(57)【要約】【課題】対向基板上にカラーフィルタ層を形成する場合と同様に、複雑な工程によることなくカラーフィルタ層を形成し、アレイ基板上にカラーフィルタ層が設けられた表示装置を得る。【解決手段】表示装置１０は、各画素毎にスイッチング素子２６が形成されたアレイ基板２０と、アレイ基板２０に対向して配置された対向基板３０と、を有する。アレイ基板２０は、アレイ基板本体２１と、アレイ基板本体２１上に設けられ、各画素に対応する複数の着色層２４、及びこれらの着色層２４の間に位置する遮光層２３からなるカラーフィルタ層２２と、カラーフィルタ層２２の上層に設けられたスイッチング素子層と、を備えている。【選択図】図３
2011215471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各画素毎にスイッチング素子が形成されたアレイ基板と、該アレイ基板に対向して配置された対向基板と、を有する表示装置であって、
上記アレイ基板は、
アレイ基板本体と、
上記アレイ基板本体上に設けられ、上記各画素に対応する複数の着色層、及びこれらの着色層の間に位置する遮光層からなるカラーフィルタ層と、
上記カラーフィルタ層の上層に設けられたスイッチング素子層と、
を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載された表示装置において、
上記カラーフィルタ層を構成する材料は、４００〜６００℃の温度に対する耐熱性を有することを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載された表示装置において、
上記着色層は樹脂を含まない材料で構成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載された表示装置において、
上記遮光層は樹脂を含まない材料で構成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載された表示装置において、
上記アレイ基板と対向基板との間には液晶層が設けられていることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載された表示装置の製造方法であって、
アレイ基板本体上にカラーフィルタ層を形成した後、該カラーフィルタ層の上層にスイッチング素子を含むスイッチング素子層を形成してアレイ基板を得ることを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載された表示装置の製造方法において、
上記アレイ基板本体上に着色剤及び樹脂を含んだカラーレジスト膜を形成すると共に、遮光剤及び樹脂を含んだ遮光レジスト膜を形成した後、
上記カラーレジスト膜及び遮光レジスト膜を焼成することにより各レジスト膜中の樹脂を除去して着色層及び遮光層を形成してカラーフィルタ層を設けることを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載された表示装置の製造方法において、
上記カラーレジスト膜及び上記遮光レジスト膜の焼成を上記カラーレジスト膜に含まれる樹脂の耐熱温度及び上記遮光レジスト膜に含まれる樹脂の耐熱温度よりも高い温度で行うことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載された表示装置の製造方法において、
上記カラーレジスト膜を焼成することにより得られた上記着色層は樹脂を含まない材料で構成されていることを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれかに記載された表示装置の製造方法において、
上記遮光レジスト膜を焼成することにより得られた上記遮光層は樹脂を含まない材料で構成されていることを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれかに記載された表示装置の製造方法において、
上記カラーレジスト膜及び上記遮光レジスト膜をフォトリソグラフィを用いて形成することを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項７〜１０のいずれかに記載された表示装置の製造方法において、
上記カラーレジスト膜をインクジェット法を用いて形成し、上記遮光レジスト膜をフォトリソグラフィを用いて形成することを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項７〜１０のいずれかに記載された表示装置の製造方法において、
上記カラーレジスト膜及び上記遮光レジスト膜をインクジェット法を用いて形成することを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項６〜１３のいずれかに記載された表示装置の製造方法において、
