JP3776022B2 - カラー液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー液晶表示装置に関する。特に、周囲環境が明るいときには外部から入射する外部光を用いて反射表示を行い、周囲環境が暗いときにはバックライト光を用いて透過表示を行う半透過型カラー液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話などの携帯機器には、周囲環境が明るいときには反射表示で、周囲環境が暗いときにはバックライトで照明する透過表示を行う半透過型カラー液晶表示装置が採用されている。本出願人は、以下の構成を有する半透過型カラー液晶表示装置について既に出願（特願２００１−０６２９２５）をしている。この半透過型カラー液晶表示装置は、一対の基板間に液晶を挟持し、表示の単位となる画素領域に、カラーフィルタ膜と、光を反射する反射領域部と光を透過する透過領域部を有する反射膜が形成されてなり、前記反射領域部上に形成されたカラーフィルターには、開口部があることを特徴とする。この半透過型カラー液晶表示装置によれば、反射表示時の明るさをコントラストを維持したまま透過表示時の表示色彩度を向上させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、反射膜よりも観察者側に存在する層、例えば基板、オーバーコート膜、液晶層、配向膜などが特定色の色味を帯びた場合に、上記の半透過型カラー液晶表示装置では、反射表示時だけでなく、透過表示時にも、カラー表示画像が全体として特定色の色味を帯び、モノクロ表示では顕著にならなかった色再現性の低下という問題が発生し得ることが本発明者らにより判明した。
【０００４】
また、最近、半透過型カラー液晶表示装置に対する薄型・軽量化のニーズが高まっているので、従来のガラス基板に代えてプラスチック基板を使用して、商品化を検討することが鋭意進められている。
【０００５】
しかし、従来のガラス基板に代えてプラスチック基板を使用して、半透過型カラー液晶表示装置を製造した場合、カラーフィルタ膜の成膜、透明電極膜の成膜または配向膜の成膜などにおける加熱等の製造プロセスによって、無色透明のプラスチック基板が黄色味を帯びることがある。この場合、反射表示時だけでなく、透過表示時にも、カラー表示画像が全体として黄色味を帯び、色再現性の低下という問題が発生するおそれがある。
【０００６】
上記問題に鑑み、本発明は、色再現性の優れたカラー液晶表示装置、特に半透過型カラー液晶表示装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の局面によるカラー液晶表示装置は、一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた液晶層とを有し、複数色の画素からなる絵素を複数有するカラー液晶表示装置であって、前記一対の基板間であって、前記複数色の画素が存在するそれぞれの画素領域に、開口部を有する反射膜と、前記反射膜よりも観察者側に設けられ、開口部を有するカラーフィルター層とを有し、前記複数色の画素領域のうち１色以上の画素領域における前記反射膜は、前記複数色の画素領域のうち１色以上の他の画素領域における前記反射膜よりも前記開口部が大きい、カラー液晶表示装置である。
【０００８】
本発明の第１の局面によるカラー液晶表示装置によれば、バックライトなどの光源そのもの、または光源からの光が通過する経路に存在する層、例えば導光板、二枚の基板、液晶層などによって透過光が特定色の色味を帯びた場合に、その特定色の補色に近いカラーフィルター層の面積割合を他の色相のカラーフィルター層よりも相対的に増やすことができる。したがって、透過表示時において、色再現性の優れた透過カラー表示を行なうことができる。
【０００９】
本発明の第１の局面によるカラー液晶表示装置は、前記基板がプラスチック基板であり、前記複数色の画素が赤色、緑色および青色の３色の画素であり、前記複数色の画素領域のうち青色の画素領域における前記反射膜は、前記複数色の画素領域のうち赤色および緑色の画素領域における前記反射膜よりも前記開口部が大きくても良い。
【００１０】
このカラー液晶表示装置によれば、バックライトなどの光源からの光が通過する経路に、製造プロセスを経て黄色味を帯びた二枚の透明プラスチック基板が存在する場合に、黄色の補色に近い青色のカラーフィルター層の面積割合を他の赤色および緑色の各カラーフィルター層よりも相対的に増やすことができる。したがって、透過表示時において、白色表示時には透過光を白色光に近くでき、色再現性の優れた透過カラー表示を行なうことができる。
【００１１】
本発明の第２の局面によるカラー液晶表示装置は、一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた液晶層とを有し、複数色の画素からなる絵素を複数有するカラー液晶表示装置であって、前記一対の基板間であって、前記複数色の画素が存在するそれぞれの画素領域に、開口部を有する反射膜と、前記反射膜よりも観察者側に設けられ、開口部を有するカラーフィルター層とを有し、前記複数色の画素領域のうち１色以上の画素領域における前記カラーフィルター層は、前記複数色の画素領域のうち１色以上の他の画素領域における前記カラーフィルター層よりも前記開口部が小さく、前記複数色の画素領域のうち１色以上の画素領域における前記反射膜は、前記複数色の画素領域のうち１色以上の他の画素領域における前記反射膜よりも前記開口部が大きい、カラー液晶表示装置である。
【００１２】
本発明の第２の局面によるカラー液晶表示装置によれば、反射膜よりも観察者側に存在する層、バックライトなどの光源そのもの、または光源からの光が通過する経路に存在する層などによって反射光または透過光が特定色の色味を帯びた場合に、その特定色の補色に近い色相のカラーフィルター層の面積割合を他の色相のカラーフィルター層よりも相対的に増やすことができる。したがって、反射表示時および透過表示時において、色再現性の優れた反射カラー表示を行なうことができる。
【００１３】
本発明の第２の局面によるカラー液晶表示装置は、前記基板がプラスチック基板であり、前記複数色の画素が赤色、緑色および青色の３色の画素であり、前記複数色の画素領域のうち青色の画素領域における前記カラーフィルター層は、前記複数色の画素領域のうち赤色および緑色の画素領域における前記カラーフィルター層よりも前記開口部が小さく、前記複数色の画素領域のうち青色の画素領域における前記反射膜は、前記複数色の画素領域のうち赤色および緑色の画素領域における前記反射膜よりも前記開口部が大きくても良い。
【００１４】
このカラー液晶表示装置によれば、反射膜よりも観察者側に、またはバックライトなどの光源からの光が通過する経路に、製造プロセスを経て黄色味を帯びた透明プラスチック基板が存在する場合に、黄色の補色に近い青色のカラーフィルター層の面積割合を他の赤色および緑色の各カラーフィルター層よりも相対的に増やすことができる。したがって、反射表示時および透過表示時において、白色表示時には反射光および透過光を白色光に近くでき、色再現性の優れた透過カラー表示を行なうことができる。
【００１５】
本発明の第３の局面によるカラー液晶表示装置は、一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた液晶層とを有し、複数色の画素からなる絵素を複数有するカラー液晶表示装置であって、前記複数色の画素が存在するそれぞれの画素領域は、前記一対の基板に対して観察者側から入射する光を反射した反射光を観察者側に出射する反射領域と、観察者側とは反対側から入射する光を透過した透過光を観察者側に出射する透過領域と、を有すると共に、前記透過領域の透過光及び前記反射領域の反射光が通過する位置にカラーフィルタ ー層が設けられており、前記複数色の画素領域のうち所定色の画素領域の反射領域におけるカラーフィルター層の面積は、前記複数色の画素領域のうち他の画素領域の反射領域におけるカラーフィルター層の面積よりも相対的に広く、且つ、前記所定色の画素領域の透過領域におけるカラーフィルター層の面積は、前記他の画素領域の透過領域におけるカラーフィルター層の面積よりも相対的に広い、カラー液晶表示装置である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら実施形態を説明する。以下の実施形態では、基板として、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレートなどのプラスチック基板を用いた場合について説明する。また、液晶表示装置として単純マトリクス駆動方式のＳＴＮ液晶表示装置を例にするが、このカラー液晶表示装置は、ＴＦＴ（Thin Film Trasistor:薄膜トランジスタ）やＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal ）などのスイッチング素子を用いたアクティブマトリクス駆動方式のカラー液晶表示装置に適用することができる。
