(57)【要約】【課題】ＭＶＡモードによる液晶ディスプレイ１において、容易に且つ安価に表示品位の高い液晶デイスプレイを提供すること。【解決手段】対向する１組の基板間に形成された液晶層の液晶分子の配向方向を複数に制御する突起１６を少なくとも一方の基板に備え、この突起の可視光線領域での透過率が８０％以上であること。突起は、感光性樹脂を用いフォトリソグラフィ法にて形成された突起であること。突起は、フォトリソグラフィ法におけるポストベーク前に紫外線が照射された突起であること。【選択図】図５
2006010734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数配向分割型垂直配向モードの液晶ディスプレイにおいて、対向する１組の基板間に形成された液晶層の液晶分子の配向方向を複数に制御する突起を少なくとも一方の基板に備え、この突起の可視光線領域での透過率が８０％以上であることを特徴とする液晶ディスプレイ。
【請求項２】
前記突起は、感光性樹脂を用いフォトリソグラフィ法にて形成された突起であることを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレイ。
【請求項３】
前記突起は、フォトリソグラフィ法におけるポストベーク前に紫外線が照射された突起であることを特徴とする請求項２記載の液晶ディスプレイ。
【請求項４】
複数配向分割型垂直配向モードの液晶ディスプレイ用カラーフィルタにおいて、液晶層の液晶分子の配向方向を複数に制御する突起を備え、この突起の可視光線領域での透過率が８０％以上であることを特徴とする液晶ディスプレイ用カラーフィルタ。
【請求項５】
前記突起は、感光性樹脂を用いフォトリソグラフィ法にて形成された突起であることを特徴とする請求項４記載の液晶ディスプレイ用カラーフィルタ。
【請求項６】
前記突起は、フォトリソグラフィ法におけるポストベーク前に紫外線が照射された突起であることを特徴とする請求項５記載の液晶ディスプレイ用カラーフィルタ。
【請求項７】
複数配向分割型垂直配向モードの液晶ディスプレイ用アレイ基板において、液晶層の液晶分子の配向方向を複数に制御する突起を備え、この突起の可視光線領域での透過率が８０％以上であることを特徴とする液晶ディスプレイ用アレイ基板。
【請求項８】
前記突起は、感光性樹脂を用いフォトリソグラフィ法にて形成された突起であることを特徴とする請求項７記載の液晶ディスプレイ用アレイ基板。
【請求項９】
前記突起は、フォトリソグラフィ法におけるポストベーク前に紫外線が照射された突起であることを特徴とする請求項８記載の液晶ディスプレイ用アレイ基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数配向分割型垂直配向モードの液晶ディスプレイ、及び液晶ディスプレイの製造に用いるカラーフィルタ、アレイ基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フラットディスプレイとして、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が注目されており、その薄型、軽量、小消費電力、フリッカーレスといった特徴から、ノート型のパーソナルコンピューター（ＰＣ）、ＰＣ用のモニターを中心に市場が急速に拡大した。また、最近は、従来からＣＲＴが主流であったＴＶ向けにも大型のＬＣＤが利用されるようになってきた。
上記のような大型のＬＣＤを考える場合、画面全域において、視野角によらない均一な輝度、コントラストが要求される。しかしながら、従来広く用いられるＴＮ配向モードでは、その視野角の狭さが大きな問題になっていた。
【０００３】
そこで近年、Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇモード（ＩＰＳモード）、光学補償ＴＮモード等、多くの視野角改善モードが開発されている。このような視野角改善モードの１つである複数配向分割型垂直配向モード（ＭＶＡモード）は、（１）広視野角、（２）高コントラスト、（３）高速応答といった優位性から、現在広く注目を集めている。特にコントラスト特性は、５００：１程度まで可能であり、他のモードに比べて著しく高品質である。
