JP2000267077A - 液晶表示装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半透過・半反射型の液晶パネルにおいて、透
過時における表示品質、特に、色再現性を改善する。 【解決手段】 前面基板２００と背面基板３００との間
に液晶が挟持されるとともに、背面基板３００にスリッ
ト３３５を備えた反射層３３２が形成される液晶パネル
１００において、第１のカラーフィルタ３２２と、第２
のカラーフィルタ３２４とを、反射層３３２を挟んで配
置形成する。これにより、透過光においても、反射光と
同様にカラーフィルタを２回通過することになるので、
両光の色再現性がほぼ等しくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外光がある場合に
は反射型として機能する一方、外光がほとんどない場合
には透過型として機能する液晶表示装置、および、この
液晶表示装置を用いた電子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、液晶表示装置は、液晶そ
れ自体が発光するのではなく、単に光の道筋を変えるこ
とによって表示を行うものである。このため、液晶表示
装置には、パネルに対して必ず何らかの形で光を入射さ
せる構成が必要となり、この点において、他の方式を用
いた表示装置、例えば、エレクトロルミネッセンス表示
装置や、プラズマディスプレイなどとは大きく相違す
る。ここで、液晶表示装置において、光源がパネルの裏
側に配置し、その光がパネルを通過してユーザに視認さ
れるタイプは透過型と呼ばれる一方、光源がパネルの表
側に配置し、あるいは配置せれずに、前面からの入射光
がパネルによって反射してユーザに視認されるタイプは
反射型と呼ばれている。

【０００３】このうち、透過型では、パネルの背面側に
配置される光源（ゆえにバックライトと呼ばれる）から
発せられた光が、導光板によってパネル全体に導かれた
後、一般には、偏光板→背面基板→電極→液晶→電極→
カラーフィルタ→前面基板→偏光板という経路を辿っ
て、ユーザに視認される。これに対して反射型では、パ
ネルに入射した光が、一般には、偏光板→前面基板→カ
ラーフィルタ→電極→液晶→反射電極まで到達すると、
当該反射電極で反射して、いま来た経路を逆に辿ってユ
ーザに視認される。このように、反射型では、透過型と
比較すると、環境からの採光量が、パネルの裏側に配置
される光源ほど多くなく、さらに、光がパネルに入射し
て反射するという二重の経路を有するため、各部での光
減衰によって、ユーザに視認される光量がそれだけ少な
くなる。このため、反射型では、一般的に透過型と比較
して表示画面が暗い、という欠点がある。

【０００４】ただし、反射型は、消費電力の大きい光源
がなくても表示が可能である点や、日光が当たる屋外で
も視認性が高い点など、上記欠点を補って余りある利点
を有する。このため、近年、カラー表示が可能な反射型
の液晶表示装置は、携帯型電子機器などを中心に徐々に
普及し始めている。

【０００５】ところで、反射型では、外光がほとんどな
い場合、ユーザは表示を視認できない、という本質的な
問題点を有する。これを解決するため、第１に、反射電
極にスリットを設けたり、例えばアルミニウム等の光反
射性を有する金属による反射電極の膜厚を比較的薄く
（２０ｎｍ〜５０ｎｍ）形成するとともに、第２に、パ
ネルの背面にバックライトを設ける（半透過・半反射型
パネル）方式が提案されている。この方式では、外光が
ほとんどない場合には、バックライトの点灯によって透
過型となり、これによって表示の視認性が確保される一
方、外光が十分にある場合には、バックライトの消灯に
よって反射型となり、これによって、低消費電力が図ら
れる構成となっている。すなわち、外光の強弱に応じて
透過型または反射型、あるいは、両者を併用することに
より、視認性確保および低消費電力を両立させるもので
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半透過
・半反射型パネルにおいて、透過型として機能する場合
にユーザに視認される透過光は、カラーフィルタを１回
しか通過していないのに対し、反射型として機能する場
合にユーザに視認される反射光は、カラーフィルタを２
回通過したものとなるため、透過光の濃度は、反射光と
比較して低くなる、という欠点があった。そこで、この
欠点を解決するために、カラーフィルタの色特性を濃く
すると、今度は、反射時の明るさが低下する。すなわ
ち、従来の半透過・半反射型パネルにおいては、透過型
または反射型のいずれか一方の色再現性を優先させて設
定せざるを得ず、他方の色再現性は、どうしても劣化す
る、という問題があった。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、半透過・半反
射型パネルにおいて、透過型として機能する場合におけ
る色再現性と、反射型として機能する場合における色再
現性とをそれぞれ任意に設定可能として、両型における
色再現性の両立を図った液晶表示装置、および、この液
晶表示装置を用いた電子機器を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る液晶表示装置にあっては、前面基板およ
び背面基板の間に液晶が挟持されてなる液晶表示装置で
あって、前記背面基板に形成され、前記前面基板側から
の入射光を反射するとともに、前記背面基板側からの入
射光の少なくとも一部を透過する反射層と、前記反射層
に対して、前記前面基板寄りに設けられる第１のカラー
フィルタと、前記背面基板側からの入射光のうち、前記
スリットの通過光を着色させる第２のカラーフィルタと
を具備することを特徴としている。

