JP2007256795A - カラーフィルタ基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表示品位に優れた表示パネルを形成できるカラーフィルタ基板の製造方法を提供する。
【解決手段】基板上に、複数の第１着色層を形成し、それぞれ第１着色層に隣接して基板上に、それぞれ第１着色層の周縁部に重なった段差部を有しているとともに第１着色層より硬度の低い複数の第２着色層を形成し、第１着色層および第２着色層の表面を機械的に研磨し、第２着色層のそれぞれの段差部を除去して表面の平坦なカラーフィルタを形成する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、カラーフィルタ基板の製造方法に関し、特に、液晶表示パネルを形成するカラーフィルタ基板の製造方法に関する。

一般に、画像を表示する表示パネルとして液晶表示パネルが用いられている。液晶表示パネルは、アレイ基板と、この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、これら両基板の間に狭持された液晶層と、を備えている。アレイ基板は、ガラス基板、アレイ配線部、カラーフィルタ、複数の画素電極、複数の柱状スペーサおよび配向膜を有している。アレイ配線部は、ガラス基板上に形成された複数の走査線、複数の信号線、複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を有している。カラーフィルタは、複数の赤色の着色層、複数の緑色の着色層および複数の青色の着色層を隣接して並べて形成されている。

信号線および走査線は格子状に配設されている。ＴＦＴは、信号線および走査線の各交差部近傍に配置されている。着色層は、ガラス基板、信号線、走査線およびＴＦＴ上に形成されている。画素電極は、着色層上に形成されている。画素電極は所要形状に形成されている。画素電極は、着色層に形成されたコンタクトホールを介してＴＦＴと電気的に接続されている。柱状スペーサは、レジスト塗布、露光、現像、ポストベークにより、所望サイズおよび所望高さに、着色層の土台部上に形成されている。配向膜は、着色層および画素電極上に形成されている。

一方、対向基板は、ガラス基板と、このガラス基板上に順に形成された対向電極および配向膜とを有している。
アレイ基板および対向基板は、柱状スペーサにより所定の隙間を保持して対向配置され、これら両基板の周縁部に配置されたシール材により互いに接合されている。液晶層は、アレイ基板、対向基板およびシール材で囲まれた領域に形成されている。

通常、隣接した着色層の周縁部同士は重複し、着色層にミクロンオーダの盛り上がった段差部が形成される。液晶モードによっては、着色層の段差部に重なった領域で液晶分子の配向不良が生じ、光り抜けが生じる恐れがある。このため、液晶表示パネルのコントラスト低下が問題となる場合がある。

したがって、液晶表示パネルの光学特性の改善を図るために、アレイ基板上に盛り上がって形成された部分、すなわち着色層の段差部を小さくすることが不可欠となる。そこで、着色層を機械的に研磨し、着色層の表面を平坦化する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。着色層の表面を平坦化することにより、光抜けによるコントラスト低下を抑制することができる。
特開平９−２３０１２４号公報

上記液晶表示パネルの表示品位の向上のため、精度の良いセルギャップ均一性が求められている。しかしながら、着色層を機械的に研磨した場合、基板面内にて研磨量のバラツキが生じ易い。すなわち、研磨に用いる研磨装置の構成上、基板中央部の着色層の研磨量より基板周辺部の着色層の研磨量が大きくなってしまう。研磨量の差は、着色層の段差部の間で顕著である。

また、研磨時間が長くなるに従い、基板中央部の着色層と、基板周辺部の着色層との研磨量差が大きくなってしまう。液晶表示パネルのセルギャップは、着色層の平面から土台部の表面までの高さと、柱状スペーサの高さとの和により概ね決定される。

上記したことから、着色層を機械的に研磨した場合、着色層の平面から土台部の表面までの高さにバラツキが生じ易く、セルギャップの不均一が生じ易くなるため、この場合、液晶表示パネルの表示品位は低下する恐れがある。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、表示品位に優れた表示パネルを形成できるカラーフィルタ基板の製造方法を提供することにある。

