(57)【要約】【課題】  平坦な上面を有するカラーフィルタ層を備えるカラーフィルタ基板およびその製造方法を提供する。【解決手段】  本発明のカラーフィルタ基板４０は、透明基板と、透明基板上に設けられた、互いに間隙を介して配置された複数のカラーフィルタ４４、４６、４８を有するカラーフィルタ層５０と、それぞれが複数のカラーフィルタの間隙に選択的に配置された複数の透光性樹脂部５８を有する透光性樹脂層６９と、それぞれが前記複数の透光性樹脂部のそれぞれの上に形成された複数の第１遮光部５２を有する遮光層５４とを備える。【選択図】  図１
2004361933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、
前記透明基板上に設けられた、互いに間隙を介して配置された複数のカラーフィルタを有するカラーフィルタ層と、
それぞれが、前記複数のカラーフィルタの間隙に選択的に配置された複数の透光性樹脂部を有する透光性樹脂層と、
それぞれが、前記複数の透光性樹脂部のそれぞれの上に形成された複数の第１遮光部を有する遮光層と、
を有する、カラーフィルタ基板。
【請求項２】
表示領域と、前記表示領域の周囲に設けられた額縁領域とを有し、
前記遮光層は、前記複数の第１遮光部の厚さよりも大きい第２遮光部をさらに有し、
前記表示領域には前記複数の第１遮光部、前記複数のカラーフィルタおよび前記複数の透光性樹脂部が配置され、かつ、前記額縁領域には前記第２遮光部が配置されている、請求項１に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項３】
前記第２遮光部の膜厚は、前記第１遮光部の膜厚よりも大きく、かつ、前記カラーフィルタ層の膜厚以下である、請求項２に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項４】
前記複数のカラーフィルタは、互いに色の異なる第１カラーフィルタおよび第２カラーフィルタを含む、請求項１から３のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
【請求項５】
前記複数のカラーフィルタは、前記第１カラーフィルタおよび前記第２カラーフィルタと色の異なる第３カラーフィルタをさらに含む、請求項４に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項６】
前記第１カラーフィルタ、前記第２カラーフィルタおよび第３カラーフィルタは、それぞれ、赤カラーフィルタ、緑カラーフィルタおよび青カラーフィルタのいずれかである、請求項５に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項７】
前記複数のカラーフィルタのそれぞれの断面は、正テーパー形状、または逆テーパー形状を有している、請求項１から６のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
【請求項８】
前記複数のカラーフィルタのそれぞれの断面は、矩形状を有している、請求項１から６のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
【請求項９】
透明基板上に、互いに間隙をあけて配置された複数のカラーフィルタを有するカラーフィルタ層を形成する工程と、
前記カラーフィルタ層を覆うように感光性樹脂膜を形成する工程と、
前記複数のカラーフィルタをマスクとして、前記透明基板の背面から前記透明基板を通る光によって前記感光性樹脂膜を露光する工程と、
前記露光された感光性樹脂膜を現像することによって、前記複数のカラーフィルタの前記間隙に選択的に配置された複数の透光性樹脂部を有する透光性樹脂層を形成する工程と、を包含する、カラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項１０】
透明基板上に、互いに間隙をあけて配置された複数のカラーフィルタを有するカラーフィルタ層を形成する工程と、
前記複数のカラーフィルタの間隙に選択的に配置された複数の透光性樹脂部を有する透光性樹脂層を形成する工程と、
前記複数の透光性樹脂部のそれぞれの上に形成された第１黒色樹脂部を有する黒色樹脂層を形成する工程と、
を包含する、カラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項１１】
前記複数の透光性樹脂部を有する前記透光性樹脂層を形成する工程は、
前記カラーフィルタ層を覆うように感光性樹脂膜を形成する工程と、
前記複数のカラーフィルタをマスクとして、前記透明基板の背面から前記透明基板を通る光によって前記感光性樹脂膜を露光する工程と、
前記露光された感光性樹脂膜を現像する工程と、
を包含する、請求項１０に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項１２】
前記複数の第１黒色樹脂部を形成する工程は、
前記カラーフィルタ層および前記透光性樹脂層を覆うように黒色感光性樹脂膜を形成する工程と、
前記複数のカラーフィルタをマスクとして、前記透明基板の背面から前記透明基板および前記複数の透光性樹脂部を通る光によって前記黒色感光性樹脂膜を露光する工程と、
前記露光された黒色感光性樹脂膜を現像する工程と、
を包含する、請求項１１に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項１３】
前記複数の第１黒色樹脂部および前記複数のカラーフィルタの上面は、実質的に平坦な面を形成している、請求項１０から１２のいずれかに記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項１４】
前記黒色樹脂層を形成する工程は、前記現像工程の後にポストベークする工程を包含し、 前記ポストベーク工程中に、前記複数の第１黒色樹脂部を熱だれさせることによって、前記複数の第１黒色樹脂部と前記複数のカラーフィルタとを整合させる、請求項１０から１３のいずれかに記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項１５】
前記カラーフィルタ層を形成する工程は、
前記透明基板上にカラー感光性樹脂膜を形成する工程と、
マスクを介して前記カラー感光性樹脂膜を露光した後、現像することによってパターニングを行う工程と、
パターニングされた前記カラー感光性樹脂膜を全面露光する工程と、
前記全面露光工程の後にポストベークする工程とを含む、請求項１０から１４のいずれかに記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項１６】
前記カラーフィルタ基板は、表示領域と、前記表示領域の周囲に設けられた額縁領域とを有し、
前記カラーフィルタ層を形成する工程は、前記複数のカラーフィルタを前記表示領域に形成する工程を含み、
前記透光性樹脂層を形成する工程は、前記複数の透光性樹脂部を前記表示領域に形成する工程を含み、