【０００９】本発明によれば、反射型として機能する場
合、反射層による反射光がユーザに視認されるが、この
反射光は、前面基板側から入射して第１のカラーフィル
タを透過した後、反射層により反射し、再び、第１のカ
ラーフィルタを透過するから、第１のカラーフィルタを
２度通過することになる。このため、反射型における色
再現性は、第１のカラーフィルタのみにより定まる。一
方、透過型として機能する場合、反射層を透過した光が
ユーザに視認されるが、この透過光は、第１および第２
のカラーフィルタをそれぞれ１回通過することになる。
このため、透過型における色再現性は、第１および第２
のカラーフィルタの双方により定まる。

【００１０】したがって、第１および第２のカラーフィ
ルタの色特性をそれぞれ個別に設定することにより、反
射型と透過型との色再現性を、それぞれ個別に最適化し
たり、互いに異なる任意のものとすることが可能とな
る。このため、透過型での色再現性を、通常の透過型の
みのパネル並みとしたり、反射型と透過型との色再現性
をほぼ等しくさせることができる。

【００１１】ここで、本発明において、背面基板側から
の入射光の少なくとも一部を透過させるためには、ま
ず、前記反射層には、スリットが設けられる構成が考え
られる。この構成により、光は、反射層の膜厚や性質等
には依らずに確実に、反射層を透過することになる。

【００１２】また、本発明において、背面基板側からの
入射光の少なくとも一部を透過させるためには、前記反
射層は、２０ｎｍ〜５０ｎｍの膜厚に形成された光反射
性を有する金属膜からなる構成が考えられる。この構成
では、スリットを形成する必要がないので、製造の簡略
化が図られることとなる。

【００１３】一方、本発明において、前記第２のカラー
フィルタによる着色と、前記第１のカラーフィルタによ
る着色とは、互いに略同色であることが望ましい。これ
によれば、透過型における透過光の着色が、反射型にお
ける反射光の着色と比較して、薄くなるのが防止される
からである。

【００１４】また、本発明において、前記背面基板側か
ら入射して、前記前面基板側から出射する光を照射する
光源を備えることが望ましい。この構成によれば、外光
が少ない場合でも、光源の照射光がスリットを通過し
て、液晶分子の配列方向に応じて旋光するので、反射層
による反射が少なくても、表示の視認性を確保すること
が可能となる。この際、スリットを通過する光源の照射
光のみが第２のカラーフィルタを通過するから、照射光
の分光特性などに応じて第２のカラーフィルタの色特性
を設定することにより、反射型・透過型における色特性
を最適化させることも可能となる。

【００１５】一方、本発明において、複数の走査線と複
数のデータ線との交差に対応して配置する画素電極およ
びスイッチング素子を備えることが望ましい。これによ
れば、スイッチング素子によりオン画素とオフ画素とを
電気的に分離できるので、コントラストやレスポンスな
どが良好であり、かつ、高精細な表示が容易に達成でき
る。

【００１６】この際、前記画素電極および前記スイッチ
ング素子は、それぞれ前記前面基板に設けられる一方、
前記第１のカラーフィルタは、前記第２のカラーフィル
タとともに前記背面基板に設けられることが望ましい。
この構成によれば、精度が要求されるスイッチング素子
は、反射層や、第１、第２のカラーフィルタが形成され
る背面基板とは異なる前面基板に形成されるため、製造
工程における各カラーフィルタの耐熱性などを考慮しな
いで済む。このため、スイッチング素子の製造方法の自
由度を高めることができる。

【００１７】また、前記画素電極および前記スイッチン
グ素子は、それぞれ前記背面基板に設けられることも望
ましい。この構成では、精度が要求されるスイッチング
素子が、反射層が形成される背面基板側に形成される
が、カラーフィルタの配置を工夫することにより、プロ
セスの共通化が図られる。

【００１８】例えば、前記反射層と前記画素電極とは、
光反射性を有する同一導電層をパターニングしたものと
すると、反射層と画素電極とを別の金属層から構成する
場合よりもプロセスが簡略化される。さらに、スイッチ
ング素子として、第１の導電層／絶縁体／第２の導電層
の構造を有する薄膜ダイオードを用いるとともに、この
第２の導電層により反射層を形成して、第２の導電層、
反射層および画素電極を共通化しても良い。

【００１９】一方、第２のカラーフィルタは、スリット
の通過光を着色させれば、それで足りるから、スリット
部分に設ける必要はなく、背面基板において反射基板と
の対向側とは反対側に位置させても良い。この際、第１
のカラーフィルタは、前面基板に設けても良い。こうす
ると、スイッチング素子の形成面に、カラーフィルタを
形成しないで済む。また、第１のカラーフィルタは、反
射基板の直上に配置しても良い。

【００２０】加えて、本発明に係る電子機器にあって
は、液晶表示装置を備えるので、外光が少ない場所でも
良好な視認性が確保される一方、外光がある場所では、
低消費電力が図られることとなる。

