JP4583650B2 - カラー液晶パネル、その製造方法及びカラー液晶表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話に好適なカラー液晶パネル、その製造方法及びカラー液晶表示装置に関し、特に、画質の向上を図ったカラー液晶パネル、その製造方法及びカラー液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、透過型液晶表示装置及び反射型液晶表示装置の各特性を兼ね備えた液晶表示装置として、１画素内に透過表示領域及び反射表示領域が設けられた半透過型液晶表示装置がある。このような半透過型液晶表示装置では、色毎に透過表示領域用のカラーフィルタと反射表示領域用のカラーフィルタが設けられているため、総計で６種のカラーフィルタが設けられている。このため、このようなカラー液晶表示装置を製造するためには、カラーフィルタ用に６種のフォトレジスト膜を準備しておき、６回のフォトリソグラフィを行う必要がある。この結果、歩留まりが低く、コストが高いという欠点があった。また、
そこで、近時、色毎に１種のカラーフィルタのみが設けられ、反射表示領域内にカラーフィルタが存在しない部分が設けられた半透過型液晶表示装置が提案されている（特開２０００−１１１９０２号公報等）。図２３は特開２０００−１１９０２号公報に開示された従来の半透過型液晶表示装置におけるＴＦＴ基板のレイアウトを示す平面図であり、図２４は図２３中のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【０００３】
この公報に開示された従来の半透過型液晶表示装置においては、赤色用の画素１０１Ｒ、緑色用の画素１０１Ｇ及び青色用の画素１０１Ｂが走査線が延びる方向にこの順で配置されている。各画素には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１０２が設けられている。薄膜トランジスタ１０２には、走査線となるゲート線１０３から突出するゲート電極１０３ａ及びゲート線に対し垂直方向に延びるドレイン線１０４から突出するドレイン電極１０４ａが設けられている。ゲート線１０３及びゲート電極１０３ａは透明基板１００ａ上に形成されており、透明基板１００ａ上には、更に、ゲート線１０３及びゲート電極１０３ａを覆うようにして絶縁膜１０５が形成されている。ドレイン線１０４はこの絶縁膜１０５上に形成されている。絶縁膜１０５上のゲート電極１０３ａと整合する位置にアモルファスシリコン層１０６が形成され、ドレイン電極１０４ａはアモルファスシリコン層１０６上まで延びるようにして形成されている。更に、ドレイン電極１０４ａから離間する方向にアモルファスシリコン層１０６上から延びるソース電極１０７が形成されている。
【０００４】
各画素の反射表示領域内では、絶縁膜１０５上に凸部１０８が形成され、透過表示領域内では、絶縁膜１０５上に透明電極１０９が形成されている。なお、反射表示領域は、透過表示領域を包囲するようにして設けられている。また、各画素の透過表示領域を除く領域内には、凸部１０８及び薄膜トランジスタ１０２等を覆う絶縁膜１１０が形成されており、この絶縁膜１１０にソース電極１０７まで到達するコンタクトホール１１１が開口されている。そして、このコンタクトホール１１１内及び絶縁膜１１０上に反射電極１１２が形成されている。反射電極１１２には、凸部１０８の形状を反映した凹凸が存在する。反射電極１１２は透明電極１０９にも接続されている。更に、透明基板１００ａの薄膜トランジスタ１０２等が形成されていない側の表面上には、位相差板１１３及び偏光板１１４が設けられている。このようにして、ＴＦＴ基板が構成されている。
【０００５】
また、透明基板１００ａの薄膜トランジスタ１０２側には、これと平行に透明基板１００ｂが配置されている。透明基板１００ｂの透明基板１００ａと対向する側の表面上には、カラーフィルタ（ＣＦ）１２１及び対向電極１２２が形成されている。カラーフィルタ１２１は、図２３に示すように、ドレイン線１０４と平行に延びるようにして形成されており、平面視において、各画素内で、透明電極１０９はカラーフィルタ１２１の両縁内に収まるが、反射電極１１２は両縁からはみ出す程度の幅を有している。更に、透明基板１００ｂのカラーフィルタ１２１等が形成されていない側の表面上には、位相差板１２３及び偏光板１２４が設けられている。このようにして、ＣＦ基板が構成されている。
【０００６】
そして、ＴＦＴ基板とＣＦ基板との間に液晶１３０が挟持されている。
【０００７】
このように構成された従来のカラー液晶表示装置においては、色毎に設けられているカラーフィルタが１種であるため、その製造工程数が低減され、歩留まりが向上する。
【０００８】
また、反射電極１１２に対向する領域内にカラーフィルタ１２１が存在しない領域があるため、それまでのものと比較して高い明度が得られる。
【０００９】
また、従来の反射型液晶表示装置においては、反射電極下に縦横無尽に延びる凸部が形成されている。この凸部のパターンは、入射光の経路及び反射光の経路を考慮して決定されている。図２５は従来の液晶表示装置における凸部を示すレイアウト図である。反射型液晶表示装置では、画素間の境界を特に考慮することなく凸部１０８が形成されている。また、透過表示領域及び反射表示領域が設けられた液晶表示装置では、このような凸部が反射表示領域内にのみ形成されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、工程数の削減等を目的として画素毎に１種のカラーフィルタを設けた従来の半透過型液晶表示装置においては、それまでの２種のカラーフィルタを設けたものと比較すると画質が劣るという問題点がある。
【００１１】
また、反射型液晶表示装置及び半透過型液晶表示装置のいずれにおいても、映像が黄色味を帯びているという問題点もある。
【００１２】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、半透過型液晶表示装置における画質を向上させることができるカラー液晶パネル、その製造方法及びカラー液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るカラー液晶パネルは、画素毎に薄膜トランジスタ並びにこの薄膜トランジスタに接続された反射電極及び透明電極が設けられ、バックライトから発光された光が前記透明電極を透過して表示面から出射され、前記表示面から入射した光が前記反射電極で反射して前記表示面から出射されるカラー液晶パネルにおいて、前記反射電極に対向する領域に前記画素の発光色毎に複数の開口部が形成されたカラーフィルタと、前記カラーフィルタを覆う平坦化層と、を有し、前記複数の開口部は、それぞれスリット状に形成され、当該スリットの幅は１乃至１０μｍであり、前記平坦化層は、前記カラーフィルタ上に前記複数の開口部を埋めるように形成され、さらに平坦化されたものであることを特徴とする。
【００１４】
なお、赤色発光用カラーフィルタ、緑色発光用カラーフィルタ及び青色発光用カラーフィルタが前記カラーフィルタとして設けられ、前記カラーフィルタにおける前記開口部が占める割合は、前記緑色発光用カラーフィルタにおけるものが最大となっていることが好ましく、前記バックライトが白色発光源の場合、前記カラーフィルタにおける前記開口部が占める割合は、前記緑色発光用カラーフィルタにおけるものが前記赤色又は青色発光用カラーフィルタにおけるものの２乃至４倍となっていることがより好ましい。
【００１５】
また、前記カラーフィルタのうち前記反射電極に対向する部分における前記開口部が占める割合は、５０％以下であることが好ましい。
【００１８】
本願発明者等が前記課題を解決すべく、鋭意実験研究を重ねた結果、特開２０００−１１１９０２号公報等に開示されている色毎に１種のカラーフィルタが設けられた透過・反射型液晶表示装置においては、人間の視感度特性が色毎に異なっているにも拘わらず、カラーフィルタの開口部パターンが一致しているため、画素内で透過表示領域における色再現域と反射表示領域における色再現域とが互いに異なっており、この色再現域の相違により所望の画質が得られていないことを見出した。そこで、本願発明においては、上述のように、色毎に反射表示領域におけるカラーフィルタの開口部を変更するか、又は反射領域においてカラーフィルタと透明基板との間に透明膜を設けると共に、色毎にこの透明層の体積を変更することにより、色毎に透過表示領域における色再現域と反射表示領域における色再現域とを個別に一致させる。即ち、色毎に個別に色バランスをとる。この結果、良好な画質が得られる。
