(57)【要約】【課題】赤、緑、青の補色特性を利用して、インク及び工程を追加することなく、赤、緑、青を含む６色を実現できる液晶表示装置のカラーフィルタ及びその製造方法を提供する。【解決手段】液晶表示装置のカラーフィルタは、カラーフィルタ基板と、カラーフィルタ基板上に行列状に形成され、１画素が第１の赤のサブ画素、第１の緑のサブ画素、及び第１の青のサブ画素と、第２の赤のサブ画素及び第３の緑のサブ画素からなる第１の対と、第２の緑のサブ画素及び第３の青のサブ画素からなる第２の対と、第２の青のサブ画素及び第３の赤のサブ画素からなる第３の対とから構成される複数の画素とを含む。【選択図】図２
2008225481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーフィルタ基板と、
前記カラーフィルタ基板上に行列状に形成され、１画素が第１の赤のサブ画素、第１の緑のサブ画素、及び第１の青のサブ画素と、第２の赤のサブ画素及び第３の緑のサブ画素からなる第１の対と、第２の緑のサブ画素及び第３の青のサブ画素からなる第２の対と、第２の青のサブ画素及び第３の赤のサブ画素からなる第３の対とから構成される複数の画素と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置のカラーフィルタ。
【請求項２】
前記第１の赤のサブ画素、第１の緑のサブ画素、及び第１の青のサブ画素が、それぞれ異なる列に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置のカラーフィルタ。
【請求項３】
前記第２の赤のサブ画素及び第３の緑のサブ画素からなる第１の対、前記第２の緑のサブ画素及び第３の青のサブ画素からなる第２の対、並びに前記第２の青のサブ画素及び第３の赤のサブ画素からなる第３の対が、それぞれ異なる列に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置のカラーフィルタ。
【請求項４】
前記第１の対をなす第２の赤のサブ画素と第３の緑のサブ画素とが同じ列に配置され、前記第２の対をなす第２の緑のサブ画素と第３の青のサブ画素とが同じ列に配置され、並びに前記第３の対をなす第２の青のサブ画素と第３の赤のサブ画素とが同じ列に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置のカラーフィルタ。
【請求項５】
前記第２の赤のサブ画素及び第３の緑のサブ画素からなる第１の対がイエロー色(Ｙ)を実現し、前記第２の緑のサブ画素及び第３の青のサブ画素からなる第２の対がシアン色(Ｃ)を実現し、前記第２の青のサブ画素及び第３の赤のサブ画素からなる第３の対がマゼンタ色(Ｍ)を実現することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置のカラーフィルタ。
【請求項６】
ＴＦＴアレイ基板と、
前記ＴＦＴアレイ基板上に貼り合わせられるカラーフィルタ基板と、
前記カラーフィルタ基板上に行列状に形成され、１画素が第１の赤のサブ画素、第１の緑のサブ画素、及び第１の青のサブ画素と、第２の赤のサブ画素及び第３の緑のサブ画素からなる第１の対と、第２の緑のサブ画素及び第３の青のサブ画素からなる第２の対と、第２の青のサブ画素及び第３の赤のサブ画素からなる第３の対とから構成される複数の画素と、
前記ＴＦＴアレイ基板と前記カラーフィルタ基板との間に形成された液晶層と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１の赤のサブ画素、第１の緑のサブ画素、及び第１の青のサブ画素が、それぞれ異なる列に配置されたことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第２の赤のサブ画素及び第３の緑のサブ画素からなる第１の対、前記第２の緑のサブ画素及び第３の青のサブ画素からなる第２の対、並びに前記第２の青のサブ画素及び第３の赤のサブ画素からなる第３の対が、それぞれ異なる列に配置されたことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第１の対をなす第２の赤のサブ画素と第３の緑のサブ画素とが同じ列に配置され、前記第２の対をなす第２の緑のサブ画素と第３の青のサブ画素とが同じ列に配置され、並びに前記第３の対をなす第２の青のサブ画素と第３の赤のサブ画素とが同じ列に配置されたことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記第２の赤のサブ画素及び第３の緑のサブ画素からなる第１の対がイエロー色(Ｙ)を実現し、前記第２の緑のサブ画素及び第３の青のサブ画素からなる第２の対がシアン色(Ｃ)を実現し、前記第２の青のサブ画素及び第３の赤のサブ画素からなる第３の対がマゼンタ色(Ｍ)を実現することを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
