JP5662815B2 - カラーフィルター基板及び表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に関し、特にカラーフィルター基板及び該カラーフィルター基板を有する表示装置に関する。

従来の電気泳動表示装置（electrophoretic display）は白黒表示装置である。電気泳動表示装置の市場競争力を高めるために、従来は、カラーフィルター基板（color filter substrate）を用いて、電気泳動表示装置のカラー表示を行う。これにより、電気泳動表示装置は表示装置のカラー表示の傾向に応えることができる。

図１は、従来のカラーフィルター基板の断面概略図である。図１に示すように、従来のカラーフィルター基板３００は、透明基板３１０に設けられている複数の赤色フォトレジスト３１１と、複数の緑色フォトレジスト３１２と、複数の青色フォトレジスト３１３とを含む。また、これらの赤色フォトレジスト３１１と、緑色フォトレジスト３１２と、青色フォトレジスト３１３とを、ブラックマトリクス（black matrix、ＢM）３１４により隔てられている。赤色フォトレジスト３１１と、緑色フォトレジスト３１２と、青色フォトレジスト３１３とは、それぞれ、白色光を赤色光と、緑色光と、青色光とに分光する。これにより、表示装置にカラー画像を表示させることができる。

従来のカラーフィルター基板３００のブラックマトリクス３１４は遮光性がある。このため、光漏れ（light leakage）を低減することができる。しかし、ブラックマトリクス３１４を反射式表示装置に使用する場合、比較的大きな光学的損失が生じる。さらに、光伝送の過程において、光線は必ずカラーフィルター基板３００の赤色フォトレジスト３１１と、緑色フォトレジスト３１２と、青色フォトレジスト３１３とに２回も吸収されるため、表示パネルに反射されうる全体的な光強度が低減される。また、表示装置の全体的な光強度の低減はカラー表示輝度に影響を与えるため、表示品質が悪い。

上記に鑑み、本発明は、光反射率が比較的高く、表示装置の反射輝度の向上、さらに表示装置の表示品質の向上に有利なカラーフィルター基板を提供する。
また、本発明は、反射輝度が比較的高く、表示品質の向上に有利な表示装置を提供する。

上記課題を解決するために、本発明では、透明基板と、透明基板に配置されている複数のカラーフォトレジストと、透明基板に配置されている高反射領域とを含むカラーフィルター基板であって、高反射領域は、少なくとも各カラーフォトレジストを隔てる第１の領域を含み、かつ、高反射領域は反射材料により充填されている、又は、高反射領域は中空領域であるラーフィルター基板を提供する。

本発明において、上述した反射材料は、白色フォトレジストである。本発明の１つの実施例において、上述した反射材料は、半透明の白色フォトレジストである。本発明の１つの実施例において、上述したカラーフォトレジストは、複数の赤色フォトレジストと、複数の緑色フォトレジストと、複数の青色フォトレジストとからなるか、又は、複数の青色フォトレジストと、複数のマゼンタ色フォトレジストと、複数の黄色フォトレジストとからなる。

また、上記課題を解決するために、本発明では、下基板と、下基板に配置されている駆動回路層と、駆動回路層に配置されている表示層と、表示層に配置されているカラーフィルター基板とを含む表示装置を提供する。カラーフィルター基板は、上基板と、上基板と表示層との間に配置されている複数のカラーフォトレジストと、上基板と表示層との間に配置されている高反射領域とを含む。高反射領域は、少なくとも各カラーフォトレジストを隔てる第１の領域を含み、かつ、高反射領域は反射材料により充填されている。

本発明において、上述した反射材料は、白色フォトレジストである。本発明の１つの実施例において、上述した駆動回路層は、複数の薄膜トランジスタを含み、高反射領域は、さらに複数の第２の領域を含む。各第２の領域は、光線を反射するように、それらの薄膜トランジスタの上方に対応して位置されている。本発明の１つの実施例において、上述した反射材料は、半透明の白色フォトレジストである。本発明の１つの実施例において、上述したカラーフォトレジストは、複数の赤色フォトレジストと、複数の緑色フォトレジストと、複数の青色フォトレジストとからなるか、又は、複数の青色フォトレジストと、複数のマゼンタ色フォトレジストと、複数の黄色フォトレジストとからなる。

