半透過反射型カラー液晶表示装置
【課題】 透過モード時の表示の明るさが良好で、しかも反射モード時の表示が明るく、鮮明にできる半透過反射型カラー液晶表示装置の提供。
【解決手段】 赤用フィルタ１３ｒ，緑用フィルタ１３ｇ，青用フィルタ１３ｂが各画素に設けられた液晶表示パネル９と、液晶表示パネル９を裏面側から照明する照明装置５と、液晶表示パネル９の内側に形成され、液晶表示パネル９の各画素に対応する位置に光を透過させる開口３２が３つ形成された半透過反射膜１２とを備えたカラー液晶表示装置であって、上記各画素に設けられたフィルタ１３ｒ，１３ｇ，１３ｂはそれぞれ上記３つの開口３２上に形成され、該開口３２の周囲の反射膜上に上記フィルタは実質的に形成されていない反射部露出部４５が形成されたことを特徴とする半透過反射型カラー液晶表示装置１。
【解決手段】 赤用フィルタ１３ｒ，緑用フィルタ１３ｇ，青用フィルタ１３ｂが各画素に設けられた液晶表示パネル９と、液晶表示パネル９を裏面側から照明する照明装置５と、液晶表示パネル９の内側に形成され、液晶表示パネル９の各画素に対応する位置に光を透過させる開口３２が３つ形成された半透過反射膜１２とを備えたカラー液晶表示装置であって、上記各画素に設けられたフィルタ１３ｒ，１３ｇ，１３ｂはそれぞれ上記３つの開口３２上に形成され、該開口３２の周囲の反射膜上に上記フィルタは実質的に形成されていない反射部露出部４５が形成されたことを特徴とする半透過反射型カラー液晶表示装置１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半透過反射膜を備えたカラー液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や携帯用ゲーム機などの携帯電子機器では、そのバッテリ駆動時間が使い勝手に大きく影響するために、消費電力を抑えることができる半透過反射型液晶表示装置を表示部として備えている。半透過反射型液晶表示装置には、例えば、その前面から入射する外光を反射させるとともに裏面側のバックライト光を透過させる開口が形成された半透過反射膜などが備えられている。
こうした半透過反射型の液晶表示装置のうち、カラー表示に対応したものは、赤，緑，青の三原色を発色させるカラーフィルタと、これら各々のカラーフィルタに対応する位置にバックライト光を透過させる開口を形成した半透過反射膜を備えている（例えば、特許文献１）。このような従来の半透過反射型カラー液晶表示装置では、上記半透過反射膜の開口の周囲の反射部上にはカラーフィルタが存在している。
モバイル用途の機器では、外光を利用した反射時の見栄えの点で拡散性光源下での反射率は５％以上あることが好ましく、また透過率は搭載する光源の明るさにも依存するが、室内や十分な視認性を得る為には、一般的に透過率は３％以上であることが好ましいとされている。
【特許文献１】特開平１１−１８３８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが従来の半透過反射型カラー液晶表示装置においては、上記開口の各画素毎の開口率が２０％〜２５％であるために、半透過反射膜の画素対応領域における反射領域（反射部）の割合が大きく、このためバックライト光を使用しない反射モード時は明るい表示が得られるが、バックライト光を使用する透過モード時は表示が暗くなってしまう。例えば、上記開口率が２０％〜２５％の場合、反射のＮＴＳＣ（National Television Standards Committee）比は拡散性光源の場合約１５％程度，平行光光源の場合約３０％程度であり、反射明るさは拡散光源の場合５％程度である。 また透過ＮＴＳＣ比は２５〜３５％であるが、透過率は１．５％程度になってしまい透過モードでは十分な明るさを得られない。
そこで、透過モード時に明るく、鮮明な表示を得るために上記開口率を４０％〜約６０％にしたものが考えられている。このようにすると、透過率は３〜５％程度得られるが、反射領域の割合が小さくなるために、反射モード時の表示が暗くなってしまうという問題があった。例えば、上記開口率が４０％〜約６０％の場合、透過のＮＴＳＣ比は２５〜３５％であり透過率は３〜５％程度であるが、反射の明るさは拡散光源で３．５％以下 はなはだしくは１％程度になってしまう。
ここでＮＴＳＣ比とは、カラー表示素子の色再現性を表す指標のひとつで、色度図上で赤・緑・青の３原色の点を結んでできる３角形の面積に対するその表示素子（本発明では液晶表示素子）が示す３原色の点が作る３角形の面積の比で定義される。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、透過モード時の表示の明るさが良好であり、しかも反射モード時の表示が明るく、鮮明にできる半透過反射型カラー液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明によれば、赤，緑，青の３原色光をそれぞれ発色させる赤用フィルタ，緑用フィルタ，青用フィルタのうち、少なくともいずれか１つ以上のカラーフィルタが各画素に設けられた液晶表示パネルと、上記液晶表示パネルを裏面側から照明する照明装置と、上記液晶表示パネルの外側または内側に形成され、上記液晶表示パネルの各画素に対応する位置に光を透過させる開口が各画素に設けるカラーフィルタの数に応じて形成された半透過反射膜とを備えたカラー液晶表示装置であって、
上記各画素に設けられた上記フィルタは、該フィルタが設けられた画素に対応する半透過反射膜の画素対応領域に形成された上記開口上に形成され、該開口の周囲の反射膜上に上記フィルタが実質的に形成されていない反射部露出部が形成されたことを特徴とする半透過反射型カラー液晶表示装置が提供される。
【０００６】
上記の構成の本発明の半透過反射型カラー液晶表示装置においては、上記液晶表示パネルの内に上記半透過反射膜が内蔵され、該半透過反射膜上に上記赤用フィルタ，緑用フィルタ，青用フィルタが直接設けられていてもよい。
上記のいずれかの構成の本発明の半透過型カラー液晶表示装置を平面視したとき、前記半透過反射膜の開口上に形成されたカラーフィルタと、該開口の周囲の反射膜との重複幅が目視で視認されない幅にされていることが好ましい。
このような重複幅としては、１０μｍ以下であれば良く、またアライメント精度を考慮して５μｍ以下とされていることが好ましい。
【０００７】
また、本発明の半透過反射型カラー液晶表示装置においては 上記各画素に設けられたカラーフィルタは、該カラーフィルタが設けられた画素に対応する半透過反射膜の画素対応領域に形成された上記開口上のみに形成されていることが好ましい。
また、上記のいずれかの構成の本発明の半透過反射型カラー液晶表示装置においては、上記開口の各画素毎の開口率が３０％〜７０％であることが好ましく、より好ましくは４０％〜６０％とされる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の半透過反射型カラー液晶表示装置においては、上記開口の周囲の反射膜上には上記フィルタが形成されていない反射部露出部が設けられたことにより、開口の周囲の反射膜上にカラーフィルタが形成された従来タイプに比べて反射効率を向上できるので、透過モード時の表示の明るさが良好で、しかも反射モード時の表示を極めて明るく、鮮明にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態の半透過反射型カラー液晶表示装置の概略を示す拡大断面図である。図２は、図１のカラー液晶表示装置の各画素に備えられた３つのドットの各ドット（サブピクセル）に形成されたカラーフィルタと、各ドットに対応する半透過反射膜のドット対応領域に形成された開口部の配置を示す平面図である。
