JP3523371B2 - カラーフィルタ基板およびカラー液晶表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラーフィルタ基板およ
びカラー液晶表示装置に係り、特に表示品質に優れ、信
頼性の高いカラー液晶表示装置と、これに用いるカラー
フィルタ基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、フラットディスプレイとして、カ
ラーの液晶表示装置が注目されている。一般に、カラー
液晶表示装置は、ブラックマトリックスと複数の色（通
常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色）からなる
着色層を備えたカラーフィルタ基板と対向電極基板との
間に液晶層を挟持した構造である。そして、各色の着色
層Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの画素に対応する部分の液晶層
の光透過率を制御することによりカラー画像を得るよう
に構成されている。したがって、上記のカラーフィルタ
基板は、カラー液晶表示装置にとり必須であり、カラー
液晶表示装置の表示品位そのものを左右する重要な部材
である。

【０００３】従来、カラーフィルタ基板のブラックマト
リックスや着色層は、染色基材を塗布し、フォトマスク
を介して露光・現像して形成したパターンを染色する染
色法、感光性レジスト内に予め着色顔料を分散させてお
き、フォトマスクを介して露光・現像する顔料分散法、
および、印刷インキで各色を印刷する印刷法等により形
成されていた。近年、さらに製造コストが低く、かつ、
高性能なカラーフィルタ基板が要望され、このような要
望に応えるものとして、塗料の使用効率が高く、ブラッ
クマトリックスや着色層の形成時間が短時間（数十秒）
で生産能力の優れた電着法により製造されたカラーフィ
ルタ基板が注目されている。

【０００４】上述の電着法では、透明基板上に電着用の
透明導電層を形成し、その透明導電層上にポジレジスト
層を形成して所定のパターンを有するマスクを介して露
光を行い、次いで、露光部分を溶解除去して透明導電層
の所定箇所を露出させ、その後、透明基板を所定色の電
着液中に浸漬した状態で、透明基板の周辺の透明導電層
から通電して電着を行い、このような電着操作を繰り返
すことによって順次ブラックマトリックス、着色層を設
けてカラーフィルタ層を形成している。このようにして
ブラックマトリックスと着色層からなるカラーフィルタ
層が形成された後、基板の全面に紫外線を照射してポジ
レジスト層を除去し、その後、カラーフィルタ層の上に
液晶層を駆動するための透明導電層を形成し、さらに、
配向層としてポリイミドを塗布、焼成してから配向処理
（ラビング）を行ってカラーフィルタ基板とされる。

【０００５】上述のような電着法を用いたカラーフィル
タ基板の製造方法は、従来、例えば、特開昭６１−２０
３４０３号公報、特開昭６１−２７０７０１号公報等に
開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のような電着法に
よって作製されたカラーフィルタ基板では、ブラックマ
トリックスや着色層からなるカラーフィルタ層は、電着
用の透明導電層上に形成されている。しかしながら、こ
の透明導電層とカラーフィルタ層との接着力は、従来の
ガラス基板等の透明基板上に染色法、顔料分散法、印刷
法等により直接形成されたカラーフィルタ層と透明基板
との接着力に比べて劣るという問題がある。電着法にお
けるカラーフィルタ層の低接着力の原因としては、以下
のことが考えられる。透明導電層は、酸化インジウムス
ズ（ＩＴＯ）等の金属酸化物により形成されるが、ＩＴ
Ｏ等の金属酸化物の表面張力はガラス基板等の透明基板
の表面張力よりも極めて大きい。このため、高分子化合
物をビヒクルとするブラックマトリックスや着色層のよ
うな表面張力が比較的小さな電着膜（カラーフィルタ
層）がＩＴＯ等の金属酸化物上に形成された場合、両者
の濡れ性が極めて悪いものとなる。さらに、ＩＴＯ等の
金属酸化物の表面水酸基はガラス基板に比べて少なく、
したがって、カラーフィルタ層とＩＴＯ等の金属酸化物
との間に存在する水素結合も、カラーフィルタ層とガラ
ス基板間に存在する水素結合に比べて少ないものとな
る。

