(57)【要約】カラーディスプレイデバイスは、第１のディスプレイ基板13及び第２のディスプレイ基板18であって互いに離隔し且つ対向して配置された基板と、基板間にある電気光学材料層27と、第１のディスプレイ基板13の内面上の一組の第１の電極17a及び第２のディスプレイ基板18の内面上の一組の第２の電極17bであって、第１の電極17aが第２の電極17bと重なり合って、前記電気光学材料の少なくとも一部にわたり選択的に電界をかけるピクセルを画定する、電極と、第１のディスプレイ基板上にある一組の第１のカラーフィルタCYであって、前記第１の電極はそれぞれ該第１のカラーフィルタのうちの１つと重ね合わせられる第１のカラーフィルタと、第２のディスプレイ基板上にある一組の第２のカラーフィルタCMであって前記第２の電極はそれぞれ、該第２のカラーフィルタのうちの１つと重ね合わせられる第２のカラーフィルタとを備える。１つのピクセルを透過する光の色は、ピクセルにおいて交差する第１のカラーフィルタ及び第２のカラーフィルタの両方によって透過される光によって決定される。【選択図】図２５
2007529771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーディスプレイデバイスであって、
互いに離隔し対向する第１のディスプレイ基板及び第２のディスプレイ基板と、
それら基板間にある電気光学材料層と、
前記第１のディスプレイ基板の内面上の一組の第１の電極、及び前記第２のディスプレイ基板の内面上の一組の第２の電極であって、該第１の電極が該第２の電極と重なり合って、前記電気光学材料の少なくとも一部にわたり選択的に電界を加えるためのピクセルを画定する、第１及び第２の電極と、
前記第１のディスプレイ基板上の一組の第１のカラーフィルタであって、前記第１の電極の各々が該第１のカラーフィルタに１つずつ位置合わせされている、一組の第１のカラーフィルタと、
前記第２のディスプレイ基板上の一組の第２のカラーフィルタであって、前記第２の電極の各々が該第２のカラーフィルタに１つずつ位置合わせされている、一組の第２のカラーフィルタとを含み、
１つのピクセルを透過する光の色が、該ピクセルにおいて交差する前記第１のカラーフィルタ及び前記第２のカラーフィルタの両者により透過された光によって決定される、
カラーディスプレイデバイス。
【請求項２】
前記第１のカラーフィルタが、シアン、マゼンタ、及びイエローから選択された少なくとも２つの異なる色を含み、前記第２のカラーフィルタが、シアン、マゼンタ、及びイエローから選択された少なくとも２つの異なる色であって、あらゆる２×２ピクセルアレイが、少なくとも１つの赤色ピクセル、１つの緑色ピクセル、及び１つの青色ピクセルを含むように選択された少なくとも２つの異なる色を含む、請求項１に記載のカラーディスプレイデバイス。
【請求項３】
前記第１のカラーフィルタがイエロー及びシアンの交互に配列されたストライプを含み、前記第２のカラーフィルタがイエロー及びマゼンタの交互に配列されたストライプを含む、請求項１又は請求項２に記載のカラーディスプレイデバイス。
【請求項４】
前記第１のカラーフィルタ及び前記第２のカラーフィルタがそれぞれ、シアン、マゼンタ、及びイエローが繰返し配列されたストライプを含む、請求項１又は請求項２に記載のカラーディスプレイデバイス。
【請求項５】
前記第１のカラーフィルタ及び前記第２のカラーフィルタがそれぞれ、複数の色のストライプを含み、該第１のカラーフィルタの全て又は該第２のカラーフィルタの全てにより透過される光の波長がその混合時に実質的に白色の光を生成することになる、請求項１に記載のカラーディスプレイデバイス。
【請求項６】
前記第２のディスプレイ基板の外面に隣接して配置されて前記ディスプレイを照明するバックライトを更に含み、前記第２のカラーフィルタが反射性フィルタを含み、該第２のカラーフィルタによって透過されない光の少なくとも一部が前記バックライトに向かって反射されるようにする、請求項１ないし請求項５の何れか一項に記載のカラーディスプレイデバイス。
【請求項７】
前記第１のカラーフィルタが吸収性フィルタを含み、該第１のカラーフィルタによって透過されない入射光が該フィルタによって実質的に吸収されることになる、請求項６に記載のカラーディスプレイデバイス。
【請求項８】
前記電極の各々に関連する母線が配設され、該電極が該母線に位置合わせされると共に電気的に接触している、請求項１ないし請求項７の何れか一項に記載のカラーディスプレイデバイス。
【請求項９】
前記電気光学材料が液晶材料である、請求項１ないし８の何れか一項に記載のカラーディスプレイデバイス。
【請求項１０】
カラーディスプレイデバイスの製造方法であって、
一組の第１の電極を表面上に有する第１のディスプレイ基板を配設し、該第１の電極の各々が、該第１のディスプレイ基板上に配設された１つのカラーフィルタ及び１つの母線と位置合わせされており、
一組の第２の電極を表面上に有する第２のディスプレイ基板を配設し、該第２の電極の各々が、該第２のディスプレイ基板上に配設された１つのカラーフィルタ及び１つの母線と位置合わせされており、
前記第１のディスプレイ基板及び前記第２のディスプレイ基板を互いに対向させて配置し、このとき、前記電極を支持する前記表面が内側に面して離間しており、及び前記第１の電極が前記第２の電極と重なり合って、それらの間に選択的に電界を加えるためのピクセルを画定し、
前記基板間の空間に電気光学材料を充填すると共に周辺シールを形成して該電気光学材料を保持し
１つのピクセルを透過する光の色が、該ピクセルにおいて重なり合う前記第１のカラーフィルタ及び前記第２のカラーフィルタの両方によって透過された光によって決定される、カラーディスプレイデバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記第１のディスプレイ基板を形成する前記ステップが、
転写キャリアの表面上に位置合わせされた前記カラーフィルタ及び前記母線を形成し、
前記カラーフィルタ及び前記母線を半透明ガラス又はプラスチック材料のシートに接着し、
前記転写キャリアを除去し、
前記転写キャリアの除去後に前記母線上に半透明導体層を形成し、該半透明導体層が、十分な強度及び持続時間のＵＶ光による露光後に実質的に非導電性になることが可能なものであり、
