(57)【要約】【課題】  有効表示領域と額縁領域との段差による表示品位の低下を抑制したカラーフィルタの製造方法、及びそれを用いて作製したカラーフィルタとそれを具備した液晶表示装置の提供を目的とする。【解決手段】  透明基板１の一方の面に、遮光層２と複数の着色層３で形成された有効表示領域Ａと、その外側を取巻くように形成された額縁領域Ｂとからなるカラーフィルタの製造方法であって、  前記有効表示領域Ａは、遮光層２を形成する工程と複数の着色層３を順次形成する工程からなり、  前記額縁領域Ｂは、遮光層２´を形成した後、その上面に前記有効表示領域Ａの複数の着色層３が順次形成される最後の着色層を形成する工程からなることを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板の一方の面に、遮光層と複数の着色層で形成された有効表示領域と、その外側を取巻くように形成された額縁領域とからなるカラーフィルタの製造方法であって、
前記有効表示領域は、遮光層を形成する工程とその後に複数の着色層を順次形成する工程からなり、
前記額縁領域は、遮光層を形成した後に、その上面に前記有効表示領域の複数の着色層が順次形成される最後の着色層を形成する工程からなることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項２】
前記有効表示領域と前記額縁領域との遮光層を同時に形成することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のカラーフィルタの製造方法を用いて、前記有効表示領域と前記額縁領域との膜厚段差が０．１μｍ以下に作製したことを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項４】
請求項３に記載のカラーフィルタを具備したことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置用のカラーフィルタの製造方法及びカラーフィルタ、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、液晶を対向するＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板（以下、カラーフィルタと記す）との間隙に注入し、シール剤によってこれら基板を貼り合わせることにより構成される。カラーフィルタは液晶表示装置をカラー表示するために必要な部材であり、赤色画素、緑色画素、青色画素の３色画素が微細にパターンニングされている。
【０００３】
上記の着色画素は一般的にはフォトリソ法により作製される。例えば、赤色感光性レジスト（赤色画素成用インク）を全面に塗布し、その後マスク露光（パターン形成）、現像、洗浄及び乾燥工程等を経て赤色画素を形成する。その後、同様にして緑色画素、青色画素を形成する。
【０００４】
また、カラーフィルタには上記画素の形成に加えて液晶が注入される空隙（セルギャップ）を設けるためのスペーサが形成される。このスペーサの形成方法としては二通りが知られている。一つは上記着色画素形成時に、それぞれの画素形成用インクを用いてスペーサの位置に各着色層を順次積層する方法である。もう一つの方法は、透明な樹脂を用いて目的の形状、高さに形成する方法であり、着色画素形成と同様にフォトリソ法を用いることができる。
【０００５】
カラーフィルタに形成されるスペーサは、セルギャップを保持するために有効表示領域と額縁領域のいずれも領域にも形成される。有効表示領域に形成するスペーサには当然高い精度が要求されるが、最近ではより高品位な画質を提供するために、有効表示領域と額縁領域との段差の解消が必要となり、額縁領域に形成するスペーサにも高い精度が要求されている。
【０００６】
このような市場の要求に対して、例えば、特許文献１の方法が提案されている。具体的には、青色、赤色及び黒色の単色層を積層する構造のスペーサが提案されているが、それぞれ着色層を形成するための着色層形成用インクが異なり、特に固形分比の違いによる膜厚の制御が難しく、精度の良いスペーサの高さを得ることが難しいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２５８５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、有効表示領域と額縁領域との段差による表示品位の低下を抑制したカラーフィルタの製造方法、及びそれを用いて作製したカラーフィルタとそれを具備した液晶表示装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係る発明は、透明基板の一方の面に、遮光層と複数の着色層で形成された有効表示領域と、その外側を取巻くように形成された額縁領域とからなるカラーフィルタの製造方法であって、
