(57)【要約】【課題】シール材の厚さのバラツキを低減させる透明保護層が設けられていても、透明電極層の形成時に透明電極層にクラックが発生しない透明保護層、カラーフィルタ、並びに液晶表示装置を提供すること。【解決手段】シール材１６の厚さのバラツキを低減させる透明保護層１７が透明電極層４のクラックの発生を防止するためのスリット９を有すること。スリットの位置が、着色画素間のブラックマトリックス２上方の位置であること。スリットの幅Ｗ１が、着色画素間のブラックマトリックスの幅Ｗ２以下であり、透明保護層の厚さが１．０μｍ〜３．０μｍの範囲であること。上記透明保護層が設けられたカラーフィルタ。【選択図】図４
2007147687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シール材の厚さのバラツキを低減させるための透明保護層が設けられたカラーフィルタにおける、前記透明保護層が透明電極層のクラックの発生を防止するためのスリットを有することを特徴とする透明保護層。
【請求項２】
前記スリットの位置が、着色画素間のブラックマトリックス上方の位置であることを特徴とする請求項１記載の透明保護層。
【請求項３】
前記スリットの幅が、着色画素間のブラックマトリックスの幅以下であり、透明保護層の厚さが１．０μｍ〜３．０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の透明保護層。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の透明保護層が設けられたことを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項５】
請求項４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、カラーフィルタに設けられる、シール材の厚さのバラツキを低減させるための透明保護層に関するものであり、特に、透明電極層の形成時に、透明電極層にクラックが発生することのない透明保護層、カラーフィルタ、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、液晶表示装置の一例を模式的に示した断面図である。図１に示すように、この一例として示す液晶表示装置は、カラーフィルタ（１０）、対向基板（２０）、両基板間にギャップを形成するためのビーズ（５）、及びシール材（６）で構成されている。シール材（６）は、カラーフィルタ（１０）と対向基板（２０）の周縁部に設けられており、両基板を貼り合わせている。
この液晶表示装置に用いられているカラーフィルタ（１０）は、ガラス基板（１）上にブラックマトリックス（２）、着色画素（３）、及び透明電極層（４）が順次に形成されたものである。
【０００３】
上記構造の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、こ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、更に透明電極層を位置合わせして形成するといった方法が広く用いられている。
ブラックマトリックス（２）は、遮光性を有するマトリックス状のものであり、着色画素（３）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、透明電極層（４）は、透明な電極として設けられたものである。
【０００４】
ブラックマトリックス（２）は、着色画素（３）間のマトリックス部（２Ａ）と、着色画素（３）が形成された領域（表示部）の周辺部を囲む額縁部（２Ｂ）とで構成されている。ブラックマトリックスは、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。
【０００５】
ガラス基板上へのブラックマトリックスの形成は、例えば、ガラス基板（１）上に金属薄膜を形成し、この金属薄膜をフォトエッチングすることによって形成するといった方法がとられている。
或いは、ガラス基板（１）上に、ブラックマトリックス形成用の黒色フォトレジストを用いてフォトリソグラフィ法によってブラックマトリックス（２）を形成するといった方法がとられている。
【０００６】
また、着色画素（３）の形成は、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着色フォトレジストを用いて塗布膜を設け、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、透明電極層（４）の形成は、ブラックマトリックス、着色画素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電極層を形成するといった方法がとられている。
【０００７】
黒色フォトレジストを用いて形成したブラックマトリックス（２）の厚さは、１．０μｍ程度、着色画素（３）の厚さは１．５μｍ程度、透明電極層（４）の厚さは０．１μｍ程度、ビーズ（５）の直径は５．０μｍ程度のものである。従って、シール材（６）の厚さ（Ｄ１）は１．１μｍ程度のものとなる。
このシール材（６）は、例えば、孔版印刷法によって形成されるが、シール材（６）の厚さが１．１μｍ程度であると、シール材の厚さのバラツキは、例えば、±１．５μｍ程度となる。このバラツキは、液晶表示装置の表示品質に影響を与えるので好ましいものではない。
