(57)【要約】【課題】ラビング処理や輸送中の振動などに起因して保護膜が摩擦力または押圧力を受けた場合であっても品質が劣化しないカラーフィルタおよび液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置用カラーフィルタ１０は、基材１１と、基材１１上に設けられたブラックマトリクス層１２と、基材１１上のブラックマトリクス層１２間に設けられた赤色画素層１３、青色画素層１４および緑色画素層１５と、ブラックマトリクス層１２上に設けられた複数の柱状のスペーサー１６とを備えている。また、ブラックマトリックス層１２、赤色画素層１３、青色画素層１４、緑色画素層１５およびスペーサー１６は、オーバーコート層１７により上方から覆われている。このオーバーコート層１７は、そのビッカース硬度が６０以上である。また、オーバーコート層１７のうちスペーサー１６上のオーバーコート層１７の厚みｔ１は０．２μｍ以上となっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、
基材と、
基材上に設けられたブラックマトリクス層と、
基材上のブラックマトリクス層間に設けられた赤色画素層、青色画素層および緑色画素層と、
ブラックマトリクス層上に設けられた複数の柱状のスペーサーと、
ブラックマトリックス層、赤色画素層、青色画素層、緑色画素層およびスペーサーを上方から覆うオーバーコート層と、を備え、
オーバーコート層のビッカース硬度が６０以上であり、
各スペーサー上のオーバーコート層の厚みが０．２μｍ以上であることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
前記ブラックマトリクス層上に設けられる前記スペーサーの数は、前記基材上に設けられる前記赤色画素層、青色画素層および緑色画素層の合計数の半分よりも多いことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項３】
前記スペーサーは、赤色画素層、青色画素層および緑色画素層を積層して形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタ。
【請求項４】
液晶表示装置において、
液晶駆動用基板と、
液晶駆動用基板に対向して設けられた液晶表示装置用カラーフィルタと、
液晶駆動用基板とカラーフィルタとの間に配置された液晶と、を備え、
カラーフィルタは、基材と、基材のうち液晶駆動用基板に対向する側に設けられたブラックマトリクス層と、基材上のブラックマトリクス層間に設けられた赤色画素層、青色画素層および緑色画素層と、ブラックマトリクス層上に設けられた複数の柱状のスペーサーと、ブラックマトリックス層、赤色画素層、青色画素層、緑色画素層およびスペーサーを液晶駆動用基板側から覆うオーバーコート層とを有し、
液晶駆動用基板は、カラーフィルタ側に突出した複数の突出部を有し、
カラーフィルタの各スペーサーは、液晶駆動用基板の突出部とオーバーコート層を介して当接し、各スペーサー上のオーバーコート層は突出部から押圧され、
オーバーコート層のビッカース硬度が６０以上であり、
各スペーサー上のオーバーコート層は、突出部から押圧される前の厚みが０．２μｍ以上となることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
前記液晶駆動用基板の各突出部のうち前記スペーサーと前記オーバーコート層を介して当接している突出部は、各々複数の分割突出部に分割され、
各スペーサー上のオーバーコート層は、当該複数の分割突出部から押圧されることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置用カラーフィルタおよびそれを用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示装置用のカラーフィルタは、透明基材と、透明基材上に設けられたブラックマトリクス層と、透明基材上のブラックマトリクス層間に設けられた赤色画素層、青色画素層および緑色画素層とを備えている。また、液晶表示装置、例えば横電界駆動（ＩＰＳ：Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の液晶表示装置は、上述のカラーフィルタと、カラーフィルタと対向して設けられ、複数の突出部を有する液晶駆動用基板と、液晶駆動用基板とカラーフィルタとの間に挟持された液晶とからなっている。
【０００３】
横電界駆動方式の液晶表示装置においては、液晶の厚み（セルギャップ）を一定の範囲内に厳密に保つ必要があり、このため一般に、カラーフィルタと液晶駆動用基板との間に複数のスペーサーが介在されている。例えば特許文献１において、カラーフィルタのブラックマトリクス層上に少なくとも１層以上の画素層からなるスペーサーが建てられた液晶表示装置が提案されている。また特許文献１においては、各画素層およびスペーサを保護するため、各画素層およびスペーサを覆う保護膜（オーバーコート層）が設けられている。
