JP2005266011A - カラーフィルタ基板及びそれを用いた表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画面内表示領域と画面内額縁領域との境界近傍の色むらの発生が抑止されるカラーフィルタ基板及びそれを用いた表示装置を提供する。
【解決手段】絶縁性透明基板９と、絶縁性透明基板９上に設けられ複数の着色層を有すると共に画面内表示領域３を構成するカラーフィルタ層６と、画面内表示領域３の周りに規定された画面内額縁領域４と、を備えたカラーフィルタ基板２ａであって、画面内額縁領域４には、絶縁性透明基板９を覆うように遮光層１３が設けられ、画面内額縁領域４及び画面内表示領域３には、各々、絶縁性透明基板９に起立するように、第１スペーサ部７ａ及び第２スペーサ部７ｂが形成されている共に、第１スペーサ部７ａの高さと遮光層１３の膜厚との和は、第２スペーサ部７ｂの高さとカラーフィルタ層６の膜厚との和と略同じである。
【選択図】図３

Description

本発明は、カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板及びそれを用いた表示装置に関するものである。

液晶表示装置は、小型、薄型、低消費電力及び軽量という特徴を有するため、現在、各種の電子機器に広く用いられている。特に、スイッチング素子を有するアクティブマトリクス型液晶表示装置は、パソコン等のＯＡ機器、テレビ等のＡＶ機器や携帯電話等の携帯情報機器に広く採用されている。また、近年、液晶表示装置の大型化や、高精細化、画素有効面積比率の向上（高開口率化）、広視野角化及び色純度向上等の表示品位の向上が急速に進んでいる。

この液晶表示装置は、互いに対向するように配置されたアクティブマトリクス基板及びカラーフィルタ基板と、それら両基板の間に挟持された液晶層とから構成されている。

この液晶層の厚みは、セルギャップ、セル厚と呼ばれ、上述のアクティブマトリクス基板、又は、カラーフィルタ基板に所定サイズのプラスチックビーズを散布して、両基板間にプラスチックビーズをスペーサとして挟持されることにより形成されている。

このスペーサの散布方法は、一般に、プラスチックビーズを気流にのせて散布しているため、そのプラスチックビーズの存在する位置を特定することができず、画素上に不特定に存在するビーズスペーサによって光の散乱又は透過が発生して、液晶表示装置の表示品位が低下するという問題がある。

また、液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板及びカラーフィルタ基板は、それぞれ、画像の最小要素である画素が多数配設された画面内表示領域と、その画面内表示領域の外周囲に位置する画面内額縁領域と、が規定されている。

液晶表示装置は、開口部を有する筐体又はフレーム枠に組み付けられ、その開口部に画面内表示領域が、その開口部の周縁に画面内額縁領域が、それぞれ位置している。

アクティブマトリクス基板の画面内表示領域には、複数のゲート線と複数のソース線とが互いに直交するように配設され、各ゲート線とソース線との交差部にはスイッチング素子が設けられている。そして、一対のゲート線及び一対のソース線で囲われる領域のそれぞれに画素を構成する画素電極が設けられている。

また、アクティブマトリクス基板の画面内額縁領域には、画面内表示領域のゲート線又はソース線の引出配線や欠陥修正及び検査用の予備配線が配設され、その全領域に遮光層が設けられている。

画面内額縁領域は、画像表示に直接関わらないが、その遮光層によって画面内表示領域において画像表示に必要なバックライト等からの光を遮断している。また、遮光膜が感光性樹脂から形成される場合には、遮光性を高めるために、その膜厚を厚くする必要がある。さらに、画面内額縁領域の遮光層は、液晶表示装置の筐体又はフレーム枠に組み付けられる場合、その開口部の周縁の位置に当たるので、組み付けマージンを考慮して、幅広になってしまう。

そのため、画面内額縁領域にこの遮光膜を設けることにより、画面内表示領域と画面内額縁領域との間に段差が発生し、両者の間でセル厚が変わってしまう。そして、このセル厚変動によって、画面内表示領域と画面内額縁領域との境界近傍では、表示光に位相差（リタデーション）が生じ、色調が異なって色むらとして視認される恐れがある。

そこで、スペーサの位置を特定すると共に、画面内表示領域と画面内額縁領域との境界近傍での色むらを抑制するために、カラーフィルタ基板上に樹脂等で形成された柱状スペーサを設ける方法が提案されている。

特許文献１では、有効画面外にダミースペーサを設ける技術が開示されているが、そのダミースペーサの好ましい構成及び位置については具体的記述がない。

特許文献２では、基板周囲のシール材塗布部分に柱状体を形成して対向基板（カラーフィルタ基板）とのギャップ制御機能を行うと記載されているが、その柱状体の具体的構成について記述がない。

特許文献３では、カラーフィルタを形成する際のドライフィルムラミネートを利用して、均一な厚みのスペーサを形成する技術が開示されている。

特許文献４では、画面内表示領域、画面内額縁領域及びその外周領域の非表示領域にスペーサを設ける技術が開示されているが、各スペーサの厚みの関係について具体的記述がない。
特開平８−１１４８０９号公報 特開平１０−８２９０９号公報 特開２００１−１００２２１号公報 特開２００１−５１２６６号公報

しかしながら、このような従来のスペーサの形成方法では、単に、カラーフィルタ基板上の特定の位置にスペーサが形成されるだけであり、画面内表示領域と画面内額縁領域との境界近傍の色むらの発生を抑止するものではない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、画面内表示領域と画面内額縁領域との境界近傍の色むらの発生が抑止されるカラーフィルタ基板及びそれを用いた表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明は、カラーフィルタ基板上に、又は、表示装置を構成するカラーフィルタ基板上に、セル厚を調整するように構成されたスペーサを設けるようにしたものである。

具体的に、本発明のカラーフィルタ基板は、透明基板と、該透明基板上に設けられ複数の着色層を有すると共に画面内表示領域を構成するカラーフィルタ層と、該画面内表示領域の周りに規定された画面内額縁領域と、を備えたカラーフィルタ基板であって、上記画面内額縁領域には、上記透明基板を覆うように遮光層が設けられ、上記画面内額縁領域及び画面内表示領域には、各々、上記透明基板に起立するように、第１スペーサ部及び第２スペーサ部が形成されている共に、上記第１スペーサ部の高さと上記遮光層の膜厚との和が、上記第２スペーサ部の高さと上記カラーフィルタ層の膜厚との和と略同じであることを特徴とする。

上記の構成によれば、カラーフィルタ基板の画面内額縁領域及び画面内表示領域に、そのベースの透明基板に起立するように第１及び第２スペーサ部がそれぞれ形成されている。しかも、その第１スペーサ部の高さと遮光層の膜厚との和が、第２スペーサ部の高さとカラーフィルタ層の膜厚との和と略同じである。そのため、画面内額縁領域及び画面内表示領域における第１及び第２スペーサ部の上端の高さが略同じになる。これにより、画面内額縁領域に設けられた遮光層に起因する画面内額縁領域と画面内表示領域との間の段差がなくなることになる。よって、画面内表示領域と画面内額縁領域との境界近傍の色むらの発生が抑止される。

本発明のカラーフィルタ基板は、上記遮光層が、上記カラーフィルタ層よりも厚肉であって、上記第１スペーサ部の高さが、上記第２スペーサ部よりも低くてもよい。

上記の構成によれば、画面内額縁領域の遮光層が、画面内表示領域のカラーフィルタ層よりも厚い場合、画面内額縁領域の第１スペーサ部の高さが、画面内表示領域の第２スペーサ部よりも低くなることにより、その第１スペーサ部の高さと遮光層の膜厚との和が、第２スペーサ部の高さとカラーフィルタ層の膜厚との和と略同じになる。これにより、画面内額縁領域及び画面内表示領域における第１及び第２スペーサ部の上端が略同じ高さになる。

本発明のカラーフィルタ基板は、上記カラーフィルタ層の複数の着色層の間には該複数の着色層の間を遮光するブラックマトリクスが設けられていてもよい。

本発明のカラーフィルタ基板は、上記第２スペーサ部が、上記ブラックマトリクスに重なるように設けられ、上記第１スペーサ部の高さと上記遮光層の膜厚との和が、上記第２スペーサ部の高さと上記ブラックマトリクスの膜厚との和と略同じであってもよい。