前記シートを通して十分な強度及び持続時間のＵＶ光により前記導体層を照明して前記カラーフィルタ間の空間に対応する前記導体層の領域内の導電性を実質的に失わせ、
これにより複数の半透明の電極トラックを形成し、該トラックの各々が母線と１つずつ電気的に接触している、
という各ステップを更に含む、請求項１０に記載のカラーディスプレイデバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記第１のディスプレイ基板を形成する前記ステップが、
転写キャリアの表面上に位置合わせされた前記カラーフィルタ及び前記母線を形成し、
前記カラーフィルタ及び前記母線を半透明ガラス又はプラスチック材料のシートに接着し、
前記転写キャリアを除去し、
前記転写キャリアの除去後に前記母線上に透明導体層を形成し、
前記導体層にポジフォトレジスト材料層を被着し、
前記ディスプレイ基板を通して十分な強度及び持続時間のＵＶ光により前記フォトレジスト材料を照明して、前記光フィルタ間の空間に対応する前記フォトレジスト材料の露光された領域内に化学変化を生じさせ、
該フォトレジストを現像して、前記露光された領域内の該フォトレジストを除去し、
該フォトレジストが除去された領域内の前記導体層をエッチングして、各々が１つずつ母線と電気的に接触する複数の透明電極トラックを形成し、
残りのフォトレジストを除去する、
という各ステップを更に含む、請求項１０に記載のカラーディスプレイデバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記転写キャリアの前記表面が平坦である、請求項１２に記載のカラーディスプレイデバイスの製造方法。
【請求項１４】
電気光学材料層を含む第１及び第２の互いに離隔したディスプレイ基板を備えたカラーディスプレイデバイスであって、その各基板の内面に複数の細長い平行な電極と複数の細長い平行なカラーフィルタとが配設され、その各フィルタが前記電極と１つずつ位置合わせされており、前記内面の一方にある前記電極が他方の内面上にある前記電極と実質的に直交するよう位置合わせされており、２つのカラーフィルタが重なり合う場所を透過する光の色が該フィルタの両方により透過される光によって決定される、カラーディスプレイデバイス。
【請求項１５】
カラー液晶ディスプレイデバイスであって、
液晶材料層を含む第１及び第２の互いに離隔したディスプレイ基板であって、該各基板の内面に複数の細長い平行な電極が設けられており、該電極の各々が細長いカラーフィルタと１つずつ位置合わせされており、該カラーフィルタが、該カラーフィルタが位置合わせされて同じ基板上に配設された前記電極と実質的に同じサイズ及び形状を有している、ディスプレイ基板を含み、
前記内面の一方にある前記電極が、他方の該内面上の前記電極と実質的に直交するよう位置合わせされ、２つのカラーフィルタが重なり合う場所を透過する光の色が前記フィルタの両方によって透過される光によって決定されるようになっており、
該デバイスが、前記第２のディスプレイ基板の外面に隣接して配置されたバックライトを含み、前記第２のディスプレイ基板上の前記カラーフィルタが反射性カラーフィルタである、カラー液晶ディスプレイデバイス。
【請求項１６】
前記第１のディスプレイ基板上の前記カラーフィルタが吸収性カラーフィルタである、請求項１５に記載のカラー液晶ディスプレイデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーディスプレイデバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多くのカラーディスプレイは、例えば赤領域、緑領域、及び青領域を制御可能に選択できるようにするために、カラーフィルタプレートと電子シャッタアレイとを組み合わせることによって動作する。カラーフィルタは、シャッタと位置合わせされ、すなわち正確に重ね合わせられる必要があり、必要な色の光をできるだけ多く通すことができると同時に、不要な色をできるだけ通さないようにしなければならない。多くの場合、各色はブラックマトリクスによって分離され、これにより、僅かな位置合わせ不良があっても色純度が保持され、詳細には、位置合わせ不良がある場合に薄膜トランジスタ（TFT）からの光が遮断される。
【０００３】
シャッタの一般的な構成は、長方形のピクセルからなる長方形のアレイであるが、更に複雑な他の構成も提案されている。該アレイを一方の基板上にアクティブマトリクス回路により画定し、かつ他方の基板が共通グランド面を有することが可能であり、又は、一方の基板上の行電極と他方の基板上の列電極との交差により該アレイを画定することが可能である。前者の場合には、カラーフィルタ／ブラックマトリクスを２次元で位置合わせしなければならない。後者の場合には、電極パターンと位置合わせされたストライプとして色を配列して該ストライプの方向に沿った位置合わせを単純化させることができる。個々のピクセルは、一般に３色（人間の目の色受容体に一致させるための「３つ組（triads）」−赤、緑、及び青）から成る複数のグループにクラスタ化されるのが普通であり、眼が個々のピクセルを分解することができる距離よりも遠くから見た際に一定範囲の色又は黒及び白を表示することができる正方形の「スーパーピクセル」を形成する。４つのサブピクセルから成る「４つ組（quads）」、例えば、１つの赤、２つの緑、及び１つの青を１グループとするような他の構成も提案されている。これらは、行及び列の両方向において位置合わせしなければならないので、位置合わせが更に難しいものであるが、以下に示す幾つかの利点を提供するものである。
【０００４】
表示される際にイメージの縁部の外観が改善される。サブピクセルが正方形であり、長方形ではない。
【０００５】
一方向における相互接続のピッチが減少する（３×スーパーピクセルピッチから２×スーパーピクセルピッチ）。
【０００６】
ドライバコストをr＋3cから2r＋2cに削減できる可能性がある（r＝行数×一行のドライバコスト）。
【０００７】
アパーチャ全体が僅かに改善される（ピクセル間ギャップ）2。
【０００８】
Ｒ、Ｇ、及びＢに第４の色を追加することにより、ディスプレイの色域を改善できる見込みがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
