JP4327752B2 - 液晶パネル - Google Patents

Description

本発明は液晶表示パネルの構造に関し、とくに第１の基板上に設ける対向電極と第２の基板上に設ける信号電極と第１の基板と第２の基板との間に封入する液晶とを備え、対向電極と信号電極との交点に複数の画素部を有し、各画素部に電圧を印加し液晶の光学特性変化を利用し表示を行う液晶表示パネル、または第１の基板上に設ける第１の電極と第２の電極と、第１の電極と第２の電極との重なり合う領域に設ける非線形抵抗素子を有し、非線形抵抗素子は対向電極と表示電極に接続し、第１の基板に対向する第２の基板上に設ける信号電極と、第１の基板と第２の基板との間に封入する液晶とを備え、表示電極と信号電極との交点に複数の画素部を有し、非線形抵抗素子を介して各画素部に電圧を印加し液晶の光学特性変化を利用し表示を行う液晶表示パネルに関するものである。さらに、第１の基板、または第２の基板上にカラーフィルター、または反射膜からなる光透過減衰膜を有する、カラー液晶表示パネル、または反射型液晶表示パネルに関するものである。さらに、液晶とポリマーを有する液晶層を利用する液晶表示パネルに関するものである。さらに、時計装置に利用する液晶表示パネルに関するものである。

近年、液晶パネルを用いた液晶表示パネルの表示容量は、大容量化の一途をたどっている。そして、第１の基板上に設ける対向電極と第２の基板上に設ける信号電極と第１の基板と第２の基板との間に封入する液晶とを備え、対向電極と信号電極との交点に複数の画素部を有し、各画素部に電圧を印加し、液晶の光学特性変化を利用し表示を行う単純マトリクス構成の液晶表示パネルにマルチプレクス駆動を用いる手段がある。

さらに、各画素部に非線形抵抗素子を設けるアクティブマトリクス手段の液晶表示パネルが採用されている。非線形抵抗素子には、大別すると薄膜トランジスタを用いる三端子系と、非線系抵抗素子を用いる二端子系とがある。この二端子系には、ダイオード型や、バリスタ型や、ＴＦＤ型などが開発されている。

さらに、他の表示装置に比較し液晶の利点である低消費電力化のために、より明るい表示装置が要求されている。そのためには、各画素部の透過率を向上すること。または画素部と各画素部の間隙との比率である、いわゆる開口率を向上する手段がある。さらに、カラー化のために液晶の屈折率の差を利用する方法も行われているが液晶表示パネルと観察者の位置関係または画素部の位置と観察者の位置関係により色合いが変化してしまうことがおこる。さらに、カラーフィルターを画素部の全域に形成する方法が利用されているが暗くなるため、明るさが重要な液晶表示パネルには適さない。さらに、反射膜を画素部の全面に形成する場合には、反射膜を透過して表示を行うための補助光源の光を遮蔽してしまう。

さらに、画素部の集合体からなる画素部と画素部の周囲に設ける見切り部とでは、目的が異なるため、カラーフィルターまたは反射膜を制御する必要がある。また、液晶にポリマーを含む液晶層の場合には、液晶層への紫外線の照射が必要となるが、カラーフィルターと反射膜により紫外線が遮断され、液晶層へ紫外線を充分に照射することができない。

さらに、液晶とポリマーを含む液晶層へ色素を含む場合には、さらに紫外線の照射が難しくなる。

以下、従来技術を２端子系の非線形抵抗素子を用いる場合に関して図２９と図３０とを用いて説明する。図２９はカラーフィルターと反射膜とを画素部の全域に形成する液晶表
示パネルの構成を示す平面図である。さらに図３０は、図２９の平面図におけるＡ−Ａ線での断面を示す断面図である。以下図２９と図３０とを交互に用いて従来技術を説明する。

第１の基板１の上には、タンタル（Ｔａ）膜からなる第１の電極２と対向電極９を設け、この第１の電極２上に第１の電極２の陽極酸化膜である酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）からなる非線形抵抗層３を設ける。さらにクロム（Ｃｒ）膜からなる第２の電極４を非線形抵抗層３上にオーバーラップするように設けて、非線形抵抗素子１０を設ける。なお、この第２の電極４の一部領域は、アルミニウム（Ａｌ）からなる反射膜の表示電極５と接続している。

一方、第２の基板６には、第１の基板１に形成するそれぞれの表示電極５の隙間からの光の漏れを防止するために酸化クロム膜（ＣｒＯ）とクロム膜（Ｃｒ）の２層からなるブラックマトリクス７を設ける。

さらに、第２の基板６上にはブラックマトリクス７の一部と重なり、表示電極５と対向する領域にカラーフィルター１１、１２、１３を設ける。このカラーフィルター１１、１２、１３は、青色と赤色と緑色との３色からなる。さらに、カラーフィルター１１、１２、１３は、表示電極５の領域ではとくに分割してなく、そしてカラーフィルター１１、１２、１３間には光の透過する領域は設けていない。

さらに、第２の基板６には、表示電極５と対向するように透明導電性膜である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる対向電極９を設ける。この対向電極９とカラーフィルター１１、１２、１３との間には絶縁性保護膜８を設ける。さらに、対向電極９に、外部回路の信号を印加するため、対向電極９はデーター電極（図示せず）が接続している。

さらに、第１の基板１上に設ける第１の電極２は、非線形抵抗素子１０を設けるために張り出している領域を設ける。そして、この張り出し領域が第２の電極４とオーバーラップして非線形抵抗素子１０を構成している。さらにまた図２９の平面図に示すように、第１の電極２と表示電極５との間には、所定寸法の間隙を有している。

表示電極５は、液晶１６を介して対向電極９と重なり合うように配置することにより、液晶表示パネルの表示画素部１９となる。対向電極９とデーター電極に外部回路より駆動波形を印加し、非線形抵抗素子１０を介して、表示電極５と対向電極９との間の領域の液晶の透過率変化によって、液晶表示パネルは所定の画像表示を行う。

さらに第１の基板１と第２の基板６とは、液晶１６の分子を規則的に並べるための処理層として、それぞれ配向膜２１、２１を設ける。

さらにスペーサー１７によって、第１の基板１と第２の基板６とを所定の間隙寸法をもって対向させ、第１の基板１と第２の基板６との間には、液晶層１６を封入する。液晶層１６には、液晶とポリマーを混合するものを利用する。液晶層１６は、第１の基板１または第２の基板６の面より紫外線を照射し、ポリマーを架橋反応する必要がある。しかし、第１の基板１上には、反射膜（光透過減衰膜）を有するため、紫外線を照射することはできない。さらに、第２の基板６上には、カラーフィルターを有するため、紫外線（波長３００ｎｍから４００ｎｍ）は、カラーフィルターにより吸収され、液晶層１６へ紫外線を効率よく照射することができない。

さらに、第２の基板６側に外部光源２８を設ける。液晶表示パネルは自己発光しないため、外部の光源が必要となる。この外部光源２８を利用し液晶の光学特性変化を利用し、
表示を行う。

図２９と図３０に示す従来技術における液晶表示パネルは、表示画素部１９の領域のカラーフィルター１１、１２、１３は、１個の島状の構造をしている。そのため、たとえば１表示画素部１９領域の赤のカラーフィルター１１には、とくに大きな光を透過できる領域はない。

さらに、カラーフィルター１１、１２、１３は、表示画素部１９の周囲部に設けるブラックマトリクス７と一部で重なるため光が透過せず、色純度の良好な表示は可能であるが、暗い液晶表示パネルとなる。またさらに、第１の基板１の反射膜を形成する面と逆の面（裏面）側に補助光源２０を配置し、外部光源２８が弱い場合には、液晶表示パネルの表示が見えないため、補助光源の光を利用する必要があるが、反射膜により光が遮蔽されるため、反射膜の裏面へ補助光源を配置することができなくなる。

以上に説明したように、従来のカラーフィルター、または反射膜からなる光透過減衰膜を用いると、光源部の光が弱いときには、表示が暗くなりほとんど表示内容の認識できなくなる。また、カラーフィルターと反射膜を両方異なる基板上の用いる場合には、補助光源の利用を著しく制限する。

さらに、反射型液晶表示パネルのときには外部光源を利用し、液晶表示パネルの光学変化に応じて表示をおこなうため、さらに明るさが重要となるため、光の有効利用が重要となる。

さらに、非線形抵抗素子を有するアクティブマトリクス型液晶表示パネルのときには、対向電極と信号電極の交差領域の画素部からなる単純マトリクス型液晶表示パネルに比較し非線形抵抗素子を形成する領域が光を遮蔽するためさらに明るさが低下してしまう。

また、液晶層への紫外線照射が必要な液晶とポリマーの混合液晶からなる高分子散乱型液晶を利用する場合には、異なる基板上にカラーフィルターと反射膜を形成すると液晶層への紫外線の照射を阻害する。また、高分子散乱型液晶に色素を混合する場合には、高分子散乱型液晶へ紫外線を照射することが非常に難しくなる。

