JP2009276510A - カラーフィルタ基板、並びに電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶装置等の電気光学装置において、カラーフィルタにおける混色を防止し、表示光の利用効率を高める。
【解決手段】電気光学物質（５０）を挟持する一対の基板のうちの一方となるカラーフィルタ基板は、基板（２０）と、基板上に画素毎に配置された複数のカラーフィルタ（２６）と、これらのうち隣り合うカラーフィルタ間に配置された光反射性隔壁（２３）とを備える。光反射性隔壁は、基板の一方の側から入射される斜め光（Ｌ２）を反射する側壁面（２３ａ）を有する。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置において、カラーフィルタが作り込まれた素子基板若しくはＴＦＴ（薄膜トランジスタ）アレイ基板又は対向基板として用いられるカラーフィルタ基板、並びにそのようなカラーフィルタ基板を用いて構成される電気光学装置、及び例えば液晶プロジェクタ等の電子機器の技術分野に関する。

この種のカラーフィルタ基板では、対向基板の本体となる基板上に、又は素子基板若しくはＴＦＴアレイ基板の本体となる基板上に、ブラックマトリクス或いはブラックマスクと称される遮光膜が格子状等に形成される。その形成は、蒸着やスパッタリング等による成膜工程及びパターンニング工程により行われる。更に、このように形成されたブラックマトリクス等上に、各画素に対応する領域にＲＧＢ別のカラーフィルタが形成される。ブラックマトリクス等は、隣接画素間における混色防止や光漏れ防止の観点から、遮光性に優れた黒色樹脂や黒色金属の薄膜から形成される（特許文献１参照）。

特開平１−１５２４４９号公報

上述の背景技術によれば、ブラックマトリクスは、遮光性に優れた金属や樹脂の薄膜から形成されているので、基板に対して法線方向に入射する表示光については、極めて良好に遮光する。

しかしながら、相隣接する相互に色が異なるカラーフィルタは、概ねその厚み分だけ側壁面にて相互に接触しており、即ち両者間には界面が存在している。このため、例えばプロジェクタ用途等で、投射光等の表示光中に斜め光が混入していると、斜め光が前記界面を通過する。すると、相隣接するカラーフィルタ間で混色が発生してしまうという技術的問題点がある。即ち、斜め光は、ブラックマトリクスを構成する遮光膜が存在していない開口領域、言い換えれば、基板に対して法線方向に入射する表示光を透過させるためには必然的にブラックマトリクスを構成する遮光膜が存在していてはいけない領域を、透過して前記界面まで到ってしまうのである。

逆に、斜め光による混色を防止する程度までブラックマトリクスを構成する遮光膜の幅を広げてしまったのでは、本来の表示光の利用効率が著しく悪くなってしまうが故に、今度は、表示画面が暗くなったり、装置全体としてのエネルギ効率が極めて悪化したりという技術的問題点が生じる。

本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、カラーフィルタにおける混色を効率的に防止すること及び表示光の利用効率を効率的に高めることを可能ならしめる、カラーフィルタ基板、並びにそのようなカラーフィルタ基板を備える電気光学装置及び電子機器を提供することを課題とする。

本発明のカラーフィルタ基板は上記課題を解決するために、電気光学物質を挟持する一対の基板のうちの一方となるカラーフィルタ基板であって、基板と、該基板上に画素毎に配置された複数のカラーフィルタと、前記複数のカラーフィルタの隣り合うカラーフィルタ間に配置された光反射性隔壁とを備え、前記光反射性隔壁は、前記基板法線方向に対して斜めに入射される光を反射する側壁面を有する。

本発明のカラーフィルタ基板によれば、例えばガラス基板、石英基板等の基板上における、画素領域に画素毎に形成された、典型的にはＲＧＢ（赤色、緑色、青色）別である、複数のカラーフィルタが形成されている。例えば、ＲＧＢに対応すると共に相隣接する三つのサブ画素部が各サブ画素に構築され、これら三つのサブ画素部から画素部が、各画素が構築される。尚、本願において「画素領域」とは個々の画素が占める領域を意味するのではなく、縦横に配列された多数の画素から構成される領域の全体を意味し、典型的には「画像表示領域」を意味する。

ここで特に、光反射性隔壁は、例えばＡｌ（アルミニウム）等の金属材料から構成されており、隣り合うカラーフィルタ間に配置されている。

このため、当該カラーフィルタ基板を用いて構築される電気光学装置の動作時には、例えば光源光や外光等の表示光の含まれる光の一部が、斜めに入射されると、この斜め光は、上述の光反射性隔壁の側壁面によって反射される。よって、側壁面により、この斜め光を開口領域側へ向けて、大なり小なり反射させることも可能となる。