本実施形態のカラー液晶表示装置１は、液晶層３０を挟持して対向する透明なガラスなどからなる第１の基板（下基板）１０と、第２の基板（上基板）２０とをこれら２枚の基板１０、２０の周縁部に環状に設けられたシール材４０で接着一体化した液晶表示パネル９と、照明装置であるバックライト５とから構成されている。
【００１０】
第１の基板１０の液晶層３０側には順に、半透過反射膜１２に後述する凹部（ディンプル）３１を形成するための有機膜１１と、カラー液晶表示装置１に入射した光を反射させ、またバックライト５からの光を透過させる半透過反射膜１２と、カラー表示を行うためのカラーフィルタ１３と、有機膜１１と半透過反射膜１２を被覆して保護するとともに有機膜１１やカラーフィルタ１３による凹凸を平坦化するための透明なオーバーコート膜１４と、液晶層３０を駆動するための電極層１５と、液晶層３０を構成する液晶分子の配向を制御するための配向膜１６とが積層形成されている。また、第２の基板２０の液晶層３０側には順に、液晶層３０を駆動するための電極層２５、電極層２５による凹凸を平坦化するための透明なオーバーコート膜２４、液晶層３０を構成する液晶分子の配向を制御するための配向膜２６が積層形成されている。
【００１１】
第１の電極１５と第２の電極２５は、いずれも短冊状の平面形状であり、平面視ストライプ状に配列されている。第１の電極１５と第２の電極２５は、光透過性を有する透明電極材料から構成されている。第１の電極１５は図示左右方向に延在している。そして、第１の電極１５の延在方向と第２の電極２５とは平面視において互いに直交するように配置されている。従って、一つの第１の電極１５と一つの第２の電極２５とが交差する位置にそれぞれ液晶表示パネル９の１ドットが形成され、それぞれのドットに対応して後述する３色のカラーフィルタのうち１色のカラーフィルタが配置されるようになっている。
そして、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に発色する３ドットが、図２に示すように液晶表示パネル９の１画素１３ｃを構成している。この液晶表示パネル９には、その平面視においては矩形状の表示領域内に多数の画素１３ｃがマトリックス状に配置された構成とされている。
【００１２】
有機膜１１は、その上に形成されている半透過反射膜１２に凹部３１を与えて反射光を効率よく散乱させるために設けられているものである。このように半透過反射膜１２に凹部３１を形成することにより、カラー液晶表示装置１に入射する外光を効率よく反射することができるため、外光反射による照明時における明るい表示を実現することができる。
【００１３】
半透過反射膜１２は、例えば、アルミニウム又は銀又はこれらの合金など高反射率の金属薄膜などで形成されている。半透過反射膜１２には、液晶表示パネル９の各画素に対応する領域（画素対応領域）に開口３２が形成されている。こうした開口３２は、バックライト（照明装置）５から照射された光が金属薄膜などで形成された半透過反射膜１２を透過できるようにするためのものである。各画素対応領域に形成される開口３２の数は、各画素に設ける上記フィルタの数に応じて設けられている。本実施形態では液晶表示パネル９の各画素毎にカラーフィルタ１３ｒ、１３ｇ、１３ｂが設けられているので、上記画素対応領域は開口３２が３つ設けられている。開口３２の各画素毎の開口率（画素対応領域に形成された開口の面積の合計／画素の面積）が３０％〜７０％が好ましく、より好ましくは４０％〜６０％とされている。
この半透過反射膜１２の開口３２は透過領域として作用し、開口３２の周囲の反射膜（金属薄膜）は反射領域３３として作用する。
この半透過反射膜１２の上には、カラーフィルタ１３が形成されている。
【００１４】
カラーフィルタ１３は、例えば光の三原色である赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３原色をそれぞれ発色させるＲのカラーフィルタ（赤用フィルタ）１３ｒ，Ｇのカラーフィルタ（緑用フィルタ）１３ｇ，Ｂのカラーフィルタ（青用フィルタ）１３ｂからなり、これら３色のカラーフィルタが繰り返しパターンで形成されればよい。各カラーフィルタは、それぞれ対応する第２の電極２５と第１の電極１５の交差する位置の下側に形成され、各画素１３ｃ毎にカラーフィルタ１３ｒ、１３ｇ、１３ｂの組が配置されている。そして、それぞれのカラーフィルタ１３ｒ、１３ｇ、１３ｂと対応する電極を駆動制御することで、画素１３ｃの表示色が制御されるようになっている。
図１と図２に示すようにカラーフィルタ１３ｒ、１３ｇ、１３ｂは、それぞれ、３つの開口３２上に形成されており、すなわち、本実施形態では３つのカラーフィルタと３つの開口３２は一対一対応になっている。ここでの３つの開口３２は、カラーフィルタ１３ｒ、１３ｇ、１３ｂが設けられた画素に対応する半透過反射膜の画素対応領域に形成されたものである。
また、各開口３２の周囲の反射膜（金属薄膜）上はカラーフィルタが形成されていないため、反射膜が露出した反射部露出部４５とされている。
開口３２上に形成されたカラーフィルタと、該開口３２の周囲の反射膜の重複幅Ｗは，目視で視認されない幅にされていることが好ましく、例えば１０μｍ以下であれば良く、アライメント精度を考慮して５μｍ以下とされていることが好ましい。
【００１５】
なお、カラーフィルタ間は隙間が開いているが、この隙間は上記透明なオーバーコート膜１４で埋められているので、液晶層側から視たときにカラーフィルタ間に反射膜が認められる。
本実施形態の液晶表示装置では、半透過反射膜の開口部周囲が透過状態で色の混色を防止する機能を果たすため、従来から知られているブラックマトリクスが不要で、かつ、反射型ではブラックマトリクスの黒パターンが存在しないため、表示画面の明るさを損なうことがない。
本実施形態では各ドット３６に対応する半透過反射膜の各ドット対応領域に開口３２が一つづつ形成されている。開口３２の各ドット毎の開口率（開口の面積／ドットの面積）が３０％〜７０％、好ましくは４０％〜６０％とされている。
【００１６】
第１の基板１０の液晶層３０側と反対側（第１の基板１０の外面側）に、位相差板及び偏光板からなる積層フィルム１８が設けられており、第２の基板２０の液晶層３０側と反対側（第２の基板２０の外面側）には、位相差板２７と、偏光板２８がこの順で積層されている。
また、第１の基板１０の積層フィルム１８の外側には、カラー液晶表示装置１において透過表示を行うための照明装置としてのバックライト５が配設されている。
【００１７】
図３を用いて有機膜１１と半透過反射膜１２について詳しく説明する。
