JP2690477B2 - カラー液晶表示素子 - Google Patents

カラー液晶表示素子

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー液晶表示素
子に関し、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂのカラーフィルタを
透明基板上に設けられたブラックマトリクスに対応させ
て規則的に配置したカラー液晶表示素子に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】カラーフィルタを備えた従来のカラー液
晶表示素子は、図５に示すごとく、上部ガラス基板１ａ
の下面上に、非透光性を有する格子状のブラックマトリ
クス２を形成し、この格子内に赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂ
のカラーフィルタ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂを規則正しく反復配
列すると共に、上部ガラス基板１ａに対向して位置する
下部ガラス基板１ｂ上には、カラーフィルタ３Ｒ、３
Ｇ、３Ｂに対応する位置にＩＴＯ駆動電極４を形成した
後、二枚のガラス基板１ａ、１ｂ間に液晶を注入し両基
板を封止して作られる。そして、ＩＴＯ駆動電極４に電
圧を加え、各色毎の液晶の配向を変化させ、バックライ
ト光の通過を制御して所望のカラー画像表示を行うよう
にしたものである。
【０００３】かかる構造を有するカラー液晶表示素子の
カラーフィルタの製造工程を図６に示す（なお、各分図
は図５とは上下逆に示している）。（Ａ）の如く、上部
ガラス基板１ａ上に光遮断用クロム膜を電子線蒸着、ま
たはスパッタ等の真空蒸着設備を利用して蒸着した後、
感光材塗布、マスク露光、現像、湿式食刻等の方法を利
用して先ずブラックマトリクス２を形成する。そして、
このブラックマトリクス２上に緑色のカラーフィルタ用
パターンを形成するための感光樹脂３を塗布してマスク
露光を行う。
【０００４】（Ｂ）の如く、所定の分光特性を有する染
料で染めて緑色のカラーフィルタ３Ｇを形成した後、
（Ｃ）の如く、その上に再び赤色のカラーフィルタ用パ
ターンの感光樹脂３を塗布し、（Ｄ）の如く、マスク露
光を行い所定の分光特性を有する染料で染めることによ
って赤色のカラーフィルタ３Ｒを形成する。さらに
（Ｅ）の如く、再び青色のカラーフィルタ用パターンの
ための感光樹脂３を塗布してマスク露光を行った後、
（Ｆ）の如く、所定の分光特性を有する染料で染めて青
色のカラーフィルタ３Ｂを形成する。このようにして、
緑色、赤色、青色のカラーフィルタ３Ｇ、３Ｒ、３Ｂを
形成する。
【０００５】このような従来のカラーフィルタの製造工
程においては、緑色のカラーフィルタは赤色及び青色の
カラーフィルタと比べると、他のカラーフィルタの上に
接着される場合の固着力が弱いため、先に緑色のカラー
フィルタ用パターンのための感光樹脂を塗布し感光を行
って緑色のカラーフィルタを形成してから、この上に再
び赤色及び青色のカラーフィルタ用パターンのための感
光樹脂を塗布し、緑色のカラーフィルタと同様に赤色及
び青色のカラーフィルタを形成しなければならず、この
ような場合、現像マージンが小さく露光量や現像に注意
を要する。
【０００６】しかしながら、上記のような従来のカラー
液晶表示素子では、緑色、赤色、青色の各カラーフィル
タとブラックマトリクスが一つの基板上に形成されてい
るため、画面上におけるブラックマトリクスの占める割
合を技術的に小さくしにくく、開口率を上げられないと
いう問題がある。また、緑色のカラーフィルタは、その
特性上、色純度や透過率が他の２色に比べて相対的に低
く、他の２色とは別途の調整を考慮することが望まし
く、また、ガラスとの固着力に問題があるため、製造工
程の手順を他の２色のカラーフィルタと代えたり、特別
な処理を施さなければならないなどの諸問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、ブラックマトリクスの幅調整が可能で、各色の
カラーフィルタを広く形成でき、かつ、色純度や透過率
の低い緑色フィルタを他の２色のカラーフィルタとは別
々にその厚みを調整することが容易なカラー液晶表示素