実際には、カラーフィルタプレートは製造コストが高く、イメージ品質はこの構成要素の影響を強く受ける。一般に、幾つかのフォトリソグラフィステップによってパターンが形成される。インクジェット又はそれに類似した印刷方式も提案されており、この場合には、一連の「ウェル」が（通常はフォトリソグラフィにより）形成され、次いで、それらウェルに染料又は顔料で着色された樹脂等のカラーフィルタ材料が充填される。この場合、該ウェルは電極構造と位置合わせされなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によれば、カラーディスプレイデバイスであって、
互いに離隔し且つ対向する第１のディスプレイ基板及び第２のディスプレイ基板と、
それら基板間にある電気光学材料層と、
前記第１のディスプレイ基板の内面上の一組の第１の電極、及び前記第２のディスプレイ基板の内面上の一組の第２の電極であって、該第１の電極が該第２の電極と重なり合って、前記電気光学材料の少なくとも一部にわたり選択的に電界を加えるためのピクセルを画定する、第１及び第２の電極と、
前記第１のディスプレイ基板上の一組の第１のカラーフィルタであって、前記第１の電極の各々が該第１のカラーフィルタに１つずつ位置合わせされる、一組の第１のカラーフィルタと、
前記第２のディスプレイ基板上の一組の第２のカラーフィルタであって、前記第２の電極の各々が該第２のカラーフィルタに１つずつ位置合わせされる、一組の第２のカラーフィルタとを含み、
１つのピクセルを透過する光の色が、該ピクセルにおいて交差する前記第１のカラーフィルタ及び前記第２のカラーフィルタの両者により透過される光によって決定される、
カラーディスプレイデバイスが提供される。
【００１１】
該ディスプレイは、上述したスーパーピクセル及び利点を提供することができるものである。しかし、各カラーフィルタは、該フィルタを支持する基板上の１つの電極のみに位置合わせすることしか必要としない。
【００１２】
バックライト式ディスプレイでは、バックライトの最も近くにあるフィルタは、反射性フィルタ技術（薄膜スタックやコレステリック液晶ポリマー又はその類のもの）を用いて形成することができ、それ故、不要な色がバックライトアセンブリ内に再循環され再利用される。通常は、反射性カラーフィルタは、周囲光も反射して視認者に戻してしまうためにコントラストが低下するという問題を抱えるものである。本発明では、通常の吸収性フィルタを用いる場合でも、前面カラーフィルタがこの影響を低減することができる。
【００１３】
ディスプレイが、一方の基板上に、シアン（C）、マゼンタ（M）、及びイエロー（Y）のうちの２つの色を交互に入れ替える行ストライプを有し、及びそれらの色のうちの異なる２つの色を交互に入れ替える列ストライプを有する場合、該構成は、赤（R）、緑（G）、青（B）、及び両方の基板上に存在するCMYの何れか１つからなる４つ組の色を提供するものとなる。ディスプレイ輝度を最適化するために両基板上にイエローが存在する実施形態が好ましい場合がある。
【００１４】
代替的に、可視スペクトルを、所望の数の領域、例えば４つの領域R、G、T（teal：濃い青緑）、及びBに分割することが可能である。行ストライプは（R＋G）吸収と（T＋B）吸収とを交互に実施することが可能であり、列ストライプは（R＋T）吸収と（B＋G）吸収とを交互に実施することが可能である。この４つの組み合わせにより、R、G、B、及びTの透過が提供される。
【００１５】
別の例として、両方の基板に、赤色透過、緑色透過、及び青色透過をそれぞれ吸収するフィルタ（すなわち、シアン色、マゼンタ色、及びイエロー色）をストライプ状に形成することが可能である。3×3グリッドの組み合わせは、９つの領域（すなわち、シアン、マゼンタ、及びイエローのうちの各１つと、赤色透過、緑色透過、及び青色透過のうちの各２つ）を与えるものとなる。
【００１６】
カラーフィルタは、当業界で知られているあらゆる方法により基板上に形成することが可能である。しかし、好ましい方法は、転写キャリアの表面上にアドレス指定母線（busbar）と共にカラーフィルタを形成し、該フィルタ及び母線をディスプレイ基板に接着し、その後、該転写キャリアを取り外すことである。滑らかで平坦な表面を有する転写キャリアを用いることにより、平坦化処理を別に実施することを必要とせず、ディスプレイ基板上にフィルタを形成することが可能となる。
【００１７】
本書では、用語「電気光学材料」は、加えられた電界に応じて光学特性が変化する材料を指すために用いられている。適当な電気光学材料として、液晶材料及びエレクトロルミネセンス材料が挙げられ、これらはディスプレイデバイスの製造技術分野における当業者には周知のものである。電気光学材料は、ＴＮ型（twisted nematic mode）又はＳＴＮ型（supertwisted nematic mode）、ハイブリッド・アライン型（hybrid aligned mode）、染料ゲストホスト（dyed guest-host）、又はその他の任意の所望のモードで機能する、ネマティック液晶とすることが可能である。液晶の切り替わった状態と切り替わっていない状態とを区別するために典型的には１つ又は２つの偏光子が必要とされる。
【００１８】
電極及びフィルタは、１つの基板上で平行になっており、且つ互いに対向する基板上で互いに直交するよう配列されることが好ましい。したがって、本発明の別の態様は、電気光学材料の層を包含する第１及び第２の互いに隔置されたディスプレイ基板を含むカラーディスプレイデバイスを提供し、各基板の内面には、複数の細長い平行電極と、複数の細長い平行カラーフィルタとが配設され、該フィルタの各々が該電極と１つずつ位置合わせされており、前記内面の一方にある電極が他方の内面上にある電極と概ね直交するように位置合わせされ、２つのカラーフィルタが重なり合う場所を透過する光の色が、該両方のフィルタにより透過される光によって決定されるようにする。
【００１９】
本発明の他の態様及び利点は、以下の詳細な説明、図面、及び特許請求の範囲において明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
