WO2011030604A1 - カラーフィルタ基板、液晶表示パネル及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、インクジェット方式等の液状材料を用いる方式によって複数色の透明着色層を形成する場合に生じる混色が生じた場合であっても表示品位の低下が抑制されたカラーフィルタ基板、並びに、それを備える液晶表示パネル及び液晶表示装置を提供する。本発明のカラーフィルタ基板は、４色以上の透明着色層を１組のカラー表示単位として複数組有するカラーフィルタ基板であって、上記透明着色層を色別に囲む枠状構造物を備え、上記カラー表示単位は、隣接する透明着色層同士の色差の平均値が最小となる組み合わせで透明着色層が配置されているカラーフィルタ基板である。　

Description

カラーフィルタ基板、液晶表示パネル及び液晶表示装置

本発明は、カラーフィルタ基板、液晶表示パネル及び液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、一対の基板間に液晶層を挟持した構成を有する液晶表示パネルを備える表示装置であり、基板に形成した電極により液晶層に電圧を印加して液晶層の配向状態を変化させることによって光の偏光状態を変化させて表示を行う。このため、液晶表示装置は、液晶表示パネルとは別に光源を必要とする非発光型の表示装置である。この液晶表示装置では、カラー表示を行うために、一対の基板の一方を構成するカラーフィルタ基板に複数色の透明着色層（カラーフィルタ）が形成される。

カラーフィルタ基板は、一般的に、複数色のカラーフィルタが表示領域の全体に規則正しく配置されたものである。カラー表示を実現するための最小単位である画素を構成するカラーフィルタの色の組み合わせとしては、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３原色が最も一般的であるが、３原色のみでは人間の眼で知覚できる色域の一部しか表現することができず、彩度の高い色を再現することができない。そこで、色再現範囲を拡大する観点から、４以上の色のカラーフィルタを用いることが提案されている（例えば、特許文献１～８参照。）。

また、液晶表示装置の製造においては、製造コストの上昇を抑制するために歩留りの向上が求められており、カラーフィルタ基板の製造工程においては、カラーフィルタの不良を適切に修正する方法が求められている。近年、カラーフィルタを形成する方法として、インクジェット方式が検討されているが、基板上に滴下された異なる色のインク同士が混合してカラーフィルタの混色不良が生じることがある。これに対して、ＹＡＧレーザビーム等のレーザ光を照射して混色部を除去した後、除去部にカラーフィルタを再形成する方法が知られている。しかしながら、この方法で修正しても、修正後の表示品位が大きく低下してしまうことがあった。

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本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、インクジェット方式等の液状材料を用いる方式によって複数色の透明着色層を形成する場合に生じる混色が生じた場合であっても表示品位の低下が抑制されたカラーフィルタ基板、並びに、それを備える液晶表示パネル及び液晶表示装置を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、インクジェット方式等の液状材料を用いる方式によって複数色の透明着色層を形成する場合に生じる混色について種々検討したところ、混色が発生した部分（以下、「混色部」と記載）をレーザ光等により除去して透明着色層を再形成したとしても、修正後の表示品位が大きく低下してしまうことがある点に着目した。これは、透明着色層が複雑な形状をしている場合等には、混色部を完全に除去することが困難であるためである。そして、本発明者らは、更に鋭意検討したところ、透明着色層の配列によって修正後の表示品位の低下の程度は異なり、再形成した部分（以下、「修正部」と記載）と混色部との色差及び輝度差を小さくすれば、表示品位の低下を抑制することが可能であることを見出した。具体的には、隣接する透明着色層同士の色差の平均値が最小となる組み合わせで透明着色層が配置したり、隣接する透明着色層同士の輝度差の平均値が最小となる組み合わせで透明着色層が配置することにより、表示品位の低下を充分に抑制することが可能であることを見出した。更に、本発明の好ましい形態に関して言えば、４色以上の透明着色層を１組のカラー表示単位として用いる場合には、３色の透明着色層を１組のカラー表示単位として用いる場合よりも色配列の自由度が高まることから、色差及び輝度差の少なくとも一方が最も大きい関係にある色の透明着色層同士を離して配置することが可能となる。以上のことから、４色以上の透明着色層を１組のカラー表示単位として用いる場合において、上記関係にある色の透明着色層同士を離して配置することによって修正部と混色部の色差及び輝度差の少なくとも一方を低減すれば、表示品位の低下を実用上影響ない程度にまで抑制できることを見出し、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。

すなわち、本発明は、４色以上の透明着色層を１組のカラー表示単位として複数組有するカラーフィルタ基板であって、該透明着色層を色別に囲む枠状構造物を備え、上記カラー表示単位は、隣接する透明着色層同士の色差の平均値が最小となる組み合わせで透明着色層が配置されているカラーフィルタ基板（以下では、「本発明の第一のカラーフィルタ基板」ともいう。）である。また、上記４色以上の透明着色層の中で色差が最も大きい関係にある色の透明着色層同士が離れて配置されている形態が好ましい。中でも、上記４色以上の透明着色層のいずれの透明着色層に対しても色差が最も大きい関係にある色の透明着色層が離れて配置されていることが特に好ましい。

