(57)【要約】【課題】カラー画像を表示する反射型表示装置であって、表示明度が高く、かつ色純度の良いカラー画像を表示することができ、遮光層の必要無しに光伝導による薄膜トランジスタの誤作動を防止することができる反射型表示装置を提供する。【解決手段】その表示装置の視認側から見て、順次、少なくとも実質的に透明な第１の基板１と、前記第１の基板１上に複数の所定の色で形成されたカラーフィルタ着色層２と、カラーフィルタ着色層２の各画素に対応する実質的に透明な材料で構成された薄膜トランジスタ３と、共通電極８及び共通電極８を形成された第２の基板９を備えた反射型表示要素１０と、を有し、カラーフィルタ着色層２には、紫外線により励起され、カラーフィルタ着色層２の所定の色に対応した波長領域の光を発光する蛍光性顔料または蛍光性染料あるいは、りん光性顔料またはりん光性染料を混入していることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー画像を表示する反射型表示装置であって、
その表示装置の視認側から見て、順次、少なくとも
実質的に透明な第１の基板と、
第１の基板上に複数の所定の色で形成されたカラーフィルタ着色層と、
カラーフィルタ着色層の各画素に対応する実質的に透明な材料で構成された薄膜トランジスタと、
共通電極及び共通電極を形成された第２の基板を備えた反射型表示要素と、を有し、
カラーフィルタ着色層には、紫外線により励起され、カラーフィルタ着色層の所定の色に対応した波長領域の光を発光する蛍光性顔料または蛍光性染料あるいは、りん光性顔料またはりん光性染料を混入していることを特徴とする反射型表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の実質的に透明な薄膜トランジスタがソース、ドレイン、ゲートの各電極と半導体活性層とゲート絶縁膜からなり、半導体活性層が金属酸化物を主成分とする材料からなることを特徴とする反射型表示装置。
【請求項３】
カラーフィルタ着色層に紫外線によって励起され所定の波長領域の光を発光する蛍光性顔料または蛍光性染料あるいはりん光性顔料またはりん光性染料が混入していることにより、薄膜トランジスタの半導体活性層に紫外線が当たることなく、半導体活性層の光伝導による薄膜トランジスタの誤作動を防止できることを特徴とする請求項１または２に記載の反射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー画像を表示する反射型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報端末の表示画面として、背面にバックライトを設け、その光を液晶パネルで制御する透過型ＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）が主に用いられている。しかし、バックライトを使用する透過型ＬＣＤは、長時間視認し続けると目が疲れやすく、文章を読むなどの用途には適さない。そこで、低消費電力、直射日光下での視認性の良さや目に優しいという利点を持つ、透過型ＬＣＤとは異なる、バックライトを用いず環境光を利用する反射型表示要素が実用化され始めている。
【０００３】
上記、反射型表示要素としては帯電した微粒子を電場によって動かす電気泳動方式（特許文献１）、２色に塗り分けられた球体を電場で回転させるツイストボール方式（特許文献２）、樹脂中に分散した液晶の液滴内部の配向状態を電場で制御する高分子分散型液晶方式（ＰＤＬＣ；Polymer  Dispersion  Liquid  Crystal）（特特許文献３）、その樹脂成分比が小さく液晶中に高分子が網目状構造をとっている高分子ネットワーク型液晶方式（ＰＮＬＣ；Polymer  Network  Liquid  Crystal）（特許文献４）などがある。
【０００４】
これらの反射型表示要素は光の散乱反射状態を電場で制御するもので、基板と、基板上に形成された電極と、電場で制御される微粒子や球体、液晶等とで形成される。しかし、透過型ＬＣＤと同様にその表示要素のみでカラー表示を行うことは困難であるため、カラー表示のためにはカラーフィルタを使用し、目的とする波長領域の光を得るのが現実的である。
【０００５】
透過型、反射型を含め一般的にカラーフィルタを用いたカラー表示装置は、目的とする波長領域の光を得るために、目的とする波長領域の光を透過させ、目的とする波長領域以外の光を吸収するため、光の強度が低下することが知られている。
【０００６】