【００２１】

【発明の実施の形態】上述のように、本発明の要旨は、
背面基板に形成された反射層に対して、前面基板寄りに
第１のカラーフィルタを設ける一方、反射層の透過光を
着色させる第２のカラーフィルタを設けた点にあるの
で、アクティブマトリクス方式にも、パッシブマトリク
ス方式にも適用可能である。このうち、画素電極をスイ
ッチング（非線形）素子で駆動するアクティブマトリク
ス方式の方が、コントラストやレスポンスなどが良好で
あり、かつ、高精細な表示が容易に達成できるので、パ
ッシブマトリクス方式に比較して有利である。ここで、
アクティブマトリクス方式は、スイッチング素子とし
て、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transisto
r）などの三端子型素子を用いる方式と、薄膜ダイオー
ド（ＴＦＤ：Thin FilmDiode）などの二端子型素子を用
いる方式との２方式に大別されるが、後者方式の方が、
配線の交差部分がないために配線間の短絡不良が原理的
に発生しない点、さらに、成膜工程およびフォトリソグ
ラフィ工程を短縮できる点において有利である。そこ
で、ＴＦＤにより画素電極を駆動する液晶表示装置を、
本発明の実施形態として、以下、図面を参照して説明す
ることとする。

【００２２】＜第１実施形態＞まず、本発明の第１実施
形態について説明する。図１は、この表示装置の主要部
である液晶パネルの電気的構成を示すブロック図であ
る。この図に示されるように、液晶パネル１００には、
複数本の走査線２１２が行（Ｘ）方向に延在して形成さ
れる一方、複数本のデータ線３１２が列（Ｙ）方向に延
在して形成されるとともに、走査線２１２とデータ線３
１２との各交差部分において画素１１６が形成されてい
る。ここで、各画素１１６は、液晶表示要素（液晶層）
１１８とＴＦＤ２２０との直列接続からなる。そして、
各走査線２１２は、走査線駆動回路１２２によって駆動
される一方、各データ線３１２は、データ線駆動回路１
２４によって駆動される構成となっている。

【００２３】なお、本実施形態においてＴＦＤ２２０
は、走査線２１２の側に接続され、液晶層１１８がデー
タ線３１２の側に接続されているが、これとは逆に、Ｔ
ＦＤ２２０がデータ線３１２の側に、液晶層１１８が走
査線２１２の側にそれぞれ接続される構成でも良い。

【００２４】＜液晶パネルについて＞このような電気的
構成を有する液晶パネル１００は、図２に示されるよう
に、透明性を有する前面基板２００と、同じく透明性を
有する背面基板３００とが互いに一定の間隙を保った状
態で貼付され、この間隙にＴＮ（Twist Nematic）型な
どの液晶１０５が封入された構成となっている。このう
ち、前面基板２００には、図２において示される画素電
極２３４のほか、実際には、図１における走査線２１２
や、画素電極２３４と走査線２１２との間に介挿される
ＴＦＤ２２０などが形成される一方、背面基板３００に
は、データ線３１２などが形成されている。ここで、一
列分の画素電極２３４と１本のデータ線３１２とが対向
するような位置関係となっているため、図１における液
晶層１１８は、実際には、画素電極２３４とデータ線３
１２とこれらの間に挟持される液晶１０５とから構成さ
れることとなる。したがって、画素１１６は、図１に示
されるように、走査線２１２とデータ線３１２との各交
差部分において、液晶層１１８とＴＦＤ２２０との直列
接続を介して電気的に結合した状態となる。

【００２５】さて、データ線３１２は、ＩＴＯ（Indium
Tin Oxide）などの透明導電膜からなり、アクリル樹脂
やエポキシ樹脂などからなるオーバーコート層３４２上
に形成されている。ここで、オーバーコート層３４２が
設けられている理由は、第１のカラーフィルタ３２２、
反射層３３２および第２のカラーフィルタ３２４からな
る凸部を平坦化するためや、第１のカラーフィルタ３２
２から有機物質が染み出して液晶１０５が劣化するのを
防止するためなどである。

【００２６】一方、背面基板３００の上面であって、画
素電極２３４と対向する領域には、エッチングなどの処
理によって起伏が形成されて、そこに第２のカラーフィ
ルタ３２４が形成されている。この第２のカラーフィル
タ３２４の上面には、さらに、アルミニウムなどの光反
射性を有する反射層３３２が、開口部であるスリット３
３５とともに形成されている。ここで、第２のカラーフ
ィルタ３２４の上面に残っている起伏によって、反射層
３３２の反射光は適度に散乱することとなる。

【００２７】また、、第１のカラーフィルタ３２２およ
び第２のカラーフィルタ３２４は、３原色であるＲ（レ
ッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）のいずれかであ
り、ストライプ配列や、モザイク配列、デルタ配列など
の一定の規則性で配列している。この際、第２のカラー
フィルタ３２４は、後述するように、バックライトユニ
ットによる照射光の発色低下を防ぐことを主目的として
設けられるので、同一の画素電極２３４に対応する第１
のカラーフィルタ３２２および第２のカラーフィルタ３
２４は、本実施形態にあっては、互いに同色となってい
る。

【００２８】なお、このほかに、視角特性を考慮してラ
ビング処理された配向膜（図示省略）が、画素電極２３
４およびデータ線３１２の表面に形成されている。これ
により、電圧無印加時において、液晶分子がラビング方
向に沿って配向方位することとなる。また、第１のカラ
ーフィルタ３２２および第２のカラーフィルタ３２４が
形成されている領域以外では、着色パターン間の隙間を
遮光するためのブラックマトリクスが設けられるが、図
示を省略することとする。