また、本発明は、４色以上の透明着色層を１組のカラー表示単位として複数組有するカラーフィルタ基板であって、該透明着色層を色別に囲む枠状構造物を備え、上記カラー表示単位は、隣接する透明着色層同士の輝度差の平均値が最小となる組み合わせで透明着色層が配置されているカラーフィルタ基板（以下では、「本発明の第二のカラーフィルタ基板」ともいう。）でもある。また、上記４色以上の透明着色層の中で輝度差が最も大きい関係にある色の透明着色層同士が離れて配置されている形態が好ましい。中でも、上記４色以上の透明着色層のいずれの透明着色層に対しても輝度差が最も大きい関係にある色の透明着色層が離れて配置されていることが特に好ましい。

更に、本発明は、４色以上の透明着色層を１組のカラー表示単位として複数組有するカラーフィルタ基板であって、該透明着色層を色別に囲む枠状構造物を備え、上記カラー表示単位は、隣接する透明着色層同士の色差の平均値が最小となる組み合わせで透明着色層が配置され、かつ隣接する透明着色層同士の輝度差の平均値が最小となる組み合わせで透明着色層が配置されているカラーフィルタ基板であることが好ましい。また、本発明は、４色以上の透明着色層を１組のカラー表示単位として複数組有するカラーフィルタ基板であって、該透明着色層を色別に囲む枠状構造物を備え、各色の透明着色層に対して色差が最も大きい関係にある色の透明着色層及び輝度差が最も大きい関係にある色の透明着色層の両方が離れて配置されているカラーフィルタ基板であることが好ましい。

以下に、本発明の第一及び第二のカラーフィルタ基板の好適な形態を説明する。

上記好適な形態としては、上記透明着色層が、インクジェット方式で形成されたものである形態が挙げられる。インクジェット方式では、枠状構造物によって囲まれた領域内に、液滴状にした透明着色層の材料を滴下して透明着色層の形成を行うため、枠状構造物の欠損、滴下位置のずれ等により、混色が生じる可能性がある。本発明によれば、そのような混色が生じた場合であっても混色部の除去及び透明着色層の再形成を行えば、混色部の除去を完全に行うことができなかったとしても、表示品位の低下を充分に抑制することができる。

上記好適な形態としては、上記カラーフィルタ基板において、上記枠状構造物により囲まれた領域の中央部に、透明着色層が配置され、上記枠状構造物により囲まれた領域の外縁部に、隣接する透明着色層との混色部が残っている形態が挙げられる。透明着色層が複雑な形状をしている場合等には、上記外縁部に混色部が残りやすい。本発明によれば、混色部の除去プロセスの制約により、混色部を除去しきれない場合であっても、表示品位の低下を充分に抑制することができる。

上記好適な形態としては、上記枠状構造物が、遮光性の樹脂材料で形成されたものである形態が挙げられる。遮光性の材料からなる枠状構造物は、その形状が複雑になる場合がある。また、樹脂材料からなる枠状構造物は、混色部を除去するためのレーザ光が当たると、削り取られてしまう。このため、上記形態においては、混色部を除去しきれない可能性が高く、本発明のように透明着色層を配列することが特に望ましい。

以下に、本発明の第一のカラーフィルタ基板の形態及び好適な形態を説明する。

本発明の第一のカラーフィルタ基板は、上記カラー表示単位において、隣接する透明着色層同士の色差の平均値が最小となる組み合わせで透明着色層が配置されている。カラーフィルタ基板に設けられる複数組のカラー表示単位においては、異なる色の組み合わせで混色が生じる可能性があるが、この形態は、修正部と混色部の色差の平均値を確率的には最小化することができるので、表示品位の低下を特に効果的に抑制することができる。

上記好適な形態としては、少なくとも短辺方向において、各色の透明着色層に対して色差が最も大きい関係にある色の透明着色層が離れて配置されている形態が挙げられる。透明着色層の配置領域の幅が短い方向では枠状構造物を超えて混色が発生しやすい。例えば、透明着色層をインクジェット方式で形成する場合、透明着色層の配置領域が略長方形であったとしても、透明着色層の配置領域に着弾した液滴は表面張力によって円形になろうとするので、特に透明着色層の配置領域の幅が短い方向において、枠状構造物によって液滴の広がりを押しとどめることになる。したがって、混色の生じやすい透明着色層の配置領域の幅が短い方向においては、特に本発明のように透明着色層を配列することが特に望ましい。

