(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶層をはさんで対向する前面側および背面側の一対の基板のうちの背面側基板の内面に、行方向および列方向にマトリックス状に配列する複数の画素電極と、前記複数の画素電極にそれぞれ接続された複数の薄膜トランジスタと、各画素電極行ごとにその一側に沿わせて配線され前記薄膜トランジスタにゲート信号を供給する複数のゲートラインと、各画素電極列ごとにその一側に沿わせて配線され前記薄膜トランジスタにデータ信号を供給する複数のデータラインが設けられ、前面側基板の内面に、前記複数の画素電極に対向し、これらの画素領域との間に複数の画素領域を形成する対向電極と、前記複数の画素領域にそれぞれ対応する複数の色の着色膜が設けられ、前記背面側基板の背後に装置前面から入射する光を反射させるための反射手段が設けられており、
前記複数の画素領域と、これらの画素領域の間の画素間領域とが、反射光の出射領域となっているとともに、
前記一対の基板間の前記ゲートラインに対応する領域が、液晶が存在しない透光領域となっていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記透光領域は、前記ゲートラインに対応する領域に、前記一対の基板の間隔を規制する透明なギャップ材を設けて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
液晶層をはさんで対向する前面側および背面側の一対の基板のうちの背面側基板の内面に、行方向および列方向にマトリックス状に配列する複数の画素電極と、前記複数の画素電極にそれぞれ接続された複数の薄膜トランジスタと、各画素電極行ごとにその一側に沿わせて配線され前記薄膜トランジスタにゲート信号を供給する複数のゲートラインと、各画素電極列ごとにその一側に沿わせて配線され前記薄膜トランジスタにデータ信号を供給する複数のデータラインが設けられ、前面側基板の内面に、前記複数の画素電極に対向し、これらの画素領域との間に複数の画素領域を形成する対向電極と、前記複数の画素領域にそれぞれ対応する複数の色の着色膜が設けられ、前記背面側基板の背後に装置前面から入射する光を反射させるための反射手段が設けられており、
前記複数の画素領域と、これらの画素領域の間の画素間領域とが、反射光の出射領域となっているとともに、
前記一対の基板間の前記ゲートラインに対応する領域に、そのゲートラインの幅よりも広い幅に形成された透明絶縁材料からなり、前記一対の基板の間隔を規制するための透明ギャップ材が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
前記反射手段は、バックライトと、その前面に配置された半透過反射板とからなることを特徴とする請求項１または請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記複数の色の着色膜は、前記画素領域の面積よりも小さい面積を有しており、これらの着色膜が、前記複数の画素領域の周縁領域を除く中央領域にそれぞれ対応させて設けられていることを特徴とする請求項１または３に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カラー画像を表示する反射型の液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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装置としては、一般に、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと記す）をアクティブ素子とするアクティブマトリックス方式のものが用いられている。
【０００３】
このアクティブマトリックス液晶表示装置は、液晶層をはさんで対向する前面側および背面側の一対の基板のうちの背面側基板の内面に、行方向および列方向にマトリックス状に配列する複数の画素電極と、前記複数の画素電極にそれぞれ接続された複数のＴＦＴと、各画素電極行ごとにその一側に沿わせて配線され前記ＴＦＴにゲート信号を供給する複数のゲートラインと、各画素電極列ごとにその一側に沿わせて配線され前記ＴＦＴにデータ信号を供給する複数のデータラインを設け、前面側基板の内面に、前記複数の画素電極に対向し、これらの画素領域との間に複数の画素領域を形成する対向電極と、前記複数の画素領域にそれぞれ対応する複数の色の着色膜（例えば赤、緑、青の３色のカラーフィルタ）を設けたものであり、前記複数の画素領域からそれぞれその画素領域に対応する着色膜の色に着色した光を出射して多色カラー画像を表示する。
【０００４】
また、液晶表示装置には、バックライトからの光を利用して表示する透過型のものと、表示装置の使用環境の光である自然光や室内光等の外光を利用して表示する反射型のものとがあり、反射型の液晶表示装置は、その背面側基板の背後に、装置前面から入射した外光を反射させるための反射手段を設けている。
【０００５】
前記透過型の液晶表示装置と反射型の液晶表示装置とを比較すると、透過型の液晶表示装置は、前記バックライトを点灯させて表示するものであるため、消費電力が大きいという問題をもっている。
【０００６】
一方、反射型の液晶表示装置は、その前面から入射する外光の強度に応じた強度の反射光が得られるため、使用環境の照度が充分であれば表示を充分な明るさで観察することができ、また、バックライトを必要としないため、消費電力が少ない。
【０００７】
しかし、反射型液晶表示装置は、その前面から出射する反射光の強度が、装置前面から入射する外光の強度に大きく依存するため、照度が充分でない環境下では、充分な画面輝度が得られない。
【０００８】
特に、複数の色の着色膜を備えてカラー画像を表示する反射型の液晶表示装置では、装置前面から入射した光が、前記着色膜によりその吸収波長帯域の波長成分の光を吸収されて着色光となり、またその反射光が装置前面に出射する経路においても前記着色膜によりある程度の光を吸収されるため、装置前面に出射する着色光の強度が極端に弱くなるため、画面がかなり暗くなってしまう。
【０００９】
そのため、従来から、複数の画素領域からだけでなく、これらの画素領域の間の画素間領域からも積極的に光を出射させるようにした反射型液晶表示装置が提案されている。
【００１０】
