(57)【要約】【課題】カラーフィルタを構成する各色要素を透過した着色光の加法混色により得られる白色光の着色を防止したカラー表示装置を提供する。【解決手段】各表示電極６に対応させて赤色要素１０ｒ、緑色要素１０ｇ及び青色要素１０ｂがそれぞれ幅方向に順次並べてカラーフィルタ層が形成され、緑色要素１０ｇの表示電極６と走査電極１２とが交差する１画素領域内に、島状の赤色要素１０ｒ´と青色要素１０ｂ´が配設されている。この１画素領域内の開口９ａが設けられていない反射表示エリアにおける緑色要素１０ｇの面積Ａｇと、島状の赤色要素１０ｒ´と青色要素１０ｂ´の各面積Ａｒ、Ａｂとの比は、        Ａｒ：Ａｇ：Ａｂ＝０．０５：０．８６：０．０９に設定されている。【選択図】図２
2005275113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに分光特性が異なる複数の色要素からなるカラーフィルタを有し、それぞれの色要素を透過した各着色光を加法混色させてカラー表示を行うカラー表示装置であって、
各色要素を透過した着色光を加法混色させて得られる白色光に着色が生じないように前記各色要素間の面積比を設定したことを特徴とするカラー表示装置。
【請求項２】
前記カラー表示装置は同一面積の複数個の画素が所定の配列で並設されて表示領域を形成し、前記カラーフィルタは赤、緑、青の各色要素からなり、これら各色要素がそれぞれ前記画素の配列に対応させて設置されていることを特徴とする請求項１に記載のカラー表示装置。
【請求項３】
表示の観察側である前側から入射した光を反射させて前側へ出射させる光反射膜を有し、前記カラーフィルタが前記光反射膜の前側に設置されていることを特徴とする請求項２に記載のカラー表示装置。
【請求項４】
前記緑色要素が配設された１個の画素内に前記赤色要素と前記青色要素とが配設され、１個の緑色要素画素内における前記光反射膜上の赤、緑、青各色要素の面積比が、
０．０１〜０．５０：０．５０〜０．９９：０．０１〜０．５０
であることを特徴とする請求項３に記載のカラー表示装置。
【請求項５】
前記カラー表示装置は、対向配置された一対の基板間に液晶を封入してなる液晶表示装置であり、前記一対の基板の各対向面にそれぞれ設置された電極の対向する領域が画素を形成し、１個の前記画素内に、前記光反射膜が配設された反射表示エリアと、前記光反射膜が配設されていない透過表示エリアとが形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかに記載のカラー表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の色要素からなるカラーフィルタを有するカラー表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネル等の外部光源を必要とする表示装置においては、カラー表示を行う場合に、光源光を所望の色の着色光にするためにカラーフィルタが用いられる。このカラーフィルタは、分光特性が互いに異なる複数の色要素を所定の配列で並設して成る。この場合、通常は、特許文献１にも示されるように、各色要素は同一面積に形成されている。
【０００３】
ところが、例えば赤、緑、青の各色要素を全て同一面積に形成したカラーフィルタを用いて光を着色する表示装置の場合、赤、緑、青の各着色光を加法混色させて得られる白色光が、緑色に着色する傾向がある。