本発明において、上述した表示層は電気泳動表示層である。本発明の１つの実施例において、上述した電気泳動表示層は、マイクロカプセル型電気泳動表示層、ミクロカップ型電気泳動表示層、又はチャネル式電気泳動表示層である。本発明の１つの実施例において、上述した駆動回路層は、アクティブマトリックス駆動回路層、又は、パッシブマトリクス駆動回路層である。本発明の１つの実施例において、上述した表示層は、液晶表示層である。

本発明において、上述した高反射領域は、さらに複数の第３の領域を含み、かつ、各第３の領域は、駆動回路層の複数のサブピクセル電極の上方に対応して位置されている。

さらに、上記課題を解決するために、本発明では、下基板と、下基板に配置されている駆動回路層と、駆動回路層に配置されている表示層と、表示層に配置されているカラーフィルター基板とを含む表示装置を提供する。カラーフィルター基板は、上基板と、上基板と表示層との間に配置されている複数のカラーフォトレジストとを含む。これらのカラーフォトレジストは、高反射領域によりそれぞれ隔てられており、高反射領域は中空領域であり、かつ、高反射領域は少なくとも第１の領域を含む。

本発明のカラーフィルター基板は高反射領域を含み、高反射領域は少なくとも各カラーフォトレジストを隔てる第１の領域を含む。そこで、高反射領域は反射材料が充填されている場合、光線は、カラーフィルター基板を透過することなく、直接に反射材料により反射される。このため、表示パネルの全体的な反射率を増大させることができる。これにより、表示パネルの全体的な反射光強度を増大させることができる。高反射領域が中空領域である場合、光線は、カラーフィルターに複数回吸収されることなく、直接に表示パネルに入射されるため、光表示パネルにより反射される全体的な光強度が増大される。このため、光表示パネルは、比較的高い光反射率を有する。したがって、このカラーフィルター基板は、表示装置のカラー表示輝度の向上、さらに表示装置の表示品質の向上に有利である。
以下、本発明の上述した目的又は他の目的、特徴及び効果を理解してもらうため、好ましい実施例と図面を挙げて、詳細に説明する。

従来のカラーフィルター基板を示す断面図である。 本発明の第１の実施例のカラーフィルター基板を示す上面概略図である。 本発明の第２の実施例のカラーフィルター基板を示す上面概略図である。 本発明の１つの実施例の表示装置の構造を示す断面概略図である。 本発明の第３の実施例のカラーフィルター基板を示す上面概略図である。 本発明の第４の実施例のカラーフィルター基板を示す上面概略図である。 本発明の第５の実施例のカラーフィルター基板を示す上面概略図である。 本発明の第６の実施例のカラーフィルター基板を示す上面概略図である。 本発明の第７の実施例のカラーフィルター基板を示す上面概略図である。

カラーフィルター基板は、多数のピクセルを有する。それぞれのピクセルの構造はほぼ同様であるため、以下の図面では、カラーフィルター基板の一つのピクセルによりカラーフィルター基板を示す。

図２を参照されたい。図２は、本発明の第１の実施例のカラーフィルター基板の構造を示す上面概略図である。図２に示すように、本実施例に係るカラーフィルター基板１００は、透明基板１１０と、透明基板１１０に配置されている複数のカラーフォトレジスト１２０〔図２は、対応する１つのピクセルの構造（即ち赤色フォトレジスト、緑色フォトレジスト、及び青色フォトレジスト、又は、青色フォトレジスト、マゼンタ色フォトレジスト、及び黄色フォトレジスト）のみを示す〕と、透明基板１１０に配置されている高反射領域１３０（図２は、対応する１つのピクセルの高反射領域１３０の一部の構造のみを示す）とを含む。本実施例では、１つのピクセルは、３つのサブピクセルを含み、かつ、３つのサブピクセルは、左から右へと整列されているが、上記配置には制限されない。赤色フォトレジスト、緑色フォトレジスト、及び青色フォトレジスト、又は、青色フォトレジスト、マゼンタ色フォトレジスト、及び黄色フォトレジストは、それぞれ１つのサブピクセルに対応する。

