JP4114336B2 - カラーフィルタ基板、カラーフィルタ基板の製造方法、液晶表示パネル、液晶表示装置及び電子機器 - Google Patents
カラーフィルタ基板、カラーフィルタ基板の製造方法、液晶表示パネル、液晶表示装置及び電子機器 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーフィルタ基板、カラーフィルタ基板の製造方法、液晶表示パネル、液晶表示装置及び電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機、携帯情報端末機器といった各種電子機器の表示部として液晶表示装置が広く用いられている。この液晶表示装置では、一般に、それぞれが電極を備えた一対の基板を電極面が互いに一定の間隙、いわゆるセルギャップを保って貼りあわされ、さらにそのセルギャップ内に液晶が封入される。さらにカラー表示を行うために、一対の基板のうち一方の基板上にはカラーフィルタが設けられている。
【０００３】
液晶表示装置として、例えばスイッチング素子を用いないで液晶を駆動する単純マトリクス方式のカラー液晶表示装置では、一対の基板それぞれにストライプ状の電極が形成されており、それぞれの基板に形成されている電極が互いに交差するように配置されている。液晶表示装置においては、それぞれの基板に形成されている電極の重なり合う領域がピクセルとして機能し、対向する電極をそれぞれ印加される電圧の電位差によって対向する電極間に挟持される液晶の光学特性を変化させることにより表示が行われる。さらに、一方の基板には、カラー表示を行うためのカラーフィルタが設けられている。カラーフィルタは、３原色に対応するそれぞれの色が各画素に対応して平面配置されており各色のフィルタを通過する光量を液晶による制御によって表示色に応じてコントロールすることによって、表示を行っている。このようなカラー表示は、画像を表示する場合には有用であるが、文字などの情報表示部分に関しては、読みにくいという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、文字や記号などを見やすくする為だけに液晶表示パネル全体を白黒画面に変えたのでは、カラーでの画像や写真を楽しむことができない。
【０００５】
そこで、液晶表示パネルをカラーとモノクロを別個に設ける方法が考えられるが、設置が非常に難しい点と消費電力が非常にかかるという点などの問題がある。
【０００６】
上記事情に鑑み、本発明は、画像や写真などと文字を両方鮮明に表示でき、かつ、設置が容易で消費電力の少ないカラーフィルタ基板、カラーフィルタ基板の製造方法、液晶表示パネル、液晶表示装置及び電子機器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】
上記課題を解決するために、本発明の液晶パネルは、一方の基板と、他方の基板との間に電気光学物質を挟持し、カラー領域とモノクロ領域とからなる画面を備えた液晶パネルであって、一方の基板におけるカラー領域には第１の反射膜が、モノクロ領域には第２の反射膜が、それぞれ形成され、第１の反射膜および第２の反射膜の上層には、少なくとも第１の透明電極が設けられ、他方の基板は、第１の透明電極と対向するとともに、カラー領域およびモノクロ領域において共通に設けられた第２の透明電極を備え、カラー領域とモノクロ領域のうち、カラー領域のみにおいて第１の反射膜上にカラーフィルタが形成されてなり、第１の反射膜は全反射膜であり、第２の反射膜は半透過反射膜によって形成され、カラーフィルタおよび第２の反射膜の上層には、平坦化膜がさらに設けられ、第１の透明電極は、平坦化膜の上に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、第１の反射膜が全反射膜であるため、カラー領域が反射型となり、バックライトが使用されることはないため、消費電力を低減することができるとともに、第２の反射膜は半透過反射膜なので、モノクロ領域は透過表示も、反射表示も可能な半透過反射型となり、外光の有無を問わず、表示の確認を行うことができる。
また、カラー領域は画像や写真などを表示し、モノクロ領域は文字などの情報を表示することが可能となる。これによって、画像は鮮やかに表示でき、カラー画面では反射率の低さ故に読みにくいという問題をかかえる文字などの情報の表示をモノクロとすることによって、効果的な表示が可能となる。
【０００９】
第２の反射膜は、光反射性の材料からなり、光反射性の材料に、光を透過する複数のスリットを設けたものであることが好ましい。
また、カラー領域は矩形をなし、モノクロ領域は、カラー領域における少なくとも一辺に沿って形成され、カラー領域においては画像情報を、モノクロ領域においては記号情報を主体にしてそれぞれ表示を行うことが好ましい。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の電子機器としての携帯電話は、前記記載の液晶パネルと、液晶パネルのバックライトと、複数の操作ボタンとを、備えた電子機器としての携帯電話であって、複数の操作ボタンの操作によって、モノクロ領域のみを表示する表示モードと、モノクロ領域に加えてカラー領域の表示も行う表示モードとを、切替え可能に設けられていることを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明の電子機器は、前記記載の液晶パネルと、液晶パネルのバックライトと、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の一の形態によれば、前記半透過型反射膜は、カラー領域またはモノクロ領域のどちらかには透過するスリットを設けない反射膜であることを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、通常使用時にはモノクロ部の文字情報のみを利用し、必要なときだけカラー領域を表示することにより、消費電力を抑えることができる。カラー領域を完全反射とし、モノクロ領域には半透過型反射膜としたり、また、通常のモノクロは反射のみでカラー領域は完全な透過型や非常に高い透過率のものであっても良い。
【００１３】
本発明の一の形態によれば、基板と、前記基板上に配置されたカラーフィルタと、前記前記カラーフィルタ上及び前記基板上に配置された透明電極と、前記透明電極の上に配置された配向膜とを有し、前記基板には、前記カラーフィルタで覆われたカラー領域と、前記カラー領域以外のモノクロ領域とを具備することを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、基板と透明電極の間にカラーフィルタが設けられている。そのカラーフィルタが設けられた領域がカラー領域であり、またカラーフィルタが設けられていない領域がモノクロ領域である。つまり、カラーフィルタを設けるか否かで、本発明のカラーフィルタを用いた液晶パネルなどの画面ではカラー領域とモノクロ領域を同時に表示することが可能である。そこで、そのカラー領域は画像や写真などを表示し、モノクロ領域は文字などの情報を表示することが可能となる。
【００１５】
また、配向膜を設けたので、このカラーフィルタを実際に液晶パネルなどに用いたときにもう一つの基板と液晶などを挟持する際に、液晶分子を所定の方向に配向させることができる。
【００１６】
本発明の一の形態によれば、前記カラー領域及び前記モノクロ領域と前記透明電極の間には厚い膜を具備することを特徴とする。
【００１７】
このような構成によれば、基板と透明電極の間にはカラーフィルタがあるカラー領域とカラーフィルタのないモノクロ領域が存在する為に段差が生じる。つまり、カラーフィルタの有無による基板全体に厚みの偏りが生じる。そこで、カラー領域及びモノクロ領域と透明電極の間に厚い膜を用いることによって、ギャップの整合性をとることができる。
【００１８】
本発明の一の形態によれば、前記モノクロ領域が複数具備することを特徴とする。
【００１９】
このような構成によれば、文字などの情報領域を複数必要である場合に、カラー表示の不要な領域にはカラーフィルタを具備しない。これにより、情報領域はモノクロによって確実に表示され、かつ、消費電力が多大なカラーフィルタを一部設けないことにより消費電力の低減を可能とする。
【００２０】
本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、基板上に半透過型反射膜を形成させる工程と、前記半透過型反射膜上にカラーフィルタを形成させる工程と、前記カラーフィルタ上に透明電極を形成させる工程と、前記透明電極上に配向膜を形成する工程と、前記カラーフィルタを形成する工程では、前記半透過型反射膜上にカラーフィルタが形成されたカラー領域とカラーフィルタを形成されていないモノクロ領域とを具備することを特徴とする。
【００２１】
このような構成によれば、カラーフィルタを基板上に配置する領域はカラー領域となり、配置しない領域はモノクロ領域となる。これによって、例えば、本発明のカラーフィルタを用いた液晶パネルなどでは、カラー領域とモノクロ領域の両方を容易に表示することができる。
