JP6707418B2 - 表示装置、表示装置の製造方法、及び、カラーフィルタ基板 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、表示装置、表示装置の製造方法、及び、カラーフィルタ基板に関する。

近年、液晶表示装置等の表示装置が各種分野で利用されている。液晶表示装置として、例えば、アレイ基板と対向基板とのアライメントずれに起因した開口率の低減や混色による表示品位の低減を抑制するために、アレイ基板がカラーフィルタ層を備える技術が知られている。また、ブラックマトリクスやカラーフィルタ層から液晶層への不純物が溶出するのを抑制するために、絶縁膜がブラックマトリクス及びカラーフィルタ層を覆う技術が提案されている。

特開２０１４−７７９２５号公報

本実施形態の目的は、表示品位の劣化を抑制することが可能な表示装置、表示装置の製造方法、及び、カラーフィルタ基板を提供することにある。

一実施形態によれば、
第１基板と、前記第１基板と対向する第２基板と、表示機能層と、を備える表示装置であって、前記第１基板は、絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置された第１カラーフィルタと、前記絶縁基板の上方に配置され前記第１カラーフィルタに並列して配置された第２カラーフィルタと、を備えるカラーフィルタ層と、前記第１カラーフィルタの上面に接し、前記第１カラーフィルタの前記第２カラーフィルタと対向する第１側面に接し、前記第２カラーフィルタの下面に接する第１無機絶縁膜と、を備える表示装置が提供される。

一実施形態によれば、
絶縁基板の第１領域の上方において、第１側面と、第２側面と、を有する第１カラーフィルタを形成し、前記第１カラーフィルタの上面と前記第２側面に接するとともに、前記第１領域に隣接した前記絶縁基板の第２領域の上方に無機絶縁膜を形成し、前記第２領域における前記無機絶縁膜の上方に第２カラーフィルタを形成する表示装置の製造方法が提供される。

一実施形態によれば、
絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置された第１カラーフィルタと、前記絶縁基板の上方に配置され前記第１カラーフィルタに並列して配置された第２カラーフィルタと、を備えるカラーフィルタ層と、前記第１カラーフィルタの上面に接し、前記第１カラーフィルタの前記第２カラーフィルタと対向する側面に接し、前記第２カラーフィルタの下面に接する無機絶縁膜と、を備えるカラーフィルタ基板が提供される。

図１は、本実施形態に係る表示装置の構成を示す平面図である。 図２は、図１に示した第１基板の表示領域における構成を示す断面図である。 図３は、図１に示した第１基板の構成を示す平面図である。 図４は、図３のＡ−Ｂ線における表示パネルの構成を示す断面図である。 図５は、図３のＣ−Ｄ線における表示パネルの構成を示す断面図である。 図６は、図３のＡ−Ｂ線における表示パネルの他の構成を示す断面図である。 図７は、図３のＡ−Ｂ線における表示パネルの他の構成を示す断面図である。 図８は、図３のＡ−Ｂ線における表示パネルの他の構成を示す断面図である。 図９は、カラーフィルタ層、第１無機絶縁膜、オーバーコート層が第２基板に配置された場合の第２基板の構成を示す断面図である。 図１０は、第１絶縁基板の上方に第１カラーフィルタを形成する工程を説明するための断面図である。 図１１は、第１無機絶縁膜を形成する工程を説明するための断面図である。 図１２は、第２カラーフィルタ、第３カラーフィルタ、第４カラーフィルタを形成する工程を説明するための断面図である。 図１３は、第１絶縁基板の上方に第１カラーフィルタ及び第２カラーフィルタを形成する工程を説明するための断面図である。 図１４は、第１無機絶縁膜を形成する工程を説明するための断面図である。 図１５は、第３カラーフィルタ及び第４カラーフィルタを形成する工程を説明するための断面図である。

以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。

本実施形態にて開示する主要な構成は、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置等の自発光型の表示装置、電気泳動素子等を有する電子ペーパ型の表示装置、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）を応用した表示装置、或いはエレクトロクロミズムを応用した表示装置などに適用可能である。

まず、本実施形態に係る表示装置ＤＳＰについて詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る表示装置ＤＳＰの構成を示す平面図である。なお、本実施形態においては、表示装置ＤＳＰが液晶表示装置である場合について説明する。

