(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイ基板とカラーフィルタ基板とが液晶層を介して向かい合い、タッチセンシング機能を具備する液晶表示装置において、
前記カラーフィルタ基板は、
透明基板と、
タッチセンシングのために前記透明基板の第１の平面に形成された第１の透明電極層と、
前記タッチセンシングのために前記透明基板の第２の平面に形成された第２の透明電極層と、
前記第１の透明電極層の上に形成され、赤フィルタと緑フィルタと青フィルタとを含むカラーフィルタと、
前記カラーフィルタの上に形成された透明樹脂層と
を具備し、前記第２の透明電極層側が表示面側に配置され、前記透明樹脂層側が前記液晶層側に配置され、前記カラーフィルタと前記透明樹脂層との合計膜厚がおよそ２．５μｍ〜９μｍの範囲内であり、
前記液晶層は、
初期配向が基板平面に平行であり、液晶駆動電圧印加時に前記基板平面に平行に回転し、負の誘電率異方性を持つ液晶分子を含む、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記カラーフィルタと前記透明樹脂層との合計膜厚がおよそ２．５μｍ〜４．５μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１の透明電極層のパターンと前記第２の透明電極層のパターンとは、平面視で、直交することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第１の透明電極層のパターンと前記第２の透明電極層のパターンとは、平面視で、隙間なく互い違いに配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
アレイ基板と液晶層を介して向かい合うカラーフィルタ基板において、
透明基板と、
タッチセンシングのために前記透明基板の第１の平面に形成された第１の透明電極層と、
前記タッチセンシングのために前記透明基板の第２の平面に形成された第２の透明電極層と、
前記第１の透明電極層の上に形成され、赤フィルタと緑フィルタと青フィルタとを含むカラーフィルタと、
前記カラーフィルタの上に形成された透明樹脂層と
を具備し、
前記第２の透明電極層側が表示面側に配置され、前記透明樹脂層側が前記液晶層側に配置され、
前記カラーフィルタと前記透明樹脂層との合計膜厚がおよそ２．５μｍ〜９μｍの範囲内であり、
前記赤フィルタと前記緑フィルタと前記青フィルタのそれぞれについて、液晶を駆動する周波数で測定された比誘電率は、およそ２．９以上４．４以下であり、
前記赤フィルタと前記緑フィルタと前記青フィルタのそれぞれについての前記比誘電率は、前記赤フィルタと前記緑フィルタと前記青フィルタの平均誘電率の±０．３の範囲内である、
ことを特徴とするカラーフィルタ基板。
【請求項６】
可視域遮光性色材の主材として有機顔料を含む遮光層を、有効表示領域における前記赤フィルタと前記緑フィルタと前記青フィルタのそれぞれの一部の上に具備することを特徴とする請求項５記載のカラーフィルタ基板。
【請求項７】
前記赤フィルタと前記緑フィルタと前記青フィルタとは、異なる色と隙間なく隣接する線状のパターンであり、
前記赤フィルタと前記緑フィルタと前記青フィルタとのうちの第１のカラーフィルタは、前記赤フィルタと前記緑フィルタと前記青フィルタとのうちの第２のカラーフィルタと第３のカラーフィルタとを区分けするように配置され、
前記第１のカラーフィルタの線幅は、前記第２及び前記第３のカラーフィルタの線幅のほぼ１／２である、
ことを特徴とする請求項５又は請求項６記載のカラーフィルタ基板。
【請求項８】
有効表示領域に、前記赤フィルタと前記緑フィルタと前記青フィルタとを備え、
前記有効表示領域を囲む額縁領域に、遮光層を備え、
前記有効表示領域における前記赤フィルタと前記緑フィルタと前記青フィルタとのそれぞれと前記透明樹脂層との合計膜厚は、前記有効表示領域における前記遮光層と前記透明樹脂層との合計膜厚とほぼ同じである、
ことを特徴とする請求項５記載のカラーフィルタ基板。
【請求項９】
有効表示領域に、前記赤フィルタと前記緑フィルタと前記青フィルタとを備え、
前記有効表示領域を囲む額縁領域に、可視域遮光性色材の主材としてカーボンを含む第１の遮光層と、可視域遮光性色材の主材として有機顔料を含む第２の遮光層とを具備する、
ことを特徴とする請求項５記載のカラーフィルタ基板。
【請求項１０】
第１の透明電極層の上であり、有効表示領域内に、可視域遮光性色材の主材としてカーボンを含み格子状又はストライプ状の遮光層を形成し、
前記遮光層の形成された前記第１の透明電極層の上に、前記カラーフィルタを形成し、
前記遮光層と前記カラーフィルタと前記透明樹脂層との合計膜厚は、およそ２．５μｍ〜９μｍの範囲内である、
ことを特徴とする請求項５記載のカラーフィルタ基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチセンシング機能を持つ液晶表示装置及びこれに用いられるカラーフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイ上の例えば指などのようなポインタの位置又は動作を検出するタッチセンシングにおいては、液晶表示装置にオンセル型のタッチパネルが多く採用されている。オンセル型のタッチパネルは、タッチパネルが液晶セルの上に搭載されている。タッチパネル種類には、静電容量方式、抵抗膜方式、光学方式、電磁誘導方式などがある。近年では、取り扱いの容易さから、静電容量方式の採用が多く用いられる。静電容量方式は、例えば、特許文献１（特開平５−３２４２０３号公報）に開示されている。
【０００３】
オンセル型タッチパネルを携帯機器などに備えると、その携帯機器の厚み・重量が増加するため、オンセル型タッチパネルを用いることが避けられる場合がある。
【０００４】
透明なガラス基板の表面に、透明導電膜を形成し、その基板裏面にシールド電極を形成する技術は、例えば、特許文献１（特開平５−３２４２０３号公報）に開示されている。類似技術として、カラーフィルタを備える第２基板の表面（外面）に検出電極を形成し、その検出電極上に形成された偏光板などの誘電体を用いて静電容量を検出する技術は、特許文献２（特開２００８−１８５７８５号公報）に開示されている。特許文献２では、さらに、液晶層に接する側に、シールド導体が備えられる。しかし、これら２つの特許文献１，２には、例えば、Ｘ方向の透明電極パターンとＹ方向の透明電極パターンをガラス基板等の透明な基板の表裏に形成し、ポインタによるタッチセンシングを高精度化する位置検出技術が開示されていない。また、特許文献１，２は、容量成分を検出するために、シールド電極を備える構成を開示している。
【０００５】
特許文献３（国際公開ＷＯ２００７／１０２２３８）は、シールド電極を備え、タッチセンシングに関わる電極を液晶セル内に配設する構成を開示する。しかしながら、特許文献３は、静電容量方式のタッチセンシングの検出精度を向上させる技術を開示していない。
【０００６】
特許文献４（特開２０１０−１６０７４５号公報）は、導電性の遮光部を用い、液晶セル内に配設可能であり、静電容量方式のセンシングに適用可能なカラーフィルタを開示している。しかしながら、特許文献４は、静電容量方式のタッチセンシングの検出精度を向上させる技術を開示していない。
【０００７】
特許文献５（特開２０１２−９３６４９号公報）は、フリンジフィールド・スイッチング方式液晶表示装置用のカラーフィルタ基板を開示している。特許文献５のカラーフィルタでは、赤画素、緑画素、青画素がブラックマトリクスで区画されている。特許文献５の実施例においてブラックマトリクスは、膜厚２μｍの黒色着色組成物を用いて形成されている。膜厚の厚いブラックマトリクス上に着色画素を形成する構成は、例えば、４００ｐｐｉ（pixels per inch）などのような携帯表示装置向けの高精細画素に対して用いられることを想定していない。膜厚２μｍのブラックマトリクス上に着色層塗布時に形成される着色層の突起、及び、着色画素膜厚の変動が、大きくなると、液晶配向を含めて均一な液晶表示が難しくなる。さらに、特許文献１は、タッチセンシング技術を開示しておらず、タッチ時の静電容量を検出する電極からの高い静電気で発生する液晶分子への影響及び液晶配向への影響について検討されていない。
【０００８】
特許文献６（特開２００９−１９９０９３号公報）の［０１０５］段落及び図３４では、コンセプトＢとして、タッチに関わる２つのＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）層を上ガラスの両面に形成すること、及び、カラーフィルタと該カラーフィルタ上のＶｃｏｍ（ＩＴＯ３）の構成とを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平５−３２４２０３号公報
【特許文献２】特開２００８−１８５７８５号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ２００７／１０２２３８
【特許文献４】特開２０１０−１６０７４５号公報
【特許文献５】特開２０１２−９３６４９号公報
【特許文献６】特開２００９−１９９０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、高精度なタッチセンシング機能を備えた液晶表示装置及びこれに用いられるカラーフィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の態様において、液晶表示装置は、アレイ基板とカラーフィルタ基板とが液晶層を介して向かい合い、タッチセンシング機能を備える。カラーフィルタ基板は、透明基板、第１の透明電極層、第２の透明電極層。カラーフィルタ、透明樹脂層を備える。第１の透明電極層は、タッチセンシングのために透明基板の第１の平面に形成される。第２の透明電極層は、タッチセンシングのために透明基板の第２の平面に形成される。カラーフィルタは、第１の透明電極層の上に形成され、赤フィルタと緑フィルタと青フィルタとを含む。透明樹脂層は、カラーフィルタの上に形成される。液晶表示装置は、第２の透明電極層側が表示面側に配置され、透明樹脂層側が液晶層側に配置される。カラーフィルタと透明樹脂層との合計膜厚は、およそ２．５μｍ〜９μｍの範囲内である。液晶層は、初期配向が基板平面に平行であり、液晶駆動電圧印加時に基板平面に平行に回転し、負の誘電率異方性を持つ液晶分子を含む。