例えば、カラーフィルタが赤、緑、青（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の画素で形成されている場合、赤を表示させるためには、可視光領域のうち赤に対応する波長のみを使用するため、反射型表示装置の光源として使用される環境光のうち、赤色の波長領域である可視光領域の約１／３しか利用できないため、その表示の光強度も光源の約１／３となる。
【０００７】
周囲の環境光を反射して表示を行う上記の反射型表示装置は、バックライトなどの光源を使用する透過型ＬＣＤとは異なり、その表示明度は、反射型表示要素の反射率と環境光の強度に依存する。したがって、光源となる環境光を一度カラーフィルタに通して、反射型表示要素で反射した反射光をもう一度カラーフィルタに通し、目的とする波長領域の光を得ようとすると、光の損失が大きくなり、十分な明度を得ることができない。
【０００８】
表示装置の駆動用トランジスタとしては、一般にアモルファスシリコンや多結晶シリコンなどを半導体活性層として用いた薄膜トランジスタが用いられている。しかしながら、アモルファスシリコンや多結晶シリコンは不透明であり、また可視光領域において光感度を持つため、光伝導による誤作動が問題となる。また、金属酸化物を主成分とする半導体活性層では、可視光領域に光感度を持たないものの、紫外光領域に光感度を持つため、太陽光下での使用において、光伝導による誤作動のおそれがある。よって、駆動用トランジスタとして、これらを用いる場合には、光伝導による誤作動を防止するために遮光することが必要となる。そのため、薄膜トランジスタやその配線等の半導体回路に遮光層を形成
し、さらにディスプレイ視認側から見て表示要素の裏側に設置することが従来なされてきた。
【０００９】
また、上に示したように、薄膜トランジスタが表示要素の裏側に設置される構成、つまり、カラーフィルタ基板と半導体回路基板の間に表示要素を形成することになる。したがって、パネル化する際のカラーフィルタと半導体回路の位置合わせは、カラーフィルタ基板と薄膜トランジスタ基板の間に表示要素を挟んだ状態で行われるため、高い位置合わせ精度を得るためには困難が伴う。
【００１０】
以下に公知の文献を記す。
【特許文献１】特許第３８３７９４８号公報
【特許文献２】特許第２８６０７９０号公報
【特許文献３】特開２００１−９２３８３号公報
【特許文献４】特開２００１−１５４２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は以上の点を考慮し、表示明度が高く、かつ色純度の良いカラー画像を表示することができ、遮光層の必要無しに光伝導による薄膜トランジスタの誤作動を防止することができる反射型表示装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、係る課題に鑑みなされたもので、請求項１の発明は、カラー画像を表示する反射型表示装置であって、その表示装置の視認側から見て、順次、少なくとも実質的に透明な第１の基板と、第１の基板上に複数の所定の色で形成されたカラーフィルタ着色層と、カラーフィルタ着色層の各画素に対応する実質的に透明な材料で構成された薄膜トランジスタと、共通電極及び共通電極を形成された第２の基板を備えた反射型表示要素と、を有し、カラーフィルタ着色層には、紫外線により励起され、カラーフィルタ着色層の所定の色に対応した波長領域の光を発光する蛍光性顔料または蛍光性染料あるいは、りん光性顔料またはりん光性染料を混入していることを特徴とする反射型表示装置としたものである。
【００１３】
本発明の反射型表示装置は所定の色のカラーフィルタ着色層に、紫外線を吸収し、所定の色の波長領域の光を発する蛍光物質が混入されているため、カラーフィルタに入射した光は、蛍光物質またはりん光物質により所定の波長範囲の光の強度が増加した光となる。したがって、蛍光物質を混入させたカラーフィルタを用いた反射型表示装置では、通常の蛍光物質を含まない一般的なカラーフィルタを用いた反射型表示装置と比較して、より明るいカラー表示が可能となる。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１に記載の実質的に透明な薄膜トランジスタがソース、ドレイン、ゲートの各電極と半導体活性層とゲート絶縁膜からなり、半導体活性層が金属酸化物を主成分とする材料からなることを特徴とする反射型表示装置としたものである。
【００１５】
本発明の反射型表示装置は、さらに、カラーフィルタ上に実質的に透明な薄膜トランジスタを直接設けることで、カラーフィルタと半導体回路の位置合わせが容易となる。
