JP6599608B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は液晶表示装置に関し、特にカラーフィルタと能動素子とを同じ基板側に配置した液晶表示装置に関する。

液晶を介して上側の基板にカラーフィルタ及びブラックマトリクスを設け、下側の基板に配線及び能動素子を設けた液晶表示装置は、位置を合わせることが非常に難しく、混色及び開口率の低下を生じやすい。

こうした問題を解消するため、カラーフィルタ及び能動素子を同一基板上に形成したＣＯＡ（Color filter On Array）方式が用いられている。

特許文献１には、一方の基板において、能動素子の保護膜上にカラーフィルタを設け、カラーフィルタおよび能動素子の保護膜にコンタクトホールを形成することによって能動素子の画素電極と画素電極とを接続する表示装置が記載されている。

特開２００２−３５０８８６号公報

しかし、カラーフィルタは荷電性の不純物を含むので、その液晶層中への拡散を防がなければならない。ここで、特にコンタクトホール近傍は層が薄くなっており、カラーフィルタが溶出しやすいという課題があった、

本発明の液晶表示装置は、能動素子基板、前記能動素子基板の上方で対向する対向基板、並びに前記能動素子基板及び前記対向基板の間に設けられた液晶層を備える液晶表示装置であって、前記能動素子基板は、能動素子と、前記能動素子上に設けられ、第１孔が形成されており、第１絶縁層及びカラーフィルタの一方である第１層と、前記第１層上に設けられ、第２孔が形成されており、前記第１絶縁層及び前記カラーフィルタの他方である第２層と、前記第２層上に設けられた共通電極と、前記共通電極上に設けられた板状部、及び下方に突出した第１突出部を有する第２絶縁層と、前記第２絶縁層上に設けられた板状部、及び下方に突出した第２突出部を有する画素電極と、を備え、前記第１突出部は、前記第２孔の内部に設けられ、前記第２突出部は、前記第１孔の内部及び前記第２孔の内部に設けられ、前記能動素子と電気的に接続している。

本発明の液晶表示装置は、前記カラーフィルタの厚さを１とした場合、前記第１絶縁層の厚さが０．３３以上２以下である。

本発明の液晶表示装置は、前記第１突出部は前記第１孔の内部に設けられている。

本発明の液晶表示装置は、前記第２層は、前記第１孔の内部に突出した第３突出部を備える。

本発明の液晶表示装置は、前記第１層は前記カラーフィルタであり、前記第２層は前記第１絶縁層である。

本発明の液晶表示装置は、前記第１層は前記第１絶縁層であり、前記第２層は前記カラーフィルタである。

本発明の液晶表示装置は、前記第２層には、走査信号線及び映像信号線の一方に沿った形状の第１スペーサが形成され、前記対向基板には、走査信号線及び映像信号線の他方に沿った形状の第２スペーサが形成されている。

本発明によれば、第２絶縁層の第１突出部が、第２孔の内部に設けられているので、カラーフィルタが液晶層に溶出することを抑制することができる。

実施例１における液晶表示装置の斜視図である。 実施例１における能動素子基板の平面図である。 実施例１における液晶表示装置の断面図である。 実施例１における液晶表示装置の断面図である。 実施例２における液晶表示装置の断面図である。 実施例２における液晶表示装置の断面図である。 実施例２における液晶表示装置の断面図である。 実施例３における液晶表示装置の断面図である。 実施例３における液晶表示装置の断面図である。 実施例４における液晶表示装置の断面図である。 実施例５における液晶表示装置の断面図である。 実施例６における液晶表示装置の断面図である。 実施例７における液晶表示装置の断面図である。 実施例８における液晶表示装置の断面図である。 実施例９における液晶表示装置の断面図である。 実施例９における液晶表示装置の製造方法を示す図である。 実施例９における液晶表示装置の製造方法を示す図である。 実施例９における液晶表示装置の断面図である。 実施例１０における液晶表示装置の断面図である。 実施例１０における液晶表示装置の製造方法を示す図である。 実施例１０における液晶表示装置の製造方法を示す図である。 実施例１０における液晶表示装置の断面図である。 実施例１１における能動素子基板の平面図である。 実施例１１における液晶表示装置の断面図である。 実施例１２における能動素子基板の平面図である。 実施例１２における液晶表示装置の断面図である。

＜実施例１＞
本実施例について説明する。図１は、実施例１における液晶表示装置１００の斜視図である。液晶表示装置１００は、能動素子基板２００と、対向基板３００と、バックライト装置９００とを備える。

バックライト装置９００は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光部を有しており、能動素子基板２００の外側から、能動素子基板２００及び対向基板３００を透過するよう光を出射する。

図２は、実施例１における能動素子基板２００の平面図である。図３は、実施例１における液晶表示装置１００の断面図である。図４は、実施例１における液晶表示装置１００の断面図である。図２における（ａ）及び（ｂ）は共に能動素子基板２００の平面図であるが、（ｂ）は、特にカラーフィルタ１の配置を模式的に示している。図３及び図４は、夫々、図２（ａ）におけるＡＡ‘線及びＢＢ’線に沿った断面図である。

液晶表示装置１００は、能動素子基板２００、能動素子基板２００の上方で対向する対向基板３００、並びに能動素子基板２００及び対向基板３００の間に設けられた液晶層４００を備える。各実施例において、対向基板３００から能動素子基板２００に向かう方向を下方、能動素子基板２００から対向基板３００に向かう方向を上方とする。なお、図３において、バックライト装置９００は、能動素子基板２００の下方に設けられている。

能動素子基板２００は、第１層であるカラーフィルタ１と、第２層であ第１絶縁層２と、第２絶縁層３と、絶縁層４と、絶縁層５と、第２電極である画素電極６と、中継電極７と、映像信号線８と、走査信号線９と、透明基板９０と、第２偏光板９１と、アンダーコート膜９２と、アンダーコート膜９３と、半導体層９４と、第１電極である共通電極９５と、第１配向膜９６と、を備える。また、第１層であるカラーフィルタ１には、第１孔である孔が形成されている。第２層である第１絶縁層２には、第２孔である孔が形成されている。

