(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査線と信号線との交点近傍に薄膜トランジスタが配置される複数の画素が配列されたＴＦＴ基板に対向する、３色以上の色層を備えるカラーフィルタ基板において、
前記ＴＦＴ基板の各画素は、前記走査線と前記信号線とで囲まれた表示領域と、該表示領域周囲の遮光領域と、からなり、
前記カラーフィルタ基板には表示領域と表示領域周囲に遮光領域があり、前記ＴＦＴ基板の前記遮光領域に対向する前記カラーフィルタ基板側の遮光領域部分には、前記カラーフィルタ基板の表示領域から連続した２色以上の色層を重ね合わせた第１の色重ね遮光部が形成され、かつ、前記薄膜トランジスタ及び該薄膜トランジスタ近傍に対向する前記カラーフィルタ基板側の遮光領域部分には、前記カラーフィルタ基板の表示領域の色層から連続した３色以上の色層を重ね合わせた第２の色重ね遮光部が形成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】
各々の前記色層は、前記信号線の延在方向に延びる色ストライプパターンと、前記色ストライプパターンの両側から前記走査線上に沿って張り出す張り出し部と、を有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基板。
【請求項３】
前記張り出し部は、前記薄膜トランジスタが配置される側に張り出す第１の張り出し部と、反対側に張り出す第２の張り出し部と、で構成され、
前記第１の張り出し部は前記第２の張り出し部よりも小さく形成され、
隣り合う前記色ストライプパターンは一部が重なり合うように配置され、
前記信号線上では、隣り合う前記色ストライプパターンによって前記第１の色重ね遮光部が形成され、
前記走査線上では、所定の色ストライプパターンと、前記所定の色ストライプパターンの一方の側に隣り合う色ストライプパターンの前記第２の張り出し部と、によって前記第１の色重ね遮光部が形成され、かつ、前記所定の色ストライプパターンと、前記所定の色ストライプパターンの一方の側に隣り合う色ストライプパターンの前記第２の張り出し部と、前記所定の色ストライプパターンの他方の側に隣り合う色ストライプパターンの前記第１の張り出し部と、によって前記第２の色重ね遮光部が形成されることを特徴とする請求項２に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項４】
前記所定の色ストライプパターンの一方の側に隣り合う色ストライプパターンの前記第２の張り出し部と、前記所定の色ストライプパターンの他方の側に隣り合う色ストライプパターンの前記第１の張り出し部とは、いずれの辺も重ならないようにずらして配置されることを特徴とする請求項３に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項５】
前記第１の張り出し部及び／又は前記第２の張り出し部の、前記色ストライプパターン側に、順テーパー形状の傾斜部を備えることを特徴とする請求項３又は４に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項６】
前記傾斜部の辺と前記カラーフィルタ基板のラビング方向とがなす角度をχとした時、
４５度  ≦  χ  ≦  １３５度、
の関係を満たす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】
少なくとも２色の前記色層が、同一のパターンで形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載のカラーフィルタ基板。
【請求項８】
全ての前記色層が、同一のパターンで形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載のカラーフィルタ基板。
【請求項９】
前記走査線上の前記第１の色重ね遮光部及び前記第２の色重ね遮光部は、前記薄膜トランジスタの光リークを起こす波長を遮光する第１の色層と、該色層の主な透過波長領域を吸収して遮光する第２の色層と、を含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一つに記載のカラーフィルタ基板。
【請求項１０】
前記第１の色層はＲｅｄの色層であり、前記第２の色層はＢｌｕｅの色層であることを特徴とする請求項９に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項１１】
前記走査線上の前記第１の色重ね遮光部及び前記第２の色重ね遮光部は、前記３色以上の色層のうち、組み合わせた場合に透過率が最低となる２色の色層を含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一つに記載のカラーフィルタ基板。
【請求項１２】
走査線と信号線との交点近傍に薄膜トランジスタが配置される複数の画素が配列されたＴＦＴ基板に対向する、３色以上の色層を備えるカラーフィルタ基板において、
前記ＴＦＴ基板の各画素は、前記走査線と前記信号線とで囲まれた表示領域と、該表示領域周囲の遮光領域と、からなり、
前記カラーフィルタ基板には表示領域と表示領域周囲に遮光領域があり、前記ＴＦＴ基板の前記遮光領域に対向する前記カラーフィルタ基板側の遮光領域部分には、前記カラーフィルタ基板の表示領域から連続した２色以上の色層を重ね合わせた第１の色重ね遮光部が形成され、かつ、少なくともある１色の画素において前記薄膜トランジスタ及び該薄膜トランジスタ近傍に対向する前記カラーフィルタ基板側の遮光領域部分には、前記カラーフィルタ基板の表示領域の色層から連続した３色以上の色層を重ね合わせた第２の色重ね遮光部が形成され、残りの色の画素においては前記薄膜トランジスタ及び該薄膜トランジスタ近傍に対向する前記カラーフィルタ基板側の遮光領域部分には、前記カラーフィルタ基板の表示領域の色層から連続した必ず第２の色重ね遮光部より少なくとも１色の色層分だけ少なく且つ２色以上の色層を重ね合わせた第３の色重ね遮光部が形成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１３】
ガラス基板上の第１層目に形成される色層パターンにおいては、色層パターン近傍の前記薄膜トランジスタが配置される側に張り出す第１の張り出し部と、反対側に張り出す第２の張り出し部のうち、第１の張り出し部は近傍の薄膜トランジスタを覆わない程度に縮退していることを特徴とする請求項１２に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項１４】
ガラス基板上の第１層目に形成される色層パターンにおいては、色層パターン近傍の前記薄膜トランジスタが配置される側に張り出す第１の張り出し部と、反対側に張り出す第２の張り出し部のいずれも存在しないことを特徴とする請求項１２に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項１５】
ガラス基板上の第１層目に形成される色層パターンが、Ｇｒｅｅｎの色層であることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか一つに記載のカラーフィルタ基板。
【請求項１６】
走査線と信号線との交点近傍に薄膜トランジスタが配置される複数の画素が配列されたＴＦＴ基板に対向する、ＲｅｄとＧｒｅｅｎとＢｌｕｅの３色の色層を備えるカラーフィルタ基板において、
前記ＴＦＴ基板の各画素は、前記走査線と前記信号線とで囲まれた表示領域と、該表示領域周囲の遮光領域と、からなり、
前記カラーフィルタ基板には表示領域と表示領域周囲に遮光領域があり、前記ＴＦＴ基板の、前記走査線の遮光領域に対向する前記カラーフィルタ基板側の遮光領域部分には、前記カラーフィルタ基板側の表示領域から連続したＲｅｄとＢｌｕｅの２色の色層を重ね合わせた第１の色重ね遮光部が形成され、かつ、ＲｅｄとＧｒｅｅｎ色の画素において前記薄膜トランジスタ及び該薄膜トランジスタ近傍に対向する前記カラーフィルタ基板側の遮光領域部分には、前記カラーフィルタ基板側の表示領域の色層から連続したＲｅｄとＧｒｅｅｎとＢｌｕｅの３色の色層を重ね合わせた第２の色重ね遮光部が形成され、残りのＢｌｕｅ色の画素においては前記薄膜トランジスタ及び該薄膜トランジスタ近傍に対向する前記カラーフィルタ基板側の遮光領域部分には、前記カラーフィルタ基板側の表示領域の色層から連続したＲｅｄとＢｌｕｅの２色の色層を重ね合わせた第３の色重ね遮光部が形成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１７】
走査線と信号線との交点近傍に薄膜トランジスタが配置される複数の画素が配列されたＴＦＴ基板に対向する、ＲｅｄとＧｒｅｅｎとＢｌｕｅの３色の色層を備えるカラーフィルタ基板において、
前記ＴＦＴ基板の各画素は、前記走査線と前記信号線とで囲まれた表示領域と、該表示領域周囲の遮光領域とからなり、
前記カラーフィルタ基板には表示領域と表示領域周囲に遮光領域があり、前記ＴＦＴ基板の、前記走査線の遮光領域に対向する前記カラーフィルタ基板側の遮光領域部分には、前記カラーフィルタ基板側の表示領域から連続したＲｅｄとＢｌｕｅの２色の色層を重ね合わせた第１の色重ね遮光部が形成され、かつ、Ｇｒｅｅｎ色の画素において前記薄膜トランジスタ及び該薄膜トランジスタ近傍に対向する前記カラーフィルタ基板側の遮光領域部分には、前記カラーフィルタ基板側の表示領域の色層から連続したＲｅｄとＧｒｅｅｎとＢｌｕｅの３色の色層を重ね合わせた第２の色重ね遮光部が形成され、残りのＲｅｄとＢｌｕｅ色の画素においては前記薄膜トランジスタ及び該薄膜トランジスタ近傍に対向する前記カラーフィルタ基板側の遮光領域部分には、前記カラーフィルタ基板側の表示領域の色層から連続したＲｅｄとＢｌｕｅの２色の色層を重ね合わせた第３の色重ね遮光部が形成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１８】
請求項１乃至１７のいずれか一つに記載のカラーフィルタ基板を使用することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１９】
走査線と信号線との交点近傍に薄膜トランジスタが配置される複数の画素が配列されたＴＦＴ基板に対向する、３色以上の色層を備えるカラーフィルタ基板の製造方法において、
前記信号線の延在方向に延びる色ストライプパターンと、前記色ストライプパターンの両側から前記走査線上に沿って張り出す張り出し部と、を有する露光パターンを、前記走査線方向に１画素ずつずらしながら少なくとも２色以上の色層を形成し、
