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JP3633206B2 - Liquid crystal display - Google Patents

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JP3633206B2
JP3633206B2 JP13357297A JP13357297A JP3633206B2 JP 3633206 B2 JP3633206 B2 JP 3633206B2 JP 13357297 A JP13357297 A JP 13357297A JP 13357297 A JP13357297 A JP 13357297A JP 3633206 B2 JP3633206 B2 JP 3633206B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カラーフィルタを備えた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】
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、自然光や室内照明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では、その後面側に、表示装置の前面から入射した外光を反射して装置前面に出射させるための光反射部材を備えている。
【0003】
なお、一般に液晶表示装置は、前記液晶層の液晶の分子を両基板間において所定のツイスト角でツイスト配向させたTN(ツイステッド・ネマティック)方式のものが利用されており、このTN方式では、前記一方の基板の外面と他方の基板の外面とにそれぞれ偏光板を、その透過軸を所定の方向に向けた状態で配置している。
【0004】
また、液晶表示装置には、アクティブマトリックス方式や単純マトリックス方式など種々の方式のものがあり、例えば、アクティブマトリックス方式の液晶表示装置は、液晶層をはさんで対向する一対の基板のうちの一方の基板の内面に、画面の上下方向および左右方向に配列する複数の画素電極とこれらの画素電極にそれぞれ接続された複数の能動素子とを設け、他方の基板の内面に、前記複数の画素電極と対向する少なくとも1つの対向電極を設けて、前記複数の画素電極と対向電極とが互いに対向する複数の画素領域を、画面の上下方向および左右方向に配列した構成となっている。
【0005】
さらに、液晶表示装置には、白黒画像を表示するものと、カラー画像を表示するものとがあり、カラー画像を表示する液晶表示装置としては一般に、その一対の基板のうちのいずれかの基板の内面に、各画素領域にそれぞれ対応させて複数の色のカラーフィルタを設けている。
【0006】
すなわち、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の場合は、そのいずれかの基板の内面に、前記画素領域を覆う大きさに形成された複数の色のカラーフィルタ、例えば赤、緑、青の3色のカラーフィルタを、その各色のカラーフィルタがそれぞれ異なる画素領域に対応するように交互に並べて設けている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のカラーフィルタを備えた液晶表示装置は、その画素領域を透過する光が前記カラーフィルタに入射し、このカラーフィルタにより可視光帯域の特定波長域以外の光が吸収され、前記特定波長域の光だけがカラーフィルタを透過してこのカラーフィルタの色に着色した光になるため、入射光の強度に対して出射する着色光の強度が極めて弱くなり、明るい画面が得られないという問題をもっている。
【0008】
この問題は、透過型の表示装置の場合はバックライトの輝度を高くすることによってある程度改善することができるが、外光を利用して表示する反射型の液晶表示装置の場合は、装置前面から入射した光が、後面側の反射部材で反射されて装置前面に出射するまでの間にカラーフィルタを二度通るため、光の減衰が大きくて、画面がかなり暗くなってしまう。
【0009】
この発明は、カラーフィルタを備えた液晶表示装置として、外光を利用して表示する反射型表示装置であっても、充分な明るさのカラー画像を表示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。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明は、後面側に反射部材を備え、液晶層をはさんで対向する前後一対の基板のうちの一方の基板の内面に設けられた複数の第1の電極と他方の基板の内面に設けられた少なくとも1つの第2の電極とが互いに対向する複数の画素領域を画面の左右方向および上下方向に配列した反射型の液晶表示装置において、前記複数の画素領域は、画面の左右方向に配列された各行毎にそれぞれ互いに1.5ピッチずらして配置され、前記一対の基板のいずれかの基板の内面に、前記各画素領域にそれぞれ対応させて前記画素領域の面積よりも小さい面積を有する複数の色のカラーフィルタが、前記複数の画素領域ごとに前記左右方向に少なくとも2つに分離され、且つ分離された各カラーフィルタが前記画面の上下方向に配置する複数の画素領域ごとに実質的な直線上に沿って配列され、前記各画素領域の前記カラーフィルタに対応しない領域が、前記画面の上下方向に配置する複数の画素領域ごとに実質的な直線上につながって形成され、装置前面から入射し前記反射部材で反射されて装置前面に出射する光を着色することなく透過させる無着色光出射領域を形成することを特徴とするものである。
【0011】
この発明の液晶表示装置によれば、その各画素領域にそれぞれ対応するカラーフィルタが前記画素領域の面積よりも小さい面積に形成され、前記各画素領域のカラーフィルタに対応しない領域が、装置前面から入射し後面側の反射部材で反射されて装置前面に出射する光を着色することなく透過させる無着色光出射領域となっているため、装置前面から各画素領域に入射し後面側の反射部材で反射されて装置前面に出射する光のうちの前記カラーフィルタが対応している領域を透過する光だけがカラーフィルタによりその吸収波長域の光を吸収されて着色し、前記画素領域のカラーフィルタが対応しない無着色光出射領域を透過する光は、カラーフィルタによる吸収を受けずに無着色光のまま透過して、その無着色光と前記着色した光とで高輝度のカラー画素が表示される。
【0012】
また、反射型の液晶表示装置は、通常、その画面の斜め上方(装置前面に垂直な方向に対して画面の上縁側に傾いた方向)からより多く外光が入るように画面の向きを選んで使用されるため、外光は主に画面の斜め上方から入射するが、この発明の液晶表示装置では、各画素領域の前記無着色光出射領域が画面の上下方向、つまり外光の主な入射方向に沿った縦長の領域であり、そのため、画面の斜め上方から前記無着色光出射領域に入射し、後面側の反射部材で反射されて前記無着色光出射領域から装置前面に出射する光は、その透過経路でのカラーフィルタによる吸収がない高輝度の無着色光である。
したがって、この発明の液晶表示装置は、外光を利用して表示する反射型のものであるが、充分な明るさのカラー画像を表示することができる。
【0013】
【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、その各画素領域にそれぞれ対応するカラーフィルタを前記画素領域の面積よりも小さい面積に形成し、前記各画素領域のカラーフィルタが対応しない領域を、装置前面から入射し後面側の反射部材で反射されて装置前面に出射する光を着色することなく透過させる、画面の上下方向に沿った縦長形状の無着色光出射領域とすることにより、外光を利用して表示する反射型のものであるが、充分な明るさのカラー画像を表示することができるようにしたものである。
【0014】
この発明の液晶表示装置においては、前記無着色光出射領域を、前記画素領域の上下方向全長にわたって形成しているので、画面の斜め上方から無着色光出射領域に入射した光が効率良く前記無着色光出射領域から出射するため、画面をより明るくすることができる。
【0015】
また、前記液晶表示装置においては、各画素領域に対応するカラーフィルタをそれぞれ、少なくとも画面の左右方向に複数分割し、これらの分割フィルタを間隔を存して設けて、その間の領域を、前記画素領域の上下方向全長にわたる無着色光出射領域としているので、各画素領域が表示するカラー画素の輝度をさらに高くとともに画面をさらに明るくすることができる。
【0016】
また、画面の上下方向に並ぶ各画素領域の前記無着色光出射領域を、前記上下方向に沿って直線状に並ぶように形成しているので、無着色光出射領域に入射した光をより高い効率で前記無着色光出射領域から出射させて、画面をさらに明るくすることができる。
【0017】
その場合、画面の上下方向に並ぶ全ての画素領域の無着色光出射領域を上下方向に沿って直線状に並ぶように形成するの最も望ましいが、2〜3行の画素領域の無着色光出射領域を上下方向に沿って直線状に並ぶように形成するだけでも充分効果がある。
【0018】
さらに、この発明の液晶表示装置においては、隣り合う画素領域の間の領域を、装置前面から入射した光が前記反射部材で反射されて装置前面に出射する明表示領域とすることにより、各画素領域の間の部分を明るくし、画面をさらに明るくすることができる。
【0019】
【実施例】
図1〜図5は第1の参考例を示しており、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線に沿う断面図である。この参考例の液晶表示装置は、TFT(薄膜トランジスタ)を能動素子とするアクティブマトリックス型のものであり、液晶層LCをはさんで対向する前後一対の基板(ガラス等からなる透明基板)1,2のうち、後側の基板2の内面には、複数の透明な画素電極3が画面の左右方向(図1において横方向)および上下方向(図1において縦方向)に配列させて設けられるとともに、これらの画素電極3にそれぞれ対応する能動素子(以下、TFTという)4が設されている。
【0020】
図1において、(R)の電極は赤色画素を表示するための画素電極、(G)の電極は緑色画素を表示するための画素電極、(B)の電極は青色画素を表示するための画素電極であり、画面の左右方向には、赤、緑、青の画素を表示するための画素電極3が交互に並べて直線状に配列され、画面の上下方向には、同じ色の画素を表示するための画素電極3が直線状に並べて配列されている。
【0021】
上記TFT4は、後側基板2上に形成されたゲート電極5と、このゲート電極5を覆うゲート絶縁膜6と、このゲート絶縁膜6の上に前記ゲート電極5と対向させて形成されたi型半導体膜7と、このi型半導体膜7の両側部の上にn型半導体膜(図示せず)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。
【0022】
また、この後側基板2の上には、画面の左右方向に沿った各画素電極行の一側にそれぞれ沿わせて、各行のTFT4にゲート信号を供給するゲートライン10が配線されており、各行のTFT4のゲート電極5はそれぞれ、その行に対応するゲートライン10に一体に形成されている。
【0023】
なお、上記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形成されており、前記ゲートライン10は、その端子部を除いてゲート絶縁膜6で覆われている。
【0024】
また、上記ゲート絶縁膜6の上には、画面の上下方向に沿った各画素電極列の一側にそれぞれ沿わせて、各列の各TFT4にデータ信号を供給するデータライン11が配線されており、各列のTFT4のドレイン電極9はそれぞれ、その列に対応するデータライン11につながっている。
【0025】
なお、この第1の参考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、TFT4を絶縁膜で覆ってその上に配線し、前記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と接続してもよい。
【0026】
また、上記画素電極3は前記ゲート絶縁膜6の上に形成されており、この画素電極3は、その一側縁の端部において対応するTFT4のソース電極9に接続されている。
【0027】