【０００７】このように透明導電層とカラーフィルタ層
との接着力が不充分であると、カラーフィルタ基板と対
向電極基板との間に液晶層を密封させて作製したカラー
液晶表示装置において、高温高湿の雰囲気中での長期間
放置によるカラーフィルタ層の剥離が生じ、画質の低下
を来し、さらに、カラー液晶表示装置の正確な駆動も困
難になるという問題がある。

【０００８】上述のような電着法におけるカラーフィル
タ層の低接着力の問題は、電着用の透明導電層を予めパ
ターニングしておき、この透明導電層上にのみカラーフ
ィルタ層を形成する場合（特開昭５９−１１４５７２
号）も、同様に生じる問題である。

【０００９】本発明は、上記のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、高温高湿雰囲気のもとでも、優れた表
示品質を示す信頼性の高いカラー液晶表示装置と、この
カラー液晶表示装置に用いるカラーフィルタ基板を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明のカラーフィルタ基板は、絶縁性の透
明基板と、該透明基板上に形成された第１の透明導電層
と、該第１の透明導電層上に順次積層されたカラーフィ
ルタ層および第２の透明導電層とを備え、前記第１の透
明導電層の前記カラーフィルタ層形成面側の表面粗さ
（Ｒｍａｘ）は、測定長１０，０００ｎｍにおいて１０
〜５０ｎｍの範囲であるような構成とした。

【００１１】また、本発明のカラーフィルタ基板は、前
記第１の透明導電層を前記カラーフィルタ層の形成領域
の所定箇所にのみ設けるような構成、前記カラーフィル
タ層と前記第２の透明導電層との間に保護膜を備えるよ
うな構成、さらに、前記第１の透明導電層は、真空蒸着
法により形成された層であるような構成とした。

【００１２】本発明のカラー液晶表示装置は、相対向す
るカラーフィルタ基板および対向電極基板と、前記両基
板間に密封された液晶層とを有するカラー液晶表示装置
において、前記カラーフィルタ基板は、上記のいずれか
のカラーフィルタ基板であるような構成とした。

【００１３】

【作用】絶縁性の透明基板に形成された電着用の第１の
透明導電層は表面張力が大きく、かつ、表面の官能基が
少ないが、この第１の透明導電層の表面粗さ（Ｒｍａ
ｘ）を、測定長１０，０００ｎｍにおいて１０ｎｍ以上
とすることにより、第１の透明導電層がカラーフィルタ
層に対してアンカーリンクとしての作用をなし、カラー
フィルタ層が第１の透明導電層上に充分な接着力で保持
される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１５】図１は本発明のカラーフィルタ基板の一例
を示す概略構成図である。図１において、本発明のカラ
ーフィルタ基板１は、絶縁性の透明基板２に設けられた
電着用の第１の透明導電層３上にブラックマトリックス
５と着色層６からなるカラーフィルタ層４が形成されて
おり、さらに、このカラーフィルタ層４上に液晶駆動用
の第２の透明導電層７が形成されている。そして、上記
の第１の透明導電層３のカラーフィルタ層４形成面側
は、測定長１０，０００ｎｍにおける表面粗さ（Ｒｍａ
ｘ）が１０ｎｍ以上、好ましくは１０〜５０ｎｍである
ような面を備えている。

【００１６】このようなカラーフィルタ基板１を構成す
る絶縁性の透明基板２としては、石英ガラス、パイレッ
クスガラス、合成石英板等の可撓性のないリジット材、
あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を
有するフレキシブル材を用いることができる。この中で
特にコーニング社製７０５９ガラスは、熱膨脹率の小さ
い素材であり寸法安定性および高温加熱処理における作
業性に優れ、また、ガラス中にアルカリ成分を含まない
無アルカリガラスであるため、アクティブマトリックス
方式によるＬＣＤ用のカラー液晶表示装置に使用するカ
ラーフィルタ基板に適している。

