WO2006008901A1

WO2006008901A1 - 液晶表示装置及びその製造方法

Info

Publication number: WO2006008901A1
Application number: PCT/JP2005/011294
Authority: WO
Inventors: Kozo Nakamura; Shun Ueki; Tokio Taguchi; Kazuhiko Tsuda
Original assignee: Sharp Kabushiki Kaisha
Priority date: 2004-06-23
Filing date: 2005-06-20
Publication date: 2006-01-26
Also published as: JP4781268B2; JPWO2006008901A1; TWI279592B; US7903206B2; US20050285996A1; TW200617440A

Abstract

本発明は、反射表示と透過表示とで色再現範囲の差を小さくすることが可能な液晶表示装置を提供する。例えば、図１に示すように、対向基板１１は、ガラス基板２１の外側に位相差板２２、偏光板２３を備え、また、ガラス基板２１の内側にカラーフィルタ２４を備えた構成である。カラーフィルタ２４は、自身を透過する光の色を選択するものである。また、カラーフィルタ２４は、反射領域ａ及び透過領域ｂの双方において、色再現範囲を０．０７９以上とする。そして、同じ色材で膜厚もほぼ等しく形成されることが好ましい。つまり、１つの画素領域において、反射領域ａと透過領域ｂとで同じ構成とすることが好ましい。

Description

明細書

液晶表示装置及びその製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、反射表示と透過表示との双方によって画像を表示する液晶表示装置及びその製造方法に関するものである。

背景技術

[0002] 現在、液晶表示装置は、モニター、プロジェクタ、携帯電話、携帯情報端末 (以下、「 PDA」とする）等の電子機器に幅広く利用されている。このような液晶表示装置には、反射型、透過型、反射透過型等がある。

[0003] 反射型の液晶表示装置は、液晶パネルの内部に周囲の光を導き、これを反射層で反射することによって反射表示を得る構成である。また、透過型の液晶表示装置は、液晶パネルの裏面側に設けられた光源（以下、バックライトを例に説明する）からの光を液晶パネルを介して外部に出射することによって透過表示を得る構成である。

[0004] また、反射透過型の液晶表示装置は、夜間等のほとんど周囲の光が無い環境下では、ほとんど反射表示を認識することができないため、ほぼ透過表示のみを観察することとなり、屋内等の周囲の光が蛍光灯等の環境下（以下、「屋内環境」とする）では、周囲の光を利用した反射表示とバックライトから照射された光を利用した透過表示を観察することとなる。さらに、屋外等の周囲の光が太陽光等の環境下 (以下、「屋外環境」とする）では、透過表示を認識することは困難になり、周囲の光を利用した反射表示を主に観察することになる。これにより、周囲の明るさに拘らず、表示を認識することができる。すなわち、反射透過型の液晶表示装置は、屋内外を問わず、あらゆる環境下での表示が可能であるため、携帯電話、 PDA,デジタルカメラ等のモノィル機器に多く搭載されてきている。

[0005] このような反射透過型の液晶表示装置は、液晶パネルに、反射表示に使用される反射領域と、透過表示に使用される透過領域との 2種類の表示領域が形成されている。そして、透過領域では、ノックライトから照射された光が、カラーフィルタを 1回だけ透過して外部に出射される。一方、反射領域では、カラーフィルタを透過した周囲の光が反射層で反射し、再びカラーフィルタを透過して外部に出射される。このように、透過領域と反射領域とでは、表示に力かる光がカラーフィルタを透過する回数が異なる。

[0006] このような反射透過型の液晶表示装置におけるカラーフィルタの構成としては、まず第 1の方式として、特許文献 1及び特許文献 2に従来技術として記載されているように、単純に反射領域と透過領域とに同じ色材で等しい膜厚のカラーフィルタを形成することが考えられる。しかし、この構成では、上記のように反射領域のカラーフィルタを光が 2回透過するため、透過表示に適した色再現範囲を確保したカラーフィルタを用いれば反射表示が暗くなることから、さらに次のような方式が提案されている。

[0007] 第 2の方式は、特許文献 1に記載されて、るように、反射領域のカラーフィルタを透過領域と同じ色材で等しい膜厚に形成するとともに、反射領域に無着色の領域を設けることで、透過表示に適した色再現範囲のカラーフィルタを形成しても反射表示を明るくする方式である。

[0008] 第 3の方式は、特許文献 2に記載されているように、反射領域には反射表示に適したカラーフィルタを形成し、透過領域には透過表示に適したカラーフィルタを形成することで、透過表示に適した色再現範囲のカラーフィルタを形成するとともに反射表示を明るくする方式である。

[0009] 第 4の方式は、特許文献 3に記載されているように、反射領域のカラーフィルタを透過領域と同じ色材で透過領域よりも薄い膜厚に形成することで、透過表示に適した色再現範囲のカラーフィルタを形成しても反射表示を明るくする方式である。

[0010] ここで、カラーフィルタの色再現範囲について説明する。一般的に、カラーフィルタは、複数の原色に応じた複数のフィルタ、例えば、赤色 (R)、緑色 (G)、青色 (B)の 3種のフィルタを有している。そして、液晶表示装置では、これらの原色のフィルタを透過する光量を個別に調整することによって、多数の色を表示できるようになつている。すなわち、カラーフィルタから出射される光の色は、複数の原色の混色によって表現される。そして、 CIE (国際照明委員会）に基づく XYZ表色系色度図に、カラーフィルタから出射される光の原色の色度座標 (X, y)を示したときに得られる多角形の内部がカラーフィルタの色再現範囲である。 [0011] 尚、カラーフィルタの色再現範囲は、 XYZ表色系色度図の目盛を利用して計算される上記多角形の面積で定義される。したがって、カラーフィルタの色再現範囲が狭い場合に得られる色は彩度の低い色となり、カラーフィルタの色再現範囲が広い場合には彩度が高い色まで表現できるため表示色を多様ィ匕できる。また、カラーフィルタの色再現範囲が広、ほど、カラーフィルタを透過する光の量が少なくなる。

特許文献 1：特開 2000 - 111902 (2000年 4月 21日公開）

特許文献 2：特開 2001— 183646 (2001年 7月 6日公開）

特許文献 3：特開 2002— 296582 (2002年 10月 9曰公開）

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0012] ところで、上記第 2〜4の方式は、屋内環境では反射表示と透過表示の双方を観察することになるが、反射表示を明るくする構成を採用しているため、反射領域から出射する表示光 (以下、「反射表示光」とする）は色再現範囲が狭くなつている。つまり、観察者力すれば、反射表示と透過表示の双方を観察する場合は、透過表示のみを観察する場合よりも明るい表示となっているものの、観察者が感じる液晶表示装置の色再現範囲は、透過表示のみを観察する場合より狭くなつている。これは、反射表示と透過表示の双方を観察する場合、観察者が反射表示光と透過領域から出射する表示光（以下、「透過表示光」とする）の双方を認識することになるためで、反射表示光と透過表示光の混色を液晶表示装置の色再現範囲として認識するためである。

[0013] したがって、周囲の光がそれほど明るくない場合には、反射表示光をほとんど認識しないので、透過表示光が支配的であり、透過表示のみを観察するときと液晶表示装置の色再現範囲の違いはほとんど感じないが、周囲の光が明るくなるにつれ、次第に反射表示光を認識するようになり、透過表示のみを観察するときとは液晶表示装置の色再現範囲が異なると感じるようになるのである。

[0014] 一方、屋外環境では反射表示と透過表示の双方を観察することになるが、周囲の光の方が明るいため、透過表示光をほとんど認識できなくなるので、反射表示光が支配的となる。上記の通り反射表示光は色再現範囲が狭くなつているため、透過表示のみを観察するときとは液晶表示装置の色再現範囲が異なってしまう。 [0015] このように、反射表示と透過表示とで、あるいは周囲の光の環境が相違することによつて、液晶表示装置の色再現範囲が大きく異なってしまうという問題がある。