さらに、前記後側基板2上には、各画素電極行にそれぞれ対応させて、その行の各画素電極3と前記ゲート絶縁膜6をはさんで対向する補償容量形成電極(以下、容量形成電極という)12が設けられており、この容量形成電極12と画素電極3とその間のゲート絶縁膜6とによって、非選択期間の画素電極3の電位の変動を補償するための補償容量(ストレージキャパシタ)が形成されている。
【0028】
また、画素電極3は、その横幅に対して縦幅を若干大きくした縦長の矩形状電極とされており、前記容量形成電極12は、画素電極3のTFT接続側とは反対側の端縁から若干画素電極内側に片寄った部分に対向させて、上記ゲートライン10と平行に形成されている。
【0029】
前記ゲートライン10と容量形成電極12は、低抵抗でかつ光の反射率が高い金属膜(例えばアルミニユム系合金)で形成されており、上記データライン11も低抵抗で高反射率の金属膜で形成されている。
【0030】
なお、前記ゲートライン10と容量形成電極12は、ゲート絶縁膜6の上に形成する画素電極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おり、図では省略しているが、これらのゲートライン10および容量形成電極12は、陽極酸化により生成した透明な酸化膜で覆われている。
【0031】
さらに、前記後側基板2の内面には、前記TFT4およびデータライン11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、その上に配向膜14が形成されている。
【0032】
一方、前側の基板1の内面には、上記後側基板2の各画素電極3にそれぞれ対応させて、赤、緑、青の3色のカラーフィルタ15R,15G,15Bが行方向および列方向に交互に並べて設けられており、これらのカラーフィルタ15R,15G,15Bを覆って形成した透明な保護膜(絶縁膜)16の上に、前記画素電極3の全てに対向し、これらの画素電極3と対向する部分によりそれぞれ画素領域Aを形成する少なくとも1つの透明な対向電極17が設けられ、その上に配向膜18が形成されている。
【0033】
そして、上記前側基板1と後側基板2は、図示しない枠状シール材を介して接合されており、これら両基板1,2間の前記シール材で囲まれた領域に液晶が充填されている。
【0034】
また、上記一対の基板1,2の内面に設けられた配向膜14,18はそれぞれ、その膜面を所定方向にラビングすることによって配向処理されており、両基板1,2間の液晶層LCの液晶分子は、後側基板2の配向膜14と前側基板1の配向膜18とによってそれぞれの基板1,2の近傍における配向方向を規制され、両基板1,2間において所定のツイスト角(例えばほぼ90°)でツイスト配向している。
【0035】
また、上記一対の基板1,2の外面にはそれぞれ、偏光板21,22が配置されており、これらの偏光板21,22は、それぞれの透過軸を所定の方向に向けた状態で設けられており、
なお、この液晶表示装置は、液晶層LC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り、液晶層LCへの電界の印加により液晶分子が基板1,2面に対して立上がり配向するのにともなって光の出射率が低くなって表示が暗くなる、いわゆるノーマリーホワイトモードの表示を行なうものであり、例えば液晶分子のツイスト角がほぼ90°である場合、前記偏光板21,22は、それそれの透過軸を互いにほぼ直交させて設けられる。
【0036】
さらに、後面側の偏光板22の背後には、液晶表示装置にその前面側から入射して液晶層LCを透過した光を反射するための反射部材として、散乱反射板23が配置されている。
【0037】
そして、この第1の参考例の液晶表示装置では、その前側基板1の内面に各画素領域Aにそれぞれ対応させて設けるカラーフィルタ15R,15G,15Bを、次のような大きさおよび形状に形成している。
【0038】
図3は、各画素領域Aにそれぞれ対応する各色のカラーフィルタ15R,15G,15Bの形状図である。
図3のように、前記各色のカラーフィルタ15R,15G,15Bはいずれも、画素電極3と対向電極18とが対向する画素領域Aの面積より小さい面積を有する大きさのフィルタであり、各画素領域Aのカラーフィルタ15R,15G,15Bの外側の領域は、装置前面から入射し後面側の散乱反射板23で反射されて装置前面に出射する光を着色することなく透過させる無着色光出射領域aとなっている。
【0039】
なお、装置前面から各画素領域Aに入射した光のうち、上記補償容量部に入射した光は容量形成電極12で遮られて反射板23に入射しないが、前記容量形成電極12は高反射率の金属膜で形成されているため、補償容量部に入射した光は容量形成電極12で反射される。
【0040】
前記各色のカラーフィルタ15R,15G,15Bはそれぞれ、各画素領域Aの周縁部を除く内側の領域(この第1の参考例では上述した補償容量部よりもTFT接続側の領域)に対向させて設けられており、各画素領域Aの周縁部がその全周にわたって無着色光出射領域aとなっている。
【0041】
さらに、前記各色のカラーフィルタ15R,15G,15Bは、図1のように、画面の上下方向に沿った縦長の矩形状に形成されており、したがって、各画素領域Aの両側の着色光出射領域aは、画素領域Aの上下方向全長にわたる縦長領域となっている。
【0042】
そして、各画素領域Aの無着色光出射領域aのうち、両側の縦長領域は、画面の上下方向に並ぶ各画素領域Aの全てにわたって、前記上下方向に沿って直線状に並ぶように形成されている。
【0043】
また、この液晶表示装置は、上述したようにノーマリーホワイトモードの表示を行なうものであり、隣り合う画素領域Aの間の領域、つまり液晶分子が常に初期のツイスト配向状態に配向している状態にある電界無印加領域は、装置前面から入射した光が前記散乱反射板23またはゲートライン10やデータライン11および容量形成電極12で反射されて装置前面に出射する明表示領域Wとなっている。
【0044】
すなわち、上記後側基板2の内面に設けられたゲートライン10およびデータライン11は前記明表示領域W内を通っており、また容量形成電極12も前記明表示領域Wを横切っているため、装置前面から明表示領域Wに入射した光のうち、ゲートライン10およびデータライン11と容量形成電極12が通っている部分に入射した光は反射板23に入射しないが、前記ゲートライン10およびデータライン11と容量形成電極12は高反射率の金属膜で形成されているため、これらの部分に入射した光も反射される。
【0045】
この液晶表示装置は、外光を利用して反射型表示を行なうものであり、装置前面から入射した光は、前側偏光板21を透過して直線偏光光となり、その光が液晶層LCと後側偏光板22とを順次透過して散乱反射板23またはゲートライン10およびデータライン11と容量形成電極12により反射され、前記後側偏光板22と液晶層LCと前側偏光板21とを順次透過して装置前面に出射する。
【0046】
そして、装置前面から各画素領域Aに入射した光のうち、画素領域Aの周縁部を除く内側の領域を透過する光は、その画素領域Aに対応するカラーフィルタ15R,15G,15Bに入射し、このカラーフィルタによりその吸収波長域の光を吸収されて前記カラーフィルタの色に着色し、その着色光が反射されて装置前面に出射する。この着色された出射光の強度は、各画素領域Aの印加電界に応じた液晶分子の立上がり配向状態に応じて変化する。
【0047】
また、前記各画素領域Aに入射した光のうち、その画素領域Aの周縁部、つまり前記カラーフィルタ15R,15G,15Bの外側の無着色光出射領域aに入射した光は、カラーフィルタを通らずに無着色光(白色光)のまま反射され、装置前面に出射する。この無着色の出射光の強度も、各画素領域Aの印加電界に応じた液晶分子の立上がり配向状態に応じて変化する。
【0048】
さらに、隣り合う画素領域Aの間の明表示領域Wに入射した光は、無着色光(白色光)のまま反射されて装置前面に出射する。この明表示領域Wを出射する無着色光は、前記明表示領域Wの液晶分子が常に初期のツイスト配向状態にあるため、常に高強度の光である。
【0049】
この液晶表示装置によれば、各色のカラーフィルタ15R,15G,15Bの面積が画素領域Aの面積より小さいため、全ての画素領域Aにおいて、装置前面から入射し後面側の散乱反射板23で反射されて装置前面に出射する光のうちの前記カラーフィルタ15R,15G,15Bが対応している領域を透過する光だけがカラーフィルタによりその吸収波長域の光を吸収されて着色し、前記画素領域Aのカラーフィルタ15R,15G,15Bの外側の無着色光出射領域aを透過する光は、カラーフィルタによる吸収を受けずに高輝度の無着色光のまま透過して、その無着色光と前記着色した光とで高輝度のカラー画素が表示される。
【0050】
なお、前記カラー画素は、各画素領域Aのカラーフィルタ15R,15G,15Bが対応している領域からの出射光である赤、緑、青のいずれかの着色光と、画素領域Aの周縁部の無着色光出射領域aを出射した高輝度の無着色光(白色光)とで表示されるが、その画素は、人間の眼には画素全体がカラーフィルタ15R,15G,15Bの色に着色した1つのカラー画素として見える。
【0051】
また、反射型の液晶表示装置は、通常、その画面の斜め上方(装置前面に垂直な方向に対して画面の上縁側に傾いた方向)からより多く外光が入るように画面の向きを選んで使用される。
【0052】
そのため、外光は図3にその入射方向を矢印で示したように、主に画面の斜め上方から入射するが、上記液晶表示装置では、各画素領域Aの両側の無着色光出射領域aが画面の上下方向、つまり外光の主な入射方向に沿った縦長の領域であるため、画面の斜め上方から画素領域Aの両側の無着色光出射領域aに入射し、後面側の反射部材で反射されて前記無着色光出射領域aから装置前面に出射する光は、その透過経路でのカラーフィルタによる吸収がない高輝度の無着色光である。
【0053】
すなわち、図4および図5は、画面の斜め上方から入射する外光の透過経路を示しており、図4は図3のIV−IV線に沿う拡大断面図、図5は図3の V−V 線に沿う拡大断面図である。なお、図4および図5では図を見やすくするため、両基板1,2の内面に設けられた電極やカラーフィルタおよび絶縁膜等のうち、後側基板2に設けられた画素電極3と前側基板1に設けられたカラーフィルタ15R,15G,15B(図4では緑色フィルタ15G)だけを示している。
【0054】
まず、図4に示した透過経路について説明すると、図3のIV−IV線上、つまり画面の上下方向に沿った方向であって画素領域Aの中央を通る線上では、画面の上下方向に並ぶ各画素領域Aの中央の領域がカラーフィルタ対応領域、上下の縁部が無着色光出射領域aであり、各画素領域Aの間の領域が上記明表示領域Wである。
【0055】
そのため、図4においては、画面の斜め上方から図に矢線で示すように入射する外光のうち、カラーフィルタによる吸収を受けることなく高輝度の無着色光のまま入射して散乱反射板23で反射されるのは、各画素領域Aの上下縁部の無着色光出射領域aおよび各画素領域間の明表示領域Wからの入射光だけであり、各画素領域Aのカラーフィルタ対応領域に入射した光は、カラーフィルタ15R,15G,15Bによりその吸収波長域の光を吸収されて着色光となる。
【0056】
また、前記無着色光出射領域aおよび明表示領域Wからの入射光は、前記散乱反射板23に入射するまではカラーフィルタによる吸収を受けない高輝度の無着色光であるが、その光は散乱反射板23で散乱反射され、その反射光のうちの一部の光が画素領域Aのカラーフィルタ対応領域を透過してカラーフィルタ15R,15G,15Bによりその吸収波長域の光を吸収されて着色光となる。
【0057】
したがって、画素領域Aの上下縁部の無着色光出射領域aやその間の明表示領域Wから出射する光の出射光量は、これらの領域への外光の入射光量に比べて少ない。
【0058】
しかも、図4においては、上記のように画素領域Aのカラーフィルタ対応領域に入射して着色光となった後に前記散乱反射板23で散乱反射された光の一部が前記無着色光出射領域aや明表示領域Wを透過して出射光するため、これらの領域からの出射光は、完全な無着色ではなく、僅かではあるが前記着色光の色を帯びた光である。
【0059】
次に、図5に示した透過経路について説明すると、図3の V−V 線上、つまり画面の上下方向に沿った方向であって画素領域Aの両側縁部を通る線上では、画面の上下方向に並ぶ各画素領域Aの全長がいずれも無着色光出射領域aであり、これらの画素領域Aの間の領域が明表示領域Wである。また、各画素領域Aの両側の無着色光出射領域aは、画面の上下方向に並ぶ各画素領域Aの全てにわたって直線状に並んでいる。
