(57)【要約】【課題】高開口率化のためにブラックマトリクスの細線化を行うと、単色表示において斜め方向から観測すると隣の画素の色が混ざって見える混色が発生する可能性がある。【解決手段】表示装置は表示パネルと光源とを備える。前記表示パネルはアレイ基板と対向基板と液晶層とを備える。前記対向基板は第１の遮光層と着色層を備える。前記アレイ基板は第２の遮光層と信号配線層とを備える。前記第１の遮光層、前記第２の遮光層および前記信号配線層は異色副画素の間に配置するようにされる。前記第２の遮光層は前記液晶層に近接するように配置される。前記第１の遮光層の上面と前記第２の遮光層の上面との間隔を小さくするようにされる。【選択図】図２
2015138199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置は表示パネルと光源とを備え、
前記表示パネルはアレイ基板と対向基板と前記アレイ基板および前記対向基板に挟持される液晶層とを備え、
前記対向基板は第１の遮光層と着色層とオーバコート層とを備え、
前記アレイ基板は第２の遮光層と信号配線層とを備え、
前記光源は前記アレイ基板の前記液晶層とは反対側に配置するようにされ、
前記第１の遮光層、前記第２の遮光層および前記信号配線層は異色副画素の間に配置するようにされ、
前記第２の遮光層は前記液晶層に近接するように配置され、
前記第１の遮光層の厚さを大きくする、または前記着色層の厚さを小さくする、またはオーバコート層の厚さを小さくする、または液晶層の厚さを小さくすることにより、前記第１の遮光層の上面と前記第２の遮光層の上面との間隔を小さくするようにされる。
【請求項２】
請求項１の表示装置において、
前記第１の遮光層の厚さを前記第１の遮光層と前記液晶層とが対向する面間の距離よりも大きくするようにされる。
【請求項３】
請求項２の表示装置において、
前記第１の遮光層の厚さは前記着色層の厚さと前記オーバコート層の厚さの合計よりも小さくするようにされる。
【請求項４】
請求項２の表示装置において、
前記第１の遮光層の厚さは前記着色層の厚さよりも小さくするようにされる。
【請求項５】
請求項１の表示装置において、
前記第１の遮光層の厚さは前記着色層の厚さよりも大きくするようにされる。
【請求項６】
請求項５の表示装置において、
前記第１の遮光層の厚さは前記着色層の厚さと前記オーバコート層の厚さの合計よりも小さくするようにされる。
【請求項７】
請求項１の表示装置において、
前記第１の遮光層は前記第２の遮光層と平面視で重なるように配置される。
【請求項８】
請求項１の表示装置において、
前記アレイ基板は共通電極と画素電極とを備え、
前記第２の遮光層は前記共通電極上に接するように配置される金属配線層である。
【請求項９】
請求項８の表示装置において、
前記アレイ基板は前記信号配線層を覆う有機絶縁層と前記共通電極および前記第２の遮光層を覆う層間絶縁層とを備える。
【請求項１０】
請求項１の表示装置において、
前記信号配線層は遮光性の金属膜から構成され、
前記第１の遮光層と前記第２の遮光層と前記信号配線層を平面視で重なるように配置される。
【請求項１１】
請求項１の表示装置において、
前記第１の遮光層の幅を４．５μｍ以下とするようにされる。
【請求項１２】
請求項１１の表示装置において、
前記着色層の厚さを２．０μｍ以下とするようにされる。
【請求項１３】
請求項１１の表示装置において、
前記オーバコート層の厚さを１．５μｍ以下とするようにされる。
【請求項１４】
請求項１１の表示装置において、
前記液晶層の厚さを３．３μｍ以下とするようにされる。
【請求項１５】
表示装置は表示パネルとバックライトとを備え、
前記表示パネルはアレイ基板と対向基板と前記アレイ基板および前記対向基板に挟持される液晶層とを備え、
前記対向基板は第１の遮光層と着色層とオーバコート層とを備え、
前記アレイ基板は第２の遮光層と信号配線層とを備え、
前記第１の遮光層および前記第２の遮光層は異色副画素の間に配置するようにされ、
前記第２の遮光層は前記液晶層に近接するように配置され、
前記第１の遮光層の幅を４．５μｍ以下にするようにされる。
【請求項１６】
請求項１５の表示装置において、
画素ピッチを１６．９μｍ以上、前記着色層の厚さを２．０μｍ以下、前記オーバコート層の厚さを１．５μｍ以下、前記液晶層の厚さを３．３μｍ以下、前記第１の遮光層の厚さをＴＢＷ（μｍ）、前記第１の遮光層の幅をＷＢＭ（μｍ）、前記第２の遮光層の幅を前記第１の遮光層と同じとし、ＷＢＭ≧−１．１１×ＴＢＭ＋５．６７の関係式を満たすようにされる。
