CN1713043A - 滤色器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种在作为液晶显示装置时没有漏光等、且在进行滤色器的缺陷检查时很少检测出疑似缺陷的滤色器及其制造方法，将所述遮光部的端边的长度100μm～200μm范围内的形状变换为具有1000点～10000点范围内的坐标点的坐标数据，由各坐标点根据最小二乘法算出近似直线时，从各坐标点到近似直线的距离设为Xi时的标准偏差σ(=

(在这里，n是所述坐标数据的所述坐标点的数)为0.2以下，而且，将所述坐标数据用曲线图显示时，将从所述近似直线的距离为1.0μm以上的峰值的、向上凸的峰值的顶部设为上侧顶部、向下凸的峰值的顶部设为下侧顶部的情况下，邻接的上侧顶部之间的距离以及邻接的下侧顶部之间的距离的平均值是5.0μm以上。

Description

滤色器及其制造方法

技术领域

本发明涉及用于液晶显示装置的滤色器及其制造方法。

背景技术

液晶显示装置按以下方式进行显示，即，使滤色器侧的透明基板和液晶驱动侧基板相对，在两者之间封入液晶化合物而形成薄的液晶层，用液晶驱动侧基板电气式控制液晶层内的液晶排列，选择性变化滤色器的透过光或者反射光的量。

这样的液晶显示装置有静态驱动方式、单纯矩阵方式、有源矩阵方式等各种驱动方式，但近年来，采用有源矩阵方式或者单纯矩阵方式的液晶板作为个人电脑或者携带信息终端等的平板显示器正快速普及。

图3是有源矩阵方式的液晶显示装置板的一例。液晶显示装置101具有以下构造，即，使滤色器11和作为液晶驱动侧基板的TFT阵列基板12相对并设置1～10μm左右的间隙部13，在该间隙部13内填充液晶L，用密封材14密封其周围。滤色器11具有以下构造，即，在透明基板15上，从接近该透明基板的侧开始按顺序依次叠层有，为了对像素间边界部进行遮光而形成为规定图案的黑底层16、为形成各像素而将多个色(通常是红(R)、绿(G)、蓝(B)的三原色)以规定顺序排列的像素部17、保护膜18、以及透明电极膜19。

另一方面，TFT阵列基板12具有以下构造，即，将TFT元件排列在透明基板上，并设有透明电极膜21。另外，在滤色器11以及与此相对的TFT阵列基板12的内侧面设有取向膜20。而且，通过控制在着色成各色的像素的背后存在的液晶层的透光率，获得彩色图像。

在这里，设在一般的TFT阵列基板侧的透明电极，以比上述滤色器的像素部更大宽度对每个各像素部形成。然而，当例如在上述遮光部的端边即在遮光部和像素部的边界具有锯齿形态(所谓锯齿形态，是指图案的边缘呈锯齿状的状态)时，像素部的宽度从与其相对的透明电极溢出一部分而变宽。在这种情况下，由于从相对的透明电极溢出的像素部上的液晶未施加电压，因此会出现从该部分漏光的问题。

另外，滤色器的像素部的伤痕或者斑点等的缺陷检查，是通过从滤色器的背面照射规定强度的光并测定透过各像素部的光量的强度的方式进行。然而，当遮光部的端边具有锯齿形态的情况下，由于该光量的强度变化，因此导致在像素部没有缺陷的情况下也检测出产生缺陷(疑似缺陷)的问题。

发明内容

本发明鉴于以上的事实，其目的在于提供一种在作为液晶显示装置时没有漏光等、且在进行滤色器的缺陷检查时很少检测出疑似缺陷的滤色器及其制造方法。

本发明提供一种滤色器，具备透明基板、在所述透明基板上形成且至少含有遮光材料以及树脂的遮光部、以及在所述透明基板上的所述遮光部的开口部形成的像素部，其特征是：将所述遮光部的端边的长度100μm～200μm范围内的形状变换为具有1000点～10000点范围内的坐标点的坐标数据，由上述各坐标点根据最小二乘法算出近似直线的情况下，从各坐标点到近似直线为止的距离设为Xi时的标准偏差

$\mathrm{\σ}(=\sqrt{\frac{1}{n}{\mathrm{\Σ}}_i{X_i}^2}).$

(在这里，n是所述坐标数据的所述坐标点的数)为0.2以下，

而且，将所述坐标数据用曲线图显示时，将从所述近似直线的距离为1.0μm以上的峰值的、向上凸的峰值的顶部设为上侧顶部、向下凸的峰值的顶部设为下侧顶部的情况下，邻接的上侧顶部之间的距离以及邻接的下侧顶部之间的距离的平均值是5.0μm以上。

根据本发明，在将遮光部端边的形状作为坐标数据时，由于从所述近似直线的距离的标准偏差在上述范围内，因此从近似直线偏离很大的坐标点少，进而能使大的锯齿形态变少。另外，由于邻接的上侧顶部之间的距离以及邻接的下侧顶部之间的距离在规定值以上，因此表明比规定值大的锯齿形态的间隔比较宽，从而作为整体可以减少比规定值大的锯齿形态。从而，本发明的滤色器能够被制成为一种在作为液晶显示装置时没有漏光等、且在进行滤色器的缺陷检查时很少检测出疑似缺陷的滤色器。

另外，本发明提供一种液晶显示装置，其使用上述的滤色器。

根据本发明，通过使用如上所述的遮光部的端边的锯齿形态少的滤色器，能够制作没有漏光等、且成品率高的液晶显示装置。

另外，本发明提供一种滤色器的制造方法，该滤色器具备透明基板、在所述透明基板上形成且至少含有遮光材料以及树脂的遮光部、以及在所述透明基板上的所述遮光部的开口部形成的像素部，其特征是：包括选定满足以下条件的滤色器的选定工序，该条件如下，即，将所述遮光部的端边的长度100μm～200μm范围内的形状变换为具有1000点～10000点范围内的坐标点的坐标数据，由上述各坐标点根据最小二乘法算出近似直线的情况下，从各坐标点到近似直线为止的距离设为Xi时的标准偏差