[0016] ここで、液晶表示装置の色再現範囲について説明する。液晶表示装置の色再現範囲は、実際に観察者が液晶表示装置を観察したときに視認する色再現範囲である。つまり、カラーフィルタの色再現範囲と同様に、 CIEに基づく XYZ表色系色度図に、反射表示光または透過表示光の原色の色度座標 (X, y)を示したときに得られる多角形の内部が液晶表示装置の色再現範囲である。

[0017] 尚、液晶表示装置の色再現範囲は、 XYZ表色系色度図の目盛を利用して計算される上記多角形の面積で定義される。したがって、液晶表示装置の色再現範囲が狭い場合に得られる色は彩度の低い色となり、液晶表示装置の色再現範囲が広い場合には彩度が高い色まで表現できるため表示色を多様ィ匕できる。

[0018] また、第 1の方式は、反射領域と透過領域とにおけるカラーフィルタの色再現範囲が同じになるが、反射表示と透過表示ではカラーフィルタを光が透過する回数が異なるため、透過表示よりも反射表示の液晶表示装置の色再現範囲が広くなつてしまい、換言すれば反射表示が暗くなるから、反射透過型の液晶表示装置には不適当であると考えられている。

勿論、反射表示と透過表示とで、液晶表示装置の色再現範囲は異なってしまう。

[0019] このように、上記第 1〜第 4の方式では、反射表示と透過表示とで液晶表示装置の色再現範囲が相違している。そして、この色再現範囲の相違は、図形表示や文字表示等の色を重視しない表示については大きな問題にならないが、近年モパイル機器にぉヽても自然画の TV映像や写真とヽつた緻密な色映像表示を行う必要が生じてきたため、大きな障害となってきている。

[0020] 本発明は、上記のような従来の問題点に鑑みてなされたものである。そして、その目的は、反射表示と透過表示とで液晶表示装置の色再現範囲の差を小さくすることが可能な液晶表示装置及びその好適な製造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0021] 上記の目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、少なくとも 3色である n色のフィルタを有するカラーフィルタを備え、反射表示と透過表示とを行う液晶表示装置において、前記カラーフィルタは、 D 光源及び 2° 視野の条件で前記 n色のフィ

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ルタを透過する n色の光を XYZ表色系色度図上に n点の色度座標 (X, y)として示したとき、前記 n点を頂点とする多角形の面積で定義される色再現範囲が 0. 079以上であり、反射表示と透過表示の双方で前記カラーフィルタを利用して表示を行うことを特徴としている。

[0022] また、少なくとも 3色である n色のフィルタを有するカラーフィルタを備え、複数の画素のそれぞれに対応して前記 n色のフィルタのうち 1色のフィルタが形成され、反射表示を行う反射領域と透過表示を行う透過領域とが 1つの画素領域に形成される液晶表示装置において、 1つの画素領域に対応する前記 1色のフィルタは、前記反射領域と前記透過領域とで同じ構成であり、前記カラーフィルタは、 D 光源及び 2° 視野の

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条件で前記 n色のフィルタを透過する n色の光を XYZ表色系色度図上に n点の色度座標 (X, y)として示したとき、前記 n点を頂点とする多角形の面積で定義される色再現範囲が 0. 079以上であることを特徴としている。

[0023] また、前記カラーフィルタの色再現範囲力 0. 140以下であることを特徴としている。

[0024] また、前記液晶表示装置は、透過表示を行うときのコントラスト比が 100以上であり、反射表示を行うときのコントラスト比が 20以上、 50以下であることを特徴としている。

[0025] 更に、本発明の液晶表示装置の製造方法は、前記液晶表示装置の製造方法であつて、前記製造方法は、透過領域のカラーフィルタが有する n色のフィルタのうちの 1色のフィルタと、反射領域のカラーフィルタが有する前記 1色のフィルタと同じ色のフィルタとを形成する工程を含むことを特徴として、る。

[0026] 本発明の液晶表示装置では、反射表示での液晶表示装置の色再現範囲を透過表示での液晶表示装置の色再現範囲で割った値 (以下、「液晶表示装置の色再現範囲比」とする）を 1. 00に近づけることができるので、反射表示と透過表示のどちらが支配的であったとしても、観察者が液晶表示装置の色再現範囲の相違を感じることはほとんどない。

なお、前記カラーフィルタの色再現範囲の好ましい下限は、 0. 095である。

また、本発明の作用効果を効果的に得るためには、前記反射領域のカラーフィルタと前記透過領域のカラーフィルタとの色再現範囲の差は、 0. 007以下であることが好ましい。

[0027] また、本発明の液晶表示装置では、カラーフィルタが透過領域と反射領域とで同じ構成、すなわち同じ色材でほぼ等しい膜厚を有することにより、反射領域と透過領域とに異なる構成のカラーフィルタを設ける場合に比して、カラーフィルタの形成プロセスを簡略ィ匕できる。したがって、製造コストを低減することが可能となる。

[0028] また、カラーフィルタの色再現範囲を広げ過ぎると、カラーフィルタを透過する光の量が少なくなる。このため、前記カラーフィルタの色再現範囲の上限については、 0. 14 0以下とすることが好ましぐより好ましい上限は、 0. 130である。

[0029] また、本発明の作用効果をより効果的に得るために、前記液晶表示装置は、透過表示を行うときのコントラスト比が 100以上であり、反射表示を行うときのコントラスト比が 20以上、 50以下であることが好ましい。

[0030] また、本発明の液晶表示装置の製造方法では、反射領域のフィルタと透過領域の同色のフィルタとを同じ工程で形成することが可能であるので、別々の工程で形成する場合に比して、カラーフィルタの形成プロセスを簡略ィ匕することができる。

[0031] 本発明は更に、反射表示と透過表示とを行う液晶表示装置であって、少なくとも 3色である n色のフィルタを有し、 D 光源及び 2° 視野の条件で前記 n色のフィルタを透

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過する n色の光を XYZ表色系色度図上に n点の色度座標 (X, y)として示したとき、前記 n点を頂点とする多角形の面積で定義される色再現範囲が 0. 079以上であり、反射表示と透過表示の双方で表示に利用されるカラーフィルタを備える液晶表示装置でもある。

[0032] 本発明の液晶表示装置では、液晶表示装置の色再現範囲比を 1. 00に近づけることができるので、反射表示と透過表示のどちらが支配的であったとしても、観察者が液晶表示装置の色再現範囲の相違を感じることはほとんどない。

[0033] また、カラーフィルタの色再現範囲を広げ過ぎると、カラーフィルタを透過する光の量が少なくなる。このため、前記カラーフィルタの色再現範囲力 0. 140以下であることが好ましぐより好ましい上限は、 0. 130である。

[0034] 更に、本発明の作用効果をより効果的に得るために、前記液晶表示装置は、透過表示を行うときのコントラスト比が 100以上であり、反射表示を行うときのコントラスト比が 20以上、 50以下であることが好ましい。

なお、例えば、コントラスト比が 100である場合と 300である場合とでは、液晶表示装置の色再現範囲は若干異なるが、その差は小さい。したがって、本発明においては、コントラスト比が 100以上である場合、液晶表示装置の色再現範囲は、一定であるとみなすことができる。また、前記カラーフィルタの色再現範囲が 0. 130であり、かつ透過表示を行うときのコントラスト比が 100以上であり、反射表示を行うときのコントラスト比が 20である場合、液晶表示装置の色再現範囲比を略 0. 90にすることができ、液晶表示装置の色再現範囲比をより 1. 00に近づけることができる。

[0035] 本発明はそして、反射表示を行う反射領域と透過表示を行う透過領域とが 1つの画素領域に形成される液晶表示装置であって、少なくとも 3色である n色のフィルタを有し、複数の画素のそれぞれに対応して前記 n色のフィルタのうち 1色のフィルタが形成され、 1つの画素領域に対応する前記 1色のフィルタは、前記反射領域と前記透過領域とで同じ構成であり、 D 光源及び 2° 視野の条件で前記 n色のフィルタを透過す

