JP2013024996A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2013024996A
JP2013024996A JP2011158425A JP2011158425A JP2013024996A JP 2013024996 A JP2013024996 A JP 2013024996A JP 2011158425 A JP2011158425 A JP 2011158425A JP 2011158425 A JP2011158425 A JP 2011158425A JP 2013024996 A JP2013024996 A JP 2013024996A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
color filter
liquid crystal
switching element
crystal display
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2011158425A
Other languages
English (en)
Inventor
So Watakabe
創 渡壁
Arichika Ishida
有親 石田
Masahito Hiramatsu
雅人 平松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Display Central Inc
Original Assignee
Japan Display Central Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Display Central Inc filed Critical Japan Display Central Inc
Priority to JP2011158425A priority Critical patent/JP2013024996A/ja
Priority to US13/357,196 priority patent/US9001291B2/en
Publication of JP2013024996A publication Critical patent/JP2013024996A/ja
Priority to US14/633,997 priority patent/US9412334B2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G5/00—Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators
    • G09G5/02—Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators characterised by the way in which colour is displayed
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136209—Light shielding layers, e.g. black matrix, incorporated in the active matrix substrate, e.g. structurally associated with the switching element
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514—Colour filters
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3607—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals for displaying colours or for displaying grey scales with a specific pixel layout, e.g. using sub-pixels
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514—Colour filters
    • G02F1/133521—Interference filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136222—Colour filters incorporated in the active matrix substrate
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/34—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 reflector
    • G02F2201/346—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 reflector distributed (Bragg) reflector
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2202/00—Materials and properties
    • G02F2202/10—Materials and properties semiconductor
    • G02F2202/104—Materials and properties semiconductor poly-Si

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Abstract

【課題】表示品位の良好な液晶表示装置を提供する。
【解決手段】第１波長範囲の光を透過する第１カラーフィルタＣＦ１と、第１波長範囲よりも長波長の第２波長範囲の光を透過する第２カラーフィルタＣＦ２と、前記第２カラーフィルタの上に配置された第１スイッチング素子ＳＷ１と、前記第２カラーフィルタの上に配置された第２スイッチング素子ＳＷ２と、前記第１スイッチング素子と電気的に接続され、前記第１カラーフィルタの上方に位置する第１画素電極ＰＥ１と、前記第２スイッチング素子と電気的に接続され、前記第２カラーフィルタの上方に位置する第２画素電極ＰＥ２と、を備えたアレイ基板を具備することを特徴とする液晶表示装置。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、液晶表示装置に関する。
近年、平面表示装置が盛んに開発されており、中でも液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力等の利点から特に注目を集めている。特に、各画素にスイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を組み込んだアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、透過型の液晶表示パネルと、バックライトとを組み合わせた構成がある。
スイッチング素子として、ポリシリコン半導体層を備えたトップゲート型ポリシリコンＴＦＴを適用した構成においては、バックライトの高輝度化に伴い、オフ電流の増加が問題となっている。すなわち、ポリシリコン半導体層がバックライト光を吸収することにより、ＴＦＴのドレイン電流が増加する。このドレイン電流の増加は、ＴＦＴがオフの状態で顕著に現れ、光リーク電流と呼ばれる。近年では、画面の高輝度化の要求により、バックライトの輝度を増加させる傾向にあり、これに伴い光リーク電流の増加によりクロストークやフリッカーなどによって表示品位に悪影響を及ぼす恐れがある。
特表平８−５０８１１４号公報
本実施形態の目的は、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することにある。
本実施形態によれば、