上記アレイ基板と上記対向基板との間に挟持されるように、液晶層を形成することを特徴とする表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタ層を備えたアレイ基板と対向基板とが対向するように配置された構成の、例えば、液晶表示装置やプラズマディスプレイ等の表示装置、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、薄型化が可能で低消費電力であるため、パーソナルコンピュータ等のＯＡ機器や携帯電話、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の携帯情報機器のディスプレイとして広く用いられている。
【０００３】
液晶表示装置は、液晶表示パネルと、液晶表示パネルの背面側に取り付けられたバックライトユニットとを備えている。液晶表示パネルは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のスイッチング素子を備えたアレイ基板と、アレイ基板に対向して配置された対向基板と、がシール材により貼り合わされた構成を有する。そして、両基板間に構成される空間には液晶材料が封入されており、液晶層を構成している。対向基板はアレイ基板よりも一回り小さい基板が採用されており、これによって露出したアレイ基板の端子領域上に、駆動回路が実装されている。
【０００４】
液晶表示装置は、画素に応じた電極をＯＮ、ＯＦＦすることで液晶分子の配向状態が変わることを利用して、外部から入射する光の透過率を調整し、その透過光がカラーフィルタ層の着色部分を透過することでカラー表示を行う。
【０００５】
液晶表示パネルは、一般に、ＴＦＴをマトリクス状に配置したアレイ基板（ＴＦＴ基板）と、カラーフィルタ層を備えた対向基板（カラーフィルタ基板（ＣＦ基板））とを対向させ両基板間に液晶層を挟持することにより構成されている。ＴＦＴ基板のＴＦＴやＣＦ基板の遮光層（ブラックマトリクス）の領域は共に遮光領域となるので、各ＴＦＴと遮光層とが対応して位置付けられるように位置合わせが行われる。
【０００６】
ところで、ＴＦＴ基板とＣＦ基板とは、独立した製造工程で作製することが多いため、各ＴＦＴと各遮光層との位置合わせを行うのが難しく、位置ズレが生じやすい。また、ＴＦＴ基板の製造プロセスはＣＦ基板の製造プロセスよりも高温となるプロセスを含むので、ＣＦ基板よりも基板が収縮（シュリンク）しやすく、ＴＦＴ基板上に設けられるＴＦＴの位置を精度よく制御するのが困難となり、これも位置ズレの原因となる。さらに、貼り合わせ精度のばらつきを考慮して、一般に、カラーフィルタ層側の遮光層の幅が実際の遮蔽部分の幅よりも大きくなるように設定されているため、その分だけ開口率が小さくなり、液晶表示装置の輝度が低下する。そして、輝度の低下を補うためにバックライトの灯数を増やしたり他の手段により高輝度化したりしなければならず、消費電力が大きくなってしまう。これらの位置ズレやそれに伴う開口率の低下の問題は、求められる表示性能が高精細になるほど顕著に現れる。
【０００７】
特許文献１には、アレイ基板の表面にカラーフィルタ層を設けたオンチップカラーフィルタ型の液晶表示装置について記載されており、アレイ基板の凹部をカラーフィルタ材を用いて充填して基板表面を平坦化し、カラーフィルタ層形成後に遮光膜及び配向膜を形成する液晶表示装置の製造方法が開示されている。そして、この構成によれば、対向基板側に遮光膜やカラーフィルタ膜が存在しないので、パネル化におけるアレイ基板とのアライメントが不要になると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０６−１１００５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、カラーフィルタ層は、通常、アクリル樹脂等の樹脂に顔料が分散された材料で構成されている。そして、カラーフィルタ層は、この樹脂材料を塗布した後に加熱して樹脂を硬化させることにより形成される。例えば、カラーフィルタ層の樹脂成分としてアクリル樹脂を用いる場合には、アクリル樹脂の耐熱性を考慮して２４０℃程度に加熱して樹脂の硬化を行う。
【００１０】
一方、ＴＦＴの形成工程においては、例えばＢ（ボロン）やＰ（リン）等をイオンドーピングする低温ポリシリコンＴＦＴでは、熱エネルギーによるＳｉの再配列とＢ−ＳｉやＰ−Ｓｉの結合を促して半導体を形成する工程で活性化と呼ばれる高温アニールが必要である。そのため、アレイ基板本体上に予めカラーフィルタ層が設けられていると、ＴＦＴ形成時の高熱によりカラーフィルタ層を構成する樹脂が損傷を受けてしまう。これを回避するため、カラーフィルタ層をアレイ基板上に設ける場合には、ＴＦＴを形成した後にその上層にカラーフィルタ層を設けることが行われている。
