(57)【要約】【課題】リバースツイストの発生を防止して、広視野角特性を有し表示ムラのない良好な画像表示を可能とする液晶表示装置を提供する。【解決手段】基板面と平行に設けられた画素電極および共通電極を有する電極基板と、カラーフィルタ基板との間に液晶物質を挟持して形成した液晶層とを備える液晶表示装置であって、カラーフィルタ基板を構成する緑色パターンは顔料として銅フタロシアニンの塩素１６置換体乃至その塩素の５０％以下を臭素に置換したものを含有するようにした。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラックマトリックス、赤、緑、青の各着色パターンからなるカラーフィルタ、前記ブラックマトリックスおよびカラーフィルタを覆うように形成された保護層を有するカラーフィルタ基板と、基板面と平行に設けられた画素電極および共通電極を有する電極基板と、該電極基板と前記カラーフィルタ基板との間に液晶物質を挟持して形成した液晶層とを備える液晶表示装置において、
カラーフィルタを構成する緑色パターンは、顔料として銅フタロシアニンの塩素１６置換体乃至その塩素の５０％以下を臭素に置換したものを含有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記緑色パターンは、顔料として銅フタロシアニンの塩素１６置換体の塩素を０〜３５％の範囲で臭素に置換したものを含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。
【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ＩＰＳ　（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）　液晶モードの液晶表示装置に関する。
【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）からなるカラーフィルタおよび共通電極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）等の半導体駆動素子と画素電極とを備えた電極基板とを所定の間隙をもたせて向かい合わせ、この間隙部にＴＮ（捩れネマティック）液晶を注入して液晶層としたＴＦＴ方式のカラー液晶表示装置がある。このようなカラー液晶表示装置では、両基板の対向する電極によって液晶層に電界を印加するので、液晶層に印加される電界の方向は基板の界面にほぼ垂直な方向となる。しかし、このようなＴＮモードのカラー液晶表示装置は視野角が狭く、表示面に対して斜めの方向から観察すると階調反転や色変化が起こり画質が劣化するという問題がある。
【０００３】
一方、近年、ＩＰＳ　（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）　液晶モードのカラー液晶表示装置が注目されている。これは、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）の透明薄膜（厚み２００〜２０００Å）からなる画素電極と共通電極とを基板面と平行に櫛歯状に形成した電極基板を使用することにより、基板の界面とほぼ平行な方向の横電界を液晶層に印加する方式であり、いわゆる広視野角特性を有するものである。
従来のＩＰＳ液晶モードのカラー液晶表示装置は、上記のように櫛歯状に形成された画素電極と共通電極とにより横電界を液晶層に印加している。しかし、斜め方向の電界が存在すると、液晶分子が本来予定している方向とは逆回転（リバースツイスト）を生じることがある。このようなリバースツイストが生じると、正回転する領域とリバースツイストする領域との境界部分では液晶分子の配向に時間がかかるため、応答速度が遅くなり、また残像が生じて画像品質の低下を来たすことになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなリバースツイストの発生を低減するために、カラーフィルタ基板を構成する材料に着目して、ブラックマトリックスの材質や比抵抗値を規定する提案がなされている（特開平９−４３５９０号）。また、電極基板の電極構造を改良することが提案されている（特開２０００−１９５５８号公報）。しかしながら、従来のＩＰＳ液晶モードのカラー液晶表示装置では、リバースツイストの発生防止効果は未だ十分ではない。
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、リバースツイストの発生を防止して、広視野角特性を有し表示ムラのない良好な画像表示を可能とする液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、リバースツイストの発生防止を、カラーフィルタを構成する着色パターンに着目して種々検討した結果、特に緑色パターンに含有される緑色顔料の影響が大きいことを見出して本発明をなした。
すなわち、本発明はブラックマトリックス、赤、緑、青の各着色パターンからなるカラーフィルタ、前記ブラックマトリックスおよびカラーフィルタを覆うように形成された保護層を有するカラーフィルタ基板と、基板面と平行に設けられた画素電極および共通電極を有する電極基板と、該電極基板と前記カラーフィルタ基板との間に液晶物質を挟持して形成した液晶層とを備える液晶表示装置において、カラーフィルタを構成する緑色パターンは、顔料として銅フタロシアニンの塩素１６置換体乃至その塩素の５０％以下を臭素に置換したものを含有するような構成とした。
また、本発明の好ましい態様として、前記緑色パターンは、顔料として銅フタロシアニンの塩素１６置換体の塩素を０〜３５％の範囲で臭素に置換したものを含有するような構成とした。
