JP2009288674A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コスト増や画質の劣化を伴うことなく開口率を向上した液晶表示装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る液晶表示装置のカラーフィルタ基板は、その一部分が第１の画素を基板上に構成する第１の色膜と、その一部分が第２の画素を前記基板上に構成する第２の色膜と、その一部分が第３の画素を前記基板上に構成する第３の色膜と、少なくともブラックマトリクスの一部分を前記基板上に構成する黒色膜と、を有し、前記第１の画素と前記第２の画素間に配置されたブラックマトリクスは、第１の色膜の周縁部が前記第２の色膜の周縁部と重なり合い構成された第１の部分を含み、前記第１の画素と前記第３の画素間及び前記第２の画素と前記第３の画素間に配置されたブラックマトリクスは前記黒色膜により構成された第２の部分を含み、前記第１の部分に隣接する画素間の距離は、前記第２の部分に隣接する画素間の距離よりも短い。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。

フルカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板は、赤、緑、青の画素間に黒色のブラックマトリクスを設けている。図１２は、従来のカラーフィルタ基板の一部を拡大し模式的に示した部分拡大図である。同図（ａ）は、従来のカラーフィルタ基板の部分拡大平面図であり、ほぼ同形状、同寸法の赤色画素７０１Ｒ、緑色画素７０１Ｇ、青色画素７０１Ｂが規則的に配列されており、各画素間には黒色のブラックマトリクス７０２が配置されている。同図（ｂ）は、同図（ａ）中Ｘ−Ｘ線における断面図である。図示するように、カラーフィルタ基板は、ガラス基板７０３上に赤色膜７０４Ｒ、緑色膜７０４Ｇ、青色膜７０４Ｂ及び黒色膜７０５が形成されることにより、各色画素７０１Ｒ，７０１Ｇ，７０１Ｂ、ブラックマトリクス７０２が構成されている。そして、各色膜７０４Ｒ，７０４Ｇ，７０４Ｂは、その周縁部が黒色膜７０５の周縁部の上に重なり合うように形成されているとともに、各色膜７０４Ｒ，７０４Ｇ，７０４Ｂ間には隙間７０６が設けられ、色膜同士は重なり合わない。

ここで、ブラックマトリクス７０２の幅は、各色膜７０４Ｒ、７０４Ｇ、７０４Ｂ及び黒色膜７０５の材料や、カラーフィルタ基板の製造プロセスにより定まるある一定の値２Ｌより大きく設定される。なぜならば、各色膜７０４Ｒ，７０４Ｇ，７０４Ｂ及び黒色膜７０５はフォトリソグラフィーの技術を用いて形成され、その周縁部の位置は、用いるフォトマスクのパターンの精度や製造時の位置合わせの精度、材料の物性のばらつきや製造時のプロセス条件により多少のばらつきを生じるためである。図１３（ａ）は、そのような各色膜７０４Ｒ，７０４Ｇ，７０４Ｂ及び黒色膜７０５の周縁部の位置のばらつきを誇張して描いた図である。図中には赤色画素７０１Ｒと緑色画素７０１Ｇとがブラックマトリクス７０２に接している部分の拡大図が示されている。図中符号７０７は黒色膜７０５と赤色膜７０４Ｒとが重なり合っている積層部である。

このとき、ブラックマトリクス７０２の幅が不足していると、赤色膜７０４Ｒの周縁部が赤色画素７０１Ｒ側に偏り、黒色膜７０５の周縁部がブラックマトリクス７０２側に偏った場合に、色抜け部７０８が生じる。同図（ｂ）は同図（ａ）中のＹ−Ｙで示した位置の断面図である。図示したように、色抜け部７０８においては、赤色膜７０４Ｒと黒色膜７０５のいずれも形成されておらず、ガラス基板７０３の表面が露出している。このようなカラーフィルタ基板を用いて液晶表示装置を製作すると、色抜け部７０８の位置からは、白色光が漏れ出すことになる。