カラーフィルタ基板を準備する工程と、
前記カラーフィルタ基板上に複数の画素を形成する工程とを含み、
前記複数の画素を形成する工程は、
前記カラーフィルタ基板上に第１、第２、第３の赤のサブ画素を形成する工程と、
前記第１、第２、第３の赤のサブ画素が形成された領域を除く前記カラーフィルタ基板上に、第１、第２、第３の緑のサブ画素を形成する工程と、
前記第１、第２、第３の緑のサブ画素及び前記第１、第２、第３の赤のサブ画素が形成された領域を除く前記カラーフィルタ基板上に、第１、第２、第３の青のサブ画素を形成する工程と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置のカラーフィルタ製造方法。
【請求項１２】
前記第１の赤のサブ画素、第１の緑のサブ画素、及び第１の青のサブ画素が、それぞれ異なる列に配置されたことを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置のカラーフィルタ製造方法。
【請求項１３】
前記第２の赤のサブ画素及び第３の緑のサブ画素からなる第１の対、前記第２の緑のサブ画素及び第３の青のサブ画素からなる第２の対、並びに前記第２の青のサブ画素及び第３の赤のサブ画素からなる第３の対が、それぞれ異なる列に配置されたことを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置のカラーフィルタ製造方法。
【請求項１４】
前記第１の対をなす第２の赤のサブ画素と第３の緑のサブ画素とが同じ列に配置され、前記第２の対をなす第２の緑のサブ画素と第３の青のサブ画素とが同じ列に配置され、並びに前記第３の対をなす第２の青のサブ画素と第３の赤のサブ画素とが同じ列に配置されたことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置のカラーフィルタ製造方法。
【請求項１５】
前記第２の赤のサブ画素及び第３の緑のサブ画素からなる第１の対がイエロー色(Ｙ)を実現し、前記第２の緑のサブ画素及び第３の青のサブ画素からなる第２の対がシアン色(Ｃ)を実現し、前記第２の青のサブ画素及び第３の赤のサブ画素からなる第３の対がマゼンタ色(Ｍ)を実現することを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置のカラーフィルタ製造方法。
【請求項１６】
カラーフィルタ基板を準備提供する工程と、
前記カラーフィルタ基板上に複数の画素を形成する工程とを含み、
前記複数の画素を形成する工程は、
前記カラーフィルタ基板上に第１、第２、第３の赤のカラー樹脂層パターンを形成する工程と、
前記第１、第２、第３の赤のカラー樹脂層パターンが形成された領域を除く前記カラーフィルタ基板上に、第１、第２、第３の緑のカラー樹脂層パターンを形成する工程と、
前記第１、第２、第３の緑のカラー樹脂層パターン及び前記第１、第２、第３の赤のカラー樹脂層パターンが形成された領域を除く前記カラーフィルタ基板上に、第１、第２、第３の青のカラー樹脂層パターンを形成する工程と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置のカラーフィルタ製造方法。
【請求項１７】
前記第１の赤のカラー樹脂層パターン、第１の緑のカラー樹脂層パターン、及び第１の青のカラー樹脂層パターンが、それぞれ異なる列に配置されたことを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置のカラーフィルタ製造方法。
【請求項１８】
前記第２の赤のカラー樹脂層パターン及び第３の緑のカラー樹脂層パターンからなる第１の対、前記第２の緑のカラー樹脂層パターン及び第３の青のカラー樹脂層パターンからなる第２の対、並びに前記第２の青のカラー樹脂層パターン及び第３の赤のカラー樹脂層パターンからなる第３の対が、それぞれ異なる列に配置されたことを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置のカラーフィルタ製造方法。
【請求項１９】
