(57)【要約】【課題】  対向電極と画素電極との間の短絡を防止することによって、液晶表示装置の歩留まりを向上させ得るカラーフィルタ基板及びそれを備えた液晶表示装置、並びにカラーフィルタ基板の製造方法を提供する。【解決手段】  液晶表示装置１は、基板２１上に配設された、複数の色層が配列されたカラー層２３、及びカラー層２３よりも突出する積層物層２４と、カラー層２３及び積層物層２４を被覆する対向電極２５と、少なくともカラー層２３を被覆する部分の対向電極２５に積層された配向膜９と、積層物層２４を被覆する部分の対向電極２５の全域に積層された絶縁層２６とを有するカラーフィルタ基板２０を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、複数の色層が積層された突出構造部と、対向電極と、配向膜とが形成されているカラーフィルタ基板において、
少なくとも１つの上記突出構造部を被覆する部分の対向電極の全域に絶縁層が積層されていることを特徴とするカラーフィルタ基板。
【請求項２】
基板上に配設された、複数の色層が単層にて配列された着色層、及び複数の色層が積層されて上記着色層よりも突出する突出構造部と、
上記着色層及び突出構造部を被覆する対向電極と、
少なくとも上記着色層を被覆する部分の対向電極に積層された配向膜とを有するカラーフィルタ基板において、
少なくとも１つの上記突出構造部を被覆する部分の対向電極の全域に絶縁層が積層されていることを特徴とするカラーフィルタ基板。
【請求項３】
上記絶縁層の膜厚は、配向膜の膜厚よりも厚いことを特徴とする請求項２記載のカラーフィルタ基板。
【請求項４】
上記突出構造部に形成された絶縁層は、少なくとも２つの異なる層厚の領域を有し、
上記突出構造部に形成された絶縁層のうち、突出構造部の最頂部を被覆する対向電極を覆う領域の少なくとも一部の層厚が、他の領域の層厚よりも大きいことを特徴とする請求項２記載のカラーフィルタ基板。
【請求項５】
上記突出構造部は、互いに異なる色を有する層である突出構造部形成層が積層されてなることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項６】
上記突出構造部形成層は、上記着色層を形成する色層のうちの少なくとも１つの色層を含んでなっていることを特徴とする請求項５記載のカラーフィルタ基板。
【請求項７】
上記突出構造部形成層は、上記着色層を形成する複数の色層が積層されてなっていることを特徴とする請求項５記載のカラーフィルタ基板。
【請求項８】
上記着色層を形成する色層の１つとして、ブラックマトリクス層が含まれていることを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項９】
上記突出構造部は、ブラックマトリクス層を含んでなっていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項１０】
上記絶縁層は、感光性樹脂で形成されてなることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項１１】
上記絶縁層は、無機シリコン化合物で形成されてなることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項１２】
上記絶縁層の層厚は、０．１μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項１３】
上記突出構造部は、少なくとも３層以上の色層が積層されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項１４】
上記着色層上の一部に、液晶の配向を規制するための突起部が設けられ、
上記突起部は、上記絶縁層と同一の材料にて形成されていることを特徴とする請求項２〜１３のいずれか１項に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載のカラーフィルタ基板を備えた液晶表示装置。
【請求項１６】
液晶層を介して、カラーフィルタ基板と、画素電極を有する画素電極基板とが対向して配置されてなる液晶表示装置において、
上記カラーフィルタ基板は、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のカラーフィルタ基板であり、
上記カラーフィルタ基板の上記突出構造部に設けられた絶縁層のうちの、突出構造部の最頂部を被覆する対向電極を覆う領域の少なくとも一部が、上記画素電極基板に接触していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１７】
液晶層を介して、カラーフィルタ基板と、画素電極を有する画素電極基板とが対向して配置されてなる液晶表示装置において、
上記カラーフィルタ基板は、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のカラーフィルタ基板であり、
上記カラーフィルタ基板の上記突出構造部の表面に設けられた絶縁層の、画素電極基板に接触する接触部分の層厚が、絶縁層の他の領域の層厚よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１８】
基板上に、複数の色層が積層された突出構造部と、対向電極と、配向膜とを形成するカラーフィルタ基板の製造方法において、
少なくとも１つの上記突出構造部を被覆する部分の対向電極の全域に絶縁層を積層する絶縁層形成工程を有することを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項１９】
基板上に配設された、複数の色層が単層にて配列された着色層、及び複数の色層が積層されて上記着色層よりも突出する突出構造部と、上記着色層及び突出構造部を被覆する対向電極と、少なくとも上記着色層を被覆する部分の対向電極に積層された配向膜とを有するカラーフィルタ基板の製造方法において、
少なくとも１つの上記突出構造部を被覆する部分の対向電極の全域に絶縁層を積層する絶縁層形成工程を有することを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項２０】
上記絶縁層の膜厚を、配向膜の膜厚よりも厚く形成することを特徴とする請求項１８又は１９記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項２１】
上記突出構造部に形成する絶縁層のうち、突出構造部の最頂部を被覆する対向電極を覆う領域の少なくとも一部の層厚を、他の領域の層厚よりも大きくすることを特徴とする請求項２０記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項２２】
上記絶縁層形成工程では、上記対向電極表面上に感光性樹脂層を形成し、該感光性樹脂層の露光及び現像を行うことを特徴とする請求項１８〜２１のいずれか１項に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項２３】
上記絶縁層形成工程では、上記感光性樹脂層のうち、上記突出構造部の表面上に形成された樹脂層領域を露光する際に、該樹脂層領域を露光する露光量を異ならせることを特徴とする請求項２２記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタ基板及びそれを備えた液晶表示装置、並びにカラーフィルタ基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示装置は、互いに対向する１対の基板間に液晶が封入されてなる。すなわち、図１３に示すように、液晶表示装置は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）アレイ基板７０とカラーフィルタ基板８０との間に、液晶７５が封入されてなる。上記ＴＦＴアレイ基板７０は、透明基板７１上に、ＴＦＴ素子等を含むＴＦＴ回路層７２、絶縁層７３及び画素電極７４が設けられ、さらに図示しない配向膜が形成されている。また、上記カラーフィルタ基板８０は、基板８１上に、３色からなるカラーフィルタ層８３（８３ａ，８３ｂ，８３ｃ）と、カラーフィルタ層８３が複数積層されてなる突出構造部８４と、対向電極８５とを備え、さらに図示しない配向膜が形成されている。上記液晶表示装置では、ＴＦＴアレイ基板７０とカラーフィルタ基板８０とは、図示しないプラスチックビーズやガラス繊維等のスペーサを用いて、所定のセルギャップが保たれている。
【０００３】
一方、上記スペーサとして、プラスチックビーズやガラス繊維等を用いるのではなく、図１４に示すように、上記画素電極７４と対向電極８５との間に、フォトリソグラフィ等によって形成された樹脂層８６をスペーサとして用いる液晶表示装置が特許文献１・２に開示されている。
【０００４】
