(57)【要約】【課題】広視野角化を実現した場合であっても優れた品位の画像を表示することが可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】アレイ基板１００と対向基板２００との間に液晶層３００を挟持して構成された液晶表示装置において、赤色カラーフィルタ層２４Ｒを有する赤色画素ＰＸ（Ｒ）、緑色カラーフィルタ層２４Ｇを有する緑色画素ＰＸ（Ｇ）、及び、青色カラーフィルタ層２４Ｂを有する青色画素ＰＸ（Ｂ）を備え、緑色画素ＰＸ（Ｇ）において液晶層３００を挟持するためのアレイ基板１００と対向基板２００とのギャップｇ（Ｇ）は、赤色画素ＰＸ（Ｒ）及び青色画素ＰＸ（Ｂ）より小さいことを特徴とする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と第２基板との間に液晶層を挟持して構成された液晶表示装置において、
赤色カラーフィルタ層を有する赤色画素、緑色カラーフィルタ層を有する緑色画素、及び、青色カラーフィルタ層を有する青色画素を備え、
前記緑色画素において前記液晶層を挟持するための前記第１基板と前記第２基板とのギャップは、前記赤色画素及び前記青色画素より小さいことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記赤色画素、前記青色画素、及び、前記緑色画素における前記液晶層を挟持するためのギャップをそれぞれｇ（Ｒ）、ｇ（Ｇ）、ｇ（Ｂ）としたとき、
１．０２≦ｇ（Ｒ）／ｇ（Ｇ）≦１．１
かつ、    １．０２≦ｇ（Ｂ）／ｇ（Ｇ）≦１．１
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。
【請求項３】
前記第１基板は、行方向に配列された走査線と、列方向に配列された信号線と、前記走査線と前記信号線との交差部近傍に配置されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子を覆って形成され画素毎に割り当てられた各色の前記カラーフィルタ層と、前記カラーフィルタ層上にマトリクス状に配置されコンタクトホールを介して各スイッチング素子に電気的に接続された画素電極と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記緑色カラーフィルタ層の膜厚は、前記赤色カラーフィルタ層及び前記青色カラーフィルタ層より厚いことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１基板は、前記画素電極をすべて覆うように配置され前記液晶層に含まれる液晶分子を配向する配向膜を備え、
前記緑色画素に対応して配置された前記配向膜の膜厚は、前記赤色画素及び前記青色画素に対応して配置された前記配向膜より厚いことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第１基板は、前記配向膜と各色の前記カラーフィルタ層との間に光透過性を有する樹脂層を備え、
前記緑色画素に対応して配置された前記樹脂層の膜厚は、前記赤色画素及び前記青色画素に対応して配置された前記樹脂層より厚いことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
光学的に視野角を補償する光学フィルムを備えたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
第１基板と第２基板との間に液晶層を挟持して構成された液晶表示装置において、
第１色に着色された第１カラーフィルタ層を有する第１色画素、及び、前記第１色より視感度の高い第２色に着色された第２カラーフィルタ層を有する第２色画素を備え、
前記第２色画素において前記液晶層を挟持するための前記第１基板と前記第２基板とのギャップは、前記第１色画素より小さいことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示装置に係り、特に、色毎に液晶層を挟持する基板間のギャップが異なるマルチギャップ構造のカラー液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を有するため、ＯＡ機器、情報端末、時計、テレビなど様々な分野に応用されている。特に、薄膜トランジスタすなわちＴＦＴを有する液晶表示装置は、その高い応答性から、携帯テレビやコンピュータなどのように多量の情報を含むデータを表示するモニタとして適用されている。
【０００３】
現在、一般的に用いられている液晶表示装置は、電極を有する２枚のガラス基板の間に液晶層を挟持して構成されている。これら２枚の基板は、その周囲を液晶封入口を除いて塗布された接着剤によって固定されている。また、カラー表示用の液晶表示装置は、２枚のガラス基板のうちの一方の基板の画素毎に配置され赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）それぞれ着色されたカラーフィルタ層を備えている。
【０００４】
ところで、液晶表示装置の視角特性は、液晶層を挟持する基板間のギャップに大きく依存している。すなわち、基板間のギャップをｄ、液晶層を構成する液晶組成物の屈折率異方性をΔｎとすると、液晶層を通過する光の透過率が最大となる実効的な液晶層の厚さ（ｄ・Δｎ）は、液晶層を通過する光の波長λに依存して異なる。