【００２２】
本発明の一の形態によれば、前記半透過型反射膜は、カラー領域またはモノクロ領域のどちらかには透過するスリットを設けない反射膜であることを特徴とする。
【００２３】
このような構成によれば、通常使用時にはモノクロ部の文字情報のみを利用し、必要なときだけカラー領域を表示することにより、消費電力を抑えることができる。カラー領域を完全反射とし、モノクロ領域には半透過型反射膜としたり、また、通常のモノクロは反射のみでカラー領域は完全な透過型や非常に高い透過率のものであっても良い。
【００２４】
本発明の一の形態によれば、基板上にカラーフィルタを形成する工程と、前記カラーフィルタ上及び前記基板上に透明電極を形成する工程と、前記透明電極上に配向膜を形成する工程と、前記カラーフィルタを形成する工程では、前記もう一方の基板上の一面にカラーフィルタが形成されたカラー領域とカラーフィルタを形成されていないモノクロ領域とを具備することを特徴とする。
【００２５】
このような構成によれば、カラーフィルタを基板上に配置する領域はカラー領域となり、配置しない領域はモノクロ領域となる。これによって、例えば、本発明のカラーフィルタを用いた液晶パネルなどでは、カラー領域とモノクロ領域の両方を容易に表示することができる。
【００２６】
本発明の一の形態によれば、前記カラー領域及び前記モノクロ領域と前記透明電極の間に厚い膜をさらに設ける工程を具備することを特徴とする。
【００２７】
このような構成によれば、カラー領域及びモノクロ領域と透明電極の間にはカラーフィルタがある領域とない領域が存在し、カラーフィルタの有無による段差を厚い膜を配置させることによってなくすことができる。これによって、カラーフィルタ基板全体の厚さが均一となり、色むらや輝度むらを防ぐことができる。
【００２８】
本発明の一の形態によれば、前記モノクロ領域は、複数具備することを特徴とする。
【００２９】
このような構成によれば、製造工程において、例えば、モノクロ領域を複数必要である場合にモノクロに表示したい領域以外にカラーフィルタを配置するだけで簡単に製造することができる。つまり、モノクロ領域とカラー領域を別々に設けるなどの手間を省くことが可能となる。
【００３０】
本発明の液晶表示パネルは、基板と、前記基板上に配置された半透過型反射膜と、前記半透過型反射膜上に配置されたカラーフィルタと、前記カラーフィルタ上に配置された透明電極と、前記透明電極の上に配置された配向膜とを備えるカラーフィルタ基板であって、前記カラーフィルタで覆われたカラー領域と、前記カラー領域以外のモノクロ領域とを具備することを特徴とするカラーフィルタ基板と、前記カラーフィルタ基板と対向しており、第２の透明電極が配置された対向基板と、前記カラーフィルタ基板と前記対向の対向基板との間に封入された液晶とを具備することを特徴とする。
【００３１】
このような構成によれば、カラーフィルタ基板は、カラーフィルタが設けられた領域がカラー領域であり、またカラーフィルタが設けられていない領域がモノクロ領域である。つまり、カラーフィルタを設けるか否かで、本発明の液晶表示パネルの画面のカラー領域とモノクロ領域を同時に両方表示することが可能である。そこで、そのカラー領域は画像や写真などを表示し、モノクロ領域は文字などの情報を表示することが可能となる。これによって、画像は鮮やかに表示でき、カラー画面では反射率の低さ故に読みにくいという問題をかかえる文字などの情報の表示をモノクロとすることによって、効果的な表示が可能となる。
【００３２】
また、カラーフィルタ基板と対向基板には、液晶を挟持する際に液晶を挟持する面に配向膜を設けた。それによって、液晶分子を所定の方向に配向させることができる。
【００３３】
さらに、半透過型反射膜を使うことにより、屋外など明るい場所では反射板、屋内など暗い場所ではバックライトと、状況に応じて光源を使い分けることができる。これによって、液晶表示パネルの鮮明な表示が可能である。
【００３４】
また、カラー領域は、消費する電力が多大になるが、本発明のように通常はモノクロ領域を設けることにより消費電力を低減することが可能となる。
【００３５】
本発明の一の形態によれば、基板と、前記基板上に配置されたカラーフィルタと、前記カラーフィルタ上及び前記電極上に配置された透明電極と、前記透明電極上に配置された配向膜とを備えるカラーフィルタ基板であって、前記カラーフィルタで覆われたカラー領域と、前記カラー領域以外のモノクロ領域とを具備することを特徴とするカラーフィルタ基板と、前記カラーフィルタ基板と対向しており、半透過型反射膜及び第２の透明電極が配置された対向基板と前記カラーフィルタ基板と前記対向の対向基板との間に封入された液晶とを具備することを特徴とする。
【００３６】
このような構成によれば、カラーフィルタ基板は、カラーフィルタが設けられた領域がカラー領域であり、またカラーフィルタが設けられていない領域がモノクロ領域である。つまり、カラーフィルタを設けるか否かで、本発明の液晶表示パネルの画面のカラー領域とモノクロ領域を同時に両方表示することが可能である。そこで、そのカラー領域は画像や写真などを表示し、モノクロ領域は文字などの情報を表示することが可能となる。これによって、画像は鮮やかに表示でき、カラー画面では反射率の低さ故に読みにくいという問題をかかえる文字などの情報の表示をモノクロとすることによって、効果的な表示が可能となる。
【００３７】
また、カラーフィルタ基板と対向基板には、液晶を挟持する際に液晶を挟持する面に配向膜を設けた。それによって、液晶分子を所定の方向に配向させることができる。
【００３８】
さらに、半透過型反射膜を使うことにより、屋外など明るい場所では反射板、屋内など暗い場所ではバックライトと、状況に応じて光源を使い分けることができる。これによって、液晶表示パネルの鮮明な表示が可能である。
【００３９】
また、カラー領域は、消費する電力が多大になるが、本発明のように通常はモノクロ領域を設けることにより消費電力を低減することが可能となる。
【００４０】
本発明の一の形態によれば、前記カラー領域及び前記モノクロ領域と前記透明電極の間には厚い膜を具備することを特徴とする。
【００４１】
このような構成によれば、カラーフィルタ基板と透明電極の間にはカラーフィルタがあるカラー領域とカラーフィルタのないモノクロ領域が存在する為に段差が生じる。つまり、カラーフィルタの有無によるカラーフィルタ基板全体に厚みの偏りが生じる。そこで、半透過型反射膜と透明電極の間に厚い膜を用いることによって、ギャップの整合性をとることができ、段差がなくカラーフィルタ基板自体の厚みが均一となる。つまり、液晶表示パネル自体の厚みも均一となる。
【００４２】
本発明の一の形態によれば、前記モノクロ領域が複数具備することを特徴とする。
【００４３】
このような構成によれば、液晶表示パネルに、文字などの情報を伝達する部分が必要な分だけ表示することができる。つまり、カラーとモノクロのそれぞれの液晶表示パネルを用意するのではないので設置に手間がかからない。つまり、カラーフィルタの配置を考慮するだけで、自由自在にモノクロ領域を形成することが可能となり、一箇所に固執せずに複数具備することが容易である。
【００４４】
本発明の一の形態によれば、前記半透過型反射膜は、カラー領域は透過するスリットを設けない反射膜であることを特徴とする。
【００４５】
このような構成によれば、通常使用時にはモノクロ部の文字情報のみを利用し、必要なときだけカラー領域を表示することにより、消費電力を抑えることができる。カラー領域を完全反射とし、モノクロ領域には半透過型反射膜としたり、また、通常のモノクロは反射のみでカラー領域は完全な透過型や非常に高い透過率のものであっても良い。
【００４６】
本発明の液晶表示装置は、上述に記載である液晶パネルと、バックライトを具備することを特徴とする。
【００４７】
このような構成によれば、消費電力の大きいカラー表示にさらに一部分にモノクロ表示をするモノクロ領域を設けることによって、省電力にすることができる。これによって、省電力を促進できるだけでなく、文字などの情報部分をモノクロ表示にすることによって、明瞭に文字を読み取ることが可能となる。したがって、省電力と鮮明な表示である品質の優れた液晶表示装置とすることができる。さらに、半透過型反射膜を使うことにより、屋外など明るい場所では反射板、屋内など暗い場所ではバックライトと、状況に応じて光源を使い分け、常に鮮明な表示を可能にすることができる。
【００４８】
本発明の電子機器は、上述に記載である液晶表示装置を有することを特徴とする。
【００４９】
このような構成によれば、消費電力の大きいカラー表示にさらに一部分にモノクロ表示をするモノクロ領域を設けることによって、省電力にすることができる。これによって、省電力を促進できるだけでなく、文字などの情報部分をモノクロ表示にすることによって、明瞭に文字を読み取ることが可能となる。したがって、省電力と鮮明な表示である品質の優れた電子機器をえることができ、特に携帯電話などの小型電子機器に適用することが有効である。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して電気光学装置としての液晶表示装置を例にあげて説明する。
