JPH11344703A - 反射型カラー液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 彩度低下により黄色味を帯びたカラーフィル
ターの色補正に際し、色素追加にともなうノズル増設を
避ける。 【解決手段】 青用カラーフィルター１０２は幅がａで
１本の縦方向に長い長方形の部分と複数の突起部１０５
からできており、赤の画素１０４上に青用カラーフィル
ター１０２の突起部１０５が重なる領域がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は反射型の液晶表示装
置の構成に関し、特にカラーフィルターを内在して多色
表示が可能な反射型カラー液晶表示装置の構成に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】反射型液晶表示装置は、これまでＴＮ
（ツイステッドネマティック）液晶素子やＳＴＮ（スー
パーツイステッドネマチック）液晶素子を用いて白黒表
示の反射型液晶表示装置が主に用いられてきたが、最近
ではカラー化の要求が強くなり、カラーフィルターを内
在した反射型カラー液晶表示装置の開発が盛んに行われ
るようになってきた。

【０００３】カラーフィルターを内在した反射型液晶表
示装置は、大別して、以下の３つの従来例に分類され
る。第１の従来例は、偏光板を全く用いない液晶モード
を用いたもので、液晶材料に黒色の染料を混合したゲス
トホスト方式や、液晶材料を高分子ポリマー中に分散さ
せたポリマー分散方式等がある。どちらの方式も、偏光
板を用いないので、明るさは良好であるが、コントラス
トが低く、実用化には至っていない。ゲストホスト方式
を用いた従来例は、例えば特開昭５９−１９８４８９号
公報に開示されている。ポリマー分散方式を用いた従来
例は、例えば特開平５−２４１１４３号公報に開示され
ている。

【０００４】第２の従来例は、１枚の偏光板を用い、反
射板を液晶表示装置の内側に内在させたものである。こ
の方式は、さらに、２つのタイプに分けられ、鏡面の内
在反射板を用い、表面に拡散層を設けるタイプと、散乱
性を持たせた反射板を用いるタイプがある。どちらのタ
イプも、偏光板が１枚しかないので、明るさは良好であ
るが、やはり、コントラストが低い。

【０００５】内在反射板として鏡面を用いるタイプで
は、入射光の正反射方向は明るいが、ほかの角度では急
激に暗くなり、視野角特性が非常に悪い。散乱性を持た
せた反射板を用いるタイプの場合、散乱性の制御が難し
く、また製造工程も複雑になる。この１枚の偏光板を用
いた反射型液晶表示装置の従来例は、例えば、特開平３
−２２３７１５号公報に開示されている。

【０００６】第３の従来例は、２枚の偏光板を用いた通
常の白黒用液晶表示装置に、カラーフィルターを追加し
た液晶表示装置である。これは、偏光板を２枚用いてい
るので、コントラストは良好である一方で暗いことが欠
点であった。この明るさの改善が当面の大きな課題であ
り、このために無用な反射や吸収を低減させるための様
々な工夫がある。主に光を吸収する部材は偏光板とカラ
ーフィルターであり、例えば反射型の偏光板を下偏光板
に用いるという例が特開平１０−３０７８号公報に公開
されている。またカラーフィルターの透過率を上げるた
めカラーフィルターを薄くしたり色素濃度を下げたりす
ることがあるが、このための彩度低下でカラーフィルタ
ーが黄色く着色するという現象が９８年度電子ディスプ
レイ展のセミナー（セッション４）「反射用カラーフィ
ルターの現状」において凸版印刷株式会社から報告され
た。このときに同社から、赤用のフィルターをマゼンダ
の色素で着色し色バランスを改善できた、という報告が
あった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の方法で
は、透過型液晶パネルで使用している赤、青、緑の色素
（染料ないし顔料）に加えマゼンダを追加準備する必要
がある。色素を切り替える場合に、製造工程では品質を
一定にするため一つの色素に一本の散布用ノズルを割り
当てている。このためマゼンダの色素の追加はノズルの
増設をまねくという課題がある。

【０００８】そこで本発明の目的は、ノズルの増設を不
要にするため透過型カラー液晶表示装置で使用している
色素だけで色バランスが調整できる反射型カラー液晶表
示装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の反射型カラー液晶表示装置は、第１の電極
を有する第１の基板と第２の電極を有する第２の基板の
うちどちらか１方の基板に設けたカラーフィルターと、
反射手段を有する反射型カラー液晶表示装置において、
赤ないし緑の画素の一部分に青フィルター領域を有する
ことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を実施す
るための最良な形態における反射型カラー液晶表示装置
の構成を説明する。図１は本発明の実施の形態において
液晶パネルを上面から眺めた場合のカラーフィルターの
要部拡大図である。緑用カラーフィルター１０１は、幅
がａで１本の縦方向に長い長方形（縦ストライプフィル
ター）である。青用カラーフィルター１０２は、幅がａ
で１本の縦方向に長い長方形の部分と、複数の突起部１
０５からできている。赤用のカラーフィルター１０３
は、幅がａの複数の長方形が縦方向に配列している。点
線で示した赤の画素１０４上には、青用カラーフィルタ
ー１０２の突起部１０５が重なる領域と赤用カラーフィ
ルター１０３が重なる領域がある。

