(57)【要約】【課題】視覚効果を向上するとともに搭載される機器の美感を向上できる半透過型の液晶表示素子及びそれを用いた液晶表示装置を提供する。【解決手段】対向する画素基板１０と対向基板２０との間に液晶３０を封入し、反射部７と透過部６とが隣接した画素５をマトリクス状に配列した半透過型の液晶表示素子２において、透過部６に配されるとともに隣接する画素５で透過光を異なる色に着色するカラーフィルター２１と、反射部７に配されるとともに隣接する画素５で透過光を同じ色に着色する着色層２２とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する基板間に液晶を封入し、反射部と透過部とが隣接した画素をマトリクス状に配列した半透過型の液晶表示素子において、前記透過部に配されるとともに隣接する画素で透過光を異なる色に着色するカラーフィルターと、前記反射部に配されるとともに隣接する画素で透過光を同じ色に着色する着色層とを備えたことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記反射部の前記液晶の厚みを前記透過部よりも狭くする液晶厚調整層を前記反射部に設け、前記着色層が前記液晶厚調整層から成ることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】
画素毎に設けられる画素電極を一方の前記基板に形成するとともに、前記カラーフィルター及び前記液晶厚調整層を他方の前記基板に形成したことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記着色層が淡色の顔料を含むことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の液晶表示素子。
【請求項５】
前記基板間に電圧を印加した際に前記液晶が遮光状態になるようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の液晶表示素子。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の液晶表示素子と、前記液晶表示素子の背面に配されるバックライトとを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射部と透過部とを有する半透過型の液晶表示素子及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
反射部と透過部とを有し、カラーの表示と、白黒の表示とが可能な半透過型の液晶表示素子が特許文献１に開示されている。
【０００３】
この液晶表示素子は対向する画素基板と対向基板との間に液晶が封入される。画素基板は画素毎に設けられる画素電極及びスイッチング素子がマトリクス状に配列され、対向基板は画素電極に対向する対向電極を有する。
【０００４】
画素電極は隣接する反射電極と透明電極とから成り、反射電極を含む反射部と透明電極を含む透過部とが構成される。対向基板上にはカラーフィルターが透過部のみに形成される。カラーフィルターは隣接する画素で異なる赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に透過光を着色する。
【０００５】
液晶表示素子の背面に設けたバックライトの出射光は透過部を透過し、カラーフィルターにより着色してカラー画像を表示する。液晶表示素子の表示面側から入射した光は反射部の反射電極で反射する。反射部にはカラーフィルターが設けられないため、例えば背景が白色で文字等を含む画像が黒色のモノクロ画像を表示する。カラーフィルターを省いて反射表示する際の輝度を増加し、画像の視認性を向上できるようになっている。また、画像の非表示時には反射光によって表示領域全体が例えば白色で視認される。
【特許文献１】特開２００４−２０６１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の液晶表示素子によると、反射表示する際や非表示の際に白色または黒色の画像や表示領域が視認される。このため、表示に面白みがなく視覚効果が低くなるとともに、液晶表示素子を携帯電話機等の機器に搭載した際に携帯電話機等の配色と統一されず美観を損ねる場合があった。
【０００７】
本発明は、視覚効果を向上するとともに搭載される機器の美感を向上できる半透過型の液晶表示素子及びそれを用いた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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、対向する基板間に液晶を封入し、反射部と透過部とが隣接した画素をマトリクス状に配列した半透過型の液晶表示素子において、前記透過部に配されるとともに隣接する画素で透過光を異なる色に着色するカラーフィルターと、前記反射部に配されるとともに隣接する画素で透過光を同じ色に着色する着色層とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