第１波長範囲の光を透過する第１カラーフィルタと、第１波長範囲よりも長波長の第２波長範囲の光を透過する第２カラーフィルタと、前記第２カラーフィルタの上に配置された第１スイッチング素子と、前記第２カラーフィルタの上に配置された第２スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子と電気的に接続され、前記第１カラーフィルタの上方に位置する第１画素電極と、前記第２スイッチング素子と電気的に接続され、前記第２カラーフィルタの上方に位置する第２画素電極と、を備えたアレイ基板を具備することを特徴とする液晶表示装置が提供される。
本実施形態によれば、
絶縁基板と、前記絶縁基板上に配置された第１半透過層と、前記第１半透過層上に配置されるとともに、第１膜厚の第１透過層、第１膜厚とは異なる第２膜厚の第２透過層、及び、第１膜厚及び第２膜厚とは異なる第３膜厚の第３透過層と、前記第１透過層上に配置され第１波長範囲の光を透過する第１カラーフィルタを構成し、前記第２透過層上に配置され第１波長範囲よりも長波長の第２波長範囲の光を透過する第２カラーフィルタを構成し、前記第３透過層上に配置され第２波長範囲よりも長波長の第３波長範囲の光を透過する第３カラーフィルタを構成する第２半透過層と、前記第２カラーフィルタまたは前記第３カラーフィルタを構成する前記第２半透過層上に配置された第１スイッチング素子、第２スイッチング素子、及び、第３スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子と電気的に接続され、前記第１カラーフィルタの上方に位置する第１画素電極と、前記第２スイッチング素子と電気的に接続され、前記第２カラーフィルタの上方に位置する第２画素電極と、前記第３スイッチング素子と電気的に接続され、前記第３カラーフィルタの上方に位置する第３画素電極と、を備えたアレイ基板を具備することを特徴とする液晶表示装置が提供される。
本実施形態によれば、
絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成され青色波長の光を前記絶縁基板側に反射する誘電体膜積層体と、前記誘電体膜積層体上に配置されたシリコン半導体層を備えたトップゲート型の薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタと電気的に接続された画素電極と、を備えたアレイ基板と、前記アレイ基板に対向配置された対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に保持された液晶層と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置が提供される。
図１は、本実施形態における液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。 図２は、図１に示した液晶表示パネルの構成及び等価回路を概略的に示す図である。 図３は、図２に示した液晶表示パネルの断面構造を概略的に示す図である。 図４は、第１カラーフィルタ、第２カラーフィルタ、及び、第３カラーフィルタを構成する５層構造の誘電体膜積層体を概略的に示す断面図である。 図５は、第１カラーフィルタ、第２カラーフィルタ、及び、第３カラーフィルタを構成する７層構造の誘電体膜積層体を概略的に示す断面図である。 図６は、第１カラーフィルタ、第２カラーフィルタ、及び、第３カラーフィルタを構成する９層構造の誘電体膜積層体を概略的に示す断面図である。 図７は、バックライトの発光スペクトルと、本実施形態のカラーフィルタの反射スペクトルとの関係の一例を示す図である。 図８は、各画素のスイッチング素子における光リーク量と誘電体膜積層体の積層数との関係を示す図である。
以下、本実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
図１は、本実施形態における液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。
すなわち、液晶表示装置１は、アクティブマトリクスタイプの透過型の液晶表示パネルＬＰＮ、液晶表示パネルＬＰＮに接続された駆動ＩＣチップ２及びフレキシブル配線基板３、液晶表示パネルＬＰＮを照明するバックライト４などを備えている。
液晶表示パネルＬＰＮは、アレイ基板ＡＲと、アレイ基板ＡＲに対向して配置された対向基板ＣＴと、これらのアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に保持された図示しない液晶層と、を備えている。このような液晶表示パネルＬＰＮは、画像を表示するアクティブエリアＡＣＴを備えている。このアクティブエリアＡＣＴは、ｍ×ｎ個のマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている（但し、ｍ及びｎは正の整数である）。
バックライト４は、アレイ基板ＡＲの背面側に配置されている。このようなバックライト４としては、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えたものや冷陰極管（ＣＣＦＬ）を備えたものなどが適用されるが、詳細な構造については説明を省略する。
図２は、図１に示した液晶表示パネルＬＰＮの構成及び等価回路を概略的に示す図である。
アレイ基板ＡＲは、アクティブエリアＡＣＴにおいて、複数のゲート配線Ｇ（Ｇ１〜Ｇｎ）、複数の補助容量線Ｃ（Ｃ１〜Ｃｎ）、複数のソース配線Ｓ（Ｓ１〜Ｓｍ）などを備えている。各ゲート配線Ｇは、アクティブエリアＡＣＴの外側に引き出され、ゲートドライバＧＤに接続されている。各ソース配線Ｓは、アクティブエリアＡＣＴの外側に引き出され、ソースドライバＳＤに接続されている。
各画素ＰＸは、アレイ基板ＡＲに配置されたスイッチング素子ＳＷ及び画素電極ＰＥや、対向電極ＣＥなどを備えている。スイッチング素子ＳＷは、ゲート配線Ｇ及びソース配線Ｓと電気的に接続されている。画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。対向電極ＣＥは、液晶層ＬＱを介して複数の画素電極ＰＥに対して共通に形成されている。この対向電極ＣＥは、給電部ＶＳと電気的に接続されている。
本実施形態において、対向電極ＣＥは、アレイ基板ＡＲに配置されても良いし、対向基板ＣＴに配置されても良い。対向電極ＣＥが画素電極ＰＥとともにアレイ基板ＡＲに配置された構成の液晶表示パネルＬＰＮでは、これらの画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間に形成される横電界を主に利用して液晶層ＬＱを構成する液晶分子をスイッチングする。また、対向電極ＣＥが対向基板ＣＴに配置された構成の液晶表示パネルＬＰＮでは、これらの画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間に形成される縦電界あるいは斜め電界を主に利用して液晶層ＬＱを構成する液晶分子をスイッチングする。
図３は、図２に示した液晶表示パネルＬＰＮの断面構造を概略的に示す図である。なお、ここでは、青色を表示する第１画素ＰＸ１、緑色を表示する第２画素ＰＸ２、及び、赤色を表示する第３画素ＰＸ３の断面構造を示している。
すなわち、第１画素ＰＸ１は、第１カラーフィルタＣＦ１、第１スイッチング素子ＳＷ１、第１画素電極ＰＥ１などを備えている。第２画素ＰＸ２は、第２カラーフィルタＣＦ２、第２スイッチング素子ＳＷ２、第２画素電極ＰＥ２などを備えている。第３画素ＰＸ３は、第３カラーフィルタＣＦ３、第３スイッチング素子ＳＷ３、第３画素電極ＰＥ３などを備えている。
アレイ基板ＡＲは、ガラス基板などの光透過性を有する第１絶縁基板１０を用いて形成されている。第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、及び、第３カラーフィルタＣＦ３は、第１絶縁基板１０の上に配置されている。第１カラーフィルタＣＦ１は、青色波長を含む第１波長範囲（例えば、４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲）の光を透過する。第２カラーフィルタＣＦ２は、第１波長範囲よりも長波長の緑色波長を含む第２波長範囲（例えば、５００ｎｍ〜５８０ｎｍの波長範囲）の光を透過する。第３カラーフィルタＣＦ３は、第２波長範囲よりも長波長の赤色波長を含む第３波長範囲（例えば、５８０ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲）の光を透過する。
