(57)【要約】　　　（修正有）【課題】明るさを向上させると共に色濃度を高くして、高画質の画像を表示することが可能な半透過型カラー液晶表示素子を提供する。【解決手段】散乱反射膜２の非開口部に反射部用カラーフィルタ１ａが、散乱反射膜２の開口部に透過部用カラーフィルタ１ｂが形成され、反射部用カラーフィルタに対する透過部用カラーフィルタの膜厚比は、１倍よりも大きくかつ２０倍以下に設定される。また、実用レベル上では、反射部用カラーフィルタに対する透過部用カラーフィルタの膜厚比は、５倍以上でかつ１７倍以下であることが好ましい。【選択図】　図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３色のカラーフィルタにより色画素が形成された第１のガラス基板と、前記第１のガラス基板と対向配置された第２のガラス基板との間に液晶を挟持して成る半透過型カラー液晶表示素子であって、
前記カラーフィルタの各色毎に、透過部用カラーフィルタが形成される開口部および反射部用カラーフィルタが形成される非開口部を有する散乱反射膜を備え、
前記透過部用カラーフィルタの膜厚を前記反射部用カラーフィルタの膜厚よりも大きくしたことを特徴とする半透過型カラー液晶表示素子。
【請求項２】
前記反射部用カラーフィルタに対する前記透過部用カラーフィルタの膜厚比を２０倍以下に設定したことを特徴とする請求項１記載の半透過型カラー液晶表示素子。
【請求項３】
前記透過部用カラーフィルタの透過率が２０％以上に設定されることを特徴とする請求項２記載の半透過型カラー液晶表示素子。
【請求項４】
前記透過部用カラーフィルタのＬ＊ａ＊ｂ＊表色系上での色面積が５０００以上に設定されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の半透過型カラー液晶表示素子。
【請求項５】
前記散乱反射膜は、前記カラーフィルタの各色毎に、２つ以上の開口部を有することを特徴とする請求項１記載の半透過型カラー液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯端末機器や音響映像機器などの表示装置に用いられる半透過型カラー液晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、携帯端末機器や音響映像機器などの表示装置として、低消費電力および薄型で軽量という利点から、半透過型カラー液晶表示装置が広く使用されている。かかる半透過型カラー液晶表示装置では、半透過型カラー液晶表示素子を駆動することにより、明るい環境では反射モードで、暗い環境ではバックライトを点灯して透過モードで画像表示を行うことができる。
【０００３】
図４は、従来の半透過型カラー液晶表示素子の一つの構造を示す断面図である（従来例１）。図４に示す従来例１では、一方のガラス基板４１上に、アルミやアルミ合金、または銀や銀合金を１００×１０−１０ｍ〜３００×１０−１０ｍ程度まで薄膜化した半透過膜４２が形成され、その上に、膜厚を均一にした、レッドフィルタ４Ｒ、グリーンフィルタ４Ｇ、ブルーフィルタ４Ｂからなる３色のカラーフィルタ４が形成される。カラーフィルタ４上には、平滑層４３、透明電極４４、配向膜４５が順に形成される。他方のガラス基板４６上には、透明電極４７、配向膜４８が形成される。次に、一方のガラス基板４１にスペーサ（不図示）を配置し、他方のガラス基板４６にシール（不図示）を形成して、２つのガラス基板を貼り合わせた後、液晶４９が注入されて封止され、楕円偏光板５０、５１が貼り付けられる。
【０００４】
図５は、従来の半透過型カラー液晶表示素子の他の構造を示す断面図である（従来例２）。なお、図５において、図４と同じ部分については、同一の符号を付して説明を省略する。図５に示す従来例２では、一方のガラス基板４１上に、アルミやアルミ合金、または銀や銀合金を１０００×１０−１０ｍ以上の膜厚にして、各画素の１０％〜４０％程度を開口させ、開口部分を透過部、非開口部分を反射部とした散乱反射板６が形成され、その上に、膜厚を均一にした、レッドフィルタ５Ｒ、グリーンフィルタ５Ｇ、ブルーフィルタ５Ｂからなる３色のカラーフィルタ５が形成される。その他の構成は従来例１と同じである。
【０００５】