【請求項１７】
請求項１５の表示装置において、
画素ピッチを１６．９μｍ以上、前記着色層の厚さを１．６μｍ以下、前記オーバコート層の厚さを１．０μｍ以下、前記液晶層の厚さを３．０μｍ以下、前記第１の遮光層の厚さをＴＢＷ（μｍ）、前記第１の遮光層の幅をＷＢＭ（μｍ）、前記第２の遮光層の幅を前記第１の遮光層と同じとし、ＷＢＭ≧−１．０７×ＴＢＭ＋５．２１の関係式を満たすようにされる。
【請求項１８】
請求項１５の表示装置において、
前記着色層の厚さを２．０μｍ以下、前記オーバコート層の厚さを１．５μｍ以下、前記液晶層の厚さを３．３μｍ以下、前記第１の遮光層の厚さを１．５μｍ以上とするようにされる。
【請求項１９】
請求項１５の表示装置において、
前記着色層の厚さを１．６μｍ以下、前記オーバコート層の厚さを１．０μｍ以下、前記液晶層の厚さを３．０μｍ以下、前記第１の遮光層の厚さを１．２μｍ以上とするようにされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は表示装置に関し、例えば対向基板にブラックマトリクスを有する液晶表示装置に適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１０−１４７６０号公報およびこれに対応する米国特許第８２６９９２５号明細書には、表示面を斜め方向から見た場合に色の混色を回避させるために、例えば赤色画素と青色画素の間のブラックマトリックスの幅を太くし、赤色画素と緑色画素の間のブラックマトリックスの幅は太くしないようにして、ブラックマトリックスの幅を一律に太くする場合と比較し、画素の開口率を向上させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１４７６０号公報
【特許文献２】米国特許第８２６９９２５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スマートフォンやタブレット向けの液晶表示装置では高解像度化が進み、液晶表示装置の画素サイズは微細化され３００ｐｐｉ（pixel per inch）以上のパネルが製品化されており、５００ｐｐｉクラスのパネルも開発されている。画素サイズが小さくなると画素面積に対する信号配線やブラックマトリクスの比率が高まり開口率が低くなる。そこで、高開口率化のために信号配線やブラックマトリクスの細線化が行う必要がある。
信号配線等を有するアレイ基板とブラックマトリクス等を有する対向基板を貼り合わせる際に合わせズレが発生する場合がある。この場合、高開口率化のためにブラックマトリクスの細線化を行うと、単色表示において斜め方向から観測すると隣の副画素の色が混ざって見える混色が発生しやすくなる。
その他の課題と新規な特徴は、本開示の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、表示装置は表示パネルと光源とを備える。前記表示パネルはアレイ基板と対向基板と前記アレイ基板および前記対向基板に挟持される液晶層とを備える。前記対向基板は第１の遮光層と着色層とオーバコート層とを備える。前記アレイ基板は第２の遮光層と信号配線層とを備える。前記光源は前記アレイ基板の前記液晶層とは反対側に配置するようにされる。前記第１の遮光層、前記第２の遮光層および前記信号配線層は異色副画素の間に配置するようにされる。前記第２の遮光層は前記液晶層に近接するように配置される。前記第１の遮光層の厚さを大きくする、または前記着色層の厚さを小さくする、またはオーバコート層の厚さを小さくする、または液晶層の厚さを小さくすることにより、前記第１の遮光層の上面と前記第２の遮光層の上面との間隔を小さくするようにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１Ａ】比較例１に係る表示装置の構成を示す断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの破線Ａの部分を拡大した断面図である。
【図１Ｃ】比較例１に係る表示装置の課題を説明する断面図である。
【図１Ｄ】比較例１に係る表示装置の課題を説明する断面図である。
【図１Ｅ】比較例１に係る表示装置の課題を説明する断面図である。
