TWI471647B - 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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Description

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的彩色濾光片基板及具備它的液晶顯示裝置。尤其是，本發明係關於最適於由斜向電場所造成的液晶驅動之彩色濾光片基板、及具備它的液晶顯示裝置，該斜向電場係利用在配設於彩色濾光片基板的透明導電膜、與設於陣列基板側的第1及第2電極之間施加電壓而產生。
近年來，追求液晶顯示器等薄型顯示裝置之更加高畫質化、低價格化、及省電力化。在用於液晶顯示裝置的彩色濾光片方面，逐漸出現符合足夠的色純度或高對比、平坦性等更高畫質顯示的要求。
在高畫質液晶顯示器方面，提出VA(Vertically Alignment)、HAN(Hybrid-aligned Nematic)、TN(Twisted Nematic)、OCB(Optically Compensated Bend)、CPA(Continuous Pinwheel Alignment)等液晶配向方式或液晶驅動方式，藉此將廣視角、高速應答的顯示器實用化。
在使液晶並行地配向在由玻璃等所構成之基板面之廣視角且容易對應高速應答的VA方式、或對廣視角有效的HAN方式等液晶顯示裝置方面，就相對於彩色濾光片的平坦性(膜厚均勻性或彩色濾光片表面的凹凸的降低)及介電率等電性特性，要求更高的規格。在這樣的高畫質液晶顯示器，為了降低在斜方向辨識上的著色，將液晶胞厚度(液晶層的厚度)減薄的技術成為主要的課題。在VA方式，進行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)等各種改良模式的開發。又，在VA方式等之在液晶的厚度方向上施加驅動電壓的縱電場方式的液晶顯示裝置，更高速的液晶應答、廣視角技術、更高透過率成為主要的課題。MVA技術，為了解消當施加驅動液晶的電壓時不穩定的垂直配向液晶(在初期對基板表面垂直配向的液晶在施加電壓時傾倒的方向難以固定)的問題，藉由設置複數個稱為脊(rib)或狹縫(slit)的液晶配向規範用構造物，在這些脊之間形成液晶領域(domain)並且形成複數個配向方向的領域，來確保廣視角的技術。在日本專利第2947350號公報，揭示使用第1及第2配向規範用構造物(脊)形成液晶領域的技術。
液晶為負的介電率異向性的情況，具體而言，位於形成在彩色濾光片等之上的2個樹脂製的脊間的液晶，當施加驅動電壓時，例如，平面觀察下，會倒向與此脊垂直的方向，與基板面平行地排列。但是，2個脊間的中央的液晶，不論施加電壓與否都無法唯一地決定傾倒的方向，而採取張開(splay)配向或彎曲(bend)配向。這樣的液晶配向混亂，造成液晶顯示上的不光滑或顯示不均勻。又，MVA方式的情況，亦包含上述問題，難以利用驅動電壓來微細地控制液晶的傾倒量，在中間調顯示上有困難。
為了解決這樣的問題，藉由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，將電壓施加在這些電極來產生斜向電場，藉以控制垂直配向的液晶的技術，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，使用負的介電率異向性的液晶，在日本專利第4459338號公報，記載正的介電率異向性的液晶。
如日本專利第2859093號公報及日本專利第4459338號公報所示，使用第1、第2及第3電極，利用斜向電場控制液晶配向的手法極為有效。能利用斜向電場，設定液晶的傾倒方向。又，變得容易利用斜向電場控制液晶的傾倒量，而在中間調顯示上展現出大的效果。
但是，這些技術，液晶的向錯(disclination)對策仍不足。向錯，係指因非預期的液晶配向混亂或未配向而在畫素(畫素，係液晶顯示的最小單位，與在本發明記載的畫素同義)內發生光的透過率不同的領域的問題。
在日本專利第2859093號公報，為了畫素中央的向錯固定化，在對向電極(第3電極)的畫素中央設置沒有透明導電膜的配向控制窗。但是，並未揭示畫素周邊的向錯改善對策。又，畫素中央的向錯雖能固定化，但亦未就向錯的最小化的方針對策有所表示。再者，亦未就液晶的應答性的改善技術有所記載。
在日本專利第4459338號公報，在透明導電膜(透明電極)上積層介電體層的部分，可增長斜向電場的效果而較佳。但是，如日本專利第2859093號公報的第7圖所示，即使是電壓施加後在畫素中央及畫素端部仍有垂直配向的液晶殘留，造成透過率或開口率降低的問題。又，在使用正的介電率異向性的液晶的情況(日本專利第2859093號公報，在其記載、實施例中並未揭示負的介電率異向性的液晶)，由於畫素中央部的向錯，因此難以使透過率提高。因此，成為難以採用在半透過型液晶顯示裝置的技術。
通常，VA方式或TN方式等液晶顯示裝置的基本的構成，係以具備共通電極的彩色濾光片基板、及具備驅動液晶的複數個畫素電極(例如，與TFT元件電性連接、形成為梳齒狀圖案狀的透明電極)的陣列基板，挾持液晶的構成。此構成，係在彩色濾光片上的共通電極與形成在陣列基板側的畫素電極之間施加驅動電壓而驅動液晶。作為畫素電極或彩色濾光片表面的共通電極的透明導電膜，通常使用ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、IGZO(Indium Garium Zinc Oxide)等導電性金屬氧化物的薄膜。
揭示將藍色畫素、綠色畫素、紅色畫素形成在透明導電膜上的彩色濾光片構成的技術，係揭示在日本特公平5-26161號公報的第2圖。又，雖是使用複數個條狀電極(stripe electrode)及正的介電率異向性的液晶的技術，但在透明電極(透明導電膜)上形成彩色濾光片的技術，係記載在上面舉出的日本專利第2859093號公報(例如，該文獻的第7圖、第9圖)。
作為為了以更高畫質獲得動態顯示而使輝度或明度提高、或者是擴大色度範圍的技術，有揭示在日本特開2010-9064號公報、日本專利第4460849號公報、及特開2005-352451號公報之除了紅色畫素、綠色畫素、藍色畫素以外還加入黃色畫素或白色畫素而作成4色顯示的技術。
但是，這些技術必須在既存的紅色畫素、綠色畫素、藍色畫素之外設置所謂黃色或白色畫素之別的畫素，用於驅動它的主動元件(TFT)或用於形成彩色濾光片的著色層就必須再多1個，而免不了因製程增加引起成本增加。又，在黃色或強度明亮的白色顯示為不需要的階調顯示範圍下，必須抑制白色畫素或黃色畫素的顯示、或設定為非點燈，而有難以使實效輝度提升的問題。再者在反射型顯示上，皆有成為強調偏黃色顯示(為了抑制偏黃色，揭示在例如日本特開2005-352451號公報之特殊的藍色濾光片便成為必要)的問題。
本發明的目的在於提供兼顧階調顯示及應答性的改善之液晶顯示裝置用彩色濾光片基板、及具備此彩色濾光片基板的液晶顯示裝置。
為了解決上述課題，根據本發明的第1態樣，提供一種液晶顯示裝置用彩色濾光片基板，其具備：透明基板；黑色矩陣，係形成在此透明基板上、具有區分成複數個畫素的開口部；透明導電膜；及著色層，係形成在前述畫素上；在前述畫素中央形成有線狀的凸部且在前述黑色矩陣的上方形成有凹部。
根據本發明的第2態樣，提供一種液晶顯示裝置，其具備以上本發明的第1態樣的液晶顯示裝置用彩色濾光片基板。
根據本發明的第3態樣，提供一種液晶顯示裝置，係使彩色濾光片基板與陣列基板對向，使液晶介於它們之間予以貼合所構成之液晶顯示裝置，該彩色濾光片基板係在透明基板上，具備具有複數個畫素的黑色矩陣、透明導電膜、及線狀樹脂層，並且在前述畫素上具備由複數個著色層所構成的著色畫素，該陣列基板係將驅動液晶的元件配設成矩陣狀，前述線狀樹脂層係配設在前述透明導電膜上之平面觀察下的前述畫素中央，藉由前述線狀樹脂層與前述著色層的積層來形成突出至液晶側的凸部，前述陣列基板具備分別由在可見光區透明的導電性氧化物所構成之梳齒狀第1電極及梳齒狀第2電極，前述第2電極係隔著絕緣層配設在前述第1電極之下，前述第2電極，平面觀察下，在朝向前述線狀樹脂的方向，或前述畫素中心的方向上，從前述第1電極的端部溢出。
[用以實施發明的形態]
以下，就本發明的實施形態加以說明。
本發明之第1態樣之液晶顯示裝置用彩色濾光片基板具備：透明基板；黑色矩陣，係形成在此透明基板上、具有區分成複數個畫素的開口部；透明導電膜；及著色層，係形成在前述畫素上。在前述畫素中央形成有線狀的凸部且在前述黑色矩陣的上方形成有凹部。
在這樣的彩色濾光片基板中，在前述畫素中央形成線狀樹脂層，前述線狀的凸部，係由前述線狀樹脂層及前述著色層的積層所構成，前述凹部，能作成由鄰接的著色層間的段差所形成之構成。
在此情況，亦可在前述黑色矩陣上形成前述透明導電膜，或者是，亦可在前述透明導電膜上形成黑色矩陣。又，前述線狀樹脂層及著色層的積層，亦可以線狀樹脂層及著色層的順序予以積層。
前述線狀樹脂層及著色層的積層，係以著色層及線狀樹脂層的順序積層，與前述線狀樹脂層的積層部的著色層的膜厚，能形成為比積層部以外的畫素上的膜厚還薄。
在這些情況，能以覆蓋前述黑色矩陣及前述著色層的方式，進一步積層保護層。