【０００５】
一般的には、波長の短い光を透過する画素ほど実効的な液晶層の厚さを薄くすることで透過率を最適化することができる。このため、カラーフィルタ層の膜厚を透過光の波長に合わせて異ならせることで、色毎に液晶層を挟持する基板間のギャップが異なるマルチギャップ構造の液晶表示装置が提案されている。すなわち、従来提案されたマルチギャップ構造のカラー液晶表示装置では、青色画素のギャップが最も小さく、赤色画素のギャップが最も大きく構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平６−３４７８０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＴＮモードの液晶表示装置は、比較的セル設計が容易である利点を有する反面、視野角が狭いといった課題を有している。一方で、近年の液晶表示装置における広視野角の要求に伴い、光学的に補償することで視野角を拡大する光学フィルムが開発されている。
【０００７】
ＴＮモードの液晶表示装置に視野角拡大機能を有した光学フィルムを適用した場合、容易に視野角を拡大することができる。しかしながら、このように視野角を拡大したことにより、従来では問題とならなかった色の視角依存性が顕著となり、観察者が視角を振ったときに表示画像に色付きを生ずる。
【０００８】
つまり、観察者が液晶表示パネルを法線方向すなわち正面から観察する時には、所定の色のカラー画像が視認されるが、観察者が液晶表示パネルを斜め方向から観察する際には、所定の色とは異なる色の画像が視認されることになる。特に、視感度の高い色例えば緑色は目立ちやすく、斜め方向から観察したときの色付きが顕著となる。
【０００９】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、広視野角化を実現した場合であっても優れた品位の画像を表示することが可能な液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の様態による液晶表示装置は、
第１基板と第２基板との間に液晶層を挟持して構成され、
赤色カラーフィルタ層を有する赤色画素、緑色カラーフィルタ層を有する緑色画素、及び、青色カラーフィルタ層を有する青色画素を備え、
前記緑色画素において前記液晶層を挟持するための前記第１基板と前記第２基板とのギャップは、前記赤色画素及び前記青色画素より小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、広視野角化を実現した場合であっても優れた品位の画像を表示することが可能な液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置及びこの液晶表示装置の製造方法について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１及び図２に示すように、この実施の形態に係る液晶表示装置、例えばアクティブマトリクス型液晶表示装置１は、透過型の液晶パネル１０と、この液晶パネル１０に駆動信号を供給する駆動回路基板５００と、液晶パネル１０を裏面側から照明するバックライトユニット８００と、を備えている。液晶パネル１００と駆動回路基板５００とは、フレキシブル配線基板９５０を介して電気的に接続される。フレキシブル配線基板９５０は、異方性導電膜（ＡＣＦ）９５１によって液晶パネル１００及び駆動回路基板５００に電気的に接続されている。
【００１４】
液晶パネル１０は、アレイ基板（第１基板）１００と、アレイ基板１００に対向配置された対向基板（第２基板）２００と、アレイ基板１００と対向基板２００との間に保持された液晶層３００とを有している。これらアレイ基板１００と対向基板２００とは、液晶層３００を挟持するための所定のギャップを形成しつつシール部材１０６によって貼り合わせられている。液晶層３００は、アレイ基板１００と対向基板２００との間に封入された液晶組成物によって構成されている。
【００１５】
このような液晶表示パネル１０において、画像を表示する有効表示領域１０２は、ｍ×ｎのマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている。有効表示領域１０２の周縁は、額縁状に形成された遮光層ＳＰによって遮光されている。この有効表示領域１０２は、シール材１０６によって囲まれた内側に規定されている。
【００１６】
表示領域１０２において、アレイ基板１００は、アレイ基板１００は、ガラス基板などの光透過性を有する絶縁性基板１１上に、互いに直交するように配置された複数の走査線Ｙ及び複数の信号線Ｘ、これら走査線Ｙと信号線Ｘとの交差部近傍に配置された複数のスイッチング素子１２１、画素ＰＸ毎にスイッチング素子１２１を覆うように形成されたカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、カラーフィルタ層２４上に画素ＰＸ毎に配置された複数の画素電極１５１、カラーフィルタ層２４上に形成された柱状スペーサ３１、複数の画素電極１５１全体を覆うように形成された配向膜１３Ａなどを備えている。
【００１７】
すなわち、ｍ本の走査線Ｙは、画素電極１５１の行方向に沿って配列されている。ｎ本の信号線Ｘは、画素電極１５１の列方向に沿って配列されている。ｍ×ｎ個のスイッチング素子１２１は、ポリシリコン半導体層を有するｎチャネル型の薄膜トランジスタすなわち画素ＴＦＴで構成されている。