このＭＶＡモードは、上記の複数配向分割（液晶分子の配向方向を複数方向にする）ために、液晶パネル内に突起を設け、ラビングの手法を用いずに液晶分子の傾斜方向を制御する方法である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記の液晶分子の配向を制御する突起は、例えば、４５°のジグザグストライプ状とする事ができ、一画素内における配向方向を４分割とし、かつ、その分割面積が等しくなるように設計されている。また、上記突起は、カラーフィルタ側とアレイ基板側の双方に設けることができ、この場合、両基板を対向させてセル化した時に、双方の突起が交互に配置する様に構成される。このような突起は、液晶分子にプレチルト角を付与し、且つ、電気力線を歪ませる役割をもち、この二つの効果により、電圧印加時に液晶分子が複数の異なった方向に配向することになる。この際、電圧オフ時に液晶は基板に対し垂直に立っている為黒表示となり、電圧オン時には突起上を含めた全ての液晶分子が水平に倒れて白表示になる。
【０００５】
ここで液晶ディスプレイの問題として、表示に使用される光の効率が挙げられる。ＬＣＤはバックライトや外光といった液晶ディスプレイを透過した光により表示をおこなっている。光効率を向上させる方策として、遮光部の面積を抑え画素の開口率を大きくする方策などが取られている。
上記の突起は、画素開口部上に形成され、その専有面積は開口部の２割程度である。この時に突起の透過率が低いと、液晶ディスプレイの輝度低下や表示品質の低下につながる。
【特許文献１】特許第２９４７３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、その課題とするところは、ＭＶＡモード
による液晶ディスプレイにおいて、容易に且つ安価に表示品位の高い液晶デイスプレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、複数配向分割型垂直配向モードの液晶ディスプレイにおいて、対向する１組の基板間に形成された液晶層の液晶分子の配向方向を複数に制御する突起を少なくとも一方の基板に備え、この突起の可視光線領域での透過率が８０％以上であることを特徴とする液晶ディスプレイである。
【０００８】
また、本発明は、上記発明による液晶ディスプレイにおいて、前記突起は、感光性樹脂を用いフォトリソグラフィ法にて形成された突起であることを特徴とする液晶ディスプレイである。
【０００９】
また、本発明は、上記発明による液晶ディスプレイにおいて、前記突起は、フォトリソグラフィ法におけるポストベーク前に紫外線が照射された突起であることを特徴とする液晶ディスプレイである。
【００１０】
また、本発明は、複数配向分割型垂直配向モードの液晶ディスプレイ用カラーフィルタにおいて、液晶層の液晶分子の配向方向を複数に制御する突起を備え、この突起の可視光線領域での透過率が８０％以上であることを特徴とする液晶ディスプレイ用カラーフィルタである。
【００１１】
また、本発明は、上記発明による液晶ディスプレイ用カラーフィルタにおいて、前記突起は、感光性樹脂を用いフォトリソグラフィ法にて形成された突起であることを特徴とする液晶ディスプレイ用カラーフィルタである。
【００１２】
また、本発明は、上記発明による液晶ディスプレイ用カラーフィルタにおいて、前記突起は、フォトリソグラフィ法におけるポストベーク前に紫外線が照射された突起であることを特徴とする液晶ディスプレイ用カラーフィルタである。
【００１３】
また、本発明は、複数配向分割型垂直配向モードの液晶ディスプレイ用アレイ基板において、液晶層の液晶分子の配向方向を複数に制御する突起を備え、この突起の可視光線領域での透過率が８０％以上であることを特徴とする液晶ディスプレイ用アレイ基板である。
【００１４】
また、本発明は、上記発明による液晶ディスプレイ用アレイ基板において、前記突起は、感光性樹脂を用いフォトリソグラフィ法にて形成された突起であることを特徴とする液晶ディスプレイ用アレイ基板である。
【００１５】
また、本発明は、上記発明による液晶ディスプレイ用アレイ基板において、前記突起は、フォトリソグラフィ法におけるポストベーク前に紫外線が照射された突起であることを特徴とする液晶ディスプレイ用アレイ基板である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、配向制御用の突起の透過率が著しく向上し、ＭＶＡモードによる液晶ディスプレイが、容易に且つ安価に表示品位の高い液晶デイスプレイとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明による液晶ディスプレイの一実施例を示す部分断面図である。また、図２
