JP2013029838A - ディスプレイ装置及びディスプレイ装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスプレイ装置の製造において、予期しない色光の漏れを防ぎ、彩度を向上するディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】ディスプレイ装置は、基板とカラーフィルタ層３１０とを備える。複数のサブピクセル電極１２１，１２２，１２３を基板の上に形成する。カラーフィルタ層を基板の上に設定する。カラーフィルタ層はサブピクセル電極層に対応する複数のカラー領域３１１，３１２，３１３を画定する。ここで、カラー領域の各々は、互いに隣接するサブピクセル電極の２つに部分的に重畳し、カラー領域の各々の形状は、対応するサブピクセル電極のフリンジ領域の分布範囲に一致する。これにより予期しない色光の漏れを防ぐことができ、彩度が向上する。
【選択図】図３Ａ

Description

本発明はディスプレイ装置に関する。特に、本発明はカラーフィルタ層を有するディスプレイ装置及びディスプレイ装置の製造方法に関する。

ディスプレイ装置の性能は、漏れ電場（fringe field）効果（FFE）の影響を受けることがよくある。具体的に言うと、サブピクセルの密度が高い場合、又は、２つの隣接するサブピクセル間の距離が近い場合、FFEを考慮に入れる必要がある。例示的なエルコス（LCOS）ディスプレイ装置では、サブピクセルの密度が高く、隣接するサブピクセル間の距離が短い。従って、サブピクセルのFFEは、隣接するサブピクセル間の光の漏れをもたらす。図１Ａは、従来のディスプレイ装置１００のサブピクセルアレイを例示する部分上面概略図である。図１Ｂは、図１Ａに示したサブピクセルアレイを例示する展開概略図である。図１Ａ及び図１Ｂを参照するに、ディスプレイ装置１００は、カラーフィルタ層１１０、サブピクセル電極層１２０、液晶層１３０、透明電極層１４０及び基板１５０を含む。電極層１２０及び１４０は、基板１５０上に構成される。液晶層１３０は、電極層１２０及び１４０の間に構成される。カラーフィルタ層１１０は、サブピクセル電極層１２０と液晶層１３０との間に構成される。

透明電極層１４０の材料は、例えば、インジウム−スズ酸化物（ITO）のような任意の透明導電材料である。サブピクセル電極層１２０は、複数のサブピクセル電極（例えば、サブピクセル電極１２１、１２２及び１２３）を有する。従来のカラーフィルタ層１１０は、複数のカラー領域（例えば、カラー領域１１１、１１２及び１１３）を有する。従来のカラーフィルタ層１１０のカラー領域の形状及び位置は、サブピクセル電極層１２０の対応するサブピクセル電極の形状及び位置と同じである。例えば、カラー領域１１２及びサブピクセル電極１２２は長方形であり、カラー領域１１２はサブピクセル電極１２２を単に覆うだけである。カラー領域１１２はサブピクセル電極１２２に隣接するサブピクセル電極（例えば、サブピクセル電極１２１及び１２３）を覆わない。

サブピクセル電極１２２と透明電極層１４０との間の電場は、液晶を含む対応領域の光透過率を変化させるために、液晶層１３０の領域の対応液晶を駆動することができる。理論的に、サブピクセル電極１２２と透明電極層１４０との間の理想的な電場は、サブピクセル電極１２２を位置づける領域（すなわち、カラー領域１１２を位置づける領域）の液晶に作用するが、隣接するサブピクセル電極（例えば、サブピクセル電極１２１及び１２３）を位置づける領域（以下、「液晶領域」という。）の液晶には作用しない。しかしながら、事実上、サブピクセルアレイ内のサブピクセル電極１２２の漏れ電場分布の範囲（すなわち、電場分布の範囲）は、隣接するサブピクセル電極を位置づける液晶領域に重畳する。例えば、サブピクセル電極１２２の漏れ電場分布の範囲を、図１Ａの点線１０により示す。漏れ電場分布の範囲１０内の部分領域１１は、隣接するサブピクセル電極１２１を位置づける液晶領域に重畳し、漏れ電場分布の範囲１０内の別の部分領域１３は、隣接するサブピクセル電極１２３を位置づける液晶領域に重畳する。これは、いわゆる、FFEである。