【００１１】
カラーフィルタ層を対向基板上に設ける場合には、フォトリソグラフィやインクジェット法でカラーフィルタ層を形成することができるが、ＴＦＴが予め設けられたアレイ基板本体上にカラーフィルタ層を形成する場合には、ＴＦＴやそれを覆う絶縁層が顔料に含まれている金属成分等により損傷を受けるのを防ぐために複雑な工程を経てカラーフィルタ層を形成する必要がある。例えば、特許文献１には、ＴＦＴが形成されたアレイ基板表面に有機膜を成膜した後、各ＴＦＴに対応してできた凹部にフォトリソグラフィによりカゼイン等の着色ベース層を充填するように形成した後、それを硬化し、さらに着色ベース層に赤、緑、青等の着色を行ってカラーフィルタ層を形成することが記載されている。
【００１２】
本発明は、対向基板上にカラーフィルタ層を形成する場合と同様に複雑な工程によることなく、アレイ基板上にカラーフィルタ層が形成された表示装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の表示装置は、各画素毎にスイッチング素子が形成されたアレイ基板と、アレイ基板に対向して配置された対向基板と、を有するものであって、アレイ基板は、アレイ基板本体と、アレイ基板本体上に設けられ、各画素に対応する複数の着色層、及びこれらの着色層の間に位置する遮光層からなるカラーフィルタ層と、カラーフィルタ層の上層に設けられたスイッチング素子層と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
上記の構成によれば、カラーフィルタ層がアレイ基板本体上に設けられているので、カラーフィルタ層の遮光層とスイッチング素子層のスイッチング素子との位置合わせを精度よく行うことができ、表示装置の画素領域を大きく確保することができる。また、アレイ基板本体上にカラーフィルタ層が設けられ、カラーフィルタ層の上層にスイッチング素子層が設けられているので、カラーフィルタ層の形成工程においてスイッチング層の存在を考慮に入れる必要がない。そのため、対向基板側にカラーフィルタ層を形成する場合と同様に複雑な工程を経ることなく、フォトリソグラフィやインクジェット法等の方法を用いてカラーフィルタ層がアレイ基板上に形成された表示装置を得ることができる。
【００１５】
本発明の表示装置は、カラーフィルタ層を構成する材料が４００〜６００℃程度の温度に対する耐熱性を有していてもよい。
【００１６】
上記の構成によれば、カラーフィルタ層が４００〜６００℃の温度に対する耐熱性を有するので、カラーフィルタ層を形成した後のスイッチング素子層を形成するプロセスにおいて高温になっても、カラーフィルタ層が熱により損傷を受けるのを抑制することができる。
【００１７】
本発明は、着色層が樹脂を含まない材料で構成されていることが好ましい。
【００１８】
上記の構成によれば、着色層が樹脂を含まない材料で構成されているので、着色層の耐熱温度を樹脂の耐熱温度よりも高い温度に設定できる。そのため、カラーフィルタ層を形成した後のスイッチング素子層を形成するプロセスにおいて着色層が高温になっても、カラーフィルタ層が熱により損傷を受けるのを抑制することができる。
【００１９】
本発明は、遮光層が樹脂を含まない材料で構成されていることが好ましい。
【００２０】
上記の構成によれば、遮光層が樹脂を含まない材料で構成されているので、遮光層の耐熱温度を樹脂の耐熱温度よりも高い温度に設定できる。そのため、カラーフィルタ層を形成した後のスイッチング素子層を形成するプロセスにおいて遮光層が高温になっても、カラーフィルタ層が熱により損傷を受けるのを抑制することができる。
【００２１】
本発明は、アレイ基板と対向基板との間に液晶層が設けられていてもよい。
【００２２】
本発明の表示装置の製造方法は、アレイ基板本体上にカラーフィルタ層を形成した後、カラーフィルタ層の上層にスイッチング素子を含むスイッチング素子層を形成してアレイ基板を得るものである。
【００２３】
上記の製造方法によれば、アレイ基板本体上にカラーフィルタ層を形成するので、カラーフィルタ層の遮光層とスイッチング素子層のスイッチング素子との位置合わせを精度よく行うことができ、表示装置の画素領域を大きく確保することができる。また、カラーフィルタ層を形成した後、カラーフィルタ層の上層にスイッチング素子を含むスイッチング素子層を形成するので、カラーフィルタ層の形成工程においてスイッチング層の存在を考慮に入れる必要がない。そのため、対向基板側にカラーフィルタ層を形成する場合と同様に複雑な工程を経ることなく、フォトリソグラフィやインクジェット法等の方法を用いてカラーフィルタ層を形成することができる。