この構成によると、液晶表示素子の背面に設けたバックライトの出射光は透過部を透過し、カラーフィルターにより着色してカラー画像を表示する。また、液晶表示素子の表示面側から入射した光は着色層を透過して反射部で反射し、再度着色層を透過して出射される。これにより、出射光が単一色で着色され、例えば、青みがかった背景色に黒色の文字等の画像が表示される。画像の非表示時には反射部の反射光によって表示領域全体に例えば青みがかった色が表示される。
【００１０】
また本発明は、上記構成の液晶表示素子において、前記反射部の前記液晶の厚みを前記透過部よりも狭くする液晶厚調整層を前記反射部に設け、前記着色層が前記液晶厚調整層から成ることを特徴としている。
【００１１】
この構成によると、液晶表示素子の背面に設けたバックライトの出射光は透過部の液晶を透過する。液晶表示素子の表示面側から入射した光は液晶厚調整層により狭くなった液晶を透過して反射部で反射し、再度液晶を透過して出射される。液晶厚調整層によって反射部及び透過部で液晶を通過する光の光路長を略等しくして光学的なロスが低減される。
【００１２】
また本発明は、上記構成の液晶表示素子において、画素毎に設けられる画素電極を一方の前記基板に形成するとともに、前記カラーフィルター及び前記液晶厚調整層を他方の前記基板に形成したことを特徴としている。この構成によると、画素毎に設けられる画素電極が一方の基板に形成され、他方の基板に形成される対向電極、カラーフィルター及び液晶厚調整層を複数の画素に跨って形成することができる。
【００１３】
また本発明は、上記構成の液晶表示素子において、前記着色層が淡色の顔料を含むことを特徴としている。この構成によると、着色層を透過して反射部から出射される光が淡色に着色される。
【００１４】
また本発明は、上記構成の液晶表示素子において、前記基板間に電圧を印加した際に前記液晶が遮光状態になるようにしたことを特徴としている。この構成によると、液晶表示素子の非表示時に光が液晶を透過し、反射部から着色層を透過した光が出射される。これにより、表示領域全体が着色して視認される。
【００１５】
また本発明の液晶表示装置は、上記各構成の液晶表示素子と、前記液晶表示素子の背面に配されるバックライトとを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、反射部に配されるとともに隣接する画素で透過光を同じ色に着色する着色層を備えたので、反射表示する際に例えば背景色を着色して表示の面白みが増加して視覚効果を向上することができる。また、液晶表示素子の背景色や表示領域を液晶表示装置が搭載される機器の配色と統一して美感を向上することができる。
【００１７】
また本発明によると、着色層が液晶厚調整層から成るので、工数を増加させることなく簡単に着色層を実現することができる。
【００１８】
また本発明によると、画素電極を一方の基板に形成してカラーフィルター及び液晶厚調整層を他方の基板に形成したので、着色層を複数の画素に跨って形成することができ、着色層を容易に形成することができる。
【００１９】
また本発明によると、着色層が淡色の顔料を含むので、着色層を容易に実現できるとともに液晶を遮光して黒色に表示される画像の視認性を向上することができる。また、光が淡色に着色されるため輝度の低下を抑制することができる。
【００２０】
また本発明によると、基板間に電圧を印加した際に液晶が遮光状態になるので、液晶表示素子の非表示時に液晶を光が透過して反射部により表示領域全体が着色される。従って、液晶表示装置が搭載される機器の配色を容易に統一することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は第１実施形態の液晶表示素子を示す側面断面図である。液晶表示装置１は液晶表示素子２の背面にバックライト３が配置されている。液晶表示素子２はリブ３１により所定の隙間を介して画素基板１０と対向基板２０とが対向配置され、該隙間に液晶３０が封入されている。画素基板１０及び対向基板２０はガラスや透明樹脂等の絶縁性の透明部材から成っている。
【００２２】
図２は画素基板１０の概略的な平面図を示している。尚、図１は図２のＡ−Ａ断面の概略図を示しており、図２のゲートライン１１は記していない。画素基板１０上には複数の平行なゲートライン１１が形成される。ゲートライン１１上には、ゲートライン１１に直交する多数の平行なソースライン１２が絶縁膜を介して形成される。これにより、ゲートライン１１及びソースライン１２で囲まれた領域から成る画素５がマトリクス状に配列される。
【００２３】
ゲートライン１１とソースライン１２との交差位置にはＴＦＴから成るスイッチング素子（不図示）が設けられる。ゲートライン１１及びソースライン１２はそれぞれスイッチング素子のゲート及びソースに接続される。スイッチング素子のドレインには各画素５に対応する画素電極１５が接続される。
【００２４】
図１において、画素電極１５はＩＴＯ等の透光性の導電材料からなる透明電極から成り、層間絶縁膜１４を介して画素基板１０上に形成される。各画素５の一部には画素電極１５と層間絶縁膜１４との間に反射板１６が設けられる。反射板１６はアルミニウム等の金属から成り、光を反射する。これにより、反射板１６が設けられない透過部６と反射板１６を設けた反射部７とが一の画素５内に形成される。
