CN103261953A - 斜向电场液晶显示装置用滤色器基板及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了能够实现进行灰度显示的通常显示和明亮的动态显示、透射显示或反射显示的斜向电场液晶显示装置用滤色器基板。该斜向电场液晶显示装置用滤色器基板的特征在于,其具备:透明基板,形成于该透明基板上的透明导电膜,形成于该透明导电膜上的、具有多个多边形像素形状的开口部的黑色矩阵,形成于该黑色矩阵的开口部的中央的第2透明树脂层,形成于该透明导电膜上的着色层,以及形成于该着色层上的第1透明树脂层。

Description

斜向电场液晶显示装置用滤色器基板及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示装置用滤色器基板及具备该滤色器基板的液晶显示装置。本发明特别是涉及对于斜向电场所引起的液晶的驱动最适合的滤色器基板、及具备该滤色器基板的液晶显示装置,所述斜向电场通过在配设于滤色器基板上的透明导电膜即第3电极、与设置在阵列基板侧的第1及第2电极之间施加电压而产生。
背景技术
近年来,要求液晶显示器等薄型显示装置的进一步高图像质量化、低价格化及省电化。对于液晶显示装置用的滤色器,逐渐出现配合充分的色纯度和高对比度、平坦性等更高图像质量显示的要求。
在高图像质量液晶显示器中,提出了VA(Vertically Alignment,垂直取向)、HAN(Hybrid-aligned Nematic,混合取向向列)、TN(Twisted Nematic,扭曲向列)、OCB(Optically Compensated Bend,光学补偿弯曲)、CPA(Continuous Pinwheel Alignment,连续焰火状取向)等液晶的取向方式或液晶驱动方式,由此,广视角且高速响应的显示器得到实际应用。
在使液晶分子与由玻璃等形成的基板面平行地取向的广视角且易对应高速响应的VA方式、或对广视角有效的HAN方式等的液晶显示装置中,对于滤色器的平坦性(膜厚的均匀性或滤色器表面的凹凸的减少)和介电常数等电特性,要求更高的水平。在这样的高图像质量液晶显示器中,为了降低斜方向的视觉辨认中的着色,减薄液晶单元厚(液晶层的厚度)的技术成为主要的课题。作为这样的技术,在VA方式中,进行了MVA(Multi-Domain Vertically Alignment,多区域垂直取向)、PVA(PatternedVertically Alignment,图案化垂直取向)、VAECB(Vertically AlignmentElectrically Controlled Birefringence,垂直取向电控双折射)、VAHAN(Vertical Alignment Hybrid-aligned Nematic,垂直取向混合取向向列)、VATN(Vertically Alignment Twisted Nematic,垂直取向扭曲向列)等各种改良模式的开发。
此外,在VA方式等沿液晶的厚度方向施加驱动电压的纵向电场方式的液晶显示装置中,更高速的液晶响应、广视角技术、更高的透射率成为主要的课题。MVA技术是下述技术:为了消除施加液晶驱动的电压时液晶分子不稳定地垂直取向(在初始相对于基板表面以垂直取向的液晶在电压施加时所倾倒的方向难以确定)的问题,通过设置多个称为肋条或狭缝的液晶取向控制用构造物,并在这些肋条间形成液晶畴的同时形成多个取向方向的畴,由此确保广视角。在日本专利第2947350号公报中,公开了使用第1及第2取向控制构造物(肋条)形成液晶畴的技术。
当液晶具有负的介电常数各向异性时,具体而言,位于形成于滤色器等上的2个树脂制的肋条间的液晶分子在施加驱动电压时,例如在俯视下,向与该肋条垂直的方向倾倒,与基板面平行地取向。但是,2个肋条间的中央的液晶分子即使施加电压倾倒方向也无法唯一地确定,有时采取扩散取向(splay alignment)或弯曲取向。这样的液晶的取向混乱与显示的颗粒性(graininess)或显示不均有关。此外,在为MVA方式的情况下,也包含上述问题,难以用驱动电压来微细地控制液晶分子的倾倒量,在中间色调显示上有难点。
为了解决这样的问题,采用滤色器基板侧的透明导电膜(透明电极、显示电极或第3电极)和阵列基板侧的第1及第2电极,通过对这些电极施加电压而产生斜向电场从而控制垂直取向的液晶的技术在日本专利第2859093号公报及日本专利第4459338号公报中有公开。在日本专利第2859093号公报中,使用具有负的介电常数各向异性的液晶,在日本专利第4459338号公报中,记载了具有正的介电常数各向异性的液晶。
如日本专利第2859093号公报和日本专利第4459338号公报中所示的那样,使用第1、第2及第3电极,通过斜向电场控制液晶取向的方法非常有效。通过斜向电场,能够设定液晶的倾倒方向。此外,通过斜向电场容易控制液晶的倾倒量,在中间色调显示上展现出较大的效果。
但是,在这些技术中,液晶的向错(disclination)对策不充分。所谓向错是指因非预期液晶的取向混乱或未取向而在像素(像素是液晶显示的最小单位,与本说明书中记载的矩形像素同义)内产生光的透射率不同的区域的问题。
在日本专利第2859093号公报中,记载了伴随ECB(电压控制双折射)方式的画面颗粒性得到改善的液晶显示装置。在该日本专利第2859093号公报中记载的液晶显示装置中,为了像素中央的向错固定化,在对置电极(第3电极)的像素中央设置没有透明导电膜的取向控制窗。但是,并未公开像素周边的向错的改善对策。此外,像素中央的向错的固定化虽然能够实现,但显示电极中央的液晶的倾倒也不充分,难以期待高透射率。进而,关于液晶的响应性的改善技术也没有记载,也没有关于滤色器技术的公开。
在日本专利第4459338号公报中,对应于在透明导电膜(透明电极)上层叠的介电体层的量,斜向电场的效果增长,因而优选。但是,如日本专利第4459338号公报的图7所示的那样,施加电压后在像素中央及像素端部仍残留垂直取向的液晶,具有与透射率或开口率的降低相关的问题。此外,在使用具有正的介电常数各向异性的液晶时(日本专利第4459338号公报中,关于具有负的介电常数各向异性的液晶没有公开),由于像素中央部的液晶的控制不充分,所以难以提高透射率。因此,成为难以在半透射型液晶显示装置中采用的技术。
通常,VA方式或TN方式等的液晶显示装置的基本构成是通过具备共用电极的滤色器基板、和具备驱动液晶的多个像素电极(例如,与TFT元件电连接,形成为梳齿状图案状的透明电极)的阵列基板来夹持液晶的构成。在该构成中,在滤色器上的共用电极与形成在阵列基板侧的像素电极之间施加驱动电压而驱动液晶。作为像素电极或滤色器表面的共用电极的透明导电膜,通常使用ITO(Indium Tin Oxide,铟锡氧化物)、IZO(IndiumZinc Oxide,铟锌氧化物)、IGZO(Indium Garium Zinc Oxide,铟镓锌氧化物)等导电性的金属氧化物的薄膜。
在日本特公平5-26161号公报的图2中公开了在透明导电膜上形成了蓝色像素、绿色像素及红色像素的滤色器的构成。此外,虽然是使用多个条状电极和具有正的介电常数各向异性的液晶的技术,但在透明电极(透明导电膜)上形成滤色器的技术记载于上述的日本专利第4459338号公报(例如该文献的图7、图9)中。
此外,作为为了以更高图像质量得到动态显示而使辉度或亮度提高、或扩大色度范围的技术,在日本特开2010-9064号公报、日本专利第4460849号公报、及日本特开2005-352451号公报中公开了除了红色像素、绿色像素、及蓝色像素以外还加入黄色像素或白色像素而制成4色显示的技术。
但是,这些技术需要在现有的红色像素、绿色像素、及蓝色像素之外设置所谓黄色或白色的另外的像素,还需要1个用于驱动其的有源元件(TFT)或用于形成滤色器的着色层,从而免不了因为工序增加而导致成本增加。此外,在黄色或强度明亮的白色显示为不需要的灰度显示范围内,需要抑制白色像素或黄色像素的显示、或设定为非点灯,从而有难以使实效的辉度提高的问题。此外,为了取得白平衡,需要调整背光源的色温度或不同颜色的像素面积。而且在反射型显示中,均有成为偏黄色被突出了的显示(为了抑制偏黄色,需要例如在日本特开2005-352451号公报中公开的特殊的蓝色滤色器)的问题。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的目的在于,提供兼顾了灰度显示和响应性的改善、进而能够进行高辉度显示(以下称为“动态显示”)、或者能够进行半透射显示的斜向电场液晶显示装置用滤色器基板、及具备该滤色器基板的斜向电场液晶显示装置。
用于解决问题的方法
根据本发明的第1方案,提供一种斜向电场液晶显示装置用滤色器基板,其特征在于,其具备:透明基板,形成于该透明基板上的、具有相向的边平行的多边形的开口部的黑色矩阵,配设在该黑色矩阵上及所述开口部内的透明基板上的透明导电膜,配设在该透明导电膜上且包含所述开口部内的分别区分成2个透射率不同的区域的区域的、多种颜色的相向的边平行的多边形的着色像素,及按照覆盖该着色像素的方式配设的第1透明树脂层。
根据本发明的第2方案,提供一种斜向电场液晶显示装置用滤色器基板,其特征在于,其具备:透明基板,形成于该透明基板上的透明导电膜,配设在该透明导电膜上的、具有相向的平行的多边形的开口部的黑色矩阵,配设在该黑色矩阵上及所述开口部内的透明导电膜上且包含所述开口部内的分别区分成2个透射率不同的区域的区域的、多种颜色的相向的边平行的多边形的着色像素,及按照覆盖该着色像素的方式配设的第1透明树脂层;所述黑色矩阵由具有相对介电常数比所述着色像素的相对介电常数高的材料形成。
根据本发明的第3方案,提供一种斜向电场液晶显示装置用滤色器基板,其特征在于,其具备:透明基板,形成于该透明基板上的透明导电膜,配设在该透明导电膜上的、具有相向的平行的多边形的开口部的黑色矩阵,及配设在该黑色矩阵上及所述开口部内的透明导电膜上且多种颜色的相向的边平行的多边形的着色像素;所述透明导电膜在所述开口部的中央部具有与所述开口部的长度方向的边平行的线状的狭缝。
根据本发明的第4方案,提供一种斜向电场液晶显示装置用滤色器基板,其特征在于,其具备:透明基板,形成于该透明基板上的、具有相向的边平行的多边形的开口部的黑色矩阵,配设在该黑色矩阵上及所述开口部内的透明基板上的透明导电膜,及配设在该透明导电膜上且多种颜色的相向的边平行的多边形的着色像素;所述透明导电膜在所述开口部的中央部具有与所述开口部的长度方向的边平行的线状的狭缝。
根据本发明的第5方案,提供一种斜向电场液晶显示装置,其特征在于,其具备:上述的本发明的第1~第4中的任一形态所述的滤色器基板,与所述滤色器基板相向地配置的、以矩阵状配设有驱动液晶的元件的阵列基板,及夹在所述滤色器基板与阵列基板之间的液晶层;所述阵列基板在俯视下与所述滤色器基板的着色像素分别对应地具备为了驱动液晶而施加不同电位的第1电极及第2电极。
根据本发明的第6方案,提供一种斜向电场液晶显示装置,其特征在于,其具备滤色器基板、与所述滤色器基板相向地配置的阵列基板、及夹在所述滤色器基板与阵列基板之间的液晶层;其中,所述滤色器基板具备:透明基板,形成于该透明基板上的、具有相向的边平行的多边形的开口部的黑色矩阵,及配设在该黑色矩阵上及所述开口部内的透明基板上的透明导电膜,及形成于该透明导电膜上的、多种颜色的相向的边平行的多边形的着色像素,其中,所述透明导电膜在所述开口部的中央部具有与所述开口部的长度方向的边平行的线状的狭缝;所述阵列基板具备:与驱动液晶的有源元件连接的梳齿状图案的第1电极、隔着绝缘层配设并在俯视下为在远离将开口部分成2部分的中心的方向上从所述第1电极的端部露出的梳齿状图案的第2电极。
根据本发明的第7方案,提供一种斜向电场液晶显示装置,其特征在于,其具备滤色器基板、与所述滤色器基板相向地配置的阵列基板、及夹在所述滤色器基板与阵列基板之间的液晶层;其中,所述滤色器基板具备:透明基板,形成于该透明基板上的透明导电膜,配设在该透明导电膜上的、具有相向的边平行的多边形的开口部的黑色矩阵,及配设在该黑色矩阵上及所述开口部内的透明导电膜上的、多种颜色的相向的边平行的多边形的着色像素,其中,所述透明导电膜在所述开口部的中央部具有与所述开口部的长度方向的边平行的线状的狭缝;所述阵列基板具备与驱动液晶的有源元件连接的梳齿状图案的第1电极、隔着绝缘层配设并在俯视下为在远离将开口部分成2部分的中心的方向上从所述第1电极的端部露出的梳齿状图案的第2电极。
根据本发明的第8方案,提供一种斜向电场液晶显示装置,其特征在于,其具备阵列基板、与所述阵列基板相向地配置的滤色器基板、及夹在所述阵列基板与滤色器基板之间的液晶层;其中,所述阵列基板具备与驱动液晶的有源元件连接的梳齿状图案的第1电极、隔着绝缘层配设并在俯视下为在远离将开口部分成2部分的中心的方向上从所述第1电极的端部露出的梳齿状图案的第2电极;所述滤色器基板具备:透明基板,形成于该透明基板上的透明导电膜,配设在该透明导电膜上的、具有相向的边平行的多边形的开口部的黑色矩阵,配设在该黑色矩阵上及所述开口部内的透明导电膜上的、多种颜色的相向的边平行的多边形的着色像素,按照覆盖该着色像素的方式配设的第1透明树脂层,及在该第1透明树脂层上从像素的中心对称地、并且在俯视下最接近像素中心的所述第2电极的内侧与所述第2电极的梳齿状图案平行地配置的由透明导电膜构成的1组线状导体。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式所述的滤色器基板的截面图。
图2是表示本发明的第1实施方式所述的滤色器基板的截面图。
图3是表示本发明的第1实施方式所述的滤色器基板的截面图。
图4是表示本发明的第1实施方式所述的滤色器基板的截面图。
图5是表示本发明的第1实施方式所述的滤色器基板的截面图。
图6是说明本发明的第2实施方式所述的液晶显示装置的、液晶的动作的图。
图7是说明本发明的第2实施方式所述的液晶显示装置的、液晶的动作的图。