【００５１】
(液晶表示装置の全体構造)
まず、液晶表示装置の構造について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態における液晶表示装置全体の断面図である。
【００５２】
図１において、液晶表示装置１は、液晶パネル１００とバックライト２００とを有する。
【００５３】
液晶パネル１００はカラーフィルタ基板１０及び対向基板２０を有し、対向基板２０側に配置された第２の基板２１と、カラーフィルタ基板１０側配置された第１の基板１１と、これら一対の第１の基板１１及び第２の基板２１を貼り合わせる基板周縁部に設けられた封止材３と、一対の第１の基板１１及び第２の基板２１と封止材３とにより形成された空間内に挟持された電気光学物質としての液晶２と、一対の第１の基板１１及び第２の基板２１を挟むように設けられた第１の偏光フィルタ１２及び第２の偏光フィルタ２２とを有する。
【００５４】
対向基板２０のカラーフィルタ基板１０と対向する面上には、複数のＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜からなるストライプ状の第２の透明電極２４が設けられ、この第２の透明電極２４を覆うようにポリイミドなどからなる第２の配向膜２３が形成されている。一方、カラーフィルタ基板１０の対向基板２０と対向する面上には、第２の透明電極２４と交差するように複数のＩＴＯ膜からなるストライプ状の第１の透明電極１４が設けられ、この第１の透明電極１４を覆うようにポリイミドからなる第１の配向膜１３が形成されている。
【００５５】
カラーフィルタ基板１０、対向基板２０は、それぞれ矩形状を有し、対向基板２０は、カラーフィルタ基板１０と対向する面上には第２の透明電極２４が延在してなる第１配線（図示せず）と、この第１配線と電気的に接続する第１端子（図示せず）と、第１の透明電極１４と封止材３に混入された導電材を介して電気的に接続された第２の配線（図示せず）と、この第２の配線と電気的に接続する第２の端子（図示せず）とが形成されている。第１の端子及び第２の端子には、第１の透明電極１４及び第２の透明電極２４に対して駆動信号を供給するための外部回路基板（図示せず）が電気的に接続される。
【００５６】
本実施形態においては、バックライト２００は、液晶パネル１００のカラーフィルタ基板１０に隣り合って配置され、液晶パネル１００のカラーフィルタ基板１０は、バックライト２００から照射される光が入射する光入射側の面となり、液晶パネル１００の対向基板２０は、バックライト２００から照射された光が液晶パネル１００内を通過して液晶パネル１００から出射する光出射側の面となる。すなわち、上述の第２の偏光フィルタ２２及び第１の偏光フィルタ１２は、それぞれ光入射側の面、光出射側の面に配置される。
【００５７】
バックライト２００は、液晶パネル１００のカラーフィルタ基板１０側に光出射面２０２ａを向ける断面楔型の矩形のガラス導光板２０２と、ガラス導光板２０２の側部に配置されガラス導光板２０２に光を入射する光源２０１と、液晶パネル１００とガラス導光板２０２との間に矩形状のシート状光学部品としてのプリズムシート（図示せず）と、ガラス導光板２０２の光出射面２０２ａと、対抗する面２０２ｂと隣り合って配置された矩形状のシート状光学製品としての反射板２０３を有する。光源２０１は、直接プリント基板に電気的に接続されている。
【００５８】
反射板２０３は、光源２０１からでる光をガラス導光板２０２に反射させるためのものである。また、プリズムシートは、出射光の配向角を調整し、正面の輝度を向上させるためのものである。
【００５９】
（本発明のカラーフィルタ基板の第１実施形態）
図２は、液晶表示装置１のカラーフィルタ基板１０の半透過型反射膜１５を用いた場合の断面図である。
【００６０】
カラーフィルタ基板１０は、第１の基板１１と、第１の基板１１の一方の側に配置された半透過型反射膜１５と、半透過型反射膜１５の第１の基板１１とは逆側に配置されたカラーフィルタ１６と、半透過型反射膜１５とカラーフィルタ１６を覆うように配置された厚い膜１７と、厚い膜１７のカラーフィルタ１６とは逆側に設けられた第１の透明電極１４と、さらにその第１の透明電極１４の厚い膜１７とは逆に配置された第１の配向膜と、第１の基板１１の半透過型反射膜１５とは逆側に配置された第１の偏光フィルタ１２とを有する。
【００６１】
カラーフィルタ基板１６は、インクジェット法や顔料分散法などを用いて、アクリル樹脂などの有機樹脂に顔料が分散されたカラーフィルタ材料を、モザイク配列、ストライプ配列、デルタ配列などといった適宜のパターンに塗布することによって形成され、例えばその厚みは、１〜３μｍに形成される。
【００６２】
上述のカラーフィルタ１６は、半透過型反射膜１５に対して配置されたカラー領域３０と配置されていないモノクロ領域３１とを形成する。こののように、カラーフィルタ１６を配置するか否かで、液晶パネル１００画面上に簡単にカラー領域３０とモノクロ領域３１を同時に表示することができる。そこで、同時に表示されたカラー領域３０は画像や写真などを表示し、モノクロ領域３１は文字などの情報を表示する。これによって、画像は鮮やかに表示できる。また、カラー画面では文字などの情報の表示が読みにくいという問題があった。そこで、本発明は、カラー領域３０の他に新たにモノクロ領域３１を設けることにより、情報部分の読みやすくすることが可能となる。つまり、両方の領域を設けることによって、画像も文字もお互いにあった色の状態で見ることができる。
【００６３】
また、このようにカラー領域３０とモノクロ領域３１を同時に表示するのは、読みやすさだけの利点ではなく、消費電力の低減が可能となるという利点もある。つまり、カラー領域３０は消費する電力が多大であるという問題をかかえるが、カラー領域の一部にモノクロ領域３１を設けることによって、消費電力を抑えることが可能となるのである。また、モノクロ領域３１は一部に限るわけではなく複数設置してもよい。例えば、文字などの情報領域が複数必要である場合には、その領域にカラーフィルタ１６を設置しなければ足りるのである。そこで、モノクロ領域３１により、情報部分が確実に表示可能となり、また、カラー領域３０が減少することによる消費電力のさらなる低減も可能となる。
【００６４】
しかしながら、上述のような第１の透明電極１４と半透過型反射膜１５の間隙にカラーフィルタ１６を具備する領域と具備しない領域があることにより、厚さのギャップが生ずる。そこで、厚い膜１７を半透過型反射膜１５と第１の透明電極１４の間に用いることによって、ギャップの整合性をとることができる。それによって、液晶表示装置１の偏りを減少させることができる。
【００６５】
また、本発明の第１の実施形態では、半透過型反射膜１５を第１の基板１１に使用した。半透過型反射膜１５は、光反射性の材料、例えばＡｌ(アルミニウム)によって、膜厚１００ｎｍ〜５００ｎｍに形成される。また、半透過型反射膜１５は、透過型と反射型の中間であり、屋外など明るい場所では反射型として利用でき、また、屋内など暗い場所ではバックライト２００を利用して透過型として液晶表示画面を見ることが可能である。半透過型反射膜１５は、明るい場所では外光からの光を反射して表示する。また、暗い場所では液晶表示装置１に配置されている光源２０１からの光を導光板２０２に入射し、さらに導光板２０２に入射された光を液晶パネル１００へ出射し、その光を半透過型反射膜１５のスリットから透過させる。つまり、状況に応じて外光またはバックライトと光源を使い分けることができるので、常に鮮明な表示を可能にすることができる。
【００６６】
また、第１の基板１１の半透過型反射膜１５とは逆側に配置された第１の偏光フィルタ１２は、この第１の偏光フィルタ１２に入射するバックライト２００からの光を直交する偏光成分に分けた場合、一方向のみの光を通過させ、他方向の光を吸収、あるいは散乱などによって遮蔽する機能を有するので、液晶表示装置１の透過率を上げることが可能である。
【００６７】
（本発明のカラーフィルタ基板の第２実施形態）
図３は、液晶表示装置１のカラーフィルタ基板１０に半透過型反射膜１５と反射膜１８を用いた場合の断面図である。
【００６８】
第１実施形態のカラー領域３０には半透過型反射膜１５の代わりに反射膜１８を用いる変形例である。
【００６９】
このように、消費電力の大きいカラー領域３０に対して外光のみを反射させる反射膜１８を利用することによって、バックライトなどを利用しないことにより消費電力を低減させることが可能となる。これによって、カラー領域３０とモノクロ領域３１の両方に半透過型反射膜１５を用いる場合よりもカラー領域３０が反射型に代わることによって消費電力が少なくなり、実際に製品として用いる場合に電池の交換や充電のサイクルを長くすることが可能である。
【００７０】
（本発明のカラーフィルタ基板の第３の実施形態）
図４は、液晶表示装置１のカラーフィルタ基板１０に半透過型反射膜１５の代わりに反射膜１８を用いた場合の断面図である。
【００７１】
第１実施形態の半透過型反射膜１５の代わりに反射膜１８を用いる変形例である。
【００７２】