前記走査線と前記信号線とで囲まれた前記ＴＦＴ基板の表示領域に対向する前記カラーフィルタ基板側の表示領域部分に、１色の色層を配置すると共に、前記ＴＦＴ基板の表示領域の周囲の遮光領域に対向する前記カラーフィルタ基板側の遮光領域部分に、前記カラーフィルタ基板側の表示領域から連続した２色以上の色層を重ね合わせた第１の色重ね遮光部を形成し、かつ、前記薄膜トランジスタ及び該薄膜トランジスタ近傍に対向する前記カラーフィルタ基板側の遮光領域部分に、前記カラーフィルタ基板側の表示領域の色層から連続した３色以上の色層を重ね合わせた第２の色重ね遮光部を形成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】
前記３色以上の色層は、Ｒｅｄの色層とＧｒｅｅｎの色層とＢｌｕｅの色層であり、
前記露光パターンを用いて、Ｂｌｕｅの色層、Ｒｅｄの色層、Ｇｒｅｅｎの色層、若しくは、Ｒｅｄの色層、Ｂｌｕｅの色層、Ｇｒｅｅｎの色層を、この順に形成することを特徴とする請求項１９に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の製造方法並びに当該カラーフィルタ基板を有する液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板において、開口部以外の遮光領域には、樹脂もしくは金属酸化膜によるブラックマトリクスが使用されている。高い表示品位を必要としない用途（一部の小型や、一部の携帯電話など）においては、ブラックマトリクスを全く使用しないか、もしくは隣り合う色層パターンの２色を重ねて遮光効果を得ている。このようにブラックマトリクスを使用しないことで、材料、工程、コストを削減する事ができる。
【０００３】
高い表示品位が求められる用途においても、画質を犠牲にすることなく、材料、工程、コストを削減するための技術として、特許文献１、特許文献３には、色層を３色重ねる例が開示されている。この構成では、高い遮光性能すなわち高いＯＤ（Optical Density）値が得られるというメリットがある。
【０００４】
また、特許文献２には、遮光領域をハーフトーンマスクで形成する例が開示されている。この構成では、各色層が薄くなり、３色重ねた場合でも段差が小さくなるというメリットがある。
【０００５】
また、特許文献４には、額縁部分において色層を２色重ねる例が開示されている。この構成では、３層重ねの場合よりも、色層の積層段差を低く出来るというメリットがある。
【０００６】
このほか、特許文献２には、３色を共通マスク１枚で形成する例が開示されている。
【０００７】
さらに、特許文献４、非特許文献１あるいは特許文献５には、額縁部分以外の有効表示面内のパターンでは、格子状のブラックマトリクスパターンを全く配置しないか、１色の色層パターン、もしくは隣り合う色層パターンをドレイン配線（信号線）の幅を遮光するように重ねる例が開示されている。この構成では、上記のマスク１枚でのずらし打ちによる構成とした場合でも、垂直配向方式のノーマリーブラック型の液晶表示装置を使用する事で、ＯＤ値が不足するという問題を回避できるというメリットがある。
【０００８】
また、特許文献６では、カラーフィルタのＲ、Ｇ、Ｂ各画素を、Ｒ、Ｙｅ、Ｃｙ、Ｂの４色により形成し、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）遮光領域は３色の色層を重ね、そのほかのブラックマトリクス領域は赤と青の２色の色層を重ねる例が示されている。この構成では、ＴＦＴとＴＦＴ近傍領域の遮光性を確保することが出来るというメリットがある。
【０００９】
図２１及び図２２は、上記特許文献３による構成の例を示す図であり、図２１は、色層パターンの作製手順を示す平面図であり、図２２は、図２１のＨ−Ｈ’断面図である。この図２１及び図２２の構成においては、基本的には赤、緑、青の色層の縦ストライプ配置であり、遮光領域が赤と青の２色重ねとなっている。その後、必要に応じてオーバーコート層を積層し、パネルのセルギャップ形成の為にフォトスペーサーを配置する。パネルのセルギャップは３．０μｍ〜４．０μｍ程度の設定とする。このカラーフィルタ基板とＴＦＴ基板に配向処理を行い、液晶滴下後に貼り合せ、もしくは貼り合せ後に液晶注入及び封孔を行った後、偏光板を貼り付けて液晶パネルとする。
【００１０】
この時、ＴＦＴ基板としては、横電界方式（ＩＰＳ：In Plane Switching）タイプのものを用いることができる。例えば、特許文献７（特開２０００−８９２４０号公報）及び特許文献５（特開２００４−６２１４５号公報）には、ドレインバスライン及びゲートバスラインを、層間絶縁膜を介して上層の共通電極によって覆った構成の横電界方式の液晶表示装置が開示されている。
【００１１】
図２３及び図２４（特開２００４−６２１４５号公報に記載の図１、２）は、従来例の液晶表示装置の特徴を説明する図である。本従来例の図２３の構成によると、複数本のゲート配線４１及び複数本の共通電極配線４２が互いに同層に、かつ相互に平行に図面の横方向に延在して形成されており、これらの構造の上に、ゲート絶縁膜（図示せず）を介して複数本のドレイン配線４３が図面の縦方向に延在している。ゲート配線４１とドレイン配線４３の各交点付近には、アモルファスシリコン層のチャネル部を有するＴＦＴ４５（図２４）が形成されている。ＴＦＴ４５のソース電極は、櫛歯形状の画素電極４４に接続されている。画素電極４４のソース電極とは反対側の部分は、共通電極配線４２に対してゲート絶縁膜を介して容量を形成する蓄積容量電極に接続されている。このような構造のさらに上側に、保護絶縁膜（図示せず）が形成されており、さらにその上側には、透明金属よりなる共通電極４６が形成されている。共通電極４６は、ドレイン配線４３およびゲート配線４１を覆うように形成されているとともに、保護絶縁膜ならびにゲート絶縁膜を貫通するように設けられたコンタクトホールを通じて下層の共通電極配線４２に接続されている。
【００１２】
図２５（特開２００４−６２１４５号公報に記載の図２１）は、図２３の液晶表示装置の、ゲート配線４１の周辺を拡大して示す図である。図２５に示すように、ゲート配線４１は上層の共通電極４６によって覆われた構成となっている。また、この共通電極４６は、ゲート配線４１の直上の領域だけでなく、ゲート配線４１に隣接して配置されている、共通電極配線４２、ソース電極及び蓄積容量電極のそれぞれと、ゲート配線４１との隙間、さらには、これらの電極のエッジ周辺領域にかけて、オーバーラップするように形成されている。
【００１３】
また、図２３に示すように、ＣＦ基板側に形成されるブラックマトリクス層４７（図の破線で囲まれた領域）は、ＴＦＴ４５を覆う程度にＴＦＴ４５の上方においてのみ形成されている。すなわち、ブラックマトリクス層４７はＴＦＴ４５への光の入射を防止するために必要な最小限のサイズとして形成されている。加えて、ブラックマトリクス層４７はゲート配線４１及びドレイン配線４３上には形成されておらず、ＴＦＴ４５上にのみ孤立パターンとして形成されている。
【００１４】
この図２３、図２４、図２５のような構成とすることにより、ゲート配線４１の周辺に発生する電界を上層の共通電極４６によって遮蔽することができ、この領域での液晶分子は初期の配向状態からその方向を変化させることがなく、バックライトからの光漏れが生じることはない。よって、この部分をカラーフィルタ基板側で遮光する必要がなくなり、図２３に示すような最小限のサイズのブラックマトリクス層４７を形成するだけで十分となる。
【００１５】
【特許文献１】特許第２５９０８５８号
【特許文献２】特開平０８−９５０２１号公報
【特許文献３】特開２００３−１４９１７号公報
【特許文献４】特開２０００−２９０１４号公報
【特許文献５】特開２００４−６２１４５号公報
【特許文献６】特開昭６１-１０５５８３号公報
【特許文献７】特開２０００−８９２４０号公報
【非特許文献１】Ｉ．Washizuka、IDW'97 DIGEST,227(1997) ALC5-4
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記のような従来技術のうち、まず、特許文献１、特許文献３に開示された、色層を３色重ねる構成では、以下のような課題がある。
【００１７】
液晶表示装置の色再現性は、用途によって異なるが、ｓＲＧＢやＥＢＵ規格におけるＮＴＳＣ比７２％以上を必要としない産業用途、一部のノートＰＣなどにおいて、数十％〜６０％程度である。たとえば、一般的な顔料分散法による感光性レジストを用いたＮＴＳＣ比４０％程度のカラーフィルタと冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）バックライトによる組合せでは、赤、緑、青の各色層の膜厚が１．０μｍ程度となる。ＴＦＴ上、ドレイン配線上、ゲート配線上の全てを遮光するパターン、すなわちカラーフィルタ基板のブラックマトリクスパターン全てを３色の色重ね遮光部で置き換えようとすると、１色で構成される開口部の膜厚と、３色で構成される遮光部の膜厚との段差が、額縁部分付近で最大２．０μｍとなってしまう。ＴＮ（Twisted Nematic）用カラーフィルタ基板の場合には、この色層表面に透明電極（ＩＴＯ：Indium Tin Oxideなど）を成膜するが、これによる段差のレベリング作用はほとんど期待できない。また、ＩＰＳやＶＡ（Vertical Alignment）用カラーフィルタ基板の場合には、この上にオーバーコート層を設置する場合が多いが、その場合でも完全にレベリングすることはできない。例えば、オーバーコート膜厚１．０μｍとすると、色層の積層による２．０μｍの段差は６０〜７０％程度までしかレベリングされず、結果として１．４μｍ程度の段差が残る。従って、ブラックマトリクスパターン全面を３色重ねとする構造では、全面で格子状に大きな段差が形成され、液晶の注入不良や、ラビング不良による液晶配向不具合により、表示品位が低下してしまう。
【００１８】
また、特許文献２に開示された、色層を３色重ねる構成では、以下のような課題がある。
【００１９】
ハーフトーンによる３色重ね部分の遮光パターンにおいては、遮光パターン分の各色層膜厚が薄くなる為、得られるＯＤ値が小さくなり、必要な遮光性能が達成できない。
【００２０】
また、特許文献３、特許文献４、非特許文献１、特許文献５に記載されるような、赤、緑、青の３原色カラーフィルタにおいて隣り合う２色の色層パターンを重ねて遮光部を形成する構成では、以下のような課題がある。
【００２１】
