JP2000194286A - カラ―表示装置 - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
- F24C15/00—Details
- F24C15/20—Removing cooking fumes
- F24C15/2035—Arrangement or mounting of filters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
- G02F1/133514—Colour filters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
- F24C15/00—Details
- F24C15/20—Removing cooking fumes
- F24C15/2071—Removing cooking fumes mounting of cooking hood
Abstract
し、所望の色再現性、光透過率を可能とする設計の容易
なカラー表示装置を提供する。 【解決手段】基板と、前記基板上に形成され、光が透過
する多数の光透過領域を画定する画素構造と、前記光透
過領域の各々に対応して配置され、光透過領域の面積の
一部を覆い、残部は覆わないように設けられたカラーフ
ィルタとを有する。
Description
し、特に多数の表示領域を有するカラー表示装置に関す
る。
D)、プラズマディスプレイパネル(PDP)等のフラ
ットパネルが広く用いられている。
るカラーLCDやカラーPDPが普及している。フラッ
トパネルの有する薄型、軽量等の利点を生かしつつ、カ
ラー表示を行うためにカラーフィルタが多く用いられ
る。
長領域の光を選択的に透過させるフィルタである。光分
解・合成の原理に応じて赤(R)、緑(G)、青(B)
の3原色系フィルタ、シアン(C)、マゼンタ(M)、
イエロ(Y)の補色系フィルタ等が用いられている。
は、多数の単位表示領域を有し、各単位表示領域に所定
のカラーフィルタを重ね、各単位表示領域の透光/遮光
状態を制御して所望のカラー表示を行う。表示画像を鮮
明にするため、金属、遮光性樹脂等のブラックマトリク
ス(BM)で非表示領域を覆い、各表示領域の面積を画
定することが多く行われる。この場合、BMの開口部が
光透過領域である単位表示領域となる。
説明する。LCDは電極を備えた一対の基板間に液晶層
を挟み、液晶層に電圧を印加して液晶層の光学的性質を
制御する。必要に応じて偏光子を組み合わせ、全体とし
て光の透過率を制御する。透過型で用いる場合は、ガラ
ス等の一対の透明基板を用い、反射型で用いる場合は、
少なくとも光が通過する基板を透明基板とする。
基板上に互いに交差する複数本の電極(コモン電極、セ
グメント電極)を設ける単純マトリックス方式や、一方
の基板上に全面電極(コモン電極)を設け、他方の基板
には各単位表示領域毎に画素電極とスイッチングトラン
ジスタを設け、画素毎に所望電圧を蓄積するアクティブ
マトリクス方式が知られている。
を実現するため、スイッチングトランジスタとしてはア
モルファスシリコン(a−Si)や多結晶シリコン(p
oly−Si)を用いた薄膜トランジスタ(TFT)が
用いられる。TFTの一方の電流電極(以下ソース電極
と呼ぶ)を画素電極に接続し、TFTの他方の電流電極
(以下ドレイン電極と呼ぶ)をデータ線に接続し、TF
Tの制御電極(ゲート電極)を走査線に接続する。デー
タ線と走査線とは互いに交差して基板上に配置される。
透過率が望まれる。色再現性は各カラーフィルタの色度
座標で決定される。RGB方式の場合、R、G、B各カ
ラーフィルタが色度座標上で形成する3角形の面積が広
いほど色再現性が高い。光透過率は各カラーフィルタに
ホワイト光を入射した時の出射光強度とBMの開口率で
決定される。
過率が望まれる。特にノート型パソコン(PC)のカラ
ーLCDや反射型LCDにおいては高光透過率が望まれ
る。この場合、BMの開口率を上げ、カラーフィルタの