【００２５】
反射板１６は反射光を散乱するように表面に散乱処理が施されている。尚、反射板１６に替えて反射部７の画素電極１５上に反射電極を形成してもよい。また、画素電極１５上には液晶３０の分子を配向する配向膜１７が設けられている。
【００２６】
対向基板２０上の透過部６には透過する光を赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に着色するカラーフィルター２１が形成される。図２に示すように、カラーフィルター２１は各画素５毎に分割され、隣接する画素５で異なる色を着色する。そして通常は、ＲＧＢのカラーフィルター２１を備えた３つの画素５によって画面上の一のドットが構成されている。
【００２７】
対向基板２０上の反射部７には液晶厚調整層２２が形成される。液晶厚調整層２２は透明な樹脂から成り、反射部７の液晶３０を通過する光の光路長を透過部６の液晶３０を通過する光の光路長と略等しくして光学的なロスを低減する。また、図２に示すように、液晶厚調整層２２は複数の画素５の反射部７に跨って形成される。これにより、パターニング精度が低くても形成することができ、工数を削減して容易に液晶厚調整層２２を形成することができる。
【００２８】
液晶厚調整層２２には淡色の顔料が含まれている。これにより、液晶厚調整層２２は透過する光を青みがかった色やセピア色等に着色する着色層を構成する。液晶厚調整層２２により光を淡緑色等の目が疲れにくい色に着色してもよい。液晶厚調整層２２は複数の画素５に跨って形成されるため、隣接する画素５で同じ色を着色する。
【００２９】
カラーフィルター２１及び液晶厚調整層２２上には画素電極１５に対向する対向電極２３が設けられる。対向電極２３はＩＴＯ等の透明電極から成り、画素電極１５及び対向電極２３により液晶３０の容量が形成される。また、対向電極２３上には液晶３０の分子を配向する配向膜２４が設けられている。
【００３０】
上記構成の液晶表示装置１において、走査線となるゲートライン１１を介して供給される走査信号によりスイッチング素子のゲートがＨｉレベルになると、スイッチング素子が導通する。これにより、画素電極１５と対向電極２３との間に電圧が印加され、信号線となるソースライン１２を介して供給される映像信号が液晶３０の容量に書き込まれる。尚、画素電極１５と対向電極２３との間に電圧を印加しない時に液晶３０が透光状態になり、画素電極１５と対向電極２３との間に電圧を印加した時に液晶３０が遮光状態になるように構成されている。
【００３１】
透過表示する際にはバックライト３が点灯され、バックライト３の出射光は液晶３０が透過状態の画素５の透過部６を透過する。透過部６の透過光はカラーフィルター２１により着色して出射される。これにより、液晶表示装置１はカラー画像を表示する。
【００３２】
バックライト３を消灯して反射表示する際には、液晶表示素子２の表示面から光が入射する。液晶表示素子２の入射光は液晶厚調整層２２を透過し、液晶３０が透過状態の画素５のみ液晶３０を透過する。そして、反射部７を通る光が反射板１６で反射する。反射板１６の反射光は液晶３０及び液晶厚調整層２２を透過して液晶表示素子２の表示面から出射される。表示面からの入射光及び反射板１６の反射光は液晶厚調整層２２を透過する際に着色され、出射光を着色する。
【００３３】
これにより、液晶表示装置１は、例えば、青みがかった色やセピア色の背景に黒色の文字等が視認される単色の画像を表示する。液晶厚調整層２２が淡色の顔料を含むことにより、液晶３０が遮光状態の画素５による黒色の文字等の視認性を良好に維持することができる。また、液晶厚調整層２２により光が淡色に着色されるため、輝度の低下を抑制することができる。尚、背景となる画素５の液晶３０を遮光状態にして黒色に表示し、文字等を着色してもよい。
【００３４】
また、画像の非表示時には画素電極１５と対向電極２３との間に電圧が印加されず、表示領域全体の液晶３０が透過状態となる。これにより、表示面から入射した光は反射部７によって表示領域全体が例えば青みがかった色やセピア色等で視認される。
【００３５】
本実施形態によると、反射部７に液晶厚調整層２２から成る着色層を備えたので、反射表示する際に例えば背景色が着色され、表示の面白みが増加して視覚効果を向上することができる。また、液晶表示素子２の背景色や表示領域の色を液晶表示装置１が搭載される携帯電話機等の機器の配色と統一して美感を向上することができる。
【００３６】
次に、図３は第２実施形態の液晶表示装置の側面断面図を示している。説明の便宜上、前述の図１、図２に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態は、対向基板２０上の反射部７には顔料を含む着色層２９がカラーフィルター２１とは別工程で形成され、着色層２９の上層に顔料を含まない液晶厚調整層２２が更に別工程で形成されている。その他の部分は第１実施形態と同様である。形成され、着色層２９の上層に顔料を含まない液晶厚調整層２２が形成されている。その他の部分は第１実施形態と同様である。