しかしながら、図１３に示す液晶表示装置や、上記特許文献１・２に記載の液晶表示装置（図１４）では、カラーフィルタ層８３が積層されてなる突出構造部８４が設けられることにより、該突出構造部８４上の対向電極８５と画素電極７４とが接近して配置されることになる。つまり、通常、突出構造部８４以外のカラーフィルタ層８３上の対向電極８５と画素電極７４との間の距離であるセルギャップは、３μｍ〜６μｍである。一方、カラーフィルタ層８３は０．８μｍ〜２μｍの厚さを有している。そのため、突出構造部８４では、このカラーフィルタ層８３が積層された分だけ、対向電極８５と画素電極７４との間の距離が、０．１μｍ〜２μｍにまで狭まることになる。
【０００５】
従って、突出構造部８４上に配置された対向電極８５と画素電極７４との間にて、図１３及び図１４に示すように、対向電極８５や突出構造部８４、画素電極７４等に付着した微小な導電性異物７６を介した短絡が生じやすい。上記したように、対向電極８５や画素電極７４上には、絶縁性の配向膜が形成されているが、配向膜の膜厚は０．０５μｍ〜０．０８μｍと非常に薄く、導電性異物７６によって簡単に突き破られる等の欠陥が生じやすい。
【０００６】
そこで、図１４に示すカラーフィルタ基板８０上の突出構造部８４に形成される対向電極８５の、画素電極７４と対向する領域（以下、対向電極８５の対向領域）、又は、画素電極７４の、突出構造部８４に形成される対向電極８５と対向する領域（以下、画素電極７４の対向領域）を除去することによって、対向電極８５と画素電極７４との短絡を防止する液晶表示装置が、特許文献３に開示されている。
【０００７】
また、上記特許文献３には、対向電極８５と画素電極７４との短絡を防止するために、突出構造部８４上に形成される対向電極と、該対向電極に対向する画素電極７４との間に、電気的絶縁膜を介在させた液晶表示装置がさらに開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１４９１７号公報（２００３年１月１５日公開）
【特許文献２】特開２００１−２０１７５０号公報（２００１年７月２７日公開）
【特許文献３】特開２００２−５５３４９号公報（２００２年２月２０日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献３に記載の液晶表示装置のうち、対向電極８５の対向領域又は画素電極７４の対向領域が除去された液晶表示装置では、ＴＦＴアレイ基板とカラーフィルタ基板とを貼り合わせるときのアライメントずれによって生じる、対向電極８５と画素電極７４との間の短絡を防止するために、画素電極７４と突出構造部８４との間の距離を十分に確保する必要がある。また、これらの対向領域では、液晶に電圧が印加されないために液晶が配向しない。そのため、液晶の配向の乱れや光漏れが生じ、表示品位や表示コントラストが低下してしまうという問題がある。
【０００９】
また、突出構造部８４上に形成される対向電極８５と画素電極７４との間に、電気的絶縁膜を介在させた液晶表示装置では、対向電極８５と画素電極７４とが対向する領域での絶縁性は確保される。しかしながら、図１４に示すように、突出構造部８４を覆う対向電極８５のうち、該突出構造部８４のカラーフィルタ層８３の積層方向に沿った領域にある対向電極８５と画素電極７４との間においても、導電性異物７６を介した短絡が生じることがある。すなわち、カラーフィルタ層８３が積層された突出構造部８４に形成される対向電極８５は、突出構造部８４以外のカラーフィルタ層８３上の対向電極８５よりも、画素電極７４に接近している。従って、突出構造部８４を覆う対向電極８５は、導電性異物７６によって、画素電極７４と短絡しやすい。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、対向電極と画素電極との間の短絡を防止することによって、液晶表示装置の歩留まりを向上させ、かつ、表示品位や表示コントラストに優れた液晶表示装置を提供し得るカラーフィルタ基板及びそれを備えた液晶表示装置、並びにカラーフィルタ基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のカラーフィルタ基板は、上記課題を解決するために、基板上に、複数の色層が積層された突出構造部と、対向電極と、配向膜とが形成されているカラーフィルタ基板において、少なくとも１つの上記突出構造部を被覆する部分の対向電極の全域に絶縁層が積層されていることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明のカラーフィルタ基板は、上記課題を解決するために、基板上に配設された、複数の色層が単層にて配列された着色層、及び複数の色層が積層されて上記着色層よりも突出する突出構造部と、上記着色層及び突出構造部を被覆する対向電極と、少なくとも上記着色層を被覆する部分の対向電極に積層された配向膜とを有するカラーフィルタ基板において、少なくとも１つの上記突出構造部を被覆する部分の対向電極の全域に絶縁層が積層されていることを特徴としている。
【００１３】
該構成によれば、基板上にて、複数の色層が積層された突出構造部は着色層よりも突出して設けられている。そのため、液晶表示装置等にて用いられる一対の対向基板の一つとして上記カラーフィルタ基板を用いた場合、突出構造部表面の対向電極は、着色層表面の対向電極よりも、上記カラーフィルタ基板に対向する他方の対向基板である画素電極基板に、接近することになる。従って、一対の対向基板間に異物が存在する場合に、この接近した領域に異物が入り込むと、該（導電性）異物によって、突出構造部表面の対向電極が画素電極基板の画素電極と接触しやすい。
【００１４】
そこで、上記の構成では、突出構造部を被覆する部分の対向電極の全域に絶縁層が積層されている。これにより、突出構造部にて、対向電極と異物とが接触することを防止することができる。
【００１５】
したがって、対向電極と画素電極との間の短絡を防止することによって、液晶表示装置の歩留まりを向上させ、かつ、表示品位や表示コントラストに優れた液晶表示装置を提供し得るカラーフィルタ基板を提供することができる。
【００１６】
また、本発明のカラーフィルタ基板は、上記のカラーフィルタ基板において、上記絶縁層の膜厚は、配向膜の膜厚よりも厚いことを特徴としている。
【００１７】
該構成によれば、突出構造部の表面上の絶縁層の膜厚は、配向膜の膜厚よりも厚いので、上記突出構造部の表面上の絶縁層が、異物等によって傷付けられても、突出構造部表面を覆う対向電極が簡単に露出することはない。
【００１８】
また、本発明のカラーフィルタ基板は、上記のカラーフィルタ基板において、上記突出構造部に形成された絶縁層は、少なくとも２つの異なる層厚の領域を有し、上記突出構造部に形成された絶縁層のうち、突出構造部の最頂部を被覆する対向電極を覆う領域の少なくとも一部の層厚が、他の領域の層厚よりも大きいことを特徴としている。
【００１９】
該構成によれば、液晶表示装置等にて用いられる一対の対向基板の一つとして、上記カラーフィルタ基板を用いた場合、他方の対向基板である画素電極基板に接触する絶縁層の接触面積を制御することができる。すなわち、突出構造部の最頂部を被覆する絶縁層の領域のうちの少なくとも一部の層厚が相対的に大きくなっているので、この部分で、画素電極基板と接触させることができる。従って、所望する大きさの接触面積で、上記絶縁層と画素電極基板とを接触させることができる。
【００２０】
また、本発明のカラーフィルタ基板は、上記のカラーフィルタ基板において、上記突出構造部は、互いに異なる色を有する層である突出構造部形成層が積層されてなることを特徴としている。
【００２１】
また、本発明のカラーフィルタ基板は、上記のカラーフィルタ基板において、上記突出構造部形成層は、上記着色層を形成する色層のうちの少なくとも１つの色層を含んでなっていることを特徴としている。
【００２２】
また、本発明のカラーフィルタ基板は、上記のカラーフィルタ基板において、上記突出構造部形成層は、上記着色層を形成する複数の色層が積層されてなっていることを特徴としている。
【００２３】
上記の各構成によれば、着色層を形成する色層によって、突出構造部が形成されている。これにより、突出構造部を形成するために、着色層を形成する色層の材料を用いればよいので、カラーフィルタ基板を作製する際の使用材料の種類が増加することはない。
【００２４】
また、本発明のカラーフィルタ基板は、上記のカラーフィルタ基板において、上記着色層を形成する色層の１つとして、ブラックマトリクス層が含まれていることを特徴としている。
【００２５】
また、本発明のカラーフィルタ基板は、上記のカラーフィルタ基板において、上記突出構造部は、ブラックマトリクス層を含んでなっていることを特徴としている。
【００２６】
上記の各構成によれば、ブラックマトリクス層を有しているので、カラーフィルタ基板に、光漏れの防止や外光の遮断を行う遮光領域を形成することができる。このため、表示コントラストを向上することができる。特に、突出構造部にブラックマトリクス層が含まれていれば、突出構造部にて、光漏れの防止や外光の遮断をより一層好適に行うことができるので、表示コントラストがより向上される。また、ブラックマトリクス層上に色層を重ねて突出構造部を形成すれば、カラーフィルタ基板上の透過領域の透過率を低下させることはない。それゆえ、表示コントラストや表示品位に優れたカラーフィルタ基板を提供することができる。
