專利名稱：液晶顯示裝置用濾色器基板及液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置的濾色器基板和具備其的液晶顯示裝置。本發(fā)明特別是 涉及對于斜向電場所引起的液晶的驅動最合適的濾色器基板和具備其的液晶顯示裝置，該 斜向電場通過在配設于濾色器基板上的透明導電膜、設置在陣列基板側的第I及第2電極 之間施加電壓而產(chǎn)生。
背景技術：
近年來，要求液晶顯示器等薄型顯示裝置的進一步高圖像質量化、低價格化及省 電化。對于液晶顯示裝置用的濾色器，逐漸出現(xiàn)具有充分的色純度和高對比度、平坦性等配 合更高圖像質量顯示的要求。
在高圖像質量液晶顯示器中，提出VA (Vertically Alignment,垂直取向)、 HAN (Hybrid-aligned Nematic,混合取向向列)、TN (Twisted Nematic,扭曲向列)、OCB (Optically Compensated Bend,光學補償彎曲)、CPA (Continuous Pinwheel Alignment, 連續(xù)焰火狀取向)等液晶取向方式或液晶驅動方式，由此，廣視角且高速響應的顯示器得到 實際應用。
在使液晶與玻璃等構成的基板面平行地取向的廣視角且易對應高速響應的VA方 式、或對廣視角有效的HAN方式等的液晶顯示裝置中，對于濾色器，在平坦性(膜厚的均勻 性或濾色器表面的凹凸的減少)和介電常數(shù)等電特性上要求更高水平。在這樣的高圖像質 量液晶顯示器中，為了降低斜方向的視覺辨認中的著色，減薄液晶單元厚度(液晶層的厚 度)的技術成為主要的課題。在VA方式中，進行MVA(Multi_Domain VerticallyAlignment, 多區(qū)域垂直取向)、PVA (Patterned Vertically Alignment,圖案化垂直取向)、VAECB (Vertically Alignment Electrically Controlled Birefringence,垂直取向電控雙折 射)、VAHAN(Vertical Alignment Hybrid-aligned Nematic,垂直取向混合取向向列)、VATN (Vertically Alignment Twisted Nematic,垂直取向扭曲向列)等各種改良模式的開發(fā)。 此外，在VA方式等沿液晶的厚度方向施加驅動電壓的縱向電場方式的液晶顯示裝置中，更 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技術是下述技術為了 消除施加驅動液晶的電壓時不穩(wěn)定的垂直取向液晶(相對于基板表面初期以垂直取向的液 晶在施加電壓時傾倒的方向難以確定)的問題，通過設置多個稱為肋條(r ib )或狹縫(slit) 的液晶取向控制用構造物，在這些肋條間形成液晶疇的同時形成多個取向方向的疇，由此 確保廣視角的技術。在日本特許第2947350號公報中，公開了使用第I及第2取向控制構 造物(肋條)形成液晶疇的技術。
液晶為負的介電常數(shù)各向異性時，具體而言，位于形成在濾色器等上的2個樹脂 制的肋條間的液晶，在施加驅動電壓時，例如在俯視下，向與該肋條垂直的方向傾倒，與基 板面水平地排列。但是，2個肋條間的中央的液晶即使施加電壓傾倒方向也無法唯一地確 定，有時采用伸展(sp I ay )取向或彎曲(b end )取向。這樣的液晶取向混亂與液晶顯示中的 不光滑或顯示不均有關。另外，在為MVA方式的情況下，也包含上述問題，難以用驅動電壓來微細地控制液晶的傾倒量，在中間色調(diào)顯示上有難點。
為了解決這樣的問題，采用濾色器基板側的透明導電膜(透明電極、顯示電極或第 3電極)和陣列基板側的第I及第2電極，通過對這些電極施加電壓而產(chǎn)生斜向電場，從而 控制垂直取向的液晶的技術被公開在日本特許第2859093號公報及日本特許第4459338號 公報中。在日本特許第2859093號公報中，使用負的介電常數(shù)各向異性的液晶，在日本特許 第4459338號公報中，記載有正的介電常數(shù)各向異性的液晶。
如日本特許第2859093號公報及日本特許第4459338號公報中所示的，使用第1、 第2和第3電極，通過斜向電場控制液晶取向的方法極為有效。通過斜向電場，能夠設定液 晶的傾倒方向。另外，通過斜向電場容易控制液晶的傾倒量，在中間色調(diào)顯示上展現(xiàn)出較大 的效果。
但是,在這些技術中，液晶的向錯(disclination)對策不充分。所謂向錯,是指因 非預期的液晶的取向混亂或未取向而在像素(像素是液晶顯示的最小單位，與本發(fā)明中記 載的像素同義)內(nèi)產(chǎn)生光的透射率不同的區(qū)域的問題。
在日本特許第2859093號公報中，為了像素中央的向錯固定化，在對置電極(第3 電極)的像素中央設置沒有透明導電膜的取向控制窗。但是，并未公開像素周邊的向錯改善 對策。另外，像素中央的向錯固定化雖然能夠實現(xiàn)，但也未示出向錯最小化的對策。而且， 關于液晶的響應性的改善技術也沒有記載。
在日本特許第4459338號公報中，在透明導電膜(透明電極)上層疊介電體層的部 分，斜向電場的效果增長，因而優(yōu)選。但是，如日本特許第2859093號公報的圖7所示那樣， 施加電壓后在像素中央和像素端部仍殘留垂直取向的液晶，具有與透射率或開口率降低相 關的問題。另外，在使用正的介電常數(shù)各向異性的液晶時(日本特許第2859093號公報在其 記載、實施例中沒有公開負的介電常數(shù)各向異性的液晶)，由于像素中央部的向錯，難以提 高透射率。因此，成為難以在半透射型液晶顯示裝置中采用的技術。
通常，VA方式或TN方式等液晶顯示裝置的基本構成是通過具備共用電極的濾色 器基板與具備驅動液晶的多個像素電極(例如，與TFT元件電連接、形成為梳齒狀圖案狀的 透明電極)的陣列基板來夾持液晶的構成。在該構成中，在濾色器上的共用電極與形成在陣 列基板側的像素電極之間施加驅動電壓而驅動液晶。作為像素電極或濾色器表面的共用電 極的透明導電膜，通常使用IT0(Indium Tin Oxide,銦錫氧化物)、IZ0(Indium ZincOxide, 銦鋅氧化物)、IGZO (Indium Garium Zinc Oxide,銦鎵鋅氧化物)等導電性的金屬氧化物的 薄膜。
公開了在透明導電膜上形成藍色像素、綠色像素、紅色像素的濾色器構成的技術 公開于日本特公平5-26161號公報的第2圖中。另外，雖然是使用多個條狀電極和正的介 電常數(shù)各向異性的液晶的技術，但在透明電極(透明導電膜)上形成濾色器的技術記載于上 面列舉的日本特許第2859093號公報(例如該文獻的圖7、圖9)中。
作為為了以更高圖像質量獲得動態(tài)顯示而使輝度或亮度提高、或者是擴大色 度范圍的技術，有日本特開2010-9064號公報、日本特許第4460849號公報及日本特開 2005-352451號公報中公開的、除了紅色像素、綠色像素、藍色像素以外還加入黃色像素或 白色像素而作成4色顯示的技術。
但是，這些技術需要在現(xiàn)有的紅色像素、綠色像素、藍色像素之外設置所謂黃色或白色的別的像素，用于驅動其的有源元件(TFT)或用于形成濾色器的著色層還需要I個，免 不了因為工序增加而導致成本增加。另外，在黃色或強度明亮的白色顯示為不需要的灰度 顯示范圍內(nèi)，需要抑制白色像素或黃色像素的顯示、或設定為非點燈，有難以使實效輝度提 升的問題。而且在反射型顯示中，均有成為強調(diào)偏黃色的顯示(為了抑制偏黃色，例如在日 本特開2005-352451號公報中公開的特殊的藍色濾色器成為必要)的問題。發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題
本發(fā)明的目的在于，提供兼顧了灰度顯示和響應性的改善的液晶顯示裝置用的濾 色器基板、以及具備該濾色器基板的液晶顯示裝置。
用于解決問題的手段