前述著色層，與前述線狀的凸部對應的部分具有薄的膜厚，在前述著色層上，除了前述黑色矩陣上方的部分以外形成第1樹脂層，在與前述著色層之薄的膜厚的部分對應之前述第1樹脂層的部分形成第2樹脂層，前述線狀的凸部，係由前述第2樹脂層所構成，前述凹部，能作成由前述黑色矩陣上方之前述第1樹脂層不存在的部分所構成之構成。
在此情況，能在前述著色層上形成前述透明導電膜。
在以上之液晶顯示裝置用彩色濾光片基板中，能將前述著色層作成由分別形成在前述畫素上之紅色畫素、綠色畫素、及藍色畫素所構成之3種類的著色層。
本發明之第2態樣之液晶顯示裝置，具備以上本發明之第1態樣之液晶顯示裝置用彩色濾光片基板。
這樣的液晶顯示裝置，係使前述液晶顯示裝置用彩色濾光片基板、與將驅動液晶的元件配設成矩陣狀的陣列基板對向，使液晶介於它們之間予以貼合所構成之液晶顯示裝置，前述陣列基板，為了驅動液晶，能作成具備經施加不同電位的第1電極及第2電極者。
又，當將驅動電壓施加在前述第1電極、前述第2電極及第3電極之間時，前述液晶顯示裝置的畫素區域中之液晶分子，能作成進行倒向相反方向的動作者，該相反方向係對將前述畫素區域分成2部分的直線之線對稱。
又，前述畫素中之液晶的動作，能作成當施加驅動液晶的電壓時，在平面觀察下點對稱地區分為4個動作區域。
前述第1電極具有與驅動液晶的主動元件連接的梳齒狀圖案，前述第2電極具有隔著絕緣層配設在前述第1電極之下的梳齒狀圖案，且前述第2電極，能作成在平面觀察下，在朝向前述線狀樹脂層的方向，或者是，畫素中心的方向上，從前述第1電極的端部溢出的構成。
能利用在可見光區透明的導電性金屬氧化物來構成前述第1電極及第2電極。
本發明之第3態樣之液晶顯示裝置，係使彩色濾光片基板與陣列基板對向，使液晶介於它們之間予以貼合所構成，該彩色濾光片基板係在透明基板上，具備具有複數個畫素的黑色矩陣、透明導電膜、及線狀樹脂層，並且在前述畫素上具備由複數個著色層所構成的著色畫素，該陣列基板係將驅動液晶的元件配設成矩陣狀。前述線狀樹脂層係配設在前述透明導電膜上之平面觀察下的前述畫素中央，藉由前述線狀樹脂層與前述著色層的積層來形成突出至液晶側的凸部，前述陣列基板具備分別由在可見光區透明的導電性氧化物所構成之梳齒狀第1電極及梳齒狀第2電極，前述第2電極係隔著絕緣層配設在前述第1電極之下，前述第2電極，平面觀察下，在朝向前述線狀樹脂的方向，或前述畫素中心的方向上，從前述第1電極的端部溢出。
在這樣的液晶顯示裝置，能作成在前述陣列基板上之平面觀察下的與前述線狀樹脂層相對的位置，不配設第1電極的構成。
又，在以上的液晶顯示裝置中，能使用具有負的介電率異向性者作為前述液晶。
根據以上的本發明的態樣，便可提供一種液晶顯示裝置用彩色濾光片基板、及具備此彩色濾光片基板的液晶顯示裝置，其兼顧了階調顯示及應答性的改善。尤其是，根據本發明的態樣，便可提供一種液晶顯示裝置用彩色濾光片基板、及具備此彩色濾光片基板的液晶顯示裝置，其不會打亂色平衡，又不用增加TFT元件，便可進行特別強調亮度並有躍動感的顯示。根據本發明的態樣，即使是在應用於反射型的液晶顯示的情況下，仍可成為不帶有偏黃而色平衡良好的反射型顯示。
進一步地，根據本發明的態樣，能提供一種液晶顯示裝置，其不用增加白畫素或黃畫素，便能獲得動態下明亮的顯示，因此在通常的階調顯示時沒有如白畫素的情況的死畫素(dead pixel)，也沒有使液晶的透過率進一步降低的向錯，而可進行比以前還明亮的顯示。
以下，就本發明的各種實施形態，參照圖式加以說明。
本發明之一實施形態，係使用初期配向為垂直配向或水平配向的液晶，以常態黑顯示(normally black display)的液晶顯示裝置作為主要對象，以使彩色濾光片基板、與形成有TFT等液晶驅動元件的陣列基板對向，在將液晶層挾持在它們之間的形式下予以貼合所構成的液晶顯示裝置為前提。因此，本實施形態之技術，能應用於使用初期配向為水平配向，當施加電壓時會在垂直方向上站起來的液晶之液晶顯示裝置。此外，本實施形態，係活用斜向電場者，該斜向電場係在相對於設置在陣列基板側的畫素電極的第1電極、及電位與此第1電極不同的第2電極，將第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產生。
本發明人等，發現能將在黑色矩陣的上部，藉由因鄰接的著色層的重疊造成的段差所形成的凹部、及設置在將畫素作成線對稱的中央部的凸部，利用在液晶的配向控制。本發明，係提出添加此知識與第3電極(透明導電膜)的構成之新技術者。
凸部，在本實施形態中，係藉由透明樹脂之線狀樹脂層與薄著色層的重疊部構成，將透過此凸部的線狀樹脂層與薄著色層的光，利用在液晶顯示上的透過率提升者。此凸部的主要作用，係活用作為有厚度的介電體，作出使液晶在高驅動電壓下的光透過增大的動態顯示。凸部，有對液晶層賦予電壓分配的功能。透明的線狀樹脂層與薄著色層的積層部的凸部，成為後述的動態顯示區域。在畫素開口部之未形成凸部的通常透過顯示區域，配設幾乎均勻膜厚的著色層(約前述薄著色層2倍的膜厚)。
相對於此，凹部，如以下記述般，在將在凹部的肩部中傾斜配向的液晶活用於液晶的應答方面上，功能與凸部稍微不同。位於凹部的第3電極之透明導電膜，為了容易將驅動電壓傳達至液晶層，積層在該部位的著色層以外的有機樹脂的厚度越薄越好。凹部的第3電極較佳為配置在靠近液晶層的位置。
凹部，係為了將在其肩部(肩的部分，shoulder portion)的液晶配向利用於液晶的傾倒而設置。又，關於液晶的動作在後面的實施例詳述。凹部的深度，0.5μm~2μm係較佳的範圍。低於0.5μm的深度，作為施加電壓時之「液晶的傾倒的觸發(trigger)」的效果不足，若其深度超過2μm，則可能會對液晶胞(cell)製造時的液晶流動產生阻礙。凸部的肩部同樣也能將液晶配向利用於液晶的傾倒。
凸部，亦可為帶有弧形的形狀，其剖面形狀，能例示半月狀、梯形、三角形等。凸部之距基板面的傾斜角度，只要上述凸部的全體高度超過0.5μm即可，因此不須要特別規定。考慮開口率(作為畫素的透過率)的話，可為2°或3°等低傾斜角度，只要不是倒錐形(上邊大的逆向梯形狀)即可。然而，為了獲得適切的開口率，實效上較佳為30°至80°範圍的傾斜。距通常透過區域表面的凸部高度，若超過2μm便會在封入液晶時之液晶流入上出現阻礙，因此較佳為2μm以下。
在將負的介電率異向性應用於本發明的情況，如後述，本發明之液晶顯示裝置之彩色濾光片基板表面上的液晶，係將前述凹部的肩部附近的液晶分子作為觸發(trigger)，呈現液晶朝前述凸部的線狀樹脂層的方向傾倒的動作。為了將液晶從凸部的線狀樹脂層倒向對象之一方向，能將凹部的底部位置、通常顯示區域的著色層的最表面位置、及凸部的頂部位置之各自距透明基板表面的高度差，依此順序拉高形成。又，通常顯示區域的最表面，有由透明樹脂所製成的保護層的情況，及未形成保護層的著色層的情況。
在此，就本說明書之技術用語簡單地說明。
黑色矩陣，係指為了使液晶顯示的對比提升，而配設在顯示的最小單位之繪素周圍，或繪素兩邊的遮光性圖案。遮光層，係指使遮光性的顏料分散在透明樹脂的遮光性塗膜，一般藉由賦予感光性，利用包含曝光、顯影的光微影手法形成圖案來製得。
畫素，係指黑色矩陣的開口部，與上述的繪素同義。通常具有多角形，特別是相對的邊為平行的多角形的形狀。作為相對的邊為平行的多角形，能舉出例如，如第15圖所示的長方形等四邊形、如第17圖及第18圖所示的平行四邊形、六角形、如第16圖所示的在畫素中央曲折的多角形。
著色層，係指已使後述的有機顏料分散在透明樹脂的塗膜，將它以光微影手法在矩形畫素上形成圖案者。位於上述的線狀樹脂層上的著色畫素的部分及黑色矩陣上的重疊部也還是稱為著色層。
又，可應用於本實施形態的液晶，係初期配向(未施加驅動電壓時)為垂直配向或水平配向的液晶。在將液晶的介電率異向性定為負的垂直配向的液晶的情況，能省略磨刷(rubbing)等配向處理。
本實施形態之液晶顯示裝置之陣列基板側的第1電極及第2電極的材料，能使用上述ITO等之導電性金屬氧化物。或者是，能採用導電性比金屬氧化物還高的金屬。進一步地，在反射型或半透過型的液晶顯示裝置的情況下，亦可將鋁、鋁合金的薄膜用於第1電極及第2電極之任一者。如第1圖所示，第1電極1、第2電極2、及主動元件的金屬配線等，係隔著氮化矽(SiNx)或氧化矽(SiOx)等絕緣層22形成。在第1圖，TFT元件或連接至TFT元件的金屬配線係省略圖示。又，藉由具有與導電性金屬氧化物之ITO的低接觸性的鋁合金單層來分別形成閘極配線及源極配線的技術，係揭示於例如日本特開2009-105424號公報。
在本實施形態中，著色層之比介電率，雖是比較重要的特性，但幾乎是唯一地由作為著色劑添加的有機顏料對透明樹脂的比率決定，因此難以使比介電率大幅變化。換言之，著色層中之有機顏料的種類或含有量，係由作為液晶顯示裝置所須的色純度設定，因此，也幾乎決定了著色層之比介電率。又，藉由提高有機顏料的比率而將著色層薄膜化，可將比介電率定為4以上。又，藉由使用高折射率材料作為透明樹脂，能提升若干比介電率。使用有機顏料的著色層的比介電率大概落入2.9至4.5的範圍。
著色層或樹脂層的厚度，以與使用的液晶的胞間隙(Cell Gap，液晶層的厚度)的關係加以最適化即可。在必要的電性特性的觀點上，例如，在使著色層或樹脂層的厚度變薄的情況下，能將液晶層的厚度增厚。在前者之膜厚厚的情況，能對應地將液晶層的厚度減薄。又，前述樹脂層，在以下的實施例，係與利用後述的丙烯酸樹脂等透明樹脂所形成保護層同義。
