横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板および横電界方式のＬＣＤ表示パネル
【課題】 表示パネル形成に際してのラビング時の静電気対策を主の目的としたカラーフィルタ形成基板の裏面の透明導電層のダメージの不具合を解決でき、且つ、表示用パネルに用いられた際に、横電界の乱れを抑制して、確実に液晶の配向の乱れを抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板を提供する。
【解決手段】 透明基板側から、ブラックマトリクス層、各色のカラーフィルタ用の着色層、オーバーコート層、柱状物の順として、且つ、前記透明基板と前記オーバーコート層との間に、全面に、透明導電層を配しており、前記透明導電層は、少なくとも前記カラーフィルタ用の各色の着色層形成領域の一部を開口する開口部を有している。
【解決手段】 透明基板側から、ブラックマトリクス層、各色のカラーフィルタ用の着色層、オーバーコート層、柱状物の順として、且つ、前記透明基板と前記オーバーコート層との間に、全面に、透明導電層を配しており、前記透明導電層は、少なくとも前記カラーフィルタ用の各色の着色層形成領域の一部を開口する開口部を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板と該カラーフィルタ形成基板を用いた横電界方式のＬＣＤ表示パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイの中で、現在もっとも広く使用されているのが液晶表示装置（ＬＣＤとも言う）である。
特に、ＴＦＴ形成基板（ＴＦＴ基板とも言う）とカラーフィルタ形成基板（カラーフィルタ基板とも言う）とを所定の間隔の間隙をあけ、該間隔に、液晶を配した形態のＴＦＴ方式のＬＣＤ（ＴＦＴ−ＬＣＤとも言う）用の表示パネル（ＬＣＤ表示パネルとも言う）は、パーソナルコンピュータ、ワープロ、ＯＡ機器などの民生用機器や携帯テレビジョン等の家電機器への応用により、市場の一層の拡大が期待されている。
ＴＮ型ＴＦＴ−ＬＣＤの製造技術は格段の進歩を遂げ、正面でのコントラスト・色再現性などはＣＲＴを凌駕するまでに至ったが、このＴＮ型ＴＦＴ−ＬＣＤには視野角が狭いという大きな欠点があり、用途が限定されるため、近年、ＴＮ型ＴＦＴ−ＬＣＤの表示状態に視角依存が生じる欠点を解決するため、ＩＰＳ（ＩＰＳ：Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型と呼ばれる方式のＬＣＤ用の表示パネルが提案されている。
ＩＰＳ型のＬＣＤ表示パネルは、通常、ＴＦＴ形成基板に２つのスリット状電極を１組として複数形成し、各組毎に２つのスリット電極間に位置するＴＦＴ形成基板とカラーフィルタ形成基板との間隙部（ギャップ部とも言う）の液晶分子を横電界によって駆動させるものである。
例えば、図５に示すような断面構造のＩＰＳ型のＬＣＤ用の表示パネルは、ＴＦＴ形成基板１２０に形成した共通電極１２２と画素電極１２３との間に電圧を印加することにより、カラーフィルタ形成基板１１０又はＴＦＴ形成基板１２０の界面とほぼ平行に電界を形成し、両基板の間隙部内の液晶分子がカラーフィルタ形成基板１１０及びＴＦＴ形成基板１２０と平行な面内で偏向されて回転し、光源からの光の偏向軸を回転させ、この画素が点灯状態となる。
このように、各色に着色された画素それぞれについてカラーフィルタ形成基板１１０の背後にある液晶層の光透過率を制御することによってカラー画像が得られる。
ここでは、電界を印加しない時には、液晶分子の長軸を上記各組の電極の長手方向に対してほぼ平行にホモジニアス配向させるように、配向膜をラビングしている。
尚、ＩＰＳ型の方式では液晶層制御の応答速度（スイッチング速度）が遅いため、実際のパネルでは、応答速度を改善するために、例えば、電圧印加時における液晶分子の配向方向の変化方向（回転方向）を一定とするように、液晶分子をスリット電極の長手方向に対して１５°の方位にホモジニアス配向している。
以下、ここでは、上記ＩＰＳ型のＬＣＤ表示パネルのように、液晶の配向を電界により駆動して制御する方式のＬＣＤ表示パネルを、横電界方式あるいは横電界モードのＬＣＤ表示パネルとも言う。
【０００３】
一般的に、横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板の構成は、図４（ａ）にその断面を示すように、ラビング時の静電気対策を主の目的として裏面に透明導電層（通常ＩＴＯ層）１４が形成されている。
尚、図４（ａ）に示すように、横電界方式のＬＣＤ用のカラーフィルタ形成基板１０は、透明基板の一面側に各色カラーフィルタ用の着色層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ、ブラックマトリクス（ＢＭとも言う）１２を配し、更に、これら着色層、ＢＭを覆うようにオーバーコート層（ＯＣ層あるいは保護層とも言う）１５を配しており、ここでは前記一面側を表面、該一面側でない他面を裏面と言う。
しかし、カラーフィルタ形成基板の裏面に形成された透明導電層１４が液晶表示パネルの製造工程上での搬送、冶具等でダメージを受ける。
また、モバイル用途では、パネル組後、スリミング工程( ガラスを削る工程) によりガラスの板厚を薄膜化するため、スリミング後に透明電極膜を形成するための追加工程が必要となるため、製造工程が増え、手間がかかることとなり、これが、取り扱いの不備を生じる原因ともなっている。
【０００４】
一方、特開２００９−１８６８８５号公報（特許文献２）には、ラビング時等の静電気対策ができ、形成された透明導電層１４が液晶表示パネルの製造工程上での搬送、冶具等でダメージを受けないように、図４（ｂ）に示すように、透明基板１１の一面側に順次、透明導電層（ＩＴＯ）１４、ブラックマトリクス層１２、カラーフィルタ用の各色の着色層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ、オーバーコート層１５を配したカラーフィルタ形成基板が記載されている。
しかし、ここに記載のカラーフィルタ形成基板のように、単にこのような位置に透明導電層を設けただけでは、先に述べた透明導電層を裏面に形成したカラーフィルタ形成基板の場合（図４（ａ）参照）に比べて、横電界方式のＬＣＤ表示パネルに用いられた際には、カラーフィルタ形成基板の透明導電層（ＩＴＯ）とＴＦＴの電極との距離が、縮まるため、該透明導電層（ＩＴＯ）に起因して、横電界を乱す縦方向の電界が生じて、結果、配向の乱れを生じるという問題があった。
また、図４（ａ）、図４（ｂ）に示す形態のように全面ベタで透明導電層１４を配した場合には、透明導電１４層を設けることにより、光透過率が下がるという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２５２４８０号公報
【特許文献２】特開２００９−１８６８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、一般的に、横電界モードのＬＣＤ用のカラーフィルタ形成基板においては、パネル形成に際してのラビング時の静電気対策を主の目的として裏面に透明導電層（通常ＩＴＯ層）を形成しているが、該透明導電層が液晶表示パネルの製造工程上での搬送、冶具等でダメージを受け、これが問題となっていた。
特に、モバイル用途では、ガラスの板厚を薄膜化するスリミング工程を行う必要があるため工程が一層複雑化し、問題となっていた。
また、裏面とは反対側に透明導電層を配したカラーフィルタ形成基板の場合には、横電界方式のＬＣＤ表示パネルに用いられた際には、カラーフィルタ形成基板の透明導電層（ＩＴＯ）とＴＦＴの電極との距離が、縮まるため、該透明導電層（ＩＴＯ）に起因して、横電界を乱す縦方向の電界が生じて、結果、配向の乱れを生じるという問題があった。
更にまた、図４（ａ）、図４（ｂ）に示す形態のように全面ベタで透明導電層１４を配した場合には、透明導電１４層を設けることにより、光透過率が下がるという問題もあった。
本発明は、これらに対応するもので、従来問題となっていた、横電界方式のＬＣＤ表示パネル形成に際してのラビング時の静電気対策を主の目的としたカラーフィルタ形成基板の裏面の透明導電層（通常、ＩＴＯ層：インジウム錫酸化物層）のダメージの不具合を解決でき、且つ、横電界方式の表示用パネルに用いられた際に、横電界の乱れを抑制して、液晶の配向の乱れを抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、光透過率の低下を抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板を提供しようとするものです。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板は、横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、透明基板側から、ブラックマトリクス層、各色のカラーフィルタ用の着色層、オーバーコート層の順として、且つ、前記透明基板と前記オーバーコート層との間に、全面に、透明導電層を配して、前記透明基板の一面側に、前記ブラックマトリクス層、カラーフィルタ用の各色の着色層、オーバーコート層の各層と前記透明導電層とを積層して配し、更に前記オーバーコート層上に、横電界方式の表示パネルを作製する際のＴＦＴ形成基板との間隙を保つための柱状物を配したものであり、前記透明導電層は、少なくとも前記カラーフィルタ用の各色の着色層形成領域の一部を開口する開口部を有して全面にわたり電気的に導通していることを特徴とするものである。
そして、上記の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、前記透明導電層は、全面に、メッシュ状であることを特徴とするものであり、前記透明導電層は、前記各色の着色層形成領域全体を開口して、メッシュ状であることを特徴とするものである。
【０００８】
そして、上記いずれかの横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、透明基板の一面側に、基板側から順に、前記ブラックマトリクス層、カラーフィルタ用の各色の着色層、透明導電層を配していることを特徴とするものである。
あるいは、上記いずれかの横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、基板側から順に、前記ブラックマトリクス層、透明導電層、前記各色の着色層を配していることを特徴とするものである。
あるいはまた、上記いずれかの横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、基板側から順に、前記透明導電層、前記ブラックマトリクス層、カラーフィルタ用の各色の着色層を配していることを特徴とするものである。
【０００９】
また、上記いずれかの横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、前記オーバーコート層の膜厚を１．０μｍ〜５．０μｍの範囲としていることを特徴とするものである。
また、上記いずれかの横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、前記オーバーコート層の比誘電率値は、周波数が６０Ｈｚ〜１ｋＨｚにおいて５以下であることを特徴とするものである。
また、上記いずれかの横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、ブラックマトリクスが、各色の着色層を重ねて形成されていることを特徴とするものである。
また、上記いずれかの横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、前記透明導電層がＩＴＯ層（インジウム錫酸化物層）であることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の横電界方式のＬＣＤ表示パネルは、横電界方式のＬＣＤ表示パネルであって、上記のいずれかの横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板を用いていることを特徴とするものである。
