CN104956294A - 液晶显示装置及滤色器基板 - Google Patents

Abstract

实施方式的液晶显示装置中阵列基板(2)与滤色器基板(4)隔着液晶层(3)相面对，且具备触摸传感检测功能。滤色器基板(4)含有透明基板(11)、第1及第2透明电极层(12a、12b)、滤色器(CF)和透明树脂层(14)。第1透明电极层(12a、12b)为了触摸传感检测而分别形成在透明基板(11)的第1及第2平面上。滤色器(CF)形成在第1透明电极层(12a)上且包含红色滤波器(RF)、绿色滤波器(GF)和蓝色滤波器(BF)。透明树脂层(14)形成在滤色器(CF)上。在液晶显示装置中，第2透明电极层(12b)侧配置在显示面侧、透明树脂层(14)侧配置在液晶层(3)侧。滤色器(CF)和透明树脂层(14)的总膜厚约为2.5μm～9μm的范围内。液晶层(3)含有初期取向与基板平面平行、施加液晶驱动电压时与基板平面平行地旋转、具有负的介电常数各向异性的液晶分子(L)。

Description

液晶显示装置及滤色器基板

技术领域

本发明涉及具有触摸传感检测功能的液晶显示装置及其中所使用的滤色器。

背景技术

例如在对手指等在显示器上的指针的位置或动作进行检测的触摸传感检测中，在液晶显示装置中多采用On-Cell型的触摸面板。On-Cell型的触摸面板是将触摸面板搭载在液晶单元上。触摸面板的种类有静电电容方式、电阻膜方式、光学方式、电磁感应方式等。近年来，从处理容易性的方面出发，多采用静电电容方式。静电电容方式例如公开于专利文献1(日本特开平5-324203号公报)中。

当在便携设备等中具备On-Cell型触摸面板时，该便携设备的厚度和重量有所增加。因此，有时会避免在便携设备中装备On-Cell型触摸面板。

在透明的玻璃基板的表面上形成透明导电膜、在该基板背面形成屏蔽电极的技术例如公开于专利文献1(日本特开平5-324203号公报)中。作为类似技术，在专利文献2(日本特开2008-185785号公报)中公开了在具备滤色器的第2基板的表面(外表面)上形成检测电极、使用形成于该检测电极上的偏振片等电介质来检测静电电容的技术。专利文献2中，在与液晶层相接触的一侧进一步具备屏蔽导体。但是，这2个专利文献1、2中并未公开例如在玻璃基板等透明基板的表面和背面形成X方向的透明电极图案和Y方向的透明电极图案、从而使利用指针的触摸传感检测高精度化的位置检测技术。另外，专利文献1、2公开了为了检测容量成分而具备屏蔽电极的构成。

专利文献3(国际公开WO2007/102238)公开了具备屏蔽电极、在液晶单元内配设与触摸传感检测有关的电极的构成。但是，专利文献3并未公开提高静电电容方式的触摸传感检测的检测精度的技术。

专利文献4(日本特开2010-160745号公报)公开了使用导电性的遮光部、能够配设在液晶单元内、可应用于静电电容方式的传感检测的滤色器。但是，专利文献4并未公开提高静电电容方式的触摸传感检测的检测精度的技术。

专利文献5(日本特开2012-93649号公报)公开了边缘场开关方式液晶显示装置用的滤色器基板。在专利文献5的滤色器中，用黑色矩阵划分红色像素、绿色像素、蓝色像素。专利文献5的实施例中，黑色矩阵使用膜厚为2μm的黑色着色组合物形成。并未设想将在膜厚较厚的黑色矩阵上形成着色像素的构成用于例如面向400ppi(pixels per inch，每英寸像素数)等那样的便携显示装置的高精细像素。当在膜厚为2μm的黑色矩阵上涂布着色层时所形成的着色层的突起及着色像素膜厚的变动较大时，会扰乱液晶取向、难以进行均匀的液晶显示。而且，专利文献5并未公开触摸传感检测技术，并未探讨因检测触摸时的静电电容的电极所产生的高静电对液晶分子的影响及对液晶取向的影响。

专利文献6(日本特开2009-199093号公报)的[0105]段落及图34中，作为构思B，公开了在上玻璃的两面上形成与触摸有关的2个ITO(Indium-Tin-Oxide，氧化铟锡)层及滤色器和该滤色器上的Vcom(ITO3)的构成。

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明鉴于上述事实而作出，其目的在于提供具备高精度的触摸传感检测功能的液晶显示装置及其中使用的滤色器。

用于解决技术课题的方法

第1方式中，液晶显示装置中阵列基板与滤色器基板隔着液晶层相面对，且具备触摸传感检测功能。滤色器基板具备透明基板、第1透明电极层、第2透明电极层、滤色器、透明树脂层。第1透明电极层为了触摸传感检测而形成在透明基板的第1平面上。第2透明电极层为了触摸传感检测而形成在透明基板的第2平面上。滤色器形成在第1透明电极层上且包含红色滤波器、绿色滤波器和蓝色滤波器。透明树脂层形成在滤色器上。 液晶显示装置中第2透明电极层侧配置在显示面侧、透明树脂层侧配置在液晶层侧。滤色器与透明树脂层的总膜厚约为2.5μm～9μm的范围内。液晶层含有初期取向与基板平面平行、在施加液晶驱动时与基板平面平行地旋转、具有负的介电常数各向异性的液晶分子。

此外，滤色器与透明树脂层的总膜厚也可以约为2.5μm～4.5μm的范围内。

第1透明电极层的图案与第2透明电极层的图案在俯视下可以垂直。

第1透明电极层的图案与第2透明电极层的图案在俯视下可以没有空隙地、相互不同地配置。

第2方式中，滤色器基板隔着液晶层与阵列基板相面对。滤色器基板具备透明基板、第1透明电极层、第2透明电极层、滤色器、透明树脂层。第1透明电极层为了触摸传感检测而形成在透明基板的第1平面上。第2透明电极层为了触摸传感检测而形成在透明基板的第2平面上。滤色器形成在第1透明电极层上且包含红色滤波器、绿色滤波器和蓝色滤波器。透明树脂层形成在滤色器上。滤色器基板中第2透明电极层侧配置在显示面侧、透明树脂层侧配置在液晶层侧。滤色器与透明树脂层的总膜厚约为2.5μm～9μm的范围内。关于红色滤波器、绿色滤波器和蓝色滤波器，各自的在驱动液晶的频率下测定的相对介电常数约为2.9以上且4.4以下。关于红色滤波器、绿色滤波器和蓝色滤波器的各自的相对介电常数在红色滤波器、绿色滤波器和蓝色滤波器的平均介电常数的±0.3的范围内。

此外，滤色器基板可以在有效显示区域中的红色滤波器、绿色滤波器和蓝色滤波器的各自的一部分上具备作为可见区域遮光性色料的主材含有有机颜料的遮光层。

红色滤波器、绿色滤波器和蓝色滤波器还可以是与不同颜色没有空隙地相邻的线状的图案。红色滤波器、绿色滤波器和蓝色滤波器中的第1滤色器可以按照将红色滤波器、绿色滤波器和蓝色滤波器中的第2滤色器及第3滤色器划分开来的方式配置。第1滤色器的线宽可以是第2及第3滤色器的线宽的大致1/2。

滤色器基板可以在有效显示区域中具备红色滤波器、绿色滤波器和蓝色滤波器，在包围有效显示区域的外框区域上可具备遮光层。有效显示区 域中的红色滤波器、绿色滤波器和蓝色滤波器的各自和透明树脂层的总膜厚可以与有效显示区域中的遮光层和透明树脂层的总膜厚大致相同。

滤色器基板可以在有效显示区域中具备红色滤波器、绿色滤波器和蓝色滤波器，在包围有效显示区域的外框区域中可具备作为可见区域遮光性色料的主材含有碳的第1遮光层和作为可见区域遮光性色料的主材含有有机颜料的第2遮光层。

滤色器基板可以在第1透明电极层上且有效显示区域内形成作为可见区域遮光性色料的主材含有碳的格子状或条纹状的遮光层、在形成有遮光层的第1透明电极层上形成滤色器。遮光层、滤色器和透明树脂层的总膜厚可以约为2.5μm～9μm的范围内。

