JP2001117086A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP2001117086A
JP2001117086A JP29405599A JP29405599A JP2001117086A JP 2001117086 A JP2001117086 A JP 2001117086A JP 29405599 A JP29405599 A JP 29405599A JP 29405599 A JP29405599 A JP 29405599A JP 2001117086 A JP2001117086 A JP 2001117086A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal display
shielding layer
display device
signal line
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JP29405599A
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Shoichi Kurauchi
昭一 倉内
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 様々な色バランスを実現する液晶表示装置を
提供すること。 【解決手段】 一主面上にマトリクス状に配置された信
号線と走査線と、信号線及び走査線の各交点部分に配置
され、信号線に接続されたスイッチング素子とを具備す
るアレイ基板と、アレイ基板の一主面に対向配置され、
遮光層を具備する対向基板と、アレイ基板または対向基
板のいずれかの一主面上に形成された複数のカラーフィ
ルタと、アレイ基板と対向基板の間に挟持された液晶層
とを具備し、複数のカラーフィルタが信号線と遮光層に
対してそれぞれ異なる間隙を設けて囲まれている液晶表
示装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光源やカラーフィ
ルタの数を増やすことなく所望の表示色で表示を行うこ
とのできる液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置は、高画質、薄型軽量、低
消費電力という大きな利点をもつため、ノート型コンピ
ュータあるいは様々な携帯用機器などに多用されてお
り、更なる性能の向上や製造技術の進歩が求められてい
る。
【0003】特に薄膜トランジスタ(TFT)のような
3端子素子を液晶画素の1つ1つにスイッチとして接続
したアクティブマトリクス型の液晶表示装置は、大画面
が得られやすいこと、従来の半導体製造技術を応用して
製造できることから注目されており、様々な研究や開発
が進められている。
【0004】カラー型アクティブマトリクス駆動液晶表
示素子においては、例えば、アモルファスシリコン(a
−Si)を半導体層とした薄膜トランジスタ(TFT)
とそれに接続された表示電極と信号線電極、ゲート電極
が形成されたTFTアレイ基板とそれに対向配置された
対向電極を有し、RGBカラーフィルタを対向基板また
はTFTアレイ基板上に形成し、この間に液晶組成物と
偏光板が挟持されている。偏光板が光シャッタとして作
用してカラー画像が表示される。
【0005】通常、このようなカラー表示型液晶表示素
子においては、画素と画素の間からの光漏れを防ぎ、色
材の混色を防止するため、各色間にブラックマトリクス
と呼ばれる遮光層を対向基板に設ける。また、各色の開
口率を合わせたり、またはその比を固定するなどして、
表示色(特に、白や黄色の混合色)を安定させている。
しかしながら、このような構成で異なるホワイトバラン
スの液晶表示素子を作成する場合、光源の色を変更する
必要があり、光源が複数必要になってしまうといった問
題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した通り、様々な
色バランスの液晶表示素子を安価に提供することができ
ていなかった。
【0007】そこで、本発明は、様々な色バランスを実
現する液晶表示装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、一主面上にマトリクス状に配置された信号線と走査
