JP2021110826A - カラーフィルタ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】第１着色画素、第２着色画素、第３着色画素に白色画素部を加えた４色カラーフィルタ（ＣＦ）において、ブラックマトリクス（ＢＭ）や隣接する着色画素との境界領域に発生するツノ部段差の高さを低減し、オーバーコート（ＯＣ）層の膜厚を抑えつつＯＣ層表面の凹凸形状が平坦化されたＣＦを提供する。【解決手段】平面視で、着色画素及び白色画素の境界部にＢＭを備え、第１着色画素に隣接する両隣には、それぞれ第２着色画素と第３着色画素とが配置され、積層方向における断面視で、第１着色画素の両端には、それぞれ第２、第３着色画素の端部乗り上げており、着色画素の上面にＯＣ層を備え、ＯＣ層の一部が白色画素を形成しており、積層方向における断面視で、第２及び第３着色画素の中央部の膜厚が第１着色画素の中央部の膜厚よりも厚く、ＯＣ層の最表面の平坦性がｐ−ｖ値で０．１μｍ以下であるＣＦとする。【選択図】図１

Description

本発明は、カラー液晶表示装置のカラー表示ディスプレイパネル等に使用されるカラーフィルタ、及び該カラーフィルタの製造方法に関する。

液晶表示装置などの表示装置において、カラー表示、反射率の低減、コントラストの調整、分光特性制御などの目的にカラーフィルタを用いることは有用な手段となっている。表示装置に用いられるカラーフィルタは、多くの場合、画素として形成され用いられる。表示装置に用いられるカラーフィルタの画素を形成する方法として、これまで実用化されてきた方法には、印刷法、フォトリソグラフィ法などが挙げられる。

図５は、従来のカラーフィルタで、オーバーコート層５４の膜厚が十分でない場合の形態を、一部の画素を拡大して例示する模式断面図である。図５に示すように、カラーフィルタ５００は、透明性基板５１の上に形成された開口部を有するブラックマトリクス５２と、そのブラックマトリクス５２の開口部に形成された赤色、緑色、青色の着色画素５３（５３（Ｒ）、５３（Ｇ）、５３（Ｂ））と、着色画素５３上の全面に形成されたオーバーコート層５４よりなる。

カラーフィルタの製造方法としては、先ず、透明性基板５１上に所定の形状の開口部を有するブラックマトリクス５２を形成し、次に、ブラックマトリクス５２の開口部に位置合わせして着色画素５３を色毎に順次形成し、さらにオーバーコート層５４を形成する方法が広く用いられている。

ブラックマトリクス５２は遮光性を有し、その開口部にて透明性基板５１上での着色画素５３の位置を定め（従って、着色画素５３の境界部に格子状に形成され）、着色画素５３の大きさを均一なものとしている。また、表示装置に用いられる際に、好ましくない光を遮蔽し、表示装置の画像をムラのない均一な、且つコントラストの向上した画像にする機能を有している。

ブラックマトリクス５２の形成には、通常フォトリソグラフィ法が用いられ、透明性基板５１上に、ネガ型の黒色レジスト（黒色感光硬化性樹脂組成物）の塗布膜を設け、この塗布膜へのフォトマスクを介したパターン露光、現像によって不要な部分を除去し、残存した黒色レジストにてブラックマトリクス５２を形成する。黒色レジストの膜厚は、例えば１．０〜１．５μｍ程度の厚さにして必要な光学濃度を得るようにしている。

また、着色画素５３は、例えば、赤色、緑色、青色のフィルタの機能を有するものであり、着色画素５３の形成にも通常フォトリソグラフィ法が用いられ、ブラックマトリクス５２が形成された透明性基板５１上に、顔料などの色素を分散させたネガ型の着色レジスト（着色感光硬化性樹脂組成物）の塗布膜を設け、この塗布膜へのフォトマスクを介したパターン露光、現像によって着色画素５３を形成する。

また、オーバーコート層５４には通常熱硬化性の透明性樹脂が使用され、スピンコート法やダイコート法により塗布し減圧下で乾燥させた後、ベーキングを施して形成される。

カラーフィルタの製造においては、図５に示すように、ブラックマトリクス５２の端部に１色目の着色画素（ここでは５３（Ｒ））が乗り上げて盛り上がりを生じ、さらに形成した１色目（５３（Ｒ））、２色目（５３（Ｇ））の着色画素の端部に、それぞれ２色目
（５３（Ｇ））、３色目（５３（Ｂ））の着色画素が乗り上げて盛り上がりを生じることが知られている。これらの盛り上がりはツノ部と通称され、着色画素の表面を凹凸形状にする。