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る n色の光を XYZ表色系色度図上に n点の色度座標 (X, y)として示したとき、前記 n 点を頂点とする多角形の面積で定義される色再現範囲が 0. 079以上であるカラーフィルタを備える液晶表示装置でもある。

[0036] このような本発明の液晶表示装置でもまた、液晶表示装置の色再現範囲比を 1. 00 に近づけることができるので、反射表示と透過表示のどちらが支配的であったとしても、観察者が液晶表示装置の色再現範囲の相違を感じることはほとんどない。更に、このような液晶表示装置では、カラーフィルタが透過領域と反射領域とで同じ構成、すなわち同じ色材でほぼ等しい膜厚を有する。これにより、反射領域と透過領域とで異なる構成のカラーフィルタを設ける場合に比して、カラーフィルタの形成プロセスを簡略化できる。したがって、製造コストを低減することが可能となる。

なお、前記カラーフィルタの色再現範囲の好ましい下限は、 0. 095である。 [0037] また、カラーフィルタの色再現範囲を広げ過ぎると、カラーフィルタを透過する光の量が少なくなる。このため、前記カラーフィルタの色再現範囲力 0. 140以下であることが好ましぐより好ましい上限は、 0. 130である。

[0038] 更に、本発明の作用効果をより効果的に得るために、前記液晶表示装置は、透過表示を行うときのコントラスト比が 100以上であり、反射表示を行うときのコントラスト比が

20以上、 50以下であることが好ましい。

[0039] 本発明は更には、透過領域のカラーフィルタが有する n色のフィルタのうちの 1色のフィルタと、反射領域のカラーフィルタが有する前記 1色のフィルタと同じ色のフィルタとを形成する工程を含む前記液晶表示装置の製造方法でもある。

[0040] 本発明の液晶表示装置の製造方法では、反射領域のフィルタと透過領域の同色のフィルタとを同じ工程で形成することが可能であるので、別々の工程で形成する場合に比して、カラーフィルタの形成プロセスを簡略ィ匕することができる。

[0041] 本発明の液晶表示装置の好ましい形態としては、ノックライトと、前記バックライトよりも前面 (表示側）に配置され、前記バックライトからの光を透過させる透過電極と、前記バックライトよりも前面に配置され、前面から入射した光を反射する反射電極と、前記透過電極及び前記反射電極よりも前面に配置され、前記透過電極を透過した光、前記前面から入射した光、及び、前記前面から入射した光のうち前記反射電極に反射された光を通過させ、 D 光源及び 2° 視野の条件で n色のフィルタを透過する n

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色の光を XYZ表色系色度図上に n点の色度座標 (X, y)として示したとき、前記 n点を頂点とする多角形の面積で定義される色再現範囲が 0. 079以上であるカラーフィルタとを有する形態 (以下、「第 1形態」とする）が挙げられる。前記第 1形態は、前記カラーフィルタの色再現範囲が 0. 079以上であるため、液晶表示装置の色再現範囲比を 1. 00に近づけることができる。

なお、前記第 1形態において、前記カラーフィルタは、透過表示で用いる部分と反射表示で用いる部分とが互、に異なる構成を有してもょ、。

[0042] また、本発明の液晶表示装置の好ま、他の形態としては、ノックライトと、前記バックライトよりも前面 (表示側）に配置され、前記バックライトからの光を通過させ、前面から入射した光を反射する半透過膜と、前記半透過膜よりも前面に配置され、前記半透過膜を透過した光、前記前面から入射した光、及び、前記前面から入射した光のうち前記半透過膜に反射された光を通過させ、 D 光源及び 2° 視野の条件で n色の

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フィルタを透過する n色の光を XYZ表色系色度図上に n点の色度座標 (X, y)として示したとき、前記 n点を頂点とする多角形の面積で定義される色再現範囲が 0. 079 以上であるカラーフィルタとを有する形態 (以下、「第 2形態」とする）が挙げられる。前記第 2形態では、前記カラーフィルタの色再現範囲が 0. 079以上であるため、液晶表示装置の色再現範囲比を 1. 00に近づけることができる。

発明の効果

[0043] 以上のように、本発明は、反射表示での液晶表示装置の色再現範囲を透過表示での液晶表示装置の色再現範囲に近づけることが可能となる。これにより、本発明の液晶表示装置では、周囲の光の環境がどのような状況であったとしても、ほぼ同じ色再現範囲の表示を行うことができる。また、このような液晶表示装置を簡便な製造方法によって安価に得ることができる。

発明を実施するための最良の形態

[0044] 本発明の一実施形態について説明する。本実施の形態に力かる液晶表示装置は、反射表示と透過表示とを行う液晶表示装置である。

[0045] まず、液晶表示装置の構成について説明する。図 1は、本実施の形態に力かる液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。

[0046] 図 1に示すように、液晶表示装置は、対向基板 11と画素基板 12との間に、液晶層 13 を挟んだ構成を有している。また、 1つの画素領域は、図 1に示す反射領域 aと透過領域 bとを組み合わせた部分である。ここで、反射領域 aは、反射表示に使用される画素領域であり、透過領域 bは、透過表示に使用される画素領域である。

[0047] 図 1に示すように、対向基板 11は、ガラス基板 21の外側に位相差板 22、偏光板 23 を備え、また、ガラス基板 21の内側にカラーフィルタ 24を備えた構成である。位相差板 22は、自身を透過する光の偏光状態を調整するものである。位相差板 22としては、偏光板 23とともに用いることで反射表示のコントラスト比を向上させるものが好ましく、例えば、 λ , 4位相差板、 λ , 4位相差板と λ , 2位相差板とがえ, 2位相差板を偏光板 23側にして積層されたもの等が挙げられる。偏光板 23は、特定の偏光成分の光だけを透過させるものである。

[0048] カラーフィルタ 24は、自身を透過する光の色を選択するものである。すなわち、カラ一フィルタ 24は、上記した 1つの画素領域に対応して赤色 (R)フィルタ、緑色（G)フィルタ、青色（Β)フィルタのうちいずれ力 1色のフィルタが形成され、複数形成された画素のそれぞれにいずれ力 1色のフィルタが形成されている。そして、各 R、 G、 Bフィルタは、それぞれ入射光の赤色成分、緑色成分、青色成分を主として透過させるようになっている。

[0049] また、カラーフィルタ 24は、反射領域 a及び透過領域 bの双方において、同じ色材で膜厚もほぼ等しく形成されている。つまり、 1つの画素領域において、反射領域 aと透過領域 bとでフィルタが同じ構成となっている。

[0050] 本発明において、フィルタが「同じ構成」とは、反射領域 aと透過領域 bとに形成されるフィルタが、同じ色材で形成された、すなわち同じ染料や顔料等で着色されたフィルタであって、ほぼ等しい膜厚を有するものである。ここで、「ほぼ等しい膜厚」は、通常の製造過程で生じる所謂ばらつきの範囲内にあることを意味し、積極的に膜厚を異ならせて!/ヽな、ことを意味して、る。

[0051] また、必要に応じて、カラーフィルタ 24の各フィルタ間には、遮光膜 25を設けてもよい。尚、この場合、遮光膜 25の影響で、カラーフィルタ 24を均一な厚さに形成し難くなるが、実質的には無視できる程度である。

[0052] 一方、画素基板 12は、ガラス基板 31の外側に位相差板 32、偏光板 33を備え、また、ガラス基板 31の内側に、榭脂膜 36、反射電極 34及び透明電極 35を備えた構成である。位相差板 32は、位相差板 22と同様に、自身を透過する光の偏光状態を調整するものである。位相差板 32としては、偏光板 33とともに用いることで反射表示のコントラスト比を向上させるものが好ましぐ例えば、 λ Ζ4位相差板、 λ Ζ4位相差板と λ Ζ2位相差板とが λ Ζ2位相差板を偏光板 33側にして積層されたもの等が挙げられる。偏光板 33は、偏光板 23と同様に、特定の偏光成分の光だけを透過させるものである。

