JP2005070219A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクティブマトリクス基板にカラーフィルタ層を設けるとともに、そのカラーフィルタ層を構成している着色層のうち吸収波長域が同一のもののみにスイッチング素子と画素電極との電気的接続のためのスルーホールを設けた液晶表示装置において、色純度に優れた黒色の表示を可能とすること。
【解決手段】本発明の液晶表示装置１は、アクティブマトリクス基板の透明基板１０１と画素電極１１０との間に、吸収波長域が互いに異なる第１乃至第３着色層１０９Ｇ，１０９Ｂ，１０９Ｒを含んだカラーフィルタ層が配置され、このカラーフィルタ層には、画素電極１１０をスイッチング素子１０２にそれぞれ電気的に接続するスルーホール１０９ＴＨが第１着色層１０９Ｇ中にのみ設けられ、第１乃至第３着色層１０９Ｇ，１０９Ｂ，１０９Ｒの面積Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃は互いに等しいことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示装置に係り、特にはアクティブマトリクス型の液晶表示装置に関する。

アクティブマトリクス基板にカラーフィルタ層を設けた液晶表示装置には、対向基板にカラーフィルタ層を設けた液晶表示装置と比較して、基板を貼り合わせる際の位置合わせが容易であるなどの利点がある。このような構造を採用した液晶表示装置では、通常、カラーフィルタ層は薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）などのスイッチング素子と画素電極との間に配置し、それらの電気的接続はカラーフィルタ層に設けたスルーホールを介して行っている。

ところで、近年の高精細化の要求に伴い、先のスルーホールにも高い寸法精度が要求されている。しかしながら、カラーフィルタ層は厚膜であるのに加え、カラーフィルタ層を構成している赤、緑、青色の着色層の成膜及びパターニングは別々に行われる。そのため、赤色着色層と、緑色着色層と、青色着色層とに同一寸法のスルーホールを形成することは難しい。

このような問題に関し、以下の特許文献１には、赤、緑、青色着色層の何れか１つのみにスルーホールを形成することが記載されている。この技術では、具体的には、赤、緑、青色着色層はストライプ状に形成せず、例えば、青色着色層及び赤色着色層を列方向に隣り合う画素間で分断し、それら青色着色層及び赤色着色層を分断している領域にまで緑色着色層を延在させる。すなわち、青色着色層及び赤色着色層はそれぞれ島状に形成するとともに、緑色着色層は格子状に形成する。そして、緑色着色層の行方向に延在した部分にのみスルーホールを設け、赤、緑、青色の画素の全てについて、画素電極とＴＦＴとの電気的接続は緑色着色層に設けた先のスルーホールを介して行う。

この技術によれば、画素電極とＴＦＴとを電気的に接続するためのスルーホールは緑色着色層のみに設けるため、スルーホールの寸法にばらつきが生じるのを抑制することができる。しかしながら、本発明者らは、本発明を為すに際し、カラーフィルタ層に先の構造を採用すると、暗表示時に黒色が緑色がかって見えることを見出している。
特開２００１−３３７３４５号公報

本発明の目的は、アクティブマトリクス基板にカラーフィルタ層を設けるとともに、そのカラーフィルタ層を構成している着色層のうち吸収波長域が同一のもののみにスイッチング素子と画素電極との電気的接続のためのスルーホールを設けた液晶表示装置において、色純度に優れた黒色の表示を可能とすることにある。

本発明の第１側面によると、第１基板と、前記第１基板上で配列した複数の画素電極と、前記第１基板と前記複数の画素電極との間に介在するとともに吸収波長域が互いに異なる第１乃至第３着色層を含んだカラーフィルタ層と、前記第１基板と前記カラーフィルタ層との間に介在するとともに前記複数の画素電極に対応して配列した複数のスイッチング素子とを備えたアクティブマトリクス基板と、前記複数の画素電極と対向した第２基板と、前記第２基板に支持されるとともに前記複数の画素電極と対向した共通電極とを備えた対向基板と、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に介在した液晶層とを具備し、前記カラーフィルタ層には、前記複数の画素電極を前記複数のスイッチング素子にそれぞれ電気的に接続する複数のスルーホールが前記第１着色層中にのみ設けられ、前記第１乃至第３着色層の面積Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃は互いに等しいことを特徴とする液晶表示装置が提供される。

