(57)【要約】【課題】その膜厚が６μｍ以上のフォトスペーサーでも、フォトスペーサー形成後のカラーフィルタの処理工程にてのフォトスペーサーの剥離を低減させたカラーフィルタを提供する。廉価なＯＣＢモードの液晶表示装置を提供する。【解決手段】フォトスペーサーＰＳ−１２は膜厚が６μｍ以上であり、凹凸を有する下地上に透明導電膜４３を介して形成されたこと。下地は着色層４２Ｂ−Ｅである。着色層は異なる着色層の積層構成である。フォトスペーサーの接着面積は３００μｍ2 以上である。フォトスペーサーを形成する下地部位の透明導電膜は除去されている。上記カラーフィルタを用いたＯＣＢモードの液晶表示装置。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上にブラックマトリックス、着色画素、透明導電膜、フォトスペーサーが順次に形成されたカラーフィルタにおいて、
前記フォトスペーサーは、膜厚が６μｍ以上であり、凹凸を有する下地上に透明導電膜を介して形成されたことを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
前記下地は、ブラックマトリックス上にオーバーラップさせた着色層であることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ。
【請求項３】
前記着色層は、異なる着色層の積層構成であることを特徴とする請求項２記載のカラーフィルタ。
【請求項４】
前記フォトスペーサーの接着面積は、３００μｍ2 以上であることを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３記載のカラーフィルタ。
【請求項５】
前記フォトスペーサーを形成する下地部位の透明導電膜は、除去されていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、又は請求項４記載のカラーフィルタ。
【請求項６】
液晶表示モードがＯＣＢモードの液晶表示装置であって、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のカラーフィルタを用いたことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトスペーサーが形成されたカラーフィルタに関するものであり、特に、フォトスペーサー形成後のカラーフィルタの処理工程にてフォトスペーサーが剥離することのないカラーフィルタ、及び該カラーフィルタを用いたＯＣＢモードの液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの製造方法としては、先ず、ガラス基板上にブラックマトリックスを形成し、次に、ブラックマトリックスが形成されたガラス基板上のブラックマトリックスのパターンに位置合わせして着色画素を形成し、更に透明導電膜、フォトスペーサー、配向制御用突起などを位置合わせして順次に形成するといった方法が広く用いられている。
【０００３】
ブラックマトリックスは遮光性を有し、カラーフィルタの着色画素の位置を定め、大きさを均一なものとし、また、表示装置に用いられた際に、好ましくない光を遮蔽し、表示装置の画像をムラのない均一な、且つコントラストを向上させた画像にする機能を有している。このブラックマトリックスの形成は、例えば、黒色フォトレジストを用いたフォトリソグラフィ法によって形成するといった方法がとられている。
【０００４】
また、着色画素は、例えば、赤色、緑色、青色のフィルタ機能を有するものであり、このブラックマトリックスが形成されたガラス基板上に、例えば、顔料などの色素を分散させたネガ型のフォトレジストの塗布膜を設け、この塗布膜への露光、現像によって着色画素を形成するといった方法がとられている。
また、透明導電膜の形成は、着色画素及びブラックマトリックスが形成されたガラス基板上に、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）を用いスパッタ法によって透明導電膜を形成するといった方法がとられている。
【０００５】