ここで、単なる例示として図面を参照しつつ本発明を更に説明することとする。
【００２１】
同図では、本発明の例示に資するために様々な部分が拡大又は縮小されている。それゆえ、図面は実際の縮尺にはなっていない。
【００２２】
図２５を参照すると、本発明の一例が、第１のディスプレイ基板13及び第２のディスプレイ基板18を含むディスプレイに関して示されている。該基板は、典型的にはガラス又は半透明のプラスチック材料から成り、互いに隔置され且つ対向して配置される。該基板は、液晶材料の層（図示せず）を含む。該ディスプレイは、液晶材料の何れかの側に配置される偏光子を通して見られることになるＴＮ型ディスプレイとすることが可能であり、又は他の任意の所望のＬＣＤモードとすることが可能である。
【００２３】
一組の平行な第１の電極ストライプ17aが第１のディスプレイ基板13の内面上に配設され、一組の平行な第２の電極ストライプ17bが第２のディスプレイ基板18の内面上に配設される。第１の電極ストライプ17aは第２の電極ストライプ17bと直交し、それらが重なり合う場所にピクセルを画定する。各電極ストライプ17は、それらと位置合わせされた関連するカラーフィルタを有する。この例では、第１の電極ストライプ17aは、交互に配列されたシアン（C）及びイエロー（Y）カラーフィルタと位置合わせされ、第２の電極ストライプ17bは、シアン（C）及びマゼンタ（M）カラーフィルタと位置合わせされる。
【００２４】
ピクセルを透過する光の色は、図２５の右側に図示するように、第１のカラーフィルタ及び第２のカラーフィルタの両方によって透過される光によって決定される。Cフィルタ及びMフィルタが重なる部分は青色ピクセル（B）を生成し、Cフィルタ及びYフィルタが重なる部分は緑色ピクセル（G）を生成し、Mフィルタ及びYフィルタが重なる部分は赤色ピクセル（R）を生成する。勿論、両方のCフィルタが重なる部分はシアン色を生成する。このピクセル（又はサブピクセル）の組み合わせは、４つ組の色から成るスーパーピクセルを形成する。
【００２５】
この例におけるディスプレイは、第２のディスプレイ基板18の下に位置する光源29によって背面から照明される。第２のディスプレイ基板18に関連するカラーフィルタCMを反射性フィルタとして、不要な光をバックライトアセンブリ内に戻し再利用させることにより、動作効率を改善することが可能である。例えば、シアンフィルタは、緑色光及び青色光を透過させるが赤色光を反射させる（吸収しない）ことができ、マゼンタフィルタは、赤色光及び青色光を透過させるが緑色光を反射させることができる。第１のカラーフィルタ（この例ではCY）は吸収性フィルタであるので、第１のディスプレイ基板13を通してディスプレイを見る者は、反射された周囲光によって引き起こされるコントラストの低下を知覚することはない。随意選択的に、従来のグレア防止又は反射防止コーティングをディスプレイに組み込んでコントラストを更に改善することも可能である。
【００２６】
平坦な内面を与えるための平坦化層28が下側基板上に示される。しかし、別個の平坦化層の付与を必要としない方法によりディスプレイを製造することが好ましい。好ましい方法を以下で説明する。
【００２７】
本発明で用いるキャリア1が図１に示されている。該キャリア1は、ベースフィルム2と、その上にコーティングされた平坦な導電層3とを備える。該キャリア1は、剛性を有するもの又は可撓性を有するものの何れとすることも可能である。この例では、ベースフィルム2は150μm厚のＰＥＴであり、導電層3は約1μm厚の銅金属である。この例では、導電性銅層3は光学的に平坦であり、0.1mol／m3（N）の重クロム酸カリウム溶液内に5分間にわたり浸漬し、脱イオン水で洗浄し、空気乾燥させることにより、不動態化されている。
【００２８】
キャリア1の導電層3の表面上に、粗さを調整した多段の誘電体構造4のパターンが形成される（図２）。その誘電体材料は、光学的な透過性を有し、この例では、WO96/35971に教示されるようなマイクロモールディングによって形成される。該誘電体構造4は、一連の平行なトレンチ5により互いに分離され、該トレンチ内に母線が形成されることになる。各構造5は、粗い平坦な領域6と、隆起した堤体7とを含む。平坦な領域（フィルタ受容面）6は、カラーフィルタ層を受容し、堤体7は該カラーフィルタを分離するものとなる。該トレンチ及び堤体は概ね直線的な構造であり、それらの構造が転写される基板の長さ又は幅にわたって延びるものとなる。それらの構造は典型的には、約100μmだけ離隔し、長さが何メートルにも及ぶものとなる。粗い平坦な表面6は、付与されたインクジェットコーティングの展着を可能とし、随意選択的に湿潤を促進させるよう処理することが可能である。堤体7は滑らかであり、随意選択的に、更なる湿潤を阻止すると共に１つの色材料が隣接する平坦な領域に流れ込むのを阻止するよう処理することができる。
【００２９】
ここで図３を参照すると、トレンチ5内に導電性材料8が形成される。その導電性材料は金属であることが好ましく、この例では、加法的な電鋳法によって形成される。導体3は、電解質セルの陰極を形成し、陽極はニッケルであり、電解質は標準的なスルファミン酸ニッケル系の電解質であることが好ましい。ＤＣによってめっきを実行することができ、パルス又はＡＣバイアス電流を用いてトレンチ内を完全に充填することが可能である。他の既知の電気めっき又は無電解めっき技法を用いることも可能である。適当な金属として、ニッケル、銅、及び金が挙げられる。
【００３０】
結果的に得られる金属化された構造がカラーフィルタ材料でコーティングされる（図４及び図５）。この例では、その材料は、色を収容する平坦な領域6内にインクジェット印刷を行うことにより堆積され、シアン9、マゼンタ10、及びイエロー11の３つ組のカラーフィルタが形成される。随意選択的に他の色の組み合わせを用いることも可能である。好ましい一実施形態では、カラーフィルタ材料は、染料により着色されたＵＶ硬化性樹脂（Brewer Science, Inc PSC）である。適当なインクジェットノズルの例は、サーマルノズル及び圧電ノズルを含むが、他の堆積手段及び堆積技法を用いることも可能である。フィルタ材料は、平坦な領域6にわたって展着することが可能となり、且つ隣接するチャネル内への流入が堤体7によって阻止されるので、液滴の位置合わせは重要ではない。平坦な領域6は、吐出されたカラーフィルタ材料がウェットアウトし定着するのを助けるために、適当に粗面にするのが好ましい。フィルタ材料9,10,11は、例えばＵＶ露光及び／又は熱処理によって、コーティング後に硬化させることが可能である。