このように反射膜を用いることによって、消費電力の大きいバックライトを利用しないので、第１実施形態や第２実施形態の消費電力よりも消費電力を低減することができる。
【００７３】
また、他の実施形態として、透過型のみを利用してもよい。また、透過型と半透過型反射膜の利用、透過型と反射型の利用も考えられる。その応用は、その液晶表示装置１の用途などによって変化することが好ましい。
【００７４】
（実際の実施形態）
図５の（ａ）（ｂ）においては、カラー領域３０とモノクロ領域３１の表示方法の例であり、図６においては、実際の電子機器への応用例を示した図である。
【００７５】
まず、図５の（ａ）では、モノクロ領域３１が上部に１つある場合の図であり、また、図５の（ｂ）では、モノクロ領域３１が上部と右部と左部の３つある場合を示した図である。表示の方法は様々であり、（ａ）、（ｂ）のこの2種類に限定するものではない。
【００７６】
図６については、電子機器の例として携帯電話３００に本発明の液晶表示装置１を応用した図である。
【００７７】
図６の携帯電話３００は、液晶画面の真中にカラー領域３０があり、上下にモノクロ領域３１が存在する。
【００７８】
前述した通り、カラー領域３０は、消費電力が大きいという問題がある。本発明の液晶表示装置１は、カラー領域３０とモノクロ領域３１を両方を同時に表示することができる。それによって、画像や文字をカラー領域３０とモノクロ領域３１とに適宜使い分けることができるというメリットがある。また、カラー領域３０の一部をモノクロ領域３１にすることによって、消費電力を低減させることができる。
【００７９】
さらに、消費電力を低減させる方法として、常にカラー領域３０とモノクロ領域３１を両方表示するのではなく、必要なときにのみカラー領域３０を表示するようにしてもよい。つまり、例えば、携帯電話３００のファンクションキー３０１だけを作動した場合に、カラー領域３０が表示されないようにユーザー設定するようにしてもよい。つまり、ファンクションキー３０１の作動によって、モノクロ領域のみが表示されるようにしてもよい。また、モノクロ領域３１だけでなく、カラー領域３０も表示したい場合は、プッシュボタン３０２を作動させると点灯するような設定にするようにしてもよい。また、ファンクションキー３０１は、ボタンに限定されるものではない。例えば、スクロール操作できるタイプでもよい。
【００８０】
実際の液晶画面は、図６に示すように、モノクロ領域３０に電池マークや電波状況を示すマークなどを示してもよい。また、日付を示してもよいし、電話がかかってきた相手の名前を表示するようにしてもよい。また、例えば、携帯電話３００に送られた電子メールで、メールの内容をモノクロ領域だけに表示するようにし、スクロールすることによって、文章の全文を読むようにしてもよい。
【００８１】
このように、消費電力の低減と鮮明な表示である品質の優れた電子機器をえることができ、特に携帯電話３００などの小型電子機器に適用することが有効である。
【００８２】
（従来のカラーフィルタ基板）
図７には、従来のカラーフィルタ基板４０の断面図である。
【００８３】
本発明のカラーフィルタ基板１０との比較としての参考図である。本発明のカラーフィルタ基板１０と従来のカラーフィルタ基板４０の大きな違いは、本発明のカラーフィルタ基板１０は、カラー領域３０とモノクロ領域３１の両方を具備するのに対し、従来のカラーフィルタ基板４０はカラー領域３０のみを具備することである。
【００８４】
この従来のカラーフィルタ基板４０は、第１の基板１１と、第１の基板１１の一面側に配置された半透過型反射膜１５と、半透過型反射膜１５の第１の基板１１とは逆側に配置されたカラーフィルタ１６と、半透過型反射膜１５とカラーフィルタ１６を覆うように配置された従来の膜４７と、従来の膜４７のカラーフィルタ１６とは逆側に設けられた第１の透明電極１４と、さらにその第１の透明電極１４の従来の膜４７とは逆に配置された第１の配向膜と、第１の基板１１の半透過型反射膜１５とは逆側に配置された第１の偏光フィルタ１２とを有する。つまり、カラーフィルタ１６が第１の基板１１とほぼ同じ大きさの矩形であり、本発明のカラーフィルタ基板１０と違い、カラーフィルタ１６が半透過型反射膜１５の全面に覆う形となっている。勿論、文字などの情報領域に関してもカラー領域３０で表示する。それによって、カラー領域３０では文字などが読み難く、全面がカラー領域３０であることから、消費電力も高いなどの問題をかかえている。
【００８５】
また、本発明の厚い膜１７の代わりに従来の膜４７が配置されている。本発明の半透過型反射膜１５にはカラーフィルタ１６の配置された領域と配置されていない領域がありカラーフィルタ１６の厚さ分の段差がある。そこで、厚い膜１７を利用することによって、そのギャップの整合性をとっていた。しかし、従来は、カラーフィルタ１６を全面に配置していることから、本発明のようなカラーフィルタ１６分の厚さ分の段差がないので、本発明の厚い膜よりも薄い従来の膜４７を使用すれば、カラーフィルタ１６の僅かなギャップの整合性をとることが可能である。
【００８６】
（本発明のカラーフィルタ基板の製造工程図）
本発明のカラーフィルタ基板１０の製造工程のフロー図である。
【００８７】
まず、第１の基板１１の一面に半透過型反射膜１５を配置する（ＳＴＥＰ１）工程がある。ここで、上述のように半透過型反射膜１５ではなく、反射膜１８や透過型を適宜配置する場合にもこの工程において行う。そして、カラーに表示する部分にのみ半透過型反射膜１５の第１の基板１１とは逆側にカラーフィルタ１６を配置する（ＳＴＥＰ２）工程がある。この工程は、本発明の液晶表示パネル１００にカラー領域３０とモノクロ領域３１の両方を設ける最も重要な工程である。さらに、半透過型反射膜の一面にカラーフィルタ１６配置されたカラー領域３０と配置されていないモノクロ領域３１を厚い膜１７で覆うように配置する（ＳＴＥＰ３）工程がある。これによって、カラーフィルタ１６の有無によるカラーフィルタ１６の厚さによるギャップの整合性をとる。さらに、その厚い膜に第１の透明電極１４を配置（ＳＴＥＰ４）し、さらにその第１の透明電極１４の上に第１の配向膜１３を配置（ＳＴＥＰ５）する。また、第１の基板１１の他面に対して第１の偏光フィルタ１２を配置（ＳＴＥＰ６）する。
【００８８】
このように、ＳＴＥＰ２における工程で、カラーフィルタ１６を配置する位置や大きさを考慮することにより、容易にカラー領域３０とモノクロ領域３１を両方を表示することが可能なカラーフィルタ基板１０を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる液晶表示装置を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかるカラーフィルタ基板の断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態にかかるカラーフィルム基板の断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態にかかるカラーフィルム基板の断面図である。
【図５】本発明にかかる電子機器の一実施形態である液晶画面のカラー領域とモノクロ領域を示す平面図である。（ａ）モノクロ領域が単数の場合の例である。
（ｂ）モノクロ領域が複数の場合の例である。
【図６】本発明にかかる電子機器の他の実施形態である携帯電話機を示す平面図である。
【図７】カラーフィルタ基板の従来の断面図である。
【図８】本発明のカラーフィルタ基板の製造工程のフロー図である。
【符号の説明】
１ 液晶表示装置
２ 液晶
３ 封止材
１０ カラーフィルタ基板
１１ 第１の基板
１２ 第１の偏光フィルタ
１３ 第１の配向膜
１４ 第１の透明電極
１５ 半透過型反射膜
１６ カラーフィルタ
１７ 厚い膜
１８ 反射膜
２０ 対向基板
２１ 第２の基板
２２ 第２の偏光フィルタ
２３ 第２の配向膜
２４ 第２の透明電極
３０ カラー領域
３１ モノクロ領域
４０ 従来のカラーフィルタ基板
４７ 従来の膜
１００ 液晶表示パネル
２００ バックライト
２０１ 光源
２０２ 導光板
２０３ 反射板
３００ 携帯電話
３０１ ファンクションキー
３０２ プッシュボタン
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーフィルタ基板、カラーフィルタ基板の製造方法、液晶表示パネル、液晶表示装置及び電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機、携帯情報端末機器といった各種電子機器の表示部として液晶表示装置が広く用いられている。この液晶表示装置では、一般に、それぞれが電極を備えた一対の基板を電極面が互いに一定の間隙、いわゆるセルギャップを保って貼りあわされ、さらにそのセルギャップ内に液晶が封入される。さらにカラー表示を行うために、一対の基板のうち一方の基板上にはカラーフィルタが設けられている。
【０００３】