透過率を上げることが望まれる。BMの開口率を上げる
ためには、光透過領域間のBMの幅を狭くする。カラー
フィルタの透過率を上げるためには、カラーフィルタの
厚さを薄くしたり、材料を変更したりする。
位表示領域である光透過領域の全面を覆い、その周囲の
ブラックマトリクス(BM)に重なるように配置され
る。BMの幅を狭くすると、隣接するカラーフィルタ同
士が重なる危険性が生じる。BM上で、隣接するカラー
フィルタが重なると、全厚さが厚くなり(厚さ異常を生
じ)、製造工程の歩留りを低下させる。LCDの設計変
更のためにカラーフィルタの膜厚を変更したり、材料を
変更することは新たな条件を決定するための実験等の必
要性を意味し、量産工程にとってスループットの低下や
生産性を低下させる原因となる。
率を可能とする設計の容易なカラー表示装置を提供する
ことである。
置を提供することである。本発明のさらに他の目的は、
反射型ディスプレイに適した明るいカラーフィルタ基板
を提供することである。
ば、基板と、前記基板上に形成され、光が透過する多数
の単位表示領域を画定する画素構造と、前記単位表示領
域の各々に対応して配置され、単位表示領域の面積の一
部を覆い、残部は覆わないように設けられたカラーフィ
ルタとを有するカラー表示装置が提供される。
にのみカラーフィルタが設けられるため、単位表示領域
はカラーフィルタが存在する領域と存在しない領域とに
分けられる。単位表示領域中のカラーフィルタが存在し
ない領域を拡大することにより、明るいカラー表示が得
られる。カラーフィルタが存在する領域と存在しない領
域の比を調整することにより、同一のカラーフィルタ材
料および膜厚を用い、種々の色再現性を実現することが
可能となる。
施例を説明する。なお、LCDを例示として説明する
が、本発明はLCDに限られるものではない。例えば、
PDP等にも適用することができる。
CDの構成を示す。図1(A)は、カラーフィルタ基板
の平面図、図1(B)はカラーフィルタ基板の断面図、
図1(C)はLCDの断面構成図、図1(D)は従来技
術によるカラーフィルタ基板の平面図、図1(E)は従
来技術によるカラーフィルタ基板の断面図を示す。
技術によるカラーフィルタ基板の構造を説明する。ガラ
ス基板1の上にBM2が形成され、光透過領域を画定す
る。光透過領域の上に、BM2の端部にかかるようにカ
ラーフィルタ3が形成される。3色のカラーフィルタ3
R、3G、3Bはそれぞれ別の工程により作成される。
カラーフィルタ3を覆うように、平坦化層4が形成さ
れ、平坦化層4の平坦化された表面上に透明電極5およ
び配向層6が形成される。
3が互いに近づき重なり合う危険性が生じる。隣接する
カラーフィルタ3が重なると、厚さ異常が生じ、後の工
程の歩留りを低下させる。
(A)、(B)、(C)を参照して説明する。
フィルタ基板10はガラス基板1の表面上に、必要に応
じてSiO2 膜をプラズマ化学気相堆積(CVD)等に
より成膜し、その上にブラックマトリクス2を形成す
る。ブラックマトリクス2は、例えばCr単層、酸化C
r膜とCr膜の積層、または酸化Cr膜、窒化Cr膜、
Cr膜の積層をスパッタリングで形成することにより作
成することができる。窒化Cr膜の代わりに酸化窒化C
r膜を用いることもできる。
板1側からBMを見た時の反射率を低減することができ
る。BMの平面形状は、図1(D)に示す従来技術によ
るカラーフィルタ基板の平面形状と同様である。BM
は、行列状に配列された多数の開口部を有し、各開口部
が光透過領域となる単位表示領域を確定する。
3色のカラーフィルタ3R、3G、3Bを形成する。3
色のカラーフィルタは、それぞれ独立に形成される。例
えば、所望色の着色樹脂をスピンコータ、ロールコー
タ、スリットコータ等を用いて基板全面上に成膜する。
着色樹脂としては、例えば日本国、富士ハント製LR−
7001、CG−7001、CB−7001を用いるこ
とができる。
(B)に示す形状に着色樹脂膜を露光する。露光領域