額縁部分以外の有効表示面内において、格子状のブラックマトリクスパターンを全く配置しないか、１色の色層パターン、もしくは隣り合う色層パターンをドレイン配線（信号線）の幅を遮光するように２色を重ねる構造とした場合には、主にゲート配線付近に配置されるＴＦＴとＴＦＴ近傍領域は必要十分な遮光性が確保できない。すなわち、隣り合う色層パターンのうち、赤と緑の色重ね部分の遮光性能が低くなり、カラーフィルタ単体では外から進入してくる光（外光）や、バックライト光源を十分に遮光することができなくなってしまう。一方、特許文献４に記載されるような、有効表示領域の周囲の額縁部分に赤と青の２色を用いた２色重ねによる遮光部を形成する例においては、各色層パターンを共通化することができない為、色層パターン作製に使用するマスクを１枚にしてコスト低減を図る事ができない。
【００２２】
また、特許文献６に記載されるような、Ｒ、Ｙｅ、Ｃｙ、Ｂの４色を使用し、ＴＦＴ遮光領域は３色の色層を重ね、そのほかのブラックマトリクス領域は赤と青の２色の色層を重ねる構成では、以下のような課題がある。
【００２３】
カラーフィルタにおけるＲ、Ｇ、Ｂの３つの色画素を構成する為に、Ｒ、Ｙｅ、Ｃｙ、Ｂの４色を使用する必要があり、樹脂ブラックマトリクスの１工程を省略してはいるが、色層形成工程が１つ追加となり、コスト削減効果は期待できない。Ｃｙの１色でＢ画素を形成するとの記載もあるが、ｘ、ｙ色度座標上（CIE1931表色系）におけるＣｙのｙ色度値は、Ｂのｙ色度値よりも遥かに大きく、およそＧ座標とＢ座標の中間付近である。よって、ＣｙでＢを表現することは困難である。
【００２４】
また、特許文献１から４、６及び非特許文献１における、２色および３色の色層を重ねたパターンでは、その辺や角は鋭角か一般的に直角であり、以下のような課題がある。
【００２５】
２色または、特に３色以上を重ねた色層パターンの角や隅が鋭角である場合、その段差が大きい事による影響と合わせて、ラビング布の毛先がパターン全面に均一に接触しない事がある。ラビング布の毛先が十分に接触しない場合、ラビングが十分に行われない領域ができる為、ラビング不足による配向不良などの表示不具合の原因となる。
【００２６】
このように、従来例の主な課題は、高いＯＤ値を得ようとして３色の色層を積層する場合に、カラーフィルタ基板表面に大きな段差が形成される点、２色の色層の積層構造にすると、段差が小さくなるが、遮光性能が低下してしまう点、の２点であり、段差と遮光性は、トレードオフの関係となっている。
【００２７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、色層を重ねることにより遮光部を形成する構造において、十分な遮光性を確保しつつ、段差による影響を緩和することができるカラーフィルタ基板及びその製造方法並びに液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
従来の課題を解決する為、本発明は、以下のような構成とする。
【００２９】
（１）樹脂もしくは金属層からなるブラックマトリクスの代わりに、色層を積層することにより遮光層を形成したカラーフィルタからなるアクティブマトリクス型液晶表示装置において、スイッチング素子となる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のチャネルを含むＴＦＴおよびＴＦＴ近傍を遮光する第２の色重ね遮光部では、３色以上の積層した色重ね層を設け、当該第２の色重ね遮光部を形成する各色層は、画素の表示領域における色層から連続するようにし、それ以外の遮光部（第１の色重ね遮光部）は、第２の色重ね遮光部の色重ね層より少ない色重ね層で形成している。
【００３０】
これによって、段差の大きい３色重ねはＴＦＴおよびＴＦＴ近傍の一部分だけとなり、カラーフィルタ表面積の大部分は２色重ねとなる。よって、表示を行う開口部と２色重ね遮光部との膜厚差は抑えられ、この部分で大きな段差は生じない。そのため、パネルに液晶を注入または滴下方式などにより封入する際に、均一に液晶が広がる為、面内の液晶量が均一となって、セルギャップ不具合や液晶注入不具合がなくなる。また、遮光領域を形成する色層は、より大きなサブ画素パターンと、連続したパターンとして形成されるため、はがれ等に強く、歩留を向上させることができる。さらに段差による凹凸の数が少なくなるため、ラビング不足による配向異常の表示不具合が減少する。
【００３１】
（２）前記（１）において、各色層はストライプ形状で画素間は連続しており、ＴＦＴを遮光するために、前記ストライプ形状から両側に隣接する色層の領域に、色層から連続するように、凸パターンで張り出した形状を有することを特徴とする。
【００３２】
このように、色層をストライプ形状として、ＴＦＴおよびＴＦＴ近傍の遮光部において、ストライプから両側に隣接する色層の領域に凸パターンで張り出させることにより、３色重ね部へ効率よく引き出すことができるため、開口率を落とすことなく、ＴＦＴ遮光部のみを３色重ねとして、他の領域を２色重ねとすることができる。
【００３３】
（３）前記（１）もしくは（２）において、３色以上の色層のうち１色以上少ない層が、液晶表示装置の周辺額縁をのぞく表示部で、ほぼ同一形状で形成されていることを特徴とする。
【００３４】
このようにすることにより、色層の露光マスクを複数の色層において、共用することができ、マスク数を削減でき、製造に関わるコストを削減できる。
【００３５】
（４）さらに（３）において、より好ましくはすべての色層が同一形状で形成されていることを特徴とする。
【００３６】
より好ましい場合として、全ての色層を同一形状とすることにより、色層の露光マスクを１枚の露光マスクで共用することができるため、製造に関わるコストをさらに低減できる。
【００３７】
（５）前記（２）において、凸形状はその根元において、パターンの辺が９０°以上をなすように屈曲していることを特徴とする。
【００３８】
ストライプ形状の色層からＴＦＴ遮光層を形成するために、張り出させる凸パターンにおいて、その根元を９０°以上とすることが望ましい。この部分が鋭角になると、この部分のラビングの際に配向膜の削れくず等の付着が生じやすく、この部分で配向異常となりやすいことが判明している。当該部で色層のエッジを９０°以上で屈曲させることにより、このような問題を回避できる。
【００３９】
（６）前記（１）において、３色以上の積層がある部分と画素の表示領域における色層との間に必ずそれより少なくとも１層少ない色重ね層の中間領域が存在していることを特徴とする。
【００４０】
３色以上の色重ね部と、１色層の部分が隣接して存在すると、その境界における段差が大きくなり、この近傍で配向異常が生じやすい。３色以上の積層からなる色重ね部は、画素の表示領域における色層との間に必ず１層少ない色重ね層領域が存在している構造とすることにより、この問題を回避できる。
【００４１】
（７）薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のチャネルを含むＴＦＴおよびＴＦＴ近傍を遮光する前記カラーフィルタ基板側の遮光領域部分について、３色以上の積層がある第２の色重ね遮光部と、必ず第２の色重ね遮光部の色重ね層より少なくとも１層少なく且つ２色以上の色層を重ね合わせた第３の色重ね遮光部を配置する事で、（１）よりもさらに、段差の大きい３色重ね領域を減らす事ができる。これによって、段差の大きい３色重ねはＴＦＴおよびＴＦＴ近傍の、更に特定画素の一部分だけとなり、カラーフィルタ表面積の大部分は２色重ねとなる。よって、表示を行う開口部と２色重ね遮光部との膜厚差は抑えられ、この部分で大きな段差は生じない。そのため、パネルに液晶を注入または滴下方式などにより封入する際に、均一に液晶が広がる為、面内の液晶量が均一となって、セルギャップ不具合や液晶注入不具合がなくなる。また、第３の遮光領域を形成しない色層パターンは、カラーフィルタの表示領域を形成する大きなパターンで形成される為、前記カラーフィルタの表示領域を形成するパターンよりも比較的小さいパターンである第３の遮光領域のパターンがない分、洗浄や現像時の水流によるパターン欠けやはがれ等の可能性が更に低くなる。そのため歩留を向上させることができる。また更に段差による凹凸の数が少なくなるため、ラビング不足や、ラビング時に配向膜から削り取られた屑が段差部分に付着する事によって引き起こされる、配向異常の表示不具合が減少する為、表示の均一性が向上する。さらにラビング時に配向膜から削り取られて段差に付着する屑により液晶配向の乱れが生じた場合、表示させていない全黒状態の画素において、不要な光漏れを生じてしまう。この光漏れは表示コントラストの低下を引き起こす。前記の本発明のように段差による凹凸の数を少なくする事で、液晶の配向乱れを防ぎ、全黒表示の際の光漏れを防ぐことで、高いコントラストを維持することが出来る。
【００４２】
（８）第３の色重ね遮光部を形成する色パターンでは、少なくとも第２の色重ね遮光部よりも、前記薄膜トランジスタが配置される側に張り出し且つその反対側に張り出す第２の張り出し部よりも小さい第１の張り出し部について、その第１の張り出し部の数が少なくなる為、はがれ等の不具合発生頻度が減り、歩留を向上させることができる。さらに段差による凹凸の数が少なくなるため、ラビング不足による配向異常の表示不具合が減少し、更に液晶封入の際に液晶が均一に広がりやすくなる。
【００４３】
（９）色層とガラス基板との間の密着力が、同じ材質の色層同士の間の密着力よりも劣るため、ガラス基板上の第１層目に形成される色層パターンにおいて、第１の張り出し部が存在しないか、もしくは第１の張り出し部は近傍の薄膜トランジスタを覆わない程度に縮退していることにより、更に、はがれ等の不具合発生頻度が減り、歩留を向上させることができる。
【００４４】
（１０）色層とガラス基板との間の密着力が、同じ材質の色層同士の間の密着力よりも劣るため、ガラス基板上の第１層目に形成される色層パターンにおいて、色層パターン近傍の前記薄膜トランジスタが配置される側に張り出す第１の張り出し部と、反対側に張り出す第２の張り出し部のいずれも存在しないことにより、更に、はがれ等の不具合発生頻度が減り、歩留を向上させることができる。
【００４５】
（１１）ガラス基板上の第１層目に形成される色層パターンをＧｒｅｅｎの色層とする事により、前記薄膜トランジスタ及び該薄膜トランジスタ近傍に対向する第３の色重ね遮光部には、Ｇｒｅｅｎ層以外の色重ね積層構造が形成される。例えば、ＲｅｄとＢｌｕｅの積層構造にする事ができる。これにより、ＴＦＴへの外光入射による光リークなどの特性低下を避ける為のＲｅｄ層と、十分な遮光性能（ＯＤ値）が得られるＲｅｄとＢｌｕｅの積層構造となる為、ＴＦＴ性能とＯＤ値を維持しつつ、液晶表示装置として必要十分な表示品位を得る事ができる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明のカラーフィルタ基板及びその製造方法並びに液晶表示装置によれば、十分な遮光性を確保しつつ、段差による影響を緩和することができる。以下、具体的に説明する。
