(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上の表示領域に所定のパターンで形成された複数色の着色層を備えるカラーフィルタ基板と、このカラーフィルタ基板に所望の間隙を設けて対向して配置された対向電極基板と、前記表示領域の外側に配置され、前記両基板間の間隙を密封するシール部材と、このシール部材により密封された両基板間の間隙に液晶材料が注入されて形成された液晶層と、前記シール部材からの汚染物質で前記液晶層中の液晶材料が汚染されないように前記シール部材と前記表示領域との間に配置された遮蔽部材とを少なくとも具備してなり、前記遮蔽部材を構成する材料は、基板／電極／配向層／液晶／配向層／電極／基板からなる測定セルにおいて、印可電圧パルス振幅５Ｖ、パルス周波数６０Ｈｚにおいて測定した電圧保持率が９５％以上であり、かつ−１０Ｖ〜＋１０Ｖの電圧範囲において測定した電圧−静電容量ヒステリシスループから求められる残留ＤＣ（ΔＥ）が０．０５Ｖ以下である液晶材料に対し、前記材料の試料片を浸漬し１０５℃で５時間保持して抽出処理をおこなった後、この不純物抽出処理後の液晶材料について同様に測定した電圧保持率を８０％以上とし、かつ残留ＤＣ（ΔＥ）を０．５Ｖ以下とする材料であることを特徴とするカラー液晶表示装置。
【請求項２】
前記遮蔽部材が、顔料、顔料誘導体、染料もしくは染料誘導体を含有しない材料で形成されてい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】
透明基板上の表示領域に所定のパターンで形成された複数色の着色層を備えるカラーフィルタ基板と、このカラーフィルタ基板に所望の間隙を設けて対向して配置された対向電極基板と、前記表示領域の外側に配置され、前記両基板間の間隙を密封するシール部材と、このシール部材により密封された両基板間の間隙に液晶材料が注入されて形成された液晶層と、前記両基板間の間隙を一定に保つように形成された柱状凸部と、前記シール部材からの汚染物質で前記液晶層中の液晶材料が汚染されないように前記シール部材と前記表示領域との間に配置され、かつ前記柱状凸部と同一の材料で形成された遮蔽部材とを少なくとも具備することを特徴とする請求項１項または２項に記載のカラー液晶表示装置。
【請求項４】
前記遮蔽部材が、前記柱状凸部および保護層と同一の材料で形成されていることを特徴とする請求項３に記載のカラー液晶表示装置。
【請求項５】
少なくとも前記遮蔽部材の一部が、前記表示領域の外側に設けられたブラックマトリックス上に形成されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のカラー液晶表示装置。
【請求項６】
少なくとも前記遮蔽部材の一部が、前記表示領域の外側に設けられたブラックマトリックス上に形成された少なくとも一層のダミー着色層上に形成されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のカラー液晶表示装置。
【請求項７】
液晶材料封入口近傍の遮蔽部材および／または液晶材料封入口の整流板が、前記ブラックマトリックス上に形成された少なくとも一層のダミー着色層上に前記柱状凸部と同一の材料で形成された凸部を形成することによりなることを特徴とする請求項５または請求項６記載のカラー液晶表示装置。
【請求項８】
前記遮蔽部材が、透明電極上に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１つの請求項に記載のカラー液晶表示装置。
【請求項９】
透明基板上の表示領域に所定のパターンで形成された複数色の着色層を備えるカラーフィルタ基板と、このカラーフィルタ基板に所望の間隙を設けて対向して配置された対向電極基板と、前記表示領域の外側に配置され、前記両基板間の間隙を密封するシール部材と、このシール部材により密封された両基板間の間隙に液晶材料が注入されて形成された液晶層と、前記シール部材からの汚染物質で前記液晶層中の液晶材料が汚染されないように前記シール部材と前記表示領域との間に配置された遮蔽部材とを少なくとも具備してなるカラー液晶表示装置の製造方法であって、前記遮蔽部材を構成する材料として、基板／電極／配向層／液晶／配向層／電極／基板からなる測定セルにおいて、印可電圧パルス振幅５Ｖ、パルス周波数６０Ｈｚにおいて測定した電圧保持率が９５％以上であり、かつ−１０Ｖ〜＋１０Ｖの電圧範囲において測定した電圧−静電容量ヒステリシスループから求められる残留ＤＣ（ΔＥ）が０．０５Ｖ以下である液晶材料に対し、前記材料の試料片を浸漬し１０５℃で５時間保持して抽出処理をおこなった後、この不純物抽出処理後の液晶材料について同様に測定した電圧保持率を８０％以上とし、かつ残留ＤＣ（ΔＥ）を０．５Ｖ以下とする材料を選択することを特徴とするカラー液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー液晶表示装置に係り、特に表示品質に優れ、信頼性の高いカラー液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、フラットディスプレイとして、カラーの液晶表示装置が注目されている。カラー液晶表示装置の一例として、ブラックマトリックス、複数の色（通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色）からなる着色層、透明電極および配向層を備えたカラーフィルタ基板と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ素子）、画素電極および配向層を備えた対向電極基板と、これら両基板を所定の間隙をもたせて対向させ、シール部材で密封して、上記間隙に液晶材料を注入して形成された液晶層とから概略構成されてなるものがある。
【０００３】
このようなカラー液晶表示装置では、上記間隙が液晶の厚みそのものであり、カラー液晶表示装置に要求される高速応答性、高コントラスト比、広視野角等の良好な表示性能を可能とするためには、上記液晶層の厚み、すなわちカラーフィルタ基板と対向電極基板の距離を厳密に一定に保持する必要がある。このため、カラーフィルタ基板と対向電極基板とを貼り合わせる前に、所定の直径で粒径の揃ったガラスビーズやプラスチックビーズをスペーサとしてカラーフィルタ基板および対向電極基板のいずれか一方に散在させ、その後、両基板を貼り合わせ、シール部材により密封することにより、ガラスビーズやプラスチックビーズの直径をもって両基板の間隙の厚み、つまり液晶層の厚みを設定することが行われている。
【０００４】
しかし、シール部材は一般に硬化型の合成樹脂を使用しているため、カラーフィルタ基板と、対向電極基板の貼り合わせ密封後の硬化処理工程においてシール部材から反応ガスの発生や溶剤等の溶出が生じ、これらによって液晶層が汚染されて表示ムラが発生し表示品質の低下を来すことがある。
【０００５】
このような問題を解消するために、シール部材の内側に有機膜を形成してシール部材からの反応ガスや溶出物による液晶層の汚染を防止したカラー液晶表示装置が提案されている（特開平８−３２８０２４号公報）。
【０００６】
しかしながら、このような有機膜自体が液晶層を汚染する物質を含有するものであった場合は、上述した表示ムラ等の液晶層の表示品質を低下させる不具合を解消することはできない。
【０００７】
また、上記のようなカラー液晶表示装置では、ブラックマトリックスおよびＲ、Ｇ、およびＢの３色からなる着色層の形成工程に加えて、フォトリソグラフィー法による有機膜の形成工程が新たに必要となり、このため工程が煩雑でスループット、歩留まり等が問題となっている。さらに、上述のようにガラスビーズやプラスチックビーズをスペーサとして用いた場合、スペーサ分散の不均一、表示画素上でのスペーサの存在等がある場合、液晶層厚のバラツキ、液晶分子の配向の乱れを生じることがあり、コントラスト比等の表示性能が低下することがあるという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、シール部材からの液晶層汚染物質で液晶層が汚染されないように、シール部材と表示領域との間に遮蔽部材が配されたカラー液晶表示装置であって、上記遮蔽部材が液晶層に悪影響を及ぼす物質を含まない材料で形成された遮蔽部材、および／または簡便な製造工程で製造することができる遮蔽部材を具備するカラー液晶表示装置を提供することを主目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は請求項１において、透明基板上の表示領域に所定のパターンで形成された複数色の着色層を備えるカラーフィルタ基板と、このカラーフィルタ基板に所望の間隙を設けて対向して配置された対向電極基板と、上記表示領域の外側に配置され、上記両基板間の間隙を密封するシール部材と、このシール部材により密封された両基板間の間隙に液晶材料が注入されて形成された液晶層と、上記シール部材からの汚染物質で上記液晶層中の液晶材料が汚染されないように上記シール部材と上記表示領域との間に配置された遮蔽部材とを少なくとも具備してなり、前記遮蔽部材を構成する材料は、基板／電極／配向層／液晶／配向層／電極／基板からなる測定セルにおいて、印可電圧パルス振幅５Ｖ、パルス周波数６０Ｈｚにおいて測定した電圧保持率が９５％以上であり、かつ−１０Ｖ〜＋１０Ｖの電圧範囲において測定した電圧−静電容量ヒステリシスループから求められる残留ＤＣ（ΔＥ）が０．０５Ｖ以下である液晶材料に対し、前記材料の試料片を浸漬し１０５℃で５時間保持して抽出処理をおこなった後、この不純物抽出処理後の液晶材料について同様に測定した電圧保持率を８０％以上とし、かつ残留ＤＣ（ΔＥ）を０．５Ｖ以下とする材料であること特徴とするカラー液晶表示装置を提供する。