本発明の目的は、上記課題を解決して、カラーフィルター、反射膜を有する液晶表示パネルにおいても透過率の向上をおこない、明るい表示性能を有する液晶表示パネルを提供するとともに、液晶層への光の照射を可能とする構造を提供することにある。また、時計装置に利用するために、第１の基板と第２の基板に貫通孔を設ける場合に、貫通孔の影響を実際に利用する表示画素部に及ぶことを防止する必要がある。

上記目的を達成するために、本発明の液晶表示パネルにおいては、下記記載の構成を採用する。

第１の基板と第２の基板とのそれぞれに電極を設け、それぞれの電極の交点に画素部を有し、第１の基板と第２の基板との間に液晶層とを備え、第１の基板上には反射膜を設け、該反射膜には開口部が設けられ、第１の基板に対して、液晶層側と反対側には、反射膜の開口部に光を通過させる補助光源を備え、反射膜と補助光源の間には、補助光源の光を開口部に対して出射する特性を備えたレンズフィルムを設け、レンズフィルムと反射膜との間には、半透過膜を配置したことを特徴とする。

レンズフィルムは色フィルターであることを特徴とする。そして、レンズフィルムは、第１の基板と補助光源との間に配置されることを特徴とする。

反射膜の開口部は画素部毎に設けられていることが望ましい。また、反射膜は第１の基板上の液晶層側に配置されることを特徴とする。また、半透過膜は、前記反射膜の開口部からの光を一部反射する膜であることを特徴とする。

さらに、画素部が配置された表示部と、表示部の周囲に配置された非表示部との両方に、反射膜と、反射膜の開口部を配置することを特徴とする。また、反射膜は、金、銀、アルミ、白金、または多層膜であることを特徴としている。

つまり、各画素部のカラーフィルター、または反射膜などの光の透過が減衰する光透過減衰膜を配置し、この光透過減衰膜には、光の透過する複数の開口部を有していてもよい。または、各画素部には、複数の島状の光透過減衰膜を備え、この光透過減衰膜の周囲には光の透過する開口部を有してもよい。

画素部の集合体からなる表示部の周囲に見切り部を設け、見切り部にも、複数の島状の光透過減衰膜を備え、この光透過減衰膜の周囲にも光の透過する開口部を有してもよい。

また、各画素部と見切り部に設ける開口部の密度が異なってもよい。または、第１の基板上に反射膜からなる光透過減衰膜を有し、第２の基板上にカラーフィルターからなる光透過減衰膜を有してもよい。さらに、各画素部の２種類の光透過減衰膜には、光の透過する開口部を有していてもよい。

反射膜の設ける開口部とカラーフィルターカラーフィルターに設ける開口部とが各画素部において異なる位置に分布していてもよい。本発明の液晶パネルは、島状のカラーフィルター、または反射膜上の少なくとも一方の配向膜と開口部上の配向膜とは異なる配向特性を有する。

本発明の液晶表示パネルは、第１の基板と第２の基板との間に封入する液晶層は、モノマーを紫外線にて架橋構造とするポリマーと液晶との混合物であってもよい。または、モノマーを紫外線にて架橋構造とするポリマーと液晶との混合物であり、液晶層には、色素を有していてもよい。あるいは、カラーフィルター、または配向膜の開口部を中心に架橋構造が進行していてもよい。

あるいは第１の基板と第２の基板には、貫通孔を有し、貫通孔のごく近傍では、部分では、光透過減衰膜に開口部を有し、その周囲には、開口部を設けていない。

本発明の液晶表示パネルの各画素部に設けるカラーフィルター、または反射膜からなる光透過減衰膜には、光の透過する開口部を有する構造または複数の島状のカラーフィルター、または反射膜を有し、複数の島状のカラーフィルター、または反射膜の周囲には、光の透過する領域を有する構成を採用する。そのため、カラーフィルターによる光の吸収、または反射膜による光の遮蔽があるが、光透過減衰膜の周囲に開口部を設けるため、光透過減衰膜の周囲では透過率が大きく、明るい表示が可能となる。

さらに、各画素部に設けるカラーフィルターと反射膜の開口部の位置を異なる位置に分布することにより、カラーフィルターに設ける開口部の透過率の大きな領域では、カラーフィルター側より大きな光を透過することが可能となる。また、反射膜に設ける開口部により、カラーフィルターの開口部とは異なる位置で透過率を大きくすることができるため、カラーフィルター側より光が入射する場合には、カラーフィルターの開口部と反射膜を利用し、有効にカラーフィルター側へ光を反射することができる。さらに、反射膜側からの光に対しては、反射膜の開口部により、カラーフィルター側に光を通過することができる。そのため、とくにカラーフィルターを観察者側に配置し、反射膜を光源側に配置する構造を有する液晶表示パネルにおいて、カラーフィルター側からの光（外部光源）と、反射膜側の光（補助光源）に対して明るい表示が可能となる。

また、特に紫外線の照射により液晶層内のモノマーが架橋反応する場合には、カラーフィルターによる紫外線の遮蔽と反射膜による紫外線の遮蔽があり、液晶層に紫外線の透過を著しく阻害するため、カラーフィルターの開口部、または反射膜の開口部は、非常に有効となる。さらに、各画素部のカラーフィルターの開口部と反射膜の開口部の位置を異なる位置にすることにより、カラーフィルター側からの紫外線の照射と反射膜側からに紫外線の照射により、液晶層への紫外線の照射可能な領域が大きくすることができる。

さらに、各画素部に非線形抵抗素子を有するアクティブマトリクス型液晶表示パネルにおいては、単純マトリクス型液晶表示パネルに比較し、非線形抵抗素子の領域が光を遮蔽するため、さらに明るさが重要となる。そのため、カラーフィルター、または反射膜からなる光透過減衰膜において、各画素部に複数の開口部を設ける、または光透過減衰膜を複数の島状にしてその周囲を開口部とすることにより、明るさを向上することにより表示品質を改善することができる。

さらに、時計装置に利用する液晶表示パネルの場合には、カラーフィルター、または反射膜からなる光透過減衰膜において、指針軸の部分のごく周囲に開口部を設けることによ
り、指針軸を加工する際の位置表示の役目をする。さらにその周囲には、光透過減衰膜を設ける。この光透過減衰膜により見切りの効果がある。さらにその周囲の表示画素部には、各画素に設ける光透過減衰膜に複数の開口部を設けることにより、以上の記載する内容と同様の作用がある。

本発明の液晶表示パネルは、第１の基板上に設ける信号電極と、第２の基板上に設ける対向電極と、第１の基板と第２の基板との間に封入する液晶とを備え、信号電極と対向電極との交点に複数の画素部を有し、少なくとも第１の基板の信号電極を有する面、または信号電極を有する面と逆の面に遮光膜を有し、遮光膜の各画素部に開口部を有するため、遮光膜を設けていない基板上にカラーフィルターを設け、液晶表示パネルへ紫外線等との遮光が液晶層の両面にある場合においても、開口部により光の照射を可能とする。特に液晶層にモノマーを含み、紫外線により、ポリマーに架橋反応を行う場合には、開口部は非常に有効である。

さらに、遮光膜を液晶層に面する面と反対の面に設けることにより、開口部と液晶層が基板の厚み分離れるため、開口部の面積を相対的に大きくすることが可能となる。また、開口部への補助光源より光りを照射する場合に、基板を透明とすることにより基板を導光板として利用することが可能となる。さらに、開口部と基板とを所定の間隙を設けて配置することにより、補助光源からの光を開口部に均一に照射することが可能となる。

また、基板の液晶層に面する基板上に開口部を設け、逆の面上には、開口部に遮光膜を設ける。または基板と間隙を有する部分に遮光板を設けることにより、非表示の際の均一性が向上する。 また、遮光膜、または遮光板に金属色、たとえば、金薄膜、銀薄膜、白金薄膜を利用することにより、装飾性に優れた表示が可能となる。また、カラフルな色フィルターとの組み合わせにより表示の他品種化が可能となる。

また、遮光膜、または遮光板の全面に小さな開口部を形成し、さらに、開口部に光学素子を形成し、外光に対しては、反射し、補助光源に関しては、透過光を散乱することにより、コントラストの良い表示ができる。

本発明の液晶表示パネルの構成である表示電極に設けるカラーフィルターに開口部を設ける構造か、または複数の島状のカラーフィルターとし、しかもその複数の島状のカラーフィルター間にカラーフィルターを設けない開口部を設けることにより、明るい表示性能を有するカラー表示可能な液晶表示パネルを得ることが可能となる。

さらに、本発明の液晶表示パネルの構成を第１の基板または第２の基板に反射部を有する液晶表示パネルに使用することにより、カラーフィルターに設ける開口部の良好な透過率と、開口部の周囲のカラーフィルターを利用し反射部から部分的に反射できるため、明るくかつ色純度の良好な表示が可能となる。