【００３１】
カラーフィルタ9,10,11を硬化させた後、結果的に得られる構造は、次いで転写接着剤12で処理され、最終的なディスプレイ基板13が積層され、前記接着剤12が硬化される（図６）。好ましい一実施形態では、転写接着剤12は、NOA81（Norland Optical Products）のようなＵＶ硬化性材料であるが、熱硬化又は湿分硬化させることもできる。ディスプレイ基板13はプラスチック材料、例えばPEN（DuPont Teijin Teonex Q65）、PES（Sumitomo Bakelite）又はポリアリレート（Ferrania SpA-Arylite）であることが好ましいが、ガラス、好ましくはＵＶ半透過性ガラスを含むことも可能である。
【００３２】
次いでキャリア1が剥離されて、図７に示すカラーフィルタ／母線積層体が残る。
【００３３】
電極を形成するために、図８に示すように、積層構造の剥離された表面上に透明導体14が堆積される。該導体14は、酸化インジウム、酸化スズ、酸化インジウムスズ（ITO）等を含むことが可能であるが、PEDOT：PSS（Bayer Baytron P）のような有機導体であるのが好ましい。
【００３４】
次いで、透明導体14が選択的にエッチング又はパターニングされて透明電極17が設けられる。図９に示す本実施形態では、導体14は、積層体を反対（基板13）側から照明することによってフォトパターニングされる。カラーフィルタ9,10,11は、少なくとも部分的にＵＶに対して不透過性であり、一方、基板13、転写接着剤12、及び誘電体4は、透過性である。結果的に、ＵＶ透過性領域は、実質的に隆起した堤体7のみとなる。好ましい実施形態では、PEDOT：PSSが、入射ＵＶ光によって直接漂白されて電極構造17が形成される。代替的には、後に説明するように、標準的なフォトレジスト及びエッチングを用いることが可能である。結果的に得られるディスプレイ基板は、所定の位置合わせされた状態にあるカラーフィルタ、母線、及び透明電極を有するものとなる。そのディスプレイ基板は、ディスプレイ製造技術に関する当業者にとって周知の製造技法を用いて、ディスプレイ（例えば液晶ディスプレイ）に組み込むことが可能である。
【００３５】
ここで図１０〜図１３を参照すると、その工程の変更形態が例示されており、この場合には、コーティング可能な偏光子層15aが、図５に示すカラーフィルタ積層構造の上部に被着される。コーティング可能な偏光子層15aを硬化させた後、結果的に得られる構造が転写接着剤12を用いてディスプレイ基板13に接着され、次いでキャリア1が除去され、透明導体14が被着され、上述した態様で透明電極17が形成される。適当なコーティング可能な偏光子材料はOptiva, Incによって市販されている。コーティング可能な偏光子は、Bobrov, Y.、Cobb, C.、Lazarev, P.、Bos, P.、Bryand, D.、Wonderly, H.著「Lyotropic Thin Film Polarisers」（Society for Information Display, Int. Symp. Digest of Technical Papers, Long Beach, California May 16-18, 2000, Vol. XXXI, 1102-1107）に記述されている。
【００３６】
図１４ないし図１７に関して例示する工程は、図６ないし図９に関して例示した工程に類似しているが、図５に示すカラーフィルタ／母線構造が従来の偏光子15に接着され、該偏光子15が更にディスプレイ基板13に接着されているという点で異なる。従来の偏光子をディスプレイ基板に接着するための方法は、LCDの製造に関する当業者には周知のことであろう。随意選択的に、電気光学層界面の平坦性及び性能に影響を与えることなく、ディスプレイの内側に、補償リターダ（compensation retarder）のような他の光学フィルムを張り付けることもできる。内部に偏光子を有する利点は、無調整の複屈折性を有する基板を用いることができることである。
【００３７】
図１６に示す透明導体層14から電極トラック17を形成する別の方法が図１８ないし図２２に例示されている。ポジ型フォトレジスト材料16（Shipley 1805）が透明導体14上にコーティングされる（図１８）。基板13を透過するＵＶ照明が、堤体7を透過し（図１９）、これにより該堤体7に対応する領域内にあるレジスト16が硬化される。該レジスト16は現像され（Shipley Microposit Developer）、露光された材料が除去され（図２０）、その後、透明導体14が（例えば次亜塩素酸ナトリウム溶液により）ウエットエッチング又はドライエッチングされて、電極トラック17が生成される（図２１）。最後に、レジスト16が除去され、図１７に示されるように、電極トラックを有する最終的な基板が残される。該レジスト16は、標準的な溶媒又は市販のレジスト剥離剤、例えばアセトンによって除去することができる。
【００３８】
カラーフィルタをマスクとして用いて電極を形成するので、その配列は自動的に位置合わせされることになる。電極は、カラーフィルタストライプと位置合わせされ、実質的に同じサイズ及び形状を有するものとなる。
【００３９】
ここで図２２及び図２３を参照すると、本発明の一態様に従って製造された基板を用いた電気光学ディスプレイデバイスの一例が示されている。この例では、該デバイスは液晶ディスプレイ（LCD）であるが、それらの基板は他のタイプのディスプレイデバイスで用いることができる。該デバイスは、第１のディスプレイ基板13と第２のディスプレイ基板18とを備え、その各基板には偏光子15が接着される。
【００４０】