オーバーコート層５４は着色画素表面の凹凸形状を平坦化する機能、及び着色画素が露出した状態で不純物が液晶層に侵入し品質の低下を招くことを防ぐための保護層としての機能を有する。しかしながら、図５のように、オーバーコート層５４の膜厚が十分でない場合、オーバーコート層５４の表面に凸部５４ｔが形成されてしまう。

オーバーコート層５４の厚さを厚くして、表面の平坦性を向上させた後、オーバーコート層５４上にスペーサを備える構造（不図示）もカラーフィルタと称される。スペーサは、図５でオーバーコート層表面を平坦化したカラーフィルタとＴＦＴアレイ基板（不図示）間のセルギャップを良好に保持するためのものであり、高さの異なる２種類のスペーサ（メインスペーサ及びサブスペーサ）とする技術が知られている（例えば特許文献１）。メインスペーサは主にセルギャップの規制を目的とし、サブスペーサは液晶パネルに機械的な圧力がかかったときの塑性変形を防止する機能を有する。

ＲＧＢの３色カラーフィルタから構成される液晶表示装置では、ＲＧＢ画素から出た光を加法混色させることで白色を表現しているが、低消費電力化を目的として、白色のバックライト光を、ＲＧＢ画素を介さずに出射させるべく、従来のＲＧＢ画素に透明画素を追加するＲＧＢＷ画素による４色カラーフィルタ方式が各社より提案されている（例えば特許文献２）。白色（Ｗ）画素は無色透明のレジストパターンもしくは、画素の無い空間部をオーバーコート層で穴埋めする方式（例えば特許文献３）により形成されるが、カラーフィルタ製造工程の簡略化の点では後者の方式が優れている。

図６は、ＲＧＢのほかに４色目として白色（Ｗ）を加えた従来の４色カラーフィルタで、オーバーコート層５４の膜厚が十分でない場合の形態を、一部の画素を拡大して例示する模式断面図である。ここで４色カラーフィルタ６００は、透明性基板５１上に、ブラックマトリクス５２を形成した後、ブラックマトリクス５２の開口部に位置合わせして、赤色画素５３（Ｒ）、緑色画素５３（Ｇ）、青色画素５３（Ｂ）の順序で着色画素を形成し、さらにオーバーコート層５４で兼用する形で白色画素５３（Ｗ）を形成している。

図６では、図５と同様に、赤色画素５３（Ｒ）はブラックマトリクス５２の端部に乗り上げ、ΔＲ１のツノ部段差を生じている。また、２色目の緑色画素５３（Ｇ）はブラックマトリクス５２の端部に乗り上げ、ΔＧ１のツノ部段差を生じるとともに、赤色画素５３（Ｒ）のツノ部に乗り上げ、より大きなΔＧ２のツノ部段差を生じている。

さらに、青色画素５３（Ｂ）はブラックマトリクス５２の端部に乗り上げ、ΔＢ１のツノ部段差を生じるとともに、緑色画素５３（Ｇ）のツノ部に乗り上げ、より大きなΔＢ２のツノ部段差を生じている。白色画素５３（Ｗ）は、オーバーコート層５４により兼用されるため、オーバーコート層５４により埋められた後、オーバーコート層５４の膜厚により表面は平坦化され、ツノ部は生じていない。

しかしながら、図６では、オーバーコート層５４の膜厚が十分でないため、より大きな段差ΔＧ２、ΔＢ２にオーバーコート層５４が乗り上げた部分には、オーバーコート層５４の表面に凸部５４ｔ’が残存している。

オーバーコート層５４の表面の凸部５４ｔ’を無くすためには、オーバーコート層の厚さを厚くする必要があるが、オーバーコート層の厚さが厚くなると、以下のような問題が発生する。図７は、従来の４色カラーフィルタを例として、オーバーコート層の厚さが厚
い場合の斜め視認と混色性の問題を説明するための模式断面図である。

図７は、オーバーコート層５４’の厚さが厚いカラーフィルタ６００’の上部に液晶層５６を図示し、視認者５７が透明性基板５１側の斜め方向から表示物を視認する様子を表わしている。ここでは、液晶駆動素子（図示せず）によって、青色画素（Ｂ）上の液晶のみ駆動（ＯＮ）されているので、本来青色のみ視認されなければならないが、点線で示す視線Ｌの方向に緑色画素（Ｇ）を通過する光（光漏れ）によって緑色が視認され、混色となる様子を示している。図７から分るように、液晶層５６からブラックマトリクス５２までの距離が長いほど光漏れは発生しやすい。