ここで、図１は、互いに交差する第１方向Ｘ及び第２方向Ｙで規定されるＸ−Ｙ平面における表示パネルＰＮＬの平面図を示している。なお、図示した例では、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙは、互いに直交しているが、９０°以外の角度で交差していてもよい。

表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１と、第１基板ＳＵＢ１に対向して配置された第２基板ＳＵＢ２と、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に保持された液晶層ＬＱと、を備えている。第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とは、これらの間に所定のセルギャップを形成した状態で、シール材ＳＥによって貼り合わせられている。液晶層ＬＱは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間のセルギャップにおいてシール材ＳＥによって囲まれた内側に保持されている。また、表示パネルＰＮＬは、シール材ＳＥによって囲まれた内側に画像を表示する表示領域ＤＡを備えている。表示領域ＤＡは、例えば、略長方形状であり、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸは、表示領域ＤＡに位置している。なお、表示領域ＤＡは、他の多角形状であっても良いし、そのエッジが曲線状に形成されていても良い。

第１基板ＳＵＢ１は、表示領域ＤＡにおいて、第１方向Ｘに沿って延出した走査線Ｇ、第２方向Ｙに沿って延出した信号線Ｓ、各画素ＰＸにおいて走査線Ｇ及び信号線Ｓと電気的に接続されたスイッチング素子ＳＷ、各画素ＰＸにおいてスイッチング素子ＳＷと電気的に接続された画素電極ＰＥなどを備えている。また、共通電極ＣＥは、第１基板ＳＵＢ１もしくは第２基板ＳＵＢ２に備えられ、画素電極ＰＥと対向している。

表示パネルＰＮＬの詳細な構成については説明を省略するが、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）モード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、あるいはＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｅｄ）モードなどのＸ−Ｙ平面と平行な面である基板主面の法線に沿った縦電界を利用するモード、あるいは、基板主面に対して斜め方向に傾斜した傾斜電界を利用する表示モードでは、画素電極ＰＥが第１基板ＳＵＢ１に備えられる一方で、共通電極ＣＥが第２基板ＳＵＢ２に備えられる。また、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＩＰＳモードの１つであるＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどの基板主面に沿った横電界を利用するモードでは、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥの双方が第１基板ＳＵＢ１に備えられる。さらには、表示パネルＰＮＬは、上記の縦電界、横電界、及び傾斜電界を適宜組み合わせて利用する表示モードに対応した構成を有していても良い。

表示パネルＰＮＬは、その背面側に配置されたバックライトユニットからの光を選択的に透過することによって画像を表示する透過型パネルとして構成されていても良いし、表示パネルＰＮＬに入射する外光を選択的に反射することによって画像を表示する反射型パネルとして構成されていても良いし、透過型及び反射型を組み合わせた半透過型パネルとして構成されても良い。

駆動ＩＣチップ２及びフレキシブル・プリンテッド・サーキット（ＦＰＣ）基板３などの表示パネルＰＮＬの駆動に必要な信号供給源は、表示領域ＤＡを枠状に囲む非表示領域ＮＤＡに位置している。図示した例では、駆動ＩＣチップ２及びＦＰＣ基板３は、第２基板ＳＵＢ２の１つの基板側縁ＳＵＢ２ｅよりも外側に延出した第１基板ＳＵＢ１の実装部ＭＴに実装されている。実装部ＭＴは、第１基板ＳＵＢ１の１つの基板側縁ＳＵＢ１ｅに沿って形成されている。詳述しないが、第１基板ＳＵＢ１は、実装部ＭＴに信号供給源を接続するためのパッドを有している。パッドには、上記の走査線Ｇや信号線Ｓなどと電気的に接続されたものが含まれる。なお、図示した例では、第２基板ＳＵＢ２の基板側縁ＳＵＢ２ｅ以外の３つの基板側縁は、第１基板ＳＵＢ１の基板側縁ＳＵＢ１ｅ以外の３つの基板側縁と対向している。

図２は、図１に示した第１基板ＳＵＢ１の表示領域ＤＡにおける構成を示す断面図である。ここで、図中の第３方向Ｚは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙと直交する方向である。また、図示した例では、第１基板ＳＵＢ１は、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥを備えており、表示装置が基板主面に沿った横電界を利用するモードに適用される場合を示している。