前記黒色樹脂層を形成する工程は、前記表示領域に形成された前記複数のカラーフィルタおよび前記複数の透光性樹脂部を覆い、且つ、前記透明基板の前記額縁領域上まで延設された前記黒色感光性樹脂膜を形成する工程と、
前記カラーフィルタ層をマスクとして前記透明基板の背面から前記透明基板を通る光によって、少なくとも前記表示領域の前記黒色感光性樹脂膜を露光する第１露光工程と、
前記額縁領域の前記黒色感光性樹脂膜の少なくとも一部を選択的に前記透明基板の上面側から露光する第２露光工程と、
前記第１および第２露光工程の後で、前記黒色感光性樹脂膜を現像することによって、前記複数の第１黒色樹脂部を前記表示領域に形成するとともに、前記複数の第１黒色樹脂部よりも厚い第２黒色樹脂部を前記額縁領域に形成する工程と、を含む、請求項１０から１５のいずれかに記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項１７】
前記黒色感光性樹脂膜の厚さは前記カラーフィルタ層の厚さ以下に設定されており、
前記第１露光工程は、前記表示領域の前記黒色感光性樹脂膜の所定の厚さの下層部分を選択的に硬化させる工程であって、
前記第２露光工程は、前記額縁領域の前記黒色感光性樹脂膜を硬化させる工程である、請求項１６に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項１８】
前記第１露光工程は、前記表示領域とともに前記額縁領域の前記黒色感光性樹脂膜を露光する工程を含む、請求項１６または１７に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項１９】
前記黒色感光性樹脂膜の厚さは前記カラーフィルタ層の厚さ以下に設定されており、
前記第１露光工程は、前記黒色感光性樹脂膜の所定の厚さの下層部分を選択的に硬化させる工程であって、
前記第２露光工程は、前記額縁領域の前記少なくとも一部の前記黒色感光性樹脂膜の、前記下層の上に位置する上層部分を硬化させる工程である、請求項１８に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項２０】
前記透光性樹脂部の厚さは、前記透光性樹脂部の厚さと前記黒色感光性樹脂膜の前記下層部分の所定の厚さとの和が前記カラーフィルタ層の厚さと略等しくなるように設定されており、
前記黒色樹脂層を形成する工程は、前記複数の第１黒色樹脂部を形成するとともに、前記額縁領域において、その厚さが前記複数の第１黒色樹脂部の厚さよりも大きく、かつ、前記カラーフィルタ層の厚さ以下である第２黒色樹脂部を形成する工程を包含する、請求項１０から１９のいずれかに記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項２１】
前記カラーフィルタ層、前記黒色樹脂層および前記透光性樹脂層は、スピンコート法、ドライフィルム法またはスリットコート法によって形成される、請求項１０から２０のいずれかに記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項２２】
前記黒色樹脂層は、ドライフィルム法で形成される、請求項１０から２１のいずれかに記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項２３】
請求項１から８のいずれかに記載のカラーフィルタ基板を備える表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置、およびプラズマディスプレイなどの表示装置に使用されるカラーフィルタ基板およびその製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、小型、薄型、低消費電力、および軽量という特徴を有するため、現在、各種の電子機器に広く用いられている。特に、スイッチング素子を有するアクティブマトリクス型液晶表示装置は、パソコン等のＯＡ機器、テレビ等のＡＶ機器や携帯電話などに広く採用されている。また、近年、液晶表示装置の大型化や、高精細化、画素有効面積比率の向上（高開口率化）、または色純度向上などの品位向上が急速に進んでいる。
【０００３】
図８を参照しながら、一般的なアクティブマトリクス型液晶表示装置の構造を説明する。図８は液晶表示装置の断面図である。
【０００４】
図８に示すように液晶表示装置３０は、互いに対向するように配置されたアクティブマトリクス基板２およびカラーフィルタ基板４と、これらの基板の間に配置された液晶層６とを備えている。また、液晶表示装置３０は、基板面内において、表示領域（有効表示エリア）と、表示領域の周囲に配置された額縁領域（非有効表示エリア）とを有している。
【０００５】
アクティブマトリクス基板２は、ガラス等の透明絶縁性基板８と、基板８上に形成された走査信号線用のゲートバスライン（図示せず）、データ信号線用のソースバスライン１０、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのアクティブ素子（図示せず）および、透明画素電極１２とを備えている。複数の透明画素電極１２は、表示領域でマトリクス状に配列されている。
【０００６】
カラーフィルタ基板４は、ガラス等の絶縁性透明基板１４と、基板１４上に形成された、赤カラーフィルタ１６、緑カラーフィルタ１８および青カラーフィルタ２０を含むカラーフィルタ層２２と、複数の遮光部２４を含む遮光層２６と、対向電極（図示せず）とを備えている。赤カラーフィルタ１６、緑カラーフィルタ１８および青カラーフィルタ２０は、アクティブマトリクス基板２側に設けられた複数の透明画素電極１２のそれぞれに対応して設けられている。遮光部２４は、各カラーフィルタの間隙、および額縁領域に配置されている。対向電極は、一般に、遮光層２６およびカラーフィルタ層２２の液晶層６側表面に設けられる。
【０００７】
次に、従来のカラーフィルタ基板４の製造方法の一例を説明する。
【０００８】
カラーフィルタ基板の製造方法として、近年、ドライフィルム法が利用されている。ドライフィルム法は、従来から利用されていたスピンコート法に比べて、材料の歩留まりが高く、製造コストが低減できるという利点がある。また、膜厚のより均一な層を形成できるという利点がある。
【０００９】
以下、図９（ａ）〜（ｆ）を参照しながら、ドライフィルム法を用いた従来のカラーフィルタ基板の製造方法を説明する。
【００１０】
ドライフィルムは、感光性樹脂膜の両主面がＰＥＴ（ポリエチレンテフタレート）フィルム等のフィルム支持体で挟持されて構成されている。感光性樹脂膜には、赤、青、緑および黒色の顔料が分散された４種類のドライフィルムが用いられる。また、感光性樹脂膜は典型的にはネガ型である。
【００１１】
まず、例えば赤色のドライフィルムをガラス基板１４上に押圧しながら貼り合わせ、フィルム支持体を剥離することによって、図９（ａ）に示すように赤色の感光性樹脂膜１６Ｒが基板１４上に転写される。この工程は一般にドライフィルムを加熱しながら実行され、いわゆる熱転写工程である。続いて、転写された赤色の感光性樹脂膜１６Ｒを、マスク３２を介して露光した後、現像し、図９（ｂ）に示すように赤カラーフィルタ１６を形成する。