【００２７】
また、本発明のカラーフィルタ基板は、上記のカラーフィルタ基板において、上記絶縁層は、感光性樹脂で形成されてなることを特徴としている。
【００２８】
上記の構成によれば、絶縁層が感光性樹脂で形成されているので、フォトリソグラフィによって、パターニングすることにより、簡便に絶縁層を形成することができる。また、絶縁層が感光性樹脂で形成されていれば、フォトリソグラフィを行う際に、露光量を調整することによって、絶縁層の層厚を容易に制御することができる。それゆえ、カラーフィルタ基板の製造工程を短縮するとともに、製造コストを低減することができる。
【００２９】
また、本発明のカラーフィルタ基板は、上記のカラーフィルタ基板において、上記絶縁層は、無機シリコン化合物で形成されてなることを特徴としている。
【００３０】
すなわち、無機シリコン化合物は、異物等との接触しても破損されにくい硬度を有している。それゆえ、異物等による傷等の欠陥を生じにくい絶縁層を提供することができる。
【００３１】
また、本発明のカラーフィルタ基板は、上記のカラーフィルタ基板において、上記絶縁層の層厚は、０．１μｍ以上であることを特徴としている。
【００３２】
すなわち、絶縁層の層厚が上記範囲内であれば、異物等による傷の発生や対向電極の露出を防止することができる。また、上記カラーフィルタ基板の絶縁層が他の対向基板と張り合わされた場合にも、カラーフィルタ基板と他の対向基板との間の距離を良好に保つことができる。
【００３３】
また、本発明のカラーフィルタ基板は、上記のカラーフィルタ基板において、上記突出構造部は、少なくとも３層以上の色層が積層されていることを特徴としている。
【００３４】
すなわち、突出構造部が高い程、一対の対向基板間に異物が存在する場合に、この接近した領域に異物が入り込むと、該（導電性）異物によって、突出構造部表面の対向電極が画素電極基板の画素電極と接触しやすい。しかし、上記構成によれば、３層以上の色層が積層されて高くなった突出構造部でも、確実に、対向電極と画素電極との間の短絡を防止することができる。
【００３５】
詳述すると、色層を顔料散布されたフォトレジストを使用して製造する通常のカラーフィルタ基板において、色層を積層した突起構造部をスペーサとして使用する場合には、突起構造部は色層の膜厚とセルギャップとの関係から通常３層以上積層されて形成される。その理由としては、突起構造部を上記のようにスペーサとして使用することによって、セルギャップ保持用の新たなプラスチックビーズ等を必要としない利点があるためである。
【００３６】
しかし、３層以上積層する場合は、色層を２層積層して、突起構造部を色重ねブラックトトリクス（ＢＭ）として使用する場合と比較して、カラーフィルタ基板の突起構造部の対向電極と画素電極基板の画素電極とが接近するため、短絡しやすくなる。また、３層以上積層する場合、積層のずれを考慮して、積層の土台となる面積を大きくするため、色層を２層積層する場合と比較して、カラーフィルタ基板の突起構造部の対向電極と画素電極基板の画素電極とが接近する領域が大きくなる。しかし、上記構成では、３層以上の色層が積層されて高くなった突起構造部でも、確実に、対向電極と画素電極との間の短絡を防止することできる。
【００３７】
また、本発明のカラーフィルタ基板は、上記のカラーフィルタ基板において、上記着色層上の一部に、液晶の配向を規制するための突起部が設けられ、上記突起部は、上記絶縁層と同一の材料にて形成されていることを特徴としている。
【００３８】
該構成によれば、上記カラーフィルタ基板を、例えば液晶表示装置の一対の対向基板の一つとして用いる場合に、上記突起部によって液晶の配向規制を行うことができる。また、上記突起部は、絶縁層と同一の材料にて形成されているので、突起部を形成するための使用材料が増加することはない。
【００３９】
また、本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、上記のカラーフィルタ基板のうちのいずれかを備えていることを特徴としている。
【００４０】
該構成によれば、カラーフィルタ基板に接するように設けられる液晶中に、導電性の異物等が存在しても、カラーフィルタ基板の基板から突出して設けられた突出構造部表面の対向電極と異物とが接触することを防止することができる。
【００４１】
また、本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、液晶層を介して、カラーフィルタ基板と、画素電極を有する画素電極基板とが対向して配置されてなる液晶表示装置において、上記カラーフィルタ基板は、上記記載のカラーフィルタ基板のうちのいずれかであり、上記カラーフィルタ基板の上記突出構造部の表面に設けられた絶縁層のうちの、突出構造部の最頂部を被覆する対向電極を覆う領域の少なくとも一部が、上記画素電極基板に接触していることを特徴としている。
【００４２】
上記の構成によれば、突出構造部表面の対向電極と画素電極基板の画素電極とが接近して配置されている領域である、突出構造部を覆う対向電極の全表面を覆う絶縁層が設けられている。そのため、カラーフィルタ基板と画素電極基板とで、ある基板間隔（セルギャップ）を有して挟まれた、液晶層に導電性の異物等が混入している場合にも、異物を介して、対向電極と画素電極とが短絡することを防止することができる。これにより、液晶表示装置の歩留まりを向上させることができる。
【００４３】
また、突出構造部と、該突出構造部の最頂部を被覆する対向電極及び絶縁層とを、カラーフィルタ基板と他方の対向基板との基板間隔であるセルギャップを確保するためのスペーサとして用いることができる。これにより、スペーサを形成する製造工程が不要となり、製造工程の短縮や製造コストの低減が可能になる。
【００４４】
また、本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、液晶層を介して、カラーフィルタ基板と、画素電極を有する画素電極基板とが対向して配置されてなる液晶表示装置において、上記カラーフィルタ基板は、上記したカラーフィルタ基板のうちの、少なくとも２つの異なる層厚の領域が形成されるように、上記突出構造部を被覆する対向電極を覆うカラーフィルタ基板のいずれかであり、上記カラーフィルタ基板の上記突出構造部の表面に設けられた絶縁層の、上記画素電極基板に接触する接触部分の層厚が、絶縁層の他の領域の層厚よりも大きいことを特徴としている。
【００４５】
上記の構成によれば、画素電極に接触する絶縁層の接触面積を制御することができるので、液晶表示装置として良好なセルギャップを確保することができる。これにより、液晶層内での気泡の発生や、液晶が偏在することによる輝度ムラの発生を防止することができる。
【００４６】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、上記課題を解決するために、基板上に、複数の色層が積層された突出構造部と、対向電極と、配向膜とを形成するカラーフィルタ基板の製造方法において、少なくとも１つの上記突出構造部を被覆する部分の対向電極の全域に絶縁層を積層する絶縁層形成工程を有することを特徴としている。
【００４７】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、上記課題を解決するために、基板上に配設された、複数の色層が単層にて配列された着色層、及び複数の色層が積層されて上記着色層よりも突出する突出構造部と、上記着色層及び突出構造部を被覆する対向電極と、少なくとも上記着色層を被覆する部分の対向電極に積層された配向膜とを有するカラーフィルタ基板の製造方法において、少なくとも１つの上記突出構造部を被覆する部分の対向電極の全域に絶縁層を積層する絶縁層形成工程を有することを特徴としている。
【００４８】
該方法によれば、対向電極の全域に絶縁層を形成しているので、カラーフィルタ基板の基板から突出して設けられた突出構造部表面の対向電極に、異物が接触することを防止することができるカラーフィルタ基板の製造方法を提供することができる。
【００４９】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、上記のカラーフィルタ基板の製造方法において、上記絶縁層の膜厚を、配向膜の膜厚よりも厚く形成することを特徴としている。
【００５０】
該方法によれば、突出構造部の表面上の絶縁層が、異物等によって傷付けられても、突出構造部表面を覆う対向電極が簡単に露出することはない。
【００５１】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、上記のカラーフィルタ基板の製造方法において、上記突出構造部に形成する絶縁層のうち、突出構造部の最頂部を被覆する対向電極を覆う領域の少なくとも一部の層厚を、他の領域の層厚よりも大きくすることを特徴としている。
【００５２】
