JP2004252426A - カラーフィルタ基板および表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】カラー表示装置の表示品位の低下を抑制できるカラーフィルタ基板および表示装置を提供する。
【解決手段】カラーフィルタ基板100Aは、それぞれが複数の画素のそれぞれに対応する複数のカラーフィルタを有し、複数のカラーフィルタは互いに異なる色のAカラーフィルタ40と、Bカラーフィルタ50とを含む。複数の行のそれぞれに対応するカラーフィルタの群は、AおよびBカラーフィルタを含み、AおよびBカラーフィルタのそれぞれは、それぞれの行方向の幅を規定する第1辺と第2辺を有し、Aカラーフィルタの面積SAはBカラーフィルタの面積SBよりも大きい。Bカラーフィルタ50の第1辺51は、Aカラーフィルタ40の第1辺51に行方向にくびれた少なくとも1つの第1凹部51Rを形成した形を有している。
【選択図】図1

Description

本発明は、例えばカラー液晶表示装置などの表示装置に使用されるカラーフィルタ基板の製造方法に関する。
液晶表示装置は、小型、薄型、低消費電力、および軽量という特徴を有するため、現在、各種の電子機器に広く用いられている。特に、スイッチング素子を有するアクティブマトリクス型液晶表示装置は、パソコン等のOA機器、テレビ等のAV機器や携帯電話などに広く採用されている。また、近年、液晶表示装置の大型化や、高精細化、画素有効面積比率の向上(高開口率化)、または色純度向上などの品位向上が急速に進んでいる。
図15を参照しながら、一般的なアクティブマトリクス型液晶表示装置の構造を説明する。図15は液晶表示装置の断面図である。
図15に示すように液晶表示装置350は、互いに対向するように配置されたアクティブマトリクス基板10およびカラーフィルタ基板300と、これらの基板の間に配置された液晶層20とを備えている。また、液晶表示装置350は、基板面内において、表示領域と、表示領域の周囲に配置された非表示領域(額縁領域)とを有している。
アクティブマトリクス基板10は、ガラス等の透明絶縁性基板12と、基板12上に形成された走査信号線用のゲートバスライン(図示せず)、データ信号線用のソースバスライン14、薄膜トランジスタ(TFT)などのアクティブ素子(図示せず)および、透明画素電極16とを備えている。複数の透明画素電極16は、表示領域でマトリクス状に配列されている。
カラーフィルタ基板300は、ガラス等の絶縁性透明基板302と、基板302上に形成された、赤カラーフィルタ340、緑カラーフィルタ350および青カラーフィルタ360で構成されるカラーフィルタ層390と、複数の遮光部330A、330Bを有する遮光層330と、対向電極(図示せず)とを備えている。赤カラーフィルタ340、緑カラーフィルタ350および青カラーフィルタ360は、アクティブマトリクス基板10側に設けられた複数の透明画素電極16のそれぞれに対応して設けられている。また遮光層(ブラックマトリクス)330は、複数の遮光部330Aおよび330Bが、各カラーフィルタの間隙および額縁領域に配置されるように形成されている。
上述したようにカラーフィルタ基板には通常、赤、緑、青色の3種類のカラーフィルタが形成される。例えば白の色純度は、上記3種類のカラーフィルタのそれぞれを透過した光の強度に影響される。各色の色純度を低下させることなく、白の色純度を任意に調整するために、異なる色のカラーフィルタ間の面積比率が色毎に調整されたカラーフィルタ基板(すなわち、3種類のカラーフィルタの面積比率が1:1:1からずれているカラーフィルタ基板)が開発されている(特許文献1、特許文献2および特許文献3参照)。
特開平3−198027号公報 特開平7−159771号公報 特開平11−174430号公報
カラーフィルタ基板とアクティブマトリクス基板とを貼り合わせて液晶表示装置を作製するときに、位置合わせにずれ(アライメントずれ)が生じることがある。例えば、ストライプ配列のカラーフィルタ基板の貼り合わせにおいて、ストライプ方向(画素の列方向)と垂直な方向(行方向)にアライメントずれが生じた場合、画素の列方向に延びるように形成されたアクティブマトリクス基板側のソースバスラインが各カラーフィルタと重畳するため、カラーフィルタの一部が表示に利用されなくなる。
上述した異なる色のカラーフィルタ間の面積比率が調整されたカラーフィルタ基板では、ストライプ状のカラーフィルタの短辺の長さ(行方向の長さ、幅)をカラーフィルタごとに異ならせることによって、各カラーフィルタの面積が調整されている(例えば特許文献3の図1参照)。このカラーフィルタ基板とアクティブマトリクス基板とを貼り合わせる際に上述したアライメントずれが生じた場合、アライメントずれによって各カラーフィルタが遮光される面積の比率(ソースバスラインと重なる面積の重なりがないときの面積に対する比率)は、カラーフィルタの面積に依存してカラーフィルタごとに異なったものになってしまう。例えば、面積の互いに異なる3種類のカラーフィルタのうちの最小の面積を有するカラーフィルタについては、アライメントずれによって遮光される面積の比率は、最大になる。
従って、所望の白色色度を実現できるようにカラーフィルタ間の面積比率が調整されていても、アライメントずれが生じると、表示に寄与する実質的なカラーフィルタの面積の比率が所望の値からずれ、白の色度が所望の値から変動してしまうという問題があった。
なお、このアライメントずれが発生してもカラーフィルタ間の面積比率が所望の値からずれないようにする方法として、遮光部の幅を大きくする方法もあるが、画素有効面積比率(画素開口率)が低下するので、好ましくない。
ここでは、説明の簡単さのためにストライプ状のカラーフィルタを有する液晶表示装置を例に従来技術の問題点を説明したが、上記の問題は、これに限られず、カラーフィルタ基板と貼り合わされる他方の基板とのアライメントずれが画素開口率に影響を与える表示装置に共通の問題である。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、面積の異なる複数の色のカラーフィルタを備えるカラーフィルタ基板において、アライメントずれによる表示品位の低下を抑制することのできるカラーフィルタ基板および、それを用いた表示装置を提供することを目的とする。
本発明のカラーフィルタ基板は、複数の行および複数の列を有するマトリクス状に配列された複数の画素を有する表示装置に用いられるカラーフィルタ基板であって、それぞれが複数の画素のそれぞれに対応する複数のカラーフィルタを有し、複数のカラーフィルタは互いに異なる色のAカラーフィルタと、Bカラーフィルタとを含み、前記複数の行のそれぞれに対応するカラーフィルタの群は、前記Aおよび前記Bカラーフィルタを含み、前記Aおよび前記Bカラーフィルタのそれぞれは、それぞれの行方向の幅を規定する第1辺と第2辺を有し、前記Aカラーフィルタの面積SAは前記Bカラーフィルタの面積SBよりも大きく、前記Bカラーフィルタの前記第1辺は、前記Aカラーフィルタの前記第1辺に行方向にくびれた少なくとも1つの第1凹部を形成した形を有することを特徴としている。
ある好ましい実施形態では、前記Bカラーフィルタの前記少なくとも1つの第1凹部の列方向の長さの和MB1は行方向において実質的に一定である。
ある好ましい実施形態では、前記Aカラーフィルタの前記第2辺から前記第1辺に向かう行方向に平行な方向を+x方向とし、前記Aカラーフィルタの前記第1辺の最も+x方向側に位置する部分の長さをLA1とし、前記Bカラーフィルタの前記少なくとも1つの第1凹部の列方向の長さの和をMB1とすると、MB1/LA1=(SA−SB)/SAの関係を有する。
ある好ましい実施形態では、前記少なくとも1つの第1凹部の行方向における幅は行方向のアライメントマージン以上である。
ある好ましい実施形態では、前記Bカラーフィルタの前記第2辺は、前記Aカラーフィルタの前記第2辺に行方向にくびれた少なくとも1つの第2凹部を形成した形を有する。
ある好ましい実施形態では、前記Bカラーフィルタの前記少なくとも1つの第2凹部の列方向の長さの和MB2は行方向において実質的に一定である。
ある好ましい実施形態では、前記Aカラーフィルタの前記第1辺から前記第2辺に向かう行方向に平行な方向を−x方向とし、前記Aカラーフィルタの前記第2辺の最も−x方向側に位置する部分の長さをLA2とし、前記Bカラーフィルタの前記少なくとも1つの第2凹部の列方向の長さの和MB2とすると、MB2/LA2=(SA−SB)/SAの関係を有する。
ある好ましい実施形態では、前記少なくとも1つの第2凹部の行方向における幅は行方向のアライメントマージン以上である。
ある好ましい実施形態では、前記複数の行のそれぞれに対応するカラーフィルタの群は、前記AおよびBカラーフィルタと異なる色のCカラーフィルタをさらに含み、前記Cカラーフィルタは、それぞれの行方向の幅を規定する第1辺と第2辺を有し、前記Aカラーフィルタの面積SA、前記Bカラーフィルタの面積SB、および前記Cカラーフィルタの面積SCは、SA>SBかつSA>SCの関係を有し、前記Cカラーフィルタの前記第1辺は、前記Aカラーフィルタの前記第1辺に行方向にくびれた少なくとも1つの第3凹部を形成した形を有する。
ある好ましい実施形態では、前記Cカラーフィルタの前記少なくとも1つの第3凹部の列方向の長さの和MC1は行方向において実質的に一定である。
ある好ましい実施形態では、前記Aカラーフィルタの前記第2辺から前記第1辺に向かう行方向に平行な方向を+x方向とし、前記Aカラーフィルタの前記第1辺の最も+x方向側に位置する部分の長さをLA1とし、前記Cカラーフィルタの前記少なくとも1つの第3凹部の列方向の長さの和MC1とすると、MC1/LA1=(SA−SC)/SAの関係を有する。
ある好ましい実施形態では、前記少なくとも1つの第3凹部の行方向における幅は行方向のアライメントマージン以上である。
ある好ましい実施形態では、前記複数の行のそれぞれに対応するカラーフィルタの群は、前記A、BおよびCカラーフィルタと異なる色のDカラーフィルタをさらに含み、前記Dカラーフィルタは、それぞれの行方向の幅を規定する第1辺と第2辺を有し、前記Aカラーフィルタの面積SA、前記Bカラーフィルタの面積SB、前記Cカラーフィルタの面積SC、および前記Dカラーフィルタの面積SDは、SA>SBかつSA>SCかつSA>SDの関係を有し、前記Dカラーフィルタの前記第1辺は、前記Aカラーフィルタの前記第1辺に行方向にくびれた少なくとも1つの第4凹部を形成した形を有する。
ある好ましい実施形態では、前記Dカラーフィルタの前記少なくとも1つの第4凹部の列方向の長さの和MD1は行方向において実質的に一定である。
ある好ましい実施形態では、前記Aカラーフィルタの前記第2辺から前記第1辺に向かう行方向に平行な方向を+x方向とし、前記Aカラーフィルタの前記第1辺の最も+x方向側に位置する部分の長さをLA1とし、前記Dカラーフィルタの前記少なくとも1つの第4凹部の列方向の長さの和MD1とすると、MD1/LA1=(SA−SD)/SAの関係を有する。
ある好ましい実施形態では、前記少なくとも1つの第4凹部の行方向における幅は行方向のアライメントマージン以上である。
ある好ましい実施形態では、前記複数の行は、互いに隣接する第1行および第2行を有し、前記第1行に対応する前記Aカラーフィルタと、前記第2行に対応する前記Aカラーフィルタと、前記第1行に対応する前記Aカラーフィルタと前記第2行に対応する前記Aカラーフィルタとを互いに連結する連結領域とを含むA列カラーフィルタが形成されている。
ある好ましい実施形態では、前記A列カラーフィルタは、行方向の幅を規定する第1辺と第2辺を有し、前記A列カラーフィルタは前記第2辺に凹部を有し、前記連結領域の前記第2辺は、前記A列カラーフィルタに設けられた前記凹部の底辺に含まれており、前記A列カラーフィルタの前記第2辺の前記凹部の列方向の長さは行方向において実質的に一定である。
ある好ましい実施形態では、前記A列カラーフィルタは、行方向の幅を規定する第1辺と第2辺を有し、前記A列カラーフィルタは、前記第1辺および前記第2辺のそれぞれに凹部を有し、前記連結領域の前記第2辺は、前記A列カラーフィルタの前記第2辺に設けられた前記凹部の底辺に含まれており、前記A列カラーフィルタの前記第1辺に設けられた前記凹部の上辺と、前記A列カラーフィルタの前記第2辺に設けられた前記凹部の下辺との列方向の位置が等しく、前記A列カラーフィルタの前記第1辺に設けられた前記凹部の行方向の幅と、前記第2辺に設けられた前記凹部の行方向の幅とが等しく、前記A列カラーフィルタの前記第2辺の前記凹部の列方向の長さおよび前記第1辺の前記凹部の列方向の長さは行方向において実質的に一定である。
ある好ましい実施形態では、前記A列カラーフィルタの前記第1辺に設けられた前記凹部の列方向の幅は、前記連結領域の列方向の幅以上である。
ある好ましい実施形態では、前記複数の行は、互いに隣接する第1行および第2行を有し、前記第1行に対応する前記Bカラーフィルタと、前記第2行に対応する前記Bカラーフィルタと、前記第1行に対応する前記Bカラーフィルタと前記第2行に対応する前記Bカラーフィルタとを互いに連結する連結領域とを含むB列カラーフィルタが形成されている。
ある好ましい実施形態では、前記複数の行は、互いに隣接する第1行および第2行を有し、前記第1行に対応する前記Cカラーフィルタと、前記第2行に対応する前記Cカラーフィルタと、前記第1行に対応する前記Cカラーフィルタと前記第2行に対応する前記Cカラーフィルタとを互いに連結する連結領域とを含むC列カラーフィルタが形成されている。
ある好ましい実施形態では、前記複数の行は、互いに隣接する第1行および第2行を有し、前記第1行に対応する前記Dカラーフィルタと、前記第2行に対応する前記Dカラーフィルタと、前記第1行に対応する前記Dカラーフィルタと前記第2行に対応する前記Dカラーフィルタとを互いに連結する連結領域とを含むD列カラーフィルタが形成されている。
