JP2010139808A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、バックライトの光の取り出し効率を上げることで、消費電力は上げることなく液晶パネルの輝度の向上を可能にする。
【解決手段】液晶駆動用のTFT13が形成され、それを被覆するパッシベーション膜14、オーバコート膜15を介して第1電極16が形成された第1基板11と、第1電極16に対向する第2電極55が形成された第2基板51と、第1、第2電極16、55間に設けられた液晶層31と、第1基板11の第2基板51側とは反対側に設けられたバックライト71と、第2基板51または第1基板11に設けられたカラーフィルタ41とを備え、パッシベーション膜14は、第1無機膜とそれよりも屈折率の低い第2無機膜とを複数層に積層してなり、かつカラーフィルタ41の各色に対応した波長の光を透過し、その他の波長の光の少なくとも一部を反射する膜厚に形成されている。
【選択図】図1
【解決手段】液晶駆動用のTFT13が形成され、それを被覆するパッシベーション膜14、オーバコート膜15を介して第1電極16が形成された第1基板11と、第1電極16に対向する第2電極55が形成された第2基板51と、第1、第2電極16、55間に設けられた液晶層31と、第1基板11の第2基板51側とは反対側に設けられたバックライト71と、第2基板51または第1基板11に設けられたカラーフィルタ41とを備え、パッシベーション膜14は、第1無機膜とそれよりも屈折率の低い第2無機膜とを複数層に積層してなり、かつカラーフィルタ41の各色に対応した波長の光を透過し、その他の波長の光の少なくとも一部を反射する膜厚に形成されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、液晶表示装置およびその製造方法に関するものである。
液晶パネルは消費電力の低さを技術的優位性の一つとして開発されてきた。そして液晶パネルを搭載した液晶テレビにおいても同一の表示サイズのブラウン管テレビに対して消費電力が小さく、一般的に低消費電力の表示装置であると考えられている。
しかしながら、最近はブラウン管テレビから薄型テレビに買い換える際、同一サイズではなく、より大きなサイズに買い換えることが多く、特に40インチ以上の大画面のテレビの需要が増えてきている。このことから、液晶テレビは必ずしも低消費電力の表示装置とは言えなくなってきている。
液晶パネルの消費電力は、液晶を駆動するための電力の他に、バックライトを点灯させる電力も考慮する必要があり、特にバックライトは液晶テレビの消費電力の大部分を占めている。これは、液晶パネルの透過率が低くバックライトを高輝度で発光させる必要があること、そして、そのバックライトが表示内容に関係なくいたるところ常に一定輝度で点灯していることにある。実際、最も一般的な透過型カラー液晶パネルでは、バックライトの光の大半が、偏光フィルタ、カラーフィルタによる吸収や、液晶を駆動するための金属配線による遮蔽などによって失われているのが現実である(例えば、特許文献1参照。)。
さらにハイビジョン放送の開始により、ハイビジョンの解像度をそのまま再現できる高精細のハイビジョンテレビの需要が高まっている。高精細のハイビジョンテレビは液晶パネルのインチあたりの画素数が多く、その分、配線の本数も多くなっている。この配線が、バックライトの光を遮り、透過率を低下させる原因となっている。この対策として、高輝度のバックライトが必要となっている。しかし、高輝度のバックライトは液晶テレビの高消費電力化につながっている。
解決しようとする問題点は、高輝度のバックライトが必要となっているが、高輝度のバックライトは液晶テレビの高消費電力化につながっている点である。
本発明は、バックライトの光の取り出し効率を上げることで、消費電力は上げることなく液晶パネルの輝度の向上を可能にする。
本発明の液晶表示装置は、液晶駆動用の薄膜トランジスタが形成され、前記薄膜トランジスタを被覆するパッシベーション膜、オーバコート膜を介して第1電極が形成された第1基板と、前記第1電極に対向する第2電極が形成された第2基板と、前記第1電極と前記第2電極との間に設けられた液晶層と、前記第1基板の前記第2基板側とは反対側に設けられたバックライトと、前記第2基板もしくは前記第1基板に設けられたカラーフィルタとを備え、前記パッシベーション膜は、第1屈折率を有する第1無機膜と前記第1屈折率よりも低い屈折率を有する第2無機膜を複数層に積層してなり、かつ前記カラーフィルタの各色に対応した波長の光を透過し、その他の波長の光の少なくとも一部を反射する膜厚に形成されている。
本発明の液晶表示装置では、パッシベーション膜がカラーフィルタの各色に対応した波長の光を透過し、その他の波長の光の少なくとも一部を反射する膜厚に形成されている。このため、カラーフィルタで吸収されていたバックライトの光がカラーフィルタの手前のパッシベーション膜で反射され再利用される。