【００１０】
このように、本発明のカラー液晶表示装置は、シール部材と表示領域との間に遮蔽部材が配置されているので、シール部材からの汚染物質により液晶層の液晶材料が汚染されることがない。さらに、この遮蔽部材が上述したような材料により形成されているので、この遮蔽部材の材料に起因する液晶材料の汚染がなく、液晶の白ムラや焼付が生じる可能性が低い。
【００１１】
上記請求項１に記載されたカラー液晶表示装置においては、請求項２に記載するように、上記遮蔽部材が、顔料、顔料誘導体、染料、もしくは染料誘導体を含有しない材料で形成されていることが好ましい。顔料、顔料誘導体、染料、もしくは染料誘導体はその種類にもよるが、液晶材料を汚染する可能性が高く、顔料もしくは顔料誘導体を含有する材料、または染料もしくは染料誘導体で不純物抽出処理を施した場合に、液晶材料の電圧保持率を８０％以上とし、かつ残留ＤＣ（ΔＥ）を０．５Ｖ以下とすることができない場合があるからである。
【００１２】
さらに請求項３に記載するように、請求項１に記載されたカラー液晶表示装置においては、透明基板上の表示領域に所定のパターンで形成された複数色の着色層を備えるカラーフィルタ基板と、このカラーフィルタ基板に所望の間隙を設けて対向して配置された対向電極基板と、上記表示領域の外側に配置され、上記両基板間の間隙を密封するシール部材と、このシール部材により密封された両基板間の間隙に液晶材料が注入されて形成された液晶層と、上記両基板間の間隙を一定に保つように形成された柱状凸部と、上記シール部材からの汚染物質で上記液晶層中の液晶材料が汚染されないように上記シール部材と上記表示領域との間に配置され、かつ上記柱状凸部と同一の材料で形成された遮蔽部材とを少なくとも具備することが好ましい。
【００１３】
このように、遮蔽部材の材料が柱状凸部と同一の材料で形成されているので、柱状凸部の製造と同時に遮蔽部材を製造することができる。したがって、遮蔽部材の製造のためのみのフォトリソグラフィー工程が新たに必要となることがないことから、簡便な製造工程で遮蔽部材を有するカラー液晶表示装置を製造することができる。また、このように、遮蔽部材を製造すると同時に両基板間の間隙を均一にする柱状凸部を製造することができることから、ガラスビーズやプラスチックビーズをスペーサとして用いる必要がなく、このようスペーサを用いた場合の不具合、すなわち、スペーサの分散の不均一、表示画素上でのスペーサの存在等による、液晶層厚のバラツキ、液晶分子の配向の乱れが生じず、コントラスト比等の表示性能が低下することがない。
【００１５】
上記請求項３に記載されたカラー液晶表示装置においては、請求項４に記載するように、上記遮蔽部材が、上記柱状凸部および保護層と同一の材料で形成されていることがこのましい。このように、遮蔽部材、柱状凸部、および保護層がいずれも同じ材料で形成されていれば、一つの工程で三者を同時に形成することが可能となり、カラー液晶表示装置の製造工程を簡略化することができ、低コスト化することが可能だからである。
【００１６】
さらに、上記請求項３または請求項４に記載されたカラー液晶表示装置においては、請求項５に記載するように、少なくとも上記遮蔽部材の一部が、上記表示領域の外側に設けられたブラックマトリックス上に形成されていることが好ましい。
【００１７】
このように、遮蔽部材の一部もしくは全部が表示領域の外側に設けられたブラックマトリックス上に形成されることにより、通常遮蔽部材といずれかの基板との間に隙間が生じる。すなわち、遮蔽部材が柱状凸部と同時に形成された場合は、遮蔽部材と柱状凸部とは同じ高さとなる。そして、柱状凸部は着色層上に形成されるため、ブラックマトリックス上に形成された遮蔽部材の基板表面からの高さは、着色層とブラックマトリックスとの厚みの差だけ柱状凸部の方が高くなる。カラーフィルタ基板と対向電極基板との間隙は上記柱状凸部の高さにより決定されるため、遮蔽部材と基板との間には隙間が生じるのである。
【００１８】
このように遮蔽部材と基板との間に隙間を形成することにより、両基板間に液晶を封入した際に、遮蔽部材とシール部材との間に液晶を流入させることができる。これにより、遮蔽部材とシール部材との間の空気が液晶層内に侵入することを防止することができるという利点を有することになるのである。なお、この隙間は微小なものであるので、シール部材の液晶材料汚染物質が、この隙間から液晶材料に悪影響を及ぼすほど漏れ出でることはほとんどない。
【００１９】
また、上記請求項３または請求項４に記載されたカラー液晶表示装置においては、請求項６に記載するように、少なくとも上記遮蔽部材の一部が、上記表示領域の外側に設けられたブラックマトリックス上に形成された少なくとも一層のダミー着色層上に形成されていることが好ましい。
【００２０】
このように、遮蔽部材の一部および全部が上記ブラックマトリックス上に形成された少なくとも一層のダミーの着色層上に形成されたものであれば、遮蔽部材が上記柱状凸部と同時に形成された場合は、柱状凸部と同等の高さ、もしくは柱状凸部よりやや高い高さを有することになる。したがって、遮蔽部材を柱状凸部と同様に両基板間を所定の間隙に保つスペーサとして用いることも可能であり、また、シール部材と液晶材料との接触を完全に防ぎたい場合等においては有用である。
【００２１】
さらに、上記請求項５または請求項６に記載されたカラー液晶表示装置においては、請求項７に記載するように、液晶材料封入口近傍の遮蔽部材および／または液晶材料封入口の整流板が、上記ブラックマトリックス上に形成された少なくとも一層のダミー着色層上に柱状凸部と同一の材料で形成された凸部を設けることによりなることが好ましい。
【００２２】
液晶材料封入口における両基板の間隙が小さくなると、液晶の注入速度が遅くなり効率的に問題が生じる場合がある。したがって、封入口における両基板の間隙は所定の大きさに保つ必要がある。封入口近傍の遮蔽部材および／または封入口の整流板を、上述したように少なくとも一層のダミー着色層上に柱状凸部と同一の材料で設けられた凸部を形成することにより構成すれば、液晶材料封入口が狭くなることを防ぐことにより液晶の注入速度の低下といった不具合を防止することができ、さらに簡略な工程で製造することができるからである。
【００２３】
上記請求項１から請求項７までのいずれか１つの請求項に記載のカラー液晶表示装置においては、請求項８に記載するように、上記遮蔽部材が、透明電極上に形成されていることが好ましい。このように遮蔽部材が透明電極上に形成されていることにより、透明電極をシール部材外側に容易に導き出すことが可能であり、配線を容易に行うことができるからである。また、遮蔽部材上に透明電極を通した場合は、絶縁層を対向する基板に形成する必要が生じる場合があり、この場合は精度の関係から所定の幅を必要とする。したがって、透明電極上に遮蔽部材を形成することにより、絶縁層を対向する基板に形成する必要が無くなり、狭額縁化を実現することが可能となる。
また上記目的を達成するために、本発明は請求項９において、透明基板上の表示領域に所定のパターンで形成された複数色の着色層を備えるカラーフィルタ基板と、このカラーフィルタ基板に所望の間隙を設けて対向して配置された対向電極基板と、前記表示領域の外側に配置され、前記両基板間の間隙を密封するシール部材と、このシール部材により密封された両基板間の間隙に液晶材料が注入されて形成された液晶層と、前記シール部材からの汚染物質で前記液晶層中の液晶材料が汚染されないように前記シール部材と前記表示領域との間に配置された遮蔽部材とを少なくとも具備してなるカラー液晶表示装置の製造方法であって、前記遮蔽部材を構成する材料として、基板／電極／配向層／液晶／配向層／電極／基板からなる測定セルにおいて、印可電圧パルス振幅５Ｖ、パルス周波数６０Ｈｚにおいて測定した電圧保持率が９５％以上であり、かつ−１０Ｖ〜＋１０Ｖの電圧範囲において測定した電圧−静電容量ヒステリシスループから求められる残留ＤＣ（ΔＥ）が０．０５Ｖ以下である液晶材料に対し、前記材料の試料片を浸漬し１０５℃で５時間保持して抽出処理をおこなった後、この不純物抽出処理後の液晶材料について同様に測定した電圧保持率を８０％以上とし、かつ残留ＤＣ（ΔＥ）を０．５Ｖ以下とする材料を選択することを特徴とするカラー液晶表示装置の製造方法を提供する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のカラー液晶表示装置について詳細に説明するが、本発明のカラー液晶表示装置は、大きく二つの実施態様に分かれる。これらを第１の実施態様および第２の実施態様として以下説明する。
