JP2011002617A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】開口率の向上を図った液晶表示装置の提供。
【解決手段】いわゆるＴＦＴ基板側に隣接する色の異なるカラーフィルタが形成され、一方のカラーフィルタである第１カラーフィルタは、平面的に観て、前記ドレイン信号線あるいは前記ゲート信号線の形成領域からはみ出すことなく他方のカラーフィルタである第２カラーフィルタに重ねて配置され、
前記第１カラーフィルタの前記第２カラーフィルタと重なる部分に第１テーパ部を、前記第２カラーフィルタの前記第１カラーフィルタに重ねられた部分に第２テーパ部が形成され、
前記第１テーパ部のテーパ角と前記第２テーパ部のテーパ角が、それぞれ、前記第１テーパ部と前記第２テーパ部の下層の信号線の表面を基準にして４５°以上９０°以下に設定され、前記信号線の幅は１μｍ以上４μ以下に設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置に係り、特に、いわゆるＴＦＴ基板側にカラーフィルタが設けられた液晶表示装置に関する。

液晶表示装置（パネル）は、液晶を挟持して対向配置される一対の基板を外囲器とし、各画素において、液晶の光透過率を独立に制御するようにして構成されている。このため、カラー表示の単位画素となる複数の画素は、それぞれ、色の異なるカラーフィルタが備えられ、これらカラーフィルタは、外囲器を構成する前記基板の液晶側の面に形成されている。

ここで、液晶表示装置の外囲器を構成する一対の基板のうち一方の基板（ＴＦＴ基板と称される場合がある）には、液晶側の面において、隣接する画素の間を走行する信号線、画素を選択するスイッチング素子である薄膜トランジスタ、この薄膜トランジスタを通して映像信号が供給される画素電極等が形成されている。

前記カラーフィルタは、通常、前記ＴＦＴ基板と対向する他の基板（対向基板と称される場合がある）に形成されているが、近年において、ＴＦＴ基板側に設けたものが知られるに至っている。

下記特許文献１ないし３は、いずれもＴＦＴ基板側にカラーフィルタが設けられた液晶表示装置が開示されている。特許文献１には、信号線（ソース線）の上面において、前記信号線の両脇に配置される色の異なるカラーフィルタ同士を重ね合わせた構成が示され、表（表１）には、前記信号線の幅と、カラーフィルタの他のカラーフィルタと重ね合わされる端辺のテーパ部の角度が示されている。特許文献２にも、信号線（ソース線：図中、幅１４μｍで示されている）の上面において、前記信号線の両脇に配置される色の異なるカラーフィルタ同士を重ね合わせた構成が示され、表（表１）には、前記信号線の幅と、カラーフィルタの他のカラーフィルタと重ね合わされる端辺のテーパ部の角度が示されている。特許文献３には、信号線の上面において、前記信号線の両脇に配置される色の異なるカラーフィルタ同士を重ね合わせた構成が示されている。しかし、前記信号線の幅と、カラーフィルタの他のカラーフィルタと重ね合わされる端辺のテーパ部の角度は具体的には示されていない。

特開２００２−３５７８２８号公報 特開２００３−０５０３８７号公報 特開２００５−０８４２３１号公報

しかし、前記特許文献１、２に開示された液晶表示装置は、いずれも、カラーフィルタの他のカラーフィルタと重ね合わされる端辺のテーパ部の角度が小さく構成されている。また、特許文献３には、カラーフィルタの上述したテーパ部の角度は具体的には開示されていないが、同様に小さいものと推定できる。

このことから、カラーフィルタの他のカラーフィルタとの重ね合わされた領域の幅は、前記テーパ部の小さい角度に応じて、大きくなってしまう。そして、カラーフィルタの他のカラーフィルタとの重ね合わされた領域は、比較的大きな段差が生じ、液晶と直接に接触する面に形成される配向膜に配向異常が生じるのを免れない。このため、たとえば下層の信号線の幅を大きくすることによって、上述した配向異常を遮光するようにしており、これにより、信号線によって囲まれる画素の領域が狭まり、画素の開口率の低下を招来することになる。

本発明の目的は、開口率の向上を図った液晶表示装置を提供することにある。

本発明の液晶表示装置は、カラーフィルタの他のカラーフィルタと重ね合わされる端辺のテーパ部の角度を大きくし、それぞれのカラーフィルタの重ね合わされた領域の下層の信号線の幅を小さくするように構成したことにある。