本発明のカラーフィルタ基板は、複数の行および複数の列を有するマトリクス状に配列された複数の画素を有する表示装置に用いられるカラーフィルタ基板であって、それぞれが複数の画素のそれぞれに対応する複数のカラーフィルタを有し、複数のカラーフィルタは互いに異なる色のAカラーフィルタと、Bカラーフィルタとを含み、前記複数の行のそれぞれに対応するカラーフィルタの群は、前記Aおよび前記Bカラーフィルタを含み、前記Aカラーフィルタの面積SAは前記Bカラーフィルタの面積SBよりも大きく、前記Aおよび前記Bカラーフィルタのそれぞれは、それぞれの行方向の幅を規定する第1辺および第2辺と、それぞれの列方向の幅を規定する第3辺および第4辺とを有し、前記第2辺から前記第1辺に向かう行方向に平行な方向を+x方向とし、前記第4辺から前記第3辺に向かう列方向に平行な方向を+y方向とし、前記Bカラーフィルタの前記第1辺および前記第2辺のうちy方向に平行な部分の長さ(ただし、前記Aカラーフィルタおよび前記Bカラーフィルタに共通に凹部が設けられている場合、前記第1辺および前記第2辺のうちy方向に平行な部分から前記凹部に含まれる部分の長さを除く。)をそれぞれ、L0 (B1)およびL0 (B2)とし、第3辺および第4辺のうちx方向に平行な部分の長さ(ただし、前記Aカラーフィルタおよび前記Bカラーフィルタに共通に凹部が設けられている場合、前記第3辺および前記第4辺のうちx方向に平行な部分から前記凹部に含まれる部分の長さを除く。)をそれぞれ、L0 (B3)およびL0 (B4)とし、前記Bカラーフィルタの前記第1辺の最も+x方向側に位置する部分の長さをL(B1)とし、前記第2辺の最も−x方向側に位置する部分の長さをL(B2)とし、前記第3辺の最も+y方向側に位置する部分の長さをL(B3)とし、前記第4辺の最も−y方向側に位置する部分の長さをL(B4)とすると、前記Bカラーフィルタの前記第1辺から前記第4辺のうち少なくとも1つが凹部を有することによって、L0 (B1)>L(B1)、L0 (B2)>L(B2)、L0 (B3)>L(B3)およびL0 (B4)>L(B4)のうち少なくとも1つの不等式が成立している。
ある好ましい実施形態では、前記Bカラーフィルタの前記第1辺が凹部を有しており、前記凹部の列方向の長さは行方向において実質的に一定であり、L(B1)/L(A1)=SB/SAである。
ある好ましい実施形態では、前記Bカラーフィルタの前記第2辺が凹部を有しており、前記凹部の列方向の長さは行方向において実質的に一定であり、L(B2)/L(A2)=SB/SAである。
ある好ましい実施形態では、前記Bカラーフィルタの前記第3辺が凹部を有しており、前記凹部の行方向の長さは行方向において実質的に一定であり、L(B3)/L(A3)=SB/SAである。
ある好ましい実施形態では、前記Bカラーフィルタの前記第4辺が凹部を有しており、前記凹部の行方向の長さは行方向において実質的に一定であり、L(B4)/L(A4)=SB/SAである。
ある好ましい実施形態では、前記Bカラーフィルタの前記第1辺から前記第4辺のうちの全てが凹部を有しており、L0 (B1)>L(B1)、L0 (B2)>L(B2)、L0 (B3)>L(B3)および、L0 (B4)>L(B4)の全ての不等式が満たされている。
ある好ましい実施形態では、L(B1)/L(A1)=L(B2)/L(A2)=L(B3)/L(A3)=L(B4)/L(A4)=SB/SAである。
ある好ましい実施形態では、前記複数の行は、互いに隣接する第1行および第2行を有し、前記第1行に対応する前記Aカラーフィルタと、前記第2行に対応する前記Aカラーフィルタと、前記第1行に対応する前記Aカラーフィルタと前記第2行に対応する前記Aカラーフィルタとを互いに連結する連結領域とを含むA列カラーフィルタが形成されている。
ある好ましい実施形態では、前記A列カラーフィルタは、行方向の幅を規定する第1辺と第2辺を有し、前記A列カラーフィルタは前記第2辺に凹部を有し、前記連結領域の前記第2辺は、前記A列カラーフィルタに設けられた前記凹部の底辺に含まれており、前記A列カラーフィルタの前記第2辺の前記凹部の列方向の長さは行方向において実質的に一定である。
ある好ましい実施形態では、前記A列カラーフィルタは、行方向の幅を規定する第1辺と第2辺を有し、前記A列カラーフィルタは、前記第1辺および前記第2辺のそれぞれに凹部を有し、前記連結領域の前記第2辺は、前記A列カラーフィルタの前記第2辺に設けられた前記凹部の底辺に含まれており、前記A列カラーフィルタの前記第1辺に設けられた前記凹部の上辺と、前記A列カラーフィルタの前記第2辺に設けられた前記凹部の下辺との列方向の位置が等しく、前記A列カラーフィルタの前記第1辺に設けられた前記凹部の行方向の幅と、前記第2辺に設けられた前記凹部の行方向の幅とが等しく、前記A列カラーフィルタの前記第2辺の前記凹部の列方向の長さおよび前記第1辺の前記凹部の列方向の長さは行方向において実質的に一定である。
ある好ましい実施形態では、前記A列カラーフィルタの前記第1辺に設けられた前記凹部の列方向の幅は、前記連結領域の列方向の幅以上である。
本発明の表示装置は、上記カラーフィルタ基板を備えることを特徴としている。
本発明によると、カラー表示装置の表示品位の低下を抑制できるカラーフィルタ基板および表示装置が提供される。すなわち、本発明よると、画素開口率の低下を抑制しながら、アライメントずれの発生による色バランス(白および単色以外の色度)のズレを抑制することができる。
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態のカラーフィルタ基板を説明する。本実施形態のカラーフィルタ基板は、複数の行および複数の列を有するマトリクス状に配列された複数の画素を有する表示装置に用いられる。また、本実施形態のカラーフィルタ基板は、カラーフィルタの面積が色毎に調整されており、互いに面積の異なるカラーフィルタを有するカラーフィルタ基板である。以下では、アクティブマトリクス型液晶表示装置(図15参照)に用いられるストライプ配列のカラーフィルタを有するカラーフィルタ基板を例に実施形態を説明するが、本発明はこれに限定されない。
ここでは、「カラーフィルタ」は画素に対応して設けられた個々の部分を指すものとする。ストライプ配列のカラーフィルタは、画素の列に対応する複数のカラーフィルタから構成される「カラーフィルタ群」(「カラーフィルタ列」ということもある。)と、画素の行に対応する複数のカラーフィルタから構成される「カラーフィルタ群」(「カラーフィルタ行」ということもある。)とを含む。カラーフィルタ列は、同色の複数のカラーフィルタから構成され、典型的には、ゲートバスラインによって遮光される部分と一体に、1つの短冊状の「列カラーフィルタ」として形成される。カラーフィルタ行は、異なる色のカラーフィルタが巡回的(例えばR(赤)、G(緑)、B(青)の順)に配列され、隣接するカラーフィルタの間に遮光部(ブラックマトリクス)が設けられる。また、全てのカラーフィルタ(全ての列カラーフィルタ)を含む層をカラーフィルタ層ということもある。
図1は、本実施形態のカラーフィルタ基板100Aの平面図である。
カラーフィルタ基板100Aは、例えばガラスなどからなる基板102上に、複数のカラーフィルタ40、50、60および遮光層30を有している。複数のカラーフィルタのそれぞれは、上記複数の画素のそれぞれに対応するように、複数の行および複数の列を有するマトリクス状に配列されている。カラーフィルタは、各画素の表示色を規定するために表示領域に設けられている。遮光層30は、非表示領域(額縁領域)に形成された遮光部30Aおよび、表示領域に形成された遮光部30Bを有しており、隣接するカラーフィルタの間隙は遮光部30Bによって遮光されている。
図1に示すように、マトリクス状に配列された複数のカラーフィルタのうち、複数の行のそれぞれに対応するカラーフィルタの群は、Aカラーフィルタ40、Bカラーフィルタ50、およびCカラーフィルタ60を含んでいる。Aカラーフィルタ40、Bカラーフィルタ50およびCカラーフィルタ60はそれぞれ異なる色のカラーフィルタである。例えば上記Aカラーフィルタ40、Bカラーフィルタ50、およびCカラーフィルタ60はそれぞれ、赤カラーフィルタ、緑カラーフィルタおよび青カラーフィルタのいずれかである。ここで、カラーフィルタ基板100Aが有する複数のカラーフィルタのうち、Aカラーフィルタ40を面積が最大のカラーフィルタとし、Bカラーフィルタ50を面積が最小のカラーフィルタとする。Aカラーフィルタ40の面積をSAとし、Bカラーフィルタ50の面積をSBとし、Cカラーフィルタ60の面積をSCとすると、例えばSC=SA>SBである。Aカラーフィルタ40は、行方向22の幅を規定する第1辺41と第2辺42とを有している。また、これと同様にBカラーフィルタ50は、行方向22の幅を規定する第1辺51と第2辺52とを有している。なお、第1辺および第2辺は、第1辺および第2辺が凹部を有し、複数の線分で構成されている場合、全ての線分を含む。例えばBカラーフィルタ50の第1辺51は、凹部51Rが形成されていない2つの線分aおよびbと、凹部51Rを構成する3つの線分c、dおよびeで構成される。
本実施形態のカラーフィルタ基板100Aは、面積の最小であるBカラーフィルタ50の第1辺51が、面積が最大であるAカラーフィルタ40の第1辺41に行方向22にくびれた少なくとも1つの第1凹部51Rを形成した形を有していることを特徴としている。
上述したように、カラーフィルタ基板100Aと貼り合わせられるアクティブマトリクス基板は、画素の列方向24に延びる複数のソースバスラインを有しており、各ソースバスラインは、画素の行方向22に隣接するカラーフィルタの間隙に対応するように配置される。各ソースバスラインはカラーフィルタ基板100Aの遮光部30Bによって遮光される。
カラーフィルタ基板100Aでは、複数のカラーフィルタ40、50、60のうちの面積が最小のBカラーフィルタ50の第1辺51に第1凹部51Rが形成されているので、カラーフィルタ基板100Aに対してアクティブマトリクス基板が、カラーフィルタの第1辺51から第2辺52に向かう方向(矢印22Aで示す画素の行方向)にずれて貼り合わせられた場合に、アクティブマトリクス基板側のソースバスラインによってAカラーフィルタ40が遮光される面積とBカラーフィルタ50が遮光される面積との比率を、Aカラーフィルタ40の面積SAとBカラーフィルタ50の面積SBとの比率に近付けることができる。従って、上記アライメントずれが生じた場合であっても、遮光されずに表示に寄与するAカラーフィルタ40の面積とBカラーフィルタ50の面積との比率を、Aカラーフィルタ40の面積SAとBカラーフィルタ50の面積SBとの比率に近付けることができる。結果として、例えば所望の白の色純度が実現できるように、複数のカラーフィルタの間の面積比率が調整されている(色毎にカラーフィルタの面積が異なる)カラーフィルタ基板に対して、アクティブマトリクス基板がずれて貼り合わせられた場合であっても、上記白の色純度が所望の値から変動するのを抑制できる。
また、本実施形態では、隣接するカラーフィルタの間隙に設ける遮光部30Bの幅を大きくとる必要がないので、画素有効面積比率(開口率)が低下することもない。
図1では、第1凹部51Rが、列方向24の長さMB1が行方向22において実質的に一定の矩形状である場合を例示しているが、第1凹部51Rの形状はこれに限られず、列方向24の長さMB1が行方向22において変化するような形状であってもよい。
Bカラーフィルタ50(1画素に対応)の第1辺51に1つの第1凹部51Rが形成されている場合を例示するが、本実施形態のカラーフィルタ基板100Aはこれに限られず、Bカラーフィルタ50の第1辺51に複数の第1凹部51Rが形成されていてもよい。
好ましい実施形態では、Bカラーフィルタ50の少なくとも1つの第1凹部51Rの列方向の長さの和MB1は、行方向22において実質的に一定である。なお、Bカラーフィルタ50の第1辺51に第1凹部51Rが1つしか形成されていない場合、上記少なくとも1つの第1凹部51Rの列方向の長さの和MB1は、1つの第1凹部51Rの列方向の長さである。Bカラーフィルタ50の第1辺51に複数の第1凹部51Rが形成されている場合、上記少なくとも1つの第1凹部51Rの列方向の長さの和MB1は、複数の第1凹部51Rの列方向の長さの和である。
第1凹部51Rの形状にかかわらず第1凹部51Rが上記のように形成されている場合、アクティブマトリクス基板がカラーフィルタ基板100Aに対して行方向22と平行な方向にずれた場合に、そのずれ幅が第1凹部51Rの行方向22の幅以下の範囲では、表示に寄与するBカラーフィルタ50の面積が、ずれ幅に比例して減少する。従って、ずれ幅が第1凹部51Rの行方向22の幅以下の範囲では、ずれ幅にかかわらず、表示に寄与するAカラーフィルタ40の面積とBカラーフィルタ50の面積との比率を、Aカラーフィルタ40の面積SAとBカラーフィルタ50の面積SBとの比率に近付けることができる。例えば図1に示すように、第1凹部51Rは好ましくは、行方向の長さNB1に亘って、列方向の長さがMB1のまま一定である矩形状を有する。アクティブマトリクス基板がカラーフィルタ基板100Aに対して上記行方向22と平行な方向にずれた場合に、行方向22のずれ幅がNB1以下の範囲では、ずれ幅にかかわらず、表示に寄与するAカラーフィルタ40の面積とBカラーフィルタ50の面積との比率は、Aカラーフィルタ40の面積SAとBカラーフィルタ50の面積SBとの比率にほぼ等しい。
好ましい実施形態では、Aカラーフィルタ40の第2辺42から第1辺41に向かう行方向22に平行な方向を+x方向(22B)とし、Aカラーフィルタ40の第1辺41の最も+x方向側に位置する部分の長さをLA1とし、Bカラーフィルタ50の第1辺51の最も+x方向側に位置する部分の長さをLB1とし、Bカラーフィルタ51の少なくとも1つの第1凹部51Rの列方向24の長さの和をMB1とすると、MB1/LA1=(SA−SB)/SA、LA1=LB1+MB1の関係を有する。
ただし、Aカラーフィルタ40の第1辺41のうちy方向24に平行な部分の長さ(後述するL0 (A1))と、Bカラーフィルタ50の第1辺51のうちy方向24に平行な部分の長さ(後述するL0 (B1))とは互いに等しい。なお、上記LA1およびLB1は、それぞれ、後述するL(A1)およびL(B1)に等しい。
第1凹部51Rが上記関係を有するように形成されれば、カラーフィルタ基板に対するアクティブマトリクス基板のずれ幅が第1凹部51Rの行方向22の幅NB1以下の範囲では、ずれ幅にかかわらず、表示に寄与するAカラーフィルタ40の面積とBカラーフィルタ50の面積との比率を、Aカラーフィルタ40の面積SAとBカラーフィルタ50の面積SBとの比率に等しくすることができる。
AおよびBカラーフィルタの具体的な構成は、例えば以下のようにして設定される。まず、所望の白色度を実現できるように、Aカラーフィルタ40とBカラーフィルタ50との間の面積比が決められる。また、例えば表示装置の大きさ、解像度などに応じてAカラーフィルタ40のLA1が決められる。上記カラーフィルタ間の面積比とLA1とが決まれば、MB1/LA1=(SA−SB)/SAの関係式よりMB1が決まる。従って、少なくとも1つの第1凹部51Rの行方向における幅NB1を決めれば、Bカラーフィルタ50の行方向22の幅が決まる。幅NB1は、例えば、行方向のアライメントマージンと略等しいか、それを超えるように設定される。
