JP2001074926A

JP2001074926A - カラーフィルタ

Info

Publication number: JP2001074926A
Application number: JP25050199A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Nishimura; 和也西村
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-09-03
Filing date: 1999-09-03
Publication date: 2001-03-23

Abstract

(57)【要約】【課題】着色層の欠陥部分が及ぼす悪影響を低減で
き、かつ工程を追加することなく形成することができる
カラーフィルタを提供することである。【解決手段】透明基板１上に形成されるカラーフィル
タ１４は、赤色画素５、青色画素７および緑色画素８を
含んで構成される。赤色画素５は、マゼンタの着色層３
ａとイエローの着色層４ｂとが重ねられ形成され、青色
画素７は、マゼンタの着色層３ｂとシアンの着色層６ｂ
とが重ねられ形成され、緑色画素８は、シアンの着色層
６ａとイエローの着色層４ａとが重ねられ形成される。
隣合う画素間には、そこからの光漏れを防ぐために遮光
層２が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置など
に用いられるカラーフィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーフィルタは、主に、液晶表示装
置、プラズマディスプレイ、および陰極線管（略称ＣＲ
Ｔ：Cathode Ray Tube）表示装置などの画像表示装置の
カラー表示、ならびに電荷結合素子（略称ＣＣＤ：Char
ge Coupled Device）カメラなどの画像入力装置の色分
解入力を実現するために用いられる。カラーフィルタ
は、赤、青、緑の３原色に対応する赤色画素、青色画素
および緑色画素を含んで構成され、隣合う画素と画素と
の隙間には、隙間からの不要な光の漏れを防ぐために、
遮光層が形成されることが多い。以下、従来技術につい
て、アクティブマトリクス型の液晶表示装置に形成され
るカラーフィルタを例に説明する。

【０００３】一対の基板を有するアクティブマトリクス
型の液晶表示装置は、カラーフィルタが形成される一方
の基板と、他方の基板とが、液晶を介して、一定の基板
間隔を保って貼り合わされ構成される。一方の基板は、
透明基板上に、遮光層、カラーフィルタ、対向電極およ
び配向膜をこの順に積層して構成される。他方の基板
は、透明基板上に、薄膜トランジスタ素子、ゲート配線
およびソース配線などを含む回路形成層、絶縁層、絵素
電極ならびに配向膜をこの順に積層して構成される。前
記液晶表示装置は、非発光表示装置であるので、たとえ
ばバックライトが発する白色光を受け、画像を表示す
る。

【０００４】図６は、液晶表示装置に形成される従来の
カラーフィルタ１６の構成を説明するための断面図であ
る。透明基板２１上に形成されるカラーフィルタ１６
は、赤色画素２７、青色画素２８および緑色画素２９を
含んで構成される。

【０００５】赤色画素２７は、透明基板２１上に形成さ
れる赤色着色層２３から成り、青色画素２８は、透明基
板２１上に形成される青色着色層２４から成り、緑色画
素２９は、透明基板２１上に形成される緑色着色層２５
から成る。各着色層２３，２４，２５は、各色の顔料が
分散された樹脂から成る。また、隣合う画素と画素との
間には、隙間があるので、隙間からの不要な光の漏れを
防ぎ、液晶表示装置の表示コントラストを向上させるた
めに、Ｃｒなどの金属薄膜から成る遮光層２２がこの画
素間の隙間に形成される。

【０００６】図７は、液晶表示装置に形成される従来の
他のカラーフィルタ１７の構成を説明するための断面図
である。カラーフィルタ１７は、赤色画素２７、青色画
素２８、緑色画素２９および遮光層２６を含んで構成さ
れる。

【０００７】遮光層２６は、透明基板２１上に形成され
る赤色着色層２３ａと，その赤色着色層２３ａ上に形成
される青色着色層２４ａと、その青色着色層２４ａ上に
形成される緑色着色層２５ａとから成る。また赤色画素
２７は透明基板２１上に形成される赤色着色層２３から
成り、青色画素２８は透明基板２１上に形成される青色
着色層２４から成り、緑色画素２９は透明基板２１上に
形成される緑色着色層２５から成る。

【０００８】遮光層２６の１層目である赤色着色層２３
ａは、隣合う画素間に形成される。したがって、遮光層
２６の２層目である青色着色層２４ａおよび３層目であ
る緑色着色層２５ａが各画素２７，２８，２９の表面か
ら突出し、カラーフィルタ１７に段差が生じる。

【０００９】各着色層２３〜２５，２３ａ〜２５ａは、
各色の顔料が分散された樹脂から成る。赤色着色層２３
ａ、青色着色層２４ａおよび緑色着色層２５ａを積重ね
形成される遮光層２６は、図６に示す金属薄膜から成る
遮光層２２と同様に充分な遮光性が得られるので、隣合
う画素間から不要な光が漏れることを防ぎ、液晶表示装
置の表示コントラストを向上させることができる。な
お、遮光層２６を形成する工程と各画素２７，２８，２
９を形成する工程とは、同時に行うことが可能である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来のカラーフィルタ
は、カラーフィルタ１６およびカラーフィルタ１７のよ
うに、１色の画素が１層の着色層から形成される。カラ
ーフィルタ１６，１７を構成する各着色層２３，２４，
２５は、形成される面の異物の付着などが原因で、厚み
方向に貫通する欠陥が生じる場合がある。カラーフィル
タ１６，１７を具備する液晶表示装置では、着色層２
３，２４，２５に、厚み方向に貫通する欠陥ができた場
合、その欠陥部分を透過した光が示す表示の色が、バッ
クライトが発する白色を示し非常に目立つ。したがっ
て、カラーフィルタ１６，１７では、着色層２３，２
４，２５の欠陥が、前記液晶表示装置の表示に大きく影
響し、表示品位が大幅に低下する原因となる。

