JP4416803B2 - カラーフィルタ基板およびそれを備える表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばカラー液晶表示装置などの表示装置に使用されるカラーフィルタ基板の製造方法等に関する。

液晶表示装置は、小型、薄型、低消費電力、およ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機器や携帯電話など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）、または色純度向上などの品位向上が急速に進んでいる。

図１０を参照しながら、一般的なアクティブマトリクス型液晶表示装置の構造を説明する。図１０は液晶表示装置の断面概略図である。

図１０に示すように液晶表示装置３０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２およびカラーフィルタ基板４と、これらの基板の間に配置された液晶層６とを備えている。

アクティブマトリクス基板２は、ガラス等の透明絶縁性基板８と、基板８上に形成された走査信号線用のゲートバスライン（図示せず）、データ信号線用のソースバスライン１０、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのアクティブ素子（図示せず）および、透明画素電極１２とを備えている。複数の透明画素電極１２は、表示領域でマトリクス状に配列されている。

カラーフィルタ基板４は、ガラス等の絶縁性透明基板１４と、基板１４上に形成された、赤カラーフィルタ列１６、緑カラーフィルタ列１８および青カラーフィルタ列２０で構成されるカラーフィルタ層２２と、複数のブラックマトリクス２４を有する遮光層２６と、対向電極（図示せず）とを備えている。赤カラーフィルタ列１６、緑カラーフィルタ列１８および青カラーフィルタ列２０は、アクティブマトリクス基板２側に設けられた複数の透明画素電極１２のそれぞれに対応して設けられている。また遮光層２６は、複数のブラックマトリクス２４が、カラーフィルタ部の間隙および額縁領域に配置されるように形成されている。

次に、カラーフィルタ基板４の製造方法の一例を説明する（特許文献１参照）。

カラーフィルタ基板の製造方法として、近年、ドライフィルム法が利用されている。ドライフィルム法は、従来から利用されていたスピンコート法に比べて、材料の歩留まりが高く、製造コストが低減できるという利点がある。また、ドライフィルムを用いてカラーフィルタ層および遮光層を形成した場合、それらの膜厚をより均一にすることができるという利点がある。

以下、図１１（ａ）〜（ｆ）を参照しながら、ドライフィルム法を用いたカラーフィルタ基板の製造方法を説明する。

ドライフィルムは、感光性樹脂層の両主面がＰＥＴ（ポリエチレンテフタレート）フィルム等のフィルム支持体で挟持されて構成されている。感光性樹脂層には、赤、青、緑および黒色の顔料が分散された４種類のドライフィルムが用いられる。また、感光性樹脂層
は典型的にはネガ型である。

まず、ローラ（図６参照）３４を用い、例えば赤色のドライフィルムをガラス基板１４上に押圧しながら貼り合わせ、フィルム支持体を剥離することによって、図１１（ａ）に示すように赤色の感光性樹脂層１６Ｒが基板１４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、いわゆる熱転写工程である。続いて、転写された赤色の感光性樹脂層１６Ｒを、マスク３２を介して露光および現像し、図１１（ｂ）に示すように赤カラーフィルタ列１６が形成される。

続いて例えば緑色のドライフィルムを用いて上記と同様の工程を行い、図１１（ｃ）に示すように緑カラーフィルタ列１８が形成される。さらに青色のドライフィルムを用いて上記と同様の工程を行い、図１１（ｄ）に示すように青カラーフィルタ列２０が形成される。以上により、赤、緑および青カラーフィルタ列１６、１８および２０で構成されるカラーフィルタ層２２が形成される。

カラーフィルタ層２２が形成された後、黒色のドライフィルムを用いて上記カラーフィルタ列の形成方法と同様の方法により、隣接するカラーフィルタ列の間隙、および額縁領域にブラックマトリクス２４が配置された遮光層２６が形成される。

以上により、カラーフィルタ基板が作製される。図１２は、得られたカラーフィルタ基板の部分平面図を示す。
特開２００１−１００２２１号公報

上記従来のカラーフィルタ基板の製造方法では、緑カラーフィルタ列１８、青カラーフィルタ列２０、およびブラックマトリクス２４を形成するために、図１２の矢印７０の方向、すなわち、ストライプ状のカラーフィルタ列の延びる方向と平行な方向（図１２の矢印７０の方向）にドライフィルムを押圧しながら貼り付けていた。

これは、基板の上に先に形成されたカラーフィルタ列の延びる方向と平行な方向にドライフィルムを貼り付けなければ、先に形成したカラーフィルタ列が障壁となってドライフィルムと基板との間に生じる空気が外部に放出されず、カラーフィルタ列またはブラックマトリクスと基板との間に気泡が残り、色抜けなどの表示品位の劣化が生じるからである。

したがって、ストライプ形状のカラーフィルタ列が基板に形成された後は、次に形成するカラーフィルタ列またはブラックマトリクスのためのドライフィルムの貼り付け方向が一方向のみに制限されていた。

例えば短辺が６８０ｍｍ、長辺が８８０ｍｍの長方形の透明絶縁基板の上に、基板の短辺に沿って延びるカラーフィルタ列を形成する場合、１色目のカラーフィルタ列が先に形成された後、次に形成するカラーフィルタ列のためのドライフィルムの貼り付け方向は、基板の短辺に沿った方向（１色目のカラーフィルタ列の延びる方向）に制限されていた。このため、幅８８０ｍｍのドライフィルムを用いる必要があった。したがって、従来の製造方法では幅の狭いドライフィルムを使用できなかった。

本発明は上記の課題を解決するためのものであり、表示品位の劣化が抑制され、かつ、ドライフィルムの貼り付け方向の自由度が高いカラーフィルタ基板の製造方法、およびカラーフィルタ基板、ならびにそのカラーフィルタ基板を用いた表示装置を提供することを
目的とする。