$\mathrm{\σ}(=\sqrt{\frac{1}{n}{\mathrm{\Σ}}_i{X_i}^2})$

(在这里，n是所述坐标数据的所述坐标点的数)为0.2以下，

而且，将所述坐标数据用曲线图显示时，将从所述近似直线的距离为1.0μm以上的峰值的、向上凸的峰值的顶部设为上侧顶部、向下凸的峰值的顶部设为下侧顶部的情况下，邻接的上侧顶部之间的距离以及邻接的下侧顶部之间的距离的平均值是5.0μm以上。

根据本发明，包括选定具有如下特征的滤色器的选定工序，即，该特征是，在将遮光部端边的形状作为坐标数据时，遮光部端边上的从所述近似直线的标准偏差在上述范围内，且邻接的上侧顶部之间的距离以及邻接的下侧顶部之间的距离在规定值以上。因此，可以使制造的滤色器的遮光部的锯齿形态减少，且在像素部的缺陷检查工序中检测出疑似缺陷的情况等也减少，能以高效率获得高品质的滤色器。

另外，本发明提供一种滤色器的制造方法，该滤色器具备透明基板、在所述透明基板上形成且至少含有遮光材料以及树脂的遮光部、以及在所述透明基板上的所述遮光部的开口部形成的像素部，其特征是，包括：预烘干工序，将含有遮光材料以及树脂的遮光部形成用材料涂敷在所述透明基板上进行加热；曝光工序，将已加热的所述遮光部形成用材料曝光为形成遮光部的图案状；显影工序，通过喷淋去除不溶部分的所述遮光部形成用材料，此外，还包括对所述各工序的条件进行调整而使得满足以下条件的调整工序，该条件如下，即，预先将已形成的所述遮光部的端边的长度100μm～200μm范围内的形状变换为具有1000点～10000点范围内的坐标点的坐标数据，由各坐标点根据最小二乘法算出近似直线的情况下，从各坐标点到近似直线为止的距离设为Xi时的标准偏差

$\mathrm{\σ}(=\sqrt{\frac{1}{n}{\mathrm{\Σ}}_i{X_i}^2})$

(在这里，n是所述坐标数据的所述坐标点的数)为0.2以下，

而且，将所述坐标数据用曲线图显示时，将从所述近似直线的距离为1.0μm以上的峰值的、向上凸的峰值的顶部设为上侧顶部、向下凸的峰值的顶部设为下侧顶部的情况下，邻接的上侧顶部之间的距离以及邻接的下侧顶部之间的距离的平均值是5.0μm以上。

根据本发明，由于以在将形成的遮光部端边的形状作为坐标数据时从遮光部端边的所述近似直线的距离的标准偏差在上述范围内、且邻接的上侧顶部之间的距离以及邻接的下侧顶部之间的距离在规定值以上的方式，预先进行对形成遮光部的各工序进行调整的上述调整工序，因此能够高效率地制造遮光部的端边具有上述的形状且不存在漏光的高质量的滤色器。

根据本发明，可以提供具有以下特征的滤色器，该特征是，遮光部的端边的锯齿形态少，在用于液晶显示装置时不出现从与像素部相对的透明电极溢出而漏光的现象，而且在检查滤色器缺陷时产生疑似缺陷的情况少。

附图说明

图1是用于说明本发明的滤色器的遮光部的端边的坐标数据的说明图。

图2是用于说明使用于本发明的遮光部的说明图。

图3是说明一般液晶显示装置的说明图。

图中：1-透明基板，2-遮光部，3-像素部，s-坐标数据，t-近似直线，α-上侧顶部，β-下侧顶部。

具体实施方式

本发明涉及一种在作为液晶显示装置时没有漏光等、且在进行像素部的检查时检测不出疑似缺陷的滤色器、以及使用该滤色器的液晶显示装置、以及其制造方法。

A.滤色器

本发明的滤色器，具备透明基板、在所述透明基板上形成且至少含有遮光材料以及树脂的遮光部、以及在所述透明基板上的所述遮光部的开口部形成的像素部，其特征是：将所述遮光部的端边的规定长度的形状，变换为具有规定范围内的坐标点的坐标数据，由各坐标点根据最小二乘法算出近似直线的情况下，

从各坐标点到近似直线为止的距离设为Xi时的标准偏差

$\mathrm{\σ}(=\sqrt{\frac{1}{n}{\mathrm{\Σ}}_i{X_i}^2})$

(在这里，n是所述坐标数据的所述坐标点的数)为规定值以下，

而且，将所述坐标数据用曲线图显示时，将从所述近似直线的距离为规定值以上的峰值的、向上凸的峰值的顶部设为上侧顶部、向下凸的峰值的顶部设为下侧顶部的情况下，邻接的上侧顶部之间的距离以及邻接的下侧顶部之间的距离的平均值是规定值以上。

例如，如图2所示，当遮光部1的端边a的锯齿形态大的时候，就会从目标区域溢出而形成像素部2。由此，在将滤色器用于液晶显示装置时，就会从形成有相对的透明电极的区域溢出像素部，导致漏光产生。

另外，当遮光部的端边存在像这样的锯齿形态的情况下，当测定透过像素部的光的强度，检查像素部缺陷时，由于像素部面积变化为从目标像素部面积偏离，因此会有即使像素部没有问题但作为缺陷而检测出疑似缺陷的情况发生。

因此，本发明的滤色器以遮光部的端边即遮光部和像素部的边界的形状呈规定形状的方式形成。具体地说，按满足以下条件的方式形成，即，例如图1所示的那样，将遮光部的端边的一部分变换为具有规定范围内的个数的坐标点的坐标数据s时，其与从由该数据根据最小二乘法算出的近似直线t的距离相关的标准偏差δ在规定范围内。其中，近似直线t和各坐标数据s的距离定为，从各个坐标数据s到近似直线t为止的长度的最小值。而且，在从所述近似直线t还要大规定值u以上的峰值当中，当将向上凸的峰值的顶部定为上侧顶部α、向下凸的峰值的顶部定为下侧顶部β时，邻接的上侧顶部α之间的距离γ以及邻接的下侧顶部β之间的距离γ的平均是规定值以上。