さらに、カラーフィルター上の配向膜と開口部上の配向膜の特性を変えることにより、開口部の透過率の高さを利用し、島状のカラーフィルターにおける表示性能の低下を防止できる。さらに、カラーフィルターと開口部の透過率の差を可変することにより、液晶表示パネルの使用環境に対応する明るさを有する液晶表示パネルを得ることが可能となる。

以下に本発明の実施形態における液晶表示パネルの構成を、図面を使用して説明する。

〔第１の実施形態：図１および図２〕はじめに本発明の第１の実施形態における液晶表示パネルの構成を、図１と図２とを使用して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態
における液晶表示パネルを示す平面図である。図２は、図１の平面図のＢ−Ｂ線における断面を示す断面図である。以下、図１と図２とを交互に用いて本発明の第１の実施形態を説明する。

第１の基板１には、タンタル（Ｔａ）膜からなる第１の電極２と対向電極９を設ける。さらに、この第１の電極２上に第１の電極２の陽極酸化膜である酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）からなる非線形抵抗層３を設ける。さらに、クロム（Ｃｒ）膜からなる第２の電極４を非線形抵抗層３上にオーバーラップするように設けて、非線形抵抗素子１０を設ける。なお、この第２の電極４の一部領域は、アルミニウム（Ａｌ）膜からなる表示電極５に接続する。表示電極５は反射特性を有し、非透過性（光減衰性）である。表示電極５には、透過性を有する開口部１５を有する。

さらに、第２の基板６の上には、表示電極５と対向する領域にカラーフィルター１１、１２を設ける。このカラーフィルター１１、１２は、青色と赤色と緑色（図示せず）との３色からなる。さらに、カラーフィルター１１、１２は、表示電極５の領域にて島状の複数個のカラーフィルターに分割している。この複数個のカラーフィルター間には、透過率の大きい開口部１４を有している。表示電極５に設ける開口部１５とカラーフィルター１１、１２に設ける開口部１４とは異なる位置に設けてある。本実施形態においては、表示電極５の開口部１５をカラーフィルター１１，１２と対向する部分に設けてある。

さらに、第２の基板６には、表示電極５と対向するように透明導電性膜である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる対向電極９を設ける。対向電極９と複数個のカラーフィルター１１、１２、１３との間には絶縁性保護膜８を設ける。さらに、対向電極９に、外部回路の信号を印加するため、対向電極９はデーター電極（図示せず）を接続する。さらに、第１の基板１上に設ける第１の電極２は、非線形抵抗素子１０を設けるために張り出している領域を設ける。そして、この張り出し領域が第２の電極４とオーバーラップして非線形抵抗素子１０を構成している。

さらにまた図１の平面図に示すように、第１の電極２と表示電極５とは、所定寸法の間隙を有している。また、表示電極５は、液晶１６を介して対向電極９と重なり合うように配置することにより、液晶表示パネルの表示画素部１９となる。対向電極９とデーター電極に外部回路より駆動波形を印加し、非線形抵抗素子１０を介して、表示電極５と対向電極９との間の表示画素部１９における液晶１６の透過率変化により、液晶表示パネルは所定の画像表示を行う。

さらに第１の基板１と第２の基板６とは、液晶層１６の分子を規則的に並べるための処理層として、それぞれ配向膜２１、２１を設ける。さらにスペーサー１７によって、第１の基板１と第２の基板６とを所定の間隙寸法をもって対向させ、第１の基板１と第２の基板６との間には、液晶１６を封入する。さらに、液晶層１６は、液晶とモノマーとの混合液晶層よりなり、液晶層１６に紫外線を照射することのより、モノマーからポリマーへの架橋反応を起こし、液晶とポリマーとの屈折率の差が発生し、散乱性を発生する。

さらに、第２の基板６側より光を照射する場合には、液晶層１６により光学変調と反射特性を有する表示電極５からの反射光により表示を行う。また、第２の基板６側より光の照射がない、いわゆる暗いところでの液晶表示パネルの利用の場合には、第１の基板１上に補助光源２０を設けているため、表示電極５の開口部１５を通過する補助光源２０の光を利用し液晶の光学特性変化を利用して、表示を行う。

本発明の第１の実施形態に示す液晶表示パネルは、表示画素部１９の領域のカラーフィルター１１、１２は、複数個の島状の構造をしている。そのために、表示電極５の開口部
１５は、第１の基板１側から紫外線を照射する際には、大きな透過率を示し、カラーフィルター１１，１２に設ける開口部１４は、第２の基板６側より紫外線を照射する場合に大きな透過率を示すため、ポリマーを有する液晶層１６に大きな紫外線を照射することが可能となる。

さらに、島状のカラーフィルター間に設ける開口部１４を表示画素部１９上に設けているため、液晶層１６に電圧を印加できる。そのため、光学変化が可能なため、開口部１４を設けてもコントラスト比をほとんど低減することはない。さらに、第２の基板６側より外部光源（図示せず）からの光の照射がないか、または弱い場合に第１の基板１側の補助光源２０により液晶層１６を介して第２の基板６側の観察者へ情報を表示するため、表示電極５の開口部１５を設けることにより、補助光源２０の光を透過することができる。さらに、表示電極５の開口部１５に対向する第２の基板６上にはカラーフィルター１１、１２を設けているため、カラー表示が可能となる。

以上の説明から明らかなように、本発明の第１の実施形態に示す構成からなる液晶表示パネルを用いることにより、明るい表示特性を有する液晶表示パネルを得ることが可能となると同時に、液晶層１６への光照射（紫外線）照射を行う場合に、第１の基板１の液晶層１６と面する逆の面より紫外線を照射する際には、表示電極５（反射板）に設ける開口部１５を利用することにより、液晶層１６へ効率良く紫外線を照射することができる。さらに、表示電極５と異なる位置にあるカラーフィルターに設ける開口部１４を利用することにより、表示電極の開口部１５では紫外線の照射が不完全な領域にも紫外線を照射することができるため、とくに液晶層１６への紫外線照射が必要な液晶層１６を有する液晶表示装置においては非常に有効である。

すなわち、従来技術の反射特性（非透過性）を有する表示電極５の場合に開口部１５を設けていない場合には、まず補助光源２０の光を液晶層１６を介して第２の基板６側へ透過することができかかった。同様に、補助光源２０の代わりに紫外線光源を用いて液晶層１６へ紫外線を照射する際にも、液晶層１６へは紫外線を照射することが難しかった。逆にカラーフィルター１１においても、特に青色のカラーフィルターでは、紫外線を吸収するため、液晶層１６への紫外線照射が難しかった。そのため、本第１の実施形態に示す構造を利用し、第１の基板１側に設ける開口部１５と第２の基板６側に設ける開口部１４を用いることにより、補助光源２０の利用を可能にすることと、液晶層１６への紫外線照射を可能にすることができる。

〔第２の実施形態：図３および図４〕つぎに、本発明の第２の実施形態における液晶表示パネルの構成を、図３と図４とを使用して説明する。図３は、本発明の第２の実施形態における液晶表示パネルを示す平面図である。図４は、図３の平面図のＣ−Ｃ線における断面を示す断面図である。以下、図３と図４とを交互に用いて本発明の第２の実施形態を説明する。

第１の基板１には、タンタル（Ｔａ）膜からなる第１の電極２と信号電極３５を設ける。さらに、この第１の電極２上に第１の電極２の陽極酸化膜である酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）からなる非線形抵抗層３を設ける。さらにクロム（Ｃｒ）膜からなる第２の電極４を非線形抵抗層３上にオーバーラップするように設けて、非線形抵抗素子１０を設ける。なお、この第２の電極４の一部領域は、透明導電性膜として酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる表示電極５と接続している。

第２の基板６上には、第１の基板１に形成するそれぞれの表示電極５の隙間からの光の漏れを防止するために、酸化クロム膜（ＣｒＯ）とクロム膜（Ｃｒ）の２層からなるブラックマトリクス７を設けてある。 さらに、第２の基板６上にはブラックマトリクス７の
一部と重なり、表示電極５と対向する領域にカラーフィルター１１、１２、１３を設ける。このカラーフィルター１１、１２、１３は、青色と赤色と緑色との３色からなる。さらに、カラーフィルター１１、１２、１３は、表示電極５の領域にて、各１４個の島状のカラーフィルターに分割している。この複数個のカラーフィルター間には、高透過率を示す開口部１４を有している。

さらに、第２の基板６には、表示電極５と対向するように透明導電性膜である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる対向電極９を設ける。対向電極９と複数個のカラーフィルター１１、１２、１３との間には絶縁性保護膜８を設ける。さらに、対向電極９に、外部回路の信号を印加するため、対向電極９はデーター電極（図示せず）を接続する。さらに、第１の基板１上に設ける第１の電極２は、非線形抵抗素子１０を設けるために張り出している領域を設ける。そして、この張り出し領域が第２の電極４とオーバーラップして非線形抵抗素子１０を構成している。

