JP3485997B2

JP3485997B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP3485997B2
Application number: JP08894295A
Authority: JP
Inventors: 関口　　金孝
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1995-04-14
Filing date: 1995-04-14
Publication date: 2004-01-13
Anticipated expiration: 2019-01-13
Also published as: JPH08286178A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置の構造に関
し、とくに第１の基板上に設ける信号電極と第２の基板
上に設ける対向電極と第１の基板と第２の基板との間に
封入する液晶とを備え、信号電極と対向電極との交点に
複数の画素部を有し、各画素部に電圧を印加し液晶の光
学特性変化を利用し表示を行う液晶表示装置、あるいは
第１の基板上に設ける第１の電極と第２の電極と、第１
の電極と第２の電極との重なり合う領域に設ける非線形
抵抗素子を有し、非線形抵抗素子は信号電極と表示電極
に接続し、第１の基板に対向する第２の基板上に設ける
対向電極と、第１の基板と第２の基板との間に封入する
液晶とを備え、表示電極と対向電極との交点に複数の画
素部を有し、非線形抵抗素子を介して各画素部に電圧を
印加し液晶の光学特性変化を利用し表示を行う液晶表示
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶パネルを用いた液晶表示装置
の表示容量は、大容量化の一途をたどっている。

【０００３】そして、第１の基板上に設ける信号電極と
第２の基板上に設ける対向電極と第１の基板と第２の基
板との間に封入する液晶とを備え、信号電極と対向電極
との交点に複数の画素部を有し、各画素部に電圧を印加
し液晶の光学特性変化を利用し表示を行う単純マトリク
ス構成の液晶表示装置にマルチプレクス駆動を用いる方
式がある。

【０００４】さらに、各画素部に非線形抵抗素子を設け
るアクティブマトリクス方式の液晶表示パネルが採用さ
れている。

【０００５】非線形抵抗素子には、大別すると薄膜トラ
ンジスタを用いる三端子系と、非線系抵抗素子を用いる
二端子系とがある。

【０００６】この二端子系には、ダイオード型や、バリ
スタ型や、ＴＦＤ型などが開発されている。

【０００７】さらに、他の表示装置に比較し液晶の利点
である低消費電力化のために、より明るい表示装置が要
求されている。そのためには、各画素部の透過率を向上
すること。あるいは画素部と各画素部の間隙との比率で
ある、いわゆる開口率を向上する手段がある。

【０００８】さらに、カラー化のために液晶の屈折率の
差を利用する方法も行われているが液晶表示装置と観察
者の位置関係あるいは画素部の位置と観察者の位置関係
により色合いが変化してしまうことがおこる。

【０００９】さらに、カラーフィルターを画素部の全域
に形成する方法が利用されているが暗くなるため、明る
さが重要な液晶表示装置には適さない。

【００１０】以下に、従来例を２端子系の非線形抵抗素
子を用いる場合に関して図１５と図１６とを用いて説明
する。図１５はカラーフィルターを画素部の全域に形成
する液晶表示装置の構成を示す平面図である。さらに図
１６は、図１５の平面図におけるＡ−Ａ線での断面を示
す断面図である。以下図１５と図１６とを交互に用いて
従来技術を説明する。

【００１１】第１の基板５１上には、タンタル（Ｔａ）
膜からなる第１の電極５２と信号電極４９を設け、この
第１の電極５２上に第１の電極５２の陽極酸化膜である
酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）からなる非線形抵抗層５３
を設ける。

【００１２】さらにクロム（Ｃｒ）膜からなる第２の電
極５４を非線形抵抗層５３上にオーバーラップするよう
に設けて、非線形抵抗素子５０を設ける。なお、この第
２の電極５４の一部領域は、透明導電性膜である酸化イ
ンジウムスズ（ＩＴＯ）からなる表示電極５５と接続し
ている。

【００１３】一方、第２の基板５６には、第１の基板５
１に形成するそれぞれの表示電極５５の隙間からの光の
漏れを防止するために、酸化クロム膜（ＣｒＯ）とクロ
ム膜（Ｃｒ）の２層からなるブラックマトリクス５７を
設けてある。

【００１４】さらに、第２の基板５６上にはブラックマ
トリクス５７の一部と重なり、表示電極５５と対向する
領域にカラーフィルター６１、６２、６３を設ける。こ
のカラーフィルター６１、６２、６３は、青色と赤色と
緑色との３色からなる。

【００１５】さらに、カラーフィルター６１、６２、６
３は、表示電極５５の領域ではとくに分割してなく、そ
してカラーフィルター６１、６２、６３間には光の透過
する領域は設けていない。

【００１６】さらに、第２の基板５６には、表示電極５
５と対向するように透明導電性膜である酸化インジウム
スズ（ＩＴＯ）からなる対向電極５９を設ける。この対
向電極５９とカラーフィルター６１、６２、６３との間
には絶縁性保護膜５８を設ける。さらに、対向電極５９
に、外部回路の信号を印加するため、対向電極５９はデ
ーター電極（図示せず）が接続している。

【００１７】さらに、第１の基板５１上に設ける第１の
電極５２は、非線形抵抗素子５０を設けるために張り出
している領域を設ける。そして、この張り出し領域が第
２の電極５４とオーバーラップして非線形抵抗素子５０
を構成している。