高反射領域１３０は、カラーフォトレジスト１２０（即ち、赤色フォトレジスト、緑色フォトレジスト、及び青色フォトレジスト、又は、青色フォトレジスト、マゼンタ色フォトレジスト、及び黄色フォトレジスト）を隔てる第１の領域１３１を含む。本実施例において、第１の領域１３１は、グリッド状になっており、多数のピクセルの複数のカラーフォトレジスト１２０を隔てるために用いられている。本実施例において、第１の領域１３１は、反射材料１４０により充填されている。反射材料１４０は、例えば比較的高い反射率を有する白色フォトレジストである。第１の領域１３１が反射材料１４０により充填されている場合、カラーフィルター基板１００に入射される光線の一部は、カラーフィルター基板１００を透過せずに、直接に反射材料１４０により反射される。したがって、カラーフィルター基板１００が表示装置に応用される場合、表示装置パネルの全体的な反射率が増大される。これにより、表示装置パネルの全体的な反射光強度が増大されるため、表示装置の表示品質の向上に有利である。

図３を参照されたい。図３は、本発明の第２の実施例のカラーフィルター基板を示す上面概略図である。図３に示すように、本実施例に係るカラーフィルター基板１００ａは、第１の実施例のカラーフィルター基板１００とほぼ同様であるが、両者の区別は、以下の点にある。即ち、高反射領域１３０ａは、さらに複数の第２の領域１３２を含む。複数の第２の領域１３２は、それぞれのカラーフォトレジスト１２０内に位置されている。使用時において、第２の領域１３２は、表示装置の薄膜トランジスタの上方に対応して位置される。第２の領域１３２は、光線を反射し、遮光作用を有するため、光線が薄膜トランジスタに届くことによる薄膜トランジスタの漏電を防止することができる。通常カラーフィルター基板１００ａが表示装置の表示層上に配置されているため、表示装置は、カラー画像を表示することができる。説明を容易にするため、以下は、表示装置を例に挙げてカラーフィルター基板１００ａの高反射領域１３０ａの第２の領域１３２をさらに説明する。

図４は、本発明の１つの実施例の表示装置を示す断面概略図である。図３及び図４を併せて参照されたい。本実施例に係る表示装置２００は、下基板２１０と、駆動回路層２２０と、表示層２３０と、上述したカラーフィルター基板１００ａとを含む。駆動回路層２２０は、下基板２１０上に配置されており、複数の薄膜トランジスタ２２１を含む。表示層２３０は、駆動回路層２２０上に配置されている。カラーフィルター基板１００ａは、表示層２３０上に配置されている。上述したように、カラーフィルター基板１００ａは、透明基板（又は上基板と称す）１１０と、透明基板１１０と表示層２３０との間に配置されている複数のカラーフォトレジスト１２０と、透明基板１１０と表示層２３０との間に配置されている高反射領域１３０ａとを含む。

そこで、カラーフィルター基板１００ａを表示層２３０上に配置する時、高反射領域１３０ａの１つの第２の領域１３２は、１つの薄膜トランジスタ２２１の上方に対応して位置される。本実施例において、第２の領域１３２は、矩形の領域であるが、それに制限されず、薄膜トランジスタ２２１に光線が入射されることを有効に防止できる形状であれば良い。第２の領域１３２は、反射材料１４０（例えば比較的高い反射率を有する白色フォトレジスト）により充填されている。第２の領域１３２が反射材料１４０により充填されている場合、光線は、直接に反射材料１４０により反射され、薄膜トランジスタ２２１にまでは進まない。したがって、第２の領域１３２の反射材料１４０は、遮光作用を有し、光線が薄膜トランジスタ２２１に届くことを有効に防止できる。これにより、薄膜トランジスタ２２１の光リーク電流の発生を防止することができる。また、第２の領域１３２の反射材料１４０が直接に光線を反射するため、表示装置２００の全体的な反射光強度を増大させることも可能である。