发明效果

本发明的方式可以提供具备高精度的触摸传感检测功能的液晶显示装置及其中使用的滤色器。

附图说明

图1是表示第1实施方式的液晶显示装置具备的液晶面板之一例的截面图。

图2是表示第1实施方式的液晶面板的液晶驱动电压施加时之一例的截面图。

图3是表示液晶分子的旋转状态之一例的俯视图。

图4是表示发生了基板垂直方向的电场时的具有负的介电常数各向异性的液晶分子状态之一例的截面图。

图5是表示发生了基板垂直方向的电场时的具有正的介电常数各向异性的液晶分子状态之一例的截面图。

图6是表示第1实施方式的透明电极层的第1例的俯视图。

图7是表示第1实施方式的透明电极层的第2例的俯视图。

图8是表示第1实施方式的透明电极层的第3例的俯视图。

图9是表示现有滤色器基板之一例的截面部。

图10是表示第1实施方式的滤色器基板之一例的俯视图。

图11是表示第1实施方式的滤色器基板之一例的截面图。

图12是表示等位线在液晶层的厚度方向上成为扁平形状的一例的截面图。

图13是表示第1实施方式的等位线的状态之一例的截面图。

图14是表示像素电极的横宽及间距与电力线的关系之一例的截面图。

图15是表示第2实施方式的滤色器基板之一例的截面图。

图16是表示2种遮光层透过率特性之一例的曲线。

图17是表示第2实施方式的滤色器透过率特性之一例的曲线。

图18是表示绿色滤波器透过率特性及光学上重叠了绿色滤波器和遮光层的透过率特性之一例的曲线。

图19是表示红色滤波器透过率特性及光学上重叠了红色滤波器和遮光层的透过率特性之一例的曲线。

图20是表示蓝色滤波器透过率特性及光学上重叠了蓝色滤波器和遮光层的透过率特性之一例的曲线。

图21是表示多个光传感器和处理部之一例的截面图。

图22是表示第3实施方式的滤色器基板之一例的截面图。

图23A是表示涉及第3实施方式的滤色器基板的制造方法的工序的各个中间制品之一例的截面图。

图23B是表示涉及第3实施方式的滤色器基板的制造方法的工序的各个中间制品之一例的截面图。

图24是表示第4实施方式的滤色器基板之一例的截面图。

具体实施方式

以下一边参照附图一边说明本发明的实施方式。此外，以下的说明中，对相同或实质上相同的功能及构成要素赋予相同符号，省略说明或仅在需要时进行说明。

在各实施方式中，仅对特征性部分进行说明，对于与通常的液晶显示装置的构成要素没有差异的部分则省略说明。

在各实施方式中，将液晶显示装置的显示单元以1个像素(或像元)进行说明。但是，显示单元也可以是1个亚像素等其他单元。像素是具有至少2个平行边的多边形。

在俯视下，像素的横向与观察者的右眼和左眼的排列的方向平行。

在俯视下，与像素的横向垂直的方向是像素的纵向。

各实施方式中，像素的纵宽与像素开口部的纵宽大致相同。像素的横宽与像素开口部的横宽大致相同。

各实施方式中还可使用各种液晶驱动方式。例如，使用IPS方式(使用了水平取向的液晶分子的横电场方式)、VA(Vertically Alignment：使用了垂直取向的液晶分子的纵电场方式)、HAN(Hybrid-aligned Nematic，混合取向向列)、TN(Twisted Nematic，扭曲向列)、OCB(Optically Compensated Bend，光学补偿弯曲)、CPA(Continuous Pinwheel Alignment，连续焰火状定位)等液晶取向方式或液晶驱动方式。此外，各实施方式中优选使用IPS方式的液晶驱动方式。液晶层可以含有具有正的介电常数各向异性的液晶分子、或含有具有负的介电常数各向异性的液晶分子。

液晶驱动电压施加时的液晶分子的旋转方向(动作方向)可以是与基板的表面成平行的方向。液晶驱动电压施加时的液晶分子的旋转方向也可以是液晶分子的长轴从平行于基板平面的方向变成垂直的方向、还可以是从垂直于基板平面的方向变成水平的方向。施加于液晶分子的液晶驱动电压的方向可以是水平方向、也可以是2维或3维地斜向方向、还可以是垂直方向。

(第1实施方式)

图1及图2是表示本实施方式的液晶显示装置所具备的液晶面板1之一例的截面图。图1例示了红色像素RP、绿色像素GP、蓝色像素BP的横向截面。图2例示了绿色像素GP的横向截面。

图1及图2中，液晶面板1的上侧(以下也有时称作表侧或显示面侧)为观察者侧、液晶面板1的下侧(背侧)为液晶显示装置的内部侧。液晶显示装置在液晶面板1的下侧具备未图示的光控制元件、未图示的背光单元。

液晶面板1具备阵列基板2、液晶层3和滤色器基板4。阵列基板2与滤色器基板4隔着液晶层3相面对。

在阵列基板2与液晶层3的界面上形成未图示的取向膜。在滤色器基板4与液晶层3的界面上形成未图示的取向膜。

在液晶面板1的上侧及下侧具备光学膜5a、5b。光学膜5a、5b包含偏振片及相位差板或者偏振片。2个光学膜5a、5b的光轴(偏振片的吸收轴)为正交偏振。由此，液晶显示装置成为正常黑。

阵列基板2具备透明基板6、绝缘层7a～7c、通用电极8、像素电极9、以及液晶驱动元件(有源元件)10。作为液晶驱动元件10，例如可以使用薄膜晶体管。

作为透明基板6，例如使用玻璃板。

在透明基板6的第1平面上形成绝缘层7a、7b。在绝缘层7b上形成通用电极8。在形成有通用电极8的绝缘层7b上形成绝缘层7c。在绝缘层7c上形成像素电极9。作为绝缘层7a～7c，例如使用SiN、SiO2、或它们的混合物。像素电极9和通用电极8还可含有导电性的金属氧化物。作为导电性的金属氧化物，例如使用ITO等透明导电膜。

阵列基板2的像素电极9侧是液晶层3侧。阵列基板2的透明基板6的第2平面侧是液晶显示装置的内部侧。

例如通用电极8、像素电极9、液晶驱动元件10装备于每个像素中。通用电极8及像素电极9例如可以是梳齿状、带状、线状、板状、条纹状的图案。该图1及图2中，通用电极8为板状图案、像素电极9为梳齿状图案。该图1中，像素电极9的截面是垂直于梳齿长度方向的截面。

在液晶驱动时，对通用电极8与像素电极9之间施加液晶驱动电压，不驱动液晶时，不对通用电极8与像素电极9之间施加液晶驱动电压。液晶驱动元件10对通用电极8与像素电极9之间的液晶驱动电压的施加或不施加进行切换。

各像素中，像素电极9的横宽为Wl、间隔宽(间隙)为Ws。

滤色器基板4具备透明基板11、透明电极层12a、12b、滤色器层13以及透明树脂层14。作为透明基板11，例如使用玻璃。在透明基板11的第1平面上形成透明电极层12a、在透明基板11的第2平面上形成透明电极层12b。

在透明电极层12a上形成滤色器层13。

本实施方式中，滤色器层13含有滤色器CF，也可进一步含有例如黑色矩阵等那样的遮光层。滤色器CF包含红色滤波器RF、蓝色滤波器BF、 绿色滤波器GF。

在滤色器层13上形成透明树脂层14。

滤色器基板4的透明树脂层14侧是液晶层3侧。滤色器基板4的透明电极层12b侧是观察者侧。显示面是从观察者侧观察到的面、是与透明树脂层14侧相反的面。本实施方式中，为了触摸传感检测而在透明基板11的观察者侧的平面上形成透明电极层12b，为了触摸传感检测而在透明基板11的液晶层3侧的平面上形成透明电极层12a。

本实施方式中，液晶层3例如含有IPS方式的液晶分子L。液晶分子L的介电常数各向异性为负，但也可以是正的。

液晶分子L的长轴如图1所示，在未施加液晶驱动电压的状态下，在俯视下大致为横向，如图2所示在施加了液晶驱动电压的状态下，在俯视下大致为纵向。但是，液晶分子L的长轴也可以是在未施加液晶驱动电压的状态下，在俯视下大致为纵向，在施加了液晶驱动电压的状态下，在俯视下大致为横向。

当指针接近液晶显示装置的观察者侧的面时，最靠近指针位置的透明电极层12b与透明电极层12a之间的静电电容发生变化。处理部23对透明电极层12a、12b之间的静电电容变化进行检测，检测指针的位置或指针的动作。

