(57)【要約】【課題】フォトレジストで透明保護層が設けても、透明電極層に皺やクラックが発生しないカラーフィルタを提供する。硬化密度を下げた透明保護層を設けたカラーフィルタにフォトスペーサを形成しても、フォトスペーサが透明保護層にめり込まないカラーフィルタを提供する。【解決手段】透明保護層１４はフォトレジストを用いて形成された透明保護層であり、且つ透明電極層５の皺又は／及びクラックの発生を防止するためのスルーホール７又はスリット８を有するカラーフィルタ。スルーホール又はスリットにフォトスペーサ６を形成したカラーフィルタ。【選択図】図５
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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、透明保護層、透明電極層が順次に形成されたカラーフィルタにおいて、前記透明保護層は、フォトレジストを用いて形成された透明保護層であり、且つ透明電極層の皺又は／及びクラックの発生を防止するためのスルーホール又はスリットを有することを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
前記スルーホール又はスリットにフォトスペーサを形成したことを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタに関するものであり、特に、フォトレジストを用いて形成された透明保護層が設けられていても、上層である透明電極層に皺やクラックが発生しない、また、硬化密度を下げた透明保護層が設けられてもフォトスペーサが透明保護層にめり込むことのないカラーフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。また、図２は、図１におけるＸ−Ｘ線での断面図である。図１及び図２に示すように、この一例として示すカラーフィルタは、ガラス基板（１）上にブラックマトリックス（２）、着色画素（３）、透明保護層（４）、及び透明電極層（５）が順次に形成されたものである。
【０００３】
着色画素（３）は、赤色の着色画素（３Ｒ）、緑色の着色画素（３Ｇ）、青色の着色画素（３Ｂ）で構成されている。各色の着色画素は、図１中、Ｘ軸方向に連続して、すなわち、ストライプ状に設けられている。また、Ｙ軸方向には、各色のストライプ状の列が、赤色、緑色、青色の順に繰り返し配設されている。
【０００４】
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（１）上にブラックマトリックス（２）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（３）を形成し、次に、透明保護層（４）を全面に形成し、更に透明電極層（５）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、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（５）の形成は、ブラックマトリックス、着色画素、透明保護層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】
透明保護層（４）は、着色画素（３）が形成されたガラス基板（１）の上面を平坦にするために、或いは，着色画素（３）からイオン性物質が溶出されるのを防ぐために設けられる。フォトレジストを用いて透明保護層を形成し、その透明保護層上に透明電極層（５）を形成すると、材料の膨張率の相違による応力によって、特に透明保護層の厚さが厚くなると、透明電極層に皺やクラックが発生することがある。
この皺やクラックは、液晶表示装置の表示品質や信頼性に悪影響を及ぼすことになる。
【０００８】
また、図３は、図１及び図２に示すカラーフィルタに、フォトスペーサ（６）が形成されたカラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。また、図４は、図３におけるＸ−Ｘ線での断面図である。
このフォトスペーサ（６）は、従来、カラーフィルタと対向基板とのセルギャップを保つために用いられてきたスペーサビーズに代わり、フォトレジストを用いて形成された柱状突起部である。このフォトスペーサ（６）は、ブラックマトリックス（２）の上方に設けられている。
【０００９】
このような構造のカラーフィルタの場合、フォトスペーサ（６）が透明保護層（４）にめり込み易く、基板間のセルギャップを適正に保てないといった問題が発生することがある。
前記透明保護層（４）は、イオンバリア性を向上させるために、下層である着色画素（３）との密着性を高くしている。一般には、フォトレジストの硬化密度を下げて密着性を高くしているのであるが、透明保護層へのめり込みは硬化密度を下げることに起因していると推量されている。
【特許文献１】特開２００５−３２１４９５号公報
【特許文献２】特開平１０−２５３８２１号公報
