JPH09230324A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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Publication number
JPH09230324A
JPH09230324A JP6167396A JP6167396A JPH09230324A JP H09230324 A JPH09230324 A JP H09230324A JP 6167396 A JP6167396 A JP 6167396A JP 6167396 A JP6167396 A JP 6167396A JP H09230324 A JPH09230324 A JP H09230324A
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JP
Japan
Prior art keywords
optical film
film
incident
liquid crystal
pixel
Prior art date
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Pending
Application number
JP6167396A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michiya Yamaguchi
道也 山口
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
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Publication of JPH09230324A publication Critical patent/JPH09230324A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light shielding (like a black mask) function and to improve light utilization factor. SOLUTION: A 1st optical film 31 having wedged parts 31A and 31B equipped with a horizontal incident surface 31a, an inclined surface 31b inclined to the incident surface 31a by a specified angle and an exit surface 31c perpendicular to the incident surface 31a and a 2nd optical film 32 provided to cover the 1st optical film 31 in order to make a boundary between the inclined surface 31b of the 1st optical film 31 and the film 32 a total reflection surface are provided in a non-pixel areas on the lower surfaces of the color filter elements 23R and 23G of a common electrode panel. For example, light perpendicularly entering the non picture element area of the color filter element 23R on a left side is totally reflected on the boundary between the inclined surface 31b of the wedged part 31A and the 2nd optical film 32 thereunder and radiated to a pixel electrode arranged under the color filter element 23R on the left side after its optical path is changed to the left side by 45 deg..

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は液晶表示装置に関
する。
[0001] The present invention relates to a liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示装置では、一般に、各画素の視
認性の向上を図るために、マトリックス状に配列された
複数の画素電極の各間に対応する非画素領域に、金属薄
膜や黒色色素含有剤等からなる遮光膜(ブラックマス
ク)が設けられた構造となっている。
2. Description of the Related Art Generally, in a liquid crystal display device, in order to improve the visibility of each pixel, a metal thin film or a black dye is formed in a non-pixel region corresponding to each of a plurality of pixel electrodes arranged in a matrix. The structure is such that a light-shielding film (black mask) made of a content agent or the like is provided.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
このような液晶表示装置では、遮光膜が入射光を文字通
り遮光することになるので、光利用率が悪いという問題
があった。この発明の課題は、遮光(ブラックマスク
的)機能を有する上、光利用率を良くすることができる
ようにすることである。
However, in such a conventional liquid crystal display device, since the light-shielding film literally shields the incident light, there is a problem that the light utilization rate is poor. An object of the present invention is to have a light-shielding (black mask-like) function and to improve the light utilization rate.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】この発明は、マトリック
ス状に配列された複数の画素電極を有する画素電極パネ
ルと共通電極を有する共通電極パネルとの間に液晶が封
入されてなる液晶表示装置において、前記共通電極パネ
ルの前記複数の画素電極の各間に対応する非画素領域
に、該非画素領域に入射した光の光路をその近傍の前記
画素電極側に変更する光路変更手段を設けたものであ
る。
The present invention provides a liquid crystal display device in which liquid crystal is sealed between a pixel electrode panel having a plurality of pixel electrodes arranged in a matrix and a common electrode panel having a common electrode. In the non-pixel area corresponding to each of the plurality of pixel electrodes of the common electrode panel, an optical path changing means for changing an optical path of light incident on the non-pixel area to the pixel electrode side in the vicinity thereof is provided. is there.

【0005】この発明によれば、共通電極パネルの非画
素領域に入射した光の光路が光路変更手段によってその
近傍の画素電極側に変更されることになるので、画素電
極パネルの非画素領域から光が出射しないようにするこ
とができるばかりでなく、共通電極パネルの非画素領域
に入射した光をその近傍の画素電極に照射させることが
でき、したがって遮光(ブラックマスク的)機能を有す
る上、光利用率を良くすることができる。
According to the present invention, the optical path of the light incident on the non-pixel area of the common electrode panel is changed to the pixel electrode side in the vicinity by the optical path changing means, so that the non-pixel area of the pixel electrode panel is changed. Not only can the light be prevented from being emitted, but the light incident on the non-pixel area of the common electrode panel can be irradiated to the pixel electrodes in the vicinity thereof, and thus it has a light-shielding (black mask-like) function. The light utilization rate can be improved.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】図1(A)、(B)はこの発明の
一実施形態における液晶表示装置の要部を示したもので
ある。ただし、図1(A)は、この液晶表示装置におけ
る画素電極パネル1のうち最上層の配向膜15を省略し
た状態の平面図を示す。この液晶表示装置では、画素電
極パネル1と共通電極パネル2とが図示しないシール材
を介して貼り合わされ、その間に液晶3が封入された構
造となっている。
1 (A) and 1 (B) show the essential parts of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. However, FIG. 1 (A) shows a plan view of the pixel electrode panel 1 of this liquid crystal display device in which the uppermost alignment film 15 is omitted. This liquid crystal display device has a structure in which the pixel electrode panel 1 and the common electrode panel 2 are bonded to each other via a sealing material (not shown), and the liquid crystal 3 is sealed between them.

