JPH10104606A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH10104606A
JPH10104606A JP25593896A JP25593896A JPH10104606A JP H10104606 A JPH10104606 A JP H10104606A JP 25593896 A JP25593896 A JP 25593896A JP 25593896 A JP25593896 A JP 25593896A JP H10104606 A JPH10104606 A JP H10104606A
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film
substrate
crystal display
color filter
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Takaharu Tsuda
敬治 津田
Shinichi Yamada
申一 山田
Tetsuya Goto
哲哉 後藤
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Toray Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】作成容易で、高コントラスト、広視野角の表示
品位の優れたカラー液晶表示装置を得る。 【解決手段】透明基板上にブラックマトリクスを設けさ
らにその上に３原色の着色膜を形成してなるカラーフィ
ルタ基板と、基板に平行な向きに電界をかけるよう構成
された電極を備えた電極付き基板を貼り合わせた後、液
晶を注入してなる液晶表示装置において、カラーフィル
タ基板のブラックマトリクス上に３原色の着色層の重ね
合わせによるスペーサを有することを特徴とする液晶表
示装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板に平行な向き
を持つ電界により駆動される液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、使用されているＴＮモードやＩＰ
Ｓモード（横電界方式）などのカラー液晶表示素子は、
通常、液晶層の厚み（セルギャップ）を保持するため
に、一般に、図２に示すように、薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）や複数の走査電極などを具備した電極基板とカラ
ーフィルタ側の基板との間にプラスチックビーズまたは
ガラス繊維をスペーサーとして使用している。ここでプ
ラスッチクビーズなどのスペーサーは散布されるため、
電極基板とカラーフィルタ側の基板間のどの位置（面内
位置）に配置されるかは定まっていない。
【０００３】特開昭５６−１４０３２４、特開昭６３−
８２４０５、特開平４−９３９２４、特開平５−１９６
９４６には、カラーフィルタを形成する着色層を重ね合
わせた構造をスペーサーとして用いた液晶表示素子が提
案されている。
【０００４】プラスチックビーズなどをスペーサーとし
て用いるカラー液晶表示素子においては、プラスチック
ビーズなどのスペーサーの位置が定まっておらず、画素
上に位置するスペーサーによる光の散乱や透過により液
晶表示素子の表示品位が低下するという問題があった。
【０００５】プラスチックビーズなどのスペーサーを散
布して使用する液晶表示素子には、この他にも下記の問
題がある。すなわち、スペーサーが球状あるいは棒状の
形であり、セル圧着時に点または線で接触するために、
配向膜や透明電極が破損し、表示欠陥が発生しやすいと
いう欠点があった。さらに配向膜や透明電極の破損によ
り、液晶が汚染され、電圧が低下しやすいという欠点も
あった。
【０００６】また、スペーサーを均一に散布する工程が
必要であったり、あるいはスペーサーの粒度分布を高精
度に管理することが必要であることから、簡便な方法で
安定した表示品位の液晶表示素子を得ることが難しかっ
た。
【０００７】これらの問題点に対して、特開昭５６−１
４０３２４、特開昭６３−８２４０５、特開平４−９３