上記好適な形態としては、少なくとも枠状構造物の線幅が狭い方向において、各色の透明着色層に対して色差が最も大きい関係にある色の透明着色層が離れて配置されている形態が挙げられる。枠状構造物の線幅が狭いところでは枠状構造物を超えて混色が発生しやすい。したがって、透明着色層同士が枠状構造物の線幅が狭い側を挟んで隣接する方向において、特に本発明のように透明着色層を配列することが特に望ましい。

以下に、本発明の第二のカラーフィルタ基板の形態及び好適な形態を説明する。

本発明の第二のカラーフィルタ基板は、上記カラー表示単位において、隣接する透明着色層同士の輝度差の平均値が最小となる組み合わせで透明着色層が配置されている。カラーフィルタ基板に設けられる複数組のカラー表示単位においては、異なる色の組み合わせで混色が生じる可能性があるが、この形態は、修正部と混色部の輝度差の平均値を確率的には最小化することができるので、表示品位の低下を特に効果的に抑制することができる。

上記好適な形態としては、少なくとも短辺方向において、各色の透明着色層に対して輝度差が最も大きい関係にある色の透明着色層が離れて配置されている形態が挙げられる。透明着色層の配置領域の幅が短い方向では枠状構造物を超えて混色が発生しやすい。例えば、透明着色層をインクジェット方式で形成する場合、透明着色層の配置領域が略長方形であったとしても、透明着色層の配置領域に着弾した液滴は表面張力によって円形になろうとするので、特に透明着色層の配置領域の幅が短い方向において、枠状構造物によって液滴の広がりを押しとどめることになる。したがって、混色の生じやすい透明着色層の配置領域の幅が短い方向においては、特に本発明のように透明着色層を配列することが特に望ましい。

上記好適な形態としては、少なくとも枠状構造物の線幅が狭い方向において、各色の透明着色層に対して輝度差が最も大きい関係にある色の透明着色層が離れて配置されている形態が挙げられる。枠状構造物の線幅が狭いところでは枠状構造物を超えて混色が発生しやすい。したがって、透明着色層同士が枠状構造物の線幅が狭い側を挟んで隣接する方向において、特に本発明のように透明着色層を配列することが特に望ましい。

本発明はまた、本発明の第一又は第二のカラーフィルタ基板、対向基板、及び、該カラーフィルタ基板と該対向基板とに挟持された液晶層とを備える液晶表示パネルでもある。

本発明は更に、上記液晶表示パネルを備える液晶表示装置でもある。

上述した各形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよい。

本発明のカラーフィルタ基板、液晶表示パネル及び液晶表示装置によれば、４色以上の透明着色層を１組のカラー表示単位として用いる場合において、上記カラー表示単位は、隣接する透明着色層同士の色差及び輝度差の少なくとも一方の平均値が最小となる組み合わせで透明着色層が配置されていることにより、インクジェット方式等の液状材料を用いる方式によって形成した透明着色層に混色が生じた場合であっても、修正部と混色部の色差及び輝度差の少なくとも一方を低減でき、表示品位の低下を実用上影響ない程度にまで抑制できる。

実施形態１のカラーフィルタ基板の構成を模式的に示す平面図である。 赤（Ｒ）、マゼンタ（Ｍ）、青（Ｂ）、シアン（Ｃ）、緑（Ｇ）及び黄（Ｙ）の色度を示すＸＹＺ表色系色度図である。 赤（Ｒ）、マゼンタ（Ｍ）、青（Ｂ）、シアン（Ｃ）、緑（Ｇ）及び黄（Ｙ）の輝度（Ｙ値）を示すグラフである。 実施形態１のカラーフィルタ基板の製造フローにおいて、枠状構造物形成後の状態を示す平面図である。 実施形態１のカラーフィルタ基板の製造フローにおいて、インク滴下後の正常画素を示す平面図である。 実施形態１のカラーフィルタ基板の製造フローにおいて、枠状構造物の一部が欠損しているためにインク滴下後に混色が生じた画素を示す図である。 枠状構造物の構造と混色の生じやすさとの関係を説明する図である。 実施形態１のカラーフィルタ基板の製造フローにおいて、混色により生じた中間色のインクの除去処理が行われた画素を示す平面図である。 枠状構造物に出っ張り部が設けられ、枠状構造物の開口部の形状が矩形状ではない例を示す平面図である。 実施形態１のカラーフィルタ基板の製造フローにおいて、除去処理が行われた画素に適切な色の透明着色層を再形成した状態を示す平面図である。 透明着色層が３行×２列に配置された画素を備える本発明のカラーフィルタ基板を示す平面図である。 実施形態２のカラーフィルタ基板の構成を模式的に示す平面図である。 透明着色層が２行×２列に配置された画素を備える本発明のカラーフィルタ基板を示す平面図である。 比較形態１のカラーフィルタ基板の構成を模式的に示す平面図である。 比較形態１の画素における色配列の隣接関係を示す説明図である。 比較形態２のカラーフィルタ基板の構成を模式的に示す平面図である。 比較形態２の画素における色配列の隣接関係を示す説明図である。