【００４７】
（１）樹脂もしくは金属層からなるブラックマトリクスの代わりに、色層を積層することにより遮光部を形成する構造において、スイッチング素子となる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のチャネル部を含むＴＦＴおよびＴＦＴ近傍の遮光領域には、３色以上の色層を積層した色重ね層（請求項における第２の色重ね遮光部）が形成され、当該色重ね層の各色層は、画素の表示領域における色層から連続するようにし、それ以外の遮光領域には、当該色重ね層よりも１色以上少ない色重ね層（請求項における第１の色重ね遮光部）が形成されている。
【００４８】
これにより、膜厚の厚い第２の色重ね遮光部はＴＦＴおよびＴＦＴ近傍の一部分だけとなり、カラーフィルタ表面積の大部分は第２の色重ね遮光部よりも膜厚の薄い第１の色重ね遮光部となる。従って、開口部と第２の色重ね遮光部との膜厚差は抑えられ、この部分で大きな段差は生じないため、パネルに液晶を注入または滴下方式などにより封入する際に、均一に液晶が広がり、セルギャップ不具合や液晶注入不具合を抑制することができる。
【００４９】
また、ＴＦＴ遮光領域を形成する色層は、サブ画素パターンと連続したパターンとして形成されるため、はがれ等に強く、歩留まりを向上させることができる。さらに、図３４、図３５（図３４のＲ−Ｒ’断面）、図３６（図３４のＳ−Ｓ’断面）に示すように、段差による凹凸の数が半減するため、ラビング布の毛先は、ＴＦＴ遮光パターンとサブ画素パターンにおいて、１回の段差の乗り上げと下りで済む事になり、ラビング不足による配向異常が減少する。また、ラビング布により配向膜くずが付着する段差箇所も半減し、異物の表示不良が少なくなる。これらによって、ラビング品質が従来例よりも格段に向上し、パネル歩留まりが改善する。
【００５０】
（２）ストライプ形状の色層に対して、ストライプ形状から両側に隣接する色層の領域に、色層から連続するように張り出した張り出し部が形成されている。
【００５１】
これにより、ＴＦＴ遮光領域に色層を効率よく引き出すことができるため、開口率を落とすことなく、ＴＦＴ遮光領域のみを３色以上の色層を積層した第２の色重ね遮光部として、他の部分をそれよりも色層の数が少ない第１の色重ね遮光部とすることができる。
【００５２】
また、図５において、両側への張り出し形状を左右非対称とし、ＴＦＴ遮光領域側を小さくする。これにより、ラビング進入方向が画素ストライプ方向となす角をχとしたとき、図５の右側へ張り出したＴＦＴ遮光領域の段差領域の方が、左側に張り出したパターンのゲート配線遮光領域の段差領域よりも、ラビングされる際の接触面積が小さくなる。このように、ラビング進入開始部分の接触面積を小さくすることにより、段差がある部分でも、よりスムーズに配向膜のラビング処理が行える為、ラビング品質が向上する。
【００５３】
（３）３色以上の色層のうち１色以上少ない色層が、液晶表示装置の周辺額縁をのぞく表示領域でほぼ同一形状で形成されており、より好ましくはすべての色層が同一形状で形成されている。
【００５４】
このようにすることにより、色層の露光マスクを複数の色層において共用することができ、マスク数を削減でき、製造に関わるコストを削減できる。また、全ての色層を同一形状とすることにより、色層の露光マスクを１枚の露光マスクで共用することができるため、製造に関わるコストをさらに低減できる。
【００５５】
（４）張り出し部はその根元において、色ストライプパターンの辺との角度が９０°以上となるように屈曲している。
【００５６】
この張り出し部と色ストライプパターンの辺とのなす角度が鋭角になると、ラビングの際に配向膜の削れくず等の付着が生じやすく、この部分で配向異常となりやすいが、上記角度を９０°以上とすることにより、このような問題を回避できる。
【００５７】
（５）３色以上の第２の色重ね遮光部と画素の開口部における色層との間には、必ず第２の色重ね遮光部よりも少なくとも１層少ない第１の色重ね遮光部が存在している。
【００５８】
３色以上の第２の色重ね遮光部と１色の色層の部分とが隣接して存在すると、その境界における段差が大きくなり、この近傍で配向異常が生じやすいが、これらの間に第１の色重ね遮光部を介在させることにより、この問題を回避できる。
【００５９】
また、段差が図２に示すように順テーパー形状となる為、液晶が段差を乗り越えやすくなり、液晶の濡れ性（液晶の広がり易さ）が改善される。従って、セルギャップ不具合や液晶注入不具合を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
背景技術で示したように、ドレイン配線、ゲート配線、ＴＦＴ、およびＴＦＴ近傍等の遮光領域を遮光する構造として、ブラックマトリクスの代わりに、色層を２色重ねもしくは３色重ねにする構造が用いられている。
【００６１】
しかしながら、２色重ねの構造では、対向基板側から強力な光が入射した場合に、２色重ねの遮光部を透過した光がＴＦＴに入射し、ＴＦＴをオフさせたときのいわゆるリーク電流が大きくなり、良好な表示が得られない。
【００６２】
一方、遮光領域をすべて３色重ねとすると、各画素の開口部と遮光領域との膜厚差が非常に大きくなり、大きな段差が各画素の周囲に形成されてしまう。このような段差は、液晶をパネルに封入する際に、均一に液晶が広がることを阻害する。その結果、面内の液晶量が不均一となって、セルギャップの不均一が生じたり、液晶が十分に入りきらずに注入不良が生じたり、段差部の近傍で液晶の配向が異常となる等の問題が生じる。
【００６３】
したがって、良好な表示特性を安定に得るためには、ＴＦＴおよびＴＦＴ近傍は３色以上の色層を重ねてより確実に遮光し、その他の領域はそれよりも少ない色の色層を重ねて遮光する構造が好ましい。
【００６４】
このような構造として、特許文献６では次のような構成としている。Ｒの絵素部（サブ画素部）とＴＦＴ遮光領域とブラックストライプ部にＲの着色層を選択形成する。つぎに、Ｇの絵素部とＢの絵素部にＣｙの着色層を選択形成し、Ｇの絵素部とＴＦＴ遮光領域にＹｅの着色層を選択形成する。最後にＢの絵素部とＴＦＴ遮光領域とブラックストライプ部にＢの着色層を選択形成する。これにより、ブラックストライプ部は、ＲとＢの着色層の重なりの２層構造になり、ＴＦＴに対向する部分は、ＲとＹｅとＢの重なりの３層構造となる。このように、ＴＦＴ遮光領域に３色の色層を重ねて、その他の遮光領域では２色重ねとする例が開示されている。
【００６５】
しかしながら、この例では、ＴＦＴとＴＦＴ近傍を遮光するために３色重ねパターンを配置した場合、ＲとＹｅとＢの各絵素部パターンと、３色重ねのＴＦＴ遮光パターンが離れてしまい、ＴＦＴ遮光パターンが孤立してしまう。ＴＦＴは通常１０〜２０μｍ程度の大きさであり、絵素部（サブ画素）パターンは通常１００μｍ以上の大きさで、且つストライプパターンのようにカラーフィルタ面内で連結している場合が多い。そのため、このような数十μｍの孤立パターンは、連結したストライプパターンよりも、カラーフィルタ製造工程内の洗浄や現像において剥げ落ちたり、欠けたりする事が多く、カラーフィルタパターン欠け不良の発生や、欠けた色層のカラーフィルタ基板への再付着による異物不良の発生などを招き、歩留まり低下の原因となる。
【００６６】
また、図３４に示すように、ＴＦＴ遮光パターンが各サブ画素部パターンと孤立している場合は、連続している場合に比べて、ラビング不足による配向異常となりやすい箇所が２倍多くなる。孤立している場合には、段差による凹凸の数も２倍あるため、ラビング処理を行う際に布の毛先が一度孤立パターンの段差に乗り上げた後、いったん前記孤立パターンを下り、更にその後、サブ画素パターンの段差に乗り上げた後に下る。よってラビング布の毛先は、ＴＦＴ遮光パターンとサブ画素パターンにおいて、２回の段差の乗り上げと下りを行う事になる。配向異常による表示不良の領域は、このような前記段差を乗り上げたり下ったりする箇所に発生しやすい。また、前記段差の部分にはラビング布から脱落する配向膜のくずが付着する為、段差の箇所が多いほど配向膜くず付着による異物の表示不良が多くなる。
【００６７】
さらに、色層ごとにカラーフィルタ面内の色層パターンが異なってしまい、色ごとにカラーフィルタ露光用のマスクが必要になるため、その分、初期費用が非常に高くなる。
【００６８】
さらに段差が多い場合も、前述と同様に、液晶をパネルに封入する際に、均一に液晶が広がることを阻害する。
【００６９】
そこで、本発明では、以下の構造を有する液晶表示装置を提案する。
【００７０】
第１に、樹脂もしくは金属層からなるブラックマトリクスの代わりに、色層を積層することにより遮光部を形成したカラーフィルタからなるアクティブマトリクス型液晶表示装置において、スイッチング素子となる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のチャネルを含むＴＦＴおよびＴＦＴ近傍の遮光領域には、３色以上の積層した色重ね層（請求項における第２の色重ね遮光部）を形成し、当該色重ね層の各色層は、画素の開口部における色層から連続するようにし、それ以外の遮光領域には、当該色重ね層よりも１色以上少ない色重ね層（請求項における第１の色重ね遮光部）を形成する。
【００７１】
第２に、第１において、各色層はストライプ形状で画素間は連続しており、ＴＦＴを遮光するために、前記ストライプ形状から両側に隣接する色層の領域に、色層から連続するように、凸パターンで張り出した張り出し部を設ける。
【００７２】
第３に、第１もしくは第２において、３色以上の色層のうち１色以上少ない色層を、液晶表示装置の周辺額縁をのぞく表示領域で、ほぼ同一形状で形成する。さらに、より好ましくはすべての色層を、同一形状で形成する。
【００７３】
第４に、第２において、凸パターンの張り出し部を、その根元において、パターンの辺が９０°以上をなすように屈曲させる。
【００７４】
第５に、第１において、３色以上の色重ね層と画素の開口部における色層との間に、ほとんどの領域でそれより１層少ない色重ね層を介在させる。
【００７５】
以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、Ｒｅｄ（赤色）の色層をＲ層、Ｇｒｅｅｎ（緑色）の色層をＧ層、Ｂｌｕｅ（青色）の色層をＢ層と略す。また、必要に応じて、ブラックマトリクスをＢＭ、カラーフィルタをＣＦと略す。
【実施例１】
【００７６】