本発明の第２側面によると、第１基板と、前記第１基板上で配列した複数の画素電極と、前記第１基板と前記複数の画素電極との間に介在するとともに吸収波長域が互いに異なる第１乃至第３着色層を含んだカラーフィルタ層と、前記第１基板と前記カラーフィルタ層との間に介在するとともに前記複数の画素電極に対応して配列した複数のスイッチング素子とを備えたアクティブマトリクス基板と、前記複数の画素電極と対向した第２基板と、前記第２基板に支持されるとともに前記複数の画素電極と対向した共通電極とを備えた対向基板と、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に介在した液晶層とを具備し、前記カラーフィルタ層には、前記複数の画素電極を前記複数のスイッチング素子にそれぞれ電気的に接続するための複数のスルーホールが前記第１着色層中にのみ設けられた液晶表示装置であって、前記表示装置の全画素を暗表示状態として前記表示装置の前面側から反射光のみを観察したときにおける前記第１乃至第３着色層の視認可能な部分の面積Ｓ_RF1，Ｓ_RF2，Ｓ_RF3は互いに等しいことを特徴とする液晶表示装置が提供される。

上記液晶表示装置において、その表示装置の全画素を明表示状態として表示装置の前面から出力される透過光のみを観察したときにおける第１乃至第３着色層の視認可能な部分の面積Ｓ_TM1，Ｓ_TM2，Ｓ_TM3は互いに等しくてもよい。

第１着色層は複数の第１島状部で構成され、第２着色層は複数の第１島状部とそれぞれ隣り合った複数の第２島状部で構成され、第３着色層は複数の第１島状部を互いから分離するとともに複数の第２島状部を互いから分離する網状部で構成されていてもよい。

アクティブマトリクス基板は、第１基板とカラーフィルタ層との間に、複数本の走査線と、それらと交差した複数本の信号線と、複数の画素電極にそれぞれ電気的に接続された複数の蓄積容量素子を構成する複数本の参照配線とをさらに備えていてもよい。この場合、第１乃至第３着色層と複数本の参照配線との重複部の面積Ｓ_OL1，Ｓ_OL2，Ｓ_OL3は互いに等しくてもよい。

アクティブマトリクス基板は複数の柱状スペーサをさらに備えていてもよい。

本発明によると、アクティブマトリクス基板にカラーフィルタ層を設けるとともに、そのカラーフィルタ層を構成している着色層のうち吸収波長域が同一のもののみにスイッチング素子と画素電極との電気的接続のためのスルーホールを設けた液晶表示装置において、それら着色層の面積を上記のように設定するため、色純度に優れた黒色の表示が可能となる。

以下、本発明の態様について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において、同様または類似する機能を有する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の一態様に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図である。図２は図１に示す液晶表示装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図であり、図３は図１に示す液晶表示装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。また、図４は、図１乃至図３に示す液晶表示装置のカラーフィルタ層を示す平面図である。

この液晶表示装置１は、ＴＮ（Twisted Nematic）駆動方式のカラー型液晶表示装置であって、アクティブマトリクス基板１０と対向基板２０とを対向させ、それら基板１０及び２０間に液晶層３０を介在させた構造を有している。これら基板１０及び２０間の周縁部には、液晶材料を注入するための注入口を除いて接着剤層（図示せず）が設けられており、その注入口は封止剤（図示せず）を用いて封止されている。また、この液晶表示装置１の両面には偏光板４０がそれぞれ貼り付けられており、その背面側には図示しない光源が配置されている。