【００１２】
なお、カラーフィルタと透明樹脂層との合計膜厚は、およそ２．５μｍ〜４．５μｍの範囲内であるとしてもよい。
【００１３】
第１の透明電極層のパターンと第２の透明電極層のパターンとは、平面視で、直交するとしてもよい。
【００１４】
第１の透明電極層のパターンと第２の透明電極層のパターンとは、平面視で、隙間なく互い違いに配置されるとしてもよい。
【００１５】
第２の態様において、カラーフィルタ基板は、アレイ基板と液晶層を介して向かい合う。カラーフィルタ基板は、透明基板、第１の透明電極層、第２の透明電極層、カラーフィルタ、透明樹脂層を備える。第１の透明電極層は、タッチセンシングのために透明基板の第１の平面に形成される。第２の透明電極層は、タッチセンシングのために透明基板の第２の平面に形成される。カラーフィルタは、第１の透明電極層の上に形成され、赤フィルタと緑フィルタと青フィルタとを含む。透明樹脂層は、カラーフィルタの上に形成される。カラーフィルタ基板は、第２の透明電極層側が表示面側に配置され、透明樹脂層側が液晶層側に配置される。カラーフィルタと透明樹脂層との合計膜厚は、およそ２．５μｍ〜９μｍの範囲内である。赤フィルタと緑フィルタと青フィルタのそれぞれについて、液晶を駆動する周波数で測定された比誘電率は、およそ２．９以上４．４以下である。赤フィルタと緑フィルタと青フィルタのそれぞれについての比誘電率は、赤フィルタと緑フィルタと青フィルタの平均誘電率の±０．３の範囲内である。
【００１６】
なお、カラーフィルタ基板は、可視域遮光性色材の主材として有機顔料を含む遮光層を、有効表示領域における赤フィルタと緑フィルタと青フィルタのそれぞれの一部の上に備えるとしてもよい。
【００１７】
赤フィルタと緑フィルタと青フィルタとは、異なる色と隙間なく隣接する線状のパターンとしてもよい。赤フィルタと緑フィルタと青フィルタとのうちの第１のカラーフィルタは、赤フィルタと緑フィルタと青フィルタとのうちの第２のカラーフィルタと第３のカラーフィルタとを区分けするように配置されるとしてもよい。第１のカラーフィルタの線幅は、第２及び第３のカラーフィルタの線幅のほぼ１／２であるとしてもよい。
【００１８】
カラーフィルタ基板は、有効表示領域に、赤フィルタと緑フィルタと青フィルタとを備え、有効表示領域を囲む額縁領域に、遮光層を備えるとしてもよい。有効表示領域における赤フィルタと緑フィルタと青フィルタとのそれぞれと透明樹脂層との合計膜厚は、有効表示領域における遮光層と透明樹脂層との合計膜厚とほぼ同じであるとしてもよい。
【００１９】
カラーフィルタ基板は、有効表示領域に、赤フィルタと緑フィルタと青フィルタとを備え、有効表示領域を囲む額縁領域に、可視域遮光性色材の主材としてカーボンを含む第１の遮光層と、可視域遮光性色材の主材として有機顔料を含む第２の遮光層とを備えるとしてもよい。
【００２０】
カラーフィルタ基板は、第１の透明電極層の上であり、有効表示領域内に、可視域遮光性色材の主材としてカーボンを含み格子状又はストライプ状の遮光層を形成し、遮光層の形成された第１の透明電極層の上に、カラーフィルタを形成するとしてもよい。遮光層とカラーフィルタと透明樹脂層との合計膜厚は、およそ２．５μｍ〜９μｍの範囲内であるとしてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の態様においては、高精度なタッチセンシング機能を備えた液晶表示装置及びこれに用いられるカラーフィルタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施形態に係る液晶表示装置に備えられる液晶パネルの一例を示す断面図。
【図２】第１の実施形態に係る液晶パネルの液晶駆動電圧印加時の一例を示す断面図。
【図３】液晶分子の回転状態の一例を示す平面図。
【図４】基板垂直方向の電界が発生した場合の誘電率異方性が負の液晶分子の状態の一例を示す断面図。
【図５】基板垂直方向の電界が発生した場合の誘電率異方性が正の液晶分子の状態の一例を示す断面図。
【図６】第１の実施形態に係る透明電極層の第１の例を示す平面図。
【図７】第１の実施形態に係る透明電極層の第２の例を示す平面図。
【図８】第１の実施形態に係る透明電極層の第３の例を示す平面図。
【図９】従来のカラーフィルタ基板の一例を示す断面部。
【図１０】第１の実施形態に係るカラーフィルタ基板の一例を示す平面図。
【図１１】第１の実施形態に係るカラーフィルタ基板の一例を示す断面図。
【図１２】等電位線が液晶層の厚み方向において扁平形状になる一例を示す断面図。
【図１３】第１の実施形態に係る等電位線の状態の一例を示す断面図。
【図１４】画素電極の横幅及びピッチと電気力線との関係の一例を示す断面図。
【図１５】第２の実施形態に係るカラーフィルタ基板の一例を示す断面図。
【図１６】２種類の遮光層の透過率特性の一例を示すグラフ。
【図１７】第２の実施形態に係るカラーフィルタの透過率特性の一例を示すグラフ。
【図１８】緑フィルタの透過率特性と、緑フィルタと遮光層とを光学的に重ねた透過率特性との一例を示すグラフ。
【図１９】赤フィルタの透過率特性と、赤フィルタと遮光層とを光学的に重ねた透過率特性との一例を示すグラフ。
【図２０】青フィルタの透過率特性と、青フィルタと遮光層とを光学的に重ねた透過率特性との一例を示すグラフ。
【図２１】複数の光センサと処理部の一例を示す断面図。
【図２２】第３の実施形態に係るカラーフィルタ基板の一例を示す断面図。
【図２３Ａ】第３の実施形態に係るカラーフィルタ基板の製造方法に関わる工程のそれぞれの中間製品の一例を示す断面図。
【図２３Ｂ】第３の実施形態に係るカラーフィルタ基板の製造方法に関わる工程のそれぞれの中間製品の一例を示す断面図。
【図２４】第４の実施形態に係るカラーフィルタ基板の一例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は実質的に同一の機能及び構成要素については、同一符号を付し、説明を省略するか又は必要な場合のみ説明を行う。
【００２４】
各実施形態においては、特徴的な部分についてのみ説明し、通常の液晶表示装置の構成要素と差異のない部分については説明を省略する。
【００２５】
各実施形態においては、液晶表示装置の表示単位を、１画素（又は絵素）として説明する。しかしながら、表示単位を、１サブピクセルなど、他の単位としてもよい。画素は、少なくとも２つの平行な辺を持つ多角形であるとする。
【００２６】
平面視で、画素の横方向は、観察者の右目と左目との並び方向と平行とする。
【００２７】
平面視で、画素の横方向と垂直な方向は、画素の縦方向とする。
【００２８】
各実施形態において、画素の縦幅は、画素の開口部の縦幅とほぼ同じである。画素の横幅は、画素の開口部の横幅とほぼ同じである。
【００２９】
各実施形態においては、様々な液晶駆動方式が用いられるとしてもよい。例えば、ＩＰＳ方式（水平配向の液晶分子を用いた横電界方式）、ＶＡ（Vertically Alignment：垂直配向の液晶分子を用いた縦電界方式）、ＨＡＮ（Hybrid-aligned Nematic）、ＴＮ（Twisted Nematic）、ＯＣＢ（Optically Compensated Bend）、ＣＰＡ（Continuous Pinwheel Alignment）のような液晶配向方式又は液晶駆動方式が用いられるとしてもよい。なお、各実施形態においては、ＩＰＳ方式の液晶駆動方式が用いられることが好ましい。液晶層は、正の誘電率異方性を持つ液晶分子を含むとしてもよく、又は、負の誘電率異方性を持つ液晶分子を含むとしてもよい。
【００３０】
液晶駆動電圧印加時の液晶分子の回転方向（動作方向）は、基板の表面に平行な方向でもよい。液晶駆動電圧印加時の液晶分子の回転方向は、液晶分子の長軸が基板平面に水平な方向から垂直な方向になるとしてもよく、基板平面に垂直な方向から水平な方向になるとしてもよい。液晶分子に印加される液晶駆動電圧の方向は、水平方向でもよく、２次元又は３次元的に斜め方向でもよく、垂直方向でもよい。
【００３１】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は実質的に同一の機能及び構成要素については、同一符号を付し、必要に応じて説明を行う。以下の実施形態においては、特徴的な部分についてのみ説明し、通常の液晶表示装置の構成要素と差異のない部分については説明を省略する。
【００３２】
図１及び図２は、本実施形態に係る液晶表示装置に備えられる液晶パネル１の一例を示す断面図である。図１は、赤画素ＲＰ、緑画素ＧＰ、青画素ＢＰの横方向断面を例示している。図２は、緑画素ＧＰの横方向断面を例示している。
【００３３】
図１及び図２において、液晶パネル１の上側（以下、表側又は表示面側と称する場合もある）は観察者側であり、液晶パネル１の下側（裏側）は液晶表示装置の内部側である。液晶表示装置は、液晶パネル１の下側に、図示しない光制御素子、図示しないバックライトユニットを備える。
【００３４】
液晶パネル１は、アレイ基板２と、液晶層３と、カラーフィルタ基板４とを備える。アレイ基板２とカラーフィルタ基板４とは、液晶層３を介して、向き合っている。
【００３５】
アレイ基板２と液晶層３との界面には、図示しない配向膜が形成される。カラーフィルタ基板４と液晶層３との界面には、図示しない配向膜が形成される。
【００３６】
液晶パネル１の上側及び下側には、光学フィルム５ａ，５ｂが備えられる。光学フィルム５ａ，５ｂは、偏光板及び位相差板、又は、偏光板を含む。２つの光学フィルム５ａ，５ｂの光軸（偏光板の吸収軸）は、クロスニコルとする。これにより、液晶表示装置はノーマリブラックとなる。
【００３７】
アレイ基板２は、透明基板６と、絶縁層７ａ〜７ｃと、共通電極８と、画素電極９と、液晶駆動素子（アクティブ素子）１０を備える。液晶駆動素子１０としては、例えば、薄膜トランジスタを用いることができる。
【００３８】
透明基板６としては、例えば、ガラス板が用いられる。
【００３９】
透明基板６の第１の平面の上には、絶縁層７ａ，７ｂが形成される。絶縁層７ｂの上には、共通電極８が形成される。共通電極８の形成された絶縁層７ｂの上には、絶縁層７ｃが形成される。絶縁層７ｃの上には、画素電極９が形成される。絶縁層７ａ〜７ｃとしては、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯ2、又は、これらの混合物が用いられる。画素電極９と共通電極８とは、導電性の金属酸化物を含むとしてもよい。導電性の金属酸化物としては、例えば、ＩＴＯなどのような透明導電膜が用いられる。