通过使上述标准偏差δ在规定范围内，可以使从近似直线离开的点变少，即可以使锯齿形态的尺寸变小，另外，从平均值相隔规定值以上的顶部间的距离变大，因此可以在整体上减少大锯齿形态的数目。从而，将本发明的滤色器用于液晶显示装置时，能够使漏光等很少产生，而且检测不出如上所述的疑似缺陷。

在这里，使本发明的滤色器在全部遮光部的端边都具有上述形状。其中，是否所有的遮光部的端边都具有上述的形状，通常是通过在一个滤色器内测定任意的3像素～100像素再判定。另外，在各像素内的上述端边的形状是，通过目视选择在其像素内锯齿形态最大的直线位置，并在100μm～200μm的范围内测定。

此外，在本发明中，在被测定的上述范围内的距离、和下述范围内的坐标数据的个数之间的组合中，至少一个组合满足下述标准偏差、邻接的上侧顶部之间的距离、以及邻接的下侧顶部之间的距离在下述范围内。

作为将上述遮光部的端边的形状变换为坐标数据的方法，可以采用以下方法等，即：对规定长度端边的形状，用短尺寸测定装置或者二维坐标测定机检测边缘，对被检测时的各点变换为实际尺寸坐标的方法；或者，获取端边照片，用该照片进行图像处理，检测出边缘，再分解为点之后，对1000～10000点求出各点坐标的方法。

另外，上述标准偏差通过以下计算获得，即，用由上述方法获得的各坐标点，采用最小二乘法算出近似直线，将各上述坐标点的到上述近似直线为止的距离设为Xi，则可以由下式计算标准偏差

$\mathrm{\σ}(=\sqrt{\frac{1}{n}{\mathrm{\Σ}}_i{X_i}^2})$

在这里，n是所述坐标数据的所述坐标点的数。在本发明中，该标准偏差δ优选在0.2以下，更优选在0.1以下。由此，可以上述遮光部端边的锯齿形态的宽度处于小的状态。

另外，在从上述近似直线的距离为1.0μm以上的峰值中，邻接的上述上侧顶部之间的各距离和邻接的下侧顶部之间的各距离的平均，优选在5.0μm以上、更优选在10μm以上。由此，可以使锯齿形态大的位置从整体而言减少。所谓从近似直线相隔上述值以上的峰值是指，以至少其顶部是上述值的绝对值以上程度与近似直线隔离的峰值。

在本发明中，通过将上述标准偏差、从近似直线相隔规定值以上的相互邻接的上侧顶部之间的距离、以及相邻的下侧顶部之间的距离设定在上述范围内，可以获得消除了使用于液晶显示装置时的漏光且在检查像素部的缺陷时检测不出疑似缺陷的高质量的滤色器。其中，是否产生漏光可通过以下方式检查，即，粘合滤色器和对向基板(TFT侧)，并作成液晶显示器之后，当对全面进行黑显示时，检查是否存在作为漏光表现出来的亮点。

以下，对本发明的滤色器使用的每个各构成进行详细说明。

1.遮光部

首先，对本发明的滤色器使用的遮光部进行说明。作为本发明的滤色器使用的遮光部，是在后述的透明基板上形成且含有树脂以及遮光材料的部分，其只要以具有如上所述的端边的方式形成，则没有特别限定，可以使用形成一般的树脂制遮光部的遮光部形成材料，同时采用光刻法等而形成。

在这里，作为将端边形状形成为如上所述的方法，可以举出例如如后所述的将具有感光性的遮光部形成材料涂敷在透明基板全面，并将曝光成图案状时的光掩膜和遮光部形成材料表面之间的配置距离设为短的状态的方法。当光掩膜和遮光部形成用材料之间的配置距离远的情况下，照射的光形成衍射，图案变得模糊，从而导致容易产生锯齿形态。

此外，一般在进行上述遮光部形成材料的曝光之前，还进行对被涂敷的遮光部形成材料进行加热的预烘干工序，而通过对预烘干工序中的温度进行最优化，也能够以形成为上述端边形状的方式形成遮光部。当预烘干的温度过高的情况下，在曝光后的显影工序中，很难去除不溶部分的遮光部形成用材料，因此很容易出现锯齿形态，而如果预烘干的温度过低，则硬化将不充分，导致连目标区域的遮光部形成材料都通过显影被去除，同样很容易出现锯齿形态。

另外，还可以举出例如在上述遮光部形成材料的曝光后的、去除作为目标的区域以外的遮光部形成材料的显影工序中，降低喷淋压的方法。如果喷淋压过高，则连形成遮光部的区域上的遮光部形成材料都由压力作用而削去，导致产生锯齿形态。

另外，通过对上述显影时间进行最优化，也可以将端边形状形成为如上所述。当显影时间过短等时，很难完全去除不溶部分，同样也容易产生锯齿形态，而当显影时间过长时，目标区域以上的遮光部形成用材料被去除，容易产生锯齿形态。

其中，这些各条件的最优化，是通过上述遮光部形成材料的种类、装置、以及作为目的的滤色器，而适当选择。

另外，作为在上述的遮光部的形成中使用的材料，只要至少含有遮光材料以及树脂，其材料等没有特别限定。通常，可以在遮光材料或树脂中添加光引发剂或者单体等而作为遮光部形成用组合物，并形成上述遮光部。

上述遮光材料可以使用用于一般滤色器的树脂制遮光部的材料，可以举出例如碳微粒、氧化钛、钛黑(titan black)、钛微粒、金属氧化物、无机颜料、有机颜料等遮光性粒子等。

