TWI464492B - 傾斜電場液晶顯示裝置用彩色濾光片基板及液晶顯示裝置 - Google Patents

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TWI464492B
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Taro Sakamoto
Kenzo Fukuyoshi
Nozomi Onaka
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Toppan Printing Co Ltd
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Description

傾斜電場液晶顯示裝置用彩色濾光片基板及液晶顯示裝置
本發明係關於液晶顯示裝置用彩色濾光片基板及具備此之液晶顯示裝置。尤其，本發明係關於最適於藉由對配設在彩色濾光片基板之屬於透明導電膜的第3電極、與設在陣列基板側的第1及第2電極之間施加電壓所產生的傾斜電場所致之液晶驅動的彩色濾光片基板、及具備此之液晶顯示裝置。
近年來日漸要求液晶顯示器等薄型顯示裝置的更進一步的高畫質化、低價格化及省電化。在適於液晶顯示裝置的彩色濾光片中，係出現充分的色純度或高對比、平坦性等更加符合高畫質顯示的要求。
在高畫質液晶顯示器中，已提出VA(Vertically Alignment)、HAN(Hybrid-aligned Nematic)、TN(Twisted Nematic)、OCB(Optically Compensated Bend)、CPA(Continuous Pinwheel Alignment)等液晶的配向方式或液晶驅動方式，藉此使廣視角‧高速響應的顯示器實用化。
在使液晶分子與由玻璃等所構成的基板面呈平行配向之廣視角且易與高速響應相對應的VA方式、另外有效於廣視角的HAN方式等的液晶顯示裝置中，關於彩色濾光片的平坦性(膜厚均一性或彩色濾光片表面凹凸的低減)與介電係數等電氣特性，要求更高水準。在如上所示之高畫質液晶顯示器中，由於斜向視認下的著色低減，使液晶胞厚(液晶層的厚度)變薄的技術成為主要的課題。以如上所示之技術而言，在VA方式中，係不斷在開發MVA(Multi-Domain Vertically Alignment)、PVA(Patterned Vertically Alignment)、VAECB(Vertically Alignment Electrically Controlled Birefringence)、VAHAN(Vertical Alignment Hybrid-aligned Nematic)、VATN(Vertically Alignment Twisted Nematic)等各種改良模式。
此外，在VA方式等以液晶的厚度方向施加驅動電壓的縱電場方式的液晶顯示裝置中，更為高速的液晶響應、廣視角技術、更高的透射率成為主要的課題。MVA技術係為了解決液晶驅動的電壓施加時的液晶分子的不安定的垂直配向(初期相對基板表面呈垂直配向的液晶在電壓施加時傾倒的方向不易決定)的問題，設置複數個被稱為凸起物或開縫的液晶配向限制用構造物，在該等凸起物間形成液晶域，並且形成複數配向方向的晶域，藉此確保廣視角的技術。在日本專利第2947350號公報係揭示出使用第1及第2配向限制構造物(凸起物)而形成液晶域的技術。
若液晶具有負的介電係數異方性時，具體而言，位於形成在彩色濾光片等之上的2個樹脂製的凸起物間的液晶分子係在施加驅動電壓時，例如俯視下朝向與該凸起物呈垂直的方向傾倒，與基板面呈平行配向。但是，2個凸起物間的中央的液晶分子係無關於電壓施加，傾倒的方向未單義規定，而會有取展曲(spray)配向或彎曲(bend)配向的情形。如上所示之液晶的配向混亂會造成顯示粗糙或顯示不均。此外，若為MVA方式，亦包括上述問題在內，不易以驅動電壓細微控制液晶分子的傾倒量，而在中間色調顯示有困難之處。
為解決如上所示之問題，使用彩色濾光片基板側的透明導電膜(透明電極、顯示電極或第3電極)、及陣列基板側的第1及第2電極，利用藉由對該等電極施加電壓所產生的傾斜電場來控制垂直配向的液晶的技術已被揭示在日本專利第2859093號公報及日本專利第4459338號公報。在日本專利第2859093號公報中，係使用具有負的介電係數異方性的液晶，在日本專利第4459338號公報中記載有具有正的介電係數異方性的液晶。
如日本專利第2859093號公報或日本專利第4459338號公報所示，使用第1、第2、及第3電極，以傾斜電場控制液晶配向的手法極為有效。可藉由傾斜電場，來設定液晶傾倒方向。此外，易於藉由傾斜電場來控制液晶的傾倒的量，而在中間色調顯示產生較大的效果。
但是，在該等技術中亦液晶的向錯對策不充分。向錯係指藉由未意圖的液晶的配向混亂或未配向而使光的透射率不同的區域產生在像素(像素係液晶顯示的最小單位，在本說明書中係與表記的矩形像素同義)內的問題。
在日本專利第2859093號公報係已記載伴隨著ECB(電壓控制複折射)方式的畫面粗糙已獲改善的液晶顯示裝置。在該日本專利第2859093號公報所記載之液晶顯示裝置中，由於像素中央的向錯固定化，因此在對向電極(第3電極)的像素中央設有不具透明導電膜的配向控制窗。但是，並未揭示像素周邊的向錯改善措施。此外，雖可進行像素中央的向錯的固定化，但是顯示電極中央的液晶的傾倒不充分，難以期待高透射率。此外，關於液晶響應性的改善技術亦未有所記載，亦沒有彩色濾光片技術的相關揭示。
在日本專利第4459338號公報中，由於在透明導電膜(透明電極)上層積有介電質層，因此使傾斜電場的效果增大，故較為理想。但是，如日本專利第4459338號公報之第7圖所示，在電壓施加後亦在像素中央及像素端部殘留有垂直配向的液晶，而會有造成透射率或開口率降低的問題。此外，使用具有正的介電係數異方性的液晶時(在日本專利第4459338號公報中並未揭示有關具有負的介電係數異方性的液晶)，由於像素中央部的液晶的控制不充分，因此不易使透射率提升。因此，在半透射型液晶顯示裝置中成為難以採用的技術。
通常VA方式或TN方式等的液晶顯示裝置的基本構成係由具備有共通電極的彩色濾光片基板、及具備有驅動液晶之複數像素電極(例如與TFT元件作電性連接，形成為梳齒狀圖案狀的透明電極)的陣列基板來包夾液晶的構成。在該構成中，對彩色濾光片上的共通電極與形成在陣列基板側的像素電極之間施加驅動電壓而驅動液晶。作為像素電極或彩色濾光片表面之共通電極的透明導電膜通常係使用ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、IGZO(Indium Garium Zinc Oxide)等導電性的金屬氧化物薄膜。
將藍色像素、綠色像素、及紅色像素形成在透明導電膜上的彩色濾光片的構成係揭示於日本特公平5-26161號公報的第2圖。此外，雖係使用複數條狀電極與具有正的介電係數異方性的液晶的技術，但是在透明電極(透明導電膜)上形成彩色濾光片的技術已記載於上述日本專利第4459338號公報(例如該文獻的第7圖、第9圖)。
此外，以為了獲得更高畫質且動態的顯示而使亮度或明度提升、或擴大色度範圍的技術而言，除了紅色像素、綠色像素、及藍色像素以外，加上黃色像素或白色像素而形成為4色顯示的技術已揭示於日本特開2010-9064號公報、日本專利第4460849號公報、及日本特開2005-352451號公報。
但是，該等技術係除了既有的紅色像素、綠色像素、及藍色像素以外，必須設置黃色或白色等其他像素，且必須另外要有1個用以驅動此的主動元件(TFT)或用以形成彩色濾光片的著色層，而不得不因製程增加而造成成本上升。此外，在不需要黃色或強度明亮的白色顯示的色階顯示範圍中，係必須抑制白色像素或黃色像素的顯示、或形成為非亮燈，而會有不易造成實效性的亮度提升的問題。此外，為了取得白色平衡，必須調整背光的色溫或不同顏色的像素面積。此外，在反射型顯示中，均有強調出黃色調的顯示(為了抑制黃色調，必須要有例如日本特開2005-352451號公報所揭示之特殊的藍色濾光片)的問題。
本發明之目的在提供可兼顧色階顯示與響應性的改善，甚至可高亮度顯示(以下為動態顯示)、或可半透射顯示的傾斜電場液晶顯示裝置用彩色濾光片基板、及具備有該彩色濾光片基板的傾斜電場液晶顯示裝置。
根據本發明之第1態樣，提供一種傾斜電場液晶顯示裝置用彩色濾光片基板，其特徵為具備有：透明基板；形成在該透明基板上且具有相對向的邊為平行的多角形的開口部的黑色矩陣；配設在該黑色矩陣上及前述開口部內的透明基板上的透明導電膜；配設在該透明導電膜上，包含分別被區分為前述開口部內之2個透射率不同的區域的區域，且複數色之相對向的邊為平行的多角形的著色像素；及以覆蓋該著色像素的方式所配設的第1透明樹脂層。
根據本發明之第2態樣，提供一種傾斜電場液晶顯示裝置用彩色濾光片基板，其特徵為具備有：透明基板；形成在該透明基板上的透明導電膜；配設在該透明導電膜上且具有相對向為平行的多角形的開口部的黑色矩陣；配設在該黑色矩陣上及前述開口部內的透明導電膜上，包含分別被區分為前述開口部內的2個透射率不同的區域的區域，且複數色之相對向的邊為平行的多角形的著色像素；及以覆蓋該著色像素的方式所配設的第1透明樹脂層，前述黑色矩陣由具有比介電係數高於前述著色像素的比介電係數的材料所形成。
根據本發明之第3態樣，提供一種傾斜電場液晶顯示裝置用彩色濾光片基板，其特徵為具備有：透明基板；形成在該透明基板上的透明導電膜；配設在該透明導電膜上且具有相對向為平行的多角形的開口部的黑色矩陣；及配設在該黑色矩陣上及前述開口部內的透明導電膜上，複數色之相對向的邊為平行的多角形的著色像素，前述透明導電膜係在前述開口部的中央部具有與前述開口部的長邊方向的邊呈平行的線狀開縫。
根據本發明之第4態樣，提供一種傾斜電場液晶顯示裝置用彩色濾光片基板，其特徵為具備有：透明基板；形成在該透明基板上且具有相對向的邊為平行的多角形的開口部的黑色矩陣；配設在該黑色矩陣上及前述開口部內的透明基板上的透明導電膜；及配設在該透明導電膜上，複數色之相對向的邊為平行的多角形的著色像素，前述透明導電膜係在前述開口部的中央部具有與前述開口部的長邊方向的邊呈平行的線狀開縫。
根據本發明之第5態樣，提供一種傾斜電場液晶顯示裝置，其特徵為具備有：上述本發明之第1～第4任一態樣之彩色濾光片基板；與前述彩色濾光片基板相對向配置且以矩陣狀配設驅動液晶的元件的陣列基板；及介在於前述彩色濾光片基板與陣列基板之間的液晶層，前述陣列基板係在俯視下與前述彩色濾光片基板的著色像素分別相對應配備為了驅動液晶而施加不同的電位的第1電極及第2電極。
根據本發明之第6態樣，提供一種傾斜電場液晶顯示裝置，其特徵為具備有：透明基板、形成在該透明基板上且具有相對向的邊為平行的多角形的開口部的黑色矩陣、及配設在該黑色矩陣上及前述開口部內的透明基板上的透明導電膜、及形成在該透明導電膜上且複數色之相對向的邊為平行的多角形的著色像素，前述透明導電膜係在前述開口部的中央部具有與前述開口部的長邊方向的邊呈平行的線狀開縫之彩色濾光片基板；陣列基板，其係具備有：與前述彩色濾光片基板相對向配置且與驅動液晶的主動元件相連接之屬於梳齒狀圖案的第1電極、及透過絕緣層作配設，朝向遠離俯視下將開口部作2分的中心的方向由前述第1電極的端部突出之屬於梳齒狀圖案的第2電極；及液晶層，其係介在於前述彩色濾光片基板與陣列基板之間。
根據本發明之第7態樣，提供一種傾斜電場液晶顯示裝置，其特徵為具備有：透明基板、形成在該透明基板上的透明導電膜、配設在該透明導電膜上且具有相對向的邊為平行的多角形的開口部的黑色矩陣、及配設在該黑色矩陣上及前述開口部內的透明導電膜上且複數色之相對向的邊為平行的多角形的著色像素，前述透明導電膜係在前述開口部的中央部，具有與前述開口部的長邊方向的邊呈平行的線狀開縫之彩色濾光片基板；陣列基板，其係具備有：與前述彩色濾光片基板相對向配置且與驅動液晶的主動元件相連接之屬於梳齒狀圖案的第1電極；及透過絕緣層作配設，朝向遠離俯視下將開口部作2分的中心的方向由前述第1電極的端部突出之屬於梳齒狀圖案的第2電極；及液晶層，其係介在於前述彩色濾光片基板與陣列基板之間。