本実施形態においては、第３方向Ｚの矢印の先端に向かう方向を上又は上方と定義し、第３方向Ｚの矢印の先端に向かう方向とは反対側の方向を下又は下方と定義する。また、「第１部材の上方の第２部材」及び「第１部材の下方の第２部材」とした場合、第２部材は、第１部材に接していてもよく、又は第１部材から離れて位置していてもよい。後者の場合、第１部材と第２部材との間に、第３の部材が介在していてもよい。一方、「第１部材の上の第２部材」及び「第１部材の下の第２部材」とした場合、第２部材は第１部材に接している。

第１基板ＳＵＢ１は、第１絶縁基板１０、スイッチング素子ＳＷ、カラーフィルタ層ＣＦ、共通電極ＣＥ、画素電極ＰＥ、第１配向膜ＡＬ１などを備えている。

第１絶縁基板１０は、例えば、ガラスや樹脂などの光透過性を有する絶縁材料を用いて形成されている。第１絶縁膜１１は、第１絶縁基板１０の上を覆っている。第２絶縁膜１２は、第１絶縁膜１１の上を覆っている。

スイッチング素子ＳＷは、第１絶縁基板１０の上方に配置されている。スイッチング素子ＳＷは、半導体層ＳＣ、ゲート電極ＷＧ、ソース電極ＷＳ、ドレイン電極ＷＤなどを備えている。半導体層ＳＣは、第２絶縁膜１２の上に配置されている。第３絶縁膜１３は、半導体層ＳＣ及び第２絶縁膜１２の上に配置されている。ゲート電極ＷＧは、第３絶縁膜１３の上に配置されている。第４絶縁膜１４は、第３絶縁膜１３及びゲート電極ＷＧの上に配置されている。第５絶縁膜１５は、第４絶縁膜１４の上に配置されている。ソース電極ＷＳ及びドレイン電極ＷＤは、第５絶縁膜１５の上に配置され、第３絶縁膜１３、第４絶縁膜１４、第５絶縁膜１５を貫通するコンタクトホールＣＨ１及びＣＨ２を介して半導体層ＳＣに接続されている。

なお、図示した例では、スイッチング素子ＳＷは、シングルゲート構造のトップゲート型の薄膜トランジスタであるが、ダブルゲート構造であっても良いし、ボトムゲート型の薄膜トランジスタであっても良い。

第６絶縁膜１６は、ソース電極ＷＳ、ドレイン電極ＷＤ、第５絶縁膜１５の上に配置されている。カラーフィルタ層ＣＦは、第６絶縁膜１６の上に配置されている。オーバーコート層ＯＣは、カラーフィルタ層ＣＦの上に配置されている。共通電極ＣＥは、オーバーコート層ＯＣの上に配置されている。第７絶縁膜１７は、共通電極ＣＥ及びオーバーコート層ＯＣの上に配置されている。画素電極ＰＥは、第７絶縁膜１７の上に配置され、第６絶縁膜１６、カラーフィルタ層ＣＦ、オーバーコート層ＯＣ、第７絶縁膜１７を貫通するコンタクトホールＣＨ３を介してスイッチング素子ＳＷのドレイン電極ＷＤと電気的に接続されている。画素電極ＰＥは、共通電極ＣＥの上方に位置するスリットＳＬを備えている。第１配向膜ＡＬ１は、画素電極ＰＥ及び第７絶縁膜１７の上に配置されている。

共通電極ＣＥ及び画素電極ＰＥは、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）等の透明な導電材料によって形成されている。

第１絶縁膜１１、第２絶縁膜１２、第３絶縁膜１３、第４絶縁膜１４、第５絶縁膜１５、第６絶縁膜１６、第７絶縁膜１７は、無機絶縁膜に相当し、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ）やシリコン窒化物（ＳｉＮ）などの無機材料によって形成されている。オーバーコート層ＯＣは、有機絶縁膜に相当し、各種樹脂等の有機材料によって形成されている。オーバーコート層ＯＣは、第１絶縁膜１１、第２絶縁膜１２、第３絶縁膜１３、第４絶縁膜１４、第５絶縁膜１５、第６絶縁膜１６、第７絶縁膜１７のそれぞれの膜厚よりも大きい膜厚を有している。