【００２９】次に、前面基板２００における１画素分の
レイアウトについて説明する。図３（ａ）は、ＴＦＤ２
２０を含む１画素分のレイアウトを示す平面図であり、
同図（ｂ）は、そのＡ−Ａ’線に沿って示す断面図であ
る。なお、ＴＦＤ２２０および画素電極２３４は、本実
施形態にあっては前面基板２００に設けられるので、図
３（ａ）は、図２において背面側（下側）から透視した
場合の平面図である点、および、図３（ｂ）は、図２と
は上下が反転している点に留意されたい。

【００３０】さて、図３（ａ）および同図（ｂ）に示さ
れるように、ＴＦＤ２２０は、第１のＴＦＤ２２０ａお
よび第２のＴＦＤ２２０ｂからなり、前面基板２００の
表面に形成された絶縁膜２０１において、第１金属膜２
２２と、この第１金属膜２２２の表面に陽極酸化によっ
て形成された絶縁体たる酸化膜２２４と、この表面に形
成されて相互に離間した第２金属膜２２６ａ、２２６ｂ
とから構成されている。また、第２金属膜２２６ａは、
そのまま走査線２１２となる一方、第２金属膜２２６ｂ
は、データ線３１２と同様にＩＴＯなど透明導電膜から
形成された画素電極２３４に接続されている。

【００３１】ここで、第１のＴＦＤ２２０ａは、走査線
２１２の側からみると順番に、第２金属膜２２６ａ／酸
化膜２２４／第１金属膜２２２となって、金属／絶縁体
／金属のサンドイッチ構造を採るため、その電流−電圧
特性は正負双方向にわたって非線形となる。一方、第２
のＴＦＤ２２０ｂは、走査線２１２の側からみると順番
に、第１金属膜２２２／酸化膜２２４／第２金属膜２２
６ｂとなって、第１のＴＦＤ２２０ａとは、反対の電流
−電圧特性を有することになる。したがって、ＴＦＤ２
２０は、２つの素子を互いに逆向きに直列接続した形と
なるため、１つの素子を用いる場合と比べると、電流−
電圧の非線形特性が正負双方向にわたって対称化される
ことになる。

【００３２】ところで、前面基板２００自体は、例え
ば、石英や、ガラス、プラスティックなどが用いられ
る。また、前面基板２００の表面に絶縁膜２０１が設け
られる理由は、第２金属膜の堆積後における熱処理によ
り、第１金属膜２２２が下地から剥離しないようにする
ため、および、第１金属膜２２２に不純物が拡散しない
ようにするためである。したがって、これらの点が問題
にならないのであれば、絶縁膜２０１については省略可
能である。

【００３３】なお、ＴＦＤ２２０は、二端子型スイッチ
ング素子としての一例であり、他にＭＳＩ（Metal Semi
-Insulator）などのようなダイオード素子構造を用いた
素子や、これらの素子を逆向きに直列接続もしくは並列
接続したものなどについても適用可能である。さらに、
電流−電圧特性を正負双方向で厳密に対称化する必要が
ないのであれば、１つの素子のみを用いても良い。

【００３４】次に、この液晶パネル１００を含む表示装
置の全体構成について図４および図５を参照して説明す
る。ここで、図４は、液晶パネル１００の構成を示す斜
視図であり、図５は、図４におけるＢ−Ｂ’線の断面図
である。なお、図５については、図４では省略されてい
るバックライトユニットについても、液晶パネル１００
と併せて示されている。

【００３５】これらの図に示されるように、液晶パネル
１００は、前面基板２００と背面基板３００とが、スペ
ーサＳの混入されたシール材１０４により一定の間隙を
保って、互いに電極形成面が対向するように貼付される
とともに、この間隙に液晶１０５を封入した構造となっ
ている。また、前面基板２００の前面側および背面基板
３００の背面側には、それぞれ偏光板２０６、３０６が
設けられ、その偏光軸は、対応する基板のラビング方向
に応じて設定されている。

【００３６】一方、前面基板２００の対向面であって、
背面基板３００から張り出した端子部分には、図１にお
いて走査信号駆動回路１２２に相当するＩＣチップ２５
０が、図において下側からＣＯＧ実装されるとともに、
このＩＣチップ２５０に外部制御基板（図示省略）から
制御信号を供給するためのＦＰＣ（Flexible PrintedCi
rcuit）基板２６０が接続される。また、背面基板３０
０の対向面であって、前面基板２００から張り出した端
子部分には、図１においてデータ線駆動回路１２４に相
当するＩＣチップ３５０が図において上側からＣＯＧ実
装されるとともに、このＩＣチップ３５０に外部制御基
板から制御信号を供給するためのＦＰＣ基板３６０が接
続される。ここで、ＩＣチップ２５０、３５０における
ＣＯＧ実装は、それぞれ、第１に、基板との所定位置に
おいて、接着材中に導電性微粒子を均一に分散させたフ
ィルム状の異方性導電膜を挟持し、第２に、ＩＣチップ
２５０、３５０を基板に加圧・加熱することにより行わ
れる。ＦＰＣ基板３５０、３６０の接続も同様にして行
われる。

【００３７】なお、ＩＣチップ２５０、３５０を、基板
２００、３００にＣＯＧ実装する替わりに、例えば、Ｉ
Ｃチップ２５０、３５０が実装された各ＴＣＰ（Tape C
arrier Package）を、基板２００、３００の所定位置に
設けられる異方性導電膜により電気的および機械的に接
続する構成としても良い。