【0060】
そのため、図5においては、画面の斜め上方から図に矢線で示すように入射する外光のほとんどが、カラーフィルタによる吸収を受けることなく入射して散乱反射板23で反射され、その散乱反射光のほとんどが、カラーフィルタによる吸収を受けることなく無着色光出射領域aおよび明表示領域Wから無着色光のまま出射する。
【0061】
このため、画面の斜め上方から画素領域Aの両側の無着色光出射領域aに入射し、後面側の反射部材で反射されて前記無着色光出射領域aから装置前面に出射する光は、その透過経路でのカラーフィルタによる吸収がない高輝度の無着色光である。
【0062】
したがって、上記液晶表示装置によれば、画素領域Aの両側の無着色光出射領域aから出射する高輝度の無着色光と、前記画素領域Aのカラーフィルタ対応領域から出射する着色光とで高輝度のカラー画素が表示されるため、外光を利用して表示する反射型のものであるが、充分な明るさのカラー画像を表示することができる。
【0063】
なお、上述したように、画素領域Aの上下縁部の無着色光出射領域aからの出射光、その光量が外光の入射光量に比べて少なく、またカラーフィルタによる着色光の色を帯びた光であるが、その光は、画素領域Aのカラーフィルタ対応領域から出射する着色光に比べれば充分輝度の高い光であるため、前記画素領域Aの上下縁部の無着色光出射領域aからの出射光も、高輝度のカラー画素の表示に有効である。
【0064】
また、上記第1の参考例では、前記画素領域Aの両側の無着色光出射領域aを、画素領域Aの上下方向全長にわたって形成しているため、画面の斜め上方から無着色光出射領域aに入射した光が効率良く前記無着色光出射領域aから出射するから、画面をより明るくすることができる。
【0065】
しかも上記第1の参考例では、各画素領域Aの両側の縦長領域aを、画面の上下方向に並ぶ各画素領域Aの全てにわたって、前記上下方向に沿って直線状に並ぶように形成しているため、前記両側の無着色光出射領域aに入射した光をより高い効率で前記無着色光出射領域aから出射させて、画面をさらに明るくすることができる。
【0066】
なお、前記両側の無着色光出射領域aは、上記第1の参考例のように画面の上下方向に並ぶ全ての画素領域Aにわたって直線状に並ぶように形成するの最も望ましいが、2〜3行の画素領域Aの無着色光出射領域を上下方向に沿って直線状に並ぶように形成するだけでも充分効果がある。
【0067】
さらに、上記第1の参考例の液晶表示装置においては、隣り合う画素領域Aの間の領域を、装置前面から入射した光が後面側の反射板23または後側基板2の内面のゲートライン10およびデータライン11と容量形成電極12で反射されて装置前面に出射する明表示領域Wとしており、この明表示領域Wのうちの画面の上下方向に沿った領域からは高輝度の無着色光が出射し、画面の左右方向に沿った領域からは、僅かに色を帯びた光であるが画素領域Aのカラーフィルタ対応領域から出射する着色光よりも充分輝度の高い光が出射するため、各画素領域Aの間の部分を明るくし、画面をさらに明るくすることができる。
【0068】
なお、上記第1の参考例では、画素領域Aの中央部に縦長矩形状のカラーフィルタ15R,15G,15Bを対応させているが、前記カラーフィルタ15R,15G,15Bは、画素領域Aの上下方向全長にわたって設けてもよい。
【0069】
図6および図7は、第2および第3の参考例を示す、各画素領域にそれぞれ対応する各色のカラーフィルタの形状図であり、これらの参考例はいずれも、画面の上下方向に並ぶ各画素領域Aの列ごとに、その画素領域列の全長にわたる長さの帯状カラーフィルタを対応させ、各画素領域列の各画素領域Aの各画素領域Aの両側部をそれぞれ、画面の上下方向に沿って直線状に並ぶ無着色光出射領域領域aとしたものである。
【0070】
なお、図6に示した第2の参考例の液晶表示装置は、画面の左右方向に赤、緑、青の画素を表示するための画素領域を交互に並べて直線状に配列し、画面の上下方向には同じ色の画素を表示するための画素領域を直線状に並べて配列したものであり、各画素領域列に対応するカラーフィルタはそれぞれ、その画素領域列の全長にわたって連続する赤、緑、青の単色カラーフィルタ15R,15G,15Bである。
【0071】
また、図7に示した第3の参考例の液晶表示装置は、赤、緑、青の画素を表示するための画素領域を、画面の左右方向と上下方向とにそれぞれ交互に並べて直線状に配列したものであり、各画素領域列に対応するカラーフィルタはそれぞれ、その画素領域列の各画素領域Aに対応する赤、緑、青のカラーフィルタ15R,15G,15Bが交互に連続する帯状フィルタである。
【0072】
なお、上記第2および第3の参考例においても、隣り合う画素領域Aの間の領域のうち、赤、緑、青のカラーフィルタ15R,15G,15Bが通っている部分以外の領域を明表示領域Wとしている。
【0073】
さらに、上記参考例では、画素領域Aの中央部にカラーフィルタ15R,15G,15Bを対応させているが、前記カラーフィルタ15R,15G,15Bは、少なくとも画面の左右方向に複数分割してもよい。
【0074】
図8〜図11は、第4〜第7の参考例を示す、1つの画素領域に対応するカラーフィルタの形状図であり、これらの参考例は、各画素領域Aに対応するカラーフィルタ15R,15G,15Bを複数に分割したものである。
【0075】
すなわち、図8に示した第4の参考例は、各画素領域Aに対応するカラーフィルタ15R,15G,15B(図では赤色フィルタ15R)を画面の左右方向に2分割し、これらの分割フィルタを間隔を存して設けて、画素領域Aの周縁部全周と各分割フィルタの間の領域とを無着色光出射領域aとしたものであり、この例では、前記周縁部の着色光出射領域aのうちの両側の領域と、分割フィルタ間の無着色光出射領域aとが、画素領域Aの上下方向全長にわたる縦長領域となっている。
【0076】
また、図9に示した第5の参考例は、各画素領域Aに対応するカラーフィルタ15R,15G,15B(図では赤色フィルタ15R)を画面の左右方向に2分割するとともに、その分割フィルタの両方を、少なくとも画素領域Aの上下方向全長にわたる長さに形成し、これらの分割フィルタを間隔を存して設けて、画素領域Aの両側縁部と各分割フィルタの間の領域とをそれぞれ無着色光出射領域aとしたものであり、この例では、画素領域Aの両側の無着色光出射領域aと分割フィルタ間の無着色光出射領域aとが、それぞれ画素領域Aの上下方向全長にわたる縦長領域となっている。
【0077】
さらに、図10に示した第6の参考例は、各画素領域Aに対応するカラーフィルタ15R,15G,15B(図では赤色フィルタ15R)を、画面の左右方向と上下方向とにそれぞれ2分割した4分割フィルタとし、その各分割フィルタを間隔を存して設けて、画素領域Aの周縁部全周と各分割フィルタの間の領域とを無着色光出射領域aとしたものであり、この例では、前記周縁部の無着色光出射領域aのうちの両側の領域と、各分割フィルタ間の無着色光出射領域aのうちの上下方向に沿った領域とが、画素領域Aの上下方向全長にわたる縦長領域となっている。
【0078】
また、図11に示した第7の参考例は、各画素領域Aに対応するカラーフィルタ15R,15G,15B(図では赤色フィルタ15R)を、画面の左右方向と上下方向とにそれぞれ3分割した9分割フィルタとし、その各分割フィルタを間隔を存して設けて、画素領域Aの周縁部全周と各分割フィルタの間の領域とを無着色光出射領域aとしたものであり、この例では、前記周縁部の無着色光出射領域aのうちの両側の領域と、各分割フィルタ間の無着色光出射領域aのうちの上下方向に沿った2つ領域とが、画素領域Aの上下方向全長にわたる縦長領域となっている。
【0079】
なお、各画素領域Aに対応するカラーフィルタ15R,15G,15Bを画面の左右方向と上下方向とにそれぞれ分割する場合、その分割数は、上記4分割または9分割に限らず、任意に選べばよい。
【0080】
また、上記第1〜第7の参考例のように各画素領域Aに対応するカラーフィルタ15R,15G,15Bをそれぞれ分割する場合、その各分割フィルタは、少なくとも画面の上下方向に並ぶ各画素領域Aの無着色光出射領域aが上下方向に沿ってほぼ直線状に並ぶように配置するのが望ましい。
【0081】
上記第4〜第7の参考例のように、各画素領域Aに対応するカラーフィルタ15R,15G,15Bをそれぞれ、少なくとも画面の左右方向に複数分割し、これらの分割フィルタを間隔を存して設けて、その間の領域を、画素領域Aの上下方向全長にわたる無着色光出射領域aとすれば、各画素領域aが表示するカラー画素の輝度をさらに高くとともに画面をさらに明るくすることができる。
【0082】
図12は、各画素領域Aに対応するカラーフィルタ15R,15G,15Bをそれぞれ4分割した上記第6の参考例の液晶表示装置と、カラーフィルタ15R,15G,15Bを分割していない上述した第1の参考例の液晶表示装置との照明光入射角度に対する表示輝度特性を比較して示している。
【0083】
なお、図12において、照明光入射角度は、画面に垂直な方向に対する角度であり、0°は垂直方向、−の入射角度は垂直方向から12時方向(画面の上縁方向)の角度、+の入射角度は垂直方向から6時方向(画面の下縁方向)の角度である。また、図12において、[白表示]の表示輝度は、赤、緑、青の画素の全てを点灯させて画面全体を白にしたときの輝度、[赤表示]の表示輝度は、赤の画素だけを全て点灯させて画面全体を赤にしたときの輝度である。
【0084】
この図12のように、各画素領域Aに対応するカラーフィルタ15R,15G,15Bをそれぞれ4分割した上記第6の参考例の液晶表示装置は、外光の主な入射方向である12時方向(画面の上縁方向)から照明光を入射させたときの表示輝度が、[白表示]でも[赤表示]でも、カラーフィルタ15R,15G,15Bを分割していない第1の参考例の液晶表示装置に比べて高く、したがって画面の明るさが向上する。
【0085】
上記第6の参考例の液晶表示装置による画面の明るさの向上率は、例えば第1の参考例におけるカラーフィルタの面積と、第6の参考例における画素領域Aの面積に対する分割カラーフィルタの総面積とを、それぞれ画素領域Aの面積の60%とした場合、照明光入射角度が−10°〜−50°(垂直方向から画面の上縁方向に10°〜50°)の範囲での[白表示]および[赤表示]の平均値が、第1の参考例に比べて、実測値で約15%増、目視評価で約13%増であり、したがって10%以上の明るさ向上が可能である。
【0086】
なお、上述した各参考例の液晶表示装置は、各画素領域Aを、画面の左右方向にも上下方向にも直線状に並べて配列した、いわゆる格子状配列型のものであるが、この発明は、各色の画素を表示するための画素領域を、左右方向には交互に並べて直線状に配列し、上下方向には同色の画素を表示するための画素領域同士を約1.5ピッチずつ左右方向に交互にずらしてジグザグに配列した、いわゆるモザイク配列型の液晶表示装置にも適用することができる。
【0087】
図13〜図17は、各画素領域にそれぞれ対応する各色のカラーフィルタの形状図であり、これらはいずれも、前記モザイク配列型の液晶表示装置である
【0088】
図13に示したカラーフィルタ形状は、各画素領域Aの周縁部を除く内側の領域にそれぞれ、画面の上下方向に沿った縦長のカラーフィルタ15R,15G,15Bを対応させ、各画素領域Aの周縁部をその全周にわたって無着色光出射領域aとしたものであり、各画素領域Aの両側の着色光出射領域aが、画素領域Aの上下方向全長にわたる縦長領域となっている。
【0089】
図14〜図17に示したカラーフィルタの形状はそれぞれ、この発明の実施例であり、図14は第1の実施例、図15は第2の実施例、図16は第3の実施例、図17は第4の実施例を示している。
図14に示した第1の実施例は、各画素領域Aに対応するカラーフィルタ15R,15G,15Bをそれぞれ画面の左右方向に2分割し、これらの分割フィルタを間隔を存して設けて、画素領域Aの周縁部全周と各分割フィルタの間の領域とを無着色光出射領域aとしたものであり、この例では、前記周縁部の無着色光出射領域aのうちの両側の領域と、分割フィルタ間の無着色光出射領域aとが、画素領域Aの上下方向全長にわたる縦長領域となっている。
【0090】