ここで、Aカラーフィルタ40の第1辺41とBカラーフィルタ50の第1辺51とを比較し、Aカラーフィルタ40の第2辺42とBカラーフィルタ50の第2辺52とを比較する理由を説明する。アクティブマトリクス基板がスイッチング素子(例えばTFTやMIM、以下ではTFTの場合を例示する。)を備えるとき、カラーフィルタ基板には、TFTを遮光するための遮光部(図1では不図示)が設けられる。このTFT遮光部は、画素に対して一定の位置に設けられ、その占有面積は一定であり、各カラーフィルタはTFT遮光部に対応する同じ面積の凹部を同じ位置に(第1辺または第2辺のいずれか一方)に有する。従って、一般的には、第1辺の形状と第2辺の形状とは互いに異なるので、アライメントずれの影響を同様に受ける、第1辺同士または第2辺同士を比較する。
好ましい実施形態では、少なくとも1つの第1凹部51Rの行方向における幅は、行方向のアライメントマージンと略等しいか、それを超えるように設定される。
上述したように本実施形態では、Aカラーフィルタ40の面積SA、Bカラーフィルタ50の面積SBおよびCカラーフィルタ60の面積SCが例えばSC=SA>SBであり、Bカラーフィルタ50の面積が最小である。Aカラーフィルタ40、Bカラーフィルタ50、およびCカラーフィルタ60を、赤カラーフィルタ、緑カラーフィルタおよび青カラーフィルタで構成する場合、いずれのカラーフィルタを上記3色のいずれにするかは、所望とする白色度に依存して適宜決定される。ある実施形態では例えばBカラーフィルタ50は緑カラーフィルタであり、Aカラーフィルタ40は赤カラーフィルタおよび青カラーフィルタのいずれか一方であり、Cカラーフィルタ60は赤カラーフィルタおよび青カラーフィルタの他方である。
なお、Bカラーフィルタ50が有する第1凹部51Rは、行方向の長さNB1がBカラーフィルタの行方向の長さと等しくてもよい。すなわち、Bカラーフィルタ50が第1凹部51Rによって列方向に分断されていても良い。この場合、A、BおよびCカラーフィルタのそれぞれの行方向の幅を等しくすることができるため、カラーフィルタおよび画素電極の設計が容易であるという利点がある。
以下、比較例を用いて、本実施形態のカラーフィルタ基板100Aの一例を具体的に説明する。
カラーフィルタ基板100Aは例えば、赤カラーフィルタ(Aカラーフィルタ40)、緑カラーフィルタ(Bカラーフィルタ50)および青カラーフィルタ(Cカラーフィルタ60)を有し、赤カラーフィルタ面積SA:緑カラーフィルタ面積SB:青カラーフィルタ面積SC=1.03:0.95:1.03である。各カラーフィルタ40、50および60の列方向24の長さ(1画素の長さ)は、例えば250μmである。
面積が最小である緑カラーフィルタ50の第1辺51は、赤カラーフィルタ40(または青カラーフィルタ60)の第1辺41に行方向にくびれた第1凹部を形成した形を有している。赤カラーフィルタ40の第1辺41の最も+x方向側(第2辺42から第1辺41に向かう方向22B)に位置する部分の長さをLA1とし、第1凹部51Rの列方向24の長さをMB1とした場合に、MB1/LA1=(SA−SB)/SAを満たすように第1凹部51Rが形成されている。従って、第1凹部51Rの列方向24の長さMB1は19.5μmである。アライメントマージンは例えば5μm程度であるので、第1凹部51Rの行方向の長さNB1を5.5μmとしている。例えば、赤カラーフィルタ40および青カラーフィルタ60の行方向の幅を89μmとした場合、緑カラーフィルタ50の行方向の幅は82.5μmである。
カラーフィルタ基板100Aでは、例えばカラーフィルタの第1辺51から第2辺52に向かう方向(22A)にアライメントずれが5μm生じた場合であっても、表示に寄与する実質的な赤カラーフィルタ面積、緑カラーフィルタ面積および青カラーフィルタ面積の間の面積比率は、上記SA:SB:SCをほぼ維持する。下記の表1に赤カラーフィルタ40、緑カラーフィルタ50および青カラーフィルタ60の色度(x,y,Y)を示す。また、表2にアライメントずれが生じなかった場合と、アライメントずれが5μm生じた場合とにおける白表示時の色度(x,y,Y)を示す。
Figure 2004252426
Figure 2004252426
表2に示すように本実施形態のカラーフィルタ基板100Aでは、アライメントずれが生じた場合であっても、白色純度がほぼ一定である。なお、表1の各パラメータは一例であり、本発明はこれに限定されることはない。
図2および図3はそれぞれ、比較例のカラーフィルタ基板300の平面図および断面図である。比較例のカラーフィルタ基板300は、カラーフィルタ基板100Aと異なり、いずれのカラーフィルタにも凹部が形成されておらず、赤カラーフィルタ340と緑カラーフィルタ350と青カラーフィルタ360との面積比は、各カラーフィルタの横幅(赤カラーフィルタ340の第1辺341と第2辺342との間の長さ、緑カラーフィルタ350の第1辺351と第2辺352との間の長さ、および青カラーフィルタ360の第1辺361と第2辺362との間の長さ)を変化させることによって調整されている。すなわち、赤カラーフィルタ340の面積SA:緑カラーフィルタ350の面積SB:青カラーフィルタ360の面積SC=1.03:0.95:1.03=赤カラーフィルタ340の幅:緑カラーフィルタ350の幅:青カラーフィルタ360の幅である。
図4は、比較例のカラーフィルタ基板300と、アクティブマトリクス基板10とを貼り合わせた場合に、カラーフィルタの第1辺341から第2辺342に向かう方向にアライメントずれが5μm生じた場合を模式的に示している。
図4に示すように、各カラーフィルタ340、350、360がソースバスライン14によって遮光されることにより、表示に寄与する実質的な赤カラーフィルタ、緑カラーフィルタおよび青カラーフィルタの間の面積比率が0.941:0.936:0.941となり、上記SA:SB:SCからずれてしまう。下記の表3に、アライメントずれが生じなかった場合と、アライメントずれが5μm生じた場合とにおける白表示時の色度(x,y,Y)を示す。
Figure 2004252426
表3に示すように、アライメントずれが生じた場合、白色度が変化してしまうことが分かる。
次に、本発明のカラーフィルタ基板の他の実施形態を説明する。
本発明のカラーフィルタ基板の他の実施形態のカラーフィルタ基板100Bでは、図5に示すように、最小の面積を有するBカラーフィルタ50の両辺51および52に、それぞれ、第1凹部51Rおよび第2凹部52Rが設けられている。なお、Aカラーフィルタ40の面積SA、Bカラーフィルタ50の面積SB、およびCカラーフィルタ60の面積SCは、例えばSC=SA>SBである。
Bカラーフィルタ50の第1辺51は、Aカラーフィルタ40の第1辺41に行方向にくびれた少なくとも1つの第1凹部を形成した形を有すると共に、Bカラーフィルタ50の第2辺52は、Aカラーフィルタ40の第2辺42に行方向にくびれた少なくとも1つの第2凹部を形成した形を有している。
このカラーフィルタ基板100Bのように、最小の面積を有するBカラーフィルタ50の両方の辺51および52に凹部が設けられていれば、カラーフィルタの第1辺51から第2辺52に向かう方向22Aだけでなく、第2辺52から第1辺51に向かう方向22Bにアライメントずれが生じた場合であっても、白の色度が所望の値から変動するのを抑制できる。
図5では、Bカラーフィルタ50(1画素に対応)の第1辺51および第2辺52のそれぞれに1つの凹部が形成されている場合を例示するが、これに限られず、第1辺51および第2辺52にそれぞれ複数の凹部が形成されていてもよい。
第2辺52の第2凹部52Rは上述の第1凹部51Rと同様に、列方向24の長さの和MB2が行方向において実質的に一定であるように形成されることが好ましい。
第1凹部51Rは、上述したようにMB1/LA1=(SA−SB)/SAの関係を有することが好ましい。第2凹部52Rは、Aカラーフィルタ40の第2辺42の最も−x方向側(22A)に位置する部分の長さをLA2とし、Bカラーフィルタ50の第2辺52の最も−x方向側に位置する部分の長さをLB2とし、Bカラーフィルタ50の少なくとも1つの第2凹部52Rの列方向24の長さの和をMB2とした場合、MB2/LA2=(SA−SB)/SA、LA2=LB2+MB2の関係を有することが好ましい。
ただし、Aカラーフィルタ40の第1辺41のうちy方向24に平行な部分の長さ(後述するL0 (A1))と、Bカラーフィルタ50の第1辺51のうちy方向24に平行な部分の長さ(後述するL0 (B1))とは互いに等しい。また、Aカラーフィルタ40の第2辺42のうちy方向24に平行な部分の長さ(後述するL0 (A2))と、Bカラーフィルタ50の第2辺52のうちy方向24に平行な部分の長さ(後述するL0 (B2))とは互いに等しい。なお、上記LA1およびLA2は、それぞれ、後述するL(A1)およびL(A2)に等しい。上記LB1およびLB2は、それぞれ、後述するL(B1)およびL(B2)に等しい。
少なくとも1つの第1凹部51Rの行方向における幅NB1、および少なくとも1つの第2凹部52Rの行方向における幅NB2はそれぞれ、行方向のアライメントマージンと略等しいか、それを超えるように設定することが好ましい。
次に、図6を参照しながら、本発明の他の実施形態のカラーフィルタ基板100Cを説明する。
カラーフィルタ基板100Cでは、Aカラーフィルタ40の面積SA、Bカラーフィルタ50の面積SB、Cカラーフィルタ60の面積SCがSA>SBかつ、SA>SCの関係を満たしており(例えばSA>SB>SC)、Aカラーフィルタ40よりも面積の小さいBカラーフィルタ50およびCカラーフィルタ60がそれぞれ、凹部51Rおよび凹部61Rを有している。すなわち、Bカラーフィルタ50の第1辺51がAカラーフィルタ40の第1辺41に行方向22Aにくびれた少なくとも1つの第1凹部を形成した形を有すると共に、Cカラーフィルタ60の第1辺61がAカラーフィルタ40の第1辺41に行方向22Aにくびれた少なくとも1つの第2凹部を形成した形を有している。
このカラーフィルタ基板100Cでは、A、BおよびCカラーフィルタの面積がそれぞれ異なる場合であっても、アライメントずれによる白色度の変動を抑制できる。
図6では、Bカラーフィルタ50(1画素に対応)の第1辺51およびCカラーフィルタ60の第1辺61にそれぞれ、1つの凹部が形成されている場合を例示するが、これに限らず、複数の凹部が形成されていてもよい。
第2凹部61Rは上述の第1凹部51Rと同様に、列方向の長さの和MC1が行方向において実質的に一定であるように形成されることが好ましい。
また、Aカラーフィルタ40の第1辺の最も+x方向側22Bに位置する部分の長さをLA1とし、Bカラーフィルタ50の第1辺51の最も+x方向側22Bに位置する部分の長さをLB1とし、Cカラーフィルタ60の第1辺61の最も+x方向側22Bに位置する部分の長さをLC1とし、Bカラーフィルタ50の少なくとも1つの第1凹部51Rの列方向の長さの和MB1とし、Cカラーフィルタ60の少なくとも1つの第2凹部61Rの列方向の長さの和MC1とした場合、MB1/LA1=(SA−SB)/SA、LA1=LB1+MB1およびMC1/LA1=(SA−SC)/SA、LA1=LC1+MC1の関係を有することが好ましい。
ただし、Aカラーフィルタ40の第1辺41のうちy方向24に平行な部分の長さ(後述するL0 (A1))と、Bカラーフィルタ50の第1辺51のうちy方向24に平行な部分の長さ(後述するL0 (B1))と、Cカラーフィルタ60の第1辺61のうちy方向24に平行な部分の長さ(後述するL0 (C1))とは互いに等しい。
好ましい実施形態では、少なくとも1つの第1凹部51Rの行方向における幅NB1、および少なくとも1つの第2凹部61Rの行方向における幅NC1は、行方向のアライメントマージンと略等しいか、それを超えるように設定される。
Aカラーフィルタ40、Bカラーフィルタ50、およびCカラーフィルタ60を、赤カラーフィルタ、緑カラーフィルタおよび青カラーフィルタで構成する場合、いずれのカラーフィルタを上記3色のいずれにするかは、所望とする白色度に依存して適宜決定される。Aカラーフィルタ40の面積SA、Bカラーフィルタ50の面積SBおよびCカラーフィルタ60の面積SCがSA>SC>SBの関係を有する場合、例えば、Aカラーフィルタ40は青カラーフィルタであり、Bカラーフィルタ50は緑カラーフィルタであり、Cカラーフィルタ60は赤カラーフィルタである。
次に、図1に示したカラーフィルタ基板100Aの製造方法の一例を説明する。以下の説明では、ドライフィルム法を用いたカラーフィルタ基板の製造方法を例示する。ドライフィルムは、感光性樹脂層の両主面がPET(ポリエチレンテフタレート)フィルム等のフィルム支持体で挟持されて構成されている。感光性樹脂層には、赤、青、緑および黒色の顔料が分散された4種類のドライフィルムが用いられる。また、感光性樹脂層は典型的にはネガ型である。以下、図7(a)〜(f)を参照しながら説明する。
まず、例えば赤色のドライフィルムをガラス基板102上に押圧しながら貼り合わせ、フィルム支持体を剥離することによって、図7(a)に示すように赤色の感光性樹脂層40Rが基板102上に転写される。この工程は一般にドライフィルムを加熱しながら実行され、いわゆる熱転写工程である。続いて、転写された赤色の感光性樹脂層40Rを、マスク2を介して露光および現像し、図7(b)に示すように赤カラーフィルタ40が形成される。
続いて例えば緑色のドライフィルムを用いて上記と同様の工程を行い、図7(c)に示すように緑カラーフィルタ50を形成する。このとき、カラーフィルタ50の第1辺51に第1凹部51Rが形成されるようにする。
さらに青色のドライフィルムを用いて上記と同様の工程を行い、図7(d)に示すように青カラーフィルタ60を形成する。以上により、赤、緑および青カラーフィルタ40、50、および60で構成されるカラーフィルタ層が形成される。
カラーフィルタ層が形成された後、カラーフィルタ層の形成方法と同様の方法を用いて、黒色のドライフィルムをガラス基板102上に押圧しながら貼り合わせ、図7(e)に示すように黒色の感光性樹脂層30Rを基板102上に転写する。次に、ガラス基板102側から露光(背面露光)する。この背面露光により、赤、緑および青カラーフィルタ40、50、および60をマスクとして、黒色の感光性樹脂層30Rが露光(自己整合的に露光)される。露光後、現像を行い、緑カラーフィルタ50の第1凹部51Rを含む隣接するカラーフィルタの間隙、および額縁領域に遮光部30A、30Bがそれぞれ配置された遮光層30が形成される。以上により、カラーフィルタ基板100Aが作製される。
図1、図5および図6では、各カラーフィルタが列方向に連結されて列カラーフィルタを構成している場合を示したが、各カラーフィルタは画素ごとに分割されていてもよい。なお、列カラーフィルタは、列方向に隣接する2つのカラーフィルタの間にゲートバスラインによって遮光される領域(連結領域)を有するが、図1、図5および図6では、連結領域を省略して列カラーフィルタを示している。