しかるに、近年、液晶表示装置の色再現域の拡大のために、画素を濃色化する要望があり、それを達成するためにＲＧＢ画素の厚みを厚くする傾向がある。ＲＧＢ画素の膜厚が厚くなると、色同士が重なる部分に生じるツノ部も大きくなり、オーバーコート層表面の平坦性が低下することで、液晶の転傾などによる液晶配向性低下の問題が生じ易くなる。

オーバーコート層表面の凹凸形状を平坦化するためにはオーバーコート層を厚くする必要がある。その結果、ブラックマトリクス５２と液晶層５６の距離はますます長くなってしまい、混色が発生し易くなるという問題が発生する。従って、オーバーコート層表面の凹凸形状を平坦化するためには、まず、ツノ部段差によるカラーフィルタ表面の凹凸形状を低減することが有効である。

ツノ部段差を低くする手法としては、例えば、ａ）オーバーコート層を形成する前に、カラーフィルタの表面を研磨してツノ部段差の高さを低くしておく方法（特許文献４）、ｂ）ブラックマトリクスの膜厚を薄く形成しておく方法、ｃ）ブラックマトリクスの側面のテーパー部の長さを長くしてツノ部段差を低くする方法（特許文献５）などが提案されている。

特許第３９２５１４２号公報 特開２００６−２５９１３５号公報 特開２０１４−１４９３４８号公報 特開２００８−２８１６７８号公報 特開平９−１８９８９９号公報

しかしながら、上記ａ）カラーフィルタの表面を研磨する方法では、カラーフィルタの表面にキズが生じるとともに工程が増えることでコストを押し上げる要因となるという問題、ｂ）ブラックマトリクスの膜厚を薄くする方法では、ブラックマトリクスの光学濃度が不足するという問題、ｃ）の方法では、ツノ部段差は低くなるものの、テーパー角が小さくなることによって前述の表示画像の斜め視認性が悪化する問題が発生する。尚、次世代の高精細表示装置においては、テーパー角は８０°以上を維持することが必要である。このように上記ａ）〜ｃ）の方法での対応にはそれぞれ限界がある。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、第１着色画素、第２着色画素、第３着色画素に白色画素部を加えた４色カラーフィルタにおいて、ブラックマトリクスや隣接する着色画素との境界領域に発生するツノ部段差の高さを低減し、オーバーコート層の膜厚を抑えつつオーバーコート層表面の凹凸形状が平坦化されたカラーフィルタを提供することを目的とする。

上記の課題を解決する手段として、本発明の第一態様は、
透明性基板の一方の面上に、第１着色画素、第２着色画素、第３着色画素からなる着色画素と、白色画素とを備える４色カラーフィルタであって、
平面視で、前記着色画素及び前記白色画素の境界部にブラックマトリクスを備え、
前記第１着色画素に隣接する両隣には、それぞれ前記第２着色画素と前記第３着色画素とが配置され、
積層方向における断面視で、前記第１着色画素の両端には、それぞれ前記第２着色画素の端部と前記第３着色画素の端部とが乗り上げており、
前記着色画素の上面にオーバーコート層を備え、
前記オーバーコート層の一部が前記白色画素を形成しており、
積層方向における断面視で、前記第２着色画素及び前記第３着色画素の中央部の膜厚が、前記第１着色画素の中央部の膜厚よりも厚く、
且つ前記オーバーコート層の最表面の平坦性がｐｅａｋ−ｖａｌｌｅｙ値で０．１μｍ以下である、ことを特徴とするカラーフィルタとしたものである。

また、積層方向における断面視で、前記第２着色画素及び前記第３着色画素の中央部の膜厚が、前記第１着色画素の中央部の膜厚よりも０．５μｍ以上厚い、ことを特徴とする。

また、前記第１着色画素は青色画素であり、前記第２着色画素及び前記第３着色画素は緑色画素及び赤色画素のいずれか一方ずつである、ことを特徴とする。

また、前記青色画素の顔料密度は２０重量％以上であり、且つ膜厚は２．０μｍ以下である、ことを特徴とする。

また、積層方向における断面視で、前記ブラックマトリクスは前記透明性基板の一方の面上にして接形成され、前記第１着色画素の両端は、隣接する２つの前記ブラックマトリクスの片端ずつに乗り上げている、ことを特徴とする。

あるいは、前記オーバーコート層は前記透明性基板に近い側から第１オーバーコート層、第２オーバーコート層により構成され、断面視で、前記ブラックマトリクスは前記第１オーバーコート層の面上に接形成して形成されている、ことを特徴とする。

また、上記第一態様の製造方法の一様態は、以下の工程を順次含む、ことを特徴とする。

１）前記透明性基板上に前記ブラックマトリクスを形成するとともに、カラーフィルタ機能を有さない外周部にアライメントマークを形成する工程。ここで外周部とは、カラーフィルタの非有効領域であり、額縁部とも呼ばれる。