これらの第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、及び、第３カラーフィルタＣＦ３は、透過させる波長範囲以外の波長は主に反射する。第１カラーフィルタＣＦ１は、第２波長範囲及び第３波長範囲での反射率が第１波長範囲での反射率よりも高い。第２カラーフィルタＣＦ２は、第１波長範囲及び第３波長範囲での反射率が第２波長範囲での反射率よりも高い。第３カラーフィルタＣＦ１は、第１波長範囲及び第２波長範囲での反射率が第３波長範囲での反射率よりも高い。
後に詳述するが、本実施形態で適用するバックライト４は、その発光スペクトルが第１波長範囲に発光ピーク（約４５０ｎｍ）を有している。第２カラーフィルタＣＦ２及び第３カラーフィルタＣＦ３は、バックライト４の発光ピークである４５０ｎｍ付近での反射率が第２波長範囲及び第３波長範囲での反射率よりも高い反射率特性を有している。
図示した例では、第１カラーフィルタＣＦ１は、第１スイッチング素子ＳＷ１の下層を除いて第１画素ＰＸ１に対応して配置されている。第２カラーフィルタＣＦ２は、第２スイッチング素子ＳＷ２の下層を除いて第２画素ＰＸ２に対応して配置されている。第３カラーフィルタＣＦ３は、第３画素ＰＸ２に対応して配置されている。また、この第３カラーフィルタＣＦ３は、第１スイッチング素子ＳＷ１、第２スイッチング素子ＳＷ２、及び、第３スイッチング素子ＳＷ３の下層にも配置されている。なお、図示した例では、第１スイッチング素子ＳＷ１、第２スイッチング素子ＳＷ２、及び、第３スイッチング素子ＳＷ３の下地として、第３カラーフィルタＣＦ３を適用したが、第１波長範囲の光を反射する第２カラーフィルタＣＦ２を適用しても良い。
このような第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、及び、第３カラーフィルタＣＦ３は、光吸収型のもの（例えば、着色樹脂からなるもの）でも良いが、図示した例では、光干渉の原理を利用したファブリ・ペロー型フィルタを採用している。すなわち、第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、及び、第３カラーフィルタＣＦ３は、屈折率の異なる複数の薄膜を積層することによって構成され、第１絶縁基板１０の内面１０Ａに配置された第１半透過層３１、第１半透過層３１に対向する第２半透過層３２、及び、第１半透過層３１と第２半透過層３２との間に配置された透過層（あるいはスペーサ層）３３を備えている。
より具体的には、第１半透過層３１及び第２半透過層３２は、それぞれ第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、及び、第３カラーフィルタＣＦ３に共通に設けられている。このような第１半透過層３１及び第２半透過層３２は、銀（Ａｇ）などを数十ｎｍオーダの膜厚で形成した金属薄膜であっても良いし、屈折率の異なる複数の誘電体膜を積層した構成であっても良い。一例として、第１半透過層３１及び第２半透過層３２は、それぞれシリコン窒化物（ＳｉＮ）層と、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）層とを交互に積層した積層体によって形成可能である。このような積層体における誘電体膜の積層数は、２層以上であるが、層数が増えるほど、製造工程が増加し製造コストの増加を招くため、４層以下程度とすることが望ましい。
透過層３３は、単一の誘電体膜であり、シリコン窒化物層、または、シリコン酸化物層によって形成可能である。この透過層３３は、膜厚の異なる第１透過層３３１、第２透過層３３２、及び、第３透過層３３３を含んでいる。
第１カラーフィルタＣＦ１は、第１半透過層３１と第２半透過層３２との間に配置される透過層３３として、第１膜厚Ｔ１の第１透過層３３１を備えている。第２カラーフィルタＣＦ２は、第１半透過層３１と第２半透過層３２との間に配置される透過層３３として、第１膜厚Ｔ１とは異なる第２膜厚Ｔ２の第２透過層３３２を備えている。第３カラーフィルタＣＦ３は、第１半透過層３１と第２半透過層３２との間に配置される透過層３３として、第１膜厚Ｔ１及び第２膜厚Ｔ２とは異なる第３膜厚Ｔ３の第３透過層３３３を備えている。これらの第１透過層３３１、第２透過層３３２、及び、第３透過層３３３は、それぞれ膜厚が異なるものの、互いに繋がっている。
第１スイッチング素子ＳＷ１、第２スイッチング素子ＳＷ２、及び、第３スイッチング素子ＳＷ３は、いずれもトップゲート型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成され、実質的に同一構成である。ここでは、第１スイッチング素子ＳＷ１についてより具体的に説明し、第２スイッチング素子ＳＷ２及び第３スイッチング素子ＳＷ３の構成についての説明は省略する。
すなわち、第１スイッチング素子ＳＷ１は、第３カラーフィルタＣＦ３の上（厳密には第２半透過層３２の上）に配置されたシリコン半導体層ＳＣを備えている。シリコン半導体層は、ポリシリコンによって形成されているが、アモルファスシリコンによって形成される場合もありうる。このシリコン半導体層ＳＣは、第１絶縁膜１１によって覆われている。また、この第１絶縁膜１１は、第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、及び、第３カラーフィルタＣＦ３を覆っている。
第１スイッチング素子ＳＷ１のゲート電極ＷＧは、第１絶縁膜１１の上に形成され、シリコン半導体層ＳＣの直上に位置している。このゲート電極ＷＧは、図示しないゲート配線に電気的に接続され、第２絶縁膜１２によって覆われている。また、この第２絶縁膜１２は、第１絶縁膜１１の上にも配置されている。
第１スイッチング素子ＳＷ１のソース電極ＷＳ及びドレイン電極ＷＤは、第２絶縁膜１２の上に形成されている。ソース電極ＷＳは、図示しないソース配線に電気的に接続されている。これらのソース電極ＷＳ及びドレイン電極ＷＤは、それぞれ第１絶縁膜１１及び第２絶縁膜１２を貫通するコンタクトホールを通してシリコン半導体層ＳＣにコンタクトしている。
このような構成の第１スイッチング素子ＳＷ１は、第３絶縁膜１３によって覆われている。同様に、第２スイッチング素子ＳＷ２及び第３スイッチング素子ＳＷ３も第３絶縁膜１３によって覆われている。また、この第３絶縁膜１３は、第２絶縁膜１２の上にも配置されている。
第１画素電極ＰＥ１は、第３絶縁膜１３の上に形成され、第１カラーフィルタＣＦ１の上方に位置している。この第１画素電極ＰＥ１は、第３絶縁膜１３を貫通するコンタクトホールを介して第１スイッチング素子ＳＷ１のドレイン電極ＷＤに電気的に接続されている。
同様に、第２画素電極ＰＥ２は、第３絶縁膜１３の上に形成され、第２カラーフィルタＣＦ２の上方に位置している。この第２画素電極ＰＥ２は、第２スイッチング素子ＳＷ２のドレイン電極ＷＤに電気的に接続されている。同様に、第３画素電極ＰＥ３は、第３絶縁膜１３の上に形成され、第３カラーフィルタＣＦ３の上方に位置し、第３スイッチング素子ＳＷ３のドレイン電極ＷＤに電気的に接続されている。
このような第１画素電極ＰＥ１、第２画素電極ＰＥ２、及び、第３画素電極ＰＥ３は、光透過性を有する導電材料、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などによって形成されている。これらの第１画素電極ＰＥ１、第２画素電極ＰＥ２、及び、第３画素電極ＰＥ３は、第１配向膜ＡＬ１によって覆われている。
対向基板ＣＴは、ガラス基板などの光透過性を有する第２絶縁基板２０を用いて形成されている。対向基板ＣＴは、第２絶縁基板２０のアレイ基板ＡＲと対向する内面２０ＡにブラックマトリクスＢＭを備えている。このブラックマトリクスＢＭは、第１スイッチング素子ＳＷ１、第２スイッチング素子ＳＷ２、第３スイッチング素子ＳＷ３や、ソース配線、ゲート配線、補助容量線などの配線部に対向するように配置されている。