図３は有機膜１１と、その上に形成された半透過反射膜１２を含む部分を示す斜視図である。この図に示すように、有機膜１１の表面には、その内面が球面等の曲面の一部をなす多数の凹部１１ａが左右に重なり合うようにして連続して形成されており、その面上に半透過反射膜１２が積層されている。こうした有機膜１１の表面に形成された凹部１１ａによって、半透過反射膜１２に凹部３１が形成される。また、半透過反射膜１２の一部には矩形の開口３２が形成されている。こうした開口３２は、例えば、エッチングによって形成されればよい。
【００１８】
凹部３１は、例えば深さを０．１μｍ〜３μｍの範囲でランダムに形成し、隣接する凹部３１のピッチを５μｍ〜５０μｍの範囲でランダムに配置し、凹部３１内面の傾斜角を−３０度〜＋３０度の範囲に設定することが望ましい。特に、凹部３１の内面の傾斜角分布を−３０度〜＋３０度の範囲に設定する点、および隣接する凹部３１のピッチを平面全方向に対してランダムに配置する点が特に重要である。なぜならば、仮に隣接する凹部３１のピッチに規則性があると、光の干渉色が出て反射光が色付いてしまうという不具合があるからである。
【００１９】
また、凹部３１の内面の傾斜角分布が−３０度〜３０度の範囲を超えると、反射光の拡散角が広がりすぎて反射強度が低下し、明るい表示が得られない（反射光の拡散角が空気中で３６度以上になり、液晶表示装置内部の反射強度ピークが低下し、全反射ロスが大きくなるからである。）からである。さらに、凹部３１の深さが３μｍを超えると、後工程で凹部３１を平坦化する場合に凸部の頂上が平坦化膜（オーバーコート膜１４）で埋めきれず、所望の平坦性が得られなくなり、表示ムラの原因となる。
【００２０】
隣接する凹部３１のピッチが５μｍ未満の場合、有機膜１１の凹凸形状を形成する加工型の製作上の制約があり、加工時間が極めて長くなる、所望の反射特性が得られるだけの形状が形成できない、干渉光が発生する等の問題が生じる。また、実用上、上記加工型の製作に使用しうる３０μｍ〜１００μｍ径の加工ツールを用いる場合、隣接する凹部３１のピッチを５μｍ〜５０μｍとすることが望ましい。
このような構成によって、半透過反射膜１２はバックライト５からの照明光Perを開口３２で透過させるとともに、凹部３１が多数形成された反射領域３３で外光Ｎを効率よく反射させることができる。
【００２１】
図４は、図３に示す半透過反射膜を上面から見た時の１ドット領域分の詳細な様子を示した拡大平面図である。開口３２は、例えば図４に示したように矩形のドット対応領域３６ａのエッジ３６ｂに寄せられるように形成されていてもよい。
図５に示すように、半透過反射膜１２に形成される凹部３１の特定縦断面Ｘにおける内面形状は、凹部３１の一の周辺部Ｓ１から最深点Ｄに至る第１曲線Ａと、この第１曲線Ａに連続して凹部３１の最深点Ｄから他の周辺部Ｓ２に至る第２曲線Ｂ１とからなる曲線形状である。これらの曲線Ａ，Ｂ１は、凹部３１の最深点Ｄにおいて、ともに平坦面Ｓに対する傾斜角がゼロとなり、互いに接続されている。
【００２２】
第１曲線Ａの平坦面Ｓに対する傾斜角は、第２曲線Ｂ１の傾斜角よりも急であって、最深点Ｄは、凹部３１の中心Ｏからｘ方向にずれた位置にある。すなわち、第１曲線Ａの平坦面Ｓに対する傾斜角の絶対値の平均値は、第２曲線Ｂ１の平坦面Ｓに対する傾斜角の絶対値の平均値より大きくなっている。本実施形態においても、複数形成された各々の凹部３１を構成する第１曲線Ａの傾斜角の絶対値の平均値は、１〜８９°の範囲で互いに不規則にばらついていることが好ましい。また、各々の凹部３１の第２曲線Ｂ１の傾斜角の絶対値の平均値も、０．５〜８８°の範囲で互いに不規則にばらついていることが好ましい。
【００２３】
上記両曲線Ａ，Ｂ１の傾斜角は、凹部３１の周辺部から最深点Ｄに至るまでなだらかに変化しているので、図５，６に示す第１曲線Ａの最大傾斜角δａは（絶対値）は、第２曲線Ｂ１の最大傾斜角δbよりも大きくなっている。また、第１曲線Ａと、第２曲線Ｂ１とが接する最深点Ｄの平坦面Ｓに対する傾斜角はゼロとなっており、この最深点Ｄにおいて傾斜角の正負が異なる両曲線Ａ，Ｂ１がなだらかに連続している。
【００２４】
例えば、各々の凹部３１の最大傾斜角δａは、２〜９０°の範囲内で不規則にばらついている。しかし、多くの凹部３１は最大傾斜角δａが４〜３５°の範囲内で不規則にばらついている。また、図５，６に示す凹部３１は、その凹面が単一の極小点（傾斜角がゼロとなる曲面上の点）Ｄを有している。そしてこの極小点Ｄと平坦面Ｓとの距離が凹部３１の深さｄを形成し、この深さｄは、多数形成された凹部３１についてそれぞれ０．１〜３μｍの範囲内で不規則にばらついている。
【００２５】
複数の凹部３１の第１曲線Ａは、単一の方向に配向されていることが好ましい。このような構成とすることで、半透過反射膜１２で反射された反射光の方向を、正反射の方向から特定の方向へずらすこともできる。その結果、特定縦断面の総合的な反射特性としては、第２曲線Ｂ１周辺の面によって反射される方向の反射率が増加したものとなり、特定の方向に反射光を集中させた反射特性とすることもできる。図７に、上記凹部３１の第１曲線Ａを単一の方向に配向させた半透過反射膜に入射角３０°で外光を照射し、受光角を平坦面Ｓに対する正反射の方向である３０°を中心として半透過反射膜の垂線位置（０°）から６０°まで振った時の受光角（θ°）と明るさ（反射率）との関係を示す。
【００２６】
図７から明らかなように、上記第１曲線Ａが単一方向に配向された半透過反射膜では、反射特性が２０°〜５０°と広い範囲で高く、しかも平坦面Ｓに対する正反射の角度である３０°より小さい受光角における反射率の積分値が、正反射の角度より大きい受光角における反射率の積分値より大きくなっている。すなわち、受光角２０°付近においてより大きな反射強度を得ることができる。
【００２７】
以上のような構成により、カラー液晶表示装置１では、例えば連続的に使用していない待ち受け時や時刻を確認する等の特には精細な表示を必要としない用途では、反射モードで動作させて使用している。
また日中の屋外などの外部環境が明るい場所で使用する場合は、ディスプレイの表面輝度が１００ｎｉｔ（ｃｄ／ｍ２）程度と小さい場合には透過モード単独では見ずらいが、反射モードで動作させれば、外光が液晶表示パネル９に入射すると、金属薄膜などで形成された半透過反射膜１２の開口３２以外の反射領域（反射膜）３３で反射され、液晶表示パネル９を明るく照らし出す。ここで開口３２以外の反射領域上にはカラーフィルタが形成されていない反射部露出部４５とされているので、反射膜上にカラーフィルタが形成された場合よりも反射効率を向上できる。従って、反射モード時では、反射領域３３による明るい白黒の表示を実現できる。また日中の屋外などの外部環境が明るい場所で、視認性及び色再現性のよい精細な表示で見たい場合には、バックライトも併用すれば、（一般的に機器を使用している時には透過動作モードとなりバックライトが点灯する機器仕様が多い）透過モードの機器では視認性が悪い場合であっても反射による明るさと透過モードによる色を合わせた特性が実現できて視認性が一段と向上する。