【特許文献１】特開平５−５８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、カラーフィルタを構成する各色要素を透過した着色光の加法混色により得られる白色光の着色を防止したカラー表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明のカラー表示装置は、互いに分光特性が異なる複数の色要素からなるカラーフィルタを有し、それぞれの色要素を透過した各着色光を適宜加法混色させてカラー表示を行うカラー表示装置であって、各色要素を透過した着色光を加法混色させて得られる白色光に着色が生じないように前記各色要素間の面積比を設定したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のカラー表示装置によれば、カラーフィルタを構成する各色要素の面積比を、各色要素を透過した着色光を加法混色させて得られる白色光に着色が生じないように、各色要素の分光特性に応じて設定したから、白色光の着色が解消されて明瞭で高品位なカラー表示品質を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明のカラー表示装置は、同一面積の複数個の画素が所定の配列で並設されて表示領域を形成し、カラーフィルタが赤、緑、青の各色要素からなり、これら各色要素がそれぞれ画素の配列に対応させて設置されていることが好ましく、これにより光の３原色の加法混色に基づく正確なカラー表示が得られる。そしてこの場合、表示の観察側である前側から入射した光を反射させて前側へ出射させる光反射膜を設けて反射式カラー表示装置とし、カラーフィルタが光反射膜の前側に設置されている構成とすることが好ましく、これにより、混色の発生が抑制された良質なカラー反射表示が得られる。
【０００８】
さらに、上述の反射式カラー表示装置においては、緑色要素が配設された１個の画素内に赤色要素と青色要素とが配設され、１個の緑色要素画素内における光反射膜上の赤、緑、青各色要素の面積比を、０．０１〜０．５０：０．５０〜０．９９：０．０１〜０．５０とすることが好ましく、これにより、白色光が緑色気味に着色する度合いを格段に小さく抑えることができ、この純度の高い白色光により高品位なカラー表示品質を得ることができる。
【０００９】
加えて、本発明のカラー表示装置は、対向配置された一対の基板間に液晶を封入してなる液晶表示装置で、一対の基板の各対向面にそれぞれ設置された電極の対向する領域が画素を形成し、１個の画素内に、光反射膜が配設された反射表示エリアと、光反射膜が配設されていない透過表示エリアとが形成されている半透過反射式カラー液晶表示装置とすることが好ましく、このカラー液晶表示装置によれば、反射表示においてもより純度の高い白色光による高品位なカラー表示品質を得ることができる。
【００１０】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
図１は本発明の第１実施形態としての半透過反射式液晶表示装置の全体構成を示す説明図で、図２はその部分拡大平面図、図３及び図４はそれぞれ図２におけるIII−III線断面図及びIV−IV線断面図である。
【００１１】
本実施形態の半透過反射式液晶表示装置は、図１に示すように、大略、液晶表示パネルＬPとバックライトＢLからなる。
【００１２】
バックライトＢLは、サイドライト型面発光照明装置であり、透明な樹脂板からなる導光板１と、その一方の端面に対向配置された光源としての冷陰極管２、及び導光板１の液晶表示パネルＬPに対向させた光出射面１ａとは反対側の裏面１ｂに設置された光反射板３とからなる。このバックライトＢLによれば、冷陰極管２から射出された光が、二点鎖線で示すように、導光板１に入射した後、拡散反射面に処理された裏面１ｂにより拡散反射され、光出射面１ａから液晶表示パネルＬPに向けて面状に出射される。
【００１３】
液晶表示パネルＬPは、図３に示されるように、一対のガラス基板４、５が所定の間隙を保って図示しない枠状シール材により接合され、シール材で囲まれた一対のガラス基板４、５間に液晶Ｌが封入されてなる。
【００１４】
一対のガラス基板４、５のうちの表示の観察側である前側に配置された前側ガラス基板４には、その後側ガラス基板５に対向する内面に、複数のストライプ状をなす透明導電膜からなる表示電極６が所定方向(本例では紙面垂直方向)に平行に並設されている。そして、これら表示電極６及び表示電極６が配設されていない前側ガラス基板４の露出面を被って配向膜７が一様に被着されている。配向膜７の表面には、所定方向に配向処理が施されている。