また、この第の実施例では画面の上下方向にジグザグに並んでいる赤、緑、青の画素を表示するための各画素領域Aにそれぞれ対応する赤、緑、青のカラーフィルタ15R,15G,15Bを、上下に隣り合う一方の画素領域の一側の分割カラーフィルタと他方の画素領域の他側の分割カラーフィルタとが画面の上下方向に沿ってほぼ直線状に並ぶように形成し、画面の上下方向にジグザグに並ぶ各画素領域Aの無着色光出射領域aが、上下方向に沿ってほぼ直線状に並ぶようにしている。
【0091】
図15に示した第の実施例は、各画素領域Aに対応するカラーフィルタ15R,15G,15Bをそれぞれ画面の左右方向に2分割するとともに、その分割フィルタの両方を、画素領域Aの上下方向全長にわたる長さに形成し、これらの分割フィルタを間隔を存して設けて、画素領域Aの両側縁部と各分割フィルタの間の領域とをそれぞれ無着色光出射領域aとしたものであり、この例では、画素領域Aの両側の無着色光出射領域aと分割フィルタ間の無着色光出射領域aとが、それぞれ画素領域Aの上下方向全長にわたる縦長領域となっている。
【0092】
また、この第の実施例では画面の上下方向にジグザグに並んでいる赤、緑、青の画素を表示するための各画素領域Aにそれぞれ対応する赤、緑、青のカラーフィルタ15R,15G,15Bを、上下に隣り合う一方の画素領域の一側の分割カラーフィルタと他方の画素領域の他側の分割カラーフィルタとが画面の上下方向に沿って直線状に連なるように形成し、画面の上下方向にジグザグに並ぶ各画素領域Aの無着色光出射領域aが、上下方向に沿ってほぼ直線状に並ぶようにしている。
【0093】
図16に示した第の実施例は、各画素領域Aに対応するカラーフィルタ15R,15G,15Bをそれぞれ、画面の左右方向と上下方向とにそれぞれ2分割した4分割フィルタとし、その各分割フィルタを間隔を存して設けて、画素領域Aの周縁部全周と各分割フィルタの間の領域とを無着色光出射領域aとしたものであり、この例では、前記周縁部の無着色光出射領域aのうちの両側の領域と、各分割フィルタ間の無着色光出射領域aのうちの上下方向に沿った領域とが、画素領域Aの上下方向全長にわたる縦長領域となっている。
【0094】
さらに、図17に示した第の実施例は、各画素領域Aに対応するカラーフィルタ15R,15G,15Bをそれぞれ、画面の左右方向と上下方向とにそれぞれ3分割した9分割フィルタとし、その各分割フィルタを間隔を存して設けて、画素領域Aの周縁部全周と各分割フィルタの間の領域とを無着色光出射領域aとしたものであり、この例では、前記周縁部の無着色光出射領域aのうちの両側の領域と、各分割フィルタ間の無着色光出射領域aのうちの上下方向に沿った2つ領域とが、画素領域Aの上下方向全長にわたる縦長領域となっている。
【0095】
なお、カラーフィルタ15R,15G,15Bを画面の左右方向と上下方向とにそれぞれ分割する場合、その分割数は、上記4分割または9分割に限らず、任意に選べばよいが、その各分割フィルタは、少なくとも画面の上下方向に並ぶ各画素領域Aの無着色光出射領域aが上下方向に沿ってほぼ直線状に並ぶように配置するのが望ましい。
【0096】
また、図13〜図17に示したカラーフィルタ形状においても、隣り合う画素領域Aの間の領域のうち、赤、緑、青のカラーフィルタ15R,15G,15Bが通っている部分以外の領域を明表示領域Wとしている。
【0097】
なお、上述した第1〜第の実施例の液晶表示装置は、赤,緑,青のカラーフィルタを備えたものであるが、この発明は、減法混色によりカラー表示を行なう、マゼンタ、イエロー、シアンの3色のカラーフィルタを備えた液晶表示装置にも適用できる。
【0098】
また、上記各実施例の液晶表示装置は、前側基板2の内面にカラーフィルタ15R,15G,15Bを設けたものであるが、カラーフィルタ15R,15G,15Bは、後側基板2の内面に設けてもよい。
【0099】
また、上記各実施例の液晶表示装置は、その後面側の偏光板22の背後に、散乱反射板23からなる反射部材を配置したものであるが、前記反射部材は後側基板2の内面に設けてもよく、その場合は、偏光板は前側の1枚の偏光板21だけでよい。
【0100】
さらにこの発明は、アクティブマトリックス型に限らず、一方の基板の内面に一方の方向に沿う走査電極を複数本互いに平行に設け、他方の基板の内面に前記走査電極と交差する方向に沿う信号電極を複数本互いに平行に設けた単純マトリックス型の液晶表示装置等にも適用することができる。
【0101】
【発明の効果】
この発明の液晶表示装置によれば、その各画素領域にそれぞれ対応するカラーフィルタを前記画素領域の面積よりも小さい面積に形成し、前記各画素領域のカラーフィルタに対応しない領域を、装置前面から入射し後面側の反射部材で反射されて装置前面に出射する光を着色することなく透過させる、画面の上下方向に沿った縦長形状の無着色光出射領域としているため、外光を利用して表示する反射型のものであるが、充分な明るさのカラー画像を表示することができる。
【0102】
また、この発明の液晶表示装置において、前記無着色光出射領域を、前記画素領域の上下方向全長にわたって形成すれば、画面の斜め上方から無着色光出射領域に入射した光が効率良く前記無着色光出射領域から出射するため、画面をより明るくすることができる。
【0103】
さらに、この液晶表示装置においては、各画素領域に対応するカラーフィルタをそれぞれ、少なくとも画面の左右方向に複数分割し、これらの分割フィルタを間隔を存して設けて、その間の領域を、前記画素領域の上下方向全長にわたる無着色光出射領域としたので、各画素領域が表示するカラー画素の輝度をさらに高くとともに画面をさらに明るくすることができる。
【0104】
また、画面の上下方向に並ぶ各画素領域の前記無着色光出射領域を、前記上下方向に沿って直線状に並ぶように形成したので、無着色光出射領域に入射した光をより高い効率で前記無着色光出射領域から出射させて、画面をさらに明るくすることができる。
【0105】
さらに、この発明の液晶表示装置において、隣り合う画素領域の間の領域を、装置前面から入射した光が前記反射部材で反射されて装置前面に出射する明表示領域とすれば、各画素領域の間の部分を明るくし、画面をさらに明るくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の参考例を示す液晶表示装置の一部分の正面図。
【図2】図1のII−II線に沿う断面図。
【図3】第1の参考例の液晶表示装置における各画素領域にそれぞれ対応する各色のカラーフィルタの形状図。
【図4】前記液晶表示装置における画面の斜め上方から入射する外光の透過経路を示す、図3のIV−IV線に沿う拡大断面図。
【図5】前記液晶表示装置における画面の斜め上方から入射する外光の透過経路を示す、図3の V−V線に沿う拡大断面図。
【図6】第2の参考例を示す、各画素領域にそれぞれ対応する各色のカラーフィルタの形状図。
【図7】第3の参考例を示す、各画素領域にそれぞれ対応する各色のカラーフィルタの形状図。
【図8】第4の参考例を示す、1つの画素領域に対応するカラーフィルタの形状図。
【図9】第5の参考例を示す、1つの画素領域に対応するカラーフィルタの形状図。
【図10】第6の参考例を示す、1つの画素領域に対応するカラーフィルタの形状図。
【図11】第7の参考例を示す、1つの画素領域に対応するカラーフィルタの形状図。
【図12】第6の参考例の液晶表示装置と第1の参考例の液晶表示装置との照明光入射角度に対する表示輝度特性を比較して示す図。
【図13】第8の参考例を示す、各画素領域にそれぞれ対応する各色のカラーフィルタの形状図。
【図14】この発明の第の実施例を示す、各画素領域にそれぞれ対応する各色のカラーフィルタの形状図。
【図15】この発明の第の実施例を示す、各画素領域にそれぞれ対応する各色のカラーフィルタの形状図。
【図16】この発明の第の実施例を示す、各画素領域にそれぞれ対応する各色のカラーフィルタの形状図。
【図17】この発明の第の実施例を示す、各画素領域にそれぞれ対応する各色のカラーフィルタの形状図。
【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
15R,15G,15B…カラーフィルタ
17…対向電極
21,22…偏光板
23…散乱反射板(反射部材)
A…画素領域
a…無着色光出射領域
W…明表示領域
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reflective liquid crystal display device provided with a color filter.
[0002]
[Prior art]
There are two types of liquid crystal display devices: a transmissive type that displays using light from a backlight, and a reflective type that displays using external light such as natural light and indoor illumination light. In the display device, a light reflecting member for reflecting external light incident from the front surface of the display device and emitting it to the front surface of the device is provided on the rear surface side.
[0003]
In general, the liquid crystal display device uses a TN (twisted nematic) system in which the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are twist-aligned with a predetermined twist angle between both substrates. Polarizing plates are arranged on the outer surface of one substrate and the outer surface of the other substrate, respectively, with their transmission axes directed in a predetermined direction.
[0004]
In addition, there are various types of liquid crystal display devices such as an active matrix method and a simple matrix method. For example, an active matrix type liquid crystal display device is one of a pair of substrates facing each other across a liquid crystal layer. A plurality of pixel electrodes arranged in the vertical and horizontal directions of the screen and a plurality of active elements respectively connected to these pixel electrodes are provided on the inner surface of the substrate, and the plurality of pixel electrodes are provided on the inner surface of the other substrate. And a plurality of pixel regions in which the plurality of pixel electrodes and the counter electrodes face each other are arranged in the vertical and horizontal directions of the screen.