一方、夜間や暗い室内など外部環境が暗い場所で使用する場合はバックライト５を点灯させて透過モードにするので、バックライト５から照射された照明光Perが半透過反射膜１２の開口（透過領域）３２を透過して液晶表示パネル９を明るく照らし出す。従って、透過モード時では、実質的に透過領域による明るいカラー表示を視ることになる。
【００２８】
本実施形態のカラー液晶表示装置にあっては、開口３２の周囲の反射膜（反射領域）上には上記フィルタが形成されていない反射部露出部４５が設けられたことにより、開口３２の周囲の反射膜上にカラーフィルタが形成された従来タイプに比べて反射効率を向上できるので、透過モード時の表示の明るさが良好で、しかも反射モード時の表示を明るく、鮮明にできる。
また、上記開口の各画素毎の開口率が４０％〜６０％と大きくしても、反射領域はカラーフィルタで覆われず、外部から入射した光の反射強度を大きくできるので、透過モード時の表示を鮮明にできるとともに、反射モード時の表示を明るくできる。
【００２９】
具体例を挙げると、ドット毎のアクティブ率が７５〜８０％、開口３２の各ドット毎の開口率が４０％〜６０％、反射領域３３は全て露出（カラーフィルタで覆われていない）した場合の各ドット毎の割合（反射部率）が１５％〜４０％、の実施例の半透過反射型カラー液晶表示装置では、透過のＮＴＳＣ比は２５〜３５％，透過率は３〜５％程度であり、反射ＮＴＳＣ比はほぼ０％であるが、反射の明るさは拡散性光源下で１０〜５％と良好であった。加えるにバックライトが併用される場合には、透過モードで外部光源下で用いる場合に近い透過ＮＴＳＣ比と、反射モード時の明るい表示を合わせた特性が得られる。
一方、ドット毎のアクティブ率が７５〜８０％、開口３２の各ドット毎の開口率が４０％〜６０％、反射領域３３の各ドット毎の割合（反射部率）が１５％〜４０％、各ドット毎の反射領域３３の露出割合が０％とした以外は上記実施例と同様にした比較例の半透過反射型カラー液晶表示装置では、透過のＮＴＳＣ比は２５〜３５％であり、拡散性光源時の反射の明るさは１〜３．５％程度であり実用性に大きな問題があった。
【００３０】
なお、上述した実施形態では、半透過反射膜１２の各ドット対応領域３６ａに開口３２を一つづつ設け、この開口３２の上に一つのカラーフィルタ（カラーフィルタ１３ｒ又は１３ｇ又は１３ｂ）を設けた場合について説明したが、図８のや図９に示す様に、半透過反射膜１２の各ドット対応領域３６ａに複数（図８では２づつ）の開口３２を設け、これら複数の開口３２の上にそれぞれカラーフィルタを設ける（同じドット内に設ける複数のカラーフィルタの色は同じ色とされる）ようにしてもよい。なお、図８は、開口３２の面積がいずれのドット領域３６ａにおいても同じ大きさにされている（カラーフィルタの色がＲ、Ｇ、Ｂのいずれの色であっても、カラーフィルタの下に形成された開口部の面積は同じ大きさにされている）が、カラーフィルタの色に応じて開口３２の面積が変えられたものであってもよく、例えば図９に示すようにＲのカラーフィルタ１３ｒの下に形成された開口３２の面積ＳＲ、Ｇのカラーフィルタ１３ｇの下に形成された開口３２の面積ＳＧ、Ｂのカラーフィルタ１３ｂの下に形成された開口３２の面積ＳＢとしたとき、ＳＧ＜ＳＢ≦ＳＲとされていてもよい。
また、上述した実施形態では、半透過反射膜に凹部を形成しているが、これ以外にも、半透過反射膜の表面に微細な凸部を多数形成したものにも、全く同様に適用可能である。 また、上述した実施形態では半透過反射型カラー液晶表示装置が、パッシブマトリックス型液晶表示装置である場合について説明したが、本発明に係わる半透過反射型カラー液晶表示装置はＴＦＴ素子やＴＦＤ等をスイッチング素子に用いたアクティブマトリックス型液晶表示装置に適用することも可能で、この場合においても本発明の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態の半透過反射型カラー液晶表示装置を示す断面図。
【図２】図１のカラー液晶表示装置の各画素に備えられた３つのドットの各ドットに形成されたカラーフィルタと、各ドットに対応する半透過反射膜のドット対応領域に形成された開口部の配置を示す平面図。
【図３】図１に示す半透過反射膜の一部分の拡大斜視図。
【図４】図１に示す半透過反射膜の１画素分の拡大平面図。
【図５】図１に示す半透過反射膜に形成された凹部を模式的に示す斜視図。
【図６】図５に示す凹部の縦断面Ｘにおける内面形状を示す断面図。
【図７】図１に示す半透過反射膜の反射特性例を示すグラフ。
【図８】本実施形態のカラー液晶表示装置の各画素に備えられた３つのドットの各ドットに形成されたカラーフィルタと、各ドットに対応する半透過反射膜のドット対応領域に形成された開口部の配置の他の例を示す平面図。
【図９】本実施形態のカラー液晶表示装置の各画素に備えられた３つのドットの各ドットに形成されたカラーフィルタと、各ドットに対応する半透過反射膜のドット対応領域に形成された開口部の配置の他の例を示す平面図。
【符号の説明】
【００３２】
１・・・半透過反射型カラー液晶表示装置、５・・・バックライト（照明装置）、９・・・液晶表示パネル、１２・・・半透過反射膜、１３・・・カラーフィルタ、１３ｃ・・・画素、１３ｒ，１３ｇ，１３ｂ・・・カラーフィルタ（フィルタ）、３１・・・凹部（ディンプル）、３２・・・開口（透過領域）、３３・・・反射領域、３６・・・ドット、３６ａ・・・ドット対応領域、４５・・・反射部露出部、Ｗ・・・重複幅。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半透過反射膜を備えたカラー液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や携帯用ゲーム機などの携帯電子機器では、そのバッテリ駆動時間が使い勝手に大きく影響するために、消費電力を抑えることができる半透過反射型液晶表示装置を表示部として備えている。半透過反射型液晶表示装置には、例えば、その前面から入射する外光を反射させるとともに裏面側のバックライト光を透過させる開口が形成された半透過反射膜などが備えられている。
こうした半透過反射型の液晶表示装置のうち、カラー表示に対応したものは、赤，緑，青の三原色を発色させるカラーフィルタと、これら各々のカラーフィルタに対応する位置にバックライト光を透過させる開口を形成した半透過反射膜を備えている（例えば、特許文献１）。このような従来の半透過反射型カラー液晶表示装置では、上記半透過反射膜の開口の周囲の反射部上にはカラーフィルタが存在している。
モバイル用途の機器では、外光を利用した反射時の見栄えの点で拡散性光源下での反射率は５％以上あることが好ましく、また透過率は搭載する光源の明るさにも依存するが、室内や十分な視認性を得る為には、一般的に透過率は３％以上であることが好ましいとされている。
【特許文献１】特開平１１−１８３８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが従来の半透過反射型カラー液晶表示装置においては、上記開口の各画素毎の開口率が２０％〜２５％であるために、半透過反射膜の画素対応領域における反射領域（反射部）の割合が大きく、このためバックライト光を使用しない反射モード時は明るい表示が得られるが、バックライト光を使用する透過モード時は表示が暗くなってしまう。例えば、上記開口率が２０％〜２５％の場合、反射のＮＴＳＣ（National Television Standards Committee）比は拡散性光源の場合約１５％程度，平行光光源の場合約３０％程度であり、反射明るさは拡散光源の場合５％程度である。 また透過ＮＴＳＣ比は２５〜３５％であるが、透過率は１．５％程度になってしまい透過モードでは十分な明るさを得られない。