【００２４】
本発明の表示装置の製造方法は、アレイ基板本体上に着色剤及び樹脂を含んだカラーレジスト膜を形成すると共に、遮光剤及び樹脂を含んだ遮光レジスト膜を形成した後、カラーレジスト膜及び遮光レジスト膜を焼成することにより各レジスト膜中の樹脂を除去して着色層及び遮光層を形成しカラーフィルタ層を得ることが好ましい。
【００２５】
上記の製造方法によれば、各レジスト膜中の樹脂を除去して着色層及び遮光層を形成してカラーフィルタ層を得るので、例えば４００〜６００℃の温度に対する耐熱性を有するカラーフィルタ層を設けることができる。
【００２６】
本発明の表示装置の製造方法は、カラーレジスト膜及び遮光レジスト膜の焼成を、カラーレジスト膜に含まれる樹脂の耐熱温度及び遮光レジスト膜に含まれる樹脂の耐熱温度よりも高い温度で行うことが好ましい。
【００２７】
本発明の表示装置の製造方法は、カラーレジスト膜を焼成することにより得られた着色層が樹脂を含まない材料で構成されていることが好ましい。
【００２８】
上記の製造方法によれば、カラーレジスト膜を焼成することにより得られた着色層が樹脂を含まない材料で構成されているので、着色層の耐熱温度を樹脂の耐熱温度よりも高い温度に設定できる。そのため、スイッチング素子層を形成するプロセスにおいて高温になっても、スイッチング素子層の下層に予め形成したカラーフィルタ層が熱により損傷を受けるのを抑制することができる。
【００２９】
本発明の表示装置の製造方法は、遮光レジスト膜を焼成することにより得られた遮光層が樹脂を含まない材料で構成されていることが好ましい。
【００３０】
上記の製造方法によれば、遮光レジスト膜を焼成することにより得られた遮光層が樹脂を含まない材料で構成されているので、遮光層の耐熱温度を樹脂の耐熱温度よりも高い温度に設定できる。そのため、スイッチング素子層を形成するプロセスにおいて高温になっても、スイッチング素子層の下層に予め形成したカラーフィルタ層が熱により損傷を受けるのを抑制することができる。
【００３１】
本発明の表示装置の製造方法は、カラーレジスト膜及び遮光レジスト膜をフォトリソグラフィを用いて形成してもよい。
【００３２】
また、カラーレジスト膜をインクジェット法を用いて形成し、遮光レジスト膜をフォトリソグラフィを用いて形成してもよい。
【００３３】
さらに、カラーレジスト膜及び遮光レジスト膜をインクジェット法を用いて形成してもよい。
【００３４】
本発明の表示装置の製造方法は、アレイ基板と対向基板との間に液晶層を形成してもよい。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、カラーフィルタ層がアレイ基板本体上に設けられているので、カラーフィルタ層の遮光層とスイッチング素子層のスイッチング素子との位置合わせを精度よく行うことができ、表示装置の画素領域を大きく確保することができる。また、アレイ基板本体上にカラーフィルタ層が設けられ、カラーフィルタ層の上層にスイッチング素子層が設けられているので、カラーフィルタ層の形成工程においてスイッチング層の存在を考慮に入れる必要がない。そのため、対向基板側にカラーフィルタ層を形成する場合と同様に複雑な工程を経ることなく、フォトリソグラフィやインクジェット法等の方法を用いてカラーフィルタ層がアレイ基板上に形成された表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】液晶表示装置の平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。
【図３】実施形態１の液晶表示装置の断面図である。
【図４】実施形態１のアレイ基板の断面図である。
【図５】実施形態１の液晶表示装置の製造方法のフローチャートである。
【図６】実施形態１のアレイ基板の製造方法のフローチャートである。
【図７】（ａ）〜（ｈ）は、実施形態１の液晶表示装置の製造工程の説明図である。
【図８】（ａ）〜（ｇ）は、実施形態２の液晶表示装置の製造工程の説明図である。
【図９】実施形態３のアレイ基板の断面図である。
【図１０】実施形態３のアレイ基板の製造方法のフローチャートである。
【図１１】（ａ）〜（ｅ）は、実施形態３の液晶表示装置の製造工程の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態では、画素毎にスイッチング素子を備えたアクティブマトリクス駆動型の液晶表示装置を例に説明する。但し、本発明は以下の実施形態１〜３に限定されるものではなく、他の構成であってもよい。この液晶表示装置は、例えば、パーソナルコンピュータ等のＯＡ機器や携帯電話、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の携帯情報機器のディスプレイ等に用いられるものである。