は、各光透過領域において光透過領域の左右端が残され
るように露光する。露光強度は、例えば300mJ/c
m2 である。露光後、アルカリ現像液(例えば富士ハン
ト製CD)で露光した着色樹脂膜を現像する。現像後、
約230°Cのオブンで約1時間着色樹脂膜をポストベ
ークし、着色樹脂を硬化させカラーフィルタを形成す
る。このような工程により、1色分のカラーフィルタが
形成される。3色のカラーフィルタを形成するために
は、これらの工程を繰り返し行う。
(A)、(B)に示すような3色のカラーフィルタスト
ライプ3R、3G、3Bが横方向に並んで形成される。
各カラーフィルタストライプは、図中縦方向に長く、B
Mに重なるように存在し、光透過領域の幅よりも狭い幅
を有する。従って、光透過領域内にカラーフィルタが存
在しない領域Tが生じる。
樹脂として、例えば日本国日立化成製HP−1009
を、スピンコータを用い、約1.5μm厚に塗布し、約
230°Cのオブンで約1時間ポストベークする。カラ
ーフィルタ3とBM2が形成され、凹凸が生じた基板平
面が、平坦化樹脂層4により平坦化され、平坦表面が提
供される。
ウム錫酸化物(ITO)膜をスパッタリングにより成膜
する。このようにして、基板全面に透明コモン電極5が
形成される。透明コモン電極5の上に、配向層6として
ポリイミド等を成膜する。成膜後、配向膜6にラビング
等の配向処理を行うことにより、配向構造が形成され
る。このようにして、開口で単位表示領域である光透過
領域を画定するBMとBMの開口内の一部領域上に形成
されたカラーフィルタを有するカラーフィルタ基板10
が形成される。
ているような場合、液晶表示装置全体の光学的特性が設
計からずれた物となってしまう。このような場合、透明
平坦化樹脂層4を着色し、液晶表示装置全体の光学的特
性を補償することもできる。
基板10とTFT基板20を所定間隔を介して対向さ
せ、両基板間の空間に液晶24を注入する。なお、カラ
ーフィルタ基板10の外側表面上には第1の偏光子P1
が形成され、TFT基板20の外側表面上には第2の偏
光子P2が形成される。TFT基板20は、ガラス基板
11の表面上に必要に応じてプラズマCVD等によりS
iO2 層を形成し、その上にゲート電極13として、C
r層、Ti/Al積層、Mo層等を積層し、ホトリソグ
ラフィを用いてパターニングする。ゲート電極13を覆
うように、ゲート絶縁膜15としてSiNX 、SiO2
等の絶縁膜を形成する。ゲート絶縁膜15の上に、a−
Si又はpoly−Si等の半導体層を化学気相堆積
(CVD)等により形成し、パターニングして活性層1
7を形成する。
してn+ 型Si層とAl層又はTi/Al/Ti積層を
形成し、パターニングすることによりソース電極18
S、ドレイン電極18Dを形成する。ゲート電極13、
ゲート絶縁膜15、活性層17、ソース/ドレイン電極
18により薄膜トランジスタ19が形成される。
形成した後、基板全面上に層間絶縁膜21としてSiO
2 層、ホスホシリケートガラス(PSG)層、ボロホス
ホシリケートガラス(BPSG)層、SiN層等を積層
する。層間絶縁膜21上にホトレジスト層を形成し、コ
ンタクト孔を形成する領域に開口を形成し、ホトレジス
トパターンを用いて層間絶縁膜21をエッチングするこ
とにより、所望領域に開口を形成する。
電極22として例えばITO層を形成し、ホトリソグラ
フィ、エッチングによりパターニングを行って画素電極
を形成する。画素電極、層間絶縁膜を覆うように、配向
膜23としてポリイミド層等を形成する。配向膜23に
ラビング等の配向処理を行うことにより、所望の配向を
与える。基板11の他の表面上には、他の偏光子P2を
作成する。
(D)、(E)に示す基板を用いれば、従来技術による
LCDとなる。本実施例のLCDと、従来技術によるL
CDとの差は、カラーフィルタ3が光透過領域の全面積
を覆うか、光透過領域の所定割合の面積のみを覆うかで
ある。
内、一部面積上にのみカラーフィルタ3が設けられる。