この液晶表示装置は、前記複数の色の着色膜を複数の画素領域にそれぞれ対応させて設けるとともに、前記複数の画素領域と、これらの画素領域の間の画素間領域とを、反射光の出射領域とすることにより、前記複数の画素領域からそれぞれその画素領域に対応する着色膜の色に着色した光を出射させ、前記画素間領域から前記着色膜による吸収を受けない非着色光を出射させるようにしたものであり、この液晶表示装置によれば、前記画素間領域から出射する非着色光により画面の輝度を底上げすることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の画素間領域から非着色光を出射させるようにした反射型液晶表示装置は、画素間領域から出射する非着色光による画面輝度の底上げ効果が充分でない。
【００１２】
これは、前記画素間領域のうちのゲートラインが通っている領域の液晶分子が、前記ゲートラインと対向電極との間に生じる電界により配向状態を変え、その領域の光の出射率が低くなるためである。
【００１３】
すなわち、アクティブマトリック方式の液晶表示装置は、対向電極を基準電位に接続し、複数のゲートラインに選択期間（ＴＦＴをオンさせる電位になる期間）を順次ずらしたゲート信号を印加するとともに、複数のデータラインに電位が画像データに応じて変化するデータ信号を印加して表示駆動されるが、前記ゲートラインに印加されるゲート信号の選択期間の電位は前記データ信号の電位に比べてかなり高いため、各ゲートラインの選択期間ごとに、そのゲートラインと対向電極との間に強い電界が生じ、その電界により前記ゲートラインが通っている領域の液晶分子が配向状態を変えて、その領域の光の出射率が低くなる。
【００１４】
前記ゲートラインが通っている領域の液晶分子がゲートラインと対向電極との間に生じる電界により配向状態を変えたときの出射率は、液晶表示装置を表示駆動していないとき（ゲートラインと対向電極との間に電界が生じていないとき）に比べて１０％程度低い値である。
【００１５】
そのため、従来の画素間領域から非着色光を出射させるようにした反射型液晶表示装置は、画素間領域から出射する非着色光のうちのゲートラインが通っている領域から出射する光の強度が低く、その領域が暗くなって実質的な開口率が低下する。したがって、画素間領域から出射する非着色光による画面輝度の底上げ効果が小さく、画面を充分に明るくすることができない。
【００１６】
この発明は、カラー画像を表示する反射型の液晶表示装置として、画素間領域のほぼ全域から充分な強度の非着色光を出射させて画面輝度を効果的に底上げし、画面を充分に明るくすることができるものを提供することを目的としたものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この発明の液晶表示装置は、液晶層をはさんで対向する前面側および背面側の一対の基板のうちの背面側基板の内面に、行方向および列方向にマトリックス状に配列する複数の画素電極と、前記複数の画素電極にそれぞれ接続された複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）と、各画素電極行ごとにその一側に沿わせて配線され前記ＴＦＴにゲート信号を供給する複数のゲートラインと、各画素電極列ごとにその一側に沿わせて配線され前記ＴＦＴにデータ信号を供給する複数のデータラインが設けられ、前面側基板の内面に、前記複数の画素電極に対向し、これらの画素領域との間に複数の画素領域を形成する対向電極と、前記複数の画素領域にそれぞれ対応する複数の色の着色膜が設けられ、前記背面側基板の背後に装置前面から入射する光を反射させるための反射手段が設けられており、前記複数の画素領域と、これらの画素領域の間の画素間領域とが、反射光の出射領域となっているとともに、前記一対の基板間の前記ゲートラインに対応する領域が、液晶が存在しない透光領域となっていることを特徴とするものである。
【００１８】
すなわち、この液晶表示装置は、前記複数の色の着色膜を複数の画素領域にそれぞれ対応させて設けるとともに、複数の画素領域と、これらの画素領域の間の画素間領域とを、反射光の出射領域とすることにより、前記複数の画素領域からそれぞれその画素領域に対応する着色膜の色に着色した光を出射させ、前記画素間領域から前記着色膜による吸収を受けない非着色光を出射させて、前記画素間領域から出射する非着色光により画面の輝度を底上げするようにしたものである。
【００１９】
そして、この液晶表示装置は、一対の基板間のゲートラインに対応する領域を、液晶が存在しない透光領域としているため、この透光領域の光の出射率は、前記ゲートラインと対向電極との間に電界が生じても変化せず、したがって、画素間領域のほぼ全域から充分な強度の非着色光を出射させて画面輝度を効果的に底上げし、画面を充分に明るくすることができる。
【００２０】
また、この発明の他の液晶表示装置は、液晶層をはさんで対向する前面側および背面側の一対の基板のうちの背面側基板の内面に、行方向および列方向にマトリックス状に配列する複数の画素電極と、前記複数の画素電極にそれぞれ接続された複数の薄膜トランジスタと、各画素電極行ごとにその一側に沿わせて配線され前記薄膜トランジスタにゲート信号を供給する複数のゲートラインと、各画素電極列ごとにその一側に沿わせて配線され前記薄膜トランジスタにデータ信号を供給する複数のデータラインが設けられ、前面側基板の内面に、前記複数の画素電極に対向し、これらの画素領域との間に複数の画素領域を形成する対向電極と、前記複数の画素領域にそれぞれ対応する複数の色の着色膜が設けられ、前記背面側基板の背後に装置前面から入射する光を反射させるための反射手段が設けられており、前記複数の画素領域と、これらの画素領域の間の画素間領域とが、反射光の出射領域となっているとともに、前記一対の基板間の前記ゲートラインに対応する領域に、そのゲートラインの幅よりも広い幅に形成された透明絶縁材料からなり、前記一対の基板の間隔を規制するための透明ギャップ材が形成されていることを特徴とするものである。
【００２１】
すなわち、この液晶表示装置は、前記複数の色の着色膜を複数の画素領域にそれぞれ対応させて設けるとともに、複数の画素領域と、これらの画素領域の間の画素間領域とを、反射光の出射領域とすることにより、前記複数の画素領域からそれぞれその画素領域に対応する着色膜の色に着色した光を出射させ、前記画素間領域から前記着色膜による吸収を受けない非着色光を出射させて、前記画素間領域から出射する非着色光により画面の輝度を底上げするようにしたものである。
【００２２】