根據本發明之第8態樣，提供一種傾斜電場液晶顯示裝置，其特徵為具備有：與驅動液晶的主動元件相連接之屬於梳齒狀圖案的第1電極、及透過絕緣層作配設，朝向遠離俯視下將開口部作2分的中心的方向由前述第1電極的端部突出之屬於梳齒狀圖案的第2電極之陣列基板；及彩色濾光片基板，其係具備有：與前述陣列基板相對向配置的透明基板、形成在該透明基板上的透明導電膜、配設在該透明導電膜上且具有相對向的邊為平行的多角形的開口部的黑色矩陣、配設在該黑色矩陣上及前述開口部內的透明導電膜上且複數色之相對向的邊為平行的多角形的著色像素、以覆蓋該著色像素的方式所配設的第1透明樹脂層、及在該第1透明樹脂層上由像素的中心呈對稱而且在俯視下最為近接像素中心的前述第2電極的內側與前述第2電極的梳齒狀圖案呈平行配置之由透明導電膜所構成的1組線狀導體；及液晶層，其係介在於前述陣列基板與彩色濾光片基板之間。
 [實施發明之形態]
以下說明本發明之實施形態。
本發明之第1實施形態之傾斜電場液晶顯示裝置用彩色濾光片基板之特徵為具備有：透明基板、形成在該透明基板上且具有相對向的邊為平行的多角形的開口部的黑色矩陣、配設在該黑色矩陣上及前述開口部內的透明基板上的透明導電膜、配設在該透明導電膜上且複數色之相對向的邊為平行的多角形的著色像素、及以覆蓋該著色像素的方式所配設的第1透明樹脂層，前述著色像素包含分別被區分為前述開口部內的2個透射率不同的區域的區域。
該2個透射率不同的區域係可藉由形成在透明導電膜上之像素區域的中央部的透明樹脂層(第2透明樹脂層)及/或形成在透明導電膜之像素區域的中央部的開縫來作區分。
若2個透射率不同的區域藉由形成在透明導電膜上之像素區域的中央部的透明樹脂層(第2透明樹脂層)作區分時，2個透射率不同的區域係被區分為：在開口部內的透明導電膜上，覆蓋通過開口部的中心部的帶狀第2透明樹脂層的薄的著色層的區域、及除此以外的著色層的區域。此時，第2透明樹脂層係可形成為通過前述多角形的開口部的中央，而且與該多角形的一邊呈平行配設的構成。此外，可使第2透明樹脂層的比介電係數低於前述著色層的比介電係數。
在以上本發明之第1實施形態之傾斜電場液晶顯示裝置用彩色濾光片基板中，可將多角形的開口部形成為俯視下呈長方形。此外，可形成為將多角形的開口部形成為具有長邊與短邊的四角形，而且在長邊方向的中央附近在俯視下被折曲為“ㄑ字”狀的構成。此外，可將多角形的開口部在俯視下呈平行四邊形，而且，同一色的著色像素的像素數的各個1/2可形成為2種不同傾斜角度的平行四邊形。
複數色的著色像素係由紅色像素、綠色像素、及藍色像素之3色所構成，以驅動液晶的頻率所測定出之前述著色像素的各個的比介電係數可在2.9至4.4的範圍內，並且相對前述紅色像素、綠色像素、及藍色像素的平均比介電係數，各個著色像素的比介電係數可形成為±0.3的範圍內。
此外，複數色的著色像素係由紅色像素、綠色像素、及藍色像素之3色所構成，以驅動液晶的頻率所測定出之前述著色像素之各個的比介電係數的大小可形成為紅色像素＞綠色像素＞藍色像素的關係。
可將綠色像素的主要色劑形成為鹵化鋅酞青顏料。
第1圖係顯示本發明之第1實施形態之彩色濾光片基板的剖面圖。在第1圖中，在透明基板10a上形成有具有區分預定像素區域的開口部之屬於遮光層的黑色矩陣5，在包含該黑色矩陣5的透明基板10a上形成有透明導電膜3。在該透明導電膜3上之像素區域的中央，且為黑色矩陣5之開口部的長邊方向形成有第2透明樹脂層8。
在各自的像素區域形成有由綠色像素14、紅色像素15、及藍色像素16所構成的著色層，在該等之上形成有第1透明樹脂層7，構成彩色濾光片基板10。此外，元件符號6係表示著色層的重疊部。
在可作為共通電極加以使用的透明導電膜3上層積著色像素的構成係具有當在透明電極3、與作為後述陣列基板之梳齒狀像素電極的第1電極之間形成電場時，可將等電位線朝向著色像素的厚度方向擴大的效果。藉由擴大等電位線，可提升液晶顯示裝置的透射率。
如第1圖所示，一個像素區域的開口部係可分為：作為相同透射率區域的區域A61、區域A’63、及作為不同透射率區域的區域B62。以使透射率不同的手段而言，列舉有：在該2種透射率不同的區域改變屬於色材之有機顏料的濃度、或如在區域B62般將著色像素的一部分以透明樹脂層8置換。此外，亦可為例如預先在相當於著色像素的區域B62的部分設置凹部，將該處以透明樹脂填埋而進行平坦化的手法。該2種透射率不同的區域較佳為以例如±0.3μm以內的膜厚差進行平坦化。
著色層重疊部6之離像素區域表面的高度H較佳為作為影響後述液晶的配向(液晶的傾斜)控制的高度的0.5μm至2μm的範圍內。
第2圖係第1圖所示之彩色濾光片基板10的第1變形例，顯示在黑色矩陣5形成前在透明基板10a上形成有透明導電膜3，且在透明導電膜3上設有黑色矩陣5之例。第3圖係第1圖所示之彩色濾光片基板10的第2變形例，顯示在第2圖所示之彩色濾光片基板10中，未形成有第2透明樹脂層8，而在透明導電膜3形成有開縫18之例。第4圖係第1圖所示之彩色濾光片基板10之第3變形例，顯示在第1圖所示之彩色濾光片基板10中，未形成有第2透明樹脂層8，而在透明導電膜3形成有開縫18之例。第5圖係第1圖所示之彩色濾光片基板10之另外其他變形例，顯示在第1圖所示之彩色濾光片基板10中，連同第2透明樹脂層8一起形成有開縫18之例。
本發明之第2實施形態係關於使用初期配向為垂直配向的液晶，以常黑顯示的液晶顯示裝置為主要對象，使上述本發明之第1實施形態之彩色濾光片基板、與形成有TFT等液晶驅動元件的陣列基板相對向，以在該等之間包夾液晶層的形式相貼合所構成的傾斜電場液晶顯示裝置者。因此，本實施形態之技術係可適用於使用初期配向為垂直配向，且在電壓施加時朝向基板面方向傾倒的液晶的液晶顯示裝置。此外，在本實施形態中，對於作為被設在陣列基板側之像素電極的第1電極、及電位與該第1電極不同的第2電極，活用在將作為第3電極的透明導電膜配設在彩色濾光片基板的電極構成中所產生的傾斜電場者。
在如上所示之傾斜電場液晶顯示裝置中，當在前述第1電極、與前述第2電極及作為前述透明導電膜的第3電極之間施加驅動電壓時，與前述開口部相對應的液晶區域中的液晶分子係通過前述開口部的中心，以關於俯視下呈2分的直線呈線對稱的相反方向傾倒的方式進行動作。
第1電極及第2電極係可形成為梳齒狀等線狀圖案的形狀。該等第1電極與第2電極的圖案的長邊方向亦可在形成於黑色矩陣之多角形開口部的一個像素內分為2個、或4個以上的方向。
如適用本實施態樣的第6圖或第14圖的液晶顯示裝置的模式剖面圖所示，可由第1電極的線狀圖案以寬度方向使第2電極的線狀圖案突出。突出部2a將於後詳述，其具有設定對液晶17施加驅動電壓後的液晶傾倒方向(液晶顯示時的配向方向)的作用。接近彩色濾光片基板側表面的液晶係藉由第1電極朝向作為透明導電膜的第3電極的方向的傾斜電場而發揮作用。使藉由該傾斜電場所致之液晶傾倒方向配合前述突出部2a的方向，藉此可將像素內的一個液晶域的液晶分子以相同方向高速傾倒。藉由將該液晶域在一個像素內形成2個、或4個以上，可確保廣視野。
可以矽來形成液晶顯示裝置的TFT，但是可藉由以例如氧化物半導體形成，來提升像素的開口率。氧化物半導體TFT之具代表性的通道材料中係可例示被稱為IGZO的銦、鎵、鋅的複合金屬氧化物。
此外，在可適用於本實施形態之液晶之中，可適於使用介電係數異方性為負的液晶且初期配向為垂直的液晶。此時，雖然使用垂直配向膜，但是藉由本實施形態之技術，可省略光配向或擦摩等配向處理。雖將於後述，在本實施形態中，並不需要在習知之VA(垂直配向)中為必須之89度等嚴謹的傾角控制，而可使用90度的初期垂直配向的液晶。此外，若為初期垂直配向，與初期水平配向的液晶顯示裝置不同，黏貼在液晶顯示裝置的雙面或單面的偏光板或相位差板的光軸相對合變得較不嚴謹。若為初期垂直配向，無施加電壓時的延遲為0nm，例如即使與偏光板的遲相軸稍微發生偏移，亦不易發生漏光，可得大致完全的黑顯示。在初期水平配向的液晶中，若與偏光板有數度的光軸偏移時，會發生漏光，以液晶顯示裝置對比的觀點來看，並不利。
參照第6圖、第7圖、第8圖、及第9圖，說明在本發明之第2實施形態之液晶顯示裝置中，彩色濾光片基板上的液晶分子、及與彩色濾光片基板相對向所配置的陣列基板上的液晶分子的動作。
第6圖係本發明之第2實施形態之液晶顯示裝置的模式剖面圖。以彩色濾光片基板10而言，係使用第5圖所示者。第7圖係第6圖的部分放大圖。
如第7圖所示，呈現初期垂直配向的液晶係除了黑色矩陣5與著色層重疊部6的肩部近傍的液晶分子17a以外，在彩色濾光片基板10表面及陣列基板20表面作垂直配向(液晶分子17b-17f)。液晶分子17a係在著色層重疊部6的肩部的初期配向狀態下呈斜向配向。
如第8圖所示，若對作為像素電極的第1電極1施加電壓時，著色重疊部6的肩部近傍的液晶分子17a係與由第1電極1朝向作為共通電極的第3電極23的方向的電力線30a呈垂直，而開始朝箭號方向傾倒。著色重疊部6的第3電極3係形成在黑色矩陣5上，因此接近第1電極1，對液晶分子17a係施加比其他液晶分子17d、17e、17f為更強的實效電壓。此外，彩色濾光片基板10的表面近傍的其他液晶分子係液晶分子17a的傾倒以面方向傳送而朝基板面的水平方向傾倒。此外，遠離像素中央的第1電極1的液晶分子17e、17f係同樣地與來自第1電極1之電力線30e、30f的方向呈垂直傾斜。但是，液晶分子17e 、17f係位於離第1電極1稍微遠的位置，對應該距離，傾斜的角度會變小。第9圖係顯示液晶分子的最終配向狀態。圖中，符號2c係表示位於黑色矩陣5的下方的第2電極(共通電極)。此外，在將黑色矩陣5形成在第3電極上的構成中，可藉由將黑色矩陣基材形成為高介電係數材料，將著色重疊部6的肩部近傍的液晶分子17a置放在強電場。
另一方面，與陣列基板20側相接的液晶分子係作為像素電極的第1電極1與作為共通電極的第2電極2的近傍，尤其第2電極2的突出部上的液晶分子17g、17h係與電力線30g、30h呈垂直，在施加電壓後馬上瞬時大幅傾倒。液晶分子17g、17h的動作快的理由在於第1電極1與第2電極2的距離極為接近，因此該等液晶分子係被置放於最強的電場之故。將液晶分子17g、17h的動作作為觸發器，與肩部近傍的液晶分子17a等的動作大致同步，像素(嚴謹而言為一個液晶域)內的液晶係朝同一方向同時傾倒。但是，如上所述，為第3電極3上的液晶、而且遠離第1電極1的位置的液晶分子的傾斜角係變小。
此外，為了容易使突出部上的液晶分子的傾倒指定方向，亦可附加：對第1電極的端部賦予錐部、加厚第1電極的膜厚、將第1電極下部的絕緣層部分進行蝕刻而使絕緣層變薄等加工。
在對液晶施加驅動電壓後，藉由如第6圖所示由像素中心呈對稱配設的第1電極1、第2電極2、第3電極3，如第8圖所示，液晶17係以對稱傾倒。藉由該對稱性，可擴大液晶顯示時的視角。
在第6圖所示之一般顯示區域中，按照施加於第1電極、第2電極及第3電極之間的電壓的高度來進行色階顯示。在動態顯示區域中，利用高於一般顯示區域的電壓而開始光透射。在第8圖中，由於光會透射第2透明樹脂層8上的薄的著色層的部分19，因此可進行更為明亮的顯示。亦即，藉由將施加於第1電極、第2電極及第3電極之間的驅動電壓形成為更高的電壓，可進行明亮的動態顯示。
此外，在一個像素配設2個主動元件(TFT元件)，例如，將接近第9圖所示之動態顯示區域的內側的1組第1電極以1個TFT元件作其他驅動，藉此可獨立調整動態顯示的明亮度。
第10圖係顯示使用第1圖所示之彩色濾光片基板10之液晶顯示裝置的模式剖面圖。該液晶顯示裝置的液晶分子的動作亦與以上說明的液晶顯示裝置相同。
將作為本發明之第3實施態樣之半透射型液晶顯示裝置的模式剖面圖顯示於第11圖。第11圖所示之液晶顯示裝置的陣列基板30係在像素中央具備有藉由鋁合金薄膜所得的光反射膜21。光反射膜係呈電性獨立。
在透射區域的液晶顯示係與上述第6圖、第7圖所示之一般顯示區域相同，藉由透射所得之一般的色階顯示區域。在反射區域中係調整該區域的液晶分子的傾斜，將其延遲(△nd)設為透射區域的延遲的大致一半，藉此可進行利用外光的反射顯示。反射區域中的液晶28由於位於遠離第1電極1的位置，伴隨施加電壓變化的液晶分子的配向變化會變得和緩。利用與液晶分子的配向變化急遽的透射顯示區域的差，可將透射光與反射光的施加電壓依存性形成為相似形。因此，將反射顯示與透射顯示以相同的驅動條件，可得高對比且不會色階反轉的良好的液晶顯示。在本實施態樣中，可不需要有反射區域所需的液晶胞厚調整層(相對透射區域的液晶的厚度為1/2的厚度調整層)。
接著，參照第12圖、第13圖、第14圖、第15圖、及第16圖，說明本發明之第4實施態樣之液晶顯示裝置之彩色濾光片基板的透明導電膜所形成的開縫(沒有形成透明導電膜的細線狀開口部)的作用。第14圖至第16圖係第11圖的部分放大圖，係彩色濾光片基板40上、與陣列基板50上的各個液晶的動作說明圖。
第12圖及第13圖係本發明之第4實施形態之液晶顯示裝置的模式剖面圖。突出電極構成的第1電極1與第2電極2係由像素中心呈對稱配設。在彩色濾光片基板40之像素中央係形成有朝向與紙面呈垂直方向沒有形成透明導電膜的開縫18。