上記の実施形態のカラーフィルタ基板100A〜100Cでは、カラーフィルタの行方向22の幅を規定する辺(第1辺および/または第2辺)に凹部を設け、行方向のアライメントずれによる色バランスの低下を抑制したが、列方向24のアライメントずれによる色バランスの低下を抑制するために、カラーフィルタの列方向の幅を規定する辺に凹部を設けてもよい。
以下、列方向24または行方向22にアライメントずれが生じた場合にカラーフィルタの実質的な面積比率の変化を抑制することによって、色バランスの低下を抑制できるカラーフィルタ基板の構成を説明する。
図8は、本実施形態のカラーフィルタ基板が有する複数のカラーフィルタのうち面積が最大であるAカラーフィルタ140を説明するための図である。図9は、Aカラーフィルタ140以外の任意のNカラーフィルタ150を説明するための図である。Aカラーフィルタ140の面積をSAとし、Nカラーフィルタ150の面積をSNとすると、SA>SNである。Aカラーフィルタ140およびNカラーフィルタ150は、いずれも画素に対応している。本実施形態のカラーフィルタ基板を、ソースバスライン14およびゲートバスライン15を有するアクティブマトリクス基板と貼り合わせれば、液晶表示装置を作製することができる。図8および図9は、カラーフィルタ140、150が形成されているカラーフィルタ基板の一部分と、アクティブマトリクス基板に設けられるソースバスライン14およびゲートバスライン15とをあわせて示している。
図8に示すAカラーフィルタ140は、行方向22の幅を規定する第1辺141および第2辺142と、列方向24の幅を規定する第3辺143および第4辺144とを有している。同様に、図9に示すNカラーフィルタ150は、行方向22の幅を規定する第1辺151および第2辺152と、列方向24の幅を規定する第3辺153および第4辺154とを有している。
各カラーフィルタの第2辺から第1辺に向かう行方向に平行な方向を+x方向(22B)とし、第4辺から第3辺に向かう列方向に平行な方向を+y方向(24A)とする。
本実施形態のカラーフィルタ基板が有する全てのカラーフィルタは、例えばアクティブマトリクス基板に設けられるTFTを遮光するためのTFT遮光用凹部を同じ位置に共通に有している。カラーフィルタ基板は、カラーフィルタのTFT遮光用凹部の位置に、TFTを遮光するための遮光部30Bを有する。
図8に示すAカラーフィルタ140は、第2辺142と第4辺144との交差部に、行方向22の長さがTXA、列方向24の長さがTYAのTFT遮光用凹部142Tを有している。
また、図9に示すNカラーフィルタ150は、第2辺152と第4辺154との交差部に、行方向22の長さがTXN、列方向24の長さがTYNのTFT遮光用凹部152Tを有している。
典型的に、TFT遮光用の凹部の行方向22のサイズTXA、TXNは、行方向22のアライメントマージン以上であり、列方向24のサイズTYA、TYNは、列方向24のアライメントマージン以上である。したがって、TFT遮光用凹部は、行方向および列方向のいずれの方向にアライメントずれが生じた場合であっても、ずれ幅に対する表示に寄与するカラーフィルタの面積の減少率に影響を与えない。
図9に示すようにNカラーフィルタ150は、列方向のアライメントずれによるカラーフィルタの実質的な面積比率を一定にするために、第3辺153および第4辺154にそれぞれ、凹部153Rおよび154Rを有している。第3辺153に設けられた凹部153Rは、行方向の長さがMN3で、列方向の長さがNN3である。第4辺154に設けられた凹部154Rは、行方向の長さがMN4で、列方向の長さがNN4である。凹部153Rおよび154Rはいずれも長方形である。
凹部153Rを構成する各辺153R1、153R2および153R3のうち、辺153R1および153R2は列方向24に平行に延びており、辺153R3は行方向22に平行に延びている。同様に、凹部154Rを構成する各辺154R1、154R2および154R4のうち、辺154R1および154R2は列方向24に平行に延びており、辺154R4は行方向22に平行に延びている。
また、Nカラーフィルタ150は、行方向22のアライメントずれによるカラーフィルタの実質的な面積比率を一定にするために、さらに、第1辺151および第2辺152にそれぞれ、凹部151Rおよび152Rを有している。第1辺151に設けられた凹部151Rは、行方向の長さがNN1で、列方向の長さがMN1である。第2辺152に設けられた凹部152Rは、行方向の長さがNN2で、列方向の長さがMN2である。凹部151Rおよび152Rはいずれも長方形である。凹部151Rを構成する各辺151R1、151R3および151R4のうち、辺151R3および151R4は行方向22に平行に延びており、辺151R1は列方向24に平行に延びている。同様に、凹部152Rを構成する各辺152R2、152R3および152R4のうち、辺152R3および152R4は行方向22に平行に延びており、辺152R2は列方向24に平行に延びている。
凹部153R、154Rの形状は、凹部153R、154Rの行方向の長さが列方向において実質的に一定であれば(すなわち、凹部153Rの辺153R1と辺153R2との距離が列方向において一定であり、凹部154Rの辺154R1と辺154R2との距離が列方向において一定であれば)、図9に示した長方形に限られない。
凹部151R、152Rの形状は、凹部151R、152Rの列方向の長さが行方向において実質的に一定であれば(すなわち、凹部151Rの辺151R3と辺151R4との距離が行方向において一定であり、凹部152Rの辺152R3と辺152R4との距離が行方向において一定であれば)、図9に示した長方形に限られない。
図8に示すように、Aカラーフィルタ140の第1辺141のうちy方向に平行な部分の長さをL0 (A1)とし、第2辺142のうちy方向に平行な部分の長さをL0 (A2)とする。第3辺143のうちx方向に平行な部分の長さをL0 (A3)とし、第4辺144のうちx方向に平行な部分の長さをL0 (A4)とする。
同様に、図9に示すように、Nカラーフィルタ150の第1辺151のうちy方向に平行な部分の長さをL0 (N1)とし、第2辺152のうちy方向に平行な部分の長さをL0 (N2)とする。第3辺153のうちx方向に平行な部分の長さをL0 (N3)とし、第4辺154のうちx方向に平行な部分の長さをL0 (N4)とする。
ここで、L0 (A2)は、第2辺142のうちy方向に平行な部分から、AカラーフィルタおよびNカラーフィルタに共通に設けられているTFT遮光用凹部に含まれる部分の長さを含まない。L0 (A4)は、第4辺144のうちx方向に平行な部分から、AカラーフィルタおよびNカラーフィルタに共通に設けられているTFT遮光用凹部に含まれる部分の長さを含まない。
同様に、L0 (N2)は第2辺152のうちy方向に平行な部分から、AカラーフィルタおよびNカラーフィルタに共通に設けられているTFT遮光用凹部に含まれる部分の長さを含まない。L0 (N4)は第4辺154のうちx方向に平行な部分から、AカラーフィルタおよびNカラーフィルタに共通に設けられているTFT遮光用凹部に含まれる部分の長さを含まない。
Aカラーフィルタ140の第1辺141の最も+x方向側(22B)に位置する部分の長さをL(A1)とし、第2辺142の最も−x方向側(22A)に位置する部分の長さをL(A2)とする。第3辺143の最も+y方向側(24A)に位置する部分の長さをL(A3)とし、第4辺144の最も−y方向側(24B)に位置する部分の長さをL(A4)とする。Aカラーフィルタ140は、TFT遮光用の凹部142T以外の凹部を有していないので、L(A1)=L0 (A1)、L(A2)=L0 (A2)、L(A3)=L0 (A3)、およびL(A4)=L0 (A4)である。
同様に、Nカラーフィルタ150の第1辺151の最も+x方向側に位置する部分の長さをL(N1)とし、第2辺152の最も−x方向側に位置する部分の長さをL(N2)とする。第3辺153の最も+y方向側に位置する部分の長さをL(N3)とし、第4辺154の最も−y方向側に位置する部分の長さをL(N4)とする。
なお、L(A1)〜L(A4)およびL(N1)〜L(N4)は、アライメントずれに伴うカラーフィルタの面積の変化量に比例する長さである。
上述したようにNカラーフィルタ150は、TFT遮光用の凹部152Tに加えて、第1辺から第4辺の各辺に凹部を有しているので、L0 (N1)>L(N1)、L0 (N2)>L(N2)、L0 (N3)>L(N3)、およびL0 (N4)>L(N4)であり、L0 (N1)=L(N1)+MN1、L0 (N2)=L(N2)+MN2、L0 (N3)=L(N3)+MN3、およびL0 (N4)=L(N4)+MN4である。
次に、カラーフィルタと、アクティブマトリクス基板のソースバスライン14およびゲートバスライン15との位置関係を説明する。
図8に示すように、Aカラーフィルタ140の第1辺141の最も+x方向側に位置する部分とソースバスライン14との間隔をδX1Aとし、第2辺142の最も−x方向側に位置する部分とソースバスライン14との間隔をδX2Aとし、第3辺143の最も+y方向側に位置する部分とゲートバスライン15との間隔をδY3Aとし、第4辺144の最も−y方向側に位置する部分とゲートバスライン15との間隔をδY4Aとする。
同様に、図9に示すように、Nカラーフィルタ150の第1辺151の最も+x方向側に位置する部分とソースバスライン14との間隔をδX1Nとし、第2辺152の最も−x方向側に位置する部分とソースバスライン14との間隔をδX2Nとし、第3辺153の最も+y方向側に位置する部分とゲートバスライン15との間隔をδY3Nとし、第4辺154の最も−y方向側に位置する部分とゲートバスライン15との間隔をδY4Nとする。
カラーフィルタ基板が備える全てのカラーフィルタについて、カラーフィルタの所定の部分からソースバスライン14またはゲートバスライン15までの距離は、等しくなるように設定する。すなわち、δX1A=δX1N、δX2A=δX2N、δX3A=δX3N、およびδX4A=δX4Nを満たす。
カラーフィルタとソースバスライン14および/またはゲートバスライン15とは、重畳するように配置されてもよい。カラーフィルタとソースバスライン14およびゲートバスライン15とを重畳させた場合、開口率を高くできるのでより明るい表示を行うことができるというメリットがある。
したがって、隣接する画素すなわち、他色の表示画素にカラーフィルタがはみださない限り、δX1A、δX2A、δY3AおよびδY4Aの値は、正の値以外に、0または負の値(カラーフィルタとソースバスライン14および/またはゲートバスライン15とが重畳している場合)であってもよい。
本発明は、特に、開口率を高くするためにδX1A、δX2A、δY3AおよびδY4Aのそれぞれを0に近い値か、負の値に設定する場合に効果を奏する。すなわち、δX1A、δX2A、δY3AおよびδY4Aがアライメントマージン未満の値に設定され、これらの幅によってはアライメントずれによるカラーフィルタの面積比率の変化を抑制できない場合に効果を奏する。
Nカラーフィルタ150について、NN3+δY3NおよびNN4+δY4Nは、列方向24のアライメントマージン以上に設定することが好ましい。また、NN1+δX1NおよびNN2+δX2Nは、行方向22のアライメントマージン以上に設定することが好ましい。アライメントずれの大きさにかかわらず、カラーフィルタの面積比率の変化を抑制できるからである。
本実施形態では、L(N3)/L(A3)=SN/SA(式1)およびL(N4)/L(A4)=SN/SA(式2)の関係を満たすように、Nカラーフィルタの凹部153Rおよび154Rを形成している。
上記の関係式が成立するように凹部153Rおよび154Rを形成することにより、カラーフィルタ基板に対するアクティブマトリクス基板の列方向24のずれ幅が凹部153Rおよび凹部154Rの列方向の幅以下の範囲では、ずれ幅にかかわらず、表示に寄与するAカラーフィルタ140の面積とNカラーフィルタ150の面積との比率を、Aカラーフィルタ140の面積SAとNカラーフィルタ150の面積SNとの比率に等しくすることができる。
また、L(N1)/L(A1)=SN/SA(式3)およびL(N2)/L(A2)=SN/SA(式4)の関係を満たすように、Nカラーフィルタの凹部151Rおよび152Rを形成している。上記の関係式が成立するように凹部151Rおよび152Rを形成することにより、カラーフィルタ基板に対するアクティブマトリクス基板の行方向22のずれ幅が凹部151Rおよび凹部152Rの行方向の幅以下の範囲では、ずれ幅にかかわらず、表示に寄与するAカラーフィルタ140の面積とNカラーフィルタ150の面積との比率を、Aカラーフィルタ140の面積SAとNカラーフィルタ150の面積SNとの比率に等しくすることができる。
上記式1から式4の全てを満たすように各辺の凹部を形成することにより、行方向および列方向のいずれにアライメントずれが生じた場合であっても、表示に寄与するAカラーフィルタ140の面積とNカラーフィルタ150の面積との比率を、Aカラーフィルタ140の面積SAとNカラーフィルタ150の面積SNとの比率に等しくすることができる。
Nカラーフィルタ150の第3辺153の凹部153Rの+x側の辺153R1と第1辺151の最も+x方向側に位置する部分までの距離および、第3辺153の凹部153Rの−x側の辺153R2と第2辺152の最も−x方向側に位置する部分までの距離は、いずれも、行方向のアライメントマージンよりも大きくなるように設定する。同様に、第4辺154の凹部154Rの+x側の辺154R1と第1辺151の最も+x方向側に位置する部分までの距離、および、第4辺154の凹部154Rの−x側の辺154R2と第2辺152の最も−x方向側に位置する部分までの距離は、いずれも、行方向のアライメントマージンよりも大きくなるように設定する。
上記のように設定しなければ、行方向にアライメントずれが生じた場合に、列方向のアライメントずれによる色バランスの低下を抑制するために設けた凹部153Rおよび154Rが、表示に寄与するカラーフィルタの面積の減少率に影響を与えてしまうからである。
以上説明したように、本実施形態のカラーフィルタ基板では、Nカラーフィルタ150がカラーフィルタの列方向24の幅を規定する第3辺153および第4辺154に、それぞれ、列方向にくびれた凹部153Rおよび凹部154Rを有しているので、カラーフィルタ基板に対してアクティブマトリクス基板が、画素の列方向24Aまたは24Bにずれて貼り合わせられた場合に、アクティブマトリクス基板側のゲートバスライン15によってAカラーフィルタ140が遮光される面積とNカラーフィルタ150が遮光される面積との比率を、Aカラーフィルタ140の面積SAとNカラーフィルタ150の面積SNとの比率に等しくすることができる。