【００２５】
第１の実施態様
本発明のカラー液晶表示装置の第１の実施態様は、透明基板上の表示領域に所定のパターンで形成された複数色の着色層を備えるカラーフィルタ基板と、このカラーフィルタ基板に所望の間隙を設けて対向して配置された対向電極基板と、上記表示領域の外側に配置され、上記両基板間の間隙を密封するシール部材と、このシール部材により密封された両基板間の間隙に液晶材料が注入されて形成された液晶層とを少なくとも具備するカラー液晶表示装置において、上記シール部材からの汚染物質で上記液晶層中の液晶材料が汚染されないように上記シール部材と上記表示領域との間に配置され、さらに不純物抽出処理を施した液晶材料の電圧保持率を８０％以上とし、かつ残留ＤＣ（ΔＥ）を０．５Ｖ以下とする材料で形成された遮蔽部材を具備する点に特徴を有するものである。
【００２６】
このような第１の実施態様における第１の特徴は、シール部材と表示領域との間にシール部材からの汚染物質で上記液晶層中の液晶材料が汚染されないように遮蔽部材が設けられている点である。本実施態様においてはこのような特徴を有するものであるので、シール部材から発生する汚染物質が液晶層に混入することがなく、表示ムラ等の不具合の発生を抑えることができる。
【００２７】
ここで、遮蔽部材が上記シール部材からの汚染物質で上記液晶層中の液晶材料が汚染されないように配置されるとは、具体的には、遮蔽部材がカラーフィルタ基板および対向電極基板の両基板間に密着するように形成され、シール部材と液晶層とを完全に分離するように配置される場合、遮蔽部材が上記いずれかの基板との間に隙間を残して形成されて配置される場合、および遮蔽部材が部分的に両基板間に密着し、他の部分ではいずれかの基板との間に隙間を残して形成されて配置される場合等を挙げることができる。
【００２８】
なお、上記遮蔽部材は、カラーフィルタ基板側に形成されたものであっても、対向電極基板側に形成されたものであってもよく、したがって、例えば遮蔽部材を基板との間に隙間を残して形成する場合は、カラーフィルタ基板側との間に隙間があるように形成しても、対向電極基板側に隙間あるように形成してもよい。
【００２９】
次に、本実施態様における第２の特徴は、遮蔽部材を形成する材料が、不純物抽出処理を施した液晶材料の電圧保持率を８０％以上とし、かつ残留ＤＣ（ΔＥ）を０．５Ｖ以下とする材料である点にある。このような特徴を有することにより、遮蔽部材そのものによる液晶層の汚染を防止することが可能であり、カラー液晶表示装置の表示品質を向上させることが可能である。
【００３０】
ここで、不純物抽出処理を施した液晶材料とは、遮蔽部材材料と液晶材料とを所定の条件下で接触させ遮蔽部材材料中の不純物を液晶材料中に抽出させた液晶材料であり、この不純物抽出処理後の液晶材料の特性を測定することにより、適切な遮蔽部材の材料を選択することが可能となる。不純物抽出処理後に測定する液晶材料の特性としては、電圧保持率および残留ＤＣ（ΔＥ）とした。電圧保持率は、表示不良の一つである白ムラに対応する特性であり、液晶層の両側に位置する電極間に印加された電圧を維持することができない場合は白ムラが発生する可能性が高くなる。また、残留ＤＣ（ΔＥ）は、表示不良の一つである焼付に対応する特性であり、この焼付を防止するには、残留ＤＣ（ΔＥ）をできるだけ小さくして、液晶層に印加した電圧を解除したときに、不溶な電圧が液晶層にかかり続けることを防止する必要がある。
【００３１】
本実施態様における遮蔽部材の材料としては、不純物抽出処理後の液晶材料の電圧保持率が８０％以上、好ましくは９０％以上、特に好ましくは９５％以上であり、かつ残留ＤＣ（ΔＥ）が０．５Ｖ以下、好ましくは０．２Ｖ以下、特に好ましくは０．１Ｖ以下となる材料を用いることが、遮蔽部材を設けた際のカラー液晶表示装置における白ムラや焼付等に関する不具合が生じ難い点で好ましい。
【００３２】
具体的な不純物抽出処理処理条件、電圧保持率測定条件、および残留ＤＣ（ΔＥ）測定条件は、以下の通りである。
【００３３】
（不純物抽出処理条件）
表面積が４ｃｍ２である樹脂部材を容量０．２ｍｌの液晶中に浸漬し、１０５℃に５時間保持して抽出を行う。なお、使用する液晶は、不純物抽出処理前の状態において、下記の電圧保持率測定条件で測定した電圧保持率が９５％以上であり、かつ、下記の残留ＤＣ（ΔＥ）測定条件で測定した残留ＤＣ（ΔＥ）が０．０５Ｖ以下である液晶とする。
【００３４】
（電圧保持率測定条件）
層構成として、基板／電極／配向層／液晶／配向層／電極／基板からなる測定用セルを準備し、不純物抽出処理を行った液晶を注入して下記の条件で測定する。
【００３５】
・電極間距離                ：５〜１５μｍ
・印加電圧パルス振幅        ：５Ｖ
・印加電圧パルス周波数      ：６０Ｈｚ
・印加電圧パルス幅          ：１６．６７ｓｅｃ
【００３６】
（残留ＤＣ（ΔＥ）測定条件）
残留ＤＣ（ΔＥ）とは、図１に例示する電圧−静電容量ヒステリシスループにおいて、最大静電容量（Ｃｓ）と最小静電容量（Ｃ０）から式（Ｃ０＋Ｃｓ）／２で規定される静電容量における電圧シフト両（図１に矢印で示す。）のことである。測定は、層構成として基板／電極／配向層／液晶／配向層／電極／基板からなる測定用セルを準備し、不純物抽出処理を行った液晶を注入して下記の条件で測定する。
【００３７】
・電極間距離：５〜１５μｍ
・使用液晶：静電容量飽和電圧（図１のＶｓ’）が１０Ｖ以下のもの
・電圧−静電容量ヒステリシスループ測定電圧範囲：−１０Ｖ〜＋１０Ｖ
【００３８】
本実施態様においては、上述した条件を満たす材料であればいかなる材料であっても遮蔽部材の材料として用いることができる。具体的には、例えば着色層を複数段積層したもの、着色層と他の層（例えば、保護層、樹脂製のブラックマトリックス等）との組合せ等を挙げることができる。しかしながら、本実施態様においては、顔料、顔料誘導体、染料、もしくは染料誘導体を含有する材料が、上述した不純物抽出処理後の液晶材料特性に悪影響を及ぼす可能性が高いことから、顔料、顔料誘導体、染料、もしくは染料誘導体を含有しない材料で遮蔽部材が形成されていることが好ましい。具体的には、透明な材料で形成された遮蔽部材等を挙げることができる。
【００３９】
また、本実施態様においては、遮蔽部材の全体が上述した条件を満たすもので形成されている必要はなく、液晶層の液晶材料と接触する部分が少なくとも上述した条件を満たす材料で形成されていればよい。例えば、遮蔽部材の表面が保護層等の表面層で覆われたような場合は、その表面層が上述するような条件を満たす材料で形成されていればよいのである。なお、本発明でいう遮蔽部材とは、上記表面層が形成される等複数の部材で形成された場合、その全体を含む概念とする場合もある。
【００４０】
以下、このような本発明の第１の実施態様を、その一例の部分断面図である図２を用いてさらに具体的に説明する。図２において、本実施態様のカラー液晶表示装置１は、カラーフィルタ基板２と対向電極基板３とを所定の間隙を設けて対向させ、周辺部をシール部材４およびシール部材４の内側に配設された遮蔽部材１４により封止し、両基板の間隙部に液晶層５が形成されたものである。なお、カラーフィルタ基板２と対向電極基板３の外側には、それぞれ偏光板（図示せず）が配設されており、また、両基板間にはガラスビーズやプラスチックビーズ等のスペーサ（図示せず）が存在している。ここで、このスペーサは上述したビーズ状のものに限定されるものではなく、例えばいずれかの基板側に形成された柱状凸部からなるスペーサであってもよい。
【００４１】
本発明のカラー液晶表示装置１を構成するカラーフィルタ基板２は、透明基板１１上にブラックマトリックス１２と着色層１３が所定のパターンで形成されており、さらに、この上に透明保護層１５を介して液晶駆動用の透明電極１６、および配向層１７が形成されている。上記ブラックマトリックス１２は表示領域Ａに所望のパターンで形成されたマトリックス１２ａと、この表示領域Ａの周囲の領域Ｂに形成されたブラックマトリックス１２ｂとに分けられる。そして、表示領域Ａには着色層１３が形成され、この着色層１３は赤色パターン１３Ｒ、緑色パターン１３Ｇ、および青色パターン１３Ｂがモザイク型、ストライプ型、トライアングル型、４画素配置型等の所望の形態で配列されてなり、ブラックマトリックス１２ａは各着色パターンの間に位置している。
【００４２】