該方法によれば、液晶表示装置等にて用いられる一対の対向基板の一つとして、上記カラーフィルタ基板を用いた場合、他方の対向基板である画素電極基板に接触する絶縁層の接触面積を制御することができる。すなわち、突出構造部の最頂部を被覆する絶縁層の領域のうちの少なくとも一部の層厚が相対的に大きくなっているので、この部分で、画素電極基板と接触させることができる。従って、所望する大きさの接触面積で、上記絶縁層と画素電極基板とを接触させることができる。
【００５３】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、上記のカラーフィルタ基板の製造方法において、上記絶縁層形成工程では、上記対向電極表面上に感光性樹脂層を形成し、該感光性樹脂層の露光及び現像を行うことを特徴としている。
【００５４】
該方法によれば、フォトリソグラフィによって、パターニングすることにより、簡便に絶縁層を形成することができる。
【００５５】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、上記のカラーフィルタ基板の製造方法において、上記絶縁層形成工程では、上記感光性樹脂層のうち、上記突出構造部の表面上に形成された樹脂層領域を露光する際に、該樹脂層領域を露光する露光量を異ならせることを特徴としている。
【００５６】
該方法によれば、フォトリソグラフィを行う際に、露光量を調整することによって、絶縁層の層厚を容易に制御することができる。
【発明の効果】
【００５７】
本発明のカラーフィルタ基板は、以上のように、突出構造部を被覆する部分の対向電極の全域に絶縁層が積層されているものである。
【００５８】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載のカラーフィルタ基板を備えた液晶表示装置である。
【００５９】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、以上のように、記突出構造部を被覆する部分の対向電極の全域に絶縁層を積層する絶縁層形成工程を有する方法である。
【００６０】
それゆえ、絶縁層を形成しているので、カラーフィルタ基板の基板から突出して設けられた突出構造部表面の対向電極に、異物が接触することを防止することができる。
【００６１】
以上の結果、対向電極と画素電極との間の短絡を防止することによって、液晶表示装置の歩留まりを向上させ、かつ、表示品位や表示コントラストに優れた液晶表示装置を提供し得るカラーフィルタ基板及びそれを備えた液晶表示装置、並びにカラーフィルタ基板の製造方法を提供するという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６２】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１ないし図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。図１に、本実施の形態の液晶表示装置１の断面図を示す。また、図２に、本実施の形態のカラーフィルタ基板の平面図を示す。なお、本実施の形態の液晶表示装置１は、ＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment：マルチドメイン垂直配向)構造を有している。ただし、必ずしもＭＶＡ構造に限らない。なお、ＭＶＡ方式とは、電圧無印加時に液晶分子が一対の基板間で垂直配向し、かつ、１画素内が複数のドメインに分割された方式をいう。すなわち、ＭＶＡ方式は、垂直配向型液晶表示装置の視角特性を改善するために、１画素内を複数のドメインに分割する方式であり、ドメインを分割形成する方法としては、ＴＦＴアレイ基板の画素電極やカラーフィルタ基板の対向電極にスリット形状等の電極の切除パターン（電極開口部）を設ける方法や、基板にリブ形状等の液晶配向制御用突起（図１の突起部２７、図２ではＶの字のパターンが対応する。）を設ける方法が採用されている。このＭＶＡ方式では、電極開口部や液晶配向制御用突起によって形成されるフリンジフィールド（Fringe Field）効果や突起傾斜部における液晶分子の傾斜配向を利用して、画素内において液晶分子の配向方向を複数の方向に分散させることによって、広視野角化を実現することができる。
【００６３】
上記液晶表示装置１は、図１に示すように、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）アレイ基板（対向基板、画素電極基板）１０と、カラーフィルタ基板２０との間に、例えば、垂直配向型液晶等の液晶（液晶層）１５が封入されてなる。また、図示していないが、上記液晶表示装置１は、上記ＴＦＴアレイ基板１０及びカラーフィルタ基板２０それぞれの、液晶１５と対向する側とは反対側にそれぞれ配置された偏光板を有している。該偏光板は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向する偏光板の偏光軸と、カラーフィルタ基板２０と対向する偏光板の偏光軸とが互いに直交するように配置されている。
【００６４】
上記ＴＦＴアレイ基板１０は、図１に示すように、透明基板１１上にＴＦＴ回路層１２を有し、該透明基板１１表面とＴＦＴ回路層１２とを覆うようにＴＦＴ側絶縁層１３が形成され、該ＴＦＴ側絶縁層１３上にマトリクス状に画素電極１４が設けられてなっている。さらに、マトリクス状に設けられた画素電極１４、及び、画素電極１４間に露出するＴＦＴ側絶縁層１３の表面全体を覆うように、ポリイミド樹脂等の配向膜８が形成されている。配向膜８は、該配向膜８上の液晶１５の配向を制御する。
【００６５】
上記透明基板１１は、ガラスやプラスチック等の透明材料にて形成されている。上記ＴＦＴ回路層１２は、配線とＴＦＴ素子とを含んでなる。該配線は、アルミニウム、タンタル、チタン、モリブデン、銅等の金属、及び、該金属の合金等で形成される。また、ＴＦＴ素子は、アモルファスシリコンやポリシリコン等によって形成される。上記ＴＦＴ側絶縁層１３は、例えば、窒化シリコンや酸化シリコン等のシリコン化合物、ポリイミド樹脂やアクリル系樹脂等の樹脂材料、等の電気的絶縁性を有する絶縁材料によって形成される。上記画素電極１４は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電膜にて形成されてなり、該画素電極１４は、画素毎に設けられている。
【００６６】
また、上記カラーフィルタ基板２０は、図１に示すように、基板２１上に、ブラックマトリクス層（色層・突出構造部形成層）２２、カラー層（着色層）２３、及び、積層物層（突出構造部）２４を有している。また、該ブラックマトリクス層２２、カラー層２３、及び、積層物層２４上の全面に、対向電極２５が形成されている。さらに、対向電極２５、絶縁性樹脂膜（絶縁層）２６、及び突起部２７表面全体を覆うように、図示しないポリイミド樹脂等の、液晶１５の配向を制御する配向膜９が形成されている。
【００６７】
上記基板２１は、ガラスやプラスチック等の透明材料にて形成されている。上記ブラックマトリクス層２２は、ＴＦＴアレイ基板１０に設けられた画素電極１４間の隙間や該隙間の周辺に生じる光漏れ、及び、ＴＦＴ素子を外光から遮断して誤動作を防止し、液晶表示装置１の表示コントラストを向上するために設けられている。そのため、上記ブラックマトリクス層２２は、上記基板２１表面のうち、ＴＦＴアレイ基板１０とカラーフィルタ基板２０とを対向して配置した場合に、画素電極１４間の隙間及びＴＦＴ素子に対向するように、マトリクス状に形成されている。上記ブラックマトリクス層２２は、例えば、感光性樹脂にカーボン微粒子を分散させてなる黒色感光性樹脂や、クロム、モリブデン等の金属膜、赤色や青色等の複数色からなる染料や顔料で着色した感光性樹脂等を用いて形成される。
【００６８】
上記カラー層２３は、図１に示すように、第１カラー層（色層・突出構造部形成層）２３ａと、第２カラー層（色層・突出構造部形成層）２３ｂと、第３カラー層（色層・突出構造部形成層）２３ｃとを備えている。上記第１カラー層２３ａ、第２カラー層２３ｂ及び第３カラー層２３ｃには、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３原色、又は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の３色等を用いることができる。これらの色を組み合わせることによって、カラー表示を行うことができる。上記カラー層２３は、ＴＦＴアレイ基板１０に設けられた画素電極１４に対向するように配置され、該カラー層２３の１つと画素電極１４の１つとが対応するように設けられている。
【００６９】
従って、基板２１表面には、図１に示すように、ブラックマトリクス層２２と、カラー層２３とが隣接するように配置されて、基板２１表面全体を覆っている。なお、ブラックマトリクス層２２とカラー層２３とが隣接する領域では、光漏れを防止するために、ブラックマトリクス層２２の端部上にカラー層２３の端部が重畳するように形成されている。つまり、カラー層２３間や、カラー層２３とブラックマトリクス層２２間で、各層の一部を互いに重ね合わせて、カラー層重なり部２８を設けることによって光漏れを防止している。