光透過領域の残りの面積は、可視領域の全波長光を透過
することができる。このため、カラーフィルタ3が形成
されない領域は、LCDの明るさ向上に顕著な効果を示
す。但し、カラーフィルタ3が設けられないことによ
り、全波長の光が透過するため、カラー表示の色再現性
は劣化する。
においては、光透過率の向上が優先され、色再現性はさ
ほど要求されないものがある。このような場合、光透過
領域内にカラーフィルタが形成されない領域Tを設ける
ことは、光透過率向上のために極めて有効である。
ィルタが設けられない領域の面積を調整することによ
り、透過率を増大させることができる。所望の光透過率
が変更されても、面積比を変更すれば足り、カラーフィ
ルタの膜厚や材質を変更する必要が無くなる。
LCDの特性を示すグラフである。図2(A)は、本発
明の実施例による各光透過領域における光透過率を示
し、図2(B)は、従来技術による各光透過領域の光透
過率を示す。
域が設けられない領域が存在するため、全波長領域に亘
って一定の最低光透過率が得られる。図においては、透
過領域の50%にカラーフィルタを設け、50%にカラ
ーフィルタを設ける場合を示す。光透過領域の50%に
はカラーフィルタが設けられないため、最低でも約50
%の光透過率が得られる。各カラーフィルタは、所望の
良好な色選択特性を有し、所望の波長領域のみの光を透
過し、他の波長領域の光は遮断する。
透過領域の光透過特性を示す。高光透過率を得るため、
カラーフィルタの膜厚を減じ、カラーフィルタ内の色素
濃度を低下させ、所望の光透過率を得る。このため、各
カラーフィルタの不所望の光を遮断する性能が劣化し、
ほぼ50%の光が全波長領域に亘って透過してしまう。
各カラーフィルタは、所望の波長領域で透過領域を有す
るが、他の波長領域においても約50%の光を透過して
いる。
しての性能はほぼ同等である。従って、本発明の実施例
によっても従来技術によるカラー表示装置と同様の性能
が得られる。従来技術によれば、新たな設計条件に対し
ては各カラーフィルタの膜厚を変更したり、材質を変更
する。条件出しのためには新たな実験が必要である。こ
れに対し、本発明の実施例によれば、光透過領域内でカ
ラーフィルタが占有する面積を変更するのみで良く、カ
ラーフィルタの膜厚や材質は変更しなくてすむため、設
計変更に伴う準備作業が簡単化されれる。
得られる。所定の膜厚を有するカラーフィルタを形成し
た時の性能が周知の材料を用いた場合、光透過領域のど
の程度(%)の領域にカラーフィルタを設けると、どの
ような色再現性と光透過特性が得られるかは計算により
容易に知ることができる。
ラー表示装置の概略平面構造を示す。各光透過領域上に
設けるカラーフィルタ3R、3G、3Bとして、性能が
周知の材料から任意の物を選択する。所望の色再現性、
光透過率を得るために各カラーフィルタが光透過領域内
で占有する面積を調整する。カラーフィルタ3R、3
G、3Bが各光透過領域内で占有する面積は、色毎に異
なることになる。各光透過領域内でカラーフィルタが存
在しない面積を調整することにより、光透過率を調整
し、色再現性を調整することが可能となる。
明するためのグラフである。図4(A)、(C)は色度
座標図であり、3原色のカラーフィルタの色度座標のプ
ロットと、カラーフィルタ基板全体として表現可能な色
再現性を示す色度座標のプロットである。図4(B)、
(D)は、視感透過率を示すグラフであり、カラーフィ
ルタを設けた時の視感透過率および画素全体としての視
感透過率を示す。図4(A)、(B)は、カラーフィル
タが設けられた領域上での特性を示し、図4(C)、
(D)は、3原色を含む画素全体としての特性を示す。
考察する。サンプルS0は、光透過領域の全面にカラー
フィルタが設けられた従来技術によるサンプルであり、
光透過率を向上させるためカラーフィルタの膜厚を薄く
してある。サンプルS1は、本発明の実施例により光透
過領域の一部にのみカラーフィルタが設けられたサンプ
ルである。サンプルS2は、本発明の他の実施例によ