以下に実施形態を掲げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。

実施形態１
本実施形態は、６色の透明着色層を配列した例を示すものである。図１は、実施形態１のカラーフィルタ基板の構成を模式的に示す平面図である。図１に示すように、本実施形態のカラーフィルタ基板は、表示装置におけるカラー表示の最小表示単位（画素）に対応するカラー表示単位１０が、面内に多数配列されたものである。以下では、カラーフィルタ基板内のカラー表示単位を「画素」ともいい、カラー表示単位内で１色の透明着色層が配置される領域を「絵素（サブピクセル）」ともいう。

各画素１０は、赤（Ｒ）、マゼンタ（Ｍ）、青（Ｂ）、シアン（Ｃ）、緑（Ｇ）及び黄（Ｙ）の６色の透明着色層１０Ｒ、１０Ｍ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｇ及び１０Ｙを備える。透明着色層は、一般にカラーフィルタとも呼ばれ、着色された透明樹脂材料で形成されている。各透明着色層１０Ｒ、１０Ｍ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｇ及び１０Ｙは、遮光性の樹脂材料で形成された枠状構造物２０により仕切られている。６色の透明着色層１０Ｒ、１０Ｍ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｇ及び１０Ｙを透過する光量を色ごとに個別に制御することにより、各画素１０において所望の色の表示光を作り出すことができ、カラー表示が可能となる。

本実施形態において、透明着色層の配列は、画素１０内では１行×６列に並び、カラーフィルタ基板内では一方向に同色の透明着色層が並ぶストライプ配列である。したがって、カラーフィルタ基板では、図１の縦方向に、同色の透明着色層が連続して配置され、図１の横方向に、赤（Ｒ）、マゼンタ（Ｍ）、青（Ｂ）、シアン（Ｃ）、緑（Ｇ）及び黄（Ｙ）の繰り返し単位が連続するように各色の透明着色層１０Ｒ、１０Ｍ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｇ及び１０Ｙが配置されている。したがって、画素１０内で、赤（Ｒ）－マゼンタ（Ｍ）の組み合わせ、マゼンタ（Ｍ）－青（Ｂ）の組み合わせ、青（Ｂ）－シアン（Ｃ）の組み合わせ、シアン（Ｃ）－緑（Ｇ）の組み合わせ及び緑（Ｇ）－黄（Ｙ）の組み合わせが隣接するほか、隣り合う画素１０同士の境界で、黄（Ｙ）－赤（Ｒ）の組み合わせが隣接している。

本実施形態の色配列は、色差の観点からは、各色の透明着色層１０Ｒ、１０Ｍ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｇ及び１０Ｙに対して色差が最も大きい関係にある色の透明着色層がそれぞれ離れて配置されている。

図２は、赤（Ｒ）、マゼンタ（Ｍ）、青（Ｂ）、シアン（Ｃ）、緑（Ｇ）及び黄（Ｙ）の色度を示すＸＹＺ表色系色度図である。また、下記表１は、図２を基に、赤（Ｒ）、マゼンタ（Ｍ）、青（Ｂ）、シアン（Ｃ）、緑（Ｇ）及び黄（Ｙ）の各色（表中の「基準色」）に対して、他の色（表中の「比較色」）を色度差の小さい順に順位付けして示した表である。

図２及び表１に示すように、赤（Ｒ）の透明着色層１０Ｒに対して色差が最も大きい関係にある色の透明着色層は青（Ｂ）の透明着色層１０Ｂであり、緑（Ｇ）の１０Ｇに対して色差が最も大きい関係にある色の透明着色層は青（Ｂ）の透明着色層１０Ｂであり、青（Ｂ）の透明着色層１０Ｂに対して色差が最も大きい関係にある色の透明着色層は黄（Ｙ）の透明着色層１０Ｙであり、シアン（Ｃ）の透明着色層１０Ｃに対して色差が最も大きい関係にある色の透明着色層は黄（Ｙ）の透明着色層１０Ｙであり、マゼンタ（Ｍ）の透明着色層１０Ｍに対して色差が最も大きい関係にある色の透明着色層は緑（Ｇ）の１０Ｇであり、黄（Ｙ）の透明着色層１０Ｙに対して色差が最も大きい関係にある色の透明着色層は青（Ｂ）の透明着色層１０Ｂである。以上の色の組み合わせ、すなわち赤（Ｒ）－青（Ｂ）、緑（Ｇ）－青（Ｂ）、青（Ｂ）－黄（Ｙ）、シアン（Ｃ）－黄（Ｙ）及びマゼンタ（Ｍ）－緑（Ｇ）の組み合わせは、本実施形態のカラーフィルタ基板において、隣接しないように離れて配置されている。中でも、各色の透明着色層の中で色差が最も大きい関係にある色は、青（Ｂ）－黄（Ｙ）の組み合わせであるところ、本実施形態ではこれらの最も色差が大きい色の透明着色層同士が離れて配置されている。更に、本実施形態の色配列（赤（Ｒ）－マゼンタ（Ｍ）－青（Ｂ）－シアン（Ｃ）－緑（Ｇ）－黄（Ｙ）－赤（Ｒ））は、隣接する透明着色層同士の色差の平均値が最小となる組み合わせである。なお、本明細書中、色差は、図２に示される色相と彩度の情報に加えて、明度も含めた色空間座標で表される、本発明の技術分野において一般的なものであり、ΔＥａｂ^＊という値を用いて規定されるものである。