图2中，从像素电极9朝向通用电极8产生电力线。

这里，横向相当于像素电极9的多个梳齿的排列方向、或者垂直于像素电极9的梳齿的长轴方向的方向。

本实施方式中，液晶分子L与阵列基板2及滤色器基板4的基板平面平行地旋转。

图3是表示液晶分子L的旋转状态之一例的俯视图。图3表示在俯视下在像素电极9下配置有通用电极8的状态。图3(a)表示在像素电极9与通用电极8之间未施加液晶驱动电压的状态。图3(b)表示在像素电极9与通用电极8之间施加了液晶驱动电压的状态。

液晶分子L例如是相对于横向具有约5°～20°的摩擦角度(取向处理方向)α的水平取向。该图3中，液晶分子L具有负的介电常数各向异性。当在像素电极9与通用电极8之间施加液晶驱动电压时，例如在像素电极9 与通用电极8之间产生电场EF1。液晶分子L按照该液晶分子L的长轴与电场EF1的方向垂直的方式进行旋转。通过液晶分子L进行旋转，成为来自背光单元的光透过的白显示。

例如，在为初期水平取向且为IPS的液晶分子L中，就液晶层3而言，从基板垂直方向(厚度方向)观察时的电容的变化变得极小。液晶分子L水平地进行旋转时，厚度方向的液晶层3的介电常数变化减小，不会对静电电容方式的触摸传感检测的精度造成不良影响。另一方面，在称作VA或ECB等的纵电场驱动中，有时由于液晶分子L的动作而使液晶层3的厚度方向的介电常数发生变化(液晶层3的电容发生变化)。因此，为了提高触摸传感检测的检测精度，更优选使用为初期水平取向且为IPS的液晶分子L。

图4是表示发生了基板垂直方向的电场EF2时的具有负的介电常数各向异性的液晶分子L的状态之一例的截面图。该图4表示横向的截面图。

当由于来自手指等指针的静电而被施加高的电压时，例如由于大的静电电容的影响，在透明电极层12a与液晶层3之间也会形成电场EF2。但是，当液晶分子L的介电常数各向异性为负时，液晶分子L的动作对电场EF2几乎没有影响，不会对液晶显示的品质造成大的影响。

图5是表示发生了基板垂直方向的电场EF2时的具有正的介电常数各向异性的液晶分子L的状态之一例的截面图。该图5表示横向的截面图。

该图5中，液晶分子L在具有正的介电常数各向异性的同时、初期取向与基板平面水平。在由于来自指针的静电而被施加高的电压时，形成电场EF2，液晶分子L在沿着电场EF2的方向上竖起。通过该动作，在液晶显示中有发生漏光或意外的着色的情况。

因此，本实施方式中，液晶分子L的介电常数各向异性更优选为负。

图6是表示本实施方式的透明电极层12a、12b的第1例的俯视图。该图6表示在俯视下、在透明电极层12b下配置有透明电极层12a的状态。即，该图6及图7表示从观察者侧观察到的透明电极层12b及透明电极层12a的状态。

该图6中，透明电极层12b是多个菱形在横向上连接而成的图案。透明电极层12a是多个六边形在纵向上连接而成的图案。

图7是表示本实施方式的透明电极层12a、12b的第2例的俯视图。

该图7中，透明电极层12b是多个四边形在横向上连接而成的图案。透明电极层12a是多个四边形在纵向上连接而成的图案。

透明电极层12a和透明电极层12b在俯视下相互垂直。连接的方向可以自由地变更。

图6及图7中，透明电极层12a、12b在俯视下以实质上没有空隙的状态相互不同地配置。当指针接近液晶显示装置的观察者侧的面时，检测出最接近指针的位置的透明电极层12b与透明电极层12a之间的静电电容变化。由此可以确定指针的位置或指针的动作。还可在透明电极层12b的表面及透明电极层12a的表面上层叠折射率为1.6以下的防反射膜。

图8是表示本实施方式的透明电极层12a、12b的第3例的俯视图。该图8中，透明电极层12b是在横向上延伸的条纹状图案。透明电极层12a是在纵向上延伸的条纹状图案。

透明电极层12a、12b在俯视下以没有空隙的状态重叠。

图6～图8中，关于透明电极层12b和透明电极层12a的形状或面积，可以适当地调整。透明电极层12b和透明电极层12a的图案尺寸可根据所需的分辨率、或者滤色器CF的红色滤波器RF、绿色滤波器GF、蓝色滤波器BF的大小及间距进行各种调整。透明电极层12b和透明电极层12a通过将ITO等透明的金属氧化物的膜成膜在透明基板4的两面上、利用光刻法进行布图来生成。

本实施方式的液晶显示装置中，将作为触摸传感检测的检测电极的透明电极层12a和透明电极层12b配设在离指针更近的位置上。因此，能够以高灵敏度检测因指针导致的静电电容变化。

本实施方式中，通过在横向上连接的透明电极层12b与在纵向上连接的透明电极层12a，可以高精度地检测指针的位置。

本实施方式中，可以将触摸传感检测功能与滤色器基板4一体化，具体地说可以在透明基板11的两面具备该功能。因此，可以防止如On-Cell型触摸面板那样过多的厚度和重量的增加。

本实施方式中，透明电极层12b和透明电极层12a尽量地以俯视下没有空隙的图案进行配设。由此，可以防止液晶显示装置受到来自显示面的 外部电场的影响。

本实施方式中使用具有负的介电常数各向异性的液晶分子L。此时，例如即便是液晶显示装置受到来自指针的高电压的静电时，液晶分子L也难以在其厚度方向上动作，可以防止液晶显示的品质下降。

本实施方式的液晶显示装置中，在滤色器基板4侧也可以不具备屏蔽专用的屏蔽电极。

本实施方式的液晶显示装置中，由于透明电极层12b装备于接近指针的位置，因此由透明电极层12b获得的灵敏度(静电电容的大小)相比较使用将静电电容元件配设在液晶单元内的In-Cell技术时更好。因此，本实施方式中可以高精度地检测指针的位置或动作。

另外，在俯视下重叠且透明电极层12b与透明电极层12a的实质上没有空隙的状态是指各自的电极图案之间的空隙在俯视下约为10μm或5μm以下即可。至少是比像素尺寸小的空隙时，可以减小来自液晶显示的画面外的电噪音的影响、能够以高画质进行液晶显示。

这里，对本实施方式的滤色器基板4和现有的滤色器基板15的不同点进行说明。图9是表示现有滤色器基板15之一例的截面图。图9的现有滤色器基板15装备于IPS或FFS(边缘场开关)的液晶显示装置中。滤色器基板15中，作为用于提高液晶显示装置的对比度的遮光层，例如具备约2μm膜厚的黑色矩阵BM，在黑色矩阵BM上具备红色滤波器RF1、绿色滤波器GF1、蓝色滤波器BF1。该构成中，有时会在黑色矩阵BM上形成因与滤色器的重叠所导致的突起。突起的高度H例如有时为约1μm以上。突起的高度H在越是高精细的像素时影响越大，在滤色器基板15的表面上，难以维持均匀的液晶取向。

与其相对，本实施方式的滤色器基板4在有效显示区域中滤色器CF与黑色矩阵BM在厚度方向上不重叠，不会形成突起，因此可以使滤色器基板4的表面变得平坦。

图10是表示本实施方式的滤色器基板4之一例的俯视图。

本实施方式中，显示画面包含有效显示区域16和外框区域17。外框区域17将有效显示区域16的各边包围。 

图11是表示本实施方式的滤色器基板4之一例的截面图。该图11表 示图10的A-A’截面。滤色器基板4具有在透明基板11的两平面上分别形成透明电极层12a、12b、在透明电极层12a上层叠有滤色器层13、透明树脂层14的构成，但该图11与上述图1相同，以透明电极层12b为上、透明树脂层14为下的状态进行表示。滤色器层13包含红色滤波器RF、绿色滤波器GF、蓝色滤波器BF和遮光层18。滤色器层13的有效显示区域16上形成有滤色器CF、外框区域17上形成有遮光层18。

遮光层18例如是作为可见区域遮光性色料的主材(主体、主剂或主成分)含有碳的涂膜图案。这里，遮光性色料的主材是指以质量比率计具有相对于遮光性色料的总颜料质量超过50％的质量的颜料。