【０００４】
また特許文献２において、カラーフィルタ上に形成されたスペーサと、液晶駆動用基板のアクティブ素子上に形成された突起部とを互いに突き合わせ、これによってカラーフィルタと液晶駆動用基板の間の距離が一定に保たれる液晶表示装置が提案されている。特許文献２においては、このようにアクティブ素子上に突起部を形成することにより、外光によりアクティブ素子の動作不良が発生するのを防いでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３３８５０４号公報
【特許文献２】特開平７−２８１１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
各画素層およびスペーサを覆う保護膜の上には、一般に、液晶駆動用基板とカラーフィルタとの間に挟持される液晶を配向させるための配向膜が形成されている。配向膜は、例えば、保護膜上にポリイミドを塗布し、ラビング処理することにより形成される。このラビング処理において、スペーサー上に設けられた保護膜は、ラビング処理において用いられるラビング布やラビングローラーなどから配向膜を介して摩擦力または押圧力を受ける。
【０００７】
また、液晶表示装置を輸送手段、例えばトラックなどに積載して搬送するとき、トラックの振動によって液晶表示装置が振動することがある。液晶表示装置が振動すると、これに伴い液晶駆動用基板がカラーフィルタに対して微小に振動する恐れがある。このとき、カラーフィルタ上に形成されたスペーサーと、液晶駆動用基板に形成された突起部とが互いに突き合わされていると、スペーサー上に設けられた保護膜が突起部から摩擦力または押圧力を受ける。
【０００８】
保護膜が摩擦力または押圧力を受けるとき、保護膜の厚さおよび硬さが不十分であると、摩擦力または押圧力によりスペーサ上の保護膜が削られ、破壊されてしまう。スペーサ上の保護膜が破壊されると、液晶の厚み（セルギャップ）を一定の範囲内に厳密に保つことができなくなるとともに、削られ、破壊された保護膜により液晶表示装置の外観が損なわれるという問題が生じる。
【０００９】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、ラビング処理や輸送中の振動などに起因して保護膜が摩擦力または押圧力を受けた場合であっても品質が劣化しないカラーフィルタおよび液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による液晶表示装置用カラーフィルタは、基材と、基材上に設けられたブラックマトリクス層と、基材上のブラックマトリクス層間に設けられた赤色画素層、青色画素層および緑色画素層と、ブラックマトリクス層上に設けられた複数の柱状のスペーサーと、ブラックマトリックス層、赤色画素層、青色画素層、緑色画素層およびスペーサーを上方から覆うオーバーコート層とを備え、オーバーコート層のビッカース硬度が６０以上であり、各スペーサー上のオーバーコート層の厚みが０．２μｍ以上であることを特徴とする。
【００１１】
本発明によるカラーフィルタにおいて、好ましくは、前記ブラックマトリクス層上に設けられる前記スペーサーの数は、前記基材上に設けられる前記赤色画素層、青色画素層および緑色画素層の合計数の半分よりも多くなっている。
【００１２】
本発明によるカラーフィルタにおいて、好ましくは、前記スペーサーは、赤色画素層、青色画素層および緑色画素層を積層して形成されている。
【００１３】
本発明による液晶表示装置は、液晶駆動用基板と、液晶駆動用基板に対向して設けられた液晶表示装置用カラーフィルタと、液晶駆動用基板とカラーフィルタとの間に配置された液晶とを備え、カラーフィルタは、基材と、基材のうち液晶駆動用基板に対向する側に設けられたブラックマトリクス層と、基材上のブラックマトリクス層間に設けられた赤色画素層、青色画素層および緑色画素層と、ブラックマトリクス層上に設けられた複数の柱状のスペーサーと、ブラックマトリックス層、赤色画素層、青色画素層、緑色画素層およびスペーサーを液晶駆動用基板側から覆うオーバーコート層とを有し、液晶駆動用基板は、カラーフィルタ側に突出した複数の突出部を有し、カラーフィルタの各スペーサーは、液晶駆動用基板の突出部とオーバーコート層を介して当接し、各スペーサー上のオーバーコート層は突出部から押圧され、オーバーコート層のビッカース硬度が６０以上であり、各スペーサー上のオーバーコート層は、突出部から押圧される前の厚みが０．２μｍ以上となることを特徴とする。
【００１４】
