JPH08201621A

JPH08201621A - カラーフィルタ基板およびこれを用いたカラー液晶表示装置

Info

Publication number: JPH08201621A
Application number: JP3004895A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Mori; 陽一森; Norikatsu Ono; 典克小野; Hiroyoshi Omika; 広芳大美賀
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd; Nippon Petrochemicals Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd; Eneos Corp
Priority date: 1995-01-26
Filing date: 1995-01-26
Publication date: 1996-08-09

Abstract

(57)【要約】【目的】電着法が有する製造技術の特徴を損なうこと
なく、透明導電層の弊害である光透過率の低下を防止
し、光学特性に優れ、しかも製造工程が簡単で廉価に製
造することのできるカラーフィルタ基板およびこれを用
いたカラー液晶表示装置を提供する。【構成】透明基板と、該透明基板上に形成された膜厚
９０〜１９０ｎｍの電着用透明導電層と、所定のパター
ンのブラックマトリックスおよび複数色からなる所定の
パターンの着色層とからなり、少なくとも着色層が上記
電着用透明導電層上に形成されたカラーフィルタ層と、
該カラーフィルタ層上に形成された液晶駆動用透明電極
層とを有するよう構成し、これをカラーフィルタ基板と
する。さらに、このカラーフィルタ基板を対向電極基板
と相対向させ、これら両基板間に液晶層を密封させてカ
ラー液晶表示装置とする。

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
びこれを用いたカラー液晶表示装置に係り、特に、パソ
コン、ワープロ、ワークステーション、情報端末機器、
テレビ等のカラー液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に用いる
ことができる、電着法によるカラーフィルタ基板、並び
にこれを用いたカラー液晶表示装置に関する。

【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】従来より、カラーフィルタ基板のブラック
マトリックスや着色層の形成方法として、透明基板上に
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や、感光性レジス
ト内に予め着色顔料を分散させておき、これをフォトマ
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が知られている。しか
しながらこれらの方法には、いずれも様々な問題点があ
る。

【０００４】すなわち、染色法は、フォトリソグラフィ
ー技術を用いる上、着色ごとに防染処理が必要とされる
ため工程が極めて複雑となり、また、色素を用いるため
耐熱性が低いという問題がある。

【０００５】顔料分散法は、高価な着色レジストをスピ
ンコーター等で基板上に塗布し、フォトリソグラフィー
技術を用いて製造するため、工程が煩雑で、製造コスト
が高い上、大面積化が困難であるという問題がある。

【０００６】印刷法は、工程が単純ではあるが、着色パ
ターンの精度に問題がある。

【０００７】そのため、これら従来技術の問題点を解決
すべく、製造コストが低廉で、高性能なカラーフィルタ
基板が要望されていた。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。

【０００８】この電着法では、透明基板上に電着用透明
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、着色層を形成する。こ
のようにしてブラックマトリックスと着色層を形成した
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、ブラックマトリックスと着色層の上に液
晶層を駆動するための透明電極層を形成してカラーフィ
ルタ基板とする。そして、この液晶用透明電極層上にさ
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）を行い、カラー液晶表示装置等に用い
ている。

【０００９】このような電着技術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６１−２０３
４０３号公報、特開昭６１−２７０７０１号公報等にお
いて提案されている。しかしながら、電着法により作製
したカラーフィルタ基板は、上記の染色法、顔料分散
法、印刷法技術においては必要としない電着電極用の透
明導電層の形成を必要とし、この透明導電層は照射光を
１００％透過するものでないため、ＬＣＤの光透過率を
低下させるという問題点がある。かかる光線透過率の低
下は、電着電極用透明導電層をあらかじめパターニング
して着色層を形成するような場合（例えば、特開昭５９
−１１４５７２号公報、等）でも同様に生じる。