【００４０】
アレイ基板２の画素電極９側は液晶層３側である。アレイ基板２の透明基板６の第２の平面側は、液晶表示装置の内部側である。
【００４１】
例えば、共通電極８、画素電極９、液晶駆動素子１０は、画素ごとに備えられる。共通電極８及び画素電極９は、例えば、櫛歯状、帯状、線状、板状、ストライプ状のパターンとすることができる。この図１及び図２では、共通電極８は板状パターンであり、画素電極９は櫛歯状パターンとしている。この図１では、画素電極９について、櫛歯長手方向に垂直な断面を示している。
【００４２】
液晶駆動時には、共通電極８と画素電極９との間に液晶駆動電圧が印加され、液晶を駆動しない時には、共通電極８と画素電極９との間に液晶駆動電圧は印加されない。液晶駆動素子１０は、共通電極８と画素電極９との間の液晶駆動電圧の印加、又は、無印加を切り替える。
【００４３】
各画素において、画素電極９の横幅はＷl、ピッチはＷsである。
【００４４】
カラーフィルタ基板４は、透明基板１１と、透明電極層１２ａ，１２ｂと、カラーフィルタ層１３と、透明樹脂層１４とを備える。透明基板１１としては、例えばガラスが用いられる。透明基板１１の第１の平面の上に、透明電極層１２ａが形成され、透明基板１１の第２の平面の上に、透明電極層１２ｂが形成される。
【００４５】
透明電極層１２ａの上に、カラーフィルタ層１３が形成される。
【００４６】
本実施形態において、カラーフィルタ層１３は、カラーフィルタＣＦを含むが、例えばブラックマトリクスなどのような遮光層をさらに含むとしてもよい。カラーフィルタＣＦは、赤フィルタＲＦ、青フィルタＢＦ、緑フィルタＧＦを含む。
【００４７】
カラーフィルタ層１３の上に、透明樹脂層１４層が形成される。
【００４８】
カラーフィルタ基板４の透明樹脂層１４側は、液晶層３側である。カラーフィルタ基板４の透明電極層１２ｂ側は、観察者側である。表示面は、観察者側から見た面であり、透明樹脂層１４側と反対の面とする。本実施形態においては、透明基板１１の観察者側の平面に、タッチセンシングのための透明電極層１２ｂが形成され、透明基板１１の液晶層３側の平面に、タッチセンシングのための透明電極層１２ａが形成される。
【００４９】
本実施形態において、液晶層３は、例えばＩＰＳ方式の液晶分子Ｌを含む。液晶分子Ｌの誘電率異方性は負とするが、正でもよい。
【００５０】
液晶分子Ｌの長軸は、図１に示すように、液晶駆動電圧の印加されていない状態で、平面視でほぼ横方向であり、図２に示すように液晶駆動電圧の印加されている状態で、平面視でほぼ縦方向である。しかしながら、液晶分子Ｌの長軸は、液晶駆動電圧の印加されていない状態で、平面視でほぼ縦方向であり、液晶駆動電圧の印加されている状態で、平面視でほぼ横方向としてもよい。
【００５１】
液晶表示装置の観察者側の面にポインタが近づいた場合、最もポインタの位置に近い透明電極層１２ｂと透明電極層１２ａとの間の静電容量が変化する。処理部２３は、透明電極層１２ａ，１２ｂの間の静電容量変化を検出し、ポインタの位置又はポインタの動きを検出する。
【００５２】
図２においては、画素電極９から共通電極８へ向かう電気力線が発生している。
【００５３】
ここで、横方向は、画素電極９の複数の櫛歯の並ぶ方向、又は、画素電極９の櫛歯の長軸方向に垂直な方向、に相当する。
【００５４】
本実施形態において、液晶分子Ｌは、アレイ基板２及びカラーフィルタ基板４の基板平面と平行に回転する。
【００５５】
図３は、液晶分子Ｌの回転状態の一例を示す平面図である。図３は、平面視で、画素電極９の下に共通電極８が配置されている状態を示している。図３の（ａ）は、画素電極９と共通電極８との間に、液晶駆動電圧が印加されていない状態を示す。図３の（ｂ）は、画素電極９と共通電極８との間に、液晶駆動電圧が印加された状態を示す。
【００５６】
液晶分子Ｌは、例えば、横方向に対して、およそ５°〜２０°のラビング角度（配向処理の方向）αを持つ水平配向としてもよい。この図３において、液晶分子Ｌは、誘電率異方性が負である。画素電極９と共通電極８との間に液晶駆動電圧が印加されると、例えば、画素電極９と共通電極８との間に電界（電場）ＥＦ１が発生する。液晶分子Ｌは、この液晶分子Ｌの長軸が電界ＥＦ１の方向と垂直になるように回転する。液晶分子Ｌが回転することで、バックライトユニットからの光が透過する白表示となる。
【００５７】
例えば、初期水平配向であり、かつ、ＩＰＳである液晶分子Ｌにおいては、液晶層３において、基板垂直方向（厚さ方向）から見た場合の電気容量の変化が極めて小さくなる。液晶分子Ｌが水平に回転する場合には、厚さ方向の液晶層３の誘電率変化が小さくなり、静電容量方式のタッチセンシングの精度に悪い影響を与えない。一方、ＶＡ又はＥＣＢなどと呼ばれる縦電界駆動においては、液晶分子Ｌの動作によって液晶層３の厚さ方向の誘電率が変化（液晶層３のキャパシタンスが変化）する場合がある。このため、タッチセンシングの検出精度を高くするために、初期水平配向であり、かつ、ＩＰＳである液晶分子Ｌを用いることがより好ましい。
【００５８】
図４は、基板垂直方向の電界ＥＦ２が発生した場合の誘電率異方性が負の液晶分子Ｌの状態の一例を示す断面図である。この図４は、横方向の断面図を示している。
【００５９】
指などのポインタからの静電気により高い電圧が加えられると、例えば、大きな静電容量の影響で透明電極層１２ａと液晶層３との間にも、電界ＥＦ２が形成される。しかしながら、液晶分子Ｌの誘電率異方性が負の場合、液晶分子Ｌの動作が電界ＥＦ２にほとんど影響されず、液晶表示の品質に大きな影響を与えない。
【００６０】
図５は、基板垂直方向の電界ＥＦ２が発生した場合の誘電率異方性が正の液晶分子Ｌの状態の一例を示す断面図である。この図５は、横方向の断面図を示している。
【００６１】
この図５において、液晶分子Ｌは、誘電率異方性が正であるとともに、初期配向が基板平面に水平である。ポインタからの静電気により高い電圧が加えられると、電界ＥＦ２が形成され、液晶分子18は、電界ＥＦ２にそう方向に立ち上がる。この動作により、液晶表示において光漏れ又は意図しない着色が発生する場合がある。
【００６２】
したがって、本実施形態において、液晶分子Ｌの誘電率異方性は、負の方がより好ましい。
【００６３】
図６は、本実施形態に係る透明電極層１２ａ，１２ｂの第１の例を示す平面図である。この図６は、平面視で、透明電極層１２ｂの下に、透明電極層１２ａが配置されている状態を示している。すなわち、この図６及び図７は、観察者側から、透明電極層１２ｂ及び透明電極層１２ａを見た状態を示している。
【００６４】
この図６において、透明電極層１２ｂは、複数のひし形が横方向に連結されたパターンである。透明電極層１２ａは、複数の六角形が縦方向に連結されたパターンである。
【００６５】
図７は、本実施形態に係る透明電極層１２ａ，１２ｂの第２の例を示す平面図である。
【００６６】
この図７において、透明電極層１２ｂは、複数の四角形が横方向に連結されたパターンである。透明電極層１２ａは、複数の四角形が縦方向に連結されたパターンである。
【００６７】
透明電極層１２ａと透明電極層１２ｂとは、平面視で、互いに直交している。連結の方向は自由に変更可能である。
【００６８】
図６及び図７において、透明電極層１２ａ，１２ｂは、平面視で、実質的には、隙間のない状態で、互い違いに配置される。液晶表示装置の観察者側の面にポインタが近づいた場合、最もポインタの位置に近い透明電極層１２ｂと透明電極層１２ａとの間の静電容量変化が検出される。これにより、ポインタの位置又はポインタの動きを特定することができる。透明電極層１２ｂの表面、及び、透明電極層１２ａの表面には、屈折率が１．６以下の反射防止膜を積層してもよい。
【００６９】
図８は、本実施形態に係る透明電極層１２ａ，１２ｂの第３の例を示す平面図である。この図８においては、透明電極層１２ｂは、横方向に伸びるストライプ状のパターンである。透明電極層１２ａは、縦方向に伸びるストライプ状のパターンである。
【００７０】
透明電極層１２ａ，１２ｂは、平面視で、隙間のない状態で重なる。
【００７１】
図６乃至図８において、透明電極層１２ｂと透明電極層１２ａについての形状や面積は、適宜調整することができる。透明電極層１２ｂと透明電極層１２ａとのパターンサイズは、必要とする解像度、又は、カラーフィルタＣＦの赤フィルタＲＦ、緑フィルタＧＦ、青フィルタＢＦの大きさ及びピッチに基づいて種々調整できる。透明電極層１２ｂと透明電極層１２ａとは、ＩＴＯなどのような透明な金属酸化物の膜を透明基板４の両面に成膜し、フォトリソグラフィ法でパターン形成することで、生成される。
【００７２】
本実施形態の液晶表示装置において、タッチセンシングの検出電極である透明電極層１２ａと透明電極層１２ｂは、ポインタにより近い位置に配設される。このため、ポインタによる静電容量変化を高感度で検出することができる。
【００７３】
本実施形態においては、横方向に連結された透明電極層１２ｂと、縦方向に連結された透明電極層１２ａとにより、ポインタの位置を高精度に検出することができる。
【００７４】
本実施形態においては、タッチセンシング機能をカラーフィルタ基板４と一体化して、具体的には、透明基板１１の両面に、備えることができる。したがって、例えばオンセル型タッチパネルのように余分な厚み・重量が増えることを防止することができる。
【００７５】
本実施形態において、透明電極層１２ｂと透明電極層１２ａとは、可能な限り、平面視で隙間のないパターンとして配設される。これにより、表示面からの外部電界の影響を受けることを防止することができる。
【００７６】
本実施形態においては、負の誘電率異方性を持つ液晶分子Ｌが用いられる。この場合、例えば、液晶表示装置がポインタから高電圧の静電気を受けた場合であっても、液晶分子Ｌがその厚さ方向に動きにくく、液晶表示の品質が低下することを防止することができる。
【００７７】
本実施形態に係る液晶表示装置においては、カラーフィルタ基板４側にシールド専用のシールド電極を備えなくてもよい。
【００７８】
本実施形態に係る液晶表示装置においては、透明電極層１２ｂがポインタに近い位置に備えられるため、透明電極層１２ｂによる感度（静電容量の大きさ）が、静電容量素子を液晶セル内に配設するインセル技術を用いる場合よりもよい。したがって、本実施形態においては、ポインタの位置又は動きを高精度に検出することができる。
