(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号電極を設けた第１の基板と、対向電極を設けた第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に封入する液晶と、前記信号電極と対向電極との交点の表示画素部に設けるカラーフィルターとを備える液晶表示装置であって、
前記カラーフィルターの表示画素部内には光の透過する開口部を有し、該開口部に反射部が設けられ、該反射部が視認側から見て前記カラーフィルターの後方に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１の基板に、非線形抵抗素子又は薄膜トランジスタを設けたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
視認側から見て前記カラーフィルターの後方に前記反射部、前方にブラックマトリックスが配置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。
【請求項４】
視認側から見て前記カラーフィルターの前方に透明導電性膜が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。
【請求項５】
前記カラーフィルターが第２の基板に設けられていることを特徴とする請求項２、請求項３、または請求項４記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記カラーフィルターの開口部が前記非線形抵抗素子と対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記開口部にもカラーフィルターを有し、該開口部におけるカラーフィルターは前記開口部の周囲におけるカラーフィルターより大きい光を透過することを特徴とする請求項１または請求項６記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記開口部におけるカラーフィルターは、その膜厚が前記開口部の周囲におけるカラーフィルターの膜厚より薄く形成されていることを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記開口部は光透過性粒子を有し、該光透過性粒子は前記カラーフィルターより光の透過率が大きいことを特徴とする請求項１、請求項６または請求項７記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記視認側は前記第１の基板側であることを特徴とする請求項１、請求項３または請求項４記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は液晶表示装置の構造に関し、とくに第１の基板上に設ける信号電極と第２の基板上に設ける対向電極と第１の基板と第２の基板との間に封入する液晶とを備え、信号電極と対向電極との交点に複数の画素部を有し、各画素部に電圧を印加し液晶の光学特性変化を利用し表示を行う液晶表示装置、あるいは第１の基板上に設ける第１の電極と第２の電極と、第１の電極と第２の電極との重なり合う領域に設ける非線形抵抗素子を有し、非線形抵抗素子は信号電極と表示電極に接続し、第１の基板に対向する第２の基板上に設ける対向電極と、第１の基板と第２の基板との間に封入する液晶とを備え、表示電極と対向電極との交点に複数の画素部を有し、非線形抵抗素子を介して各画素部に電圧を印加し液晶の光学特性変化を利用し表示を行う液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶パネルを用いた液晶表示装置の表示容量は、大容量化の一途をたどっている。
【０００３】
そして、第１の基板上に設ける信号電極と第２の基板上に設ける対向電極と第１の基板と第２の基板との間に封入する液晶とを備え、信号電極と対向電極との交点に複数の画素部を有し、各画素部に電圧を印加し液晶の光学特性変化を利用し表示を行う単純マトリクス構成の液晶表示装置にマルチプレクス駆動を用いる方式がある。
【０００４】
さらに、各画素部に非線形抵抗素子を設けるアクティブマトリクス方式の液晶表示パネルが採用されている。
【０００５】
非線形抵抗素子には、大別すると薄膜トランジスタを用いる三端子系と、非線系抵抗素子を用いる二端子系とがある。
【０００６】
この二端子系には、ダイオード型や、バリスタ型や、ＴＦＤ型などが開発されている。
【０００７】
さらに、他の表示装置に比較し液晶の利点である低消費電力化のために、より明るい表示装置が要求されている。そのためには、各画素部の透過率を向上すること。あるいは画素部と各画素部の間隙との比率である、いわゆる開口率を向上する手段がある。
【０００８】
さらに、カラー化のために液晶の屈折率の差を利用する方法も行われているが液晶表示装置と観察者の位置関係あるいは画素部の位置と観察者の位置関係により色合いが変化してしまうことがおこる。
【０００９】
さらに、カラーフィルターを画素部の全域に形成する方法が利用されているが暗くなるため、明るさが重要な液晶表示装置には適さない。
【００１０】
以下に、従来例を２端子系の非線形抵抗素子を用いる場合に関して図１５と図１６とを用いて説明する。図１５はカラーフィルターを画素部の全域に形成する液晶表示装置の構成を示す平面図である。さらに図１６は、図１５の平面図におけるＡ−Ａ線での断面を示す断面図である。以下図１５と図１６とを交互に用いて従来技術を説明する。