液晶表示装置として、例えばスイッチング素子を用いないで液晶を駆動する単純マトリクス方式のカラー液晶表示装置では、一対の基板それぞれにストライプ状の電極が形成されており、それぞれの基板に形成されている電極が互いに交差するように配置されている。液晶表示装置においては、それぞれの基板に形成されている電極の重なり合う領域がピクセルとして機能し、対向する電極をそれぞれ印加される電圧の電位差によって対向する電極間に挟持される液晶の光学特性を変化させることにより表示が行われる。さらに、一方の基板には、カラー表示を行うためのカラーフィルタが設けられている。カラーフィルタは、３原色に対応するそれぞれの色が各画素に対応して平面配置されており各色のフィルタを通過する光量を液晶による制御によって表示色に応じてコントロールすることによって、表示を行っている。このようなカラー表示は、画像を表示する場合には有用であるが、文字などの情報表示部分に関しては、読みにくいという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、文字や記号などを見やすくする為だけに液晶表示パネル全体を白黒画面に変えたのでは、カラーでの画像や写真を楽しむことができない。
【０００５】
そこで、液晶表示パネルをカラーとモノクロを別個に設ける方法が考えられるが、設置が非常に難しい点と消費電力が非常にかかるという点などの問題がある。
【０００６】
上記事情に鑑み、本発明は、画像や写真などと文字を両方鮮明に表示でき、かつ、設置が容易で消費電力の少ないカラーフィルタ基板、カラーフィルタ基板の製造方法、液晶表示パネル、液晶表示装置及び電子機器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】
上記課題を解決するために、本発明の液晶パネルは、一方の基板と、他方の基板との間に電気光学物質を挟持し、カラー領域とモノクロ領域とからなる画面を備えた液晶パネルであって、一方の基板におけるカラー領域には第１の反射膜が、モノクロ領域には第２の反射膜が、それぞれ形成され、第１の反射膜および第２の反射膜の上層には、少なくとも第１の透明電極が設けられ、他方の基板は、第１の透明電極と対向するとともに、カラー領域およびモノクロ領域において共通に設けられた第２の透明電極を備え、カラー領域とモノクロ領域のうち、カラー領域のみにおいて第１の反射膜上にカラーフィルタが形成されてなり、第１の反射膜は全反射膜であり、第２の反射膜は半透過反射膜によって形成され、カラーフィルタおよび第２の反射膜の上層には、平坦化膜がさらに設けられ、第１の透明電極は、平坦化膜の上に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、第１の反射膜が全反射膜であるため、カラー領域が反射型となり、バックライトが使用されることはないため、消費電力を低減することができるとともに、第２の反射膜は半透過反射膜なので、モノクロ領域は透過表示も、反射表示も可能な半透過反射型となり、外光の有無を問わず、表示の確認を行うことができる。
また、カラー領域は画像や写真などを表示し、モノクロ領域は文字などの情報を表示することが可能となる。これによって、画像は鮮やかに表示でき、カラー画面では反射率の低さ故に読みにくいという問題をかかえる文字などの情報の表示をモノクロとすることによって、効果的な表示が可能となる。
【０００９】
第２の反射膜は、光反射性の材料からなり、光反射性の材料に、光を透過する複数のスリットを設けたものであることが好ましい。
また、カラー領域は矩形をなし、モノクロ領域は、カラー領域における少なくとも一辺に沿って形成され、カラー領域においては画像情報を、モノクロ領域においては記号情報を主体にしてそれぞれ表示を行うことが好ましい。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の電子機器としての携帯電話は、前記記載の液晶パネルと、液晶パネルのバックライトと、複数の操作ボタンとを、備えた電子機器としての携帯電話であって、複数の操作ボタンの操作によって、モノクロ領域のみを表示する表示モードと、モノクロ領域に加えてカラー領域の表示も行う表示モードとを、切替え可能に設けられていることを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明の電子機器は、前記記載の液晶パネルと、液晶パネルのバックライトと、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の一の形態によれば、前記半透過型反射膜は、カラー領域またはモノクロ領域のどちらかには透過するスリットを設けない反射膜であることを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、通常使用時にはモノクロ部の文字情報のみを利用し、必要なときだけカラー領域を表示することにより、消費電力を抑えることができる。カラー領域を完全反射とし、モノクロ領域には半透過型反射膜としたり、また、通常のモノクロは反射のみでカラー領域は完全な透過型や非常に高い透過率のものであっても良い。
【００１３】
本発明の一の形態によれば、基板と、前記基板上に配置されたカラーフィルタと、前記前記カラーフィルタ上及び前記基板上に配置された透明電極と、前記透明電極の上に配置された配向膜とを有し、前記基板には、前記カラーフィルタで覆われたカラー領域と、前記カラー領域以外のモノクロ領域とを具備することを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、基板と透明電極の間にカラーフィルタが設けられている。そのカラーフィルタが設けられた領域がカラー領域であり、またカラーフィルタが設けられていない領域がモノクロ領域である。つまり、カラーフィルタを設けるか否かで、本発明のカラーフィルタを用いた液晶パネルなどの画面ではカラー領域とモノクロ領域を同時に表示することが可能である。そこで、そのカラー領域は画像や写真などを表示し、モノクロ領域は文字などの情報を表示することが可能となる。
【００１５】
また、配向膜を設けたので、このカラーフィルタを実際に液晶パネルなどに用いたときにもう一つの基板と液晶などを挟持する際に、液晶分子を所定の方向に配向させることができる。
【００１６】
本発明の一の形態によれば、前記カラー領域及び前記モノクロ領域と前記透明電極の間には厚い膜を具備することを特徴とする。
【００１７】
このような構成によれば、基板と透明電極の間にはカラーフィルタがあるカラー領域とカラーフィルタのないモノクロ領域が存在する為に段差が生じる。つまり、カラーフィルタの有無による基板全体に厚みの偏りが生じる。そこで、カラー領域及びモノクロ領域と透明電極の間に厚い膜を用いることによって、ギャップの整合性をとることができる。
【００１８】
本発明の一の形態によれば、前記モノクロ領域が複数具備することを特徴とする。
【００１９】
このような構成によれば、文字などの情報領域を複数必要である場合に、カラー表示の不要な領域にはカラーフィルタを具備しない。これにより、情報領域はモノクロによって確実に表示され、かつ、消費電力が多大なカラーフィルタを一部設けないことにより消費電力の低減を可能とする。
【００２０】
本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、基板上に半透過型反射膜を形成させる工程と、前記半透過型反射膜上にカラーフィルタを形成させる工程と、前記カラーフィルタ上に透明電極を形成させる工程と、前記透明電極上に配向膜を形成する工程と、前記カラーフィルタを形成する工程では、前記半透過型反射膜上にカラーフィルタが形成されたカラー領域とカラーフィルタを形成されていないモノクロ領域とを具備することを特徴とする。
【００２１】
このような構成によれば、カラーフィルタを基板上に配置する領域はカラー領域となり、配置しない領域はモノクロ領域となる。これによって、例えば、本発明のカラーフィルタを用いた液晶パネルなどでは、カラー領域とモノクロ領域の両方を容易に表示することができる。
【００２２】
本発明の一の形態によれば、前記半透過型反射膜は、カラー領域またはモノクロ領域のどちらかには透過するスリットを設けない反射膜であることを特徴とする。
【００２３】
このような構成によれば、通常使用時にはモノクロ部の文字情報のみを利用し、必要なときだけカラー領域を表示することにより、消費電力を抑えることができる。カラー領域を完全反射とし、モノクロ領域には半透過型反射膜としたり、また、通常のモノクロは反射のみでカラー領域は完全な透過型や非常に高い透過率のものであっても良い。
【００２４】
本発明の一の形態によれば、基板上にカラーフィルタを形成する工程と、前記カラーフィルタ上及び前記基板上に透明電極を形成する工程と、前記透明電極上に配向膜を形成する工程と、前記カラーフィルタを形成する工程では、前記もう一方の基板上の一面にカラーフィルタが形成されたカラー領域とカラーフィルタを形成されていないモノクロ領域とを具備することを特徴とする。
【００２５】
このような構成によれば、カラーフィルタを基板上に配置する領域はカラー領域となり、配置しない領域はモノクロ領域となる。これによって、例えば、本発明のカラーフィルタを用いた液晶パネルなどでは、カラー領域とモノクロ領域の両方を容易に表示することができる。