本発明の液晶表示装置の製造方法は、液晶駆動用の薄膜トランジスタが形成され、前記薄膜トランジスタを被覆するパッシベーション膜、オーバコート膜を介して第1電極が形成された第1基板と、前記第1電極に対向する第2電極が形成された第2基板と、前記第1電極と前記第2電極との間に設けられた液晶層を有する液晶表示装置の前記パッシベーション膜を形成する工程は、第1屈折率を有する第1無機膜と、前記第1屈折率よりも低い屈折率を有する第2無機膜とを複数層に積層して前記パッシベーション膜を形成した後、前記パッシベーション膜を前記第1基板もしくは前記第2基板に設けられるカラーフィルタの色に対応した波長の光を透過し、その他の波長の光の少なくとも一部を反射する膜厚に形成する。
本発明の液晶表示装置の製造方法では、パッシベーション膜を前記第1基板もしくは前記第2基板に設けられるカラーフィルタの色に対応した波長の光を透過し、その他の波長の光の少なくとも一部を反射する膜厚に形成する。これによって、カラーフィルタで吸収されていたバックライトの光がカラーフィルタの手前のパッシベーション膜で反射され再利用される。
本発明の液晶表示装置およびその製造方法は、カラーフィルタで吸収されていたバックライトの光がカラーフィルタの手前のパッシベーション膜で反射され再利用されるため、液晶表示装置の高輝度化を低コストにて実現できるという利点がある。
<1.第1の実施の形態>
[液晶表示装置の構成の第1例]
本発明の第1実施の形態に係る液晶表示装置の構成の一例を、図1の概略構成断面図、図2の概略構成分解斜視図によって説明する。
[液晶表示装置の構成の第1例]
本発明の第1実施の形態に係る液晶表示装置の構成の一例を、図1の概略構成断面図、図2の概略構成分解斜視図によって説明する。
まず、液晶表示装置の概略の一例を、図2によって説明する。
図2に示すように、液晶表示装置1は、バックライト71、光学シート72、第1偏光板81、液晶駆動用の薄膜トランジスタ(図示せず)(以下、TFTという)が形成され、第1電極16が形成された第1基板11、液晶層31、カラーフィルタ41と上記第1電極に対向して形成された第2電極(図示せず)が形成された第2基板51と、第2偏光板82を順に積層して構成されている。
図2に示すように、液晶表示装置1は、バックライト71、光学シート72、第1偏光板81、液晶駆動用の薄膜トランジスタ(図示せず)(以下、TFTという)が形成され、第1電極16が形成された第1基板11、液晶層31、カラーフィルタ41と上記第1電極に対向して形成された第2電極(図示せず)が形成された第2基板51と、第2偏光板82を順に積層して構成されている。
次に、第1基板11、液晶層31、カラーフィルタ41、第2基板51について、図1の概略構成断面図によって説明する。
図1に示すように、ガラス基板12上の画素に対応する箇所にTFT13が形成されている。このTFT13を被覆するようにパッシベーション膜14が形成されている。さらにパッシベーション膜14上にオーバコート膜15が形成され、その表面が平坦化されている。このオーバコート膜15上に第1電極16が透明電極で形成されている。
一方、第2基板51は、ガラス基板52にブラックマトリックス53が形成され、各画素に対応して、カラーフィルタ41の赤色カラーフィルタ41R、緑色カラーフィルタ41G、青色カラーフィルタ41Bが形成されている。さらにカラーフィルタ41にオーバコート膜54が形成され、そのオーバコート膜54に上記第1電極16に対向する第2電極55が透明電極で形成されている。
さらに、上記第1電極16と上記第2電極55との間に液晶層31が封入されている。
なお、上記カラーフィルタ41は上記第1基板11側の上記パッシベーション膜14と上記第1電極16との間に形成されていてもよい。
図1に示すように、ガラス基板12上の画素に対応する箇所にTFT13が形成されている。このTFT13を被覆するようにパッシベーション膜14が形成されている。さらにパッシベーション膜14上にオーバコート膜15が形成され、その表面が平坦化されている。このオーバコート膜15上に第1電極16が透明電極で形成されている。
一方、第2基板51は、ガラス基板52にブラックマトリックス53が形成され、各画素に対応して、カラーフィルタ41の赤色カラーフィルタ41R、緑色カラーフィルタ41G、青色カラーフィルタ41Bが形成されている。さらにカラーフィルタ41にオーバコート膜54が形成され、そのオーバコート膜54に上記第1電極16に対向する第2電極55が透明電極で形成されている。
さらに、上記第1電極16と上記第2電極55との間に液晶層31が封入されている。
なお、上記カラーフィルタ41は上記第1基板11側の上記パッシベーション膜14と上記第1電極16との間に形成されていてもよい。
上記液晶表示装置1のバックライト71より発光した白色光は、カラーフィルタ41によりフィルタされ、例えば赤(R)、緑(G)、青(B)それぞれの色を表示する。カラーフィルタ41は、例えば図3のカラーフィルタの透過スペクトルに示すように、特定の波長を透過しそれ以外の波長の光を吸収する。例えば、赤色カラーフィルタ41Rでは、バックライト71より発光した光のうち緑と青の波長の光が吸収されている。緑色カラーフィルタ41Gでは、バックライト71より発光した光のうち赤と青の波長の光が吸収されている。青色カラーフィルタ41Bでは、バックライト71より発光した光のうち赤と緑の波長の光が吸収されている。