り、光透過領域の一部領域上にのみカラーフィルタが設
けられ、さらにこのカラーフィルタが、サンプルS0と
同様に、光透過率を向上させるようにその膜厚を薄くし
たものである。図4(E)は、各サンプルの、条件、特
性をまとめて示す表である。。
はカラーフィルタが存在する領域のことであり、視感透
過率Y、色度座標x、yの数値は測定値である。サンプ
ルS0とS2とはカラーフィルタとしては同一の物であ
り、同一の数値を示す。「CF基板として」とはカラー
フィルタが存在する領域、存在しない領域を合わせた光
透過領域の特性を示す。カラーフィルタが占有する面積
比を単位%で示す。
領域上にカラーフィルタが存在するので、開口部上の着
色樹脂部の特性とCF基板としての特性は同一である。
サンプルS1、S2においては、カラーフィルタが存在
しない領域があるため、CF基板としての特性は着色樹
脂部の特性と較べ透過率Yが増大し、色度座標x、yも
変化する。なお、サンプルS1、S2のCF基板として
の光学特性はシミュレーションにより算出したものであ
る。
タ上の色度座標を示すグラフである。サンプルS0とサ
ンプルS2とは、同一のカラーフィルタを用いるため、
同一の色度座標を有する。サンプルS1は、カラーフィ
ルタとしては色選択性の優れた物を用いるため、色度座
標上ではサンプルS0の色度座標よりも外側のプロット
を有する。従って、カラーフィルタ上においては、サン
プルS1が最も優れた色再現性を示す。
いては、色再現性の優れたサンプルS1の光透過率が低
く、カラーフィルタ膜厚を薄くしたサンプルS0、S2
の光透過率が高い。
色度座標を示すグラフである。サンプルS1、S2にお
いては、光透過領域上にカラーフィルタが存在する領域
とカラーフィルタが存在しない領域とが設けられるた
め、光透過領域全体としての特性はカラーフィルタが存
在する領域の特性とは異なる。
カラーフィルタが存在しない領域の面積比を調整するこ
とにより、画素全体としての色度座標が従来技術による
光透過領域全面にカラーフィルタを設けたサンプルS0
の色度座標と等しくなるように選定される。従って、サ
ンプルS0とサンプルS1の色度座標は同一となる。
としてサンプルS0と同等の物を用い、さらに光透過領
域内でカラーフィルタが存在する領域を20%に制限し
た。このため、色再現性としては光透過領域全面にカラ
ーフィルタを設けた場合よりも劣化し、色再現性は低下
したものとなる。
ある。サンプルS1は、光透過領域上のカラーフィルタ
が存在しない面積を調整することにより、全光透過領域
上にカラーフィルタが設けられたサンプルS0と同等の
視感透過率を有するように調整されている。サンプルS
2は、サンプルS0と同一のカラーフィルタを用い、か
つ光透過領域上でカラーフィルタが存在しない面積を広
く取っている。光透過領域上カラーフィルタが存在しな
い領域を設定することにより、視感透過率は向上してい
る。
明るくする場合、製作困難なほど薄いカラーフィルタが
必要になる場合もある。本実施例ではカラーフィルタの
占有面積を小さくすればLCDを明るくすることがで
き、技術的困難は生じない。
配置される配置例を示す平面図である。ブラックマトリ
クスの開口部OAと、カラーフィルタが配置される領域
CFとの関係を概略的に示す。
複数のカラーフィルタ領域CFが横方向ストライプとし
て形成されている。各カラーフィルタ領域CFは、ブラ
ックマトリクスの開口部(光透過領域)OAの横方向寸
法を越えて光透過領域からブラックマトリクスBM上に
延在し、縦方向に並んで配置されている。
が、ブラックマトリスクの開口領域OAの所定方向一端
外側から、内部に向かって延在する構成を示す。例え
ば、光透過領域の90%をカラーフィルタで覆う場合、
カラーフィルタCFが存在する全領域をBMの開口部O
A内に設定することは、ある程度の技術レベルを要す
る。本構成例におけるように、各光透過領域の一辺(右
辺)外側から、カラーフィルタ領域CFを形成し、光透
過領域の中間領域(横方向の所定位置)まで延在させる