[0005]
Furthermore, there are a liquid crystal display device that displays a monochrome image and a color image display device. Generally, a liquid crystal display device that displays a color image is one of the pair of substrates. A plurality of color filters are provided on the inner surface so as to correspond to the respective pixel regions.
[0006]
That is, in the case of a liquid crystal display device that displays a multicolor image such as a full-color image, a color filter of a plurality of colors formed on the inner surface of one of the substrates so as to cover the pixel region, for example, red, Three color filters of green and blue are alternately arranged so that each color filter corresponds to a different pixel area.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a liquid crystal display device having a conventional color filter, light transmitted through the pixel region is incident on the color filter, and light other than a specific wavelength region in the visible light band is absorbed by the color filter. Since only the light in the region passes through the color filter and becomes colored light of this color filter, the intensity of the colored light that is emitted is very weak relative to the intensity of the incident light, and a bright screen cannot be obtained Have
[0008]
In the case of a transmissive display device, this problem can be improved to some extent by increasing the brightness of the backlight. However, in the case of a reflective liquid crystal display device that uses external light to display, the problem can be solved from the front of the device. Since the incident light passes through the color filter twice before being reflected by the reflecting member on the rear surface side and emitted to the front surface of the apparatus, the attenuation of the light is large and the screen becomes considerably dark.
[0009]
The present invention provides a liquid crystal display device including a color filter that can display a color image with sufficient brightness even if it is a reflective display device that displays using external light. It is intended.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, a reflective member is provided on the rear surface side, and a plurality of first electrodes provided on the inner surface of one of the pair of front and rear substrates facing each other across the liquid crystal layer and the inner surface of the other substrate are provided. In a reflective liquid crystal display device in which a plurality of pixel regions opposed to each other at least one second electrode are arranged in the horizontal direction and the vertical direction of the screen,The plurality of pixel regions are arranged with a 1.5 pitch shift from each other for each row arranged in the horizontal direction of the screen,A color filter of a plurality of colors having an area smaller than the area of the pixel region corresponding to each pixel region on the inner surface of one of the pair of substratesHowever, each of the plurality of pixel regions is separated into at least two in the left-right direction, and each separated color filter isIn the vertical direction of the screenOn a substantially straight line for each pixel area to be placedThe regions that are arranged along and that do not correspond to the color filter of each pixel region,A plurality of pixel regions arranged in the vertical direction of the screen are formed on a substantially straight line,Without coloring the light incident from the front of the apparatus, reflected by the reflecting member and emitted to the front of the apparatusNon-colored light exit area to be transmittedIt is characterized by forming.
[0011]
According to the liquid crystal display device of the present invention, the color filter corresponding to each pixel region is formed in an area smaller than the area of the pixel region, and the region not corresponding to the color filter of each pixel region is formed from the front of the device. Since it is a non-colored light emitting region that transmits incident light that is reflected by the reflecting member on the rear surface side and emitted to the front surface of the device without coloring, it is incident on each pixel region from the front surface of the device and is reflected by the reflecting member on the rear surface side. Of the light that is reflected and emitted to the front of the device, only the light that passes through the region corresponding to the color filter is colored by absorbing the light in the absorption wavelength region by the color filter, and the color filter in the pixel region Light that passes through a non-colored light emitting region that does not correspond is transmitted as uncolored light without being absorbed by the color filter, and is high in the uncolored light and the colored light. Every color pixels are displayed.
[0012]
In addition, a reflective liquid crystal display device usually selects the screen orientation so that more external light enters from an obliquely upper side of the screen (a direction inclined to the upper edge side of the screen with respect to a direction perpendicular to the front surface of the device). However, in the liquid crystal display device of the present invention, the non-colored light emitting area of each pixel area is in the vertical direction of the screen, that is, the main light of the outside light. This is a vertically long region along the incident direction. Therefore, light that is incident on the non-colored light emitting region obliquely from above the screen, is reflected by the reflecting member on the rear surface side, and is emitted from the non-colored light emitting region to the front of the apparatus. Is high-luminance uncolored light that is not absorbed by the color filter in its transmission path.
Therefore, the liquid crystal display device of the present invention is a reflective type that displays using external light, but can display a color image with sufficient brightness.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the liquid crystal display device of the present invention, as described above, the color filter corresponding to each pixel region is formed in an area smaller than the area of the pixel region, and the region where the color filter of each pixel region does not correspond, By forming a non-colored light emitting area of a vertically long shape along the vertical direction of the screen that transmits light that is incident from the front of the apparatus and reflected by the reflecting member on the rear surface side and emitted to the front of the apparatus without being colored, external light This is a reflection type display that uses the image, but can display a color image with sufficient brightness.
[0014]
In the liquid crystal display device of the present invention, the non-colored light emission region is formed over the entire vertical length of the pixel region.BecauseSince the light incident on the non-colored light emitting area from obliquely above the screen is efficiently emitted from the non-colored light emitting area, the screen can be brightened.
[0015]
In the liquid crystal display device, the color filter corresponding to each pixel region is divided into a plurality of parts at least in the left-right direction of the screen, and these divided filters are provided at intervals, and the region between them is defined as the pixel. A non-colored light emission region over the entire vertical length of the region;BecauseThe brightness of the color pixels displayed in each pixel area can be further increased and the screen can be further brightened.
[0016]
Further, the non-colored light emitting area of each pixel area arranged in the vertical direction of the screenTheFormed in a straight line along the vertical directionBecauseThe light incident on the non-colored light emitting region can be emitted from the non-colored light emitting region with higher efficiency, thereby further brightening the screen.
[0017]
In that case, it is most desirable to form the non-colored light emission regions of all the pixel regions arranged in the vertical direction of the screen so that they are arranged in a straight line along the vertical direction. Even if the regions are formed so as to be linearly arranged in the vertical direction, it is sufficiently effective.
[0018]
Furthermore, in the liquid crystal display device according to the present invention, a light display region in which light incident from the front surface of the device is reflected by the reflecting member and emitted to the front surface of the device is formed between the adjacent pixel regions.By doingThe portion between the pixel regions can be brightened, and the screen can be further brightened.
[0019]
【Example】
1 to 5 areFirst reference example1 is a front view of a part of the liquid crystal display device, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. thisReference exampleThe liquid crystal display device is an active matrix type using TFT (thin film transistor) as an active element, and a pair of front and rear substrates (transparent substrates made of glass or the like) 1 and 2 facing each other across the liquid crystal layer LC, A plurality of transparent pixel electrodes 3 are provided on the inner surface of the rear substrate 2 so as to be arranged in the horizontal direction (horizontal direction in FIG. 1) and vertical direction (vertical direction in FIG. 1) of the screen. Active elements (hereinafter referred to as TFTs) 4 corresponding to the electrodes 3 are provided.
[0020]
In FIG. 1, the electrode (R) is a pixel electrode for displaying a red pixel, the electrode (G) is a pixel electrode for displaying a green pixel, and the electrode (B) is a pixel for displaying a blue pixel. In the horizontal direction of the screen, pixel electrodes 3 for displaying red, green, and blue pixels are alternately arranged in a straight line, and pixels of the same color are displayed in the vertical direction of the screen. Pixel electrodes 3 for this purpose are arranged in a straight line.
[0021]
The TFT 4 includes a gate electrode 5 formed on the rear substrate 2, a gate insulating film 6 covering the gate electrode 5, and an i formed on the gate insulating film 6 so as to face the gate electrode 5. And a source electrode 8 and a drain electrode 9 formed on both sides of the i-type semiconductor film 7 via an n-type semiconductor film (not shown).
[0022]
Further, on the rear substrate 2, gate lines 10 for supplying gate signals to the TFTs 4 in each row are wired along one side of each pixel electrode row along the horizontal direction of the screen. Each gate electrode 5 of the TFT 4 in each row is formed integrally with the gate line 10 corresponding to that row.
[0023]
Note that the gate insulating film (transparent film) 6 of the TFT 4 is formed over almost the entire surface of the substrate 2, and the gate line 10 is covered with the gate insulating film 6 except for the terminal portion.
[0024]
On the gate insulating film 6, a data line 11 for supplying a data signal to each TFT 4 in each column is wired along one side of each pixel electrode column along the vertical direction of the screen. The drain electrodes 9 of the TFTs 4 in each column are connected to the data lines 11 corresponding to that column.
[0025]
In addition, thisFirst reference exampleThe data line 11 is wired on the gate insulating film 6 and the drain electrode 9 of the TFT 4 in each column is formed integrally with the data line 11 corresponding to the column. The data line 11 includes the TFT 4 May be covered with an insulating film, wired on the insulating film, and connected to the drain electrode 9 of the TFT 4 in a contact hole provided in the insulating film.
[0026]
The pixel electrode 3 is formed on the gate insulating film 6, and the pixel electrode 3 is connected to the source electrode 9 of the corresponding TFT 4 at the end of one side edge.
[0027]
Further, on the rear substrate 2, a compensation capacitor forming electrode (hereinafter referred to as a capacitor forming electrode) corresponding to each pixel electrode row and facing each pixel electrode 3 in the row with the gate insulating film 6 therebetween. Compensation capacitance (storage capacitor) for compensating for fluctuations in the potential of the pixel electrode 3 during the non-selection period by the capacitance forming electrode 12, the pixel electrode 3, and the gate insulating film 6 therebetween. Is formed.
[0028]
The pixel electrode 3 is a vertically long rectangular electrode having a slightly larger vertical width than the horizontal width, and the capacitor forming electrode 12 is formed from an edge of the pixel electrode 3 opposite to the TFT connection side. It is formed in parallel with the gate line 10 so as to face a portion slightly shifted to the inner side of the pixel electrode.
[0029]
The gate line 10 and the capacitance forming electrode 12 are formed of a metal film (for example, an aluminum alloy) having a low resistance and a high light reflectance, and the data line 11 is also a metal film having a low resistance and a high reflectance. Is formed.
[0030]
The surface of the gate line 10 and the capacitance forming electrode 12 is anodized in order to increase the withstand voltage between the pixel electrode 3 and the data line 11 formed on the gate insulating film 6. Although not shown in the figure, the gate line 10 and the capacitance forming electrode 12 are covered with a transparent oxide film generated by anodic oxidation.
[0031]
Further, a transparent overcoat insulating film 13 is provided on the inner surface of the rear substrate 2 so as to cover the peripheral edges of the TFT 4 and the data line 11 and the pixel electrode 3, and an alignment film 14 is formed thereon. Yes.
[0032]
On the other hand, on the inner surface of the front substrate 1, three color filters 15R, 15G, and 15B of red, green, and blue are provided in the row direction and the column direction so as to correspond to the pixel electrodes 3 of the rear substrate 2, respectively. The pixel electrodes 3 are arranged alternately and are opposed to all of the pixel electrodes 3 on a transparent protective film (insulating film) 16 formed so as to cover the color filters 15R, 15G, and 15B. At least one transparent counter electrode 17 that forms the pixel region A is provided by a portion facing each other, and an alignment film 18 is formed thereon.
[0033]
The front substrate 1 and the rear substrate 2 are joined together via a frame-shaped sealing material (not shown), and a region surrounded by the sealing material between the substrates 1 and 2 is filled with liquid crystal. .