本實施形態之彩色濾光片基板或液晶顯示裝置的構成要素之線狀樹脂層，係由可見光區透明的樹脂所構成。在使色材分散至這樣的線狀樹脂層的情況下，能調整紅色畫素、綠色畫素、藍色畫素之動態顯示時的色平衡。又，與線狀樹脂層的積層部分的著色層的膜厚，只要是動態顯示所須的薄膜厚即可，能依液晶顯示裝置或應用的液晶適宜調整。通常，相對於畫素膜厚(通常顯示區域的著色層的膜厚)，只要是1/3至1/4的膜厚的話，便能充分辨識出帶有顏色，因此可為畫素膜厚的1/4左右的膜厚。
又，能藉由變更線狀樹脂層的比介電率或膜厚，來調整線狀樹脂層上方的凸部附近的液晶對施加電壓的應答性(配向的傾倒量)。亦能使高折射率的微粒子或具有折射率異向性的材料含有在線狀樹脂層。
在初期垂直配向或初期水平配向的液晶顯示裝置之進行驅動電壓施加的中間調顯示中，會有因來自斜方向的視角而帶有偏黃。在本實施形態，能簡單地微調整積層於線狀樹脂層或接觸於線狀樹脂層的著色層的厚度，如此一來便能減輕非預期的著色。為了解消偏黃變強的情形，使藍色畫素的透過率提升即可。作為用於實現它的簡單手法，能藉由將形成在藍色畫素的線狀樹脂層的寬度或高度增大，來相對地增加藍色的透過光。相反地，亦可將紅色畫素或綠色畫素的線狀樹脂層的寬度或高度縮小。藉由線狀樹脂層的寬度、高度的調整，來使形成在此線狀樹脂層上的著色層的厚度或後述之動態顯示區域的面積變動，結果，可調整著色畫素的透過率，能調整色平衡。
通常，透過型液晶顯示裝置，係以來自背光的光透過為前提來調校(tune)相位差層或液晶的厚度等光學構件的光學特性而將白平衡(white balance)最適化。在將透過型液晶顯示裝置作為反射顯示或半透過型的液晶顯示裝置使用的情況，有光程差或入射光的差異，不能將光學構件的複折射率定為與透過顯示的情況相同，因此發生了微妙的色偏差。在使用本實施形態之彩色濾光片基板，不只作為透過顯示的液晶顯示裝置，還作為反射顯示或半透過型的液晶顯示裝置的情況下，能藉由依顏色調整線狀樹脂層的寬度、高度來改變著色層的厚度或面積，而調整色平衡。
又，線狀樹脂層，在第1圖等，係在紙面垂直方向上延伸，但亦可在紙面水平方向上，即在橫方向上延伸。在此情況，梳齒狀的第1及第2電極也還須在橫方向上配置排列。
又，亦可取代線狀樹脂層，而設置平面觀察下十字狀的樹脂層。
在本實施形態，能使用介電率異向性為負的液晶及正的液晶兩者。例如，作為介電率異向性為負的液晶，能使用在室溫附近複折射率為0.1左右之向列型液晶。介電率異向性為正的液晶，選擇範圍廣，因此能應用各種液晶材料。液晶層的厚度未受到特別限定，但為了作成超高速應答的液晶顯示，能定為3.5μm以下，較佳為從1.5μm到3.4μm的範圍的薄液晶層的厚度。併用斜向電場與溢出電極技術之本發明，藉由將液晶黏度及其介電率異向性、複折射率、彈性常數最適化，能提供消耗電力比過去低的液晶顯示裝置。在本實施形態實效上可使用的液晶層的△nd係在約250nm至500nm的範圍。
作為省略圖示的配向膜，例如，能將聚醯亞胺系有機高分子膜、或具有聚矽氧烷(polysiloxane)構造的有機高分子膜加熱硬膜化來使用。又，在貼合至偏光板的形式下，亦可使用1至3片相位差板。
以下針對本實施形態之彩色濾光片基板上之積層透明導電膜作為第3電極的構成中之作用、黑色矩陣上的凹部、線狀樹脂層與著色層的重疊部的作用加以說明。
第1圖，係本發明之第1實施形態之液晶顯示裝置的示意剖面圖。此液晶顯示裝置，具有將液晶顯示裝置用彩色濾光片基板(以下簡稱彩色濾光片基板)11與陣列基板21以挾持液晶17的形式貼合的構成。彩色濾光片基板11，係利用在透明基板10a上依序形成黑色矩陣5、透明導電膜之第3電極3、線狀樹脂層4、紅色畫素15、綠色畫素14、藍色畫素16、及保護層18來構成。在黑色矩陣5的上方(在圖式下方)形成凹部23。在陣列基板21方面，係在透明基板10b上隔著絕緣層22形成第1電極1及第2電極2。又，配向膜、偏光板、相位差板等省略圖示。
第2圖係顯示第1圖之平面觀察下矩形畫素之綠色畫素14上的垂直配向的液晶17的配向狀態之剖面圖。又，偏光板，係作成正交偏光(Cross Nicol)，作出常態黑的液晶顯示裝置。第2圖，係顯示在不將電壓施加於設在彩色濾光片基板之透明導電膜之第3電極3、及設在陣列基板21之第1電極1、第2電極2的狀態下，垂直配向的液晶17中之液晶分子17a、17b、17c、17d的配向狀態。
綠色畫素14(1/2畫素)的中央部的液晶，係垂直於綠色畫素面地配向，但凹部23的肩部分14a的液晶分子17a、17d、凸部24的肩部分14b的液晶分子17b、17c係稍微傾斜地配向。
如第3圖所示，若在液晶分子17a、17b、17c、17d為傾斜配向的狀態下施加驅動液晶的電壓，則液晶分子17a、17d成為倒向箭頭A的方向。黑色矩陣5之上的凹部23附近的液晶分子，由於凹部而變得更靠近透明導電膜之第3電極3，容易受到在第3電極與畫素電極之第1電極間的施加電壓，剛施加電壓後馬上開始傾倒。以液晶分子17a、17d的液晶分子的傾倒作為觸發而將傾倒傳遞至鄰接的液晶分子，如第4圖所示，液晶會朝向已形成線狀樹脂層4的矩形畫素中央方向傾倒，藉由光透過成為綠色顯示。即，第4圖所示之通常透過區域，在通常的階調顯示時成為綠色顯示。
第4圖，係顯示施加驅動電壓後之白顯示時(因為第4圖係以綠色畫素顯示，因此表現出的顏色為綠色)的液晶分子的配向狀態之圖。如第4圖所示，通常顯示區域的液晶分子係幾乎平行於基板面地配向。以線狀樹脂層4為核心的矩形畫素中央的凸部24上的液晶分子，在階調顯示時的綠色顯示(在第4圖為通常顯示區域)係依然垂直配向，或是未充分傾倒，因此畫素中央的動態顯示區域成為黑或暗的顯示。又，即使不實施磨刷等配向處理，凹部及凸部的肩部分的液晶分子17a、17b、17c、17d，當未施加電壓時仍被實質地賦予傾斜(tilt)。
又，如第4圖所示般，在綠色畫素14的相反側(右側)的1/2畫素，液晶傾倒的方向變成逆向。此時，意味能只以驅動電壓的大小來實施中間調顯示下的光學性補償，即使未如MVA液晶般形成4個多領域(multi-domain)仍能確保廣視角。在中間調(例如，液晶分子分別傾斜的狀態)下，成為第4圖之1/2綠色畫素與相反側的1/2綠色畫素具有相反方向的傾斜分配的液晶配向，藉由這些相對的1/2畫素進行光學上平均化，擴大視角。
第5圖係說明施加更高的驅動電壓時之液晶配向的圖。即，隨著施加高的電壓，凸部24附近的液晶分子27a、27b在對電力線34垂直方向上配向(在與基板10b面平行方向上配向)。藉由這樣的液晶分子27a、27b的配向，在動態顯示區域光會透過。在此動態顯示區域，在線狀樹脂層4上積層薄膜的著色層，因此，使得在第5圖所示的狀態下可顯示明亮的綠色。又，凸部24，係在第3電極上厚厚地形成介電體之線狀樹脂層或著色層，因此與通常畫素區域不同，驅動液晶分子27a、27b的驅動電壓必須是比通常顯示還高的電壓。
又，在1個畫素配設2個TFT元件(主動元件)，以1個TFT元件另外驅動第5圖所示之靠近動態顯示區域的內側的1組第1電極，藉以獲得能獨立地調整動態顯示的亮度的優點。
以上，針對靠近彩色濾光片基板側的液晶分子的舉動加以說明，但是在本發明之其他實施形態的液晶顯示裝置，在陣列基板側亦能將液晶分子倒向與彩色濾光片基板側同樣的方向。以下，針對那樣的例子，說明使用介電率異向性為負的液晶的情況。
在第6圖所示之液晶顯示裝置，將第1電極定為梳齒狀電極1a、1b、1c、1d，同樣地也將第2電極定為梳齒狀電極2a、2b、2c、2d。在第1電極1a、1b、1c、1d附近之液晶分子37a、37b、37c、37d，當未施加電壓時幾乎垂直地配向。
在第6圖所示之液晶顯示裝置中，第2電極2a、2b、2c、2d，其端部，為了在施加驅動電壓時使液晶37a倒向矩形畫素中央的凸部24的方向，而以從第1電極1a、1b、1c、1d的端部溢出的方式偏移地予以配置。偏移量28，能以使用的液晶材料或驅動電壓、液晶胞厚度等之尺寸(dimension)進行各種調整。偏移量28，即使是1μm到5μm的小量也足夠。第1電極1a、1b、1c、1d及第2電極2a、2b、2c、2d的重疊部分的寬度，以29表示。又，配向膜係省略圖示。重疊部分，能因應須要作為輔助電容使用。
在第7圖，將剛施加驅動液晶的電壓後的液晶分子37a、37b、37c、37d的動作、及電力線30a、30b、30c、30d合併顯示。藉由施加電壓液晶分子37a、37b、37c、37d倒向電力線的方向。此液晶分子的傾倒方向，係與第3圖所示之液晶分子17a、17b、17c、17d傾倒的方向相同的方向，因此圖示之位於綠色畫素14的液晶分子，成為瞬間倒向相同的方向，能使液晶的應答性大幅提高。
又，第2電極的偏移(溢出部)的方向，較佳為從矩形畫素中央起呈點對稱或線對稱，且相反的方向。又，平面觀察下，較佳為在朝向線狀樹脂層的方向上溢出的圖案。梳齒狀電極的圖案，在平面觀察下亦可為V字狀或斜方向。或者是，如第8圖所示，可為以1/4畫素單位每次90°改變方向的梳齒狀圖案。藉此，當施加驅動液晶的電壓時，在平面觀察下點對稱地區分為4個動作，矩形畫素的顯示區域係區分為4個動作區域。此情況，梳齒狀電極，能使其對矩形畫素的中心線，在45°的方向上傾斜。這些電極圖案，較佳為從畫素中心來看呈點對稱或線對稱。能適宜選擇第1電極及第2電極的條數。
