JPH11295707A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】カラーフィルタにそれぞれ対応する各領域から
の出射光である赤、緑、青の着色光の色バランスを良く
し、これらの各色の着色光の混色により表示される白の
帯色をほとんど無くして、良好な色品質のカラー画像を
表示する。 【解決手段】赤、緑、青のカラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，
７Ｂのうちの緑色フィルタ７Ｇおよび青色フィルタ７Ｂ
に対応させて液晶層厚調整膜８を設け、赤色フィルタ７
Ｒに対応する領域の液晶層厚ｄＲと、緑色フィルタｄＧ
に対応する領域の液晶層厚ｄＧと、青色フィルタ７Ｂに
対応する領域の液晶層厚ｄＢとを、これらの各領域に入
射し前記カラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを透過してそ
の着色膜の色に着色するとともに液晶層１０を透過して
前記各領域から出射する各色の着色光の混色により表示
される色が白になるように設定した。

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、透過波長帯域が
互いに異なる３色の着色膜を備えた液晶表示素子に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子には、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
示素子は、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
複数のアクティブ素子と、このアクティブ素子に信号を
供給するための信号供給配線とを設け、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それぞ
れ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。

【０００３】また、液晶表示素子には、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、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素子
は、そのいずれかの基板の内面に、透過波長帯域が互い
に異なる３色の着色膜（例えば赤、緑、青の３色のカラ
ーフィルタ）を各画素領域にそれぞれ対応させて設けた
構成となっている。

【０００４】そして、従来の液晶表示素子では、その各
画素領域の全域から前記着色膜の色に着色した着色光が
出射するように、前記３色の着色膜をそれぞれ、その着
色膜が対応する画素領域の全域に対応する面積に形成す
るとともに、前記着色膜での光の吸収を少なくして明る
い表示を得るために、前記３色の着色膜をそれぞれ、膜
厚の薄い透過率の着色膜としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
着色膜を備えた液晶表示素子は、前記３色の着色膜にそ
れぞれ対応する各領域からの出射光である３色の着色光
の色バランスが悪く、これらの各色の着色光の混色によ
り表示される白の表示が色を帯びてしまうという問題を
もっていた。

【０００６】すなわち、例えば前記３色の着色膜が赤、
緑、青の３色のカラーフィルタである場合、白は、赤色
フィルタに対応する領域からの出射光である赤色光と、
緑色フィルタに対応する領域からの出射光である緑色光
と、青色フィルタに対応する領域からの出射光である青
色光との加法混色により表示されるが、従来の液晶表示
素子では、赤、緑、青の着色光の混色により表示される
白が、緑がかった色になる。

【０００７】この発明は、３色の着色膜にそれぞれ対応
する各領域からの出射光である３色の着色光の色バラン
スを良くし、これらの各色の着色光の混色により表示さ
れる白の帯色をほとんど無くして、良好な色品質のカラ
ー画像を表示することができる液晶表示素子を提供する
ことを目的としたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の液晶表示素子
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
それぞれ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、いずれかの基板の内面に前記各画素領域
にそれぞれ対応させて透過波長帯域が互いに異なる３色
の着色膜が設けられるとともに、いずれかの基板の内面
に、前記着色膜のうちの少なくとも中波長帯域の光が透
過する着色膜と短波長帯域の光が透過する着色膜とにそ
れぞれ対応させて、これらの着色膜に対応する領域の液
晶層の層厚を調整する液晶層厚調整膜が設けられてお
り、長波長帯域の光が透過する着色膜に対応する領域の
液晶層厚と、中波長帯域の光が透過する着色膜に対応す
る領域の液晶層厚と、短波長帯域の光が透過する着色膜
に対応する領域の液晶層厚とが、これらの各領域に入射
し前記着色膜を透過してその着色膜の色に着色するとと
もに前記液晶層を透過して前記各領域から出射する各色
の着色光の混色により表示される色が白になるように設
定されていることを特徴とするものである。

【０００９】すなわち、この発明の液晶表示素子は、３
色の着色膜にそれぞれ対応する各領域に入射し前記着色
膜を透過してその色に着色するとともに液晶層を透過し
て前記各領域から出射する各色の着色光の透過率を、こ
れらの各領域の液晶層厚に対応した透過率の波長依存性
により調整するようにしたものであり、上記のように、
いずれかの基板の内面に、前記３色の着色膜のうちの少
なくとも中波長帯域の光が透過する着色膜と短波長帯域
の光が透過する着色膜とにそれぞれ対応させて液晶層厚
調整膜を設け、長波長帯域の光が透過する着色膜に対応
する領域の液晶層厚と、中波長帯域の光が透過する着色
膜に対応する領域の液晶層厚と、短波長帯域の光が透過
する着色膜に対応する領域の液晶層厚とを、これらの各
領域に入射し前記着色膜を透過してその着色膜の色に着
色するとともに前記液晶層を透過して前記各領域から出
射する各色の着色光の透過率を調整しているので、３色
の着色膜にそれぞれ対応する各領域からの出射光である
３色の着色光の色バランスを良くし、これらの各色の着
色光の混色により表示される白の帯色をほとんど無くし
て、良好な色品質のカラー画像を表示することができ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】この発明の液晶表示素子は、上記
のように、いずれかの基板の内面に、３色の着色膜のう
ちの少なくとも中波長帯域の光が透過する着色膜と短波
長帯域の光が透過する着色膜とにそれぞれ対応させて液
晶層厚調整膜を設け、長波長帯域の光が透過する着色膜
に対応する領域の液晶層厚と、中波長帯域の光が透過す
る着色膜に対応する領域の液晶層厚と、短波長帯域の光
が透過する着色膜に対応する領域の液晶層厚とを、これ
らの各領域に入射し前記着色膜を透過してその着色膜の
色に着色するとともに前記液晶層を透過して前記各領域
から出射する各色の着色光の透過率を調整することによ
り、前記３色の着色膜にそれぞれ対応する各領域からの
出射光である３色の着色光の色バランスを良くし、これ
らの各色の着色光の混色により表示される白の帯色をほ
とんど無くして、良好な色品質のカラー画像を表示する
ようにしたものである。

【００１１】この発明の液晶表示素子において、前記長
波長帯域の光が透過する着色膜に対応する領域の液晶層
厚と、前記中長波長帯域の光が透過する着色膜に対応す
る領域の液晶層厚と、前記短波長帯域の光が透過する着
色膜が対応する領域の液晶層厚とは、それぞれの着色膜
を透過する各波長帯域の光の透過率がそれぞれの最大と
なるように設定するのが望ましく、このように各領域の
液晶層厚を設定すれば、３色の着色光の色バランスが良
く、これらの各色の着色光の混色により表示される白の
帯色がほとんど無い、良好な色品質のカラー画像を表示
するとともに、その表示を明るくすることができる。

【００１２】また、この発明の液晶表示素子において
は、前記３色の着色膜をそれぞれ画素領域の面積よりも
小さい面積に形成し、前記画素領域の前記着色膜に対応
しない領域を非着色光出射領域としてもよく、このよう
にすれば、画素領域を透過する光のうちの前記着色膜に
対応する領域を透過する光だけが着色膜によりその透過
波長帯域以外の波長光を吸収されて着色し、非着色光出
射領域を透過する光は着色膜による吸収を受けずに透過
して、前記着色膜に対応する領域からの出射光である着
色光と、前記非着色光出射領域からの出射光である高輝
度の非着色光とにより高輝度のカラー画素が表示される
ため、十分な明るさのカラー画像を表示することができ
る。