９２４、特開平５−１９６９４６では、２色あるいは３
色の着色層を重ね合わせた構造をスペーサーとして用い
ることが提案されている。これら開示技術で実際に得ら
れる液晶層の厚み（セルギャップ）は、着色層の１層あ
るいは２層分の厚みとなり、十分なセルギャップを持っ
た液晶表示素子を得ることが難しく、また、着色層の１
層あるいは２層分の厚みでセルギャップを保持できたと
しても着色層の厚膜化に伴う、満足な信頼性を有する液
晶表示装置が得られにくかった。
【０００８】又、こうした色重ねによるスペーサーを有
するカラーフィルターを液晶表示装置に用いる場合、Ｔ
Ｎ型の液晶表示装置においては、スペーサーの対向基板
への付き当て部の透明電極が対向基板の電極と短絡する
のを防ぐため、対向基板若しくはスペーサー上部に絶縁
膜を形成する必要があったり、あるいはスペーサーの形
成位置、サイズに制限を設ける必要がありカラーフィル
ターの作成を困難にしていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の欠点に鑑み創案されたもので、その目的とするとこ
ろは、作製容易で高コントラスト、広視野角の表示品位
に優れたカラー液晶表示装置を得ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は次の構成を有する。
【００１１】透明基板上にブラックマトリクスを設けさ
らにその上に３原色の着色膜を形成してなるカラーフィ
ルタ基板と、基板に平行な向きに電界をかけるよう構成
された電極を備えた電極付き基板を貼り合わせた後、液
晶を注入してなる液晶表示装置において、カラーフィル
タ基板のブラックマトリクス上に３原色の着色層の重ね
合わせによるスペーサを有することを特徴とする液晶表
示装置。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明で用いられるカラーフィル
ターとは、透明基板上に、遮光性の材料をパターン加工
することによりブラックマトリクスを設け、さらに任意
の色数で各色別に所望のパターン状に設けられた着色層
からなる画素を有し、ブラックマトリックス上に着色層
の重ね合わせによるスペーサーを有し、さらに必要に応
じて該着色層上にオーバーコート膜が形成されたカラー
フィルターであり、主に透明基板に対して平行な向きの
電界（横電界）により駆動されるカラー液晶表示装置に
おいてより好ましく用いられる。該液晶表示装置におい
ては、通常ＴＮモードで使用する場合に必要であるカラ
ーフィルター基板側のコモン電極を設ける必要がない。
そのため、カラーフィルター基板側に設けられた色重ね
スペーサーが対向基板と接触しても、コモン電極と対向
基板側の配線や画素電極が短絡することがない。従っ
て、スペーサーのサイズの制限が緩くなる。加えて、対
向基板の側に別途、絶縁膜を設ける必要もなくなり、工
程数や加工精度の点からカラーフィルター、液晶表示装
置の作成が容易になるからである。
【００１３】本発明で言うところの着色膜とは任意の色
の光を透過する性能を有する膜のことであり、その材質
はどのようなものであってもかまわない。尚且つラビン
グ等の配向処理方法により着色膜に接触した液晶分子を
配向させる事が可能な膜であればより好ましい。液晶表
示パネルを作製する際に、カラーフィルタ上に配向膜を
塗布する工程を省くことができるからである。
【００１４】着色膜の具体的材質としては、染色、顔料
及び染料分散されたポリイミド膜、染色処理されたＰＶ
Ａ（ポリビニルアルコール）、任意の光のみを透過する
ように膜厚制御されたＳｉＯ2 膜等があるが、顔料分散
されたポリイミド膜である事がより好ましい。他の材料
で着色膜を形成する場合と比べて同等若しくはより簡便
なプロセスで着色膜を形成できる事に加えて、耐熱性、
耐光性、耐薬品性においてより優れているからである。
【００１５】本発明で用いられるカラーフィルターは、
ブラックマトリクスと呼ばれる各画素間に配列された遮
光領域を有することが望ましい。液晶表示装置のコント
ラストを向上させることができるからである。
【００１６】ブラックマトリックスとしては通常Ｃｒ、
Ａｌ、Ｎｉなどの金属薄膜（厚さ約０．１〜０．２μ