另外，作为包含在本发明使用的遮光部中的树脂，可以例示：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-氯乙烯共聚物、亚乙基-乙烯共聚物、聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物、ABS树脂、聚甲基丙烯酸树脂、乙烯-甲基丙烯酸树脂、聚氯乙烯树脂、氯化氯乙烯、聚乙烯醇、醋酸丙酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、尼龙6、尼龙66、尼龙12、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚乙烯醇缩乙醛、聚醚酮、聚醚砜、聚苯硫醚、聚芳酯、聚乙烯醇缩丁醛、环氧树脂、苯氧基树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚氨化物酸树脂、聚醚酰亚胺树脂、苯酚树脂、尿素树脂等。

另外，还可以例示由从作为可聚合的聚合物的(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸n-丁酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸sec-丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸tert-丁酯、(甲基)丙烯酸n-戊酯、(甲基)丙烯酸n-己酯、(甲基)丙烯酸-2-乙烯基己酯、(甲基)丙烯酸n-辛酯、2-吡咯烷酮、(甲基)丙烯酸n-癸酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、N-乙烯-2-吡咯烷酮、(甲基)丙烯酸-甘油酯中选择的一种以上，和从(甲基)丙烯酸、丙烯酸的二聚体(例如，东亚合成化学(株)制M-5600)、衣康酸、巴豆酸、马来酸、富马酸、乙酸乙烯酯、它们的酸酐中选择的一种以上构成的聚合物或者共聚物。另外，还可以例示在上述的共聚物上添加具有缩水甘油基或者羟基的乙烯性不饱和化合物的聚合物等，当并不限定于此。

在上述例示中，含有乙烯性不饱和键的树脂与单体一同形成交联键，获得优良的强度，因此特别优选使用。

另外，在形成本发明使用的遮光部的时候可用单体，可举出例如多官能团丙烯酸酯单体，能使用具有两个以上丙烯酰基或者甲基丙烯酰基等乙烯性不饱和键的化合物。具体可以例示：(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸二乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸丙二醇酯、二(甲基)丙烯酸二丙二醇酯、聚二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、聚二(甲基)丙烯酸丙二醇酯、二(甲基)丙烯酸己二醇酯、二(甲基)丙烯酸新戊二醇酯、二(甲基)丙烯酸甘油酯、三(甲基)丙烯酸甘油酯、三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙酯、二丙烯酸-1，4-丁二醇酯、(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、五(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯等。

多官能团丙烯酸酯单体，还可以两种以上组合使用。其中，本发明中的(甲基)丙烯酸意味着丙烯酸或者甲基丙烯酸的任何一个，且(甲基)丙烯酸酯意味着丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯的任何一个。

另外，作为本发明中可使用的光引发剂，可以使用紫外线、电离放射线、可视光、或者可以使用能由其他波长尤其是365nm以下的能量线进行活性化的光自由基聚合引发剂。作为这样的光致聚合引发剂，具体可以例示将例如以下的光还原性色素和抗坏血酸或者三乙醇胺等还原剂进行组合的情况，其中，光还原性色素可以举出：二苯甲酮、o-苯甲酰基安息香酸甲酯、4，4-双(二甲基胺)二苯甲酮、4，4-双(二乙基胺)二苯甲酮、α-氨基·苯乙酮、4，4-二氯二苯甲酮、4-苯甲酰-4-甲基二苯甲酮、二苄基甲酮、芴酮、2，2-二乙氧基苯乙酮、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、p-tert-丁基二氯苯乙酮、噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-异丙基噻吨酮、二乙基噻吨酮、卞基二甲基缩酮、卞基甲氧基乙缩醛、苯偶姻甲基醚、苯偶姻丁基醚、蒽醌、2-tert-丁基蒽醌、2-戊基蒽醌、β-氯蒽醌、蒽酮、苯并蒽酮、二苯并环庚酮、亚甲基蒽酮、4-叠氮卞基苯乙酮、2，6-双(p-叠氮苯亚甲基)环己烷、2，6-双(p-叠氮苯亚甲基)-4-甲基环己酮、2-苯基-1，2-丁二酮2-(o-乙氧基羰基)肟、1-苯基-丙二酮-2-(o-乙氧基羰基)肟、1，3-二苯基-丙三酮-2-(o-乙氧基羰基)肟、1-苯基-3-乙氧基-丙三酮-2-(o-苯甲酰基)肟、米蚩酮、2-甲基-1-[4-(硫甲基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-卞基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮、萘磺酰氯、喹啉磺酰氯、n-苯基硫代吖啶酮、4，4-偶氮双异丁腈、二苯基二硫化物、苯噻唑二硫化物、三苯基膦、樟脑醌、アデカ社制的N1717、四溴化碳、三溴化苯基砜、过氧化苯偶姻、曙红、亚甲蓝等。在本发明中，可以对这些光聚合引发剂使用仅一种或者组合使用两种以上。

2.像素部

接着，对本发明中使用的像素部进行说明。本发明中使用的像素部，只要是在上述遮光部的开口部形成则没有特别限定，例如可以使用红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的三色像素部形成用组合物等，形成例如带型、马赛克型、三角型、4像素配置型等公知的排列，且着色面积可任意设定。上述开口部是指透明基板上的未形成遮光部的区域。

在这里，本发明中形成的像素部的膜厚可根据作为目标的滤色器适当选择，但通常是1.0～3.0μm程度、其中更优选1.2μm～2.5μm程度。

其中，本发明使用的像素部形成方法，可以采用例如光刻法、喷墨法等在一般的滤色器制造中使用的方法。另外，本发明中使用的像素部的材料可以采用与一般的滤色器使用的像素部相同的材料，因此这里省略详细说明。

3.透明基板

接着，对本发明使用的透明基板进行说明。本发明使用的透明基板，只要是用于一般的滤色器的透明基板则没有特别限定，可以使用石英玻璃、パイレツクス(注册商标)玻璃、合成石英板等无挠曲性的透明的刚性材，或者使用透明树脂薄膜、光学用树脂板等有挠曲性的透明的柔性材。

4.滤色器

本发明的滤色器，只要是在上述透明基板上形成有具备上述端边形状的遮光部以及上述像素部的滤色器，则没有特别限定，且还可以例如根据需要形成保护层或者电极层等。

B.液晶显示装置

接着，对本发明的液晶显示装置进行说明。本发明的液晶显示装置的特征是使用了上述滤色器。根据本发明，由于使用上述的滤色器，因此可以防止由于与在液晶显示装置的对向基板上形成的透明电极相比像素部更扩大形成而导致漏光等的情况发生，并能制造高质量的滤色器。

