JP3708025B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーフィルタ領域が形成された反射領域と透過領域とを有する液晶表示装置およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、液晶表示装置は、薄型で低消費電力であるという特徴を生かして、パーソナルコンピュータなどのOA機器、電子手帳などの携帯情報機器、あるいは液晶モニタを備えたカメラ一体型VTRなどに広く用いられている。
【0003】
このような液晶表示装置には、画素電極にITO(Indium Tin Oxide)などの透明導電性薄膜を用いた透過型の液晶表示装置と、画素電極に金属などの反射電極を用いた反射型の液晶表示装置とがある。
【0004】
更に、両方の機能を併せ持った透過反射両用型液晶表示装置も提案されている。 図22は、従来の透過反射両用型液晶表示装置2200の断面を示す。
【0005】
表示装置2200は、TFT基板1と、カラーフィルタ基板2と、反射電極3と、透明電極4と、液晶層5と、カラーフィルタ基板2上の偏光板6と、カラーフィルタ基板2上の1/4波長板7と、透過領域の表示電極である透明電極8と、TFT基板1上の偏光板9と、TFT基板1上の1/4波長板10と、カラーフィルタ層11と、樹脂12と、絶縁膜13とを含む。
【0006】
カラーフィルタ層11は、透過領域の表示電極である透明電極8の全領域にわたって対向配置されている。一方、カラーフィルタ層11は、反射電極3に対しては、その一部しか対向配置されていない。つまり、反射電極3の対向する領域には、カラーフィルタ領域が形成されていない領域を有する。
【0007】
表示装置2200は、色純度の高いカラーフィルタ領域を通過した出射光と、カラーフィルタ層(カラーフィルタ領域)が形成されていない領域のみの出射光とを混色する方法により、色を表示させている。
【0008】
透過反射両用型液晶表示装置2200は、周囲が真っ暗の場合には、1つの表示画素に外光を反射する反射部とバックライトからの光を透過する透過部とを作りこむことにより、バックライトからの透過部を透過する光を利用して表示を行う透過型液晶表示装置として用いることができる。また、この透過反射両用型液晶表示装置は、外光が暗い場合には、バックライトからの透過部を透過する光と光反射率の比較的高い膜により形成した反射部により反射する光との両方を利用して表示を行う両用型液晶表示装置として用いることができる。更に、この透過反射両用型液晶表示装置は、外光が明るい場合には、光反射率の比較的高い膜により形成した反射部により反射する光を利用して表示を行う反射型液晶表示装置として用いることができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の表示装置2200では、透過型と反射型との両方で明るく色純度の高いカラー表示を実現することは難しかった。色純度の高いカラーフィルタ層を通過した出射光と、カラーフィルタ層又はカラーフィルタ領域が形成されていない領域のみの出射光とを混色する方法により、色を表示させていたためである。
【0010】
更に、反射電極3が凹凸状になっている場合、凹部と凸部とで、液晶層5の層厚が変化するため、更に表示品位が低下する問題を有していた。更に、基板1と基板2とを貼り合わせたとき、反射画素に対応するカラーフィルタ層又はカラーフィルタ領域11が形成されていない領域の面積が変わらないように、カラーフィルタ層又はカラーフィルタ領域11が形成されていない領域を配置させることも困難であった。
【0011】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、(1)透過反射両用型液晶装置に最適なカラーフィルタ層を提供し、明るさと色再現性に優れた透過型表示と反射型表示を実現すること、(2)工程数の少ない製造方法を実現すること、および(3)反射電極が凹凸構造である場合、液晶層の層厚に起因する表示不良をも解決することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、相互に対向配置された第1基板および第2基板との間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、前記第2基板は、ガラス基板と、該ガラス基板上に配置された透過電極と、該透過電極の周囲に設けられて、表面に凹凸部が形成された樹脂層と、該樹脂層の凹凸部上に設けられて、該凹凸部に沿った凹凸部を表面に有する反射電極とを有し、前記第1基板は、ガラス基板と、該ガラス基板上に前記反射電極の凹凸部のいずれかの凹部に対向するように設けられた透明層と、該透明層を覆うように前記ガラス基板上に設けられて、該透明層を覆う部分が突出した凸部になるとともに、前記透過電極に対向する部分の厚さが、該透明層上における厚さよりも大きくなったカラーフィルタ層と、該カラーフィルタ層を覆うように前記ガラス基板上に設けられて、該カラーフィルタ層の凸部を覆う部分が突出した凸部になった対向電極とを有することを特徴とする。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【0023】
(実施の形態1)
図1Aは、本発明の実施の形態1の透過反射両用型液晶表示装置100の断面を示す。表示装置100は、下側基板101と、ガラス基板102と、なめらかな凹凸部107と、反射電極103と、対向電極104と、液晶層105と、透過電極108と、カラーフィルタ基板110と、カラーフィルタ層111とを含む。
【0024】
下側基板101上に、反射電極103および透明電極108が所定の形状で形成されている。下側基板101と、カラーフィルタ基板110とは、液晶層105を挟んで対向して設置されている。カラーフィルタ基板110は、ガラス基板102と、ガラス基板102の液晶層105側に形成されたカラーフィルタ層111を含む。更に、カラーフィルタ層111の液晶層105側には対向電極104が形成されている。下側基板101とカラーフィルタ基板102との間に液晶層105が挟持されている。
【0025】
以下に、表示装置100の構造を、更に詳細に説明する。
【0026】
図1Bは、表示装置100のカラーフィルタ層111を説明するための模式的な断面図である。
【0027】
表示装置100は、下側基板101上に反射電極103および透過電極108を有している。表示装置100では、反射電極103に対応して反射領域が形成され、透過電極108に対応して透過領域が形成される。
【0028】
反射領域では、外部からの光を反射電極103によって反射することで、観測者135への表示のために外部からのその光を使用する。透過領域では、光源125からの光を透過領域を通過させることで、観測者135への表示のために光源125からのその光を使用する。
【0029】
カラーフィルタ層111の反射領域の一部に、透明層145が設けられる。透明層145を設けることで、観測者135への表示のために使用する反射光と透過光との色度特性を調整することができる。
【0030】
図1Cは、表示装置100の上面を示す図である。下側基板101の表示領域155内に、透過領域165と反射領域175とが設けられる。例えば、透過領域165aおよび反射領域175aが、第1の色(例えば赤)を表示し、透過領域165bおよび反射領域175bが、第2の色(例えば青)を表示し、透過領域165cおよび反射領域175cが、第3の色(例えば緑)を表示する。