【００１８】
カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、および赤色（Ｒ）にそれぞれ着色され、対応する色の画素ＰＸ毎に配置されている。各カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、緑色、青色、および赤色の各色成分の光をそれぞれ透過させる３色の着色樹脂層によって構成されている。
【００１９】
ｍ×ｎ個の画素電極１５１は、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）等の光透過性導電部材によって形成されている。各画素電極１５１は、これらカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を貫通するスルーホール２６を介して対応する画素ＴＦＴ１２１にそれぞれ接続されている。
【００２０】
各画素ＴＦＴ１２１は、図３に、より詳細な構造を示すように、ポリシリコン膜によって形成された半導体層１１２を有している。この半導体層１１２は、ガラス基板１１上に配置されたアンダーコーティング層６０上に配置され、チャネル領域１１２Ｃの両側にそれぞれ不純物をドープすることによって形成されたドレイン領域１１２Ｄ及びソース領域１１２Ｓを有している。
【００２１】
画素ＴＦＴ１２１のゲート電極６３は、例えば走査線Ｙと一体に形成され、ゲート絶縁膜６２を介して半導体層１１２のチャネル領域１１２Ｃに対向して配置されている。画素ＴＦＴ１２１のドレイン電極８８は、例えば信号線Ｘと一体に形成され、ゲート絶縁膜６２及び層間絶縁膜７６を貫通するコンタクトホール７７を介して半導体層１１２のドレイン領域１１２Ｄに電気的に接続されることによって形成されている。画素ＴＦＴ１２１のソース電極８９は、ゲート絶縁膜６２及び層間絶縁膜７６を貫通するコンタクトホール７８を介して半導体層１１２のソース領域１１２Ｓに電気的に接続されることによって形成されている。
【００２２】
このソース電極８９は、層間絶縁膜７６、ドレイン電極８８、及び、ソース電極８９を覆うカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に形成されたスルーホール２６を介して画素電極１５１に電気的に接続されている。これにより、画素ＴＦＴ１２１は、走査線Ｙ及び信号線Ｘに接続され、走査線Ｙからの駆動信号により導通し、信号線Ｘからの信号電圧を画素電極１５１に印加する。
【００２３】
画素電極１５１は、液晶容量ＣＬと電気的に並列な補助容量Ｃを形成する補助容量素子に電気的に接続されている。すなわち、補助容量電極６１は、半導体層１２１と同層のポリシリコン膜によって形成されるとともに、画素電極１５１と同電位になるよう構成されている。補助容量線５２は、その少なくとも一部がゲート絶縁膜６２を介して補助容量電極６１に対向配置され、所定電位に設定されている。
【００２４】
これら信号線Ｘ、走査線Ｙ、及び補助容量線５２等の配線部は、アルミニウムや、モリブデン−タングステンなどの遮光性を有する低抵抗材料によって形成されている。この実施の形態では、互いに略平行に配置された走査線Ｙ及び補助容量線５２は、モリブデン−タングステンによって形成されている。また、信号線Ｘ、ドレイン電極８８、及び、ソース電極８９は、主にアルミニウムによって形成されている。
【００２５】
一方、図２に示すように、遮光層ＳＰは、光の透過を遮るために有色樹脂、例えば黒色樹脂によって形成されている。柱状スペーサ３１は、それぞれ透明樹脂または黒色樹脂などの有色樹脂によって形成されるが、製造プロセスを簡略化できるメリットを考慮すると、遮光層ＳＰと同一の黒色樹脂によって形成されることが望ましい。この柱状スペーサ３１は、遮光性を有する配線部上に位置するよう各カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）上に配置されている。配向膜１３Ａは、液晶層３００に含まれる液晶分子をアレイ基板１００に対して所定方向に配向する。
【００２６】
一方、表示領域１０２において、対向基板２００は、ガラス基板などの光透過性を有する絶縁性基板２１上に形成された対向電極２０４、この対向電極２０４を覆う配向膜１３Ｂなどを有している。対向電極２０４は、ＩＴＯ等の光透過性導電部材によって形成されている。この対向電極２０４は、すべての画素ＰＸに対して共通に配置されており、液晶層３００を介してｍ×ｎ個の画素電極１５１すべてに対向する。配向膜１３Ｂは、液晶層３００に含まれる液晶分子を対向基板２００に対して所定方向に配向する。
【００２７】
表示領域１０２の周辺に規定された周辺領域１０４において、アレイ基板１００は、走査線Ｙを駆動する駆動ＴＦＴを含む走査線駆動回路１８、信号線Ｘを駆動する駆動ＴＦＴを含む信号線駆動回路１９などを有している。これら走査線駆動回路１８及び信号線駆動回路１９に含まれる駆動ＴＦＴは、ポリシリコン半導体層を有するｎチャネル型薄膜トランジスタ及びｐチャネル型薄膜トランジスタによって構成されている。
【００２８】
液晶表示パネル１０におけるアレイ基板１００及び対向基板２００のそれぞれの外面には、光学的に視野角を補償する光学フィルムＶＦ１及びＶＦ２、および、偏光板ＰＬ１及び偏光板ＰＬ２が設けられている。偏向板ＰＬ１及びＰＬ２は、例えばそれぞれの偏光軸が互いに直交するように配置される。