前記有効表示領域は、遮光層を形成する工程と複数の着色層を順次形成する工程からなり、
前記額縁領域は、遮光層を形成した後、その上面に前記有効表示領域の複数の着色層が順次形成される最後の着色層を形成する工程からなることを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、前記有効表示領域と前記額縁領域との遮光層を同時に形成することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法である。
【００１１】
また、請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載のカラーフィルタの製造方法を用いて、前記有効表示領域と前記額縁領域との膜厚段差が０．１μｍ以下に作製したことを特徴とするカラーフィルタである。
【００１２】
また、請求項４に係る発明は、請求項３に記載のカラーフィルタを具備したことを特徴とする液晶表示装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１に係る発明によれば、前記額縁領域は、遮光層を形成した後、その上面に前記有効表示領域の複数の着色層が順次形成される最後の着色層、例えば複数の着色層が３色の場合、三色目の着色層（画素）を形成することで膜厚段差を制御し易くなる。前記画素の形成方法として上記で説明したフォトリソ法を用いる場合、着色層形成用インクは、一色目を塗布する場合と、一色目の画素が形成された後の二色目を場合と、更に一色目と二色目とが形成された後の最後の三色目を塗布する場合では、遮光層に取り囲まれた画素開口部へのインク流入が異なり、後から塗布するほうがインクの流入が容易となる傾向がある。
【００１４】
すなわち、後から塗布するインクの方が、前記画素開口部に比べて周辺を取巻く遮光層へのインクの乗り上げ量が少なくなる傾向がある。従って、前記額縁領域にも同様に、三色目、すなわち複数の着色層を形成する最後の着色層形成用インクを塗布することで、最もインクの乗り上げ量の少ない、言いかえれば段差の小さい着色層を形成することができる。
【００１５】
また、請求項２の発明によれば、例えばフォトリソ法により同一の遮光層形成用インクと同一のマスクを用いて、前記有効表示領域と前記額縁領域との遮光層を同時に形成することにより、前記有効表示領域と前記額縁領域との遮光層間の膜厚段差を最小限に抑えることができる。また、同時に形成することで、同一のフォトリソ法製造ラインで製造することができ、生産性を向上することができる。
【００１６】
また、請求項３の発明によれば、前記有効表示領域と前記額縁領域との膜厚段差を０．１μｍ以下にすることにより、セルギャップを均一にすることができ、高品位な画像を形成することができる。また、このようなカラーフィルタを具備することで高品位な画像が得られる液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のカラーフィルタの一実施形態の断面図を示す。
【図２】従来のカラーフィルタの一実施形態の断面図を示す。
【図３】本発明のカラーフィルタの一実施形態の製造フローを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図に基づいて本発明のカラーフィルタの製造方法及びカラーフィルタについて詳
細に説明する。
【００１９】
本発明に係るカラーフィルタは、図１に示すように透明基板１の一方の面に、遮光層２と複数の着色層３、例えば一色目の着色層３ａ、二色目の着色層３ｂ、三色目の着色層３ｃが形成された有効表示領域Ａと、その外側を取巻くように形成された額縁領域Ｂとからなる。
【００２０】
さらに具体的には、上記の有効表示領域Ａの着色層３と額縁領域Ｂの着色層４の上に、それを保護するためのオーバーコート層５を積層し、そのオーバーコート層５上の所定の位置に透明なスペーサ６を形成してなるカラーフィルタ１０である。