請求項３の発明は、カラーフィルタ着色層に紫外線によって励起され所定の波長領域の光を発光する蛍光性顔料または蛍光性染料あるいはりん光性顔料またはりん光性染料が混入していることにより、薄膜トランジスタの半導体活性層に紫外線が当たることなく、半導体活性層の光伝導による薄膜トランジスタの誤作動を防止できることを特徴とする請求項１または２に記載の反射型表示装置としたものである。
【００１６】
本発明の反射型表示装置は、さらに、視認側から見て実質的に透明な基板、カラーフィルタ着色層、実質的に透明な薄膜トランジスタが形成されているため、カラーフィルタ着色層が紫外光線遮光層の働きを兼ねることによって、半導体活性層の光伝導の発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の反射表示装置は、以上のような構成であるから、カラーフィルタ着色層に混入された蛍光物質がその表示明度および色純度の向上に大きく寄与する。また、カラーフィルタ着色層に混入された蛍光性物質の紫外線吸収により、太陽光下においても半導体活性層の光伝導は発生せず、半導体回路の誤作動は生じない。即ち、表示明度が高く、かつ色純度の良いカラー画像を表示することができ、遮光層の必要無しに光伝導による薄膜トランジスタの誤作動を防止することができる反射型表示装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施形態を図示して説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。図１に本発明の一実施形態を示す。この図は本発明の反射型表示装置の概略断面図である。また、図３は、図１にＡで示した本発明の一実施例に係る反射型表示装置のほぼ１画素分の部分断面図である。
【００１９】
本発明の一実施例に係る反射型表示装置は、図１に示すように、ディスプレイの視認側から見て、順次、実質的に透明な第１の基板（以下、単に基板ということがある）１、カラーフィルタ着色層２、保護層３、実質的に透明な半導体回路４、マイクロカプセル７、共通電極８、および第２の基板（以下、背面基板ということがある）９を有する。ここで、実質的に透明な基板１、カラーフィルタ着色層２、保護層３から構成される部分が、カラーフィルタ基板であり、マイクロカプセル７、共通電極８および背面基板９から構成される部分が反射型表示要素である。なお実質的に透明とは可視光である波長領域４００〜７００ｎｍの範囲内で透過率が７０％以上であることをいう。
【００２０】
カラーフィルタ基板を形成する基板１は実質的に透明でなければならない。具体的には、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、シクロオレフィンポリマー、ポリエーテルサルフォン、トリアセチルセルロース、ポリビニルフルオライドフィルム、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合樹脂、耐候性ポリエチレンテレフタレート、耐候性ポリプロピレン、ガラス繊維強化アクリル樹脂フィルム、ガラス繊維強化ポリカーボネート、透明性ポリイミド、フッ素系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ガラス、石英などを使用することができる。これらは単独の基材として使用してもよいが、２種以上を積層した複合基板を使用することもできる。また基板が有機物フィルムである場合は、耐久性を上げるために透明のガスバリア層を形成することも好ましい。ガスバリア層としてはＡｌ2Ｏ3，ＳｉＯ2，ＳｉＮ，ＳｉＯＮ，ＳｉＣ，  ダイヤモンドライクカーボンなどが挙げられるがこれらに限定されるものではない。また、これらのガスバリア層は二層以上積層して使用することもできる。また、ガスバリア層は有機物フィルム基板の片面だけに付与してもよいし、両面に付与しても構わない。ガスバリア層は蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタ法、レーザーアブレーション法、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、ホットワイヤーＣＶＤ法、ゾルゲル法などで形成されるが、これらに限定されるものではない。
【００２１】
本発明で用いるカラーフィルタ着色層２は赤色着色部２Ｒ（以下、着色部Ｒ（赤）ということがある）、緑色着色部２Ｇ（以下、着色部Ｇ（緑）ということがある）、着色部２
Ｂ（以下、着色部Ｂ（青）ということがある）の３色から形成されている。着色部２Ｒ，