【００２９】
ここで適用される光学フィルムＶＦ１及びＶＦ２は、視角補償板、例えば２軸性位相差板や１軸性位相差板などであり、または、その他の構成をとる場合もある。ここでは、光学フィルムＶＦ１及びＶＦ２として適用される視角補償板は、２軸性位相差板とした。また、ＶＦ１とＶＦ２とは、互いに軸方向に異なる１軸性位相差板とすることも可能である。
【００３０】
ＴＮモードの液晶表示装置において、上述したような光学フィルムＶＦ１及びＶＦ２を適用することにより、容易に視野角を拡大することができる。このようなＴＮモード液晶表示装置では、黒表示をするのに電圧を印加しても、一部の液晶分子が立ちきらないため、表示面の法線方向すなわち正面方向から観察しても位相差が残る。正面方向から観察した場合には、このような位相差の影響はほとんどない。
【００３１】
しかし、斜め方向から観察した場合には、実効的な位相差が大きくなり、複屈折性の影響が大きくなる。この複屈折の波長特性により、特定の波長の色が透過してくるため、黒表示をしても特定波長の色に色付いてしまう。特に、視感度の高い色、すなわち赤、緑、青の３原色カラーフィルタ層を備えた液晶表示装置の場合には緑色の透過光による影響が大きい。つまり、視感度の高い色の光が漏れてしまい、黒表示を緑色に色付けてしまうことになる。
【００３２】
そこで、この実施の形態に係る液晶表示装置では、第１色に着色された第１カラーフィルタ層を有する第１色画素（例えば赤色画素）、及び、第２色に着色された第２カラーフィルタ層を有する第２色画素（例えば緑色画素）を備えて構成され、カラーフィルタ層２４を構成する複数の色のうちの最も視感度の高い色の光を透過可能な画素例えば第２色画素において、液晶層３００を挟持するためのアレイ基板１００と対向基板２００とのギャップが他の色の画素例えば第１色画素よりも小さくなるように構成されている。
【００３３】
すなわち、図２に示すように、赤色カラーフィルタ層２４Ｒを有する赤色画素ＰＸ（Ｒ）、緑色カラーフィルタ層２４Ｇを有する緑色画素ＰＸ（Ｇ）、及び、青色カラーフィルタ層２４Ｂを有する青色画素ＰＸ（Ｂ）を備えて構成された液晶表示パネル１０においては、緑色画素ＰＸ（Ｇ）において液晶層３００を挟持するためのアレイ基板１００と対向基板２００とのギャップｇ（Ｇ）は、赤色画素ＰＸ（Ｒ）及び青色画素ＰＸ（Ｂ）におけるそれぞれのギャップｇ（Ｒ）及びｇ（Ｂ）より小さくなるように構成されている。
【００３４】
なお、ここでは、ギャップとは、アレイ基板１００における配向膜１３Ａと対向基板２００における配向膜１３Ｂとの間に配置される液晶層３００の厚さに実質的に対応するものである。
【００３５】
一方で、基板間のギャップをｇ、液晶層３００を構成する液晶組成物の屈折率異方性をΔｎとしたとき、液晶層３００を通過する光の正面方向での透過率が最大となる実効的な液晶層の厚さ（ｇ・Δｎ）は、液晶層３００を通過する光の波長λに依存して異なる。
【００３６】
このような構成の液晶表示パネル１０において、（ｇ・Δｎ）を考慮すると、最も波長の短い青色の画素ＰＸ（Ｂ）でのギャップｇ（Ｂ）を最も小さくするとともに、最も波長の長い赤色の画素ＰＸ（Ｒ）でのギャップｇ（Ｒ）を最も大きくすることが望ましい。したがって、正面方向から観察する場合において、（ｇ・Δｎ）に基づいて透過率を最適化することを考慮した場合、青色画素ＰＸ（Ｂ）におけるギャップｇ（Ｂ）は、赤色画素ＰＸ（Ｒ）におけるギャップｇ（Ｒ）より小さい、すなわちｇ（Ｒ）＞ｇ（Ｂ）であることが望ましい。
【００３７】
つまり、赤色画素ＰＸ（Ｒ）、緑色画素ＰＸ（Ｇ）、青色画素ＰＸ（Ｂ）を備えて構成された液晶表示パネル１０においては、正面方向から観察する際に（ｇ・Δｎ）に基づいて透過率を最適化することを考慮した場合、各色画素のギャップは、ｇ（Ｒ）＞ｇ（Ｇ）＞ｇ（Ｂ）との関係であることが望ましい。このように構成した場合には、各色の輝度が高く、コントラストの良好は画像を表示することが出きる。
【００３８】
しかしながらこのような構成では、上述したように、斜め方向からの観察に対して視感度の高い緑色の透過光の漏れの影響が残る。このため、この実施の形態では、緑色画素ＰＸ（Ｇ）については、斜め方向から観察した場合の実効的な位相差を最適化するようにギャップｇ（Ｇ）を設定している。すなわち、少なくとも緑色画素ＰＸ（Ｇ）については、正面方向から観察した際に透過率を最適化するように設定したギャップよりも小さいギャップｇ（Ｇ）に設定し、斜め方向から観察した場合に透過光の漏れを生じないように実効的な位相差を最適化する。
【００３９】
これにより、透過率を優先して最適化した場合と比較して、緑色の透過率は低下するものの、その低下度合いは、視感度が高い故に目立つことがなく、その一方で、斜め方向から観察した場合の不所望な緑色の色付きを抑制することができる。つまり、緑色画素ＰＸ（Ｇ）については、正面方向から観察した場合にコントラストの低下をほとんど視認させない程度に表示品位を犠牲にする一方で、斜め方向から観察した場合の実効的な位相差を最適化して透過光の漏れを防止する。したがって、視野角を拡大することが可能な光学フィルムを適用した場合であっても広い視角で優れた品位の画像を表示することが可能となる。
【００４０】