【００１８】さらにまた図１５の平面図に示すように、
第１の電極５２と表示電極５５との間には、所定寸法の
間隙を有している。

【００１９】表示電極５５は、液晶６１を介して対向電
極５９と重なり合うように配置することにより、液晶表
示パネルの表示画素部６８となる。

【００２０】信号電極４９とデーター電極に外部回路よ
り駆動波形を印加し、非線形抵抗素子５０を介して、表
示電極５５と対向電極５９との間の領域の液晶の透過率
変化により、液晶表示装置は所定の画像表示を行う。

【００２１】さらに第１の基板５１と第２の基板５６と
は、液晶６１の分子を規則的に並べるための処理層とし
て、それぞれ配向膜６０、６０を設ける。

【００２２】さらにスペーサー６４によって、第１の基
板５１と第２の基板５６とを所定の間隙寸法をもって対
向させ、第１の基板５１と第２の基板５６との間には、
液晶６５を封入する。

【００２３】さらに第１の基板５１上に偏光板６６を設
け、第２の基板５６上に偏光板６６と光源部６７を設け
る。液晶表示装置は自己発光しないため、外部の光源が
必要となる。この光源部６７を利用し液晶の光学特性変
化を利用し、表示を行う。

【００２４】図１５と図１６に示す従来例における液晶
表示装置は、表示画素部６８の領域のカラーフィルター
６１、６２、６３は、１個の島状の構造をしている。そ
のため、たとえば１表示画素部６８の領域の赤のカラー
フィルター６１には、とくに大きな光を透過できる領域
はない。

【００２５】さらに、カラーフィルター６１、６２、６
３は、表示画素部６８の周囲部に設けるブラックマトリ
クス５７と一部で重なるため光が透過せず、色純度の良
好な表示は可能であるが、暗い液晶表示装置となる。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】以上に説明したよう
に、従来のカラーフィルター構成を用いると、光源部の
光が弱いときには、表示が暗くなりほとんど表示内容の
認識できなくなる。

【００２７】さらに、反射型液晶表示装置のときには外
部光源を利用し、液晶表示装置の光学変化に応じて表示
をおこなうため、さらに明るさが重要となるため、光の
有効利用が重要となる。

【００２８】さらに、非線形抵抗素子を有するアクティ
ブマトリクス型液晶表示装置のときには、信号電極と対
向電極の交差領域の画素部からなる単純マトリクス型液
晶表示装置に比較し非線形抵抗素子を形成する領域が光
を遮蔽するためさらに明るさが低下してしまう。

【００２９】本発明の目的は、上記課題を解決して、カ
ラーフィルターを有する液晶表示装置においても透過率
の向上をおこない、明るい表示性能を有する液晶表示装
置を提供することにある。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の液晶表示装置においては、下記記載の構成
を採用する。

【００３１】本発明の液晶表示装置においては、第１の
基板上に設ける信号電極と、第２の基板上に設ける対向
電極と、第１の基板と第２の基板との間に封入する液晶
とを備え、信号電極と対向電極との交点に複数の画素部
を有し、各画素部に電圧を印加し液晶の光学特性変化を
利用し表示を行う液晶表示装置は、各画素部に設けるカ
ラーフィルターは光の透過する開口部を有することを特
徴とする。

【００３２】本発明の液晶表示装置においては、第１の
基板上に設ける信号電極と、第２の基板上に設ける対向
電極と、第１の基板と第２の基板との間に封入する液晶
とを備え、信号電極と対向電極との交点に複数の画素部
を有し、各画素部に電圧を印加し液晶の光学特性変化を
利用し表示を行う液晶表示装置の各画素部に設けるカラ
ーフィルターは複数の島状のカラーフィルターを有し、
複数の島状のカラーフィルターの周囲には光の透過する
開口部を有することを特徴とする。

【００３３】本発明の液晶表示装置においては、第１の
基板上に設ける信号電極と、第２の基板上に設ける対向
電極と、第１の基板と第２の基板との間に封入する液晶
とを備え、信号電極と対向電極との交点に複数の画素部
を有し、各画素部に電圧を印加し液晶の光学特性変化を
利用し表示を行う液晶表示装置の各画素部に設けるカラ
ーフィルターは複数の島状のカラーフィルターを有し、
複数の島状のカラーフィルターの周囲には、光の透過す
る開口部を有し、さらに第１の基板あるいは第２の基板
のいずれかに反射部を有することを特徴とする。

【００３４】本発明の液晶表示装置においては、第１の
基板上に設ける第１の電極と第２の電極と、第１の電極
と第２の電極との重なり合う領域に設ける非線形抵抗素
子を有し、非線形抵抗素子は信号電極と表示電極に接続
し、第１の基板に対向する第２の基板上に設ける対向電
極と、第１の基板と第２の基板との間に封入する液晶と
を備え、表示電極と対向電極との交点に複数の画素部を
有し、非線形抵抗素子を介して各画素部に電圧を印加し
液晶の光学特性変化を利用し表示を行う液晶表示装置の
各画素部に設けるカラーフィルターは光の透過する開口
部を有することを特徴とする。

【００３５】本発明の液晶表示装置においては、第１の
基板上に設ける第１の電極と第２の電極と、第１の電極
と第２の電極との重なり合う領域に設ける非線形抵抗素
子を有し、非線形抵抗素子は信号電極と表示電極に接続
し、第１の基板に対向する第２の基板上に設ける対向電
極と、第１の基板と第２の基板との間に封入する液晶と
を備え、表示電極と対向電極との交点に複数の画素部を
有し、非線形抵抗素子を介して各画素部に電圧を印加し
液晶の光学特性変化を利用し表示を行う液晶表示装置の
各画素部に設けるカラーフィルターは複数の島状のカラ
ーフィルターを有し、複数の島状のカラーフィルターの
周囲には光の透過する開口部を有することを特徴とす
る。