２Ｇ，  ２Ｂには、紫外光を吸収し、それぞれ対応した所定の波長領域の光に変換する蛍光性顔料または蛍光性染料あるいはりん光性顔料またはりん光性染料を混入してある。本発明におけるカラーフィルタはそれぞれ所定幅の線条（ストライプ）マトリクス状、または所定サイズの矩形マトリクス状等、適宜パターン状にパターニングされる。図２は、本発明の一実施例に係る反射型表示装置のカラーフィルタの平面模式図である。各着色部の間にはブラックマトリクスを配置してもよいし、配置しなくても構わない。カラーフィルタ着色層はフォトリソ法、凸版印刷法、反転印刷法、インクジェット法等で形成することができるが、これらに限定されるものではない。本発明における紫外光とは４００ｎｍ以下の波長の光を指す。
【００２２】
本発明の一実施例に係る反射型表示装置は、着色パターンを保護し、着色層２表面に生じた凹凸を平坦化するために、着色パターン形成後に、前記着色層２上に保護層が設けられる。保護層の材料としては、例えば、アクリルやポリイミドなどの樹脂が好適に用いられるが、これに限定されるものではない。また、保護層は一層に限られず、二層以上積層して設けてもよい。保護層はスピンコート法、ダイコート法、ブレードコート法などで塗布することができるが、これらに限定されるものではない。
【００２３】
本発明における実質的に透明な半導体回路４に用いるゲート電極１１、ソース電極１４、ドレイン電極１５、補助コンデンサ電極１２、画素電極１８、走査線電極、信号線電極には、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化インジウムカドミウム（ＣｄＩｎ2Ｏ4）、酸化カドミウムスズ（Ｃｄ2ＳｎＯ4）、酸化亜鉛スズ（Ｚｎ2ＳｎＯ4）、酸化インジウム亜鉛（Ｉｎ‐Ｚｎ‐Ｏ）等の酸化物材料が用いられる。また、この酸化物材料に不純物をドープしたものも好適に用いられる。例えば、酸化インジウムにスズ（Ｓｎ）やモリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）をドープしたもの、酸化スズにアンチモン（Ｓｂ）やフッ素（Ｆ）をドープしたもの、酸化亜鉛にインジウム、アルミニウム、ガリウム（Ｇａ）をドープしたものなどである。この中では特に酸化インジウムにスズ（Ｓｎ）をドープした酸化インジウムスズ（Indium  Tin  Oxide。通称ＩＴＯという。）が高い透明性と低い抵抗率のために特に好適に用いられる。また、上記導電性酸化物材料とＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉなどの金属の薄膜を複数積層したものも使用できる。この場合、金属材料の酸化や経時劣化を防ぐために導電性酸化物薄膜／金属薄膜／導電性酸化物薄膜の順に積層した３層構造が特に好適に用いられる。また、金属薄膜層での光反射や光吸収が表示装置の視認性を妨げないために金属薄膜層はできる限り薄くすることが好ましい。具体的には１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが望ましい。また、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）等の有機導電性材料も好適に用いることができる。ゲート電極１１、ソース電極１４、ドレイン電極１５、補助コンデンサ電極１２、画素電極１８、走査線電極、信号線電極は同じ材料であっても構わないし、また全て違う材料であっても構わない。しかし、工程数を減らすためにゲート電極１１と補助コンデンサ電極１２、ソース電極１４とドレイン電極１５は同一の材料であることがより望ましい。これらの透明電極は、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタ法、レーザーアブレーション法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、ホットワイヤーＣＶＤ法またはスクリーン印刷、凸版印刷、インクジェット法等で形成することができるが、これらに限定されるものではない。
【００２４】