透明基板９０は平板である。透明基板９０はガラス製であるが、例えばプラスチック等であってもよい。第２偏光板９１は、透明基板９０の下に設けられている。

アンダーコート膜９２は、透明基板９０上に設けられている。アンダーコート膜９２は、例えば窒化ケイ素等の絶縁体物質で製造されている。

アンダーコート膜９３は、アンダーコート膜９２上に設けられている。アンダーコート膜９３は、例えば酸化ケイ素等の絶縁体物質製である。アンダーコート膜９２及びアンダーコート膜９３は、透明基板９０からナトリウムイオン等のアルカリ成分が溶出することを防ぐ。

半導体層９４は、平面視において曲折した帯状をなしている。半導体層９４は、アンダーコート膜９３上の一部に設けられている。半導体層９４は、ポリシリコン製である。また、半導体層９４は、例えば、アモルファスシリコン製であってもよく、インジウム、ガリウム又は亜鉛等を含む酸化物半導体製であってもよい。

絶縁層４は、平板状をなしている。絶縁層４は、半導体層９４が設けられていないアンダーコート膜９３上、及び半導体層９４上に亘って設けられている。絶縁層４は、例えば窒化シリコン製である。また、絶縁層４には、孔が、１副画素あたり２つ形成されている。絶縁層４に形成された孔は、半導体層９４上の一部に、上下方向に貫通しており、下方に向かって先細りした形状である。

走査信号線９は平面視で帯状をなしている。走査信号線９は、絶縁層４上であり、各副画素の境界に設けられている。夫々の走査信号線９は、互いに平行である。また、走査信号線９は直線状であってもよく、一部が屈曲した形状をなしていてもよい。

走査信号線９は、後述する各画素の能動素子の一部であり、能動素子のオンオフを制御する。走査信号線９は、能動素子基板２００に設けられた走査回路と接続し、走査回路から入力した走査信号を導く。走査信号線９には、後述する共通電極９５の電圧より高いゲートハイ電圧及び共通電極９５の電圧より低いゲートロー電圧が入力される。

絶縁層５は、平板状をなしている。絶縁層５は、走査信号線９が設けられていない絶縁層４上、及び走査信号線９上に亘って設けられている。絶縁層５は、例えば窒化シリコン製である。

また、絶縁層５には、上下方向に貫通しており、下方に向かって先細りした形状の孔が、１副画素あたり２つ形成されている。絶縁層５に形成された２つの孔は、絶縁層４に形成されている２つの孔の夫々の上側に形成されている。絶縁層５に形成された孔は、半導体層９４上の一部に、上下方向に貫通しており、下方に向かって先細りした形状である。絶縁層５の２つの孔は、下端の形状が、絶縁層４に形成されている２つの孔の上端の形状と同じであってもよい。

中継電極７は、平板部７１と突出部７２とを有する。平板部７１は、絶縁層５上に設けられている。平板部７１は、副画素の境界上に沿った走査信号線９同士の間隔、及び映像信号線８同士の間隔より小さい板状であり、例えば平面視において矩形状である。中継電極７は、金属製である。

また、突出部７２は、平板部７１の中央付近に、平板部７１と連続して設けられている。突出部７２は、例えば円錐形状又は円錐台形状であり、下方に突出している。突出部７２の内部には、カラーフィルタ１が充填されており、下方に向かって先細りした形状である。突出部７２は、側面が絶縁層５の孔及び絶縁層４の孔に沿って設けられており、下端が半導体層９４の上面と接触する。

映像信号線８は、後述する各画素の能動素子と接続しており、能動素子がオンの状態の際に映像信号を印加することによって、後述する液晶層４００に電圧を印加する。映像信号線８は、能動素子基板２００に設けられた映像信号回路と接続している。映像信号線８は、映像信号回路から入力した映像信号を導く。映像信号線８は金属製である。

映像信号線８は、帯状部８１と突出部８２とを有する。帯状部８１は、絶縁層５上に設けられている。帯状部８１は、平面視において、走査信号線９に垂直な方向に沿って設けられている。帯状部８１は、直線部分と平面視において走査信号線９と交差する箇所において屈折している屈折部とを有する略直線状である。走査信号線９に沿った方向に隣り合う屈折部は、夫々同じ方向に屈折している。一方、走査信号線９に垂直な方向に隣り合う屈折部は、互いに逆の方向に屈折している。なお、走査信号線９は映像信号線８に垂直な直線状であってもよい。走査信号線９は、金属製である。

また、突出部８２は、帯状部８１における、中継電極７の近傍に設けられている。突出部８２は、例えば円錐形状又は円錐台形状であり、下方に突出している。突出部８２の内部は、カラーフィルタ１が充填されており、下方に向かって先細りした形状である。突出部８２は、側面が絶縁層５の孔及び絶縁層４の孔に沿って設けられており、下端が半導体層９４の上面と接触する。

このように、中継電極７の平板部７１と、映像信号線８の帯状部８１とは同じ層に設けられており、中継電極７の突出部７２と映像信号線８の突出部８２とは、同じ半導体層９４と接触している。

カラーフィルタ１は、中継電極７上と、映像信号線８上と、中継電極７又は映像信号線８が設けられていない絶縁層５上とに亘って設けられている。カラーフィルタ１は、顔料粒子を含んだネガ型の有機フォトレジストである絶縁体製である。カラーフィルタ１の厚さは、例えば１〜３［μｍ］である。

カラーフィルタ１は、赤のカラーフィルタ１５、緑のカラーフィルタ１６及び青のカラーフィルタ１７を備える。赤のカラーフィルタ１５、緑のカラーフィルタ１６及び青のカラーフィルタ１７のいずれか１つが、副画素ごとに設けられており、各色が走査信号線９に沿った方向に、周期的に繰り返されるよう並置されている。