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、複数の第１着色層を形成し、
それぞれ前記第１着色層に隣接して前記基板上に、それぞれ前記第１着色層の周縁部に重なった段差部を有しているとともに前記第１着色層より硬度の低い複数の第２着色層を形成し、
前記第１着色層および第２着色層の表面を機械的に研磨し、前記第２着色層のそれぞれの段差部を除去して表面の平坦なカラーフィルタを形成している。

この発明によれば、表示品位に優れた表示パネルを形成できるカラーフィルタ基板の製造方法を提供することができる。

以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態に係るカラーフィルタ基板の製造方法を表示パネルとしての液晶表示パネルの製造方法と併せて詳細に説明する。始めに、この製造方法によって製造された液晶表示パネルの構成を説明する。

図１、図２、図３、図４および図５に示すように、液晶表示パネルは、表示領域Ｒを有したアレイ基板１と、この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２と、これら両基板間に狭持された液晶層３とを備えている。

カラーフィルタ基板としてのアレイ基板１は、透明な絶縁基板としてのガラス基板１０と、ガラス基板上に形成されたアレイ配線部４と、ガラス基板およびアレイ配線部上に形成されたカラーフィルタ６と、カラーフィルタ上に形成された複数の画素電極１６および複数の柱状スペーサ１７と、カラーフィルタおよび画素電極上に形成された配向膜１９とを備えている。

アレイ配線部４は、複数の走査線１１、複数の信号線１３および複数のスイッチング素子としての複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１５とを有している。カラーフィルタ６は、複数の赤色の着色層６Ｒ、複数の緑色の着色層６Ｇおよび複数の青色の着色層６Ｂで形成されている。

走査線１１および信号線１３は、ガラス基板１０上に格子状に設けられている。走査線１１および信号線１３は、互いに直交して形成されている。走査線１１の厚みは０．３５μｍであり、信号線１３の厚みは０．５５μｍである。ＴＦＴ１５は、走査線１１および信号線１３の交差部近傍に設けられている。

ＴＦＴ１５は、走査線１１の一部を延出させたゲート電極１５ａ、ゲート電極上に設けられたゲート絶縁膜１５ｂ、ゲート絶縁膜を介してゲート電極と対向した半導体膜１５ｃ、この半導体膜のソース領域に接続されたソース電極１５ｄおよび半導体膜のドレイン領域に接続されたドレイン電極１５ｅを有している。ソース電極１５ｄは信号線１３に接続され、ドレイン電極１５ｅは画素電極１６に接続されている。

表示領域Ｒにおいて、着色層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂは、ガラス基板１０、走査線１１、信号線１３およびＴＦＴ１５上に、互いに隣接し、交互に並んで配設されている。着色層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂは、それぞれストライプ状に形成され、その周縁部を信号線１３に重ねて配設されている。この実施の形態において、着色層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂの膜厚は、３．０μｍである。

カラーフィルタ６は、柱状スペーサ１７の土台となる複数の土台部８を含んでいる。土台部８の表面は、ガラス基板１０の平面に平行な同一平面上に位置している。

画素電極１６は、着色層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ上に、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）等の透明な導電材料で形成されている。各画素電極１６は、各着色層に形成されたコンタクトホール６ｈを介して対応するＴＦＴ１５のドレイン電極１５ｅと電気的に接続されている。柱状スペーサ１７は、土台部８上にそれぞれ形成されている。配向膜１９は、画素電極１６および柱状スペーサ１７が形成されたカラーフィルタ６上に成膜されている。

一方、表示領域Ｒの外側において、ガラス基板１０上には、矩形枠状の遮光部１８が形成されている。この遮光部１８は、表示領域Ｒの着色層周縁部全周に沿って形成されている。この遮光部１８は、表示領域Ｒ周縁部から漏れる光の遮光に寄与している。なお、配向膜１９は、表示領域Ｒに限らず、表示領域外側を含むガラス基板１０全面に成膜されている。

対向基板２は、透明な絶縁基板としてのガラス基板２０を備えている。このガラス基板２０上には、ＩＴＯ等の透明な導電材料で対向電極２１が形成されている。表示領域Ｒにおいて、対向電極２１上に配向膜２２が成膜されている。なお、配向膜２２は、表示領域Ｒに限らず、ガラス基板２０全面に成膜されている。