【０００６】
このような本発明では、カラーフィルタを構成する緑色パターンが含有する顔料として、所定の範囲以下の臭素化率をもつ銅フタロシアニン顔料を使用するので、画素電極と共通電極により形成される基板の界面とほぼ平行な方向の横電界に及ぼすカラーフィルタの影響が大幅に低減され、横電界の安定性が増してリバースツイストが防止される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の最良の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明のＩＰＳ液晶モードの液晶表示装置の１実施形態を示す１画素分の断面図であり、図２は図１に示される液晶表示装置を構成する電極基板の平面図であり、Ａ−Ａ線における縦断面が図１の電極基板の断面に相当する。図１および図２において、液晶表示装置１はカラーフィルタ基板１１と電極基板２１とを所定の間隔で対向させ、両基板間に液晶物質を挟持して液晶層５を形成したものである。
【０００８】
液晶表示装置１を構成するカラーフィルタ基板１１は、基板１２と、この基板１２の一方の面に画素領域を区画するように形成されたブラックマトリックス１３と、各画素領域に形成された赤色パターン、緑色パターンおよび青色パターンからなるカラーフィルタ１４（図示例では緑色パターン１４Ｇが示されている）と、これらを覆うように形成された保護層１５とを備えている。尚、カラーフィルタ基板１１の基板１２のカラーフィルタ形成面と反対側には偏光板（図示せず）が設けられ、また、保護層１５上には配向膜（図示せず）が設けられている。一方、液晶表示装置１を構成する電極基板２１は、基板２２と、この基板２２上に所定のパターンで形成された共通電極２３、走査配線２４および共通配線２５と、絶縁層２６を介して所定のパターンで形成された画素電極２７、信号配線２８と、これらを覆うように形成された保護層２９とを備えている。尚、電極基板２１の基板２２の電極形成面と反対側には偏光板（図示せず）が設けられ、また、保護層２９上には配向膜（図示せず）が設けられている。
【０００９】
上記の共通電極２３は、共通配線２５から画素領域内に延在するように基板面上に設けられており、また、画素電極２７は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）部３１のソース電極に接続され、画素領域をほぼ２分するように画素領域内に延在して基板面と平行に形成されている。尚、上記の共通電極２３の幅は２〜１０μｍ、画素電極２７の幅は２〜８μｍの範囲で設定でき、共通電極２３と画素電極２７との間隔は１０〜３０μｍの範囲で設定できる。
上記の走査配線２４の所定位置にはアモルファスシリコンａ−Ｓｉからなる半導体活性層３０が形成されており、この半導体活性層３０上には、画素電極２７に接続されたソース電極２７ｓ　と信号配線２８から延在して形成されたドレイン電極２８ｄとが若干離間されて配設され薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）部３１が形成されている。また、画素電極２７の先端部は絶縁層２６を介して共通配線２５と重畳されて付加容量を形成している。
【００１０】
上述のような本発明の液晶表示装置では、カラーフィルタ基板１１のカラーフィルタ１４を構成する緑色パターン１４Ｇは、顔料として下記構造式で示される銅フタロシアニンの塩素１６置換体、あるいは、この塩素１６置換体の塩素の５０％以下を臭素に置換したものを含有する。
【００１１】
【化１】
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このようにカラーフィルタ１４を構成する緑色パターン１４Ｇが含有する顔料として、所定の範囲以下の臭素化率をもつ銅フタロシアニン顔料を使用することにより、共通電極２３と画素電極２７との間に形成される電気力線にカラーフィルタ１４が及ぼす影響を抑制することができる。その結果、形成される電界パターンは基板２２の界面とほぼ平行な方向の安定した横電界となり、液晶層５の液晶分子のリバースツイストを防止することができる。上記の塩素１６置換体の塩素の臭素化率が５０％を超えると、横電界がカラーフィルタ１４の影響を受け易くなり、液晶分子のリバースツイストを有効に防止することが困難となる。
【００１２】
さらに、本発明では、上記の塩素１６置換体の塩素の臭素化率が０〜３５％の範囲にある銅フタロシアニン顔料を使用することが好ましい。このような銅フタロシアニン顔料を使用することにより、緑色パターンに黄色味が加わり、画像の輝度をより向上させることができる。
上述のカラーフィルタ基板１１と電極基板２１を構成する基板１２，２２としては、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、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透明な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、熱膨脹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、ＩＰＳ液晶モードのカラー液晶表示装置に適している。
【００１３】