藉由第14圖及第15圖，說明彩色濾光片基板面近傍之液晶17的配向及操作。如第14圖所示，在無施加電壓時，液晶17係除了液晶分子17a以外，垂直配向於彩色濾光片基板40面。如第15圖所示，若對第1電極1及第3電極3間施加電壓，著色層重疊部6的肩部近傍的液晶分子17a若欲與電力線41a呈垂直，則開始朝向箭號方向傾倒。像素中央的開縫18近傍的液晶17f若欲與電力線41f呈垂直，則開始朝向箭號方向傾倒。以該等液晶作為觸發器，彩色濾光片基板面側的液晶係由像素中心分別朝向相反的對稱方向傾倒。
藉由第16圖及第17圖，說明陣列基板面近傍之液晶17的配向及操作。第16圖係圖示初期垂直配向的液晶。第17圖係顯示在施加電壓後，在第1電極1與第2電極的突出部2a上開始傾倒的液晶分子17g、17h、17i。在陣列基板側，係以該等液晶為觸發器，同時由像素中心分別朝向相反的對稱方向傾倒。
第18圖及第19圖係說明使用在第1透明樹脂層7之像素中心近傍配設有1組線狀導體4的彩色濾光片基板60之本發明之第5實施形態之液晶顯示裝置的部分放大圖。在第19圖中顯示施加電壓後的液晶分子的動作。像素中心近傍的液晶分子17f係比前述第17圖中的液晶分子17f更為迅速地大幅朝向箭號方向傾倒。此係因為與第3電極為相同的共通電位的線狀導體4被形成在更接近第1電極1的位置，因此第19圖所示之液晶分子17f係被置放在更高的電場，因此響應變快。此外，在第18圖及第19圖中，係在作為第3電極的透明導電膜3形成有開縫，但是亦可未形成。此外，在前述實施態樣中，第1電極與第2電極的重疊部2b係可作為輔助容量加以使用。
在此簡單說明本說明書中的技術用語。
黑色矩陣係指為了使液晶顯示的對比提升，被配設在作為顯示的最小單位的像素的周圍、或像素的兩邊的遮光性圖案。遮光層係指使遮光性顏料分散在透明樹脂的遮光性塗膜，一般被賦予感光性，藉由包含曝光‧顯影的光微影手法進行圖案形成而得。
著色層係指將有機顏料分散在透明樹脂的著色組成物塗膜。將著色層利用周知的光微影手法以與黑色矩陣的一部分相重疊的方式進行圖案形成者稱為著色像素。著色像素的實效大小係與黑色矩陣的開口部大致相同。
相向的邊呈平行的多角形係可使用例如長方形等四角形、平行四邊形、六角形、第20A圖所示之在像素中央折曲的多角形等。
在本實施形態中係可使用介電係數異方性為負的液晶。例如，以介電係數異方性為負的液晶而言，可使用在室溫附近複折射率為0.1左右的向列液晶。液晶層的厚度並不需要特別限定，在本實施形態中可實效性使用的液晶層的△nd係在透射顯示區域或透射顯示中大約為250nm至500nm的範圍。調整前述反射顯示區域中的液晶分子的傾倒，可將半反射部的液晶層的△nd的平均由1/2的125nm形成為250nm。
在詳述如下之本發明之實施例中，以液晶材料而言，可使用在分子構造內具有氟原子的液晶材料(以下記述為氟系液晶)。
此外，在液晶驅動的電壓施加時，由於在第1電極與第2電極的突出部在實質上發生強電場，因此可使用比習知之垂直配向所使用的液晶材料為更低介電係數(介電係數異方性較小的)的液晶材料，來進行液晶驅動。一般而言，介電係數異方性小的液晶材料係其黏度低，且在施加相同程度的電場強度時，可得高速響應。此外，在氟系液晶中，由於介電係數低，因此離子性雜質取入亦少，因雜質所造成之電壓保持率降低等性能的劣化亦小，不易發生顯示不均。
本發明亦可適用水平配向的液晶。若為初期水平配向的液晶，藉由施加驅動電壓而使液晶由基板面朝向垂直方向豎立，而由光透射。在本發明中，在技術上亦可適用介電係數異方性為正，且初期水平配向液晶。但是，為確保初期水平配向，必須進行對配向膜的擦摩等配向處理，俾以單義決定液晶的配向方向。若為初期配向為垂直的液晶，則可省略擦摩處理或光配向處理。由該觀點來看，在本發明中較佳為適用垂直配向的液晶。
本實施形態之液晶顯示裝置之陣列基板側的第1電極1及第2電極2的材料係可使用上述ITO等導電性金屬氧化物。或者，可採用導電性高於金屬氧化物的金屬。此外，若為反射型或半透射型的液晶顯示裝置，亦可在第1電極1及第2電極2的任一者使用鋁、鋁合金的薄膜。
如第6圖等所示，第1電極1、第2電極2、及主動元件的金屬配線等係在其間隔著氮化矽(SiNx)或氧化矽(SiOx)等絕緣層22而形成。絕緣層22的膜厚係依液晶的驅動條件而異，因此並未特別規定，但是可選自例如100nm至600nm的範圍。在第7圖中係省略圖示TFT元件或與TFT元件相連接的金屬配線。
此外，藉由具有與屬於導電性金屬氧化物的ITO為低接觸性的鋁合金的單層而分別形成閘極配線及源極配線的技術係已揭示於例如日本特開2009-105424號公報。此外，在第1電極上另外層積絕緣層係具有液晶驅動時的液晶殘像(電荷的偏向或蓄積造成影響)的緩和效果，較為理想。此外，亦可以鋁合金的薄膜等如第11圖所示配設光的反射膜。反射膜係可作電性獨立，亦可除了與第1電極相連接的主動元件以外，另外形成與反射膜相連接的主動元件而施加不同的電壓。
梳齒狀的電極圖案若以電性連接2條以上2μm至20μm之寬幅的線狀導體即可，該連繋部分可為單側或兩側的任一者。梳齒狀圖案的間隔係在大約3μm至100μm的範圍，配合液晶胞條件、液晶材料來作選擇即可。梳齒狀圖案的形成密度或間距、電極幅係可在一個像素內變更形成。
第2電極2係例如第6圖等所示，可朝向第1電極1之電極寬度的單一方向突出形成。所突出的方向係成為由像素中心呈線對稱或點對稱。突出量係可利用所使用的液晶材料或驅動條件、液晶胞厚度等尺度來作各種調整。突出部分即使為1μm至5μm的較小的量亦足夠。重疊部分係可作為有關液晶驅動的輔助容量加以使用。
此外，第2電極2的突出(以下有時將第1電極1與第2電極2的突出構成僅稱為突出電極構成)方向較佳為以由矩形像素中央呈點對稱或線對稱，且為相反的方向。此外，較佳為俯視下，朝向與朝向第2透明樹脂層8的方向為相反的方向突出的圖案。
梳齒狀電極的圖案亦可為俯視下呈V字狀或斜向。或者第1電極1及第2電極2亦可如第22A圖及22B所示，以1/4像素單位各改變90°的方向的梳齒狀圖案。藉此，在施加驅動液晶的電壓時，俯視下以點對稱區分為4個動作，像素的顯示區域係被區分為4個動作區域。此時，梳齒狀電極係可相對像素的中心線以45°的方向傾斜。該等電極圖案較佳為由像素中心觀看為點對稱或線對稱。第1電極1及第2電極2的個數、電極間距、電極寬度係可適當選擇。
將可適用於以上實施形態之第1電極1之俯視圖案形狀之例顯示於第20A圖、第20B圖、第21A圖、第21B圖、第22A圖、及第22B圖。對第1電極1施加驅動液晶的電壓，但是第2電極2、配設在彩色濾光片基板側之作為透明導電膜3的第3電極係可形成為共通的電位(common)。此外，在第20A圖、第20B圖、第21A圖、第21B圖、第22A圖、及第22B圖中，元件符號25係表示黑色矩陣5的開口部(多角形的著色像素)，9係表示液晶分子傾倒的方向。
在上述實施形態之技術特徵之中，彙整具備突出電極構成的液晶顯示裝置中的液晶的動作或其作用如以下所示。
(1)以液晶而言，使用具有負的介電係數異方性且初期配向為垂直的液晶，可省略在習知中為必須的配向處理。
(2)供視角放大之用的液晶的晶域形成係由突出電極構成來擔負。亦即，將突出電極構成形成為在一個像素之中以2個方向、或4個以上的不同方向傾斜的圖案，藉此可在對液晶施加驅動電壓後形成液晶域，而可放大視角。
(3)彩色濾光片基板側的液晶分子係初期配向為垂直，但是可將對液晶分子施加驅動電壓時的傾斜電場使用在液晶分子的傾倒(施加電壓後的液晶的配向方向)。
(4)藉由將彩色濾光片基板側的液晶的傾倒與前述突出電極構成的突出方向相配合，藉此可使液晶的向錯減少，而且可進行高速、高透射率的液晶顯示。
以上的液晶的動作及其作用在以上之實施形態及後述實施例中為共通。
在以上實施形態中，著色層的比介電係數係為較重要的特性，但是依作為著色劑所添加的有機顏料對透明樹脂的比率(作為彩色濾光片的色彩重現)而大致作單義性決定，因此難以使著色層的比介電係數大幅變化。換言之，著色層中的有機顏料的種類或含量係由作為液晶顯示裝置所需的色純度來作設定，藉此，著色層的比介電係數亦大致決定。此外，藉由提高有機顏料的比率而將著色層薄膜化，可將比介電係數形成為4以上。此外，藉由使用高折射率材料作為透明樹脂，可提高些微的比介電係數。使用有機顏料的著色層的比介電係數係大概在2.9至4.5的範圍。
後述實施例中的著色層或遮光層的比介電係數係使用Solartron公司製阻抗分析儀1260型，以電壓3V的條件，以120、240、480Hz的頻率進行測定。測定試料係在將藉由鋁薄膜所得的導電膜進行圖案形成後的玻璃基板上，將著色層或遮光層進行塗布.硬膜化(膜厚係與後述實施例相同)，此外，在該著色層之上形成有藉由鋁薄膜所得的導電膜圖案。以下有時將著色層的比介電係數稱為著色像素的比介電係數。
彩色濾光片的著色像素的比介電係數係可將不同顏色的著色像素間的比介電係數的值設為±0.3以內，俾以避免液晶顯示下的顏色不均或漏光。在本發明之驅動方式或FFS(Fringe-Field Switching)方式的液晶顯示裝置中，若著色像素間的比介電係數的差超過0.8或1.0時，會有在液晶顯示中發生顏色不均或漏光的情形。
著色像素的比介電係數將在以下實施例中詳述，經本發明人等研究結果，藉由作為色劑之有機顏料的選擇及顏料比率、母材的樹脂及分散材以外的材料選擇，可抑制為4.4以下。如後所述，在綠色像素的有機顏料，相較於鹵化銅酞青綠色顏料，以鹵化鋅酞青綠色顏料為佳。藉由將後者作為綠色像素的主要色劑，可減小綠色像素的比介電係數，可易於與紅色像素與藍色像素所具有的比介電係數的值相一致。或者，在液晶驅動中，液晶的豎立在光的短波長側(藍色像素)較快、在長波長側(紅色像素)較慢時，可依照光波長的順序來調整著色像素的比介電係數的大小。
此外，將鹵化鋅酞青綠色顏料形成為綠色像素的主要色材意指在混合使用2種以上的顏料時，鹵化鋅酞青綠色顏料的添加量為最多。
此外，藉由使彩色濾光片構成構件的比介電係數的值小於作為液晶顯示裝置所使用之液晶的介電係數異方性Δε的值，可提供不會妨礙液晶驅動的條件。在形成彩色濾光片的著色像素時，通常使用感光性的丙烯酸樹脂。一般而言，丙烯酸樹脂等透明樹脂的比介電係數為大約2.8前後。經本發明人等研究結果，作為有機顏料之分散系的著色像素的比介電係數的下限為大約2.9。形成黑色矩陣時所使用的遮光層係可藉由作為黑色色劑之碳對透明樹脂的添加量，將其比介電係數設定為6以上，例如16。若將遮光層的色劑全部形成為有機顏料時，可將其比介電係數設為4.4以下之較小的值。
在屬於高對比且廣視角之具代表性的液晶驅動方式的IPS(橫電場方式)或FFS方式的液晶顯示裝置中，大部分使用介電係數異方性為4.5前後的液晶，俾供高速響應或降低驅動電壓之臨限值。若將該等液晶適用在本發明之實施形態時，以彩色濾光片構成下的著色層或透明樹脂層的比介電係數為4.4以下為宜。若至少與所使用的液晶的介電係數異方性的值相等，則可提供對第1電極與第3電極間之電場形成妨礙較少的彩色濾光片。若為垂直配向且介電係數異方性為負的液晶，由於依其驅動條件會影響可靠性，因此有選擇介電係數異方性的絕對值為3.8以下的液晶的情形。本發明之彩色濾光片構成中的著色層或透明樹脂層的比介電係數係以3.8以下為更佳。此外，以第1及第2透明樹脂層而言，藉由使用低比介電係數的樹脂材料，作為彩色濾光片之像素，可將外觀上的比介電係數形成為低於著色層單體者。
以下例示可使用於以上說明之實施形態之彩色濾光片基板的透明樹脂及有機顏料等。
(透明樹脂)
形成遮光層或著色層時所使用的感光性著色組成物，除了顏料分散體之外，另外含有多官能單體、感光性樹脂、非感光性樹脂、聚合起始劑、溶劑等。感光性樹脂及非感光性樹脂等均為可用在本發明之實施形態中的透明性高的有機樹脂，通稱為透明樹脂。
透明樹脂包含有熱塑性樹脂、熱硬化性樹脂、及感光性樹脂。以熱塑性樹脂而言，列舉如：縮丁醛樹脂、苯乙烯-馬來酸共聚物、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚氯乙烯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、聚胺甲酸酯系樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸系樹脂、醇酸樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚醯胺樹脂、橡膠系樹脂、環化橡膠系樹脂、纖維素類、聚丁二烯、聚乙烯、聚丙烯、聚醯亞胺樹脂等。此外，以熱硬化性樹脂而言，列舉如：環氧樹脂、苯并胍胺樹脂、松香改質馬來酸樹脂、松香改質富馬酸樹脂、三聚氰胺樹脂、脲樹脂、酚樹脂等。熱硬化性樹脂亦可使用使三聚氰胺樹脂與含有異氰酸酯基之化合物起反應所得者。