ｍ）や樹脂中に遮光剤を分散させてなる樹脂ブラックマ
トリクスが用いられるが、本発明においてはポリイミド
膜中に黒色顔料を分散させてなる樹脂ブラックマトリク
スを用いることがより好ましい。低反射、耐熱性, 、耐
溶剤性に優れるという特徴を持つうえ、、低比誘電率で
あるため横電界に対して擾乱作用が少ないという特徴を
合わせ持つからである。さらには、画素上と同様にラビ
ング処理により液晶の配向規制力を持たせることも可能
であるからである。
【００１７】本発明で言うところのオーバーコート膜と
は、該着色被膜が耐熱性、耐薬品性、硬度、段差平坦性
等の点で実用上問題を有する場合に、該着色被膜の保
護、カラーフィルター表面の平坦化のため形成される膜
であり、尚且つラビング等の配向処理により接触した液
晶分子を配向させる性能を有していればより好ましい、
カラーフィルター上に別途配向膜を形成することなく液
晶表示装置を作成することが可能となり、作成工程を減
らすことができるからである。
【００１８】具体的には、エポキシ膜、アクリルエポキ
シ膜、アクリル膜、シロキサンポリマ系の膜、ポリイミ
ド膜、ケイ素含有ポリイミド膜、ポリイミドシロキサン
膜等があげられるが、ポリイミド膜、ケイ素含有ポリイ
ミド膜、ポリイミドシロキサン膜等のポリイミド系高分
子膜であることがより好ましい、平坦性、塗布性、耐熱
性の点でよりすぐれている上に、その他の膜と比べて液
晶の配向規制力の点で優れているからである。
【００１９】本発明でいうところの配向膜とはカラーフ
ィルターに接触する液晶の配向方向を規制するために設
けられる膜のことであり、通常着色膜若しくはオーバー
コート膜に配向規制力を持たせることが困難な場合に用
いられる。通常は、１０００〓程度のポリイミド膜が使
用される。
【００２０】本発明で言うところの配向処理とは、該着
色膜若しくは該オーバーコート膜上に接触した液晶分子
を配向させる性能を該膜に付与する処理であればどのよ
うな方法であってもよい。具体的にはラビング法、斜方
蒸着法、グレーティング法等が挙げられるが、より好ま
しくはラビング法が用いられる。比較的簡便な装置で行
えるため工業的な生産性が高いうえ、高い配向性能を示
すからである。
【００２１】本発明でいうところのラビング法とは、配
向処理を施す膜に対して、布等を使用して一方向にこす
る手法のことであり、ラビング処理された膜上に接触し
た液晶分子はこすられた方向に配向する。膜をこするの
に用いられる材料は、対象とする膜の硬度に応じて種々
のものがあるが，ポリイミド膜に対しては通常、毛足が
２〜３ｍｍのレーヨンや綿布が用いられる。
【００２２】本発明における、色重ねによるスペーサー
は以下のように形成される。
【００２３】樹脂ブラックマトリクスを形成した基板上
に第１色目の着色層を全面にわたって形成した後に、不
必要な部分をフォトリソグラフィ法により除去し、所望
の第１色目の着色層のパターンを形成する。この場合、
樹脂ブラックマトリクスの開口部を少なくとも被覆する
部分と着色層の積層によりスペーサーを形成する部分に
着色層を残す。第２色目、第３色目も同様な操作を繰り
返し、樹脂ブラックマトリクスの開口部上には１層の着
色層が、また、スペーサーには３層の着色層が残るよう
に着色層を形成する。開口部上の着色層とスペーサーを
形成する着色層とは連続していても、また、分離されて
いても差支えない。
【００２４】３原色の着色層の膜厚は、特に限定されな
いが、１層当たり１〜３μｍであることが好ましく、こ
の場合の３原色の着色層の各膜厚の合計は、３〜９μｍ
となる。合計膜厚が３μｍよりも小さい場合には、十分
なセルギャップが得られず、また、９μｍを越える場合
には、着色層の均一塗布が難しくなる。
【００２５】本発明のカラーフィルタを用いてセルギャ
ップを保持した場合は、例えば、３原色としてＲ、Ｇ、
Ｂを選んだ場合、Ｒに対してはＧ＋Ｂ＋Ｂｋ（樹脂ブラ
ックマトリクス）の膜厚が、Ｇに対してはＢ＋Ｒ＋Ｂｋ
の膜厚が、また、Ｂに対してはＲ＋Ｇ＋Ｂｋの膜厚が液
晶表示装置におけるセルギャップに相当することにな
る。 着色層を形成するペーストにおいて着色剤の分散
性を上げたり、均一塗布などを目的としてレベリング性