本発明のカラーフィルタ基板は、互いに対向する第１端辺および第２端辺を有する透明基板と、前記透明基板の上に設けられた着色層とを備える。前記着色層は、それぞれが前記第１端辺から前記第２端辺に向かう第１方向に沿って延びる複数の着色列であって、それぞれが前記第１方向と交差する第２方向に配列された複数の着色列を含み、前記複数の着色列は第１着色列および第２着色列を含む。本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、前記着色層を形成する工程が、互いに間隙を介して前記第１方向に配列された複数の第１着色部を含む前記第１着色列を形成する工程と、前記第１着色列を形成した後で前記第２着色列を形成する工程とを包含し、前記第２着色列を形成する工程は、前記透明基板の上に第２着色列用ドライフィルムを前記第１方向と交差する第３方向に沿って押圧しながら貼り合わせる工程を含むことを特徴としている。

ある実施形態では、前記着色層を形成する工程は、前記第２着色列用ドライフィルムを用いて前記間隙にダミー着色部を形成する工程を含む。

ある実施形態では、 前記複数の着色列は、さらに第３着色列を含み、前記着色層を形成する工程は、互いに間隙を介して前記第１方向に配列された複数の第２着色部を含む前記第２着色列を形成する工程と、前記第２着色列を形成した後で前記第３着色列を形成する工程とを包含し、前記第３着色列を形成する工程は、前記透明基板の上に第３着色列用ドライフィルムを前記第１方向と交差する第４方向に沿って押圧しながら貼り合わせる工程を包含する。

ある実施形態では、前記着色層を形成する工程は、前記第３着色列用ドライフィルムを用いて前記間隙にダミー着色部を形成する工程を含む。

前記第１方向に隣接する前記間隙の間隔は１０００μｍ以下であることが好ましい。

前記間隙の前記第１方向の幅は１０μｍ以上であることが好ましい。

ある実施形態では、前記着色層に含まれる着色列の中で最後に形成される着色列を形成する工程が、先に形成された着色列をマスクとして背面露光を行う工程を含む。

ある実施形態では、前記ダミー着色部を青色ドライフィルムを用いて形成する。

ある実施形態では、前記ダミー着色部を黒色ドライフィルムを用いて形成する。

ある実施形態では、前記第３方向は前記第１方向と略直交する。

ある実施形態では、前記第４方向は前記第１方向と略直交する。

ある実施形態では、前記着色層は、端部同士が重畳した、前記第２方向に隣り合う着色列を含む。

前記第１着色列は、スピンコート法、ダイコート法、インクジェット法、およびドライフィルム法からなる群のうちの少なくとも１つを用いて形成されてもよい。

ある実施形態では、前記着色層を形成する工程は、前記第２着色列を形成した後で、ドライフィルム法以外の方法で前記第１方向に沿って延びる第４着色列を形成する工程を含
む。

ある実施形態では、前記着色層を形成する工程は、前記複数の第１着色部の前記間隙に、前記第４着色列を形成するための着色材料を用いてダミー着色部を形成する。

ある実施形態では、前記着色層を形成する工程は、前記第３着色列を形成した後で、ドライフィルム法以外の方法で前記第１方向に沿って延びる第４着色列を形成する工程を含む。

ある実施形態では、前記着色層を形成する工程は、前記複数の第１着色部の前記間隙および前記複数の第２着色部の前記間隙に、前記第４着色列を形成するための着色材料を用いてダミー着色部を形成する。

ある実施形態では、前記着色層を形成する工程は、前記第１着色列を形成する前に第５着色列を形成する工程を含み、前記第５着色列を形成する工程は、金属膜を用いて、前記第１方向に沿って１０００μｍを超える長さを有する遮光部を形成する工程を含む。

ある実施形態では、前記第１着色列および前記第２着色列は、それぞれ、赤カラーフィルタ列、青カラーフィルタ列、緑カラーフィルタ列、白カラーフィルタ列、シアンカラーフィルタ列、マゼンダカラーフィルタ列、イエローカラーフィルタ列、および遮光列からなる群のうちの異なる１つである。

ある実施形態では、前記第１着色列、前記第２着色列および前記第３着色列は、それぞれ、赤カラーフィルタ列、青カラーフィルタ列、緑カラーフィルタ列、白カラーフィルタ列、シアンカラーフィルタ列、マゼンダカラーフィルタ列、イエローカラーフィルタ列、および遮光列からなる群のうちの異なる１つである。

本発明のカラーフィルタ基板は、上記に記載の方法で製造されることが好ましい。

本発明のカラーフィルタ基板は、互いに対向する第１端辺および第２端辺を有する透明基板と、前記透明基板の上に設けられた着色層とを備えるカラーフィルタ基板であって、
前記着色層は、それぞれが前記第１端辺から前記第２端辺に向かう第１方向に沿って延びる第１着色列および第２着色列であって、それぞれが前記第１方向と交差する第２方向に配列された第１着色列および第２着色列を含み、前記第１着色列は、互いに間隙を介して前記第１方向に配列された複数の第１着色部を含み、前記複数の第１着色部の間隙に、青色ドライフィルムを用いて形成されたダミー着色部が形成されていることを特徴としている。

前記間隙の前記第１方向の幅は１０μｍ以上であることが好ましい。

前記第１方向に隣接する前記間隙の間隔は１０００μｍ以下であることが好ましい。

本発明の表示装置は、上記に記載のカラーフィルタ基板と、前記カラーフィルタ基板に対向して配置されるアクティブマトリクス基板と、前記カラーフィルタ基板とアクティブマトリクス基板との間に配置された表示媒体層とを有する表示装置であって、前記アクティブマトリクス基板は、前記第２方向に延びる配線を有し、前記カラーフィルタ基板の前記間隙と、前記アクティブマトリクス基板の前記配線とが互いに対向するように配置されていることが好ましい。

本発明の表示装置は、上記に記載のカラーフィルタ基板を有することが好ましい。

本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、第２着色列に先立って形成される第１着色列を、互いに間隙を介して配列された複数の第１着色部で形成するので、第２着色列と基板との間に気泡が残存することが抑制される。したがって、第２着色列を形成するためのドライフィルムの貼り付け方向の自由度を従来よりも高くできる。