なお、後述するが、本実施形態においては、カラーフィルタ層ＣＦは、異なる色のカラーフィルタを備えている。また、第１基板ＳＵＢ１は、各色のカラーフィルタの上面、下面、側面に接する単数又は複数の無機絶縁膜を備えているが、図２においては、その図示を省略する。

図３は、図１に示した第１基板ＳＵＢ１の構成を示す平面図である。
図３に示すように、第１基板ＳＵＢ１は、走査線Ｇ、信号線Ｓ１乃至Ｓ４、カラーフィルタ層ＣＦ、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ１０などを備えている。

走査線Ｇは、第１方向Ｘに沿って延出している。信号線Ｓ１乃至Ｓ４は、第２方向Ｙに沿ってそれぞれ延出し、第１方向Ｘに沿って間隔をおいて並んでいる。走査線Ｇと信号線Ｓ１乃至Ｓ４とは、Ｘ−Ｙ平面において互いに交差している。なお、ここでは、信号線Ｓ１乃至Ｓ４は、第２方向Ｙに沿って直線状に延出していているが、屈曲していても良い。

図示した例では、カラーフィルタ層ＣＦは、第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、第３カラーフィルタＣＦ３、第４カラーフィルタＣＦ４、第５カラーフィルタＣＦ５を備えている。第３カラーフィルタＣＦ３、第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、第４カラーフィルタＣＦ４、第５カラーフィルタＣＦ５は、この順に第１方向Ｘに沿って並んでいる。これらの第１乃至第５カラーフィルタＣＦ１乃至ＣＦ５は、それぞれ第２方向Ｙに沿って延出し、帯状に形成されている。第１基板ＳＵＢ１は、隣り合う第１乃至第５カラーフィルタＣＦ１乃至ＣＦ５の間に、第１開口部ＯＰ１を有している。なお、後述するが、第１開口部ＯＰ１は、カラーフィルタ層ＣＦを貫通している。

画素電極ＰＥ３、画素電極ＰＥ１、画素電極ＰＥ２、画素電極ＰＥ４、画素電極ＰＥ５は、この順に第１方向Ｘに間隔をおいて並んでいる。また、画素電極ＰＥ６、画素電極ＰＥ７、画素電極ＰＥ８、画素電極ＰＥ９、画素電極ＰＥ１０は、この順に第１方向Ｘに間隔をおいて並んでいる。画素電極ＰＥ３及びＰＥ６は、信号線Ｓ１の左側に位置し、走査線Ｇを間に介して第２方向Ｙに間隔をおいて並んでいる。画素電極ＰＥ１及びＰＥ７は、信号線Ｓ１及びＳ２の間に位置し、走査線Ｇを間に介して第２方向Ｙに間隔をおいて並んでいる。画素電極ＰＥ２及びＰＥ８は、信号線Ｓ２及びＳ３の間に位置し、走査線Ｇを間に介して第２方向Ｙに間隔をおいて並んでいる。画素電極ＰＥ４及びＰＥ９は、信号線Ｓ３及びＳ４の間に位置し、走査線Ｇを間に介して第２方向Ｙに間隔をおいて並んでいる。画素電極ＰＥ５及びＰＥ１０は、信号線Ｓ４の右側に位置し、走査線Ｇを間に介して第２方向Ｙに間隔をおいて並んでいる。

ここでは、画素電極ＰＥ３に着目してその構成を説明する。画素電極ＰＥ３は、電極部ＥＬと、電極部ＥＬの間のスリットＳＬと、接続部ＣＮと、を有している。後述するが、画素電極ＰＥ３の接続部ＣＮは、単数又は複数の無機絶縁膜を貫通する第２開口部ＯＰ２を介してスイッチング素子に接続されている。画素電極ＰＥ１及びＰＥ２と画素電極ＰＥ４乃至ＰＥ１０についても、画素電極ＰＥ３の構成と同様の構成を有している。なお、１つの画素電極に形成される電極部ＥＬ及びスリットＳＬの数は限定されない。

なお、後述するが、第１基板ＳＵＢ１は、共通電極を貫通する第３開口部ＯＰ３を有している。第１開口部ＯＰ１及び第２開口部ＯＰ２は、第３開口部ＯＰ３内に配置されている。また、後述するが、図示しない金属配線が信号線Ｓ１乃至Ｓ４と重なる位置に配置されていても良い。