２）前記アライメントマークを基準として、前記第１着色画素を形成する工程。

３）前記第１着色画素に隣接する片側に、前記アライメントマークを基準として、中央部の膜厚が前記第１着色画素の中央部の膜厚よりも厚い前記第２着色画素を形成する工程。

４）前記第１着色画素に隣接するもう一方の片側に、前記アライメントマークを基準として、中央部の膜厚が前記第１着色画素の中央部の膜厚よりも厚い第３着色画素を形成す
る工程。

５）前記オーバーコート層の一部で埋めることで前記白色画素を形成するとともに、前記オーバーコート層を、最表面の平坦性がｐｅａｋ−ｖａｌｌｅｙ値で０．１μｍ以下となるように形成する工程。

また、上記第一態様の製造方法の別の一様態は、以下の工程を順次含む、ことを特徴とする。

１）前記透明性基板上に前記第１着色画素を形成するとともに、カラーフィルタ機能を有さない外周部にアライメントマークを形成する工程。

２）前記第１着色画素に隣接する片側に、前記アライメントマークを基準として、中央部の膜厚が前記第１着色画素の中央部の膜厚よりも厚い前記第２着色画素を形成する工程。

３）前記第１着色画素に隣接するもう一方の片側に、前記アライメントマークを基準として、中央部の膜厚が前記第１着色画素の中央部の膜厚よりも厚い第３着色画素を形成する工程。

４）前記第１オーバーコート層の一部で埋めることで前記白色画素を形成するとともに、前記第１オーバーコート層を形成する工程。

５）前記第１オーバーコート層上に、前記アライメントマークを基準として、ブラックマトリクスを形成する工程。

６）前記ブラックマトリクス上に、最表面の平坦性がｐｅａｋ−ｖａｌｌｅｙ値で０．１μｍ以下となるように第２オーバーコート層を形成する工程。

本発明によれば、第１着色画素、第２着色画素、第３着色画素に白色画素部を加えた４色カラーフィルタにおいて、ブラックマトリクスや隣接する着色画素との境界領域に発生するツノ部段差の高さを低減し、オーバーコート層の膜厚を抑えつつオーバーコート層表面の凹凸形状が平坦化されたカラーフィルタが提供される。これにより、光漏れによる斜め視認性の悪化や、液晶配向性の低下が発生しない、表示特性に優れた液晶表示装置が得られる。

本発明のカラーフィルタの第１実施形態を、一部の画素を拡大して示す模式断面図である。 本発明のカラーフィルタの第１実施形態の変形例を、一部の画素を拡大して示す模式断面図である。 本発明のカラーフィルタの第２実施形態を、一部の画素を拡大して示す模式断面図である。 本発明のカラーフィルタの第２実施形態の変形例を、一部の画素を拡大して示す模式断面図である。 従来のカラーフィルタで、オーバーコート層の膜厚が十分でない場合の形態を、一部の画素を拡大して例示する模式断面図である。 従来の４色カラーフィルタで、オーバーコート層５４の膜厚が十分でない場合の形態を、一部の画素を拡大して例示する模式断面図である。 従来の４色カラーフィルタを例として、オーバーコート層の厚さが厚い場合の斜め視認と混色性の問題を説明するための模式断面図である。

以下、本発明の実施形態に係るカラーフィルタ及びその製造方法について図面を用いて説明する。同一の構成要素については便宜上の理由がない限り同一の符号を付ける。各図面において、見易さのため構成要素の厚さや比率は誇張されていることがあり、構成要素の数も減らして図示していることがある。また、本発明は以下の実施形態そのままに限定されるものではなく、主旨を逸脱しない限りにおいて、適宜の組み合わせ、変形によって具体化できる。
［本発明のカラーフィルタ］
図１は、本発明のカラーフィルタの第１実施形態を、一部の画素を拡大して示す模式断面図である。

本発明のカラーフィルタの第１実施形態１００は、透明性基板１の一方の面上に、第１着色画素、第２着色画素、第３着色画素からなる着色画素と、白色画素とを備える４色カラーフィルタであり、図１では、第１着色画素を青色画素３（Ｂ）、第２着色画素を緑色画素３（Ｇ）、第３着色画素を赤色画素３（Ｒ）とする場合を例示している。符号３（Ｗ）は白色画素である。

本発明のカラーフィルタの第１実施形態１００は、着色画素３（Ｂ）、３（Ｇ）、３（Ｒ）、及び白色画素３（Ｗ）の境界部にブラックマトリクス２を備え、第１着色画素である青色画素３（Ｂ）に隣接する両隣には、それぞれ第２着色画素である緑色画素３（Ｇ）と、第３着色画素である赤色画素３（Ｒ）とが配置されている。