【００３６】本発明の液晶表示装置においては、第１の
基板上に設ける第１の電極と第２の電極と、第１の電極
と第２の電極との重なり合う領域に設ける非線形抵抗素
子を有し、非線形抵抗素子は信号電極と表示電極に接続
し、第１の基板に対向する第２の基板上に設ける対向電
極と、第１の基板と第２の基板との間に封入する液晶と
を備え、表示電極と対向電極との交点に複数の画素部を
有し、画素部の周囲には遮光膜からなるブラックマトリ
クスを有し、非線形抵抗素子を介して各画素部に電圧を
印加して液晶の光学特性変化を利用し表示を行う液晶表
示装置の各画素部に設けるカラーフィルターは複数の島
状のカラーフィルターを有し、複数の島状のカラーフィ
ルターの周囲には光の透過する開口部を有することを特
徴とする液晶表示装置。

【００３７】本発明の液晶表示装置においては、第１の
基板上に設ける信号電極と、第２の基板上に設ける対向
電極と、第１の基板と第２の基板との間に封入する液晶
とを備え、信号電極と対向電極との交点に複数の画素部
を有し、各画素部に電圧を印加し液晶の光学特性変化を
利用し表示を行う液晶表示装置の各画素部に設けるカラ
ーフィルターは複数の島状のカラーフィルターを有し、
島状のカラーフィルターの周囲には光の透過する開口部
を有し、島状のカラーフィルター上の配向膜と開口部上
の配向膜とは異なる配向特性を有することを特徴とす
る。

【００３８】

【作用】本発明の液晶表示装置の各画素部に設けるカラ
ーフィルターは、光の透過する開口部を有する構造ある
いは複数の島状のカラーフィルターを有し、複数の島状
のカラーフィルターの周囲には、光の透過する領域を有
する構成を採用する。

【００３９】そのため、カラーフィルターにて光の吸収
があるが、カラーフィルターの周囲にカラーフィルター
の設けていない領域を設けるため、カラーフィルターの
周囲では透過率が大きく、明るい表示が可能となる。

【００４０】さらに、各画素部に非線形抵抗素子を有す
るアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、単
純マトリクス型液晶表示装置に比較し、非線形抵抗素子
の領域が光を遮蔽するため、さらに明るさが重要とな
る。そのため、各画素部に光を透過する開口部あるいは
複数のカラーフィルターを設け、各カラーフィルターの
周囲には光の透過する領域を設ける。

【００４１】

【実施例】以下に本発明の実施例における液晶表示装置
の構成を、図面を使用して説明する。はじめに本発明の
第１の実施例における液晶表示装置の構成を、図１と図
２とを使用して説明する。図１は、本発明の第１の実施
例における液晶表示装置を示す平面図である。図２は、
図１の平面図のＢ−Ｂ線における断面を示す断面図であ
る。以下、図１と図２とを交互に用いて本発明の第１の
実施例を説明する。

【００４２】第１の基板１には、タンタル（Ｔａ）膜か
らなる第１の電極２と信号電極９１を設ける。さらに、
この第１の電極２上に第１の電極２の陽極酸化膜である
酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）からなる非線形抵抗層３を
設ける。

【００４３】さらにクロム（Ｃｒ）膜からなる第２の電
極４を非線形抵抗層３上にオーバーラップするように設
けて、非線形抵抗素子１０を設ける。なお、この第２の
電極４の一部領域は、透明導電性膜として酸化インジウ
ムスズ（ＩＴＯ）からなる表示電極５と接続している。

【００４４】第２の基板６上には、第１の基板１に形成
するそれぞれの表示電極５の隙間からの光の漏れを防止
するために、酸化クロム膜（ＣｒＯ）とクロム膜（Ｃ
ｒ）の２層からなるブラックマトリクス７を設けてあ
る。

【００４５】さらに、第２の基板６上にはブラックマト
リクス７の一部と重なり、表示電極５と対向する領域に
カラーフィルター１１、１２、１３を設ける。このカラ
ーフィルター１１、１２、１３は、青色と赤色と緑色と
の３色からなる。

【００４６】さらに、カラーフィルター１１、１２、１
３は、表示電極５の領域にて各７個の島状の複数個のカ
ラーフィルターに分割している。この複数個のカラーフ
ィルター間には、ブラックマトリクス７の設けていない
開口部１４を有している。

【００４７】さらに、第２の基板６には、表示電極５と
対向するように透明導電性膜である酸化インジウムスズ
（ＩＴＯ）からなる対向電極９を設ける。対向電極９と
複数個のカラーフィルター１１、１２、１３との間には
絶縁性保護膜８を設ける。さらに、対向電極９に、外部
回路の信号を印加するため、対向電極９はデーター電極
（図示せず）を接続する。

【００４８】さらに、第１の基板１上に設ける第１の電
極２は、非線形抵抗素子１０を設けるために張り出して
いる領域を設ける。そして、この張り出し領域が第２の
電極４とオーバーラップして非線形抵抗素子１０を構成
している。

【００４９】さらにまた図１の平面図に示すように、第
１の電極２と表示電極５とは、所定寸法の間隙を有して
いる。

【００５０】表示電極５は、液晶１６を介して対向電極
９と重なり合うように配置することにより、液晶表示パ
ネルの表示画素部１９となる。

【００５１】信号電極９１とデーター電極に外部回路よ
り駆動波形を印加し、非線形抵抗素子１０を介して、表
示電極５と対向電極９との間の表示画素部１９の液晶１
６の透過率変化により、液晶表示装置は所定の画像表示
を行う。