上記液晶表示装置1では、第1基板11に形成されたTFT13を被覆するパッシベーション膜14に任意の波長の光を透過および反射する機能を持たせることにより、カラーフィルタ41で吸収されていたバックライト71の光をカラーフィルタ41の手前で反射し再利用する。これによって、液晶表示装置1の高輝度化を低コストにて実現するものである。
具体的には、図4に示すように、上記パッシベーション膜14は、第1屈折率を有する第1無機膜14Aと、第1屈折率よりも低い第2屈折率を有する第2無機膜14Bを複数層に積層してなる。そして、前記図1に示したように、第2基板51に設けられたカラーフィルタ41の各色に対応した波長の光を透過し、その他の波長の光の少なくとも一部を反射する膜厚に形成されている。膜厚に関する具体的な一例は後述する。
上記パッシベーション膜14は、例えば、窒化シリコン膜と酸化シリコン膜を複数層に積層させたもので構成されている。そして、カラーフィルタ41の各色に対応した波長の光を透過し、その他の波長の光の少なくとも一部を反射するように、RGBの位置で膜厚が異なっている。すなわち、カラーフィルタ41において、そのまま取り出す光以外の波長帯の光を反射する選択反射フィルタ(BRF:Band Reflection Filter)となっている。
上記パッシベーション膜14は、例えば、窒化シリコン膜と酸化シリコン膜を複数層に積層させたもので構成されている。そして、カラーフィルタ41の各色に対応した波長の光を透過し、その他の波長の光の少なくとも一部を反射するように、RGBの位置で膜厚が異なっている。すなわち、カラーフィルタ41において、そのまま取り出す光以外の波長帯の光を反射する選択反射フィルタ(BRF:Band Reflection Filter)となっている。
また、上記パッシベーション膜14は、上記第1無機膜14Aの屈折率(第1屈折率)は1.6以上2.5以下であり、上記第2無機膜14Bの屈折率(第1屈折率)は1.2以上1.6未満である。
上記第1無機膜14Aと上記第2無機膜14Bは屈折率差が大きいほど反射率が大きくなり、より性能のよい選択反射フィルタが得られる。また可視光域に吸収をもたないことが光のロスをなくすために重要である。可視光域の吸収がない中間−高屈折率材料は酸化物薄膜に多く、屈折率は1.6以上2.5以下である。また上記第2無機膜14Bの低屈折率材料は酸化シリコン(SiO2)の1.47のほか、フッ化物(例えば、フッ化マグネシウム(MgF2)の1.38、フッ化リチウムの1.39等)がある。
上記第1無機膜14Aと上記第2無機膜14Bは屈折率差が大きいほど反射率が大きくなり、より性能のよい選択反射フィルタが得られる。また可視光域に吸収をもたないことが光のロスをなくすために重要である。可視光域の吸収がない中間−高屈折率材料は酸化物薄膜に多く、屈折率は1.6以上2.5以下である。また上記第2無機膜14Bの低屈折率材料は酸化シリコン(SiO2)の1.47のほか、フッ化物(例えば、フッ化マグネシウム(MgF2)の1.38、フッ化リチウムの1.39等)がある。
上記第1無機膜14Aには、窒化シリコンのほかに、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化アルミ、酸化マグネシウム、酸化ランタンなどを用いることができる。
例えば、窒化シリコンの屈折率は1.9、酸化チタンの屈折率は2.35、酸化ジルコニウムの屈折率は2.05、酸化タンタルの屈折率は2.1、酸化ニオブの屈折率は2.2、酸化アルミニウムの屈折率は1.64、酸化マグネシウムの屈折率は1.7、酸化ランタンの屈折率は1.9である。
例えば、窒化シリコンの屈折率は1.9、酸化チタンの屈折率は2.35、酸化ジルコニウムの屈折率は2.05、酸化タンタルの屈折率は2.1、酸化ニオブの屈折率は2.2、酸化アルミニウムの屈折率は1.64、酸化マグネシウムの屈折率は1.7、酸化ランタンの屈折率は1.9である。
また、上記パッシベーション膜14の膜厚は50nm以上2μm以下とする。上記パッシベーション膜14としての機能(チャネルの保護、電極のカバレッジ)を果たすには、50nm以上の膜厚が必要である。また膜厚が厚くなりすぎると膜応力が大きくなり膜剥がれなどが生じるため、2μm以下にすることが望ましい。
また、この選択反射フィルタはカラーフィルタをTFT基板上に形成するCOA(CF on Array)構造にも用いることができる。
また、この選択反射フィルタはカラーフィルタをTFT基板上に形成するCOA(CF on Array)構造にも用いることができる。
[パッシベーション膜の具体例1]
上記パッシベーション膜14は、以下のような構成とすることができる。例えば、パッシベーション膜14は、第1無機膜14Aとして窒化シリコン(SiNと略記する場合もある)膜が用いられ、第2無機膜14Bとして酸化シリコン(SiO2)膜が用いられている。そしてそれらが積層されていて、例えば反射に寄与する膜構成を4層とし、SiO2(56nm)/SiN(59nm)/SiO2(70nm)/SiN(42nm)とした。カッコ内の数値は膜厚である。