【００１１】
第１の基板５１上には、タンタル（Ｔａ）膜からなる第１の電極５２と信号電極４９を設け、この第１の電極５２上に第１の電極５２の陽極酸化膜である酸化タンタル（Ｔａ２  Ｏ５  ）からなる非線形抵抗層５３を設ける。
【００１２】
さらにクロム（Ｃｒ）膜からなる第２の電極５４を非線形抵抗層５３上にオーバーラップするように設けて、非線形抵抗素子５０を設ける。なお、この第２の電極５４の一部領域は、透明導電性膜である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる表示電極５５と接続している。
【００１３】
一方、第２の基板５６には、第１の基板５１に形成するそれぞれの表示電極５５の隙間からの光の漏れを防止するために、酸化クロム膜（ＣｒＯ）とクロム膜（Ｃｒ）の２層からなるブラックマトリクス５７を設けてある。
【００１４】
さらに、第２の基板５６上にはブラックマトリクス５７の一部と重なり、表示電極５５と対向する領域にカラーフィルター６１、６２、６３を設ける。このカラーフィルター６１、６２、６３は、青色と赤色と緑色との３色からなる。
【００１５】
さらに、カラーフィルター６１、６２、６３は、表示電極５５の領域ではとくに分割してなく、そしてカラーフィルター６１、６２、６３間には光の透過する領域は設けていない。
【００１６】
さらに、第２の基板５６には、表示電極５５と対向するように透明導電性膜である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる対向電極５９を設ける。この対向電極５９とカラーフィルター６１、６２、６３との間には絶縁性保護膜５８を設ける。さらに、対向電極５９に、外部回路の信号を印加するため、対向電極５９はデーター電極（図示せず）が接続している。
【００１７】
さらに、第１の基板５１上に設ける第１の電極５２は、非線形抵抗素子５０を設けるために張り出している領域を設ける。そして、この張り出し領域が第２の電極５４とオーバーラップして非線形抵抗素子５０を構成している。
【００１８】
さらにまた図１５の平面図に示すように、第１の電極５２と表示電極５５との間には、所定寸法の間隙を有している。
【００１９】
表示電極５５は、液晶６１を介して対向電極５９と重なり合うように配置することにより、液晶表示パネルの表示画素部６８となる。
【００２０】
信号電極４９とデーター電極に外部回路より駆動波形を印加し、非線形抵抗素子５０を介して、表示電極５５と対向電極５９との間の領域の液晶の透過率変化により、液晶表示装置は所定の画像表示を行う。
【００２１】
さらに第１の基板５１と第２の基板５６とは、液晶６１の分子を規則的に並べるための処理層として、それぞれ配向膜６０、６０を設ける。
【００２２】
さらにスペーサー６４によって、第１の基板５１と第２の基板５６とを所定の間隙寸法をもって対向させ、第１の基板５１と第２の基板５６との間には、液晶６５を封入する。
【００２３】
さらに第１の基板５１上に偏光板６６を設け、第２の基板５６上に偏光板６６と光源部６７を設ける。液晶表示装置は自己発光しないため、外部の光源が必要となる。この光源部６７を利用し液晶の光学特性変化を利用し、表示を行う。
【００２４】
図１５と図１６に示す従来例における液晶表示装置は、表示画素部６８の領域のカラーフィルター６１、６２、６３は、１個の島状の構造をしている。そのため、たとえば１表示画素部６８の領域の赤のカラーフィルター６１には、とくに大きな光を透過できる領域はない。
【００２５】
さらに、カラーフィルター６１、６２、６３は、表示画素部６８の周囲部に設けるブラックマトリクス５７と一部で重なるため光が透過せず、色純度の良好な表示は可能であるが、暗い液晶表示装置となる。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
以上に説明したように、従来のカラーフィルター構成を用いると、光源部の光が弱いときには、表示が暗くなりほとんど表示内容の認識できなくなる。
【００２７】
さらに、反射型液晶表示装置のときには外部光源を利用し、液晶表示装置の光学変化に応じて表示をおこなうため、さらに明るさが重要となるため、光の有効利用が重要となる。
【００２８】
さらに、非線形抵抗素子を有するアクティブマトリクス型液晶表示装置のときには、信号電極と対向電極の交差領域の画素部からなる単純マトリクス型液晶表示装置に比較し非線形抵抗素子を形成する領域が光を遮蔽するためさらに明るさが低下してしまう。
【００２９】
本発明の目的は、上記課題を解決して、カラーフィルターを有する液晶表示装置においても透過率の向上をおこない、明るい表示性能を有する液晶表示装置を提供することにある。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置においては、下記記載の構成を採用する。
【００３１】
本発明の液晶表示装置においては、第１の基板上に設ける信号電極と、第２の基板上に設ける対向電極と、第１の基板と第２の基板との間に封入する液晶とを備え、信号電極と対向電極との交点に複数の画素部を有し、各画素部に電圧を印加し液晶の光学特性変化を利用し表示を行う液晶表示装置は、各画素部に設けるカラーフィルターは光の透過する開口部を有することを特徴とする。