图8是说明本发明的第2实施方式所述的液晶显示装置的、液晶的动作的图。
图9是说明本发明的第2实施方式所述的液晶显示装置的、液晶的动作的图。
图10是具备本发明的第1实施方式所述的滤色器基板的液晶显示装置的截面图。
图11是本发明的第3实施方式所述的液晶显示装置的截面图。
图12是本发明的第4实施方式所述的液晶显示装置的截面图。
图13是本发明的第4实施方式所述的液晶显示装置的截面图。
图14是本发明的第4实施方式所述的液晶显示装置的截面图。
图15是本发明的第4实施方式所述的液晶显示装置的截面图。
图16是本发明的第4实施方式所述的液晶显示装置的截面图。
图17是本发明的第4实施方式所述的液晶显示装置的截面图。
图18是本发明的第5实施方式所述的液晶显示装置的截面图。
图19是本发明的第5实施方式所述的液晶显示装置的截面图。
图20A是表示可适用于本发明的实施方式的第1电极的俯视下的图案形状的例子的图。
图20B是表示可适用于本发明的实施方式的第1电极的俯视下的图案形状的例子的图。
图21A是表示可适用于本发明的实施方式的第1电极的俯视下的图案形状的例子的图。
图21B是表示可适用于本发明的实施方式的第1电极的俯视下的图案形状的例子的图。
图22A是表示可适用于本发明的实施方式的第1电极的俯视下的图案形状的例子的图。
图22B是表示可适用于本发明的实施方式的第1电极及第2电极的俯视下的图案形状的一部分的图。
图23A是表示像素开口部为平行四边形时的像素排列的图。
图23B是表示像素开口部为平行四边形时的第1电极的图案形状的图。
图23C是表示像素开口部为平行四边形时的第1电极的图案形状的图。
图24是表示使用了反射偏振片的半透射型液晶显示装置的图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行说明。
本发明的第1实施方式所述的斜向电场液晶显示装置用滤色器基板的特征在于,其具备:透明基板,形成于该透明基板上的、具有相向的边平行的多边形的开口部的黑色矩阵,配设在该黑色矩阵上及所述开口部内的透明基板上的透明导电膜,配设在该透明导电膜上的、多种颜色的相向的边平行的多边形的着色像素,及按照覆盖该着色像素的方式配设的第1透明树脂层;所述着色像素包含所述开口部内的分别区分成2个透射率不同的区域的区域。
这2个透射率不同的区域可通过形成于透明导电膜上的像素区域的中央部的透明树脂层(第2透明树脂层)和/或形成于透明导电膜的像素区域的中央部的狭缝来区分。
在2个透射率不同的区域通过形成于透明导电膜上的像素区域的中央部的透明树脂层(第2透明树脂层)来区分的情况下,2个透射率不同的区域在开口部内的透明导电膜上,区分成贯通开口部的中心部的带状的覆盖第2透明树脂层的薄的着色层的区域、和除其以外的着色层的区域。这种情况下,第2透明树脂层能够形成贯通所述多边形的开口部的中央、并且与该多边形的一边平行地配设的构成。此外,可以将第2透明树脂层的相对介电常数设定为比所述着色层的相对介电常数低。
在以上的本发明的第1实施方式所述的斜向电场液晶显示装置用滤色器基板中,可以将多边形的开口部设定为俯视下为长方形。此外,可形成下述构成:将多边形的开口部设定为具有长边和短边的四边形,并且,在长边方向的中央附近在俯视下弯折成“く字”状。此外,能够将多边形的开口部设定为俯视下为平行四边形,并且同一颜色的着色像素的像素数的各1/2形成2种不同的倾斜角度的平行四边形。
多种颜色的着色像素可以由红色像素、绿色像素及蓝色像素这3色构成,在驱动液晶的频率下测定的所述着色像素的各相对介电常数在2.9到4.4的范围内,并且相对于所述红色像素、绿色像素及蓝色像素的平均相对介电常数,各着色像素的相对介电常数设定为±0.3的范围内。
此外,多种颜色的着色像素可以由红色像素、绿色像素及蓝色像素这3色构成,在驱动液晶的频率下测定的、所述着色像素的各相对介电常数的大小设定为红色像素>绿色像素>蓝色像素的关系。
可以将绿色像素的主要色剂设定为卤化锌酞菁颜料。
图1是表示本发明的第1实施方式所述的滤色器基板的截面图。图1中,在透明基板10a上形成具有区分规定的像素区域的开口部的作为遮光层的黑色矩阵5,在包含该黑色矩阵5的透明基板10a上形成透明导电膜3。在该透明导电膜3上的像素区域的中央,沿黑色矩阵5的开口部的长度方向形成第2透明树脂层8。
在各像素区域中形成由绿色像素14、红色像素15及蓝色像素16构成的着色层,在它们之上形成第1透明树脂层7,构成滤色器基板10。另外,参照符号6表示着色层的重叠部。
在可以作为共用电极使用的透明导电膜3上层叠着色像素的构成具有下述效果:在透明电极3、与后述的阵列基板的梳齿状的作为像素电极的第1电极之间形成电场时,能够使等电位线沿着色像素的厚度方向扩大。通过扩大等电位线,能够提高液晶显示装置的透射率。
一个像素区域的开口部可以如图1所示那样,分成相同透射率的区域即区域A61、区域A’63、和不同透射率的区域即区域B62。作为使透射率不同的手段,可列举出在该2种透射率不同的区域中改变作为色材的有机颜料的浓度、或者如区域B62中那样用透明树脂层8置换着色像素的一部分。此外,例如,也可以是在着色像素的相当于区域B62的部分中预先设置凹部,并用透明树脂填埋其中,进行平坦化的方法。该2种透射率不同的区域优选例如以±0.3μm以内的膜厚差进行平坦化。
着色层重叠部6的距离像素区域表面的高度H优选为影响后述的液晶的取向(液晶的倾斜)控制的高度即0.5μm到2μm的范围内。
图2是图1所示的滤色器基板10的第1变形例,表示在黑色矩阵5的形成前在透明基板10a上形成透明导电膜3,在透明导电膜3上设置黑色矩阵5的例子。图3是图1所示的滤色器基板10的第2变形例,表示在图2所示的滤色器基板10中,没有形成第2透明树脂层8,在透明导电膜3上形成狭缝18的例子。图4是图1所示的滤色器基板10的第3变形例,表示在图1所示的滤色器基板10中,没有形成第2透明树脂层8,在透明导电膜3上形成狭缝18的例子。图5是图1所示的滤色器基板10的另外一个变形例,表示在图1所示的滤色器基板10中,形成第2透明树脂层8以及狭缝18的例子。
本发明的第2实施方式涉及采用初始取向为垂直取向的液晶,以常态黑显示的液晶显示装置作为主要对象,并且以使上述的本发明的第1实施方式所述的滤色器基板、和形成有TFT等液晶驱动元件的阵列基板相向、并在它们中间夹持液晶层的形式贴合而构成的斜向电场液晶显示装置。因此,本实施方式所述的技术能够适用于使用初始取向为垂直取向、当施加电压时沿基板面方向倾倒的液晶的液晶显示装置。此外,本实施方式中,充分利用了斜向电场,该斜向电场是在相对于设置在阵列基板侧的作为像素电极的第1电极、及电位与该第1电极不同的第2电极,将作为第3电极的透明导电膜配设在滤色器基板上而得到的电极构成中产生的。
在这样的斜向电场液晶显示装置中,当在所述第1电极、与所述第2电极及所述作为透明导电膜的第3电极之间施加驱动电压时,对应于所述开口部的液晶的区域中的液晶分子按照贯通所述开口部的中心、并在俯视下关于分成2部分的直线沿线对称即相反方向倾倒的方式进行动作。
第1电极及第2电极可以制成梳齿状等线状的图案的形状。这些第1电极和第2电极的图案的长度方向也可以在黑色矩阵的多边形的开口部中形成的一个像素内分成2个、或4个以上的方向。
如适用本实施方式的图6或图14的液晶显示装置的示意截面图所示的那样,可以使第2电极的线状图案从第1电极的线状图案在宽度方向上露出。在后面详述,露出部2a具有设定向液晶17施加驱动电压后的液晶的倾倒方向(液晶显示时的取向方向)的作用。靠近滤色器基板侧的表面的液晶通过从第1电极向作为透明导电膜的第3电极的方向的斜向电场起作用。通过使由该斜向电场产生的液晶的倾倒方向与所述的露出部2a的方向一致,能够使像素内的一个液晶畴的液晶分子沿同一方向以高速倾倒。通过在一个像素内形成2个、或4个以上的该液晶畴,能够确保广视野。
也可以由硅形成液晶显示装置的TFT,但通过由例如氧化物半导体来形成,能够提高像素的开口率。氧化物半导体TFT的代表性沟道材料中,可例示出称为IGZO的铟、镓、锌的复合金属氧化物。
另外,本实施方式中能够适用的液晶中,可以适宜适用介电常数各向异性为负的液晶且初始取向为垂直的液晶。这种情况下,虽然使用垂直取向膜,但通过本实施方式所述的技术,可以省略光取向或摩擦等取向处理。在后面叙述,但本实施方式中,不需要在以往的VA(垂直取向)中必要的89度等严格的倾角控制,可以使用90度的初始垂直取向的液晶。此外,在初始垂直取向的情况下,与初始水平取向的液晶显示装置不同,贴附在液晶显示装置的两面或单面的偏振片或相位差片的光轴一致不严格。在初始垂直取向的情况下,无施加电压时的延迟值为0nm,例如即使存在一些与偏振片的慢轴的偏离也不易发生漏光,能够得到几乎完全的黑显示。对于初始水平取向的液晶而言,若存在与偏振片光轴的数度偏离则发生漏光,从液晶显示装置对比度的观点考虑是不利的。
在本发明的第2实施方式所述的液晶显示装置中,参照图6、图7、图8及图9来说明滤色器基板上的液晶分子、及与滤色器基板相向地配置的阵列基板上的液晶分子的动作。
图6是本发明的第2实施方式所述的液晶显示装置的示意截面图。作为滤色器基板10,使用图5所示的基板。图7是图6的部分放大图。
如图7所示那样,表示初始垂直取向的液晶除黑色矩阵5和着色层重叠部6的肩部附近的液晶分子17a以外,在滤色器基板10表面及阵列基板20表面垂直地取向(液晶分子17b-17f)。液晶分子17a在着色层重叠部6的肩部的初始取向状态下倾斜地取向。
如图8所示那样,若对作为像素电极的第1电极1施加电压,则着色重叠部6的肩部附近的液晶分子17a开始向箭头方向倾倒,以变得与从第1电极1朝向作为共用电极的第3电极23的方向的电力线30a垂直。着色重叠部6的第3电极3形成于黑色矩阵5上的部分,对靠近第1电极1的液晶分子17a施加比其它的液晶分子17d、17e、17f更强的实效电压。此外,滤色器基板10的表面附近的其它的液晶分子将液晶分子17a的倾倒沿面方向传递而逐渐向基板面的水平方向倾倒。进而,从像素中央的第1电极1远离的液晶分子17e、17f同样地倾倒以变得与从第1电极1起的电力线30e、30f的方向垂直。然而,液晶分子17e、17f位于稍稍远离第1电极1的位置,与该距离对应地倾斜的角度变小。图9将液晶分子的最终的取向状态示于图9中。图中,符号2c表示位于黑色矩阵5的下方的第2电极(共用电极)。另外,在第3电极上形成黑色矩阵5的构成中,通过将黑色矩阵基材设定为高介电常数材料,能够使着色重叠部6的肩部附近的液晶分子17a处于强电场中。
另一方面,与阵列基板20侧接触的液晶分子,作为像素电极的第1电极1和作为共用电极的第2电极2的附近、特别是第2电极2的露出部上的液晶分子17g、17h在刚施加电压后瞬时地大大倾倒,以变得与电力线30g、30h垂直。液晶分子17g、17h的动作迅速的理由是由于,第1电极1与第2电极2的距离非常靠近,所以这些液晶分子被置于最强的电场中。以液晶分子17g、17h的动作作为触发,与肩部附近的液晶分子17a等的动作几乎同步地像素(严格来说为一个液晶畴)内的液晶向同一方向一齐倾倒。但是,如上所述那样,第3电极3上的液晶、并且远离第1电极1的位置的液晶分子的倾斜角变小。
另外,为了容易地对露出部上的液晶分子的倾倒赋予方向,也可以追加在第1电极的端部赋予锥形、将第1电极的膜厚增厚、对第1电极下部的绝缘层的部分进行蚀刻而将绝缘层减薄等加工。
向液晶施加驱动电压后,通过如图6所示那样从像素中心对称地配设的第1电极1、第2电极2、第3电极3,如图8所示那样,液晶17对称地倾倒。利用该对称性能够扩大液晶显示时的视角。
在图6所示的通常显示区域中,根据在第1电极、与第2电极及第3电极之间施加的电压的高低而进行灰度显示。在动态显示区域中,利用比通常显示区域高的电压开始光透射。图8中,通过将光透射第2透明树脂层8上的薄的着色层的部分19,能够进行更明亮的显示。即,通过将在第1电极、与第2电极及第3电极之间施加的驱动电压设定为更高的电压,能够进行明亮的动态显示。
另外,在一个像素上配设2个有源元件(TFT元件),例如,通过用1个TFT元件另外驱动图9所示的靠近动态显示区域的内侧的1组第1电极,能够独立地调整动态显示的亮度。
图10表示使用了图1所示的滤色器基板10的液晶显示装置的示意截面图。该液晶显示装置的液晶分子的动作也与以上说明的液晶显示装置同样。
将作为本发明的第3实施方式的半透射型的液晶显示装置的示意截面图示于图11中。图11所示的液晶显示装置的阵列基板30在像素中央具备由铝合金薄膜形成的光的反射膜21。光反射膜电独立。
透射区域中的液晶显示与上述的图6、图7所示的通常显示区域相同,是利用透射的通常的灰度显示区域。在反射区域中,通过调整该区域的液晶分子的倾斜,将其延迟值(Δnd)设定为透射区域的延迟值的约一半,能够进行利用了外界光的反射显示。反射区域中的液晶28由于处于远离第1电极1的位置,从而伴随施加电压变化而产生的液晶分子的取向变化变得缓和。利用液晶分子的取向变化与急剧的透射显示区域的差异,能够使透射光与反射光的施加电压依赖性为相似形。因此,对于反射显示和透射显示,能够在同一驱动条件下,得到高对比度、并且没有灰度反转的良好的液晶显示。本实施方式中,可以不需要反射区域中所需的液晶的单元厚度调整层(相对于透射区域的液晶的厚度设定为1/2的厚度调整层)。
接着,对于本发明的第4实施方式所述的液晶显示装置的滤色器基板的透明导电膜中形成的狭缝(没有形成透明导电膜的细线状的开口部)的作用,参照图12、图13、图14、图15及图16进行说明。图14至图16是图11的部分放大图,是滤色器基板40上、和阵列基板50上的各液晶的动作说明图。
图12及图13是本发明的第4实施方式所述的液晶显示装置的示意截面图。露出电极构成的第1电极1和第2电极2从像素中心对称地配设。在滤色器基板40的像素中央在与纸面垂直的方向上形成没有形成透明导电膜的狭缝18。