また、従来例３として、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の各色毎にカラーフィルタの厚みを変えることで、各色画素でのコントラストを揃え、特にブルーのコントラストを改善した半透過型カラー液晶表示素子も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６２−０６９２３４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例１および２のように、半透過方式で、カラーフィルタの膜厚が均一であると、反射率を高めて明るさを向上させるためには、カラーフィルタの膜厚を薄くしたり、またはカラーフィルタの色再現性を低下させる（色面積（Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系（ＣＩＥ　１９７６）上での三角形の面積）を小さくする）必要がある。一方、透過時の色濃度を高くするためには、カラーフィルタの膜厚を厚くしたり、またはカラーフィルタの色再現性を向上させる（色面積を大きくする）必要がある。このようなトレードオフの関係によって、反射率を高くして明るさを向上させ、かつ透過時の色再現性を向上させて（色面積を大きくして）色濃度を高くすることはできないという問題があった。
【０００８】
また、上記従来例３のように、各色毎にカラーフィルタの厚みを変える構成では、半透過型カラー液晶表示素子の製造工程が複雑になり、製造コストが高くなるという問題もあった。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単に製造でき、明るさを向上させると共に色濃度を高くして、高画質の画像を表示することが可能な半透過型カラー液晶表示素子を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明に係る半透過型カラー液晶表示素子は、少なくとも３色のカラーフィルタにより色画素が形成された第１のガラス基板と、第１のガラス基板と対向配置された第２のガラス基板との間に液晶を挟持して成る半透過型カラー液晶表示素子であって、カラーフィルタの各色毎に、透過部用カラーフィルタが形成される開口部および反射部用カラーフィルタが形成される非開口部を有する散乱反射膜を備え、透過部用カラーフィルタの膜厚を反射部用カラーフィルタの膜厚よりも大きくしたことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、膜厚の薄い反射部用カラーフィルタにより明るさを向上させ、膜厚の厚い透過部用カラーフィルタにより色濃度を向上させることができる。
【００１２】
この場合、反射部用カラーフィルタに対する透過部用カラーフィルタの膜厚比を２０倍以下に設定することが好ましい。
【００１３】
この場合、透過部用カラーフィルタの透過率を２０％以上に設定することが好ましく、透過部用カラーフィルタの透過率を２０％以上に設定することは、反射部用カラーフィルタに対する透過部用カラーフィルタの膜厚比を１７倍以下に設定した場合に相当する。また、透過部用カラーフィルタの透過率の２０％は、液晶パネルの透過率に換算した場合、２．０％という実用レベルに相当する。
【００１４】
また、透過部用カラーフィルタのＬ＊ａ＊ｂ＊表色系上での色面積を５０００以上に設定することが好ましく、色面積を５０００以上に設定することは、反射部用カラーフィルタに対する透過部用カラーフィルタの膜厚比を５倍以上に設定した場合に相当する。
【００１５】
よって、反射部用カラーフィルタに対する透過部用カラーフィルタの膜厚比を５倍以上でかつ１７倍以下に設定することがさらに好ましい。
【００１６】
本発明に係る半透過型カラー液晶表示素子において、散乱反射膜は、カラーフィルタの各色毎に、２つ以上の開口部を有することが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図中、同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１８】
図１Ａは、本発明の一実施形態に係る半透過型カラー液晶表示素子（ＬＣＤ）の構造を示す断面図で、図１Ｂは、図１Ａのカラーフィルタを上部から見た場合の一構成例を示す平面図である。
【００１９】
図１Ａに示すように、第１のガラス基板４１上に、アルミやアルミ合金、または銀や銀合金を１０００×１０−１０ｍ以上の膜厚にして、各色画素毎に、開口部と非開口部を有する散乱反射膜２が形成される。
【００２０】
散乱反射膜２の非開口部には、反射部用レッドカラーフィルタ１Ｒａ、反射部用グリーンカラーフィルタ１Ｇａ、および反射部用ブルーカラーフィルタ１Ｂａからなる反射部用カラーフィルタ１ａが形成される。一方、散乱反射膜２の開口部には、透過部用レッドカラーフィルタ１Ｒｂ、透過部用グリーンカラーフィルタ１Ｇｂ、および透過部用ブルーカラーフィルタ１Ｂｂからなる透過部用カラーフィルタ１ｂが形成される。その他の構成は、従来と同様である。