【００１７】
（実施形態１）
実施形態１のカラー液晶表示装置について説明する。図１は、本実施形態の半透過型カラー液晶表示装置を模式的に示す断面図である。この液晶表示装置は、観察者側（図１においては上側）から、上側偏光板１、第一位相差板２、第二位相差板３、上側プラスチック基板４、透明表示用電極５、配向膜７、ＳＴＮ液晶層８、配向膜７、透明表示用電極５、オーバーコート膜９、カラーフィルター層１０、反射膜１１、下側プラスチック基板１２、第三位相差板１３、下側偏光板１４、導光板１５、バックライト１６の順序で構成される。なお、上側プラスチック基板４と、下側プラスチック基板１２とは、シール樹脂６を介して貼り合わされて、ＳＴＮ液晶層８が封止される。
【００１８】
本明細書において、表示の最小単位を「絵素」と呼び、複数色の「画素」、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の「画素」から１つの「絵素」が構成されることとする。「画素」に対応する液晶表示装置の領域（画素領域）は、液晶層を挟む表示用電極によって規定される。例えば、単純マトリクス型液晶表示装置においては、ストライプ状に設けられる列電極と、列電極に直交するように設けられる行電極とが互いに交差するそれぞれの領域が画素領域を規定する。アクティブマトリクス型液晶表示装置においては、画素電極とこれに対向する対向電極とが画素領域を規定する。なお、ブラックマトリクスが設けられる構成においては、厳密には、表示すべき状態に応じて電圧が印加される領域のうち、ブラックマトリクスの開口部に対応する領域が画素領域に対応することになる。
【００１９】
図２は、実施形態１の液晶表示装置における一つの絵素を模式的に示す平面図であり、図３は、そのｘ−ｘ’線断面図である。本実施形態ではＲ、Ｇ、Ｂの各色相の画素から一絵素が形成される。Ｒ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂは、各画素領域内に開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂをそれぞれ有する。本実施形態では、各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂは、２つの矩形の開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂを有する。
【００２０】
本実施形態では、青色の画素領域におけるカラーフィルター層１０Ｂは、赤色および緑色の他の画素領域におけるカラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇよりも開口部の大きさ（面積）が小さい。したがって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂのうち青色のカラーフィルター層１０Ｂは、反射膜１１により反射された反射光を着色させるカラーフィルター層の面積が最も大きくなる。
【００２１】
また、本実施形態では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素領域における反射膜１１は、透過領域１０１において、バックライト１６からの光を透過させるための開口部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂをそれぞれ有している。各画素領域内における開口部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの位置は、各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂに重ならないように設計される。言い換えれば、各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂは、反射膜１１の反射領域１０２内に設けられる。各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂは、その一部または全部が反射膜１１の透過領域１０１に設けられていても良い。但し、透過領域１０１が、各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂの領域に含まれるときは、透過光が各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂによって着色されず、透過表示時におけるカラー表示の色再現性に問題が生じる。
【００２２】
一画素あたりの各開口部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの総面積は、画素領域の面積の２５％〜８０％が好ましく、例えば３０％に設定する。２５％未満では、透過光の利用が少なく透過表示時の画面が暗くなり、８０％を超えると、透過表示は十分であるが、反射表示の画面が暗くなり、視認性に問題が生じる。
【００２３】
本実施形態では、青色の画素領域における反射膜１１は、赤色および緑色の他の画素領域における反射膜１１よりも開口部の大きさ（面積）が大きい。したがって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂのうち青色のカラーフィルター層１０Ｂは、バックライト１６からの透過光を着色させるカラーフィルター層の面積が最も大きくなる。
【００２４】
本実施形態のカラー液晶表示装置によれば、各画素の反射光を絵素で総合した分光特性が良く、反射光を所望の白色光にすることができる。またバックライト１６からの各画素の透過光を絵素で総合した分光特性が良く、透過光を所望の白色光にすることができる。
【００２５】
なお、カラーフィルター層１０の開口部２０および反射膜１１の開口部２１は、反射表示時および透過表示時におけるカラー表示の色再現性が最適になるようにそれぞれの大きさが決定される。例えば、青色の画素領域における反射膜１１の開口部２１Ｂが大きすぎると、青色の画素領域におけるカラーフィルター層１０Ｂの開口部２０Ｂを小さくしても、反射膜１１により反射された反射光を青色に着色させるカラーフィルター層１０Ｂの面積が反射光をそれぞれの色相に着色させる他の２色のカラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇの面積よりも小さくなり、反射表示時の色バランスのずれを補正できなくなるおそれがある。したがって、本実施形態では、青色の画素領域における反射膜１１の開口部２１Ｂは、赤色および緑色の他の画素領域における反射膜１１の開口部２１Ｒ、２１Ｇよりも大きくし、かつ反射光を青色に着色させるカラーフィルター層１０Ｂの面積が反射光をそれぞれの色相に着色させる他の２色のカラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇの面積よりも大きくなるように、カラーフィルター層１０の各開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂの大きさ（面積）を決定する。
【００２６】
本実施形態のカラー液晶表示装置の製造方法について説明する。まず、下側プラスチック基板１２にアルミニウムを１００ｎｍ蒸着して反射膜１１を形成する。反射膜としては、Ａｌ膜、Ａｇ膜、Ａｇ合金膜（例えばＡｇ−Ｐｄ）などの高反射率の膜を適用できる。フォトリソ法を用いてアルミニウムのパターニングを行なって、光透過用のスルーホール（開口部）２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを形成する。アルミニウムをパターニングする際、青色の画素領域に対応する反射膜１１の開口部２１Ｂの面積が、赤色および緑色の各画素領域に対応する反射膜１１の開口部２１Ｒ、２１Ｇの面積よりも大きくなるようにパターニングする。
【００２７】
次に、カラーフィルター層１０を電着により形成するために、電着用ＩＴＯ膜（電極）１７を下側プラスチック基板１２上の全面に形成する。Ｒ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂに開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂを形成するために、各開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂが形成される領域の電着用ＩＴＯ膜（電極）１７をパターニングにより除去する。電着用ＩＴＯ膜（電極）１７をパターニングをする際、青色のカラーフィルター層１０Ｂの開口部２０Ｂの面積が、赤色および緑色の各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇの開口部２０Ｒ、２０Ｇの各面積よりも小さくなるようにパターニングする。なお、カラーフィルター層１０は、印刷法、顔料分散法など既知の方法により形成しても良い。