上記の構成によれば、画面内表示領域の第２スペーサ部が、カラーフィルタ層の複数の着色層の間のブラックマトリクスと重なるように設けられている。そのため、第２スペーサ部によって光の散乱又は透過があったとしても、画面内の表示品位を低下させる恐れがない。さらに、第１スペーサ部の高さと上記遮光層の膜厚との和が、上記第２スペーサ部の高さと上記ブラックマトリクスの膜厚との和と略同じであるので、画面内額縁領域及び画面内表示領域における第１及び第２スペーサ部の上端の高さが略同じになる。これにより、画面内額縁領域に設けられた遮光層に起因する画面内額縁領域と画面内表示領域との間の段差がなくなることになる。よって、画面内表示領域と画面内額縁領域との境界近傍の色むらの発生が抑止される。

本発明のカラーフィルタ基板は、上記遮光層が、上記ブラックマトリクスよりも厚肉であって、上記第１スペーサ部の高さが、上記第２スペーサ部よりも低くてもよい。

上記の構成によれば、画面内額縁領域の遮光層が、画面内表示領域のブラックマトリクスよりも厚い場合、画面内額縁領域の第１スペーサ部の高さが、画面内表示領域の第２スペーサ部よりも低くなることにより、その第１スペーサ部の高さと遮光層の膜厚との和が、第２スペーサ部の高さとブラックマトリクスの膜厚との和と略同じになる。これにより、画面内額縁領域及び画面内表示領域における第１及び第２スペーサ部の上端が略同じ高さになる。

本発明のカラーフィルタ基板は、上記カラーフィルタ層が、赤色、緑色及び青色の着色層が配設され、上記遮光層が、上記カラーフィルタ層の赤色及び青色の着色層を構成する材料を積層して形成されていてもよい。

上記の構成によれば、画面内額縁領域の遮光層が、カラーフィルタ層の赤色及び青色の着色層を構成する材料を積層して形成されている。すなわち、遮光層はカラーフィルタ層の赤色及び青色の着色層と同じ工程で形成されるため、カラーフィルタ基板の製造工程は簡略化される。また、赤色、緑色及び青色の着色層のうち、赤色及び青色の着色層の組み合わせが最も光の透過率が低いので、カラーフィルタ層の形成を利用して十分な遮光性を有する遮光層を形成することできる。

本発明のカラーフィルタ基板は、上記第２スペーサ部が、上記第１スペーサ部を構成する材料と、上記カラーフィルタ層の着色層を構成する材料とを積層して形成されていてもよい。

上記の構成によれば、画面内表示領域の第２スペーサ部が、画面内額縁領域の第１スペーサ部を構成する材料と、画面内表示領域の着色層を構成する材料とを積層して形成されている。そのため、第２スペーサ部の高さが、第１スペーサ部の高さよりも着色層の膜厚の分だけ高くなって、画面内額縁領域及び画面内表示領域における第１及び第２スペーサ部の上端が同じ高さになる。

本発明のカラーフィルタ基板は、上記透明基板のカラーフィルタ層側には液晶分子が配向され、上記画面内表示領域が、上記第１及び第２スペーサ部を構成する材料で形成され、上記液晶分子の配向を制御するための突起部を有してもよい。

上記の構成によれば、画面内表示領域には、第１及び第２スペーサ部を構成する材料で形成された突起部が設けられ、この突起部により液晶分子の配向を制御することができる。

本発明のカラーフィルタ基板は、上記カラーフィルタ層、遮光層、並びに、第１及び第２スペーサ部が、各々、フィルム上に形成させた樹脂膜を上記透明基板に転写するドライフィルムラミネート法で形成されていてもよい。

上記の構成によれば、カラーフィルタ層、遮光層、並びに、第１及び第２スペーサ部は、各々、ドライフィルムラミネート法によって形成されるので、従来のスピンコート法で各々を形成する場合より、その膜厚の精度が高くなる。そのため、画面内額縁領域及び画面内表示領域における第１及び第２スペーサ部の上端の位置、つまり、両スペーサ部の高さを精度よく制御することができる。

以上のようなカラーフィルタ基板は、表示装置において、特にその効果が有効に発揮できる。

本発明の表示装置は、透明基板と該透明基板上に設けられ複数の着色層からなるカラーフィルタ層とを有するカラーフィルタ基板と、該カラーフィルタ基板に対向配置され、透明基板と該透明基板上に設けられた複数のスイッチング素子とを有する素子基板と、それら両基板の間に挟持される表示媒体層と、を備えた表示装置であって、上記カラーフィルタ基板及び素子基板には、各々、上記カラーフィルタ層の対応部分である画面内表示領域と、該画面内表示領域の周りに位置する画面内額縁領域と、が規定され、上記素子基板の画面内額縁領域には、上記透明基板を覆うように遮光層が設けられ、上記素子基板の表面が、画面内額縁領域及び画面内表示領域との間で上記遮光層に対応する段差を有しており、上記カラーフィルタ基板の画面内額縁領域及び画面内表示領域には、各々、上記表示媒体層の厚みを規定するように、第１スペーサ部及び第２スペーサ部が形成されていると共に、上記第１スペーサ部と第２スペーサとの高さの差が、上記画面内額縁領域及び画面内表示領域との間の表面段差と略同じであることを特徴とする。

上記の構成によれば、素子基板の画面内額縁領域に、遮光層が設けられ、カラーフィルタ基板の画面内額縁領域及び画面内表示領域に、表示媒体層の厚みを規定するように、第１及び第２スペーサ部がそれぞれ形成されている。しかも、第１スペーサ部と第２スペーサ部との高さの差は、画面内額縁領域及び画面内表示領域との間の表面段差と略同じである。そのため、画面内額縁領域に形成された第１スペーサ部と画面内表示領域に形成された第２スペーサ部との高さの差により、素子基板における画面内額縁領域及び画面内表示領域との間の表面段差が解消される。よって、画面内表示領域と画面内額縁領域との境界近傍の色むらの発生が抑止される。

本発明の表示装置は、上記素子基板の画面内額縁領域の表面が、該素子基板の画面内表示領域の表面のよりも高い位置にあると共に、上記第１スペーサ部の高さが、上記第２スペーサ部よりも低くてもよい。

上記の構成によれば、素子基板の画面内額縁領域の遮光層により、素子基板の画面内額縁領域の表面が、素子基板の画面内表示領域の表面のよりも高い位置にある場合、画面内額縁領域に形成された第１スペーサ部の高さが、画面内表示領域に形成された第２スペーサ部よりも低くなることにより、素子基板における画面内額縁領域及び画面内表示領域との間の表面段差が解消される。

本発明の表示装置は、上記第２スペーサ部が、上記第１スペーサ部を構成する材料と、上記カラーフィルタ層の着色層を構成する材料とを積層して形成されていてもよい。

上記の構成によれば、画面内表示領域の第２スペーサ部が、画面内額縁領域の第１スペーサ部を構成する材料と、画面内表示領域の着色層を構成する材料とを積層して形成されている。そのため、第２スペーサ部の高さが、第１スペーサ部の高さよりも着色層の膜厚の分だけ高くなって、素子基板における画面内額縁領域及び画面内表示領域との間の表面段差が解消される。

本発明の表示装置は、上記表示媒体層が、液晶分子から構成され、上記カラーフィルタ基板の画面内表示領域が、上記第１及び第２スペーサ部を構成する材料で形成され、上記液晶分子の配向を制御するための突起部を有してもよい。

上記の構成によれば、画面内表示領域には、第１及び第２スペーサ部を構成する材料で形成された突起部が設けられ、この突起部により液晶分子の配向を制御することができる。

本発明の表示装置は、上記カラーフィルタ層、遮光層、並びに、第１及び第２スペーサ部が、各々、フィルム上に形成させた樹脂膜を上記透明基板に転写するドライフィルムラミネート法で形成されていてもよい。

上記の構成によれば、カラーフィルタ層、遮光層、並びに、第１及び第２スペーサ部は、各々、ドライフィルムラミネート法によって形成されるので、従来のスピンコート法で各々を形成する場合より、その膜厚の精度が高くなる。そのため、画面内額縁領域及び画面内表示領域における第１及び第２スペーサ部の上端の位置、つまり、両スペーサ部の高さを精度よく制御することができる。

本発明によれば、カラーフィルタ基板の画面内額縁領域及び画面内表示領域に、第１及び第２スペーサ部がそれぞれ形成されている。しかも、その第１スペーサ部の高さと遮光層の膜厚との和が、第２スペーサ部の高さとカラーフィルタ層の膜厚との和と略同じであるので、画面内額縁領域及び画面内表示領域における第１及び第２スペーサ部の上端の高さが略同じになる。そのため、画面内額縁領域に設けられた遮光膜に起因する画面内額縁領域と画面内表示領域との間の段差がなくなることになり、画面内表示領域と画面内額縁領域との境界近傍の色むらの発生が抑止される。