前記第１の対をなす第２の赤のカラー樹脂層パターンと第３の緑のカラー樹脂層パターンとが同じ列に配置され、前記第２の対をなす第２の緑のカラー樹脂層パターンと第３の青のカラー樹脂層パターンとが同じ列に配置され、並びに前記第３の対をなす第２の青のカラー樹脂層パターンと第３の赤のカラー樹脂層パターンとが同じ列に配置されたことを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置のカラーフィルタ製造方法。
【請求項２０】
前記第２の赤のカラー樹脂層パターン及び第３の緑のカラー樹脂層パターンからなる第１の対がイエロー色(Ｙ)を実現し、前記第２の緑のカラー樹脂層パターン及び第３の青のカラー樹脂層パターンからなる第２の対がシアン色(Ｃ)を実現し、前記第２の青のカラー樹脂層パターン及び第３の赤のカラー樹脂層パターンからなる第３の対がマゼンタ色(Ｍ)を実現することを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置のカラーフィルタ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置のカラーフィルタに関し、特に従来の赤色(Red；Ｒ)、緑色(Green；Ｇ)、青色(Blue；Ｂ)を利用した色再現範囲にシアン色(Cyan；Ｃ)、マゼンタ色(Magenta；Ｍ)、イエロー色(Yellow；Ｙ)の補色を追加することにより、６原色を実現できる液晶表示装置のカラーフィルタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示装置は、２つの表示板と、その間に充填されている誘電率異方性を有する液晶層とを含む。液晶表示装置は、液晶層に電場を印加し、その電場の強度を調節して液晶層を通過する光の透過率を調節することにより、所望の画像を得る。このような液晶表示装置は、携帯に便利なフラットパネルディスプレイ(ＦＰＤ)の代表的なものであり、その中でも薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor；ＴＦＴ)をスイッチング素子として使用するＴＦＴ−ＬＣＤが主に利用されている。
【０００３】
液晶表示装置は、画素電極(図示せず)と赤、緑、青のカラーフィルタとを含む複数のサブ画素からなる。各サブ画素は、表示信号線を介して供給された信号により駆動されて表示動作を行う。信号線としては走査信号を伝達するゲートライン(又は走査信号線)、データ信号を伝達するデータラインがあり、各サブ画素には１つのゲートライン及び１つのデータラインに接続された薄膜トランジスタが備えられており、これによりサブ画素に形成された画素電極に伝達される映像信号が制御される。
【０００４】
一方、従来の液晶表示装置の赤、緑、青のカラーフィルタを配列する形態としては、同一のカラーフィルタをサブ画素の列単位に配列するストライプ型、赤、緑、青のカラーフィルタを列及び行方向に順次配列するモザイク型、サブ画素を列方向に交互にジグザグ状に配置し、赤、緑、青のカラーフィルタを順次配列するデルタ型などがある。
【０００５】
以下、従来のデルタ型カラーフィルタ配列方法を用いた液晶表示装置について、図６及び図７を参照して説明する。図６は従来の液晶表示装置の１画素を構成するサブ画素の平面図であり、図７は図６のII−II線断面図である。従来の液晶表示装置は、所望の画像が実現される液晶パネル(図示せず)と、液晶パネルに光を供給するバックライトユニット(図示せず)とを含む。ここで、液晶パネルは、ＴＦＴアレイが形成されたアレイ基板(図示せず)と、赤、緑、青のカラーフィルタが備えられ、アレイ基板と貼り合わせられるカラーフィルタ基板１１と、これらの間に充填される液晶層(図示せず)とから構成される。また、バックライトユニットは、液晶パネルに光を供給するための複数のランプを備える。
【０００６】
一方、図６及び図７に示すように、カラーフィルタ基板１１には、赤、緑、青のカラーフィルタ１３ａ、１７ａ、２１ａを含む３つのサブ画素が１つの単位画素１０を構成するように形成されている。ここでは、カラーフィルタ１３ａ、１７ａ、２１ａをサブ画素と同じ意味で説明する。すなわち、赤、緑、青のカラーフィルタ１３ａ、１７ａ、２１ａは列方向に配列されている。ここで、それぞれのカラーフィルタ１３ａ、１７ａ、２１ａの境界部には、光を遮断するブラックマトリクス層(図示せず)が形成されている。
【０００７】