【００１３】このように前記３色の着色膜をそれぞれ画
素領域の面積よりも小さい面積に形成する場合は、いず
れかの基板の内面に、全ての画素領域の非着色光出射領
域に対応させて、この非着色光出射領域の液晶層の層厚
を調整する第２の液晶層厚調整膜を設け、前記非着色光
出射領域の液晶層厚を、光の透過率がほぼ最大となるよ
うに設定するのが望ましい。

【００１４】このようにすれば、各画素領域の前記非着
色光出射領域からより高輝度の非着色光を出射させると
ともに、透過率の波長依存性による前記非着色光の帯色
をほとんど無くして、表示の明るさおよび色品質をより
向上させることができる。

【００１５】さらに、前記３色の着色膜をそれぞれ画素
領域の面積よりも小さい面積に形成する場合は、前記３
色の着色膜の膜厚と面積をそれぞれ、表色系上での第1
の色の着色膜を透過した着色光の色座標と、第２の色の
着色膜を透過した着色光の色座標と、第３の色の着色膜
を透過した着色光の色座標とを結ぶ三角形で囲まれた色
範囲の面積がほぼ極大となり、それぞれの着色光の混合
光のクロマ（Ｃ＊）がほぼ極小となる値に設定するのが
望ましく、このように３色の着色膜の膜厚と面積を設定
すれば、これらの着色膜を透過した各色の着色光の色バ
ランスを良くし、その色バランスを上述した各領域の液
晶層厚に対応した透過率の波長依存性によりさらに調整
して、良好な色品質で、十分な明るさのカラー画像を表
示することができる。

【００１６】なお、例えば前記３色の着色膜が赤、緑、
青の３色のカラーフィルタである場合は、赤色フィルタ
の膜厚ｔＲと、緑色フィルタの膜厚ｔＧと、青色フィル
タの膜厚ｔＢとを、ｔＧ＜ｔＲ＜ｔＢの関係に設定し、
前記赤色フィルタの面積ｓＲと、前記緑色フィルタの面
積ｓＧと、前記青色フィルタの面積ｓＢとを、ｓＲ＞ｓ
Ｂ＞ｓＧの関係に設定すればよく、このように各色のカ
ラーフィルタの膜厚と面積を設定すれば、前記表色系上
での前記色範囲の面積を大きくし、赤色光と緑色光と青
色光との混合光のクロマ（Ｃ＊）を小さくすることがで
きる。

【００１７】また、この発明の液晶表示素子において
は、前記３色の着色膜を膜厚の薄い高透過率の着色膜と
し、これらの着色膜をそれぞれ前記画素領域のほぼ全域
に対応する面積に形成して、前記液晶層厚調整膜を前記
着色膜のほぼ全体に対応させて設けてもよく、その場合
も、各画素領域のうちの前記着色膜に対応する領域の液
晶層をそれぞれ上述したように設定することにより、各
画素領域の着色膜対応領域からの出射光である３色の着
色光の色バランスを良くし、これらの各色の着色光の混
色により表示される白の帯色をほとんど無くして、良好
な色品質のカラー画像を表示することができる。

【００１８】さらに、この発明は、バックライトからの
光を利用して表示する透過型の液晶表示素子にも、背面
側に反射手段を備え、自然光や室内光等の外光を利用し
て表示する反射型の液晶表示素子にも適用できるもので
あり、反射型の液晶表示素子であっても、良好な色品質
のカラー画像を表示することができる。

【００１９】

【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は液晶表示素子の一部分の断面図、図２は
前記液晶表示素子の出射光の分光分布特性を示す図、図
３はＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系での赤、緑、青
の着色光の色座標およびそれらを結ぶ三角形で囲まれた
色範囲と混合光の色座標を示す図である。

【００２０】この実施例の液晶表示素子は、アクティブ
マトリックス方式のＴＮ（ツイステッドネマティック）
型液晶表示素子であり、図１のように、液晶層１０をは
さんで対向する一対の透明基板（例えばガラス基板）
１，２のうちの一方の基板、例えば背面側基板２の内面
には、マトリックス状に配列する複数の透明な画素電極
３と、これらの画素電極３にそれぞれ接続された複数の
アクティブ素子（図示せず）と、このアクティブ素子に
信号を供給するための信号供給配線（図示せず）とが設
けられ、他方の基板、例えば前面側基板１の内面には、
前記複数の画素電極３と対向する部分によりそれぞれ画
素領域Ａを形成する一枚膜状の透明な対向電極４が設け
らている。

【００２１】なお、前記一対の基板１，２は、その周縁
部において図示しない枠状シール材を介して接合されて
おり、液晶層１０は、両基板１，２間の前記シール材で
囲まれた領域にネマティック液晶を封入して形成されて
いる。

【００２２】図では省略したが、前記アクティブ素子
は、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）であり、このＴ
ＦＴは、背面側基板２面に形成されたゲート電極と、こ
のゲート電極を覆うゲート絶縁膜と、このゲート絶縁膜
の上に前記ゲート電極と対向させて形成されたｉ型半導
体膜と、このｉ型半導体膜の両側部の上にｎ型半導体膜
を介して形成されたソース電極およびドレイン電極とか
らなっている。なお、前記ゲート絶縁膜（透明膜）は、
背面側基板２のほぼ全面にわたって形成されている。

【００２３】また、前記信号供給配線は、前記ＴＦＴに
ゲート信号およびデータ信号を供給するためのゲート信
号供給配線およびデータ信号供給配線であり、ゲート信
号供給配線は、背面側基板１面に前記ＴＦＴのゲート電
極と一体に形成され、その端子部を除いて前記ゲート絶
縁膜により覆われている。また、前記データ信号供給配
線は、前記ゲート絶縁膜の上に形成され、前記ＴＦＴの
ドレイン電極に接続されている。

【００２４】そして、前記画素電極３は、前記ゲート絶
縁膜の上に形成されており、この画素電極３に前記ＴＦ
Ｔのソース電極が接続されている。また、この背面側基
板２の内面には、画素電極３の配列領域を覆って配向膜
５が設けられている。

【００２５】一方、前面側基板１の内面には、前記各画
素領域（各画素電極３と対向電極４とが互いに対向する
領域）Ａの間の領域に対応する遮光膜（ブラックマス
ク）６形成されるとともに、透過波長帯域が互いに異な
る３色の着色膜、例えば赤、緑、青の３色のカラーフィ
ルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂが、前記各画素領域Ａにそれぞれ
対応させて設けられている。

【００２６】これらのカラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ
はいずれも前記画素領域Ａの面積よりも小さい面積に形
成されており、また、赤、緑、青の各色のカラーフィル
タ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの膜厚と面積はそれぞれ、図３に示
したＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系におけるａ＊ｂ
＊面上での赤色フィルタ７Ｒを透過した赤色光の色座標
ＲＣと、緑色フィルタ７Ｇを透過した緑色光の色座標Ｇ
Ｃと、青色フィルタ７Ｂを透過した青色光の色座標ＢＣ
とを結ぶ三角形で囲まれた色範囲の面積がほぼ極大とな
り、色座標ＷＣで示される前記赤色光と緑色光と青色光
との混合光のクロマ（Ｃ＊）がほぼ極小となる値に設定
されている。