カラーフィルタ基板１１を構成するブラックマトリックス１３は、各画素領域に形成された赤色パターン、緑色パターンおよび青色パターンからなるカラーフィルタ１４の画素領域の間およびカラーフィルタ１４の形成領域の外側に設けられている。このようなブラックマトリックス１３は、カーボン微粒子や金属酸化物等の遮光性粒子を含有させた樹脂層を形成し、この樹脂層をパターニングして形成したもの、遮光性粒子を含有させた感光性樹脂層を形成し、この感光性樹脂層をパターニングして形成したもの、遮光性粒子を含有させた樹脂組成物を用いて所望のパターンで印刷して形成したもの等とすることができる。このようなブラックマトリックス１３の厚みは、例えば、０．５〜２．０μｍの範囲で適宜設定することができ、ブラックマトリックス１３に含有される遮光性粒子の量は、使用する材料に応じて１０〜７０重量％の範囲で適宜設定することができる。
【００１４】
また、カラーフィルタ基板１１を構成するカラーフィルタ１４は、赤色パターン、緑色パターンおよび青色パターンが所望のパターン形状で配列されており、所望の着色材を含有した感光性樹脂を使用した顔料分散法により形成することができ、さらに、印刷法、電着法、転写法、染色法等の公知の方法により形成することができる。本発明では、上述のようにカラーフィルタ１４を構成する緑色パターン１４Ｇが、顔料として銅フタロシアニンの塩素１６置換体、あるいは、この塩素１６置換体の塩素の５０％以下を臭素に置換したものを含有する。一方、赤色パターンや青色パターンに使用する顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｒｅｄ　２５４、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｒｅｄ　１７７等の赤色顔料、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｂｌｕｅ１５：６等の青色顔料、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｖｉｏｌｅｔ　２３等の紫色顔料、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｙｅｌｌｏｗ　８３、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｙｅｌｌｏｗ　１３８、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｙｅｌｌｏｗ　１３９、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｙｅｌｌｏｗ　１５０等の黄色顔料等が挙げられる。
【００１５】
このようなカラーフィルタ１４の厚みは、例えば、０．５〜３．０μｍの範囲で適宜設定することができ、また、カラーフィルタ１４を、例えば、赤色パターンが最も薄く、緑色パターン、青色パターンの順に厚くすることにより、カラーフィルタ１４の各色ごとに最適な液晶層厚み（セル・ギャップ）を設定するようにしてもよい。
カラーフィルタ基板１１を構成する保護層１５は、カラーフィルタ１４に含有される成分の液晶層への溶出を防止するために設けられたものである。この保護層１５は樹脂材料を用いて形成され、電気伝導度が高い顔料等を含有していないため、共通電極２３と画素電極２７との間に形成される電気力線に与える影響を無視することができる。このような保護層１５の厚みは、使用される材料の光透過率、カラーフィルタ基板１１の表面状態等考慮して設定することができ、例えば、０．３〜３．０μｍの範囲で設定することができる。
【００１６】
電極基板２１を構成する共通電極２３、走査配線２４、共通配線２５は、例えば、スパッタリング等により酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の透明導電膜あるいは金属導電膜を成膜し、これを所定のレジストパターンを介してエッチングすることにより形成することができる。
電極基板２１を構成する絶縁層２６は、ＣＶＤ法による窒化シリコン薄膜の成膜等により形成することができる。また、アモルファスシリコンａ−Ｓｉからなる半導体活性層３０は、この絶縁層２６と同一の工程で形成することができる。
【００１７】
また、電極基板２１を構成する画素電極２７、信号配線１８は、例えば、スパッタリング等によりＩＴＯ等の透明導電膜あるいは金属導電膜を成膜し、これを所定のレジストパターンを介してエッチングすることにより形成することができる。
電極基板２１を構成する保護層２９は、電極基板２１の表面を平坦化するために設けられたものである。この保護層２９の厚みは、使用される材料の光透過率、電極基板２１の表面状態等考慮して設定することができ、例えば、０．１〜２μｍの範囲で設定することができる。
【００１８】
【実施例】
次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
カラーフィルタ基板の作製
［試料Ａ］
カラーフィルタ基板用の基板として厚さ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、基板の片側全面に下記組成のブラックマトリックス用組成物を塗布し、所定のフォトマスクを介して露光した後、現像してブラックマトリックス（厚み１．３μｍ）を形成した。
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【００１９】
但し、上記の感光性樹脂組成物は下記組成を有するものであり、以下の実施例についても同様である。
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【００２０】
次に、下記組成の赤色パターン用、緑色パターン用、青色パターン用の各塗布液を調製し、これらを用いて公知の顔料分散法にしたがって画素領域に赤色パターン、緑色パターン、青色パターン（厚み１．８μｍ）をそれぞれ形成してカラーフィルタとした。