【００２８】
さらに、下側プラスチック基板１２上に、アクリル樹脂系のオーバーコート膜（平坦化膜）９を形成する。なお、オーバーコート膜（平坦化膜）９の形成を省くこともできる。
【００２９】
上側プラスチック基板４上と、下側プラスチック基板１２のオーバーコート膜（平坦化膜）９上とに、それぞれＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を蒸着し、エッチングすることにより、マトリクス状の透明表示用電極５をそれぞれ形成する。なお、各画素領域の周囲を光吸収性の物質でブラックマトリクスを形成しても良い。これにより黒の遮蔽力が向上するので、高コントラスト化に寄与できる。透明表示用電極５の上に、ポリイミドを印刷により塗布し、焼成を行って配向膜７を形成する。その後、液晶分子のねじれ角が、２４０°ツイストとなるようにラビング処理を行う。
【００３０】
上下の両基板４，１３をシール樹脂６で貼り合わせた後、複屈折Δｎおよびピッチを調整した液晶材料を注入することによってＳＴＮ液晶層８を形成して、ＳＴＮ液晶セルを形成する。これに所望のｄΔｎを持つ積層されたポリカーボネート延伸の位相差板２、３と、第三位相差板１３と、ニュートラルグレイの上側偏光板１および下側偏光板１４とを液晶セルに対して所定の軸になるように貼り付ける。なお、ｄは位相差板の厚さである。さらに、観察者側に対して反対側に、導光板１５およびバックライト１６を設けて、液晶セルにバックライト光が入射されるようにする。
【００３１】
このカラー液晶表示装置は、赤、緑、青の各画素に対応する反射領域の開口部の面積比（開口部の面積／反射領域の面積）を、反射状態における光源（自然光を含む。）やカラーフィルターなどの分光特性、またはプラスチック基板の反射特性に応じて選択することができる。また、赤、緑、青の各画素に対応する透過領域の開口部の面積比（開口部の面積／透過領域の面積）を、透過状態におけるバックライトやカラーフィルター等の分光特性、またはプラスチック基板の透過特性に応じて選択することができる。
【００３２】
（比較例）
実施形態１のカラー液晶表示装置と対比するための比較例を図４を参照しながら説明する。本比較例では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素領域における各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂの大きさ（面積）をＲ、Ｇ、Ｂの各画素で等しくなるように設定している。また、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素領域における反射膜１１の各開口部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの大きさ（面積）をＲ、Ｇ、Ｂの各画素で等しくなるように設定している。したがって、反射表示時および透過表示時において光が透過する各カラーフィルター層１０の面積は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素領域において等しい。
【００３３】
本比較例のカラー液晶表示装置では、カラーフィルター層の成膜、透明電極膜の成膜または配向膜の成膜などにおける加熱等の製造プロセスによって、無色透明のプラスチック基板が黄色味を帯びた場合、反射表示時だけでなく、透過表示時にも、カラー表示画像が全体として黄色味を帯び、色再現性の低下という問題が発生するおそれがある。
【００３４】
（実施形態２）
実施形態２のカラー液晶表示装置について説明する。図５は、本実施形態の半透過型カラー液晶表示装置における一つの絵素を模式的に示す平面図であり、図５中の参照符号は、実施形態１と対応している。本実施形態のカラー液晶表示装置は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素領域における反射膜１１の各開口部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの大きさ（面積）がＲ、Ｇ、Ｂの各画素で等しい点で、実施形態１のカラー液晶表示装置と異なる。
【００３５】
本実施形態のカラー液晶表示装置は、青色の画素領域におけるカラーフィルター層１０Ｂの開口部２０Ｂの大きさ（面積）が、赤色および緑色の他の画素領域におけるカラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇの開口部２０Ｒ、２０Ｇの大きさ（面積）よりも小さい。したがって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂのうち青色のカラーフィルター層１０Ｂは、反射膜１１により反射された反射光を着色させるカラーフィルター層の面積が最も大きくなる。
【００３６】
本実施形態のカラー液晶表示装置によれば、製造プロセスを経て黄色味を帯びた上側プラスチック基板４が存在する場合に、黄色の補色に近い青色のカラーフィルター層１０Ｂの面積割合（開口部の面積／反射領域の面積）を他の赤色および緑色の各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇよりも相対的に増やすことができる。したがって、反射表示時において、白色表示時には反射光を白色光に近くでき、色再現性の優れた反射カラー表示を行なうことができる。
【００３７】
（実施形態３）
実施形態３のカラー液晶表示装置について説明する。図６は、本実施形態の半透過型カラー液晶表示装置における一つの絵素を模式的に示す平面図であり、図６中の参照符号は、実施形態１と対応している。本実施形態のカラー液晶表示装置は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素領域における各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂの大きさ（面積）がＲ、Ｇ、Ｂの各画素で等しい点で、実施形態１のカラー液晶表示装置と異なる。
【００３８】
本実施形態のカラー液晶表示装置は、青色の画素領域における反射膜１１の開口部２１Ｂの大きさ（面積）が、赤色および緑色の他の画素領域における反射膜１１の各開口部２１Ｒ、１２Ｇの大きさ（面積）よりも大きい。したがって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂのうち青色のカラーフィルター層１０Ｂは、バックライトからの透過光を着色させるカラーフィルター層の面積が最も大きくなる。
【００３９】
本実施形態のカラー液晶表示装置によれば、製造プロセスを経て黄色味を帯びた二枚のプラスチック基板４、１２が存在する場合に、黄色の補色に近い青色のカラーフィルター層１０Ｂの面積割合（開口部の面積／透過領域の面積）を他の赤色および緑色の各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇよりも相対的に増やすことができる。したがって、透過表示時において、白色表示時には透過光を白色光に近くでき、色再現性の優れた透過カラー表示を行なうことができる。
【００４０】
（他の実施形態）
実施形態１〜３では、基板４、１２がプラスチック基板である場合について説明したが、フロートガラス、ソーダガラスなどのガラス基板であっても良い。実施形態１〜３では、下側プラスチック基板１２に反射膜１１およびカラーフィルター層１０が積層されているが、上側プラスチック基板４に反射膜１１およびカラーフィルター層１０が積層されていても良い。また、上側プラスチック基板４にカラーフィルター層１０が形成され、下側プラスチック基板１２に反射膜１１が形成されていても良い。実施形態１〜３では、偏光板を有する液晶表示装置を例に説明したが、偏光板が不要なゲストホスト方式、高分子分散方式の液晶表示装置にも適応することができる。
【００４１】
実施形態１〜３では、赤、緑、青の３色によりフルカラー画像を表示する場合について説明したが、マゼンタ、イエロー、シアンの３色によりフルカラー画像を表示しても良い。カラー液晶表示装置は、実施形態１〜３で示したストライプ配列以外に、デルタ配列、モザイク配列、スクエア配列などの他の画素配列が採用され得る。カラー液晶表示装置は、画素の色相数が４以上であっても良い。
【００４２】