【0031】
以下に、カラーフィルタ層111の形成方法(方法1.〜5.)を説明する。
方法1.顔料分散法を用いた場合のカラーフィルタ層111の形成方法
図2A〜図2Fは、顔料分散法を用いてカラーフィルタ層111を形成する方法を示す。
【0032】
図2A(a)および図2A(b)に示されるように、ガラス基板102上に、透明層として透明アクリル系感光材(例えばJSR製のオプトマーNN700)がスピンコートされ、膜厚約0.5μmの塗膜が形成される。次に、ガラス基板102上に塗布された透明アクリル系感光材を活性光でパターン露光し、さらにアルカリ現像液で現像し、水洗後熱処理を行うことで、透明樹脂層150を形成する。
【0033】
これ以外にもエッチングによるパターニング、印刷、転写等の別の方式で、透明樹脂層150を形成してもよい。
【0034】
図2A(b)に示されるように、透明樹脂層150をストライプ状に形成したが、対向する基板の反射領域内であれば、複数の島状に形成してもよい。
【0035】
次に、図2Bに示されるように、カラーフィルタ領域(例えばカラーフィルタ領域170)となる1色目(例えば赤色)のアクリル系顔料分散感光材160をスピンコートし、膜厚約1μmの塗膜をガラス基板102上および透明樹脂層150上に形成した。透明樹脂層150上の1色目のアクリル系顔料分散感光材160の膜厚は、幾分かは平坦化される。透明樹脂層150上の1色目のアクリル系顔料分散感光材160の膜厚は、透明樹脂層150が形成されている領域以外の1色目のアクリル系顔料分散感光材160の膜厚に比べて薄い。
【0036】
次に、図2Cに示すように、1色目のアクリル系顔料分散感光材160を活性光でパターン露光し、アルカリ現像液で現像し、そして水洗後熱処理を行うことにより、1色目のカラーフィルタ領域170を形成した。
【0037】
同様に、図2Dに示すように、2色目(例えば青色)のアクリル系顔料分散感光材、3色目(例えば緑色)のアクリル系顔料分散感光材を用いて、2色目のカラーフィルタ領域180、3色目のカラーフィルタ領域190を形成し、カラーフィルタ基板110aのカラーフィルタ層111aを作成した。
【0038】
カラーフィルタ層111の形成を顔料分散法を用いて行う場合、カラーフィルタ層111aの表面が容易に平坦化され、反射領域のカラーフィルタ領域には、膜厚の薄い領域が形成される。
【0039】
カラーフィルタ基板110aに、必要に応じてオーバーコート層(図示せず)および透明導電層(図示せず)を形成した。続いて、カラーフィルタ基板110aと、カラーフィルタ基板110aに対向する下側基板とを貼り合せる。
【0040】
カラーフィルタ基板110aと下側基板とを貼り合わせる前に、液晶表示装置100に、必要に応じて配向処理をほどこしておく。
【0041】
カラーフィルタ基板110aと、カラーフィルタ基板110aに対向する下側基板とを貼り合せる場合、透明樹脂層150は、下側基板上の反射領域の一部もしくは全てに対向するように、ガラス基板102上の領域に形成され、透過性非カラーフィルタ領域を形成する。
【0042】
下側基板の1つの画素は、2つの領域(透過領域と反射領域)に分けられる。
【0043】
カラーフィルタ基板110a上のカラーフィルタ層111aは、透明樹脂層150が下側基板の反射領域に対向し、かつ、透過領域に対向しないように位置合わせされる。このように2つの基板を貼り合わせた後、液晶材料を注入して、液晶表示パネルを作成する。
【0044】
ここで、カラーフィルタ基板110aに、必要に応じて遮光層を設けてもよい。また、透過領域を透過する透過光が透明樹脂層150を介して直接表示に寄与することを防ぐために、カラーフィルタ基板110aと下側基板とが、互いにミスアライメントされても透明樹脂層150が透過領域に重ならないようにマージンを考慮しておくことが望ましい。
【0045】
表示装置100は、透過領域では、観測者と反対側のパネル裏面に配置されているバックライト等の光源からの光を利用して表示を行う。透過光は、カラーフィルタ層を1回のみ透過する。また、表示装置100は、反射領域では、太陽光、室内に設置された照明、または表示装置の前方に配置された照明の外光を利用して表示を行う。反射光は、カラーフィルタ層を2回透過する。
【0046】
反射領域の一部若しくは全ての領域で、カラーフィルタ領域の膜厚が透過領域のカラーフィルタ領域の膜厚より薄いため、外光がカラーフィルタ層を2回透過しても外光の利用効率は低下せず、高輝度の透過反射両用型液晶表示装置が得られる。透過領域のカラーフィルタ領域の膜厚と、反射領域の一部若しくは全ての領域でのカラーフィルタ領域の膜厚との関係は、カラーフィルタ層の透過領域の色度特性と反射領域の色度特性を出来るだけ一致させるように(もしくは近づけるように)設定することが望ましい。
【0047】
上記のような構成にすることで、特定の波長領域に対する反射領域の少なくとも一部の領域の透過率は、同じ波長領域に対する透過領域の透過率より小さくなる。周囲光が突然変化した場合(例えば突然太陽光が入射してきた場合、または、昼間走行している車がトンネルの中に入った場合)にも、色度変化が発生しないため、表示に違和感を与えず、あらゆる環境下で視認性の高い液晶表示装置が実現出来る。
【0048】
顔料分散法を用いた場合のカラーフィルタ層111の形成方法について、カラーフィルタ領域の表面が、平坦化された場合を説明した。しかし、図2Eのように、カラーフィルタ領域の表面が平坦化されていなくても、反射領域のカラーフィルタ領域の膜厚を薄くできる。
【0049】
更に、図2Fに示すように、1つの反射領域内に、複数個の透明樹脂層が配置されてもよい。
方法2.染色法を用いた場合のカラーフィルタ層111の形成方法
図3A〜Eは、染色法を用いてカラーフィルタ層111を形成する方法を示す。
【0050】
図3A(a)および(b)に示されるように、ガラス基板102上に、透明層として非可染性の感光性透明樹脂がスピンコートされ、膜厚約0.5μmの塗膜が形成される。次に、この非可染性の感光性透明樹脂を活性光でパターン露光し、さらにアルカリ現像液で現像し、水洗後熱処理を行うことで、透明樹脂層210を形成する。
【0051】
これ以外にもエッチングによるパターニング、印刷、転写等の別の方式で、透明樹脂層210を形成してもよい。
【0052】
図3A(b)に示されるように、透明樹脂層210をストライプ状に形成したが、対向する基板の反射領域内であれば、複数の島状に形成してもよい。
【0053】
次に、図3Bに示されるように、ガラス基板102上に、可染性の感光性樹脂220(例えば、低分子量ゼラチンに重クロム酸アンモニウムを加えて感光性を与えた水溶液)をスピンコートし、膜厚約1μmの塗膜をガラス基板102上および透明樹脂層210上に形成した。透明樹脂層210上の可染性の感光性樹脂220の膜厚は、幾分かは平坦化される。透明樹脂層210上の可染性の感光性樹脂220の膜厚は、透明樹脂層210が形成されている領域以外の可染性の感光性樹脂220の膜厚に比べて薄い。
【0054】
続いて、図3Cに示すように、所望の遮光パターンを有する露光用マスクを介して紫外光を照射し、1色目(例えば赤)のパターンを潜像形成する。次に、水現像して非露光部を溶解することにより、1色目のレリーフパターン230を形成した。
【0055】
次に、図3Dに示すように、1色目の色に染色するために、染色液に浸漬することによって、レリーフパターン230の染色を行った。