そして、この発明の液晶表示装置は、前記一対の基板間の前記ゲートラインに対応する領域に、そのゲートラインの幅よりも広い幅に形成された透明絶縁材料からなり、前記一対の基板の間隔を規制するための透明ギャップ材が形成されているため、前記ゲートラインと対向電極との間に生じる電界によって出射率が変化しない領域が形成され、画素間領域のほぼ全域から充分な強度の非着色光を出射させて画面輝度を効果的に底上げし、画面を充分に明るくすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
この発明の液晶表示装置は、上記のように、背後に反射手段を設けた反射型のものであるが、複数の色の着色膜を複数の画素領域にそれぞれ対応させて設け、前記複数の画素領域と、これらの画素領域の間の画素間領域とを、反射光の出射領域とするとともに、一対の基板間の前記ゲートラインに対応する領域を、液晶が存在しない透光領域とすることにより、画素間領域のほぼ全域から充分な強度の非着色光を出射させて画面輝度を効果的に底上げし、画面を充分に明るくしたものである。
【００２５】
この液晶表示装置において、前記透光領域は、例えば、前記ゲートラインに対応する領域に、前記一対の基板の間隔を規制する透明なギャップ材を設けて形成するのが好ましく、このようにすることにより、前記透光領域を容易に形成することができる。
【００２６】
また、この発明の他の液晶表示装置は、上記のように、背後に反射手段を設けた反射型のものであるが、複数の色の着色膜を複数の画素領域にそれぞれ対応させて設け、前記複数の画素領域と、これらの画素領域の間の画素間領域とを、反射光の出射領域とするとともに、前記一対の基板間の前記ゲートラインに対応する領域に、そのゲートラインの幅よりも広い幅に形成された透明絶縁材料からなり、前記一対の基板の間隔を規制するための透明ギャップ材を形成することにより、画素間領域のほぼ全域から充分な強度の非着色光を出射させて画面輝度を効果的に底上げし、画面を充分に明るくするとともに、前記複数の色の着色膜に対応する領域と、これらの着色膜の間に対応する領域との液晶層厚の差を小さくし、表示むらを少なくして表示品質を高くしたものである。
【００２７】
この液晶表示装置において、前記反射手段は、バックライトと、その前面に配置された半透過反射板とからなることが望ましく、このようにすることにより、前記反射手段から照明光を出射させることにより画面輝度を補うことができるため、低照度から高照度の広い照度範囲の環境において表示を行なうことができる。
【００２８】
また、上記いずれの液晶表示装置においても、前記複数の色の着色膜は、前記画素領域の面積よりも小さい面積を有する大きさに形成し、これらの着色膜を、前記複数の画素領域の周縁領域を除く中央領域にそれぞれ対応させて設けるのが好ましい。
【００２９】
このような構成によれば、前記複数の画素領域を透過する光のうち、前記着色膜に対応する中央領域を透過する光だけが、前記着色膜によりその吸収波長帯域の波長成分の光を吸収されて着色光となって装置前面に出射し、前記着色膜に対応しない周縁領域を透過する光は、着色膜による吸収を受けずに非着色光のまま装置前面に出射するため、各画素領域から出射する光により表示される各色のカラー画素は、その画素領域に対応する着色膜の色に着色し、しかもその明るさを前記着色膜での吸収による強度低下のない非着色光により底上げされた明るい画素である。
【００３０】
したがって、画素領域の全域から着色膜により着色された着色光を出射させる場合に比べて、はるかに明るいカラー画像を表示することができ、それに加えて前記画素間領域から出射する非着色光により画面輝度が底上げされるため、画面を非常に明るくすることができる。
【００３１】
【実施例】
図１および図２はこの発明の第１の実施例を示しており、図１は液晶表示装置の一部分の正面図、図２は図１のII−II線に沿う拡大断面図である。
【００３２】
この液晶表示装置は、フルカラー画像等の多色カラー画像を表示するアクティブマトリックス型のものであり、液晶層２１をはさんで対向する前面側および背面側の一対の基板１，２のうちの一方の基板、例えば背面側基板２の内面に、行方向および列方向にマトリックス状に配列する複数の透明な画素電極３と、前記複数の画素電極３にそれぞれ接続された複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）４と、各画素電極行ごとにその一側に沿わせて配線され前記ＴＦＴ４にゲート信号を供給するゲートライン１０と、各画素電極列ごとにその一側に沿わせて配線され前記ＴＦＴ４にデータ信号を供給するデータライン１１と、前記各画素電極行ごとに設けられ前記画素電極３の縁部付近の領域に絶縁膜（ＴＦＴ４のゲート絶縁膜６）を介して対向して前記画素電極３との間に補償容量を形成する補償容量電極１２とが設けられ、その上に配向膜１４が形成されている。
【００３３】
前記ＴＦＴ４は、基板２上に形成されたゲート電極５と、このゲート電極５を覆って設けられたゲート絶縁膜６と、このゲート絶縁膜６の上に前記ゲート電極５に対応させて設けられたｉ型半導体膜７と、このｉ型半導体膜７の両側部の上に図示しないｎ型半導体膜を介して形成されたソース電極８およびドレイン電極９とからなっている。
【００３４】
また、前記ゲートライン１０と補償容量電極１２は、前記基板２上に設けられており、前記ＴＦＴ４のゲート電極５は、前記ゲートライン１０に一体に形成されている。
【００３５】
前記ゲートライン１０と容量形成電極１２は、例えばアルミニユム系合金等の低抵抗でしかも高い光反射率を有する金属膜で形成されており、このゲートライン１０と容量形成電極１２は、画素電極３やデータライン１１との間の絶縁耐圧を高くするために、その表面を陽極酸化処理されている。
【００３６】
また、前記ＴＦＴ４のゲート絶縁膜（透明膜）６は、基板２のほぼ全面にわたって設けられており、前記ゲートライン１０と補償容量電極１２は、その端子部を除いて前記ゲート絶縁膜６により覆われている。
【００３７】
そして、前記複数の画素電極３は、前記ゲート絶縁膜６の上に設けられており、これらの画素電極３はそれぞれ、その一端側の縁部において対応するＴＦＴ４のソース電極８に接続されている。
【００３８】
また、前記補償容量電極１２は、各行の画素電極３のＴＦＴ接続側とは反対側の端縁部付近に対向させて前記ゲートライン１０とほぼ平行に設けられており、この補償容量電極１２と前記画素電極３とその間のゲート絶縁膜６とにより補償容量が形成されている。
【００３９】