理解されているように、表示装置２００の異なる種類に基づいて、表示層２３０を、電気泳動表示層（例えば、マイクロカプセル型電気泳動表示層、微杯電気泳動表示層、又はチャネル式電気泳動表示層）、又は、液晶表示層にすることができる。また、異なる駆動パターンに基づいて、駆動回路層２２０を、アクティブマトリックス駆動回路層、又は、パッシブマトリクス駆動回路層にすることができる。

図５を参照されたい。図５は、本発明の第３の実施例のカラーフィルター基板を示す上面概略図である。図５に示すように、本実施例に係るカラーフィルター基板１００ｂは、第１の実施例に類似するように、透明基板１１０と、透明基板１１０に配置されている複数のカラーフォトレジスト１２０ｂ〔図５は、対応する１つのピクセルの構造（即ち赤色フォトレジスト、緑色フォトレジスト、及び青色フォトレジスト、又は、青色フォトレジスト、マゼンタ色フォトレジスト、及び黄色フォトレジスト）のみを示す〕と、透明基板１１０に配置されている高反射領域１３０ｂ（図５中は、対応する１つのピクセルの高反射領域１３０の一部の構造のみを示す）とを含む。本実施例において、１つのピクセルは、４つのサブピクセルを含み、かつ、４つのサブピクセルは、「田」の字形に配置されているが、それに制限されない。赤色フォトレジスト、緑色フォトレジスト、及び青色フォトレジスト、又は、青色フォトレジスト、マゼンタ色フォトレジスト、及び黄色フォトレジストは、それぞれ１つのサブピクセルに対応する。

高反射領域１３０ｂは、カラーフォトレジスト１２０ｂ（即ち、赤色フォトレジスト、緑色フォトレジスト、及び青色フォトレジスト、又は、青色フォトレジスト、マゼンタ色フォトレジスト、及び黄色フォトレジスト）を隔てる第１の領域１３１ｂを含む。本実施例において、第１の領域１３１ｂは、グリッド状になっており、多数のピクセルの複数のカラーフォトレジスト１２０ｂを隔てるために用いられている。本実施例において、第１の領域１３１ｂは、反射材料１４０（例えば比較的高い反射率を有する白色フォトレジスト）により充填されている。また、高反射領域１３０ｂは、さらに複数の第３の領域１３３ｂを含む。第３の領域１３３ｂは、それぞれのカラーフォトレジスト１２０内に位置されている。使用時において、１つの第３の領域１３３ｂは、表示装置の１つのサブピクセル電極の上方に対応して位置される。本実施例において、第３の領域１３３ｂは、円形の領域であるが、それに制限されない。また、高反射領域１３０ｂは、さらに第４の領域１３４を含むことができる。カラーフィルター基板１００ｂが表示層２３０上に配置される時、１つのピクセルの構造で見れば、高反射領域１３０ｂの第４の領域１３４は、カラーフォトレジスト１２０が設けられていないサブピクセル領域に対応して位置されており、また、対応するサブピクセル電極の全体の上方に位置されている。他の実施例において、実際、第４の領域１３４の下方に対応するようにサブピクセル電極又は薄膜トランジスタ等の駆動部品を設ける必要はなく、かつ、上記構成に制限されない。

以上より、第３の領域１３３ｂ及び第４の領域１３４は、反射材料１４０（例えば比較的高い反射率を有する白色フォトレジスト）により充填されている。第３の領域１３３ｂ及び第４の領域１３４が反射材料１４０により充填されているため、光線は、直接に反射材料１４０により反射され、サブピクセル電極にまでは届かない。したがって、光線は、サブピクセル電極に影響を与えないため、表示装置の表示品質の向上に有利である。また、第３の領域１３３ｂ及び第４の領域１３４の反射材料１４０が直接に光線を反射するため、表示装置２００の全体的な反射光強度を増大させることも可能である。

