(57)【要約】【課題】カラーフィルタ表面の凹凸の発生を抑制できるカラーフィルタ基板の製造方法および液晶表示装置の製造方法を提供する。【解決手段】ガラス基板１０上に複数色の着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを並べて形成し、これら複数色の着色層を一括して露光する。露光された複数色の着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを焼成することにより着色層を固化してカラーフィルタ４を形成する。【選択図】図３
2007047201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に複数色の着色層を並べて形成し、
前記複数色の着色層を一括して露光し、
前記露光された複数色の着色層を焼成することにより前記着色層を固化してカラーフィルタを形成するカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項２】
３００ｎｍないし４５０ｎｍの波長における露光量が０．１Ｊ／ｃｍ２ないし１０Ｊ／ｃｍ２となるように前記露光する請求項１に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項３】
前記基板上への着色層材料の塗布と、前記塗布された着色層材料への露光および現像と、を繰り返し行なうことにより前記複数色の着色層を並べて形成する請求項１に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項４】
前記基板上にスイッチング素子を形成し、前記スイッチング素子を含む前記基板上に前記カラーフィルタを形成する請求項１に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項５】
マトリクス状の走査線および信号線、並びにこれら走査線および信号線の各交差部近傍に位置したスイッチング素子を有したアレイ基板と、前記アレイ基板に所定の隙間を保持して対向配置された対向基板と、前記アレイ基板および対向基板の間に狭持された液晶層と、前記アレイ基板および対向基板のいずれか一方からなるカラーフィルタ形成基板に形成されたカラーフィルタと、を備えた液晶表示装置の製造方法において、
前記カラーフィルタ形成基板上に複数色の着色層を並べて形成し、
前記複数色の着色層を一括して露光し、
前記露光された複数色の着色層を焼成することにより前記着色層を固化してカラーフィルタを形成する液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
３００ｎｍないし４５０ｎｍの波長における露光量が０．１Ｊ／ｃｍ２ないし１０Ｊ／ｃｍ２となるように前記露光する請求項５に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記カラーフィルタ形成基板上への着色層材料の塗布と、前記塗布された着色層材料への露光および現像と、を繰り返し行なうことにより前記複数色の着色層を並べて形成する請求項５に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記アレイ基板に前記カラーフィルタを形成する請求項５に記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、カラーフィルタ基板の製造方法およびカラーフィルタを有した液晶表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示装置は、アレイ基板と、対向基板と、これら両基板の基板間に狭持された液晶層と、アレイ基板および対向基板のいずれか一方に形成されたカラーフィルタと、を有している。カラーフィルタは、赤、緑、青の着色層で構成されている。アレイ基板および対向基板の間には、スペーサとして、例えば粒径の均一なプラスティックビーズが配置され、この２枚の基板間の隙間を一定に保持している。アレイ基板および対向基板は、両基板の周縁部に配設されたシール材により接合されている。液晶表示装置の表示方式としては、例えばＴＮ（Twisted Nematic）方式、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）方式、ＧＨ（Guest-Host）方式、あるいはＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）方式や強誘電性液晶を用いた方式等が用いられている。
【０００３】
カラー表示型アクティブマトリクス駆動液晶表示装置では、アレイ基板上に複数の信号線および複数の走査線がマトリクス状に配設され、これら信号線および走査線の各交差部近傍には、例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）をチャネル層とした薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称する）が配設されている。また、アレイ基板上には、複数の補助容量線が配設され、走査線と平行に延びている。各補助容量線は絶縁膜を介して補助容量電極と対向し、これら補助容量線、絶縁膜、および補助容量電極により補助容量素子を構成している。各ＴＦＴは基板上に形成された画素電極と接続されている。画素電極を含み基板上には配向膜が成膜されている。
【０００４】
対向基板において、基板上にカラーフィルタ、対向電極、および配向膜が順次形成されている。アレイ基板および対向基板の周縁部には、アレイ基板から対向基板に電圧を印加するための電極転移材が設けられている。電極転移材は、銀ペースト等の導電材料で構成され、アレイ基板および対向基板を電気的に接続している。アレイ基板および対向基板の間に液晶層が形成され、これら両基板の外面に偏光板がそれぞれ配設され、液晶表示装置が構成されている（例えば、特許文献１参照）。このような液晶表示装置は複数の画素を有し、各画素はＴＦＴおよび画素電極を備えている。