また、本発明のカラーフィルタの第１実施形態１００は、第１着色画素である青色画素３（Ｂ）の両端には、それぞれ第２着色画素である緑色画素３（Ｇ）と、第３着色画素である赤色画素３（Ｒ）とが乗り上げている。乗り上げる幅はブラックマトリクス２の幅よりも小さい。すなわち、隣接する第１着色画素のブラックマトリクス２間にある開口部まで乗り上げていない。このため混色を防ぐことができる。

また、本発明のカラーフィルタの第１実施形態１００は、着色画素３（Ｂ）、３（Ｇ）、３（Ｒ）の上面にオーバーコート層４を備え、オーバーコート層４の一部が白色画素３（Ｗ）を形成している。オーバーコート層４の膜厚は５μｍ以下であることが好ましく、４．５μｍ以下であることがより好ましい。オーバーコート層４の膜厚が厚いほど光漏れによる斜め視認性の悪化が懸念される。

さらに、本発明のカラーフィルタの第１実施形態１００は、第２着色画素である緑色画素３（Ｇ）の中央部の膜厚ｔ_Ｇ、及び第３着色画素である赤色画素３（Ｒ）の中央部の膜厚ｔ_Ｒが、第１着色画素である青色画素３（Ｂ）の中央部の膜厚ｔ_Ｂよりも厚いことを特徴とする。尚、ここで「中央部の膜厚」とは隣接する着色画素やブラックマトリクスに乗り上げた部分ではない、平坦な部分の平均膜厚を意味する。

図１の本発明のカラーフィルタの第１実施形態１００を、図６の従来の４色カラーフィルタ６００と比較する。図６で示した従来の４色カラーフィルタ６００ではそれぞれの着色画素の中央部の膜厚に特に膜厚差はない。そのため、先に形成する画素がブラックマトリクス５２に乗り上げて生じたツノ部段差ΔＲ１、ΔＧ１に、次に形成する着色画素が乗り上げ、より大きなツノ部段差ΔＧ２、ΔＢ２が発生している。

これに対し、本発明のカラーフィルタの第１実施形態１００では、第２着色画素の中央
部の膜厚ｔ_Ｇ、及び第３着色画素の中央部の膜厚ｔ_Ｒを、第１着色画素の中央部の膜厚ｔ_Ｂよりも厚くしている。そのため、図６でツノ部段差上のツノ部段差ΔＧ２、ΔＢ２に相当するツノ部段差ΔＧ、ΔＲがΔＧ２、ΔＢ２よりも低くなる。これはオーバーコート層で膜厚が厚いほど凹凸形状を改善できることと同じ効果である。

また、第２着色画素の中央部の膜厚ｔ_Ｇ、及び第３着色画素の中央部の膜厚ｔ_Ｒを、第１着色画素の中央部の膜厚ｔ_Ｂよりも厚くしていることにより、図６でオーバーコート層５４を埋めて白色画素５３（Ｗ）を形成する時と同様の効果が生まれる。すなわち、図６における白色画素５３（Ｗ）上のオーバーコート層５４の表面にツノ部が生じないことと同様に、図１でのツノ部段差ΔＧ、ΔＲ上のオーバーコート層４の表面にツノ部が生じなくなる。

また、第２着色画素及び第３着色画素は、それぞれ第１着色画素とは反対側の画素として白色画素３（Ｗ）が隣接している。白色画素３（Ｗ）は各着色画素形成後のオーバーコート層４の形成時に埋められる画素のため、第２着色画素及び第３着色画素形成時には開口された領域となっている。そのため、第２着色画素及び第３着色画素における白色画素３（Ｗ）側の端部は、ブラックマトリクス２に乗りあがった分の厚みのみのツノ部とすることができる。すなわち、第２着色画素及び第３着色画素における白色画素３（Ｗ）側の端部は、図１におけるツノ部段差ΔＧ、ΔＲよりもツノ部を小さくできる。その結果、オーバーコート層４は図１におけるツノ部段差ΔＧ、ΔＲを最大値として、これらを埋めるような構成を採用すればよくなる。

上記のような利点を有することにより、本発明のカラーフィルタの第１実施形態１００は、オーバーコート層４の最表面の平坦性がｐｅａｋ−ｖａｌｌｅｙ値で０．１μｍ以下であることを特徴とする（図１ではｐｅａｋ−ｖａｌｌｅｙ値が０で、完全に平坦な場合を例示している。）。０．１μｍ以下であれば、オーバーコート層４を光漏れによる斜め視認性の問題が発生するほど厚くする必要はなくなる。また、オーバーコート層４の表面にスペーサを形成し、さらに液晶表示装置を構成したときに、液晶配向性の低下等の表示特性の劣化が問題となることはない。