図６を参照されたい。図６は、本発明の第４の実施例のカラーフィルター基板を示す上面概略図である。図６に示すように、本実施例に係るカラーフィルター基板１００ｃは、第３の実施例のカラーフィルター基板１００ｂとほぼ同様であるが、両者の区別は、以下の点にある。即ち、高反射領域１３０ｂに充填されている反射材料１４０ａは、例えば半透明の白色フォトレジストである。高反射領域１３０ｂには反射材料１４０ａが充填されている場合、光線の一部は、反射材料１４０ａを透過するが、それでも一部の光線は反射材料１４０ａにより反射される。このため、全体的な反射率を増大させる目的を達成することができる。これにより、表示装置パネルの全体的な反射光強度を増大させることができる。

また、第２の領域の形状は、制限されない。本発明の第５の実施例及び第６の実施例には、それぞれ他の形状を有する第２の領域の例が挙げられている。図７は、本発明の第５の実施例のカラーフィルター基板を示す上面概略図である。図７に示すように、本実施例に係るカラーフィルター基板１００ｄは、第３の実施例のカラーフィルター基板１００ｂとほぼ同様であるが、両者の区別は、以下の点にある。即ち、高反射領域１３０ｄの第３の領域１３３ｄは、「十」字形を有する領域である。図８は、本発明の第６の実施例のカラーフィルター基板を示す上面概略図である。図８に示すように、本実施例に係るカラーフィルター基板１００ｅは、第３の実施例のカラーフィルター基板１００ｂとほぼ同様であるが、両者の区別は、以下の点にある。即ち、高反射領域１３０ｅの第３の領域１３３ｅは、多数の矩形の領域を組み合わせた領域である。

図９は、本発明の第７の実施例のカラーフィルター基板を示す上面概略図である。図９に示すように、本実施例に係るカラーフィルター基板１００ｆは、第３の実施例のカラーフィルター基板１００ｂとほぼ同様であるが、両者の区別は、以下の点にある。即ち、本実施例において、高反射領域１３０ｂは、中空領域である。即ち、高反射領域１３０ｂには、何らの物質も充填されていない。カラーフィルター基板１００ｆに入射される光線の一部は、直接に高反射領域１３０ｂを透過し、さらに透明基板１１０を透過し、表示パネルまで届き、表示パネルにより反射される。これにより、表示パネルにより反射される全体的な光強度が増大され、全体的な光反射率が増大される。

図３をもう一度参照されたい。上述実施例におけるカラーフィルター基板１００、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆのいずれもカラーフィルター基板１００の代わりに表示装置２００に応用し、表示層２３０上に配置することが可能である。具体的な構成は、上述した構成を参照されたく、ここでは詳しく説明しない。注意されたいのは、上述した実施例は、高反射領域の第１、第２、第３、及び第４の領域が中空であるかどうか、又はそれに充填されている材料を制限しない。他の実施例において、高反射領域の第１、第２、第３、及び第４の領域を中空にしたり、同じ又は異なる反射材料を充填したりすることは任意である。

以上を概括すると、次のとおりである。すなわち、本発明のカラーフィルター基板は、高反射領域を有する。このため、高反射領域に反射材料が充填されている場合、光線は、カラーフィルター基板を透過せずに、直接に反射材料により反射される。これにより、表示パネルの全体的な反射率が増大され、さらに表示パネルの全体的な反射光強度が増大される。高反射領域が中空領域である場合、光線は、カラーフィルターにより複数回吸収されることなく、直接に表示パネルにより入射される。このため、光表示パネルにより反射される全体的な光強度が増大されるため、光表示パネルは、比較的高い光反射率を有する。したがって、このカラーフィルター基板は、表示装置のカラー表示輝度の向上、さらに表示装置の表示品質の向上に有利である。

本発明の好ましい実施例により本発明を以上のように開示したが、本発明は、上記内容により制限されない。当業者は、本発明の主旨及び開示範囲から離れることなく、様々な変更及び置き換えを行うことが可能である。したがって、本発明の保護範囲は、添付されている以下の特許請求の範囲により定義される。