従って、斜め光を光吸収や入射側へ向けての光反射によって遮光していた背景技術と比べて、側壁面で斜め光を開口領域側へ向けて反射して表示光に含ませる分だけ、光の利用効率が格段に向上する。しかも、相隣接する相異なる色のカラーフィルタ間における混色についても、斜め光を反射する隔壁（即ち、光反射性隔壁）の存在によって、極めて著しく低減或いは殆ど無くすことが可能となる。これらの結果、当該カラーフィルタ基板を、対向基板又は素子基板若しくはＴＦＴアレイ基板として用いて電気光学装置を構成すれば、混色が無く且つ明るいカラー表示或いはフルカラー表示を、単板式にて実行可能となる。

このように本発明によれば、カラーフィルタにおける混色を効率的に防止すること及び表示光の利用効率を効率的に高めることを可能ならしめる。

本発明のカラーフィルタ基板の一態様では、前記側壁面は、前記隣り合うカラーフィルタ間に介在すると共に前記隣り合うカラーフィルタ間を区画し、前記基板の一方の側から前記斜め光を前記基板の他方の側へ斜めに向けて反射し、前記光反射性隔壁は、前記画素毎の開口領域を少なくとも部分的に規定する。

この態様によれば、各画素の開口領域或いは非開口領域を規定するという伝統的なブラックマトリクス或いはブラックマスクの機能は、光反射性隔壁により果たされる。更に、当該隔壁は光反射性を有することにより、従来のブラックマトリクスにおいてカラーフィルタ間の境界を透過する光を側壁面で反射することができる。

このため、当該カラーフィルタ基板を用いて構築される電気光学装置の動作時には、基板の一方の側（即ち、光源光や外光等の表示光が入射する側）から斜め光が入射されると、この斜め光は、基板の他方の側（即ち、光源光や外光等の表示光が出射する側）に向けて、上述の光反射性隔壁の側壁面によって、確実にして、斜めに反射される。この側壁面で斜め光を開口領域側へ向けて反射して表示光に含ませる分だけ、光の利用効率が格段に向上する。

本発明のカラーフィルタ基板の一態様では、前記基板上における前記複数のカラーフィルタの高さと前記光反射性隔壁の高さとは、揃えられている。

この態様によれば、基板上における前記複数のカラーフィルタの高さと前記光反射性隔壁の高さとは、揃えられている。即ち、理想的には同一又はほぼ同一にされ、少なくとも同一又はほぼ同一に近付けられている。従って、光反射性隔壁がカラーフィルタの側面の概ね全域に渡って存在することになるので、相隣接する相異なる色のカラーフィルタ間における混色を、確実に大幅に低減できる。また、これらカラーフィルタ及び光反射性隔壁の表面における段差が少ない分だけ、それらの表面を平坦化するための平坦化膜を薄くすること或いは無くすことができ、平坦な表面上に、例えばベタ状の対向電極や配向膜を形成することが極めて容易となる。

この態様では、前記基板上における前記複数のカラーフィルタと前記光反射性隔壁との表面には、相互間における段差を低減する平坦化処理が施されてもよい。

このように構成すれば、カラーフィルタ及び光反射性隔壁の表面における段差が、平坦化処理を施した分だけなくなり、平坦化処理が施された表面上に、例えばベタ状の対向電極や配向膜を形成することが極めて容易となる。尚、ここに平坦化処理とは、カラーフィルタを光反射性隔壁の凹部内に埋め込むことや、ＣＭＰ（化学的機械研磨）処理を施すことや、平坦化膜を一面に形成することなどを意味する。

この場合、前記光反射性隔壁は前記側壁面を内壁面の一部とする凹部を有するように形成されており、前記複数のカラーフィルタは、前記凹部内に少なくとも部分的に埋め込まれてもよい。

このように構成すれば、光反射性隔壁の凹部内に、複数のカラーフィルタを埋め込めば、これらの表面における平坦化が可能となり、簡単に平坦化できる。尚、凹部内へのカラーフィルタの埋め込みは、先ず凹部を形成し、その後、例えばインクジェット、ディスペンサ等により、この凹部内に、カラーフィルタを構成する材料を充填すればよい。