【0056】
次に、染料定着および防染処理を行い、1色目のカラーフィルタ領域240を得た。この時、可染性の感光性樹脂の下に形成した透明樹脂層210は、非可染性のため、1色目の色に染色されない。
【0057】
同様に、図3Eに示すように、2色目(例えば青色)のカラーフィルタ領域250と3色目(例えば緑色)のカラーフィルタ領域260とを形成し、カラーフィルタ基板110aのカラーフィルタ層111aを作成した。
【0058】
カラーフィルタ基板110aに、必要に応じて、アクリル樹脂系のオーバーコート層(図示せず)を被覆した。
【0059】
次に、カラーフィルタ基板110aに、透明導電層(図示せず)を形成した。続いて、カラーフィルタ基板110aと、カラーフィルタ基板110aに対向する下側基板とを貼り合せ、液晶材料を注入して、液晶表示パネルを作成した。
【0060】
カラーフィルタ基板110aとカラーフィルタ基板110に対向する下側基板とを貼り合せ、液晶表示パネルを作成する場合、透明樹脂層210は、下側基板上の反射領域の一部もしくは全てに対向するように、ガラス基板102上に形成される。
【0061】
下側基板の1つの画素は、2つの領域(透過領域と反射領域)に分けられる。
【0062】
反射領域の一部若しくは全ての領域でカラーフィルタ領域の膜厚は、透過領域のカラーフィルタ領域の膜厚より薄い。従って、反射領域において、外光がカラーフィルタ層を2回透過しても外光の利用効率は低下せず、高輝度の透過反射両用型液晶表示装置が得られる。
方法3.カラーフィルタを研磨する場合のカラーフィルタ層111の形成方法
図4A〜Eは、カラーフィルタを研磨することでカラーフィルタ層を形成する方法を示す。
【0063】
図4A(a)および(b)に示されるように、ガラス基板102上に、透明層として透明アクリル系感光材(例えばJSR製のオプトマーNN700)がスピンコートされ、膜厚約0.5μmの塗膜が形成される。次に、この透明アクリル系感光材を活性光でパターン露光し、さらにアルカリ現像液で現像し、水洗後熱処理を行うことにより、透明樹脂層300を形成する。
【0064】
これ以外にもエッチングによるパターニング、印刷、転写等の別の方式で、透明樹脂層300を形成してもよい。
【0065】
図4A(b)に示されるように、透明樹脂層300をストライプ状に形成したが、対向する基板の反射領域内であれば、複数の島状に形成してもよい。
【0066】
次に、図4Bに示されるように、1色目(例えば赤色)のアクリル系顔料分散感光材310をスピンコートし、膜厚約1μmの塗膜をガラス基板102上および透明樹脂層300上に形成した。透明樹脂層300上の1色目のアクリル系顔料分散感光材310の膜厚は、幾分かは平坦化される。アクリル系顔料分散感光材の粘度によっては、アクリル系顔料分散感光材310の表面形状は透明樹脂層300が形成されている領域と、透明樹脂層300が形成されている領域以外の領域で大きな段差が生じる。
【0067】
次に、図4Cに示すように、1色目のアクリル系顔料分散感光材310を活性光でパターン露光し、アルカリ現像液で現像し、そして水洗後熱処理を行うことにより、1色目のカラーフィルタ領域320を形成した。
【0068】
同様に、図4Dに示すように、2色目(例えば青色)のアクリル系顔料分散感光材、3色目(例えば緑色)のアクリル系顔料分散感光材を用いて、2色目のカラーフィルタ領域330、3色目のカラーフィルタ領域340を形成した。
【0069】
図4Dに示すように、透明樹脂層300が形成されている領域と、透明樹脂層300が形成されている領域以外の領域とで、アクリル系顔料分散感光材320、330、340に大きな段差が発生するような場合には、透明樹脂層300が形成されている領域のアクリル系顔料分散感光材320、330、340の膜厚は、透明樹脂層300が形成されている領域以外の領域のアクリル系顔料分散感光材320、330、340の膜厚に比べて余り薄くならないため、本発明の効果が充分に得られない。
【0070】
実施の形態2で後述するように、対向する基板と貼り合わせて液晶パネルとしたときに、反射領域内の一部に透明樹脂層が形成されている領域が存在している場合には、1画素の反射領域内で液晶層の層厚が異なる領域が存在するマルチギャップ構造となり、表示品位に影響する。特に、正の誘電率異方牲を有する液晶材料をもちいて、電圧印加時に黒表示を行う表示モードでは、黒表示時に光が完全に遮光されなくなるため、コントラスト比の低下が発生する。また、負の誘電率異方牲を有する液晶材料をもちいて、電圧印加時に白表示を行う表示モード、例えば、垂直配向表示モードでは、黒表示は電圧無印加もしくは液晶の閾値電圧以下で行うので、黒表示時に光が完全に遮光されなくなるためコントラスト比の低下が発生しない。
【0071】
そこで、図4Eに示すように、カラーフィルタ基板110aのカラーフィルタ領域の表面を研磨することで、図4Dにしめすカラーフィルタ基板110aのカラーフィルタ層111aの表面形状で見られた段差を少なくすること、あるいは平坦にすることが出来、本発明の効果が充分に得ることが可能になる。また、反射領域でのマルチギャップ構造による、表示品位低下も解消出来る。
【0072】
透明樹脂層300は、対向する基板と貼り合わせて液晶パネルとしたとき、反射領域の一部もしくは全てに対向するように、ガラス基板102上に形成される。
方法4.カラーフィルタ領域の一部の膜厚を減少させた場合のカラーフィルタ層111の形成方法
図5A〜Hは、カラーフィルタ領域の一部の膜厚を減少させてカラーフィルタ層111を形成する方法を示す。
【0073】
図5Aに示されるように、ガラス基板102上に、1色目(例えば赤色)のアクリル系顔料分散感光材360がスピンコートされ、膜厚約1μmの塗膜が形成される。次に、図5Bに示すように、アクリル系顔料分散感光材360を活性光でパターン露光し、さらにアルカリ現像液で現像し、水洗後熱処理を行うことで、1色目のカラーフィルタ領域370を形成する。
【0074】
同様に、図5Cに示すように、2色目(例えば青色)のアクリル系顔料分散感光材、3色目(例えば緑色)のアクリル系顔料分散感光材を用いて、2色目のカラーフィルタ領域380、3色目のカラーフィルタ領域390を形成した。
【0075】
次に、図5Dに示すように、ガラス基板102上のカラーフィルタ領域370、380、390上にレジスト層400を形成した。
【0076】
次に、図5Eに示すように、ドライエッチ法で、レジスト層400が形成されていない領域のカラーフィルタ領域370、380、390をエッチングした。ドライエッチ法以外に、アッシング等の手段を用いてもよい。
【0077】
その後、図5Fに示すようにレジスト層400を除去した。図5Fに示されるカラーフィルタ層111bが形成されたカラーフィルタ基板110bを用いて、対向する下側基板と貼り合わせることにより、表示装置100を作成することができる。
【0078】
表示装置100の作成時、液晶層の層厚または光路長の最適化、もしくは液晶層の配向安定化を行うために、図5Gに示すように、カラーフィルタ層111c全体を、透明樹脂410で覆い、平坦化を行った後のカラーフィルタ基板110cを使用してもよい。また、表示装置100を作成、図5Hに示すように、薄膜化したカラーフィルタ層111dの一部を、透明樹脂410で覆い、平坦化を行った後のカラーフィルタ基板110dを使用してもよい。透明樹脂410は、透過性非カラーフィルタ領域として機能する。