３００ 従来のカラーフィルター基板
３１０ 透明基板
３１１ 赤色フォトレジスト
３１２ 緑色フォトレジスト
３１３ 青色フォトレジスト
３１４ ブラックマトリクス
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆ カラーフィルター基板
１１０ 透明基板
１２０、１２０ｂ カラーフォトレジスト
１３０、１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｄ、１３０ｅ 高反射領域
１３１、１３１ｂ 第１の領域
１３２ 第２の領域
１３３、１３３ｂ、１３３ｄ、１３３ｅ 第３の領域
１３４ 第４の領域
１４０、１４０ａ 反射材料
２００ 表示装置
２１０ 下基板
２２０ 駆動回路層
２２１ 薄膜トランジスタ
２３０ 表示層

Claims (13)

1. 透明基板と、該透明基板に配置されている複数のカラーフォトレジストと、該透明基板に配置されている高反射領域とを含むカラーフィルター基板であって、該高反射領域は、少なくとも第１の領域を含み、且つ、該第１の領域は、いずれか２つの隣接する前記カラーフォトレジストの間に位置して、各該カラーフォトレジストを隔てており、該第１の領域は、反射材料により充填されており、
   前記透明基板には複数の矩形領域が設けられ、前記カラーフォトレジストらがそれぞれ前記矩形領域に配置され、
   前記高反射領域は、さらに複数の第２の領域を含み、前記複数の第２の領域は、それぞれの矩形領域内に位置し、
   前記複数の第２の領域には、光線を反射するための反射材料が充填されていることを特徴とするカラーフィルター基板。
2. 該反射材料は、白色フォトレジストであることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルター基板。
3. 該反射材料は、半透明の白色フォトレジストであることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルター基板。
4. 該カラーフォトレジストは、複数の赤色フォトレジストと、複数の緑色フォトレジストと、複数の青色フォトレジストとからなるか、又は複数の青色フォトレジストと、複数のマゼンタ色フォトレジストと、複数の黄色フォトレジストとからなることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルター基板。
5. 下基板と、該下基板に配置されている駆動回路層と、該駆動回路層に配置されている表示層と、該表示層に配置されているカラーフィルター基板とを含む表示装置であって、該カラーフィルター基板は、上基板と、該上基板と該表示層との間に配置されている複数のカラーフォトレジストと、該上基板と該表示層との間に配置されている高反射領域とを含み、該高反射領域は、少なくとも第１の領域を含み、且つ、該第１の領域は、いずれか２つの隣接する前記カラーフォトレジストの間に位置して、各該カラーフォトレジストを隔てており、該第１の領域は、反射材料により充填されており、該駆動回路層は、複数の薄膜トランジスタを含み、該高反射領域は、さらに複数の第２の領域を含み、且つ、各該第２の領域は、光線を反射するように該薄膜トランジスタの上方に対応して位置されていることを特徴とする表示装置。
6. 該反射材料は、白色フォトレジストであることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
7. 該反射材料は、半透明の白色フォトレジストであることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
8. 該カラーフォトレジストは、複数の赤色フォトレジストと、複数の緑色フォトレジストと、複数の青色フォトレジストとからなるか、又は、複数の青色フォトレジストと、複数のマゼンタ色フォトレジストと、複数の黄色フォトレジストとからなることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
9. 該表示層は、電気泳動表示層であることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
10. 該電気泳動表示層は、マイクロカプセル型電気泳動表示層、ミクロカップ型電気泳動表示層、又はチャネル式電気泳動表示層であることを特徴とする請求項9に記載の表示装置。
11. 該駆動回路層は、アクティブマトリックス駆動回路層又はパッシブマトリクス駆動回路層であることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
12. 該表示層は、液晶表示層であることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
13. 該高反射領域は、さらに複数の第３の領域を含み、且つ、各該第３の領域は、該駆動回路層の複数のサブピクセル電極の上方に対応して位置されていることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。