【００３２】
本発明の液晶表示装置においては、第１の基板上に設ける信号電極と、第２の基板上に設ける対向電極と、第１の基板と第２の基板との間に封入する液晶とを備え、信号電極と対向電極との交点に複数の画素部を有し、各画素部に電圧を印加し液晶の光学特性変化を利用し表示を行う液晶表示装置の各画素部に設けるカラーフィルターは複数の島状のカラーフィルターを有し、複数の島状のカラーフィルターの周囲には光の透過する開口部を有することを特徴とする。
【００３３】
本発明の液晶表示装置においては、第１の基板上に設ける信号電極と、第２の基板上に設ける対向電極と、第１の基板と第２の基板との間に封入する液晶とを備え、信号電極と対向電極との交点に複数の画素部を有し、各画素部に電圧を印加し液晶の光学特性変化を利用し表示を行う液晶表示装置の各画素部に設けるカラーフィルターは複数の島状のカラーフィルターを有し、複数の島状のカラーフィルターの周囲には、光の透過する開口部を有し、さらに第１の基板あるいは第２の基板のいずれかに反射部を有することを特徴とする。
【００３４】
本発明の液晶表示装置においては、第１の基板上に設ける第１の電極と第２の電極と、第１の電極と第２の電極との重なり合う領域に設ける非線形抵抗素子を有し、非線形抵抗素子は信号電極と表示電極に接続し、第１の基板に対向する第２の基板上に設ける対向電極と、第１の基板と第２の基板との間に封入する液晶とを備え、表示電極と対向電極との交点に複数の画素部を有し、非線形抵抗素子を介して各画素部に電圧を印加し液晶の光学特性変化を利用し表示を行う液晶表示装置の各画素部に設けるカラーフィルターは光の透過する開口部を有することを特徴とする。
【００３５】
本発明の液晶表示装置においては、第１の基板上に設ける第１の電極と第２の電極と、第１の電極と第２の電極との重なり合う領域に設ける非線形抵抗素子を有し、非線形抵抗素子は信号電極と表示電極に接続し、第１の基板に対向する第２の基板上に設ける対向電極と、第１の基板と第２の基板との間に封入する液晶とを備え、表示電極と対向電極との交点に複数の画素部を有し、非線形抵抗素子を介して各画素部に電圧を印加し液晶の光学特性変化を利用し表示を行う液晶表示装置の各画素部に設けるカラーフィルターは複数の島状のカラーフィルターを有し、複数の島状のカラーフィルターの周囲には光の透過する開口部を有することを特徴とする。
【００３６】
本発明の液晶表示装置においては、第１の基板上に設ける第１の電極と第２の電極と、第１の電極と第２の電極との重なり合う領域に設ける非線形抵抗素子を有し、非線形抵抗素子は信号電極と表示電極に接続し、第１の基板に対向する第２の基板上に設ける対向電極と、第１の基板と第２の基板との間に封入する液晶とを備え、表示電極と対向電極との交点に複数の画素部を有し、画素部の周囲には遮光膜からなるブラックマトリクスを有し、非線形抵抗素子を介して各画素部に電圧を印加して液晶の光学特性変化を利用し表示を行う液晶表示装置の各画素部に設けるカラーフィルターは複数の島状のカラーフィルターを有し、複数の島状のカラーフィルターの周囲には光の透過する開口部を有することを特徴とする液晶表示装置。
【００３７】
本発明の液晶表示装置においては、第１の基板上に設ける信号電極と、第２の基板上に設ける対向電極と、第１の基板と第２の基板との間に封入する液晶とを備え、信号電極と対向電極との交点に複数の画素部を有し、各画素部に電圧を印加し液晶の光学特性変化を利用し表示を行う液晶表示装置の各画素部に設けるカラーフィルターは複数の島状のカラーフィルターを有し、島状のカラーフィルターの周囲には光の透過する開口部を有し、島状のカラーフィルター上の配向膜と開口部上の配向膜とは異なる配向特性を有することを特徴とする。
【００３８】
【作用】
本発明の液晶表示装置の各画素部に設けるカラーフィルターは、光の透過する開口部を有する構造あるいは複数の島状のカラーフィルターを有し、複数の島状のカラーフィルターの周囲には、光の透過する領域を有する構成を採用する。
【００３９】
そのため、カラーフィルターにて光の吸収があるが、カラーフィルターの周囲にカラーフィルターの設けていない領域を設けるため、カラーフィルターの周囲では透過率が大きく、明るい表示が可能となる。
【００４０】
さらに、各画素部に非線形抵抗素子を有するアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、単純マトリクス型液晶表示装置に比較し、非線形抵抗素子の領域が光を遮蔽するため、さらに明るさが重要となる。そのため、各画素部に光を透過する開口部あるいは複数のカラーフィルターを設け、各カラーフィルターの周囲には光の透過する領域を設ける。
【００４１】
【実施例】
以下に本発明の実施例における液晶表示装置の構成を、図面を使用して説明する。はじめに本発明の第１の実施例における液晶表示装置の構成を、図１と図２とを使用して説明する。図１は、本発明の第１の実施例における液晶表示装置を示す平面図である。図２は、図１の平面図のＢ−Ｂ線における断面を示す断面図である。以下、図１と図２とを交互に用いて本発明の第１の実施例を説明する。
【００４２】
第１の基板１には、タンタル（Ｔａ）膜からなる第１の電極２と信号電極９１を設ける。さらに、この第１の電極２上に第１の電極２の陽極酸化膜である酸化タンタル（Ｔａ２  Ｏ５  ）からなる非線形抵抗層３を設ける。
【００４３】