對第1電極1施加驅動液晶的電壓，第2電極2、第3電極3能定為共通的電位(common)。第6圖所示之第1電極與第2電極的重疊部分29，能作為輔助電容利用。
將能應用於以上實施形態的第1電極1的平面觀察圖案形狀的其他例子顯示在第15圖、第16圖、第17圖、第18圖。在第15圖、第16圖、第17圖、第18圖中，元件符號25表示黑色矩陣5的開口部(多角形的著色畫素形狀)，9表示液晶分子傾倒的方向。第17圖及第18圖，圖示傾斜角不同的2種畫素的開口部25。即，若對第1電極1施加驅動電壓，將第2電極2、第3電極3定為共通的電位(common)，則在這些畫素的液晶分子，係以1/2畫素單位，分別倒向方向9。又，以平行四邊形的傾斜不同的畫素，例如第17圖及第18圖合在一起，能設定4個不同的液晶傾倒方向，能提供視角廣的液晶顯示裝置。
又，針對上述液晶動作，雖然是以初期垂直配向且負的介電率異向性的液晶說明，但初期水平配向且具有正的介電率異向性的液晶也能獲得同樣的效果。因此，本發明能使用水平配向的液晶。在初期水平配向的液晶的情況，藉由施加驅動電壓液晶從基板10b面在垂直方向上站起來，使得光透過。在使用水平配向液晶的情況，為了唯一地決定液晶的配向方向而需要對配向膜進行磨刷處理。
又，在第6圖及第7圖，第1電極及第2電極具有梳齒狀圖案，但亦可不是梳齒狀圖案，而是將開口部狹縫狀地抽掉之狹縫狀圖案。在狹縫狀圖案的情況，也能藉由使第2電極從第1電極的端部在線狀樹脂層的方向上看到，來獲得同樣的效果。
為了容易導引第2電極2a、2b、2c、2d之溢出部上方的液晶分子的傾倒方向，能使用以下的方法。
1)在第1電極1a、1b、1c、1d的端部賦予錐形(taper)，
2)將第1電極1a、1b、1c、1d的膜厚增厚，
3)蝕刻第1電極1a、1b、1c、1d之下的絕緣層的一部分，將第2電極2a、2b、2c、2d上的絕緣層減薄，
如此，藉由對初期的垂直配向的液晶分子，賦予若干的，例如0.1°~1°預傾角(pre-tilt angle)，能決定液晶分子的傾倒方向，即使是低電壓液晶分子也變得容易傾倒，可獲得應答性提升及低階調顯示改善。預傾角，係當將垂直於基板面的方向定為0°時的預傾量。
又，作為設在液晶顯示裝置的主動元件之TFT的通道材料，能使用例如氧化物半導體，藉以提升畫素的開口率。作為氧化物半導體的代表例，可舉出稱為IGZO的銦、鎵、及鋅的複合金屬氧化物。
又，能使用在分子構造內具有氟原子的液晶材料(氟系液晶)作為液晶材料。當施加驅動液晶的電壓時，強電場實質地發生在出自第1電極的第2電極的溢出部，因此能藉由使用介電率比過去的用於垂直配向的液晶材料還低(介電率異向性小)的液晶材料來完成液晶驅動。一般而言，介電率異向性小的液晶材料，其黏度低，能縮短關閉(off)驅動電壓時倒下的時間。又，氟系液晶係介電率低，因此離子性不純物的攝取亦少，因不純物所造成之電壓保持率降低等性能劣化亦小，因此有難以產生顯示不均或烙印的優點。
在以下，針對可用於以上說明的實施形態的彩色濾光片基板的透明樹脂及有機顏料等加以例示。
(透明樹脂)
用於遮光層或著色層之形成的感光性著色組成物，除了顏料分散體以外，進一步含有多官能單體、感光性樹脂或非感光性樹脂、聚合起始劑、溶劑等。將感光性樹脂及非感光性樹脂等可用於本發明的實施形態的透明性高的有機樹脂統稱為透明樹脂。
在透明樹脂，可包含熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、及感光性樹脂。作為熱可塑性樹脂，可舉出例如，丁醛樹脂、苯乙烯-順丁烯二酸共聚物、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚氯乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚胺基甲酸酯系樹脂、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。又，作為熱硬化性樹脂，可舉出例如，環氧樹脂、苯并胍胺樹脂、松香改質順丁烯二酸樹脂、松香改質反丁烯二酸樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、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的化合物反應所構成者。
(鹼可溶性樹脂)
在以上的實施形態所使用的遮光層、光散射層、著色層、胞間隙規範層的形成，較佳為使用可由光微影法形成圖案的感光性樹脂組成物。這些透明樹脂，較佳為賦予鹼可溶性的樹脂。作為鹼可溶性樹脂，只要是包含羧基或羥基的樹脂的話，便無特別的限定。可舉出例如，環氧丙烯酸酯系樹脂、酚醛系樹脂、聚乙烯酚系樹脂、丙烯酸系樹脂、含羧基環氧樹脂、含羧基之胺基甲酸酯樹脂等。其中，較佳為環氧丙烯酸酯系樹脂、酚醛系樹脂、丙烯酸系樹脂，特佳為環氧丙烯酸酯系樹脂或酚醛系樹脂。
(丙烯酸樹脂)
作為在以上的實施形態可採用的透明樹脂的代表，能例示以下的丙烯酸系樹脂。
丙烯酸系樹脂，可舉出使用例如(甲基)丙烯酸酯；(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t-丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸十二基酯等之(甲基)丙烯酸烷基酯；(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯等之含羥基之(甲基)丙烯酸酯；(甲基)丙烯酸乙氧乙酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等之含醚基之(甲基)丙烯酸酯；及(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯等之脂環式(甲基)丙烯酸酯等作為單體製得的聚合物。
又，以上舉出的單體，能單獨使用，或併用2種以上使用。進一步地，亦可為與可與這些單體共聚合的苯乙烯、環己基馬來亞醯胺、及苯基馬來亞醯胺等之化合物的共聚物。
又，亦能藉由使將例如(甲基)丙烯酸等之具有乙烯性不飽和基之羧酸共聚合所製得之共聚物，與甲基丙烯酸縮水甘油酯等之含有環氧基及不飽和雙鍵的化合物反應，或使(甲基)丙烯酸等之含羧酸化合物附加於甲基丙烯酸縮水甘油酯等之含環氧基之(甲基)丙烯酸酯的聚合物、或它與其他的(甲基)丙烯酸酯的共聚物，來製得具有感光性的樹脂。
進一步地，亦能藉由使例如甲基丙烯酸羥乙酯等之單體之具有羥基的聚合物，與異氰酸甲基丙烯醯基氧乙酯等之含有異氰酸酯基及乙烯性不飽和基的化合物反應，來製得具有感光性的樹脂。
又，如上述般，使具有複數個羥基的甲基丙烯酸羥乙酯等之共聚物與多元酸酐反應，將羧基導入共聚物，能製得具有羧基的樹脂。具有羧基的樹脂的製造方法，不是只限於此方法。
作為用於上述反應的酸酐的例子，可舉出例如，丙二酸酐、丁二酸酐、順丁烯二酸酐、衣康酸酐、苯二甲酸酐、四氫酞酸酐、六氫酞酸酐、甲基四氫酞酸酐、及偏苯三甲酸酐等。
上述丙烯酸系樹脂的固體成分酸價，較佳為20~180mgKOH/g。在酸價小於20mgKOH/g的情況下，感光性樹脂組成物的顯影速度過慢而顯影所要的時間變多，呈現生產性劣化的傾向。在固體成分酸價大於180mgKOH/g的情況下，相反地顯影速度過快，呈現在顯影後的圖案破損或圖案缺損的不良發生的傾向。
進一步地，具有上述丙烯酸系樹脂的情況，此丙烯酸樹脂的雙鍵當量為100以上是較佳的，更佳為100~2000，最佳為100~1000。在雙鍵當量超過2000的情況下有無法獲得充分的光硬化性的情況。
(光聚合性單體)
作為光聚合性單體的例子，可舉出(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸環己酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸三環癸酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環氧酯等之各種丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯；(甲基)丙烯酸、苯乙烯、醋酸乙烯酯、(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺、丙烯腈等。
又，較佳為使用使多官能異氰酸酯反應至具有羥基的(甲基)丙烯酸酯所製得之具有(甲基)丙烯醯氧基的多官能丙烯酸胺基甲酸酯。又，具有羥基的(甲基)丙烯酸酯與多官能異氰酸酯的組合是任意的，並無特別的限定。又，可單獨使用1種多官能丙烯酸胺基甲酸酯，亦能組合2種以上使用。
(光聚合起始劑)