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的第I形態(tài)，提供一種液晶顯示裝置用濾色器基 板，其具備透明基板，形成在該透明基板上的、具有區(qū)分成多個像素的開口部的黑色矩陣， 透明導電膜，及形成在所述像素上的著色層；在所述像素中央形成線狀的凸部，且在所述黑 色矩陣的上方形成凹部。
根據(jù)本發(fā)明的第2形態(tài)，提供一種具備以上的本發(fā)明的第I形態(tài)的液晶顯示裝置 用濾色器基板的液晶顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第3形態(tài)，提供一種液晶顯示裝置，其是按照使濾色器基板與陣列 基板相向、使液晶介于它們中間的方式貼合而形成的液晶顯示裝置，所述濾色器基板在透 明基板上具備具有多個像素的黑色矩陣、透明導電膜及線狀樹脂層，并且在所述像素上具 備由多個著色層構成的著色像素，所述陣列基板將驅動液晶的元件配設成矩陣狀，其中，所 述線狀樹脂層配設在所述透明導電膜上的俯視下的所述像素中央，通過所述線狀樹脂層和 所述著色層的層疊來形成突出至液晶側的凸部，所述陣列基板具備分別由在可見光區(qū)透明 的導電性氧化物構成的梳齒狀第I電極及梳齒狀第2電極，所述第2電極隔著絕緣層配設 在所述第I電極之下，所述第2電極在俯視下在朝向所述線狀樹脂的方向、或在所述像素中 心的方向上從所述第I電極的端部露出。


圖1是本發(fā)明的一個實施方式的液晶顯示裝置的示意剖視圖。
圖2是表示圖1所示的液晶顯示裝置的綠色像素上的垂直取向液晶的初期取向狀 態(tài)的剖視圖。
圖3是說明圖1所示的液晶顯示裝置的剛施加驅動電壓后開始傾倒的液晶的動作 的圖。
圖4是表示圖1所示的液晶顯示裝置的施加驅動電壓后白顯示(圖中為綠色像素) 時的液晶分子的取向狀態(tài)的圖。
圖5是表不對圖1所不的液晶顯不裝置進一步施加聞電壓引起聞輝度顯不時的液 晶分子的取向狀態(tài)的圖。
圖6是表示在將圖1所示的垂直取向液晶顯示裝置的第I及第2電極設定為梳齒 狀圖案的情況下，第I電極附近的垂直取向的液晶分子的圖。
圖7是剛施加驅動圖6所示的垂直取向液晶顯示裝置的液晶的電壓后的液晶分子的動作和電力線的圖。
圖8是表示以1/4像素單位每次90°改變方向的梳齒狀圖案的圖。
圖9是表示實施例1的濾色器基板的部分剖視圖。
圖10是表示實施例2的濾色器基板的部分剖視圖。
圖11是表示實施例4的液晶顯示裝置的部分剖視圖。
圖12是表示實施例5的液晶顯示裝置的部分剖視圖。
圖13是表示實施例6的液晶顯示裝置的部分剖視圖。
圖14是表示實施例7的液晶顯示裝置的剖視圖。
圖15是表示可應用于本發(fā)明的實施方式的第I電極的俯視下的圖案形狀的圖。
圖16是表示可應用于本發(fā)明的實施方式的第I電極的俯視下的圖案形狀的圖。
圖17是表示像素開口部為平行四邊形的情況時第I電極的俯視下的圖案形狀的
圖18是表示像素開口部為平行四邊形的情況時第I電極的俯視下的圖案形狀的具體實施方式
以下，對本發(fā)明的實施方式進行說明。
本發(fā)明的第I形態(tài)的液晶顯示裝置用濾色器基板具備透明基板，形成在該透明基板上的、具有區(qū)分成多個像素的開口部的黑色矩陣，透明導電膜，及形成在所述像素上的著色層。在所述像素中央形成線狀的凸部，且在所述黑色矩陣的上方形成凹部。
在這樣的濾色器基板中，能夠形成下述構成在所述像素中央形成線狀樹脂層，所述線狀的凸部由所述線狀樹脂層和所述著色層的層疊構成，所述凹部通過相鄰的著色層間的高低差異形成。
此時，可以在所述黑色矩陣上形成所述透明導電膜，或者可以在所述透明導電膜上形成所述黑色矩陣。另外，所述線狀樹脂層和著色層的層疊可以按照線狀樹脂層及著色層的順序層疊。
所述線狀樹脂層和著色層的層疊按照著色層及線狀樹脂層的順序層疊，與所述線狀樹脂層層疊部分的著色層的膜厚能夠形成為比層疊部以外的像素上的膜厚更薄。
在這些情況下，能夠按照覆蓋所述黑色矩陣和所述著色層的方式，進一步層疊保護層。
能夠形成下述構成所述著色層與所述線狀的凸部對應的部分具有薄的膜厚，在所述著色層上，除了所述黑色矩陣上方的部分以外形成第I樹脂層，在與所述著色層的膜厚較薄的部分對應的所述第I樹脂層的部分形成第2樹脂層，所述線狀的凸部由所述第2 樹脂層構成，所述凹部由所述黑色矩陣上方的所述第I樹脂層不存在的部分構成。
此時，在所述著色層上能夠形成所述透明導電膜。
在以上的液晶顯示裝置用濾色器基板中，能夠將所述著色層形成為由在所述像素上分別形成的紅色像素、綠色像素及藍色像素構成的3種類的著色層。
本發(fā)明的第2形態(tài)的液晶顯示裝置具備以上的本發(fā)明的第I形態(tài)的液晶顯示裝置用濾色器基板。
這樣的液晶顯示裝置是使所述液晶顯示裝置用濾色器基板和將驅動液晶的元件 配設成矩陣狀的陣列基板以液晶介于中間的方式相向貼合而形成的液晶顯示裝置，其中， 所述陣列基板為了驅動液晶，能夠形成為具備施加了不同電位的第I電極和第2電極。
另外，當將驅動電壓施加在所述第I電極與所述第2電極及第3電極之間時，所述 液晶顯示裝置的像素區(qū)域中的液晶分子能夠在將所述像素區(qū)域分成2部分的直線的線對 稱方向即相反方向上進行傾倒的動作。
另外，在施加驅動液晶的電壓時，所述像素中的液晶的動作能夠在俯視下點對稱 地區(qū)分為4個動作區(qū)域。
能夠形成下述構成所述第I電極具有與驅動液晶的有源元件連接的梳齒狀圖 案，所述第2電極具有隔著絕緣層配設在所述第I電極之下的梳齒狀圖案，且所述第2電極 在俯視下在朝向所述線狀樹脂層的方向、或在像素中心的方向上從所述第I電極的端部露出。
所述第I電極和第2電極能夠由在可見光區(qū)透明的導電性金屬氧化物構成。
本發(fā)明的第3形態(tài)的液晶顯示裝置按照使濾色器基板與陣列基板相向、使液晶介 于它們中間的方式貼合而形成，所述濾色器基板在透明基板上具備具有多個像素的黑色矩 陣、透明導電膜及線狀樹脂層，并且在所述像素上具備由多個著色層構成的著色像素，所述 陣列基板將驅動液晶的元件配設成矩陣狀。所述線狀樹脂層配設在所述透明導電膜上的俯 視下的所述像素中央，通過所述線狀樹脂層和所述著色層的層疊來形成突出至液晶側的凸 部，所述陣列基板具備分別由在可見光區(qū)透明的導電性氧化物構成的梳齒狀第I電極及梳 齒狀第2電極，所述第2電極隔著絕緣層配設在所述第I電極之下，所述第2電極在俯視下 在朝向所述線狀樹脂的方向、或在所述像素中心的方向上從所述第I電極的端部露出。
在這樣的液晶顯示裝置中，能夠形成下述構成在所述陣列基板上的俯視下與所 述線狀樹脂層相對的位置處，不配設第I電極。
另外，在以上的液晶顯示裝置中，作為所述液晶，能夠使用具有負的介電常數(shù)各向 異性的液晶。
根據(jù)以上的本發(fā)明的形態(tài)，可提供兼顧了灰度顯示和響應性的改善的液晶顯示裝 置用的濾色器基板、以及具備該濾色器基板的液晶顯示裝置。特別是根據(jù)本發(fā)明的形態(tài)，可 提供在不打亂色平衡、不增加TFT元件的情況下，特別強調(diào)亮度并可實現(xiàn)有躍動感的顯示 的液晶顯示裝置用濾色器基板、以及具備該濾色器基板的液晶顯示裝置。根據(jù)本發(fā)明的形 態(tài)，在應用于反射型的液晶顯示的情況下，仍可成為不帶有偏黃色的色平衡良好的反射型 顯不O
進而，根據(jù)本發(fā)明的形態(tài)，能提供一種液晶顯示裝置，其在不增加白像素或黃色像 素等像素的情況下，能夠獲得動態(tài)且明亮的顯示，因此在通常的灰度顯示時沒有如白像素 的情況那樣的死像素(dead pixel)，也沒有使液晶的透射率進一步降低的向錯，可進行比 以往更明亮的顯示。
以下，對于本發(fā)明的各種實施方式，參照附圖進行說明。
本發(fā)明的一個實施方式采用初期取向為垂直取向或水平取向的液晶，以常態(tài)黑顯 示(normally black display)的液晶顯示裝置作為主要對象，以使濾色器基板和形成有TFT等液晶驅動元件的陣列基板相向、在它們中間夾持液晶層的形式貼合而構成的液晶顯示裝置作為前提。因此，本實施方式的技術能夠應用于使用初期取向為水平取向、當施加電壓時在垂直方向立起的液晶的液晶顯示裝置。此外，本實施方式中活用斜向電場，該斜向電場是在相對于設置在陣列基板側的像素電極即第I電極、及電位與該第I電極不同的第2 電極，將第3電極即透明導電膜配設在濾色器基板上而得到的電極構成中產(chǎn)生的。