また、同図（ａ）に戻り、赤色膜７０４Ｒ及び緑色膜７０４Ｇの双方の周縁部がブラックマトリクス７０２側に偏ると、過積層部７０９が生じる。同図（ｃ）は同図（ａ）中のＺ−Ｚで示した位置の断面図であり、図示したように、過積層部７０９においては、赤色膜７０４Ｒ，緑色膜７０４Ｇ，黒色膜７０５の３つの膜が重なり合うため、カラーフィルタ基板表面が大きく盛り上がる。このようなカラーフィルタ基板を用いて液晶表示装置を製作すると、過積層部７０９の位置においては液晶の配向が乱れ、意図したとおりの画像表示がなされない。

そこで、色抜け部７０８や過積層部７０９を発生させないためには、黒色膜７０５と各色膜７０４Ｒ，７０４Ｇ，７０４Ｂとを重ね合わせる部分の幅を、その周縁部の位置のばらつきを見越してある一定の幅Ｌより大きくしなければならない。ブラックマトリクス７０２では、黒色膜７０５の両側にそれぞれ色膜７０４Ｒ，７０４Ｇ，７０４Ｂが重ね合わされるため、ブラックマトリクス７０２の幅は、２Ｌより大きく設定することになる。

一方で、黒色膜を形成することなくブラックマトリクスを作成する技術の提案がなされている。特許文献１には、額縁部を赤色膜と青色膜を積層することで遮光層としたカラーフィルタ基板が開示されている。ブラックマトリクスに相当する部材は、オーバーコート上に設けられた高分子壁により作成されている。また、特許文献２には、各色膜をパターンを違えて２層積層し、異なる色の色膜が積層されている部分をブラックマトリクスとして利用するカラーフィルタ基板が開示されている。
特開２０００−０２９０１４号公報 特開平２−２８７３０３号公報

近年液晶表示装置における高精細化・省エネ化の要求はますます強くなっている。しかし、前述したようにブラックマトリクスの幅はある一定の値２Ｌより大きいため、液晶表示装置の高精細化を進め画素を小さくすると、カラーフィルタ基板上においてブラックマトリクスの占める割合が相対的に増加し、開口率、すなわち、画面の面積に占める画素の面積の割合が低下する。そのため、高精細な液晶表示装置では光の利用効率が低く、エネルギー効率が悪くなる。

これに対し、特許文献１記載のカラーフィルタ基板では、前述したと同様の理由により、ブラックマトリクスに相当する高分子壁の幅をある一定の値より大きくしなければならないため、開口率を高めることは難しい。特許文献２記載のカラーフィルタ基板では、ブラックマトリクスの幅を狭くできる可能性はあるものの、カラーフィルタ基板製造に要するフォトリソグラフィーの工程を３色につきそれぞれ２回ずつ要するため、合計６回と工程数が増加し、コスト増を招くほか、緑色膜の一部をブラックマトリクスとして利用するために、ブラックマトリクスの光学濃度が低く、画像表示をした際に高いコントラストが得られない。

本発明はかかる観点に鑑みてなされたものであって、その目的は、コスト増や画質の劣化を伴うことなく開口率を向上した液晶表示装置を提供することである。

本出願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

（１）カラーフィルタ基板を有する液晶表示装置であって、前記カラーフィルタ基板は、黒色でない色彩を有し、その一部分が第１の画素を基板上に構成する第１の色膜と、前記第１の色膜と異なる黒色でない色彩を有し、その一部分が第２の画素を前記基板上に構成する第２の色膜と、前記第1の色膜及び前記第２の色膜のいずれとも異なる黒色でない色彩を有し、その一部分が第３の画素を前記基板上に構成する第３の色膜と、少なくともブラックマトリクスの一部分を前記基板上に構成する黒色の黒色膜と、を有し、前記第１の画素と前記第２の画素との間に配置されたブラックマトリクスは、前記第１の色膜の周縁部の少なくとも一部分が前記第２の色膜の周縁部の少なくとも一部分と重なり合い構成された第１の部分を含み、前記第１の画素と前記第３の画素との間及び前記第２の画素と前記第３の画素との間に配置されたブラックマトリクスは、前記黒色膜により構成された第２の部分を含み、前記第１の部分に隣接する画素間の距離は、前記第２の部分に隣接する画素間の距離よりも短いことを特徴とする液晶表示装置。

（２）（１）において、前記第１の色膜の色彩は、赤色及び青色のいずれか一方であり、前記第２の色膜の色彩は赤色及び青色のいずれか他方であることを特徴とする液晶表示装置。