【００３８】さらに、背面基板３００の背面には、バッ
クライトユニットが、シリコンゴムなどの緩衝材１０６
を介して設けられている。このバックライトユニット
は、光を照射する線状の蛍光管６０１と、この蛍光管６
０１による光をもれなく反射して導光板６０３に導く反
射板６０２と、導光板６０３に導かれた光を液晶パネル
１００に一様に拡散させる拡散板６０４と、導光板６０
３から液晶パネル１００とは反対方向に出射される光を
液晶パネル１００側へ反射させる反射板６０５とから構
成される。ここで、蛍光管６０１は、常に点灯するので
はなく、外光がほとんどないような場合に、ユーザの指
示や、センサの検出によって点灯するものである。

【００３９】このような構成において、前面基板２００
の側から液晶パネル１００に入射する光は、図２を参照
すれば、反射層３３２によって反射するので、これによ
り液晶パネル１００は、反射型として機能する一方、バ
ックライトユニットの蛍光管６０１が点灯すると、この
照射光は、反射層３３２に形成されたスリット３３５を
通過するので、これにより液晶パネル１００は、透過型
として機能することになる。

【００４０】ここで、反射型として機能する場合、前面
基板２００の側からの入射光は、偏光板２０６（図２で
は図示省略）→前面基板２００→画素電極２３４→液晶
１０５→データ線３１２→オーバーコート層３４２→第
１のカラーフィルタ３２２→反射層３３２まで到達する
と、当該反射層で反射して、いま来た経路を逆に辿って
ユーザに視認される。このため、液晶パネル１００に入
射した光は、ユーザに視認されるまでに、第１のカラー
フィルタ３２２を２回通過することになる。

【００４１】一方、透過型として機能する場合、バック
ライトユニットによる照射光は、偏光板３０６（図２で
は図示省略）→背面基板３００→第２のカラーフィルタ
３２４→スリット３３５→第１のカラーフィルタ３２２
→オーバーコート層３４２→データ線３１２→液晶１０
５→画素電極２３４→前面基板２００→偏光板２０６
（図２では図示省略）という経路を辿ってユーザに視認
される。このため、バックライトユニットによる照射光
は、ユーザに視認されるまでに、第１のカラーフィルタ
３２２および第２のカラーフィルタ３２４を通過するこ
とになる。

【００４２】したがって、バックライトユニットによる
照射光は、前面基板２００の側からの入射光と同様に、
カラーフィルタを２回通過するので、着色が薄くなると
いった不具合が解消されることとなる。

【００４３】さらに、反射型として機能する場合、反射
光は、第１のカラーフィルタ３２２を２度通過するの
で、反射型における色再現性は、第１のカラーフィルタ
のみにより定まる。一方、透過型として機能する場合、
透過光は、第２のカラーフィルタ３２４および第１のカ
ラーフィルタ３２２を順番に通過するので、透過型にお
ける色再現性は、第１および第２のカラーフィルタの双
方により定まる。したがって、両カラーフィルタの色特
性をそれぞれ個別に設定することで、反射型と透過型と
の色再現性を、それぞれ最適化することができる。特
に、第２のカラーフィルタ３２４を通過して、ユーザに
視認される光は、バックライトユニットによる照射光だ
けである。このため、照射光の分光特性などを考慮し
て、第２のカラーフィルタの色特性を設定することによ
り、反射型・透過型における色特性をそれぞれバランス
させることが可能となる。

【００４４】また、液晶層１１８が、画素電極２３４と
データ線３１２とこれらの間に挟持される液晶１０５と
から構成されることになるので、走査線２１２に走査信
号を供給するとともに、データ線３１２にデータ信号を
供給することによって、ＴＦＤ２２０にしきい値以上の
電位差を印加すると、当該ＴＦＤがオンとなって導通状
態になるので、当該ＴＦＤに接続された液晶層に所定の
電荷が蓄積される。そして、電荷蓄積後、当該ＴＦＤを
オフ状態にしても、液晶層の抵抗が十分に高ければ、当
該液晶層における電荷の蓄積が維持される。このように
ＴＦＤ２２０を駆動して、蓄積させる電荷の量を制御す
ると、画素毎に液晶の配向状態が変化するので、所定の
表示を行わせることが可能となる。

【００４５】この際、各画素１１６の液晶層１１８に電
荷を蓄積させるのは一部の期間で良いため、第１に、走
査線駆動回路１２２（ＩＣチップ２５０）によって、各
走査線２１２を順次選択するとともに、第２に、走査線
２１２の選択期間において、データ線駆動回路１２４
（ＩＣチップ３５０）によりデータ線３１２に表示すべ
き画像に応じたデータ信号を供給する構成により、走査
線２１２およびデータ線３１２を複数の画素１１６につ
いて共通化した時分割マルチプレックス駆動が可能とな
っている。

【００４６】＜第２実施形態＞次に、本発明の第２実施
形態について説明する。図６は、第２実施形態に係る液
晶パネルの構造を説明するための部分断面図である。上
述した第１実施形態では、第１のカラーフィルタ３２２
および第２のカラーフィルタ３２４は、それぞれ背面基
板３００において前面基板２００との対向面に形成され
ていたが、本実施形態にあっては、図６に示されるよう
に、第２のカラーフィルタ３２４を、背面基板３００の
背面側に形成したものである。

