(57)【要約】【課題】透光部と反射部におけるカラーフィルタ層の厚さを均一に形成することが難しい液晶表示器において、透光部におけるカラーフィルタ層の厚みを維持することを課題とする。【解決手段】液晶表示器１は、一方の基板１０に設けられた画素電極１３と、画素電極１３に対向するように他方の基板２０に設けられたカラーフィルタ層５０と、両方の基板の間に充填された液晶３０とを有し、一方の基板１０の画素電極１３は一画素中に透光部１６と反射部１７を有し、他方の基板のカラーフィルタ層５０は、画素電極１３の反射部１７に対応するカラーフィルタ層部分５１に透光層５２が積層され、画素電極１３の透光部１６に対応するカラーフィルタ層部分５３には厚み維持手段５４を設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に設けられた画素電極と、他方の基板上に設けられたカラーフィルタ層と、両方の基板の間に充填された液晶とを有し、一方の前記基板の画素電極は一画素の中に透光部と反射部を有し、他方の基板のカラーフィルタ層は前記画素電極の透光部と反射部に対応する箇所でカラーフィルタ層の厚みが異なるように反射部に対応するカラーフィルタ層に透光層が積層されている液晶表示器において、一方の基板の前記画素電極の透光部に対応する他方の基板のカラーフィルタ層には厚み維持手段が設けられていることを特徴とする液晶表示器。
【請求項２】
前記厚み維持手段は柱状体からなることを特徴とする請求項１記載の液晶表示器。
【請求項３】
前記厚み維持手段は格子状体からなることを特徴とする請求項１記載の液晶表示器。
【請求項４】
前記画素電極の透光部と反射部との境界において、該反射部は傾斜していることを特徴とする請求項１乃至３記載の液晶表示器。
【請求項５】
前記基板の上に設けられた前記画素電極は前記反射部に反射手段を有した透明電極からなることを特徴とする前記請求項１乃至４記載の液晶表示器。
【請求項６】
他方の基板上に設けられた前記カラーフィルタ層の前記厚み維持手段は、反射部に対応して設けられた前記透光層と同じ材料からなることを特徴とする前記請求項１乃至５記載の液晶表示器。
【請求項７】
他方の基板上に設けられた前記カラーフィルタ層の前記厚み維持手段は、反射部に対応して設けられた前記透光層と同じ厚みからなることを特徴とする前記請求項１乃至５記載の液晶表示器。
【請求項８】
他方の基板上に設けられた前記カラーフィルタ層は複数の色からなり、透光部に対応して設けられた前記厚み維持手段はカラーフィルタ層の色に従って大きさ又は／及び形状が異なることを特徴とする前記請求項１乃至７記載の液晶表示器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は透過型としても、反射型としても利用できるカラー表示の液晶表示器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、直射日光下のような外光が明るい場所では反射型表示器として、また暗い場所では背面照明を使って液晶表示器を利用する工夫がなされていたが、近年は一画素の中に、反射領域と透過領域を持たせ、透過型、反射型の両用表示ができるような工夫がなされてきている。このような場合、更にカラー表示をしようとすると、反射領域と透過領域の色特性が異なってしまい、表示品質が悪化する傾向にあった。その原因は種々考えられるが、液晶層の厚みの変化と、カラーフィルタの色純度と、反射電極と透明電極の電圧印加の問題が挙げられる。これらの解決方法の一つとしては、一方の基板に透光部と反射部を持つ画素電極を設け、他方の基板にカラーフィルタを設け、カラーフィルタの表面を平坦としながら、反射部に対応する箇所には透光層（透明な層）を設ける工夫がなされている（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２８１６４８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、まず反射部に対応するカラーフィルタの厚さに対して同じ色相を得ようとすると、透光部でのカラーフィルタ層はかなり厚く形成しなければならない。しかし、カラーフィルタ層は元々パターニングしながら形成するので、ある程度粘土が低いものを用いる必要があり、広い面積にわたって厚く均一にカラーフィルタ層を形成するのが難しい。
【０００５】
また同様の構成は特開２００１−１６６２８９号公報にも開示されており、これは反射部を反射電極で、透光部を透明電極で、それぞれに形成している。しかしこれでは反射部と透過部とで抵抗値が異なり接触抵抗が大きくなって、反射部と透光部で同じ電圧印加とならず、色相むらを生じていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の点を考慮してなされたもので、まず基板の上に設けられた画素電極と、他方の基板上に設けられたカラーフィルタ層と、両方の基板の間に充填された液晶とを有し、一方の基板の画素電極は一画素の中に透光部と反射部を有し、他方の基板のカラーフィルタ層は画素電極の透光部と反射部に対応する箇所でカラーフィルタ層の厚みが異なるように反射部に対応するカラーフィルタ層に透光層が積層されている液晶表示器において、一方の基板の画素電極の透光部に対応する他方の基板のカラーフィルタ層には厚み維持手段が設けられているものである。