【００１９】
また、映像の黄色味は、画素内と画素境界部とにおける基板間のギャップの相違によって生じていることを見出した。通常、反射型液晶表示装置では、画面を明るくするために画素境界部にブラックマトリクスは形成されていない。このため、前記ギャップに起因して液晶の光路差による位相差が生じるためと考えられる。そこで、本願発明においては、画素境界部にも凸部を設けてギャップの差を低減する。この結果、黄色味が低減された良好な画質が得られる。
【００２０】
本発明に係るカラー液晶パネルの製造方法は、画素毎に薄膜トランジスタ並びにこの薄膜トランジスタに接続された反射電極及び透明電極が設けられ、バックライトから発光された光が前記透明電極を透過して表示面から出射され、前記表示面から入射した光が前記反射電極で反射して前記表示面から出射されるカラー液晶パネルを製造する方法であって、前記画素の発光色毎に異なる大きさの開口部用のパターンが形成されたフォトマスクを使用してカラーフィルタの原料膜をパターニングすることにより、それぞれの幅が１乃至１０μｍであるスリット状の複数の開口部を前記反射電極に対向する領域に備えたカラーフィルタを形成する工程と、前記カラーフィルタ上に前記複数の開口部を埋めるように平坦化層を形成し、その後に前記平坦化層を平坦化する工程と、を有することを特徴とする。
【００２２】
このような方法によれば、上述のような画質が良好なカラー液晶パネルを得ることが可能である。
【００２３】
本発明に係るカラー液晶表示装置は、上述のいずれかのカラー液晶パネルを有することを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例又は参考例に係る液晶パネル、その製造方法及び液晶表示装置について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施例に係る液晶パネルにおけるＴＦＴ基板のレイアウトを示す平面図である。図２は図１中のＡ−Ａ線に沿った断面図、図３は図１中のＢ−Ｂ線に沿った断面図、図４は図１中のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【００２５】
本実施例においては、従来のものと同様に、赤色用の画素１０１Ｒ、緑色用の画素１０１Ｇ及び青色用の画素１０１Ｂが走査線が延びる方向にこの順で配置されている。各画素には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１０２が設けられている。薄膜トランジスタ１０２には、走査線となるゲート線１０３から突出するゲート電極１０３ａ及びゲート線に対し垂直方向に延びるドレイン線１０４から突出するドレイン電極１０４ａが設けられている。ゲート線１０３及びゲート電極１０３ａは透明基板１００ａ上に形成されており、透明基板１００ａ上には、更に、ゲート線１０３及びゲート電極１０３ａを覆うようにして絶縁膜１０５が形成されている。ドレイン線１０４はこの絶縁膜１０５上に形成されている。絶縁膜１０５上のゲート電極１０３ａと整合する位置にアモルファスシリコン層１０６が形成され、ドレイン電極１０４ａはアモルファスシリコン層１０６上まで延びるようにして形成されている。更に、ドレイン電極１０４ａから離間する方向にアモルファスシリコン層１０６上から延びるソース電極１０７が形成されている。
【００２６】
また、本実施例では、走査線と同方向に延びる直線により各画素が、例えばほぼ２等分に反射表示領域Ｒ及び透過表示領域Ｔに区画されている。反射表示領域Ｒが薄膜トランジスタ１０２側に配置されている。
【００２７】
そして、各画素の反射表示領域Ｒ内では、絶縁膜１０５上に凸部８が形成されている。凸部８は、例えば絶縁膜から構成されている。また、凸部８及び薄膜トランジスタ１０２等を覆う絶縁膜１０が形成されており、この絶縁膜１０にソース電極１０７まで到達するコンタクトホール１１が開口されている。そして、反射表示領域Ｒでは、このコンタクトホール１１内及び絶縁膜１０上に反射電極１２が形成されている。反射電極１２には、凸部８の形状を反映した凹凸が存在する。一方、透過表示領域Ｔ内では、絶縁膜１０上に透明電極９が形成され、反射電極１２と透明電極９とが、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界近傍で重なり合っている。更に、透明基板１００ａの薄膜トランジスタ１０２等が形成されていない側の表面上には、位相差板１１３及び偏光板１１４が設けられている。このようにして、ＴＦＴ基板が構成されている。
【００２８】
また、透明基板１００ａの薄膜トランジスタ１０２側には、これと平行に透明基板１００ｂが配置されている。透明基板１００ｂの透明基板１００ａと対向する側の表面上には、カラーフィルタ（ＣＦ）２１が形成されている。カラーフィルタ２１は、図１乃至図４に示すように、ドレイン線１０４と平行に延びるようにして形成されており、平面視において、各画素内で、透明電極９及び反射電極１２がカラーフィルタ２１の両縁内に収まる程度の幅を有している。また、反射表示領域Ｒ内において、カラーフィルタ２１にスリット２１ａが形成されている。スリットの幅は、１乃至１０μｍであり、反射表示領域Ｒ内のカラーフィルタ２１におけるスリット２１ａが占める割合は、例えば５０％未満である。但し、その割合は、色毎に異なっており、本実施例では、緑色用の画素１０１Ｇにおけるスリット２１ａの割合が、例えば赤色用の画素１０１Ｒ及び青色用の画素１０１Ｂのそれの約３倍になっている。なお、本実施例では、スリット２１ａは、カラーフィルタ２１と同方向に延びるように形成されているが、この形状に限定されるものではない。
【００２９】
更に、透明基板１００ｂ上には、スリット２１ａを埋め込みながらカラーフィルタ２１を覆うオーバーコート層２５が形成され、このオーバーコート層２５上に対向電極１２２が形成されている。オーバーコート層２５は、例えば透明な樹脂から構成され、対向電極１２２は、例えばＩＴＯ（酸化インジウムスズ）から構成されている。透明基板１００ｂのカラーフィルタ２１等が形成されていない側の表面上には、位相差板１２３及び偏光板１２４が設けられている。このようにして、ＣＦ基板が構成されている。
【００３０】
そして、ＴＦＴ基板とＣＦ基板との間に液晶１３０が挟持されている。
【００３１】
このように構成された実施例においては、透過表示領域Ｔにおいては、バックライト（図示せず）から発光された光がカラーフィルタ２１を介して外部に出射される。反射表示領域Ｒにおいては、カラーフィルタ２１を介して反射電極１２に到達した光の一部はスリット２１ａを通過して外部に出射され、スリット２１ａを通過して反射電極１２に到達した光の一部はカラーフィルタ２１を介して外部に出射される。また、カラーフィルタ２１を介して反射電極１２に到達しカラーフィルタ２１を介して出射される光、及びスリット２１ａを通過して反射電極１２に到達しスリット２１ａを通過して外部に出射される光も存在する。従って、反射表示領域Ｒから出射される光が入射からの間に通過するカラーフィルタの平均的な厚さは、透過表示領域Ｔにおけるものに近くなる。更に、本実施例では、色毎にスリット２１ａの割合が異なるものとしているため、色毎に反射表示領域Ｒにおける色再現域と透過表示領域Ｔにおける色再現域とを一致させることが可能である。この結果、良好な画質が得られる。
【００３２】
次に、反射表示領域内のカラーフィルタの面積に対するスリット（開口部）の占める割合と色バランスとの関係について説明する。
【００３３】
本願発明者は、白色発光ダイオード（ＬＥＤ）をバックライトとして使用し、カラーフィルタの膜厚を変化させながら、種々のカラーフィルタ膜厚に対し、透過表示領域においてＣＩＥ（国際照明委員会）の白表示座標に最も近似した座標を得られる開口部の割合をシミュレーションにより求めた。なお、反射表示領域における入射光には、ＣＩＥの標準の光Ｃを使用した。図５は標準の光Ｃのスペクトルを示すグラフ図であり、図６は白色ＬＥＤによる光のスペクトルを示すグラフ図である。なお、図５及び図６における縦軸の強度は、最大値が１になるように規格化してある。下記表１乃至７にこれらの結果を示す。
【００３４】
【表１】