実施形態１〜３では、青色の画素領域におけるカラーフィルター層１０Ｂの開口部２０Ｂおよび反射膜１１の開口部２１Ｂの大きさが、赤色および緑色の各画素領域におけるカラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇの開口部２０Ｒ、２０Ｇおよび反射膜１１の開口部２１Ｒ、２１Ｇの大きさと異なる場合について説明した。しかし、赤色または緑色のいずれかの画素領域における開口部が他の２色の画素領域における開口部と大きさが異なっても良い。また、赤、緑、青の各色相の画素領域における開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂおよび２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは、互いに面積比（開口部の面積／反射領域の面積または開口部の面積／透過領域の面積）が異なっても良い。
【００４３】
（参考例１）
カラー液晶表示装置は、カラーフィルター層が開口部を有する。しかし、図７に示すように、各色相のカラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂが開口部を有しない場合でも、各画素領域の反射膜１１が開口部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを有しており、１色以上（図７では青色の１色）の画素領域における開口部２１Ｂが１色以上（図７では赤色および緑色の２色）の他の画素領域における開口部２１Ｒ、２１Ｇよりも大きければ、実施形態３と同様の効果を奏する。
【００４４】
詳細には、青色の画素領域における反射膜１１の開口部２１Ｂの大きさ（面積）が、赤色および緑色の他の画素領域における反射膜１１の開口部２１Ｒ、１２Ｇの大きさ（面積）よりも大きいので、Ｒ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂのうち青のカラーフィルター層１０Ｂは、バックライトからの透過光を着色させるカラーフィルター層の面積が最も大きくなる。したがって、製造プロセスを経て黄色味を帯びた二枚のプラスチック基板が存在する場合に、黄色の補色に近い青色のカラーフィルター層の面積割合を他の赤色および緑色の各カラーフィルター層よりも相対的に増やすことができるので、透過表示時において、白色表示時には透過光を白色光に近くでき、色再現性の優れた透過カラー表示を行なうことができる。
【００４５】
（参考例２）
カラー液晶表示装置は、反射膜が開口部を有する半透過型カラー液晶表示装置である。しかし、図８に示すように、反射膜が開口部を有しない全反射型のカラー液晶表示装置であっても、各色相のカラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂが開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂを有しており、１色以上（図８では青色の１色）の画素領域における開口部２０Ｂが１色以上（図８では赤色および緑色の２色）の他の画素領域における開口部２０Ｒ、２０Ｇよりも小さければ、実施形態２と同様の効果を奏する。
【００４６】
詳細には、青色の画素領域におけるカラーフィルター層１０Ｂの開口部２０Ｂの大きさ（面積）が、赤色および緑色の他の画素領域におけるカラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇの開口部２０Ｒ、２０Ｇの大きさ（面積）よりも小さいので、Ｒ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂのうち青色のカラーフィルター層１０Ｂは、反射膜により反射された反射光を着色させるカラーフィルター層の面積が最も大きくなる。したがって、製造プロセスを経て黄色味を帯びた上側プラスチック基板が存在する場合に、黄色の補色に近い青色のカラーフィルター層１０Ｂの面積割合を他の赤色および緑色の各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇよりも相対的に増やすことができるので、反射表示時において、白色表示時には反射光を白色光に近くでき、色再現性の優れた反射カラー表示を行なうことができる。
【００４７】
（参考例３）
反射膜を有しない透過型のカラー液晶表示装置であっても、参考例２と同様に、各色相のカラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂが開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂを有しており、１色以上（例えば青色の１色）の画素領域における開口部２０Ｂが１色以上（例えば赤色および緑色の２色）の他の画素領域における開口部２０Ｒ、２０Ｇよりも小さければ、実施形態３と同様の効果を奏する（図８参照）。
【００４８】
詳細には、青色の画素領域におけるカラーフィルター層１０Ｂの開口部２０Ｂの大きさ（面積）が、赤色および緑色の他の画素領域におけるカラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇの開口部２０Ｒ、２０Ｇの大きさ（面積）よりも小さいので、Ｒ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂのうち青色のカラーフィルター層１０Ｂは、バックライトからの透過光を着色させるカラーフィルター層の面積が最も大きくなる。したがって、製造プロセスを経て黄色味を帯びた二枚のプラスチック基板が存在する場合に、黄色の補色に近い青色のカラーフィルター層の面積割合を他の赤色および緑色の各カラーフィルター層よりも相対的に増やすことができるので、透過表示時において、白色表示時には透過光を白色光に近くでき、色再現性の優れた透過カラー表示を行なうことができる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明のカラー液晶表示装置によれば、色再現性の優れたカラー表示を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態１の半透過型カラー液晶表示装置を模式的に示す断面図である。
【図２】 実施形態１の液晶表示装置における一つの絵素を模式的に示す平面図である。
【図３】 図２のｘ−ｘ’線断面図である。
【図４】 比較例１の液晶表示装置における一つの絵素を模式的に示す平面図である。
【図５】 実施形態２の半透過型カラー液晶表示装置における一つの絵素を模式的に示す平面図である。
【図６】 実施形態３の半透過型カラー液晶表示装置における一つの絵素を模式的に示す平面図である。
【図７】 参考例１の液晶表示装置における一つの絵素を模式的に示す平面図である。
【図８】 参考例２の液晶表示装置における一つの絵素を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
１ 上側偏光板
２ 第一位相差板
３ 第二位相差板
４ 上側プラスチック基板
５ 透明表示用電極
６ シール樹脂
７ 配向膜
８ ＳＴＮ液晶層
９ オーバーコート膜（平坦化膜）
１０ カラーフィルター層
１１ 反射膜
１２ 下側プラスチック基板
１３ 第三位相差板
１４ 下側偏光板
１５ 導光板
１６ バックライト
１７ 電着用ＩＴＯ膜（電極）
２０ カラーフィルター層の開口部
２１ 反射膜の開口部
Ｒ 赤色の画素領域
Ｇ 緑色の画素領域
Ｂ 青色の画素領域
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー液晶表示装置に関する。特に、周囲環境が明るいときには外部から入射する外部光を用いて反射表示を行い、周囲環境が暗いときにはバックライト光を用いて透過表示を行う半透過型カラー液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話などの携帯機器には、周囲環境が明るいときには反射表示で、周囲環境が暗いときにはバックライトで照明する透過表示を行う半透過型カラー液晶表示装置が採用されている。本出願人は、以下の構成を有する半透過型カラー液晶表示装置について既に出願（特願２００１−０６２９２５）をしている。この半透過型カラー液晶表示装置は、一対の基板間に液晶を挟持し、表示の単位となる画素領域に、カラーフィルタ膜と、光を反射する反射領域部と光を透過する透過領域部を有する反射膜が形成されてなり、前記反射領域部上に形成されたカラーフィルターには、開口部があることを特徴とする。この半透過型カラー液晶表示装置によれば、反射表示時の明るさをコントラストを維持したまま透過表示時の表示色彩度を向上させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、反射膜よりも観察者側に存在する層、例えば基板、オーバーコート膜、液晶層、配向膜などが特定色の色味を帯びた場合に、上記の半透過型カラー液晶表示装置では、反射表示時だけでなく、透過表示時にも、カラー表示画像が全体として特定色の色味を帯び、モノクロ表示では顕著にならなかった色再現性の低下という問題が発生し得ることが本発明者らにより判明した。
【０００４】