【0079】
薄膜化するカラーフィルタ領域の部分は、対向する基板の反射領域内であれば、ストライプ状、複数の島状等、どのような形状に形成してもよい。
【0080】
カラーフィルタ基板110b、110c、110dに、オーバーコート層(図示せず)、透明導電層(図示せず)を形成した。続いて、カラーフィルタ基板110b、110c、110dと、対向する基板とを貼り合せ、液晶材料を注入して、液晶表示パネルを作成する。対向する基板上の画素は、2つの領域(透過領域と反射領域)に分けられる。ここで、カラーフィルタ基板には、必要に応じて遮光層を設けても構わない。
【0081】
図6A〜図6Iを利用して説明するように、染色法をカラーフィルタ層111に適用することで、カラーフィルタ基板を形成することも可能である。
【0082】
図6Aに示すように、ガラス基板102上に、可染性の感光性樹脂440(例えば、低分子量ゼラチンに重クロム酸アンモニウムを加えて感光性を与えた水溶液)がスピンコートされ、膜厚約1μmの塗膜が形成される。
【0083】
次に、図6Bに示すように、所望の遮光パターンを有する露光用マスクを介して紫外光を照射し、1色目(例えば赤)のパターンを潜像形成する。水現像して非露光部を溶解することにより、1色目のレリーフパターン450を形成した。
【0084】
次に、図6Cに示すように、1色目の色に染色するために、染色液に浸漬することによって、レリーフパターン450の染色を行った。次に、染料定着および防染処理を行い、1色目のカラーフィルタ領域460を得た。
【0085】
同様に、図6Dに示すように、2色目(例えば青色)のカラーフィルタ領域470、3色目(例えば緑色)のカラーフィルタ領域480を形成した。
【0086】
図5D〜Hの工程と同様に、図6E〜Iの工程により、カラーフィルタ層111b、111c、111dを有する所望のカラーフィルタ基板110b、110c、110dを得た。
【0087】
尚、ガラス基板上に先に透明層を形成し、次に、カラーフィルタ領域を形成した場合(図2A〜F、3A〜Eを参照)は、ガラス基板上にカラーフィルタ領域を形成し、次に透明層を形成する場合(図5A〜H、図6A〜Iを参照)と比較すると、平坦なカラーフィルタ層の膜厚を減少させる工程(ドライエッチング、アッシングなど)を含まないので、より少ない工程数で形成することができる。
方法5.同じ色種を呈する反射領域および透過領域のカラーフィルタ領域が、異なった材料で形成されるカラーフィルタ層111の形成方法
上記方法1.〜方法4.において行ったカラーフィルタ層の形成方法の説明では、同じ色種を呈する反射領域および透過領域のカラーフィルタ領域が、同じ材料で構成されている場合について述べた。しかし、同じ色種を呈する反射領域および透過領域のカラーフィルタ領域は、異なった材料で形成されてもよい。
【0088】
以下、同じ色種を呈する反射領域および透過領域のカラーフィルタ領域が、異なった材料で形成されるカラーフィルタ層111の形成方法について述べる。
【0089】
図7A〜Cは、同じ色種を呈する反射領域および透過領域のカラーフィルタ領域が、異なった材料で形成されるカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【0090】
図7Aに示すように、ガラス基板102上に、1色目(例えば透過領域用赤色)のアクリル系顔料分散感光材500をスピンコートし、膜厚約1μmの塗膜を形成した。
【0091】
次に、図7Bに示すように、塗膜の形成されたガラス基板102を、活性光でパターン露光し、さらにアルカリ現像液で現像し、水洗後熱処理を行うことで、1色目のカラーフィルタ領域510を形成した。
【0092】
同様に、図7Cに示すように、2色目(例えば透過領域用青色)のアクリル系顔料分散感光材、3色目(例えば透過領域用緑色)のアクリル系顔料分散感光材、4色目(例えば反射領域用赤色)のアクリル系顔料分散感光材、5色目(例えば反射領域用青色)のアクリル系顔料分散感光材、6色目(例えば反射領域用緑色)のアクリル系顔料分散感光材をそれぞれ用いて、2色目のカラーフィルタ領域520、3色目のカラーフィルタ領域530、4色目のカラーフィルタ領域540、5色目のカラーフィルタ領域550、6色目のカラーフィルタ領域560をそれぞれ形成する。ここで、1色目のカラーフィルタ領域510と4色目のカラーフィルタ領域540は、同じ色種を有する。同様に、2色目のカラーフィルタ領域520と5色目のカラーフィルタ領域550とは、同じ色種を有する。3色目のカラーフィルタ領域530と6色目のカラーフィルタ領域560とは、同じ色種を有する。ただし、透過領域に対応するカラーフィルタ領域510、520、530の色素濃度は、反射領域に対応するカラーフィルタ領域540、550、560の色素濃度より濃くなるように形成される。
【0093】
上記のように形成されたカラーフィルタ層111eを有するカラーフィルタ基板110eを表示装置100に用いる場合、表示に寄与する光がカラーフィルタ領域を通過する回数は、透過領域では1回透過、反射領域では2回透過が前提となる。ここで、同じ色種において、透過領域と反射領域でカラーフィルタ領域の材料(色素濃度および種類)を変えることで、外光がカラーフィルタ領域を2回透過しても外光の利用効率は低下せず、明るさ、および、色度特性がすぐれた透過反射両用型液晶表示装置が得られる。
【0094】
また、反射領域の全てもしくは反射領域の一部に対向するガラス基板上の領域に配置されるカラーフィルタ領域の種類およびカラーフィルタ領域の膜厚を変えるには、次の形成方法も考えられる。
【0095】
図8A〜Eは、カラーフィルタ領域の種類およびカラーフィルタ領域の膜厚を変えるカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【0096】
図8Aに示すように、ガラス基板102上に、1色目(例えば透過領域用赤色)のアクリル系顔料分散感光材600をスピンコートし、膜厚約1μmの塗膜を形成した。続いて、図8Bに示すように、塗布されたガラス基板102を活性光でパターン露光し、さらにアルカリ現像液で現像し、水洗後熱処理を行うことで、1色目のカラーフィルタ610を形成した。
【0097】
同様に、図8Cに示すように、2色目(例えば透過領域用青色)のアクリル系顔料分散感光材、3色目(例えば透過領域用緑色)のアクリル系顔料分散感光材、4色目(例えば反射領域用赤色)のアクリル系顔料分散感光材、5色目(例えば反射領域用青色)のアクリル系顔料分散感光材、6色目(例えば反射領域用緑色)のアクリル系顔料分散感光材をそれぞれ用いて、2色目のカラーフィルタ領域620、3色目のカラーフィルタ領域630、4色目のカラーフィルタ領域640、5色目のカラーフィルタ領域650、6色目のカラーフィルタ領域660をそれぞれ形成した。
【0098】
この場合、4色目(反射領域用赤色)のアクリル系顔料分散感光材は、1色目(透過領域用赤色)のアクリル系顔料分散感光材と同じ材料からなる。これらのアクリル系顔料分散感光材のスピンコート条件を変えるか、粘度を変えることで、ガラス基板102上に、膜厚を薄く形成した。同様に、5色目(反射領域用青色)のアクリル系顔料分散感光材、6色目(反射領域用緑色)のアクリル系顔料分散感光材もそれぞれ同様に、2色目(透過領域用青色)のアクリル系顔料分散感光材、3色目(透過領域用緑色)のアクリル系顔料分散感光材よりもそれぞれ膜厚を薄く形成した。