【００３８】
《実施形態１》
図１及び２は、実施形態１にかかる液晶表示装置１０を示す。液晶表示装置１０は、アレイ基板２０と対向基板３０とが対向配置された液晶表示パネルを備えている。アレイ基板２０と対向基板３０との間には、シール材５０で囲まれた空間に液晶層４０が設けられている。
【００３９】
液晶表示装置１０には、シール材５０の内側に形成されて複数の画素がマトリクス状に配置された表示領域Ｄと、表示領域Ｄの周囲に配置された非表示領域Ｎとが構成されている。そして、非表示領域Ｎの一部は、駆動回路等を取り付けるための端子領域Ｔとなっている。すなわち、液晶表示装置１０の少なくとも１つの端縁は、図１に示すように、アレイ基板２０が対向基板３０よりも突出して形成され、その突出した部分が端子領域Ｔとなっている。
【００４０】
アレイ基板２０は、図４に示すように、アレイ基板本体２１上にカラーフィルタ層２２が形成されている。カラーフィルタ層２２上には、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＳｉＮＯ等からなる層間絶縁膜２５が設けられ、その上層に、スイッチング素子２６を複数備えたスイッチング素子層が形成されている。そして、スイッチング素子層上には、例えばアクリル樹脂等からなる平坦化膜が設けられ、その平坦化膜に各スイッチング素子に導通するように、例えばＩＴＯ等からなる複数の画素電極２８が形成されている。画素電極２８の上層には、さらに、例えばポリイミド等からなる配向膜２９が形成されている。なお、ここでは、スイッチング素子層はスイッチング素子２６としてＴＦＴ２６を備えたＴＦＴ層である場合について説明する。
【００４１】
カラーフィルタ層２２は、画素毎に設けられた複数の着色層２４と、各着色層２４を区画する遮光層２３（ブラックマトリクス）が形成されている。複数の着色層２４は、例えば、赤色、緑色及び青色の着色層２４Ｒ，２４Ｇ及び２４Ｂが周期的に配置されて構成されている。カラーフィルタ層２２を構成する遮光層２３及び着色層２４のそれぞれは、その上層に設けられたＴＦＴ２６の形成時における高温プロセスに耐えるため、４００〜６００℃程度の温度に対する耐熱性を有する。
【００４２】
各着色層２４は、樹脂成分を含まない着色剤等で形成されている。赤色着色層２４Ｒの着色材としては、例えばアントラキノン系の顔料や等が挙げられる。緑色着色層２４Ｇの着色材としては、例えばフタロシアニン系の顔料等が挙げられる。また、青色着色層２４Ｂの着色材としては、例えばフタロシアニン系の顔料等が挙げられる。各着色層２４は、例えば厚さが３００〜６００ｎｍ程度であり、この厚さは樹脂を含む材料で着色層を形成した場合の１／１０〜１／５である。
【００４３】
遮光層２３は、隣り合う着色層２４同士を区画するように、それらの境界の領域に設けられており、樹脂成分を含まない黒色材、例えばカーボンブラック等で形成されている。遮光層２３は、例えば厚さが１５０〜３００ｎｍ程度であり、この厚さは樹脂を含む材料で遮光色層を形成した場合の１／１０〜１／５である。
【００４４】
ＴＦＴ層は、層間絶縁膜２５上に複数のソース線及び複数のゲート線が互いに交差するように形成され、これら各ソース線と各ゲート線との交差部には、複数のＴＦＴ２６が構成されている。
【００４５】
なお、図示はしていないが、アレイ基板２０の非表示領域Ｎには、ＴＦＴ２６を遮光領域に対応するように形成するためのアライメントマークが設けられていることが好ましい。アライメントマークは、例えば、カラーフィルタ層２２の遮光層２３や着色層２４と同一の材料で形成することができる。
【００４６】
対向基板３０は、対向基板本体３１上の全面を覆うように例えばＩＴＯからなる共通電極３２が設けられている。そして、共通電極３２を覆うように、例えばポリイミド膜からなる配向膜３３が設けられている。
【００４７】
液晶層４０は、電気光学特性を有するネマチック液晶材料などにより構成されている。
【００４８】
上記構成の液晶表示装置１０は、各画素電極２８毎に１つの画素が構成されており、各画素において、ゲート線からゲート信号が送られてＴＦＴがオン状態になったときに、ソース線からソース信号が送られてソース電極及びドレイン電極を介して、画素電極２８に所定の電荷が書き込まれ、画素電極２８と対向基板３０の共通電極３２との間で電位差が生じることになり、液晶層４０からなる液晶容量に所定の電圧が印加されるように構成されている。そして、液晶表示装置１０では、その印加電圧の大きさに応じて液晶分子の配向状態が変わることを利用して、外部から入射する光の透過率を調整することにより、画像が表示される。
【００４９】
＜液晶表示装置の製造方法＞
次に、実施形態１に係る液晶表示装置１０の製造方法について例示して説明する。
【００５０】