【００１１】また、特開平３−５５５０３号公報などに
開示されている従来技術では、カラーフィルタ１７のよ
うに、遮光層２６が、赤色着色層２３ａ、青色着色層２
４ａおよび緑色着色層２５ａを積重ねることによって形
成される。

【００１２】カラーフィルタ１７では、遮光層２６が３
つの着色層２３ａ〜２５ａを積重ねて形成されるので、
遮光層２６の膜厚が各画素２７〜２９の膜厚の約３倍の
膜厚となり、カラーフィルタ１７に着色層２層分の膜厚
に相当する大きな段差が生じる。

【００１３】液晶表示装置では、一対の基板間に充填さ
れる液晶に電圧をかけて、液晶分子を配向させ、液晶の
透過率を変え画像を表示する。しかし、大きな段差を有
するカラーフィルタ１７を具備する液晶表示装置では、
液晶が充填される基板間隔を一定に保つことが困難とな
る。このため、前記液晶表示装置では、基板間隔の均一
性が低くなり、液晶に均一に電圧がかからず、電圧印加
時の液晶の配向にむらができる。したがって、前記液晶
表示装置では、カラーフィルタ１７の段差が原因で、液
晶の透過率が局部的に変わり、表示に色むらなどが発生
し、表示品位が低下する。

【００１４】また、液晶表示装置のカラーフィルタ１７
が形成される基板は、透明基板２１上にカラーフィルタ
１７が形成され、その上に対向電極および配向膜がこの
順に積層され構成される。前記配向膜は、対向電極上に
液晶配向材料層を重ね、布などを用いて表面をこするラ
ビング処理と呼ばれる処理を行い形成される。大きな段
差を有するカラーフィルタ１７が形成される基板では、
配向膜の表面に段差ができ、配向膜のラビング処理が行
えない大きな領域が生じ、ラビング処理にむらができ
る。したがって、カラーフィルタ１７を具備する液晶表
示装置は、配向膜が均一にラビング処理されないので、
液晶が均一に配向せず、表示のコントラスト低下などを
生じ、表示品位が低下する。上記のことは、特開平３−
５５５０３号公報においても同様である。

【００１５】また、着色層を重ねて遮光層が形成される
カラーフィルタについての他の従来技術が、特開平９−
１５２５０６号公報に開示されている。この従来技術に
よるカラーフィルタは、遮光層部分の着色層がレーザ光
によって削られ薄く形成されるので、段差がなくなり、
平坦に形成される。しかし、前記従来技術では、平坦な
カラーフィルタを得るために、遮光層部分の着色層にレ
ーザ光を照射する工程を追加しなくてはならない。ま
た、前記従来技術では、レーザ光の照射によって着色層
を削るので、所定の位置にレーザ光を照射する装置が新
たに必要になり、加えてレーザ光の微妙な調整が必要で
ある。

【００１６】さらに他の従来技術が、特開平９−９６８
０８号公報および特開平８−１２２７６３号公報に開示
されている。これらの従来技術では、黒色樹脂から成る
遮光層およびカラーフィルタが形成される基板を、透明
樹脂を用いて平坦化している。これらの従来技術では、
前記基板を平坦化することができるが、透明樹脂を形成
する工程を追加しなくてはならない。

【００１７】さらに、上記、特開平３−５５５０３号公
報、特開平９−９６８０８号公報、特開平８−１２２７
６３号公報および特開平９−１５２５０６号公報に開示
されている従来技術によるカラーフィルタでは、カラー
フィルタ１６，１７と同様に、１色の画素が１層の着色
層によって形成される。このようなカラーフィルタを具
備する液晶表示装置では、着色層の欠陥が、表示に大き
く影響し、表示品位が大幅に低下する原因となる。

【００１８】本発明の目的は、着色層の欠陥部分が及ぼ
す悪影響を低減でき、かつ工程を追加することなく形成
することができるカラーフィルタを提供することであ
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に、少
なくとも赤、緑、青の着色画素を有するカラーフィルタ
において、赤色画素はマゼンタの着色層とイエローの着
色層とを重ねることによって形成され、緑色画素はイエ
ローの着色層とシアンの着色層とを重ねることによって
形成され、青色画素はシアンの着色層とマゼンタの着色
層とを重ねることによって形成されることを特徴とする
カラーフィルタである。

【００２０】本発明に従えば、カラーフィルタを構成す
る赤、青および緑の画素が、それぞれ２層の着色層を重
ねて形成される。フィルタなどの重ね合わせによる混色
では、マゼンタとイエローとを重ねることによって赤色
が得られ、シアンとイエローとを重ねることによって緑
色が得られ、マゼンタとシアンとを重ねることによって
青色が得られる色の減法が適用される。このため、上記
のように、マゼンタの着色層、シアンの着色層およびイ
エローの着色層から、赤色画素、青色画素および緑色画
素を構成することができる。