【００１２】
続いて例えば緑色のドライフィルムを用いて上記と同様の工程を行い、図９（ｃ）に示すように緑カラーフィルタ１８を形成する。さらに青色のドライフィルムを用いて上記と同様の工程を行い、図９（ｄ）に示すように青カラーフィルタ２０を形成する。以上により、赤、緑および青カラーフィルタ１６、１８および２０を含むカラーフィルタ層２２が形成される。
【００１３】
カラーフィルタ層２２が形成された後、カラーフィルタ層２２の形成方法と同様の方法を用いて、黒色のドライフィルムをガラス基板１４上に押圧しながら貼り合わせ、図９（ｅ）に示すように黒色の感光性樹脂膜２６Ｒを基板１４上に転写する。次に、ガラス基板１４の背面側から露光（背面露光）する。この背面露光により、赤、緑および青カラーフィルタ１６、１８および２０をマスクとして、黒色の感光性樹脂膜２６Ｒが露光（自己整合的に露光）される。露光後、現像を行うことにより、隣接するカラーフィルタの間隙、および額縁領域に遮光部２４が配置された遮光層２６が形成される。
【００１４】
以上により、カラーフィルタ基板が作製される。
【００１５】
上記の製造方法では、遮光層２６が、各カラーフィルタをマスクとして自己整合的に形成される（図９（ｅ）および（ｆ））ため、カラーフィルタと遮光部との間に隙間が生じず、歩留まりが向上するという利点がある。しかしながら、遮光層２６にネガ型の感光性樹脂膜２６Ｒを用いているため、カラーフィルタ１６、１８および２０上に形成されている黒色の感光性樹脂膜２６Ｒが硬化しないように、背面露光を行うための露光量に制限が生じる。したがって、カラーフィルタ１６、１８、２０の膜厚よりも遮光部２４の膜厚が薄くなり、カラーフィルタ１６、１８、２０と遮光部２４との間に段差（図９（ｆ）のＸ）が生じる。
【００１６】
特に、表示色純度を向上させるために各カラーフィルタ１６、１８、２０の膜厚を大きくする場合、上記の製造方法では各カラーフィルタ１６、１８、２０と遮光部２４との間の膜厚差が大きくなるため、カラーフィルタ１６、１８、２０と遮光部２４との間の段差が顕著になる。基板の液晶側表面に段差が存在すると、段差部分で液晶分子の配向乱れが生じ、表示品位を著しく悪化させるなどの問題が生じてしまう。
【００１７】
カラーフィルタと遮光部との間に段差が生じるという問題（すなわち、カラーフィルタ層の上面を平坦にできないという問題）は、ドライフィルム法に限られず、スピンコート法やスリットコート法（矩形のスリットから膜形成材料を吐出し、スリット基板表面と所定のギャップを保持しつつ、スリットを基板に対して相対移動させながら成膜する方法であり、スロットコート法またはダイコート法と呼ばれる場合もある。）、その他の成膜方法に共通の問題であるため、この問題を解決するための様々な試みがなされている。
【００１８】
例えば特許文献１は、現像工程を２回行うことにより、カラーフィルタと遮光部との段差を小さくする方法を説明している。具体的には、特許文献１の製造方法では、カラーフィルタ層を覆うように遮光膜（黒色感光性樹脂膜）を形成した後、基板の上面側からフォトマスクを介して遮光膜を露光し、現像を行うことにより、遮光部を形成する。このとき、遮光部の内部は殆ど未硬化状態のままである。また、アライメントマージン（ずれ）のために、遮光部はカラーフィルタの端部に重なるように形成される。次に、背面露光を行って基板側の遮光部を硬化させた後、２回目の現像を行うことによって、遮光部のうちのカラーフィルタ上に形成された部分（突起）を除去する。この方法では、２回目の現像によって上記突起が除去されることにより、カラーフィルタ層の上面が平坦化されると説明されている。なお、特許文献１では、遮光層の形成にドライフィルム法が用いられている。
【００１９】
例えば特許文献２は、遮光部と透明樹脂部（可視光を透過する必要がある）とを組み合わせて表面が平坦な下地層を基板に形成し、この下地層の上にカラーフィルタ層を形成することによって、カラーフィルタ層の上面を平坦化する方法を説明している。具体的には、特許文献２の製造方法では、画素の周囲に対応して遮光部を形成した後、遮光部が形成されていない領域に遮光部と同じ膜厚の透明樹脂部を形成し、遮光部と透明樹脂部とで構成される下地層を基板に形成し、この下地層の上にカラーフィルタ層が形成される。この方法では、平坦な下地層の上にカラーフィルタ層が形成されるので、カラーフィルタ層の上面が平坦化されると説明されている。なお、特許文献２では、遮光部の形成にスピンコート法が用いられている。
【特許文献１】特開平７−１２０６１３号公報
【特許文献２】特開平８−２４８４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、上記特許文献１および２の方法によっても、カラーフィルタ層の上面を十分に平坦化できないという問題がある。
【００２１】
特許文献１の方法では、フォトマスクを用いて遮光膜を露光するため、露光機の精度によって遮光部のパターンずれが生じ、所望の形状の遮光部が形成されない。この場合、遮光層の場所によっては、カラーフィルタと遮光部との間に隙間が生じたり、あるいは、カラーフィルタの端部に所望とするアライメントマージン以上の幅で遮光部が形成されてしまうことがあり、２回目の現像を行っても、カラーフィルタ層の上面に突起または凹部が形成されてしまう。
【００２２】
特許文献２の方法では平坦な下地層の上にカラーフィルタ層が形成されるが、各カラーフィルタのパターニングにずれが生じると、各カラーフィルタ間に隙間が生じることによって凹部が生じたり、あるいは、カラーフィルタ同士が重なって凸部が生じてしまう。
【００２３】
本発明は上記の課題を解決するためのものであり、カラーフィルタ層の上面を平坦化できるカラーフィルタ基板およびその製造方法ならびに表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明のカラーフィルタ基板は、透明基板と、前記透明基板上に設けられた、互いに間隙を介して配置された複数のカラーフィルタを有するカラーフィルタ層と、それぞれが、前記複数のカラーフィルタの間隙に選択的に配置された複数の透光性樹脂部を有する透光性樹脂層と、それぞれが、前記複数の透光性樹脂部のそれぞれの上に形成された複数の第１遮光部を有する遮光層とを有することを特徴とし、前記複数の第１遮光部、および前記複数のカラーフィルタの上面は、実質的に平坦な面を形成する。
【００２５】
ある実施形態のカラーフィルタ基板は、表示領域と、前記表示領域の周囲に設けられた額縁領域とを有し、前記遮光層は、前記複数の第１遮光部の厚さよりも大きい第２遮光部をさらに有し、前記表示領域には前記複数の第１遮光部、前記複数のカラーフィルタおよび前記複数の透光性樹脂部が配置され、かつ、前記額縁領域には前記第２遮光部が配置されている。
【００２６】
ある実施形態において、前記第２遮光部の膜厚は、前記第１遮光部の膜厚よりも大きく、かつ、前記カラーフィルタ層の膜厚以下である。
【００２７】
ある実施形態において、前記複数のカラーフィルタは、互いに色の異なる第１カラーフィルタおよび第２カラーフィルタを含む。