１画素は、赤のカラーフィルタ１５、緑のカラーフィルタ１６及び青のカラーフィルタ１７を夫々１つ備える副画素を含んでいる。また、画素は、映像信号線８及び走査信号線９に沿った方向に夫々並置されている。なお、映像信号線８は、赤のカラーフィルタ１５、緑のカラーフィルタ１６及び青のカラーフィルタ１７夫々の境界に沿って設けられている。

赤のカラーフィルタ１５、緑のカラーフィルタ１６及び青のカラーフィルタ１７夫々は、例えば同一の大きさの矩形状であるが、大きさ及び形状はそれに限られるものではない。なお、カラーフィルタ１は、他の色のフィルタであってもよい。また、カラーフィルタ１は、突出部７２及び突出部８２の内部にも設けられている。

さらに、カラーフィルタ１には、孔が形成されている。カラーフィルタ１の孔は平板部７１の上方に形成される。カラーフィルタ１の孔は、上下方向に貫通しており、下方に向かって先細りした形状である。カラーフィルタ１の孔は、例えば、上端は直径が約４［μｍ］の円形、下端は直径が約２［μｍ］の円形である。

第１絶縁層２は、カラーフィルタ１上に設けられている。第１絶縁層２は、例えばポジ型のフォトレジスト製であり、また、有機高分子製である。第１絶縁層２の厚さは、例えば１〜２［μｍ］である。第１絶縁層２には、カラーフィルタ１の孔の上側に、孔が形成されている。第１絶縁層２の孔は、上下方向に貫通しており、下方に向かって先細りした形状をなしている。第１絶縁層２の孔は、例えば、上端は直径が約８［μｍ］の円形、下端は直径が約６［μｍ］の円形である。

図５は、実施例１における液晶表示装置１００の断面図である。図５は、図４の一部を拡大したものである。このように、第１絶縁層２の孔はカラーフィルタ１の孔より大きく、また、平面視においてカラーフィルタ１の孔と第１絶縁層２の孔とは略同心円状をなしている。よって、カラーフィルタ１の孔の周縁は、第１絶縁層２が上側に設けられていない。カラーフィルタ１における孔の周縁と、第１絶縁層２における孔の周縁とが、段差を形成している。

ここで、カラーフィルタ１は特定色の光しか透過しない。また、カラーフィルタ１はネガ型の場合がある。この場合、孔の形状を所望の形状にすることは容易ではない。従って、カラーフィルタ１の孔の形状を所望の形状に加工するためには、カラーフィルタ１の厚さを薄くすることが要求される。

一方、映像信号線８と共通電極９５との距離が近接した場合、映像信号線８と共通電極９５と、間に設けられた絶縁体であるカラーフィルタ１及び第１絶縁層２とがコンデンサとして機能し、ノイズの原因となる電荷を蓄積する。従って、映像信号線８と共通電極９５とは一定間隔以上離すことが要求される。

異なるカラーフィルタ１が、夫々の境界付近で重なった場合に、重なった箇所は凸状になる。一方、第１配向膜９６が凸状になった場合、配向処理にラビング法を用いると凸部周辺で配向不良が生じることがある。第１絶縁層２は、カラーフィルタ１の凸状の箇所の上側には他の箇所より薄く設けることにより、上面を平坦化させ、かかる問題を解消する。従って、第１絶縁層２は、上層を平坦化するため、一定程度の厚さが要求される。

上述の３つの要求を満たすため、カラーフィルタ１及び第１絶縁層２の厚さは、カラーフィルタ１の厚さを１とした場合、第１絶縁層２の厚さが０．３３以上２以下としている。特に共通電極９５の下方においては、カラーフィルタ１及び第１絶縁層２の厚さの比が上述したとおりであることが望ましい。また、中継電極７又は映像信号線８の上方において、カラーフィルタ１及び第１絶縁層２の厚さの比が上述したとおりであることがさらに望ましい。また、この場合、中継電極７及び映像信号線８と、カラーフィルタ１とは上下方向において直接接触していることが望ましい。カラーフィルタ１と第１絶縁層２とは直接接触していることが望ましい。第１絶縁層２と共通電極９５とは直接接触していることが望ましい。カラーフィルタ１及び第１絶縁層２の厚さは、カラーフィルタ１の厚さを１とした場合、第１絶縁層２の厚さが０．４以上１．５以下とすることがさらに望ましい。

共通電極９５は、第１絶縁層２上に設けられている。共通電極９５は、各副画素のほぼ全域に亘る板状をなしている。共通電極９５は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明な導電性物質製である。共通電極９５は、外部の駆動回路と接続しており、所定の電位を保っている。

共通電極９５には、孔が形成されている。共通電極９５の孔は第１絶縁層２に形成された孔の上端より大きい。共通電極９５の孔の周縁と、第１絶縁層２の孔の周縁とが、段差を形成している。

第２絶縁層３は、厚さが１２０〜２００［ｎｍ］の窒化ケイ素膜等の無機絶縁体製である。第２絶縁層３は、平板部３１と突出部３２とを有する。平板部３１は、共通電極９５上に設けられている。突出部３２は、共通電極９５における孔の側面、第１絶縁層２の孔の周縁における上面及び側面、並びにカラーフィルタ１の孔の周縁における上面に沿って設けられている。よって突出部３２は、下端がカラーフィルタ１上に設けられている。突出部３２は、略円錐台形をなしている。

画素電極６は、副画素ごとに１本設けられており、帯状部６１と突出部６２とを有する。帯状部６１は、各映像信号線８に沿っており、走査信号線９同士の間隔よりやや短い帯状である。画素電極６は、例えば、ＩＴＯ等の透明な導電性物質製であり、厚さが５０［ｎｍ］である。画素電極６の形状は、これに限らず、帯状の電極が、間隔を置いて副画素ごとに複数本並置していてもよい。

画素電極６と共通電極９５とが、フリンジ電界を形成し、液晶層４００の配向を制御する。また、画素電極６、第２絶縁層３及び共通電極９５が重畳する部分は、コンデンサとして機能するため、電圧が印加されていない時間には、電荷を保持する。