本実施形態の色配列は、輝度差の観点からは、各色の透明着色層の中で輝度差が最も大きい関係にある色は、青（Ｂ）－黄（Ｙ）の組み合わせであるところ、本実施形態ではこれらの最も輝度差が大きい色の透明着色層同士が離れて配置されている。

図３は、赤（Ｒ）、マゼンタ（Ｍ）、青（Ｂ）、シアン（Ｃ）、緑（Ｇ）及び黄（Ｙ）の輝度（Ｙ値）を示すグラフである。図３に示すように、赤（Ｒ）の透明着色層に対して輝度差が最も大きい関係にある色の透明着色層は黄（Ｙ）の透明着色層であり、緑（Ｇ）の透明着色層に対して輝度差が最も大きい関係にある色の透明着色層は青（Ｂ）の透明着色層であり、青（Ｂ）の透明着色層に対して輝度差が最も大きい関係にある色の透明着色層は黄（Ｙ）の透明着色層であり、シアン（Ｃ）の透明着色層に対して輝度差が最も大きい関係にある色の透明着色層は黄（Ｙ）の透明着色層であり、マゼンタ（Ｍ）の透明着色層に対して輝度差が最も大きい関係にある色の透明着色層は黄（Ｙ）の透明着色層であり、黄（Ｙ）の透明着色層に対して輝度差が最も大きい関係にある色の透明着色層は青（Ｂ）の透明着色層である。本実施形態の色配列（赤（Ｒ）－マゼンタ（Ｍ）－青（Ｂ）－シアン（Ｃ）－緑（Ｇ）－黄（Ｙ）－赤（Ｒ））は、隣接する透明着色層同士の輝度差の平均値が最小となる組み合わせである。

以下に、本実施形態のカラーフィルタ基板の製造方法について説明する。
まず、ガラス基板、樹脂基板等の基板全面に、黒色顔料を含有した樹脂材料からなるフィルムを貼り付け、黒色層を形成する。次に、黒色層をフォトリソグラフィ方式でパターニングすることで、図４に示すように、矩形の開口部が多数設けられた格子状の枠状構造物２０を形成する。矩形の開口部は、透明着色層の配置領域に相当し、続く工程で開口部内に透明着色層の液状材料が滴下される。枠状構造物は、透明着色層の液状材料を所定の位置に保持する役割を有している。また、枠状構造物は、遮光機能を有し、このためブラックマトリックスとも呼ばれる。

次に、枠状構造物の開口部内に、インクジェット装置から透明着色層の液状材料（以下では、「インク」ともいう）の液滴を滴下する。滴下前の前処理として、フッ素プラズマ処理を行い、枠状構造物の表面を撥液化しておけば、開口部内のインクが枠状構造物を乗り越えて開口部外へ漏れだすことを効果的に防止できる。本実施形態では、図５に示すように、赤（Ｒ）、マゼンタ（Ｍ）、青（Ｂ）、シアン（Ｃ）、緑（Ｇ）及び黄（Ｙ）の６色のインク１０ｒ，１０ｍ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｇ及び１０ｙが、色毎に別々の開口部内に滴下される。６色のインク１０ｒ，１０ｍ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｇ及び１０ｙの滴下が完了した後に、乾燥及び焼成を行って透明着色層１０Ｒ，１０Ｍ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｇ及び１０Ｙは完成する。

図５は、正常に各絵素に透明着色層が形成された画素を示しているが、枠状構造物が欠損したり、インクの液滴が狙いの位置から外れた位置に着弾してしまう等の理由で、異なる色のインク同士が接触してしまうことがある。この現象を「混色」と呼ぶ。枠状構造物の欠損は、フォトリソグラフィ方式によるパターニングの際に用いられるフォトマスクに、塵、埃等のゴミが付着していたために、黒色層に所望のパターンで露光がされず、黒色層が所望の形状にパターニングされない場合や、黒色層形成用のフィルムを基板に貼り付ける際に、ゴミ、気泡等がフィルムと基板との間に入り込んだために黒色層の一部が基板と接合しておらず、後に基板から脱離してしまう場合等により生じる。インク液滴の着弾ずれは、インクジェット装置のノズルの目詰まり等により生じる。