上記パッシベーション膜14は、以下のような構成とすることができる。例えば、パッシベーション膜14は、第1無機膜14Aとして窒化シリコン(SiNと略記する場合もある)膜が用いられ、第2無機膜14Bとして酸化シリコン(SiO2)膜が用いられている。そしてそれらが積層されていて、例えば反射に寄与する膜構成を4層とし、SiO2(56nm)/SiN(59nm)/SiO2(70nm)/SiN(42nm)とした。カッコ内の数値は膜厚である。
上記膜構成では、図5の反射スペクトルに示すように、青色カラーフィルタ(青色画素)の透過領域(380−530nm)の光を反射し、それ以外を透過する特性になっている。なお、反射スペクトルの測定では、バックライト側に300nmの厚さの窒化シリコン膜を形成しておいた。
また、青色画素に位置するパッシベーション膜14は、青色の光を最もよく透過するように酸化シリコン(SiO2)(56nm)膜のみとしてある。この青色画素のパッシベーション膜14の反射スペクトルは、図6の反射スペクトルに示すようになった。すなわち、パッシベーション膜14による反射はほとんどなく、可視光領域の光が透過していることがわかる。なお、反射スペクトルの測定では、バックライト側に300nmの厚さの窒化シリコン膜を形成しておいた。したがって、窒化シリコン膜上に酸化シリコン(SiO2)(56nm)膜のみが形成されていることになる。
[パッシベーション膜の具体例2]
上記パッシベーション膜14は、以下のような構成とすることができる。例えば、パッシベーション膜14は、第1無機膜14Aとして窒化シリコン(SiNと略記する場合もある)膜が用いられ、第2無機膜14Bとして酸化シリコン(SiO2)膜が用いられている。そしてそれらが積層されていて、例えば反射に寄与する膜構成を2層とし、SiO2(56nm)/SiN(40nm)とした。カッコ内の数値は膜厚である。
上記パッシベーション膜14は、以下のような構成とすることができる。例えば、パッシベーション膜14は、第1無機膜14Aとして窒化シリコン(SiNと略記する場合もある)膜が用いられ、第2無機膜14Bとして酸化シリコン(SiO2)膜が用いられている。そしてそれらが積層されていて、例えば反射に寄与する膜構成を2層とし、SiO2(56nm)/SiN(40nm)とした。カッコ内の数値は膜厚である。
上記膜構成では、図7の反射スペクトルに示すように、青色カラーフィルタ(青色画素)の透過領域(380−530nm)の光を反射し、それ以外を透過する特性になっている。なお、反射スペクトルの測定では、バックライト側に300nmの厚さの窒化シリコン膜を形成しておいた。
また、青色画素に位置するパッシベーション膜14は、青色の光を最もよく透過するように酸化シリコン(SiO2)(56nm)膜のみとしてある。この青色画素のパッシベーション膜14の反射スペクトルは、前記図6の反射スペクトルに示すようになった。すなわち、パッシベーション膜14による反射はほとんどなく、可視光領域の光が透過していることがわかる。
[パッシベーション膜の具体例3]
上記パッシベーション膜14は、以下のような構成とすることができる。例えば、パッシベーション膜14は、第1無機膜14Aとして窒化シリコン(SiNと略記する場合もある)膜が用いられ、第2無機膜14Bとして酸化シリコン(SiO2)膜が用いられている。そしてそれらが積層されていて、例えば反射に寄与する膜構成を14層とし、SiO2(50nm)/SiN(50nm)/SiO2(75nm)/{SiN(50nm)/SiO2(80nm)}5/SiN(50nm)とした。カッコ内の数値は膜厚である。
上記パッシベーション膜14は、以下のような構成とすることができる。例えば、パッシベーション膜14は、第1無機膜14Aとして窒化シリコン(SiNと略記する場合もある)膜が用いられ、第2無機膜14Bとして酸化シリコン(SiO2)膜が用いられている。そしてそれらが積層されていて、例えば反射に寄与する膜構成を14層とし、SiO2(50nm)/SiN(50nm)/SiO2(75nm)/{SiN(50nm)/SiO2(80nm)}5/SiN(50nm)とした。カッコ内の数値は膜厚である。
上記膜構成では、図8の反射スペクトルに示すように、青色カラーフィルタ(青色画素)の透過領域(380−530nm)の光を反射し、それ以外を透過する特性になっている。なお、反射スペクトルの測定では、バックライト側に300nmの厚さの窒化シリコン膜を形成しておいた。
また、青色画素に位置するパッシベーション膜14は、青色の光を最もよく透過するように酸化シリコン(SiO2)(56nm)膜のみとしてある。この青色画素のパッシベーション膜14の反射スペクトルは、前記図6の反射スペクトルに示すようになった。すなわち、パッシベーション膜14による反射はほとんどなく、可視光領域の光が透過していることがわかる。
上記液晶表示装置1では、パッシベーション膜14を上記第2基板14Bに設けられるカラーフィルタ41の色に対応した波長の光を透過し、その他の波長の光の少なくとも一部を反射する膜厚に形成している。これによって、カラーフィルタ41で吸収されていたバックライト71の光がカラーフィルタ41の手前のパッシベーション膜14で反射され再利用される。よって、液晶表示装置1の高輝度化を低コストにて実現できるという利点がある。