さらにまた図３の平面図に示すように、第１の電極２と表示電極５とは、所定寸法の間隙を有している。表示電極５は、液晶層１６を介して対向電極９と重なり合うように配置することにより、液晶表示パネルの表示画素部１９となる。

信号電極３５とデーター電極に外部回路より駆動波形を印加し、非線形抵抗素子１０を介して、表示電極５と対向電極９との間における表示画素部１９において、液晶層１６の透過率変化により、液晶表示パネルは所定の画像表示を行う。さらに第１の基板１と第２の基板６とは、液晶層１６の液晶分子を規則的に並べるための処理層として、それぞれ配向膜２１を設ける。

さらにスペーサー１７によって、第１の基板１と第２の基板６とを所定の間隙寸法をもって対向させ、第１の基板１と第２の基板６との間には、液晶を封入する。またさらに、第１の基板１上に偏光板１８と補助光源部２０とを設け、第２の基板６上に偏光板１８を設ける。液晶表示パネルは自己発光しないため、光源が必要となる。この補助光源２０を利用し液晶の光学特性変化を利用して、表示を行う。

本発明の第２の実施形態に示す液晶表示パネルは、表示画素部１９の領域のカラーフィルター１１、１２、１３は、複数個の島状の構造をしている。そのため、たとえば１個の表示画素部１９の領域における赤のカラーフィルター１１には、高透過率特性を有する開口部１４を設けている。そのため、開口部１４では、大きな光を透過できる。さらに、島状のカラーフィルター間に設ける開口部１４を表示画素部１９上に設けているため、液晶層１６に電圧を印加できる。そのため、光学変化が可能なため、開口部１４を設けてもコントラスト比をほとんど低減することはない。

以上の説明から明らかなように、本発明の第２の実施形態に示す構成からなる液晶表示パネルを用いることにより、明るい表示特性を有する液晶表示パネルを得ることが可能となる。

〔第３の実施形態：図５および図６〕つぎに本発明の第３の実施形態における液晶表示パネルの構造を、図５と図６とを用いて説明する。図５は本発明の第３の実施形態における液晶表示パネルを示す平面図である。図６は図５の平面図のＤ−Ｄ線における断面を示す断面図である。以下、図５と図６とを交互に用いて本発明の第３の実施形態を説明する。

第１の基板１上には、タンタル（Ｔａ）膜からなるゲート電極２２を設ける。さらに、このゲート電極２２上にゲート電極２２の陽極酸化膜である酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）
からなるゲート絶縁膜設ける。さらにゲート絶縁膜上とその周囲にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）からなる半導体層２４を設ける。

さらに、半導体層２４上には、アモルファスシリコンに不純物を添加したＮ型アモルファスシリコン（Ｎ型ａ−Ｓｉ）２５をゲート電極２２と一部重なるように設ける。さらにＮ型アモルファスシリコン２５上には、モリブデン（Ｍｏ）からなるソース電極２６とドレイン電極２７を設ける。ソース電極２６は、外部信号を印加するために、データー電極（図示せず）と接続し、ドレイン電極２７は、透明導電性膜である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜からなる表示電極５と接続する。さらに、半導体層２４上のソース電極２６とドレイン電極２７の間には、半導体層２４の特性劣化を防止するために、保護絶縁膜５１を設ける。

第２の基板６上には、第１の基板１に形成するそれぞれの表示電極５の隙間からの光の漏れを防止することと、半導体層２４への光の入射を防止するために、クロム膜（Ｃｒ）からなるブラックマトリクス７を設けてある。さらに、第２の基板６上にはブラックマトリクス７の一部と重なり、表示電極５と対向する領域にカラーフィルターを設ける。カラーフィルター１１、１２、１３は青色と赤色と緑色との３色からなる。

さらに、カラーフィルター１１、１２、１３は、表示電極５の領域にて各１１個の島状のカラーフィルターに分割している。この複数個のカラーフィルター１１、１２、１３の間には、ブラックマトリクス７の設けていない開口部１４を有している。

表示画素部１９上の開口部１４は蛇行する配置を有している。本発明の第３の実施形態では、Ｘ軸の方向のみ蛇行している配置を有しているが、Ｙ軸のみまたはＸ軸をＹ軸の両方の軸に関して蛇行しても当然有効である。この蛇行することにより、開口部１４の透過率の高い領域の連続性を防止できるため、カラーフィルター１１、１２、１３と開口部１４との混色性の向上ができる。本実施形態においては、説明しやすくするために、カラーフィルター１１を１１個に分割する例を示したが、さらに多くの島状にすることにより、カラーフィルター１１と開口部１４との混合性が改善できる。

さらに、第２の基板６には、表示電極５と対向するように透明導電性膜である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる対向電極９を設ける。表示電極５は、液晶１６を介して対向電極９と重なり合うように配置することにより、液晶表示パネルの表示画素部１９となる。

ゲート電極２２と、データー電極に接続するソース電極２９とに外部回路より駆動波形を印加し、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子を介して、表示電極５と対向電極９との間の表示画素部１９における液晶層１６の透過率変化により、液晶表示パネルは所定の画像表示を行う。

さらに第１の基板１と第２の基板６とは、液晶１６の分子を規則的に並べるための処理層として、それぞれ配向膜２１、２１を設ける。さらにスペーサー１７によって、第１の基板１と第２の基板６とを所定の間隙寸法をもって対向させ、第１の基板１と第２の基板６との間には、液晶１６を封入する。

さらに、液晶表示パネルは自己発光しないために、液晶表示パネルの第１の基板１を観察者側に配置し、第１の基板１側の補助光源２０を利用する。さらに、第１の基板１の外側に図６の断面図に示すように、第１の基板１より偏光板１８と接着層（図示せず）とを設ける。さらに、第２の基板６側には、偏光板１８と反射部３２と接着層（図示せず）とを設け、液晶１６の光学変化を、２枚の偏光板１８、１８を利用して行う。

本発明の第３の実施形態に示す液晶表示パネルは、表示画素部１９の領域のカラーフィルター１１、１２、１３は、複数個の島状の構造をしている。そのため、たとえば１個の表示画素部１９の領域における赤のカラーフィルター１１には、ブラックマトリクス７を形成しない領域として開口部１４を設けている。そのため、開口部１４では、大きな光を透過できる。

さらに、島状のカラーフィルター間に設ける開口部１４を表示画素部１９上に設けている。このため、液晶層１６に電圧を印加できるため、光学変化が可能であり、開口部１４を設けてもコントラスト比をほとんど低減することはない。

さらに、反射型液晶表示パネルとして利用し、偏光板１８の偏光軸をお互いに直交する方向に配置することにより、開口部１４はその周辺に設けるカラーフィルターの色を反射することが可能となる。そのため、色の純度が向上できる。

さらに、表示画素部１９上のカラーフィルターの配置を蛇行する配置とし、蛇行する開口部１４とすることにより、開口部１４と島状のカラーフィルターとの混色性が向上し、良好な表示が得られる。

以上の説明から明らかなように、島状のカラーフィルターの周囲に設ける開口部１４を利用することにより、明るい表示特性を有する液晶表示パネルを得ることが可能となる。さらに、島状のカラーフィルターの周囲に設ける開口部１４と反射部を利用し、開口部１４の周囲のカラーフィルターの一部を反射することにより明るく、しかも色純度の良好な液晶表示パネルが可能となる。

〔第４の実施形態：図７および図８〕つぎに本発明の第４の実施形態における液晶表示パネルの構造を、図７と図８とを用いて説明する。図７は本発明の第４の実施形態における液晶表示パネルを示す平面図である。図８は図７の平面図のＥ−Ｅ線における断面を示す断面図である。以下、図７と図８とを交互に用いて本発明の第４の実施形態を説明する。

第１の基板１上には、タンタル（Ｔａ）膜からなるゲート電極２２と対向電極９を設け、このゲート電極２２上にゲート電極２２の陽極酸化膜である酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）からなるゲート絶縁膜２３を設ける。さらにゲート絶縁膜２３上とその周囲にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）からなる半導体層２４を設ける。さらに、半導体層２４上には、アモルファスシリコンに不純物を添加したＮ型アモルファスシリコン（Ｎ型ａ−Ｓｉ）２５がゲート電極２２と一部重なるように設ける。さらに、Ｎ型アモルファスシリコン２５上には、モリブデン（Ｍｏ）からなるソース電極２６とドレイン電極２７を設ける。ソース電極２６は、外部信号を印加するために、対向電極９と接続し、ドレイン電極２７は、透明導電性膜である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜からなる表示電極５と接続する。

さらに、半導体層２４上のソース電極２６とドレイン電極２７の間には、半導体層２４の特性劣化を防止するために、保護絶縁膜５１を設ける。第２の基板６上には、ブラックマトリクスは設けていない。さらに、第２の基板６上には、表示電極５と対向する領域にカラーフィルターを設ける。カラーフィルター１１、１２、１３はシアンとマゼンダとイエローとの３色からなる。さらにカラーフィルター１１、１２、１３は、表示電極５の領域にてカラーフィルターに光の透過する開口部１４を有する。また、この開口部１４には、ブラックマトリクスは設けない。