【００２８】
ある実施形態において、前記複数のカラーフィルタは、前記第１カラーフィルタおよび前記第２カラーフィルタと色の異なる第３カラーフィルタをさらに含む。
【００２９】
ある実施形態において、前記第１カラーフィルタ、前記第２カラーフィルタおよび第３カラーフィルタは、それぞれ、赤カラーフィルタ、緑カラーフィルタおよび青カラーフィルタのいずれかである。
【００３０】
ある実施形態において、前記複数のカラーフィルタのそれぞれの断面は、正テーパー形状を有してもよいし、または逆テーパー形状を有してもよい。
【００３１】
ある実施形態において、前記複数のカラーフィルタのそれぞれの断面は、矩形状を有している。
【００３２】
本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、透明基板上に、互いに間隙をあけて配置された複数のカラーフィルタを有するカラーフィルタ層を形成する工程と、前記カラーフィルタ層を覆うように感光性樹脂膜を形成する工程と、前記複数のカラーフィルタをマスクとして、前記透明基板の背面から前記透明基板を通る光によって前記感光性樹脂膜を露光する工程と、前記露光された感光性樹脂膜を現像することによって、前記複数のカラーフィルタの前記間隙に選択的に配置された複数の透光性樹脂部を有する透光性樹脂層を形成する工程とを包含することを特徴とする。
【００３３】
本発明の他のカラーフィルタ基板の製造方法は、透明基板上に、互いに間隙をあけて配置された複数のカラーフィルタを有するカラーフィルタ層を形成する工程と、前記複数のカラーフィルタの間隙に選択的に配置された複数の透光性樹脂部を有する透光性樹脂層を形成する工程と、前記複数の透光性樹脂部のそれぞれの上に形成された第１黒色樹脂部を有する黒色樹脂層を形成する工程とを包含することを特徴とする。
【００３４】
ある実施形態において、前記複数の透光性樹脂部を有する前記透光性樹脂層を形成する工程は、前記カラーフィルタ層を覆うように感光性樹脂膜を形成する工程と、
前記複数のカラーフィルタをマスクとして、前記透明基板の背面から前記透明基板を通る光によって前記感光性樹脂膜を露光する工程と、前記露光された感光性樹脂膜を現像する工程とを包含する。
【００３５】
ある実施形態において、前記複数の第１黒色樹脂部を形成する工程は、前記カラーフィルタ層および前記透光性樹脂層を覆うように黒色感光性樹脂膜を形成する工程と、前記複数のカラーフィルタをマスクとして、前記透明基板の背面から前記透明基板および前記複数の透光性樹脂部を通る光によって前記黒色感光性樹脂膜を露光する工程と、前記露光された黒色感光性樹脂膜を現像する工程とを包含する。
【００３６】
ある実施形態において、前記複数の第１黒色樹脂部および前記複数のカラーフィルタの上面は、実質的に平坦な面を形成している。
【００３７】
ある実施形態において、前記黒色樹脂層を形成する工程は、前記現像工程の後にポストベークする工程を包含し、 前記ポストベーク工程中に、前記複数の第１黒色樹脂部を熱だれさせることによって、前記複数の第１黒色樹脂部と前記複数のカラーフィルタとを整合させる。
【００３８】
ある実施形態において、前記カラーフィルタ層を形成する工程は、前記透明基板上にカラー感光性樹脂膜を形成する工程と、マスクを介して前記カラー感光性樹脂膜を露光した後、現像することによってパターニングを行う工程と、パターニングされた前記カラー感光性樹脂膜を全面露光する工程と、前記全面露光工程の後にポストベークする工程とを含む。
【００３９】
ある実施形態において、前記カラーフィルタ基板は、表示領域と、前記表示領域の周囲に設けられた額縁領域とを有し、前記カラーフィルタ層を形成する工程は、前記複数のカラーフィルタを前記表示領域に形成する工程を含み、前記透光性樹脂層を形成する工程は、前記複数の透光性樹脂部を前記表示領域に形成する工程を含み、前記黒色樹脂層を形成する工程は、前記表示領域に形成された前記複数のカラーフィルタおよび前記複数の透光性樹脂部を覆い、且つ、前記透明基板の前記額縁領域上まで延設された前記黒色感光性樹脂膜を形成する工程と、前記カラーフィルタ層をマスクとして前記透明基板の背面から前記透明基板を通る光によって、少なくとも前記表示領域の前記黒色感光性樹脂膜を露光する第１露光工程と、前記額縁領域の前記黒色感光性樹脂膜の少なくとも一部を選択的に前記透明基板の上面側から露光する第２露光工程と、前記第１および第２露光工程の後で、前記黒色感光性樹脂膜を現像することによって、前記複数の第１黒色樹脂部を前記表示領域に形成するとともに、前記複数の第１黒色樹脂部よりも厚い第２黒色樹脂部を前記額縁領域に形成する工程とを含む。
【００４０】
ある実施形態において、前記黒色感光性樹脂膜の厚さは前記カラーフィルタ層の厚さ以下に設定されており、前記第１露光工程は、前記表示領域の前記黒色感光性樹脂膜の所定の厚さの下層部分を選択的に硬化させる工程であって、前記第２露光工程は、前記額縁領域の前記黒色感光性樹脂膜を硬化させる工程である。
【００４１】
ある実施形態において、前記第１露光工程は、前記表示領域とともに前記額縁領域の前記黒色感光性樹脂膜を露光する工程を含む。
【００４２】
ある実施形態において、前記黒色感光性樹脂膜の厚さは前記カラーフィルタ層の厚さ以下に設定されており、前記第１露光工程は、前記黒色感光性樹脂膜の所定の厚さの下層部分を選択的に硬化させる工程であって、前記第２露光工程は、前記額縁領域の前記少なくとも一部の前記黒色感光性樹脂膜の、前記下層の上に位置する上層部分を硬化させる工程である。
【００４３】
ある実施形態において、前記透光性樹脂部の厚さは、前記透光性樹脂部の厚さと前記黒色感光性樹脂膜の前記下層部分の所定の厚さとの和が前記カラーフィルタ層の厚さと略等しくなるように設定されており、前記黒色樹脂層を形成する工程は、前記複数の第１黒色樹脂部を形成するとともに、前記額縁領域において、その厚さが前記複数の第１黒色樹脂部の厚さよりも大きく、かつ、前記カラーフィルタ層の厚さ以下である第２黒色樹脂部を形成する工程を包含する。
【００４４】
ある実施形態において、前記カラーフィルタ層、前記黒色樹脂層および前記透光性樹脂層は、スピンコート法、ドライフィルム法またはスリットコート法によって形成される。
【００４５】
ある実施形態において、前記黒色樹脂層は、ドライフィルム法で形成される。
【００４６】
本発明の表示装置は上記のいずれかのカラーフィルタ基板を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４７】
本発明により、カラーフィルタ層の上面を平坦化できるカラーフィルタ基板およびその製造方法が提供される。また、本発明のカラーフィルタ基板を用いることにより、表示品位の高い表示装置を作製できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、図面を参照しながら本発明のカラーフィルタ基板、およびその製造方法を具体的に説明する。以下では、従来技術の説明と同様に、アクティブマトリクス型液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板を例に実施形態を説明するが、本発明はこれに限定されず、その他のタイプの液晶表示装置や、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置、およびプラズマディスプレイなど、様々な表示装置に利用可能である。