【図２】実施の形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。
【図３】実施の形態に係る表示装置の効果を説明する断面図である。
【図４Ａ】実施例に係る表示装置の基板ごとの平面図である。
【図４Ｂ】実施例に係る表示装置の側面図である。
【図５Ａ】実施例に係る表示装置の一部を示す断面図である。
【図５Ｂ】実施例に係るアレイ基板の一部を示す平面図である。
【図６Ａ】対向基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図６Ｂ】対向基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図６Ｃ】対向基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図６Ｄ】対向基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図６Ｅ】対向基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図７Ａ】合わせズレがない場合の表示装置の断面図である。
【図７Ｂ】合わせズレがある場合の表示装置の断面図である。
【図８】遮光層の厚さと混色比率の関係を示すグラフである。
【図９】遮光層の厚さと遮光層の幅と混色比率の関係を示すグラフである。
【図１０】遮光層の厚さと遮光層の幅と混色比率の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、実施の形態、実施例および比較例について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【０００８】
まず、比較例に係る表示装置の課題を図１Ａから図１Ｄを参照して説明する。
図１Ａは比較例に係る表示装置の構成を示す断面図である。図１Ｂは図１Ａの破線Ａの部分を拡大した断面図である。図１Ｃから図１Ｅは比較例に係る表示装置の課題を説明する断面図である。
比較例に係る表示装置１Ｒはアレイ基板１０と対向基板２０ａと液晶層ＬＣとを備える。アレイ基板１０は信号配線層１２と共通電極１４と画素電極１７とを有する。信号配線層１２と共通電極１４の間に有機絶縁層１３が配置される。信号配線層１２の上方であって共通電極１４に接するように補助配線層１５が配置される。共通電極１４と画素電極１７の間に層間絶縁層１６が配置される。信号配線層１２および補助配線層１５はそれぞれ遮光導電膜で構成される。共通電極１４および画素電極１７はそれぞれ透明導電膜で構成される。
対向基板２０ａはガラス等の透明基板２１と遮光層（ブラックマトリクス）２２ａと着色層（カラーフィルタ）２３とオーバコート（ＯＣ）層２４とを有する。なお、着色層２３は赤着色層２３Ｒや緑着色層２３Ｇ、青着色層２３Ｂの総称である。遮光層２２ａは信号配線層１２および補助配線層１５の上方に配置される。補助配線層１５や遮光層２２ａによって後述する混色を低減している。
遮光層２２ａの幅をＷＢＭ１、厚さをＴＢＭ１とする。遮光層２２ａと液晶層ＬＣとの間の距離をＤ１とし、遮光層２２ａと補助配線層１５の距離をＥ１とする。着色層２３の厚さをＴＣＡ１とし、オーバコート層２４の厚さをＴＯＣ１とし、液晶層ＬＣの厚さをＴＬＣ１とする。ＴＣＡ１は遮光層２２ａ上の厚さではなく、透明基板２１上の厚さである。なお、液晶層ＬＣを挟んで配向膜が形成されているが、配向膜の厚さは液晶層の厚さに比して非常に小さいためＴＬＣ１には配向膜の厚さを含めている。ここで、ＴＢＭ１＜Ｄ１であり、ＴＢＭ１＜ＴＣＡ１である。
【０００９】
図１Ａに示すように、表示装置１Ｒは隣接されるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色のサブピクセル（副画素）によりカラー表示用のピクセル（画素）を構成するようになっている。各サブピクセルには、各サブピクセルに応じたカラーフィルタ（着色層）２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂを備え、これらカラーフィルタを通した光の混合によって観察者は所定の色を感知できるようになっている。そして、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかの色の単色表示させようとする場合は、当該色のサブピクセルの液晶をＯＮ（白表示）させるとともに、他の色のサブピクセルの液晶をＯＦＦ（黒表示）させることによって実現している。なお、光源（バックライト）はアレイ基板１０の下に位置し、観測者は対向基板２０ａの上に位置する。すなわち、表示装置１Ｒは透過型の液晶表示装置である。なお、副画素が縦ストライプ状のときは信号配線層１２が映像信号線で、横ストライプ形状のときは信号配線層１２が走査信号線である。