さらに、図８に示すように、第２の基板６上には、ブラックマトリクスは設けていない
ため、カラーフィルターには開口部１４があるが、表示電極５の周辺部で相互に接続している。そのため、開口部１４は閉曲線の形状を有する。さらにカラーフィルター１１、１２、１３は、ソース電極２６上まで張り出す構造を有する。この構造にすることにより表示画素部１９の周囲の領域はカラーフィルターがあるため、透過率の制限が可能となる。このため、表示画素部１９の表示内容に対して、非表示内容の混入を防止することが可能となる。

さらに、第２の基板６には表示電極５と対向するように透明導電性膜である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる対向電極９を設ける。表示電極５は、液晶層１６を介して対向電極９と重なり合うように配置することにより、液晶表示パネルの表示画素部１９となる。

信号電極とゲート電極２２とに外部回路より駆動波形を印加し、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子を介して、表示電極５と対向電極９との間の表示画素部１９の液晶１６の透過率変化により液晶表示パネルは所定の画像表示を行う。

さらに第１の基板１と第２の基板６とは、液晶１６の分子を規則的に並べるための処理層として、カラーフィルター１１、１２、１３上に配向膜２１、２１をそれぞれ設ける。そのうえさらに、カラーフィルターに設ける開口部１４上には、配向膜２１、２１とは異なる配向膜３０を設ける。

本発明の第４の実施形態においては、カラーフィルター上に設ける配向膜２１は液晶分子の吸収軸が第１の基板１側では７時３０分の方向を向いており、第２の基板６側では４時３０分の方向を向くように処理してある。すなわち、液晶層１６は９０゜の角度にツイストしている。

さらに開口部１４に設ける配向膜３０は、配向膜２１の配向処理方向とは逆に液晶分子の吸収軸が第１の基板１側では４時３０分の方向を向いており、第２の基板６側では７時３０分の方向を向くように処理してある。すなわち液晶層１６は、９０゜の角度にツイストしている。 このように配向膜２１と配向膜３０とを異なる方向に配向処理をおこない、異なる方向に液晶分子の吸収軸を配置することにより、観察者と液晶表示パネルの位置関係が異なっても、広視野の範囲で良好な表示が可能となる。つまり、配向膜２１の液晶分子が過剰な黒側の表示を行うときに、配向膜３０の液晶分子が過剰の黒表示を行わないため、過剰な黒表示の程度が弱まるためである。

さらにスペーサー１７によって、第１の基板１と第２の基板６とを所定の間隙寸法をもって対向させ、第１の基板１と第２の基板６との間には、液晶層１６を封入する。さらに液晶表示パネルは自己発光しないために、液晶表示パネルの第１の基板１を観察者側に配置し、第１の基板１側の外部光源２８を光源として利用する。さらに、第１の基板１の外側に図７の断面図に示すように、第１の基板１より偏光板１８と接着層（図示せず）とを設ける。さらに、第２の基板６側には、偏光板１８と反射部２９と接着層（図示せず）とを設け、液晶１６の光学変化を、２枚の偏光板１８、１８を利用して行う。

本発明の第４の実施形態における液晶表示パネルは、表示画素部１９の領域のカラーフィルター１１、１２、１３は、光が透過し、ブラックマトリクスのない開口部１４を有する構造である。そのため、開口部１４ではカラーフィルター１１、１２、１３に比べて大きな光を透過できる。

さらに、カラーフィルターは、表示電極５の周囲にて開口部１４がない構成のため、液晶に電圧が印加できない領域では、できる限り透過率は低下する構成となる。さらに、カ
ラーフィルターに設ける開口部１４を表示画素部１９上に設けているため、液晶層１６に電圧を印加でき、光学変化が可能となる。さらにそのうえ、カラーフィルター上の配向膜２１と開口部１４における領域の配向膜３０の配向処理方向を異なる方向にすることにより、広範囲の視野において良好な表示を達成できる。

〔第５の実施形態：図９、図１０および図１１〕つぎに、本発明の第５の実施形態におけるカラーフィルター１１と開口部１４の配置の異なる実施形態を図９と図１０と図１１とを用いて説明する。図９は液晶表示パネルを示す平面図であり、図１０と図１１とは、図９の平面図のＦ−Ｆ線における断面図である。なお、図９の平面図には第４の実施形態と同様な符号を用いている。さらに図１０と図１１とは、カラーフィルター１１を設ける第２の基板６とカラーフィルター１１とカラーフィルターの開口部１４と対向電極９の構成を示す断面図である。

図１０に示すように、第２の基板６の上には第１の基板上の表示電極（図示せず）と対向する領域にカラーフィルター１１を設ける。このカラーフィルター１１には透過率が異なり、しかもこのカラーフィルター１１より大きい光を透過する高透過性カラーフィルター３１を設ける。この高透過性カラーフィルター３１が、カラーフィルターの開口部１４に対応する。この高透過性カラーフィルター３１は、有機顔料の光脱色反応または部分染色の方法により形成することができる。このカラーフィルター１１と高透過性カラーフィルター３１との上面に対向電極９を設ける。

以上に示すように、図１０の断面図に示す構成により、平坦性に優れたカラーフィルターの形成が可能となり、対向電極９の断線が減少できる。さらにカラーフィルター１１内に設ける高透過性カラーフィルター３１の１個当たりの占める面積を微少面積にし、しかも、多くの高透過性カラーフィルター３１をカラーフィルター１１に設けることにより、均一でかつ明るい液晶表示パネルを得ることが可能となる。

つぎに図１１に示す液晶表示パネルの構成を説明する。図１１に示すように、第２の基板６上には第１の基板上の表示電極（図示せず）と対向する領域にカラーフィルター１１を設ける。このカラーフィルター１１には膜厚３２が異なり、しかもこのカラーフィルター１１より大きい光を透過する開口部１４を設ける。開口部１４のカラーフィルター１１は、膜厚３３が薄くなっている。この開口部１４のカラーフィルター１１は、カラーフィルター１１の部分エッチング加工方法、または部分多層カラーフィルターの形成手段により形成することができる。さらに、このカラーフィルター１１と開口部１４との上面に対向電極９を設ける。

図１１の断面図に示す構成により、開口部１４とカラーフィルター１１の膜厚の比率により液晶表示パネルの使用環境に適する明るさの液晶表示パネルを容易に得ることが可能となる。

つぎに、図１２に示す液晶表示パネルの構成を説明する。図１２に示すように、第２の基板６の上には第１の基板上の表示電極（図示せず）と対向する領域に対向電極９を設ける。この対向電極９上にカラーフィルター１１を設ける。このカラーフィルター１１は開口部１４を有する。

図１２の断面図に示す構成により、多数の開口部１４を有する多孔質カラーフィルター１１や、または膜厚の厚いカラーフィルター１１を用いる場合においても、対向電極９をカラーフィルター１１の下層に設けることにより対向電極９の断線は発生しにくくなる。さらに、対向電極９の形成する工程によるカラーフィルター１１の変色、または透過率の低下を防止するこができる。

つぎに、図１３に示す液晶表示パネルの構成を説明する。図１３に示すように、第２の基板６の上には第１の基板上の表示電極（図示せず）と対向する領域にカラーフィルター１１を設ける。カラーフィルター１１には光透過性を有する凸部３６を有する。この凸部３６は光を散乱するために第２の基板６と反対の面で表面が荒れている。この光透過性凸部３６が高透過率を有する開口部１４として作用する。

この開口部１４は光感光性樹脂を回転塗布法により第２の基板６上に形成し、熱乾燥を行い硬化させ光感光性樹脂の表面を微粒子を吹き付け光感光性樹脂の表面を荒らした後、フォトリソグラフィー法により所定の形状に加工することにより形成することができる。さらに、このカラーフィルター１１と開口部１４との上面に対向電極９を設ける。

図１３の断面図に示す構成により、開口部１４からの光は周辺のカラーフィルター１１に広がり、画素部の光量が上昇し、明るく、しかも均一性の良好な表示が得られる。

〔第６の実施形態：図１４、図１５および図１６〕つぎに、本発明の第６の実施形態におけるカラーフィルター１１と開口部１４の配置の異なる他の実施形態を図１４と図１５と図１６とを用いて説明する。図１４は液晶表示パネルを示す平面図であり、図１５と図１６とは、図１４の平面図のＧ−Ｇ線における断面図である。なお、図１４の平面図には第４の実施形態と同様な符号を用いている。さらに、図１５と図１６は、カラーフィルター１１を設ける第２の基板６とカラーフィルター１１と開口部１４と対向電極９の構成を示す断面図である。