カラー領域１１１、１１２及び１１３は、赤、緑及び青領域であると仮定する。図１Ａに示す漏れ電場分布の範囲１０は、カラー領域１１２のサブピクセルに緑色光を表示させ、漏れ電場分布の範囲１０内の部分領域１１は、カラー領域１１１で赤色光漏れを有し、漏れ電場分布の範囲１０内の部分領域１３は、カラー領域１１３で青色光漏れを有する。明らかに、サブピクセルのFFEは、ディスプレイ装置１００の表示性能に有害な予期しない色光漏れに導く。

図２は、従来のディスプレイ装置２００のサブピクセルアレイを例示する部分上面概略図である。図２のディスプレイ装置２００の説明は、図１のディスプレイ装置１００の説明を参照することができる。ディスプレイ装置１００とディスプレイ装置２００との間の差異は、ディスプレイ装置２００のサブピクセル電極の面積が減少していることにある。例えば、図２に示すように、サブピクセル電極１２２の右上隅及び左下隅をカットする。それにより、サブピクセル電極１２２の漏れ電場分布の範囲は、サブピクセル電極１２２の修正した漏れ電場分布の範囲がカラー領域１１２の形状に一致するように、修正することができる。このため、FFEの従来の課題は解決された。にもかかわらず、サブピクセル電極の面積の減少は、サブピクセルのアパーチャ比率とディスプレイ装置１００の最大表示輝度との両方の減少に導く。

本発明の目的は、FFEの課題を解決するために、ディスプレイ装置及びディスプレイ装置の製造方法を提供することである。

本発明の実施態様では、基板とカラーフィルタ層とを備えるディスプレイ装置を提供する。複数のサブピクセル電極を基板の上に形成する。カラーフィルタ層を基板の上に設定する。カラーフィルタ層は複数のサブピクセル電極に対応する複数のカラー領域を画定する。ここで、カラー領域の各々は、互いに隣接するサブピクセル電極の２つに部分的に重畳する。

本発明の実施態様では、ディスプレイ装置の製造方法は、複数のサブピクセル電極を基板の上に形成するステップと、カラーフィルタ層の上に複数のカラー領域を画定するステップと、基板の上にカラーフィルタ層を設定するステップと、を有する。ここで、カラー領域の各々はサブピクセル電極の１つに対応する。さらに、カラー領域の各々は、互いに隣接するサブピクセル電極の２つに部分的に重畳する。

本発明の実施態様では、基板とカラーフィルタ層とを備えるディスプレイ装置を提供する。複数のサブピクセル電極を基板の上に形成する。カラーフィルタ層を基板の上に設定する。カラーフィルタ層は複数のサブピクセル電極に対応する複数のカラー領域を画定する。カラー領域の各々は、第１の部分領域と第２の部分領域とを備える。第１の部分領域は複数のサブピクセル電極のうちの第１のサブピクセル電極に重畳し、第２の部分領域は複数のサブピクセル電極のうちの第２のサブピクセル電極に重畳し、第２のサブピクセル電極は第１のサブピクセル電極に隣接する。

本発明の実施態様により、カラー領域の各々の形状は、対応するサブピクセル電極のフリンジ領域の分布範囲に一致する。

本発明の実施態様により、カラー領域の各々の形状は、対応するサブピクセル電極の形状とは異なる。

本発明の実施態様により、カラー領域の各々は、さらに第３の部分領域を備える。第３の部分領域は複数のサブピクセル電極のうちの第３のサブピクセル電極に重畳し、第３のサブピクセル電極は第１のサブピクセル電極に隣接する。

要約すれば、本発明の実施態様により、サブピクセル電極の面積を減少する必要はない。言い換えれば、サブピクセル電極の面積をできるだけ大きく拡大することができ、サブピクセルのアパーチャ比率を増大することができる。カラーフィルタ層のカラー領域の各々は、互いに隣接するサブピクセル電極の２つに部分的に重畳する。従って、サブピクセル上のFFEにもかかわらず、本発明の実施形態により、予期しない色光の漏れをかなり防ぐことができる。よって、上記の実施形態に基づいて、FFEの課題を解決することができ、彩度を向上することができる。

本発明の他の特徴及び利点は、本発明の実施態様により開示されたさらなる技術的特徴から、さらに理解されるであろう。そこには、本発明を実行するのに最も適したやり方の単なる例示により、本発明の実施態様が示され、説明されている。