前記のような効果をより顕著に得るために、本発明のカラーフィルタの第１実施形態１００では、第２着色画素の中央部の膜厚ｔ_Ｇ、及び第３着色画素の中央部の膜厚ｔ_Ｒは、第１着色画素の中央部の膜厚ｔ_Ｂよりも厚く、その厚さの差は０．５μｍ以上であることが好ましい。

また、本発明のカラーフィルタの第１実施形態１００では、図１で例示したように、第１着色画素は青色画素であり、第２着色画素及び前記第３着色画素は緑色画素及び赤色画素のいずれか一方ずつであることが好ましい。これは着色レジストへの露光光は波長３６５ｎｍのｉ線の光を使うのが主流となっているが、青色のレジストはｉ線の透過率が低いため、薄く使うことが好ましいためである。第１着色画素の膜厚が厚くなると、第２着色画素の膜厚、第３着色画素の膜厚との膜厚差を取るために全体的に増厚となる他、下地への密着力を確保するためにも露光量を増やす必要が生まれ好ましくない。

第１着色画素としての青色画素は、青色の分光特性を満たし、薄く使うために、顔料密度（顔料の重量比率）は２０重量％以上であり、且つ膜厚は２．０μｍ以下であることが好ましい。

図２は、本発明のカラーフィルタの第１実施形態の変形例を、一部の画素を拡大して示す模式断面図である。第１実施形態の変形例１００ａは、図１の第１実施形態１００の、オーバーコート層４の表面にスペーサ（メインスペーサ５ａ、サブスペーサ５ｂ）を備えた形態となっている。

図３は、本発明のカラーフィルタの第２実施形態を、一部の画素を拡大して示す模式断面図である。第２実施形態２００を、図１の第１実施形態１００と比較すると、第１実施形態１００では、ブラックマトリクス２は透明性基板１の一方の面上に接して形成され、ブラックマトリクス２の両端には、第１着色画素たる青色画素３（Ｂ）の片端、または第２、第３着色画素たる緑色画素３（Ｇ）、赤色画素３（Ｒ）の片端が乗り上げている。

これに対し、第２実施形態２００では、透明性基板１上に青色画素１３（Ｂ）、緑色画素１３（Ｒ）、赤色画素１３（Ｒ）が形成され、緑色画素１３（Ｒ）、赤色画素１３（Ｒ）が青色画素１３（Ｂ）の片端ずつに乗り上げていることは図１と同じだが、青色画素１３（Ｂ）は隣接するブラックマトリクス１２に乗り上げてはいない。

第２実施形態２００では、オーバーコート層は透明性基板１に近い側から第１オーバーコート層１４、第２オーバーコート層２４に分けて構成され、第１オーバーコート層１４の一部が白色画素１３（Ｗ）を形成している。また、ブラックマトリクス１２は第１オーバーコート層１４の面上に接して形成されている。

従って、青色画素１３（Ｂ）が隣接するブラックマトリクス１２の片端ずつに乗り上げることはなく、その分、図１で青色画素３（Ｂ）がブラックマトリクスに乗り上げたツノ部段差上の緑色画素３（Ｇ）、赤色画素３（Ｒ）によるツノ部段差ΔＧ、ΔＲに相当するΔＧ’、ΔＲ’が図１のΔＧ、ΔＲよりも低くなる。その結果、第１オーバーコート層１４の膜厚は、図１のオーバーコート層４よりも薄くて済むことになる。

また、第２オーバーコート層２４はブラックマトリクス１２のみを平坦化すればよいので特に厚くする必要はない。この結果、液晶層（図示せず）からブラックマトリクス１２までの距離は短くなり、斜め光はブラックマトリクス１２により遮光されるので、光漏れによる斜め視認性の悪化は改善され混色の問題は発生しなくなり、表示特性に優れた液晶表示装置が得られる。

図４は、本発明のカラーフィルタの第２実施形態の変形例を、一部の画素を拡大して示す模式断面図である。第２実施形態の変形例２００ａは、図２の第２実施形態２００の、第２オーバーコート層２４の表面にスペーサ（メインスペーサ５ａ、サブスペーサ５ｂ）を備えた形態となっている。

［本発明のカラーフィルタの製造方法］
本発明のカラーフィルタの製造方法の一形態は、図１、図２の本発明のカラーフィルタを製造する方法であり、以下の工程を順次含む、ことを特徴とする。

