JPH10319386A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】カラーフィルタを備えた液晶表示装置として、
外光を利用して表示する反射型表示装置であっても、画
面の明るさが充分で、しかも色バランスの良いカラー画
像を表示することができるものを提供する。 【解決手段】複数の色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５
Ｇ，１５Ｂのうちの短波長透過フィルタ１５Ｇ，１５Ｂ
を長波長透過フィルタ１５Ｒよりも小さく形成するとと
もに、少なくとも前記短波長透過フィルタ１５Ｇ，１５
Ｂの面積を画素領域Ａの面積より小さくして、その画素
領域Ａのフィルタ１５Ｇ，１５Ｂの外側の領域を、装置
前面から入射し反射部材２３で反射されて装置前面に出
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Ｗとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、カラーフィルタ
を備えた反射型の液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置には、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、反射型の液晶表示装置では、その後面側に、表示装
置の前面から入射した外光を反射して装置前面に出射さ
せるための光反射部材を備えている。

【０００３】なお、一般に液晶表示装置は、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、液晶表示装置には、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
晶表示装置は、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、マトリックス状に配列する
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部分により画素領域を形成す
る対向電極を設けた構成となっている。

【０００５】さらに、液晶表示装置には、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、カ
ラー画像を表示する液晶表示装置としては一般に、その
一対の基板のうちのいずれかの基板の内面に、各画素領
域にそれぞれ対応させて複数の色のカラーフィルタを設
けている。

【０００６】すなわち、フルカラー画像等の多色カラー
画像を表示する液晶表示装置の場合は、そのいずれかの
基板の内面に、前記画素領域を覆う大きさに形成された
複数の色のカラーフィルタ、例えば赤、緑、青の３色の
カラーフィルタを、その各色のカラーフィルタがそれぞ
れ異なる画素領域に対応するように交互に並べて設けて
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
カラーフィルタを備えた液晶表示装置は、その画素領域
を透過する光が前記カラーフィルタに入射し、このカラ
ーフィルタにより可視光帯域の特定波長域以外の光が吸
収され、前記特定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、明るい画面が得られないという問題をもっ
ている。

【０００８】この問題は、透過型の表示装置の場合はバ
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
液晶表示装置の場合は、装置前面から入射した光が、後
面側の反射部材で反射されて装置前面に出射するまでの
間にカラーフィルタを二度通るため、光の減衰が大きく
て、画面がかなり暗くなってしまう。

【０００９】しかも、従来のカラーフィルタを備えた液
晶表示装置は、透過型表示装置の場合は色バランスの良
いカラー画像を表示できるが、このカラーフィルターを
適用した反射型表示装置は、画面全体の色バランスが崩
れて、画面が青っぽく見えるという問題をもっている。

【００１０】この発明は、カラーフィルタを備えた液晶
表示装置として、外光を利用して表示する反射型表示装
置であっても、画面の明るさが充分で、しかも色バラン
スの良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。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、後面側に反
射部材を備えた反射型の液晶表示装置において、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
の内面に複数の第１の電極が設けられ、他方の基板の内
面に前記複数の第１の電極と対向する部分により画素領
域を形成する少なくとも１つの第２の電極が設けられる
とともに、いずれかの基板の内面に各画素領域にそれぞ
れ対応させて複数の色のカラーフィルタが設けられてお
り、前記複数の色のカラーフィルタのうち、可視光帯域
の短波長域の光が透過する短波長透過フィルタが、前記
可視光帯域の長波長域の光が透過する長波長透過フィル
タよりも小さく形成されているとともに、少なくとも前
記短波長透過フィルタの面積が前記画素領域の面積より
小さく、その画素領域の前記短波長透過フィルタの外側
の領域が、装置前面から入射し前記反射部材で反射され
て装置前面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ことを特徴とするもので
ある。

【００１２】この発明の液晶表示装置によれば、複数の
色のカラーフィルタのうち、少なくとも前記短波長透過
フィルタの面積が画素領域の面積より小さいため、その
画素領域では、装置前面から入射し後面側の反射部材で
反射されて装置前面に出射する光のうちの前記カラーフ
ィルタが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し、
前記画素領域のカラーフィルタの外側の無着色光出射領
域を透過する光は、カラーフィルタによる吸収を受けず
に高輝度の無着色光のまま透過して、その無着色光と前
記着色した光とで高輝度のカラー画素が表示される。

