JPH10170958A

JPH10170958A - カラー液晶表示装置

Info

Publication number: JPH10170958A
Application number: JP8334006A
Authority: JP
Inventors: Hidehiro Sonoda; 英博園田; Hiroaki Asuma; 宏明阿須間; Shigeru Matsuyama; 茂松山; Keiichiro Ashizawa; 啓一郎芦沢; Kazuhiro Ogawa; 和宏小川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-12-13
Filing date: 1996-12-13
Publication date: 1998-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】ＩＰＳ方式等の液晶表示装置のカラーフィルタ
基板として十分な遮光性を実現するＯＤ値をもつと共
に、高い比抵抗のＢＭを有せしめる。【解決手段】一対の基板の一方に２種類以上のカラーフ
ィルタ５の間に介在させたブラックマトリクス4aと、他
方の基板に形成された電極群10と、一対の基板間に挟持
された誘電異方性を有する液晶組成物質層11と、一対の
基板の対向面に形成されて液晶組成物質の分子配列を所
定の方向に配列させるための配向制御層9a,9b および電
極群に駆動電圧を印加するための駆動手段とを具備し、
電極群が配向制御層および前記液晶組成物質層の界面に
対して、主として平行な電界を印加するごとく配置され
た配列構造を有し、表示領域外周のブラックマトリクス
4bの光学濃度ＯＤ値が3.0 以上、好ましくは3.5 以上、
比抵抗が10⁸Ω・ｃｍ以上とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、特にブラックマトリクスの比抵抗が問題となるＩＰ
Ｓ（Ｉｎ−ＰｌａｎｅＳｗｉｔｃｈｉｎｇＭｏｄ
ｅ）方式ＴＦＴ−ＬＣＤなどに好適なカラーフィルタ基
板を有する液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種の情報機器のフラットパネルディス
プレイとして液晶表示装置が広く使用されている。液晶
表示装置は、画素の選択方式の違いによりアクティブ・
マトリクス方式と単純マトリクス方式とに大別される。

【０００３】上記何れの方式においても、この種の液晶
表示装置は、少なくとも一方が透明な、かつ一方または
双方に画素選択用の電極あるいは電極とスイッチング素
子を形成してなり、一対の基板の間に誘電異方性を有す
る液晶組成物質層を挟持して上記電極あるいは電極とス
イッチング素子を選択することで所要の画素を点灯させ
て画像表示を行う。また、上記基板の表示領域の液晶組
成物質層との界面にはラビング処理した液晶配向制御層
（配向膜）が形成され、液晶組成物質層を構成する分子
を所定の方向に配向させている。

【０００４】多色のカラー表示を行う所謂カラー液晶表
示装置では、上記一対の基板の透明な基板に複数（一般
には３種類：３原色）のカラーフィルタを所定の相互配
置関係で形成し上記カラーフィルタの透過光または反射
光を制御してカラー表示を得るようにしている。

【０００５】カラーフィルタ基板は、透明基板上に各色
の着色層とこの着色層の境界部分に遮光層（所謂、ブラ
ックマトリクス、以下単にＢＭとも記す）が形成されて
いる。

【０００６】アクティブ・マトリクス方式のカラー液晶
表示装置では、スイッチング素子として薄膜トランジス
タ（ＴＦＴ）を用いたものが多く、このＴＦＴを用いた
カラー液晶表示装置では、光リーク電流を抑制する必要
がある。また、アクティブ・マトリクス方式の液晶表示
装置はコントラストが高いため、ラビング処理がなされ
ていない部分、すなわち表示領域の外周はラビング処理
されていない部分があり、この部分からの光漏れが発生
する。この光漏れを防止するために、表示領域を囲む額
縁部を設けている。ＢＭは、ＴＦＴ−ＬＣＤの画素部の
ＴＦＴへの光入射を防止し、バックライト光を遮光して
コントラストを確保する等の表示品質を向上できる効果
を持つ。

【０００７】上記ＢＭとしては、クロム薄膜をフォトエ
ッチングしてレリーフ形成した金属ＢＭ、親水性樹脂レ
リーフを染色したもの、黒色顔料を分散した感光液を用
いてレリーフ形成したもの、黒色電着塗料を電着して形
成したもの、あるいは印刷によりレリーフ形成したもの
など、種々の種類は知られている。