<2.第2の実施の形態>
[液晶表示装置の製造方法の第1例]
本発明の第2実施の形態に係る液晶表示装置の製造方法の一例を、図9の概略構成断面図によって説明する。ここでは、発明の要旨であるパッシベーション膜の形成工程を主に説明する。
[液晶表示装置の製造方法の第1例]
本発明の第2実施の形態に係る液晶表示装置の製造方法の一例を、図9の概略構成断面図によって説明する。ここでは、発明の要旨であるパッシベーション膜の形成工程を主に説明する。
図9に示すように、まず、ガラス基板12上の画素に対応する箇所にTFT13を形成する。上記ガラス基板12には、例えば可視光に対して透明なガラス基板を用いる。なお、このガラス基板に変えて、例えば可視光に対して透明な樹脂基板を用いることもできる。
例えば、上記ガラス基板12上にゲート電極21を形成し、その上にゲート絶縁膜22を形成する。このゲート絶縁膜22は、例えば窒化シリコンで成膜した。上記ゲート電極21を形成するときに、ガラス基板12上に形成される配線91(例えば、CS配線)も同時に形成することができる。さらにアモルファスシリコン(a−Si)からなる半導体層23と不純物ドープ半導体層24を形成して、それらを島状に加工した。
次いで、上記半導体層23と不純物ドープ半導体層24を被覆するようにゲート絶縁膜22上にソース/ドレイン電極25、26を形成する。
次いで、チャネル部分の不純物ドープ半導体層24をエッチングして除去する。このようにして、チャネルエッチタイプのTFT13を作製した。
例えば、上記ガラス基板12上にゲート電極21を形成し、その上にゲート絶縁膜22を形成する。このゲート絶縁膜22は、例えば窒化シリコンで成膜した。上記ゲート電極21を形成するときに、ガラス基板12上に形成される配線91(例えば、CS配線)も同時に形成することができる。さらにアモルファスシリコン(a−Si)からなる半導体層23と不純物ドープ半導体層24を形成して、それらを島状に加工した。
次いで、上記半導体層23と不純物ドープ半導体層24を被覆するようにゲート絶縁膜22上にソース/ドレイン電極25、26を形成する。
次いで、チャネル部分の不純物ドープ半導体層24をエッチングして除去する。このようにして、チャネルエッチタイプのTFT13を作製した。
次に、チャネル保護のためのパッシベーション膜14を形成する。このパッシベーション膜14は、例えば化学気相成長(CVD)法で成膜した。
上記パッシベーション膜14は、以下のような構成で形成することができる。例えば、パッシベーション膜14には、第1無機膜14Aとして窒化シリコン(SiNと略記する場合もある)膜を用い、第2無機膜14Bとして酸化シリコン(SiO2)膜を用いる。そしてそれらを積層して、例えば反射に寄与する膜構成を4層とし、下層より、SiO2(56nm)、SiN(59nm)、SiO2(70nm)、SiN(42nm)なる積層膜で形成する。カッコ内の数値は膜厚である。
上記パッシベーション膜14は、以下のような構成で形成することができる。例えば、パッシベーション膜14には、第1無機膜14Aとして窒化シリコン(SiNと略記する場合もある)膜を用い、第2無機膜14Bとして酸化シリコン(SiO2)膜を用いる。そしてそれらを積層して、例えば反射に寄与する膜構成を4層とし、下層より、SiO2(56nm)、SiN(59nm)、SiO2(70nm)、SiN(42nm)なる積層膜で形成する。カッコ内の数値は膜厚である。
上記膜構成では、前記図5に示した反射スペクトル特性を有し、青色カラーフィルタ(青色画素)の透過領域(380−530nm)の光を反射し、それ以外を透過する特性になる。なお、反射スペクトルの測定では、バックライト側(最下層)に300nmの厚さの窒化シリコン膜を形成した。
また、青色画素に位置するパッシベーション膜14は、青色の光を最もよく透過するように酸化シリコン(SiO2)(56nm)膜を残して、その上層の膜は除去した。したがって、酸化シリコン(SiO2)(56nm)膜のみが残っている。この青色画素のパッシベーション膜14の反射スペクトルは、前記図6に示した反射スペクトル特性を示した。すなわち、パッシベーション膜14による反射はほとんどなく、可視光領域の光が透過していることがわかる。
その後、上記ガラス基板12上にオーバコート膜16として樹脂平坦化膜を形成し、さらに画素電極となる第1電極16を、例えば透明電極で形成した、TFTアレイ基板である第1基板11を得た。
この第1基板11とカラーフィルタが形成された第2基板(前記図1、図2参照)を張り合わせ、第1基板11と第2基板との間に液晶を注入し液晶層を形成して、液晶パネルを作製した。この液晶パネルに、前記図2によって示したように、バックライトや各種フィルムを組み込んでできた液晶表示装置1は、TFTアレイ基板である第1基板11の青色選択反射機能を持ったパッシベーション膜によって青の光の再利用が可能となり、輝度を高めることができる。なお、選択反射させる波長は青に限らず、パッシベーション膜14の膜厚を調整することにより任意に変えることができる。