本発明のさらなる理解を提供するために、添付図面が含められ、本明細書に組み込まれ、その一部を構成する。図面は本発明の実施態様を例示し、その説明と共に、本発明の原理を説明するのに役立つ。

従来のディスプレイ装置のサブピクセルアレイを例示する部分上面概略図である。 図１Ａに示したサブピクセルアレイを例示する展開概略図である。 従来のディスプレイ装置のサブピクセルアレイを例示する部分上面概略図である。 本発明の実施形態によるディスプレイ装置のサブピクセルアレイを例示する部分上面概略図である。 図３Ａに示すサブピクセル電極層を例示する部分上面概略図である。 図３Ａに示すカラーフィルタ層を例示する部分上面概略図である。 本発明の別の実施形態によるディスプレイ装置のサブピクセルアレイを例示する部分上面概略図である。 図４Ａに示すサブピクセル電極層を例示する部分上面概略図である。 図４Ａに示すカラーフィルタ層を例示する部分上面概略図である。 本発明のさらに別の実施形態によるディスプレイ装置のサブピクセルアレイを例示する部分上面概略図である。 本発明の別の実施形態によるディスプレイ装置のサブピクセルアレイを例示する部分上面概略図である。 図６Ａに示すサブピクセル電極層を例示する部分上面概略図である。 図６Ａに示すカラーフィルタ層を例示する部分上面概略図である。 本発明の実施形態によるディスプレイ装置の製造方法を例示する図である。

図３Ａは、本発明の実施形態によるディスプレイ装置３００のサブピクセルアレイを例示する部分上面概略図である。図３Ｂは、図３Ａに示すサブピクセル電極層１２０を例示する部分上面概略図である。図３Ｃは、図３Ａに示すカラーフィルタ層３１０を例示する部分上面概略図である。ディスプレイ装置３００は、エルコス（LCOS）ディスプレイ装置、又は、カラーフィルタ層を有する任意の他のディスプレイパネルであり得る。図３Ａのディスプレイ装置３００のサブピクセル電極層１２０及び他の部品の説明は、図１のディスプレイ装置１００の説明を参照することができる。ディスプレイ装置１００と３００との間の差異は、ディスプレイ装置３００のカラーフィルタ層３１０にある。具体的に言うと、ディスプレイ装置３００は、基板及びカラーフィルタ層３１０を含む。サブピクセル電極層１２０の複数のサブピクセル電極（例えば、サブピクセル電極１２１、１２２及び１２３）は、基板上に形成される。サブピクセル電極は長方形であり、隣接するサブピクセル電極間の距離は、できるだけ短くすることができる。一般的に、隣接するサブピクセル電極間の距離は、設計ルールに従う。

サブピクセル電極のレイアウトを決定した後に、サブピクセル電極の漏れ電場分布の範囲／形状（例えば、図３Ａの漏れ電場分布の範囲１０）を調べる／撮影するために、シミュレーション方法で、又は、実際的方法で、サブピクセル電極を駆動することができる。サブピクセル電極の漏れ電場分布の範囲を得た後に、漏れ電場分布の範囲に基づいて、カラーフィルタ層３１０のレイアウトを決定することができる。例えば、図３Ａに示すように、カラーフィルタ層３１０を基板上に構成する。さらに、カラーフィルタ層３１０は、サブピクセル電極に対応する複数のカラー領域を規定する。例えば、カラー領域３１１、３１２及び３１３は、それぞれ、サブピクセル電極１２１、１２２及び１２３に対応する。サブピクセル電極１２２の漏れ電場分布の範囲（例えば、図３の漏れ電場分布の範囲１０）は、すでに、本実施形態で得られているため、対応するサブピクセル電極１２２の漏れ電場分布の範囲１０に一致して、カラー領域３１２の形状を対応して決定することができる。

ここで、カラー領域の各々は、２つの隣接するサブピクセル電極に部分的に重畳する。例えば、カラー領域３１２は、隣接するサブピクセル電極１２１及び１２２に部分的に重畳する。すなわち、カラー領域３１２は部分領域３１２−１及び３１２−２を含む。部分領域３１２−２はサブピクセル電極１２２に重畳し、部分領域３１２−１はサブピクセル電極１２２に隣接するサブピクセル電極１２１に重畳する。本実施形態では、カラー領域３１２は、さらに、部分領域３１２−３を含む。部分領域３１２−３はサブピクセル電極１２２に隣接するサブピクセル電極１２３に重畳する。従って、カラー領域３１２の形状は、対応するサブピクセル電極１２２の形状とは異なる。