【００２１】赤色画素、青色画素および緑色画素を含ん
で構成されるカラーフィルタは、たとえば液晶表示装置
に、カラー表示を実現することを目的として形成され
る。液晶表示装置は、非発光表示装置であるので、バッ
クライトが発する白色光を受け、画像を表示する。

【００２２】カラーフィルタを構成する着色層は、形成
される面の異物の付着などが原因で、厚み方向に貫通す
る欠陥が生じる場合がある。本発明によるカラーフィル
タを具備する液晶表示装置では、画素を構成する一方の
着色層に、厚み方向に貫通する欠陥ができた場合でも、
欠陥部分を透過する光が、前記画素を構成する他方の着
色層を透過するので、着色層の欠陥部分を透過した光が
示す表示の色がバックライトが発する白色にならず、欠
陥が目立ちにくい。したがって、前記カラーフィルタ
は、着色層の欠陥部分によって生じる液晶表示装置の表
示品位の低下を抑制できる。

【００２３】また、前記カラーフィルタは、マゼンタ、
シアンおよびイエローの３色の着色層を形成する工程で
形成される。なお、前記カラーフィルタは、液晶表示装
置以外の画像表示装置、または画像入力装置に用いられ
ても、液晶表示装置に形成される場合と同様に、着色層
の欠陥部分が及ぼすこれらの装置への悪影響を低減する
ことができる。

【００２４】また本発明は、前記赤色画素は、基板上に
形成されるマゼンタの着色層と、このマゼンタの着色層
の上に形成されるイエローの着色層とから成り、前記緑
色画素は、基板上に形成されるシアンの着色層と、この
シアンの着色層の上に形成されるイエローの着色層とか
ら成り、前記青色画素は、基板上に形成されるマゼンタ
の着色層と、このマゼンタの着色層の上に形成されるシ
アンの着色層とから成ることを特徴とする。

【００２５】本発明に従えば、基板上に形成される着色
層およびその上に形成される着色層が、各画素毎に上記
のように定められる。これにより、各着色層の形成順序
がマゼンタの着色層、シアンの着色層およびイエローの
着色層の順に限定されることがわかる。

【００２６】本発明によるカラーフィルタは、たとえば
液晶表示装置に形成される。一対の基板を有する液晶表
示装置は、透明基板上にカラーフィルタが形成され、そ
の上に対向電極および配向膜が積層され形成される一方
の基板と、他方の基板とが、液晶を介して一定の基板間
隔をあけて貼り合わされ構成されることが多い。

【００２７】本発明によるカラーフィルタを構成する各
着色層は、形成する順番が後になるほど、形成される面
に異物が付着するなどの形成時における欠陥を生じる要
因が増える。さらに形成後は、透明基板上の１層目の着
色層よりも、その上に形成される２層目の着色層のほう
が、カラーフィルタ形成後に行われる電極形成時の熱処
理および配向膜形成時の配向処理などの影響を受けやす
い。したがって各着色層は、形成する工程が後になるほ
ど、欠陥を生じやすくなるので、欠陥の目立つ着色層か
ら形成することが好ましい。

【００２８】マゼンタの着色層、シアンの着色層、およ
びイエローの着色層は、その色のＹ値が低いものほど暗
く、欠陥が目立つ。Ｙ値は、色が人間の目に入ったとき
に色の感覚を引き起こす色刺激明度を示す心理物理量で
ある。シアン、マゼンタ、イエローの３色のＹ値は、マ
ゼンタが最も低く、続いてシアン、最も高いのがイエロ
ーである。

【００２９】このため、欠陥が表示に影響しやすいもの
から、マゼンタの着色層、シアンの着色層、イエローの
着色層の順である。本発明によるカラーフィルタはこの
順に各着色層が形成される。したがって、前記カラーフ
ィルタを具備する液晶表示装置は、欠陥が表示に影響し
やすい着色層から順に形成されるので、表示に悪影響を
及ぼしやすい、着色層の欠陥を低減でき、着色層の欠陥
による表示品位の低下を抑制できる。

【００３０】形成する工程が後になるほど、カラーフィ
ルタを構成する着色層が欠陥を生じやすくなるというこ
とは、液晶表示装置に限らず、その他の画像表示装置お
よび画像入力装置においても同様である。したがって、
本発明のように、欠陥部分がカラー表示または色分解入
力に影響を及ぼしやすい着色層から順に形成されるカラ
ーフィルタは、悪影響を及ぼしやすい、着色層の欠陥を
低減でき、着色層の欠陥が及ぼす悪影響を抑制できる。

【００３１】また本発明は、前記各着色画素の間には、
マゼンタの着色層、シアンの着色層およびイエローの着
色層を積重ねることによって形成される遮光層が設けら
れることを特徴とする。

【００３２】本発明に従えば、画素間の遮光層は、マゼ
ンタの着色層、シアンの着色層およびイエローの着色層
を積重ねて形成される。また、赤色画素は、マゼンタの
着色層とイエローの着色層とから成り、青色画素は、マ
ゼンタの着色層とシアンの着色層とから成り、緑色画素
は、シアンの着色層とイエローの着色層とから成る。遮
光層を構成する１層目および２層目の着色層は、隣合う
画素間の隙間に形成される。したがって、遮光層を構成
する３層目の着色層は、各画素の表面から突出するよう
に形成される。