【００１５】
前側ガラス基板４の外面(前面)には、前偏光板８がその透過軸を所定の方向に位置させて貼着されている。
【００１６】
一方、後側ガラス基板５の内面には、１枚膜状をなす光反射膜９が設置されている。この光反射膜９は、アルミニウムや銀とパラジウムと銅の合金等の金属材料を用いて蒸着法等により形成された金属薄膜で、光反射面とする液晶層Ｌ側に向いた表面が平滑面に仕上げられている。そして、光反射膜９の内面側には、赤、緑、青の各色要素１０ｒ、１０ｇ、１０ｂからなるカラーフィルタ層１０が積層されている。本実施形態のカラーフィルタ層１０は、図２に示すように、各色要素１０ｒ、１０ｇ、１０ｂがそれぞれストライプ状に形成され、これらストライプ状色要素１０ｒ、１０ｇ、１０ｂが前述した前側ガラス基板４側の表示電極６にそれぞれ１：１に対応させて配設されている。この場合、赤、緑、青の各ストライプ状色要素１０ｒ、１０ｇ、１０ｂは、赤、緑、青の順序で幅方向に隙間無く繰り返し並べられている。
【００１７】
図３に戻って説明すると、カラーフィルタ層１０には、アクリル樹脂等の透明樹脂材料からなる透明保護層１１が、積層されている。この透明保護層１１の平坦な表面には、複数のストライプ状をなす透明導電膜からなる走査電極１２が、前述した表示電極６の延在方向と直交する方向(紙面方向)に平行に延在させて並設されている。そして、これら走査電極１２とその間に露出する透明保護層１１の表面を被って、配向膜１３が一様に被着されている。この配向膜１３表面にも、所定の方向に配向処理が施されている。
【００１８】
本実施形態においては、液晶層Ｌの液晶分子が上記配向膜１３から前述した対向側配向膜７に向けて２３０°±２０°にわたり捩れ配向するように、液晶層Ｌを挟んで対向する一対の配向膜７、１３の各配向処理方向が設定されている。すなわち、本実施形態の液晶表示パネルＬPは、ＳＴＮ(Super Twisted Nematic)型液晶表示パネルＬPである。
【００１９】
後側ガラス基板５の外面(前面)には、後偏光板１４がその透過軸を所定の方向に位置させて貼着されている。
【００２０】
概ね上述のように構成された本実施形態の液晶表示パネルＬPにおいては、図２に示すように、表示電極６と走査電極１２が交差し対向する１区画領域が、表示を行うための１個の画素となる。この１画素毎に、前述した光反射膜９に開口９ａが穿設されており、この開口９ａが穿設されているエリアが透過表示を行う透過表示エリアとなり、１画素内の開口９ａが設けられていないエリアが反射表示を行う反射表示エリアとなる。
【００２１】
而して、緑色要素１０ｇの１画素中の光反射膜９が形成された領域には、赤色要素１０ｒ´と青色要素１０ｂ´がそれぞれ島状に配設されている。この場合、緑色要素１０ｇ中にそれら島状赤色要素１０ｒ´及び島状青色要素１０ｂ´を設置するための孔を設け、それらの孔に各島状赤色要素１０ｒ´と島状青色要素１０ｂ´を設置してある。これら赤、青の各島状色要素１０ｒ´、１０ｂ´は、白色光における緑色の着色を防止するために、設けられている。
【００２２】
すなわち、赤、緑、青の各色要素１０ｒ、１０ｇ、１０ｂの面積を同一にした従来のカラーフィルタ層の場合、各色要素１０ｒ、１０ｇ、１０ｂの分光特性の違いから、このカラーフィルタ層を透過した赤、緑、青の各着色光を加法混色させて得られる白色光は、僅かな程度ではあるが緑色に着色している。この緑着色の程度は、透過表示よりも光が反射前後の２度にわたり色要素を透過する反射表示において、比較的顕著に発現する。
【００２３】
そこで、本実施形態においては、前述したように緑色要素１０ｇの１画素中に赤、青の各島状色要素１０ｒ´、１０ｂ´を配設することにより、白色光の緑着色を防止する。ここで、上述したように白色光の緑着色は反射表示と透過表示の双方で発現するが、本実施形態においては、発現の程度がより顕著な反射表示における白色光の緑着色を防止する。従って、赤、青の各島状色要素１０ｒ´、１０ｂ´は、緑色要素の１画素中における光反射膜６が配設されている反射表示エリアに、配設されている。この場合、反射表示エリアにおける緑色要素１０ｇ´の面積Ａｇと赤色要素１０ｒ´の面積Ａｒ及び青色要素１０ｂ´の面積Ａｂの比は、