図５に、液晶表示装置１０の製造方法の全体のフローチャートを示す。まず、アレイ基板２０及び対向基板３０をそれぞれ独立に作製する（ステップＳ１及びＳ２）。そして、これら両基板２０，３０をシール材５０を介して互いに貼り合わせる（ステップＳ３）。貼り合わせにより液晶表示パネルを得た後は、公知の作製工程に従って液晶表示装置１０を得る（ステップＳ４〜Ｓ７）。
【００５１】
はじめに、ステップＳ１において、アレイ基板２０を作製する。図６は、アレイ基板作製工程のフローチャートであり、図７は、アレイ基板２０の作製工程を示す説明図である。
【００５２】
まず、ステップＳ１１において、アレイ基板本体２１を準備して、アレイ基板本体２１上にカラーフィルタ層２２を形成する。カラーフィルタ層２２を形成するアレイ基板本体２１にはまだＴＦＴ２６が設けられていないので、カラーフィルタ層２２の形成プロセスがＴＦＴ２６に与える影響を考慮に入れる必要がない。そのため、対向基板側にカラーフィルタ層を形成する場合と同様に複雑な工程を経ることなく、カラーフィルタ層２２の形成を行うことができる。
【００５３】
まず、ステップＳ１２Ａにおいて、フォトリソグラフィにより遮光レジスト膜７２を成膜する。具体的には、カーボンブラック等の黒色成分からなる遮光材料をアクリル樹脂等の樹脂に分散したネガ型の遮光レジストを、ロール塗布やスピン塗布によりアレイ基板本体２１の全面に塗布して樹脂膜７１を成膜する。そして、図７（ａ）に示すように、遮光層２３を形成する領域に重なる開口を有するマスクＭＮを介して樹脂膜７１を露光する。その後、樹脂膜７１を現像処理することにより、図７（ｂ）に示すように、アレイ基板本体２１の表面に遮光レジスト膜７２が形成される。なお、ここではネガ型の遮光レジストを用いるとしたが、ポジ型の遮光レジストを用いて遮光レジスト膜７２を形成してもよい。
【００５４】
次に、ステップＳ１２Ｂにおいて、フォトリソグラフィによりカラーレジスト膜７４を成膜する。具体的には、赤色着色剤をアクリル樹脂等の樹脂に分散したポジ型のカラーレジストを、ロール塗布やスピン塗布によりアレイ基板本体２１の全面に塗布して樹脂膜７３Ｒを形成する。そして、図７（ｃ）に示すように、赤色の着色層２４Ｒを形成しない領域に重なる開口を有するＭＰを介して樹脂膜７３Ｒを露光する。その後、樹脂膜７３Ｒを現像処理することにより、図７（ｄ）に示すように、遮光レジストで区画された赤色の着色層２４Ｒを形成する領域に、赤色カラーレジスト膜７４Ｒが形成される。なお、図７中では、カラーレジスト膜７４の具体例として、赤色カラーレジスト膜７４Ｒ、緑色カラーレジスト膜７４Ｇ、及び青色カラーレジスト膜７４Ｂとして示している。
【００５５】
この一連の工程を繰り返すことにより、図７（ｅ）に示すように、緑色カラーレジスト膜７４Ｇ及び青色カラーレジスト膜７４Ｂを順に形成する。なお、カラーレジストに含まれる樹脂は遮光レジストと同一種の樹脂であっても、異なる種類の樹脂であっても構わない。また、ここではポジ型のカラーレジストを用いるとしたが、ネガ型のカラーレジストを用いてカラーレジスト膜７４を形成してもよい。さらに、図７（ｅ）では、赤色カラーレジスト膜７４Ｒ、緑色カラーレジスト膜７４Ｇ、及び青色カラーレジスト膜７４Ｂが遮光レジスト膜７２の上層において連続して形成された断面図が示されているが、遮光レジスト膜７２の上にカラーレジスト膜７４が設けられていても実質的に機能するわけではないので、遮光レジスト膜７２の上層にはカラーレジスト膜７４が設けられていなくてもよく、また、例えば赤色カラーレジスト膜７４Ｒと緑色カラーレジスト膜７４Ｇがそれらを区画する遮光レジスト膜７２の上層で間隔をあけて隣接するようにパターン形成されていてもよい。
【００５６】
なお、遮光レジスト膜７２やカラーレジスト膜７４をアライメントマーク形成位置にもパターニングして設けることで、後工程において遮光層２３または着色層２４とアライメントマークとを同時に形成することが好ましい。
【００５７】
続いて、ステップＳ１３において、上記形成した遮光レジスト膜７２及びカラーレジスト膜７４を、例えばバッチタイプ炉を用いて焼成を行い、各レジスト膜７２，７４から樹脂成分を除去する。このときの焼成条件は、例えば、焼成温度が４００〜６００℃程度及び焼成時間が６０〜２４０分程度である。なお、これらの焼成条件は、各レジスト膜７２，７４に含まれる樹脂の耐熱特性により変更可能であり、各レジスト膜７２，７４の樹脂成分を完全に除去できる焼成条件とすることが好ましく、焼成温度が各レジスト膜７２，７４に含まれる樹脂の耐熱温度よりも高い温度であることが好ましい。この焼成により、遮光レジスト膜７２及びカラーレジスト膜７４が、図７（ｆ）に示すように、各々遮光層２３及び着色層２４となり、カラーフィルタ層２２が得られる。
【００５８】