【０００８】なお、このようなＢＭはカラー液晶表示装
置に限らず、モノクロの液晶表示装置にも適用される。

【０００９】一方、液晶表示装置の視野角特性を改善す
るために、基板に対して主として平行な電界を発生さ
せ、液晶組成物層を構成する液晶分子を基板に対して略
々平行に駆動させる方式（ＩＰＳ方式、または横電界方
式とも称する）が提案されている。

【００１０】図８はＩＰＳ方式液晶表示装置のカラーフ
ィルタ基板を説明する模式図であって、（ａ）は平面
図、（ｂ）は画素部（表示領域）の拡大図である。

【００１１】同図において、１はカラーフィルタ基板、
２は額縁部（表示領域の外周部）、３は表示領域、４ａ
は表示領域のＢＭ、５（５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ）はカラーフ
ィルタ（赤、緑、青）である。

【００１２】図示したように、３色のカラーフィルタ５
Ｒ，５Ｇ，５ＢのそれぞれはＢＭ４ａで区画され、コン
トラストを向上させている。

【００１３】図９はＩＰＳ方式液晶表示装置の構造例を
説明する要部断面図であって、６ａは上透明基板、６ｂ
は下透明基板、７ａはフィルタの保護膜、７ｂは電極の
保護膜、８ａは上偏光板、８ｂは下偏光板、９ａは上配
向膜（液晶組成制御層）、９ｂは下配向膜、１０（１０
ａ，１０ｂ）は電極、１１ａは配向された液晶組成層、
１１ｂは非配向の液晶組成層、１２はシール材、図１と
同一符号は同一部分に対応する。

【００１４】この液晶表示装置はカラーフィルタ５を形
成したカラーフィルタ基板と、画素選択用のスイッチン
グ素子ＴＦＴを駆動する電極１０を形成したＴＦＴ基板
の間に液晶組成物層１１を挟持し、周辺をシール材１２
で封止してなる。

【００１５】液晶組成物層１１は各基板に形成した上下
配向膜９ａと９ｂでの表示領域３の分子方向が所定の向
きに配向されている（１１ａ）。しかし、額縁部２は非
配向の状態になっている（１１ｂ）。

【００１６】図１０はカラーフィルタ基板の額縁部近傍
の構造例を説明する拡大断面図であって、図９と同一符
号は同一部分に対応する。

【００１７】表示領域を構成する各カラーフィルタ５
Ｒ，５Ｇ，５Ｂの境界は顔料分散レジストからなるＢＭ
４ａで区画され、額縁部にはＢＭ４ａと同一材料のＢＭ
４Ｂが形成されている。

【００１８】このＩＰＳ方式のカラー液晶表示装置にお
けるカラーフィルタは、横電界成分の乱れを防ぐために
高抵抗の材料で構成することが要求される。

【００１９】この方式のカラー液晶表示装置は、本願出
願人の出願に係る特願平７−１４７７２０号、特願平７
−１９１９９４号の明細書に記載されているように、カ
ラーフィルタの構成材料は比抵抗が１０⁸Ω・ｃｍ以上
の特性をもつ必要がある。

【００２０】したがって、従来から使用されてきたクロ
ム等の金属薄膜からなるＢＭは、その導電性のために有
効な横電界成分を低下させるので好ましくない。

【００２１】ＢＭとしてカーボン顔料系の顔料分散型樹
脂（レジスト）を使用した場合は、一般にカーボン顔料
の比抵抗は１０^-4〜１０⁰Ω・ｃｍと小さいが、固形分
に対するカーボン顔料の含有比率を制限して比抵抗を１
０⁸Ω・ｃｍ以上とすることができる。