さらにクロム（Ｃｒ）膜からなる第２の電極４を非線形抵抗層３上にオーバーラップするように設けて、非線形抵抗素子１０を設ける。なお、この第２の電極４の一部領域は、透明導電性膜として酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる表示電極５と接続している。
【００４４】
第２の基板６上には、第１の基板１に形成するそれぞれの表示電極５の隙間からの光の漏れを防止するために、酸化クロム膜（ＣｒＯ）とクロム膜（Ｃｒ）の２層からなるブラックマトリクス７を設けてある。
【００４５】
さらに、第２の基板６上にはブラックマトリクス７の一部と重なり、表示電極５と対向する領域にカラーフィルター１１、１２、１３を設ける。このカラーフィルター１１、１２、１３は、青色と赤色と緑色との３色からなる。
【００４６】
さらに、カラーフィルター１１、１２、１３は、表示電極５の領域にて各７個の島状の複数個のカラーフィルターに分割している。この複数個のカラーフィルター間には、ブラックマトリクス７の設けていない開口部１４を有している。
【００４７】
さらに、第２の基板６には、表示電極５と対向するように透明導電性膜である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる対向電極９を設ける。対向電極９と複数個のカラーフィルター１１、１２、１３との間には絶縁性保護膜８を設ける。さらに、対向電極９に、外部回路の信号を印加するため、対向電極９はデーター電極（図示せず）を接続する。
【００４８】
さらに、第１の基板１上に設ける第１の電極２は、非線形抵抗素子１０を設けるために張り出している領域を設ける。そして、この張り出し領域が第２の電極４とオーバーラップして非線形抵抗素子１０を構成している。
【００４９】
さらにまた図１の平面図に示すように、第１の電極２と表示電極５とは、所定寸法の間隙を有している。
【００５０】
表示電極５は、液晶１６を介して対向電極９と重なり合うように配置することにより、液晶表示パネルの表示画素部１９となる。
【００５１】
信号電極９１とデーター電極に外部回路より駆動波形を印加し、非線形抵抗素子１０を介して、表示電極５と対向電極９との間の表示画素部１９の液晶１６の透過率変化により、液晶表示装置は所定の画像表示を行う。
【００５２】
さらに第１の基板１と第２の基板６とは、液晶１６の分子を規則的に並べるための処理層として、それぞれ配向膜１５、１５を設ける。
【００５３】
さらにスペーサー１７によって、第１の基板１と第２の基板６とを所定の間隙寸法をもって対向させ、第１の基板１と第２の基板６との間には、液晶１６を封入する。
【００５４】
さらに、第１の基板１上に偏光板１８と光源部２０とを設け、第２の基板６上に偏光板１８を設ける。液晶表示装置は自己発光しないため、外部の光源が必要となる。この光源部２０を利用し液晶の光学特性変化を利用して、表示を行う。
【００５５】
本発明の第１の実施例に示す液晶表示装置は、表示画素部１９の領域のカラーフィルター１１、１２、１３は、複数個の島状の構造をしている。そのため、たとえば１個の表示画素部１９の領域の赤のカラーフィルター１１には、ブラックマトリクス７を形成しない領域として開口部１４を設けている。そのため、開口部１４では、大きな光を透過できる。
【００５６】
さらに、島状のカラーフィルター間に設ける開口部１４を表示画素部１９上に設けているため、液晶１６に電圧を印加できる。そのため、光学変化が可能なため、開口部１４を設けてもコントラスト比をほとんど低減することはない。
【００５７】
以上の説明から明らかなように、本発明の第１の実施例に示す構成からなる液晶表示装置を用いることにより、明るい表示特性を有する液晶表示装置を得ることが可能となる。
【００５８】
つぎに本発明の第２の実施例における液晶表示装置の構造を、図３と図４とを用いて説明する。図３は本発明の第２の実施例における液晶表示装置を示す平面図である。図４は図３の平面図のＣ−Ｃ線における断面を示す断面図である。以下、図３と図４とを交互に用いて本発明の第２の実施例を説明する。
【００５９】
第１の基板１上には、タンタル（Ｔａ）膜からなるゲート電極２５と信号電極９１を設け、このゲート電極２５上にゲート電極２５の陽極酸化膜である酸化タンタル（Ｔａ２  Ｏ５  ）からなるゲート絶縁膜２６を設ける。
【００６０】
さらにゲート絶縁膜２６上とその周囲にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）からなる半導体層２７を設ける。
【００６１】
さらに、半導体層２７上には、アモルファスシリコンに不純物を添加したＮ型アモルファスシリコン（Ｎ型ａ−Ｓｉ）２８をゲート電極２５と一部重なるように設ける。さらに、Ｎ型アモルファスシリコン２８上には、モリブデン（Ｍｏ）からなるソース電極２９とドレイン電極３０を設ける。ソース電極２９は、外部信号を印加するために、データー電極（図示せず）と接続し、ドレイン電極３０は、透明導電性膜である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜からなる表示電極５と接続する。
【００６２】
さらに、半導体層２７上のソース電極２９とドレイン電極３０の間には、半導体層２７の特性劣化を防止するために、保護絶縁膜３１を設ける。
【００６３】