図６は、実施形態１のカラーフィルタ基板の製造フローにおいて、枠状構造物の一部が欠損しているためにインク滴下後に混色が生じた様子を説明する図である。図６では、マゼンタ（Ｍ）の絵素と青（Ｂ）の絵素とを区切る枠状構造物２０の一部が欠損しているために、マゼンタ（Ｍ）のインク１０ｍと青（Ｂ）のインク１０ｂとが混ざり合い、マゼンタ（Ｍ）の絵素及び青（Ｂ）の絵素の両方にマゼンタ（Ｍ）と青（Ｂ）の中間色のインク３０が充填されている。混色の態様としては、両絵素で２色以上のインクが混ざり合って中間色になる態様のほか、インク液滴の描画プロセス（混色発生時のインクの乾燥度合い）及びインクの成分によっては、一方の絵素に他方の絵素のインクが流れ込む態様、両絵素に２色以上のインクが完全に混じり合うことなく存在する態様、顔料成分の凝集により２色以上のインクが混ざり合って黒色になる態様等が挙げられる。

なお、図６は、マゼンタ（Ｍ）の絵素と青（Ｂ）の絵素とを区切る枠状構造物２０の一部のみが欠けた例を示しているが、絵素の大きさは非常に小さいため、枠状構造物２０の欠損は、多数の絵素にまたがって生じることがある。

図７は、枠状構造物の構造と混色の生じやすさとの関係を説明する図である。図７に示すように、枠状構造物２０の矩形の開口内に滴下されたインク１０ｒは液体であるので、枠状構造物２０の形状に応じた形状となろうとする一方で、インク１０ｒの表面張力により平面視で円形状になろうともする。したがって、インク１０ｒは枠状構造物２０の開口部内の全体に広がるものの、図７にインク１０ｒの等高線を示しているように、インク１０ｒの厚みは、開口部内の中央部において最大であり、開口部の長辺方向に沿って緩やかな勾配で減少し、開口部の短辺方向に沿って急な勾配で減少する。このように、平面視で円形状になろうとするインク１０ｒの性質のため、矩形状の開口部では、短辺方向で隣接する絵素同士で混色が生じやすい。以上のことから、正方形や球形を除く、いずれかの方向に長く形成された開口部を備える枠状構造物においては、少なくとも短辺方向において、各色の透明着色層に対して色差が最も大きい関係にある色の透明着色層が離れて配置されるように透明着色層を配列することが好ましい。同様に、少なくとも短辺方向において、各色の透明着色層に対して輝度差が最も大きい関係にある色の透明着色層が離れて配置されるように透明着色層を配列することが好ましい。

また、枠状構造物２０の線幅が狭い場合にも混色は生じやすくなる。そこで、図７に示すように、互いに略直交する方向に伸びる枠状構造物２０の線幅が異なる場合には、少なくとも枠状構造物の線幅が狭い方向において、各色の透明着色層に対して色差が最も大きい関係にある色の透明着色層が離れて配置されるように透明着色層を配列することが好ましい。同様に、少なくとも枠状構造物の線幅が狭い方向において、各色の透明着色層に対して輝度差が最も大きい関係にある色の透明着色層が離れて配置されるように透明着色層を配列することが好ましい。

図８は、混色が生じた絵素において、混色により生じた中間色のインクの除去処理を終えた状態を示す平面図である。混色が生じた絵素は、所望の色とは異なる色のインク３０が充填されるため、そのまま表示装置に用いられると、表示不良を引き起こす。このため、通常の透明着色層の形成工程の後に混色の有無を検査し、混色が生じた絵素については選択的に混色材３０の除去処理を行う。除去処理の方法としては、ＹＡＧレーザ等のレーザ光を照射する方法が挙げられる。しかしながら、レーザ光が混色絵素の周囲の枠状構造物２０に当たると、枠状構造物２０までもが削り取られてしまう等の不都合があるため、レーザ光照射の精度上、レーザ光照射により絵素内の混色部分を完全に除去することは、困難である場合が多い。例えば、枠状構造物２０が遮光部材の役割を有する場合には、対向基板に形成されるＴＦＴの遮光等の目的で枠状構造物に出っ張り部が設けられ、図９に示すように、開口部の形状が矩形状ではなくなることがあり、より一層困難となる。したがって、図８に示すように、除去処理後も開口部の外縁には混色により生じた混色材３０が残っている。混色材３０は、両絵素で２色以上のインクが混ざり合って中間色になる混色態様であれば、中間色の透明着色層であり、一方の絵素に他方の絵素のインクが流れ込む混色態様や両絵素に２色以上のインクが完全に混じり合うことなく存在する混色態様であれば、隣接する絵素と同じ色の透明着色層であり、２色以上のインクが混ざり合って黒色になる混色態様であれば、黒色層である。