以下、本発明の実施形態を図面に用いて詳細に説明する。以下の実施形態では、表示装置として、ＴＦＴをスイッチング素子として用いた液晶表示装置を例に説明する。但し、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、他の構成であってもよい。

《発明の実施形態１》
以下に、本発明の実施形態１に係る液晶表示装置について説明する。

図１は、液晶パネル１０ａを構成するカラーフィルタ基板２ａがマザーガラス１上に複数個配設された状態を示す平面模式図であり、図２は、その１つの液晶パネル１０ａの周辺部分を拡大した平面模式図であり、図３は、図２中のＡ−Ａ’線に沿った断面模式図である。また、図４は、その液晶パネルの画素部分の平面模式図であり、図５は、図４中のＢ−Ｂ’線に沿った断面模式図である。但し、図３中のアクティブマトリクス基板１ａは、その基板上の構成を簡略化している。

液晶表示装置を製造する際のマザーガラス１には、複数のカラーフィルタ基板２ａがマトリクス状に配設しており、その各々の部分がパネル領域を形成して液晶パネル１０ａとなる。

液晶パネル１０ａは、素子基板として機能するアクティブマトリクス基板１ａと、そのアクティブマトリクス基板１ａに対向配置されるカラーフィルタ基板２ａと、それら両基板１ａ及び２ａの間に挟持され表示媒体層を構成する液晶層８と、を備えている。

アクティブマトリクス基板１ａは、絶縁性透明基板９上に複数のゲート線１５と複数のソース線１６とが互いに直交するように配設され、各ゲート線１５の間には容量線１８がゲート線１５と並行に延びるように配設されている。そして、各ゲート線１５とソース線１６との交差部にはスイッチング素子としてＴＦＴ２１が設けられている。また、一対のゲート線１５と一対のソース線１６とで囲われる表示領域に画素を構成する画素電極２０が各ＴＦＴ２１に対応して設けられている。

また、アクティブマトリクス基板１ａは、絶縁性透明基板９上に、ゲート絶縁膜２３及び層間絶縁膜１２が順に積層された積層構造となっている。

絶縁性透明基板９とゲート絶縁膜２３との層間には、ゲート線１５と、ゲート線１５からソース線１６の延びる方向に突出したゲート電極１５ａと、容量線１８と、ゲート線１５の延設部であるゲート線引出配線１１と、が設けられている。

ゲート絶縁膜２３と層間絶縁膜１２との層間には、真性アモルファスシリコン層２２ａとｎ＋アモルファスシリコン層２２ｂとが順に積層してＴＦＴ２１を構成する半導体層２２が設けられ、半導体層２２の上層には、ソース線１６と、各ＴＦＴ２１に対応してソース線１６からゲート線１５の延びる方向に突出したソース電極１６ａと、ソース電極１６ａに対峙するドレイン電極１７と、ドレイン電極１７の延設部であるドレイン電極引出電極１７ａと、が設けられている。

層間絶縁膜１２の上層には、ドレイン電極引出電極１７ａにコンタクトホール１９を介して接続された画素電極２０が設けられ、その画素電極２０の上層には、配向膜（不図示）が設けられている。

ドレイン電極引出電極１７ａの容量線１８と重なる部分は、補助容量電極となり、ゲート絶縁膜２３を介して容量線１８と共に補助容量を構成している。

カラーフィルタ基板２ａは、絶縁性透明基板９上に、カラーフィルタ層６及び共通電極（不図示）が順に積層された積層構造となっている。

共通電極の上層には、アクティブマトリクス基板１ａとカラーフィルタ基板２ａとの間に挟持される液晶層８の厚みを規定するために、絶縁性透明基板９に起立するようにスペーサが設けられている。

カラーフィルタ層６には、アクティブマトリクス基板１ａの各画素に対応して、赤色層６ａ、緑色層６ｂ及び青色層６ｃのうちの１色の着色層が設けられている。そして、カラーフィルタ層６の周り（後述する画面内額縁領域４）には、カラーフィルタ層６より厚肉で赤色層６ａ及び青色層６ｃを積層してなる遮光膜１３が設けられている。

この遮光層１３は、画面内額縁領域４に位置しているので画像表示に直接関わらないものであるが、画面内表示領域において画像表示に必要なバックライト等からの光を遮断するものである。

液晶層８は、電気光学特性を有するネマチック液晶材料から構成されている。

この液晶パネル１０ａにおいて、複数の画素がマトリクス状に配設した領域、つまり、カラーフィルタ基板２ａのカラーフィルタ層６がマトリクス状に配設した領域は、画面内表示領域３と規定され、その画面内表示領域３の周りで、カラーフィルタ基板２ａのある領域は、画面内額縁領域４と、同じく、カラーフィルタ基板２ａのないアクティブマトリクス基板１ａだけの領域は、画面外領域と、規定されている。

そして、液晶パネル１０ａは、開口部を有する筐体又はフレーム枠に組み付けられ、その開口部に画面内表示領域３が、その開口部の周縁に画面内額縁領域４が、それぞれ配置され、液晶表示装置を構成している。

上述のカラーフィルタ基板２ａのスペーサは、画面内額縁領域４に設けられた第１スペーサ部７ａと、画面内表示領域３の各画素間に設けられた第２スペーサ部７ｂとから構成されている。そして、第１スペーサ部７ａの高さと遮光層１３の膜厚との和が、第２スペーサ部７ｂの高さとカラーフィルタ層６の膜厚との和と略同じになるように、第１スペーサ部７ａの高さが第２スペーサ部７ｂよりも低く調整されている。

ここで、第１スペーサ部７ａの高さと遮光層１３の膜厚との和が、第２スペーサ部７ｂの高さとカラーフィルタ層６の膜厚との和と略同じとは、両者の差が０．１μｍの差以内で、実質的に同じであることをいう。このように、両者の差が０．１μｍの差以内であれば、リタデーションによる色調の変化は殆ど視認されない。

これにより、画面内額縁領域４及び画面内表示領域３における第１スペーサ部７ａ及び第２スペーサ部７ｂの上端の高さが実質的に同じになる。そのため、カラーフィルタ基板２ａの画面内額縁領域に設けられた遮光層１３に起因する画面内額縁領域４と画面内表示領域３との間の段差がなくなることになる。よって、画面内表示領域３と画面内額縁領域４との境界近傍の色むらの発生が抑止される。

この液晶パネル１０ａは、各画素電極２０ごとに１つの画素が構成されており、各画素において、ゲート線１５（ゲート線引出配線１１）からゲート信号が送られてＴＦＴ２１がオン状態になったときに、ソース線１６からのソース信号が送られてソース電極１６ａ及びドレイン電極１７（ドレイン電極引出電極１７ａ）を介して、画素電極２０に所定の電荷が書き込まれ、画素電極２０とカラーフィルタ基板２ａの共通電極との間で電位差が生じることになり、液晶層８からなる液晶容量及び補助容量に所定の電圧が印加されるように構成されている。そして、液晶パネル３０では、その印加電圧の大きさに応じて液晶分子の配向状態が変わることを利用して、バックライト等から入射する光の透過率を調整することにより、画像が表示される。

なお、本実施形態では、スイッチング素子として、アモルファスシリコンからなるＴＦＴを例示したが、マイクロクリスタルシリコン、ポリシリコン及びＣＧＳ（連続粒界結晶シリコン）からなるＴＦＴ、又は、ＭＩＭ（Metal Insulator Metal）等の２端子スイッチング素子であってもよい。

次に、本発明の実施形態１に係る液晶パネル１０ａの製造方法について説明する。

＜アクティブマトリクス基板作製工程＞
まず、ガラス基板等の絶縁性透明基板９上の基板全体に、アルミニウム（Ａｌ）からなる金属膜（厚さ２００ｎｍ程度）をスパッタリング法により成膜し、その後、フォトリソグラフィー技術（Photo Engraving Process、以下、「ＰＥＰ技術」と称する）によりパターン形成して、ゲート線１５、ゲート電極１５ａ、容量線１８及びゲート線引出配線１１を形成する。

次いで、ゲート線１５、ゲート電極１５ａ、容量線１８及びゲート線引出配線１１上の基板全体に、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により窒化シリコン膜（厚さ４００ｎｍ程度）等を成膜し、ゲート絶縁膜２３を形成する。

次いで、ゲート絶縁膜２３上の基板全体に、ＣＶＤ法により真性アモルファスシリコン膜（厚さ１５０ｎｍ程度）と、リンがドープされたｎ＋アモルファスシリコン膜（厚さ５０ｎｍ程度）とを連続して成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりゲート電極１５ａ上に島状にパターン形成して、真性アモルファスシリコン層２２ａとｎ＋アモルファスシリコン層２２ｂからなる半導体層２２を形成する。