【００１１】図２は本発明の実施の形態において部材の
配置関係を示し、（ａ）は図１に対応する領域での電極
構造を示す平面図、（ｂ）は同領域での赤の画素１０４
と赤用フィルター１０３が重なっている部分の断面図、
（ｃ）は同領域での赤の画素１０４と青用フィルター１
０２の突起部１０５の重なっている部分の断面図であ
る。なお図１と共通の番号は同様の部材および画素を示
している。図２（ａ）において、酸化インジュウムスズ
（以後ＩＴＯと記載）からなる第１の電極としての信号
電極２０１、２０２、２０３とＩＴＯからなる第２の電
極としての走査電極２０４、２０５、２０６が直行配置
している。画素として、信号電極２０１、２０２、２０
３と走査電極２０５の交差部がそれぞれ緑の画素２０
７、青の画素２０８、赤の画素１０４に対応する。

【００１２】図２（ｂ）において厚さ０．５ｍｍのガラ
ス板からなる第１の基板２１０と、厚さ０．５ｍｍのガ
ラス板からなる第２の基板２１４との間には、顔料分散
法で設けた厚さ０．４μｍの緑青赤の３色からなるカラ
ーフィルタ１０１、１０２、１０３とアクリル系材料か
らなる厚さ２μｍの保護膜２１１と走査電極２０５と、
上側の配向膜２１３と、２２５゜ツイスト配向している
ネマチック液晶２１２と、下側の配向膜２１３と、信号
電極２０１、２０２、２０３が積層配置している。さら
にガラス板２１０から外側に向かう順番で位相差値Ｒ＝
０．５５μｍの位相差板２１８と透過率４６％の偏光板
２１９が積層配置している。同様にガラス板２１４から
外側に向かう順番で拡散層２１５、反射型偏光板２１
６、光吸収層２１７が積層配置している。

【００１３】図２（ｃ）は、図２（ｂ）で赤用カラーフ
ィルター１０３があった部分が青用のカラーフィルター
１０２の突起部１０５に置き換わっており、その他は
（ｂ）と同様である。ここで使用したカラーフィルタ１
０１、１０２、１０３は、透過型カラー液晶パネルでは
１．０μｍの厚みで使用していたものを０．４μｍの厚
みにしており、このことで彩度を低下させ光の透過率を
向上させている。

【００１４】ここで、反射型偏光板２１５について説明
する。通常の偏光板は光を透過する軸と吸収する軸を持
つが、反射型偏光板２１６は、光を透過する軸と反射す
る軸を持つ。反射型偏光板２１６の外側に光吸収層２１
７として黒色印刷したり、黒色フィルムを配置すると、
透過軸では黒表示、反射軸では白表示となり、さらに、
反射効率が高いので、明るい白表示が得られる。また反
射型偏光板２１６の白表示は表面は鏡面となるので、視
野角特性を改善するために表面に拡散層２１５を設けて
いおり、本実施の形態では拡散層２１５として粘着剤に
微粒子を分散させた拡散粘着層とした。

【００１５】図３は本発明の実施の実施形態において
緑、青、赤色の画素２０７、２０８、１０４の分光透過
率を示す特性図であり、縦軸が透過率Ｔ、横軸が波長λ
である。緑及び青の画素２０７、２０８の分光透過率３
０１、３０２は、それぞれ中波長、短波長領域でピーク
を持ちピーク透過率が８０〜９０％であるが、カラーフ
ィルターを薄くして彩度を低下させているので広がりが
大きくなっており、このときの最小透過率（白バイア
ス）は３０％〜５０である。赤色の画素１０４の分光透
過率３０３は、長波長領域と短波長領域で２つのピーク
を持っており、長波長領域のピークが緑及び青の画素２
０７、２０８の分光透過率３０１、３０２より低くなっ
ている。これは赤の画素１０４において赤用フィルター
１０３が占める領域の面積が、緑及び青の画素２０７、
２０８の面積より小さいためである。また赤の画素１０
４の分光透過率３０３の短波長領域のピークは、赤の画
素１０４において青用フィルター１０２の突起部１０５
が占める領域の影響である。このようにして赤の画素１
０４は長波長のピーク（赤）と短波長のピーク（青）が
加色混合した色合いになる。