カラー領域３１１、３１２及び３１３は、赤、緑及び青領域であると仮定する。図３Ａに示す漏れ電場分布の範囲１０は、サブピクセル電極１２２を位置づける領域の液晶を駆動するだけでなく、サブピクセル電極１２１及び１２３を位置づける部分領域の液晶も駆動する。カラー領域３１２は、２つの隣接するサブピクセル電極に部分的に重畳する。例えば、図３Ａに示すように、サブピクセル電極１２１及び１２３を位置づける部分的液晶領域は、漏れ電場分布の範囲１０により作用され、カラー領域３１２の部分領域３１２−１及び３１２−３により覆われる。FFEの課題を解決し、ディスプレイ装置３００の表示性能の他に彩度も改善するために、カラー領域３１２の部分領域３１２−１及び３１２−３の配置は、漏れ電場分布の範囲１０内の予期しない色光（赤色及び青色）の漏れの減少をもたらす。

図４Ａは、本発明の別の実施形態によるディスプレイ装置４００のサブピクセルアレイを例示する部分上面概略図である。図４Ｂは、図４Ａに示すサブピクセル電極層４２０を例示する部分上面概略図である。図４Ｃは、図４Ａに示すカラーフィルタ層４１０を例示する部分上面概略図である。図４Ａのディスプレイ装置４００の説明は、図３Ａのディスプレイ装置３００の説明を参照することができる。ディスプレイ装置３００と４００との間の差異は、ディスプレイ装置４００のサブピクセル電極を三角形状（又はデルタ状）に配置することである。

さらに、ディスプレイ装置３００とは違って、ディスプレイ装置４００は、カラー領域４１１がさらに部分領域４１１−２及び４１１−３を含むカラーフィルタ層４１０を有する。部分領域４１１−２は、サブピクセル電極４２１に隣接するサブピクセル電極４２２に重畳し、部分領域４１１−３は、サブピクセル電極４２１に隣接するサブピクセル電極４２３に重畳する。部分領域４１１−２及び４１１−３の大きさを変えることにより、ディスプレイ装置４００の色温度を調整することができる。例えば、カラー領域４１１は赤並びにカラー領域４１２及び４１３は緑である。このときに、部分領域４１１−２及び４１１−３は、光スペクトルの赤色光成分を増加することができ、光スペクトルの緑色光成分を減少することができる。

ディスプレイ装置のフリンジ領域の分布範囲１０がひし形のような形状を有する場合、複数のひし形の形状のカラー領域をカラーフィルタ層上に画定する。具体的には、図５は、本発明のさらに別の実施形態によるディスプレイ装置５００のサブピクセルアレイを例示する部分上面概略図である。図５のディスプレイ装置５００の説明は、図３Ａ及び図４Ａそれぞれのディスプレイ装置３００及び４００の説明を参照することができる。ディスプレイ装置４００と５００との間の差異は、ディスプレイ装置５００のカラーフィルタ層５１０のカラー領域（例えば、カラー領域５１１）が、ひし形の形状の配置を有することにある。

図６Ａは、本発明の別の実施形態によるディスプレイ装置６００のサブピクセルアレイを例示する部分上面概略図である。図６Ｂは、図６Ａに示すサブピクセル電極層６２０を例示する部分上面概略図である。図６Ｃは、図６Ａに示すカラーフィルタ層６１０を例示する部分上面概略図である。図６Ａのディスプレイ装置６００の説明は、図３Ａ及び図４Ａそれぞれのディスプレイ装置３００及び４００の説明を参照することができる。ディスプレイ装置３００と６００との間の差異は、ディスプレイ装置６００のサブピクセル電極層６２０のサブピクセル電極を三角形状（又はデルタ状）に配置することである。

さらに、ディスプレイ装置３００とは違って、ディスプレイ装置６００は、ひし形のような形状のフリンジ領域の分布範囲１０を有する。サブピクセル電極のフリンジ領域の分布範囲１０を得た後に、フリンジ領域の分布範囲１０に基づいて、カラーフィルタ層６１０のレイアウトを決定することができる。例えば、カラーフィルタ層６１０のカラー領域の各々は、各カラー領域の形状を対応するフリンジ領域の分布範囲１０に一致させるように、図６Ａ及び図６Ｃに示すように、ひし形の形状を有するように対応して設計される。