通过图14及图15,对滤色器基板面附近的液晶17的取向及操作进行说明。如图14所示那样,在无施加电压时液晶17除液晶分子17a以外与滤色器基板10面垂直取向。如图15所示那样,若在第1电极1及第3电极3间施加电压,则着色层重叠部6的肩部附近的液晶分子17a向箭头方向开始倾倒,以变得与电力线41a垂直。像素中央的狭缝18附近的液晶17f向箭头方向开始倾倒,以变得与电力线41f垂直。以这些液晶作为触发,滤色器基板面侧的液晶变得从像素中心分别向相反的对称的方向倾倒。
通过图16及图17,对阵列基板面附近的液晶17的取向及操作进行说明。图16表示初始垂直取向的液晶。图17表示在施加电压后,在第1电极1和第2电极的露出部2a上开始倾倒的液晶分子17g、17h、17i。在阵列基板侧,以这些液晶作为触发,一齐从像素中心分别向相反的对称的方向倾倒。
图18及图19是说明使用了在第1透明树脂层7的、像素中心附近配设了1组线状导体4的滤色器基板60的本发明的第5实施方式所述的液晶显示装置的部分放大图。图19中表示施加电压后的液晶分子的动作。像素中心附近的液晶分子17f比所述的图17中的液晶分子17f更迅速地大大地向箭头方向倾斜。这是由于,与第3电极相同共用电位的线状导体4形成于更靠近第1电极1的位置,所以图19所示的液晶分子17f被置于更高的电场中,因此响应变快。另外,在图18及图19中,在作为第3电极的透明导电膜3中形成了狭缝,但也可以没有形成狭缝。另外,在所述的实施方式中,第1电极与第2电极的重叠部2b可以作为辅助容量使用。
在此,对本说明书中的技术用语简单地进行说明。
所谓黑色矩阵是指,为了使液晶显示的对比度提升而配设在显示的最小单位即像元的周围、或像元的两边的遮光性的图案。所谓遮光层是指,使遮光性的颜料分散在透明树脂中而形成的遮光性的涂膜,一般通过赋予感光性、利用包括曝光、显影在内的光刻方法形成图案来获得。
所谓着色层是指,将有机颜料分散到透明树脂中而形成的着色组合物的涂膜。将着色层以公知的光刻的方法按照与黑色矩阵的一部分重叠的方式形成的图案称为着色像素。着色像素实效的大小与黑色矩阵的开口部大致相同。
相对的边为平行的多边形可以使用例如长方形等四边形、平行四边形、六边形、如图20B所示的在像素的中央曲折的多边形等。
本实施方式中,可以使用介电常数各向异性为负的液晶。例如,作为介电常数各向异性为负的液晶,可以使用在室温附近双折射率为0.1左右的向列液晶。液晶层的厚度没有必要特别限定,但本实施方式中能够实效使用的液晶层的Δnd在透射显示区域或透射显示中大约为250nm至500nm的范围。可以调整所述的反射显示区域中的液晶分子的倾斜,将半反射部的液晶层的Δnd的平均设定为1/2的125nm至250nm。
在以下详述的本发明的实施例中,作为液晶材料,可以使用在分子构造内具有氟原子的液晶材料(以下,记载为氟系液晶)。
此外,在施加液晶驱动的电压时,强电场实质上发生在第1电极和第2电极的露出部,因此使用介电常数比以往的用于垂直取向的液晶材料更低(介电常数各向异性小)的液晶材料,可以进行液晶驱动。通常,介电常数各向异性小的液晶材料其粘度低,在施加同等程度的电场强度时,可得到高速响应。此外,就氟系液晶而言,由于介电常数低,所以离子性杂质的摄入也少,由杂质导致的电压保持率降低等性能的劣化也小,不易产生显示不均。
本发明也可以适用水平取向的液晶。在初始水平取向的液晶的情况下,通过施加驱动电压液晶从基板面在垂直方向上立起,使得光发生透射。本发明中,介电常数各向异性为正,适用初始水平取向液晶在技术上也是可能的。但是,为了确保初始水平取向,为了唯一地确定液晶的取向方向,需要对取向膜进行摩擦等取向处理。在初始取向为垂直的液晶的情况下,可以省略摩擦处理或光取向处理。从该观点出发,本发明中,优选适用垂直取向的液晶。
本实施方式所述的液晶显示装置的阵列基板侧的第1电极1及第2电极2的材料可以使用上述的ITO等导电性的金属氧化物。或者,可以采用导电性比金属氧化物高的金属。进而,在反射型或半透射型的液晶显示装置的情况下,第1电极1及第2电极2中的任一者也可以使用铝、铝合金的薄膜。
如图6等所示那样,第1电极1、第2电极2、及有源元件的金属配线等其间隔着氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)等绝缘层22而形成。绝缘层22的膜厚因液晶的驱动条件而异,所以没有特别规定,例如可以从100nm至600nm的范围选择。图7中,TFT元件或与TFT元件连接的金属配线省略图示。
另外,利用具有与导电性金属氧化物即ITO的低接触性的铝合金的单层来分别形成栅极配线及源极配线的技术公开在例如日本特开2009-105424号公报中。另外,在第1电极上进一步层叠绝缘层具有液晶驱动时的液晶的烧结(电荷的偏移或蓄积产生影响)的缓和效果,是优选的。此外,也可以用铝合金的薄膜等如图11所示那样配设光的反射膜。反射膜可以电独立,也可以除了形成与第1电极连接的有源元件外,另外形成与反射膜连接的有源元件而施加不同的电压。
梳齿状的电极图案可以将2根以上的2μm至20μm宽的线状导体电连接,其连接部分可以是单侧或两侧中的任一者。梳齿状图案的间隔可以在大约3μm至100μm的范围内根据液晶单元条件、液晶材料选择。梳齿状图案的形成密度或间距、电极宽度在一个像素内可以变更地形成。
第2电极2例如可以如图6等所示那样在第1电极1的电极宽度的一个方向上露出而形成。露出方向关于像素中心成为线对称或点对称。露出量能够以使用的液晶材料或驱动条件、液晶单元厚度等量纲进行各种调整。露出部分即使是1μm至5μm小的量也足够。重叠部分可以作为与液晶驱动有关的辅助容量使用。
另外,第2电极2的露出(以下,有时将第1电极1和第2电极2的露出构成简称为露出电极构成)的方向优选为关于矩形像素中央成点对称或线对称、且为相反的方向。此外,在俯视下,优选为在与朝向第2透明树脂层8的方向相反的方向上露出的图案。
梳齿状电极的图案在俯视下可以为V字状或斜方向。或者,第1电极1及第2电极2可以如图22A及22B所示那样为以1/4像素单位每次改变90°方向的梳齿状图案。由此,当施加驱动液晶的电压时,在俯视下点对称地区分为4个动作,像素的显示区域区分为4个动作区域。这种情况下,梳齿状电极能够在相对于像素的中心线为45°的方向上倾斜。这些电极图案优选从像素中心来看为点对称或线对称。第1电极1及第2电极2的根数、电极间距、电极宽度可以适当选择。
将以上的实施方式中可以适用的第1电极1的俯视图案形状的例子示于图20A、图20B、图21A、图21B、图22A、及图22B中。对第1电极1施加驱动液晶的电压,但第2电极2、配设在滤色器基板侧的透明导电膜3即第3电极可以设定为共用的电位(共同)。另外,在图20A、图20B、图21A、图21B、图22A、及图22B中,参照符号25表示黑色矩阵5的开口部(多边形的着色像素),9表示液晶分子倾倒的方向。
上述的实施方式所述的技术特征中,若归纳出具备露出电极构成的液晶显示装置中的液晶的动作或其作用,则如下所述。
(1)作为液晶,通过使用具有负的介电常数各向异性的、初始取向为垂直的液晶,能够省略以往必须的取向处理。
(2)露出电极构成担当用于视角放大的液晶的畴形成。即,通过将露出电极构成制成在一个像素中向2个方向、或4个以上的不同方向倾斜的图案,能够形成对液晶施加驱动电压后的液晶畴,能够实现视角放大。
(3)滤色器基板侧的液晶分子的初始取向为垂直,但能够将对液晶分子施加驱动电压时的斜向电场用于液晶分子的倾倒(电压施加后的液晶的取向方向)。
(4)通过使滤色器基板侧的液晶的倾倒与所述露出电极构成的露出方向一致,能够减少液晶的向错,并且能够实现高速、高透射率的液晶显示。
以上的液晶的动作和其作用在以上的实施方式及后述的实施例中是共用的。
在以上的实施方式中,虽然着色层的相对介电常数是比较重要的特性,但由作为着色剂添加的有机颜料相对于透明树脂的比率(作为滤色器的色再现)基本唯一地确定,所以难以使着色层的相对介电常数产生很大变化。换而言之,着色层中的有机颜料的种类或含量由作为液晶显示装置所需的色纯度设定,由此,着色层的相对介电常数也基本确定。另外,通过提高有机颜料的比率而将着色层薄膜化,能够将相对介电常数设定为4以上。此外,通过使用高折射率材料作为透明树脂,能够多少提升相对介电常数。使用了有机颜料的着色层的相对介电常数大概落入2.9至4.5的范围。
后述的实施例中的着色层或遮光层的相对介电常数是使用Solartron公司制阻抗分析仪1260型,在电压为3V的条件下,以120、240、480Hz的频率测定的。测定试样是在形成有利用铝薄膜的导电膜图案的玻璃基板上涂布着色层或遮光层并进行硬膜化(膜厚与后述的实施例相同),进一步在该着色层上形成利用铝薄膜的导电膜图案的试样。以下,有时将着色层的相对介电常数称为着色像素的相对介电常数。
关于滤色器的着色像素的相对介电常数,为了避免液晶显示中的色不均或漏光,可以将不同颜色的着色像素间的相对介电常数的值设定为±0.3以内。在本发明所述的驱动方式或FFS(Fringe-Field Switching,边缘场开关)方式的液晶显示装置中,若着色像素间的相对介电常数的差超过0.8或1.0,则有时产生液晶显示中的色不均或漏光。
着色像素的相对介电常数在以下的实施例中详述,本发明者们研究的结果是,通过作为色剂的有机颜料的选择及颜料比率、母材的树脂及分散材料等的材料选择,能够抑制为4.4以下。如后所述,绿色像素的有机颜料中,与卤化铜酞菁绿色颜料相比更优选卤化锌酞菁绿色颜料。通过将后者设定为绿色像素的主要色剂,能够减小绿色像素的相对介电常数,容易使红色像素和蓝色像素所具有的相对介电常数的值一致。或者,当在液晶驱动中液晶的立起在光的短波长侧(蓝色像素)快、在长波长侧(红色像素)慢时,也能够按光的波长的顺序调整着色像素的相对介电常数的大小。
另外,将卤化锌酞菁绿色颜料设定为绿色像素的主要色材在混合使用2种以上的颜料的情况下,意味着卤化锌酞菁绿色颜料的添加量最多。
此外,与作为液晶显示装置使用的液晶的介电常数各向异性Δε的值相比,通过减小滤色器构成构件的相对介电常数的值,能够对液晶驱动提供没有阻碍的条件。在滤色器的着色像素的形成中,通常使用感光性的丙烯酸树脂。一般,丙烯酸树脂等透明树脂的相对介电常数大约为2.8前后。本发明者们研究的结果是,有机颜料的分散系即着色像素的相对介电常数的下限大约为2.9。用于形成黑色矩阵的遮光层,通过作为黑色色剂的炭黑在透明树脂中的添加量,能够将其相对介电常数设定为6以上、例如16。当将遮光层的色剂全部设定为有机颜料时,能够将其相对介电常数设定为4.4以下的小的值。
在高对比度且广视角的代表性液晶驱动方式即IPS(横电场方式)或FFS方式的液晶显示装置中,为了高速响应,或者为了降低驱动电压的阈值,多使用介电常数各向异性为4.5前后的液晶。当将这些液晶适用于本发明的实施方式中时,滤色器构成中的着色层或透明树脂层的相对介电常数优选为4.4以下。若至少与使用的液晶的介电常数各向异性的值同等,则能够提供对第1电极与第3电极间的电场形成阻碍少的滤色器。在垂直取向且介电常数各向异性为负的液晶的情况下,由于其不同的驱动条件对可靠性产生影响,所以有时选择介电常数各向异性的绝对值为3.8以下的液晶。本发明的滤色器构成中的着色层或透明树脂层的相对介电常数更优选为3.8以下。另外,作为第1及第2透明树脂层,通过使用低相对介电常数的树脂材料,能够使作为滤色器的像素表观上的相对介电常数比着色层单体低。
以下,对以上说明的实施方式所述的滤色器基板中可以使用的透明树脂及有机颜料等进行例示。
(透明树脂)
遮光层或着色层的形成中使用的感光性着色组合物除含有颜料分散体以外,还含有多官能单体、感光性树脂、非感光性树脂、聚合引发剂、溶剂等。将感光性树脂及非感光性树脂等能够用于本发明的实施方式的透明性高的有机树脂总称为透明树脂。
透明树脂中包括热塑性树脂、热固化性树脂、及感光性树脂。作为热塑性树脂,例如可列举出丁缩醛树脂、苯乙烯-马来酸共聚物、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚氯乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯系树脂、聚酯树脂、丙烯酸系树脂、醇酸树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺树脂、橡胶系树脂、环化橡胶系树脂、纤维素类、聚丁二烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺树脂等。此外,作为热固化性树脂,例如可列举出环氧树脂、苯并胍胺树脂、松香改性马来酸树脂、松香改性富马酸树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、酚醛树脂等。热固化性树脂也可以使用使三聚氰胺树脂与含有异氰酸酯基的化合物反应而成的树脂。
(碱可溶性树脂)
在以上的实施方式中使用的遮光层、光散射层、着色层、单元间隙控制层的形成中,优选使用利用光刻可进行图案形成的感光性树脂组合物。作为该感光性树脂组合物中包含的透明树脂,优选为赋予了碱可溶性的树脂。作为碱可溶性树脂,只要是含有羧基或羟基的树脂就没有特别限定。例如,可列举出环氧丙烯酸酯系树脂、酚醛清漆系树脂、聚乙烯酚醛系树脂、丙烯酸系树脂、含羧基的环氧树脂、含羧基的聚氨酯树脂等。其中,优选环氧丙烯酸酯系树脂、酚醛清漆系树脂、丙烯酸系树脂,特别优选环氧丙烯酸酯系树脂、酚醛清漆系树脂。
(丙烯酸树脂)
作为以上的实施方式中可以采用的透明树脂的代表,可例示出以下的丙烯酸系树脂。
丙烯酸系树脂可列举出使用例如(甲基)丙烯酸;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸月桂酯等(甲基)丙烯酸烷基酯;(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯等含羟基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含醚基的(甲基)丙烯酸酯;及(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯等脂环式(甲基)丙烯酸酯等作为单体而得到的聚合物。