【００５２】さらに第１の基板１と第２の基板６とは、
液晶１６の分子を規則的に並べるための処理層として、
それぞれ配向膜１５、１５を設ける。

【００５３】さらにスペーサー１７によって、第１の基
板１と第２の基板６とを所定の間隙寸法をもって対向さ
せ、第１の基板１と第２の基板６との間には、液晶１６
を封入する。

【００５４】さらに、第１の基板１上に偏光板１８と光
源部２０とを設け、第２の基板６上に偏光板１８を設け
る。液晶表示装置は自己発光しないため、外部の光源が
必要となる。この光源部２０を利用し液晶の光学特性変
化を利用して、表示を行う。

【００５５】本発明の第１の実施例に示す液晶表示装置
は、表示画素部１９の領域のカラーフィルター１１、１
２、１３は、複数個の島状の構造をしている。そのた
め、たとえば１個の表示画素部１９の領域の赤のカラー
フィルター１１には、ブラックマトリクス７を形成しな
い領域として開口部１４を設けている。そのため、開口
部１４では、大きな光を透過できる。

【００５６】さらに、島状のカラーフィルター間に設け
る開口部１４を表示画素部１９上に設けているため、液
晶１６に電圧を印加できる。そのため、光学変化が可能
なため、開口部１４を設けてもコントラスト比をほとん
ど低減することはない。

【００５７】以上の説明から明らかなように、本発明の
第１の実施例に示す構成からなる液晶表示装置を用いる
ことにより、明るい表示特性を有する液晶表示装置を得
ることが可能となる。

【００５８】つぎに本発明の第２の実施例における液晶
表示装置の構造を、図３と図４とを用いて説明する。図
３は本発明の第２の実施例における液晶表示装置を示す
平面図である。図４は図３の平面図のＣ−Ｃ線における
断面を示す断面図である。以下、図３と図４とを交互に
用いて本発明の第２の実施例を説明する。

【００５９】第１の基板１上には、タンタル（Ｔａ）膜
からなるゲート電極２５と信号電極９１を設け、このゲ
ート電極２５上にゲート電極２５の陽極酸化膜である酸
化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）からなるゲート絶縁膜２６を
設ける。

【００６０】さらにゲート絶縁膜２６上とその周囲にア
モルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）からなる半導体層２７
を設ける。

【００６１】さらに、半導体層２７上には、アモルファ
スシリコンに不純物を添加したＮ型アモルファスシリコ
ン（Ｎ型ａ−Ｓｉ）２８をゲート電極２５と一部重なる
ように設ける。さらに、Ｎ型アモルファスシリコン２８
上には、モリブデン（Ｍｏ）からなるソース電極２９と
ドレイン電極３０を設ける。ソース電極２９は、外部信
号を印加するために、データー電極（図示せず）と接続
し、ドレイン電極３０は、透明導電性膜である酸化イン
ジウムスズ（ＩＴＯ）膜からなる表示電極５と接続す
る。

【００６２】さらに、半導体層２７上のソース電極２９
とドレイン電極３０の間には、半導体層２７の特性劣化
を防止するために、保護絶縁膜３１を設ける。

【００６３】第２の基板６上には、第１の基板１に形成
するそれぞれの表示電極５の隙間からの光の漏れを防止
することと、半導体層２７への光の入射を防止するため
に、クロム膜（Ｃｒ）からなるブラックマトリクス７を
設けてある。

【００６４】さらに、第２の基板６上にはブラックマト
リクス７の一部と重なり、表示電極５と対向する領域に
カラーフィルターを設ける。カラーフィルター１１、１
２、１３は青色と赤色と緑色との３色からなる。

【００６５】さらに、カラーフィルター１１、１２、１
３は、表示電極５の領域にて各７個の島状の複数個のカ
ラーフィルターに分割している。この複数個のカラーフ
ィルター１１、１２、１３間には、ブラックマトリクス
７の設けていない開口部１４を有している。

【００６６】表示画素部１９上の開口部１４は蛇行する
配置を有している。本発明の第２の実施例では、Ｘ軸の
方向のみ蛇行している配置を有しているが、Ｙ軸のみあ
るいはＸ軸をＹ軸の両方の軸に関して蛇行しても当然有
効である。この蛇行することにより、開口部１４の透過
率の高い領域の連続性を防止できるため、カラーフィル
ター１１、１２、１３と開口部１４との混色性の向上が
できる。

【００６７】さらに、第２の基板６には、表示電極５と
対向するように透明導電性膜である酸化インジウムスズ
（ＩＴＯ）からなる対向電極９を設ける。

【００６８】表示電極５は、液晶１６を介して対向電極
９と重なり合うように配置することにより、液晶表示パ
ネルの表示画素部１９となる。

【００６９】信号電極９１に接続するゲート電極２５
と、データー電極に接続するソース電極２９とに外部回
路より駆動波形を印加し、薄膜トランジスター（ＴＦ
Ｔ）素子を介して、表示電極５と対向電極９との間の表
示画素部１９の液晶１６の透過率変化により、液晶表示
装置は所定の画像表示を行う。