本発明の構成は、たとえば、以下のようなものとすることができる。

（１）本発明の液晶表示装置は、液晶を挟持して対向配置される一対の基板のうち一方の基板の前記液晶側の面に、
第１方向に延在され前記第１方向と交差する第２方向に並設される遮光性材料からなるゲート信号線と、前記第２方向に延在され前記第１方向に並設される遮光性材料からなるドレイン信号線とが形成され、
一対の隣接するゲート信号線と一対の隣接するドレイン信号線に囲まれる領域を画素領域とし、これら画素領域に、少なくとも、前記ゲート信号線からの走査信号によってオンする薄膜トランジスタと、このオンされた薄膜トランジスタを通して前記ドレイン信号線からの映像信号が供給される画素電極とを備える液晶表示装置であって、
前記画素領域のそれぞれに、少なくとも、ゲート信号線、ドレイン信号線、前記薄膜トランジスタの上層に形成されたカラーフィルタを備え、
隣接するカラーフィルタにおいて、第１カラーフィルタと第２カラーフィルタとの重なり領域は、平面的に観て、前記ドレイン信号線あるいは前記ゲート信号線の形成領域内に配置され、
前記重なり領域に形成される前記第１カラーフィルタの第１テーパ部のテーパ角は前記ドレイン信号線あるいは前記ゲート信号線の表面を基準にして４５°以上９０°以下に設定され、前記重なり領域に形成される前記第２カラーフィルタの第２テーパ部のテーパ角は前記第１カラーフィルタの表面を基準にして４５°以上９０°以下に設定され、前記信号線の幅は１μｍ以上４μ以下に設定されていることを特徴とする。

（２）本発明の液晶表示装置は、（１）において、前記カラーフィルタのそれぞれの膜厚は１μ以上４μｍ以下に設定されていることを特徴とする。

（３）本発明の液晶表示装置は、（１）において、前記カラーフィルタのそれぞれの膜厚は１μ以上４μｍ以下に設定され、かつ、前記第１カラーフィルタと前記第２カラーフィルタの重なり部において１μｍ以下の段差を有することを特徴とする。

（４）本発明の液晶表示装置は、（１）ないし（３）のいずれかにおいて、前記第１カラーフィルタの第１テーパ部の先端は前記第２カラーフィルタの第２テーパ部に重畳していることを特徴とする。

（５）本発明の液晶表示装置は、（１）ないし（４）のいずれかにおいて、前記重なり部領域に形成される前記第１カラーフィルタの第１テーパ部のテーパ角は前記ドレイン信号線あるいは前記ゲート信号線の表面を基準にして４５°以上７０°以下に設定され、前記重なり部領域に形成される前記第２カラーフィルタの第２テーパ部のテーパ角は前記第１カラーフィルタの表面を基準にして４５°以上７０°以下に設定されていることを特徴とする。

（６）本発明の液晶表示装置は、（１）ないし（５）のいずれかにおいて、前記カラーフィルタにおける顔料濃度は１０％以上６０％以下となっていることを特徴とする。

（７）本発明の液晶表示装置は、（１）ないし（６）のいずれかにおいて、前記第２カラーフィルタの顔料濃度は前記第１カラーフィルタの顔料濃度よりも小さいか等しいことを特徴とする。

（８）本発明の液晶表示装置は、（１）ないし（７）のいずれかにおいて、前記カラーフィルタの比誘電率は３．０以上７．０以下であることを特徴とする。

（９）本発明の液晶表示装置は、（１）ないし（８）のいずれかにおいて、前記カラーフィルタはアライナーあるいはステッパーによるフォトリソグラフィ技術による選択エッチング法で形成されていることを特徴とする。

なお、上記した構成はあくまで一例であり、本発明は、技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。また、上記した構成以外の本発明の構成の例は、本願明細書全体の記載または図面から明らかにされる。

本発明のその他の効果については、明細書全体の記載から明らかにされる。

本発明の液晶表示装置の実施例を示す断面図で、図２のI−I線における断面図である。 本発明の液晶表示装置の実施例を示す画素の平面図である。 本発明の液晶表示装置の効果を示す断面図である。 本発明の液晶表示装置の実施例を示す画素の断面図である。

本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。なお、各図および各実施例において、同一または類似の構成要素には同じ符号を付し、説明を省略する。

本発明の液晶表示装置は、液晶を挟持して対向配置される一対の基板のうち一方の基板の前記液晶側の面に、第１方向に延在され前記第１方向と交差する第２方向に並設される遮光性材料からなるゲート信号線と、前記第２方向に延在され前記第１方向に並設される遮光性材料からなるドレイン信号線とが形成され、一対の隣接するゲート信号線と一対の隣接するドレイン信号線に囲まれる領域を画素領域とし、これら画素領域に、少なくとも、前記ゲート信号線からの走査信号によってオンする薄膜トランジスタと、このオンされた薄膜トランジスタを通して前記ドレイン信号線からの映像信号が供給される画素電極とを備える。さらに、前記画素領域のそれぞれに、少なくとも、ゲート信号線、ドレイン信号線、前記薄膜トランジスタの上層に形成されたカラーフィルタを備える。また、隣接する色の異なるカラーフィルタにおいて、一方のカラーフィルタである第１カラーフィルタは、平面的に観て、前記ドレイン信号線あるいは前記ゲート信号線の形成領域からはみ出すことなく他方のカラーフィルタである第２カラーフィルタに重ねて配置される。前記第１カラーフィルタの前記第２カラーフィルタと重なる部分には第１テーパ部が形成される。前記第２カラーフィルタの前記第１カラーフィルタに重ねられた部分には第２テーパ部が形成される。第１テーパ部のテーパ角は前記ドレイン信号線あるいは前記ゲート信号線の表面を基準にして４５°以上９０°以下に設定され、前記重なり部領域に形成される前記第２カラーフィルタの第２テーパ部のテーパ角は前記第１カラーフィルタの表面を基準にして４５°以上９０°以下に設定され、前記信号線の幅は１μｍ以上４μ以下に設定される。