【００２６】
本発明の一の形態によれば、前記カラー領域及び前記モノクロ領域と前記透明電極の間に厚い膜をさらに設ける工程を具備することを特徴とする。
【００２７】
このような構成によれば、カラー領域及びモノクロ領域と透明電極の間にはカラーフィルタがある領域とない領域が存在し、カラーフィルタの有無による段差を厚い膜を配置させることによってなくすことができる。これによって、カラーフィルタ基板全体の厚さが均一となり、色むらや輝度むらを防ぐことができる。
【００２８】
本発明の一の形態によれば、前記モノクロ領域は、複数具備することを特徴とする。
【００２９】
このような構成によれば、製造工程において、例えば、モノクロ領域を複数必要である場合にモノクロに表示したい領域以外にカラーフィルタを配置するだけで簡単に製造することができる。つまり、モノクロ領域とカラー領域を別々に設けるなどの手間を省くことが可能となる。
【００３０】
本発明の液晶表示パネルは、基板と、前記基板上に配置された半透過型反射膜と、前記半透過型反射膜上に配置されたカラーフィルタと、前記カラーフィルタ上に配置された透明電極と、前記透明電極の上に配置された配向膜とを備えるカラーフィルタ基板であって、前記カラーフィルタで覆われたカラー領域と、前記カラー領域以外のモノクロ領域とを具備することを特徴とするカラーフィルタ基板と、前記カラーフィルタ基板と対向しており、第２の透明電極が配置された対向基板と、前記カラーフィルタ基板と前記対向の対向基板との間に封入された液晶とを具備することを特徴とする。
【００３１】
このような構成によれば、カラーフィルタ基板は、カラーフィルタが設けられた領域がカラー領域であり、またカラーフィルタが設けられていない領域がモノクロ領域である。つまり、カラーフィルタを設けるか否かで、本発明の液晶表示パネルの画面のカラー領域とモノクロ領域を同時に両方表示することが可能である。そこで、そのカラー領域は画像や写真などを表示し、モノクロ領域は文字などの情報を表示することが可能となる。これによって、画像は鮮やかに表示でき、カラー画面では反射率の低さ故に読みにくいという問題をかかえる文字などの情報の表示をモノクロとすることによって、効果的な表示が可能となる。
【００３２】
また、カラーフィルタ基板と対向基板には、液晶を挟持する際に液晶を挟持する面に配向膜を設けた。それによって、液晶分子を所定の方向に配向させることができる。
【００３３】
さらに、半透過型反射膜を使うことにより、屋外など明るい場所では反射板、屋内など暗い場所ではバックライトと、状況に応じて光源を使い分けることができる。これによって、液晶表示パネルの鮮明な表示が可能である。
【００３４】
また、カラー領域は、消費する電力が多大になるが、本発明のように通常はモノクロ領域を設けることにより消費電力を低減することが可能となる。
【００３５】
本発明の一の形態によれば、基板と、前記基板上に配置されたカラーフィルタと、前記カラーフィルタ上及び前記電極上に配置された透明電極と、前記透明電極上に配置された配向膜とを備えるカラーフィルタ基板であって、前記カラーフィルタで覆われたカラー領域と、前記カラー領域以外のモノクロ領域とを具備することを特徴とするカラーフィルタ基板と、前記カラーフィルタ基板と対向しており、半透過型反射膜及び第２の透明電極が配置された対向基板と前記カラーフィルタ基板と前記対向の対向基板との間に封入された液晶とを具備することを特徴とする。
【００３６】
このような構成によれば、カラーフィルタ基板は、カラーフィルタが設けられた領域がカラー領域であり、またカラーフィルタが設けられていない領域がモノクロ領域である。つまり、カラーフィルタを設けるか否かで、本発明の液晶表示パネルの画面のカラー領域とモノクロ領域を同時に両方表示することが可能である。そこで、そのカラー領域は画像や写真などを表示し、モノクロ領域は文字などの情報を表示することが可能となる。これによって、画像は鮮やかに表示でき、カラー画面では反射率の低さ故に読みにくいという問題をかかえる文字などの情報の表示をモノクロとすることによって、効果的な表示が可能となる。
【００３７】
また、カラーフィルタ基板と対向基板には、液晶を挟持する際に液晶を挟持する面に配向膜を設けた。それによって、液晶分子を所定の方向に配向させることができる。
【００３８】
さらに、半透過型反射膜を使うことにより、屋外など明るい場所では反射板、屋内など暗い場所ではバックライトと、状況に応じて光源を使い分けることができる。これによって、液晶表示パネルの鮮明な表示が可能である。
【００３９】
また、カラー領域は、消費する電力が多大になるが、本発明のように通常はモノクロ領域を設けることにより消費電力を低減することが可能となる。
【００４０】
本発明の一の形態によれば、前記カラー領域及び前記モノクロ領域と前記透明電極の間には厚い膜を具備することを特徴とする。
【００４１】
このような構成によれば、カラーフィルタ基板と透明電極の間にはカラーフィルタがあるカラー領域とカラーフィルタのないモノクロ領域が存在する為に段差が生じる。つまり、カラーフィルタの有無によるカラーフィルタ基板全体に厚みの偏りが生じる。そこで、半透過型反射膜と透明電極の間に厚い膜を用いることによって、ギャップの整合性をとることができ、段差がなくカラーフィルタ基板自体の厚みが均一となる。つまり、液晶表示パネル自体の厚みも均一となる。
【００４２】
本発明の一の形態によれば、前記モノクロ領域が複数具備することを特徴とする。
【００４３】
このような構成によれば、液晶表示パネルに、文字などの情報を伝達する部分が必要な分だけ表示することができる。つまり、カラーとモノクロのそれぞれの液晶表示パネルを用意するのではないので設置に手間がかからない。つまり、カラーフィルタの配置を考慮するだけで、自由自在にモノクロ領域を形成することが可能となり、一箇所に固執せずに複数具備することが容易である。
【００４４】
本発明の一の形態によれば、前記半透過型反射膜は、カラー領域は透過するスリットを設けない反射膜であることを特徴とする。
【００４５】
このような構成によれば、通常使用時にはモノクロ部の文字情報のみを利用し、必要なときだけカラー領域を表示することにより、消費電力を抑えることができる。カラー領域を完全反射とし、モノクロ領域には半透過型反射膜としたり、また、通常のモノクロは反射のみでカラー領域は完全な透過型や非常に高い透過率のものであっても良い。
【００４６】
本発明の液晶表示装置は、上述に記載である液晶パネルと、バックライトを具備することを特徴とする。
【００４７】
このような構成によれば、消費電力の大きいカラー表示にさらに一部分にモノクロ表示をするモノクロ領域を設けることによって、省電力にすることができる。これによって、省電力を促進できるだけでなく、文字などの情報部分をモノクロ表示にすることによって、明瞭に文字を読み取ることが可能となる。したがって、省電力と鮮明な表示である品質の優れた液晶表示装置とすることができる。さらに、半透過型反射膜を使うことにより、屋外など明るい場所では反射板、屋内など暗い場所ではバックライトと、状況に応じて光源を使い分け、常に鮮明な表示を可能にすることができる。
【００４８】
本発明の電子機器は、上述に記載である液晶表示装置を有することを特徴とする。
【００４９】
このような構成によれば、消費電力の大きいカラー表示にさらに一部分にモノクロ表示をするモノクロ領域を設けることによって、省電力にすることができる。これによって、省電力を促進できるだけでなく、文字などの情報部分をモノクロ表示にすることによって、明瞭に文字を読み取ることが可能となる。したがって、省電力と鮮明な表示である品質の優れた電子機器をえることができ、特に携帯電話などの小型電子機器に適用することが有効である。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して電気光学装置としての液晶表示装置を例にあげて説明する。
【００５１】
(液晶表示装置の全体構造)
まず、液晶表示装置の構造について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態における液晶表示装置全体の断面図である。
【００５２】
図１において、液晶表示装置１は、液晶パネル１００とバックライト２００とを有する。
【００５３】
液晶パネル１００はカラーフィルタ基板１０及び対向基板２０を有し、対向基板２０側に配置された第２の基板２１と、カラーフィルタ基板１０側配置された第１の基板１１と、これら一対の第１の基板１１及び第２の基板２１を貼り合わせる基板周縁部に設けられた封止材３と、一対の第１の基板１１及び第２の基板２１と封止材３とにより形成された空間内に挟持された電気光学物質としての液晶２と、一対の第１の基板１１及び第２の基板２１を挟むように設けられた第１の偏光フィルタ１２及び第２の偏光フィルタ２２とを有する。
【００５４】