作为这样的液晶显示装置，例如可以是将上述的滤色器和液晶驱动侧基板相对设置、并在该滤色器和液晶驱动侧基板之间封入液晶的液晶显示装置。

C.滤色器的制造方法

接着，对本发明的滤色器的制造方法进行说明。本发明的滤色器制造方法有两个实施方式。在哪一个实施方式中，都可以制造满足以下条件的滤色器，该条件如下，即，当将遮光部端边的形状变换为坐标数据时，遮光部端边的从近似直线的标准偏差在上述范围内，且邻接的上侧顶部之间的距离以及邻接的下侧顶部之间的距离在规定值以上。此外，在哪一个实施方式中，都可以制造具有以下特征的高质量滤色器，该特征是，在将已制造的滤色器用于液晶显示装置上时不产生漏光，且在检查像素部缺陷时检测不出疑似缺陷。

1.第一实施方式

首先，对本发明的滤色器的制造方法的第一实施方式进行说明。本发明的滤色器的制造方法的第一实施方式，是一种滤色器的制造方法，该滤色器具备透明基板、在所述透明基板上形成且至少含有遮光材料以及树脂的遮光部、以及在所述透明基板上的所述遮光部的开口部形成的像素部，其特征是：包括选定满足以下条件的滤色器的选定工序，该条件如下，即，将所述遮光部的端边的规定长度形状变换为具有规定范围内的坐标点的坐标数据，由各坐标点根据最小二乘法算出近似直线的情况下，从各坐标点到近似直线为止的距离设为Xi时的标准偏差

$\mathrm{\σ}(=\sqrt{\frac{1}{n}{\mathrm{\Σ}}_i{X_i}^2})$

(在这里，n是所述坐标数据的所述坐标点的数)为规定值以下，而且，将所述坐标数据用曲线图显示时，将从所述近似直线的距离为规定值以上的峰值的、向上凸的峰值的顶部设为上侧顶部、向下凸的峰值的顶部设为下侧顶部的情况下，邻接的上侧顶部之间的距离以及邻接的下侧顶部之间的距离的平均在规定值以上。

根据本实施方式的滤色器的制造方法，通过使具有上述的遮光部的端边的选定工序，可以仅选择具有以下特征的滤色器，即，该条件是，在将上述遮光部端边的形状作为坐标数据时，从所述近似直线的距离的标准偏差δ在规定范围内，且邻接的上侧顶部之间的距离以及邻接的下侧顶部之间的距离在规定值以上。从而，在将已制造的滤色器用于液晶显示装置上时，能够防止由于相对于对向基板的透明电极像素部扩大而产生的漏光、或者在检查像素部的缺陷时检测出疑似缺陷。以下，对本实施方式的上述选定工序进行说明。

(选定工序)

本实施方式的滤色器制造方法中的选定工序是选定满是以下条件的滤色器的选定工序，该条件如下，即，将所述遮光部的端边的规定长度形状变换为具有规定范围内的坐标点的坐标数据，由各坐标点根据最小二乘法算出近似直线的情况下，从各坐标点到近似直线为止的距离设为Xi时的标准偏差

$\mathrm{\σ}(=\sqrt{\frac{1}{n}{\mathrm{\Σ}}_i{X_i}^2})$

(在这里，n是所述坐标数据的所述坐标点的数)为规定值以下，而且，将所述坐标数据用曲线图显示时，将从所述近似直线的距离为规定值以上的峰值的、向上凸的峰值的顶部设为上侧顶部、向下凸的峰值的顶部设为下侧顶部的情况下，邻接的上侧顶部之间的距离以及邻接的下侧顶部之间的距离的平均在规定值以上。

在本工序中，作为测定遮光部端边形状的位置，在一个滤色器内选择3像素～100像素、其中更优选选择5像素～30像素，且各像素内的上述端边的形状是通过目视选择其像素内的锯齿形态最大的直线状的位置，在100μm～200μm的范围测定的形状。在本工序中，仅选定被测定的所有遮光部的端边都具有规定形状的对象。

在这里，在本实施方式中，在被测定的上述范围内的距离、和下述范围内的坐标数据的个数之间的组合中，如果至少包含一个满足以下条件，则可以认为具有上述形状，这里所指的条件是，下述标准偏差、邻接的上侧顶部之间的距离、以及邻接的下侧顶部之间的距离在下述范围内。

另外，作为将上述遮光部的端边的形状变换为坐标数据的方法，可以采用以下方法等，即：对规定长度端边的形状，用短尺寸测定装置或者二维坐标测定机检测边缘，对该检测出的各点变换为实际尺寸坐标的方法；或者，获取端边照片，对该照片进行图像处理，检测出边缘，再分解为点之后，对1000～10000点求出各点坐标的方法等。

另外，上述标准偏差通过以下计算获得，即，用由上述方法获得的各坐标点，采用最小二乘法算出近似直线，将各上述坐标点的到上述近似直线为止的距离设为Xi，则可以由下式计算标准偏差

$\mathrm{\σ}(=\sqrt{\frac{1}{n}{\mathrm{\Σ}}_i{X_i}^2})$

在这里，n是所述坐标数据的所述坐标点的数。在本实施方式中，该标准偏差δ优选在0.2以下。由此，可以使上述遮光部端边的锯齿形态的宽度处于小的状态。

另外，在从上述近似直线距离1.0μm以上的峰值中，邻接的上述上侧顶部之间的各距离和邻接的下侧顶部之间的各距离的平均，优选在5.0μm以上、更优选在10μm～200μm的范围内。由此，可以使锯齿形态大的位置整体而言减少。

在这里，上述选定工序可以在形成遮光部之后紧接着进行，或者在例如在遮光部的开口部形成像素部之后进行。

(其他)