次いで、半導体層２２が形成されたゲート絶縁膜２３上の基板全体に、アルミニウム（Ａｌ）からなる金属膜（厚さ２００ｎｍ程度）をスパッタリング法により成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、ソース線１６、ソース電極１６ａ、ドレイン電極１７及びドレイン電極引出電極１７ａを形成する。

なお、ゲート線１５及びソース線１６を構成する材料は、アルミニウム（Ａｌ）を例示したが、所望の電気抵抗が得られる金属膜であればよい。例えば、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）等の金属及びこれらの金属の合金等、また、ＴａＮ（窒化タンタル）／Ｔａ／ＴａＮ、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉなどを積層してなる積層膜であってもよい。さらに、ソース線１６を構成する材料は、一般的な金属膜だけでなく、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電性膜であってもよい。

次いで、ソース電極１６ａ及びドレイン電極１７をマスクとして半導体層１５のｎ＋アモルファスシリコン層をエッチング除去することにより、チャネル部を形成する。

次いで、ソース線１６、ソース電極１６ａ、ドレイン電極１７及びドレイン電極引出電極１７ａ上の基板全体に、アクリル系のポジ型感光性透明樹脂を厚さ２．５μｍ程度で塗布して、層間絶縁膜１２を形成する。

次いで、層間絶縁膜１２のドレイン電極引出電極１７ａに対応する部分をエッチング除去して、コンタクトホール１９を形成する。

次いで、層間絶縁膜１２上の基板全体に、ＩＴＯ膜からなる透明導電膜（厚さ１０ｎｍ程度）をスパッタリング法により成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、画素電極２０を形成する。なお、所望の電気抵抗値であれば、ＩＴＯ膜の代わりにＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）膜等の透明導電膜を用いてもよい。

次いで、画素電極２０上の基板全体に、ポリイミド樹脂を厚さ１００ｎｍ程度で塗布して、配向膜を形成する。

上述のようにしてアクティブマトリクス基板１ａを作製することができる。

＜カラーフィルタ基板作製工程＞
前もって、赤、緑、青の各色の顔料が分散された感光性樹脂（ネガ型）の樹脂膜を、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム等のフィルム支持体で挟持させたドライフィルムを準備する。

まず、赤色のドライフィルムの片面のフィルム支持体を剥がした後、絶縁性透明基板９にそのフィルム支持体を剥がした方の面を押し当てながらドライフィルムを貼り合わせ、他方のフィルム支持体を剥離させる。これによって、赤色の感光性樹脂膜が絶縁性透明基板９上に転写される。この工程は、一般にドライフィルムを加熱しながら実行される、いわゆる熱転写工程であり、この樹脂膜を基板に転写する方法をドライフィルムラミネート法という。

次いで、転写された赤色の感光性樹脂膜を、フォトマスクを介して露光及び現像することによりパターン形成して赤色層６ａを形成する。ここで、赤色層６ａは、画面内表示領域３内の所定の画素に対応する部分と画面内額縁領域４の全領域とに形成される。

次いで、緑色について、赤色と同様な工程を繰り返して、画面内表示領域３内の所定の画素に対応する部分に緑色層６ｂを形成する。

次いで、青色について、赤色及び緑色と同様な工程を繰り返して、画面内表示領域３内の所定の画素に対応する部分と画面内額縁領域４の全領域とに青色層６ｃを形成する。これによって、画面内額縁領域４の全領域には、赤色層６ａと青色層６ｃとを積層してなる遮光層１３が形成される。すなわち、遮光層１３はカラーフィルタ層６の赤色層６ａ及び青色層６ｃと同じ工程で形成されるため、カラーフィルタ基板２ａの製造（作製）工程は簡略化される。また、赤色、緑色及び青色の着色層のうち、赤色及び青色の着色層の組み合わせが最も光の透過率が低いので、カラーフィルタ層６の形成を利用して十分な遮光性を有する遮光層１３を形成することできる。

このようにして、赤色層６ａ、緑色層６ｂ及び青色層６ｃからなるカラーフィルタ層６及び遮光層１３がそれぞれ形成される。なお、赤、緑、青の各色の着色層を形成する順序は、上述の順序でなくてもよい。

次いで、カラーフィルタ層６上の基板全体に、ＩＴＯ膜等の透明導電膜（厚さ１０ｎｍ程度）をスパッタリング法により成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、共通電極を形成する。なお、所望の電気抵抗値であれば、ＩＴＯ膜の代わりにＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）膜等の透明導電膜を用いてもよい。

次いで、共通電極上の基板全体に、ドライフィルムラミネート法により、感光性樹脂膜を転写する。

次いで、転写された感光性樹脂膜を、フォトマスクを介して露光及び現像することによりパターン形成して、第１スペーサ部７ａ及び第２スペーサ部７ｂからなるスペーサを形成する。このとき、画面内額縁領域４は画面内表示領域３より露光時間を短く調整することにより、画面内表示領域３に第２スペーサ部７ｂが、画面内額縁領域４に第２スペーサ部７ｂよりも高さの低い第１スペーサ部７ａが、それぞれ形成される。

このように、カラーフィルタ層６、遮光層１３、第１スペーサ部７ａ及び第２スペーサ部７ｂをドライフィルムラミネート法を用いて形成することにより、従来のスピンコート法で各々を形成する場合よりも、その膜厚の精度が高くなる。そのため、画面内額縁領域４及び画面内表示領域３における第１スペーサ部７ａ及び第２スペーサ部７ｂの上端の位置、つまり、両スペーサ部の高さを精度よく制御することができる。なお、両スペーサ部の高さを精度をあまり考慮しなくてもよい場合には、カラーフィルタ層６、遮光層１３、第１スペーサ部７ａ及び第２スペーサ部７ｂの形成を、ドライフィルムラミネート法だけでなく、スピンコート法、ダイコート法で行うことも可能である。

次いで、共通電極上の基板全体に、ポリイミド樹脂を塗布して、配向膜を形成する。

上記のようにして、カラーフィルタ基板２ａを作製することができる。

＜液晶パネル作製工程＞
まず、アクティブマトリクス基板１ａ及びカラーフィルタ基板２ａの何れかの一方の基板にスクリーン印刷により、熱硬化性エポキシ樹脂等からなるシール材料を液晶注入口の部分を欠いた枠状パターンに塗布する。

次いで、アクティブマトリクス基板１ａとカラーフィルタ基板２ａとを貼り合わせ、シール材料を硬化させた後、液晶パネル単位に分断して、空セルを形成する。

次いで、空セルのアクティブマトリクス基板１ａ及びカラーフィルタ基板２ａの両基板間に、減圧法により液晶材料を注入し液晶層８を形成する。その後、液晶注入口にＵＶ硬化樹脂を塗布し、ＵＶ照射によりＵＶ硬化樹脂を硬化し、注入口を封止する。

以上のようにして、本発明の液晶パネル１０ａを製造することができる。

液晶パネル１０ａからなる本発明の液晶表示装置は、上述のように、カラーフィルタ基板２ａの画面内額縁領域４及び画面内表示領域３に、絶縁性透明基板９に起立するように第１スペーサ部７ａ及び第２スペーサ部７ｂがそれぞれ形成されている。しかも、その第１スペーサ部７ａの高さと赤色層６ａ及び青色層６ｃを積層してなる遮光層１３の膜厚との和は、第２スペーサ部７ｂの高さとカラーフィルタ層６の膜厚との和と同じになるように、第１スペーサ部７ａの高さが第２スペーサ部７ｂよりも青色層６ｃの膜厚の分だけ低く調整されている。そのため、画面内額縁領域４及び画面内表示領域３における第１スペーサ部７ａ及び第２スペーサ部７ｂの上端の高さが実質的に同じになる。これにより、カラーフィルタ基板２ａの画面内額縁領域４に設けられた遮光層１３に起因する画面内額縁領域４と画面内表示領域３との間の段差がなくなることになる。よって、画面内表示領域３と画面内額縁領域４との境界近傍の色むらの発生が抑止される。

《発明の実施形態２》
以下に、本発明の実施形態２に係る液晶表示装置について説明する。

図６は、液晶パネル１０ｂの断面模式図であり、実施形態１の説明で用いた図３の断面模式図に対応するものである。但し、図６中のアクティブマトリクス基板１ａは、図３と同様に、その基板上の構成を簡略化している。

この液晶パネル１０ｂは、素子基板として機能するアクティブマトリクス基板１ａと、そのアクティブマトリクス基板１ａに対向配置されるカラーフィルタ基板２ｂと、それら両基板１ａ及び２ｂの間に挟持され表示媒体層を構成する液晶層８と、を備えている。