【００１１】
（作用）
本発明の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板は、このような構成にすることにより、従来問題となっていた、横電界方式のＬＣＤ表示パネル形成に際してのラビング時の静電気対策を主の目的としたカラーフィルタ形成基板の裏面の透明導電層（通常ＩＴＯ層）のダメージの不具合を解決でき、且つ、横電界方式の表示用パネルに用いられた際に、横電界の乱れを抑制して、液晶の配向の乱れを抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、光透過率の低下を抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板の提供を可能としている。
具体的には、透明基板側から、ブラックマトリクス層、各色のカラーフィルタ用の着色層、オーバーコート層の順として、且つ、前記透明基板と前記オーバーコート層との間に、全面に、透明導電層を配して、前記透明基板の一面側に、前記ブラックマトリクス層、カラーフィルタ用の各色の着色層、オーバーコート層の各層と前記透明導電層とを積層して配し、更に前記オーバーコート層上に、横電界方式の表示パネルを作製する際のＴＦＴ形成基板との間隙を保つための柱状物を配したものであり、前記透明導電層は、少なくとも前記カラーフィルタ用の各色の着色層形成領域の一部を開口する開口部を有して全面にわたり電気的に導通していることにより、これを達成している。
詳しくは、前記透明基板と前記オーバーコート層との間に、全面に、透明導電層を配していることにより、該透明導電層が外部に露出されないため、横電界方式のＬＣＤ表示パネル形成に際してのラビング時の静電気対策を主の目的としたカラーフィルタ形成基板の裏面の透明導電層（通常ＩＴＯ層）のダメージの不具合を解決できるものとしており、また、前記透明導電層は、少なくとも各色の着色層形成領域の一部を開口する開口部を有して全面にわたり電気的に導通していることにより、開口部においては、透明導電層に開口があるため、表示パネルとした際、該透明導電層があることにより、液晶駆動における電界に乱れを生じることが少なくなり、液晶の配向の乱れを抑制することができるものとしている。
更に、透明導電層を、全面に、メッシュ状とする形態が挙げられるが、特に、各色の着色層形成領域を全体を開口して、メッシュ状である場合には、表示パネルとした際、該透明導電層があることにより、液晶駆動における電界に乱れを生じることはほとんどなくなり、結果、液晶の配向の乱れを抑制することができるものとしている。
更に具体的には、透明基板の一面側に、基板側から順に、前記ブラックマトリクス層、カラーフィルタ用の各色の着色層、透明導電層を配している請求項４の発明の態様、あるいは、基板側から順に、前記ブラックマトリクス層、透明導電層、前記各色の着色層を配している請求項５の発明の態様、あるいはまた、基板側から順に、前記透明導電層、前記ブラックマトリクス層、カラーフィルタ用の各色の着色層を配している請求項６の発明の態様を挙げることができる。
【００１２】
また、前記オーバーコート層の膜厚を１．０μｍ〜５．０μｍの範囲としている第７の発明の態様とすることにより、着色層の平坦性の向上、耐熱性、耐湿性、耐薬品性などの信頼性の向上、バリア性を確保でき、且つ、良好なコーティング性、透明性を確保できるものとしている。
着色層の平坦性の向上、耐熱性、耐湿性、耐薬品性などの信頼性の向上、バリア性の向上からは、０．０５μｍ以上、好ましくは１．０μｍ以上で、良好なコーティング性、透明性からは、１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下である。
また、前記オーバーコート層の比誘電率値は、周波数が６０Ｈｚ〜１ｋＨｚにおいて５以下である第８の発明の態様とすることにより、残像を抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネルの形成を可能としている。
ＴＦＴにて駆動されるＬＣＤ表示パネルに使用される液晶の比誘電率の最大成分は、通常８〜１２程度（すくなくとも５．０以上）であり、オーバーコート層の比誘電率は液晶の比誘電率以下であることが好ましく、５以下としている。
尚、膜厚２μｍ、比誘電率５程度の一般的なオーバーコート層（ＯＣ層) を用いた場合、柱状物の高さが３μｍより大となることが好ましいが、メッシュ状の導電層のメッシュの開口形状や開口率を適宜選択することにより、オーバーコート層の膜厚、比誘電率や柱状物の高さの許容範囲を広いものでき、オーバーコート層と柱状物の高さの和を５μｍより小とすることや、柱状物の高さを３μｍより低くすることもできる。
【００１３】
また、ブラックマトリクスが、各色の着色層を重ねて形成されている態様も挙げられる。
また、前記透明導電層としては、汎用のＩＴＯ層であるが挙げられるが、横電界方式の表示パネルに用いられた際の表示品質や機能を満足できるものであれば、これに限定はされない。
例えば、非晶質であるＩＺＯ層（インジウム亜鉛酸化物層）等を用いても良い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、このように、従来問題となっていた、横電界方式のＬＣＤ表示パネル形成に際してのラビング時の静電気対策を主の目的としたカラーフィルタ形成基板の裏面の透明導電層（通常ＩＴＯ層）のダメージの不具合を解決でき、且つ、横電界方式の表示用パネルに用いられた際に、横電界の乱れを抑制して、確実に液晶の配向の乱れを抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、光透過率の低下を抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板の提供を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１（ａ）は、本発明の実施の形態の第１の例の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板を用いて、表示パネルとした際の概略断面図で、図１（ｂ）はその透明導電層の一部を示した平面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の実施の形態の第２の例の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板を用いて、表示パネルとした際の概略断面図で、図２（ｂ）はその透明導電層の一部を示した平面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の実施の形態の第３の例の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板を用いて、表示パネルとした際の概略断面図で、図３（ｂ）はその透明導電層の一部を示した平面図である。
【図４】図４（ａ）、図４（ｂ）は、それぞれ、従来のカラーフィルタ形成基板を表示パネルとした際の概略断面図である。
【図５】ＩＰＳ方式のＬＣＤ表示パネルの概略構成を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
先ず、本発明の電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板の実施の形態の第１の例を、図１に基づいて説明する。
尚、図１（ａ）は、第１の例の電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板の一部断面図で、図１（ｂ）は、透明導電層のみを示した平面図である。
第１の例の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板は、図１（ａ）に示すように、透明基板１１の一面側に、透明基板１１側から順に、ブラックマトリクス層１２、カラーフィルタ用の各色の着色層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ、透明導電層１４、オーバーコート層１５を積層して配し、更にオーバーコート層１５上に、横電界方式の表示パネルを作製する際のＴＦＴ形成基板２０との間隙を保つための柱状物１６を配したものである。
そして、横電界方式の表示パネルを作製した際に、オーバーコート層１５と柱状物１６だけで、透明導電層１４とＴＦＴ形成基板２０の電極の絶縁性不足に起因する横電界方式による液晶３０の配向制御における液晶３０の配向不良の発生を抑制できる絶縁性を確保できるように、透明導電層１４は、少なくとも着色層領域の一部を開口する開口部を有して全面にわたり電気的に導通している。
特に、第１の例の電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板では、図１（ｂ）に示すように、透明導電層１４としてＩＴＯを各色の着色層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ上にメッシュ状に形成しており、これにより、従来問題となっていた、横電界方式のＬＣＤ表示パネル形成に際してのラビング時の静電気対策を主の目的としたカラーフィルタ形成基板の裏面の透明導電層（通常ＩＴＯ層）のダメージの不具合を解決でき、且つ、横電界方式の表示用パネルに用いられた際に、横電界の乱れを抑制して、確実に液晶の配向の乱れを抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、光透過率の低下を抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板の提供を可能としている。
尚、第１の例では、メッシュ１４Ｍの各開口１４Ｔはひし形で、例えば、透明導電層１４でカラーフィルタ用の各色の着色層形成領域を３０％程度覆い、各画素となる領域の透明導電層１４で覆われていない割合である開口率を７０％程度とする。
また、図１（ａ）では、配向層を便宜上、省略して示しているが、カラーフィルタ形成基板１０の液晶３０と接する面、ＴＦＴ形成基板２０の液晶３０と接する面には配設されている。
また、図１（ａ）では明示していないが、透明導電層１４は、接地電位になるように接続されている。
【００１７】
本例では、オーバーコート層１５の膜厚を１．０μｍ〜５．０μｍの範囲としており、これにより、着色層の平坦性の向上、耐熱性、耐湿性、耐薬品性などの信頼性の向上、バリア性を確保でき、且つ、良好なコーティング性、透明性を確保できるものとしている。 尚、着色層の平坦性の向上、耐熱性、耐湿性、耐薬品性などの信頼性の向上、バリア性の向上からは、０．０５μｍ以上、好ましくは１．０μｍ以上で、良好なコーティング性、透明性からは、１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下である。
【００１８】
また、本例においては、オーバーコート層１５の比誘電率値は、周波数が６０Ｈｚ〜１ｋＨｚにおいて５以下としており、これにより、残像を抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネルの形成を可能としている。
ＴＦＴにて駆動されるＬＣＤ表示パネルに使用される液晶の比誘電率の最大成分は、通常８〜１２程度（すくなくとも５．０以上）であり、オーバーコート層の比誘電率は液晶の比誘電率以下であることが好ましく、５以下としている。
【００１９】
以下、各部について簡単に述べる。
＜透明基板１１＞
透明基板１１としては、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、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透明な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、ＩＰＳ液晶モードの液晶表示パネル用のカラーフィルタ形成基板には適している。
【００２０】
＜ブラックマトリクス層１２＞
遮光するためのブラックマトリックス層１２は、高電気抵抗とするため金属膜でなく、樹脂中に遮光剤を分散したいわゆる樹脂ブラックマトリックスが用いられている。