また、本実施形態のカラーフィルタ基板では、Nカラーフィルタ150がカラーフィルタの行方向の幅を規定する第1辺151および第2辺152に、それぞれ、行方向にくびれた凹部151Rおよび凹部152Rを有しているので、カラーフィルタ基板に対してアクティブマトリクス基板が行方向22Aまたは22Bにずれて貼り合わせられた場合に、遮光されずに表示に寄与するAカラーフィルタ140の面積とNカラーフィルタ150の面積との比率を、Aカラーフィルタ142の面積SAとNカラーフィルタ150の面積SNとの比率に等しくすることができる。
従って、列方向または行方向にアライメントずれが生じた場合であっても、遮光されずに表示に寄与するAカラーフィルタ140の面積とNカラーフィルタ150の面積との比率を、Aカラーフィルタ142の面積SAとNカラーフィルタ150の面積SNとの比率に等しくすることができる。結果として、例えば所望の白の色度が実現できるように、複数のカラーフィルタの間の面積比率が調整されている(色毎にカラーフィルタの面積が異なる)カラーフィルタ基板に対して、アクティブマトリクス基板がずれて貼り合わせられた場合であっても、上記白の色度が所望の値から変動することがない。
なお、上記では、列方向または行方向にアライメントずれが生じた場合であっても、カラーフィルタの実質的な面積比率を一定にできる典型的な例を説明したが、本実施形態のカラーフィルタ基板が有するNカラーフィルタの構成はこれに限定されない。Nカラーフィルタの第1辺から第4辺のそれぞれに凹部を形成することによって、少なくともL0 (N1)>L(N1)、L0 (N2)>L(N2)、L0 (N3)>L(N3)およびL0 (N4)>L(N4)を満たすようにすれば、列方向または行方向にアライメントずれが生じた場合に、カラーフィルタの実質的な面積比率の変化を小さくできるという効果が得られる。
また、Nカラーフィルタ150の第1辺から第4辺のそれぞれに、1つずつ凹部を設ける場合を例示したが、各辺に2以上の凹部を設けてもよい。
なお、カラーフィルタ基板において、カラーフィルタの凹部には遮光部30Bが設けられるので、カラーフィルタの辺に凹部を多く設けすぎると、開口率の低下、すなわち輝度の低下を伴う恐れがある。したがって、カラーフィルタの第1辺から第4辺のうち幾つの辺に凹部を形成するかは、所望とする開口率を考慮して適宜決定する。
Nカラーフィルタ150の第1辺151、第2辺152、第3辺153および第4辺154のうちの少なくとも1つに凹部を設けてL0 (N1)>L(N1)、L0 (N2)>L(N2)、L0 (N3)>L(N3)およびL0 (N4)>L(N4)のうちの少なくとも1つを満たすようにすれば、行方向および列方向の少なくとも一方向(22A、22B、24Aおよび24Bのうちのいずれか1つの方向)にアライメントずれが生じた場合にカラーフィルタの実質的な面積比率の変化を小さくできるという効果が得られる。なお、1つまたは2つの辺に凹部を形成する場合、カラーフィルタの面積変化率の大きい行方向22、すなわちカラーフィルタの行方向22の幅を規定する第1辺151および/または第2辺152に凹部を設けることが好ましい。
次に、列方向24にアライメントずれが生じてもカラーフィルタの実質的な面積が変化しないカラーフィルタ基板の構成を説明する。列方向24にアライメントずれが生じた場合に、実質的な面積比率が変化しないだけでなく、面積自体が変化しない構成にすることにより、色バランスの低下をなくすだけでなく、開口率の低下もなくすことができるというメリットがある。
また、面積が最大のカラーフィルタ以外の所定のカラーフィルタに、行方向のアライメントずれによる面積比率の変化を抑制するための凹部を設けることにより、行方向および列方向に同時にアライメントずれが生じた場合、すなわち、斜め方向にアライメントずれが生じた場合であっても、色バランスの低下を抑制できる。
図10(a)および(b)は本実施形態のカラーフィルタ基板が有するカラーフィルタのうち、面積が最大であるAカラーフィルタ40を説明するための模式図である。図11(a)および(b)は、Aカラーフィルタ以外の任意のカラーフィルタ(例えばBカラーフィルタ50)を説明するための模式図である。Aカラーフィルタ40の面積をSAとし、Bカラーフィルタ50の面積をSBとすると、SA>SBである。図10(b)および図11(b)は、それぞれ、図10(a)および図11(a)に示したAカラーフィルタおよびBカラーフィルタの形状を示している。
本実施形態のカラーフィルタ基板を、ソースバスライン14およびゲートバスライン15を有するアクティブマトリクス基板と貼り合わせれば、液晶表示装置を作製することができる。図10(a)および図11(a)は、カラーフィルタが形成されているカラーフィルタ基板の一部分と、アクティブマトリクス基板に設けられるソースバスライン14およびゲートバスライン15とをあわせて示している。
本実施形態のカラーフィルタ基板が有するカラーフィルタは、列カラーフィルタを構成する。ここで、列カラーフィルタとは、列方向に配列された画素に対応する複数のカラーフィルタが連結領域を介して列方向に一体に形成されたカラーフィルタをいう。連結領域は、カラーフィルタ基板に対向して配設される基板の遮光性部材(例えば、TFT基板のゲートバスライン)によって列カラーフィルタが遮光される領域であり、カラーフィルタ基板とこれに対向配設される基板とのアライメントずれに応じて、列方向の位置がずれることになる。
画素に対応する個々のカラーフィルタは、列方向に配列された一対の連結領域の間に規定される。列カラーフィルタに含まれるカラーフィルタ(画素に対応する)の第3辺および第4辺を次のように定義する。第3辺は、カラーフィルタの+y方向(列方向24A)の端部を規定する辺であって、連結領域の−y方向(列方向24B)に位置する辺を含む辺であり、第4辺は、カラーフィルタの−y方向の端部を規定する辺であって、連結領域の+y方向に位置する辺を含む辺である。
列カラーフィルタに含まれるカラーフィルタの第1辺および第2辺は、カラーフィルタの行方向22の幅を規定する2つの辺で構成される。列カラーフィルタの第1辺および第2辺は、列カラーフィルタの行方向22の幅を規定する2つの辺で構成され、カラーフィルタの行方向22の幅を規定する辺と、連結領域の幅を規定する辺とを含む。
第1辺から第4辺は、その辺が凹部を有し、複数の線分で構成されている場合、全ての線分を含む。
図10に示すようにAカラーフィルタ40は、隣接する画素の行に対応するAカラーフィルタ40と、それらを互いに連結する連結領域45とによって、A列カラーフィルタ40aを構成する。図11に示すようにBカラーフィルタ50は、隣接する画素の行に対応するBカラーフィルタ50と、それらを互いに連結する連結領域55とによって、B列カラーフィルタ50aを構成する。
図10に示すA列カラーフィルタ40aは、第1辺41および第2辺42を有する。また、A列カラーフィルタ40aに含まれるカラーフィルタ(画素に対応する)40は、第1辺41および第2辺42ならびに第3辺43および第4辺44を有する。
本実施形態のカラーフィルタ基板が有する全てのカラーフィルタ列は、例えばアクティブマトリクス基板に設けられるTFTを遮光するためのTFT遮光用凹部を同じ位置に共通に有している。
図10に示すAカラーフィルタ列40aは、第2辺42に、行方向22に延びる長さTXAの上辺42T4および下辺42T3と、列方向24に延びる長さTYAの底辺42T2とで構成されるTFT遮光用凹部42Tを有している。凹部42Tは長方形の形状を有している。凹部42Tを構成する上辺42T4および下辺42T3は行方向22に互いに平行に延びており、底辺42T2は列方向24に平行に延びている。
なお、凹部42Tの形状は、凹部42Tの列方向24の長さが行方向において実質的に一定であれば、すなわち、凹部42Tの上辺42T4と下辺42T3の間の距離TYAが行方向22において実質的に一定であれば、長方形に限られない。
Aカラーフィルタ列40aの連結領域45における第2辺42は、A列カラーフィルタ40aに設けられた凹部42Tの底辺42T2に含まれている。すなわち、連結領域45における第2辺42と凹部42Tの底辺42T2とは、同じ線分で構成されている。
凹部42Tの底辺42T2の長さTYAは、列方向のアライメントマージン以上の長さであり、凹部42Tの下辺42T3および上辺42T4の長さTXAは、行方向のアライメントマージン以上の長さである。
列方向にアライメントずれが生じると、連結領域45は列方向24に沿って移動するが、列方向24のアライメントマージン内では、常に、連結領域45の面積は等しい。
図10は本実施形態のカラーフィルタ基板とアクティブマトリクス基板とが理想的な配置で貼り合わせられた場合を示しているので、Aカラーフィルタ列40aは、カラーフィルタ基板とアクティブマトリクス基板とが理想的な配置で貼り合わせられたときに、連結領域45を軸として行方向に関して対称な形状を有していると言える。
連結領域45における第2辺42は、凹部42Tの底辺42Tの中央に位置する部分に含まれている。すなわち、連結領域45の+x側24Aの辺から凹部42Tの上辺42T4までの列方向の距離と、連結領域45の−x側24Bの辺から凹部42Tの下辺42T3までの列方向の距離とは互いに等しい(図10(a)に長さDAで示す)。
列方向のアライメントずれによって連結領域45が列方向24に沿って移動しても、凹部42Tの底辺42T2の長さTYAの範囲内であれば、1画素に対応するAカラーフィルタ40の実質的な面積は一定値SAに維持され、変化しない。
図11に示すB列カラーフィルタ50aは、第1辺51および第2辺52を有する。また、B列カラーフィルタ50aに含まれるカラーフィルタ(画素に対応する)50は、第1辺51および第2辺52ならびに第3辺53および第4辺54を有する。
図11に示すBカラーフィルタ列50aは、第2辺52に、行方向22に延びる長さTXBの上辺52T4および下辺52T3と、列方向24に延びる長さTYBの底辺52T2とで構成されるTFT遮光用凹部52Tを有している。この凹部は長方形の形状を有している。凹部を構成する上辺52T4および下辺52T3は行方向22に互いに平行に延びており、底辺52T2は列方向24に平行に延びている。
なお、凹部52Tの形状は、凹部42Tと同様に長方形に限られない。
凹部52Tは、A列カラーフィルタ40aの凹部42Tと同じ位置に設けられている。
Bカラーフィルタ列50aの連結領域45における第2辺42は、B列カラーフィルタ50aに設けられた凹部52Tの底辺52T2に含まれている。すなわち、連結領域55における第2辺52と凹部52Tの底辺52T2とは、同じ線分で構成されている。
凹部52Tの底辺52T2の長さTYBは、列方向のアライメントマージン以上の長さであり、凹部52Tの下辺52T3および上辺52T4の長さTXBは、行方向のアライメントマージン以上の長さである。
Bカラーフィルタ列50aは、TFT遮光部用凹部52Tに加えてさらに第1辺51および第2辺52にそれぞれ凹部51Rおよび52Rを有している。
第1辺51に設けられた凹部51Rは、行方向の長さがNB1で、列方向の長さがMB1である。第2辺52に設けられた凹部52Rは、行方向の長さがNB2で、列方向の長さがMB2である。凹部51Rおよび52Rはいずれも長方形である。凹部51Rを構成する上辺51R3、底辺51R1および下辺51R4のうち、上辺51R3および下辺51R4は行方向22に互いに平行に延びており、底辺51R1は列方向24に平行に延びている。同様に、凹部52Rを構成する上辺52R3、下辺52R4および底辺52R2のうち、上辺52R3および下辺52R4は行方向22に互いに平行に延びており、底辺52R2は列方向24に平行に延びている。
B列カラーフィルタ50aもA列カラーフィルタ40aと同様に、カラーフィルタ基板とアクティブマトリクス基板とが理想的な配置で貼り合わせられたときに、連結領域55を軸として行方向に関して対称な形状を有している。
連結領域55における第2辺52は、凹部52Tの底辺52Tの中央に位置する部分に含まれている。すなわち、連結領域55の+x側24Aの辺から凹部52Tの上辺52T4までの列方向の距離と、連結領域55の−x側24Bの辺から凹部52Tの下辺52T3までの列方向の距離とは互いに等しい(図11(a)に長さDBで示す)。
列方向にアライメントずれが生じると、連結領域55は列方向24に沿って移動するが、列方向24のアライメントマージン内では、常に、連結領域55の面積は等しい。したがって、B列カラーフィルタ50aもA列カラーフィルタ40aと同様に、列方向にアライメントずれが生じてもカラーフィルタの実質的な面積は変化しない。
図10(b)に示すように、Aカラーフィルタ40の第1辺41のうちy方向(列方向24)に平行な部分の長さをL0 (A1)とし、第2辺42のうちy方向に平行な部分の長さをL0 (A2)とする。第3辺43のうちx方向(行方向22)に平行な部分の長さをL0 (A3)とし、第4辺44のうちx方向に平行な部分の長さをL0 (A4)とする。
同様に、図11(b)に示すように、Bカラーフィルタ50の第1辺51のうちy方向に平行な部分の長さをL0 (B1)とし、第2辺52のうちy方向に平行な部分の長さをL0 (B2)とする。第3辺53のうちx方向に平行な部分の長さをL0 (B3)とし、第4辺54のうちx方向に平行な部分の長さをL0 (B4)とする。
ここで、L0 (A2)は、第2辺42のうちy方向に平行な部分から、AカラーフィルタおよびBカラーフィルタに共通に設けられているTFT遮光用凹部42Tに含まれる部分の長さを含まない。また、L0 (A3)およびL0 (A4)は、それぞれ、第3辺43および第2辺44のうちx方向に平行な部分から、AカラーフィルタおよびBカラーフィルタに共通に設けられているTFT遮光用凹部42Tに含まれる部分の長さを含まない。
同様に、L0 (B2)は、第2辺52のうちy方向に平行な部分から、AカラーフィルタおよびBカラーフィルタに共通に設けられているTFT遮光用凹部52Tに含まれる部分の長さを含まない。また、L0 (B3)およびL0 (B4)は、それぞれ、第3辺53および第2辺54のうちx方向に平行な部分から、AカラーフィルタおよびBカラーフィルタに共通に設けられているTFT遮光用凹部52Tに含まれる部分の長さを含まない。
Aカラーフィルタ40の第1辺41の最も+x方向側に位置する部分の長さをL(A1)とし、第2辺42の最も−x方向側に位置する部分の長さをL(A2)とする。第3辺43の最も+y方向側に位置する部分の長さをL(A3)とし、第4辺44の最も−y方向側に位置する部分の長さをL(A4)とする。Aカラーフィルタ40は、TFT遮光用の凹部41T以外の凹部を有していないので、L(A1)=L0 (A1)、L(A2)=L0 (A2)、L(A3)=L0 (A3)、およびL(A4)=L0 (A4)である。