また、最近、半透過型カラー液晶表示装置に対する薄型・軽量化のニーズが高まっているので、従来のガラス基板に代えてプラスチック基板を使用して、商品化を検討することが鋭意進められている。
【０００５】
しかし、従来のガラス基板に代えてプラスチック基板を使用して、半透過型カラー液晶表示装置を製造した場合、カラーフィルタ膜の成膜、透明電極膜の成膜または配向膜の成膜などにおける加熱等の製造プロセスによって、無色透明のプラスチック基板が黄色味を帯びることがある。この場合、反射表示時だけでなく、透過表示時にも、カラー表示画像が全体として黄色味を帯び、色再現性の低下という問題が発生するおそれがある。
【０００６】
上記問題に鑑み、本発明は、色再現性の優れたカラー液晶表示装置、特に半透過型カラー液晶表示装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の局面によるカラー液晶表示装置は、一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた液晶層とを有し、複数色の画素からなる絵素を複数有するカラー液晶表示装置であって、前記一対の基板間であって、前記複数色の画素が存在するそれぞれの画素領域に、開口部を有する反射膜と、前記反射膜よりも観察者側に設けられ、開口部を有するカラーフィルター層とを有し、前記複数色の画素領域のうち１色以上の画素領域における前記反射膜は、前記複数色の画素領域のうち１色以上の他の画素領域における前記反射膜よりも前記開口部が大きい、カラー液晶表示装置である。
【０００８】
本発明の第１の局面によるカラー液晶表示装置によれば、バックライトなどの光源そのもの、または光源からの光が通過する経路に存在する層、例えば導光板、二枚の基板、液晶層などによって透過光が特定色の色味を帯びた場合に、その特定色の補色に近いカラーフィルター層の面積割合を他の色相のカラーフィルター層よりも相対的に増やすことができる。したがって、透過表示時において、色再現性の優れた透過カラー表示を行なうことができる。
【０００９】
本発明の第１の局面によるカラー液晶表示装置は、前記基板がプラスチック基板であり、前記複数色の画素が赤色、緑色および青色の３色の画素であり、前記複数色の画素領域のうち青色の画素領域における前記反射膜は、前記複数色の画素領域のうち赤色および緑色の画素領域における前記反射膜よりも前記開口部が大きくても良い。
【００１０】
このカラー液晶表示装置によれば、バックライトなどの光源からの光が通過する経路に、製造プロセスを経て黄色味を帯びた二枚の透明プラスチック基板が存在する場合に、黄色の補色に近い青色のカラーフィルター層の面積割合を他の赤色および緑色の各カラーフィルター層よりも相対的に増やすことができる。したがって、透過表示時において、白色表示時には透過光を白色光に近くでき、色再現性の優れた透過カラー表示を行なうことができる。
【００１１】
本発明の第２の局面によるカラー液晶表示装置は、一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた液晶層とを有し、複数色の画素からなる絵素を複数有するカラー液晶表示装置であって、前記一対の基板間であって、前記複数色の画素が存在するそれぞれの画素領域に、開口部を有する反射膜と、前記反射膜よりも観察者側に設けられ、開口部を有するカラーフィルター層とを有し、前記複数色の画素領域のうち１色以上の画素領域における前記カラーフィルター層は、前記複数色の画素領域のうち１色以上の他の画素領域における前記カラーフィルター層よりも前記開口部が小さく、前記複数色の画素領域のうち１色以上の画素領域における前記反射膜は、前記複数色の画素領域のうち１色以上の他の画素領域における前記反射膜よりも前記開口部が大きい、カラー液晶表示装置である。
【００１２】
本発明の第２の局面によるカラー液晶表示装置によれば、反射膜よりも観察者側に存在する層、バックライトなどの光源そのもの、または光源からの光が通過する経路に存在する層などによって反射光または透過光が特定色の色味を帯びた場合に、その特定色の補色に近い色相のカラーフィルター層の面積割合を他の色相のカラーフィルター層よりも相対的に増やすことができる。したがって、反射表示時および透過表示時において、色再現性の優れた反射カラー表示を行なうことができる。
【００１３】
本発明の第２の局面によるカラー液晶表示装置は、前記基板がプラスチック基板であり、前記複数色の画素が赤色、緑色および青色の３色の画素であり、前記複数色の画素領域のうち青色の画素領域における前記カラーフィルター層は、前記複数色の画素領域のうち赤色および緑色の画素領域における前記カラーフィルター層よりも前記開口部が小さく、前記複数色の画素領域のうち青色の画素領域における前記反射膜は、前記複数色の画素領域のうち赤色および緑色の画素領域における前記反射膜よりも前記開口部が大きくても良い。
【００１４】
このカラー液晶表示装置によれば、反射膜よりも観察者側に、またはバックライトなどの光源からの光が通過する経路に、製造プロセスを経て黄色味を帯びた透明プラスチック基板が存在する場合に、黄色の補色に近い青色のカラーフィルター層の面積割合を他の赤色および緑色の各カラーフィルター層よりも相対的に増やすことができる。したがって、反射表示時および透過表示時において、白色表示時には反射光および透過光を白色光に近くでき、色再現性の優れた透過カラー表示を行なうことができる。
【００１５】
本発明の第３の局面によるカラー液晶表示装置は、一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた液晶層とを有し、複数色の画素からなる絵素を複数有するカラー液晶表示装置であって、前記複数色の画素が存在するそれぞれの画素領域は、前記一対の基板に対して観察者側から入射する光を反射した反射光を観察者側に出射する反射領域と、観察者側とは反対側から入射する光を透過した透過光を観察者側に出射する透過領域と、を有すると共に、前記透過領域の透過光及び前記反射領域の反射光が通過する位置にカラーフィルタ ー層が設けられており、前記複数色の画素領域のうち所定色の画素領域の反射領域におけるカラーフィルター層の面積は、前記複数色の画素領域のうち他の画素領域の反射領域におけるカラーフィルター層の面積よりも相対的に広く、且つ、前記所定色の画素領域の透過領域におけるカラーフィルター層の面積は、前記他の画素領域の透過領域におけるカラーフィルター層の面積よりも相対的に広い、カラー液晶表示装置である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら実施形態を説明する。以下の実施形態では、基板として、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレートなどのプラスチック基板を用いた場合について説明する。また、液晶表示装置として単純マトリクス駆動方式のＳＴＮ液晶表示装置を例にするが、このカラー液晶表示装置は、ＴＦＴ（Thin Film Trasistor:薄膜トランジスタ）やＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal ）などのスイッチング素子を用いたアクティブマトリクス駆動方式のカラー液晶表示装置に適用することができる。
【００１７】
（実施形態１）
実施形態１のカラー液晶表示装置について説明する。図１は、本実施形態の半透過型カラー液晶表示装置を模式的に示す断面図である。この液晶表示装置は、観察者側（図１においては上側）から、上側偏光板１、第一位相差板２、第二位相差板３、上側プラスチック基板４、透明表示用電極５、配向膜７、ＳＴＮ液晶層８、配向膜７、透明表示用電極５、オーバーコート膜９、カラーフィルター層１０、反射膜１１、下側プラスチック基板１２、第三位相差板１３、下側偏光板１４、導光板１５、バックライト１６の順序で構成される。なお、上側プラスチック基板４と、下側プラスチック基板１２とは、シール樹脂６を介して貼り合わされて、ＳＴＮ液晶層８が封止される。
【００１８】
本明細書において、表示の最小単位を「絵素」と呼び、複数色の「画素」、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の「画素」から１つの「絵素」が構成されることとする。「画素」に対応する液晶表示装置の領域（画素領域）は、液晶層を挟む表示用電極によって規定される。例えば、単純マトリクス型液晶表示装置においては、ストライプ状に設けられる列電極と、列電極に直交するように設けられる行電極とが互いに交差するそれぞれの領域が画素領域を規定する。アクティブマトリクス型液晶表示装置においては、画素電極とこれに対向する対向電極とが画素領域を規定する。なお、ブラックマトリクスが設けられる構成においては、厳密には、表示すべき状態に応じて電圧が印加される領域のうち、ブラックマトリクスの開口部に対応する領域が画素領域に対応することになる。
【００１９】