この表示領域Ａの外側の領域Ｂには表示領域Ａを囲むように遮蔽部材１４が、上記ブラックマトリックス１２ｂ上に設けられている。さらに、この例においては、遮蔽部材１４上に透明保護層１５と透明電極１６が積層されており、透明電極１６はシール部材４の下部から外部に導出されている。この例においては、透明保護層１５および透明電極１６が遮蔽部材１４上に積層されているが、この部位の構成に関して本実施態様はこれに限定されるものではなく、例えば透明保護層１５が形成されていないもの、遮蔽部材１４の位置には透明電極１６が形成されていないもの、透明電極１６上に遮蔽部材１４が形成されているもの等種々の構成とすることができる。このうち、透明電極１６上に遮蔽部材１４が形成されている構成、および遮蔽部材１４の位置には透明電極１６が形成されていない構成が、後述する絶縁体層２６を形成しないでよい点等の関係で好ましい。
【００４３】
図２に示す例においては、上記遮蔽部材１４の高さはカラーフィルタ基板２と対向電極基板３との間隙を決定し、上記スペーサとともに液晶層５の厚みを決定するものである。本実施態様において、具体的には、２．０〜１０．０μｍの範囲で遮蔽部材１４の高さを適宜決定することができる。なお、上述したように、遮蔽部材１４と対向電極基板３との間に隙間を形成するように、遮蔽部材１４を形成してもよく、この場合、遮蔽部材１４の高さは、カラーフィルタ基板２と対向電極基板３との間隙を決定するものではなくなる。
【００４４】
透明保護層１５は、着色層１３の表面を平坦化するものであり、必要に応じて設けられるものである。この透明保護層１５の厚みは使用する材料の光透過率、着色層１３の表面状態等を考慮して設定することができ、例えば、０．１〜１．５μｍの範囲内で設定することができる。
【００４５】
一方、カラー液晶表示装置１を構成する他方の基板である対向電極基板３は、透明基板２１上に液晶駆動用の透明電極２２および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２３を備え、透明電極２２を覆うように配向層２４が形成されている。この対向電極基板３には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２３を開閉するゲート線群（図示せず）、映像信号を供給する信号線群（図示せず）、および、カラーフィルタ基板２側から受け渡しされたカラーフィルタ電極への電圧供給線が配設されており、これらのリード線２５は、通常、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２３の製造工程で一括して形成されたＡｌ等の金属からなるものであり、透明電極２２に接続されていると共に、外部の駆動ＩＣ（図示せず）からの電気的な接続線に接続されている。
【００４６】
この例のように、遮蔽部材１４の上に透明電極１６を形成して外部に電極を引き出す場合には、導通が必要な接点以外には、対向電極基板３側の対応位置に、絶縁体層２６を形成することが望ましい。
【００４７】
カラー液晶表示装置１を構成するシール部材４は、従来から液晶表示装置に使用されているシール材料を使用することができ、特に制限はない。例えば、ビスフェノールＦ型グリシジルエーテル樹脂、ビスフェノールＡ型グリシジルエーテル樹脂、レゾルシノールグリシジルエーテル樹脂、フェノールノボラックエポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂等を使用することができる。このようなシール材料で、遮蔽部材１４の外側における両基板の間隙部を密封し、加熱等により硬化処理を施すことによりシール部材４を形成することができる。
【００４８】
上述のカラーフィルタ基板２と対向電極基板３とを構成する透明基板１１、２１としては、石英ガラス、パイレックスガラス、合成石英等の可撓性のないリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有するフレキシブル材を用いることができる。この中で特にコーニング社製７０５９ガラスは、熱膨張率の小さい素材であり、寸法安定性および高温加熱処理における作業性に優れ、また、ガラス中にアルカリ成分を含まない無アルカリガラスであるため、アクティブマトリックス方式によるＬＣＤ用のカラー液晶表示装置に適している。また、ＢａＯ含有量が少なく、耐薬品性に優れた旭硝子（株）製「ＡＮ６３５」や日本電気硝子（株）製「ＯＡ２」も好ましく用いられる。
【００４９】
また、カラー液晶表示装置１を構成する透明電極１６、２２は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等、およびその合金等を用いて、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の一般的な成膜方法により形成されたものである。このような透明電極１６、２２の厚みは０．０１〜１μｍ、好ましくは０．０３〜０．５μｍ程度である。
【００５０】
さらに、カラー液晶表示装置１を構成する配向層１７、２４は、ポリイミド系、ポリアミド系、ポリウレタン系およびポリ尿素系の有機化合物のなかの少なくとも１種を含むような層であり、厚みは０．０１〜１μｍ、好ましくは０．０３〜０．５μｍ程度とすることができる。このような配向層１７、２４は、種々の印刷方法等、公知の塗布方法により塗布した後、焼成してから配向処理（ラビング）が行われる。
【００５１】
次に、本実施態様の他の例について、図３を参照して説明する。図３は、上述した第１の実施態様を、横電界（ＩＰＳ）方式のカラー液晶表示装置に適用した例を示す部分断面図である。
【００５２】
図３において、本実施態様のカラー液晶表示装置１’は、カラーフィルタ基板２’と対向電極基板３’とを所定の間隔を設けて対向させ、周辺部をシール部材４およびシール部材４の内側に配設された遮蔽部材１４により封止し、両基板の間隙部に液晶層５が形成されたものである。カラーフィルタ基板２’と対向電極基板３’の外側には、それぞれ偏光板（図示せず）が配設されており、また、両基板間にはガラスビーズやプラスチックビーズ等のスペーサ（図示せず）が存在している。なお、本実施態様において、スペーサがこれらビーズ等に限定されるものでなく、例えば柱状凸部を設け、これらにスペーサ機能を持たせたものであってもよいことは上述した通りである。
【００５３】
上記カラー液晶表示装置１’を構成するカラーフィルタ基板２’は、透明基板１１上にブラックマトリックス１２と着色層１３が所定のパターンで形成されており、さらに、この上に透明保護層１５を介して配向層１７が形成されている。上記のブラックマトリックス１２、着色層１３、および透明保護層１５は、上述した図２に示す例と同様である。また、本実施態様の特徴部分である遮蔽部材１４に関しても、図２に示す例と同様であり、不純物抽出処理を施した液晶材料の電圧保持率を８０％以上とし、かつ残留ＤＣ（ΔＥ）を０．５Ｖ以下とする材料で形成されたものである。
【００５４】
一方、対向電極基板３’は、透明基板２１上に、共通電極２２ａと、絶縁体層２８を介して形成された画素部電極２２ｂを具備しており、さらに、この上に透明保護層２９が形成され、その上に配向層２４が形成されている。なお、この図３では、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と各配線は図示を省略している。
【００５５】
横電界方式では、カラーフィルタ基板２’側に透明電極を形成しないので、対向電極基板３’の、遮蔽部材１４の頂部が当接する部分に、ショート防止のための絶縁体層を形成する必要はない。また、遮蔽部材のみならず、カラーフィルタ基板２’の表示領域Ａに柱状凸部を形成する態様であっても、同様にショート防止のための絶縁体層を対向電極基板３’に形成する必要はない。
【００５６】
ここでは、横電界方式の詳細な説明は省略するが、横電界方式では、対向電極基板３’に形成した共通電極２２ａと画素電極２２ｂとの間に電圧を印加することにより、カラーフィルタ基板２’または対向電極基板３’の界面とほぼ平行方向に電界を形成すると、液晶層５の液晶分子が基板２’および３’と平行な面内で偏向されて回転し、光源（図示せず）からの光の偏向軸を回転させ、この画素が点灯状態となる。
【００５７】
上述したようなカラー液晶表示装置１’では、カラーフィルタ基板２’と対向電極基板３’との間隙がシール部材４とこの内側に位置する遮蔽部材１４とによって密封されるので、密封空間に液晶を注入して形成された液晶層５とシール部材４との接触が遮蔽部材１４によって阻止される。したがって、液晶材料注入前のシール部材４の硬化処理においてシール部材４から反応ガスが発生したり溶剤等が溶出しても、これらによって液晶層５が汚染されることはなく、表示ムラのない安定した表示品質が可能となる。
【００５８】
本実施態様のカラー液晶表示装置の製造方法は、特に限定されるものではなく、従来より行われているカラー液晶表示装置の製造方法を用いて製造することができる。具体的には、例えばカラーフィルタ基板の製造方法については、後述する第２の実施態様で説明するカラーフィルタ基板の製造方法を用いることも可能である。本実施態様の特徴部分である遮蔽部材は、別個にフォトリソグラフィー工程を行い設けてもよいし、材料により、例えばスペーサとして機能する柱状凸部と同じ材料である場合は、柱状凸部を形成する際に同時に形成することも可能である。また、上述した遮蔽部材用材料の要件を満たすのであれば、着色層を積層することにより形成した遮蔽部材であってもよい。