〈画素の構成〉
図２は、本発明の液晶表示装置の画素の構成を示した平面図で、前記液晶表示装置はその適用製品が２．０形、ＶＧＡ（４００ｐｐｉ）となっている。図２に示す画素はマトリックス状に配置された複数の画素のうちの一つを示している。このため、図示の画素に対して上下左右には同じ構成の画素が形成されている。また、図１は、液晶を挟持して対向配置される一対の基板のうちいわゆるＴＦＴ基板と称される基板に形成された画素を示している。なお、図１は、図２のI−I線における断面図を示している。

図２において、基板ＳＵＢ１（図１参照）の表面に、たとえばポリシリコンからなる半導体層ＰＳが島状に形成されている。この半導体層ＰＳは薄膜トランジスタＴＦＴの半導体層となるもので、中央において屈曲部を有し両端において面積の大きな部分を備えたパターンで構成されている。なお、薄膜トランジスタＴＦＴは後述するゲート電極が半導体層ＰＳよりも上層に形成されるいわゆるトップゲート型の構造からなるＭＩＳ（Metal Insulator Semiconductor）トランジスタとなっている。

基板ＳＵＢ１の表面には、半導体層ＰＳをも被って絶縁膜ＧＩ（図１参照）が形成されている。この絶縁膜ＧＩは薄膜トランジスタＴＦＴの形成領域におて前記薄膜トランジスタＴＦＴのゲート絶縁膜として機能するようになっている。

絶縁膜ＧＩの表面には、図中ｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号線ＧＬが形成されている。これらゲート信号線ＧＬは遮光性材料によって形成されている。これらゲート信号線ＧＬは、図中ｙ方向に並設される各画素の間を走行するようにして形成される。また、ゲート信号線ＧＬは、それ自体が前記半導体層ＰＳの一部を交差するようにして形成されるとともに、前記半導体層ＰＳの他の部分を交差する突起部（図中符号ＧＬｐｊで示す）を有している。これにより、ゲート信号線ＧＬは半導体層ＰＳと交差する部分において薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電極（ダブルゲート）としての機能を有するようになっている。なお、半導体層ＰＳは、ゲート信号線ＧＬの形成後において前記ゲート電極をマスクとして不純物がドープされることにより、前記ゲート電極の直下の領域に薄膜トランジスタＴＦＴのチャネル領域等が形成されるようになっている。

絶縁膜ＧＩの表面には、ゲート信号線ＧＬをも被って層間絶縁膜ＩＮ１（図１参照）が形成され、この層間絶縁膜ＩＮ１の上面には、図中ｙ方向に延在しｘ方向に並設されるドレイン信号線ＤＬが形成されている。これらドレイン信号線ＤＬは遮光性材料によって形成されている。これらドレイン信号線ＤＬは、図中ｘ方向に並設される各画素の間を走行するようにして形成される。ここで、ドレイン信号線ＤＬは、その幅Ｗをたとえば３μｍと従来に比較して大幅に狭くしている。これにより、画素の領域を広くし、画素の開口率を向上させんとするためである。ドレイン信号線ＤＬは、前記半導体層ＰＳの一端の面積が大きく形成された領域上に形成され、層間絶縁膜ＩＮ１に予め形成されたスルーホールＴＨ１を通して前記半導体層ＰＳの一端に電気的に接続されている。ドレイン信号線ＤＬの半導体層ＰＳと電気的に接続された部分は薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極ＤＴとして機能するようになっている。

また、ドレイン信号線ＤＬの形成の際には、前記半導体層ＰＳの他端の面積が大きく形成された領域上に薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極ＳＴが形成され、このソース電極ＳＴは層間絶縁膜ＩＮ１に予め形成されたスルーホールＴＨ２を通して前記半導体層ＰＳの他端に電気的に接続されている。このソース電極ＳＴは後述の画素電極ＰＸと接続されるようになっている。

このように薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン信号線ＤＬ（ドレイン電極ＤＴ）、およびソース電極ＳＴが形成された層間絶縁膜ＩＮ１の表面には、ドレイン信号線ＤＬ（ドレイン電極ＤＴ）、およびソース電極ＳＴをも被って保護膜ＰＡＳ（図１参照）が形成されている。この保護膜ＰＡＳはたとえば薄膜トランジスタＴＦＴの液晶との接触を回避するために形成され、たとえば無機絶縁膜ＰＡＳ１（図１参照）および有機絶縁膜ＰＡＳ２（図１参照）の２層構造からなっている。