本発明のカラーフィルタ基板の他の態様では、前記光反射性隔壁を構成する材料は、前記一対の基板のうちの他方において前記開口領域を少なくとも部分的に規定する遮光材料の少なくとも一つと比較して、光反射率が高い。

この態様によれば、例えば遮光性の黒色樹脂や金属に比べて光反射率に優れたＡｌ等を含んでなる側壁面によって、斜め光の利用効率を極めて効率良く高められる。尚、一対の基板のうちの他方において開口領域を規定する遮光材料は、例えば、樹脂材料の他、チタン、クロム等の金属材料であってよい。

この態様では、前記光反射性隔壁は、前記基板上で平面的に見てストライプ状に形成されており、前記遮光材料と組み合わせられることで、前記開口領域を規定するように構成してもよい。

このように構成すれば、光反射性隔壁は、その平面形状が、例えば、ストライプ状や島状であっても足りる。即ち、各画素の開口領域或いは非開口領域を規定する上で必要となる残りの部分については、一対の基板のうちの他方における遮光材料によって遮光すれば足りる。

本発明のカラーフィルタ基板の他の態様では、前記光反射性隔壁は、前記基板上で平面的に見てマトリクス状に形成されており前記側壁面を縦横に有する。

この態様によれば、光反射性隔壁によって、伝統的なブラックマトリクスの全機能、即ち各画素の開口領域或いは非開口領域を規定する機能を果たさせることが可能となる。よって、例えば一対の基板のうちの他方における遮光材料によって各画素の開口領域或いは非開口領域を規定する必要がなくなり、装置全体として構造を簡単にできる。

本発明のカラーフィルタ基板の他の態様では、前記光反射性隔壁は、光反射率が５０％より高い金属材料を含んで構成されている。

この態様によれば、例えばＡｌ、Ａｌ合金、Ｎｉ（ニッケル）合金、Ｔｉ（チタン）合金などの、光反射率が５０％という高い光反射率の側壁面によって、斜め光を半分以上反射することが可能となり、比較的簡単な構成により、光の利用効率が高められる。

本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、上述した本発明に係るカラーフィルタ基板（但し、その各種態様を含む）と、前記一対の基板の他方と、前記電気光学物質とを備える。

本発明の電気光学装置によれば、上述した本発明に係るカラーフィルタ基板を備えるので、その動作時には、基板の一方の側から斜め光が入射されると、この斜め光は、基板の他方の側に向けて、上述の光反射性隔壁の側壁面によって、斜めに反射される。従って、光の利用効率が格段に向上する。しかも、相隣接する相異なる色のカラーフィルタ間における混色についても、極めて著しく低減或いは殆ど無くすことが可能となる。

よって、混色が無く且つ明るいカラー表示或いはフルカラー表示を、単板式にて実行可能となる。

本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置（但し、その各種態様を含む）を備える。

本発明の電子機器によれば、上述した本発明の電気光学装置を備えてなるので、高品質な画像表示を行うことが可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。また、本発明の電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置、電子放出装置（Field Emission Display及びConduction Electron-Emitter Display）、これら電気泳動装置、電子放出装置を用いた表示装置を実現することも可能である。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。

以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。以下の実施形態では、本発明の電気光学装置の一例である駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。

＜第１実施形態＞
本発明のカラーフィルタ基板の一例である駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。

先ず、本実施形態に係る電気光学装置の具体的な構成について、図１及び図２を参照して説明する。ここに図１は、本実施形態に係る電気光学装置の構成を示す平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ´線断面図である。

図１及び図２において、本実施形態に係る電気光学装置１００では、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば石英基板、ガラス基板等の透明基板や、シリコン基板等である。対向基板２０は、例えば石英基板、ガラス基板等の透明基板である。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、液晶層５０が封入されている。液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で所定の配向状態をとる。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、複数の画素電極が設けられた、本発明の「画素領域」の一例である画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。

シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔（即ち、基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。尚、ギャップ材を、シール材５２に混入されるものに加えて若しくは代えて、画像表示領域１０ａ又は画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域に、配置するようにしてもよい。

シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。尚、画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域が存在する。言い換えれば、本実施形態においては特に、ＴＦＴアレイ基板１０の中心から見て、この額縁遮光膜５３より以遠が周辺領域として規定されている。

周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。この一辺に沿ったシール領域よりも内側に、サンプリング回路７が
額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。

ＴＦＴアレイ基板１０上には、対向基板２０の４つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材１０７で接続するための上下導通端子１０６が配置されている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。