この第1基板11とカラーフィルタが形成された第2基板(前記図1、図2参照)を張り合わせ、第1基板11と第2基板との間に液晶を注入し液晶層を形成して、液晶パネルを作製した。この液晶パネルに、前記図2によって示したように、バックライトや各種フィルムを組み込んでできた液晶表示装置1は、TFTアレイ基板である第1基板11の青色選択反射機能を持ったパッシベーション膜によって青の光の再利用が可能となり、輝度を高めることができる。なお、選択反射させる波長は青に限らず、パッシベーション膜14の膜厚を調整することにより任意に変えることができる。
[液晶表示装置の製造方法の第2例]
第2例は、上記第1例において、パッシベーション膜の膜構成がかわるだけで、その他の工程は第1実施例と同様である。したがって、パッシベーション膜14の膜構成について説明する。
第2例は、上記第1例において、パッシベーション膜の膜構成がかわるだけで、その他の工程は第1実施例と同様である。したがって、パッシベーション膜14の膜構成について説明する。
上記パッシベーション膜14は、以下のような構成で形成することができる。例えば、パッシベーション膜14には、第1無機膜14Aとして窒化シリコン(SiNと略記する場合もある)膜を用い、第2無機膜14Bとして酸化シリコン(SiO2)膜を用いる。そしてそれらを積層して、例えば反射に寄与する膜構成を2層とし、SiO2(56nm)/SiN(40nm)なる積層膜で形成する。カッコ内の数値は膜厚である。
上記膜構成では、前記図7に示した反射スペクトル特性を有し、青色カラーフィルタ(青色画素)の透過領域(380−530nm)の光を反射し、それ以外を透過する特性になる。なお、反射スペクトルの測定では、バックライトとは反対側に300nmの厚さの窒化シリコン膜を形成した。
また、青色画素に位置するパッシベーション膜14は、青色の光を最もよく透過するように酸化シリコン(SiO2)(56nm)膜を残して、その上層の膜は除去した。したがって、酸化シリコン(SiO2)(56nm)膜のみが残っている。この青色画素のパッシベーション膜14の反射スペクトルは、前記図6に示した反射スペクトル特性を示した。すなわち、パッシベーション膜14による反射はほとんどなく、可視光領域の光が透過していることがわかる。
[液晶表示装置の製造方法の第3例]
第3例は、上記第1例において、パッシベーション膜の膜構成がかわるだけで、その他の工程は第1実施例と同様である。したがって、パッシベーション膜14の膜構成について説明する。
第3例は、上記第1例において、パッシベーション膜の膜構成がかわるだけで、その他の工程は第1実施例と同様である。したがって、パッシベーション膜14の膜構成について説明する。
次に、チャネル保護のためのパッシベーション膜14を形成する。このパッシベーション膜14は、例えば化学気相成長(CVD)法で成膜した。
上記パッシベーション膜14は、以下のような構成で形成することができる。例えば、パッシベーション膜14には、第1無機膜14Aとして窒化シリコン(SiNと略記する場合もある)膜を用い、第2無機膜14Bとして酸化シリコン(SiO2)膜を用いる。そしてそれらを積層して、例えば反射に寄与する膜構成を14層とし、SiO2(50nm)/SiN(50nm)/SiO2(75nm)/{SiN(50nm)/SiO2(80nm)}5/SiN(50nm)なる積層膜で形成する。カッコ内の数値は膜厚である。
上記パッシベーション膜14は、以下のような構成で形成することができる。例えば、パッシベーション膜14には、第1無機膜14Aとして窒化シリコン(SiNと略記する場合もある)膜を用い、第2無機膜14Bとして酸化シリコン(SiO2)膜を用いる。そしてそれらを積層して、例えば反射に寄与する膜構成を14層とし、SiO2(50nm)/SiN(50nm)/SiO2(75nm)/{SiN(50nm)/SiO2(80nm)}5/SiN(50nm)なる積層膜で形成する。カッコ内の数値は膜厚である。
上記膜構成では、前記図8に示した反射スペクトル特性を有し、青色カラーフィルタ(青色画素)の透過領域(380−530nm)の光を反射し、それ以外を透過する特性になる。なお、反射スペクトルの測定では、バックライトとは反対側に300nmの厚さの窒化シリコン膜を形成した。
また、青色画素に位置するパッシベーション膜14は、青色の光を最もよく透過するように酸化シリコン(SiO2)(56nm)膜を残して、その上層の膜は除去した。したがって、酸化シリコン(SiO2)(56nm)膜のみが残っている。この青色画素のパッシベーション膜14の反射スペクトルは、前記図6に示した反射スペクトル特性を示した。すなわち、パッシベーション膜14による反射はほとんどなく、可視光領域の光が透過していることがわかる。
上記液晶表示装置の製造方法では、パッシベーション膜14を上記第2基板14Bに設けられるカラーフィルタ41の色に対応した波長の光を透過し、その他の波長の光の少なくとも一部を反射する膜厚に形成している。これによって、カラーフィルタ41で吸収されていたバックライト71(前記図1参照)の光がカラーフィルタ41の手前のパッシベーション膜14で反射され再利用される。よって、前記図1に示した液晶表示装置1の高輝度化を低コストにて実現できるという利点がある。