本实施方式的滤色器基板4在有效显示区域16内未形成有黑色矩阵BM。因此，能够提供高精细且平坦的滤色器CF。

例如，遮光层18与红色滤波器RF、绿色滤波器GF、蓝色滤波器BF各自的膜厚可以约为2.5μm，透明树脂层14的膜厚可以约为2μm。本实施方式中，滤色器CF与透明树脂层14的总膜厚优选约为2.5μm～9μm或约为2.5μm～4.5μm的范围内。当为初期水平取向且IPS的液晶分子L时，从厚度方向观察液晶层3时的电容的变化变得极小。但是，为了在整个厚度方向上均匀地驱动液晶层3，来自被施加了驱动电压的像素电极9的等位线优选具有在液晶层3的厚度方向上从像素电极9尽量均匀的扩展。当等位线的扩展存在变形时或者各色的滤色器中等位线的密度不同时，会发生漏光或者像素的意外着色。在液晶分子L在对像素电极9施加液晶驱动电压的作用下平行于基板平面地进行旋转的IPS或FFS等的液晶显示装置中，例如如专利文献6所公开的技术那样，在滤色器上具备VcomITO等透明电极，有液晶显示装置透过率降低的情况。

例如，如图12所示，作为导电膜，当在接近液晶层3的位置上具备透明电极层(或屏蔽层)12a时，等位线在液晶层3的厚度方向上变成扁平形状。此时，在液晶层3内动作的液晶分子L相对于厚度方向变为很少的一部分，有液晶显示装置透过率降低、变成暗显示的情况。

与其相对，图13中装备于透明电极层12a下的滤色器CF与透明树脂层14的总膜厚最好较厚，例如优选为与液晶层3的厚度为同等或以上。通过使滤色器CF和透明树脂层14的总膜厚与液晶层3的厚度为同等～2倍左 右或2倍以上，可以使等位线的扩展在液晶层3内变得均匀。

如上述图12所示，为了避免等位线在液晶层3的厚度方向上变为扁平形状，透明树脂层14和滤色器CF的总膜厚例如可以为约2.5μm～9μm的范围。如此，通过使透明树脂层14和滤色器CF的总膜厚为约液晶层5的厚度～液晶层5厚度的2倍范围，如上述图13所示，可以使来自像素电极9的等位线的扩展向滤色器CF的方向扩展。即，通过增厚滤色器CF和透明树脂层14，等位线向厚度方向扩展，在液晶层3内动作(旋转)的液晶分子L相对于厚度方向增多，从而液晶显示装置透过率提高，可以使显示变得明亮。

本实施方式中，红色滤波器RF、绿色滤波器GF和蓝色滤波器BF在驱动液晶的频率下进行测定时，具有约为2.9以上且4.4以下的相对介电常数，且相对于红色滤波器RF、绿色滤波器GF和蓝色滤波器BF的平均相对介电常数，红色滤波器RF、绿色滤波器GF和蓝色滤波器BF各自的相对介电常数可以为约±0.3的范围内。相对于红色滤波器RF、绿色滤波器GF和蓝色滤波器BF的平均相对介电常数，红色滤波器RF、绿色滤波器GF和蓝色滤波器BF各自的相对介电常数可以为约±0.3的范围内(差为0.3以下)。通过使相对介电常数之差为该范围内，可以防止发生颜色不均。此外，作为滤色器CF的颜料使用相对介电常数高的有机颜料时，通过提高成为该有机颜料的分散母体(基质)的透明树脂的比率，由此可以降低滤色器CF的相对介电常数。对于滤色器CF，在上述适当的膜厚的范围内，能够将红色滤波器RF、绿色滤波器GF和蓝色滤波器BF各自的相对介电常数抑制在小的范围内，可以使红色滤波器RF、绿色滤波器GF和蓝色滤波器BF各自的显示品质一致。

例如，滤色器CF的相对介电常数使用阻抗分析仪、在电压5V的条件下、在约120、240、480Hz的频率下进行测定。测定试样如下生成：在布图有由铝薄膜构成的导电膜的玻璃基板上涂布滤色器CF并制成硬膜(膜厚与后述的实施方式相同)，进而在滤色器CF上形成由铝薄膜构成的导电膜图案，从而生成。

通过通常的向列液晶材料的Δn大的液晶材料(或具有大的介电常数各向异性的液晶材料)能够重现高透过率。可确保单元形成工序中的收率的 下限的液晶层3的厚度(单元厚度)约为2.5μm。为Δn小的液晶材料、且易于液晶驱动的液晶层3的厚度上限例如约为4.5μm。使用IPS或FFS等横电场方式的液晶分子时，液晶层3的更优选的厚度例如约为2.5μm～4.5μm。此时，滤色器CF和透明树脂层14的总膜厚优选是液晶层3的实用水平的薄的膜厚2.5μm左右～作为液晶层3的实用水平的厚的膜厚4.5μm左右的2倍的9μm左右的范围。

图14是表示像素电极的横宽Wl及间距Ws与电力线的关系之一例的截面图。该图14是横向的截面图。

在IPS或FFS的液晶显示装置中，在阵列基板2侧形成有用于液晶驱动的像素电极9和通用电极8。像素电极9的横宽Wl和间距Ws越微细，则越可提高液晶层3的透过率。当在像素电极9与通用电极8之间施加了液晶驱动电压时，通过将从像素电极9向滤色器CF延伸的等位线均匀化，可以使各像素的显示均质化。如上所述，红色滤波器RF、绿色滤波器GF和蓝色滤波器BF各自的相对介电常数(电特性)越一致，则越可实现一致的3色的显示。对于遮光层18的相对介电常数而言，优选接近红色滤波器RF、绿色滤波器GF和蓝色滤波器BF各自的相对介电常数。

例如，如图14中用实线所示的等位线那样，对透明树脂层14及滤色器CF施加微小不同的电位。并且，等位线向透明树脂层14及滤色器CF的进入方法也有微小的不均。因此，对液晶层3施加液晶驱动电压时，在作为绝缘体的透明树脂层14的表面上发生蓄积电荷的不均。蓄积电荷的不均在透明树脂层14的表面上产生补偿电压，发生微小的液晶显示不均或显示的余像。但是，当将用于检测触摸传感检测的静电电容所使用的交流电压施加于透明电极层12a时，上述蓄积电荷被释放，结果可消除微小的液晶显示不均及显示的余像。本实施方式的透明电极层12a附带地还发挥这样的效果。

另外，本实施方式中，当液晶分子具有负的介电常数各向异性时，即便将交流电压施加于透明电极层12a，液晶层3的液晶分子也不会竖起，不会因漏光等导致画质降低。

本实施方式中，遮光层18是作为可见区域遮光性色料的主材含有碳的涂膜图案。含有碳的遮光层18的相对介电常数高。但是，本实施方式中， 通过增厚红色滤波器RF、绿色滤波器GF和蓝色滤波器BF的各自膜厚且增厚透明树脂层14的膜厚，可以提高画质。即，可以防止等位线的变形、漏光及产生暗部。

作为本实施方式中使用的液晶，例如使用波长550nm下的折射率各向异性Δn约为0.1、平行于液晶的取向矢量的方向的介电常数约为4.1、介电常数各向异性Δε约为-6.1的负的液晶。液晶层3的厚度可以约为3.5μm。

(第2实施方式)

本实施方式中，对上述第1实施方式的变形例进行说明。

图15是表示本实施方式的滤色器基板19之一例的截面图。滤色器基板19具有在透明基板11的两个平面上分别形成透明电极层12a、12b、在透明电极层12a上层叠有滤色器层13、透明树脂层14、遮光层20、透明树脂层21的构成。图15按照与上述图11膜面(滤色器CF的面)相反的方式、即透明电极层12b为下、透明树脂层21为上的状态进行表示。

上述第1实施方式的滤色器基板4与本实施方式的滤色器基板19的主要不同是在有效显示区域16上形成了遮光层20。

遮光层20形成在各自的红色滤波器RF的一部分、绿色滤波器GF的一部分和蓝色滤波器BF的一部分上。 

本实施方式中，遮光层20可以装备于红色滤波器RF与绿色滤波器GF与蓝色滤波器BF的各个的边界部，将红色滤波器RF、绿色滤波器GF和蓝色滤波器BF划分开来。遮光层20还可作为黑色矩阵具备。

遮光层20是作为可见区域遮光性色料的主材含有有机颜料的涂膜图案。遮光层20的相对介电常数比作为可见区域遮光性色料的主材含有碳的遮光层18的相对介电常数小。可以使遮光层20的相对介电常数与红色滤波器RF、绿色滤波器GF和蓝色滤波器BF各自的相对介电常数相等。