図１５は、第２の基板６上には第１の基板上の表示電極（図示せず）と対向する領域にカラーフィルター１１を設ける。このカラーフィルター１１内には光を透過し、絶縁性を有する光透過性絶縁粒子３４を含む。この光透過性絶縁粒子３４によりカラーフィルター１１に光の透過率の大きな開口部１４を設けたこととなる。この光透過性絶縁粒子３４は、球状または円筒状または多面体とする。このため、この光透過性絶縁粒子３４によって、光をカラーフィルター１１内に拡散することが可能となる。さらに、このカラーフィルター１１と光透過性絶縁粒子３４との第２の基板６側には対向電極９を設ける。

図１５の断面図に示す構成を作用することにより、光透過性絶縁粒子３４からなる開口部１４からの光は、周辺のカラーフィルター１１に広がり画素部の光量が上昇し明るく、しかも均一性の良好な表示が得られる。

つぎに図１６に示す構造の液晶表示パネルを説明する。図１６に示すように、第２の基板６上には第１の基板上の表示電極（図示せず）と対向する領域にカラーフィルター１１を設ける。このカラーフィルター１１内には光を透過し絶縁性を有する光透過性絶縁微粒子３４を含む。この光透過性絶縁微粒子３４の分散度合いによって、カラーフィルター１１に光の透過率の大きな光透過性絶縁微粒子３４が数個凝集する部分がカラーフィルター１１内において高透過率を示し、開口部１４として機能する。

光透過性絶縁微粒子３４は、球状または円筒状または多面体とする。このため光透過性絶縁微粒子３４によって光をカラーフィルター１１内に拡散することが可能となる。さらに、このカラーフィルター１１と光透過性絶縁性微粒子３４との上面に対向電極９を設ける。

図１６の断面図に示す構成により、光透過性絶縁微粒子３４の凝集によるカラーフィルター１１に内で発生する高透過率部である開口部１４が構成される。この光透過性絶縁微粒子３４へ入射する光は、周辺のカラーフィルター１１に広がり、さらにカラーフィルタ
ー１１に分散する他の光透過性絶縁微粒子３４がさらに光を拡散するため画素部を透過する光量が上昇し明るく、しかも均一性の良好な表示が得られる。

〔腕時計装置説明：図１７、図１８、図１９および図２０〕以下に本発明の液晶表示パネルと液晶表示パネルを利用する腕時計装置について図面を参照しながら説明する。図１７は、本発明の反射膜（光透過減衰膜）に開口部を有する基板を有する液晶表示パネルの全体を示す平面図である。図１８は、図１７のＨ−Ｈ線における拡大断面図である。図１９は、図１７に示す液晶表示パネルを利用するデジタル表示型の腕時計装置の平面模式図である。図２０は、図１９のＩ−Ｉ線における断面模式図である。以下に図１７と、図１８と、図１９と、図２０とを交互に用いて第７の実施形態を説明する。

液晶表示パネルは、紙面下面に設ける第１の基板１と紙面上面に設ける第２の基板６を有する。第１の基板１上には、金属膜として金（Ａｕ）膜からなる遮光膜５０と複数の開口部１５とを有する。図１８に示すように、また、第１の基板１上には、金属膜と信号電極５との電気的短絡を防止するために、保護用絶縁膜５１としてポリイミド樹脂を印刷法にて設ける。第１の基板１と所定の間隙を有して対向する第２の基板６上には、対向電極９として７分割の電極５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８を設ける。７分割の電極５２から５８により数字等の表示が可能となる。

また、第２の基板６上には、第１の基板１上の信号電極５を第２の基板６上へ電気的に配置転換を行うための接続電極５９を有する。第１の基板１上の信号電極５の形状は、第２の基板６上に設ける対向電極を覆う領域に設けてある。また、信号電極５は、接着材と導電粒６０により、信号電極５に接続する接続部４９において、第２の基板６上の接続電極５９に接続する。

図１８に示すように、金属膜からなる遮光膜５０には、複数の開口部１５を有し、開口部１５は、対向電極５２から５８と信号電極５との重なり合う領域に設けてあり、表示画素部１９となる。また、第１の基板１と第２の基板６との間には、液晶とモノマーの混合液晶層１６を注入した後に紫外線を第２の基板６側より照射し、ポリマーとする。液晶層１６は、第１の基板１と第２の基板６とシール部６１と封口材（図示せず）とにより封入されている。さらに、図１８に示すように、液晶表示パネルを第１の基板１側より補助光源２０により光を照射し、表示を行う場合には、遮光膜５０に設ける複数の開口部１５からの光の透過により表示を行うことができる。

以上の構成を有する液晶表示パネルを腕時計装置に利用する実施形態を図１９と図２０とを用いて説明する。腕時計装置は、時計ケース６２には、風防ガラス６３と裏蓋部６４を有する。 風防ガラス６３側より、第２の基板６と液晶層１６とシール材６１と第１の基板１とを配置する。第１の基板１の下面には、液晶表示パネルを駆動する回路基板６５上に補助光源２０としてエレクトロルミネッセント（ＥＬ）ライトを実装し、さらに回路基板６５と液晶表示パネルとの電気接続は、ストライプ上の導電性と非導電性を繰り返し積層するゼブラゴム６７により行う。

回路基板６５の一部には回路基板６５へのエネルギー供給源として電池６６が実装してある。また、図１９に示すように、液晶表示パネルにより、午前と午後の表示７５と時表示７６と分表示７７の表示ができる。また、時刻合わせ等を行うための設定端子用入力部７８を有する。

以上の説明で明らかなように、腕時計装置の風防ガラス６３の方向より外部光の照射がある場合には、外部光が腕時計装置の風防ガラス６３→第２の基板６→液晶層１６を経由して、第1の基板１上の金属遮光膜（反射膜）５０に入射する。外部光は、金属遮光膜５
０により反射され、入射経路と逆の経路により、風防ガラス６３側に出射する。この場合に、回路基板６５からの情報が第２の基板６上の対向電極９に供給され、所定の表示を行い、非表示部と表示部（表示画素部１９）との光学的差分により腕時計装置の観察者へ情報を提供することができる。

逆に、外部光の強度が弱い場合には、腕時計装置の補助光源２０であるＥＬライトからの光が、第1の基板１上の金属遮光膜５０の複数の開口部１５を透過し、液晶を経由し、観察者側へ出射される。また、ＥＬライトの色彩を黄色にすることにより外部光を利用した場合と近い色彩をだすことが可能となる。

以上の説明から明らかなように、外部光の強度が強い場合には、金膜からなる金属遮光膜による金色の反射光を得ることができる。そのため、装飾性が重要である腕時計装置においては、非常の高級感のある表示が達成できる。また、液晶層１６に液晶とポリマーからなる高分子散乱型液晶を利用することにより、非表示の際の散乱性と表示の際の高透過性を充分に利用し、非表示領域においては、液晶層１６の散乱性のために、白味のある金色の反射光が得られ、表示部では、金属光沢を有する金色を表示することが可能となる。

さらに外部光が弱いときには、補助光源２０を利用し、金属遮光膜５０の複数の開口部１５を利用し、表示を行うことができる。この実施形態においては、反射光の際の表示に重点を置き、複数の開口部１５の個数を少なめにしているため、信号電極５と対向電極９の重なり合う領域以外には、開口部１５を設けていない。そのため、開口部１５の個数が少なくとも表示部の情報が認識できる。

〔第８の実施形態：図２１〕以下に、色々は実施形態を図面に基づいて説明する。以下に示す断面図は、第７の実施形態におけるＨ−Ｈ線における断面図に相当する。まず、第８の実施形態について図２１を用いて説明する。

液晶表示パネルの第１の基板１上には、銀（Ａｇ）薄膜からなる遮光膜（光透過減衰膜）５０と遮光膜５０に設ける複数の開口部１５と、金属膜の遮光膜５０と信号電極５との電気的短絡と銀薄膜の劣化を防止するために、保護用絶縁膜５１としてポリイミド樹脂を印刷法にて設ける。第１の基板１と所定の間隙を有して対向する第２の基板６上には、対向電極９を所定の形状に設ける。

本第８の実施形態の特徴は、第１の基板１上に第１の遮光膜５０を設け、この第１の遮光膜５０には複数の開口部１５と、第１の基板１の第１の遮光膜５０と反対の面（裏面）上に開口部１５とほぼ一致する位置に第２の遮光膜８０を形成する。さらに、補助光源２０として有機エレクトロルミネッセント（ＥＬ）ランプとレンズフィルム７９とを有する。レンズフィルム７９は、ＥＬランプの光を開口部１５に対して垂直に出射する特性を有する。また、レンズフィルム７９に色フィルターを設けることにより、補助光源２０の色を変換して表示に利用することが可能である。

裏面に設ける第２の遮光膜８０は、金属膜を３から３０ナノメートル（ｎｍ）形成し、半透過膜からなる。そのため、第２の基板６上から外部光が入射する場合には、第１の遮光膜５０は、反射率が大きく、明るい反射特性を有する。第２の遮光膜８０は、第１の遮光膜５０の開口部１５からの光を一部反射する。さらに観察者と外部光との位置について実験した際に、表示領域が小さい場合には、第１の遮光膜５０の開口部１５の位置に対して、第２の遮光膜８０の位置を周囲にずらして配置しても、第２の遮光膜８０の効果が得られた。また、腕時計装置の位置と開口部１５と第２の遮光膜８０の位置により、外部光の入射は、腕時計装置の６時側からは入射光が少ないことがわかった。