を向上させた場合には、３原色からなる着色層の積層に
より形成されたスペーサー高さは、画素部における３原
色の着色層の各膜厚の合計よりも小さくなる。すなわ
ち、セルギャップはＲに対してはＧ＋Ｂ＋Ｂｋの膜厚よ
りも小さくなり、同様にＧに対してはＢ＋Ｒ＋Ｂｋ、ま
た、Ｂに対してはＲ＋Ｇ＋Ｂｋの膜厚よりも小さくな
る。
【００２６】本発明における３原色からなる着色層の積
層により形成されたスペーサーが樹脂ブラックマトリク
ス上に形成されるが、スペーサーの面積や配置場所は液
晶表示素子を作成する場合にカラーフィルタと対向する
アクテイブマトリクス基板の構造に大きく影響を受け
る。そのため対向する透明電極基板側の制約がない場合
は、スペーサーの面積や配置場所は、特に限定されない
が、画素のサイズを考えた場合、スペーサーひとつ当た
りの面積は、１０μｍ2 〜１０００μｍ2 であることが
好ましい。１０μｍ2 よりも小さい場合は、精密なパタ
ーンの形成や積層が難しく、また、１０００μｍ2 より
も大きい場合は、スペーサー部の形状にもよるがブラッ
クマトリクス上に完全に配置することが難しくなる。
【００２７】本発明で用いられる顔料には特に制限はな
いが、顔料の中でも耐光性、耐熱性、耐薬品性に優れた
物が望ましい。代表的な顔料の具体的な例をカラーイン
デックス（ＣＩ）ナンバーで示す。黄色顔料の例として
はピグメントイエロー２０、２４、８３、８６、９３、
９４、１０９、１１０、１１７、１２５、１３７、１３
８、１３９、１４７、１４８、１５３、１５４、１６
６、１７３などがあげられる。橙色顔料の例としてはピ
グメントオレンジ１３、３１、３６、３８、４０、４
２、４３、５１、５５、５９、６１、６４、６５などが
挙げられる。赤色顔料の例としてはピグメントレッド
９、９７、１２２、１２３、１４４、１４９、１６６、
１６８、１７７、１８０、１９２、２１５、２１６、２
２４などが挙げられる。紫色顔料の例としてはピグメン
トバイオレット１９、２３、２９、３２、３３、３６、
３７、３８などが挙げられる。青色顔料の例としてはピ
グメントブルー１５（１５：３、１５：４、１５：６な
ど）、２１，２２、６０、６４などが挙げられる。緑色
顔料の例としてはピグメントグリーン７、１０、３６、
４７などが挙げられる。黒色顔料の例としてはピグメン
トブラック７などが挙げられる。本発明ではこれらに限
定されず種々の顔料を使用する事ができる。なお、顔料
は必要に応じて、ロジン処理，酸性基処理，塩基性処理
などの表面処理が施されている物を使用してもよい。
【００２８】本発明で言うところの顔料分散されたポリ
イミド膜とは、該顔料を分散したポリアミック酸溶液を
基板上に塗布する事により形成される一般式（１）で表
わされる構造単位を主成分とするポリイミド前駆体着色
被膜を加熱処理し，イミド環やその他の環状構造を有す
るポリマ（ポリイミド、ポリアミドイミド）となすこと
により得られる着色被膜のことである。
【００２９】
【化１】 ここで一般式（１）のｎは１〜２である。Ｒ１は少なく
とも２個の炭素原子を有する３価または４価の有機基で
ある。耐熱性の面から、Ｒ１は環状炭化水素、芳香族環
または芳香族複素環を含有し、かつ炭素数６から３０の
３価または４価の基が好ましい。Ｒ１の例として、フェ
ニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフタレン
基、ペリレン基、ジフェニルエーテル基、ジフェニルス
ルフォン基、ジフェニルプロパン基、ベンゾフェノン
基、ビフェニルトリフルオロプロパン基、シクロブチル
基、シクロペンチル基などが挙げられるがこれらに限定
されるものではない。またＲ２は少なくとも２個の炭素
原子を有する２価の有機基である。耐熱性の面から、Ｒ
２は環状炭化水素、芳香族環または芳香族複素環を含有
し、かつ炭素数６から３０の２価の基が好ましい。Ｒ２
の例として、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル
基、ナフタレン基、ペリレン基、ジフェニルエーテル
基、ジフェニルスルフォン基、ジフェニルプロパン基、
ベンゾフェノン基、ビフェニルトリフルオロプロパン