(鹼可溶性樹脂)
在形成上述實施形態所使用之遮光層、光散射層、著色層以及胞間隙限制層時，較佳為使用可經光微影而形成圖案的感光性樹脂組成物。以該感光性樹脂組成物所含有的透明樹脂而言，期望為賦予鹼可溶性之樹脂。以鹼可溶性樹脂而言，若為包含羧基或羥基的樹脂，則無特別限定。列舉如：丙烯酸環氧酯系樹脂、酚醛清漆樹脂、聚乙烯酚系樹脂、丙烯酸系樹脂、含羧基之環氧樹脂、含羧基之胺甲酸酯樹脂等。其中，以丙烯酸環氧酯系樹脂、酚醛清漆樹脂、丙烯酸系樹脂為佳，以丙烯酸環氧酯系樹脂、酚醛清漆樹脂為特佳。
(丙烯酸樹脂)
可例示以下之丙烯酸系樹脂，作為以上實施形態可採用的透明樹脂之代表。
丙烯酸系樹脂係使用下述單體而得之聚合物，該等單體可列舉如：(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)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸月桂酯等(甲基)丙烯酸烷酯；(甲基)丙烯酸羥基乙酯、(甲基)丙烯酸羥基丙酯等含羥基之(甲基)丙烯酸酯；(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯、縮水甘油(甲基)丙烯酸酯等含醚基之(甲基)丙烯酸酯；及(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯等脂環式(甲基)丙烯酸酯等。
此外，以上所列舉之單體可單獨使用，亦可將2種以上合併使用。更且，亦可為可與該等單體共聚之苯乙烯、環己基馬來醯亞胺、及苯基馬來醯亞胺等化合物的共聚物。
此外，例如即使藉由使(甲基)丙烯酸等具有乙烯性不飽和基之羧酸共聚而得的共聚物、與縮水甘油甲基丙烯酸酯等含有環氧基及不飽和雙鍵的化合物起反應、或即使藉由在縮水甘油甲基丙烯酸酯等含有環氧基之(甲基)丙烯酸酯的聚合物、或該聚合物與其他之(甲基)丙烯酸酯的共聚物上使(甲基)丙烯酸等含羧酸之化合物加成，亦可得具有感光性之樹脂。
更且，例如即使藉由使甲基丙烯酸羥基乙酯等單體之具有羥基之聚合物、與甲基丙烯醯氧乙基異氰酸酯等之具有異氰酸酯基及乙烯性不飽和基之化合物起反應，亦可得具有感光性之樹脂。
而且，如上所述，使具有複數羥基之甲基丙烯酸羥基乙酯等之共聚物與多元酸酐起反應，在共聚物中導入羧基，可得具有羧基之樹脂。具有羧基之樹脂的製造方法並非侷限於該方法。
以上述反應所使用之酸酐之例而言，列舉如：丙二酸酐、琥珀酸酐、馬來酸酐、衣康酸酐、酞酸酐、四氫酞酸酐、六氫酞酸酐、甲基四氫酞酸酐、及苯偏三酸酐等。
上述丙烯酸系樹脂之固形分酸值宜為20至180 mgKOH/g。酸值小於20 mgKOH/g時，感光性樹脂組成物之顯影速度過慢，使顯影所需時間增多而有生產性變差之傾向。並且，固形分酸值大於80 mgKOH/g時，相反地，顯影速度過快，而有顯影後產生圖案剝落或圖案缺損之不良情形的傾向。
更且，上述丙烯酸系樹脂具有感光性時，該丙烯酸樹脂之雙鍵當量宜為100以上，以100至2000為較佳，以100至1000為最佳。雙鍵當量超出2000時，會有無法得到充分之光硬化性的情形。
(光聚合性單體)
以光聚合性單體之例而言，列舉如：(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸環己酯、二(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、三(甲基)丙烯酸新戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙烷酯、六(甲基)丙烯酸二新戊四醇酯、(甲基)丙烯酸三環癸烷酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環氧酯等各種丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、苯乙烯、乙酸乙烯酯、(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺、丙烯腈等。
並且，以使用使具有羥基之(甲基)丙烯酸酯與多官能異氰酸酯起反應而得的具有(甲基)丙烯醯基之多官能甲基丙烯酸聚胺酯為佳。此外，具有羥基之(甲基)丙烯酸酯與多官能異氰酸酯之組合為任意，並非為特別限定者。並且，可單獨使用1種多官能甲基丙烯酸聚胺酯，亦可將2種以上組合使用。
(光聚合起始劑)
以光聚合起始劑而言，列舉如：4-苯氧基二氯苯乙酮、4-第三丁基二氯苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、1-(4-異丙苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-福林基苯基)-丁烷-1-酮等苯乙酮系化合物；苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻異丙基醚、苄基二甲基縮酮等苯偶姻系化合物；二苯甲酮、苯甲醯苯甲酸、苯甲醯苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羥基二苯甲酮、丙烯酸化二苯甲酮、4-苯甲醯基-4’-甲基二苯基硫醚等二苯甲酮系化合物；噻噸酮、2-氯噻噸酮、2-甲基噻噸酮、異丙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮等噻噸酮系化合物；2,4,6-三氯-s-三、2-苯基-4,6-二(三氯甲基)-s-三、2-(對甲氧苯基)-4,6-二(三氯甲基)-s-三、2-(對甲苯基)-4,6-二(三氯甲基)-s-三、2-胡椒基-4,6-二(三氯甲基)-s-三、2,4-二(三氯甲基)-6-苯乙烯基-s-三、2-(萘並-1-基)-4,6-二(三氯甲基)-s-三、2-(4-甲氧基-萘-1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三、2,4-三氯甲基-(胡椒基)-6-三、2,4-三氯甲基-(4’-甲氧基苯乙烯基)-6-三等三系化合物；1,2-辛烷二酮、1-[4-(苯硫基)-2-(O-苯甲醯肟)]、O-(乙醯基)-N-(1-苯基-2-側氧基-2-(4’-甲氧基-萘基)亞乙基)羥基胺等肟酯系化合物；雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)苯基膦氧化物、2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基膦氧化物等膦系化合物；9,10-菲醌、樟腦醌、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；二茂鈦系化合物等。在提高感度上，以肟衍生物類(肟系化合物)為有效。該等可單獨使用，亦可將2種以上組合使用。
(增敏劑)
以併用光聚合起始劑與增敏劑為佳。以增敏劑而言，亦可併用α-醯氧基酯、醯膦氧化物、乙醛酸甲基苯酯、苄基-9,10-菲醌、樟腦醌、蒽醌、4,4’-二乙基異二苯酞內酯、3,3’,4,4’-四(第三丁基過氧化羰基)二苯基酮、4,4’-二乙胺基二苯基酮等之化合物。
相對於光聚合起始劑100質量份，增敏劑可含有0.1質量份至60質量份的量。
(乙烯性不飽和化合物)
上述光聚合起始劑宜與乙烯性不飽和化合物共同使用。以乙烯性不飽和化合物而言，意指分子內具有1個以上乙烯性不飽和鍵之化合物。其中，從可擴大聚合性、交聯性、及隨此之曝光部與非曝光部之顯影液溶解性之差異等來看，宜為分子內具有2個以上乙烯性不飽和鍵之化合物。並且，以該不飽和鍵為源自(甲基)丙烯醯氧基之(甲基)丙烯酸酯化合物為特佳。
以分子內具有1個以上乙烯性不飽和鍵之化合物而言，列舉如：(甲基)丙烯酸、巴豆酸、異巴豆酸、馬來酸、衣康酸、焦檸檬酸等不飽和羧酸，及其烷基酯；(甲基)丙烯腈；(甲基)丙烯醯胺；苯乙烯等。以分子內具有2個以上乙烯性不飽和鍵之化合物而言，其代表可列舉如：不飽和羧酸與多羥基化合物之酯類、含(甲基)丙烯醯氧基之磷酸酯類、(甲基)丙烯酸羥基酯化合物與多元異氰酸酯化合物之(甲基)丙烯酸聚胺酯類、以及(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸羥基酯化合物與聚環氧化合物之(甲基)丙烯酸環氧酯類等。
上述光聚合起始劑、增敏劑、及乙烯性不飽和化合物係可添加在包含形成後述相位差層時所使用的聚合性液晶化合物的組成物。
(多官能硫醇)
在感光性著色組成物可含有作為鏈轉移劑之作用的多官能硫醇。多官能硫醇如為具有2個以上硫醇基之化合物即可，可列舉如：己二硫醇、癸二硫醇、1,4-丁二醇二硫丙酸酯、1,4-丁二醇二巰基乙酸酯、乙二醇二巰基乙酸酯、乙二醇二硫丙酸酯、三羥甲基丙烷三巰基乙酸酯、三羥甲基丙烷三硫丙酸酯、三羥甲基丙烷三(3-巰基丁酸)酯、新戊四醇四(巰基乙酸)酯、新戊四醇四硫丙酸酯、三巰基丙酸三(2-羥乙基)三聚異氰酸酯、1,4-二甲基巰基苯、2,4,6-三巰基-s-三、2-(N,N-二丁胺基)-4,6-二巰基-s-三等。
該等多官能硫醇可使用1種，亦可將2種以上混合使用。多官能硫醇在感光性著色組成物中，相對於顏料100質量份，宜使用0.2至150質量份之量，以0.2至100質量份之量更佳。
(儲存安定劑)
在感光性著色組成物可含有儲存安定劑，俾以使組成物之經時黏度安定化。以儲存安定劑而言，列舉如：芐基三甲基氯化物、二乙基羥基胺等4級銨氯化物、乳酸、草酸等有機酸及其甲基酯、第三丁基鄰苯二酚、三乙膦、三苯膦等之有機膦、亞磷酸鹽等。
(密著促進劑)
在感光性著色組成物亦可含有矽烷偶合劑等之密著促進劑，俾以提高與基板間之密著性。
(溶劑)
在感光性著色組成物調配水及有機溶劑等之溶劑，俾以可均勻地塗布在基板上。並且，本實施形態中所使用之組成物為彩色濾光器之著色層時，溶劑亦具有使顏料均勻分散之功能。以溶劑而言，列舉如：環己酮、乙基溶纖劑醋酸酯、丁基溶纖劑醋酸酯、1-甲氧基-2-丙基醋酸酯、二乙二醇二甲基醚、乙基苯、乙二醇二乙謎、二甲苯、乙基溶纖劑、甲基正戊基酮、丙二醇單甲醚、甲苯、甲乙酮、醋酸乙酯、甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、異丁酮、石油系溶劑等，該等可單獨使用，亦可混合使用。溶劑在著色組成物中，相對於顏料100質量份，可含有800質量份至4000質量份，以含有1000質量份至2500質量份為佳。
(有機顏料)
以紅色顏料而言，可使用例如：C.I.顏料紅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。
以黃色顏料而言，列舉有例如：C.I.顏料黃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。
以藍色顏料而言，可使用例如C.I.顏料藍15、15：1、15：2、15：3、15：4、15：6、16、22、60、64、80等，在該等之中，以C.I.顏料藍15：6為佳。
以紫色顏料而言，可使用例如：C.I.顏料紫1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等，在該等之中，以C.1.顏料紫23為佳。
以綠色顏料而言，係可使用例如：C.1.顏料綠1、2、4、7、8、10、13、14、15、17、18、19、26、36、45、48、50、51、54、55、58等，在該等之中，係以屬於鹵化鋅酞青綠色顏料的C.I.顏料綠58為佳。
以下在C.I.顏料的顏料種類的記載中，有僅省略記載為PB(顏料藍)、PV(顏料紫)、PR(顏料紅)、PY(顏料黃)、PG(顏料綠)等的情形。
(遮光層的色材)
遮光層或黑色矩陣所含有的遮光性色材係藉由在可見光波長區域具有吸收而呈現遮光功能的色材。在本實施形態中，在遮光性色材列舉有例如有機顏料、無機顏料、染料等。以無機顏料而言，列舉如碳黑、氧化鈦等。以染料而言，列舉如偶氮系染料、蒽醌系染料、酞青系染料、醌亞胺系染料、喹啉系染料、硝系染料、羰基系染料、次甲基系染料等。關於有機顏料，係可採用前述有機顏料。此外，遮光性成分係可使用1種，亦可以任意的組合及比率來併用2種以上。此外，亦可進行藉由該等色材的表面的樹脂被覆所致的高體積電阻化，相反地，亦可進行對樹脂的母材提高色材含有比率而賦予些微的導電性所致的低體積電阻化。但是，如此之遮光性材料的體積電阻值為大約1×108 ～1×1015 Ω‧cm的範圍，因此並非為會影響透明導電膜的電阻值的等級。同樣地，遮光層的比介電係數亦可以色材的選擇或含有比率在大約3～11的範圍進行調整。遮光層、第1透明樹脂層、著色層的比介電係數係可配合液晶顯示裝置的設計條件或液晶的驅動條件來進行調整。