（３）（１）において、前記第１の画素と隣接するとともに、前記第１の画素と前記第２の画素の配列方向に対し略直交する位置に設けられた画素は、前記第１の画素と同色であることを特徴とする液晶表示装置。

（４）（１）において、前記第１の画素と隣接するとともに、前記第１の画素と前記第２の画素の配列方向に対し略直交する位置に設けられた画素のうち少なくとも一つは、前記第２の画素と同色であることを特徴とする液晶表示装置。

（５）（１）において、前記第１の色膜及び前記第２の色膜の膜厚は、画素を構成する部分と前記第１の部分を構成する部分とで略等しいことを特徴とする液晶表示装置。

（６）（１）において、前記第１の色膜及び前記第２の色膜のうち少なくともいずれかの膜厚は、画素を構成する部分と前記第１の部分を構成する部分とで異なることを特徴とする液晶表示装置。

（７）（１）において、前記第１の画素及び前記第２の画素のうち少なくともいずれかの面積は、前記第３の画素の面積より大きいことを特徴とする液晶表示装置。

（８）（１）において、前記第１の画素、前記第２の画素及び前記第３の画素の面積は、それぞれ略等しいことを特徴とする液晶表示装置。

（９）（１）において、前記ブラックマトリクスの光学濃度が３．０以上であることを特徴とする液晶表示装置。

以上の本出願において開示される発明によれば、第１の画素と第２の画素とを隔てるブラックマトリクスの幅を狭くでき、コスト増や画質の劣化を伴うことなく開口率を向上した液晶表示装置を提供することができる。

以下本発明の好適な第１の実施形態を図面を参照しつつ説明する。

図１は、本実施形態に係る液晶表示装置１００の断面模式図である。液晶表示装置１００は、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の液晶表示装置であり、カラーフィルタ基板１１０とＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板１２０間に液晶１３０を充填した構造となっている。カラーフィルタ基板１１０及びＴＦＴ基板１２０の外側面にはそれぞれ偏光フィルム１０４，１０５が貼られており、偏光フィルム１０５の外側にはバックライト１４０が設けられている。また、図中符号１０１Ｇで示した領域は緑色画素、符号１０１Ｒで示した領域は赤色画素、符号１０１Ｂで示した領域は青色画素、そして、符号１０２及び１０３で示した領域はブラックマトリクスである。また、図中楕円は液晶分子の配向方向を示している。

カラーフィルタ基板１１０はガラス基板１１１上に黒色膜１１３、緑色膜１１２Ｇ、赤色膜１１２Ｒ及び青色膜１１２Ｂが形成されている。また、ＴＦＴ基板１２０はガラス基板１２１上にＴＦＴ１２２、共通電極１２３及び画素電極１２４が形成されている。共通電極１２３には所定のコモン電位（基準電位）が印加されている。また、ＴＦＴ１２２を介して画素電極１２４に映像信号を印加することで、共通電極１２３と画素電極１２４との間の電位差で電界を発生させ、液晶１３０の配向方向を変化させて液晶１３０を駆動することができる。共通電極１２３と画素電極１２４間には絶縁層１２５が形成されている。

なお、ここでは図示しないが、液晶表示装置１００には配向膜やフォトスペーサーが形成されているほか、必要に応じてオーバーコート層や各種光学フィルムを設けることができる。

図２（ａ）は、カラーフィルタ基板１１０の部分拡大平面図である。本実施形態におけるカラーフィルタ基板１１０では、赤色画素１０１Ｒと青色画素１０１Ｂの間のブラックマトリクスの第１の部分１０３は、ブラックマトリクスのその他の部分である第２の部分１０２よりもその幅が狭くなっている。すなわち、第１の部分１０３に隣接する画素間の距離は、第２の部分１０２に隣接する画素間の距離よりも短い。同図（ａ）中Ａ−Ａ線における断面図を示す同図（ｂ）を参照すると、第１の部分１０３においては、黒色膜１１３は形成されておらず、赤色膜１１２Ｒと青色膜１１２Ｂの周縁部の一部分が重なり合う積層部１１４が形成されていることが示されている。したがって、第１の部分１０３において重なり合う膜は赤色膜１１２Ｒと青色膜１１２Ｂの２つのみであるから、重ね合わせに必要な幅はＬで済む。一方、第２の部分１０２は黒色膜１１３の両側に緑色膜１１２Ｇ及び赤色膜１１２Ｒをそれぞれ重ね合わせなければならないから、幅２Ｌが必要である。すなわち、第１の部分１０３は、第２の部分１０２の半分の幅とすることができ、その分赤色画素１０１Ｒ及び青色画素１０１Ｂの面積が増加するため、開口率が向上する。なお、ここでは赤色画素１０１Ｒと青色画素１０１Ｂの面積を等しくしているが、必ずしもその必要はなく、赤色画素１０１Ｒまたは青色画素１０１Ｂのいずれかのみの面積を増加させるようにしてもよい。