【００３３】マゼンタの着色層、シアンの着色層および
イエローの着色層を積重ねることによって形成される前
記遮光層は、金属薄膜などから成る遮光層と同様に充分
な遮光性が得られるので、隣合う画素間の隙間からの光
漏れを防ぐことができる。また、本発明によるカラーフ
ィルタでは、画素を形成する工程と遮光層を形成する工
程とを、同時に行うことが可能である。

【００３４】図７に示すカラーフィルタ１７および特開
平３−５５５０３号公報に開示されている従来技術によ
るカラーフィルタは、遮光層が、赤色着色層、青色着色
層および緑色着色層を重ねることによって形成され、赤
色画素が赤色着色層から形成され、青色画素が青色着色
層から形成され、緑色画素が緑色着色層から形成され構
成される。したがって、これらのカラーフィルタでは、
遮光層と各画素との段差が、着色層２層分の膜厚に相当
する。

【００３５】しかし、本発明によるカラーフィルタで
は、遮光層が３層の着色層から成り、各画素が２層の着
色層から成るので、遮光層と各画素との段差が、着色層
１層分の膜厚に相当する。また、前記カラーフィルタで
は、着色層を２層重ねることによって１色の画素が形成
されるので、各着色層の１層当たりの膜厚を薄くして
も、画素に要求される光学特性を得ることができる。し
たがって、前記カラーフィルタの遮光層と各画素との段
差は、図７に示すカラーフィルタ１７および特開平３−
５５５０３号公報に開示されている従来技術によるカラ
ーフィルタに比べて、小さくすることができる。

【００３６】本発明によるカラーフィルタは、たとえば
液晶表示装置に形成される。液晶表示装置は、一対の基
板間に充填される液晶に電圧を加えて、液晶分子を配向
させ、画像を表示する。段差の小さいカラーフィルタが
形成される液晶表示装置は、基板間隔の均一性が高くな
るので、液晶に均一に電圧がかかり、電圧印加時の液晶
の配向むらを解消でき、表示の色むらを防止できる。し
たがって、本発明によるカラーフィルタを具備する液晶
表示装置は、表示の色むらを防ぐことができ、表示品位
を向上することができる。

【００３７】また、液晶表示装置のカラーフィルタが形
成される一方の基板は、透明基板上にカラーフィルタが
形成され、その上に対向電極および配向膜が積層され構
成される。前記配向膜は、対向電極上に液晶配向材料を
重ね、布などを用いて表面をこするラビング処理と呼ば
れる処理を行い形成される。段差の小さいカラーフィル
タが形成される前記基板では、前記配向膜の段差が小さ
くなるので、配向膜のラビング処理が行いやすくなり、
配向膜が均一に処理される。したがって、本発明による
カラーフィルタを具備する液晶表示装置では、配向膜が
均一に処理されるので、液晶が均一に配向し、表示コン
トラストの低下などを防止でき、表示品位を向上するこ
とができる。

【００３８】液晶表示装置に限らず、その他の画像表示
装置および画像入力装置においても、カラーフィルタの
平坦性は重要である。本発明によるカラーフィルタを具
備するこれらの装置では、カラーフィルタの段差によっ
て生じるカラー表示または色分解入力の不都合を低減す
ることができる。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、本発明実施の形態につい
て、液晶表示装置に形成されるカラーフィルタを例に説
明する。図１は、本発明の実施の一形態のカラーフィル
タ１４の構成を説明するための断面図である。カラーフ
ィルタ１４は、赤色画素５、青色画素７および緑色画素
８を含んで構成される。

【００４０】赤色画素５は、透明基板１上に形成される
マゼンタの着色層３ａと、マゼンタの着色層３ａ上に形
成されるイエローの着色層４ｂとから成り、青色画素７
は、透明基板１上に形成されるマゼンタの着色層３ｂ
と、マゼンタの着色層３ｂ上に形成されるシアンの着色
層６ｂとから成り、緑色画素８は、透明基板１上に形成
されるシアンの着色層６ａと、シアンの着色層６ａ上に
形成されるイエローの着色層４ａとから成る。フィルタ
などの重ね合わせによる混色では、マゼンタとイエロー
とを重ねることによって赤色が得られ、シアンとイエロ
ーとを重ねることによって緑色が得られ、マゼンタとシ
アンとを重ねることによって青色が得られる色の減法が
適用される。このため、上記のように、マゼンタの着色
層３ａ，３ｂ、シアンの着色層６ａ，６ｂおよびイエロ
ーの着色層４ａ，４ｂから、赤色画素５、青色画素７お
よび緑色画素８が構成される。

【００４１】カラーフィルタ１４は、たとえばアクティ
ブマトリクス型の液晶表示装置内に形成され、前記装置
のカラー表示を実現している。次に、アクティブマトリ
クス型の液晶表示装置について簡単に説明する。一対の
基板を含むアクティブマトリクス型の液晶表示装置は、
カラーフィルタ１４が形成される一方の基板と、他方の
基板とが、液晶を介して、一定の基板間隔を保って貼り
合わされ構成される。一方の基板は、透明基板１の一表
面１ａ上に、遮光層２、カラーフィルタ１４、対向電極
および配向膜をこの順に積層して構成される。他方の基
板は、透明基板上に、薄膜トランジスタ素子、ゲート配
線およびソース配線などを含む回路形成層、絶縁層、絵
素電極ならびに配向膜をこの順に積層して構成される。
前記液晶表示装置は、非発光表示装置であるので、バッ
クライトが発する白色光を受け、画像を表示する。

