(57)【要約】【課題】カラーフィルタを構成するブラックマトリクス（ＢＭ層）及び着色樹脂層、特に樹脂組成物であるＢＭ層とＩＴＯ膜層との接着力を向上させることで、高い信頼性を有するカラーフィルタ及びそれを具備した液晶表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】少なくとも、ガラス基板の一方の面に樹脂ブラックマトリクッス層と着色樹脂層とＩＴＯ膜層が形成されてなるカラーフィルタであって、樹脂ブラックマトリクッス層と着色樹脂層を形成し、次にその上面にＵＶ照射し、その後、ＩＴＯ膜層を施すことから形成されることを特徴とするカラーフィルタである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、ガラス基板の一方の面に樹脂ブラックマトリクッス層と着色樹脂層とＩＴＯ膜層が形成されてなるカラーフィルタであって、樹脂ブラックマトリクッス層と着色樹脂層を形成し、次にその上面にＵＶ照射し、その後、ＩＴＯ膜層を施すことから形成されることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
前記ＵＶ照射により、前記樹脂ブラックマトリクッス層と前記着色樹脂層の表面粗度が、１０点平均粗さ（Ｒｚ）１００ｎｍ以上である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】
請求項１または２に記載のカラーフィルタを具備してなる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、カラー液晶表示装置等に用いられるカラーフィルタ及びそれを具備した液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビはもちろんコンピュータ端末やモバイル端末でもテレビ画像が配信されるようになったこと、また、地上デジタル放送開始などの影響に伴い、全てのアプリケーションで従来のテレビ規格同等またはそれ以上の画質要求が数多くあり、あらゆる液晶表示装置において広色度域、高精細、高コントラスト、高速応答性、高輝度、などが求められている。
【０００３】
様々な用途に用いられる液晶表示装置には、上記のような画質に関する高品位性が多数要求されると同時に、その品質、性能を今まで以上に高い信頼性で求められている。高い信頼性の要求を満たすために、その一つとして、表示材料である液晶を封止しているカラーフィルタとＴＦＴ基板との接着力の向上の問題がある。しかしながら実際には、カラーフィルタとＴＦＴ基板との界面だけではなく、カラーフィルタを構成する、ブラックマトリクス層、各着色樹脂層、透明導電膜層（一般にはＩＴＯ膜層）のそれぞれの界面での接着力の低下、または各層内部の凝集力の低下による接着強度の劣化などが大きな要因となっている。
【０００４】
従来より、前述の高い信頼性に大きな影響を及ぼすカラーフィルタとＴＦＴ基板との接着力の向上について多くの提案が開示されている。例えば、接着強度を向上させる物理的な方法として、ＩＴＯ膜の下地層として酸化にジルコニウム薄膜を施すことで、ＩＴＯ膜の表面に凹凸を形成してレジスト膜の接着強度を上げる（特許文献１）。
また、下地層の有機パッシベーション膜をフォトリソ法を用いてハーフ現像することで凹凸状の段差を形成し、それにより接着面の表面積を増し接着強度を上げる（特許文献２）。またさらには、カラーフィルタを形成する感光性着色樹脂組成物（レジスト）を構成する光硬化性樹脂や顔料などの前記組成物の原料、組成比、粒径などの工夫により、レジスト塗布時の塗面粗度を制御することで接着強度を上げる（特許文献３）などの提案がされている。
【０００５】
しかしながら、上記の提案は製造プロセスの複雑さ、品質の安定性、コストなどの点で、高い信頼性を供するための十分な接着力を満たしていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１１１９３１号公報
【特許文献２】特開２０１１−１６４１９９号公報
【特許文献３】特開２００８−３０４５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は以上のような事情の下になされ、カラーフィルタを構成するブラックマトリクス（ＢＭ層）及び着色樹脂層、特に樹脂組成物であるＢＭ層とＩＴＯ膜層との接着力を向上させることで、高い信頼性を有するカラーフィルタ及びそれを具備した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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明物の請求項１に係る発明は、少なくとも、ガラス基板の一方の面に樹脂ブラックマトリクッス層と着色樹脂層とＩＴＯ膜層が形成されてなるカラーフィルタであって、樹脂ブラックマトリクッス層と着色樹脂層を形成し、次にその上面にＵＶ照射し、その後、ＩＴＯ膜層を施すことから形成されることを特徴とするカラーフィルタである。