【特許文献３】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】
【００１０】
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、フォトレジストを用いて形成された透明保護層が設けられていても、上層である透明電極層に皺やクラックが発生することのない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、硬化密度を下げた透明保護層が設けられたカラーフィルタにフォトスペーサを形成しても、フォトスペーサが透明保護層にめり込むことのないカラーフィルタ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】
【００１１】
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、透明保護層、透明電極層が順次に形成されたカラーフィルタにおいて、前記透明保護層は、フォトレジストを用いて形成された透明保護層であり、且つ透明電極層の皺又は／及びクラックの発生を防止するためのスルーホール又はスリットを有することを特徴とするカラーフィルタである。
【００１２】
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタにおいて、前記スルーホール又はスリットにフォトスペーサを形成したことを特徴とするカラーフィルタである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、透明保護層はフォトレジストを用いて形成された透明保護層であり、且つ透明電極層の皺又は／及びクラックの発生を防止するためのスルーホール又はスリットを有するカラーフィルタであるので、フォトレジストを用いて形成された透明保護層が設けられていても、透明電極層に皺やクラックが発生することのないカラーフィルタとなる。
【００１４】
また、本発明は、上記カラーフィルタにおいて、スルーホール又はスリットにフォトスペーサを形成したので、透明電極層に皺やクラックが発生することのなく、且つフォトスペーサが透明保護層にめり込むことのないカラーフィルタとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図５（ａ）、（ｂ）は、本発明によるカラーフィルタの一実施例の断面図、及び平面図である。図５（ａ）、（ｂ）は、透明保護層にスルーホールが形成された一実施例である。図５（ｂ）におけるＸ−Ｘ線の断面が図５（ａ）に相当する。
【００１６】
また、図５（ａ）、（ｃ）は、透明保護層にスリットが形成された一例の断面図、及び平面図である。図５（ｃ）におけるＸ−Ｘ線の断面が図５（ａ）に相当する。図５（ｂ）の断面と図５（ｃ）の断面は、同一になるため、説明上、図５（ａ）を共用している。
また、図５（ｂ）は、ブラックマトリックス（２）と透明保護層のスルーホールとの関係を示したものであり、カラーフィルタを構成する他層は省略してある。
同様に、図５（ｃ）は、ブラックマトリックス（２）と透明保護層のスリットとの関係を示したものであり、カラーフィルタを構成する他層は省略してある。
【００１７】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、このカラーフィルタは、ガラス基板（１）上にブラックマトリックス（２）、着色画素（３）、本発明における透明保護層（１４）が形成され、続いて透明電極層（５）が形成されたものである。
透明保護層（１４）はフォトレジストを用いて形成されたものであり、透明保護層（１４）は、フォトレジスト層へのフォトマスクを介した露光、現像によって形成されたスルーホール（７）を有している。このスルーホール（７）は、透明電極層（５）での皺又は／及びクラックの発生を防止するためのものである。
【００１８】
本発明における透明保護層（１４）はスルーホール（７）を有するので、透明保護層（１４）及び透明電極層（５）は、着色画素間のブラックマトリックス上方で、図５中、水平方向に分断され、透明保護層（１４）と透明電極層（５）の材料の膨張率の相違による応力の集中は緩和される。従って、透明電極層（５）に皺やクラックが発生することはなくなる。
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、このカラーフィルタでは、スルーホール（７）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）の有効領域上にはない。スルーホール（７）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。
【００１９】
図５（ａ）、（ｃ）は、透明保護層（１４）に透明電極層（５）での皺又は／及びクラックの発生を防止するためのスリット（８）が形成された一例である。
スリット（８）は、ブラックマトリックス（２）上方の透明保護層（１４）に、図５（ｃ）中、Ｙ軸方向に設けられている。