【0099】
このように形成されたカラーフィルタ層111fを有するカラーフィルタ基板110fを高輝度の透過反射両用型液晶表示装置に適用する場合、反射領域において外光がカラーフィルタ領域を2回透過しても外光の利用効率は低下しない。
【0100】
また、必要に応じて、図8D、図8Eに示すように、透明樹脂670等で平坦化を行うことで、カラーフィルタ層111gおよび111hを有するカラーフィルタ基板110g、110hを得ることができる。
【0101】
上述の説明では、カラーフィルタ層は、ガラス基板上に設けられたが、本発明はこれに限定されない。
【0102】
例えば、表示装置200として、図9に示すように、下側基板101上にカラーフィルタ層111が形成されてもよい。表示装置200では、カラーフィルタ基板110は、下側基板101とカラーフィルタ層111とを含む。カラーフィルタ基板110と対向基板130との間に液晶層105が形成される。下側基板101上の反射電極103および透過電極108上にカラーフィルタ層111が形成される。カラーフィルタ層111は、反射領域103上の一部に設けられた透明層145を含む。このように、反射領域と透過領域とを透過した表示に寄与する光の色度特性が近づくように設ければ、本発明の効果を奏することは、当業者には明らかである。
【0103】
また、上記実施形態を適用して、複数の反射領域のそれぞれにおいて、カラーフィルタ領域と透明層との面積比率を一定にする事で、表示ムラの無い均一な表示をおこなうことができる。
【0104】
表示領域内の透過領域と反射領域とは、図1Cで説明した構成に限定されない。図1Cでは、透過領域が反射領域に囲まれるように形成されているが、逆に反射領域が透過領域に囲まれるように形成されてもよく、あるいは、透過領域と反射領域とが同じ形状であり、両者はマトリクス状に配置されても良い。透過領域と反射領域との面積比率は、使用される製品の仕様に応じて、例えば、1:9〜9:1に変化する。面積の少ない方の割合が全体の10パーセント程度であれば、透過反射両用型液晶表示装置の利点を得ることができる。
【0105】
透過領域と反射領域との面積比率は、携帯型の透過反射両用型液晶表示装置に使用される場合、消費電力を抑えるために、反射領域の割合を大きくすることが好ましい。逆に、車載用の透過反射両用型液晶表示装置に使用される場合、車のバッテリは比較的容量が大きいため、より明るい表示を得るために透過領域の割合を大きくすることが好ましい。光源の電力消費と必要とされる明るさとの関係に応じて、好適な透過領域と反射領域との面積比率は変化する。もちろん、透過領域と反射領域との面積比率は1:1であってもよい。
【0106】
実施の形態1で説明した表示装置100と、従来方式の表示装置2200との性能を比較する。
【0107】
図10は、表示装置100のカラーフィルタ層111と、表示装置2200のカラーフィルタ層11の色再現性を示すシミュレーションの結果を示す。横軸は、カラーフィルタ層の明るさを示すY値を示す。縦軸は、色再現範囲(NTSC比)を示す。
【0108】
NTSC比は、xy色度座標上の赤・緑・青の3点で囲まれた三角形の面積の比率(SA/S)である。基準となる面積Sは、赤(X:0.670,y:0.330)緑(X:0.210,y:0.710)青(X:0.140,y:0.080)に囲まれた三角形の面積である。面積SAは、サンプルとなるカラーフィルタ層の赤・緑・青に対応する色度座標の3点に囲まれた三角形の面積である。
【0109】
シミュレーションを行うにあたり、カラーフィルタ層111とカラーフィルタ層11は、反射領域と透過領域が、ともに、反射時の特性が赤(X:0.670,y:0.326)、緑(X:0.286,y:0.648)、青(X:0.131,y:0.120)、NTSC比79.9%、およびカラーフィルタ層のY値が22.9の光学特性を有する色版(カラーフィルタ領域を構成する材料)で構成されているものとした(図10のP0)。
【0110】
図10の■印は、従来技術のカラーフィルタ層11の特性を示す。左上端のP0から、P1→P2→P3→P4→P5→P6→P7の順に、カラーフィルタ層またはカラーフィルタ領域の形成されていない領域が、反射電極の面積の5%ずつ増やした場合のシミュレーション結果を示す。このように、カラーフィルタ層11を利用する場合、Y値は向上し、反射率は改善する。しかし、色再現範囲(NTSC比)は著しく低下するため、白っぽい色調となり、色調が悪化する。
【0111】
図10の◆印は、本実施形態のカラーフィルタ層111の特性を示す。左上端のP0から、PN1→PN2→PN3の順に、反射電極に対向する位置の色版を25%ずつ薄くした場合のシミュレーション結果を示す。反射電極における反射光を有効利用するために、反射電極に対向する位置の色版を薄くしていくと、カラーフィルタY値は向上するので、反射率は改善する。しかし、色再現範囲は低下する。
【0112】
しかしながら、従来技術のカラーフィルタ層11の特性と比較すると、同じY値で比較した場合、本実施形態のカラーフィルタ層111の方が高い色再現範囲を示す。例えば、Y値35%で比較する。従来技術のカラーフィルタ層11の色再現範囲(NTSC比)は0.23(P3)である。一方、本実施形態のカラーフィルタ層111の色再現範囲(NTSC比)は0.48(PN2)である。
【0113】
また、同じ色再現範囲(NTSC比)で比較した場合、本実施形態のカラーフィルタ層111の方が高いY値を示している。例えば、色再現範囲(NTSC比)0.5で比較する。従来技術のカラーフィルタ層11のY値は27(P1)である。一方、本実施形態のカラーフィルタ層111のY値は34(PN2)である。
【0114】
以上の結果から、従来技術のカラーフィルタ層11よりも、本実施形態のカラーフィルタ層111の方が、色再現範囲と反射率のバランスにすぐれていることがわかる。
【0115】
特に、外光を利用する反射型表示は、透過型表示に比べ充分なコントラスト比を得ることが難しい。実際の液晶表示装置(液晶層の条件が加わった状態)では、カラーフィルタ層だけの場合よりも、色再現範囲と反射率のバランスがより困難となるので、本実施形態のカラーフィルタ層111の優位性が高まる。すなわち、従来技術のカラーフィルタ層11よりも、本実施形態のカラーフィルタ層111を用いた方が、色再現範囲と反射率のバランスの取れた反射型の表示が可能となる。
【0116】
したがって、カラーフィルタ層111を有する液晶表示装置100は、明るさと色調にすぐれた透過型表示と反射型表示とを実現することができる。
【0117】
さらに、本実施形態の表示装置100の製造方法によれば、反射領域の一部に透明層を形成している。これにより、反射領域の一部に簡単に膜厚の薄いカラーフィルタ領域を形成することができる。したがって、明るさと色調にすぐれた透過型表示と反射型表示とを実現する表示装置を実現することが可能となる。
【0118】
(実施の形態2)
図11は、本発明の実施の形態2の透過反射両用型液晶表示装置700の断面を示す。表示装置700は、カラーフィルタ側の第1基板720と、TFT側の第2基板730と、液晶層740とを含む。第1基板720は、基板702と、透明の感光性樹脂からなる透明層707と、カラーフィルタ層709と、対向電極710とを含む。第2基板730は、基板702と、透過電極703と、なめらかな凹凸部704と、反射電極706とを含む。
【0119】