【００１０】
そして、このような単色表示の場合において、図１Ｃに示すように、表示面を斜め方向から観た場合、液晶がＯＮしているサブピクセル３１に隣接する液晶がＯＦＦとなっている他の色のサブピクセルであって、観察者に近い側のサブピクセル３２の色が混ざって見える不都合が生じる。この不都合を混色という。この不都合が起きる理由は、例えばバックライトからの光において、液晶がＯＮしているサブピクセル３１と、サブピクセル３１と隣接する他の色のサブピクセル３２を通る光路が存在するからである。自サブピクセル３１では、信号配線層１２と遮光層２２ａの間からＷＡ１幅の正規光３３ａが表示装置１Ｒから出力される。隣サブピクセル３２では、遮光層２２ａと補助配線層１５との間からＷＢ１幅の混色光３４ａが表示装置１Ｒから出力される。
【００１１】
生産上のばらつきにより、図１Ｄに示すように、アレイ基板１０と対向基板２０ａの貼り合わせの際に、異なる色のサブピクセルが並ぶ方向にずれて固定される場合（合わせズレ）がある。合わせズレによって、単色表示において、液晶がＯＮしているサブピクセル３１に隣接する他の色のサブピクセル３２のカラーフィルタが、液晶がＯＮしている領域に近づいたりまたは重なったりする。このため、図１Ｄに示すように、表示装置１Ｒａでは、前記光路の幅（ＷＢ２）が広がり、隣接する他の色のサブピクセル３２側の斜め方向から観察した場合、混色の不都合が特に顕著になる。自サブピクセル３１では、信号配線層１２と遮光層２２ａの間からＷＡ２幅の正規光３３ｂが表示装置１Ｒａから出力される。隣サブピクセル３２では、遮光層２２ａと補助配線層１５との間からＷＢ２幅の混色光３４ｂが表示装置１Ｒａから出力される。ここで、ＷＡ２＜ＷＡ１、ＷＢ２＞ＷＢ１である。
【００１２】
図１Ｅに示すように、表示装置１Ｒｂの遮光層２２ａ１の幅が遮光層２２ａの幅よりも広くすれば混色を減少させたり、発生させなくしたりすることができる。ただし、開口率が減少する。自サブピクセル３１では、信号配線層１２と遮光層２２ａ１の間からＷＡ３幅の正規光３３ｃが表示装置１Ｒｂから出力される。隣サブピクセル３２では、遮光層２２ａ１と補助配線層１５との間から混色光が表示装置１Ｒｂから出力されない。ここで、ＷＡ３＜ＷＡ２である。
【００１３】
なお、補助配線層があることによってある程度混色光の発生を防いだり、混色光の幅を狭めたりすることができる。高開口化のためには遮光層の幅を狭めるだけでなく補助配線層の幅も狭くしなければならない。高開口化のために遮光層を細線化すると混色が発生しやすくなる。また、異色配列方向のサブピクセルの幅（ＷＳＰ）を狭くすると、混色が目立ちやすくなる。なお、ＷＳＰを画素ピッチともいう。
【００１４】
次に、実施の形態に係る表示装置について図２を参照して説明する。
図２は実施の形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。
実施の形態に係る表示装置１は比較例に係る表示装置１Ｒと遮光層の厚さが異なるが、その他は同じ構成である。
すなわち、表示装置１はアレイ基板１０と対向基板２０と液晶層ＬＣを備える。アレイ基板１０は信号配線層１２と共通電極１４と画素電極１７とを有する。信号配線層１２と共通電極１４の間に有機絶縁層１３が配置される。信号配線層１２の上方であって共通電極１４に接するように補助配線層（第２の遮光層）１５が配置される。共通電極１４と画素電極１７の間に層間絶縁層１６が配置される。信号配線層１２および補助配線層１５はそれぞれ遮光導電膜で構成される。共通電極１４および画素電極１７はそれぞれ透明導電膜で構成される。
対向基板２０はガラス等の透明基板２１と遮光層２２と着色層２３とオーバコート層２４とを有する。遮光層（第１の遮光層）２２は信号配線層１２および補助配線層１５の上方に配置される。遮光層２２、信号配線層１２および補助配線層１５は異色サブピクセル間に配置される。遮光層２２は信号配線層１２および補助配線層１５とは平面視で重なっている。補助配線層１５や遮光層２２によって混色を低減している。
