った各画素電極列の一側にそれぞれ沿わせて、各列の各ＴＦＴ４にデータ信号を供給するデータライン１１が配線されており、各列のＴＦＴ４のドレイン電極９はそれぞれ、その列に対応するデータライン１１につながっている。
【００３９】
なお、この実施例ではデータライン１１をゲート絶縁膜６の上に配線し、各列のＴＦＴ４のドレイン電極９をそれぞれ、その列に対応するデータライン１１に一体に形成しているが、前記データライン１１は、ＴＦＴ４を絶縁膜で覆ってその上に配線し、前記絶縁膜に設けたコンタクト孔において前記ＴＦＴ４のドレイン電極９と接続してもよい。
【００４０】
また、上記画素電極３は前記ゲート絶縁膜６の上に形成されており、この画素電極３は、その一側縁の端部において対応するＴＦＴ４のソース電極９に接続されている。
【００４１】
さらに、前記後側基板２上には、各画素電極行にそれぞれ対応させて、その行の各画素電極３と前記ゲート絶縁膜６をはさんで対向する補償容量形成電極（以下、容量形成電極という）１２が設けられており、この容量形成電極１２と画素電極３とその間のゲート絶縁膜６とによって、非選択期間の画素電極３の電位の変動を補償するための補償容量（ストレージキャパシタ）が形成されている。
【００４２】
また、画素電極３は、その横幅に対して縦幅を若干大きくした縦長の矩形状電極とされており、前記容量形成電極１２は、画素電極３のＴＦＴ接続側とは反対側の端縁から若干画素電極内側に片寄った部分に対向させて、上記ゲートライン１０と平行に形成されている。
【００４３】
前記ゲートライン１０と容量形成電極１２は、低抵抗でかつ光の反射率が高い金属膜（例えばアルミニユム系合金）で形成されており、上記データライン１１も低抵抗で高反射率の金属膜で形成されている。
【００４４】
なお、前記ゲートライン１０と容量形成電極１２は、ゲート絶縁膜６の上に形成する画素電極３やデータライン１１との間の絶縁耐圧を高くするために、その表面を陽極酸化処理されており、図では省略しているが、これらのゲートライン１０および容量形成電極１２は、陽極酸化により生成した透明な酸化膜で覆われている。
【００４５】
さらに、前記後側基板２の内面には、前記ＴＦＴ４およびデータライン１１と画素電極３の周縁部を覆う透明なオーバーコート絶縁膜１３が設けられており、その上に配向膜１４が形成されている。
【００４６】
一方、前側の基板１の内面には、後述する各画素領域Ａにそれぞれ対応する赤、緑、青の３色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂが設けられており、これらのカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを覆って形成した透明な保護膜（絶縁膜）１６の上に、前記複数の画素電極３に対向し、これらの画素電極３と対向する部分によりそれぞれ画素領域Ａを形成する少なくとも１つの透明な対向電極１７が設けられ、その上に配向膜１８が形成されている。
【００４７】
そして、上記前側基板１と後側基板２は、図示しない枠状シール材を介して接合されており、これら両基板１，２間の前記シール材で囲まれた領域に液晶が充填されている。
【００４８】
また、上記一対の基板１，２の内面に設けられた配向膜１４，１８はそれぞれ、その膜面を所定方向にラビングすることによって配向処理されており、両基板１，２間の液晶層ＬＣの液晶分子は、後側基板２の配向膜１４と前側基板１の配向膜１８とによってそれぞれの基板１，２の近傍における配向方向を規制され、両基板１，２間において所定のツイスト角（例えばほぼ９０°）でツイスト配向している。
【００４９】
また、上記一対の基板１，２の外面にはそれぞれ、偏光板２１，２２が配置されており、これらの偏光板２１，２２は、それぞれの透過軸を所定の方向に向けた状態で設けられており、
なお、この液晶表示素子は、液晶層ＬＣに電界が印加されていない状態（液晶分子が初期のツイスト配向状態に配向している状態）での表示が明表示であり、液晶層ＬＣへの電界の印加により液晶分子が基板１，２面に対して立上がり配向するのにともなって光の出射率が低くなって表示が暗くなる、いわゆるノーマリーホワイトモードの表示を行なうものであり、例えば液晶分子のツイスト角がほぼ９０°である場合、前記偏光板２１，２２は、それそれの透過軸を互いにほぼ直交させて設けられる。
【００５０】
さらに、後面側の偏光板２２の背後には、液晶表示素子にその前面側から入射して液晶層ＬＣを透過した光を反射するための反射部材として、散乱反射板２３が配置されている。
【００５１】
そして、この実施例の液晶表示素子では、その前側基板１の内面に設ける赤、緑、青の３色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを、次のような大きさおよび形状に形成している。図３は、前記カラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの形状図である。