本発明による液晶表示装置において、好ましくは、前記液晶駆動用基板の各突出部のうち前記スペーサーと前記オーバーコート層を介して当接している突出部は、各々複数の分割突出部に分割され、各スペーサー上のオーバーコート層は、当該複数の分割突出部から押圧される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、液晶表示装置用カラーフィルタは、基材上のブラックマトリックス層、赤色画素層、青色画素層、緑色画素層およびスペーサーを上方から覆うオーバーコート層を備えており、オーバーコート層のビッカース硬度は６０以上であり、各スペーサー上のオーバーコート層の厚みは０．２μｍ以上となっている。このため、スペーサー上のオーバーコート層が外方から摩擦力または押圧力を受けたとしても、スペーサー上のオーバーコート層が容易に破損することはない。このことにより、ラビング処理や輸送中の振動などに起因してオーバーコート層が摩擦力または押圧力を受けた場合であっても、カラーフィルタの品質が劣化するのを防ぐことができる。
【００１６】
また本発明によれば、液晶表示装置は、液晶駆動用基板と、液晶駆動用基板と対向して設けられた液晶表示装置用カラーフィルタと、液晶駆動用基板とカラーフィルタとの間に配置された液晶とを備えている。カラーフィルタには、カラーフィルタの基材上のブラックマトリックス層、赤色画素層、青色画素層、緑色画素層およびスペーサーを上方から覆うオーバーコート層が設けられ、液晶駆動用基板には、カラーフィルタ側に突出した複数の突出部が設けられており、カラーフィルタの各スペーサーは、液晶駆動用基板の突出部とオーバーコート層を介して向かい合っている。また、オーバーコート層のビッカース硬度は６０以上であり、各スペーサー上のオーバーコート層は、極部から押圧される前の厚みが０．２μｍ以上となっている。このため、スペーサー上のオーバーコート層が、液晶駆動用基板の突出部から摩擦力または押圧力を受けたとしても、スペーサー上のオーバーコート層が容易に破損することはない。このことにより、ラビング処理や輸送中の振動などに起因してオーバーコート層が摩擦力または押圧力を受けた場合であっても、液晶表示装置の品質が劣化するのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態におけるカラーフィルターを示す部分平面図。
【図２】図２は、図１のカラーフィルターをＡ−Ａ方向から見た縦断面図。
【図３】図３は、本発明の実施の形態において、オーバーコート層のビッカース硬度測定方法を示す図。
【図４】図４は、本発明の実施の形態において、オーバーコート層のビッカース硬度測定結果を示す図。
【図５】図５は、本発明の実施の形態における液晶表示装置を示す縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
液晶表示装置
以下、図１乃至図５を参照して、本発明の実施の形態について説明する。まず図５により、本実施の形態における液晶表示装置３０全体について説明する。
【００１９】
図５に示すように、ＩＰＳ方式の液晶表示装置３０は、液晶駆動用基板２０と、液晶駆動用基板２０に対向して設けられた液晶表示装置用カラーフィルタ１０と、液晶駆動用基板２０とカラーフィルタ１０との間に配置された液晶２６とを備えている。このうち液晶駆動用基板２０は、図５に示すように、基材２１と、基材２１に設けられ、カラーフィルタ１０側に突出した複数の突出部、例えば液晶２６に印加される電圧を制御する電極部２２とを有している。
【００２０】
後に詳述するが、カラーフィルタ１０は、図５に示すように、液晶駆動用基板２０の電極部２２と向かい合うスペーサー１６を有しており、このスペーサー１６により、液晶表示装置３０のセルギャップを一定の範囲内に厳密に保つことが可能となる。電極部２２とスペーサー１６との間には後述するオーバーコート層１７が介在されており、またスペーサー１６上のオーバーコート層１７は電極部２２から押圧されている。
【００２１】
カラーフィルタ
次に、図１および図２により、本実施の形態における液晶表示装置用カラーフィルタ１０全体について説明する。
【００２２】
図１に示すように、カラーフィルタ１０は、基材１１と、基材１１上に設けられたブラックマトリクス層１２と、基材１１上のブラックマトリクス層１２間に設けられた赤色画素層１３、青色画素層１４および緑色画素層１５と、ブラックマトリクス層１２上に設けられた複数の柱状のスペーサー１６と、ブラックマトリックス層１２、赤色画素層１３、青色画素層１４、緑色画素層１５およびスペーサー１６を上方から覆うオーバーコート層１７とを備えている。
【００２３】
このうちオーバーコート層１７は、そのビッカース硬度が６０以上となっている。また図２に示すように、オーバーコート層１７のうちスペーサー１６上のオーバーコート層１７の厚みｔ１は０．２μｍ以上となっている。またオーバーコート層１７上には、液晶２６を配向させるための配向膜１８が形成されている。
【００２４】
次に、基材１１、ブラックマトリクス層１２、赤色画素層１３、青色画素層１４、緑色画素層１５、スペーサー１６、オーバーコート層１７および配向膜１８について各々詳述する。
【００２５】
基材