は、図１に示す液晶ディスプレイ１を構成するカラーフィルタ１１の平面図である。図２におけるＸ−Ｘ’線での断面が図１におけるカラーフィルタ１１の断面に相当する。
【００１８】
図１及び図２に示すように、液晶ディスプレイ１は、カラーフィルタ１１とアレイ基板２１とを所定の間隔で対向させ、周辺部をシール部材（図示せず）により封止し、間隙部に液晶層２が形成された透過型の液晶ディスプレイである。
なお、図示してないが、カラーフィルタ１１とアレイ基板２１の外側にはそれぞれ偏光板が配置されている。
【００１９】
本発明の液晶ディスプレイ１を構成する本発明のカラーフィルター１１は、透明基板１２上に形成されたブラックマトリクス１３および着色層１４を覆うように共通透明電極１５が形成され、さらに、共通透明電極１５上に、液晶層２の液晶分子の配向方向を複数方向に制御する為の突起１６が複数形成され、これらの突起１６を覆うように配向膜１７が形成されているものである。
【００２０】
突起１６を形成する為の感光性樹脂としては、公知のネガ型レジストやポジ型レジストを使用することができる。例えば、アクリル系樹脂、ノボラック系樹脂などからなる感光性樹脂が使用可能である。
突起１６はブラックマトリクス１３の開口部の着色層１４上に、ストライプ形状、ドット形状で形成され、突起１６の断面形状は、半円形、三角形等とすることができ、突起１６の高さは０．８〜２．０μｍ程度、巾は４．０〜２５．０μｍ程度で設定することができる。
【００２１】
開口部に対する突起１６の占有面積は５〜２５％程度で設定され、可視光線領域の光透過率は８０％以上、より好ましくは９０％以上であるような光特性を有している。これより低くなると着色層の色純度の低下や、光透過率の低下をきたし、表示品位の低下につながる。
【００２２】
図３は、本発明の液晶ディスプレイの他の形態を示す部分断面図である。図３において液晶ディスプレイ３１は、カラーフィルタ４１とアレイ基板５１を所定の間隔で対向させ、周辺部分をシール部材（図示せず）により封止し、間隙部分に液晶層３２が形成された透過型の液晶ディスプレイである。
本発明のアレイ基板５１は、透明基板５２上に液晶駆動用のＴＦＴ５３と透明画素電極５４を備え、透明電極５４上には突起５５が形成され、この透明画素電極５４と突起５５を覆うように配向膜５６が形成されているものである。
【００２３】
アレイ基板５１を構成する突起５５は、カラーフィルタ４１の突起４６と協働して液晶層３２の液晶分子の配向方向を複数方向に制御することを可能とするものである。
このような突起５５は、上述の突起１６と同様に、可視光線領域の光透過率は８０％以上、より好ましくは９０％以上であるような光特性を有している。これより低くなると着色層の色純度の低下や、光透過率の低下をきたし、表示品位の低下につながる。
【００２４】
また、本発明における突起は、感光性樹脂を用いフォトリソグラフィ法にて形成された突起であることを特徴としている。また、突起には、フォトリソグラフィ法におけるポストベーク（熱硬化処理）前に紫外線が照射され、脱色されていることを特徴としている。突起の形成に用いる感光性樹脂としては、ネガ型レジスト、ポジ型レジスト何れも使用可能である。ネガ型レジストの場合には、フォトマスクを介した露光時に、フォトマスクの開口部から照射される紫外線により、突起となる部分は硬化し現像後に突起が形成される。すなわち、現像後に施されるポストベーク（熱硬化処理）前に、突起となる部分には紫外線が照射され、脱色されたものとなっている。
【００２５】
一方、ポジ型レジストの場合には、フォトマスクを介した露光時に、フォトマスクの開口部から照射される紫外線により、その部分は光分解され、未露光部は現像後に残膜し、突起が形成される。
この未露光部には、感光剤が残留した状態である。現像後に施されるポストベーク（熱硬化処理）前に、この感光剤が残留した未露光部に紫外線を照射し、感光剤を分解しておくことによって、ポストベーク（熱硬化処理）時における突起の着色を抑制し、透過率を向上させることができる。
【実施例１】
【００２６】
以下、実施例１により本発明を詳細に説明する。
（ＶＡレジスト単体での紫外線照射効果）