本発明の表示装置に用いる実質的に透明な半導体活性層１６としては酸化物半導体材料が好適に用いられる。酸化物半導体材料としては、亜鉛、インジウム、スズ、タングステン、マグネシウム、ガリウムのうち一種類以上の元素を含む酸化物、具体的には酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム亜鉛、酸化スズ、酸化タングステン（ＷＯ）、酸化亜鉛ガリウムインジウム（Ｉｎ‐Ｇａ‐Ｚｎ‐Ｏ）等公知の材料が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの材料は実質的に透明であるが、好ましくはバンドギャップが３．１ｅＶ以上であることが望ましい。これらの材料の構造は、単結晶、多結晶、微結晶、結晶／アモルファスの混晶、ナノ結晶散在アモルファス、アモルファスのいずれであってもかまわない。半導体層の膜厚は少なくとも２０ｎｍ以上が望ましい。酸化物半導体層の形成方法としては、スパッタ法、パルスレーザー堆積法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、ＭＢＥ（Molecular   Beam   Epitaxy）法、ゾルゲル法などの方法が用いられるが、好ましくはスパッタ法、パルスレーザー堆積法、真空蒸着法、ＣＶＤ法で形成する。スパッタ法としては、ＲＦマグネトロンスパッタ法あるいはＤＣスパッタ法、真空蒸着としては、加熱蒸着や電子ビーム蒸着あるいはイオンプレーティング法、ＣＶＤ法としては、ホットワイヤーＣＶＤ法あるいはプラズマＣＶＤ法などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２５】
本発明で用いられる薄膜トランジスタのゲート絶縁膜１３の材料は、特に限定しないが、酸化シリコン、窒化シリコン、シリコンオキシナイトライド（ＳｉＮxＯy）、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化イットリウム、酸化ハフニウム、ハフニウムアルミネート、酸化ジルコニア、酸化チタン等の無機材料が用いられる。また、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）等のポリアクリレート、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＳ（ポリスチレン）、透明性ポリイミド、ポリエステル、エポキシ、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール等を用いてもよいが、これらに限定されるものではない。ただし、ゲートリーク電流を抑えるために、絶縁材料の抵抗率は１０11Ωｃｍ以上、望ましくは１０14Ωｃｍ以上であることが好ましい。ゲート絶縁膜１３は、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタ法、レーザーアブレーション法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、ホットワイヤーＣＶＤ法、スピンコート法、ディップコート法またはスクリーン印刷などの方法を用いて形成される。ゲート絶縁膜１３の厚さは５０ｎｍ〜２μｍであることが望ましい。これらのゲート絶縁膜１３は単層として用いても構わないし、複数の層を積層したものを用いても構わないし、また、成長方向に向けて組成を傾斜したものでも構わない。
【００２６】
本発明で用いられる薄膜トランジスタの構成は特に限定されない。ボトムコンタクト型、トップコンタクト型のどちらであっても構わない。本発明で用いられる薄膜トランジスタ上に層間絶縁膜１７を設け、さらにその上にドレイン電極と電気的に接続されている画素電極１８を設けることで開口率を高くすることは、好適に行われる。
【００２７】
層間絶縁膜１７としては、絶縁性で実質的に透明の材料であれば特に限定されない。例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、シリコンオキシナイトライド（ＳｉＮxＯy）、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化イットリウム、酸化ハフニウム、ハフニウムアルミネート、酸化ジルコニア若しくは酸化チタン等の無機材料、または、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）等のポリアクリレート、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＳ（ポリスチレン）、透明性ポリイミド、ポリエステル、エポキシ、ポリビニルフェノール若しくはポリビニルアルコール等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。層間絶縁膜１７はゲート絶縁膜１３と同じ材料であっても構わないし、異なる材料であっても構わない。層間絶縁膜１７は単層として用いても構わないし、複数の層を積層したものを用いても構わない。