図８の除去処理がされた絵素には、図１０に示すように適切な色の透明着色層１０ｍ，１０ｂが再形成される。再形成された透明着色層１０ｍ，１０ｂの周囲には、異なる色の混色材３０が残存している。しかしながら、本実施形態においては、上述したように、各色の透明着色層１０ｒ，１０ｍ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｇ及び１０ｙに対して色差及び輝度差が最も大きい関係にある色の透明着色層が離れて配置されるように、絵素の色配列が設計されていることから、本来の色の透明着色層が再形成された絵素において、再形成された透明着色層１０ｍ，１０ｂと混色材３０との色差及び輝度差が目立たず、表示品位への影響が抑制されている。したがって、枠状構造物２０の欠損が多数の絵素にまたがり、大規模な混色が生じた場合であっても表示品位への影響を充分に抑制できる。

この後、液晶表示パネル用のカラーフィルタ基板であれば、共通電極の形成、配向膜の形成等が行われる。そして、カラーフィルタ基板は、別途作製された対向基板と液晶層を介して貼合されることにより、液晶表示パネルが作製される。液晶表示パネルの両面には、必要に応じて、位相差フィルム等の光学フィルム、偏光板が貼り付けられる。

６色の透明着色層１０Ｒ，１０Ｍ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｇ及び１０Ｙの配列としては、図１に示したストライプ配列のように画素内で透明着色層が１行に並ぶ配列に代えて、画素内で２行×３列又は３行×２列に並ぶ配列（略田の字配列）としてもよい。この配列では、例えば図１１に示したように透明着色層を配置することが好ましい。

また、図１１に示したように画素内の透明着色層を複数行に並べる配列の場合、偶数行の透明着色層と奇数行の透明着色層とを半絵素分ほど行方向にずらす配列（略デルタ配列）としてもよい。

比較形態１
本比較形態は、色差を基準にして、６色の透明着色層を配列した例を示すものである。図１４は、比較形態１のカラーフィルタ基板の構成を模式的に示す平面図である。各画素に赤（Ｒ）、黄（Ｙ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の順に６色の透明着色層が設けられていること以外は、実施形態１と同様である。図１５に、比較形態１の画素における色配列の隣接関係を示したように、ＸＹＺ表色系色度図上で隣接絵素の色をそれぞれ直線で結ぶと、直線同士が交差し合っており、隣接絵素間の色差が大きいことを示唆している。この色配列では、緑（Ｇ）の透明着色層に対して色差が最も大きい関係にある青（Ｂ）の透明着色層が隣接し、青（Ｂ）の透明着色層に対して色差が最も大きい関係にある黄（Ｙ）の透明着色層が隣接し、マゼンタ（Ｍ）の透明着色層に対して色差が最も大きい関係にある緑（Ｇ）の透明着色層が隣接し、かつ黄（Ｙ）の透明着色層に対して色差が最も大きい関係にある青（Ｂ）の透明着色層が隣接している。

実施形態２
本実施形態は、４色の透明着色層を配列した例を示すものである。図１２は、実施形態２のカラーフィルタ基板の構成を模式的に示す平面図である。各画素に赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）及び黄（Ｙ）の順に４色の透明着色層が設けられていること以外は、実施形態１と同様である。この色配列においても、各色の透明着色層に対して色差及び輝度差のいずれかが最も大きい関係にある色の透明着色層が離れて配置されている。ちなみに、本実施形態では、カラー表示単位内で、赤（Ｒ）－青（Ｂ）の組み合わせ、青（Ｂ）－緑（Ｇ）の組み合わせ及び緑（Ｇ）－黄（Ｙ）の組み合わせが隣接するほか、隣り合う画素の境界で、黄（Ｙ）－赤（Ｒ）の組み合わせが隣接している。本実施形態の色配列（赤（Ｒ）－青（Ｂ）－緑（Ｇ）－黄（Ｙ）－赤（Ｒ））は、隣接する透明着色層同士の色差の平均値及び輝度差の平均値が最小となる組み合わせである。

４色の透明着色層の配列としては、図１２に示したストライプ配列のように画素内で透明着色層が１行に並ぶ配列に代えて、画素内で２行×２列に並ぶ配列（田の字配列）としてもよい。この配列では、例えば図１３に示したように透明着色層を配置することが好ましい。

また、図１３に示したように画素内の透明着色層を複数行に並べる配列の場合、偶数行の透明着色層と奇数行の透明着色層とを半絵素分ほど行方向にずらす配列（デルタ配列）としてもよい。