【００７０】さらに第１の基板１と第２の基板６とは、
液晶１６の分子を規則的に並べるための処理層として、
それぞれ配向膜１５、１５を設ける。

【００７１】さらにスペーサー１７によって、第１の基
板１と第２の基板６とを所定の間隙寸法をもって対向さ
せ、第１の基板１と第２の基板６との間には、液晶１６
を封入する。

【００７２】さらに、液晶表示装置は自己発光しないた
めに、液晶表示装置の第１の基板１を観察者側に配置
し、第１の基板１側の外部光源３１を光源として利用す
る。さらに、第１の基板１の外側に図４の断面図に示す
ように、第１の基板１より偏光板１８と接着層（図示せ
ず）とを設ける。さらに、第２の基板６側には、偏光板
１８と反射部３２と接着層（図示せず）とを設け、液晶
１６の光学変化を、２枚の偏光板１８、１８を利用して
行う。

【００７３】本発明の第２の実施例に示す液晶表示装置
は、表示画素部１９の領域のカラーフィルター１１、１
２、１３は、複数個の島状の構造をしている。そのた
め、たとえば１個の表示画素部１９の領域の赤のカラー
フィルター１１には、ブラックマトリクス７を形成しな
い領域として開口部１４を設けている。そのため、開口
部１４では、大きな光を透過できる。

【００７４】さらに、島状のカラーフィルター間に設け
る開口部１４を表示画素部１９上に設けている。このた
め、液晶１６に電圧を印加できるため、光学変化が可能
であり、開口部１４を設けてもコントラスト比をほとん
ど低減することはない。

【００７５】さらに、反射型液晶表示装置として利用
し、偏光板１８の偏光軸をお互いに直交する方向に配置
することにより、開口部１４はその周辺に設けるカラー
フィルターの色を反射することが可能となる。そのた
め、色の純度が向上できる。

【００７６】さらに、表示画素部１９上のカラーフィル
ターの配置を蛇行する配置とし、蛇行する開口部１４と
することにより、開口部１４と島状のカラーフィルター
との混色性が向上し、良好な表示が得られる。

【００７７】以上の説明から明らかなように、島状のカ
ラーフィルターの周囲に設ける開口部１４を利用するこ
とにより、明るい表示特性を有する液晶表示装置を得る
ことが可能となる。さらに、島状のカラーフィルターの
周囲に設ける開口部１４と反射部３２を利用し、開口部
３２の周囲のカラーフィルターの一部を反射することに
より明るく、しかも色純度の良好な液晶表示装置が可能
となる。

【００７８】つぎに本発明の第３の実施例における液晶
表示装置の構造を、図５と図６とを用いて説明する。図
５は本発明の第３の実施例における液晶表示装置を示す
平面図である。図６は図５の平面図のＤ−Ｄ線における
断面を示す断面図である。以下、図５と図６とを交互に
用いて本発明の第３の実施例を説明する。

【００７９】第１の基板１上には、タンタル（Ｔａ）膜
からなるゲート電極２５と信号電極９１を設け、このゲ
ート電極２５上にゲート電極２５の陽極酸化膜である酸
化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）からなるゲート絶縁膜２６を
設ける。

【００８０】さらにゲート絶縁膜２６上とその周囲にア
モルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）からなる半導体層２７
を設ける。

【００８１】さらに、半導体層２７上には、アモルファ
スシリコンに不純物を添加したＮ型アモルファスシリコ
ン（Ｎ型ａ−Ｓｉ）ゲート電極２５と一部重なるように
設ける。さらに、Ｎ型アモルファスシリコン上には、モ
リブデン（Ｍｏ）からなるソース電極２８とドレイン電
極２９を設ける。ソース電極２８は、外部信号を印加す
るために、信号電極９１と接続し、ドレイン電極２９
は、透明導電性膜である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）
膜からなる表示電極５と接続する。

【００８２】さらに、半導体層２７上のソース電極２８
とドレイン電極２８の間には、半導体層２７の特性劣化
を防止するために、保護絶縁膜３０を設ける。第２の基
板６上には、ブラックマトリクスは設けていない。

【００８３】さらに、第２の基板６上には、表示電極５
と対向する領域にカラーフィルターを設ける。カラーフ
ィルター１１、１２、１３は青色と赤色と緑色との３色
からなる。

【００８４】さらに、カラーフィルター１１、１２、１
３は、表示電極５の領域にてカラーフィルターに光の透
過する開口部１４を有する。また、この開口部１４に
は、ブラックマトリクス７は設けない。

【００８５】さらに、図６に示すように、第２の基板６
上には、ブラックマトリクスは設けていないため、カラ
ーフィルターには開口部１４があるが、表示電極５の周
辺部で相互に接続している。そのため、開口部１４は閉
曲線の形状を有する。

【００８６】さらにカラーフィルター１１、１２、１３
は、信号電極９１とソース電極２９上まで張り出す構造
を有する。この構造にすることにより表示画素部１９の
周囲の領域はカラーフィルターがあるため、透過率の制
限が可能となる。このため、表示画素部１９の表示内容
に対して、非表示内容の混入を防止することが可能とな
る。

【００８７】さらに、第２の基板６には表示電極５と対
向するように透明導電性膜である酸化インジウムスズ
（ＩＴＯ）からなる対向電極９を設ける。

【００８８】表示電極５は、液晶１６を介して対向電極
９と重なり合うように配置することにより、液晶表示パ
ネルの表示画素部１９となる。

【００８９】信号電極９１とゲート電極２５とに外部回
路より駆動波形を印加し、薄膜トランジスター（ＴＦ
Ｔ）素子を介して、表示電極５と対向電極９との間の表
示画素部１９の液晶１６の透過率変化により、液晶表示
装置は所定の画像表示を行う。