【００３５】
【表２】

【００３６】
【表３】

【００３７】
【表４】

【００３８】
【表５】

【００３９】
【表６】

【００４０】
【表７】

【００４１】
なお、表１乃至表７中のＮＴＳＣ比とは、ＮＴＳＣ（National Television System Committee）で定められたテレビジョン表示に最適な色再現域の面積に対する各色再現域の面積の比率である。図７はＮＴＳＣで定められたテレビジョン表示に最適な色再現域を示すＣＩＥ色度図である。
【００４２】
上記表１乃至表７に示すように、適当な割合（開口率）でスリットが設けられている場合には、透過表示領域における色度座標及びＮＴＳＣ比と反射表示領域におけるそれらとが近似している。一方、反射表示領域にスリットが形成されていない場合には、透過表示領域における色度座標及びＮＴＳＣ比と反射表示領域におけるそれらとが著しく相違していた。また、全ての色において同じ開口率でスリットが形成されている場合にも、表５に示すように、色再現域の相違は大きいものではなかったが、赤色及び青色用の画素における彩度が低下する一方で、緑色用画素における彩度が上昇するため、透過表示領域と反射表示領域との間で色合いが相違する。
【００４３】
また、本願発明者は、３波長光源（第１の３波長光源）をバックライトとして使用し、カラーフィルタの膜厚を変化させながら、透過表示領域におけるＣＩＥの色度座標に最も近似した色度座標が得られる開口部の割合をシミュレーションにより求めた。なお、反射表示領域における入射光には、ＣＩＥの標準の光Ｃを使用した。図８は第１の３波長光源による光のスペクトルを示すグラフ図である。なお、図８における縦軸の強度は、最大値が１になるように規格化してある。
下記表８乃至１０にこれらの結果を示す。
【００４４】
【表８】

【００４５】
【表９】

【００４６】
【表１０】

【００４７】
上記表８乃至表１０に示すように、適当な割合（開口率）でスリットが設けられている場合には、光源が替わっても、透過表示領域における色度座標及びＮＴＳＣ比と反射表示領域におけるそれらとが近似している。一方、全ての色において同じ開口率でスリットが形成されている場合には、表９に示すように、色再現域の相違は大きいものではなかったが、赤色及び青色用の画素における彩度が低下する一方で、緑色用画素における彩度が上昇するため、透過表示領域と反射表示領域との間で色合いが相違する。
【００４８】
次に、開口率と光源との関係について説明する。光源から発光される光のスペクトルが異なれば、透過表示領域においてカラーフィルタを介して外部に出射される光の色座標も相違してくる。このことは、上記表１乃至表７と表８乃至表１０とを比較することによっても理解できる。そこで、本願発明者は、最適な開口率と光源との関係についてシミュレーションを行った。このシミュレーションでは、カラーフィルタの膜厚を１．６μｍに固定し、光源として前述の白色ＬＥＤ及び第１の３波長光源並びに他の３波長光源（第２の３波長光源）を使用した。
図９は第２の３波長光源による光のスペクトルを示すグラフ図である。なお、図９における縦軸の強度は、最大値が１になるように規格化してある。下記表１１乃至表１３に、夫々白色ＬＥＤ、第１の３波長光源、第２の３波長光源を使用した場合の結果を示す。
【００４９】
【表１１】