セルギャップd1は、カラーフィルタ側の第1基板720の凹部と、TFT側の第2基板730の反射電極の凸部との距離を示す。
【0120】
セルギャップd2は、カラーフィルタ側の第1基板720の凸部と、TFT側の第2基板730の反射電極の凹部との距離を示す。
【0121】
表示装置700においては、カラーフィルタ側の第1基板720の凸部と、TFT側の第2基板730の反射電極の凹部とが、位置合わせされている。カラーフィルタ側の第1基板720の凹部と、TFT側の第2基板730の凸部とが、位置合わせされている。従って、反射領域における液晶層740の層厚は、ほぼ一定となる。
【0122】
図12は、カラーフィルタ側の基板に透明層が形成されていない表示装置の断面を示す図である。セルギャップd3は、TFT側の基板の反射電極の凸部と、カラーフィルタ側の平坦な基板との距離を示す。セルギャップd4は、TFT側の基板の反射電極の凹部と、カラーフィルタ側の平坦な基板との距離を示す。
【0123】
以下に、図11に示す表示装置700のさらなる利点を説明する。図12に示すセルギャップd3は、セルギャップd4と比べて、反射電極の凹凸の段差だけ小さくなる(d3<d4)。例えば、セルギャップ差△D1=d4−d3≒1μmである。そのため、反射電極部にはd3からd4のセルギャップが連続的に混在することになる。図13(a)は、セルギャップd3とセルギャップd4の電圧−反射率特性である。電圧印加時の液晶層のリタデーションはセルギャップに大きく依存するため、セルギャップは電圧−反射率特性に大きく影響する。したがって、反射電極部全体の電圧−反射率特性(図13(b))は、複数のセルギャップに対応するそれぞれ異なった電圧−反射率特性が組み合わさった特性となる。電圧を印加し、特定の液晶層リタデーションで黒表示を行う表示モード(以下“ノーマリホワイトモード”と称す)では、黒表示の電圧印加時に、複数のセルギャップに対応するそれぞれ異なった液晶層のリタデーションが混在する。したがって、全ての液晶層のリタデーションに対して充分な黒表示が得られるよう偏光板・位相差板の設計をするのは不可能に近い。よって、図13(b)に示すように、黒表示の反射率が向上(黒表示の浮き)し、コントラスト比が低下することがある。
【0124】
これに対し、図11に示す表示装置700では、反射電極の凹凸の凸部のセルギャップd1と、凹部のセルギャップd2の差△D2(=d2−d1)は、従来技術における△D1より小さくなっている。第1基板720に透明層707が形成されているからである。したがって、反射電極部に混在するセルギャップの差も小さくなり、電圧−反射率特性のばらつきも小さくなる。したがって、反射電極部全体の電圧−反射率特性において、黒表示の浮きが小さくなるため、コントラスト比が改善される。
【0125】
以下に、本発明の実施の形態2の図11に示す透過反射両用型液晶表示装置700に用いられる第1基板720および第2基板730の作成方法を説明する。
カラーフィルタ側の第1基板720の形成
図14A〜Dは、カラーフィルタ側の第1基板720の形成工程を説明する図である。
【0126】
図14Aに示すように、基板702上に透明層707としてネガ型(感光した部位以外が現像後消滅する)の感光性樹脂(アクリル樹脂)を塗布し、遮光部708aと708bを有する第3のフォトマスクを用いて、均一に露光を行なった。使用する感光性樹脂のタイプが、第1基板と第2基板とで、反対であるため、この第3のフォトマスクは、例えば、図19(a)に示すように、後述する第1のホトマスクと同じものを使用することができる。この場合、フォトマスクの枚数を少なくすることができる。このとき、第3のフォトマスクの遮光部708aは、後述する第1のホトマスクの遮光部705aに対応する。第3のフォトマスクの遮光部708bは、第1のホトマスクの遮光部705bに対応する。基板720と基板730を貼り合わせた際に、図19(b)や図11に示すように、第2基板730側に形成した反射電極の凹部に対応する部位に、第1基板720の透明層707の凸部が形成されるように設計される。ここで、図19(b)の断面線による断面図は図11である。
【0127】
次に、図14Bに示すように、現像液で現像を行うことにより、上述した露光部分以外の感光性樹脂が完全に除去され、基板702上の所望の位置に透明層707を段差形状に形成する。
【0128】
次に、図14Cに示すように、透明層707上に、実施の形態1で記述した方法1、方法2、方法3(図2、図3、図4)により、カラーフィルタ層709を形成した。更に、図14Dに示すように、ITO薄膜をスパッタリング法によって形成し、対向電極710を形成した。
TFT側の第2基板730の形成
図15A〜Dは、TFT側の第2基板730の形成工程を説明する図である。
【0129】
図15Aに示すように、基板702上にポジ型(感光した部位が現像後消滅する)の感光性樹脂(日本合成ゴム製アクリル樹脂)を3.7μmの厚さに塗布し、遮光部705aと705bを有する第1のフォトマスク(図18(a))を用いて、均一に低照度で露光を行なった。
【0130】
遮光部705aは、凹凸形状を製造するためのものである。直径12μmの円型で、円の中心間隔が14μmとなるように配置した。但し、均一に遮光部705aの中心間隔が14μmとなるように配置すると反射光の干渉がおこりやすくなるので、中心間隔は14μm前後になるようにランダムに配置した。
【0131】
遮光部705bは、透明電極703上の感光性樹脂を遮光するためのものである。あらかじめ、露光条件をかえながら反射特性を評価し、良好な反射特性が得られる露光量を検討した。この結果をもとに、50mJ(低照度)で露光を行なった。
【0132】
次に、図15Bに示すように、コンタクトホール部(液晶駆動電極に電圧を供給するための導通部)と透過電極部703上の透過領域Cに対応する領域を透過部705dとし、反射領域に対応する遮光部705Cを有する第2のフォトマスク(図18(b))を用いて、260mJの露光量(高照度)で露光を行なった。
【0133】
次に、図15Cに示すように、現像液で現像を行うことにより、上述した高照度露光部分(コンタクトホール部と透過領域)の感光性樹脂が完全に除去され、低照度露光部の樹脂は初期の膜厚に対して、膜厚が減少した状態になった。更に、100℃で11分加熱処理を行ない、その後220℃で60分間の加熱処理を行なった。熱だれ現象によって、低照度露光された領域の樹脂が変形し、滑らかな凹凸部704が得られた。
【0134】
次に、図15Dに示すように、反射電極706としてMo薄膜をスパッタリング法によって1000Åの厚さに形成し、その上にAl薄膜をスパッタリング法によって1000Åの厚さに形成した。そして、フォトレジストを塗布し、透過電極703上や画素の境界領域を露光し、現像、エッチング、剥離の工程を行うことによって反射電極(Al/Mo電極)のパターニングを行なった。こうすることで、1つの画素内に、少なくとも1つの反射電極706と透過電極703とが存在する構成となった。図15Dでは、透過領域Cがコンタクトホール部の機能を兼用しているが、両者を別々に設けてもよい。
【0135】
図14Aで用いた第3のフォトマスクの他の例を以下に説明する。
【0136】