アクティブマトリクス基板１０は、例えばガラス基板などの透明基板１０１を含んでいる。

透明基板１０１の対向基板２０との対向面では、スイッチング素子１０２としてＴＦＴが二次元的に配列している。ＴＦＴ１０２は、ソース領域、ドレイン領域、及びチャネル領域が形成されたポリシリコン層やアモルファスシリコン層などの半導体層１０３と、ゲート絶縁膜１０４と、ゲート電極１０５Ｇとを含んでいる。ここでは、一例として、ＴＦＴ１０２はｎチャネルＴＦＴであることとする。なお、本態様では、スイッチング素子１０２としてＴＦＴを使用するが、スイッチング素子１０２は、後述する画素電極１１０への映像信号の供給／非供給を切り替えることが可能であればＴＦＴでなくてもよい。例えば、スイッチング素子１０２は、ダイオードやＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal）素子などであってもよい。

ゲート絶縁膜１０４上では、ゲート電極１０５Ｇに接続された走査線１０５ＳＣと、走査線１０５ＳＣに対して略平行に延在した参照配線１０５ＲＥＦとが交互に配列している。参照配線１０５ＲＥＦは、後述する画素電極１１０及び／またはソース電極１０７Ｓとともに蓄積容量素子を構成している。ゲート電極１０５Ｇと走査線１０５ＳＣと参照配線１０５ＲＥＦとは、同一工程で形成可能である。

ゲート電極１０５Ｇ、走査線１０５ＳＣ及び参照配線１０５ＲＥＦ、並びに、ゲート絶縁膜１０４のそれらからの露出部は、例えばシリコン酸化物層のような層間絶縁膜１０６で被覆されている。層間絶縁膜１０６及びゲート絶縁膜１０４には、ＴＦＴ１０２のソース及びドレイン領域へと連通するスルーホールが設けられている。

層間絶縁膜１０６上には、走査線１０５ＳＣの長さ方向に対して略直交する方向に延在した信号線１０７ＳＧが、走査線１０５ＳＣの長さ方向に対して略平行な方向に配列している。信号線１０７ＳＧは、層間絶縁膜１０６及びゲート絶縁膜１０４に設けられたスルーホールを介してＴＦＴ１０２のドレイン領域に電気的に接続されている。すなわち、この例では、信号線１０７ＳＧはドレイン電極を兼ねている。

層間絶縁膜１０６上には、さらに、ソース電極１０７Ｓが設けられている。ソース電極１０７Ｓは、層間絶縁膜１０６及びゲート絶縁膜１０４に設けられたスルーホールを介してＴＦＴ１０２のソース領域に電気的に接続されている。

信号線１０７ＳＧ及びソース電極１０７Ｓ並びに層間絶縁膜１０６のそれらからの露出部上には、例えばシリコン窒化物層のようなパッシベーション膜１０８が設けられている。パッシベーション膜１０８には、ソース電極１０５Ｓに連通するスルーホールが設けられている。

パッシベーション膜１０８上には、吸収波長域が互いに異なる複数種の着色層として赤色着色層１０９Ｒ、緑色着色層１０９Ｇ及び青色着色層１０９Ｂを含んだカラーフィルタ層１０９が設けられている。この例では、赤色着色層１０９Ｒ及び青色着色層１０９Ｂのそれぞれは複数の島状部で構成され、緑色着色層１０９Ｇは赤色着色層１０９Ｒの島状部を互いから分離するとともに青色着色層の島状部を互いから分離する網状部で構成されている。より詳細には、カラーフィルタ層１０９は、それぞれ赤色着色層１０９Ｒの１つの島状部と青色着色層１０９Ｂの１つの島状部とを走査線１０５ＳＣの長さ方向に隣接させてなる島状部の組を走査線１０５ＳＣの長さ方向と信号線１０７ＳＧの長さ方向とに互いから離間するように配列するとともに、それら島状部の組の間の領域全体を緑色着色層１０９Ｇで占有させた構造を有している。

赤色着色層１０９Ｒ及び青色着色層１０９Ｂのそれぞれは、長靴状の形状を有しており、後述する画素電極１１０とほぼ正対するように及びパッシベーション膜に設けたスルーホール及びその近傍の領域を避けるように配置されている。赤色着色層１０９Ｒの島状部と青色着色層１０９Ｂの島状部とは、それぞれ信号線１０７ＳＧの長さ方向に沿って配列するとともに、走査線１０５ＳＣの長さ方向に沿って交互に配列している。