本発明の第１の実施例として、図１に、色パターン共通マスク１枚で作製できる樹脂ＢＭレス低段差ＣＦを示す。図１に示すように、格子状のブラックマトリクスパターンをＲｅｄ（赤色）、Ｇｒｅｅｎ（緑色）、Ｂｌｕｅ（青色）の隣り合う２色重ねにより形成し（請求項における第１の色重ね遮光部）、さらに遮光性能が必要な、具体的には大きいＯＤ値が必要となるＴＦＴとＴＦＴ近傍付近のみを３色重ねにより形成する（請求項における第２の色重ね遮光部）。
【００７７】
図２に、図１のＡ−Ａ’断面図を示す。図２に示すように、ゲート配線幅βを遮光するＲ層２２ａとＧ層２２ｂの２色重ねの上に、ＴＦＴとＴＦＴ近傍αのみを遮光するＢ層２２ｃが配置されている。
【００７８】
ここで、ＴＦＴ近傍の構造について、図３３で定義する。図３３には、説明を容易にするために、画素電極１５、ドレイン配線（信号線）１４、ソース／ドレイン電極のみを記載している。ＴＦＴ近傍領域は、ＴＦＴチャネル部（破線部内の領域）からＭ＝２μｍ及びＮ＝２μｍ離れた位置の内周境界線から、ＴＦＴチャネル部からＭ＝１４μｍ及びＮ＝１４μｍ離れた位置の外周境界線までの間の領域（一点鎖線部内の領域）として、適宜設定する。上記Ｍ及びＮの距離は、カラーフィルタ製造工程におけるパターンの位置ずれ精度、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の重ね合わせ位置精度、カラーフィルタ側から進入する液晶パネル外部からの外光の入射角などを考慮して決められる。
【００７９】
図３、４に、ＴＦＴとＴＦＴ近傍の遮光パターンの詳細図（色層パターンの一部）を示す。図３は、Ｒ層２２ａ、Ｇ層２２ｂ、Ｂ層２２ｃを重ね合わせた状態を示しており、図４は、Ｇ層２２ｂのみを示している。図３、４に示すように、本実施例の色層パターンは、色ストライプパターンに対して、ゲート配線部分を遮光する左側への張り出しパターン（領域（ｂ）；請求項における第２の張り出し部）と、ＴＦＴ素子付近を遮光する右側への張り出しパターン（領域（ａ）：請求項における第１に張り出し部）が合成されている。ここで、２０μｍ以上、１００μｍ程度の大きなパターンから孤立した、例えば２０μｍ以下、１０μｍ程度の微小なアイランド状の色層パターンを形成した場合、洗浄や現像工程において剥がれや欠けが発生しやすくなるが、アイランド形状にせずにストライプからの張り出し形状にすることにより、洗浄や現像工程において、当該部で剥がれや欠けが発生することなく、確実に形成することができる。
【００８０】
この図３、図４のパターンが、図１のＡ−Ａ’方向へ繰り返し配置され、ひとつの色層のパターンを形成している。この色層パターンをＲ層２２ａとすると、同じパターンを色画素ひとつ分ずらした位置にＧ層２２ｂが配置され、更に同じパターンを色画素ひとつ分ずらした位置にＢ層２２ｃが配置される。それぞれのストライプ部分の重ね幅は、ＴＦＴ基板のドレイン配線（信号線）１４を遮光でき、かつ隣の色画素からの混色を防ぐ幅としている。また、柱状スペーサー３１は段差が低くなる２色重ね部分に配置する。図３０に、上記色層パターンを形成したＣＦ基板とＴＦＴ基板とを重ね合せたときの断面図（図２９のＫ−Ｋ’断面）を示す。
【００８１】
また、図３１、図３２に、ＴＦＴ基板とＣＦ基板を重ね合わせたときの、ＴＦＴとＴＦＴ近傍の遮光パターンの配置図を示す。図３１、図３２では、説明を容易にするために、画素電極１５、共通電極配線１３、ゲート配線１２、ドレイン配線１４、３色重ね遮光パターンの位置、２色重ね遮光パターンの位置のみを図示し、他の部分は省略している。
【００８２】
図３１において、ＴＦＴのチャネル部（図中の破線部内の領域）の大きさをＷ×Ｌとすると、３色重ね遮光パターンは、チャネル部を覆うように、チャネル部からの張り出し量Ｍ、Ｎとなる大きさとする。Ｍ、Ｎの値は液晶パネルのセルギャップおよび色層の厚さなどを考慮して、外光が入射しないか、もしくは外光入射量が最小となる値を算出し、さらにその値に、ＴＦＴ基板とＣＦ基板の重ね合わせ精度の値を加えて決定する。
【００８３】
図３２において、２色重ね遮光パターンの幅をβ、ゲート配線１４の幅をＰ、ゲート配線１４からの２色重ね遮光パターンのはみ出し量をＱとしたとき、Ｑの値は金属材料のゲート配線１２に外光が反射し表示品質が低下することを防ぐため、ＴＦＴ基板とＣＦ基板の重ね合わせ精度の値よりも大きい値とする。
【００８４】
なお、図３１、図３２におけるこれらの値は液晶パネルによって異なるが、実施例１においては、Ｌ＝６．０μｍ、Ｗ＝１２．０μｍ、Ｍ＝６．０μｍ、Ｎ＝６．０μｍ、Ｐ＝１４．０μｍ、Ｑ＝１１．０μｍ、このとき２色重ね遮光パターン幅βは、３６．０μｍとした。
【００８５】
次に、カラーフィルタの製造方法を示す。なお、カラーフィルタの作製方法は、印刷法、フォトレジスト法、エッチング法などいずれの方法でも可能であるが、高精細、分光特性の制御性や再現性などを考慮すれば、フォトレジスト法が好ましい。フォトレジスト法は、顔料を透明樹脂中に、光開始剤、重合製モノマーとともに適当な溶剤に分散させた着色組成物を透明基板上に塗布成膜した後、カラーフィルタをパターン露光、現像することで一色のカラーフィルタを形成する工程を、各色くり返し行ってカラーフィルタを作製する方法である。
【００８６】
まず、ガラス基板上に、始めにＲ層の着色組成物をスピンコータを用いて塗布し、減圧乾燥、プリベーク後、フォトマスクを用いて露光し、現像、水洗、ポストベークを実施することで、Ｒ層パターンを作製する。続いて、Ｂ層パターン、最後にＧ層パターンを同様に作製する。Ｒ層とＢ層の順番は、逆にしてもよい。このとき、前述のとおり、図３、図４のパターンが、図１のＡ−Ａ’方向へ繰り返し配置され、ひとつの色層のパターンを形成している。この色層パターンを、Ｒ層、Ｇ層、Ｂ層の共通パターンとして、色画素ひとつ分ずらした位置に形成する為、Ｒ、Ｇ、Ｂ層の露光マスクは同じパターンとなっている。すなわち、共通の露光用マスクを使用して、各色層のパターンニングを行った。
【００８７】
この方法は、マスクに関するコストを最小にする、最適な製造方法の場合であるが、この方法は主に周辺額縁部の遮光パターンが不要な場合に使用される。表示領域外のパターン、すなわち周辺額縁部の遮光パターンが必要な場合は、３つの色層パターンの内、最低限２つの色層パターンに対して共通のマスクを使用すれば良い。より具体的には、周辺額縁の遮光パターンを含んだ色層パターンのマスクを使用してＲ層とＢ層をパターンニングすることで、表示領域内の２色重ね遮光パターンと、周辺額縁の２色重ね遮光パターンとを形成する。最後に、周辺額縁部の遮光パターンがない表示領域パターンだけのマスクを使用して、Ｇ層をパターンニングする。これにより、周辺額縁部に２色重ね遮光パターンを持ち、且つＴＦＴおよびＴＦＴ近傍のみに３色重ね遮光パターンを持つカラーフィルタを製造することができる。
【００８８】
ちなみに、表示領域パターンと周辺額縁部の遮光パターンを含んだ色層パターンマスクを使用してＧ層をパターンニングし、周辺額縁部の遮光パターンがない表示領域パターンだけのマスクを使用して、Ｒ層とＢ層をパターンニングして、ＴＦＴおよびＴＦＴ近傍の３色重ね遮光パターンと、表示領域内の２色重ね遮光パターンと、周辺額縁部の１色遮光パターンとを形成する方法も可能ではあるが、周辺額縁部の遮光パターンが１層となり、遮光性能が２層の場合よりも劣る。
【００８９】
以上のように、色層の露光マスクを共通化する製造方法では、周辺額縁部の遮光パターンを含んだ色層パターンマスクを使用して、３色以上の色層のうち１色以上少ない層をパターンニングすることで、表示領域内の色重ね遮光パターンと周辺額縁部の色重ね遮光パターンを形成し、次に、周辺額縁部の遮光パターンがない表示領域パターンだけのマスクを使用して、３色以上の色層のパターンニングを行う。この順番は逆でも良い。
【００９０】
このとき、一般的な顔料分散法による感光性レジストを用いたＮＴＳＣ比４０％程度のカラーフィルタのＲ、Ｇ、Ｂの各色層の膜厚は１．０μｍ程度であった。
【００９１】
次に、必要に応じてカラーフィルタ基板表面を研磨し、不要な突起を選択的に削り落とす。さらに、感光性もしくは熱硬化性の透明樹脂塗布液を全面にスピンコータを用いて塗布し（感光性の場合には露光、現像工程を追加で行う）、オーブンで硬化させてオーバーコート層を形成した。得られたオーバーコート層の膜厚は約１．０μｍであった。３色重ね遮光パターン付近の段差は、パターンが小さい事もあり、レベリングされて０．８μｍの段差となった。
【００９２】
さらに、この上に感光性樹脂をスピンコータにより塗布し、減圧乾燥、プリベーク後、フォトマスクを用いて露光し、現像、水洗、ポストベークを行い、フォトスペーサー（柱状スペーサー）を形成した。
【００９３】
本構成では、開口部外で液晶ギャップを支持し開口部には進入しないようなスペーサーを用いる。より好ましくは感光性樹脂のフォトスペーサーを用いる。このフォトスペーサーは、必要に応じて、Ｒ色画素近傍または、Ｇ色や、Ｂ色画素近傍に配置しても構わないが、好ましくはゲート配線遮光領域にあたる２色重ねの遮光部上に配置する。
【００９４】
このフォトスペーサーと色層段差により液晶層ギャップが形成される。パネルのセルギャップは３．０μｍ〜４．０μｍ程度の設定とした。
【００９５】
一方、ＴＦＴ基板は、薄膜トランジスタ型横電界方式の能動素子を有するＴＦＴ基板であって、薄膜トランジスタのチャネル部の真上にあたる領域に、カラーフィルタ基板の複数の色層を重ねることによって形成されたＴＦＴ遮光パターン構造が配置される構造となっている。また、前記ＴＦＴ基板は、ゲートバスライン上の領域の少なくとも一部に共通電極がオーバーラップしており、前記共通電極は、薄膜トランジスタのチャネル部の真上にあたる領域においては、窓状の穴を有しており、前記窓状の穴による前記共通電極のエッジ部は、前記薄膜トランジスタを構成する不透明電極群のエッジよりも内側にある構造となっている。
【００９６】
次に、液晶表示装置のパネルを作製するため、前記カラーフィルタ基板および前記ＴＦＴ基板の上に配向膜を塗布し、ラビング処理を行う。
【００９７】
次に、一方の基板にシール材を塗布した後、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板を貼り合わせ、これに液晶を注入して封止する。液晶を滴下する場合は、シール材を塗布した後、液晶を滴下し、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板を貼り合わせる。
【００９８】