第２の基板６上には、第１の基板１に形成するそれぞれの表示電極５の隙間からの光の漏れを防止することと、半導体層２７への光の入射を防止するために、クロム膜（Ｃｒ）からなるブラックマトリクス７を設けてある。
【００６４】
さらに、第２の基板６上にはブラックマトリクス７の一部と重なり、表示電極５と対向する領域にカラーフィルターを設ける。カラーフィルター１１、１２、１３は青色と赤色と緑色との３色からなる。
【００６５】
さらに、カラーフィルター１１、１２、１３は、表示電極５の領域にて各７個の島状の複数個のカラーフィルターに分割している。この複数個のカラーフィルター１１、１２、１３間には、ブラックマトリクス７の設けていない開口部１４を有している。
【００６６】
表示画素部１９上の開口部１４は蛇行する配置を有している。本発明の第２の実施例では、Ｘ軸の方向のみ蛇行している配置を有しているが、Ｙ軸のみあるいはＸ軸をＹ軸の両方の軸に関して蛇行しても当然有効である。この蛇行することにより、開口部１４の透過率の高い領域の連続性を防止できるため、カラーフィルター１１、１２、１３と開口部１４との混色性の向上ができる。
【００６７】
さらに、第２の基板６には、表示電極５と対向するように透明導電性膜である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる対向電極９を設ける。
【００６８】
表示電極５は、液晶１６を介して対向電極９と重なり合うように配置することにより、液晶表示パネルの表示画素部１９となる。
【００６９】
信号電極９１に接続するゲート電極２５と、データー電極に接続するソース電極２９とに外部回路より駆動波形を印加し、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）素子を介して、表示電極５と対向電極９との間の表示画素部１９の液晶１６の透過率変化により、液晶表示装置は所定の画像表示を行う。
【００７０】
さらに第１の基板１と第２の基板６とは、液晶１６の分子を規則的に並べるための処理層として、それぞれ配向膜１５、１５を設ける。
【００７１】
さらにスペーサー１７によって、第１の基板１と第２の基板６とを所定の間隙寸法をもって対向させ、第１の基板１と第２の基板６との間には、液晶１６を封入する。
【００７２】
さらに、液晶表示装置は自己発光しないために、液晶表示装置の第１の基板１を観察者側に配置し、第１の基板１側の外部光源３１を光源として利用する。さらに、第１の基板１の外側に図４の断面図に示すように、第１の基板１より偏光板１８と接着層（図示せず）とを設ける。さらに、第２の基板６側には、偏光板１８と反射部３２と接着層（図示せず）とを設け、液晶１６の光学変化を、２枚の偏光板１８、１８を利用して行う。
【００７３】
本発明の第２の実施例に示す液晶表示装置は、表示画素部１９の領域のカラーフィルター１１、１２、１３は、複数個の島状の構造をしている。そのため、たとえば１個の表示画素部１９の領域の赤のカラーフィルター１１には、ブラックマトリクス７を形成しない領域として開口部１４を設けている。そのため、開口部１４では、大きな光を透過できる。
【００７４】
さらに、島状のカラーフィルター間に設ける開口部１４を表示画素部１９上に設けている。このため、液晶１６に電圧を印加できるため、光学変化が可能であり、開口部１４を設けてもコントラスト比をほとんど低減することはない。
【００７５】
さらに、反射型液晶表示装置として利用し、偏光板１８の偏光軸をお互いに直交する方向に配置することにより、開口部１４はその周辺に設けるカラーフィルターの色を反射することが可能となる。そのため、色の純度が向上できる。
【００７６】
さらに、表示画素部１９上のカラーフィルターの配置を蛇行する配置とし、蛇行する開口部１４とすることにより、開口部１４と島状のカラーフィルターとの混色性が向上し、良好な表示が得られる。
【００７７】
以上の説明から明らかなように、島状のカラーフィルターの周囲に設ける開口部１４を利用することにより、明るい表示特性を有する液晶表示装置を得ることが可能となる。さらに、島状のカラーフィルターの周囲に設ける開口部１４と反射部３２を利用し、開口部３２の周囲のカラーフィルターの一部を反射することにより明るく、しかも色純度の良好な液晶表示装置が可能となる。
【００７８】
つぎに本発明の第３の実施例における液晶表示装置の構造を、図５と図６とを用いて説明する。図５は本発明の第３の実施例における液晶表示装置を示す平面図である。図６は図５の平面図のＤ−Ｄ線における断面を示す断面図である。以下、図５と図６とを交互に用いて本発明の第３の実施例を説明する。
【００７９】
第１の基板１上には、タンタル（Ｔａ）膜からなるゲート電極２５と信号電極９１を設け、このゲート電極２５上にゲート電極２５の陽極酸化膜である酸化タンタル（Ｔａ２  Ｏ５  ）からなるゲート絶縁膜２６を設ける。
【００８０】
さらにゲート絶縁膜２６上とその周囲にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）からなる半導体層２７を設ける。
【００８１】
さらに、半導体層２７上には、アモルファスシリコンに不純物を添加したＮ型アモルファスシリコン（Ｎ型ａ−Ｓｉ）ゲート電極２５と一部重なるように設ける。さらに、Ｎ型アモルファスシリコン上には、モリブデン（Ｍｏ）からなるソース電極２８とドレイン電極２９を設ける。ソース電極２８は、外部信号を印加するために、信号電極９１と接続し、ドレイン電極２９は、透明導電性膜である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜からなる表示電極５と接続する。