なお、ボトムゲート構造の素子の場合は、半導体層の上を覆うような保護膜を設けることも好ましい。保護膜を用いることで、半導体層が湿度などで経時変化を受けたり、層間絶縁膜から影響を受けたりすることを防ぐことができる。この場合、保護膜として酸化シリコン、窒化シリコン、シリコンオキシナイトライド（ＳｉＮxＯy）、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化イットリウム、酸化ハフニウム、ハフニウムアルミネート、酸化ジルコニアあるいは酸化チタン等の無機材料、または、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）等のポリアクリレート、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＳ（ポリスチレン）、透明性ポリイミド、ポリエステル、エポキシ、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコールあるいはフッ素系樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの保護膜は単層として用いても構わないし、複数の層を積層したものを用いても構わない。
【００２８】
本発明の画素電極１８は薄膜トランジスタのドレイン電極１５と電気的に接続していなければならい。具体的には、層間絶縁膜１７をスクリーン印刷などの方法でパターン印刷してドレイン電極１５の接続部分に層間絶縁膜１７を設けない方法や、層間絶縁膜１７を全面に塗布し、そのあとレーザービーム等にて層間絶縁膜１７に穴を空ける方法などによって画素電極１８とドレイン電極１５とを電気的に接続する。
【００２９】
本発明の反射型表示要素１０は視認する側からみて薄膜トランジスタの裏に設けられているため、本発明の反射型表示要素１０に付与される共通電極８は透明導電膜であっても構わないし、また、不透明な電極であっても構わない。従って、材料としては、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化インジウムカドミウム（ＣｄＩｎ2Ｏ4）、酸化カドミウムスズ（Ｃｄ2ＳｎＯ4）、酸化亜鉛スズ（Ｚｎ2ＳｎＯ4）、酸化インジウム亜鉛（Ｉｎ‐Ｚｎ‐Ｏ）等の酸化物材料やＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｎｉ、ＮｉＣｒなどの金属などがあげられる。また、これらを複数組み合わせたものも好適に用いられる。また、同様の理由から反射型表示要素１０を構成する基材は透明であっても透明でなくても構わない。さらに、可撓性基材であっても可撓性基材でなくても構わない。具体的な材料としては、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、シクロオレフィンポリマー、ポリエーテルサルフェン、トリアセチルセルロース、ポリビニルフルオライドフィルム、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合樹脂、耐候性ポリエチレンテレフタレート、耐候性ポリプロピレン、ガラス繊維強化アクリル樹脂フィルム、ガラス繊維強化ポリカーボネート、透明性ポリイミド、フッ素系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ガラス、石英等を使用することができる。これらは単独の基材として使用してもよいが、二種以上を積層した複合基材を使用することもできる。また、反射型表示要素１０の基材に導電性の材料を用いて共通電極８として代用することも可能である。具体的な材料としては、薄ＳＵＳ板、アルミフォイル、薄銅板などがあげられる。このように反射型ディスプレイ前面板の基材として導電性材料を用いる場合は基材のディスプレイを設けない側に絶縁層もしくは絶縁材料を付与することが望ましい。
【００３０】
以上のような構成による本発明の一実施例にかかる反射型表示装置は、カラーフィルタの着色層２の複数色の着色部のそれぞれに、紫外光によって励起されカラーフィルタに対応した波長領域の光を発光する蛍光性顔料または蛍光性染料、あるいはりん光性顔料またはりん光性染料を混入させてあるため、カラーフィルタのみで光を着色する場合と比較して、着色された光の強度が高くなる。
【００３１】
また、紫外光によって励起される、つまり紫外光を吸収する蛍光性顔料または蛍光性染料、あるいはりん光を発する顔料または染料が着色層２に含まれていることにより、半導体活性層１６に紫外光が当たることがないため、半導体活性層１６への紫外線照射で起こる光伝導によって発生する実質的に透明な半導体回路４の誤作動を防止することができる。
