(57)【要約】【課題】ブラックマトリックス層からの酸の滲み出しを防ぎ、金属電極あるいは金属配線の腐食を抑えて高い保存安定性が得られる電極付きカラーフィルタ、これを用いた表示装置、およびこれらの製造方法を提供する。【解決手段】電極付きカラーフィルタ基板は、透明基板の片側表面に設けられたブラックマトリックス層と、ブラックマトリックス層上に設けられた電極層とを備え、ブラックマトリックス層は、黒色顔料を含有する重合性モノマーの硬化膜であり、かつ、重合性モノマーの重合性基の反応率が５０％以上であることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板の片側表面に設けられたブラックマトリックス層と、
前記ブラックマトリックス層上に設けられた電極層とを備え、
前記ブラックマトリックス層は、黒色顔料を含有する重合性モノマーの硬化膜であり、かつ、前記重合性モノマーの重合性基の反応率が５０％以上であることを特徴とする電極付きカラーフィルタ基板。
【請求項２】
前記ブラックマトリックス層の膜厚が０．５μｍ以上３．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の電極付きカラーフィルタ基板。
【請求項３】
前記ブラックマトリックス層の表面抵抗値が１０１０Ω／□以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の電極付きカラーフィルタ基板。
【請求項４】
前記透明基板は、ガラスおよび有機樹脂からなる群から選択される少なくとも１種の材料を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電極付きカラーフィルタ基板。
【請求項５】
前記電極層は、金、銀、銅、アルミニウム、鉄、インジウム、チタンおよびモリブデンからなる群から選択される１種または複数種の元素を含む金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電極付きカラーフィルタ基板。
【請求項６】
前記電極層は、タッチ位置を検出するタッチセンサとして用いることを特徴する請求項１〜５のいずれかに記載の電極付きカラーフィルタ基板。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の電極付きカラーフィルタ基板と、液晶素子およびＥＬ素子からなる群から選択される表示素子とを含むことを特徴とする表示装置。
【請求項８】
透明基板の片側にブラックマトリックス層形成用の硬化性樹脂組成物を塗布する工程と、
前記硬化性樹脂組成物の塗膜をフォトリソグラフィー法によりパターン加工する工程と、
前記パターン加工された硬化性樹脂組成物の硬化膜に対し、硬化性樹脂組成物側から更に光照射してブラックマトリックス層を形成する工程と、
前記ブラックマトリックス層上に金属膜層を積層する工程と、
金属膜層をフォトリソグラフィー法によりパターン加工して電極層を形成する工程とを含むことを特徴とする電極付きカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項９】
透明基板の片側にブラックマトリックス層形成用の硬化性樹脂組成物を塗布する工程と、
前記硬化性樹脂組成物の塗膜をフォトリソグラフィー法によりパターン加工する工程と、
前記パターン加工された硬化性樹脂組成物の硬化膜に対し、透明基板側から更に光照射してブラックマトリックス層を形成する工程と、
前記ブラックマトリックス層上に金属膜層を積層する工程と、
金属膜層をフォトリソグラフィー法によりパターン加工して電極層を形成する工程とを含むことを特徴とする電極付きカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項１０】