另外,以上列举的单体可以单独使用或将2种以上并用而使用。进而,还可以是这些单体与可共聚的苯乙烯、环己基马来酰亚胺、及苯基马来酰亚胺等化合物的共聚物。
此外,例如也可以通过使将(甲基)丙烯酸等具有烯键式不饱和基团的羧酸进行共聚而得到的共聚物与甲基丙烯酸缩水甘油酯等含有环氧基及不饱和双键的化合物进行反应、或者在甲基丙烯酸缩水甘油酯等含有环氧基的(甲基)丙烯酸酯的聚合物、或在与其它的(甲基)丙烯酸酯的共聚物上加成(甲基)丙烯酸等含有羧酸的化合物,从而得到具有感光性的树脂。
进而,例如还可以通过使甲基丙烯酸羟基乙酯等单体的具有羟基的聚合物与甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯等具有异氰酸酯基及烯键式不饱和基团的化合物反应,从而得到具有感光性的树脂。
此外,如上所述那样,使具有多个羟基的甲基丙烯酸羟基乙酯等的共聚物与多元酸酐反应,在共聚物中导入羧基,可以得到具有羧基的树脂。具有羧基的树脂的制造方法并不仅限于该方法。
作为上述的反应中使用的酸酐的例子,例如可列举出丙二酸酐、琥珀酸酐、马来酸酐、衣康酸酐、邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、及偏苯三酸酐等。
上述的丙烯酸系树脂的固体成分酸值优选为20~180mgKOH/g。当酸值小于20mgKOH/g时,感光性树脂组合物的显影速度过慢而显影所需的时间变多,有生产率差的倾向。此外,当固体成分酸值大于180mgKOH/g时,相反显影速度过快,有产生显影后的图案剥落或图案缺损的不良情况的倾向。
进而,当上述丙烯酸系树脂具有感光性时,该丙烯酸树脂的双键当量优选为100以上,更优选为100~2000,最优选为100~1000。当双键当量超过2000时,有时得不到充分的光固化性。
(光聚合性单体)
作为光聚合性单体的例子,可列举出(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸环己酯、二(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙烷酯、六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、(甲基)丙烯酸三环癸酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯等各种丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、苯乙烯、醋酸乙烯酯、(甲基)丙烯酰胺、N-羟基甲基(甲基)丙烯酰胺、丙烯腈等。
此外,优选使用使具有羟基的(甲基)丙烯酸酯与多官能异氰酸酯反应而得到的具有(甲基)丙烯酰基的多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯。另外,具有羟基的(甲基)丙烯酸酯和多官能异氰酸酯的组合是任意的,没有特别限定。此外,可以单独使用1种多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯,也可以将2种以上组合使用。
(光聚合引发剂)
作为光聚合引发剂,可列举出4-苯氧基二氯苯乙酮、4-叔丁基-二氯苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁烷-1-酮等苯乙酮系化合物;苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚、苄基二甲基缩酮等苯偶姻系化合物;二苯甲酮、苯甲酰苯甲酸、苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羟基二苯甲酮、丙烯酸化二苯甲酮、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯基硫醚等二苯甲酮系化合物;噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮等噻吨酮系化合物;2,4,6-三氯-均三嗪、2-苯基-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-(对甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-(对甲苯基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-胡椒基-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-苯乙烯基均三嗪、2-(萘-1-基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-(4-甲氧基-萘-1-基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2,4-三氯甲基-(胡椒基)-6-三嗪、2,4-三氯甲基(4’-甲氧基苯乙烯基)-6-三嗪等三嗪系化合物;1,2-辛二酮,1-〔4-(苯硫基)-,2-(O-苯甲酰肟)〕、O-(乙酰基)-N-(1-苯基-2-氧代-2-(4’-甲氧基-萘基)亚乙基)羟基胺等肟酯系化合物;双(2,4,6-三甲基苯甲酰)苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦等膦系化合物;9,10-菲醌、樟脑醌、乙基蒽醌等醌系化合物;硼酸酯系化合物;咔唑系化合物;咪唑系化合物;二茂钛系化合物等。对于感度提高,肟衍生物类(肟系化合物)是有效的。它们可以单独使用1种或将2种以上组合使用。
(增感剂)
优选将光聚合引发剂和增感剂并用。作为增感剂,也可以并用α-酰氧基酯、酰基氧化膦、乙醛酸甲基苯酯、苄基-9,10-菲醌、樟脑醌、乙基蒽醌、4,4’-二乙基异酞酚酮(4,4’-diethyl isophthalophenone)、3,3’,4,4’-四(叔丁基过氧化羰基)二苯甲酮、4,4’-二乙基氨基二苯甲酮等化合物。
增感剂相对于光聚合引发剂100质量份,可以含有0.1质量份至60质量份的量。
(烯键式不饱和化合物)
上述的光聚合引发剂优选与烯键式不饱和化合物一起使用。作为烯键式不饱和化合物,是指在分子内具有1个以上烯键式不饱和键的化合物。其中,从可扩大聚合性、交联性、及伴随其的曝光部与非曝光部的显影液溶解性的差异等观点出发,优选为在分子内具有2个以上烯键式不饱和键的化合物。此外,特别优选是该不饱和键来自(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸酯化合物。
作为在分子内具有1个以上烯键式不饱和键的化合物,例如可列举出(甲基)丙烯酸、巴豆酸、异巴豆酸、马来酸、衣康酸、柠康酸等不饱和羧酸、及其烷基酯;(甲基)丙烯腈;(甲基)丙烯酰胺;苯乙烯等。作为在分子内具有2个以上烯键式不饱和键的化合物,代表性地例如可列举出不饱和羧酸与多羟基化合物的酯类、含有(甲基)丙烯酰氧基的磷酸酯类、羟基(甲基)丙烯酸酯化合物与聚异氰酸酯化合物的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯类、及(甲基)丙烯酸或羟基(甲基)丙烯酸酯化合物与聚环氧化合物的环氧(甲基)丙烯酸酯类等。
上述光聚合性引发剂、增感剂、及烯键式不饱和化合物也可以添加到后述的相位差层的形成中使用的含有聚合性液晶化合物的组合物中。
(多官能硫醇)
在感光性着色组合物中可以含有具有作为链转移剂的作用的多官能硫醇。多官能硫醇只要是具有2个以上硫醇基的化合物即可,例如可列举出己烷二硫醇、癸烷二硫醇、1,4-丁二醇双巯基丙酸酯、1,4-丁二醇双巯基乙酸酯、乙二醇双巯基乙酸酯、乙二醇双巯基丙酸酯、三羟甲基丙烷三巯基乙酸酯、三羟甲基丙烷三巯基丙酸酯、三羟甲基丙烷三(3-巯基丁酸酯)、季戊四醇四巯基乙酸酯、季戊四醇四巯基丙酸酯、三巯基丙酸三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯、1,4-二甲基巯基苯、2,4,6-三巯基-均三嗪、2-(N,N-二丁基氨基)-4,6-二巯基-均三嗪等。
这些多官能硫醇可以使用1种或将2种以上混合使用。多官能硫醇在感光性着色组合物中可以以相对于颜料100质量份优选为0.2~150质量份、更优选为0.2~100质量份的量使用。
(贮藏稳定剂)
在感光性着色组合物中可以含有用于使组合物的经时粘度稳定化的贮藏稳定剂。作为贮藏稳定剂,例如可列举出苄基三甲基氯化物、二乙基羟基胺等氯化季铵、乳酸、草酸等有机酸及其甲基醚、叔丁基焦儿茶酚、三乙基膦、三苯基膦等有机膦、亚磷酸盐等。
(密合提高剂)
在感光性着色组合物中还可以含有用于提高与基板的密合性的硅烷偶联剂等密合提高剂。
(溶剂)
为了能够在基板上均匀地涂布,在感光性着色组合物中配合水、有机溶剂等溶剂。此外,当本实施方式中使用的组合物为滤色器的着色层时,溶剂还具有使颜料均匀分散的功能。作为溶剂,例如可列举出环己酮、乙基溶纤剂乙酸酯、丁基溶纤剂乙酸酯、乙酸1-甲氧基-2-丙酯、二乙二醇二甲基醚、乙基苯、乙二醇二乙基醚、二甲苯、乙基溶纤剂、甲基正戊酮、丙二醇单甲基醚、甲苯、甲乙酮、醋酸乙酯、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、异丁酮、石油系溶剂等,它们可以单独使用或混合使用。溶剂在着色组合物中可以以相对于颜料100质量份为800质量份至4000质量份、优选为1000质量份至2500质量份含有。
(有机颜料)
作为红色颜料,例如可以使用C.I.颜料红7、9、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、81:3、97、122、123、146、149、168、177、178、179、180、184、185、187、192、200、202、208、210、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、242、246、254、255、264、272、279等。
作为黄色颜料,例如可列举出C.I.颜料黄1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、20、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、138、139、144、146、147、148、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、199、213、214等。
作为蓝色颜料,例如可以使用C.I.颜料蓝15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、80等,它们中优选C.I.颜料蓝15:6。
作为紫色颜料,例如可以使用C.I.颜料紫1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等,它们中优选C.I.颜料紫23。
作为绿色颜料,例如可以使用C.I.颜料绿1、2、4、7、8、10、13、14、15、17、18、19、26、36、45、48、50、51、54、55、58等,它们中优选卤化锌酞菁绿色颜料即C.I.颜料绿58。
以下,在C.I.颜料的颜料种类的记载中,有时仅省略地记载为PB(颜料蓝)、PV(颜料紫)、PR(颜料红)、PY(颜料黄)、PG(颜料绿)等。
(遮光层的色材)
遮光层或黑色矩阵中包含的遮光性的色材是通过在可见光波长区域具有吸收来显示遮光功能的色材。本实施方式中遮光性的色材,例如可列举出有机颜料、无机颜料、染料等。作为无机颜料,例如可列举出炭黑、氧化钛等。作为染料,例如可列举出偶氮系染料、蒽醌系染料、酞菁系染料、醌亚胺系染料、喹啉系染料、硝基系染料、羰基系染料、次甲基系染料等。关于有机颜料,可以采用所述的有机颜料。另外,遮光性成分可以使用1种,也可以将2种以上以任意的组合及比率并用。此外,也可以进行利用这些色材的表面的树脂被覆而引起的高体积电阻化,相反地利用提高色材相对于树脂的母材的含有比率而赋予若干的导电性而引起的低体积电阻化。但是,这样的遮光性材料的体积电阻值大约为1×108~1×1015Ω·cm的范围,因此不是对透明导电膜的电阻值产生影响的水平。同样地,遮光层的相对介电常数也可以通过色材的选择或含有比率在大约3~11的范围内调整。遮光层、第1透明树脂层、着色层的相对介电常数可以根据液晶显示装置的设计条件或液晶的驱动条件来调整。
(分散剂/分散助剂)
若使用高分子分散剂作为颜料分散剂,则经时的分散稳定性优异,所以优选。作为高分子分散剂,例如可列举出氨基甲酸酯系分散剂、聚乙烯亚胺系分散剂、聚氧乙烯烷基醚系分散剂、聚氧乙二醇二酯系分散剂、山梨糖醇酐脂肪族酯系分散剂、脂肪族改性聚酯系分散剂等。其中,特别是由含有氮原子的接枝共聚物构成的分散剂对于包含许多颜料的本实施方式中使用的遮光性感光性树脂组合物而言,在显影性的方面是优选的。
作为这些分散剂的具体例子,以商品名可列举出EFKA(EFKAChemicals B.V.(EFKA)公司制)、Disperbik(BYK-Chemie公司制)、DISPARON(楠本化成公司制)、SOLSPERSE(Lubrizol公司制)、KP(信越化学工业社制)、Polyflow(共荣社化学公司制)等。这些分散剂可以使用1种,也可以将2种以上以任意的组合及比率并用。