アクティブマトリクス基板１ａ及び液晶層８については、実施形態１のものと実質的に同じであるので、その詳細な説明は省略する。

カラーフィルタ基板２ｂについては、第２スペーサ部７ｂの構成以外、実施形態１のカラーフィルタ基板２ａの構成と同じであるので、以下に、第２スペーサ部７ｂの構成を中心に説明する。

この第２スペーサ部７ｂは、第２スペーサ下層部６ｃ’と第２スペーサ上層部７ａ’とから構成され、カラーフィルタ層６上に設けられている。第２スペーサ下層部６ｃ’は、そのスペーサを形成する位置の着色層と異なる色の着色層で形成されるものである。図６の場合には、第２スペーサ部７ｂが緑色層６ｂ上にあるので、第２スペーサ下層部６ｃ’は、青色層６ｃになっている。

また、第２スペーサ部７ｂの高さは、第１スペーサ部７ａよりも第２スペーサ下層部６ｃ’の膜厚の分だけ高く調整され、第１スペーサ部７ａの高さと赤色層６ａ及び青色層６ｃを積層してなる遮光層１３の膜厚との和は、第２スペーサ上層部７ａ’及び第２スペーサ下層部６ｃ’を積層してなる第２スペーサ部７ｂの高さとカラーフィルタ層６の膜厚との和と略同じになっている。

実施形態１と同様に、上記「略同じ」とは、両者の差が０．１μｍの差以内で、実質的に同じであることをいう。このように、両者の差が０．１μｍの差以内であれば、リタデーションによる色調の変化は殆ど視認されない。

本発明の実施形態２に係る液晶パネル１０ｂの製造方法については、実質的に実施形態１と同じであるので、実施形態２の特徴であるカラーフィルタ基板２ｂの作製方法についてのみ説明する。

＜カラーフィルタ基板作製工程＞
前もって、実施形態１と同様に、赤、緑、青の各色の顔料が分散された感光性樹脂（ネガ型）の樹脂膜を、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム等のフィルム支持体で挟持させたドライフィルムを準備する。

まず、赤色のドライフィルムの片面のフィルム支持体を剥がした後、絶縁性透明基板９にそのフィルム支持体を剥がした方の面を押し当てながらドライフィルムを貼り合わせ、他方のフィルム支持体を剥離させる。これによって、赤色の感光性樹脂膜が絶縁性透明基板９上に転写される。

次いで、転写された赤色の感光性樹脂膜を、フォトマスクを介して露光及び現像することによりパターン形成して赤色層６ａを形成する。ここで、赤色層６ａは、画面内表示領域３内の所定の画素に対応する部分と画面内額縁領域４の全領域とに形成される。

次いで、緑色について、赤色と同様な工程を繰り返して、画面内表示領域３内の所定の画素に対応する部分に緑色層６ｂを形成する。

次いで、青色について、赤色及び緑色と同様な工程を繰り返して、画面内表示領域３内の所定の画素に対応する部分と、画面内表示領域３内に形成した緑色層６ｂに対応する部分と、画面内額縁領域４の全領域と、に青色層６ｃを形成する。これによって、画面内額縁領域４の全領域には、赤色層６ａと青色層６ｃとを積層してなる遮光層１３が、画面内表示領域３内に赤色層６ａ、緑色層６ｂ及び青色層６ｃからなるカラーフィルタ層６が、その緑色層６ｂの上層には第２スペーサ下層部６ｃ’が、それぞれ形成される。

次いで、カラーフィルタ層６上の基板全体に、ＩＴＯ膜等の透明導電膜（厚さ１０ｎｍ程度）をスパッタリング法により成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、共通電極を形成する。なお、所望の電気抵抗値であれば、ＩＴＯ膜の代わりにＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）膜等の透明導電膜を用いてもよい。

次いで、共通電極上の基板全体に、ドライフィルムラミネート法により、感光性樹脂膜を転写する。

次いで、転写された感光性樹脂膜を、フォトマスクを介して露光及び現像することによりパターン形成して、画面内表示領域３に第１スペーサ部７ａを、画面内額縁領域４に第２スペーサ上層部７ａ’をそれぞれ形成する。

ここで、第１スペーサ部７ａ及び第２スペーサ上層部７ａ’は、その形成時の露光時間が同じであるので、その高さが同じである。そして、第２スペーサ部７ｂは、第２スペーサ下層部６ｃ’と第２スペーサ上層部７ａ’との積層膜であるので、その高さが第１スペーサ部７ａよりも第２スペーサ下層部６ｃ’の膜厚の分だけ高くなっている。そのため、画面内額縁領域４及び画面内表示領域３における第１スペーサ部７ａ及び第２スペーサ部７ｂの上端が実質的に同じ高さになる。

なお、赤、緑、青の各色の着色層を形成する順序は、上記の順序でなくてもよい。

次いで、共通電極上の基板全体に、ポリイミド樹脂を塗布して、配向膜を形成する。

上述のようにして、カラーフィルタ基板２ｂを作製することができる。

本発明のカラーフィルタ基板２ｂ及びそれを備えた液晶パネル１０ｂは、上述のように、カラーフィルタ基板２ｂの画面内額縁領域４及び画面内表示領域３に、絶縁性透明基板９に起立するように第１スペーサ部７ａ、及び、第２スペーサ上層部７ａ’と第２スペーサ下層部６ｃ’とからなる第２スペーサ部７ｂがそれぞれ形成されている。しかも、その第１スペーサ部７ａの高さと赤色層６ａ及び青色層６ｃを積層してなる遮光層１３の膜厚との和は、上層部７ａ’及び下層部６ｃ’を積層してなる第２スペーサ部７ｂの高さとカラーフィルタ層６の膜厚との和と略同じになるように、第１スペーサ部７ａの高さが第２スペーサ部７ｂよりも青色層６ｃの膜厚の分だけ低く調整されている。そのため、画面内額縁領域４及び画面内表示領域３における第１スペーサ部７ａ及び第２スペーサ部７ｂの上端の高さが実質的に同じになる。これにより、カラーフィルタ基板２ａの画面内額縁領域４に設けられた遮光層１３に起因する画面内額縁領域４と画面内表示領域３との間の段差がなくなることになる。よって、画面内表示領域３と画面内額縁領域４との境界近傍の色むらの発生が抑止される。

《発明の実施形態３》
以下に、本発明の実施形態３に係る液晶表示装置について説明する。

図７は、液晶パネル１０ｃの断面模式図であり、実施形態１の説明で用いた図３の断面模式図に対応するものである。但し、図７中のアクティブマトリクス基板１ａは、図３と同様に、その基板上の構成を簡略化している。

この液晶パネル１０ｃは、素子基板として機能するアクティブマトリクス基板１ａと、そのアクティブマトリクス基板１ａに対向配置されるカラーフィルタ基板２ｃと、それら両基板１ａ及び２ｃの間に挟持され表示媒体層を構成する液晶層８と、を備えている。

アクティブマトリクス基板１ａ及び液晶層８については、実施形態１のものと実質的に同じであるので、その詳細な説明は省略する。

カラーフィルタ基板２ｃは、絶縁性透明基板９上に、カラーフィルタ層６及び共通電極（不図示）が順に積層された積層構造となっている。

カラーフィルタ層６には、アクティブマトリクス基板１ａの各画素に対応して、赤色層６ａ、緑色層６ｂ及び青色層６ｃのうちの１色の着色層が、各着色層の間には各着色層間を遮光するブラックマトリクス２４が、その周りの画面内額縁領域４にはブラックマトリクス２４より厚肉の遮光膜１３が、それぞれ設けられている。

共通電極の上層には、アクティブマトリクス基板１ａとカラーフィルタ基板２ｃとの間に挟持される液晶層８の厚みを規定するために、絶縁性透明基板９に起立するようにスペーサが設けられている。

このスペーサは、画面内額縁領域４に設けられた第１スペーサ部７ａと、画面内表示領域３のブラックマトリクス２４に対応して設けられた第２スペーサ部７ｂとから構成されている。そして、第１スペーサ部７ａの高さと遮光層１３の膜厚との和が、第２スペーサ部７ｂの高さとカラーフィルタ層６（ブラックマトリクス２４）の膜厚との和と略同じになるように、第１スペーサ部７ａの高さを第２スペーサ部７ｂよりも低く調整されている。

実施形態１及び２と同様に、上記「略同じ」とは、両者の差が０．１μｍの差以内で、実質的に同じであることをいう。このように、両者の差が０．１μｍの差以内であれば、リタデーションによる色調の変化は殆ど視認されない。