基、ジフェニルメタン基、シクロヘキシルメタン基など
が挙げられるがこれらに限定されるものではない。一般
式（１）で表わされる構造単位を主成分とするポリマは
Ｒ１、Ｒ２がこれらの内各々１個から構成されていても
良いし、各々２種以上から構成される共重合体であって
も良い。基板との接着力を向上させるため耐熱性を低下
させない範囲でジアミン成分として、シロキサン構造を
有するビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロ
キサンなどを共重合させても良い。またアミン末端の封
止剤として無水マレイン酸などの無水物をポリイミド前
駆体の重合終了後に末端濃度に応じて加え、反応させて
も良い。ポリイミド膜の力学的特性は、分子量が大きい
ほど良好である。このため、ポリイミド前駆体の分子量
も大きい事が望まれる。一方、ポリイミド前駆体を湿式
エッチングによりパターン加工を行う場合、ポリイミド
前駆体の分子量が大き過ぎると、現像に要する時間が長
くなり過ぎるという問題がある。このため通常重合度
は、５から１０００の範囲にする事が望ましい。
【００３０】本発明の液晶表示装置は横電界により駆動
されるため広視野角という優れた特徴を持つ上、画素位
置にスペーサーが存在しないためスペーサーによる光抜
けや光の散乱による表示品位の低下が無い。従って、本
発名の手法で、広視野角で、表示品位の優れたＴＦＴ液
晶表示装置を容易に得ることができる。さらに電極付き
基板に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備えることによ
り、より表示品位に優れたＴＦＴ型液晶表示装置を得る
ことができる。
【００３１】
【実施例】
実施例1 （樹脂ブラックマトリクスの作成）３，３´、４，４´
−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、４，４´−ジ
アミノジフェニルエーテル、および、ビス（３−アミノ
プロピル）テトラメチルジシロキサンをＮ−メチル−２
−ピロリドンを溶媒として反応させ、ポリイミド前駆体
（ポリアミック酸）溶液を得た。
【００３２】下記の組成を有するカーボンブラックミル
ベースをホモジナイザーを用いて、7000rpm で30分分散
し、ガラスビーズを濾過して、ブラックペーストを調製
した。 〈カーボンブラックミルベース〉 カーボンブラック （ＭＡ１００、三菱化成（株）製） ４．６部 ポリイミド前駆体溶液 ２４．０部 Ｎ−メチルピロリドン ６１．４部 ガラスビーズ ９０．０部 ３００×３５０ｍｍのサイズの無アルカリガラス（日本
電気ガラス（株）製、ＯＡ−２）基板上にスピナーを用
いて、ブラックペーストを塗布し、オーブン中１３５℃
で２０分間セミキュアした。続いて、ポシ型レジスト
（Shipley “Microposit”RC100 30cp）をスピナーで塗
布し、９０℃で１０分間乾燥した。レジスト膜厚は１．
５μｍとした。キャノン（株）製露光機ＰＬＡ−５０１
Ｆを用い、フォトマスクを介して、露光を行った。
【００３３】次に、テトラメチルアンモニウムヒドロキ
シドを２重量％含んだ２３℃の水溶液を現像液に用い、
基板を現像液にディップさせ、同時に１０ｃｍ幅を５秒
で１往復するように基板を揺動させて、ポジ型レジスト
の現像とポリイミド前駆体のエッチングを同時に行っ
た。現像時間は、６０秒であった。その後、メチルセル
ソルブアセテートでポジ型レジストを剥離し、さらに、
３００℃で３０分間キュアし、樹脂ブラックマトリクス
基板を得た。樹脂ブラックマトリクスの膜厚は、０．９
０μｍであり、ＯＤ値は３．０であった。また、樹脂ブ
ラックマトリクスとガラス基板との界面における反射率
（Ｙ値）は１．２％であった。
【００３４】（着色層の作成）次に、赤、緑、青の顔料
として各々Color index No.65300 Pigment Red 177で示
されるジアントラキノン系顔料、Color Index No.74265
Pigment Green 36 で示されるフタロシアニングリーン
系顔料、Color Index No.74160 Pigment Blue15-4で示
されるフタロシアニンブルー系顔料を用意した。該ポリ