本実施の形態における基材１１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、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶モードおよび強誘電性液晶モード等の液晶表示装置用のカラーフィルタ１０に適している。基材１１の厚さは、例えば０．７ｍｍとなっている。
【００２６】
ブラックマトリクス層
カラーフィルタ１０を区画するブラックマトリックス層１２としては、スパッタリング法、真空蒸着法等により厚み１０００〜２０００Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングして形成したもの、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ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂層を形成し、この樹脂層をパターニングして形成したもの、および、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等、遮光性を有するものを用いることができる。ブラックマトリックス層１２の厚さは適宜調整することができるが、上記の金属薄膜をパターニングしてブラックマトリックス層１２を形成した場合の好ましい厚さは０．２〜０．４μｍであり、上記の樹脂層をパターニングしてブラックマトリックス層１２を形成した場合の好ましい厚さは０．５〜２μｍである。
【００２７】
赤色画素層、青色画素層および緑色画素層
赤色画素層１３、青色画素層１４および緑色画素層１５は、各色の顔料や染料等の着色剤を感光性樹脂中に分散または溶解させて形成された層である。このうち赤色画素層１３に用いられる着色剤としては、例えば、ペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料等が挙げられる。これらの顔料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
青色画素層１４に用いられる着色剤としては、例えば、銅フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、インダンスレン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料等が挙げられる。これらの顔料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
緑色画素層１５に用いられる着色剤としては、例えば、ハロゲン多置換フタロシアニン系顔料もしくはハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔料等のフタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系塩基性染料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等が挙げられる。これらの顔料もしくは染料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
赤色画素層１３、青色画素層１４および緑色画素層１５の厚さは、通常は１〜５μｍの範囲で設定される。
【００２８】
また、感光性樹脂としては、ネガ型感光性樹脂およびポジ型感光性樹脂のいずれも用いることができるが、通常はネガ型感光性樹脂が用いられる。このネガ型感光性樹脂としては、例えば、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有するものが挙げられる。
【００２９】
スペーサー
本実施の形態において、スペーサー１６は、図２に示すように、ブラックマトリクス層１２上に赤色画素層１３、青色画素層１４および緑色画素層１５を積層して形成されている。このため、スペーサー１６用の樹脂等を別途ブラックマトリクス層１２上に積層させる場合に比べて、スペーサー１６の形成工程を簡略化することができる。スペーサー１６の高さは、所望のセルギャップに応じて適宜調整されるが、通常は２．５〜５．０μｍの範囲で設定され、好ましくは２．５〜４．５μｍの範囲で設定され、さらに好ましくは３．０〜４．０μｍの範囲で設定される。なお本実施の形態において、スペーサー１６の高さとは、基材１１上に設けられた赤色画素層１３、青色画素層１４または緑色画素層１５を覆うオーバーコート層１７の表面を基準とした場合の、スペーサー１６を覆うオーバーコート層１７の表面の高さのことをいう。
【００３０】
またスペーサー１６は、その数が基材１１上に設けられる赤色画素層１３、青色画素層１４および緑色画素層１５の合計数の半分よりも多くなるよう設けられている。例えば図１に示すように、３つの赤色画素層１３、青色画素層１４または緑色画素層１５ごとに２つのスペーサー１６が設けられている。このことにより、液晶表示装置３０全体にわたって、セルギャップを一定の範囲内に均一に保つことができる。