以上を考慮して、この実施の形態では、少なくとも緑色画素ＰＸ（Ｇ）については、斜め方向から観察した場合の実効的な位相差を優先してギャップｇ（Ｇ）を最適化する。このとき、透過率を優先した場合と同様に、赤色画素ＰＸ（Ｒ）のギャップｇ（Ｒ）との関係についていえば、緑色画素ＰＸ（Ｇ）のギャップｇ（Ｇ）は、ｇ（Ｒ）＞ｇ（Ｇ）の関係を満たすように設定される。また、青色画素ＰＸ（Ｂ）のギャップｇ（Ｇ）との関係についていえば、緑色画素ＰＸ（Ｇ）のギャップｇ（Ｇ）は、透過率を優先した場合より小さくなり、ｇ（Ｂ）＞ｇ（Ｇ）の関係を満たすように設定されることが望ましい。
【００４１】
（第１実施形態）
図２に示した第１実施形態では、各色画素のギャップは、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の膜厚を色毎に制御することによって最適に設定されている。すなわち、第１実施形態では、緑色カラーフィルタ層２４Ｇの平均膜厚ｄ（Ｇ）は、他の色すなわち赤色カラーフィルタ層２４Ｒの平均膜厚ｄ（Ｒ）及び青色カラーフィルタ層２４Ｂの平均膜厚ｄ（Ｂ）より厚く設定されている。これにより、マルチギャップ構造の液晶表示パネル１０が構成される。
【００４２】
次に、上述した第１実施形態に係る液晶表示パネル１０の製造方法について説明する。
【００４３】
アレイ基板１００の製造工程では、まず、ガラス基板１１上にアンダーコーティング層６０を形成した後、画素ＴＦＴ１２１などのポリシリコン半導体層１１２及び補助容量電極６１を形成する。続いて、ゲート絶縁膜６２を形成した後、走査線Ｙ、補助容量線５２、及び、走査線Ｙと一体のゲート電極６３などの各種配線を形成する。
【００４４】
続いて、ゲート電極６３をマスクとして、ポリシリコン半導体層１１２に不純物を注入し、ドレイン領域１１２Ｄ及びソース領域１１２Ｓを形成した後、基板全体をアニールすることにより不純物を活性化する。続いて、層間絶縁膜７６を形成した後、ゲート絶縁膜６２及び層間絶縁膜７６を貫通して各コンタクトホール７７、７８、７９を形成する。続いて、信号線Ｘを形成するとともに、信号線Ｘと一体に画素ＴＦＴ１２１のドレイン電極８８、ソース電極８９、及びコンタクト電極８０を形成する。
【００４５】
続いて、各色の画素毎に対応する色のカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を形成する。すなわち、スピンナーにより、緑色の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジストＣＧ−２０００（富士フィルムオーリン（株）製）を基板全面に塗布する。そして、このレジスト膜を、緑色画素に対応した部分に光が照射されるようなフォトマスクを介して３６５ｎｍの波長で１００ｍＪ／ｃｍ２の露光量で露光する。そして、このレジスト膜をＫＯＨの１％水溶液で２０秒間現像し、さらに水洗した後、焼成する。これにより、緑色カラーフィルタ層２４Ｇを形成する。
【００４６】
続いて、同様の工程を繰り返すことにより、青色の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジストＣＢ−２０００（富士フィルムオーリン（株）製）からなる青色カラーフィルタ層２４Ｂ、赤色の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジストＣＲ−２０００（富士フィルムオーリン（株）製）からなる赤色カラーフィルタ層２４Ｒを形成する。このとき、緑色カラーフィルタ層２４Ｇの平均膜厚ｄ（Ｇ）は、青色カラーフィルタ層２４Ｂ及び赤色カラーフィルタ層２４Ｒのそれぞれの平均膜厚ｄ（Ｂ）及びｄ（Ｒ）より大きく形成される。これらのカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の形成工程では、スルーホール２６も同時に形成する。
【００４７】
なお、ここでの平均膜厚は、図４に示すように、各色画素の有効部すなわち開口部に対応する色のカラーフィルタ層をストライプ状に形成し場合に、接触式段差計を用いてストライプに直交する方向（例えば走査線の延出方向）に走査して各ポイントで膜厚を計測し、その平均値を計算した値である。
【００４８】
続いて、スパッタ法などによりＩＴＯを１５００オングストロームの膜厚で成膜し、パターニングすることによって画素電極１５１を形成する。続いて、スピンナーにより、例えば黒色の紫外線硬化性アクリル樹脂レジストＮＮ７００（ＪＳＲ（株）製）を基板全面に塗布する。その後、このレジスト膜を９０℃で１０分間乾燥した後に、所定のパターン形状のフォトマスクを用いて３６５ｎｍの波長で、３００ｍＪ／ｃｍ２の露光量で露光する。そして、このレジスト膜をｐＨ１１．５のアルカリ水溶液にて現像し、２００℃で６０分間焼成する。これにより、表示領域１０２の周縁に沿って遮光層ＳＰを形成するとともに、所望のギャップを形成するための高さ約４μｍ柱状スペーサ３１を同時に形成する。
【００４９】
続いて、基板全面に、配向膜材料としてＡＬ−３０４６（ＪＳＲ（株）製）を５００オングストロームの膜厚で塗布し、焼成し、配向膜１３Ａを形成する。  
これにより、アレイ基板１００が製造される。
【００５０】
一方、対向基板２００の製造工程では、まず、ガラス基板２１上にスパッタ法などによりＩＴＯを１５００オングストロームの膜厚で成膜し、パターニングすることによって対向電極２０４を形成する。その後、基板全体にとしてＡＬ−３０４６（ＪＳＲ（株）製）を５００オングストロームの膜厚で塗布し、焼成し、配向膜１３Ｂを形成する。  