作為光聚合起始劑，可舉出4-苯氧基二氯苯乙酮、4-t-丁基-二氯苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙酮-1、1-羥基環己基苯酮、2-苄基-2-二甲基胺-1-(4-嗎啉基苯基)-丁酮-1等之苯乙酮系化合物；苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻異丙基醚、苄基二甲基酮等之苯偶姻系化合物；苯酮、苯甲醯基安息香酸、苯甲醯基安息香酸甲酯、4-苯基苯酮、羥基苯酮、丙烯酸化苯酮、4-苯甲醯基-4’-甲基二苯硫醚等之苯酮系化合物；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之噻噸酮系化合物；2,4,6-三氯-s-三嗪、2-苯基-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(p-甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(p-腈基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-胡椒基-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-苯乙烯基-s-三嗪、2-(萘甲醯-1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基-萘甲醯-1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2,4-三氯甲基-(胡椒基)-6-三嗪、2,4-三氯甲基(4’-甲氧基苯乙烯基)-6-三嗪等之三嗪系化合物；1,2-辛二酮、1-[4-(苯硫基)-,2-(O-苄醯基肟)]、O-(乙醯基)-N-(1-苯基-2-側氧基-2-(4’-甲氧基-萘基)亞乙基)羥基胺等之肟酯(oxime-ester)系化合物；雙(2,4,6-三甲基苄基)苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苄基二苯基氧化膦等之膦系化合物；9,10-菲醌、樟腦醌、乙基蒽醌等之醌系化合物；硼酸酯系化合物；咔唑系化合物；咪唑系化合物；二茂鈦(titanocene)系化合物等。為了提升感度，肟衍生物類(肟系化合物)是有效的。它們能單獨使用1種或組合2種以上使用。
(增感劑)
較佳為併用光聚合起始劑及增感劑。作為增感劑，能併用α-醯氧基酯、醯基氧化膦、甲基苯基乙醛酸、苄基-9,10-菲醌、樟腦醌、乙基蒽醌、4,4’-二乙基間苯二甲醯基苯(4,4’-diethyl isophthalophenone)、3,3’,4,4’-四(t-丁基過氧化羰基)二苯酮、4,4’-二乙基胺基二苯酮等之化合物。
增感劑，相對於100質量份光聚合起始劑，能含有0.1質量份至60質量份的量。
(乙烯性不飽和化合物)
上述的光聚合起始劑，較佳為與乙烯性不飽和化合物一起使用。作為乙烯性不飽和化合物，意味在分子內具有1個以上乙烯性不飽和鍵的化合物。其中，從能擴大聚合性、交聯性、及伴隨它的曝光部及非曝光部的顯影液溶解性的差異等方面來看，較佳為在分子內具有2個以上乙烯性不飽和鍵的化合物。又，特佳為它的不飽和鍵係來自(甲基)丙烯醯氧基的(甲基)丙烯酸酯化合物。
作為在分子內具有1個以上乙烯性不飽和鍵的化合物，可舉出例如，(甲基)丙烯酸、丁烯酸、異丁烯酸、順丁烯二酸、衣康酸、檸康酸等之不飽和羧酸、及它的烷基酯；(甲基)丙烯腈；(甲基)丙烯醯胺；苯乙烯等。作為在分子內具有2個以上乙烯性不飽和鍵的化合物，代表性的，可舉出例如，不飽和羧酸與聚羥基化合物的酯類、含(甲基)丙烯醯氧基之磷酸酯類、(甲基)丙烯酸羥酯化合物與聚異氰酸酯化合物的(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯類、及(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸羥酯化合物與聚環氧化合物的(甲基)丙烯酸環氧酯類等。
上述光聚合起始劑、增感劑、及乙烯性不飽和化合物，亦可添加至包含後述的相位差層形成用的聚合性液晶化合物的組成物。
(多官能硫醇)
感光性著色組成物，能使其含有具備作為鏈轉移劑功用的多官能硫醇。多官能硫醇，只要是具有2個以上硫醇基的化合物即可，可舉出例如，己烷二硫醇、癸烷二硫醇、1,4-丁烷二醇雙硫代丙酸酯、1,4-丁烷二醇雙硫代乙醇酸酯、乙二醇雙硫代乙醇酸酯、乙二醇雙硫代丙酸酯、三羥甲基丙烷參硫代乙醇酸酯、三羥甲基丙烷參硫代丙酸酯、三羥甲基丙烷參(丁酸3-氫硫酯)、新戊四醇肆硫代乙醇酸酯、新戊四醇肆硫代丙酸酯、三氫硫基丙酸參(2-羥基乙基)異三聚氰酸酯、1,4-二甲基氫硫基苯、2,4,6-三氫硫基-s-三嗪、2-(N,N-二丁基胺)-4,6-二氫硫基-s-三嗪等。
這些多官能硫醇，能使用1種或混合2種以上使用。多官能硫醇，在感光性著色組成物中，相對於100質量份顏料，較佳為以0.2~150質量份，更佳為以0.2~100質量份的量使用。
(貯存穩定劑)
感光性著色組成物，為了使組成物的隨時間經過的黏度穩定化能使其含有貯存穩定劑。作為貯存穩定劑，可舉出例如，苄基三甲基氯化物、二乙基羥基胺等之4級氯化銨、乳酸、草酸等之有機酸及它的甲醚、t-丁基五倍子酚、三乙基膦、三苯基膦等之有機膦、亞磷酸鹽等。貯存穩定劑，相對於感光性著色組成物中的100質量份顏料，能含有0.1質量份至10質量份的量
(密著提升劑)
感光性著色組成物，為了提高與基板的密著性亦能使其含有矽烷耦合劑等密著提升劑。作為矽烷耦合劑，可舉出：乙烯參(β-甲氧基乙氧基)矽烷、乙烯乙氧基矽烷、乙烯三甲氧基矽烷等之乙烯矽烷類、γ-甲基丙烯醯氧基三甲氧基矽烷等之(甲基)丙烯酸矽烷類；β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)甲基三甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)甲基三乙氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷等之環氧矽烷；N-β(胺基乙基)γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-β(胺基乙基)γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-β(胺基乙基)γ-胺基丙基甲基二乙氧基矽烷、γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-苯基-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-苯基-γ-胺基丙基三乙氧基矽烷等之胺基矽烷類；γ-氫硫基丙基三甲氧基矽烷、γ-氫硫基丙基三乙氧基矽烷等之硫矽烷類等。矽烷耦合劑，在感光性著色組成物中，相對於100質量份顏料，能含有0.01質量份至100質量份。
(溶劑)
感光性著色組成物，為了可進行朝基板的均勻塗布，可配合水或有機溶劑等之溶劑。又，在用於本實施形態的組成物為彩色濾光片的著色層的情況，溶劑也有使顏料均勻分散的功能。作為溶劑，可舉出例如，環己酮、乙酸丁賽路蘇酯(butyl cellosolve acetate)、乙酸1-甲氧基-2丙酯、二乙二醇二甲基醚、乙苯、乙二醇二乙基醚、二甲苯、乙賽路蘇、甲基-n戊基酮、丙二醇單甲基醚、甲苯、甲基乙基酮、醋酸乙酯、甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、石油系溶劑等，能單獨使用它們或將它們混合使用。溶劑，在著色組成物中，相對於100質量份顏料，能含有800質量份至4000質量份，較佳為1000質量份至2500質量份。
(有機顏料)
作為紅色顏料，能使用例如，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、246、254、255、264、272、279等。
作為黃色顏料，能使用例如，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。
作為藍色顏料，能使用例如，C.I.顏料藍15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、80等。它們當中，較佳為C.I.顏料藍15:6。
作為紫色顏料，能使用例如，C.I.顏料紫1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等。它們當中，較佳為C.I.顏料紫23。
作為綠色顏料，能使用例如，C.I.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。它們當中，較佳為C.I.顏料綠58。
以下，在C.I.顏料的顏料種類的記載中，會簡單地省略記載為PB(顏料藍)、PV(顏料紫)、PR(顏料紅)、PY(顏料黃)、PG(顏料綠)等。
(遮光層的色材)
包含在遮光層或黑色矩陣的遮光性的色材，係藉由在可見光波長區域具有吸收來表現遮光功能的色材。在本實施形態中遮光性的色材，可舉出例如，有機顏料、無機顏料、染料等。作為無機顏料，可舉出例如，碳黑、氧化鈦等。作為染料，可舉出例如，偶氮系染料、蒽醌系染料、酞青素系染料、醌亞胺系染料、喹啉系染料、硝基系染料、羰基系染料、次甲基系染料染料等。關於有機顏料，能採用前述的有機顏料。又，遮光性成分，可使用1種，亦可以任意的組合及比率併用2種以上。又，亦可進行利用在這些色材的表面披覆樹脂所造成的高體積電阻化，相反地，利用提高樹脂之色材對母材的含有比率賦予若干的導電性所造成的低體積電阻化。但是，這樣作出的遮光性材料的體積電阻值約1×108 ~1×1015 Ω‧cm的範圍，因此還不到會影響透明導電膜的電阻值的等級。同樣地，遮光層的比介電率亦能利用色材的選擇或含有比率而在約3~11的範圍內調整。