図示した例では、対向基板ＣＴは、第２絶縁基板２０の内面２０Ａに、第１着色層ＣＦ１１、第２着色層ＣＦ１２、及び、第３着色層ＣＦ１３を備えているが、省略しても良い。第１着色層ＣＦ１１は、第１波長範囲の光を透過する着色樹脂（例えば、青色樹脂）によって形成されている。第２着色層ＣＦ１２は、第２波長範囲の光を透過する着色樹脂（例えば、緑色樹脂）によって形成されている。第３着色層ＣＦ１３は、第３波長範囲の光を透過する着色樹脂（例えば、赤色樹脂）によって形成されている。
また、図示した例では、対向基板ＣＴは、第１着色層ＣＦ１１、第２着色層ＣＦ１２、及び、第３着色層ＣＦ１３のアレイ基板ＡＲと対向する面に、対向電極ＣＥを備えている。なお、上記の通り、この対向電極ＣＥはアレイ基板ＡＲに備えられても良い。このような対向電極ＣＥは、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどの光透過性を有する導電材料によって形成されている。対向基板ＣＴのアレイ基板ＡＲと対向する面は、第２配向膜ＡＬ２によって覆われている。
上述したようなアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、それぞれの第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２が対向するように配置されている。このとき、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間には、例えば、樹脂材料によって一方の基板に一体的に形成された柱状スペーサが配置され、所定のセルギャップ、例えば２〜７μｍのセルギャップが形成される。
液晶層ＬＱは、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に形成されたセルギャップに保持され、第１配向膜ＡＬ１と第２配向膜ＡＬ２との間に配置されている。
アレイ基板ＡＲを構成する第１絶縁基板１０の外面１０Ｂには、第１偏光板ＰＬ１などを含む第１光学素子ＯＤ１が配置されている。この第１光学素子ＯＤ１は、液晶表示パネルＬＰＮのバックライト４と対向する側に位置しており、バックライト４から液晶表示パネルＬＰＮに入射する入射光の偏光状態を制御する。
対向基板ＣＴを構成する第２絶縁基板２０の外面２０Ｂには、第２偏光板ＰＬ２などを含む第２光学素子ＯＤ２が配置されている。この第２光学素子ＯＤ２は、液晶表示パネルＬＰＮの表示面側に位置しており、液晶表示パネルＬＰＮから出射した出射光の偏光状態を制御する。
このような構成によれば、バックライト４から放射されたバックライト光のうち、第１カラーフィルタＣＦ１を経て第１画素電極ＰＥ１を通る光路の液晶表示パネルＬＰＮからの透過光は青色（Ｂ）を呈し、第２カラーフィルタＣＦ２を経て第２画素電極ＰＥ２を通る光路の液晶表示パネルＬＰＮからの透過光は緑色（Ｇ）を呈し、第３カラーフィルタＣＦ３を経て第３画素電極ＰＥ３を通る光路の液晶表示パネルＬＰＮからの透過光は赤色（Ｒ）を呈する。なお、第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、及び、第３カラーフィルタＣＦ３を透過しなかった光は、ほぼ全て反射され、バックライト４側に戻され、再利用される。すなわち、バックライト４は光源等を覆う高反射率面を有しており、バックライト４に向けて反射された反射光は、高反射率面においてほとんど光損失なく再度液晶表示パネルＬＰＮに向けて反射される。このため、第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、及び、第３カラーフィルタＣＦ３からの反射光は再利用され、光の利用効率を向上している。
次に、第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、及び、第３カラーフィルタＣＦ３のより具体的な構成例について説明する。
図４は、第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、及び、第３カラーフィルタＣＦ３を構成する５層構造の誘電体膜積層体４１を概略的に示す断面図である。
すなわち、誘電体膜積層体４１は、第１絶縁基板１０の内面１０Ａに配置された第１シリコン窒化物層３１１と、第１シリコン窒化物層３１１上に積層された第１シリコン酸化物層３１２と、第１シリコン酸化物層３１２上に積層された第２シリコン窒化物層３３と、第２シリコン窒化物層３３上に積層された第２シリコン酸化物層３２１と、第２シリコン酸化物層３２１上に積層された第３シリコン窒化物層３２２と、によって構成されている。
第１シリコン窒化物層３１１及び第１シリコン酸化物層３１２は、第１半透過層３１として機能する。第２シリコン窒化物層３３は、透過層３３として機能する。第２シリコン酸化物層３２１及び第３シリコン窒化物層３２２は、第２半透過層３２として機能する。つまり、第１半透過層３１及び第２半透過層３２は、それぞれ２層の誘電体の積層体である。
第１絶縁基板１０は、ガラス基板であり、可視光波長範囲における屈折率は約１．５である。第１シリコン窒化物層３１１、第２シリコン窒化物層３３、及び、第３シリコン窒化物層３２２は、例えばＳｉＮからなり、可視光波長範囲における屈折率は２．０から２．７程度である。つまり、第１シリコン窒化物層３１１、第２シリコン窒化物層３３、及び、第３シリコン窒化物層３２２は、第１絶縁基板１０よりも高屈折率の高屈折率層として機能する。第１シリコン酸化物層３１２及び第２シリコン酸化物層３２１は、例えばＳｉＯ２からなり、可視光波長範囲における屈折率は約１．５である。つまり、第１シリコン酸化物層３１２及び第２シリコン酸化物層３２１は、高屈折率層よりも低屈折率の低屈折率層として機能する。
第１シリコン窒化物層３１１及び第３シリコン窒化物層３２２は、第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、及び、第３カラーフィルタＣＦ３の各々において同一膜厚であり、例えば６０ｎｍの膜厚を有している。第１シリコン酸化物層３１２及び第２シリコン酸化物層３２１は、第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、及び、第３カラーフィルタＣＦ３の各々において同一膜厚であり、例えば９０ｎｍの膜厚を有している。つまり、第１半透過層３１及び第２半透過層３２を構成する低屈折率層は高屈折率層よりも厚い。
第２シリコン窒化物層３３は、第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、及び、第３カラーフィルタＣＦ３の各々において膜厚が異なる。一例として、第１カラーフィルタＣＦ１において第２シリコン窒化物層３３の膜厚は約８５ｎｍであり、第２カラーフィルタＣＦ２において第２シリコン窒化物層３３の膜厚は約１１５ｎｍであり、第３カラーフィルタＣＦ３において第２シリコン窒化物層３３の膜厚は約１５０ｎｍである。
このような構成の誘電体膜積層体４１からなる第１カラーフィルタＣＦ１は、４７０ｎｍ付近に透過率ピークを有し、また、同波長付近に反射率ボトムを有する。同様に、第２カラーフィルタＣＦ２は、５４０ｎｍ付近に透過率ピークを有し、また、同波長付近に反射率ボトムを有する一方で、同波長以外の波長範囲で高反射率となる。同様に、第３カラーフィルタＣＦ３は、６１０ｎｍ付近に透過率ピークを有し、また、同波長付近に反射率ボトムを有する一方で、同波長以外の波長範囲で高反射率となる。
第２カラーフィルタＣＦ２あるいは第３カラーフィルタＣＦ３の第３シリコン窒化物層３２２は、シリコン半導体層の下地となる。シリコン半導体層は、短波長での光吸収係数が高い。一方で、液晶表示パネルに組み合わせられるバックライトは、比較的短波長の光強度が高い発光スペクトルを有している。上記の通り、シリコン半導体層の下層に配置される第２カラーフィルタＣＦ２あるいは第３カラーフィルタＣＦ３は、短波長の波長範囲で比較的高い反射率を有しているため、シリコン半導体層での光吸収を抑制することが可能となる。したがって、このようなシリコン半導体層を備えたスイッチング素子では、光リーク電流を低減することが可能となる。これにより、クロストークやフリッカーなどの発生が抑制され、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することが可能となる。