【００１３】したがって、この液晶表示装置は、外光を
利用して表示する反射型のものであるが、少なくとも前
記短波長透過フィルタが対応する画素領域の表示輝度を
高くして、画面の明るさを充分高くすることができる。

【００１４】しかも、この発明の液晶表示装置では、前
記短波長透過フィルタを長波長透過フィルタよりも小さ
く形成しているため、この短波長透過フィルタが対応す
る画素領域で表示されるカラー画素を透過する光の強さ
とその面積との積で表される面積光量が、前記長波長透
過フィルタが対応する画素領域で表示されるカラー画素
を透過する光の面積光量に比べて少なくなる。

【００１５】そのため、この液晶表示装置によれば、前
記短波長透過フィルタが対応するカラー画素の色の光を
強く視認して画面全体が青っぽく見える現象を抑制し、
色バランスの良いカラー画像を表示することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】この発明の液晶表示装置は、上記
のように、複数の色のカラーフィルタのうちの短波長透
過フィルタを長波長透過フィルタよりも面積を小さく形
成するとともに、少なくとも前記短波長透過フィルタの
面積を画素領域の面積より小さくして、その画素領域の
前記短波長透過フィルタの外側の領域を、装置前面から
入射し前記反射部材で反射されて装置前面に出射する光
を着色することなく透過させる無着色光出射領域とする
ことにより、反射型の表示装置であっても、画面の明る
さが充分で、しかも色バランスの良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。

【００１７】この発明の液晶表示装置において、前記長
波長透過フィルタは、画素領域の面積よりも小さく形成
するのが望ましく、このようにすれば、長波長透過フィ
ルタが対応する画素領域の表示輝度も高くなるため、画
面をより明るくすることができる。

【００１８】さらに、この液晶表示装置においては、隣
り合う画素領域の間の領域を、装置前面から入射した光
が前記反射部材で反射されて装置前面に出射する明表示
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。

【００１９】また、この液晶表示装置において、前記カ
ラーフィルタは、画素領域の周縁部を除く内側の領域に
対応させて設けるのが好ましく、このようにカラーフィ
ルタを設ければ、画素領域の周縁部を透過する光は着色
しないため、画素領域の周縁部を透過して入射した光が
反射部材で反射されて隣り合う他の画素領域に入射する
場合、前記他の画素領域の周縁部から出射する光はカラ
ーフィルタによる吸収がない高輝度の光であり、また前
記他の画素領域のカラーフィルタから出射する光はその
カラーフィルタの色に着色された着色光として出射し、
より多くの光が出射されて画面をより明るくすることが
できる。

【００２０】また、この液晶表示装置において、例えば
前記短波長透過フィルタが青の波長域の光が透過する青
色フィルタおよび緑の波長域の光が透過する緑色フィル
タ、前記長波長透過フィルタが赤の波長域の光が透過す
る赤色フィルタである場合、前記青色フィルタと前記緑
色フィルタの面積はほぼ同じでよい。

【００２１】その場合、前記青色フィルタと緑色フィル
タは画素領域の５８〜６８％の面積に形成し、前記赤色
フィルタは画素領域の６５〜７５％の面積に形成するの
が望ましい。

【００２２】

【実施例】図１〜図３はこの発明の第１の実施例を示し
ており、図１は液晶表示装置の一部分の正面図、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
表示装置は、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Ｌ
Ｃ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がマトリックス状に配列して設
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。

【００２３】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、これらの画素電極３は、行
方向（画面の左右方向）には交互に並べて直線状に配列
され、列方向（画面の上下方向）には同色の画素を表示
するための画素電極３同士を約１．５ピッチずつ行方向
に交互にずらしてジグザグに配列されている。

【００２４】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。

【００２５】また、この後側基板２の上には、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。

【００２６】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。

【００２７】また、上記ゲート絶縁膜６の上には、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。

【００２８】前記データライン１１は、同色の画素を表
示するための各画素電極列（ジグザグの画素電極列）に
それぞれ沿わせて蛇行配線されており、各行の画素電極
３の側縁に沿う縦配線部をつなぐ横配線部は、隣り合う
画素電極行の間に、上記ゲートライン１０と平行に配線
されている。

【００２９】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１
１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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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１
２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。