【００５９】
第２の実施態様
本発明のカラー液晶表示装置の第２の実施態様は、透明基板上の表示領域に所定のパターンで形成された複数色の着色層を備えるカラーフィルタ基板と、このカラーフィルタ基板に所望の間隙を設けて対向して配置された対向電極基板と、上記表示領域の外側に配置され、上記両基板間の間隙を密封するシール部材と、このシール部材により密封された両基板間の間隙に液晶材料が注入されて形成された液晶層とを少なくとも具備するカラー液晶表示装置において、上記両基板間の間隙を一定に保つように形成された柱状凸部と、上記シール部材からの汚染物質で上記液晶層中の液晶材料が汚染されないように上記シール部材と上記表示領域との間に配置され、かつ上記柱状凸部と同一の材料で形成された遮蔽部材とを有する点に特徴を有するものである。
【００６０】
このような第２の実施態様における第１の特徴は、シール部材と表示領域との間にシール部材からの汚染物質で上記液晶層中の液晶材料が汚染されないように遮蔽部材が設けられている点である。この点については、上述した第１の実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００６１】
次に、第２の実施態様における第２の特徴は、カラーフィルタ基板と対向電極基板との間隙を一定に保つように形成された柱状凸部を有し、この柱状凸部と同一の材料で形成された遮蔽部材を有する点にある。本実施態様は、このように両基板間の間隙を一定に保つためのスペーサとして用いられる柱状凸部と同一の材料で形成された遮蔽部材を有するので、柱状凸部を形成するに際して同時に遮蔽部材を形成することができる。したがって、遮蔽部材を形成するためにのみフォトリソグラフィー工程等の工程を設ける必要がなく、簡便な工程で遮蔽部材を有するカラー液晶表示装置を製造することができる。また、両基板間の間隙を柱状凸部をスペーサとして用いて一定に保っているので、ビーズ状のスペーサを用いた場合に生じる問題点、例えばスペーサ分散の不均一、表示画素上でのスペーサの存在等がある場合、液晶層厚のバラツキ、液晶分子の配向の乱れを生じることがあり、コントラスト比等の表示性能が低下する等の問題が生じることがない。
【００６２】
このような柱状凸部および遮蔽部材を形成するための材料としては、通常用いられている材料であれば特に限定されるものでなく、種々の材料を用いることができる。具体的には、ＵＶ硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等を用いることができる。これらの樹脂について、以下具体的に説明する。
【００６３】
▲１▼ＵＶ硬化性樹脂
まず、ＵＶ硬化性樹脂について説明する。本実施態様で用いられるＵＶ硬化性樹脂としては、少なくとも１個以上の官能基を有し、光重合開始剤に硬化エネルギー線を照射することにより発生するイオンまたはラジカルによりイオン重合、ラジカル重合を行い分子量の増加や架橋構造の形成を行うモノマーやオリゴマーなどからなるものが用いられる。ここでいう官能基とは、ビニル基、カルボキシル基、水酸基などの反応の原因となる原子団または結合様式である。
【００６４】
このようなモノマー、オリゴマーとしては、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、シリコンアクリレートなどのアクリル型、および不飽和ポリエステル／スチレン系、ポリエン／スチレン系などの非アクリル系が挙げられるが、中でも、硬化速度、物性選択の幅の広さからアクリル型が好ましい。このようなアクリル型の代表例を以下に示す。
【００６５】
まず、単官能基のものとしては、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルＥＯ付加物アクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレートのカプロラクトン付加物、２−フェノキシエチルアクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、ノニルフェノールＥＯ付加物アクリレート、ノニルフェノールＥＯ付加物にカプロラクトン付加したアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、フルフリルアルコールのカプロラクトン付加物アクリレート、アクリロイルモルホリン、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、４，４−ジメチル−１，３−ジオキソランのカプロラクトン付加物のアクリレート、３−メチル−５，５−ジメチル−１，３−ジオキソランのカプロラクトン付加物のアクリレート等を挙げることができる。
【００６６】
また、多官能基のものとしては、ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルのカプロラクトン付加物ジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物、ヒドロキシピバルアルデヒドとトリメチロールプロパンのアセタール化合物のジアクリレート、２，２−ビス［４−（アクリロイロキシジエトキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（アクリロイロキシジエトキシ）フェニル］メタン、水添ビスフェノールエチレンオキサイド付加物のジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパンプロビレンオキサイド付加物トリアクリレート、グリセリンプロピレンオキサイド付加物トリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートペンタアクリレート混合物、ジペンタエリスリトールのカプロラクトン付加物アクリレート、トリス（アクリロイロキシエチル）イソシアヌレート、２−アクリロイロキシエチルオスフェート等を挙げることができる。
【００６７】
本発明に用いられるＵＶ硬化性樹脂に含有される光重合開始剤としては、特に限定されるものではなく、公知のものから選択して用いることができる。具体的には、アセトフェノン系、ベンゾフェノン系、ミヒラーケトン系、ベンジル系、ベンゾイン系、ベンゾインエーテル系、ベンジルジメチルケタール、ベンゾインベンゾエート系、α−アシロキシムエステル等のカルボニル化合物、テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサントン類等のイオウ化合物、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィノキシド等のリン化合物等を挙げることができる。
【００６８】
▲２▼熱硬化性樹脂
次に、熱硬化性樹脂について説明する。本発明に用いられる熱硬化性樹脂組成物としては、熱エネルギーが付加されることにより硬化し、硬化後の強度がスペーサとしての機能を有するものを挙げることができる。代表例としては、ポリカーボネイト、ポリメチルメタクリレート、メチルフタレート単独重合体または共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ジエチレングリコールビスアリルカーボネイト、アクリロニトリル／スチレン共重合体、ポリ（−４−メチルペンテン−１）等を挙げることができる。
【００６９】
本実施態様において、柱状凸部および遮蔽部材を形成する材料は、透明な材料であることが好ましいが、これに限定されるものではなく顔料等が混入されて着色されたものであってもよい。
【００７０】
本実施態様における遮蔽部材および柱状凸部は、カラーフィルタ基板側に設けられていてもよく、また対向電極基板側に設けられていてもよい。ただし、遮蔽部材および柱状凸部を同時に形成することが、効率上好ましいことから、両者が同一の基板上に形成されていることが好ましい。
【００７１】
本実施態様においては、このような遮蔽部材の材料の中でも、特に不純物抽出処理を施した液晶材料の電圧保持率を８０％以上とし、かつ残留ＤＣ（ΔＥ）を０．５Ｖ以下とする材料を用いることが好ましい。このような材料を用いることにより、遮蔽部材および柱状凸部により液晶層内の液晶材料を汚染することがなく、液晶表示における不具合を抑えることができるからである。この点については、上述した第１の実施態様における説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００７２】
本実施態様においては、さらに、上記遮蔽部材の材料が保護層の材料とも同じ材料であることが好ましい。このように、遮蔽部材、柱状凸部、および保護層がいずれも同じ材料で形成されていることにより、これらを一度に基板上に設けることが可能であることから、カラー液晶表示装置の製造工程を簡略化することが可能であり、製造コストを低減させることができるからである。