本発明のカラーフィルタ基板は、透明基板と、基板の上に設けられた着色層とを備える。着色層は複数の着色列を含んでいる。複数の着色列は、ある方向（第１方向）に沿って延びており、上記第１方向に交差する第２方向に配列されている。複数の着色列は、第１着色列および第２着色列を含んでいる。本発明のカラーフィルタ基板の製造方法では、着色層を形成する工程において、互いに間隙を介して上記第１方向に配列された複数の第１着色部を含む第１着色列を形成する。第１着色列を形成した後、透明基板の上に第２着色列用ドライフィルムを上記第１方向と交差する第３方向に沿って押圧しながら貼り合わせた後、所定のパターニングを行って第２着色列を形成する。

本発明のカラーフィルタ基板の製造方法では、第２着色列に先立って形成される第１着色列を１つの短冊状の着色部とするのではなく、互いに間隙を介して配列された複数の第１着色部で形成する。したがって、第２着色列を形成するためのドライフィルムの貼り付け方向を、先に形成された第１着色列の延びる方向（第１方向）以外の方向（第１方向と交差する第３方向）にしても、ドライフィルムと基板との間に生じる気泡を上記複数の着色部の間に形成された間隙を通じて逃がすことができる。従って、第２着色列を形成するためのドライフィルムを先に形成された第１着色列の延びる方向以外の方向から貼り付けることが可能となる。

第１着色列の後にドライフィルム法で形成される第２着色列のためのドライフィルムの貼り付け方向の好ましい範囲は間隙の延びる方向に依存するが、間隙の延びる方向に対して＋４５°から−４５°の範囲であることが好ましい。

ここで、「着色列」は、カラーフィルタ列および遮光列を含む。カラーフィルタ列は、画素の列に対応して設けられ、遮光列は、必要に応じて隣接するカラーフィルタ列の間に設けられる。個々の着色列は、ひとつの着色部から形成されてもよいし、間隙を介して配列された複数の着色部から形成されてもよい。着色列は間隙も含む。さらに着色列は、間隙に着色部が形成されて構成されるダミー着色部も含む。ダミー着色部は、間隙にカラーフィルタ部が形成されて構成されるダミーカラーフィルタ部、および間隙に遮光部が形成されて構成されるダミー遮光部を含む。

例えば、図１に示したカラーフィルタ基板１００は、複数の着色列を含む着色層１０２を有しており、複数の着色列として、赤カラーフィルタ列１０４、緑カラーフィルタ列１０６および青カラーフィルタ列１０８を有している。着色層１０２は、典型的には、行方向に互いに配列された赤カラーフィルタ列１０４、緑カラーフィルタ列１０６、青カラーフィルタ列１０８がこの順で巡回的に配列されて構成されている。

これらのカラーフィルタ列は、いずれも、画素１２０の列に対応して、画素１２０の列方向７０に延びるように形成されている。赤カラーフィルタ列１０４は１つの赤カラーフィルタ部１０４ａで構成されており、青カラーフィルタ列１０８は１つの青カラーフィルタ部１０８ａで構成されている。これに対し、緑カラーフィルタ列１０６は、複数の緑カラーフィルタ部１０６ａおよび１０６ｂと、その間に形成された間隙１０６ｃとから構成されている。

このカラーフィルタ基板は、ドライフィルム法を用いて、例えば以下のようにして製造される。

３種類のカラーフィルタ列のうち、赤カラーフィルタ列１０４を形成する。その後で、複数の緑カラーフィルタ部１０６ａおよび１０６ｂと、その間に形成された間隙１０６ｃとを有する緑カラーフィルタ列１０６を形成する。間隙１０６ｃは、例えば、行方向に延びる方向に平行な方向に形成する。緑カラーフィルタ列１０６を形成するためのドライフィルムは、列方向７０に交差する方向７１のうち一方向７１ａ（図中左から右）から押圧しながら貼り付ける。すなわち、既に形成されている赤カラーフィルタ列１０４側から、この後に形成する青カラーフィルタ列１０８の方に向かって貼り付ける。この方向に貼り付けると、後に青カラーフィルタ列１０８を形成する領域に気泡を逃がすことができるので、緑カラーフィルタ列用ドライフィルムを貼り付ける過程で、緑カラーフィルタ列１０６となる領域に気泡が残存することを防止できる。この緑カラーフィルタ列用ドライフィルムの感光性樹脂層をフォトリソプロセスによってパターニングし、間隙１０６ｃを有する緑カラーフィルタ列１０６を形成する。

次に、青カラーフィルタ列用ドライフィルムを、例えば、緑カラーフィルタ列用ドライフィルムの貼り付け方向とは逆の方向７１ｂ（図中の右から左）から押圧しながら貼り付ける。すなわち、緑カラーフィルタ列１０６の方に向かって、間隙１０６ｃの延びる方向と略平行な方向に貼り付ける。この方向に貼り付けると、緑カラーフィルタ列１０６に形成された間隙１０６ｃから気泡を逃がすことができるので、青カラーフィルタ列用ドライフィルムを貼り付ける過程で、青カラーフィルタ列１０８となる領域に気泡が残存することを防止できる。

このように、青カラーフィルタ列（上記第２着色列に対応）を形成する前に形成され、青カラーフィルタ列に隣接する緑カラーフィルタ列（上記第１着色列に対応）に間隙を設けておけば、上述したように、青カラーフィルタ列を形成するためのドライフィルムの貼り付け方向を、先に形成された緑カラーフィルタ列の延びる方向７０以外の方向にしても、ドライフィルムと基板との間に生じる気泡を上記複数の着色部の間に形成された間隙を通じて逃がすことができる。従って、青カラーフィルタ列を形成するためのドライフィルムを先に形成された緑カラーフィルタ列の延びる方向以外の方向から貼り付けることが可能となる。

本発明のカラーフィルタ基板の製造方法では、所望のＯＤ値を得るために所定の膜厚以上の着色樹脂層（ドライフィルムからフィルム支持体を剥離して得られる樹脂層）を用いて着色列を形成する際に、特に、効果的である。着色樹脂層の膜厚は例えば約１〜３μｍ程度である。なお、ＯＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ（光学密度））値とは、物質の透過率を示す値であり、ＯＤ値が大きい物質ほど透過率は低い。