【００４７】ここで、第２のカラーフィルタ３２４は、
バックライトユニットの照射光を着色することによっ
て、発色低下を防ぐために設けられるので、本実施形態
のように、背面基板３００の背面側に形成しても良いの
である。なお、第２のカラーフィルタ３２４を背面基板
３００の背面側に設けると、外部に露出することになる
ので、実際には、オーバーコート層などで保護すること
が望ましい。

【００４８】このように第２実施形態によれば、第１実
施形態と同様に、バックライトユニットによる照射光、
すなわち、液晶パネル１００の透過光についても、反射
光と同様にカラーフィルタを２回通過することになるの
で、両者の色再現性をほぼ等しくすることが可能とな
る。

【００４９】＜第３実施形態＞次に、本発明の第３実施
形態について説明する。図７は、第３実施形態に係る液
晶パネルの構造を説明するための部分断面図である。上
述した第１および第２実施形態では、ＴＦＤ２２０が前
面基板３００に形成されていたが、本実施形態にあって
は、背面基板５００側に形成されている。このため、Ｔ
ＦＤ２２０に接続される走査線２１２および画素電極５
３４も背面基板５００に形成され、その替わりに、デー
タ線３１２が前面基板４００に形成されている。

【００５０】また、前面基板の側からの入射光は、反射
してユーザに視認されるまでに第１のカラーフィルタ３
２２を２回通過すれば良いから、第１のカラーフィルタ
３２２を、上述した第１および第２実施形態のように背
面基板側に設ける必要がない。このため、第３実施形態
にあっては、第１のカラーフィルタ３２４は、前面基板
４００において背面基板５００との対向面に設けられて
いる。なお、オーバーコート層３４２は、第１のカラー
フィルタ３４２による凸部を平坦化するために設けられ
ており、この表面にデータ線３１２が形成されている。

【００５１】次に、第３実施形態において、背面基板２
００の１画素分のレイアウトについて説明する。図８
（ａ）は、ＴＦＤ２２０を含む１画素分のレイアウトを
示す平面図であり、同図（ｂ）は、そのＣ−Ｃ’線に沿
って示す断面図である。なお、ＴＦＤ２２０および画素
電極２３４は、この第３実施形態にあっては背面基板５
００に設けられるので、図８（ａ）は、図７において前
面側（上側）から透視した場合の平面図である点、およ
び、図８（ｂ）は、図７とは上下が正立である点ににお
いて、図３とは相違する。

【００５２】さて、図８（ａ）および同図（ｂ）に示さ
れるように、ＴＦＤ２２０は、互いに逆向きに直列接続
された第１のＴＦＤ２２０ａおよび第２のＴＦＤ２２０
ｂからなる点は、図３と同様であるが、第２のＴＦＤ２
２０ｂにおける第２金属膜２２６ｂがそのまま延長形成
されて画素電極５３４となっている点において、図３と
は相違している。すなわち、第３実施形態にあっては、
ＴＦＤ２２０を構成す２層目の金属膜をパターニングす
ることによって、第１のＴＦＤ２２０ａの第２金属膜２
２６ａと、第２のＴＦＤ２２０ａの第２金属膜２２６ａ
とともに、画素電極５３４について開口部であるスリッ
ト５３５も含めて、同時に形成したものである。このよ
うな共通金属層としては、光反射性を有するアルミニウ
ムなどが好適である。

【００５３】また、背面基板５００の表面には、画素電
極５３４としての領域に光散乱性を持たせるために予め
選択的に起伏が設けられるが、ＴＦＤ２２０が形成され
る領域には、起伏が設けられない。これは、起伏がある
領域にＴＦＤを形成すると、素子サイズが不均一となっ
て、ＴＦＤ２２０の非線形特性にばらつきが生じる結
果、表示ムラの原因となるからである。

【００５４】このように第３実施形態によれば、第１お
よび第２実施形態と同様に、液晶パネル１００の透過光
においても、反射光と同様にカラーフィルタを２回通過
することになるので、両者の色再現性をほぼ等しくする
ことが可能となる。さらに、背面基板５００において、
第２金属膜２２６ａ、２２６ｂおよび画素電極５３４が
共通金属層でパターニングされるので、製造プロセスの
簡略化を図ることが可能となる。

【００５５】＜第４実施形態＞次に、本発明の第４実施
形態について説明する。図９は、第４実施形態に係る液
晶パネルの構造を説明するための部分断面図である。上
述した第３実施形態では、背面基板５００においてＴＦ
Ｄ２２０の形成面には、第１カラーフィルタ３２２およ
び第２のカラーフィルタ３２４のいずれも設けられなか
ったが、本実施形態にあっては、図９に示されるよう
に、ＴＦＤ２２０の形成面に両カラーフィルタを設けた
ものである。

【００５６】ここで、背面基板３００の表面には、第２
のカラーフィルタ３２４が形成されて、ＴＦＤ素子２２
０とともにオーバーコート層３４２で覆われている。ま
た、スリット５３５を含む画素電極５３４は、オーバー
コート層３４２の上面に形成されて、第２金属膜２２６
ｂとは、コンタクトホール５５１を介して接続されてい
る。さらに、画素電極５３４のスリット５３５には、第
１のカラーフィルタ３２２が形成されているが、有機物
質の染み出しを防ぐためにオーバーコート層３４６で覆
われている。