アレイ基板１および対向基板２は、柱状スペーサ１７により所定の隙間を保持し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置されたシール材３１により互いに接合されている。シール材３１は、遮光部１８の外周に沿って形成されている。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３１の一部には液晶注入口３２が形成され、この液晶注入口は封止材３３で封止されている。

以下、上記のように構成されたアレイ基板１および液晶表示パネルの製造方法について説明する。特に、アレイ基板１の製造方法を詳しく説明する。

（実施例１）
始めに、アレイ基板１の構成を説明する。
実施例１では、着色層６Ｇが土台部８を含んでいる。土台部８は、走査線１１および信号線１３の交差部に重なった着色層６Ｇに設けられている。着色層６Ｒの硬度は、鉛筆硬度で５Ｈである。着色層６Ｇの硬度は、鉛筆硬度で９Ｈである。着色層６Ｂの硬度は、鉛筆硬度で７Ｈである。

次に、液晶表示パネルの製造方法について説明する。
図２、図３および図６に示すように、まず、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、複数の走査線１１、複数の信号線１３、ゲート絶縁膜１５ｂを含む複数のＴＦＴ１５を形成する。走査線１１は、膜厚０．３５μｍに形成される。信号線１３は、膜厚０．５５μｍに形成される。

続いて、ガラス基板１０上に、有機顔料として緑色顔料を分散した感光性緑色レジスト（以下、緑色レジストと称する）を塗布する。その後、フォトマスクを用いて、緑色レジストを露光した後、現像および焼成して、表示領域Ｒに複数の着色層６Ｇを形成する。同時に、着色層６Ｇにコンタクトホール６ｈを形成する。次いで、着色層６Ｇと同様、表示領域Ｒに、青色の着色層６Ｂおよび赤色の着色層６Ｒを、それぞれ互いに隣接して順次形成するとともに各着色層にコンタクトホール６ｈを形成する。

ここで、ガラス基板１０上に１番目に形成された第１着色層は着色層６Ｇであり、２番目に形成された第２着色層は着色層６Ｂであり、３番目に形成された第３着色層は着色層６Ｒである。
これにより、膜厚３．０μｍの着色層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂが形成される。着色層６Ｇに土台部８が形成される。着色層６Ｒの鉛筆硬度は５Ｈ、着色層６Ｇの鉛筆硬度は９Ｈ、着色層６Ｂの鉛筆硬度は７Ｈとなる。また、着色層６Ｂには盛り上がった段差部７Ｂが形成される。着色層６Ｒには盛り上がった段差部７Ｒが形成される。

この実施例において、段差部７Ｂは、着色層６Ｇの周縁部と着色層６Ｂの周縁部とが重複した重畳部７に形成される。段差部７Ｒは、それぞれ着色層６Ｇ、６Ｂの周縁部と着色層６Ｒの周縁部とが重複した重畳部７に形成される。

なお、フォトリソグラフィ法に用いる露光機は、生産性の上からは、プロキシミティ露光装置が好ましい。その他、パターニング精度を向上させ、着色層が重なった段差部の高さのバラツキを小さくするため、ミラープロジェクション露光装置を用いても良い。この実施例で用いた露光機は、ミラープロジェクション露光装置である。

次いで、図７に示すように、研磨装置の研磨ヘッド４１にガラス基板１０を吸着させた後、研磨装置のステージ４２を、その研磨面４３が着色層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂと対向する位置に配置する。続いて、研磨ヘッド４１およびステージ４２を互いに逆方向に回転させるとともに研磨剤を供給し、着色層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂの表面を４０秒間、機械的に研磨する。これにより、土台部８に重なった重畳部７（段差部７Ｂ）は３００ｎｍ程度除去される。

上記したことから、段差部７Ｂ、７Ｒが除去され、着色層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ全面が平坦化される。段差部７Ｂ、７Ｒは、着色層６Ｇの硬度より低いため、段差部７Ｂ、７Ｒを除去するための研磨時間を大きく短縮することができる。また、段差部７Ｂ、７Ｒを除去して形成された着色層６Ｇの土台部８の高さバラツキを大きく低減することができる。研磨された土台部８の表面は、ガラス基板１０の平面に平行な同一平面上にほぼ位置している。