【００１０】このような問題点を解決するために、特開
昭６３−２６６４８２号公報、特開昭６４−２２３７９
号公報、特開平４−３１２２号公報等において、電着で
形成されたブラックマトリックスや着色層を転写する方
法が提案されている。しかしながら、この電着転写法
は、上記問題点を解決することができる反面、工程が複
雑になり、また、転写適性のあるブラックマトリックス
や着色層を形成する必要がある等の問題がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたもので、電着法が有する製造技術の特徴を
損なうことなく、透明導電層の弊害である光透過率の低
下を防止し、光学特性に優れ、しかも製造工程が簡単で
廉価に製造することのできるカラーフィルタ基板および
これを用いたカラー液晶表示装置を提供することを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述したように、電着法
で製造されるカラーフィルタ基板は、透明基板上に電着
用透明導電層を介してブラックマトリックスと着色層が
所定のパターンで形成されており、さらにこの上に、液
晶駆動用の透明電極層が形成された構造となっている。
したがって、電着法カラーフィルタ基板の場合、電着用
電極と駆動用電極の透明導電膜が必要なため、それだけ
透明導電膜がカラーフィルタの透過率に大きな影響を及
ぼすこととなる。

【００１３】ところでこの透明導電膜は、図１１に示す
ように、その光透過率およびシート抵抗が膜厚依存性を
もつことが知られている（「液晶デバイスハンドブッ
ク」、ｐ．２３６、日本学術振興会第１４２委員会編、
日刊工業新聞社刊、１９８９）。図１１は、抵抗率２．
０×１０^-4Ω・ｃｍのＩＴＯ（酸化インジウムスズ）透
明導電膜を用いて波長５５０ｎｍの光線照射をした場合
の光透過率およびシート抵抗を示すグラフで、同図から
明らかなように、光透過率、シート抵抗はいずれも膜厚
依存性のあることを示し、特に一定の波長における光透
過率は膜厚によって周期的に変動することがわかる。こ
れらのことから電着用電極の透明導電膜の膜厚を所定の
厚さに制御することでカラーフィルタの光透過率を向上
させることができると考えられる。

【００１４】一方、Ｔ．Ｋｏｓｅｋｉｅｔａｌ．，
“ＩＢＭＪ．ＲＥＳ．ＤＥＶＥＬＯＰ．”，ｐ
ｐ．４３−５０，ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．１，Ｊａｎｕ
ａｒｙ（１９９２）に報告されているように、液晶駆動
用透明電極膜についても既に膜厚の最適化が検討されて
いる。しかし、液晶駆動用透明電極膜を電着法カラーフ
ィルタ基板に用いる場合には、電着用透明導電膜との組
み合わせを考えなければならず、その場合、駆動用電極
膜としての膜厚は２０〜２００ｎｍが好ましい。

【００１５】さらに、電着用導電膜については、電着に
よってブラックマトリックス層や着色層の形成を行う必
要があるため、単に光透過率のみを考慮して最適膜厚を
設定することはできず、電着特性に悪影響を及ぼすこと
なく、しかも可能な限り高透過率の得られる透明導電膜
を形成する必要がある。

【００１６】本発明者らは、上記事情に鑑み鋭意研究を
重ね、電着用透明導電膜を種々検討した結果、電着用透
明導電層の膜厚を９０〜１９０ｎｍに制御することによ
って、電着適性を損なうことなく、しかもカラーフィル
タの光透過率を高めることができることを見出し、本発
明を完成するに至った。

【００１７】すなわち本発明によれば、透明基板と、該
透明基板上に形成された膜厚９０〜１９０ｎｍの電着用
透明導電層と、所定のパターンのブラックマトリックス
および複数色からなる所定のパターンの着色層とからな
り、少なくとも着色層が上記電着用透明導電層上に形成
されたカラーフィルタ層と、該カラーフィルタ層上に形
成された液晶駆動用透明電極層とを有することを特徴と
する、カラーフィルタ基板が提供される。

【００１８】また本発明によれば、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、
上述した構成を有する本発明のカラーフィルタ基板を用
いたカラー液晶表示装置が提供される。

【００１９】

【作用】電着用透明導電層の膜厚を９０〜１９０ｎｍの
範囲に制御することにより、液晶駆動用透明電極層と電
着用透明導電層の両者を備える電着法カラーフィルタ基
板において、カラーフィルタ全体としての光透過率を向
上させることができるとともに、電着用透明導電層の電
着適性を損なうことなく着色層等の形成を良好に行うこ
とができる。

【００２０】

【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。

【００２１】図１は本発明のカラーフィルタ基板の一例
を示す構成図である。図１において、カラーフィルタ基
板１は、透明基板２上に電着用透明導電層３を介してブ
ラックマトリックス６と着色層７が所定のパターンで形
成されており、これらブラックマトリックス６と着色層
７とでカラーフィルタ層８をなす。そして、このカラー
フィルタ層８の上に液晶駆動用透明電極層９が形成され
ている。