イミド前駆体溶液に上記顔料を各々混合分散させて、
赤、緑、青の３種類の着色ペーストを得た。 まず、樹
脂ブラックマトリックス基板上に青ペーストを塗布し、
８０℃で１０分熱風乾燥し、１２０℃２０分間セミキュ
アした。この後、ポジ型レジスト（Shipley "Microposi
t" RC100 30cp ）をスピナーで塗布後、８０℃で２０分
乾燥した。マスクを用いて露光し、アルカリ現像液（Sh
ipley "Microposit" 351）に基板をディップし、同時に
基板を揺動させながら、ポジ型レジストの現像およびポ
リイミド前駆体のエッチングを同時に行なった。その
後、ポジ型レジストをメチルセルソルブアセテートで剥
離し、さらに、３００℃で３０分間キュアした。着色画
素部の膜厚は２．３μｍであった。このパターニングに
より青色画素の形成とともに樹脂ブラックマトリクス上
にスペーサーの１段目を形成した。尚、スペーサーのサ
イズは２０μｍ角であった。
【００３５】水洗後に、同様にして、緑色画素の形成と
ともに樹脂ブラックマトリクス上にスペーサーの２段目
を形成した。緑色画素部の膜厚は、２．３μｍ、スペー
サーのサイズは１４μｍ角であった。
【００３６】さらに水洗後に、同様にして、赤色画素の
形成とともに樹脂ブラックマトリクス上にスペーサーの
３段目を形成し、カラーフィルタを作成した。赤色画素
部の膜厚は、２．３μｍ、スペーサーのマスクサイズは
２０μｍ角であった。
【００３７】着色層の積層により樹脂ブラックマトリク
ス上に設けられたスペーサー部の面積は、一個当たり約
２００μｍ2 であった。スペーサーの高さ（樹脂ブラッ
クマトリクス上の着色層３層分の厚さ）は、５．６μｍ
であり、これは着色層の各膜厚の合計（６．９μｍ）よ
りも低い。なおスペーサーは、１画素に１個の割合で画
面内に設けた。また画面周辺に樹脂ブラックマトリクス
で形成した額縁上の一部にも画面内と同様な密度で色重
ねによるスペーサーを設けた。
【００３８】（カラー液晶表示素子の作成）このカラー
フィルターに対し、直接ラビング処理を施した。一方、
ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子を備えた電極付き基板
は以下のように作成した。
【００３９】まず、無アルカリガラス上にクロムを用い
てフォトエッチングの手法によりゲート電極とコモン電
極をパターニングした後、これらの電極を覆うように窒
化シリコン（ＳｉＮ）膜からなる絶縁膜を形成した。ゲ
ート絶縁膜上に非晶質シリコン（ａ―Ｓｉ）膜を形成
し、この膜上にアルミニウムを用いて、ソース電極とド
レイン電極を形成した。その際、コモン電極とドレイン
電極の間に基板に平行な向きに電界がかかるよう電極を
パターニングした。これらの電極上にＳｉＮ膜で保護膜
を形成した。最後にポリイミド系の配向膜を最上層に設
け、ラビング処理して薄膜トランジスタを備えた電極付
き対向基板を得た。
【００４０】カラーフィルタと薄膜トランジスタ素子を
備えた電極付き基板とをシール剤を用いて貼り合わせた
後に、シール部に設けられた注入口から液晶を注入し
た。液晶の注入は、空セルを減圧下に放置後、注入口を
液晶槽に浸漬し、常圧に戻すことにより行った。液晶を
注入後、注入口を封止し、さらに偏光板を基板の外側に
貼り合わせ、セルを作成した。得られた液晶表示素子
は、良好な表示品位のものであった。
【００４１】実施例２ （カラーフィルターの作成）実施例１と同様の手順で、
無アルカリガラス基板上に樹脂ブラックマトリックス、
着色層を順次パターニングし、色重ねによるスペーサー
を備えたカラーフィルターを得た。
【００４２】（カラー液晶表示素子の作成）このカラー
フィルターに対し、着色膜上にポリイミド系の配向膜を
形成しラビング処理した。一方、ＴＦＴ（薄膜トランジ
スタ）素子を備えた電極付き基板を実施例１と同様の手
法にて作成し以下のように作成した。
【００４３】カラーフィルタと薄膜トランジスタ素子を
備えた電極付き基板とをシール剤を用いて貼り合わせた
後に、シール部に設けられた注入口から液晶を注入し
た。液晶の注入は、空セルを減圧下に放置後、注入口を
液晶槽に浸漬し、常圧に戻すことにより行った。液晶を