同様に、Bカラーフィルタ50の第1辺51の最も+x方向側に位置する部分の長さをL(B1)とし、第2辺52の最も−x方向側に位置する部分の長さをL(B2)とする。第3辺53の最も+y方向側に位置する部分の長さをL(B3)とし、第4辺54の最も−y方向側に位置する部分の長さをL(B4)とする。上述したようにBカラーフィルタ50は、第1辺および第2辺にTFT遮光用の凹部41Tに加えて凹部51R、52Rを有しているので、L0 (B1)>L(B1)およびL0 (B2)>L(B2)であり、L0 (B1)=L(B1)+MB1、およびL0 (B2)=L(B2)+MB2である。
凹部51Rおよび52Rは、L(B1)/L(A1)=SB/SAおよびL(B2)/L(A2)=SB/SAの関係を満たすように形成している。上記の関係式が成立するように凹部51Rおよび52Rを形成することにより、カラーフィルタ基板に対するアクティブマトリクス基板の行方向22のずれ幅が凹部51Rおよび凹部52Rの行方向の幅以下の範囲では、ずれ幅にかかわらず、表示に寄与するAカラーフィルタ40の面積とBカラーフィルタ50の面積との比率を、Aカラーフィルタ40の面積SAとBカラーフィルタ50の面積SBとの比率に等しくすることができる。
以上説明したように本実施形態のカラーフィルタ基板では、列方向にアライメントずれが生じた場合には、カラーフィルタの実質的な面積が変化しないように一定値に維持でき、行方向にアライメントずれが生じた場合には、カラーフィルタの実質的な面積比率を維持できる。したがって、列方向および行方向に同時にアライメントずれが生じても、カラーフィルタの実質的な面積比率を維持でき、白の色度が所望の値から変動することがない。
列方向24にアライメントずれが生じてもカラーフィルタの実質的な面積が変化しないカラーフィルタ基板の他の実施形態を説明する。
図12(a)および(b)は本実施形態のカラーフィルタ基板が有するカラーフィルタのうち、面積が最大であるAカラーフィルタ40を説明するための模式図である。図13(a)および(b)は、Aカラーフィルタ以外の任意のカラーフィルタ(例えばBカラーフィルタ50)を説明するための模式図である。Aカラーフィルタ40の面積をSAとし、Bカラーフィルタ50の面積をSBとすると、SA>SBである。図12(b)および図13(b)は、それぞれ、図12(a)および図13(a)に示したAカラーフィルタおよびBカラーフィルタの形状を示している。
図12(a)および図13(a)は、カラーフィルタが形成されているカラーフィルタ基板の一部分と、アクティブマトリクス基板に設けられるソースバスライン14およびゲートバスライン15とをあわせて示している。
本実施形態のカラーフィルタ基板が有するカラーフィルタも、図10および図11に示したカラーフィルタと同様に、列カラーフィルタを構成する。
本実施形態のカラーフィルタ基板が有する全てのカラーフィルタ列は、例えばアクティブマトリクス基板に設けられるTFTを遮光するためのTFT遮光用凹部を同じ位置に共通に有しているとともに、さらに、面積調整用凹部を同じ位置に共通に有している。
図12に示すAカラーフィルタ列40aは、第2辺42に、行方向22に延びる長さTXAの上辺42T4および下辺42T3と、列方向24に延びる長さTYAの底辺42T2とで構成されるTFT遮光部用凹部42Tを有している。
さらに、第1辺41に、行方向22に延びる長さTTXAの上辺41T3および下辺41T4と、列方向24に延びる長さTTYAの底辺41T1とで構成される面積調整用凹部41Tを有している。
TFT遮光部用凹部42Tと面積調整用凹部41Tとは、カラーフィルタ40において対角線上に配置されている。
凹部42Tおよび41Tはいずれも長方形の形状を有している。凹部42Tの上辺42T4および下辺42T3は、行方向22に互いに平行に延びている。同様に、凹部41Tの上辺41T3および下辺41T4は、行方向22に互いに平行に延びている。凹部42Tの底辺42T2および凹部41Tの底辺41T2はいずれも列方向24に平行に延びている。
なお、凹部42Tおよび41Tの形状は、凹部42Tおよび41Tの列方向の長さが行方向において実質的に一定であれば、すなわち、凹部42Tの上辺42T4と下辺T3との間の距離TYAおよび凹部41Tの上辺41T3と下辺T4との間の距離TTYAが行方向において実質的に一定であれば、長方形に限られない。
Aカラーフィルタ列40aの連結領域45における第2辺42は、A列カラーフィルタ40aに設けられた凹部42Tの底辺42T2に含まれている。すなわち、連結領域45における第2辺42と凹部42Tの底辺42T2とは、同じ線分で構成されている。
面積調整用凹部41Tの上辺41T3とTFT遮光部用凹部42Tの下辺42T3との列方向の位置は互いに等しい。さらに、面積調整用凹部41Tの行方向の幅TTXAと、TFT遮光部用凹部42Tの行方向の幅TXAとは互いに等しい。
面積調整用凹部41Tの列方向24の幅TTYAは、連結領域45の列方向の幅以上のである。
凹部42Tの底辺42T2の長さTYAは、列方向のアライメントマージン以上の長さであり、凹部42Tの下辺42T3および上辺42T4の長さTXAは、行方向のアライメントマージン以上の長さである。
図12に示すAカラーフィルタ列40aは、カラーフィルタ基板とアクティブマトリクス基板とが理想的な配置で貼り合わせられるときに、図10に示したAカラーフィルタ列40aに比べてより−y方向側24Bに連結領域45を有しており、連結領域45における第2辺42がTFT遮光部用凹部42Tの底辺42T2の下端に含まれている。したがって、TFT遮光部用凹部42Tだけでは、−y方向側24Bにアライメントずれが生じた場合に面積が変化してしまう。そこで、面積調整用凹部41Tを形成することにより、連結領域55が−y方向側24Bに移動しても、連結領域55の面積が等しくなるようにしている。
結果として、図12に示すAカラーフィルタ列40aは、図10に示したカラーフィルタ列と同様に、列方向のアライメントずれによって連結領域45が列方向24に移動しても、1画素に対応するAカラーフィルタ40の実質的な面積は一定値SAに維持され、変化しない。
図13に示すBカラーフィルタ列50aは、第2辺52に、行方向22に延びる長さTXBの上辺52T4および下辺52T3と、列方向24に延びる長さTYBの底辺52T2とで構成されるTFT遮光用凹部52Tを有している。凹部は長方形の形状を有している。凹部を構成する上辺52T4および下辺52T3は互いに行方向22に平行に延びており、底辺52T2は列方向24に平行に延びている。
Bカラーフィルタ列50aは、さらに、第1辺51に、行方向22に延びる長さTTXBの下辺51T4および上辺51T3と、列方向24に延びる長さTTYBの底辺51T2とで構成される面積調整用凹部51Tを有している。
なお、凹部51Tおよび52Tの形状は、凹部41Tおよび42Tと同様に長方形に限られない。凹部51Tは、A列カラーフィルタ40aの凹部41Tと同じ位置に設けられている。同様に、凹部52Tは、A列カラーフィルタ40aの凹部42Tと同じ位置に設けられている。
Bカラーフィルタ列50aの連結領域55における第2辺52は、B列カラーフィルタ50aに設けられた凹部52Tの底辺52T2に含まれている。すなわち、連結領域55における第2辺52と凹部52Tの底辺52T2とは、同じ線分で構成されている。凹部51Tの上辺51T3と凹部52Tの下辺52T3との列方向の位置は互いに等しい。さらに、凹部51Tの行方向の幅TTXBと、凹部52Tの行方向の幅TXBとは互いに等しい。第1辺51の凹部51Tの列方向24の幅TTYBは、連結領域55の列方向の幅以上である。
凹部52Tの底辺52T2の長さTYBは、Aカラーフィルタ列40aの凹部42Tの底辺42T2の長さTYAと等しく、凹部51Tの底辺51T1の長さTTYBは、Aカラーフィルタ列40aの凹部41Tの底辺41T1の長さTTYAと等しい。凹部52Tの下辺52T3および上辺52T4の長さTXBは、行方向のアライメントマージン以上の長さである。
Bカラーフィルタ列50aは、TFT遮光用凹部52Tおよび面積調整用凹部51Tに加えてさらに第1辺51および第2辺52にそれぞれ、凹部51Rおよび52Rを有している。
第1辺51に設けられた凹部51Rは、行方向の長さがNB1で、列方向の長さがMB1である。第2辺52に設けられた凹部52Rは、行方向の長さがNB2で、列方向の長さがMB2である。凹部51Rおよび52Rはいずれも長方形である。凹部51Rを構成する上辺51R3、底辺51R1および下辺51R4のうち、上辺51R3および下辺51R4は行方向22に互いに平行に延びており、底辺51R1は列方向24に平行に延びている。同様に、凹部52Rを構成する上辺52R3、下辺52R4および底辺52R2のうち、上辺52R3および下辺52R4は行方向22に互いに平行に延びており、底辺52R2は列方向24に平行に延びている。
Aカラーフィルタ列40aと同様にBカラーフィルタ列50aでも、列方向にアライメントずれが生じて連結領域55が列方向24に沿って移動しても、列方向24のアライメントマージン内では、常に、連結領域55の面積は等しい。したがって、Bカラーフィルタ列50aは、Aカラーフィルタ列40aと同様に、列方向のアライメントずれによって連結領域55が列方向24に移動しても、1画素に対応するBカラーフィルタ50の実質的な面積は一定値SBに維持され、変化しない。
図10を参照して説明したのと同様に図12に示すAカラーフィルタ40の各部分の長さをL0 (A1)、L0 (A2)、L0 (A3)、およびL0 (A4)とする。また、図11を参照して説明したのと同様に図13に示すに示すBカラーフィルタ50の各部分の長さをL0 (B1)、L0 (B2)、L0 (B3)およびL0 (B4)とする。
ここで、L0 (A1)およびL0 (A2)は、それぞれ、第1辺41および第2辺42のうちy方向に平行な部分から、AカラーフィルタおよびBカラーフィルタに共通に設けられているTFT遮光用凹部42Tおよび面積調整用凹部41Tに含まれる部分の長さを含まない。また、L0 (A3)およびL0 (A4)は、それぞれ、第3辺43および第2辺44のうちx方向に平行な部分から、AカラーフィルタおよびBカラーフィルタに共通に設けられているTFT遮光用凹部42Tおよび面積調整用凹部41Tに含まれる部分の長さを含まない。
同様に、L0 (B1)およびL0 (B2)は、それぞれ、第1辺51および第2辺52のうちy方向に平行な部分から、AカラーフィルタおよびBカラーフィルタに共通に設けられているTFT遮光用凹部52Tおよび面積調整用凹部51Tに含まれる部分の長さを含まない。また、L0 (B3)およびL0 (B4)は、それぞれ、第3辺53および第2辺54のうちx方向に平行な部分から、AカラーフィルタおよびBカラーフィルタに共通に設けられているTFT遮光用凹部52Tおよび面積調整用凹部51Tに含まれる部分の長さを含まない。
図10を参照して説明したのと同様に図12に示すAカラーフィルタ40の各部分の長さをL(A1)、L(A2)、L(A3)およびL(A4)とすると、Aカラーフィルタ40ではL(A1)=L0 (A1)、L(A2)=L0 (A2)、L(A3)=L0 (A3)、およびL(A4)=L0 (A4)である。図11を参照して説明したのと同様に図13に示すBカラーフィルタ50の各部分の長さをL(B1)、L(B2)、L(B3)およびL(B4)とすると、Bカラーフィルタ50では、L0 (B1)>L(B1)およびL0 (B2)>L(B2)であり、L0 (B1)=L(B1)+MB1、およびL0 (B2)=L(B2)+MB2である。
凹部51Rおよび52Rは、L(B1)/L(A1)=SB/SAおよびL(B2)/L(A2)=SB/SAの関係を満たすように形成している。上記の関係式が成立するように凹部51Rおよび52Rを形成することにより、カラーフィルタ基板に対するアクティブマトリクス基板の行方向22のずれ幅が凹部51Rおよび凹部52Rの行方向の幅以下の範囲では、ずれ幅にかかわらず、表示に寄与するAカラーフィルタ40の面積とBカラーフィルタ50の面積との比率を、Aカラーフィルタ40の面積SAとBカラーフィルタ50の面積SBとの比率に等しくすることができる。
以上説明したように、本実施形態のカラーフィルタ基板でも、列方向にアライメントずれが生じた場合には、カラーフィルタの実質的な面積が変化しないように一定値に維持でき、行方向にアライメントずれが生じた場合には、カラーフィルタの実質的な面積比率を維持できる。したがって、列方向および行方向に同時にアライメントずれが生じた場合であっても、カラーフィルタの実質的な面積比率を維持でき、白の色度が所望の値から変動することがない。
図14は、図10および図11に示したカラーフィルタを備えるカラーフィルタ基板100Dの平面図である。カラーフィルタ基板100Dは、例えば赤、緑、青および白カラーフィルタからなる4色のカラーフィルタを含んでいる。上記4色のカラーフィルタを有するカラーフィルタ基板を用いて反射型液晶表示装置を構成すれば、3色のカラーフィルタを有するカラーフィルタ基板を用いた場合に比べて、輝度および色度を向上できるという効果がある(例えば特開2001−296523号公報参照)。なお、図14では、カラーフィルタ基板100Dに対向して貼り合わせられるアクティブマトリクス基板が備えるソースバスライン14とゲートバスライン15とを合せて示している。
カラーフィルタ基板100Dは、例えばガラスなどからなる基板102上に、Aカラーフィルタ40、Bカラーフィルタ50、Cカラーフィルタ60およびDカラーフィルタ70と、遮光層30とを有している。Aカラーフィルタ40の面積SA、Bカラーフィルタ50の面積SB、Cカラーフィルタ60の面積SCおよびDカラーフィルタ70の面積SDは、例えばSA>SB>SC>SDである。
各カラーフィルタは、隣接する画素の行に対応するカラーフィルタと、それらを互いに連結する連結領域とによって、列カラーフィルタを構成している。すなわち、隣接するAカラーフィルタ40と連結領域45とによってA列カラーフィルタ40aが構成されており、隣接するBカラーフィルタ50と連結領域55とによってB列カラーフィルタ50aが構成されており、隣接するCカラーフィルタ60と連結領域65とによってC列カラーフィルタ60aが構成されており、隣接するDカラーフィルタ70と連結領域75とによってD列カラーフィルタ70aが構成されている。
行方向22のアライメントマージンおよび列方向24のアライメントマージンは、例えばいずれも±5μmである。
基板100Dが有する全てのカラーフィルタ列40a、50a、60a、70aはそれぞれ第2辺42、52、62、72にTFT遮光用の凹部42T、52T、62T、72Tを同じ位置に共通に有している。TFT遮光用の凹部42Tの行方向の長さTXA、凹部52Tの行方向の長さTXB、凹部62Tの行方向の長さTXCおよび凹部72Tの行方向の長さTXDは、行方向のアライメントマージン以上の大きさである。また、TFT遮光用の凹部42Tの列方向の長さTYA、凹部52Tの列方向の長さTYB、凹部62Tの列方向の長さTYCおよび凹部72Tの列方向の長さTYDは、互いに等しく、列方向のアライメントマージン以上の大きさである。