ここで図２６を参照すると、本発明の一態様に従ってカラーディスプレイデバイスを製造する方法が示される。ブロック30として示す第１の包括的なステップは、カラーフィルタC、M、Y及び母線8aに各々が位置合わせされた一組の第１の電極17aを有する第１の基板13を配設することである。ブロック31として示す第２の包括的なステップは、カラーフィルタY及び母線8bに各々が位置合わせされた一組の第２の電極17bを有する第２の基板18を配設することである。ブロック32として示す次のステップでは、電極表面が内側に面して互いに隔置された状態で基板13,18が互いに対向して配置され、第１の電極17a及び第２の電極17bが重なり合って、それらの間にピクセルが画定される。ブロック33として示す次のステップでは、基板13,18間の空間に、この例ではネマティックＬＣ材料27が充填され周辺シール25により基板間に保持される（図２３）。液晶ディスプレイデバイスをシールする方法は、LCDの製造に関する当業者には周知のところである。既述のように、ピクセルを透過する光の色は、該ピクセルにおいて重なり合う第１のカラーフィルタ及び第２のカラーフィルタの両方により透過される光によって決まることになる。
【００４１】
図１７に示す構造では、液晶材料27の分子内に所望の局所的で均一な配向を誘発させるための配向層19が設けられる。第２のディスプレイ基板18上の偏光子15は、接着剤層15によって母線8b及び第２のカラーフィルタ（ここではYが示される）に固定される。下側電極ストライプ17bは、第１のディスプレイ基板13のために用いる方法と同様の方法によって母線8b上に形成される。第２の電極構造17bにも配向層19が設けられる。当業者にとって既知の任意の所望の配向層19、例えばラビングされたポリイミドを用いることができる。ディスプレイモードのタイプに応じて、該２つの配向層は同じタイプの配向（例えば、平面、傾斜平面、又はホメオトロピック）又は異なるタイプの配向を誘発させることが可能である。両方の配向層19が平面配向又は傾斜平面配向を生成する場合には、配向の方向は同じであっても違っていてもよい。例えば、ＴＮ型ディスプレイでは、両方の配向層が平面配向を誘発させることができ、その配向の向きは垂直である。
【００４２】
図２３に示す例では、複数の母線22が行アドレス指定電極を形成し、複数の母線23が列アドレス指定電極を形成する。行電極及び列電極が重なり合う場所にピクセル26が画定され、複数の領域内に文字又は他の印を表示することが可能となる。該領域では、適当な複数のピクセルにわたって十分な電圧が印加され、これにより該ピクセルの領域内の液晶の光学的な挙動が変更され、ディスプレイを偏光子15間で見た際に可視的な差異が存在するようになる。何れのピクセルによって表示される色も、先に説明したように、第１のカラーフィルタと第２のカラーフィルタによって吸収される光によって決まることになる。例えば、イエロー及びマゼンタフィルタを組み合わせて青色及び緑色を吸収すると赤色光が生成されることになる。
【００４３】
随意選択的に、一般に知られている他の機構を従来の手段によりディスプレイ内に含めることが可能である。その一例として、複数のバックライトや１つ又は２つ以上のグレア防止層が挙げられる。
【００４４】
各母線8は、その関連する電極トラック17の中央に存在する必要はなく、トラック上の任意の所望の接触線に配置することが可能である。図２４には、転写キャリアの一部が示されており、母線8は、平坦な導電性表面3上に堤体7に隣接して形成される。次いで、堤体7を通して透明導体をＵＶに露光する結果として、母線がそれに対応する透明電極トラックの側に位置合わせされることになる。
【００４５】
本書で用いる場合、「１つの」は、文脈上許される場合には「少なくとも１つの」を表すものである。
【００４６】
明瞭化のため、別々の実施形態との関連で説明される、本発明の特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて配設することもできることは理解されたい。逆に、簡潔にするために、単一の実施形態との関連で説明される、本発明の様々な機構は、個別に、又は任意の適当な組み合わせにおいて配設することもできる。
【００４７】
本発明の思想及び範囲から逸脱することなく、前記の構成要素の構成及び配列に、様々な変更、改変及び／又は追加を導入することが可能であることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に従ってディスプレイを作成する際に用いるための、所定の位置合わせされた状態にあるカラーフィルタ、母線、及び電極トラックを有するディスプレイ基板の各製造段階を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に従ってディスプレイを作成する際に用いるための、所定の位置合わせされた状態にあるカラーフィルタ、母線、及び電極トラックを有するディスプレイ基板の各製造段階を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に従ってディスプレイを作成する際に用いるための、所定の位置合わせされた状態にあるカラーフィルタ、母線、及び電極トラックを有するディスプレイ基板の各製造段階を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に従ってディスプレイを作成する際に用いるための、所定の位置合わせされた状態にあるカラーフィルタ、母線、及び電極トラックを有するディスプレイ基板の各製造段階を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に従ってディスプレイを作成する際に用いるための、所定の位置合わせされた状態にあるカラーフィルタ、母線、及び電極トラックを有するディスプレイ基板の各製造段階を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に従ってディスプレイを作成する際に用いるための、所定の位置合わせされた状態にあるカラーフィルタ、母線、及び電極トラックを有するディスプレイ基板の各製造段階を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に従ってディスプレイを作成する際に用いるための、所定の位置合わせされた状態にあるカラーフィルタ、母線、及び電極トラックを有するディスプレイ基板の各製造段階を