本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，能夠將在黑色矩陣的上部通過相鄰的著色層的重疊造成的高度差異而形成的凹部與在使像素線對稱的中央部設置的凸部利用于液晶的取向控制。本發(fā)明除了該見識和第3電極(透明導電膜)的構成以外，還提出了新型技術。
凸部在本實施方式中通過透明樹脂即線狀樹脂層和薄著色層的重疊部構成，將透過該凸部的線狀樹脂層和薄著色層的光利用于液晶顯示中的透射率提升。該凸部的主要作用是作為有厚度的介電體而活用，實現(xiàn)使液晶在高驅動電壓下的光透過增大的動態(tài)顯示。 凸部具有對液晶層賦予電壓梯度的作用。透明的線狀樹脂層和薄著色層的重疊部即凸部成為后述的動態(tài)顯示區(qū)域。在像素開口部的未形成凸部的通常透射顯示區(qū)域中，配設有大致均勻的膜厚的著色層(所述薄著色層的大約2倍的膜厚)。
與此相對，凹部如以下所記述的，在將在凹部的肩部斜向取向的液晶活用于液晶的響應方面，作用與凸部稍微不同。位于凹部的第3電極即透明導電膜為了使驅動電壓容易傳達到液晶層，層疊在該部位的著色層以外的有機樹脂的厚度優(yōu)選較薄。凹部的第3電極優(yōu)選配置在接近液晶層的位置。
凹部是為了將其肩部(肩的部分)的液晶取向利用于液晶的傾倒而設置的。此外， 關于液晶的動作在后面的實施例中詳述。關于凹部的深度，從O. 5 μ m到2 μ m是優(yōu)選的范圍。在低于O. 5μπι的深度時，作為施加電壓時的“液晶傾倒的觸發(fā)(trigger)”的效果不充分，在其深度超過2μπι時，有時對液晶單元制造時的液晶的流動產(chǎn)生阻礙。凸部的肩部也同樣能夠將液晶取向利用于液晶的傾倒。
凸部可以是帶圓形的形狀，其截面形狀能夠例示出半月狀、梯形、三角形等。關于凸部距基板面的傾斜角度，只要上述凸部的整體高度超過O. 5 μ m即可，因此不需要特別作規(guī)定。不考慮開口率(作為像素的透射率)的話，可以為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。但是，為了獲得適合的開口率，實效上優(yōu)選30°至80° 的范圍的傾斜。距通常透射區(qū)域表面的凸部的高度如果超過2 μ m，液晶封入時液晶的流動就會出現(xiàn)阻礙，因此優(yōu)選為2 μ m以下。
在將負的介電常數(shù)各向異性的液晶應用于本發(fā)明的情況下，如后所述，本發(fā)明的液晶顯示裝置的濾色器基板表面上的液晶將上述凹部的肩部附近的液晶分子作為觸發(fā)，形成液晶朝上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沿一個方向倒向對象，可以將凹部的底部位置、通常顯示區(qū)域的著色層的最表面的位置、和凸部的頂部的位置的各自距透明基板的表面的高度差，按照該順序形成為較高。此外，通常顯示區(qū)域的最表面有由透明的樹脂形成的保護層的情況，有未形成保 護層的著色層的情況。
在此，對本說明書中的技術用語簡單地進行說明。
所謂黑色矩陣，是指為了使液晶顯示的對比度提升，配設在顯示的最小單位即像元的周圍、或像元的兩邊的遮光性的圖案。所謂遮光層，是指使遮光性的顏料分散在透明樹脂中形成的遮光性的涂膜，一般通過賦予感光性、利用包含曝光、顯影的光刻方法形成圖案來獲得。
所謂像素，是指黑色矩陣的開口部，與上述像元同義。通常具有多邊形、特別是相 對的邊為平行的多邊形的形狀。作為相對的邊為平行的多邊形，能舉出例如如圖15所示的 長方形等四邊形，如圖17和圖18所示的平行四邊形、六邊形，如圖16所示的在像素中央曲 折的多邊形。
所謂著色層，是指將后述的有機顏料分散到透明樹脂中而形成的涂膜，是將其以 光刻的方法在矩形像素上進行的圖案形成。位于上述線狀樹脂層上的著色像素的部分和黑 色矩陣上的重疊部也稱為著色層。
另外，可應用于本實施方式的液晶是初期取向(未施加驅動電壓時)為垂直取向或 水平取向的液晶。在將液晶的介電常數(shù)各向異性設定為負的垂直取向的液晶的情況下，能 省略摩擦(rubbing)等取向處理。
本實施方式的液晶顯示裝置的陣列基板側的第I電極和第2電極的材料，能夠使 用上述ITO等導電性的金屬氧化物?；蛘?，能夠采用導電性比金屬氧化物高的金屬。進而， 在反射型或半透射型的液晶顯示裝置的情況下，可以將鋁、鋁合金的薄膜用于第I電極及 第2電極中的任一者。如圖1所示，第I電極1、第2電極2及有源元件的金屬配線等隔著 氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)等絕緣層22形成。在圖1中，TFT元件或與TFT元件連接 的金屬配線省略圖示。此外，通過具有與導電性金屬氧化物即ITO的低接觸性的鋁合金單 層來分別形成柵極配線和源極配線的技術，公開在例如日本特開2009-105424號公報中。
在本實施方式中，著色層的相對介電常數(shù)雖然是比較重要的特性，但幾乎是唯一 地由作為著色劑添加的有機顏料相對于透明樹脂的比率決定的，因此難以使相對介電常數(shù) 大幅度變化。換言之，著色層中的有機顏料的種類或含量由作為液晶顯示裝置所需要的顏 色純度來設定，因此，也大致決定了著色層的相對介電常數(shù)。此外，通過增加有機顏料的比 率而將著色層薄膜化，可將相對介電常數(shù)設為4以上。另外，通過使用高折射率材料作為透 明樹脂，能夠提升若干相對介電常數(shù)。使用有機顏料的著色層的相對介電常數(shù)大概落入2. 9 至4. 5的范圍。
著色層或樹脂層的厚度以與使用的液晶的單元間隔(cell gap，液晶層的厚度)的 關系進行最佳化即可。從需要的電特性的觀點出發(fā)，例如，在使著色層或樹脂層的厚度減薄 的情況下，能將液晶層的厚度增厚。在前者的膜厚厚的情況下，能對應地將液晶層的厚度減 薄。此外，所述樹脂層與以下的實施例中后述的丙烯酸樹脂等透明樹脂所形成的保護層同 義。
本實施方式的濾色器基板或液晶顯示裝置的構成要素即線狀樹脂層由可見光區(qū) 透明的樹脂構成。在使色材分散到這樣的線狀樹脂層的情況下，能調(diào)整紅色像素、綠色像 素、藍色像素的動態(tài)顯示時的色平衡。另外，與線狀樹脂層的層疊部分的著色層的厚度只要 是動態(tài)顯示時所需要的薄的膜厚即可，能根據(jù)液晶顯示裝置或適用的液晶進行適當調(diào)整。 通常，相對于像素膜厚(通常顯示區(qū)域的著色層的膜厚)，只要是1/3至1/4的膜厚，就能充 分視覺辨認出帶有顏色，因此可以為像素膜厚的1/4左右的膜厚。
此外，通過變更線狀樹脂層的相對介電常數(shù)或膜厚，能夠調(diào)整線狀樹脂層的上方 的凸部附近的液晶對施加電壓的響應性(取向的傾倒量)。也能夠使高折射率的微?；蚓哂?折射率各向異性的材料含有在線狀樹脂層中。
在初期垂直取向或初期水平取向的液晶顯示裝置的進行了驅動電壓施加的中間色調(diào)顯示中，因為來自斜方向的視角有時帶有偏黃色。在本實施方式中，能對與線狀樹脂層層疊或與線狀樹脂層接觸的著色層的厚度進行簡單的微調(diào)整，這樣能夠減輕非預期的著色。為了消除偏黃色增強的情況，使藍色像素的透射率提升即可。作為用于實現(xiàn)其的簡單方法，通過將形成在藍色像素的線狀樹脂層的寬度或高度增大，能夠相對地增加藍色的透射光。相反，也可以將紅色像素或綠色像素的線狀樹脂層的寬度或高度縮小。通過線狀樹脂層的寬度、高度的調(diào)整，使形成在該線狀樹脂層上的著色層的厚度或后述的動態(tài)顯示區(qū)域的面積變動，其結果是，可調(diào)整著色像素的透射率，能夠調(diào)整色平衡。