また、緑色着色層１０９Ｇは、略正方格子状の形状を有しており、後述する画素電極１１０及びパッシベーション膜に設けたスルーホールとほぼ正対するように配置されている。緑色着色層１０９Ｇには、パッシベーション膜に設けたスルーホールと連通するスルーホール１０９ＴＨが設けられている。なお、ここでは、画素にストライプ配列を採用しているため緑色着色層１０９Ｇを略正方格子状としているが、デルタ配列を採用する場合は、緑色着色層１０９Ｇを例えば略三角格子状としてもよい。

カラーフィルタ層１０９上では、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電材料からなる画素電極１１０が、走査線１０５ＳＣの長さ方向と信号線１０７ＳＧの長さ方向とに沿って互いから離間して配列している。各画素電極１１０は、緑色着色層１０９Ｇに設けられたスルーホール１０９ＴＨ及びパッシベーション膜に設けられたスルーホールを介して、ソース電極１０７Ｓに電気的に接続されている。

カラーフィルタ層１０９上には、さらに、樹脂などからなる柱状スペーサ１１１が設けられている。ここでは、一例として、柱状スペーサ１１１は、赤色着色層１０９Ｒ上であって信号線１０７の上方に配置している。

画素電極１１０上には、配向膜１１２が設けられている。配向膜１１２は、例えば、ラビング処理を施したポリイミド層である。

対向基板２０は、例えばガラス基板などの透明基板２０１を含んでいる。透明基板２０１のアクティブマトリクス基板１０との対向面には、ＩＴＯなどの透明導電材料からなる共通電極２０２と、配向膜１１２と同様の配向膜２０３とが順次積層されている。

さて、本態様に係る液晶表示装置１では、着色層１０９Ｇ，１０９Ｂ，１０９Ｒの面積Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃を互いに等しくする。こうすると、色純度に優れた黒色の表示が可能となる。これについては、図４及び図５を参照しながら説明する。

図５は、従来の液晶表示装置で用いられているカラーフィルタ層の一例を概略的に示す平面図である。なお、このカラーフィルタ層は、上記特許文献１に記載されているのとほぼ同様の構造を有している。

図５に示すカラーフィルタ層１０９は、図４に示すカラーフィルタ層１０９と同様、それぞれ複数の島状部で構成された赤色着色層１０９Ｒ及び青色着色層１０９Ｂと、赤色着色層１０９Ｒの島状部を互いから分離するとともに青色着色層の島状部を互いから分離する格子状部で構成された緑色着色層１０９Ｇとを含んでいる。但し、図５に示すカラーフィルタ層１０９では、緑色着色層１０９Ｇの面積Ｓ₁は、青色着色層１０９Ｂの面積Ｓ₂や赤色着色層１０９Ｒの面積Ｓ₃と比較して遥かに広い。

ところで、液晶表示装置１の前面側から液晶層３０に入射した光の一部は、カラーフィルタ層１０９へとさらに入射し、その後、何れかの界面で反射されて液晶表示装置１の前面側へと出射する。このような反射光が表示色の色純度に与える影響は、透過光の光強度が最も小さい暗表示時において最大となる。そのため、図５に示すように、緑色着色層１０９Ｇの面積Ｓ₁が青色着色層１０９Ｂの面積Ｓ₂や赤色着色層１０９Ｒの面積Ｓ₃と比較して遥かに広い場合、黒色が緑がかって見えることとなる。

これに対し、図４に示すように面積Ｓ₁乃至Ｓ₃を互いに等しくすると、全画素を暗表示状態として液晶表示装置１の前面から反射光のみを観察したときにおける着色層１０９Ｇ，１０９Ｂ，１０９Ｒの視認可能な部分の面積Ｓ_RF1，Ｓ_RF2，Ｓ_RF3が互いにほぼ等しくなる。また、通常、液晶表示装置１の全画素を明表示状態として前面から出力される透過光のみを観察したときにおける着色層１０９Ｇ，１０９Ｂ，１０９Ｒの視認可能な部分の面積Ｓ_TM1，Ｓ_TM2，Ｓ_TM3は互いに等しい。そのため、緑色着色層１０９Ｇからの反射光の強度と青色着色層１０９Ｂからの反射光の強度と赤色着色層１０９Ｒからの反射光の強度との比は、緑色着色層１０９Ｇからの透過光の強度と青色着色層１０９Ｂからの透過光の強度と赤色着色層１０９Ｒからの透過光の強度との比とほぼ等しくなる。したがって、色純度に優れた黒色の表示が可能となる。