【００５０】
【表１２】

【００５１】
【表１３】

【００５２】
表１３に示すように、第２の３波長光源を使用した場合には、赤色用のカラーフィルタ及び緑色用のカラーフィルタにおける開口率を一致させた場合に最適な色再現域が得られた。
【００５３】
これらのシミュレーション結果より、赤色、緑色及び青色の各カラーフィルタにおける開口率は、光源の種類に拘わらず、緑色におけるものを最大とすることが好ましいといえる。特に、白色光源の場合には、緑色用のカラーフィルタにおける開口率が、赤色又は青色用のそれの２乃至４倍程度となっていることが好ましい。
【００５４】
なお、スリットの幅は、１乃至１０μｍであることが必要である。スリットの幅が１μｍ未満であると、そのパターニングが困難である。一方、スリットの幅が１０μｍを超えると、カラーフィルタ上に形成されるオーバーコート層の平坦化が困難になる。
【００５５】
また、前述のように、カラーフィルタの開口部の形状はスリット状のものに限定されるものではない。また、反射表示領域と透過表示領域との間の相対的な位置関係も、上述のようなものに限定されるものではない。図１０（ａ）乃至（ｃ）は画素内における種々のカラーフィルタの形状を示す平面図である。
【００５６】
例えば、図１０（ａ）に示すように、反射表示領域Ｒ及び透過表示領域Ｔが、上述の実施例と同様にして区画されている場合、カラーフィルタ４１の反射表示領域Ｒ内の中央部に開口部４１ａが形成されていてもよい。
【００５７】
また、図１０（ｂ）に示すように、反射表示領域Ｒが透過表示領域Ｔに取り囲まれるようにして区画されている場合にも、カラーフィルタ４２の反射表示領域Ｒ内の中央部に開口部４２ａが形成されていてもよい。
【００５８】
更に、図１０（ｃ）に示すように、１画素内で透過表示領域Ｔが２つの反射表示領域Ｒに挟まれるようにして区画されている場合、カラーフィルタ４３の側縁４３ａが反射表示領域Ｒの側縁よりも透過表示領域Ｔ側に位置するようにして、反射表示領域Ｒ内にカラーフィルタ４３が存在しない領域を設けるようにしてもよい。
【００５９】
但し、カラーフィルタの形状に拘わらず、反射表示領域の面積に対する開口部の面積が占める割合は、５０％以下であることが好ましい。即ち、反射表示領域内には、少なくとも５０％のカラーフィルタが存在していることが好ましい。これは、カラーフィルタが存在している領域の面積が反射表示領域の面積の５０％を下回ると、入射から出射までの間にカラーフィルタを１度も介することがない光の割合が高くなり、透過表示領域における色再現域と一致させることが困難になるからである。
【００６０】
次に、本発明の第１の参考例について説明する。第１の参考例では、反射表示領域内のカラーフィルタの厚さを透過表示領域内のそれよりも薄くする。図１１乃至図１３は本発明の第１の参考例に係る液晶パネルの構造を示す断面図であり、夫々図１中のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線に相当する線に沿った断面図である。なお、図１１乃至図１３に示す第１の参考例において、図１乃至図４に示す実施例と同一の構成要素には、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００６１】
第１の参考例においても、走査線と同方向に延びる直線により各画素が、例えばほぼ２等分に反射表示領域Ｒ及び透過表示領域Ｔに区画されている。また、ＴＦＴ基板は、実施例と同様に構成されている。
【００６２】
第１の参考例におけるＣＦ基板においては、透明基板１００ｂの透明基板１００ａと対向する側の表面上に、カラーフィルタ５１が形成されている。また、反射表示領域Ｒ内では、カラーフィルタ５１と透明基板１００ｂとの間に透明樹脂層５２が形成されている。反射表示領域Ｒ内のカラーフィルタ５１及び透明樹脂層５２の総体積に対する透明樹脂層５２の体積が占める割合は、例えば３５乃至６５％である。この体積の割合は、透明樹脂層５２の厚さで調整してもよく、面積で調整してもよい。但し、その割合は、色毎に異なっており、本参考例では、緑色用の画素１０１Ｇにおける透明樹脂層５２の割合が、例えば赤色用の画素１０１Ｒ及び青色用の画素１０１Ｂのそれの約３倍になっている。なお、本参考例では、透明樹脂層５２は、カラーフィルタ５１と完全に重なり合うようにして形成されているが、この形状に限定されるものではない。また、カラーフィルタ５１の表面は、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの間で面一となっていることが好ましい。
【００６３】
このように構成された第１の参考例においては、透過表示領域Ｔにおいては、バックライト（図示せず）から発光された光がカラーフィルタ５１を介して外部に出射される。反射表示領域Ｒにおいては、カラーフィルタ５１を介して反射電極１２に到達した光はカラーフィルタ５１を介して外部に出射される。このとき、反射表示領域Ｒ内のカラーフィルタ５１の厚さは、透過表示領域Ｔ内の厚さの半分程度となっているため、反射表示領域Ｒから出射される光が入射からの間に通過するカラーフィルタの厚さは、透過表示領域Ｔにおけるものに近くなる。更に、本参考例では、色毎に透明樹脂層５２の割合が異なるものとしているため、色毎に反射表示領域Ｒにおける色再現域と透過表示領域Ｔにおける色再現域とを一致させることが可能である。この結果、良好な画質が得られる。
【００６４】
次に、反射表示領域内のカラーフィルタ及び透明樹脂層の総体積に対する透明樹脂層の体積の占める割合と色バランスとの関係について説明する。
【００６５】
本願発明者は、実施例と同様に、白色ＬＥＤをバックライトとして使用し、透明樹脂層の面積を変化させながら、種々のカラーフィルタ膜厚に対し、透過表示領域におけるＣＩＥの色度座標に最も近似した色度座標が得られる透明樹脂層の割合をシミュレーションにより求めた。なお、反射表示領域における入射光には、ＣＩＥの標準の光Ｃを使用した。下記表１４及び１５にこれらの結果を示す。
【００６６】
【表１４】