【００９０】さらに第１の基板１と第２の基板６とは、
液晶１６の分子を規則的に並べるための処理層として、
カラーフィルター１１、１２、１３上に配向膜４０、４
０をそれぞれ設ける。

【００９１】そのうえさらに、カラーフィルターに設け
る開口部１４上には、配向膜４０、４０と異なる配向膜
４１を設ける。

【００９２】本発明の第３の実施例においては、カラー
フィルター上に設ける配向膜４０は液晶分子の吸収軸が
第１の基板１側では７時３０分の方向を向いており、第
２の基板６側では４時３０分の方向を向くように処理し
てある。すなわち、液晶１６は９０゜の角度にツイスト
している。

【００９３】さらに、開口部１４に設ける配向膜４１
は、配向膜４０の配向処理方向とは逆に液晶分子の吸収
軸が第１の基板１側では４時３０分の方向を向いてお
り、第２の基板６側では７時３０分の方向を向くように
処理してある。すなわち液晶１６は、９０゜の角度にツ
イストしている。

【００９４】このように配向膜４０と配向膜４１とを異
なる方向に配向処理をおこない、異なる方向に液晶分子
の吸収軸を配置することにより、観察者と液晶表示装置
の位置関係が異なっても、広視野の範囲で良好な表示が
可能となる。

【００９５】つまり、配向膜４０の液晶分子が過剰な黒
側の表示を行うときに、配向膜４１の液晶分子が過剰の
黒表示を行わないため、過剰な黒表示の程度が弱まるた
めである。

【００９６】さらにスペーサー１７によって、第１の基
板１と第２の基板６とを所定の間隙寸法をもって対向さ
せ、第１の基板１と第２の基板６との間には、液晶１６
を封入する。

【００９７】さらに、液晶表示装置は自己発光しないた
めに、液晶表示装置の第１の基板１を観察者側に配置
し、第１の基板１側の外部光源３１を光源として利用す
る。さらに、第１の基板１の外側に図５の断面図に示す
ように、第１の基板１より偏光板１８と接着層（図示せ
ず）とを設ける。

【００９８】さらに、第２の基板６側には、偏光板１８
と反射部３２と接着層（図示せず）とを設け、液晶１６
の光学変化を、２枚の偏光板１８、１８を利用して行
う。

【００９９】本発明の第３の実施例における液晶表示装
置は、表示画素部１９の領域のカラーフィルター１１、
１２、１３は、光が透過し、ブラックマトリクスのない
開口部１４を有する構造である。そのため、開口部１４
ではカラーフィルター１１、１２、１３に比べて大きな
光を透過できる。

【０１００】さらに、カラーフィルターは、表示電極５
の周囲にて開口部１４がない構成のため、液晶に電圧が
印加できない領域では、できる限り透過率は低下する構
成となる。

【０１０１】さらに、カラーフィルターに設ける開口部
１４を表示画素部１９上に設けているため、液晶１６に
電圧を印加でき、光学変化が可能となる。

【０１０２】さらにそのうえ、カラーフィルター上の配
向膜４０と開口部１４の領域の配向膜４１の配向処理方
向を異なる方向にすることにより、広範囲の視野におい
て良好な表示を達成できる。

【０１０３】つぎに、本発明の第３の実施例におけるカ
ラーフィルター１１と開口部１４の配置の異なる実施例
を図７と図８と図９と図１０と図１１とを用いて説明す
る。図７は液晶表示装置を示す平面図であり、図８と図
９と図１０と図１１とは、図７の平面図のＥ−Ｅ線にお
ける断面図である。なお、図７の平面図には第３の実施
例と同様な符号を用いている。さらに図８と図９と図１
０と図１１とは、カラーフィルター１１を設ける第２の
基板６とカラーフィルター１１と開口部１４と対向電極
９の構成を示す断面図である。

【０１０４】図８に示すように、第２の基板６上には第
１の基板上の表示電極（図示せず）と対向する領域にカ
ラーフィルター１１を設ける。このカラーフィルター１
１には透過率が異なり、しかもこのカラーフィルター１
１より大きい光を透過する高透過性カラーフィルター４
２を設ける。この高透過性カラーフィルター４２が、以
上の実施例の開口部１４に対応する。

【０１０５】この高透過性カラーフィルター４２は、有
機顔料の光脱色反応あるいは部分染色の方法により形成
することができる。

【０１０６】このカラーフィルター１１と高透過性カラ
ーフィルター４２との上面に対向電極９を設ける。

【０１０７】以上に示すように、図８の断面図に示す構
成により、平坦性に優れたカラーフィルターの形成が可
能となり、対向電極９の断線が減少できる。さらにカラ
ーフィルター１１内に設ける高透過性カラーフィルター
４２の１個当たりの占める面積を微少面積にし、しかも
多くの高透過性カラーフィルター４２をカラーフィルタ
ー１１に設けることにより、均一でかつ明るい液晶表示
装置を得ることが可能となる。

【０１０８】つぎに、図９に示す液晶表示装置の構成を
説明する。図９に示すように、第２の基板６上には第１
の基板上の表示電極（図示せず）と対向する領域にカラ
ーフィルター１１を設ける。このカラーフィルター１１
には膜厚４３が異なりしかもこのカラーフィルター１１
より大きい光を透過する開口部１４を設ける。開口部１
４のカラーフィルター１１は、膜厚４４が薄くなってい
る。