間隙の第１方向７０の幅は１０μｍ以上であることが望ましい。また、第１方向７０に隣接する間隙の間隔は、第１方向７０に１０００μｍ以下であることが望ましい。次に形成される着色列のためのドライフィルムを貼り合わせる際に、ドライフィルムと基板との間の気泡を十分に逃がすことができるからである。

上記では、全てのカラーフィルタ列をドライフィルム法で形成する場合を説明したが、青カラーフィルタ列１０８以外のカラーフィルタ列は、ドライフィルム法以外の方法（例えばスピンコート法、ダイコート法、またはインクジェット法）で形成されてもよい。ただし、全てのカラーフィルタ列をドライフィルム法で形成すれば、製造方法を容易にできる。

また、上記では、着色層１０２が赤カラーフィルタ列１０４、緑カラーフィルタ列１０６および青カラーフィルタ列１０８を含んでいる場合を例示したが、着色層１０２に含まれるカラーフィルタ列の種類はこれに限られない。着色層１０２は、例えば、上記３色のカラーフィルタ列に加えて白色カラーフィルタ列を含んでいてもよい。あるいは、上記３色のカラーフィルタ列に加えてシアンカラーフィルタ列、マゼンダカラーフィルタ列およびイエローカラーフィルタ列を含んでいてもよい。４色および６色のカラーフィルタ列を有するカラーフィルタ基板の詳細は、それぞれ、例えば特開２００１−２９６５２３号公報および特開２００２−２８６９２７号公報に説明されている。

図１では、カラーフィルタ列の間に間隙１０９を有する構成を例示したが、この間隙１０９を遮光するためのブラックマトリクスを形成してもよい。例えば、ブラックマトリクスは金属膜をパターニングすることによって形成される。金属膜を用いてブラックマトリクスを形成すると、黒色感光性樹脂層を用いて形成する場合よりも薄くても十分な遮光性を得ることができる。従って、金属膜から形成されたブラックマトリクスは気泡の移動を阻害することがないので、上記カラーフィルタ列を形成する前にブラックマトリクスを形成してもよい。すなわち、間隙を有しない（１０００μｍを超える長さを有する）短冊状のブラックマトリクスが、カラーフィルタ列を形成する領域の両側に先に形成されていても、カラーフィルタ列をドライフィルム法で形成する際に気泡の問題が生じない。なお、図１のカラーフィルタ基板１００において、カラーフィルタ列の間の間隙１０９を遮光するためのブラックマトリクスを最後に形成する場合、ドライフィルム法以外の方法を用いれば気泡の問題は生じない。

これに対し、ブラックマトリクスをドライフィルム法を用いて最後に形成する場合、例えば、図２に示す構成を採用すればよい。

例えば、図１に示したカラーフィルタ基板１００は、複数の着色列を含む着色層１０２を有しており、複数の着色列として、赤カラーフィルタ列１０４、緑カラーフィルタ列１０６および青カラーフィルタ列１０８を有している。

図２に示すカラーフィルタ基板１３０は、複数の着色列を含む着色層１１２を有しており、複数の着色列として、赤カラーフィルタ列１０４、緑カラーフィルタ列１０６および青カラーフィルタ列１０８を有している。これらのカラーフィルタ列のそれぞれは、間隙によって分割された複数のカラーフィルタ部を有している。赤カラーフィルタ列１０４は４つの赤カラーフィルタ部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄを有し、緑カラーフィルタ列１０６は２つの緑カラーフィルタ部１０６ａ、１０４ｂを有し、青カラーフィルタ列１０８は４つの青カラーフィルタ部１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄを有している。着色層１１２は、さらに、カラーフィルタ部の上記間隙、および互いに隣接するカラーフィルタ列の間隙を埋めるように形成されたブラックマトリクスを有している。ここで、隣接するカラーフィルタ列の間に配置され、かつ、カラーフィルタ列の延びる方向と同じ方向に延びるように形成されるブラックマトリクス１１０を遮光列、各カラーフィルタ列が有する間隙（カラーフィルタ部の間隙）に形成されたブラックマトリクス１１０ａをダミー遮光部と呼ぶ。すなわち、各カラーフィルタ列１０４、１０６、１０８は、複数のカラーフィルタ部とダミー遮光部とによって構成されている。着色層１１２は、典型的には、赤カラーフィルタ列１０４、遮光列１１０、緑カラーフィルタ列１０６、遮光列１１０、青カラーフィルタ列１０８、遮光列１１０がこの順で巡回的に配置されて構成されている。

図２に示すように全てのカラーフィルタ列１０４、１０６、１０８に間隙を形成しておけば、ドライフィルム法を用いて最後にブラックマトリクスを形成する場合でも、ドライ
フィルムを貼り付ける際に、列方向７０に交差する方向（例えば図２中の横方向７１）から押圧しながら貼り合わせても、それぞれのカラーフィルタ列に形成された間隙に気泡を逃がすことができるので、遮光列１１０に気泡が残存することを防止することができる。

本発明のカラーフィルタ基板の製造方法では、図１のカラーフィルタ基板１００のように、最後にドライフィルム法を用いて形成される着色列に隣接する、少なくとも１つの着色列が間隙を有していれば、すなわち、最後にドライフィルム法を用いて形成される着色列の少なくとも片側の着色列が間隙を有していれば、気泡の問題を回避できる。図２のカラーフィルタ基板１３０では、最後にドライフィルム法を用いて形成される遮光列１１０が各カラーフィルタ列の両側に形成されるので、全てのカラーフィルタ列に間隙を形成する。図２のカラーフィルタ基板のように、最後にドライフィルム法を用いて形成される着色列の両側に、間隙を有する着色列が形成されている場合、ドライフィルムの貼り合わせ方向は、着色列の延びる方向７０と直交する２つの方向（図１の矢印７１ａと７１ｂ方向）のいずれであっても気泡の問題を回避できる。

なお、カラーフィルタ列の間隙に形成されるダミー遮光部１１０ａに気泡が残存することがある。この場合に、色抜けを防止するために、ダミー遮光部１１０ａをゲートバスラインや補助容量配線など遮光性の部材（アクティブマトリクス基板に設けられる）と対向する位置に設けることが好ましい。