[0053] 反射層として機能する反射電極 34は、光反射機能を有する電極であり、 Al、 Ag、これらの合金等の金属から構成される。また、透明電極 35は、 ITO、 ΙΖΟ等の透明な導電材料カゝらなる電極である。

[0054] 榭脂膜 36は、反射領域 aにおける反射電極 34の下層に配され、この榭脂膜 36により、反射領域 aに対応する液晶層 13と透過領域 bに対応する液晶層 13との厚み（以下、「セルギャップ」とする）を変えて!/、る。

[0055] また、画素基板 12の液晶層 13とは反対側には、ノックライト 14を備えている。ノックライト 14は、透過表示において利用される光源である。

[0056] 位相差板 22及び偏光板 23は、ガラス基板 21の液晶層 13側に配置されても構わない。同様に、位相差板 32及び偏光板 33は、ガラス基板 31の液晶層 13側に配置されても構わない。また、位相差板 22、 32及び偏光板 23、 33は、貼り付けられたものだけではなぐ塗布することによって形成されたものでも構わな!/、。

[0057] また、反射電極 34を電極としての機能を有しなヽ単なる反射層とし、電極を別途形成しても構わない。この場合、反射層はガラス基板 31に対し、液晶層 13とは反対側に設けても構わない。また、反射層または反射電極 34は、表面を凹凸状等にして光散乱性を持たせても良いし、鏡面としても良い。鏡面にする場合には、別途光散乱層を設けることが好ましい。この光散乱層は、反射層または反射電極 34が持つ光散乱性と合わせて用いても構わな、。

[0058] また、榭脂膜 36を形成せずに、反射領域 aと透過領域 bとのセルギャップを等しくしても構わない。そして、液晶層 13は、正の誘電率異方性を示す液晶材料であっても良いし、負の誘電率異方性を示す液晶材料であっても良ぐその配向方法もマルチドメインや配向分割等であっても良ぐ特に限定されるものではない。

[0059] また、遮光膜 25は、榭脂材料で形成されたものだけでなぐ無機材料で形成されたものでも良ぐこの両者を組み合わせて形成しても良い。

[0060] また、本実施の形態では、バックライト 14として CCFT (冷陰極蛍光管）を用いたが、 HCFT (熱陰極蛍光管）、白色 LED (発光ダイオード)または複数色の LED等を用いても構わない。

[0061] 次に、カラーフィルタの色再現範囲について説明する。カラーフィルタの色再現範囲については、既に説明した通りであり、 CIEに基づく XYZ表色系色度図に、カラーフィルタから出射される光の原色、すなわちカラーフィルタを構成する各色のフィルタを透過する光の色度座標 (X, y)を示したときに得られる多角形の内部であって、 XYZ 表色系色度図の目盛を利用して計算される上記多角形の面積で定義されるものである。

[0062] 本発明においては、カラーフィルタの色再現範囲は、 D 光源及び 2° 視野の条件

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での各色のフィルタを透過する光の色度座標 (X, y)を CIEに基づく XYZ表色系色度図に示したときに得られる多角形の面積で定義される。また、 D

65光源及び 2° 視野の条件での各色のフィルタを透過する光の色度座標 (X, y)は、フィルタ単体またはガラス基板にフィルタが形成されてヽる状態で、各色のフィルタをその面の法線方向に透過する光の色度座標 (X, y)から算出される。

なお、フィルタをその面の法線方向に透過する光の色度座標 (X, y)は、図 2に示すように、ガラス基板 40上にフィルタ 41が形成されたものをバックライト 14a上に配置し、ノックライト 14aを点灯させた状態で、受光器 51を用いて測定される。このとき、光源はバックライト 14aに限定されるものではなぐ全可視光領域（380ηπ！〜 780nm) の光が照射されていればよぐハロゲンランプやキセノンランプ等でもよい。更に、各色のフィルタは、それぞれ複数の微細なパターンとして形成されている。したがって、受光器 51として顕微分光装置等を用いて、 1回あたりの測定範囲がひとつのノターン内に収まるように測定する。本実施の形態においては、この測定範囲を 30 /ζ πι φ とした。

[0063] このとき、ガラス基板 40とフィルタ 41との間に下地膜や保護膜のような薄膜が形成されて、る状態であってもよ、し、フィルタ 41上に保護膜が形成されて、る状態であつてもよい。これらのガラス基板 40、下地膜、及び保護膜は、ほぼ無色透明であり、色度座標 (x, y)への影響は、大きく見積もっても小数点以下第 3位の数値が 1変わる程度であるから、無視できるレベルである。

[0064] また、液晶表示装置の色再現範囲は、上述したように、 CIEに基づく XYZ表色系色度図に、液晶表示装置から出射される各原色の光の色度座標 (X, y)を示したときに得られる多角形の内部であって、 XYZ表色系色度図の目盛を利用して計算される上記多角形の面積で定義されるものである。

[0065] 本発明においては、液晶表示装置の色再現範囲は、ノックライト光源を用いた受光角 2° の測定条件での液晶表示装置から出射される各原色の光の色度座標 (X, y) を CIEに基づく XYZ表色系色度図に示したときに得られる多角形の面積で定義される。また、バックライト光源を用いた受光角 2° の測定条件での液晶表示装置から出射される各原色の光の色度座標 (X, y)は、液晶表示装置からその表示面の法線方向に出射される各原色の光の色度座標 (X, y)から算出される。

[0066] なお、透過表示での液晶表示装置からその表示面の法線方向に出射される各原色の光の色度座標 (X, y)は、図 3に示すように、液晶表示装置 50をバックライト 14a上に配置し、バックライト 14aを点灯させた状態で、受光器 51を用いて、暗室にて測定される。

なお、本実施の形態においては、受光器 51として、トプコン社製の分光放射計 SR— 3 (商品名）を用いた。

[0067] また、反射表示での液晶表示装置からその表示面の法線方向に出射される各原色の光の色度座標 (X, y)は、図 4に示すように、液晶表示装置 50をバックライト 14b上に配置し、バックライト 14bを点灯させず、かつ拡散照射ユニット 52を点灯させた状態で、受光器 51を用いて、測定される。

なお、本実施の形態においては、受光器 51及び拡散照射ユニット 52を備える装置として、大塚電子社製の LCD5200 (商品名）を用いた。

[0068] ここで、カラーフィルタを光が 1回透過したときと 2回透過したときの色再現範囲について検討する。透過表示と反射表示との双方を行う液晶表示装置では、例えば、 1つの画素領域に反射領域と透過領域とを備えた構成となって、る。このような構成では、観察者が見る光は、ノックライトを光源とした透過表示光と周囲の光を光源とした反射表示光とが混色された光である。そして、反射表示光はカラーフィルタを 2回透過したものであり、透過表示光はカラーフィルタを 1回だけ透過したものである。

[0069] このため、反射表示に対応したカラーフィルタの色再現範囲（以下、「反射フィルタ色範囲」とする）は、カラーフィルタに光を 2回透過させて得られるものである。一方、透過表示に対応したカラーフィルタの色再現範囲（以下、「透過フィルタ色範囲」とする）は、カラーフィルタに光を 1回だけ透過させて得られるものであるから、上記のカラーフィルタの色再現範囲と同じである。

[0070] したがって、反射表示と透過表示の液晶表示装置の色再現範囲を等しくするには、反射フィルタ色範囲と透過フィルタ色範囲とを等しくすることが考えられる。ただし、反射フィルタ色範囲は、カラーフィルタに光を 2回透過させて得られるものであるから、カラーフィルタの色再現範囲よりも広くなる。よって、反射フィルタ色範囲と透過フィルタ色範囲とを等しくするためには、反射領域と透過領域とで、カラーフィルタの色材ゃ膜厚を変えることが考えられる。