【００２７】すなわち、赤、緑、青のカラーフィルタ７
Ｒ，７Ｇ，７Ｂのうち、長波長帯域の光が透過する赤色
フィルタ７Ｒの膜厚をｔＲ、その面積をｓＲとし、中間
波長帯域の光が透過する緑色フィルタ７Ｇの膜厚をｔ
Ｇ、その面積をｓＧとし、短波長帯域の光が透過する青
色フィルタ７Ｂの膜厚をｔＢ、その面積をｓＢとする
と、この実施例では、ｔＧ＜ｔＲ＜ｔＢの関係に設定
し、ｓＲ＞ｓＢ＞ｓＧの関係に設定することにより、前
記表色系での赤、緑、青の各色の光の色座標ＲＣ，Ｇ
Ｃ，ＢＣの各点を結ぶ三角形で囲まれた色範囲の面積を
大きくとるとともに、前記表色系での前記赤色光と緑色
光と青色光との混合光（白色光）のクロマ（Ｃ＊）を小
さくしている。

【００２８】前記表色系におけるａ＊ｂ＊面上での前記
色範囲の面積は、望ましくは７５０以上であり、また、
前記混合光のクロマ（Ｃ＊）（ａ＊＝０，ｂ＊＝０のＣ
光源からの距離）は、望ましくは１．５以下の値であ
る。

【００２９】前記赤、緑、青のカラーフィルタ７Ｒ，７
Ｇ，７Ｂの膜厚と面積について具体的に説明すると、こ
の実施例では、赤色フィルタ７Ｒの膜厚ｔＲと、緑色フ
ィルタ７Ｇの膜厚ｔＧと、青色フィルタ７Ｂの膜厚ｔＢ
とを、 赤色フィルタ膜厚ｔＲ＝０．９〜１．２μｍ 緑色フィルタ膜厚ｔＧ＝０．８〜１．１μｍ 青色フィルタ膜厚ｔＢ＝１．１〜１．４μｍ とし、赤色フィルタ７Ｒの面積ｓＲと、緑色フィルタ７
Ｇの面積ｓＧと、青色フィルタ７Ｂの面積ｓＢとを、前
記画素領域Ａの面積を１００％としたとき、 赤色フィルタ面積ｓＲ＝９０〜９５％ 緑色フィルタ面積ｓＧ＝６０〜６５％ 青色フィルタ面積ｓＢ＝７５〜８０％ としている。

【００３０】このように、前記赤、緑、青のカラーフィ
ルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂは、いずれも画素領域Ａの面積よ
り小さい面積に形成されており、したがって、各画素領
域Ａ内のカラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂに対応する領
域（以下、フィルタ対応領域という）ａだけが着色光の
出射領域であり、各画素領域Ａ内のカラーフィルタ７
Ｒ，７Ｇ，７Ｂに対応しない領域ｂは、液晶表示素子に
その前面から入射し後述する反射手段により反射されて
液晶表示素子の前面に出射する光を着色することなく透
過させる非着色光出射領域となっている。

【００３１】なお、この実施例では、各色のカラーフィ
ルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂをそれぞれ、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非着色
光出射領域ｂとなっている。

【００３２】さらに、この前面側基板１の内面には、前
記カラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂのうちの中波長帯域
の光が透過する緑色フィルタ７Ｇと、短波長帯域の光が
透過する青色フィルタ７Ｂとにそれぞれ対応させて、こ
れらのカラーフィルタ７Ｇ，７Ｂに対応するフィルタ対
応領域ａの液晶層１０の層厚を調整する液晶層厚調整膜
８が設けられるとともに、全ての画素領域Ａの非着色光
出射領域ｂに対応させて、この非着色光出射領域ｂの液
晶層１０の層厚を調整する第２の液晶層厚調整膜８ａが
設けられている。

【００３３】これらの液晶層厚調整膜８，８ａはそれぞ
れ、波長依存性がほとんど無く、透過率がほぼ１００％
と極めて高い、無色の透明樹脂からなっており、前記緑
色フィルタ７Ｇおよび青色フィルタ７Ｂに対応する液晶
層厚調整膜８は、これらのカラーフィルタ７Ｇ，７Ｂの
上にその全面にわたって形成され、前記非着色光出射領
域ｂに対応する第２の液晶層厚調整膜８ａは、前面側基
板１面に、全ての画素領域Ａの非着色光出射領域ｂおよ
び隣り合う画素領域Ａの間の領域の全域に対応させて形
成されている。

【００３４】なお、前記液晶層厚調整膜８，８ａは、顔
料を含まない無色の光硬化型樹脂を用いて形成するのが
好ましく、光硬化型樹脂を用いれば、この液晶層厚調整
膜８，８ａを、カラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの形成
プロセスを利用して形成することができる。

【００３５】すなわち、前記赤、緑、青のカラーフィル
タ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂは、一般に知られているように、顔
料を分散させた光硬化型樹脂を基板１上に塗布してフォ
トリソグラフィ法によりパターニングすることにより形
成するが、前記液晶層厚調整膜８，８ａの材料に前記顔
料を含まない無色の光硬化型樹脂を用いれば、この液晶
層厚調整膜８，８ａも、前記カラーフィルタ７Ｒ，７
Ｇ，７Ｂの形成プロセスを利用して形成することができ
る。

【００３６】前記カラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂと液
晶層厚調整膜８，８ａは、まず赤、緑、青のカラーフィ
ルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを順次形成し、その後に、緑色フ
ィルタ７Ｇ上の液晶層厚調整膜８と、青色フィルタ７Ｂ
上の液晶層厚調整膜８と、非着色光出射領域ｂに対応す
る第２の液晶層厚調整膜８ａとを順次形成する方法で形
成してもよく、その場合の全てのカラーフィルタ７Ｒ，
７Ｇ，７Ｂと液晶層厚調整膜８，８ａを形成するのに必
要なパターニング工程は計６回である。

【００３７】また、前記緑色フィルタ７Ｇとその上の液
晶層厚調整膜８、および前記青色フィルタ７Ｂとその上
に形成する液晶層厚調整膜８は、それぞれ、顔料を分散
させた光硬化型樹脂と無色の光硬化型樹脂とを重ねて塗
布し、その両方を同時にパターニングすることにより形
成してもよく、この方法によれば、赤色フィルタ７Ｒの
パターニングと、緑色フィルタ７Ｇおよびその上の液晶
層厚調整膜８のパターニングと、青色フィルタ７Ｂおよ
びその上の液晶層厚調整膜８のパターニングと、非着色
光出射領域ｂに対応する第２の液晶層厚調整膜８ａのパ
ターニングとの計４回のパターニング工程で、全てのカ
ラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂと液晶層厚調整膜８，８
ａを形成することができる。

【００３８】前記対向電極４は、赤色フィルタ７Ｒと、
緑色フィルタ７Ｇおよび青色フィルタ７Ｂの上に形成さ
れた前記液晶層厚調整膜８と、全ての画素領域Ａの非着
色光出射領域ｂに対応する前記第２の液晶層厚調整膜８
ａとの上に、これらの領域全体にわたって形成されてお
り、その上に配向膜９が設けられている。