ここで、上記研磨装置を用いた着色層の研磨速度は、着色層６Ｒで９ｎｍ／秒ないし１２ｎｍ／秒、着色層６Ｇで１ｎｍ／秒ないし３ｎｍ／秒、着色層６Ｂで５ｎｍ／秒ないし７ｎｍ／秒であった。着色層の硬度が高くなるに従い、研磨速度が遅くなることが判る。

図３、図４および図５に示すように、続いて、着色層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ上に、ＩＴＯを、例えばスパッタリング法により堆積する。その後、フォトリソグラフィ法を用い、堆積されたＩＴＯをパターニングし、それぞれ着色層に重なるとともに、コンタクトホール６ｈと接続された複数の画素電極１６を形成する。

画素電極１６を形成した後、ガラス基板１０上に、遮光性を有する材料として、例えば感光性黒色レジスト（以下、黒色レジストと称する）をスピンナにて塗布する。その後、黒色レジストを乾燥させ、フォトリソグラフィ法を用い、塗布された黒色レジストをパターニングし、さらに、現像および焼成する。これにより、遮光部１８が形成される。

次いで、ガラス基板１０上にレジストを塗布し、この塗布されたレジストを露光する。続いて、レジストを現像および焼成（ポストベーク）し、土台部８上に複数の柱状スペーサ１７を形成する。これにより、ガラス基板１０の表面から柱状スペーサ１７のトップまでの高さはほぼ均一となり、この高さにおいてバラツキの小さいアレイ基板１を得ることができる。
続いて、表示領域Ｒを含むガラス基板１０全面に配向膜１９を形成し、この配向膜に所定の配向処理（ラビング）を施す。これにより、アレイ基板１が完成する。

一方、対向基板２の製造方法においては、まず、ガラス基板２０を用意する。ガラス基板２０上に、ＩＴＯを、例えばスパッタリング法により堆積し、対向電極２１を形成する。続いて、表示領域Ｒを含むガラス基板２０全面に配向膜２２を形成し、この配向膜に所定の配向処理（ラビング）を施す。これにより、対向基板２が完成する。

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３１を印刷する。続いて、アレイ基板１および対向基板２を複数の柱状スペーサ１７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３１により貼り合せる。その後、シール材３１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。

続いて、真空注入法により、シール材３１の一部に形成された液晶注入口３２から、液晶を注入する。その後、液晶注入口３２を、例えば紫外線硬化型樹脂からなる封止材３３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。これにより、面内で均一なセルギャップを得た液晶表示パネルが完成する。セルギャップは、液晶表示パネルの仕様により任意に変えれば良い。セルギャップを変える際、着色層の平面から土台部８表面までの高さや、柱状スペーサ１７の高さを変えて行えば良い。

ここで、本願発明者等は、研磨前後において着色層の高さを触針式膜厚計により測定し、着色層の研磨量を算出した。算出した結果、信号線１３に重なった重畳部７（段差部７Ｒ、７Ｂ）の研磨量は、基板中央部で７０ｎｍ、基板周辺部で１００ｎｍであった。土台部８に重なった重畳部７（段差部７Ｂ）の研磨量は、基板中央部で３００ｎｍ、基板周辺部で３１０ｎｍであった。この結果、土台部の高さのバラツキを大きく低減できたことが判る。

（実施例２）
実施例２では、第１着色層を着色層６Ｇ、第２着色層を着色層６Ｒ、第３着色層を着色層６Ｂとしてカラーフィルタ６を形成した。この実施例において、段差部７Ｂは、それぞれ着色層６Ｒ、６Ｇの周縁部と着色層６Ｂの周縁部とが重複した重畳部７に形成される。段差部７Ｒは、着色層６Ｇの周縁部と着色層６Ｒの周縁部とが重複した重畳部７に形成される。

また、研磨時間を６０秒間として、着色層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂの表面を機械的に研磨した。このように、着色層の形成順番および着色層の研磨時間を変更した以外、上述した実施例１と同様にアレイ基板を形成して、液晶表示パネルを完成させた。