ＴＦＴアレイ基板１０上には、外部回路接続端子１０２と、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４、上下導通端子１０６等とを電気的に接続するための引回配線９０が形成されている。

図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、駆動素子である画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が作り込まれた積層構造が形成される。この積層構造の詳細な構成については図２では図示を省略してあるが、この積層構造の上に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明材料からなる画素電極９が、画素毎に所定のパターンで島状に形成されている。

尚、図１及び図２に示したＴＦＴアレイ基板１０上には、これらのデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４等の駆動回路に加えて、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。

他方、対向基板２０におけるＴＦＴアレイ基板１０との対向面上に、カラーフィルタ２６が各画素電極９に対向するように所定の厚みで形成されている。本実施形態では、１つの画素毎に上述した画素電極９、画素スイッチング用のＴＦＴ、カラーフィルタ２６等が設けられている。夫々の画素には、赤色（Ｒ）のカラーフィルタ、緑色（Ｇ）のカラーフィルタ及び青色（Ｂ）のカラーフィルタがそれぞれ設けられている。赤色のカラーフィルタは、赤色の光（即ち、例えば６２５〜７４０ｎｍの波長を有する光）のみを通過させるカラーフィルタであり、緑色のカラーフィルタは、緑色の光（即ち、例えば５００〜５６５ｎｍの波長を有する光）のみを通過させるカラーフィルタであり、青色のカラーフィルタは、青色の光（即ち、例えば４５０〜４８５ｎｍの波長を有する光）のみを通過させるカラーフィルタである。例えば赤色のカラーフィルタに対応するサブ画素、緑色のカラーフィルタに対応するサブ画素、及び青色のカラーフィルタに対応するサブ画素という、三つのサブ画素の集合から、一つの画素（即ち、一つのカラー画素或いはフルカラー画素）が構築される。尚、カラーフィルタ２６は、ＴＦＴアレイ基板１０側に設けられてもよい。

カラーフィルタ２６の配列は、赤色（Ｒ）のカラーフィルタ、緑色（Ｇ）のカラーフィルタ及び青色（Ｂ）のカラーフィルタが夫々、縦ストライプ（即ち、データ線に沿ったストライプ）状に配列された、ストライプ配列であることが好ましい。この場合、色別のデータ線を利用してアクティブマトリクス駆動を比較的簡単に実行できる。但し、カラーフィルタ２６の配列は、デルタ配列、トライアングル配列等の他の配列であってもよい。

対向基板２０におけるＴＦＴアレイ基板１０との対向面上における互いに隣り合うカラーフィルタ２６間には、光反射性隔壁２３が形成されている。光反射性隔壁２３は、例えば光反射率に優れたＡｌ（アルミニウム）等から形成されており、対向基板２０上の画像表示領域１０ａ内で、例えば格子状等にパターニングされている。光反射性隔壁を構成する材料としては、その他、例えば樹脂材料、金属シリサイドの他、チタン、クロム等の金属等の光反射率に優れた材料であればよい。

特に、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｎｉ（ニッケル）合金、Ｔｉｎ（チタン）合金等、光反射率が５０％以上の材料を用いることによって、斜め光を半分以上反射することが可能となり、本実施形態における電気光学装置の光利用効率を高めることができる。

次に光反射性隔壁２３の具体的な構成について、図３及び図４を参照して説明する。ここに、図３及び図４は夫々、対向基板２０上に形成された光反射性隔壁２３の構造例を立体的に表した斜視図である。尚、図３及び図４は夫々、図２の対向基板２０を斜め下方から拡大して見た図であり、説明の便宜上、光反射性隔壁２３のみを抽出している。

図３に示すように、光反射性隔壁２３は、縦横の二方向に（即ち、データ線及び走査線に沿って格子状に）形成されており、カラーフィルタ２６を区画している。この際、後に詳述するように、カラーフィルタ２６が埋め込まれる空間が、光反射性隔壁２３によってマトリクス状に規定されている。電気光学装置の動作時には、縦及び横に向いた側壁面２３ａが、斜めの入射光を反射する。これにより、縦横の二方向について、光の利用効率を高めると共に光漏れを防止することが可能となる。

或いは、光反射性隔壁２３は、縦のみ又は横のみに区画しているだけでもよい。つまり、図４に示すように、光反射性隔壁２３をデータ線又は走査線に沿って、ストライプ状に形成してもよい。この際、後に詳述するように、カラーフィルタ２６が埋め込まれる空間が、光反射性隔壁２３によってストライプ状或いは溝状に規定されている。電気光学装置の動作時には、縦又は横に向いた側壁面２３ａが、斜めの入射光を反射する。この場合にも、区画した一方向について、光の利用効率を高めると共に光漏れを防止することが可能となる。尚、この場合、画像表示領域の各開口領域は、ＴＦＴアレイ基板１０上に遮光性のある配線（即ち、データ線又は走査線）を、光反射性隔壁と直行する方向にストライプ状に設けることで、規定することができる。