【００５２】
図１および図３のように、前記赤、緑、青のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂは、後側基板２に設けられた各画素電極３と前側基板１に設けられた対向電極１８とが互いに対向する各画素領域（画素電極３と同じ外形の領域）Ａにそれぞれ対応させて、画面の左右方向には赤、緑、青のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを交互に並べ、画面の上下方向には同じ色のカラーフィルタを並べて設けられている。
【００５３】
これらのカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂはいずれも、画面の上下方向に複数分割（この実施例では２分割）されており、これらの分割フィルタが上下に間隔を存して設けられている。
【００５４】
また、各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂはそれぞれ、その各分割フィルタの画面の左右方向に沿う横幅を画素領域Ａの横幅よりも小さくするとともに、上側の分割フィルタの上縁から下側の分割フィルタの下縁までの長さを画素領域Ａの横幅よりも小さくした大きさに形成されており、したがって、各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの上下の分割フィルタの総面積は、画素領域Ａの面積より小さくなっている。
【００５５】
そして、前記各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂはそれぞれ、各画素領域Ａに対し、画素領域Ａの横幅方向の中央部に対応させて設けられており、さらに、画面の左右方向に並ぶ各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂは、それぞれの分割位置を、色の異なるカラーフィルタごとに、前記画面の上下方向にずらした形状に形成されている。
【００５６】
すなわち、この実施例では、図１および図３に示すように、赤色フィルタ１５Ｒを、画素領域Ａの縦幅方向の中央に対応する位置において上下に分割し、緑色フィルタ１５Ｇを、前記赤色フィルタ１５Ｒの分割位置に対し画素領域Ａの上縁方向にずらした位置で上下に分割し、青色フィルタ１５Ｂを、前記赤色フィルタ１５Ｒの分割位置に対し画素領域Ａの下縁方向にずらした位置で上下に分割している。
【００５７】
そして、前記各画素領域Ａ内のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂに対応しない領域、つまり、画素領域Ａ内の周縁部と上下の分割フィルタの間に対応する領域は、前面側から入射し後面側の散乱反射板２３で反射されて前面側に出射する光を着色することなく透過させる無着色光出射領域ａとなっている。
【００５８】
なお、前面側から各画素領域Ａに入射した光のうち、上記補償容量部に入射した光は容量形成電極１２で遮られて反射板２３に入射しないが、前記容量形成電極１２は高反射率の金属膜で形成されているため、補償容量部に入射した光は容量形成電極１２で反射される。
【００５９】
また、この液晶表示素子は、上述したようにノーマリーホワイトモードの表示を行なうものであり、隣り合う画素領域Ａの間の領域、つまり液晶分子が常に初期のツイスト配向状態に配向している状態にある電界無印加領域は、前面側から入射した光が散乱反射板２３またはゲートライン１０やデータライン１１および容量形成電極１２で反射されて前面側に出射する明表示領域Ｗとなっている。
【００６０】
すなわち、上記後側基板２の内面に設けられたゲートライン１０およびデータライン１１は前記明表示領域Ｗ内を通っており、また容量形成電極１２も前記明表示領域Ｗを横切っているため、前面側から明表示領域Ｗに入射した光のうち、ゲートライン１０およびデータライン１１と容量形成電極１２が通っている部分に入射した光は反射板２３に入射しないが、前記ゲートライン１０およびデータライン１１と容量形成電極１２は高反射率の金属膜で形成されているため、これらの部分に入射した光も反射される。
【００６１】
この液晶表示素子は、外光を利用して反射型表示を行なうものであり、前面側から入射した光は、前側偏光板２１を透過して直線偏光光となり、その光が液晶層ＬＣと後側偏光板２２とを順次透過して散乱反射板２３またはゲートライン１０およびデータライン１１と容量形成電極１２により反射され、前記後側偏光板２２と液晶層ＬＣと前側偏光板２１とを順次透過して前面側に出射する。
【００６２】