【００３１】
オーバーコート層
次に本実施の形態におけるオーバーコート層１７について説明する。オーバーコート層１７には、赤色画素層１３、青色画素層１４または緑色画素層１５に含まれる不純物が液晶２６に流出するのを防止するためのバリア性に加えて、透明性、表面平滑性、上下隣接層との密着性、耐光性等の幅広い特性が要求される。また上述のとおり、オーバーコート層１７のビッカース硬度は６０以上となっている。なお本実施の形態において、オーバーコート１７のビッカース硬度は以下のように測定および規定されている。
【００３２】
はじめに図３に示すように、前述の基材１１上に厚さＸ１μｍのオーバーコート層１７を形成する。次に、オーバーコート層１７に上方からビッカース硬度測定用圧子（図示せず）を荷重５ｍＮで押し込み、その後、オーバーコート層１７に形成された凹みの面積を計測する。次に、計測された凹みの面積に基づき、厚さＸ１μｍのオーバーコート層１７の場合のビッカース硬度を算出する。
【００３３】
次に、基材１１上に厚さＸ２μｍのオーバーコート層１７を形成し、その後、前述の方法により厚さＸ２μｍのオーバーコート層１７の場合のビッカース硬度を測定する。次に、基材１１上に厚さＸ３μｍのオーバーコート層１７を形成し、その後、前述の方法により厚さＸ３μｍのオーバーコート層１７の場合のビッカース硬度を測定する。このように、基材１１上のオーバーコート層１７の厚さを変えて各々の厚さにおけるオーバーコート層１７のビッカース硬度を測定する。なお測定されたビッカース硬度は、オーバーコート層１７の厚さが薄くなるほど高くなる傾向を有している。これは、オーバーコート層１７の厚さが薄くなるほど、計測されるビッカース硬度に基材１１の硬さの影響が現れるからである。
【００３４】
次に図４に示すように、横軸をオーバーコート層１７の厚さ、縦軸をビッカース硬度としてグラフ上にビッカース硬度の測定結果をプロットする。次に、グラフ上のビッカース硬度の測定結果のプロットに基づき、オーバーコート層１７の厚さとビッカース硬度の間に成立する関係式を近似により算出する。その後、算出された関係式に基づき、オーバーコート層１７の厚さが１．５μｍの場合のビッカース硬度を算出する。なお近似については、Ｅｘｃｅｌ（米国マイクロソフト社の登録商標）などの表計算ソフトを用いて、累乗近似曲線による近似を行う。
【００３５】
本実施の形態において、このようにして算出された、厚さが１．５μｍの場合のオーバーコート層１７のビッカース硬度が６０以上となるようオーバーコート層１７が形成されている。オーバーコート層１７の材料としては、例えばアクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有する光硬化性樹脂（感光性樹脂）や、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂などを挙げることができる。オーバーコート層１７の形成方法は、特に限定されることはなく、例えば、オーバーコート層形成用感光性樹脂組成物を用いたフォトリソグラフィー法、印刷法、インクジェット法等を挙げることができる。
【００３６】
またカラーフィルタ１０において、オーバーコート層１７のうちスペーサー１６上のオーバーコート層１７の厚みｔ１は前述のとおり０．２μｍ以上、例えば０．２μｍ以上かつ１０μｍ以下の範囲で設定され、好ましくは０．２μｍ以上かつ５μｍ以下の範囲で設定される。
【００３７】
配向膜
次に本実施の形態における配向膜１８について説明する。配向膜１８は前述のとおり、液晶２６を配向させるためにカラーフィルタ１０のオーバーコート層１７上に形成された膜である。配向膜１８に用いられる材料としては、ラビング処理により異方性が付与されるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリビニルアルコール、ポリウレタンなどを挙げることができる。この中でも、ポリイミドを用いることが特に好ましい。これらの材料は、単独で用いてもよく２種以上を組み合わせて用いてもよい。配向膜１８の厚さは適宜設定することができるが、基材１１上に設けられた赤色画素層１３、青色画素層１４または緑色画素層１５を覆うオーバーコート層１７上に形成される配向膜１８の好ましい厚さは０．１〜０．１５μｍであり、スペーサー１６を覆うオーバーコート層１７上に形成される配向膜１８の好ましい厚さは０．０５〜０．１０μｍである。
【００３８】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。ここでは、カラーフィルタ１０および液晶表示装置３０の形成方法について説明する。
【００３９】
カラーフィルタ形成方法