【０００５】
また、近年、上述したように対向基板上にカラーフィルタを設けた液晶表示装置の他、アレイ基板上にカラーフィルタを設けた液晶表示装置が種々開発され、カラーフィルタをアレイ基板上に形成するＣＯＡ（color filter on array）構造とすることにより高い開口率を得る構成や、フォトリソグラフィ技術により柱状スペーサをアレイ基板および対向基板の少なくとも一方の基板上に形成し、均一な基板間距離を保持した構成等の液晶表示装置が開発されている。  
【特許文献１】特開平１１−２５８６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した液晶表示装置において、最近、表示画面の大型化や高精細化、高い表示品位が強く求められている。このように、更なる性能向上が求められる中、その妨げとなっている要因の一つに、アレイ基板の凹凸に起因した液晶分子の配向乱れがある。例えば、配向膜がラビングされているとともに配向膜表面に凸部を含むＴＮ型表示方式の液晶表示装置の場合、配向膜表面の凸部のラビング方向下流側を良好にラビングすることは困難である。これにより、ラビング方向において、配向膜の凸部から降下するラビング方向下流側で液晶分子の配向が乱れてしまう。これにより、電圧印加時に光漏れが生じてしまう。光漏れが生じた場合、コントラスト比は低下し、表示品位は劣化してしまう。
【０００７】
次に、カラーフィルタの表面に凹凸が生じる要因について説明する。カラーフィルタを形成する手法としては、一般に、フォトリソグラフィ方法やインクジェット方式による微細塗布方法、微細転写方法等により、着色層材料を基板上に形成する手法がある。いずれの方法においても着色層材料をパターニング後、加熱して熱硬化重合させることにより、十分な耐環境・耐薬品性のある高信頼性のカラーフィルタが形成される。
【０００８】
しかしながら、熱硬化重合の際、着色層材料に、膨張・収縮・メルト等の形状変化が生じてしまい、特に、そのパターン端周辺部の形状・平坦性の劣化が著しい。また、高精細化、かつ高品質の液晶表示装置を形成する場合、カラーフィルタの平坦性が重要であり、凹凸が激しい場合や、凹凸に敏感な表示モードで問題となる。カラーフィルタを平坦化する方法として、画素のブラックマトリクス領域を拡大させて光の抜ける部分を隠す方法があるが、この方法では開口率の低下を招いてしまう。
【０００９】
さらに、上記液晶表示装置がノーマリホワイトモードの場合において、黒色表示時（電圧印加時）に液晶分子の配向乱れを誘導して部分的な光漏れ（黒レベルの浮き）が生じる。黒色表示時に光漏れが生じると輝度増加が顕著となり、コントラスト比が著しく低下してしまう。上記したことは、視感度の高い緑色の着色層を透過する光の影響に大きく起因している。
【００１０】
カラーフィルタの平坦性を上げるために、アレイ基板側に形成したカラーフィルタの着色層表面を機械的に研磨したり、オーバーコート膜を設ける等によりアレイ基板表面の平坦化が行なわれている。しかしながら、アレイ基板表面の平坦化は、製造工程の増加や、オーバーコート膜等を成膜（塗布）する際の均一性の劣化等により、効率良く、かつ良好に行なうことは困難である。研磨する場合においては、研磨装置を別途用意する必要が有り、また、研磨前後のアレイ基板の搬入および搬出が繁雑である。  
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、カラーフィルタ表面の凹凸の発生を抑制できるカラーフィルタ基板の製造方法および液晶表示装置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】
上記課題を解決するため、本発明の態様に係るカラーフィルタ基板の製造方法は、基板上に複数色の着色層を並べて形成し、前記複数色の着色層を一括して露光し、前記露光された複数色の着色層を焼成することにより前記着色層を固化してカラーフィルタを形成している。
【００１２】
また、本発明の他の態様に係る液晶表示装置の製造方法は、マトリクス状の走査線および信号線、並びにこれら走査線および信号線の各交差部近傍に位置したスイッチング素子を有したアレイ基板と、前記アレイ基板に所定の隙間を保持して対向配置された対向基板と、前記アレイ基板および対向基板の間に狭持された液晶層と、前記アレイ基板および対向基板のいずれか一方からなるカラーフィルタ形成基板に形成されたカラーフィルタと、を備えた液晶表示装置の製造方法において、前記カラーフィルタ形成基板上に複数色の着色層を並べて形成し、前記複数色の着色層を一括して露光し、前記露光された複数色の着色層を焼成することにより前記着色層を固化してカラーフィルタを形成している。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、カラーフィルタ表面の凹凸の発生を抑制できるカラーフィルタ基板の製造方法および液晶表示装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態に係る液晶表示装置の製造方法について詳細に説明する。始めに、この製造方法によって製造された液晶表示装置の構成を説明する。  
図１に示すように、液晶表示装置は、アレイ基板１と、対向基板２と、液晶層３と、カラーフィルタ４と、偏光板５、７と、位相差板６、８とを有している。
【００１５】
アレイ基板１は、透明な絶縁基板としてガラス基板１０を備えている。ガラス基板１０上には、図示しない複数の信号線、および複数の走査線がマトリクス状に設けられ、信号線と走査線との各交差部近傍にスイッチング素子として、例えばＴＦＴ１１が設けられている。ＴＦＴ１１は、走査線の一部を延在したゲート電極１２、ゲート絶縁膜１３を介してゲート電極と対向した半導体膜１４、この半導体膜の一方の領域に接続されたソース電極１５および他方の領域に接続されたドレイン電極１６を有している。ソース電極１５は信号線に接続され、ドレイン電極１６は後述する画素電極１８に接続されている。