【００２２】また、カーボン顔料より比抵抗の大きい無
機顔料を使用した顔料分散型レジストを使用して比抵抗
を１０⁸Ω・ｃｍ以上を満足させることもできる。しか
し、ＢＭとして顔料分散型レジストを使用する場合、光
遮光性の指標である光学濃度（ＯｐｔｉｃａｌＤｅｎ
ｃｉｔｙ，略してＯＤ値）が低くなるという問題があ
る。ＯＤ値を高くするためにカーボンまたは無機顔料の
濃度を増加すると、比抵抗が低下するからである。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】所謂モニター用途のデ
ィスプレイでは、輝度を稼ぐためにノート型パーソナル
コンピユータ向けディスプレイよりも強力なバックライ
トが使用される。したがって、額縁から漏れる光の強度
はより一層強くなるので、ＢＭはより高い遮光性が要求
される。

【００２４】一般的なカラー液晶表示装置（以下、カラ
ー液晶パネル、あるいは単にパネルとも言う）の画素部
の透過率は、偏光板やカラーフィルタの透過率、および
開口率から約５％である。その場合、コントラストが１
００以上のパネルでは、黒輝度は０．０５％以下とな
る。画素部と同等の黒輝度を額縁部で得るためには、Ｂ
Ｍと偏光板で同程度遮光する必要がある。例えば、額縁
部まで片方の偏光板を延長している場合は、この１枚の
偏光板の透過率を約４５％とすると、ＢＭのＯＤ値の仕
様としては３．０以上必要である。

【００２５】一方、前記したＩＰＳ方式やその他、画素
部のＢＭ材料の比抵抗として１０⁸Ω・ｃｍ以上を必要
とするものにおいては、ＢＭ材料として金属薄膜は使用
不可である。また、黒色染料や顔料の中で抵抗が高い材
料を分散した感光性レジストを用いる方法では、十分な
遮光性が得られない。高抵抗で１μｍ当たりのＯＤ値が
１．７程度と遮光性が低いＢＭ材料の膜厚を２μｍ近く
まで上げることによりＯＤ値を稼ぎ、上記仕様を満たす
ことができるが、その場合、カラーフィルタ基板の画素
−ＢＭ間の段差が大きくなるため、保護膜での平坦化が
困難となる。

【００２６】また一方、表示領域は、通常２枚の偏光板
を備え、ゲート電極、ゲート配線等が遮光性金属からな
るため、コントラスト１００以上を満たすＭＢのＯＤ値
は２．０以上、好ましくは２．５以上を満足する必要が
ある。しかしながら、表示領域の外周部で、特に液晶配
向制御層の外側領域では、表示領域よりもＢＭの透過光
強度が大きくなる。そのため、表示領域の外周部が明る
くなり、表示に著しい違和感を与える。

【００２７】この現象は、液晶配向制御層の外側領域で
は液晶分子の配向がランダムであるため、液晶表示装置
の光入射面と光出射面に貼られた偏光板による遮光効果
が低いために起こる。

【００２８】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであり、特にＩＰＳ方式の液晶表示装置のカラーフィ
ルタ基板として十分な遮光性を実現するＯＤ値をもつと
共に、高い比抵抗のＢＭを有するカラー液晶表示装置を
提供することを目的とする。なお、本発明は、上記ＩＰ
Ｓ方式液晶表示装置に限るものではなく、他の方式の液
晶表示装置にも適用できるものである。

【００２９】

【課題を解決するための手段】光学濃度ＯＤ値はＢＭの
膜厚に比例するため、本発明では、顔料分散型レジスト
の膜厚を約１．０μｍから最大で液晶組成物層の厚さ約
４μｍの範囲内とすることで、比抵抗とＯＤ値とを両立
させたことを特徴とする。

【００３０】すなわち、単位膜厚当たりの光学濃度ＯＤ
値は比較的低いが、抵抗値の高い顔料分散型レジストを
仕様して膜厚を厚くすることで、または額縁部（表示領
域外周部）のＢＭ層を多層構造としたり、もしくは額縁
部と表示領域（画素部）とで仕様するＢＭ材料を変えた
構造や異なる材料の多層構造とすることで比抵抗とＯＤ
値とを両立させたことを特徴とする。