【００７３】
以下、このような本発明の第２の実施態様を、その一例の部分断面図である図４を用いてさらに具体的に説明する。図４において、本発明のカラー液晶表示装置１”は、カラーフィルタ基板２”と対向電極基板３とを所定の間隔を設けて対向させ、周辺部をシール部材４により封止したものであり、このシール部材４の内側には遮蔽部材１４が形成されている。このカラー液晶表示装置１”の対向電極基板３とシール部材４とは、上述した図２に示す例と同様であるので、ここでの説明は省略する。また、カラーフィルタ基板２”上の着色層１３（１３Ｒ、１３Ｇおよび１３Ｂ）、さらにはブラックマトリックス１２（１２ａおよび１２ｂ）に関しても、上述した図２に示す例と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００７４】
図４に示す例におけるカラーフィルタ基板２”に形成された柱状凸部１８は、表示領域Ａの所定の複数箇所に設けられており、カラーフィルタ基板２”と対向電極基板３との間隔と等しい高さとしている。図４に示す例では、表示領域Ａとその周辺の領域Ｂに形成されたブラックマトリックス１２ｂ上に透明電極１６が形成され、その上に遮蔽部材１４と柱状凸部１８とが同時に形成されている。図４に示す例では、さらにその上に配向層１７が形成されている。
【００７５】
上記柱状凸部１８は、ブラックマトリックス１２ａ上に重なるように形成された着色層１３上に配設されており、着色層１３よりも２〜１０μｍ程度の範囲で突出しており、この突出量はカラー液晶表示装置１”の液晶層５に要求される厚みから適宜設定することができる。また、柱状凸部１８の形成密度は、液晶層５の厚みムラ、開口率等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、着色層１３を構成する赤色パターン１３Ｒ、緑色パターン１３Ｇ、および青色パターン１３Ｂの１組に一個の割合で必要十分なスペーサ機能を発現する。この柱状凸部の形状は特に限定されるものではなく、円柱状、角柱状等種々の形状とすることができる。
【００７６】
図４に示す例においては、表示領域Ａの外側に設けられたブラックマトリックス１２ｂ上に遮蔽部材１４が形成されており、一方着色層１３上に柱状凸部１８が形成されている。この遮蔽部材１４と柱状凸部１８は同時に、例えばリソグラフィー工程等により形成されるものであるので、同一の高さに形成される。したがって、遮蔽部材１４と柱状凸部１８のトータルの高さ、すなわちカラーフィルタ基板２”の透明基板１１表面からの高さは、着色層１３とブラックマトリックス１２ｂとの厚みの差だけ、柱状凸部１８の方が高く形成される。この柱状凸部は両基板間の厚みを一定に保つスペーサ機能を有するものであるので、上記遮蔽部材１４と、対向電極基板３との間には所定の隙間が形成される。このように、遮蔽部材１４と対向電極基板３との間に隙間が形成された場合は、液晶材料の注入に際して、液晶材料の一部がこの隙間から遮蔽部材１４とシール部材４との間に流入する。このように、遮蔽部材１４とシール部材４との間に液晶材料を流入させると、その後の使用等において、この遮蔽部材１４とシール部材４との間に存在する気泡が液晶層５に混入することによる不具合を防止することができる。したがって、液晶層５への気泡の混入が問題となる場合等においては、図４に示す例のように、ブラックマトリックス１２ｂ上に遮蔽部材１４を形成し、遮蔽部材１４と対向電極基板３との間に隙間を有するものが好適に用いられる。
【００７７】
なお、この場合の遮蔽部材１４と対向電極基板３との間の隙間は、極めて小さいものとすることができるので、シール部材４から発生する汚染物質が液晶層５内に流入する量は限られており、問題が生じることはない。
【００７８】
図５は、本実施態様の他の例を示す部分断面図である。図５に示す例と図４に示す例との相違点は、図５に示す例においては、遮蔽部材１４がダミー着色層１３Ｒ’上に形成されている点にある。このダミー着色層１３Ｒ’は、着色層１３Ｒを形成するに際して、表示領域の外側に形成されたブラックマトリックス１２ｂ上の遮蔽部材１４が形成される位置に予め形成されたものである。このダミー着色層１３Ｒ’上に透明電極１６が形成されている。
【００７９】
図５に示す例においては、このダミー着色層１３Ｒ’上にさらに遮蔽部材１４が形成されている。このため、この例における遮蔽部材１４は、ブラックマトリックス１２ｂ上に形成されたダミー着色層１３Ｒ’上に形成されることになる。ここで、図４に示す例と同様に遮蔽部材１４と柱状凸部１８は同一の材料により同時に形成されたものであるので、これ自身の高さはほぼ同一である。したがって、遮蔽部材１４と柱状凸部１８のカラーフィルタ基板２”側における透明基板１１表面からの高さは、両者はほぼ同等か遮蔽部材１４の方がやや高くなる。よって、対向電極基板３と遮蔽部材１４との間には図４に示す例のような間隙はなく、液晶層５は遮蔽部材１４により密閉された状態となる。
【００８０】
この例は、表示領域Ａの外側においても両基板間の間隙を所定の間隙としたい場合や、液晶層５中の液晶材料とシール部材４とを完全に接触させたくない場合等において有効に用いられる。
【００８１】
上述した図５に示す例では、ダミー着色層１３Ｒ’上に遮蔽部材１４が形成された例を示したが、本実施態様においては、これに限定されるものではなく、ダミー着色層を２層重ねた後、この上に遮蔽部材１４を柱状凸部１８と同時に形成するようにする等、少なくとも１層のダミー着色層を積層した後、遮蔽部材を形成するのであれば特に限定されるものではない。
【００８２】
なお、図５に示す例では、ダミー着色層１３Ｒ’が透明電極１６に覆われているが、このようにダミー着色層１３Ｒ’が透明電極１６等で覆われていない場合は、ダミー着色層１３Ｒ’の液晶層５側の面が遮蔽部材１４により覆われるように形成されていることが好ましい。これは、一般にダミー着色層には、液晶層中の液晶材料の表示性能に対して悪影響を及ぼす可能性の高い、顔料もしくは顔料誘導体が含有されており、これを液晶層に封入された液晶材料と接触させたのでは、液晶材料の表示性能に悪影響を与える可能性が高いからである。
【００８３】
このダミー着色層の上に遮蔽部材を形成するか否か、また、ダミー着色層を何層積層するかについては、基板との隙間の必要性、シール部材と液晶材料との接触の可否、要求される表示領域周辺における基板間のクリアランス等に応じて適宜選択されるものである。本実施態様においては、遮蔽部材は全てダミー着色層上に形成されるようにしてもよいし、また全てブラックマトリックス上に形成するようにしてもよい。さらに、遮蔽部材の一部をダミー着色層上に形成して、他の部分はブラックマトリックス上に形成する等、部分的に遮蔽部材の高さを変化させるように遮蔽部材を形成してもよい。
【００８４】
部分的にダミー着色層上に遮蔽部材を形成する好ましい態様としては、液晶層中に液晶材料を注入する液晶封入口近傍の遮蔽部材（液晶封入口側の遮蔽部材の端部から１０〜２０ｍｍ以内の遮蔽部材）および／または液晶材料の封入口内の整流板を、少なくとも一層以上のダミー着色層上に形成された遮蔽部材とすることが挙げられる。液晶材料封入口近傍は、液晶材料の注入に際して両基板間のクリアランスがある程度設けられていないと、液晶材料の注入を効率よく行うことができないことから、上述したような構成が好ましいのである。この場合の他の遮蔽部材は、全てブラックマトリックス上に形成されていてもよいし、部分的にダミー着色層上に形成されていてもよい。
【００８５】
本実施態様においては、図４および図５に示すように、透明電極１６上に遮蔽部材１４および柱状凸部１８が形成されていることが好ましい。このように透明電極１６上に遮蔽部材１４および柱状凸部１８が形成されていれば、対向電極基板３側に絶縁体層を形成する必要がなく、対向電極基板側の配線の設計、カラーフィルタ基板上の透明電極パターン設計の自由度が大きくなり、狭額縁化を行うことが可能となるからである。なお、この場合、透明電極の位置は遮蔽部材上に形成されていなければ特に限定されるものではなく、例えばダミー着色層が形成された場合は、ダミー着色層上に透明電極が形成され、その上に遮蔽部材が形成されるような構成であってもよい。
【００８６】
一方、遮蔽部材および柱状凸部上に透明電極を形成する場合は、対向電極基板側の透明電極とのショートを防止するために、対向電極基板側の遮蔽部材および柱状凸部が接触する部分には絶縁体層を形成する必要がある。
【００８７】
次に、本実施態様のカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板の製造方法について、図６を用いて説明する。
【００８８】
まず、所定のパターンでブラックマトリックス１２が形成された透明基板１１上において、表示領域Ａのブラックマトリックス１２ａの間の赤色パターン形成領域に赤色パターン１３Ｒを形成し、これと同時に領域Ｂのブラックマトリックス１２ｂ上にダミー着色層１３Ｒ’を形成する（図６（Ａ））。