次に、カラーフィルタ基板及びＴＦＴ基板の両外側に偏光板を貼付け、バックライト光源モジュール、信号や外部電源を供給する基板などの配線を行い、液晶表示装置を作製した。本実施例では、ＴＦＴ基板として、特開２０００−８９２４０号公報及び特開２００４−６２１４５号公報に記載の、ドレインバスライン及びゲートバスラインを、層間絶縁膜を介して上層の共通電極によって覆った構成の横電界方式の液晶表示装置に使用されているものと同じタイプのＴＦＴ基板を使用した。なお本発明の液晶表示装置としては、ノーマリーブラックモードのパネル構成とするが、他のパネル構成でも良い。一例としては、ＶＡモード、ＩＰＳモード、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードなどの液晶パネルの構成が考えられる。
【００９９】
上記製造方法は一例であり、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色層の作製順に限定はなく、実施例では、一般的なＲ→Ｇ→Ｂ順に成膜を行っているが、色層形成に液状の色レジストを用いる場合には、より好ましくは、Ｂ→Ｒ→Ｇ、もしくはＲ→Ｂ→Ｇが良い。その理由は、２色目、３色目と積み重ねる際に、後から重ねる層の膜厚が、画素開口部分との段差によるレベリングを起こし、膜厚が薄くなりやすい為である。一例としては、粘度など色レジスト特性で異なるが、開口部の色層膜厚をＲ、Ｇ、Ｂともに１．０μｍとした場合、２色の色重ねの遮光パターンにおいて、１層目が１．０μｍ、２層目０．８μｍ、３層目０．７μｍと膜厚が薄くなる場合がある。膜厚が薄くなると透過率が高くなり、色重ねによる遮光パターンのＯＤ値が低くなる。色重ね遮光パターンにおいて、ＲとＢはＯＤ値を高くする為に重要である。よって、できるだけ１層目や２層目などの低い層にＲとＢ層を配置することで、膜厚が大幅に薄くなることなく、高いＯＤ値を維持することができる。
【０１００】
なお、従来の樹脂カーボンブラックや金属酸化膜ブラックマトリクスによる遮光パターンに対して、赤と青の色重ね遮光パターンの遮光性能を示す光学濃度（ＯＤ値）は、比較的低い。例えば、樹脂カーボンブラックでは１．３μｍでＯＤ値３．８〜４．０、ＮＴＳＣ比７２％設計の色仕様において、赤と青の色重ね遮光部では、３．８μｍでＯＤ値３．０〜３．５である。ＮＴＳＣ比４０％の色仕様では更に低く、２．０〜３．０程度である。
【０１０１】
しかし、ＩＰＳなどのノーマリーブラックモードのパネルにおいて、ＴＦＴ基板側のドレイン配線、ゲート配線上には電界シールド構造があり、電界シールドパターン領域は液晶が駆動せず、そのため偏光板によってバックライト光源からの透過光を遮光することができる。また、開口部以外の金属配線部分も遮光に寄与する事が出来る。また、外光による配線電極上の反射光は、遮光パターンを２回透過するため十分に光強度が減衰する。ただし、ＴＦＴとＴＦＴ近傍の色重ね遮光部には、特許文献１にもあるようにＴＦＴ光リークを抑える為に、リークに影響の大きい波長をカットできる色層を最低限配置する必要がある。本実施例では赤色層を用いている。
【０１０２】
以上により、非常に高いバックライト輝度を必要とする場合や、非常に強い外光が入射してくる場合などの用途においても、表示する上で必要十分な遮光性を保持することが可能となる。よって、その領域にあたるＣＦ基板側の遮光部を、隣り合う色パターンの２色で構成してもある程度の表示品位が得られる。
【０１０３】
更に、ＴＦＴとＴＦＴ近傍のメタル配線配置はバックライトからの光の全てを遮光する事はできない配置の為、また、ＴＦＴに入射する外光を遮光する為に、本発明のように、より遮光性の高い３色重ね遮光部を前記ＴＦＴおよびＴＦＴ近傍に配置することで、ＴＦＴとＴＦＴ近傍付近における十分な遮光特性を得る事ができ、よりよい表示品位特性を持つ液晶表示装置が得られる。
【０１０４】
その際、３色重ねとすることで段差が大きくなるが、３色のいずれか１層は配線幅よりも小さいＴＦＴ遮光領域だけのパターン、すなわち、これらの幅を図２のようにβ（第２色層の幅）＞α（第３色層の幅）とする２段構造とすることにより、３色重ねの遮光部における急激な段差変化が緩和され、段差頂上付近の面積もカラーフィルタ表面に占める割合としては小さくなるため、ラビング処理に与える影響も少ない。
【０１０５】
また、外光入射があまり無い環境用途の液晶表示装置では、必要最小限ＴＦＴのチャネル部を遮光する程度のパターンとすることで、より段差部分の面積を小さくすることができる。
【０１０６】
また、必要最小限の領域のみ３色重ねとすることで、液晶の注入および滴下工程において液晶を封入する際に抵抗要因となる段差の大きな領域が少ない為、液晶をより均一に封入することができ、より良好な表示品位の液晶表示装置が実現できる。
【０１０７】
さらに、本発明の色層パターンでは必要最低限のＴＦＴ遮光領域のみ３色重ね遮光部としているため、特許文献１と比較して、段差のより低い２色重ね部分、例えばゲート配線方向の２色重ね遮光部に、フォトスペーサーを配置する領域（図３）を確保できる。これによりフォトスペーサーによる液晶ギャップ調整の自由度が高くなり、より狭い液晶ギャップにも対応できる。
【０１０８】
たとえば、色層の厚さがＲ層１．０μｍ、Ｇ層１．０μｍ、Ｂ層１．０μｍ、オーバーコート層１．０μｍとした場合、３色重ね部分の開口部からの段差は０．８μｍ、２色重ね部分の開口部からの段差は０．４μｍとなる。液晶セルギャップを狭いギャップである３．０μｍとすると、２色重ね部分にフォトスペーサーを配置した場合、液晶セル状態でフォトスペーサー材料の厚さ（高さ）を２．６μｍ確保できる（３色重ね領域にフォトスペーサーを配置した場合は、２．２μｍしか確保できない）。そして、フォトスペーサー高さが高くなると、フォトスペーサーの弾性変形量を大きく設計できるようになるため、パネル外部から表示面への局所的な加圧ストレスに対応する変形マージンも広くなり、局所的なギャップ不良が低減される。従って、液晶ギャップを設計する場合にも、フォトスペーサー高さにおける調整幅がより大きく取れる為、設計の自由度が増すことができる。
【実施例２】
【０１０９】
図５、図６に、実施例２において使用するカラーフィルタのＴＦＴとＴＦＴ近傍の遮光パターンを図示する。実施例１の図４の領域（ａ）における形状を変えたものである。この変更点以外は、マスクパターン、カラーフィルタ製造方法、および液晶装置の製造方法は実施例１と同じである。
【０１１０】
図５、図６の領域（ａ）のような形状にする事で、３色重ねの段差の影となる領域にラビング布が当たらずにラビング不足になってしまう可能性を低減させ、液晶配向異常による表示不具合を回避することができる。図７にそのパターンの各辺がなす角度、Ｇ１θ〜Ｇ４θ、およびＧ１ω〜Ｇ６ωを示している。
【０１１１】
Ｇ１θ〜Ｇ４θの角度の範囲は、
９０度  ≦  Ｇ１θ〜Ｇ４θ  ≦  １８０度、
であり、ＴＦＴを遮光する矩形状の張り出し部分と色ストライプの側面とを斜めのテーパー形状（順テーパー形状）に連結したパターン（すなわち、張り出し部の根元に順テーパー形状の傾斜部を備えるパターン）となっている。
【０１１２】
なお、Ｇ１ω〜Ｇ６ωに関しても、
９０度  ＜  Ｇ１ω〜Ｇ６ω  ≦  １８０度、
ではあるが、開口形状、開口率がこの角度に影響を受けるため、好ましくはＧ１ω〜Ｇ６ωともに９０度の設定としている。この９０度付近においてラビング不良が発生する場合には、開口率を犠牲にして、この部分を順テーパー形状にする場合もある。図７では、Ｇ層パターンに関して説明しているが、Ｒ層パターン、Ｂ層パターンについても同様の角度に設定する。
【０１１３】
また、ＴＦＴを遮光する矩形状の張り出し部と色ストライプの側面とを斜めのテーパー形状に連結したパターンの、斜めテーパーをなす辺と、ＣＦ側ラビング方向がなす角度をχとした時、ラビング布の毛先が当たり十分にラビングできるように、
４５度  ≦  χ  ≦  １３５度、
とする。
【０１１４】
ただし、ラビング処理を最適に行うには、χ＝９０度が好ましい。このとき液晶の配向方向は、ラビング方向と平行な方向に形成される。
【実施例３】
【０１１５】
図８に、実施例３において使用するカラーフィルタのＴＦＴとＴＦＴ近傍の遮光パターンを図示する。実施例２の図６の領域（ｂ）における形状を変えたものである。この変更点以外は、マスクパターン、カラーフィルタ製造方法、および液晶装置の製造方法は実施例２と同じである。
【０１１６】
図８において、領域（ｂ）も領域（ａ）と同様の形状にする事で、３色重ねの段差の影となる領域にラビング布が当たらずにラビング不足になってしまう可能性を実施例２よりも低減させている。図８にそのパターンの各辺がなす角度、Ｇ１θ〜Ｇ８θ、およびＧ３ω〜Ｇ６ωを示している。
【０１１７】
Ｇ１θ〜Ｇ８θの角度の範囲は、
９０度  ≦  Ｇ１θ〜Ｇ８θ  ≦１８０度、
であり、ＴＦＴを遮光する矩形状の張り出し部分と色ストライプの側面、およびゲート配線付近を遮光する矩形状の張り出し部分と色ストライプの側面と、をそれぞれ斜めのテーパー形状に連結したパターン（すなわち、張り出し部の根元に順テーパー形状の傾斜部を備えるパターン）となっている。
【０１１８】
ただし、開口形状、開口率がＧ３ω〜Ｇ６ωの角度に影響を受けるため、好ましくはいずれも９０度の設定としている。この９０度付近においてラビング不良が発生する場合には、開口率を犠牲にして、この部分をテーパー形状にする場合もある。図８では、Ｇ層パターンに関して説明しているが、Ｒ層パターン、Ｂ層パターンについても同様の角度に設定する。
【実施例４】
【０１１９】
図９、図１０に、実施例４において使用するカラーフィルタのＴＦＴとＴＦＴ近傍の遮光パターンを図示する。
【０１２０】
ＴＦＴに入射する外光を遮光する為の３色重ね遮光パターンを、必要最小限のＴＦＴチャネル部面積を覆うように、ＴＦＴとＴＦＴ近傍の遮光パターンとゲート線付近の遮光パターンの各矩形状の先頭部同士を重ねて配置することで、段差となる３色重ね部分の面積を小さくして、段差領域を少なくした。より具体的には、実施例３の図８の領域（a）、（ｂ）における形状を変え、３色重ね遮光パターンがＴＦＴとＴＦＴ近傍の遮光領域にアイランド状で形成されている。この変更点以外は、マスクパターン、カラーフィルタ製造方法、および液晶装置の製造方法は実施例３と同じである。
【０１２１】
このときのＢ−Ｂ’断面、Ｃ−Ｃ’断面を図１１と図１２に示す。図１１のαは、Ｂ層パターンから張り出したＴＦＴ遮光パターンの幅であり、γは、Ｒ層パターンから張り出したＴＦＴ遮光パターンの幅である。このとき、αとγは、工程ばらつきによるパターン線幅ばらつきを除いて、設計上はほぼ同じ幅に設定する。図１２では、必要最低限、ＴＦＴ遮光領域のみを覆うように、最小の大きさとして、ＴＦＴのチャネル部を遮光できる大きさに設定する。
【実施例５】
【０１２２】