【００７９】
なお、平面視で重なり、かつ、隙間のない透明電極層１２ｂと透明電極層１２ａとの状態とは、それぞれの電極パターン間の隙間が、およそ１０μｍ又は５μｍ以下であればよい。少なくとも、画素サイズより小さな隙間であれば、液晶表示の画面外からの電気的なノイズの影響を少なくすることができ、高い画質で液晶表示を行うことができる。
【００８０】
ここで、従来のカラーフィルタ基板１５の断面の一例を図９に示す。図９の従来のカラーフィルタ基板１５は、ＩＰＳ又はＦＦＳ（フリンジフィールド・スイチング）の液晶表示装置に備えられる。カラーフィルタ基板１５は、液晶表示装置のコントラスト向上のための遮光層として、例えば、およそ２μｍ膜厚のブラックマトリクスＢＭを備え、ブラックマトリクスＢＭの上に、赤フィルタＲＦ１、緑フィルタＧＦ１、青フィルタＢＦ１を備える。この構成においては、ブラックマトリクスＢＭの上にカラーフィルタとの重なりによる突起が形成される場合がある。突起の高さＨは、例えば、およそ１μｍ以上の場合がある。突起の高さＨは、高精細の画素になるほど影響が大きくなり、カラーフィルタ基板１５の表面において、均一な液晶配向を維持することが困難になる。
【００８１】
これに対して、本実施形態に係るカラーフィルタ基板４は、有効表示領域において、カラーフィルタＣＦとブラックマトリクスＢＭとが厚さ方向に重ならず、突起が形成されないため、カラーフィルタ基板４の表面を平坦にすることができる。
【００８２】
図１０は、本実施形態に係るカラーフィルタ基板４の一例を示す平面図である。
【００８３】
本実施形態において、表示画面は、有効表示領域１６と額縁領域１７とを含む。額縁領域１７は、有効表示領域１６の各辺を囲む。
【００８４】
図１１は、本実施形態に係るカラーフィルタ基板４の一例を示す断面図である。この図１１は、図１０のＡ−Ａ’断面を示している。カラーフィルタ基板４は、透明基板１１の両平面に、それぞれ透明電極層１２ａ，１２ｂが形成され、透明電極層１２ａの上に、カラーフィルタ層１３、透明樹脂層１４が積層された構成を持つが、この図１１は、上記図１と同様に、透明電極層１２ｂが上、透明樹脂層１４が下の状態で示している。カラーフィルタ層１３は、赤フィルタＲＦ、緑フィルタＧＦ、青フィルタＢＦと、遮光層１８とを含む。カラーフィルタ層１３の有効表示領域１６には、カラーフィルタＣＦが形成されており、額縁領域１７には、遮光層１８が形成されている。
【００８５】
遮光層１８は、例えば、可視域遮光性色材の主材（主体、主剤、又は、主成分）としてカーボンを含む塗膜パターンである。ここで、遮光性色材の主材とは、質量比率において、遮光性色材の全顔料の質量に対して、５０％を越える質量を持つ顔料である。
【００８６】
本実施形態に係るカラーフィルタ基板４は、有効表示領域１６内にブラックマトリクスＢＭを形成していない。したがって、高精細、かつ、平坦なカラーフィルタＣＦを提供することができる。
【００８７】
例えば、遮光層１８と赤フィルタＲＦ、緑フィルタＧＦ、青フィルタＢＦとのそれぞれの膜厚は、およそ２．５μｍとし、透明樹脂層１４の膜厚は、およそ２μｍとしてもよい。本実施形態において、カラーフィルタＣＦと透明樹脂層１４との合計膜厚は、およそ２．５μｍ〜９μｍ、又は、およそ２．５μｍ〜４．５μｍの範囲内であることが好ましい。初期水平配向であり、かつ、ＩＰＳの液晶分子Ｌの場合、液晶層３を厚み方向から見た場合の電気容量の変化は極めて小さくなる。しかし、液晶層３を厚み方向に均一に駆動するために、駆動電圧が印加された画素電極９からの等電位線は、液晶層３を厚み方向において、画素電極９からできるだけ均一な広がりを持つことが好ましい。等電位線の広がりに歪みがある場合、又は、カラーフィルタの色ごとに等電位線の密度が異なる場合、光漏れ又は画素の意図しない着色が発生する。液晶分子Ｌが画素電極９に液晶駆動電圧が印加されることにより基板平面と平行に回転するＩＰＳ又はＦＦＳなどの液晶表示装置においては、例えば、特許文献６に開示されている技術のように、カラーフィルタ上にＶｃｏｍＩＴＯなどの透明電極が備えられ、液晶表示装置の透過率が低下する場合がある。
【００８８】
例えば、図１２に示すように、導電膜として、透明電極層（又はシールド層）１２ａが液晶層３に近い位置に備えられている場合には、等電位線が液晶層３の厚み方向に扁平形状になる。この場合、液晶層３内で動作する液晶分子Ｌは、厚み方向に対して、ごく一部となり、液晶表示装置の透過率が低下し、暗い表示となる場合がある。
【００８９】
これに対して、図１３において透明電極層１２ａの下に備えられているカラーフィルタＣＦと透明樹脂層１４との合計膜厚は、厚い方がよく、例えば、液晶層３の厚みと同等以上であることが好ましい。カラーフィルタＣＦと透明樹脂層１４との合計膜厚を液晶層３の厚みと同等から２倍程度又は２倍以上とすることで、等電位線の広がりを液晶層３内で均一にすることができる。
【００９０】
上記図１２に示すように、等電位線が液晶層３の厚み方向に扁平形状になることを避けるため、透明樹脂層１４とカラーフィルタＣＦとの合計膜厚は、例えば、およそ２．５μｍ〜９μｍの範囲としてもよい。このように、透明樹脂層１４とカラーフィルタＣＦとの合計膜厚を、およそ液晶層５の厚みから液晶層５の厚みの２倍の範囲とすることにより、上記図１３に示すように、画素電極９からの等電位線の広がりをカラーフィルタＣＦの方向に広げることができる。すなわち、カラーフィルタＣＦと透明樹脂層１４とを厚くすることにより、等電位線が厚さ方向に広がり、液晶層３内で動作（回転）する液晶分子Ｌが厚さ方向に対して多くなり、液晶表示装置の透過率が向上し、表示を明るくすることができる。
【００９１】
本実施形態において、赤フィルタＲＦと緑フィルタＧＦと青フィルタＢＦは、液晶を駆動する周波数で測定された場合におよそ２．９以上であり、４．４以の比誘電率を持ち、かつ、赤フィルタＲＦと緑フィルタＧＦと青フィルタＢＦの平均比誘電率に対して、それぞれの赤フィルタＲＦと緑フィルタＧＦと青フィルタＢＦの比誘電率は、およそ±０．３の範囲内にあるとしてもよい。赤フィルタＲＦと緑フィルタＧＦと青フィルタＢＦの平均比誘電率に対して、それぞれの赤フィルタＲＦと緑フィルタＧＦと青フィルタＢＦの比誘電率は、およそ±０．３の範囲内（差が０．３以下）としてもよい。比誘電率の差をこの範囲内とすることにより、色むらが生じることを防止することができる。なお、カラーフィルタＣＦの顔料として比誘電率の高い有機顔料が用いられる場合、この有機顔料の分散母体（マトリクス）となる透明樹脂の比率を高くすることにより、カラーフィルタＣＦの比誘電率を低下させることができる。カラーフィルタＣＦについて、上記のような適切な膜厚の範囲内で、それぞれ赤フィルタＲＦと緑フィルタＧＦと青フィルタＢＦの比誘電率を小さい範囲に抑えることが可能であり、赤フィルタＲＦと緑フィルタＧＦと青フィルタＢＦごとの表示品質を整合させることができる。
【００９２】
例えば、カラーフィルタＣＦの比誘電率は、インピーダンスアナライザを用い、電圧５Ｖの条件にて、およそ１２０、２４０、４８０Ｈｚの周波数で測定される。測定試料は、アルミニウム薄膜からなる導電膜をパターン形成したガラス基板上にカラーフィルタＣＦを塗布・硬膜し（膜厚は後述の実施形態と同様とする）、さらにカラーフィルタＣＦの上にアルミニウム薄膜からなる導電膜パターンを形成することにより、生成される。
【００９３】
一般的なネマチック液晶材料であり、Δｎの大きな液晶材料（又は、大きな誘電率異方性を持つ液晶材料）で高い透過率を再現することができる。セル化工程での収率が確保できる下限の液晶層３の厚み（セル厚み）は、およそ２．５μｍである。Δｎの小さな液晶材料で、かつ、液晶駆動しやすい液晶層３の厚みの上限は、例えば、およそ４．５μｍである。ＩＰＳ又はＦＦＳなどの横電界方式の液晶分子が用いられる場合、液晶層３のより好ましい厚さは、例えば、およそ２．５μｍから４．５μｍである。この場合、カラーフィルタＣＦと透明樹脂層１４との合計膜厚は、液晶層３の実用的なレベルにおける薄い膜厚２．５μｍ程度から液晶層３の実用的なレベルにおける厚い膜厚４．５μｍ程度の２倍である９μｍ程度の範囲とすることが好ましい。
【００９４】
図１４は、画素電極の横幅Ｗl及びピッチＷsと電気力線との関係の一例を示す断面図である。この図１４は、横方向の断面図である。
【００９５】
ＩＰＳ又はＦＦＳの液晶表示装置においては、アレイ基板２側に、液晶駆動のための画素電極９と共通電極８とが形成されている。画素電極９の横幅ＷlとピッチＷsとは、微細であるほど、液晶層３の透過率を向上させることができる。画素電極９と共通電極８との間に液晶駆動電圧が印加された場合に画素電極９からカラーフィルタＣＦへ伸びる等電位線を均一化することにより、各画素の表示を均質化することができる。上述したように、赤フィルタＲＦと緑フィルタＧＦと青フィルタＢＦとのそれぞれの比誘電率（電気特性）が整合するほど、整合した３色の表示を実現することができる。遮光層１８の比誘電率についても、赤フィルタＲＦと緑フィルタＧＦと青フィルタＢＦとのそれぞれの比誘電率に近いことが好ましい。
【００９６】
本実施形態において、遮光層１８は、可視域遮光性色材の主材としてカーボンを含む塗膜パターンである。カーボンを含む遮光層１８は、比誘電率が高い。しかしながら、本実施形態においては、赤フィルタＲＦと緑フィルタＧＦと青フィルタＢＦとのそれぞれの膜厚を厚くし、かつ、透明樹脂層１４の膜厚を厚くすることで、画質を高くすることができる。すなわち、等電位線のひずみ、光漏れ、及び、暗部が発生することを防止することができる。
【００９７】
本実施形態で用いられる液晶としては、例えば、波長５５０ｎｍにおける屈折率異方性Δｎがおよそ０．１、液晶の配向ベクトルに平行な方向の誘電率がおよそ４．１、誘電率異方性Δεがおよそ−６．１の負の液晶が用いられる。液晶層３の厚さは、およそ３．５μｍとしてもよい。
【００９８】
（第２の実施形態）
本実施形態においては、上記第１の実施形態の変形例について説明する。
【００９９】
図１５は、本実施形態に係るカラーフィルタ基板１９の一例を示す断面図である。カラーフィルタ基板１９は、透明基板１１の両平面に、それぞれ透明電極層１２ａ，１２ｂが形成され、透明電極層１２ａの上に、カラーフィルタ層１３、透明樹脂層１４、遮光層２０、透明樹脂層２１が積層された構成を持つ。図１５は、上記図１１と膜面（カラーフィルタＣＦの面）が逆になるように、つまり、透明電極層１２ｂが下、透明樹脂層２１が上の状態で示している。