(分散劑‧分散助劑)
如使用高分子分散劑作為顏料分散劑時，由於經時之分散安定性優異，故較佳。以高分子分散劑而言，列舉如：胺甲酸酯系分散劑、聚乙亞胺系分散劑、聚氧乙烯烷基醚系分散劑、聚氧伸乙二醇二酯系分散劑、山梨醇酐脂肪族酯系分散劑、脂肪族改質聚酯系分散劑等。其中，特別以含有氮原子之接枝共聚物所成之分散劑，對於大量含有顏料之本實施形態所使用之遮光性感光性樹脂組成物，在顯影性方面為佳。
以該等分散劑的具體例而言，以商品名，可列舉EFKA(EFKA Chemicals B.V.(EFKA)公司製)、Disperbik(Byk-Chemie公司製)、Disparlon(楠本化成公司製)、SOLSPERSE(Lubrizol公司製)、KP(信越化學工業公司製)、Polyflow(共榮社化學公司製)等。該等分散劑係可使用1種，亦可以任意的組合及比率來併用2種以上。
以分散助劑而言，可使用例如色素衍生物等。以色素衍生物而言，列舉如：偶氮系、酞青系、喹吖酮系、苯并咪唑酮系、喹啉黃系、異吲哚啉酮系、二系、蒽醌系、陰丹士林系、苝系、紫環酮系、二酮吡咯并吡咯系、二系等衍生物，其中以喹啉黃系為佳。
以色素衍生物之取代基而言，列舉如：磺酸基、磺醯胺基及其四級鹽、酞醯亞胺甲基、二烷胺基烷基、羥基、羧基、醯胺基等與顏料骨架直接鍵結或介由烷基、芳基、雜環基等而鍵結者。該等之中，以磺酸基為佳。並且，該等取代基可在一個顏料骨架中取代複數。
以色素衍生物之具體例而言，列舉如：酞青素之磺酸衍生物、喹啉黃之磺酸衍生物、蒽醌之磺酸衍生物、喹吖酮之磺酸衍生物、二酮基吡咯並吡咯之磺酸衍生物、二之磺酸衍生物等。
以上之分散助劑及色素衍生物係可使用1種，亦可以任意的組合及比率來併用2種以上。
以下說明本發明之各種實施例。
[實施例1]
如以下製造第1圖所示之彩色濾光片基板10。
[黑色矩陣的形成]
(黑色矩陣形成用分散液)
將碳顏料#47(三菱化學公司製)20質量份、高分子分散劑BYK-182(Byk-Chemie公司製)8.3質量份、銅酞青衍生物(東洋油墨製造公司製)1.0質量份、及丙二醇單甲醚乙酸酯71質量份，用珠粒磨機分散機加以攪拌，製作出碳黑分散液。
(黑色矩陣形成用光阻)
以遮光層的材料而言，使用以下材料來製作黑色矩陣形成用阻劑1。
碳黑分散液：顏料#47(三菱化學公司製)
透明樹脂：V259-ME(新日鐵化學公司製)(固形分56.1質量%)
光聚合性單體：DPHA(日本化藥公司製)
起始劑：OXE-02(汽巴精化公司製)
OXE-01(汽巴精化公司製)
溶劑：丙二醇單甲醚乙酸酯
3-乙氧基丙酸乙酯
調平劑：BYK-330(Byk-Chemie公司製)
將以上材料以下列組成比混合攪拌，形成為黑色矩陣形成用阻劑1(固形分中的顏料濃度：約20%)。
碳黑分散液　3.0質量份
透明樹脂　1.4質量份
光聚合性單體　0.4質量份
光聚合起始劑　OXE-01　0.67質量份
光聚合起始劑　OXE-02　0.17質量份
丙二醇單甲醚乙酸酯　14質量份
3-乙氧基丙酸乙酯　5.0質量份
調平劑　1.5質量份
(黑色矩陣形成條件)
在屬於無鹼玻璃的透明基板1上旋塗上述黑色矩陣形成用阻劑1且使其乾燥，製作出膜厚1.5μm的塗膜。在將該塗膜以100℃乾燥3分鐘後，使用具有黑色矩陣的圖案寬度(相當於黑色矩陣的畫線寬度)24.5μm的開口的曝光用光罩，使用超高壓水銀燈作為光源而進行200mJ/cm2 照射。
接著，以2.5%碳酸鈉水溶液顯影60秒鐘，顯影後充分水洗，另外乾燥後，以230℃進行加熱處理60分鐘而使圖案呈硬膜而形成黑色矩陣5。黑色矩陣5的畫線寬度為約24μm，形成在長方形像素的周圍(4邊)。由後述透明導電膜面之黑色矩陣畫線端部的傾斜角度為約45度。
[透明導電膜的成膜]
接著，使用濺鍍裝置，以0.14μm的膜厚形成由ITO(銦錫的金屬氧化物薄膜)所構成之透明導電膜3(第3電極)。
[第2透明樹脂層的形成]
(樹脂A的合成)
在可拆式燒瓶中，添加丙二醇單甲醚乙酸酯686質量份、縮水甘油(甲基)丙烯酸酯332質量份、偶氮雙異丁腈6.6質量份，在氮氣環境下以80℃加熱6小時而得樹脂溶液。
接著，在所得的樹脂溶液，添加丙烯酸168質量份、甲氧苯酚0.05質量份、三苯基膦0.5質量份，一面吹入空氣，一面以100℃加熱24小時，而得丙烯酸加成樹脂溶液。
此外，在所得之丙烯酸加成樹脂溶液添加四氫酞酸酐186質量份，以70℃加熱10小時時間而得樹脂A溶液。
(感光性樹脂液A的調製)
以下列組成調製負型的感光性樹脂液A。
樹脂A　200質量份
光聚合性單體
二新戊四醇五及六丙烯酸酯　20質量份
光聚合起始劑
(汽巴精化公司製，Irgacure907)　10質量份
溶劑(丙二醇單甲醚乙酸酯)　280質量份
使用具有上述感光性樹脂溶液A、及第2透明樹脂層之圖案(開口部)的光罩，以周知的光微影手法形成第2透明樹脂層8。將第2透明樹脂層8的膜厚形成為1.3μm，以線寬20μm形成在像素的中央，而且黑色矩陣開口部的長邊方向。
[著色像素的形成]
《著色層形成用分散液》
以分散在著色層的有機顏料而言，使用如下者。
紅色用顏料：C.I.顏料紅254(汽巴精化公司製「IRGAPHOR Red B-CF」)、C.I.顏料紅177(汽巴精化公司製「CROMOPHTAL Red A2B」)
綠色用顏料：C.I.顏料綠58(DIC公司製)、C.I. C.I.顏料黃150(Bayer公司製「Fanchon Fast Yellow Y-5688」)
藍色用顏料：C.I.顏料藍15(東洋油墨製造製「Lionol Blue ES」)
C.I.顏料紫23(BASF公司製「Paliogen Violet 5890」)
使用以上顏料，製作出紅色、綠色、及藍色的各色分散液。
<紅色分散液＞
紅色顏料：C.I.顏料紅254　18質量份
紅色顏料：C.I.顏料紅177　2質量份
丙烯酸清漆(固形分20質量%)　108質量份
在將上述組成的混合物均勻攪拌後，使用玻璃珠，以混砂機分散5小時，以5μm過濾器過濾而製作紅色顏料分散液。
＜綠色分散液＞
綠色顏料：C.I.顏料綠58　16質量份
綠色顏料：C.I.顏料黃150　8質量份
丙烯酸清漆(固形分20質量%)　102質量份
對上述組成的混合物，使用與紅色顏料分散液相同的製作方法，來製作綠色顏料分散液。
＜藍色分散液＞
藍色顏料：C.I.顏料藍15　50質量份
藍色顏料：C.I.顏料紫23　2質量份
分散劑(Zeneca公司製「Solspers 20000」)6質量份
丙烯酸清漆(固形分20質量%)　200質量份
對上述組成的混合物，使用與紅色顏料分散液相同的製作方法，來製作藍色顏料分散液。
《著色像素形成》
使用下列表1所示調配組成的著色像素形成用彩色阻劑，形成著色層。
著色層的形成係首先如第1圖所示，在形成有黑色矩陣5、透明導電膜3、及第2透明樹脂層8的基板1上，藉由旋塗而將紅色像素形成用彩色阻劑以完工膜厚成為2.5μm的方式進行塗布。以90℃進行5分鐘乾燥後，通過著色像素形成用的光罩，而以300mJ/cm2 的照射量照射高壓水銀燈的光，以鹼顯影液顯影60秒鐘，將條狀的紅色著色像素15，以與第2透明樹脂層8相重疊的方式形成在像素區域上。之後，以230℃進行30分鐘燒成。
此外，以光罩而言，係使用第2透明樹脂層8上的薄的著色層的膜厚在曝光‧顯影後成為大約1.3μm，以像素全體硬膜後成為大致平坦的方式，在相當於第2透明樹脂層8的位置設置半色調部者。以下的綠色像素及藍色像素形成用光罩亦同樣地，使用在像素中央部設有半色調部者。
接著，綠色像素形成用阻劑亦同樣地藉由旋塗，以完工膜厚成為2.5μm的方式，而且以覆蓋第2透明樹脂層8的方式進行塗布。在以90℃乾燥5分鐘之後，以在與紅色像素15相鄰接的位置形成圖案的方式，通過光罩進行曝光、顯影，藉此形成綠色像素14。此外，包括本實施例，彩色濾光片基板的製造係使用周知的光微影技術。
此外，與紅色、綠色同樣地，關於藍色像素形成用阻劑，亦得完工膜厚為2.5μm且與紅色像素、綠色像素相鄰接的藍色像素16。因此在基板1上形成有紅、綠、藍3色的著色像素。之後，以230℃進行30分鐘熱處理而形成為硬膜。
[第1透明樹脂層的形成]
(樹脂B的合成)
在1L容積的5口燒瓶中加入甲基丙烯酸正丁酯75g、甲基丙烯酸30g、甲基丙烯酸2-羥基乙酯25g、丙二醇單甲醚乙酸酯300g，於氮氣環境下添加AIBN 2g，在80至85℃下反應8小時。更且，以使該樹脂之不揮發份成為20質量%之方式，以丙二醇單甲醚乙酸酯調製，而得樹脂B之溶液(鹼可溶性樹脂B)。
(樹脂塗布液B)
作成以下材料作為第1透明樹脂層形成用的樹脂塗布液B。
將環己酮32g、二乙二醇二甲醚38g放入試樣瓶中。一面攪拌一面加入環氧樹脂：ESF-300(新日鐵化學公司製)13g、脂環式多官能環氧樹脂：EHPE3150(Daicel化學工業公司製造)7g、脂環式環氧樹脂：CELLOXIDE 2021P(Daicel化學工業公司製造)5g，使其完全溶解。接著，添加酸酐、苯偏三酸酐3.0g，充分攪拌溶解後，再加入矽烷偶合劑(Chisso公司製，S-510)1.2g、界面活性劑(住友3M公司製造；Fluorad FC-430)0.11g，並充分攪拌。將此過濾而得樹脂塗布液B。
在著色層14、15、16上塗布樹脂塗布液B，以90℃進行120秒鐘預焙，在預定的部位曝光、顯影，另外以230℃燒成30分鐘，藉此形成第1透明樹脂層7，而得彩色濾光片基板10。
屬於黑色矩陣5、透明導電膜3、著色層14、15、16及第1透明樹脂層7的重疊部的著色層重疊部6的高度H係與像素內的第1透明樹脂層8的表面的差為0.7μm。本實施例的透明導電膜3之配設在黑色矩陣5上的部分係當形成為液晶顯示裝置時，可減小與作為像素電極的第1電極的電極間距離，因此具有可加快位於該等電極間的液晶的動作的優點。
[實施例2]
在本實施例中，製造如第2圖所示之彩色濾光片基板10。如第2圖所示，本實施例之彩色濾光片基板10係改變黑色矩陣5與透明導電膜3的形成順序的構成，關於所使用的材料、步驟的技術係與實施例1相同。
在實施例2的著色層重疊部6中，當形成為液晶顯示裝置時，與作為像素電極的第1電極的電極間距離因黑色矩陣5被配設在透明導電膜3上，因此與實施例1相比較為較遠。但是，黑色矩陣5係在遮光層的色劑使用比介電係數高的碳，因此可彌補電壓的降低。
[實施例3]
在本實施例中，製造如第3圖所示之彩色濾光片基板10。
如第3圖所示，在屬於無鹼玻璃的透明基板1上，使用濺鍍裝置，將由ITO(銦錫的金屬氧化物薄膜)所構成的透明導電膜3(第3電極)以0.14μm的膜厚在室溫下形成為非晶質狀態。在室溫下形成的非晶質ITO膜係容易形成精細圖案。
接著，使用在像素中央的長邊方向具有9μm寬的線狀遮光圖案的光罩，以周知的光微影手法，在ITO膜形成8μm寬的開縫18。開縫18係沒有形成ITO膜的開口圖案。此外，ITO膜的開縫亦可利用使用強度雷射光的直接加工來形成。
接著，使用下列所示之黑色矩陣形成用阻劑2，形成黑色矩陣5，接著，使用以下所示之彩色阻劑而形成著色層14、15、16，另外使用與實施例1相同的材料而形成第1透明樹脂層7，而得第3圖所示之彩色濾光片基板10。
[碳黑分散液的調製]
在將下列組成的混合物均勻攪拌混合後，以珠粒磨機分散機攪拌而製作碳黑分散液。
碳顏料(三菱化學公司製#47)　20份
分散劑　8.3份
(Byk-Chemie公司製「Disperbyk-161」)
銅酞青衍生物(東洋油墨製造公司製)　1.0份
丙二醇單甲醚乙酸酯　71份
[黑色矩陣形成用阻劑2的調製]
將下列組成的混合物以成為均勻的方式進行攪拌混合後，以5μm的過濾器過濾而得黑色矩陣形成用阻劑2。
碳黑分散液　25.2份
丙烯酸樹脂溶液　18份
二新戊四醇五及六丙烯酸酯
(東亞合成(股)製「M-402」)　5.2份
光聚合起始劑　1.2份
(Ciba Geigy公司製「IRGACURE OXE 02」)
增敏劑　0.3份
(保土谷化學工業(股)製　「EAB-F」)
調平劑　0.1份
(Byk-Chemie公司製「Disperbyk-163」
環己酮　25份
丙二醇單甲醚乙酸酯　25份
在本實施例中所使用的紅色像素、綠色像素、藍色像素用形成阻劑的各個分散液及彩色阻劑的組成顯示於以下。
[紅色顏料2的調製]
使用下列組成的混合物，以與紅色顏料1同樣的方法製作紅色顏料2的分散體。