【００１７】また、カラーフィルタ基板１を構成する第
１の透明導電層３および第２の透明導電層７は、酸化イ
ンジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ス
ズ（ＳｎＯ）等、およびその合金等を用いて、スパッタ
リング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、ＣＶ
Ｄ法等の一般的な成膜方法により形成することができ
る。第１の透明導電層３の表面粗さ（Ｒｍａｘ）は、成
膜条件を制御することによって上述のように１０ｎｍ以
上とすることができるが、成膜方法としては、特に表面
粗さが大きくなる真空蒸着法を用いることが好ましい。
ここで、第１の透明導電層３の表面粗さ（Ｒｍａｘ）
は、ＳＴＭ (Scanning Tunneling Microscope)で測定
し、測定長１０，０００ｎｍにおける最大表面粗さ（Ｒ
ｍａｘ）で示される。この表面粗さが１０ｎｍ未満であ
ると、第１の透明導電層３のアンカーリンク作用が得ら
れず、透明導電層３とカラーフィルタ層４との接着力が
不十分なものとなる。

【００１８】このような第１の透明導電層３の厚みは９
０〜１９０ｎｍ程度、好ましくは１００〜１７５ｎｍ程
度とすることができる。また、液晶駆動用の第２の透明
導電層７の厚みは２０〜２００ｎｍ程度、好ましくは９
０〜１９０ｎｍ程度とすることができる。

【００１９】カラーフィルタ基板１のカラーフィルタ層
４を構成する着色層６は赤色パターン６Ｒ、緑色パター
ン６Ｇおよび青色パターン６Ｂがモザイク型、ストライ
プ型、トライアングル型、４画素配置型等の所望の形態
で配列されてなり、ブラックマトリックス５は各着色パ
ターンの間および着色層６形成領域の外側に設けられて
いる。

【００２０】上述の本発明のカラーフィルタ基板は、電
着用の第１の透明導電層３が透明基板２の全面に形成さ
れたものであるが、本発明のカラーフィルタ基板では、
透明導電層３をカラーフィルタ層４の形成領域の所定箇
所にのみ設けることもできる。このような本発明のカラ
ーフィルタ基板の例を図２および図３を参照して説明す
る。

【００２１】まず、図２に示される本発明のカラーフィ
ルタ基板１は、絶縁性の透明基板２上のカラーフィルタ
層４の形成領域に相当する領域に設けられた電着用の第
１の透明導電層３と、この透明導電層３上にブラックマ
トリックス５と着色層６からなるカラーフィルタ層４が
形成されており、このカラーフィルタ層４上に液晶駆動
用の第２の透明導電層７が形成されている。

【００２２】また、図３に示される本発明のカラーフィ
ルタ基板１では、絶縁性の透明基板２上に設ける第１の
透明導電層３は、カラーフィルタ層４の形成領域のうち
着色層６に相当する領域にのみ形成されている。

【００２３】さらに、本発明のカラーフィルタ基板は、
ブラックマトリックス５と着色層６とからなるカラーフ
ィルタ層４と液晶駆動用の第２の透明導電層７との間に
保護膜を設けてもよい。図４は図１に示される本発明の
カラーフィルタ基板１において、カラーフィルタ層４と
第２の透明導電層７との間に保護膜８を設けた例を示す
概略構成図である。このような保護膜８は、例えば、ア
クリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂等の熱
硬化性高分子材料あるいは紫外線硬化性高分子材料を用
いて形成することができる。保護膜８の厚さは、０．２
〜１０μｍ、好ましくは０．５〜５μｍ程度とすること
ができる。尚、図２および図３に示される本発明の他の
態様のカラーフィルタ基板においても、保護層をカラー
フィルタ層４と液晶駆動用の第２の透明導電層７との間
に設けることができることは勿論である。

【００２４】次に、本発明のカラーフィルタ基板の製造
方法を、図１に示されるカラーフィルタ基板１を例にし
て説明する。

【００２５】まず、多面付けの絶縁性の透明基板２の全
面に電子加熱蒸着法等の公知の手段を用いて酸化インジ
ウムスズ（ＩＴＯ）等の透明導電性物質により透明導電
層３を形成する（図５（Ａ））。この透明導電層３の形
成では、透明導電層３の表面粗さ（Ｒｍａｘ）が、測定
長１０，０００ｎｍのおいて１０ｎｍ以上となるように
する。