【０００７】
このようなカラーフィルタ層の厚み維持手段は、柱状体又は格子状体からなるのが好ましく、また画素電極の透光部と反射部との境界において、反射部は傾斜している。また画素電極は反射部に反射手段を有した透明電極からなる。更には厚み維持手段は、反射部に対応して設けられた透光層と同じ材料からなるか、または透光層と同じ厚みからなる。更に好ましくは、カラーフィルタ層は複数の色からなり、透光部に対応して設けられた厚み維持手段はカラーフィルタ層の色に従って大きさ又は／及び形状が異なるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図１を用いて説明する。液晶表示器１は、一対の基板１０、２０と、一対の基板の間に充填された液晶３０により構成されている。また図示していないがこの液晶表示器１の背面側には冷陰極管などを備えたバックライトが配置される。
【０００９】
一方の基板１０は、ガラスなどの絶縁性を有する透光性の平板である。そして基板１０上には複数の走査線と複数の信号線が互いに交差するように設けらており（図示せず）、この走査線と信号線に囲まれる領域に形成される画素ごとにＴＦＴのような駆動素子１１が形成されている。なお本実施例においては駆動素子１１としてＴＦＴを示しており、基板１０と層間絶縁膜１４との間に存在している層は、このＴＦＴを構成するゲート絶縁膜層である。
【００１０】
各画素には、層間絶縁膜１４に形成されたコンタクトホール１２を介して駆動素子１１と接続する（図ではＴＦＴのドレイン電極を示す）画素電極１３が設けられている。画素電極１３はＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明電極材料によって形成されている。この画素電極１３は、基板１０の上に設けられた透明な層間絶縁膜１４の上に設けられた反射手段（薄膜）１５上に積層され、一部は基板１０と層間絶縁膜１４に直接掛って形成されている。
【００１１】
反射手段１５はアルミニウムなどの光を反射する材料によって構成されている。反射手段１５は各画素の大体４０〜９０％を覆うように層間絶縁膜１４上に設けられるが、駆動素子１１とは直接接続していない。また画素の中央付近において層間絶縁膜１４に開口部が設けられており、この開口部に沿って反射手段１５にも開口が設けられている。この反射手段１５の開口は一辺が５０〜６０μｍの矩形状をしており、そしてこの開口によって、液晶表示器１は各画素中の画素電極１３に透光部１６と反射部１７を有することになる。つまり各画素の画素電極１３には液晶表示器１の背面に位置するバックライトからの光が通過していく透光部１６と、反射手段１５によって外光が反射する反射部１７が共に形成される。そして画素電極１３上には配向膜２３が形成される。
【００１２】
なお、層間絶縁膜１４はその側壁が傾斜しており、この傾斜している側壁においても反射手段１５が形成されている。このように層間絶縁膜１４の側壁を傾斜させておくことにより、反射手段１５も傾斜を有し、反射手段１５の上に形成される画素電極１３も透光部１６と反射部１７の境界において傾斜を有することになるので、画素電極１３上の配向膜１８のラビングにむらが発生し難くなるなど、透光部１６と反射部１７の境界における色むらやコントラスを改善できる。また側壁に反射手段１５を形成しておくことにより、側壁においても外光を有効に利用することができるなど、透光部１６と反射部１７の境界における色むらやコントラスを改善できる。このような効果は層間絶縁膜１４の傾斜が比較的緩やかである方がよく、傾斜角度は大体２０〜５０度の範囲が好ましい。
【００１３】
他方の基板２０は基板１０と同じくガラスなどから平板である。また基板２０上には基板１０上の走査線及び信号線の位置に略重なるようにしてブラックマトリクスが形成されており（図示せず）、更にカラーフィルタ層５０が形成されている。そしてカラーフィルタ層５０の上には電極２２が形成される。電極２２はＴＦＴ駆動の場合基板全面を覆う透明電極材料からなる薄膜でよい。そして電極２２は配向膜２３で覆われる。
【００１４】
カラーフィルタ層５０は、画素電極１３の透光部１６と反射部１７に対応する箇所で色特性が同じになるよう、その厚みが調整されている。また画素電極１３の反射部１７に対応するカラーフィルタ層部分５１に透光層５２が積層され、画素電極１３の透光部１６に対応するカラーフィルタ層部分５３には厚み維持手段５４が設けられている。