スリット（８）は、スルーホール（７）より面積が大きいために、透明保護層（１４）に、スリット（８）を設けることによって、皺又は／及びクラックの発生を防止する効果は、スルーホールに比較して著しいものとなる。
【００２０】
図６に示すカラーフィルタは、本発明によるカラーフィルタの他の例の断面図である。図６に示すように、スルーホール（７）又はスリット（８）は、ブラックマトリックス（２）上方の透明保護層（２４）及びブラックマトリックス（２）上の着色画素を貫通して設けられており、その底部はブラックマトリックス（２）上に達している。
このカラーフィルタは、例えば、着色画素の材料に起因する透明電極層（５）での皺又は／及びクラックの発生が懸念される場合などに功を奏する。
【００２１】
図８は、請求項２に係わる発明を説明する断面図及び平面図である。図８（ａ）〜（ｃ）は、図５（ａ）〜（ｃ）に対応している。図８（ａ）、（ｂ）は、図５（ａ）、（ｂ）に示すスルーホール（７）にフォトスペーサ（６）が形成されたものである。また、図８（ａ）、（ｃ）は、図５（ａ）、（ｃ）に示すスリット（８）にフォトスペーサ（６）が形成されたものである。
【００２２】
このように、フォトスペーサ（６）をスルーホール（７）又はスリット（８）に設けることによって、フォトスペーサ（６）は、透明保護層（３４）の硬化密度の影響を受けることがなくなる。
従って、フォトレジストを用いて形成された透明保護層が設けられていても、透明電極層に皺やクラックは発生せず、且つ、フォトスペーサ（６）は、基板間のセルギャップを適正に保つことができるものとなる。
【００２３】
図７に示すカラーフィルタは、請求項２に係わる発明の他の第一例の断面図である。図７に示すように、スルーホール（７）又はスリット（８）は、ブラックマトリックス（２）上方の透明保護層及びブラックマトリックス（２）上の着色画素を貫通して設けられており、その底部はブラックマトリックス（２）上に達している。従って、このカラーフィルタは、例えば、着色画素の材料に起因する透明電極層（５）での皺又は／及びクラックの発生の懸念を払拭し、且つ、基板間のセルギャップを適正に保つことができるものとなる。
【００２４】
図９に示すカラーフィルタは、請求項２に係わる発明の他の第二例の断面図及び平面図である。図９は図８に対応したものである。図８と対比すると、図９に示すカラーフィルタはＸ軸に平行な複数のブラックマトリックス（２）がＸ軸方向に設けられている。しかし、Ｙ軸に平行なブラックマトリックスはＹ軸方向に設けられていない。
【００２５】
スルーホール（７）又はスリット（８）は、ガラス基板（１）上方の透明保護層（４４）及びガラス基板（１）上の着色画素を貫通している。従って、フォトスペーサ（６）は透明電極層（５）を介してガラス基板（１）上に設けられることになる。このカラーフィルタは、例えば、透明保護層、着色画素、ブラックマトリックスの材料に起因する透明電極層（５）での皺又は／及びクラックの発生の懸念を払拭し、且つ、基板間のセルギャップを極めて適正に保つことができるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ線での断面図である。
【図３】図１及び図２に示すカラーフィルタに、フォトスペーサが形成されたカラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。
【図４】図３におけるＸ−Ｘ線での断面図である。
【図５】（ａ）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。（ｂ）は、本発明によるカラーフィルタの一実施例の平面図である。（ｃ）は、本発明によるカラーフィルタの一例の平面図である。
【図６】本発明によるカラーフィルタの他の例の断面図である。
【図７】請求項２に係わる発明の他の第一例の断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、請求項２に係わる発明を説明する断面図及び平面図である。
【図９】請求項２に係わる発明の他の第二例の断面図及び平面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１・・・ガラス基板
２・・・ブラックマトリックス
３・・・着色画素
３Ｒ・・・赤色の着色画素
３Ｇ・・・緑色の着色画素
３Ｂ・・・青色の着色画素
４・・・透明保護層
５・・・透明電極層
６・・・フォトスペーサ
７・・・スルーホール
８・・・スリット
１４・・・本発明における透明保護層
２４・・・本発明における他の例の透明保護層
３４、４４・・・請求項２に係わる発明の透明保護層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2009008713.tif 000008
【図７】
2009008713.tif 000009
【図８】
2009008713.tif 000010
【図９】
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