【００８２】
さらに、半導体層２７上のソース電極２８とドレイン電極２８の間には、半導体層２７の特性劣化を防止するために、保護絶縁膜３０を設ける。第２の基板６上には、ブラックマトリクスは設けていない。
【００８３】
さらに、第２の基板６上には、表示電極５と対向する領域にカラーフィルターを設ける。カラーフィルター１１、１２、１３は青色と赤色と緑色との３色からなる。
【００８４】
さらに、カラーフィルター１１、１２、１３は、表示電極５の領域にてカラーフィルターに光の透過する開口部１４を有する。また、この開口部１４には、ブラックマトリクス７は設けない。
【００８５】
さらに、図６に示すように、第２の基板６上には、ブラックマトリクスは設けていないため、カラーフィルターには開口部１４があるが、表示電極５の周辺部で相互に接続している。そのため、開口部１４は閉曲線の形状を有する。
【００８６】
さらにカラーフィルター１１、１２、１３は、信号電極９１とソース電極２９上まで張り出す構造を有する。この構造にすることにより表示画素部１９の周囲の領域はカラーフィルターがあるため、透過率の制限が可能となる。このため、表示画素部１９の表示内容に対して、非表示内容の混入を防止することが可能となる。
【００８７】
さらに、第２の基板６には表示電極５と対向するように透明導電性膜である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる対向電極９を設ける。
【００８８】
表示電極５は、液晶１６を介して対向電極９と重なり合うように配置することにより、液晶表示パネルの表示画素部１９となる。
【００８９】
信号電極９１とゲート電極２５とに外部回路より駆動波形を印加し、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）素子を介して、表示電極５と対向電極９との間の表示画素部１９の液晶１６の透過率変化により、液晶表示装置は所定の画像表示を行う。
【００９０】
さらに第１の基板１と第２の基板６とは、液晶１６の分子を規則的に並べるための処理層として、カラーフィルター１１、１２、１３上に配向膜４０、４０をそれぞれ設ける。
【００９１】
そのうえさらに、カラーフィルターに設ける開口部１４上には、配向膜４０、４０と異なる配向膜４１を設ける。
【００９２】
本発明の第３の実施例においては、カラーフィルター上に設ける配向膜４０は液晶分子の吸収軸が第１の基板１側では７時３０分の方向を向いており、第２の基板６側では４時３０分の方向を向くように処理してある。すなわち、液晶１６は９０゜の角度にツイストしている。
【００９３】
さらに、開口部１４に設ける配向膜４１は、配向膜４０の配向処理方向とは逆に液晶分子の吸収軸が第１の基板１側では４時３０分の方向を向いており、第２の基板６側では７時３０分の方向を向くように処理してある。すなわち液晶１６は、９０゜の角度にツイストしている。
【００９４】
このように配向膜４０と配向膜４１とを異なる方向に配向処理をおこない、異なる方向に液晶分子の吸収軸を配置することにより、観察者と液晶表示装置の位置関係が異なっても、広視野の範囲で良好な表示が可能となる。
【００９５】
つまり、配向膜４０の液晶分子が過剰な黒側の表示を行うときに、配向膜４１の液晶分子が過剰の黒表示を行わないため、過剰な黒表示の程度が弱まるためである。
【００９６】
さらにスペーサー１７によって、第１の基板１と第２の基板６とを所定の間隙寸法をもって対向させ、第１の基板１と第２の基板６との間には、液晶１６を封入する。
【００９７】
さらに、液晶表示装置は自己発光しないために、液晶表示装置の第１の基板１を観察者側に配置し、第１の基板１側の外部光源３１を光源として利用する。さらに、第１の基板１の外側に図５の断面図に示すように、第１の基板１より偏光板１８と接着層（図示せず）とを設ける。
【００９８】
さらに、第２の基板６側には、偏光板１８と反射部３２と接着層（図示せず）とを設け、液晶１６の光学変化を、２枚の偏光板１８、１８を利用して行う。
【００９９】
本発明の第３の実施例における液晶表示装置は、表示画素部１９の領域のカラーフィルター１１、１２、１３は、光が透過し、ブラックマトリクスのない開口部１４を有する構造である。そのため、開口部１４ではカラーフィルター１１、１２、１３に比べて大きな光を透過できる。
【０１００】
さらに、カラーフィルターは、表示電極５の周囲にて開口部１４がない構成のため、液晶に電圧が印加できない領域では、できる限り透過率は低下する構成となる。
【０１０１】
さらに、カラーフィルターに設ける開口部１４を表示画素部１９上に設けているため、液晶１６に電圧を印加でき、光学変化が可能となる。
【０１０２】
さらにそのうえ、カラーフィルター上の配向膜４０と開口部１４の領域の配向膜４１の配向処理方向を異なる方向にすることにより、広範囲の視野において良好な表示を達成できる。
【０１０３】
つぎに、本発明の第３の実施例におけるカラーフィルター１１と開口部１４の配置の異なる実施例を図７と図８と図９と図１０と図１１とを用いて説明する。図７は液晶表示装置を示す平面図であり、図８と図９と図１０と図１１とは、図７の平面図のＥ−Ｅ線における断面図である。なお、図７の平面図には第３の実施例と同様な符号を用いている。さらに図８と図９と図１０と図１１とは、カラーフィルター１１を設ける第２の基板６とカラーフィルター１１と開口部１４と対向電極９の構成を示す断面図である。