また、フォトスペーサー、配向制御用突起などの形成は、上記ブラックマトリックス、或いは着色画素の形成と同様にフォトリソグラフィ法によって形成するといった方法がとられている。
液晶表示装置は、このようなカラーフィルタを内蔵することにより、フルカラー表示が実現し、その応用範囲が飛躍的に広がり、ノート型ＰＣ、液晶カラーＴＶなど液晶表示装置を用いた多くの商品が創出された。
【０００６】
車載用の液晶表示装置としては、エンジンを始動した際に、直ちに表示が可能であることや、表示品位が保たれていることが必要である。従って、特に寒冷地での低温時における応答速度が求められており、その対応として液晶表示モードがＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｅｎｄ）モードの液晶表示装置が提案されている。
【０００７】
このＯＣＢモードの液晶表示装置は、低温時でも応答速度が保たれている。液晶表示モードがＴＮモードの液晶表示装置においては、例えば、２０℃にて２０ｍｓ程度の応答速度が、−２０℃にては８００ｍｓ程度と、その応答速度は大幅に低速になる。
一方、ＯＣＢモードの液晶表示装置においては、例えば、２０℃にて４ｍｓ程度の応答速度が、−２０℃にては５０ｍｓ程度と、その応答速度は相応に保たれたものとなっている。
【０００８】
図１は、フォトスペーサーを設けた液晶表示装置用カラーフィルタの一例を模式的に示
した断面図である。図１は、液晶表示モードがＯＣＢモードの液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの例である。図１に示すように、このカラーフィルタはガラス基板（４０）上にブラックマトリックス（４１）、着色画素（４２）、透明導電膜（４３）、フォトスペーサー（ＰＳ−１）が順次に形成されたものである。            
フォトスペーサー（ＰＳ−１）は基板間のギャップを設定しており、パネルに荷重が加わると変形し、荷重が取り除かれると復元する弾性を有している。フォトスペーサー（ＰＳ−１）の高さ（膜厚）（Ｈ１）は６μｍ以上のものである。
【０００９】
また、図２は、液晶表示モードがＴＮモードの液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例の断面図である。カラーフィルタのフォトスペーサー（ＰＳ−２）の高さ（膜厚）（Ｈ２）は４μｍ程度のものである（Ｈ１＞Ｈ２）。
このように、ＯＣＢモードは、低温時の応答速度が保たれていることに加え、基板間のギャップを６μｍ以上と広くとることが出来るので、例えば、カラーフィルタ上に異物があった場合に、異物を良品として許容する高さは、ＴＮモードのカラーフィルタに比較して緩和されるといった利点がある。
【００１０】
しかしながら、フォトスペーサー（ＰＳ−１）の高さ（膜厚）（Ｈ１）が、ＴＮモードカラーフィルタのフォトスペーサー（ＰＳ−２）の高さ（膜厚）（Ｈ２）より高いために、フォトスペーサーを形成した後のカラーフィルタの処理工程、例えば、ＵＶ洗浄などでフォトスペーサーが剥離し易くなるといった問題がある。
【００１１】
このフォトスペーサーの剥離に対しては、例えば、フォトスペーサーの径を太くし、単位面積当たりの外力の影響を低減することが行われている。しかし、液晶表示装置の画素数が増加するに従い、ブラックマトリックスの幅は狭くなり、フォトスペーサーを設けるスペースが制約され、径を太くする手法には限界がある。
【特許文献１】特開２００６−１７１６７９号公報
【特許文献２】特開２００７−６５５５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、フォトスペーサーが形成されたカラーフィルタにおいて、その高さ（膜厚）が６μｍ以上のフォトスペーサーであっても、フォトスペーサー形成後のカラーフィルタの処理工程にてのフォトスペーサーの剥離を低減させたカラーフィルタを提供することを課題とするものである。
また、上記カラーフィルタを用いた廉価なＯＣＢモードの液晶表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、ガラス基板上にブラックマトリックス、着色画素、透明導電膜、フォトスペーサーが順次に形成されたカラーフィルタにおいて、