まず基材１１を準備し、次に、基材１１上にブラックマトリクス層１２を形成する。基材１１にブラックマトリックス層１２を形成する場合、まず基材１１上にスパッタリング法、真空蒸着法等により形成したクロム等の金属薄膜、カーボン微粒子や金属酸化物等の遮光性粒子を含有した樹脂層等からなる遮光層（図示せず）を形成し、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（図示せず）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層１２を形成する。
【００４０】
次に、基材１１上のブラックマトリクス層１２間に、図１に示すように、赤色画素層１３、青色画素層１４および緑色画素層１５を順に形成する。赤色画素層１３の形成では、はじめに赤色画素層１３用の着色剤を塗布し、次に、所定のフォトマスク（図示せず）を介して塗布された着色剤を露光して現像を行うことにより、基材１１上の所定位置に赤色画素層１３を形成する。以下、同様に、基材１１上の所定位置に青色画素層１４および緑色画素層１５を形成する。これによって、図１に示すように、赤色画素層１３、青色画素層１４および緑色画素層１５が基材１１上のブラックマトリクス層１２間に順に形成される。
【００４１】
この間、ブラックマトリクス層１２間に赤色画素層１３を形成する際、同時にブラックマトリクス層１２上の所定位置に赤色画素層１３を形成し、同様にブラックマトリクス層１２間に青色画素層１４および緑色画素層１５を形成する際、同時にブラックマトリクス層１２上の赤色画素層１３に青色画素層１４および緑色画素層１５を積層する。このようにして、ブラックマトリクス層１２間に赤色画素層１３、青色画素層１４および緑色画素層１５を形成する際、同時に図２に示すスペーサー１６を形成する。
【００４２】
その後、ブラックマトリックス層１２、赤色画素層１３、青色画素層１４、緑色画素層１５およびスペーサー１６を上方から覆うよう、オーバーコート層１７を形成する。このようにして、カラーフィルタ１０が形成される。
その後、カラーフィルタ１０のオーバーコート層１７上にポリイミドを塗布し、ラビング布またはラビングローラーによりラビング処理することにより、オーバーコート層１７上に配向膜１８を形成する。
【００４３】
液晶表示装置形成方法
次に、基材２１と電極部２２とを有する液晶駆動用基板２０を準備する。その後、カラーフィルタ１０と液晶駆動用基板２０とを、液晶駆動用基板２０の電極部２２とカラーフィルタ１０のスペーサー１６とが向かい合うよう配置する。次に、カラーフィルタ１０と液晶駆動用基板２０との間を液晶駆動用基板２０の周縁に沿って封止し、その後、液晶駆動用基板２０とカラーフィルタ１０との間に液晶２６を注入する。これによって、液晶表示装置３０が形成される。
【００４４】
ところで、カラーフィルタ１０において、オーバーコート層１７のビッカース硬度は６０以上であり、オーバーコート層１７のうちスペーサー１６上のオーバーコート層１７の厚みｔ１は０．２μｍ以上となっている。このため、スペーサー１６上のオーバーコート層１７が外方から摩擦力または押圧力を受けたとしても、スペーサー１６上のオーバーコート層１７が容易に破損することはない。このことにより、ラビング処理や輸送中の振動などに起因してオーバーコート層１７が摩擦力または押圧力を受けた場合であっても、カラーフィルタ１０の品質が劣化するのを防ぐことができる。
【００４５】
このように本実施の形態によれば、液晶表示装置用カラーフィルタ１０は、基材１１上のブラックマトリックス層１２、赤色画素層１３、青色画素層１４、緑色画素層１５およびスペーサー１６を上方から覆うオーバーコート層１７を備えており、オーバーコート層１７のビッカース硬度は６０以上であり、各スペーサー１６上のオーバーコート層の厚みは０．２μｍ以上となっている。このため、スペーサー１６上のオーバーコート層１７が外方から摩擦力または押圧力を受けたとしても、スペーサー１６上のオーバーコート層１７が容易に破損することはない。このことにより、ラビング処理や輸送中の振動などに起因してオーバーコート層１７が摩擦力または押圧力を受けた場合であっても、カラーフィルタ１０の品質が劣化するのを防ぐことができる。
【００４６】
また本実施の形態によれば、スペーサー１６は、その数が基材１１上に設けられた赤色画素層１３、青色画素層１４および緑色画素層１５の合計数の半分よりも多くなるよう設けられている。このことにより、液晶表示装置３０全体にわたって、セルギャップを一定の範囲内に均一に保つことができる。
【００４７】
さらに本実施の形態によれば、スペーサー１６は、ブラックマトリクス層１２上に赤色画素層１３、青色画素層１４および緑色画素層１５を積層して形成されている。このため、スペーサー１６用の樹脂等を別途ブラックマトリクス層１２上に積層させる場合に比べて、スペーサー１６の形成工程を簡略化することができる。
【００４８】