前記硬化性樹脂組成物の重合性モノマーの重合性基の反応率が、前記パターン加工後において５０％未満であり、前記ブラックマトリックス層の形成後において５０％以上であることを特徴とする請求項８または９に記載の電極付きカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれかに記載の方法により電極付きカラーフィルタ基板を製造する工程と、前記電極付きカラーフィルタ基板に液晶素子およびＥＬ素子からなる群から選択される表示素子を取り付ける工程とを含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極付きカラーフィルタ基板、これを用いた表示装置、およびこれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な電子機器のディスプレイ上に、入力デバイスとして透明なタッチパネルが用いられている。タッチパネルの方式としては、抵抗膜式、静電容量式などが挙げられる。抵抗膜式では上下の電極が接触することでタッチ位置を検出する。また静電容量式では指先などが触れた際の表面の静電容量の変化でタッチ位置を検出する。
【０００３】
静電容量式タッチパネルのセンサーはＰＥＴフィルムなどの樹脂基板やガラス基板に電極パターンとして作製し、ディスプレイ構造の外側に配置されるアウトセル構造が一般的に用いられている（特許文献１）。
【０００４】
一方、近年ではタッチセンサをディスプレイ構造に組み込むインセル構造やオンセル構造が採用され始めており、タッチセンサ付きディスプレイをより薄型・軽量化する取り組みがなされている（特許文献２、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１７８７５８号公報
【特許文献２】特許第４８１６６６８号公報
【特許文献３】特許第４５８４３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、インセル構造やオンセル構造におけるブラックマトリックス層上に金属電極あるいは金属配線を積層する構成では、高温で熱処理を行なうと、ブラックマトリックス層を構成する樹脂組成物から酸が滲み出し、酸化反応により金属電極あるいは金属配線を腐食させることが問題となる。これは、樹脂組成物の硬化度が不十分な時により顕著になる。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みなされたものであり、ブラックマトリックス層からの酸の滲み出しを防ぎ、金属電極あるいは金属配線の腐食を抑えて高い保存安定性が得られる電極付きカラーフィルタ、これを用いた表示装置、およびこれらの製造方法を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。
【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、本発明は、透明基板の片側表面に設けられたブラックマトリックス層と、ブラックマトリックス層上に設けられた電極層とを備え、ブラックマトリックス層は、黒色顔料を含有する重合性モノマーの硬化膜であり、かつ、重合性モノマーの重合性基の反応率が５０％以上であることを特徴とする電極付きカラーフィルタ基板である。
【０００９】
また、ブラックマトリックス層の膜厚が５００ｎｍ以上３μｍ以下であることを特徴としてもよい。
【００１０】
また、ブラックマトリックス層の表面抵抗値が１０１０Ω／□以上であることを特徴としていもよい。
【００１１】
また、透明基板は、ガラスおよび有機樹脂からなる群から選択される少なくとも１種の材料を含むことを特徴としてもよい。
【００１２】
また、電極層は、金、銀、銅、アルミニウム、鉄、インジウム、チタンおよびモリブデンからなる群から選択される１種または複数種の元素を含む金属材料で形成されていることを特徴としてもよい。
【００１３】
また、電極層は、タッチ位置を検出するタッチセンサとして用いることを特徴としてもよい。
【００１４】
また、本発明は、上記電極付きカラーフィルタ基板と、液晶素子およびＥＬ素子からなる群から選択される表示素子とを含むことを特徴とする表示装置である。
【００１５】
また、本発明は、透明基板の片側にブラックマトリックス層形成用の硬化性樹脂組成物を塗布する工程と、硬化性樹脂組成物の塗膜をフォトリソグラフィー法によりパターン加工する工程と、パターン加工された硬化性樹脂組成物の硬化膜に対し、硬化性樹脂組成物側から更に光照射してブラックマトリックス層を形成する工程と、ブラックマトリックス層上に金属膜層を積層する工程と、金属膜層をフォトリソグラフィー法によりパターン加工して電極層を形成する工程とを含むことを特徴とする電極付きカラーフィルタ基板の製造方法である。
【００１６】