カーボン微粒子や金属酸化物等の遮光性粒子を含有させたポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂層を形成し、この樹脂層を直接パターニングして形成したもの、および、カーボン微粒子や金属酸化物等の遮光性粒子を含有させた感光性樹脂層を形成し、この感光性樹脂層をフォトリソ法によりパターニングして形成したもの等、遮光性を有するものを用いることができる。
フォトリソ法の場合、樹脂ブラックマトリクス用材料の遮光剤を分散した組成物を透明基板に塗布した後、選択的にパターン露光し、現像して、形成する。
尚、これ以外に、ブラックマトリクス層を、カラーフィルタ形成の各色の着色層を重ねて形成する形態も挙げられる。
【００２１】
＜着色層＞
各色の着色層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂとしては、ここでは、樹脂中に顔料や染料等の着色剤を分散または溶解させた層が用いられる。
各色の着色層の形成方法としては、インクジェット法、印刷法、フォトリソ法等のいずれの方法で形成しても構わないが、高精細さや分光特性の面からは、透明な樹脂中に、光開始剤、重合性モノマー、溶剤等とともに各色形成のための顔料を分散させた着色組成物（感光性樹脂とも言う）を透明基板に塗布した後、選択的にパターン露光し、現像して、形成するフォトリソ法が好ましい。
フォトリソ法に用いる着色組成物（感光性樹脂とも言う）としては、ネガ型感光性樹脂およびポジ型感光性樹脂のいずれも用いることができるが、通常はネガ型感光性樹脂が用いられる。
このネガ型感光性樹脂としては、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有するもの等が挙げられる。
尚、赤色着色層１３Ｒに用いられる着色剤としては、例えば、ペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料等が挙げられるが、これらの顔料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
緑色画素層１３Ｇに用いられる着色剤としては、例えば、ハロゲン多置換フタロシアニン系顔料もしくはハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔料等のフタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系塩基性染料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等が挙げられるが、これらの顔料もしくは染料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
青色画素層１３Ｂに用いられる着色剤としては、例えば、銅フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、インダンスレン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料等が挙げられるが、これらの顔料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
赤色着色層１３Ｒ、緑色着色層１３Ｇおよび青色着色層１３Ｂの厚さは、通常は１〜５μｍの範囲で設定される。
【００２２】
＜透明導電層１４＞
透明導電層１４としては、横電界方式の表示パネルに用いられた際の表示品質を満足でき、帯電防止でき、且つ、液晶の配向の乱れを生じさせないことが要求されるが、これらを満たすものであれば、特に限定はされない。
ここでは、厚さが１０００Å、面積抵抗１００Ω／□程度の汎用のＩＴＯをマスキングして、直接、メッシュ状にスパッタ形成して用いている。
ＩＴＯ以外では、例えば、非晶質であるＩＺＯ層（インジウム亜鉛酸化物層）等を用いても良い。
【００２３】
＜オーバーコート層１５＞
オーバーコート層１５は、透明性、表面平滑性、上下隣接層との密着性、耐光性、耐熱性、耐薬品性等の幅広い特性が要求され、これを形成するオーバーコート材としては、従来高電気抵抗の光又は熱硬化アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリグリシジルメタクリレート系樹脂、エポキシ樹脂等が用いられている。
【００２４】
＜柱状物１６＞
柱状物１６は、カラーフィルタ形成基板とＴＦＴ基板（対向基板）との間隙（ギャップ）制御機能を行うもので、所望の間隙（ギャップ）に応じて適宜調整されるが、通常は２．５〜５．０μｍの範囲で設定され、好ましくは２．５〜４．５μｍの範囲で設定され、さらに好ましくは３．０〜４．０μｍの範囲で設定される。
例えば、ポリイミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、アクリル樹脂のいずれかを主成分とするものが用いられるが、これらに限定はされない。
【００２５】
先にも述べたように、図１（ａ）では、配向層を便宜上、省略して示しているが、カラーフィルタ形成基板１０の液晶３０と接する面、ＴＦＴ形成基板２０の液晶３０と接する面には配設されている。
配向膜の材料としては、ラビング処理により異方性が付与されるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリビニルアルコール、ポリウレタンなどを挙げることができる。
この中でも、ポリイミドを用いることが特に好ましい。
これらの材料は、単独で用いてもよく２種以上を組み合わせて用いてもよい。
配向膜の厚さは適宜設定することができるが、透明基板１１上に設けられた赤色着色層１３Ｒ、緑色着色層１３Ｇまたは青色着色層１３Ｂを覆うオーバーコート層１５上に形成される配向膜の好ましい厚さは０．１〜０．１５μｍである。
【００２６】
次に、本発明の電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板の実施の形態の第２の例を、図２に基づいて説明する。
尚、図２（ａ）は、第２の例の電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板の一部断面図で、図２（ｂ）は、透明導電層のみを示した平面図である。
第２の例は、第１の例の透明導電層１４の位置を透明基板１１上に変え、且つ、透明導電層のメッシュ１４Ｍの開口の形状を、各色の着色層領域に沿う長い四角形として、各色の着色層領域を跨ぐ透明導電層１４のブリッジ１４Ｇを隣接する各色の着色層領域毎に互い違いにずらしたものです。
第２の例は、透明導電層１４の位置および透明導電層１４のメッシュ１４Ｍの開口１４Ｔの形状が異なる点以外は第１の例と同じで、これにより、従来問題となっていた、横電界方式のＬＣＤ表示パネル形成に際してのラビング時の静電気対策を主の目的としたカラーフィルタ形成基板の裏面の透明導電層（通常ＩＴＯ層）のダメージの不具合を解決でき、且つ、横電界方式の表示用パネルに用いられた際に、横電界の乱れを抑制して、確実に液晶の配向の乱れを抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、光透過率の低下を抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板の提供を可能としている。
第２の例では、例えば、透明導電層１４でカラーフィルタ用の各色の着色層形成領域を５％程度覆い、各画素となる領域の透明導電層１４で覆われていない割合である開口率を９５％程度とする。
尚、図１（ｂ）では、配向層を便宜上、省略して示しているが、カラーフィルタ形成基板１０の液晶３０と接する面、ＴＦＴ形成基板２０の液晶３０と接する面には配設されている。
また、図１（ｂ）では明示していないが、透明導電層１４は、接地電位になるように接続されている。
【００２７】
次に、本発明の電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板の実施の形態の第３の例を、図３に基づいて説明する。
尚、図３（ａ）は、第３の例の電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板の一部断面図で、図３（ｂ）は、透明導電層のみを示した平面図である。
第３の例は、第１の例の透明導電層１４の位置をブラックマトリクス層１２上に変え、且つ、透明導電層のメッシュ１４Ｍの開口の形状を、各色の着色層領域に沿う長い四角形として、各色の着色層領域を跨ぐ透明導電層１４のブリッジ１４Ｇを隣接する各色の着色層領域毎に互い違いにずらさずに配列させたものです。
第３の例は、透明導電層１４の位置および透明導電層１４のメッシュ１４Ｍの開口１４Ｔの形状が異なる点以外は第１の例、第２の例と同じで、これにより、従来問題となっていた、横電界方式のＬＣＤ表示パネル形成に際してのラビング時の静電気対策を主の目的としたカラーフィルタ形成基板の裏面の透明導電層（通常ＩＴＯ層）のダメージの不具合を解決でき、且つ、横電界方式の表示用パネルに用いられた際に、横電界の乱れを抑制して、確実に液晶の配向の乱れを抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、光透過率の低下を抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板の提供を可能としている。
第３の例では、例えば、透明導電層１４でカラーフィルタ用の各色の着色層形成領域をほとんど覆っておらず、ほぼ、カラーフィルタ用の各色の着色層形成領域をメッシュ１４Ｍの開口領域とする。
尚、図１（ｃ）では、配向層を便宜上、省略して示しているが、カラーフィルタ形成基板１０の液晶３０と接する面、ＴＦＴ形成基板２０の液晶３０と接する面には配設されている。
また、図１（ｃ）では明示していないが、透明導電層１４は、接地電位になるように接続されている。
【００２８】
次に実施例を挙げて、本発明を説明する。
（実施例１）
実施例１のカラーフィルタ形成基板は、第１の例の実施の形態例のカラーフィルタ形成基板において、オーバーコート層１５の厚さを４μｍ、比誘電率を５．０、柱状物の高さを３μｍとし、下記のようにして形成したもので、このカラーフィルタ形成基板を用いて実際に表示パネルを作製して、配向の乱れの有無評価したが、配向の乱れは見られなかった。
また、透過率特性も良好であった。
ここでは、液晶の駆動周波数を６０Ｈｚと１ｋＨｚで行い、光の透過性により評価した。
比誘電率は、６０Ｈｚにおけるものである。
ここでの評価は、パネル組み後、パネルに所定の周波数（６０Ｈｚ、１ｋＨｚ）にて５Ｖの電圧を印加し、光の透過が安定的に確認できたものを○、光の透過が不安定であったものを×とした。
具体的には、表示パネルを点灯して目視レベルでちらつきが見えないレベルを○とし、未点灯もしくは点灯して目視レベルでちらつきが見え、点灯が不安定なレベルを×とした。
【００２９】
＜実施例１のカラーフィルタ形成基板の作製＞
透明基板１１の一面側に、順に、ブラックマトリクス層１２、カラーフィルタ形成用の各色の着色層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ、透明導電層１４、オーバーコート層１５を積層形成し、更に、オーバーコート層１５上への柱状物１６の形成は、以下のようにして行った。
先ず、透明基板１１として石英ガラスを用い、また、樹脂ブラックマトリクス用材料としては、黒顔料：ＴＭブラック＃９５５０（大日精化工業製）、分散剤：（Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１１１（ビックケミー製）、重合体：ＶＲ６０（昭和高分子製）、光硬化性化合物：ＳＲ３９９Ｅ（日本化薬製）、添加剤：Ｌ−２０（総研化学製）、重合開始剤：イルガキュア９０７（チバ・スペシャルティ・ケミカル製）、溶剤：エチレングリコールモノブチルエーテル等を用いて作製されたものを用いて、透明基板１１の一面に、樹脂ブラックマトリクス用材料を塗布した後、露光用のマスクを用いて選択的にパターン露光し、現像するフォトリソ工程により、ブラックマトリクス層１２を形成した。