遮光層２２の幅をＷＢＭ０、遮光層２２の厚さをＴＢＭ０とする。遮光層２２と液晶層ＬＣとの間の距離をＤ０とし、遮光層２２と補助配線層１５の距離をＥ０とする。着色層２３（赤着色層２３Ｒ、緑着色層２３Ｇ、青着色層２３Ｂ）の厚さをＴＣＡ０とし、オーバコート層２４の厚さをＴＯＣ０とし、液晶層ＬＣの厚さをＴＬＣ０とする。ＴＣＡ０は遮光層２２上の厚さではなく、透明基板２１上の厚さである。なお、液晶層ＬＣを挟んで配向膜が形成されているが、配向膜の厚さは液晶層の厚さに比して非常に小さいためＴＬＣ０には配向膜の厚さを含めている。ここで、ＷＢＭ０＝ＷＢＭ１、ＴＢＭ０＞ＴＢＭ１、ＴＣＡ０＝ＴＣＡ１、ＴＯＣ０＝ＴＯＣ１、ＴＬＣ０＝ＴＬＣ１、Ｄ０＜Ｄ１、Ｅ０＜Ｅ１である。なお、ＴＢＭ０はＴＣＡ０よりも大きくてもよいが、ＴＣＡ０＋ＴＯＣ０よりも小さくするのが好ましい。
【００１５】
次に、実施の形態に係る表示装置の効果について説明する。
図３は実施の形態に係る表示装置の効果を説明する断面図である。
生産上のばらつきにより、図３に示すように、アレイ基板１０と対向基板２０の貼り合わせの際に、異なる色のサブピクセルが並ぶ方向にずれて固定される場合でも、対向基板２０の遮光層２２の上面と対向するアレイ基板１０の最上層の遮光層（補助配線層１５）の上面との間隔（Ｅ０）を狭めることによって、表示装置１ａの混色光３４の幅（ＷＢ０）を比較例に係る表示装置１Ｒａの混色光の幅（ＷＢ２）よりも狭くすることができる。なお、ＷＡ０＝ＷＡ１である。
【００１６】
Ｅ０を小さくすることで、高精細で高開口率の表示装置において表示パネルの透過率を低下させることなく混色を低減することができる。なお、液晶がＯＦＦしていると遮光層として機能するため、液晶層と対向基板の遮光層との隙間（Ｄ０）を狭くすることができればよい。一例として、遮光層２２の厚さを厚くすることによって、Ｄ０およびＥ０を小さくすることができる。他の例として、着色層２３の厚さ薄くすることによって、Ｄ０およびＥ０を小さくすることができる。また他の例として、オーバコート層２４の厚さを薄くすることによって、Ｄ０およびＥ０を小さくすることができる。さらに他の例として、液晶層ＬＣの厚さを薄くすることによって、Ｅ０を小さくすることができる。これらの例を組み合わせることによって、さらにＤ０およびＥ０を小さくすることができる。
遮光層の厚さは遮光層と液晶層とが対向する面間の距離よりも大きくするのが好ましい。ただし、液晶層に対向する対向基板面を平坦化するために、遮光層の厚さは着色層の厚さとオーバコート層の厚さの合計よりも小さくするのが好ましい。遮光層の厚さは着色層の厚さよりも小さくするのがより好ましい。
あるいは、遮光層の厚さは着色層の厚さよりも大きくするのが好ましい。ただし、液晶層に対向する対向基板面を平坦化するために、遮光層の厚さは着色層の厚さとオーバコート層の厚さの合計よりも小さくするのが好ましい。
【００１７】
なお、本実施の形態に於ける表示装置は、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＶＡ（Vertical Alignment）モードあるいはＭＶＡ（Multi-domainVertical Alignment）モードで駆動するいわゆる縦電界方式の液晶表示装置や、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モード、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）モード等の横電界方式の液晶表示装置に適用可能であるが、以下においてはＦＦＳモードの液晶表示装置に代表させて実施例の表示装置を説明する。
【実施例】
【００１８】
図４Ａは実施例に係る表示装置の基板ごとの平面図である。図４Ｂは実施例に係る表示装置の側面図である。実施例に係る表示装置１Ａは液晶表示装置である。
表示装置１Ａは、表示パネル１００とバックライト４１と制御回路４３と駆動回路４４とケーブル４８、４９を備える。表示装置１Ａは縦長である（Ｙ方向の長さがＸ方向の長さよりも大きい）。表示パネル１００はアレイ基板（ＴＦＴ基板）１０Ａと対向基板（ＣＦ基板）２０Ａと液晶層ＬＣと偏光板４２とを備える。アレイ基板１０Ａには、走査回路４６と信号線選択回路４７がＴＦＴで形成されている。偏光板４２は、バックライト４１とアレイ基板１０Ａとの間および対向基板２０Ａの上面に配置されている。また、駆動回路４４はＣＭＯＳ等の半導体集積回路（ＩＣ）で構成され、アレイ基板１０ＡにＣＯＧ実装されている。駆動回路４４はケーブル４８を介して制御回路４４に接続されている。バックライト４１は、ケーブル４９を介して制御回路４３に接続されている。