また、本発明は、透明基板の片側にブラックマトリックス層形成用の硬化性樹脂組成物を塗布する工程と、硬化性樹脂組成物の塗膜をフォトリソグラフィー法によりパターン加工する工程と、パターン加工された硬化性樹脂組成物の硬化膜に対し、透明基板側から更に光照射してブラックマトリックス層を形成する工程と、ブラックマトリックス層上に金属膜層を積層する工程と、金属膜層をフォトリソグラフィー法によりパターン加工して電極層を形成する工程とを含むことを特徴とする電極付きカラーフィルタ基板の製造方法である。
【００１７】
また、硬化性樹脂組成物の重合性モノマーの重合性基の反応率が、パターン加工後において５０％未満であり、ブラックマトリックス層の形成後において５０％以上であることを特徴としてもよい。
【００１８】
また、本発明は、上記方法により電極付きカラーフィルタ基板を形成する工程と、電極付きカラーフィルタ基板に液晶素子およびＥＬ素子からなる群から選択される表示素子を取り付ける工程とを含むことを特徴とする表示装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ブラックマトリックス層からの酸の滲み出しを防ぎ、金属電極および金属配線の腐食を抑えて高い保存安定性が得られる電極付きカラーフィルタ、これを用いた表示装置、およびこれらの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態に係る電極付きカラーフィルタ基板の構成例を示す平面模式図（視認側から見た図）である。
【図２】実施形態に係る電極付きカラーフィルタ基板の構成例を示す平面模式図（反視認側から見た図）である。
【図３】実施形態に係る電極付きカラーフィルタ基板の構成例を示す断面模式図であり、図１の透明基板の切断線Ｉ−Ｉに沿った断面模式図である。
【図４】実施形態に係る表示装置の構成例を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施形態における電極付きカラーフィルタ、これを用いた表示装置及びこれらの製造方法について、その実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明の電極付きカラーフィルタ及び表示装置は、その要旨を超えない限り以下の構成に限定されるものではない。
【００２２】
図１および図２は、本発明の実施形態に係る電極付きカラーフィルタ基板１０の構成例を示す平面模式図であり、図１は視認側から見た図であり、図２は反視認側から見た図である。図１及び図２に示すように、電極付きカラーフィルタ基板１０は、透明基板１の表面に形成された第２の電極６と、第２の電極６を接続する配線７と、透明基板１の裏面に形成されたブラックマトリックス層２（図示せず）と、カラーフィルタ層３（図示せず）と、ブラックマトリックス層２上に形成された第１の電極４と、第１の電極４を接続する配線５と、を備える。
【００２３】
図３は、本発明の実施形態に係る電極付きカラーフィルタ基板の構成例を示す断面模式図であり、図１の透明基板の切断線Ｉ−Ｉに沿った断面模式図である。図３に示すように、電極付きカラーフィルタ基板１０は、透明基板１と、透明基板１の表面に形成された第２の電極６と、第２の電極６を接続する配線７と、ブラックマトリックス層２と、カラーフィルタ層３と、ブラックマトリックス層２上に形成された第１の電極４と、第１の電極４を接続する図示しない配線５と、を備える。ここで、「透明」とは、無色透明又は有色透明のことであり、該基板の表面側から裏面側へ可視光を透過させる性質のことを意味する。尚、図示しないが、透明基板１の裏面において、ブラックマトリックス層２は、複数の画素をＸ軸方向（図１及び図２の左右方向）及びＹ軸方向（図１及び図２の上下方向）に区画する格子状に形成されており、カラーフィルタ層３は、格子状のブラックマトリックス層２の各格子内に形成されている。第１の電極４は、ブラックマトリックス層２上にＹ軸方向に延びるように形成されている。
【００２４】
透明基板１は、可視光に対して８０％以上の透過率を有するものを用いることができ、好ましくは９５％以上の透過率を有するものを用いることができる。一般に液晶表示装置に用いられているものでよく、ガラス等の無機透明基板、またはポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、環状オレフィンコポリマー等の透明樹脂基板が使用可能である。これらは１種類で使用しても良いし、２種類以上の材料を組み合わせて使用しても良い。
【００２５】