図５は、第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、及び、第３カラーフィルタＣＦ３を構成する７層構造の誘電体膜積層体４２を概略的に示す断面図である。
すなわち、誘電体膜積層体４２は、第１絶縁基板１０の内面１０Ａに配置された第１シリコン窒化物層３１１と、第１シリコン窒化物層３１１上に積層された第１シリコン酸化物層３１２と、第１シリコン酸化物層３１２上に積層された第２シリコン窒化物層３１３と、第２シリコン窒化物層３１３上に積層された第２シリコン酸化物層３３と、第２シリコン酸化物層３３上に積層された第３シリコン窒化物層３２１と、第３シリコン窒化物層３２１上に積層された第３シリコン酸化物層３２２と、第３シリコン酸化物層３２２上に積層された第４シリコン窒化物層３２３と、によって構成されている。
第１シリコン窒化物層３１１、第１シリコン酸化物層３１２、及び、第２シリコン窒化物層３１３は、第１半透過層３１として機能する。第２シリコン酸化物層３３は、透過層３３として機能する。第３シリコン窒化物層３２１、第３シリコン酸化物層３２２、及び、第４シリコン窒化物層３２３は、第２半透過層３２として機能する。つまり、第１半透過層３１及び第２半透過層３２は、それぞれ３層の誘電体の積層体である。
第１シリコン窒化物層３１１、第２シリコン窒化物層３１３、第３シリコン窒化物層３２１、及び、第４シリコン窒化物層３２３は、例えばＳｉＮからなり、高屈折率層（可視光波長範囲における屈折率は２．０から２．７程度である）として機能する。第１シリコン酸化物層３１２、第２シリコン酸化物層３３、及び、第３シリコン酸化物層３２２は、例えばＳｉＯ２からなり、低屈折率層（可視光波長範囲における屈折率は約１．５である）として機能する。
第１シリコン窒化物層３１１、第２シリコン窒化物層３１３、第３シリコン窒化物層３２１、及び、第４シリコン窒化物層３２３は、第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、及び、第３カラーフィルタＣＦ３の各々において同一膜厚であり、例えば６０ｎｍの膜厚を有している。第１シリコン酸化物層３１２及び第３シリコン酸化物層３２２は、第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、及び、第３カラーフィルタＣＦ３の各々において同一膜厚であり、例えば９０ｎｍの膜厚を有している。
第２シリコン酸化物層３３は、第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、及び、第３カラーフィルタＣＦ３の各々において膜厚が異なる。一例として、第１カラーフィルタＣＦ１において第２シリコン酸化物層３３の膜厚は約１３０ｎｍであり、第２カラーフィルタＣＦ２において第２シリコン酸化物層３３の膜厚は約１８０ｎｍであり、第３カラーフィルタＣＦ３において第２シリコン酸化物層３３の膜厚は約３０ｎｍである。
第２カラーフィルタＣＦ２あるいは第３カラーフィルタＣＦ３の第４シリコン窒化物層３２３は、シリコン半導体層の下地となる。
このような構成の誘電体膜積層体４２からなる第１カラーフィルタＣＦ１は、４７０ｎｍ付近に透過率ピーク及び反射率ボトムを有するとともに、誘電体膜積層体４１からなる第１カラーフィルタＣＦ１と比較して透過率ピーク及び反射率ボトム付近での波長範囲が狭くなる一方で、高反射率の波長範囲がより広くなる。同様に、誘電体膜積層体４２からなる第２カラーフィルタＣＦ２は、５４０ｎｍ付近に透過率ピーク及び反射率ボトムを有するとともに、誘電体膜積層体４１からなる第２カラーフィルタＣＦ２と比較して透過率ピーク及び反射率ボトム付近での波長範囲が狭くなる一方で、高反射率の波長範囲がより広くなる。同様に、誘電体膜積層体４２からなる第３カラーフィルタＣＦ３は、６１０ｎｍ付近に透過率ピーク及び反射率ボトムを有するとともに、誘電体膜積層体４１からなる第３カラーフィルタＣＦ３と比較して透過率ピーク及び反射率ボトム付近での波長範囲が狭くなる一方で、高反射率の波長範囲がより広くなる。
このように、誘電体膜積層体の積層数を増やすことにより、透過率ピーク付近の波長範囲が狭くなるため、第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、及び、第３カラーフィルタＣＦ３のそれぞれの色純度を向上することが可能となる。また、シリコン半導体層の下層に配置される第２カラーフィルタＣＦ２あるいは第３カラーフィルタＣＦ３は、高反射率の波長範囲が拡大するため、シリコン半導体層での光吸収をさらに抑制することが可能となる。したがって、より表示品位の良好な液晶表示装置を提供することが可能となる。
図６は、第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、及び、第３カラーフィルタＣＦ３を構成する９層構造の誘電体膜積層体４３を概略的に示す断面図である。
すなわち、誘電体膜積層体４３は、第１絶縁基板１０の内面１０Ａに配置された第１シリコン窒化物層３１１と、第１シリコン窒化物層３１１上に積層された第１シリコン酸化物層３１２と、第１シリコン酸化物層３１２上に積層された第２シリコン窒化物層３１３と、第２シリコン窒化物層３１３上に積層された第２シリコン酸化物層３１４と、第２シリコン酸化物層３１４上に積層された第３シリコン窒化物層３３と、第３シリコン窒化物層３３上に積層された第３シリコン酸化物層３２１と、第３シリコン酸化物層３２１上に積層された第４シリコン窒化物層３２２と、第４シリコン窒化物層３２２上に積層された第４シリコン酸化物層３２３と、第４シリコン酸化物層３２３上に積層された第５シリコン窒化物層３２４と、によって構成されている。
第１シリコン窒化物層３１１、第１シリコン酸化物層３１２、第２シリコン窒化物層３１３、及び、第２シリコン酸化物層３１４は、第１半透過層３１として機能する。第３シリコン窒化物層３３は、透過層３３として機能する。第３シリコン酸化物層３２１、第４シリコン窒化物層３２２、第４シリコン酸化物層３２３、及び、第５シリコン窒化物層３２４は、第２半透過層３２として機能する。つまり、第１半透過層３１及び第２半透過層３２は、それぞれ４層の誘電体の積層体である。
第１シリコン窒化物層３１１、第２シリコン窒化物層３１３、第３シリコン窒化物層３３、第４シリコン窒化物層３２２、及び、第５シリコン窒化物層３２４は、例えばＳｉＮからなり、高屈折率層（可視光波長範囲における屈折率は２．０から２．７程度である）として機能する。第１シリコン酸化物層３１２、第２シリコン酸化物層３１４、第３シリコン酸化物層３２１、及び、第４シリコン酸化物層３２３は、例えばＳｉＯ２からなり、低屈折率層（可視光波長範囲における屈折率は約１．５である）として機能する。
第１シリコン窒化物層３１１、第２シリコン窒化物層３１３、第４シリコン窒化物層３２２、及び、第５シリコン窒化物層３２４は、第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、及び、第３カラーフィルタＣＦ３の各々において同一膜厚であり、例えば６０ｎｍの膜厚を有している。第１シリコン酸化物層３１２、第２シリコン酸化物層３１４、第３シリコン酸化物層３２１、及び、第４シリコン酸化物層３２３は、第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、及び、第３カラーフィルタＣＦ３の各々において同一膜厚であり、例えば９０ｎｍの膜厚を有している。
第３シリコン酸化物層３３は、第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、及び、第３カラーフィルタＣＦ３の各々において膜厚が異なる。一例として、第１カラーフィルタＣＦ１において第３シリコン酸化物層３３の膜厚は約８０ｎｍであり、第２カラーフィルタＣＦ２において第３シリコン酸化物層３３の膜厚は約１１５ｎｍであり、第３カラーフィルタＣＦ３において第３シリコン酸化物層３３の膜厚は約３０ｎｍである。
第２カラーフィルタＣＦ２あるいは第３カラーフィルタＣＦ３の第５シリコン窒化物層３２４は、シリコン半導体層の下地となる。