再び、図１及び図２に戻って、カラーフィルタ２６及び光反射性隔壁２３上に形成された平坦化膜（図示省略）上に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明材料からなる対向電極２１が複数の画素電極９と対向してベタ状に形成されている。対向電極２１上には配向膜が形成されている。また、液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。

続いて、本実施形態に係る電気光学装置の画素部の電気的な構成について、図５を参照して説明する。ここに図５は、本実施形態に係る液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。

図５において、画像表示領域１０ａを構成するマトリクス状に形成された複数の画素の各々には、画素電極９及び本発明の「トランジスタ」の一例であるＴＦＴ３０が形成されている。ＴＦＴ３０は、画素電極９に電気的に接続されており、本実施形態に係る電気光学装置の動作時に画素電極９をスイッチング制御する。画像信号が供給されるデータ線６ａは、ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。

ＴＦＴ３０のゲートには、走査線３ａが電気的に接続されており、本実施形態に係る電気光学装置は、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｍを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９は、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎが所定のタイミングで書き込まれる。画素電極９を介して電気光学物質の一例としての液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎは、対向基板に形成された対向電極との間で一定期間保持される。

液晶層５０（図２参照）を構成する液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として電気光学装置からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射される。

ここで保持された画像信号がリークすることを防ぐために、画素電極９と対向電極２１（図２参照）との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。蓄積容量７０は、画像信号の供給に応じて各画素電極９の電位を一時的に保持する保持容量として機能する容量素子である。蓄積容量７０の一方の電極は、画素電極９と並列してＴＦＴ３０のドレインに接続され、他方の電極は、定電位となるように、電位固定の容量線３００に接続されている。蓄積容量７０によれば、画素電極９における電位保持特性が向上し、コントラスト向上やフリッカの低減といった表示特性の向上が可能となる。

次に、図６を参照して、本実施形態に係る電気光学装置における光反射性隔壁２３の機能を説明する。ここで図６は、画像表示領域１０ａのデータ線６ａに直行する方向における詳細な積層構造を示した図式的な断面図である。

図６において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、層間絶縁膜１２が形成されており、その上にデータ線６ａが配置されている。更に、層間絶縁膜１４により平坦化された表面に画素電極９が島状に形成されている。画素電極９は配向膜１５で覆われており、配向膜１５の表面は液晶層５０と接している。

対抗基板２０に形成された層間絶縁膜２２上（図６では、対向基板２０の下側に形成されている）には、光反射性隔壁２３が形成され、その間をカラーフィルタ２６が埋めている。光反射性隔壁２３とカラーフィルタ２６との表面は、平坦化膜２４により平坦化され、さらにベタ上に形成された対向電極２１及び配向膜２５が配置されている。平坦化膜２４は、透明な樹脂材料、酸化シリコン、ガラス等から構成されており、スピンコートにより平坦な膜として形成されてもよいし、ＣＭＰ（化学的機械研磨）処理が施されることで平坦な膜として形成されてもよい。

画像表示領域１０ａでは、対向基板２０上において、図３及び図４に示した如き光反射性隔壁２３によって非開口領域が少なくとも部分的に規定されている。

画素電極９は、ＴＦＴアレイ基板１０上の各開口領域に対応する領域に形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０上において、画素スイッチング用のＴＦＴ３０や、画素電極９を駆動するための走査線やデータ線等の各種配線並びに蓄積容量等の電子素子が、非開口領域に形成されている。

図６において、一点鎖線によって、白色ランプ、バックライト等の光源から対向基板２０上に入射される入射光の光路を模式的に示している。入射光Ｌのうち、各画素部において、非開口領域に向かう入射光Ｌ１は、光反射性隔壁２３の表面で反射、吸収、散乱等され、電気光学装置を透過することはない。入射光Ｌのうち、各画素部において、開口領域に向かって斜めに進行する入射光Ｌ２は、光反射性隔壁２３の側壁面２３ａにより反射され（即ち内面反射され）、カラーフィルタ２６を透過して、液晶層５０に向かって対向基板２０を透過する。