【０００８】
図２は、このようなシール材の厚さのバラツキを低減させるために考案されたカラーフィルタを用いた液晶表示装置の一例の断面図である。
図２に示すように、この考案されたカラーフィルタ（３０）は、ブラックマトリックス（２）、着色画素（３）が形成されたガラス基板（１）上に、厚さ２．０μｍ程度の透明保護層（７）が形成され、続いて透明電極層（４）が形成されたものである。
【０００９】
この際の透明保護層（７）は、着色画素（３）上、及びシール部を含むその外側を除く額縁部（２Ｂ）上に一様に形成されている。
このような透明保護層（７）が形成されカラーフィルタ（３０）を用いた液晶表示装置においては、シール材（１６）の厚さ（Ｄ２）は３．０μｍ程度となるので、シール材（１６）の厚さのバラツキは、例えば、±０．５μｍ程度と低減されたものとなる。
従って、このようなカラーフィルタ（３０）を用いた液晶表示装置においては、表示品質への影響は改善されたものとなる。
【００１０】
しかしながら、このようなカラーフィルタ（３０）においては、透明保護層（７）上に透明電極層（４）を形成する際に、透明電極層（４）にクラックが発生するといった別な問題が生じることがある。
図３は、透明電極層（４）におけるクラック（８）の発生を示す説明図であるが、このクラック（８）は、液晶表示装置の表示品質や信頼性に影響を及ぼすこととなる。
このクラック（８）が発生する原因は、透明電極層（４）の形成時に、透明保護層（７）と透明電極層（４）との間に応力が集中するためと推量されている。
【特許文献１】特開平１０−２５３８２１号公報
【特許文献２】特開平４−３５６０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、シール材の厚さのバラツキを低減させるための透明保護層が設けられていても、透明電極層の形成時に、透明電極層にクラックが発生することのない透明保護層を提供することを課題とするものである。
また、上記透明保護層が設けられたカラーフィルタ、並びに該カラーフィルタを用いた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】
【００１２】
本発明は、シール材の厚さのバラツキを低減させるための透明保護層が設けられたカラーフィルタにおける、前記透明保護層が透明電極層のクラックの発生を防止するためのスリットを有することを特徴とする透明保護層である。
【００１３】
本発明は、上記発明による透明保護層において、前記スリットの位置が、着色画素間のブラックマトリックス上方の位置であることを特徴とする透明保護層である。
【００１４】
本発明は、上記発明による透明保護層において、前記スリットの幅が、着色画素間のブラックマトリックスの幅以下であり、透明保護層の厚さが１．０μｍ〜３．０μｍの範囲であることを特徴とする透明保護層である。
【００１５】
本発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の透明保護層が設けられたことを特徴とするカラーフィルタである。
【００１６】
本発明は、請求項４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】
【００１７】
本発明は、シール材の厚さのバラツキを低減させるための透明保護層が設けられたカラーフィルタにおける、上記透明保護層が透明電極層のクラックの発生を防止するためのスリットを有する、又は、スリットの位置が、着色画素間のブラックマトリックス上方の位置する、或いはスリットの幅が、着色画素間のブラックマトリックスの幅以下で、透明保護層の厚さが１．０μｍ〜３．０μｍの範囲の透明保護層であるので、シール材の厚さのバラツキを低減させるための透明保護層が設けられていても、透明電極層の形成時に、透明電極層にクラックが発生することのない透明保護層となる。
【００１８】
また、本発明は、上記透明保護層が設けられたカラーフィルタ、上記カラーフィルタを用いた液晶表示装置であるので、表示品質を悪化させないカラーフィルタ、液晶表示装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図４は、本発明によるカラーフィルタの一実施例の断面図である。図４に示すように、この一例として示すカラーフィルタ（５０）は、ガラス基板（１）上にブラックマトリックス（２）、着色画素（３）、本発明による透明保護層（１７）が形成され、続いて透明電極層（４）が形成されたものである。
【００２０】
本発明による透明保護層（１７）は、シール材の厚さのバラツキを低減させるためのものであり、この透明保護層（１７）は透明電極層のクラックの発生を防止するためのスリット（９）を有する。
本発明による透明保護層（１７）は、スリット（９）を有するので、透明保護層（１７）及び透明電極層（４）は、着色画素間のブラックマトリックス上方で、図４中、水平方向に多数に分離され、透明保護層（１７）と透明電極層（４）との間の応力の集中は緩和される。
従って、透明電極層（４）の形成時に透明電極層（４）にクラックが発生することはなくなる。
【００２１】
図４に示すように、この一例として示すカラーフィルタ（５０）では、スリット（９）は着色画素間のブラックマトリックス上方にあり、着色画素（３）上にはない。スリット（９）は、微少といえど表示品質への影響を考慮すると、着色画素間のブラックマトリックス上方の位置に有ることが好ましい。