【００５７】このように第４実施形態によれば、背面基
板５００の製造プロセスがやや複雑となるが、他の実施
形態と同様に、液晶パネル１００への透過光について
も、反射光と同様にカラーフィルタを２回通過すること
になるので、両者の色再現性をほぼ等しくすることが可
能となる。

【００５８】＜応用形態＞本発明は、上述した第１〜第
４実施形態に限られず、種々の応用・変形が可能であ
る。

【００５９】各実施形態にあっては、第１のカラーフィ
ルタ３２２および第２のカラーフィルタ３２４を、別個
に形成することとしたが、１層のカラーフィルタによっ
て、両カラーフィルタの機能を負わせることも可能であ
る。例えば、図２において、第１のカラーフィルタ３２
２は、反射層３３２の表面のみならず、スリット３３２
内部まで浸透して形成されるから、スリット３３５の通
過光は、第２のカラーフィルタ３２４が存在しなくて
も、スリット３３５に浸透した第１のカラーフィルタ３
２２によって着色される。ただし、実際のところ、反射
層３３５は、カラーフィルタの膜厚に比べて非常に薄い
ため、通常では十分に着色されない。このため、反射層
３３２を意図的に厚くして、着色に十分な光路長を確保
するなど措置が必要となる。

【００６０】このように本発明では、工夫次第で１層の
カラーフィルタでも、第１および第２のカラーフィルタ
と同等な作用効果を奏することができる。すなわち、逆
に言えば、本発明における第１のカラーフィルタおよび
第２のカラーフィルタとは、別々のカラーフィルタで形
成される場合のみならず、同一のカラーフィルタで形成
される場合も含むのである。

【００６１】また、各実施形態にあっては、反射層に、
スリットを設けることによって、半透過・反射機能を持
たせたが、これに限らず、例えばアルミニウム等の光反
射性を有する金属を用いた場合は、反射層の膜厚を比較
的薄く（２０ｎｍ〜５０ｎｍ）形成することにより、背
面基板側からの入射光の一部を透過させる構成としても
良い。

【００６２】さらに、各実施形態にあっては、画素１１
６のスイッチング素子として、ＴＦＤなどのような二端
子型素子を用いたが、上述のように、本発明はこれに限
られず、ＴＦＴなどのような三端子型素子を用いる場合
にも適用可能であり、さらに、スイッチング素子を用い
ないパッシブマトリクス方式にも適用可能である。

【００６３】くわえて、各実施形態にあっては、同一の
画素電極２３４に対向する第１のカラーフィルタ３２２
および第２のカラーフィルタ３２４については、互いに
略同色としたが、これに限られず、部分的あるいは全領
域に異なる色を用いて、様々発色を可能としても良い。
さらに、第１のカラーフィルタ３２２および第２のカラ
ーフィルタ３２４の特性を異ならせて、反射型における
色再現性と、透過型における色再現性を、まったく異な
るものとしても良い。

【００６４】さらに、第１のカラーフィルタ３２２およ
び第２のカラーフィルタ３２４については、ストライプ
配列や、モザイク配列、デルタ配列などの配列のほか、
いわゆるべた塗り状態の単一色を用いても良いし、カラ
ーフィルタを組み合わせても良い。

【００６５】＜電子機器＞次に、実施形態に係る半透過
・半反射型液晶パネルを各種の電子機器を表示装置とし
て適用する場合について説明する。この場合、電子機器
は、図１０に示されるように、主に、表示情報出力源１
０００、表示情報処理回路１００２、電源回路１００
４、タイミングジェネレータ１００６、液晶パネル１０
０、および、駆動回路１２０により構成される。このう
ち、表示情報出力源１０００は、ＲＯＭ（Read Only Me
mory）や、ＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモ
リ、各種ディスクなどのストレージユニット、ディジタ
ル画像信号を同調出力する同調回路などを備え、タイミ
ングジェネレータ１００６により生成される各種のクロ
ック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号など
の表示情報を表示情報処理回路１００２に供給するもの
である。次に、表示情報処理回路１００２は、増幅・反
転回路や、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クラ
ンプ回路等の周知の各種回路を備え、入力した表示情報
の処理を実行して、その画像信号をクロック信号ＣＬＫ
とともに駆動回路１２０に供給するものである。ここ
で、駆動回路１２０は、図１における走査線駆動回路１
２２や、データ線駆動回路１２４とともに、検査回路な
どを総称したものである。また、電源回路１００４は、
各構成要素に所定の電源を供給するものである。

【００６６】次に、実施形態に係る半透過・半反射型液
晶パネルを、具体的な電子機器に用いた例のいくつかに
ついて説明する。

【００６７】＜その１：モバイル型コンピュータ＞ま
ず、この液晶パネルを、モバイル型のパーソナルコンピ
ュータに適用した例について説明する。図１１は、この
パーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。図
において、パーソナルコンピュータ１２００は、キーボ
ード１２０２を備えた本体部１２０４と、液晶表示ユニ
ット１２０６とから構成されている。この液晶表示ユニ
ット１２０６は、先に述べた液晶パネル１００の背面に
バックライトユニットを付加することにより構成されて
いる。これにより、外光が全くない場所でも、バックラ
イトユニットの蛍光管を点灯させることにより表示が視
認できるようになっている。