[液晶表示装置の適用例]
以上説明した本発明に係る液晶表示装置1は、図10〜図14に示す様々な電子機器に適用することができる。例えば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置、ビデオカメラなどである。すなわち、電子機器に入力された映像信号、もしくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像もしくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の液晶表示装置に適用することが可能である。
以下に、本発明が適用される電子機器の一例について説明する。
以上説明した本発明に係る液晶表示装置1は、図10〜図14に示す様々な電子機器に適用することができる。例えば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置、ビデオカメラなどである。すなわち、電子機器に入力された映像信号、もしくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像もしくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の液晶表示装置に適用することが可能である。
以下に、本発明が適用される電子機器の一例について説明する。
なお、上記液晶表示装置1には、外部から画素アレイ部への信号等を入出力するための回路部やFPC(フレキシブルプリントサーキット)等が設けられていてもよい。
[液晶表示装置の適用例1]
まず、上記液晶表示装置1が適用されるテレビを、図10の斜視図によって説明する。
図10に示すように、上記液晶表示装置が適用されるテレビは、フロントパネル102やフィルターガラス103等から構成される映像表示画面部101を含み、その映像表示画面部101として上記液晶表示装置1を用いることにより作製されている。
まず、上記液晶表示装置1が適用されるテレビを、図10の斜視図によって説明する。
図10に示すように、上記液晶表示装置が適用されるテレビは、フロントパネル102やフィルターガラス103等から構成される映像表示画面部101を含み、その映像表示画面部101として上記液晶表示装置1を用いることにより作製されている。
[液晶表示装置の適用例2]
次に、上記液晶表示装置1が適用されるデジタルカメラを、図11の斜視図によって説明する。図11(1)は表側から見た斜視図であり、(2)は裏側から見た斜視図である。
図11に示すように、上記液晶表示装置1が適用されるデジタルカメラは、フラッシュ用の発光部111、表示部112、メニュースイッチ113、シャッターボタン114等を含み、その表示部112として上記液晶表示装置1を用いることにより作製される。
次に、上記液晶表示装置1が適用されるデジタルカメラを、図11の斜視図によって説明する。図11(1)は表側から見た斜視図であり、(2)は裏側から見た斜視図である。
図11に示すように、上記液晶表示装置1が適用されるデジタルカメラは、フラッシュ用の発光部111、表示部112、メニュースイッチ113、シャッターボタン114等を含み、その表示部112として上記液晶表示装置1を用いることにより作製される。
[液晶表示装置の適用例3]
次に、上記液晶表示装置1が適用されるノート型パーソナルコンピュータを、図12の斜視図によって説明する。
図12に示すように、上記液晶表示装置1が適用されるノート型パーソナルコンピュータは、本体121に、文字等を入力するとき操作されるキーボード122、画像を表示する表示部123等を含み、その表示部123として上記液晶表示装置1を用いることにより作製される。
次に、上記液晶表示装置1が適用されるノート型パーソナルコンピュータを、図12の斜視図によって説明する。
図12に示すように、上記液晶表示装置1が適用されるノート型パーソナルコンピュータは、本体121に、文字等を入力するとき操作されるキーボード122、画像を表示する表示部123等を含み、その表示部123として上記液晶表示装置1を用いることにより作製される。
[液晶表示装置の適用例4]
次に、上記液晶表示装置1が適用されるビデオカメラを、図13の斜視図によって説明する。
図13に示すように、上記液晶表示装置1が適用されるビデオカメラは、本体部131、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ132、撮影時のスタート/ストップスイッチ133、表示部134等を含み、その表示部134として上記液晶表示装置1を用いることにより作製される。
次に、上記液晶表示装置1が適用されるビデオカメラを、図13の斜視図によって説明する。
図13に示すように、上記液晶表示装置1が適用されるビデオカメラは、本体部131、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ132、撮影時のスタート/ストップスイッチ133、表示部134等を含み、その表示部134として上記液晶表示装置1を用いることにより作製される。