本態様では、参照配線１０５ＲＥＦをソース電極１０７Ｓの下方に配置し、スルーホール１０９ＴＨは参照配線１０５ＲＥＦの上方に位置させる。このような構造を採用した場合、着色層１０９Ｇ，１０９Ｂ，１０９Ｒの参照配線１０５ＲＥＦ上に位置した部分の形状は互いに異なることとなる。

一般に、参照配線１０５ＲＥＦは遮光性であるので、着色層１０９Ｇ，１０９Ｂ，１０９Ｒの参照配線１０５ＲＥＦ上に位置した部分は、透過光には影響を与えず、反射光にのみ影響を与える。したがって、着色層１０９Ｇ，１０９Ｂ，１０９Ｒと参照配線１０５ＲＥＦとの重複部の面積Ｓ_OL1，Ｓ_OL2，Ｓ_OL3を互いに等しくすると、明表示時の色純度を損なうことなく、色純度に優れた黒色の表示が可能となる。

なお、着色層１０９Ｇ，１０９Ｂ，１０９Ｒに関して上述した各種面積の関係は、多少の誤差を許容する。すなわち、先の誤差に起因して生じる画質の低下が、観察者が表示画像を見て認識できない程度に小さければ、上述した各種面積の関係はそのような誤差を含んでいてもよい。

柱状スペーサ１１１が十分に光透過性である場合やその底面の面積が十分に小さい場合、着色層１０９Ｇ，１０９Ｂ，１０９Ｒに関して上述した各種面積の関係を考慮するに際し、柱状スペーサ１１１の存在は無視してもよい。他方、柱状スペーサ１１１が遮光性であるか或いは光透過性が低い場合、柱状スペーサ１１１の下地として用いる着色層１０９Ｒについて述べた面積Ｓ_RF3，Ｓ_TM3，Ｓ_OL3としては、柱状スペーサ１１１の底面の面積を差し引いたものを使用することが望ましい。

柱状スペーサ１１１は、着色層１０９Ｇ，１０９Ｂ，１０９Ｒのそれぞれの上に形成してもよく、或いは、着色層１０９Ｇ，１０９Ｂ，１０９Ｒの何れか１種の上のみに形成してもよい。

但し、緑、青、赤色の着色層１０９Ｇ，１０９Ｂ，１０９Ｒの成膜及びパターニングは別々に行われるため、緑色着色層１０９Ｇと、青色着色層１０９Ｂと、赤色着色層１０９Ｒとの間で膜厚を高い精度で一致させることは難しい。特に、隣り合う着色層を部分的に重ね合わせてカラーフィルタ層１０９に凸部を生じさせ、これら凸部を柱状スペーサ１１１の一部として利用する場合、それら凸部の高さを高い精度で一致させることは極めて困難である。そのため、柱状スペーサ１１１を着色層１０９Ｇ，１０９Ｂ，１０９Ｒのそれぞれの上に形成した場合、柱状スペーサ１１１の高さのばらつきを抑制することは難しく、ギャップムラに起因した表示不良が発生し易い。

これに対し、柱状スペーサ１１１を着色層１０９Ｇ，１０９Ｂ，１０９Ｒの何れか１種の上のみに形成すると、柱状スペーサ１１１の高さのばらつきを抑制することができ、ギャップムラに起因した表示不良が発生するのを防止することができる。

本態様では、アクティブマトリクス基板１０と対向基板２０との間のギャップを一定に維持するスペーサとして柱状スペーサ１１１を使用しているが、スペーサとしては粒状スペーサを使用してもよい。また、本態様では、柱状スペーサ１１１をアクティブマトリクス基板１０に設けたが、柱状スペーサ１１１は対向基板２０に設けてもよい。