通常，在透射型液晶顯示裝置中，以來自背光的光透射為前提來調(diào)校相位差層或液晶的厚度等光學部件的光學特性，使白平衡(white balance)最佳化。在將透射型液晶顯示裝置用作反射顯示或半透射型的液晶顯示裝置的情況下，有光路差或入射光的差異， 不能將光學部件的雙折射率定為與透射顯示的情況相同，因此發(fā)生了微妙的色偏差。在將本實施方式的濾色器基板不止用作透射顯示、還用作反射顯示或半透射型的液晶顯示裝置的情況下，通過根據(jù)顏色來調(diào)整線狀樹脂層的寬度、高度，能夠改變著色層的厚度或面積， 調(diào)整色平衡。
此外，線狀樹脂層在圖1等中沿紙面垂直方向延伸，但也可以沿紙面水平方向即橫方向延伸。此時，梳齒狀的第I和第2電極也需要在橫方向上排列。
此外，代替線狀樹脂層，也可以設置俯視下的十字狀的樹脂層。
在本實施方式中，能夠使用介電常數(shù)各向異性為負的液晶和為正的液晶這兩者。 例如，作為介電常數(shù)各向異性為負的液晶，能夠使用在室溫附近雙折射率為O.1左右的向列液晶。介電常數(shù)各向異性為正的液晶選擇范圍較廣，因此能夠應用各種液晶材料。液晶層的厚度沒有特別限定，但為了作成超高速響應的液晶顯示，能夠設定為3. 5μπι以下、優(yōu)選1. 5 μ m至3. 4 μ m范圍的薄液晶層的厚度。并用斜向電場和露出電極技術的本發(fā)明，通過將液晶粘度和其介電常數(shù)各向異性、雙折射率、彈性常數(shù)進行最佳化，能提供消耗電力比以往更低的液晶顯示裝置。本實施方式中實效上可使用的液晶層的And為約250nm至500nm 的范圍。
作為省略了圖示的取向膜，例如，能夠將聚酰亞胺系有機高分子膜、或具有聚硅氧烷結構的有機高分子膜加熱硬膜化而使用。另外，在與偏振片貼合的形式下，可以使用I至 3片相位差片。
對于本實施方式的濾色器基板上作為第3電極層疊了透明導電膜的構成的作用、 黑色矩陣上的凹部、線狀樹脂層和著色層的重疊部的作用，以下進行說明。
圖1是本發(fā)明的第I實施方式的液晶顯示裝置的示意剖視圖。該液晶顯示裝置具有將液晶顯示裝置用濾色器基板(以下簡稱為濾色器基板)11和陣列基板21以夾持液晶17 的形式貼合而成的構成。濾色器基板11通過在透明基板IOa上依次形成黑色矩陣5、透明導電膜即第3電極3、線狀樹脂層4、紅色像素15、綠色像素14、藍色像素16及保護層18而構成。在黑色矩陣5的上方(附圖中為下方)形成凹部23。在陣列基板21中，在透明基板 IOb上第I電極I和第2電極2隔著絕緣層22而形成。此外，取向膜、偏振片、 相位差片等省略圖示。
圖2是表示圖1的俯視下的矩形像素即綠色像素14上的垂直取向的液晶17的取向狀態(tài)的剖視圖。此外，偏振片設為正交尼科爾(Cross Nicol)，設為常態(tài)黑的液晶顯示裝置。圖2示出在沒有對設于濾色器基板上的透明導電膜即第3電極3、及設于陣列基板21上的第I電極1、第2電極2施加電壓的狀態(tài)下，垂直取向的液晶17中的液晶分子17a、17b、17c、17d的取向狀態(tài)。綠色像素14 (1/2像素)的中央部的液晶與綠色像素面垂直地取向，但凹部23的肩部部分14a的液晶分子17a、17d、凸部24的肩部部分14b的液晶分子17b、17c稍微傾斜地取向。如圖3所示，如果在液晶分子17a、17b、17c、17d為斜向取向的狀態(tài)下施加液晶驅動的電壓，則液晶分子17a、17d向箭頭A的方向傾倒。黑色矩陣5上的凹部23附近的液晶分子由于凹部而變得更靠近透明導電膜即第3電極3，容易受到第3電極和像素電極即第I電極之間的施加電壓，剛施加電壓后立即開始傾倒。以液晶分子17a、17d的液晶分子的傾倒作為觸發(fā)，將傾倒傳遞至相鄰的液晶分子，如圖4所示，液晶朝向形成了線狀樹脂層4的矩形像素中央方向傾倒，通過光透射而成為綠色顯示。即，圖4所示的通常透射區(qū)域在通常的灰階顯示時為綠色顯示。圖4是表示在施加驅動電壓后的白顯示時(圖4用綠色像素來顯示，因此表現(xiàn)出的顏色為綠色)的液晶分子的取向狀態(tài)的圖。如圖4所示，通常顯示區(qū)域的液晶分子大致與基板面平行地取向。以線狀樹脂層4為核心的矩形像素中央的凸部24上的液晶分子在灰階顯示時的綠色顯示(圖4中為通常顯示區(qū)域)中保持垂直取向，或未充分傾倒，因此像素中央的動態(tài)顯示區(qū)域為黑或暗顯示。此外，即使不實施摩擦等取向處理，凹部及凸部的肩部部分的液晶分子17a、17b、17c、17d在未施加電壓時實質上仍被賦予傾斜(tilt)。此外，如圖4所圖示的那樣，在綠色像素14的相反側(右側)的1/2像素中，液晶的傾倒方向成為逆向。這意味著，只能以驅動電壓的大小來實施中間色調(diào)顯示下的光學補償，即使未如MVA液晶那樣形成4個多疇，也能夠確保廣視角。在中間色調(diào)(例如，液晶分子分別為斜向的狀態(tài))中，成為圖4的1/2綠色像素與相反側的1/2綠色像素具有相反方向的傾斜梯度的液晶取向，通過這些相向的1/2像素進行光學的平均化，擴大視角。圖5是對進一步施加聞驅動電壓時的液晶的取向進行說明的圖。即，隨著施加聞電壓，凸部24附近的液晶分子27a、27b在相對于電力線34垂直的方向上取向(在與基板IOb面平行的方向上取向)。通過這樣的液晶分子27a、27b的取向，在動態(tài)顯示區(qū)域光會透過。在該動態(tài)顯示區(qū)域中，在線狀樹脂層4上層疊薄膜的著色層，因此，在圖5所示的狀態(tài)下可顯示明亮的綠色。此外，凸部24在第3電極上厚厚地形成介電體即線狀樹脂層或著色層，因此與通常像素區(qū)域不同，驅動液晶分子27a、27b的驅動電壓需要比通常顯示更高的電壓。此外，在一個像素上配設2個TFT元件(有源元件)，以I個TFT元件另外驅動圖5所示的靠近動態(tài)顯示區(qū)域的內(nèi)側的I組第I電極，由此獲得能獨立調(diào)整動態(tài)顯示的亮度的優(yōu)點。以上，對靠近濾色器基板側的液晶分子的動作進行了說明，但是在本發(fā)明的其他實施方式的液晶顯示裝置中，在陣列基板側也能使液晶分子在與上述濾色器基板側同樣的方向上傾倒。以下，關于那樣的例子，對使用介電常數(shù)各向異性為負的液晶的情況進行說明。
在圖6所示的液晶顯示裝置中，將第I電極設為梳齒狀電極la、lb、lc、ld，同樣將第2電極也設為梳齒狀電極2a、2b、2c、2d。第I電極la、lb、lc、ld附近的液晶分子37a、37b、37c、37d在無電壓施加時大致垂直地取向。在圖6所示的液晶顯示裝置中，第2電極2a、2b、2c、2d的端部為了在施加驅動電壓時使液晶37a倒向矩形像素中央的凸部24的方向，按照從第I電極la、lb、lc、ld的端部露出的方式偏移地配置。偏移的量28能夠以使用的液晶材料或驅動電壓、液晶單元厚度等尺寸進行各種調(diào)整。偏移的量28即使是Ιμπι至5μηι的小量也足夠。第I電極la、lb、lc、Id和第2電極2a、2b、2c、2d的重疊部分的寬度以29表示。此外，取向膜省略圖示。重疊部分能根據(jù)需要作為輔助容量使用。圖7中一并示出剛施加驅動液晶的電壓后的液晶分子37a、37b、37c、37d的動作和電力線30a、30b、30c、30d。通過施加電壓使液晶分子37a、37b、37c、37d倒向電力線的方向。該液晶分子的傾倒方向與圖3所示的液晶分子17a、17b、17c、17d傾倒的方向為相同方向，因此圖示的位于綠色像素14的液晶分子為瞬間倒向相同的方向，能夠使液晶的響應性大幅度提聞。此外，第2電極的偏移(露出部)的方向優(yōu)選為距矩形像素中央點對稱或線對稱、且相反的方向。另外，在俯視下，優(yōu)選為在朝向線狀樹脂層的方向上露出的圖案。梳齒狀電極的圖案在俯視下可以為V字狀或斜向方向?；蛘?，如圖8所示，可以為以1/4像素單位每次90°改變方向的梳齒狀圖案。由此，當施加驅動液晶的電壓時，在俯視下點對稱地區(qū)分為4個動作，矩形像素的顯示區(qū)域區(qū)分為4個動作區(qū)域。此時，梳齒狀電極能夠在相對于矩形像素的中心線45°的方向上傾斜。這些電極圖案優(yōu)選從像素中心來看為點對稱或線對稱。第I電極和第2電極的條數(shù)能適當選擇。對第I電極I施加驅動液晶的電壓，第2電極2、第3電極3能設定為共同的電位(common)。圖6所示的第I電極和第2電極的重疊部分29能作為輔助容量利用。