【０１０９】この開口部１４のカラーフィルター１１
は、カラーフィルター１１の部分エッチング加工方法、
あるいは部分多層カラーフィルターの形成手段により形
成することができる。

【０１１０】さらに、このカラーフィルター１１と開口
部１４との上面に対向電極９を設ける。

【０１１１】図９の断面図に示す構成により、開口部１
４とカラーフィルター１１の膜厚の比率により液晶表示
装置の使用環境に適する明るさの液晶表示装置を容易に
得ることが可能となる。

【０１１２】つぎに、図１０に示す液晶表示装置の構成
を説明する。図１０に示すように、第２の基板６上には
第１の基板上の表示電極（図示せず）と対向する領域に
対向電極９を設ける。この対向電極９上にカラーフィル
ター１１を設ける。このカラーフィルター１１は開口部
１４を有する。

【０１１３】図１０の断面図に示す構成により、多数の
開口部１４を有する多孔質カラーフィルター１１や、あ
るいは膜厚の厚いカラーフィルター１１を用いる場合に
おいても、対向電極９をカラーフィルター１１の下層に
設けることにより対向電極９の断線は発生しにくくな
る。

【０１１４】さらに、対向電極９の形成する工程による
カラーフィルター１１の変色、あるいは透過率の低下を
防止するこができる。

【０１１５】つぎに、図１１に示す液晶表示装置の構成
を説明する。図１１に示すように、第２の基板６上には
第１の基板上の表示電極（図示せず）と対向する領域に
カラーフィルター１１を設ける。このカラーフィルター
１１には光透過性を有する凸部４５を有する。この凸部
４５は光を散乱するために第２の基板６と反対の面で表
面が荒れている。この光透過性凸部４５が開口部１４と
なる。

【０１１６】この開口部１４は光感光性樹脂を回転塗布
法により第２の基板６上に形成し、熱乾燥を行い硬化さ
せ光感光性樹脂の表面を微粒子を吹き付け光感光性樹脂
の表面を荒らした後、フォトリソグラフィー法により所
定の形状に加工することにより形成することができる。

【０１１７】さらに、このカラーフィルター１１と開口
部１４との上面に対向電極９を設ける。

【０１１８】図１１の断面図に示す構成により、開口部
１４からの光は周辺のカラーフィルター１１に広がり画
素部の光量が上昇し明るく、しかも均一性の良好な表示
が得られる。

【０１１９】つぎに、本発明の第３の実施例におけるカ
ラーフィルター１１と開口部１４の配置の異なる他の実
施例を図１２と図１３と図１４とを用いて説明する。図
１２は液晶表示装置を示す平面図であり、図１３と図１
４とは、図１２の平面図のＦ−Ｆ線における断面図であ
る。なお、図１２の平面図には第３の実施例と同様な符
号を用いている。さらに、図１３と図１４は、カラーフ
ィルター１１を設ける第２の基板６とカラーフィルター
１１と開口部１４と対向電極９の構成を示す断面図であ
る。

【０１２０】図１３は、第２の基板６上には第１の基板
上の表示電極（図示せず）と対向する領域にカラーフィ
ルター１１を設ける。このカラーフィルター１１内には
光を透過し、絶縁性を有する粒子４６を含む。この光透
過性絶縁粒子４６によりカラーフィルター１１に光の透
過率の大きな開口部１４を設ける。

【０１２１】光透過性絶縁粒子４６は、球状あるいは円
筒状あるいは多面体とする。このため、この光透過性絶
縁粒子４６によって、光をカラーフィルター１１内に拡
散することが可能となる。

【０１２２】さらに、このカラーフィルター１１と光透
過性絶縁粒子４６との上面に対向電極９を設ける。

【０１２３】図１３の断面図に示す構成を作用すること
により、光透過性絶縁粒子４６からなる開口部１４から
の光は、周辺のカラーフィルター１１に広がり画素部の
光量が上昇し明るく、しかも均一性の良好な表示が得ら
れる。

【０１２４】つぎに図１４に示す構造の液晶表示装置を
説明する。図１４に示すように、第２の基板６上には第
１の基板上の表示電極（図示せず）と対向する領域にカ
ラーフィルター１１を設ける。このカラーフィルター１
１内には光を透過し絶縁性を有する微粒子４７を含む。
この光透過性絶縁微粒子４７の分散度合いによって、カ
ラーフィルター１１に光の透過率の大きな光透過性絶縁
微粒子４７が数個凝集する部分からなる開口部１４を有
する。

【０１２５】光透過性絶縁微粒子４７は、球状あるいは
円筒状あるいは多面体とする。このため、光透過性絶縁
微粒子４７によって光をカラーフィルター１１内に拡散
することが可能となる。

【０１２６】さらに、このカラーフィルター１１と光透
過性絶縁性微粒子４７との上面に対向電極９を設ける。

【０１２７】図１４の断面図に示す構成により、光透過
性絶縁微粒子４７の凝集による開口部１４からの光は、
周辺のカラーフィルター１１に広がり、さらにカラーフ
ィルター１１に分散する光透過性絶縁微粒子４７がさら
に光を拡散するため画素部の光量が上昇し明るく、しか
も均一性の良好な表示が得られる。

【０１２８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
液晶表示装置の構成である表示電極に設けるカラーフィ
ルターに開口部を設ける構造か、あるいは複数の島状の
カラーフィルターとし、しかもその複数の島状のカラー
フィルター間にカラーフィルターを設けない開口部を設
けることにより、明るい表示性能を有するカラー表示可
能な液晶表示装置を得ることが可能となる。