次いで、透明基板１１のブラックマトリクス層１２が形成された側に、赤色の着色層１３Ｒ、緑色の着色層１３Ｇ、青色の着色層１３Ｂの各色形成用の着色組成物として、それぞれ、表１、表２、表３に示すような組成の着色組成物を用いて、同様にして、フォトリソ工程により、赤色の着色層１３Ｒ、緑色の着色層１３Ｇ、青色の着色層１３Ｂを形成した。
【表１】
【表２】
【表３】
【００３０】
次いで、透明基板１１の各色の着色層が形成された側全体を覆うように、全面に、ＩＴＯを厚さ１０００Åにしてスパッタ形成した。
ＩＴＯの面積抵抗１００Ω／□程度であった。
ここでは、マスキングして、直接メッシュ状にスパッタ形成した。
ここでは、メッシュ１４Ｍの各開口１４Ｔはひし形で、透明導電層１４でカラーフィルタ用の各色の着色層形成領域を３０％覆い、各画素となる領域の透明導電層１４で覆われていない割合である開口率を７０％とした。
尚、上記のように、メッシュ１４Ｍを形成したが、形成方法はこれに限定はされない。 例えば、スパッタ形成されたベタ状のＩＴＯ上にレジスト製版して所定形状にレジストの開口を形成して、開口から露出したＩＴＯ部分をエッチング除去し、その後レジストを剥離してメッシュ１４Ｍを形成する方法もある。
【００３１】
次いで、オーバーコート層形成用の材料の調製を、下記のようにして、重合体Ａを合成して得た後、それぞれ、前記重合体Ａに、光硬化性化合物、エポキシ樹脂、重合開始剤等を加え、これらの組成を変えて、混合し、撹拌して、所望の比誘電率のオーバーコート層形成用の材料を形成し、形成されたオーバーコート層形成用の材料を、透明基板１１の各色の着色層が形成された側全体を覆うように塗布して、硬化させて、厚さ４μｍ、比誘電率５のオーバーコート層を平坦にして形成した。
（重合体Ａの合成）
重合槽中にベンジルメタクリレートを１５．６重量部、スチレンを３７．０重量部、アクリル酸を３０．５重量部、２−ヒドロキシエチルメタクリレートを１６．９重量部、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＤＧ）を２００重量部、仕込み、攪拌し溶解させた後、２，２ '−アゾビス（イソブチロニトリル）を０．８重量部、添加し、均一に溶解させた。
その後、窒素気流下で、８５℃で２時間攪拌し、さらに１００℃で１時間反応させた。さらに得られた溶液に２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを１６．９重量部、トリエチルアミンを０．５重量部、及び、ハイドロキノンを０．１重量部、添加し、１００℃で５時間攪拌し、目的とする重合体１（固形分３７．２％）を得る。
【００３２】
次いで、表４に示す柱状物１６形成用の光硬化性の組成物を、オーバーコート層上に塗布して、選択的にパターン露光して、現像するフォトリソ工程により、３μｍの高さに柱状物１６を形成した。
【表４】
このようにして、実施例１のカラーフィルタ形成基板を作製した。
【００３３】
（実施例２）
実施例２のラーフィルタ形成基板は、第１の例の実施の形態例のカラーフィルタ形成基板において、オーバーコート層１５の厚さを２μｍ、比誘電率を２．５、柱状物の高さを３μｍとし、メッシュを図３（ｂ）に示す実施形態の第３の例の形態のものとしたもので、このカラーフィルタ形成基板を用いて実際に表示パネルを作製して、配向の乱れの有無評価したが、配向の乱れは見られなかった。
ここでは、液晶の駆動周波数を６０Ｈｚと１ｋＨｚで行い、光の透過性により評価した。
比誘電率は、６０Ｈｚにおけるものである。
実施例２のラーフィルタ形成基板の作製は、ほぼ、実施例１の場合と同様であるが、オーバーコート層１５の厚さを２μｍ、比誘電率を２．５と実施例１とは異なるようにするため、オーバーコート層形成用の材料の調製における組成を変えている。
実施例１で用いた重合体Ａに対して、添加剤や、構成組成（成分）を変えることにより、所望の比誘電率、厚さで、オーバーコート層を形成した。
【００３４】
（実施例３）
実施例３のラーフィルタ形成基板は、第１の例の実施の形態例のカラーフィルタ形成基板において、オーバーコート層１５の厚さを２μｍ、比誘電率を５．０、柱状物の高さを３μｍとしたもので、このカラーフィルタ形成基板を用いて実際に表示パネルを作製して、配向の乱れの有無評価したが、配向の乱れは見られなかった。
ここでは、液晶の駆動周波数を６０Ｈｚと１ｋＨｚで行い、光の透過性により評価した。
尚、比誘電率は、６０Ｈｚにおけるものである。
実施例３のラーフィルタ形成基板の作製は、ほぼ、実施例１の場合と同様であるが、オーバーコート層１５の厚さを２μｍ、比誘電率を５．０と実施例１とは異なるようにするため、オーバーコート層形成用の材料の調製における組成を変えている。
実施例３の場合も、実施例１で用いた重合体Ａに対して、添加剤や、構成組成（成分）を変えることにより、所望の比誘電率、厚さで、オーバーコート層を形成した。
【００３５】
（比較例１）
比較例１のラーフィルタ形成基板は、実施例３において、透明導電層１４をベタ状に設けたもので、実施例３と同様、オーバーコート層１５の厚さを２μｍ、比誘電率を５．０、柱状物の高さを３μｍとしたもので、このカラーフィルタ形成基板を用いて実際に表示パネルを作製して、配向の乱れの有無評価したが、配向の乱れが見られた。
ここでは、液晶の駆動周波数を６０Ｈｚと１ｋＨｚで行い、光の透過性により評価した。
尚、比誘電率は、６０Ｈｚにおけるものである。
比較例１のラーフィルタ形成基板の作製は、ほぼ、実施例１の場合と同様であるが、オーバーコート層１５の厚さを２μｍ、比誘電率を５．０と実施例１とは異なるようにするため、オーバーコート層形成用の材料の調製における組成を変えている。
比較例１の場合も、実施例１で用いた重合体Ａに対して、添加剤や、構成組成（成分）を変えることにより、所望の比誘電率、厚さで、オーバーコート層を形成した。
【００３６】
以下、実施例１、実施例２、実施例３、比較例１についてのパラメータと評価結果を表５に示しておく。
表５中、メッシュＡ、メッシュＢは、それぞれ、図１（ｂ）、図３（ｂ）に示すメッシュの形態を意味している。
また、ここでの評価は、パネル組み後、パネルに所定の周波数（６０Ｈｚ、１ｋＨｚ）にて５Ｖの電圧を印加し、光の透過が安定的に確認できたものを○、光の透過が不安定であったものを×とした。
具体的には、パネルを点灯して目視レベルでちらつきが見えないレベルを○とし、未点灯もしくは点灯して目視レベルでちらつきが見え、点灯が不安定なレベルを×とした。
【表５】
ここでは、比較例１に示すように、膜厚２μｍ、比誘電率５の一般的なオーバーコート層（ＯＣ層) を用いて、導電層をベタ状とした場合、柱状物の高さが３μｍで評価×となっているが、実施例１では、オーバーコート層の比誘電率が５であっても、オーバーコート層の厚みを４μｍと厚くし、且つ導電層をメッシュＡとすることにより、柱状物の高さが３μｍで評価を○とすることができることを示している。
また、実施例２では、オーバーコート層の膜厚を２μｍとしても、オーバーコート層の比誘電率を５より小の２．５とし、且つ導電層をメッシュＢとすることにより、柱状物の高さが３μｍで評価○となることを示している。
また、実施例３では、オーバーコート層の膜厚を２μｍとしても、オーバーコート層の比誘電率を５とし、且つ導電層をメッシュＡとすることにより、柱状物の高さが３μｍで評価○となることを示している。
尚、ここでは、柱状物の高さを３μｍとして、オーバーコート層と柱状物の高さの和を５μｍ以上としているが、メッシュ状の導電層のメッシュの開口形状や開口率を適宜選択することにより、オーバーコート層の膜厚、比誘電率や柱状物の高さの許容範囲を広いものとでき、オーバーコート層と柱状物の高さの和を５μｍより小とすることや、柱状物の高さを３μｍより低くすることもできる。
【符号の説明】
【００３７】
１０、１０Ａ、１０Ｂ カラーフィルタ形成基板（単にカラーフィルタ基板とも言う）
１０ａ、１０ｂ カラーフィルタ形成基板
１１ 透明基板
１２ ブラックマトリクス層（樹脂ブラックマトリクスとも言う）
１３Ｒ 第１の着色層（赤色の着色層）
１３Ｇ 第２の着色層（緑色の着色層）
１３Ｂ 第３の着色層（青色の着色層）
１４ 透明導電層
１４Ｍ メッシュ
１４Ｔ 開口
１４Ｂ ブリッジ（繋ぎ部とも言う）
１５ オーバーコート層（ＯＣ層あるいは保護層とも言う）
１６ 柱状物
２０ ＴＦＴ形成基板（単にＴＦＴ基板とも言う）
３０ 液晶
１１０ カラーフィルタ基板
１１１ 透明基板
１１２ ブラックマトリクス層（樹脂ブラックマトリクスとも言う）
１１３Ｒ 第１の着色層（赤色の着色層）
１１３Ｇ 第２の着色層（緑色の着色層）
１１３Ｂ 第３の着色層（青色の着色層）
１１５ オーバーコート層（保護層とも言う）
２００ 液晶表示パネル
１２０ ＴＦＴ基板
１２１ 透明基板
１２２ 共通電極
１２３ 画素電極
１２４ 絶縁層
１２５ 保護層
１３０ 液晶
１４０、１４１ 配向膜
１５０、１５１ 偏光板
１６０ 電界
【技術分野】
【０００１】
本発明は、横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板と該カラーフィルタ形成基板を用いた横電界方式のＬＣＤ表示パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイの中で、現在もっとも広く使用されているのが液晶表示装置（ＬＣＤとも言う）である。
特に、ＴＦＴ形成基板（ＴＦＴ基板とも言う）とカラーフィルタ形成基板（カラーフィルタ基板とも言う）とを所定の間隔の間隙をあけ、該間隔に、液晶を配した形態のＴＦＴ方式のＬＣＤ（ＴＦＴ−ＬＣＤとも言う）用の表示パネル（ＬＣＤ表示パネルとも言う）は、パーソナルコンピュータ、ワープロ、ＯＡ機器などの民生用機器や携帯テレビジョン等の家電機器への応用により、市場の一層の拡大が期待されている。
ＴＮ型ＴＦＴ−ＬＣＤの製造技術は格段の進歩を遂げ、正面でのコントラスト・色再現性などはＣＲＴを凌駕するまでに至ったが、このＴＮ型ＴＦＴ−ＬＣＤには視野角が狭いという大きな欠点があり、用途が限定されるため、近年、ＴＮ型ＴＦＴ−ＬＣＤの表示状態に視角依存が生じる欠点を解決するため、ＩＰＳ（ＩＰＳ：Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型と呼ばれる方式のＬＣＤ用の表示パネルが提案されている。
ＩＰＳ型のＬＣＤ表示パネルは、通常、ＴＦＴ形成基板に２つのスリット状電極を１組として複数形成し、各組毎に２つのスリット電極間に位置するＴＦＴ形成基板とカラーフィルタ形成基板との間隙部（ギャップ部とも言う）の液晶分子を横電界によって駆動させるものである。
例えば、図５に示すような断面構造のＩＰＳ型のＬＣＤ用の表示パネルは、ＴＦＴ形成基板１２０に形成した共通電極１２２と画素電極１２３との間に電圧を印加することにより、カラーフィルタ形成基板１１０又はＴＦＴ形成基板１２０の界面とほぼ平行に電界を形成し、両基板の間隙部内の液晶分子がカラーフィルタ形成基板１１０及びＴＦＴ形成基板１２０と平行な面内で偏向されて回転し、光源からの光の偏向軸を回転させ、この画素が点灯状態となる。
このように、各色に着色された画素それぞれについてカラーフィルタ形成基板１１０の背後にある液晶層の光透過率を制御することによってカラー画像が得られる。
ここでは、電界を印加しない時には、液晶分子の長軸を上記各組の電極の長手方向に対してほぼ平行にホモジニアス配向させるように、配向膜をラビングしている。
尚、ＩＰＳ型の方式では液晶層制御の応答速度（スイッチング速度）が遅いため、実際のパネルでは、応答速度を改善するために、例えば、電圧印加時における液晶分子の配向方向の変化方向（回転方向）を一定とするように、液晶分子をスリット電極の長手方向に対して１５°の方位にホモジニアス配向している。
以下、ここでは、上記ＩＰＳ型のＬＣＤ表示パネルのように、液晶の配向を電界により駆動して制御する方式のＬＣＤ表示パネルを、横電界方式あるいは横電界モードのＬＣＤ表示パネルとも言う。
【０００３】
一般的に、横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板の構成は、図４（ａ）にその断面を示すように、ラビング時の静電気対策を主の目的として裏面に透明導電層（通常ＩＴＯ層）１４が形成されている。
