JP4003842B2 - カラーフィルタ及びその製造方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、カラー液晶表示装置とくにIPS(In Plane Switing:横電界駆動)方式のカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
カラー液晶表示装置においては、TFT基板側の画素電極とカラーフィルタ側の対向電極(ITO)との間の縦方向に電界を発生させ液晶を配向させる方式が一般的であるが、この方式は視野角が狭いという欠点があり、そこで視野の範囲の拡大を図るためにIPS方式のカラー液晶表示装置が提案されている。図3は、IPS方式のカラー液晶表示装置の模式的拡大断面図を示している。カラー液晶表示装置1は、TFT基板2とカラーフィルタ3とをシール材(図示せず)を介して対向させ、両基板2、3間にツイステッド・ネマティック(TN)液晶4を密封形成し、さらにTFT基板2とカラーフィルタ3の外側に偏光板5、6を形成して構成されている。
【0003】
TFT基板2は、透明基板7と、この透明基板7上に一体に形成された半導体駆動素子9と、対向電極10と、半導体駆動素子9及び対向電極10を覆う配向膜11とを備え、半導体駆動素子9は、ゲート電極12、絶縁膜13、半導体層14、ソース電極15及びドレイン電極(画素電極)16から構成された薄膜トランジスタ(TFT)である。また、カラーフィルタ3は、透明基板20上にストライプ状あるいは格子状パターンで形成されたブラックマトリクス層21と、ブラックマトリクス層21間に形成されたR、G、B3色の着色層22と、これら着色層22上に形成されたオーバーコート層23から構成されている。
【0004】
このようなカラー液晶表示装置1では、偏光板5側から照明光を照射した状態で画素電極16をオンオフさせることにより、画素電極16と対向電極10間にTFT基板2の面に平行な電界Eを発生させ、液晶4をシャッタとして作動させて、R、G、B3色の着色層22の画素を光が透過してカラー表示が行われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のIPS方式においては、カラーフィルタ3側のITOが不要になるため、カラーフィルタ3側の透明基板に数100〜数1000Vという静電気が蓄積し、この静電気のチャージにより液晶の配向が乱れ画質に悪影響を与えてしまうという問題を有している。この問題を解決するために、カラーフィルタを形成する前に予め透明導電膜を形成しておくことが考えられるが、ブラックマトリクスが金属の場合には、パターニングの際のエッチング工程で透明導電膜がエッチャントでダメージを受け最悪の場合なくなってしまう。
【0006】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、IPS方式のカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタにおいて、カラーフィルタ基板にブラックマトリクスのエッチング工程に耐えることができる透明導電膜を形成することにより、カラーフィルタ基板からの静電気のチャージを防止することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1記載のカラーフィルタは、IPS方式のカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタにおいて、透明基板の一方の面上に順次形成された金属製のブラックマトリクス、着色層及びオーバーコート層と、前記透明基板の他方の面上に形成されたSnO2を主成分とする透明導電膜とからなることを特徴とし、また、請求項2記載のカラーフィルタは、IPS方式のカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタにおいて、透明基板の一方の面上に順次形成された金属製のブラックマトリクス、着色層及びオーバーコート層と、前記透明基板の他方の面上に配設された偏光板と、該偏光板に形成された透明導電膜とからなることを特徴とし、さらに、請求項3記載のIPS方式のカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの製造方法は、透明基板の一方の面上にSnO2を主成分とする透明導電膜を形成した後、前記透明基板の他方の面上に金属製のブラックマトリクスを形成し、次に前記ブラックマトリクス上に着色層を形成した後、前記ブラックマトリクス及び着色層上にオーバーコート層を形成することを特徴とする。
以上
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図1及び図2は、本発明のカラーフィルタの1実施形態を示し、図1は模式的拡大断面図、図2は透明導電膜の形成方法を説明するための図である。本発明のカラーフィルタは、図3で説明したIPS方式のカラー液晶表示装置においてカラーフィルタのブラックマトリクスを金属或いは金属酸化物により形成するものに適用される。