作为分散助剂,例如可以使用色素衍生物等。作为色素衍生物,例如可列举出偶氮系、酞菁系、喹吖酮系、苯并咪唑酮系、喹酞酮系、异吲哚酮系、二噁嗪系、蒽醌系、阴丹士林系、苝系、紫环酮系、二酮吡咯并吡咯系、二噁嗪系等的衍生物,其中,优选喹酞酮系。
作为色素衍生物的取代基,例如可列举出磺酸基、磺酰胺基及其季盐、邻苯二甲酰亚胺甲基、二烷基氨基烷基、羟基、羧基、酰胺基等直接或介由烷基、芳基、杂环基等键合在颜料骨架上的基团。它们中,优选磺酸基。此外,这些取代基也可以在一个颜料骨架上进行多个取代。
作为色素衍生物的具体例子,可列举出酞菁的磺酸衍生物、喹酞酮的磺酸衍生物、蒽醌的磺酸衍生物、喹吖酮的磺酸衍生物、二酮吡咯并吡咯的磺酸衍生物、二噁嗪的磺酸衍生物等。
以上的分散助剂及色素衍生物可以使用1种,也可以将2种以上以任意的组合及比率并用。
以下,对本发明的各种实施例进行说明。
[实施例1]
将图1所示的滤色器基板10按以下的方法进行制造。
〔黑色矩阵的形成〕
(黑色矩阵形成用分散液)
将炭黑颜料#47(三菱化学公司制)20质量份、高分子分散剂BYK-182(BYK-Chemie公司制)8.3质量份、铜酞菁衍生物(东洋油墨制造公司制)1.0质量份、及丙二醇单甲基醚乙酸酯71质量份用珠磨分散机进行搅拌,制作了炭黑分散液。
(黑色矩阵形成用光致抗蚀剂)
作为遮光层的材料,使用以下的材料制作了黑色矩阵形成用抗蚀剂1。
炭黑分散液:颜料#47(三菱化学公司制)
透明树脂:V259-ME(新日铁化学公司制)(固体成分为56.1质量%)
光聚合性单体:DPHA(日本化药公司制)
引发剂:OXE-02(Ciba Specialty Chemicals公司制)
        OXE-01(Ciba Specialty Chemicals公司制)
溶剂:丙二醇单甲基醚乙酸酯
      丙酸乙基-3-乙氧基酯
流平剂:BYK-330(BYK-Chemie公司制)
将以上的材料按以下的组成比混合搅拌,制成黑色矩阵形成用抗蚀剂1(固体成分中的颜料浓度:约20%)。
Figure BDA00003345758600271
(黑色矩阵形成条件)
将上述黑色矩阵形成用抗蚀剂1旋涂在作为无碱玻璃的透明基板1上,使其干燥,制作了膜厚为1.5μm的涂膜。将所述涂膜在100℃下干燥3分钟后,使用具有黑色矩阵的图案宽度(相当于黑色矩阵的画线宽度)为24.5μm的开口的曝光用光掩模,使用超高压汞灯作为光源,照射200mJ/cm2
接着,用2.5%碳酸钠水溶液显影60秒钟,显影后充分水洗,进一步干燥后,在230℃下加热处理60分钟使图案形成硬膜,形成了黑色矩阵5。黑色矩阵5的画线宽度为约24μm,形成在长方形像素的周围(4边)。距后述的透明导电膜面的黑色矩阵画线端部的倾斜角度设定为约45度。
〔透明导电膜的成膜〕
接着,使用溅射装置,以0.14μm的膜厚形成由ITO(铟锡的金属氧化物薄膜)构成的透明导电膜3(第3电极)。
〔第2透明树脂层的形成〕
(树脂A的合成)
在可分离式烧瓶中,加入丙二醇单甲基醚乙酸酯686质量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯332质量份、偶氮双异丁腈6.6质量份,在氮气氛下在80℃下加热6小时,得到树脂溶液。
接着,在所得到的树脂溶液中,加入丙烯酸168质量份、氢醌单甲醚0.05质量份、三苯基膦0.5质量份,一边吹入空气一边在100℃下加热24小时,得到丙烯酸加成树脂溶液。
进而,在所得到的丙烯酸加成树脂溶液中,加入四氢邻苯二甲酸酐186质量份,在70℃下加热10小时,得到树脂A溶液。
(感光性树脂液A的制备)
按照以下的组成,制备了负型的感光性树脂液A。
Figure BDA00003345758600281
使用上述感光性树脂溶液A、及具有第2透明树脂层的图案(开口部)的光掩模,利用公知的光刻方法形成第2透明树脂层8。第2透明树脂层8的膜厚设定为1.3μm,以20μm的线宽在像素的中央、并且黑色矩阵开口部的长度方向上形成。
〔着色像素的形成〕
《着色层形成用分散液》
作为分散在着色层中的有机颜料,使用以下的颜料。
红色用颜料:C.I.颜料红254(Ciba Specialty Chemicals公司制“IRGAPHOR RED B-CF”)、C.I.颜料红177(Ciba Specialty Chemicals公司制“CROMOPHTAL RED A2B”)
绿色用颜料:C.I.颜料绿58(DIC公司制)、C.I.颜料黄150(BAYER公司制“FANCHON FASTYELLOW Y-5688”)
蓝色用颜料:C.I.颜料蓝15(东洋油墨制造制“RIONOL BLUE ES”)
C.I.颜料紫23(BASF公司制“VARIOGEN VIOLET5890”)
使用以上的颜料,制作了红色、绿色、及蓝色的各色分散液。
<红色分散液>
红色颜料:C.I.颜料红254                  18质量份
红色颜料:C.I.颜料红177                  2质量份
丙烯酸清漆(固体成分为20质量%)          108质量份
将上述组成的混合物均匀地搅拌后,使用玻璃珠,用砂磨分散5小时,用5μm过滤器过滤,制作了红色颜料分散液。
<绿色分散液>
绿色颜料:C.I.颜料绿58                   16质量份
绿色颜料:C.I.颜料黄150                  8质量份
丙烯酸清漆(固体成分为20质量%)          102质量份
对上述组成的混合物,使用与红色颜料分散液同样的制作方法,制作了绿色颜料分散液。
<蓝色分散液>
蓝色颜料:C.I.颜料蓝15                   50质量份
蓝色颜料:C.I.颜料紫23                   2质量份
分散剂(ZENECA公司制“SOLSPERSE20000”) 6质量份
丙烯酸清漆(固体成分为20质量%)          200质量份
对上述组成的混合物,使用与红色颜料分散液同样的制作方法,制作了蓝色颜料分散液。
《着色像素形成》
使用下述表1所示的配合组成的着色像素形成用彩色抗蚀剂,形成了着色层。
表1
Figure BDA00003345758600301
关于着色层的形成,首先如图1所示那样,在形成有黑色矩阵5、透明导电膜3、及第2透明树脂层8的基板1上,通过旋涂将红色像素形成用彩色抗蚀剂按照最终膜厚达到2.5μm的方式进行涂布。在90℃下干燥5分钟后,通过着色像素形成用的光掩模以300mJ/cm2的照射量照射高压汞灯的光,用碱显影液显影60秒钟,按照与第2透明树脂层8重叠的方式在像素区域上形成条纹形状的红色的着色像素15。然后,在230℃下烧成30分钟。
另外,作为光掩模,使用按照第2透明树脂层8上的薄的着色层的膜厚在曝光、显影后大约达到1.3μm、像素整体在硬膜后变得大致平坦的方式,在相当于第2透明树脂层8的位置设置有半色调部的光掩模。以下的绿色像素及蓝色像素形成用的光掩模也同样地使用在像素中央部设置有半色调部的光掩模。
接着,绿色像素形成用抗蚀剂也同样地通过旋涂按照最终膜厚达到2.5μm、并且覆盖第2透明树脂层8的方式进行涂布。在90℃下干燥5分钟后,按照在与红色像素15邻接的位置形成图案的方式,通过光掩模进行曝光,进行显影,由此形成了绿色像素14。另外,包含本实施例,滤色器基板的制造使用周知的光刻技术。
进而,与红色、绿色同样地操作,对于蓝色像素形成用抗蚀剂也得到最终膜厚为2.5μm、且与红色像素、绿色像素邻接的蓝色像素16。由此,在基板1上形成了红、绿、蓝3色的着色像素。然后,在230℃下热处理30分钟进行硬膜。
〔第1透明树脂层的形成〕
(树脂B的合成)
在1升容量的5口烧瓶中,投入甲基丙烯酸正丁酯75g、甲基丙烯酸30g、甲基丙烯酸2-羟基乙酯25g、丙二醇单甲基醚乙酸酯300g,在氮气氛下添加2g的AIBN,在80~85℃下反应8小时。进而,按照该树脂的不挥发成分达到20质量%的方式,用丙二醇单甲基醚乙酸酯进行制备,得到树脂B的溶液(碱可溶性树脂B)。
(树脂涂布液B)
作为第1透明树脂层形成用的树脂涂布液B,制作以下的材料。
将环己酮32g、二乙二醇二甲基醚38g加入样品瓶中。一边搅拌,一边添加环氧树脂:ESF-300(新日铁化学公司制)13g、脂环式多官能环氧树脂:EHPE3150(DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES公司制)7g、脂环式环氧树脂:Celloxide2021P(DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES公司制)5g,使其完全溶解。接着,添加酸酐:偏苯三酸酐3.0g,充分地搅拌溶解后,添加硅烷偶联剂(CHISSO公司制S-510)1.2g、表面活性剂(住友3M公司制;Fluorad FC-430)0.11g并充分地搅拌。将其过滤,得到树脂涂布液B。
在着色层14、15、16上涂布树脂涂布液B,在90℃下进行120秒钟预烘烤,进行规定的部位曝光、显影,进一步在230℃下进行30分钟烧成,形成第1透明树脂层7,得到滤色器基板10。
黑色矩阵5、透明导电膜3、着色层14、15、16及第1透明树脂层7的重叠部即着色层重叠部6的高度H以距像素内的第1透明树脂层8的表面的差计为0.7μm。本实施例的透明导电膜3的配设在黑色矩阵5上的部分由于在制成液晶显示装置时能够减小与作为像素电极的第1电极的电极间距离,所以具有能够加快处于这些电极间的液晶的动作的优点。
〔实施例2〕
本实施例中,制造了图2所示的滤色器基板10。本实施例所述的滤色器基板10如图2所示那样是改变了黑色矩阵5和透明导电膜3的形成顺序的构成,使用的材料、工序所涉及的技术与实施例1相同。
在实施例2的着色层重叠部6中,当制成液晶显示装置时与作为像素电极的第1电极的电极间距离因黑色矩阵5配设在透明导电膜3上,与实施例1相比较变远。但是,由于黑色矩阵5在遮光层的色剂中使用了相对介电常数高的炭黑,从而能够弥补电压的降低。
〔实施例3〕
本实施例中,制造了图3所示的滤色器基板10。
如图3所示那样,在无碱玻璃即透明基板1上使用溅射装置,按0.14μm的膜厚在室温下以非晶状态形成由ITO(铟锡的金属氧化物薄膜)构成的透明导电膜3(第3电极)。在室温下形成的非晶ITO膜容易形成精细的图案。
接着,使用在像素中央的长度方向上具有9μm宽的线状的遮光图案的光掩模,利用公知的光刻的方法,在ITO膜上形成8μm宽的狭缝18。狭缝18是没有形成ITO膜的开口图案。另外,ITO膜的狭缝也可以通过使用了强度的激光的直接加工来形成。
接着,使用下述所示的黑色矩阵形成用抗蚀剂2形成黑色矩阵5,接着,使用以下所示的彩色抗蚀剂形成着色层14、15、16,进而使用与实施例1相同的材料形成第1透明树脂层7,得到图3所示的滤色器基板10。
[炭黑分散液的制备]
将下述组成的混合物均匀地搅拌混合后,用珠磨分散机进行搅拌,制作了炭黑分散液。
炭黑颜料(三菱化学公司制#47)        20份
分散剂                               8.3份
(BYK-Chemie公司制“Disperbyk-161”)
铜酞菁衍生物(东洋油墨制造公司制)   1.0份
丙二醇单甲基醚乙酸酯                 71份
[黑色矩阵形成用抗蚀剂2的制备]
将下述组成的混合物搅拌混合至均匀后,用5μm的过滤器过滤,得到黑色矩阵形成用抗蚀剂2。
炭黑分散液                           25.2份
丙烯酸树脂溶液                       18份
二季戊四醇五及六丙烯酸酯
(东亚合成株式会社制“M-402”)      5.2份
光聚合引发剂                         1.2份
(Ciba Geigy公司制“IRGACURE OXE02”)
增感剂                            0.3份
(HODOGAYA化学工业株式会社制“EAB-F”)
流平剂                            0.1份
(BYK-Chemie公司制“Disperbyk-163”
环己酮                            25份
丙二醇单甲基醚乙酸酯              25份
将本实施例中使用的红色像素、绿色像素、蓝色像素用形成抗蚀剂的各分散液及彩色抗蚀剂的组成示于以下。
[红色颜料2的制备]
使用下述组成的混合物,通过与红色颜料1同样的方法制作了红色颜料2的分散体。
红色颜料:C.I.颜料红254                               11份
(Ciba Specialty Chemicals公司制“IRGAPHOR RED B-CF”)
红色颜料:C.I.颜料红177                               9份
(Ciba Specialty Chemicals公司制“CROMOPHTAL RED A2B”)
分散剂(Ajinomoto Fine-Techno公司制“AJISPER PB821”) 2份
丙烯酸清漆(固体成分为20质量%)                       108份。
[红色组合物2的制备]
然后,将下述组成的混合物搅拌混合至均匀后,用5μm的过滤器过滤,得到红色着色组合物。
红色颜料2                       42份
丙烯酸树脂溶液                  18份
二季戊四醇五及六丙烯酸酯        4.5份
(东亚合成株式会社制“M-402”)
光聚合引发剂                                   1.2份
(Ciba Specialty Chemicals公司制“IRGACURE907”)
增感剂(HODOGAYA化学工业株式会社制“EAB-F”)  2.0份
环己酮                                         32.3份。