【００３５】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。

【００３６】一方、前側の基板１の内面には、上記後側
基板２の各画素電極３にそれぞれ対応させて、赤，緑，
青の３色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂが行
方向および列方向に交互に並べて設けられており、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、前記画素電
極３の全てに対向し、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。

【００３７】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。

【００３８】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９
０°）でツイスト配向している。

【００３９】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、この液晶表示装置
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。

【００４０】さらに、後面側の偏光板２２の背後には、
液晶表示装置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。

【００４１】この液晶表示装置の前側基板１の内面に設
けられたカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂについ
て説明すると、これらのカラーフィルタ１５Ｒ，１５
Ｇ，１５Ｂは、画素電極３と対向電極１８とが対向する
画素領域Ａの面積より小さい面積を有する大きさのフィ
ルタであり、各画素領域Ａのカラーフィルタ１５Ｒ，１
５Ｇ，１５Ｂの外側の領域は、装置前面から入射し後面
側の反射板２３で反射されて装置前面に出射する光を着
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 この実施例では、各色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５
Ｇ，１５Ｂを図１のように縦長の矩形状に形成するとと
もに、これらのカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ
をそれぞれ各画素領域Ａの周縁部を除く内側の領域（こ
の実施例では上述した補償容量部よりもＴＦＴ接続側の
領域）に対向させて設けており、したがって、各画素領
域Ａの周縁部がその全周にわたって無着色光出射領域ａ
となっている。

【００４２】なお、装置前面から各画素領域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。

【００４３】さらに、前記各色のカラーフィルタ１５
Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂのうち、可視光帯域の短波長域の光
が透過する短波長透過フィルタ、つまり青の波長域の光
が透過する青色フィルタ１５Ｂと、その次に波長が短い
緑の波長域の光が透過する緑色フィルタ１５Ｇは、前記
可視光帯域の長波長域の光が透過する長波長透過フィル
タ、つまり赤の波長域の光が透過する赤色フィルタ１５
Ｒよりも小さい面積に形成されている。

【００４４】この実施例では、前記青色フィルタ１５Ｂ
と緑色フィルタ１５Ｇの面積をほぼ同じにするととも
に、この青色フィルタ１５Ｂと緑色フィルタ１５Ｇを画
素領域Ａの５８〜６８％の面積に形成し、前記赤色フィ
ルタ１５Ｒは画素領域Ａの６５〜７５％の面積に形成し
ている。

【００４５】したがって、青色フィルタ１５Ｂと緑色フ
ィルタ１５Ｇが対応する画素領域Ａの無着色光出射領域
ａの総面積は画素領域Ａの面積の４２〜３２％、赤色フ
ィルタ１５Ｒが対向する画素領域Ａの無着色光出射領域
ａの総面積は画素領域Ａの面積の３５〜２５％である。

【００４６】さらに、この液晶表示装置は上述したよう
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、装置前面から入射した光が前記散乱
反射板２３、ゲートライン１０、データライン１１或は
容量形成電極１２で反射されて装置前面に出射する明表
示領域Ｗとなっている。

【００４７】即ち、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、装置前面から明表示領
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。

【００４８】この液晶表示装置は、外光を利用して反射
型表示を行なうものであり、装置前面から入射した光
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
装置前面に出射する。

【００４９】そして、装置前面から各画素領域Ａに入射
した光のうち、画素領域Ａの周縁部を除く内側の領域を
透過する光は、その画素領域Ａに対応するカラーフィル
タ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂに入射し、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装置前面
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。

【００５０】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の周縁部、つまり前記カラーフィル
タ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの外側の無着色光出射領域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、装置前面に出射する。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。

【００５１】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
されて装置前面に出射する。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。

【００５２】この液晶表示装置によれば、各色のカラー
フィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの面積が画素領域Ａの
面積より小さいため、全ての画素領域Ａにおいて、装置
前面から入射し後面側の散乱反射板２３で反射されて装
置前面に出射する光のうちの前記カラーフィルタ１５
Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂが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
れて着色し、前記画素領域Ａのカラーフィルタ１５Ｒ，
１５Ｇ，１５Ｂの外側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高輝度の無
着色光のまま透過して、その無着色光と前記着色した光
とで高輝度のカラー画素が表示される。

【００５３】したがって、上記液晶表示装置は、外光を
利用して表示する反射型のものであるが、各画素領域Ａ
の表示輝度を高くして、画面の明るさを充分高くするこ
とができる。