A、B、CおよびD列カラーフィルタ列はそれぞれ、列方向にアライメントずれが生じても面積がSA、SB、SCおよびSDのままで変化しないように設計されている。面積が最大のA列カラーフィルタ列40aは、本実施形態のカラーフィルタ基板100Dとアクティブマトリクス基板とが理想的な配置で貼り合わせられたときに、連結領域45を軸として行方向に関して対称な形状を有している(D1=D2)。
面積が最大のAカラーフィルタ40以外の全てのカラーフィルタB、CおよびDカラーフィルタは、TFT遮光用の凹部に加えて、第1辺および第2辺にそれぞれ凹部を有している。Bカラーフィルタ50は、第1辺51および第2辺52にそれぞれ、凹部51Rおよび52Rを有している。第1辺51に設けられた凹部51Rは、行方向の長さがNB1で、列方向の長さがMB1である。第2辺52に設けられた凹部52Rは、行方向の長さがNB2で、列方向の長さがMB2である。Cカラーフィルタ60は、第1辺61および第2辺62にそれぞれ、凹部61Rおよび62Rを有している。第1辺61に設けられた凹部61Rは、行方向の長さがNC1で、列方向の長さがMC1である。第2辺62に設けられた凹部62Rは、行方向の長さがNC2で、列方向の長さがMC2である。Dカラーフィルタ70は、第1辺71および第2辺72にそれぞれ、凹部71Rおよび72Rを有している。第1辺71に設けられた凹部71Rは、行方向の長さがND1で、列方向の長さがMD1である。第2辺72に設けられた凹部72Rは、行方向の長さがND2で、列方向の長さがMD2である。
各カラーフィルタの第1辺および第2辺に設けた上記凹部51R、52R、61R、62R、71R、72Rはいずれも長方形であり、全て、列方向にアライメントずれが生じた場合でも、ゲートバスライン15と重ならない位置に設けている。
図14に示すように、Aカラーフィルタ40の第1辺41の最も+x方向側(22B)に位置する部分とソースバスライン14との間隔をδX1Aとし、第2辺42の最も−x方向側(22A)に位置する部分とソースバスライン14との間隔をδX2Aとする。Bカラーフィルタ50についても同様にδX1BおよびδX2Bとし、Cカラーフィルタ60についても同様にδX1CおよびδX2Cとし、Dカラーフィルタ70についても同様にδX1DおよびδX2Dとする。
本カラーフィルタ基板100Dでは、表示装置の明るさを確保するために、δX1A=δX1B=δX1C=δX1D=−2μm、かつ、δX2A=δX2B=δX2C=δX2D=−2μmとしている。すなわち、各カラーフィルタの第1辺の最も+x方向側に位置する部分および第2辺の最も−x方向側に位置する部分とソースバスライン14とは同じ幅だけ互いに重畳している。
本実施形態における行方向22のアライメント精度は±5μmであるので、各カラーフィルタの第1辺および第2辺に設ける凹部の行方向の長さは、すべて7μm以上としている。すなわち、NB1≧7.0、NB2≧7.0、NC1≧7.0、NC2≧7.0、ND1≧7.0、ND2≧7.0である。
図14に示すように、Aカラーフィルタ40の第1辺41のうちy方向に平行な部分の長さをL0 (A1)とし、第2辺42のうちy方向に平行な部分の長さをL0 (A2)とする。第3辺43のうちx方向に平行な部分の長さをL0 (A3)とし、第4辺44のうちx方向に平行な部分の長さをL0 (A4)とする。同様に、Bカラーフィルタ50の第1辺51のうちy方向に平行な部分の長さをL0 (B1)とし、第2辺52のうちy方向に平行な部分の長さをL0 (B4)とする。第3辺53のうちx方向に平行な部分の長さをL0 (B3)とし、第4辺54のうちx方向に平行な部分の長さをL0 (B4)とする。同様に、Cカラーフィルタ60の第1辺61のうちy方向に平行な部分の長さをL0 (C1)とし、第2辺62のうちy方向に平行な部分の長さをL0 (C4)とする。第3辺63のうちx方向に平行な部分の長さをL0 (C3)とし、第4辺64のうちx方向に平行な部分の長さをL0 (C4)とする。同様に、Dカラーフィルタ70の第1辺71のうちy方向に平行な部分の長さをL0 (D1)とし、第2辺72のうちy方向に平行な部分の長さをL0 (D4)とする。第3辺73のうちx方向に平行な部分の長さをL0 (D3)とし、第4辺74のうちx方向に平行な部分の長さをL0 (D4)とする。
ここで、L0 (A1)〜L0 (A4)、L0 (B1)〜L0 (B4)、L0 (C1)〜L0 (C4)、およびL0 (D1)〜L0 (D4)は、全てのカラーフィルタに共通に設けられているTFT遮光用凹部42T、52T、62Tおよび72Tに含まれる部分の長さを含まない。
本カラーフィルタ基板100Dでは、L0 (A1)=L0 (B1)=L0 (C1)=L0 (D1)、かつ、L0 (A2)=L0 (B2)=L0 (C2)=L0 (D2)である。
Aカラーフィルタ40の第1辺41の最も+x方向側に位置する部分の長さをL(A1)とし、第2辺42の最も−x方向側に位置する部分の長さをL(A2)とする。第3辺43の最も+y方向側に位置する部分の長さをL(A3)とし、第4辺44の最も−y方向側に位置する部分の長さをL(A4)とする。
同様に、Bカラーフィルタ50の所定の部分の長さをL(B1)、L(B2)、L(B3)およびL(B4)とし、Cカラーフィルタ60の所定の部分の長さをL(C1)、L(C2)、L(C3)およびL(C4)としを、Dカラーフィルタ70の所定の部分の長さをL(D1)、L(D2)、L(D3)およびL(D4)とする。
Aカラーフィルタ40は、TFT遮光用の凹部41T以外の凹部を有していないので、L(A1)=L0 (A1)、L(A2)=L0 (A2)、L(A3)=L0 (A3)、およびL(A4)=L0 (A4)である。
B、CおよびDカラーフィルタは、第1辺および第2辺に凹部を有しているので、
0 (B1)=L(B1)+MB1、L0 (B2)=L(B2)+MB2
0 (C1)=L(C1)+MC1、L0 (C2)=L(C2)+MC2
0 (D1)=L(D1)+MB1、L0 (D2)=L(D2)+MD2
である。
凹部51R、52R、61R、62R、71R、72Rは、
(B1)/L(A1)=L(B2)/L(A2)=SB/SA
(C1)/L(A1)=L(C2)/L(A2)=SC/SA
(D1)/L(A1)=L(D2)/L(A2)=SD/SA
の関係を満たすように形成している。
上記の関係式が成立するように凹部を形成することにより、カラーフィルタ基板に対するアクティブマトリクス基板の行方向22のずれ幅がアライメントマージン以下の範囲では、ずれ幅にかかわらず、行方向22Aおよび22Bのうちのいずれの方向であっても、表示に寄与するAカラーフィルタ40と、Bカラーフィルタ50と、Cカラーフィルタ60と、Dカラーフィルタ70との面積の比率を、Aカラーフィルタ40の面積SAと、Bカラーフィルタ50の面積SBと、Cカラーフィルタ60の面積SCと、Dカラーフィルタ70の面積SDとの比率に等しくすることができる。
上述したように、各カラーフィルタ列は、列方向にアライメントずれが生じても各カラーフィルタの実質的な面積が変化しない。したがって、本実施形態のカラーフィルタ基板を用いて液晶表示装置を作製した場合、何れの方向にアライメントがずれた場合でも、各カラーフィルタの面積比を一定に保つことができ、ホワイトバランスのみならず、全表示色の色度を一定に保つことができる。
図8から図14は、アライメントずれなく理想的にカラーフィルタ基板とアクティブマトリクス基板とが貼り合わせられた場合について図示した。
以上の説明では、カラーフィルタの凹部、TFTに対応する領域(TFT遮光部)、および隣接するカラーフィルタの間隙等に遮光部が設けられたカラーフィルタ基板を例示したが、本実施形態のカラーフィルタ基板は遮光部を有していなくてもよい。
例えば遮光部を設ける代わりに、遮光機能をほとんど有しない白色着色層(例えば透明樹脂層)を設けてもよい。また、白色着色層を設けずにガラス基板の表面を剥き出しにしてもよい。液晶表示装置における白色着色層の色度、あるいは剥き出しのガラス基板の部分の色度と、液晶表示装置全体の白表示時色度を一致させた上で、カラーフィルタの所定の辺に凹部を設ければ、アライメントずれが生じた場合に白表示時の色度の変化を抑制できる。特に、アライメントずれが生じた場合にカラーフィルタの実質的な面積比率が変化しないように各カラーフィルタを設計すれば、アライメントずれが生じた場合に白表示時の色度を一定に保つことができる。白色着色層の輝度、あるいは剥き出しのガラス基板の部分の輝度と、液晶表示装置全体の白表示時の輝度とを一致させておく必要はない。
なお、赤、緑、青、白からなる4色のカラーフィルタを用いてカラーフィルタ基板を作製する場合にも、遮光部を設けるかわりに、白色着色層を配置するか、基板をむき出しにしてもよい。ただし、白色カラーフィルタと遮光部の代わりに設けられる白色着色層とは区別されないので、図14に示すカラーフィルタ基板100Dとは異なり、白色カラーフィルタには面積を調整するために凹部を設ける必要がない。
上記では、画素が長方形の形状を有する場合を例に説明を行ったが、本実施形態のカラーフィルタ基板の画素形状は長方形に限定されない。また、カラーフィルタの凹部の位置や形状は、図示したものに限定されず、画素形状およびアライメントマージンを考慮して、適宜選択される。
図1、5および6に示したカラーフィルタ基板100AからCは、図14に示したカラーフィルタ基板100Dと同様に4色のカラーフィルタを有するカラーフィルタ基板に適用できる。また、図14に示したカラーフィルタ基板100Dは、図1、5および6に示したカラーフィルタ基板100AからCと同様に3色のカラーフィルタを有するカラーフィルタ基板に適用できる。図1、5、6および14に示したカラーフィルタ基板100AからDは、3色および4色以外にも、例えば、赤、緑、青、シアン、マゼンダおよびイエローカラーフィルタからなる6色のカラーフィルタを有するカラーフィルタ基板にも適用できる。上記6色のカラーフィルタを用いれば、3色のカラーフィルタを用いたカラーフィルタ基板に比べて自然な中間色を発色できるという効果がある。6色のカラーフィルタ列を有するカラーフィルタ基板の詳細は、例えば特開2002−286927号公報に説明されている。
本発明は、透過型、反射型、透過反射両用型(半透過型)などの種々の液晶表示装置に適用できる。また、カラーフィルタの配列に限定されず、ストライプ配列以外の配列(例えばデルタ配列)にも適用できる。さらに、液晶表示装置の表示モードにも限定されず、TN型をはじめ、MVAやIPSなどの種々の表示モードに適用できる。さらに、液晶層以外の表示媒体層、例えば電気泳動層などを有する他のタイプの表示装置を含む種々のカラー表示装置に用いることが可能である。
本発明の一実施形態のカラーフィルタ基板の平面図である。 比較例のカラーフィルタ基板の平面図である。 アライメントずれが生じなかった場合における、比較例のカラーフィルタ基板の断面図である。 アライメントずれが生じた場合における、比較例のカラーフィルタ基板の断面図である。 本発明の実施形態の改変例のカラーフィルタ基板の平面図である。 本発明の実施形態の改変例のカラーフィルタ基板の平面図である。 図1のカラーフィルタ基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態のカラーフィルタ基板が有するNカラーフィルタを説明するための図である。 本発明の一実施形態のカラーフィルタ基板が有するAカラーフィルタを説明するための図である。 (a)および(b)は本発明の一実施形態のカラーフィルタ基板が有するカラーフィルタを説明するための図である。 (a)および(b)は本発明の一実施形態のカラーフィルタ基板が有するカラーフィルタを説明するための図である。 (a)および(b)は本発明の一実施形態のカラーフィルタ基板が有するカラーフィルタを説明するための図である。 (a)および(b)は本発明の一実施形態のカラーフィルタ基板が有するカラーフィルタを説明するための図である。 本発明の一実施形態のカラーフィルタ基板を説明するための図である。 一般的なアクティブマトリクス型液晶表示装置の断面図である。
符号の説明
10 アクティブマトリクス基板
12 透明基板
14 ソースバスライン
15 ゲートバスライン
16 透明画素電極
20 液晶層
22 行方向
24 列方向
30 遮光層
30A 遮光部
30B 遮光部
40 Aカラーフィルタ
40a Aカラーフィルタ列
41 Aカラーフィルタの第1辺
41R 第1辺の凹部
42 Aカラーフィルタの第2辺
42R 第2辺の凹部
43 Aカラーフィルタの第3辺
43R 第3辺の凹部
44 Aカラーフィルタの第4辺
44R 第4辺の凹部
50 Bカラーフィルタ
50a Bカラーフィルタ列
51 Bカラーフィルタの第1辺
51R 第1辺の凹部
52 Bカラーフィルタの第2辺
52R 第2辺の凹部
53 Bカラーフィルタの第3辺
53R 第3辺の凹部
54 Bカラーフィルタの第4辺
54R 第4辺の凹部
60 Cカラーフィルタ
60a Cカラーフィルタ列
61 Cカラーフィルタの第1辺
61R 第1辺の凹部
62 Cカラーフィルタの第2辺
62R 第2辺の凹部
63 Cカラーフィルタの第3辺
63R 第3辺の凹部
64 Cカラーフィルタの第4辺
64R 第4辺の凹部
70 Dカラーフィルタ
70a Dカラーフィルタ列
71 Dカラーフィルタの第1辺
71R 第1辺の凹部
72 Dカラーフィルタの第2辺
72R 第2辺の凹部
73 Cカラーフィルタの第3辺
73R 第3辺の凹部
74 Dカラーフィルタの第4辺
74R 第4辺の凹部
100A カラーフィルタ基板
100B カラーフィルタ基板
100C カラーフィルタ基板
100D カラーフィルタ基板
300 カラーフィルタ基板
302 基板
330B 遮光部
340 Aカラーフィルタ
350 Bカラーフィルタ
360 Cカラーフィルタ

Claims (35)

  1. 複数の行および複数の列を有するマトリクス状に配列された複数の画素を有する表示装置に用いられるカラーフィルタ基板であって、
    それぞれが複数の画素のそれぞれに対応する複数のカラーフィルタを有し、
    複数のカラーフィルタは互いに異なる色のAカラーフィルタと、Bカラーフィルタとを含み、
    前記複数の行のそれぞれに対応するカラーフィルタの群は、前記Aおよび前記Bカラーフィルタを含み、
    前記Aおよび前記Bカラーフィルタのそれぞれは、それぞれの行方向の幅を規定する第1辺と第2辺を有し、
    前記Aカラーフィルタの面積SAは前記Bカラーフィルタの面積SBよりも大きく、
    前記Bカラーフィルタの前記第1辺は、前記Aカラーフィルタの前記第1辺に行方向にくびれた少なくとも1つの第1凹部を形成した形を有する、カラーフィルタ基板。