【0007】画素電極パネル1は、ガラスや樹脂等から
なる透明基板4上にゲートライン5およびドレインライ
ン6がマトリックス状に設けられ、その各交点近傍に薄
膜トランジスタ7および画素電極8が設けられた構造と
なっている。すなわち、透明基板4の上面の所定の個所
にはゲート電極9を含むゲートライン5が形成され、そ
の上面全体にはゲート絶縁膜10が形成されている。ゲ
ート絶縁膜10の上面の所定の個所にはアモルファスシ
リコンからなる半導体薄膜11が形成され、半導体薄膜
11の上面中央部にはチャネル保護膜12が形成されて
いる。この場合、チャネル保護膜12の両側における半
導体薄膜11は、n型不純物の注入によりn型不純物注
入領域とされている。これらn型不純物注入領域の各上
面にはドレイン電極13およびソース電極14が形成さ
れ、またこれら電極13、14の形成と同時にドレイン
ライン6が形成されている。ゲート絶縁膜10の上面の
所定の個所には画素電極8がソース電極14に接続され
て形成されている。そして、薄膜トランジスタ7上には
窒化シリコンからなる絶縁膜15が形成され、全上面に
は配向膜16が形成されている。また、透明基板4の下
面には偏光板17が貼り付けられている。
The pixel electrode panel 1 has a structure in which gate lines 5 and drain lines 6 are provided in a matrix on a transparent substrate 4 made of glass, resin or the like, and thin film transistors 7 and pixel electrodes 8 are provided near each intersection. Has become. That is, the gate line 5 including the gate electrode 9 is formed at a predetermined position on the upper surface of the transparent substrate 4, and the gate insulating film 10 is formed on the entire upper surface thereof. A semiconductor thin film 11 made of amorphous silicon is formed at a predetermined position on the upper surface of the gate insulating film 10, and a channel protective film 12 is formed at the center of the upper surface of the semiconductor thin film 11. In this case, the semiconductor thin films 11 on both sides of the channel protective film 12 are made into n-type impurity implantation regions by implanting n-type impurities. A drain electrode 13 and a source electrode 14 are formed on the respective upper surfaces of these n-type impurity implantation regions, and a drain line 6 is formed at the same time when these electrodes 13 and 14 are formed. The pixel electrode 8 is formed at a predetermined position on the upper surface of the gate insulating film 10 so as to be connected to the source electrode 14. An insulating film 15 made of silicon nitride is formed on the thin film transistor 7, and an alignment film 16 is formed on the entire upper surface. A polarizing plate 17 is attached to the lower surface of the transparent substrate 4.

【0008】共通電極パネル2はガラスや樹脂等からな
る透明基板21を備えている。透明基板21の下面には
共通電極22が設けられ、その下面には各画素ごとにR
(赤)、G(緑)、B(青)のカラーフィルタ要素23
R、23G、23Bが設けられている。カラーフィルタ
要素23R、23G、23Bの下面の非画素領域(つま
り、複数の画素電極8の各間に対応する非画素領域、換
言するとゲートライン5、ドレインライン6、薄膜トラ
ンジスタ7およびそれらの近傍に対応する非画素領域)
には後で詳述する光路変更膜24が設けられている。そ
して、全下面には配向膜25が設けられている。また、
透明基板21の上面には偏光板26が貼り付けられてい
る。なお、図示していないが、偏光板26の上側にはバ
ックライトが配置されている。
The common electrode panel 2 has a transparent substrate 21 made of glass or resin. The common electrode 22 is provided on the lower surface of the transparent substrate 21, and R is provided for each pixel on the lower surface.
(Red), G (green), B (blue) color filter elements 23
R, 23G, and 23B are provided. A non-pixel region on the lower surface of the color filter elements 23R, 23G, and 23B (that is, a non-pixel region corresponding to each of the plurality of pixel electrodes 8, that is, a gate line 5, a drain line 6, a thin film transistor 7, and their vicinity) Non-pixel area)
Is provided with an optical path changing film 24, which will be described later in detail. An alignment film 25 is provided on the entire lower surface. Also,
A polarizing plate 26 is attached to the upper surface of the transparent substrate 21. Although not shown, a backlight is arranged above the polarizing plate 26.