１）透明性基板上にブラックマトリクスを形成するとともに、カラーフィルタ機能を有さない外周部にアライメントマークを形成する工程。ここで外周部とは、カラーフィルタの非有効領域であり、額縁部とも呼ばれる領域である。

２）前記アライメントマークを基準として、第１着色画素を形成する工程。

３）前記第１着色画素に隣接する片側に、前記アライメントマークを基準として、中央部の膜厚が前記第１着色画素の中央部の膜厚よりも厚い第２着色画素を形成する工程。

４）前記第１着色画素に隣接するもう一方の片側に、前記アライメントマークを基準として、中央部の膜厚が前記第１着色画素の中央部の膜厚よりも厚い第３着色画素を形成する工程。

５）オーバーコート層の一部で埋めることで白色画素を形成するとともに、前記オーバーコート層を、最表面の平坦性がｐｅａｋ−ｖａｌｌｅｙ値で０．１μｍ以下となるように形成する工程。

図２のカラーフィルタの製造方法では、前記５）の工程の後に、前記オーバーコート層上にスペーサを形成する工程が加わる。

本発明のカラーフィルタの製造方法の一形態は、図３、図４の本発明のカラーフィルタを製造する方法であり、以下の工程を順次含む、ことを特徴とする。

１）透明性基板上に第１着色画素を形成するとともに、カラーフィルタ機能を有さない外周部にアライメントマークを形成する工程。

２）前記第１着色画素に隣接する片側に、前記アライメントマークを基準として、中央部の膜厚が前記第１着色画素の中央部の膜厚よりも厚い第２着色画素を形成する工程。

３）前記第１着色画素に隣接するもう一方の片側に、前記アライメントマークを基準として、中央部の膜厚が前記第１着色画素の中央部の膜厚よりも厚い第３着色画素を形成する工程。

４）第１オーバーコート層の一部で埋めることで白色画素を形成するとともに、前記第１オーバーコート層を形成する工程。

５）前記第１オーバーコート層上に、前記アライメントマークを基準として、ブラックマトリクスを形成する工程。

６）前記ブラックマトリクス上に、最表面の平坦性がｐｅａｋ−ｖａｌｌｅｙ値で０．１μｍ以下となるように第２オーバーコート層を形成する工程。

図４のカラーフィルタの製造方法では、前記６）の工程の後に、前記第２オーバーコート層上にスペーサを形成する工程が加わる。

上述した製造方法により本発明のカラーフィルタを形成した。

ガラス基板上にブラックマトリクス２を形成した。次に第１着色画素としてブラックマトリクス２の一部を乗り上げるように青色画素を形成した。青色画素の中央部の膜厚ｔ_Bは１．８μｍであった。

次に第２着色画素として一端部が青色画素を乗り上げるように、他端部がブラックマトリクス２を乗り上げるように緑色画素を形成した。緑色画素の中央部の膜厚ｔ_Gは２．８μｍであった。

次に第３着色画素として一端部が青色画素を乗り上げるように、他端部がブラックマトリクス２を乗り上げるように赤色画素を形成した。赤色画素の中央部の膜厚ｔ_Rは２．８μｍであった。

最後にオーバーコート層４を形成し、白色画素３（Ｗ）を合わせて形成した。

形成したオーバーコート層４を測定したところ、ガラス基板からの膜厚は４．３μｍで
あり、オーバーコート層４の最表面の平坦性はｐｅａｋ−ｖａｌｌｅｙ値で０．１μｍ以下であった。

本発明のカラーフィルタ及びその製造方法は、高い表示品質が求められる高精細液晶表示装置、及びそれを構成するカラーフィルタ、液晶表示パネルに好適に用いることができる。

１００・・・・・・本発明のカラーフィルタの第１実施形態
１００ａ・・・・・本発明のカラーフィルタの第１実施形態の変形例
２００・・・・・・本発明のカラーフィルタの第２実施形態
２００ａ・・・・・本発明のカラーフィルタの第２実施形態の変形例
５００、６００、６００’・・・・・・従来のカラーフィルタ
１、５１・・・透明性基板
２、１２、５２・・・ブラックマトリクス
３（Ｒ）、１３（Ｒ）、５３（Ｒ）・・・赤色画素
３（Ｇ）、１３（Ｇ）、５３（Ｇ）・・・緑色画素
３（Ｂ）、１３（Ｂ）、５３（Ｂ）・・・青色画素
３（Ｗ）、１３（Ｗ）、５３（Ｗ）・・・白色画素
４、５４・・・オーバーコート層
１４・・・・・第１オーバーコート層
２４・・・・・第２オーバーコート層
５４’・・・・・厚いオーバーコート層
５４ｔ、５４ｔ’・・・・オーバーコート層表面の凸部
５ａ・・・・・メインスペーサ
５ｂ・・・・・サブスペーサ
５６・・・・・液晶層
５７・・・・・視認者
ΔＧ、ΔＲ、ΔＲ１、ΔＧ１、ΔＧ２、ΔＢ１、ΔＢ２・・・ツノ部段差
Ｌ・・・・・・視線