[绿色颜料2的制备]
使用下述组成的混合物,通过与绿色颜料1同样的方法,制作了绿色颜料2的分散体。
绿色颜料:C.I.颜料绿58                           10.4份
(大日本油墨化学工业株式会社制“Phthalocyanine GreenA1 10”)
黄色颜料:C.I.颜料黄150                          3.2份
(LANXESS公司制“E4GN-GT”)
黄色颜料:C.I.颜料黄138                          7.4份
分散剂(BYK-Chemie公司制“Disperbyk-163”)      2份
丙烯酸清漆(固体成分为20质量%)                  66份。
[绿色组合物2的制备]
然后,将下述组成的混合物搅拌混合至均匀后,用5μm的过滤器过滤,得到红色着色组合物。
绿色颜料2                               46份
丙烯酸树脂溶液                          8份
二季戊四醇五及六丙烯酸酯
(东亚合成株式会社制“M-402”)         4份
光聚合引发剂
(Ciba Geigy公司制“IRGACURE OXE02”)  1.2份
光聚合引发剂                            3.5份
(Ciba Specialty Chemicals公司制“IRGACURE907”)
增感剂(HODOGAYA化学工业株式会社制“EAB-F”) 1.5份
环己酮                                        5.8份
丙二醇单甲基醚乙酸酯                          30份。
[蓝色颜料2的制备]
将下述组成的混合物均匀地搅拌混合后,使用直径为1mm的玻璃珠,用砂磨分散5小时后,用5μm的过滤器过滤,制作了蓝色颜料的分散体。
蓝色颜料:C.I.颜料蓝15:6
(东洋油墨制造株式会社制“RIONOL BLUE ES” 49.4份
分散剂(ZENECA公司制“SOLSPERSE20000”)   6份
丙烯酸清漆(固体成分为20质量%)            200份
在该分散体中添加下述紫色染料粉体,充分搅拌,得到蓝色颜料2。
紫色染料:NK-9402、株式会社林原生物化学研究所制    2.6份
[蓝色组合物2的制备]
然后,将下述组成的混合物搅拌混合至均匀后,用5μm的过滤器过滤,得到蓝色着色组合物。
蓝色颜料2                               16.5份
丙烯酸树脂溶液                          25.3份
二季戊四醇五及六丙烯酸酯
(东亚合成株式会社制“M-402”)         1.8份
光聚合引发剂                            1.2份
(Ciba Specialty Chemicals公司制“IRGACURE907”)
增感剂(HODOGAYA化学工业株式会社制“EAB-F”) 0.2份
环己酮                                        25份
丙二醇单甲基醚乙酸酯                          30份。
〔各色涂膜的相对介电常数〕
将实施例3及实施例1中使用的各彩色抗蚀剂加工成上述的相对介电常数测定用试样(着色涂膜的膜厚设定为2.8μm),使用阻抗分析仪,测定相对介电常数。
与测定频率的值一起将相对介电常数的值示于下述表2中。
表2
Figure BDA00003345758600351
实施例1、实施例2、及实施例3中使用的绿色抗蚀剂的颜料中,使用了卤化锌酞菁绿色颜料(溴化数为14.1)。另外,将该颜料置换成以往使用的卤化铜酞菁绿色颜料而得到的绿色层的相对介电常数变成4.5,比上述表1所示的红色层的相对介电常数高0.9,在第3电极上配设红色像素、绿色像素、蓝色像素并进行均匀的彩色显示的方面有时存在阻碍。当使用相对介电常数为4.5的绿色像素时,由于红色像素和蓝色像素的液晶层与绿色像素的液晶层在不同的电场下不同,所以存在在同一液晶驱动电压下容易产生微妙的灰度的偏移的倾向。如上所述,优选将不同着色像素的相对介电常数的差设定为相对于这些像素的平均相对介电常数在±0.3以内。
如上所述,本实施例所述的滤色器基板由于在作为第3电极的透明导电膜上具备各色均匀的相对介电常数、且低的相对介电常数的着色层,所以能够在第1电极与第3电极间形成均匀的电场,能够提高液晶显示品质。
在第3电极上形成黑色矩阵的构成中,由于相对介电常数高,在容易传递对位于着色重叠部6的肩部的液晶分子施加的电压的方面是优选的。实施例1中所示的在黑色矩阵上层叠第3电极的构成在对位于肩部的液晶分子的作用变强的方面是优选的。
〔实施例4〕
本实施例中,如下所述制造了图4所示的滤色器基板10。
在作为无碱玻璃的透明基板1上,旋涂实施例1中使用的黑色矩阵形成用抗蚀剂,使其干燥,制作了膜厚为1.5μm的涂膜。将所述涂膜在100℃下干燥3分钟后,使用具有图案宽度(相当于黑色矩阵的画线宽度)为24.5μm开口的曝光用的光掩模作为黑色矩阵,使用超高压汞灯作为光源照射200mJ/cm2。显影后充分水洗,进一步干燥后,在230℃下加热处理60分钟使图案形成硬膜,在透明基板上形成了黑色矩阵5。另外,黑色矩阵的开口部形状设定为如图20B所示那样的“く字”状的多边形,黑色矩阵5的画线宽度为约24μm,形成在多边形像素的开口部周围。
接着,在形成有黑色矩阵5的基板1上使用溅射装置,以0.14μm的膜厚在室温下以非晶状态形成由ITO(铟锡的金属氧化物薄膜)构成的透明导电膜3(第3电极)。在室温下形成的非晶ITO膜具有容易形成精细的图案的优点。
接着,使用在像素长度方向的中央具有“く字”状的9μm宽的线状的遮光图案的光掩模,利用公知的光刻方法,在ITO膜上形成8μm宽的“く字”状狭缝18。狭缝18是没有形成ITO膜的开口图案。
接着,使用实施例3中使用的红色抗蚀剂、绿色抗蚀剂、蓝色抗蚀剂,利用公知的光刻方法,在上述黑色矩阵5的多边形的开口部,以2.8μm的膜厚分别形成“く字”状图案。
进而,以0.7μm的膜厚形成第1透明树脂层7,得到滤色器基板10。
〔实施例5〕
本实施例中,如下所述制造了图5所示的滤色器基板10。
在作为无碱玻璃的透明基板1上,旋涂实施例1中使用的黑色矩阵形成用抗蚀剂,使其干燥,制作了膜厚为1.5μm的涂膜。将所述涂膜在100℃下干燥3分钟后,使用具有图案宽度(相当于黑色矩阵的画线宽度)为24.5μm开口的曝光用的光掩模作为黑色矩阵,使用超高压汞灯作为光源照射200mJ/cm2。显影后充分水洗,进一步干燥后,在230℃下加热处理60分钟使图案形成硬膜,在透明基板上形成了黑色矩阵5。另外,黑色矩阵的开口部形状设定为如图20B所示那样的“く字”状的多边形,黑色矩阵5的画线宽度为约24μm,形成在多边形像素的开口部周围。
接着,在形成有黑色矩阵5的基板1上使用溅射装置,以0.14μm的膜厚在室温下以非晶状态形成由ITO(铟锡的金属氧化物薄膜)构成的透明导电膜3(第3电极)。在室温下形成的非晶ITO膜具有容易形成精细的图案的优点。
接着,使用在像素长度方向的中央具有“く字”状的宽9μm的线状的遮光图案的光掩模,利用公知的光刻方法,在ITO膜上形成8μm宽的“く字”状狭缝18。狭缝18是没有形成ITO膜的开口图案。
接着,使用感光性树脂溶液A,使用具有第2透明树脂层的“く字”状图案(开口部)的光掩模,利用公知的光刻方法形成第2透明树脂层8。第2透明树脂层8的膜厚设定为1.3μm,以20μm的线宽形成在像素的中央部、且黑色矩阵开口部的长度方向、中央。
接着,使用实施例3中使用的红色抗蚀剂、绿色抗蚀剂、蓝色抗蚀剂,利用公知的光刻方法,在上述黑色矩阵5的多边形的开口部以2.8μm的膜厚分别形成“く字”状图案。
进而,以0.7μm的膜厚形成第1透明树脂层7,制成滤色器基板。
〔实施例6〕
本实施例中,如下所述制造了图6所示的液晶显示装置。
如图6所示那样,将实施例5所述的滤色器基板10与形成有TFT的有源元件的阵列基板20贴合,在其间封入负的介电常数各向异性的液晶17,进一步在两面贴附偏振片(未图示),制成液晶显示装置。在滤色器基板10及阵列基板20的面向液晶17一侧,预先涂布并形成垂直取向膜。另外,在形成有有源元件的阵列基板20上,形成图20B所示的“く字”状的梳齿状电极1、2。
另外,垂直取向用的取向膜省略图示。没有实施MVA或VATN等垂直取向的液晶显示装置所必须的严格的取向处理(例如设定为倾角89°,用于形成多个畴的多个方向的取向处理),设定为几乎90°的垂直取向。
第1电极1与阵列基板20的有源元件(TFT)电连接。第2电极及第3电极设定为共用电位(共同)的共用电极。图6中的在俯视下位于黑色矩阵5的下部的梳齿状电极2c也为共用电极。
〔实施例7〕
本实施例中,示出图23A、图23B、及图23C所示的像素开口部为平行四边形时的像素排列。
图23A表示R、G、B这3色的着色像素的排列,图23B及图23C图示出倾斜角不同的2种像素的开口部25。这些像素中的液晶以1/2像素单位分别成为不同的液晶的倾倒方向9。此外,能够设定平行四边形的倾斜不同的像素、例如图23B及图23C中共计4个不同的液晶的倾倒方向,能够提供视角广的液晶显示装置。
〔实施例8〕
本实施例中,如下所述制造了图12所示的液晶显示装置。
如图12所示那样,将实施例3所述的滤色器基板10与形成有TFT的有源元件的阵列基板20贴合,在两基板间封入负的介电常数各向异性的液晶17,进一步在两面贴附偏振片,制成液晶显示装置。在滤色器基板10及阵列基板20的表面,预先涂布并形成垂直取向膜。另外,在形成有有源元件的阵列基板20上,形成与图21B所示的长方形开口部的长边平行的梳齿状电极1、2。
垂直取向用的取向膜省略图示。没有实施MVA或VATN等垂直取向的液晶显示装置所必须的严格的取向处理(例如设定为倾角89°,用于形成多个畴的多个方向的取向处理),设定为几乎90°的垂直取向。
〔实施例9〕
本实施例中,如下所述制造了图13所示的液晶显示装置。
在透明基板1a上使用与实施例1中使用的相同的黑色矩阵形成用抗蚀剂1,形成黑色矩阵5。在形成有该黑色矩阵5的透明基板1a上,使用溅射装置形成由ITO构成的透明导电膜3后,通过与实施例3相同的工序在ITO膜上形成狭缝,制成第3电极。
接着,与实施例3同样地形成红色像素15、绿色像素14、蓝色像素16、及第1透明树脂层7,制成滤色器基板10。另外,绿色组合物及蓝色组合物使用与实施例3相同的彩色抗蚀剂,但在红色像素15的形成中使用下述的红色组合物3。各着色层的膜厚设定为2.5μm。
[红色颜料3的制备]
将下述组成的混合物均匀地搅拌混合后,使用直径为1mm的玻璃珠,用砂磨分散5小时后,用5μm的过滤器过滤,制作了红色颜料3的分散体。
红色颜料:C.I.颜料红254                                8份
(Ciba Specialty Chemicals公司制“IRGAPHOR RED B-CF”)
红色颜料:C.I.颜料红177                                12份
(Ciba Specialty Chemicals公司制“CROMOPHTAL RED A2B”)
分散剂(Ajinomoto Fine-Techno公司制“AJISPER PB821”) 2份
丙烯酸清漆(固体成分为20质量%)                        108份。
[红色组合物3的制备]
然后,将下述组成的混合物搅拌混合至均匀后,用5μm的过滤器过滤,得到红色着色组合物。
红色颜料3                                      45份
丙烯酸树脂溶液                                 18份
二季戊四醇五及六丙烯酸酯                       4.5份
(东亚合成株式会社制“M-402”)
光聚合引发剂                                   1.2份
(Ciba Specialty Chemicals公司制“IRGACURE907”)
增感剂(HODOGAYA化学工业株式会社制“EAB-F”)  2.0份
环己酮                                         32.3份
如下述表3所示那样,将各着色层的相对介电常数的大小设定为红色像素>绿色像素>蓝色像素的关系。
表3
Figure BDA00003345758600401
用上述滤色器基板10和与实施例8同样的构成的阵列基板20以夹持负的介电常数各向异性的液晶的形式贴合,贴附偏振片/相位差板,制成液晶显示装置。在滤色器基板及阵列基板的表面预先涂布垂直取向膜。
驱动该液晶显示装置,结果各色像素在同一驱动电压下显示大致相同的立起,能够得到均质且良好的显示。
〔实施例10〕
本实施例中,如下所述制造了图18所示的液晶显示装置。
如图18或图19所示那样将滤色器基板60与形成有TFT的有源元件的阵列基板50贴合,在两基板间封入负的介电常数各向异性的液晶17,进一步在两面贴附偏振片,制成液晶显示装置。在滤色器基板及阵列基板的表面预先涂布并形成垂直取向膜。阵列基板60制成与实施例6相同的开口部/梳齿电极形状的阵列基板。
滤色器基板60使用在实施例4的滤色器基板上进一步以透明导电膜形成线状导体4的基板。线状导体4的画线宽度为6μm,其离间宽度设定为8μm。第3电极3和线状导体4及第2电极2均作为共用电极使用。
另外,由于形成线状导体4,所以从液晶驱动的观点出发,图18或图19所示的狭缝18也可以不形成。
〔实施例11〕
本实施例中,如下所述制造了图11所示的液晶显示装置。
滤色器基板10使用与实施例5的滤色器基板相同的基板。
阵列基板30在俯视下与第2透明树脂层8相同的位置具备由铝合金薄膜构成的光的反射膜21。反射膜21电独立,不施加电压。