比較形態２
本比較形態は、色差を基準にして、４色の透明着色層を配列した例を示すものである。図１６は、比較形態２のカラーフィルタ基板の構成を模式的に示す平面図である。各画素に赤（Ｒ）、黄（Ｙ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の順に４色の透明着色層が設けられていること以外は、実施形態２と同様である。図１７に、比較形態２の画素における色配列の隣接関係を示したように、ＸＹＺ表色系色度図上で隣接絵素の色をそれぞれ直線で結ぶと、直線同士が交差し合っており、隣接絵素間の色差が大きいことを示唆している。この色配列では、緑（Ｇ）の透明着色層に対して色差が最も大きい関係にある青（Ｂ）の透明着色層が隣接し、青（Ｂ）の透明着色層に対して色差が最も大きい関係にある黄（Ｙ）の透明着色層が隣接し、かつ黄（Ｙ）の透明着色層に対して色差が最も大きい関係にある青（Ｂ）の透明着色層が隣接している。

上述した実施形態における各形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよい。

なお、本願は、２００９年９月９日に出願された日本国特許出願２００９－２０８４５２号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。

１０　カラー表示単位（画素）
１０ｂ　青（Ｂ）のインク
１０Ｂ　青（Ｂ）の透明着色層
１０ｃ　シアン（Ｃ）のインク
１０Ｃ　シアン（Ｃ）の透明着色層
１０ｇ　緑（Ｇ）のインク
１０Ｇ　緑（Ｇ）の透明着色層
１０ｍ　マゼンタ（Ｍ）のインク
１０Ｍ　マゼンタ（Ｍ）の透明着色層
１０ｒ　赤（Ｒ）のインク
１０Ｒ　赤（Ｒ）の透明着色層
１０ｙ　黄（Ｙ）のインク
１０Ｙ　黄（Ｙ）の透明着色層
２０　枠状構造物（ブラックマトリックス）
３０　混色インク
４０　枠状構造物の開口部（混色材除去部）

Claims (18)

1. ４色以上の透明着色層を１組のカラー表示単位として複数組有するカラーフィルタ基板であって、
   該透明着色層を色別に囲む枠状構造物を備え、
   該カラー表示単位は、隣接する透明着色層同士の色差の平均値が最小となる組み合わせで透明着色層が配置されている
   ことを特徴とするカラーフィルタ基板。
2. 前記４色以上の透明着色層の中で色差が最も大きい関係にある色の透明着色層同士が離れて配置されていることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ基板。
3. 前記透明着色層は、インクジェット方式で形成されたものであることを特徴とする請求項１又は２記載のカラーフィルタ基板。
4. 前記カラーフィルタ基板は、前記枠状構造物により囲まれた領域の中央部に、透明着色層が配置され、前記枠状構造物により囲まれた領域の外縁部に、隣接する透明着色層との混色部が残っていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
5. 前記枠状構造物は、遮光性の樹脂材料で形成されたものであることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
6. 少なくとも短辺方向において、各色の透明着色層に対して色差が最も大きい関係にある色の透明着色層が離れて配置されていることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
7. 少なくとも枠状構造物の線幅が狭い方向において、各色の透明着色層に対して色差が最も大きい関係にある色の透明着色層が離れて配置されていることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
8. 請求項１～７のいずれかに記載のカラーフィルタ基板、対向基板、及び、該カラーフィルタ基板と該対向基板とに挟持された液晶層とを備えることを特徴とする液晶表示パネル。
9. 請求項８に記載の液晶表示パネルを備えることを特徴とする液晶表示装置。
10. ４色以上の透明着色層を１組のカラー表示単位として複数組有するカラーフィルタ基板であって、
    該透明着色層を色別に囲む枠状構造物を備え、
    該カラー表示単位は、隣接する透明着色層同士の輝度差の平均値が最小となる組み合わせで透明着色層が配置されている
    ことを特徴とするカラーフィルタ基板。
11. 前記４色以上の透明着色層の中で輝度差が最も大きい関係にある色の透明着色層同士が離れて配置されていることを特徴とする請求項１０に記載のカラーフィルタ基板。
12. 前記透明着色層は、インクジェット方式で形成されたものであることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のカラーフィルタ基板。
13. 前記カラーフィルタ基板は、前記枠状構造物により囲まれた領域の中央部に、透明着色層が配置され、前記枠状構造物により囲まれた領域の外縁部に、隣接する透明着色層との混色部が残っていることを特徴とする請求項１０～１２のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
14. 前記枠状構造物は、遮光性の樹脂材料で形成されたものであることを特徴とする請求項１０～１３のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
15. 少なくとも短辺方向において、各色の透明着色層に対して輝度差が最も大きい関係にある色の透明着色層が離れて配置されていることを特徴とする請求項１０～１４のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
16. 少なくとも枠状構造物の線幅が狭い方向において、各色の透明着色層に対して輝度差が最も大きい関係にある色の透明着色層が離れて配置されていることを特徴とする請求項１０～１５のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
17. 請求項１０～１６のいずれかに記載のカラーフィルタ基板、対向基板、及び、該カラーフィルタ基板と該対向基板とに挟持された液晶層とを備えることを特徴とする液晶表示パネル。
18. 請求項１７に記載の液晶表示パネルを備えることを特徴とする液晶表示装置。

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