【００３９】上記一対の基板１，２の内面にそれぞれ設
けられた前記配向膜９，５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１０の液晶分子は、前面側基板
１の配向膜９と背面側基板２の配向膜５とによりそれぞ
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。

【００４０】さらに、上記一対の１，２の外面には、そ
れぞれ偏光板１１，１２が配置されており、そのうちの
背面側の偏光板１２の背面に、液晶表示素子にその前面
側から入射して液晶層１０を透過した光を反射するため
の反射手段として、散乱反射板１３が設けられている。

【００４１】なお、この実施例の液晶表示素子は、液晶
層１０に電界が印加されていない状態（液晶分子が基板
１，２面に対して最も倒伏した初期のツイスト配向状態
に配向している状態）での光の透過率が最も高く、液晶
層１０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透過率が低
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９
０°である場合、前記偏光板１１，１２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。

【００４２】そして、この実施例では、前記緑色フィル
タ７Ｇと青色フィルタ７Ｂとにそれぞれ対応させて設け
た前記液晶層厚調整膜８の膜厚をそれぞれ赤、緑、青の
カラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの膜厚比に応じて選択
することにより、各画素領域Ａのフィルタ対応領域ａの
うちの赤色フィルタ７Ｒに対応する領域の液晶層厚ｄＲ
と、緑色フィルタ７Ｇに対応する領域の液晶層厚ｄＧ
と、青色フィルタ７Ｂに対応する領域の液晶層厚ｄＢと
を、これらの各領域に入射し前記カラーフィルタ７Ｒ，
７Ｇ，７Ｂを透過してそのカラーフィルタの色に着色す
るとともに液晶層１０を透過して前記各領域から出射す
る各色の着色光の加法混色により表示される色が白にな
るように設定している。

【００４３】さらにこの実施例では、より明るい表示を
得るために、長波長帯域の光が透過する赤色フィルタ７
Ｒに対応する領域の液晶層厚ｄＲを、可視光帯域のうち
の前記長波長帯域の光（赤の波長帯域の光）がより高い
透過率となるように設定し、中波長帯域の光が透過する
緑色フィルタ７Ｇに対応する領域の液晶層厚ｄＧを、可
視光帯域のうちの前記中波長帯域の光（緑の波長帯域の
光）がより高い透過率となるように設定し、短波長帯域
の光が透過する青色フィルタ７Ｂに対応する領域の液晶
層厚ｄＢを、可視光帯域のうちの前記短波長帯域の光
（青の波長帯域の光）がより高い透過率となるように設
定するとともに、前記非着色光出射領域ｂの液晶層厚ｄ
Ｗを、光の透過率がほぼ最大となるように設定してい
る。

【００４４】これらの各領域の液晶層厚ｄＲ，ｄＧ，ｄ
Ｂ、ｄＷについて説明する。ＴＮ型液晶表示素子の透過
率Ｔは、 液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積
の値をΔｎｄとすると、次の（１）式で表わされる。

【００４５】 Ｔ＝１−｛ｓｉｎ² ［θ（１＋ｕ² ）^1/2 ］｝／（１＋ｕ² ）…（１） ｕ＝（Δｎｄ／λ）・（π／θ） θ＝π／２ λ：波長 Δｎ：液晶の屈折率異方性 ｄ：液晶層厚 上記液晶表示素子の反射型表示を液晶表示素子に前面に
対して垂直な方向から光が入射し、その反射光が垂直方
向に出射するものとして単純化すると、反射型表示の場
合の透過率の波長依存性は、前記（１）式を２乗で計算
して求められる。

【００４６】この（１）式で示されるように、液晶表示
素子の透過率Ｔは、波長に依存して変化し、またΔｎｄ
の値に依存して変化する。よって、液晶表示素子の透過
率Ｔには波長依存性があり、この透過率の波長依存性を
相殺するために、液晶層のΔｎｄの値を液晶層厚調整膜
８で調整する。

【００４７】反射型液晶表示素子の透過率を前記（１）
式の２乗で計算して求めると、例えば屈折率異方性Δｎ
＝０．０９の液晶を用いた場合、ｄ＝５．８μｍでは、
長波長帯域の光（赤の波長帯域の光）がより高い透過率
を示し、ｄ＝４．８μｍでは、中波長帯域の光（緑の波
長帯域の光）がより高い透過率を示し、しかも透過率
（可視光帯域の光の総透過率）が最大となる波長依存性
が得られ、ｄ＝３．８μｍでは、短波長帯域の光（青の
波長帯域の光）がより高い透過率を示す波長依存性が得
られる。

【００４８】したがって、例えば液晶の屈折率異方性Δ
ｎが０．０９で、赤、緑、青のカラーフィルタ７Ｒ，７
Ｇ，７Ｂの膜厚ｔＲ，ｔＧ、ｔＢが、ｔＲ＝１．０５μ
ｍ、ｔＧ＝１．００μｍ、ｔＢ＝１．３０μｍである場
合には、緑色フィルタ７Ｇ上の液晶層厚調整膜８と、青
色フィルタ７Ｂ上の液晶層厚調整膜８と、非着色光出射
領域ｂに対応する第２の液晶層厚調整膜８ａとをそれぞ
れ、ｔ１＝１．０５μｍ、ｔ２＝１．７５μｍ、ｔ３＝
２．０５μｍの膜厚に形成し、かつ、一対の基板１，２
を、液晶層厚調整膜８のない赤色フィルタ７Ｒに対応す
る領域の液晶層厚が５．８μｍになるように、厚さが約
６．８５μｍの枠状シール材を介して接合する。この構
成により、赤、緑、青のカラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７
Ｂに対応する各領域の液晶層厚ｄＲ，ｄＧ，ｄＢと、非
着色光出射領域ｂの液晶層厚ｄＷとを前述の各色の透過
率がそれぞれ高くなる液晶層厚（ｄＲ＝５．８μｍ、ｄ
Ｇ＝ｄＷ＝４．８μｍ、ｄＢ＝３．８μｍ）に設定され
る。

【００４９】この液晶表示素子は、自然光や室内光等の
外光を利用して反射型表示を行なうものであり、その前
面から入射した光は、前面側の偏光板１１によりその吸
収軸に沿った偏光成分の光を吸収され、その透過軸に沿
った偏光成分の直線偏光光となって液晶層１０に入射
し、この液晶層１０を透過を透過する過程でその複屈折
性により旋光される。

【００５０】そして、液晶層１０を透過した光は、背面
側の偏光板１２に入射し、その光のうち、背面側偏光板
１２の透過軸に沿った偏光成分の光がこの偏光板１２を
透過して画像光となり、その画像光が、散乱反射板１３
により反射され、背面側偏光板１２と液晶層１０と前面
側偏光板１１とを順次透過して前面に出射する。

【００５１】このとき、前面から各画素領域Ａに入射し
た光のうち、画素領域Ａのフィルタ対応領域ａを透過す
る光は、その領域に対応する赤、緑、青のカラーフィル
タ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂによりその吸収波長帯域の光を吸収
されてそのカラーフィルタの色に着色し、その着色光が
反射されて素子前面に出射する。この着色された出射光
の強度は、電極３，４間に印加される電界に応じた液晶
分子の立上がり配向状態に応じて変化する。