さらに、前記データライン１１は、例えばアルミニユム系合金等の低抵抗でしかも高い光反射率を有する金属膜で形成されており、このデータライン１１は、前記ゲート絶縁膜６の上に設けられ、前記ＴＦＴ４のソース電極８は前記画素電極３に接続され、ドレイン電極９は前記データライン１１につながっている。
【００４０】
なお、この実施例ではデータライン１１をゲート絶縁膜６の上に配線し、各列のＴＦＴ４のドレイン電極９をそれぞれ、その列に対応するデータライン１１に一体に形成しているが、前記データライン１１は、前記ＴＦＴ４を層間絶縁膜で覆ってその上に配線し、前記層間絶縁膜に設けたコンタクト孔において前記ＴＦＴ４のドレイン電極９に接続してもよい。
【００４１】
そして、前記背面側基板２の内面には、前記ＴＦＴ４およびデータライン１１１と画素電極３の周縁部を覆う透明なオーバーコート絶縁膜１３が設けられており、その上に、基板２のほぼ全面にわたって配向膜１４が設けられている。
【００４２】
また、他方の基板である前面側基板１の内面には、前記複数の画素電極３の全てに対向し、これらの画素領域３との間に複数の画素領域Ａを形成する一枚膜状の透明な対向電極１５と、前記複数の画素電極３と前記対向電極１５とが互いに対向する前記複数の画素領域Ａにそれぞれ対応する複数の色の着色膜、例えば赤、緑、青の３色のカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂと、前記複数のＴＦＴ４と前記補償容量電極１２にそれぞれ対応する遮光膜１７，１８が設けられており、その上に配向膜１９が形成されている。なお、図１では、前記遮光膜１７，１８を区別しやすくするために、遮光膜部分に平行斜線を施している。
【００４３】
前記赤、緑、青の３色のカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂは、前記画素領域Ａの面積よりも小さい面積を有する形状に形成されており、これらのカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂはそれぞれ、前記複数の画素領域Ａの周縁領域を除く中央領域にそれぞれ対応させて設けられている。なお、この実施例では、各画素領域Ａのうちの前記補償容量電極１２が通っている領域よりもＴＦＴ接続側の領域に前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを対応させている。
【００４４】
また、前記遮光膜１７，１８は、クロム等の光吸収性をもった金属膜からなっており、前記ＴＦＴ４に対応する遮光膜１７はＴＦＴ部分全体を覆う面積に形成され、補償容量電極１２に対応する遮光膜１８は、前記補償容量電極１２のほぼ全長にわたって、この補償容量電極１２とほぼ同じ幅またはそれより僅かに狭い幅に形成されている。
【００４５】
さらに、この実施例では、前記赤、緑、青の３色のカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂと前記遮光膜１７，１８とを基板１上に設け、その上に前記対向電極１５を形成して、その上に、基板１のほぼ全面にわたって配向膜１９を設けている。
【００４６】
また、前記一対の基板１，２のうちのいずれか一方の基板の内面には、その基板に形成した配向膜１９または１４の上に、前記複数のゲートライン１０にそれぞれ対応させて、前記一対の基板１，２の間隔を規制する透明なギャップ材２０が、基板間隔に応じた所定の厚さに設けられている。
【００４７】
この透明ギャップ材２０は、高い光透過率を有する透明絶縁材により、前記ゲートライン１０の幅よりも若干広い幅に形成されており、前記ゲートライン１０の長さ方向に沿わせて間欠的に設けられている。
【００４８】
なお、この実施例では、図１に示したように、前記透明ギャップ材２０を、前記複数のＴＦＴに対応する遮光膜１７に対応する箇所において切り離した破線形状に形成している。
【００４９】
そして、前記前面側と背面側の一対の基板１，２は、前記複数のゲートライン１０にそれぞれ対応する複数の透明ギャップ材２０を介して互いに重ね合わされるとともに、基板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、これらの基板１，２間の前記枠状シール材で囲まれた領域に液晶が充填されて液晶層２１が形成されている。
【００５０】
なお、前記液晶は、前記枠状シール材を部分的に欠落させて形成された液晶注入口から真空注入法により基板１，２間に充填するが、前記ギャップ材２０は、ゲートライン１０の長さ方向に沿わせて所定のピッチで間欠的に設けられているため、液晶注入口から注入される液晶を、前記枠状シール材で囲まれた領域全体に行き渡らせることができる。
【００５１】
そのため、前記液晶層２１は、前記枠状シール材で囲まれた領域のうちの前記複数のゲートライン１０にそれぞれ対応する複数の透明ギャップ材２０が無い領域に設けられており、前記一対の基板１，２間の前記ゲートライン１０に対応する領域のうちの前記複数の透明ギャップ材２０が設けられた領域は、液晶が存在しない透光領域２１ａとなっている。
【００５２】
また、この液晶表示装置は、ＴＮ（ツイステッド・ネマティック）方式の反射型表示装置であり、一対の基板１，２間に設けられた液晶層２１の液晶分子は、両基板１，２間においてツイスト配向しており、また、前記一対の基板１，２の外面にはそれぞれ偏光板２３，２４が配置され、さらに背面側の偏光板２４の背後に、装置前面から入射する光を反射させるための反射手段として反射板２５が配置されている。
【００５３】
なお、この実施例では、前記一対の基板１，２の配向膜１９，１４を互いにほぼ直交する方向に配向処理しており、前記液晶層２１の液晶分子は、両基板１，２の近傍における配向方向を前記配向膜１９，１４で規制され、両基板１，２間においてほぼ９０度のツイスト角でツイスト配向している。
【００５４】
さらに、この液晶表示装置は、液晶層２１に電界が印加されていない状態（液晶分子が初期のツイスト配向状態に配向している状態）での表示が明表示である、いわゆるノーマリーホワイトモードのものであり、前記一対の基板１，２の外面にそれぞれ配置された一対の偏光板２３，２４は、その透過軸を互いにほぼ直交させて設けられている。
【００５５】
そして、この液晶表示装置では、前記複数の画素領域Ａと、これらの画素領域Ａの間の画素間領域Ｓとを、装置前面から入射して前記反射板２５またはゲートライン１０およびデータライン１１により反射される反射光の出射領域としている。
【００５６】