【００２６】次に、透明導電層３上にフォトレジストを
塗布してレジスト層１０を形成し、所望のパターン、例
えば、ブラックマトリックスパターンに対応したフォト
マスク１１を介してレジスト層１０を露光する（図５
（Ｂ））。その後、現像・乾燥してブラックマトリック
スパターンに対応した形状に透明導電層３を露出し、黒
色顔料を分散させた電着浴中に上記の透明基板２を浸漬
し、透明導電層３に電圧を印加して黒色電着材を析出さ
せ、十分に水洗した後に乾燥してピンホールのないブラ
ックマトリックス５を形成する（図５（Ｃ））。

【００２７】同様にして、赤色パターン６Ｒ、緑色パタ
ーン６Ｇ、青色パターン６Ｂを形成することにより、カ
ラーフィルタ層４を形成する（図５（Ｄ））。

【００２８】上記の工程において用いられる電着材料
は、一般に有機材料（高分子材料）からなり、その原形
は電着塗装法としてよく知られている。電着塗装では、
電気化学的な主電極との反応によりカチオン電着とアニ
オン電着とがある。これは、電着材料がカチオンとして
存在するか、アニオンとして挙動するかで分類される。
電着に用いられる有機高分子物質としては、天然油脂
系、合成油脂系、アルキッド樹脂系、ポリエステル樹脂
系、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系等の種々の有機高
分子物質が挙げられる。

【００２９】アニオン型では、古くからマレイン化油や
ポリブタジエン系樹脂がしられており、電着物質に硬化
は酸化重合反応による。カチオン型はエポキシ系樹脂が
多く、単独あるいは変性されて使用できる。その他に、
メラミン系樹脂、アクリル系樹脂等のいわゆるポリアミ
ノ系樹脂が多く用いられ、熱硬化や光硬化等により強固
な着色層が形成できる。

【００３０】カラーフィルタ基板製造における電着で
は、アニオン型またはカチオン型電着浴中に微粉砕され
た顔料や染料を分散させ、イオン性高分子材料とともに
導電性部に共析させる。

【００３１】次いで、ブラックマトリックス５と着色層
６からなるカラーフィルタ層４を覆うように第２の透明
導電層７を形成する（図５（Ｅ））。この透明導電層７
は、上述ように酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜
鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等、およびその合金
等を用いて、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプ
レーティング法、ＣＶＤ法等の一般的な成膜方法により
形成することができる。

【００３２】次に、本発明のカラー液晶表示装置につい
て説明する。本発明のカラー液晶表示装置は、上記のよ
うなカラーフィルタ基板と対向電極基板との間に液晶層
を密封したものである。

【００３３】図６は、このような本発明のカラー液晶表
示装置の一例を示す部分断面図である。図６において、
本発明のカラー液晶表示装置２１は、上述のような本発
明のカラーフィルタ基板１と対向電極基板２３とを所定
の間隔で対向させ、周辺部をシール部材２４により封止
し、両基板間に厚さ５〜１０μｍ程度の液晶層２５を形
成したものである。尚、カラーフィルタ基板１と対向電
極基板２３の外側には、それぞれ偏光板２６，２７が配
設されている。また、カラーフィルタ基板１の液晶層２
５に接する面には、配向層２９が設けられている。

【００３４】上記のカラー液晶表示装置２１を構成する
対向電極基板２３は、透明基板３１上に液晶駆動用の透
明電極３２および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３３を備
え、透明電極３２を覆うように配向層３４が形成されて
いる。この対向電極基板２３には、薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）３３を開閉するゲート線群（図示せず）、映
像信号を供給する信号線群（図示せず）、および、カラ
ーフィルタ基板側のコーナーの取り出し部から受け渡し
（トランスファー部（設計により１〜３か所の取り出し
部に設ける））されたカラーフィルタ電極への電圧供給
線が配設されている。これらのリード線３５は、通常、
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３３の製造工程で一括して
形成されたＡｌ等の金属からなるものであり、透明電極
３２に接続されているとともに、外部の駆動ＩＣ４１か
らの電気的な接続線４２に接続されている。また、対向
電極基板２３の液晶層２５に接する面には、配向層３４
が設けられている。