【００１９】
図５Ａは実施例に係る表示装置の一部を示す断面図である。図５Ｂは実施例に係るアレイ基板の一部を示す平面図である。
ガラス等の透明基板の上にゲート配線層５１が形成され、ゲート絶縁層を介して半導体層５３が形成される。信号配線層１２およびドレイン配線層は層間絶縁層１１のコンタクトホールを介して半導体層５３と接続される。信号配線層１２の上に有機絶縁層１３を介して共通電極１４が配置される。信号配線層１２の上方に位置する部分に共通電極１４上に補助配線層１５が接して配置される。共通電極１４の上に層間絶縁層１６を介して画素電極１７が配置される。画素電極１７は有機絶縁層１３のコンタクトホールを介してドレイン電極層に接続される。画素電極１７にはスリットがある。ゲート配線層５１はＸ方向に延在し、半導体層５３に向けてＹ方向にも延伸する。補助配線層１５は信号配線層１２と平行な方向（Ｙ方向）に延在する。共通電極１４および画素電極１７はＩＴＯ等の透明導電膜で形成され、補助配線層１５および信号配線層１２はＡｌ等の金属膜（遮光導電膜）で形成される。補助配線層１５は共通電極１４を低抵抗化するための配線である。なお、表示装置１Ａは副画素が縦ストライプ状であるので信号配線層１２が映像信号線である。
対向基板２０Ａはガラス等の透明基板と遮光層２２と着色層２３とオーバコート層２４とを有する。遮光層２２は信号配線層１２および補助配線層１５の上方に配置さる。
ゲート配線層５１および半導体層５３は同色サブピクセル間に配置される。ゲート線５１および半導体層５３は平面視で遮光層２２と重なる位置に配置される。信号配線層１２および補助配線層１５は異色サブピクセル間に配置される。信号配線層１２は平面視で補助配線層１５と重なる位置に配置される。補助配線層１５は平面視で遮光層２２と重なる位置に配置される。ただし、アレイ基板１０Ａと対向基板２０Ａに異色方向に合わせズレがあるときは、補助配線層１５は遮光層２２から平面視で一部は重ならない部分が生じるが、重なっていることは変わらない。
【００２０】
対向基板の製造方法について説明する。
図６Ａから図６Ｄは対向基板の製造方法を説明するための断面図である。
図６Ａに示すように、透明基板２１の上に黒色樹脂６１（２２）を塗布する。次に、図６Ｂに示すように、フォトリソグラフィによりフォトレジスト６２をパターニングする。次に、図６Ｃに示すように、フォトレジスト６２をマクスにして黒色樹脂６１（２２）をドライエッチングして遮光層２２を形成する。黒色樹脂６１（２２）は感光性でも非感光性でもよい。なお、遮光層２２をそれほど厚くしない場合は、透明基板２１の上に感光性黒色樹脂を塗布し、フォトリソグラフィにより感光性黒色樹脂をパターニングして遮光層２２を形成する。すなわち、フォトレジストおよびドライエッチングを使用しない。図６Ａから図６Ｃの方法を使用することにより、厚みが大きい遮光層を形成することができる。
透明基板２１の上に着色層２３を形成した後、図６Ｄに示すように、遮光層２２および着色層２３の上にアクリル樹脂やポリイミド樹脂等を塗布してオーバコート層２４を形成する。遮光層２２が着色層２３よりも厚くなると平滑性が悪くなるので、図６Ｅに示すように、研磨工程を導入してオーバコート層２４を平滑化する。なお、遮光層２４をそれほど厚くしない場合は、例えば遮光層２４が着色層２３よりも薄い場合は、研磨工程を省略することができる。
【００２１】
混色比率について図７Ａから図１０を参照して説明する。
図７Ａは合わせズレがない場合の表示装置の断面図である。図７Ｂは合わせズレがある場合の表示装置の断面図である。
混色比率を求めた合わせズレのある表示装置１Ａａの寸法は次のとおりである。なお、合わせズレのない表示装置１Ａの寸法は合わせズレ量を除いて表示装置１Ａａと同じである。
遮光層２２の幅（ＷＢＭ）は４μｍ、着色層２３の厚さ（ＴＣＡ）は２．０μｍ、オーバコート層２４の厚さ（ＴＯＣ）は１．５μｍ、補助配線層１５の幅（ＷＡＬ）は４μｍ、信号配線層１２の幅は３μｍ、液晶層ＬＣの厚さ（ＴＬＣ）は３．３μｍである。なお、ＴＬＣには配向膜の厚さも含まれている。また、層間絶縁層１６の厚さは０．２μｍ、補助配線層１５の厚さは０．２２μｍ、共通電極１４の厚さは０．０５μｍ、有機絶縁層１３の厚さは３μｍ、信号配線層１２厚さは０．４６μｍである。