【００５２】また、各画素領域Ａに入射した光のうち、
画素領域Ａの周縁部の非着色光出射領域ｂに入射した光
は、カラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを通らずに非着色
光のまま反射され、素子前面に出射する。この非着色の
出射光の強度も、電極３，４間に印加される電界に応じ
た液晶分子の立上がり配向状態に応じて変化する。

【００５３】すなわち、この液晶表示素子では、全ての
画素領域Ａにおいて、液晶表示素子の前面から入射し背
面側の散乱反射板１３で反射されて前面に出射する光の
うち、前記フィルタ対応領域ａを透過する光だけがカラ
ーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの色に着色し、前記非着色
光出射領域ｂを透過する光は、カラーフィルタによる吸
収を受けずに透過するため、前記フィルタ対応領域ａか
らの出射光である着色光と、前記非着色光出射領域ｂか
らの出射光である非着色光とにより赤、緑、青のカラー
画素が表示される。

【００５４】このカラー画素は、人間の目には、画素全
体が前記着色光の色に着色しているように見え、これら
の赤、緑、青のカラー画素の加法混色によりフルカラー
画像が表示される。なお、前記カラー画素は、前記着色
光の色が僅かに薄くなった高輝度の画素であり、その色
の濃さと明るさは、前記着色光と非着色光との光量比に
対応する。

【００５５】したがって、上記液晶表示素子は、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
により高輝度のカラー画素を表示して、十分な明るさの
フルカラー画像を表示することができる。

【００５６】そして、この液晶表示素子においては、上
述したように、赤色フィルタ７Ｒの膜厚ｔＲと、緑色フ
ィルタ７Ｇの膜厚ｔＧと、青色フィルタ７Ｂの膜厚ｔＢ
とを、ｔＧ＜ｔＲ＜ｔＢの関係に設定し、前記赤色フィ
ルタの面積ｓＲと、緑色フィルタの面積ｓＧと、青色フ
ィルタの面積ｓＢとを、ｓＲ＞ｓＢ＞ｓＧの関係に設定
するとともに、各画素領域Ａのフィルタ対応領域ａのう
ちの前記緑色フィルタ７Ｇおよび青色フィルタ７Ｂに対
応する領域とに所定の膜厚の液晶層厚調整膜８を設ける
ことにより、各画素領域Ａのフィルタ対応領域ａのうち
の赤色フィルタ７Ｒに対応する領域の液晶層厚ｄＲと、
緑色フィルタ７Ｇに対応する領域の液晶層厚ｄＧと、青
色フィルタ７Ｂに対応する領域の液晶層厚ｄＢとを、こ
れらの各領域に入射し前記カラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，
７Ｂを透過してそのカラーフィルタの色に着色するとと
もに液晶層１０を透過して前記各領域から出射する各色
の着色光の加法混色により表示される色が白になるよう
に設定しているため、各画素領域のフィルタ対応領域ａ
からの出射光である赤、緑、青の着色光の色バランスを
良くし、これらの各色の着色光の混色により表示される
白の帯色をほとんど無くして、良好な色品質のフルカラ
ー画像を表示することができる。

【００５７】すなわち、この液晶表示素子は、赤、緑、
青のカラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂにそれぞれ対応す
る各領域ａに入射し前記カラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７
Ｂを透過してその色に着色するとともに液晶層１０を透
過して前記各領域ａから出射する赤、緑、青の着色光の
透過率を、これらの各領域ａの液晶層厚ｄＲ，ｄＧ，ｄ
Ｂに対応した透過率の波長依存性により調整するように
したものであり、上記のように、赤、緑、青のカラーフ
ィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂにそれぞれ対応する各領域ａの
液晶層厚ｄＲ，ｄＧ，ｄＢを、これらの各領域ａに入射
し前記カラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを透過してその
カラーフィルタの色に着色するとともに液晶層１０を透
過して前記各領域から出射する各色の着色光の加法混色
により表示される色が白になるように設定すれば、赤、
緑、青の着色光の混色により表示される白の帯色をほと
んど無くし、良好な色品質のカラー画像を表示すること
ができる。

【００５８】さらに、上記液晶表示素子では、各画素領
域Ａの非着色光出射領域ｂに対応する領域に所定の膜厚
の第２の液晶層厚調整膜８ａを設けることにより、前記
非着色光出射領域ｂの液晶層厚ｄＷを、光の透過率がほ
ぼ最大となるように設定しているため、各画素領域Ａの
非着色光出射領域ｂからより高輝度の非着色光を出射さ
せるとともに、透過率の波長依存性による前記非着色光
の帯色をほとんど無くして、表示の明るさおよび色品質
をより向上させることができる。

【００５９】また、上記液晶表示素子では、赤、緑、青
の各色のカラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの膜厚と面積
をそれぞれ、図３に示したＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊
表色系におけるａ＊ｂ＊面上での赤色フィルタ７Ｒを透
過した赤色光の色座標ＲＣと、緑色フィルタ７Ｇを透過
した緑色光の色座標ＧＣと、青色フィルタ７Ｂを透過し
た青色光の色座標ＢＣとを結ぶ三角形で囲まれた色範囲
の面積がほぼ極大となり、色座標ＷＣで示される前記赤
色光と緑色光と青色光との混合光のクロマ（Ｃ＊）がほ
ぼ極小となる値に設定しているため、これらのカラーフ
ィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを透過した赤、緑、青の着色光
の色バランスを良くし、その色バランスを上述した各フ
ィルタ対応領域ａの液晶層厚ｄＲ，ｄＧ，ｄＢに対応し
た透過率の波長依存性によりさらに調整して、良好な色
品質で、十分な明るさのカラー画像を表示することがで
きる。

【００６０】すなわち、赤、緑、青の各色のクロマ（Ｃ
＊）は、図３に示したＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色
系における色面積を示す三角形の各頂点から色座標原点
までの距離で示されるが、上述したように、赤色フィル
タの膜厚ｔＲと、緑色フィルタの膜厚ｔＧと、青色フィ
ルタの膜厚ｔＢとを、ｔＧ＜ｔＲ＜ｔＢの関係に設定
し、前記赤色フィルタの面積ｓＲと、前記緑色フィルタ
の面積ｓＧと、前記青色フィルタの面積ｓＢとを、ｓＲ
＞ｓＢ＞ｓＧの関係に設定すれば、前記表色系上での前
記色範囲の面積を大きくし、赤色光と緑色光と青色光と
の混合光のクロマ（Ｃ＊）を小さくすることができる。

【００６１】そして、例えば上記実施例のように、赤色
フィルタ７Ｒの膜厚ｔＲを０．９〜１．２μｍ、緑色フ
ィルタ７Ｇの膜厚ｔＧを０．８〜１．１μｍ、青色フィ
ルタ７Ｂの膜厚ｔＢを１．１〜１．４μｍに設定し、前
記赤色フィルタ７Ｒの面積ｓＲを画素領域Ａの面積の９
０〜９５％、緑色フィルタ７Ｇの面積ｓＧを画素領域Ａ
の面積の６０〜６５％、青色フィルタ７Ｂの面積ｓＢを
画素領域Ａの面積の７５〜８０％に設定すれば、前記Ｃ
ＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系での前記色範囲の面積
をほぼ極大にし、前記赤色光と緑色光と青色光との混合
光のクロマ（Ｃ＊）をほぼ極小にするとともに、高い透
過率を得ることができる。