第2透明树脂层8上的着色层较薄地形成,图11所示的反射区域中的光的透射率比透射区域中的透射率高。即,在滤色器基板上具备区分成反射区域和透射区域这2个透射率不同的区域。
如图11所示那样,在对液晶施加驱动电压时,反射区域的液晶28具有与透射区域的液晶不同的倾斜角。通过将反射区域的液晶28的延迟值设定为透射区域的延迟值的大约一半,能够进行反射显示。此外,本实施例中在截面视下反射区域和透射区域没有高低差,不会发生由高低差引起的显示特性的降低(例如漏光)。图11所示的液晶显示装置可以作为半透射型液晶显示装置使用。
在截面视下反射区域和透射区域没有高低差意味着,反射区域和透射区域以±0.3μm以内的膜厚差被平坦化。此外,进而,优选例如以相当于绿的波长即535nm的λ/4的±0.135μm以内的膜厚差,一像素开口部内被平坦化。
〔实施例12〕
本实施例中,如下所述制造了图24所示的液晶显示装置。
本实施例所述的液晶显示装置是使用了反射偏振片的半透射型液晶显示装置。作为反射偏振片,例如可以使用日本专利第4177398号公报中记载的反射偏振片。
本实施例中使用的滤色器基板10例如是图4所示的实施例4的滤色器基板。形成有有源元件(TFT)的阵列基板20例如设定为具有图22所示的梳齿状电极的阵列基板。
将滤色器基板10及阵列基板20相向地配置,在其间夹着介电常数各向异性为负的液晶17并贴合。在滤色器基板10的与液晶17相反一侧,配置光学补偿层31a及偏振片32a。此外,在阵列基板20的与液晶17相反一侧,依次配设偏振片32b、光扩散层33a、反射偏振片34、光学补偿层31b、棱镜片35、光扩散层33b、导光板36、光反射板37。在导光板36上安装有光源、例如LED光源38。
作为LED光源38,优选为RGB单个发光元件,但也可以为模拟白色LED。此外,也可以代替LED,使用以往通用的冷阴极射线管或荧光灯。在使用RGB单个发光元件作为LED光源38的情况下,能够按照颜色单个地调整各自的发光强度,从而能够进行最佳的颜色显示。此外,也能够适用于立体图像显示或视角控制。以显示画面的区域控制调整背光源的亮度来提高对比度的技术即局部背光调节(Local Dimming)的方法容易适用于LED光源,通过并用本发明所述的通常显示区域和动态显示区域能够得到前所未有的图像质量提高。局部背光调节的方法中,将RGB单个发光的LED光源配置在液晶显示装置背面的正下方型的背光源方式,而并非图24所示那样的边缘照明方式,能够以更加精细的区域控制实现高图像质量显示。
根据以上说明的本发明的实施方式,可提供兼顾了灰度显示和响应性的改善的液晶显示装置用的滤色器基板、及具备该滤色器基板的液晶显示装置。特别是能够提供消除了向错的高透射率的液晶显示装置。根据本发明的一个实施方式,能够提供在不打乱色平衡、并且不增加TFT元件的情况下,特别强调亮度并可实现有跃动感的显示的液晶显示装置用滤色器基板、及具备该滤色器基板的液晶显示装置。
此外,根据本发明的一个实施方式,在适用于半透射型或反射型的液晶显示的情况下,也可提供在不带有偏黄色的情况下可实现色平衡良好的反射型显示的液晶显示装置。
进而,根据本发明的一个实施方式,可提供一种液晶显示装置,其在不增加白像素或黄色像素等像素的情况下,能够获得动态且明亮的显示,因此在通常的灰度显示时没有如白像素时那样的死像素(dead pixel),进而可消除使液晶的透射率降低的向错,可进行比以往更明亮的显示。
此外,由于能够制成按照覆盖滤色器的有效显示像素的方式层叠了透明导电膜的构成,所以作为次要的效果,能够提供与IPS(以横电场驱动液晶)或FFS(以产生在梳齿状电极的边缘的电场驱动液晶)方式不同的、不易受到外部电场的影响的液晶显示装置。
另外,一个实施方式所述的液晶显示装置的矩形像素能从该像素中心以第1透明树脂层区分为线对称或点对称的1/2像素或1/4像素,通过采用在一个像素中形成2个或4个TFT元件,按每个TFT元件施加不同电压的驱动方式,视角调整或立体图像显示成为可能。

Claims (26)

1.一种斜向电场液晶显示装置用滤色器基板,其特征在于,其具备:
透明基板,
形成于该透明基板上的、具有相向的边平行的多边形的开口部的黑色矩阵,
配设在该黑色矩阵上及所述开口部内的透明基板上的透明导电膜,
配设在该透明导电膜上且包含所述开口部内的分别区分成2个透射率不同的区域的区域的、多种颜色的相向的边平行的多边形的着色像素,及
按照覆盖该着色像素的方式配设的第1透明树脂层。
2.一种斜向电场液晶显示装置用滤色器基板,其特征在于,其具备:
透明基板,
形成于该透明基板上的透明导电膜,
配设在该透明导电膜上的、具有相向的平行的多边形的开口部的黑色矩阵,
配设在该黑色矩阵上及所述开口部内的透明导电膜上且包含所述开口部内的分别区分成2个透射率不同的区域的区域的、多种颜色的相向的边平行的多边形的着色像素,及
按照覆盖该着色像素的方式配设的第1透明树脂层;
并且,所述黑色矩阵由具有相对介电常数比所述着色像素的相对介电常数高的材料形成。
3.根据权利要求1或2所述的斜向电场液晶显示装置用滤色器基板,其特征在于,所述2个透射率不同的区域在所述开口部内的透明导电膜上,区分成贯通所述开口部的中心部的带状的覆盖第2透明树脂层的薄的着色层的区域、和除其以外的着色层的区域。
4.根据权利要求3所述的斜向电场液晶显示装置用滤色器基板,其特征在于,所述第2透明树脂层贯通所述多边形的开口部的中央、并且与该多边形的一边平行地配设。
5.根据权利要求4所述的斜向电场液晶显示装置用滤色器基板,其特征在于,所述第2透明树脂层的相对介电常数比所述着色层的相对介电常数低。
6.根据权利要求1或2所述的斜向电场液晶显示装置用滤色器基板,其特征在于,所述透明导电膜具有贯通所述多边形的开口部的中央、并且与该多边形的一边平行的线状的狭缝。
7.一种斜向电场液晶显示装置用滤色器基板,其特征在于,其具备:
透明基板,
形成于该透明基板上的透明导电膜,
配设在该透明导电膜上的、具有相向的平行的多边形的开口部的黑色矩阵,及
配设在该黑色矩阵上及所述开口部内的透明导电膜上的、多种颜色的相向的边平行的多边形的着色像素;
并且,所述透明导电膜在所述开口部的中央部具有与所述开口部的长度方向的边平行的线状的狭缝。
8.一种斜向电场液晶显示装置用滤色器基板,其特征在于,其具备:
透明基板,
形成于该透明基板上的、具有相向的边平行的多边形的开口部的黑色矩阵,
配设在该黑色矩阵上及所述开口部内的透明基板上的透明导电膜,及
配设在该透明导电膜上的、多种颜色的相向的边平行的多边形的着色像素;
并且,所述透明导电膜在所述开口部的中央部具有与所述开口部的长度方向的边平行的线状的狭缝。
9.根据权利要求1、2、7、及8中任一项所述的斜向电场液晶显示装置用滤色器基板,其特征在于,所述多边形的开口部在俯视下为长方形。
10.根据权利要求1、2、7、及8中任一项所述的斜向电场液晶显示装置用滤色器基板,其特征在于,所述多边形的开口部为具有长边和短边的四边形,并且在长边方向的中央附近在俯视下弯折成“く字”状。
11.根据权利要求1、2、7、及8中任一项所述的斜向电场液晶显示装置用滤色器基板,其特征在于,所述多边形的开口部在俯视下为平行四边形,并且同一颜色的着色像素的像素数的各1/2由2种倾斜角度不同的平行四边形构成。
12.根据权利要求1、2、7、及8中任一项所述的斜向电场液晶显示装置用滤色器基板,其特征在于,所述多种颜色的着色像素由红色像素、绿色像素、及蓝色像素这3色构成,在驱动液晶的频率下测定的、所述着色像素的各相对介电常数在2.9至4.4的范围内,同时相对于所述红色像素、绿色像素、及蓝色像素的平均相对介电常数,各着色像素的相对介电常数在±0.3的范围内。
13.根据权利要求1、2、7、及8中任一项所述的斜向电场液晶显示装置用滤色器基板,其特征在于,所述多种颜色的着色像素由红色像素、绿色像素、及蓝色像素这3色构成,在驱动液晶的频率下测定的、所述着色像素的各相对介电常数的大小处于红色像素>绿色像素>蓝色像素的关系。
14.根据权利要求13所述的斜向电场液晶显示装置用滤色器基板,其特征在于,所述绿色像素的主要色剂为卤化锌酞菁颜料。
15.一种斜向电场液晶显示装置,其特征在于,其具备:
权利要求1、2、7、及8中任一项所述的滤色器基板,
与所述滤色器基板相向地配置的、以矩阵状配设有驱动液晶的元件的阵列基板,及
夹在所述滤色器基板与阵列基板之间的液晶层;
并且,所述阵列基板在俯视下与所述滤色器基板的着色像素分别对应地具备为了驱动液晶而施加不同电位的第1电极及第2电极。
16.根据权利要求15所述的斜向电场液晶显示装置,其特征在于,当在所述第1电极、与所述第2电极及所述透明导电膜即第3电极之间施加驱动电压时,对应于所述开口部的液晶的区域中的液晶分子按照贯通所述开口部的中心,并在俯视下关于分成2部分的直线沿线对称即相反方向倾倒的方式动作。
17.根据权利要求15所述的斜向电场液晶显示装置,其特征在于,在对应于所述开口部的液晶的区域中,施加驱动液晶的电压时的液晶分子的倾倒方向在俯视下从开口部中心区分成4个不同的区域。
18.根据权利要求15或16所述的斜向电场液晶显示装置,其特征在于,所述第1电极具有与驱动液晶的有源元件连接的梳齿状图案,所述第2电极具有隔着绝缘层配设在所述第1电极下的梳齿状图案,并且所述第2电极在俯视下在远离将开口部分成2部分的中心的方向上从所述第1电极的端部露出。
19.根据权利要求15或16所述的斜向电场液晶显示装置,其特征在于,在俯视下在配设所述第2透明树脂层的位置、在所述阵列基板上没有配设所述第1电极。
20.根据权利要求15或16所述的斜向电场液晶显示装置,其特征在于,在俯视下在配设所述第2透明树脂层的位置、在所述阵列基板上配设有光反射膜。
21.一种斜向电场液晶显示装置,其特征在于,其具备滤色器基板、与所述滤色器基板相向地配置的阵列基板、及夹在所述滤色器基板与阵列基板之间的液晶层,其中,
所述滤色器基板具备:透明基板,形成于该透明基板上的、具有相向的边平行的多边形的开口部的黑色矩阵,配设在该黑色矩阵上及所述开口部内的透明基板上的透明导电膜,及形成于该透明导电膜上的、多种颜色的相向的边平行的多边形的着色像素;其中,所述透明导电膜在所述开口部的中央部具有与所述开口部的长度方向的边平行的线状的狭缝,
所述阵列基板具备:与驱动液晶的有源元件连接的梳齿状图案的第1电极,隔着绝缘层配设并在俯视下为在远离将开口部分成2部分的中心的方向上从所述第1电极的端部露出的梳齿状图案的第2电极。
22.一种斜向电场液晶显示装置,其特征在于,其具备滤色器基板、与所述滤色器基板相向地配置的阵列基板、及夹在所述滤色器基板与阵列基板之间的液晶层,其中,
所述滤色器基板具备:透明基板,形成于该透明基板上的透明导电膜,配设在该透明导电膜上的、具有相向的边平行的多边形的开口部的黑色矩阵,及配设在该黑色矩阵上及所述开口部内的透明导电膜上的、多种颜色的相向的边平行的多边形的着色像素;其中,所述透明导电膜在所述开口部的中央部具有与所述开口部的长度方向的边平行的线状的狭缝,
所述阵列基板具备:与驱动液晶的有源元件连接的梳齿状图案的第1电极,隔着绝缘层配设并在俯视下为在远离将开口部分成2部分的中心的方向上从所述第1电极的端部露出的梳齿状图案的第2电极。
23.一种斜向电场液晶显示装置,其特征在于,其具备阵列基板、与所述阵列基板相向地配置的滤色器基板、及夹在所述阵列基板与滤色器基板之间的液晶层,其中,
所述阵列基板具备:与驱动液晶的有源元件连接的梳齿状图案的第1电极,隔着绝缘层配设并在俯视下为在远离将开口部分成2部分的中心的方向上从所述第1电极的端部露出的梳齿状图案的第2电极,
所述滤色器基板具备:透明基板,形成于该透明基板上的透明导电膜,配设在该透明导电膜上的、具有相向的边平行的多边形的开口部的黑色矩阵,配设在该黑色矩阵上及所述开口部内的透明导电膜上的、多种颜色的相向的边平行的多边形的着色像素,按照覆盖该着色像素的方式配设的第1透明树脂层,及在该第1透明树脂层上关于像素的中心对称地、并且在俯视下在最接近像素中心的所述第2电极的内侧与所述第2电极的梳齿状图案平行地配置的、由透明导电膜构成的1组线状导体。
24.一种斜向电场液晶显示装置,其特征在于,其是具备反射区域和透射区域的液晶显示装置,其具备阵列基板、滤色器基板、及夹在所述阵列基板与滤色器基板之间的液晶层,其中,
所述阵列基板具备:与驱动液晶的有源元件连接的梳齿状图案的第1电极,在该第1电极上间隔着绝缘层配设并在俯视下为在远离将开口部分成2部分的中心的方向上从所述第1电极的端部露出的梳齿状图案的第2电极,及反射区域的光的反射膜,
所述滤色器基板具备:透明基板,形成于该透明基板上的透明导电膜,配设在该透明导电膜上并且在俯视下配设在反射区域中的第2透明树脂层,配设在所述透明导电膜上的、多种颜色的相向的边平行的多边形的着色像素,及按照覆盖该着色像素的方式配设的第1透明树脂层,并且,在所述开口部内在截面视下反射区域和透射区域没有高低差。
25.根据权利要求21、22、23及24中任一项所述的斜向电场液晶显示装置,其特征在于,所述第1电极及第2电极由在可视区域中透明的导电性金属氧化物形成。
26.根据权利要求21、22、23及24中任一项所述的斜向电场液晶显示装置,其特征在于,所述液晶具有负的介电常数各向异性。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015027594A1 (zh) * 2013-08-30 2015-03-05 合肥京东方光电科技有限公司 彩膜基板及其制备方法、显示装置
CN108333832A (zh) * 2018-03-05 2018-07-27 京东方科技集团股份有限公司 彩膜基板、液晶显示面板及显示装置
CN110168436A (zh) * 2016-12-30 2019-08-23 东旭(昆山)显示材料有限公司 彩色滤光片、显示装置及制备彩色滤光片的方法