【００７０】
上記積層物層２４は、図１〜図３に示すように、ブラックマトリクス層２２上に、第１カラー層２３ａ、第２カラー層２３ｂ及び第３カラー層２３ｃが積層されてなる。そのため、該積層物層２４は、該積層物層２４を構成していないブラックマトリクス層２２やカラー層２３（以下、その他の層）よりも、ＴＦＴアレイ基板１０側に突出している。
【００７１】
上記積層物層２４は、カラーフィルタ基板２０とＴＦＴアレイ基板１０との間を所定の間隔で保つためのスペーサの一部をなす。また、本実施の形態では、ブラックマトリクス層２２上に積層物層２４を形成するため、カラーフィルタ基板２０上の光の透過領域が積層物層２４の存在によって減少することはない。それゆえ、上記透過領域での光の透過率が低下することはない。上記積層物層２４は、基板２１上の全てのブラックマトリクス層２２上に形成される必要はなく、所定のブラックマトリクス層２２上に積層すればよい。例えば、積層物層２４は、上記３つの色からなる第１〜第３カラー層が１単位となるように、つまり、該積層物層２４間に、第１〜第３カラー層が配置されるように、積層物層２４を構成するブラックマトリクス層２２を選択して形成すればよい。
【００７２】
上記対向電極２５は、上記ブラックマトリクス層２２、第１〜第３カラー層２３ａ〜２３ｃを有するカラー層２３、積層物層２４の全表面を完全に覆うように形成される。上記対向電極２５は、その材質は特に限定されないが、例えば、所定の抵抗値及び透過率を有する、ＩＴＯ、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide；酸化インジウム亜鉛）、酸化亜鉛、酸化錫等の透明導電膜にて形成されてなる。
【００７３】
上記絶縁性樹脂膜２６及び突起部２７は、それぞれ、例えば、ポリイミド系、アクリル系等のネガ型感光性樹脂や、アクリル系、フェノールノボラック系等のポジ型感光性樹脂等の有機系絶縁性樹脂、窒化シリコンや酸化シリコン等の無機シリコン化合物、等の電気的絶縁性を有する絶縁材料にて形成される。上記の無機シリコン化合物材料を用いる場合には、フォトリソグラフィ工程と、ドライエッチング等のエッチング工程によって、絶縁性樹脂膜２６及び突起部２７が形成する必要がある。なお、上記絶縁性樹脂膜２６と突起部２７とは、製造工程の簡略化のために、同一の材料にて形成されることが好ましい。
【００７４】
上記絶縁性樹脂膜２６は、少なくとも、ブラックマトリクス層２２及び第１〜第３カラー層２３ａ〜２３ｃを含んでなる積層物層２４表面全体を被覆する対向電極２５表面（突出表面）全体を覆うように、形成される。すなわち、積層物層２４を被覆する対向電極２５のうち、ＴＦＴアレイ基板１０に対向する領域（最頂部）に加え、積層物層２４の積層方向に沿った領域の、対向電極２５の表面を、少なくとも覆うように絶縁性樹脂膜２６が形成される。
【００７５】
上記したように、積層物層２４は、その他の層よりも突出している。そのため、上記積層物層２４の最頂部である、ＴＦＴアレイ基板１０に対向する領域に設けられた対向電極２５と、ＴＦＴアレイ基板１０の画素電極１４との間の距離は、上記第１〜第３カラー層２３ａ〜２３ｃやカラー層重なり部２８等のその他の層に設けられた対向電極２５と画素電極１４との間の距離よりも小さくなっている。従って、積層物層２４の最頂部に対応する対向電極２５と画素電極１４との間やその周辺では、導電性異物の存在による、対向電極２５と画素電極１４との短絡が生じやすい。対向電極２５と画素電極１４との間で生じる短絡は、液晶表示装置１の歩留まりを低下させる原因となる。
【００７６】
そこで、上記液晶表示装置１では、積層物層２４を覆うように設けられた対向電極２５表面を覆う絶縁性樹脂膜２６を設けることによって、導電性異物による対向電極２５と画素電極１４との短絡を防止している。上記絶縁性樹脂膜２６は、導電性異物によって突き抜けられないように、少なくとも０．１μｍの膜厚を有することが好ましい。
【００７７】
このように、上記絶縁性樹脂膜２６は、導電性異物を介した対向電極２５と画素電極１４との短絡を防止するために設けられている。そのため、積層物層２４を被覆する対向電極２５表面を覆う絶縁性樹脂膜２６の厚さは、ブラックマトリクス層２２やカラー層２３等のその他の層（他の表面）を覆う配向膜９等の絶縁性の膜の厚さよりも大きくなるように形成することが好ましい。
【００７８】
また、上記突起部２７は、上記絶縁性樹脂膜２６が形成されていない対向電極２５表面に形成される。該突起部２７は、ＴＦＴアレイ基板１０とカラーフィルタ基板２０との間に封入される液晶１５の配向を規制するために設けられている。そのため、上記突起部２７は、上記対向電極２５表面のうち、カラー層２３である第１カラー層２３ａ、第２カラー層２３ｂ、及び第３カラー層２３ｃ上の対向電極２５表面領域のうちの一部分に形成される。
【００７９】
上記の構成を備えた液晶表示装置１は、図１に示すように、積層物層２４表面の対向電極２５を覆う絶縁性樹脂膜２６の最頂部と、画素電極１４表面とが接触するように、ＴＦＴアレイ基板１０とカラーフィルタ基板２０とが対向して配置されている。つまり、積層物層２４と、該積層物層２４の最頂部を覆う対向電極２５及び絶縁性樹脂膜２６とが、液晶１５が封入される空間となるセルギャップを保持するためのスペーサ２９となっている。従って、ＴＦＴアレイ基板１０とカラーフィルタ基板２０との基板間隔であるセルギャップを良好に維持するために、積層物層２４の最頂部を覆う絶縁性樹脂膜２６の膜厚が２μｍ以下であることが好ましい。
【００８０】
それゆえ、上記したように、上記絶縁性樹脂膜２６は、対向電極２５と画素電極１４との短絡を防止し、かつ、スペーサ２９の一部となるために、下限値が０．１μｍ以上であることが好ましい。また、上限値は２μｍ以下であることが好ましい。
【００８１】
このように、積層物層２４と、該積層物層２４の最頂部を覆う対向電極２５及び絶縁性樹脂膜２６とが、スペーサ２９となるので、プラスチックビーズやガラス繊維等のスペーサ部材の散布等の工程が不要となる。従って、製造工程の短縮化や、製造コストの低減を達成することができる。また、上記スペーサ２９は、上記突起部２７と同様に、液晶１５の配向を規制する役割も果たしているので、上記スペーサ部材近傍で生じやすい液晶１５の配向の乱れによる表示不良が生じにくくすることができる。
【００８２】
さらに、上記したように、カラーフィルタ基板２０は、積層物層２４を覆う対向電極２５の最頂部だけではなく、積層物層２４表面の覆う対向電極２５表面全体を絶縁性樹脂膜２６で覆われてなっている。そのため、カラーフィルタ基板２０上の画素電極１４から近い距離に位置する、積層物層２４の積層方向に沿って該積層物層２４を覆う対向電極２５表面（以下、側面）が、導電性異物を介して、画素電極１４表面と短絡することも防止することができる。
【００８３】
次に、上記カラーフィルタ基板２０の製造方法について、図４（ａ）〜（ｄ）、図５（ａ）〜（ｃ）、及び図６（ａ）（ｂ）に基づいて、詳細に説明する。図４（ａ）〜（ｄ）、図５（ａ）〜（ｃ）、及び図６（ａ）（ｂ）は、カラーフィルタ基板２０の製造工程を示す断面図である。
【００８４】
すなわち、図４（ａ）に示すように、基板２１上に、例えば、スピンコート法によって黒色の感光性樹脂液を塗布して乾燥して、黒色感光性樹脂層２２ｐを形成する。続いて、フォトマスク３１を介して、黒色感光性樹脂層２２ｐを露光した後、現像を行って、図４（ｂ）に示すように、ブラックマトリクス層２２を形成する。このとき、フォトマスク３１によって覆われて、露光されなかった黒色感光性樹脂層２２ｐが塗布されていた領域は、基板２１表面が露出して、図１に示すカラー層２３である第１カラー層２３ａ、第２カラー層２３ｂ、及び第３カラー層２３ｃを形成するための開口部となる。
【００８５】
次に、図４（ｃ）に示すように、ブラックマトリクス層２２が形成された基板２１表面全体に、例えば、スピンコート法によって、第１カラー層２３ａ用の感光性樹脂液を塗布して乾燥して、第１樹脂層２３ｐを形成する。その後、基板２１上の第１カラー層２３ａが形成される領域、該領域に隣接するブラックマトリクス層２２の端部、及び積層物層２４（図１）となるブラックマトリクス層２２上の領域を露光するように形成された、フォトマスク３２を用いて、第１樹脂層２３ｐの露光及び現像を行う。これにより、図４（ｄ）に示すように、第１カラー層２３ａ用の開口部、該開口部に隣接するブラックマトリクス層２２の端部、積層物層２４となるブラックマトリクス層２２上に、第１カラー層２３ａが形成され、露光されなかった領域の第１樹脂層２３ｐが除去される。
【００８６】
続いて、上記第１カラー層２３ａを形成した手順と同様の手順で、図５（ａ）（ｂ）に示すように、第２カラー層２３ｂ及び第３カラー層２３ｃを順に形成する。すなわち、第２カラー層２３ｂ用の感光性樹脂液を塗布して乾燥した後、フォトマスクを用いて、露光及び現像を行う。これにより、図５（ａ）に示すように、第２カラー層２３ｂ用の開口部、該開口部に隣接するブラックマトリクス層２２の端部、積層物層２４となるブラックマトリクス層２２上の第１カラー層２３ａ上に、第２カラー層２３ｂが形成され、露光されなかった領域に塗布された感光性樹脂液の層が除去される。積層物層２４となる第２カラー層２３ｂは、第１カラー層２３ａよりも狭い領域となるように形成される。