【００５４】しかも、上記液晶表示装置では、各色のカ
ラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂのうちの短波長透
過フィルタである青色フィルタ１５Ｂおよび緑色フィル
タ１５Ｇを、長波長透過フィルタである赤色フィルタ１
５Ｒよりも小さく形成しているため、前記青色フィルタ
１５Ｂおよび緑色フィルタ１５Ｇが対応する画素領域Ａ
で表示されるカラー画素を透過する青色光及び緑色光の
強さとその面積との積で表される面積光量が、赤色フィ
ルタ１５Ｒが対応する画素領域Ａで表示される赤のカラ
ー画素（カラーフィルタ１５Ｒを透過した着色光で表示
されるカラー画素）を透過する赤色光の面積光量に比べ
て少なくなる。

【００５５】そのため、上記液晶表示装置によれば、前
記短波長透過フィルタである青色および緑色フィルタ１
５Ｂ，１５Ｇが対応する青と緑のカラー画素の色の光を
強く視認して画面全体が青っぽく見える現象を抑制し、
色バランスの良いカラー画像を表示することができる。

【００５６】図３は上記液晶表示装置の表示画素を示す
図であり、各表示画素Ａ′の外形は画素領域Ａの外形を
示しており、その周縁部は高輝度の無着色領域（白の領
域）ａ′、中央部（図においてハッチングを施した領
域）がカラーフィルタの色に着色した赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂ
のいずれかの着色領域であり、これらの３つの表示画素
Ａ′により、１つの色を表示する。

【００５７】そして、上記液晶表示装置では、青色フィ
ルタ１５Ｂおよび緑色フィルタ１５Ｇを赤色フィルタ１
５Ｒよりも小さく形成しているため、青色フィルタ１５
Ｂおよび緑色フィルタ１５Ｇを透過する青色及び緑色の
着色光の面積光量が、赤色フィルタ１５Ｒを透過する赤
色光の面積光量より少なくなる。したがって、青と緑の
カラー画素を透過した青色及び緑色光を強く視認して画
面全体が青っぽく見える現象が抑制される。しかも、各
表示画素Ａ′の周辺部の無着色領域ａの総面積が大きく
なるため、無着色光が反射して出射する光量が多くな
り、また無着色領域ａ及び明表示領域Ｗを透過し、反射
して隣接する他の画素領域のカラーフィルタに入射する
光も、そのカラーフィルタの色に着色された着色光とし
て出射するため、液晶表示装置から出射する光の強度が
大きくなって、明るい表示が得られる。 すなわち、図
４は、可視光帯域の各波長光の視感度（人間の眼で感じ
る光の強さ）を示しており、人間の眼は、光の明るさが
充分高いときは図に実線で示したように約５５０ｎｍ付
近の波長光を最も強く感じるが、光の明るさが暗くなる
と、視感度が図に破線で示すように短波長側にシフトす
る。

【００５８】従来の液晶表示装置は、図４に実線で示し
た明るいときの視感度に基づいて、各画素領域を覆う
赤，緑，青のカラーフィルタの分光透過特性が、赤，
緑，青の全ての画素を点灯させたときに白の表示が得ら
れるように、前記明るいときの視感度を考慮して設定さ
れている。

【００５９】そのため、従来の液晶表示装置は、バック
ライトからの高輝度の光を利用する透過型表示装置の場
合は色バランスの良いカラー画像を表示できるが、外光
を利用する反射型表示装置の場合は、出射光の明るさの
低下が大きいため、視感度が図４に破線で示すように短
波長側にシフトし、画面全体が青っぽく見える。

【００６０】このような従来の液晶表示装置に対して、
上記実施例の液晶表示装置は、図４に破線で示した暗い
ときの視感度に基づいて、各色のカラーフィルタ１５
Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂのうちの短波長透過フィルタである
青色フィルタ１５Ｂおよび緑色フィルタ１５Ｇを、長波
長透過フィルタである赤色フィルタ１５Ｒよりも小さい
面積に形成し、カラーフィルタ１５Ｇ，１５Ｂを透過し
た着色光とで表示される青と緑の光の面積光量を、赤色
フィルタ１５Ｒが対応する画素領域Ａで表示される赤の
光の面積光量比べて少なくすることにより、出射光の明
るさの低下が大きい反射型表示装置において、赤，緑，
青の全ての画素を点灯させたときに白の表示が得られる
ようにしたものである。