【００２２】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適して
いる。この透明基板２の厚さは０．３〜２．０μｍ、好
ましくは０．５〜１．５μｍ程度である。

【００２３】電着用透明導電層３、液晶駆動用透明電極
層９は、とも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、ＣＶＤ法
等の一般的な成膜方法により形成される。

【００２４】本発明では、電着用透明導電層３の膜厚が
９０〜１９０ｎｍに設定されるが、より好ましくは１０
０〜１７５ｎｍである。上記範囲に膜厚を制御すること
により、後述の液晶駆動用透明電極層９とあいまって、
カラーフィルタ層８の電着膜形成に悪影響を及ぼさず、
しかもカラーフィルタ全体としての光透過率を向上させ
ることができる。電着用透明導電層３の膜厚が９０ｎｍ
未満では抵抗値が高く、均一な電着膜形成が困難とな
り、一方、１９０ｎｍ超では光透過率が低下してしま
う。また、波長５５０ｎｍの光線透過率が８０％以上で
ある電着用透明電極を用いれば、抵抗値が低く、電着膜
の形成に悪影響を及ぼすことなく、光透過性に優れたカ
ラーフィルタ基板を作製できる。

【００２５】この電着用透明導電層３のシート抵抗は、
３〜１８Ω／ＳＱであるのが好ましい。シート抵抗を上
記範囲とすることにより、電着膜形成に弊害がなく、光
透過性に優れたカラーフィルタの作製が可能となる。上
記シート抵抗が１８Ω／ＳＱを超えると、特に１８Ω／
ＳＱ超〜５０Ω／ＳＱ程度においては光透過率、電着膜
形成のいずれも好ましくなく、これよりもさらに抵抗値
が高くなると電着膜の均一形成が困難となる。なお、こ
こで「シート抵抗」（面積抵抗）とは、正方形の薄膜の
一辺に平行な方向の抵抗を意味し、例えば四探針法等、
公知の測定方法により測定される。

【００２６】液晶駆動用透明電極層９は、膜厚２０〜２
００ｎｍとするのが好適であり、より好ましくは９０〜
１９０ｎｍ、最も好ましくは１００〜１７５ｎｍ程度と
される。このような膜厚とすることにより、前述したよ
うに電着用透明導電層８とあいまって、カラーフィルタ
全体の透過率を向上させることができる。

【００２７】カラーフィルタ層８において、着色層７は
赤色パターン７Ｒ、緑色パターン７Ｇおよび青色パター
ン７Ｂ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（ＢＭ）６は各着色パターンの間お
よび着色層７形成領域の外側に設けられている。

【００２８】次に、このようなカラーフィルタ基板の製
造方法の一例について、図５を参照しながら説明する。

【００２９】まず、多面付けの透明基板２の全面に酸化
インジウムスズ（ＩＴＯ）等の透明導電性物質により電
着用透明導電層３を形成する（図５（Ａ））。

【００３０】次に、電着用透明導電層３上にフォトレジ
ストを塗布してレジスト層４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５を介してレジスト層４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電着用透明導電層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、電着用透明導電層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パターン６を形成する
（図５（Ｃ））。

【００３１】同様にして、赤色パターン７Ｒ、緑色パタ
ーン７Ｇ、青色パターン７Ｂを形成する（図５
（Ｄ））。

【００３２】上記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。

【００３３】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知られており、電着物質の硬化
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。

【００３４】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。

【００３５】次いで、このように形成されたカラーフィ
ルタ層８を覆うように液晶駆動用透明電極層９を形成す
る（図５（Ｅ））。この液晶駆動用透明電極層９は、上
述した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、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。

【００３６】なお、上述の図１では、カラーフィルタ層
８が電着用透明導電層３上に全面に亘って形成された例
を挙げているが、本発明のカラーフィルタ基板は、カラ
ーフィルタ層８のうち、少なくとも着色層７が電着用透
明導電層３上に形成されていればよい。したがって、図
２に示すように、カラーフィルタ層８のうち、ブラック
マトリックス６が直接透明基板２上に、着色層７が電着
用透明導電層３上に形成されていてもよい。この場合、
ブラックマトリックス６は、無電解メッキ、ブラックレ
ジスト等、公知の方法によって形成することができる。