図20(a)に示すように、第1のホトマスクの遮光部705a、705b以外の領域に円形の透過部750を設けた第3のフォトマスクも使用することができる。基板720と基板730を貼り合わせた平面図を、図20(b)に示す。ここで、図20(b)の断面線による断面図が図11である。このとき、円形の透過部750が形成された位置に、透明層707が形成されることになるように、第3のフォトマスクは設計されている。この位置は、第2基板730側に形成された凹部全体に対応しているわけではない。しかし、第2基板730側に形成された凹部の一部に対応する領域に、第1基板720側の透明層707による凸部が形成されることで、液晶層の層厚変化を低減させる効果がある。
【0137】
さらに、図15Aで用いた第1のフォトマスクと図14Aで用いた第3のフォトマスクの他の例として、以下に説明する。
第1のフォトマスクとして、図18(a)に示す円形の遮光部705aのかわりに、円形の透過部760を形成したフォトマスク(図21(a))を使用し、同様の方法にて、第2基板730に滑らかな凹凸部704を形成する。さらに、これと同じフォトマスクを第3のフォトマスクとして使用すると(図21(b))、円形の透過部770が形成された位置に、透明層707が形成される。この位置は、第1のフォトマスクの遮光部761によって生じた第2基板730側に形成された凸部と相補関係にある。
【0138】
基板720と基板730を貼り合わせた平面図を、図21(C)に示す。ここで、図21(C)の断面線による断面図が図11である。したがって、反射電極部の液晶層の層厚は一定に近づき、反射電極部全体の電圧−反射率特性において、黒表示の浮きが小さくなるため、コントラスト比が改善される。
【0139】
図12や図16に示す表示装置の構造においても、ノーマリブラックモードを適用すれば、黒表示の浮きが発生しにくく、コントラスト比が良好になる。ノーマリブラックモードは、液晶層に電圧を印加しない状態で液晶層に位相差を発生させないことで黒表示をおこなうモードである。代表的には、透過型表示では、垂直配向状態にある液晶層をクロスニコル状態の偏光板で挟んだ構造である。代表的には、反射型表示では、垂直配向状態にある液晶層に円偏光を入射させる構造である。
【0140】
図16は、図11の滑らかな凹凸部704のかわりに平坦な絶縁膜704aが形成されているため、反射電極706の表面が平坦になっている構成である。ここでは、透明層707が存在する領域のセルギャップd5と存在しない領域のセルギャップd6が存在している。差△D3(=d6−d5)は、図12に示す差△D2(=d2−d1)よりも大きい。
しかし、ノーマリブラックモードの場合、図17(a)の領域Bで示すように、位相差が発生しない(反射率が0付近となる)ため、電圧値は、セルギャップに差が生じても同じである。しかもそのマージンが広い。このため、図17(b)に示すように、反射電極部全体の電圧−反射率特性において、黒表示の浮きが発生しにくくなる。
【0141】
以上のように、本発明の表示装置700によれば、凹凸形状の反射電極である場合、無色透明の絶縁層を膜厚調整に利用しているため、反射電極の凹凸に起因する表示不良が解決しえる。この時、反射電極の凹凸を形成するために使用したフォトマスクを使用して無色透明の絶縁層をパターニングしているため、新たなフォトマスク作成の手間が省け、更に凹凸の位置合わせもよくなる。
【0142】
【発明の効果】
本発明の表示装置によれば、本発明の従来のカラーフィルタ層が形成されていない領域に、薄いカラーフィルタを形成させることで出射光の色純度の低下を抑制しえる。従って、本発明の表示装置によれば、明るさと色再現性に優れた透過型表示と、反射型表示とを実現しえる。
【0143】
また、本発明の表示装置の製造方法によれば、カラーフィルタ層が形成されていない領域に、無色透明の絶縁層を形成している。従って、カラーフィルタ層が形成されていない領域に、簡単に薄いカラーフィルタ層を形成させることができる。よって、色再現性と明るさに優れた透過反射両用型液晶表示装置の製造が可能となる。
【0144】
さらに、本発明の表示装置によれば、凹凸形状の反射電極である場合、無色透明の絶縁層を膜厚調整に利用しているため、凹凸に起因する表示不良が解決しえる。この時、凹凸を形成するために使用したフォトマスクを使用して無色透明の絶縁層をパターニングしているため、新たなフォトマスク作成の手間が省け、更に凹凸の位置合わせもよくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1A】本発明の実施の形態1の透過反射両用型液晶表示装置100の断面を示す図である。
【図1B】表示装置100のカラーフィルタ層111を説明するための模式的な断面図である。
【図1C】表示装置100の上面を示す図である。
【図2A】顔料分散法を用いてカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図2B】顔料分散法を用いてカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図2C】顔料分散法を用いてカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図2D】顔料分散法を用いてカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図2E】顔料分散法を用いてカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図2F】顔料分散法を用いてカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図3A】染色法を用いてカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図3B】染色法を用いてカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図3C】染色法を用いてカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図3D】染色法を用いてカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図3E】染色法を用いてカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図4A】カラーフィルタを研磨することでカラーフィルタ層を形成する方法を示す図である。
【図4B】カラーフィルタを研磨することでカラーフィルタ層を形成する方法を示す図である。
【図4C】カラーフィルタを研磨することでカラーフィルタ層を形成する方法を示す図である。
【図4D】カラーフィルタを研磨することでカラーフィルタ層を形成する方法を示す図である。
【図4E】カラーフィルタを研磨することでカラーフィルタ層を形成する方法を示す図である。