【００３７】
着色層２９は淡色の顔料が含まれ、着色層２９は透過する光を青みがかった色やセピア色等に着色する。第１実施形態と同様に、バックライト３を消灯して反射表示する際には、液晶表示素子２の表示面から光が入射する。液晶表示素子２の入射光は着色層２９、液晶厚調整層２２を透過し、液晶３０が透過状態の画素５のみ液晶３０を透過する。そして、反射部７を通る光が反射板１６で反射する。反射板１６の反射光は液晶３０、液晶厚調整層２２及び着色層２９を透過して液晶表示素子２の表示面から出射される。表示面からの入射光及び反射板１６の反射光は着色層２９を透過する際に着色され、出射光を着色する。
【００３８】
本実施形態によると、液晶調整層と着色層を別工程で形成するため第１実施形態よりも工数が増加するが、従来から用いていた液晶調整層を形成する材料をそのまま液晶調整層として利用することができる。また、第１実施形態と同様に表示の面白みが増加して視覚効果を向上することができるとともに、液晶表示装置１が搭載される機器の配色と統一して美感を向上することができる。尚、本実施形態において、液晶厚調整層２２及び着色層２９の一方を対向基板２０側に設け、他方を画素基板１０側に設けてもよい。
【００３９】
次に、図４は第３実施形態の液晶表示装置の側面断面図を示している。説明の便宜上、前述の図１、図２に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態は、第１、第２実施形態とは異なり、対向基板２０上にカラーフィルター２１を覆うオーバーコート３２が形成されている。また、画素基板１０上には液晶厚調整層２２が形成されている。その他の部分は第１実施形態と同様である。
【００４０】
オーバーコート３２は無色の透光性材料から成り、透過部６と反射部７に跨って形成される。液晶厚調整層２２は反射板１６上に形成され、淡色の顔料が含まれる。これにより、液晶厚調整層２２は透過する光を青みがかった色やセピア色等に着色する着色層を構成する。
【００４１】
バックライト３を消灯して反射表示する際には、液晶表示素子２の表示面から光が入射する。液晶表示素子２の入射光は液晶３０が透過状態の画素５のみ液晶３０を透過する。そして、反射部７を通る光が液晶厚調整層２２を透過して反射板１６で反射する。反射板１６の反射光は液晶厚調整層２２及び液晶３０を透過して液晶表示素子２の表示面から出射される。表示面からの入射光及び反射板１６の反射光は液晶厚調整層２２を透過する際に着色され、出射光を着色する。
【００４２】
画素基板１０上にはスイッチング素子等が形成されるため画素基板１０側は対向基板２０側に比べ製造工程が多く、完成までに時間を費やす。例えば同一工場内で画素基板１０側と対向基板２０側を製造する場合には、本実施形態によると工程の多い画素基板１０側の工程が更に増加し、画素基板１０側の完成と対向基板２０側の完成との間に生じる無駄な時間が更に増えてしまうので好ましくない。
【００４３】
一方、例えば別々の場所で画素基板１０側と対向基板２０側を各々製造する場合には、本実施形態によると一連の工程で着色層を含む画素基板１０側を製造できる。このため、着色層形成等による不良発生の影響が対向基板２０側に発生しない。
【００４４】
また本実施形態によると、第１実施形態と同様に表示の面白みが増加して視覚効果を向上することができるとともに、液晶表示装置１が搭載される機器の配色と統一して美感を向上することができる。
【００４５】
尚、本実施形態において、第２実施形態と同様に顔料を含まない液晶厚調整層２２と別に顔料を含む着色層を画素基板１０に設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明によると、反射部と透過部とを有する半透過型の液晶表示素子及び液晶表示装置に利用することができる。また、携帯電話機等の半透過型の液晶表示装置を用いた機器に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１実施形態の液晶表示装置を示す側面断面図
【図２】本発明の第１実施形態の液晶表示装置の画素基板を示す平面図
【図３】本発明の第２実施形態の液晶表示装置を示す側面断面図
【図４】本発明の第３実施形態の液晶表示装置を示す側面断面図
【符号の説明】
【００４８】
１    液晶表示装置
２    液晶表示素子
３    バックライト
５    画素
６    透過部
７    反射部
１０    画素基板
１１    ゲートライン
１２    ソースライン
１５    画素電極
１６    反射板
１７、２４  配向膜
２０    対向電極
２１    カラーフィルター
２２    液晶厚調整層（着色層）
２３    対向電極
２９    着色層
３０    液晶
３２    オーバーコート
【図１】
2007171442.tif 000003
【図２】
2007171442.tif 000004
【図３】
2007171442.tif 000005
【図４】
2007171442.tif 000006