【００８７】
その後、上記と同様に、第３カラー層２３ｃ用の感光性樹脂液を塗布して乾燥した後、フォトマスクを用いて、露光及び現像を行う。これにより、図５（ｂ）に示すように、第３カラー層２３ｃ用の開口部、該開口部に隣接するブラックマトリクス層２２の端部、積層物層２４となる第１カラー層２３ａ及び第２カラー層２３ｂ上に、第３カラー層２３ｃが形成され、露光されなかった領域に塗布された感光性樹脂液の層が除去される。ここで、図５（ｂ）に示すように、第３カラー層２３ｃと、積層物層２４を構成するブラックマトリクス層２２とが隣接している。そのため、基板２１上の第３カラー層２３ｃ用に設けられた開口部に形成される第３カラー層２３ｃと、積層物層２４となるブラックマトリクス層２２、第１カラー層２３ａ及び第２カラー層２３ｂとを覆うように、第３カラー層２３ｃが形成される。
【００８８】
このようにして、基板２１上には、カラー層２３と、ブラックマトリクス層２２及び第１〜第３カラー層からなる積層物層２４とが形成される。なお、上記のように、フォトリソグラフィを利用することによって、基板２１上に形成されるカラー層２３である第１〜第３カラー層２３ａ〜２３ｃと、積層物層２４を構成する第１〜第３カラー層２３ａ〜２３ｃとは、同一の工程にて形成される。
【００８９】
次いで、図５（ｃ）に示すように、上記カラー層２３及び積層物層２４上に、例えば、スパッタリング法によって透明導電膜を蒸着して、対向電極２５を形成する。その後、対向電極２５上に、スピンコート法によって、感光性の絶縁性樹脂液を塗布して乾燥して、図６（ａ）に示すように、感光性絶縁樹脂層（感光性樹脂層）２６ｐを形成する。続いて、積層物層２４表面を覆う対向電極２５の表面全体を被覆する領域と、図１に示す突起部２７となるカラー層２３上の領域とを露光するようにフォトマスク３３を用いて、感光性絶縁樹脂層２６ｐの露光及び現像を行う。
【００９０】
これにより、図６（ｂ）に示すように、積層物層２４表面を覆う対向電極２５の表面全体に絶縁性樹脂膜２６が形成され、カラー層２３上の領域に突起部２７が形成され、露光されなかった領域に塗布された感光性絶縁樹脂層２６ｐが除去される。このように、絶縁性樹脂膜２６及び突起部２７が、同一の工程で形成される。なお、絶縁性樹脂膜２６は、感光性の絶縁性樹脂液の塗布及び乾燥と、感光性絶縁樹脂層２６ｐの露光及び現像とを行う工程を１回行って形成してもよく、２回以上を行って、所望する高さの絶縁性樹脂膜２６が得られるように、２層以上に形成してもよい。
【００９１】
その後、対向電極２５、絶縁性樹脂膜２６、及び突起部２７表面に、配向膜９を形成することにより、カラーフィルタ基板２０が得られる。なお、上記の製造工程では、ブラックマトリクス層２２、第１カラー層２３ａ、第２カラー層２３ｂ、第３カラー層２３ｃ、及び絶縁性樹脂膜２６を形成する際に、スピンコート法を用いて、各樹脂の塗布を行っているが、これに限定されず、例えば、ドライフィルム法やダイコート法、印刷法等を用いてもよい。
【００９２】
そして、図１に示す液晶表示装置１を得るためには、ＴＦＴ回路層１２や画素電極１４及び配向膜８が形成されたＴＦＴアレイ基板１０と、配向膜９が形成された上記カラーフィルタ基板２０とを、シール材等で貼り合わせる。すなわち、上記カラー層２３と画素電極１４とが対向するように位置合わせを行い、積層物層２４を覆う対向電極２５の最頂部を被覆する絶縁性樹脂膜２６と、画素電極１４とを接触させることによってセルギャップを確保して、カラーフィルタ基板２０とＴＦＴアレイ基板とを固定する。続いて、カラーフィルタ基板２０とＴＦＴアレイ基板との間に液晶１５を充填し、液晶１５の注入口を図示しない封止材で封止する。これにより、図１に示す液晶表示装置１が得られる。
【００９３】
なお、本実施の形態のカラーフィルタ基板２０は、ブラックマトリクス層２２を有しているが、ブラックマトリクス層２２を有していなくてもよい。すなわち、ブラックマトリクス層２２に代えて、２以上の異なる色のカラー層を積層することによって遮光を行ってもよい。また、カラーフィルタ基板２０にブラックマトリクス層２２を設けずに、ＴＦＴアレイ基板１０側のＴＦＴ回路層１２で遮光を行うようにしてもよい。また、積層物層２４は、ブラックマトリクス層、第１カラー層２３ａ、第２カラー層２３ｂ、第３カラー層２３ｃを備えているが、これらのうちの１つ以上で、基板２１上に形成される、積層物層２４を構成しないブラックマトリクス層２２やカラー層２３よりも、突出するように形成されていてもよい。
【００９４】
また、本実施の形態では、図１に示すように、積層物層２４の断面形状が四辺形となっているが、これに限定されず、断面形状が三角形、半円形、台形等であってもよい。すなわち、上記積層物層２４は、基板２１上に設けられたブラックマトリクス層２２やカラー層２３よりも突出するように形成され、突出した全表面が絶縁性樹脂膜２６で覆われるようにすればよい。
【００９５】
さらに、本実施の形態では、図１に示すように、積層物層２４表面の対向電極２５を覆う絶縁性樹脂膜２６の最頂部と、画素電極１４表面とが接触しているが、これに限定されない。すなわち、上記カラーフィルタ基板２０の絶縁性樹脂膜２６の最頂部は、画素電極１４が存在しない領域で、ＴＦＴアレイ基板１０に接触していてもよい。
【００９６】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図７ないし図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９７】
本実施の形態の液晶表示装置は、前記実施の形態１で説明したように、カラーフィルタ基板の積層物層に絶縁性樹脂膜を設け、該積層物層と絶縁性樹脂膜とがスペーサとなってセルギャップを形成している。カラーフィルタ基板の絶縁性樹脂膜とＴＦＴアレイ基板の画素電極との接触面積を適当な大きさに設定することによって、スペーサを適当な量にて弾性変形させた状態で、セルギャップを確保することができる。
【００９８】
すなわち、上記絶縁性樹脂膜と画素電極との接触面積が大きくなりすぎると、スペーサがほとんど弾性変形することができなくなるので、セルギャップの制御が行いにくくなる。その結果、セルギャップ間に気泡が発生する低温気泡や、液晶表示装置を立てかけた際に、重力によって液晶が下方に偏在して輝度むらが生じる下膨れといった現象が生じる。これに対し、上記絶縁性樹脂膜と画素電極との接触面積が小さすぎる場合には、例えば指でパネルを押圧する等の小さい押圧によって、スペーサを構成する絶縁性樹脂膜がつぶれて、ムラとして視認されることになる。また、絶縁性樹脂膜のつぶれは、液晶表示装置の強度の低下にもつながり、セルギャップ間にムラが生じやすくなる。そのため、カラーフィルタ基板の絶縁性樹脂膜と、ＴＦＴアレイ基板との接触面積は、適切な大きさに設定する必要がある。
【００９９】
図７に本実施の形態の液晶表示装置２を示す。該液晶表示装置２は、図１に示す液晶表示装置１に備えられた絶縁性樹脂膜２６を有するカラーフィルタ基板２０に代えて、絶縁性樹脂膜（絶縁層）３６を有するカラーフィルタ基板３０を備えている。
【０１００】
上記液晶表示装置２では、図７に示すように、絶縁性樹脂膜３６は、積層物層２４を覆う対向電極２５表面全体を被覆している。また、ＴＦＴアレイ基板１０に対向する領域の絶縁性樹脂膜３６の厚さが異なっている。すなわち、ＴＦＴアレイ基板１０上の画素電極１４に接触する領域（以下、接触領域）３６ａでは、絶縁性樹脂膜３６の厚さが相対的に厚く、画素電極１４に接触しない領域（以下、非接触領域）３６ｂでは、絶縁性樹脂膜３６の厚さが相対的に薄くなるように、２段階の厚さで形成されている。
【０１０１】
従って、絶縁性樹脂膜３６の上記接触領域３６ａによって、ＴＦＴアレイ基板１０とカラーフィルタ基板３０との間のセルギャップを保持することができる。このように、絶縁性樹脂膜３６に接触領域３６ａと非接触領域３６ｂとを設けることにより、積層物層２４の、ＴＦＴアレイ基板１０に対向する側の面積が大きい場合にも、接触領域３６ａの大きさを任意に設定することができる。これにより、絶縁性樹脂膜３６と画素電極１４との接触面積を最適化することができる。
【０１０２】
一方、絶縁性樹脂膜３６の上記非接触領域では、積層物層２４上の対向電極２５と画素電極１４との間での導電性異物による短絡を防止することができる。すなわち、積層物層２４上の対向電極２５と画素電極１４との間は、カラー層２３上の対向電極２５とＴＦＴアレイ基板１０上の画素電極１４との間の距離よりも小さいので、導電性異物による短絡が生じやすい。しかしながら、上記液晶表示装置２では、積層物層２４表面全体に絶縁性樹脂膜３６を設けて、積層物層２４上の対向電極２５と画素電極１４との間での導電性異物による短絡を防止しているので、上記接触領域３６ａ及び非接触領域３６ｂのいずれにおいても、対向電極２５と画素電極１４とが短絡することはない。
【０１０３】