これにより、対向基板２００が製造される。
【００５１】
液晶表示パネル１０の製造工程では、シール部材１０６を液晶注入口を残して対向基板２００の外縁に沿って印刷塗布し、さらに、アレイ基板１００から対向電極２００に電圧を印加するための電極転移材をシール部材１０６の周辺の電極転移電極上に形成する。続いて、アレイ基板１００の配向膜１３Ａと対向基板２００の配向膜１３Ｂとが互いに対向するようにアレイ基板１００と対向基板２００とを配置し、加熱してシール部材１０６を硬化させて両基板を貼り合わせる。続いて、正の誘電率異方性を有するＺＬＩ−４７９２（メルクジャパン社製）などの液晶組成物を液晶注入口から注入し、さらに液晶注入口を紫外線硬化樹脂などで封止することによって液晶層３００を形成する。
【００５２】
さらに、アレイ基板１００の外面に視野角拡大機能を有する光学フィルムＶＦ１及び偏向板ＰＬ１を設けるとともに、対向基板２００の外面に視野角拡大機能を有する光学フィルムＶＦ２及び偏向板ＰＬ２を設ける。なお、必要に応じて、二軸性位相差板をさらい設けても良い。
【００５３】
以上のような製造方法によってＴＮモードの液晶表示パネルが製造される。このようにして製造したカラー液晶表示装置は、最も視感度の高い色の緑色画素ＰＸ（Ｇ）でのギャップｇ（Ｇ）が最も小さく、また、赤色画素ＰＸ（Ｒ）及び青色画素（Ｂ）でのギャップｇ（Ｒ）及びｇ（Ｂ）が比較的大きくなるように形成される。すなわち、ｇ（Ｒ）＞ｇ（Ｇ）、かつ、ｇ（Ｂ）＞ｇ（Ｇ）となる。
【００５４】
このように、視感度の高い色の画素について、斜め方向から観察したときの不所望な色付きがないように実質的に液晶層３００を保持するためのギャップを最適化したことにより、視野角を拡大することが可能な光学フィルムを適用した場合であっても、色付きを抑制することができ、広い視角で優れた品位の画像を表示することが可能となる。
【００５５】
（第２実施形態）
図５に示した第２実施形態では、各色画素のギャップは、アレイ基板１００側に設けられた配向膜１３Ａの膜厚を色毎に制御することによって最適に設定されている。すなわち、第２実施形態では、緑色画素ＰＸ（Ｇ）に対応して配置された配向膜１３Ａの平均膜厚ｄ（Ｇ）は、他の色すなわち赤色画素ＰＸ（Ｒ）に対応して配置された配向膜１３Ａの平均膜厚ｄ（Ｒ）及び青色画素ＰＸ（Ｂ）に対応して配置された配向膜１３Ａの平均膜厚ｄ（Ｂ）より厚く設定されている。これにより、マルチギャップ構造の液晶表示パネル１０が構成される。
【００５６】
なお、ここでの平均膜厚は、第１実施形態と同様に接触式段差計を用いてストライプに直交する方向に走査して各ポイントで膜厚を計測し、その平均値を計算した値である。
【００５７】
次に、上述した第２実施形態に係る液晶表示装置の製造方法について説明する。基本的には上述した第１実施形態に係る液晶表示装置の製造方法と同様である。第１実施形態と異なるのは、アレイ基板１００側の配向膜１３Ａを形成する工程である。
【００５８】
すなわち、アレイ基板１００の製造工程において、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、全ての色についてほぼ均一な平均膜厚となるように形成する。その後、画素電極１５１、柱状スペーサ３１、遮光層ＳＰなどを形成した後、基板全面に、配向膜材料としてＡＬ−３０４６（ＪＳＲ（株）製）を塗布し、焼成し、配向膜１３Ａを形成する。
【００５９】
このとき、各色の画素に対応して配向膜を所望の平均膜厚に形成するためには、配向膜材料を複数回にわたって重ねて印刷する方法、各色の画素に対応して異なる特性の印刷メッシュを介して配向膜材料を塗布する方法、配向膜材料を均一に塗布した後に各色の画素に対応してフォトマスクを介して紫外線を照射して所望の膜厚となるまで削る方法、インクジェット方式にて各色の画素に対応して所望の膜厚で配向膜材料を塗布する方法などがある。
【００６０】
以上のような製造方法によって製造されたＴＮモードの液晶表示装置は、最も視感度の高い色の緑色画素ＰＸ（Ｇ）でのギャップｇ（Ｇ）が最も小さく、また、赤色画素ＰＸ（Ｒ）及び青色画素（Ｂ）でのギャップｇ（Ｒ）及びｇ（Ｂ）が比較的大きくなるように形成される。すなわち、ｇ（Ｒ）＞ｇ（Ｇ）、かつ、ｇ（Ｂ）＞ｇ（Ｇ）となる。
【００６１】
このように、視感度の高い色の画素について、斜め方向から観察したときの不所望な色付きがないように実質的に液晶層３００を保持するためのギャップを最適化したことにより、視野角を拡大することが可能な光学フィルムを適用した場合であっても、色付きを抑制することができ、広い視角で優れた品位の画像を表示することが可能となる。
【００６２】
（第３実施形態）
図６に示した第３実施形態では、アレイ基板１００は、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と画素電極１５１との間に光透過性を有する樹脂層２５を備えている。各色画素のギャップは、樹脂層２５の膜厚を色毎に制御することによって最適に設定されている。すなわち、第３実施形態では、緑色画素ＰＸ（Ｇ）に対応して配置された樹脂層２５の平均膜厚ｄ（Ｇ）は、他の色すなわち赤色画素ＰＸ（Ｒ）に対応して配置された樹脂層２５の平均膜厚ｄ（Ｒ）及び青色画素ＰＸ（Ｂ）に対応して配置された樹脂層２５の平均膜厚ｄ（Ｂ）より厚く設定されている。これにより、マルチギャップ構造の液晶表示パネル１０が構成される。