この液晶表示装置は、その前面から入射する外光を背面側に配置した反射板２５により反射させて表示するものであり、前面から入射する外光は、前面側偏光板２３によりその吸収軸に沿った偏光成分の光を吸収されて直線偏光となって液晶層１２に入射し、この液晶層１２を透過する過程で液晶分子の配向状態に応じた複屈折作用を受けて旋光する。
【００５７】
そして、前記液晶層１２を透過した光のうち、背面側基板２の内面に設けられているゲートライン１０およびデータライン１１以外の領域に向かう光は、前記背面側基板２の背面に出射して背面側偏光板４２に入射し、その光のうちの前記背面側偏光板４２の透過軸に沿った偏光成分の光がこの背面側偏光板４２を透過して前記反射板２５により反射され、その反射光が、前記背面側偏光板２４と液晶層２１と前面側偏光板２３とを順に透過して装置前面に出射する。
【００５８】
また、装置前面から入射して前記液晶層１２を透過した光のうち、前記ゲートライン１０およびデータライン１１に向かう光は、背面側基板２の内面において前記ゲートライン１０およびデータライン１１により反射され、背面側偏光板２４を通らずに、液晶層２１と前面側偏光板２３とを順に透過して装置前面に出射する。
【００５９】
さらに、この液晶表示装置では、一対の基板１，２間のゲートライン１０に対応する領域に透明ギャップ材２０を間欠的に設け、前記一対の基板１，２間の前記ゲートライン１０に対応する領域のうちの前記透明ギャップ材２０が設けられた領域を液晶が存在しない透光領域２１ａとしているため、装置前面から入射した光のうち、前記透光領域２１ａに入射した光は、前記透明ギャップ材２０内を液晶により複屈折作用を受けることなく透過して前記反射板２５またはゲートライン１０により反射され、再び前記透明ギャップ材２０内を透過し、前面側偏光板２３と透過して装置前面に出射する。
【００６０】
なお、装置前面から入射した外光のうち、前面側基板１の内面に前記ＴＦＴ４および補償容量電極１２にそれぞれ対応させて設けられている遮光膜１７，１８部分に入射した光は、これらの遮光膜１７，１８により吸収される。
【００６１】
この液晶表示装置は、前記対向電極１５を基準電位に接続し、前記複数のゲートライン１０に選択期間（ＴＦＴ４をオンさせる電位になる期間）を順次ずらしたゲート信号を印加するとともに、前記複数のデータライン１１に電位が画像データに応じて変化するデータ信号を印加して表示駆動されるものであり、前記複数の画素領域Ａの液晶分子は、前記ＴＦＴ４を介してデータ信号が供給される画素電極３と基準電位にある対向電極１５との間に印加される駆動電界に応じて配向状態を変え、それに応じて各画素領域Ａから出射する光の強度が変化する。
【００６２】
また、この液晶表示装置はノーマリーホワイトモードのものであるため、前記駆動電界が印加されない領域、つまり前記複数の画素領域Ａの間の画素間領域Ｓの液晶分子は初期のツイスト配向状態（明表示状態）にあり、したがって、この画素間領域Ｓから出射する光は、常に入射光が高い透過率で透過した強度の光である。
【００６３】
ただし、［発明が解決しようとする課題］の項で説明したように、前記ゲートライン１０に印加されるゲート信号の選択期間の電位は、データライン１１に印加されるデータ信号の電位に比べてかなり高いため、各ゲートライン１０の選択期間ごとに、そのゲートライン１０と対向電極１５との間に強い電界が生じ、その電界により前記ゲートライン１０が通っている領域の液晶分子が配向状態を変えて、その領域の透過率が低くなる。
【００６４】
しかし、この液晶表示装置では、上述したように、一対の基板１，２間のゲートライン１０に対応する領域に透明ギャップ材２０を間欠的に設け、前記一対の基板１，２間の前記ゲートライン１０に対応する領域のうちの前記透明ギャップ材２０が設けられた領域を液晶が存在しない透光領域２１ａとしているため、前記ゲートライン１０と対向電極１５との間に生じる電界により液晶分子が配向状態を変えるのは前記透光領域２１ａ以外の領域だけであり、前記透光領域２１ａの透過率は、前記ゲートライン１０と対向電極１５との間に電界が生じても変化しない。
【００６５】
さらに、この液晶表示装置は、前記赤、緑、青のカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを複数の画素領域Ａにそれぞれ対応させて設けているため、前記複数の画素領域Ａからそれぞれその画素領域Ａに対応するカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの色に着色した光が出射し、前記画素間領域Ｓからは前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂによる吸収を受けない非着色光が出射する。
【００６６】
すなわち、この液晶表示装置は、前記赤、緑、青のカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを複数の画素領域Ａにそれぞれ対応させて設けるとともに、複数の画素領域Ａと、これらの画素領域Ａの間の画素間領域Ｓとを、装置前面から入射して前記反射板２５またはゲートライン１０およびデータライン１１により反射される反射光の出射領域とすることにより、前記複数の画素領域Ａからそれぞれその画素領域Ａに対応するカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの色に着色した光を出射させ、前記画素間領域Ｓから前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂによる吸収を受けない非着色光を出射させて、前記画素間領域Ｓから出射する非着色光により画面の輝度を底上げするようにしたものである。
【００６７】
そして、この液晶表示装置は、一対の基板１，２間の前記ゲートライン１０に対応する領域を、間欠的に、液晶が存在しない透光領域２１ａとしているため、この透光領域２１ａの反射光の出射率は、前記ゲートライン１０と対向電極１５との間に電界が生じても変化せず、したがって、画素間領域Ｓのほぼ全域から充分な強度の非着色光を出射させて画面輝度を効果的に底上げし、画面を充分に明るくすることができる。
【００６８】
しかも、この実施例では、前記赤、緑、青のカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの面積を前記画素領域Ａの面積よりも小さくし、これらのカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを、前記複数の画素領域Ａの周縁領域を除く中央領域にそれぞれ対応させているため、明るいカラー画像を表示することができる。