尚、図４（ａ）に示すように、横電界方式のＬＣＤ用のカラーフィルタ形成基板１０は、透明基板の一面側に各色カラーフィルタ用の着色層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ、ブラックマトリクス（ＢＭとも言う）１２を配し、更に、これら着色層、ＢＭを覆うようにオーバーコート層（ＯＣ層あるいは保護層とも言う）１５を配しており、ここでは前記一面側を表面、該一面側でない他面を裏面と言う。
しかし、カラーフィルタ形成基板の裏面に形成された透明導電層１４が液晶表示パネルの製造工程上での搬送、冶具等でダメージを受ける。
また、モバイル用途では、パネル組後、スリミング工程( ガラスを削る工程) によりガラスの板厚を薄膜化するため、スリミング後に透明電極膜を形成するための追加工程が必要となるため、製造工程が増え、手間がかかることとなり、これが、取り扱いの不備を生じる原因ともなっている。
【０００４】
一方、特開２００９−１８６８８５号公報（特許文献２）には、ラビング時等の静電気対策ができ、形成された透明導電層１４が液晶表示パネルの製造工程上での搬送、冶具等でダメージを受けないように、図４（ｂ）に示すように、透明基板１１の一面側に順次、透明導電層（ＩＴＯ）１４、ブラックマトリクス層１２、カラーフィルタ用の各色の着色層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ、オーバーコート層１５を配したカラーフィルタ形成基板が記載されている。
しかし、ここに記載のカラーフィルタ形成基板のように、単にこのような位置に透明導電層を設けただけでは、先に述べた透明導電層を裏面に形成したカラーフィルタ形成基板の場合（図４（ａ）参照）に比べて、横電界方式のＬＣＤ表示パネルに用いられた際には、カラーフィルタ形成基板の透明導電層（ＩＴＯ）とＴＦＴの電極との距離が、縮まるため、該透明導電層（ＩＴＯ）に起因して、横電界を乱す縦方向の電界が生じて、結果、配向の乱れを生じるという問題があった。
また、図４（ａ）、図４（ｂ）に示す形態のように全面ベタで透明導電層１４を配した場合には、透明導電１４層を設けることにより、光透過率が下がるという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２５２４８０号公報
【特許文献２】特開２００９−１８６８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、一般的に、横電界モードのＬＣＤ用のカラーフィルタ形成基板においては、パネル形成に際してのラビング時の静電気対策を主の目的として裏面に透明導電層（通常ＩＴＯ層）を形成しているが、該透明導電層が液晶表示パネルの製造工程上での搬送、冶具等でダメージを受け、これが問題となっていた。
特に、モバイル用途では、ガラスの板厚を薄膜化するスリミング工程を行う必要があるため工程が一層複雑化し、問題となっていた。
また、裏面とは反対側に透明導電層を配したカラーフィルタ形成基板の場合には、横電界方式のＬＣＤ表示パネルに用いられた際には、カラーフィルタ形成基板の透明導電層（ＩＴＯ）とＴＦＴの電極との距離が、縮まるため、該透明導電層（ＩＴＯ）に起因して、横電界を乱す縦方向の電界が生じて、結果、配向の乱れを生じるという問題があった。
更にまた、図４（ａ）、図４（ｂ）に示す形態のように全面ベタで透明導電層１４を配した場合には、透明導電１４層を設けることにより、光透過率が下がるという問題もあった。
本発明は、これらに対応するもので、従来問題となっていた、横電界方式のＬＣＤ表示パネル形成に際してのラビング時の静電気対策を主の目的としたカラーフィルタ形成基板の裏面の透明導電層（通常、ＩＴＯ層：インジウム錫酸化物層）のダメージの不具合を解決でき、且つ、横電界方式の表示用パネルに用いられた際に、横電界の乱れを抑制して、液晶の配向の乱れを抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、光透過率の低下を抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板を提供しようとするものです。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板は、横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、透明基板側から、ブラックマトリクス層、各色のカラーフィルタ用の着色層、オーバーコート層の順として、且つ、前記透明基板と前記オーバーコート層との間に、全面に、透明導電層を配して、前記透明基板の一面側に、前記ブラックマトリクス層、カラーフィルタ用の各色の着色層、オーバーコート層の各層と前記透明導電層とを積層して配し、更に前記オーバーコート層上に、横電界方式の表示パネルを作製する際のＴＦＴ形成基板との間隙を保つための柱状物を配したものであり、前記透明導電層は、少なくとも前記カラーフィルタ用の各色の着色層形成領域の一部を開口する開口部を有して全面にわたり電気的に導通していることを特徴とするものである。
そして、上記の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、前記透明導電層は、全面に、メッシュ状であることを特徴とするものであり、前記透明導電層は、前記各色の着色層形成領域全体を開口して、メッシュ状であることを特徴とするものである。
【０００８】
そして、上記いずれかの横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、透明基板の一面側に、基板側から順に、前記ブラックマトリクス層、カラーフィルタ用の各色の着色層、透明導電層を配していることを特徴とするものである。
あるいは、上記いずれかの横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、基板側から順に、前記ブラックマトリクス層、透明導電層、前記各色の着色層を配していることを特徴とするものである。
あるいはまた、上記いずれかの横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、基板側から順に、前記透明導電層、前記ブラックマトリクス層、カラーフィルタ用の各色の着色層を配していることを特徴とするものである。
【０００９】
また、上記いずれかの横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、前記オーバーコート層の膜厚を１．０μｍ〜５．０μｍの範囲としていることを特徴とするものである。
また、上記いずれかの横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、前記オーバーコート層の比誘電率値は、周波数が６０Ｈｚ〜１ｋＨｚにおいて５以下であることを特徴とするものである。
また、上記いずれかの横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、ブラックマトリクスが、各色の着色層を重ねて形成されていることを特徴とするものである。
また、上記いずれかの横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、前記透明導電層がＩＴＯ層（インジウム錫酸化物層）であることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の横電界方式のＬＣＤ表示パネルは、横電界方式のＬＣＤ表示パネルであって、上記のいずれかの横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板を用いていることを特徴とするものである。
【００１１】
（作用）
本発明の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板は、このような構成にすることにより、従来問題となっていた、横電界方式のＬＣＤ表示パネル形成に際してのラビング時の静電気対策を主の目的としたカラーフィルタ形成基板の裏面の透明導電層（通常ＩＴＯ層）のダメージの不具合を解決でき、且つ、横電界方式の表示用パネルに用いられた際に、横電界の乱れを抑制して、液晶の配向の乱れを抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、光透過率の低下を抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板の提供を可能としている。
具体的には、透明基板側から、ブラックマトリクス層、各色のカラーフィルタ用の着色層、オーバーコート層の順として、且つ、前記透明基板と前記オーバーコート層との間に、全面に、透明導電層を配して、前記透明基板の一面側に、前記ブラックマトリクス層、カラーフィルタ用の各色の着色層、オーバーコート層の各層と前記透明導電層とを積層して配し、更に前記オーバーコート層上に、横電界方式の表示パネルを作製する際のＴＦＴ形成基板との間隙を保つための柱状物を配したものであり、前記透明導電層は、少なくとも前記カラーフィルタ用の各色の着色層形成領域の一部を開口する開口部を有して全面にわたり電気的に導通していることにより、これを達成している。
詳しくは、前記透明基板と前記オーバーコート層との間に、全面に、透明導電層を配していることにより、該透明導電層が外部に露出されないため、横電界方式のＬＣＤ表示パネル形成に際してのラビング時の静電気対策を主の目的としたカラーフィルタ形成基板の裏面の透明導電層（通常ＩＴＯ層）のダメージの不具合を解決できるものとしており、また、前記透明導電層は、少なくとも各色の着色層形成領域の一部を開口する開口部を有して全面にわたり電気的に導通していることにより、開口部においては、透明導電層に開口があるため、表示パネルとした際、該透明導電層があることにより、液晶駆動における電界に乱れを生じることが少なくなり、液晶の配向の乱れを抑制することができるものとしている。
更に、透明導電層を、全面に、メッシュ状とする形態が挙げられるが、特に、各色の着色層形成領域を全体を開口して、メッシュ状である場合には、表示パネルとした際、該透明導電層があることにより、液晶駆動における電界に乱れを生じることはほとんどなくなり、結果、液晶の配向の乱れを抑制することができるものとしている。
更に具体的には、透明基板の一面側に、基板側から順に、前記ブラックマトリクス層、カラーフィルタ用の各色の着色層、透明導電層を配している請求項４の発明の態様、あるいは、基板側から順に、前記ブラックマトリクス層、透明導電層、前記各色の着色層を配している請求項５の発明の態様、あるいはまた、基板側から順に、前記透明導電層、前記ブラックマトリクス層、カラーフィルタ用の各色の着色層を配している請求項６の発明の態様を挙げることができる。
【００１２】
また、前記オーバーコート層の膜厚を１．０μｍ〜５．０μｍの範囲としている第７の発明の態様とすることにより、着色層の平坦性の向上、耐熱性、耐湿性、耐薬品性などの信頼性の向上、バリア性を確保でき、且つ、良好なコーティング性、透明性を確保できるものとしている。
着色層の平坦性の向上、耐熱性、耐湿性、耐薬品性などの信頼性の向上、バリア性の向上からは、０．０５μｍ以上、好ましくは１．０μｍ以上で、良好なコーティング性、透明性からは、１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下である。
また、前記オーバーコート層の比誘電率値は、周波数が６０Ｈｚ〜１ｋＨｚにおいて５以下である第８の発明の態様とすることにより、残像を抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネルの形成を可能としている。
ＴＦＴにて駆動されるＬＣＤ表示パネルに使用される液晶の比誘電率の最大成分は、通常８〜１２程度（すくなくとも５．０以上）であり、オーバーコート層の比誘電率は液晶の比誘電率以下であることが好ましく、５以下としている。
尚、膜厚２μｍ、比誘電率５程度の一般的なオーバーコート層（ＯＣ層) を用いた場合、柱状物の高さが３μｍより大となることが好ましいが、メッシュ状の導電層のメッシュの開口形状や開口率を適宜選択することにより、オーバーコート層の膜厚、比誘電率や柱状物の高さの許容範囲を広いものでき、オーバーコート層と柱状物の高さの和を５μｍより小とすることや、柱状物の高さを３μｍより低くすることもできる。