【００１６】
ＴＦＴ１１、走査線および信号線を含むガラス基板１０上には、赤色の着色層４Ｒ、緑色の着色層４Ｇおよび青色の着色層４Ｂが互いに隣接し、交互に並んで配設されている。着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂは、カラーフィルタ４を形成している。ガラス基板１０の周縁部には、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを囲んで設けられた遮光層１７が形成されている。
【００１７】
着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ上には、それぞれ画素電極１８が形成され、所定のパターンに配列されている。画素電極１８は着色層に貫通して形成されたコンタクトホール４ｈを介しＴＦＴ１１のドレイン電極１６と電気的に接続されている。画素電極１８に重ねてガラス基板１０のほぼ全面には配向膜１９が形成されている。配向膜１９上には、スペーサとしての柱状スペーサ３１が所定の密度で複数本形成されている。  
対向基板２は、透明な絶縁基板としてガラス基板２０を備えている。ガラス基板２０上には、対向電極２１および配向膜２２が順に形成されている。
【００１８】
アレイ基板１および対向基板２は、柱状スペーサ３１により所定の隙間を置いて対向配置されている。アレイ基板１および対向基板２は、両基板の周縁部に配設されたシール材３２により互いに接合されている。液晶層３は、アレイ基板１および対向基板２の間に狭持されている。シール材３２の一部に形成された図示しない液晶注入口は図示しない封止材により封止されている。アレイ基板１の外面上には、偏光板５および位相差板６が順に配置されている。対向基板２の外面上には、偏光板７および位相差板８が順に配置されている。
【００１９】
以下、上記のように構成された液晶表示装置の製造方法について説明する。特に、カラーフィルタ基板としてのアレイ基板の製造方法を詳しく説明する。  
（実施例１）
実施例１では、図２に示すように、まず、カラーフィルタ形成基板としてガラス基板１０を用意する。成膜やパターニングを繰り返す等、通常の製造工程により、ガラス基板１０上にＴＦＴ１１、走査線、信号線およびゲート絶縁膜１３を形成する。
【００２０】
その後、上記したガラス基板１０上にカラーフィルタ４を形成するカラーフィルタ形成工程に移行する。  
図４に示すように、まず、ステップＳ１において、カラーフィルタ形成工程がスタートすると、ステップＳ２において、スピンナを用い、着色層材料として、例えば赤色の顔料を分散したネガ型の紫外線硬化型アクリル樹脂レジスト（以下、赤色レジストと称する）をガラス基板１０上全面に塗布する。
【００２１】
次いで、ステップＳ３において、所定のフォトマスクを用い、赤色レジストにパターニングを露光する。露光する際、赤色レジストには、波長を３６５ｎｍ、露光量を１００ｍＪ／ｃｍ２として紫外線を照射する。ここで用いたフォトマスクは、赤色に着色したい個所に紫外線が照射されるようなストライプ形状パターンと、画素電極１８およびＴＦＴ１１を接続するコンタクトホール４ｈのためのパターンとを有している。
【００２２】
次に、ステップＳ４において、露光された赤色レジストをＫＯＨの１％水溶液で２０秒間現像する。このように、フォトエッチング法を用い、コンタクトホール４ｈを有し、膜厚３．０μｍの赤色の着色層４Ｒを形成する。
【００２３】
その後、ステップＳ５ないしステップＳ１０において、着色層４Ｒと同様、フォトエッチング法を用い、膜厚３．０μｍの緑色の着色層４Ｇおよび膜厚３．０μｍの青色の着色層４Ｂを、それぞれ互いに隣接して順に形成するとともに、各着色層にコンタクトホール４ｈを形成する。これにより、完全に硬化していない着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂが形成される。
【００２４】
次いで、図３に示すとともにステップＳ１１において、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ全体に一括して露光する。図５に示すように、露光する際、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに、波長を３６５ｎｍ、露光量を２Ｊ／ｃｍ２として紫外線４０を照射する。その後、ステップＳ１２において、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを、２００℃で１時間、焼成することにより、カラーフィルタ４が固化して形成され、カラーフィルタ形成工程が終了する（ステップＳ１３）。図５に示すように、上記したように形成されたカラーフィルタ４の表面を、例えば段差計で測定したところ、カラーフィルタ表面の凹凸、すなわち、カラーフィルタの最大の膜厚と最小の膜厚との差は０．０５μm以下であり、カラーフィルタの表面はほぼ平坦な形状であった。
【００２５】
その後、ガラス基板１０の周縁部に遮光層１７を形成する。続いて、コンタクトホール４ｈ、および着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを含むガラス基板１０全面に、透明な導電材料としてのＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）をスパッタリング法により膜厚１５００Åに堆積する。次いで、所定のマスクを用い、ＰＥＰ（Photo Engraving Process）により画素電極１８をパターン化する。これにより、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに重なった複数の画素電極１８が形成される。
【００２６】
続いて、ガラス基板１０全面に配向膜材料を膜厚１００ｎｍとして塗布し、配向膜１９を形成する。配向膜１９には、所定の配向処理（ラビング）を施す。次に、配向膜１９上に、複数本の柱状スペーサ３１を形成する。