そして、前面側から各画素領域Ａに入射した光のうち、その画素領域Ａに対応させて設けられた上下の分割フィルタからなるカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂに入射した光は、このカラーフィルタによりその吸収波長域の光を吸収されて前記カラーフィルタの色に着色し、その着色光が反射されて前面側に出射する。この着色された出射光の強度は、各画素領域Ａの印加電界に応じた液晶分子の立上がり配向状態に応じて変化する。
【００６３】
また、前記各画素領域Ａに入射した光のうち、その画素領域Ａ内の周縁部と上下の分割フィルタの間に対応する領域、つまり前記カラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂに対応していない無着色光出射領域ａに入射した光は、カラーフィルタを通らずに無着色光（白色光）のまま反射され、前面側に出射する。この無着色の出射光の強度も、各画素領域Ａの印加電界に応じた液晶分子の立上がり配向状態に応じて変化する。
【００６４】
さらに、隣り合う画素領域Ａの間の明表示領域Ｗに入射した光は、無着色光（白色光）のまま反射されて前面側に出射する。この明表示領域Ｗを出射する無着色光は、前記明表示領域Ｗの液晶分子が常に初期のツイスト配向状態にあるため、常に高強度の光である。
【００６５】
なお、反射型の液晶表示素子は、通常、画面の上方向（画面に垂直な方向に対して画面の上縁側にある程度傾いた方向）からより多く外光が入るように、周囲の明るさのうちの最も明るい方向に画面を向けて使用されるが、外光は、図７に示した外光の入射例のように、画面の上方向からだけでなく、画面の左右方向（画面に垂直な方向に対して画面の右縁側および左縁側に傾いた方向）からも入射する。
【００６６】
そして、画面の上方向や左右方向から入射する外光の入射角（画面に垂直な方向に対する角度）は様々であるため、比較的小さい入射角で入射した光は、入射時に透過した画素領域Ａと同じ画素領域を透過して出射し、大きい入射角で入射した光は、入射時に透過した画素領域Ａとは異なる画素領域Ａを透過して出射する。
【００６７】
そこで、画面の上方向や左右方向から入射する光のうち、比較的小さい入射角で入射し、入射時に透過した画素領域と同じ画素領域を透過して出射する光について見ると、この液晶表示素子では、上下の分割フィルタからなる各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの総面積が画素領域Ａの面積より小さく、各画素領域Ａ内のカラーフィルタに対応しない領域が、前面側から入射し後面側の散乱反射板２３などで反射されて前面側に出射する光を着色することなく透過させる無着色光出射領域ａとなっているため、全ての画素領域Ａにおいて、画面の上方向や左右方向から入射し前記反射板２３などで反射されて前面側に出射する光のうち、カラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂに対応している領域を透過する光だけが、カラーフィルタによりその吸収波長域の光を吸収されて着色光となって出射し、画素領域Ａ内のカラーフィルタに対応しない無着色光出射領域ａを透過する光は、カラーフィルタによる吸収を受けずに無着色光のまま高い出射率で出射する。
【００６８】
また、大きい入射角で入射し、入射時に透過した画素領域Ａとは異なる画素領域Ａを透過して出射する光について見ると、画面の上方向から入射した光も、画面の左右方向から入射した光も、そのうちの画素領域Ａのカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂに対応している領域を透過する光は、カラーフィルタによりその吸収波長域の光を吸収されて着色光となるが、前記無着色光出射領域ａを透過する光は、カラーフィルタによる吸収を受けずに高い透過率で透過する。
【００６９】
そのため、入射時と出射時とで異なる画素領域を透過する光のうち、入射時に透過した画素領域Ａに対応するカラーフィルタと、出射時に透過する画素領域Ａに対応するカラーフィルタとの両方によってそれぞれのカラーフィルタの吸収波長域の光を吸収されるのは、一方の画素領域Ａのカラーフィルタ対応領域と他方の画素領域Ａのカラーフィルタ対応領域との両方を透過する光だけであり、一方の画素領域Ａのカラーフィルタ対応領域を透過し、他方の画素領域Ａの無着色光出射領域ａを透過する光は、一方の画素領域Ａに対応するカラーフィルタによりその吸収波長域の光を吸収された着色光となって出射し、また、両方の画素領域Ａの無着色光出射領域ａを透過する光は、カラーフィルタによる吸収を受けずに無着色光のまま高い出射率で出射する。
【００７０】