【００３５】カラーフィルタ基板１に設けられた配向層
２９、および、対向電極基板２３に設けられた配向層３
４は、ポリイミド系、ポリアミド系、ポリウレタン系お
よびポリ尿素系の有機化合物のなかの少なくとも１種を
含むような層であり、厚みは０．０１〜１μｍ、好まし
くは０．０３〜０．５μｍ程度とすることができる。こ
のような配向層２９，３４は、種々の印刷法等、公知の
塗布方法により塗布した後、焼成してから配向処理（ラ
ビング）が行われる。

【００３６】このカラー液晶表示装置２１では、カラー
フィルタ基板１の各着色パターン６Ｒ，６Ｇ，６Ｂが画
素を構成し、偏光板２７側から照明光を照射した状態で
各画素に対応する液晶駆動用の透明電極をオン、オフさ
せることで液晶層２５がシャッタとして作動し、着色パ
ターン６Ｒ，６Ｇ，６Ｂのそれぞれの画素が光を透過し
てカラー表示が行われる。このようなカラー液晶表示装
置２１は、上記の本発明のカラーフィルタ基板１を用い
ることによって、高温高湿の環境下であっても優れた表
示品質を示し、信頼性の高いものとなる。

【００３７】上述の実施例では、駆動方式としてＴＦＴ
アクティブマトリックス方式を用いているが、本発明の
カラー液晶表示装置はこれに限定されるものではなく、
例えば、単純マトリックスやセグメント等の方式、ＭＩ
Ｍ（金属／絶縁物／金属）等の２端子素子を用いたアク
ティブマトリックス方式等を用いたものでもよいことは
勿論である。

【００３８】次に、より具体的な実施例を挙げて本発明
を更に詳細に説明する。 （実施例１）厚み１．１ｍｍのガラス基板（旭硝子
（株）製 ＡＳ）上に、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）
を電子加熱蒸着法により成膜して、電着用の第１のＩＴ
Ｏ透明導電層（厚み８０ｎｍ、シート抵抗２０Ω／Ｓ
Ｑ）を形成した。この第１のＩＴＯ透明導電層の表面粗
さ（Ｒｍａｘ）をＳＴＭ (Scanning Tunneling Microsc
ope)（クラボウ（株）製 KURASURF-101 ）で測定した結
果を図７に示す。図７に示された結果から、測定長１
０，０００ｎｍにおける表面粗さ（Ｒｍａｘ）は３２．
４ｎｍであった。

【００３９】次に、上記のＩＴＯ透明導電層上に、感光
性レジスト（東京応化工業（株）製ＯＦＰＲ−８００）
をスピンコート法により塗布してレジスト層（厚み２．
５μｍ）を形成した。このレジスト層に、ブラックマト
リックス用のパターンを有するフォトマスクを介して露
光を行った。この露光は、超高圧水銀ランプを有する紫
外線露光装置（（株）オーク製作所製 ＪＬ３３００）
を用いて７０ｍＪ／ｃｍ² の紫外線を照射して行った。
次に、露光部分を現像除去し、ブラックマトリックス用
のパターンを有するレジスト層を形成した。

【００４０】次いで、下記の組成のブラックマトリック
ス用電着液中に、上記のＩＴＯ透明導電層を陽極とし、
白金電極を陰極として、電極間隔５０ｍｍとなるように
ガラス基板を浸漬し、直流電圧２８Ｖ、２５℃で２０秒
間通電して電着を行った。次に、電着液から取り出した
ガラス基板を充分に水洗した後、８０℃、１０分間の乾
燥を行ってブラックマトリックスを形成した。