図７は、本発明の実施形態によるディスプレイ装置の製造方法を例示する。ステップ７１０で、複数のサブピクセル電極を基板上に形成する。ステップ７２０で、複数のカラー領域をカラーフィルタ層上に画定する。ここで、カラー領域の各々は、サブピクセル電極の１つに対応する。ステップ７３０で、カラーフィルタ層を基板上に構成する。ここで、カラー領域の各々は、互いに隣接するサブピクセル電極の２つに部分的に重畳する。

本発明の他の実施形態により、ステップ７１０の前に、ディスプレイ装置の製造方法は、さらに、サブピクセル電極の各々のフリンジ領域の分布範囲を与える事前のステップを含む。ここで、カラー領域の各々の形状は、対応するサブピクセル電極のフリンジ領域の分布範囲に一致する。

本発明の実施形態で説明したように、前述を考慮すると、カラーフィルタ層の各カラー領域の形状は、２つの隣接するサブピクセル電極に部分的に重畳するように、対応するサブピクセル電極のフリンジ領域の分布範囲に一致する。従って、サブピクセル上のFFEにもかかわらず、本発明の実施形態で説明したカラー領域の配置により、予期しない色光の漏れをかなり防ぐことができる。結果的に、上記の実施形態を考慮して、FFEの課題を解決することができ、彩度を向上することができる。

上記の実施形態を参照して本発明を説明してきたけれども、説明した実施形態に対する変更は、本発明の精神から逸脱せずに行うことができることは、当業者には明らかであろう。従って、本発明の範囲は、上記の詳細な説明によるのではなく、添付の特許請求の範囲により画定される。

Claims (7)

1. ディスプレイ装置であって、
   その上に形成した複数のサブピクセル電極を有する基板と、
   該基板の上に設定したカラーフィルタ層であって、該カラーフィルタ層は複数のカラー領域を画定し、該カラー領域の各々は前記サブピクセル電極の１つに対応する、カラーフィルタ層と、を備え、
   前記カラー領域の各々は、互いに隣接する前記サブピクセル電極の２つに部分的に重畳する、ディスプレイ装置。
2. 前記カラー領域の各々の形状は、前記サブピクセル電極の対応する１つのフリンジ領域の分布範囲に一致する、請求項１に記載のディスプレイ装置。
3. 前記カラー領域の各々の形状は、前記サブピクセル電極の対応する１つの形状とは異なる、請求項１に記載のディスプレイ装置。
4. ディスプレイ装置の製造方法であって、
   複数のサブピクセル電極を基板の上に形成するステップと、
   カラーフィルタ層の上に複数のカラー領域を画定するステップであって、該カラー領域の各々は前記サブピクセル電極の１つに対応する、ステップと、
   前記基板の上に前記カラーフィルタ層を設定するステップと、を有し、
   前記カラー領域の各々は、互いに隣接する前記サブピクセル電極の２つに部分的に重畳する、ディスプレイ装置の製造方法。
5. 前記サブピクセル電極の各々のフリンジ領域の分布範囲を与えるステップをさらに有し、
   前記カラー領域の各々の形状は、前記サブピクセル電極の対応する１つの前記フリンジ領域の分布範囲に一致する、請求項４に記載のディスプレイ装置の製造方法。
6. ディスプレイ装置であって、
   その上に形成した複数のサブピクセル電極を有する基板と、
   該基板の上に設定したカラーフィルタ層であって、該カラーフィルタ層は前記複数のサブピクセル電極に対応する複数のカラー領域を画定する、カラーフィルタ層と、を備え、
   前記カラー領域の各々は、第１の部分領域と第２の部分領域とを備え、前記第１の部分領域は前記複数のサブピクセル電極のうちの第１のサブピクセル電極に重畳し、前記第２の部分領域は前記複数のサブピクセル電極のうちの第２のサブピクセル電極に重畳し、該第２のサブピクセル電極は前記第１のサブピクセル電極に隣接する、ディスプレイ装置。
7. 前記カラー領域の各々は、さらに第３の部分領域を備え、前記第３の部分領域は前記複数のサブピクセル電極のうちの第３のサブピクセル電極に重畳し、該第３のサブピクセル電極は前記第１のサブピクセル電極に隣接する、請求項６に記載のディスプレイ装置。

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