JPH08271716A - カラーフィルタ基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、カラーフィルタ層と、このカラ
ーフィルタ層上に形成されたトップコート層と、このト
ップコート層上に形成された透明導電層とを備えたカラ
ーフィルタ基板において、対向基板とのセルギャップの
変化による画像不良の生ずることのないカラーフィルタ
基板を提供することを目的とする。 【構成】 この発明は、トップコート層を複数層から構
成し、カラーフィルタと直接接触する部分には第１のト
ップコート層を形成し、この第１のトップコート層上の
パターニングされた透明導電層のうち、少なくとも透明
導電層の欠如する部分には第２のトップコート層を形成
することによって、透明導電層の段差部分に相当するセ
ルギャップの変化を解消し、上記目的を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はカラーフィルタ基板に
係わり、特にそのトップコート層と透明導電層の構成に
関する。

【０００２】

【従来の技術】単体のフラットディスプレイパネルをカ
ラー表示化するには通常カラーフィルタが用いられてい
る。例えば、液晶表示素子の場合、画素に対応する所定
の形状の透明電極層や、各画素ごとにスイッチング素子
などが形成された第１の基板と、この第１の基板の画素
に対応する所定の形状のカラーフィルタや透明電極層が
形成された第２の基板とからなり、この第１の基板と第
２の基板が所定の間隔で対向配置され、両基板間に液晶
組成物が挟持されて構成されている。

【０００３】図４にこのような第２の基板としてのカラ
ーフィルタ基板の平面構成を、図５に図４のＸ−Ｘ方向
から見た断面構造をそれぞれ示す。図４および図５にお
いて、まず、ガラスなどの透明基板２上に赤、青、緑の
３原色からなるカラーフィルタ層３が各画素に対応し
て、顔料分散法、電着法あるいは染色法などによって被
着される。そして、印刷法を除いて、フォトリソグラフ
ィ法などにより所定のパターニングがなされる。

【０００４】また、表示画像のコントラストを向上させ
るために、各カラーフィルタ層３の間にブラックマトリ
クスと称する遮光層６を配置する場合も多い。この遮光
層６は、通常クロムなどの金属もしくは色ペーストと同
系列のベース材にカーボンなどを分散させた黒ペースト
からなり、カラーフィルタ層３を形成する前に成膜、パ
ターニングを行うのが一般的である。

【０００５】次に、このカラーフィルタ層３と遮光層６
を被覆するように透明樹脂層などからなるトップコート
層４がスピンコート法などにより塗布形成される。これ
は、カラーフィルタ層３の材質が一般的に有機材からな
り、液晶組成物や後の工程で使用される溶媒などに対し
て非常に不安定なためである。

【０００６】即ち、このトップコート層４は後の工程や
液晶組成物などの接触による化学汚染の影響を防止する
とともにカラーフィルタ層３の表面凹凸を滑らかにする
機能を有している。

【０００７】また、このトップコート層４としては種々
の材質のものが使用可能であるが、カラーフィルタ層３
への濡れ性や光透過率の高い材料が選択条件となり、ア
クリル系の高分子ポリマーなどが使用される。

【０００８】さらに、このトップコート層４上に各画素
を駆動する電圧を印加するための電極として、インディ
ウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）などからなる透明
導電層５がスパッタ法や真空蒸着法などにより成膜さ
れ、フォトリソグラフィ法により所定の形状に形成され
る。

【０００９】このようにして準備された第２の基板とし
てのカラーフィルタ基板１はパターニング状態や表面状
態を検査した後、ポリイミドなどからなる配向膜（図示
せず）を成膜し、配向処理を施した後、第１の基板と組
み合わされ，両基板間に液晶組成物が挟持されて液晶表
示素子が形成される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このようなカラーフィ
ルタ基板において、トップコート層上に透明導電層を形
成する場合、例えば、図５に示すように、外部からの駆
動電源と接続される配線電極との接続のために透明導電
層は表示素子としての有効表示周辺部の一辺部から延在
して有効表示領域外へ引き出される。この結果、表示素
子としての有効表示周辺部近傍の一部には透明導電層が
形成されていない部分が存在することになる。

【００１１】ところが、カラーフィルタ基板としての第
２の基板と第１の基板とを対向配置して組合わせると、
有効表示領域とその近傍において、両基板の間隔は上記
の有効表示周辺部近傍の透明導電層の有無によって透明
導電層の厚み分だけの距離が変化することになる。