ここで、有機絶縁膜ＰＡＳ２は、たとえば樹脂材から構成され、カラーフィルタＣＦを兼ねた構成となっている。カラーフィルタＣＦは、図２において、たとえば図中ｙ方向に並設される各画素の画素群に対して同色となっており、前記各画素を被った帯状のパターンで形成されている。そして、このような帯状のパターンからなるカラーフィルタＣＦは、図中ｘ方向に、たとえば、青色（Ｂ）のカラーフィルタＣＦ（図中符号ＣＦ（Ｂ）で示す）、赤色（Ｒ）のカラーフィルタＣＦ（図中符号ＣＦ（Ｒ）で示す）、緑色（Ｇ）のカラーフィルタ（図中符号ＣＦ（Ｇ）で示す）の順で、繰り返し配置されるようになっている。図２に示す画素は、たとえば、その左右に隣接する２つの画素とともにカラー表示用の単位画素を構成するようになっている。図２に示すカラーフィルタＣＦ（Ｒ）は、図中左側に隣接するカラーフィルタＣＦ（Ｂ）とドレイン信号線ＤＬ（図中符号ＤＬ（ＤＬｌ）で示す）上において重なり部（色重ね部）を有し、図中右側に隣接するカラーフィルタＣＦ（Ｇ）とドレイン信号線ＤＬ（図中符号ＤＬ（ＤＬｒ）で示す）上において重なり部（色重ね部）を有するようになっている。なお、このカラーフィルタＣＦの構成については後に詳述する。

保護膜ＰＡＳ２を兼ねるカラーフィルタＣＦの上面には、たとえばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）の透明導電膜からなる対向電極ＣＴが形成されている。この対向電極ＣＴは、各画素においてほぼ全域を被う面状の電極として形成され、たとえば、ドレイン信号線ＤＬを跨って図中ｘ方向に並設される各画素に共通に形成されている。この対向電極ＣＴには表示領域の外側から映像信号に対して基準となる基準信号が供給されるようになっている。

対向電極ＣＴが形成された表面には前記対向電極ＣＴをも被って層間絶縁膜ＩＮ２（図１参照）が形成され、この層間絶縁膜ＩＮ２の表面には、画素ごとにたとえばＩＴＯからなる画素電極ＰＸが形成されている。画素電極ＰＸは、たとえば図中ｙ方向に延在しｘ方向に並設される複数（図中ではたとえば２個）の線状の電極から構成されている。そして、これら電極の同方向の各端部はそれぞれ互いに接続されたパターンとなっている。複数の電極を同電位にするためである。また、画素電極ＰＸは、薄膜トランジスタＴＦＴ側の端部において、予め形成された層間絶縁膜ＩＮ２、保護膜ＰＡＳ２（カラーフィルタＣＦ）、保護膜ＰＡＳ１に形成されたスルーホールＴＨ３を通して薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極ＳＴと電気的に接続されている。

なお、図１では、図示していないが、層間絶縁膜ＩＮ２上には画素電極ＰＸをも被って配向膜が形成され、この配向膜は液晶と直接に接触されて、液晶の分子の初期配向方向を決定するようになっている。

〈カラーフィルタＣＦの構成〉
図１に示すように、カラーフィルタＣＦは、第１カラーフィルタと第２カラーフィルタと第３カラーフィルタを備える。また、この実施例１の場合、たとえば第１カラーフィルタを青色フィルタＣＦ（Ｂ）、第２カラーフィルタを赤色フィルタＣＦ（Ｒ）、第３カラーフィルタを緑色フィルタＣＦ（Ｇ）とした。カラーフィルタは、青色（Ｂ）のカラーフィルタＣＦ（Ｂ）、赤色（Ｒ）のカラーフィルタＣＦ（Ｒ）、および緑色（Ｇ）のカラーフィルタＣＦ（Ｇ）の順序で形成されている。これらのカラーフィルタＣＦは、いずれも、膜厚が２．０μｍとなっている。この場合、ドレイン信号線ＤＬ上において色の異なるカラーフィルタＣＦ同士が重なりを有して配置される。

図１において、ＤＬｒは赤色用画素にデータ信号を送るドレイン信号線、ＤＬｇは緑色用画素にデータ信号を送るドレイン信号線である。

赤用ドレイン信号線ＤＬｒ上において、青色フィルタＣＦ（Ｂ）上には赤色フィルタＣＦ（Ｒ）が重ねられる。緑用ドレイン信号線ＤＬｇ上において、赤色フィルタＣＦ（Ｒ）上には緑色フィルタＣＦ（Ｇ）が重ねられる。また、図１には示していないが、青色用ドレイン信号線上においては、青色フィルタＣＦ（Ｂ）の上に緑色フィルタＣＦ（Ｇ）が重ねられる。画像表示領域では、このような各色のカラーフィルタが繰り返した状態で配置されている。また、第１カラーフィルタの両端部には、断面で見た際に、テーパ角θ１を持つテーパ部が形成される。第２カラーフィルタの一端部には、断面で見た際に、第１カラーフィルタとの重ね合せ部でテーパ角θ２１を持つテーパ部が形成され、第２カラーフィルタの他端部には、断面で見た際に、テーパ角θ２２を持つテーパ部が形成される。第３カラーフィルタの一端部には、断面で見た際に、第２カラーフィルタとの重ね合せ部でテーパ角θ３１を持つテーパ部が形成され、第３カラーフィルタの他端部には、断面で見た際に、第１カラーフィルタとの重ね合せ部でテーパ部が形成される。各カラーフィルタの重なり部領域はドレイン信号線の線幅より狭い領域に形成される。