【００２７】
一方、対向基板２は、ガラス基板２０上に、例えばＩＴＯからなる対向電極２１を形成し、この対向電極に重ねて配向膜２２を形成した後、所定の配向処理（ラビング）を施すことにより得られる。
【００２８】
次いで、ガラス基板２０の周縁に沿って、例えば熱硬化型のシール材３２を印刷した後、このシール材付近に電極転移材を形成する。続いて、アレイ基板１および対向基板２を複数本の柱状スペーサ３１により所定の隙間を保持して対向配置し、アレイ基板および対向基板の周縁部同士をシール材３２により貼り合せる。その後、シール材３２を加熱して硬化させ、アレイ基板１および対向基板２を固定する。
【００２９】
続いて、シール材３２の一部に形成された液晶注入口から、誘電率異方性が正である液晶を注入する。その後、液晶注入口を、例えば紫外線硬化型樹脂からなる封止材により封止する。これにより、アレイ基板１および対向基板２間に液晶が封入され、液晶層３が形成される。次いで、アレイ基板１の外面に偏光板５および位相差板６を、対向基板２の外面に偏光板７および位相差板８を順に配設する。これにより、液晶表示装置が完成する。
【００３０】
図５に示すように、本実施例１で完成した液晶表示装置を用いて黒色表示しても部分的な光抜けは発生せず、良好な状態であった。表示画面全面にわたり液晶分子の配向はほぼ均一となり、表示均一性も良好であった。さらに、コントラスト比は表示画面全面にわたり均一に５００：１と高く、表示品位に優れた高性能の液晶表示装置が得られた。
【００３１】
また、完成した液晶表示装置を高温度（６０℃）、かつ、高湿度（８０％）の環境内で１０００時間連続点灯させて信頼性の試験を行なったが、表示ムラおよび焼き付きが無く表示品位も良好であり、高信頼性の液晶表示装置であることが確認できた。
【００３２】
（実施例２）
実施例２では、まず、成膜やパターニングを繰り返す等、通常の製造工程により、用意したガラス基板１０上にＴＦＴ１１、走査線、信号線およびゲート絶縁膜１３を形成する。続いて、上述した実施例１と同様に、ガラス基板１０上に完全に硬化していない着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを形成する。
【００３３】
次いで、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ全体に一括して露光する。実施例２では、露光する際、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに、波長を３６５ｎｍ、露光量を１０Ｊ／ｃｍ２として紫外線４０を照射する。続いて、上述した実施例１と同様に着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを焼成することにより、カラーフィルタ４が固化して形成される。ここで、カラーフィルタ４表面の凹凸を測定したところ、実施例２では、０．０５μｍ以下であり、カラーフィルタの表面はほぼ平坦な形状であった。その後、上述した実施例１と同様にアレイ基板を形成して、液晶表示装置を完成させた。
【００３４】
図５に示すように、本実施例２で完成した液晶表示装置を用いて黒色表示しても部分的な光抜けは発生せず、良好な状態であった。表示画面全面にわたり液晶分子の配向はほぼ均一となり、表示均一性も良好であった。さらに、コントラスト比は表示画面全面にわたり均一に４５０：１と高く、表示品位に優れた高性能の液晶表示装置が得られた。
【００３５】
また、完成した液晶表示装置を高温度（６０℃）、かつ、高湿度（８０％）の環境内で１０００時間連続点灯させて信頼性の試験を行なったが、表示ムラおよび焼き付きが無く表示品位も良好であり、高信頼性の液晶表示装置であることが確認できた。
【００３６】
（実施例３）
実施例３では、まず、成膜やパターニングを繰り返す等、通常の製造工程により、用意したガラス基板１０上にＴＦＴ１１、走査線、信号線およびゲート絶縁膜１３を形成する。続いて、上述した実施例１と同様に、ガラス基板１０上に完全に硬化していない着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを形成する。
【００３７】
次いで、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ全体に一括して露光する。実施例３では、露光する際、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに、波長を３６５ｎｍ、露光量を０．１Ｊ／ｃｍ２として紫外線４０を照射する。続いて、上述した実施例１と同様に着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを焼成することにより、カラーフィルタ４が固化して形成される。ここで、カラーフィルタ４表面の凹凸を測定したところ、実施例３では、０．１μｍ以下であり、カラーフィルタの表面はほぼ平坦な形状であった。その後、上述した実施例１と同様にアレイ基板を形成して、液晶表示装置を完成させた。
【００３８】
図５に示すように、本実施例３で完成した液晶表示装置を用いて黒色表示しても部分的な光抜けは発生せず、良好な状態であった。表示画面全面にわたり液晶分子の配向はほぼ均一となり、表示均一性も良好であった。さらに、コントラスト比は表示画面全面にわたり均一に４００：１と高く、表示品位に優れた高性能の液晶表示装置が得られた。
【００３９】
また、完成した液晶表示装置を高温度（６０℃）、かつ、高湿度（８０％）の環境内で１０００時間連続点灯させて信頼性の試験を行なったが、表示ムラおよび焼き付きが無く表示品位も良好であり、高信頼性の液晶表示装置であることが確認できた。
【００４０】
（実施例４）
実施例４では、まず、成膜やパターニングを繰り返す等、通常の製造工程により、用意したガラス基板１０上にＴＦＴ１１、走査線、信号線およびゲート絶縁膜１３を形成する。続いて、上述した実施例１と同様に、ガラス基板１０上に完全に硬化していない着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを形成する。