次いで、ステップＳ１４において、カラーフィルタ層２２を覆うように、図７（ｇ）に示すように、例えばスパッタ法等を用いて層間絶縁膜２５を形成する。
【００５９】
次に、ステップＳ１５において、層間絶縁膜２５の上層にスイッチング素子としてＴＦＴ２６を形成する。例えば、フォトリソグラフィ法により、ゲート線及びゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層、並びに、ソース線、ソース電極及びドレイン電極を順に形成し、半導体層にチャネル部をパターニングすることにより、ＴＦＴ２６を形成する。
【００６０】
このとき、遮光層２３及び着色層２４は、遮光レジスト膜７２及びカラーレジスト膜７４を焼成することにより得られるので、樹脂を含まない材料で構成されることとなり、遮光層２３及び着色層２４の耐熱温度が樹脂の耐熱温度よりも高くなる。そのため、ＴＦＴ作製工程において例えば４００〜６００℃程度の高温で高温アニールを行っても、カラーフィルタ２２が損傷を受けることがない。
【００６１】
なお、カラーフィルタ層２２の遮光層２３または着色層２４と同時に、或いは、カラーフィルタ層２２の形成とは別工程により形成したアライメントマークを利用して、ＴＦＴ２６が遮光層２３と対応する領域に位置付けられるようにＴＦＴ２６の形成を行う。
【００６２】
このとき、同一基板（アレイ基板本体２１）上にカラーフィルタ層２２とＴＦＴ２６の両方を設けるので、各々を別工程でそれぞれ別の基板上に形成する場合よりも精度よく遮光層２３とＴＦＴ２６の位置合わせを行うことができる。そのため、位置ズレを考慮することなく遮光層２３の領域をレイアウトすることができ、画素領域を大きく確保することができるので、優れた輝度特性を得ることができる。
【００６３】
続いて、公知の方法を用いて、ステップＳ１６における平坦化膜２７の形成、ステップＳ１７における画素電極２８の形成、及びステップＳ１８における配向膜２９の形成を順に行うことにより、アレイ基板２０が得られる（ステップＳ１９）。
【００６４】
次に、ステップＳ２において、対向基板３０を形成する。
【００６５】
まず、対向基板本体３１の全面に、共通電極３２となるＩＴＯ膜をスパッタ法等を用いて成膜する。そして、表示領域Ｄにおいて、共通電極３２を覆うように、公知の方法で配向膜３３となるポリイミド膜を成膜することにより、対向基板３０が得られる。
【００６６】
なお、ここではステップＳ１のアレイ基板２０の作製を行った後にステップＳ２の対向基板３０の作製を行うとして説明したが、各工程ステップＳ１及びＳ２は独立の工程であり、どちらを先に行っても、同時に行っても、いずれてもよい。
【００６７】
続いて、ステップＳ３において、アレイ基板２０または対向基板３０の外周縁にシール材５０を配置すると共に両基板２０，３０を重ね合わせ、シール材５０を硬化することにより、アレイ基板２０と対向基板３０とを貼り合わせる。このとき、カラーフィルタ層２２がアレイ基板２０上に設けられており、すでに、遮光層２３とＴＦＴ２６との位置合わせが精度よく行われているため、係るアライメント作業を行うことなく両基板２０，３０を貼り合わせることができる。
【００６８】
次に、ステップＳ４において、公知の方法により両基板２０，３０の間の空間に液晶材料を導入して液晶層４０を形成することにより、液晶表示パネルを得る（ステップＳ５）。
【００６９】
最後に、ステップＳ６において、液晶表示パネルの表面にそれぞれ偏光板（図示せず）を配置し、アレイ基板２０上の端子領域Ｔに駆動回路を、基板表面にバックライトを取り付ける。これにより、液晶表示装置１０が完成する（ステップＳ７）。
【００７０】
《実施形態２》
次に、本発明の実施形態２に係る液晶表示装置１０について説明する。この液晶表示装置１０は、実施形態１の液晶表示装置と同一の構成を有するが、製造方法において実施形態１とは異なる点がある。なお、同一または対応する構成については同一の参照符号を用いて説明する。実施形態２の液晶表示装置１０の製造方法では、図５及び６のフローチャートに沿って工程を進める。
【００７１】
実施形態１と同様、ステップＳ１において、アレイ基板２０を作製する。図８は、アレイ基板２０の作製工程を示す説明図である。
【００７２】
はじめに、ステップＳ１１において、アレイ基板本体２１を準備して、アレイ基板本体２１上にカラーフィルタ層２２を形成する。
【００７３】
まず、ステップＳ１２Ａにおいて、実施形態１と同様にして遮光レジスト膜７２を形成する（図８（ａ），（ｂ））。
【００７４】
次に、ステップＳ１２Ｂにおいて、インクジェット法を用いてカラーレジスト膜７４を成膜する。まず、図８（ｃ）に示すようにインクジェットヘッドをアレイ基板本体２１に対向するようにセットし、図８（ｄ）に示すように、インクジェットヘッドのノズルからカラーレジスト膜７４の原料を基板上に塗布することにより、カラーレジスト膜７４を形成する。