【００２１】
また、本発明に係るカラーフィルタ１０は、以下に説明する製造方法を特徴とする。すなわち、透明基板１の一方の面に、遮光層２、２´を形成し、その後、前記有効表示領域Ａに複数の着色層３を順次形成する。一方、額縁領域Ｂの遮光層２´の上に形成する着色層４は、前記着色層３の最後の層、例えば複数の着色層３が３色の場合、三色目の着色層３ｃを形成する際に、同時に形成する。その後、遮光層２、２´と着色層３，４の全面に均一な膜厚でオーバーコート層５を形成し、最後に前記オーバーコート層５上の所定の位置に透明なスペーサ８を形成してなるカラーフィルタ１０である。以下、図３に基づき本発明のカラーフィルタ１０及びその製造方法について説明する。
【００２２】
本発明に係る遮光層２、２´、着色層３，４及びスペーサ６はフォトリソ法により形成することが好ましい。なお、複数の着色層は３色を例として、一色目の着色層３ａ、二色目の着色層３ｂ、三色目の着色層３ｃとし、それぞれを形成するための着色層形成用インクを３ａ´、３ｂ´、３ｃ´とする。なお、前記スペーサ６の形成については説明を省略する。
【００２３】
本発明のカラーフィルタは、透明基板１の一方の面に先ず遮光層２、２´を形成し、その後着色層を形成してなるものである。この時、額縁領域Ｂの遮光層２´の幅は、有効表示領域Ａの遮光層２の幅に比べて広くすることで、光学的に安定した額縁領域Ｂを形成することができる。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、透明基板１の全面に一色目の着色層形成用インク３ａ´を塗布すると、遮光層２によって囲まれた開口部と遮光部２、２´上ではインクの挙動が異なり、遮光部２、２´上ではインクの乗り上げ量が多くなる。その結果、前記透明基板１の表層からインクまでの膜厚は、遮光部２、２´上の膜厚が開口部に比べて厚くなる。
【００２５】
その後、マスクを用いて、図３（ｂ）に示すような所定の位置にパターン形成して一色目の着色層３ａを得る。
【００２６】
次に、図３（ｃ）に示すように、一色目の着色層３ａを形成した全面に、図３（ａ）と同様にして二色目の着色層形成用インク３ｂ´を塗布する。この時、前記着色層形成用インク３ａ´の塗布と同様に、前記インク３ｂ´は開口部に比べて、遮光部２及び着色層３ａ上ではインクの乗り上げ量が多くなる。しかしながら、図３（ｃ）に示す左端の遮光部２´では、その右端に隣接する一色目の着色層３ａの影響で開口部と同様の形状となり、インク３ｂ´の侵入が抑制される。
【００２７】
その後、マスクを用いて、図３（ｄ）に示すように一色目の着色層３ａに隣接した所定の位置に二色目の着色層３ｂを形成する。
【００２８】
次に、前記一色目及び二色目と同様にして三色目の着色層形成用インク３ｃ´を全面に
塗布する。この時も、図３（ｅ）に示すように、左端の遮光部２´では、その右端に隣接する一色目の着色層３ａ及び二色目の着色層３ｂの影響で開口部と同様の形状となり、インク３ｂ´の侵入が抑制される。
【００２９】
その後、マスク露光して、図３（ｆ）に示すように二色目の着色層３ｂに隣接した所定の位置に着色層３ｃを形成する。
【００３０】
上記で説明したように、発明者らは鋭意研究の結果、額縁領域の遮光部２´上の着色層形成用インクは一色目、二色目、三色目と塗布を重ねる毎に、インクの乗り上げ量が異なり、最後（この場合は三色目）のインクが最も乗り上げ量を少なく制御することを見出した。
【００３１】
すなわち、額縁領域Ｂの遮光層２´上に形成する着色層４は、有効表示領域Ａの最後の着色層形成時に同時に形成することで、他の着色層３の膜厚との段差を最小限に制御することができることを見出した。これにより、その後に形成される保護層５及びスペーサ６も、額縁領域と有効表示領域との段差が最小限に制御でき、均一なセルギャップが形成できるカラーフィルタを提供することができる。
【００３２】
本発明に係る遮光層２の厚さ０．５〜２．５μｍ、幅３．０〜４０μｍの範囲が好ましく、厚さ０．８〜２．０μｍ、幅４．０〜２０μｍがより好ましい。また、着色層３、４の膜厚（厚さ）は０．５〜３．５μｍが好ましい。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明のカラーフィルタを実施例にてより具体的に説明する。
なお、一色目、二色目、三色目に用いる着色層形成用インクの組成の違いによる影響をなくすために、同一組成の着色層形成用インクを用いた。