【００１２】両基板の間隔、即ち、セルギャップの変化
は液晶表示素子の表示機能に直接影響を及ぼし、白抜け
と呼ばれる画像不良が生じてしまう。この発明は以上の
問題点に鑑みてなされたもので、セルギャップの変化に
よる画像不良の生ずることのないカラーフィルタ基板を
提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、基板上に所
定の形状のカラーフィルタ層と、このカラーフィルタ層
上に形成されたトップコート層と、このトップーコート
層上に所定の形状に形成された透明導電層とを備えたカ
ラーフィルタ基板において、前記トップコート層は複数
層からなり、前記複数層のトップコート層の上層は前記
所定の形状に形成された透明導電層間に積層されている
カラーフィルタ基板であって、さらに、透明導電層と前
記複数層のトップコート層の上層との膜厚差は０．０３
μｍ以内とすることによって上記目的を達成するもので
ある。

【００１４】

【作用】カラーフィルタはその材質が一般的に有機材か
らなっており、耐熱性はあまり高くないので、熱による
変質を受けやすい。例えば、ＩＴＯからなる透明導電層
はその成膜工程において、必要とされる抵抗値に低下さ
せるためと、抵抗値の経時的安定性のために加熱工程は
不可欠の工程とされている。従って、透明導電層がカラ
ーフィルタと直接接触する構成は避けなければならず、
このためにトップコート層も不可欠の構成とせざるを得
ない。

【００１５】トップコート層の上に成膜された透明導電
層は、各画素に対応したパターニングが施されており、
このままでは有効表示周辺部近傍の透明導電層の段差部
分に相当するセルギャップの変化が生ずることも避けら
れない。

【００１６】そこで、所定の形状にパターニングされた
透明導電層の欠如する部分および有効表示周辺部近傍の
透明導電層の欠如する部分に何らかの積層物を形成すれ
ば透明導電層による段差を解消することができる。

【００１７】これらの透明導電層の欠如する部分の積層
物としては、所定の形状にパターニングする場合は、感
光性の透明樹脂層を用いるとよい。即ち、トップコート
層を複数層から構成し、カラーフィルタと直接接触する
部分は従来通りの第１のトップコート層を形成する。も
ちろん、この第１のトップコート層自体を２層構造とし
てもよい。

【００１８】そして、この第１のトップコート層上のパ
ターニングされた透明導電層のうち、少なくとも透明導
電層の欠如する部分には第２のトップコート層を形成す
ることによって、透明導電層の段差部分に相当するセル
ギャップの変化を解消することが可能となる。

【００１９】この場合、透明導電層の段差部分に相当す
るセルギャップの変化による白抜けなどの画像不良を解
消するためには、透明導電層と上記透明導電層の欠如す
る部分の第２のトップコート層との膜厚差は０．０３μ
ｍ以内とすることが必要である。

【００２０】

【実施例】以下に本発明のカラーフィルタ基板の実施例
について図１乃至図３を参照して詳細に説明する。図１
は本発明の実施例としてのカラーフィルタ基板１の平面
構成を示し、図２は図１のＸ−Ｘ方向から見た断面構成
を、図３は図１のＹ−Ｙ方向から見た断面構成をそれぞ
れ示す。尚、図１乃至図３において図４および図５と同
様の部材は同一の符号で示してある。

【００２１】図１乃至図３において、まず、ガラスなど
の透明基板２上にクロムなどの金属もしくは色ペースト
と同系列のベース材にカーボンなどを分散させた黒ペー
ストを成膜し、フォトリソグラフィ法により、３色のカ
ラーフィルタの間隙部に対応する位置にブラックマトリ
クスとなる遮光層６をパターニングする。

【００２２】次に、この遮光層６の間隙部分を埋めるよ
うに、赤、青、緑の３原色からなるカラーフィルタ層３
が各画素に対応して被着される。被着法はカラーフィル
タの材質に応じて顔料分散法、電着法、染色法など種々
の方法が選択可能であるが、印刷法が最も簡便である。

【００２３】そして、このカラーフィルタ層３と遮光層
６を被覆するように透明樹脂層としてアクリル系の高分
子ポリマーからなる第１のトップコート層4aがスピンコ
ート法により数μｍの厚さで全面を覆うように塗布形成
される。