以上説明したように、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法では、基板上に着色列が先に形成されている場合に、次に形成する着色列のためのドライフィルムの貼り付け方向を、先に形成された着色列の延びる方向と交差する方向にしても、表示品位の劣化が抑制されたカラーフィルタ基板を作製できる。したがって、従来よりもドライフィルムの貼り付け方向の自由度が高い。このため、例えば従来よりも幅のより小さいドライフィルムを用いることができるので、製造コストを低くできる。具体的には図１および図２のカラーフィルタ基板が、短辺が６８０ｍｍ、長辺が８８０ｍｍの長方形の形状を有しており、短辺に沿って延びる着色列を形成する場合、ドライフィルムの貼り付け方向を基板の長辺に沿った方向にできるので、幅６８０ｍｍのドライフィルムを用いることができる。また、全ての着色列のためのドライフィルムの幅を統一することができる。また、全ての着色列のためのドライフィルムの貼り付け方向を統一できるので、製造工程において段取り替えによる生産ロスを削減することができる。

なお、間隙の延びる方向は、所望とするドライフィルムの貼り合わせ方向によって適宜決定され、着色列の延びる方向と略直交する方向以外であってもよい。

以下、図面を参照しながら本発明のカラーフィルタ基板、およびその製造方法をさらに具体的に説明する。以下では、従来技術の説明と同様に、アクティブマトリクス型液晶表示装置に用いられるドライフィルム方式のカラーフィルタ基板を例に実施形態を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されない。

図３は、本発明の実施形態のカラーフィルタ基板５０の部分平面図である。このカラーフィルタ基板５０の製造方法を説明するための図を図４に示す。図４は図３のＢ−Ｂ'に
対応する断面図である。以下、図３および図４を参照しながら、カラーフィルタ基板５０の構成を説明する。

図３および図４に示すように、本発明の一実施形態のカラーフィルタ基板５０は、透明基板１４と、透明基板１４上に設けられた着色層６２とを備えている。着色層６２は、ストライプ状に延びる赤カラーフィルタ列５６、緑カラーフィルタ列５８および青カラーフィルタ列６０を含む。赤、青および緑カラーフィルタ列は、それぞれ、画素の列に対応し
て配列されており、赤、青および緑カラーフィルタ列は、いずれも、透明基板１４の第１端辺（不図示）からこの第１端辺に対向する第２端辺に向かう方向（第１方向（矢印７０の方向）と称する）に沿って延びるように形成されている。また、赤カラーフィルタ列５６、緑カラーフィルタ列５８および青カラーフィルタ列６０は、この方向７０に直交する方向（第２方向（矢印７１の方向）に配列されている。なお、図１では、赤カラーフィルタ列５６を２つと、緑カラーフィルタ列５８および１つの青カラーフィルタ列６０を１つずつ示すが、実際には、着色層６２は各色のカラーフィルタ列を複数個ずつ含み、各色のカラーフィルタ列は巡回的に配列されている。赤カラーフィルタ列５６、緑カラーフィルタ列５８および青カラーフィルタ列６０の全ては、この順にドライフィルム法を用いて形成される。

カラーフィルタ基板５０では、カラーフィルタ列のうち最後に形成される青カラーフィルタ列６０以外のカラーフィルタ列、すなわち、赤カラーフィルタ列５６および緑カラーフィルタ列５８が、それぞれ、間隙（スリット）５６Ｓおよび５８Ｓを挟んで配置された複数のカラーフィルタ部を含んでいることを特徴としている。スリット５６Ｓおよび５８Ｓは、上記第２方向７１に延びるように互いに接続されて形成されている。

後の製造方法の説明で詳述するが、カラーフィルタ列に上記スリット５６Ｓおよび５８Ｓを設けることにより、青カラーフィルタ列６０を形成する際に、カラーフィルタ列の延びる方向７０以外の方向（方向７０に直交する方向７１）からドライフィルムを貼り合わせても、ドライフィルムと基板１４との間の気泡をスリット５６Ｓおよび５８Ｓを通じて逃がすことができる。

次に、図３および図４（ａ）〜（ｄ）を参照しながらカラーフィルタ基板５０の製造方法の一例を説明する。以下に説明する方法では、着色層６２を構成するカラーフィルタ列５６、５８、６０の全てを、ドライフィルムを用いて形成する。

ドライフィルムは、感光性樹脂層の両主面がＰＥＴ（ポリエチレンテフタレート）フィルム等のフィルム支持体６０Ｓで挟持されて構成されている。ここでは、感光性樹脂層に赤、青、緑の顔料が分散された３種類のドライフィルムを用いる。また、感光性樹脂層は典型的にはネガ型である。カラーフィルタ層の形成は例えば以下のようにして行う。

ローラ（図５参照）３４を用い、赤カラーフィルタ５６用のドライフィルム５６Ｒを基板１４上に押圧しながら第２方向７１に貼り合わせ、フィルム支持体を剥離することによって、図４（ａ）に示すように赤カラーフィルタ５６用の感光性樹脂層を基板上に転写する。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、いわゆる熱転写工程である。続いて、マスク７４を用いて露光および現像を行い（フォトリソ工程）、第２方向（矢印７１の方向）に延びるスリット５６Ｓを有する（図３）ようにパターニングを行い、図４（ｂ）に示すように赤カラーフィルタ列５６を形成する。

赤カラーフィルタ列５６を形成した後、緑カラーフィルタ列５８用のドライフィルムを基板１４上に押圧しながら赤カラーフィルタ列５６の延びる方向７０と略直交する方向７１から貼り合わせる。先に形成された赤カラーフィルタ列５６が間隙５６Ｓを有しているので、緑カラーフィルタ列５８用のドライフィルムを貼り付ける際に、ドライフィルムと基板との間に生じる気泡を、間隙５６Ｓおよび青カラーフィルタ列６０を形成する領域を通じて逃がすことができる。赤カラーフィルタ列５６を形成した方法と同様の方法を用いて、第２方向（矢印７１の方向）に延びるスリット５８Ｓを有するようにパターニングを行い、図４(ｃ)に示すように緑カラーフィルタ列５８を形成する。