【００６２】図２は、赤、緑、青のカラーフィルタ７
Ｒ，７Ｇ，７Ｂの膜厚ｔＲ，ｔＧ，ｔＢと面積ｓＲ，ｓ
Ｇ，ｓＢをそれぞれ上記の範囲の値に設定したときの液
晶表示素子の出射光の分光分布特性を示しており、図に
おいて、Ｒ，Ｇ，Ｂは各画素領域Ａのフィルタ対応領域
からの出射光である赤、緑、青の各着色光の分光分布を
示し、Ｗは非着色光出射領域ｂからの出射光である非着
色光の分光分布を示している。

【００６３】この図２のように、赤、緑、青のカラーフ
ィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの膜厚ｔＲ，ｔＧ，ｔＢと面積
ｓＲ，ｓＧ，ｓＢをそれぞれ上記の範囲の値に設定した
液晶表示素子は、各画素領域Ａからの赤、緑、青の着色
光Ｒ、Ｇ，Ｂが、いずれも色純度が良く、またそれぞれ
の透過率のバランスが良い光であり、前記混合光が、透
過率が高く、しかもほとんど色を帯びない良好な白色光
である。

【００６４】すなわち、上記液晶表示素子は、図３に示
したＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系上での赤色光の
色座標ＲＣと、緑色光の色座標ＧＣと、青色光の色座標
ＢＣとを結ぶ三角形で囲まれた色範囲の面積がほぼ極大
（７５０以上）で、それらの混合光のクロマ（Ｃ＊）
が、ａ＊＝０，ｂ＊＝０のＣ光源に極く近い値（Ｃ＊＝
１．５以下）である。

【００６５】このため、上記液晶表示素子によれば、
赤、緑、青の各色のクロマ（Ｃ＊）および色バランスを
悪化させることなく、光の透過率を向上させて画面を十
分に明るくすることができ、したがって、良好な画質の
フルカラー画像を表示することができる。

【００６６】このように、上記液晶表示素子は、各画素
領域Ａにそれぞれ対応する、赤、緑、青のカラーフィル
タ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの面積を画素領域Ａの面積よりも小
さくするとともに、これらのカラーフィルタ７Ｒ，７
Ｇ，７Ｂの膜厚ｔＲ，ｔＧ，ｔＢと面積ｓＲ，ｓＧ，ｓ
Ｂとを上述したように設定することにより、表示の明る
さおよび色バランスを改善し、それに加えて、各画素領
域Ａのフィルタ対応領域ａのうちの緑色フィルタ７Ｇお
よび青色フィルタ７Ｂに対応する領域と、全ての画素領
域Ａのカラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂに対応しない非
着色光出射領域ｂとにそれぞれ液晶層厚調整膜８、８ａ
を設け、赤、緑、青のカラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ
に対応する各領域の液晶層厚ｄＲ，ｄＧ，ｄＢと、前記
非着色光出射領域ｂの液晶層厚ｄＷとをそれぞれ上述し
たように設定することにより、明るさおよび色バランス
をさらに改善したものであり、この液晶表示素子によれ
ば、明かるさが十分で、赤、緑、青の着色光の混色によ
り表示される白の帯色がほとんど無い、良好な色品質の
カラー画像を表示することができる。

【００６７】なお、上記実施例では、表示を明るくする
ために、各画素領域Ａにそれぞれ対応する赤、緑、青の
カラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの面積を画素領域Ａの
面積よりも小さくしたが、前記赤、緑、青のカラーフィ
ルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの膜厚を薄くし、これらのカラー
フィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの透過率を高くすれば、前記
カラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを画素領域Ａの全域に
対応する面積に形成しても、表示を明るくすることがで
きる。

【００６８】図４はこの発明の第２の実施例を示す液晶
表示素子の一部分の断面図であり、この実施例の液晶表
示素子は、各画素領域Ａにそれぞれ対応する赤、緑、青
のカラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂをそれぞれ高透過率
の薄膜フィルタとし、これらのカラーフィルタ７Ｒ，７
Ｇ，７Ｂをそれぞれ画素領域Ａのほぼ全域に対応する面
積に形成したものである。

【００６９】そして、この実施例では、前記カラーフィ
ルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂのうちの中波長帯域の光が透過す
る緑色フィルタ７Ｇと、短波長帯域の光が透過する青色
フィルタ７Ｂとの上に、これらのカラーフィルタ７Ｇ，
７Ｂのほぼ全体、つまり画素領域Ａのほぼ全域に対応さ
せて、波長依存性がほとんど無く透過率がほぼ１００％
と極めて高い無色の透明樹脂からなる液晶層厚調整膜８
を設けている。

【００７０】これらの液晶層厚調整膜８はそれぞれ所定
の膜厚に形成されており、それにより、赤色フィルタ７
Ｒに対応する画素領域Ａの液晶層厚ｄＲと、緑色フィル
タ７Ｇに対応する画素領域Ａの液晶層厚ｄＧと、青色フ
ィルタ７Ｂに対応する画素領域Ａの液晶層厚ｄＢとが、
これらの各画素領域Ａに入射し前記カラーフィルタ７
Ｒ，７Ｇ，７Ｂを透過してそのカラーフィルタの色に着
色するとともに液晶層１０を透過して前記各画素領域Ａ
から出射する各色の着色光の加法混色により表示される
色が白になるように設定されている。

【００７１】前記赤色フィルタ７Ｒに対応する画素領域
Ａの液晶層厚ｄＲと、緑色フィルタ７Ｇに対応する画素
領域Ａの液晶層厚ｄＧと、青色フィルタ７Ｂに対応する
画素領域Ａの液晶層厚ｄＢは、それぞれ、上述した第１
の実施例と同じ条件に設定すればよい。

【００７２】すなわち、例えば、液晶の屈折率異方性Δ
ｎが０．０９である場合は、緑色フィルタ７Ｇ上の液晶
層厚調整膜８と、青色フィルタ７Ｂ上の液晶層厚調整膜
８とをそれぞれ、ｔ１＝１．０５μｍ、ｔ２＝１．７５
μｍの膜厚に形成し、一対の基板１，２を、液晶層厚調
整膜８のない赤色フィルタ７Ｒに対応する領域の液晶層
厚が５．８μｍになるように枠状シール材を介して接合
して、赤、緑、青のカラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂに
対応する各画素領域Ａの液晶層厚ｄＲ，ｄＧ，ｄＢを、 ｄＲ＝５．８μｍ ｄＧ＝４．８μｍ ｄＢ＝３．８μｍ に設定することにより各色の透過率を高くすることがで
きる。