【００６３】
なお、ここでの平均膜厚は、第１実施形態と同様に接触式段差計を用いてストライプに直交する方向に走査して各ポイントで膜厚を計測し、その平均値を計算した値である。
【００６４】
次に、上述した第３実施形態に係る液晶表示装置の製造方法について説明する。基本的には上述した第１実施形態に係る液晶表示装置の製造方法と同様である。第１実施形態と異なるのは、アレイ基板１００側の樹脂層２５を形成する工程である。
【００６５】
すなわち、アレイ基板１００の製造工程において、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、全ての色についてほぼ均一な平均膜厚となるように形成する。その後、スピンナーにより、例えば透明の紫外線硬化性アクリル樹脂レジストを基板全面に塗布する。その後、このレジスト膜を９０℃で１０分間乾燥した後に、各色の画素に対応して透過率の異なるハーフトーンフォトマスクを用いて３６５ｎｍの波長で、３００ｍＪ／ｃｍ２の露光量で露光する。そして、このレジスト膜をｐＨ１１．５のアルカリ水溶液にて現像し、２００℃で６０分間焼成する。これにより、各色の画素に対応して膜厚の異なる透明な樹脂層２５を形成する。
【００６６】
なお、各色の画素に対応して露光量が設定された３種類のフォトマスクを用意し、各色をそれぞれ専用のフォトマスクで露光しても良い。
【００６７】
以上のような製造方法によって製造されたＴＮモードの液晶表示装置は、最も視感度の高い色の緑色画素ＰＸ（Ｇ）でのギャップｇ（Ｇ）が最も小さく、また、赤色画素ＰＸ（Ｒ）及び青色画素（Ｂ）でのギャップｇ（Ｒ）及びｇ（Ｂ）が比較的大きくなるように形成される。すなわち、ｇ（Ｒ）＞ｇ（Ｇ）、かつ、ｇ（Ｂ）＞ｇ（Ｇ）となる。
【００６８】
このように、視感度の高い色の画素について、斜め方向から観察したときの不所望な色付きがないように実質的に液晶層３００を保持するためのギャップを最適化したことにより、視野角を拡大することが可能な光学フィルムを適用した場合であっても、色付きを抑制することができ、広い視角で優れた品位の画像を表示することが可能となる。
【００６９】
また、このような構成の液晶表示装置では、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の上に樹脂層２５を設けたことにより、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の凹凸がレベリングされ、平坦性を向上することができる。このため、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の凹凸に伴う液晶層厚の不均一性が改善され、均一に液晶分子を配向することができ、さらなるコントラストの向上を見込むことができる。
【００７０】
（評価実験）
上述した第１乃至第３実施形態に基づき、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、配向膜１３Ａ、及び、樹脂層２５の少なくとも１つの平均膜厚を制御して各色の画素におけるギャップを調整した液晶表示装置について、それぞれ色付きの評価実験を行った。
【００７１】
ここでは、モジュール化された複数種類の液晶表示装置を暗室で黒表示し、液晶表示装置の法線から２０度乃至８０度の範囲の斜め方向から観測した場合の色付きを主観的に評価した。この評価結果を図７に示す。図７では、色付きの全くないものについては◎を付与し、多少の色付きはあるものの許容できるものについては○を付与し、色付きがひどいものについては×を付与した。なお、正面方向から観察した場合については、どの液晶表示装置についても見栄えに変わりはなかった。
【００７２】
図７に示すように、緑色画素ＰＸ（Ｇ）のギャップｇ（Ｇ）が最適値からずれた例、すなわち比較例１及び２については、斜め方向から観察した際に緑色の着色が著しく見栄えが悪かった。一方、緑色画素ＰＸ（Ｇ）のギャップｇ（Ｇ）がほぼ最適値に設定され、しかも、他の色の画素のギャップｇ（Ｒ）及びｇ（Ｂ）についてもほぼ最適値に設定された例、すなわち実施例１、２及び４については、斜め方向から観察した際にどの色についても全く着色が見られず、見栄えが良かった。その他の実施例については、斜め方向から観察した際に緑色の着色はほとんど見られなかったが、緑色ほど視感度の高くない他の色の着色により若干見栄えが低下した。
【００７３】
図８は、横軸をギャップｇ（Ｇ）に対するギャップｇ（Ｒ）の比すなわちｇ（Ｒ）／ｇ（Ｇ）とし、縦軸をギャップｇ（Ｇ）に対するギャップｇ（Ｂ）の比すなわちｇ（Ｂ）／ｇ（Ｇ）とした場合の実施例及び比較例の分布を示す図である。
【００７４】
すなわち、赤色画素ＰＸ（Ｒ）のギャップｇ（Ｒ）が緑色画素ＰＸ（Ｇ）のギャップｇ（Ｇ）の１．０２倍未満である場合、斜め方向から観察した際に緑色の着色が著しく、ギャップｇ（Ｒ）がギャップｇ（Ｇ）の１．１倍を超える場合には、斜め方向から観察した際に赤色の着色が目立ち、見栄えが悪かった。
【００７５】
また、青色画素ＰＸ（Ｂ）のギャップｇ（Ｂ）が緑色画素ＰＸ（Ｇ）のギャップｇ（Ｇ）の１．０２倍未満である場合、同様に、斜め方向から観察した際に緑色の着色が著しく、ギャップｇ（Ｂ）がギャップｇ（Ｇ）の１．１倍を超える場合には、斜め方向から観察した際に青色の着色が目立ち、見栄えが悪かった。
【００７６】