なお、このように各色画素１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂの面積が異なると、そのままでは画像表示の際のホワイトバランスが崩れることになるが、この点については、各色膜１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂの光透過特性を変更したり、液晶表示装置１００を駆動するドライバによる補正を行うことで調整可能である。

また、本実施形態に係るカラーフィルタ基板１１０では、各色画素１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂは直線状に配置される。すなわち、赤色画素１０１Ｒと青色画素１０１Ｂの配列方向（同図（ａ）中横方向）に対し垂直な方向（同図（ａ）中縦方向）には、同色の画素が隣接するようになっている。このようにすれば、各色膜１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂを形成する際に用いるフォトマスクのパターンを、単純なストライプ形状とすることができるため、フォトマスクの製造が容易である。

また、本実施形態に係るカラーフィルタ基板１１０では、赤色膜１１２Ｒ及び青色膜１１２Ｂの膜厚は、赤色画素１０１Ｒ及び青色画素１０１Ｂを構成する部分と第１の部分１０３を構成する部分とでそれぞれ略等しい。このようにすれば、赤色膜１１２Ｒ及び青色膜１１２Ｂを形成する際に用いるフォトマスクにハーフトーンのパターンが必要ないため、フォトマスクの製造が容易である。

図３は、本実施形態に係るカラーフィルタ基板１１０を制作する際に用いるフォトマスクのパターンを示す図である。同図（ａ）に示すフォトマスク１５０ＢＭは黒色膜１１３作成に用いるもの、同図（ｂ）に示すフォトマスク１５０Ｒは赤色膜１１２Ｒ作成に用いるもの、同図（ｃ）に示すフォトマスク１５０Ｇは緑色膜１１２Ｇ作成に用いるもの、同図（ｄ）に示すフォトマスク１５０Ｂは青色膜１１２Ｂ作成に用いるものを示している。図中ハッチングを施した部分は遮光部を、それ以外は透光部である。図示したとおり、本実施形態に係るカラーフィルタ基板１１０を制作するフォトマスク１５０ＢＭ，１５０Ｒ，１５０Ｇ，１５０Ｂはいずれも単純なパターンを有しており、製造が容易である。なお、ここでは黒色膜１１３、各色膜１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂの材料のいずれもネガ型感光性樹脂を用いるものとして図示しているが、ポジ型感光性樹脂を用いる場合には、フォトマスクの遮光部と透光部は互いに反転する。また、黒色膜１１３としてクロム薄膜を用いる場合には、フォトマスクの代わりにメタルマスクを用いる。

ところで、前述したとおり、本実施形態に係るカラーフィルタ基板１１０では、第１の部分１０３を赤色膜１１２Ｒと青色膜１１２Ｂの周縁部が重なり合う積層部１１４により形成している。ここで、例えば、緑色膜１１２Ｇと赤色膜１１２Ｒなど、他の色の組み合わせにより第１の部分１０３を形成することは、原理的には不可能ではない。しかし、本実施形態に係るカラーフィルタ基板１１０のように、赤、緑、青の三原色によるカラーフィルタ基板では、赤と青を積層するようにすると、良好な遮光性能が得られることから、この色の組み合わせが好ましい。この理由を図４を参照しながら以下説明する。