図３に示すように、スリット５６Ｓとスリット５８Ｓとは、互いに接続されるように形
成することが好ましい。隣接するカラーフィルタ列にそれぞれ設けられたスリットが互いに接続されていれば、最後に形成される青カラーフィルタ列６０用のドライフィルム貼り付ける際に、ドライフィルムと基板との間に生じる気泡を逃がし易いからである。

スリット５６Ｓの第１方向７０の幅は１０μｍ以上であることが望ましい。また、第１方向７０に隣接するスリット５６Ｓの間隔は、第１方向７０に１０００μｍ以下であることが望ましい。次に形成されるカラーフィルタ列のドライフィルムを貼り合わせる際に、ドライフィルムと基板との間の気泡を十分に逃がすことができるからである。

緑カラーフィルタ列５８を形成した後、図４（ｄ）に示すように青カラーフィルタ列６０を形成する。青カラーフィルタ列を形成する工程でも、上記赤および緑カラーフィルタ列を形成する場合と同様に、ドライフィルムを基板１４上に第２方向７１から貼り合わせる。ただし、スリットを設けず、短冊状になるようにパターニングを行う。

以下、青カラーフィルタ列６０を形成する工程をより詳細に説明する。

図５は、青カラーフィルタ列６０を形成する際の製造工程を説明するための図であり、図３のカラーフィルタ基板５０のＡ―Ａ’に対応する部分を矢印７１方向から観察した図である。比較のために、従来の青カラーフィルタ列２０を形成する際の製造工程を説明するための図を図６に示す。

ローラ３４を用い、青カラーフィルタ列６０用のドライフィルム６０Ｄを透明基板１４上に押圧しながら貼り合わせ、フィルム支持体６０Ｓを剥離し、青カラーフィルタ列６０用の感光性樹脂層６０Ｒを基板１４上に転写する。ドライフィルム６０Ｄは、矢印７１方向（第２方向）に押圧しながら貼り合わせる。

基板１４に青カラーフィルタ列６０用のドライフィルム６０Ｄを貼り合わせる際、青カラーフィルタ列６０を形成する領域以外は既に他のカラーフィルタ列５６、５８が形成されている。

従来は、図６に示すように、赤カラーフィルタ列１６および緑カラーフィルタ列１８を１つの短冊状のカラーフィルタ部で形成していたため、すなわち、赤カラーフィルタ列１６および緑カラーフィルタ列１８がスリットを有していなかったため、青カラーフィルタ列２０を形成する領域は、先に形成された赤カラーフィルタ列１６および緑カラーフィルタ列１８によって包囲されていた。したがって青カラーフィルタ列２０用のドライフィルム２０Ｄを押圧しながら貼り合わせるときに、赤カラーフィルタ列１６および緑カラーフィルタ列１８が障壁となって、基板１４と上記ドライフィルム２０Ｄとの間に存在する気泡を外部に逃がすことができなかった。気泡が存在すると、その部分は感光性樹脂層が載らないため、色抜け欠陥が生じていた。

これに対して本実施形態では、赤カラーフィルタ列５６および緑カラーフィルタ列５８が、それぞれ、互いに接続されたスリット５６Ｓおよび５８Ｓを備えている。また、これらのスリット５６Ｓおよび５８Ｓは、青カラーフィルタ列を形成する領域と接続されており、青カラーフィルタ列用のドライフィルム６０Ｄの貼り合わせ方向と平行な方向に延びている。

したがって、図５に示すように、青カラーフィルタ列用のドライフィルム６０Ｄを第２方向７１から貼り合わせる際に、スリット５６Ｓおよび５８Ｓを通じて、ドライフィルムの貼り合わせ方向の下流側から上流側に向かって、上記気泡を外部に逃がすことができる。このため、最終的に得られる青カラーフィルタ列６０と基板との間に気泡が残るのを抑
制できる。

ドライフィルム６０Ｄを貼り合わせた後、パターニングを行う。スリットを設けず、１つの短冊形状となるように青カラーフィルタ列６０を形成する。

なお図３に示すカラーフィルタ基板では、最後に形成されるカラーフィルタ列を形成する領域の両側に、スリットを有するカラーフィルタ列が形成されているので、ドライフィルムの貼り合わせ方向は、カラーフィルタ列の延びる方向７０と直交する２つの方向（矢印７１ａと７１ｂ方向）のいずれでもよい。

青カラーフィルタ列をパターニングする工程で、図３に示すように、赤カラーフィルタ列５６のスリット５６Ｓおよび緑カラーフィルタ列５８のスリット５８Ｓにも青色樹脂層６０Ｒを設け、ダミーカラーフィルタ部６０ａを形成することが好ましい。スリット５６Ｓ、５８Ｓ内に青色樹脂層６０Ｒが存在している方が、樹脂層が全く設けられない場合に比べて、色抜けが視認されにくいという利点がある。特に青色、赤色および緑色樹脂層の中で、青色樹脂層６０Ｒは最も視感度が低いので、青色樹脂層６０Ｒでダミー着色部を形成することが好ましい。

なお、最後に形成される青カラーフィルタ列６０をパターニングする工程では、基板１４の背面側から露光（背面露光）することが好ましい。緑カラーフィルタ列５８および赤カラーフィルタ列５６に対して自己整合的にパターニングできるので、基板の表側からマスクを用いて露光した場合に生じ得るパターンずれを防ぎ、アライメントずれなしに高い精度でパターニングでき、色抜けをなくすことができる。

マスク７４を用いて基板の表側から露光してパターニングする場合、マスクと基板とのズレが生じたときに色抜けが生じることのないように、アライメントズレに対するマージンの確保のため、各カラーフィルタ列のエッジを互いに重ねるように形成しても良い。

以上説明したように着色層６２を形成する。この後、公知の方法を用い、必要に応じて保護膜、対向電極、および配向膜等を形成し、カラーフィルタ基板５０が作製される。

本実施形態のカラーフィルタ基板５０は、液晶表示装置を構成するために用いることができる。図７は、カラーフィルタ基板５０を用いて構成された液晶表示装置２００の断面図である。図７に示すカラーフィルタ基板５０は、図３のカラーフィルタ基板５０のＡ−Ａ'に対応する断面を示している。