【００４１】 （ブラックマトリックス用電着液） アクリル樹脂 ７５０．０重量部 （東亜合成化学（株）製 アロンＳ−４０３０） メラミン樹脂（住友化学（株）製 Ｍ−６６Ｂ） ２５０．０重量部 トリエチルアミン ６１．８重量部 カーボンブラック ３３３．０重量部 脱イオン水 １１９３５．２重量部 次に、上記のレジスト層の未露光部を、赤色パターン用
のパターンを有するフォトマスクを介して露光を行っ
た。この露光は、超高圧水銀ランプを有する紫外線露光
装置（（株）オーク製作所製 ＪＬ３３００）を用いて
１００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線を照射して行った。次に、
露光部分を現像除去し、赤色パターン用のパターンでＩ
ＴＯ透明導電層を露出させた。

【００４２】次いで、下記の組成の赤色パターン用電着
液中に、ＩＴＯ透明導電層を陽極とし、白金電極を陰極
として、ブラックマトリックス形成と同様に電着を行っ
た。次に、電着液から取り出したガラス基板を充分に水
洗した後、８０℃、１０分間の乾燥を行って透明性の良
好な赤色パターン層を形成した。

【００４３】 （赤色パターン用電着液） アクリル樹脂 ７５０．０重量部 （東亜合成化学（株）製 アロンＳ−４０３０） メラミン樹脂（住友化学（株）製 Ｍ−６６Ｂ） ２５０．０重量部 トリエチルアミン ６１．８重量部 ピグメントレッド４８Ｓ（山陽工業（株）製） ５００．０重量部 脱イオン水 １３４３８．２重量部 さらに、上記のレジスト層の未露光部を、緑色パターン
用のパターンを有するフォトマスクを介して、赤色パタ
ーン形成時と同様に露光を行い、その後、露光部分を現
像除去し、緑色パターン用のパターンでＩＴＯ透明導電
層を露出させた。

【００４４】次いで、赤色顔料（ピグメントレッド４８
Ｓ）に代わりに緑色顔料（フタロシアニングリーン）を
用いた他は、上記の赤色パターン層用の電着液と同様に
して緑色パターン用の電着液を調整した。そして、緑色
パターン用電着液中に、ＩＴＯ透明導電層を陽極とし、
白金電極を陰極として、電極間隔５０ｍｍとなるように
基板を浸漬し、直流電圧３０Ｖ、２５℃で２０秒間通電
して電着を行った。次に、電着液から取り出したガラス
基板を充分に水洗した後、８０℃、１０分間の乾燥を行
って透明性の良好な緑色パターン層を形成した。

【００４５】さらに、上記のレジスト層の未露光部を、
青色パターン用のパターンを有するフォトマスクを介し
て、赤色パターン形成時と同様に露光を行い、その後、
露光部分を現像除去し、青色パターン用のパターンでＩ
ＴＯ透明導電層を露出させた。

【００４６】次いで、赤色顔料（ピグメントレッド４８
Ｓ）に代わりに青色顔料（フタロシアニンブルー）を用
いた他は、上記の赤色パターン層用の電着液と同様にし
て青色パターン用の電着液を調整した。そして、青色パ
ターン用電着液中に、ＩＴＯ透明導電層を陽極とし、白
金電極を陰極として、電極間隔８０ｍｍとなるように基
板を浸漬し、直流電圧３０Ｖ、２５℃で２０秒間通電し
て電着を行った。次に、電着液から取り出したガラス基
板を充分に水洗した後、８０℃、１０分間の乾燥を行っ
て透明性の良好な青色パターン層を形成した。

【００４７】その後、２００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線を照
射し、残るレジスト層を現像して剥離した。これによ
り、ブラックマトリックス、赤色パターン、緑色パター
ンおよび青色パターンからなるカラーフィルタ層を形成
した。次いで、２００℃で１時間硬化してカラーフィル
タ基板を得た。