[0071] しかしながら、液晶表示装置の色再現範囲は、カラーフィルタの色再現範囲だけでなぐ光シャッターとしての液晶パネルの性能であるコントラスト比にも依存する。そして、液晶表示装置の色再現範囲は、コントラスト比が 100以上であれば、カラーフィルタの色再現範囲とほぼ等しくなる。一方、コントラスト比が 100より小さくなると、液晶表示装置の色再現範囲は、カラーフィルタの色再現範囲に対して狭くなる。

[0072] 液晶表示装置の色再現範囲がカラーフィルタの色再現範囲よりも狭くなる理由は、次の通りである。

[0073] まず、コントラスト比が小さくなるのは、黒表示において光漏れが生じているからである。このことは、例えば Rフィルタのみから光を透過させようとしても、他のフィルタから光漏れが生じるのと同じことである。この場合には、液晶表示装置の色再現範囲において赤色の彩度が低くなり、カラーフィルタの色再現範囲よりも狭くなる。このことは、当然ながら他の色のフィルタについても生じる。

[0074] また、コントラスト比が小さくなるのは、周囲の光が液晶パネルの表面や内部で不要な反射をする力である。これにより、例えば Rフィルタのみ力光を透過させていても、不要な反射光との混色を観察することになる。この場合にも、液晶表示装置の色再現範囲において赤色の彩度が低くなり、カラーフィルタの色再現範囲よりも狭くなる

。このことは、当然ながら他の色のフィルタについても生じる。

[0075] したがって、反射フィルタ色範囲と透過フィルタ色範囲とが等しくても、反射表示と透過表示とでコントラスト比が異なる場合、反射表示と透過表示とでは液晶表示装置の色再現範囲は異なってしまう。

[0076] そして、透過表示でのコントラスト比は、通常 100〜200であり、反射表示でのコントラスト比は、偏光板を用いる液晶表示装置の場合、通常 20〜50程度である。したがつて、透過表示での液晶表示装置の色再現範囲は、透過フィルタ色範囲とほぼ等しくなるが、反射表示での液晶表示装置の色再現範囲は、反射フィルタ色範囲よりも狭くなる。

[0077] このように、反射領域と透過領域のカラーフィルタを別々に設計して反射フィルタ色範囲と透過フィルタ色範囲とを等しくしても、つまり反射領域と透過領域とでカラーフィルタを光が透過する回数が相違することを考慮してカラーフィルタを設計しても、コントラスト比の違いによって、反射表示と透過表示とで液晶表示装置の色再現範囲が異なってしまうこととなる。

[0078] ここで、コントラスト比について、さらに詳述する。コントラスト比は、周囲の光により変化する。特に透過表示に関しては、屋内環境でのコントラスト比が 1000であっても、屋外環境では、ほとんどの場合 10以下に激減する。

[0079] これは、液晶表示装置での不要な反射が原因である。この不要な反射とは、液晶表示装置の表面での反射及び液晶表示装置の内部反射である。表面での反射は、表面と空気との界面で発生する界面反射である。また、内部反射とは、液晶表示装置を構成して!/、る屈折率の異なる各層間での界面反射である。

[0080] さらに、液晶パネルの光シャッターの機能が十分でない場合には、黒表示時に光漏れを生じ、このこともコントラスト比を低下させる原因となる。尚、現在の透過表示の光シャッター機能は十分に高いため、黒表示時の光漏れについては無視できる。一方、反射表示では、この光漏れを無視することはできない。

[0081] これは、反射表示の光源となる周囲の光は、特殊な場合を除き、あらゆる方向から入射される拡散光であるからである。すなわち、あらゆる方向から入射した周囲の光は、液晶層をさまざまな光路で、かつ、さまざまな偏光状態で透過し、遮光しきれずに観察者に到達する。したがって、反射表示でのコントラスト比は、透過表示でのそれよりも低くなり、 10〜50程度、偏光板を利用した場合で 20〜50程度となる。

[0082] 以上の点を考慮し、本実施の形態に力かる液晶表示装置では、反射表示と透過表示の液晶表示装置の色再現範囲をほぼ等しくするように、カラーフィルタ 24の色再現範囲を設計している。具体的には、カラーフィルタ 24として、反射領域 aと透過領域 bとで同じ構成で色再現範囲が 0. 079以上のものを用いる。

尚、色再現範囲 0. 079以上は、 NTSC比で言えば 50%以上に相当する。

[0083] ここで、 NTSC比とは、 CIEに基づく XYZ表色系色度図上で色再現範囲を示す多角形の面積の比率であり、基準となる多角形の面積は、 R(x=0. 670, y=0. 330)、 G (x=0. 210, y=0. 710)、 B (x=0. 140, y=0. 080)を頂点とする三角形の面積で定義される。そして、基準となる多角形に対する対象となる多角形の面積比が、 NTSC比である。

[0084] また、本実施の形態では、カラーフィルタ力 R、 G、 Bの 3色のフィルタを有して!/、る。

このため、本実施の形態に力かるカラーフィルタの色再現範囲及び液晶表示装置の色再現範囲は、図 6等に示すように、 XYZ表色系色度図上で R、 G、 Bの色度座標 (x , y)を頂点とする三角形の面積によって表される。

[0085] 本発明においては、カラーフィルタに、例えば、黄色、シアン、マゼンタの 3色のフィルタを用いてもよい。また、カラーフィルタに、 4色以上のフィルタを備えるようにしてもよい。この場合、カラーフィルタの色再現範囲及び液晶表示装置の色再現範囲は、フィルタの色数に応じた多角形の面積によって表される。

[0086] 尚、本実施の形態に示すカラーフィルタの色再現範囲や液晶表示装置の色再現範囲比の好まし、範囲等にっ、ては、どのような色や色数のフィルタを用いる場合でも、 R、 G、 Bの 3色のフィルタを用いる場合と同様に有効である。

[0087] (実施形態 1)

図 1に示す液晶表示装置において、カラーフィルタ 24として、その色再現範囲が 0. 114 (NTSC比 72%)のものを用いる。カラーフィルタ 24の色再現範囲は、上述したように D 光源及び 2° 視野の条件で測定したものである。このときの反射フィルタ色範囲は、カラーフィルタ 24を光が 2回透過するため、 0. 145 (NTSC比 91%)となる

[0088] 尚、同じフィルタを 2回光が透過するということは、光学濃度が 2倍になることと等しぐ色材の濃度を 2倍にする力、フィルタの厚さを 2倍にすることと同じである。したがって、反射フィルタ色範囲は、実際に測定しなくても、各色のフィルタの分光透過率 (各波長に対する透過率)から、 Lambert— Beer則を利用して光がフィルタを 2回透過したときの分光透過率を求め、当業者によく知られた三刺激値 (CIEに基づく XYZ表色系における XYZ)の計算方法及び色度座標（CIEに基づく XYZ表色系色度図）の計算方法を利用して求めることができる。

[0089] 図 5は、反射表示でのコントラスト比と、反射表示での液晶表示装置の色再現範囲との関係を示すグラフである。図 5に示すように、反射表示における液晶表示装置の色再現範囲は、コントラスト比の低下に伴い、反射フィルタ色範囲である 0. 145 (NTS C比 91%)よりも狭くなる。

[0090] 尚、コントラスト比が変化した際の液晶表示装置の色再現範囲は、次のような方法によって算出することができる。

[0091] まず、カラーフィルタの三刺激値（CIEに基づく XYZ表色系における XYZ)を求める。カラーフィルタの三刺激値 (X 、Y 、Ζ )は、例えば Rのフィルタの場合、その分

CF CF CF

光透過率から、上記三刺激値の計算方法を利用して三刺激値 (X 、Υ 、ζ )

RCF RCF RCF

を求めることができる。同様に、 G、 Bのフィルタについても、その分光透過率から、三刺激値 (X 、Υ 、Ζ )、（Χ 、Υ 、Ζ )を求めることができる。ちなみに、れら RGBの三刺激値から、上記色度座標の計算方法を利用して、 R、 G、 Bそれぞれの色度座標 (x, y)を求めることができる。