従って、本実施形態に係る電気光学装置によれば、非開口領域に入射する入射光Ｌ１が光反射性隔壁２３によって遮光されるため、光反射性隔壁２３は、各画素の開口領域或いは非開口領域を規定するという伝統的なブラックマトリクスの機能を果たすことができる。特に、本実施形態に係る光反射性隔壁２３は、光反射率に優れたアルミニウム等により形成されているため、非常に高い遮光性をもって非開口領域を規定することが可能である。

加えて、開口領域に入射した入射光Ｌのうち、光反射性隔壁２３の側壁面２３ａに斜めに入射した入射光Ｌ２を、相隣接するカラーフィルタ２６に透過することなく、液晶層５０に向かって対向基板２０を透過することが可能となる。このため、開口領域に斜めに入射した入射光Ｌ２が相隣接するカラーフィルタ２６の界面を透過することに起因する混色を低減或いは殆んど無くすことができる。更に、斜め光を光吸収や入射側へ向けての光反射によって遮光していた背景技術と比べて、側壁面２３ａで斜め光である入射光Ｌ２を開口領域側へ向けて反射して表示光に含ませる分だけ、入射光Ｌの利用効率が格段に向上させることが可能となる。特に本実施形態では、カラーフィルタ２６の高さと光反射性隔壁２３の高さを揃えているため、本効果を最良に得ることができる。

次に、本実施形態の変形例について、図７及び図８を参照して説明する。ここに図７及び図８は夫々、対向基板２０上に形成された光反射性隔壁２３及びカラーフィルタ２６の変形例を示している。

図７において、一の変形例に係る光反射性隔壁２３は、その高さが、カラーフィルタ２６の高さよりも大きく、相隣接する光反射性隔壁２３の間に、３色のカラーフィルタ２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂが交互に配置されている。カラーフィルタ２６の高さと、光反射性隔壁２３の高さとが揃っていないため、平坦化膜２４を形成することによって、対向電極２１及び配向膜２５との境界面を平坦化している。

本変形例においても、非開口領域に向かう入射光Ｌ１（即ち図７中、一点鎖線で示されている光）は、光反射性隔壁２３の表面で反射され、電気光学装置を透過することはない。そのため、各画素の開口領域或いは非開口領域を規定するという従来のブラックマトリクスの機能を果たしている。一方、各画素部において、開口領域に向かって進行する入射光Ｌ２は、光反射性隔壁２３の側壁面２３ａにより反射され、カラーフィルタ２６を透過して、液晶層５０に向かって対向基板２０を透過する。そのため、斜め光である入射光Ｌ２に起因する混色の防止、或いは反射光による光の利用効率の向上を図ることができる。このように、本変形例においても、上述した実施形態と同様或いは類似の効果を得ることができる。

図８において、他の変形例に係る光反射性隔壁２３は、その高さが、カラーフィルタ２６の高さよりも小さく、光反射性隔壁２３の間に形成されたカラーフィルタ２６は、光反射性隔壁２３に覆いかぶさるように形成されている。このような構成のカラーフィルタ２６は、例えば顔料分散法によって形成することができる。即ち、カラーフィルタの原料としてフォトレジストを含有した顔料を用い、該顔料を分散することによって樹脂層を形成し、フォトリソグラフィ工程を経て、所望の形状にパターニングする。この工程３回繰り返し、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタ２６を形成する。このとき、分散する顔料の量を多くした場合、隣接する光反射性隔壁２３間だけでなく、光反射性隔壁２３の表面に顔料が残存すると、図８に示したカラーフィルタ２６のように、カラーフィルタ２６の高さが光反射性隔壁２３の高さより大きくなる。カラーフィルタ２６と光反射性隔壁２３との段差は、平坦化膜２４を形成することによって、対向電極２１及び配向膜２５との境界面において平坦化されている。

本変形例においても、非開口領域に向かう入射光Ｌ１（即ち図７中、一点鎖線で示されている光）は、光反射性隔壁２３の側壁面２３ａで反射され、電気光学装置を透過することはない。そのため、各画素の開口領域或いは非開口領域を規定するという従来のブラックマトリクスの機能を果たしている。一方、各画素部において、開口領域に向かって進行する入射光Ｌ２は、光反射性隔壁２３の側壁面２３ａにより反射され、カラーフィルタ２６を透過して、液晶層５０に向かって対向基板２０を透過する。そのため、斜め光である入射光Ｌ２に起因する混色の防止、或いは反射光による光の利用効率の向上を図ることができる。