【００３４】
＜実施例１＞
ガラス基板の一方の面に予め形成した、有効表示領域の遮光層及び額縁領域の遮光層の全面に、一色目として前記着色層形成用インクを塗布し、その後、額縁領域の遮光層に隣接する有効表示領域の開口部に着色パターンが形成されるマスクを用いて露光し、現像、洗浄、乾燥工程を経て、一色目の着色層を形成した。
【００３５】
次に、前記一色目の着色層を形成したガラス基板の全面に、二色目の着色層形成用インクを塗布し、その後、一色目の着色層に隣接する開口部に着色パターンが形成されるマスクを用いて露光し、現像、洗浄、乾燥工程を経て、一色目の着色層に隣接する二色目の着色層を形成した。
【００３６】
次に、前記一色目と二色目の着色層を形成したガラス基板の全面に、三色目の着色層形成用インクを塗布し、その後、前記額縁領域の遮光層と二色目の着色層に隣接する開口部に着色パターンが形成されるマスクを用いて露光し、現像、洗浄、乾燥工程を経て、前記額縁領域の着色層と有効表示領域の三色目の着色層を形成した。
【００３７】
＜比較例１＞
額縁領域に着色層を形成しないこと以外は、実施例１と同様にして有効表示領域に着色層を形成した。
【００３８】
＜比較例２＞
前記有効表示領域の遮光層及び前記額縁領域の遮光層の全面に、一色目として前記着色層形成用インクを塗布し、その後、前記額縁領域の遮光層と、それに隣接する一色目の着
色層用の開口部に着色パターンが形成されるマスクを用いて露光し、現像、洗浄、乾燥工程を経て、前記額縁領域の着色層と隣接する有効表示領域の一色目の着色層を形成した。その後さらに、二色目及び三色目のそれぞれのみにパターン形成するマスクを用いて、二色目及び三色目の着色層を形成した。
【００３９】
＜比較例３＞
前記額縁領域の遮光層に隣接する開口部にのみ着色パターンが形成されるマスクを用いて露光し、現像、洗浄、乾燥工程を経て、一色目の着色層を形成した。次に一色目の着色層を形成したその全面に、二色目として前記着色層形成用インクを塗布し、その後、前記額縁領域の遮光層と、一色目に隣接する開口部に着色パターンが形成されるマスクを用いて露光し、現像、洗浄、乾燥工程を経て、前記額縁領域の着色層と有効表示領域の一色目に隣接する二色目の着色層を形成した。その後さらに、三色目をパターン形成するマスクを用いて、三色目の着色層を形成した。
【００４０】
＜評価＞
実施例１及び比較例１〜３で得られた、有効表示領域の着色層及び額縁領域の着色層のそれぞれの透明基板表面からの高さを測定し、額縁領域と有効表示領域との段差の評価とした。結果を以下の表１に示す。
【００４１】
【表１】
2015014714.tif 000003
【００４２】
＜比較結果＞
実施例１による本発明品は段差が０．０２μｍと最も小さな値が得られ、均一なセルギャップを形成することができる。一方、比較例１、２、３で得られた比較例品は、それぞれ−１．５０μｍ、０．３８μｍ、０．１８μｍと値が大きく、有効表示領域と額縁領域とのセルギャップが不均一となり、画質の品位低下を招く要因となることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明によれば、有効表示領域と額縁領域との段差のない優れた表示品位を有するカラーフィルタの製造方法、及びそれを用いて作製したカラーフィルタとそれを具備した液晶表示装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・・透明基板
２・・・・遮光層（有効表示領域の遮光層）
２´・・・遮光層（額縁領域の遮光層）
３・・・・着色層（画素）
３ａ・・・一色目の着色層
３ｂ・・・二色目の着色層
３ｃ・・・三色目の着色層
３ａ´・・一色目の着色層形成用インク（感光性レジスト）
３ｂ´・・二色目の着色層形成用インク（感光性レジスト）
３ｃ´・・三色目の着色層形成用インク（感光性レジスト）
４・・・・着色層（遮光層２´上）
５・・・・オーバーコート層（保護層）
６・・・・スペーサ
７・・・・ＴＦＴ基板
Ａ・・・・有効表示領域
Ｂ・・・・額縁領域
ＨＡ・・・有効表示領域のセルギャップ
ＨＢ・・・額縁領域のセルギャップ
ｈａ・・・透明基板と着色層３との段差
ｈｂ・・・透明基板と着色層４との段差
【図１】
2015014714.tif 000004
【図２】
2015014714.tif 000005
【図３】
2015014714.tif 000006