このように、接触領域及び非接触領域を有する絶縁性樹脂膜３６を用いることによって、積層物層２４を覆う対向電極２５のうち、ＴＦＴアレイ基板１０に対向して該ＴＦＴアレイ基板１０上の画素電極１４に接触する絶縁性樹脂膜３６の接触面積を最適化することができる。これにより、スペーサが弾性変形することができるので、ＴＦＴアレイ基板１０とカラーフィルタ基板３０との間の良好なセルギャップを得ることができる。
【０１０４】
次に、上記カラーフィルタ基板３０の製造方法について、図８（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。なお、絶縁性樹脂膜３６を形成するまでの製造工程は、図４〜図６に示す、前記実施の形態１で説明したカラーフィルタ基板２０の製造工程と同様であるので、その説明を省略する。
【０１０５】
すなわち、図６（ｂ）に示すように、積層物層２４を覆う絶縁性樹脂膜２６を形成した後、さらに、対向電極２５、突起部２７、絶縁性樹脂膜２６を覆うように、例えば、スピンコート法によって、アクリル樹脂等からなる感光性の絶縁性樹脂液の塗布及び乾燥を行って、さらに絶縁性の樹脂層６ｐを形成する（図８（ａ））。なお、樹脂層６ｐは、絶縁性樹脂膜２６と同じ感光性の絶縁性樹脂液にて形成されてもよい。
【０１０６】
続いて、図７に示す絶縁性樹脂膜３６のうちの接触領域３６ａが形成される領域を露光するようにフォトマスク３５を用いて、樹脂層６ｐの露光及び現像を行う。これにより、図８（ｂ）に示すように、絶縁性樹脂膜２６の一部に接触領域３６ａが形成されて、絶縁性樹脂膜３６が形成されることになる。つまり、上記の製造方法によれば、絶縁性樹脂膜３６は、図６（ｂ）に示す絶縁性樹脂膜２６と、接触領域３６ａとによって構成される。一方、露光されなかった領域に塗布された感光性絶縁樹脂層６ｐは、対向電極２５上から除去され、対向電極２５が露出する。
【０１０７】
このように、図７に示す絶縁性樹脂膜３６の非接触領域３６ｂ（絶縁性樹脂膜２６）と接触領域３６ａとを順に形成することによって、２段階の層厚を有する絶縁性樹脂膜３６を有するカラーフィルタ基板３０が得られる。
【０１０８】
一方、上記絶縁性樹脂膜３６の接触領域３６ａと非接触領域３６ｂとを一括して形成して、カラーフィルタ基板３０を得ることもできる。この場合の上記カラーフィルタ基板３０の製造方法について、図９（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。なお、対向電極２５を形成するまでの製造工程は、図４（ａ）〜（ｄ）及び図５（ａ）〜（ｃ）に示す、前記実施の形態１で説明したカラーフィルタ基板２０の製造工程と同様であるので、その説明を省略する。
【０１０９】
すなわち、基板２１に設けられた第１〜第３カラー層２３ａ〜２３ｃ及び積層物層２４上に、対向電極２５を形成した後、例えば、スピンコート法によって、感光性の絶縁性樹脂液を塗布して乾燥して、図９（ａ）に示すように、感光性絶縁樹脂層２６ｐを形成する。続いて、積層物層２４表面を覆う対向電極２５の表面全体を被覆する領域と、図７に示す突起部２７となるカラー層２３上の領域とを露光するようにフォトマスク３４を用いて、感光性絶縁樹脂層２６ｐの露光及び現像を行う。このとき、積層物層２４上の対向電極２５の最頂部の露光量を領域毎に異ならせるように露光を行うために、上記フォトマスク３４として、露光量が異なる露光部３４ａとハーフ露光部３４ｂとを備えた、例えばスリットマスクを用いる。このフォトマスク３４を用いれば、上記ハーフ露光部３４ｂでは、露光部３４ａの露光量よりも少ない露光量で露光を行うことができる。
【０１１０】
従って、図８（ｂ）に示すように、積層物層２４表面を覆う対向電極２５の表面全体に絶縁性樹脂膜３６が形成されるとともに、積層物層２４上の対向電極２５の最頂部における絶縁性樹脂膜３６の厚さが２段階で形成される。絶縁性樹脂膜３６の厚さが大きい領域が上記した接触領域であり、この接触領域は、フォトマスク３４の露光部３３ａによって露光されることによって形成される。一方、絶縁性樹脂膜３６の厚さが小さい領域が上記した非接触領域となり、この非接触領域は、フォトマスク３４のハーフ露光部３４ｂによって露光されることによって形成される。
【０１１１】
また、カラー層２３上の領域に突起部２７が形成される。突起部２７は、フォトマスク３４の露光部３４ａで形成されてもよく、あるいは、ハーフ露光部３４ｂで形成されてもよい。一方、露光されなかった領域に塗布された感光性絶縁樹脂層２６ｐは、対向電極２５上から除去され、対向電極２５が露出する。
【０１１２】
このようにして、絶縁性樹脂膜３６及び突起部２７が、同一の工程で形成される。続いて、対向電極２５、絶縁性樹脂膜３６、及び突起部２７表面に、配向膜９を形成することにより、カラーフィルタ基板３０が得られる。
【０１１３】
なお、上記突起部２７は、非接触領域３６ｂ（絶縁性樹脂膜２６）を形成する工程で、該非接触領域３６ｂとともに形成してもよく、あるいは、非接触領域３６ｂを形成する工程で形成するのではなく、接触領域３６ａが形成される工程で、該接触領域３６ａとともに上記突起部２７を形成してもよい。
【０１１４】
以上のように、カラーフィルタ基板３０の絶縁性樹脂膜３６は、図８（ａ）（ｂ）に示すように、接触領域３６ａと非接触領域３６ｂとが段階的に形成されてなるものであってもよく、あるいは、図９（ａ）（ｂ）に示すように、接触領域３６ａと非接触領域３６ｂとが同時に形成されるものであってもよい。
【０１１５】
液晶表示装置２は、前記実施の形態１にて説明したように、配向膜８・９が形成された上記ＴＦＴアレイ基板１０とカラーフィルタ基板３０との位置あわせを行った後、該カラーフィルタ基板３０とＴＦＴアレイ基板１０とをシール材等で貼り合わせて固定することによって得られる。このとき、カラーフィルタ基板３０上の上記接触領域と、ＴＦＴアレイ基板１０（図７）の画素電極１４とを接触させて、両者を固定する。その後、カラーフィルタ基板３０とＴＦＴアレイ基板１０との間に、液晶１５を封入して、液晶１５の注入口を封止材で封止すればよい。
【０１１６】
なお、本実施の形態では、ＴＦＴアレイ基板１０に対向する領域の絶縁性樹脂膜３６の厚さを、２段階の厚さで形成しているが、これに限定されず、３段階以上の異なる厚さで、ＴＦＴアレイ基板１０に対向する領域の絶縁性樹脂膜を形成してもよい。
【０１１７】
また、カラー層重なり部２８上の対向電極２５とＴＦＴアレイ基板１０上の画素電極１４との間の距離は、カラー層２３上の対向電極２５と画素電極１４との間の距離よりも狭くなっている。そのため、上記カラー層重なり部２８上に重なり部側に、絶縁性樹脂膜を形成して、導電性異物の存在による対向電極２５と画素電極１４との短絡を防止してもよい。
【０１１８】
〔実施の形態３〕
本発明の他の実施の形態について図１０ないし図１２に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１１９】
前記実施の形態１、２の突出構造部としての積層物層２４では、ブラックマトリクス層２２を含めて３層以上の色層が積層されている場合について説明したが、必ずしもこれに限らず、突出構造部は２層であってもよい。
【０１２０】
図１０に本実施の形態の液晶表示装置３を示す。該液晶表示装置３は、前記実施の形態１・２にて説明したブラックマトリクス層２２を有さず、また、積層物層２４に代えて積層物層４４を有し、絶縁性樹脂膜２６・３６に代えて絶縁性樹脂膜（絶縁層）４６を有するカラーフィルタ基板４０を備えている。
【０１２１】
上記カラーフィルタ基板４０は、図１０に示すように、基板２１表面には、第１カラー層２３ａ、第２カラー層２３ｂ、第３カラー層２３ｃが設けられ、各カラー層２３間に、第１カラー層２３ａ及び第３カラー層２３ｃからなる積層物層４４が配置されている。なお、本実施の形態では、積層物層４４は、第１カラー層２３ａ及び第３カラー層２３ｃからなるが、第１カラー層２３ａと第２カラー層２３ｂとの組み合わせや、第２カラー層２３ｂと第３カラー層２３ｃとの組み合わせ等の他の組み合わせであってもよい。また、互いに隣接する互いに異なるカラー層２３の端部を互いに重ね合わせて、積層物層４４を形成してもよい。すなわち、上記積層物層４４は、第１カラー層２３ａと第２カラー層２３ｂとの重ね合わせ、第２カラー層２３ｂと第３カラー層２３ｃとの重ね合わせ、又は第１カラー層２３ａと第３カラー層２３ｃとの重ね合わせによって形成してもよい。
【０１２２】
上記積層物層４４上には、図１０に示すように、対向電極２５が形成されている。また、積層物層４４上の対向電極２５の全表面を覆うように、絶縁性樹脂膜４６が形成されている。該絶縁性樹脂膜４６は、導電性異物を介した対向電極２５と画素電極１４との短絡を防止するために設けられている。
【０１２３】
上記カラーフィルタ基板４０を備えた液晶表示装置３では、カラーフィルタ基板４０とＴＦＴアレイ基板１０とのセルギャップは、図示しないプラスチックビーズやガラス繊維等のスペーサによって制御される。言い換えれば、前記実施の形態１・２では、絶縁性樹脂膜２６・３６と画素電極１４とが接触することによって、セルギャップが確保されているが、本実施の形態では、絶縁性樹脂膜４６がＴＦＴアレイ基板１０の画素電極１４に接触していない。そのため、カラーフィルタ基板４０とＴＦＴアレイ基板１０とを固定する場合には、スペーサを散布することによってセルギャップを保持し、所定の間隔を隔てて、両基板を固定している。従って、積層物層４４と該積層物層４４上の対向電極２５を覆う絶縁性樹脂膜４６とは、スペーサとして用いられない。