因此，作为可见区域遮光性色料的主材含有有机颜料的遮光层20装备于接近液晶层3的位置时，来自像素电极9的等位线不会发生变形，可以防止遮光层20附近的漏光。在使用含有在阵列基板2的基板平面上具有水平的初期取向且对多个的像素电极9施加了液晶驱动电压时、与基板平面平行地旋转的液晶分子L的液晶层3的液晶显示装置中，可以将遮光层20配设在距离液晶层3更接近厚度方向的位置上。如本实施方式所示，通过 将作为可见区域遮光性色料的主材含有有机颜料的涂膜层20配置在接近液晶层3的位置上，可以抑制在IPS或FFS的液晶驱动中所特有的相邻像素间的漏光及不适当的着色。

图16是表示遮光层18的透过率特性18L和遮光层20的透过率特性20L之一例的曲线。遮光层20的透过率特性20L例示了混合分散有多个有机颜料的透过率特性。

作为主要的遮光性色料含有有机颜料的遮光层20例如具有透过比光的波长680nm或780nm更长波长的光的透过率特性20L。因此，遮光层20具有红外透过滤波器的特性。

作为主要的遮光性的色料含有碳的遮光层18具有在可见区域的波长下遮光、在比包含红外区域的可见区域更长的波长侧也遮光的特性18L。

遮光层20的透过率特性20L升高、变成半值(透过率50％)时的波长可通过有机颜料种类的选择或混合而设定在约670nm～750nm的范围。

图17是表示本实施方式的滤色器CF的透过率特性之一例的曲线。

滤色器CF包含红色滤波器RF、绿色滤波器GF、蓝色滤波器BF。特性RL是红色滤波器RF的透过率特性。特性GL是绿色滤波器GL的透过率特性。特性BL是蓝色滤波器BF的透过率特性。

红色滤波器RF、绿色滤波器GF、蓝色滤波器BF的透过率在比约光波长700nm更长的波长处有很大差异。

因此，将具备光传感器的液晶显示装置作为彩色复印机或拍摄装置进行使用时，例如在约光波长700nm～1100nm的近红外区域的波长处，若不将受光成分除去，则高精度的红、绿、蓝的色分离是困难的。

薄膜晶体管所含的例如无定形硅或多晶硅等半导体被用于光电二极管中时，该光电二极管可以检测到约光波长400nm～1100nm的波长区域的光。

图18是表示绿色滤波器GF的透过率特性GL及光学上重叠了绿色滤波器GF和遮光层20的透过率特性GLBLK之一例的曲线。

为了检测光而重叠了滤色器CF所含的红色滤波器RF、蓝色滤波器BF、绿色滤波器GF的各个单色层与遮光层20的部分也可被称作光学上的重叠部。

可见光区域的高精度的绿色的检测数据是通过从所检测到的经由绿色滤波器GF的光的检测数据中减去光学上重叠绿色滤波器GF和遮光层20所检测到的光的检测数据而获得的。

如此，通过从检测到的经由绿色滤波器GF的光的检测数据中减去光学上重叠绿色滤波器GF和遮光层20所检测到的光的检测数据，可以仅提取出可见光区域的绿色的检测数据。

图19是表示红色滤波器RF的透过率特性RL及光学上重叠了红色滤波器RF和遮光层20的透过率特性RLBLK之一例的曲线。

可见光区域的高精度的红色的检测数据是通过从所检测到的经由红色滤波器RF的光的检测数据中减去光学上重叠红色滤波器RF和遮光层20所检测到的光的检测数据而获得的。

如此，通过从所检测到的经由红色滤波器RF的光的检测数据中减去光学上重叠红色滤波器RF和遮光层20所检测到的光的检测数据，可以仅提取出可见光区域的红色的检测数据。

图20是表示蓝色滤波器BF的透过率特性BL及光学上重叠了蓝色滤波器BF和遮光层20的透过率特性BLBLK之一例的曲线。

可见光区域的高精度的蓝色的检测数据是通过从所检测到的经由蓝色滤波器BF的光的检测数据中减去光学上重叠蓝色滤波器BF和遮光层20所检测到的光的检测数据而获得的。

如此，通过从所检测到的经由蓝色滤波器BF的光的检测数据中减去光学上重叠蓝色滤波器BF和遮光层20所检测到的光的检测数据，可以仅提取出可见光区域的蓝色的检测数据。

图21是表示多个光传感器22a、22b和处理部23之一例的截面图。

光传感器22a生成经由绿色滤波器GF的光24a的检测数据。光传感器22b生成经由绿色滤波器GF和遮光层20的光24b的检测数据。 

光传感器22a的检测数据包含绿色的感光成分和近红外区域的感光成分。但是，处理部23通过进行从光传感器22a的检测数据中减去光传感器22b的检测数据的减法运算，可以将可见光区域部分的仅绿色成分的检测数据提取出来。另外，通过将绿色滤波器GF替换成红色滤波器RF或蓝色滤波器BF，可以分别将可见光区域的红色成分或蓝色成分的检测数据提取出 来。

另外，本实施方式中，遮光层20的位置是在滤色器基板19的构成要素中除去透明树脂层21及未图示的取向膜，且配置在接近液晶层3的位置上。该遮光层20的位置在与基板平面平行且横向的液晶动作传播距离长的IPS的液晶显示装置中，可以获得抑制来自相邻像素的混色的效果。换而言之，遮光层20具有抑制因相邻像素驱动时的串扰所导致的漏光的效果。

(第3实施方式)

本实施方式中，对上述第1及第2实施方式的变形例进行说明。本实施方式中对滤色器4的变形例进行说明，但对于滤色器19，也可同样地应用。而且，本实施方式中对滤色器基板的制造方法也进行说明。

本实施方式中，多个像素还可含有与其他像素相比、横向的宽度(以下称作横宽)为1/2的像素。横宽1/2的像素具有纵向长的形状。但是，多个像素还可代替纵向长的形状而含有与其他像素相比、纵向的宽度(以下称作纵宽)为1/2的像素。此时，纵宽1/2的像素具有横向长的形状。

图22是表示本实施方式的滤色器基板25之一例的截面图。

滤色器基板25在有效显示区域16和外框区域17中的两者上均具备滤色器CF。因此，可以省去在外框区域17上形成遮光膜18的工序、使制造方法变得高效。

滤色器基板25中，使红色滤波器RF、绿色滤波器GF、蓝色滤波器BF中最初形成的红色滤波器RF的横宽是其他的绿色滤波器GF及蓝色滤波器BF的横宽的大致1/2。

本实施方式中，也可用假性图案形成滤色器基板25的外框区域17。

滤色器基板25中，红色滤波器RF在俯视下装备于绿色滤波器GF与蓝色滤波器BF之间，将绿色滤波器GF和蓝色滤波器BF划分开来。 

图23A及图23B表示涉及本实施方式的滤色器基板25的制造方法的工序的各个中间制品的截面图之一例。

滤色器基板25的制造装置例如包括涂布装置、干燥机、曝光装置、显影装置、硬膜装置、溅射装置等。作为代表性的干燥机及硬膜装置，使用无尘烘箱及加热板等。

本实施方式利用干式刻蚀法形成第1色的滤波器，但第1色的滤波器 也可以利用周知的光刻法形成。

如图23A的(1)所示，在透明基板11的两面上形成透明电极层12a、12b，进而在透明电极层12a上形成红色抗蚀剂(红色感光性着色组合物)RR。例如，将红色抗蚀剂RR按照干燥后的涂膜厚度达到约2.5μm的方式涂布在透明基板11的整个面上，进行干燥、制成硬膜。

接着，如图23A的(2)所示，在红色抗蚀剂RR上形成正型的感光性抗蚀层26。

接着，如图23A的(3)所示，例如以基板端面为基准进行对位，将正型的感光性抗蚀层26成形为线状图案。该线状图案与红色滤波器RF的线状图案相同。线状图案或定位标记的成形例如通过周知的光刻法进行。此时，对基板的端部例如使用红色抗蚀剂RR形成十字状的定位标记。

接着，如图23A的(4)所示，与正型的感光性抗蚀层26的线状图案一起对红色抗蚀剂RR进行干式刻蚀。由此，形成线状图案的红色滤波器RF。

在刻蚀时将正型的感光性抗蚀层26的线状图案除去。但是，也可残留感光性抗蚀层26的线状图案的一部分、或者可以利用剥膜液将感光性抗蚀层26的线状图案除去。

刻蚀的终点可通过检测透明电极层12a来决定。为了使红色滤波器RF的截面形状接近垂直，在刻蚀时优选使用在垂直方向进行刻蚀的各向异性刻蚀。红色滤波器RF的截面形状可通过导入至刻蚀装置的气体的组成、刻蚀速度或磁场条件来控制。