図４は、図３のＡ−Ｂ線における表示パネルＰＮＬの構成を示す断面図である。第１基板ＳＵＢ１は上記した構成に加えて、第１無機絶縁膜ＩＦ１と、金属配線Ｍ１乃至Ｍ４と、を備えている。なお、ここでは、本実施形態の主要な部分のみを図示している。また、第２基板ＳＵＢ２から第１基板ＳＵＢ１を見ることを平面視と定義する。

表示装置ＤＳＰは、第１基板ＳＵＢ１と、第１基板ＳＵＢ１と対向する第２基板ＳＵＢ２と、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に配置された液晶層ＬＱと、を備えている。液晶層ＬＱは、表示機能層に相当する。

第１乃至第５カラーフィルタＣＦ１乃至ＣＦ５は、第１絶縁基板１０の上方に配置されている。第２カラーフィルタＣＦ２は、第１カラーフィルタＣＦ１の第１方向Ｘに並列して配置されている。第３カラーフィルタＣＦ３は、第１カラーフィルタＣＦ１の第２カラーフィルタＣＦ２側とは反対側に第１方向Ｘに並列して配置されている。第４カラーフィルタＣＦ４は、第２カラーフィルタＣＦ２の第１カラーフィルタＣＦ１側とは反対側に第１方向Ｘに並列して配置されている。第５カラーフィルタＣＦ５は、第４カラーフィルタＣＦ４の第２カラーフィルタＣＦ２側とは反対側に第１方向Ｘに並列して配置されている。

第１乃至第５カラーフィルタＣＦ１乃至ＣＦ５は、例えば、赤色、青色、緑色に着色された樹脂で形成されている。樹脂を着色するための色材は、特に限定されるものではなく、例えば顔料が適用されてもよく、染料が適用されてもよい。色材として顔料を利用した場合、耐久性の良好なカラーフィルタを得ることができる。また、色材として染料を用いた場合、光透過率の高いカラーフィルタを得ることができ、画素の輝度を向上させることができる。なお、カラーフィルタ層ＣＦの色は、特に限定されるものではなく、白色（無着色）などの他の色のカラーフィルタを有していてもよい。

本実施形態においては、第１カラーフィルタＣＦ１及び第５カラーフィルタＣＦ５は、同色のカラーフィルタであり、例えば、青色（Ｂ）である。第３カラーフィルタＣＦ３及び第４カラーフィルタＣＦ４は、同色のカラーフィルタであり、例えば、緑色（Ｇ）である。第２カラーフィルタＣＦ２は、例えば、赤色（Ｒ）である。

なお、第１乃至第３カラーフィルタＣＦ１乃至ＣＦ３の何れか１つは、白色（Ｗ）のカラーフィルタであっても良い。又は、第１乃至第３カラーフィルタＣＦ１乃至ＣＦ３の何れか１つの位置に、カラーフィルタを配置せずに、無着色の樹脂材料が配置されても良いし、オーバーコート層が配置されても良い。

ここで、第１カラーフィルタＣＦ１は、第２基板ＳＵＢ２と対向する上面ＴＳ１と、第２カラーフィルタＣＦ２と対向する第１側面ＳＳ１と、第３カラーフィルタＣＦ３と対向する第２側面ＳＳ２と、を有している。また、第２カラーフィルタＣＦ２は、第２基板ＳＵＢ２と対向する上面ＴＳ２と、第１カラーフィルタＣＦ１と対向する第３側面ＳＳ３と、第４カラーフィルタＣＦ４と対向する第４側面ＳＳ４と、第１絶縁基板１０と対向する下面ＵＳ２と、を有している。第３側面ＳＳ３は、第１側面ＳＳ１と対向している。第３カラーフィルタＣＦ３は、第１絶縁基板１０と対向する下面ＵＳ３を有している。