【０１２９】さらに、本発明の液晶表示装置の構成を第
１の基板あるいは第２の基板に反射部を有する液晶表示
装置に使用することにより、カラーフィルターに設ける
開口部の良好な透過率と、開口部の周囲のカラーフィル
ターを開口部を利用し反射部から部分的に反射できるた
め、明るくかつ色純度の良好な表示が可能となる。

【０１３０】さらに、カラーフィルター上の配向膜と開
口部上の配向膜の特性を変えることにより、開口部の透
過率の高さを利用し、島状のカラーフィルター上の表示
性能の低下を防止できる。

【０１３１】さらに、カラーフィルターと開口部の透過
率の差を可変することにより、液晶表示装置の使用環境
に対応する明るさを有する液晶表示装置を得ることが可
能となる。

【０１３２】以上に説明した第１の実施例から第３の実
施例に関しては、第１の基板上に非線形抵抗素子を有す
るときの例を示してあるが、非線形抵抗素子のない単純
に第１の基板上に設ける信号電極と第２の基板上に設け
る対向電極を備え、信号電極と対向電極との交点に複数
の画素部（表示画素部）を有する単純マトリクス構成の
液晶表示装置においても、液晶の透過率変化を表示に使
用する。このため以上説明した本発明の第１の実施例か
ら第３の実施例における効果は得られる。

【０１３３】以上に説明した第１の実施例から第３の実
施例に関しては、カラーフィルターに設ける開口部に
は、遮蔽膜、たとえばブラックマトリクスはまったく設
けていないが、表示電極の周囲に設けるブラックマトリ
クスの透過率より大きな透過率を有する遮蔽膜を開口部
に設けるときにおいても、以上説明した本発明の第１の
実施例から第３の実施例における効果は得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における液晶表示装置を
示す平面図である。

【図２】本発明の第１の実施例における液晶表示装置を
示す断面図である。

【図３】本発明の第２の実施例における液晶表示装置を
示す平面図である。

【図４】本発明の第２の実施例における液晶表示装置を
示す断面図である。

【図５】本発明の第３の実施例における液晶表示装置を
示す平面図である。

【図６】本発明の第３の実施例における液晶表示装置を
示す断面図である。

【図７】本発明の第３の実施例における液晶表示装置に
設ける開口部の別の配置を示す平面図である。

【図８】本発明の第３の実施例における液晶表示装置に
設ける開口部の構成を示す断面図である。

【図９】本発明の第３の実施例における液晶表示装置に
設ける開口部の構成を示す断面図である。

【図１０】本発明の第３の実施例における液晶表示装置
に設ける開口部の構成を示す断面図である。

【図１１】本発明の第３の実施例における液晶表示装置
に設ける開口部の構成を示す断面図である。

【図１２】本発明の第３の実施例における液晶表示装置
に設ける開口部の配置を示す平面図である。

【図１３】本発明の第３の実施例における液晶表示装置
に設ける開口部の構成を示す断面図である。

【図１４】本発明の第３の実施例における液晶表示装置
に設ける開口部の構成を示す断面図である。

【図１５】従来例における液晶表示装置を示す平面図で
ある。

【図１６】従来例における液晶表示装置を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１第１の基板６第２の基板１０非線形抵抗素子１１カラーフィルター１２カラーフィルター１３カラーフィルター１４開口部１９表示画素部４０配向膜４１配向膜９１信号電極

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】信号電極を設けた第１の基板と、対向電
極を設けた第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の
基板との間に封入する液晶と、前記信号電極と対向電極
との交点の表示画素部に設けるカラーフィルターとを備
える液晶表示装置であって、前記カラーフィルターの表示画素部内には光の透過する
開口部を有し、該開口部が光透過性樹脂材で充填されて
いることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記第１の基板に、薄膜ダイオード又は薄
膜トランジスタを設けたことを特徴とする請求項１記載
の液晶表示装置。
【請求項３】前記カラーフィルターの上面及びカラー
フィルターの開口部が前記光透過性樹脂材で被覆されて
いることを特徴とする請求項１または請求項２記載の液
晶表示装置。
【請求項４】前記開口部は、カラーフィルターの内側
領域に設けられていることを特徴とする請求項１、請求
項２または請求項３記載の液晶表示装置。
【請求項５】前記開口部は島状に配置される複数のカ
ラーフィルターの周囲に設けられていることを特徴とす
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。
【請求項６】前記開口部は、各画素部の外周部に設け
られていることを特徴とする請求項１、請求項２または
請求項３記載の液晶表示装置。
【請求項７】前記開口部は、反射部を有し、該反射部
は視認側から見て前記カラーフィルターの後方に配置さ
れていることを特徴とする請求項１から請求項６のいず
れか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】前記光透過性樹脂材の表面に透明導電性
膜が形成されていることを特徴とする請求項３記載の液
晶表示装置。
【請求項９】前記カラーフィルターが第２の基板に設
けられていることを特徴とする請求項２記載の液晶表示
装置。
【請求項１０】前記カラーフィルターの開口部が前記
非線形抵抗素子と対応する位置にも設けられていること
を特徴とする請求項９記載の液晶表示装置。
【請求項１１】前記第２の基板にブラックマトリック
スを設け、該ブラックマトリックスと前記開口部の一部
とが平面的に重ねて設けられていることを特徴とする請
求項２記載の液晶表示装置。