同図（ａ）は、カラーフィルタ基板における青色膜、赤色膜、緑色膜の光の透過率の一例を、光の波長に対して示したグラフである。グラフ中横軸は光の波長λを、縦軸は光の透過率Ｔを百分率で示したものである。そして、グラフ中実線で示した曲線Ｂは青色膜の、破線で示した曲線Ｇは緑色の、一点鎖線で示した曲線Ｒは赤色膜の透過率をそれぞれ表している。このグラフからは、各色膜はそれぞれの色に対応した波長の位置に透過率のピークを有していることがわかる。また同時に、青色膜と緑色膜との間には波長が５００［ｎｍ］付近に双方の膜が光を透過する領域が、緑色膜と赤色膜との間には波長が６００［ｎｍ］付近に双方の膜が光を透過する領域が存在することがわかる。一方、青色膜と赤色膜との間には、双方の膜が光を透過する領域はほとんど存在しない。

同図（ｂ）は、赤色膜、青色膜、緑色膜のうちの２つの膜を積層した膜の光の透過率を示すグラフである。同グラフを参照すれば、グラフ中実線Ｂ＋Ｒで示す青色膜と赤色膜を積層した膜は、ほぼ全波長領域にわたって光を良好に遮ることがわかる。一方、破線Ｂ＋Ｇで示す青色膜と緑色膜を積層した膜は、波長５００［ｎｍ］付近の光を透過してしまっている。同様に、一点鎖線Ｇ＋Ｒで示す青色膜と緑色膜を積層した膜は、波長６００［ｎｍ］付近の光を透過してしまっている。すなわち、緑色膜をブラックマトリクスに用いると、遮光性能が劣ることになり、十分な光学濃度を得ることが難しいのである。その結果、コントラストの高い画像表示を得ることが困難になってしまう。

これが、赤色膜と青色膜を積層してブラックマトリクスに用いる理由である。したがって、本実施形態に係るカラーフィルタ基板１１０では、赤色膜１１２Ｒと青色膜１１２Ｂの周縁部が重なり合う積層部１１４を第１の部分１０３に用い、その他の第２の部分１０２には黒色膜１１３を用いることで、ブラックマトリクスの全ての部分について充分な光学濃度を確保している。

なお、赤、緑、青の三原色によらない他のカラーフィルタ基板にあっては、同様の考え方により、最も遮光性能に優れる組み合わせによる色膜の重ね合わせを用いてブラックマトリクスを形成するようにするとよい。

本実施形態に係るカラーフィルタ基板１１０の実施例として、ブラックマトリクスの第２の部分１０２の幅が５μｍ、ブラックマトリクスの第１の部分１０３の幅が２．５μｍ、緑色画素１０１Ｇの寸法が縦５４μｍ×横２０μｍ、赤色画素１０１Ｒと青色画素１０１Ｂの寸法がそれぞれ縦５４μｍ×横２１．２５μｍのものを制作したところ、開口率は７６．２７％となった。

これに対し、比較例として、従来技術によるカラーフィルタ基板を、ブラックマトリクスの幅を５μｍ、各色画素の寸法を全て縦５４μｍ×横２０μｍとして制作したところ、開口率は７３．２２％であり、本実施形態に係るカラーフィルタ基板１１０は従来技術によるカラーフィルタ基板に比して４．１７％開口率を向上させることができた。また、ブラックマトリクスの全ての部分について、光学濃度を３．０以上とすることができ、良好なコントラストが得られた。

次に、本発明の好適な第２の実施形態を図５及び図６を参照しつつ説明する。

図５は本実施形態に係るカラーフィルタ基板２１０の部分拡大平面図である。カラーフィルタ基板２１０は、第１の実施形態におけるカラーフィルタ基板１１０とは画素の配置において異なっているものの、その他の点については同様である。また、液晶表示装置の構造は第１の実施形態にて既に説明したとおりであるから、共通する部分については説明を省略する。

カラーフィルタ基板２１０においては、ブラックマトリクスの第２の部分２０２及び緑色画素２０１Ｇについては第１の実施形態におけるカラーフィルタ基板１１０と同様であるが、赤色画素２０１Ｒと青色画素２０１Ｂが互い違いに配置されている点が異なる。すなわち、赤色画素２０１Ｒと青色画素２０１Ｂの配列方向（図中横方向）に対し垂直な方向（図中縦方向）には、異なる色の画素が隣接するようになっている。このようにすると、ほぼ矩形をしている青色画素２０１Ｂは、その３辺において赤色画素２０１Ｒと隣接することになり、その３辺のいずれにおいても赤色膜と青色膜とを重ね合わせた積層部を用いてブラックマトリクスの第１の部分２０３を形成することができるから、幅の狭い第１の部分２０３の割合が増大し、さらに開口率を上げることができる。