【００６９】
すなわち、この液晶表示装置は反射型のものであるため、装置前面から各画素領域Ａに入射した光が、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂによりその吸収波長帯域の波長成分の光を吸収されて着色光となり、またその反射光が装置前面に出射する経路においても前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂによりある程度の光を吸収されて、装置前面に出射する着色光の強度が極端に弱くなる。
【００７０】
しかし、この実施例の液晶表示装置は、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの面積が画素領域Ａの面積よりも小さく、これらのカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂが前記画素領域Ａの周縁領域を除く中央領域に対応しているため、前記画素領域Ａを透過する光のうち、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに対応する中央領域ａを透過する光だけが、カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂによりその吸収波長帯域の波長成分の光を吸収されて着色光となって装置前面に出射し、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに対応しない周縁領域ｂを透過する光は、カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂによる吸収を受けずに、非着色光のまま装置前面に出射する。
【００７１】
そのため、各画素領域Ａから前方に出射する光により表示される各色のカラー画素は、その画素領域Ａに対応するカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの色に着色し、しかもその明るさを、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂでの吸収による輝度低下のない非着色光により底上げされた明るい画素である。
【００７２】
そして、前記各画素領域Ａのカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに対応する中央領域の光の透過率と、カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに対応しない周縁領域の光の透過率は、画素電極３と対向電極１５との間に印加される駆動電界による液晶分子の配向状態の変化に応じて変化するため、各画素領域Ａの電極３，１５間に印加する電界を制御することにより、各画素領域Ａから出射する着色光と非着色光の両方の輝度を制御し、これらの画素領域Ａから出射する赤、緑、青のカラー画素の明るさを変化させて、フルカラー画像等の多色カラー画像を表示することができる。
【００７３】
したがって、上記実施例の液晶表示装置は、画素領域Ａの全域からカラーフィルタにより着色された着色光を出射させるものに比べて、はるかに明るいカラー画像を表示することができ、それに加えて前記画素間領域Ｓから出射する非着色光により画面輝度が底上げされるため、画面を非常に明るくすることができる。
【００７４】
また、上記実施例の液晶表示装置では、一対の基板１，２間のゲートライン１０に対応する領域に設ける透光領域２１ａを、前記ゲートライン１０に対応する領域に、前記一対の基板１，２の間隔を規制する透明ギャップ材２０を設けて形成しているため、前記透光領域２１ａを容易に形成することができる。
【００７５】
なお、上記実施例では、前記透光領域２１ａを形成する透明ギャップ材２０を、図１に示したように、複数のＴＦＴに対応する遮光膜１７に対応する箇所において切り離した破線形状に形成しているが、この透明ギャップ材２０は、さらに細かく分割した形状に形成してもよく、またゲートライン１０のほぼ全長にわたって形成してもよい。
【００７６】
図３および図４は参考例を示しており、図３は液晶表示装置の一部分の正面図、図４は図３のIV−IV線に沿う拡大断面図である。なお、図３および図４において、図１および図２に示した第１の実施例の液晶表示装置と同じものについては、図に同符号を付してその説明を省略する。
【００７７】
この参考例の液晶表示装置は、上記第１の実施例のように一対の基板１，２間のゲートライン１０に対応する領域に液晶が存在しない透光領域２１ａを設ける代わりに、背面側基板２の内面に、前記ゲートライン１０に対応させて、前記ゲートライン１０と対向電極１５との間に生じる電界を弱めるための透明な電界抑制膜２２を、複数の画素領域Ａにそれぞれ対応するカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの間の領域とほぼ同じ幅に設けたものであり、他の構成は第１の実施例と同じである。
【００７８】
この参考例において、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂは、各画素領域Ａのうちの補償容量電極１２が通っている領域よりもＴＦＴ接続側の領域に対応させて設けられている。
【００７９】
そして、前記電界抑制膜２２は、背面側基板２の内面に前記ゲートライン１０および補償容量電極１２を覆って設けられたゲート絶縁膜６の上に、前記ゲートライン１０と補償容量電極１２の両方をそのほぼ全長にわたって覆うように、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの間の領域とほぼ同じ幅に設けられており、画素電極３およびデータライン１１の前記電界抑制膜２２に対応する部分は、この電界抑制膜２２の上に形成されている。
【００８０】
また、前記電界抑制膜２２は、高い光透過率を有する絶縁材料により、この電界発生抑制膜２２に対応する領域の液晶層厚と、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに対応する領域の液晶層厚とがほぼ等しくなる厚さに形成されている。
【００８１】