【００４２】カラーフィルタ１４を構成する各着色層３
ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ，６ａ，６ｂは、たとえば顔料が
分散されたアクリル系の感光性樹脂から成る。隣合う画
素間には隙間があるので、隙間からの不要な光の漏れを
防ぎ、液晶表示装置の表示コントラストを向上させるた
めに、Ｃｒなどの金属薄膜から成る遮光層２がこの画素
間に形成される。

【００４３】また、カラーフィルタ１４を構成する各着
色層３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ，６ａ，６ｂは、形成され
る面の異物の付着などが原因で、厚み方向に貫通する欠
陥が生じる場合がある。カラーフィルタ１４を具備する
液晶表示装置では、画素を構成する一方の着色層に、厚
み方向に貫通する欠陥ができた場合でも、欠陥部分を透
過する光が、その画素を構成する他方の着色層を透過す
るので、着色層の欠陥部分を透過する光が示す表示の色
がバックライトが発する白色にならず、欠陥が目立ちに
くい。したがって、カラーフィルタ１４は、着色層の欠
陥によって生じる前記液晶表示装置の表示品位の低下を
抑制できる。次にカラーフィルタ１４の製造手順につい
て説明する。

【００４４】図２はカラーフィルタ１４が形成される基
板の製造手順の一部を示す工程図である。まず工程ａ１
では、透明基板１を用意する。工程ａ２では、透明基板
１の一表面１ａに、Ｃｒなどの金属を用いて所望のパタ
ーンに遮光層２を形成する。工程ａ３では、マゼンタの
着色層３ａ，３ｂを形成し、工程ａ４では、シアンの着
色層６ａ，６ｂを形成し、工程ａ５では、イエローの着
色層４ａ，４ｂを形成する。工程ａ３〜工程ａ５によっ
てカラーフィルタ１４は形成される。カラーフィルタ１
４を構成する各着色層３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ，６ａ，
６ｂは、顔料が分散された着色樹脂を塗布し、フォトリ
ソグラフィー法によってパターニングする分散法によっ
て形成される。次に分散法について説明する。

【００４５】図３は、マゼンタの着色層３ａ，３ｂを形
成する分散法を説明するための断面図である。まず、図
３（ａ）に示すように前記工程ａ２において遮光層２が
形成された透明基板１を用意する。

【００４６】次に図３（ｂ）に示すように、遮光層２が
形成された透明基板１の一表面１ａに、たとえば紫外線
によって硬化するアクリル系の感光性樹脂にマゼンタの
顔料が分散されたマゼンタの感光性樹脂を、スピンコー
ト法などによって塗布しマゼンタの樹脂膜９を形成す
る。

【００４７】さらに図３（ｃ）に示すように、透明シー
ト１０上にパターニングされたマスク部１１を備えるマ
スク版１２を、マゼンタの樹脂膜９の表面９ａの上方に
配置する。マスク版１２は、図１に示す赤色画素５の１
層目であるマゼンタの着色層３ａおよび青色画素７の１
層目であるマゼンタの着色層３ｂと成るマゼンタの樹脂
膜９の部分に、紫外線が照射するようにパターニングさ
れたマスク部１１を有し、マゼンタの樹脂膜９の表面９
ａの上方で位置を合わせて配置される。

【００４８】次にマスク版１２の上方から紫外線を照射
し露光する。露光によってマゼンタの着色層３ａ，３ｂ
と成る部分が硬化したマゼンタの樹脂膜９を現像し、図
３（ｄ）に示すようにマゼンタの着色層３ａ，３ｂを形
成する。

【００４９】カラーフィルタ１４では、マゼンタの着色
層３ａ，３ｂと同様にして、シアンの感光性樹脂から、
緑色画素８の１層目であるシアンの着色層６ａおよび青
色画素７の２層目であるシアンの着色層６ｂを形成し、
イエローの感光性樹脂から、赤色画素５の２層目である
イエローの着色層４ｂおよび緑色画素８の２層目である
イエローの着色層４ａを形成する。

【００５０】以上のようにマゼンタの着色層３ａ，３
ｂ、シアンの着色層６ａ，６ｂおよびイエローの着色層
４ａ，４ｂを形成することによって、２色の着色層が積
み重ねられ形成される３色の画素５，７，８を形成する
ことができる。なお、各着色層３ａ，３ｂ，４ａ，４
ｂ，６ａ，６ｂを形成する方法は上記の分散法に限ら
ず、たとえば染色法でもよい。

【００５１】また、マゼンタの着色層３ａ，３ｂ、シア
ンの着色層６ａ，６ｂ、イエローの着色層４ａ，４ｂの
形成順序は上記に限られるものではないが、各着色層３
ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ，６ａ，６ｂは、形成する順番が
後に成るほど、形成される面に異物が付着するなどの形
成時における欠陥を生じる要因が増える。さらに、透明
基板１の一表面１ａ上の１層目の着色層３ａ，３ｂ，６
ａよりも、その上に形成される２層目の着色層４ａ，４
ｂ，６ｂのほうが、カラーフィルタ１４形成後に行われ
る電極形成時の熱処理および配向膜形成時の配向処理な
どの影響を受けやすい。したがって着色層３ａ，３ｂ，
４ａ，４ｂ，６ａ，６ｂは、形成する工程が後になるほ
ど、欠陥を生じやすくなるので、欠陥の目立つ着色層か
ら形成することが好ましい。