線と、前記信号線及び走査線の各交点部分に配置され、
前記信号線に接続されたスイッチング素子とを具備する
アレイ基板と、前記アレイ基板の一主面に対向配置さ
れ、遮光層を具備する対向基板と、前記アレイ基板また
は前記対向基板のいずれかの一主面上に形成された複数
のカラーフィルタと、前記アレイ基板と前記対向基板の
間に挟持された液晶層とを具備する液晶表示装置であっ
て、前記複数のカラーフィルタが前記信号線と前記遮光
層に対してそれぞれ異なる間隙を設けて囲まれているこ
とを特徴としている。
【0009】本発明において、カラーフィルタは、モザ
イク配列やデルタ配列のように、R、G、Bがそれぞれ
縦列、もしくは横列について間隙を設けて配列されてい
る。また、三原色に限らず他の色のカラーフィルタを用
いてもよい。
【0010】本発明によれば、アレイ基板と対向基板の
貼り合わせ位置を変えることで、カラーフィルタの各色
の開口率が変わり、特に異なる光源を複数使わなくて
も、低コストで微妙なニュアンスのホワイトバランスの
ような優れた表示品質を得ることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を図面を
参照して詳細に説明する。
【0012】[実施例1]本発明による一実施例のアク
ティブマトリクス液晶表示素子の断面図を図1に示す。
また、カラーフィルタと遮光層と信号線との関係を簡略
化して示すために、対向基板および液晶層等を透過させ
た状態の平面図を図2に示す。
【0013】まず、300mm×400mmのガラスな
どからなる絶縁基板上に、成膜とパターニングを繰り返
すことにより従来の手法で薄膜トランジスタ(TFT)
と信号線2、そして画素電極3を形成し、縦横それぞれ
100個の画素、計10000個の画素を有するアモル
ファスシリコンTFTアレイ基板1を作成する。TFT
の半導体層にはアモルファスシリコンの他、移動度の高
い多結晶シリコンを用いてもよい。
【0014】次に、対向基板4上にCrOx/Crを連
続成膜し、フォトリソグラフィー法によりパターニング
を行って遮光層5を形成する。
【0015】この上に、赤色顔料を分散させた紫外線硬
化型アクリル樹脂レジストをスピンナーにて全面塗布
し、赤色を着色させたい部分に光が照射されるようにフ
ォトマスクを介して365nmの波長で100mJ/c
照射し、KOHの1%水溶液で10秒間現像するこ
とによって、赤色の着色層6Rを形成する。同様に、緑
6G、青6Bの着色層を繰り返し形成する。その後、2
30℃で1時間焼成する。
【0016】次いで、マスクを介してスパッタ法により
ITO膜を成膜し、対向電極7を形成する。
【0017】その後、アクティブマトリクス基板1と対
向基板4のそれぞれ成膜がなされた側にさらに配向膜材
料を全面に塗布し、ラビング処理を施すことにより配向
膜8を形成する。さらに、対向基板4の配向膜8の周辺
に沿って注入口(図示せず)から接着剤9を四辺端部か
ら内側に9mmの部分を除いて印刷する。
【0018】対向基板にスペーサ10として5μmのミ
クロパールを散布し、アクティブマトリクス基板と対向
基板のそれぞれの配向膜8のラビング方向が直交するよ
うに対向させて配置し、加熱して接着剤を硬化させるこ
とにより両基板を貼り合わせる。
【0019】この貼り合わせの際、白の表示色をシアン
寄りにしたい場合には、図2において左側に対向基板を
ずらす。同様に、紫寄りにしたい場合には上側に、黄色
寄りにしたい場合には右側にずらす。また、青寄り、赤
寄り、緑寄りにしたい場合にはそれぞれ左上、右上、下
にずらせばよい。
【0020】本実施例においては、図2に示したよう
に、赤の画素6Rに対応する部分については左側が信号
線2および下側が遮光層5と重なるように、上側および
右側はそれぞれ遮光層5および信号線2から約5μm離
すように、また、緑の画素6Gに対応する部分について
は上側および下側が遮光層5と重なるように、右側およ
び左側はそれぞれ信号線2から約5μm離すように、そ
して青の画素6Bに対応する部分については右側と下側
がそれぞれ信号線2および遮光層5と重なるように、上
側および左側はそれぞれ遮光層5および信号線2から約
5μm離すようにして形成してある。
【0021】接着剤が硬化した後、2枚の基板を所定の
液晶セルのサイズに切り出す。次に、液晶組成物11を