また本実施の形態によれば、液晶表示装置３０は、液晶駆動用基板２０と、液晶駆動用基板２０に対向して設けられた液晶表示装置用カラーフィルタ１０と、液晶駆動用基板２０とカラーフィルタ１０との間に配置された液晶２６とを備えている。カラーフィルタ１０には、カラーフィルタ１０の基材１１上のブラックマトリックス層１２、赤色画素層１３、青色画素層１４、緑色画素層１５およびスペーサー１６を上方から覆うオーバーコート層１７が設けられ、液晶駆動用基板２０には、カラーフィルタ１０側に突出した複数の電極部２２が設けられており、カラーフィルタ１０の各スペーサー１６は、液晶駆動用基板２０の電極部２２とオーバーコート層１７を介して当接している。また、オーバーコート層１７のビッカース硬度は６０以上であり、各スペーサー１６上のオーバーコート層１７は、電極部２２から押圧される前の厚みが０．２μｍ以上となっている。このため、スペーサー１６上のオーバーコート層１７が、液晶駆動用基板２０の電極部２２から摩擦力または押圧力を受けたとしても、スペーサー１６上のオーバーコート層１７が容易に破損することはない。このことにより、ラビング処理や輸送中の振動などに起因してオーバーコート層１７が摩擦力または押圧力を受けた場合であっても、液晶表示装置３０の品質が劣化するのを防ぐことができる。
【００４９】
なお本実施の形態において、カラーフィルタ１０を備えた液晶表示装置３０がＩＰＳ液晶モードの液晶表示装置からなる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、本実施の形態におけるカラーフィルタ１０を、ＳＴＮ液晶モード、強誘電性液晶モード、または反強誘電性液晶モードの液晶表示装置等、セルギャップを精密に制御する必要のある液晶表示装置において用いることができる。
【００５０】
また本実施の形態において、ブラックマトリクス層１２上に赤色画素層１３、青色画素層１４および緑色画素層１５を順に積層させることによりスペーサー１６が形成される例を示した。しかしながら、赤色画素層１３、青色画素層１４および緑色画素層１５を積層させる順がこれに限られることはなく、任意の順番で赤色画素層１３、青色画素層１４および緑色画素層１５をブラックマトリクス層１２上に積層させることにより、スペーサー１６を形成することができる。
【００５１】
また本実施の形態において、カラーフィルタ１０の各スペーサー１６に、液晶駆動用基板２０の電極部２２がオーバーコート層１７を介して当接され、各スペーサー１６上のオーバーコート層１７が電極部２２から押圧されている例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図５において二点鎖線で示すように、各電極部２２は、複数、例えば２つの分割電極部２２ａ（分割突出部）に分割され、各スペーサー１６上のオーバーコート層１７は、当該２つの分割突出部２２ａから押圧されていてもよい。これによって、１つの電極部２２がオーバーコート層１７を介してスペーサー１６に当接している場合に比べて、オーバーコート層１７に対して及ぼされる摩擦力または押圧力を分散させることができる。
【００５２】
また本実施の形態において、基材２１に設けられ、カラーフィルタ１０側に突出した複数の突出部が、電極部２２からなる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、突出部は、基材２１に設けられたスペーサー（図示せず）を含んでいてもよい。
【実施例】
【００５３】
次に、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。
【００５４】
（実施例１）
厚さ１．５μｍに換算した場合のビッカース硬度が６２のオーバーコート層１７が使用されたカラーフィルタ１０を準備し、ラビング工程によりオーバーコート層１７上にポリイミドからなる配向膜１８を形成した。この場合、ラビング工程前におけるスペーサー１６上のオーバーコート層１７の厚みｔ１を０．３５μｍとした。
【００５５】
ラビング工程においては、１８ｍｍの毛足を有するレーヨンからなるラビング布を用いて、ステージ（図示せず）上に載置したカラーフィルタ１０に対してラビング処理を行った。その際のラビング圧（ラビング処理時の押圧深さ）を１．０ｍｍ、ラビング回転数を５００ｒｐｍ、ステージ速度を２０ｍｍ／ｓとした。
【００５６】
ラビング工程によりカラーフィルタ１０のオーバーコート層１７上にポリイミドからなる配向膜１８を形成した後、液晶駆動用基板２０を準備し、カラーフィルタ１０と液晶駆動用基板２０とが向かい合うよう配置した。次に、カラーフィルタ１０と液晶駆動用基板２０との間を液晶駆動用基板２０の周縁に沿ってエポキシ系の接着剤により封止した。その後、液晶駆動用基板２０とカラーフィルタ１０との間に、正の誘電率異方性を有するネマチック液晶２６を液晶注入口（図示せず）を介して注入し、次に、液晶注入口をエポキシ製の接着剤で封止し、これによって液晶表示装置３０を形成した。
【００５７】