【０００９】
また、本発明物の請求項２に係る発明は、前記ＵＶ照射により、前記樹脂ブラックマトリクッス層と前記着色樹脂層の表面粗度が、１０点平均粗さ（Ｒｚ）１００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタである。すなわち、ガラス基板の一方の面に前記樹脂ブラックマトリクッス層と前記着色樹脂層を形成後、前記ＵＶ照射を施すことにより、樹脂組成物からなる樹脂ＢＭ層及び着色樹脂層の表面を、１０点平均粗さ（Ｒｚ）１００ｎｍ以上に荒らすことで、次工程のＩＴＯ膜層形成時のアンカー効果及び接着面積の増大による物理的効果で、強い接着力を得ることができる。また、同時に前記ＵＶ照射は、樹脂ＢＭ層及び着色樹脂層の樹脂表面の化学結合を一部切断することで、水素、酸素、炭素などの結合が切れて未結合手を生じ、その結果樹脂表面を化学的に活性な状態にすることで接着力を向上させる効果が得られる。
【００１０】
また、本発明物の請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載のカラーフィルタを具備してなることを特徴とする液晶表示装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、カラーフィルタを構成するブラックマトリクス（ＢＭ層）及び着色樹脂層、特に樹脂組成物であるＢＭ層とＩＴＯ膜層との接着力を向上させることで、高い信頼性を有するカラーフィルタ及びそれを具備した液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態であるカラーフィルタの製造工程の断面概念図を示す。
【図２】本発明の一実施形態であるカラーフィルタの剥離試験の断面概念図を示す。
【図３】従来のカラーフィルタの剥離試験の断面概念図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を図面を参考に具体的に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態であるカラーフィルタの製造工程の断面概念図を示す。本発明は、少なくとも、ガラス基板（ＣＦ基板）１の一方の面に、樹脂ブラックマトリクス層（ＢＭ層）２と着色樹脂層３〜５とＩＴＯ膜層６が形成させてなるカラーフィルタであって、その製造工程は図１（ａ）に示すように、樹脂ブラックマトリクッス層２と着色樹脂層３〜５を形成し、次に図１（ｂ）に示すようにその上面にＵＶ照射し、その後、液晶を駆動させるための透明電極として、図１（ｃ）に示すようにＩＴＯ膜層６を施すことから形成されることを特徴とするカラーフィルタである。
【００１５】
図１（ａ）に示す樹脂ブラックマトリクッス層２及び着色樹脂層３〜５の形成は、公知のフォトリソ法やインクジェット法などを用いることができる。
【００１６】
図１（ｂ）に示すＵＶ照射工程では、前工程で形成させた樹脂ブラックマトリクッス層２及び赤色、緑色、青色などの各着色樹脂層３〜５の表面をＵＶ照射により荒らすことを目的としている。前記樹脂表面をＵＶ照射で荒らすことで、図１（ｃ）に示す次工程のＩＴＯ膜層６との接着性を向上させる効果がある。すなわち、前記樹脂表面を荒らすことで、アンカー効果や接着面積の増大による物理的効果及び前記樹脂表面を活性化する水素、酸素、炭素などの未結合手を生じさせる化学的効果を得ることができる。その光源として高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどを用いることができる。また、そのときのＵＶ露光量としては、前記樹脂の種類や荒らす粗度にもよるが、およそ５００ｍＪ／ｃｍ２程度が好ましい。また、前記樹脂表面を活性化する水素、酸素、炭素などの未結合手を生じさせる化学的効果を効率よく活用するためには、ＵＶ照射後、できるだけ速やかに図１（ｃ）に示すＩＴＯ膜層６の形成を行なうことが好ましい。ＵＶ照射後、長時間大気に曝させると、化学的に活性化された樹脂表面の活性が減衰し、且つ、樹脂自体の粘性により樹脂表面の荒れ状態が徐々に緩和され接着強度が低下する。
【００１７】
図１（ｃ）に示すＩＴＯ（インジウムドープ酸化スズ）膜層６の形成には、一般に用いられている気相成膜方法である蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。
【００１８】
図１（ｃ）で形成されたカラーフィルタは、図１（ｂ）に示すように、ＵＶ照射により樹脂層表面が荒された形状が、ＩＴＯ膜層６の表面形状にも反映してその形状を保つことができ、封止剤７を介したＴＦＴ基板９との接着において、アンカー効果と接着面積の増大による物理的な効果により、ガラス基板（ＣＦ基板）１とＴＦＴ基板９との接着力を向上させることができる。
【００１９】