ブラックマトリックス層２は、透明基板１の片側に形成され、少なくとも黒色顔料と、樹脂と、重合性モノマーと、光重合開始剤と、溶剤とを含有した硬化性樹脂組成物を用い、塗布、露光、現像、焼成工程を経て形成される。
【００２６】
黒色顔料としてはカーボンブラック、黒鉛、アニリンブラックおよびシアニンブラックなどの有機顔料、酸化チタン、酸化鉄などの無機顔料が挙げられるが、遮光性に優れたカーボンブラックが特に好ましい。
【００２７】
樹脂としては、アクリル酸、メタクリル酸、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレートなどのアルキルアクリレートまたはアルキルメタクリレート、環状のシクロヘキシルアクリレートまたはメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレートまたはメタクリレート、スチレンなどの内から３〜５種類程度のモノマーを用いて合成した、分子量５０００〜１０００００程度の樹脂を好ましく用いることができる。
【００２８】
光重合性モノマーとしては、例えば、エチレングリコール（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、グリセリンジ（メタ）アクリレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート、グリセリンテトラ（メタ）アクリレート、テトラトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等が挙げられ、これらの成分は単独又は混合物として使用される。また、各種変性（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート等を用いることも可能である。この中でも、本発明のカラーフィルタの製造法で用いる黒色感光性樹脂組成物の感度、熱フロー性を両立できるモノマーとして、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートが好適に用いられる。
【００２９】
尚、本明細書において「（メタ）アクリレート」とは、「アクリレート」と「メタクリレート」の両方を示している。
【００３０】
光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、２、２−ジエトキシアセトフェノン、ｐ−ジメチルアセトフエノン、ｐ−ジメチルアミノプロピオフェノン、ジクロロアセトフェノン、トリクロロアセトフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルアセトフェノン等のアセトフェノン類ベンゾフェノン、例えば２−クロロベンゾフェノン、ｐ，ｐ−ビスジメチルアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン類、ベンジル、ペンゾイン、ペンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のペンゾインエーテル類、例えばベンジルジメチルケタール、テオキサンソン、２−クロロチオキサンソン、２，４−ジエチルチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、２−イソプロピルチオキサンソン等の硫黄化合物、例えば２−エチルアントラキノンオクタメチルアントラキノン、１、２−ベンズアントラキノン、２、３−ジフェニルアントラキノン等のアントラキノン類、例えば２，４−トリクロロメチル−（４’−メトキシフェニル）−６−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（４’−メトキシナフチル）−６−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（ピペロニル）−６−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（４’−メトキシスチリル）−６−トリアジン等のトリアジン類、例えばアゾピスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、クメンパーオキシド等の有機過酸化物、例えば２−メルカプトベンゾイミダゾール、２−メルカプトペンゾオキサゾール、２−メルカプトペンゾチアゾール等のチオール化合物等が挙げられ、これらを単独で、または、２種以上混合して使用することができる。