図２は、実施形態１の液晶表示装置における一つの絵素を模式的に示す平面図であり、図３は、そのｘ−ｘ’線断面図である。本実施形態ではＲ、Ｇ、Ｂの各色相の画素から一絵素が形成される。Ｒ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂは、各画素領域内に開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂをそれぞれ有する。本実施形態では、各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂは、２つの矩形の開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂを有する。
【００２０】
本実施形態では、青色の画素領域におけるカラーフィルター層１０Ｂは、赤色および緑色の他の画素領域におけるカラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇよりも開口部の大きさ（面積）が小さい。したがって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂのうち青色のカラーフィルター層１０Ｂは、反射膜１１により反射された反射光を着色させるカラーフィルター層の面積が最も大きくなる。
【００２１】
また、本実施形態では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素領域における反射膜１１は、透過領域１０１において、バックライト１６からの光を透過させるための開口部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂをそれぞれ有している。各画素領域内における開口部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの位置は、各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂに重ならないように設計される。言い換えれば、各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂは、反射膜１１の反射領域１０２内に設けられる。各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂは、その一部または全部が反射膜１１の透過領域１０１に設けられていても良い。但し、透過領域１０１が、各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂの領域に含まれるときは、透過光が各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂによって着色されず、透過表示時におけるカラー表示の色再現性に問題が生じる。
【００２２】
一画素あたりの各開口部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの総面積は、画素領域の面積の２５％〜８０％が好ましく、例えば３０％に設定する。２５％未満では、透過光の利用が少なく透過表示時の画面が暗くなり、８０％を超えると、透過表示は十分であるが、反射表示の画面が暗くなり、視認性に問題が生じる。
【００２３】
本実施形態では、青色の画素領域における反射膜１１は、赤色および緑色の他の画素領域における反射膜１１よりも開口部の大きさ（面積）が大きい。したがって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂのうち青色のカラーフィルター層１０Ｂは、バックライト１６からの透過光を着色させるカラーフィルター層の面積が最も大きくなる。
【００２４】
本実施形態のカラー液晶表示装置によれば、各画素の反射光を絵素で総合した分光特性が良く、反射光を所望の白色光にすることができる。またバックライト１６からの各画素の透過光を絵素で総合した分光特性が良く、透過光を所望の白色光にすることができる。
【００２５】
なお、カラーフィルター層１０の開口部２０および反射膜１１の開口部２１は、反射表示時および透過表示時におけるカラー表示の色再現性が最適になるようにそれぞれの大きさが決定される。例えば、青色の画素領域における反射膜１１の開口部２１Ｂが大きすぎると、青色の画素領域におけるカラーフィルター層１０Ｂの開口部２０Ｂを小さくしても、反射膜１１により反射された反射光を青色に着色させるカラーフィルター層１０Ｂの面積が反射光をそれぞれの色相に着色させる他の２色のカラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇの面積よりも小さくなり、反射表示時の色バランスのずれを補正できなくなるおそれがある。したがって、本実施形態では、青色の画素領域における反射膜１１の開口部２１Ｂは、赤色および緑色の他の画素領域における反射膜１１の開口部２１Ｒ、２１Ｇよりも大きくし、かつ反射光を青色に着色させるカラーフィルター層１０Ｂの面積が反射光をそれぞれの色相に着色させる他の２色のカラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇの面積よりも大きくなるように、カラーフィルター層１０の各開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂの大きさ（面積）を決定する。
【００２６】
本実施形態のカラー液晶表示装置の製造方法について説明する。まず、下側プラスチック基板１２にアルミニウムを１００ｎｍ蒸着して反射膜１１を形成する。反射膜としては、Ａｌ膜、Ａｇ膜、Ａｇ合金膜（例えばＡｇ−Ｐｄ）などの高反射率の膜を適用できる。フォトリソ法を用いてアルミニウムのパターニングを行なって、光透過用のスルーホール（開口部）２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを形成する。アルミニウムをパターニングする際、青色の画素領域に対応する反射膜１１の開口部２１Ｂの面積が、赤色および緑色の各画素領域に対応する反射膜１１の開口部２１Ｒ、２１Ｇの面積よりも大きくなるようにパターニングする。
【００２７】
次に、カラーフィルター層１０を電着により形成するために、電着用ＩＴＯ膜（電極）１７を下側プラスチック基板１２上の全面に形成する。Ｒ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂに開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂを形成するために、各開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂが形成される領域の電着用ＩＴＯ膜（電極）１７をパターニングにより除去する。電着用ＩＴＯ膜（電極）１７をパターニングをする際、青色のカラーフィルター層１０Ｂの開口部２０Ｂの面積が、赤色および緑色の各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇの開口部２０Ｒ、２０Ｇの各面積よりも小さくなるようにパターニングする。なお、カラーフィルター層１０は、印刷法、顔料分散法など既知の方法により形成しても良い。
【００２８】
さらに、下側プラスチック基板１２上に、アクリル樹脂系のオーバーコート膜（平坦化膜）９を形成する。なお、オーバーコート膜（平坦化膜）９の形成を省くこともできる。
【００２９】
上側プラスチック基板４上と、下側プラスチック基板１２のオーバーコート膜（平坦化膜）９上とに、それぞれＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を蒸着し、エッチングすることにより、マトリクス状の透明表示用電極５をそれぞれ形成する。なお、各画素領域の周囲を光吸収性の物質でブラックマトリクスを形成しても良い。これにより黒の遮蔽力が向上するので、高コントラスト化に寄与できる。透明表示用電極５の上に、ポリイミドを印刷により塗布し、焼成を行って配向膜７を形成する。その後、液晶分子のねじれ角が、２４０°ツイストとなるようにラビング処理を行う。
【００３０】
上下の両基板４，１３をシール樹脂６で貼り合わせた後、複屈折Δｎおよびピッチを調整した液晶材料を注入することによってＳＴＮ液晶層８を形成して、ＳＴＮ液晶セルを形成する。これに所望のｄΔｎを持つ積層されたポリカーボネート延伸の位相差板２、３と、第三位相差板１３と、ニュートラルグレイの上側偏光板１および下側偏光板１４とを液晶セルに対して所定の軸になるように貼り付ける。なお、ｄは位相差板の厚さである。さらに、観察者側に対して反対側に、導光板１５およびバックライト１６を設けて、液晶セルにバックライト光が入射されるようにする。
【００３１】