【００３２】
本発明の反射型表示装置は環境光を反射、および環境光によって励起され発光する反射型表示装置であるので、広視野角であることや目に優しいという特徴がある。また、バックライト等の光源を表示装置に具備する必要がないため、表示装置の小型化および軽量化、低消費電力を実現することができる。
【００３３】
なお、本発明の反射型カラー表示装置に使用するディスプレイ表示要素は、電気泳動方
式であるマイクロカプセル型表示要素に限られず、ツイストボール方式や高分子分散型液晶方式、高分子ネットワーク型液晶方式、単層コレステリック型液晶方式によるディスプレイ表示要素であってもよく、いずれの表示要素によるディスプレイにも応用することが可能である。
【実施例】
【００３４】
図１に本発明の実施例の反射型表示装置の断面の概略図を、図２に本実施例の反射型表示装置のカラーフィルタの平面図を、図３に、図１にＡで示した本発明の実施例による反射型表示装置のほぼ１画素分の部分断面図を示す。実質的に透明な基板１としてコーニング社製無アルカリガラス１７３７（厚さ０．７ｍｍ）を用い、その一方の面に赤色着色部（Ｒ），緑色着色部（Ｇ），青色着色部（Ｂ）の３色の着色部をそれぞれ、１．４μｍ厚で形成して着色層２を構成した。それぞれの着色部の周辺部同士は重なることなくパターニングされている。より詳細には、着色部Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）は、それぞれの所定の色の顔料および蛍光性顔料を含んだ樹脂をガラス基板１全体に塗布し、定められた形状のフォトマスクを用いて露光した後、現像、焼成して形成した。本実施例では、最初に、着色層Ｒ（赤）を形成し、さらにＧ（緑），Ｂ（青）の順番で形成した。
【００３５】
次に、保護層３として、１．５μｍ厚で熱硬化性アクリル透明樹脂を塗布した。詳細には保護層３として、前記熱硬化性透明樹脂を着色層２の形成されたガラス基板１の全面に塗布した後、焼成してカラーフィルタ基板５を作製した。
続いて、カラーフィルタ基板５上に、ＩＴＯ薄膜をＤＣマグネトロンスパッタ法で５０ｎｍの膜厚で形成した。そして、該ＩＴＯ薄膜を該カラーフィルタ基板の各画素と位置合わせをしながら、所望の形状にパターニングし、ゲート電極１１および補助コンデンサ電極１２を形成した。さらにその上に窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）のターゲットを用いてＲＦスパッタ法でＳｉＯＮ薄膜を１５０ｎｍの膜厚で形成し、ゲート絶縁膜１３とした。さらに、半導体活性層１６として、ＩｎＧａＺｎＯ4ターゲットを用いアモルファスＩｎ‐Ｇａ‐Ｚｎ‐Ｏ薄膜をＲＦスパッタ法で４０ｎｍの膜厚で形成し、所望の形状にパターニングした。続いて、その上に、レジストを塗布し、乾燥、現像を行った後、ＩＴＯ膜をＤＣマグネトロンスパッタ法で５０ｎｍの膜厚で形成し、リフトオフを行い、ソース電極１４およびドレイン電極１５を形成した。さらに、印刷法を用いてエポキシ系樹脂を５μｍ厚でパターン印刷し、層間絶縁膜１７を形成した。そして最後にＩＴＯ膜をマグネトロンスパッタ法で１００ｎｍの膜厚で成膜し、パターニングを行い画素電極１８を形成し、カラーフィルタおよび実質的に透明な半導体回路を形成した基板６を作製した。上述した各膜の作成条件を表１に示す。
【００３６】
最後に、マイクロカプセル７が塗布された反射型表示要素基板１０としてＥ  Ｉｎｋ社製Vizplex  Imaging  Filmをカラーフィルタおよび実質的に透明な半導体回路を形成した基板６に貼り合わせ、実施例１の反射型表示装置を作製した。
【００３７】
【表１】
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＜比較例＞
図１に本発明の実施例の反射型表示装置の断面の概略図を、図２に本実施例の反射型表示装置のカラーフィルタの平面図を、図３に、図１にＡで示した本発明の実施例による反射型表示装置のほぼ１画素分の部分断面図を示す。実質的に透明な基板１としてコーニング社製無アルカリガラス１７３７（厚さ０．７ｍｍ）を用い、その一方の面に赤色着色部（Ｒ），緑色着色部（Ｇ），青色着色部（Ｂ）の３色の着色部をそれぞれ、１．５μｍ厚で形成して着色層２を構成した。それぞれの着色部の周辺部同士は重なることなくパターニングされている。より詳細には、着色部Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）は、それぞれの所定の色の顔料を含んだ樹脂をガラス基板１全体に塗布し、定められた形状のフォトマスクを用いて露光した後、現像、焼成して形成した。本実施例では、最初に、着色層Ｒ（赤