Ａｒ：Ａｇ：Ａｂ＝０.０１〜０.５０：０.５０〜０.９９：０.０１〜０.５０
に設定することが好ましく、
そのうちでも、
Ａｒ：Ａｇ：Ａｂ＝０.０３〜０.０８：０.８０〜０.９０：０.０７〜０.１２
に設定することがより好ましく、
本実施形態においては、
Ａｒ：Ａｇ：Ａｂ＝０．０５：０．８６：０．０９
に設定されている。
【００２４】
以上のように、本実施形態においては、島状赤色要素１０ｒ´と島状青色要素１０ｂ´とを１緑色画素毎にその反射表示エリア内に最適な面積比で配設したから、反射表示における白色光の緑着色を防止して、純度の高い白表示による高品位な反射カラー表示を色再現性良く安定して得ることができる。
【００２５】
また、白色光の緑着色は、緑色要素の１画素中において緑色要素材料を配置しない空白部を設け、表示領域全体における赤、緑、青の各色要素の面積比を適正に設定することによっても、防止可能であるが、その場合は、緑色要素の空白部が凹部となってこの部分の液晶層Ｌの層厚(ギャップ)が局部的に大きくなる。その結果、液晶分子の配向不良による表示ムラや駆動電圧のズレによるコントラストの低下等の表示不良を引き起こす。これに対して、本実施形態では、図４に示されるように、緑色要素の１画素中に緑色要素を配置せずに所定面積の赤色要素と青色要素を配置した領域を設けることにより、赤、緑、青の各色要素の面積比を所望の比率に設定すると共に、カラーフィルタ層に凹部を発生させずに液晶層全体にわたり略均一な層厚を確保することができる。その結果、白色光の緑着色が防止されると共に液晶分子の配向不良や駆動電圧のズレの発生が回避され、純度の高い白表示による高品位な反射カラー表示を色再現性良く安定して得ることができる。
【００２６】
なお、島状赤色要素１０ｒ´と島状青色要素１０ｂ´の形状は、所期の面積比を確保できれば、円形に限らず、任意の形状に形成できる。
【００２７】
次に、上記実施形態の第１変形例の実施形態について、図５の部分拡大平面図とその
ＶI−ＶI線断面図に基づき説明する。なお、上記実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００２８】
本例では、図５に示されるように、緑色要素１５ｇの１画素領域内において、その両側縁に切り欠き部ｃ1、ｃ2が形成され、これら切り欠き部ｃ1、ｃ2には、それぞれ隣接する赤色要素１５ｒと青色要素１５ｂの対応する側縁に設けた凸部ｂ1、ｂ2が、隙間なく嵌合されている。
【００２９】
そして、緑色要素１５ｇの１画素領域内における光反射膜９上の緑色要素の面積Ａｇと赤色要素(凸部ｂ1)の面積Ａｒ及び青色要素(凸部ｂ2)の面積Ａｂの比は、上述の実施形態における面積比と同じ比の、
Ａｒ：Ａｇ：Ａｂ＝０．０５：０．８６：０．０９
に設定されている。
【００３０】
以上のように構成された本変形例の半透過反射式液晶表示装置によっても、反射表示における白色光の緑着色を防止して、純度の高い白表示による高品位なカラー反射表示を色再現性良く安定して得ることができる。
【００３１】
また、本変形例によれば、緑色要素１５ｇの１画素領域内の反射表示エリア内における各色要素間の所望の面積比を、緑色要素１５ｇの両側縁部を切り欠くと共にこれに隣接する赤色要素１５ｒと青色要素１５ｂの各側縁部を突出させることにより、確保する構成としたから、フォトリソグラフィーにより各色要素を形成する際に、露光機の解像度上の限界や色要素材料の焼成時における膨張等による各色要素の輪郭のズレを最小限に抑えて、各色要素間の所望の面積比をより正確に確保することができる。
【００３２】
次いで、上記実施形態の第２変形例について、図７の部分拡大平面図に基づき説明する。
本変形例は、赤、緑、青の各ストライプ状色要素１６ｒ、１６ｇ、１６ｂの幅を所定の寸法比とすることにより、所望の面積比を得るものである。