前記フォトスペーサーは、膜厚が６μｍ以上であり、凹凸を有する下地上に透明導電膜を介して形成されたことを特徴とするカラーフィルタである。
【００１４】
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタにおいて、前記下地は、ブラックマトリックス上にオーバーラップさせた着色層であることを特徴とするカラーフィルタである。
【００１５】
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタにおいて、前記着色層は、異なる着色
層の積層構成であることを特徴とするカラーフィルタである。
【００１６】
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタにおいて、前記フォトスペーサーの接着面積は、３００μｍ2 以上であることを特徴とするカラーフィルタである。
【００１７】
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタにおいて、前記フォトスペーサーを形成する下地部位の透明導電膜は、除去されていることを特徴とするカラーフィルタである。
【００１８】
また、本発明は、液晶表示モードがＯＣＢモードの液晶表示装置であって、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のカラーフィルタを用いたことを特徴とする液晶表示装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、フォトスペーサーが膜厚が６μｍ以上であり、凹凸を有する下地上に透明導電膜を介して形成されたカラーフィルタであり、下地はブラックマトリックス上にオーバーラップさせた着色層であり、着色層は異なる着色層の積層構成であり、或いは、フォトスペーサーの接着面積は３００μｍ2 以上であるので、フォトスペーサー形成後のカラーフィルタの処理工程にてのフォトスペーサーの剥離を低減させたカラーフィルタとなる。また、フォトスペーサーを形成する下地部位の透明導電膜は除去されているので、フォトスペーサーの剥離の発生を更に低減させたカラーフィルタとなる。
【００２０】
また、本発明は、上記カラーフィルタを用いることにより、廉価なＯＣＢモードの液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図３は、本発明によるカラーフィルタの一例の部分断面図である。図３は、赤色着色画素（４２Ｒ）と青色着色画素（４２Ｂ）との間のブラックマトリックス（４１）上にフォトスペーサーが形成された例である。
図３に示すように、このカラーフィルタは、ガラス基板（４０）上にブラックマトリックス（４１）、３色の着色画素、透明導電膜（４３）、フォトスペーサー（ＰＳ−１１）が順次に形成されたものである。
【００２２】
フォトスペーサー（ＰＳ−１１）は、膜厚（Ｈ１１）が６μｍ以上である。フォトスペーサー（ＰＳ−１１）が形成された下地は、ブラックマトリックス（４１）であり、ブラックマトリックス（４１）は凹凸を有し、特に、凹状の窪みを有している。フォトスペーサー（ＰＳ−１１）は、透明導電膜（４３）を介して凹凸を有する下地（ブラックマトリックス）の凹凸上に形成されている。
フォトスペーサー（ＰＳ−１１）は、凹凸を有する下地（ブラックマトリックス）の凹凸上に形成されている。また、フォトスペーサーの下部の一部は凹状の窪み部に挿入された状態となっている。そのため、フォトスペーサーと透明導電膜との接触面積が増え、強固に密着し且つ、フォトスペーサーの下部が凹状の窪み部で支えられることになる。フォトスペーサー形成後のカラーフィルタの処理工程にて、外力を受けてもフォトスペーサーの剥離は低減されたものとなる。
【００２３】
図４は、請求項２に係わるカラーフィルタの一例の部分断面図である。このカラーフィルタの３色の着色画素は、赤色着色画素（４２Ｒ）、緑色着色画素（４２Ｇ）、青色着色画素（４２Ｂ）の順に形成されたものであり、また、図４は、赤色着色画素（４２Ｒ）と青色着色画素（４２Ｂ）との間のブラックマトリックス（４１）上の着色層にフォトスペ
ーサーが形成された例である。