【００３７】さらに本発明のカラーフィルタ基板は、図
３、４に示すように、カラーフィルタ層８と液晶駆動用
の透明電極９との間にさらに保護層１０を設けてもよ
い。この保護層１０としては、例えばアクリル系、エポ
キシ系、ウレタン系樹脂等の熱硬化性高分子材料あるい
はＵＶ硬化性高分子材料等を用いることができる。この
保護層１０の膜厚は０．２〜１０μｍ程度とされ、より
好ましくは０．５〜５μｍ程度である。

【００３８】このような本発明のカラーフィルタ基板を
用いて、図６に示すように、カラー液晶表示装置を製造
することができる。図６において、カラー液晶表示装置
２１は、上記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を形成してカラーフィルタ液晶表示装置２１とす
る。なお、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。図中２９、３４は配向層である。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おり、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。

【００３９】このようなカラー液晶表示装置２１では、
上記カラーフィルタ基板１の各着色パターン７Ｒ、７
Ｇ、７Ｂ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表示電極をオン、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７Ｒ、７Ｇ、７Ｂのそれぞれの画素を光が透過し
てカラー表示が行われる。かかるカラー液晶表示装置２
１は、上記本発明のカラーフィルタ基板１を用いること
によって、表示品質に優れ、信頼性の高いものとなる。

【００４０】なお、上記においては、駆動方式としてＴ
ＦＴアクティブマトリックス方式を用いているが、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、ＭＩＭ（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。（実験例）実施例１ガラス基板（コーニング（株）製７０５９）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ＩＴＯ透明導電層（厚さ１１３ｎｍ、シート抵抗
１３Ω／ＳＱ）を形成した。この分光透過率を測定した
ところ、図７に示すような結果を得た。

【００４１】次に、ＩＴＯ透明導電層が形成された上記
ガラス基板を用い、このＩＴＯ透明導電層上に感光性レ
ジスト（東京応化工業（株）製商品名「ＯＦＰＲ−８
００」）をスピンコート法により塗布（膜厚２．５μ
ｍ）した。次に、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上記のレジスト塗布物を露
光した。この露光は超高圧水銀ランプを有するＵＶ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。

【００４２】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、ＩＴＯ層を陽極、白金電極を陰極と
し、電極間隔５０ｍｍとなるように基板を浸漬し、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基板を十分に水洗した後、
８０℃、１０分間の乾燥を行ってブラックマトリックス
層を形成した。（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した。こ
の露光はＵＶ露光装置（（株）オーク製作所製、ＪＬ３
３００）を用いて１００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線照射にて
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ＩＴＯ層を露出させた。

【００４３】次いで、下記の組成の赤色パターン用電着
液中に、ＩＴＯ層を陽極、白金電極を陰極とし、ブラッ
クマトリックスと同様に電着を行った。次に、電着液か
ら取り出した基板を十分に水洗した後、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。（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重量部次に、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前記と同様に
露光、現像して緑色パターンの層を露出させた。

【００４４】次に、赤色顔料の代りに緑色顔料（フタロ
シアニングリーン）を用いた他は上記の赤色着色層用の
電着液と同様にして緑色パターン用の電着液を調製し
た。そして、緑色パターン用電着液中に、ＩＴＯ層を陽
極、白金電極を陰極とし、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基板
を十分に水洗した後、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】次に、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
露光した。この露光は上記と同様にＵＶ露光装置「ＪＬ
−３３００」を用いて１００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線照射
にて行った。次に、露光部分を現像除去し、青色パター
ン用のパターンでＩＴＯ層を露出させた。

【００４６】次に、赤色顔料の代りに青色顔料（フタロ
シアニンブルー）を用いた他は上記の赤色着色層用の電
着液と同様にして青色パターン用の電着液を調製した。
そして、青色パターン用電着液中に、ＩＴＯ層を陽極、
白金電極を陰極とし、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基板を十
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】続いて２００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線を照射
し、残るレジストを現像して剥離した。その後、２００
℃で１時間硬化してカラーフィルタ基板を得た。こうし
て得られたカラーフィルタ基板の青色パターン（Ｂ）、
赤色パターン（Ｒ）、緑色パターン（Ｇ）、ブラックマ
トリックス（ＢＭ）の分光透過率を測定した。結果を図
８に示す。