なお本実施例ではドレイン信号線上に重ね合せ領域を配置するが、ゲート信号線に重なり部領域を配置した場合も同様構成として良い。

青色フィルタＣＦ（Ｂ）の端部は、赤色フィルタＣＦ（Ｒ）が形成される画素側における前記ドレイン信号線ＤＬｒの端部からはみ出すことなく形成されているともに、前記ドレイン信号線ＤＬｒの表面を基準して角度θ１（＝４５°）をもつテーパが形成されている（前記角度θ１をテーパ角と称する場合がある）。青色フィルタＣＦ（Ｂ）において上記のテーパ角θ１を得るには、樹脂材に青色顔料を３０％含有させ、フォトリソグラフィ技術による選択エッチングを施すことによって得られる。すなわち、テーパ角θ１は顔料の含有量によって制御することができる。

赤色フィルタＣＦ（Ｒ）の端部は、青色フィルタＣＦ（Ｂ）が形成された画素側における前記ドレイン信号線ＤＬｌの端部からはみ出すことなく形成されている。さらに、赤色フィルタのテーパ部のテーパ角θ２１は前記第１カラーフィルタの表面を基準にして５０°に設定されている（前記角度θ２１をテーパ角と称する場合がある）。赤色フィルタＣＦ（Ｒ）において上記のテーパ角θ２１を得るには、樹脂材に赤色顔料を３０％含有させ、フォトリソグラフィ技術による選択エッチングを施すことによって得られる。この場合のフォトリソグラフィ技術はアライナーあるいはステッパーによる方法を採用することによって精度よく加工することができる。なお、赤色フィルタＣＦ（Ｒ）の他方の端部は前記ドレイン信号線ＤＬｒに隣接するドレイン信号線ＤＬ（図中符号ＤＬｇで示す）上に形成される。緑色フィルタＣＦ（Ｇ）が形成される画素側における前記ドレイン信号線ＤＬｒの端部からはみ出すことなく形成されているともに、前記ドレイン信号線ＤＬｒの表面を基準にして角度θ２２（＝５０°）をもつテーパが形成されるようになる。

緑色フィルタＣＦ（Ｇ）の端部は、カラーフィルタＣＦ（Ｒ）が形成された画素側における前記ドレイン信号線ＤＬｌの端部からはみ出すことなく形成されている。また、前記ドレイン信号線ＤＬｇの表面を基準して角度θ３（＝６０°）をもつテーパが形成されている（前記角度θ３をテーパ角と称する場合がある）。緑色フィルタＣＦ（Ｇ）において上記のテーパ角θ３を得るには、樹脂材に青色顔料を４０％含有させ、フォトリソグラフィ技術による選択エッチングを施すことによって得られる。

このように構成したカラーフィルタＣＦは、その端部におけるテーパ角を比較的大きく形成することにより、隣接する色の異なるカラーフィルタＣＦ同士を重ねて形成しても、その重ねられた部分の領域（重なり領域）は比較的幅を小さくできる。そして重なり領域はドレイン信号線ＤＬの幅Ｗ（＝３μｍ）の領域内に納めることができるようになる。このことから、ドレイン信号線ＤＬの幅を上述した値に狭めることができ、画素の開口率を向上させることができる。

なお、上述のように構成した場合において、色の異なる各カラーフィルタＣＦの重なり部において生じる段差を大幅に小さくすることができることが確かめられる。図３は、図中左側からカラーフィルタＣＦ（Ｂ）、カラーフィルタＣＦ（Ｒ）、カラーフィルタＣＦ（Ｇ）、およびカラーフィルタＣＦ（Ｂ）が順次重なりをもって隣接していることを示す図である。図３に示すように、カラーフィルタＣＦ（Ｂ）上のカラーフィルタＣＦ（Ｒ）における段差ＤＬ１は０．４μｍ、カラーフィルタＣＦ（Ｂ）上のカラーフィルタＣＦ（Ｇ）における段差ＤＬ２は０．６μｍ、カラーフィルタＣＦ（Ｒ）上のカラーフィルタＣＦ（Ｇ）における段差ＤＬ３は０．８μｍであった。これらの段差は、従来に比して大幅に小さくすることができ、液晶と直接に接触する面に形成される配向膜に配向異常が生じる範囲を前記ドレイン信号線ＤＬの幅Ｗ（＝３μｍ）内に納めることができるようになる。また、図２、図３において、上層のカラーフィルタの端部は、下層のカラーフィルタの平坦部（信号配線の上面と平行な面）にまで及んでいる。