【００３１】すなわち、請求項１に記載の第１の発明
は、少なくとも一方が透明な一対の基板の一方に形成さ
れたカラー表示のための色の異なる少なくとも２種類以
上のカラーフィルタと、各カラーフィルタの間に介在さ
せたブラックマトリクスと、前記一対の基板の他方に形
成された電極群と、前記一対の基板間に挟持された誘電
異方性を有する液晶組成物質層と、前記一対の基板の対
向面に形成されて前記液晶組成物質の分子配列を所定の
方向に配列させるための配向制御層と、前記一対の基板
の少なくとも一方に積層された偏光板、および前記電極
群に駆動電圧を印加するための駆動手段とを具備したカ
ラー液晶表示装置において、前記電極群が前記配向制御
層および前記液晶組成物質層の界面に対して、主として
平行な電界を印加するごとく配置された配列構造を有
し、表示領域外周のブラックマトリクスの光学濃度ＯＤ
値が３．０以上、好ましくは３．５以上で、比抵抗値が
１０⁸Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする。

【００３２】上記構成としたことにより、額縁である表
示領域外周の光漏れが防止され、高品質の画像表示を得
ることができる。

【００３３】また、請求項２に記載の第２の発明は、第
１の発明における前記基板の表示領域内のブラックマト
リクスは、比抵抗値が１０⁸Ω・ｃｍ以上でかつ光学濃
度ＯＤ値が２．０以上、好ましくは２．５以上であるこ
とを特徴とする。

【００３４】上記構成としたことにより、額縁である表
示領域外周の光漏れが防止されると共に、表示領域にお
けるブラックマトリクス（ＢＭ）の抵抗値を高くして液
晶駆動電界の乱れを防止して高品質の画像表示を得るこ
とができる。

【００３５】さらに、請求項３に記載の第３の発明は、
第１の発明における前記表示領域の外周での前記ブラッ
クマトリクスの膜厚が前記表示領域より厚いことを特徴
とする。

【００３６】上記構成としたことにより、額縁である表
示領域外周の光漏れが防止され、高品質の画像表示を得
ることができる。

【００３７】さらに、請求項４に記載の第４の発明は、
第１の発明における前記ブラックマトリクスは顔料分散
型樹脂であることを特徴とする。

【００３８】さらに、請求項５に記載の第５の発明は、
第１の発明における前記ブラックマトリクスの前記表示
領域が顔料分散型樹脂であり、前記表示領域の外周が顔
料分散型樹脂と金属膜の積層構造であることを特徴とす
る。

【００３９】そして、請求項６に記載の第６の発明は、
第１の発明における前記ブラックマトリクスの前記表示
領域が顔料分散型樹脂であり、前記表示領域の外周が顔
料分散型樹脂と前記表示領域のカラーフィルタを形成す
る赤、緑または青の顔料分散型樹脂の少なくとも１つの
層との積層構造であることを特徴とする。

【００４０】上記第４、第５および第６の発明の構成に
より、額縁である表示領域外周の光漏れが防止されると
共に、表示領域におけるブラックマトリクス（ＢＭ）の
抵抗値を高くして液晶駆動電界の乱れを防止して高品質
の画像表示を得ることができる。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、実施例を参照して詳細に説明する。

【００４２】なお、カラーフィルタ基板を構成する透明
基板としては、石英ガラス、無アルカリガラス、ソーダ
ライムガラスなどのガラス材、あるいは透明樹脂板を用
いることができる。なお、以下の実施例では、光学濃度
ＯＤ値として、光波長３８０〜７８０ｎｍの範囲でＯＤ値＝Ｌｏｇ₁₀（１００／Ｙ）と定義する。ＹはＣＩＥ色度座標のＣ光源を使用した時
の視感透過率（％）であり、光学濃度の測定には、
（株）日立製作所製「Ｕ−３２１０スペクトロフォトメ
ータ」（商品名）を使用した。なお、光波長範囲は、使
用するバックライト光、あるいは外光の範囲とも定義で
きる。

【００４３】〔実施例１〕図１は本発明によるカラー液
晶表示装置の第１実施例の構成を説明する要部断面図で
あって、図９と同一符号は同一部分に対応する。

【００４４】この実施例は、表示領域のＢＭを顔料分散
型レジストを用いて形成し、額縁部分のＢＭはアルミニ
ウム層で構成したものである。その他の構成は前記図９
で説明したとおりであるので、省略する。