実施例１〜４までは、カラーフィルタのコスト低減のため、色層マスクを１枚に共通化した例を示したが、応用例として、２色分の露光マスクを共通化し、残り１色を別の露光マスクで作製したカラーフィルタを示す。よって、色層マスクとしては２枚使用することになる。
【０１２３】
図１３、図１４に、Ｒ層とＢ層を共通マスクでパターンニングし、Ｇ層のみ別のマスクパターンを使用した例を示す。図１５、図１６、図１７は、各々図１４のＤ−Ｄ’断面、Ｅ−Ｅ’断面、Ｆ−Ｆ’断面を示す。この変更点以外は、マスクパターン、カラーフィルタ製造方法、および液晶装置の製造方法は実施例１と同じである。
【０１２４】
ドレイン配線（信号線）の付近の遮光領域は、隣接する色ストライプパターンの２色重ねとし、ゲート配線付近の遮光領域は、常にＲとＢの２色重ねとなるようにできる。Ｇ層パターン上のみ３色重ねとなるが、他の遮光領域は２色重ねであり、カラーフィルタ表面上における、３色重ね段差の占める割合は、実施例１〜４よりも小さくなる。ただし、ＲとＢのＴＦＴ遮光領域は２色重ねであるため、遮光性能は実施例１〜４よりも比較的低下するパターンとなる。実施例４は、ＴＦＴとＴＦＴ近傍、ゲート配線領域をＲとＢの２色で遮光しつつ、カラーフィルタ表面の段差を最小にする事を優先したパターンである。ただし、コスト的には、実施例１〜４よりも劣る。
【実施例６】
【０１２５】
実施例１〜４までは、カラーフィルタのコスト低減のため、色層マスクを１枚に共通化した例を示したが、応用例として、各色の露光マスクパターンを独立させたカラーフィルタを示す。よって、色層マスクとしては３枚使用することになる。図１８、図１９は、Ｒ層、Ｇ層、Ｂ層を別々のマスクでパターンニングした例である。
【０１２６】
図２０は、図１９のＧ−Ｇ’断面を示す。この変更点以外は、マスクパターン、カラーフィルタ製造方法、および液晶装置の製造方法は実施例１と同じである。
【０１２７】
Ｒ層、Ｇ層、Ｂ層パターンを独立させた為、パターン形状の自由度が増し、ゲート配線およびドレイン配線は全てＲとＢの２色重ねとし、ＴＦＴ遮光領域付近は、ＲとＢの２色重ね層の上にＧのアイランドパターンを配置した３色重ねのカラーフィルタとすることができた。ゲート配線およびドレイン配線の遮光領域を全てＲとＢの２色重ねとした事で、実施例１〜４よりも、高い遮光性能を得る事ができる。また、３色重ねが必要なＴＦＴ遮光領域は、前述の実施例５のようにＧ部分のみといった事はなく、全てのＴＦＴ遮光領域をＲ、Ｇ、Ｂの３色重ねとすることができる。ただし、コスト的には、実施例１〜５よりも劣る。また、色層のアイランドパターンが１０〜２０μｍか、それ以下に小さい場合、より太い幅となっている色画素領域を形成するストライプ状のパターンから孤立している為、洗浄や現像工程において剥がれやすくなってしまうという問題点もある。
【実施例７】
【０１２８】
実施例１〜６までは、表示開口部の色画素配置がストライプ構造におけるカラーフィルタであったが、画素を構成する大きな色層パターンに対して、ＴＦＴを遮光する張り出しもしくは孤立部分と、配線領域を遮光する部分を有していれば、ダイアゴナル配列、デルタ配列、レクタングル配列、ハニカム状の配列などの各種配列に適用する事ができる。また色画素形状も、ほぼ長方形、矩形型の形状について記載したが、円形や六角形などの多角形でも良い。
【０１２９】
実施例７では、ストライプ配列以外の代表例として、図２６、図２７、図２８にデルタ配列時のカラーフィルタの例を示す。図２８における、一画素当たりの基本構造をＲ、Ｇ、Ｂについてデルタ配列している。比較的大きな画素パターンから矩形状に張り出すように、ＴＦＴとＴＦＴ近傍の遮光パターンを形成する。隣り合う画素に関して、上下、左右方向に重なり合うように配置し、ＴＦＴ基板側のゲート配線、ドレイン配線付近を２色重ね遮光とする。このときＴＦＴとＴＦＴ近傍の遮光領域のみ矩形状の張り出しパターンにより３色重ねとなる。必要な部分のみ３色重ねとすることで、最低限の液晶表示に必要な遮光性を確保し、他の遮光領域を２色重ねとすることで、カラーフィルタ表面上の段差を抑制することができる。各色パターンを共通化している為、色パターン露光用の色層マスクは１枚で良く、カラーフィルタのコスト低減が実現できる。
【０１３０】
（比較例１）
比較例１として、ブラックマトリクスパターンを赤と青の色重ね遮光部で形成し、赤、緑、青の各色層を色ストライプパターンで形成した図２１の従来例のカラーフィルタを使用する。色パターンマスクは３枚使用する事となる。この変更点以外は、マスクパターン、カラーフィルタ製造方法、および液晶装置の製造方法は実施例１と同じである。パターンとしては実施例６に近いが、Ｇの色ストライプパターンは、ゲート配線付近のＲとＢの２色重ね遮光部に完全に乗り上げている。実施例６のアイランドよりも、３色重ねになっている面積が大きく、その段差が画素開口部に近い為、ラビング不足による配向不良が表示領域に侵入しやすい状態となっている。さらに３色重ねとなるのは、Ｇ画素のＴＦＴ遮光領域のみである。よって、実施例と比較して、コスト的にも、ＴＦＴとＴＦＴ近傍の遮光性能的にも劣っている。
【実施例８】
【０１３１】
図３７、図３８に、実施例８を示す。実施例１とはＧ層パターンが異なっている。Ｒ層パターンとＢ層パターンを共通マスクでパターンニングし、Ｇ層パターンのみ別のマスクパターンを使用した例である。
【０１３２】
次にカラーフィルタの製造方法を示す。ガラス基板上に、始めにＧ層の着色組成物を、スピンコータを用いて塗布し、減圧乾燥、プリベーク後、フォトマスクを用いて露光し、現像、水洗、ポストベークを実施することで、Ｇ層パターンを作製する。続いて、Ｒ層パターン、最後にＢ層パターンを同様に作製する。液晶装置の製造方法については、実施例１と同じである。
【０１３３】
１色層目のＧ層のみに関して、Ｇ層ストライプパターンから走査線上に沿って両側に張り出す、その張り出しパターンについて、色層ストライプパターン近傍の前記薄膜トランジスタが配置される側に張り出している片側の、ＴＦＴ遮光部の張り出しパターンは削除している。
【０１３４】
これにより走査線と信号線との交点近傍に薄膜トランジスタが配置される複数の画素が配列されたＴＦＴ基板に対向する、ＲとＧとＢの３色の色層を備えるカラーフィルタ基板において、前記ＴＦＴ基板の各画素は、前記走査線と前記信号線とで囲まれた表示領域と、該表示領域周囲の遮光領域と、からなり、前記カラーフィルタ基板の、前記遮光領域に対向する部分には、前記表示領域から連続したＲとＢの２色の色層を重ね合わせた第１の色重ね遮光部が形成され、かつ、ＲとＧ色の画素において前記薄膜トランジスタ及び該薄膜トランジスタ近傍に対向する部分には、前記表示領域の色層から連続したＲとＧとＢの３色の色層を重ね合わせた第２の色重ね遮光部が形成され、残りのＢ色の画素においては前記薄膜トランジスタ及び該薄膜トランジスタ近傍に対向する部分には、前記表示領域の色層から連続したＲとＢの２色の色層を重ね合わせた第３の色重ね遮光部が形成されたカラーフィルタ基板を形成した。
【０１３５】
このように、カラーフィルタ基板における１色層目のＧ層のみに関して、カラーフィルタの色ストライプパターンから対向するＴＦＴ基板の走査線に対応するように沿って両側に張り出している第１と第２の張り出しパターンについて、その第１の張り出しパターンであるＴＦＴ遮光部の張り出しパターンを削除して直線状とし、Ｇ層以外の、この実施例ではＲ層とＢ層によって第３の遮光領域を形成することで、更なる歩留まりの向上と、更なる表示の均一性を実現している。
【０１３６】
より具体的に以下に説明する。ＣＦ基板上の異物除去率を向上させるために、洗浄水圧や超音波条件を強化した場合など、画素の色ストライプパターンから張り出して連続しているＴＦＴ遮光部パターンであっても、剥がれや欠けが起こってしまう場合がある。特に、ガラス上に直接形成されている１色層目のパターンに発生する事が比較的多く、２層目や３層目に形成されるＴＦＴ遮光パターンに欠けの発生が少ない事が確認されている。
【０１３７】
理由としては、色層はガラスとの密着力が低い為であり、特に１層目の色パターンにおいて、洗浄条件を変更した時に欠けが発生する場合が見られる。また、現像の際に色層のネガレジストパターンは逆テーパー状になりやすく、ＴＦＴ遮光部のように小さいパターンは、ガラスと接している面積が、現像によって更に小さくなる為、現像洗浄において剥がれや欠けが起こる場合があると考えられる。
【０１３８】
よって、第３の遮光領域を形成しない１層目の色層パターンは、主にカラーフィルタの表示領域を形成する大きなパターンで形成される為、前記カラーフィルタの表示領域を形成するパターンよりも比較的小さい第３の遮光領域のＴＦＴ遮光パターンがない分、洗浄や現像時の水流によるパターン欠けやはがれ等の可能性が更に低くなる。そのため歩留を向上させることができる。
【０１３９】
更に３色以上の積層がある第２の色重ね遮光部分と、必ず第２の色重ね遮光部の色重ね層より少なくとも１層少なく且つ２色以上の色層を重ね合わせた第３の色重ね遮光部を配置する為、実施例１よりもさらに、段差の大きい３色重ね領域を減らす事ができる。段差による凹凸の数が少なくなるため、ラビング不足や、ラビング時に配向膜から削り取られた屑が段差部分に付着する事によって引き起こされる、配向異常の表示不具合が減少する為、表示の均一性が向上する。またカラーフィルタ上の段差が少ないと、パネルに液晶を注入または滴下方式などにより封入する際に、より均一に液晶が広がる為、面内の液晶量が均一となって、セルギャップ不具合や液晶注入不具合がなくなり、表示の均一性が向上する。さらにラビング時に配向膜から削り取られて段差に付着する屑により液晶配向の乱れが生じた場合、表示させていない全黒状態の画素において、不要な光漏れを生じてしまう。この光漏れは表示コントラストの低下を引き起こす。前記の本発明ように段差による凹凸の数を少なくする事で、液晶の配向乱れを防ぎ、全黒表示の際の光漏れを防ぐことで、高いコントラストを維持することが出来る。
【０１４０】
また、一部のＴＦＴ遮光パターン領域が２色重ねとなるが、実施例８のように第１色層目をＧ層とすることで、Ｇ層の無いＢ画素部ＴＦＴ遮光パターンを、ＲとＢの積層構造にする事ができる。これによりＴＦＴへの外光入射による光リークなどの特性低下を避ける為のＲ層と、十分な遮光性能（ＯＤ値）が得られるＲとＢの積層構造であるため、Ｇ層を削除しても、液晶表示装置として非常に高いコントラスト比を要求される用途以外であれば必要十分な表示品位が得られる。
【０１４１】
実施例に用いた色レジスト仕様のカラーフィルタで、Ｒ、Ｇ、Ｂ層の膜厚が１．５μｍ程度、色度域がＮＴＳＣ比６０％程度において、下記表のようなＯＤ値が得られた。図４１にそのときのカラーフィルタに使用された各色層の分光透過スペクトルを示す。表１において、Ｎｏ．１から５は実施例８のカラーフィルタの各箇所におけるＯＤ値である。Ｎｏ．６のみ参考例として、実施例１のマスクを使用して、１色層目をＧ層、２色層目をＲ層、３色層目をＢ層としたカラーフィルタの結果である。