【００２２】
図５に示すカラーフィルタ（７０）は、本発明によるカラーフィルタの他の第一例の断面図である。このカラーフィルタ（７０）には、２着色画素毎に着色画素間のブラックマトリックス上方にスリット（９）が形成されている。
また、図６に示すカラーフィルタ（９０）は、本発明によるカラーフィルタの他の第二例の断面図である。このカラーフィルタ（９０）には、３着色画素毎に着色画素間のブラックマトリックス上方にスリット（９）が形成されている。
【００２３】
透明保護層（１７）を形成する材料の物性、厚さ、形成条件、及び透明電極層（４）を
形成する材料の物性、厚さ、成膜条件などにより、透明保護層と透明電極層との間の応力の集中は変動するので、スリット（９）を設ける位置、数は、適宜に設定してよい。
【００２４】
また、本発明は、スリット（９）の幅（Ｗ１）が、着色画素間のブラックマトリックス（マトリックス部（２Ａ））の幅（Ｗ２）以下であり、透明保護層（１７）の厚さ（Ｔ）が１．０μｍ〜３．０μｍの範囲であることを特徴としている。
透明保護層（１７）の厚さ（Ｔ）は、３．０μｍより厚いとカラーフィルタの透過率に悪影響を及ぼし、１．０μｍより薄いとシール材の厚さのバラツキを低減させる効果がなくなる。厚さ（Ｔ）は、１．０μｍ〜３．０μｍの範囲であることが好ましい。
【００２５】
カラーフィルタの着色画素の幅が１００μｍ程度、ブラックマトリックスのマトリックス部（２Ａ）の幅（Ｗ２）が２０μｍ〜３０μｍ程度であり、透明保護層（１７）の厚さ（Ｔ）が１．０μｍ〜３．０μｍの際に、スリット（９）の幅（Ｗ１）は、マトリックス部（２Ａ）の幅（Ｗ２）以下において、応力の集中を緩和する効果が認められる。
【００２６】
本発明におけるスリット（９）の幅（Ｗ１）の下限は、スリット（９）を形成する際のフォトリソグラフィ法の系の解像度によって定まる。
フォトリソグラフィ法の系とは、例えば、スリットを形成する際の光学系、フォトマスク、フォトレジスト、現像処理などのプロセス全体を指し、得られるスリットの幅の下限は、この系の解像度によって定まる。
【実施例】
【００２７】
＜実施例１＞
ブラックマトリックス（２）、着色画素（３）が形成されたガラス基板（１）上に、アクリル系透明感光性樹脂を所定の膜厚に塗布し塗膜を形成した。この塗膜に９０℃・６０秒のプレベークを行った後に、フォトマスクを介してフォトマスクと塗膜とのギャップを１００μｍに保ち１００ｍＪ／ｃｍ2 の露光を与えた。
【００２８】
無機アルカリ系の現像液にて２４℃・６０秒の現像を行った後に、２３０℃・２０分のポストベークを行い膜厚３．０μｍで、スリットの幅１０μｍの透明保護層を形成した。この透明保護層上にＩＴＯのスパッタを行い、続いて２４０℃・６０分のアニール処理を行い、膜厚０．１４μｍ透明電極層を形成した。
得られた透明電極層の表面をナトチウムランプで検査した結果、透明電極層にクラックは認められなかった。
【００２９】
＜比較例１＞
ブラックマトリックス（２）、着色画素（３）が形成されたガラス基板（１）上に、アクリル系透明感光性樹脂を所定の膜厚に塗布し塗膜を形成した。この塗膜に９０℃・６０秒のプレベークを行った後に、フォトマスクを介さずフォトマスクと塗膜とのギャップを１００μｍに保ち１００ｍＪ／ｃｍ2 の露光を与えた。
【００３０】
無機アルカリ系の現像液にて２４℃・６０秒の現像を行った後に、２３０℃・２０分のポストベークを行い膜厚３．０μｍで、スリットのない透明保護層を形成した。
この透明保護層上にＩＴＯのスパッタを行い、続いて２４０℃・６０分のアニール処理を行い、膜厚０．１４μｍ透明電極層を形成した。
得られた透明電極層の表面をナトチウムランプで検査した結果、透明電極層にクラックが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】液晶表示装置の一例を模式的に示した断面図である。
【図２】シール材の厚さのバラツキを低減させるために考案されたカラーフィルタを用いた液晶表示装置の一例の断面図である。
【図３】透明電極層におけるクラックの発生を示す説明図である。
【図４】本発明によるカラーフィルタの一実施例の断面図である。
【図５】本発明によるカラーフィルタの他の第一例の断面図である。
【図６】本発明によるカラーフィルタの他の第二例の断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１・・・ガラス基板
２・・・ブラックマトリックス
２Ａ・・・マトリックス部
２Ｂ・・・額縁部
３・・・着色画素
４・・・透明電極層
５・・・ビーズ
６、１６・・・シール材
７・・・透明保護層
８・・・クラック
９・・・スリット
１０、３０・・・カラーフィルタ
１７・・・本発明による透明保護層
２０・・・対向基板
５０、７０、９０・・・本発明によるカラーフィルタ
Ｔ・・・透明保護層の厚さ
Ｗ１・・・スリットの幅
Ｗ２・・・ブラックマトリックス（マトリックス部）の幅
【図１】
2007147687.tif 000003
【図２】
2007147687.tif 000004
【図３】
2007147687.tif 000005
【図４】
2007147687.tif 000006
【図５】
2007147687.tif 000007
【図６】
2007147687.tif 000008