以下、このような配列構造を有する従来の液晶表示装置のカラーフィルタ製造方法について、図８Ａ〜図８Ｅを参照して説明する。図８Ａ〜図８Ｅは従来の液晶表示装置の１画素を構成するサブ画素の製造工程を説明するための工程断面図である。図８Ａに示すように、まず、単位画素領域を除く部分に光が透過することを防止するために、ガラス基板であるカラーフィルタ基板１１上に不透明物質でブラックマトリクス層(図示せず)を形成する。その後、ブラックマトリクス層を含むカラーフィルタ基板１１上に赤、緑、青のいずれか１つのカラー樹脂層を塗布する。ここでは、赤、緑、青のカラー樹脂層のうち、赤のカラー樹脂層１３を先に塗布する場合を例に挙げる。その後、フォトリソグラフィ技術を用いた露光及び現像工程により赤のカラー樹脂層１３を選択的に除去して、赤のカラー樹脂層パターン１３ａを形成する。ここで、赤のカラー樹脂層パターン１３ａは、赤のカラーフィルタとして使用され、赤のサブ画素に対応する。
【０００８】
次に、図８Ｂに示すように、赤のカラー樹脂層パターン１３ａを含むカラーフィルタ基板１１上に緑のカラー樹脂層１７を塗布する。次に、図８Ｃに示すように、フォトリソグラフィ技術を用いた露光及び現像工程により緑のカラー樹脂層１７を選択的に除去して、緑のカラー樹脂層パターン１７ａを形成する。ここで、緑のカラー樹脂層パターン１７ａは、緑のカラーフィルタとして使用され、緑のサブ画素に対応する。
【０００９】
次に、図８Ｄに示すように、赤、緑のカラー樹脂層パターン１３ａ、１７ａを含むカラーフィルタ基板１１上に青のカラー樹脂層２１を塗布する。次に、図８Ｅに示すように、フォトリソグラフィ技術を用いた露光及び現像工程により青のカラー樹脂層２１を選択的に除去して、青のカラー樹脂層パターン２１ａを形成する。ここで、青のカラー樹脂層パターン２１ａは、青のカラーフィルタとして使用され、青のサブ画素に対応する。このような工程で、サブ画素を構成する赤、緑、青のカラーフィルタ１３ａ、１７ａ、２１ａをカラーフィルタ基板１１上に列方向に配列する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述した従来の液晶表示装置のカラーフィルタ及びその製造方法には次のような問題があった。従来の液晶表示装置のカラーフィルタ及びその製造方法は、単に赤、緑、青の３色を利用してカラーフィルタを形成していたが、３色を利用してカラーフィルタを形成した場合、図９に示すように、自然に近い色再現特性の実現には限界があった。そこで、赤、緑、青の３つのカラーフィルタに加えてシアン、マゼンタ、イエローの３つのカラーフィルタを追加する方法も提案されたが、追加的なカラーインク(シアン、マゼンタ、イエロー)の開発及びフォト工程の追加により製造コストが高くなり、量産には至っていない。
【００１１】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、赤、緑、青の補色特性を利用して、インク及び工程を追加することなく、赤、緑、青を含む６色を実現できる液晶表示装置のカラーフィルタ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明による液晶表示装置のカラーフィルタは、カラーフィルタ基板と、カラーフィルタ基板上に行列状に形成され、１画素が第１の赤のサブ画素、第１の緑のサブ画素、及び第１の青のサブ画素と、第２の赤のサブ画素及び第３の緑のサブ画素からなる第１の対と、第２の緑のサブ画素及び第３の青のサブ画素からなる第２の対と、第２の青のサブ画素及び第３の赤のサブ画素からなる第３の対とから構成される複数の画素とを含むことを特徴とする。
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明による液晶表示装置のカラーフィルタは、ＴＦＴアレイ基板と、ＴＦＴアレイ基板上に貼り合わせられるカラーフィルタ基板と、カラーフィルタ基板上に行列状に形成され、１画素が第１の赤のサブ画素、第１の緑のサブ画素、及び第１の青のサブ画素と、第２の赤のサブ画素及び第３の緑のサブ画素からなる第１の対と、第２の緑のサブ画素及び第３の青のサブ画素からなる第２の対と、第２の青のサブ画素及び第３の赤のサブ画素からなる第３の対とから構成される複数の画素と、ＴＦＴアレイ基板とカラーフィルタ基板との間に形成された液晶層とを含むことを特徴とする。
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明による液晶表示装置のカラーフィルタ製造方法は、カラーフィルタ基板を提供する工程と、カラーフィルタ基板上に複数の画素を形成する工程とを含み、複数の画素を形成する工程は、カラーフィルタ基板上に第１、第２、第３の赤のサブ画素を形成する工程と、第１、第２、第３の赤のサブ画素が形成された領域を除くカラーフィルタ基板上に、第１、第２、第３の緑のサブ画素を形成する工程と、第１、第２、第３の緑のサブ画素及び第１、第２、第３の赤のサブ画素が形成された領域を除くカラーフィルタ基板上に、第１、第２、第３の青のサブ画素を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００１５】