【００４９】
図１（ａ）および（ｂ）は、本発明の一実施形態のカラーフィルタ基板４０を示す図であり、（ａ）はカラーフィルタ基板４０の平面図であり、（ｂ）は（ａ）の１Ｂ―１Ｂ’に対応する断面図である。なお、カラーフィルタ基板４０の断面構造は、基本的に、図８に示したカラーフィルタ基板３０と同様である。
【００５０】
本発明の一実施形態のカラーフィルタ基板４０は、透明基板４２と、透明基板４２上に設けられた、カラーフィルタ層５０、透光性樹脂層６０および遮光層５４とを備えている。
【００５１】
カラーフィルタ層５０は、透明基板４２上に設けられた、互いに間隙を介して配置されたカラーフィルタ（例えば第１カラーフィルタ４４、第２カラーフィルタ４６および第３カラーフィルタ４８）を有している。カラーフィルタ層は典型的には互いに色の異なる３色（赤、青および緑）のカラーフィルタを含み、カラーフィルタ４４、４６および４８は、例えば、赤カラーフィルタ、青カラーフィルタおよび緑カラーフィルタのいずれかである。本実施形態では図１（ａ）に示すように、カラーフィルタ４４、４６および４８がそれぞれストライプ状に延びる形状を有し、各画素の表示色を規定するために、表示領域に画素の列に対応して配列されている場合を例示する。なお、カラーフィルタ層５０に含まれるカラーフィルタの形状、配置、色、およびカラーフィルタ層５０に含まれる色数は上記に限られない。
【００５２】
遮光層５４は、カラーフィルタ４４、４６および４８のそれぞれの間隙に配置された第１遮光部５２を有している。本実施形態では図１（ａ）に示すように、第１遮光部５２が表示領域（有効表示エリア）に設けられ、カラーフィルタ４４、４６および４８の延びる方向と平行な方向に延びる形状を有している場合を例示する。また、本実施形態では、アクティブマトリクス基板に設けられるＴＦＴを遮光するために、第１遮光部５２が凸部５１を有し、これに対応して、第１、第２および第３カラーフィルタ４４、４６、４８はそれぞれ凹部を有している。なお、遮光層に含まれる第１遮光部５２の形状、および配置等は上記に限られない。
【００５３】
透光性樹脂層６０は、第１遮光部５２の基板側に、カラーフィルタ４４、４６および４８のそれぞれの間隙に選択的に（それぞれの間隙だけに）配置された透光性樹脂部５８を含んでいる。
【００５４】
本発明の一実施形態のカラーフィルタ基板４０は、カラーフィルタ４４、４６および４８のそれぞれの間隙に選択的に配置された透光性樹脂部５８を第１遮光部５２の基板側に有することを主な特徴の一つとしており、このような構成を採用した結果、第１遮光部５２、およびカラーフィルタ４４、４６および４８の上面が実質的に平坦な面を形成する構成が実現されている。
【００５５】
上記カラーフィルタ基板４０を用いて、液晶表示装置を構成する場合、第１遮光部５２、およびカラーフィルタ４４、４６および４８の上面側に液晶層が配置される。基板の液晶層側表面に段差が形成されていると、段差により、液晶分子の配向に乱れが生じ、表示品位が低下するという問題があるが、本カラーフィルタ基板４０では、第１遮光部５２、およびカラーフィルタ４４、４６および４８の上面が実質的に平坦な面を形成しており、この平坦な面上に液晶層が配置されるので、液晶層に含まれる液晶分子の配向乱れが生じにくく、液晶表示装置の表示品位を向上させることができる。
【００５６】
また、第１遮光部５２、およびカラーフィルタ４４、４６および４８の上面側に対向電極を設ける場合、段差のない、実質的に平坦な面上に対向電極を形成できるので、対向電極に断線を生じにくくすることができる。
【００５７】
なお、上記の説明で表示領域（有効表示エリア）とは、カラーフィルタ基板４０の面内で、表示の単位となる画素がマトリクス状に配列された領域をいい、隣接する画素（カラーフィルタ）間に配置される第１遮光部５２を含む。カラーフィルタ基板４０は、表示領域の周囲に額縁領域（非有効表示エリア）を有する。額縁領域は、図１（ａ）に示すように、例えば基板の端辺付近に配置され、表示に寄与しない領域である。
【００５８】
本実施形態のカラーフィルタ基板４０では、遮光層５４が、第１遮光部５２の厚さよりも大きい第２遮光部５３をさらに含み、第２遮光部５３が額縁領域に配置されていてもよい。額縁領域は、通常、表示領域の画素間よりも高い遮光性を必要とする。従って、額縁領域は、第１遮光部５２よりも厚さの大きい第２遮光部５３によって遮光されることが好ましい。
【００５９】
第２遮光部５３の厚さは、図１（ｂ）に示すように、カラーフィルタ層５０の厚さと略等しいことが好ましい。但し、第２遮光部５３の厚さがカラーフィルタ層５０の厚さよりも大きくなると、表示領域内のセル厚（ギャップ）の均一性が低下し、セル厚が設計値からずれてしまう。従って、プロセスマージンを考慮し、第２遮光部５３の厚さは、カラーフィルタ層５０の厚さ以下に設定することが好ましい。なお、図１（ｂ）で第２遮光部５３の上面に形成されている凹部は、後述するようにアライメントマージンが必要なために遮光層の製造工程で形成されるものであり、できるだけ小さくなるように設計される。
【００６０】
次に、図２および図３を参照しながらカラーフィルタ基板４０の製造方法の一例を説明する。図２（ａ）〜（ｄ）および図３（ａ）〜（ｄ）は、図１の２Ａ―２Ａ’に対応する断面図である。なお、以下の説明では、主として、遮光層５４をおよびカラーフィルタ層５０の全てを、ドライフィルムを用いて形成する場合を例示する。また、第１カラーフィルタ４４が赤カラーフィルタであり、第２カラーフィルタ４６が緑カラーフィルタであり、および第３カラーフィルタ４８が青カラーフィルタである場合を例示する。ドライフィルムは、感光性樹脂膜の両主面がＰＥＴ（ポリエチレンテフタレート）フィルム等のフィルム支持体で挟持されて構成されている。ここでは、赤、青、緑および黒色の顔料が分散された感光性樹脂膜を含む４種類のドライフィルムと、透光性を有する感光性樹脂膜を含むドライフィルムとを用いる。また、感光性樹脂膜は典型的にはネガ型（光硬化性）である。
【００６１】
以下の実施形態では、透光性を有する感光性樹脂膜として、透明な（可視光を透過する）感光性樹脂を用いる例を説明するが、可視光を透過する必要は必ずしも無く、透光性感光性樹脂から形成された透光性樹脂部上に形成される黒色感光性樹脂を、透光性樹脂部を通過した光によって露光することが出来れば良い。すなわち、透光性感光樹脂膜は、黒色感光性樹脂膜が感光する光（典型的にはｇ線、ｈ線、ｉ線などの紫外線）を充分に透過すれば良く、可視光を透過しなくても良い。但し、一般に可視光を吸収する色素や顔料は紫外線をも吸収しやすいので、色素や顔料を含まない無色透明の感光性樹脂膜を好適に用いることができる。
【００６２】