【0009】次に、光路変更膜24について、図2およ
び図3を参照しながら説明する。まず、図2に示すよう
に、光路変更膜24は、カラーフィルタ要素23R、2
3G、23Bのフィルタ面(つまり、共通電極パネル2
のパネル面もしくは透明基板21の基板面)に対して平
行な入射面31aと入射面31aに対して所定角度傾斜
した傾斜面31bと入射面31aに対して垂直な出射面
31cとを備えたくさび部31A、31Bを有する第1
光学膜31と、第1光学膜31のくさび部31A、31
Bの傾斜面31bとの界面を全反射面とするために第1
光学膜31を被うように設けられた第2光学膜32とか
らなっている。第1光学膜31は、図3に示すように、
カラーフィルタ要素23R、23G、23Bの各境界面
の両側にそれぞれ隙間なく配置された複数ずつの直線状
のくさび部31A、31Bからなっている。この場合、
くさび部31A、31Bは、基本的には、図1(A)に
示すゲートライン5およびドレインライン6と同様に、
マトリックス状に配置されている。また、図2に示すよ
うに、隣接する2つのカラーフィルタ要素23R、23
Gの境界面の左側に配置されたくさび部31Aの傾斜面
31bは右側を向き、右側に配置されたくさび部31B
の傾斜面31bは左側を向いている。
Next, the optical path changing film 24 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. First, as shown in FIG. 2, the optical path changing film 24 includes the color filter elements 23R and 2R.
3G, 23B filter surface (that is, the common electrode panel 2
A wedge surface having an incident surface 31a parallel to the panel surface or the transparent substrate 21), an inclined surface 31b inclined at a predetermined angle with respect to the incident surface 31a, and an emission surface 31c perpendicular to the incident surface 31a. First having parts 31A, 31B
The optical film 31 and the wedge portions 31A and 31 of the first optical film 31.
To make the interface with the inclined surface 31b of B a total reflection surface, the first
The second optical film 32 is provided so as to cover the optical film 31. The first optical film 31 is, as shown in FIG.
Each of the color filter elements 23R, 23G, and 23B includes a plurality of linear wedge portions 31A and 31B arranged on both sides of each boundary surface without a gap. in this case,
The wedge portions 31A and 31B are basically the same as the gate line 5 and the drain line 6 shown in FIG.
They are arranged in a matrix. In addition, as shown in FIG. 2, two adjacent color filter elements 23R, 23R
The inclined surface 31b of the wedge portion 31A disposed on the left side of the G boundary surface faces the right side, and the wedge portion 31B disposed on the right side.
The sloping surface 31b faces to the left.

【0010】ここで、セルギャップを10μm、ゲート
ライン5およびドレインライン6に対応する部分におけ
る光路変更膜24の幅を同じく10μmとした場合、第
1光学膜31の入射面31a(つまり、共通電極パネル
2の透明基板21の非画素領域)に垂直に入射した光の
光路を例えば45°変更すると、共通電極パネル2の透
明基板21の非画素領域に垂直に入射した光をその近傍
の画素電極8に照射させることができ、画素電極8から
の透過光を十分に増大することができる。そこで、進行
方向が第1光学膜31の入射面31aの法線方向と平行
な光の光路を45°変更するために、入射面31aと傾
斜面31bとのなす角度を67.5°とする。
Here, when the cell gap is 10 μm and the width of the optical path changing film 24 in the portion corresponding to the gate line 5 and the drain line 6 is also 10 μm, the incident surface 31a of the first optical film 31 (that is, the common electrode). When the optical path of the light vertically incident on the non-pixel region of the transparent substrate 21 of the panel 2 is changed by, for example, 45 °, the light vertically incident on the non-pixel region of the transparent substrate 21 of the common electrode panel 2 is changed to a pixel electrode in the vicinity thereof. 8 can be irradiated, and the transmitted light from the pixel electrode 8 can be sufficiently increased. Therefore, in order to change the optical path of light whose traveling direction is parallel to the normal line direction of the incident surface 31a of the first optical film 31 by 45 °, the angle formed by the incident surface 31a and the inclined surface 31b is set to 67.5 °. .

【0011】一方、第1光学膜31の傾斜面31bと第
2光学膜32との界面を全反射面とするための条件とし
ては、第1光学膜31の屈折率をn1、第2光学膜32
の屈折率をn2、全反射をおこす臨界入射角度をθcと
すると、次の式(1)を満足すればよい。ただし、入射
角は、入射光線が第1光学膜31の傾斜面31bの法線
となす角である。 sinθc=n2/n1 ……(1)
On the other hand, the condition for making the interface between the inclined surface 31b of the first optical film 31 and the second optical film 32 a total reflection surface is that the refractive index of the first optical film 31 is n 1 Membrane 32
When the refractive index of n is n 2 and the critical incident angle for causing total reflection is θc, the following expression (1) may be satisfied. However, the incident angle is an angle formed by the incident light ray with the normal line of the inclined surface 31 b of the first optical film 31. sin θc = n 2 / n 1 (1)

【0012】ところで、上述したように、第1光学膜3
1の入射面31aと傾斜面31bとのなす角度を67.
5°とし、全反射をおこす臨界入射角度θcを67.5
°とすると、式(1)から、(n2/n1)は約0.94
2となる。一方、第2光学膜32の屈折率は液晶3のそ
れと大きく異ならないようにした方が望ましい。例え
ば、ネマティックタイプの液晶の場合、屈折率は1.5
〜1.9程度であるので、第2光学膜32の屈折率を約
1.8とする。すると、第1光学膜31の屈折率は約
1.95となるようにすればよい。
By the way, as described above, the first optical film 3
The angle formed by the incident surface 31a of No. 1 and the inclined surface 31b is 67.
The critical incident angle θc for causing total reflection is 67.5.
If (°), then (n 2 / n 1 ) is approximately 0.94 from equation (1).
It becomes 2. On the other hand, it is desirable that the refractive index of the second optical film 32 does not differ greatly from that of the liquid crystal 3. For example, a nematic liquid crystal has a refractive index of 1.5.
Since it is about 1.9, the refractive index of the second optical film 32 is set to about 1.8. Then, the refractive index of the first optical film 31 may be about 1.95.