子を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ブラックマトリクスと、このブラックマ
トリクスに対応して規則的に配置される赤色、緑色、青
色の各カラーフィルタと、相対向する一対の透明基板と
を少なくとも有するカラー液晶表示素子において、一方
の透明基板上に、ブラックマトリクスを形成すると共に
赤色又は青色のカラーフィルタと透明域とを規則的に配
し、他方の透明基板上には、該透明域に対応させて他の
２色のカラーフィルタを配していることを特徴とするも
のである。
【０００９】または、上記同様のカラー液晶表示素子に
おいて、一方の透明基板上に、ブラックマトリクスを形
成すると共に赤色及び青色のカラーフィルタと透明域と
を規則的に配し、他方の透明基板上には、該透明域に対
応させて緑色のカラーフィルタを配していることを特徴
とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるカラー液晶表
示素子の好ましい一実施形態について添付図面に沿って
詳述する。
【００１１】図１は、本発明によるカラー液晶表示素子
のカラーフィルタの配置を概略的に示す断面図である。
このカラー液晶表示素子は、赤色、緑色、青色のカラー
フィルタ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂとブラックマトリクス２が、
互いに対向し合う上部ガラス基板１ａと下部ガラス基板
１ｂとに別々に形成されている。図示において、上部ガ
ラス基板１ａの下面には、ブラックマトリクス２が形成
されており、このブラックマトリクス２に対応して、赤
色、青色のカラーフィルタ３Ｒ、３Ｂのうち任意の一
方、すなわち、この例では青色のカラーフィルタ３Ｂの
みが形成されている。ブラックマトリクス２を挟んで青
色のカラーフィルタ３Ｂに隣接する格子内は透明域６と
なっており、ブラックマトリクス２に対応しつつ青色の
カラーフィルタ３Ｂと透明域６とが規則正しく配列して
いる。そして、下部ガラス基板１ｂ上には、青色以外の
２色のカラーフィルタ３Ｒ、３Ｇが透明域６に対応する
よう規則正しく配列している。すなわち、図示において
上下方向から見たときには、ブラックマトリクス２の格
子内に対応しつつ赤色、緑色、青色のカラーフィルタ３
Ｒ、３Ｇ、３Ｂが規則的に配置されていることになる。
【００１２】なお、上部ガラス基板１ａに赤色、青色の
カラーフィルタ３Ｒ、３Ｂの２色と透明域６とを規則正
しく配置し、下部ガラス基板１ｂには緑のカラーフィル
タ３Ｇの１色をこの透明域６に対応させて形成してもよ
い。
【００１３】図２は、各色のカラーフィルタを通過する
光の透過率が、フィルタの厚さ（ａ＞ｂ＞ｃ）により変
わることを示すグラフである。背面光の成分中から実際
に色を再現するために必要な光の成分は、波長λが４０
０〜５００ｎｍ範囲の青色と、波長λが５２０〜５６０
ｎｍ範囲の緑色と、波長λが６００ｎｍ以上の赤色であ
るが、同図において、青色フィルタの厚さが厚くなるほ
ど曲線４Ｂａ、４Ｂｂ、４Ｂｃのごとく、４００〜５０
０ｎｍの波長以外の光をより正確に遮断し、緑色フィル
タの厚さが厚いほど曲線４Ｇａ、４Ｇｂ、４Ｇｃのごと
く、５００〜５６０ｎｍ以外の光をより正確に遮断し、
赤色フィルタの厚さが厚くなるほど曲線４Ｒａ、４Ｒ
ｂ、４Ｒｃのごとく、６００ｎｍ以下の光をより正確に
遮断することが分かる。
【００１４】図３は、カラーフィルタの厚さ（ａ＞ｂ＞
ｃ）による色純度の変化を示すグラフであって、ＣＩＥ
色度上に表わされた各色の色度点（５Ｒａ〜５Ｒｃは赤
色フィルタ（ａ＞ｂ＞ｃ）を通過した光の色座標であ
り、５Ｇａ〜５Ｇｃは緑色フィルタ（厚さａ＞厚さｂ＞
厚さｃ）を通過した光の色座標であり、５Ｂａ〜５Ｂｃ
は青色フィルタ（厚さａ＞厚さｂ＞厚さｃ）を通過した
光の色座標である。これを見ると、本発明によるカラー
フィルタを通過した光の色座標は、カラーフィルタの厚
さが厚くなるほどＣＩＥ色度上に近付き、それぞれの色
純度が向上することが分かる。
【００１５】図４は、カラーフィルタの厚さ（ａ＞ｂ＞
ｃ）による輝度の変化を示すグラフであって、厚さが厚
くなるほど輝度Ｙが低下することを示す。
【００１６】本発明によるカラー液晶表示素子に用いら