【００４１】
次いで、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ全体に一括して露光する。実施例４では、露光する際、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに、波長を４５０ｎｍ、露光量を１Ｊ／ｃｍ２として紫外線４０を照射する。続いて、上述した実施例１と同様に着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを焼成することにより、カラーフィルタ４が固化して形成される。ここで、カラーフィルタ４表面の凹凸を測定したところ、実施例４では、０．１μｍ程度であり、カラーフィルタの表面はほぼ平坦な形状であった。その後、上述した実施例１と同様にアレイ基板を形成して、液晶表示装置を完成させた。
【００４２】
図５に示すように、本実施例４で完成した液晶表示装置を用いて黒色表示しても部分的な光抜けは発生せず、良好な状態であった。表示画面全面にわたり液晶分子の配向はほぼ均一となり、表示均一性も良好であった。さらに、コントラスト比は表示画面全面にわたり均一に４００：１と高く、表示品位に優れた高性能の液晶表示装置が得られた。
【００４３】
また、完成した液晶表示装置を高温度（６０℃）、かつ、高湿度（８０％）の環境内で１０００時間連続点灯させて信頼性の試験を行なったが、表示ムラおよび焼き付きが無く表示品位も良好であり、高信頼性の液晶表示装置であることが確認できた。
【００４４】
（実施例５）
実施例５では、まず、成膜やパターニングを繰り返す等、通常の製造工程により、用意したガラス基板１０上にＴＦＴ１１、走査線、信号線およびゲート絶縁膜１３を形成する。続いて、上述した実施例１と同様に、ガラス基板１０上に完全に硬化していない着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを形成する。
【００４５】
次いで、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ全体に一括して露光する。実施例５では、露光する際、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに、波長を３００ｎｍ、露光量を１Ｊ／ｃｍ２として紫外線４０を照射する。続いて、上述した実施例１と同様に着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを焼成することにより、カラーフィルタ４が固化して形成される。ここで、カラーフィルタ４表面の凹凸を測定したところ、実施例５では、０．１μｍ程度であり、カラーフィルタの表面はほぼ平坦な形状であった。その後、上述した実施例１と同様にアレイ基板を形成して、液晶表示装置を完成させた。
【００４６】
図５に示すように、本実施例５で完成した液晶表示装置を用いて黒色表示しても部分的な光抜けは発生せず、良好な状態であった。表示画面全面にわたり液晶分子の配向はほぼ均一となり、表示均一性も良好であった。さらに、コントラスト比は表示画面全面にわたり均一に４００：１と高く、表示品位に優れた高性能の液晶表示装置が得られた。
【００４７】
また、完成した液晶表示装置を高温度（６０℃）、かつ、高湿度（８０％）の環境内で１０００時間連続点灯させて信頼性の試験を行なったが、表示ムラおよび焼き付きが無く表示品位も良好であり、高信頼性の液晶表示装置であることが確認できた。
【００４８】
次に、比較例１ないし比較例７において、液晶表示装置の光学特性に不具合が生じた場合について説明する。  
（比較例１）
比較例１では、まず、成膜やパターニングを繰り返す等、通常の製造工程により、用意したガラス基板１０上にＴＦＴ１１、走査線、信号線およびゲート絶縁膜１３を形成する。続いて、上述した実施例１と同様に、ガラス基板１０上に完全に硬化していない着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを形成する。
【００４９】
次いで、比較例１では着色層に露光することは無く、上述した実施例１と同様に着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを焼成することにより、カラーフィルタ４が固化して形成される。ここで、カラーフィルタ４表面の凹凸を測定したところ、比較例１では、１μｍ以上であり、カラーフィルタの周縁部は盛り上がって形成された。その後、上述した実施例１と同様にアレイ基板を形成して、液晶表示装置を完成させた。
【００５０】
図５に示すように、本比較例１で完成した液晶表示装置を用いて黒色表示した場合、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの盛り上がりに起因した部分的な光抜けが発生し、良好な状態を得ることはできなかった。液晶分子の配向は、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの盛り上がりに起因した個所で不均一となるため、良好な表示均一性を得ることはできなかった。さらに、コントラスト比は２００：１と低いため、表示品位に優れた高性能の液晶表示装置を得ることはできなかった。
【００５１】
また、完成した液晶表示装置を高温度（６０℃）、かつ、高湿度（８０％）の環境内で１０００時間連続点灯させて信頼性の試験を行なったが、表示ムラおよび焼き付きの無い、高信頼性の液晶表示装置であることが確認できた。
【００５２】
（比較例２）
比較例２では、まず、成膜やパターニングを繰り返す等、通常の製造工程により、用意したガラス基板１０上にＴＦＴ１１、走査線、信号線およびゲート絶縁膜１３を形成する。続いて、上述した実施例１と同様に、ガラス基板１０上に完全に硬化していない着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを形成する。