[0092] 次に、液晶表示装置の三刺激値 (CIEに基づく XYZ表色系における XYZ)を求める。液晶表示装置の三刺激値 (X 、Y 、Z )は、例えば Rの画素の場合、 G、Bの画

LC LC LC

素の光漏れを考慮して計算する。尚、カラーフィルタが無い状態での液晶表示装置が最も高ヽ透過率を示す状態（階調表示のうち最も高!ヽ透過率を示す階調)での透過率 (反射表示の場合には反射率)を τ 、最も低い透過率を示す状態 (階調表示の w

うち最も低ヽ透過率を示す階調)での透過率 (反射表示の場合には反射率)を τ とする。このときのコントラスト比は T /Ύ で表すことができる _c

ΒΚ

そして、液晶表示装置の Rの表示における三刺激値 (X—

X = (Τ X X ) + (τ X X ) + (τ X X )

Υ = (Τ Χ Υ ) + (Τ Χ Υ ) + (Τ Χ Υ )

RLC W RCF ΒΚ GCF ΒΚ

Ζ (τ χ ζ ) + (τ χ ζ ) + (τ χ ζ )

RCF ΒΚ GCF ΒΚ BCF

という計算式によって求めることができる。同様に、 Gの画素の場合、 R、 Bの画素の光漏れを考慮し、 Bの画素の場合、 R、 Gの画素の光漏れを考慮して求めることができる。

さらに、これらの三刺激値から、上記色度座標の計算方法を利用して、 R、 G、 Bそれぞれの色度座標 (x, y)を求めることができる。

[0094] また、図 5中の破線は、コントラスト比が 100以上の透過表示における液晶表示装置の色再現範囲である 0. 114 (NTSC比 72%)を示す。ここで、透過表示での液晶表示装置の色再現範囲がカラーフィルタの色再現範囲（0. 114)と等しくなつて、るが、これは D 光源とバックライト 14との分光特性の違いによる影響を考慮していないか

65

らではなぐこれを考慮しても小数点以下第 4位以下が影響を受ける程度であるから、本願明細書に記載した有効数字には入らな、だけである。

[0095] 図 5に示すように、コントラスト比が 30のときの反射表示での液晶表示装置の色再現範囲は、 0. 116 (NTSC比 73%)であり、透過表示での液晶表示装置の色再現範囲は、上記の通り 0. 114 (NTSC比 72%)であるから、液晶表示装置の色再現範囲比は 1. 02となり、両者の差は小さい。

[0096] このときの液晶表示装置の色再現範囲を XYZ表色系色度図上に示す説明図が図 6 である。図 6において、コントラスト比が 30の場合における反射表示での液晶表示装置の色再現範囲を実線で、コントラスト比が 100以上の場合における透過表示での液晶表示装置の色再現範囲を破線で示す。図 6に示すように、両色再現範囲は、ほとんど同じ範囲で、ほぼ同一の広さを有する三角形となっている。

[0097] また、図 5に示すように、コントラスト比が 20のときの反射表示での液晶表示装置の色再現範囲は、 0. 105 (NTSC比 66%)であり、コントラスト比が 50のときの反射表示での液晶表示装置の色再現範囲は、 0. 127 (NTSC比 80%)である。そして、透過表示での液晶表示装置の色再現範囲は、上記の通り 0. 114 (NTSC比 72%)であるから、コントラスト比が 20〜50のときの液晶表示装置の色再現範囲比は 0. 92〜1 . 11となる。

[0098] 尚、液晶表示装置の色再現範囲比が 0. 70〜： L 30 (1 ±0. 30)である場合、両者の差は実用上問題のな、程度に小さ、と、える。

[0099] (比較例 1)

図 1に示す液晶表示装置において、カラーフィルタ 24として、その色再現範囲が 0. 047 (NTSC比 30%)のものを用いる。カラーフィルタ 24の色再現範囲は、上述したように D 光源及び 2° 視野の条件で測定したものである。このときの反射フィルタ色

65

範囲は、カラーフィルタ 24を光が 2回透過するため、 0. 090 (NTSC比 57%)となる

[0100] このカラーフィルタは、本願明細書に従来技術として記載した第 1の方式に相当するものである。尚、第 1の方式においては、 NTSC比 30〜40%のカラーフィルタが用いられることが一般的であり、 NTSC比は高くてもせいぜい 45%程度である。

[0101] 図 7は、反射表示でのコントラスト比と、反射表示での液晶表示装置の色再現範囲との関係を示すグラフである。図 7に示すように、反射表示における液晶表示装置の色再現範囲は、コントラスト比の低下に伴い、反射フィルタ色範囲である 0. 090 (NTS C比 57%)よりも狭くなる。

[0102] また、図 7中の破線は、コントラスト比が 100以上の透過表示における液晶表示装置の色再現範囲である 0. 048 (NTSC比 30%)を示す。ここで、透過表示での液晶表示装置の色再現範囲がカラーフィルタの色再現範囲（0. 047 (NTSC比 30%) )よりもわずかに広くなつている力これは、 D 光源とバックライト 14との分光特性の違い

65

により生じるものである。

[0103] 図 7において、コントラスト比が 20〜50の場合、反射表示での液晶表示装置の色再現範囲は、 0. 066 (NTSCit42%)〜0. 080 (NTSCit50%)となる。

したがって、液晶表示装置の色再現範囲比は 1. 38〜： L 67となり、両者に大きな差が発生する。

[0104] また、図 8は、液晶表示装置の色再現範囲を XYZ表色系色度図上に示す説明図である。

図 8において、コントラスト比が 30の場合における反射表示での液晶表示装置の色再現範囲を実線で、コントラスト比が 100以上の場合における透過表示での液晶表示装置の色再現範囲を破線で示す。

[0105] 図 8に示すように、反射表示での液晶表示装置の色再現範囲は、透過表示での液晶表示装置の色再現範囲に比べて、明らかに大きい三角形となっている。このときの反射表示での色再現範囲は 0. 073 (NTSC比 46%)であり、液晶表示装置の色再現範囲比は 1. 52となる。

[0106] (実施形態 2)

図 1に示す液晶表示装置において、カラーフィルタ 24として、その色再現範囲が 0. 079 (NTSC比 50%)のものを用いる。カラーフィルタ 24の色再現範囲は、上述したように D 光源及び 2° 視野の条件で測定したものである。このときの反射フィルタ色

65

範囲は、カラーフィルタ 24を光が 2回透過するため、 0. 119 (NTSC比 75%)となる

[0107] 図 9は、反射表示でのコントラスト比と、反射表示での液晶表示装置の色再現範囲との関係を示すグラフである。図 9に示すように、反射表示における液晶表示装置の色再現範囲は、コントラスト比の低下に伴い、反射フィルタ色範囲である 0. 119 (NTS C比 75%)よりも狭くなる。

[0108] また、図 9中の破線は、コントラスト比が 100以上の透過表示における液晶表示装置の色再現範囲である 0. 080 (NTSC比 50%)を示す。ここで、透過表示での液晶表示装置の色再現範囲がカラーフィルタの色再現範囲（0. 079 (NTSC比 50%) )よりもわずかに広くなつている力これは、 D 光源とバックライト 14との分光特性の違い

65

により生じるものである。

[0109] 図 9に示すように、コントラスト比が 20〜50の場合、反射表示での液晶表示装置の色再現範囲は、 0. 086 (NTSC比 55%)〜0. 104 (NTSC比 66%)となる。したがって、液晶表示装置の色再現範囲比は 1. 08〜： L 30となり、両者の差は

実用上問題のな、程度に小さ、と、える。

[0110] また、図 10は、液晶表示装置の色再現範囲を XYZ表色系色度図上に示す説明図である。図 10において、コントラスト比が 30の場合における反射表示での液晶表示装置の色再現範囲を実線で、コントラスト比が 100以上の場合における透過表示での液晶表示装置の色再現範囲を破線で示す。

[0111] 図 10に示すように、両色再現範囲は、ほとんど同じ範囲で、ほぼ同一の広さを有する三角形となっている。このときの反射表示での色再現範囲は 0. 096 (NTSC比 61%

)であり、液晶表示装置の色再現範囲比は 1. 20となる。

[0112] このように、反射表示でのコントラスト比が 20〜50である場合、カラーフィルタの色再現範囲を 0. 079 (NTSC比 50%)以上とすることにより、液晶表示装置の色再現範囲比を小さくできる。

[0113] (実施形態 3)

図 1に示す液晶表示装置において、カラーフィルタ 24として、その色再現範囲が 0.