但し、アクティブマトリクス基板１０及び対向基板２０との間のギャップを一定に維持するスペーサとしてそれら基板の何れかの対向面に柱状スペーサを形成した場合、スペーサとして粒状スペーサを使用した場合とは異なり、所望の位置にスペーサを配置することができる。そのため、柱状スペーサ１１１を画素電極１１０間の領域や配線の位置に配置することにより、高い開口率を実現することができる。特に、アクティブマトリクス基板１０に柱状スペーサを設けた場合には、基板を貼り合わせる際の位置合わせも容易になる。

以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例）
図１乃至図３に示す液晶表示装置１を以下の方法により作製した。なお、本例では、カラーフィルタ層１０９には図４に示す構造を採用した。

まず、ガラス基板１０１上に、通常の方法により、ｎチャネルＴＦＴ１０２、走査線１０５ＳＣ、参照配線１０５ＲＥＦを形成した。

次に、それらの上に、シリコン酸化物からなる層間絶縁膜１０６を成膜した。続いて、この層間絶縁膜１０６に、ＴＦＴ１０２のソース及びドレイン領域に連通するスルーホールを形成した。

次いで、層間絶縁膜１０６上に金属材料層を成膜し、これをパターニングすることにより、信号線１０７Ｇ及びソース電極１０７Ｓを形成した。

さらに、それらの上に、シリコン窒化物からなるパッシベーション膜１０８を成膜した。このパッシベーション膜１０８には、ソース電極１０７Ｓに連通するスルーホールを形成した。

次に、パッシベーション膜１０８上に、青色の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジストをスピナーを用いて塗布した。このようにして形成した塗膜の上方にフォトマスクを配置し、このフォトマスクを介して紫外線を照射した。露光後、アルカリ水溶液を用いて上記塗膜を現像することにより青色着色層１０９Ｂを得た。次いで、赤色の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジストを用いたこと以外は青色着色層１０９Ｂに関して説明したのとほぼ同様の方法により赤色着色層１０９Ｒを形成した。さらに、緑色の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジストを用いたこと以外は青色着色層１０９Ｂに関して説明したのとほぼ同様の方法により緑色着色層１０９Ｇを形成した。以上のようにして、カラーフィルタ層１０９を得た。

なお、本例では、着色層１０９Ｇ，１０９Ｂ，１０９Ｒの面積Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃は互いに等しくした。また、本例では、着色層１０９Ｇ，１０９Ｂ，１０９Ｒと参照配線１０５ＲＥＦとの重複部の面積Ｓ_OL1，Ｓ_OL2，Ｓ_OL3も互いに等しくした。

次いで、上述した方法で得られたカラーフィルタ層１０９上に、マスクスパッタリング法を用いてＩＴＯを堆積させることにより画素電極１１０を形成した。これら画素電極１１０は、それぞれ着色層１０９Ｇに設けたスルーホール１０９ＴＨを介してソース電極１０７Ｓと電気的に接続した。

次に、基板１０１の画素電極１１０を形成した面に、紫外線硬化樹脂をスピナーを用いて塗布した。これにより得られた塗膜を乾燥させた後、塗膜の上方にフォトマスクを配置し、このフォトマスクを介して上記塗膜に紫外線を照射した。露光後、アルカリ水溶液を用いて上記塗膜を現像し、さらに、焼成することにより、十分に光透過性の柱状スペーサ１１１を形成した。本例では、柱状スペーサ１１１は、赤色着色層１０９Ｒ上にのみ配置した。

その後、基板１０１の画素電極１１０を形成した面にポリイミド膜を成膜し、これにラビング処理を施すことによりして配向膜１１２を形成した。以上のようにして、アクティブマトリクス基板１０を完成した。

上述した方法でアクティブマトリクス基板１０を作製する一方で、以下の方法により対向基板２０を作製した。すなわち、まず、ガラス基板２０１上に、スパッタリング法を用いてＩＴＯを堆積させることにより共通電極２０２を得た。その後、共通電極２０２上にポリイミド膜を成膜し、これにラビング処理を施すことによりして配向膜２０３を形成した。以上のようにして、対向基板２０を完成した。