【0013】次に、第1および第2光学膜31、32の
材質およびその形成方法の一例について説明する。プラ
ズマCVDによる水素化窒化膜の場合には、図4に示す
ように、含有水素量と屈折率との間に相関関係があり、
含有水素量が22%程度であると屈折率が1.95程度
となり、含有水素量が35%程度であると屈折率が1.
8程度となる。
Next, an example of the material of the first and second optical films 31 and 32 and a method of forming the same will be described. In the case of a hydrogenated nitride film formed by plasma CVD, there is a correlation between the amount of contained hydrogen and the refractive index, as shown in FIG.
When the hydrogen content is about 22%, the refractive index is about 1.95, and when the hydrogen content is about 35%, the refractive index is 1.95.
It will be about 8.

【0014】そこで、プラズマCVDによる成膜条件
を、基板温度250℃、シラン(SiH4)ガス流量3
0sccm、アンモニア(NH3)ガス流量60scc
m、水素(H2)ガス流量120sccm、パワー35
0〜450Wとすると、含有水素量22%程度で屈折率
1.95程度の水素化窒化膜が成膜される。そして、後
で説明する所定のフォトリソグラフィ工程を経ると、く
さび部31A、31Bを有する第1光学膜31が形成さ
れる。次に、プラズマCVDによる成膜条件を、基板温
度250℃、シランガス流量20sccm、アンモニア
ガス流量70sccm、パワー350〜450Wとする
と、含有水素量35%程度で屈折率1.8程度の水素化
窒化膜からなる第2光学膜32が成膜される。この場
合、SiとNの組成比は屈折率にあまり影響しない。
Therefore, the film forming conditions by the plasma CVD are as follows: substrate temperature 250 ° C., silane (SiH 4 ) gas flow rate 3
0 sccm, ammonia (NH 3 ) gas flow rate 60 sccc
m, hydrogen (H 2 ) gas flow rate 120 sccm, power 35
When it is set to 0 to 450 W, a hydrogenated nitride film having a refractive index of about 1.95 is formed with a hydrogen content of about 22%. Then, after a predetermined photolithography process which will be described later, the first optical film 31 having the wedge portions 31A and 31B is formed. Next, assuming that the film formation conditions by plasma CVD are a substrate temperature of 250 ° C., a silane gas flow rate of 20 sccm, an ammonia gas flow rate of 70 sccm, and a power of 350 to 450 W, a hydrogenated nitride film having a hydrogen content of about 35% and a refractive index of about 1.8. The second optical film 32 of is formed. In this case, the composition ratio of Si and N has little influence on the refractive index.

【0015】次に、くさび部31A、31Bを有する第
1光学膜31の形成方法について、図5を参照しながら
説明する。まず、図5(A)に示すように、カラーフィ
ルタ要素23R、23G、23Bの全上面(ただし、図
1(B)では全下面)に上述したような成膜条件で水素
化窒化膜41を膜厚1μm程度に成膜する。次に、水素
化窒化膜41の上面に所定の第1レジストパターン42
を形成する。次に、第1レジストパターン42をマスク
としてBHF(緩衝フッ酸、NH4F:HF:H2O=
1:4:5)によるウェットエッチングを行うと、図5
(B)に示すように、複数の断面二等辺三角形状部43
が隙間なく形成される。この場合、くさび部31A、3
1Bの入射面31aに対する傾斜面31bの角度は、エ
ッチング液の進行速度に依存し、したがってエッチング
に用いるレジストパターンと水素化窒化膜との密着性に
依存するので、レジストのベーク温度により制御するこ
とができる。すなわち、くさび部31A、31Bの入射
面31aに対する傾斜面31bの角度を大きくするため
には、密着性を向上させるためにベーク温度を高く、角
度を小さくするためには、密着性を低下させるためにベ
ーク温度を低く設定すればよく、これにより断面二等辺
三角形状部43の傾斜面の傾斜角度を任意に選定するこ
とができる。このようにして、断面二等辺三角形状部4
3の頂角を45°とする。この後、第1レジストパター
ン42を剥離する。
Next, a method of forming the first optical film 31 having the wedge portions 31A and 31B will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 5A, the hydrogenated nitride film 41 is formed on the entire upper surface of the color filter elements 23R, 23G, and 23B (however, in FIG. 1B, the entire lower surface) under the above-described film forming conditions. The film is formed to a film thickness of about 1 μm. Next, a predetermined first resist pattern 42 is formed on the upper surface of the hydrogenated nitride film 41.
To form Next, using the first resist pattern 42 as a mask, BHF (buffer hydrofluoric acid, NH 4 F: HF: H 2 O =
When wet etching according to 1: 4: 5) is performed, as shown in FIG.
As shown in (B), a plurality of cross-section isosceles triangular portions 43
Are formed without gaps. In this case, the wedge parts 31A, 3
The angle of the inclined surface 31b with respect to the incident surface 31a of 1B depends on the advancing speed of the etching solution, and therefore on the adhesion between the resist pattern used for etching and the hydrogenated nitride film. Therefore, it should be controlled by the resist baking temperature. You can That is, in order to increase the angle of the inclined surface 31b with respect to the incident surface 31a of the wedge portions 31A and 31B, the baking temperature is increased to improve the adhesion, and to decrease the angle, the adhesion is decreased. It is only necessary to set the bake temperature to a low value, whereby the inclination angle of the inclined surface of the isosceles triangular section 43 can be arbitrarily selected. In this way, the isosceles triangular section 4
The apex angle of 3 is 45 °. After that, the first resist pattern 42 is removed.