このカラー液晶表示装置は、赤、緑、青の各画素に対応する反射領域の開口部の面積比（開口部の面積／反射領域の面積）を、反射状態における光源（自然光を含む。）やカラーフィルターなどの分光特性、またはプラスチック基板の反射特性に応じて選択することができる。また、赤、緑、青の各画素に対応する透過領域の開口部の面積比（開口部の面積／透過領域の面積）を、透過状態におけるバックライトやカラーフィルター等の分光特性、またはプラスチック基板の透過特性に応じて選択することができる。
【００３２】
（比較例）
実施形態１のカラー液晶表示装置と対比するための比較例を図４を参照しながら説明する。本比較例では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素領域における各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂの大きさ（面積）をＲ、Ｇ、Ｂの各画素で等しくなるように設定している。また、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素領域における反射膜１１の各開口部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの大きさ（面積）をＲ、Ｇ、Ｂの各画素で等しくなるように設定している。したがって、反射表示時および透過表示時において光が透過する各カラーフィルター層１０の面積は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素領域において等しい。
【００３３】
本比較例のカラー液晶表示装置では、カラーフィルター層の成膜、透明電極膜の成膜または配向膜の成膜などにおける加熱等の製造プロセスによって、無色透明のプラスチック基板が黄色味を帯びた場合、反射表示時だけでなく、透過表示時にも、カラー表示画像が全体として黄色味を帯び、色再現性の低下という問題が発生するおそれがある。
【００３４】
（実施形態２）
実施形態２のカラー液晶表示装置について説明する。図５は、本実施形態の半透過型カラー液晶表示装置における一つの絵素を模式的に示す平面図であり、図５中の参照符号は、実施形態１と対応している。本実施形態のカラー液晶表示装置は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素領域における反射膜１１の各開口部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの大きさ（面積）がＲ、Ｇ、Ｂの各画素で等しい点で、実施形態１のカラー液晶表示装置と異なる。
【００３５】
本実施形態のカラー液晶表示装置は、青色の画素領域におけるカラーフィルター層１０Ｂの開口部２０Ｂの大きさ（面積）が、赤色および緑色の他の画素領域におけるカラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇの開口部２０Ｒ、２０Ｇの大きさ（面積）よりも小さい。したがって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂのうち青色のカラーフィルター層１０Ｂは、反射膜１１により反射された反射光を着色させるカラーフィルター層の面積が最も大きくなる。
【００３６】
本実施形態のカラー液晶表示装置によれば、製造プロセスを経て黄色味を帯びた上側プラスチック基板４が存在する場合に、黄色の補色に近い青色のカラーフィルター層１０Ｂの面積割合（開口部の面積／反射領域の面積）を他の赤色および緑色の各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇよりも相対的に増やすことができる。したがって、反射表示時において、白色表示時には反射光を白色光に近くでき、色再現性の優れた反射カラー表示を行なうことができる。
【００３７】
（実施形態３）
実施形態３のカラー液晶表示装置について説明する。図６は、本実施形態の半透過型カラー液晶表示装置における一つの絵素を模式的に示す平面図であり、図６中の参照符号は、実施形態１と対応している。本実施形態のカラー液晶表示装置は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素領域における各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂの大きさ（面積）がＲ、Ｇ、Ｂの各画素で等しい点で、実施形態１のカラー液晶表示装置と異なる。
【００３８】
本実施形態のカラー液晶表示装置は、青色の画素領域における反射膜１１の開口部２１Ｂの大きさ（面積）が、赤色および緑色の他の画素領域における反射膜１１の各開口部２１Ｒ、１２Ｇの大きさ（面積）よりも大きい。したがって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂのうち青色のカラーフィルター層１０Ｂは、バックライトからの透過光を着色させるカラーフィルター層の面積が最も大きくなる。
【００３９】
本実施形態のカラー液晶表示装置によれば、製造プロセスを経て黄色味を帯びた二枚のプラスチック基板４、１２が存在する場合に、黄色の補色に近い青色のカラーフィルター層１０Ｂの面積割合（開口部の面積／透過領域の面積）を他の赤色および緑色の各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇよりも相対的に増やすことができる。したがって、透過表示時において、白色表示時には透過光を白色光に近くでき、色再現性の優れた透過カラー表示を行なうことができる。
【００４０】
（他の実施形態）
実施形態１〜３では、基板４、１２がプラスチック基板である場合について説明したが、フロートガラス、ソーダガラスなどのガラス基板であっても良い。実施形態１〜３では、下側プラスチック基板１２に反射膜１１およびカラーフィルター層１０が積層されているが、上側プラスチック基板４に反射膜１１およびカラーフィルター層１０が積層されていても良い。また、上側プラスチック基板４にカラーフィルター層１０が形成され、下側プラスチック基板１２に反射膜１１が形成されていても良い。実施形態１〜３では、偏光板を有する液晶表示装置を例に説明したが、偏光板が不要なゲストホスト方式、高分子分散方式の液晶表示装置にも適応することができる。
【００４１】
実施形態１〜３では、赤、緑、青の３色によりフルカラー画像を表示する場合について説明したが、マゼンタ、イエロー、シアンの３色によりフルカラー画像を表示しても良い。カラー液晶表示装置は、実施形態１〜３で示したストライプ配列以外に、デルタ配列、モザイク配列、スクエア配列などの他の画素配列が採用され得る。カラー液晶表示装置は、画素の色相数が４以上であっても良い。
【００４２】
実施形態１〜３では、青色の画素領域におけるカラーフィルター層１０Ｂの開口部２０Ｂおよび反射膜１１の開口部２１Ｂの大きさが、赤色および緑色の各画素領域におけるカラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇの開口部２０Ｒ、２０Ｇおよび反射膜１１の開口部２１Ｒ、２１Ｇの大きさと異なる場合について説明した。しかし、赤色または緑色のいずれかの画素領域における開口部が他の２色の画素領域における開口部と大きさが異なっても良い。また、赤、緑、青の各色相の画素領域における開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂおよび２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは、互いに面積比（開口部の面積／反射領域の面積または開口部の面積／透過領域の面積）が異なっても良い。
【００４３】
（参考例１）
カラー液晶表示装置は、カラーフィルター層が開口部を有する。しかし、図７に示すように、各色相のカラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂが開口部を有しない場合でも、各画素領域の反射膜１１が開口部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを有しており、１色以上（図７では青色の１色）の画素領域における開口部２１Ｂが１色以上（図７では赤色および緑色の２色）の他の画素領域における開口部２１Ｒ、２１Ｇよりも大きければ、実施形態３と同様の効果を奏する。
【００４４】
詳細には、青色の画素領域における反射膜１１の開口部２１Ｂの大きさ（面積）が、赤色および緑色の他の画素領域における反射膜１１の開口部２１Ｒ、１２Ｇの大きさ（面積）よりも大きいので、Ｒ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂのうち青のカラーフィルター層１０Ｂは、バックライトからの透過光を着色させるカラーフィルター層の面積が最も大きくなる。したがって、製造プロセスを経て黄色味を帯びた二枚のプラスチック基板が存在する場合に、黄色の補色に近い青色のカラーフィルター層の面積割合を他の赤色および緑色の各カラーフィルター層よりも相対的に増やすことができるので、透過表示時において、白色表示時には透過光を白色光に近くでき、色再現性の優れた透過カラー表示を行なうことができる。