(分散劑、分散助劑)
若使用高分子分散劑作為顏料分散劑，則隨時間經過的分散穩定性優良故而較佳。作為高分子分散劑，能舉出例如，胺基甲酸酯系分散劑、聚乙烯亞胺系分散劑、聚氧乙烯基烷基醚系分散劑、聚氧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，尤其是由含有氮原子之接枝共聚物所構成之分散劑，對包含許多顏料之用於本實施形態的遮光性感光性樹脂組成物而言，在顯影性方面是較佳的。
作為這些分散劑的具體例，能舉出：商品名EFKA(Efka Chemicals B.V.(EFKA)公司製)、Disperbik(BYK-Chemie公司製)、Disparon(楠本化成公司製)、SOLSPERSE(Lubrizol公司製)、KP(信越化學工業公司製)、Polyflo(共榮社化學公司製)等。這些分散劑，可使用1種，能以任意的組合及比率併用2種以上。
作為分散助劑，能使用例如色素衍生物等。作為色素衍生物，可舉出例如，偶氮系、酞青素系、喹吖酮系、苯并咪唑酮系、喹啉黃系、異吲哚啉酮系、二氧陸圜(dioxane)系、蒽醌系、陰丹士林系、苝系、苝酮系、二酮吡咯并吡咯系、二氧陸圜系等之衍生物，其中較佳為喹啉黃系。
作為色素衍生物的取代基，可舉出例如，磺酸基、磺醯胺基及它的4級鹽、琥珀醯亞胺甲基、二烷基胺基烷基、羥基、羧基、醯胺基等直接或隔著烷基、芳烷基、雜環基等鍵結至顏料骨架者。其中，較佳為磺酸基。又，這些取代基亦可在一個顏料骨架取代複數個。
作為色素衍生物的具體例，可舉出酞青素的磺酸衍生物、喹啉黃的磺酸衍生物、蒽醌的磺酸衍生物、喹吖酮的磺酸衍生物、二酮吡咯并吡咯的磺酸衍生物、二氧陸圜的磺酸衍生物等。
以上的分散助劑及色素衍生物，可使用1種，亦可以任意的組合及比率併用2種以上。
以下，就本發明的各種實施例加以說明。
實施例1
依以下的方式製造第9圖所示之彩色濾光片基板11。
[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、銅酞青素衍生物(Toyo Ink製造公司製)1.0質量份、及丙二醇單甲基醚乙酸酯71質量份，以珠磨分散機攪拌，製作碳黑分散液。
(黑色矩陣形成用光阻)
黑色矩陣形成用阻劑，係使用以下的材料製作。
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)(固體成分56.1質量%)
光聚合性單體：DPHA(日本化藥公司製)
起始劑：OXE-02(Ciba Specialty Chemicals公司製)OXE-01(Ciba Specialty Chemicals公司製)
溶劑：丙二醇單甲基醚乙酸酯丙酸乙基-3-乙氧酯
平坦化劑(leveling agent)：BYK-330(BYK-Chemie公司製)
將以上的材料，依以下的組成比混合攪拌，作成黑色矩陣形成用阻劑(固體成分中的顏料濃度：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
丙二醇單甲基醚乙酸酯　14質量份
丙酸乙基-3-乙氧酯　5.0質量份
平坦化劑　1.5質量份
(黑色矩陣形成條件)
將上述光阻旋轉塗布在由玻璃所構成之透明基板10a，使其乾燥，製作膜厚1.5μm的塗膜。將該塗膜以100℃乾燥3分鐘後，使用有圖案寬度(相當於黑色矩陣的畫線寬度)24.5μm開口的曝光用的光罩作為黑色矩陣，使用超高壓水銀燈作為光源而照射200mJ/cm2 。
接著，以2.5%碳酸鈉水溶液顯影60秒，顯影後好好地水洗，進一步乾燥後，以230℃、60分鐘加熱處理使圖案固定附著，在透明基板10a上形成黑色矩陣5。黑色矩陣5的畫線寬度約24μm，形成在矩形畫素的周圍(4邊)。距透明基板面之黑色矩陣畫線端部的傾斜角度係作成約45度。
[透明導電膜的成膜]
使用濺鍍裝置，以覆蓋前述黑色矩陣5的全面的方式，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)。
[線狀樹脂層的形成]
(樹脂A的合成)
在可分離的燒瓶中，添加丙二醇單甲基醚乙酸酯686質量份、甲基丙烯酸縮水甘油酯332質量份、偶氮雙異丁腈6.6質量份，在氮氣體環境下以80℃加熱6小時，製得樹脂溶液。
接著，在所製得的樹脂溶液，添加丙烯酸168質量份、氫醌0.05質量份、三苯基膦0.5質量份，一邊吹入空氣一邊以100℃加熱24小時，製得加成丙烯酸的樹脂溶液。
進一步地，在所製得的加成丙烯酸的樹脂溶液，添加四氫酞酸酐186質量份，以70℃加熱10小時，製得樹脂A溶液。
(感光性樹脂液A的調製)
依以下的組成，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
二新戊四醇六丙烯酸酯　100質量份
光聚合起始劑
(Ciba Specialty Chemicals公司製IRGACURE 907)　100質量份
溶劑(丙二醇單甲基醚乙酸酯)　400質量份
使用上述感光性樹脂液A及有線狀樹脂層之圖案(開口部)的光罩，以公知的光微影手法，在矩形畫素中央形成線狀樹脂層。線狀樹脂層的高度(膜厚)係作成2.5μm。
[著色畫素的形成]
《著色層形成用分散液》
作為分散在著色層的有機顏料，使用以下者。
紅色用顏料：C.I.顏料紅254(Ciba Specialty Chemicals公司製「IRGAPHOR RED B-CF」、C.I.顏料紅177(Ciba Specialty Chemicals公司製「CROMOPHTAL A2B」)
綠色用顏料：C.I.顏料綠58(DIC公司製)；C.I.顏料黃150(BAYER公司製「FANCHON FAST YELLOWY-5688」)
藍色用顏料：C.I.顏料藍15(Toyo Ink製造製「RIONOL BLUE-ES」)
C.I.顏料紫23(BASF公司製「VARIOGEN VIOLET 5890」)
使用以上的顏料，製作紅色、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(acrylic varnish)(固體成分20質量%)　108質量份
將上述組成的混合物均勻地攪拌後，使用玻璃珠，以砂磨分散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(固體成分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同樣的製作方法，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「SOLSPERSE 20000」)　6質量份
丙烯酸清漆(固體成分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同樣的製作方法，製作藍色顏料分散液。
《著色畫素形成》
使用下述表1所示之配合組成的著色畫素形成彩色阻劑，形成著色層。
著色層的形成，首先，利用旋轉塗布、以完成的膜厚成為2.5μm的方式，將紅色畫素形成用彩色阻劑塗布在第9圖所示之形成有黑色矩陣5及透明導電膜3的玻璃基板10a上。以90℃乾燥5分鐘後，通過著色畫素形成用的光罩以300mJ/cm2 的照射量照射高壓水銀燈的光，以鹼性顯影液顯影60秒，將條紋形狀的紅色著色畫素15，以覆蓋線狀樹脂層4的方式形成在矩形畫素上。之後，以230℃燒成30分鐘。將黑色矩陣5與著色層的重疊定為6.0μm製作。
接著，綠色畫素形成用阻劑亦同樣地利用旋轉塗布以完成膜厚成為2.5μm的方式，且以覆蓋線狀樹脂層4的方式塗布。90℃乾燥5分鐘後，以將圖案形成在隔著前述凹部13而與紅色畫素15鄰接的位置的方式通過光罩曝光、顯影，藉以形成綠色畫素14。又，包含本實施例，彩色濾光片基板的製造係使用周知的光微影技術者，例如第9圖所示之彩色濾光片基板係在其製造製程中，在膜面(彩色濾光片面)上製造。
進一步地，與紅色、綠色同樣地進行，亦針對藍色畫素形成用阻劑製得完成膜厚為2.5μm且與紅色畫素、綠色畫素鄰接的藍色畫素16。藉此，可製得在基板10a上具有紅、綠、藍3色著色畫素的彩色濾光片。之後，以230℃熱處理30分鐘進行硬膜化。
[保護層的形成]
(樹脂B的合成)
在反應容器加入環己酮800質量份，一邊將氮氣體注入容器一邊加熱，滴下下述單體及熱聚合起始劑的混合物，進行聚合反應。
苯乙烯　60質量份
甲基丙烯酸　60質量份
甲基丙烯酸甲酯　65質量份
甲基丙烯酸丁酯　65質量份
熱聚合起始劑　10質量份
鏈轉移劑　3質量份
滴下後充分地加熱後，添加以環己酮50質量份使熱聚合起始劑2.0質量份溶解者，進一步繼續反應而製得丙烯酸樹脂。以固體成分成為20重量%的方式將環己酮添加在此樹脂溶液而調製丙烯酸樹脂溶液，作成樹脂B。丙烯酸樹脂的重量平均分子量為約10,000。
(樹脂塗布液B)
將下述所示之組成的混合物均勻地攪拌混合後，使用直徑1 mm的玻璃珠，以砂磨分散5小時，接著，以5μm的過濾器過濾，製得樹脂塗布液B。
樹脂B　150質量份
多官能聚合性單體
(東亞合成製「ARONIX M-400」) 20質量份
光起始劑(Ciba Specialty Chemicals公司製「IRGACURE 907」)　16質量份