図４に示すように、このカラーフィルタは、ガラス基板（４０）上にブラックマトリックス（４１）、３色の着色画素、着色層（４２Ｂ−Ｅ）、透明導電膜（４３）、フォトスペーサー（ＰＳ−１２）が順次に形成されたものである。
【００２４】
フォトスペーサー（ＰＳ−１２）が形成された下地は、ブラックマトリックス（４１）上にオーバーラップさせた青色の着色層（４２Ｂ−Ｅ）である。この青色の着色層（４２Ｂ−Ｅ）は、青色着色画素（４２Ｂ）の形成と同時に形成されたもので、青色着色画素（４２Ｂ）の延長部である。この青色の着色層（４２Ｂ−Ｅ）は凹凸を有し、特に、凹状の窪みを有している。
尚、上記３色の着色画素の形成順序、及び赤色着色画素（４２Ｒ）と青色着色画素（４２Ｂ）との間のブラックマトリックス（４１）上にフォトスペーサーが形成された点は、図４以降の各図においても同様である。
【００２５】
図５は、請求項３に係わるカラーフィルタの第一例の部分断面図である。図５に示すように、フォトスペーサー（ＰＳ−１３）が形成された下地は、ブラックマトリックス（４１）上に形成された、赤色の着色層（４２Ｒ−Ｅ）と青色の着色層（４２Ｂ−Ｅ）の異なる着色層の積層構成である。
赤色の着色層（４２Ｒ−Ｅ）は、赤色着色画素（４２Ｒ）の形成と同時に形成されたもので、赤色着色画素（４２Ｒ）の延長部である。また、青色の着色層（４２Ｂ−Ｅ）は、青色着色画素（４２Ｂ）の形成と同時に形成されたもので、青色着色画素（４２Ｂ）の延長部である。この積層構成は凹凸を有し、特に、凹状の窪みを有している。
【００２６】
図６は、請求項３に係わるカラーフィルタの第二例の部分断面図である。図６に示すように、フォトスペーサー（ＰＳ−１４）が形成された下地は、ブラックマトリックス（４１）上に形成された、赤色の着色層（４２Ｒ−Ｅ）と緑色の着色層（４２Ｇ−Ｈ）と青色の着色層（４２Ｂ−Ｅ）の異なる着色層の積層構成である。
赤色の着色層（４２Ｒ−Ｅ）は、赤色着色画素（４２Ｒ）の形成と同時に形成されたもので、赤色着色画素（４２Ｒ）の延長部である。緑色の着色層（４２Ｇ−Ｈ）は、緑色着色画素（４２Ｇ）の形成と同時に形成されたもので、緑色着色画素（４２Ｇ）の画素片である。また、青色の着色層（４２Ｂ−Ｅ）は、青色着色画素（４２Ｂ）の形成と同時に形成されたもので、青色着色画素（４２Ｂ）の延長部である。この積層構成は凹凸を有し、特に、凹状の窪みを有している。
【００２７】
図７は、請求項３に係わるカラーフィルタの第三例の部分断面図である。図７に示すように、フォトスペーサー（ＰＳ−１５）が形成された下地は、ブラックマトリックス（４１）上に形成された、赤色の着色層（４２Ｒ−Ｈ）と青色の着色層（４２Ｂ−Ｅ）の異なる着色層の積層構成である。
赤色の着色層（４２Ｒ−Ｈ）は、赤色着色画素（４２Ｒ）の形成と同時に形成されたもので、赤色着色画素（４２Ｒ）の画素片である。また、青色の着色層（４２Ｂ−Ｅ）は、青色着色画素（４２Ｂ）の形成と同時に形成されたもので、青色着色画素（４２Ｂ）の延長部である。この積層構成は凹凸を有し、特に、凸状の突起部を有している。
【００２８】
フォトスペーサー（ＰＳ−１５）は、透明導電膜を介して凹凸上に形成されるが、透明導電膜は、下地の形状に応じた突起部を有する。フォトスペーサーは、凹凸を有する下地（青色の着色層（４２Ｂ−Ｅ））の凹凸上に透明導電膜を介して形成され、その下部が突起部を囲むように形成している。そのため、フォトスペーサーと透明導電膜との接触面積が増え、強固に密着することになる。
また、突起部がフォトスペーサーの下部内部にくい込んだ形となり、フォトスペーサーは突起部で支えられることになる。そのため、フォトスペーサー形成後のカラーフィルタの
処理工程にて、外力を受けてもフォトスペーサーの剥離は低減されたものとなる。
【００２９】
図８は、請求項３に係わるカラーフィルタの第四例の部分断面図である。図８に示すように、フォトスペーサー（ＰＳ−１６）が形成された下地は、ブラックマトリックス（４１）上に形成された、赤色の着色層（４２Ｒ−Ｈ）と緑色の着色層（４２Ｇ−Ｈ）と青色の着色層（４２Ｂ−Ｅ）の異なる着色層の積層構成である。