図示した例では、第１無機絶縁膜ＩＦ１は、第１カラーフィルタＣＦ１を覆っている。すなわち、第１無機絶縁膜ＩＦ１は、第１カラーフィルタＣＦ１の上面ＴＳ１に接し、第１カラーフィルタＣＦ１の第１側面ＳＳ１に接し、第２カラーフィルタＣＦ２の下面ＵＳ２に接している。また、第１無機絶縁膜ＩＦ１は、第１カラーフィルタＣＦ１の第２側面ＳＳ２に接し、第３カラーフィルタＣＦ３の下面ＵＳ３に接している。なお、第１無機絶縁膜ＩＦ１は、下面ＵＳ２、第１側面ＳＳ１、上面ＴＳ１、第２側面ＳＳ２、下面ＵＳ３に連続して配置されている。同様に、第１無機絶縁膜ＩＦ１は、第５カラーフィルタＣＦ５を覆っている。

第１無機絶縁膜ＩＦ１は、例えば、ＳｉＯやＳｉＮなどの無機材料によって形成されている。ここで、第１無機絶縁膜ＩＦ１は、ＳｉＮで形成されている場合には、ＳｉＯで形成されている場合と比べて、密度が高く、ＳｉＯで形成されている場合には、ＳｉＮで形成されている場合と比べて、第１カラーフィルタＣＦ１の光学特性に影響を与えにくいという利点を有している。

信号線Ｓ１乃至Ｓ４は、カラーフィルタ層ＣＦと第１絶縁基板１０との間に配置されている。信号線Ｓ１乃至Ｓ４は、光を遮断する遮光性部材として機能する。ここで、信号線Ｓ２に着目すると、信号線Ｓ２は、平面視で第１カラーフィルタＣＦ１と重なる一端部Ｅ１と、平面視で第２カラーフィルタＣＦ２と重なる他端部Ｅ２と、を有している。信号線Ｓ２は、一端部Ｅ１側で第１カラーフィルタＣＦ１によって覆われ、他端部Ｅ２側で、第１無機絶縁膜ＩＦ１によって覆われている。すなわち、第２カラーフィルタＣＦ２と信号線Ｓ２との間には第１無機絶縁膜ＩＦ１が介在している。また、図示した例では、第２カラーフィルタＣＦ２と信号線Ｓ３との間にも第１無機絶縁膜ＩＦ１が介在している。つまり、第２カラーフィルタＣＦ２は、信号線Ｓ２及びＳ３と接していない。

オーバーコート層ＯＣは、第３カラーフィルタＣＦ３、第２カラーフィルタＣＦ２、第４カラーフィルタに接し、第１カラーフィルタＣＦ１及び第５カラーフィルタＣＦ５の上方で第１無機絶縁膜ＩＦ１に接している。

金属配線Ｍ１乃至Ｍ４は、共通電極ＣＥの上に配置されている。金属配線Ｍ１乃至Ｍ４は、それぞれ信号線Ｓ１乃至Ｓ４と対向する位置に配置されている。第７絶縁膜１７は、金属配線Ｍ１乃至Ｍ４を覆っている。

第２基板ＳＵＢ２は、第２絶縁基板２０、第２配向膜ＡＬ２を備えている。第２絶縁基板２０は、例えば、ガラスや樹脂などの光透過性を有する絶縁材料を用いて形成されている。第２配向膜ＡＬ２は、第２絶縁基板２０の下に配置されている。第１配向膜ＡＬ１、第２配向膜ＡＬ２には、液晶表示装置の表示モードに合わせて、水平配向膜または垂直配向膜が適宜適用される。

液晶層ＬＱは、第１配向膜ＡＬ１と第２配向膜ＡＬ２との間に配置されている。液晶層ＬＱに含まれる液晶分子ＬＭは、例えば、液晶層ＬＱに電界が形成されていない状態では、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２から配向規制力を受けて初期配向する。

本実施形態によれば、第１無機絶縁膜ＩＦ１は、第１カラーフィルタＣＦ１と第２カラーフィルタＣＦ２との間に介在している。また、第１無機絶縁膜ＩＦ１は、第１カラーフィルタＣＦ１と第３カラーフィルタＣＦ３との間に介在している。そのため、カラーフィルタ層ＣＦを形成する際の熱処理や、カラーフィルタ層ＣＦより上方に配置される部材を形成する際の熱処理によって、第２カラーフィルタＣＦ２及び第３カラーフィルタＣＦ３の色素成分が第１カラーフィルタＣＦ１へ遷移するのを抑制することができる。よって、第１カラーフィルタＣＦ１の色度の変化が生じるのを抑制する。