【００１３】
また、ブラックマトリクスが、各色の着色層を重ねて形成されている態様も挙げられる。
また、前記透明導電層としては、汎用のＩＴＯ層であるが挙げられるが、横電界方式の表示パネルに用いられた際の表示品質や機能を満足できるものであれば、これに限定はされない。
例えば、非晶質であるＩＺＯ層（インジウム亜鉛酸化物層）等を用いても良い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、このように、従来問題となっていた、横電界方式のＬＣＤ表示パネル形成に際してのラビング時の静電気対策を主の目的としたカラーフィルタ形成基板の裏面の透明導電層（通常ＩＴＯ層）のダメージの不具合を解決でき、且つ、横電界方式の表示用パネルに用いられた際に、横電界の乱れを抑制して、確実に液晶の配向の乱れを抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、光透過率の低下を抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板の提供を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１（ａ）は、本発明の実施の形態の第１の例の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板を用いて、表示パネルとした際の概略断面図で、図１（ｂ）はその透明導電層の一部を示した平面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の実施の形態の第２の例の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板を用いて、表示パネルとした際の概略断面図で、図２（ｂ）はその透明導電層の一部を示した平面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の実施の形態の第３の例の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板を用いて、表示パネルとした際の概略断面図で、図３（ｂ）はその透明導電層の一部を示した平面図である。
【図４】図４（ａ）、図４（ｂ）は、それぞれ、従来のカラーフィルタ形成基板を表示パネルとした際の概略断面図である。
【図５】ＩＰＳ方式のＬＣＤ表示パネルの概略構成を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
先ず、本発明の電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板の実施の形態の第１の例を、図１に基づいて説明する。
尚、図１（ａ）は、第１の例の電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板の一部断面図で、図１（ｂ）は、透明導電層のみを示した平面図である。
第１の例の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板は、図１（ａ）に示すように、透明基板１１の一面側に、透明基板１１側から順に、ブラックマトリクス層１２、カラーフィルタ用の各色の着色層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ、透明導電層１４、オーバーコート層１５を積層して配し、更にオーバーコート層１５上に、横電界方式の表示パネルを作製する際のＴＦＴ形成基板２０との間隙を保つための柱状物１６を配したものである。
そして、横電界方式の表示パネルを作製した際に、オーバーコート層１５と柱状物１６だけで、透明導電層１４とＴＦＴ形成基板２０の電極の絶縁性不足に起因する横電界方式による液晶３０の配向制御における液晶３０の配向不良の発生を抑制できる絶縁性を確保できるように、透明導電層１４は、少なくとも着色層領域の一部を開口する開口部を有して全面にわたり電気的に導通している。
特に、第１の例の電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板では、図１（ｂ）に示すように、透明導電層１４としてＩＴＯを各色の着色層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ上にメッシュ状に形成しており、これにより、従来問題となっていた、横電界方式のＬＣＤ表示パネル形成に際してのラビング時の静電気対策を主の目的としたカラーフィルタ形成基板の裏面の透明導電層（通常ＩＴＯ層）のダメージの不具合を解決でき、且つ、横電界方式の表示用パネルに用いられた際に、横電界の乱れを抑制して、確実に液晶の配向の乱れを抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、光透過率の低下を抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板の提供を可能としている。
尚、第１の例では、メッシュ１４Ｍの各開口１４Ｔはひし形で、例えば、透明導電層１４でカラーフィルタ用の各色の着色層形成領域を３０％程度覆い、各画素となる領域の透明導電層１４で覆われていない割合である開口率を７０％程度とする。
また、図１（ａ）では、配向層を便宜上、省略して示しているが、カラーフィルタ形成基板１０の液晶３０と接する面、ＴＦＴ形成基板２０の液晶３０と接する面には配設されている。
また、図１（ａ）では明示していないが、透明導電層１４は、接地電位になるように接続されている。
【００１７】
本例では、オーバーコート層１５の膜厚を１．０μｍ〜５．０μｍの範囲としており、これにより、着色層の平坦性の向上、耐熱性、耐湿性、耐薬品性などの信頼性の向上、バリア性を確保でき、且つ、良好なコーティング性、透明性を確保できるものとしている。 尚、着色層の平坦性の向上、耐熱性、耐湿性、耐薬品性などの信頼性の向上、バリア性の向上からは、０．０５μｍ以上、好ましくは１．０μｍ以上で、良好なコーティング性、透明性からは、１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下である。
【００１８】
また、本例においては、オーバーコート層１５の比誘電率値は、周波数が６０Ｈｚ〜１ｋＨｚにおいて５以下としており、これにより、残像を抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネルの形成を可能としている。
ＴＦＴにて駆動されるＬＣＤ表示パネルに使用される液晶の比誘電率の最大成分は、通常８〜１２程度（すくなくとも５．０以上）であり、オーバーコート層の比誘電率は液晶の比誘電率以下であることが好ましく、５以下としている。
【００１９】
以下、各部について簡単に述べる。
＜透明基板１１＞
透明基板１１としては、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、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透明な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、ＩＰＳ液晶モードの液晶表示パネル用のカラーフィルタ形成基板には適している。
【００２０】
＜ブラックマトリクス層１２＞
遮光するためのブラックマトリックス層１２は、高電気抵抗とするため金属膜でなく、樹脂中に遮光剤を分散したいわゆる樹脂ブラックマトリックスが用いられている。
カーボン微粒子や金属酸化物等の遮光性粒子を含有させたポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂層を形成し、この樹脂層を直接パターニングして形成したもの、および、カーボン微粒子や金属酸化物等の遮光性粒子を含有させた感光性樹脂層を形成し、この感光性樹脂層をフォトリソ法によりパターニングして形成したもの等、遮光性を有するものを用いることができる。
フォトリソ法の場合、樹脂ブラックマトリクス用材料の遮光剤を分散した組成物を透明基板に塗布した後、選択的にパターン露光し、現像して、形成する。
尚、これ以外に、ブラックマトリクス層を、カラーフィルタ形成の各色の着色層を重ねて形成する形態も挙げられる。
【００２１】
＜着色層＞
各色の着色層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂとしては、ここでは、樹脂中に顔料や染料等の着色剤を分散または溶解させた層が用いられる。
各色の着色層の形成方法としては、インクジェット法、印刷法、フォトリソ法等のいずれの方法で形成しても構わないが、高精細さや分光特性の面からは、透明な樹脂中に、光開始剤、重合性モノマー、溶剤等とともに各色形成のための顔料を分散させた着色組成物（感光性樹脂とも言う）を透明基板に塗布した後、選択的にパターン露光し、現像して、形成するフォトリソ法が好ましい。
フォトリソ法に用いる着色組成物（感光性樹脂とも言う）としては、ネガ型感光性樹脂およびポジ型感光性樹脂のいずれも用いることができるが、通常はネガ型感光性樹脂が用いられる。
このネガ型感光性樹脂としては、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有するもの等が挙げられる。
尚、赤色着色層１３Ｒに用いられる着色剤としては、例えば、ペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料等が挙げられるが、これらの顔料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
緑色画素層１３Ｇに用いられる着色剤としては、例えば、ハロゲン多置換フタロシアニン系顔料もしくはハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔料等のフタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系塩基性染料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等が挙げられるが、これらの顔料もしくは染料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
青色画素層１３Ｂに用いられる着色剤としては、例えば、銅フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、インダンスレン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料等が挙げられるが、これらの顔料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
赤色着色層１３Ｒ、緑色着色層１３Ｇおよび青色着色層１３Ｂの厚さは、通常は１〜５μｍの範囲で設定される。
【００２２】
＜透明導電層１４＞
透明導電層１４としては、横電界方式の表示パネルに用いられた際の表示品質を満足でき、帯電防止でき、且つ、液晶の配向の乱れを生じさせないことが要求されるが、これらを満たすものであれば、特に限定はされない。
ここでは、厚さが１０００Å、面積抵抗１００Ω／□程度の汎用のＩＴＯをマスキングして、直接、メッシュ状にスパッタ形成して用いている。
ＩＴＯ以外では、例えば、非晶質であるＩＺＯ層（インジウム亜鉛酸化物層）等を用いても良い。
【００２３】
＜オーバーコート層１５＞
オーバーコート層１５は、透明性、表面平滑性、上下隣接層との密着性、耐光性、耐熱性、耐薬品性等の幅広い特性が要求され、これを形成するオーバーコート材としては、従来高電気抵抗の光又は熱硬化アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリグリシジルメタクリレート系樹脂、エポキシ樹脂等が用いられている。
【００２４】
＜柱状物１６＞