）を形成し、さらにＧ（緑），Ｂ（青）の順番で形成した。
【００３８】
次に、保護層３として、１．５μｍ厚で熱硬化性アクリル透明樹脂を塗布した。詳細には保護層３として、前記熱硬化性透明樹脂を着色層２の形成されたガラス基板１の全面に塗布した後、焼成してカラーフィルタ基板５を作製した。
【００３９】
続いて、カラーフィルタ基板５上に、ＩＴＯ薄膜をＤＣマグネトロンスパッタ法で５０ｎｍの膜厚で形成した。そして、該ＩＴＯ薄膜を該カラーフィルタ基板の各画素と位置合わせをしながら、所望の形状にパターニングし、ゲート電極１１および補助コンデンサ電極１２を形成した。さらにその上に窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）のターゲットを用いてＲＦスパッタ法でＳｉＯＮ薄膜を１５０ｎｍの膜厚で形成し、ゲート絶縁膜１３とした。さらに、半導体活性層１６として、ＩｎＧａＺｎＯ4ターゲットを用いアモルファスＩｎ‐Ｇａ‐Ｚｎ‐Ｏ薄膜をＲＦスパッタ法で４０ｎｍの膜厚で形成し、所望の形状にパターニングした。続いて、その上に、レジストを塗布し、乾燥、現像を行った後、ＩＴＯ膜をＤＣマグネトロンスパッタ法で５０ｎｍの膜厚で形成し、リフトオフを行い、ソース電極１４およびドレイン電極１５を形成した。さらに、印刷法を用いてエポキシ系樹脂を５μｍ厚でパターン印刷し、層間絶縁膜１７を形成した。そして最後にＩＴＯ膜をマグネトロンスパッタ法で１００ｎｍの膜厚で成膜し、パターニングを行い画素電極１８を形成し、カラーフィルタおよび実質的に透明な半導体回路を形成した基板６を作製した。上述した各膜の作成条件を表１に示す。
【００４０】
最後に、マイクロカプセル７が塗布された反射型表示要素基板１０としてＥ  Ｉｎｋ社製Vizplex  Imaging  Filmをカラーフィルタおよび実質的に透明な半導体回路を形成した基板６に貼り合わせ、比較例の反射型表示装置を作製した。
【００４１】
上記実施例および比較例の結果から、その表示装置の視認側から見て、実質的に透明な第１の基板と、前記第１の基板上に複数の所定の色で形成されたカラーフィルタ着色層と、カラーフィルタ着色層の各画素に対応する実質的に透明な材料で構成された薄膜トランジスタと、共通電極及び共通電極を形成された第２の基板を備えた反射型表示要素と、を有し、カラーフィルタ着色層には、紫外線により励起され、カラーフィルタ着色層の所定の色に対応した波長領域の光を発光する蛍光性顔料または蛍光性染料あるいは、りん光性顔料またはりん光性染料を混入していることを特徴とする反射型表示装置においては、着色層２に混入された蛍光物質がその表示明度および色純度の向上に大きく寄与することが示された。また、着色層２に混入された蛍光性物質の紫外線吸収により、太陽光下においても半導体活性層１６の光伝導は発生せず、半導体回路の誤作動は生じなかった。即ち、反射型表示装置の表示明度の向上および色純度の向上のためには、着色層２に紫外線を吸収し、所定の波長の光を発生する蛍光性物質を混入させることが望ましく、カラーフィルタ着色層に蛍光性物質を混入させていない一般的なカラーフィルタでは、表示明度が暗いことに加え、太陽光下において紫外線による半導体活性層の光伝導が発生するため、紫外線遮光層が必要となる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施例に係る反射型表示装置を断面で表した説明図である。
【図２】本発明の一実施例に係るカラーフィルタ基板を平面で表した説明図である。
【図３】本発明の一実施例に係る反射型表示装置のほぼ１画素分の部分を断面で表した説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１：実質的に透明な基板
２：着色層
３：保護層
４：実質的に透明な半導体回路
５：カラーフィルタ基板
６：カラーフィルタおよび実質的に透明な半導体回路を形成した基板
７：マイクロカプセル
８：共通電極
９：背面基板
１０：反射型表示要素
１１：ゲート電極
１２：補助コンデンサ電極
１３：ゲート絶縁膜
１４：ソース電極
１５：ドレイン電極
１６：半導体活性層
１７：層間絶縁膜
１８：画素電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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