【００４５】以下、この実施例のＢＭの形成方法を説明
する。

【００４６】透明基板６ａ，６ｂは旭ガラス（株）の商
品名「ＡＮ−６３５」を使用し、高抵抗タイプの顔料分
散型ＢＭレジスト（富士ハント（株）の商品名「富士ハ
ントＣＫ−５００１」：比抵抗１０¹³Ω・ｃｍ、１μｍ
あたりのＯＤ値１．４が好適）をスピンコートあるいは
ロールコートにより膜厚１．４５μｍとなるように形成
する。レジストのコート後、８０〜９０°Ｃにて１０〜
２０分のプリベークを行い、フォトマスクを介して露光
し、現像してクリーンオーブンまたはホットプレートで
約１８０〜２００°Ｃで３０〜６０分間の焼成を施し、
表示領域のＢＭ４ａを形成する。

【００４７】そして、額縁部分を遮光するＢＭ４ｃとし
て、アルミニウム層をマスクスパッタリングで厚さ０．
１５μｍに形成した。その後、３色のカラーフィルタ５
を既知の方法で形成する。

【００４８】額縁部分に形成するＢＭ４ｃは表示領域の
ＢＭ程精度が要求されないので、このようなマスクスパ
ッタリング法を用いることができる。また、この額縁部
分を遮光するＢＭは、光を遮断する機能があればクロム
などアルミニウム以外の金属等を使用できる。

【００４９】なお、この額縁部分のＢＭは表示領域のＢ
Ｍ４ａの形成に先立って形成することもでき、表示領域
のＢＭ形成後に３色のカラーフィルタ５を形成し、その
後に額縁部分のＢＭを形成してもよい。

【００５０】ただし、保護膜７ａの上に金属膜を形成し
た際には、電触による輝度低下が発生するおそれがある
ので、なるべくは保護膜７ａより下層に形成した方が好
ましい。

【００５１】この実施例によれば、表示領域のＢＭの比
抵抗は目標値１０⁸Ω・ｃｍに対して１０¹⁴Ω・ｃｍで
あり、ＯＤ値は２．０、額縁部分（ＯＤ値の目標値３．
０以上）はアルミニウム層が光不透過であることから完
全な遮光性を有し、額縁である表示領域外周の光漏れが
完全に抑制されると共に、表示領域におけるブラックマ
トリクス（ＢＭ）の抵抗値が高く、液晶駆動電界の乱れ
が防止されて高品質の画像表示を得ることができる。

【００５２】〔実施例２〕図２は本発明によるカラー液
晶表示装置の第２実施例の構成を説明する要部断面図で
あって、図１と同一符号は同一部分に対応する。

【００５３】この実施例は、表示領域のＢＭを顔料分散
型レジストを用いて形成し、額縁部分のＢＭはアルミニ
ウム層で構成した点で実施例１と同様であるが、表示領
域に形成するＢＭを額縁部分まで広げて４ｂとし、この
上にアルミニウム層４ｃをマスクスパッタリングで厚さ
０．１５μｍに形成した点で異なる。

【００５４】この実施例によれば、第１実施例が、その
額縁部分にレジストでなるＢＭ４ｂとアルミニウム層の
境界で光漏れの可能性があるのに対して、アルミニウム
層の下層に形成されたＢＭ４ｂが表示領域と連続してい
るため、上記のような光漏れは生じない。

【００５５】〔実施例３〕図３は本発明によるカラー液
晶表示装置の第３実施例の構成を説明する要部断面図で
あって、図１と同一符号は同一部分に対応する。

【００５６】この実施例は、表示領域のＢＭを顔料分散
型レジストを用いて形成し、額縁部分のＢＭは第２実施
例と同様に表示領域から延長して形成され、アルミニウ
ム層４ｄをＴＦＴ基板側に形成したものである。

【００５７】この実施例によっても上記第３実施例と同
様に表示領域のＢＭの比抵抗を大きくし、かつ額縁部分
の光漏れは生じないカラー液晶表示装置を得ることがで
きる。