  2. 前記Bカラーフィルタの前記少なくとも1つの第1凹部の列方向の長さの和MB1は行方向において実質的に一定である、請求項1に記載のカラーフィルタ基板。
  3. 前記Aカラーフィルタの前記第2辺から前記第1辺に向かう行方向に平行な方向を+x方向とし、
    前記Aカラーフィルタの前記第1辺の最も+x方向側に位置する部分の長さをLA1とし、前記Bカラーフィルタの前記少なくとも1つの第1凹部の列方向の長さの和をMB1とすると、MB1/LA1=(SA−SB)/SAの関係を有する、請求項1または2に記載のカラーフィルタ基板。
  4. 前記少なくとも1つの第1凹部の行方向における幅は行方向のアライメントマージン以上である、請求項1から3のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
  5. 前記Bカラーフィルタの前記第2辺は、前記Aカラーフィルタの前記第2辺に行方向にくびれた少なくとも1つの第2凹部を形成した形を有する、請求項1から4のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
  6. 前記Bカラーフィルタの前記少なくとも1つの第2凹部の列方向の長さの和MB2は行方向において実質的に一定である、請求項5に記載のカラーフィルタ基板。
  7. 前記Aカラーフィルタの前記第1辺から前記第2辺に向かう行方向に平行な方向を−x方向とし、
    前記Aカラーフィルタの前記第2辺の最も−x方向側に位置する部分の長さをLA2とし、前記Bカラーフィルタの前記少なくとも1つの第2凹部の列方向の長さの和MB2とすると、MB2/LA2=(SA−SB)/SAの関係を有する、請求項5または6に記載のカラーフィルタ基板。
  8. 前記少なくとも1つの第2凹部の行方向における幅は行方向のアライメントマージン以上である、請求項5から7のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
  9. 前記複数の行のそれぞれに対応するカラーフィルタの群は、前記AおよびBカラーフィルタと異なる色のCカラーフィルタをさらに含み、
    前記Cカラーフィルタは、それぞれの行方向の幅を規定する第1辺と第2辺を有し、
    前記Aカラーフィルタの面積SA、前記Bカラーフィルタの面積SB、および前記Cカラーフィルタの面積SCは、SA>SBかつSA>SCの関係を有し、
    前記Cカラーフィルタの前記第1辺は、前記Aカラーフィルタの前記第1辺に行方向にくびれた少なくとも1つの第3凹部を形成した形を有する、請求項1から8のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
  10. 前記Cカラーフィルタの前記少なくとも1つの第3凹部の列方向の長さの和MC1は行方向において実質的に一定である、請求項9に記載のカラーフィルタ基板。
  11. 前記Aカラーフィルタの前記第2辺から前記第1辺に向かう行方向に平行な方向を+x方向とし、
    前記Aカラーフィルタの前記第1辺の最も+x方向側に位置する部分の長さをLA1とし、
    前記Cカラーフィルタの前記少なくとも1つの第3凹部の列方向の長さの和MC1とすると、
    MC1/LA1=(SA−SC)/SAの関係を有する、請求項9または10に記載のカラーフィルタ基板。
  12. 前記少なくとも1つの第3凹部の行方向における幅は行方向のアライメントマージン以上である、請求項9から11のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
  13. 前記複数の行のそれぞれに対応するカラーフィルタの群は、前記A、BおよびCカラーフィルタと異なる色のDカラーフィルタをさらに含み、
    前記Dカラーフィルタは、それぞれの行方向の幅を規定する第1辺と第2辺を有し、
    前記Aカラーフィルタの面積SA、前記Bカラーフィルタの面積SB、前記Cカラーフィルタの面積SC、および前記Dカラーフィルタの面積SDは、SA>SBかつSA>SCかつSA>SDの関係を有し、
    前記Dカラーフィルタの前記第1辺は、前記Aカラーフィルタの前記第1辺に行方向にくびれた少なくとも1つの第4凹部を形成した形を有する、請求項1から12のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
  14. 前記Dカラーフィルタの前記少なくとも1つの第4凹部の列方向の長さの和MD1は行方向において実質的に一定である、請求項13に記載のカラーフィルタ基板。
  15. 前記Aカラーフィルタの前記第2辺から前記第1辺に向かう行方向に平行な方向を+x方向とし、
    前記Aカラーフィルタの前記第1辺の最も+x方向側に位置する部分の長さをLA1とし、
    前記Dカラーフィルタの前記少なくとも1つの第4凹部の列方向の長さの和MD1とすると、
    MD1/LA1=(SA−SD)/SAの関係を有する、請求項13または14に記載のカラーフィルタ基板。
  16. 前記少なくとも1つの第4凹部の行方向における幅は行方向のアライメントマージン以上である、請求項13から15のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
  17. 前記複数の行は、互いに隣接する第1行および第2行を有し、
    前記第1行に対応する前記Aカラーフィルタと、前記第2行に対応する前記Aカラーフィルタと、前記第1行に対応する前記Aカラーフィルタと前記第2行に対応する前記Aカラーフィルタとを互いに連結する連結領域とを含むA列カラーフィルタが形成されている、請求項1から16のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
  18. 前記A列カラーフィルタは、行方向の幅を規定する第1辺と第2辺を有し、
    前記A列カラーフィルタは前記第2辺に凹部を有し、
    前記連結領域の前記第2辺は、前記A列カラーフィルタに設けられた前記凹部の底辺に含まれており、
    前記A列カラーフィルタの前記第2辺の前記凹部の列方向の長さは行方向において実質的に一定である、請求項17に記載のカラーフィルタ基板。
  19. 前記A列カラーフィルタは、行方向の幅を規定する第1辺と第2辺を有し、
    前記A列カラーフィルタは、前記第1辺および前記第2辺のそれぞれに凹部を有し、
    前記連結領域の前記第2辺は、前記A列カラーフィルタの前記第2辺に設けられた前記凹部の底辺に含まれており、
    前記A列カラーフィルタの前記第1辺に設けられた前記凹部の上辺と、前記A列カラーフィルタの前記第2辺に設けられた前記凹部の下辺との列方向の位置が等しく、
    前記A列カラーフィルタの前記第1辺に設けられた前記凹部の行方向の幅と、前記第2辺に設けられた前記凹部の行方向の幅とが等しく、
    前記A列カラーフィルタの前記第2辺の前記凹部の列方向の長さおよび前記第1辺の前記凹部の列方向の長さは行方向において実質的に一定である、請求項17に記載のカラーフィルタ基板。
  20. 前記A列カラーフィルタの前記第1辺に設けられた前記凹部の列方向の幅は、前記連結領域の列方向の幅以上である、請求項19に記載のカラーフィルタ基板。
  21. 前記複数の行は、互いに隣接する第1行および第2行を有し、
    前記第1行に対応する前記Bカラーフィルタと、前記第2行に対応する前記Bカラーフィルタと、前記第1行に対応する前記Bカラーフィルタと前記第2行に対応する前記Bカラーフィルタとを互いに連結する連結領域とを含むB列カラーフィルタが形成されている、請求項17から20のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
  22. 前記複数の行は、互いに隣接する第1行および第2行を有し、
    前記第1行に対応する前記Cカラーフィルタと、前記第2行に対応する前記Cカラーフィルタと、前記第1行に対応する前記Cカラーフィルタと前記第2行に対応する前記Cカラーフィルタとを互いに連結する連結領域とを含むC列カラーフィルタが形成されている、請求項17から21のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
  23. 前記複数の行は、互いに隣接する第1行および第2行を有し、
    前記第1行に対応する前記Dカラーフィルタと、前記第2行に対応する前記Dカラーフィルタと、前記第1行に対応する前記Dカラーフィルタと前記第2行に対応する前記Dカラーフィルタとを互いに連結する連結領域とを含むD列カラーフィルタが形成されている、請求項17から22のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
  24. 複数の行および複数の列を有するマトリクス状に配列された複数の画素を有する表示装置に用いられるカラーフィルタ基板であって、
    それぞれが複数の画素のそれぞれに対応する複数のカラーフィルタを有し、
    複数のカラーフィルタは互いに異なる色のAカラーフィルタと、Bカラーフィルタとを含み、
    前記複数の行のそれぞれに対応するカラーフィルタの群は、前記Aおよび前記Bカラーフィルタを含み、
    前記Aカラーフィルタの面積SAは前記Bカラーフィルタの面積SBよりも大きく、
    前記Aおよび前記Bカラーフィルタのそれぞれは、それぞれの行方向の幅を規定する第1辺および第2辺と、それぞれの列方向の幅を規定する第3辺および第4辺とを有し、
    前記第2辺から前記第1辺に向かう行方向に平行な方向を+x方向とし、前記第4辺から前記第3辺に向かう列方向に平行な方向を+y方向とし、
    前記Bカラーフィルタの前記第1辺および前記第2辺のうちy方向に平行な部分の長さ(ただし、前記Aカラーフィルタおよび前記Bカラーフィルタに共通に凹部が設けられている場合、前記第1辺および前記第2辺のうちy方向に平行な部分から前記凹部に含まれる部分の長さを除く。)をそれぞれ、L0 (B1)およびL0 (B2)とし、第3辺および第4辺のうちx方向に平行な部分の長さ(ただし、前記Aカラーフィルタおよび前記Bカラーフィルタに共通に凹部が設けられている場合、前記第3辺および前記第4辺のうちx方向に平行な部分から前記凹部に含まれる部分の長さを除く。)をそれぞれ、L0 (B3)およびL0 (B4)とし、
    前記Bカラーフィルタの前記第1辺の最も+x方向側に位置する部分の長さをL(B1)とし、前記第2辺の最も−x方向側に位置する部分の長さをL(B2)とし、前記第3辺の最も+y方向側に位置する部分の長さをL(B3)とし、前記第4辺の最も−y方向側に位置する部分の長さをL(B4)とすると、
    前記Bカラーフィルタの前記第1辺から前記第4辺のうち少なくとも1つが凹部を有することによって、
    0 (B1)>L(B1)、L0 (B2)>L(B2)、L0 (B3)>L(B3)およびL0 (B4)>L(B4)のうち少なくとも1つの不等式が成立している、カラーフィルタ基板。
  25. 前記Bカラーフィルタの前記第1辺が凹部を有しており、前記凹部の列方向の長さは行方向において実質的に一定であり、L(B1)/L(A1)=SB/SAである、請求項24に記載のカラーフィルタ基板。
  26. 前記Bカラーフィルタの前記第2辺が凹部を有しており、前記凹部の列方向の長さは行方向において実質的に一定であり、L(B2)/L(A2)=SB/SAである、請求項24または25に記載のカラーフィルタ基板。
  27. 前記Bカラーフィルタの前記第3辺が凹部を有しており、前記凹部の行方向の長さは行方向において実質的に一定であり、L(B3)/L(A3)=SB/SAである、請求項24から26のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
  28. 前記Bカラーフィルタの前記第4辺が凹部を有しており、前記凹部の行方向の長さは行方向において実質的に一定であり、L(B4)/L(A4)=SB/SAである、請求項24から27のいずれかにに記載のカラーフィルタ基板。
  29. 前記Bカラーフィルタの前記第1辺から前記第4辺のうちの全てが凹部を有しており、 L0 (B1)>L(B1)、L0 (B2)>L(B2)、L0 (B3)>L(B3)および、L0 (B4)>L(B4)の全ての不等式が満たされている、請求項24から28のいずれかに記載のラーフィルタ基板。
  30. (B1)/L(A1)=L(B2)/L(A2)=L(B3)/L(A3)=L(B4)/L(A4)=SB/SAである、請求項24から29のいずれかにに記載のカラーフィルタ基板。
  31. 前記複数の行は、互いに隣接する第1行および第2行を有し、
    前記第1行に対応する前記Aカラーフィルタと、前記第2行に対応する前記Aカラーフィルタと、前記第1行に対応する前記Aカラーフィルタと前記第2行に対応する前記Aカラーフィルタとを互いに連結する連結領域とを含むA列カラーフィルタが形成されている、請求項24から30のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
  32. 前記A列カラーフィルタは、行方向の幅を規定する第1辺と第2辺を有し、
    前記A列カラーフィルタは前記第2辺に凹部を有し、
    前記連結領域の前記第2辺は、前記A列カラーフィルタに設けられた前記凹部の底辺に含まれており、
    前記A列カラーフィルタの前記第2辺の前記凹部の列方向の長さは行方向において実質的に一定である、請求項31に記載のカラーフィルタ基板。
  33. 前記A列カラーフィルタは、行方向の幅を規定する第1辺と第2辺を有し、
    前記A列カラーフィルタは、前記第1辺および前記第2辺のそれぞれに凹部を有し、
    前記連結領域の前記第2辺は、前記A列カラーフィルタの前記第2辺に設けられた前記凹部の底辺に含まれており、
    前記A列カラーフィルタの前記第1辺に設けられた前記凹部の上辺と、前記A列カラーフィルタの前記第2辺に設けられた前記凹部の下辺との列方向の位置が等しく、
    前記A列カラーフィルタの前記第1辺に設けられた前記凹部の行方向の幅と、前記第2辺に設けられた前記凹部の行方向の幅とが等しく、
    前記A列カラーフィルタの前記第2辺の前記凹部の列方向の長さおよび前記第1辺の前記凹部の列方向の長さは行方向において実質的に一定である、請求項31に記載のカラーフィルタ基板。
  34. 前記A列カラーフィルタの前記第1辺に設けられた前記凹部の列方向の幅は、前記連結領域の列方向の幅以上である、請求項33に記載のカラーフィルタ基板。
  35. 請求項1から34のいずれかに記載のカラーフィルタ基板を備えた表示装置。
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