【００６８】＜その２：携帯電話＞さらに、この液晶パ
ネルを、携帯電話に適用した例について説明する。図１
２は、この携帯電話の構成を示す斜視図である。図にお
いて、携帯電話１３００は、複数の操作ボタン１３０２
とともに、先に述べた液晶パネル１００を備えるもので
ある。この液晶パネル１００の背面にあっても、バック
ライトユニットが設けられている。

【００６９】なお、図１１および図１２を参照して説明
した電子機器の他にも、液晶テレビや、ビューファイン
ダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビ
ゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプ
ロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端
末、タッチパネルを備えた装置等などが挙げられる。そ
して、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまで
もない。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、反
射型においても、透過型においても、ユーザに視認され
る光は、カラーフィルタを２回通過したものとなるか
ら、反射型と透過型との色再現性をほぼ等しくさせるこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態に係る液晶パネルの電
気的構成を示すブロック図である。

【図２】 同液晶パネルの構造を説明するための部分断
面図である。

【図３】 （ａ）は、同液晶パネルにおける前面基板の
１画素分の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、そのＡ
−Ａ’線の断面図である。

【図４】 同液晶パネルの構成を示す斜視図である。

【図５】 同液晶パネル等の構成を示すＢ−Ｂ’線の断
面図である。

【図６】 本発明の第２実施形態に係る液晶パネルの構
造を説明するための部分断面図である。

【図７】 本発明の第３実施形態に係る液晶パネルの構
造を説明するための部分断面図である。

【図８】 （ａ）は、同液晶パネルにおける背面基板の
１画素分の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、そのＣ
−Ｃ’線の断面図である。

【図９】 本発明の第４実施形態に係る液晶パネルの構
造を説明するための部分断面図である。

【図１０】 各実施形態に係る液晶パネルが適用される
電子機器の概略構成を示すブロック図である。

【図１１】 同液晶パネルを適用した電子機器の一例た
るパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。

【図１２】 同液晶パネルを適用した電子機器の一例た
る携帯電話の構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１００……液晶パネル １０５……液晶 ２００、４００……前面基板 ２０１……絶縁膜 ２０６……偏光板 ２１２……走査線 ２２０……ＴＦＤ ２２２……第１金属膜 ２２４……酸化膜 ２２６……第２金属膜 ２３４、５３４……画素電極 ２５０……ＩＣチップ ２６０……ＦＰＣ基板 ３００、５００……背面基板 ３０６……偏光板 ３１２……データ線 ３２２……第１のカラーフィルタ ３２４……第２のカラーフィルタ ３３２……反射層 ３３５、５３５……スリット ３４２……オーバーコート層 ３５０……ＩＣチップ ３６０……ＦＰＣ基板 ６０１……蛍光管 ６０２、６０５……反射板 ６０３……導光板 ６０４……拡散板

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H091 FA02Y FA14Y FA14Z FB08 FD04 FD06 GA02 GA07 GA13 HA07 LA15 LA16 2H092 JA02 JA07 JA12 JA24 JB05 JB07 JB52 JB58 KB13 KB22 NA03 PA08 PA12 QA07 5G435 AA04 BB12 BB15 BB16 CC09 CC12 EE25 FF03 GG12 HH00

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前面基板および背面基板の間に液晶が挟
   持されてなる液晶表示装置であって、 前記背面基板に形成され、前記前面基板側からの入射光
   を反射するとともに、前記背面基板側からの入射光の少
   なくとも一部を透過する反射層と、 前記反射層に対して、前記前面基板寄りに設けられる第
   １のカラーフィルタと、 前記背面基板側からの入射光のうち、前記スリットの通
   過光を着色させる第２のカラーフィルタとを具備するこ
   とを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記反射層には、スリットが設けられる
   ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記反射層は、２０ｎｍ〜５０ｎｍの膜
   厚に形成された光反射性を有する金属膜からなることを
   特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記第２のカラーフィルタによる着色
   と、前記第１のカラーフィルタによる着色とは、互いに
   略同色であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示
   装置。
5. 【請求項５】 前記背面基板側から入射して、前記前面
   基板側から出射する光を照射する光源を備えることを特
   徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
6. 【請求項６】 複数の走査線と複数のデータ線との交差
   に対応して配置する画素電極およびスイッチング素子を
   備えることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
7. 【請求項７】 前記画素電極および前記スイッチング素
   子は、それぞれ前記前面基板に設けられる一方、 前記第１のカラーフィルタは、前記第２のカラーフィル
   タとともに前記背面基板に設けられる、 ことを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
8. 【請求項８】 前記画素電極および前記スイッチング素
   子は、それぞれ前記背面基板に設けられることを特徴と
   する請求項６記載の液晶表示装置。
9. 【請求項９】 前記反射層と前記画素電極とは、光反射
   性を有する同一導電層をパターニングしたものであるこ
   とを特徴とする請求項８記載の液晶表示装置。
10. 【請求項１０】 前記第２のカラーフィルタは、前記背
    面基板において前記反射基板との対向側とは反対側に位
    置することを特徴とする請求項８または９記載の液晶表
    示装置。
11. 【請求項１１】 請求項１乃至請求項１０いずれか記載
    の液晶表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。