環己酮　500質量份
使用上述樹脂塗布液B，以覆蓋黑色矩陣及著色層的方式，形成0.3μm膜厚的保護層18，作成彩色濾光片基板。
又，在黑色矩陣5的線寬方向的中央部形成沒有著色層之平面觀察下之線上的凹部13。被不同顏色的著色層包夾的凹部13的深度D，定為約1μm。
線狀樹脂層4、著色層及保護層18的重疊部之凸部24的高度H，成為約1.1μm。凸部24的傾斜，係距透明基板面的角度為約45度。又，凸部24的高度H，係定為從綠色畫素14的畫素表面至重疊部的頂部為止的高度。
實施例2
將第10圖所示之彩色濾光片基板，依以下的方式製造。
在已經形成膜厚0.15μm的透明導電膜3的玻璃透明基板10a上使用下述黑色組成物，形成完成膜厚1.5μm的黑色矩陣5。
(黑色組成物的調製)
(顏料分散體RD1)
將作為著色劑之C.I.顏料紅254/C.I.顏料紅177=80/20(重量比)混合物20質量份、作為分散劑之5質量份(換算固體成分)之BYK-2001，作為溶媒之丙二醇單甲基醚乙酸酯75質量份，利用珠磨加以處理，調製顏料分散體(RD1)。
(顏料分散體YD1)
將作為著色劑之20質量份之C.I.顏料黃150、作為分散劑之5質量份(換算固體成分)之SOLUSPAS 24000，作為溶媒之丙二醇單甲基醚乙酸酯75質量份，利用珠磨加以處理，調製顏料分散體(YD1)。
(顏料分散液BD1)
將作為著色劑之20質量份之C.I.顏料藍15：6、作為分散劑之5質量份(換算固體成分)之AJISPER-PB-821，作為溶媒之丙二醇單甲基醚乙酸酯75質量份，利用珠磨加以處理，調製顏料分散體(BD1)。
(顏料分散液VD1)
將作為著色劑之20質量份之C.I.顏料紫23、作為分散劑之5質量份(換算固體成分)之AJISPER-PB-821，作為溶媒之丙二醇單甲基醚乙酸酯75質量份，利用珠磨加以處理，調製顏料分散體(VD1)。
(樹脂溶液(P1)的合成)
在反應容器加入環己酮800質量份，一邊將氮氣體注入容器一邊加熱，滴下下述單體及熱聚合起始劑的混合物，進行聚合反應。
苯乙烯　60質量份
甲基丙烯酸　60質量份
甲基丙烯酸甲酯　65質量份
甲基丙烯酸丁酯　65質量份
熱聚合起始劑　10質量份
鏈轉移劑　3質量份
滴下後充分地加熱後，添加以環己酮50質量份使熱聚合起始劑2.0質量份溶解者，進一步繼續反應而製得丙烯酸樹脂。以不揮發成分成為20重量%的方式將環己酮添加在此樹脂溶液而調製丙烯酸樹脂溶液，作成樹脂溶液(P1)。丙烯酸樹脂的重量平均分子量為約10，000。
(黑色組成物)
將下述組成的混合物以成為均勻的方式攪拌混合後，以5μm的過濾器過濾而製得黑色組成物。黑色組成物，係在後面實施例用於遮光層及底座的形成。
上述顏料分散液(RD1)　21質量份
上述顏料分散液(BD1)　17質量份
上述顏料分散液(YD1)　4質量份
樹脂溶液(P-1)　9質量份
三羥甲基丙烷三丙烯酸酯　4.8質量份
光聚合起始劑
(Ciba Specialty Chemicals公司製「IRGACURE 369」)　2.8質量份
光增感劑(保土谷化學公司製「EAB-F」)　0.2質量份
環己酮　36.2質量份
依以上方式製得之黑色組成物，係每1μm之塗布形成後之已硬化的膜厚，約1.8的光學濃度(OD值)。可利用塗布條件調整膜厚。亦可利用樹脂的固體成分(樹脂溶液)的成分比調整來調整塗膜的光學濃度。又，在上述黑色組成物方面，綠色有機顏料係遮光性差，因此不做添加。
參照第10圖，就製造的彩色濾光片基板加以說明。紅色畫素15、綠色畫素14、藍色畫素16的膜厚都是2.5μm。彩色阻劑係使用與實施例1相同的彩色阻劑。
進一步使用與實施例1相同的樹脂塗布液B，形成0.3μm膜厚的保護層18作成彩色濾光片基板。
實施例3
如第1圖所示，將實施例1的彩色濾光片基板11與形成有TFT的主動元件的陣列基板21貼合，封入負的介電率異向性的液晶17，進一步在兩面貼附偏光板，作成液晶顯示裝置。在彩色濾光片基板及陣列基板的表面，預先塗布、形成垂直配向膜。又，形成有主動元件的基板，係使用具有第6圖及第7圖所示之梳齒狀電極的陣列基板21。
垂直配向用之配向膜，省略圖示。不用對MVA或VATN等之垂直配向的液晶顯示裝置實施嚴密的配向處理(例如，作成傾斜角89°，用於形成複數個領域的複數個方向的配向處理)，作成幾乎90°的垂直配向。
參照第1圖，就所製造的液晶顯示裝置加以說明。液晶17的動作，係以第1圖中央的綠色畫素14為代表而說明。
初期配向為垂直配向之液晶17的液晶分子，係當施加驅動電壓時，藉由第1電極1及第2電極2，在著色畫素14從矩形畫素中央朝向線狀樹脂層4的方向，即箭頭A所示的方向傾倒。又，第2電極2，係在箭頭A所示的方向上，自第1電極1偏移。第3電極3與第2電極2，係定為同電位。
實施例4
將本實施例的液晶顯示裝置顯示於第11圖。用於本實施例的彩色濾光片基板31，使用與實施例1同樣材料，且為同樣的製造製程，但如虛線圓42所示般使用灰階遮罩(graytone mask)(為了使重疊部分的著色層變薄而具有降低透過率的圖案的光罩)，將黑色矩陣5上的著色層的重疊部薄薄地形成。藉由將黑色矩陣5上的著色層的重疊部薄薄地形成，使得配設在黑色矩陣5上之由透明導電膜所構成之第3電極3與陣列基板41側的第1電極間的施加電壓容易被施加在液晶47。陣列基板41，除了將共通電極2c設在與黑色矩陣5對應的位置(下方)以外，係作成與實施例3相同構成的陣列基板。又，在本實施例的彩色濾光片基板上未形成保護膜。
第11圖所示之液晶顯示裝置，係藉由將形成有垂直配向膜的彩色濾光片基板31及陣列基板41貼合，在其間封入負的介電率異向性的液晶47，進一步在兩面貼附偏光板來製作。垂直配向用的配向膜，省略圖示。不用對MVA或VATN等之垂直配向的液晶顯示裝置實施嚴密的配向處理(例如，作成傾斜角89°，用於形成複數個領域的複數個方向的配向處理)，將整面作成幾乎90°的垂直配向。
參照第11圖，就所製造的液晶顯示裝置加以說明。
在彩色濾光片基板31側，初期配向為垂直配向的液晶47當中，位於著色層肩部的液晶分子47a、47b，在剛施加液晶驅動電壓後便在箭頭B方向上傾倒，進而觸發附近的液晶分子。
陣列基板41側之初期配向為垂直配向的液晶47當中，位於第2電極的溢出部附近的液晶分子47c、47d，在剛施加電壓後便在箭頭B方向上傾倒，與前述同樣地，進而觸發液晶分子47c、47d附近的液晶分子。在施加驅動電壓後，液晶分子，係藉由第1電極1及第2電極2，在著色畫素之綠色畫素14朝向矩形畫素中央的線狀樹脂層4的方向，即箭頭B所示的方向傾倒。又，第2電極2係自第1電極4偏移。共通電極2c、第2電極2、及第3電極3係定為同電位的共通電位(common或ground)。又，設置共通電極2c的目的在於減輕朝鄰接畫素的串擾(crosstalk)。
藉由施加比前述驅動電壓還高的電壓，位於動態顯示區域的液晶分子傾倒，可獲得明亮的透過顯示。本實施例中之中央的線狀樹脂層4，提高光的透過率，因此能獲得更明亮的顯示，能提供有躍動感的液晶顯示器。
又，配向膜、TFT元件、偏光板、相位差板等之圖示省略。
實施例5
使用第12圖說明實施例5。
在本實施例使用的黑色矩陣形成用分散液、著色形成用分散液、用於形成線狀樹脂層的感光性樹脂液，都是與實施例1相同的材料。不同點是，當在黑色矩陣5上形成透明導電膜之第3電極3後形成著色畫素時，使用灰階遮罩，以1.2μm膜厚薄薄地形成相當於動態顯示區域的部分的著色層，作成具有凹部54的著色層。在凹部上使用與實施例1相同的感光性樹脂液，形成2.5μm膜厚的線狀樹脂層4，進一步以0.3μm的膜厚形成保護層18而作成彩色濾光片基板51者。陣列基板41係作成與實施例4相同。
液晶57，使用負的異向性介電率的液晶，將初期配向定為垂直配向。配向膜、TFT元件、偏光板、相位差板等之圖示省略。
實施例6
使用第13圖說明實施例6。
在本實施例使用的黑色矩陣形成用分散液及著色形成用分散液都是與實施例1相同的材料。在透明基板10a上形成黑色矩陣5後，形成著色畫素。此情況，與實施例5同樣地，使用灰階遮罩，以1.2μm膜厚薄薄地形成相當於動態顯示區域的著色層，作成具有凹部54的著色層14、15、16。又，各著色層14、15、16係重疊在黑色矩陣5上。著色層14、15、16的膜厚定為2μm。
又，作為用於形成著色畫素的彩色阻劑，係使用下述表2所示之組成者。
接著，將在實施例1中用於形成線狀樹脂層的樹脂A塗布成2μm的厚度，形成第1樹脂層55後，藉由曝光及顯影，除去黑色矩陣5上方的第1樹脂層55的部分，形成凹部56。
接著，將在實施例1中用於形成保護層的樹脂B塗布成0.6μm的厚度，形成第2樹脂層後，藉由曝光及顯影，在著色層14的凹部54上方形成由第2樹脂層所構成之凸部58，形成彩色濾光片基板。
實施例7
將本實施例的液晶顯示裝置顯示在第14圖。此實施例，係使用反射偏光板的半透過型液晶顯示裝置。作為反射偏光板，能使用例如，如記載於日本專利第4177398號公報者。
用於本實施例之彩色濾光片基板61，例如，第9圖所示之實施例1的彩色濾光片基板。形成有主動元件(TFT)的陣列基板71，係例如，作成實施例5所示之具有梳齒狀電極的陣列基板。