【００６７】
【表１５】

【００６８】
なお、表１４及び表１５において、面積率とは、反射表示領域内におけるカラーフィルタの面積に対する透明樹脂層の面積の割合であり、体積率とは、反射表示領域内におけるカラーフィルタ及び透明樹脂層の総体積に対する透明樹脂層の体積の割合である。また、膜厚は、透過表示領域内のカラーフィルタの厚さであり、反射表示領域内のカラーフィルタ及び透明樹脂層の総厚は、これに一致している。
【００６９】
上記表１４及び表１５に示すように、適当な割合（体積率）で透明樹脂層が設けられている場合には、透過表示領域における色度座標及びＮＴＳＣ比と反射表示領域におけるそれらとが近似している。
【００７０】
次に、実施例に係る液晶パネルを製造する方法について説明する。ＴＦＴ基板については、従来の方法と同様に製造することができる。一方、ＣＦ基板については、例えば、以下のような方法により製造することができる。先ず、単色のカラーフィルタの原料膜として感光性樹脂膜を透明基板１００ｂ上に形成する。次いで、所定のスリットのパターンが形成されたフォトマスクを使用して感光性樹脂膜を露光し、その後現像する。この工程により、感光性樹脂膜をスリット２１ａが形成された単色のカラーフィルタ２１の形状にパターニングする。これらの工程を３色のカラーフィルタ２１について行う。なお、フォトマスクに形成するスリットに整合するパターンの割合は、例えば緑色用のフォトマスクで最大とし、色毎にスリットに整合するパターンの割合を調整する。即ち、フォトマスクには、カラーフィルタに形成されるスリットと整合するパターンを色毎に形成する。白色光源の場合には、緑色用のフォトマスクにおけるスリットパターンの割合が、赤色又は青色用のそれの２乃至４倍程度となっていることが好ましい。
【００７１】
３色のカラーフィルタを形成した後、全面にオーバーコート層をその表面が平坦になるようにして形成し、更にその上に対向電極を形成すればよい。更に、その裏面側に位相差板及び偏光板を形成する。
【００７２】
次に、第１の参考例に係る液晶パネルを製造する方法について説明する。ＴＦＴ基板については、従来の方法と同様に製造することができる。一方、ＣＦ基板については、例えば、以下のような方法により製造することができる。先ず、透明樹脂膜の原料膜を透明基板１００ｂ上に形成し、色毎に透明樹脂膜の形状に整合するパターンが形成されたフォトマスクを使用して原料膜をパターニングすることにより、透明樹脂膜５２を透明基板１００ｂ上に形成する。次いで、色毎に表面が面一となるようにしてカラーフィルタを原料膜の形成、現像及び露光等により形成する。なお、フォトマスクに形成する透明樹脂膜に整合するパターンの割合は、例えば緑色用のフォトマスクで最大とし、色毎に透明樹脂膜に整合するパターンの割合を調整する。即ち、フォトマスクには、透明樹脂膜と整合するパターンを色毎に形成する。白色光源の場合には、緑色用のフォトマスクにおける透明樹脂膜のパターンの割合が、赤色又は青色用のそれの２乃至４倍程度となっていることが好ましい。
【００７３】
３色のカラーフィルタを形成した後、全面にオーバーコート層をその表面が平坦になるようにして形成し、更にその上に対向電極を形成すればよい。更に、その裏面側に位相差板及び偏光板を形成する。
【００７４】
なお、実施例及び第１の参考例では、ＣＦ基板のカラーフィルタ間にブラックマトリクスが設けられていないが、ここにブラックマトリクスが設けられていてもよい。また、実施例及び第１の参考例では、カラーフィルタが薄膜トランジスタとは異なる透明基板上に形成されているが、カラーフィルタが薄膜トランジスタと同一の基板上に形成されていてもよい。この場合、カラーフィルタは、例えば反射電極又は透明電極上に形成される。
【００７５】
次に、本発明の第２の参考例について説明する。第２の参考例は色味の改善を目的としたものである。図１４（ａ）は本発明の第２の参考例に係る液晶パネルにおける反射電極下に設けられる凸部を示すレイアウト図、（ｂ）はその模式的断面図である。
【００７６】
実施例及び第１の参考例では、反射電極下は、反射電極に凹凸を反映させるための凸部８が縦横無尽に設けられている。本参考例においては、このような凸部８の他に同一工程で形成された凸部５８が、走査線（ゲート線）が延びる方向で隣り合う画素間の境界部に設けられている。凸部５８の幅及び高さは、凸部８のそれらと実質的に同一である。
【００７７】
このように構成された第２の参考例によれば、図１４（ｂ）に示すように、画素内のカラーフィルタ２１と反射電極下の絶縁膜１０との間のギャップｄ１と、画素境界部の透明基板１００ｂと絶縁膜１０との間のギャップｄ２との差が、従来のものよりも小さくなる。つまり、従来の液晶パネルでは、画素境界部に凸部１０８が設けられていない部分が存在するため、この部分における透明基板１００ｂとの間のギャップが極めて大きいが、本参考例では、このような部分が存在しなくなる。このため、本参考例によれば、黄色味が解消される。
【００７８】
なお、凸部５８の幅の設計値をＷ１、凸部８の幅の設計値をＷ２としたとき、（Ｗ２−１）≦Ｗ１≦（Ｗ２＋１）（μｍ）が成り立つことが好ましく、（Ｗ２−０．５）≦Ｗ１≦（Ｗ２＋０．５）（μｍ）が成り立つことがより好ましい。