また、本実施形態によれば、第１無機絶縁膜ＩＦ１は、信号線Ｓ２と第２カラーフィルタＣＦ２との間に介在している。そのため、第２カラーフィルタＣＦ２が信号線を腐食する成分を含んでいたとしても、信号線Ｓ２が腐食されるのを抑制することが可能である。
ここで、上記した信号線を腐食する成分とは、例えば燐酸である。また、信号線を腐食する成分は、カラーフィルタに含有されていなくても良く、例えば、カラーフィルタに影響を与える分散剤やその他の添加物によっても信号線の腐食が生じる場合がある。

また、本実施形態によれば、第１カラーフィルタＣＦ１は、第１無機絶縁膜ＩＦ１によって覆われている。そのため、カラーフィルタ層ＣＦを形成する際の熱処理や、カラーフィルタ層ＣＦより上方に配置される部材を形成する際の熱処理によって、第１カラーフィルタＣＦ１に含まれる色素が酸化するのを抑制することができる。よって、第１カラーフィルタＣＦ１の色度の変化が生じるのを抑制する。

以上より、本実施形態の構成とすることで、第２カラーフィルタＣＦ２及び第３カラーフィルタＣＦ３の色素成分が第１カラーフィルタＣＦ１へ遷移するのを抑制する効果と、第２カラーフィルタＣＦ２に含まれる成分によって信号線Ｓ２が腐食されるのを抑制する効果と、第１カラーフィルタＣＦ１に含まれる色素が酸化するのを抑制する効果を同時に得ることが可能である。

よって、本実施形態によれば、表示品位の劣化を抑制することが可能な表示装置を得ることができる。

なお、図４では、第１カラーフィルタＣＦ１に対して第２カラーフィルタＣＦ２及び第３カラーフィルタＣＦ３からの色素成分の遷移が生じやすい場合と、第２カラーフィルタＣＦ２が信号線を腐食する成分を含んでいる場合について示したが、この他の例についても後に詳述する。

図５は、図３のＣ−Ｄ線における表示パネルＰＮＬの構成を示す断面図である。
ドレイン電極ＷＤは、第１絶縁基板１０の上方に配置されている。第１カラーフィルタＣＦ１と第２カラーフィルタＣＦ２との間には、カラーフィルタ層ＣＦを貫通する第１開口部ＯＰ１が形成されている。第１無機絶縁膜ＩＦ１は、第１カラーフィルタＣＦ１を覆い、第２カラーフィルタＣＦ２の下に配置されている。オーバーコート層ＯＣは、第１無機絶縁膜ＩＦ１を介して第１カラーフィルタＣＦ１を覆っている。また、オーバーコート層ＯＣは、第２カラーフィルタＣＦ２を覆っている。共通電極ＣＥは、オーバーコート層ＯＣの上に配置され、第３開口部ＯＰ３を有している。

第７絶縁膜１７は、オーバーコート層ＯＣ及び共通電極ＣＥを覆っている。第７絶縁膜１７は、第３無機絶縁膜に相当する。第１開口部ＯＰ１内で、第１無機絶縁膜ＩＦ１と第７絶縁膜１７とは接している。第２開口部ＯＰ２は、第１無機絶縁膜ＩＦ１及び第７絶縁膜１７を貫通して形成されている。第２開口部ＯＰ２は、第１開口部ＯＰ１の内側に位置している。第２開口部ＯＰ２は、第１無機絶縁膜ＩＦ１及び第７絶縁膜１７が形成された後に、一括して形成されるため、第１無機絶縁膜ＩＦ１の端部ＩＦ１ｅと第７絶縁膜１７の端部１７ｅは、第３方向Ｚにおいて揃っている。

ここで、第１無機絶縁膜ＩＦ１の第３方向Ｚに沿った厚さＴ１と、第７絶縁膜１７の第３方向Ｚに沿った厚さＴ２とは異なっている。厚さＴ２は、例えば、厚さＴ１より大きい。厚さＴ１は、例えば、約５０ｎｍである。また、厚さＴ２は、例えば、１４０〜１５０ｎｍである。