【００５８】〔実施例４〕図４は本発明によるカラー液
晶表示装置の第４実施例の構成を説明する要部断面図で
あって、図１と同一符号は同一部分に対応する。

【００５９】この実施例では、１μｍ膜厚当たりＯＤ値
が２．０で比抵抗が１０⁸Ω・ｃｍ以上の特性を持つ有
機顔料濃度が高くカーボン顔料比率が低い黒色顔料分散
型レジストを使用する。

【００６０】まず、透明基板上に上記黒色顔料分散型レ
ジストを塗布し、マスク露光、現像、ベーキング工程で
膜厚が１．２５ないし１．５μｍ（ＯＤ値が２．５〜
３．０）のＢＭ４ａと４ｂ１を表示領域と額縁部分に形
成する。

【００６１】この上にさらに上記黒色顔料分散型レジス
トを塗布し、表示領域をマスクし、その外側のみをパタ
ーン露光し、現像、べーキング工程を経て額縁部分４ｂ
１に上層に第２のＢＭ４ｂ２を積層して額縁部分のＢＭ
４ｂを形成する。

【００６２】積層したＢＭ４ｂの膜厚を１．７５μｍ以
上とすればこの部分のＯＤ値は３．５以上となる。各１
回で形成する膜厚は１．５μｍ以下であるので、現像工
程でのレジストの剥離は発生しない。

【００６３】また、表示領域内の膜厚は１．２５〜１．
５μｍであるので、平坦性の悪化を招くこともない。

【００６４】以上の工程により表示領域の外周部（額縁
部分）のみＢＭの膜厚を厚くしてＯＤ値を高くする。

【００６５】その後、カラーレジストの塗布、パターニ
ング露光（マスク露光９、現像、べーキング工程を繰り
返して赤フィルタ（５Ｒ）、緑フィルタ（５Ｇ）、青フ
ィルタ（５Ｂ）を形成する。この上に保護膜材料を塗布
し、露光し、べーキング工程を経て保護膜７ａを形成す
る。

【００６６】この実施例によっても上記第３実施例と同
様に表示領域のＢＭの比抵抗を大きくし、かつ額縁部分
の光漏れは生じないカラー液晶表示装置を得ることがで
きる。

【００６７】〔実施例５〕図５は本発明によるカラー液
晶表示装置の第５実施例の構成を説明する要部断面図で
あって、図１と同一符号は同一部分に対応する。

【００６８】この実施例では、１μｍ膜厚当たりＯＤ値
が２．０で比抵抗が１０⁸Ω・ｃｍ以上の特性を持つ有
機顔料濃度が高くカーボン顔料比率が低い黒色顔料分散
型レジストを使用する。

【００６９】まず、透明基板上に上記黒色顔料分散型レ
ジストを塗布し、マスク露光、現像、ベーキング工程で
膜厚が１．５μｍ（ＯＤ値が３．０）の表示領域と額縁
部分とにＢＭ４ａおよび４ｂ１を形成する。

【００７０】次に、レジスト塗布、マスク露光、現像、
ベーキング工程を３回繰り返して赤フィルタ（５Ｒ）、
緑フィルタ（５Ｇ）、青フィルタ（５Ｂ）を形成する。
このとき、赤フィルタ（５Ｒ）、緑フィルタ（５Ｇ）、
青フィルタ（５Ｂ）を形成する。

【００７１】このカラーフィルタを形成する際、その少
なくとも１色（この実施例では赤フィルタ５Ｒ）を額縁
部分に形成されているＢＭ４ｂ上に積層するようにパタ
ーニングする。すなわち、露光マスクの開口を額縁部分
にも形成することでＢＭ４ｂ上に赤フィルタ５Ｒを積層
形成できる。この積層構造により、額縁部分のＯＤ値を
大きくすることができる。

【００７２】図６は額縁部分のＢＭに赤、緑、青の何れ
かのフィルタを積層した場合の光波長に対する吸光度を
説明するグラフ図である。

【００７３】なお、吸光度はＬｏｇ₁₀（１００／Ｔ）で
あり、Ｔは透過率（％）で示す。また、表１にそのＹ値
およびＯＤ値を示す。

【００７４】ここで、Ｙ値と透過率Ｔは、式１に示した
関係をもつ。

【００７５】

【数１】

【００７６】

【表１】

【００７７】表１に示すように、黒色顔料分散型レジス
トによるＢＭである黒（Ｂｌａｃｋ）と赤（Ｒｅｄ）、
または黒（Ｂｌａｃｋ）と青（Ｂｌｕｅ）を積層した場
合のＯＤ値が３．５以上を満足する。額縁部分に２色以
上のカラーレジストを塗布して積層すれば、さらにＯＤ
値を向上させることができる。