紅色顏料：C.I.顏料紅254　11份
(汽巴精化公司製「IRGAPHOR Red B-CF」)
紅色顏料：C.I.顏料紅177　9份
(汽巴精化公司製「CROMOPHTAL Red　A2B」)
分散劑(Ajinomoto Fine-Techno公司製「AJISPER PB821」)　2份
丙烯酸清漆(固形分20質量%)　108份。
[紅色組成物2的調製]
之後，在將下列組成的混合物以成為均勻的方式進行攪拌混合後，以5μm的過濾器過濾而得紅色著色組成物。
紅色顏料2　42份
丙烯酸樹脂溶液　18份
二新戊四醇五及六丙烯酸酯　4.5份
(東亞合成(股)製「M-402」)
光聚合起始劑　1.2份
(汽巴精化公司製「IRGACURE 907」)
增敏劑(保土谷化學工業(股)製「EAB-F」)　2.0份
環己酮　32.3份。
[綠色顏料2的調製]
使用下列組成的混合物，以與綠色顏料1同樣的方法製作綠色顏料2的分散體。
綠色顏料：C.I.顏料綠58　10.4份
(大日本油墨化學工業(股)製「Phthalocyanine Green A1 10」)
黃色顏料：C.I.顏料黃150　3.2份
(Lanxess公司製「E4GN-GT」)
黃色顏料：C.I.顏料黃138　7.4份
分散劑(Byk-Chemie公司製「Disperbyk-163」)2份
丙烯酸清漆(固形分20質量%)　66份。
[綠色組成物2的調製]
之後，在將下列組成的混合物以成為均勻的方式進行攪拌混合後，以5μm的過濾器過濾而得綠色著色組成物。
綠色顏料2　46份
丙烯酸樹脂溶液　8份
二新戊四醇五及六丙烯酸酯
(東亞合成(股)製「M-402」)　4份
光聚合起始劑
(Ciba Geigy公司製「IRGACURE OXE 02」)1.2份
光聚合起始劑　3.5份
(汽巴精化公司製「IRGACURE 907」)
增敏劑(保土谷化學工業(股)製「EAB-F」)1.5份
環己酮　5.8份
丙二醇單甲醚乙酸酯　30份。
[藍色顏料2的調製]
在將下列組成的混合物均勻攪拌混合後，使用直徑1mm的玻璃珠，以混砂機分散5小時後，以5μm的過濾器過濾而製作藍色顏料的分散體。
藍色顏料：C.I.顏料藍15：6
(東洋油墨製造(股)製「Lionol Blue ES」　49.4份
分散劑(Zeneca公司製「Solspers 20000」)　6份
丙烯酸清漆(固形分20質量%)　200份
在該分散體添加下列紫色染料粉體，充分攪拌而得藍色顏料2。
紫色染料：NK-9402、林原生物化學研究所(股)製」　2.6份
[藍色組成物2的調製]
之後，在將下列組成的混合物以成為均勻的方式進行攪拌混合後，以5μm的過濾器過濾而得藍色著色組成物。
藍色顏料2　16.5份
丙烯酸樹脂溶液　25.3份
二新戊四醇五及六丙烯酸酯
(東亞合成(股)製「M-402」)　1.8份
光聚合起始劑　1.2份
(汽巴精化公司製「IRGACURE 907」)
增敏劑(保土谷化學工業(股)製「EAB-F」)　0.2份
環己酮　25份
丙二醇單甲醚乙酸酯　30份。
[各色塗膜的比介電係數]
將在實施例3及實施例1中所使用之各個彩色阻劑加工成前述比介電係數測定用試料(著色塗膜的膜厚為2.8μm)，使用阻抗分析儀來測定比介電係數。
連同測定頻率的值，將比介電係數的值一起顯示於下列表2。
在實施例1、實施例2、及實施例3中所使用的綠色阻劑的顏料係使用鹵化鋅酞青綠色顏料(溴化數14.1)。此外，將該顏料置換成以往所使用的鹵化銅酞青綠色顏料的綠色層的比介電係數成為4.5，比上述表1所示紅色層的比介電係數高0.9，在第3電極上配設紅色像素、綠色像素、藍色像素，而在進行均勻的彩色顯示方面會有發生障礙的情形。若使用比介電係數4.5的綠色像素時，由於紅色像素與藍色像素的液晶層、及綠色像素的液晶層為不同的電場，因此以相同的液晶驅動電壓，會有容易發生微妙的色階移位的傾向。如前所述，較佳為將不同的著色像素的比介電係數的差，相對該等像素的平均比介電係數為±0.3以內。
如以上所示，本實施例之彩色濾光片基板係以各色均勻的比介電係數，而且在作為第3電極的透明導電膜上具備較低的比介電係數的著色層，因此可在第1電極與第3電極間形成均一的電場，可將液晶顯示品質提高。
在將黑色矩陣形成在第3電極上的構成中，由於比介電係數高，因此在容易對位於著色重疊部6之肩部的液晶分子傳達施加電壓方面為較佳。實施例1中所示之在黑色矩陣上層積第3電極的構成係在對位於肩部的液晶分子的作用變強方面為較佳。
[實施例4]
在本實施例中，如以下所示來製造第4圖所示之彩色濾光片基板10。
在屬於無鹼玻璃的透明基板1上，旋塗實施例1中所使用的黑色矩陣形成用阻劑且使其乾燥，製作出膜厚1.5μm的塗膜。在將該塗膜以100℃乾燥3分鐘之後，使用具有圖案寬度(相當於黑色矩陣的畫線寬度)24.5μm開口的曝光用光罩作為黑色矩陣，使用高壓水銀燈作為光源而照射200mJ/cm2 。在顯影後充分水洗，另外乾燥後，以230℃加熱處理60分鐘而使圖案呈硬膜而在透明基板上形成黑色矩陣5。此外，黑色矩陣的開口部形狀係形成為第20B圖所示之“ㄑ字”狀的多角形，黑色矩陣5的畫線寬度為約24μm，形成在多角形像素的開口部周圍。
接著，在形成有黑色矩陣5的基板1上使用濺鍍裝置，將由ITO(銦錫的金屬氧化物薄膜)所構成的透明導電膜3(第3電極)以0.14μm的膜厚在室溫下形成為非晶質狀態。在室溫下形成的非晶質ITO膜係具有易於形成精細圖案的優點。
接著，使用在像素長邊方向的中央具有“ㄑ字”狀的9μm寬的線狀遮光圖案的光罩，以周知的光微影手法，在ITO膜形成8μm寬的“ㄑ字”狀開縫18。開縫18係沒有形成ITO膜的開口圖案。
接著，使用實施例3中所使用的紅色阻劑、綠色阻劑、藍色阻劑，以周知的光微影手法，在上述黑色矩陣5的多角形的開口部，分別以2.8μm的膜厚形成“ㄑ字”狀圖案。
此外，以0.7μm的膜厚形成第1透明樹脂層7，而得彩色濾光片基板10。
[實施例5]
在本實施例中，如以下所示來製造第5圖所示之彩色濾光片基板10。
在屬於無鹼玻璃的透明基板1上，旋塗實施例1中所使用的黑色矩陣形成用阻劑，且使其乾燥而製作膜厚1.5μm的塗膜。將該塗膜以100℃乾燥3分鐘後，使用具有圖案寬度(相當於黑色矩陣之畫線寬度)24.5μm開口的曝光用光罩作為黑色矩陣，使用超高壓水銀燈作為光源而照射200mJ/cm2 。顯影後充分水洗，另外乾燥後，以230℃加熱處理60分鐘而使圖案呈硬膜而在透明基板上形成黑色矩陣5。此外，黑色矩陣的開口部形狀係形成為如第20B圖所示之“ㄑ字”狀的多角形，黑色矩陣5的畫線寬度為約24μm，形成在多角形像素的開口部周圍。
接著，在形成有黑色矩陣5的基板1上使用濺鍍裝置，將由ITO(銦錫的金屬氧化物薄膜)所構成的透明導電膜3(第3電極)以0.14μm的膜厚在室溫下形成為非晶質狀態。在室溫下形成的非晶質ITO膜係具有易於形成精細圖案的優點。
接著，使用在像素長邊方向的中央具有“ㄑ字”狀之寬9μm的線狀遮光圖案的光罩，以周知的光微影手法，在ITO膜形成8μm寬的“ㄑ字”狀開縫18。開縫18係沒有形成ITO膜的開口圖案。
接著，使用感光性樹脂溶液A，使用具有第2透明樹脂層之“ㄑ字”狀圖案(開口部)的光罩，以周知的光微影手法形成第2透明樹脂層8。第2透明樹脂層8的膜厚係形成為1.3μm，以線寬20μm形成在像素的中央部及黑色矩陣開口部的長邊方向、中央。
接著，使用實施例3中所使用的紅色阻劑、綠色阻劑、藍色阻劑，以周知的光微影手法，在上述黑色矩陣5的多角形的開口部，分別以2.8μm的膜厚形成“ㄑ字”狀圖案。
此外，以0.7μm的膜厚形成第1透明樹脂層7而形成為彩色濾光片基板。
[實施例6]
在本實施例中，如以下所示來製造第6圖所示之液晶顯示裝置。
如第6圖所示，將實施例5之彩色濾光片基板10與形成有TFT的主動元件的陣列基板20相貼合，在其間封入負的介電係數異方性的液晶17，另外在雙面黏貼偏光板(未圖示)而形成為液晶顯示裝置。在面向彩色濾光片基板10及陣列基板20的液晶17之側預先塗布、形成有垂直配向膜。此外，在形成有主動元件的陣列基板20係形成有第20B圖中所示之“ㄑ字”狀的梳齒狀電極1、2。
此外，垂直配向用的配向膜係省略圖示。並未實施MVA或VATN等垂直配向的液晶顯示裝置所需之嚴謹的配向處理(例如形成為傾角89°，用以形成複數晶域的複數方向的配向處理)，形成為大致呈90°的垂直配向。
第1電極1係與陣列基板20的主動元件(TFT)作電性連接。第2電極及第3電極係形成為屬於共通電位(common)的共通電極。第6圖中在俯視下位於黑色矩陣5下部的梳齒狀電極2c亦為共通電極。
[實施例7]
在本實施例中係顯示第23A圖、第23B圖、及第23C圖所示之像素開口部為平行四邊形時的像素配列。
第23A圖係顯示R、G、B等3色的著色像素的配列，第23B圖及第23C圖係圖示傾斜角不同的2種像素的開口部25。該等像素的液晶係以1/2像素單位，分別成為不同的液晶的傾倒方向9。此外，可設定平行四邊形的斜率不同的像素，例如第23B圖及第23C圖中合計4個不同的液晶的傾倒方向，可提供視角寬的液晶顯示裝置。
[實施例8]
在本實施例中，如以下所示來製造第12圖所示之液晶顯示裝置。
如第12圖所示，將實施例3之彩色濾光片基板10與形成有TFT之主動元件的陣列基板20相貼合，在兩基板間封入負的介電係數異方性的液晶17，另外在雙面黏貼偏光板而形成為液晶顯示裝置。在彩色濾光片基板10及陣列基板20的表面預先塗布而形成垂直配向膜，此外，在形成有主動元件的陣列基板20係形成有與第21B圖所示長方形開口部的長邊呈平行的梳齒狀電極1、2。
垂直配向用的配向膜係省略圖示。並未實施MVA或VATN等垂直配向的液晶顯示裝置所需嚴謹的配向處理(例如形成為傾角89°，用以形成複數晶域的複數方向的配向處理)，而形成為大致90°的垂直配向。
[實施例9]
在本實施例中，如以下所示來製造第13圖所示之液晶顯示裝置。
在透明基板1a上，使用與實施例1中所使用的相同的黑色矩陣形成用阻劑1而形成黑色矩陣5。在形成有該黑色矩陣5的透明基板1a上，使用濺鍍裝置形成由ITO所構成的透明導電膜3之後，以與實施例3相同的步驟，在ITO膜形成開縫，而形成為第3電極。
接著，與實施例3同樣地，形成紅色像素15、綠色像素14、藍色像素16、及第1透明樹脂層7而形成為彩色濾光片基板10。此外，綠色組成物及藍色組成物係使用與實施例3相同的彩色阻劑，但是在形成紅色像素15時，係使用下列紅色組成物3。各個著色層的膜厚係形成為2.5μm。
[紅色顏料3的調製]
在將下列組成的混合物均勻攪拌混合後，使用直徑1mm的玻璃珠，以混砂機分散5小時後，以5μm的過濾器過濾而製作紅色顏料3的分散體。
紅色顏料：C.I.顏料紅254　8份
(汽巴精化公司製「IRGAPHOR Red B-CF」)
紅色顏料：C.I.顏料紅177　12份
(汽巴精化公司製「CROMOPHTAL Red A2B」)
分散劑(Ajinomoto Fine-Techno公司製「AJISPER PB821」)　2份
丙烯酸清漆(固形分20質量%)　108份。
[紅色組成物3的調製]
之後，在將下列組成的混合物攪拌混合成均勻後，以5μm的過濾器過濾而得紅色著色組成物。
紅色顏料3　45份
丙烯酸樹脂溶液　18份
二新戊四醇五及六丙烯酸酯　4.5份
(東亞合成(股)製「M-402」)
光聚合起始劑　1.2份
(汽巴精化公司製「IRGACURE 907」)
增敏劑(保土谷化學工業(股)製「EAB-F」)　2.0份
環己酮　32.3份
如下列表3所示，將各個著色層的比介電係數的大小形成為紅色像素＞綠色像素＞藍色像素的關係。
以上述彩色濾光片基板10、及與實施例8為相同構成的陣列基板20包夾負的介電係數異方性的液晶的形式相貼合，黏貼偏光板‧相位差板而形成為液晶顯示裝置。在彩色濾光片基板及陣列基板的表面係預先塗布有垂直配向膜。
經驅動該液晶顯示裝置，顯示各色像素以同一驅動電壓大致相同豎立，可得均質且良好的顯示。
[實施例10]
在本實施例中，如以下所示來製造第18圖所示之液晶顯示裝置。
如第18圖或第19圖所示將彩色濾光片基板60與形成有TFT之主動元件的陣列基板50相貼合，在兩基板間封入負的介電係數異方性的液晶17，另外在雙面黏貼偏光板而形成為液晶顯示裝置。在彩色濾光片基板及陣列基板的表面，係預先塗布、形成有垂直配向膜。陣列基板60係形成為與實施例6為相同的開口部‧梳齒電極形狀的陣列基板。
彩色濾光片基板60係使用在實施例4的彩色濾光片基板另外以透明導電膜形成有線狀導體4者。線狀導體4係畫線寬度6μm，其分離寬度為8μm。第3電極3與線狀導體4及第2電極2均作為共通電極加以使用。