図１５は凸部の幅とその高さの変化との関係を示す模式図である。Ｗ２をＷ１より大きくした場合、製造工程中の熱プロセス（焼成による液状化）を行ったときに、凸部８と凸部５８との間の表面張力の差によって、矢印Ａで示すように、凸部８の原料が凸部５８側に流動する。この結果、凸部５８の高さが設計値よりも高くなる一方で、凸部８の高さが設計値よりも低くなってしまう。逆に、Ｗ２をＷ１より小さくした場合には、凸部５８の高さが設計値よりも低くなると共に、凸部８の高さが設計値よりも高くなり、ギャップｄ１及びｄ２間の差を補償することができなくなる。従って、Ｗ１とＷ２とは、上述のようなマージンを確保した範囲で実質的に等しいことが好ましい。なお、図１４（ａ）に対応させて厳密に断面図を描いた場合には、凸部８も図１４（ｂ）に描かれるべきであるが、図１４（ｂ）に示す断面図では、凸部５８は記載されているのに対し、簡素化のために凸部８は記載されていない。但し、上述のように、図１４（ａ）及び（ｂ）に示す構造においても、互いに幅及び高さが等しい凸部８及び凸部５８が存在している。
【００７９】
次に、反射電極下の凸部を１つの感光性樹脂膜から形成する方法について説明する。先ず、２回の露光を行って形成する方法について説明し、その後、１回の露光を行って形成する方法について説明する。図１６乃至図１８は凸部を２回の露光により形成する方法を工程順に示す模式図である。
【００８０】
先ず、図１６（ａ）に示すように、ＴＦＴ（図示せず）等を形成した後、透明基板１００ａ上に感光性樹脂レジスト膜７１を塗布する。また、凸部に整合する部分を遮光するＣｒ膜７３が透明基板７４上に形成されて構成されたフォトマスク７２を準備する。
【００８１】
次に、図１６（ｂ）に示すように、フォトマスク７２を使用して、感光性樹脂レジスト膜７１の露光を行うことにより、感光部７１ａを形成する。このとき、露光の深さは、例えば感光性樹脂レジスト膜７１の半分の厚さ程度とする。
【００８２】
その後、図１７（ａ）に示すように、コンタクトホール１１に整合する部分のみに開口部が形成されたＣｒ膜７６が透明基板７４上に形成されて構成されたフォトマスク７５を準備する。そして、フォトマスク７５を使用して、感光性樹脂レジスト膜７１の露光を行うことにより、コンタクトホール１１の形成領域における感光部７１ａをソース電極（図示せず）まで到達させる。
【００８３】
続いて、図１７（ｂ）に示すように、現像を行うことにより、感光部７１ａを除去する。
【００８４】
次いで、図１８に示すように、感光性樹脂レジスト膜７１を焼成することにより、リフローし、感光性樹脂レジスト膜７１の表面に存在する段差を丸める。この結果、凸部及びコンタクトホール１１が形成される。
【００８５】
次に、１回の露光を行って形成する方法について説明する。図１９及び図２０は凸部を１回の露光により形成する方法を示す模式図である。
【００８６】
先ず、図１９（ａ）に示すように、ＴＦＴ（図示せず）等を形成した後、透明基板１００ａ上に感光性樹脂レジスト膜７１を塗布する。また、コンタクトホール１１に整合する部分のみに開口部が形成された半透過膜８３が透明基板８４上に形成され、更にその上に凸部に整合する部分を遮光するＣｒ膜８５が形成されて構成されたフォトマスク８２を準備する。半透過膜８３は、例えば金属酸化膜からなる。
【００８７】
次に、図１９（ｂ）に示すように、フォトマスク８２を使用して、感光性樹脂レジスト膜７１の露光を行うことにより、感光部７１ｂを形成する。このとき、半透過膜８３を透過した光による露光の深さは、例えば感光性樹脂レジスト膜７１の半分の厚さ程度とする。この結果、感光性樹脂レジスト膜７１に感光部７１ｂが形成される。この感光部７１ｂのうち、コンタクトホール１１に整合する部分には、露光光が半透過膜８３を透過することなく直接到達しているので、その深さはソース電極（図示せず）に到達する程度のものになる。
【００８８】
続いて、図２０（ａ）に示すように、現像を行うことにより、感光部７１ｂを除去する。
【００８９】
次いで、図２０（ｂ）に示すように、感光性樹脂レジスト膜７１を焼成することにより、リフローし、感光性樹脂レジスト膜７１の表面に存在する段差を丸める。この結果、凸部及びコンタクトホール１１が形成される。
【００９０】
なお、実施例及び第１の参考例のように、例えば絶縁膜からなる複数の凸部を形成し、更にその上に全面を覆う絶縁膜を形成することによって凹凸を画素内及び画素境界部に形成してもよい。
【００９１】
また、実施例及び第１の参考例と第２の参考例とを組み合わせて液晶パネルを構成してもよい。
【００９２】
これらの実施例又は参考例に係る液晶パネルは、例えば携帯型情報端末、携帯電話機、携帯型パーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ又はデスクトップ型パーソナルコンピュータのモニタに適用することができる。図２１は本発明の実施例又は参考例に係る携帯型情報端末の構造を示すブロック図である。また、図２２は本発明の実施例又は参考例に係る携帯電話の構造を示すブロック図である。
【００９３】
本発明の実施例又は参考例に係る携帯型情報端末２５０には、液晶パネル２６５、バックライトユニット２６６及び映像信号を処理する映像信号処理部２６７から構成される表示部２６８が設けられている。更に、携帯型情報端末２５０の各構成要素を制御する制御部２６９、制御部２６９が実行するプログラム又は各種データを記憶する記憶部２７１、データ通信を行うための通信部２７２、キーボード又はポインタ等からなる入力部２７３、携帯型情報端末２５０の各構成要素へ電力を供給する電源部２７４が設けられている。上述の実施例又は参考例は、液晶パネル２６５に適用されている。
【００９４】
このように構成された本実施例又は参考例に係る携帯型情報端末２５０においては、色バランスの均一化又は黄色味の抑制により画質が向上する。
【００９５】