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に従ってディスプレイを作成する際に用いるための、所定の位置合わせされた状態にあるカラーフィルタ、母線、及び電極トラックを有するディスプレイ基板の各製造段階を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に従ってディスプレイを作成する際に用いるための、所定の位置合わせされた状態にあるカラーフィルタ、母線、及び電極トラックを有するディスプレイ基板の各製造段階を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に従ってディスプレイを作成する際に用いるための、ディスプレイ基板の代替的な製造方法の各段階を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に従ってディスプレイを作成する際に用いるための、ディスプレイ基板の代替的な製造方法の各段階を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態に従ってディスプレイを作成する際に用いるための、ディスプレイ基板の代替的な製造方法の各段階を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態に従ってディスプレイを作成する際に用いるための、ディスプレイ基板の代替的な製造方法の各段階を示す図である。
【図１４】本発明の一実施形態によるディスプレイにおいて用いるための、ディスプレイ基板の別の代替的な製造方法の各段階を示す図である。
【図１５】本発明の一実施形態によるディスプレイにおいて用いるための、ディスプレイ基板の別の代替的な製造方法の各段階を示す図である。
【図１６】本発明の一実施形態によるディスプレイにおいて用いるための、ディスプレイ基板の別の代替的な製造方法の各段階を示す図である。
【図１７】本発明の一実施形態によるディスプレイにおいて用いるための、ディスプレイ基板の別の代替的な製造方法の各段階を示す図である。
【図１８】本発明の一実施形態によるディスプレイにおいて用いるための、ディスプレイ基板の更なる代替的な製造方法の各段階を示す図である。
【図１９】本発明の一実施形態によるディスプレイにおいて用いるための、ディスプレイ基板の更なる代替的な製造方法の各段階を示す図である。
【図２０】本発明の一実施形態によるディスプレイにおいて用いるための、ディスプレイ基板の更なる代替的な製造方法の各段階を示す図である。
【図２１】本発明の一実施形態によるディスプレイにおいて用いるための、ディスプレイ基板の更なる代替的な製造方法の各段階を示す図である。
【図２２】本発明の一実施形態によるディスプレイデバイスの概略的な断面図である。
【図２３】本発明の一実施形態によるディスプレイデバイスの概略的な平面図である。
【図２４】本発明の一例において用いるためのディスプレイ基板を作成する方法の別の代替的な実施形態を例示する、図３に対応する斜視図である。
【図２５】本発明の別の実施形態によるディスプレイの概略図である。
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年9月27日(2006.9.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーディスプレイデバイスであって、
互いに離隔し対向する第１のディスプレイ基板及び第２のディスプレイ基板と、
それら基板間にある電気光学材料層と、
前記第１のディスプレイ基板の内面上の一組の細長い平行な第１の電極、及び前記第２のディスプレイ基板の内面上の一組の細長い平行な第２の電極であって、該第１の電極が該第２の電極と実質的に直交するよう配列されており、前記第１の電極が前記第２の電極と重なり合って、前記電気光学材料の少なくとも一部にわたり選択的に電界を加えるためのピクセルを画定する、第１及び第２の電極と、
前記第１のディスプレイ基板上の一組の第１のカラーフィルタであって、該第１のカラーフィルタの各々が、前記第１の電極に１つずつ位置合わせされており、及び該位置合わせの対象となる電極と実質的に同じサイズ及び形状を有している、一組の第１のカラーフィルタと、
前記第２のディスプレイ基板上の一組の第２のカラーフィルタであって、該第２のカラーフィルタの各々が、前記第２の電極に１つずつ位置合わせされており、及び該位置合わせの対象となる電極と実質的に同じサイズ及び形状を有している、一組の第２のカラーフィルタとを含み、
１つのピクセルを透過する光の色が、該ピクセルにおいて重なり合う前記第１のカラーフィルタ及び前記第２のカラーフィルタの両者により透過された光によって決定される、
カラーディスプレイデバイス。
【請求項２】
前記第１のカラーフィルタが、シアン、マゼンタ、及びイエローから選択された少なくとも２つの異なる色を含み、前記第２のカラーフィルタが、シアン、マゼンタ、及びイエローから選択された少なくとも２つの異なる色であって、あらゆる２×２ピクセルアレイが、少なくとも１つの赤色ピクセル、１つの緑色ピクセル、及び１つの青色ピクセルを含むように選択された少なくとも２つの異なる色を含む、請求項１に記載のカラーディスプレイデバイス。
【請求項３】
前記第１のカラーフィルタがイエロー及びシアンの交互に配列されたストライプを含み、前記第２のカラーフィルタがイエロー及びマゼンタの交互に配列されたストライプを含む、請求項１又は請求項２に記載のカラーディスプレイデバイス。
【請求項４】
前記第１のカラーフィルタ及び前記第２のカラーフィルタがそれぞれ、シアン、マゼンタ、及びイエローが繰返し配列されたストライプを含む、請求項１又は請求項２に記載のカラーディスプレイデバイス。
【請求項５】
前記第１のカラーフィルタ及び前記第２のカラーフィルタがそれぞれ、複数の色のストライプを含み、該第１のカラーフィルタの全て又は該第２のカラーフィルタの全てにより透過される光の波長がその混合時に実質的に白色の光を生成することになる、請求項１に記載のカラーディスプレイデバイス。
【請求項６】