此外，由於形成有線狀導體4，因此由液晶驅動的觀點來看，亦可未形成第18圖或第19圖所示開縫18。
[實施例11]
在本實施例中，如以下所示來製造第11圖所示之液晶顯示裝置。
彩色濾光片基板10係使用與實施例5的彩色濾光片基板為相同者。
陣列基板30係在俯視下與第2透明樹脂層8相同的位置具備有由鋁合金薄膜所構成的光的反射膜21。反射膜21係電性獨立，並未被施加電壓。
第2透明樹脂層8上的著色層係形成為較薄，第11圖所示反射區域中的光的透射率係高於透射區域中的透射率。亦即，在彩色濾光片基板具備有被區分為反射區域與透射區域的2個透射率不同的區域。
如第11圖所示，在對液晶施加驅動電壓時，反射區域的液晶28係具有有別於透射區域的液晶的傾斜角。可藉由將反射區域的液晶28的延遲形成為大約透射區域的延遲的一半來進行反射顯示。此外，在本實施例中，在剖面視下在反射區域與透射區域沒有段差，不會發生因段差而起的顯示特性的降低(例如漏光)。第11圖所示之液晶顯示裝置係可作為半透射型液晶顯示裝置加以使用。
在剖面視下在反射區域與透射區域沒有段差意指反射區域與透射區域以±0.3μm以內的膜厚差予以平坦化。再者，較佳為例如以相當於作為綠的波長的535nm的λ/4的±0.135μm以內的膜厚差，一像素開口部內予以平坦化。
[實施例12]
在本實施例中，如以下所示來製造第24圖所示之液晶顯示裝置。
本實施例之液晶顯示裝置係使用反射偏光板的半透射型液晶顯示裝置。以反射偏光板而言，係可使用例如日本專利第4177398號公報所記載者。
本實施例所使用的彩色濾光片基板10係例如第4圖所示之實施例4之彩色濾光片基板。形成有主動元件(TFT)的陣列基板20係形成為例如第22圖中所示之具有梳齒狀電極的陣列基板。
將彩色濾光片基板10及陣列基板20相對向配置，在其間介在介電係數異方性為負的液晶17而相貼合。在彩色濾光片基板10的液晶17的相反側配置有光學補償層31a及偏光板32a。此外，在陣列基板20的液晶17的相反側依序配設有偏光板32b、光擴散層33a、反射偏光板34、光學補償層31b、稜鏡片35、光擴散層33b、導光板36、光反射板37。在導光板36係安裝有光源，例如LED光源38。
以LED光源38而言，以RGB個別發光元件為宜，但是亦可為擬似白色LED。此外，亦可使用以往所通用的冷陰極線管或螢光燈來取代LED。若使用RGB個別發光元件作為LED光源38時，可按每個顏色個別調整各自的發光強度，因此可進行最適的顏色顯示。此外，亦可適用於立體畫像顯示或視角控制。屬於以顯示畫面的區域控制來調整背光的明亮度而使對比提升的技術的局部調光手法係易於適用於LED光源，藉由併用本發明之一般顯示區域與動態顯示區域，可得以往所沒有的畫質提升。局部調光手法係將RGB個別發光的LED光源，並非為第24圖所示之邊緣光方式而是配置在液晶顯示裝置背面的直下型背光方式可在更為細微的區域控制下進行高畫質顯示。
藉由以上說明之本發明之實施形態，提供兼顧色階顯示與響應性之改善的液晶顯示裝置用的彩色濾光片基板、及具備有該彩色濾光片基板的液晶顯示裝置。尤其，可提供解決向錯之高透射率的液晶顯示裝置。藉由本發明之一實施態樣，可提供不會失去顏色均衡，此外無須增加TFT元件，可特別強調明亮度而進行具有躍動感的顯示的液晶顯示裝置用彩色濾光片基板、及具備有該彩色濾光片基板的液晶顯示裝置。
此外，藉由本發明之一實施形態，提供即使在適用於半透射型或反射型的液晶顯示的情形下，亦不會帶有黃色調而可進行顏色均衡佳的反射型顯示的液晶顯示裝置。
再者，藉由本發明之一實施形態，無須增加白像素或黃色像素等像素，即可動態獲得明亮的顯示，因此在一般的色階顯示時，不會有如白像素般的死像素(dead pixel)，另外消除使液晶透射率降低的向錯，而提供可比習知更為明亮的顯示。
此外，可形成為以覆蓋彩色濾光片的有效顯示像素的方式層積透明導電膜的構成，因此以次要效果而言，可提供與IPS(以橫電場驅動液晶)或FFS(以在梳齒狀電極的干涉條紋所產生的電場驅動液晶)方式不同，不易受到外部電場影響的液晶顯示裝置。
此外，一實施形態之液晶顯示裝置的矩形像素係由其像素中心在第1透明樹脂層可區分為線對稱或點對稱的1/2像素或1/4像素，但是將TFT元件在一像素形成2個或4個，藉由採取施加按每個TFT元件而異的電壓的驅動方式，可進行視角調整或立體畫像顯示。
1．．．第1電極
2．．．第2電極
2a．．．突出部
2b．．．重疊部
2c．．．梳齒狀電極
3．．．透明導電膜
5．．．黑色矩陣
6．．．著色層的重疊部
7．．．第1透明樹脂層
8．．．第2透明樹脂層
9．．．液晶分子傾倒的方向
10．．．彩色濾光片基板
10a．．．透明基板
14．．．綠色像素
15．．．紅色像素
16．．．藍色像素
17．．．液晶
17a-17i．．．液晶分子
18．．．開縫
19．．．著色層的部分
20．．．陣列基板
21．．．反射膜
22．．．絕緣層
25．．．黑色矩陣5的開口部
28．．．液晶
30．．．陣列基板
30a-30h、41f．．．電力線
31a．．．光學補償層
31b．．．光學補償層
32a．．．偏光板
32b．．．偏光板
33a．．．光擴散層
33b．．．光擴散層
34．．．反射偏光板
35．．．稜鏡片
36．．．導光板
37．．．光反射板
38．．．LED光源
40．．．彩色濾光片基板
50．．．陣列基板
60．．．彩色濾光片基板
61．．．區域A
62．．．區域B
63．．．區域A’
第1圖係顯示本發明之第1實施形態之彩色濾光片基板的剖面圖。
第2圖係顯示本發明之第1實施形態之彩色濾光片基板的剖面圖。
第3圖係顯示本發明之第1實施形態之彩色濾光片基板的剖面圖。
第4圖係顯示本發明之第1實施形態之彩色濾光片基板的剖面圖。
第5圖係顯示本發明之第1實施形態之彩色濾光片基板的剖面圖。
第6圖係說明本發明之第2實施形態之液晶顯示裝置之液晶的動作的圖。
第7圖係說明本發明之第2實施形態之液晶顯示裝置之液晶的動作的圖。
第8圖係說明本發明之第2實施形態之液晶顯示裝置之液晶的動作的圖。
第9圖係說明本發明之第2實施形態之液晶顯示裝置之液晶的動作的圖。
第10圖係具備有本發明之第1實施形態之彩色濾光片基板之液晶顯示裝置的剖面圖。
第11圖係本發明之第3實施形態之液晶顯示裝置的剖面圖。
第12圖係本發明之第4實施形態之液晶顯示裝置的剖面圖。
第13圖係本發明之第4實施形態之液晶顯示裝置的剖面圖。
第14圖係本發明之第4實施形態之液晶顯示裝置的剖面圖。
第15圖係本發明之第4實施形態之液晶顯示裝置的剖面圖。
第16圖係本發明之第4實施形態之液晶顯示裝置的剖面圖。
第17圖係本發明之第4實施形態之液晶顯示裝置的剖面圖。
第18圖係本發明之第5實施形態之液晶顯示裝置的剖面圖。
第19圖係本發明之第5實施形態之液晶顯示裝置的剖面圖。
第20A圖係顯示可適用於本發明之實施形態之第1電極在俯視下的圖案形狀之例圖。
第20B圖係顯示可適用於本發明之實施形態之第1電極在俯視下的圖案形狀之例圖。
第21A圖係顯示可適用於本發明之實施形態之第1電極在俯視下的圖案形狀之例圖。
第21B圖係顯示可適用於本發明之實施形態之第1電極在俯視下的圖案形狀之例圖。
第22A圖係顯示可適用於本發明之實施形態之第1電極在俯視下的圖案形狀之例圖。
第22B圖係顯示可適用於本發明之實施形態之第1電極及第2電極在俯視下的圖案形狀的一部分的圖。
第23A圖係顯示像素開口部為平行四邊形時的像素配列的圖。
第23B圖係顯示像素開口部為平行四邊形時的第1電極的圖案形狀的圖。
第23C圖係顯示像素開口部為平行四邊形時的第1電極的圖案形狀的圖。
第24圖係顯示使用反射偏光板的半透射型液晶顯示裝置的圖。
3．．．透明導電膜
5．．．黑色矩陣
6．．．著色層的重疊部
7．．．第1透明樹脂層
8．．．第2透明樹脂層
10．．．彩色濾光片基板
10a．．．透明基板
14．．．綠色像素
15．．．紅色像素
16．．．藍色像素
61．．．區域A
62．．．區域B
63．．．區域A’

Claims (25)

  1. 一種傾斜電場液晶顯示裝置用彩色濾光片基板，其特徵為具備有：透明基板、形成在該透明基板上且具有相對向的邊為平行的多角形的開口部的黑色矩陣、配設在該黑色矩陣上及前述開口部內的透明基板上的透明導電膜、配設在該透明導電膜上，包含分別被區分為前述開口部內之2個透射率不同的區域的區域的著色像素、及以覆蓋該著色像素的方式所配設的第1透明樹脂層；且前述複數色的著色像素係由紅色像素、綠色像素、及藍色像素之3色所構成，以驅動液晶的頻率所測定出之前述著色像素的各個的比介電係數在2.9至4.4的範圍內，並且相對前述紅色像素、綠色像素、及藍色像素的平均比介電係數，各個著色像素的比介電係數在±0.3的範圍內。
  2. 一種傾斜電場液晶顯示裝置用彩色濾光片基板，其特徵為具備有：透明基板、形成在該透明基板上的透明導電膜、配設在該透明導電膜上且具有相對向為平行的多角形的開口部的黑色矩陣、 配設在該黑色矩陣上及前述開口部內的透明導電膜上，包含分別被區分為前述開口部內的2個透射率不同的區域的區域的著色像素、及以覆蓋該著色像素的方式所配設的第1透明樹脂層；且前述黑色矩陣由具有比介電係數高於前述著色像素的比介電係數的遮光層所形成；前述複數色的著色像素係由紅色像素、綠色像素、及藍色像素之3色所構成，以驅動液晶的頻率所測定出之前述著色像素的各個的比介電係數在2.9至4.4的範圍內，並且相對前述紅色像素、綠色像素、及藍色像素的平均比介電係數，各個著色像素的比介電係數在±0.3的範圍內。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之傾斜電場液晶顯示裝置用彩色濾光片基板，其中前述2個透射率不同的區域被區分為：在前述開口部內的透明導電膜上，覆蓋通過前述開口部的中心部的帶狀第2透明樹脂層的薄的著色層的區域、及除此以外的著色層的區域。
  4. 如申請專利範圍第3項之傾斜電場液晶顯示裝置用彩色濾光片基板，其中前述第2透明樹脂層係被配設成通過前述多角形的開口部的中央，而且與該多角形的一邊呈平行。
  5. 如申請專利範圍第4項之傾斜電場液晶顯示裝置用彩色濾光片基板，其中前述第2透明樹脂層的比介電係數低於前述著色層的比介電係數。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之傾斜電場液晶顯示裝置用彩色濾光片基板，其中前述透明導電膜具有通過前述多角形的開口部的中央且與該多角形的一邊呈平行的線狀開縫。
  7. 一種傾斜電場液晶顯示裝置用彩色濾光片基板，其特徵為具備有：透明基板、形成在該透明基板上的透明導電膜、配設在該透明導電膜上且具有相對向的邊為平行的多角形的開口部的黑色矩陣、及配設在該黑色矩陣上及前述開口部內的透明導電膜上，複數色之相對向的邊為平行的多角形的著色像素；且前述透明導電膜係在前述開口部的中央部具有與前述開口部的長邊方向的邊呈平行的線狀開縫；前述複數色的著色像素係由紅色像素、綠色像素、及藍色像素之3色所構成，以驅動液晶的頻率所測定出之前述著色像素的各個的比介電係數在2.9至4.4的範圍內，並且相對前述紅色像素、綠色像素、及藍色像素的平均比介電係數，各個著色像素的比介電係數在±0.3的範圍內。
  8. 一種傾斜電場液晶顯示裝置用彩色濾光片基板，其特徵為具備有：透明基板、形成在該透明基板上且具有相對向的邊為平行的 多角形的開口部的黑色矩陣、配設在該黑色矩陣上及前述開口部內的透明基板上的透明導電膜、及形成在該透明導電膜上，複數色之相對向的邊為平行的多角形的著色像素；且前述透明導電膜係在前述開口部的中央部具有與前述開口部的長邊方向的邊呈平行的線狀開縫；前述複數色的著色像素係由紅色像素、綠色像素、及藍色像素之3色所構成，以驅動液晶的頻率所測定出之前述著色像素的各個的比介電係數在2.9至4.4的範圍內，並且相對前述紅色像素、綠色像素、及藍色像素的平均比介電係數，各個著色像素的比介電係數在±0.3的範圍內。
  9. 如申請專利範圍第1、2、7、及8項中任一項之傾斜電場液晶顯示裝置用彩色濾光片基板，其中前述多角形的開口部在俯視下呈長方形。
  10. 如申請專利範圍第1、2、7、及8項中任一項之傾斜電場液晶顯示裝置用彩色濾光片基板，其中前述多角形的開口部為具有長邊與短邊的四角形，而且在長邊方向的中央附近在俯視下被折曲為“ㄑ字”狀。
  11. 如申請專利範圍第1、2、7、及8項中任一項之傾斜電場液晶顯示裝置用彩色濾光片基板，其中前述多角形的開口部在俯視下呈平行四邊形，而且同一色的著色像素的像素數的各個1/2由2種不同的傾斜角度的平行四邊形所構成。