【００５３】
次いで、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ全体に一括して露光する。比較例２では、露光する際、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに、波長を３６５ｎｍ、露光量を０．０８Ｊ／ｃｍ２として紫外線４０を照射する。続いて、上述した実施例１と同様に着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを焼成することにより、カラーフィルタ４が固化して形成される。ここで、カラーフィルタ４表面の凹凸を測定したところ、比較例２では、１μｍ程度であり、カラーフィルタの周縁部は盛り上がって形成された。その後、上述した実施例１と同様にアレイ基板を形成して、液晶表示装置を完成させた。
【００５４】
図５に示すように、本比較例２で完成した液晶表示装置を用いて黒色表示した場合、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの盛り上がりに起因した部分的な光抜けが発生し、良好な状態を得ることはできなかった。液晶分子の配向は、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの盛り上がりに起因した個所で不均一となるため、良好な表示均一性を得ることはできなかった。さらに、コントラスト比は２５０：１と低いため、表示品位に優れた高性能の液晶表示装置を得ることはできなかった。
【００５５】
また、完成した液晶表示装置を高温度（６０℃）、かつ、高湿度（８０％）の環境内で１０００時間連続点灯させて信頼性の試験を行なったが、表示ムラおよび焼き付きの無い、高信頼性の液晶表示装置であることが確認できた。
【００５６】
（比較例３）
比較例３では、まず、成膜やパターニングを繰り返す等、通常の製造工程により、用意したガラス基板１０上にＴＦＴ１１、走査線、信号線およびゲート絶縁膜１３を形成する。続いて、上述した実施例１と同様に、ガラス基板１０上に完全に硬化していない着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを形成する。
【００５７】
次いで、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ全体に一括して露光する。比較例３では、露光する際、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに、波長を３６５ｎｍ、露光量を０．０９Ｊ／ｃｍ２として紫外線４０を照射する。続いて、上述した実施例１と同様に着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを焼成することにより、カラーフィルタ４が固化して形成される。ここで、カラーフィルタ４表面の凹凸を測定したところ、比較例３では、０．５μｍ程度であり、カラーフィルタの周縁部は盛り上がって形成された。その後、上述した実施例１と同様にアレイ基板を形成して、液晶表示装置を完成させた。
【００５８】
図５に示すように、本比較例３で完成した液晶表示装置を用いて黒色表示した場合、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの盛り上がりに起因した部分的な光抜けが発生し、良好な状態を得ることはできなかった。着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに盛り上がりがあったものの、表示画面全面にわたり液晶分子の配向はほぼ均一となり、表示均一性も良好であった。コントラスト比は２８０：１と低いため、表示品位に優れた高性能の液晶表示装置を得ることはできなかった。
【００５９】
また、完成した液晶表示装置を高温度（６０℃）、かつ、高湿度（８０％）の環境内で１０００時間連続点灯させて信頼性の試験を行なったが、表示ムラおよび焼き付きの無い、高信頼性の液晶表示装置であることが確認できた。
【００６０】
（比較例４）
比較例４では、まず、成膜やパターニングを繰り返す等、通常の製造工程により、用意したガラス基板１０上にＴＦＴ１１、走査線、信号線およびゲート絶縁膜１３を形成する。続いて、上述した実施例１と同様に、ガラス基板１０上に完全に硬化していない着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを形成する。
【００６１】
次いで、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ全体に一括して露光する。比較例４では、露光する際、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに、波長を３６５ｎｍ、露光量を１２Ｊ／ｃｍ２として紫外線４０を照射する。続いて、上述した実施例１と同様に着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを焼成することにより、カラーフィルタ４が固化して形成される。ここで、カラーフィルタ４表面の凹凸を測定したところ、実施例５では、０．０５μｍ以下であり、カラーフィルタの表面はほぼ平坦な形状であった。その後、上述した実施例１と同様にアレイ基板を形成して、液晶表示装置を完成させた。
【００６２】
図５に示すように、本比較例４で完成した液晶表示装置を用いて黒色表示しても部分的な光抜けは発生せず、良好な状態であった。表示画面全面にわたり液晶分子の配向はほぼ均一となり、表示均一性も良好であった。さらに、コントラスト比は表示画面全面にわたり均一に４５０：１と高く、表示品位に優れた高性能の液晶表示装置が得られた。
【００６３】
また、完成した液晶表示装置を高温度（６０℃）、かつ、高湿度（８０％）の環境内で１０００時間連続点灯させて信頼性の試験を行なったが、表示ムラおよび焼き付きが有り、高信頼性の液晶表示装置であることが確認できなかった。