尚、斜めに侵入した入射光Ｌ２のうち、光反射性隔壁２３上に形成されたカラーフィルタ２６を透過する入射光Ｌ３は、相異なる色のカラーフィルタ２６の境界面（図８では、２６Ｇと２６Ｂの境界面）を通過するため、混色の原因となる。しかし、特に小型の液晶パネルでは使用用途からＬ３のような視野角は必要としない場合も多い。そのため、従来の薄いブラックマトリクスを用いた場合に比べて、必要視野角内において格段に混色を防止できるという効果を得ることができる。即ち、光反射性隔壁２３の側壁面２３ａの表面積に応じて或いは光反射性隔壁２３で区画された空間内にカラーフィルタ２６が埋め込まれる厚みに応じて、カラーフィルタ２６に起因する混色を防止できるという上述した実施形態と同様或いは類似の効果を得ることが可能である。

以上、図６から図８から明らかなように、実施形態によれば、平坦なブラックマトリクス形成後にその形成領域及び非形成領域の一面に同一膜厚のカラーフィルタを成膜する場合に比べて、側壁面２３ａの高さ或いは光反射性隔壁２３にカラーフィルタ２６が埋め込まれる深さに応じて、カラーフィルタ２６に起因する混色を防止でき、光の利用効率を向上させることが可能である。

＜第２実施形態＞
続いて、本実施形態に係る電気光学装置の変形例として、ＴＦＴアレイ基板１０側に、カラーフィルタが作り込まれた、いわゆるオンチップ型カラーフィルタを用いた電気光学装置について、図９を参照して説明する。ここに、図９は、図６と同趣旨の図式的な断面図である。

図９において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、層間絶縁膜１２が形成されており、その上にデータ線６ａが配置されている。尚、図９では省略しているが、その他、層間絶縁膜１２上には走査線、ＴＦＴ等が形成されている。

データ線６ａ上には、表面を平坦化するために層間絶縁膜１４が形成されている。層間絶縁膜１４上には、光反射性隔壁２３とカラーフィルタ２６とが配置されている。ここで、カラーフィルタ２６と光反射性隔壁２３との高さは揃えられていることが最も望ましいが、図７及び図８に示した変形例の場合と同様に揃っていない場合でも光反射性隔壁２３を厚く形成していればよい。

カラーフィルタ２６と光反射性隔壁２３とが形成されている層の表面には、平坦化膜２４が形成されており、その上に画素電極９と配向膜１５が配置されている。配向膜１５の表面は液晶層５０と接している。

一方、対向基板２０には、層間絶縁膜２２が形成されており、その上（図９では、下側）にベタ状に形成された対向電極２１と配向膜２５とが設けられている。

この形態によれば、第１実施形態の如くカラーフィルタを対向基板側に形成した場合に比べて、ＴＦＴ基板と対向基板の重ね合わせずれによる、画素に対するアライメント誤差を小さくすることができる。そのため、光反射性隔壁２３による光利用効率の向上、斜め光による混色の防止を図りつつ、画素の精細化及び高開口率化に優れた、高品質の電気光学装置が可能になる。

以上詳細に説明したように、本実施形態に係る電気光学装置によれば、斜め光である入射光Ｌ２を、側壁面２３ａで開口領域側へ向けて反射して表示光に含ませる分だけ、入射光Ｌの利用効率が格段に向上する。しかも、相隣接する相異なる色のカラーフィルタ２６間における混色についても、光反射性隔壁２３の存在によって、極めて著しく低減或いは殆ど無くすことが可能となる。これらの結果、混色が無く且つ明るいカラー表示或いはフルカラー表示を、短板式にて実行可能となる。

＜電子機器＞
次に、本実施形態に係る電気光学装置１００を適用可能な電子機器の具体例について図１０及び図１１を参照して説明する。

まず、本実施形態に係る液晶装置１００を、可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）の表示部に適用した例について説明する。図１０は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ７１０は、キーボード７１１を備えた本体部７１２と、本実施形態に係る液晶装置１００をパネルとして適用した表示部７１３とを備えている。

また、本実施形態に係る液晶装置１００は、液晶テレビや、カーナビゲーション装置の表示部に適用されるのが特に好適である。例えば、カーナビゲーション装置の表示部に本実施形態に係る液晶装置１００を用いることにより、運転席にいる観察者に対しては、地図の画像を表示し、助手席にいる観察者に対しては、映画などの映像を表示することができる。