これにより、画面内額縁領域４及び画面内表示領域３における第１スペーサ部７ａ及び第２スペーサ部７ｂの上端の高さが実質的に同じになる。

また、画面内表示領域３の第２スペーサ部７ｂが、カラーフィルタ層６の複数の着色層の間の遮光性のブラックマトリクス２４と重なるように設けられている。そのため、第２スペーサ部７ｂによって光の散乱又は透過があったとしても、画面内の表示品位を低下させる恐れがない。

本発明の実施形態３に係る液晶パネル１０ｃの製造方法については、実質的に実施形態１と同じであるので、実施形態３の特徴であるカラーフィルタ基板２ｃの作製方法についてのみ図８を用いて説明する。

＜カラーフィルタ基板作製工程＞
前もって、実施形態１と同様に、赤、緑、青の各色の顔料が分散された感光性樹脂（ネガ型）の樹脂膜を、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム等のフィルム支持体で挟持させたドライフィルムを準備する。

まず、赤色のドライフィルムの片面のフィルム支持体を剥がした後、絶縁性透明基板９にそのフィルム支持体を剥がした方の面を押し当てながらドライフィルムを貼り合わせ、他方のフィルム支持体を剥離させる。これによって、赤色の感光性樹脂膜が絶縁性透明基板９上に転写される。

次いで、転写された赤色の感光性樹脂膜を、フォトマスクを介して露光及び現像することによりパターン形成して赤色層６ａを形成する。

次いで、緑色について、赤色と同様な工程を繰り返して、画面内表示領域３内の所定の画素に対応する部分に緑色層６ｂを形成する。

次いで、青色について、赤色及び緑色と同様な工程を繰り返して、画面内表示領域３内の所定の画素に対応する部分に青色層６ｃを形成する。これによって、画面内表示領域３内に、赤色層６ａ、緑色層６ｂ及び青色層６ｃが、それぞれ形成される。なお、赤、緑、青の各色の着色層を形成する順序は、上記の順序でなくてもよい。

次いで、赤色層６ａ、緑色層６ｂ及び青色層６ｃを覆うように基板全体に、ドライフィルムラミネート法により黒色の顔料が分散された感光性樹脂膜を転写して、ブラックマトリクス形成膜２５を形成する。このブラックマトリクス形成膜２５の膜厚は、各着色層の膜厚の約２倍である。

次いで、図８（ａ）に示すように、赤色層６ａ、緑色層６ｂ及び青色層６ｃをマスクとして絶縁性透明基板９側から露光して、各着色層間及び画面内額縁領域４のブラックマトリクス形成膜２５を硬化させ、ブラックマトリクス形成部２４ａ及び遮光層下層部１３ａを形成する。

次いで、図８（ｂ）に示すように、着色層及びブラックマトリクス形成部２４ａ、つまり、画面内表示領域３を遮光するようにフォトマスク２６を位置付けて、そのフォトマスク２６を介して露光して、さらに画面内額縁領域４のブラックマトリクス形成膜２５を硬化させ、遮光層上層部１３ｂを形成する。

次いで、現像を行うことにより、図８（ｃ）に示すような赤色層６ａ、緑色層６ｂ及び青色層６ｃの間にブラックマトリクス２４が設けられ、画面内額縁領域４に遮光層１３が設けられたカラーフィルタ層６が形成する。

次いで、カラーフィルタ層６上の基板全体に、ＩＴＯ膜等の透明導電膜（厚さ１０ｎｍ程度）をスパッタリング法により成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、共通電極を形成する。なお、所望の電気抵抗値であれば、ＩＴＯ膜の代わりにＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）膜等の透明導電膜を用いてもよい。

次いで、共通電極上の基板全体に、ドライフィルムラミネート法により、スペーサを形成するための感光性樹脂膜を転写する。

次いで、転写された感光性樹脂膜を、フォトマスクを介して露光及び現像することによりパターン形成して、第１スペーサ部７ａ及び第２スペーサ部７ｂからなるスペーサを形成する。このとき、画面内額縁領域４は画面内表示領域３より露光時間を短くすることにより、画面内表示領域３に第２スペーサ部７ｂが、画面内額縁領域４に第２スペーサ部７ｂよりも高さの低い第１スペーサ部７ａが、それぞれ形成される。

次いで、共通電極上の基板全体に、ポリイミド樹脂を塗布して、配向膜を形成する。

上記のようにして、カラーフィルタ基板２ｃを作製することができる。

本発明のカラーフィルタ基板２ｃ及びそれを備えた液晶パネル１０ｃは、上述のように、カラーフィルタ基板２ｃの画面内額縁領域４及び画面内表示領域３に、絶縁性透明基板９に起立するように第１スペーサ部７ａ及び第２スペーサ部７ｂがそれぞれ形成されている。しかも、その第１スペーサ部７ａの高さと遮光層１３の膜厚との和は、第２スペーサ部７ｂの高さとカラーフィルタ層６（ブラックマトリクス２４）の膜厚との和と略同じになるように、第１スペーサ部７ａの高さが第２スペーサ部７ｂよりも青色層６ｃの膜厚の分だけ低く調整されている。そのため、画面内額縁領域４及び画面内表示領域３における第１スペーサ部７ａ及び第２スペーサ部７ｂの上端の高さが実質的に同じになる。これにより、カラーフィルタ基板２ａの画面内額縁領域４に設けられた遮光層１３に起因する画面内額縁領域４と画面内表示領域３との間の段差がなくなることになる。よって、画面内表示領域３と画面内額縁領域４との境界近傍の色むらの発生が抑止される。また、画面内表示領域３内のスペーサ（第２スペーサ部７ｂ）が遮光性のブラックマトリクス２４と重なるように設けられているので、そのスペーサによって光の散乱又は透過があったとしても、画面内の表示品位を低下させる恐れがない。

《発明の実施形態４》
以下に、本発明の実施形態４に係る液晶表示装置について説明する。

図９は、液晶パネル１０ｄの断面模式図であり、実施形態１の説明で用いた図３の断面模式図に対応するものである。但し、図９中のアクティブマトリクス基板１ａは、図３と同様に、その基板上の構成を簡略化している。

この液晶パネル１０ｄは、素子基板として機能するアクティブマトリクス基板１ａと、そのアクティブマトリクス基板１ａに対向配置されるカラーフィルタ基板２ｄと、それら両基板１ａ及び２ｄの間に挟持され表示媒体層を構成する液晶層８と、を備えている。

アクティブマトリクス基板１ａ及び液晶層８については、実施形態１のものと実質的に同じであるので、その詳細な説明は省略する。

カラーフィルタ基板２ｄについては、突起部２８の構成以外、実施形態１のカラーフィルタ基板２ａの構成と同じであるので、以下に、突起部２８の構成を中心に説明する。

この突起部２８は、液晶層８を構成する液晶分子の配向を制御するためのものであり、各着色層に対応してカラーフィルタ層６上に設けられている。

より具体的には、突起部２８は、カラーフィルタ層６の上層の共通電極（不図示）上に設けられている。

また、突起部２８は、第１スペーサ部７ａ及び第２スペーサ部７ｂを構成する材料で形成されている。そのため、実施形態１及び３のカラーフィルタ基板の作製工程において、第１スペーサ部７ａ及び第２スペーサ部７ｂを形成するために感光性樹脂膜の露光する際に、対応する部分の露光時間を短くすることにより、カラーフィルタ層６（共通電極）上に突起部２８を形成することができる。よって、カラーフィルタ基板２ｄの作製方法についてはその詳細な説明を省略する。

本発明のカラーフィルタ基板２ｄ及びそれを備えた液晶パネル１０ｄは、実施形態１における効果に加えて、上述のように、突起部２８によって液晶層８を構成する液晶分子の配向を制御することも可能である。

《発明の実施形態５》
以下に、本発明の実施形態５に係る液晶表示装置について説明する。

図１０は、液晶パネル１０ｅの断面模式図であり、実施形態１の説明で用いた図３の断面模式図に対応するものである。但し、図１０中のアクティブマトリクス基板１ｅは、図３と同様に、その基板上の構成を簡略化している。

この液晶パネル１０ｅは、素子基板として機能するアクティブマトリクス基板１ｅと、そのアクティブマトリクス基板１ｅに対向配置されるカラーフィルタ基板２ｅと、それら両基板１ｅ及び２ｅの間に挟持され表示媒体層を構成する液晶層８と、を備えている。

アクティブマトリクス基板１ｅについては、素子基板側の遮光層２７の構成以外、実施形態１のアクティブマトリクス基板１ａと同じであるので、以下に、素子基板側遮光層２７の構成を中心に説明する。