【００５２】マゼンタの着色層３ａ，３ｂ、シアンの着
色層６ａ，６ｂ、およびイエローの着色層４ａ，４ｂ
は、その色のＹ値が低いものほど暗く、欠陥が目立つ。
Ｙ値は、色が人間の目に入ったときに色の感覚を引き起
こす色刺激明度を示す心理物理量である。シアン、マゼ
ンタ、イエローの３色のＹ値は、マゼンタが最も低く、
続いてシアン、最も高いのがイエローである。

【００５３】したがって、欠陥が表示に影響しやすいも
のから、マゼンタの着色層３ａ，３ｂ、シアンの着色層
６ａ，６ｂ、イエローの着色層４ａ，４ｂの順である。
この順に形成されるカラーフィルタ１４を具備する液晶
表示装置は、欠陥が表示に影響しやすい着色層から順に
形成されるので、表示に悪影響を及ぼしやすい、着色層
の欠陥を低減でき、着色層の欠陥によって生じる表示品
位の低下を抑制できる。

【００５４】図４は本発明の実施の他の形態であるカラ
ーフィルタ１５の構成を説明するための断面図である。
カラーフィルタ１５は、赤色画素５、青色画素７、緑色
画素８および遮光層１３を含んで構成される。カラーフ
ィルタ１５は、液晶表示装置の透明基板１上に形成され
る。

【００５５】遮光層１３は、透明基板１上に形成される
マゼンタの着色層３ｃと、そのマゼンタの着色層３ｃの
上に形成されるシアンの着色層６ｃと、そのシアンの着
色層６ｃの上に形成されるイエローの着色層４ｃとから
成る。また、赤色画素５は、透明基板１上に形成される
マゼンタの着色層３ａとマゼンタの着色層３ａ上に形成
されるイエローの着色層４ｂとから成り、青色画素７
は、透明基板１上に形成されるマゼンタの着色層３ｂと
マゼンタの着色層３ｂ上に形成されるシアンの着色層６
ｂとから成り、緑色画素８は、透明基板１上に形成され
るシアンの着色層６ａとシアンの着色層６ａ上に形成さ
れるイエローの着色層４ａとから成る。

【００５６】遮光層１３を構成するマゼンタの着色層３
ｃおよびシアンの着色層６ｃは、隣合う画素間の隙間に
形成される。したがって、遮光層１３の３層目であるイ
エローの着色層４ｃは画素５，７，８の表面から突出す
るように形成される。

【００５７】マゼンタの着色層３ｃ，シアンの着色層６
ｃおよびイエローの着色層４ｃを積重ねることによって
形成される遮光層１３は、金属膜から成る遮光層２と同
様に充分な遮光性が得られるので、隣合う画素間の隙間
からの光漏れを防ぐことができ、液晶表示装置の表示コ
ントラストを向上することができる。

【００５８】赤色着色層から成る赤色画素と、青色着色
層から成る青色画素と、緑色着色層から成る緑色画素
と、隣合う画素間に赤色着色層、青色着色層および緑色
着色層を積重ねて形成される遮光層とを含んで構成され
る従来のカラーフィルタでは、各画素の要求される光学
特性を保つために、着色層１層当たり１．７μｍ〜２．
０μｍ程度の膜厚が必要である。また、このようなカラ
ーフィルタでは、遮光層の２層目および３層目が、各画
素を構成する着色層の表面から突出し、段差を生じる。
着色層を３層重ねて形成される遮光層と着色層１層から
成る画素との膜厚の差は、着色層２層分の厚みに相当
し、３．４μｍ〜４．０μｍ程度の厚みとなる。

【００５９】このような従来のカラーフィルターに比べ
て、カラーフィルタ１５は、着色層を２層重ねることに
よって１色の画素が形成されるので、各着色層３ａ〜３
ｃ，４ａ〜４ｃ，６ａ〜６ｃの１層当たりの膜厚を１．
０μｍ〜１．２μｍ程度の膜厚まで薄くしても、各画素
５，７，８に要求される光学特性を得ることができる。

【００６０】また、３層の着色層３ｃ，４ｃ，６ｃを重
ねて形成される遮光層１３と、２層の着色層を重ねて形
成される画素５，７，８との膜厚の差は、着色層１層分
の膜厚に相当する。したがって、カラーフィルタ１５の
遮光層１３と各画素５，７，８との段差は、１．０μｍ
〜１．２μｍ程度の厚みまで小さくすることができる。

【００６１】液晶表示装置では、一対の基板間に充填さ
れる液晶に電圧を加えて、液晶分子を配向させ、画像を
表示する。段差の小さいカラーフィルタ１５が形成され
る液晶表示装置では、基板間隔の均一性が高くなるの
で、液晶に均一に電圧がかかり、電圧印加時の液晶の配
向むらを解消できる。したがって、前記液晶表示装置
は、表示の色むらを防ぐことができ、表示品位を向上す
ることができる。

【００６２】また、前記液晶表示装置のカラーフィルタ
１５が形成される一方の基板は、透明基板１上にカラー
フィルタ１５が形成され、その上に対向電極および配向
膜が積層され構成される。前記配向膜は対向電極上に液
晶配向材料を重ね、布などを用いて表面をこするラビン
グ処理と呼ばれる処理を行い形成される。カラーフィル
タ１５の段差が小さいと、前記配向膜の段差が小さくな
るので、配向膜のラビング処理が行いやすくなり、配向
膜が均一に処理される。したがって、カラーフィルタ１
５が形成される液晶表示装置では、配向膜が均一に処理
され、液晶が均一に配向するので、表示コントラストの
低下などが防止でき、表示品位が向上する。