【０１００】
上記第１の実施形態に係るカラーフィルタ基板４と本実施形態に係るカラーフィルタ基板１９との主な相違は、有効表示領域１６に遮光層２０を形成したことである。
【０１０１】
遮光層２０は、赤フィルタＲＦの一部と緑フィルタＧＦの一部と青フィルタＢＦの一部とのそれぞれの上に形成される。
【０１０２】
本実施形態において、遮光層２０は、赤フィルタＲＦと緑フィルタＧＦと青フィルタＢＦとのそれぞれの境界部に備えられ、赤フィルタＲＦと緑フィルタＧＦと青フィルタＢＦとを区分けするとしてもよい。遮光層２０は、ブラックマトリクスとして備えられてもよい。
【０１０３】
遮光層２０は、可視域遮光性色材の主材として有機顔料を含む塗膜パターンである。遮光層２０の比誘電率は、カーボンが遮光性色材である遮光層１８の比誘電率よりも小さい。遮光層２０の比誘電率を、赤フィルタＲＦと緑フィルタＧＦと青フィルタＢＦとのそれぞれの比誘電率と同等とすることができる。
【０１０４】
したがって、有機顔料を遮光性色材とする遮光層２０が液晶層３に近い位置に備えられる場合、画素電極９からの等電位線に歪みが発生せず、遮光層２０の近傍での光漏れを防止することができる。初期配向がアレイ基板２の基板平面に水平な液晶分子Ｌであり、かつ、複数の画素電極９に液晶駆動電圧が印加された場合の、基板平面と平行に回転する液晶層３が用いられる液晶表示装置において、遮光層２０を液晶層３から厚さ方向に近い位置に配設することができる。本実施形態のように、可視域遮光性色材の主材として有機顔料を含む塗膜層２０を液晶層３と近い位置に配設することで、ＩＰＳ又はＦＦＳの液晶駆動に特有な隣接画素での光漏れ及び不適当な着色を抑制することができる。
【０１０５】
図１６は、遮光層１８の透過率特性１８Ｌと遮光層２０の透過率特性２０Ｌの一例を示すグラフである。遮光層２０の透過率特性２０Ｌは、複数の有機顔料を混合分散させた透過率特性を例示している。
【０１０６】
主な遮光性の色材として有機顔料を含む遮光層２０は、例えば、およそ光の波長６８０ｎｍ又は７８０ｎｍより長波長の光を透過する透過率特性２０Ｌを持つ。したがって、遮光層２０は、赤外透過フィルタの特性を持つ。
【０１０７】
主な色材としてカーボンを含む遮光層１８は、可視光域の波長で遮光し、赤外域を含む可視光域より長波長側でも遮光する特性１８Ｌを持つ。
【０１０８】
遮光層２０の透過率特性２０Ｌが立ち上がり、半値（透過率５０％）となる波長は、有機顔料種の選定又は混合によって、およそ６７０ｎｍから７５０ｎｍの範囲に設定してもよい。
【０１０９】
図１７は、本実施形態に係るカラーフィルタＣＦの透過率特性の一例を示すグラフである。
【０１１０】
カラーフィルタＣＦは、赤フィルタＲＦ、緑フィルタＧＦ、青フィルタＢＦを含む。特性ＲＬは、赤フィルタＲＦの透過率特性である。特性ＧＬは、緑フィルタＧＬの透過率特性である。特性ＢＬは、青フィルタＢＦの透過率特性である。
【０１１１】
赤フィルタＲＦ、緑フィルタＧＦ、青フィルタＢＦの透過率は、およそ光波長７００ｎｍより長波長で大きく相違している。
【０１１２】
したがって、光センサを備える液晶表示装置をカラーコピー機器又は撮像装置として用いる場合、例えばおよそ光波長７００ｎｍ〜１１００ｎｍの近赤外域の波長において、受光成分を除去しなければ、高精度の赤、緑、青の色分離は困難である。
【０１１３】
例えば薄膜トランジスタに含まれる例えばアモルファスシリコン又はポリシリコンなどの半導体がフォトダイオードに用いられた場合、このフォトダイオードは、およそ光波長４００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長域の光を検出することができる。
【０１１４】
図１８は、緑フィルタＧＦの透過率特性ＧＬと、緑フィルタＧＦと遮光層２０とを光学的に重ねた透過率特性ＧＬＢＬＫとの一例を示すグラフである。
【０１１５】
カラーフィルタＣＦに含まれる赤フィルタＲＦ、青フィルタＢＦ、緑フィルタＧＦのそれぞれの単色層と、遮光層２０とを、光を検出するために重ねた部分は、光学的重畳部と称してもよい。
【０１１６】
可視光域の高精度の緑の検出データは、緑フィルタＧＦ経由で検出された光の検出データから、緑フィルタＧＦと遮光層２０とを光学的に重ねて検出された光の検出データを引き算して得られる。
【０１１７】
このように、緑フィルタＧＦ経由で検出された光の検出データから、緑フィルタＧＦと遮光層２０とを光学的に重ねて検出された光の検出データを引き算することにより、可視光域の緑の検出データのみを抽出することができる。
【０１１８】
図１９は、赤フィルタＲＦの透過率特性ＲＬと、赤フィルタＲＦと遮光層２０とを光学的に重ねた透過率特性ＲＬＢＬＫとの一例を示すグラフである。
【０１１９】
可視光域の高精度の赤の検出データは、赤フィルタＲＦ経由で検出された光の検出データから、赤フィルタＲＦと遮光層２０とを光学的に重ねて検出された光の検出データを引き算して得られる。
【０１２０】
このように、赤フィルタＲＦ経由で検出された光の検出データから、赤フィルタＲＦと遮光層２０とを光学的に重ねて検出された光の検出データを引き算することにより、可視光域の赤の検出データのみを抽出することができる。
【０１２１】
図２０は、青フィルタＢＦの透過率特性ＢＬと、青フィルタＢＦと遮光層２０とを光学的に重ねた透過率特性ＢＬＢＬＫとの一例を示すグラフである。
【０１２２】
可視光域の高精度の青の検出データは、青フィルタＢＦ経由で検出された光の検出データから、青フィルタＢＦと遮光層２０とを光学的に重ねて検出された光の検出データを引き算して得られる。
【０１２３】
このように、青フィルタＢＦ経由で検出された光の検出データから、青フィルタＢＦと遮光層２０とを光学的に重ねて検出された光の検出データを引き算することにより、可視光域の青の検出データのみを抽出することができる。
【０１２４】
図２１は、複数の光センサ２２ａ，２２ｂと処理部２３の一例を示す断面図である。
【０１２５】
光センサ２２ａは、緑フィルタＧＦ経由の光２４ａの検出データを生成する。光センサ２２ｂは、緑フィルタＧＦと遮光層２０とを経由する光２４ｂの検出データを生成する。
【０１２６】
光センサ２２ａの検出データは、緑色の感光成分と近赤外域の感光成分とを含む。しかしながら、処理部２３は、光センサ２２ａの検出データから、光センサ２２ｂの検出データを引き算することにより、可視光域の部分の緑色成分のみの検出データを抽出することができる。なお、緑フィルタＧＦを、赤フィルタＲＦ又は青フィルタＢＦに置き換えることにより、それぞれ可視光域の赤色成分の検出データ、可視光域の青色成分の検出データを抽出することができる。
【０１２７】
なお、本実施形態において、遮光層２０の位置は、カラーフィルタ基板１９の構成要素のうち、透明樹脂層２１及び図示しない配向膜を除き、液晶層３に近い位置に配置される。この遮光層２０の位置は、基板平面と平行かつ横方向の液晶動作伝播距離の長いＩＰＳの液晶表示装置において、隣接画素からの混色を抑制する効果を得ることができる。換言すれば、遮光層２０は、隣接画素駆動時のクロストークによる光漏れを抑制する効果を持つ。
【０１２８】
（第３の実施形態）
本実施形態においては、上記第１及び第２の実施形態の変形例について説明する。本実施形態においては、カラーフィルタ４の変形例について説明するが、カラーフィルタ１９に対して同様に適用可能である。さらに、本実施形態においては、カラーフィルタ基板の製造方法についても説明する。
【０１２９】
本実施形態において、複数の画素は、他の画素と比較して横方向の幅（以下、横幅という）が１／２の画素を含むとしてもよい。横幅１／２の画素は、縦方向に長い形状を持つ。しかしながら、複数の画素は、縦方向に長い形状に代えて、他の画素と比較して縦方向の幅（以下、縦幅という）が１／２の画素を含むとしてもよい。この場合、縦幅１／２の画素は、横方向に長い形状を持つ。
【０１３０】
図２２は、本実施形態に係るカラーフィルタ基板２５の一例を示す断面図である。
【０１３１】
カラーフィルタ基板２５は、有効表示領域１６と額縁領域１７とのうちの双方に、カラーフィルタＣＦを備えている。したがって、額縁領域１７に遮光膜１８を形成する工程を削除し、製造方法を効率化することができる。
【０１３２】
カラーフィルタ基板２５は、赤フィルタＲＦ、緑フィルタＧＦ、青フィルタＢＦのうち、最初に形成される赤フィルタＲＦの横幅を、他の緑フィルタＧＦ及び青フィルタＢＦの横幅のほぼ１／２とする。
【０１３３】
本実施形態において、カラーフィルタ基板２５の額縁領域１７は、ダミーターンで形成されてもよい。
【０１３４】
カラーフィルタ基板２５において、赤フィルタＲＦは、平面視で、緑フィルタＧＦと青フィルタＢＦとの間に備えられ、緑フィルタＧＦと青フィルタＢＦとを区分けする。
【０１３５】
図２３Ａ及び図２３Ｂは、本実施形態に係るカラーフィルタ基板２５の製造方法に関わる工程のそれぞれの中間製品の断面図の一例を示す。
【０１３６】
カラーフィルタ基板２５の製造装置としては、例えば、塗布装置、乾燥機、露光装置、現像装置、硬膜装置、スパッタリング装置などが用いられる。代表的な乾燥機及び硬膜装置として、クリーンオーブン及びホットプレートなどが用いられる。
【０１３７】
本実施形態は、１色目のフィルタがドライエッチング法で形成されるとするが、１色目のフィルタは、周知のフォトリソグラフィ法で形成されてもよい。
【０１３８】
図２３Ａの（１）に示すように、透明基板１１の両面に、透明電極層１２ａ，１２ｂが形成され、さらに、透明電極層１２ａの上に、赤色レジスト（赤色感光性着色組成物）ＲＲが形成される。例えば、赤色レジストＲＲは、透明基板１１の全面に、乾燥後の塗膜厚がおよそ２．５μｍとなるように塗布され、乾燥、硬膜化される。
【０１３９】
次に、図２３Ａの（２）に示すように、赤色レジストＲＲの上に、ポジ型の感光性レジスト層２６が形成される。
【０１４０】
次に、図２３Ａの（３）に示すように、例えば基板端面を基準として位置あわせを行い、ポジ型の感光性レジスト層２６が線状パターンに成形される。この線状パターンは、赤フィルタＲＦの線状パターンと同じである。線状パターン又はアライメントマークの成形は、例えば、周知のフォトリソグラフィ法によって行われる。このとき、基板の端部に対して、例えば赤色レジストＲＲを用いて十字状のアライメントマークが形成される。
【０１４１】