この素子基板側の遮光層２７は、ＴＦＴ２１、ソース線１６及び画面内額縁領域４の全領域を覆うように設けられている。

ＴＦＴ２１上に設けられた遮光層２７（不図示）は、その上方から半導体層２２（チャネル部）に入射する光を遮断することができ、光によるリーク電流の発生を抑止することができる。

画面内額縁領域４に設けられた遮光層２７は、画面内額縁領域４に位置しているので画像表示に直接関わらないものであるが、画面内表示領域において画像表示に必要なバックライト等からの光を遮断するものである。

また、画面内額縁領域４の遮光層２７は、液晶表示装置の筐体又はフレーム枠に組み付けられる時、その開口部の周縁の位置に当たるので、組み付けマージンを考慮して、ソース線１６上に設けられた遮光層２７（１０μｍ程度）よりもかなり幅広（数ｍｍ）になっている。

そのため、図１０に示すように、遮光層２７上の層間絶縁膜１２の表面は、画面内表示領域３においては、層間絶縁膜１２を構成する感光性樹脂膜のリフローによる追従効果によって幅狭の遮光層２７の膜厚が吸収されて平坦であるが、画面内額縁領域４においては、遮光層２７が幅広であるためその追従効果が小さくなり盛り上がってしまう。これによって、層間絶縁膜１２の表面には画面内表示領域３と画面内額縁領域４との間で段差が生じている。

カラーフィルタ基板２ｅは、その画面内額縁領域４が、実施形態１におけるカラーフィルタ基板２ａの遮光層１３と異なって、青色層６ｃを備えていない構成となっている。

また、カラーフィルタ基板２ｅは、絶縁性透明基板９上に、カラーフィルタ層６及び共通電極（不図示）が順に積層された積層構造となっている。

共通電極の上層には、アクティブマトリクス基板１ｅとカラーフィルタ基板２ｅとの間に挟持される液晶層８の厚みを規定するために、絶縁性透明基板９に起立するようにスペーサが設けられている。

このスペーサは、画面内額縁領域４に設けられた第１スペーサ部７ａと、画面内表示領域３の各画素間に設けられた第２スペーサ部７ｂとから構成されている。そして、第１スペーサ部７ａと第２スペーサ７ｂとの高さの差は、画面内額縁領域４及び画面内表示領域３との間の表面段差と略同じであるので、画面内表示領域３と画面内額縁領域４との間での層間絶縁膜１２の表面の段差がなくなるように、第１スペーサ部７ａの高さが第２スペーサ部７ｂよりも低く調整されている。これにより、画面内表示領域３と画面内額縁領域４との境界近傍の色むらの発生が抑止される。

実施形態１、２及び３と同様に、上記「略同じ」とは、両者の差が０．１μｍの差以内で、実質的に同じであることをいう。このように、両者の差が０．１μｍの差以内であれば、リタデーションによる色調の変化は殆ど視認されない。

液晶層８については、実施形態１のものと実質的に同じであるので、その詳細な説明は省略する。

次に、本発明の実施形態５に係る液晶パネル１０ｅの製造方法について説明する。

＜アクティブマトリクス基板作製工程＞
実施形態１に記載された方法で、絶縁性透明基板９上にゲート線１５、ゲート電極１５ａ、容量線１８、ゲート線引出配線１１、ゲート絶縁膜２３、半導体層２２、ソース線１６、ソース電極１６ａ、ドレイン電極１７、ドレイン電極引出電極１７ａ及び半導体層のチャネル部（ＴＦＴ２１）を順次形成する。

次いで、基板全体にドライフィルムラミネート法により黒色の顔料が分散された感光性樹脂膜を転写し、その後、ＰＥＰ技術によりソース線１６、ＴＦＴ２１及び画面内額縁領域４を覆うようにパターン形成して、遮光層２７を形成する。

次いで、遮光層２７及びドレイン電極引出電極１７ａ上の基板全体に、アクリル系のポジ型感光性透明樹脂を厚さ２．５μｍ程度で塗布して、層間絶縁膜１２を形成する。

次いで、層間絶縁膜１２のドレイン電極引出電極１７ａに対応する部分をエッチング除去して、コンタクトホール１９を形成する。

次いで、層間絶縁膜１２上の基板全体に、ＩＴＯ膜からなる透明導電膜（厚さ１０ｎｍ程度）をスパッタリング法により成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、画素電極２０を形成する。なお、所望の電気抵抗値であれば、ＩＴＯ膜の代わりにＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）膜等の透明導電膜を用いてもよい。

次いで、画素電極２０上の基板全体に、ポリイミド樹脂を厚さ１００ｎｍ程度で塗布して、配向膜を形成する。

上記のようにしてアクティブマトリクス基板１ｅを作製することができる。

＜カラーフィルタ基板作製工程＞
実施形態１のカラーフィルタ基板２ａの画面内額縁領域４の遮光膜１３を構成する青色層６ｃを省けばよいだけなので、その詳細な説明は省略する。

＜液晶パネル作製工程＞
実施形態１と同様なので、その詳細な説明は省略する。

以上のようにして、本発明の液晶パネル１０ｅを製造することができる。

本発明の液晶パネル１０ｅは、上述のように、アクティブマトリクス基板１ｅの画面内額縁領域４に、遮光層２７が設けられ、カラーフィルタ基板２ｅの画面内額縁領域４及び画面内表示領域３に、液晶層８の厚みを規定するように、第１スペーサ部７ａ及び第２スペーサ部７ｂがそれぞれ形成されている。しかも、画面内表示領域３と画面内額縁領域４との間での層間絶縁膜１２の表面の段差が解消されるように、第１スペーサ部７ａの高さが第２スペーサ部７ｂよりも低く調整されている。そのため、画面内額縁領域４に形成された第１スペーサ部７ａと画面内表示領域３に形成された第２スペーサ部７ｂとの高さの差により、アクティブマトリクス基板１ｅにおける画面内表示領域３及び画面内額縁領域４の間の表面段差が解消される。よって、画面内表示領域３と画面内額縁領域４との境界近傍の色むらの発生が抑止される。

また、本実施形態５は、実施形態１の構成において、アクテフィブマトリクス基板の画面内額縁領域に遮光層を設けた構成形態であるが、実施形態２、３及び４の構成において適応することもできる。

次に、具体的に行った実験について説明する。

本発明の実施例として、上述の実施形態５と同一の方法で、液晶パネルを作製した。

具体的には、遮光層２７の膜厚を１．５μｍ、層間絶縁膜１２の膜厚を２．５μｍとしてアクティブマトリクス基板１ｅを作製し、画面内額縁領域４の第１スペーサ部７ａの高さを３．０μｍ、画面内表示領域３の第２スペーサ部７ｂの高さを３．４μｍとしてカラーフィルタ基板２ｅを作製し、それら両基板１ｅ及び２ｅを貼り合わせ、液晶材料を注入・封止して液晶パネルを作製した。

次に、本発明の実施例に対する比較例について説明する。

具体的には、画面内額縁領域及び画面内表示領域のスペーサの高さを３．４μｍとしてカラーフィルタ基板を作製し、実施例と同一のアクティブマトリクス基板１ｅを準備して、それら両基板を貼り合わせ、液晶材料を注入・封止して液晶パネルを作製した。

以上、実施例及び比較例の結果を図１１のグラフを用いて説明する。

図１１（ａ）は、比較例で作製した液晶パネルの画面内表示領域におけるセル厚分布を示すグラフであり、図１１（ｂ）は、実施例で作製した液晶パネルの画面内表示領域におけるセル厚分布を示すグラフである。ここで、比較例及び実施例で作製した液晶パネルのパネルサイズは、１５インチであり、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、その液晶パネルのセル厚を一定距離毎の測定して、その結果をプロットしたものである。また、図中横軸（Ｓ１〜Ｓ６）は、液晶パネルのゲート線方向を、図中縦軸（１，３，５）は、液晶パネルのソース線方向を、それぞれ示すものである。

アクティブマトリクス基板１ｅの画面内額縁領域４に形成した遮光膜２７によって、アクティブマトリクス基板１ｅの表面は、画面内額縁領域及び画面内表示領域の間で表面段差が、０．３〜０．４μｍが生じた。

比較例では、画面内額縁領域及び画面内表示領域に関係なく、同じ高さのスペーサを形成したので、上述の０．３〜０．４μｍの表面段差に対応して、画面内額縁領域近傍のセル厚が、画面内表示領域の中央部分のセル厚よりも大きくなっている。そのため、液晶パネルの周囲部分において、色むらが確認された。

それに対して、実施例では、画面内額縁領域４の第１スペーサ部７ａの高さを３．０μｍ、画面内表示領域３の第２スペーサ部の高さを３．４μｍとしたので、上述の０．３〜０．４μｍの表面段差が解消され、画面内額縁領域近傍のセル厚と画面内表示領域の中央部分のセル厚との間に差は認められず、画面内全領域にわたってセル厚がほぼ一定であった。そのため、液晶パネルは良好な表示品位を有していた。