【００８９】
上記のブラックマトリックス１２の形成は、例えば、以下のようにして行うことができる。まず、スパッタリング法、真空蒸着法等により形成したクロム等の金属薄膜、カーボン微粒子等の遮光性粒子を含有した樹脂層等からなる遮光層を基板１１上に形成し、この遮光層上に公知のポジ型あるいはネガ型の感光性レジストを用いて感光性レジスト層を形成する。次いで、感光性レジスト層をブラックマトリックス用のフォトマスクを介して露光、現像し、露出した遮光層をエッチングした後、残存する感光性レジスト層を除去することによって、ブラックマトリックス１２を形成する。
【００９０】
また、上記の赤色パターン１３Ｒおよびダミー着色層１３Ｒ’の形成は、例えば、以下のように行うことができる。まず、ブラックマトリックス１２を覆うように基板１１上に赤色着色剤を含有した赤色感光性樹脂層を形成し、所定のフォトマスクを介して上記の赤色感光性樹脂層を露光して現像を行うことにより、基板１１上の赤色パターン形成領域に赤色パターン１３Ｒを形成し、同時に、ブラックマトリックス１２ｂ上にダミー着色層１３Ｒ’を形成する。
【００９１】
次いで、基板１１上の緑色パターン形成領域に緑色パターン１３Ｇを形成し、さらに、基板１１上の青色パターン形成領域に青色パターン１３Ｂを形成する。その後、着色層１３、ダミー着色層１３Ｒ’およびブラックマトリックス１２ｂを覆うように、透明電極１６を形成する（図６（Ｂ））。この透明電極１６は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等、およびその合金等を用いて、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の一般的な成膜法により形成することができる。
【００９２】
そして、基板１１を覆うように基板１１上にネガ型の透明感光性樹脂層３０を形成する（図６（Ｃ））。この透明感光性樹脂層３０の形成は、公知のネガ型の透明感光性樹脂組成物を、粘度の最適化を行った上でスピンコータ、ロールコータ等の公知の手段により塗布、乾燥して形成することができる。透明感光性樹脂層３０の厚みは、遮蔽部材１４と柱状凸部１８に要求される高さに応じて適宜設定することができる。
【００９３】
次いで、ネガ型の透明感光性樹脂層３０をフォトマスクＭを介して露光する（図６（Ｄ））。なお、基板１１の周辺部に透明保護層が形成されないようにするためには、基板１１の周辺部が露光されないようにマスクを設けて上述の硬化処理を行えばよい。次に現像液により透明感光性樹脂層３０の現像を行う。この現象によって遮蔽部材１４および柱状凸部１８の形成部位の透明感光性樹脂層３０は溶解されずに残り、その他の領域の透明感光性樹脂層３０は溶解除去される（図６（Ｅ））。これにより、遮蔽部材１４および柱状凸部１８が同時に形成される。その後、配向層を形成し、所定の硬化処理を施してカラーフィルタ基板２”が得られる。
【００９４】
上述の製造方法の例では、ネガ型の透明感光性樹脂組成物を使用しているが、公知のポジ型の透明感光性樹脂組成物を使用してカラーフィルタ基板を形成することもできる。この場合、上述のようにブラックマトリックス１２、着色層１３、ダミー着色層１３Ｒ’を形成し、透明電極１６を形成した後、これらを覆うようにポジ型の透明感光性樹脂層を形成する。その後、ポジ型の透明感光性樹脂層を遮蔽部材１４および柱状凸部１８の形成用フォトマスクを介して露光して現像する。この現像によって、遮蔽部材１４および柱状凸部１８の形成部位のポジ型透明感光性樹脂層は溶解されずに残り、他の領域は溶解除去され、これにより遮蔽部材１４および柱状凸部１８が同時に形成される。
【００９５】
また、遮蔽部材１４と柱状凸部１８に要求される高さに応じて透明樹脂層を形成し、この透明樹脂層上の遮蔽部材１４と柱状凸部１８の形成部位にレジスト層を形成し、エッチングして遮蔽部材１４と柱状凸部１８とを形成してもよい。
【００９６】
このように、遮蔽部材および柱状凸部が同一の材料を用いて形成されたものである場合は、上述したような方法により同時に遮蔽部材および柱状凸部を形成することが可能であるので、新たな工程を行うことなく遮蔽部材および柱状凸部を有するカラーフィルタ基板を製造することができる。したがって、製造コストを安価とすることができ、得られるカラー液晶表示装置を安価に提供することができる。
【００９７】
次に、本実施態様のカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板の他の製造方法について、図７を用いて説明する。この例では、遮蔽部材、柱状凸部および保護層が同一の材料であり、同時に形成される例を示すものであり、横電界（ＩＰＳ）方式のカラー液晶表示装置用のカラーフィルタ基板に好適に用いられる。
【００９８】
まず、所定のパターンでブラックマトリックス１２が形成された透明基板１１上において、表示領域Ａのブラックマトリックス１２ａの間の赤色パターン形成領域に赤色パターン１３Ｒを形成し、これと同時に領域Ｂのブラックマトリックス１２ｂ上にダミー着色層１３Ｒ’を形成する（図７（Ａ））。これらは上記図６と同様にして形成される。
【００９９】
そして、基板１１を覆うように基板１１上にネガ型の透明感光性樹脂層３０を形成する（図７（Ｂ））。これも図６に示す例と同様にして形成される。次いで、ネガ型の透明感光性樹脂層３０をフォトマスクＭを介して露光する（図７（Ｃ））。そして、この露光の前後いずれかにおいて、後述する現像工程で未露光領域（遮蔽部材１４および柱状凸部１８の形成部位以外の領域）の透明感光性樹脂層３０が透明保護層１５を形成する所望の厚みで残るように、透明感光性樹脂層３０に硬化処理を行う。このような硬化処理としては、透明感光性樹脂層３０に硬化反応を進めさせるような温度、例えば、通常のフォトリソグラフィでのプレベーク温度よりも高い温度で透明感光性樹脂層３０を加熱する処理、あるいは、透明感光性樹脂層３０を完全に硬化させる露光量よりも少ない所定の露光量で透明感光性樹脂層３０全面を露光する処理等を挙げることができる。
【０１００】
これにより、透明感光性樹脂層３０の遮蔽部材１４および柱状凸部１８の形成部位（フォトマスクＭを介しての露光部）では硬化反応が十分に進行し、その他の領域（フォトマスクＭを介しての未露光部）では透明保護層１５の形成を可能とする程度の硬化反応が進んだ状態となる。
【０１０１】
次に現像液により透明感光性樹脂層３０の現像を行う。上述のような透明保護層１５の形成領域と、遮蔽部材１４および柱状凸部１８の形成部位とで、それぞれ最適な硬化反応が行われている。このため、この現象によって遮蔽部材１４および柱状凸部１８の形成部位の透明感光性樹脂層３０は溶解されずに残り、その他の領域の透明感光性樹脂層３０は大部分が溶解除去されるものの、透明保護層１５としての薄膜が残る（図７（Ｄ））。その後、配向層１７を形成し、所定の硬化処理を施して横電界（ＩＰＳ）方式のカラー液晶表示装置用カラーフィルタ基板２’’’が得られる。
【０１０２】
上述の製造方法の例では、ネガ型の透明感光性樹脂組成物を使用しているが、図６の例と同様に、公知のポジ型の透明感光性樹脂組成物を使用してカラーフィルタ基板２’’’を形成することもできる。この場合、上述のようにブラックマトリックス１２、着色層１３、ダミー着色層１３Ｒ’を形成した後、これらを覆うようにポジ型の透明感光性樹脂層を形成する。次いで、現像工程で露光領域（遮蔽部材１４および柱状凸部１８の形成部位以外の領域）の透明感光性樹脂が透明保護層１５を形成する所望の厚みで残るように、ポジ型の透明感光性樹脂層に感光性低下処理を行う。このような処理は、例えば、通常のフォトリソグラフィでのプレベーク温度よりも高い温度で透明感光性樹脂層を加熱する等して行うことができる。その後、ポジ型の透明感光性樹脂層を遮蔽部材１４および柱状凸部１８の形成用フォトマスクを介して露光して現像する。この現像によって、遮蔽部材１４および柱状凸部１８の形成部位のポジ型透明感光性樹脂層は溶解されずに残り、他の領域の透明感光性樹脂層は大部分が溶解除去されるものの透明保護層１５としての薄膜が形成される。
【０１０３】
また、遮蔽部材１４と柱状凸部１８に要求される高さに応じて透明樹脂層を形成し、この透明樹脂層上の遮蔽部材１４と柱状凸部１８の形成部位にレジスト層を形成し、透明保護層１５を残す程度までエッチングして遮蔽部材１４と柱状凸部１８とを形成してもよい。
【０１０４】
このように、遮蔽部材、柱状凸部、および透明保護層のいずれもが同一の材料を用いて形成されたものである場合は、上述したような方法により同時に遮蔽部材、柱状凸部、および透明保護層を形成することが可能であるので、新たな工程を行うことなく遮蔽部材、柱状凸部、および透明保護層を有するカラーフィルタ基板を製造することができる。したがって、製造コストを安価とすることができ、得られるカラー液晶表示装置を安価に提供することができる。
【０１０５】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【０１０６】