このような構成の誘電体膜積層体４３からなる第１カラーフィルタＣＦ１は、４７０ｎｍ付近に透過率ピーク及び反射率ボトムを有するとともに、誘電体膜積層体４２からなる第１カラーフィルタＣＦ１と比較して透過率ピーク及び反射率ボトム付近での波長範囲が狭くなる一方で、高反射率の波長範囲がより広くなる。同様に、誘電体膜積層体４３からなる第２カラーフィルタＣＦ２は、５４０ｎｍ付近に透過率ピーク及び反射率ボトムを有するとともに、誘電体膜積層体４２からなる第２カラーフィルタＣＦ２と比較して透過率ピーク及び反射率ボトム付近での波長範囲が狭くなる一方で、高反射率の波長範囲がより広くなる。同様に、誘電体膜積層体４３からなる第３カラーフィルタＣＦ３は、６１０ｎｍ付近に透過率ピーク及び反射率ボトムを有するとともに、誘電体膜積層体４２からなる第３カラーフィルタＣＦ３と比較して透過率ピーク及び反射率ボトム付近での波長範囲が狭くなる一方で、高反射率の波長範囲がより広くなる。
このため、第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、及び、第３カラーフィルタＣＦ３のそれぞれの色純度をさらに向上することが可能となる。また、シリコン半導体層での光吸収をさらに抑制することが可能となる。したがって、より表示品位の良好な液晶表示装置を提供することが可能となる。
なお、第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、及び、第３カラーフィルタＣＦ３のそれぞれの反射スペクトルでの反射率ボトムの位置、あるいは、透過スペクトルでの透過率ピークの位置は、透過層３３の膜厚を変えることによって調整が可能である。第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、及び、第３カラーフィルタＣＦ３の要求される性能と、光リーク耐性を考慮しながら、層数及び透過層の膜厚を決定することができる。
図７は、バックライト４の発光スペクトルと、本実施形態のカラーフィルタの反射スペクトルとの関係の一例を示す図である。この図７では、横軸は波長（ｎｍ）であり、縦軸はバックライト４の光強度及びカラーフィルタの反射率である。これらの光強度及び反射率は、それぞれの最大値を１としたときの相対値である。
ここに示したカラーフィルタの反射スペクトルは、第１絶縁基板上に第３カラーフィルタＣＦ３を配置し、この第３カラーフィルタＣＦ３の上にスイッチング素子のポリシリコン半導体層を５０ｎｍの膜厚で配置し、このポリシリコン半導体層を酸化シリコン（ＳｉＯ）からなる８０ｎｍの膜厚の第１絶縁膜（ゲート絶縁膜）１１で覆い、この第１絶縁膜の上にモリブデン（Ｍｏ）からなる３００ｎｍの膜厚のゲート電極を配置したモデルについて、第１絶縁基板１０側から入射した光の第１絶縁基板１０側での反射率を計算したものである。
図中において、「ＢＬ強度」とはバックライト４の発光スペクトルである。第３カラーフィルタＣＦ３の構成としては、図４に示した５層構造の誘電体膜積層体４１を適用した場合（図中の「ＴＦＴ ｏｎ ５層ＣＦ３」）、図５に示した７層構造の誘電体膜積層体４２を適用した場合（図中の「ＴＦＴ ｏｎ ７層ＣＦ３」）、図６に示した９層構造の誘電体膜積層体４３を適用した場合（図中の「ＴＦＴ ｏｎ ９層ＣＦ３」）のそれぞれの反射スペクトルを図示している。比較例として、スイッチング素子の下層に第３カラーフィルタを配置する代わりにアンダーコート層（ＳｉＮ／ＳｉＯ）のみを配置した場合（図中の「ＴＦＴ／ＵＣ」）の反射スペクトルを図示している。
図示したように、バックライト４の発光スペクトルは４５０ｎｍ付近に発光ピークを有しているのに対して、比較例である「ＴＦＴ／ＵＣ」の反射スペクトルでは波長４５０ｎｍにおける反射率が極めて低いことが分かる。一方で、本実施形態である「ＴＦＴ ｏｎ ５層ＣＦ３」の反射スペクトルは、４５０ｎｍ付近で５０％程度の反射率を有している。また、「ＴＦＴ ｏｎ ７層ＣＦ３」の反射スペクトルは、４５０ｎｍ付近で７０％程度の反射率を有している。また、「ＴＦＴ ｏｎ ８層ＣＦ３」の反射スペクトルは、４５０ｎｍ付近で８０％程度の反射率を有している。このように、誘電体膜積層体の積層数が増えるほど、特定波長（ここでは４５０ｎｍ）付近の光に対する反射率が増加することが確認された。
なお、図示しないが、発明者は、スイッチング素子の下層に第２カラーフィルタＣＦ２を配置した場合についても同様の計算を行い、４５０ｎｍ付近で５０％以上の反射率が得られること、さらには、第２カラーフィルタＣＦ２を構成する誘電体膜積層体の総数が増えるほど特定波長付近の光に対する反射率が増加することも確認した。
図８は、各画素のスイッチング素子における光リーク量と誘電体膜積層体の積層数との関係を示す図である。図８の横軸は、スイッチング素子の下層に配置される誘電体膜積層体（第３カラーフィルタＣＦ３）の積層数であり、縦軸は、スイッチング素子の下層に第３カラーフィルタを配置する代わりにアンダーコート層（ＳｉＮ／ＳｉＯ）のみを配置した場合の光リーク量を１とした場合の比率である。
５層構造の誘電体膜積層体４１からなる第３カラーフィルタＣＦ３の上にスイッチング素子を配置した場合には光リーク量は６５％程度となり、また、７層構造の誘電体膜積層体４２からなる第３カラーフィルタＣＦ３の上にスイッチング素子を配置した場合には光リーク量は４５％程度となり、また、９層構造の誘電体膜積層体４３からなる第３カラーフィルタＣＦ３の上にスイッチング素子を配置した場合には光リーク量は４０％程度となることが確認された。
５層構造、７層構造、９層構造それぞれに高屈折層として用いられるＳｉＮ層は、ＳｉＨ４とＮＨ３を主原料ガスとするプラズマＣＶＤ法により、その膜中水素量が２×１０２１ｃｍ−３以上となるような条件で形成される。高屈折率の膜を得るためには、スパッタ法等によりＳｉＮ膜を形成することが考えられる。一般に、スパッタ法で形成したＳｉＮ膜の膜中水素量は非常に低い。膜中に水素を含有するＳｉＮ膜を用いることで、スイッチング素子となるトップゲート型薄膜トランジスタの特性を向上させることが可能である。例えば、スイッチング素子のシリコン半導体ＳＣにポリシリコンを用いた場合、スパッタ法で形成したＳｉＮ膜とＳｉＯ膜の積層でカラーフィルタ層を形成した薄膜トランジスタの閾値電圧が平均５．０Ｖであったのに対し、プラズマＣＶＤ法で形成した膜中水素量２×１０２１ｃｍ−３以上のＳｉＮとＳｉＯ膜の積層とした場合の閾値電圧は２．１Ｖまで低下した。これにより、アクティブマトリックス回路を低い電圧で駆動することが可能となり、消費電力の低減に寄与することができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することができる。
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
ＬＰＮ…液晶表示パネル
ＡＲ…アレイ基板 ＣＴ…対向基板 ＬＱ…液晶層
ＳＷ１…第１スイッチング素子 ＳＷ２…第２スイッチング素子 ＳＷ３…第３スイッチング素子 ＳＣ…シリコン半導体層
ＰＥ１…第１画素電極 ＰＥ２…第２画素電極 ＰＥ３…第３画素電極
ＣＦ１…第１カラーフィルタ ＣＦ２…第２カラーフィルタ ＣＦ３…第３カラーフィルタ
３１…第１半透過層 ３２…第２半透過層 ３３…透過層
４１、４２、４３…誘電体膜積層体

Claims (15)

  1. 第１波長範囲の光を透過する第１カラーフィルタと、
    第１波長範囲よりも長波長の第２波長範囲の光を透過する第２カラーフィルタと、
    前記第２カラーフィルタの上に配置された第１スイッチング素子と、
    前記第２カラーフィルタの上に配置された第２スイッチング素子と、
    前記第１スイッチング素子と電気的に接続され、前記第１カラーフィルタの上方に位置する第１画素電極と、
    前記第２スイッチング素子と電気的に接続され、前記第２カラーフィルタの上方に位置する第２画素電極と、