【図5A】カラーフィルタ領域の一部の膜厚を減少させてカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図5B】カラーフィルタ領域の一部の膜厚を減少させてカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図5C】カラーフィルタ領域の一部の膜厚を減少させてカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図5D】カラーフィルタ領域の一部の膜厚を減少させてカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図5E】カラーフィルタ領域の一部の膜厚を減少させてカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図5F】カラーフィルタ領域の一部の膜厚を減少させてカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図5G】カラーフィルタ領域の一部の膜厚を減少させてカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図5H】カラーフィルタ領域の一部の膜厚を減少させてカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図6A】カラーフィルタ領域の一部の膜厚を減少させて、染色法を適応したカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図6B】カラーフィルタ領域の一部の膜厚を減少させて、染色法を適応したカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図6C】カラーフィルタ領域の一部の膜厚を減少させて、染色法を適応したカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図6D】カラーフィルタ領域の一部の膜厚を減少させて、染色法を適応したカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図6E】カラーフィルタ領域の一部の膜厚を減少させて、染色法を適応したカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図6F】カラーフィルタ領域の一部の膜厚を減少させて、染色法を適応したカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図6G】カラーフィルタ領域の一部の膜厚を減少させて、染色法を適応したカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図6H】カラーフィルタ領域の一部の膜厚を減少させて、染色法を適応したカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図6I】カラーフィルタ領域の一部の膜厚を減少させて、染色法を適応したカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図7A】同じ色種を呈する反射領域および透過領域のカラーフィルタ領域が、異なった材料で形成されるカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図7B】同じ色種を呈する反射領域および透過領域のカラーフィルタ領域が、異なった材料で形成されるカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図7C】同じ色種を呈する反射領域および透過領域のカラーフィルタ領域が、異なった材料で形成されるカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図8A】カラーフィルタ領域の種類およびカラーフィルタ領域の膜厚を変えるカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図8B】カラーフィルタ領域の種類およびカラーフィルタ領域の膜厚を変えるカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図8C】カラーフィルタ領域の種類およびカラーフィルタ領域の膜厚を変えるカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図8D】カラーフィルタ領域の種類およびカラーフィルタ領域の膜厚を変えるカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図8E】カラーフィルタ領域の種類およびカラーフィルタ領域の膜厚を変えるカラーフィルタ層111を形成する方法を示す図である。
【図9】表示装置200の断面を示す図である。
【図10】表示装置100と表示装置2200に使用されるカラーフィルタ層の色再現範囲の関係のシミュレーション結果を示す図である。
【図11】本発明の実施の形態2の透過反射両用型液晶表示装置700の断面を示す図ある。
【図12】カラーフィルタ側の基板に凹凸が形成されていない表示装置の断面を示す図である。
【図13】(a)は、セルギャップd3とセルギャップd4の電圧−反射率特性を、(b)は、反射電極部全体の電圧−反射率特性を示す。
【図14A】カラーフィルタ側の第1基板720の形成工程を説明する図である。
【図14B】カラーフィルタ側の第1基板720の形成工程を説明する図である。
【図14C】カラーフィルタ側の第1基板720の形成工程を説明する図である。
【図14D】カラーフィルタ側の第1基板720の形成工程を説明する図である。
【図15A】TFT側の第2基板730の形成工程を説明する図である。
【図15B】TFT側の第2基板730の形成工程を説明する図である。
【図15C】TFT側の第2基板730の形成工程を説明する図である。
【図15D】TFT側の第2基板730の形成工程を説明する図である。
【図16】反射電極706の表面が平坦になっている表示装置を示す図である。
【図17】(a)は、ノーマリブラックモードの場合のセルギャップd3とセルギャップd4の電圧−反射率特性を、(b)は、ノーマリブラックモードの場合の反射電極部全体の電圧−反射率特性を示す。
【図18】(a)は、第1のフォトマスクを、(b)は、第2のフォトマスクを示す図である。
【図19】第3のフォトマスクを利用したある実施形態を説明する図である。
【図20】第3のフォトマスクを利用したある実施形態を説明する図である。
【図21】第1のフォトマスクおよび第3のフォトマスクを利用したある実施形態を説明する図である。
【図22】従来の透過反射両用型液晶表示装置2200の断面を示す図である。
【符号の説明】
100 透過反射両用型液晶表示装置
101 下側基板
102 ガラス基板
103 反射電極
104 対向電極
105 液晶層
108 透過電極
110 カラーフィルタ基板
111 カラーフィルタ層
Claims (1)
- 相互に対向配置された第1基板および第2基板との間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、
前記第2基板は、ガラス基板と、該ガラス基板上に配置された透過電極と、該透過電極の周囲に設けられて、表面に凹凸部が形成された樹脂層と、該樹脂層の凹凸部上に設けられて、該凹凸部に沿った凹凸部を表面に有する反射電極とを有し、
前記第1基板は、ガラス基板と、該ガラス基板上に前記反射電極の凹凸部のいずれかの凹部に対向するように設けられた透明層と、該透明層を覆うように前記ガラス基板上に設けられて、該透明層を覆う部分が突出した凸部になるとともに、前記透過電極に対向する部分の厚さが、該透明層上における厚さよりも大きくなったカラーフィルタ層と、該カラーフィルタ層を覆うように前記ガラス基板上に設けられて、該カラーフィルタ層の凸部を覆う部分が突出した凸部になった対向電極とを有することを特徴とする液晶表示装置。
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