したがって、この液晶表示素子によれば、各画素領域にそれぞれ対応する各色のカラーフィルタを画素領域全体を覆う大きさに形成している従来の液晶表示素子に比べて、画面の上方向からの入射光も左右方向からの入射光も効率良く出射させることができる。
【００７１】
しかも、上記実施例の液晶表示素子では、画面の左右方向に並ぶ各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの分割位置を、色の異なるカラーフィルタごとに、前記画面の上下方向にずらしてれているため、画面の左右方向から入射する光が、画面の左右方向に並んでいる色の異なるカラーフィルタに対応している画素領域のうちの一方の画素領域Ａを透過して入射し、他方の画素領域Ａを透過して出射しても、その光が前記一方の画素領域Ａに対応するカラーフィルタと他方の画素領域Ａに対応する色の異なるカラーフィルタとの両方を通る確率は低く、そのために、これらの色の異なるカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂによる光の吸収を少なくすることができる。
【００７２】
すなわち、上記液晶表示素子における画面の左右方向から入射する光の透過経路を、図３に鎖線で示した各光入射線ｘ１〜ｘ５に沿って入射する光について説明すると、次のようになる。
【００７３】
図４は光入射線ｘ１に沿って入射する光の透過経路を示す断面図、図５は光入射線ｘ３に沿って入射する光の透過経路を示す断面図である。なお、図４および図５では図を見やすくするため、断面を示すハッチングを省略するとともに、両基板１，２の内面に設けられた電極やカラーフィルタおよび絶縁膜等のうち、後側基板２に設けられた画素電極３と前側基板１に設けられたカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂだけを示している。また、上記液晶表示素子の後面側に配置された反射部材は散乱反射板２３であるが、図４および図５では、前記散乱反射板２３で反射された光のうち、画面の正面方向（表示の観察方向）に向かう反射光だけを示している。
【００７４】
まず、図４に示した透過経路について説明すると、上記実施例の液晶表示素子は、赤、緑、青のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを、図３に示したように、赤色フィルタ１５Ｒの分割位置を画素領域Ａの縦幅方向における中央部に対応させ、緑色フィルタ１５Ｇの分割位置を画素領域Ａの上縁方向にずらし、青色フィルタ１５Ｂの分割位置を画素領域Ａの下縁方向にずらしているが、図３に示した光入射線ｘ１に沿う断面上、つまり画面の左右方向に並ぶ各画素領域Ａの上縁部付近を通る線に沿った断面上では、画面の左右方向に並ぶ全ての画素領域Ａにカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂに対応している。
【００７５】
そのため、前記光入射線ｘ１に沿う断面上では、図４に示すように、画面の左右方向（図では左方向）から様々の入射角で入射し、散乱反射板２３などで反射されて前面側に出射する光のうち、画面の左右方向に並ぶ一方の画素領域Ａのカラーフィルタ対応領域を透過して入射し、他方の画素領域Ａのカラーフィルタ対応領域を透過して出射する光Ｌ１が、前記一方の画素領域Ａに対応するカラーフィルタと、他方の画素領域Ａに対応する色の異なるカラーフィルタとにより吸収され、その出射光がほとんど得られなくなる。
【００７６】
すなわち、例えば図４のように、前記光Ｌ１が透過する一方の画素領域Ａに対応するカラーフィルタが赤色フィルタ１５Ｒであり、他方の画素領域Ａに対応するカラーフィルタが緑色フィルタ１５Ｇであるときは、まず赤色フィルタ１５Ｒにより緑と青の波長域の光が吸収され、次いで緑色フィルタ１５Ｇにより赤の波長域の光が吸収されて、出射光がほとんど得られなくなる。
【００７７】
ただし、上記実施例の液晶表示素子では、カラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの横幅を画素領域Ａの横幅よりも小さくし、画素領域Ａ内のカラーフィルタの側方の領域を無着色光出射領域ａとしているため、透過光が一方の画素領域Ａに対応するカラーフィルタと他方の画素領域Ａに対応するカラーフィルタとの両方を通る確率は、カラーフィルタが画素領域全体を覆う大きさに形成されている従来の液晶表示素子に比べて低い。
【００７８】
したがって、上記実施例の液晶表示素子では、一方の画素領域Ａ内のカラーフィルタ対応領域を透過して入射し、他方の画素領域Ａ内のカラーフィルタ対応領域を透過して出射する光の出射光が得られなくなるだけである。
【００７９】