WO2020113682A1 (zh) * 2018-12-04 2020-06-11 惠科股份有限公司 一种彩膜基板的制备工艺、彩膜基板及显示装置

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5659768B2 (ja) 2010-12-16 2015-01-28 凸版印刷株式会社 斜め電界液晶表示装置
JP6267894B2 (ja) * 2013-08-12 2018-01-24 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置
US11609427B2 (en) 2015-10-16 2023-03-21 Ostendo Technologies, Inc. Dual-mode augmented/virtual reality (AR/VR) near-eye wearable displays
CN105204209B (zh) * 2015-10-23 2019-03-15 武汉华星光电技术有限公司 一种蓝相液晶显示面板
US11106273B2 (en) 2015-10-30 2021-08-31 Ostendo Technologies, Inc. System and methods for on-body gestural interfaces and projection displays
US10345594B2 (en) 2015-12-18 2019-07-09 Ostendo Technologies, Inc. Systems and methods for augmented near-eye wearable displays
US10578882B2 (en) 2015-12-28 2020-03-03 Ostendo Technologies, Inc. Non-telecentric emissive micro-pixel array light modulators and methods of fabrication thereof
US10353203B2 (en) 2016-04-05 2019-07-16 Ostendo Technologies, Inc. Augmented/virtual reality near-eye displays with edge imaging lens comprising a plurality of display devices
US10453431B2 (en) 2016-04-28 2019-10-22 Ostendo Technologies, Inc. Integrated near-far light field display systems
US10522106B2 (en) * 2016-05-05 2019-12-31 Ostendo Technologies, Inc. Methods and apparatus for active transparency modulation
KR102523971B1 (ko) * 2016-06-16 2023-04-21 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 이의 제조 방법
CN107144528B (zh) * 2017-06-28 2019-08-30 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 材料性能测试装置及制作方法
CN107632469A (zh) * 2017-10-19 2018-01-26 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 显示面板及显示面板的制作方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH031101A (ja) * 1989-05-29 1991-01-07 Mitsubishi Rayon Co Ltd レンズシートの製造方法
JP2003295180A (ja) * 2002-04-02 2003-10-15 Toppan Printing Co Ltd 半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法
JP2009198548A (ja) * 2008-02-19 2009-09-03 Toppan Printing Co Ltd カラーフィルタ及びそれを用いた液晶表示装置
JP2010015183A (ja) * 1999-02-15 2010-01-21 Sharp Corp 液晶表示装置

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6033507A (ja) 1983-08-04 1985-02-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 色フィルタの製造方法
JP2575497B2 (ja) * 1989-06-08 1997-01-22 シャープ株式会社 カラーフィルタの製造方法
JP3024281B2 (ja) 1991-07-18 2000-03-21 ダイキン工業株式会社 クライオポンプ
US5309264A (en) * 1992-04-30 1994-05-03 International Business Machines Corporation Liquid crystal displays having multi-domain cells
JP3520516B2 (ja) * 1992-09-17 2004-04-19 セイコーエプソン株式会社 液晶ディスプレイ用カラーフィルタ
JP2859093B2 (ja) 1993-06-28 1999-02-17 三洋電機株式会社 液晶表示装置
US5936693A (en) * 1994-09-27 1999-08-10 Casio Computer Co., Ltd. Liquid crystal display device having a wide view angle
WO1997001788A1 (en) 1995-06-26 1997-01-16 Minnesota Mining And Manufacturing Company Transflective displays with reflective polarizing transflector
JP3289099B2 (ja) * 1995-07-17 2002-06-04 株式会社日立製作所 アクティブマトリクス型液晶表示装置およびその製造方法
JP3746333B2 (ja) * 1996-08-05 2006-02-15 三菱電機株式会社 液晶表示装置
DE69838927T2 (de) * 1997-06-12 2009-02-26 Sharp K.K. Anzeigevorrichtung mit vertical ausgerichtetem Flüssigkristall
JP4459338B2 (ja) 1999-02-15 2010-04-28 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP3481509B2 (ja) * 1999-06-16 2003-12-22 Nec液晶テクノロジー株式会社 液晶表示装置
JP4196505B2 (ja) * 1999-12-13 2008-12-17 ソニー株式会社 表示装置及びその製造方法とカラーフィルタ
CN1324363C (zh) 2002-05-04 2007-07-04 三星电子株式会社 液晶显示器及其滤色片阵列板
JP4056326B2 (ja) * 2002-08-30 2008-03-05 シャープ株式会社 液晶表示装置
US7385660B2 (en) * 2003-12-08 2008-06-10 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device for transflector having opening in a first electrode for forming a liquid crystal domain and openings at first and second corners of the domain on a second electrode
KR101080349B1 (ko) * 2004-05-24 2011-11-04 삼성전자주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101041970B1 (ko) 2004-06-11 2011-06-16 삼성전자주식회사 액정 표시 장치
CN100538462C (zh) * 2004-12-30 2009-09-09 奇景光电股份有限公司 液晶显示面板
KR101122234B1 (ko) * 2005-04-13 2012-06-12 삼성전자주식회사 색필터 표시판, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 그 제조방법
US7864271B2 (en) 2006-06-19 2011-01-04 Sharp Kabushiki Kaisha Display device
JP2008003119A (ja) * 2006-06-20 2008-01-10 Epson Imaging Devices Corp 電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及び電子機器
US7570329B2 (en) * 2006-09-14 2009-08-04 Wintek Corporation LCD panel and electronic device using the same
CN100523880C (zh) * 2007-01-25 2009-08-05 北京京东方光电科技有限公司 一种彩色滤光片结构
JP5093725B2 (ja) * 2007-10-29 2012-12-12 Nltテクノロジー株式会社 液晶表示装置
JP2009180768A (ja) * 2008-01-29 2009-08-13 Seiko Epson Corp カラーフィルター用インク、カラーフィルター用インクセット、カラーフィルター、画像表示装置、および、電子機器
JP2009229826A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Toppan Printing Co Ltd カラーフィルタとそれを備えた液晶表示装置
JP5036678B2 (ja) * 2008-10-06 2012-09-26 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP2009105424A (ja) 2008-12-12 2009-05-14 Kobe Steel Ltd 薄膜トランジスタ基板および表示デバイス
JP5446415B2 (ja) * 2009-04-16 2014-03-19 凸版印刷株式会社 液晶表示装置
CN103038675B (zh) * 2010-07-29 2016-01-13 凸版印刷株式会社 液晶显示装置用滤色器基板及液晶显示装置
KR101822691B1 (ko) * 2010-12-10 2018-01-26 도판 인사츠 가부시키가이샤 액정 표시 기판 및 액정 표시 장치
JP5659768B2 (ja) 2010-12-16 2015-01-28 凸版印刷株式会社 斜め電界液晶表示装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH031101A (ja) * 1989-05-29 1991-01-07 Mitsubishi Rayon Co Ltd レンズシートの製造方法
JP2010015183A (ja) * 1999-02-15 2010-01-21 Sharp Corp 液晶表示装置
JP2003295180A (ja) * 2002-04-02 2003-10-15 Toppan Printing Co Ltd 半透過型カラー液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法
JP2009198548A (ja) * 2008-02-19 2009-09-03 Toppan Printing Co Ltd カラーフィルタ及びそれを用いた液晶表示装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015027594A1 (zh) * 2013-08-30 2015-03-05 合肥京东方光电科技有限公司 彩膜基板及其制备方法、显示装置
CN110168436A (zh) * 2016-12-30 2019-08-23 东旭(昆山)显示材料有限公司 彩色滤光片、显示装置及制备彩色滤光片的方法
CN108333832A (zh) * 2018-03-05 2018-07-27 京东方科技集团股份有限公司 彩膜基板、液晶显示面板及显示装置
WO2020113682A1 (zh) * 2018-12-04 2020-06-11 惠科股份有限公司 一种彩膜基板的制备工艺、彩膜基板及显示装置

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