【００３３】
すなわち、図７に示すように、緑色要素１６ｇの幅ｗgは、１画素の幅Ｗよりも、赤色要素１６ｒ側でｗ1だけ、青色要素１６ｂ側でｗ2だけ、それぞれ小さく形成されている。そして、縮小された幅ｗ1のエリアには隣接する赤色要素１６ｒが延出され、縮小された幅ｗ2のエリアには隣接する青色要素１６ｂを延出されている。これにより、緑色要素１６ｇに対応する幅Ｗの１画素領域内における反射表示エリア上の赤、緑、青の各色要素面積比Ａｒ：Ａｇ：Ａｂを、
Ａｒ：Ａｇ：Ａｂ＝０．０５：０．８６：０．０９
とする。
【００３４】
以上のように構成された本変形例の半透過反射式液晶表示装置によっても、上記実施形態やその第１変形例等と同様に、反射表示における白色光の緑着色を防止して、純度の高い白表示による高品位なカラー反射表示を色再現性良く安定して得ることができる。
【００３５】
また、本変形例によれば、緑色要素１６ｇの１画素領域内の反射表示エリア内における各色要素間の所望の面積比を、単に各色要素の幅を所定の寸法比とするだけの簡単な構造により確保できるから、フォトリソグラフィーにより各色要素を形成する際に、露光機の解像度上の限界や色要素材料の焼成時における膨張等による各色要素の輪郭のズレが略解消され、各色要素間の所望の面積比を極めて正確且つ容易に確保することができる。
【００３６】
なお、本発明は、上述した実施形態や変形例に限定されるものではない。たとえば、カラーフィルタ層を後側基板ではなく前側基板に形成する場合にも、本発明は有効に適用可能である。
【００３７】
また、本発明は、液晶表示装置に限らず、カラーフィルタを用いる他の種々の表示装置に適用可能であり、さらに、液晶表示装置のうちの単純マトリクス型の半透過反射式液晶表示装置に限らず、反射表示のみ或いは透過表示のみを行う液晶表示装置、単純マトリクス型以外のセグメント型やアクティブマトリックス型等、他の種々の液晶表示装置に広く適用可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態としての半透過反射式液晶表示装置の全体構成を示す構成説明図である。
【図２】上記半透過反射式液晶表示装置の詳細構造を示す部分拡大平面図である。
【図３】上記半透過反射式液晶表示装置の詳細構造を示す図２のIII−III線断面図である。
【図４】上記半透過反射式液晶表示装置の詳細構造を示す図２におけるIV−IV線断面図である。
【図５】上記実施形態の第１変形例としての半透過反射式液晶表示装置を示す部分拡大平面図である。
【図６】上記第１変形例の半透過反射式液晶表示装置を示す図５におけるVI−VI線断面図である。
【図７】上記実施形態の第２変形例としての半透過反射式液晶表示装置を示す部分拡大平面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１                      導光板
２                      冷陰極管
４                      前側ガラス基板
５                      後側ガラス基板
６                      表示電極
７、１３                配向膜
９                      光反射膜
９ａ                    開口
１０ｒ、１５ｒ、１６ｒ  赤色要素
１０ｇ、１５ｇ、１６ｇ  緑色要素
１０ｂ、１５ｂ、１６ｂ  赤色要素
１２                    走査電極
【図１】
2005275113.tif 000003
【図２】
2005275113.tif 000004
【図３】
2005275113.tif 000005
【図４】
2005275113.tif 000006
【図５】
2005275113.tif 000007
【図６】
2005275113.tif 000008
【図７】
2005275113.tif 000009