【0016】次に、図5(C)に示すように、複数の断
面二等辺三角形状部43の各所定の半分を被うように、
第2レジストパターン44を形成する。すなわち、隣接
する2つのカラーフィルタ要素23R、23Gのうち左
側のカラーフィルタ要素23R上の断面二等辺三角形状
部43の右側の傾斜面上に第2レジストパターン44を
形成するとともに、右側のカラーフィルタ要素23G上
の断面二等辺三角形状部43の左側の傾斜面上に第2レ
ジストパターン44を形成する。次に、第2レジストパ
ターン44をマスクとしてECRドライエッチングを行
うと、複数の断面二等辺三角形状部43の各所定の半分
が除去されることにより、図5(D)に示すように、左
側のカラーフィルタ要素23R上に右側を傾斜面とされ
た頂角22.5°のくさび部31Aが飛び飛びに形成さ
れ、また右側のカラーフィルタ要素23G上に左側を傾
斜面とされた頂角22.5°のくさび部31Bが飛び飛
びに形成される。次に、くさび部31A、31Bの第2
レジストパターン44で被われていない垂直面に、該垂
直面が後工程のウェットエッチングで腐食されないよう
にするために、溌水剤処理を施す。次に、カラーフィル
タ要素23R、23G、23Bの上面に付着した溌水剤
をドライエッチングにより除去する。
Next, as shown in FIG. 5C, a predetermined half of each of the plurality of isosceles triangular portions 43 in cross section is covered.
A second resist pattern 44 is formed. That is, of the two adjacent color filter elements 23R and 23G, the second resist pattern 44 is formed on the inclined surface on the right side of the isosceles triangular section 43 on the left side of the color filter element 23R on the left side, and the color filter on the right side is formed. A second resist pattern 44 is formed on the inclined surface on the left side of the isosceles triangular section 43 on the element 23G. Next, when ECR dry etching is performed using the second resist pattern 44 as a mask, each predetermined half of the plurality of isosceles triangular portions 43 in cross section is removed, and as shown in FIG. Wedges 31A having an apex angle of 22.5 ° are formed on the color filter element 23R of the right side in a scattered manner, and on the color filter element 23G of the right side, an apex angle of 22. 5 ° wedge portions 31B are formed in a scattered manner. Next, the second of the wedge portions 31A and 31B
A water repellent treatment is applied to the vertical surface not covered with the resist pattern 44 in order to prevent the vertical surface from being corroded by wet etching in a later step. Next, the water repellent attached to the upper surfaces of the color filter elements 23R, 23G, and 23B is removed by dry etching.

【0017】次に、図5(E)に示すように、第2レジ
ストパターン44を残したままで、全上面に上述したよ
うな成膜条件で再度水素化窒化膜45を膜厚1μm程度
に成膜する。次に、水素化窒化膜45の上面に所定の第
3レジストパターン46を形成する。次に、第31レジ
ストパターン46をマスクとしてBHFによるウェット
エッチングを行うと、くさび部31Aと第2レジストパ
ターン44との間に介在された水素化窒化膜45の図5
(E)において点線で示す傾斜面の上側が除去されるこ
とにより、くさび部31Aと第2レジストパターン44
との間に同じ形状のくさび部31Aが形成される(図2
参照)。また、くさび部31Bと第2レジストパターン
44との間に介在された水素化窒化膜45の図5(E)
において点線で示す傾斜面の上側が除去されることによ
り、くさび部31Bと第2レジストパターン44との間
に同じ形状のくさび部31Bが形成される(図2参
照)。この後、第3レジストパターン46および第2レ
ジストパターン44を剥離すると、図2に示すように、
くさび部31A、31Bを有する第1光学膜31が形成
されることになる。
Next, as shown in FIG. 5E, the hydrogenated nitride film 45 is again formed to a film thickness of about 1 μm on the entire upper surface under the above-described film forming conditions while leaving the second resist pattern 44. To film. Next, a predetermined third resist pattern 46 is formed on the upper surface of the hydrogenated nitride film 45. Next, when wet etching with BHF is performed using the 31st resist pattern 46 as a mask, the hydrogenated nitride film 45 interposed between the wedge portion 31A and the second resist pattern 44 is formed as shown in FIG.
By removing the upper side of the inclined surface shown by the dotted line in (E), the wedge portion 31A and the second resist pattern 44 are removed.
A wedge portion 31A having the same shape is formed between and (see FIG. 2).
reference). Further, the hydrogenated nitride film 45 interposed between the wedge portion 31B and the second resist pattern 44 is shown in FIG.
By removing the upper side of the inclined surface indicated by the dotted line, the wedge portion 31B having the same shape is formed between the wedge portion 31B and the second resist pattern 44 (see FIG. 2). After that, when the third resist pattern 46 and the second resist pattern 44 are peeled off, as shown in FIG.
The first optical film 31 having the wedge portions 31A and 31B is formed.