なお、このように実施例１に示した構成において、適用製品、ＴＦＴ配線幅（ドレイン信号線ＤＬの幅）、開口率（画素の開口率）、ＧＲＢ積層順（各カラーフィルタの積層順）、ＧＲＢ特性（各カラーフィルタの特性）、色重ね段差（各カラーフィルタの重なりにおける段差）を順次抽出して記載すると、下記の表１において、実施例１に該当する行に示す結果となる。

すなわち、図２に示したように、色の異なる各カラーフィルタＣＦの形成順序を、カラーフィルタＣＦ（Ｂ）、カラーフィルタＣＦ（Ｒ）、カラーフィルタＣＦ（Ｇ）としている。この場合、カラーフィルタＣＦ（Ｇ）の顔料濃度を４０％、膜厚を２．０μｍとした場合、比誘電率は３．７となるともに、端辺のテーパ角θ３は６０°に、カラーフィルタＣＦ（Ｒ）の顔料濃度を３０％、膜厚を２．０μｍとした場合、比誘電率は３．５となるともに、端辺のテーパ角θ２は５０°に、カラーフィルタＣＦ（Ｂ）の顔料濃度を３０％、膜厚を２．０μｍとした場合、比誘電率は３．６となるともに、端辺のテーパ角θ１は５０°になる。また、カラーフィルタＣＦ（Ｂ）上におけるカラーフィルタＣＦ（Ｒ）の段差は０．４μｍ、カラーフィルタＣＦ（Ｂ）上におけるカラーフィルタＣＦ（Ｇ）の段差は０．６μｍ、カラーフィルタＣＦ（Ｒ）上におけるカラーフィルタＣＦ（Ｇ）の段差は０．８μｍとなる。このようにすることによって、画素の開口率を６５％とすることができた。

また、図４の上層のカラーフィルタの端部は、下層のカラーフィルタのテーパ部にある。このような構成にした場合も、重なり領域に形成される第１カラーフィルタの第１テーパ部のテーパ角θ１はドレイン信号線あるいはゲート信号線の表面を基準にして４５°以上９０°以下に設定され、重なり領域に形成される第２カラーフィルタの第２テーパ部のテーパ角θ２は第１カラーフィルタの表面を基準にして４５°以上９０°以下に設定され、信号線の幅は１μｍ以上４μ以下に設定される。

このように構成することで、隣接するカラーフィルタにおいて、第１カラーフィルタと第２カラーフィルタとの重ねあわせ領域は、平面的に観て、ドレイン信号線あるいはゲート信号線の形成領域内に配置される。

以下、実施例２以下の各実施例において、概略的な構成は図１ないし図３に示したと同様であることから、以下、表１に基づいて説明する。

適用製品は実施例１と同様である。単位画素の各画素において、カラーフィルタＣＦの積層順は、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）とした。なお、以下の説明において、便宜上、緑色を単にＧとし、赤色を単にＲとし、青色を単にＢとして説明する。

Ｇのカラーフィルタは、その顔料濃度を２０％、膜厚を４．０μｍ、比誘電率を３．６、テーパ角を４５°とした。Ｒのカラーフィルタは、その顔料濃度を１０％、膜厚を４．０μｍ、比誘電率を３．０、テーパ角を４５°とした。Ｂのカラーフィルタは、その顔料濃度を１０％、膜厚を４．０μｍ、比誘電率を３．３、テーパ角を４５°とした。色重ね段差は、Ｇのカラーフィルタ上のＲのカラーフィルタにおいて０．２μｍ、Ｇのカラーフィルタ上のＢのカラーフィルタにおいて０．２μｍ、Ｒのカラーフィルタ上のＢのカラーフィルタにおいて０．２μｍであった。これにより、配線幅は４μｍとでき、画素の開口率は６２％とすることができた。

適用製品は実施例１と同様である。単位画素の各画素において、カラーフィルタの積層順は、Ｂ、Ｒ、Ｇとした。

Ｂのカラーフィルタは、その顔料濃度を４０％、膜厚を１．０μｍ、比誘電率を５．０、テーパ角を７０°とした。Ｒのカラーフィルタは、その顔料濃度を５０％、膜厚を１．０μｍ、比誘電率を６．０、テーパ角を８０°とした。Ｇのカラーフィルタは、その顔料濃度を６０％、膜厚を１．０μｍ、比誘電率を７．０、テーパ角を９０°とした。色重ね段差は、Ｂのカラーフィルタ上のＲのカラーフィルタにおいて０．４μｍ、Ｂのカラーフィルタ上のＧのカラーフィルタにおいて０．６μｍ、Ｒのカラーフィルタ上のＧのカラーフィルタにおいて０．８μｍであった。これにより、配線幅は２μｍとでき、画素の開口率は６９％とすることができた。