ことは、精度の必要な位置合わせが一辺(左辺)の横方
向位置のみでよいのでカラーフィルタCF作成時の精度
要求を緩和させる。
ルタ端部間の関係を考察すると、第1のカラーフィルタ
CFは、光透過領域外側にはみ出し、BM上に張り出す
が、隣接する光透過領域OA上に配置される第2のカラ
ーフィルタCFは、光透過領域内部に引き下がった端部
を有する。従って、隣接する光透過領域OA上のカラー
フィルタ領域CFがBM上で互いに重なる危険性が低減
する。
内に、連続した単一領域のカラーフィルタ領域CFが形
成される構成例を示す。図5(C)においては、光透過
領域OAとほぼ相似の形状で、光透過領域OA内に配置
されるカラーフィルタ領域CFが形成されている。
内において、カラーフィルタの形成される領域CFを、
中央部の矩形領域にした場合を示す。図5(C)、
(D)に示すように、カラーフィルタCFを光透過領域
OAの隣接する端部から位置合わせ誤差以上離すと、光
透過率が位置合わせ誤差の影響を受けなくなる。
領域OA内においてカラーフィルタが形成される領域を
複数個設けた場合を示す。図5(E)において、各光透
過領域OAにおいて、カラーフィルタCFが設けられる
領域は、各光透過領域に対してそれぞれ6領域設定され
ている。
おいて形成されるカラーフィルタ領域が3に低減してい
る。
おいてカラーフィルタCFが形成される領域を行列状の
サブ面積に分割し、各サブ面積上にカラーフィルタが形
成される場合を示す。
内において、カラーフィルタCFが形成される領域が、
複数行、複数列のマトリクス状に形成されている。
タ領域の数を増加し、各光透過領域内でカラーフィルタ
が形成される領域を分散させることにより、画素領域が
広い場合の視感を向上させることができる。
の構成の他の例を概略的に示す断面図である。
スBMが樹脂で形成されている。従って、ブラックマト
リクスGMとカラーフィルタCFとが有する高さ(膜
厚)をほぼ同等とすることができる。たとえば、図5
(C)〜(G)の配置を採用し、ブラックマトリクスB
Mを、遮光性絶縁有機樹脂層で形成し、カラーフィルタ
CFと並べて配置する。
CFとが、共に有機材料で形成され、同等の膜厚を有す
るため、基板表面上の膜厚差は低減されている。ブラッ
クマトリクスBM2とカラーフィルタCF3とを覆って
基板上に、透明電極5として、ITO層22を形成す
る。ITO層22の表面上に配向膜4を形成する。BM
層2として、CF層3と同等の厚さを有する樹脂層を用
いることにより、カラーフィルタを形成した後の基板表
面上の凹凸を低減することができる。
金属でブラックマトリクス2を形成し、着色樹脂でカラ
ーフィルタ3を形成した後ブラックマトリクス2に重ね
て基板全面上に透明電極5を形成する構成を示す。ブラ
ックマトリクス2は金属で形成され、高い導電率を有す
る。透明電極5は、ITO等で形成され、金属と較べる
と導電性が低い。ブラックマトリクス2を透明電極5と
電気的に接続することにより、ITOで形成された透明
電極5の実効抵抗を低減することができる。
ラーフィルタの上に平坦層を形成する代わりに、まず平
坦層4を形成し、平坦層4の表面に凹部を形成し、凹部
内にカラーフィルタ3を埋め込んで形成する場合を示
す。カラーフィルタ3と平坦層4の表面は、同一表面を
有するように形成される。平坦面の形成にはエッチバッ
クや研磨を用いることもできる。このようにして平坦面
を形成した後は、前述の実施例同様その平坦面上に透明
電極、配向層を形成する。
に透明電極を形成するコモン電極基板上にカラーフィル
タを設けた。カラーフィルタは、TFTを形成するTF
T基板上に設けることもできる。
形成する場合を示す。図7(A)はLCDの断面図を示
し、図7(B)は、TFT基板の1画素分の平面構成を
示す。
れている。ガラス基板11の表面上に、SiO2 膜を形
成した後、ゲート電極13をCr等の金属によって形成
する。ゲート電極13を覆ってゲート絶縁膜15を形成
する。ゲート絶縁膜15は、例えばSiO2 やSiN膜