將能適用于以上實施方式的第I電極I的俯視圖案形狀的其他例子示于圖15、圖16、圖17、圖18。在圖15、圖16、圖17、圖18中，參照數(shù)字25表示黑色矩陣5的開口部(多邊形的著色像素形狀)，9表示液晶分子傾倒的方向。圖17和圖18圖示出傾斜角不同的2種像素的開口部25。S卩，如果對第I電極I施加驅動電壓，將第2電極2、第3電極3設定為共同的電位(common)，則在這些像素中的液晶中，分子以1/2像素單位分別倒向方向9。另外，平行四邊形的傾斜度不同的像素，例如結合圖17和圖18中，能夠設定4個不同的液晶的傾倒方向，能夠提供視角廣的液晶顯示裝置。另外，關于上述液晶動作，雖然是以初期垂直取向且具有負的介電常數(shù)各向異性的液晶進行了說明，但初期水平取向且具有正的介電常數(shù)各向異性的液晶也能獲得同樣的效果。因此，本發(fā)明能夠使用水平取向的液晶。 在初期水平取向的液晶的情況下，通過施加驅動電壓液晶從基板IOb面在垂直方向立起，使得光透過。在使用水平取向液晶的情況下，為了唯一地決定液晶的取向方向，需要對取向膜進行摩擦處理。此外，在圖6和圖7中，第I電極和第2電極具有梳齒狀圖案，但也可以不是梳齒狀圖案，而是將開口部以狹縫狀抽掉的狹縫狀圖案。為狹縫狀圖案的情況下，通過使第2電極從第I電極的端部在線狀樹脂層的方向上露出，能夠獲得同樣的效果。為了容易地對第2電極2a、2b、2c、2d的露出部的上方的液晶分子賦予傾倒方向，能使用以下的方法。I)在第I電極la、lb、lc、Id的端部賦予錐形，2)將第I電極la、lb、lc、Id的膜厚增厚，3)對第I電極la、lb、lc、Id的下方的絕緣層的一部分進行刻蝕，將第2電極2a、2b、2c、2d上的絕緣層減薄，這樣，通過對初期垂直取向的液晶分子賦予若干的、例如0.1° 1°的預傾角，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，可得到響應性的提高和低灰度顯示改善。預傾角是將與基板面垂直的方向設為0°時的預傾量。此外，作為設在液晶顯示裝置中的有源元件即TFT的溝道材料，通過使用例如氧化物半導體，能夠提高像素的開口率。作為氧化物半導體的代表例，可舉出稱為IGZO的銦、鎵和鋅的復合金屬氧化物。另外，作為液晶材料，能夠使用在分子結構內(nèi)具有氟原子的液晶材料(氟系液晶)。施加驅動液晶的電壓時，強電場實質上發(fā)生在從第I電極露出第2電極的露出部，因此通過使用介電常數(shù)比以往的用于垂直取向的液晶材料更低(介電常數(shù)各向異性小)的液晶材料，能夠進行液晶驅動。通常，介電常數(shù)各向異性小的液晶材料其粘度低，能縮短關閉驅動電壓時的倒下時間。另外，氟系液晶介電常數(shù)低，因此離子性雜質的攝入也少，由雜質導致的電壓保持率降低等性能的劣化也小，因此有難以產(chǎn)生顯示不均或熒光屏圖像保留(日文原文為“焼務付務”)的優(yōu)點O以下，對以上說明的實施方式的濾色器基板中可以使用的透明樹脂和有機顏料等進行例示。(透明樹脂)遮光層或著色層的形成中使用的感光性著色組合物除含有顏料分散體以外還含有多官能單體、感光性樹脂或非感光性樹脂、聚合引發(fā)劑、溶劑等。將感光性樹脂及非感光性樹脂等能夠用于本發(fā)明的實施方式的透明性高的有機樹脂統(tǒng)稱為透明樹脂。透明樹脂包括熱塑性樹脂、熱固性樹脂及感光性樹脂。作為熱塑性樹脂，例如可舉出丁縮醛樹脂、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-醋酸乙烯酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯系樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸系樹脂、醇酸樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚酰胺樹脂、橡膠系樹脂、環(huán)化橡膠系樹脂、纖維素類、聚丁二烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亞胺樹脂等。另外，作為熱固性樹脂，例如可舉出環(huán)氧樹脂、苯并胍胺樹脂、松香改性馬來酸樹脂、松香改性富馬酸樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、酚醛樹脂等。熱固性樹脂也可以使用使下述的三聚氰胺樹脂與含有異氰酸酯基的化合物反應而成的樹脂。(堿可溶性樹脂)在以上的實施方式中使用的遮光層、光散射層、著色層、單元間隙控制層的形成中，優(yōu)選使用利用光刻可進行圖案形成的感光性樹脂組合物。這些透明樹脂優(yōu)選為被賦予了堿可溶性的樹脂。作為堿可溶性樹脂，只要是含有羧基或羥基的樹脂就沒有特別限定。例如，可舉出環(huán)氧丙烯酸酯系樹脂、酚醛清漆系樹脂、聚乙烯酚醛系樹脂、丙烯酸系樹脂、含羧基的環(huán)氧樹脂、含羧基的氨基甲酸酯樹脂等。其中，優(yōu)選環(huán)氧丙烯酸酯系樹脂、酚醛清漆系樹脂、丙烯酸系樹脂，特別優(yōu)選環(huán)氧丙烯酸酯系樹脂、酚醛清漆系樹脂。(丙烯酸樹脂)
作為以上的實施方式中可以采用的透明樹脂的代表，可例示出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；(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)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸月桂酯等(甲基)丙烯酸烷基酯；(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯等含有羥基的(甲基)丙烯酸酯；(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等含有醚基的(甲基)丙烯酸酯；及(甲基)丙烯酸環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸二環(huán)戊烯酯等脂環(huán)式(甲基)丙烯酸酯等作為單體而得到的聚合物。另外，以上舉出的單體可以單獨使用或將2種以上并用而使用。此外，還可以是這些單體與可共聚的苯乙烯、環(huán)己基馬來酰亞胺、及苯基馬來酰亞胺等化合物的共聚物。另外，例如可以通過使將(甲基)丙烯酸等具有烯鍵式不飽和基團的羧酸進行共聚而得到的共聚物與甲基丙烯酸縮水甘油酯等含有環(huán)氧基及不飽和雙鍵的化合物進行反應、或者在甲基丙烯酸縮水甘油酯等含有環(huán)氧基的(甲基)丙烯酸酯的聚合物、或其與其它的(甲基)丙烯酸酯的共聚物上加成(甲基)丙烯酸等含有羧酸的化合物，從而得到具有感光性的樹脂。此外，例如還可以通過使甲基丙烯酸羥乙酯等單體的具有羥基的聚合物與甲基丙烯酰氧基乙基異氰酸酯等具有異氰酸酯基及烯鍵式不飽和基團的化合物反應，從而得到具有感光性的樹脂。另外，如上所述那樣，使具有多個羥基的甲基丙烯酸羥乙酯等的共聚物與多元酸酐反應，在共聚物中導入羧基，可以得到具有羧基的樹脂。具有羧基的樹脂的制造方法并不僅限于該方法。作為上述反應中所用的酸酐的例子，例如可舉出丙二酸酐、琥珀酸酐、馬來酸酐、衣康酸酐、鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、及偏苯三酸酐等。上述丙烯酸系樹脂的固體成分酸值優(yōu)選為20 180mgK0H/g。當酸值小于20mgK0H/g時，感光性樹脂組合物的顯影速度過慢而顯影所需的時間變長，生產(chǎn)率有變差的傾向。另外，當固體成分酸值大于180mgK0H/g時，反之顯影速度過快而成為產(chǎn)生顯影后的圖案剝落或圖案缺損的不良情況的傾向。此外，當上述丙烯酸系樹脂具有感光性時，該丙烯酸樹脂的雙鍵當量優(yōu)選為100以上，更優(yōu)選為100 2000，最優(yōu)選為100 1000。當雙鍵當量超過2000時，有時得不到充分的光固性。(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(huán)己酯、二(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙烷酯、六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、(甲基)丙烯酸三環(huán)癸酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯、環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯等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)丙烯酰胺、N-羥甲基(甲基)丙烯酰胺、丙烯腈等。