その後、液晶表示装置３０内に浮遊異物（図示せず）が存在するかどうかを、目視により確認した。結果、液晶表示装置３０内に浮遊異物が存在しないことを確認した。なお、目視による確認の対象とした浮遊異物は、ラビング工程の際にオーバーコート層１７が削られることにより生じる浮遊異物である。オーバーコート層１７が削られることにより生じる浮遊異物の大きさは、一般に数μｍ程度であり、目視により確認した場合、このような浮遊異物は浮遊輝点として視認される。
【００５８】
（実施例２）
厚さ１．５μｍに換算した場合のオーバーコート層１７のビッカース硬度を５１、ラビング工程前におけるスペーサー１６上のオーバーコート層１７の厚みｔ１を０．０５μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、ラビング工程によりオーバーコート層１７上にポリイミドからなる配向膜１８を形成し、その後、当該ラビング工程後のカラーフィルタ１０を用いて液晶表示装置３０を形成した。その後の目視検査において、液晶表示装置３０内に浮遊異物が存在することを確認した。
【００５９】
（実施例３）
厚さ１．５μｍに換算した場合のオーバーコート層１７のビッカース硬度を５６、ラビング工程前におけるスペーサー１６上のオーバーコート層１７の厚みｔ１を０．０８μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、ラビング工程によりオーバーコート層１７上にポリイミドからなる配向膜１８を形成し、その後、当該ラビング工程後のカラーフィルタ１０を用いて液晶表示装置３０を形成した。その後の目視検査において、液晶表示装置３０内に浮遊異物が存在することを確認した。
【００６０】
（実施例４）
厚さ１．５μｍに換算した場合のオーバーコート層１７のビッカース硬度を６２、ラビング工程前におけるスペーサー１６上のオーバーコート層１７の厚みｔ１を０．５４μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、ラビング工程によりオーバーコート層１７上にポリイミドからなる配向膜１８を形成し、その後、当該ラビング工程後のカラーフィルタ１０を用いて液晶表示装置３０を形成した。その後の目視検査において、液晶表示装置３０内に浮遊異物が存在しないことを確認した。
【００６１】
（実施例５）
厚さ１．５μｍに換算した場合のオーバーコート層１７のビッカース硬度を６８、ラビング工程前におけるスペーサー１６上のオーバーコート層１７の厚みｔ１を０．１９μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、ラビング工程によりオーバーコート層１７上にポリイミドからなる配向膜１８を形成し、その後、当該ラビング工程後のカラーフィルタ１０を用いて液晶表示装置３０を形成した。その後の目視検査において、液晶表示装置３０内に浮遊異物が存在することを確認した。
【００６２】
（実施例６）
厚さ１．５μｍに換算した場合のオーバーコート層１７のビッカース硬度を７０、ラビング工程前におけるスペーサー１６上のオーバーコート層１７の厚みｔ１を０．４４μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、ラビング工程によりオーバーコート層１７上にポリイミドからなる配向膜１８を形成し、その後、当該ラビング工程後のカラーフィルタ１０を用いて液晶表示装置３０を形成した。その後の目視検査において、液晶表示装置３０内に浮遊異物が存在しないことを確認した。
【００６３】
表１は、実施例１〜６において、液晶表示装置３０内に浮遊異物が存在するかどうかを目視により確認した結果をまとめて示す表である。浮遊異物が存在しなかった場合の判定を○、存在した場合の判定を×としている。
【表１】
2010286639.tif 000003
【００６４】
実施例１〜６から分かるように、厚さ１．５μｍに換算した場合のオーバーコート層１７のビッカース硬度を６０以上、ラビング工程前におけるスペーサー１６上のオーバーコート層１７の厚みｔ１を０．２μｍ以上とすることにより、ラビング工程によってオーバーコート層１７が削られるのを防ぐことができた。
【符号の説明】
【００６５】
１０    カラーフィルタ
１１    カラーフィルタの基材
１２    ブラックマトリクス層
１３    赤色画素層
１３ａ  ブラックマトリクス層上の赤色画素層
１４    青色画素層
１４ａ  ブラックマトリクス層上の青色画素層
１５    緑色画素層
１５ａ  ブラックマトリクス層上の緑色画素層
１６    スペーサー
１７    オーバーコート層
１８    配向膜
２０    液晶駆動用基板
２１    液晶駆動用基板の基材
２２    電極部
２２ａ  分割電極部
２６    液晶
３０    液晶表示装置
【図１】
2010286639.tif 000004
【図２】
2010286639.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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