此外，在本实施方式中，除了上述的选定工序之外，还可以具有在透明基板上形成遮光部的遮光部形成工序、或者在遮光部的开口部形成像素部的像素部形成工序等。由于这样的遮光部形成工序或者像素部形成工序等可以采用在一般的滤色器的制造方法中采用的相同的方法，因此这些省略详细说明。另外，在上述的遮光部形成工序中，通过采用上述的“A.滤色器”的遮光部项中说明的方法形成遮光部，因此优选以遮光部的端边处于在上述的选择工序中被选择的范围内的方式形成。这样做可以以高的制造效率制造滤色器。

在这里，本工序中使用的透明基板、像素部、遮光部等，可以使用与上述的“A.滤色器”中相同的对象，因此这里省略其说明。

2.第二实施方式

接着，对本发明的滤色器的制造方法的第二实施方式进行说明。本发明的滤色器的制造方法的第二实施方式，是一种滤色器的制造方法，该滤色器具备透明基板、在所述透明基板上形成且至少含有遮光材料以及树脂的遮光部、以及在所述透明基板上的所述遮光部的开口部形成的像素部，其特征是：

包括：

预烘干工序，将含有遮光材料以及树脂的遮光部形成用材料涂敷在所述透明基板上进行加热；

曝光工序，将已加热的所述遮光部形成用材料曝光为形成遮光部的图案状；

显影工序，通过喷淋去除不溶部分的所述遮光部形成用材料，

此外，还包括对所述各工序的条件进行调整而使得满足以下条件的调整工序，该条件如下，即，

预先将已形成的所述遮光部的端边的长度形状变换为具有规定范围内的坐标点的坐标数据，由各坐标点根据最小二乘法算出近似直线的情况下，从各坐标点到近似直线为止的距离设为Xi时的标准偏差

$\mathrm{\σ}(=\sqrt{\frac{1}{n}{\mathrm{\Σ}}_i{X_i}^2})$

(在这里，n是所述坐标数据的所述坐标点的数)为规定值以下，而且，将所述坐标数据用曲线图显示时，将从所述近似直线的距离为规定值以上的峰值的、向上凸的峰值的顶部设为上侧顶部、向下凸的峰值的顶部设为下侧顶部的情况下，邻接的上侧顶部之间的距离以及邻接的下侧顶部之间的距离的平均在规定值以上。

根据本实施方式，通过上述调整工序，可以决定形成遮光部时的各工序的条件，因此可以使制造的滤色器的遮光部的形状成为规定形状。从而，在将已制造的滤色器用于液晶显示装置上时，能够避免由遮光部的端部的锯齿形态而产生漏光、或者在检查像素部的缺陷时检测出疑似缺陷。以下，对各工序进行详细说明。

(调整工序)

首先，对本实施方式的滤色器的制造方法的调整工序进行说明。本实施方式的滤色器的制造方法的调整工序，是在进行滤色器的制造之前，对后述的各工序的条件进行调整而使得满足以下条件，该条件如下，即，将已形成的所述遮光部的端边的长度形状变换为具有规定范围内的坐标点的坐标数据，由各坐标点根据最小二乘法算出近似直线的情况下，从各坐标点到近似直线为止的距离设为Xi时的标准偏差

$\mathrm{\σ}(=\sqrt{\frac{1}{n}{\mathrm{\Σ}}_i{X_i}^2})$

(在这里，n是所述坐标数据的所述坐标点的数)为规定值以下，而且，将所述坐标数据用曲线图显示时，将从所述近似直线的距离为规定值以上的峰值的、向上凸的峰值的顶部设为上侧顶部、向下凸的峰值的顶部设为下侧顶部的情况下，邻接的上侧顶部之间的距离以及邻接的下侧顶部之间的距离的平均在规定值以上。

本工序是按以下方式进行的工序，即，首先根据形成一般的遮光部的条件等进行后述的各工序而形成遮光部，测定遮光部的端边的形状，此后，在将遮光部的端边的形状变换为坐标数据时，以上述各值处于规定范围内的方式调整进行各工序的条件，决定最佳条件。

在本工序中，例如，可以将后述的预烘干工序在几个不同的温度下进行，并将锯齿形态变为最少时的温度确定为预烘干工序的温度，或者可以在后述的曝光工序中，对光掩膜和遮光部形成用材料之间的距离进行变更再曝光，决定锯齿形态变为最少时的位置。另外，例如可以在后述的显影工序中，对喷出显影液的喷淋压力进行调整而决定锯齿形态少时的喷淋压力，或者可通过调整显影时间而决定。另外，在本工序中，以最终形成的遮光部的端边形状在后述的范围内的方式，决定上述各工序的条件。

在这里，在本工序中，上述各条件的决定是，通过在一个滤色器内测定3像素～100像素的各遮光部的端边的在100μm～200μm的范围的形状，并以使被测定的所有遮光部的端边都具有规定形状的方式进行调整。另外，作为在上述各像素内被测定的端边，是通过目视选择其像素内的锯齿形态大的直线状的位置。

另外，在本实施方式中，决定对各工序的条件，使得在被测定的上述范围内的距离、和下述范围内的坐标数据的个数之间的组合中，至少包含一个满足下述标准偏差、邻接的上侧顶部之间的距离、以及邻接的下侧顶部之间的距离在下述范围内。

作为将上述遮光部的端边的形状变换为坐标数据的方法，与上述的方法一样，将规定长度的端边形状变换为具有1000～10000点坐标点的坐标数据。

另外，上述标准偏差通过以下计算获得，即，用由上述方法获得的各坐标点，采用最小二乘法算出近似直线，将各上述坐标点的到上述近似直线为止的距离设为Xi，则可以由下式计算标准偏差

$\mathrm{\σ}(=\sqrt{\frac{1}{n}{\mathrm{\Σ}}_i{X_i}^2})$

在这里，n是所述坐标数据的所述坐标点的数。在本实施方式中，该标准偏差δ优选在0.2以下，更优选在0.1以下。由此，可以使上述遮光部端边的锯齿形态的宽度处于小的状态。