[液晶表示装置の適用例5]
次に、上記液晶表示装置1が適用される携帯端末装置、例えば携帯電話機を、図14によって説明する。図14(1)は携帯端末装置を開いた状態での正面図、(2)はその側面図、(3)は閉じた状態での正面図、(4)は左側面図、(5)は右側面図、(6)は上面図、(7)は下面図である。
図14に示すように、上記液晶表示装置1が適用される携帯電話機は、上側筐体141、下側筐体142、連結部(ここではヒンジ部)143、ディスプレイ144、サブディスプレイ145、ピクチャーライト146、カメラ147等を含み、そのディスプレイ144やサブディスプレイ145として上記液晶表示装置1を用いることにより作製される。
次に、上記液晶表示装置1が適用される携帯端末装置、例えば携帯電話機を、図14によって説明する。図14(1)は携帯端末装置を開いた状態での正面図、(2)はその側面図、(3)は閉じた状態での正面図、(4)は左側面図、(5)は右側面図、(6)は上面図、(7)は下面図である。
図14に示すように、上記液晶表示装置1が適用される携帯電話機は、上側筐体141、下側筐体142、連結部(ここではヒンジ部)143、ディスプレイ144、サブディスプレイ145、ピクチャーライト146、カメラ147等を含み、そのディスプレイ144やサブディスプレイ145として上記液晶表示装置1を用いることにより作製される。
1…液晶表示装置、11…第1基板、13…TFT、14…パッシベーション膜、14A…第1無機膜、14B…第2無機膜、15…オーバコート膜、16…第1電極16、31…液晶層、41…カラーフィルタ、51…第2基板、55…第2電極、71…バックライト
Claims (6)
- 液晶駆動用の薄膜トランジスタが形成され、前記薄膜トランジスタを被覆するパッシベーション膜、オーバコート膜を介して第1電極が形成された第1基板と、
前記第1電極に対向する第2電極が形成された第2基板と、
前記第1電極と前記第2電極との間に設けられた液晶層と、
前記第1基板の前記第2基板側とは反対側に設けられたバックライトと、
前記第2基板もしくは前記第1基板に設けられたカラーフィルタとを備え、
前記パッシベーション膜は、第1屈折率を有する第1無機膜と、前記第1屈折率よりも低い第2屈折率を有する第2無機膜とを複数層に積層してなり、かつ前記カラーフィルタの各色に対応した波長の光を透過し、その他の波長の光の少なくとも一部を反射する膜厚に形成されている
液晶表示装置。 - 前記第1無機膜の屈折率は1.6以上2.5以下であり、
前記第2無機膜の屈折率は1.2以上1.6未満である
請求項1記載の液晶表示装置。 - 前記第1無機膜は、窒化シリコン、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化アルミ、酸化マグネシウム、酸化ランタンのいずれかであり、
前記第2無機膜は、酸化シリコンである
請求項1または請求項2記載の液晶表示装置。 - 前記パッシベーション膜は50nm以上2μm以下の厚さを有する
請求項1、請求項2または請求項3記載の液晶表示装置。 - 前記カラーフィルタは前記第1基板側の前記パッシベーション膜と前記第1電極との間に形成されている
請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 - 液晶駆動用の薄膜トランジスタが形成され、前記薄膜トランジスタを被覆するパッシベーション膜、オーバコート膜を介して第1電極が形成された第1基板と、
前記第1電極に対向する第2電極が形成された第2基板と、
前記第1電極と前記第2電極との間に設けられた液晶層
を有する液晶表示装置の前記パッシベーション膜を形成する工程は、第1屈折率を有する第1無機膜と、前記第1屈折率よりも低い第2屈折率を有する第2無機膜とを複数層に積層して前記パッシベーション膜を形成した後、前記パッシベーション膜を前記第1基板もしくは前記第2基板に設けられるカラーフィルタの色に対応した波長の光を透過し、その他の波長の光の少なくとも一部を反射する膜厚に形成する
液晶表示装置の製造方法。
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JP2008316549A JP2010139808A (ja) | 2008-12-12 | 2008-12-12 | 液晶表示装置およびその製造方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20180073502A (ko) * | 2016-12-21 | 2018-07-02 | 삼성전자주식회사 | 적층 구조물, 그의 제조방법, 및 이를 포함하는 액정 표시장치 |
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- 2008-12-12 JP JP2008316549A patent/JP2010139808A/ja active Pending
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