そこで、透過モード時に明るく、鮮明な表示を得るために上記開口率を４０％〜約６０％にしたものが考えられている。このようにすると、透過率は３〜５％程度得られるが、反射領域の割合が小さくなるために、反射モード時の表示が暗くなってしまうという問題があった。例えば、上記開口率が４０％〜約６０％の場合、透過のＮＴＳＣ比は２５〜３５％であり透過率は３〜５％程度であるが、反射の明るさは拡散光源で３．５％以下 はなはだしくは１％程度になってしまう。
ここでＮＴＳＣ比とは、カラー表示素子の色再現性を表す指標のひとつで、色度図上で赤・緑・青の３原色の点を結んでできる３角形の面積に対するその表示素子（本発明では液晶表示素子）が示す３原色の点が作る３角形の面積の比で定義される。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、透過モード時の表示の明るさが良好であり、しかも反射モード時の表示が明るく、鮮明にできる半透過反射型カラー液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明によれば、赤，緑，青の３原色光をそれぞれ発色させる赤用フィルタ，緑用フィルタ，青用フィルタのうち、少なくともいずれか１つ以上のカラーフィルタが各画素に設けられた液晶表示パネルと、上記液晶表示パネルを裏面側から照明する照明装置と、上記液晶表示パネルの外側または内側に形成され、上記液晶表示パネルの各画素に対応する位置に光を透過させる開口が各画素に設けるカラーフィルタの数に応じて形成された半透過反射膜とを備えたカラー液晶表示装置であって、
上記各画素に設けられた上記フィルタは、該フィルタが設けられた画素に対応する半透過反射膜の画素対応領域に形成された上記開口上に形成され、該開口の周囲の反射膜上に上記フィルタが実質的に形成されていない反射部露出部が形成されたことを特徴とする半透過反射型カラー液晶表示装置が提供される。
【０００６】
上記の構成の本発明の半透過反射型カラー液晶表示装置においては、上記液晶表示パネルの内に上記半透過反射膜が内蔵され、該半透過反射膜上に上記赤用フィルタ，緑用フィルタ，青用フィルタが直接設けられていてもよい。
上記のいずれかの構成の本発明の半透過型カラー液晶表示装置を平面視したとき、前記半透過反射膜の開口上に形成されたカラーフィルタと、該開口の周囲の反射膜との重複幅が目視で視認されない幅にされていることが好ましい。
このような重複幅としては、１０μｍ以下であれば良く、またアライメント精度を考慮して５μｍ以下とされていることが好ましい。
【０００７】
また、本発明の半透過反射型カラー液晶表示装置においては 上記各画素に設けられたカラーフィルタは、該カラーフィルタが設けられた画素に対応する半透過反射膜の画素対応領域に形成された上記開口上のみに形成されていることが好ましい。
また、上記のいずれかの構成の本発明の半透過反射型カラー液晶表示装置においては、上記開口の各画素毎の開口率が３０％〜７０％であることが好ましく、より好ましくは４０％〜６０％とされる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の半透過反射型カラー液晶表示装置においては、上記開口の周囲の反射膜上には上記フィルタが形成されていない反射部露出部が設けられたことにより、開口の周囲の反射膜上にカラーフィルタが形成された従来タイプに比べて反射効率を向上できるので、透過モード時の表示の明るさが良好で、しかも反射モード時の表示を極めて明るく、鮮明にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態の半透過反射型カラー液晶表示装置の概略を示す拡大断面図である。図２は、図１のカラー液晶表示装置の各画素に備えられた３つのドットの各ドット（サブピクセル）に形成されたカラーフィルタと、各ドットに対応する半透過反射膜のドット対応領域に形成された開口部の配置を示す平面図である。
本実施形態のカラー液晶表示装置１は、液晶層３０を挟持して対向する透明なガラスなどからなる第１の基板（下基板）１０と、第２の基板（上基板）２０とをこれら２枚の基板１０、２０の周縁部に環状に設けられたシール材４０で接着一体化した液晶表示パネル９と、照明装置であるバックライト５とから構成されている。
【００１０】
第１の基板１０の液晶層３０側には順に、半透過反射膜１２に後述する凹部（ディンプル）３１を形成するための有機膜１１と、カラー液晶表示装置１に入射した光を反射させ、またバックライト５からの光を透過させる半透過反射膜１２と、カラー表示を行うためのカラーフィルタ１３と、有機膜１１と半透過反射膜１２を被覆して保護するとともに有機膜１１やカラーフィルタ１３による凹凸を平坦化するための透明なオーバーコート膜１４と、液晶層３０を駆動するための電極層１５と、液晶層３０を構成する液晶分子の配向を制御するための配向膜１６とが積層形成されている。また、第２の基板２０の液晶層３０側には順に、液晶層３０を駆動するための電極層２５、電極層２５による凹凸を平坦化するための透明なオーバーコート膜２４、液晶層３０を構成する液晶分子の配向を制御するための配向膜２６が積層形成されている。
【００１１】
第１の電極１５と第２の電極２５は、いずれも短冊状の平面形状であり、平面視ストライプ状に配列されている。第１の電極１５と第２の電極２５は、光透過性を有する透明電極材料から構成されている。第１の電極１５は図示左右方向に延在している。そして、第１の電極１５の延在方向と第２の電極２５とは平面視において互いに直交するように配置されている。従って、一つの第１の電極１５と一つの第２の電極２５とが交差する位置にそれぞれ液晶表示パネル９の１ドットが形成され、それぞれのドットに対応して後述する３色のカラーフィルタのうち１色のカラーフィルタが配置されるようになっている。
そして、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に発色する３ドットが、図２に示すように液晶表示パネル９の１画素１３ｃを構成している。この液晶表示パネル９には、その平面視においては矩形状の表示領域内に多数の画素１３ｃがマトリックス状に配置された構成とされている。
【００１２】
有機膜１１は、その上に形成されている半透過反射膜１２に凹部３１を与えて反射光を効率よく散乱させるために設けられているものである。このように半透過反射膜１２に凹部３１を形成することにより、カラー液晶表示装置１に入射する外光を効率よく反射することができるため、外光反射による照明時における明るい表示を実現することができる。
【００１３】