【０１０４】
図８に示すように、第２の基板６上には第１の基板上の表示電極（図示せず）と対向する領域にカラーフィルター１１を設ける。このカラーフィルター１１には透過率が異なり、しかもこのカラーフィルター１１より大きい光を透過する高透過性カラーフィルター４２を設ける。この高透過性カラーフィルター４２が、以上の実施例の開口部１４に対応する。
【０１０５】
この高透過性カラーフィルター４２は、有機顔料の光脱色反応あるいは部分染色の方法により形成することができる。
【０１０６】
このカラーフィルター１１と高透過性カラーフィルター４２との上面に対向電極９を設ける。
【０１０７】
以上に示すように、図８の断面図に示す構成により、平坦性に優れたカラーフィルターの形成が可能となり、対向電極９の断線が減少できる。さらにカラーフィルター１１内に設ける高透過性カラーフィルター４２の１個当たりの占める面積を微少面積にし、しかも多くの高透過性カラーフィルター４２をカラーフィルター１１に設けることにより、均一でかつ明るい液晶表示装置を得ることが可能となる。
【０１０８】
つぎに、図９に示す液晶表示装置の構成を説明する。図９に示すように、第２の基板６上には第１の基板上の表示電極（図示せず）と対向する領域にカラーフィルター１１を設ける。このカラーフィルター１１には膜厚４３が異なりしかもこのカラーフィルター１１より大きい光を透過する開口部１４を設ける。開口部１４のカラーフィルター１１は、膜厚４４が薄くなっている。
【０１０９】
この開口部１４のカラーフィルター１１は、カラーフィルター１１の部分エッチング加工方法、あるいは部分多層カラーフィルターの形成手段により形成することができる。
【０１１０】
さらに、このカラーフィルター１１と開口部１４との上面に対向電極９を設ける。
【０１１１】
図９の断面図に示す構成により、開口部１４とカラーフィルター１１の膜厚の比率により液晶表示装置の使用環境に適する明るさの液晶表示装置を容易に得ることが可能となる。
【０１１２】
つぎに、図１０に示す液晶表示装置の構成を説明する。図１０に示すように、第２の基板６上には第１の基板上の表示電極（図示せず）と対向する領域に対向電極９を設ける。この対向電極９上にカラーフィルター１１を設ける。このカラーフィルター１１は開口部１４を有する。
【０１１３】
図１０の断面図に示す構成により、多数の開口部１４を有する多孔質カラーフィルター１１や、あるいは膜厚の厚いカラーフィルター１１を用いる場合においても、対向電極９をカラーフィルター１１の下層に設けることにより対向電極９の断線は発生しにくくなる。
【０１１４】
さらに、対向電極９の形成する工程によるカラーフィルター１１の変色、あるいは透過率の低下を防止するこができる。
【０１１５】
つぎに、図１１に示す液晶表示装置の構成を説明する。図１１に示すように、第２の基板６上には第１の基板上の表示電極（図示せず）と対向する領域にカラーフィルター１１を設ける。このカラーフィルター１１には光透過性を有する凸部４５を有する。この凸部４５は光を散乱するために第２の基板６と反対の面で表面が荒れている。この光透過性凸部４５が開口部１４となる。
【０１１６】
この開口部１４は光感光性樹脂を回転塗布法により第２の基板６上に形成し、熱乾燥を行い硬化させ光感光性樹脂の表面を微粒子を吹き付け光感光性樹脂の表面を荒らした後、フォトリソグラフィー法により所定の形状に加工することにより形成することができる。
【０１１７】
さらに、このカラーフィルター１１と開口部１４との上面に対向電極９を設ける。
【０１１８】
図１１の断面図に示す構成により、開口部１４からの光は周辺のカラーフィルター１１に広がり画素部の光量が上昇し明るく、しかも均一性の良好な表示が得られる。
【０１１９】
つぎに、本発明の第３の実施例におけるカラーフィルター１１と開口部１４の配置の異なる他の実施例を図１２と図１３と図１４とを用いて説明する。図１２は液晶表示装置を示す平面図であり、図１３と図１４とは、図１２の平面図のＦ−Ｆ線における断面図である。なお、図１２の平面図には第３の実施例と同様な符号を用いている。さらに、図１３と図１４は、カラーフィルター１１を設ける第２の基板６とカラーフィルター１１と開口部１４と対向電極９の構成を示す断面図である。
【０１２０】
図１３は、第２の基板６上には第１の基板上の表示電極（図示せず）と対向する領域にカラーフィルター１１を設ける。このカラーフィルター１１内には光を透過し、絶縁性を有する粒子４６を含む。この光透過性絶縁粒子４６によりカラーフィルター１１に光の透過率の大きな開口部１４を設ける。
【０１２１】
光透過性絶縁粒子４６は、球状あるいは円筒状あるいは多面体とする。このため、この光透過性絶縁粒子４６によって、光をカラーフィルター１１内に拡散することが可能となる。
【０１２２】
さらに、このカラーフィルター１１と光透過性絶縁粒子４６との上面に対向電極９を設ける。
【０１２３】
図１３の断面図に示す構成を作用することにより、光透過性絶縁粒子４６からなる開口部１４からの光は、周辺のカラーフィルター１１に広がり画素部の光量が上昇し明るく、しかも均一性の良好な表示が得られる。
【０１２４】