【００４８】比較例１実施例１において、電着用導電層のＩＴＯ透明導電層の
膜厚が８５ｎｍ、シート抵抗が２０Ω／ＳＱであること
を除き、実施例１と全く同様にしてカラーフィルタ基板
を作製した。図９に、上記ＩＴＯ透明導電層のみが形成
されたガラス基板の分光透過率を、図１０に、このガラ
ス基板を用いて作製したカラーフィルタ基板の分光透過
率を示す。

【００４９】図８および図１０から明らかなように、図
８に示すカラーフィルタ基板（実施例１）の方が、図１
０に示すカラーフィルタ基板（比較例１）に比べ、青色
パターン（Ｂ）、緑色パターン（Ｇ）の光透過率が高い
ことがわかる。

【００５０】この実施例１、比較例１のカラーフィルタ
基板を用いて、それぞれ液晶駆動用電極層として厚さ４
０ｎｍのＩＴＯ透明導電層を形成し、配向膜の形成、配
向処理後、セルを組み立て液晶注入して液晶ディスプレ
イ（ＬＣＤ）を作製し、カラー画像を表示させた。実施
例１のカラーフィルタ基板を用いたものでは明るさに優
れた良好なカラー画像が表示されたが、比較例１のカラ
ーフィルタ基板を用いたものでは、得られた画像の明る
さが低かった。これは、図７、図９に示すように、電着
用透明導電層の光透過率が膜厚によって異なり、特に波
長５５０ｎｍ近傍の光照射においては本発明範囲内の膜
厚とすることにより高い光透過率が得られるからであ
る。

【００５１】一方、カラーフィルタ層の電着には、図９
に比べシート抵抗の低い図７に示すＩＴＯ透明導電層を
用いた方が良好な結果が得られ、短時間で均一な着色層
が得られた。

【００５２】実施例２実施例１において、ブラックマトリックスをブラックレ
ジスト塗布、露光、現像により透明基板上に形成し、着
色層のみを上記と同様の方法で電着用透明導電層上に電
着、形成した以外は、実施例１と同様にして本発明のカ
ラーフィルタ基板を得た。

【００５３】このカラーフィルタ基板を用いて分光透過
率を測定したところ図８（実施例１）の場合と全く同じ
結果が得られた。また、これを用いて上記と同様にして
カラー液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を作製し、カラー画
像を表示させたところ、明るさに優れた良好なカラー画
像が得られた。

【００５４】実施例３実施例１において、電着用透明導電層の膜厚を９０ｎｍ
に代えた以外は、実施例１と同様にして本発明のカラー
フィルタ基板を得た。

【００５５】このカラーフィルタ基板を用いて分光透過
率を測定したところ、膜厚８５ｎｍの場合に比べ、赤色
パターン（Ｒ）、緑色パターン（Ｇ）、青色パターン
（Ｂ）のいずれも高い光透過率を示した。また、これを
用いて上記と同様にしてカラー液晶ディスプレイ（ＬＣ
Ｄ）を作製し、カラー画像を表示させたところ、明るさ
に優れた良好なカラー画像が得られた。

【００５６】実施例４実施例１において、電着用透明導電層の膜厚を１９０ｎ
ｍに代えた以外は、実施例１と同様にして本発明のカラ
ーフィルタ基板を得た。

【００５７】このカラーフィルタ基板を用いて分光透過
率を測定したところ、膜厚８５ｎｍの場合に比べ、赤色
パターン（Ｒ）、緑色パターン（Ｇ）、青色パターン
（Ｂ）のいずれも高い光透過率を示した。また、これを
用いて上記と同様にしてカラー液晶ディスプレイ（ＬＣ
Ｄ）を作製し、カラー画像を表示させたところ、明るさ
に優れた良好なカラー画像が得られた。