柱状物１６は、カラーフィルタ形成基板とＴＦＴ基板（対向基板）との間隙（ギャップ）制御機能を行うもので、所望の間隙（ギャップ）に応じて適宜調整されるが、通常は２．５〜５．０μｍの範囲で設定され、好ましくは２．５〜４．５μｍの範囲で設定され、さらに好ましくは３．０〜４．０μｍの範囲で設定される。
例えば、ポリイミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、アクリル樹脂のいずれかを主成分とするものが用いられるが、これらに限定はされない。
【００２５】
先にも述べたように、図１（ａ）では、配向層を便宜上、省略して示しているが、カラーフィルタ形成基板１０の液晶３０と接する面、ＴＦＴ形成基板２０の液晶３０と接する面には配設されている。
配向膜の材料としては、ラビング処理により異方性が付与されるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリビニルアルコール、ポリウレタンなどを挙げることができる。
この中でも、ポリイミドを用いることが特に好ましい。
これらの材料は、単独で用いてもよく２種以上を組み合わせて用いてもよい。
配向膜の厚さは適宜設定することができるが、透明基板１１上に設けられた赤色着色層１３Ｒ、緑色着色層１３Ｇまたは青色着色層１３Ｂを覆うオーバーコート層１５上に形成される配向膜の好ましい厚さは０．１〜０．１５μｍである。
【００２６】
次に、本発明の電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板の実施の形態の第２の例を、図２に基づいて説明する。
尚、図２（ａ）は、第２の例の電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板の一部断面図で、図２（ｂ）は、透明導電層のみを示した平面図である。
第２の例は、第１の例の透明導電層１４の位置を透明基板１１上に変え、且つ、透明導電層のメッシュ１４Ｍの開口の形状を、各色の着色層領域に沿う長い四角形として、各色の着色層領域を跨ぐ透明導電層１４のブリッジ１４Ｇを隣接する各色の着色層領域毎に互い違いにずらしたものです。
第２の例は、透明導電層１４の位置および透明導電層１４のメッシュ１４Ｍの開口１４Ｔの形状が異なる点以外は第１の例と同じで、これにより、従来問題となっていた、横電界方式のＬＣＤ表示パネル形成に際してのラビング時の静電気対策を主の目的としたカラーフィルタ形成基板の裏面の透明導電層（通常ＩＴＯ層）のダメージの不具合を解決でき、且つ、横電界方式の表示用パネルに用いられた際に、横電界の乱れを抑制して、確実に液晶の配向の乱れを抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、光透過率の低下を抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板の提供を可能としている。
第２の例では、例えば、透明導電層１４でカラーフィルタ用の各色の着色層形成領域を５％程度覆い、各画素となる領域の透明導電層１４で覆われていない割合である開口率を９５％程度とする。
尚、図１（ｂ）では、配向層を便宜上、省略して示しているが、カラーフィルタ形成基板１０の液晶３０と接する面、ＴＦＴ形成基板２０の液晶３０と接する面には配設されている。
また、図１（ｂ）では明示していないが、透明導電層１４は、接地電位になるように接続されている。
【００２７】
次に、本発明の電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板の実施の形態の第３の例を、図３に基づいて説明する。
尚、図３（ａ）は、第３の例の電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板の一部断面図で、図３（ｂ）は、透明導電層のみを示した平面図である。
第３の例は、第１の例の透明導電層１４の位置をブラックマトリクス層１２上に変え、且つ、透明導電層のメッシュ１４Ｍの開口の形状を、各色の着色層領域に沿う長い四角形として、各色の着色層領域を跨ぐ透明導電層１４のブリッジ１４Ｇを隣接する各色の着色層領域毎に互い違いにずらさずに配列させたものです。
第３の例は、透明導電層１４の位置および透明導電層１４のメッシュ１４Ｍの開口１４Ｔの形状が異なる点以外は第１の例、第２の例と同じで、これにより、従来問題となっていた、横電界方式のＬＣＤ表示パネル形成に際してのラビング時の静電気対策を主の目的としたカラーフィルタ形成基板の裏面の透明導電層（通常ＩＴＯ層）のダメージの不具合を解決でき、且つ、横電界方式の表示用パネルに用いられた際に、横電界の乱れを抑制して、確実に液晶の配向の乱れを抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、光透過率の低下を抑制できる横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板の提供を可能としている。
第３の例では、例えば、透明導電層１４でカラーフィルタ用の各色の着色層形成領域をほとんど覆っておらず、ほぼ、カラーフィルタ用の各色の着色層形成領域をメッシュ１４Ｍの開口領域とする。
尚、図１（ｃ）では、配向層を便宜上、省略して示しているが、カラーフィルタ形成基板１０の液晶３０と接する面、ＴＦＴ形成基板２０の液晶３０と接する面には配設されている。
また、図１（ｃ）では明示していないが、透明導電層１４は、接地電位になるように接続されている。
【００２８】
次に実施例を挙げて、本発明を説明する。
（実施例１）
実施例１のカラーフィルタ形成基板は、第１の例の実施の形態例のカラーフィルタ形成基板において、オーバーコート層１５の厚さを４μｍ、比誘電率を５．０、柱状物の高さを３μｍとし、下記のようにして形成したもので、このカラーフィルタ形成基板を用いて実際に表示パネルを作製して、配向の乱れの有無評価したが、配向の乱れは見られなかった。
また、透過率特性も良好であった。
ここでは、液晶の駆動周波数を６０Ｈｚと１ｋＨｚで行い、光の透過性により評価した。
比誘電率は、６０Ｈｚにおけるものである。
ここでの評価は、パネル組み後、パネルに所定の周波数（６０Ｈｚ、１ｋＨｚ）にて５Ｖの電圧を印加し、光の透過が安定的に確認できたものを○、光の透過が不安定であったものを×とした。
具体的には、表示パネルを点灯して目視レベルでちらつきが見えないレベルを○とし、未点灯もしくは点灯して目視レベルでちらつきが見え、点灯が不安定なレベルを×とした。
【００２９】
＜実施例１のカラーフィルタ形成基板の作製＞
透明基板１１の一面側に、順に、ブラックマトリクス層１２、カラーフィルタ形成用の各色の着色層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ、透明導電層１４、オーバーコート層１５を積層形成し、更に、オーバーコート層１５上への柱状物１６の形成は、以下のようにして行った。
先ず、透明基板１１として石英ガラスを用い、また、樹脂ブラックマトリクス用材料としては、黒顔料：ＴＭブラック＃９５５０（大日精化工業製）、分散剤：（Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１１１（ビックケミー製）、重合体：ＶＲ６０（昭和高分子製）、光硬化性化合物：ＳＲ３９９Ｅ（日本化薬製）、添加剤：Ｌ−２０（総研化学製）、重合開始剤：イルガキュア９０７（チバ・スペシャルティ・ケミカル製）、溶剤：エチレングリコールモノブチルエーテル等を用いて作製されたものを用いて、透明基板１１の一面に、樹脂ブラックマトリクス用材料を塗布した後、露光用のマスクを用いて選択的にパターン露光し、現像するフォトリソ工程により、ブラックマトリクス層１２を形成した。
次いで、透明基板１１のブラックマトリクス層１２が形成された側に、赤色の着色層１３Ｒ、緑色の着色層１３Ｇ、青色の着色層１３Ｂの各色形成用の着色組成物として、それぞれ、表１、表２、表３に示すような組成の着色組成物を用いて、同様にして、フォトリソ工程により、赤色の着色層１３Ｒ、緑色の着色層１３Ｇ、青色の着色層１３Ｂを形成した。
【表１】
【表２】
【表３】
【００３０】
次いで、透明基板１１の各色の着色層が形成された側全体を覆うように、全面に、ＩＴＯを厚さ１０００Åにしてスパッタ形成した。
ＩＴＯの面積抵抗１００Ω／□程度であった。
ここでは、マスキングして、直接メッシュ状にスパッタ形成した。
ここでは、メッシュ１４Ｍの各開口１４Ｔはひし形で、透明導電層１４でカラーフィルタ用の各色の着色層形成領域を３０％覆い、各画素となる領域の透明導電層１４で覆われていない割合である開口率を７０％とした。
尚、上記のように、メッシュ１４Ｍを形成したが、形成方法はこれに限定はされない。 例えば、スパッタ形成されたベタ状のＩＴＯ上にレジスト製版して所定形状にレジストの開口を形成して、開口から露出したＩＴＯ部分をエッチング除去し、その後レジストを剥離してメッシュ１４Ｍを形成する方法もある。
【００３１】
次いで、オーバーコート層形成用の材料の調製を、下記のようにして、重合体Ａを合成して得た後、それぞれ、前記重合体Ａに、光硬化性化合物、エポキシ樹脂、重合開始剤等を加え、これらの組成を変えて、混合し、撹拌して、所望の比誘電率のオーバーコート層形成用の材料を形成し、形成されたオーバーコート層形成用の材料を、透明基板１１の各色の着色層が形成された側全体を覆うように塗布して、硬化させて、厚さ４μｍ、比誘電率５のオーバーコート層を平坦にして形成した。
（重合体Ａの合成）
重合槽中にベンジルメタクリレートを１５．６重量部、スチレンを３７．０重量部、アクリル酸を３０．５重量部、２−ヒドロキシエチルメタクリレートを１６．９重量部、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＤＧ）を２００重量部、仕込み、攪拌し溶解させた後、２，２ '−アゾビス（イソブチロニトリル）を０．８重量部、添加し、均一に溶解させた。
その後、窒素気流下で、８５℃で２時間攪拌し、さらに１００℃で１時間反応させた。さらに得られた溶液に２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを１６．９重量部、トリエチルアミンを０．５重量部、及び、ハイドロキノンを０．１重量部、添加し、１００℃で５時間攪拌し、目的とする重合体１（固形分３７．２％）を得る。
【００３２】
次いで、表４に示す柱状物１６形成用の光硬化性の組成物を、オーバーコート層上に塗布して、選択的にパターン露光して、現像するフォトリソ工程により、３μｍの高さに柱状物１６を形成した。
【表４】
このようにして、実施例１のカラーフィルタ形成基板を作製した。
【００３３】
（実施例２）
実施例２のラーフィルタ形成基板は、第１の例の実施の形態例のカラーフィルタ形成基板において、オーバーコート層１５の厚さを２μｍ、比誘電率を２．５、柱状物の高さを３μｍとし、メッシュを図３（ｂ）に示す実施形態の第３の例の形態のものとしたもので、このカラーフィルタ形成基板を用いて実際に表示パネルを作製して、配向の乱れの有無評価したが、配向の乱れは見られなかった。
ここでは、液晶の駆動周波数を６０Ｈｚと１ｋＨｚで行い、光の透過性により評価した。
比誘電率は、６０Ｈｚにおけるものである。
実施例２のラーフィルタ形成基板の作製は、ほぼ、実施例１の場合と同様であるが、オーバーコート層１５の厚さを２μｍ、比誘電率を２．５と実施例１とは異なるようにするため、オーバーコート層形成用の材料の調製における組成を変えている。
実施例１で用いた重合体Ａに対して、添加剤や、構成組成（成分）を変えることにより、所望の比誘電率、厚さで、オーバーコート層を形成した。
【００３４】
（実施例３）
実施例３のラーフィルタ形成基板は、第１の例の実施の形態例のカラーフィルタ形成基板において、オーバーコート層１５の厚さを２μｍ、比誘電率を５．０、柱状物の高さを３μｍとしたもので、このカラーフィルタ形成基板を用いて実際に表示パネルを作製して、配向の乱れの有無評価したが、配向の乱れは見られなかった。
ここでは、液晶の駆動周波数を６０Ｈｚと１ｋＨｚで行い、光の透過性により評価した。
尚、比誘電率は、６０Ｈｚにおけるものである。
実施例３のラーフィルタ形成基板の作製は、ほぼ、実施例１の場合と同様であるが、オーバーコート層１５の厚さを２μｍ、比誘電率を５．０と実施例１とは異なるようにするため、オーバーコート層形成用の材料の調製における組成を変えている。