半透過反射膜１２は、例えば、アルミニウム又は銀又はこれらの合金など高反射率の金属薄膜などで形成されている。半透過反射膜１２には、液晶表示パネル９の各画素に対応する領域（画素対応領域）に開口３２が形成されている。こうした開口３２は、バックライト（照明装置）５から照射された光が金属薄膜などで形成された半透過反射膜１２を透過できるようにするためのものである。各画素対応領域に形成される開口３２の数は、各画素に設ける上記フィルタの数に応じて設けられている。本実施形態では液晶表示パネル９の各画素毎にカラーフィルタ１３ｒ、１３ｇ、１３ｂが設けられているので、上記画素対応領域は開口３２が３つ設けられている。開口３２の各画素毎の開口率（画素対応領域に形成された開口の面積の合計／画素の面積）が３０％〜７０％が好ましく、より好ましくは４０％〜６０％とされている。
この半透過反射膜１２の開口３２は透過領域として作用し、開口３２の周囲の反射膜（金属薄膜）は反射領域３３として作用する。
この半透過反射膜１２の上には、カラーフィルタ１３が形成されている。
【００１４】
カラーフィルタ１３は、例えば光の三原色である赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３原色をそれぞれ発色させるＲのカラーフィルタ（赤用フィルタ）１３ｒ，Ｇのカラーフィルタ（緑用フィルタ）１３ｇ，Ｂのカラーフィルタ（青用フィルタ）１３ｂからなり、これら３色のカラーフィルタが繰り返しパターンで形成されればよい。各カラーフィルタは、それぞれ対応する第２の電極２５と第１の電極１５の交差する位置の下側に形成され、各画素１３ｃ毎にカラーフィルタ１３ｒ、１３ｇ、１３ｂの組が配置されている。そして、それぞれのカラーフィルタ１３ｒ、１３ｇ、１３ｂと対応する電極を駆動制御することで、画素１３ｃの表示色が制御されるようになっている。
図１と図２に示すようにカラーフィルタ１３ｒ、１３ｇ、１３ｂは、それぞれ、３つの開口３２上に形成されており、すなわち、本実施形態では３つのカラーフィルタと３つの開口３２は一対一対応になっている。ここでの３つの開口３２は、カラーフィルタ１３ｒ、１３ｇ、１３ｂが設けられた画素に対応する半透過反射膜の画素対応領域に形成されたものである。
また、各開口３２の周囲の反射膜（金属薄膜）上はカラーフィルタが形成されていないため、反射膜が露出した反射部露出部４５とされている。
開口３２上に形成されたカラーフィルタと、該開口３２の周囲の反射膜の重複幅Ｗは，目視で視認されない幅にされていることが好ましく、例えば１０μｍ以下であれば良く、アライメント精度を考慮して５μｍ以下とされていることが好ましい。
【００１５】
なお、カラーフィルタ間は隙間が開いているが、この隙間は上記透明なオーバーコート膜１４で埋められているので、液晶層側から視たときにカラーフィルタ間に反射膜が認められる。
本実施形態の液晶表示装置では、半透過反射膜の開口部周囲が透過状態で色の混色を防止する機能を果たすため、従来から知られているブラックマトリクスが不要で、かつ、反射型ではブラックマトリクスの黒パターンが存在しないため、表示画面の明るさを損なうことがない。
本実施形態では各ドット３６に対応する半透過反射膜の各ドット対応領域に開口３２が一つづつ形成されている。開口３２の各ドット毎の開口率（開口の面積／ドットの面積）が３０％〜７０％、好ましくは４０％〜６０％とされている。
【００１６】
第１の基板１０の液晶層３０側と反対側（第１の基板１０の外面側）に、位相差板及び偏光板からなる積層フィルム１８が設けられており、第２の基板２０の液晶層３０側と反対側（第２の基板２０の外面側）には、位相差板２７と、偏光板２８がこの順で積層されている。
また、第１の基板１０の積層フィルム１８の外側には、カラー液晶表示装置１において透過表示を行うための照明装置としてのバックライト５が配設されている。
【００１７】
図３を用いて有機膜１１と半透過反射膜１２について詳しく説明する。
図３は有機膜１１と、その上に形成された半透過反射膜１２を含む部分を示す斜視図である。この図に示すように、有機膜１１の表面には、その内面が球面等の曲面の一部をなす多数の凹部１１ａが左右に重なり合うようにして連続して形成されており、その面上に半透過反射膜１２が積層されている。こうした有機膜１１の表面に形成された凹部１１ａによって、半透過反射膜１２に凹部３１が形成される。また、半透過反射膜１２の一部には矩形の開口３２が形成されている。こうした開口３２は、例えば、エッチングによって形成されればよい。
【００１８】
凹部３１は、例えば深さを０．１μｍ〜３μｍの範囲でランダムに形成し、隣接する凹部３１のピッチを５μｍ〜５０μｍの範囲でランダムに配置し、凹部３１内面の傾斜角を−３０度〜＋３０度の範囲に設定することが望ましい。特に、凹部３１の内面の傾斜角分布を−３０度〜＋３０度の範囲に設定する点、および隣接する凹部３１のピッチを平面全方向に対してランダムに配置する点が特に重要である。なぜならば、仮に隣接する凹部３１のピッチに規則性があると、光の干渉色が出て反射光が色付いてしまうという不具合があるからである。
【００１９】
また、凹部３１の内面の傾斜角分布が−３０度〜３０度の範囲を超えると、反射光の拡散角が広がりすぎて反射強度が低下し、明るい表示が得られない（反射光の拡散角が空気中で３６度以上になり、液晶表示装置内部の反射強度ピークが低下し、全反射ロスが大きくなるからである。）からである。さらに、凹部３１の深さが３μｍを超えると、後工程で凹部３１を平坦化する場合に凸部の頂上が平坦化膜（オーバーコート膜１４）で埋めきれず、所望の平坦性が得られなくなり、表示ムラの原因となる。
【００２０】
隣接する凹部３１のピッチが５μｍ未満の場合、有機膜１１の凹凸形状を形成する加工型の製作上の制約があり、加工時間が極めて長くなる、所望の反射特性が得られるだけの形状が形成できない、干渉光が発生する等の問題が生じる。また、実用上、上記加工型の製作に使用しうる３０μｍ〜１００μｍ径の加工ツールを用いる場合、隣接する凹部３１のピッチを５μｍ〜５０μｍとすることが望ましい。
このような構成によって、半透過反射膜１２はバックライト５からの照明光Perを開口３２で透過させるとともに、凹部３１が多数形成された反射領域３３で外光Ｎを効率よく反射させることができる。
【００２１】
図４は、図３に示す半透過反射膜を上面から見た時の１ドット領域分の詳細な様子を示した拡大平面図である。開口３２は、例えば図４に示したように矩形のドット対応領域３６ａのエッジ３６ｂに寄せられるように形成されていてもよい。
図５に示すように、半透過反射膜１２に形成される凹部３１の特定縦断面Ｘにおける内面形状は、凹部３１の一の周辺部Ｓ１から最深点Ｄに至る第１曲線Ａと、この第１曲線Ａに連続して凹部３１の最深点Ｄから他の周辺部Ｓ２に至る第２曲線Ｂ１とからなる曲線形状である。これらの曲線Ａ，Ｂ１は、凹部３１の最深点Ｄにおいて、ともに平坦面Ｓに対する傾斜角がゼロとなり、互いに接続されている。
【００２２】
第１曲線Ａの平坦面Ｓに対する傾斜角は、第２曲線Ｂ１の傾斜角よりも急であって、最深点Ｄは、凹部３１の中心Ｏからｘ方向にずれた位置にある。すなわち、第１曲線Ａの平坦面Ｓに対する傾斜角の絶対値の平均値は、第２曲線Ｂ１の平坦面Ｓに対する傾斜角の絶対値の平均値より大きくなっている。本実施形態においても、複数形成された各々の凹部３１を構成する第１曲線Ａの傾斜角の絶対値の平均値は、１〜８９°の範囲で互いに不規則にばらついていることが好ましい。また、各々の凹部３１の第２曲線Ｂ１の傾斜角の絶対値の平均値も、０．５〜８８°の範囲で互いに不規則にばらついていることが好ましい。