ここで、本願発明者等は、研磨前後において着色層の高さを触針式膜厚計により測定し、着色層の研磨量を算出した。算出した結果、信号線１３に重なった重畳部７（段差部７Ｒ、７Ｂ）の研磨量は、基板中央部で８０ｎｍ、基板周辺部で１２０ｎｍであった。土台部８に重なった重畳部７（段差部７Ｂ）の研磨量は、基板中央部で３００ｎｍ、基板周辺部で３３０ｎｍであった。この結果、土台部の高さのバラツキを大きく低減できたことが判る。

（実施例３）
実施例３では、第１着色層を着色層６Ｒ、第２着色層を着色層６Ｇ、第３着色層を着色層６Ｂとしてカラーフィルタ６を形成した。この実施例において、段差部７Ｂは、それぞれ着色層６Ｒ、６Ｇの周縁部と着色層６Ｂの周縁部とが重複した重畳部７に形成される。段差部７Ｇは、着色層６Ｒの周縁部と着色層６Ｇの周縁部とが重複した重畳部７に形成される。

着色層６Ｒの鉛筆硬度を９Ｈ、着色層６Ｇの鉛筆硬度を７Ｈ、着色層６Ｂの鉛筆硬度を５Ｈとして着色層を形成した後、着色層を研磨した。また、研磨時間を１００秒間として、着色層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂの表面を機械的に研磨した。このように、着色層の形成順番、着色層の硬度および着色層の研磨時間を変更した以外、上述した実施例１と同様にアレイ基板を形成して、液晶表示パネルを完成させた。

ここで、本願発明者等は、研磨前後において着色層の高さを触針式膜厚計により測定し、着色層の研磨量を算出した。算出した結果、信号線１３に重なった重畳部７（段差部７Ｇ、７Ｂ）の研磨量は、基板中央部で８０ｎｍ、基板周辺部で１００ｎｍであった。土台部８に重なった重畳部７（段差部７Ｂ）の研磨量は、基板中央部で３００ｎｍ、基板周辺部で３１０ｎｍであった。この結果、土台部の高さのバラツキを大きく低減できたことが判る。

次に、比較例１ないし比較例４において、土台部８の高さにバラツキが生じた場合について説明する。
（比較例１）
比較例１では、第１着色層を着色層６Ｒ、第２着色層を着色層６Ｂ、第３着色層を着色層６Ｇとしてカラーフィルタ６を形成した。この比較例において、段差部７Ｇは、それぞれ着色層６Ｒ、６Ｂの周縁部と着色層６Ｇの周縁部とが重複した重畳部７に形成される。段差部７Ｂは、着色層６Ｒの周縁部と着色層６Ｂの周縁部とが重複した重畳部７に形成される。

また、研磨時間を１００秒間として、着色層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂの表面を機械的に研磨した。このように、着色層の形成順番および着色層の研磨時間を変更した以外、上述した実施例１と同様にアレイ基板を形成して、液晶表示パネルを完成させた。

ここで、本願発明者等は、研磨前後において着色層の高さを触針式膜厚計により測定し、着色層の研磨量を算出した。算出した結果、信号線１３に重なった重畳部７（段差部７Ｇ、７Ｂ）の研磨量は、基板中央部で９０ｎｍ、基板周辺部で１４０ｎｍであった。土台部８に重なった重畳部７（段差部７Ｇ）の研磨量は、基板中央部で３２０ｎｍ、基板周辺部で４７０ｎｍであった。この結果、土台部の高さのバラツキを低減できなかったことが判る。

（比較例２）
比較例２では、着色層６Ｒが土台部８を含んでいる。土台部８は、走査線１１および信号線１３の交差部に重なった着色層６Ｒに設けられている。この比較例において、段差部７Ｒは、それぞれ着色層６Ｇ、６Ｂの周縁部と着色層６Ｒの周縁部とが重複した重畳部７に形成される。段差部７Ｂは、着色層６Ｇの周縁部と着色層６Ｂの周縁部とが重複した重畳部７に形成される。このように、土台部８を着色層６Ｒで形成した以外、上述した実施例１と同様にアレイ基板を形成して、液晶表示パネルを完成させた。