この参考例の液晶表示装置も、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを複数の画素領域Ａにそれぞれ対応させて設け、前記複数の画素領域Ａと、これらの画素領域Ａの間の画素間領域Ｓとを、反射光の出射領域とすることにより、前記複数の画素領域Ａからそれぞれその画素領域Ａに対応するカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの色に着色した光を出射させ、前記画素間領域Ｓから前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂによる吸収を受けない非着色光を出射させて、前記画素間領域Ｓから出射する非着色光により画面の輝度を底上げするようにしたものである。
【００８２】
そして、この液晶表示装置では、背面側基板２の内面に、ゲートライン１０に対応させて、前記ゲートライン１０と対向電極１５との間に生じる電界を弱めるための透明な電界抑制膜２２を、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの間の領域とほぼ同じ幅に設けているため、前記ゲートライン１０に印加されるゲート信号の電位が高くても、前記ゲートライン１０と対向電極１５との間に生じる電界は、前記電界抑制膜２２により弱められた強さの電界であり、したがって、前記ゲートライン１０が通っている領域の液晶分子が前記ゲートライン１０と対向電極１５との間に生じる電界により配向状態を変えることはほとんどない。
【００８３】
また、装置前面から入射した外光のうち、前記電界抑制膜２２が設けられている領域に入射した光は、入射経路と、前記反射板２５またはゲートライン１０により反射されて装置前面に出射する経路とで前記電界抑制膜２２を２度透過するが、この電界抑制膜２２は、高い光透過率を有する絶縁材料により形成されているため、この電界抑制膜２２を設けた領域の光の透過率の低下はほとんどない。
【００８４】
したがって、この液晶表示装置によれば、前記画素間領域Ｓのほぼ全域から充分な強度の非着色光を出射させて画面輝度を効果的に底上げし、画面を充分に明るくすることができる。
【００８５】
しかも、この液晶表示装置は、前記電界抑制膜２２を、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの間の領域とほぼ同じ幅に設けているため、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに対応する領域と、これらのカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの間に対応する領域との液晶層厚の差を小さくし、表示むらを少なくして表示品質を高くすることができる。
【００８６】
さらに、この参考例では、上述したように、前記電界抑制膜２２を、この電界発生抑制膜２２に対応する領域の液晶層厚と、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに対応する領域の液晶層厚とがほぼ等しくなる厚さに形成しているため、前記表示むらをほとんど無くして表示品質をさらに高くすることができる。
【００８７】
しかも、この参考例では、前記電界抑制膜２２を、背面側基板２の内面にゲートライン１０および補償容量電極１２を覆って設けられたゲート絶縁膜６の上に、前記ゲートライン１０と補償容量電極１２の両方をそのほぼ全長にわたって覆うように設け、画素電極３およびデータライン１１の前記電界抑制膜２２に対応する部分をこの電界抑制膜２２の上に形成しているため、前記ゲートライン１０および容量形成電極１２と、画素電極３およびデータライン１１との間を、前記ゲート絶縁膜６と電界抑制膜２２とにより絶縁して、前記ゲートライン１０および容量形成電極１２と画素電極３およびデータライン１１との間の絶縁耐圧をより高くすることができる。
【００８８】
また、この参考例の液晶表示装置においても、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを、前記画素領域Ａの面積よりも小さい面積を有する大きさに形成し、これらのカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを複数の画素領域Ａの周縁領域を除く中央領域にそれぞれ対応させて設けているため、前記複数の画素領域Ａを透過する光のうち、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに対応する中央領域ａを透過する光だけが、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂによりその吸収波長帯域の波長成分の光を吸収されて着色光となって装置前面に出射し、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに対応しない周縁領域ｂを透過する光は、カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂによる吸収を受けずに非着色光のまま装置前面に出射する。
【００８９】
そのため、各画素領域Ａから出射する光により表示される各色のカラー画素は、その画素領域Ａに対応するカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの色に着色し、しかもその明るさを前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂでの吸収による強度低下のない非着色光により底上げされた明るい画素であり、したがって、画素領域Ａの全域からカラーフィルタにより着色された着色光を出射させる場合に比べて、はるかに明るいカラー画像を表示することができ、それに加えて前記画素間領域Ｓから出射する非着色光により画面輝度が底上げされるため、画面を非常に明るくすることができる。
【００９０】
なお、上記参考例では、前記電界抑制膜２２を、背面側基板２の内面に前記ゲートライン１０および補償容量電極１２を覆って設けられたゲート絶縁膜６の上に形成しているが、この電界抑制膜２２は、前記画素電極３およびオーバーコート絶縁膜１３の上に設けてもよい。
【００９１】
さらに、前記電界抑制膜２２は、前面側基板１の内面に、対向電極１５のゲートライン１０に対向する領域を覆うように設けてもよく、また、前面側基板１の内面（対向電極１５の上）と、背面側基板２の内面（ゲート絶縁膜６上または画素電極３およびオーバーコート絶縁膜１３の上）との両方に設けてもよい。
【００９２】