另外，優(yōu)選使用通過使多官能異氰酸酯與具有羥基的(甲基)丙烯酸酯反應而得到的具有(甲基)丙烯?；亩喙倌馨被姿狨ケ┧狨?。另外，具有羥基的(甲基)丙烯酸酯和多官能異氰酸酯的組合是任意的，沒有特別限定。此外，可以單獨使用I種多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯，也可以將2種以上組合使用。(光聚合引發(fā)劑)作為光聚合引發(fā)劑，可舉出4-苯氧基二氯苯乙酮、4-叔丁基-二氯苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、1- (4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、1-羥基環(huán)己基苯基酮、2-芐基-2- 二甲基氨基-1-(4-嗎啉代苯基)_ 丁烷-1-酮等苯乙酮系化合物；苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、芐基二甲基縮酮等苯偶姻系化合物；二苯甲酮、苯甲酰苯甲酸、苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羥基二苯甲酮、丙烯酸化二苯甲酮、4-苯甲?；?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-均三嗪、2-苯基-4，6- 二(三氯甲基)_均三嗪、2_(對甲氧基苯基)-4，6- 二(三氯甲基)_均三嗪、2-(對甲苯基)-4,6-二(三氯甲基)_均三嗪、2-胡椒基-4，6-二(三氯甲基)_均三嗪、2，4-二(三氯甲基)-6-苯乙烯基-均三嗪、2-(萘-1-基)_4，6- 二(三氯甲基)-均三嗪、2- (4-甲氧基-萘-1-基)_4，6- 二(三氯甲基)_均三嗪、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)-6-三嗪等三嗪系化合物；1，2_辛二酮、1-[4-(苯硫基)-2-(0-苯甲酰肟)]、0-(乙?；?-N-(1-苯基-2-氧代-2-(4’ -甲氧基-萘基)亞乙基)羥基胺等肟酯系化合物；二(2，4，6-三甲基苯甲?；?苯基膦氧化物、2，4，6-三甲基苯甲?；交⒀趸锏褥⑾祷衔铮?，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。對于感度提高，肟衍生物類(肟系化合物)是有效的。它們可以單獨使用I種或將2種以上組合使用。(增感劑)優(yōu)選將光聚合引發(fā)劑和增感劑并用。作為增感劑，可以并用α -酰氧基酯、?；⒀趸铩⒁胰┧峒谆交?、芐基_9，10-菲醌、樟腦醌、乙基蒽醌、4，4' - 二乙基間苯二甲?；健?，3’，4，4’ -四(叔丁基過氧化羰基)二苯甲酮、4，4’ - 二乙基氨基二苯甲酮等化合物。增感劑相對于光聚合引發(fā)劑100質量份，可以以O.1質量份 60質量份的量含有。(烯鍵式不飽和化合物) 上述光聚合弓I發(fā)劑優(yōu)選與烯鍵式不飽和化合物一起使用。作為烯鍵式不飽和化合物，是指在分子內(nèi)具有I個以上烯鍵式不飽和鍵的化合物。其中，從能夠擴大聚合性、交聯(lián)性以及伴隨其的曝光部與非曝光部的顯影液溶解性的差異等觀點出發(fā)，優(yōu)選在分子內(nèi)具有2個以上烯鍵式不飽和鍵的化合物。另外，更優(yōu)選該不飽和鍵是由(甲基)丙烯酰氧基衍生的(甲基)丙烯酸酯化合物。作為在分子內(nèi)具有I個以上烯鍵式不飽和鍵的化合物，例如可舉出(甲基)丙烯酸、巴豆酸、異巴豆酸、馬來酸、衣康酸、檸康酸等不飽和羧酸、及其烷基酯；(甲基)丙烯腈；(甲基)丙烯酰胺；苯乙烯等。作為在分子內(nèi)具有2個以上烯鍵式不飽和鍵的化合物，代表性地例如可舉出不飽和羧酸與多羥基化合物的酯類、含有(甲基)丙烯酰氧基的磷酸酯類、羥基(甲基)丙烯酸酯化合物與聚異氰酸酯化合物的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯類、及(甲基)丙烯酸或羥基(甲基)丙烯酸酯化合物與聚環(huán)氧化合物的環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯類等。上述光聚合性引發(fā)劑、增感劑、及烯鍵式不飽和化合物也可以添加到后述的相位差層的形成中使用的含有聚合性液晶化合物的組合物中。(多官能硫醇)在感光性著色組合物中可以含有具有鏈轉移劑的作用的多官能硫醇。多官能硫醇只要是具有2個以上硫醇基的化合物即可，例如可舉出己二硫醇、癸二硫醇、1，4- 丁二醇二硫代丙酸酯、1，4-丁二醇二硫代乙醇酸酯、乙二醇二硫代乙醇酸酯、乙二醇二硫代丙酸酯、三羥甲基丙烷三硫代乙醇酸酯、三羥甲基丙烷三硫代丙酸酯、三羥甲基丙烷三(3-巰基丁酸酯)、季戊四醇四硫代乙醇酸酯、季戊四醇四硫代丙酸酯、三巰基丙酸三(2-羥乙基)異氰服酸酯、1，4- 二甲基疏基苯、2，4, 6- 二疏基-均二嗪、2- (N, N- 二丁基氨基)-4, 6- 二疏基_均二嗪等。 這些多官能硫醇可以使用I種或2種以上混合使用。多官能硫醇可以以相對于感光性著色組合物中的顏料100質量份為O. 2質量份 150質量份、優(yōu)選為O. 2質量份 100質量份的量來使用。(貯藏穩(wěn)定劑)在感光性著色組合物中可以含有用于使組合物的經(jīng)時粘度穩(wěn)定化的貯藏穩(wěn)定劑。作為貯藏穩(wěn)定劑，例如可舉出芐基三甲基氯化物、二乙基羥胺等氯化季銨，乳酸、草酸等有機酸及其甲醚，叔丁基焦兒茶酚，三乙基膦、三苯基膦等有機膦、亞磷酸鹽等。相對于感光性著色組合物中的顏料100質量份，可以含有O.1質量份 10質量份的量的貯藏穩(wěn)定劑。(密合提高劑)在感光性著色組合物中，還可以含有用于提高與基板的密合性的硅烷偶聯(lián)劑等密合提高劑。作為硅烷偶聯(lián)劑，可舉出乙烯基三甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基乙氧基硅燒、乙稀基二甲氧基娃燒等乙稀基娃燒類；甲基丙稀酸氧基丙基二甲氧基娃燒等(甲基)丙烯酸基硅烷類；β _(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、β _(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)甲基三甲氧基硅烷、β-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三乙氧基硅烷、β _(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)甲基二乙氧基娃燒、Y _環(huán)氧丙氧基丙基二甲氧基娃燒、Y _環(huán)氧丙氧基丙基二乙氧基娃燒等環(huán)氧硅烷類；Ν-β (氨乙基)Y-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β (氨乙基)Y-氨丙基三乙氧基娃燒、N-β (氛乙基)Y _氛丙基甲基二乙氧基娃燒、Y-氛丙基二乙氧基娃燒、Y-氛丙基二甲氧基娃燒、N-苯基-氛丙基二甲氧基娃燒、N-苯基-氛丙基二乙氧基娃燒等氛基娃燒類；Y _疏基丙基二甲氧基娃燒、Y _疏基丙基二乙氧基娃燒等硫代娃燒等。