接着，如图23A的(5)所示，在加工对象的基板上形成绿色抗蚀剂GR。例如，绿色抗蚀剂GR按照干燥后的膜厚达到约2.5μm的方式进行涂布。接着，将基板使用定位标记进行对位，利用曝光装置进行曝光、利用显影装置进行显影，如图23B的(6)所示，在2个红色滤波器RF之间形成绿色滤波器GF。

对绿色抗蚀剂GR赋予热流动性(利用热处理的流动化)，通过热处理硬膜由绿色抗蚀剂GR形成绿色滤波器GF，由此如图23A的(5)及图23B的(6)所示，可以吸收作为定位误差的位置偏离ρ，可以形成平坦的绿色滤波器GF。用于形成绿色滤波器GF的显影或硬膜的工序与红色滤波 器RF的形成是相同的。

接着，如图23B的(7)所示，在加工对象的基板上形成蓝色抗蚀剂BR。例如，蓝色抗蚀剂BR按照干燥后的膜厚达到约2.5μm的方式进行涂布。接着，将基板通过干燥机进行干燥、使用定位标记进行对位、利用曝光装置进行曝光、利用显影装置进行显影，如图23B的(8)所示，在2个红色滤波器RF之间形成蓝色滤波器BF。

对蓝色抗蚀剂BR赋予热流动性，通过热处理硬膜由蓝色抗蚀剂BR形成蓝色滤波器BF，由此如图23B的(7)及(8)所示，可以吸收作为定位误差的位置偏离ρ，可以形成平坦的蓝色滤波器BF。用于形成蓝色滤波器BF的显影或硬膜的工序与红色滤波器RF的形成是相同的。

另外，红色抗蚀剂RR及红色滤波器RF所含的红色颜料与以卤化酞菁系颜料为代表的绿色颜料及蓝色颜料不同，颜料构造所含的卤素及金属(颜料构造的中心化金属)少，适于干式刻蚀。换而言之，对于红色颜料，易于抑制干式刻蚀时的卤素或金属造成的污染。一般来说，蓝色滤波器BF的形成中使用的蓝色抗蚀剂BR(蓝色着色组合物)由于在热固化时易于流动，因此如上所述，蓝色滤波器BF的形成在多色滤波器的形成顺序中优选是第2个之后。通常，红色滤波器RF及绿色滤波器GF由于透过率高于蓝色滤波器BF，因此可以使红色滤波器RF与绿色滤波器GF中的至少一者的线宽为蓝色滤波器BF的线宽的1/2，对该1/2线宽的滤波器进行分开配置。蓝色由于是视见度低的颜色，因此优选避免将线宽分割成1/2宽度。

(第4实施方式)

本实施方式中，对上述第1～第3实施方式的滤色器基板4、19、25的变形例进行说明。

图24是表示本实施方式的滤色器基板27之一例的截面图。

有效显示区域16中，在透明电极层12a上作为黑色矩阵形成约膜厚1μm的遮光层18。在形成有遮光层18的透明电极层12a上形成膜厚分别约为3μm的红色滤波器RF、绿色滤波器GF、蓝色滤波器BF。

在外框区域17中，在透明电极层12a上形成约膜厚1μm的遮光层18。在形成有遮光层18的透明电极层12a上形成约膜厚2μm的遮光层20。

本实施方式中，有效显示区域16的遮光层18与外框区域17的遮光层 18用同一工艺、由同一材料形成。

有效显示区域16的红色滤波器RF、绿色滤波器GF、蓝色滤波器BF与外框区域17的遮光层18、20的厚度大致相同，可维持平坦性。

进而，在有效显示区域16的红色滤波器RF、绿色滤波器GF、蓝色滤波器BF与外框区域17的遮光层18、20上以约2μm形成透明树脂层14。

滤色器CF包含红色滤波器RF、绿色滤波器GF、蓝色滤波器BF和有效显示区域16的遮光层18。

本实施方式中，有效显示区域16的遮光层18的膜厚为了维持滤色器CF的平坦性，例如薄于约1.5μm地形成。

此外，还可将作为主要遮光性色料含有有机颜料的遮光层20形成在有效显示区域16的红色滤波器RF、绿色滤波器GF、蓝色滤波器BF的任意位置上。

(第5实施方式)

本实施方式中，对上述第1～第4实施方式的滤色器基板4、19、25、27中使用的透明树脂及有机颜料等材料以及滤色器基板4、19、25、27的制造方法进行说明。

此外，本实施方式中以滤色器基板4的制造方法为代表进行说明，但对于其他的滤色器基板19、25、27也可应用同样的制造方法。

＜透明树脂＞ 

在遮光层18、20、红色滤波器RF、绿色滤波器GF、蓝色滤波器BF等滤色器CF的形成中使用的感光性着色组合物除了颜料分散体(以下为糊剂)之外还含有多官能单体、感光性树脂或非感光性树脂、聚合引发剂、溶剂等。例如，将本实施方式中使用的感光性树脂及非感光性树脂等透明性高的有机树脂统称为透明树脂。

作为透明树脂，可以使用热塑性树脂、热固化性树脂或感光性树脂。作为热塑性树脂，例如可使用丁缩醛树脂、苯乙烯-马来酸共聚物、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、聚氨酯系树脂、聚酯树脂、丙烯酸系树脂、醇酸树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺树脂、橡胶系树脂、环化橡胶系树脂、纤维素类、聚丁二烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺树脂等。作为热固化性树脂，例如可以使用环氧树脂、 苯并胍胺树脂、松香改性马来酸树脂、松香改性富马酸树脂、三聚氰胺树脂、脲醛树脂、酚醛树脂等。热固化性树脂还可以使三聚氰胺树脂与含异氰酸酯基的化合物发生反应来生成。

＜碱可溶性树脂＞

在本实施方式的遮光层18、20等遮光膜、透明树脂层9、9a、9b、滤色器CF的形成中，优选使用可利用光刻法进行布图的感光性树脂组合物。这些透明树脂优选是被赋予了碱可溶性的树脂。作为碱可溶性树脂，可使用含有羧基或羟基的树脂，也可使用其他的树脂。作为碱可溶性树脂，例如可使用环氧丙烯酸酯系树脂、酚醛清漆系树脂、聚乙烯基苯酚系树脂、丙烯酸系树脂、含羧基的环氧树脂、含羧基的聚氨酯树脂等。这些树脂中，作为碱可溶性树脂优选使用环氧丙烯酸酯系树脂、酚醛清漆系树脂、丙烯酸系树脂，特别优选环氧丙烯酸酯系树脂或酚醛清漆系树脂。

＜有机颜料＞ 

作为红色颜料，例如可以使用C.I.颜料红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。

作为黄色颜料，例如可以使用C.I.颜料黄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。

作为蓝色颜料，例如可以使用C.I.颜料蓝15、15：1、15：2、15：3、15：4、15：6、16、22、60、64、80等，这些颜料中优选C.I.颜料蓝15：6。

作为紫色颜料，例如可以使用C.I.颜料紫1、19、23、27、29、30、32、 37、40、42、50等，这些颜料中优选C.I.颜料紫23。

作为绿色颜料，例如可以使用C.I.颜料绿1、2、4、7、8、10、13、14、15、17、18、19、26、36、45、48、50、51、54、55、58等，这些颜料中优选作为卤化锌酞菁绿色颜料的C.I.颜料绿58。作为绿色颜料，还可使用卤化铝酞菁颜料。

＜遮光性色料＞

遮光层18、20所含的遮光性色料是至少在可见光波长区域具有吸收性、具备遮光功能的色料。本实施方式中，遮光性的色料例如可以使用有机颜料、无机颜料、染料等。作为无机颜料，例如可以使用炭黑、氧化钛等。作为染料，例如可以使用偶氮系染料、蒽醌系染料、酞菁系染料、醌亚胺系染料、喹啉系染料、硝基系染料、羰基系染料、次甲基系染料等。对于有机颜料，例如还可应用上述的有机颜料。此外，遮光性成分可使用1种，也可以以适当的比率组合2种以上。