【００４５】
（参考例２）
カラー液晶表示装置は、反射膜が開口部を有する半透過型カラー液晶表示装置である。しかし、図８に示すように、反射膜が開口部を有しない全反射型のカラー液晶表示装置であっても、各色相のカラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂが開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂを有しており、１色以上（図８では青色の１色）の画素領域における開口部２０Ｂが１色以上（図８では赤色および緑色の２色）の他の画素領域における開口部２０Ｒ、２０Ｇよりも小さければ、実施形態２と同様の効果を奏する。
【００４６】
詳細には、青色の画素領域におけるカラーフィルター層１０Ｂの開口部２０Ｂの大きさ（面積）が、赤色および緑色の他の画素領域におけるカラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇの開口部２０Ｒ、２０Ｇの大きさ（面積）よりも小さいので、Ｒ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂのうち青色のカラーフィルター層１０Ｂは、反射膜により反射された反射光を着色させるカラーフィルター層の面積が最も大きくなる。したがって、製造プロセスを経て黄色味を帯びた上側プラスチック基板が存在する場合に、黄色の補色に近い青色のカラーフィルター層１０Ｂの面積割合を他の赤色および緑色の各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇよりも相対的に増やすことができるので、反射表示時において、白色表示時には反射光を白色光に近くでき、色再現性の優れた反射カラー表示を行なうことができる。
【００４７】
（参考例３）
反射膜を有しない透過型のカラー液晶表示装置であっても、参考例２と同様に、各色相のカラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂが開口部２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂを有しており、１色以上（例えば青色の１色）の画素領域における開口部２０Ｂが１色以上（例えば赤色および緑色の２色）の他の画素領域における開口部２０Ｒ、２０Ｇよりも小さければ、実施形態３と同様の効果を奏する（図８参照）。
【００４８】
詳細には、青色の画素領域におけるカラーフィルター層１０Ｂの開口部２０Ｂの大きさ（面積）が、赤色および緑色の他の画素領域におけるカラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇの開口部２０Ｒ、２０Ｇの大きさ（面積）よりも小さいので、Ｒ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルター層１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂのうち青色のカラーフィルター層１０Ｂは、バックライトからの透過光を着色させるカラーフィルター層の面積が最も大きくなる。したがって、製造プロセスを経て黄色味を帯びた二枚のプラスチック基板が存在する場合に、黄色の補色に近い青色のカラーフィルター層の面積割合を他の赤色および緑色の各カラーフィルター層よりも相対的に増やすことができるので、透過表示時において、白色表示時には透過光を白色光に近くでき、色再現性の優れた透過カラー表示を行なうことができる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明のカラー液晶表示装置によれば、色再現性の優れたカラー表示を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態１の半透過型カラー液晶表示装置を模式的に示す断面図である。
【図２】 実施形態１の液晶表示装置における一つの絵素を模式的に示す平面図である。
【図３】 図２のｘ−ｘ’線断面図である。
【図４】 比較例１の液晶表示装置における一つの絵素を模式的に示す平面図である。
【図５】 実施形態２の半透過型カラー液晶表示装置における一つの絵素を模式的に示す平面図である。
【図６】 実施形態３の半透過型カラー液晶表示装置における一つの絵素を模式的に示す平面図である。
【図７】 参考例１の液晶表示装置における一つの絵素を模式的に示す平面図である。
【図８】 参考例２の液晶表示装置における一つの絵素を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
１ 上側偏光板
２ 第一位相差板
３ 第二位相差板
４ 上側プラスチック基板
５ 透明表示用電極
６ シール樹脂
７ 配向膜
８ ＳＴＮ液晶層
９ オーバーコート膜（平坦化膜）
１０ カラーフィルター層
１１ 反射膜
１２ 下側プラスチック基板
１３ 第三位相差板
１４ 下側偏光板
１５ 導光板
１６ バックライト
１７ 電着用ＩＴＯ膜（電極）
２０ カラーフィルター層の開口部
２１ 反射膜の開口部
Ｒ 赤色の画素領域
Ｇ 緑色の画素領域
Ｂ 青色の画素領域
Claims (5)
- 一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた液晶層とを有し、複数色の画素からなる絵素を複数有するカラー液晶表示装置であって、
前記一対の基板間であって、前記複数色の画素が存在するそれぞれの画素領域に、開口部を有する反射膜と、前記反射膜よりも観察者側に設けられ、開口部を有するカラーフィルター層とを有し、
前記複数色の画素領域のうち１色以上の画素領域における前記反射膜は、前記複数色の画素領域のうち１色以上の他の画素領域における前記反射膜よりも前記開口部が大きい、カラー液晶表示装置。 - 前記基板がプラスチック基板であり、前記複数色の画素が赤色、緑色および青色の３色の画素であり、前記複数色の画素領域のうち青色の画素領域における前記反射膜は、前記複数色の画素領域のうち赤色および緑色の画素領域における前記反射膜よりも前記開口部が大きい、請求項１に記載のカラー液晶表示装置。
- 一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた液晶層とを有し、複数色の画素からなる絵素を複数有するカラー液晶表示装置であって、
前記一対の基板間であって、前記複数色の画素が存在するそれぞれの画素領域に、開口部を有する反射膜と、前記反射膜よりも観察者側に設けられ、開口部を有するカラーフィルター層とを有し、
前記複数色の画素領域のうち１色以上の画素領域における前記カラーフィルター層は、前記複数色の画素領域のうち１色以上の他の画素領域における前記カラーフィルター層よりも前記開口部が小さく、
前記複数色の画素領域のうち１色以上の画素領域における前記反射膜は、前記複数色の画素領域のうち１色以上の他の画素領域における前記反射膜よりも前記開口部が大きい、カラー液晶表示装置。 - 前記基板がプラスチック基板であり、前記複数色の画素が赤色、緑色および青色の３色の画素であり、前記複数色の画素領域のうち青色の画素領域における前記カラーフィルター層は、前記複数色の画素領域のうち赤色および緑色の画素領域における前記カラーフィルター層よりも前記開口部が小さく、前記複数色の画素領域のうち青色の画素領域における前記反射膜は、前記複数色の画素領域のうち赤色および緑色の画素領域における前記反射膜よりも前記開口部が大きい、請求項３に記載のカラー液晶表示装置。
- 一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた液晶層とを有し、複数色の画素からなる絵素を複数有するカラー液晶表示装置であって、
前記複数色の画素が存在するそれぞれの画素領域は、前記一対の基板に対して観察者側から入射する光を反射した反射光を観察者側に出射する反射領域と、観察者側とは反対側から入射する光を透過した透過光を観察者側に出射する透過領域と、を有すると共に、前記透過領域の透過光及び前記反射領域の反射光が通過する位置にカラーフィルター層が設けられており、
前記複数色の画素領域のうち所定色の画素領域の反射領域におけるカラーフィルター層の面積は、前記複数色の画素領域のうち他の画素領域の反射領域におけるカラーフィルター層の面積よりも相対的に広く、
且つ、前記所定色の画素領域の透過領域におけるカラーフィルター層の面積は、前記他の画素領域の透過領域におけるカラーフィルター層の面積よりも相対的に広い、カラー液晶表示装置。
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