095 (NTSC比 60%)のものを用いる。カラーフィルタ 24の色再現範囲は、上述したように D 光源及び 2° 視野の条件で測定したものである。このときの反射フィルタ

65

色範囲は、カラーフィルタ 24を光が 2回透過するため、 0. 130 (NTSC比 82%)となる。

[0114] 図 11は、反射表示でのコントラスト比と、反射表示での液晶表示装置の色再現範囲との関係を示すグラフである。図 11に示すように、反射表示における液晶表示装置の色再現範囲は、コントラスト比の低下に伴い、反射フィルタ色範囲である 0. 130 (N TSC比 82%)よりも狭くなる。

[0115] また、図 11中の破線は、コントラスト比が 100以上の透過表示における液晶表示装置の色再現範囲である 0. 095 (NTSC比 60%)を示す。ここで、透過表示での液晶表示装置の色再現範囲がカラーフィルタの色再現範囲（0. 095)と等しくなつてヽる 1S これは D 光源とバックライト 14との分光特性の違いによる影響を考慮していない

65

力ではなぐこれを考慮しても小数点以下第 4位以下が影響を受ける程度であるから、本願明細書に記載した有効数字には入らな、だけである。

[0116] 図 11に示すように、コントラスト比が 20〜50の場合、反射表示での液晶表示装置の色再現範囲は、 0. 095 (NTSC比 60%)〜0. 114 (NTSC比 72%)となる。したがつて、液晶表示装置の色再現範囲比は 1. 00〜： L 20となり、両者の差は実用上問題のな、程度に小さ!/、と!/、える。

[0117] また、図 12は、液晶表示装置の色再現範囲を XYZ表色系色度図上に示す説明図である。図 12において、コントラスト比が 30の場合における反射表示での液晶表示装置の色再現範囲を実線で、コントラスト比が 100以上の場合における透過表示での液晶表示装置の色再現範囲を破線で示す。

[0118] 図 12に示すように、両色再現範囲は、ほとんど同じ範囲で、ほぼ同一の広さを有する三角形となっている。このときの反射表示での色再現範囲は 0. 105 (NTSC比 67% )であり、液晶表示装置の色再現範囲比は 1. 11となる。

[0119] 以上の実施形態 1〜3を総括し、以下にさらに説明を行う。

[0120] 図 13は、カラーフィルタの色再現範囲と液晶表示装置の色再現範囲比との関係を示すグラフである。図 13において、実線は、反射表示でのコントラスト比が 50であり、かつ透過表示でのコントラスト比が 100以上である場合の液晶表示装置の色再現範囲比である。一方、破線は、反射表示でのコントラスト比が 20であり、かつ透過表示でのコントラスト比が 100以上である場合の液晶表示装置の色再現範囲比である。

[0121] 図 13に示すように、反射表示でのコントラスト比が 20〜50であり、かつ透過表示でのコントラスト比が 100以上であるとき、カラーフィルタの色再現範囲を 0. 079 (図 13に一点鎖線で示す)以上とした場合に、液晶表示装置の色再現範囲比を 1. 00に近づけることができる。また、カラーフィルタの色再現範囲が 0. 079未満になると、急激に液晶表示装置の色再現範囲比が大きくなる。したがって、カラーフィルタの色再現範囲を 0. 079以上にすれば、周囲の光の環境がどのような状況であったとしても、反射表示と透過表示とでほぼ同じ色再現範囲の表示を行うことができる。

[0122] また、カラーフィルタの色再現範囲を広げ過ぎると、カラーフィルタにおける光の透過率が小さくなる。このため、表示の明るさが低下して、実用上問題がある。したがって、カラーフィルタの色再現範囲の上限については、カラーフィルタの Y値（CIEに基づく XYZ表色系における Y)を 20%以上とすることが可能な 0. 140 (図 13に一点鎖線で示す)以下とすることが好まし、。

[0123] 尚、ここで言うカラーフィルタの Y値とは、例えば R、 G、 Bの 3色のフィルタで構成されるカラーフィルタであれば、各色それぞれの Y値の平均値を意味する。したがって、いずれか 1色または 2色のフィルタの Y値が 20%未満となる場合であっても、 3色のフィルタの Υ値の平均値が 20%以上であれば、実用上問題となることはない。また、 4 色以上のフィルタで構成されるカラーフィルタであっても同様である。

[0124] また、本実施の形態では、反射領域 aと透過領域 bとに、同じ構成のカラーフィルタ 24 を使用している。これにより、両領域 a' bに異なる構成のカラーフィルタを設ける場合に比して、カラーフィルタの形成プロセスを簡略ィ匕できるので、製造コストを低くすることがでさる。

[0125] このような場合、反射フィルタ色範囲は、カラーフィルタの色再現範囲に比して必然的に広くなる。そして、上記したように、反射表示でのコントラスト比は、屋内環境での透過表示に比べて小さくなる。そこで、反射表示でのコントラスト比の低下を考慮し、カラーフィルタの色再現範囲を 0. 079以上にすることで、反射表示と透過表示の液晶表示装置の色再現範囲を近づけることが可能となる。

[0126] また、反射領域 aと透過領域 bとに同じ構成のカラーフィルタ 24を使用することで、 1 つの画素領域が反射領域と透過領域とに分割されていない半透過膜を利用した半透過型の液晶表示装置にも適用できる。半透過膜としては、ハーフミラーや反射率の高い金属を極めて薄く成膜したもの等が知られている。なお、半透過膜は、金属等の導電材料で形成される場合、電極として用いられてもよい。また、半透過膜は、透明電極を液晶層側にして、あるいは半透過膜を液晶層側にして、透明電極と積層されてもよい。透明電極を液晶層側にして積層する場合、半透過膜と透明電極との間に、絶縁膜等の他の層を設けてもよい。このような半透過型の液晶表示装置においても、従来は反射表示の明るさを重視して、比較例 1のような構成のカラーフィルタを用いていた。

[0127] 尚、本実施の形態では、反射領域 aと透過領域 bとに、同じ構成のカラーフィルタ 24 を使用したが、反射領域 aおよび透過領域 bのカラーフィルタの色再現範囲が 0. 079 以上で、かつ、上記の説明のように液晶表示装置の色再現範囲比を 0. 70〜： L 30 にできる範囲内であれば、反射領域 aと透過領域 bとのカラーフィルタの構成を異ならせても構わない。

[0128] 以上に述べてきたように、本発明によれば、従来では反射表示が暗くて不適当と考えられて、たカラーフィルタの構成よりも、さらに色再現範囲が広!、ものを用いることにより、反射表示と透過表示の液晶表示装置の色再現範囲を近づけることができる。これは、反射表示においては、明るさを確保しなければ観察者が表示を認識し難い、と考えられてきた従来の技術思想とは異なり、反射表示においては、明るさを犠牲にしても色再現範囲広げる方が観察者は表示を認識しやす、、 t 、う新、技術思想に基づきなされたものである。

[0129] 本発明においては、透過表示光と反射表示光の双方を観察することになる屋内環境では、透過表示光とそれに近い色の反射表示光を観察することになり、観察者は透過表示光のみとほとんど変わらない彩度の高い表示光を観察することになる。一方、従来の反射表示の明るさを確保したカラーフィルタでは、彩度の高い透過表示光が彩度の低、反射表示光と混色され、透過表示光のみを観察するよりも彩度の低ヽ表示光を観察することになる。