突出部６２は、帯状部６１に連続して設けられている。突出部６２は、突出部３２の内側の側面及びカラーフィルタ１の孔の周縁に沿っており、段差を形成している。即ち第２絶縁層３の突出部３２は、前記突出部６２の側面を外側から覆っている。

さらに、突出部６２は、第２絶縁層３の突出部３２より下方に突出しており、下端が中継電極７の上面と接触している。これにより、画素電極６と中継電極７とが電気的に接続する。なお、突出部６２と中継電極７との間に導体の物質が設けられ、突出部６２と中継電極７とが電気的に接続されていてもよい。

絶縁層４、中継電極７、映像信号線８、走査信号線９及び半導体層９４が能動素子として機能する。能動素子は、走査信号線９に印加された電圧によってオンオフを制御する。なお、中継電極７、映像信号線８又は走査信号線９に代えて、中継電極７、映像信号線８又は走査信号線９と電気的に接続した電極等が能動素子として機能してもよい。能動素子は、オン時に、映像信号線８が入力した映像信号に応じた電位を、半導体層９４を介して中継電極７及び画素電極６に導く。画素電極６は、液晶層４００に映像信号に応じた電位を印加する。

第１配向膜９６は、例えばポリイミド製であり、液晶層４００の液晶分子群を一定方向に配列させる。第１配向膜９６は、画素電極６が設けられていない第２絶縁層３上、及び画素電極６上に設けられている。

カラーフィルタ１に形成された孔には、下端が中継電極７と接触した画素電極６と、画素電極６の内側に接触した第１配向膜９６とが設けられている。従って第１配向膜９６は、略円錐状であり、第１配向膜９６の内側には、液晶層４００が充填されている。

第１絶縁層２に形成された孔には、孔の側面から内側に向かって、第２絶縁層３の突出部３１と、突出部３１の内側に接触した画素電極６の突出部６２と、突出部６２の内側に接触した第１配向膜９６とが設けられている。第１配向膜９６の内側には、液晶層４００が充填されている。即ち、第２絶縁層３の突出部３２は、画素電極６の突出部６２を覆っている。

液晶層４００は、配向方向の誘電率がその垂直方向よりも大きい正の誘電率異方性を有し、室温を含む広い温度範囲でネマチック相を示す。液晶層４００に電圧が印加されていない場合は、ホモジニアス配向である。画素電極６が液晶層４００に電圧を印加することにより、液晶層４００における各液晶の方位が横方向に回転する。

対向基板３００は、液晶層４００より上側に設けられている。対向基板３００の下面は、能動素子基板２００の上面と対向している。対向基板３００は、透明基板３０１と、オーバーコート膜３０２と、第２配向膜３０３と、第２偏光板３０４とを備える。

透明基板３０１は、例えば平板である。オーバーコート膜３０２は、対向基板３００の下に設けられている。オーバーコート膜３０２は、対向基板３００にブラックマトリクスが形成されていない場合は、省略してもよい。第２配向膜３０３は、オーバーコート膜３０２の下に設けられている。

第２偏光板３０４は、透明基板３０１の上に設けられている。第２偏光板３０４の吸収軸と第１偏光板９１の吸収軸とは平面視において直交するように設定されている。また、例えば、第１偏光板９１の吸収軸は液晶層４００の配向方向に平行である。

本実施例によれば、第２絶縁層３の突出部３１が、第２孔である第１絶縁層２の孔の内部に設けられているので、カラーフィルタ１が液晶層４００に溶出することを抑制することができる。

さらに、本実施例によれば、カラーフィルタ１の厚さを１とした場合、前記第１絶縁層２の厚さが０．３３以上２以下とした。これにより、カラーフィルタ１を薄くすることができる一方、寄生容量を低減することができる。

さらに、本実施例によれば、カラーフィルタ１を第１絶縁層２よりも下側に配置したことにより、カラーフィルタ１の孔を第１絶縁層２の孔より小さくすることができる。

＜実施例２＞
実施例２について説明する。本実施例は、第２絶縁層３の突出部３１が、第２孔である第１絶縁層２の孔の内部、及び第１孔であるカラーフィルタ１の孔の内部に設けられている例である。

図６は、実施例２における液晶表示装置１００の断面図である。本図は図１におけるＢＢ’断面図に対応している。なお、以下、実施例１と同様の構成については、説明を省略する。

カラーフィルタ１の孔は、上下方向に貫通しており、下方に向かって先細りした形状である。カラーフィルタ１の孔は、例えば、上端の直径が約４［μｍ］の円形、下側の直径が約２［μｍ］の円形である。

第１絶縁層２の孔は、上下方向に貫通しており、下方に向かって先細りした形状をなしている。第１絶縁層２の孔は、例えば、上端は直径が約８［μｍ］の円形、下端は直径が約６［μｍ］の円形である。

図７は、実施例２における液晶表示装置１００の断面図である。図７は、図６の一部を拡大したものである。第２絶縁層３は、平板部３１と突出部３２とを有する。平板部３１は、共通電極９５上に設けられている。突出部３２は、共通電極９５における孔の側面、第１絶縁層２の孔の周縁における上面及び孔の側面、並びにカラーフィルタ１の孔の周縁における上面及び孔の側面に沿って設けられており、略円錐台形をなしている。また、突出部３２の下端は、中継電極７と接触していてもよい。第２絶縁層３の突出部３２は、画素電極６における突出部６２全体を外側から覆っている。また、突出部３２は、突出部６２の側面全体、及び底面の一部と接触している。

第１絶縁層２に形成された孔及びカラーフィルタ１に形成された孔には、孔の側面から内側に向かって、第２絶縁層３と、第２絶縁層３の内側に接触した画素電極６と、画素電極６の内側に接触した第１配向膜９６とが設けられている。第１配向膜９６の内側には、液晶層４００が充填されている。従って第２絶縁層３の突出部３２は、画素電極６の突出部６２全体を外側から覆っている。

本実施例によれば、第２絶縁層３の突出部３１が、第２孔である第１絶縁層２の孔の内部及び第１孔であるカラーフィルタ１の孔の内部に設けられているので、カラーフィルタ１の液晶層４００への溶出をより効果的に防止することができる。