【0018】次に、この液晶表示装置の光路変更膜24
の作用について、図2を参照しながら説明する。左側の
カラーフィルタ要素23Rの非画素領域に入射面31a
の法線方向に対し平行に入射した光は、その下のくさび
部31Aの傾斜面31bと第2光学膜32との界面で全
反射されて、その光路を左側に45°変更され、出射面
31c、第2光学膜32等を通過して左側のカラーフィ
ルタ要素23Rの下方に配置された画素電極8に照射さ
れる。一方、右側のカラーフィルタ要素23Gの非画素
領域に入射面31aの法線方向に対し平行に入射した光
は、その下のくさび部31Bの傾斜面31bと第2光学
膜32との界面で全反射されて、その光路を右側に45
°変更され、出射面31c、第2光学膜32等を通過し
て右側のカラーフィルタ要素23Gの下方に配置された
画素電極8に照射される。
Next, the optical path changing film 24 of this liquid crystal display device.
The action of will be described with reference to FIG. The incident surface 31a is formed in the non-pixel area of the left color filter element 23R.
The light incident parallel to the normal direction of is totally reflected at the interface between the inclined surface 31b of the wedge portion 31A therebelow and the second optical film 32, and its optical path is changed to 45 ° to the left, and the exit surface is changed. The pixel electrode 8 arranged below the left side color filter element 23R is irradiated with the light passing through 31c, the second optical film 32, and the like. On the other hand, the light incident on the non-pixel region of the right color filter element 23G in parallel to the normal direction of the incident surface 31a is totally at the interface between the inclined surface 31b of the wedge portion 31B below and the second optical film 32. It is reflected and its optical path is turned to the right 45
The angle is changed, the light passes through the emission surface 31c, the second optical film 32, etc., and is irradiated to the pixel electrode 8 arranged below the right color filter element 23G.

【0019】このように、この液晶表示装置では、カラ
ーフィルタ要素23R、23G、23Bの非画素領域
(つまり、複数の画素電極8の各間に対応する非画素領
域)に入射した光の光路が光路変更膜24によってその
近傍の画素電極8側に均等に変更されることになるの
で、画素電極パネル1の複数の画素電極8の各間に対応
する非画素領域から光が出射しないようにすることがで
きるばかりでなく、共通電極パネル2のカラーフィルタ
要素23R、23G、23Bの非画素領域に入射した光
をその近傍の画素電極8に照射させることができ、した
がって遮光(ブラックマスク的)機能を有する上、色バ
ランスや光利用率を良くすることができる。また、カラ
ーフィルタ要素23R、23G、23Bの非画素領域に
垂直に入射した光はその光路を光路変更膜24によって
45°変更されてその近傍の画素電極8に照射されるの
で、視野角の向上を図ることもできる。なお、第2光学
膜32は、非画素領域のみに設けてもよく、また全面的
に設けてもよい。
As described above, in this liquid crystal display device, the optical path of the light incident on the non-pixel regions of the color filter elements 23R, 23G, and 23B (that is, the non-pixel regions corresponding to each of the plurality of pixel electrodes 8) is changed. Since the light path changing film 24 uniformly changes the pixel electrode 8 side in the vicinity thereof, light is prevented from being emitted from the non-pixel region corresponding to each of the plurality of pixel electrodes 8 of the pixel electrode panel 1. Not only is it possible to irradiate the pixel electrodes 8 in the vicinity thereof with the light incident on the non-pixel regions of the color filter elements 23R, 23G, and 23B of the common electrode panel 2; In addition, the color balance and the light utilization rate can be improved. Further, the light vertically incident on the non-pixel regions of the color filter elements 23R, 23G, and 23B has its optical path changed by 45 ° by the optical path changing film 24 and is applied to the pixel electrode 8 in the vicinity thereof, so that the viewing angle is improved. You can also plan. The second optical film 32 may be provided only in the non-pixel region or may be provided entirely.

【0020】ところで、この液晶表示装置を反射型とし
て用いた場合には、ゲートライン5およびドレインライ
ン6に対応する領域、つまりカラーフィルタ要素23
R、23G、23Bの非画素領域に入射した光の光路が
光路変更膜24によってその近傍の画素電極8側に変更
されるので、ゲートライン5およびドレインライン6に
照射される光の量がかなり低減し、したがってゲートラ
イン5およびドレインライン6で反射されて出射する光
の量をかなり低減することができる。また、反射型液晶
表示装置に限らず、バックライトを用いた透過型液晶表
示装置に適用してもよく、この場合、バックライト側基
板に光路変更膜24を設け、視認側基板にカラーフィル
タを設ければよい。このような構造の液晶プロジェクタ
では、バックライトの光量が大きいので、特に効果的で
ある。
By the way, when this liquid crystal display device is used as a reflection type, the region corresponding to the gate line 5 and the drain line 6, that is, the color filter element 23.
Since the optical path of the light incident on the non-pixel regions of R, 23G, and 23B is changed to the pixel electrode 8 side in the vicinity by the optical path changing film 24, the amount of light irradiated to the gate line 5 and the drain line 6 is considerably large. Therefore, the amount of light reflected and emitted from the gate line 5 and the drain line 6 can be considerably reduced. Further, the present invention is not limited to the reflection type liquid crystal display device and may be applied to a transmission type liquid crystal display device using a backlight. In this case, the light path changing film 24 is provided on the backlight side substrate and the color filter is provided on the viewing side substrate. It should be provided. The liquid crystal projector having such a structure is particularly effective because the backlight has a large amount of light.