Claims (8)

1. 透明性基板の一方の面上に、第１着色画素、第２着色画素、第３着色画素からなる着色画素と、白色画素とを備える４色カラーフィルタであって、
   平面視で、前記着色画素及び前記白色画素の境界部にブラックマトリクスを備え、
   前記第１着色画素に隣接する両隣には、それぞれ前記第２着色画素と前記第３着色画素とが配置され、
   積層方向における断面視で、前記第１着色画素の両端には、それぞれ前記第２着色画素の端部と前記第３着色画素の端部とが乗り上げており、
   前記着色画素の上面にオーバーコート層を備え、
   前記オーバーコート層の一部が前記白色画素を形成しており、
   積層方向における断面視で、前記第２着色画素及び前記第３着色画素の中央部の膜厚が、前記第１着色画素の中央部の膜厚よりも厚く、
   且つ前記オーバーコート層の最表面の平坦性がｐｅａｋ−ｖａｌｌｅｙ値で０．１μｍ以下である、
   ことを特徴とするカラーフィルタ。
2. 積層方向における断面視で、前記第２着色画素及び前記第３着色画素の中央部の膜厚が、前記第１着色画素の中央部の膜厚よりも０．５μｍ以上厚い、
   ことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
3. 前記第１着色画素は青色画素であり、前記第２着色画素及び前記第３着色画素は緑色画素及び赤色画素のいずれか一方ずつである、
   ことを特徴とする請求項１、または２に記載のカラーフィルタ。
4. 前記青色画素の顔料密度は２０重量％以上であり、且つ膜厚は２．０μｍ以下である、ことを特徴とする請求項３に記載のカラーフィルタ。
5. 積層方向における断面視で、前記ブラックマトリクスは前記透明性基板の一方の面上に接しており、
   前記第１着色画素の両端は、隣接する２つの前記ブラックマトリクスの片端ずつに乗り上げている、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のカラーフィルタ。
6. 前記オーバーコート層は前記透明性基板に近い側から第１オーバーコート層、第２オーバーコート層により構成され、
   積層方向における断面視で、前記ブラックマトリクスは前記第１オーバーコート層の面上に接している、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のカラーフィルタ。
7. 以下の工程を順次含む、ことを特徴とする請求項５に記載のカラーフィルタの製造方法。
   １）前記透明性基板上に前記ブラックマトリクスを形成するとともに、カラーフィルタ機能を有さない外周部にアライメントマークを形成する工程。
   ２）前記アライメントマークを基準として、前記第１着色画素を形成する工程。
   ３）前記第１着色画素に隣接する片側に、前記アライメントマークを基準として、中央部の膜厚が前記第１着色画素の中央部の膜厚よりも厚い前記第２着色画素を形成する工程。
   ４）前記第１着色画素に隣接するもう一方の片側に、前記アライメントマークを基準として、中央部の膜厚が前記第１着色画素の中央部の膜厚よりも厚い第３着色画素を形成す
   る工程。
   ５）前記オーバーコート層の一部で埋めることで前記白色画素を形成するとともに、前記オーバーコート層を、最表面の平坦性がｐｅａｋ−ｖａｌｌｅｙ値で０．１μｍ以下となるように形成する工程。
8. 以下の工程を順次含む、ことを特徴とする請求項６に記載のカラーフィルタの製造方法。
   １）前記透明性基板上に前記第１着色画素を形成するとともに、カラーフィルタ機能を有さない外周部にアライメントマークを形成する工程。
   ２）前記第１着色画素に隣接する片側に、前記アライメントマークを基準として、中央部の膜厚が前記第１着色画素の中央部の膜厚よりも厚い前記第２着色画素を形成する工程。
   ３）前記第１着色画素に隣接するもう一方の片側に、前記アライメントマークを基準として、中央部の膜厚が前記第１着色画素の中央部の膜厚よりも厚い第３着色画素を形成する工程。
   ４）前記第１オーバーコート層の一部で埋めることで前記白色画素を形成するとともに、前記第１オーバーコート層を形成する工程。
   ５）前記第１オーバーコート層上に、前記アライメントマークを基準として、ブラックマトリクスを形成する工程。
   ６）前記ブラックマトリクス上に、最表面の平坦性がｐｅａｋ−ｖａｌｌｅｙ値で０．１μｍ以下となるように第２オーバーコート層を形成する工程。

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