【０１２４】
しかしながら、前述したように、積層物層４４上の対向電極２５と画素電極１４との間の距離は、カラー層２３上の対向電極２５と画素電極１４との間の距離よりも狭くなっている。従って、導電性異物の存在による短絡は、カラー層２３上の対向電極２５と画素電極１４との間の短絡よりも、積層物層４４上の対向電極２５と画素電極１４との間で生じやすい。それゆえ、図１０に示すように、積層物層４４上の対向電極２５表面全体に、絶縁性樹脂膜４６を設けることによって、導電性異物の存在による対向電極２５と画素電極１４との短絡を防止することができる。
【０１２５】
次に、上記カラーフィルタ基板４０の製造方法について、図１１（ａ）〜（ｄ）及び図１２（ａ）〜（ｄ）に基づいて、詳細に説明する。図１１（ａ）〜（ｄ）及び図１２（ａ）〜（ｄ）は、カラーフィルタ基板４０の製造工程を示す断面図である。
【０１２６】
すなわち、図１１（ａ）に示すように、基板２１上に、例えば、スピンコート法によって第１カラー層２３ａ用の感光性樹脂液を塗布して乾燥して、第１樹脂層２３ｐを形成する。その後、基板２１上の第１カラー層２３ａ及び積層物層４４が形成される領域を露光するように形成された、フォトマスク５１を用いて、第１樹脂層２３ｐの露光及び現像を行う。これにより、図１１（ｂ）に示すように、第２カラー層２３ｂ及び第３カラー層２３ｃが形成される領域の第１樹脂層２３ｐが除去され、第１カラー層２３ａが形成される。
【０１２７】
続いて、上記第１カラー層２３ａを形成した手順と同様の手順で、図１１（ｃ）（ｄ）及び図１２（ａ）（ｂ）に示すように、第２カラー層２３ｂ及び第３カラー層２３ｃを順に形成する。すなわち、スピンコート法等によって、第２カラー層２３ｂ用の感光性樹脂液を塗布して乾燥して、図１１（ｃ）に示すように、第２樹脂層２３ｑを形成する。その後、フォトマスク５２を用いて、露光及び現像を行う。フォトマスク５２は、第２カラー層２３ｂが形成される領域の第２樹脂層２３ｑを露光するように形成されている。これにより、図１１（ｄ）に示すように、第１カラー層２３ａ上及び第３カラー層２３ｃが形成される基板２１上の領域の第２樹脂層２３ｑが除去され、第２カラー層２３ｂが形成される。
【０１２８】
次いで、スピンコート法等によって、第３カラー層２３ｃ用の感光性樹脂液を塗布して乾燥して、図１２（ａ）に示すように、第３樹脂層２３ｒを形成する。その後、フォトマスク５３を用いて、露光及び現像を行う。フォトマスク５３は、第３カラー層２３ｃが形成される領域、及び、積層物層４４を形成する第１カラー層２３ａ上の第３樹脂層２３ｒを露光するように形成されている。これにより、図１２（ｂ）に示すように、積層物層４４を形成する第１カラー層２３ａ上、及び、第３カラー層２３ｃが形成される基板２１上の領域の第３樹脂層２３ｒが、第３カラー層２３ｃとして形成される。このようにして、基板２１上には、第１カラー層２３ａ、第２カラー層２３ｂ、第３カラー層２３ｃ、積層物層４４が形成される。
【０１２９】
続いて、図１２（ｃ）に示すように、第１カラー層２３ａ、第２カラー層２３ｂ、第３カラー層２３ｃ、及び積層物層４４上に、例えば、スパッタリング法によって透明導電膜を蒸着して、対向電極２５を形成する。その後、対向電極２５上に、スピンコート法によって、感光性の絶縁性樹脂液を塗布して乾燥して、図１２（ｄ）に示すように、感光性絶縁樹脂層（感光性樹脂層）４６ｐを形成する。続いて、積層物層４４表面を覆う対向電極２５の表面全体を被覆する領域を露光するように、フォトマスク５４を用いて、感光性絶縁樹脂層４６ｐの露光及び現像を行う。これにより、図１０に示すように、積層物層４４表面を覆う対向電極２５の表面全体に絶縁性樹脂膜４６が形成され、露光されなかった領域に塗布された感光性絶縁樹脂層４６ｐが除去される。その後、配向膜９を形成することによって、カラーフィルタ基板４０が得られる。
【０１３０】
なお、積層物層４４は、異なる色の層を２層重ねてもよく、異なる色の層を３層重ねて形成してもよい。あるいは、ブラックマトリクス層を形成するようにしてもよい。つまり、上記積層物層４４は、十分な遮光を行い得るＯＤ値が得られるように、各色の層を重ねて形成すればよい。ここで、ＯＤ値とは、通常、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光領域における光の透過濃度を示し、下記式
ＯＤ値＝−ｌｏｇ（Ｉ’／Ｉ）
（式中、Ｉは、入射光の光強度であり、Ｉ’は、出射光の光強度を表す）
で算出される。上記ＯＤ値が大きい物質ほど、光の透過率は低く、遮光性が高い。
【０１３１】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】
本発明のカラーフィルタ基板は、液晶表示装置等に用いられ、液晶表示装置での優れた表示品位でのカラー表示を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】本発明におけるカラーフィルタ基板を備えた液晶表示装置の実施の一形態を示す断面図である。
【図２】上記カラーフィルタ基板の一例を示す平面図である。したがって、必ずしも図１に対応するものではない。
【図３】上記カラーフィルタ基板の突出構造部の構造の一例を示す平面図である。したがって、必ずしも図１に対応するものではない。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、上記カラーフィルタ基板の製造工程を示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、上記カラーフィルタ基板の製造工程の続きを示す断面図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は、上記カラーフィルタ基板の製造工程の続きを示す断面図である。
【図７】本発明における他のカラーフィルタ基板を備えた液晶表示装置の実施の形態を示す断面図である。
【図８】（ａ）（ｂ）は、上記カラーフィルタ基板の製造工程を示す断面図である。
【図９】（ａ）（ｂ）は、上記カラーフィルタ基板の他の製造工程を示す断面図である。
【図１０】本発明におけるさらに他のカラーフィルタ基板を備えた液晶表示装置の実施の形態を示す断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、上記カラーフィルタ基板の製造工程を示す断面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｄ）は、上記カラーフィルタ基板の製造工程の続きを示す断面図である。
【図１３】従来の液晶表示装置を示す断面図である。
【図１４】従来の他の液晶表示装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１３４】
１    液晶表示装置
２    液晶表示装置
３    液晶表示装置
１０    ＴＦＴアレイ基板（対向基板、画素電極基板）
１１    透明基板
１２    ＴＦＴ回路層
１３    ＴＦＴ側絶縁層
１４    画素電極
１５    液晶（液晶層）
２０    カラーフィルタ基板
２１    基板
２２    ブラックマトリクス層
２３    カラー層（着色層）
２３ａ  第１カラー層（色層・突出構造部形成層）
２３ｂ  第２カラー層（色層・突出構造部形成層）
２３ｃ  第３カラー層（色層・突出構造部形成層）
２４    積層物層（突出構造部）
２５    対向電極
２６    絶縁性樹脂膜（絶縁層）
２６ｐ  感光性絶縁樹脂層（感光性樹脂層）
２７    突起部
２８    カラー層重なり部
２９    スペーサ
３０    カラーフィルタ基板
３６    絶縁性樹脂膜（絶縁層）
３６ａ  接触領域
３６ｂ  非接触領域
４０    カラーフィルタ基板
４４    積層物層（突出構造部）
４６    絶縁性樹脂膜（絶縁層）
【図１】
2005208583.tif 000003
【図２】
2005208583.tif 000004
【図３】
2005208583.tif 000005
【図４】
2005208583.tif 000006
【図５】
2005208583.tif 000007
【図６】
2005208583.tif 000008
【図７】
2005208583.tif 000009
【図８】
2005208583.tif 000010
【図９】
2005208583.tif 000011
【図１０】
2005208583.tif 000012
【図１１】
2005208583.tif 000013
【図１２】
2005208583.tif 000014
【図１３】
2005208583.tif 000015
【図１４】
2005208583.tif 000016