【００６４】
（比較例５）
比較例５では、まず、成膜やパターニングを繰り返す等、通常の製造工程により、用意したガラス基板１０上にＴＦＴ１１、走査線、信号線およびゲート絶縁膜１３を形成する。続いて、上述した実施例１と同様に、ガラス基板１０上に完全に硬化していない着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを形成する。
【００６５】
次いで、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ全体に一括して露光する。比較例５では、露光する際、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに、波長を３６５ｎｍ、露光量を１１Ｊ／ｃｍ２として紫外線４０を照射する。続いて、上述した実施例１と同様に着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを焼成することにより、カラーフィルタ４が固化して形成される。ここで、カラーフィルタ４表面の凹凸を測定したところ、比較例５では、０．０５μｍ以下であり、カラーフィルタの表面はほぼ平坦な形状であった。その後、上述した実施例１と同様にアレイ基板を形成して、液晶表示装置を完成させた。
【００６６】
図５に示すように、本比較例５で完成した液晶表示装置を用いて黒色表示しても部分的な光抜けは発生せず、良好な状態であった。表示画面全面にわたり液晶分子の配向はほぼ均一となり、表示均一性も良好であった。さらに、コントラスト比は表示画面全面にわたり均一に５００：１と高く、表示品位に優れた高性能の液晶表示装置が得られた。
【００６７】
また、完成した液晶表示装置を高温度（６０℃）、かつ、高湿度（８０％）の環境内で１０００時間連続点灯させて信頼性の試験を行なった結果、表示ムラは無いものの焼き付きが有るため、高信頼性の液晶表示装置であることが確認できなかった。
【００６８】
（比較例６）
比較例６では、まず、成膜やパターニングを繰り返す等、通常の製造工程により、用意したガラス基板１０上にＴＦＴ１１、走査線、信号線およびゲート絶縁膜１３を形成する。続いて、上述した実施例１と同様に、ガラス基板１０上に完全に硬化していない着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを形成する。
【００６９】
次いで、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ全体に一括して露光する。比較例６では、露光する際、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに、波長が５５０ｎｍ、露光量が２Ｊ／ｃｍ２であるが波長が３６５ｎｍ、露光量が０．０５Ｊ／ｃｍ２である紫外線４０を照射する。上記したことは、照射している光が２つのピークを持っていて、波長５５０ｎｍの光や波長３６５ｎｍの光が照射されることを意味している。露光する際、波長５５０ｎｍの光は２Ｊ／ｃｍ２で、波長３６５ｎｍの光は０．０５Ｊ／ｃｍ２で照射される。
【００７０】
続いて、上述した実施例１と同様に着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを焼成することにより、カラーフィルタ４が固化して形成される。ここで、カラーフィルタ４表面の凹凸を測定したところ、比較例６では、１μｍ程度であり、カラーフィルタの周縁部は盛り上がって形成された。その後、上述した実施例１と同様にアレイ基板を形成して、液晶表示装置を完成させた。
【００７１】
図５に示すように、本比較例６で完成した液晶表示装置を用いて黒色表示した場合、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの盛り上がりに起因した部分的な光抜けが発生し、良好な状態を得ることはできなかった。液晶分子の配向は、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの盛り上がりに起因した個所で不均一となるため、良好な表示均一性を得ることはできなかった。さらに、コントラスト比は２５０：１と低いため、表示品位に優れた高性能の液晶表示装置を得ることはできなかった。
【００７２】
また、完成した液晶表示装置を高温度（６０℃）、かつ、高湿度（８０％）の環境内で１０００時間連続点灯させて信頼性の試験を行なったが、表示ムラおよび焼き付きの無い、高信頼性の液晶表示装置であることが確認できた。
【００７３】
（比較例７）
比較例７では、まず、成膜やパターニングを繰り返す等、通常の製造工程により、用意したガラス基板１０上にＴＦＴ１１、走査線、信号線およびゲート絶縁膜１３を形成する。続いて、上述した実施例１と同様に、ガラス基板１０上に完全に硬化していない着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを形成する。
【００７４】
次いで、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ全体に一括して露光する。比較例７では、露光する際、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに、波長が２８０ｎｍ、露光量が０．２Ｊ／ｃｍ２であるが波長が３６５ｎｍ、露光量が０．０５Ｊ／ｃｍ２である紫外線４０を照射する。上記したことは、照射している光が２つのピークを持っていて、波長２８０ｎｍの光や波長３６５ｎｍの光が照射されることを意味している。露光する際、波長２８０ｎｍの光は０．２Ｊ／ｃｍ２で、波長３６５ｎｍの光は０．０５Ｊ／ｃｍ２で照射される。
【００７５】