注入口(図示せず)により注入し、この後、注入口を紫
外線硬化樹脂で封止する。両基板の端部において、液晶
を封止するためのこの封止剤としては、紫外線硬化型ば
かりでなく、熱硬化型のアクリル系またはエポキシ系の
接着剤などを用いてもよい。
【0022】また本実施例における液晶表示素子の表示
方式としては、例えばTN形、ST形、GH形あるいは
ECB形や強誘電性液晶を用いたものが挙げられる。
【0023】[実施例2]本発明による他の実施例のア
クティブマトリクス液晶表示素子の断面図を図3に示
す。また、カラーフィルタと遮光層と信号線との関係を
簡略化して示すために、対向基板および液晶層等を透過
させた状態の平面図を図2に示す。
【0024】まず、300mm×400mmのガラスな
どからなる絶縁基板上に、成膜とパターニングを繰り返
すことにより従来の手法で薄膜トランジスタ(TFT)
と信号線2、そして画素電極3を形成し、縦横それぞれ
100個の画素、計10000個の画素を有するアモル
ファスシリコンTFTアレイ基板1を作成する。TFT
の半導体層にはアモルファスシリコンの他、移動度の高
い多結晶シリコンを用いてもよい。
【0025】この上に、赤色顔料を分散させた紫外線硬
化型アクリル樹脂レジストをスピンナーにて全面塗布
し、赤色を着色させたい部分に光が照射されるようにフ
ォトマスクを介して365nmの波長で100mJ/c
照射し、KOHの1%水溶液で10秒間現像するこ
とによって、赤色の着色層6Rを形成する。同様に、緑
6G、青6Bの着色層を繰り返し形成する。その後、2
30℃で1時間焼成する。
【0026】次に、対向基板4上にCrOx/Crを連
続成膜し、フォトリソグラフィー法によりパターニング
を行って遮光層5を形成する。
【0027】次いで、マスクを介してスパッタ法により
ITO膜を成膜し、対向電極7を形成する。
【0028】その後、アクティブマトリクス基板と対向
基板のそれぞれ成膜がなされた側にさらに配向膜材料を
全面に塗布し、ラビング処理を施すことにより配向膜8
を形成する。さらに、対向基板4の配向膜8の周辺に沿
って注入口(図示せず)から接着剤9を四辺端部から内
側に9mmの部分を除いて印刷する。
【0029】対向基板4にスペーサ10として5μmの
ミクロパールを散布し、アクティブマトリクス基板1と
対向基板4のそれぞれの配向膜8のラビング方向が直交
するように対向させて配置し、加熱して接着剤を硬化さ
せることにより両基板を貼り合わせる。
【0030】この貼り合わせの際、白の表示色をシアン
寄りにしたい場合には、図2において右側に対向基板を
ずらす。同様に、紫寄りにしたい場合には下側に、黄色
寄りにしたい場合には左側にずらす。また、青寄り、赤
寄りにしたい場合にはそれぞれ右下、左下にずらせばよ
い。
【0031】本実施例においては、図2に示したよう
に、赤の画素6Rに対応する部分については左側が信号
線2および下側が遮光層5と重なるように、上側および
右側はそれぞれ遮光層5および信号線2から約5μm離
すように、また、緑の画素6Gに対応する部分について
は上側および下側が遮光層5と重なるように、右側およ
び左側はそれぞれ信号線2から約5μm離すように、そ
して青の画素6Bに対応する部分については右側と下側
がそれぞれ信号線2および遮光層5と重なるように、上
側および左側はそれぞれ遮光層5および信号線2から約
5μm離すようにして形成してある。
【0032】接着剤が硬化した後、2枚の基板を所定の
液晶セルのサイズに切り出す。次に、液晶組成物11を
注入口(図示せず)により注入し、この後、注入口を紫
外線硬化樹脂で封止する。両基板の端部において、液晶
を封止するためのこの封止剤としては、紫外線硬化型ば
かりでなく、熱硬化型のアクリル系またはエポキシ系の
接着剤などを用いてもよい。
【0033】また本実施例における液晶表示素子の表示
方式としては、例えばTN形、ST形、GH形あるいは
ECB形や強誘電性液晶を用いたものが挙げられる。
【0034】[実施例3〜9]アクティブマトリクス基
板1と対向基板4の貼り合わせ位置を図4〜10に示す
ようにずらした以外は、実施例1または2と同様にして
液晶表示装置を作製する。
【0035】実施例3においては、図4に示すように、
赤の画素6Rに対応する部分については右側が信号線2
および下側が遮光層5と重なるように、上側および左側