相對于感光性著色組合物中的顏料100質量份，可以含有O. 01質量份 100質量份的硅烷偶聯(lián)劑。(溶劑)為了能夠在基板上均勻地涂布，在上述感光性著色組合物中配合水、有機溶劑等溶劑。另外，當本實施方式中使用的組合物為濾色器的著色層時，溶劑也具有使顏料均勻分散的功能。作為溶劑，例如可舉出環(huán)己酮、乙基溶纖劑乙酸酯、丁基溶纖劑乙酸酯、乙酸1-甲氧基-2-丙酯、二乙二醇二甲醚、乙苯、乙二醇二乙醚、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、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、異丁酮、石油系溶劑等，這些溶劑可以單獨使用或混合使用。相對于著色組合物中的顏料100質量份，可以含有800質量份 4000質量份、優(yōu)選1000質量份 2500質量份的溶劑。(有機顏料)作為紅色顏料，例如可以使用C.1.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
坐寸ο作為黃色顏料，例如可舉出C.1.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、I19、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，例如可以使用C.1.顏料藍15,15 :1、15 :2、15 :3、15 :4、15 :6、16、22、60、64、80等，其中優(yōu)選C.1.顏料藍15 :6。作為紫色顏料，例如可以使用C.1.顏料紫1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50
等，其中優(yōu)選C.1.顏料紫23。作為綠色顏料，例如可以使用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，其中優(yōu)選 C.1.顏料綠 58。以下，在C.1.顏料的顏料種類的記載中，有時僅省略地記載為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中的遮光性的色材是通過在可見光波長區(qū)域具有吸收來示出遮光性能的色材。對于本實施方式中的遮光性的色材,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、酞菁系染料。醌亞胺系染料、喹啉系染料、硝基系染料、羰基系染料、次甲基系染料等。關于有機顏料，能夠采用前述的有機顏料。此外，遮光性成分可以使用I種，也可以以任意的組合和比率并用2種以上。另外，也可以進行利用在這些色材的表面被覆樹脂而引起的高體積電阻化，相反地利用提高樹脂的色材相對于母材的含有比率而賦予若干導電性而引起的低體積電阻化。但是，這樣得到的遮光性材料的體積電阻值為約I X IO8^l X 1O15 Ω · cm的范圍，因此不是對透明導電膜的電阻值產(chǎn)生影響的水平。同樣地，遮光層的相對介電常數(shù)也能通過色材的選擇或含有比率在大約3 11的范圍中進行調(diào)整。(分散劑、分散助劑)若使用高分子分散劑作為顏料分散劑，由于經(jīng)時的分散穩(wěn)定性優(yōu)異而優(yōu)選。作為高分子分散劑，例如可舉出氨基甲酸酯系分散劑、聚乙烯亞胺系分散劑、聚氧乙烯烷基醚系分散劑、聚氧乙二醇二酯系分散劑、山梨糖醇酐脂肪族酯系分散劑、脂肪族改性聚酯系分散劑等。其中，特別是由含有氮原子的接枝共聚物構成的分散劑對于包含很多顏料的本實施方式中使用的遮光性感光性樹脂組合物，在顯影性的方面是優(yōu)選的。作為這些分散劑的具體例子，以商品名可舉出EFKA(EFKA ChemicalsBV(EFKA)公司制)、Disperbik(ΒΥΚ-Chemie公司制)、DISPARON(楠本化成公司制)、SOLSPERSE (Lubrizol公司制)、KP (信越化學工業(yè)公司制)、Polyf low (共榮社化學公司制)等。這些分散劑可以使用I種，也可以將2種以上以任意的組合及比率并用。作為分散助劑，例如可以使用色素衍生物等。作為色素衍生物，例如可舉出偶氮系、酞菁系、喹吖啶酮系、苯并咪唑酮系、喹酞酮系、異吲哚滿酮系、二噁嗪系、蒽醌系、陰丹士林系、茈系、紫環(huán)酮系、二酮吡咯并吡咯系、二噁嗪系等的衍生物，其中優(yōu)選喹酞酮系。作為色素衍生物的取代基，例如可舉出磺酸基、磺酰胺基及其季鹽、鄰苯二甲酰亞胺基甲基、二烷基氨基烷基、羥基、羧基、酰胺基等直接或經(jīng)由烷基、芳基、雜環(huán)基等鍵合于顏料骨架上的基團。這些取代基中優(yōu)選磺酸基。此外，這些取代基也可以在一個顏料骨架上進行多個取代。作為色素衍生物的具體例子，可舉出酞菁的磺酸衍生物、喹酞酮的磺酸衍生物、蒽醌的磺酸衍生物、喹吖啶酮的磺酸衍生物、二酮吡咯并吡咯的磺酸衍生物、二噁嗪的磺酸衍生物等。以上的分散助劑及色素衍生物可以使用I種，也可以將2種以上以任意的組合及比率并用。以下，對本發(fā)明的各種 實施例進行說明。實施例1將圖9所示的濾色器基板11按以下的方法進行制造。[黑色矩陣的形成](黑色矩陣形成用分散液)將碳顏料#47 (三菱化學公司制)20質量份、高分子分散劑BYK-182 (BYK-Chemie公司制)8. 3質量份、銅酞菁衍生物(東洋油墨制造公司制)1. O質量份和丙二醇單甲基醚乙酸酯71質量份用珠磨分散機攪拌，制作了碳黑分散液。(黑色矩陣形成用光致抗蝕劑)黑色矩陣形成用抗蝕劑使用以下的材料來制作。碳黑分散液顏料#47 (三菱化學公司制)透明樹脂V259_ME (新日鐵化學公司制)(固體成分56.1質量％)光聚合性單體DPHA (日本化藥公司制)引發(fā)劑OXE-O2(Ciba Specialty Chemicals 公司制)OXE-OI (Ciba Specialty Chemicals 公司制)溶劑丙二醇單甲基醚乙酸酯丙酸乙基-3-乙氧酯流平劑ΒΥΚ_330(ΒΥΚ-Chemie 公司制)將以上的材料按以下的組成比混合攪拌，制成黑色矩陣形成用抗蝕劑(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
光聚合引發(fā)劑OXE-Ol0.67質量份光聚合引發(fā)劑OXE-020.17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
流平劑1.5質量份(黑色矩陣形成條件)將上述光致抗蝕劑旋涂在由玻璃構成的透明基板IOa上，使其干燥，制造了膜厚為1. 5μπι的涂膜。將該涂膜在100°C下干燥3分鐘后，使用有圖案寬度(相當于黑色矩陣的畫線寬度)24. 5 μ m開口的曝光用的光掩模作為黑色矩陣，使用超高壓汞燈作為光源照射200mJ/cm2。接著,用2. 5%碳酸鈉水溶液顯影60秒,顯影后充分水洗,進一步干燥后,在230°C下加熱處理60分鐘使圖案定影，在透明基板IOa上形成了黑色矩陣5。黑色矩陣5的畫線寬度為約24 μ m，形成在矩形像素的周圍(4邊)。距透明基板面的黑色矩陣畫線端部的傾斜角度設定為約45度。[透明導電膜的成膜]
使用濺射裝置，按照覆蓋前述黑色矩陣5的整面的方式，以O. 14 μ m的膜厚形成由ITO (銦、錫的金屬氧化物薄膜)構成的透明導電膜3 (第3電極)。[線狀樹脂層的形成](樹脂A的合成)在可分離式燒瓶中，加入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、偶氮二異丁腈6. 6質量份，在氮氣氛下在80°C下加熱6小時，得到了樹脂溶液。接著，在得到的樹脂溶液中，加入丙烯酸168質量份、氫醌單甲基醚(日語原文為卜々7 >”)0. 05質量份、三苯基膦O. 5質量份，一邊吹入空氣一邊在100°C下加熱24小