【００５８】比較例２実施例１において、電着用透明導電層の膜厚を２００ｎ
ｍに代えた以外は、実施例１と同様にして本発明のカラ
ーフィルタ基板を得た。

【００５９】このカラーフィルタ基板を用いて分光透過
率を測定したところ、赤色パターン（Ｒ）、緑色パター
ン（Ｇ）、青色パターン（Ｂ）のいずれも、膜厚８５ｎ
ｍの場合とほぼ同様の光透過率しか得られなかった。ま
た、これを用いて上記と同様にしてカラー液晶ディスプ
レイ（ＬＣＤ）を作製し、カラー画像を表示させたとこ
ろ、実施例１、２、３、４のそれぞれと比べ、得られる
画像の明るさが低かった。

【００６０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
透明基板上に形成された電着用透明導電膜の膜厚を９０
〜１９０ｎｍと制御することによって、電着特性を損な
うことなく、カラーフィルタの透過率を向上させること
ができるという効果を奏する。したがって、かかるカラ
ーフィルタ基板を用いて、良好なカラー画像の得られる
カラー液晶表示装置を簡単な製造工程で、しかも安価に
製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルタ基板の一例を示す構成
図である。

【図２】本発明のカラーフィルタ基板の一例を示す構成
図である。

【図３】本発明のカラーフィルタ基板の一例を示す断面
図である。

【図４】本発明のカラーフィルタ基板の一例を示す断面
図である。

【図５】本発明のカラーフィルタ基板の製造工程を説明
するための図である。

【図６】電着法によって作製された本発明のカラーフィ
ルタ基板を用いたカラー液晶表示装置のす部分断面図で
ある。

【図７】電着用ＩＴＯ透明導電膜を形成した透明基板の
光透過率を示すグラフである。

【図８】図７に示す電着用ＩＴＯ透明導電膜を形成した
透明基板を用いて作製したカラーフィルタの分光透過率
を示すグラフである。

【図９】電着用ＩＴＯ透明導電膜を形成した透明基板の
光透過率を示すグラフである。

【図１０】図９に示す電着用ＩＴＯ透明導電膜を形成し
た透明基板を用いて作製したカラーフィルタの分光透過
率を示すグラフである。

【図１１】ＩＴＯ透明基板の波長５５０ｎｍの光線照射
における光透過率とシート抵抗の膜厚依存性を示すグラ
フである。

【符号の説明】

１カラーフィルタ基板２、３１透明基板３電着用透明導電層４レジスト層５フォトマスク６ブラックマトリックス７（７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ）着色層８カラーフィルタ層９液晶駆動用透明電極層１０保護膜層２１カラー液晶表示装置２３対向電極基板２４シール部材２５液晶層２６、２７偏光板２９、３４配向層３２透明電極３３薄膜トランジスト（ＴＦＴ）３５リード線４１駆動ＩＣ４２接続線

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板と、該透明基板上に形成された膜厚９０〜１９０ｎｍの電着
用透明導電層と、所定のパターンのブラックマトリックスおよび複数色か
らなる所定のパターンの着色層とからなり、少なくとも
着色層が上記電着用透明導電層上に形成されたカラーフ
ィルタ層と、該カラーフィルタ層上に形成された液晶駆動用透明電極
層とを有することを特徴とする、カラーフィルタ基板。
【請求項２】前記電着用透明導電層の波長５５０ｎｍ
の光線透過率が８０％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基板。
【請求項３】前記電着用透明導電層のシート抵抗が３
〜１８Ω／ＳＱであることを特徴とする、請求項１〜２
のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
【請求項４】前記カラーフィルタ層は、ブラックマト
リックスが透明基板上に形成され、着色層が電着用透明
導電層上に形成されていることを特徴とする、請求項１
〜３のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
【請求項５】前記カラーフィルタ層は、ブラックマト
リックスおよび着色層がともに電着用透明導電層上に形
成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれ
かに記載のカラーフィルタ基板。
【請求項６】カラーフィルタ層と液晶駆動用透明電極
層の間にさらに保護層が形成されていることを特徴とす
る、請求項１〜５のいずれかに記載のカラーフィルタ基
板。
【請求項７】前記液晶駆動用透明電極層の膜厚が２０
〜２００ｎｍであることを特徴とする、請求項１〜６の
いずれかに記載のカラーフィルタ基板。
【請求項８】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
基板として請求項１〜７のいずれかに記載のカラーフィ
ルタ基板を用いたことを特徴とする、カラー液晶表示装
置。