另外，在从上述近似直线的距离为1.0μm以上的峰值中，邻接的上述上侧顶部之间的各距离和邻接的下侧顶部之间的各距离的平均，优选在5.0μm以上、更优选在10μm以上。由此，可以使锯齿形态大的位置整体而言减少。

(预烘干工序)

接着，对本实施方式的预烘干工序进行说明。本实施方式的预烘干工序是在含有遮光材料以及树脂的遮光部形成用材料涂敷在透明基板上并加热的工序，并且是以在上述调整工序中决定的温度进行加热。当预烘干工序中的温度过高的情况下，在后述的显影工序中，很难去除不溶部分的遮光部形成用材料，因此很容易出现锯齿形态，而如果本工序中的温度过低，则在后述的曝光工序中的硬化将不充分，导致连目标区域的遮光部形成用材料都在显影工序中被去除，同样很容易出现锯齿形态。

上述的遮光部形成用材料的涂敷，可以采用一般的涂敷方法，例如可以采用旋涂法、模涂法、缝涂法、喷涂法、浸涂法，或者还可以采用对预先在薄膜基材上形成的遮光部形成用材料利用热、光、加压等能量而将其转印到上述透明基板上的方法等。另外，上述加热方法也是只要是能将遮光部形成用材料加热至规定温度的加热方法，就没有特别限定，例如可以使用加热板或者烤箱等。另外，关于加热时间，也优选采用在上述调整工序中适当选择的时间。其中，本工序在进行上述加热之前，还可以具有对上述遮光部形成用材料进行真空干燥的工序。

在这里，本工序中使用的透明基板或者遮光部形成用材料等，可以使用与上述的“A.滤色器”中相同的对象，因此这里省略其说明。

(曝光工序)

接着，对本实施方式的曝光工序进行说明。本实施方式的曝光工序是，将由上述预烘干工序被加热的遮光部形成用材料，利用例如光掩膜等而曝光成形成遮光部的图案状的工序，且该工序是对于由上述调整工序决定的光掩膜的配置位置等进行曝光。

当光掩膜和遮光部形成用材料之间的配置距离不适当的情况下，照射的光形成衍射，图案变得模糊，从而导致容易产生锯齿形态。

其中，本工序的曝光，只要是能对上述遮光部形成用材料进行硬化的方法就没有特别限定，可以使用一般曝光工序中使用的装置等。

(显影工序)

接着，对本实施方式的显影工序进行说明。本实施方式的显影工序是，通过喷淋去除由上述曝光工序硬化的部分以外的不溶部分，将遮光部形成为目标形状的工序，且是在由上述调整工序中决定的喷淋压以及显影时间条件下进行。

当喷淋压过高或者显影时间过长时，目标区域以上的遮光部形成用材料被去除，容易产生锯齿形态，而当显影时间过短等时，无法完全去除不溶部分，同样也容易产生锯齿形态。

本工序中使用的喷淋，只要是能以目标压力喷出显影液就没有特别限定，可以使用一般显影工序中使用的方式。另外，本工序中使用的显影液，可以与遮光部形成用材料的种类等对应着适当选择。

另外，在本实施方式中，在结束通过上述喷淋进行的显影工序后，还可以具有促进遮光部形成用材料的硬化的后烘干工序等。

(其他)

此外，在本实施方式中，除了上述的调整工序、预烘干工序、曝光工序、显影工序之外，还可以具有在遮光部的开口部形成像素部的像素部形成工序等。由于这样的像素部形成工序等可以采用在一般的滤色器的制造方法中采用的相同的方法，因此这些省略详细说明。

另外，本发明并不被上述实施方式所限定。上述实施方式仅有例示作用，即，只要具有与本发明的技术思想实质上相同的构成且发挥同样的作用效果，则都包含在本发明的技术范围之内。

(实施例)

以下通过实施例以及比较例，更具体说明本发明。

(实施例1)

作为基板，准备了厚度0.7mm的玻璃基板(コ一ニング社制1737玻璃)。将该基板通过规定方法清洗后，在基板的单侧整个面涂敷具有下述组成的遮光部形成用组合物，并干燥后在加热板上加热至90℃(预烘干)。此后，以规定的光掩膜和遮光部形成用组合物之间的间隙成150μm的方式配置光掩膜，以50mJ/cm²的曝光量进行曝光。此后，以2.5kgf的显影压进行显影后，进行烧成而形成遮光部。

(遮光部形成用组合物)

·碳黑                            61重量部

·感光性树脂组合物                39重量部

·乙酸甲氧基丁酯                  300重量部

上述感光性树脂组合物具有下述组成。这对于以下实施例中使用的感光性树脂组合物也一样。

(感光性树脂组合物)

·丙烯酸树脂                                  32重量部

·二季戊四醇六丙烯酸酯                        42重量部

·ェピコ一ト180S70(三菱油化シェル(株)社制)    18重量部

·Irg.907(チバスペシヤリテイケミカルズ(株)社制)     8重量部

接着，将形成的遮光部的端边200μm的范围作为了10000点的坐标数据。此后，由各坐标点根据最小二乘法算出近似直线，再将从各坐标点到近似直线为止的距离设为Xi时，求出了标准偏差

$\mathrm{\σ}(=\sqrt{\frac{1}{n}{\mathrm{\Σ}}_i{X_i}^2})$

，此外，测定距离近似直线的距离为1.0μm以上的上侧顶部间的距离的平均。这些结果表示在表1中。

此外，调整具有下述组成的红色图案、绿色图案、蓝色图案用的各涂敷液，按照公知的颜料分散法，用它们分别在象素区域中形成红色图案、绿色图案、以及蓝色图案(各厚度是1.7μm)，将此作为滤色器。

(红色图案用涂敷液的组成)

·PR254分散液                           33重量部

·感光性树脂组合物                      67重量部

·丙二醇一甲基醚乙酸酯                  400重量部

(绿色图案用涂敷液的组成)

·PG36/PY150分散液                      34重量部

·感光性树脂组合物                      66重量部

·丙二醇一甲基醚乙酸酯                  400重量部

(蓝色图案用涂敷液的组成)