等によって形成できる。ゲート絶縁膜上にアモルファス
シリコン(a−Si)又は多結晶シリコン(poly−
Si)の半導体層を形成し、パターニングして活性層1
7を形成する。
i層とTi/Al/Ti積層との積み重ね等の構成によ
り、ドレイン電極18D、ソース電極18Sを形成す
る。その後、基板表面を層間絶縁膜21で覆う。層間絶
縁膜21は、例えばSiO2 やSiN等によって形成す
ることができる。
形成する。カラーフィルタ3を形成した後、平坦化膜2
5を形成する。平坦化膜25、層間絶縁膜21を貫通し
てコンタクトホールを開口し、透明電極22を形成す
る。透明電極22のパターニング後、表面に配向膜23
を形成し、配向処理を行う。
aは、ガラス基板1の表面上にコモン電極5、配向膜6
を形成し、配向膜6に配向処理を行って形成される。コ
モン電極基板10aは、ブラックマトリクス、カラーフ
ィルタを有さず、極めて簡単な構成を有する。この場
合、ソース電極との重なり部を除く、画素電極22が単
位表示領域である光透過領域を画定する。なお、コモン
電極基板10a上に図1(B)同様のブラックマトリク
スを形成してもよい。
基板20aの外側表面上には、それぞれ偏光子P1、P
2を形成する。
FT、カラーフィルタおよび透明電極の配置を示す平面
図である。図においては、透明電極22下部に重なるよ
うに配置された蓄積容量SCも示されている。
ーバラップするように形成し、カラーフィルタ3を貫通
してコンタクトホールを形成するようにしてもよい。
を示す。カラーフィルタ3がTFTの一部にオーバラッ
プし、カラーフィルタを通してコンタクトホールCHが
形成されている。また、この構成においては、ゲート電
極が活性層の上に配置されるトップゲート型となってい
る。
説明した。反射型LCDにおいても、同様の構成を採用
することができる。
LCDの構成を示す概略断面図である。
成を示す。図8(A)において、直線偏光子31、液晶
表示装置33、反射板35が重ねて配置される。光は、
まず直線偏光子31に入射した後、液晶表示装置33の
液晶層に入射される。液晶層は、λ/4板の機能を果た
すように設計されている。λ/4板を通すことにより、
直線偏光は円偏光に変換される。なお、液晶表示装置の
オン/オフ状態の一方においては、液晶層はλ/4板の
機能を失い、入射した直線偏光は直線偏光のまま出射さ
れる。
液晶表示装置33を通って直線偏光子31に入射する。
円偏光が液晶表示装置33に入射する場合には、液晶層
が再びλ/4板の機能を果たし、入射した直線偏光とは
90°偏光方向の異なる直線偏光となり、直線偏光子3
1でカットされる。直線偏光が液晶層に入射する場合
は、液晶層がλ/4板の機能を有さないので、そのまま
直線偏光子31を透過する。
例を示す。本構成においては、直線偏光子31と液晶表
示装置33の間に光学的補償板としてλ/4板32が配
置されている。従って、偏光子31を透過した直線偏光
は、λ/4板32を通過することにより円偏光に変換さ
れる。液晶表示装置33の液晶層がλ/4板または光透
過板として機能し、円偏光又は直線偏光となって出射す
る。反射板35から反射された円偏光または直線偏光
は、液晶表示装置33を通過することにより、円偏光ま
たは直線偏光となり、λ/4板32を透過して直線偏光
となり、偏光子31を透過又は遮断される。
しては、上述の実施例で説明した構成と同等の構成、特
に図1(C)、7(A)の構成から偏光子P1、P2を
外した構成で液晶層の厚さがλ/4板として機能するよ
うに設計したものを用いることができる。また、反射板
35を液晶表示装置内に組み込むことも可能である。
に組み込んだ構成例を示す。図1(C)に示す液晶表示
装置のTFT基板と異なる点を主に説明する。活性層1
7の上に形成されるソース/ドレイン電極の一方を光透
過領域の全面に延在させる。この電極層18が反射板と
して機能する。
した後、層間絶縁膜37を形成する。層間絶縁膜37、
カラーフィルタ3を貫通してコンタクトホールを形成