ここで、本願発明者等は、研磨前後において着色層の高さを触針式膜厚計により測定し、着色層の研磨量を算出した。算出した結果、信号線１３に重なった重畳部７（段差部７Ｒ、７Ｂ）の研磨量は、基板中央部で８０ｎｍ、基板周辺部で１００ｎｍであった。土台部８に重なった重畳部７（段差部７Ｒ）の研磨量は、基板中央部で３２０ｎｍ、基板周辺部で４７０ｎｍであった。この結果、土台部の高さのバラツキを低減できなかったことが判る。

（比較例３）
比較例３では、着色層６Ｂが土台部８を含んでいる。土台部８は、走査線１１および信号線１３の交差部に重なった着色層６Ｂに設けられている。この比較例において、段差部７Ｒは、それぞれ着色層６Ｇ、６Ｂの周縁部と着色層６Ｒの周縁部とが重複した重畳部７に形成される。段差部７Ｂは、着色層６Ｇの周縁部と着色層６Ｂの周縁部とが重複した重畳部７に形成される。このように、土台部８を着色層６Ｂで形成した以外、上述した実施例１と同様にアレイ基板を形成して、液晶表示パネルを完成させた。

ここで、本願発明者等は、研磨前後において着色層の高さを触針式膜厚計により測定し、着色層の研磨量を算出した。算出した結果、信号線１３に重なった重畳部７（段差部７Ｒ、７Ｂ）の研磨量は、基板中央部で８０ｎｍ、基板周辺部で１１０ｎｍであった。土台部８に重なった重畳部７（段差部７Ｒ）の研磨量は、基板中央部で３２０ｎｍ、基板周辺部で３８０ｎｍであった。この結果、土台部の高さのバラツキを低減できなかったことが判る。

（比較例４）
比較例４では、着色層６Ｒの鉛筆硬度を９Ｈ、着色層６Ｇの鉛筆硬度を７Ｈ、着色層６Ｂの鉛筆硬度を５Ｈとして着色層を形成した後、着色層を研磨した。また、研磨時間を１００秒間として、着色層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂの表面を機械的に研磨した。このように、着色層の硬度および着色層の研磨時間を変更した以外、上述した実施例１と同様にアレイ基板を形成して、液晶表示パネルを完成させた。

ここで、本願発明者等は、研磨前後において着色層の高さを触針式膜厚計により測定し、着色層の研磨量を算出した。算出した結果、信号線１３に重なった重畳部７（段差部７Ｒ、７Ｂ）の研磨量は、基板中央部で９０ｎｍ、基板周辺部で１２０ｎｍであった。

土台部８に重なった重畳部７（段差部７Ｂ）の研磨量は、基板中央部で３２０ｎｍ、基板周辺部で４９０ｎｍであった。この結果、土台部の高さのバラツキを低減できなかったことが判る。

次に、上述した着色層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂの形状および硬度について説明する。
着色層を形成する際の高温焼成により、着色層に溶解が生じることになる。このため、着色層は、側縁に９０°以下となったテーパ角を有している。また、２、３色目の着色層は、１色目の着色層の側縁に重なって盛り上がって形成されることになる。

着色層の硬度は、着色層を構成する成分によって決定される。一般に、着色層を構成する樹脂成分が、高分子量で架橋形成が進行しているほど、着色層の硬度が高くなる。

以上のように構成された液晶表示パネルおよび液晶表示パネルの製造方法によれば、ガラス基板１０上に、最も硬度の高い着色層６Ｇを形成した後、着色層６Ｇより硬度の低い着色層６Ｂおよび着色層６Ｒを形成している。または、ガラス基板１０上に、最も硬度の高い着色層６Ｒを形成した後、着色層６Ｒより硬度の低い着色層６Ｇおよび着色層６Ｂを形成している。

段差部は、より硬度の低い着色層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂで形成されるため、着色層の研磨速度を上げることができ、短時間で所望の研磨量を得ることができる。このため、第１着色層、第１着色層より硬度の低い第２着色層および第２着色層より硬度の低い第３着色層を形成すれば、着色層の研磨速度を一層上げることができ、一層短時間で所望の研磨量を得ることができる。