本発明の実施例又は参考例に係る携帯電話２７５には、液晶パネル、バックライトユニット２６６及び映像信号を処理する映像信号処理部２６７から構成される表示部２７６が設けられている。更に、携帯電話２７５の各構成要素を制御する制御部２７７、制御部２７７が実行するプログラム又は各種データを記憶する記憶部２７８、無線信号を送信するための送信部２８１、キーボード又はポインタ等からなる入力部２８２、携帯電話２７５の各構成要素へ電力を供給する電源部２８３が設けられている。上述の実施例又は参考例は、液晶パネル２６５に適用されている。
【００９６】
このように構成された本実施例又は参考例に係る携帯電話２７５においても、色バランスの均一化又は黄色味の抑制により画質が向上する。
【００９７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本願請求項１乃至６に係る発明によれば、カラーフィルタに発光色に応じた開口部が設けられているため、画素毎にカラーフィルタが１種のみ設けられていながら、各画素において反射表示領域及び透過表示領域の各色再現域を実質的に一致させることができる。このため、工程数を増加させることなく良好な画質を得ることができる。特に、視認性が高い緑色発光用のカラーフィルタにおける開口率を最大とした場合に、より色再現域の相違を低減することができる。また、請求項８及び９に係る発明によれば、このようなカラー液晶パネルを製造することができる。
【００９８】
また、本願請求項７に係る発明によれば、液晶を挟持する基板間のギャップの変動が低減されるため、従来発生していた映像の黄色味を低減することができる。
【００９９】
更に、請求項１０に係る発明によれば、このようなカラー液晶パネルをカラー液晶表示装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る液晶パネルにおけるＴＦＴ基板のレイアウトを示す平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】図１中のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図４】図１中のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図５】標準の光Ｃのスペクトルを示すグラフ図である。
【図６】白色ＬＥＤによる光のスペクトルを示すグラフ図である。
【図７】ＮＴＳＣで定められたテレビジョン表示に最適な色再現域を示すＣＩＥ色度図である。
【図８】第１の３波長光源による光のスペクトルを示すグラフ図である。
【図９】第２の３波長光源による光のスペクトルを示すグラフ図である。
【図１０】（ａ）乃至（ｃ）は画素内における種々のカラーフィルタの形状を示す平面図である。
【図１１】本発明の第１の参考例に係る液晶パネルの構造を示す断面図であり、図１中のＡ−Ａ線に相当する線に沿った断面図である。
【図１２】同じく、本発明の第１の参考例に係る液晶パネルの構造を示す断面図であり、図１中のＢ−Ｂ線に相当する線に沿った断面図である。
【図１３】同じく、本発明の第１の参考例に係る液晶パネルの構造を示す断面図であり、図１中のＣ−Ｃ線に相当する線に沿った断面図である。
【図１４】（ａ）は本発明の第２の参考例に係る液晶パネルにおける反射電極下に設けられる凸部を示すレイアウト図、（ｂ）はその模式的断面図である。
【図１５】凸部の幅とその高さの変化との関係を示す模式図である。
【図１６】（ａ）及び（ｂ）は凸部を２回の露光により形成する方法を示す模式図である。
【図１７】（ａ）及び（ｂ）は、同じく、凸部を２回の露光により形成する方法を示す図であって、図１６（ａ）及び（ｂ）に示す工程の次工程を工程順に示す断面図である。
【図１８】同じく、凸部を２回の露光により形成する方法を示す図であって、図１７（ａ）及び（ｂ）に示す工程の次工程を工程順に示す断面図である。
【図１９】（ａ）及び（ｂ）は凸部を１回の露光により形成する方法を示す模式図である。
【図２０】（ａ）及び（ｂ）は、同じく、凸部を１回の露光により形成する方法を示す図であって、図１９（ａ）及び（ｂ）に示す工程の次工程を工程順に示す断面図である。
【図２１】本発明の実施例又は参考例に係る携帯型情報端末の構造を示すブロック図である。
【図２２】本発明の実施例又は参考例に係る携帯電話の構造を示すブロック図である。
【図２３】特開２０００−１１９０２号公報に開示された従来の半透過型液晶表示装置におけるＴＦＴ基板のレイアウトを示す平面図である。
【図２４】図２３中のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図２５】従来の液晶表示装置における凸部を示すレイアウト図である。
【符号の説明】
Ｒ；反射表示領域
Ｔ；透過表示領域
８、５８、１０８；凸部
９、１０９；透明電極
１０、１１０；絶縁膜
１１、１１１；コンタクトホール
１２、１１２；反射電極
２１、４１、４２、４３、５１、１２１；カラーフィルタ
２１ａ；スリット
４１ａ、４２ａ；開口部
４３ａ；側縁
５２；透明樹脂層
７１；感光性樹脂レジスト膜
７１ａ、７１ｂ；感光部
７２、７５、８２；フォトマスク
７３、７６、８５；Ｃｒ膜
７４、８４；透明基板
８３；半透過膜
１００ａ、１００ｂ；透明基板
１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂ；画素
１０２；薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
１０３；ゲート線
１０３ａ；ゲート電極
１０４；ドレイン線
１０４ａ；ドレイン電極
１０５；絶縁膜
１０６；アモルファスシリコン膜
１０７；ソース電極