【０１４２】
Ｎｏ．３とＮｏ．６を比較すると、Ｂ画素のＴＦＴ近傍の遮光領域では、１色層目のＧ層のＴＦＴ遮光パターン有り、無しに関係なく、ＯＤ値が２前後の値となり、１色層目（Ｇ層）のＴＦＴ遮光パターン省略によるＯＤ値低下の影響を最小限とする事ができる。
【０１４３】
また、実施例８では、Ｂ画素のＴＦＴ近傍の遮光領域に、表示領域の色層から連続したＲとＢの２色の色層を重ね合わせた第３の色重ね遮光部が形成されており、それは他のＲやＧ画素とは異なり、１層少ない構造となっている。よって、Ｂ画素のＴＦＴ近傍の遮光領域は段差がＲやＧ画素のその部分よりも、少ない状態となっている。前記のラビングに関する不具合が発生した場合、人間の目が感じる色の変化である色差は、ＲやＧと比較してＢの変化をより敏感に感じ取る特性があるため、Ｂ画素の表示不具合による明るさや色度の変化は他の色よりも目立ちやすく、表示均一性に関する表示品質への影響が大きい。本発明では、前記の通りＢ画素のＴＦＴ近傍遮光領域の段差を少なくする事で、Ｂ画素における表示不具合を防ぎ、表示均一性を改善し、表示品質の向上を図ることが出来る。
【０１４４】
以上のように実施例８によって、遮光性能を維持しつつ、ＣＦ製造工程の洗浄、現像におけるパターン剥がれを更に改善する事が可能となり、一層の歩留まり向上と表示均一性の向上を図ることができる。
【０１４５】
実施例８において、ガラス基板上の第１層目に形成される色層パターンの、第１の張り出し部が存在しない場合を説明したが、第１の張り出し部が近傍の薄膜トランジスタを覆わない程度に縮退している場合についても実施例８よりも比較的劣るが前記と同様の効果が得られ、はがれ等の不具合発生頻度が減り、歩留を向上させることができる。
【０１４６】
【表１】
0005151903.tif 000002
【実施例９】
【０１４７】
図３９、図４０に、実施例９を示す。実施例１とは、ＧとＢパターンが異なっている。次にカラーフィルタの製造方法を示す。ガラス基板上に、始めにＧ層の着色組成物を、スピンコータを用いて塗布し、減圧乾燥、プリベーク後、フォトマスクを用いて露光し、現像、水洗、ポストベークを実施することで、Ｇ層パターンを作製する。続いて、Ｒ層パターン、最後にＢ層パターンを同様に作製する。液晶装置の製造方法については、実施例１と同じである。
【０１４８】
１色層目のＧ層に関して、Ｇストライプパターンから走査線上に沿って両側に張り出す、その張り出しパターンは削除して直線状としている。更に、ガラス基板上の第３層目のＢ色層パターンのみ、色ストライプパターンの両側に、共に同じ大きさの張り出し部を形成している。
【０１４９】
これにより走査線と信号線との交点近傍に薄膜トランジスタが配置される複数の画素が配列されたＴＦＴ基板に対向する、ＲとＧとＢの３色の色層を備えるカラーフィルタ基板において、前記ＴＦＴ基板の各画素は、前記走査線と前記信号線とで囲まれた表示領域と、該表示領域周囲の遮光領域と、からなり、前記カラーフィルタ基板の、前記走査線の遮光領域に対向する部分には、前記表示領域から連続したＲとＢの２色の色層を重ね合わせた第１の色重ね遮光部が形成され、かつ、Ｇ色の画素において前記薄膜トランジスタ及び該薄膜トランジスタ近傍に対向する部分には、前記表示領域の色層から連続したＲとＧとＢの３色の色層を重ね合わせた第２の色重ね遮光部が形成され、残りのＲとＢ色の画素においては前記薄膜トランジスタ及び該薄膜トランジスタ近傍に対向する部分には、前記表示領域の色層から連続したＲとＢの２色の色層を重ね合わせた第３の色重ね遮光部が形成されたカラーフィルタ基板を形成した。
【０１５０】
このように、１色層目のＧ層に関して、Ｇストライプパターンから走査線上に沿って両側に張り出す、その張り出しパターンを削除して直線状とし、更に、ガラス基板上の第２層目以降のいずれか１つの色層パターンのみ、色ストライプパターンの両側に、共に同じ大きさの張り出し部を形成することで、歩留まりの向上を実現している。
【０１５１】
より具体的に以下に説明する。実施例９によって、ＣＦ基板上の異物除去率向上のために洗浄水圧や超音波条件を強化した場合などについて、ガラス基板上の１層目の色パターンにおける、張り出しパターンの剥がれや欠けの可能性をほとんど無くしている。
【０１５２】
ガラス基板上の第１色層目をＧ層とし、第３層目のＢ色層パターンのみ色ストライプパターンの両側に共に同じ形と大きさの第１と第２の張り出し部を形成する。
【０１５３】
これによりＧ層の張り出し遮光パターンが無い部分について、前記走査線の遮光領域に対向する部分および、前記薄膜トランジスタ及び該薄膜トランジスタ近傍に対向する部分を覆う遮光パターンを、Ｒ層とＢ層の積層構造で形成する事ができる。このため実施例８に記載のものと、同様の理由により、必要十分な表示品位が得られる。
【０１５４】
このとき第２層目をＲ色層としているが、ＲとＢそれぞれの色層パターン形状は変えずに、第２層目にＢ色層、第３層目にＲ色層を配置しても同様の効果が得られる。
【０１５５】
以上のように実施例９によって、遮光性能を維持しつつ、ＣＦ製造工程の洗浄、現像におけるパターン剥がれを改善する事が可能となり、一層の歩留まり向上を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５６】
本発明の活用例としては、液晶表示装置ほか、カラーフィルタを使用する電界放射型表示装置、蛍光表示装置、プラズマディスプレイ、および撮像装置が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】本発明の第１の実施例のカラーフィルタを示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施例のカラーフィルタの断面図（図１のＡ−Ａ’断面）である。
【図３】本発明の第１の実施例のＴＦＴとＴＦＴ近傍の遮光パターンを示す平面図である。
【図４】本発明の第１の実施例のＴＦＴとＴＦＴ近傍の遮光パターン（Ｇ層のみ表示）を示す平面図である。
【図５】本発明の第２の実施例のＴＦＴとＴＦＴ近傍の遮光パターンを示す平面図である。
【図６】本発明の第２の実施例のＴＦＴとＴＦＴ近傍の遮光パターン（Ｇ層のみ表示）を示す平面図である。
【図７】本発明の第２の実施例の遮光パターンの角度を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施例の遮光パターンの角度を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施例のＴＦＴとＴＦＴ近傍の遮光パターンを示す平面図である。
【図１０】本発明の第４の実施例のＴＦＴとＴＦＴ近傍の遮光パターン（Ｇ層のみ表示）を示す平面図である。
【図１１】本発明の第４の実施例のカラーフィルタの断面図（図９のＢ−Ｂ’断面）である。
【図１２】本発明の第４の実施例のカラーフィルタの断面図（図９のＣ−Ｃ’断面）である。
【図１３】本発明の第５の実施例のカラーフィルタ（各色層毎のパターン）を示す平面図である。
【図１４】本発明の第５の実施例のカラーフィルタを示す平面図である。
【図１５】本発明の第５の実施例のカラーフィルタの断面図（図１４のＤ−Ｄ’断面）である。
【図１６】本発明の第５の実施例のカラーフィルタの断面図（図１４のＥ−Ｅ’断面）である。
【図１７】本発明の第５の実施例のカラーフィルタの断面図（図１４のＦ−Ｆ’断面）である。
【図１８】本発明の第６の実施例のカラーフィルタ（各色層毎のパターン）を示す平面図である。
【図１９】本発明の第６の実施例のカラーフィルタを示す平面図である。
【図２０】本発明の第６の実施例のカラーフィルタの断面図（図１９のＧ−Ｇ’断面）である。
【図２１】従来のカラーフィルタを示す平面図である。
【図２２】従来のカラーフィルタの断面図（図２１のＨ−Ｈ’断面）である。
【図２３】特開２００４−６２１４５号公報の図１のＴＦＴとＴＦＴ近傍を示す平面図である。
【図２４】特開２００４−６２１４５号公報の図２のＴＦＴとＴＦＴ近傍を示す断面図である。
【図２５】特開２００４−６２１４５号公報の図２１のＴＦＴとＴＦＴ近傍の詳細を示す平面図である。
【図２６】本発明の第７の実施例のデルタ配列カラーフィルタを示す平面図である。
【図２７】本発明の第７の実施例のデルタ配列カラーフィルタ（Ｇ層のみ表示）を示す平面図である。
【図２８】本発明の第７の実施例のデルタ配列カラーフィルタの色層の基本パターン（Ｇ層のみ表示）を示す平面図である。
【図２９】第１の実施例のＣＦ基板とＴＦＴ基板を重ね合せた平面図である。
【図３０】第１の実施例のＣＦ基板とＴＦＴ基板を重ね合せた断面図（図２９のＫ−Ｋ’断面）である。
【図３１】ＴＦＴ基板とＣＦ基板を重ねた時の３色重ね遮光パターンと２色重ね遮光パターンの領域を示す図である。
【図３２】ＴＦＴ基板とＣＦ基板を重ねた時の２色重ね遮光パターンとゲート配線との関係を示す図である。
【図３３】ＴＦＴ近傍領域を定義するための図である。
【図３４】ＴＦＴ遮光領域の色層パターン（孤立パターン及び連続パターン）を示す図である。
【図３５】孤立パターン（図３４のＲ−Ｒ’断面）におけるラビングの様子を示す図である。
【図３６】連続パターン（図３４のＳ−Ｓ’断面）におけるラビングの様子を示す図である。
【図３７】本発明の第８の実施例のカラーフィルタを示す平面図である。
【図３８】本発明の第８の実施例のカラーフィルタ（各色層毎のパターン）を示す平面図である。
【図３９】本発明の第９の実施例のカラーフィルタを示す平面図である。
【図４０】本発明の第９の実施例のカラーフィルタ（各色層毎のパターン）を示す平面図である。
【図４１】実施例に使用した各色層の分光透過スペクトルを示す図である。
【符号の説明】
【０１５８】
１０  ＴＦＴ基板
１１  透明絶縁体基板
１２、４１  ゲート配線（走査線）
１２ａ  ゲート電極
１３、４２  共通電極配線
１４、４３  ドレイン配線（信号線）
１４ａ  ドレイン電極
１４ｂ  ソース電極
１５、４４  画素電極
１６、４５  ＴＦＴ
１７、４６  共通電極
１８  コンタクトホール
２０  ＣＦ基板
２１  透明絶縁体基板
２２ａ  Ｒ層
２２ｂ  Ｇ層
２２ｃ  Ｂ層
２３  オーバーコート層（ＯＣ層）
２４  配向膜
３０  液晶層
３１  柱状スペーサー
４７  ブラックマトリクス層
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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