対向基板２０のカラーフィルタ基板１０と対向する面上には、複数のＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜からなるストライプ状の第２の透明電極２４が設けられ、この第２の透明電極２４を覆うようにポリイミドなどからなる第２の配向膜２３が形成されている。一方、カラーフィルタ基板１０の対向基板２０と対向する面上には、第２の透明電極２４と交差するように複数のＩＴＯ膜からなるストライプ状の第１の透明電極１４が設けられ、この第１の透明電極１４を覆うようにポリイミドからなる第１の配向膜１３が形成されている。
【００５５】
カラーフィルタ基板１０、対向基板２０は、それぞれ矩形状を有し、対向基板２０は、カラーフィルタ基板１０と対向する面上には第２の透明電極２４が延在してなる第１配線（図示せず）と、この第１配線と電気的に接続する第１端子（図示せず）と、第１の透明電極１４と封止材３に混入された導電材を介して電気的に接続された第２の配線（図示せず）と、この第２の配線と電気的に接続する第２の端子（図示せず）とが形成されている。第１の端子及び第２の端子には、第１の透明電極１４及び第２の透明電極２４に対して駆動信号を供給するための外部回路基板（図示せず）が電気的に接続される。
【００５６】
本実施形態においては、バックライト２００は、液晶パネル１００のカラーフィルタ基板１０に隣り合って配置され、液晶パネル１００のカラーフィルタ基板１０は、バックライト２００から照射される光が入射する光入射側の面となり、液晶パネル１００の対向基板２０は、バックライト２００から照射された光が液晶パネル１００内を通過して液晶パネル１００から出射する光出射側の面となる。すなわち、上述の第２の偏光フィルタ２２及び第１の偏光フィルタ１２は、それぞれ光入射側の面、光出射側の面に配置される。
【００５７】
バックライト２００は、液晶パネル１００のカラーフィルタ基板１０側に光出射面２０２ａを向ける断面楔型の矩形のガラス導光板２０２と、ガラス導光板２０２の側部に配置されガラス導光板２０２に光を入射する光源２０１と、液晶パネル１００とガラス導光板２０２との間に矩形状のシート状光学部品としてのプリズムシート（図示せず）と、ガラス導光板２０２の光出射面２０２ａと、対抗する面２０２ｂと隣り合って配置された矩形状のシート状光学製品としての反射板２０３を有する。光源２０１は、直接プリント基板に電気的に接続されている。
【００５８】
反射板２０３は、光源２０１からでる光をガラス導光板２０２に反射させるためのものである。また、プリズムシートは、出射光の配向角を調整し、正面の輝度を向上させるためのものである。
【００５９】
（本発明のカラーフィルタ基板の第１実施形態）
図２は、液晶表示装置１のカラーフィルタ基板１０の半透過型反射膜１５を用いた場合の断面図である。
【００６０】
カラーフィルタ基板１０は、第１の基板１１と、第１の基板１１の一方の側に配置された半透過型反射膜１５と、半透過型反射膜１５の第１の基板１１とは逆側に配置されたカラーフィルタ１６と、半透過型反射膜１５とカラーフィルタ１６を覆うように配置された厚い膜１７と、厚い膜１７のカラーフィルタ１６とは逆側に設けられた第１の透明電極１４と、さらにその第１の透明電極１４の厚い膜１７とは逆に配置された第１の配向膜と、第１の基板１１の半透過型反射膜１５とは逆側に配置された第１の偏光フィルタ１２とを有する。
【００６１】
カラーフィルタ基板１６は、インクジェット法や顔料分散法などを用いて、アクリル樹脂などの有機樹脂に顔料が分散されたカラーフィルタ材料を、モザイク配列、ストライプ配列、デルタ配列などといった適宜のパターンに塗布することによって形成され、例えばその厚みは、１〜３μｍに形成される。
【００６２】
上述のカラーフィルタ１６は、半透過型反射膜１５に対して配置されたカラー領域３０と配置されていないモノクロ領域３１とを形成する。こののように、カラーフィルタ１６を配置するか否かで、液晶パネル１００画面上に簡単にカラー領域３０とモノクロ領域３１を同時に表示することができる。そこで、同時に表示されたカラー領域３０は画像や写真などを表示し、モノクロ領域３１は文字などの情報を表示する。これによって、画像は鮮やかに表示できる。また、カラー画面では文字などの情報の表示が読みにくいという問題があった。そこで、本発明は、カラー領域３０の他に新たにモノクロ領域３１を設けることにより、情報部分の読みやすくすることが可能となる。つまり、両方の領域を設けることによって、画像も文字もお互いにあった色の状態で見ることができる。
【００６３】
また、このようにカラー領域３０とモノクロ領域３１を同時に表示するのは、読みやすさだけの利点ではなく、消費電力の低減が可能となるという利点もある。つまり、カラー領域３０は消費する電力が多大であるという問題をかかえるが、カラー領域の一部にモノクロ領域３１を設けることによって、消費電力を抑えることが可能となるのである。また、モノクロ領域３１は一部に限るわけではなく複数設置してもよい。例えば、文字などの情報領域が複数必要である場合には、その領域にカラーフィルタ１６を設置しなければ足りるのである。そこで、モノクロ領域３１により、情報部分が確実に表示可能となり、また、カラー領域３０が減少することによる消費電力のさらなる低減も可能となる。
【００６４】
しかしながら、上述のような第１の透明電極１４と半透過型反射膜１５の間隙にカラーフィルタ１６を具備する領域と具備しない領域があることにより、厚さのギャップが生ずる。そこで、厚い膜１７を半透過型反射膜１５と第１の透明電極１４の間に用いることによって、ギャップの整合性をとることができる。それによって、液晶表示装置１の偏りを減少させることができる。
【００６５】
また、本発明の第１の実施形態では、半透過型反射膜１５を第１の基板１１に使用した。半透過型反射膜１５は、光反射性の材料、例えばＡｌ(アルミニウム)によって、膜厚１００ｎｍ〜５００ｎｍに形成される。また、半透過型反射膜１５は、透過型と反射型の中間であり、屋外など明るい場所では反射型として利用でき、また、屋内など暗い場所ではバックライト２００を利用して透過型として液晶表示画面を見ることが可能である。半透過型反射膜１５は、明るい場所では外光からの光を反射して表示する。また、暗い場所では液晶表示装置１に配置されている光源２０１からの光を導光板２０２に入射し、さらに導光板２０２に入射された光を液晶パネル１００へ出射し、その光を半透過型反射膜１５のスリットから透過させる。つまり、状況に応じて外光またはバックライトと光源を使い分けることができるので、常に鮮明な表示を可能にすることができる。
【００６６】
また、第１の基板１１の半透過型反射膜１５とは逆側に配置された第１の偏光フィルタ１２は、この第１の偏光フィルタ１２に入射するバックライト２００からの光を直交する偏光成分に分けた場合、一方向のみの光を通過させ、他方向の光を吸収、あるいは散乱などによって遮蔽する機能を有するので、液晶表示装置１の透過率を上げることが可能である。
【００６７】
（本発明のカラーフィルタ基板の第２実施形態）
図３は、液晶表示装置１のカラーフィルタ基板１０に半透過型反射膜１５と反射膜１８を用いた場合の断面図である。
【００６８】
第１実施形態のカラー領域３０には半透過型反射膜１５の代わりに反射膜１８を用いる変形例である。
【００６９】
このように、消費電力の大きいカラー領域３０に対して外光のみを反射させる反射膜１８を利用することによって、バックライトなどを利用しないことにより消費電力を低減させることが可能となる。これによって、カラー領域３０とモノクロ領域３１の両方に半透過型反射膜１５を用いる場合よりもカラー領域３０が反射型に代わることによって消費電力が少なくなり、実際に製品として用いる場合に電池の交換や充電のサイクルを長くすることが可能である。
【００７０】
（本発明のカラーフィルタ基板の第３の実施形態）
図４は、液晶表示装置１のカラーフィルタ基板１０に半透過型反射膜１５の代わりに反射膜１８を用いた場合の断面図である。
【００７１】
第１実施形態の半透過型反射膜１５の代わりに反射膜１８を用いる変形例である。
【００７２】
このように反射膜を用いることによって、消費電力の大きいバックライトを利用しないので、第１実施形態や第２実施形態の消費電力よりも消費電力を低減することができる。
【００７３】
また、他の実施形態として、透過型のみを利用してもよい。また、透過型と半透過型反射膜の利用、透過型と反射型の利用も考えられる。その応用は、その液晶表示装置１の用途などによって変化することが好ましい。
【００７４】
（実際の実施形態）
図５の（ａ）（ｂ）においては、カラー領域３０とモノクロ領域３１の表示方法の例であり、図６においては、実際の電子機器への応用例を示した図である。
【００７５】
まず、図５の（ａ）では、モノクロ領域３１が上部に１つある場合の図であり、また、図５の（ｂ）では、モノクロ領域３１が上部と右部と左部の３つある場合を示した図である。表示の方法は様々であり、（ａ）、（ｂ）のこの2種類に限定するものではない。
【００７６】
図６については、電子機器の例として携帯電話３００に本発明の液晶表示装置１を応用した図である。
【００７７】
図６の携帯電話３００は、液晶画面の真中にカラー領域３０があり、上下にモノクロ領域３１が存在する。
【００７８】