れるカラーフィルタは、ブラックマトリクス２が形成さ
れる上部ガラス基板１ａの下面上に緑色以外の赤色、青
色のカラーフィルタ３Ｒ、３Ｂのうちの１色（あるいは
２色）、すなわちこの例では青色のカラーフィルタ３Ｂ
を形成し、上部ガラス基板１ａに対向して配される下部
ガラス基板１ｂ上には、上部ガラス基板１ａに形成され
た色以外の２色（あるいは１色）、すなわち赤色のカラ
ーフィルタ３Ｒと緑色のカラーフィルタ３Ｇを、青色の
カラーフィルタ３Ｂのパターンと適切に対応するように
配列する構造をとっている。従って、緑色のカラーフィ
ルタとブラックマトリクス、及び３色のカラーフィルタ
がそれぞれ異なるガラス平面に別々に形成されるため、
ブラックマトリクスの幅調整が可能となり、赤、緑、青
色フィルタの製造時に面積的な制限を受けにくくなるの
で、面積比を増加させることができる。そのうえ、上部
ガラス基板１ａと下部ガラス基板１ｂとの間のセル間隔
が６〜７ミクロンとなっているから、３色のうち２色の
カラーフィルタとブラックマトリクスとの間に空間が存
在するため、光回析による開口率および視野角の拡大が
期待できる。
【００１７】また、赤色や青色のカラーフィルタと比較
して固着力の低い緑色のカラーフィルタが、赤色や青色
のカラーフィルタのうち少なくとも１つとは別の異なる
基板上に形成されるから、固着力の違いにより生じてい
た製造工程順に対する制約が少なくなる。
【００１８】一方、カラーフィルタの厚さが厚くなるほ
ど、図４、５、６の如く、光の透過率が低くなり色純度
が高まり輝度が低くなることから分かるように、カラー
フィルタの特性上、色純度や透過率の低い緑色のカラー
フィルタについては、赤色や青色のカラーフィルタとは
別にその厚さを設定することが望ましく、この点でも上
下のガラス基板に分けて各色のカラーフィルタを配する
と有利である。
【００１９】
【発明の効果】上述のように、本発明による液晶表示素
子用カラーフィルタによれば、ブラックマトリクスの幅
調整が可能であり、赤、緑、青色の大きさも調整でき、
特性上色純度や透過率の低い色のカラーフィルタについ
ては別々に形成することによって、特性の補完が容易で
あり、工程上の問題となる色のカラーフィルタを特別な
処理なしに形成できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるカラー液晶表示装置を概略的に示
す断面図。
【図２】カラーフィルタの厚さによる透過率の変化を示
すグラフ。
【図３】カラーフィルタの厚さによる色純度の変化を示
すグラフ。
【図４】カラーフィルタの厚さによる輝度の変化を示す
グラフ。
【図５】従来のカラー液晶表示装置を概略的に示す断面
図。
【図６】従来のカラーフィルタの製造工程を示す工程
図。
【符号の説明】
１ａ 上部ガラス基板 １ｂ 下部ガラス基板 ２ ブラックマトリクス ３Ｒ 赤色のカラーフィルタ ３Ｇ 緑色のカラーフィルタ ３Ｂ 青色のカラーフィルタ ４ ＩＴＯ駆動電極 ６ 透明域

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ブラックマトリクスと、このブラックマ
    トリクスに対応して規則的に配置される赤色、緑色、青
    色の各カラーフィルタと、相対向する一対の透明基板と
    を少なくとも有するカラー液晶表示素子において、 一方の透明基板上に、ブラックマトリクスを形成すると
    共に赤色又は青色のカラーフィルタと透明域とを規則的
    に配し、他方の透明基板上には、該透明域に対応させて
    他の２色のカラーフィルタを配していることを特徴とす
    るカラー液晶表示素子。
  2. 【請求項２】 ブラックマトリクスと、このブラックマ
    トリクスに対応して規則的に配置される赤色、緑色、青
    色の各カラーフィルタと、相対向する一対の透明基板と
    を少なくとも有するカラー液晶表示素子において、 一方の透明基板上に、ブラックマトリクスを形成すると
    共に赤色及び青色のカラーフィルタと透明域とを規則的
    に配し、他方の透明基板上には、該透明域に対応させて
    緑色のカラーフィルタを配していることを特徴とするカ
    ラー液晶表示素子。
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