上記の目的を達成するために、本発明による液晶表示装置のカラーフィルタ製造方法は、カラーフィルタ基板を提供する工程と、カラーフィルタ基板上に複数の画素を形成する工程とを含み、複数の画素を形成する工程は、カラーフィルタ基板上に第１、第２、第３の赤のカラー樹脂層パターンを形成する工程と、第１、第２、第３の赤のカラー樹脂層パターンが形成された領域を除くカラーフィルタ基板上に、第１、第２、第３の緑のカラー樹脂層パターンを形成する工程と、第１、第２、第３の緑のカラー樹脂層パターン及び第１、第２、第３の赤のカラー樹脂層パターンが形成された領域を除くカラーフィルタ基板上に、第１、第２、第３の青のカラー樹脂層パターンを形成する工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による液晶表示装置のカラーフィルタ及びその製造方法は、１画素を構成する複数のサブ画素を異なる行列と同じ行列にそれぞれ配置し、赤色(Ｒ)、緑色(Ｇ)、青色(Ｂ)に加えてシアン色(Ｃ)、マゼンタ色(Ｍ)、イエロー色(Ｙ)を追加し、自然に近い色再現特性を実現することができる。特に、本発明による液晶表示装置のカラーフィルタ及びその製造方法は、赤色、緑色、青色の補色特性を利用してシアン色、マゼンタ色、イエロー色を実現することにより、カラーフィルタ形成工程及びマスク工程を追加することなく６色を実現することができる。従って、本発明による液晶表示装置のカラーフィルタ及びその製造方法は、工程を追加することなく６色を実現するので、製造コストが低減され、色再現特性を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明による液晶表示装置のカラーフィルタ及びその製造方法の好ましい実施の形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明による液晶表示装置を説明するためのサブ画素の回路構成図であり、液晶表示装置の１つのサブ画素の等価回路図である。図２は本発明による液晶表示装置の１画素を構成するサブ画素の平面図であり、図３Ａは図２のVIIａ−VIIａ線断面図であり、図３Ｂは図２のVIIｂ−VIIｂ線断面図である。
【００１８】
図１に示すように、本発明による液晶表示装置は、ＴＦＴアレイ基板１０１、赤、緑、青のカラーフィルタが備えられたカラーフィルタ基板２０１、及びこれらの基板の間に充填された液晶層(図示せず)から構成された液晶パネルと、液晶パネルに向けて光を供給するバックライトユニット(図示せず)とを含む。液晶パネルを構成するＴＦＴアレイ基板１０１上には、複数のゲートラインＧｍ−１、Ｇｍと複数のデータラインＤｎとが交差するように配列されてサブ画素領域が形成され、これらが交差する領域には、スイッチング素子である薄膜トランジスタＴが形成されている。また、各サブ画素領域に形成された薄膜トランジスタＴには、画素電極１０９が接続されている。
【００１９】
各サブ画素は、ゲートラインＧｍ−１、Ｇｍ及びデータラインＤｎに接続された薄膜トランジスタＴと、これに接続された液晶キャパシタＣLC及びストレージキャパシタＣSTとを含んでいる。ここで、ストレージキャパシタＣSTは必要に応じて省略することもできる。液晶キャパシタＣLCは、下部のＴＦＴアレイ基板１０１の画素電極１０９と上部のカラーフィルタ基板２０１の共通電極(図示せず)とを２つの端子とし、２つの電極間の液晶層(図示せず)は誘電体の機能を果たす。
【００２０】
画素電極１０９は、薄膜トランジスタＴに接続され、共通電極は、カラーフィルタ基板２０１の上面に形成されて共通電圧(Ｖｃｏｍ)が印加される。ここで、共通電極は、ＴＦＴアレイ基板１０１に備えられる場合もあるが、この場合、画素電極１０９と共通電極はいずれも線状又はバー状に形成される。一方、液晶表示装置を構成するバックライトユニットは、液晶パネルに光を供給するための複数のランプを備える。ここで、ランプとしては、ＣＣＦＬ(Cold Cathode Fluorescent Lamp)、ＥＥＦＬ(External Electrode Fluorescent Lamp)、又はＬＥＤ(Light Emitting Diode)などが使用される。
【００２１】
また、カラーフィルタ基板２０１には、赤(Ｒ)、緑(Ｇ)、青(Ｂ)のサブ画素と共に、シアン(Ｃ)、マゼンタ(Ｍ)、イエロー(Ｙ)の色を実現する、複数の対をなすサブ画素が、画像の基本単位、すなわち１つの画素をなしている。各サブ画素の境界部には、光を遮断するためのブラックマトリクス(図示せず)が形成されている。ここでは、各サブ画素の境界部にブラックマトリクスが形成されたと仮定して説明する。