【００７５】
遮光レジスト膜７２及びカラーレジスト膜７４を形成した後は、実施形態１と同様にして、ステップＳ１３において各レジスト膜７２，７４の焼成を行ってカラーフィルタ層２２を得（図８（ｅ））、ステップＳ１４において層間絶縁膜２５を形成し（図８（ｆ））、続いてステップＳ１５〜Ｓ１８においてＴＦＴ２６の形成、平坦化膜２７の形成、画素電極２８の形成、及び配向膜２９の形成を行うことにより、図８（ｇ）に示すようにアレイ基板２０が完成する（ステップＳ１９）。
【００７６】
なお、ステップＳ２における対向基板３０の作製工程や、アレイ基板２０及び対向基板３０の貼り合わせ以降の工程（ステップＳ３〜Ｓ７）は、実施形態１と同様にして行うので、詳細な説明を省略する。
【００７７】
《実施形態３》
次に、本発明の実施形態３に係る液晶表示装置１０について説明する。この液晶表示装置１０は、アレイ基板２０を除いて、実施形態１と同一の構成を有する。なお、同一または対応する構成については同一の参照符号を用いて説明する。実施形態３の液晶表示装置１０の構成についてはアレイ基板２０についてのみ説明する。
【００７８】
アレイ基板２０は、図９に示すように、アレイ基板本体２１上にカラーフィルタ層２２、層間絶縁膜２５、ＴＦＴ２６、平坦化膜２７、画素電極２８、及び配向膜２９が順に積層された構成を有する。
【００７９】
カラーフィルタ層２２は、各画素に対応して設けられた着色層２４と、それらを区画するように設けられた遮光層２３と、で構成されている。このカラーフィルタ層２２においては、着色層２４は遮光層２３の上層にオーバーラップすることなく、遮光層２３と同一層となるように設けられている。
【００８０】
アレイ基板２０のカラーフィルタ層２２以外の構成は実施形態１と同一である。
【００８１】
＜液晶表示装置の製造方法＞
次に、実施形態３に係る液晶表示装置１０の製造方法について説明する。この製造方法では、図５のフローチャートに沿って工程を進める。
【００８２】
はじめに、ステップＳ１において、アレイ基板２０を作製する。図１０は、アレイ基板作製工程のフローチャートであり、図１１は、アレイ基板２０の作製工程を示す説明図である。
【００８３】
まず、ステップＳ１１において、アレイ基板本体２１を準備した後、アレイ基板本体２１上にカラーフィルタ層２２を形成する。
【００８４】
まず、ステップＳ１２において、インクジェット法を用いて遮光レジスト膜７２及びカラーレジスト膜７４を同時に成膜する。まず、図１１（ａ）に示すように、インクジェットヘッドをアレイ基板本体２１に対向するようにセットし、図１１（ｂ）に示すように、インクジェットヘッドのノズルから遮光レジスト膜７２及びカラーレジスト膜７４の原料を基板上に塗布することにより、遮光レジスト膜７２及びカラーレジスト膜７４を形成する。
【００８５】
遮光レジスト膜７２及びカラーレジスト膜７４を形成した後は、実施形態１と同様にして、ステップＳ１３において各レジスト膜７２，７４の焼成を行ってカラーフィルタ層２２を得（図１１（ｃ））、ステップＳ１４において層間絶縁膜２５を形成し（図１１（ｄ））、続いてステップＳ１５〜Ｓ１８においてＴＦＴ２６の形成、平坦化膜２７の形成、画素電極２８の形成、及び配向膜２９の形成を行うことにより、図１１（ｅ）に示すようにアレイ基板２０が完成する（ステップＳ１９）。
【００８６】
なお、ステップＳ２における対向基板３０の作製工程や、アレイ基板２０及び対向基板３０の貼り合わせ以降の工程（ステップＳ３〜Ｓ７）は、実施形態１と同様にして行うので、詳細な説明を省略する。
【００８７】
《その他の実施形態》
上記の実施形態１〜３では、カラーフィルタ層２２を備えたアレイ基板２０と対向基板３０とが対向するように配置された構成の表示装置として液晶表示装置について説明したが、特にこれに限られず、例えばプラズマディスプレイ等の表示装置についても本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、カラーフィルタ層を備えたアレイ基板と対向基板とが対向するように配置された構成の、例えば、液晶表示装置やプラズマディスプレイ等の表示装置、及びその製造方法について有用である。
【符号の説明】
【００８９】
１０  表示装置（液晶表示装置）
２０  アレイ基板
２１  アレイ基板本体
２２  カラーフィルタ層
２３  遮光層
２４  着色層
２６  スイッチング素子（ＴＦＴ）
３０  対向基板
４０  液晶層
７２  遮光レジスト膜
７４  カラーレジスト膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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