前記第２のディスプレイ基板の外面に隣接して配置されて前記ディスプレイを照明するバックライトを更に含み、前記第２のカラーフィルタが反射性フィルタを含み、該第２のカラーフィルタによって透過されない光の少なくとも一部が前記バックライトに向かって反射されるようにする、請求項１ないし請求項５の何れか一項に記載のカラーディスプレイデバイス。
【請求項７】
前記第１のカラーフィルタが吸収性フィルタを含み、該第１のカラーフィルタによって透過されない入射光が該フィルタによって実質的に吸収されることになる、請求項６に記載のカラーディスプレイデバイス。
【請求項８】
前記電極の各々に関連する母線が配設され、該電極が該母線に位置合わせされると共に電気的に接触している、請求項１ないし請求項７の何れか一項に記載のカラーディスプレイデバイス。
【請求項９】
前記電気光学材料が液晶材料である、請求項１ないし８の何れか一項に記載のカラーディスプレイデバイス。
【請求項１０】
カラーディスプレイデバイスの製造方法であって、
一組の細長い平行な第１の電極を表面上に有する第１のディスプレイ基板を配設し、該第１の電極の各々が、該第１のディスプレイ基板上に配設された１つのカラーフィルタ及び１つの母線と位置合わせされており、
一組の細長い平行な第２の電極を表面上に有する第２のディスプレイ基板を配設し、該第２の電極の各々が、該第２のディスプレイ基板上に配設された１つのカラーフィルタ及び１つの母線と位置合わせされており、
前記カラーフィルタの各々が、その位置合わせ対象となる電極と実質的に同じサイズ及び形状を有しており、
前記第１のディスプレイ基板及び前記第２のディスプレイ基板を互いに対向させて配置し、このとき、前記電極を支持する前記表面が内側に面して離間しており、及び前記第１の電極が前記第２の電極と実質的に直交するよう配列されて、それらの間に選択的に電界を加えるための重なり合う領域内のピクセルを画定し、
前記基板間の空間に電気光学材料を充填すると共に周辺シールを形成して該電気光学材料を保持し
１つのピクセルを透過する光の色が、該ピクセルにおいて重なり合う前記第１のカラーフィルタ及び前記第２のカラーフィルタの両者により透過された光によって決定される、カラーディスプレイデバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記第１のディスプレイ基板を形成する前記ステップが、
転写キャリアの表面上に位置合わせされた前記カラーフィルタ及び前記母線を形成し、
前記カラーフィルタ及び前記母線を半透明ガラス又はプラスチック材料のシートに接着し、
前記転写キャリアを除去し、
前記転写キャリアの除去後に前記母線上に半透明導体層を形成し、該半透明導体層が、十分な強度及び持続時間のＵＶ光による露光後に実質的に非導電性になることが可能なものであり、
前記シートを通して十分な強度及び持続時間のＵＶ光により前記導体層を照明して前記カラーフィルタ間の空間に対応する前記導体層の領域内の導電性を実質的に失わせ、
これにより複数の半透明の電極トラックを形成し、該トラックの各々が母線と１つずつ電気的に接触している、
という各ステップを更に含む、請求項１０に記載のカラーディスプレイデバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記第１のディスプレイ基板を形成する前記ステップが、
転写キャリアの表面上に位置合わせされた前記カラーフィルタ及び前記母線を形成し、
前記カラーフィルタ及び前記母線を半透明ガラス又はプラスチック材料のシートに接着し、
前記転写キャリアを除去し、
前記転写キャリアの除去後に前記母線上に透明導体層を形成し、
前記導体層にポジフォトレジスト材料層を被着し、
前記ディスプレイ基板を通して十分な強度及び持続時間のＵＶ光により前記フォトレジスト材料を照明して、前記光フィルタ間の空間に対応する前記フォトレジスト材料の露光された領域内に化学変化を生じさせ、
該フォトレジストを現像して、前記露光された領域内の該フォトレジストを除去し、
該フォトレジストが除去された領域内の前記導体層をエッチングして、各々が１つずつ母線と電気的に接触する複数の透明電極トラックを形成し、
残りのフォトレジストを除去する、
という各ステップを更に含む、請求項１０に記載のカラーディスプレイデバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記転写キャリアの前記表面が平坦である、請求項１２に記載のカラーディスプレイデバイスの製造方法。
【請求項１４】
電気光学材料層を含む第１及び第２の互いに離隔したディスプレイ基板を備えたカラーディスプレイデバイスであって、その各基板の内面に複数の細長い平行な電極と複数の細長い平行なカラーフィルタとが配設され、その各フィルタが、前記電極と１つずつ位置合わせされており、及びその位置合わせ対象となる前記電極と同じサイズ及び形状を有しており、前記内面の一方にある前記電極が他方の内面上にある前記電極と実質的に直交するよう位置合わせされており、２つのカラーフィルタが重なり合う場所を透過する光の色が該フィルタの両者により透過される光によって決定される、カラーディスプレイデバイス。
【請求項１５】
カラー液晶ディスプレイデバイスであって、
液晶材料層を含む第１及び第２の互いに離隔したディスプレイ基板であって、該各基板の内面に複数の細長い平行な電極が設けられており、該電極の各々が細長いカラーフィルタと１つずつ位置合わせされており、該カラーフィルタが、その位置合わせ対象となる前記電極と実質的に同じサイズ及び形状を有すると共に同じ基板上に配設されている、ディスプレイ基板を含み、
前記内面の一方にある前記電極が、他方の該内面上の前記電極と実質的に直交するよう配列され、２つのカラーフィルタが重なり合う場所を透過する光の色が、前記フィルタの両方によって透過される光によって決定されるようになっており、
該デバイスが、前記第２のディスプレイ基板の外面に隣接して配置されたバックライトを含み、前記第２のディスプレイ基板上の前記カラーフィルタが反射性カラーフィルタである、カラー液晶ディスプレイデバイス。
【請求項１６】
前記第１のディスプレイ基板上の前記カラーフィルタが吸収性カラーフィルタである、請求項１５に記載のカラー液晶ディスプレイデバイス。
【国際調査報告】
2007529771.tif 000029
2007529771.tif 000030
2007529771.tif 000031