【００３１】
溶剤としては、メタノール、エタノール、エチルセロソルブ、エチルセロソルプアセテート、メチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、ジグライム、シクロヘキサノン、エチルベンゼン、キシレン、酢酸イソアミル、酢酸ｎアミル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリエチレングリコール、トリエチリングリコールモノメチルエーテル、トリエチリングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、液体ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、乳酸エステル、及びエチルエトキシプロピオネートなどが挙げられ、これらを単独で、あるいは２種以上混合して使用することができる。また、本発明の効果を損なわない範囲内で、各種の添加剤等を配合することができる。
【００３２】
透明基板１の裏側に硬化性樹脂組成物を塗布する方法としては、スピンコート法、スリットコート法、あるいはロールコート法といった公知の方法を用いることができる。透明基板１上に硬化性樹脂組成物を塗布した後、必要に応じて減圧乾燥、加熱前処理（プレベーク）を行う。こうした処理を行うことにより、塗膜中に含まれる溶剤分を除去し、現像工程における塗膜の基板に対する密着性を向上させ、パターンを欠損なく形成させることが可能となる。
【００３３】
次に、所定のパターンを有するフォトマスクを介して露光処理を行い、黒色塗膜中でブラックマトリックスパターンに対応する部分を光硬化させる。露光の際に用いる光源としては、超高圧水銀灯、水銀蒸気アーク灯、カーボンアーク灯、キセノンアーク灯などが挙げられる。
【００３４】
露光後、アルカリ現像液として、例えば２．５質量％炭酸ナトリウム水溶液で現像して未露光部を取り除き、水洗してから２３０℃６０分間熱処理（ポストベーク）を行うことでブラックマトリックスのパターンが得られる。
【００３５】
上記現像処理後あるいは熱処理後に、必要に応じて、追加の光照射処理を行うことにより、膜をさらに硬化させることができる。このように光照射処理を２段階に分けて行うことにより、現像処理でのパターン加工が可能で、かつ膜の硬化を促進させることができる。１段階目の露光処理により膜の硬化を十分促進させようとすると、未露光部に光が回り込んでしまい、現像処理での解像性が悪化することがある。また、２段階目の光照射については、硬化性樹脂組成物側から光照射しても良いし、透明基板１側から光照射しても良い。透明基板１側から光照射した場合、樹脂組成物の表裏から光照射されるため、深さ方向により均一な硬化度の膜を作製することができる。
【００３６】
光照射処理の方法および条件については、組成物の組成や膜厚などに応じて適宜選択することができる。条件としては、ブラックマトリックス層２の重合性モノマーの重合性基の反応割合（モノマー反応率）が５０％以上となるように光照射処理を行うことが好ましく、より好ましくは７０％以上である。モノマー反応率が５０％より大きければ、後に２００℃を超える高温での処理を行った場合でも、酸が染み出すのを防止することができる。
【００３７】
なお、上記モノマー反応率は、ＩＲ（赤外線吸収）スペクトル法による測定値を用いて下記の式（１）により求められる。
モノマー反応率（％）＝（１−ＡＸ／Ａ０）×１００                ・・・式（１）
ここで、カルボニル基（Ｃ＝Ｏ）の伸縮振動に由来する吸収ピーク（１７３０ｃｍ−１付近）の大きさをＩＣ＝Ｏとし、ビニル基のＣ−Ｈ面外変角振動に由来する吸収ピーク（８１０ｃｍ−１付近）の大きさをＩＣ−Ｈとし、硬化前（塗膜乾燥処理後）の吸収ピークの大きさの比ＩＣ−Ｈ／ＩＣ＝ＯをＡ０、硬化後（オーブンでのベイク処理後）の吸収ピークの大きさの比ＩＣ−Ｈ／ＩＣ＝ＯをＡＸとする。
【００３８】
ブラックマトリックス層２の膜厚は、０．５〜３．０μｍの範囲であることが好ましく、より好ましくは１．０〜２．０μｍの範囲である。膜厚が０．５μｍよりも薄い場合は遮光性が不足し、膜厚が３．０μｍよりも厚い場合は、コストアップや生産性低下を招く。
【００３９】