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【００２１】
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【００２２】
［試料Ｂ］
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｇｒｅｅｎ　７（臭素化率＝０％）の代わりに、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｇｒｅｅｎ　３６（臭素化率＝３１．３％）を含有する緑色パターン用塗布液を使用した他は、上記の試料Ａと同様にして、カラーフィルタ基板（試料Ｂ）を作製した。
【００２３】
［試料Ｃ］
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｇｒｅｅｎ　７（臭素化率＝０％）の代わりに、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｇｒｅｅｎ　３６（臭素化率＝５０％）を含有する緑色パターン用塗布液を使用した他は、上記の試料Ａと同様にして、カラーフィルタ基板（試料Ｃ）を作製した。
【００２４】
［比較試料Ａ］
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｇｒｅｅｎ　７（臭素化率＝０％）の代わりに、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｇｒｅｅｎ　３６（臭素化率＝６２．５％）を含有する緑色パターン用塗布液を使用した他は、上記の試料Ａと同様にして、カラーフィルタ基板（比較試料Ａ）を作製した。
【００２５】
［比較試料Ｂ］
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｇｒｅｅｎ　７（臭素化率＝０％）の代わりに、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｇｒｅｅｎ　３６（臭素化率＝７５％）を含有する緑色パターン用塗布液を使用した他は、上記の試料Ａと同様にして、カラーフィルタ基板（比較試料Ｂ）を作製した。
電極基板の作製
電極基板用の基板として厚さ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、スパッタリングにより酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）の薄膜（厚み１０００Å）を形成し、その後、パターニングして図３に示されるような櫛歯状の電極パターン５１，５２を形成した。この櫛歯状の電極パターン５１、５２を構成する各電極５１ａ，５２ａの間隔Ｐは１００μｍとした。
次いで、ポリイミド樹脂の希釈液を基板上に塗布、乾燥して保護層を形成し、さらに、この保護層上にポリイミド樹脂の希釈液を塗布、乾燥して配向層を形成して電極基板を得た。
【００２６】
評価
上記のように作製した各カラーフィルタ基板（試料Ａ〜Ｃ、比較試料Ａ、Ｂ）と電極基板との５種（試料１〜５）の組み合わせについて、液晶セルを組み、１０時間駆動させた後、ＯＦＦにした時の残像と、駆動時の色ムラに関して下記基準で評価を行った。
（評価基準）
〇：色ムラ、残像が見られず良好
×：色ムラ、残像が見られる
【００２７】
【表１】
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【００２８】
表１に示されるように、緑色パターンが顔料として銅フタロシアニンの塩素１６置換体乃至その塩素の５０％以下を臭素に置換したものを含有するカラーフィルタ基板（試料Ａ〜Ｃ）を使用した場合（試料１〜３）、横電界は安定したものであり、これらのカラーフィルタ基板を使用することにより液晶分子のリバースツイストが防止され、表示画像品質が良好な液晶表示装置が得られることが確認された。
これに対し、緑色パターンにおいて塩素１６置換体の臭素化率が５０％を超える銅フタロシアニン顔料が含有されるカラーフィルタ基板（比較試料Ａ、Ｂ）を使用した場合（試料４、５）、横電界の安定性は不十分なものであった。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によればカラーフィルタ基板のカラーフィルタを構成する緑色パターンが、所定の範囲以下の臭素化率をもつ銅フタロシアニン顔料を含有するので、画素電極と共通電極とで形成する基板の界面とほぼ平行な方向の横電界に及ぼすカラーフィルタの影響が大幅に低減され、横電界の安定性が大幅に向上して液晶分子の逆回転（リバースツイスト）が格段に低減され、広視野角特性を有し表示ムラのない良好な画像表示が可能な液晶表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＩＰＳ液晶モードの液晶表示装置の１実施形態を示す１画素分の断面図である。
【図２】図１に示される液晶表示装置を構成する電極基板の平面図であり、Ａ−Ａ線における縦断面が図１の電極基板の断面に相当する。
【図３】実施例における電極基板の櫛歯状の電極を示す平面図である。
【符号の説明】
１…液晶表示装置
５…液晶層
１１…カラーフィルタ基板
１２…基板
１３…ブラックマトリックス
１４…カラーフィルタ
１４Ｒ…赤色着色パターン　２１…電極基板
２２…基板
２３…共通電極
２７…画素電極
３１…薄膜トランジスタ部
【図１】
2004069744.tif 000009
【図２】
2004069744.tif 000010
【図３】
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