＜実施例３＞
実施例３について説明する。本実施例は、カラーフィルタ１が第１絶縁層２より上に設けられている例である。なお、本実施例において、第１絶縁層２が第１層であり、カラーフィルタ１が第２層であり、第１絶縁層２に形成された孔が第１孔であり、カラーフィルタ１に形成された孔が第２孔である。

図８は、実施例３における液晶表示装置１００の断面図である。図９は、実施例３の断面図である。図８は、図１におけるＡＡ’断面図に対応している。図９は、図１におけるＢＢ’断面図に対応している。

第１絶縁層２は、中継電極７上、映像信号線８上、及び中継電極７も映像信号線８も設けられていない絶縁層５上に亘って設けられている。第１絶縁層２の厚さは、例えば１〜２［μｍ］である。

第１絶縁層２には孔が形成されており、例えば、上端は直径が約４［μｍ］の円形、下端は直径が約２［μｍ］の円形である。

カラーフィルタ１は、第１絶縁層２上に設けられている。カラーフィルタ１の厚さは、例えば１〜３［μｍ］である。カラーフィルタ１と、第１絶縁層２との厚さの比は、実施例１と同様に、カラーフィルタ１の厚さを１とした場合、第２絶縁層の厚さが０．３３以上２以下である。カラーフィルタ１及び第１絶縁層２の厚さは、カラーフィルタ１の厚さを１とした場合、第１絶縁層２の厚さが０．４以上１．５以下とすることがさらに望ましい。

カラーフィルタ１には、第１絶縁層２の孔の上側に、孔が形成されている。カラーフィルタ１の孔は、上下方向に貫通しており、下方に向かって先細りした形状である。カラーフィルタ１の孔は、例えば、上端は直径が約８［μｍ］の円形、下端は直径が約６［μｍ］の円形である。

第２絶縁層３は、平板部３１と突出部３２とを有する。平板部３１は、共通電極９５上に設けられている。突出部３２は、共通電極９５における孔の側面、カラーフィルタ１の孔の周縁における上面及び側面、並びに第１絶縁層２の孔の周縁における上面に沿って設けられており、略円錐台形をなしている。

本実施例によれば、カラーフィルタ１を第１絶縁層２より上に設けているので、小さくすることが求められる第１絶縁層２の孔を、容易に製造することができる。また、第２絶縁層３の突出部３１が、第２層であるカラーフィルタ１の孔の内部に設けられているので、カラーフィルタ１の液晶層４００への溶出を防止することができる。

また、本実施例によれば、カラーフィルタ１を第１絶縁層２より上に設けているので、カラーフィルタ１と液晶層４００とが近接し、混色が生じにくい。

＜実施例４＞
実施例４について説明する。本実施例は、実施例２と同様に、第２絶縁層３の突出部３１が、第２孔である第１絶縁層２の孔の内部、及び第１孔であるカラーフィルタ１の孔の内部に設けられており、かつ実施例３と同様に、カラーフィルタ１を第１絶縁層２より上に設けている例である。

図１０は、実施例４の断面図である。第２絶縁層３における平板部３１は、共通電極９５上に設けられている。第２絶縁層３における突出部３２は、共通電極９５における孔の側面、カラーフィルタ１の孔の周縁における上面及び孔の側面、並びに第１絶縁層２の孔の周縁における上面及び孔の側面に沿って設けられており、略円錐台形をなしている。即ち、突出部３２は、カラーフィルタ１の孔及び第１絶縁層２の孔の内部に設けられている。

また、突出部３２の下端は、中継電極７と接触している。即ち、第２絶縁層３の突出部３２は、画素電極６の突出部６２全体を外側から覆っている。また、第２絶縁層３における突出部３２は、画素電極６における突出部６２の側面全体、及び底面の一部と接触している。

＜実施例５＞
実施例５について説明する。本実施例は、第１絶縁層２が第３突出部である突出部２２を備え、突出部２２がカラーフィルタ１の孔の内部に設けられている例である。

図１１は、実施例５における液晶表示装置１００の断面図である。カラーフィルタ１は、中継電極７上、映像信号線８上、及び上側に中継電極７も映像信号線８も設けられていない絶縁層５上に亘って設けられている。カラーフィルタ１の孔は、上下方向に貫通しており、下方に向かって先細りした形状をなしている。例えば、カラーフィルタ１の孔は、上端は直径が約１０［μｍ］の円形、下端は直径が約８［μｍ］の円形である。

第１絶縁層２は、板状部２１と突出部２２とを有する。板状部２１は、カラーフィルタ１より上に設けられている。突出部２２は、下方に突出しており、カラーフィルタ１の孔の側面に沿った円錐台形である。突出部２２は、下端が中継電極７と接触している。なお、突出部２２は、絶縁層５と接触してもよい。

また、第１絶縁層２には孔が形成されている。第１絶縁層２の孔は、上下方向に突出部２２を貫通しており、下方に向かって先細りした形状である。第１絶縁層２の孔は、上下方向がカラーフィルタ１の上面と同じ箇所に、段差が形成されていてもよい。第１絶縁層２の孔の側面は、画素電極６の突出部６２の側面と接触している。

第２絶縁層３は、平板部３１と突出部３２とを有する。平板部３１は、共通電極９５上に設けられている。突出部３２は、第１絶縁層２の孔の周縁における上面及び孔の側面の一部に沿って設けられており、略円錐台形をなしている。

本実施例によれば、第１絶縁層２が突出部２２を備え、突出部２２がカラーフィルタ１の孔の内部に設けられている。従って、カラーフィルタ１の製造を行う際に、孔の形状が画素電極６に沿った形状である必要がなく、製造が容易になる。

＜実施例６＞
実施例６について説明する。本実施例は、実施例５と同様に、突出部２２がカラーフィルタ１の孔の内部に設けられており、かつ実施例２と同様に、第２絶縁層３の突出部３１が、第２孔である第１絶縁層２の孔の内部、及び第１孔であるカラーフィルタ１の孔の内部に設けられている例である。