赤色の着色層（４２Ｒ−Ｈ）は、赤色着色画素（４２Ｒ）の形成と同時に形成されたもので、赤色着色画素（４２Ｒ）の画素片である。緑色の着色層（４２Ｇ−Ｈ）は、緑色着色画素（４２Ｇ）の形成と同時に形成されたもので、緑色着色画素（４２Ｇ）の画素片である。また、青色の着色層（４２Ｂ−Ｅ）は、青色着色画素（４２Ｂ）の形成と同時に形成されたもので、青色着色画素（４２Ｂ）の延長部である。この積層構成は凹凸を有し、特に、凸状の突起部を有している。
【００３０】
上記のように、本発明によるカラーフィルタは、フォトスペーサーが凹凸を有する下地上に形成されているので、フォトスペーサーの膜厚が６μｍ以上であっても、フォトスペーサー形成後のカラーフィルタの処理工程にてのフォトスペーサーの剥離を低減させたカラーフィルタとなる。
具体的には、フォトスペーサーの接着面積が３００μｍ2 程度の際に、フォトスペーサーの剥離の発生は１％と低減されたものとなる。これは、従来のフォトスペーサーにおける、剥離の発生率が５％以上であるのに対し、大幅に低減されたものといえる。
【００３１】
図９は、請求項５に係わるカラーフィルタの一例の部分断面図である。図９は、図４に示すカラーフィルタにおいて、フォトスペーサーを形成する下地部位の透明導電膜（４３）が除去されたものである。下地部位の透明導電膜は、例えば、エッチングにより除去される。
フォトスペーサーと透明導電膜（４３）との間の接着強さよりも、フォトスペーサーと着色層又はブラックマトリックスとの間の接着強さの方が大きいので、フォトスペーサーの剥離の発生を更に低減させるには、フォトスペーサーを形成する下地部位の透明導電膜は除去されていることが好ましい。
【００３２】
上述のように、本発明によるカラーフィルタは、フォトスペーサーの膜厚が６μｍ以上であっても、フォトスペーサー形成後のカラーフィルタの処理工程にてのフォトスペーサーの剥離を低減させたカラーフィルタとなるので、基板間のギャップを６μｍ以上と広くとるＯＣＢモードの液晶表示装置に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】フォトスペーサーを設けた液晶表示装置用カラーフィルタの一例を模式的に示した断面図である。
【図２】液晶表示モードがＴＮモードの液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例の断面図である。
【図３】本発明によるカラーフィルタの一例の部分断面図である。
【図４】請求項２に係わるカラーフィルタの一例の部分断面図である。
【図５】請求項３に係わるカラーフィルタの第一例の部分断面図である。
【図６】請求項３に係わるカラーフィルタの第二例の部分断面図である。
【図７】請求項３に係わるカラーフィルタの第三例の部分断面図である。
【図８】請求項３に係わるカラーフィルタの第四例の部分断面図である。
【図９】請求項５に係わるカラーフィルタの一例の部分断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
４０・・・ガラス基板
４１・・・ブラックマトリックス
４２・・・着色画素
４２Ｒ・・・赤色着色画素
４２Ｇ・・・緑色着色画素
４２Ｂ・・・青色着色画素
４２Ｒ−Ｅ・・・赤色の着色層（延長部）
４２Ｂ−Ｅ・・・青色の着色層（延長部）
４２Ｒ−Ｈ・・・赤色の着色層（画素片）
４２Ｇ−Ｈ・・・緑色の着色層（画素片）
４３・・・透明導電膜
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ１１・・・フォトスペーサーの高さ（膜厚）
ＰＳ−１〜ＰＳ−１７・・・フォトスペーサー
【図１】
2010101935.tif 000003
【図２】
2010101935.tif 000004
【図３】
2010101935.tif 000005
【図４】
2010101935.tif 000006
【図５】
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【図６】
2010101935.tif 000008
【図７】
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【図８】
2010101935.tif 000010
【図９】
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