まず、ローラを用い、赤カラーフィルタ４４用のドライフィルムを透明基板４２上に押圧しながら貼り合わせ、フィルム支持体を剥離することによって、図２（ａ）に示すように赤色感光性樹脂膜４４Ｒを基板４２上に転写する。この工程は、一般に、ドライフィルムを加熱しながら実行され、いわゆる熱転写工程である。続いて、マスク６２を介して赤色感光性樹脂膜４４Ｒを露光した後、図２（ｂ）に示すように現像を行い、赤カラーフィルタ４４を形成する。
【００６３】
上記と同様の工程により、図２（ｃ）に示すように青カラーフィルタ４６を形成した後、図２（ｄ）に示すように緑カラーフィルタ４８を形成する。
【００６４】
なお、各色のカラーフィルタが形成される度に、全面露光（ポスト露光）を行い、さらに、例えば２００℃程度でポストベークを行うことが好ましい。ポストベークを行うことにより、カラーフィルタをほぼ完全に硬化（熱硬化）させて、例えば、カラーフィルタの形状が変化したり、カラーフィルタに傷やごみが付着したりするのを防ぐ（安定化させる）ことができる。ポスト露光は、ポストベーク中にカラーフィルタが熱変形しない程度にカラーフィルタを硬化させるために、ポストベーク前に行われる。また、ポスト露光は、例えば基板４２の上面および背面の両側から露光することによって行われる。基板４２の上面および背面の一方から露光を行っても良いが、カラーフィルタの形状をより安定化させるためには、上面および背面の両側から行うことがより好ましい。なお本明細書で、感光性樹脂材料が「硬化」するとは、重合反応を伴い、感光性樹脂材料が現像液に対して不溶化することを広く示すこととする。
【００６５】
本実施形態で用いた赤、緑および青カラーフィルタの膜厚および色度を表１に示す。表１に示すように、赤、緑および青カラーフィルタの膜厚は、互いに等しくなるように決められている。この膜厚は、３色のカラーフィルタがそれぞれ十分な色度値を得るのに必要な膜厚のうち、最大の膜厚と同じになるように決められている。
【００６６】
【表１】
2004361933.tif 000003
【００６７】
なお、表１の各パラメータは一例であり、本発明に用いられるカラーフィルタがこれらに限定されることはない。
【００６８】
以上により、互いに間隙をあけて配置された赤、青および緑カラーフィルタ４４、４６および４８を有するカラーフィルタ層５０が形成される。
【００６９】
次に、図３（ａ）に示すようにカラーフィルタ層５０を覆うように透光性感光性樹脂膜５８Ｒを形成する。本実施形態では、アクリル樹脂で形成された透光性感光性樹脂膜５８Ｒを用いた。透光性感光性樹脂膜５８Ｒはアクリル樹脂に限らず、例えば、エポキシ系、ポリウレタン系等で形成されたものを用いても良い。
【００７０】
続いて、カラーフィルタ４４、４６および４８をマスクとして、透明基板４２の背面から透明基板４２を通る光によって透光性感光性樹脂膜５８Ｒを露光（背面露光）し、図３（ｂ）に示すように現像を行うことによってパターニングする。カラーフィルタ４４、４６および４８をマスクとした背面露光を用いることにより、各カラーフィルタの間隙に自己整合的に透光性樹脂部５８が形成されるので、カラーフィルタと透光性樹脂部５８との間に隙間が形成されない。
【００７１】
透光性樹脂部５８の膜厚は、カラーフィルタ４４、４６および４８の膜厚と、後の工程で形成される第１遮光部５２の膜厚との差に等しくなるように決められる。本実施形態では、カラーフィルタ４４、４６および４８の膜厚が２．０μｍであり、第１遮光部５２の膜厚を１．０μｍとするため、透光性樹脂部５８の膜厚を１．０μｍとした。以上により、各カラーフィルタの間隙に選択的に配置された透光性樹脂部５８を含む透光性樹脂層６０が形成される。
【００７２】
次に、図３（ｃ）に示すようにカラーフィルタ層５０および透光性樹脂層６０を覆うように黒色感光性樹脂膜５２Ｒを形成する。続いて、カラーフィルタ４４、４６および４８をマスクとして、透明基板４２の背面から透明基板４２および透光性樹脂部５８を通る光によって黒色感光性樹脂膜５２Ｒを露光（背面露光）した後、図３（ｄ）に示すように現像を行うことによってパターニングする。
【００７３】
この工程も上記透光性樹脂層６０を形成する工程と同様に、カラーフィルタ４４、４６および４８をマスクとした背面露光を用いるため、各カラーフィルタの間隙の透光性樹脂部５８上に、自己整合的に第１遮光部５２が形成され、カラーフィルタと第１遮光部５２との間に隙間が形成されない。本実施形態では、第１遮光部５２の膜厚を１．０μｍとした。
【００７４】
第１遮光部５２が形成された後、例えば２００℃程度でポストベークを行っても良い。ポストベークによって第１遮光部５２が熱変形（熱だれ）し、カラーフィルタと第１遮光部５２とを整合させることができる。すなわち、カラーフィルタの上面と、第１遮光部５２の上面とで形成される面をより平坦化できる。また、第１遮光部５２をほぼ完全に硬化させて、第１遮光部５２を安定化できる。なお、カラーフィルタの作製の場合とは異なり、ポストベーク工程によって第１遮光部５２を熱変形させるように、ポストベーク工程の前にポスト露光工程を行わないことが好ましい。
【００７５】
図２および図３では、カラーフィルタ４４、４６、４８の断面形状が矩形である場合を例示しているが、カラーフィルタ４４、４６、４８の断面形状は矩形に限られない。例えば図６（ａ）に示すように、正テーパー形状であっても良いし、（ｂ）に示すような逆テーパー形状であっても良い。カラーフィルタの断面形状は、上述したポストベークによる第１遮光部５２の熱変形などを考慮して、カラーフィルタと遮光部との段差をより小さくできるように適宜選択される。
【００７６】
以上により、カラーフィルタの間隙の透光性樹脂部５８上に配置された第１遮光部５２を含む遮光層５４が形成される。
【００７７】
この後、例えば、カラーフィルタ層５０および遮光層５４の上に、対向電極（例えばＩＴＯで形成される）が公知の方法で形成され、カラーフィルタ基板４０が作製される。
【００７８】
上述の製造方法を用いれば、カラーフィルタ基板の表示領域に、カラーフィルタ４４、４６、４８、透光性樹脂部５８、および第１遮光部５２が配置されるカラーフィルタ基板が作製される。
【００７９】
上記の製造方法を用いて、カラーフィルタ基板の表示領域と額縁領域とに第１遮光部５２を形成してもよいが、カラーフィルタ基板の額縁領域は、表示領域の画素間よりも高い遮光性を必要とするため、額縁領域に形成する遮光部の膜厚を表示領域の第１遮光部５２よりも大きくすれば、額縁領域を効果的に遮光できる。
【００８０】
以下、表示領域に第１遮光部５２を形成するための黒色感光性樹脂膜５２Ｒを用いて、表示領域に第１遮光部５２を形成するとともに、額縁領域に第１遮光部５２よりも膜厚の大きい第２遮光部５３を形成する方法を説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は、図１の４Ａ―４Ａ’に対応する断面図である。
【００８１】