また、図４に示した透過経路において、液晶表示素子に比較的小さい入射角で入射する光は、入射時に透過した画素領域Ａと同じ画素領域を透過して出射し、その光のうち、前記画素領域Ａのカラーフィルタ対応領域を通る光Ｌ２が、その画素領域に対応するカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂによりその吸収波長域の光を吸収され、カラーフィルタの色に着色した光となって出射する。
【００８０】
次に、図５に示した透過経路について説明すると、上記実施例の液晶表示素子は、各画素領域Ａにそれぞれ対応する赤、緑、青のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを上記の位置関係で設けているため、図３に示した光入射線ｘ３に沿う断面上、つまり赤色フィルタ１５Ｒの分割位置を通る線に沿った断面上では、画面の左右方向に並ぶ各画素領域のうちの緑と青の画素を表示するための画素領域Ａだけにカラーフィルタ（緑色フィルタと青色フィルタ）１５Ｇ，１５Ｂに対応しており、赤の画素を表示するための画素領域Ａにはカラーフィルタに対応していない。
【００８１】
そのため、前記光入射線ｘ３に沿う断面上では、図５に示すように、画面の左右方向（図では左方向）から様々の入射角で入射し、散乱反射板２３などで反射されて前面側に出射する光のうち、大きい入射角で入射した光が画面の左右方向に並ぶ２つの画素領域を透過しても、そのうちの緑の画素を表示するための画素領域Ａのカラーフィルタ対応領域を通る光Ｌ３が、緑色フィルタ１５Ｇによりその吸収波長域の光を吸収され、青の画素を表示するための画素領域Ａのカラーフィルタ対応領域を通る光（図示せず）が、青色フィルタ１５Ｂによりその吸収波長域の光を吸収されるだけである。
【００８２】
したがって、前記光入射線ｘ３に沿う断面上では、緑の画素を表示するための画素領域Ａと青の画素を表示するための画素領域Ａとの両方のカラーフィルタ対応領域を通る光の出射光はほとんど得られないが、赤の画素を表示するための画素領域Ａと緑の画素を表示するための画素領域Ａとを透過する光と、青の画素を表示するための画素領域Ａと赤の画素を表示するための画素領域Ａとを透過する光は、いずれも、それが透過する２つの画素領域Ａのうちの一方の画素領域のカラーフィルタ対応領域を通る際に、その画素領域Ａに対応するカラーフィルタ１５Ｇまたは１５Ｂによりその吸収波長域の光を吸収されるだけである。
【００８３】
すなわち、例えば図５に示した光Ｌ３のように、赤の画素を表示するための画素領域Ａを透過して入射し、緑の画素を表示するための画素領域Ａのカラーフィルタ対応領域を透過して出射する光は、入射時に前記赤の画素を表示するための画素領域Ａをカラーフィルタによる吸収を受けずに透過し、出射時に緑色フィルタ１５Ｇによりその吸収波長域の光を吸収されて緑に着色した光となって出射する。
【００８４】
また、例えば、青の画素を表示するための画素領域Ａのカラーフィルタ対応領域を透過して入射し、赤の画素を表示するための画素領域Ａを透過して出射する光は、入射時に青色フィルタ１５Ｇによりその吸収波長域の光を吸収されて青に着色した光となり、出射時は前記赤の画素を表示するための画素領域Ａをカラーフィルタによる吸収を受けずに透過して、青の着色光のまま出射する。
【００８５】
また、図５に示した透過経路においても、液晶表示素子に比較的小さい入射角で入射する光は、入射時に透過した画素領域Ａと同じ画素領域を透過して出射し、その光のうち、前記画素領域Ａのカラーフィルタ対応領域を通る光Ｌ４が、その画素領域に対応するカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂによりその吸収波長域の光を吸収され、カラーフィルタの色に着色した光となって出射する。
【００８６】
なお、図３に示した各光入射線ｘ１〜ｘ５のうち、ｘ２，ｘ４，ｘ５の光入射線に沿って入射する光の透過経路については図示しないが、光入射線ｘ２に沿う断面上、つまり緑色フィルタ１５Ｇの分割位置を通る線に沿った断面上では、赤と青の画素を表示するための２つの画素領域Ａを透過する光のうちの両方の画素領域のカラーフィルタ対応領域を通る光の出射光が得られなくなるだけであり、光入射線ｘ４に沿う断面上、つまり青色フィルタ１５Ｂの分割位置を通る線に沿った断面上では、赤と緑の画素を表示するための２つの画素領域Ａを透過する光のうちの両方の画素領域のカラーフィルタ対応領域を通る光の出射光が得られなくなるだけである。
【００８７】
ただし、光入射線ｘ５に沿った断面上、つまり各画素領域Ａの下縁部付近を通る線に沿った断面上では、図４に示した透過経路と同様に、画面の左右方向に並ぶ一方の画素領域Ａのカラーフィルタ対応領域を透過して入射し、他方の画素領域Ａのカラーフィルタ対応領域を透過して出射する光が、前記一方の画素領域Ａに対応するカラーフィルタと、他方の画素領域Ａに対応する色の異なるカラーフィルタとにより吸収され、その出射光がほとんど得られなくなる。