【００６１】図５は、反射型の液晶表示装置における、
赤，緑，青のカラーフィルタを全て同じ面積に形成した
ときの表示の色純度と明るさとの関係と、上記実施例の
ように青色フィルタおよび緑色フィルタを小さく形成し
たときの色純度と明るさとの関係とを比較して示した図
であり、色純度は、赤，緑，青の全ての画素を点灯させ
て白の表示させたときのクロマ差（ΔＣａｂ＊）であ
る。

【００６２】図５において、実線および破線は、赤，
緑，青のカラーフィルタの面積を同じにしたときの、フ
ィルタ面積比（画素領域Ａの面積に対する比）に対応し
た色純度と明るさの変化を示しており、実線は計測値、
破線は目視値である。

【００６３】図のように、各色のカラーフィルタの面積
を同じにしたときの色純度と明るさは、フィルタ面積比
を７０％にしたときの計測値および目視値を基準（色純
度ΔＣａｂ＊＝０、明るさＬ＊＝１．０）とすると、フ
ィルタ面積比６０％、５０％と小さくするのにともなっ
て、計測値、目視値とも、明るさは基準値に比べて高く
なるが、逆に色純度が極端に低下する。また、フィルタ
面積比を大きくすると、色純度は高くなるが逆に明るさ
が極端に低下する。

【００６４】一方、図５において、□および△で示した
値は、青色フィルタおよび緑色フィルタを小さくすると
ともに、青および緑色フィルタの面積比をそれぞれ６３
％、赤色フィルタの面積比を７０％にしたときの色純度
と明るさを示しており、□は計測値、△は目視値であ
る。

【００６５】図のように、青および緑色フィルタの面積
比を６３％、赤色フィルタの面積比を７０％にしたとき
は、計測値で、色純度が上記基準値（ΔＣａｂ＊＝０）
と同程度、明るさが上記基準値（Ｌ＊＝１．０）よりも
１０％程度高く、目視値で、色純度は上記基準値（ΔＣ
ａｂ＊＝０）よりも僅かに低いが、明るさが上記基準値
（Ｌ＊＝１．０）よりも２２％程度高い。

【００６６】そして、液晶表示装置の表示品質は、計測
値ではなく、目視値で評価されるため、目視値での色純
度が上記基準値よりも僅かに低いだけであり、明るさが
上記基準値よりも２２％程度も高いということは、表示
品質が充分高いといえる。

【００６７】上記基準値の明るさ、つまり各色のカラー
フィルタの面積を同じにするとともにそのフィルタ面積
比を７０％にしたときの明るさは、５００ルックスの照
度（装置表面での測定照度）の光を入射させたときで、
計測値、目視値とも、Ｌ＊＝３３．５であり、表示色は
若干青味を帯びている。

【００６８】この基準値の明るさに対し、各色のカラー
フィルタの面積を同じにするとともにそのフィルタ面積
比を６０％にしたときの明るさの目視値は、５００ルッ
クスの照度の光を入射させたときで、Ｌ＊＝４０．７で
あり、明るさは基準値に比べて２２％程度増加する。し
かし、このときの表示色は青味が強い。

【００６９】それに比べて、青および緑色フィルタの面
積比を６３％、赤色フィルタの面積比を７０％にしたと
きの明るさの目視値は、５００ルックスの照度の光を入
射させたときで、Ｌ＊＝４０．７であり、明るさは基準
値に比べて２２％程度増加する。なお、この場合の全て
の色のカラーフィルタの平均面積比は６５％であるが、
明るさは、上述した各色のカラーフィルタの面積を同じ
にするとともにそのフィルタ面積比を６０％にしたとき
の明るさに相当する。

【００７０】また、このときの表示色は、青味が弱くな
り、したがって、画面が青っぽく見える現象が抑制さ
れ、色バランスの良いカラー画像が表示される。なお、
図５には、青および緑色フィルタの面積比を６３％、赤
色フィルタの面積比を７０％にしたときの明るさおよび
色純度を示したが、青色フィルタと緑色フィルタ１５
Ｂ，１５Ｇの面積比が５８〜６８％の範囲であり、赤色
フィルタ１５Ｒの面積比が６５〜７５％の範囲であれ
ば、同様な明るさおよび色純度が得られる。