すなわち、前記電界抑制膜２２は、一対の基板１，２の少なくともいずれか一方の内面に、ゲートライン１０に対応させて、カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの間の領域とほぼ同じ幅に設ければよい。
【００９３】
また、上記参考例では、前記電界抑制膜２２をゲートライン１０のほぼ全長に対応させて設けているが、この電界抑制膜２２は、ゲートライン１０の長さ方向に沿わせて間欠的に設けてもよい。
【００９４】
さらに、上述した第１の実施例では、カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを、各画素領域Ａのうちの補償容量電極１２が通っている領域よりもＴＦＴ接続側の領域に対応させて設けているが、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂは、各画素領域Ａ内の前記補償容量電極１２が通っている領域を含む領域に対応させて設けてもよく、また、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを、画素領域Ａのほぼ全域に対応させて設けてもよい。
【００９５】
また、上記実施例では、複数の画素領域Ａにそれぞれ対応させて設ける複数の色の着色膜を、赤、緑、青の３色のカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂとしたが、前記複数の色の着色膜は、例えばマゼンタ、イエロー、シアンの３色のカラーフィルタでもよい。
【００９６】
さらに、上記実施例の液晶表示装置は、ＴＮ方式のものであるが、この発明は、例えばＳＴＮ（スーパー・ツイステッド・ネマティック）方式などの液晶表示装置にも適用することができる。
【００９７】
また、上記実施例では、背面側基板２の背後（上記実施例では背面側偏光板２４の背後）に、装置前面から入射する光を反射させるための反射手段として、反射板２５を配置しているが、前記反射手段は、前方から入射する外光を反射するともに照明光を前方に出射するものでもよい。
【００９８】
この種の反射手段は、バックライトの前面に半透過反射板を配置して構成してもよく、また、例えば特願平１０−１２０９７８号に記載されているような、前面を階段形状面に形成するとともにその複数の段面にそれぞれ反射膜を形成した導光体を用い、光源からの照明光を前記導光体の端面から取り込んで前記階段形状面の複数の段差面から出射し、前方から入射する外光を前記階段形状面の複数の段面上の反射膜により反射させるようにしてもよい。
【００９９】
このように、前方から入射する外光を反射するともに照明光を前方に出射する反射手段を用いれば、外光の反射光だけでは充分な画面輝度が得られない環境下でも、前記反射手段から照明光を出射させることにより画面輝度を補うことができるため、低照度から高照度の広い照度範囲の環境において表示を行なうことができる。
【０１００】
【発明の効果】
この発明の液晶表示装置は、背後に反射手段を設けた反射型のものであるが、複数の色の着色膜を複数の画素領域にそれぞれ対応させて設け、前記複数の画素領域と、これらの画素領域の間の画素間領域とを、反射光の出射領域とするとともに、一対の基板間の前記ゲートラインに対応する領域を、液晶が存在しない透光領域としているため、画素間領域のほぼ全域から充分な強度の非着色光を出射させて画面輝度を効果的に底上げし、画面を充分に明るくすることができる。
【０１０１】
この液晶表示装置において、前記透光領域は、例えば、前記ゲートラインに対応する領域に、前記一対の基板の間隔を規制する透明なギャップ材を設けて形成するのが好ましく、このようにすることにより、前記透光領域を容易に形成することができる。
【０１０２】
また、この発明の他の液晶表示装置は、背後に反射手段を設けた反射型のものであるが、複数の色の着色膜を複数の画素領域にそれぞれ対応させて設け、前記複数の画素領域と、これらの画素領域の間の画素間領域とを、反射光の出射領域とするとともに、前記一対の基板間の前記ゲートラインに対応する領域に、そのゲートラインの幅よりも広い幅に形成された透明絶縁材料からなり、前記一対の基板の間隔を規制するための透明ギャップ材を形成しているため、画素間領域のほぼ全域から充分な強度の非着色光を出射させて画面輝度を効果的に底上げし、画面を充分に明るくするとともに、前記複数の色の着色膜に対応する領域と、これらの着色膜の間に対応する領域との液晶層厚の差を小さくし、表示むらを少なくして表示品質を高くすることができる。
【０１０３】
この液晶表示装置において、前記反射手段は、バックライトと、その前面に配置された半透過反射板とからなることが望ましく、このようにすることにより、前記反射手段から照明光を出射させることにより画面輝度を補うことができるため、低照度から高照度の広い照度範囲の環境において表示を行なうことができる。
【０１０４】
また、上記いずれの液晶表示装置においても、前記複数の色の着色膜は、前記画素領域の面積よりも小さい面積を有する大きさに形成し、これらの着色膜を、前記複数の画素領域の周縁領域を除く中央領域にそれぞれ対応させて設けるのが好ましく、このようにすることにより、画素領域の全域から着色膜により着色された着色光を出射させる場合に比べて、はるかに明るいカラー画像を表示することができ、それに加えて前記画素間領域から出射する非着色光により画面輝度が底上げされるため、画面を非常に明るくすることができる。
【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装置の一部分の正面面。
【図２】  図１のII−II線に沿う拡大断面図。
【図３】  この参考例を示す液晶表示装置の一部分の正面面。
【図４】  図３のIV−IV線に沿う拡大断面図。
【符号の説明】
１，２…基板
３…画素電極
４…ＴＦＴ（能動素子）
１０…ゲートライン
１１…データライン
１２…補償容量形成電極
１３…オーバーコート絶縁膜
１５…対向電極
１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ…カラーフィルタ（着色膜）
１７，１８…遮光膜
２０…透明ギャップ材
２１…液晶層
２１ａ…透光領域
２２…電界抑制膜
２３，２４…偏光板
２５…反射板
Ａ…画素領域
Ｓ…画素間領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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