【００８８】
このように、上記実施例の液晶表示素子は、画面の左右方向に並ぶ各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの分割位置を、色の異なるカラーフィルタごとに、画面の上下方向にずらしているため、画面の左右方向から入射する光が、画面の左右方向に並んでいる一方の画素領域Ａに対応するカラーフィルタと他方の画素領域Ａに対応する色の異なるカラーフィルタとの両方を通る確率を低くし、これらの色の異なるカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂによる光の吸収を少なくすることができ、したがって、画面の左右方向から入射する光をより効率良く出射させることができる。
【００８９】
また、上記実施例の液晶表示素子は、各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを、画面の上下方向に同じ色のカラーフィルタが並び、画面の左右方向に各色のカラーフィルタが交互に並ぶ状態で設けているため、画面の上方向から入射した光が画面の上下方向に並ぶ２つの画素領域Ａを透過しても、その光は、これらの画素領域Ａにそれぞれ対応する同色のカラーフィルタでの２度の光吸収による出射光の輝度低下はあるが、前記カラーフィルタの色に着色した光となって出射する。
【００９０】
なお、この実施例では、画素領域Ａ内のカラーフィルタの上方と下方の領域も無着色光出射領域ａとしているため、画面の上方向から入射した光が画面の上下方向に並ぶ一方の画素領域Ａに対応するカラーフィルタと他方の画素領域Ａに対応するカラーフィルタとの両方を通る確率は、カラーフィルタが画素領域全体を覆う大きさに形成されている従来の液晶表示素子に比べて低く、したがって、画面の上方向から入射する光も、従来の液晶表示素子に比べて効率良く出射させることができる。
【００９１】
そして、液晶表示素子の表示は、画面の正面方向から観察されるが、上記液晶表示素子では、各画素領域Ａから、カラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂによる着色光と、カラーフィルタによる吸収を受けない高輝度の無着色光とが出射し、その無着色光と前記着色光とで高輝度のカラー画素が表示される。
【００９２】
なお、前記カラー画素は、各画素領域Ａのカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂに対応している領域からの出射光である赤、緑、青のいずれかの着色光と、画素領域Ａの周縁部の無着色光出射領域ａを出射した高輝度の無着色光（白色光）とで表示されるが、その画素は、人間の眼には画素全体がカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの色に着色した１つのカラー画素として見える。
【００９３】
したがって、上記液晶表示素子は、カラーフィルタを備えた反射型表示素子であるが、画面の上方向からの入射光も左右方向からの入射光も効率良く利用して、画面が充分に明るいカラー画像を表示することができる。
【００９４】
さらに、上記実施例の液晶表示素子においては、隣り合う画素領域Ａの間の領域を、前面側から入射した光が後面側の反射板２３または後側基板２の内面のゲートライン１０およびデータライン１１と容量形成電極１２で反射されて前面側に出射する明表示領域Ｗとしており、この明表示領域Ｗから高輝度の無着色光が出射するため、各画素領域Ａの間の部分を明るくし、画面をさらに明るくすることができる。
【００９５】
なお、上記実施例では、各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの横幅を画素領域Ａの横幅よりも小さくしているが、前記カラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂは、画素領域Ａの横幅とほぼ同じ幅に形成してもよい。
【００９６】
ただし、前記カラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの横幅は画素領域Ａの横幅よりも小さくするのが望ましく、このようにすれば、上述した実施例のように、画素領域Ａ内のカラーフィルタの側方の領域が無着色光出射領域ａとなるため、画面の左右方向に並んでいる色の異なるカラーフィルタに対応している画素領域のうちの一方の画素領域Ａを透過して入射し、他方の画素領域Ａを透過して出射する光が、前記一方の画素領域Ａに対応するカラーフィルタと他方の画素領域Ａに対応する色の異なるカラーフィルタとの両方を通る確率がさらに低くなるから、これらの色の異なるカラーフィルタによる光の吸収をより少なくし、画面の左右方向から入射する光の利用効率をさらに向上させることができる。