    を備えたアレイ基板を具備することを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記第１カラーフィルタ及び前記第２カラーフィルタは、屈折率の異なる複数の薄膜を積層することによって構成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 前記第１カラーフィルタ及び前記第２カラーフィルタは、シリコン窒化物層とシリコン酸化物層とを交互に積層した誘電体膜積層体であることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
  4. 絶縁基板と、
    前記絶縁基板上に配置された第１半透過層と、
    前記第１半透過層上に配置されるとともに、第１膜厚の第１透過層、第１膜厚とは異なる第２膜厚の第２透過層、及び、第１膜厚及び第２膜厚とは異なる第３膜厚の第３透過層と、
    前記第１透過層上に配置され第１波長範囲の光を透過する第１カラーフィルタを構成し、前記第２透過層上に配置され第１波長範囲よりも長波長の第２波長範囲の光を透過する第２カラーフィルタを構成し、前記第３透過層上に配置され第２波長範囲よりも長波長の第３波長範囲の光を透過する第３カラーフィルタを構成する第２半透過層と、
    前記第２カラーフィルタまたは前記第３カラーフィルタを構成する前記第２半透過層上に配置された第１スイッチング素子、第２スイッチング素子、及び、第３スイッチング素子と、
    前記第１スイッチング素子と電気的に接続され、前記第１カラーフィルタの上方に位置する第１画素電極と、
    前記第２スイッチング素子と電気的に接続され、前記第２カラーフィルタの上方に位置する第２画素電極と、
    前記第３スイッチング素子と電気的に接続され、前記第３カラーフィルタの上方に位置する第３画素電極と、
    を備えたアレイ基板を具備することを特徴とする液晶表示装置。
  5. 前記第１半透過層は、前記絶縁基板上に積層され前記絶縁基板よりも高屈折率の高屈折率層と、前記高屈折率層上に積層され前記高屈折率層よりも低屈折率の低屈折率層と、を備えたことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
  6. 前記高屈折率層はシリコン窒化物層によって構成され、前記低屈折率層はシリコン酸化物層によって構成されたことを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
  7. 前記低屈折率層は、前記高屈折率層よりも厚いことを特徴とする請求項５または６に記載の液晶表示装置。
  8. 前記第１半透過層及び前記第２半透過層は、シリコン窒化物層及びシリコン酸化物層の積層体によって構成されたことを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
  9. 前記透過層は、シリコン窒化物層またはシリコン酸化物層によって構成されたことを特徴とする請求項４乃至８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
  10. 前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、及び、前記第３スイッチング素子は、シリコン半導体層を備えたトップゲート型の薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項４乃至９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
  11. 前記第１半透過層、もしくは第２半透過層、もしくは透過層に用いられるシリコン窒化物層の膜中水素量が、２×１０２１ｃｍ−３以上であることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
  12. さらに、前記アレイ基板の背面側に配置されたバックライトを備え、
    前記バックライトの発光スペクトルは、第１波長範囲に発光ピークを有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
  13. 第１波長範囲は、青色波長を含むことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
  14. 絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成され青色波長の光を前記絶縁基板側に反射する誘電体膜積層体と、前記誘電体膜積層体上に配置されたシリコン半導体層を備えたトップゲート型の薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタと電気的に接続された画素電極と、を備えたアレイ基板と、
    前記アレイ基板に対向配置された対向基板と、
    前記アレイ基板と前記対向基板との間に保持された液晶層と、
    を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
  15. 前記誘電体膜積層体は、シリコン窒化物層とシリコン酸化物層とを交互に積層した構成であることを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
JP2011158425A 2011-07-19 2011-07-19 液晶表示装置 Withdrawn JP2013024996A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011158425A JP2013024996A (ja) 2011-07-19 2011-07-19 液晶表示装置
US13/357,196 US9001291B2 (en) 2011-07-19 2012-01-24 Liquid crystal display device
US14/633,997 US9412334B2 (en) 2011-07-19 2015-02-27 Liquid crystal display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011158425A JP2013024996A (ja) 2011-07-19 2011-07-19 液晶表示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013024996A true JP2013024996A (ja) 2013-02-04

Family

ID=47555543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011158425A Withdrawn JP2013024996A (ja) 2011-07-19 2011-07-19 液晶表示装置

Country Status (2)

Country Link
US (2) US9001291B2 (ja)
JP (1) JP2013024996A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11640088B2 (en) 2020-01-30 2023-05-02 Japan Display Inc. Display device and method of manufacturing semiconductor device

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9323097B2 (en) * 2013-03-01 2016-04-26 Vladimir Kleptsyn Reflective color filter and color display device
KR20150007175A (ko) * 2013-07-10 2015-01-20 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 제조 방법
US20150212357A1 (en) * 2014-01-24 2015-07-30 Himax Display, Inc. Manufacturing process for liquid crystal display panel