【0021】なお、上記実施形態では、第1光学膜31
のくさび部31A、31Bをゲートライン5およびドレ
インライン6に沿って直線状に配置した場合について説
明したが、これに限らず、例えば図6に示す他の実施形
態のように、カラーフィルタ要素の画素領域51の周囲
の非画素領域にくさび部31Cを環状に配置するように
してもよい。この場合、くさび部31Cの傾斜面が外側
で出射面が内側となるようにすると、画素領域51の周
囲の非画素領域に入射した光はすべて同画素領域51に
対応する画素電極に照射されることになる。また、図示
していないが、第2光学膜は、この場合も、非画素領域
のみに設けてもよく、また全面的に設けてもよい。
In the above embodiment, the first optical film 31
Although the case where the wedge portions 31A and 31B are linearly arranged along the gate line 5 and the drain line 6 has been described, the present invention is not limited to this and, for example, as in another embodiment shown in FIG. The wedge portion 31C may be annularly arranged in the non-pixel region around the pixel region 51. In this case, if the inclined surface of the wedge portion 31C is on the outer side and the emission surface is on the inner side, all the light incident on the non-pixel area around the pixel area 51 is applied to the pixel electrode corresponding to the same pixel area 51. It will be. Although not shown, the second optical film may be provided only in the non-pixel region or may be provided over the entire surface in this case as well.

【0022】また、上記実施形態では、光路変更膜24
を、くさび部31A、31B(または31C)を有する
第1光学膜31と、この第1光学膜31を被った第2光
学膜32とによって形成した場合について説明したが、
これに限定されるものではない。例えば、くさび部31
A、31B(または31C)を有する第1光学膜31
と、この第1光学膜31の傾斜面に設けられたアルミニ
ウム膜等からなる反射膜とによって形成するようにして
もよい。
In the above embodiment, the optical path changing film 24 is used.
Has been described with respect to the case where the first optical film 31 having the wedge portions 31A and 31B (or 31C) and the second optical film 32 covering the first optical film 31 are formed.
It is not limited to this. For example, the wedge portion 31
First optical film 31 having A, 31B (or 31C)
And a reflective film made of an aluminum film or the like provided on the inclined surface of the first optical film 31.

【0023】さらに、上記実施形態では、遮光膜を一切
設けていない場合について説明したが、薄膜トランジス
タ7の半導体薄膜11に光が確実に入射しないようにす
るために、半導体薄膜11の部分を黒色色素含有剤等か
らなる遮光膜で被うようにしてもよく、また半導体薄膜
11に対応する部分における共通電極パネル2に金属薄
膜等からなる遮光膜を設けるようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the case where no light-shielding film is provided has been described, but in order to prevent light from surely entering the semiconductor thin film 11 of the thin film transistor 7, the portion of the semiconductor thin film 11 is black pigment. It may be covered with a light-shielding film made of a content agent or the like, or a light-shielding film made of a metal thin film or the like may be provided on the common electrode panel 2 in a portion corresponding to the semiconductor thin film 11.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、共通電極パネルの非画素領域に入射した光の光路が
光路変更手段によってその近傍の画素電極側に変更され
ることになるので、画素電極パネルの非画素領域から光
が出射しないようにすることができるばかりでなく、共
通電極パネルの非画素領域に入射した光をその近傍の画
素電極に照射させることができ、したがって遮光(ブラ
ックマスク的)機能を有する上、光利用率を良くするこ
とができる。
As described above, according to the present invention, the optical path of the light incident on the non-pixel area of the common electrode panel is changed to the pixel electrode side in the vicinity by the optical path changing means. Not only can the light not be emitted from the non-pixel area of the pixel electrode panel, but also the light incident on the non-pixel area of the common electrode panel can be irradiated to the pixel electrodes in the vicinity thereof, and thus the light shielding (black In addition to having a (mask-like) function, it is possible to improve the light utilization rate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(A)はこの発明の一実施形態における液晶表
示装置の要部の平面図、(B)はそのB−B線に沿う断
面図。
FIG. 1A is a plan view of a main part of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a sectional view taken along the line BB.

【図2】カラーフィルタ要素および光路変更膜の一部の
断面図。
FIG. 2 is a sectional view of a part of a color filter element and a light path changing film.

【図3】カラーフィルタ要素および第1光学膜の一部の
斜視図。
FIG. 3 is a perspective view of a portion of a color filter element and a first optical film.

【図4】プラズマCVDによる水素化窒化膜の含有水素
量と屈折率との関係を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the amount of hydrogen contained in a hydrogenated nitride film formed by plasma CVD and the refractive index.