注入後、注入口を封止し、さらに偏光板を基板の外側に
貼り合わせ、セルを作成した。得られた液晶表示素子
は、良好な表示品位のものであった。
【００４４】実施例３ （カラーフィルターの作成）実施例１と同様の手順で、
無アルカリガラス基板上に樹脂ブラックマトリックス、
着色層を順次パターニングし、色重ねによるスペーサー
を備えたカラーフィルターを得た。このカラーフィルタ
ー上、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシランの加
水分解物と、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテト
ラカルボン酸二無水物とを反応させることにより得られ
る硬化性組成物の溶液をスピンコートし、２８０℃で３
時間熱処理し、膜厚１μｍのオーバーコート膜を形成し
た。
【００４５】（カラー液晶表示素子の作成）このカラー
フィルターに対し、オーバーコート膜を直接ラビング処
理した。一方、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子を備え
た電極付き基板を実施例１と同様の手法にて作成した。
【００４６】カラーフィルタと薄膜トランジスタ素子を
備えた電極付き基板とをシール剤を用いて貼り合わせた
後に、シール部に設けられた注入口から液晶を注入し
た。液晶の注入は、空セルを減圧下に放置後、注入口を
液晶槽に浸漬し、常圧に戻すことにより行った。液晶を
注入後、注入口を封止し、さらに偏光板を基板の外側に
貼り合わせ、セルを作成した。得られた液晶表示素子
は、良好な表示品位のものであった。
【００４７】実施例４ （カラーフィルターの作成）実施例１と同様の手順で、
無アルカリガラス基板上に樹脂ブラックマトリックス、
着色層を順次パターニングし、色重ねによるスペーサー
を備えたカラーフィルターを得た。このカラーフィルタ
ー上、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシランの加
水分解物と、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテト
ラカルボン酸二無水物とを反応させることにより得られ
る硬化性組成物の溶液をスピンコ−トし、２８０℃で３
時間熱処理し、膜厚１μｍのオ−バ−コ−ト膜を形成し
た。
【００４８】（カラー液晶表示素子の作成）このカラー
フィルターに対し、オーバーコート膜上にポリイミド系
の配向膜を形成しラビング処理した。一方、ＴＦＴ（薄
膜トランジスタ）素子を備えた電極付き基板を実施例１
と同様の手法にて作成した。
【００４９】カラーフィルタと薄膜トランジスタ素子を
備えた電極付き基板とをシール剤を用いて貼り合わせた
後に、シール部に設けられた注入口から液晶を注入し
た。液晶の注入は、空セルを減圧下に放置後、注入口を
液晶槽に浸漬し、常圧に戻すことにより行った。液晶を
注入後、注入口を封止し、さらに偏光板を基板の外側に
貼り合わせ、セルを作成した。得られた液晶表示素子
は、良好な表示品位のものであった。
【００５０】比較例１ （カラーフィルターの作成）実施例１と比較して、着色
層の積層によるスペーサー形成を行わないことを除いて
は、同様の手順で、無アルカリガラス基板上に樹脂ブラ
ックマトリックス、着色層を順次パターニングし、カラ
ーフィルターを得た。このカラーフィルター上、γ−ア
ミノプロピルメチルジエトキシシランの加水分解物と、
３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物とを反応させることにより得られる硬化性組成
物の溶液をスピンコ−トし、２８０℃で３時間熱処理
し、膜厚１μｍのオ−バ−コ−ト膜を形成した。
【００５１】（カラー液晶表示素子の作成）このカラー
フィルターに対し、オーバーコート膜上にポリイミド系
の配向膜を形成し、ラビング処理した。一方、ＴＦＴ
（薄膜トランジスタ）素子を備えた電極付き基板は実施
例１と同様の手法にて作成した。
【００５２】カラーフィルター上に５μｍ径のプラスチ
ックビーズを散布したのち、カラーフィルターと薄膜ト