図２（ａ）〜（ｄ）、図３（ａ）および（ｂ）に示したように、カラーフィルタ基板の表示領域にカラーフィルタ４４、４６、４８および透光性樹脂部５８を形成した後、黒色感光性樹脂膜５２Ｒを形成する。カラーフィルタには、上記表１に示した膜厚および色度を有するものが用いられる。黒色感光性樹脂膜５２Ｒは、表示領域に形成されたカラーフィルタ４４、４６、４８および透光性樹脂部５８を覆い、且つ、透明基板４２の額縁領域上まで延設するように形成される。黒色感光性樹脂膜５２Ｒには、例えばカラーフィルタ層と等しい膜厚（２μｍ）のものが用いられる。なお、黒色感光性樹脂膜５２Ｒの膜厚の選択については、後で説明する。
【００８２】
黒色感光性樹脂膜５２Ｒを形成した後、カラーフィルタ層５４をマスクとして透明基板４２の背面から透明基板４２を通る光によって、表示領域および額縁領域の黒色感光性樹脂膜５２Ｒを露光する（第１露光工程）。このとき、黒色感光性樹脂膜５２Ｒのうち、露光領域に対応する領域は、所定の厚さの下層部分だけが選択的に硬化する。図４（ａ）では、黒色感光性樹脂膜５２Ｒの下層部５２Ｒａが硬化部分を示す。本実施形態では、黒色感光性樹脂膜５２Ｒの全膜厚のうちの半分（膜厚１．０μｍ）の下層部分が硬化する。
【００８３】
次に、図４（ｂ）に示すように、例えばマスク６４を用いて透明基板４２の上面側から露光することにより、額縁領域の黒色感光性樹脂膜５２Ｒのうちの所定の領域を選択的に露光する（第２露光工程）。この露光工程により、黒色感光性樹脂膜５２Ｒのうちの露光領域に対応する部分において、上記図４（ａ）に示した背面露光工程で殆ど未硬化状態であった上層部分５２Ｒｂが硬化し、額縁領域の所定の部分の黒色感光性樹脂膜５２Ｒが全膜厚にわたって硬化する。ここで、殆ど未硬化状態とは、現像によって実質的に除去できる程度の硬化状態から、完全な未硬化状態までを含む。本実施形態では、黒色感光性樹脂膜５２Ｒの全膜厚２．０μｍが硬化する。なお、上記第２露光工程で、額縁領域および表示領域間の境界と、マスク６４の端部とを一致させることが理想的であるが、アライメントマージンが必要なため、マスク６４の端部は、額縁領域と表示領域との境界よりも表示領域側か、または額縁領域側に配置される。但し、図４（ｂ）に示すように、マスク６４の端部は、上記境界から額縁領域側に配置されることが好ましい。マスク６４の端部を上記境界から表示領域側にずらして配置すると、最終的にカラーフィルタ上に黒色感光性樹脂膜５２Ｒからなる凸部が形成され、段差ができるので好ましくない。
【００８４】
図４（ａ）および（ｂ）に示した２回の露光工程の後で、黒色感光性樹脂膜５２Ｒを現像する。額縁領域のうちの所定の領域に存在する黒色感光性樹脂膜５２Ｒの部分、すなわち第２露光工程で露光された部分は、全膜厚にわたって硬化しているのに対し、その他の黒色感光性樹脂膜５２Ｒの部分は、上層部分が殆ど未硬化状態のままである。従って、現像によって殆ど未硬化状態にある黒色感光性樹脂膜５２Ｒの部分が除去されることにより、図４（ｃ）に示すように、第１遮光部５２を表示領域に形成するとともに、第１遮光部５２よりも厚い第２遮光部５３が額縁領域に形成される。
【００８５】
本実施形態では、黒色感光性樹脂膜５２Ｒに、カラーフィルタ層５０の膜厚と等しいものを用いた場合を例示した。また、黒色感光性樹脂膜５２Ｒの一方の面から露光した場合に、露光面から１．０μｍの厚さ分（黒色感光性樹脂膜５２Ｒの膜厚の半分）が硬化する黒色感光性樹脂膜５２Ｒを用いた。この黒色感光性樹脂膜５２Ｒを用い、黒色感光性樹脂膜５２Ｒのうち、額縁領域に設けられた所定の部分を選択的に膜の両面から露光することによって全膜厚を硬化させるとともに、表示領域に設けられた部分を膜の片面から露光することによって全膜厚の半分を硬化させた。結果として、額縁領域の所定の領域に設けられる第２遮光部５３の膜厚を２μｍとし、表示領域に配置される第１遮光部５２の膜厚を１μｍとした。上述したように本実施形態では、黒色感光性樹脂膜５２Ｒの所定の領域に選択的に２回の露光工程を行うことにより、一連の製造工程で共通の黒色感光性樹脂膜５２Ｒを用いて、表示領域に第１遮光部５２を作製するとともに、額縁領域に第１遮光部５２よりも膜厚の大きい第２遮光部５３を作製できる。
【００８６】
なお上記では、第１露光工程で、表示領域とともに額縁領域の黒色感光性樹脂膜５２Ｒを露光して、黒色感光性樹脂膜５２Ｒの下層部分５２Ｒａを選択的に硬化させた（図４（ａ））後、第２露光工程で、額縁領域の少なくとも一部の黒色感光性樹脂膜５２Ｒの下層部分５２Ｒａの上に位置する上層部分５２Ｒｂを硬化させることによって、額縁領域に第２遮光部５３を作製する場合を例示したが、本実施形態はこれに限定されない。露光条件や黒色感光性樹脂膜の膜厚や種類などは、必要に応じて変更可能である。
【００８７】
以下、図５（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、上記製造工程の改変例を説明する。なお図５（ａ）〜（ｃ）は、カラーフィルタ基板の額縁領域とその周辺の表示領域のみを選択的に示す断面図である。
【００８８】
例えば、図５（ａ）に示すように、第１露光工程で、背面露光用マスク６５を用いて額縁領域を選択的に遮光しながら、背面露光によって表示領域を露光してもよい。第１露光工程により、額縁領域の黒色感光性樹脂膜５２Ｒのうち、露光領域に対応する部分に配置される、所定の厚さの下層部分５２Ｒｃが選択的に硬化する。
【００８９】
なお、アライメントマージンが必要なため、マスク６５の端部は、額縁領域と表示領域との境界よりも額縁領域側か、または、表示領域側に配置される。カラーフィルタの横幅が、背面露光のアライメントマージンよりも大きい場合には、マスク６５の端部を上記境界よりも表示領域側に配置し、実質的に額縁領域に背面露光領域を設けないようにしてもよい。しかしながら、第１露光工程の後に行われる、マスク６４を介した基板の上面側からの露光（第２露光工程）によって硬化される黒色感光性樹脂膜５２Ｒの領域と、額縁領域に隣接するカラーフィルタとの間に隙間が形成されないように、マスク６５の端部を上記境界よりも表示領域側に配置すると、表示領域と額縁領域との境界近傍に設けられたカラーフィルタの表面に最終的に黒色感光性樹脂膜５２Ｒからなる凸部が形成されてしまう。表示領域に上記凸部が形成されるのを回避するため、図５（ａ）に示すように、マスク６５の端部は、額縁領域と表示領域との境界から額縁領域側に配置することが好ましい。
【００９０】
次に、上記図４（ｂ）と同様にマスク６４を用いて、基板４２の上面側から額縁領域の黒色感光性樹脂膜を露光する。第１露光工程で図５（ａ）に示すように、マスク６５の端部を額縁領域と表示領域との境界から額縁領域側に配置した場合、マスクのアライメントマージンが必要なため、第２露光工程では図５（ｂ）に示すように、第１露光工程で露光された黒色感光性樹脂膜の下層部分５２Ｒｃの上に存在する上層部分５２Ｒｄも露光される。
【００９１】
その結果、図５（ｂ）に示すように、第１露光工程で遮光した領域の黒色感光性樹脂膜５２Ｒｅと下層部分５２Ｒｃ上の上層部分５２Ｒｄとが硬化する。このとき、第１露光工程で遮光した領域の黒色感光性樹脂膜５２Ｒｅは第２露光工程においてのみ露光されるが、少なくともその表面に近い部分は後の現像工程で除去されない程度にまで硬化する。