次に、図２３Ａの（４）に示すように、ポジ型の感光性レジスト層２６の線状パターンとともに、赤色レジストＲＲがドライエッチングされる。これにより、線状パターンの赤フィルタＲＦが形成される。
【０１４２】
ポジ型の感光性レジスト層２６の線状パターンは、エッチング時に除去される。しかしながら、感光性レジスト層２６の線状パターンの一部は残されてもよく、又は、感光性レジスト層２６の線状パターンは剥膜液で除去されてもよい。
【０１４３】
エッチングの終点は、透明電極層１２ａを検出することで決定することができる。赤フィルタＲＦの断面形状を垂直に近づけるため、エッチングには、垂直方向にエッチングを行う異方性エッチングを用いることが好ましい。赤フィルタＲＦの断面形状は、エッチング装置に導入するガスの組成、エッチングレート、又は、磁場条件によって制御可能である。
【０１４４】
次に、図２３Ａの（５）に示すように、加工対象の基板の上に、緑色レジストＧＲが形成される。例えば、緑色レジストＧＲは、乾燥後の膜厚がおよそ２．５μｍとなるように塗布される。次に、基板は、アライメントマークを用いて位置あわせを行い、露光装置によって露光され、現像装置によって現像され、図２３Ｂの（６）に示すように、２つの赤フィルタＲＦの間に緑フィルタＧＦが形成される。
【０１４５】
緑色レジストＧＲに熱フロー性（熱処理による流動化）を付与し、熱処理硬膜により緑色レジストＧＲから緑フィルタＧＦを形成することにより、図２３Ａの（５）及び図２３Ｂの（６）に示すように、アライメント誤差である位置ずれρを吸収することができ、平坦な緑フィルタＧＦを形成することができる。緑フィルタＧＦを形成するための現像や硬膜の工程は、赤フィルタＲＦの形成と同様である。
【０１４６】
次に、図２３Ｂの（７）に示すように、加工対象の基板の上に、青色レジストＢＲが形成される。例えば、青色レジストＢＲは、乾燥後の膜厚がおよそ２．５μｍとなるように塗布される。次に、基板は、乾燥機によって乾燥され、アライメントマークを用いて位置あわせを行い、露光装置によって露光され、現像装置によって現像され、図２３Ｂの（８）に示すように、２つの赤フィルタＲＦの間に青フィルタＢＦが形成される。
【０１４７】
青色レジストＢＲに熱フロー性を付与し、熱処理硬膜により青色レジストＢＲから青フィルタＢＦを形成することにより、図２３Ｂの（７）及び（８）に示すように、アライメント誤差である位置ずれρを吸収することができ、平坦な青フィルタＢＦを形成することができる。青フィルタＢＦを形成するための現像や硬膜の工程は、赤フィルタＲＦの形成と同様である。
【０１４８】
なお、赤色レジストＲＲ及び赤フィルタＲＦに含まれる赤色顔料は、ハロゲン化フタロシアニン系顔料に代表される緑顔料及び青顔料と異なり、顔料構造に含まれるハロゲン及び金属（顔料構造の中心化金属）が少なく、ドライエッチングに適している。換言すれば、赤色顔料においては、ドライエッチング時のハロゲン又は金属によるコンタミネーションを抑制しやすい。一般に、青フィルタＢＦの形成に用いられる青色レジストＢＲ（青色着色組成物）は、熱硬化時に流動しやすいため、上述したように、青フィルタＢＦの形成は、複数の色のフィルタの形成順序において、２番目以降であることが好ましい。通常、赤フィルタＲＦ及び緑フィルタＧＦは、青フィルタＢＦより高い透過率であるため、赤フィルタＲＦと緑フィルタＧＦとの少なくとも一方の線幅を、青フィルタＢＦの線幅の１／２とし、この線幅が１／２のフィルタを分割して配置してもよい。青色は、視感度の低い色であるため、線幅を１／２幅に分割することは避けることが望ましい。
【０１４９】
（第４の実施形態）
本実施形態においては、上記第１乃至第３の実施形態に係るカラーフィルタ基板４，１９，２５の変形例について説明する。
【０１５０】
図２４は、本実施形態に係るカラーフィルタ基板２７の一例を示す断面図である。
【０１５１】
有効表示領域１６において、透明電極層１２ａの上に、およそ膜厚１μｍの遮光層１８がブラックマトリクスとして形成される。遮光層１８の形成された透明電極層１２ａの上に、それぞれおよそ膜厚３μｍの赤フィルタＲＦ、緑フィルタＧＦ、青フィルタＢＦが形成される。
【０１５２】
額縁領域１７において、透明電極層１２ａの上に、およそ膜厚１μｍの遮光層１８が形成される。遮光層１８の形成された透明電極層１２ａの上に、およそ膜厚２μｍの遮光層２０が形成される。
【０１５３】
本実施形態において、有効表示領域１６の遮光層１８と額縁領域１７の遮光層１８とは、同一プロセス、同一材料で形成される。
【０１５４】
有効表示領域１６の赤フィルタＲＦ、緑フィルタＧＦ、青フィルタＢＦと、額縁領域１７の遮光層１８，２０との厚さは、ほぼ同じであり、平坦性が維持される。
【０１５５】
さらに、有効表示領域１６の赤フィルタＲＦ、緑フィルタＧＦ、青フィルタＢＦと、額縁領域１７の遮光層１８，２０との上に、透明樹脂層１４がおよそ２μｍで形成される。
【０１５６】
カラーフィルタＣＦは、赤フィルタＲＦ、緑フィルタＧＦ、青フィルタＢＦと、有効表示領域１６の遮光層１８とを含む。
【０１５７】
本実施形態において、有効表示領域１６の遮光層１８の膜厚は、カラーフィルタＣＦの平坦性を維持するため、例えば、およそ１．５μｍより薄く形成する。
【０１５８】
なお、主な遮光性色材として有機顔料を含む遮光層２０を、有効表示領域１６の赤フィルタＲＦ、緑フィルタＧＦ、青フィルタＢＦの任意の位置に形成してもよい。
【０１５９】
（第５の実施形態）
本実施形態においては、上記第１乃至第４の実施形態に係るカラーフィルタ基板４，１９，２５，２７に用いられる透明樹脂及び有機顔料などの材料と、カラーフィルタ基板４，１９，２５，２７の製造方法について説明する。
【０１６０】
なお、本実施形態においては、カラーフィルタ基板４の製造方法を代表して説明するが、他のカラーフィルタ基板１９，２５，２７についても同様の製造方法を適用することができる。
【０１６１】
＜透明樹脂＞
遮光層１８，２０、赤フィルタＲＦ、緑フィルタＧＦ、青フィルタＢＦなどのカラーフィルタＣＦの形成に用いられる感光性着色組成物は、顔料分散体（以下ペースト）に加え、多官能モノマー、感光性樹脂又は非感光性樹脂、重合開始剤、溶剤などを含有する。例えば、本実施形態で用いられる感光性樹脂及び非感光性樹脂などのような透明性の高い有機樹脂は、総称して透明樹脂と呼ばれる。
【０１６２】
透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、又は感光性樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリブタジエン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド樹脂などを用いることができる。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂などを用いることができる。熱硬化性樹脂は、メラミン樹脂とイソシアネート基を含有する化合物とを反応させて生成されるとしてもよい。
【０１６３】
＜アルカリ可溶性樹脂＞
本実施形態に係る遮光層１８，２０などの遮光膜、透明樹脂層９，９ａ，９ｂ、カラーフィルタＣＦの形成には、フォトリソグラフィによるパターン形成が可能な感光性樹脂組成物を用いることが好ましい。これらの透明樹脂は、アルカリ可溶性を付与された樹脂であることが望ましい。アルカリ可溶性樹脂として、カルボキシル基又は水酸基を含む樹脂を用いるとしてもよく、他の樹脂を用いるとしてもよい。アルカリ可溶性樹脂としては、例えば、エポキシアクリレート系樹脂、ノボラック系樹脂、ポリビニルフェノール系樹脂、アクリル系樹脂、カルボキシル基含有エポキシ樹脂、カルボキシル基含有ウレタン樹脂などを用いることができる。これらのうち、アルカリ可溶性樹脂としては、エポキシアクリレート系樹脂、ノボラック系樹脂、アクリル系樹脂を用いることが好ましく、特に、エポキシアクリレート系樹脂又はノボラック系樹脂が好ましい。
【０１６４】
＜有機顔料＞
赤色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ 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などを用いることができる。
【０１６５】
黄色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ 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などを用いることができる。
【０１６６】
青色顔料としては、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４、８０などを用いることができ、これらの中では、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６が好ましい。
【０１６７】
紫色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０などを用いることができ、これらの中では、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３が好ましい。
【０１６８】
緑色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ １、２、４、７、８、１０、１３、１４、１５、１７、１８、１９、２６、３６、４５、４８、５０、５１、５４、５５、５８などを用いることができ、これらの中では、ハロゲン化亜鉛フタロシアニン緑色顔料であるＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ５８が好ましい。緑色顔料としては、ハロゲンア化アルミニウムフタロシアニン顔料を用いるとしてもよい。
【０１６９】
＜遮光性色材＞
遮光層１８，２０に含まれる遮光性の色材は、可視光波長領域に吸収性を持ち、遮光機能を備えた色材である。本実施形態において遮光性の色材には、例えば、有機顔料、無機顔料、染料などを用いることができる。無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、酸化チタンなどを用いることができる。染料としては、例えば、アゾ系染料、アントラキノン系染料、フタロシアニン系染料、キノンイミン系染料、キノリン系染料、ニトロ系染料、カルボニル系染料、メチン系染料などを用いることができる。有機顔料については、例えば上記の有機顔料を適用してもよい。なお、遮光性成分は、１種を用いてもよく、適当な比率で２種以上を組み合わせてもよい。