Claims (6)

1. 画素毎に薄膜トランジスタ並びにこの薄膜トランジスタに接続された反射電極及び透明電極が設けられ、バックライトから発光された光が前記透明電極を透過して表示面から出射され、前記表示面から入射した光が前記反射電極で反射して前記表示面から出射されるカラー液晶パネルにおいて、
   前記反射電極に対向する領域に前記画素の発光色毎に複数の開口部が形成されたカラーフィルタと、
   前記カラーフィルタを覆う平坦化層と、を有し、
   前記複数の開口部は、それぞれスリット状に形成され、当該スリットの幅は１乃至１０μｍであり、
   前記平坦化層は、前記カラーフィルタ上に前記複数の開口部を埋めるように形成され、さらに平坦化されたものである、
   ことを特徴とするカラー液晶パネル。
2. 赤色発光用カラーフィルタ、緑色発光用カラーフィルタ及び青色発光用カラーフィルタが前記カラーフィルタとして設けられ、前記カラーフィルタにおける前記開口部が占める割合は、前記緑色発光用カラーフィルタにおけるものが最大となっていることを特徴とする請求項１に記載のカラー液晶パネル。
3. 前記バックライトは白色発光源であり、前記カラーフィルタにおける前記開口部が占める割合は、前記緑色発光用カラーフィルタにおけるものが前記赤色又は青色発光用カラーフィルタにおけるものの２乃至４倍となっていることを特徴とする請求項２に記載のカラー液晶パネル。
4. 前記カラーフィルタのうち前記反射電極に対向する部分における前記開口部が占める割合は、５０％以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のカラー液晶パネル。
5. 画素毎に薄膜トランジスタ並びにこの薄膜トランジスタに接続された反射電極及び透明電極が設けられ、バックライトから発光された光が前記透明電極を透過して表示面から出射され、前記表示面から入射した光が前記反射電極で反射して前記表示面から出射されるカラー液晶パネルを製造する方法であって、
   前記画素の発光色毎に異なる大きさの開口部用のパターンが形成されたフォトマスクを使用してカラーフィルタの原料膜をパターニングすることにより、それぞれの幅が１乃至１０μｍであるスリット状の複数の開口部を前記反射電極に対向する領域に備えたカラーフィルタを形成する工程と、
   前記カラーフィルタ上に前記複数の開口部を埋めるように平坦化層を形成し、その後に前記平坦化層を平坦化する工程と、を有することを特徴とするカラー液晶パネルの製造方法。
6. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のカラー液晶パネルを有することを特徴とするカラー液晶表示装置。

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