また、アレイ基板と対向基板の合わせズレ（ＬＡ）は２μｍ、画素ピッチ（ＷＳＰ）は１６．９μｍ（画素サイズの５００ｐｐｉ相当）である。なお、画素ピッチは異色方向の副画素の幅である。
層間絶縁層１６の厚さが０．２μｍ、補助配線層１５の厚さが０．２２μｍ、共通電極１４の厚さが０．０５μｍであると、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、補助配線層１５は液晶層ＬＣに近接する。したがって、混色比率は、ほぼ、画素ピッチ（ＷＳＰ）、遮光層２２の幅（ＷＢＭ）、補助配線層１５の幅（ＷＡＬ）、遮光層２２の厚さ（ＴＢＭ）、着色層２３の厚さ（ＴＣＡ）、オーバコート層２４の厚さ（ＴＯＣ）、液晶層ＬＣの厚さ（ＴＬＣ）で決まる。
【００２２】
まず、遮光層の厚さと混色比率の関係について図８を参照して説明する。
図８は遮光層の厚さと混色比率の関係を示すグラフである。図８では遮光層２２の厚さ（ＴＢＭ）の値を変えて、ＴＣＡ−ＴＢＭと混色比率をプロットしている。ここで、自サブピクセルの正規光の幅をＷＡとし、隣サブピクセルの混色光の幅をＷＢとし、混色比率（ＭＲ）＝ＷＢ／ＷＡである。なお、画素ピッチが小さくなるとＷＡも小さくなるので混色比率は大きくなる。
図８に示すように、ＴＢＭ＝０．５、０．９、１．２、１．５、１．６、２．０、２．５（μｍ）のとき、すなわち、ＴＣＡ−ＴＢＭ＝１．５、１．１、０．８、０．５、０．４、０、−０．５（μｍ）のとき、ＭＲ＝２０、１７、１５、１３、１２、９、５（％）である。ＭＲ≦１３％（直線Ｇおよび直線Ｇより下）のとき、混色は良好レベルにあることが実験により確認されている。すなわち、混色良好レベルはＭＲ＝０％ではなく、所定値よりも小さければよい。したがって、矢印Ｈで示すように、ＴＣＡ−ＴＢＭ≦０．５（ＴＢＭ≧１．５）μｍのとき、混色は良好レベルにある。また、ＴＢＭ＞Ｄ＝ＴＣＡ＋ＴＯＣ−ＴＢＭ（ＴＢＭ＞（ＴＣＡ＋ＴＯＣ）／２）のとき、混色はより良好レベルにある。ＴＢＭ＜ＴＣＡ＋ＴＯＣ＝３．５μｍを満たすのが好ましい。また、光学濃度の関係で、ＴＢＭは０．９μｍ以上が好ましい。なお、ＷＳＰ≧１６．９μｍ（５００ｐｐｉ以下）で、ＴＣＡ−ＴＢＭ≦０．５であれば混色は良好レベルにある。また、ＷＳＰ＜１６．９μｍ（５００ｐｐｉより大きい場合）であっても、ＴＣＡ−ＴＢＭをより小さくする（ＴＢＭをより大きくする）ことによって混色を良好レベルにすることができる。
遮光層２２を厚膜化することで、高精細で高開口率の表示装置において表示パネルの透過率を低下させることなく混色を低減することができる。
【００２３】
次に、遮光層の厚さと遮光層の幅と混色比率の関係について図９を参照して説明する。
図９は遮光層の厚さと遮光層の幅と混色比率の関係を示すグラフである。
混色比率を求めた合わせズレのある表示装置１Ａａの寸法は遮光層の厚さおよび遮光層の幅を除き図８の場合と同じである。遮光層２２の厚さをＴＢＷ（μｍ）、遮光層２２の幅をＷＢＭ（μｍ）とすると、下記の式（１）の関係を満たすとき、混色は良好レベルにある。なお、直線ＡはＭＲ＝１５％、直線ＢはＭＲ＝１４％、直線ＣはＭＲ＝１３％、直線ＤはＭＲ＝１２％、直線ＥはＭＲ＝１１％、直線ＦはＭＲ＝１０％である。直線Ｃおよび直線Ｃより右側、すなわちＭＲ≦１３％のとき混色は良好レベルにある。また、ＷＢＭ＝ＷＡＬとしている。
ＷＢＭ≧−１．１１×ＴＢＭ＋５．６７・・・・・・（１）
遮光層２２の幅を狭めるときは遮光膜２２の厚さを厚くするのが好ましい。寸法は図８に限定されるものではく、ＷＳＰ≧１６．９μｍ、ＴＣＡ≦２．０μｍ、ＴＯＣ≦１．５μｍ、ＴＬＣ≦３．３μｍにおいて、上記の式（１）の関係を満たすときも、混色は良好レベルにある。ただし、ＴＢＭ＜ＴＣＡ＋ＴＯＣ＝３．５μｍを満たすのが好ましい。したがって、ＷＢＭの下限は約１．８μｍとなる。また、光学濃度の関係で、ＴＢＭは０．９μｍ以上が好ましい。
なお、ＷＳＰ＜１６．９μｍであっても、ＴＢＭをより大きくすることによって混色を良好レベルにすることができる。なお、ＷＳＰ＜１６．９μｍであるときは、混色が良好なレベルになる境界線は直線Ｃよりも右の方（直線Ｆの方）にずれる。