次いで、対向基板２０の配向膜２０３を形成した面の周縁部に接着剤を注入口が残されるように印刷し、枠状の接着剤層（図示せず）を形成した。さらに、アクティブマトリクス基板１０から共通電極２０３に電圧を印加するための電極転移材（図示せず）を、アクティブマトリクス基板１０と対向基板２０との間であってそれらと接着剤層とにより囲まれた空間の外側に形成した。

その後、アクティブマトリクス基板１０と対向基板２０とを、それらの配向膜１１２及び２０３同士が対向するように及びそれらのラビング方向が直交するように貼り合わせ、さらに加熱して接着剤を硬化させることによりセルを形成した。このセル中に誘電率異方性が正の液晶材料を通常の方法により注入して液晶層３０を形成した。さらに、注入口を紫外線硬化樹脂で封止し、ガラス基板１０１及び２０１のそれぞれに偏光板４０を貼り付けた。以上のようにして、ノーマリホワイトの液晶表示装置１を完成した。

次に、この液晶表示装置１の表示特性などについて調べた。その結果、この液晶表示装置１では、全画素を明表示状態とした場合に色純度の極めて高い白色を表示することができ、全画素を暗表示状態とした場合には色純度の極めて高い黒色を表示することができた。また、この液晶表示装置１では、ギャップムラは十分に抑制されていた。

なお、この液晶表示装置１の全画素を明表示状態として前面から出力される透過光のみを観察したときにおける着色層１０９Ｇ，１０９Ｂ，１０９Ｒの視認可能な部分の面積Ｓ_TM1，Ｓ_TM2，Ｓ_TM3は互いに等しかった。また、この液晶表示装置１の全画素を暗表示状態として前面から反射光のみを観察したときにおける着色層１０９Ｇ，１０９Ｂ，１０９Ｒの視認可能な部分の面積Ｓ_RF1，Ｓ_RF2，Ｓ_RF3も互いに等しかった。

（比較例）
カラーフィルタ層１０９に図５に示す構造を採用したこと以外は上記実施例で説明したのと同様の方法により液晶表示装置を作製した。すなわち、本例では、着色層１０９Ｇの面積Ｓ₁を着色層１０９Ｂの面積Ｓ₂や着色層１０９Ｒの面積Ｓ₃よりも大きくした。また、本例では、着色層１０９Ｇと参照配線１０５ＲＥＦとの重複部の面積Ｓ_OL1を、着色層１０９Ｂと参照配線１０５ＲＥＦとの重複部の面積Ｓ_OL2や、着色層１０９Ｒと参照配線１０５ＲＥＦとの重複部の面積Ｓ_OL3よりも大きくした。

この液晶表示装置についても、上記実施例と同様の条件のもとで表示特性などを調べた。その結果、この液晶表示装置では、全画素を明表示状態とした場合に色純度の十分に高い白色を表示することができたが、全画素を暗表示状態とした場合には表示される黒色は緑色がかっていた。

なお、この液晶表示装置の全画素を明表示状態として前面から出力される透過光のみを観察したときにおける着色層１０９Ｇ，１０９Ｂ，１０９Ｒの視認可能な部分の面積Ｓ_TM1，Ｓ_TM2，Ｓ_TM3は互いに等しかった。但し、この液晶表示装置１の全画素を暗表示状態として前面から反射光のみを観察したときにおける着色層１０９Ｇ，１０９Ｂ，１０９Ｒの視認可能な部分の面積Ｓ_RF1，Ｓ_RF2，Ｓ_RF3は、面積Ｓ_RF1が面積Ｓ_RF2や面積Ｓ_RF3よりも大きい関係にあった。

本発明の一態様に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図。 図１に示す液晶表示装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。 図１に示す液晶表示装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図。 図１乃至図３に示す液晶表示装置のカラーフィルタ層を示す平面図。 従来の液晶表示装置で用いられているカラーフィルタ層の一例を概略的に示す平面図。