【０１７０】
＜遮光層１８に適用される黒色レジスト１の例＞
遮光性色材の主材としてカーボンを含む遮光層１８に用いられる黒色ペースト（分散体）の調製例について説明する。
【０１７１】
下記の組成の混合物が均一に攪拌混合され、ビーズミル分散機にて攪拌され、黒色ペーストが作製される。それぞれの組成は、質量部で表す。
【０１７２】
カーボン顔料  ２０部
分散剤   ８．３部
銅フタロシアニン誘導体  １．０部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート  ７１部
上記黒色ペーストを用いて、下記の組成の混合物が均一になるように攪拌混合され、５μｍのフィルタで濾過され、遮光層１８に適用される黒色レジスト１が調製される。本実施形態において、レジストとは、カーボン又は有機顔料を含む感光性着色組成物を指す。
【０１７３】
黒色ペースト  ２５．２部
アクリル樹脂溶液   １８部
ジペンタエリスリトールペンタおよびヘキサーアクリレート  ５．２部
光重合開始剤  １．２部
増感剤  ０．３部
レベリング剤  ０．１部
シクロヘキサノン  ２５部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート  ２５部
本実施形態において、黒色レジスト１又はカラーレジストにおける主体の色材（顔料）は、そのレジストに含まれる色材（顔料）の全質量比（％）に対して５０％を越える色材を意味する。例えば、黒色レジスト１は、カーボンが色材の１００％を占め、カーボンが主な色材となる。また、カーボンを主な色材とする黒色レジスト１では、その色調又は反射色を調整するため、全質量比にて１０％以下を目安に、赤色、黄色、青色などの有機顔料を添加してもよい。
【０１７４】
＜遮光層２０に用いられる黒色レジスト２の例＞
遮光性色材の主材として有機顔料を含む遮光層２０に用いられる有機顔料の混合例を以下に示す。
【０１７５】
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４（以下、Ｒ２５４と略記する）
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９（以下、Ｙ１３９と略記する）
Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３（以下、Ｖ２３と略記する）
これら３種類の顔料のうち、Ｒ２５４の顔料は除かれてもよい。さらに、この３種類の顔料の他に、色（透過波長）調整用に微量の他の種類の顔料、例えば上記の有機顔料が２０％以下の少量で添加されてもよい。
【０１７６】
例えば、ハロゲン化亜鉛フタロシアニン又はハロゲン化アルミニウムフタロシアニンの緑色顔料が、遮光層２０における光波長７００ｎｍ付近の透過率特性の立ち上がりの調整（分光カーブ形状の調整）のために、少量、用いられてもよい。このような透過率特性の立ち上がりの調整により、遮光層２０に、最適な赤外域透過性を持たせることができる。
【０１７７】
遮光層２０は、可視域での透過率が５％以下であることが望ましい。可視域は、通常、およそ光波長４００ｎｍ〜７００ｎｍである。遮光層２０の半値波長を光波長６７０ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲に設定するためには、およそ光波長６６０ｎｍ付近から赤外線透過率特性が立ち上がり、長波長側で透過率特性が高くなる必要がある。遮光層２０の低透過率の波長範囲は、およそ光波長４００ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲としてもよい。なお、遮光層２０の透過率をおよそ光波長４００ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲で５％以下の低い値とすることは、遮光層２０に含まれる顔料の量を増やす、又は、遮光層２０の膜厚を厚くすることで極めて容易に実現可能である。半値波長の波長位置も、同様に、顔料の量、後述する紫色顔料、緑色顔料、黄色顔料、赤色顔料の組成比、遮光層２０の膜厚などに基づいて、容易に調整されることができる。遮光層２０に適用される緑色顔料としては、後述する種々の緑色顔料を適用することができる。遮光層２０の半値波長を光波長６７０ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲に設定するために、緑色顔料としては、光又は近赤外線透過率の立ち上がり（例えば半値波長）が、波長７００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲にある緑色顔料が好ましい。半値波長を光波長６７０ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲に設定するための調整は、主に紫色顔料と緑色顔料とに基づいて実現される。遮光層２０の透過率特性を調節するために、青色顔料が添加されるとしてもよい。
【０１７８】
Ｒ２５４の質量比率（％）は、例えば、０〜２０％の範囲に属するとしてもよい。
【０１７９】
Ｙ１３９の質量比率（％）は、例えば、２０〜５０％の範囲に属するとしてもよい。
【０１８０】
Ｖ２３の質量比率（％）は、例えば、４０〜７５％の範囲に属するとしてもよい。
【０１８１】
これら顔料に基づいてカラーレジスト（着色組成物）が生成される前に、顔料は、樹脂又は溶液に分散され、顔料ペースト（分散液）が生成される。例えば、顔料Ｙ１３９単体を樹脂又は溶液に分散させるためには、顔料Ｒ１３９の７部（質量部）に対して以下の材料が混合される。
【０１８２】
アクリル樹脂溶液（固形分２０％）  ４０部
分散剤  ０．５部
シクロヘキサノン  ２３．０部
なお、Ｖ２３、Ｒ２５４などのような他の顔料についても、同じ樹脂又は溶液に分散され、黒色の顔料分散ペーストが生成されてもよい。
【０１８３】
以下に、上記の顔料分散ペーストに基づいて黒色レジストを生成するための組成比を例示する。
【０１８４】
Ｙ１３９ペースト  １４．７０部
Ｖ２３ペースト  ２０．６０部
アクリル樹脂溶液  １４．００部
アクリルモノマー  ４．１５部
開始剤  ０．７部
増感剤  ０．４部
シクロヘキサノン  ２７．００部
ＰＧＭＡＣ  １０．８９部
上記の組成比により遮光層２０に用いられる黒色レジスト２が形成される。
【０１８５】
遮光層２０の形成に用いられ、遮光性色材の主材として有機顔料を含む黒色レジスト２は、遮光性を調整するため、全質量の４０％以下を目安にカーボンを添加してもよい。
【０１８６】
＜カラーフィルタ基板４，１９，２５，２７に用いられる赤色レジストＲＲ１の一例＞
<赤色ペースト１の調製>
赤色ペースト１（分散液）の調製例について以下に説明する。
【０１８７】
下記の組成の混合物が均一に攪拌混合され、およそ直径１ｍｍのガラスビースを用いて、サンドミルで５時間分散され、およそ５μｍのフィルタで濾過され、赤色ペースト１が作製される。
【０１８８】
赤色顔料  Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ２５４  ８部
赤色顔料  Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ１７７  １０部
黄色顔料  Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１５０  ２部
分散剤  ２部
アクリルワニス（固形分２０質量％）  １０８部
<赤色レジストＲＲ１の調製>
赤色ペースト１の調製後、下記の組成の混合物が、均一になるように攪拌混合され、およそ５μｍのフィルタで濾過され、赤色レジストＲＲ１が調製される。
【０１８９】
赤色ペースト１  ４２部
アクリル樹脂溶液  １８部
ジペンタエリスリトールペンタおよびヘキサーアクリレート  ４．５部
光重合開始剤  １．２部
増感剤  ２．０部
シクロヘキサノン  ３２．３部
＜カラーフィルタ基板４，１９，２５，２７に用いられる赤色レジストＲＲ２の一例＞
<赤色ペースト２の調製>
赤色ペースト２（分散液）の調製例について以下に説明する。
【０１９０】
下記の組成の混合物を用いて、赤色ペースト１と同様の方法で、赤色ペースト２が作製される。
【０１９１】
赤色顔料  Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ２５４  １１部
赤色顔料  Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ１７７  ９部
分散剤  ２部
アクリルワニス（固形分２０質量％）  １０８部
<赤色レジストＲＲ２の調製>
赤色ペースト１に代えて赤色ペースト２を用いて、赤色レジストＲＲ１と同様の方法により、赤色レジストＲＲ２が調製される。
【０１９２】
＜カラーフィルタ基板４，１９，２５，２７に用いられる緑色レジストＧＲ１の一例＞
<緑色ペースト１の調製>
下記組成の混合物が均一に攪拌混合され、およそ直径１ｍｍのガラスビースを用いて、サンドミルで５時間分散され、およそ５μｍのフィルタで濾過され、緑色ペースト（分散液）が作製される。
【０１９３】
緑色顔料  Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ５８  １０．４部
黄色顔料  Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１５０  ９．６部
分散剤  ２部
アクリルワニス（固形分２０質量％）  ６６部
<緑色レジストＧＲ１の調製>
緑色ペーストの調製後、下記の組成の混合物が、均一になるように攪拌混合され、およそ５μｍのフィルタで濾過され、緑色レジストＧＲ１が調製される。
【０１９４】
緑色ペースト１  ４６部
アクリル樹脂溶液  ８部
ジペンタエリスリトールペンタおよびヘキサーアクリレート  ４部
光重合開始剤  １．２部
光重合開始剤  ３．５部
増感剤  １．５部
シクロヘキサノン  ５．８部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート  ３０部
例えば、緑色レジストＧＲは、フッ素系界面活性剤を０．０８部添加して用いられてもよい。
【０１９５】