液晶表示装置２００は、カラーフィルタ基板５０と、カラーフィルタ基板５０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２と、両基板の間に配置された液晶層６とを有している。液晶表示装置２００は公知の方法を用いて作製可能である。

液晶表示装置２００を構成する場合、カラーフィルタ基板５０のスリット５６Ｓ、５８Ｓ（あるいはダミーカラーフィルタ部６０ａ）を、アクティブマトリクス基板２のゲートバスラインや補助容量配線などの遮光性を有する配線１１と対向する位置に設けることが望ましい。補助容量配線は、例えば、第１方向７０に隣接する２本のゲートバスラインの間に設けられる。なお、図７に示すアクティブマトリクス基板２は、簡単のために、配線１１以外の構成要素を省略して示している。

スリット５６Ｓ、５８Ｓを配線１１と対向する位置に設けることにより、仮に気泡による色抜けがスリット上で発生したとしても配線１１によって遮光されるので、視認されにくく、表示品位の劣化を回避できる。

スリット５６Ｓ、５８Ｓは、例えば、全てのゲートバスラインまたは全ての補助容量配線に対応するように設けられてもよいし、全てのゲートバスラインと全ての補助容量信号線とに対応するように設けられてもよい。あるいは、第１方向７０に隣接する２本のゲートバスラインおよびそれらの間に配置された補助容量配線のうちの１つの配線に対応するように設けられてもよい。ただし、上述したように、１つのカラーフィルタ列に設けられるスリットの隣接間隔（第１方向７０）を１０００μｍ以下にすることが好ましい。

図８は、隣り合うカラーフィルタ列の間のそれぞれに遮光列を有し、全てのカラーフィルタ列を形成した後で、最後にドライフィルム法で遮光列が形成されるカラーフィルタ基板５２の構成を示す。以下、図８を参照しながら、カラーフィルタ基板５２の構成および製造方法を説明する。

カラーフィルタ基板５２の着色層６３は、赤カラーフィルタ列５６、緑カラーフィルタ列５８、青カラーフィルタ列６０および遮光列８０を有しており、赤カラーフィルタ列５６、遮光列８０、緑カラーフィルタ列５８、遮光列８０、青カラーフィルタ列６０、遮光列８０の順に、着色列の延びる方向に直交する第２方向７１に巡回的に配列されている。赤、青および緑カラーフィルタ列は、それぞれ、画素の列に対応して配列されている。遮光列８０は、例えば、アクティブマトリクス基板２と組みあわせて液晶表示装置を構成した場合に、アクティブマトリクス基板２のソースバスライン１０（図１０参照）と対向する位置に設けられている。遮光列８０の幅（第２方向７１）は、各カラーフィルタ列５６、５８、６０の幅よりも小さく、例えば、カラーフィルタ列５６、５８、６０の幅が８２μｍである場合、遮光列８０の幅は１７μｍである。赤カラーフィルタ列５６、緑カラーフィルタ列５８、青カラーフィルタ列６０および遮光列８０の全ては、この順にドライフィルム法を用いて形成される。

カラーフィルタ基板５２では、全ての着色列の中で最後に形成される遮光列８０以外の着色列、すなわち、赤カラーフィルタ列５６、緑カラーフィルタ列５８および青カラーフィルタ列６０が、それぞれ、間隙（スリット）５６Ｓ、５８Ｓおよび６０Ｓを挟んで配置された複数のカラーフィルタ部を含んでいる。スリット５６Ｓ、５８Ｓおよび６０Ｓは、遮光列８０を挟んで第２方向７１に延びるように互いに接続されて形成されている。このため、遮光列８０を形成する際に、ドライフィルムを第２方向７１に貼り合わせた場合、ドライフィルムと基板１４との間の気泡をスリット５６Ｓ、５８Ｓおよび６０Ｓを通じて逃がすことができる。

スリット５６Ｓ、５８Ｓおよび６０Ｓには、遮光列８０を形成するための黒色樹脂層が設けられており、ダミー遮光部８０ａを形成している。ダミー遮光部８０ａは、アクティブマトリクス基板のゲートバスラインや補助容量配線などの遮光性を有する配線に対応するように配置されることが好ましい。

カラーフィルタ基板５２の赤カラーフィルタ列５６、緑カラーフィルタ列５８および青カラーフィルタ列６０を形成するには、図３に示したカラーフィルタ基板５０のカラーフィルタ列５６、５８と同様に、各カラーフィルタ列用のドライフィルムを基板１４上に押圧しながら第２方向７１に貼り合わせた後、パターニングを行う。図８に示すように、遮光列８０を形成する領域を挟んで、スリット５６Ｓ、５８Ｓおよび６０Ｓが互いに接続されるようにパターニングを行う。

赤カラーフィルタ列５６を形成した後、緑カラーフィルタ列５８を形成する工程では、ドライフィルムを第２方向７１から基板１４上に貼り合わせる際に、青カラーフィルタ列６０および遮光列８０が形成される領域とスリット５６Ｓとを通じて気泡を逃がすことが
できるので、緑カラーフィルタ列５８と基板との間に気泡が残るのを抑制できる。また、緑カラーフィルタ列５８を形成した後、青カラーフィルタ列６０を形成する工程では、ドライフィルムを第２方向７１から基板１４上に貼り合わせる際に、遮光列８０が形成される領域とスリット５６Ｓ、５８Ｓとを通じて気泡を逃がすことができるので、青カラーフィルタ列６０と基板との間に気泡が残るのを抑制できる。

全てのカラーフィルタ列５６、５８および６０を形成した後、ドライフィルムを用いて遮光列８０を形成する。

基板１４に遮光列８０用のドライフィルムを貼り合わせる際に、遮光列８０を形成する領域以外は既にカラーフィルタ列５６、５８、６０が形成されているが、各カラーフィルタ列は、遮光列を形成する領域を挟んで互いに接続されたスリット５６Ｓ、５８Ｓ、６０Ｓを備えているので、第２方向７１に遮光列用のドライフィルムを貼り合わせた場合、上記スリットを通じて気泡を逃がすことができる。したがって、遮光列８０と基板との間に気泡が残るのを抑制できる。この後、１つの短冊形状となるようにパターニングを行い、遮光列８０を形成する。