US20170061851A1 (en) * 2014-04-30 2017-03-02 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Large gamut pixel and subtractive mask for a visual presentation
CN104299972B (zh) * 2014-09-12 2018-07-27 深圳市华星光电技术有限公司 薄膜晶体管阵列基板及其制造方法、液晶显示器
KR102292616B1 (ko) * 2015-01-22 2021-08-24 삼성디스플레이 주식회사 이중 컬러 필터 패턴을 구비한 액정 표시 장치 및 그의 제조방법
US20160365021A1 (en) * 2015-04-06 2016-12-15 Bluestream Development, Llc Mobile device with low-emission mode
US9430988B1 (en) * 2015-04-06 2016-08-30 Bluestream Development, Llc Mobile device with low-emission mode
CN104865738A (zh) * 2015-06-16 2015-08-26 深圳市华星光电技术有限公司 具有黑色矩阵的玻璃基板及其制备方法、液晶面板
JP2017152252A (ja) * 2016-02-25 2017-08-31 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
KR20180047559A (ko) * 2016-10-31 2018-05-10 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
CN106773260A (zh) * 2017-01-04 2017-05-31 京东方科技集团股份有限公司 显示面板、显示设备、彩膜基板及阵列基板
US10345638B2 (en) * 2017-08-01 2019-07-09 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd Display panel and display device
CN108037610A (zh) * 2017-12-13 2018-05-15 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 液晶显示面板及显示设备
CN208999716U (zh) * 2018-12-14 2019-06-18 惠科股份有限公司 显示面板和显示装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995017690A1 (en) 1993-12-23 1995-06-29 Honeywell Inc. Color filter array
KR20050043220A (ko) * 2003-11-05 2005-05-11 엘지.필립스 엘시디 주식회사 배면노광에 의해 형성된 컬러필터 기판을 이용한액정표시소자 제조방법 및 그 구조
JP4527512B2 (ja) * 2004-12-08 2010-08-18 Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 液晶表示装置
JP2008053553A (ja) * 2006-08-25 2008-03-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP2008276044A (ja) * 2007-05-02 2008-11-13 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置
JP5200795B2 (ja) * 2008-09-12 2013-06-05 セイコーエプソン株式会社 液晶装置及び電子機器
US8022612B2 (en) * 2008-11-10 2011-09-20 Global Oled Technology, Llc. White-light LED having two or more commonly controlled portions with improved angular color performance
JP2011002775A (ja) * 2009-06-22 2011-01-06 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置
TWI391735B (zh) * 2009-07-06 2013-04-01 Au Optronics Corp 具有彩色濾光陣列之畫素陣列基板以及顯示面板

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11640088B2 (en) 2020-01-30 2023-05-02 Japan Display Inc. Display device and method of manufacturing semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
US20130021550A1 (en) 2013-01-24
US9001291B2 (en) 2015-04-07
US20150170605A1 (en) 2015-06-18
US9412334B2 (en) 2016-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2013024996A (ja) 液晶表示装置
JP4778873B2 (ja) 液晶表示装置
US20130033662A1 (en) Display panel and display apparatus comprising the same
US8810754B2 (en) Interference filter and display device
US20220376209A1 (en) Display substrate and preparation method therefor, and display apparatus
US20130033659A1 (en) Display panel and display apparatus employing the same
US9324972B2 (en) Organic light emitting display device
JP5808068B2 (ja) 両方向表示装置
JP2007041536A (ja) 表示装置及び液晶表示装置
JP2012168530A (ja) ディスプレイパネル
JP2014182280A (ja) 表示装置
KR20090079779A (ko) 듀얼 액정표시장치
KR101429942B1 (ko) 유기전계발광표시장치 및 그 제조방법
KR20180030288A (ko) 각필터를 갖는 표시장치
US8570463B2 (en) Liquid crystal display device
US10241370B2 (en) Semiconductor device and projection-type display unit
KR20150027683A (ko) 평판 표시장치
US20120038873A1 (en) Reflection-type liquid crystal display device
TWI703725B (zh) 顯示裝置
KR20180012631A (ko) 액정표시패널 및 이를 포함하는 액정표시장치
KR20170061868A (ko) 미러 디스플레이 패널
KR20080000762A (ko) 양방향 표시 장치
JP2006317930A (ja) 液晶表示装置
US20210287616A1 (en) Display device
JP2021119375A (ja) 表示装置、および、半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20130711

A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20141007