【００７１】このため、上記実施例の液晶表示装置は、
外光を利用して表示する反射型のものであるが、画面の
明るさを充分高くすることができるとともに、画面全体
が青っぽく見える現象を抑制し、色バランスの良いカラ
ー画像を表示することができる。

【００７２】しかも、上記実施例では、短波長フィルタ
である青および緑色フィルタ１５Ｂ，１５Ｇだけでな
く、長波長透過フィルタである赤色フィルタ１５Ｒも画
素領域Ａの面積より小さく形成しているため、この赤色
フィルタ１５Ｒが対応する画素領域Ａの表示輝度も高く
して、画面をより明るくすることができる。

【００７３】さらに、上記実施例では、隣り合う画素領
域Ａの間の領域を、装置前面から入射した光が反射板２
３で反射されて装置前面に出射する明表示領域Ｗとして
いるため、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。

【００７４】また、上記実施例では、各色のカラーフィ
ルタ１６Ｒ，１５Ｇ，１６Ｂを、画素領域Ａの周縁部を
除く内側の領域に対応させて設けているため、画素領域
Ａの周縁部を透過する光は着色せず、したがって、画素
領域Ａの周縁部を透過して入射した光が隣り合う他の画
素領域Ａの周縁部を透過して出射しても、その出射光は
カラーフィルタによる吸収がない高輝度の光である。さ
らに、画素領域の周縁部を着色されることなく透過した
光が反射部材で反射されて隣り合う他の画素領域に入射
するときには、前記他の画素領域のカラーフィルタから
出射する光はそのカラーフィルタの色に着色された着色
光として出射し、より多くの光が出射されて画面をより
明るくすることができる。 なお、上記第１の実施例の
液晶表示装置は、赤，緑，青の画素を表示するための画
素電極３を、行方向には交互に並べて直線状に配列し、
列方向には同色の画素を表示するための画素電極３同士
を約１．５ピッチずつ行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ものであるが、
この発明は、赤，緑，青の画素を表示するための画素電
極３を、行方向にも列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液晶表示装置にも適用する
ことができる。

【００７５】図６および図７はこの発明の第２の実施例
を示しており、図６は液晶表示装置の一部分の正面図、
図７はこの液晶表示装置の表示画素を示す図である。こ
の実施例の液晶表示装置は、赤，緑，青の画素を表示す
るための画素電極３を、行方向に交互に並べて直線状に
配列するとともに、列方向にも交互に並べて直線状に配
列した格子状配列型のものであり、この実施例でも、青
色および緑色フィルタ１５Ｂ，１５Ｇを赤色フィルタ１
５Ｒよりも小さく形成するとともに、前記青色および緑
色フィルタ１５Ｂ，１５Ｇが対応する画素領域Ａのフィ
ルタ外側の領域を、装置前面から入射し反射板２３で反
射されて装置前面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とし、また、前記赤色フィル
タ１５Ｒも画素領域Ａの面積より小さくして、この赤色
フィルタ１５Ｒが対応する画素領域Ａのフィルタ外側の
領域も無着色光出射領域ａとしている。

【００７６】なお、この実施例の液晶表示装置は画素電
極３の配列パターンが異なるが、基本的な構成は上述し
た第１の実施例の液晶表示装置と同じであり、その作用
および効果も変わらないから、重複する説明は図に同符
号を付して省略する。

【００７７】また、上記第１および第２の実施例の液晶
表示装置は、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、減法混色によりカラー表示を行
なう、マゼンタ、イエロー、シアンの３色のカラーフィ
ルタを備えた液晶表示装置にも適用できるものであり、
その場合も、少なくとも１つの前記フィルタの面積を前
記画素領域の面積より小さくして、その画素領域のフィ
ルタの外側の領域を、装置前面から入射し前記反射部材
で反射されて装置前面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すれば、外光を利用して
表示する反射型表示装置であっても、画面の明るさが充
分で、しかも色バランスの良いカラー画像を表示するこ
とができる。