  12. 如申請專利範圍第1、2、7、及8項中任一項之傾斜電場液晶顯示裝置用彩色濾光片基板，其中以驅動液晶的頻率所測定出之前述著色像素之各個的比介電係數的大小呈紅色像素>綠色像素>藍色像素的關係。
  13. 如申請專利範圍第12項之傾斜電場液晶顯示裝置用彩色濾光片基板，其中前述綠色像素的主要色劑為鹵化鋅酞青顏料。
  14. 一種傾斜電場液晶顯示裝置，其特徵為具備有：如申請專利範圍第1、2、7、及8項中任一項之彩色濾光片基板、陣列基板，其係與前述彩色濾光片基板相對向配置且以矩陣狀配設驅動液晶的元件、及介在於前述彩色濾光片基板與陣列基板之間的液晶層；且前述陣列基板係在俯視下與前述彩色濾光片基板的著色像素分別相對應配備為了驅動液晶而施加不同的電位的第1電極及第2電極。
  15. 如申請專利範圍第14項之傾斜電場液晶顯示裝置，其係在對前述第1電極、前述第2電極及屬於前述透明導電膜的第3電極之間施加驅動電壓時，與前述開口部相對應的液晶區域中的液晶分子係以通過前述開口部的中心，而以關於俯視下作2分的直線呈線對稱的相反方向傾倒的方式進行動作。
  16. 如申請專利範圍第14項之傾斜電場液晶顯示裝置，其在與前述開口部相對應的液晶區域中，施加驅動液晶 的電壓時的液晶分子的傾倒方向係在俯視下由開口部中心被區分為4個不同的區域。
  17. 如申請專利範圍第14或15項之傾斜電場液晶顯示裝置，其中前述第1電極係具有與驅動液晶的主動元件相連接的梳齒狀圖案，前述第2電極具有透過絕緣層而被配設在前述第1電極之下的梳齒狀圖案，而且前述第2電極係朝向遠離俯視下將開口部作2分的中心的方向由前述第1電極的端部突出。
  18. 如申請專利範圍第14或15項之傾斜電場液晶顯示裝置，其在俯視下配設有前述第2透明樹脂層的位置，在前述陣列基板上未配設有前述第1電極。
  19. 如申請專利範圍第14或15項之傾斜電場液晶顯示裝置，其在俯視下配設有前述第2透明樹脂層的位置，在前述陣列基板上配設有光反射膜。
  20. 一種傾斜電場液晶顯示裝置，其特徵為具備有：彩色濾光片基板，其係具備有：透明基板、形成在該透明基板上且具有相對向的邊為平行的多角形的開口部的黑色矩陣、及配設在該黑色矩陣上及前述開口部內的透明基板上的透明導電膜、及形成在該透明導電膜上且複數色之相對向的邊為平行的多角形的著色像素，且前述透明導電膜係在前述開口部的中央部而具有與前述開口部的長邊方向的邊呈平行的線狀開縫；陣列基板，其係具備有：與前述彩色濾光片基板相對向配置且與驅動液晶的主動元件相連接之屬於梳 齒狀圖案的第1電極、及透過絕緣層作配設，朝向遠離俯視下將開口部作2分的中心的方向由前述第1電極的端部突出之屬於梳齒狀圖案的第2電極；及液晶層，其係介在於前述彩色濾光片基板與陣列基板之間。
  21. 一種傾斜電場液晶顯示裝置，其特徵為具備有：彩色濾光片基板，其係具備有：透明基板、形成在該透明基板上的透明導電膜、配設在該透明導電膜上且具有相對向的邊為平行的多角形的開口部的黑色矩陣、及配設在該黑色矩陣上及前述開口部內的透明導電膜上且複數色之相對向的邊為平行的多角形的著色像素，且前述透明導電膜係在前述開口部的中央部而具有與前述開口部的長邊方向的邊呈平行的線狀開縫；陣列基板，其係具備有：與前述彩色濾光片基板相對向配置且與驅動液晶的主動元件相連接之屬於梳齒狀圖案的第1電極、及透過絕緣層作配設，朝向遠離俯視下將開口部作2分的中心的方向由前述第1電極的端部突出之屬於梳齒狀圖案的第2電極；及液晶層，其係介在於前述彩色濾光片基板與陣列基板之間。
  22. 一種傾斜電場液晶顯示裝置，其特徵為具備有：陣列基板，其係具備有：與驅動液晶的主動元件相連接之屬於梳齒狀圖案的第1電極、及透過絕緣層作配設，朝向遠離俯視下將開口部作2分的中心的方向由 前述第1電極的端部突出之屬於梳齒狀圖案的第2電極；及彩色濾光片基板，其係具備有：與前述陣列基板相對向配置的透明基板、形成在該透明基板上的透明導電膜、配設在該透明導電膜上且具有相對向的邊為平行的多角形的開口部的黑色矩陣、配設在該黑色矩陣上及前述開口部內的透明導電膜上且複數色之相對向的邊為平行的多角形的著色像素、以覆蓋該著色像素的方式所配設的第1透明樹脂層、及在該第1透明樹脂層上由像素的中心呈對稱而且在俯視下最為近接像素中心的前述第2電極的內側與前述第2電極的梳齒狀圖案呈平行配置之由透明導電膜所構成的1組線狀導體；及液晶層，其係介在於前述陣列基板與彩色濾光片基板之間。
  23. 一種傾斜電場液晶顯示裝置，其係具有反射區域與透射區域的液晶顯示裝置，其特徵為具備有：陣列基板，其係具備有：與驅動液晶的主動元件相連接之屬於梳齒狀圖案的第1電極、在其間透過絕緣層而被配設在該第1電極，且朝向遠離俯視下將開口部作2分的中心的方向由前述第1電極的端部突出之屬於梳齒狀圖案的第2電極、及在反射區域之光反射膜；彩色濾光片基板，其係具備有：透明基板、形成在該透明基板上的透明導電膜、配設在該透明導電膜上且在俯視下被配設在反射區域的第2透明樹脂層、配 設在前述透明導電膜上且複數色之相對向的邊為平行的多角形的著色像素、及以覆蓋該著色像素的方式所配設的第1透明樹脂層，而且在前述開口部內在剖面視下在反射區域與透射區域沒有段差；及液晶層，其係介在於前述陣列基板與彩色濾光片基板之間。
  24. 如申請專利範圍第20、21、22及23項中任一項之傾斜電場液晶顯示裝置，其中前述第1電極及第2電極係由在可見範圍呈透明的導電性金屬氧化物所構成。
  25. 如申請專利範圍第20、21、22及23項中任一項之傾斜電場液晶顯示裝置，其中前述液晶具有負的介電係數異方性。
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Families Citing this family (17)

* 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
CN103424942A (zh) * 2013-08-30 2013-12-04 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
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
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
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
CN108333832B (zh) * 2018-03-05 2022-02-01 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
CN109387976A (zh) * 2018-12-04 2019-02-26 惠科股份有限公司 一种彩膜基板的制备工艺、彩膜基板及显示屏

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0311301A (ja) * 1989-06-08 1991-01-18 Sharp Corp カラーフィルタの製造方法
JP2947350B2 (ja) * 1997-06-12 1999-09-13 富士通株式会社 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
TW200424634A (en) * 2002-08-30 2004-11-16 Sharp Kk Liquid crystal display device
US20090201454A1 (en) * 2003-12-08 2009-08-13 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device and fabrication method thereof
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
JP2010009064A (ja) * 2006-06-19 2010-01-14 Sharp Corp 表示装置

Family Cites Families (31)

* 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
JPH031101A (ja) * 1989-05-29 1991-01-07 Mitsubishi Rayon Co Ltd レンズシートの製造方法
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
DE69331824T2 (de) * 1992-09-17 2002-11-28 Seiko Epson Corp Farbfilter fuer fluessigkristallanzeigen
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
JP3935936B2 (ja) 1995-06-26 2007-06-27 スリーエム カンパニー 反射偏光型半透過反射体を備えた半透過反射型ディスプレイ
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
JP4459338B2 (ja) 1999-02-15 2010-04-28 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP4800416B2 (ja) * 1999-02-15 2011-10-26 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
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
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
WO2012014751A1 (ja) * 2010-07-29 2012-02-02 凸版印刷株式会社 液晶表示装置用カラーフィルタ基板および液晶表示装置
EP2650722B1 (en) * 2010-12-10 2016-05-11 Toppan Printing Co., Ltd. Liquid crystal display device
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 (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0311301A (ja) * 1989-06-08 1991-01-18 Sharp Corp カラーフィルタの製造方法
JP2947350B2 (ja) * 1997-06-12 1999-09-13 富士通株式会社 液晶表示装置
US6661488B1 (en) * 1997-06-12 2003-12-09 Fujitsu Limited Vertically-alligned (VA) liquid crystal display device
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
TW200424634A (en) * 2002-08-30 2004-11-16 Sharp Kk Liquid crystal display device
US20090201454A1 (en) * 2003-12-08 2009-08-13 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device and fabrication method thereof
JP2010009064A (ja) * 2006-06-19 2010-01-14 Sharp Corp 表示装置
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

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KR20130128417A (ko) 2013-11-26
CN103261953A (zh) 2013-08-21
JP2012128234A (ja) 2012-07-05

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