そのため、第１の遮光膜５０の開口部１５に対して第２の遮光膜８０は、６時側にずらす方法を採用した。また、補助光源２０は、レンズフィルム７９を使用しているため、第１の遮光膜５０の開口部１５と第２の遮光膜８０のずれた部分より光を観察者側に出射することができる。そのため、第２の遮光膜８０を設けない場合に比較し、外部光の強度の強い場合には、第１の遮光膜５０と第２の遮光膜８０により良好な表示品質を達成でき、さらに、補助光源２０を利用する場合においても、明るい表示を達成できる。さらに、この実施形態においては、ＥＬライトと色フィルムとの組み合わせで補助光源２０の色を調節できる。

〔第９の実施形態：図２２〕つぎに、第９の実施形態について図２２を用いて説明する。液晶表示パネルの第１の基板１上には、アルミニウム（Ａｌ）薄膜からなる遮光膜５０と遮光膜５０上に設ける複数の開口部１５と、金属膜の遮光膜５０と信号電極５との電気的短絡と銀薄膜の劣化を防止するために、保護用絶縁膜５１としてポリイミド樹脂を印刷法にて設ける。第１の基板１と所定の間隙を有して対向する第２の基板６上には、対向電極９と色表示を行うためのカラーフィルター１１とを所定の形状の設ける。カラーフィルター１１は、青カラーフィルターとする。

また、第１の基板１の裏面には、補助光源２０としてエレクトロルミネッセント（ＥＬ）ライトと散乱板９０とを配置する。さらに、第１の基板１上に設ける遮光膜５０に設ける複数の開口部１５は、信号電極５と対向電極９との重なり合う表示画素部８１の密度をその周辺の非表示部８２の密度より少なくしている。さらに、液晶層１６は、液晶とモノマーとの混合液晶で、第１の基板１と第２の基板６との間隙に封入後に紫外線によりポリマーにする。従来の遮光膜５０に開口部１５を設けない場合には、第１の基板１側では、遮光膜５０により紫外線は遮蔽され、第２の基板６側は、カラーフィルター１１により紫外線が非常に減衰してしまう。しかし、本第９の実施形態においては、遮光膜５０に複数の開口部１５を設け、さらに、表示部８１と非表示部８２の両方に開口部を設けることにより、モノマーからポリマーへの架橋反応を行うことができる。

さらに、液晶層１６の液晶とポリマーの状態は、液晶層１６へ印加する電圧が小さい場合に、透明で、電圧を大きくすると散乱するモードを利用する。そのため、非表示部８２は外部光が強い場合に、各角度により多少異なるが、遮光膜５０が鏡面のため、散乱部が明るく見える。外部光が弱い場合には補助光源２０と散乱板９０により、非表示部８２が散乱され暗く、表示部８１が透過光によりカラーフィルター１１の色の表示となる。

〔第１０の実施形態：図２３〕つぎに、第１０の実施形態について図２３を用いて説明する。液晶表示パネルは、第１の基板１上には、アルミニウム（Ａｌ）薄膜と酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ5 ）膜と透明導電膜（酸化インジウム酸化スズ膜ＩＴＯ）との多層膜からなる遮光膜５０を設ける。多層膜の干渉効果により金色を得ることができる。さらに、遮光膜５０には、複数の開口部１５を有し、多層膜の遮光膜５０と信号電極５との電気的短絡を防止するために、保護用絶縁膜５１としてポリイミド樹脂を印刷法にて設ける。第１の基板１と所定の間隙を有して対向する第２の基板６上には、対向電極９を所定の形状に設ける。

本第１０の実施形態の特徴は、第１の基板１上の第１の遮光膜５０に、複数の開口部１５を設け、第１の基板１における第１の遮光膜５０と反対の面（裏面）に所定の間隙を介して設ける散乱板９０と散乱板９０上に設ける第２の遮光膜８０とを有する。第１の遮光膜５０に設ける開口部１５とほぼ一致する位置に第２の遮蔽膜８０を設ける。さらに補助光源２０としてライトルミネッセントランプ（ＬＥＤ）２０を液晶表示パネルの周囲に設け、さらにＬＥＤを表示部に照射するために、散乱板９０は、導光板としての効力を有し、さらに第１の基板１と散乱板９０とは、ＬＥＤの光を液晶表示パネルの全体に照射する
ために所定の間隙を有して配置する。

散乱板９０上に金属製の第２の遮光膜８０を設けることにより、外部光による反射特性は充分であり、さらに、液晶表示パネルの周囲からのＬＥＤからの光に対してはより効率良く、第２の基板６の方向に光りを出射することが可能となり、液晶表示パネルの周囲よりの補助光源２０に対しては非常に有効となる。

〔第１１の実施形態：図２４〕つぎに、第１１の実施形態について図２４を用いて説明する。液晶表示パネルの第１の基板１上には、信号電極５として、透明導電膜である酸化インジウム酸化スズ（ＩＴＯ）膜を設ける。第１１の実施形態においては、第１の基板１上には、遮光膜は設けていない。また、第１の基板１と所定の間隙を有して対向する第２の基板６上には、対向電極９を所定の形状の設ける。第１の基板１と第２の基板６との間隙には、架橋構造のポリマーを含む液晶を封入してある。信号電極５と対向電極９上には液晶を配列するための配向膜は設けていない。

この第１１の実施形態の特徴は、第１の基板１上に遮光膜（光透過減衰膜）は設けず、第１の基板１の裏面側に所定の間隙を設けて、遮光膜５０を設ける。遮蔽膜５０には、複数の開口部１５を有し、補助光源２０からの光を第２の基板６側に出射する構造とする。この場合に、補助光源２０に対する開口部１５の相対位置と、表示部と外部光と開口部１５との相対位置とが異なり、開口部１５が表示部に対して深いため、比較的開口部１５の表示に対する影響は少なく、また補助光源２０からの出射光は、充分に観察者に認識できた。

さらに、液晶層１６と遮蔽膜５０との距離があるため、微細な表示には２重像のために不向きであるが、液晶層１６の前方散乱特性が利用できる点と、第１の基板１と遮蔽膜５０との間隙の媒体の屈折率により非表示部の液晶層１６の散乱特性が向上し、表示部とのコントラストの優れた表示が可能となる。

〔第１２の実施形態：図２５、図２６、図２７および図２８〕
つぎに、本発明の第１２の実施形態における液晶表示パネルと液晶表示パネルを利用する腕時計装置について図２５を参照しながら説明する。第１２の実施形態は、対向電極９をＭ本有し、信号電極５もＮ本有し、ＭｘＮのマトリクス型の液晶表示パネルにおける例である。マトリクス型の液晶表示パネルには、各対向電極９と信号電極５の交点が各表示画素部１９となる。各表示画素部１９にスイッチング素子を有するアクティブマトリクス型とスイッチング素子を設けないパッシブマトリクス型とがある。本実施形態はどちらにも有効であるが、パッシブマトリクス型を用いて説明する。

図２５は、本発明の第１２の実施形態における液晶表示パネルの全体図を示す平面図である。図２６は、図２５のＪ−Ｊ線における拡大断面図である。図２７は、図２５に示す液晶表示パネルを利用するデジタル表示と分針と時針とを有するアナログ型の両方を有するコンビネーション型の腕時計装置の平面模式図である。図２８は、図２７のＫ−Ｋ線における断面模式図である。以下に図２５、図２６、図２７と図２８とを交互に用いて第１２の実施形態を説明する。

液晶表示パネルは、紙面下面に設ける第１の基板１と紙面上面に設ける第２の基板６を有する。第１の基板１上には、金属膜として金（Ａｕ）膜からなる遮光膜５０と複数の開口部１５とを有する。開口部１５は、第１の基板１のほぼ全面に設ける。また、第１の基板１上には、金属膜と信号電極５との電気的短絡を防止するために、保護用絶縁膜５１としてポリイミド樹脂を印刷法にて設ける。信号電極５は、図２５に示すように、Ｎ本のストライプ電極であり、図２６の断面図に示すように、第１の基板１の外周部まで設ける。
また、第１の基板１と所定の間隙を有して対向する第２の基板６上には、対向電極９をＭ本のストライプ電極として設ける。

また、第２の基板６上には、第１の基板１上に設ける遮蔽膜５０の開口部１５とほぼ対向する位置に設ける複数の島状のカラーフィルター１１と遮蔽膜５０の開口部１５と異なる位置に設けるカラーフィルター１１の開口部１４とを有し、さらに絶縁性保護膜８と対向電極９とを有する。以上により明るいカラー表示と液晶層１６への紫外線等の照射が可能な構造となる。