【００２４】次に、この第１のトップコート層4aの上に
感光性の透明樹脂層からなる第２のトップコート層７を
スピンコート法により０．３μｍの厚さで全面を覆うよ
うに塗布形成する。そして、フォトリソグラフィ法によ
り所定の形状の透明導電層に対応する部分が欠如するよ
うに、即ち、間隙８を残すようにパターニングする。

【００２５】さらに、この上に画素駆動用電極として、
インディウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）などから
なる透明導電層５をスパッタ法により０．３μｍの厚さ
に成膜する。そして、フォトリソグラフィ法により上記
の第２のトップコート層７の間隙８部分を埋めるように
所定の形状にパターニングする。

【００２６】このようにして準備された第２の基板とし
てのカラーフィルタ基板１はパターニング状態や表面状
態を検査した後、ポリイミドなどからなる配向膜（図示
せず）を成膜し、配向処理を施した後、第１の基板と組
み合わされ，両基板間に液晶組成物が挟持されて液晶表
示素子が形成される。

【００２７】そして、このようにして形成された液晶表
示素子を標準条件にて駆動した結果、表示画像には従来
の白抜けなどの表示不良は全く認められなかった。即
ち、カラーフィルタ基板を上記の実施例のような構成と
することによって、透明導電層５の有無による段差部分
は全てほぼ平坦化され、セルギャップが均一化されたこ
とが確認された。

【００２８】また、透明導電層の段差部分に相当するセ
ルギャップの変化による白抜けなどの画像不良を解消す
るためには、透明導電層と上記透明導電層の欠如する部
分の第２のトップコート層との膜厚差は０．０３μｍ以
内とすることが必要であることも確認された。

【００２９】以上の実施例では、第１のトップコート層
4aは単層の場合を示したが、表面平坦化のために２層と
して積層したものであってもよい。また、以上の実施例
では、まず第２のトップコート層７を所定の形状にパタ
ーニングした後、この第２のトップコート層７の間隙８
部分に透明導電層５をパターニングした例について示し
たが、本発明はこれに限らず、まず透明導電層５を所定
の形状にパターニングした後、この透明導電層５の欠如
する部分に対応して第２のトップコート層７を所定の形
状にパターニングしてもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、カラーフ
ィルタ基板のトップコート層を複数層から構成し、カラ
ーフィルタと直接接触する部分は従来通りの第１のトッ
プコート層を形成する。もちろん、この第１のトップコ
ート層自体を２層構造としてもよい。そして、この第１
のトップコート層上のパターニングされた透明導電層の
うち、少なくとも透明導電層の欠如する部分には第２の
トップコート層を形成することによって、透明導電層の
段差部分に相当するセルギャップの変化を解消すること
が可能となる。

【００３１】従って、透明導電層の有無に関係なく対向
基板との距離（セルギャップ）を均一にすることがで
き、白抜けなどの表示不良を生ずることのない品位の優
れたカラー液晶表示素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のカラーフィルタ基板を示す平
面図。

【図２】図１のＸ−Ｘ方向から見た概略断面図。

【図３】図１のＹ−Ｙ方向から見た概略断面図。

【図４】従来のカラーフィルタ基板を示す平面図。

【図５】図４のＸ−Ｘ方向から見た概略断面図。

【符号の説明】

１…カラーフィルタ基板、 ２…透明基板、 ３…カラーフィルタ、 ４…トップコート層、 4a…第１のトップコート層、 ５…透明導電層、 ６…遮光層、 ７…第２のトップコート層、 ８…間隙。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に所定の形状のカラーフィルタ層
   と、このカラーフィルタ層上に形成されたトップコート
   層と、このトップコート層上に所定の形状に形成された
   透明導電層とを備えたカラーフィルタ基板において、前
   記トップコート層は複数層からなり、前記複数層のトッ
   プコート層の上層は前記所定の形状に形成された透明導
   電層間に積層されていることを特徴とするカラーフィル
   タ基板。
2. 【請求項２】 請求項１記載のカラーフィルタ基板にお
   いて、前記透明導電層と前記複数層のトップコート層の
   上層との膜厚差は０．０３μｍ以内であることを特徴と
   するカラーフィルタ基板。