研磨時間を大きく短縮することができるため、土台部８の高さバラツキを大きく低減することができる。そして、研磨された表面が、ガラス基板１０の平面に平行な同一平面上にほぼ位置した土台部８を得ることができる。上記した効果は、着色層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂの内、最も硬度の高い着色層で土台部８を形成すると一層効果的である。

第２着色層および第３着色層のそれぞれの鉛筆硬度は、第１着色層の鉛筆硬度に比べて２Ｈ以上低いと好ましい。
上記したことから、土台部８の高さのバラツキを大きく低減できるため、セルギャップの均一な液晶表示パネルを得ることができる。表示品位に優れた液晶表示パネルおよびこの液晶表示パネルを形成できる液晶表示パネルの製造方法（アレイ基板の製造方法）を得ることができる。

なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

着色層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂの内、最も硬度の高い着色層６Ｂを形成し、着色層６Ｂで土台部８を形成しても良い。土台部８が設けられる個所は、走査線１１および信号線１３の交差部に重なった着色層６Ｇに限定されるものではなく、着色層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ上であれば良く、着色層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂの内、最も硬度の高い着色層上であれば良い。

この発明は、液晶表示パネルを形成するカラーフィルタ基板の製造方法に限定されることなく、他の表示パネルを形成するカラーフィルタ基板の製造方法にも適用することができる。

本発明の実施の形態に係るカラーフィルタ基板の製造方法を含む液晶表示パネルの製造方法によって製造された液晶表示パネルを示す斜視図。 上記アレイ基板示す平面図であり、特に、実施例１に係るカラーフィルタを示す平面図。 上記アレイ基板を示す拡大平面図であり、特に、アレイ配線部、カラーフィルタおよび柱状スペーサを概略的に示す拡大平面図。 上記液晶表示パネルの断面図。 図３の線Ａ−Ａに沿った液晶表示パネルを示す断面図。 上記アレイ基板の製造工程において、着色層が形成された状態を示す断面図。 上記アレイ基板の製造工程において、研磨装置を用い、図６に示した着色層の表面を研磨する研磨工程を示す概略図。

符号の説明

１…アレイ基板、２…対向基板、３…液晶層、４…アレイ配線部、６…カラーフィルタ、６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ…着色層、７…重畳部、７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ…段差部、８…土台部、１０…ガラス基板、１１…走査線、１３…信号線、１５…ＴＦＴ、１６…画素電極、１７…柱状スペーサ、４１…研磨ヘッド、４２…ステージ、４３…研磨面。

Claims (8)

1. 基板上に、複数の第１着色層を形成し、
   それぞれ前記第１着色層に隣接して前記基板上に、それぞれ前記第１着色層の周縁部に重なった段差部を有しているとともに前記第１着色層より硬度の低い複数の第２着色層を形成し、
   前記第１着色層および第２着色層の表面を機械的に研磨し、前記第２着色層のそれぞれの段差部を除去して表面の平坦な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。
2. 前記第２着色層を形成した後、それぞれ前記第１着色層および第２着色層に隣接して前記基板上に、それぞれ前記第１着色層および第２着色層の周縁部に重なった段差部を有しているとともに前記第１着色層より硬度の低い複数の第３着色層を形成し、
   前記研磨する際、前記第１着色層、第２着色層および第３着色層の表面を機械的に研磨し、前記第２着色層および第３着色層のそれぞれの段差部を除去して表面の平坦な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。
3. 前記第２着色層より硬度の低い前記複数の第３着色層を形成する請求項２に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
4. 前記研磨した後、前記第１着色層上に、複数の柱状スペーサを形成する請求項１または２に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
5. 前記段差部を除去して形成された前記第１着色層の土台部上に、前記柱状スペーサを形成する請求項４に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
6. 赤色、緑色および青色の何れかで互いに色の異なる前記第１着色層、第２着色層および第３着色層を形成する請求項２に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
7. 緑色の前記第１着色層を形成し、青色の前記第２着色層を形成し、赤色の前記第３着色層を形成する請求項２に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
8. 前記基板上に、複数の走査線、複数の信号線および複数のスイッチング素子を形成し、
   前記基板、走査線、信号線およびスイッチング素子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。

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