[0130] また、本発明においては、反射表示光が支配的になる屋外環境では、透過表示光に近い色の反射表示光を観察することになり、観察者は透過表示光との色の相違を感じることがほとんどない。そして、カラーフィルタの色再現性を広くしていても、光源が太陽光になるので、表示の暗さはあまり感じない。一方、従来の反射表示の明るさを確保したカラーフィルタでは、透過表示光よりも明らかに彩度の低い反射表示光を観察すること〖こなる。

[0131] また、本発明においては、従来の反射透過型の液晶表示装置よりも色再現範囲の広 V、カラーフィルタを用いて、るので、従来よりも色再現範囲の広!、透過表示光を得ることができる。

[0132] なお、本願は、 2004年 6月 23曰に出願された曰本国特許出願第 2004— 185201 号、及び、 2005年 3月 23日に出願された日本国特許出願第 2005— 083472号を基礎として、優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれて、る。

[0133] 本願明細書における「以上」、「以下」は、当該数値を含むものである。すなわち、「以上」とは、不少（当該数値及び当該数値以上)を意味するものである。

図面の簡単な説明 [図 1]本発明の一実施形態に力かる液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。

[図 2]フィルタをその面の法線方向に透過する光の色度の測定方法を示す説明図である。なお、図中の点線は、フィルタの面の法線方向を表す。

[図 3]透過表示での液晶表示装置からその表示面の法線方向に出射される各原色の光の色度の測定方法を示す説明図である。なお、図中の点線は、液晶表示装置の表示面の法線方向を表す。

[図 4]反射表示での液晶表示装置からその表示面の法線方向に出射される各原色の光の色度の測定方法を示す説明図である。なお、図中の点線は、液晶表示装置の表示面の法線方向を表す。また、白抜き矢印は、拡散照射ユニット 52から照射される光を表す。

[図 5]実施形態 1における反射表示でのコントラスト比と色再現範囲との関係を示すグラフである。

[図 6]実施形態 1の反射表示でのコントラスト比を 30とした場合における色再現範囲を XYZ表色系色度図上に示す説明図である。

[図 7]比較例 1における反射表示でのコントラスト比と色再現範囲との関係を示すダラフである。

[図 8]比較例 1の反射表示でのコントラスト比を 30とした場合における色再現範囲を X YZ表色系色度図上に示す説明図である。

[図 9]実施形態 2における反射表示でのコントラスト比と色再現範囲との関係を示すグラフである。

[図 10]実施形態 2の反射表示でのコントラスト比を 30とした場合における色再現範囲を XYZ表色系色度図上に示す説明図である。

[図 11]実施形態 3における反射表示でのコントラスト比と色再現範囲との関係を示すグラフである。

[図 12]実施形態 3の反射表示でのコントラスト比を 30とした場合における色再現範囲を XYZ表色系色度図上に示す説明図である。

[図 13]カラーフィルタの色再現範囲と液晶表示装置の色再現範囲比との関係を示すグラフである。符号の説明

11 対向基板

12 画素基板

13 液晶層

14 /くックライ卜

14a バックライト (点灯状態）

14b ノックライト (非点灯状態)

21 ガラス基板

22 位相差板

23 偏光板

24 カラーフィルタ

25 遮光膜

31 ガラス基板

32 位相差板

33 偏光板

34 反射電極 (反射層）

35 透明電極

36 榭脂膜

40 ガラス基板

41 フイノレタ

50 液晶表示装置

51 受光器

52 拡散照射ユニット a 反射領域

b 透過領域

Claims

請求の範囲

[1] 少なくとも 3色である n色のフィルタを有するカラーフィルタを備え、反射表示と透過表示とを行う液晶表示装置において、

前記カラーフィルタは、 D 光源及び 2° 視野の条件で前記 n色のフィルタを透過す

65

る n色の光を XYZ表色系色度図上に n点の色度座標 (X, y)として示したとき、前記 n 点を頂点とする多角形の面積で定義される色再現範囲が 0. 079以上であり、反射表示と透過表示の双方で前記カラーフィルタを利用して表示を行うことを特徴とする液晶表示装置。

[2] 前記カラーフィルタの色再現範囲が、 0. 140以下であることを特徴とする請求項 1記載の液晶表示装置。

[3] 前記液晶表示装置は、透過表示を行うときのコントラスト比が 100以上であり、反射表示を行うときのコントラスト比が 20以上、 50以下であることを特徴とする請求項 1記載の液晶表示装置。

[4] 少なくとも 3色である n色のフィルタを有するカラーフィルタを備え、複数の画素のそれぞれに対応して前記 n色のフィルタのうち 1色のフィルタが形成され、反射表示を行う反射領域と透過表示を行う透過領域とが 1つの画素領域に形成される液晶表示装置において、

1つの画素領域に対応する前記 1色のフィルタは、前記反射領域と前記透過領域とで同じ構成であり、

65

る n色の光を XYZ表色系色度図上に n点の色度座標 (X, y)として示したとき、前記 n 点を頂点とする多角形の面積で定義される色再現範囲が 0. 079以上であることを特徴とする液晶表示装置。

[5] 前記カラーフィルタの色再現範囲が、 0. 140以下であることを特徴とする請求項 4記載の液晶表示装置。

[6] 前記液晶表示装置は、透過表示を行うときのコントラスト比が 100以上であり、反射表示を行うときのコントラスト比が 20以上、 50以下であることを特徴とする請求項 4記載の液晶表示装置。

[7] 請求項 1記載の液晶表示装置の製造方法であって、

該製造方法は、透過領域のカラーフィルタが有する n色のフィルタのうちの 1色のフィルタと、反射領域のカラーフィルタが有する該 1色のフィルタと同じ色のフィルタとを形成する工程を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。

[8] 反射表示と透過表示とを行う液晶表示装置であって、

少なくとも 3色である n色のフィルタを有し、

D 光源及び 2° 視野の条件で前記 n色のフィルタを透過する n色の光を XYZ表色

65

系色度図上に n点の色度座標 (X, y)として示したとき、前記 n点を頂点とする多角形の面積で定義される色再現範囲が 0. 079以上であり、

反射表示と透過表示の双方で表示に利用される

カラーフイノレタを備える

液晶表示装置。

[9] 前記カラーフィルタの色再現範囲が、 0. 140以下である請求項 8記載の液晶表示装置。

[10] 前記液晶表示装置は、透過表示を行うときのコントラスト比が 100以上であり、反射表示を行うときのコントラスト比が 20以上、 50以下である請求項 8記載の液晶表示装置

[11] 反射表示を行う反射領域と透過表示を行う透過領域とが 1つの画素領域に形成される液晶表示装置であって、

少なくとも 3色である n色のフィルタを有し、

複数の画素のそれぞれに対応して前記 n色のフィルタのうち 1色のフィルタが形成され、 1つの画素領域に対応する前記 1色のフィルタは、前記反射領域と前記透過領域とで同じ構成であり、

65

系色度図上に n点の色度座標 (X, y)として示したとき、前記 n点を頂点とする多角形の面積で定義される色再現範囲が 0. 079以上である

カラーフイノレタを備える

液晶表示装置。

[12] 前記カラーフィルタの色再現範囲力 0. 140以下である請求項 11記載の液晶表示装置。

[13] 前記液晶表示装置は、透過表示を行うときのコントラスト比が 100以上であり、反射表示を行うときのコントラスト比が 20以上、 50以下である請求項 11記載の液晶表示装置。

[14] 透過領域のカラーフィルタが有する n色のフィルタのうちの 1色のフィルタと、反射領域のカラーフィルタが有する該 1色のフィルタと同じ色のフィルタとを形成する工程を含む請求項 8記載の液晶表示装置の製造方法。