【００２３】
上記両曲線Ａ，Ｂ１の傾斜角は、凹部３１の周辺部から最深点Ｄに至るまでなだらかに変化しているので、図５，６に示す第１曲線Ａの最大傾斜角δａは（絶対値）は、第２曲線Ｂ１の最大傾斜角δbよりも大きくなっている。また、第１曲線Ａと、第２曲線Ｂ１とが接する最深点Ｄの平坦面Ｓに対する傾斜角はゼロとなっており、この最深点Ｄにおいて傾斜角の正負が異なる両曲線Ａ，Ｂ１がなだらかに連続している。
【００２４】
例えば、各々の凹部３１の最大傾斜角δａは、２〜９０°の範囲内で不規則にばらついている。しかし、多くの凹部３１は最大傾斜角δａが４〜３５°の範囲内で不規則にばらついている。また、図５，６に示す凹部３１は、その凹面が単一の極小点（傾斜角がゼロとなる曲面上の点）Ｄを有している。そしてこの極小点Ｄと平坦面Ｓとの距離が凹部３１の深さｄを形成し、この深さｄは、多数形成された凹部３１についてそれぞれ０．１〜３μｍの範囲内で不規則にばらついている。
【００２５】
複数の凹部３１の第１曲線Ａは、単一の方向に配向されていることが好ましい。このような構成とすることで、半透過反射膜１２で反射された反射光の方向を、正反射の方向から特定の方向へずらすこともできる。その結果、特定縦断面の総合的な反射特性としては、第２曲線Ｂ１周辺の面によって反射される方向の反射率が増加したものとなり、特定の方向に反射光を集中させた反射特性とすることもできる。図７に、上記凹部３１の第１曲線Ａを単一の方向に配向させた半透過反射膜に入射角３０°で外光を照射し、受光角を平坦面Ｓに対する正反射の方向である３０°を中心として半透過反射膜の垂線位置（０°）から６０°まで振った時の受光角（θ°）と明るさ（反射率）との関係を示す。
【００２６】
図７から明らかなように、上記第１曲線Ａが単一方向に配向された半透過反射膜では、反射特性が２０°〜５０°と広い範囲で高く、しかも平坦面Ｓに対する正反射の角度である３０°より小さい受光角における反射率の積分値が、正反射の角度より大きい受光角における反射率の積分値より大きくなっている。すなわち、受光角２０°付近においてより大きな反射強度を得ることができる。
【００２７】
以上のような構成により、カラー液晶表示装置１では、例えば連続的に使用していない待ち受け時や時刻を確認する等の特には精細な表示を必要としない用途では、反射モードで動作させて使用している。
また日中の屋外などの外部環境が明るい場所で使用する場合は、ディスプレイの表面輝度が１００ｎｉｔ（ｃｄ／ｍ２）程度と小さい場合には透過モード単独では見ずらいが、反射モードで動作させれば、外光が液晶表示パネル９に入射すると、金属薄膜などで形成された半透過反射膜１２の開口３２以外の反射領域（反射膜）３３で反射され、液晶表示パネル９を明るく照らし出す。ここで開口３２以外の反射領域上にはカラーフィルタが形成されていない反射部露出部４５とされているので、反射膜上にカラーフィルタが形成された場合よりも反射効率を向上できる。従って、反射モード時では、反射領域３３による明るい白黒の表示を実現できる。また日中の屋外などの外部環境が明るい場所で、視認性及び色再現性のよい精細な表示で見たい場合には、バックライトも併用すれば、（一般的に機器を使用している時には透過動作モードとなりバックライトが点灯する機器仕様が多い）透過モードの機器では視認性が悪い場合であっても反射による明るさと透過モードによる色を合わせた特性が実現できて視認性が一段と向上する。
一方、夜間や暗い室内など外部環境が暗い場所で使用する場合はバックライト５を点灯させて透過モードにするので、バックライト５から照射された照明光Perが半透過反射膜１２の開口（透過領域）３２を透過して液晶表示パネル９を明るく照らし出す。従って、透過モード時では、実質的に透過領域による明るいカラー表示を視ることになる。
【００２８】
本実施形態のカラー液晶表示装置にあっては、開口３２の周囲の反射膜（反射領域）上には上記フィルタが形成されていない反射部露出部４５が設けられたことにより、開口３２の周囲の反射膜上にカラーフィルタが形成された従来タイプに比べて反射効率を向上できるので、透過モード時の表示の明るさが良好で、しかも反射モード時の表示を明るく、鮮明にできる。
また、上記開口の各画素毎の開口率が４０％〜６０％と大きくしても、反射領域はカラーフィルタで覆われず、外部から入射した光の反射強度を大きくできるので、透過モード時の表示を鮮明にできるとともに、反射モード時の表示を明るくできる。
【００２９】
具体例を挙げると、ドット毎のアクティブ率が７５〜８０％、開口３２の各ドット毎の開口率が４０％〜６０％、反射領域３３は全て露出（カラーフィルタで覆われていない）した場合の各ドット毎の割合（反射部率）が１５％〜４０％、の実施例の半透過反射型カラー液晶表示装置では、透過のＮＴＳＣ比は２５〜３５％，透過率は３〜５％程度であり、反射ＮＴＳＣ比はほぼ０％であるが、反射の明るさは拡散性光源下で１０〜５％と良好であった。加えるにバックライトが併用される場合には、透過モードで外部光源下で用いる場合に近い透過ＮＴＳＣ比と、反射モード時の明るい表示を合わせた特性が得られる。
一方、ドット毎のアクティブ率が７５〜８０％、開口３２の各ドット毎の開口率が４０％〜６０％、反射領域３３の各ドット毎の割合（反射部率）が１５％〜４０％、各ドット毎の反射領域３３の露出割合が０％とした以外は上記実施例と同様にした比較例の半透過反射型カラー液晶表示装置では、透過のＮＴＳＣ比は２５〜３５％であり、拡散性光源時の反射の明るさは１〜３．５％程度であり実用性に大きな問題があった。
【００３０】
なお、上述した実施形態では、半透過反射膜１２の各ドット対応領域３６ａに開口３２を一つづつ設け、この開口３２の上に一つのカラーフィルタ（カラーフィルタ１３ｒ又は１３ｇ又は１３ｂ）を設けた場合について説明したが、図８のや図９に示す様に、半透過反射膜１２の各ドット対応領域３６ａに複数（図８では２づつ）の開口３２を設け、これら複数の開口３２の上にそれぞれカラーフィルタを設ける（同じドット内に設ける複数のカラーフィルタの色は同じ色とされる）ようにしてもよい。なお、図８は、開口３２の面積がいずれのドット領域３６ａにおいても同じ大きさにされている（カラーフィルタの色がＲ、Ｇ、Ｂのいずれの色であっても、カラーフィルタの下に形成された開口部の面積は同じ大きさにされている）が、カラーフィルタの色に応じて開口３２の面積が変えられたものであってもよく、例えば図９に示すようにＲのカラーフィルタ１３ｒの下に形成された開口３２の面積ＳＲ、Ｇのカラーフィルタ１３ｇの下に形成された開口３２の面積ＳＧ、Ｂのカラーフィルタ１３ｂの下に形成された開口３２の面積ＳＢとしたとき、ＳＧ＜ＳＢ≦ＳＲとされていてもよい。