【００７３】なお、この実施例の液晶表示素子は、赤、
緑、青のカラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを高透過率の
薄膜フィルタとし、これらのカラーフィルタ７Ｒ，７
Ｇ，７Ｂをそれぞれ画素領域Ａのほぼ全域に対応する面
積に形成するとともに、緑色フィルタ７Ｇおよび青色フ
ィルタ７Ｂに対応する液晶層厚調整膜８を画素領域Ａの
ほぼ全域に対応させて設けたものであり、画素領域Ａ内
に非着色光の出射領域は無いが、その他の構成は上述し
た第１の実施例と同じであるから、重複する説明は図に
同符号を付して省略する。

【００７４】この実施例の液晶表示素子によれば、赤、
緑、青のカラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの膜厚を薄く
し、これらのカラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの透過率
を高くしているため、前記カラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，
７Ｂを画素領域Ａの全域に対応する面積に形成しても、
表示を明るくすることができ、したがって、外光を利用
して表示する反射型のものであっても、十分な明るさの
フルカラー画像を表示することができる。

【００７５】そして、この実施例においても、赤、緑、
青のカラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂに対応する各画素
領域Ａの液晶層厚ｄＲ，ｄＧ，ｄＢを、これらの各画素
領域Ａに入射し前記カラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを
透過してそのカラーフィルタの色に着色するとともに液
晶層１０を透過して前記各画素領域Ａから出射する各色
の着色光の加法混色により表示される色が白になるよう
に設定しているため、各画素領域Ａからの出射光である
赤、緑、青の着色光の色バランスを良くし、これらの各
色の着色光の混色により表示される白の帯色をほとんど
無くして、良好な色品質のカラー画像を表示することが
できる。

【００７６】なお、上記第１および第２の実施例では、
長波長帯域の光が透過する赤色フィルタ７Ｒに対応する
領域には液晶層調整膜８を設けていないが、赤、緑、青
の全てのカラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂに対応する領
域にそれぞれ液晶層調整膜８を設け、これらの液晶層調
整膜８の膜厚をそれぞれ選択することにより、赤、緑、
青のカラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂに対応する各画素
領域Ａの液晶層厚ｄＲ，ｄＧ，ｄＢを、各画素領域Ａか
ら出射する赤、緑、青の着色光の加法混色により表示さ
れる色が白になるように設定してもよい。

【００７７】また、上記各実施例では、着色膜としてカ
ラーフィルタを用いているが、前記着色膜はカラーフィ
ルタに限らないし、また、液晶層厚調整膜８，８ａは、
カラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを形成した基板１とは
反対側の基板２の内面に設けてもよい。

【００７８】さらに、上記各実施例の液晶表示素子は、
赤、緑、青の光の加法混色によりフルカラー画像を表示
するものであるが、この発明は、マゼンタ、イエロー、
シアンの３色の着色膜（例えばカラーフィルタ）を備え
て多色カラー画像を表示する液晶表示素子にも適用する
ことができ、その場合も、いずれかの基板の内面に、前
記着色膜のうちの少なくとも中波長帯域の光が透過する
着色膜と短波長帯域の光が透過する着色膜とにそれぞれ
対応させて液晶層厚調整膜を設け、長波長帯域の光が透
過する着色膜に対応する領域の液晶層厚と、中波長帯域
の光が透過する着色膜に対応する領域の液晶層厚と、短
波長帯域の光が透過する着色膜に対応する領域の液晶層
厚とを、これらの各領域に入射し前記着色膜を透過して
その着色膜の色に着色するとともに液晶層を透過して前
記各領域から出射する各色の着色光の混色により表示さ
れる色が白になるように設定すれば、各色の着色光の色
バランスを良くし、これらの各色の着色光の混色により
表示される白の帯色をほとんど無くして、良好な色品質
のカラー画像を表示することができる。

【００７９】また、この発明は、アクティブマトリック
ス方式に限らず、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方式の液晶表示素
子等にも適用することができる。

【００８０】また、上記各実施例の液晶表示素子は、そ
の前面側と背面側にそれぞれ偏光板１１，１２を配置
し、背面側の偏光板１２の背面に反射板１３を配置した
ものであるが、それに代えて、例えば背面側基板２の内
面に設ける電極（上記実施例では画素電極３）を金属膜
で形成し、この電極で反射手段を構成してもよく、その
場合は、偏光板は前面側偏光板１１だけでよい。

【００８１】さらに、上記実施例のように前面側偏光板
１１と背面側偏光板１２とを備える場合は、前記裏側偏
光板１２の背後に配置する反射板１３を半透過反射板と
し、その背後にバックライトを配置してもよく、このよ
うにすれば、外光を利用する反射型表示と、バックライ
トからの光を利用する透過型表示との両方を行なうこと
ができる。

【００８２】また、この発明は、バックライトからの光
を利用する表示だけを行なう透過型の液晶表示素子にも
適用することができるものであり、その場合は、カラー
フィルタ等の着色膜の膜厚がある程度厚く、しかもこれ
らの着色膜が画素領域のほぼ全域に対応していても、前
記バックライトの輝度を高くすることにより、表示を明
るくすることができる。

【００８３】

【発明の効果】この発明の液晶表示素子は、いずれかの
基板の内面に、長波長帯域，中波長帯域，及び短波長帯
域の光が透過する３色の着色膜のうちの少なくとも中波
長帯域の光が透過する着色膜と短波長帯域の光が透過す
る着色膜とにそれぞれ対応させて液晶層厚調整膜を設
け、長波長帯域の光が透過する着色膜に対応する領域の
液晶層厚と、中波長帯域の光が透過する着色膜に対応す
る領域の液晶層厚と、短波長帯域の光が透過する着色膜
に対応する領域の液晶層厚とを、これらの各領域に入射
し前記着色膜を透過してその着色膜の色に着色するとと
もに前記液晶層を透過して前記各領域から出射する各色
の着色光の透過率を調整したものであるから、前記３色
の着色膜にそれぞれ対応する各領域からの出射光である
３色の着色光の色バランスを良くし、これらの各色の着
色光の混色により表示される白の帯色をほとんど無くし
て、良好な色品質のカラー画像を表示することができ
る。

【００８４】この発明の液晶表示素子において、前記長
波長帯域の光が透過する着色膜に対応する領域の液晶層
厚と、前記中長波長帯域の光が透過する着色膜に対応す
る領域の液晶層厚と、前記短波長帯域の光が透過する着
色膜が対応する領域の液晶層厚とを、それぞれの着色膜
を透過する各波長帯域の光の透過率が最大になるように
ように設定することにより、３色の着色光の色バランス
が良く、これらの各色の着色光の混色により表示される
白の帯色がほとんど無い、良好な色品質のカラー画像を
表示するとともに、その表示を明るくすることができ
る。

【００８５】また、前記３色の着色膜をそれぞれ画素領
域の面積よりも小さい面積に形成し、前記画素領域の前
記着色膜に対応しない領域を非着色光出射領域とすれ
ば、画素領域を透過する光のうちの前記着色膜に対応す
る領域を透過する光だけが着色膜によりその透過波長帯
域以外の波長光を吸収されて着色し、非着色光出射領域
を透過する光は着色膜による吸収を受けずに透過して、
前記着色膜に対応する領域からの出射光である着色光
と、前記非着色光出射領域からの出射光である高輝度の
非着色光とにより高輝度のカラー画素が表示されるた
め、十分な明るさのカラー画像を表示することができ
る。