なお、この実施例３の場合、色重ねの下層側のカラーフィルタにおける顔料濃度は上層側のカラーフィルタの顔料濃度よりも小さくしている（次の実施例４に示すように、顔料濃度が等しい場合であってもよい）。このようにした場合、顔料濃度が小さいとテーパ角が小さくなるので、テーパ角が小さいものを下層にすることができる。このようにした場合、表１からも明らかとなるように、色重ね段差を小さくできる効果を奏することができる。

適用製品は実施例１と同様である。単位画素の各画素において、カラーフィルタの積層順は、Ｇ、Ｒ、Ｂとした。

Ｇのカラーフィルタは、その顔料濃度を５０％、膜厚を１．０μｍ、比誘電率を７．０、テーパ角を９０°とした。Ｒのカラーフィルタは、その顔料濃度を４０％、膜厚を１．０μｍ、比誘電率を６．０、テーパ角を８０°とした。Ｂのカラーフィルタは、その顔料濃度を４０％、膜厚を１．０μｍ、比誘電率を５．０、テーパ角を７０°とした。色重ね段差は、Ｇのカラーフィルタ上のＲのカラーフィルタにおいて１．０μｍ、Ｇのカラーフィルタ上のＢのカラーフィルタにおいて０．８μｍ、Ｒのカラーフィルタ上のＢのカラーフィルタにおいて０．６μｍであった。これにより、配線幅は２μｍとでき、画素の開口率は６９％とすることができた。

適用製品は４．０型、ＱＶＧＡ（１００ｐｐｉ）である。単位画素の各画素において、カラーフィルタの積層順は、Ｒ、Ｇ、Ｂとした。

Ｒのカラーフィルタは、その顔料濃度を３０％、膜厚を２．８μｍ、比誘電率を４．０、テーパ角を５５°とした。Ｇのカラーフィルタは、その顔料濃度を３０％、膜厚を３．０μｍ、比誘電率を４．０、テーパ角を５０°とした。Ｂのカラーフィルタは、その顔料濃度を３０％、膜厚を２．６μｍ、比誘電率を４．０、テーパ角を６０°とした。色重ね段差は、Ｒのカラーフィルタ上のＧのカラーフィルタにおいて０．４μｍ、Ｒのカラーフィルタ上のＢのカラーフィルタにおいて０．５μｍ、Ｇのカラーフィルタ上のＢのカラーフィルタにおいて０．６μｍであった。これにより、配線幅は３μｍとでき、画素の開口率は９１％とすることができた。

適用製品は実施例１と同様である。単位画素の各画素において、カラーフィルタの積層順は、Ｇ、Ｒ、Ｂとした。

Ｇのカラーフィルタは、その顔料濃度を２０％、膜厚を１．０μｍ、比誘電率を３．９、テーパ角を６０°とした。Ｒのカラーフィルタは、その顔料濃度を１０％、膜厚を１．０μｍ、比誘電率を３．３、テーパ角を６０°とした。Ｂのカラーフィルタは、その顔料濃度を１０％、膜厚を１．０μｍ、比誘電率を３．６、テーパ角を６０°とした。色重ね段差は、Ｇのカラーフィルタ上のＲのカラーフィルタにおいて０．４μｍ、Ｇのカラーフィルタ上のＢのカラーフィルタにおいて０．４μｍ、Ｒのカラーフィルタ上のＢのカラーフィルタにおいて０．４μｍであった。これにより、配線幅は４μｍとでき、画素の開口率は６２％とすることができた。

適用製品は実施例１と同様である。単位画素の各画素において、カラーフィルタの積層順は、Ｂ、Ｒ、Ｇとした。

Ｂのカラーフィルタは、その顔料濃度を４０％、膜厚を４．０μｍ、比誘電率を４．０、テーパ角を６０°とした。Ｒのカラーフィルタは、その顔料濃度を５０％、膜厚を４．０μｍ、比誘電率を５．０、テーパ角を７０°とした。Ｇのカラーフィルタは、その顔料濃度を６０％、膜厚を４．０μｍ、比誘電率を６．０、テーパ角を８０°とした。色重ね段差は、Ｂのカラーフィルタ上のＲのカラーフィルタにおいて０．３μｍ、Ｂのカラーフィルタ上のＧのカラーフィルタにおいて０．５μｍ、Ｒのカラーフィルタ上のＧのカラーフィルタにおいて０．７μｍであった。これにより、配線幅は２μｍとでき、画素の開口率は６９％とすることができた。

（比較例１）
適用製品は実施例１と同様である。単位画素の各画素において、カラーフィルタの積層順は、Ｇ、Ｒ、Ｂとした。

Ｇのカラーフィルタは、その顔料濃度を４０％、膜厚を２．０μｍ、比誘電率を３．７、テーパ角を１０°とした。Ｒのカラーフィルタは、その顔料濃度を３０％、膜厚を２．０μｍ、比誘電率を３．５、テーパ角を１０°とした。Ｂのカラーフィルタは、その顔料濃度を３０％、膜厚を２．０μｍ、比誘電率を３．６、テーパ角を１０°とした。色重ね段差は、Ｇのカラーフィルタ上のＲのカラーフィルタにおいて１．２μｍ、Ｇのカラーフィルタ上のＢのカラーフィルタにおいて１．２μｍ、Ｒのカラーフィルタ上のＢのカラーフィルタにおいて１．２μｍであった。これにより、配線幅は１２μｍとなり、画素の開口率は３３％しか得られなかった。