【００７８】また、前記マゼンタ、イエロー、シアンの
３色のカラーフィルタを備えて減法混色によりカラー表
示を行なう液晶表示装置においては、光の入射経路と出
射経路の差により、同じ光が隣り合う２つの画素領域の
カラーフィルタの両方を透過して色混ざりを生じること
があるが、上述した実施例と同様に、各色のカラーフィ
ルタを画素領域の周縁部を除く内側の領域に対応させて
設ければ、画素領域の周縁部を透過して入射した光が隣
り合う他の画素領域の周縁部を透過して出射することに
よる色混ざりを無くすことができる。

【００７９】さらに、上記実施例の液晶表示装置はアク
ティブマトリックス型のものであるが、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
型の液晶表示装置等にも適用することができる。

【００８０】

【発明の効果】この発明の液晶表示装置によれば、複数
の色のカラーフィルタのうちの短波長透過フィルタを長
波長透過フィルタよりも小さく形成するとともに、少な
くとも前記短波長透過フィルタの面積を画素領域の面積
より小さくして、その画素領域の前記短波長透過フィル
タの外側の領域を、装置前面から入射し前記反射部材で
反射されて装置前面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しているため、反射型の表
示装置であっても、画面の明るさが充分で、しかも色バ
ランスの良いカラー画像を表示することができる。

【００８１】また、この発明の液晶表示装置において、
前記長波長透過フィルタを、画素領域の面積よりも小さ
く形成すれば、長波長透過フィルタが対応する画素領域
の表示輝度も高くし、画面をより明るくすることができ
る。

【００８２】さらに、この液晶表示装置において、隣り
合う画素領域の間の領域を、装置前面から入射した光が
前記反射部材で反射されて装置前面に出射する明表示領
域とすることにより、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】この発明の第１の実施例を示す液晶表示装置の
一部分の正面図。

【図２】図１のII−II線に沿う断面図。

【図３】前記液晶表示装置の表示画素を示す図。

【図４】可視光帯域の各波長光の視感度を示す図。

【図５】反射型の液晶表示装置における、赤，緑，青の
カラーフィルタを全て同じ面積に形成したときの表示の
色純度と明るさとの関係と、青色および緑色フィルタを
小さく形成したときの色純度と明るさとの関係とを比較
して示した図。

【図６】この発明の第２の実施例を示す液晶表示装置の
正面図。

【図７】第２の実施例の液晶表示装置の表示画素を示す
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…反射部材（散乱反射板） Ａ…画素領域 ａ…無着色光出射領域 Ｗ…明表示領域 Ａ′…表示画素 ａ′…無着色領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊島 剛 東京都八王子市石川町2951番地の５ カシ オ計算機株式会社八王子研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】後面側に反射部材を備えた反射型の液晶表
   示装置において、 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
   の基板の内面に複数の第１の電極が設けられ、他方の基
   板の内面に前記複数の第１の電極と対向する部分により
   画素領域を形成する少なくとも１つの第２の電極が設け
   られるとともに、いずれかの基板の内面に各画素領域に
   それぞれ対応させて複数の色のカラーフィルタが設けら
   れており、 前記複数の色のカラーフィルタのうち、可視光帯域の短
   波長域の光が透過する短波長透過フィルタが、前記可視
   光帯域の長波長域の光が透過する長波長透過フィルタよ
   りも小さく形成されているとともに、少なくとも前記短
   波長透過フィルタの面積が前記画素領域の面積より小さ
   く、その画素領域の前記短波長透過フィルタの外側の領
   域が、装置前面から入射し前記反射部材で反射されて装
   置前面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ことを特徴とする液晶表示装
   置。
2. 【請求項２】前記長波長透過フィルタは、前記画素領域
   の面積よりも小さく形成されていることを特徴とする請
   求項１に記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】隣り合う画素領域の間の領域が、装置前面
   から入射した光が前記反射部材で反射されて装置前面に
   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に記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】前記短波長透過フィルタは青の波長域の光
   が透過する青色フィルタおよび緑の波長域の光が透過す
   る緑色フィルタ、前記長波長透過フィルタは赤の波長域
   の光が透過する赤色フィルタであり、前記青色フィルタ
   と前記緑色フィルタの面積はほぼ同じであることを特徴
   する請求項１〜３のいずれか１つに記載の液晶表示装
   置。
5. 【請求項５】前記青色フィルタと緑色フィルタは前記画
   素領域の５８〜６８％の面積に形成され、前記赤色フィ
   ルタは前記画素領域の６５〜７５％の面積に形成されて
   いることを特徴する請求項４に記載の液晶表示装置。