時，得到了丙烯酸加成樹脂溶液。進而，在得到的丙烯酸加成樹脂溶液中，加入四氫鄰苯二甲酸酐186質量份，在70°C下加熱10小時，得到了樹脂A溶液。(感光性樹脂液A的調(diào)制)按照以下的組成，調(diào)制了負型的感光性樹脂液A。樹脂A200質量份
光聚合性單體
二季戊四醇六丙烯酸酯100質量份
光聚合引發(fā)劑
(Ciba Specialty Chemicals 公 “j 制、IRGACURE907) 100 質 W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和有線狀樹脂層的圖案(開口部)的光掩模，通過公知的光刻的方法，在矩形像素中央形成了線狀樹脂層。線狀樹脂層的高度(膜厚)規(guī)定為2. 5 μ m。[著色像素的形成]《著色層形成用分散液》作為分散在著色層中的有機顏料，使用以下的顏料。紅色用顏料C.1.顏料紅 254 (Ciba Specialty Chemicals 公司制“IRGAPHOR REDB-CF”)、C.1.顏料紅 177 (Ciba Specialty Chemicals 公司制 “CR0M0PHTAL RED A2B”)綠色用顏料C.1.顏料綠58(DIC公司制);C.1.顏料黃150(BAYER公司制“FANCH0NFASTYELL0WY-5688”)藍色用顏料C.1.顏料藍15 (東洋油墨制造制“RI0N0L BLUE-ES”)C.1.顏料紫 23 (BASF 公司制 “VARIOGEN VI0LET5890”)使用以上的顏料，制作了紅色、綠色及藍色的各色分散液。<紅色分散液>紅色顏料C.1.顏料紅25418質量份紅色顏料C.1.顏料紅1772質量份丙烯酸清漆(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后，使用玻璃珠，用砂磨分散5小時，用5 μ m過濾器過濾而制作了紅色顏料分散液。<綠色分散液>綠色顏料C.1.顏料綠5816質量份綠色顏料C.1.顏料黃1508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制作方法，制作了綠色顏料分散液?！此{色分散液〉
藍色顏料C.1.顏料藍1550質量份 藍色顏料C.1.顏料紫232質量份
分散劑(ZENECA公司制“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制作方法，制作了藍色顏料分散液?！吨袼匦纬伞肥褂孟率霰鞩所示的配合組成的著色像素形成彩色抗蝕劑，形成了著色層。表I
權利要求
1.一種液晶顯示裝置用濾色器基板，其特征在于，其具備透明基板，形成在該透明基板上的、具有區(qū)分成多個像素的開口部的黑色矩陣，透明導電膜，及形成在所述像素上的著色層；在所述像素中央形成線狀的凸部，且在所述黑色矩陣的上方形成凹部。
2.根據(jù)權利要求1所述的液晶顯示裝置用濾色器基板，其特征在于，在所述像素中央形成線狀樹脂層，所述線狀的凸部由所述線狀樹脂層和所述著色層的層疊構成，所述凹部通過相鄰的著色層間的高低差異形成。
3.根據(jù)權利要求2所述的液晶顯示裝置用濾色器基板，其特征在于，在所述黑色矩陣上形成所述透明導電膜。
4.根據(jù)權利要求2所述的液晶顯示裝置用濾色器基板，其特征在于，在所述透明導電膜上形成所述黑色矩陣。
5.根據(jù)權利要求2所述的液晶顯示裝置用濾色器基板，其特征在于，所述線狀樹脂層和著色層的層疊是按照線狀樹脂層及著色層的順序層疊而成的。
6.根據(jù)權利要求2所述的液晶顯示裝置用濾色器基板，其特征在于，所述線狀樹脂層和著色層的層疊是按照著色層及線狀樹脂層的順序層疊的，與所述線狀樹脂層層疊部分的著色層的膜厚形成為比層疊部以外的像素上的膜厚更薄。
7.根據(jù)權利要求1所述的液晶顯示裝置用濾色器基板，其特征在于，按照覆蓋所述黑色矩陣和所述著色層的方式，進一步層疊保護層。
8.根據(jù)權利要求1所述的液晶顯示裝置用濾色器基板，其特征在于，所述著色層的與所述線狀的凸部對應的部分具有薄的膜厚，在所述著色層上，除了所述黑色矩陣上方的部分以外形成第I樹脂層，在與所述著色層的膜厚較薄的部分對應的所述第I樹脂層的部分形成第2樹脂層，所述線狀的凸部由所述第2樹脂層構成，所述凹部由所述黑色矩陣上方的所述第I樹脂層不存在的部分構成。
9.根據(jù)權利要求6所述的液晶顯示裝置用濾色器基板，其特征在于，在所述著色層上形成所述透明導電膜。
10.根據(jù)權利要求1所述的液晶顯示裝置用濾色器基板，其特征在于，所述著色層是由在所述像素上分別形成的紅色像素、綠色像素及藍色像素構成的3種類的著色層。
11.一種液晶顯示裝置，其特征在于，其具備權利要求1所述的液晶顯示裝置用濾色器基板。
12.根據(jù)權利要求11所述的液晶顯示裝置，其特征在于，其是使所述液晶顯示裝置用濾色器基板和將驅動液晶的元件配設成矩陣狀的陣列基板以液晶介于中間的方式相向貼合而形成的液晶顯示裝置，其中，所述陣列基板為了驅動液晶，具備施加了不同電位的第I電極和第2電極。
13.根據(jù)權利要求12所述的液晶顯示裝置，其特征在于，當將驅動電壓施加在所述第I電極與所述第2電極及第3電極之間時，所述液晶顯示裝置的像素區(qū)域中的液晶分子在將所述像素區(qū)域分成2部分的直線的線對稱方向即相反方向上進行傾倒的動作。
14.根據(jù)權利要求12所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在施加驅動液晶的電壓時，所述像素中的液晶的動作在俯視下點對稱地區(qū)分為4個動作區(qū)域。
15.根據(jù)權利要求12所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述第I電極具有與驅動液晶的有源元件連接的梳齒狀圖案，所述第2電極具有隔著絕緣層配設在所述第I電極之下的梳齒狀圖案，且所述第2電極在俯視下在朝向所述線狀樹脂層的方向、或在像素中心的方向上從所述第I電極的端部露出。
16.根據(jù)權利要求12所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述第I電極和第2電極由在可見光區(qū)透明的導電性金屬氧化物構成。
17.一種液晶顯示裝置，其是按照使濾色器基板與陣列基板相向、使液晶介于它們中間的方式貼合而形成的液晶顯示裝置，所述濾色器基板在透明基板上具備具有多個像素的黑色矩陣、透明導電膜及線狀樹脂層，并且在所述像素上具備由多個著色層構成的著色像素，所述陣列基板將驅動液晶的元件配設成矩陣狀，所述液晶顯示裝置的特征在于，所述線狀樹脂層配設在所述透明導電膜上的俯視下的所述像素中央，通過所述線狀樹脂層和所述著色層的層疊來形成突出至液晶側的凸部，所述陣列基板具備分別由在可見光區(qū)透明的導電性氧化物構成的梳齒狀第I電極及梳齒狀第2電極，所述第2電極隔著絕緣層配設在所述第I電極之下，所述第2電極在俯視下在朝向所述線狀樹脂的方向、或在所述像素中心的方向上從所述第I電極的端部露出。
18.根據(jù)權利要求17所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在所述陣列基板上的俯視下與所述線狀樹脂層相對的位置處，不配設第I電極。
19.根據(jù)權利要求17所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述液晶具有負的介電常數(shù)各向異性。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置用濾色器基板及使用其的液晶顯示裝置。該液晶顯示裝置用濾色器基板具備透明基板，形成在該透明基板上的、具有區(qū)分成多個像素的開口部的黑色矩陣，透明導電膜，及形成在所述像素上的著色層；在所述像素中央形成線狀的凸部，且在所述黑色矩陣的上方形成凹部。
文檔編號G02F1/1368GK103038675SQ20118003722
公開日2013年4月10日 申請日期2011年7月20日 優(yōu)先權日2010年7月29日
發(fā)明者檜林保浩, 福吉健藏 申請人:凸版印刷株式會社