[0034]
The alignment films 14 and 18 provided on the inner surfaces of the pair of substrates 1 and 2 are each subjected to an alignment process by rubbing the film surfaces in a predetermined direction. The alignment directions of the liquid crystal molecules in the vicinity of the substrates 1 and 2 are regulated by the alignment film 14 of the rear substrate 2 and the alignment film 18 of the front substrate 1, and a predetermined twist angle ( For example, twist orientation is almost 90 °.
[0035]
Further, polarizing plates 21 and 22 are disposed on the outer surfaces of the pair of substrates 1 and 2, respectively, and these polarizing plates 21 and 22 are provided with their transmission axes directed in a predetermined direction. And
In this liquid crystal display device, the display in a state where an electric field is not applied to the liquid crystal layer LC (a state in which liquid crystal molecules are aligned in the initial twist alignment state) is a bright display, and the electric field applied to the liquid crystal layer LC is As the liquid crystal molecules rise and align with respect to the surfaces of the substrates 1 and 2, the light emission rate decreases and the display becomes darker. For example, the liquid crystal molecules are displayed in a so-called normally white mode. When the twist angle is approximately 90 °, the polarizing plates 21 and 22 are provided with their transmission axes substantially orthogonal to each other.
[0036]
Further, behind the polarizing plate 22 on the rear surface side, a scattering reflection plate 23 is disposed as a reflecting member for reflecting light that has entered the liquid crystal display device from the front surface side and transmitted through the liquid crystal layer LC.
[0037]
And thisFirst reference exampleIn the liquid crystal display device, color filters 15R, 15G, and 15B provided on the inner surface of the front substrate 1 so as to correspond to the respective pixel regions A are formed in the following sizes and shapes.
[0038]
FIG. 3 is a shape diagram of the color filters 15R, 15G, and 15B for the respective colors corresponding to the pixel regions A, respectively.
As shown in FIG. 3, each of the color filters 15R, 15G, and 15B for each color is a filter having a size smaller than the area of the pixel region A where the pixel electrode 3 and the counter electrode 18 face each other. A region outside the color filters 15R, 15G, and 15B in the region A is a non-colored light emitting region that transmits light that is incident from the front surface of the device, reflected by the scattering reflector 23 on the rear surface side, and emitted to the front surface of the device without being colored. It is a.
[0039]
Of the light incident on each pixel region A from the front of the device, the light incident on the compensation capacitor portion is blocked by the capacitor forming electrode 12 and does not enter the reflecting plate 23. However, the capacitor forming electrode 12 has a high reflectance. Therefore, the light incident on the compensation capacitor portion is reflected by the capacitor forming electrode 12.
[0040]
Each of the color filters 15R, 15G, and 15B for each color is an inner region excluding the peripheral portion of each pixel region A (thisFirst reference exampleIn FIG. 5, the pixel region A is provided opposite to the above-described compensation capacitor portion (region on the TFT connection side), and the peripheral portion of each pixel region A is a non-colored light emitting region a over the entire periphery.
[0041]
Further, the color filters 15R, 15G, and 15B of the respective colors are formed in a vertically long rectangular shape along the vertical direction of the screen as shown in FIG. 1, and accordingly, the colored light emitting areas on both sides of each pixel area A are formed. a is a vertically long region extending over the entire length of the pixel region A in the vertical direction.
[0042]
And among the non-colored light emitting areas a of the pixel areas A, the vertically long areas on both sides are formed so as to be linearly arranged along the vertical direction over all the pixel areas A aligned in the vertical direction of the screen. ing.
[0043]
Further, this liquid crystal display device performs display in a normally white mode as described above, and a region between adjacent pixel regions A, that is, a state where liquid crystal molecules are always aligned in an initial twist alignment state. The electric field non-application region in FIG. 3 is a bright display region W in which light incident from the front surface of the device is reflected by the scattering reflector 23 or the gate line 10, the data line 11, and the capacitance forming electrode 12 and is emitted to the front surface of the device. .
[0044]
That is, since the gate line 10 and the data line 11 provided on the inner surface of the rear substrate 2 pass through the bright display area W, and the capacitance forming electrode 12 also crosses the bright display area W, the device Of the light incident on the bright display area W from the front, the light incident on the portion where the gate line 10 and the data line 11 and the capacitance forming electrode 12 pass does not enter the reflector 23, but the gate line 10 and the data line 11 and the capacitance forming electrode 12 are formed of a highly reflective metal film, so that light incident on these portions is also reflected.
[0045]
This liquid crystal display device performs reflection type display using outside light, and light incident from the front of the device passes through the front polarizing plate 21 and becomes linearly polarized light, and the light is transmitted to the liquid crystal layer LC and the back. The light is sequentially transmitted through the side polarizing plate 22 and is reflected by the scattering reflector 23 or the gate line 10 and the data line 11 and the capacitance forming electrode 12, and is sequentially transmitted through the rear polarizing plate 22, the liquid crystal layer LC, and the front polarizing plate 21. Then, the light is emitted to the front of the device.
[0046]
Of the light incident on each pixel area A from the front of the apparatus, the light transmitted through the inner area excluding the peripheral edge of the pixel area A is incident on the color filters 15R, 15G, and 15B corresponding to the pixel area A. The color filter absorbs light in the absorption wavelength range and colors the color filter, and the colored light is reflected and emitted to the front of the apparatus. The intensity of the colored emitted light changes according to the rising alignment state of the liquid crystal molecules according to the applied electric field in each pixel region A.
[0047]
Of the light incident on each pixel region A, the light incident on the peripheral portion of the pixel region A, that is, the non-colored light emitting region a outside the color filters 15R, 15G, and 15B passes through the color filter. Without being colored (white light), and is reflected to the front of the apparatus. The intensity of the uncolored emitted light also changes according to the rising alignment state of the liquid crystal molecules according to the applied electric field in each pixel region A.
[0048]
Further, the light incident on the bright display area W between the adjacent pixel areas A is reflected as uncolored light (white light) and emitted to the front surface of the apparatus. The non-colored light emitted from the bright display region W is always high intensity light because the liquid crystal molecules in the bright display region W are always in the initial twist alignment state.
[0049]
According to this liquid crystal display device, the color filters 15R, 15G, and 15B of the respective colors are smaller than the area of the pixel region A. Therefore, in all the pixel regions A, the light is incident from the front of the device and reflected by the scattering reflector 23 on the rear surface side. Of the light emitted to the front of the apparatus, only the light that passes through the region corresponding to the color filters 15R, 15G, and 15B is colored by absorbing the light in the absorption wavelength region by the color filter, and the pixel region The light that passes through the non-colored light emission region a outside the color filters 15R, 15G, and 15B of A is not absorbed by the color filter but is transmitted as high-color non-colored light. A high-luminance color pixel is displayed with the colored light.
[0050]
Note that the color pixel includes colored light of red, green, or blue, which is emitted light from the region corresponding to the color filters 15R, 15G, and 15B of each pixel region A, and the peripheral portion of the pixel region A. The non-colored light emitting area a is displayed with high-luminance uncolored light (white light), but the pixel is colored by the color of the color filters 15R, 15G, and 15B to the human eye. It appears as one color pixel.
[0051]
In addition, a reflective liquid crystal display device usually selects the screen orientation so that more external light enters from an obliquely upper side of the screen (a direction inclined to the upper edge side of the screen with respect to a direction perpendicular to the front surface of the device). Used in.
[0052]
Therefore, outside light is incident mainly from an obliquely upper part of the screen as indicated by an arrow in FIG. 3. In the liquid crystal display device, the uncolored light emitting areas a on both sides of each pixel area A are provided. Since it is a vertically long area along the vertical direction of the screen, that is, the main incident direction of external light, it enters the non-colored light emitting area a on both sides of the pixel area A from the diagonally upper side of the screen, and is reflected by the reflecting member on the rear side The light reflected and emitted from the non-colored light emission region a to the front of the apparatus is high-intensity non-colored light that is not absorbed by the color filter in the transmission path.
[0053]
4 and 5 show a transmission path of external light incident obliquely from above the screen. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3, and FIG. It is an expanded sectional view which follows a V line. 4 and 5, among the electrodes, color filters, insulating films, and the like provided on the inner surfaces of both substrates 1 and 2, the pixel electrode 3 provided on the rear substrate 2 and the front substrate are shown for easy viewing. Only the color filters 15R, 15G, and 15B (green filter 15G in FIG. 4) provided in FIG.
[0054]
First, the transmission path shown in FIG. 4 will be described. On the line IV-IV in FIG. 3, that is, on the line along the vertical direction of the screen and passing through the center of the pixel region A, the transmission paths are arranged in the vertical direction of the screen. The central area of the pixel area A is the color filter corresponding area, the upper and lower edges are the non-colored light emitting area a, and the area between the pixel areas A is the bright display area W.
[0055]
For this reason, in FIG. 4, out of the incident external light as shown by the arrow in the figure from the diagonally upper side of the screen, the light is incident as it is with high-luminance uncolored light without being absorbed by the color filter, and the scattering reflector 23 Only the incident light from the non-colored light emission region a at the upper and lower edges of each pixel region A and the bright display region W between the pixel regions is reflected by the color filter corresponding region in each pixel region A. The incident light is absorbed by the color filters 15R, 15G, and 15B and becomes colored light.
[0056]
The incident light from the uncolored light emitting area a and the bright display area W is high-intensity uncolored light that is not absorbed by the color filter until it enters the scattering reflector 23. Scattered and reflected by the scattering reflector 23, a part of the reflected light passes through the color filter corresponding region of the pixel region A, and the light in the absorption wavelength region is absorbed by the color filters 15R, 15G, and 15B. It becomes colored light.
[0057]
Therefore, the amount of light emitted from the non-colored light emission region a at the upper and lower edges of the pixel region A and the bright display region W therebetween is smaller than the amount of incident light of external light to these regions.
[0058]
In addition, in FIG. 4, a part of the light scattered and reflected by the scattering reflector 23 after entering the color filter corresponding region in the pixel region A and becoming colored light as described above is the non-colored light emitting region. Since the emitted light is transmitted through a and the bright display area W, the emitted light from these areas is not completely uncolored, but is slightly colored light of the colored light.
[0059]
Next, the transmission path shown in FIG. 5 will be described. On the line VV in FIG. 3, that is, along the vertical direction of the screen and passing through both side edges of the pixel region A, the vertical direction of the screen. All the pixel areas A arranged in a row are the non-colored light emission areas a, and the area between these pixel areas A is the bright display area W. Further, the non-colored light emitting areas a on both sides of each pixel area A are arranged in a straight line over all the pixel areas A arranged in the vertical direction of the screen.
[0060]
Therefore, in FIG. 5, most of the external light incident from the diagonally upper part of the screen is incident without being absorbed by the color filter and reflected by the scattering reflector 23 as shown by the arrow in the figure. Most of the light is emitted from the non-colored light emitting area a and the bright display area W as uncolored light without being absorbed by the color filter.
[0061]
For this reason, the light that enters the uncolored light emitting area a on both sides of the pixel area A from the diagonally upper side of the screen, is reflected by the reflecting member on the rear surface side, and is emitted from the uncolored light emitting area a to the front of the device is High-luminance uncolored light that is not absorbed by the color filter in the transmission path.