つぎに図１４に示す構造の液晶表示装置を説明する。図１４に示すように、第２の基板６上には第１の基板上の表示電極（図示せず）と対向する領域にカラーフィルター１１を設ける。このカラーフィルター１１内には光を透過し絶縁性を有する微粒子４７を含む。この光透過性絶縁微粒子４７の分散度合いによって、カラーフィルター１１に光の透過率の大きな光透過性絶縁微粒子４７が数個凝集する部分からなる開口部１４を有する。
【０１２５】
光透過性絶縁微粒子４７は、球状あるいは円筒状あるいは多面体とする。このため、光透過性絶縁微粒子４７によって光をカラーフィルター１１内に拡散することが可能となる。
【０１２６】
さらに、このカラーフィルター１１と光透過性絶縁性微粒子４７との上面に対向電極９を設ける。
【０１２７】
図１４の断面図に示す構成により、光透過性絶縁微粒子４７の凝集による開口部１４からの光は、周辺のカラーフィルター１１に広がり、さらにカラーフィルター１１に分散する光透過性絶縁微粒子４７がさらに光を拡散するため画素部の光量が上昇し明るく、しかも均一性の良好な表示が得られる。
【０１２８】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明の液晶表示装置の構成である表示電極に設けるカラーフィルターに開口部を設ける構造か、あるいは複数の島状のカラーフィルターとし、しかもその複数の島状のカラーフィルター間にカラーフィルターを設けない開口部を設けることにより、明るい表示性能を有するカラー表示可能な液晶表示装置を得ることが可能となる。
【０１２９】
さらに、本発明の液晶表示装置の構成を第１の基板あるいは第２の基板に反射部を有する液晶表示装置に使用することにより、カラーフィルターに設ける開口部の良好な透過率と、開口部の周囲のカラーフィルターを開口部を利用し反射部から部分的に反射できるため、明るくかつ色純度の良好な表示が可能となる。
【０１３０】
さらに、カラーフィルター上の配向膜と開口部上の配向膜の特性を変えることにより、開口部の透過率の高さを利用し、島状のカラーフィルター上の表示性能の低下を防止できる。
【０１３１】
さらに、カラーフィルターと開口部の透過率の差を可変することにより、液晶表示装置の使用環境に対応する明るさを有する液晶表示装置を得ることが可能となる。
【０１３２】
以上に説明した第１の実施例から第３の実施例に関しては、第１の基板上に非線形抵抗素子を有するときの例を示してあるが、非線形抵抗素子のない単純に第１の基板上に設ける信号電極と第２の基板上に設ける対向電極を備え、信号電極と対向電極との交点に複数の画素部（表示画素部）を有する単純マトリクス構成の液晶表示装置においても、液晶の透過率変化を表示に使用する。このため以上説明した本発明の第１の実施例から第３の実施例における効果は得られる。
【０１３３】
以上に説明した第１の実施例から第３の実施例に関しては、カラーフィルターに設ける開口部には、遮蔽膜、たとえばブラックマトリクスはまったく設けていないが、表示電極の周囲に設けるブラックマトリクスの透過率より大きな透過率を有する遮蔽膜を開口部に設けるときにおいても、以上説明した本発明の第１の実施例から第３の実施例における効果は得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における液晶表示装置を示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施例における液晶表示装置を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例における液晶表示装置を示す平面図である。
【図４】本発明の第２の実施例における液晶表示装置を示す断面図である。
【図５】本発明の第３の実施例における液晶表示装置を示す平面図である。
【図６】本発明の第３の実施例における液晶表示装置を示す断面図である。
【図７】本発明の第３の実施例における液晶表示装置に設ける開口部の別の配置を示す平面図である。
【図８】本発明の第３の実施例における液晶表示装置に設ける開口部の構成を示す断面図である。
【図９】本発明の第３の実施例における液晶表示装置に設ける開口部の構成を示す断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施例における液晶表示装置に設ける開口部の構成を示す断面図である。
【図１１】本発明の第３の実施例における液晶表示装置に設ける開口部の構成を示す断面図である。
【図１２】本発明の第３の実施例における液晶表示装置に設ける開口部の配置を示す平面図である。
【図１３】本発明の第３の実施例における液晶表示装置に設ける開口部の構成を示す断面図である。
【図１４】本発明の第３の実施例における液晶表示装置に設ける開口部の構成を示す断面図である。
【図１５】従来例における液晶表示装置を示す平面図である。
【図１６】従来例における液晶表示装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１  第１の基板
６  第２の基板
１０  非線形抵抗素子
１１  カラーフィルター
１２  カラーフィルター
１３  カラーフィルター
１４  開口部
１９  表示画素部
４０  配向膜
４１  配向膜
９１  信号電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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