例えば、上記実施形態においては、いずれも駆動方式としてＴＦＴアクティブマトリックス方式を用いているが、本発明のカラー液晶表示装置はこれに限定されるものではなく、例えば、単純マトリックス方式やセグメント方式、ＭＩＭ（金属／絶縁物／金属）等の２端子素子を用いたアクティブマトリックス方式等を用いたものであってもよい。
【０１０７】
また、本発明のカラー液晶表示装置は、アレイ基板と対向基板との間のギャップが狭く設計された強誘電性液晶を使用した液晶表示装置、反強誘電性液晶を使用した液晶表示装置、アレイ基板側に画素電極および対向電極を備えたイン−プレイン−スイッチング型液晶表示装置、アレイ基板側にカラーフィルタを備えた構造の液晶表示装置など、種々の液晶表示装置に適用することが可能である。
【０１０８】
【実施例】
以下、本発明について、実施例を通じてさらに詳述する。
【０１０９】
１．不純物抽出処理試験
Ａ．試料の作成
ガラス基板上にカラー液晶表示装置に用いられる種々の材料を用いて塗膜を形成して試料とし、これを不純物抽出処理に供した。
【０１１０】
▲１▼ブラックマトリックス用塗料および着色層用塗料
ブラックマトリックス用感光性塗料および着色用感光性塗料は、以下に示す組成の分散液組成物（顔料、分散剤、および溶剤）にビーズを加え、分散機で３時間分散させ、その後ビーズを取り除いた分散液と、クリアレジスト組成物（ポリマー、モノマー、添加剤、開始剤、および溶剤）とを混合したものである。分散機としては、ペイントシェーカーを用いた。
【０１１１】
次に、上記ブラックマトリックス感光性塗料、および着色感光性塗料をそれぞれ、ガラス基板上にスピンコート法で１．５μｍの厚さに塗布、９０℃、３分間の条件でプリベーク、全面露光（５００ｍｊ／ｃｍ２）、０．０５％ＫＯＨ水溶液を用いてスプレー現像を６０秒した後、２００℃、３０分間ポストベークすることで、塗膜付きのガラス基板が形成された。
【０１１２】
▲２▼保護層用塗料
ガラス基板上に下記に示す組成の保護層用塗料を用い、ブラックマトリックス用塗料と同様な方法で塗膜付きガラス基板を形成した。
【０１１３】
▲３▼柱状凸部用感光性塗料
ガラス基板上に下記に示す組成の柱状凸部感光性塗料をスピンコート法により塗布し、プリベーク（１００℃、３分間）を行った。その後、全面露光し、現像液（０．０１％ＫＯＨ液）にて現像を行い、次いでポストベーク（２００℃、３０分間）を行って、塗膜付きガラス基板を作成した。
【０１１４】
▲４▼各塗料の組成
（１）ブラックマトリックス用感光性塗料（Ｂｋ１）
【表１】
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【０１１５】
（２）赤色パターン用感光性塗料（Ｒ１）
【表２】
0003568862.tif 000003
【０１１６】
（３）緑色パターン用感光性塗料（Ｇ１）
【表３】
0003568862.tif 000004
【０１１７】
（４）緑色パターン用感光性塗料（Ｇ２）
【表４】
0003568862.tif 000005
【０１１８】
（５）青色パターン用感光性塗料（Ｂ１）
【表５】
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【０１１９】
（６）保護層用塗料（ＯＣ１）
【表６】
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【０１２０】
（７）柱状凸部用感光性塗料（Ｓ１）
【表７】
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【０１２１】
（８）柱状凸部用感光性塗料（Ｓ２）
【表８】
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【０１２２】
Ｂ．不純物抽出処理
Ａ．で作成した試料の表面積４ｃｍ２の塗膜付きガラス基板をそれぞれ容量０．２ｍｌの液晶材料中に浸漬し、１０５℃に５時間保持して、不純物抽出処理を行った。なお、使用する液晶に関しては、上記本発明の第１の実施態様において説明したものと同様のものが用いられる。
【０１２３】
Ｃ．液晶材料特性の測定
不純物抽出処理がなされた液晶を、層構成として基板／電極／配向層／液晶／配向層／電極／基板からなる測定用セル内に注入し、上記本発明の第１の実施態様において記載した電圧保持率測定条件および残留ＤＣ測定条件を用いて、各液晶の電圧保持率および残留ＤＣを測定した。結果を表９にまとめる。
【０１２４】
【表９】
0003568862.tif 000010
【０１２５】
表９より、緑色パターン用感光性材料Ｇ２および柱状凸部用感光性塗料Ｓ２が、不純物抽出処理試験によれば、液晶材料に悪影響を及ぼす材料であることが明らかとなった。
【０１２６】
２．カラー液晶表示装置による実機試験
上記不純物抽出処理に供された種々の塗料を用いてカラー液晶表示装置を製造し、表示品質について測定した。使用した塗料の組合せ、およびその組合せにおけるカラー液晶表示装置の表示品質評価を表１０に示す。
【表１０】
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【０１２７】
表１０中の試料１〜試料３における遮蔽部材は、上述した図５に示す例におけるダミー着色層を３層積層して形成したものである。また、試料３における保護層は、遮蔽部材を覆うように形成されたものである。試料４および試料５は、上述した図４に示す例と同様に、柱状凸部と遮蔽部材とを同一の材料を用い、同時に形成したものである。この試料の場合は、保護層が形成された後、柱状凸部と遮蔽部材とを同時に形成したものであるので、保護層は遮蔽部材を覆うようには形成されていない。
【０１２８】
また、表１０中の表示品質評価は、○が液晶表示において、焼付および白ムラが発生しなかったことを示し、×はそのいずれかもしくは両方が発生したことを示す。
【０１２９】
表１０から明らかなように、上記不純物抽出処理試験において、上述した所定の条件を満たさないＧ２およびＳ２が、液晶層の液晶材料に接触するように遮蔽部材の材料として用いられた場合は、カラー液晶表示装置の表示品質に問題が生じた。このことから、上記不純物抽出処理試験を行い、上述した条件を満たす材料を選択し、これを用いて遮蔽部材の少なくとも液晶層の液晶材料に接触する部分を形成することにより、表示品質の良好なカラー液晶表示装置を得ることができることがわかる。
【０１３０】
【発明の効果】
本発明は、透明基板上の表示領域に所定のパターンで形成された複数色の着色層を備えるカラーフィルタ基板と、このカラーフィルタ基板に所望の間隙を設けて対向して配置された対向電極基板と、上記表示領域の外側に配置され、上記両基板間の間隙を密封するシール部材と、このシール部材により密封された両基板間の間隙に液晶材料が注入されて形成された液晶層と、上記シール部材からの汚染物質で上記液晶層中の液晶材料が汚染されないように上記シール部材と上記表示領域との間に配置され、さらに不純物抽出処理を施した液晶材料の電圧保持率を８０％以上とし、かつ残留ＤＣ（ΔＥ）を０．５Ｖ以下とする材料で形成された遮蔽部材とを少なくとも具備することを特徴とするカラー液晶表示装置である。したがって、シール部材と表示領域との間に遮蔽部材が配置されているので、シール部材からの汚染物質により液晶層の液晶材料が汚染されることがない。さらに、この遮蔽部材が上述したような材料により形成されているので、この遮蔽部材の材料に起因する液晶材料の汚染がない。よって、液晶の白ムラや焼付が生じる可能性が低く、表示品質の良好なカラー液晶表示装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】残留ＤＣ（ΔＥ）を説明するための電圧−静電容量ヒステリシスループを示すグラフである。
【図２】本発明のカラー液晶表示装置の一例を示す端部近傍の部分断面図である。
【図３】本発明のカラー液晶表示装置の他の例を示す端部近傍の部分断面図である。
【図４】本発明のカラー液晶表示装置の他の例を示す端部近傍の部分断面図である。
【図５】本発明のカラー液晶表示装置の他の例を示す端部近傍の部分断面図である。
【図６】本発明のカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板の製造方法の一例を示す工程図である。
【図７】本発明のカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板の製造方法の他の例を示す工程図である。
【符号の説明】
１、１’、１”…カラー液晶表示装置
２、２’、２”、２’’’…カラーフィルタ基板
３、３’…対向電極基板
４…シール部材
５…液晶層
１１、２１…透明基板
１２…ブラックマトリックス
１３…着色層
１４…遮蔽部材
１８…柱状凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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