【図5】(A)〜(E)はそれぞれ第1光学膜の各形成
工程を示す断面図。
5A to 5E are cross-sectional views showing respective steps of forming the first optical film.

【図6】この発明の他の実施形態においてカラーフィル
タ要素および第1光学膜の一部の下面側から見た概略斜
視図。
FIG. 6 is a schematic perspective view of a part of a color filter element and a first optical film according to another embodiment of the present invention as viewed from the lower surface side.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 画素電極パネル 2 共通電極パネル 3 液晶 8 画素電極 22 共通電極 23R、23G、23B カラーフィルタ要素 24 光路変更膜 31 第1光学膜 31A、31B くさび部 31a 入射面 31b 傾斜面 31c 出射面 32 第2光学膜 1 Pixel electrode panel 2 Common electrode panel 3 Liquid crystal 8 Pixel electrode 22 Common electrode 23R, 23G, 23B Color filter element 24 Optical path changing film 31 First optical film 31A, 31B Wedge portion 31a Incident surface 31b Inclined surface 31c Emission surface 32 Second Optical film

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マトリックス状に配列された複数の画素
電極を有する画素電極パネルと共通電極を有する共通電
極パネルとの間に液晶が封入されてなる液晶表示装置に
おいて、前記共通電極パネルの前記複数の画素電極の各
間に対応する非画素領域に、該非画素領域に入射した光
の光路をその近傍の前記画素電極側に変更する光路変更
手段を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
1. A liquid crystal display device in which liquid crystal is sealed between a pixel electrode panel having a plurality of pixel electrodes arranged in a matrix and a common electrode panel having a common electrode, wherein the plurality of common electrode panels are provided. 2. A liquid crystal display device, wherein an optical path changing means for changing an optical path of light incident on the non-pixel area to the pixel electrode side in the vicinity is provided in a corresponding non-pixel area between the pixel electrodes.
【請求項2】 請求項1記載の発明において、前記光路
変更手段は、前記共通電極パネルのパネル面に対して平
行な入射面と該入射面に対して所定角度傾斜した傾斜面
と前記入射面に対して垂直な出射面とを備えたくさび部
を有する第1光学膜と、該第1光学膜の前記くさび部の
前記傾斜面との界面を全反射面とするために前記第1光
学膜を被うように設けられた第2光学膜とからなり、前
記くさび部の前記入射面に入射した光を前記くさび部の
前記傾斜面の前記第2光学膜との界面で全反射させて、
該入射光の光路をその近傍の前記画素電極側に変更する
ようにしたことを特徴とする液晶表示装置。
2. The invention according to claim 1, wherein the optical path changing means includes an incident surface parallel to a panel surface of the common electrode panel, an inclined surface inclined at a predetermined angle with respect to the incident surface, and the incident surface. A first optical film having a wedge portion having an emission surface perpendicular to the first optical film, and the first optical film for making an interface between the inclined surface of the wedge portion of the first optical film a total reflection surface. Consisting of a second optical film provided so as to cover the light incident on the incident surface of the wedge portion is totally reflected at the interface with the second optical film of the inclined surface of the wedge portion,
A liquid crystal display device, wherein an optical path of the incident light is changed to the pixel electrode side in the vicinity thereof.
【請求項3】 請求項2記載の発明において、前記第1
光学膜の前記くさび部は非画素領域に直線状に配置され
ていることを特徴とする液晶表示装置。
3. The invention according to claim 2, wherein the first
A liquid crystal display device, wherein the wedge portion of the optical film is linearly arranged in a non-pixel region.
【請求項4】 請求項2または3記載の発明において、
前記第1および第2光学膜は含有水素量が互いに異なる
水素化窒化膜からなることを特徴とする液晶表示装置。
4. The invention according to claim 2 or 3,
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the first and second optical films are formed of hydronitride films having different hydrogen contents.
【請求項5】 請求項1記載の発明において、前記光路
変更手段は、前記共通電極パネルのパネル面に対して平
行な入射面と該入射面に対して所定角度傾斜した傾斜面
と前記入射面に対して垂直な出射面とを備えたくさび部
を有する光学膜と、該光学膜の前記くさび部の前記傾斜
面に設けられた反射膜とからなり、前記くさび部の前記
入射面に入射した光を前記反射膜で反射させて、該入射
光の光路をその近傍の前記画素電極側に変更するように
したことを特徴とする液晶表示装置。
5. The invention according to claim 1, wherein the optical path changing means includes an incident surface parallel to a panel surface of the common electrode panel, an inclined surface inclined at a predetermined angle with respect to the incident surface, and the incident surface. An optical film having a wedge portion having an emission surface perpendicular to the optical film, and a reflection film provided on the inclined surface of the wedge portion of the optical film, and incident on the incident surface of the wedge portion. A liquid crystal display device, characterized in that light is reflected by the reflection film to change the optical path of the incident light to the pixel electrode side in the vicinity thereof.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100353189C (en) * 2005-01-04 2007-12-05 三星康宁株式会社 Display filter and display device including the same
JP2009519495A (en) * 2005-12-14 2009-05-14 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Reflective display with improved brightness and contrast
EP2487533A1 (en) * 2004-09-27 2012-08-15 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Optical films for directing light towards active areas of displays

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