·PB15:6/PV23分散液                     17重量部

·感光性树脂组合物                      83重量部

·丙二醇一甲基乙酸酯                    400重量部

(比较例1)

除了将预烘干温度设为80℃以外，其他与实施例1相同。

(比较例2)

除了将预烘干温度设为70℃以外，其他与实施例1相同。

(比较例3)

除了将曝光量设为30mJ/cm²以外，其他与实施例1相同。

(比较例4)

除了将曝光量设为100mJ/cm²以外，其他与实施例1相同。

(实施例2)

除了将曝光时的光掩膜的间隙设为100μm以外，其他与实施例1相同。

(比较例5)

除了将曝光时的光掩膜的间隙设为250μm以外，其他与实施例1相同。

(实施例3)

除了将显影时的显影压设为1.0kgf以外，其他与实施例1相同。

(比较例6)

除了将显影时的显影压设为5.0kgf以外，其他与实施例1相同。

                                    表1

	预烘干温度	曝光量	曝光间隙	显影压力	δ	从平均值相隔规定值以上的邻接的上侧顶部	判定
								实施例1	90℃	50mJ/cm2	150μm	2.5kgf	0.18	5.4μm	○
实施例2	90℃	50mJ/cm2	100μm	2.5kgf	0.11	5.8μm	○
								实施例3	90℃	50mJ/cm2	150μm	1.0kgf	0.15	5.5μm	○
比较例1	80℃	50mJ/cm2	150μm	2.5kgf	0.34	5.5μm	×
								比较例2	70℃	50mJ/cm2	150μm	2.5kgf	0.42	0.9μm	×
比较例3	90℃	30mJ/cm2	150μm	2.5kgf	0.45	6.3μm	×
								比较例4	90℃	100mJ/cm2	150μm	2.5kgf	0.15	0.8μm	×
比较例5	90℃	50mJ/cm2	250μm	2.5kgf	0.26	5.1μm	×
								比较例6	90℃	50mJ/cm2	150μm	2.5kgf	0.58	0.8μm	×

作为上述的判定基准，使用在上述滤色器上形成外涂层以及光隔离件的对象，制作IPS方式的液晶显示器，并使该液晶显示器以全面黑色显示，观察从正面或者横方向观看时的光遗漏产生情况，当生成时标记为×，当未生成时标记为○。

Claims (4)

1.一种滤色器，具备透明基板、在所述透明基板上形成且至少含有遮光材料以及树脂的遮光部、以及在所述透明基板上的所述遮光部的开口部形成的像素部，其特征是：

将所述遮光部的端边的长度100μm～200μm范围内的形状变换为具有1000点～10000点范围内的坐标点的坐标数据，由各所述坐标点根据最小二乘法算出近似直线时，从各所述坐标点到所述近似直线的距离设为Xi时的标准偏差为0.2以下，

$\mathrm{\σ}(=\sqrt{\frac{1}{n}{\mathrm{\Σ}}_i{X_i}^2})$

在这里，n是所述坐标数据的所述坐标点的数，

而且，将所述坐标数据用曲线图显示时，将从所述近似直线的距离为1.0μm以上的峰值的、向上凸的峰值的顶部设为上侧顶部、同下凸的峰值的顶部设为下侧顶部的情况下，邻接的上侧顶部之间的距离以及邻接的下侧顶部之间的距离的平均值是5.0μm以上。

2.一种液晶显示装置，其使用如权利要求1所述的滤色器。

3.一种滤色器的制造方法，该滤色器具备透明基板、在所述透明基板上形成且至少含有遮光材料以及树脂的遮光部、以及在所述透明基板上的所述遮光部的开口部形成的像素部，其特征是：

包括选定满足以下条件的滤色器的选定工序，该条件如下，即，

将所述遮光部的端边的长度100μm～200μm范围内的形状变换为具有1000点～10000点范围内的坐标点的坐标数据，由各所述坐标点根据最小二乘法算出近似直线时，从各所述坐标点到所述近似直线的距离设为Xi时的标准偏差为0.2以下，

$\mathrm{\σ}(=\sqrt{\frac{1}{n}{\mathrm{\Σ}}_i{X_i}^2})$

在这里，n是所述坐标数据的所述坐标点的数，

而且，将所述坐标数据用曲线图显示时，将从所述近似直线的距离为1.0μm以上的峰值的、向上凸的峰值的顶部设为上侧顶部、向下凸的峰值的顶部设为下侧顶部的情况下，邻接的上侧顶部之间的距离以及邻接的下侧顶部之间的距离的平均值是5.0μm以上。

4.一种滤色器的制造方法，该滤色器具备透明基板、在所述透明基板上形成且至少含有遮光材料以及树脂的遮光部、以及在所述透明基板上的所述遮光部的开口部形成的像素部，其特征是，包括：

预烘干工序，将含有遮光材料以及树脂的遮光部形成用材料涂敷在所述透明基板上进行加热；

曝光工序，将已加热的所述遮光部形成用材料曝光为形成遮光部的图案状；

显影工序，通过喷淋去除不溶部分的所述遮光部形成用材料，

此外，还包括对所述各工序的条件进行调整而使得满足以下条件的调整工序，该条件如下，即，

预先将已形成的所述遮光部的端边的长度100μm～200μm范围内的形状变换为具有1000点～10000点范围内的坐标点的坐标数据，由各坐标点根据最小二乘法算出近似直线时，从各所述坐标点到所述近似直线的距离设为Xi时的标准偏差为0.2以下，

$\mathrm{\σ}(=\sqrt{\frac{1}{n}{\mathrm{\Σ}}_i{X_i}^2})$

在这里，n是所述坐标数据的所述坐标点的数，

而且，将所述坐标数据用曲线图显示时，将从所述近似直线的距离为1.0μm以上的峰值的、向上凸的峰值的顶部设为上侧顶部、向下凸的峰值的顶部设为下侧顶部的情况下，邻接的上侧顶部之间的距离以及邻接的下侧顶部之间的距离的平均值是5.0μm以上。

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