＜カラーフィルタ基板４，１９，２５，２７に用いられる緑色レジストＧＲ２の一例＞
<緑色ペースト２の調製>
緑色ペースト２（分散液）の調製例について以下に説明する。
【０１９６】
下記の組成の混合物を用いて、緑色ペースト１と同様の方法で、緑色ペースト２が作製される。
【０１９７】
緑色顔料  Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ５８  １０．４部
黄色顔料  Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１５０  ３．２部
黄色顔料  Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１３８  ７．４部
分散剤  ２部
アクリルワニス（固形分２０質量％）  ６６部
<緑色レジストＧＲ２の調製>
緑色ペースト１に代えて緑色ペースト２を用いて、緑色レジストＧＲ１と同様の方法により、緑色レジストＧＲ２が調製される。
【０１９８】
＜カラーフィルタ基板４，１９，２５，２７に用いられる青色レジストＢＲ１の一例＞
<青色ペースト１の分散体の調製>
下記の組成の混合物が均一に攪拌混合され、およそ直径１ｍｍのガラスビースを用いて、サンドミルで５時間分散され、およそ５μｍのフィルタで濾過され、青色ペースト１（青色顔料の分散体）が作製される。
【０１９９】
青色顔料  Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１５：６  ５２部
分散剤  ６部
アクリルワニス（固形分２０質量％）  ２００部
<青色レジストＢＲ１の調製>
青色ペースト１の調製後、下記の組成の混合物が均一になるように攪拌混合され、およそ５μｍのフィルタで濾過され、青色レジストＢＲ１が調製される。
【０２００】
青色ペースト１  １６．５部
アクリル樹脂溶液  ２５．３部
ジペンタエリスリトールペンタ及びヘキサーアクリレート  １．８部
光重合開始剤  １．２部
増感剤  ０．２部
シクロヘキサノン  ２５部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート  ３０部
＜カラーフィルタ基板４，１９，２５，２７に用いられる青色レジストＢＲ２の一例＞
<青色ペースト２の調製>
下記の組成の混合物がミルで５時間分散され、およそ５μｍのフィルタで濾過され、中間青色ペースト（分散液）が作製される。
【０２０１】
青色顔料  Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１５：６  ４９．４部
分散剤  ６部
アクリルワニス（固形分２０質量％）  ２００部
この中間青色ペーストに、下記の紫色染料粉体が添加され、よく攪拌され、青色ペースト２が調製される。
【０２０２】
紫色染料  ２．６部
<青色レジストＢＲ２の調製>
青色ペースト１に代えて青色ペースト２を用いて、青色レジストＢＲ１と同様の方法により、青色レジストＢＲ２が調製される。
【０２０３】
＜各種レジストの比誘電率と測定周波数との関係＞
表１に、赤色レジストＲＲ１，ＲＲ２、緑色レジストＧＲ１，ＧＲ２、青色レジストＢＲ１，ＢＲ２の比誘電率と測定周波数との関係の一例を示す。
【表１】
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【０２０４】
＜カラーフィルタ基板４の作製＞
まず、透明基板１１の両面には、カラーフィルタＣＦの色づけ工程に先立って、透明電極層１２ａ，１２ｂが形成される。
【０２０５】
透明電極層１２ａ，１２ｂには、ＩＴＯなど透明で導電性のある複合金属酸化物が用いられる。透明電極層１２ａ，１２ｂは、スパッタリング装置で、透明基板１１の両面に、又は、片面ずつの２回の工程で、成膜される。透明電極層１２ａ，１２ｂは、フォトリソグラフィ法でパターン形成される。
【０２０６】
透明電極層１２ａ，１２ｂの形成においては、例えば、透明電極層１２ｂ用のＩＴＯ成膜を透明基板１１の第１の平面に実行し、続けて、透明電極層１２ｂ用のフォトリソグラフィ（エッチング及びレジスト剥膜工程を含む）を実行し、先に透明電極層１２ｂを形成してもよい。この透明電極層１２ｂ形成工程の後、続けて、透明電極層１２ａ用のＩＴＯ成膜を透明基板１１の第２の平面に実行し、続けて、透明電極層１２ａ用のフォトリソグラフィ（エッチング及びレジスト剥膜工程を含む）を実行してもよい。透明電極層１２ａ，１２ｂの少なくとも一方のパターンには、次工程で用いられるアライメントマークが含まれる。
【０２０７】
以下においては、上記の第１及び第２の実施形態に係るカラーフィルタ基板４，１９のように、額縁領域１７に遮光層１８が備えられるカラーフィルタＣＦの製造工程について説明する。額縁領域１７に遮光層１８が備えられない第３の実施形態に係るカラーフィルタ基板２５では、１色目（例えば赤色）のアライメントマークが、透明電極層１２ａ，１２ｂの少なくとも一方のアライメントマークに合わせて生成される。
【０２０８】
以後の工程では、透明電極層１２ａが形成された面を上面としてフォトリソグラフィ工程を進める場合を説明する。
【０２０９】
透明電極層１２ａ，１２ｂが形成された後、透明電極層１２ａを覆うように、透明電極層１２ａの形成された面に、遮光性色材の主材としてカーボンを含む黒色レジスト１が塗布され、乾燥される。額縁領域１７のパターンとアライメントマークのパターンとを含むフォトマスクを用いて、黒色レジスト１に対して露光・現像・加熱・硬膜が実行され、額縁領域１７の遮光層１８とアライメントマークが生成される。なお、額縁領域１７のパターンのアライメントは、黒色レジスト１の塗布された裏面（透明電極層１２ｂの形成された面の方向）をカメラで撮影し、この映像に基づいて実行される。
【０２１０】
この遮光層１８とアライメントマークが生成について、より具体的に説明する。黒色レジスト１は、透明電極層１２ａの全面に、乾燥後の膜厚でおよそ２．５μｍとなるように、塗布される。次に、加工対象の基板は、クリーンオーブン中で、例えば７０℃で２０分間プリベークされ、室温で冷却される。次に、紫外線を露光する前処理として、アライメントが実行される。アライメントでは、ハロゲンランプが光源として用いられる。ハロゲンランプからの光は、透明電極層１２ｂの形成された面側から透明電極層１２ａのアライメントマークの周囲部のみに照射され、カメラで撮影される。アライメントは、このカメラの撮影結果に基づいて実行される。アライメントマークの周囲部のみへの照射には、カットフィルタによって露光波長のカットされた光が用いられる。
【０２１１】
次に、アライメント結果に基づいて、超高圧水銀ランプを用いて黒色レジスト１の塗膜面に紫外線が露光される。この露光に用いられるフォトマスクは、額縁領域１７のパターンと複数の十字状のアライメントマークのパターンとを含むとする。このフォトマスクを用いて、額縁領域１７のパターンとアライメントマークのパターンとが紫外線で露光される。額縁領域１７のパターンと複数の十字状のアライメントマークのパターンとが現像された後、加工対象の基板は、２３℃の炭酸ナトリウム水溶液を用いて、スプレー及びイオン交換水によって洗浄され、乾燥される。乾燥後、加工対象の基板は、２３０℃で、２０分間、硬膜される。これにより、額縁領域１７の遮光層１８とアライメントマークとが形成される。
【０２１２】
次に、上記の３色のレジストを順次用いて、フォトリソグラフィ手法により、赤フィルタＲＦ、緑フィルタＧＦ、青フィルタＢＦが形成される。
【０２１３】
赤フィルタＲＦ、緑フィルタＧＦ、青フィルタＢＦの形成では、まず、赤色レジストＲＲが、例えば、膜厚２．５μｍとなるように、加工対象の基板に塗布され、乾燥され、露光機によって露光され、現像され、ストライプ状の赤フィルタＲＦが形成される。現像及び硬膜の工程は、上記の額縁領域１７における遮光層１８の形成と同様である。
【０２１４】
次に、緑色レジストＧＲが、例えば、膜厚２．５μｍとなるように、加工対象の基板に塗布され、乾燥され、露光機によって露光され、現像され、ストライプ状の緑フィルタＧＦが形成される。
【０２１５】
次に、青色レジストＢＲが、例えば、膜厚２．５μｍとなるように、加工対象の基板に塗布され、乾燥され、露光機によって露光され、現像され、ストライプ状の青色レジストＢＲが形成される。
【０２１６】
そして、赤フィルタＲＦ、緑フィルタＧＦ、青フィルタＢＦの形成後、透明樹脂層１４がおよそ膜厚２μｍで形成され、カラーフィルタ基板４が製造される。
【０２１７】
上記の各実施形態は、発明の趣旨が変わらない範囲で様々に変更して適用することができる。上記の各実施形態は、自由に組み合わせて用いることができる。
【符号の説明】
【０２１８】
１…液晶パネル、２…アレイ基板、３…液晶層、４，１９，２５，２７…カラーフィルタ基板、５ａ，５ｂ…光学フィルム、６，１１…透明基板、７ａ〜７ｃ…絶縁層、８…共通電極、９…画素電極、１０…液晶駆動素子、１２ａ，１２ｂ…透明電極層、１３…カラーフィルタ層、ＧＦ…緑フィルタ、ＲＦ…赤フィルタ、ＢＦ…青フィルタ、ＣＦ…カラーフィルタ、１４，２１…透明樹脂層、Ｌ…液晶分子、２３…処理部、１６…有効表示領域、１７…額縁領域、１８，２０…遮光層、２２ａ，２２ｂ…光センサ。
【要約】      （修正有）【課題】高精度なタッチセンシング機能を備えた液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置は、アレイ基板２とカラーフィルタ基板４とが液晶層３を介して向かい合い、タッチセンシング機能を備える。カラーフィルタ基板は、透明基板１１と、第１及び第２の透明電極層１２ａ，１２ｂと、カラーフィルタＣＦと、透明樹脂層１４とを含む。第１及び第２の透明電極層は、タッチセンシングのために透明基板の第１及び第２の平面にそれぞれ形成される。カラーフィルタは、第１の透明電極層の上に形成され、赤フィルタＲＦと緑フィルタＧＦと青フィルタＢＦとを含む。透明樹脂層は、カラーフィルタの上に形成される。カラーフィルタと透明樹脂層との合計膜厚は、およそ２．５μｍ〜９μｍの範囲内である。液晶層は、初期配向が基板平面に平行であり、液晶駆動電圧印加時に基板平面に平行に回転し、負の誘電率異方性を持つ液晶分子Ｌを含む。【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４】
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