なお、最も開口率を上げることができるのは本実施形態のように赤色画素２０１Ｒと青色画素２０１Ｂのすべてを互い違いに配置した場合であるが、必ずしもこれに限定されるものでなく、たとえば、２つおき、３つおき等に赤色画素２０１Ｒと青色画素２０１Ｂの配置を入れ替えるようにしてもよい。いずれにせよ、赤色画素２０１Ｒのうちいずれか一つの画素においては、赤色画素２０１Ｒと青色画素２０１Ｂの配列方向（図中横方向）に対し垂直な方向（図中縦方向）に隣接して設けられた画素のうち少なくとも一つは、青色画素２０１Ｂであることになる。青色画素２０１Ｂについても同様である。

図６は、本実施形態に係るカラーフィルタ基板２１０を制作する際に用いるフォトマスクのパターンを示す図である。同図（ａ）に示すフォトマスク２５０ＢＭは黒色膜作成に用いるもの、同図（ｂ）に示すフォトマスク２５０Ｒは赤色膜作成に用いるもの、同図（ｃ）に示すフォトマスク２５０Ｇは緑色膜作成に用いるもの、同図（ｄ）に示すフォトマスク２５０Ｂは青色膜作成に用いるものを示している。図中ハッチングを施した部分は遮光部、それ以外は露光部である。

本実施形態に係るカラーフィルタ基板２１０の実施例として、ブラックマトリクスの第２の部分２０２の幅が５μｍ、ブラックマトリクスの第１の部分２０３の幅が２．５μｍ、緑色画素２０１Ｇの寸法が縦５４μｍ×横２０μｍ、赤色画素２０１Ｒと青色画素２０１Ｂの寸法がそれぞれ縦５６．５μｍ×横２１．２５μｍのものを制作したところ、開口率は７８．６７％となり、従来技術によるカラーフィルタ基板の開口率７３．２２％に比して７．４４％開口率を向上させることができた。

図７は本発明の好適な第３の実施形態に係るカラーフィルタ基板３１０の部分拡大平面図である。カラーフィルタ基板３１０は、各色画素３０１Ｒ，３０１Ｇ，３０１Ｂの全てがほぼ同形状、同寸法である点において第１の実施形態におけるカラーフィルタ基板１１０と異なっており、その他の点及び液晶表示装置の構造については同様である。このようにしても開口率を向上でき、この場合にはホワイトバランスの調整は不要である。

本実施形態に係るカラーフィルタ基板３１０の実施例として、ブラックマトリクスの第２の部分３０２の幅が５μｍ、ブラックマトリクスの第１の部分３０３の幅が２．５μｍ、各色画素３０１Ｒ，３０１Ｇ，３０１Ｂの寸法が縦５４μｍ×横２０μｍのものを制作したところ、開口率は７５．７５％となり、従来技術によるカラーフィルタ基板の開口率７３．２２％に比して３．４６％開口率を向上させることができた。

図８は本発明の好適な第４の実施形態に係るカラーフィルタ基板４１０の部分拡大断面図である。カラーフィルタ基板４１０は、赤色膜４１２Ｒ及び青色膜４１２Ｂの膜厚が部分的に異なる点において第１の実施形態におけるカラーフィルタ基板１１０と異なっており、その他の点及び液晶表示装置の構造については同様である。すなわち、赤色膜４１２Ｒにおける赤色画素４０１Ｒを構成する部分の膜厚ｔＲ１は、ブラックマトリクスの第１の部分４０３を構成する部分の膜厚ｔＲ２と異なっている。青色膜４１２Ｂについても同様に、青色画素４０１Ｂを構成する部分の膜厚ｔＢ１は、ブラックマトリクスの第１の部分４０３を構成する部分の膜厚ｔＢ２と異なっている。