し、その上に透明電極22を形成して反射電極18に接
続する。透明電極22は各画素電極にパターニングされ
る。このような構成により、図中上部から入射した光
は、透明電極22、層間絶縁膜37、カラーフィルタ3
を透過し、反射電極18で反射されて上部に戻る。
望ましい。図8(D)は表面に凹凸に形成したカラーC
Fの例を示す。表面に凹凸分布を形成することにより、
CFを透過する光が屈折し、光拡散機構が付与される。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば種々
の変更、改良、組み合わせが可能なことは当業者に自明
であろう。
カラー表示装置の単位表示領域内に形成するカラーフィ
ルタの占有面積を調整することにより、所望の色再現
性、明るさを実現することができる。設計変更の対応が
容易となり、大量生産のスループットを向上させること
ができる。明るいカラー表示装置が提供される。
による液晶表示装置と比較して示す平面図および断面図
である。
従来技術による液晶表示装置の性能と比較して示すグラ
フである。
る。
ラフおよび表である。
ルタの配置の種々の例を示す平面図である。
ラーフィルタ基板の構成を示す断面図である。
成を示す断面図および平面図である。
の構成を示す概略断面図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 基板と、前記基板上に形成され、光が透
過する多数の単位表示領域を画定する画素構造と、 前記単位表示領域の各々に対応して配置され、単位表示
領域の面積の一部を覆い、残部は覆わないように設けら
れたカラーフィルタとを有するカラー表示装置。 - 【請求項2】 前記画素構造は、多数の単位表示領域を
マトリクス状に画定するブラックマトリクスを含む請求
項1記載のカラー表示装置。 - 【請求項3】 前記カラーフィルタは、前記マトリクス
状の単位表示領域の行列の一方向に沿って単位表示領域
を越えてブラックスマトリクスに重なるように延在し、
行列の他方向に並んで配置された複数のカラーフィルタ
ストライプを有する請求項2記載のカラー表示装置。 - 【請求項4】 前記カラーフィルタは、各単位表示領域
の内部にのみ配置され、単位表示領域の端部から所定距
離以上離れている請求項1または2記載のカラー表示装
置。 - 【請求項5】 前記カラーフィルタは、3色のカラーフ
ィルタ要素を含み、各単位表示領域内には1色のカラー
フィルタ要素のみが存在し、単位表示領域内で3色のカ
ラーフィルタ要素が占有する面積は色によって異なる請
求項1〜4のいずれかに記載のカラー表示装置。 - 【請求項6】 各単位表示領域内に配置されたカラーフ
ィルタ要素は分散配置されたカラーフィルタ面を有する
請求項5記載のカラー表示装置。 - 【請求項7】 さらに、光透過材料で形成され、前記カ
ラーフィルタの周囲を囲み、平坦化表面を形成する光透
過平坦化層を有する請求項1〜6のいずれかに記載のカ
ラー表示装置。 - 【請求項8】 前記光透過平坦化層が着色されている請
求項7記載のカラー表示装置。 - 【請求項9】 前記平坦化層が表面に凹凸を有し、凹部
内に前記カラーフィルタが、平坦化層表面と同一表面を
形成するように配置されている請求項7または8記載の
カラー表示装置。 - 【請求項10】 さらに、前記基板と対向配置された対
向基板と、 前記基板と前記対向基板との間に配置された液晶層と、 前記基板および前記対向基板の一方の上に配置された共
通電極と、 前記基板および前記対向基板の他方の上に、前記単位表
示領域に対応して配置された多数の画素電極とを有し、
前記カラーフィルタは前記基板または前記対向基板上に
配置されている請求項1〜9のいずれかに記載のカラー
表示装置。 - 【請求項11】 前記カラー表示装置が反射型液晶表示
装置である請求項10記載のカラー表示装置。
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