なお、前記ＵＶ照射により樹脂層表面が荒される表面粗度は、１０点平均粗さ（Ｒｚ）１００ｎｍ以上であればアンカー効果及び接着面積の増大が接着力の向上に作用効果を及ぼし好ましい。表面粗度が、１０点平均粗さ（Ｒｚ）１００ｎｍに満たない範囲では、前記ＵＶ照射後のＩＴＯ膜層６の形成により表面粗度が減縮し、ガラス基板（ＣＦ基板）１とＴＦＴ基板９との接着力を向上させるに足る十分なアンカー効果及び接着面積の増大が得られない。
【００２０】
すなわち、前記ＵＶ照射により樹脂ブラックマトリクス層（ＢＭ層）２及び着色樹脂層３〜５の樹脂層表面の荒される表面粗度が、１０点平均粗さ（Ｒｚ）１００ｎｍ以上であれば、図２に示すように液晶表示装置１０は、剥離試験により、ＩＴＯ膜層６と封止剤７との界面で剥離し、ＩＴＯ膜層６と封止剤７との接着力だけが信頼性に影響を及ぼす要因となる。
【００２１】
一方、樹脂ブラックマトリクス層（ＢＭ層）２及び着色樹脂層３〜５の樹脂層表面にＵＶ照射を施さない従来のガラス基板（ＣＦ基板）１では、ＵＶ照射による前記物理的効果も化学的効果も作用せず、図３に示すように液晶表示装置１０は、剥離試験により、樹脂ブラックマトリクス層（ＢＭ層）２及び着色樹脂層３〜５とＩＴＯ膜層６との界面で剥離し、先のＩＴＯ膜層６と前記封止剤７との接着力に加えて、さらに樹脂ブラックマトリクス層（ＢＭ層）２及び着色樹脂層３〜５とＩＴＯ膜層６との接着強度を向上させる必要がある。
【００２２】
上述のように、本発明によれば、前記ＵＶ照射により樹脂ブラックマトリクス層（ＢＭ層）２及び着色樹脂層３〜５の樹脂層表面を荒らすことで、封止剤７の選定及び加工条件の最適化により、ＴＦＴ基板９との接着強度を向上させ高信頼性の液晶表示装置を提供することができる。
【実施例】
【００２３】
以下に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においてこれに限定されるものではない。
【００２４】
＜実施例１＞
ガラス基板上に、黒色顔料、バインダ樹脂、光重合性モノマー、光重合開始剤、重合禁
止剤及び溶剤からなる黒色感光性樹脂組成物を用いて、フォトリソ法により樹脂ブラックマトリクス層（ＢＭ層）を形成した。次に、赤色、緑色、青色のそれぞれの着色顔料と、バインダ樹脂、光重合性モノマー、光重合開始剤、重合禁止剤及び溶剤からなる赤色、緑色、青色のそれぞれの各着色感光性樹脂組成物を用いて、フォトリソ法により着色樹脂層を形成し、図１（ａ）に示すよう各着色樹脂層を作製した。
【００２５】
次に、前記各着色樹脂層の表面に高圧水銀ランプを光源とするＵＶ照射装置を用いて、ＵＶ露光量が５００ｍＪ／ｃｍ２になる条件下で照射した。なお、このときの各着色樹脂層の表面の粗度は１０点平均粗さ（Ｒｚ）１２０ｎｍであった。
【００２６】
次に上記各着色樹脂層の表面に、透明導電膜としてＩＴＯ膜層をスパッタリング法により形成してＣＦ基板を作製した。
【００２７】
＜比較例１＞
各着色樹脂層を作製した後に、ＵＶ照射をしないこと以外は、実施例１と同様にしてＣＦ基板を作製した。
【００２８】
＜評価項目＞
実施例１及び比較例１で作製したカラーフィルタを用いて、ＩＴＯ膜層とその下地層であるＢＭ層及び着色樹脂層との接着強度を、代用特性として剥離試験により剥離強度として測定した。なお、剥離試験の試験方法は、以下の条件下で行なった。下記表１にその結果を示す。
【００２９】
＜剥離試験方法＞
・剥離試験機：オリエンテック社製、「テンシロン万能試験機ＲＴＭ−５０」
・剥離試験片サイズ：２５ｍｍ幅×７０ｍｍ（接着領域＝２ｍｍ幅×２５ｍｍ）
・剥離角度：１８０度剥離
・剥離速度：圧子押し込み速度：１ｍｍ／ｍｉｎ
【００３０】
【表１】
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【００３１】
＜比較結果＞
実施例１で得られた本発明品では、剥離試験の結果、ＢＭ層及び着色樹脂層との剥離強度１０．２６ｋｇｆ／ｃｍ２が得られた。一方、比較例１で得られた比較例品では、剥離強度１３．４７ｋｇｆ／ｃｍ２であった。これにより、本発明に係る樹脂ＢＭ層及び着色樹脂層へのＵＶ照射により、ＩＴＯ膜層とその下地層であるＢＭ層及び着色樹脂層との接着強度が向上し、信頼性の高い良好なカラーフィルタが得られた。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明によれば、高品位、高信頼性を要求されるテレビ受像機、コンピュータおよび携帯電話端末等に用いられるカラー液晶表示装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１      ガラス基板（ＣＦ基板）
２      ブラックマトリクス層（ＢＭ層）
３      赤色着色樹脂層
４      緑色着色樹脂層
５      青色着色樹脂層
６      ＩＴＯ膜層
７      封止剤
８      液晶層
９      ガラス基板（ＴＦＴ基板）
１０    液晶表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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