この理由は、例えば、黒色膜４１３にクロム薄膜を採用すると、その膜厚は各色膜４１２Ｒ，４１２Ｇ，４１２Ｂの膜厚に比して極めて薄くなるためである。このような場合には、黒色膜４１３と各色膜４１２Ｒ，４１２Ｇ，４１２Ｂとの積層部４１５の膜厚と、赤色膜４１２Ｒと青色膜４１２Ｂとの積層部４１４の膜厚とが大きく異なってしまい、積層部４１４周辺部において液晶の配向むらが発生するおそれがある。したがって、積層部４１４における赤色膜４１２Ｒの膜厚ｔＲ２及び積層部４１４における青色膜４１２Ｂの膜厚ｔＢ２を薄くすることにより、積層部４１５と積層部４１４の膜厚の差を小さくし、液晶の配向方向の制御を容易にしているのである。

なお、積層部４１４における赤色膜４１２Ｒの膜厚ｔＲ２と積層部４１４における青色膜４１２Ｂの膜厚ｔＢ２を等しくする必要はなく、第１の部分４０３において必要な光学濃度が得られるよう、適宜膜厚を調整してよい。

また、かかる赤色膜４１２Ｒと青色膜４１２Ｂは、カラーフィルタ基板４１０の製造工程におけるフォトリソグラフィーのプロセスにおいて、ハーフトーンマスクを用いることで得ることができる。

図９は、本発明の好適な第５の実施形態に係る液晶表示装置５００を示す図である。液晶表示装置５００は、第１の実施形態におけるカラーフィルタ基板１１０を、マルチドメインによるＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式の液晶表示装置に用いたものである。

液晶表示装置５００は、第１の実施形態における液晶表示装置１００とは、カラーフィルタ基板５１０上に共通電極５１５及びバンク５１６が設けられている点、液晶５３０の配向方向が異なる点、ＴＦＴ基板５２０上に設けられた画素電極５２４の形状が異なるとともにバンク５２５が設けられている点において異なっており、その他の点は同様である。なお、バンク５１６、５２５は、液晶５３０の配向方向を画素内で分割することにより、広視野角を得る目的で設置されるものである。

このようにしても、開口率を向上した液晶表示装置を得ることができる。

図１０は、本発明の好適な第６の実施形態に係る液晶表示装置６００を示す図である。液晶表示装置６００は、第１の実施形態におけるカラーフィルタ基板１１０を、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式の液晶表示装置に用いたものである。

液晶表示装置６００は、第１の実施形態における液晶表示装置１００とは、カラーフィルタ基板６１０上に共通電極６１５が設けられている点、液晶６３０の配向方向が異なる点、ＴＦＴ基板６２０上に設けられた画素電極６２４の形状が異なる点において異なっており、その他の点は同様である。

このようにしても、開口率を向上した液晶表示装置を得ることができる。

図１１は、第１の実施形態における液晶表示装置１００を用いた電子機器の例を示す図である。図中（ａ）は携帯電話、（ｂ）はパーソナルコンピューター、（ｃ）は液晶テレビである。いずれの電子機器においても、開口率を向上した液晶表示装置１００を用いているため、エネルギー効率が向上している。

以上説明した本発明によれば、コスト増や画質の劣化を伴うことなく開口率を向上した液晶表示装置を提供できる。

第１の実施形態に係る液晶表示装置の断面模式図である。 第１の実施形態に係るカラーフィルタ基板の部分拡大図である。 第１の実施形態に係るカラーフィルタ基板を制作する際に用いるフォトマスクのパターンを示す図である。 カラーフィルタ基板における各膜の光の透過率を、光の波長に対して示したグラフである。 第２の実施形態に係るカラーフィルタ基板の部分拡大平面図である。 第２の実施形態に係るカラーフィルタ基板を制作する際に用いるフォトマスクのパターンを示す図である。 第３の実施形態に係るカラーフィルタ基板の部分拡大平面図である。 第４の実施形態に係るカラーフィルタ基板の部分拡大断面図である。 第５の実施形態に係る液晶表示装置を示す図である。 第６の実施形態に係る液晶表示装置を示す図である。 第１の実施形態における液晶表示装置を用いた電子機器の例を示す図である。 従来のカラーフィルタ基板の部分拡大図である。 各色膜及び黒色膜の周縁部の位置のばらつきを誇張して描いた図である。