はそれぞれ遮光層5および信号線2から約5μm離すよ
うに、また、緑の画素6Gに対応する部分については上
側および下側が遮光層5と重なるように、右側および左
側はそれぞれ信号線2から約5μm離すように、そして
青の画素6Bに対応する部分については左側と下側がそ
れぞれ信号線2および遮光層5と重なるように、上側お
よび右側はそれぞれ遮光層5および信号線2から約5μ
m離すように形成してある。
【0036】実施例4においては、図5に示すように、
赤の画素6Rおよび青の画素6Bに対応する部分につい
ては左側が信号線2および下側が遮光層5と重なるよう
に、上側および右側はそれぞれ遮光層5および信号線2
から約5μm離すように、また、緑の画素6Gに対応す
る部分については上側および下側が遮光層5と重なるよ
うに、右側および左側はそれぞれ信号線2から約5μm
離すように形成してある。本実施例においては、赤と青
の画素6R、6Bについて間隙の設け方が同じであるた
め、緑色に関係する色調のみが変更可能である。
【0037】実施例5おいては、図6に示すように、赤
の画素6Rに対応する部分については左側が信号線2お
よび下側が遮光層5と重なるように、上側および右側は
それぞれ遮光層5および信号線2から約5μm離すよう
に、また、緑の画素6Gに対応する部分については上側
および下側が遮光層5と重なるように、右側および左側
はそれぞれ信号線2から約5μm離すように、そして青
の画素6Bに対応する部分については右側と上側がそれ
ぞれ信号線2および遮光層5と重なるように、下側およ
び左側はそれぞれ遮光層5および信号線2から約5μm
離すように形成してある。
【0038】実施例6においては、図7に示すように、
赤の画素6Rに対応する部分については左側が信号線2
および下側が遮光層5と重なるように、上側および右側
はそれぞれ遮光層5および信号線2から約5μm離すよ
うに、また、緑の画素6Gに対応する部分については右
側および左側が遮光層5と重なるように、上側および下
側はそれぞれ信号線2から約5μm離すように、そして
青の画素6Bに対応する部分については右側と下側がそ
れぞれ信号線2および遮光層5と重なるように、上側お
よび左側はそれぞれ遮光層5および信号線2から約5μ
m離すように形成してある。
【0039】実施例7においては、図8に示すように、
赤の画素6Rに対応する部分については右側が信号線2
および下側が遮光層5と重なるように、上側および左側
はそれぞれ遮光層5および信号線2から約5μm離すよ
うに、また、緑の画素6Gに対応する部分については右
側および左側が遮光層5と重なるように、上側および下
側はそれぞれ信号線2から約5μm離すように、そして
青の画素6Bに対応する部分については左側と下側がそ
れぞれ信号線2および遮光層5と重なるように、上側お
よび右側はそれぞれ遮光層5および信号線2から約5μ
m離すように形成してある。
【0040】実施例8においては、図9に示すように、
赤の画素6Rおよび青の画素6Bに対応する部分につい
ては左側が信号線2および下側が遮光層5と重なるよう
に、上側および右側はそれぞれ遮光層5および信号線2
から約5μm離すように、また、緑の画素6Gに対応す
る部分については右側および左側が遮光層5と重なるよ
うに、上側および下側はそれぞれ信号線2から約5μm
離すように形成してある。本実施例においては、赤と青
の画素6R、6Bについて間隙の設け方が同じであるた
め、緑色に関係する色調のみが変更可能である。
【0041】実施例9においては、図10に示すよう
に、赤の画素6Rに対応する部分については左側が信号
線2および下側が遮光層5と重なるように、上側および
右側はそれぞれ遮光層5および信号線2から約5μm離
すように、また、緑の画素6Gに対応する部分について
は右側および左側が遮光層5と重なるように、上側およ
び下側はそれぞれ信号線2から約5μm離すように、そ
して青の画素6Bに対応する部分については右側と上側
がそれぞれ信号線2および遮光層5と重なるように、下
側および左側はそれぞれ遮光層5および信号線2から約
5μm離すように形成してある。
【0042】このように、本発明においては、赤色およ
び青色カラーフィルタ6R、6Bについては隣接する2
辺が信号線2および遮光層5から1〜10μm、好まし
くは2〜8μmの間隙を設けて形成されており、緑色カ