図１２は、実施例６における液晶表示装置１００の断面図である。カラーフィルタ１に形成された孔は、上下方向に貫通しており、下方に向かって先細りした形状をなしている。例えば、カラーフィルタ１の孔は、上端は直径が約１０［μｍ］の円形、下端は直径が約８［μｍ］の円形である。

第１絶縁層２の板状部２１は、カラーフィルタ１より上に設けられている。突出部２２は、下方に突出しており、孔の側面に沿った円錐台形である。突出部２２は、一部が中継電極７と接触している。また、突出部２２は、画素電極６の突出部６２の側面全体、及び底面の一部と接触している。

また、第１絶縁層２には孔が形成されている。第１絶縁層２の孔は上下方向に突出部２２を貫通しており、下方に向かって先細りした形状をなしている。また、第１絶縁層２の孔は、上下方向がカラーフィルタ１の上面と同じ箇所に、段差が設けられている。

第２絶縁層３の平板部３１は、共通電極９５上に設けられている。突出部３２は、第１絶縁層２の孔の周縁における上面及び側面全体に沿って設けられており、略円錐台形をなしている。また、突出部３２の下端は、中継電極７と接触している。突出部３２は、画素電極６における突出部６２の外側に設けられている。また、突出部３２は、突出部６２の側面全体、及び底面の一部と接触している。

本実施例によれば、突出部２２がカラーフィルタ１の孔の内部に設けられている。また、第２絶縁層３の突出部３１が、カラーフィルタ１の孔の内部及び第１絶縁層２の孔の内部に設けられているので、カラーフィルタ１の液晶層４００への溶出をより効果的に防止することができる。

＜実施例７＞
実施例７について説明する。本実施例は、実施例３と同様にカラーフィルタ１が第１絶縁層２より上に設けられており、かつ第１絶縁層２の孔の内部に第３突出部であるカラーフィルタ１の突出部１１が設けられている例である。

図１３は、実施例７における液晶表示装置１００の断面図である。第１絶縁層２は、中継電極７上、映像信号線８上、及び上側に中継電極７も映像信号線８も設けられていない絶縁層５上に亘って設けられている。第１絶縁層２の孔は、上下方向に貫通しており、下方に向かって先細りした形状をなしている。第１絶縁層２の孔は、例えば、上端は直径が約１０［μｍ］の円形、下端は直径が約８［μｍ］の円形である。

カラーフィルタ１は、板状部１１と突出部１２とを有する。板状部１１は、第１絶縁層２より上に設けられている。突出部１２は、下方に突出しており、第１絶縁層２の孔の側面に沿った円錐台形である。突出部１２は、下端が中継電極７と接触している。なお、突出部１２は、絶縁層５と接触してもよい。

また、カラーフィルタ１には孔が形成されている。カラーフィルタ１の孔は、上下方向に突出部１２を貫通しており、下方に向かって先細りした形状である。カラーフィルタ１の孔は、上下方向がカラーフィルタ１の上面と同じ箇所に、段差が形成されている。カラーフィルタ１の孔の側面は、画素電極６の突出部６２の側面と接触している。

第２絶縁層３は、平板部３１と突出部３２とを有する。平板部３１は、共通電極９５上に設けられている。突出部３２は、カラーフィルタ１の孔の周縁における上面及び孔の側面の一部に沿って設けられており、略円錐台形をなしている。

本実施例によれば、第２層であるカラーフィルタ１が第１層である第１絶縁層２より上に設けられており、かつ第１絶縁層２の孔の内部にカラーフィルタ１の突出部１１が設けられている。従って、第１絶縁層２の製造を行う際に、孔の形状が画素電極６に沿った形状である必要がなく、製造が容易になる。

＜実施例８＞
実施例８について説明する。本実施例は、実施例７と同様に、第１絶縁層２の孔の内部にカラーフィルタ１の突出部１１が設けられており、かつ、第２絶縁層３の突出部３１が、第２孔である第１絶縁層２の孔の内部、及び第１孔であるカラーフィルタ１の孔の内部に設けられている例である。

図１４は、実施例８における液晶表示装置１００の断面図である。第１絶縁層２に形成された孔は、上下方向に貫通しており、下方に向かって先細りした形状をなしている。第１絶縁層２の孔は、例えば、上端は直径が約１０［μｍ］の円形、下端は直径が約８［μｍ］の円形である。

カラーフィルタ１の板状部１１は、第１絶縁層２より上に設けられている。突出部１２は、下方に突出しており、孔の側面に沿った円錐台形である。突出部１２は、一部が中継電極７と接触している。また、突出部１２は、画素電極６の突出部６２の側面全体、及び底面の一部と接触している。

また、カラーフィルタ１には孔が形成されている。カラーフィルタ１の孔は上下方向に突出部１２を貫通しており、下方に向かって先細りした形状をなしている。また、カラーフィルタ１の孔は、上下方向が第１絶縁層２の上面と同じ箇所に、段差が設けられている。

第２絶縁層３の平板部３１は、共通電極９５上に設けられている。突出部３２は、突出部６２の側面に沿って設けられており、略円錐台形をなしている。また、突出部３２は、カラーフィルタ１の孔と同様に段差が設けられている。突出部３２は、画素電極６における突出部６２の外側に設けられている。

カラーフィルタ１は、一部が中継電極７と接触している。また、カラーフィルタ１は、画素電極６の突出部６２の側面全体、及び底面の一部と接触している。

本実施例によれば、第１絶縁層２の孔の内部にカラーフィルタ１の突出部１１が設けられており、かつ第２絶縁層３の突出部３１が、第２孔である第１絶縁層２の孔の内部、及び第１孔であるカラーフィルタ１の孔の内部に設けられている。従って、カラーフィルタ１が液晶層４００に溶出することを抑制することができる。