したがって、赤色画素ＰＸ（Ｒ）、青色画素ＰＸ（Ｂ）、及び、緑色画素ＰＸ（Ｇ）における液晶層３００を挟持するための実質的なギャップをそれぞれｇ（Ｒ）、ｇ（Ｇ）、ｇ（Ｂ）としたとき、
１．０２≦ｇ（Ｒ）／ｇ（Ｇ）≦１．１
かつ、    １．０２≦ｇ（Ｂ）／ｇ（Ｇ）≦１．１
であることが望ましい。これにより、斜め方向から観察した場合であっても色付きのない良好な見栄えを実現することが可能となる。
【００７７】
以上説明したように、視感度の高い色に着色されたカラーフィルタ層を備える画素においては、液晶層を挟持するためのギャップが他の色の画素より小さく構成されている。このため、表示面の法線方向から斜め方向になるほど液晶層の実効的な厚さ（ｄ・Δｎ）が増加するのを極力小さくすることができ、斜め方向から見たときの不所望な色付きを抑制することができる。すなわち、色変化の視角特性を向上させることができる。したがって、視野角拡大機能を有する光学フィルムを適用して広視野角化した場合であっても、いずれの視角においても優れた品位の画像を視認することができる。
【００７８】
なお、この発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々な変形・変更が可能である。また、各実施の形態は可能な限り適宜組み合わせて実施されてもよく、その場合組み合わせによる効果が得られる。
【００７９】
例えば、上述した各実施形態では、ＴＮモード液晶表示装置を例に説明したが、ＯＣＢモードやＶＡＮモード液晶表示装置などのように複屈折を利用した広視野角、高速応答性能の液晶表示装置にも適用可能である。すなわち、これらのモードの液晶表示装置についても、複屈折性を利用しているため、赤色、緑色、青色の各色の波長に最適な複屈折率を各色の画素で別々に設定することが望ましい。このため、全ての色の液晶層のギャップを同一とした場合には、各色毎に適正な複屈折率にならないため、表示色に着色が生じたりコントラストが低下する。そこで、上述したように、各色で液晶層のギャップが最適となるようにカラーフィルタ層２４、配向膜１３Ａ、透明樹脂膜２５などの少なくとも１つの膜厚を制御することにより、斜め方向から観察した場合の着色を防止できるとともにコントラストを向上することができる。
【００８０】
また、上述した各実施形態では、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及び樹脂層２５をアレイ基板１００側に設けたが、対向基板２００側に設けても良い。この場合、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、樹脂層２５、及び、配向膜１３Ｂの少なくとも１つの膜厚を制御することにより、上述した各実施形態と同様に、斜め方向から観察した場合の不所望な色付きを抑制することができ、視野角拡大機能を有する光学フィルムを適用した場合であっても優れた品位の画像を表示することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の構造を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示した液晶表示装置に適用可能な第１実施形態に係る液晶表示パネルの構成を概略的に示す断面図である。
【図３】図３は、図１に示した液晶表示装置を構成するアレイ基板の構造を概略的に示す断面図である。
【図４】図４は、カラーフィルタ層の平均膜厚を説明するための概略的な断面図である。
【図５】図５は、図１に示した液晶表示装置に適用可能な第２実施形態に係る液晶表示パネルの構成を概略的に示す断面図である。
【図６】図６は、図１に示した液晶表示装置に適用可能な第３実施形態に係る液晶表示パネルの構成を概略的に示す断面図である。
【図７】図７は、モジュール化した複数種類の液晶表示装置における色付きの主観的評価の結果を示す図である。
【図８】図８は、横軸をｇ（Ｒ）／ｇ（Ｇ）とし、縦軸をｇ（Ｂ）／ｇ（Ｇ）とした場合の各実施例及び各比較例の分布を示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１…液晶表示装置、１０…液晶表示パネル、１３（Ａ、Ｂ）…配向膜、２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…カラーフィルタ層、２５…樹脂層、３１…柱状スペーサ、１００…アレイ基板、１０２…表示領域、２００…対向基板、３００…液晶層、ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…（赤色、緑色、青色）画素、ｇ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…ギャップ、ｄ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…膜厚（平均膜厚）
【図１】
2005084229.tif 000003
【図２】
2005084229.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005084229.tif 000007
【図６】
2005084229.tif 000008
【図７】
2005084229.tif 000009
【図８】
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