ラーフィルタ6Bについては隣接しない2辺、すなわち
対向する2辺が信号線2から1〜10μm、好ましくは
2〜8μmの間隙を設けて形成すればよい。
【0043】[色度座標の測定]例として、実施例2の
色度座標を、2枚の基板を中央で貼り合わせた液晶表示
装置に対する白表示について色度座標を求めたところ、
対向基板を右寄りに貼り合わせた液晶表示装置の白表示
は色度座標でxが−0.005、yが−0.002とな
った。また、対向基板を上寄りに貼り合わせた液晶表示
装置の白表示は色度座標でyが−0.006となった。
対向基板を左寄りに貼り合わせた液晶表示装置の白表示
は色度座標でxが+0.005、yが+0.003とな
った。
【0044】上述の本実施例により得られたカラー表示
型アクティブマトリクス液晶表示装置は、表示不良画素
もなく、質の良い表示が得られた。
【0045】
【発明の効果】本発明によれば、アクティブマトリクス
基板と対向基板の貼り合わせ位置を変えるという簡便な
手法で、カラーフィルタ各色の開口率を変えることがで
きるため、任意のホワイトバランスで表示することが可
能な液晶表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例による液晶表示装置の断面
図。
【図2】 本発明の一実施例による液晶表示装置の概略
拡大平面図。
【図3】 本発明の他の実施例による液晶表示装置の断
面図。
【図4】 本発明の他の実施例による液晶表示装置の概
略拡大平面図。
【図5】 本発明の他の実施例による液晶表示装置の概
略拡大平面図。
【図6】 本発明の他の実施例による液晶表示装置の概
略拡大平面図。
【図7】 本発明の他の実施例による液晶表示装置の概
略拡大平面図。
【図8】 本発明の他の実施例による液晶表示装置の概
略拡大平面図。
【図9】 本発明の他の実施例による液晶表示装置の概
略拡大平面図。
【図10】 本発明の他の実施例による液晶表示装置の
概略拡大平面図。
【符号の説明】
1…アクティブマトリクス基板 2…信号線 3…画素電極 4…対向基板 5…遮光層 6…カラーフィルタ(着色層) 7…対向電極 8…配向膜 9…封止接着剤 10…スペーサ 11…液晶層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一主面上にマトリクス状に配置された信
    号線と走査線と、前記信号線及び走査線の各交点部分に
    配置され、前記信号線に接続されたスイッチング素子と
    を具備するアレイ基板と、前記アレイ基板の一主面に対
    向配置され、遮光層を具備する対向基板と、 前記アレイ基板または前記対向基板のいずれかの一主面
    上に形成された複数のカラーフィルタと、前記アレイ基
    板と前記対向基板の間に挟持された液晶層とを具備する
    液晶表示装置であって、 前記複数のカラーフィルタが前記信号線と前記遮光層に
    対してそれぞれ異なる間隙を設けて囲まれていることを
    特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記カラーフィルタが赤色、緑色および
    青色からなる矩形状であって、赤色および青色について
    は隣接する二辺が、緑色については対向する二辺が、前
    記信号線および前記遮光層に対して間隙を設けて形成さ
    れていることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装
    置。
  3. 【請求項3】 前記間隙は1μm〜10μmであること
    を特徴とする請求項1または2記載の液晶表示装置。
JP29405599A 1999-10-15 1999-10-15 液晶表示装置 Withdrawn JP2001117086A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100381909C (zh) * 2001-05-18 2008-04-16 株式会社日立制作所 液晶显示装置
JP2008090268A (ja) * 2006-10-02 2008-04-17 Lg Phillips Lcd Co Ltd 液晶表示装置用基板及びその製造方法

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