[0062]
Therefore, according to the liquid crystal display device described above, high brightness non-colored light emitted from the non-colored light emitting area a on both sides of the pixel area A and colored light emitted from the color filter corresponding area of the pixel area A are high. Since luminance color pixels are displayed, it is a reflective type that displays using external light, but a color image with sufficient brightness can be displayed.
[0063]
As described above, the light emitted from the non-colored light emission region a at the upper and lower edges of the pixel region A, the light amount thereof is smaller than the incident light amount of external light, and the color filter has a colored light color. Although it is light, since the light is sufficiently bright as compared with the colored light emitted from the color filter corresponding region in the pixel region A, the light is emitted from the non-colored light emitting region a at the upper and lower edges of the pixel region A. Are also effective for displaying high-luminance color pixels.
[0064]
Also, aboveFirst reference exampleThen, since the non-colored light emitting regions a on both sides of the pixel region A are formed over the entire vertical length of the pixel region A, the light incident on the non-colored light emitting region a from the diagonally upper part of the screen is efficiently obtained. Since it radiates | emits from the non-colored light emission area | region a, a screen can be made brighter.
[0065]
And aboveFirst reference exampleIn this case, the vertically long regions a on both sides of each pixel region A are formed so as to be linearly arranged along the vertical direction over the entire pixel regions A aligned in the vertical direction of the screen. The light incident on the colored light emitting area a can be emitted from the non-colored light emitting area a with higher efficiency, thereby further brightening the screen.
[0066]
The uncolored light emitting areas a on both sides are the aboveFirst reference exampleAlthough it is most desirable to form all the pixel areas A aligned in the vertical direction on the screen as in the above, the non-colored light emitting areas of the pixel areas A in two to three rows are linearly aligned in the vertical direction. Even if it is formed so that it is lined up in a row, it is sufficiently effective.
[0067]
In addition, the aboveFirst reference exampleIn the liquid crystal display device, the light incident from the front of the device is formed in the region between the adjacent pixel regions A in the rear reflective plate 23 or the gate line 10 and the data line 11 on the inner surface of the rear substrate 2 and the capacitance forming electrode. The bright display area W is reflected by 12 and emitted to the front of the apparatus, and high-luminance uncolored light is emitted from the area along the vertical direction of the screen in the bright display area W in the horizontal direction of the screen. From the area along the line, light that is slightly colored but sufficiently brighter than colored light emitted from the color filter corresponding area in the pixel area A is emitted. The screen can be brightened and the screen can be brightened further.
[0068]
The aboveFirst reference exampleIn this example, the vertically long color filters 15R, 15G, and 15B are associated with the central portion of the pixel area A. However, the color filters 15R, 15G, and 15B may be provided over the entire vertical length of the pixel area A.
[0069]
FIG. 6 and FIG.Second and third reference examplesIs a shape diagram of each color filter corresponding to each pixel region,Reference exampleIn each case, for each column of pixel regions A arranged in the vertical direction of the screen, a band-like color filter having a length over the entire length of the pixel region column is associated with each pixel region A of each pixel region A of each pixel region column. The two side portions are formed as non-colored light emitting region areas a arranged in a straight line along the vertical direction of the screen.
[0070]
Note that the second shown in FIG.Reference exampleIn the liquid crystal display device, pixel regions for displaying red, green, and blue pixels are alternately arranged in the left and right direction of the screen and arranged in a straight line, and the same color pixels are displayed in the vertical direction of the screen. The pixel regions are arranged in a straight line, and the color filters corresponding to each pixel region column are red, green, and blue single color filters 15R, 15G, and 15B that are continuous over the entire length of the pixel region column. .
[0071]
The third shown in FIG.Reference exampleIn this LCD device, pixel areas for displaying red, green, and blue pixels are arranged in a straight line alternately in the horizontal and vertical directions of the screen, and correspond to each pixel area column. Each of the color filters is a belt-like filter in which red, green, and blue color filters 15R, 15G, and 15B corresponding to each pixel area A in the pixel area column are alternately continued.
[0072]
The second and third aboveReference exampleAlso, in the area between the adjacent pixel areas A, the area other than the part through which the red, green, and blue color filters 15R, 15G, and 15B pass is defined as the bright display area W.
[0073]
In addition, the aboveReference exampleThe color filters 15R, 15G, and 15B are associated with the central portion of the pixel area A. However, the color filters 15R, 15G, and 15B may be divided into a plurality of parts at least in the horizontal direction of the screen.
[0074]
FIG. 8 to FIG.Fourth to seventh reference examplesIs a shape diagram of a color filter corresponding to one pixel region,Reference exampleIs obtained by dividing the color filters 15R, 15G, and 15B corresponding to each pixel region A into a plurality.
[0075]
That is, the fourth shown in FIG.Reference exampleDivides the color filters 15R, 15G, and 15B (red filter 15R in the figure) corresponding to each pixel area A into two in the horizontal direction of the screen, and these divided filters are provided with an interval between them. The entire circumference of the peripheral portion and the region between the divided filters are defined as a non-colored light emitting region a. In this example, the regions on both sides of the colored light emitting region a of the peripheral portion and the divided filters are provided. The non-colored light emitting region a is a vertically long region extending over the entire length of the pixel region A in the vertical direction.
[0076]
In addition, the fifth shown in FIG.Reference exampleDivides the color filters 15R, 15G, and 15B (red filter 15R in the figure) corresponding to each pixel area A into two in the horizontal direction of the screen, and both of the divided filters span at least the entire vertical length of the pixel area A. These divided filters are formed to have a length, and are provided with a space between them so that both side edge portions of the pixel region A and the regions between the divided filters are non-colored light emitting regions a. In the example, the non-colored light emitting region a on both sides of the pixel region A and the non-colored light emitting region a between the divided filters are vertically long regions extending over the entire vertical length of the pixel region A, respectively.
[0077]
Furthermore, the sixth shown in FIG.Reference exampleThe color filters 15R, 15G, and 15B (red filter 15R in the figure) corresponding to each pixel area A are divided into four divided filters in the horizontal and vertical directions of the screen, and the divided filters are spaced apart from each other. The non-colored light emitting area a is defined as the entire periphery of the peripheral area of the pixel area A and the area between the divided filters. In this example, the non-colored light emitting area a of the peripheral area is provided. The regions on both sides of the pixel region and the region along the vertical direction of the non-colored light emitting region a between the divided filters are vertically long regions extending over the entire vertical length of the pixel region A.
[0078]
In addition, the seventh shown in FIG.Reference exampleThe color filters 15R, 15G, and 15B (red filter 15R in the figure) corresponding to each pixel region A are divided into nine divided filters in the horizontal and vertical directions of the screen, and the divided filters are spaced apart from each other. The non-colored light emitting area a is defined as the entire periphery of the peripheral area of the pixel area A and the area between the divided filters. In this example, the non-colored light emitting area a of the peripheral area is provided. The two regions along the vertical direction of the non-colored light emission region a between the divided filters are vertically long regions extending over the entire length of the pixel region A in the vertical direction.
[0079]
When the color filters 15R, 15G, and 15B corresponding to each pixel area A are divided in the horizontal direction and the vertical direction of the screen, the number of divisions is not limited to the above four divisions or nine divisions, and can be arbitrarily selected. Good.
[0080]
In addition, the first to seventhReference exampleWhen the color filters 15R, 15G, and 15B corresponding to the pixel areas A are respectively divided as described above, the non-colored light emission areas a of the pixel areas A arranged in the vertical direction of the screen are at least in the vertical direction. It is desirable to arrange so that it may line up in a substantially straight line along.
[0081]
4th to 7th aboveReference exampleAs described above, the color filters 15R, 15G, and 15B corresponding to the pixel areas A are each divided into a plurality of parts at least in the horizontal direction of the screen, and these divided filters are provided at intervals, and the area between them is defined as a pixel. If the non-colored light emission region a extending over the entire vertical length of the region A is used, the luminance of the color pixels displayed by each pixel region a can be further increased and the screen can be further brightened.
[0082]
FIG. 12 shows the sixth embodiment in which the color filters 15R, 15G, and 15B corresponding to each pixel area A are divided into four.Reference exampleThe liquid crystal display device and the color filter 15R, 15G, 15B are not divided, and the above-mentioned firstReference exampleThe display luminance characteristic with respect to the illumination light incident angle with the liquid crystal display device is compared and shown.
[0083]
In FIG. 12, the illumination light incident angle is an angle with respect to the direction perpendicular to the screen, 0 ° is the vertical direction, − is the incident angle from the vertical direction to the 12 o'clock direction (upper edge direction of the screen), + Is an angle from the vertical direction to the 6 o'clock direction (the lower edge direction of the screen). In FIG. 12, the display brightness of [white display] is the brightness when all the red, green, and blue pixels are lit to make the entire screen white, and the display brightness of [red display] is the red pixel. This is the brightness when all the lights are on and the entire screen is red.
[0084]
As shown in FIG. 12, the color filters 15R, 15G, and 15B corresponding to the pixel areas A are divided into four parts, respectively.Reference exampleIn the liquid crystal display device, the display brightness when the illumination light is incident from the 12 o'clock direction (upper edge direction of the screen), which is the main incident direction of external light, is color regardless of whether it is [white display] or [red display]. The first filter 15R, 15G, 15B is not dividedReference exampleTherefore, the brightness of the screen is improved.
[0085]
6th aboveReference exampleThe improvement rate of the screen brightness by the liquid crystal display device is, for example, the firstReference exampleThe area of the color filter in theReference exampleWhen the total area of the divided color filters with respect to the area of the pixel region A is 60% of the area of the pixel region A, the illumination light incident angle is −10 ° to −50 ° (from the vertical direction to the upper edge direction of the screen) The average value of [white display] and [red display] in the range of 10 ° to 50 °Reference exampleCompared to the above, the measured value is increased by about 15%, and the visual evaluation is increased by about 13%. Therefore, the brightness can be improved by 10% or more.
[0086]
Each of the above mentionedReference exampleThe liquid crystal display device is of a so-called lattice array type in which the pixel regions A are arranged in a straight line both in the horizontal direction and in the vertical direction of the screen, but the present invention displays pixels of each color. The pixel areas are arranged in a straight line alternately in the left-right direction, and the pixel areas for displaying the same color pixels in the up-down direction are alternately shifted in the left-right direction by about 1.5 pitches in a zigzag manner. The present invention can also be applied to a so-called mosaic arrangement type liquid crystal display device.
[0087]
13 to 17,eachIt is a shape diagram of each color filter corresponding to each pixel area,These are all the mosaic arrangement type liquid crystal display devices..
[0088]
As shown in FIG.Color filter shapeCorresponds to the vertically long color filters 15R, 15G, and 15B along the vertical direction of the screen, respectively, in the inner region excluding the peripheral portion of each pixel region A, and the peripheral portion of each pixel region A is not provided over the entire periphery. The colored light emission region a is used, and the colored light emission regions a on both sides of each pixel region A are vertically long regions extending over the entire vertical length of the pixel region A.
[0089]
The shape of the color filter shown in FIGS. 14 to 17 is an embodiment of the present invention, FIG. 14 is the first embodiment, FIG. 15 is the second embodiment, FIG. 16 is the third embodiment, FIG. 17 shows a fourth embodiment.