＜应用于遮光层18的黑色抗蚀剂1的例子＞

对作为遮光性色料的主材含有碳的遮光层18中所用的黑色糊剂(分散体)的调制例进行说明。

均匀地搅拌混合下述组成的混合物，利用珠磨分散机进行搅拌，制作黑色糊剂。各个组成用质量份表示。

使用上述黑色糊剂，搅拌并混合下述组成的混合物以达到均匀，用5μm的过滤器进行过滤，调制应用于遮光层18的黑色抗蚀剂1。本实施方式中，抗蚀剂是指含有碳或有机颜料的感光性着色组合物。

本实施方式中，黑色抗蚀剂1或彩色抗蚀剂中的主体的色料(颜料)是指相对于该抗蚀剂所含色料(颜料)的总质量比(％)超过50％的色料。例如，黑色抗蚀剂1中碳占色料的100％，碳成为主要的色料。另外，在以碳为主要的色料的黑色抗蚀剂中，为了调整其色调或反射色，可以以总质量比计为10％以下的标准添加红色、黄色、蓝色等有机颜料。

＜遮光层20中使用的黑色抗蚀剂2的例子＞

以下示出作为遮光性色料的主材含有有机颜料的遮光层20所用的有机颜料的混合例。

C.I.颜料红254(以下简记为R254)

C.I.颜料黄139(以下简记为Y139)

C.I.颜料紫23(以下简记为V23)

这3种颜料中还可以除去R254的颜料。进而，除了这3种颜料之外，为了颜色(透过波长)调整用，还可以以20％以下的少量添加微量的其他种类的颜料、例如上述有机颜料。

例如，卤化锌酞菁或卤化铝酞菁的绿色颜料为了调整遮光层20在光波长700nm附近的透过率特性的升高(分光曲线形状的调整)，也可少量地使用。通过调整这种透过率特性的升高，可以使遮光层20具有最佳的红外区域透过性。

遮光层20优选可见区域下的透过率为5％以下。可见区域通常约为光波长400nm～700nm。为了将遮光层20的半值波长设定在光波长670nm～750nm的范围内，需要从大致光波长660nm附近开始、红外线透过率特性升高、在长波长侧透过率特性提高。遮光层20的低透过率的波长范围还可以是大致光波长400nm～650nm的范围。此外，在大致光波长400nm～650nm的范围下使遮光层20的透过率为5％以下的低值可以通过增加遮光层20所含颜料的量、或增厚遮光层20的膜厚来极为容易地实现。半值波长的波长位置也同样地可基于颜料的量、后述的紫色颜料、绿色颜料、黄色颜料、红色颜料的组成比、遮光层BLK2的膜厚等容易地进行调整。作 为应用于遮光层20的绿色颜料，可以应用后述的各种绿色颜料。为了将遮光层20的半值波长设定在光波长670nm～750nm的范围内，作为绿色颜料，优选光或近红外线透过率的升高(例如半值波长)位于波长700nm～800nm的范围的绿色颜料。用于将半值波长设定为光波长670nm～750nm的范围的调整主要是基于紫色颜料和绿色颜料得以实现。为了调节遮光层20的透过率特性，还可以添加蓝色颜料。

R254的质量比率(％)例如可属于0～20％的范围。

Y139的质量比率(％)例如可属于20～50％的范围。

V23的质量比率(％)例如可属于40～75％的范围。

在基于这些颜料生成彩色抗蚀剂(着色组合物)之前，将颜料分散在树脂或溶液中生成颜料糊剂(分散液)。例如，为了将颜料Y139单体分散在树脂或溶液中，在颜料R139的7份(质量份)中混合以下的材料

丙烯酸树脂溶液(固体成分为20％)    40份

分散剂                            0.5份

环己酮                            23.0份

此外，对于V23、R254等其他的颜料，也可同样地分散在树脂或溶液中，生成黑色的颜料分散糊剂。

以下，例示用于基于上述的颜料分散糊剂生成黑色抗蚀剂的组成比。

通过上述的组成比，形成遮光层20中使用的黑色抗蚀剂2。

遮光层20的形成中所使用的作为遮光性色料的主材含有有机颜料的黑色抗蚀剂2为了调整遮光性，还可以以总质量的40％以下为标准添加碳。

＜滤色器基板4、19、25、27中使用的红色抗蚀剂RR1之一例＞

<红色糊剂1的调制>

以下对红色糊剂1(分散液)的调制例进行说明。

均匀地搅拌混合下述组成的混合物，使用约直径1mm的玻璃珠利用砂磨机分散5小时，用约5μm的过滤器进行过滤，制作红色糊剂1。

＜红色抗蚀剂RR1的调制＞

在红色糊剂1的调制后，搅拌混合下述组成的混合物以达到均匀，用约5μm的过滤器进行过滤，调制红色抗蚀剂RR1。

＜滤色器基板4、19、25、27中使用的红色抗蚀剂RR2之一例＞

<红色糊剂2的调制>

以下对红色糊剂2(分散液)的调制例进行说明。

使用下述组成的混合物，利用与红色糊剂1相同的方法制作红色糊剂2。

<红色抗蚀剂RR2的调制制>

代替红色糊剂1而使用红色糊剂2，利用与红色抗蚀剂RR1相同的方法调制红色抗蚀剂RR2。

＜滤色器基板4、19、25、27中使用的绿色抗蚀剂GR1之一例＞

＜绿色糊剂1的调制＞

均匀地搅拌混合下述组成的混合物，使用约直径1mm的玻璃珠利用砂磨机分散5小时，用约5μm的过滤器进行过滤，制作绿色糊剂(分散液)。

＜绿色抗蚀剂GR1的调制＞

在绿色糊剂1的调制后，搅拌混合下述组成的混合物以达到均匀，用约5μm的过滤器进行过滤，调制绿色抗蚀剂GR1。

例如，绿色抗蚀剂GR还可添加0.08份的氟系表面活性剂进行使用。

＜滤色器基板4、19、25、27中使用的绿色抗蚀剂GR2之一例＞

<绿色糊剂2的调制>

以下对绿色糊剂2(分散液)的调制例进行说明。

使用下述组成的混合物，利用与绿色糊剂1相同的方法制作绿色糊剂2。

<绿色抗蚀剂GR2的调制>

代替绿色糊剂1而使用绿色糊剂2，利用与绿色抗蚀剂GR1相同的方法调制绿色抗蚀剂GR2。

＜滤色器基板4、19、25、27中使用的蓝色抗蚀剂BR1之一例＞

＜蓝色糊剂1的分散体的调制＞

均匀地搅拌混合下述组成的混合物，使用约直径1mm的玻璃珠利用砂磨机分散5小时，用约5μm的过滤器进行过滤，制作蓝色糊剂1(蓝色颜料的分散体)。

蓝色颜料C.I.颜料蓝15：6                         52份

分散剂                                          6份

丙烯酸清漆(固体成分为20质量％)                  200份

<蓝色抗蚀剂BR1的调制>

调制蓝色糊剂1之后，搅拌混合下述组成的混合物以达到均匀，使用约5μm的过滤器进行过滤，调制蓝色抗蚀剂BR1。

＜滤色器基板4、19、25、27中使用的蓝色抗蚀剂BR2之一例＞

＜蓝色糊剂2的调制＞

利用研磨机分散下述组成的混合物5小时，使用约5μm的过滤器进行过滤，制作中间蓝色糊剂(分散液)。

蓝色颜料C.I.颜料蓝15：6                         49.4份

分散剂                                          6份

丙烯酸清漆(固体成分为20质量％)                  200份

在该中间蓝色糊剂中添加下述的紫色染料粉体，充分搅拌，调制蓝色糊剂2。

紫色染料                            2.6份

<蓝色抗蚀剂BR2的调制>

代替蓝色糊剂1而使用蓝色糊剂2，利用与蓝色抗蚀剂BR1相同的方法调制蓝色抗蚀剂BR2。

＜各种抗蚀剂的相对介电常数与测定频率的关系＞

表1中表示红色抗蚀剂RR1、RR2、绿色抗蚀剂GR1、GR2、蓝色抗蚀剂BR1、BR2的相对介电常数与测定频率的关系之一例。

表1

(120Hz、240Hz、480Hz的数值是测定频率)

＜滤色器基板4的制作＞

首先，在透明基板11的两面上，在滤色器CF的上色工序之前先形成透明电极层12a、12b。

透明电极层12a、12b使用ITO等透明且具有导电性的复合金属氧化物。透明电极层12a、12b是利用溅射装置在透明基板11的两面上成膜或用各个单面的2次工序进行成膜。透明电极层12a、12b利用光刻法进行布图。