【００７８】なお、黒（Ｂｌａｃｋ）と緑（Ｇｒｅｅ
ｎ）を積層した場合は、他の２色の積層に比べてＯＤ値
が低くなる。これは、図６に示したように、緑（Ｇｒｅ
ｅｎ）の吸光度が人間の視感度が高い光波長５００〜６
００ｎｍで低いためである。

【００７９】黒色顔料分散型レジストの顔料比率におい
て、赤、青の比率を高めれば、黒色顔料分散型レジスト
の光波長５００〜６００ｎｍの吸光度が高くなり、黒と
緑のレジストの積層でＯＤ値３．５以上も可能である。

【００８０】図５に戻り、上記ＢＭの形成後、フィルタ
の保護膜材料を塗布し、ベーキング処理して保護膜７ａ
を形成する。以下、図示しないＴＦＴ基板と組合せ、液
晶組成物を封入してカラー液晶表示装置を完成させる。

【００８１】この実施例によっても、上記各実施例と同
様に表示領域のＢＭの比抵抗を大きくし、かつ額縁部分
の光漏れは生じないカラー液晶表示装置を得ることがで
きる。

【００８２】〔実施例６〕図７は本発明によるカラー液
晶表示装置の第７実施例の構成を説明する要部断面図で
あって、図１と同一符号は同一部分に対応する。

【００８３】この実施例では、表示領域の外周部すなわ
ち額縁部分にクロム層４ｄを有し、その上層に黒色顔料
分散型レジストからなる遮光層４ｂを積層してなる。

【００８４】黒色顔料分散型レジストは、１μｍ膜厚当
たりＯＤ値が２．０で比抵抗が１０⁸Ω・ｃｍ以上の特
性を持つ有機顔料濃度が高くカーボン顔料比率が低い黒
色顔料分散型レジストを使用する。

【００８５】まず、透明基板６ａ上の額縁部分にクロム
層４ｄをマスクスパッタリング等で成膜する。その後、
このクロム層４ｄと表示領域に上記黒色顔料分散型レジ
ストを塗布し、パターン露光、現像、べーキング工程を
経て膜厚１．２５〜１．５μｍ（ＯＤ値が２．５〜３．
０）のＢＭ４ｂを形成する。

【００８６】したがって、上記黒色顔料分散型レジスト
のＢＭは表示領域に形成されると共に上記クロム層４ｄ
の上層に積層される。これにより、額縁部分のＢＭの層
厚が厚くなり、ＯＤ値が高くなる。

【００８７】次に、カラーフィルタ用のレジストを塗布
し、パターン露光現像、ベーキング工程を３回繰り返し
て赤フィルタ５Ｒ、緑フィルタ５Ｇ、青フィルタ５Ｂを
形成する。

【００８８】その後、保護膜材料を塗布し、露光、現
像、ベーキング工程を施し、保護膜７ａを形成する。以
下、図示しないＴＦＴ基板と組合せ、液晶組成物を封入
してカラー液晶表示装置を完成させる。

【００８９】この実施例によっても、上記各実施例と同
様に表示領域のＢＭの比抵抗を大きくし、かつ額縁部分
の光漏れは生じないカラー液晶表示装置を得ることがで
きる。

【００９０】なお、最初に形成する金属膜としては、上
記クロム以外にアルミニウム、タリウム、その化合物、
等が使用でき、また金属膜に代えてＣｒＯ₂等の低反射
酸化物も使用可能である。