【００６３】また、カラーフィルタ１４と同様に、カラ
ーフィルタ１５では、２層の着色層から１色の画素５，
７，８が形成される。このため、カラーフィルタ１５を
具備する液晶表示装置では、画素を構成する一方の着色
層に、厚み方向に貫通する欠陥ができた場合でも、欠陥
部分を透過する光が前記画素を構成する他方の着色層を
透過するので、着色層の欠陥部分を透過する光が示す表
示の色が、バックライトが発する白色にならず、欠陥が
目立ちにくい。したがって、カラーフィルタ１５は、着
色層の欠陥部分によって生じる前記液晶表示装置の表示
品位の低下を抑制できる。次にカラーフィルタ１５の製
造手順について説明する。

【００６４】図５はカラーフィルタ１５が形成される基
板の製造手順の一部を示す工程図である。まず工程ｂ１
では、透明基板１を用意する。

【００６５】工程ｂ２では、赤色画素５の１層目と成る
マゼンタの着色層３ａ、青色画素７の１層目と成るマゼ
ンタの着色層３ｂおよび遮光層１３の１層目と成るマゼ
ンタの着色層３ｃを形成する。

【００６６】工程ｂ３では、緑色画素８の１層目と成る
シアンの着色層６ａ、青色画素７の１層目と成るシアン
の着色層６ｂおよび遮光層１３の２層目と成るシアンの
着色層６ｃを形成する。

【００６７】工程ｂ４では、緑色画素８の２層目と成る
イエローの着色層４ａ、赤色画素５の２層目と成るイエ
ローの着色層４ｂおよび遮光層１３の３層目と成るイエ
ローの着色層４ｃを形成する。

【００６８】工程ｂ２〜工程ｂ４によってカラーフィル
タ１５は形成される。したがって、各画素５，７，８を
形成する工程と遮光層１３を形成する工程とは同時に行
うことができる。カラーフィルタ１５を構成する各着色
層３ａ〜３ｃ，４ａ〜４ｃ，６ａ〜６ｃは、たとえばカ
ラーフィルタ１４と同様に分散法によって形成される。

【００６９】マゼンタの着色層３ａ〜３ｃ、シアンの着
色層６ａ〜６ｃ、イエローの着色層４ａ〜４ｃの形成順
序は上記に限られるものではないが、各着色層３ａ〜３
ｃ，４ａ〜４ｃ，６ａ〜６ｃは、形成する順番が後にな
るほど、欠陥を生じやすくなるので、欠陥が表示に影響
しやすい着色層から順に形成することが好ましい。

【００７０】マゼンタの着色層３ａ〜３ｃ、シアンの着
色層６ａ〜６ｃ、イエローの着色層４ａ〜４ｃは、欠陥
が表示に影響しやすいものから、マゼンタの着色層３ａ
〜３ｃ、シアンの着色層６ａ〜６ｃ、イエローの着色層
４ａ〜４ｃの順である。カラーフィルタ１５は、この順
に各着色層３ａ〜３ｃ、４ａ〜４ｃ、６ａ〜６ｃが形成
される。したがって、カラーフィルタ１５を具備する液
晶表示装置は、欠陥が表示に影響しやすい着色層から形
成されるので、表示に悪影響を及ぼしやすい、着色層の
欠陥を低減でき、表示品位の低下を抑制できる。

【００７１】なお、本発明は、液晶表示装置に用いられ
るカラーフィルタ１４，１５に限らず、たとえばプラズ
マディスプレイおよびＣＲＴ表示装置などの画像表示装
置、ならびにＣＣＤカメラなどの画像入力装置に用いら
れるカラーフィルタに対して広く実施することができ
る。

【００７２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、カラー
フィルタを構成する赤、青および緑の画素が、それぞれ
２層の着色層を重ねて形成される。フィルタなどの重ね
合わせによる混色では、マゼンタとイエローとを重ねる
ことによって赤色が得られ、シアンとイエローとを重ね
ることによって緑色が得られ、マゼンタとシアンとを重
ねることによって青色が得られる色の減法が適用され
る。このため、マゼンタの着色層、シアンの着色層およ
びイエローの着色層から、赤色画素、青色画素および緑
色画素を構成することができる。赤色画素、青色画素お
よび緑色画素を含んで構成される本発明によるカラーフ
ィルタは、液晶表示装置などの画像表示装置および画像
入力装置に形成される。

【００７３】カラーフィルタを構成する着色層は、形成
される面の異物の付着などが原因で、厚み方向に貫通す
る欠陥が生じる場合がある。本発明によるカラーフィル
タでは、画素を構成する一方の着色層に、厚み方向に貫
通する欠陥ができた場合でも、欠陥部分を透過する光
が、前記画素を構成する他方の着色層を透過するので、
欠陥が目立ちにくい。したがって、前記カラーフィルタ
は、着色層の欠陥部分が及ぼす画像表示装置および画像
入力装置への悪影響を抑制できる。