【００４８】このようにして得られたカラーフィルタ基
板を、沸騰水に１時間浸漬させ、浸漬前後におけるテー
プ剥離試験を行ったところ、浸漬前後とも脱落するカラ
ーフィルタ層はなく、カラーフィルタ層はＩＴＯ透明導
電層上に高い接着性で保持されていることが確認され
た。 （実施例２）厚み１．１ｍｍのガラス基板（旭硝子
（株）製 ＡＳ）上に、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）
を電子加熱真空蒸着法により成膜して、電着用の第１の
ＩＴＯ透明導電層（厚み１２０ｎｍ、シート抵抗１２Ω
／ＳＱ）を形成した。この第１のＩＴＯ透明導電層の表
面粗さ（Ｒｍａｘ）をＳＴＭ (Scanning Tunneling Mic
roscope)（クラボウ（株）製 KURASURF-101 ）で測定し
た結果、測定長１０，０００ｎｍにおける表面粗さ（Ｒ
ｍａｘ）は１３ｎｍであった。

【００４９】次いで、このＩＴＯ透明導電層上に、実施
例１と同様にして、ブラックマトリックス、赤色パター
ン、緑色パターンおよび青色パターンからなるカラーフ
ィルタ層を形成した。次いで、２００℃で１時間硬化し
てカラーフィルタ基板を得た。

【００５０】このようにして得られたカラーフィルタ基
板を、沸騰水に１時間浸漬させ、浸漬前後におけるテー
プ剥離試験を行ったところ、浸漬前後とも脱落するカラ
ーフィルタ層はなく、カラーフィルタ層はＩＴＯ透明導
電層上に高い接着性で保持されていることが確認され
た。 （比較例）厚み１．１ｍｍのガラス基板（旭硝子（株）
製 ＡＳ）上に、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）をスパ
ッタリング法により成膜して、電着用の第１のＩＴＯ透
明導電層（厚み１１３ｎｍ、シート抵抗１３Ω／ＳＱ）
を形成した。この第１のＩＴＯ透明導電層の表面粗さ
（Ｒｍａｘ）をＳＴＭ (Scanning Tunneling Microscop
e)（クラボウ（株）製 KURASURF-101 ）で測定した結果
を図８に示す。図８に示された結果から、測定長１０，
０００ｎｍにおける表面粗さ（Ｒｍａｘ）は７．１ｎｍ
であった。

【００５１】次いで、このＩＴＯ透明導電層上に、実施
例１と同様にして、ブラックマトリックス、赤色パター
ン、緑色パターンおよび青色パターンからなるカラーフ
ィルタ層を形成した。次いで、２００℃で１時間硬化し
てカラーフィルタ基板を得た。

【００５２】このカラーフィルタ基板に対して、実施例
と同様に浸漬前後のテープ剥離試験を行った。その結
果、浸漬前はカラーフィルタ層とＩＴＯ透明導電層との
間に良好な接着性がみられたが、浸漬後はカラーフィル
タ層の剥離が生じた。 （カラー液晶表示装置の実施例）実施例１、実施例２お
よび比較例で作製した各カラーフィルタ基板のカラーフ
ィルタ層上にスパッタリング法により液晶駆動用の第２
のＩＴＯ透明導電層（厚み４０ｎｍ）を形成した。次い
で、各カラーフィルタ基板のＩＴＯ透明導電層上に配向
層用塗布液（日本合成ゴム（株）製ＡＬ−３０４６）を
スピンナー塗布（２０００ｒｐｍ、１０秒間）によって
塗布して厚み５００Åの配向層を形成し、その後、ラビ
ング処理を行った。

【００５３】一方、厚さ１．１ｍｍのガラス基板（コー
ニング（株）製７０５９）の一方の面に、所定のパター
ンでＣｒを用いてゲート電極を形成し、また、ＩＴＯ膜
で液晶駆動用の透明電極を形成した。その後、ゲート電
極を覆うようにＳｉＮ_x 層を形成してゲート絶縁層と
し、ＳｉＮ_x 層を介してゲート電極上にアモルファスシ
リコン（ａ−Ｓｉ）層を形成した。さらに、ａ−Ｓｉ層
の一端に接続するようにＣｒソース電極を形成し、ａ−
Ｓｉ層の他端と透明電極に接続するようにＣｒドレイン
電極を形成して薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成し
た。次いで、透明電極とＴＦＴ上に上述のカラーフィル
タ基板と同様にして配向層を形成しラビング処理を行っ
て、図６に示されるような透明電極とＴＦＴを備えた対
向電極基板を作製した。