【００８６】このように前記３色の着色膜をそれぞれ画
素領域の面積よりも小さい面積に形成する場合、いずれ
かの基板の内面に、全ての画素領域の非着色光出射領域
に対応させて、この非着色光出射領域の液晶層の層厚を
調整する第２の液晶層厚調整膜を設け、前記非着色光出
射領域の液晶層厚を、光の透過率がほぼ最大となるよう
に設定することにより、各画素領域の前記非着色光出射
領域からより高輝度の非着色光を出射させるとともに、
透過率の波長依存性による前記非着色光の帯色をほとん
ど無くして、表示の明るさおよび色品質をより向上させ
ることができる。

【００８７】さらに、前記３色の着色膜をそれぞれ画素
領域の面積よりも小さい面積に形成する場合、前記３色
の着色膜の膜厚と面積をそれぞれ、表色系上での第1 の
色の着色膜を透過した着色光の色座標と、第２の色の着
色膜を透過した着色光の色座標と、第３の色の着色膜を
透過した着色光の色座標とを結ぶ三角形で囲まれた色範
囲の面積がほぼ極大となり、前記赤色光と緑色光と青色
光との混合光のクロマ（Ｃ＊）がほぼ極小となる値に設
定すれば、これらの着色膜を透過した各色の着色光の色
バランスを良くし、その色バランスを上述した各領域の
液晶層厚に対応した透過率の波長依存性によりさらに調
整して、良好な色品質で、十分な明るさのカラー画像を
表示することができる。

【００８８】なお、例えば前記３色の着色膜が赤、緑、
青の３色のカラーフィルタである場合は、赤色フィルタ
の膜厚ｔＲと、緑色フィルタの膜厚ｔＧと、青色フィル
タの膜厚ｔＢとを、ｔＧ＜ｔＲ＜ｔＢの関係に設定し、
前記赤色フィルタの面積ｓＲと、前記緑色フィルタの面
積ｓＧと、前記青色フィルタの面積ｓＢとを、ｓＲ＞ｓ
Ｂ＞ｓＧの関係に設定すればよく、このように各色のカ
ラーフィルタの膜厚と面積を設定すれば、前記表色系上
での前記色範囲の面積を大きくし、赤色光と緑色光と青
色光との混合光のクロマ（Ｃ＊）を小さくすることがで
きる。

【００８９】また、この発明の液晶表示素子において
は、前記３色の着色膜を膜厚の薄い高透過率の着色膜と
し、これらの着色膜をそれぞれ前記画素領域のほぼ全域
に対応する面積に形成して、前記液晶層厚調整膜を前記
着色膜のほぼ全体に対応させて設けてもよく、その場合
も、各画素領域のうちの前記着色膜に対応する領域の液
晶層をそれぞれ上述したように設定することにより、各
画素領域の着色膜対応領域からの出射光である３色の着
色光の色バランスを良くし、これらの各色の着色光の混
色により表示される白の帯色をほとんど無くして、良好
な色品質のカラー画像を表示することができる。

【００９０】さらに、この発明は、バックライトからの
光を利用して表示する透過型の液晶表示素子にも、背面
側に反射手段を備え、自然光や室内光等の外光を利用し
て表示する反射型の液晶表示素子にも適用できるもので
あり、反射型の液晶表示素子であっても、良好な色品質
のカラー画像を表示することができる。

【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素子の
一部分の断面図。

【図２】前記液晶表示素子の出射光の分光分布特性を示
す図。

【図３】ＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系での赤、
緑、青の着色光の色座標およびそれらを結ぶ三角形で囲
まれた色範囲と、混合光の色座標を示す図。

【図４】この発明の第２の実施例を示す液晶表示素子の
一部分の断面図。

【符号の説明】

１，２…基板 ３…画素電極 ４…対向電極 ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ…カラーフィルタ ｄＲ，ｄＧ，ｄＢ…フィルタ対応領域の液晶層厚 ｄＷ…非着色光出射領域の液晶層厚 １１，１２…偏光板 １３…反射板 Ａ…画素領域 ａ…フィルタ対応領域 ｂ…非着色光出射領域

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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
   分によりそれぞれ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、いずれかの基板の内面に前記各
   画素領域にそれぞれ対応させて透過波長帯域が互いに異
   なる長波長帯域，中波長帯域，及び短波長帯域の光が透
   過する３色の着色膜が設けられるとともに、 いずれかの基板の内面に、前記着色膜のうちの少なくと
   も中波長帯域の光が透過する着色膜と短波長帯域の光が
   透過する着色膜とにそれぞれ対応させて、これらの着色
   膜に対応する領域の液晶層の層厚を調整する液晶層厚調
   整膜が設けられており、 長波長帯域の光が透過する着色膜に対応する領域の液晶
   層厚と、中波長帯域の光が透過する着色膜に対応する領
   域の液晶層厚と、短波長帯域の光が透過する着色膜に対
   応する領域の液晶層厚とが、これらの各領域に入射し前
   記着色膜を透過してその着色膜の色に着色するとともに
   前記液晶層を透過して前記各領域から出射する各色の着
   色光の混色により表示される色が白になるように設定さ
   れていることを特徴とする液晶表示素子。
2. 【請求項２】前記長波長帯域の光が透過する着色膜に対
   応する領域の液晶層厚と、前記中長波長帯域の光が透過
   する着色膜に対応する領域の液晶層厚と、前記短波長帯
   域の光が透過する着色膜に対応する領域の液晶層厚と
   が、それぞれの着色膜を透過する波長帯域の光の透過率
   が最大になるように設定されていることを特徴とする請
   求項１に記載の液晶表示素子。
3. 【請求項３】前記３色の着色膜はそれぞれ前記画素領域
   の面積よりも小さい面積に形成されており、前記画素領
   域の前記着色膜に対応しない領域が非着色光出射領域と
   なっているとともに、いずれかの基板の内面に、全ての
   画素領域の非着色光出射領域に対応させて、この非着色
   光出射領域の液晶層の層厚を調整する第２の液晶層厚調
   整膜が設けられており、前記非着色光出射領域の液晶層
   厚が、光の透過率がほぼ最大となるように設定されてい
   ることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示
   素子。
4. 【請求項４】前記３色の着色膜の膜厚と面積がそれぞ
   れ、表色系上での第１の色の着色膜を透過した着色光の
   色座標と、第２の色の着色膜を透過した着色光の色座標
   と、第３の色の着色膜を透過した着色光の色座標とを結
   ぶ三角形で囲まれた色範囲の面積がほぼ極大となり、そ
   れぞれの着色光の混合光のクロマ（Ｃ＊）がほぼ極小と
   なる値に設定されていることを特徴とする請求項３に記
   載の液晶表示素子。
5. 【請求項５】前記３色の着色膜は、赤、緑、青の３色の
   カラーフィルタであり、赤色フィルタの膜厚ｔＲと、緑
   色フィルタの膜厚ｔＧと、青色フィルタの膜厚ｔＢと
   が、ｔＧ＜ｔＲ＜ｔＢの関係にあり、前記赤色フィルタ
   の面積ｓＲと、前記緑色フィルタの面積ｓＧと、前記青
   色フィルタの面積ｓＢとが、ｓＲ＞ｓＢ＞ｓＧの関係に
   あることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示素子。
6. 【請求項６】背面側に光の反射手段を備えていることを
   特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。