將彩色濾光片基板61及陣列基板71對向配置，使液晶77介於它們之間予以貼合。在彩色濾光片基板61之與液晶77相反的側，配置有光學補償層81a及偏光板82a。又，在陣列基板71之與液晶77相反的側，依序配設有偏光板82b、光擴散層83a、反射偏光板84、光學補償層81b、稜鏡片85、光擴散層83b、導光板86、光反射板87。在導光板86，安裝有光源，例如LED光源88。
作為LED光源88，RGB個別發光元件是較佳的，但亦可為擬似白色LED。又，亦可取代LED，而使用過去泛用的冷陰極線管或螢光燈。在使用RGB個別發光元件作為LED光源88的情況下，能按顏色個別地調整各自的發光強度，因此可進行最適合的顏色顯示。又，亦能應用於立體影像顯示。
若根據以上說明之實施形態的液晶顯示裝置，便能減輕彩色濾光片基板或陣列基板的配向處理，且，能改善液晶的應答性。又，藉由設置凸部或凹部、第1電極(畫素電極)或第2電極的構成，能減輕液晶的向錯，提升液晶顯示。
又，由於能作成以覆蓋彩色濾光片的有效顯示畫素的方式積層透明導電膜的構成，因此作為次要的效果，能提供與IPS(以橫電場驅動液晶)或FFS(以產生在梳齒狀電極的邊緣(fringe)的電場驅動液晶)方式不同的，難以受到外部電場影響的液晶顯示裝置。
又，本實施形態的液晶顯示裝置的矩形畫素，係能從其畫素中心以線狀樹脂層區分為線對稱或點對稱的1/2畫素或1/4畫素，但採取藉由在一個畫素形成2個或4個TFT元件，按TFT元件施加不同電壓的驅動方式，便可調整視角或顯示立體影像。
又，在一個畫素形成2個TFT，可以一個TFT驅動反射部的液晶，而以另一個TFT驅動透過部的液晶。能依液晶顯示裝置的大小或使用目的，適宜調整梳齒狀圖案的第1電極或第2電極之畫素開口寬度方向的條數、密度、間隔、配置。
1、1a、1b、1c、1d．．．第1電極
2、2a、2b、2c、2d．．．第2電極
3．．．第3電極
4．．．線狀樹脂層
5．．．黑色矩陣
9．．．液晶分子傾倒的方向
10a、10b．．．透明基板
11、31、51、61．．．彩色濾光片基板
14．．．綠色畫素、著色層
14a、14b．．．肩部分
15．．．紅色畫素、著色層
16．．．藍色畫素、著色層
17、47、57、77．．．液晶
17a、17b、17c、17d、27a、27b、37a、37b、37c、37d、47a、47b．．．液晶分子
18．．．保護層
21、41、71．．．陣列基板
22．．．絕緣層
23、54、56．．．凹部
24、58．．．凸部
25．．．開口部
28．．．偏移量
29．．．重疊部分的寬度
34、30a、30b、30c、30d．．．電力線
42．．．虛線圓
55．．．第1樹脂層
81a、81b．．．光學補償層
82a、82b．．．偏光板
83a、83b．．．光擴散層
84．．．反射偏光板
85．．．稜鏡片
86．．．導光板
87．．．光反射板
88．．．LED光源
A、B．．．箭頭
D．．．深度
H．．．高度
第1圖係本發明之一實施形態的液晶顯示裝置的示意剖面圖。
第2圖係顯示第1圖所示之液晶顯示裝置之綠色畫素上的垂直配向液晶的初期配向狀態之剖面圖。
第3圖係說明第1圖所示之液晶顯示裝置之剛施加驅動電壓後開始傾倒的液晶的舉動之圖。
第4圖係顯示第1圖所示之液晶顯示裝置之施加驅動電壓後之白顯示(在圖中為綠色畫素)時的液晶分子配向狀態之圖。
第5圖係顯示因對第1圖所示之液晶顯示裝置施加更高的電壓所產生之高輝度顯示時之液晶分子配向狀態之圖。
第6圖係顯示在將第1圖所示之垂直配向液晶顯示裝置之第1及第2電極作成梳齒狀圖案的情況下，第1電極附近之垂直地配向的液晶分子之圖。
第7圖係顯示在剛施加驅動第6圖所示之垂直配向液晶顯示裝置的液晶之電壓後之液晶分子的動作與電力線之圖。
第8圖係顯示以1/4畫素單位每次90°改變方向的梳齒狀圖案之圖。
第9圖係顯示實施例1之彩色濾光片基板之部分剖面圖。
第10圖係顯示實施例2之彩色濾光片基板之部分剖面圖。
第11圖係顯示實施例4之液晶顯示裝置之部分剖面圖。
第12圖係顯示實施例5之液晶顯示裝置之部分剖面圖。
第13圖係顯示實施例6之液晶顯示裝置之部分剖面圖。
第14圖係顯示實施例7之液晶顯示裝置之剖面圖。
第15圖係顯示可應用於本發明之實施形態的第1電極之平面觀察下的圖案形狀之圖。
第16圖係顯示可應用於本發明之實施形態的第1電極之平面觀察下的圖案形狀之圖。
第17圖係顯示在畫素開口部為平行四邊形的情況下第1電極之平面觀察下的圖案形狀之圖。
第18圖係顯示在畫素開口部為平行四邊形的情況下第1電極之平面觀察下的圖案形狀之圖。
1．．．第1電極
2．．．第2電極
3．．．第3電極
4．．．線狀樹脂層
5．．．黑色矩陣
10a、10b．．．透明基板
11．．．彩色濾光片基板
14．．．綠色畫素、著色層
15．．．紅色畫素、著色層
16．．．藍色畫素、著色層
17．．．液晶
18．．．保護層
21．．．陣列基板
22．．．絕緣層
23．．．凹部
A．．．箭頭

Claims (15)

  1. 一種液晶顯示裝置用彩色濾光片基板，其特徵為具備：透明基板；黑色矩陣，係形成在此透明基板上、具有區分成複數個畫素的開口部；透明導電膜；線狀樹脂層，係形成在前述透明導電膜上的前述畫素中央；及著色層，係形成為在前述透明導電膜上的前述畫素上覆蓋前述線狀樹脂層；在前述畫素中央形成有由前述線狀樹脂層及前述著色層的積層所構成的線狀的凸部，且在前述黑色矩陣的上方，利用鄰接的著色層間的段差形成有凹部。
  2. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置用彩色濾光片基板，其中在前述黑色矩陣上形成前述透明導電膜。
  3. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置用彩色濾光片基板，其中在前述透明導電膜上形成黑色矩陣。
  4. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置用彩色濾光片基板，其中以覆蓋前述黑色矩陣及前述著色層的方式，進一步積層保護層。
  5. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置用彩色濾光片基板，其中前述著色層，與前述線狀的凸部對應的部分具有薄的膜厚，在前述著色層上，除了前述黑色矩陣上方的部分以外形成第1樹脂層，在與前述著色層之薄的膜厚的部分對應之前述第1樹脂層的部分形成第2樹脂層，前述線狀的凸部，係由前述第2樹脂層所構成，前述凹部，係由前述黑色矩陣上方之前述第1 樹脂層不存在的部分所構成。
  6. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置用彩色濾光片基板，其中前述著色層，係由分別形成在前述畫素上之紅色畫素、綠色畫素、及藍色畫素所構成之3種類的著色層。
  7. 一種液晶顯示裝置，其特徵為具備如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置用彩色濾光片基板。
  8. 如申請專利範圍第7項之液晶顯示裝置，其中該液晶顯示裝置，係使前述液晶顯示裝置用彩色濾光片基板與將驅動液晶的元件配設成矩陣狀的陣列基板對向，使液晶介於它們之間予以貼合所構成，前述陣列基板，為了驅動液晶，而具備經施加不同電位的第1電極及第2電極。
  9. 如申請專利範圍第8項之液晶顯示裝置，其中當將驅動電壓施加在前述第1電極、前述第2電極及前述透明導電膜的第3電極之間時，在前述液晶顯示裝置的畫素區域之液晶分子進行倒向相反方向的動作，該相反方向係對將前述畫素區域分成2部分的直線之線對稱。
  10. 如申請專利範圍第8項之液晶顯示裝置，其中前述畫素中之液晶的動作，係當施加驅動液晶的電壓時，在平面觀察下點對稱地區分為4個動作區域。
  11. 如申請專利範圍第8項之液晶顯示裝置，其中前述第1電極具有與驅動液晶的主動元件連接的梳齒狀圖案，前述第2電極具有隔著絕緣層配設在前述第1電極 之下的梳齒狀圖案，且前述第2電極，係在平面觀察下，在朝向前述線狀樹脂層的方向，或者是，畫素中心的方向上，從前述第1電極的端部溢出。
  12. 如申請專利範圍第8項之液晶顯示裝置，其中前述第1電極及第2電極，係由在可見光區透明的導電性金屬氧化物所構成。
  13. 一種液晶顯示裝置，係使彩色濾光片基板與陣列基板對向，使液晶介於它們之間予以貼合所構成，該彩色濾光片基板係在透明基板上，具備具有複數個畫素的黑色矩陣、透明導電膜、及線狀樹脂層，並且在前述畫素上具備由複數個著色層所構成的著色畫素，該陣列基板係將驅動液晶的元件配設成矩陣狀，該液晶顯示裝置之特徵為：前述線狀樹脂層係配設在前述透明導電膜上之平面觀察下的前述畫素中央，藉由前述線狀樹脂層與前述著色層的積層來形成突出至液晶側的凸部，前述陣列基板具備分別由在可見光區透明的導電性氧化物所構成之梳齒狀的第1電極及梳齒狀的第2電極，前述第2電極係隔著絕緣層配設在前述第1電極之下，前述第2電極，平面觀察下，在朝向前述線狀樹脂的方向，或前述畫素中心的方向上，從前述第1電極的端部溢出。
  14. 如申請專利範圍第13項之液晶顯示裝置，其中在前述陣列基板上之平面觀察下的與前述線狀樹脂層相對的位置，不配設前述第1電極。
  15. 如申請專利範圍第13項之液晶顯示裝置，其中前述液晶具有負的介電率異向性。
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