＜実施例９＞
実施例９について説明する。本実施例は、カラーフィルタ１に形成された孔と、第１絶縁層２に形成された孔とを一括形成する例である。

図１５は、実施例９における液晶表示装置１００の断面図である。図１６Ａは、実施例９における液晶表示装置１００の製造方法を示す図である。図１６Ｂは、実施例９における液晶表示装置１００の製造方法を示す図である。図１６Ａ及び図１６Ｂは、カラーフィルタ１及び第１絶縁層２の夫々に孔を形成する工程を示している。

製造方法について説明する。図１６Ａ（ａ）に示すように、中継電極７上、映像信号線８上、及び中継電極７又は映像信号線８が設けられていない絶縁層５上に亘って カラーフィルタ１を設ける（Ｓ１）。

図１６Ａ（ｂ）に示すように、第１絶縁層２がカラーフィルタ１上に設けられる（Ｓ２）。図１６Ａ（ｃ）に示すように、レジスト６００が第１絶縁層２上に塗布される（Ｓ３）。レジスト６００は例えばインクジェット方式により、所定のパターンが形成されるよう、選択的に塗布される。

図１６Ａ（ｄ）に示すように、レジスト６００上に、所定のパターンが形成されたホトマスク６０１が載せられ、露光される（Ｓ４）。これにより、露光された部分が硬化し、レジスト６００に孔と略同形状の孔が設けられる。

図１６Ｂ（ｅ）に示すように、ホトマスク６０１を外し、レジスト６００が現像される（Ｓ５）。 図１６Ｂ（ｆ）に示すように、ドライエッチングにより、カラーフィルタ１の孔と第１絶縁層２の孔とが形成される（Ｓ６）。また、加熱処理を行うことによりカラーフィルタ１の孔と第１絶縁層２の孔とを下方に向かって先細りする形状を形成している。 図１６Ｂ（ｇ）に示すように、最後にレジスト６００が除去される（Ｓ７）。

こうして製造されたカラーフィルタ１の孔は下端の直径が約２［μｍ］、第１絶縁層２の孔は上端の直径が約４［μｍ］である。第２絶縁層３の孔は第１絶縁層２の孔と同心円状であり、その直径は約５［μｍ］である。共通電極９５の孔の直径は約７［μｍ］である。

本実施例によれば、カラーフィルタ１の孔と第１絶縁層２の孔とを一括形成するので、位置を合わせるための段差を形成する必要がない。従って、第２層である第１絶縁層２の孔を小さくすることができる。

本実施例によれば、第１絶縁層２の孔を小さくすることができるので、カラーフィルタ１が液晶層４００に溶出することを効果的に防止することができる。

なお、図１５においては、第２絶縁層３の突出部３２は、カラーフィルタ１の孔の内部に設けられていないが、実施例１等と同様に、カラーフィルタ１の孔の内部に設けられてもよい。

図１７は、実施例９における液晶表示装置の断面図である。第２絶縁層３の突出部３２が、カラーフィルタ１の孔の内部に設けられていてもよく、中継電極７と接触してもよい。この場合も本実施例に含む。

＜実施例１０＞
実施例１０について説明する。本実施例は、第１絶縁層２に形成された孔と、カラーフィルタ１に形成された孔とを一括形成する例である。

図１８は、実施例１０における液晶表示装置の断面図である。図１９Ａは、実施例１０における液晶表示装置の製造方法を示す図である。図１９Ｂは、実施例１０における液晶表示装置の製造方法を示す図である。図１９Ａ及び図１９Ｂは、第１絶縁層２及びカラーフィルタ１の夫々に孔を形成する工程を示している。

製造方法について説明する。 図１９Ａ（ａ）に示すように、中継電極７上、映像信号線８上、及び中継電極７又は映像信号線８が設けられていない絶縁層５上に亘って 第１絶縁層２を設ける（Ｓ１１）。

図１９Ａ（ｂ）に示すように、カラーフィルタ１が第１絶縁層２上に設けられる（Ｓ１２）。図１９Ａ（ｃ）に示すように、第１絶縁層２上にレジスト６００が塗布される（Ｓ１３）。レジスト６００は第１絶縁層２と同様に、例えばポジ型である。レジスト６００は例えばインクジェット方式により、所定のパターンが形成されるよう、選択的に塗布される。

図１９Ａ（ｄ）に示すように、レジスト６００上に、所定のパターンが形成されたホトマスク６０１が載せられ、露光される（Ｓ１４）。これにより、露光された部分が硬化し、レジスト６００に孔と略同形状の孔が設けられる。

図１９Ｂ（ｅ）に示すように、ホトマスク６０１を外し、レジスト６００が現像される（Ｓ１５）。 図１９Ｂ（ｆ）に示すように、ドライエッチングにより、第１絶縁層２の孔とカラーフィルタ１の孔とが形成される（Ｓ１６）。また、加熱処理を行うことにより第１絶縁層２の孔とカラーフィルタ１の孔とが下方に向かって先細りする形状を形成している。 図１９Ｂ（ｇ）に示すように、最後にレジスト６００が除去される（Ｓ１７）。

こうして製造された第１絶縁層２の孔は下端の直径が約２［μｍ］、カラーフィルタ１の孔は上端の直径が約４［μｍ］である。第２絶縁層３の孔は第１絶縁層２の孔と同心円状であり、その直径は約５［μｍ］である。共通電極９５の孔の直径は約７［μｍ］である。

本実施例によれば、第１絶縁層２の孔とカラーフィルタ１の孔とを一括形成するので、位置を合わせるための段差を形成する必要がない。従って、第２孔であるカラーフィルタ１の孔を小さくすることができる。

中継電極７等、金属製の物質から反射した光は、カラーフィルタ１の孔及び第１絶縁層２の孔の内部から透過する場合がある。本実施例によれば、カラーフィルタ１の孔を小さくすることにより、中継電極７等が反射光の透過を低減することができる。

図２０は、実施例１０における液晶表示装置の断面図である。第２絶縁層３の突出部３２が、第１絶縁層２の孔の内部に設けられていてもよく、中継電極７と接触してもよい。この場合も本実施例に含む。