【００９７】
また、上記実施例の液晶表示素子は、各画素領域Ａを、画面の左右方向にも上下方向にも直線状に並べて配列した、いわゆる格子状配列型のものであるが、この発明は、画面の左右方向に色の異なる画素を表示するための画素領域Ａを交互に並べて直線状に配列し、画面の上下方向には同じ色の画素を表示するための画素領域同士を画面の左右方向に交互にずらしてジグザグに配列した、いわゆるモザイク配列型の液晶表示素子にも適用することができる。
【００９８】
図６は、この発明の他の実施例を示す、各画素領域Ａにそれぞれ対応する各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの形状図であり、この実施例は、前記モザイク配列型の液晶表示素子を対象としたものである。
【００９９】
すなわち、この実施例の液晶表示素子は、画面の左右方向に、赤、緑、青の各色の画素を表示するための画素領域Ａを交互に並べて直線状に配列し、画面の上下方向には、同じ色の画素を表示するための画素領域同士を、約１．５ピッチずつ画面の左右方向に交互にずらしてジグザグに配列したものである。
【０１００】
そしてこの実施例においても、各画素領域に対応する各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂをそれぞれ画面の上下方向に複数分割し、各画素領域Ａ内のカラーフィルタに対応しない領域を、前面側から入射し後面側の反射部材で反射されて前面側に出射する光を着色することなく透過させる無着色光出射領域ａとするとともに、画面の左右方向に並ぶ各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの分割位置を、色の異なるカラーフィルタごとに、前記画面の上下方向にずらしている。
【０１０１】
したがって、この実施例の液晶表示素子においても、画面の上方向からの入射光も左右方向からの入射光も効率良く利用し、画面が充分に明るいカラー画像を表示することができる。
【０１０２】
なお、この実施例のモザイク配列型液晶表示素子においては、図６に示したように、各画素領域Ａに対応する各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの横幅を、画面の左右方向に並んで隣り合う画素領域Ａにそれぞれ対応する２つの色のカラーフィルタ間の間隔と同程度以下にし、これらのカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを、１つの行の隣り合う画素領域Ａにそれぞれ対応する２つの色のカラーフィルタ間のスペースに、その上下の行の画素領域Ａに対応するカラーフィルタに対応するように設けるのが望ましい。
【０１０３】
このようにすれば、モザイク配列型液晶表示素子であっても、画面の上方向からの入射光が画面の上下方向に並ぶ２つの画素領域を透過するときに、その光が、一方の画素領域に対応するカラーフィルタと、他方の画素領域に対応する色の異なるカラーフィルタとによって異なる波長域の光を吸収されることはほとんどないから、画面の上方向からの入射光を効率良く出射させることができる。
【０１０４】
なお、上述した各実施例では、各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを上下に２分割しているが、このカラーフィルタの分割数は任意でよく、その分割数を多くすれば、画面の左右方向から入射する光が、画面の左右方向に並んでいる一方の画素領域Ａに対応するカラーフィルタと他方の画素領域Ａに対応する色の異なるカラーフィルタとの両方を通る確率をより低くし、これらの色の異なるカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂによる光の吸収をさらに少なくして、画面の左右方向から入射する光をさらに効率良く出射させることができる。
【０１０５】
また、上記各実施例の液晶表示素子は、赤，緑，青のカラーフィルタを備えたものであるが、この発明は、マゼンタ、イエロー、シアンの３色のカラーフィルタを各画素領域にそれぞれ対応させて、減法混色により多色カラー表示を行なう液晶表示素子にも適用できる。
【０１０６】
また、上記実施例の液晶表示素子は、前側基板２の内面にカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを設けたものであるが、カラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂは、後側基板２の内面に設けてもよい。
【０１０７】