以上説明したように、本発明は、画面内表示領域と画面内額縁領域との境界近傍の色むらの発生が抑止されるので、カラー液晶表示装置について有用である。

本発明の実施形態１に係る液晶パネル１０ａを構成するカラーフィルタ基板２ａがマザーガラス上に複数個配設された状態を示す平面模式図である。 本発明の実施形態１に係る液晶パネル１０ａの平面模式図である。 本発明の実施形態１に係る液晶パネル１０ａの断面模式図であり、図２中のＡ−Ａ’線に対応するものである。 本発明の実施形態１に係る液晶パネル１０ａを構成するアクティブマトリクス基板１ａの平面模式図である。 本発明の実施形態１に係る液晶パネル１０ａの断面模式図であり、図４中のＢ−Ｂ’線に対応するものである。 本発明の実施形態２に係る液晶パネル１０ｂの断面模式図であり、図３の断面模式図に対応するものである。 本発明の実施形態３に係る液晶パネル１０ｃの断面模式図であり、図３の断面模式図に対応するものである。 本発明の実施形態３に係る液晶パネル１０ｃを構成するカラーフィルタ基板２ｃの作製工程を示す断面模式図である。 本発明の実施形態４に係る液晶パネル１０ｄの断面模式図であり、図３の断面模式図に対応するものである。 本発明の実施形態５に係る液晶パネル１０ｅの断面模式図であり、図３の断面模式図に対応するものである。 本発明の実施例及び比較例で作製した液晶パネルの画面内表示領域におけるセル厚分布を示すグラフである。

符号の説明

１ マザーガラス
１ａ，１ｅ アクティブマトリクス基板
２ パネル領域
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ カラーフィルタ基板
３ 画面内表示領域
４ 画面内額縁領域
５ 画面外領域
６ カラーフィルタ層
６ａ 赤色層
６ｂ 緑色層
６ｃ 青色層
６ｃ’ 第２スペーサ下層部
７ａ 第１スペーサ部
７ａ’ 第２スペーサ上層部
７ｂ 第２スペーサ部
８ 液晶層
９ 絶縁性透明基板
１０ 液晶パネル
１１ ゲートバスライン引出配線
１２ 層間絶縁膜
１３，２７ 遮光層
１３ａ 遮光層下層部
１３ｂ 遮光層上層部
１５ ゲート線
１５ａ ゲート電極
１６ ソース線
１６ａ ソース電極
１７ ドレイン電極
１７ａ ドレイン電極引出電極
１８ 容量線
１９ コンタクトホール
２０ 画素電極
２１ ＴＦＴ
２２ 半導体層
２２ａ 真性アモルファスシリコン層
２２ｂ ｎ＋アモルファスシリコン層
２３ ゲート絶縁膜
２４ ブラックマトリクス
２４ａ ブラックマトリクス形成部
２５ ブラックマトリクス形成膜
２６ フォトマスク
２８ 突起部

Claims (15)

1. 透明基板と、該透明基板上に設けられ複数の着色層を有すると共に画面内表示領域を構成するカラーフィルタ層と、該画面内表示領域の周りに規定された画面内額縁領域と、を備えたカラーフィルタ基板であって、
   上記画面内額縁領域には、上記透明基板を覆うように遮光層が設けられ、
   上記画面内額縁領域及び画面内表示領域には、各々、上記透明基板に起立するように、第１スペーサ部及び第２スペーサ部が形成されている共に、
   上記第１スペーサ部の高さと上記遮光層の膜厚との和は、上記第２スペーサ部の高さと上記カラーフィルタ層の膜厚との和と略同じであることを特徴とするカラーフィルタ基板。
2. 請求項１に記載されたカラーフィルタ基板において、
   上記遮光層は、上記カラーフィルタ層よりも厚肉であって、
   上記第１スペーサ部の高さは、上記第２スペーサ部よりも低いことを特徴とするカラーフィルタ基板。
3. 請求項１に記載されたカラーフィルタ基板において、
   上記カラーフィルタ層の複数の着色層の間には該複数の着色層の間を遮光するブラックマトリクスが設けられていることを特徴とするカラーフィルタ基板。
4. 請求項３に記載されたカラーフィルタ基板において、
   上記第２スペーサ部は、上記ブラックマトリクスに重なるように設けられ、
   上記第１スペーサ部の高さと上記遮光層の膜厚との和は、上記第２スペーサ部の高さと上記ブラックマトリクスの膜厚との和と略同じであることを特徴とするカラーフィルタ基板。
5. 請求項４に記載されたカラーフィルタ基板において、
   上記遮光層は、上記ブラックマトリクスよりも厚肉であって、
   上記第１スペーサ部の高さは、上記第２スペーサ部よりも低いことを特徴とするカラーフィルタ基板。
6. 請求項１又は３に記載されたカラーフィルタ基板において、
   上記カラーフィルタ層は、赤色、緑色及び青色の着色層が配設され、
   上記遮光層は、上記カラーフィルタ層の赤色及び青色の着色層を構成する材料を積層して形成されていることを特徴とするカラーフィルタ基板。
7. 請求項１又は３に記載されたカラーフィルタ基板において、
   上記第２スペーサ部は、上記第１スペーサ部を構成する材料と、上記カラーフィルタ層の着色層を構成する材料とを積層して形成されていることを特徴とするカラーフィルタ基板。
8. 請求項１又は３に記載されたカラーフィルタ基板において、
   上記透明基板のカラーフィルタ層側には液晶分子が配向され、
   上記画面内表示領域は、上記第１及び第２スペーサ部を構成する材料で形成され、上記液晶分子の配向を制御するための突起部を有することを特徴とするカラーフィルタ基板。
9. 請求項１又は３に記載されたカラーフィルタ基板において、
   上記カラーフィルタ層、遮光層、並びに、第１及び第２スペーサ部は、各々、フィルム上に形成させた樹脂膜を上記透明基板に転写するドライフィルムラミネート法で形成されていることを特徴とするカラーフィルタ基板。
10. 請求項１乃至９の何れかに記載されたカラーフィルタ基板と、該カラーフィルタ基板に対向配置される素子基板と、それら両基板の間に挟持される表示媒体層と、を備えることを特徴とする表示装置。
11. 透明基板と該透明基板上に設けられ複数の着色層からなるカラーフィルタ層とを有するカラーフィルタ基板と、該カラーフィルタ基板に対向配置され、透明基板と該透明基板上に設けられた複数のスイッチング素子とを有する素子基板と、それら両基板の間に挟持される表示媒体層と、を備えた表示装置であって、
    上記カラーフィルタ基板及び素子基板には、各々、上記カラーフィルタ層の対応部分である画面内表示領域と、該画面内表示領域の周りに位置する画面内額縁領域と、が規定され、
    上記素子基板の画面内額縁領域には、上記透明基板を覆うように遮光層が設けられ、
    上記素子基板の表面は、画面内額縁領域及び画面内表示領域との間で上記遮光層に対応する段差を有しており、
    上記カラーフィルタ基板の画面内額縁領域及び画面内表示領域には、各々、上記表示媒体層の厚みを規定するように、第１スペーサ部及び第２スペーサ部が形成されていると共に、
    上記第１スペーサ部と第２スペーサとの高さの差は、上記画面内額縁領域及び画面内表示領域との間の表面段差と略同じであることを特徴とする表示装置。
12. 請求項１１に記載された表示装置において、
    上記素子基板の画面内額縁領域の表面は、該素子基板の画面内表示領域の表面のよりも高い位置にあると共に、
    上記第１スペーサ部の高さは、上記第２スペーサ部よりも低いことを特徴とする表示装置。
13. 請求項１１に記載された表示装置において、
    上記第２スペーサ部は、上記第１スペーサ部を構成する材料と、上記カラーフィルタ層の着色層を構成する材料とを積層して形成されていることを特徴とする表示装置。
14. 請求項１１に記載された表示装置において、
    上記表示媒体層は、液晶分子から構成され、
    上記カラーフィルタ基板の画面内表示領域は、上記第１及び第２スペーサ部を構成する材料で形成され、上記液晶分子の配向を制御するための突起部を有することを特徴とする表示装置。
15. 請求項１１に記載された表示装置において、
    上記カラーフィルタ層、遮光層、並びに、第１及び第２スペーサ部は、各々、フィルム上に形成させた樹脂膜を上記透明基板に転写するドライフィルムラミネート法で形成されていることを特徴とする表示装置。
    

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