実施例３の場合も、実施例１で用いた重合体Ａに対して、添加剤や、構成組成（成分）を変えることにより、所望の比誘電率、厚さで、オーバーコート層を形成した。
【００３５】
（比較例１）
比較例１のラーフィルタ形成基板は、実施例３において、透明導電層１４をベタ状に設けたもので、実施例３と同様、オーバーコート層１５の厚さを２μｍ、比誘電率を５．０、柱状物の高さを３μｍとしたもので、このカラーフィルタ形成基板を用いて実際に表示パネルを作製して、配向の乱れの有無評価したが、配向の乱れが見られた。
ここでは、液晶の駆動周波数を６０Ｈｚと１ｋＨｚで行い、光の透過性により評価した。
尚、比誘電率は、６０Ｈｚにおけるものである。
比較例１のラーフィルタ形成基板の作製は、ほぼ、実施例１の場合と同様であるが、オーバーコート層１５の厚さを２μｍ、比誘電率を５．０と実施例１とは異なるようにするため、オーバーコート層形成用の材料の調製における組成を変えている。
比較例１の場合も、実施例１で用いた重合体Ａに対して、添加剤や、構成組成（成分）を変えることにより、所望の比誘電率、厚さで、オーバーコート層を形成した。
【００３６】
以下、実施例１、実施例２、実施例３、比較例１についてのパラメータと評価結果を表５に示しておく。
表５中、メッシュＡ、メッシュＢは、それぞれ、図１（ｂ）、図３（ｂ）に示すメッシュの形態を意味している。
また、ここでの評価は、パネル組み後、パネルに所定の周波数（６０Ｈｚ、１ｋＨｚ）にて５Ｖの電圧を印加し、光の透過が安定的に確認できたものを○、光の透過が不安定であったものを×とした。
具体的には、パネルを点灯して目視レベルでちらつきが見えないレベルを○とし、未点灯もしくは点灯して目視レベルでちらつきが見え、点灯が不安定なレベルを×とした。
【表５】
ここでは、比較例１に示すように、膜厚２μｍ、比誘電率５の一般的なオーバーコート層（ＯＣ層) を用いて、導電層をベタ状とした場合、柱状物の高さが３μｍで評価×となっているが、実施例１では、オーバーコート層の比誘電率が５であっても、オーバーコート層の厚みを４μｍと厚くし、且つ導電層をメッシュＡとすることにより、柱状物の高さが３μｍで評価を○とすることができることを示している。
また、実施例２では、オーバーコート層の膜厚を２μｍとしても、オーバーコート層の比誘電率を５より小の２．５とし、且つ導電層をメッシュＢとすることにより、柱状物の高さが３μｍで評価○となることを示している。
また、実施例３では、オーバーコート層の膜厚を２μｍとしても、オーバーコート層の比誘電率を５とし、且つ導電層をメッシュＡとすることにより、柱状物の高さが３μｍで評価○となることを示している。
尚、ここでは、柱状物の高さを３μｍとして、オーバーコート層と柱状物の高さの和を５μｍ以上としているが、メッシュ状の導電層のメッシュの開口形状や開口率を適宜選択することにより、オーバーコート層の膜厚、比誘電率や柱状物の高さの許容範囲を広いものとでき、オーバーコート層と柱状物の高さの和を５μｍより小とすることや、柱状物の高さを３μｍより低くすることもできる。
【符号の説明】
【００３７】
１０、１０Ａ、１０Ｂ カラーフィルタ形成基板（単にカラーフィルタ基板とも言う）
１０ａ、１０ｂ カラーフィルタ形成基板
１１ 透明基板
１２ ブラックマトリクス層（樹脂ブラックマトリクスとも言う）
１３Ｒ 第１の着色層（赤色の着色層）
１３Ｇ 第２の着色層（緑色の着色層）
１３Ｂ 第３の着色層（青色の着色層）
１４ 透明導電層
１４Ｍ メッシュ
１４Ｔ 開口
１４Ｂ ブリッジ（繋ぎ部とも言う）
１５ オーバーコート層（ＯＣ層あるいは保護層とも言う）
１６ 柱状物
２０ ＴＦＴ形成基板（単にＴＦＴ基板とも言う）
３０ 液晶
１１０ カラーフィルタ基板
１１１ 透明基板
１１２ ブラックマトリクス層（樹脂ブラックマトリクスとも言う）
１１３Ｒ 第１の着色層（赤色の着色層）
１１３Ｇ 第２の着色層（緑色の着色層）
１１３Ｂ 第３の着色層（青色の着色層）
１１５ オーバーコート層（保護層とも言う）
２００ 液晶表示パネル
１２０ ＴＦＴ基板
１２１ 透明基板
１２２ 共通電極
１２３ 画素電極
１２４ 絶縁層
１２５ 保護層
１３０ 液晶
１４０、１４１ 配向膜
１５０、１５１ 偏光板
１６０ 電界
【特許請求の範囲】
【請求項１】
横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、透明基板側から、ブラックマトリクス層、各色のカラーフィルタ用の着色層、オーバーコート層の順として、且つ、前記透明基板と前記オーバーコート層との間に、全面に、透明導電層を配して、前記透明基板の一面側に、前記ブラックマトリクス層、カラーフィルタ用の各色の着色層、オーバーコート層の各層と前記透明導電層とを積層して配し、更に前記オーバーコート層上に、横電界方式の表示パネルを作製する際のＴＦＴ形成基板との間隙を保つための柱状物を配したものであり、前記透明導電層は、少なくとも前記カラーフィルタ用の各色の着色層形成領域の一部を開口する開口部を有して全面にわたり電気的に導通していることを特徴とする横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板。
【請求項２】
請求項１に記載の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、前記透明導電層は、全面に、メッシュ状であることを特徴とする横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板。
【請求項３】
請求項２に記載の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、前記透明導電層は、前記各色の着色層形成領域全体を開口して、メッシュ状であることを特徴とする横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、透明基板の一面側に、基板側から順に、前記ブラックマトリクス層、カラーフィルタ用の各色の着色層、透明導電層を配していることを特徴とする横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、基板側から順に、前記ブラックマトリクス層、透明導電層、前記各色の着色層を配していることを特徴とする横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、基板側から順に、前記透明導電層、前記ブラックマトリクス層、カラーフィルタ用の各色の着色層を配していることを特徴とする横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、前記オーバーコート層の膜厚を１．０μｍ〜５．０μｍの範囲としていることを特徴とする横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、前記オーバーコート層の比誘電率値は、周波数が６０Ｈｚ〜１ｋＨｚにおいて５以下であることを特徴とする横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、ブラックマトリクスが、各色の着色層を重ねて形成されていることを特徴とする横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、前記透明導電層がＩＴＯ層であることを特徴とする横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板。
【請求項１１】
横電界方式のＬＣＤ表示パネルであって、 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板を用いていることを特徴とする横電界方式のＬＣＤ表示パネル。
【請求項１】
横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、透明基板側から、ブラックマトリクス層、各色のカラーフィルタ用の着色層、オーバーコート層の順として、且つ、前記透明基板と前記オーバーコート層との間に、全面に、透明導電層を配して、前記透明基板の一面側に、前記ブラックマトリクス層、カラーフィルタ用の各色の着色層、オーバーコート層の各層と前記透明導電層とを積層して配し、更に前記オーバーコート層上に、横電界方式の表示パネルを作製する際のＴＦＴ形成基板との間隙を保つための柱状物を配したものであり、前記透明導電層は、少なくとも前記カラーフィルタ用の各色の着色層形成領域の一部を開口する開口部を有して全面にわたり電気的に導通していることを特徴とする横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板。
【請求項２】
請求項１に記載の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、前記透明導電層は、全面に、メッシュ状であることを特徴とする横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板。
【請求項３】
請求項２に記載の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、前記透明導電層は、前記各色の着色層形成領域全体を開口して、メッシュ状であることを特徴とする横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、透明基板の一面側に、基板側から順に、前記ブラックマトリクス層、カラーフィルタ用の各色の着色層、透明導電層を配していることを特徴とする横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、基板側から順に、前記ブラックマトリクス層、透明導電層、前記各色の着色層を配していることを特徴とする横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、基板側から順に、前記透明導電層、前記ブラックマトリクス層、カラーフィルタ用の各色の着色層を配していることを特徴とする横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、前記オーバーコート層の膜厚を１．０μｍ〜５．０μｍの範囲としていることを特徴とする横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、前記オーバーコート層の比誘電率値は、周波数が６０Ｈｚ〜１ｋＨｚにおいて５以下であることを特徴とする横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、ブラックマトリクスが、各色の着色層を重ねて形成されていることを特徴とする横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板であって、前記透明導電層がＩＴＯ層であることを特徴とする横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板。
【請求項１１】
横電界方式のＬＣＤ表示パネルであって、 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の横電界方式のＬＣＤ表示パネル用のカラーフィルタ形成基板を用いていることを特徴とする横電界方式のＬＣＤ表示パネル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−３２９０（Ｐ２０１３−３２９０Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３２９９３（Ｐ２０１１−１３２９９３）
【出願日】平成２３年６月１５日（２０１１．６．１５）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１５日（２０１１．６．１５）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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