また、上記実施例の液晶表示素子は、その後面側の偏光板２２の背後に、散乱反射板２３からなる反射部材を配置したものであるが、前記反射部材は後側基板２の内面に設けてもよく、その場合は、偏光板は前側の１枚の偏光板２１だけでよい。
【０１０８】
さらにこの発明は、アクティブマトリックス型に限らず、一方の基板の内面に一方の方向に沿う走査電極を複数本互いに平行に設け、他方の基板の内面に前記走査電極と交差する方向に沿う信号電極を複数本互いに平行に設けた単純マトリックス型の液晶表示素子等にも適用することができる。
【０１０９】
【発明の効果】
この発明の液晶表示素子は、各画素領域に対応する各色のカラーフィルタをそれぞれ画面の上下方向に複数分割し、前記各画素領域内のカラーフィルタに対応しない領域を無着色光出射領域とするとともに、画面の左右方向に並ぶ各色のカラーフィルタの分割位置を、色の異なるカラーフィルタごとに画面の上下方向にずらしたものであるから、カラーフィルタを備えた反射型表示素子であるが、画面の上方向からの入射光も左右方向からの入射光も効率良く利用して、画面が充分に明るいカラー画像を表示することができる。
【０１１０】
この発明の液晶表示素子において、前記カラーフィルタの画面の左右方向に沿う横幅を、前記画素領域の横幅よりも小さくすれば、画素領域内の前記カラーフィルタの側方の領域が前記無着色光出射領域となるため、画面の左右方向に並んでいる色の異なるカラーフィルタに対応している画素領域のうちの一方の画素領域を透過して入射し、他方の画素領域を透過して出射する光が、前記一方の画素領域に対応するカラーフィルタと他方の画素領域に対応する色の異なるカラーフィルタとの両方を通る確率がさらに低くなるから、これらの色の異なるカラーフィルタによる光の吸収をより少なくし、画面の左右方向から入射する光の利用効率をさらに向上させることができる。
【０１１１】
さらに、この発明の液晶表示素子において、隣り合う画素領域の間の領域を、前面側から入射した光が前記反射部材で反射されて前面側に出射する明表示領域とすれば、各画素領域の間の部分を明るくし、画面をさらに明るくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す液晶表示素子の一部分の正面図。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図。
【図３】前記液晶表示素子における、各画素領域にそれぞれ対応する各色のカラーフィルタの形状図。
【図４】図３に示した光入射線ｘ１に沿って入射する光の透過経路を示す断面図。
【図５】図３に示した光入射線ｘ３に沿って入射する光の透過経路を示す断面図。
【図６】この発明の他の実施例を示す、各画素領域にそれぞれ対応する各色のカラーフィルタの形状図。
【図７】液晶表示素子への外光の入射例を示す図。
【符号の説明】
１，２…基板
３…画素電極
４…ＴＦＴ（能動素子）
１０…ゲートライン
１１…データライン
１２…補償容量形成電極
１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ…カラーフィルタ
１７…対向電極
２１，２２…偏光板
２３…散乱反射板（反射部材）
Ａ…画素領域
ａ…無着色光出射領域
Ｗ…明表示領域
Claims (3)
- 後面側に反射部材を備え、液晶層をはさんで対向する前後一対の基板のうちの一方の基板の内面に設けられた複数の第１の電極と他方の基板の内面に設けられた少なくとも１つの第２の電極とが互いに対向する複数の画素領域を画面の左右方向および上下方向に配列するとともに、前記一対の基板のうちのいずれかの基板の内面に、複数の色のカラーフィルタを、その各色のカラーフィルタを前記各画素領域にそれぞれ対応させるとともに色の異なるカラーフィルタを前記画面の左右方向に交互に並べて設けた反射型の液晶表示素子において、
前記各画素領域に対応する各色のカラーフィルタがそれぞれ前記画面の上下方向に複数分割され、前記各画素領域内の前記カラーフィルタに対応しない領域が、前面側から入射し前記反射部材で反射されて前面側に出射する光を着色することなく透過させる無着色光出射領域となっているとともに、前記画面の左右方向に並ぶ各色のカラーフィルタの分割位置が、色の異なるカラーフィルタごとに、前記画面の上下方向にずれていることを特徴とする液晶表示素子。 - 前記カラーフィルタの画面の左右方向に沿う横幅が、前記画素領域の横幅よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
- 隣り合う画素領域の間の領域が、前面側から入射した光が前記反射部材で反射されて前面側に出射する明表示領域となっていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示素子。
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