ランジスタ素子を備えた電極付き基板とをシール剤を用
いて貼り合わせ、シール部に設けられた注入口から液晶
を注入した。液晶の注入は、空セルを減圧下に放置後、
注入口を液晶槽に浸漬し、常圧に戻すことにより行っ
た。液晶を注入後、注入口を封止し、さらに偏光板を基
板の外側に貼り合わせ、セルを作成した。得られた液晶
表示素子のコントラストは、ビーズによる光抜け及び散
乱のため色重ねスペーサーを有する液晶表示装置と比べ
て、低い値を示した。又、ビーズによるＴＦＴ側の基板
の破損のため収率が低下した。
【００５３】
【発明の効果】本発明の液晶表示装置は、着色層の積層
により形成されたスペーサーをカラーフィルター基板の
樹脂ブラックマトリクス上に設け、横電界により駆動さ
れる液晶表示装置であり、以下の効果が得られる。
【００５４】(1) スペーサーが画素部上に存在せず、ス
ペーサーによる光の散乱や透過による表示品位の低下が
なく、特に表示のコントラストが向上する。
【００５５】(2) カラーフィルター側に透明電極を設け
る必要がないため、基板貼り合わせ時における電極の短
絡の恐れがなく、カラーフィルターの作成が容易にな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により得られたカラーフィルタを使用し
たカラー液晶表示素子の断面図である。
【図２】従来のカラー液晶表示素子の断面図である。
【符号の説明】
１ 透明基板 ２ 遮光層 ３ 着色膜（Ｂ） ４ 着色膜（Ｇ） ５ 着色膜（Ｒ） ６ 配向膜 ７ 保護膜 ８ 絶縁膜 ９ ゲート電極 １０ ドレイン電極 １１ ソース電極（画素電極） １２ コモン電極 １３ 薄膜トランジスタ １４ 液晶層 １５ プラスチックビーズ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】透明基板上にブラックマトリクスを設けさ
    らにその上に３原色の着色膜を形成してなるカラーフィ
    ルタ基板と、基板に平行な向きに電界をかけるよう構成
    された電極を備えた電極付き基板を貼り合わせた後、液
    晶を注入してなる液晶表示装置において、カラーフィル
    タ基板のブラックマトリクス上に３原色の着色層の重ね
    合わせによるスペーサを有することを特徴とする液晶表
    示装置。
  2. 【請求項２】カラーフィルターの着色膜が直接配向処理
    されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装
    置。
  3. 【請求項３】カラーフィルターの着色膜上に配向膜が形
    成され、該配向膜が配向処理されていることを特徴とす
    る請求項１記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項４】カラーフィルターの着色膜上にオーバーコ
    ート膜を有し、該オーバーコート膜が直接配向処理され
    ていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
  5. 【請求項５】カラーフィルターの着色膜上にオーバーコ
    ート膜を有し、該オーバーコート膜上に配向膜が別途形
    成され該配向膜が配向処理されていることを特徴とする
    請求項１記載の液晶表示装置。
  6. 【請求項６】ブラックマトリクスが樹脂中に遮光剤を分
    散させてなることを特徴とする請求項１記載の液晶表示
    装置。
  7. 【請求項７】樹脂ブラックマトリクスを形成する樹脂が
    ポリイミドであることを特徴とする請求項６記載の液晶
    表示装置。
  8. 【請求項８】３原色からなる着色層がポリイミドからな
    ることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
  9. 【請求項９】電極付き基板が薄膜トランジスタを備えて
    いることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
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