符号の説明

１…液晶表示装置、１０…アクティブマトリクス基板、２０…対向基板、３０…液晶層、４０…偏光板、１０１…透明基板、１０２…スイッチング素子、１０３…半導体層、１０４…ゲート絶縁膜、１０５Ｇ…ゲート電極、１０５ＲＥＦ…参照配線、１０５ＳＣ…走査線、１０６…層間絶縁膜１０６、１０７Ｓ…ソース電極、１０７ＳＧ…信号線、１０８…パッシベーション膜、１０９…カラーフィルタ層、１０９Ｂ…青色着色層、１０９Ｇ…緑色着色層、１０９Ｒ…赤色着色層、１０９ＴＨ…スルーホール、１１０…画素電極、１１１…柱状スペーサ、１１２…配向膜、２０１…透明基板、２０２…共通電極、２０３…配向膜。

Claims (6)

1. 第１基板と、前記第１基板上で配列した複数の画素電極と、前記第１基板と前記複数の画素電極との間に介在するとともに吸収波長域が互いに異なる第１乃至第３着色層を含んだカラーフィルタ層と、前記第１基板と前記カラーフィルタ層との間に介在するとともに前記複数の画素電極に対応して配列した複数のスイッチング素子とを備えたアクティブマトリクス基板と、
   前記複数の画素電極と対向した第２基板と、前記第２基板に支持されるとともに前記複数の画素電極と対向した共通電極とを備えた対向基板と、
   前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に介在した液晶層とを具備し、
   前記カラーフィルタ層には、前記複数の画素電極を前記複数のスイッチング素子にそれぞれ電気的に接続する複数のスルーホールが前記第１着色層中にのみ設けられ、
   前記第１乃至第３着色層の面積Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃は互いに等しいことを特徴とする液晶表示装置。
2. 第１基板と、前記第１基板上で配列した複数の画素電極と、前記第１基板と前記複数の画素電極との間に介在するとともに吸収波長域が互いに異なる第１乃至第３着色層を含んだカラーフィルタ層と、前記第１基板と前記カラーフィルタ層との間に介在するとともに前記複数の画素電極に対応して配列した複数のスイッチング素子とを備えたアクティブマトリクス基板と、
   前記複数の画素電極と対向した第２基板と、前記第２基板に支持されるとともに前記複数の画素電極と対向した共通電極とを備えた対向基板と、
   前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に介在した液晶層とを具備し、
   前記カラーフィルタ層には、前記複数の画素電極を前記複数のスイッチング素子にそれぞれ電気的に接続するための複数のスルーホールが前記第１着色層中にのみ設けられた液晶表示装置であって、
   前記表示装置の全画素を暗表示状態として前記表示装置の前面側から反射光のみを観察したときにおける前記第１乃至第３着色層の視認可能な部分の面積Ｓ_RF1，Ｓ_RF2，Ｓ_RF3は互いに等しいことを特徴とする液晶表示装置。
3. 前記表示装置の全画素を明表示状態として前記表示装置の前面から出力される透過光のみを観察したときにおける前記第１乃至第３着色層の視認可能な部分の面積Ｓ_TM1，Ｓ_TM2，Ｓ_TM3は互いに等しいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記第１着色層は複数の第１島状部で構成され、前記第２着色層は前記複数の第１島状部とそれぞれ隣り合った複数の第２島状部で構成され、前記第３着色層は前記複数の第１島状部を互いから分離するとともに前記複数の第２島状部を互いから分離する網状部で構成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の液晶表示装置。
5. 前記アクティブマトリクス基板は、前記第１基板と前記カラーフィルタ層との間に、複数本の走査線と、それらと交差した複数本の信号線と、前記複数の画素電極にそれぞれ電気的に接続された複数の蓄積容量素子を構成する複数本の参照配線とをさらに備え、
   前記第１乃至第３着色層と前記複数本の参照配線との重複部の面積Ｓ_OL1，Ｓ_OL2，Ｓ_OL3は互いに等しいことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の液晶表示装置。
6. 前記アクティブマトリクス基板は複数の柱状スペーサをさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の液晶表示装置。

Images