【００９２】
次に、上記と同様に黒色感光性樹脂膜５２Ｒを現像することにより、黒色感光性樹脂膜５２Ｒの未硬化部を除去する。この後、必要に応じて、ポストベークを行っても良い。
【００９３】
上述の工程を経ることによって、図５（ｃ）に示すように、表示領域に形成された第１遮光部５２よりも厚い第２遮光部５３が額縁領域に形成された、カラーフィルタ基板が得られる。
【００９４】
以上、図５を参照して説明したように、表露光用マスク６４と共に背面露光用マスク６５を用いれば、第２遮光部５３の端部５３Ｅの位置を制御できるという利点がある。従って、上記の方法を用いれば、パネル製造プロセスや設計から望まれるパターンエッジ位置を精度よく形成することができる。
【００９５】
第１遮光部５２の下層に配置される透光性樹脂部５８は、透光性樹脂部５８と第１遮光部５２との高さの和がカラーフィルタの膜厚を等しくなるように選択される。第１遮光部５２の下層に透光性樹脂部５８が配置されることにより、表示領域に配置される第１遮光部５２の上面とカラーフィルタとの上面とが平坦な面を形成する。また、額縁領域に配置される第２遮光部５３の上面の高さが、表示領域に配置されるカラーフィルタの上面の高さとほぼ等しいので、カラーフィルタ基板の表示領域から額縁領域にわたって、カラーフィルタ層と遮光層との間に段差が形成されるのを抑制できる。
【００９６】
透光性樹脂層を形成しない従来のカラーフィルタ基板の製造方法（図９）では、膜厚２μｍの黒色感光性樹脂膜５２Ｒを用いて表示領域のカラーフィルタ間と額縁領域とに遮光部を形成する場合、表示領域のカラーフィルタ間に配置される第１遮光部５２Ｃを硬化させるためには基板の上面側からも露光する必要がある（図７）。この露光は背面露光のような自己整合的な露光ではなく、例えばマスクを用いて行われるので、アライメントマージンが必要なため、図７に示すように第１遮光部５２Ｃとカラーフィルタ４４、４６、４８との間に段差６６が形成されてしまう。
【００９７】
これに対して本実施形態では、表示領域のカラーフィルタ４４、４６、４８間に配置される第１遮光部５２の下に透光性樹脂部５８を配置しているので、１回の背面露光だけで第１遮光部５２を硬化できるため、第１遮光部５２とカラーフィルタ４４、４６、４８との間に段差が形成されるのを防止できる。
【００９８】
上記の説明では、ドライフィルム法を用いて、カラーフィルタ層、遮光層および透光性樹脂層を形成する場合を例示したが、スピンコート法やスリットコート法を用いてこれらの層を形成しても良い。しかしながらドライフィルム法は、液状の感光性材料を用いるスピンコート法およびスリットコート法に比べて、特に、より均一な膜厚の層を形成できるという利点があるため、本発明に好適に用いられる。本発明では、特に、少なくとも遮光層５４と透光性樹脂層６０はドライフィルム法を用いて形成されることが好ましい。ドライフィルム法は、材料の歩留まりが高く、製造コストが低減できるという利点もある。
【００９９】
カラーフィルタ層、遮光層および透光性樹脂層を形成するのに、２以上の異なる方法を組み合わせてもよいが（例えばカラーフィルタ層および遮光層をドライフィルム法で形成し、透光性樹脂層をスピンコート法で形成する）、共通の方法を用いる方が、製造方法を簡略化できるという利点がある。従って、上記に例示したように、カラーフィルタ層、遮光層および透光性樹脂層の全てについてドライフィルム法を用いて形成することが好ましい。
【０１００】
なお、スピンコート法を用いる場合、ガラス基板上に、所望の色の顔料を分散させた感光性樹脂をスピンナーによってコーティングして乾燥させた後、得られた感光性樹脂膜を露光および現像することにより、所望の形状を有する層が形成される。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、液晶表示装置、ＥＬ表示装置、およびプラズマディスプレイなどの表示装置に使用されるカラーフィルタ基板およびその製造方法に好適に適用される。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、本発明の一実施形態のカラーフィルタ基板を示す図であり、（ａ）はカラーフィルタ基板の平面図であり、（ｂ）は（ａ）の１Ｂ―１Ｂ’に対応する断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法の一例を説明するための図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法の一例を説明するための図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法の一例を説明するための図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法の一例を説明するための図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、本発明のカラーフィルタ基板に用いられるカラーフィルタの断面形状を示す図である。
【図７】比較例のカラーフィルタ基板の断面図を示す図である。
【図８】一般的なアクティブマトリクス型液晶表示装置の断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｆ）は、従来のカラーフィルタ基板の製造方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１０３】
２  アクティブマトリクス基板
４  カラーフィルタ基板
６  液晶層
８  基板
１０  ソースバスライン
１２  透明画素電極
１４  基板
１６  赤カラーフィルタ
１８  緑カラーフィルタ
２０  青カラーフィルタ
２２  カラーフィルタ層
２４  遮光部
２６  遮光層
３０  液晶表示装置
４０  カラーフィルタ基板
４２  基板
４４  第１カラーフィルタ
４４Ｒ  赤色感光性樹脂膜
４６  第２カラーフィルタ
４８  第３カラーフィルタ
５０  カラーフィルタ層
５２  第１遮光部
５２Ｒａ  下層
５２Ｒｂ  上層
５３  第２遮光部
５４  遮光層
５８  透光性樹脂部
５８Ｒ  透光性感光性樹脂膜
６０  透光性樹脂層
６２  マスク
６４  マスク
６６  凹部
【図１】
2004361933.tif 000004
【図２】
2004361933.tif 000005
【図３】
2004361933.tif 000006
【図４】
2004361933.tif 000007
【図５】
2004361933.tif 000008
【図６】
2004361933.tif 000009
【図７】
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【図８】
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【図９】
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