【００２２】
以下、このように構成された本発明による液晶表示装置のカラーフィルタ基板のサブ画素配置構造及び配置方法について、図２〜図３Ｂを参照して詳細に説明する。図２〜図３Ｂに示すように、本発明による液晶表示装置のカラーフィルタ基板の１画素２００内のサブ画素は、１行×６列を基本構造とし、そのうち、３つの列には、第１の赤のサブ画素２０３ａ、第１の緑のサブ画素２０５ａ、第１の青のサブ画素２０７ａが配置されており、残りの３つの列には、それぞれ２つのサブ画素が一対をなすように２行×３列に配置されている。
【００２３】
２行×３列のサブ画素のうち、第１の列には、第２の赤のサブ画素２０３ｂと第３の緑のサブ画素２０５ｃが一対をなし、第２の列には、第２の緑のサブ画素２０５ｂと第３の青のサブ画素２０７ｃが一対をなし、第３の列には、第２の青のサブ画素２０７ｂと第３の赤のサブ画素２０３ｃが一対をなしている。ここで、第２の赤のサブ画素２０３ｂと第３の緑のサブ画素２０５ｃの一対はイエロー色を実現し、第２の緑のサブ画素２０５ｂと第３の青のサブ画素２０７ｃの一対はシアン色を実現し、第２の青のサブ画素２０７ｂと第３の赤のサブ画素２０３ｃの一対はマゼンタ色を実現する。このようにして、１画素２００を構成する９つのサブ画素(すなわち、カラーフィルタ)により、赤色、緑色、青色、シアン色、マゼンタ色、イエロー色が実現される。
【００２４】
以下、このようなカラーフィルタ基板の１画素を構成する複数のサブ画素の形成方法について、図４Ａ〜図４Ｃを参照して説明する。図４Ａ〜図４Ｃは本発明による液晶表示装置の１画素を構成するサブ画素の製造工程を説明するための平面図である。透明なガラス材質で構成されたカラーフィルタ基板２０１上に、赤、緑、青のいずれか１つのカラー樹脂層(図示せず)を塗布する。ここでは、赤、緑、青のカラー樹脂層のうち、赤のカラー樹脂層を先に塗布する場合を例に挙げる。
【００２５】
ここで、カラー樹脂層の主要成分は、光重合開始剤、モノマー、バインダーなどの光重合型感光性組成物と、赤色、緑色、青色、又はこれと類似した色を帯びる有機顔料である。また、赤のカラー樹脂層を塗布する前の段階で、単位画素領域を除く部分に光が透過することを防止するために、カラーフィルタ基板２０１上に不透明物質でブラックマトリクス層(図示せず)を形成する。ここでは、各サブ画素の境界部にブラックマトリクスが形成されたと仮定して説明する。
【００２６】
次に、図４Ａに示すように、フォトリソグラフィ技術を用いた露光及び現像工程により赤のカラー樹脂層を選択的に除去して、赤のカラー樹脂層上に赤のカラー樹脂層パターン２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃを形成する。ここで、赤のカラー樹脂層パターン２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃは、赤のカラーフィルタ、すなわち第１の赤のサブ画素２０３ａ、第２の赤のサブ画素２０３ｂ、及び第３の赤のサブ画素２０３ｃとして使用される。また、第２の赤のサブ画素２０３ｂ領域及び第３の赤のサブ画素２０３ｃ領域は、第１の赤のサブ画素２０３ａ領域とは異なる行列に配置され、第１の赤のサブ画素２０３ａ領域の半分以下の面積を有する。
【００２７】
次に、赤のカラー樹脂層パターン２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃを含むカラーフィルタ基板２０１上に、緑のカラー樹脂層(図示せず)を形成する。次に、図４Ｂに示すように、フォトリソグラフィ技術を用いた露光及び現像工程により前記緑のカラー樹脂層を選択的に除去して、緑のカラー樹脂層パターン２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃを形成する。ここで、緑のカラー樹脂層パターン２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃは、緑のカラーフィルタ、すなわち第１の緑のサブ画素２０５ａ、第２の緑のサブ画素２０５ｂ、及び第３の緑のサブ画素２０５ｃとして使用される。また、第２の緑のサブ画素２０５ｂ領域及び第３の緑のサブ画素２０５ｃ領域は、第１の緑のサブ画素２０５ａ領域とは異なる行列に配置され、第１の緑のサブ画素２０５ａ領域の半分以下の面積を有する。
【００２８】