また、腕時計装置の場合には、回路基板６５と液晶表示パネルの電気的接続を行う実装容積に非常に制限あるため、第１の基板１上のストライプ状の信号電極５をシール材６１に導電粒６０を混ぜ、信号電極５と導電粒６０と第２の基板６上に設けるストライプ状の接続電極５９により、第２の基板６上に電気的に配置転換を行う。この構造を採用することにより、回路基板６５は、液晶表示パネルに対して単一面にのみ実装を行うのみでよいため、実装容積を非常に小さくすることができる。

また、第１の基板１と第２の基板６の間隙には、第１の基板１の外周部にシール部６１を有し、以上の空間に液晶とモノマーを有する液晶層１６を注入後、注入口を封口材６８にて注入口を封止する。また、図２６に示すように、第１の基板１に設ける遮光膜５０の開口部１５により、補助光源２０からの光を液晶層１６を介して風防ガラス側に出射する。そのため、各表示画素部１９を構成する信号電極５と対向電極９の交差領域には、それぞれ複数の開口部１５を有する。

〔腕時計装置説明：図２７および図２８〕以上の構成を有する液晶表示パネルを腕時計装置に利用する実施形態を図２７と図２８とを用いて説明する。腕時計装置は、時計ケース６２には、風防ガラス６３と裏蓋部６４を有する。風防ガラス６３側より、第２の基板６と液晶層１６とシール材６１と第１の基板１とを配置する。液晶表示パネル中央には、アナログ時計の分針６９と時針７０とを駆動する指針軸８４が貫通し、さらに、第１の基板１の下面には、アナログ時計部を駆動する機械駆動部７３を有する。また、機械駆動部７３の下面には、液晶表示パネルを駆動するデジタル回路部６５と電源回路と電池６６がある。

また、液晶表示パネルの第２の基板６上には、腕時計装置として使用している場合に液晶層１６への紫外線の入射と反射光の制限を行うと同時に、アナログ時計の時刻を示す数字７１を有する時板７２を設ける。時板７２を液晶層１６への紫外線遮蔽膜として兼用することにより、腕時計装置のように、非常の厚さの限定をするものに関しては、有効な方法である。さらに回路基板６５と液晶表示パネルとの電気接続は、ストライプ上の導電性と非導電性を繰り返し積層するゼブラゴム６７により行う。

また図２７に示すように、液晶表示パネルにより、年表示８５と、月表示８６と日表示８９のモード変更を行うモード切り替えボタン８７と、時刻合わせ等を行うための設定端子用入力部７８を有する。さらに、液晶表示パネルへの補助光源２０は、白色ＬＥＤを利用し、ＬＥＤランプ点灯ボタン８８のより点灯する。ＬＥＤは、ＬＥＤ接続線７４により、電源回路基板へ接続している。

以上の説明より明らかなように、腕時計装置の風防ガラス６３の方向より外部光の照射がある場合には、外部光が腕時計装置の風防ガラス６３→時板７２→第２の基板６→カラーフィルター１１→液晶層１６を経由して、第１の基板１上の金属遮光膜５０に入射する。外部光は、金属遮光膜５０により反射され、入射経路と逆の経路により、風防ガラス側６３に出射する。この場合に、回路基板６５からの情報が第２の基板６上の対向電極９と
信号電極５とに供給され、所定の表示を行い、光学的差分により腕時計装置の観察者へ情報を提供することができる。

逆に、外部光の強度が弱い場合には、腕時計装置の補助光源２０であるＬＥＤライトからの光が、第１の基板１上の金属遮光膜５０の複数の開口部１５を透過し、液晶層１６を経由し、観察者側へ出射される。またＬＥＤライトの色彩を白色にすることにより外部光を利用した場合と近い色彩をだすことが可能となる。

以上の説明から明らかなように、外部光の強度が強い場合には、金属膜からなる金属遮光膜（反射膜）による金色の反射光を得ることができる。そのため、装飾性が重要である腕時計装置においては、非常の高級感のある表示が達成できる。また、液晶層１６に液晶とポリマーからなる高分子散乱型液晶を利用することにより、非表示の際の散乱性と表示の際の高透過性を充分に利用し、非表示領域においては、液晶層１６の散乱性のために、白味のある金色の反射光が得られ、表示部では、金属光沢を有する金色を表示することが可能となる。さらに、外部光が弱いときには、補助光源２０を利用し、金属遮光膜５０の複数の開口部１５を利用し、表示を行うことができる。

以上に説明した第１の実施形態から第５の実施形態に関しては、第１の基板上に非線形抵抗素子を有するときの例を示してあるが、非線形抵抗素子のない単純に第１の基板上に設ける対向電極と第２の基板上に設ける対向電極を備え、対向電極と対向電極との交点に複数の画素部（表示画素部）を有する単純マトリクス構成の液晶表示パネルにおいても、液晶の透過率変化を表示に使用する。このため以上説明した本発明の第１の実施形態から第３の実施形態における効果は得られる。

本発明の第１の実施形態における液晶表示パネルを示す平面図である。 本発明の第１の実施形態における液晶表示パネルを示す断面図である。 本発明の第２の実施形態における液晶表示パネルを示す平面図である。 本発明の第２の実施形態における液晶表示パネルを示す断面図である。 本発明の第３の実施形態における液晶表示パネルを示す平面図である。 本発明の第３の実施形態における液晶表示パネルを示す断面図である。 本発明の第４の実施形態における液晶表示パネルを示す平面図である。 本発明の第４の実施形態における液晶表示パネルを示す断面図である。 本発明の第５の実施形態における液晶表示パネルを示す平面図である。 本発明の第５の実施形態における液晶表示パネルを示す断面図である。 本発明の第５の別の実施形態における液晶表示パネルを示す断面図である。 本発明の第５の別の実施形態における液晶表示パネルを示す断面図である。 本発明の第５の別の実施形態における液晶表示パネルを示す断面図である。 本発明の第６の実施形態における液晶表示パネルを示す平面図である。 本発明の第６の実施形態における液晶表示パネルを示す断面図である。 本発明の第６の別の実施形態における液晶表示パネルを示す断面図である。 本発明の第７の実施形態における液晶表示パネルを示す平面図である。 本発明の第７の実施形態における液晶表示パネルを示す断面図である。 本発明の第７の実施形態における液晶表示パネルを利用する腕時計装置の平面模式図である。 本発明の第７の実施形態における液晶表示パネルを利用する腕時計装置の断面模式図である。 本発明の第８の実施形態における液晶表示パネルを示す断面図である。 本発明の第９の実施形態における液晶表示パネルを示す断面図である。 本発明の第１０の実施形態における液晶表示パネルを示す断面図である。 本発明の第１１の実施形態における液晶表示パネルを示す断面図である。 本発明の第１２の実施形態における液晶表示パネルを示す平面図である。 本発明の第１２の実施形態における液晶表示パネルを示す断面図である。 本発明の第１２の実施形態に示す液晶表示パネルを利用する腕時計装置の平面模式図である。 本発明の第１２の実施形態における液晶表示パネルを利用する腕時計装置の断面模式図である。 従来技術における液晶表示パネルを示す平面図である。 従来技術における液晶表示パネルを示す断面図である。

符号の説明

１ 第１の基板
６ 第２の基板
１０ 非線形抵抗素子
１１ カラーフィルター
１２ カラーフィルター
１３ カラーフィルター
１４ カラーフィルターの開口部
１５ 光透過減衰膜の開口部
１９ 表示画素部
２０ 補助光源
２８ 外部光源
５０ 遮光膜（光透過減衰膜）
５１ 保護膜
５９ 接続電極
６０ 導電粒
６１ シール材
６２ 時計ケース
６３ 風防ガラス
６４ 裏蓋
６５ 回路基板
９０ 散乱板

Claims (7)

1. 第１の基板と第２の基板とのそれぞれに電極を設け、それぞれの電極の交点に画素部を有し、第１の基板と第２の基板との間に液晶層とを備え、
   前記第１の基板上には反射膜を設け、該反射膜には開口部が設けられ、前記第１の基板に対して、前記液晶層側と反対側には、前記反射膜の開口部に光を通過させる補助光源を備え、前記反射膜と前記補助光源の間には、前記補助光源の光を前記開口部に対して出射する特性を備えたレンズフィルムを設け、前記レンズフィルムと前記反射膜との間には、半透過膜を配置したことを特徴とする液晶パネル。
2. 前記レンズフィルムは色フィルターであることを特徴とする請求項１に記載の液晶パネル。
3. 前記半透過膜は、前記反射膜の開口部からの光を一部反射する膜であることを特徴とする請求項１に記載の液晶パネル。
4. 前記レンズフィルムは、前記第１の基板と前記補助光源との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の液晶パネル。
5. 前記反射膜の開口部は前記画素部毎に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液晶パネル。
6. 前記反射膜は第１の基板上の液晶層側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の液晶パネル。
7. 前記反射膜は、金、銀、アルミ、白金、または多層膜であることを特徴とする請求項１に記載の液晶パネル。

Images