ブラックマトリックス層２の表面抵抗値は、１０１０Ω／□以上であることが好ましく、より好ましくは１０１２Ω／□以上である。表面抵抗値が１０１０Ω／□未満の場合、ブラックマトリックス層２上の第１の電極４あるいは配線５においてショートが発生する可能性が高くなる。表面抵抗値は、ＪＩＳ  Ｋ６９１１の方法により、測定し求めることができる。
【００４０】
本発明のカラーフィルタにおけるカラーフィルタ層３は、透明基板１のブラックマトリックス層２が形成された面と同じ面に、例えば赤色、緑色、あるいは青色の顔料を分散した感光性樹脂組成物を塗布し、ブラックマトリックス層２の場合と同様に露光、現像、及び焼成工程を行うことにより形成することができる。各着色顔料としては、従来のカラーフィルタ製造に使用されている公知のものをいずれも用いることが出来る。また、カラーフィルタの分光調整のために、複数の顔料を組み合わせて用いることもできる。
【００４１】
第１の電極４および第２の電極６は、金属材料から形成される。上述したように、第１の電極４は、透明基板１の裏側に形成されたブラックマトリックス層２上にＹ軸方向に延びるように並べて配列されている。第２の電極６は、透明基板１の表側において、Ｘ軸方向に延び、Ｙ軸方向に所定間隔を開けて配列されている。第１の電極１および第２の電極２の形成は、金属材料の付着後にパターニングを行うことや印刷法により形成することができる。金属材料の付着は、蒸着法、スパッタ法、塗布法、めっき法などによって、第１の電極４については透明基板１の裏側面およびブラックマトリックス層２上に金属材料を堆積させ、第２の電極６については透明基板１の表側面に金属材料を堆積させ、次いでパターニングを行って不要部分の金属材料を除去することにより実施することができる。必要に応じて、金属材料の堆積は、複数種の金属材料を用いて、積層構造を有する金属膜を形成してもよい。材料としては、金、銀、銅、アルミニウム、鉄、インジウム、チタンおよびモリブデン等の金属材料を好ましく用いることができる。パターニングは、たとえばフォトレジストを用いるフォトリソグラフィー法などの当該技術において知られている任意の手段により実施することができる。第１の電極４及び第２の電極６は、同一の材料を用いても良いし、異なる材料を用いても良い。また同時に形成しても良いし、別々の工程で形成しても良い。
【００４２】
第１の電極４および第２の電極６の幅としては１μｍ以上１０μｍ以下が好ましい。幅が１μｍ未満であると静電気などの過渡電圧が生じた際に断線してしまう不具合が発生しやすくなり、幅が１０μｍを超えると目視でパターンが見えやすくなるだけでなく、表示領域の透過率が低下するといった問題が発生する。
【００４３】
配線５は、金属材料から形成され、透明基板１の裏面において第１の電極４に接続されている。配線７は、金属材料から形成され、透明基板１の表面において第２の電極７に接続されている。配線５及び配線７は、第１の電極４及び第２の電極６とそれぞれ同一の材料を用いて、同時に形成することも可能である。これにより電極付きカラーフィルタ基板１０が完成する。
【００４４】
図４は、本発明の実施形態に係る表示装置の構成を示す断面模式図である。図４に示すように、表示装置１００は、電極付きカラーフィルタ基板１０と、電極付きカラーフィルタ基板１０の第１の電極４の側に配置されＴＦＴ回路が形成された透明なＴＦＴ基板３０と、ＴＦＴ基板３０と電極付きカラーフィルタ基板１０との間に配置された液晶層２０と、電極付きカラーフィルタ基板１０及びＴＦＴ基板３０を両側から挟むように配置された第１の偏光板４０及び第２の偏光板６０と、バックライト５０と、カバー７０と、を備える。このような構成であれば、表示品位に優れた表示装置を提供することができる。
【００４５】
電極付きカラーフィルタ基板１０は、１枚のガラス基板上に複数の画面を面付けしていてもよい。この場合、電極付きカラーフィルタ基板１０に対して、あるいはＴＦＴ基板３０と貼り合せた後に断裁して個片化することで、複数の画面を効率的に製造することができる。個片化の手法としては、ダイヤカッタースクライブ加工、ダイシング加工、ウォータージェット加工、エッチング加工、レーザー加工等が挙げられる。
【００４６】
液晶層２０は、公知の材料を用いて形成でき、電極付きカラーフィルタ基板１０とＴＦＴ基板３０との間に封入される。この際、電極付きカラーフィルタ基板１０のブラックマトリックス層２およびカラーフィルタ層３並びにＴＦＴ基板３０の表面に対して印刷により配向膜（図示せず）を形成し、ラビング処理を行った後に液晶層２０を封入することで、液晶分子を一定方向に配列することができる。