【００２１】
しかし、本実施形態では、反射部用カラーフィルタ１ａに対する透過部用カラーフィルタ１ｂの膜厚比（ＣＦ膜厚比）は１倍よりも大きくかつ２０倍以下に設定される。さらに、ＣＦ膜厚比は、５倍以上でかつ１７倍以上が実用レベル上好ましい。このことを、図２を参照して以下で説明する。
【００２２】
図２は、ＣＦ膜厚比（Ｒ）に対するＬＣＤ透過率（Ｔ）およびＣＦ色面積（Ａ）を示すグラフである。なお、図２では、反射部用カラーフィルタ１ａの膜厚を最適に設定したとして、その場合の膜厚を１としている。また、ＬＣＤ透過率Ｔとは、液晶パネルとして構成した場合の透過率を表す。また、ＣＦ色面積Ａとは、色再現性を表し、測定器により得られたＸＹＺ表色系（ＣＩＥ　１９３１）のデータをＬ＊ａ＊ｂ＊表色系（ＣＩＥ　１９７６）のデータに変換し、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系（ＣＩＥ　１９７６）上で計算した色三角形の面積を意味する。
【００２３】
図２に示すように、ＣＦ膜厚比Ｒが大きくなる、すなわち透過部用カラーフィルタ１ｂの膜厚が厚くなるほど、ＬＣＤ透過率Ｔは低下し（暗くなり）、Ｔ＝２．０以上が実用上の標準レベルとなる。これは、透過部用カラーフィルタ１ｂの透過率が２０％以上で、ＣＦ膜厚比Ｒが１７倍以下である場合に相当する。
【００２４】
一方、ＣＦ膜厚比Ｒが大きくなる、すなわち透過部用カラーフィルタ１ｂの膜厚が厚くなるほど、ＣＦ色面積Ａは増加し（色濃度が高くなり）、Ａ＝５０００以上が実用上の標準レベルとなる。これは、ＣＦ膜厚比Ｒが５倍以上である場合に相当する。
【００２５】
したがって、明るさと色濃度を実用上の標準レベル以上にするためには、ＣＦ膜厚比Ｒを５倍以上でかつ１７以下の範囲Ｒａに設定することが好ましい。
【００２６】
なお、本実施形態では、図１Ｂに示すように、各色画素毎に、散乱反射膜２に１つの開口部を設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図３に示すように、各色画素毎に、散乱反射膜に２つの開口部を設け、その非開口部に、反射部用レッドカラーフィルタ３Ｒａ、反射部用グリーンカラーフィルタ３Ｇａ、および反射部用ブルーカラーフィルタ３Ｂａからなる反射部用カラーフィルタ１ａを形成し、その２つの開口部に、透過部用レッドカラーフィルタ３Ｒｂ−１、３Ｒｂ−２、透過部用グリーンカラーフィルタ３Ｇｂ−１、３Ｇｂ−２、および透過部用ブルーカラーフィルタ３Ｂｂ−１、３Ｂｂ−２からなる透過部用カラーフィルタ３ｂを形成しても良い。なお、散乱反射膜に３つ以上の開口部を設けてもよいことは言うまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡単に製造でき、明るさを向上させると共に色濃度を高くして、高画質の画像を表示することが可能な半透過型カラー液晶表示素子を実現できる、という格別な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係る半透過型カラー液晶表示素子の構造を示す断面図
【図１Ｂ】図１Ａのカラーフィルタを上部から見た場合の一構成例を示す平面図
【図２】ＣＦ膜厚比に対するＬＣＤ透過率（Ｔ）およびＣＦ色面積（Ａ）を示すグラフ
【図３】カラーフィルタを上部から見た場合の他の構成例を示す平面図
【図４】従来例１の半透過型カラー液晶表示素子の構造を示す断面図
【図５】従来例２の半透過型カラー液晶表示素子の構造を示す断面図
【符号の説明】
１ａ、３ａ　反射部用カラーフィルタ
１Ｒａ、３Ｒａ　反射部用レッドカラーフィルタ
１Ｇａ、３Ｇａ　反射部用グリーンカラーフィルタ
１Ｂａ、３Ｂａ　反射部用ブルーカラーフィルタ
１ｂ、３ｂ　透過部用カラーフィルタ
１Ｒｂ、３Ｒｂ−１、３Ｒｂ−２　透過部用レッドカラーフィルタ
１Ｇｂ、３Ｇｂ−１、３Ｇｂ−２　透過部用グリーンカラーフィルタ
１Ｂｂ、３Ｂｂ−１、３Ｂｂ−２　透過部用ブルーカラーフィルタ
２　散乱反射膜
４１　第１のガラス基板
４３　平滑層
４４　透明電極
４５　配向膜
４６　第２のガラス基板
４７　透明電極
４８　配向膜
４９　液晶
５０、５１　楕円偏光板
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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