在透明电极层12a、12b的形成中，可以先形成透明电极层12b，之后形成透明电极层12a。具体地说，透明电极层12a、12b的形成例如可如下进行：在透明基板11的第1平面上执行透明电极层12b的ITO成膜，接着执行透明电极层12b的光刻(包含刻蚀及抗蚀剂剥膜工序)，在该透明电极层12b形成工序之后，接着对透明基板11的第2平面执行透明电极层12a的ITO成膜，执行透明电极层12a的光刻(包含刻蚀及抗蚀剂剥膜工序)。在透明电极层12a、12b中的至少一个的图案中含有下一工序使用的定位标记。

以下，对如上述第1及第2实施方式的滤色器基板4、19那样在外框 区域17上具备遮光层18的滤色器CF的制造工序进行说明。在外框区域17没有遮光层18的第3实施方式的滤色器基板25中，第1色(例如红色)的定位标记对应透明电极层12a、12b中的至少一个的定位标记来生成。

对在之后的工序中以形成有透明电极层12a的面为上面、进行光刻工序的情况进行说明。

形成透明电极层12a、12b之后，按照将透明电极层12a覆盖的方式，在形成有透明电极层12a的面上涂布作为遮光性色料的主材含有碳的黑色抗蚀剂1，并进行干燥。使用含有外框区域17的图案和定位标记的图案的光掩模，对黑色抗蚀剂1执行曝光、显影、加热、制成硬膜，生成外框区域17的遮光层18和定位标记。另外，外框区域17的图案的定位是利用照相机拍摄涂布有黑色抗蚀剂1的背面(形成有透明电极层12b的面的方向)、根据该影像来执行。

更为具体地说明该遮光层18和定位标记的生成。黑色抗蚀剂1在透明电极层12a的整个面上按照干燥后的膜厚约为2.5μm的方式进行涂布。接着，将加工对象的基板在无尘烘箱中例如70℃下预烘焙20分钟，在室温下冷却。接着，作为对紫外线进行曝光的前处理，执行定位。在定位中，作为光源使用卤素灯。将来自卤素灯的光从形成有透明电极层12b的面侧仅照射至透明电极层12a的定位标记的周围部，利用照相机进行拍摄。定位基于该照相机的拍摄结果执行。仅对定位标记周围部的照射使用通过截止滤波器截止了曝光波长的光。

接着，根据定位结果，使用超高压汞灯对黑色抗蚀剂1的涂膜面曝光紫外线。该曝光中使用的光掩模含有外框区域17的图案和多个十字状的定位标记的图案。使用该光掩模，外框区域17的图案和定位标记的图案被紫外线曝光。将外框区域17的图案和多个十字状的定位标记的图案显影之后，将加工对象的基板使用23℃的碳酸钠水溶液进行喷雾，用离子交换水进行洗涤，并进行干燥。干燥后，将加工对象的基板在230℃下用20分钟制成硬膜。由此，形成外框区域17的遮光层18和定位标记。

接着，依次使用上述3色的抗蚀剂，利用光刻手法形成红色滤波器RF、绿色滤波器GF、蓝色滤波器BF。

红色滤波器RF、绿色滤波器GF、蓝色滤波器BF的形成中，首先按照 例如达到膜厚2.5μm的方式将红色抗蚀剂RR涂布在加工对象的基板上，进行干燥，利用曝光机进行曝光、显影，形成条纹状的红色滤波器RF。显影及硬膜的工序与上述外框区域17中的遮光层18的形成是相同的。

接着，按照例如达到膜厚2.5μm的方式将绿色抗蚀剂GR涂布在加工对象的基板上，进行干燥，利用曝光机进行曝光、显影，形成条纹状的绿色滤波器GF。

接着，按照例如达到膜厚2.5μm的方式将蓝色抗蚀剂BR涂布在加工对象的基板上，进行干燥，利用曝光机进行曝光、显影，形成条纹状的蓝色抗蚀剂BR。

然后，在红色滤波器RF、绿色滤波器GF、蓝色滤波器BF的形成后，以约膜厚2μm形成透明树脂层14，从而制造滤色器基板4。

上述各实施方式可以在不改变发明主旨的范围内进行各种变更进行应用。上述各实施方式还可自由地组合使用。

Claims (10)

1.一种液晶显示装置，其是阵列基板与滤色器基板隔着液晶层相面对且具备触摸传感检测功能的液晶显示装置，其特征在于，

所述滤色器基板具备：透明基板；为了触摸传感检测而形成于所述透明基板的第1平面上的第1透明电极层；为了所述触摸传感检测而形成在所述透明基板的第2平面上的第2透明电极层；形成在所述第1透明电极层上且含有红色滤波器、绿色滤波器和蓝色滤波器的滤色器；以及形成在所述滤色器上的透明树脂层，

所述第2透明电极层侧配置在显示面侧，所述透明树脂层侧配置在所述液晶层侧，所述滤色器和所述透明树脂层的总膜厚约为2.5μm～9μm的范围内，

所述液晶层含有初期取向与基板平面平行、在施加液晶驱动电压时与所述基板平面平行地旋转、具有负的介电常数各向异性的液晶分子。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述滤色器和所述透明树脂层的总膜厚约为2.5μm～4.5μm的范围内。

3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第1透明电极层的图案与所述第2透明电极层的图案在俯视下垂直。

4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述第1透明电极层的图案与所述第2透明电极层的图案在俯视下没有空隙地、相互不同地配置。

5.一种滤色器基板，其是隔着液晶层与阵列基板相面对的滤色器基板，其特征在于，

其具备透明基板；为了触摸传感检测而形成于所述透明基板的第1平面上的第1透明电极层；为了所述触摸传感检测而形成在所述透明基板的第2平面上的第2透明电极层；形成在所述第1透明电极层上且含有红色滤波器、绿色滤波器和蓝色滤波器的滤色器；以及形成在所述滤色器上的透明树脂层，

所述第2透明电极层侧配置在显示面侧，所述透明树脂层侧配置在所述液晶层侧，

所述滤色器和所述透明树脂层的总膜厚约为2.5μm～9μm的范围内，

关于所述红色滤波器、所述绿色滤波器和所述蓝色滤波器，各自的在驱动液晶的频率下测定的相对介电常数约为2.9以上且4.4以下，

关于所述红色滤波器、所述绿色滤波器和所述蓝色滤波器的各自的所述相对介电常数在所述红色滤波器、所述绿色滤波器和所述蓝色滤波器的平均介电常数的±0.3的范围内。

6.根据权利要求5所述的滤色器基板，其中，在有效显示区域上的所述红色滤波器、所述绿色滤波器和所述蓝色滤波器的各自的一部分上具备作为可见区域遮光性色料的主材含有有机颜料的遮光层。

7.根据权利要求5所述的滤色器基板，其特征在于，

所述红色滤波器、所述绿色滤波器和所述蓝色滤波器是与不同颜色没有空隙地相邻的线状图案，

所述红色滤波器、所述绿色滤波器和所述蓝色滤波器中的第1滤色器按照将所述红色滤波器、所述绿色滤波器和所述蓝色滤波器中的第2滤色器及第3滤色器划分开来的方式配置，

所述第1滤色器的线宽是所述第2及所述第3滤色器的线宽的大致1/2。

8.根据权利要求5所述的滤色器基板，其特征在于，

在有效显示区域中具备所述红色滤波器、所述绿色滤波器和所述蓝色滤波器，

在包围所述有效显示区域的外框区域上具备遮光层，

所述有效显示区域中的所述红色滤波器、所述绿色滤波器和所述蓝色滤波器的各自和所述透明树脂层的总膜厚与所述有效显示区域中的所述遮光层和所述透明树脂层的总膜厚大致相同。

9.根据权利要求5所述的滤色器基板，其特征在于，

在有效显示区域中具备所述红色滤波器、所述绿色滤波器和所述蓝色滤波器，

在包围所述有效显示区域的外框区域中具备作为可见区域遮光性色料的主材含有碳的第1遮光层和作为可见区域遮光性色料的主材含有有机颜料的第2遮光层。

10.根据权利要求5所述的滤色器基板，其特征在于，

在所述第1透明电极层上且有效显示区域内形成作为可见区域遮光性色料的主材含有碳的格子状或条纹状的遮光层，

在形成有所述遮光层的所述第1透明电极层上形成所述滤色器，

所述遮光层、所述滤色器与所述透明树脂层的总膜厚约为2.5μm～9μm的范围内。