遮光列８０にパターニング工程において、赤カラーフィルタ列５６のスリット５６Ｓおよび緑カラーフィルタ列５８のスリット５８Ｓに黒色樹脂層を設け、ダミー遮光部８０ａを形成する。スリット５６Ｓ、５８Ｓ内に黒色樹脂層８０ａが存在している方が、樹脂層が全く設けられない場合に比べて、光漏れが視認されにくいという利点がある。

なお、遮光列８０をパターニングする工程では、基板１４の背面側から露光（背面露光）することが好ましい。

マスク７４を用いて基板の表側から露光してパターニングする場合、マスクと基板とのズレが生じたときに色抜けが生じることのないように、アライメントズレに対するマージンの確保のため、各カラーフィルタ列と遮光列とのエッジを互いに重ねるように形成しても良い。

図９は、遮光列を形成した後にカラーフィルタ列が形成されるカラーフィルタ基板５４の着色層６４の構成を示す。カラーフィルタ基板５４は、基本的には、着色列の形成を遮光列９０、赤カラーフィルタ列５６、緑カラーフィルタ列５８、青カラーフィルタ列６０の順で行う点以外は、カラーフィルタ基板５２と同様の方法で作製可能である。

カラーフィルタ基板５４では、全ての着色列の中で最後に形成される青カラーフィルタ列６０以外の着色列、すなわち、遮光列９０、赤カラーフィルタ列５６、および緑カラーフィルタ列５８が、それぞれ、間隙（スリット）９０Ｓ、５６Ｓ、および５８Ｓを有している。スリット５６Ｓ、５８Ｓおよび９０Ｓは、青カラーフィルタ列６０を挟んで第２方向７１に延びるように互いに接続されて形成されている。

スリット５６Ｓ、５８Ｓおよび９０Ｓを設けることにより、遮光列９０を形成した後、赤カラーフィルタ列、緑カラーフィルタ列５８、および青カラーフィルタ列６０を形成する際に、ドライフィルムを第２方向７１に貼り合わせる過程で、赤カラーフィルタ列、緑カラーフィルタ列５８、および青カラーフィルタ列６０となる領域に気泡が残存するのを防止できる。

本発明のカラーフィルタ基板は、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などのカラー表示装置を構成するための基板に用いられる。

本発明の一実施形態のカラーフィルタ基板１００を説明するための図である。 本発明の一実施形態のカラーフィルタ基板１３０を説明するための図である。 本発明の一実施形態のカラーフィルタ基板５０を説明するための図である。 カラーフィルタ基板５０の製造方法を説明するための図である。 最後に形成される着色列を作製する工程を説明するための図である（本実施形態）。 最後に形成される着色列を作製する工程を説明するための図である（比較例）。 本発明のカラーフィルタ基板５０を用いて構成される液晶表示装置２００の構成を説明するための図である。 本発明の一実施形態のカラーフィルタ基板５２を説明するための図である。 本発明の一実施形態のカラーフィルタ基板５４を説明するための図である。 一般的なアクティブマトリクス型液晶表示装置の断面概略図である。 （ａ）〜（ｆ）はドライフィルム法を用いた従来のカラーフィルタ基板の製造方法を説明するための図である。 従来のカラーフィルタ基板の部分平面図である。

符号の説明

５０ カラーフィルタ基板
５２ カラーフィルタ基板
５４ カラーフィルタ基板
５６ 赤カラーフィルタ列
５６Ｓ スリット
５８ 緑カラーフィルタ列
５８Ｓ スリット
６０ 青カラーフィルタ列
６０ａ ダミーカラーフィルタ部
６０Ｓ スリット
６２ 着色層
８０ 遮光列
８０ａ ダミー遮光部
１００ カラーフィルタ基板
１０２
１０４ 赤カラーフィルタ列
１０４ａ 赤カラーフィルタ部
１０６ 緑カラーフィルタ列
１０６ａ 緑カラーフィルタ部
１０６ｂ 緑カラーフィルタ部
１０６ｃ 間隙
１０８ 青カラーフィルタ列
１０８ａ 青カラーフィルタ部
１０９ 間隙
１１０ 遮光列
１１０ａ 遮光部
１２０ 画素
１３０ カラーフィルタ基板

Claims (6)

1. 互いに対向する第１端辺および第２端辺を有する透明基板と、前記透明基板の上に設けられた着色層とを備えるカラーフィルタ基板であって、
   前記着色層は、それぞれが前記第１端辺から前記第２端辺に向かう第１方向に沿って延びる第１着色列および第２着色列であって、それぞれが前記第１方向と直交する第２方向に配列された第１着色列および第２着色列を含み、
   前記第１着色列は、互いに間隙を介して前記第１方向に配列された複数の第１着色部を含み、
   前記複数の第１着色部の間隙に、青色ドライフィルムを用いて形成されたダミー着色部が形成されている、カラーフィルタ基板。
2. 前記透明基板は長辺と短辺とを有する長方形であって、前記第１端辺および第２端辺は短辺である、請求項１に記載のカラーフィルタ基板。
3. 前記間隙の前記第１方向の幅は１０μｍ以上である、請求項１または２に記載のカラーフィルタ基板。
4. 前記第１方向に隣接する前記間隙の間隔は１０００μｍ以下である、請求項１から３のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のカラーフィルタ基板を備える表示装置。
6. さらに、前記カラーフィルタ基板に対向して配置されるアクティブマトリクス基板と、前記カラーフィルタ基板とアクティブマトリクス基板との間に配置された表示媒体層とを有し、
   前記アクティブマトリクス基板は、前記第２方向に延びる配線を有し、
   前記カラーフィルタ基板の前記間隙と、前記アクティブマトリクス基板の前記配線とが互いに対向するように配置されている、請求項５に記載の表示装置。
   

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