【００１５】
カラーフィルタ層部分５１の透光層５２は透明樹脂により形成されており、透光部１６と反射部１７におけるカラーフィルタ層５０の厚みを調整する手段及び、透光部１６と反射部１７におけるカラーフィルタ層５０の表面を平坦にするための手段として用いられている。その厚みは大体３０００〜３００００Åの範囲で調整されている。
【００１６】
カラーフィルタ層部分５３の厚み維持手段５４は透光層５２と同様に透明樹脂により形成されている。この厚み維持手段５４は、一画素内に大体１０〜６０％の範囲で存在する透光部１６において、その透光部１６に対応するカラーフィルタ層部分５３におけるカラーフィルタ層５０が製造過程において薄くなるのを防ぐもので、図２では角柱状のものが透光部１６の中央に１つ設けられている。なお、図３には角柱状の厚み維持手段５３を複数設けたカラーフィルタ基板を示していおり、電極２２や配向膜２３については図示していない。
【００１７】
液晶３０は両方の基板１０、２０の間に充填され、例えばツイストネマティックからなる。また７は基板１０、２０に必要に応じて設けられる偏光板である。なお層間絶縁膜１４は透光部１６と反射部１７における液晶３０の厚さを調整するよう設けられており、透光部１６における液晶３０の厚さが反射部１７における液晶３０の厚さの略２倍になるよう層間絶縁膜１４は形成されている。また図示していないが反射部１７における層間絶縁膜表面に凹凸を形成し、その上の反射手段１５に凹凸を付与することにより、反射部１７における外光を乱反射させてもよい。
【００１８】
次にカラーフィルタ層５０の形成されるカラーフィルタ基板の製造工程について説明する。
【００１９】
まず、他方の基板２０上に光遮断用のブラックマトリクスを形成する。そして基板２０上に画素電極１３の反射部１７に対応する部分に透光層５２及び、画素電極１３の透光部１６に対応する部分に厚み維持手段５４を形成するための樹脂材料を３０００〜３００００Åの厚さに塗布し、フォトリソグラフィ等により、任意の位置及び形状に透光層５２及び厚み維持手段５４を形成する。
【００２０】
この厚み維持手段５４は、カラーフィルタ層部分５３の表面張力を支えるもの、垂れ下がりを低減するもの、あるいは堆積部分を小さくするものなどでよい。したがって、透光部１６におけるカラーフィルタ層部分５３の高さより若干低いか又は底部を支える程度の高さがあればよい。また大きさや形状も、角柱に限らず、縦格子、十字格子、多角形柱状などでよい。これはフィルタ材料の粘性や含まれる顔料、色呈等によって選択すれば良く、たとえば比較的粘性が高く型崩れし難いものでは、透光部１６に余分な色や他の色彩を混ぜない趣旨から柱状の細いものが好ましく、粘性が低く、むしろ小部屋のように仕切ったほうがいいものには、格子状の厚み維持手段５４とするのがよい。
【００２１】
また、厚み維持手段５４を透光層５２と同じ材料により形成することで、製造工程の増加を防止でき、カラーフィルタ層５０の高さより低い厚み維持手段５４を簡単に形成することができる。
【００２２】
そして各画素に応じたＲ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルタ材料を透光層５２及び厚み維持手段５４の上にそれぞれ順に形成していく。このとき透光層５２上には層厚が大体５０００Åのカラーフィルタ層５０が形成されている。そして全面に電極２２を形成し、その上に配向膜１４を形成する。
【００２３】
このように、画素電極１３の透光部１６に対応するカラーフィルタ層部分５３に厚み維持手段５４を設けることによって、厚み維持手段５４を設けない場合に比べ色純度が大体２〜９％改善された。
【００２４】
【発明の効果】
このように、画素電極の透光部に対応するカラーフィルタ層部分に厚み維持手段を設けることにより、透光部におけるカラーフィルタ層の落ち込みを防止することができ、反射部と透光部とで色特性の違いが少なく表示品位の高い液晶表示器を提供することができる。さらに画素電極を反射部に反射手段を有した透明電極で形成することにより、反射部と透光部で同じ電圧を印加でき、反射部と透光部との色相むらを防止し、表示品位の高い液晶表示器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示器の断面図を示す。
【図２】本発明の液晶表示器における画素の拡大平面図を示す。
【図３】本発明の他の実施形態におけるカラーフィルタ基板の断面図を示す。
【符号の説明】
１      液晶表示器
１０    一方の基板
１３    画素電極
１６    透光部
１７    反射部
２０    他方の基板
３０    液晶
５０    カラーフィルタ層
５２    透光層
５４    厚み維持手段
【図１】
2004294663.tif 000003
【図２】
2004294663.tif 000004
【図３】
2004294663.tif 000005