カラーフィルタ用のガラス基板として、３００×４００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、ポジ型感光性樹脂としてノボラック系樹脂のＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）レジストをスピンコート法により厚さ１．３μｍになるように塗布した。
試料１は、熱硬化処理前に紫外線を照射せず、２３０℃、１ｈｒの熱硬化処理を行い作製した。
試料２は、ＶＡレジストの解像可能な露光量の１／２に相当する紫外光を照射した後、２３０℃、１ｈｒの熱硬化処理を行い作製した。
試料３は、ＶＡレジストの解像可能な露光量と同量（１／１）の紫外光を照射した後、２３０℃、１ｈｒの熱硬化処理を行い作製した。
試料４は、ＶＡレジストの解像可能な露光量の２倍量（２／１）の紫外光を照射した後、２３０℃、１ｈｒの熱硬化処理を行い作製した。
【００２７】
熱硬化処理後、外観的には試料１は茶褐色に変色し、試料２は淡黄色に、試料３、４は透明に仕上がった。
図４に示すように、各試料の分光透過率を比較すると、可視光域の４００から６００ｎｍの分光透過率の変化が顕著で、カラーフィルタのＢｌｕｅのピーク域の４３５ｎｍ付近での透過率は、試料１で３０％、試料２で８０％、試料３，４で９０％程度の透過率を示した。なお、カラーフィルタのＧｒｅｅｎ、Ｒｅｄのピークの波長域の比較では、試料１，２，３，４とも８０％程度を示していた。分光透過率は顕微分光装置を用いて測定した。（着色層上にＶＡレジストを形成した場合の紫外線照射効果）
カラーフィルタ用のガラス基板として、３００×４００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄し、ブラックマトリクスやＲ，Ｇ，Ｂの着色層を形成した。その後、ポジ型感光性樹脂として、ノボラック系樹脂のＶＡレジストをスピンコート法により厚さ１．３μｍになるように塗布した基板を形成した。
試料５は、熱硬化処理前に紫外線を照射せず、２３０℃、１ｈｒの熱硬化処理を行い作製した。
試料６は、ＶＡレジストの解像可能な露光量の２倍量（２／１）の紫外光を照射した後、２３０℃、１ｈｒの熱硬化処理を行い作製した。
熱硬化処理後、分光透過率を顕微分光装置を用いて測定した。
【００２８】
図５に示すように、カラーフィルタのＢｌｕｅのピーク域の４３５ｎｍ付近での透過率は、試料５で２０％以下、試料６で８５％を示した。なお、カラーフィルタのＧｒｅｅｎ、Ｒｅｄのピークの波長域の比較では、試料５、６とも８０％以上を示した。
すなわち、本発明の効果は、Ｂｌｕｅの波長域で顕著であることが認められた。
カラー表示の際、Ｂｌｕｅ、Ｇｒｅｅｎ、Ｒｅｄの透過率バランスにより表示色の設計を行っているが、試料５においては、Ｂｌｕｅのみ透過率が低下することにより、表示色が
ｙｅｌｌｏｗ側にシフトすることになる。本発明においては、この透過率が著しく改善されている。
尚、この試料６を用いて液晶ディスプレイを作製したところ、白表示の輝度が従来法にくらべ約５％向上した。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による液晶ディスプレイの一実施例を示す部分断面図である。
【図２】図１に示す液晶ディスプレイを構成するカラーフィルタの平面図である。
【図３】本発明の液晶ディスプレイの他の形態を示す部分断面図である。
【図４】ＶＡレジスト単体での、各試料の分光透過率を比較する説明図である。
【図５】着色層上にＶＡレジストを形成した場合の説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１、３１・・・液晶ディスプレイ
２、３２・・・液晶層
１１、４１・・・カラーフィルタ
１２、２２、５２・・・透明基板
１３・・・ブラックマトリクス
１４・・・着色層
１５・・・共通透明電極
１６、５５、４６・・・突起
１７、５６・・・配向膜
２１、５１・・・アレイ基板
５３・・・ＴＦＴ
２５、５４・・・透明画素電極
【図１】
2006010734.tif 000003
【図２】
2006010734.tif 000004
【図３】
2006010734.tif 000005
【図４】
2006010734.tif 000006
【図５】
2006010734.tif 000007