上述した実施例では、色の異なるカラーフィルタの重ね合わせの部分はドレイン信号線ＤＬ上において行ったものである。しかし、これに限定されることはなくゲート信号線ＧＬ上において行うようにしてもよい。この場合、ゲート信号線ＧＬにおいても本発明を適用できる。

上述した実施例では、ＩＰＳ（In Plane Switching）方式の液晶表示装置について説明したものである。しかし、これに限定されることはなく、たとえば、ＴＮ（Twisted Nematic）方式、あるいはＶＡ （Vertical Alignment）方式の液晶表示装置であっても適用できる。

以上、本発明を実施例を用いて説明してきたが、これまでの各実施例で説明した構成はあくまで一例であり、本発明は、技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。また、それぞれの実施例で説明した構成は、互いに矛盾しない限り、組み合わせて用いてもよい。

ＳＵＢ１……基板、ＰＳ……半導体層、ＴＦＴ……薄膜トランジスタ、ＧＩ……絶縁膜、ＧＬ……ゲート信号線、ＩＮ１……層間絶縁膜、ＤＬ……ドレイン信号線、ＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３……スルーホール、ＰＡＳ……保護膜、ＰＡＳ１……無機保護膜、ＰＡＳ２……有機保護膜、ＣＴ……対向電極、ＩＮ２……層間絶縁膜、ＰＸ……画素電極、ＣＦ……カラーフィルタ、ＣＦ（Ｂ）……青色のカラーフィルタ、ＣＦ（Ｒ）……赤色のカラーフィルタ、ＣＦ（Ｇ）……緑色のカラーフィルタ。

Claims (9)

1. 液晶を挟持して対向配置される一対の基板のうち一方の基板の前記液晶側の面に、
   第１方向に延在され前記第１方向と交差する第２方向に並設される遮光性材料からなるゲート信号線と、前記第２方向に延在され前記第１方向に並設される遮光性材料からなるドレイン信号線とが形成され、
   一対の隣接するゲート信号線と一対の隣接するドレイン信号線に囲まれる領域を画素領域とし、これら画素領域に、少なくとも、前記ゲート信号線からの走査信号によってオンする薄膜トランジスタと、このオンされた薄膜トランジスタを通して前記ドレイン信号線からの映像信号が供給される画素電極とを備える液晶表示装置であって、
   前記画素領域のそれぞれに、少なくとも、ゲート信号線、ドレイン信号線、前記薄膜トランジスタの上層に形成されたカラーフィルタを備え、
   隣接するカラーフィルタにおいて、第１カラーフィルタと第２カラーフィルタとの重なり領域は、平面的に観て、前記ドレイン信号線あるいは前記ゲート信号線の形成領域内に配置され、
   前記重なり領域に形成される前記第１カラーフィルタの第１テーパ部のテーパ角は前記ドレイン信号線あるいは前記ゲート信号線の表面を基準にして４５°以上９０°以下に設定され、前記重なり領域に形成される前記第２カラーフィルタの第２テーパ部のテーパ角は前記第１カラーフィルタの表面を基準にして４５°以上９０°以下に設定され、前記信号線の幅は１μｍ以上４μ以下に設定されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記カラーフィルタのそれぞれの膜厚は１μ以上４μｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記カラーフィルタのそれぞれの膜厚は１μ以上４μｍ以下に設定され、かつ、前記第１カラーフィルタと前記第２カラーフィルタの重なり部において１μｍ以下の段差を有す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カラーフィルタの第１テーパ部の先端は前記第２カラーフィルタの第２テーパ部に重畳していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. 前記重なり部領域に形成される前記第１カラーフィルタの第１テーパ部のテーパ角は前記ドレイン信号線あるいは前記ゲート信号線の表面を基準にして４５°以上７０°以下に設定され、前記重なり部領域に形成される前記第２カラーフィルタの第２テーパ部のテーパ角は前記第１カラーフィルタの表面を基準にして４５°以上７０°以下に設定されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の液晶表示装置。
6. 前記カラーフィルタにおける顔料濃度は１０％以上６０％以下となっていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の液晶表示装置。
7. 前記第２カラーフィルタの顔料濃度は前記第１カラーフィルタの顔料濃度よりも小さいか等しいことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. 前記カラーフィルタの比誘電率は３．０以上７．０以下であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の液晶表示装置。
9. 前記カラーフィルタはアライナーあるいはステッパーによるフォトリソグラフィ技術による選択エッチング法で形成されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の液晶表示装置。

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