【0009】
本発明においては、先ず、図1に示すように、カラーフィルタ3の透明基板20の一方の面上にSnO2を主成分とする透明導電膜25を形成する。SnO2を主成分とする透明導電膜25は、次のブラックマトリクスの形成工程で強酸性若しくは強アルカリ性のエッチング液に耐えることができる。透明導電膜25の成分は、SnO2が50%以上含有し、副主成分としてはIn2O3、ZnO、その他耐薬品性のある透明金属酸化物を含んでも良い。
【0010】
この透明導電膜25は、図2に示す常圧CVD法(熱分解法)を採用し、ホットプレート31により200〜400℃に加熱された反応室30内に透明基板20を載置し、SnCl4をN2キャリアガスで反応室30内に導入し、同時にH2O、O2を反応室30内に導入して反応させ、透明基板20上にSnO2を主成分とする透明導電膜25を形成する。透明導電膜25の厚みは50〜1000オングストローム、抵抗値は1MΩ/□以下、望ましくは500KΩ/□以下、1KΩ/□以上とする。なお、ドーピング用としてH2Oの代わりにSbCl3+HClを用いてもよい。
【0011】
次に、透明基板20の透明導電膜25と反対側の面にブラックマトリクス21を形成する。このブラックマトリクスとしては、クロム、ニッケル、アルミ、タングステン等の金属或いは金属酸化物を用い、これを透明基板20上に塗布して金属薄膜を形成し、フォトリソグラフィーの手法によりフォトレジストのパターンを形成した後、このレジストパターンをエッチングマスクとして金属薄膜のエッチングを行い、ブラックマトリクス21のパターンを形成する。
【0012】
次に、ブラックマトリクス21の上から、1色目、例えばレッドの着色用感材を塗布した後、フォトマスクを配置し露光した後、現像を行いレッドパターン層を形成し、2色目以降は例えば、グリーン、ブルーの着色用感材を塗布した後、フォトマスクを配置し露光した後、現像を行いグリーン、ブルーのパターン層を形成する。こうして得られた着色層22は長手方向の両側がブラックマトリクス21に対して3〜10μm程度の重なりを持ち膜厚は2μm程度である。次に、物理化学的保護、表面の整面化、平坦化を目的として、ブラックマトリクス21及び着色層22の上に例えば光硬化性樹脂を塗布してオーバーコート層23を膜厚1〜3μm程度に形成する。
【0013】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては透明導電膜25を常圧CVD法により形成しているが真空蒸着法を採用してもよい。また、上記実施形態においては透明基板20側に透明導電膜25を形成しているが、偏光板6側に透明導電膜を形成してもよく、その場合には透明導電膜はSnO2を主成分とする必要ない。
【0014】
以上の説明から明らかなように本発明によれば、IPS方式のカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタにおいて、カラーフィルタ基板にブラックマトリクスのエッチング工程に耐えることができる透明導電膜を形成することにより、カラーフィルタ基板からの静電気のチャージを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のカラーフィルタの1実施形態を示す模式的拡大断面図である。
【図2】本発明に係わる透明導電膜の形成方法を説明するための図である。
【図3】本発明が適用されるIPS方式のカラー液晶表示装置の模式的拡大断面図である。
【符号の説明】
3…カラーフィルタ、6…偏光板、20…透明基板
21…ブラックマトリクス、22…着色層、23…オーバーコート層
25…透明導電膜

Claims (3)

  1. IPS方式のカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタにおいて、透明基板の一方の面上に順次形成された金属製のブラックマトリクス、着色層及びオーバーコート層と、前記透明基板の他方の面上に形成されたSnO2を主成分とする透明導電膜とからなることを特徴とするカラーフィルタ。
  2. IPS方式のカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタにおいて、透明基板の一方の面上に順次形成された金属製のブラックマトリクス、着色層及びオーバーコート層と、前記透明基板の他方の面上に配設された偏光板と、該偏光板に形成された透明導電膜とからなることを特徴とするカラーフィルタ。
  3. 透明基板の一方の面上にSnO2を主成分とする透明導電膜を形成した後、前記透明基板の他方の面上に金属製のブラックマトリクスを形成し、次に前記ブラックマトリクス上に着色層を形成した後、前記ブラックマトリクス及び着色層上にオーバーコート層を形成することを特徴とするIPS方式のカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの製造方法。
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