ここで、緑のサブ画素２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃは、赤のサブ画素２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃとはオーバーラップしない。また、第２の緑のサブ画素２０５ｂは第２の赤のサブ画素２０３ｂと異なる列に配置され、第３の緑のサブ画素２０５ｃは第２の赤のサブ画素２０３ｂと同じ列に配置される。ここで、同じ列に配置された第３の緑のサブ画素２０５ｃと第２の赤のサブ画素２０３ｂとはイエロー色を実現する。
【００２９】
次に、赤のカラー樹脂層パターン２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ及び緑のカラー樹脂層パターン２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃを含むカラーフィルタ基板２０１上に、青のカラー樹脂層(図示せず)を形成する。次に、図４Ｃに示すように、フォトリソグラフィ技術を用いた露光及び現像工程により青のカラー樹脂層を選択的に除去して、青のカラー樹脂層パターン２０７ａ、２０７ｂ、２０７ｃを形成することにより、１画素を構成する複数のサブ画素を形成する工程を完了する。ここで、青のカラー樹脂層パターン２０７ａ、２０７ｂ、２０７ｃは、青のカラーフィルタ、すなわち第１の青のサブ画素２０７ａ、第２の青のサブ画素２０７ｂ、及び第３の青のサブ画素２０７ｃとして使用される。また、第２の青のサブ画素２０７ｂ領域及び第３の青のサブ画素２０７ｃ領域は、第１の青のサブ画素２０７ａ領域とは異なる行列に配置され、第１の青のサブ画素２０７ａ領域の半分以下の面積を有する。
【００３０】
ここで、青のサブ画素２０７ａ、２０７ｂ、２０７ｃは、赤のサブ画素２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ及び緑のサブ画素２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃとはオーバーラップしない。また、第２の青のサブ画素２０７ｂは第３の赤のサブ画素２０３ｃと同じ列に配置され、第３の青のサブ画素２０７ｃは第２の緑のサブ画素２０５ｂと同じ列に配置される。ここで、同じ列に配置された第２の青のサブ画素２０７ｂと第３の赤のサブ画素２０３ｃとはマゼンタ色を実現し、他の同じ列に配置された第３の青のサブ画素２０７ｃと第２の緑のサブ画素２０５ｂとはシアン色を実現する。
【００３１】
このようなサブ画素構造で９つのサブ画素を１画素として配置した場合、図５に示すように、液晶表示装置の６つの色座標の変化が分かる。すなわち、図５においては、通常のＲＧＢの３原色で表現される色座標と、ＲＹＧの３原色で表現される色座標と、ＧＣＢの３原色で表現される色座標と、ＢＭＲの３原色で表現される色座標とをそれぞれ示している。図５に示すように、色座標において、三角形が通常の色座標であり、シアン(Ｃ)、マゼンタ(Ｍ)、及びイエロー(Ｙ)の色座標が追加されることにより、六角形内の全ての色を実現できる。
【００３２】
以下、前述したように複数のサブ画素が形成されるカラーフィルタ基板と貼り合わせられるアレイ基板にＴＦＴアレイを製造する方法について説明する。図示していないが、まず、透明なガラスなどからなる絶縁基板上にゲート金属物質を蒸着した後、これをマスク工程により選択的にパターニングして、ゲートライン、及び前記ゲートラインから突出したゲート電極を形成する。ここで、ゲート金属物質としては、ＡｌやＡｌ合金などのＡｌ系金属、ＡｇやＡｇ合金などのＡｇ系金属、ＭｏやＭｏ合金などのＭｏ系金属、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａなどを使用する。
【００３３】
また、ゲート金属物質は、物質的性質が異なる２つの膜、すなわち下部膜とその上の上部膜とを含むことができる。ここで、上部膜は、ゲートラインの信号遅延や電圧降下を低減できるように、低い比抵抗の金属、例えばＡｌ系金属又はＡｇ系金属からなる。これとは異なり、下部膜は、他の物質、特にＩＴＯ(Indium Tin Oxide)やＩＺＯ(Indium Zinc Oxide)との物理的、化学的、電気的接触特性に優れた物質、例えばＴｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ系金属などからなる。下部膜と上部膜との対み合わせとしてはＣｒ／Ａｌ−Ｎｄ合金を挙げることができる。
【００３４】
次に、ゲートライン及びゲート電極を含む絶縁基板上に、窒化ケイ素(ＳｉＮｘ)などからなるゲート絶縁膜を形成する。
次に、ゲート絶縁膜の上部に、水素化非晶質シリコン層などからなる半導体層を形成する。