符号の説明

１００，５００，６００ 液晶表示装置、１０１Ｒ，２０１Ｒ，３０１Ｒ，４０１Ｒ，７０１Ｒ 赤色画素、１０１Ｇ，２０１Ｇ，３０１Ｇ，７０１Ｇ 緑色画素、１０１Ｂ，２０１Ｂ，３０１Ｂ，４０１Ｂ，７０１Ｂ 青色画素、１０２，２０２，３０２，７０２ 第２の部分、１０３，２０３，３０３，４０３ 第１の部分、１０４，１０５偏光フィルム、１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０ カラーフィルタ基板、１１１ ガラス基板、１１２Ｒ，４１２Ｒ 赤色膜、１１２Ｇ，４１２Ｇ 緑色膜、１１２Ｂ，４１２Ｂ 青色膜、１１３，４１３ 黒色膜、１１４，４１４ 積層部、１２０，５２０、６２０ ＴＦＴ基板、１２１ ガラス基板、１２２ ＴＦＴ、１２３ 共通電極、１２４，５２４，６２４ 画素電極、１２５ 絶縁層、１３０，５３０，６３０ 液晶、１４０ バックライト、１５０ＢＭ，２５０ＢＭ 黒色膜制作に用いるフォトマスク、１５０Ｒ，２５０Ｒ 赤色膜制作に用いるフォトマスク、１５０Ｇ，２５０Ｇ 緑色膜制作に用いるフォトマスク、１５０Ｂ，２５０Ｂ 青色膜制作に用いるフォトマスク、４１５ 積層部、５１５，６１５ 共通電極、５１６，５２５ バンク、７０３ ガラス基板、７０４Ｒ 赤色膜、７０４Ｇ 緑色膜、７０４Ｂ 青色膜、７０５ 黒色膜、７０６ 隙間、７０７ 積層部、７０８ 色抜け部、７０９ 過積層部。

Claims (9)

1. カラーフィルタ基板を有する液晶表示装置であって、前記カラーフィルタ基板は、
   黒色でない色彩を有し、その一部分が第１の画素を基板上に構成する第１の色膜と、
   前記第１の色膜と異なる黒色でない色彩を有し、その一部分が第２の画素を前記基板上に構成する第２の色膜と、
   前記第1の色膜及び前記第２の色膜のいずれとも異なる黒色でない色彩を有し、その一部分が第３の画素を前記基板上に構成する第３の色膜と、
   少なくともブラックマトリクスの一部分を前記基板上に構成する黒色の黒色膜と、
   を有し、
   前記第１の画素と前記第２の画素との間に配置されたブラックマトリクスは、前記第１の色膜の周縁部の少なくとも一部分が前記第２の色膜の周縁部の少なくとも一部分と重なり合い構成された第１の部分を含み、
   前記第１の画素と前記第３の画素との間及び前記第２の画素と前記第３の画素との間に配置されたブラックマトリクスは、前記黒色膜により構成された第２の部分を含み、
   前記第１の部分に隣接する画素間の距離は、前記第２の部分に隣接する画素間の距離よりも短い
   ことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第１の色膜の色彩は、赤色及び青色のいずれか一方であり、前記第２の色膜の色彩は赤色及び青色のいずれか他方である
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第１の画素と隣接するとともに、前記第１の画素と前記第２の画素の配列方向に対し略直交する位置に設けられた画素は、前記第１の画素と同色である
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記第１の画素と隣接するとともに、前記第１の画素と前記第２の画素の配列方向に対し略直交する位置に設けられた画素のうち少なくとも一つは、前記第２の画素と同色である
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記第１の色膜及び前記第２の色膜の膜厚は、画素を構成する部分と前記第１の部分を構成する部分とで略等しい
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 前記第１の色膜及び前記第２の色膜のうち少なくともいずれかの膜厚は、画素を構成する部分と前記第１の部分を構成する部分とで異なる
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 前記第１の画素及び前記第２の画素のうち少なくともいずれかの面積は、前記第３の画素の面積より大きい
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
8. 前記第１の画素、前記第２の画素及び前記第３の画素の面積は、それぞれ略等しい
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
9. 前記ブラックマトリクスの光学濃度が３．０以上であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
   

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