【００４７】
ＴＦＴ基板３０は、複数の走査線が一定間隔を隔てて形成されている。また、走査線の上には、複数の信号線が一定間隔を隔てて形成されている。走査線と信号線とは、絶縁膜を介して交差するよう配置されている。そして、走査線と信号線との交差点近傍にスイッチング素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が配置される。このＴＦＴを介して、画素電極に信号線から表示信号が供給される。画素電極は、例えば、ＩＴＯなどの透明導電膜から形成されている。液晶表示素子の表示領域は複数の画素により構成されている。表示領域は通常、矩形状に形成される。さらに、表示素子には、表示領域を囲むように設けられた額縁領域が配置される。
【００４８】
偏光板４０及び偏光板６０は、電極付きカラーフィルタ基板１０とＴＦＴ基板３０とがシール材を介して貼り合わせられ、その外面にそれぞれ貼り合わせられている。偏光板４０及び偏光板６０は、それぞれ所定の方向に吸収軸を有している。従って、偏光板４０又は偏光板６０を通過した光は直線偏光になる。
【００４９】
バックライト５０は、偏光板４０の反視認（背面）側に接着材などにより取り付けられている。バックライト５０は、偏光板４０に対して面状の光を照射する。バックライト５０としては、例えば、光源、導光板、プリズムシートなどを備えた一般的な構成のものを用いる。
【００５０】
カバー７０は、偏光板６０上に透明な両面テープなどにより接着する。カバー７０は、ガラスや透明樹脂により形成される。これにより、表示装置１００が完成する。
【００５１】
尚、上述した実施形態において、表示素子として液晶表示素子を用いた表示装置について説明したが、例えば、表示素子としてＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を用いてもよい。この場合、例えば、液晶層２０の替わりに発光層として白色発光層を従来公知の方法で形成し、バックライト５０は設けなくてもよい。ただし、この構成に限定されるものではない。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はそ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。
【００５３】
＜実施例１＞
透明基板１としてアルミノ珪酸ガラスを使用した。一方面上に、黒色感光性着色組成物（アクリル酸、シクロヘキサノン、カーボンブラック、分散剤、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、光重合開始剤で形成）をスピンコーターにて塗布し、ホットプレートにて１００℃で５分間乾燥を行い、塗膜を乾燥させた。その後、光源として高圧水銀灯を用いて露光量１００ｍＪ／ｃｍ２で所望する開口部を有するフォトマスクを介して露光を実施した後、０．２質量％の炭酸水素ナトリウム水溶液にて、３０秒間シャワー現像を実施した。水洗後、追加の光照射処理として、高圧水銀灯を用いて透明基板１面側から露光量１００ｍＪ／ｃｍ２で光照射を実施した後、熱風循環式オーブンにて２３０℃で３０分間加熱処理を実施して、ブラックマトリックス層２を形成した。その後、感光性着色組成物の種類を変更した以外は同様にして、赤色、緑色、青色パターンを順次形成し、カラーフィルタ層３を形成した。
【００５４】
続いて、ブラックマトリックス層２上に、Ｙ軸方向に延びる第１の電極４と、第１の電極４と接続する配線５とを形成した。第１の電極４および配線５は、スパッタ法によって膜厚２００ｎｍの銅膜を成膜して形成した。得られた銅膜は、０．２Ω／□のシート抵抗値を得た。続いて、スピンコーターを用いて第１の電極４全面にポジ型レジストを塗布した。得られた塗膜を、ホットプレート上で５分間にわたって１００℃に加熱し、塗膜を乾燥させた。次いで、フォトマスクを通した露光量１００ｍＪ／ｃｍ２の高圧水銀灯光の照射と、２．３質量％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）水溶液を用いた６０秒間にわたるシャワー現像と、水洗とを行い、塩化第二鉄のエッチング液を用い、露出した銅膜を除去した。続いて、２％水酸化カリウム水溶液であるレジスト剥離液を用いてレジスト膜の除去を行い、第１の電極４および配線５を形成した。
【００５５】