As shown in FIG.FirstIn the embodiment, the color filters 15R, 15G, and 15B corresponding to each pixel region A are each divided into two in the left-right direction of the screen, and these divided filters are provided at intervals, so that the entire circumference of the peripheral region of the pixel region A is obtained. And the region between the divided filters are defined as a non-colored light emitting region a. In this example, the regions on both sides of the non-colored light emitting region a at the peripheral portion and the non-colored light between the divided filters are used. The light emission region a is a vertically long region that extends over the entire length of the pixel region A in the vertical direction.
[0090]
This second1In this embodiment, the red, green, and blue color filters 15R, 15G, and 15B corresponding to the pixel areas A for displaying the red, green, and blue pixels arranged in a zigzag manner in the vertical direction of the screen are The divided color filter on one side of one pixel area and the divided color filter on the other side of the other pixel area are formed so as to be arranged in a substantially straight line along the vertical direction of the screen. The non-colored light emitting areas a of the pixel areas A arranged in a zigzag are arranged substantially linearly in the vertical direction.
[0091]
As shown in FIG.2In this embodiment, the color filters 15R, 15G, and 15B corresponding to each pixel area A are each divided into two in the horizontal direction of the screen, and both of the divided filters are formed to have a length that extends over the entire vertical length of the pixel area A. In addition, these divided filters are provided with an interval, and both side edge portions of the pixel region A and regions between the divided filters are formed as non-colored light emission regions a. The non-colored light emitting region a on both sides of the region A and the non-colored light emitting region a between the divided filters are vertically long regions extending over the entire length of the pixel region A in the vertical direction.
[0092]
This second2In this embodiment, the red, green, and blue color filters 15R, 15G, and 15B corresponding to the pixel areas A for displaying the red, green, and blue pixels arranged in a zigzag manner in the vertical direction of the screen are The divided color filter on one side of one pixel area and the divided color filter on the other side of the other pixel area are formed so as to be linearly connected along the vertical direction of the screen, and zigzag in the vertical direction of the screen. The non-colored light emitting areas a of the pixel areas A arranged in a line are arranged substantially linearly in the vertical direction.
[0093]
The first shown in FIG.3In this embodiment, the color filters 15R, 15G, and 15B corresponding to the pixel areas A are each divided into four divided filters in the horizontal and vertical directions of the screen, and the divided filters are spaced apart. The non-colored light emitting area a is defined as the entire periphery of the peripheral area of the pixel area A and the area between each of the divided filters. The regions on both sides and the region along the vertical direction of the non-colored light emitting region a between the divided filters are vertically long regions extending over the entire vertical length of the pixel region A.
[0094]
Further, the first shown in FIG.4In this embodiment, the color filters 15R, 15G, and 15B corresponding to each pixel region A are each divided into nine divided filters in the horizontal and vertical directions of the screen, and the divided filters are spaced apart. The non-colored light emitting area a is defined as the entire periphery of the peripheral area of the pixel area A and the area between each of the divided filters. The regions on both sides and the two regions along the vertical direction of the non-colored light emitting region a between the divided filters are vertically long regions extending over the entire vertical length of the pixel region A.
[0095]
When the color filters 15R, 15G, and 15B are divided in the horizontal direction and the vertical direction of the screen, the number of divisions is not limited to the above four divisions or nine divisions, and may be arbitrarily selected. It is desirable that at least the non-colored light emitting areas a of the pixel areas A arranged in the vertical direction of the screen are arranged in a substantially straight line along the vertical direction.
[0096]
Also,In the color filter shape shown in FIGS.Of the region between adjacent pixel regions A, the region other than the portion through which the red, green, and blue color filters 15R, 15G, and 15B pass is defined as the bright display region W.
[0097]
In addition, the 1st-1st mentioned above4The liquid crystal display device of this embodiment is provided with red, green, and blue color filters, but the present invention includes magenta, yellow, and cyan color filters that perform color display by subtractive color mixing. Also applicable to liquid crystal display devices.
[0098]
In the liquid crystal display device of each of the above embodiments, the color filters 15R, 15G, and 15B are provided on the inner surface of the front substrate 2, but the color filters 15R, 15G, and 15B are provided on the inner surface of the rear substrate 2. May be.
[0099]
In the liquid crystal display device of each of the above embodiments, a reflection member made of a scattering reflection plate 23 is disposed behind the polarizing plate 22 on the rear surface side. The reflection member is disposed on the inner surface of the rear substrate 2. In this case, the polarizing plate may be only one polarizing plate 21 on the front side.
[0100]
Further, the present invention is not limited to the active matrix type, and a plurality of scanning electrodes extending in one direction are provided in parallel on the inner surface of one substrate, and signal electrodes extending in a direction intersecting the scanning electrode on the inner surface of the other substrate. The present invention can also be applied to a simple matrix type liquid crystal display device or the like in which a plurality of are provided in parallel to each other.
[0101]
【The invention's effect】
According to the liquid crystal display device of the present invention, the color filter corresponding to each pixel region is formed in an area smaller than the area of the pixel region, and the region not corresponding to the color filter of each pixel region is formed from the front of the device. Since it is a non-colored light emitting area that is vertically elongated along the vertical direction of the screen and transmits the light that is incident and reflected by the reflecting member on the rear surface side and emitted to the front of the device without coloring, it uses external light Although it is a reflection type display, a color image with sufficient brightness can be displayed.
[0102]
Further, in the liquid crystal display device of the present invention, if the non-colored light emitting region is formed over the entire vertical length of the pixel region, light incident on the non-colored light emitting region from an obliquely upper part of the screen can be efficiently used. Since it radiates | emits from a light-projection area | region, a screen can be made brighter.
[0103]
Furthermore, in this liquid crystal display deviceIsEach color filter corresponding to each pixel area is divided into a plurality of parts at least in the left-right direction of the screen, and these divided filters are provided at intervals, and the area between them is uncolored light over the entire vertical length of the pixel area. The exit areaSoThe brightness of the color pixels displayed in each pixel area can be further increased and the screen can be further brightened.
[0104]
In addition, the non-colored light emission regions of the pixel regions arranged in the vertical direction of the screen are formed so as to be linearly arranged along the vertical direction.SoThe light incident on the non-colored light emitting region can be emitted from the non-colored light emitting region with higher efficiency, thereby further brightening the screen.
[0105]
Furthermore, in the liquid crystal display device of the present invention, if the region between adjacent pixel regions is a bright display region in which light incident from the front surface of the device is reflected by the reflecting member and emitted to the front surface of the device, You can brighten the area in between and make the screen even brighter.
[Brief description of the drawings]
[Figure 1]First reference exampleThe front view of a part of liquid crystal display device which shows.
2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
FIG. 3 shows the firstReference exampleFIG. 5 is a shape diagram of color filters of respective colors corresponding to respective pixel regions in the liquid crystal display device of FIG.
4 is an enlarged cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3, showing a transmission path of external light incident from obliquely above the screen in the liquid crystal display device.
5 is an enlarged cross-sectional view taken along the line V-V in FIG. 3, showing a transmission path of external light incident from obliquely above the screen in the liquid crystal display device.
[Fig. 6]Second reference exampleFIG. 6 is a shape diagram of a color filter of each color corresponding to each pixel region.
[Fig. 7]Third reference exampleFIG. 6 is a shape diagram of a color filter of each color corresponding to each pixel region.
[Fig. 8]Fourth reference exampleFIG. 4 is a shape diagram of a color filter corresponding to one pixel region.
FIG. 9Fifth reference exampleFIG. 4 is a shape diagram of a color filter corresponding to one pixel region.
FIG. 10Sixth reference exampleFIG. 4 is a shape diagram of a color filter corresponding to one pixel region.
FIG. 11 shows the seventhReference exampleFIG. 4 is a shape diagram of a color filter corresponding to one pixel region.
FIG. 12 shows the sixthReference exampleLiquid crystal display device and firstReference exampleThe figure which compares and shows the display-luminance characteristic with respect to the illumination light incident angle with the liquid crystal display device.
FIG. 13 shows the eighthReference exampleFIG. 6 is a shape diagram of a color filter of each color corresponding to each pixel region.
FIG. 14 is the first view of the present invention.1FIG. 6 is a shape diagram of a color filter of each color corresponding to each pixel region, showing the embodiment.
FIG. 15 shows the first aspect of the present invention.2FIG. 6 is a shape diagram of a color filter of each color corresponding to each pixel region, showing the embodiment.
FIG. 16 shows the first of the present invention.3FIG. 6 is a shape diagram of a color filter of each color corresponding to each pixel region, showing the embodiment.
FIG. 17 shows the first aspect of the present invention.4FIG. 6 is a shape diagram of a color filter of each color corresponding to each pixel region, showing the embodiment.
[Explanation of symbols]
1, 2, ... Board
3. Pixel electrode
4 ... TFT (active element)
10 ... Gate line
11 ... Data line
12 ... Compensation capacitor forming electrode
15R, 15G, 15B ... Color filters
17 ... Counter electrode
21, 22 ... Polarizing plate
23. Scattering reflector (reflective member)
A ... Pixel area
a: Uncolored light emission region
W: Bright display area

Claims (1)

後面側に反射部材を備え、液晶層をはさんで対向する前後一対の基板のうちの一方の基板の内面に設けられた複数の第1の電極と他方の基板の内面に設けられた少なくとも1つの第2の電極とが互いに対向する複数の画素領域を画面の左右方向および上下方向に配列した反射型の液晶表示装置において、前記複数の画素領域は、画面の左右方向に配列された各行毎にそれぞれ互いに1.5ピッチずらして配置され、前記一対の基板のいずれかの基板の内面に、前記各画素領域にそれぞれ対応させて前記画素領域の面積よりも小さい面積を有する複数の色のカラーフィルタが、前記複数の画素領域ごとに前記左右方向に少なくとも2つに分離され、且つ分離された各カラーフィルタが前記画面の上下方向に配置する複数の画素領域ごとに実質的な直線上に沿って配列され、前記各画素領域の前記カラーフィルタに対応しない領域が、前記画面の上下方向に配置する複数の画素領域ごとに実質的な直線上につながって形成され、装置前面から入射し前記反射部材で反射されて装置前面に出射する光を着色することなく透過させる無着色光出射領域を形成することを特徴とする液晶表示装置。A plurality of first electrodes provided on the inner surface of one of the pair of front and rear substrates facing each other with the liquid crystal layer interposed therebetween, and at least one provided on the inner surface of the other substrate. In the reflective liquid crystal display device in which a plurality of pixel regions facing each other with the second electrode are arranged in the horizontal direction and the vertical direction of the screen, the plurality of pixel regions are arranged for each row arranged in the horizontal direction of the screen. And a plurality of colors having an area smaller than the area of the pixel region corresponding to each of the pixel regions on the inner surface of one of the pair of substrates. filter, wherein is separated into at least two for each of a plurality of pixel regions on the right and left direction, and substantially for each of a plurality of pixel regions each color filter is arranged in the vertical direction of the screen is separated Are arranged along a straight line, a region not corresponding to the color filter of each pixel area is formed leading to substantial straight line for each of a plurality of pixel regions arranged in the vertical direction of the screen, from the front surface of the apparatus 2. A liquid crystal display device, comprising: a non-colored light emitting region that transmits incident light that is reflected by the reflecting member and emitted to the front surface of the device without being colored .
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