続いて、本実施形態に係る液晶装置１００を、携帯電話機の表示部に適用した例について説明する。図１１は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機７２０は、複数の操作ボタン７２１のほか、受話口７２２、送話口７２３とともに、本実施形態に係る液晶装置１００を適用した表示部７２４を備える。

なお、本実施形態に係る液晶装置１００を適用可能な電子機器としては、図１０に示したパーソナルコンピュータや図１１に示した携帯電話機の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、ディジタルスチルカメラなどが挙げられる。

なお、上述のカラーフィルタ基板及び電気光学装置などは、上述の例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。

以上説明してきた実施形態においては液晶表示パネルを例示しているが、本発明の電気光学装置としては、電子ペーパなどの電気泳動装置、さらにはＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置などにも同様に適用することが可能である。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うカラーフィルタ基板及び電気光学装置、並びに該電気光学装置を備えた電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

第１実施形態に係る液晶装置の平面図である。 図１のＨ−Ｈ´断面図である。 第1実施形態における、格子状に形成した光反射性隔壁の一例の斜視図である。 第1実施形態における、ストライプ状に形成した光反射性隔壁の他の例の斜視図である。 第１実施形態に係る電気光学装置の画像表示領域における等価回路である。 第１実施形態に係る電気光学装置における光反射性隔壁の機能を説明する図式的な断面図である。 第１実施形態に係る電気光学装置の一変形例の構成を示す図式的な断面図である。 第１実施形態に係る電気光学装置の他の変形例の構成を示す図式的な断面図である。 第２実施形態に係る電気光学装置における断面構造、及び光反射性隔壁の機能を説明する図式的な断面図である。 本実施形態の電気光学装置を適用した電子機器の一例である。 本実施形態の電気光学装置を適用した電子機器の他の例である。

符号の説明

３ａ 走査線、 ６ａ データ線、 ７ サンプリング回路、 ９ 画素電極、 １０ ＴＦＴアレイ基板、 １０ａ 画像表示領域、 ２０ 対向基板、 ２３ 光反射性隔壁、 ２６ カラーフィルタ、 ３０ ＴＦＴ、 ５０ 液晶層、 １００ 電気光学装置

Claims (11)

1. 電気光学物質を挟持する一対の基板のうちの一方となるカラーフィルタ基板であって、
   基板と、
   前記基板上に画素毎に形成された複数のカラーフィルタと、
   前記複数のカラーフィルタの隣り合うカラーフィルタ間に配置された光反射性隔壁と
   を備え、
   前記光反射性隔壁は、前記基板の法線方向に対して斜めに入射される光を反射する側壁面を有する
   ことを特徴とするカラーフィルタ基板。
2. 前記側壁面は、前記隣り合うカラーフィルタ間に介在すると共に前記隣り合うカラーフィルタ間を区画し、前記基板の一方の側から前記斜め光を前記基板の他方の側へ斜めに向けて反射し、
   前記光反射性隔壁は、前記画素毎の開口領域を少なくとも部分的に規定することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ基板。
3. 前記基板上における前記複数のカラーフィルタの高さと前記光反射性隔壁の高さとは、揃えられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のカラーフィルタ基板。
4. 前記基板上における前記複数のカラーフィルタと前記光反射性隔壁との表面には、相互間における段差を低減する平坦化処理が施されていることを特徴とする請求項３に記載のカラーフィルタ基板。
5. 前記光反射性隔壁は前記側壁面を内壁面の一部とする凹部を有するように形成されており、
   前記複数のカラーフィルタは、前記凹部内に少なくとも部分的に埋め込まれている
   ことを特徴とする請求項４に記載のカラーフィルタ基板。
6. 前記光反射性隔壁を構成する材料は、前記一対の基板のうちの他方において前記開口領域を少なくとも部分的に規定する遮光材料の少なくとも一つと比較して、光反射率が高いことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のカラーフィルタ基板。
7. 前記光反射性隔壁は、前記基板上で平面的に見てストライプ状に形成されており、前記遮光材料と組み合わせられることで、前記開口領域を規定することを特徴とする請求項６に記載のカラーフィルタ基板。
8. 前記光反射性隔壁は、前記基板上で平面的に見てマトリクス状に形成されており前記側壁面を縦横に有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のカラーフィルタ基板。
9. 前記光反射性隔壁は、光反射率が５０％より高い金属材料を含んで構成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のカラーフィルタ基板。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載のカラーフィルタ基板と、
    前記一対の基板の他方と、
    前記電気光学物質と
    を備えることを特徴とする電気光学装置。
11. 請求項１０に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。

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