続いて、上述した実施例１と同様に着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを焼成することにより、カラーフィルタ４が固化して形成される。ここで、カラーフィルタ４表面の凹凸を測定したところ、比較例７では、１μｍ程度であり、カラーフィルタの周縁部は盛り上がって形成された。その後、上述した実施例１と同様にアレイ基板を形成して、液晶表示装置を完成させた。
【００７６】
図５に示すように、本比較例７で完成した液晶表示装置を用いて黒色表示した場合、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの盛り上がりに起因した部分的な光抜けが発生し、良好な状態を得ることはできなかった。液晶分子の配向は、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの盛り上がりに起因した個所で不均一となるため、良好な表示均一性を得ることはできなかった。さらに、コントラスト比は２００：１と低いため、表示品位に優れた高性能の液晶表示装置を得ることはできなかった。
【００７７】
また、完成した液晶表示装置を高温度（６０℃）、かつ、高湿度（８０％）の環境内で１０００時間連続点灯させて信頼性の試験を行なったが、表示ムラおよび焼き付きの無い、高信頼性の液晶表示装置であることが確認できた。
【００７８】
以上のように構成された、液晶表示装置の製造方法によれば、フォトエッチング法により完全に硬化していない着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを形成した後、かつ、焼成前に、着色層に強力に一括して露光している。これにより、着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの表面はもとより着色層内部での光重合を進めることができる。このため、焼成して硬化させる際に未硬化部分が重合硬化することによる熱重合膨張・収縮・メルト等の体積・形状変化の発生を抑制でき、平坦性の向上したカラーフィルタ４を形成することができる。ここで、上記フォトエッチング法を用いて着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに露光する際の露光量を強化して光硬化を進めた場合であっても、特に着色層表面の光重合硬化が進ため、焼成時の熱重合膨張・収縮・メルトの影響は受けにくくなる。しかしながら、焼成後の現像パターニングにおける加工性が劣化してしまうため、特に、高精細な液晶表示装置を得るための微細加工が必要な場合は問題となる。
【００７９】
紫外線４０の露光強度は、十分な光重合が起こる０．１Ｊ／ｃｍ２以上であり、また、カラーフィルタ４の光劣化が起こらない１０Ｊ／ｃｍ２以下であれば良い。紫外線４０は、光重合反応が十分促進される範囲である３００ｎｍないし４５０ｎｍの波長の光が望ましい。なお、カラーフィルタ４をＴＦＴ１１等が形成されたガラス基板１０上に形成することにより高い開口率を得ることができる。  
上記したことから、カラーフィルタ４表面の凹凸の発生を抑制できる液晶表示装置の製造方法を得ることができる。
【００８０】
なお、この発明は、上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、液晶表示装置の表示方式が異なっていても、液晶表示装置を形成するための材料が異なっていても、カラーフィルタ４をカラーフィルタ基板としての対向基板２に形成しても、カラーフィルタ形成方法が異なっていても、また、それらの組合せが異なっていても同様結果を得ることができる。
【００８１】
図６に示すように、カラーフィルタ４を対向基板２に形成する場合、カラーフィルタ形成基板としてのガラス基板２０上に遮光層としてのブラックマトリクス層２３を形成した後、上述した実施例１と同様の製造工程によりカラーフィルタを形成すればカラーフィルタ表面の凹凸の発生を抑制することができる。
【００８２】
着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ形成方法が上述した実施例１のフォトエッチング法と異なっている場合、例えば、インクジェット方式による微細塗布方法、微細転写印刷方法等によるパターニングされたカラーフィルタの形成時にも、同様に熱硬化の際の膨張・収縮・メルトが発生するので、同様に、熱硬化の前に着色層に強力に一括して露光することにより、カラーフィルタ表面の凹凸の発生を抑制することができ、カラーフィルタ表面の平坦性を向上させることができる。上記した方法で着色層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを形成した場合は、事前に光重合開始材等の光重合促進材を上記着色層材料中に添加することにより顕著な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の製造方法によって製造された液晶表示装置を示す断面図。
【図２】図１に示した液晶表示装置におけるアレイ基板の製造工程を示す断面図。
【図３】図２に続く上記アレイ基板の製造工程を示す断面図。
【図４】図２および図３に示したアレイ基板のカラーフィルタの形成の流れ図。
【図５】本発明の実施の形態に係る実施例１ないし実施例５および比較例１ないし比較例７において、波長および露光量を変えて着色層を一括して露光した場合のカラーフィルタ表面の平坦性および光学特性の変化を表で示した図。
【図６】カラーフィルタが対向基板上に形成された変形例を示す液晶表示装置の断面図。
【符号の説明】
【００８４】
１…アレイ基板、２…対向基板、３…液晶層、４…カラーフィルタ、４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ…着色層、１０…ガラス基板、１１…ＴＦＴ。
【図１】
2007047201.tif 000003
【図２】
2007047201.tif 000004
【図３】
2007047201.tif 000005
【図４】
2007047201.tif 000006
【図５】
2007047201.tif 000007
【図６】
2007047201.tif 000008