次に、半導体層の上部に、シリサイド又はｎ型不純物が高濃度でドーピングされているｎ＋水素化非晶質シリコンなどの物質からなるオーミックコンタクト層を形成する。
次に、オーミックコンタクト層及び半導体層をマスク工程により選択的にパターニングする。
【００３５】
次に、選択的にパターニングされたオーミックコンタクト層及び半導体層を含む絶縁基板上に、データライン用金属物質を蒸着した後、これをマスク工程により選択的にパターニングして、データライン、データラインから突出したソース電極、及びソース電極から所定間隔離隔したドレイン電極をそれぞれ形成する。
【００３６】
ここで、データラインは、ゲートラインと交差するように形成され、ソース電極とドレイン電極とは、その下のゲート電極と共にスイッチング素子である薄膜トランジスタを構成する。また、薄膜トランジスタのチャネルは、ソース電極とドレイン電極間の半導体層に形成される。さらに、データライン用金属物質としては、Ａｌ系金属、Ａｇ系金属、Ｍｏ系金属、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａなどの物質を使用し、多重層に形成することもできる。
【００３７】
次に、データライン、ソース電極、及びドレイン電極を含む絶縁基板上に、平坦化特性に優れて感光性を有する有機物質、低誘電率特性を有する絶縁物質、又は無機物質である窒化ケイ素などからなる保護膜を形成する。
次に、保護膜をマスク工程により選択的にパターニングして、保護膜内にドレイン電極の一部を露出させるコンタクトホールを形成する。
次に、コンタクトホールを含む保護膜上に、ＩＴＯ又はＩＺＯなどの透明導電物質又は反射性金属からなる金属物質層を蒸着した後、これをマスク工程により選択的に除去して、複数の画素電極を形成する。ここで、画素電極は、データ電圧が印加されると、共通電圧が印加された上部のカラーフィルタ基板の共通電極と共に電場を生成することにより、画素電極と共通電極間の液晶層の液晶分子を配列させる。
【００３８】
以上、共通電極が上部のカラーフィルタ基板に形成された場合を説明したが、前述したように、必要に応じて下部の絶縁基板に形成することもできる。
【００３９】
本明細書は本発明を好ましい実施の形態に基づいて説明しているが、当該技術の分野における通常の知識を有する者であれば、添付の特許請求の範囲に記載されている本発明の思想及び領域から外れない範囲内で本発明を多様に変更及び変形できることを理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明による液晶表示装置を説明するためのサブ画素の回路構成図であり、液晶表示装置の１つのサブ画素の等価回路図である。
【図２】本発明による液晶表示装置の１画素を構成するサブ画素の平面図である。
【図３Ａ】図２のVIIａ−VIIａ線断面図である。
【図３Ｂ】図２のVIIｂ−VIIｂ線断面図である。
【図４Ａ】本発明による液晶表示装置の１画素を構成するサブ画素の製造工程を説明するための平面図である。
【図４Ｂ】図４Ａに続く工程の平面図である。
【図４Ｃ】図４Ｂに続く工程の平面図である。
【図５】本発明による液晶表示装置のカラーフィルタの色座標を示す図である。
【図６】従来の液晶表示装置の１画素を構成するサブ画素の平面図である。
【図７】図６のII−II線断面図である。
【図８Ａ】従来の液晶表示装置の１画素を構成するサブ画素の製造工程を説明するための工程断面図である。
【図８Ｂ】図８Ａに続く工程の断面図である。
【図８Ｃ】図８Ｂに続く工程の断面図である。
【図８Ｄ】図８Ｃに続く工程の断面図である。
【図８Ｅ】図８Ｄに続く工程の断面図である。
【図９】従来の液晶表示装置のカラーフィルタの色座標を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０１  アレイ基板、１０９  画素電極、２００  画素、２０１  カラーフィルタ基板、２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ  第１、第２、第３の赤のサブ画素、２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ  第１、第２、第３の緑のサブ画素、２０７ａ、２０７ｂ、２０７ｃ  第１、第２、第３の青のサブ画素、Ｇｍ、Ｇｍ−１  ゲートライン、Ｄｎ  データライン、ＣLC  液晶キャパシタ、ＣST  ストレージキャパシタ。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図９】
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