【００５４】このようなカラーフィルタ基板（実施例
１、２および比較例）と対向電極基板を用いてカラーフ
ィルタ液晶表示装置を作製し、８０℃、９０％ＲＨの環
境下に５００時間放置した後、カラー画像を表示させ
た。その結果、実施例１および実施例２のカラーフィル
タ基板を用いたカラー液晶表示装置は、明るさに優れた
良好なカラー画像が表示された。しかし、比較例のカラ
ーフィルタ基板を用いたカラー液晶表示装置では、欠陥
が発生した。

【００５５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば絶
縁性の透明基板に形成された電着用の第１の透明導電層
は表面粗さ（Ｒｍａｘ）が１０ｎｍ以上に設定されてい
るため、この面上に形成された表面張力の低いカラーフ
ィルタ層との間にアンカーリンク効果が発現され、カラ
ーフィルタ層は第１の透明導電層上に充分な接着力で保
持され、このように構成されたカラーフィルタ基板と対
向電極基板とを相対向させ、前記両基板間に液晶層と密
封してカラー液晶表示装置とすることにより、高温高湿
雰囲気に放置しても優れた表示品質を安定して示し、か
つ、正確な駆動が可能で信頼性の高いカラー液晶表示装
置が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルタ基板の一例を示す概略
構成図である。

【図２】本発明のカラーフィルタ基板の他の例を示す概
略構成図である。

【図３】本発明のカラーフィルタ基板の他の例を示す概
略構成図である。

【図４】本発明のカラーフィルタ基板の他の例を示す概
略構成図である。

【図５】本発明のカラーフィルタ基板の製造方法を説明
するための図である。

【図６】本発明のカラー液晶表示装置の一例を示す部分
断面図である。

【図７】実施例１で形成した第１のＩＴＯ透明導電層の
表面形状を示す図である。

【図８】比較例で形成した第１のＩＴＯ透明導電層の表
面形状を示す図である。

【符号の説明】

１…カラーフィルタ基板 ２…透明基板 ３…第１の透明導電層 ４…カラーフィルタ層 ５…ブラックマトリックス ６…着色層 ７…第２の透明導電層 ８…保護膜 ２１…カラー液晶表示装置 ２３…対向電極基板 ２５…液晶層

フロントページの続き (72)発明者 大美賀 広芳 神奈川県横浜市港北区篠原東三丁目20番 17号 (56)参考文献 特開 平３−18826（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−143726（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−174000（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−212910（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−292820（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−153830（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−16824（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/13 - 1/141 G02B 5/20

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性の透明基板と、該透明基板上に形
   成された第１の透明導電層と、該第１の透明導電層上に
   順次積層されたカラーフィルタ層および第２の透明導電
   層とを備え、前記第１の透明導電層の前記カラーフィル
   タ層形成面側の表面粗さ（Ｒｍａｘ）は、測定長１０，
   ０００ｎｍにおいて１０〜５０ｎｍの範囲であることを
   特徴とするカラーフィルタ基板。
2. 【請求項２】 前記第１の透明導電層は、前記カラーフ
   ィルタ層の形成領域の所定箇所にのみ設けられているこ
   とを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ基板。
3. 【請求項３】 前記カラーフィルタ層と前記第２の透明
   導電層との間に保護膜を備えることを特徴とする請求項
   １または請求項２に記載のカラーフィルタ基板。
4. 【請求項４】 前記第１の透明導電層は、真空蒸着法に
   より形成された層であることを特徴とする請求項１乃至
   請求項３に記載のカラーフィルタ基板。
5. 【請求項５】 相対向するカラーフィルタ基板および対
   向電極基板と、前記両基板間に密封された液晶層とを有
   するカラー液晶表示装置において、 前記カラーフィルタ基板は、請求項１乃至請求項４のい
   ずれかに記載のカラーフィルタ基板であることを特徴と
   するカラー液晶表示装置。