【００１６】本実施例ではカラーフィルター１０１、１
０２、１０３は、明るさを改善するために厚さを０．４
μｍにしていた。反射型カラー液晶装置では最大透過率
がなるべく高いことが好ましく、このためカラーフィル
タの厚さを薄くしすぎると、最小透過率が５０％以上に
なり彩度が極端に低下する。各種膜厚のカラーフィルタ
ーで試作実験したところ、各色の最大透過率は８０％以
上が良く、９０％以上が最も好ましいかった。いっぽ
う、各色の最小透過率は、３０％〜５０％の間が良く、
４０％が最も彩度と明るさの点で好ましい。本実施の形
態で採用したカラーフィルタ１０１、１０２、１０３の
色素（濃度も関係する）は、透過型カラー液晶装置で厚
み１．０μｍで使用していた普及品である。これを使用
してカラーフィルターの厚さを０．３〜０．５μｍにす
ると前述の条件内に入った。

【００１７】本実施の形態では、ＳＴＮ液晶素子として
２２５゜ツイストであったが、１８０〜２７０゜ツイス
トでも偏光板１２１９と位相差板２１８と反射型偏光板
２１６の配置角度を最適化することで、同様な反射型カ
ラー表示装置が得られる。また本実施の形態はＳＴＮ液
晶素子であったが、カラーフィルターが彩度低下により
黄色味を帯びる現象は、カラーフィルターを使用する他
の方式の反射型カラー液晶表示装置にも適用できる。本
実施の形態では、赤の画素１０４の一部に青用のカラー
フィルタ１０２が重なっていたが、緑の画素２０７の一
部にも青用カラーフィルター１０２を重ねて液晶パネル
を青味がからせても良い。本実施の形態では彩度を低下
させ透過効率を高めるためにカラーフィルターを透過型
カラー液晶パネルよりも薄くしていたが、色素の濃度を
薄くして彩度を低下させてもよい。本実施の形態は縦方
向に長いカラーフィルター（縦ストライプフィルター）
を変形したものであったが、デルタ・ナブラ配列やダイ
アゴナル配列のカラ−フィルターにも適用可能である。

【００１８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、カラーフィルターの彩度を低下させ明るい反
射型カラー液晶表示装置を得ようとした場合にカラーフ
ィルターが黄色味を帯びるという現象に対応するため、
赤ないし緑の画素の一部分に青用のカラーフィルター領
域を持たせた。このことでカラー液晶パネル全体が青み
を帯び、カラーフィルターの黄色味を補正している。こ
のときに使用したカラーフィルターの色素は、透過型カ
ラー液晶パネルで使用していたものと共通であり、彩度
を低下させるのに厚みないし濃度を調整しただけであ
る。このようにして製造工程で色素交換の必要が無くな
るノズルの増設が不要となる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における反射型カラー液晶表
示装置の液晶パネルを上面から眺めた場合のカラーフィ
ルターの要部拡大図である。

【図２】本発明の実施形態における反射型カラー液晶表
示装置の部材の配置関係を示し、（ａ）は図１に対応す
る領域での電極構造を示す平面図、（ｂ）は同領域での
赤の画素１０４と赤用フィルター１０３が重なっている
部分の断面図、（ｃ）は同領域での赤の画素１０４と青
用フィルター１０２の突起部１０５の重なっている部分
の断面図である。

【図３】本発明の実施の形態において緑、青、赤色の画
素２０７、２０８、１０４の分光透過率を示す特性図で
ある。

【符号の説明】

１０１ 緑用カラーフィルター １０２ 青用カラーフィルター １０３ 赤用カラーフィルター １０４ 赤の画素 １０５ 青用カラーフィルター１０２
の突起部 ２０１、２０２、２０３ 信号電極 ２０４，２０５，２０６ 走査電極 ２０７ 緑の画素 ２０８ 青の画素 ２１０、２１４ ガラス板 ２１１ 保護膜 ２１２ ＳＴＮ液晶 ２１３ 配向膜 ２１５ 拡散層 ２１６ 反射型偏光板 ２１７ 光吸収層 ２１８ 位相差板 ２１９ 偏光板 ３０１ 緑の画素２０７の分光透過率 ３０２ 青の画素２０８の分光透過率 ３０３ 赤の画素１０４の分光透過率

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の電極を有する第１の基板と第２の
   電極を有する第２の基板のうちどちらか１方の基板に設
   けたカラーフィルターと、反射手段を有する反射型カラ
   ー液晶表示装置において、赤ないし緑の画素の一部分に
   青フィルター領域を有することを特徴とする反射型カラ
   ー液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記カラーフィルターの厚みが０．５μ
   ｍ以下であり、前記第１と第２の基板の間に１８０〜２
   ７０゜ツイスト配向しているネマチック液晶を狭持して
   いることを特徴とする請求項１に記載の反射型カラー液
   晶表示装置。