前述した通り、カラー領域３０は、消費電力が大きいという問題がある。本発明の液晶表示装置１は、カラー領域３０とモノクロ領域３１を両方を同時に表示することができる。それによって、画像や文字をカラー領域３０とモノクロ領域３１とに適宜使い分けることができるというメリットがある。また、カラー領域３０の一部をモノクロ領域３１にすることによって、消費電力を低減させることができる。
【００７９】
さらに、消費電力を低減させる方法として、常にカラー領域３０とモノクロ領域３１を両方表示するのではなく、必要なときにのみカラー領域３０を表示するようにしてもよい。つまり、例えば、携帯電話３００のファンクションキー３０１だけを作動した場合に、カラー領域３０が表示されないようにユーザー設定するようにしてもよい。つまり、ファンクションキー３０１の作動によって、モノクロ領域のみが表示されるようにしてもよい。また、モノクロ領域３１だけでなく、カラー領域３０も表示したい場合は、プッシュボタン３０２を作動させると点灯するような設定にするようにしてもよい。また、ファンクションキー３０１は、ボタンに限定されるものではない。例えば、スクロール操作できるタイプでもよい。
【００８０】
実際の液晶画面は、図６に示すように、モノクロ領域３０に電池マークや電波状況を示すマークなどを示してもよい。また、日付を示してもよいし、電話がかかってきた相手の名前を表示するようにしてもよい。また、例えば、携帯電話３００に送られた電子メールで、メールの内容をモノクロ領域だけに表示するようにし、スクロールすることによって、文章の全文を読むようにしてもよい。
【００８１】
このように、消費電力の低減と鮮明な表示である品質の優れた電子機器をえることができ、特に携帯電話３００などの小型電子機器に適用することが有効である。
【００８２】
（従来のカラーフィルタ基板）
図７には、従来のカラーフィルタ基板４０の断面図である。
【００８３】
本発明のカラーフィルタ基板１０との比較としての参考図である。本発明のカラーフィルタ基板１０と従来のカラーフィルタ基板４０の大きな違いは、本発明のカラーフィルタ基板１０は、カラー領域３０とモノクロ領域３１の両方を具備するのに対し、従来のカラーフィルタ基板４０はカラー領域３０のみを具備することである。
【００８４】
この従来のカラーフィルタ基板４０は、第１の基板１１と、第１の基板１１の一面側に配置された半透過型反射膜１５と、半透過型反射膜１５の第１の基板１１とは逆側に配置されたカラーフィルタ１６と、半透過型反射膜１５とカラーフィルタ１６を覆うように配置された従来の膜４７と、従来の膜４７のカラーフィルタ１６とは逆側に設けられた第１の透明電極１４と、さらにその第１の透明電極１４の従来の膜４７とは逆に配置された第１の配向膜と、第１の基板１１の半透過型反射膜１５とは逆側に配置された第１の偏光フィルタ１２とを有する。つまり、カラーフィルタ１６が第１の基板１１とほぼ同じ大きさの矩形であり、本発明のカラーフィルタ基板１０と違い、カラーフィルタ１６が半透過型反射膜１５の全面に覆う形となっている。勿論、文字などの情報領域に関してもカラー領域３０で表示する。それによって、カラー領域３０では文字などが読み難く、全面がカラー領域３０であることから、消費電力も高いなどの問題をかかえている。
【００８５】
また、本発明の厚い膜１７の代わりに従来の膜４７が配置されている。本発明の半透過型反射膜１５にはカラーフィルタ１６の配置された領域と配置されていない領域がありカラーフィルタ１６の厚さ分の段差がある。そこで、厚い膜１７を利用することによって、そのギャップの整合性をとっていた。しかし、従来は、カラーフィルタ１６を全面に配置していることから、本発明のようなカラーフィルタ１６分の厚さ分の段差がないので、本発明の厚い膜よりも薄い従来の膜４７を使用すれば、カラーフィルタ１６の僅かなギャップの整合性をとることが可能である。
【００８６】
（本発明のカラーフィルタ基板の製造工程図）
本発明のカラーフィルタ基板１０の製造工程のフロー図である。
【００８７】
まず、第１の基板１１の一面に半透過型反射膜１５を配置する（ＳＴＥＰ１）工程がある。ここで、上述のように半透過型反射膜１５ではなく、反射膜１８や透過型を適宜配置する場合にもこの工程において行う。そして、カラーに表示する部分にのみ半透過型反射膜１５の第１の基板１１とは逆側にカラーフィルタ１６を配置する（ＳＴＥＰ２）工程がある。この工程は、本発明の液晶表示パネル１００にカラー領域３０とモノクロ領域３１の両方を設ける最も重要な工程である。さらに、半透過型反射膜の一面にカラーフィルタ１６配置されたカラー領域３０と配置されていないモノクロ領域３１を厚い膜１７で覆うように配置する（ＳＴＥＰ３）工程がある。これによって、カラーフィルタ１６の有無によるカラーフィルタ１６の厚さによるギャップの整合性をとる。さらに、その厚い膜に第１の透明電極１４を配置（ＳＴＥＰ４）し、さらにその第１の透明電極１４の上に第１の配向膜１３を配置（ＳＴＥＰ５）する。また、第１の基板１１の他面に対して第１の偏光フィルタ１２を配置（ＳＴＥＰ６）する。
【００８８】
このように、ＳＴＥＰ２における工程で、カラーフィルタ１６を配置する位置や大きさを考慮することにより、容易にカラー領域３０とモノクロ領域３１を両方を表示することが可能なカラーフィルタ基板１０を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる液晶表示装置を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかるカラーフィルタ基板の断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態にかかるカラーフィルム基板の断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態にかかるカラーフィルム基板の断面図である。
【図５】本発明にかかる電子機器の一実施形態である液晶画面のカラー領域とモノクロ領域を示す平面図である。（ａ）モノクロ領域が単数の場合の例である。
（ｂ）モノクロ領域が複数の場合の例である。
【図６】本発明にかかる電子機器の他の実施形態である携帯電話機を示す平面図である。
【図７】カラーフィルタ基板の従来の断面図である。
【図８】本発明のカラーフィルタ基板の製造工程のフロー図である。
【符号の説明】
１ 液晶表示装置
２ 液晶
３ 封止材
１０ カラーフィルタ基板
１１ 第１の基板
１２ 第１の偏光フィルタ
１３ 第１の配向膜
１４ 第１の透明電極
１５ 半透過型反射膜
１６ カラーフィルタ
１７ 厚い膜
１８ 反射膜
２０ 対向基板
２１ 第２の基板
２２ 第２の偏光フィルタ
２３ 第２の配向膜
２４ 第２の透明電極
３０ カラー領域
３１ モノクロ領域
４０ 従来のカラーフィルタ基板
４７ 従来の膜
１００ 液晶表示パネル
２００ バックライト
２０１ 光源
２０２ 導光板
２０３ 反射板
３００ 携帯電話
３０１ ファンクションキー
３０２ プッシュボタン
Claims (5)
- 一方の基板と、他方の基板との間に電気光学物質を挟持し、カラー領域とモノクロ領域とからなる画面を備えた液晶パネルであって、
前記一方の基板における前記カラー領域には第１の反射膜が、前記モノクロ領域には第２の反射膜が、それぞれ形成され、
前記第１の反射膜および第２の反射膜の上層には、少なくとも第１の透明電極が設けられ、
前記他方の基板は、前記第１の透明電極と対向するとともに、前記カラー領域および前記モノクロ領域において共通に設けられた第２の透明電極を備え、
前記カラー領域とモノクロ領域のうち、前記カラー領域のみにおいて前記第１の反射膜上にカラーフィルタが形成されてなり、
前記第１の反射膜は全反射膜であり、
前記第２の反射膜は半透過反射膜によって形成され、
前記カラーフィルタおよび前記第２の反射膜の上層には、平坦化膜がさらに設けられ、
前記第１の透明電極は、前記平坦化膜の上に形成されていることを特徴とする液晶パネル。 - 前記第２の反射膜は、光反射性の材料からなり、前記光反射性の材料に、光を透過する複数のスリットを設けたものであることを特徴とする請求項１に記載の液晶パネル。
- 前記カラー領域は矩形をなし、
前記モノクロ領域は、前記カラー領域における少なくとも一辺に沿って形成され、
前記カラー領域においては画像情報を、前記モノクロ領域においては記号情報を主体にしてそれぞれ表示を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶パネル。 - 請求項３に記載の液晶パネルと、
前記液晶パネルのバックライトと、
複数の操作ボタンとを、備えた電子機器としての携帯電話であって、
複数の前記操作ボタンの操作によって、前記モノクロ領域のみを表示する表示モードと、前記モノクロ領域に加えて前記カラー領域の表示も行う表示モードとを、切替え可能に設けられていることを特徴とする電子機器としての携帯電話。 - 請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶パネルと、
前記液晶パネルのバックライトと、を有することを特徴とする電子機器。
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