また、上述した実施形態では、半透過反射膜に凹部を形成しているが、これ以外にも、半透過反射膜の表面に微細な凸部を多数形成したものにも、全く同様に適用可能である。 また、上述した実施形態では半透過反射型カラー液晶表示装置が、パッシブマトリックス型液晶表示装置である場合について説明したが、本発明に係わる半透過反射型カラー液晶表示装置はＴＦＴ素子やＴＦＤ等をスイッチング素子に用いたアクティブマトリックス型液晶表示装置に適用することも可能で、この場合においても本発明の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態の半透過反射型カラー液晶表示装置を示す断面図。
【図２】図１のカラー液晶表示装置の各画素に備えられた３つのドットの各ドットに形成されたカラーフィルタと、各ドットに対応する半透過反射膜のドット対応領域に形成された開口部の配置を示す平面図。
【図３】図１に示す半透過反射膜の一部分の拡大斜視図。
【図４】図１に示す半透過反射膜の１画素分の拡大平面図。
【図５】図１に示す半透過反射膜に形成された凹部を模式的に示す斜視図。
【図６】図５に示す凹部の縦断面Ｘにおける内面形状を示す断面図。
【図７】図１に示す半透過反射膜の反射特性例を示すグラフ。
【図８】本実施形態のカラー液晶表示装置の各画素に備えられた３つのドットの各ドットに形成されたカラーフィルタと、各ドットに対応する半透過反射膜のドット対応領域に形成された開口部の配置の他の例を示す平面図。
【図９】本実施形態のカラー液晶表示装置の各画素に備えられた３つのドットの各ドットに形成されたカラーフィルタと、各ドットに対応する半透過反射膜のドット対応領域に形成された開口部の配置の他の例を示す平面図。
【符号の説明】
【００３２】
１・・・半透過反射型カラー液晶表示装置、５・・・バックライト（照明装置）、９・・・液晶表示パネル、１２・・・半透過反射膜、１３・・・カラーフィルタ、１３ｃ・・・画素、１３ｒ，１３ｇ，１３ｂ・・・カラーフィルタ（フィルタ）、３１・・・凹部（ディンプル）、３２・・・開口（透過領域）、３３・・・反射領域、３６・・・ドット、３６ａ・・・ドット対応領域、４５・・・反射部露出部、Ｗ・・・重複幅。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤，緑，青の３原色光をそれぞれ発色させる赤用フィルタ，緑用フィルタ，青用フィルタのうち、少なくともいずれか１つ以上のカラーフィルタが各画素に設けられた液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを裏面側から照明する照明装置と、前記液晶表示パネルの外側または内側に形成され、前記液晶表示パネルの各画素に対応する位置に光を透過させる開口が各画素に設けるカラーフィルタの数に応じて形成された半透過反射膜とを備えたカラー液晶表示装置であって、
前記各画素に設けられた前記カラーフィルタは、該カラーフィルタが設けられた画素に対応する半透過反射膜の画素対応領域に形成された前記開口上に形成され、該開口の周囲の反射膜上は前記カラーフィルタが実質的に形成されていない反射部露出部とされたことを特徴とする半透過反射型カラー液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶表示パネル内に前記半透過反射膜が内蔵され、該半透過反射膜上に前記赤用フィルタ，緑用フィルタ，青用フィルタが直接設けられたことを特徴とする請求項１に記載の半透過反射型カラー液晶表示装置。
【請求項３】
前記半透過型カラー液晶表示装置を平面視したとき、前記半透過反射膜の開口上に形成されたカラーフィルタと、該開口の周囲の反射膜との重複幅が目視で視認されない幅にされていることを特徴とする請求項１又は２記載の半透過反射型カラー液晶表示装置。
【請求項４】
前記半透過反射膜の開口上に形成されたカラーフィルタと前記開口の周囲の反射膜反射膜との重複幅が１０μｍ以下である請求項１、２又は３記載の半透過反射型カラー液晶表示素子。
【請求項５】
前記各画素に設けられたカラーフィルタは、該カラーフィルタが設けられた画素に対応する半透過反射膜の画素対応領域に形成された前記開口上のみに形成されたことを特徴とする請求項１記載の半透過反射型カラー液晶表示装置。
【請求項６】
前記開口の各画素毎の開口率が４０％〜６０％であることを特徴する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の半透過反射型カラー液晶表示装置。
【請求項１】
赤，緑，青の３原色光をそれぞれ発色させる赤用フィルタ，緑用フィルタ，青用フィルタのうち、少なくともいずれか１つ以上のカラーフィルタが各画素に設けられた液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを裏面側から照明する照明装置と、前記液晶表示パネルの外側または内側に形成され、前記液晶表示パネルの各画素に対応する位置に光を透過させる開口が各画素に設けるカラーフィルタの数に応じて形成された半透過反射膜とを備えたカラー液晶表示装置であって、
前記各画素に設けられた前記カラーフィルタは、該カラーフィルタが設けられた画素に対応する半透過反射膜の画素対応領域に形成された前記開口上に形成され、該開口の周囲の反射膜上は前記カラーフィルタが実質的に形成されていない反射部露出部とされたことを特徴とする半透過反射型カラー液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶表示パネル内に前記半透過反射膜が内蔵され、該半透過反射膜上に前記赤用フィルタ，緑用フィルタ，青用フィルタが直接設けられたことを特徴とする請求項１に記載の半透過反射型カラー液晶表示装置。
【請求項３】
前記半透過型カラー液晶表示装置を平面視したとき、前記半透過反射膜の開口上に形成されたカラーフィルタと、該開口の周囲の反射膜との重複幅が目視で視認されない幅にされていることを特徴とする請求項１又は２記載の半透過反射型カラー液晶表示装置。
【請求項４】
前記半透過反射膜の開口上に形成されたカラーフィルタと前記開口の周囲の反射膜反射膜との重複幅が１０μｍ以下である請求項１、２又は３記載の半透過反射型カラー液晶表示素子。
【請求項５】
前記各画素に設けられたカラーフィルタは、該カラーフィルタが設けられた画素に対応する半透過反射膜の画素対応領域に形成された前記開口上のみに形成されたことを特徴とする請求項１記載の半透過反射型カラー液晶表示装置。
【請求項６】
前記開口の各画素毎の開口率が４０％〜６０％であることを特徴する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の半透過反射型カラー液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−３０２５５（Ｐ２００６−３０２５５Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２０４４６２（Ｐ２００４−２０４４６２）
【出願日】平成１６年７月１２日（２００４．７．１２）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月１２日（２００４．７．１２）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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