【００９１】このように、上記した各実施例によれば、
液晶表示装置のカラーフィルタ基板として十分な遮光性
を実現するＯＤ値をもつと共に、高い比抵抗のＢＭを有
するカラー液晶表示装置を提供することができる。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特にＩＰＳ方式のカラー液晶表示装置における表示領域
内の横電界へ及ぼす影響が少なく、かつ表示領域の外周
部（額縁）での透過光強度を表示領域内の最小透過光強
度より少なくでき、表示品質に優れたカラー液晶表示装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるカラー液晶表示装置の第１実施例
の構成を説明する要部断面図である。

【図２】本発明によるカラー液晶表示装置の第２実施例
の構成を説明する要部断面図である。

【図３】本発明によるカラー液晶表示装置の第３実施例
の構成を説明する要部断面図である。

【図４】本発明によるカラー液晶表示装置の第４実施例
の構成を説明する要部断面図である。

【図５】本発明によるカラー液晶表示装置の第５実施例
の構成を説明する要部断面図である。

【図６】額縁部分のＢＭに赤、緑、青の何れかのフィル
タを積層した場合の光波長に対する吸光度を説明するグ
ラフ図である。

【図７】本発明によるカラー液晶表示装置の第７実施例
の構成を説明する要部断面図である。

【図８】ＩＰＳ方式液晶表示装置のカラーフィルタ基板
を説明する模式図である。

【図９】ＩＰＳ方式液晶表示装置の構造例を説明する要
部断面図である。

【図１０】カラーフィルタ基板の額縁部近傍の構造例を
説明する拡大断面図である。

【符号の説明】

１カラーフィルタ基板２額縁部（表示領域の外周部）３表示領域４ａ表示領域のＢＭ５（５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ）カラーフィルタ（赤、緑、
青）６ａ上透明基板６ｂ下透明基板７ａフィルタの保護膜７ｂ電極の保護膜８ａ上偏光板８ｂ下偏光板９ａ上配向膜（液晶組成制御層）９ｂ下配向膜１０（１０ａ，１０ｂ）電極１１ａ配向された液晶組成層１１ｂ非配向の液晶組成層１２シール材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者芦沢啓一郎千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者小川和宏千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所電子デバイス事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方が透明な一対の基板の一方
に形成されたカラー表示のための色の異なる少なくとも
２種類以上のカラーフィルタと、各カラーフィルタの間
に介在させたブラックマトリクスと、前記一対の基板の
他方に形成された電極群と、前記一対の基板間に挟持さ
れた誘電異方性を有する液晶組成物質層と、前記一対の
基板の対向面に形成されて前記液晶組成物質の分子配列
を所定の方向に配列させるための配向制御層と、前記一
対の基板の少なくとも一方に積層された偏光板、および
前記電極群に駆動電圧を印加するための駆動手段とを具
備したカラー液晶表示装置において、前記電極群が前記配向制御層および前記液晶組成物質層
の界面に対して、主として平行な電界を印加するごとく
配置された配列構造を有し、表示領域外周のブラックマトリクスの光学濃度ＯＤ値が
３．０以上、好ましくは３．５以上で、比抵抗値が１０
⁸Ω・ｃｍ以上であることを特徴とするカラー液晶表示
装置。
【請求項２】前記基板の表示領域内のブラックマトリク
スは、比抵抗値が１０⁸Ω・ｃｍ以上でかつ光学濃度Ｏ
Ｄ値が２．０以上、好ましくは２．５以上であることを
特徴とする請求項１記載のカラー液晶表示装置。
【請求項３】前記表示領域の外周での前記ブラックマト
リクスの膜厚が前記表示領域より厚いことを特徴とする
請求項１記載のカラー液晶表示装置。
【請求項４】前記ブラックマトリクスは顔料分散型樹脂
であることを特徴とする請求項１記載のカラー液晶表示
装置。
【請求項５】前記ブラックマトリクスの前記表示領域が
顔料分散型樹脂であり、前記表示領域の外周が顔料分散
型樹脂と金属膜の積層構造であることを特徴とする請求
項１記載のカラー液晶表示装置。
【請求項６】前記ブラックマトリクスの前記表示領域が
顔料分散型樹脂であり、前記表示領域の外周が顔料分散
型樹脂と前記表示領域のカラーフィルタを形成する赤、
緑または青の顔料分散型樹脂の少なくとも１つの層との
積層構造であることを特徴とする請求項１記載のカラー
液晶表示装置。