ＷＢＭ＝４．５のときは、上記の式（１）よりＴＢＭ＝１．０５、Ｄ＝２．４５であり、ＴＢＭ＜Ｄとなる。同様に、ＷＢＭ＝４のときは、ＴＢＭ＝１．５０、Ｄ＝２．００であり、ＴＢＭ＜Ｄとなる。ＷＢＭ＝３．７３のときは、ＴＢＭ＝１．７５、Ｄ＝１．７５であり、ＴＢＭ＜Ｄとなる。ＷＢＭ＝３．５のときは、ＴＢＭ＝１．９５、Ｄ＝１．５５であり、ＴＢＭ＞Ｄとなる。ＷＢＭ≧３．７３であれば、ＴＢＭ＞Ｄを満足すると、混色は良好レベルにある。なお、ＷＢＭ＜３．７３では、ＴＢＭ＞Ｄであって、さらにＴＢＭが所定値よりも大きければ、混色は良好レベルになる。
また、３．５≦ＷＢＭ≦４．５では、ＴＢＭ≧ＴＣＡ＝２．０であると、混色は良好レベルになる。なお、ＴＢＭ＜ＴＣＡ＝２．０であっても、混色は良好レベルにある場合がある。
【００２４】
次に、着色層２３、オーバコート層２４および液晶層ＬＣの厚さを変えた場合の遮光層の厚さと遮光層の幅と混色比率の関係について図１０を参照して説明する。
図１０は遮光層の厚さと遮光層の幅と混色比率の関係を示すグラフである。
混色比率を求めた合わせズレのある表示装置１Ａａの寸法は図９の場合に対して着色層２３、オーバコート層２４および液晶層ＬＣの厚さを薄くしている。すなわち、着色層２３の厚さ（ＴＣＡ）を１．６μｍ、オーバコート層２４の厚さ（ＴＯＣ）を１．０μｍ、液晶層ＬＣの厚さ（ＴＬＣ）を３．０μｍとしている。なお、着色層２３、オーバコート層２４および液晶層ＬＣの厚さの他の寸法は図８の場合と同じである。図１０の場合、下記の式（２）の関係を満たすとき、混色は良好レベルにある。図９と同様に、直線ＡはＭＲ＝１５％、直線ＢはＭＲ＝１４％、直線ＣはＭＲ＝１３％、直線ＤはＭＲ＝１２％、直線ＥはＭＲ＝１１％、直線ＦはＭＲ＝１０％である。直線Ｃおよび直線Ｃより右側、すなわちＭＲ≦１３％のとき混色は良好レベルにある。また、ＷＢＭ＝ＷＡＬとしている。
ＷＢＭ≧−１．０７×ＴＢＭ＋５．２１・・・・・・（２）
図９の場合と同様に遮光層２２の幅を狭めるときは遮光膜２２の厚さを厚くするのが好ましい。また、着色層２３の厚さ、オーバコート層２４の厚さおよび液晶層ＬＣの厚さを薄くすることにより、図９の場合よりも混色は良好レベルになる。すなわち、ＴＢＭは図９の場合よりも薄くてもよい。なお、画素ピッチが１６．９μｍ以上、ＴＣＡが１．６μｍ以下、ＴＯＣが１．０μｍ以下、ＴＬＣが３．０μｍ以下において、上記の式（２）の関係を満たすときも、混色は良好レベルにある。ただし、ＴＢＭ＜ＴＣＡ＋ＴＯＣ＝２．６を満たすのが好ましい。したがって、ＷＢＭの下限は約２．４μｍとなる。また、光学濃度の関係で、ＴＢＭは０．９μｍ以上が好ましい。
ＷＢＭ＝４．５のときは、上記の式（２）よりＴＢＭ＝０．６６、Ｄ＝１．９４であり、ＴＢＭ＜Ｄとなる。同様に、ＷＢＭ＝４のときは、ＴＢＭ＝１．１３、Ｄ＝１．４７であり、ＴＢＭ＜Ｄとなる。ＷＢＭ＝３．８２のときは、ＴＢＭ＝１．３０、Ｄ＝１．３０であり、ＴＢＭ＞Ｄとなる。ＷＢＭ＝３．５のときは、ＴＢＭ＝１．６０、Ｄ＝１．００であり、ＴＢＭ＞Ｄとなる。ＷＢＭ≧３．８２であれば、ＴＢＭ＞Ｄを満足すると、混色は良好レベルにある。なお、ＷＢＭ＜３．８２では、ＴＢＭ＞Ｄであって、さらにＴＢＭが所定値よりも大きければ、混色は良好レベルになる。
また、３．５≦ＷＢＭ≦４．５では、ＴＢＭ≧ＴＣＡ＝１．６であると、混色は良好レベルになる。なお、ＴＢＭ＜ＴＣＡ＝１．６であっても、混色は良好レベルにある場合がある。
【符号の説明】
【００２５】
１、１ａ、１Ａ、１Ａａ、１Ｒ、１Ｒａ、１Ｒｂ・・・表示装置
１０、１０Ａ・・・アレイ基板（ＴＦＴ基板）
１１・・・層間絶縁層
１２・・・信号配線層
１３・・・有機絶縁層
１４・・・共通電極
１５・・・補助配線層
１６・・・層間絶縁層
１７・・・画素電極
２０、２０ａ、２０Ａ・・・対向基板（ＣＦ基板）
２１・・・透明基板
２２、２２ａ、２２ａ１・・・遮光層（ブラックマトリックス（ＢＭ））
２３・・・着色層（カラーフィルタ（ＣＦ））
２３Ｒ・・・赤着色層
２３Ｇ・・・緑着色層
２３Ｂ・・・青着色層
２４・・・オーバコート（ＯＣ）層
４１・・・バックライト（光源）
５１・・・ゲート線
５３・・・半導体層
１００・・・表示パネル
ＬＣ・・・液晶層
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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