【００７４】また、前記カラーフィルタは、マゼンタ、
シアンおよびイエローの３色の着色層を形成する工程で
形成される。

【００７５】また、本発明によれば、各着色層の形成順
序がマゼンタの着色層、シアンの着色層およびイエロー
の着色層の順に限定されることがわかる。各着色層は、
形成する工程が後になるほど、欠陥を生じやすくなるの
で、欠陥の目立つ着色層から形成することが好ましい。

【００７６】マゼンタの着色層、シアンの着色層、およ
びイエローの着色層は、その色のＹ値が低いものほど暗
く、欠陥が目立つ。Ｙ値は、色が人間の目に入ったとき
に色の感覚を引き起こす色刺激明度を示す心理物理量で
ある。シアン、マゼンタ、イエローの３色のＹ値は、マ
ゼンタが最も低く、続いてシアン、最も高いのがイエロ
ーである。

【００７７】このため、各着色層は欠陥が影響しやすい
ものから、マゼンタの着色層、シアンの着色層、イエロ
ーの着色層の順である。本発明によるカラーフィルタは
この順に各着色層が形成される。

【００７８】したがって、本発明によるカラーフィルタ
は、画像表示装置のカラー表示および画像入力装置の色
分解入力に影響を及ぼしやすい着色層から順に形成され
るので、悪影響を及ぼしやすい、着色層の欠陥を低減で
き、着色層の欠陥が及ぼす悪影響を抑制できる。

【００７９】本発明によれば、画素間の遮光層は、マゼ
ンタの着色層、シアンの着色層およびイエローの着色層
を積重ねて形成される。また、赤色画素は、マゼンタの
着色層とイエローの着色層とから成り、青色画素は、マ
ゼンタの着色層とシアンの着色層とから成り、緑色画素
は、シアンの着色層とイエローの着色層とから成る。遮
光層を構成する１層目および２層目の着色層は、隣合う
画素間の隙間に形成される。したがって、遮光層を構成
する３層目の着色層は、各画素の表面から突出するよう
に形成される。

【００８０】マゼンタの着色層、シアンの着色層および
イエローの着色層を積重ねることによって形成される前
記遮光層は、金属薄膜などから成る遮光層と同様に充分
な遮光性が得られるので、隣合う画素間の隙間からの光
漏れを防ぐことができる。また、本発明によるカラーフ
ィルタでは、画素を形成する工程と遮光層を形成する工
程とを、同時に行うことが可能である。

【００８１】本発明によるカラーフィルタでは、遮光層
が３層の着色層から成り、各画素が２層の着色層から成
るので、遮光層と各画素との段差が、着色層１層分の膜
厚に相当する。また、前記カラーフィルタでは、着色層
を２層重ねることによって１色の画素が形成されるの
で、各着色層の１層当たりの膜厚を薄くしても、画素に
要求される光学特性を得ることができる。したがって、
前記カラーフィルタの遮光層と各画素との段差は、図７
に示すカラーフィルタ１７および特開平３−５５５０３
号公報に開示されている従来技術によるカラーフィルタ
に比べて、小さくすることができる。

【００８２】画像表示装置および画像入力装置では、カ
ラーフィルタの平坦性は重要である。本発明によるカラ
ーフィルタを具備するこれらの装置では、カラーフィル
タの段差によって生じるカラー表示または色分解入力の
不都合を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態のカラーフィルタ１４の
構成を説明するための断面図である。

【図２】カラーフィルタ１４が形成される基板の製造手
順の一部を示す工程図である。

【図３】マゼンタの着色層３ａ，３ｂを形成する分散法
を説明するための断面図である。

【図４】本発明の実施の他の形態であるカラーフィルタ
１５の構成を説明するための断面図である。

【図５】カラーフィルタ１５が形成される基板の製造手
順の一部を示す工程図である。

【図６】液晶表示装置に形成される従来のカラーフィル
タ１６の構成を説明するための断面図である。

【図７】液晶表示装置に形成される従来の他のカラーフ
ィルタ１７の構成を説明するための断面図である。

【符号の説明】

１透明基板２，１３遮光層３ａ〜３ｃマゼンタの着色層５赤色画素４ａ〜４ｃイエローの着色層６ａ〜６ｃシアンの着色層７青色画素８緑色画素９マゼンタの樹脂膜１０透明シート１１マスク部１２マスク版１４，１５カラーフィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、少なくとも赤、緑、青の着色
画素を有するカラーフィルタにおいて、赤色画素はマゼ
ンタの着色層とイエローの着色層とを重ねることによっ
て形成され、緑色画素はイエローの着色層とシアンの着
色層とを重ねることによって形成され、青色画素はシア
ンの着色層とマゼンタの着色層とを重ねることによって
形成されることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】前記赤色画素は、基板上に形成されるマ
ゼンタの着色層と、このマゼンタの着色層の上に形成さ
れるイエローの着色層とから成り、前記緑色画素は、基板上に形成されるシアンの着色層
と、このシアンの着色層の上に形成されるイエローの着
色層とから成り、前記青色画素は、基板上に形成されるマゼンタの着色層
と、このマゼンタの着色層の上に形成されるシアンの着
色層とから成ることを特徴とする請求項１記載のカラー
フィルタ。
【請求項３】前記各着色画素の間には、マゼンタの着
色層、シアンの着色層およびイエローの着色層を積重ね
ることによって形成される遮光層が設けられることを特
徴とする請求項１または２記載のカラーフィルタ。