＜実施例１１＞
実施例１１について説明する。本実施例は、第２絶縁層３の突出部３２の下端の一部が第１層であるカラーフィルタ１の孔内に設けられており、突出部３２の下端の他部が第２層である第２絶縁層３の孔内に設けられている例である。

図２１は、実施例１１における能動素子基板２００の平面図である。図２２は、実施例１１における液晶表示装置１００の断面図である。図２２は、図２１のＡＡ‘線に沿った断面図である。カラーフィルタ１の孔と第２絶縁層３の孔とは、平面視において中心が大きくずれている。ずれている方向は映像信号線８に沿った方向でもよく、走査信号線９に沿った方向でもよい。

突出部３２の下端の一部は、カラーフィルタ１の上面に設けられている。また、突出部３２の下端の他部は、中継電極７と接触している。その他の突出部３２の下端は、カラーフィルタ１の孔の途中に設けられている。また、実施例３と同様に、第１層が第１絶縁層２であり、第２層がカラーフィルタ１であってもよい。

＜実施例１２＞
実施例１２について説明する。本実施例は、第１スペーサ５００及び第２スペーサ５５０を用いる例である。

図２３は、実施例１２における能動素子基板２００の平面図である。図２４は、実施例１３における液晶表示装置１００の断面図である。図２４は、図２３のＡＡ‘線に沿った断面図である。図２４は、第１スペーサ５００及び第２スペーサ５５０が設けられている箇所を模式的に示した図面である。第１絶縁層２は、第１スペーサ５００を有する。第１スペーサ５００は、走査信号線９に沿った梁状であり、例えば略直方体状をなしている。第１スペーサ５００は、上方に突出している。

対向基板３００は、第２スペーサ５５０を有する。第２スペーサ５５０はオーバーコート膜３０２に、設けられている。第２スペーサ５５０は、映像信号線８に沿った梁状であり、例えば略直方体状をなしている。第２スペーサ５５０は、下方に突出している。第１スペーサ５００及び第２スペーサ５５０が設けられた箇所において、能動素子基板２００と対向基板３００とが接触する。

第１スペーサ５００及び第２スペーサ５５０は、平面視において、映像信号線８と走査信号線９とが交差する位置に設けられている。なお、第１スペーサ５００を走査信号線９に沿った柱状とし、第２スペーサ５５０を映像信号線８に沿った柱状としてもよい。

今回開示された実施例はすべての点で例示であって、制限的なものでは無いと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味では無く、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、各実施の形態に記載されている技術的特徴は、相互に組合せ可能であり、組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１００ 表示装置
２００ 能動素子基板
１ カラーフィルタ、１１ 板状部、 １２ 突出部、 １５ 赤カラーフィルタ、 １６ 緑カラーフィルタ、 １７ 青カラーフィルタ
２ 第１絶縁層、 ２１ 板状部、 ２２ 突出部
３ 第２絶縁層、 ３１ 板状部、 ３２ 突出部
４ 絶縁層、 ５ 絶縁層、
６ 画素電極、 ６１ 帯状部、 ６２ 突出部
７ 中継電極、 ７１ 平板部、 ７２ 突出部
８ 映像信号線、８１ 帯状部、 ８２ 突出部
９ 走査信号線
９０ 透明基板
９１ 第１偏光板
９２ 第１アンダーコート膜
９３ 第２アンダーコート膜
９４ 半導体層
９５ 共通電極
９６ 第１配向膜
３００ 対向基板
３０１ 透明基板
３０２ オーバーコート膜
３０３ 第２配向膜
３０４ 第２偏光版
４００ 液晶層
５００ 第１スペーサ
５５０ 第２スペーサ
６００ レジスト
６０１ ホトマスク

Claims (4)

1. 能動素子基板、前記能動素子基板の上方で対向する対向基板、並びに前記能動素子基板及び前記対向基板の間に設けられた液晶層を備える液晶表示装置であって、
   前記能動素子基板は、
   能動素子と、
   前記能動素子に接続される映像信号線と、
   前記能動素子上に設けられ、第１孔が形成されたカラーフィルタ層と、
   前記カラーフィルタ層上に設けられ、第２孔が形成された有機絶縁層と、
   前記有機絶縁層上に設けられた共通電極と、
   前記共通電極全面を覆い、板状部、及び下方に突出した第１突出部を有する無機絶縁層と、
   前記無機絶縁層上に設けられた一本の帯状部、及び下方に突出した第２突出部を有する画素電極と、
   前記能動素子と前記カラーフィルタ層の間に第３孔が形成された無機絶縁膜と、
   前記無機絶縁膜と前記カラーフィルタ層との間に設けられた板状部、および下方に突出した第３突出部を有する中継電極と、を備え、
   前記第１突出部は、前記第２孔の内部に設けられ、
   前記第２突出部は、前記第１孔の内部及び前記第２孔の内部に設けられ、前記中継電極の前記板状部と接続し、
   前記第３突出部は前記第３孔の内部に設けられ、前記第３孔にて前記能動素子と接続し、
   前記第１孔及び前記第２孔は、平面で視て、前記第３孔と離間しており、
   前記カラーフィルタは前記映像信号線及び前記中継電極に直接接触するとともに、前記第３孔を充填している液晶表示装置。
2. 前記カラーフィルタ層の厚さを１とした場合、前記有機絶縁層の厚さが０．３３以上２以下であり、
   前記有機絶縁層の前記第２孔は前記カラーフィルタ層の前記第１孔よりも大きく、
   前記カラーフィルタ層の前記第１孔の周縁と、前記有機絶縁層の前記第２孔の周縁とが、段差を形成しており、
   前記無機絶縁層の前記第１突出部は、前記第１孔の周縁と前記第２孔の周縁がなす前記段差を覆っている請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第１突出部は前記第１孔の内部に設けられている請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 前記有機絶縁層には、走査信号線及び映像信号線の一方に沿った形状の第１スペーサが形成され、
   前記対向基板には、走査信号線及び映像信号線の他方に沿った形状の第２スペーサが形成されている請求項１に記載の液晶表示装置。

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