次に、透明基板１のブラックマトリックス層２およびカラーフィルタ層３を形成していない面に、第２の電極６および配線７を形成した。第２の電極６および配線７は、第１の電極４および配線５と同様の手順で形成した。これにより、電極付きカラーフィルタ基板１０を得た。
【００５６】
続いて、電極付きカラーフィルタ基板１０のブラックマトリックス層２およびカラーフィルタ層３並びにＴＦＴ回路が形成されたＴＦＴ基板３０の表面に対して印刷により配向膜を形成した後、ラビング処理を行った。その後、電極付きカラーフィルタ基板１０とＴＦＴ基板３０とをシール材により貼り合せ、これらの隙間に液晶材料を注入して液晶層２０を形成した。さらに、フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）を用い、ＦＰＣの端子と、配線５および配線７の端部とを電気的に接続して、ＦＰＣを電極付きカラーフィルタ基板１０に取り付けてタッチセンサ駆動のための回路を接続した。また、電極付きカラーフィルタ基板１０のカラーフィルタ層３とＴＦＴ基板３０の端部とにおいても、ＦＰＣを電極付きカラーフィルタ基板１０に取り付けて表示装置駆動のための回路を接続した。続いて、電極付きカラーフィルタ基板１０の第２の電極６側の面に偏光板６０を、ＴＦＴ基板３０側の面に偏光板４０を、それぞれ接着材を用いて貼り付けた。その後、偏光板４０の反視認（背面）側にバックライト５０を取り付け、偏光板６０の上にカバー７０としてアルミノ珪酸ガラスを接着材を用いて貼り合せた。以上を持って表示装置１００を得た。
【００５７】
＜実施例２〜４、比較例１〜５＞
実施例１において、「硬化性樹脂組成物の光照射処理」を下記表１のように変更した以外は、実施例１と同様にして、電極付きカラーフィルタ基板１０および表示装置１００を得た。
【００５８】
＜評価＞
（１）モノマー反応率
ブラックマトリックス層２のモノマー反応率（％）を、フーリエ変換型赤外分光装置（日本分光株式会社製、ＦＴ／ＩＲ−６１０）を用いて、ＦＴ−ＩＲのＡＴＲ（全反射）法による測定を行い、上記式（１）により求めた。
【００５９】
（２）電極層の腐食
上記により得られた電極付きカラーフィルタ基板について、以下のようにして耐久性試験による電極層腐食の有無を評価した。
（耐久性試験）
電極付きカラーフィルタ基板を８５℃８５％ＲＨの環境下で１０００時間保管した後、２０μｍ幅の電極パターンを、パターン真上から光学顕微鏡にて１００倍の倍率で観察し、電極パターンが腐食しているか否かを下記の評価基準に従って評価した。
（評価基準）
◎：腐食が見られなかった。
○：腐食が見られたが、パターン端部から２μｍ未満の範囲のため、実用上許容できる程度であった。
×：腐食が見られ、パターン端部から２μｍ以上の範囲のため、実用上許容できない
程度であった。
【００６０】
【表１】
2017181564.tif 000003
【００６１】
＜評価結果＞
上記実施例１〜４により作製した電極付きカラーフィルタ基板は、ブラックマトリックス層からの酸の滲み出しを防ぎ、金属電極の腐食を抑えて高い保存安定性が得られた。また、このカラーフィルタ基板を用いて作製した表示装置は、不良部分を含まず、正常な表示およびタッチ位置検出機能を得た。
【００６２】
上記比較例１〜５により作製した電極付きカラーフィルタ基板は、実用上許容できない程度の金属電極の腐食が見られた。このことから、ブラックマトリックス層のモノマー反応率が低い場合には、ブラックマトリックス層から酸が滲み出し、酸化反応により金属電極を腐食させることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明に係る電極付きカラーフィルタ基板、これを用いた表示装置、およびこれらの製造方法は、タッチセンサ付きディスプレイなどに好適に用いられる。
【符号の説明】
【００６４】
１  透明基板
２  ブラックマトリックス層
３  カラーフィルタ層
４  第１の電極
５  第１の電極の配線
６  第２の電極
７  第２の電極の配線
１０  電極付きカラーフィルタ基板
２０  液晶層
３０  ＴＦＴ基板
４０  偏光板
５０  バックライト
６０  偏光板
７０  カバー
１００  表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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