なお、第１無機絶縁膜ＩＦ１と第７絶縁膜１７は、同一の材料によって形成されていても良いし、異なる材料によって形成されていても良い。例えば、第１無機絶縁膜ＩＦ１がＳｉＮによって形成され、第７絶縁膜１７がＳｉＯによって形成されていても良いし、第７絶縁膜１７がＳｉＮによって形成され、第１無機絶縁膜ＩＦ１がＳｉＯによって形成されていても良い。

画素電極ＰＥは、第７絶縁膜１７の上に配置されている。画素電極ＰＥは、第１開口部ＯＰ１、第２開口部ＯＰ２、第３開口部ＯＰ３を介してドレイン電極ＷＤと電気的に接続されている。

第２基板ＳＵＢ２は、第１開口部ＯＰ１、第２開口部ＯＰ２、及び第３開口部ＯＰ３と重なる位置に遮光層ＢＭを備えている。第２配向膜ＡＬ２は、遮光層ＢＭを覆っている。

図６は、図３のＡ−Ｂ線における表示パネルＰＮＬの他の構成を示す断面図である。図６は、図４に示した第１基板ＳＵＢ１の構成と比較して、第１無機絶縁膜ＩＦ１が第１カラーフィルタＣＦ１及び第２カラーフィルタＣＦ２を覆っている点で相違している。

すなわち、第１無機絶縁膜ＩＦ１は、第３カラーフィルタＣＦ３の下面ＵＳ３に接し、第１カラーフィルタＣＦ１の第２側面ＳＳ２と、上面ＴＳ１と、に接し、第２カラーフィルタＣＦ２の上面ＴＳ２と、第４側面ＳＳ４と、に接している。

ここで、図６は、第１カラーフィルタＣＦ１から第３カラーフィルタＣＦ３へ色素成分の遷移と、第２カラーフィルタＣＦ２から第４カラーフィルタＣＦ４へ色素成分の遷移と、が生じやすい場合について示している。また、同時に、図６は、第３カラーフィルタＣＦ３及び第４カラーフィルタＣＦ４が信号線を腐食する成分を含んでいる場合について示している。

図示した例では、第１無機絶縁膜ＩＦ１は、第１カラーフィルタＣＦ１と第３カラーフィルタＣＦ３との間に介在している。また、第１無機絶縁膜ＩＦ１は、第２カラーフィルタＣＦ２と第４カラーフィルタＣＦ４との間に介在している。そのため、第１カラーフィルタＣＦ１から第３カラーフィルタＣＦ３への色素成分の遷移と、第２カラーフィルタＣＦ２から第４カラーフィルタＣＦ４への色素成分の遷移と、を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、第１無機絶縁膜ＩＦ１は、信号線Ｓ１と第３カラーフィルタＣＦ３との間に介在している。そのため、第３カラーフィルタＣＦ３が信号線を腐食する成分を含んでいたとしても、信号線Ｓ１が腐食されるのを抑制することが可能である。同様に、第４カラーフィルタＣＦ４の成分によって信号線Ｓ３及びＳ４が腐食されるのを抑制することが可能である。

また、図示した例では、第１カラーフィルタＣＦ１及び第２カラーフィルタＣＦ２は、第１無機絶縁膜ＩＦ１によって覆われている。そのため、第１カラーフィルタＣＦ１及び第２カラーフィルタＣＦ２に含まれる色素が酸化するのを抑制することができる。
このような構成においても上記したのと同様の効果が得られる。

図７は、図３のＡ−Ｂ線における表示パネルＰＮＬの他の構成を示す断面図である。図７は、図４に示した第１基板ＳＵＢ１の構成と比較して、第１基板ＳＵＢ１が第２無機絶縁膜ＩＦ２を備えている点で相違している。

第２無機絶縁膜ＩＦ２は、第１カラーフィルタＣＦ１の上方で第１無機絶縁膜ＩＦ１に接し、第２カラーフィルタＣＦ２の上面ＴＳ２と、第４側面ＳＳ４と、に接している。

ここで、図７は、図４に示したカラーフィルタ層ＣＦの状態に加えて、第２カラーフィルタＣＦ２と第４カラーフィルタＣＦ４との間でも色素成分の遷移が生じやすい場合について示している。

図示した例では、第２無機絶縁膜ＩＦ２は、第２カラーフィルタＣＦ２と第４カラーフィルタＣＦ４との間に介在している。そのため、第２カラーフィルタＣＦ２と第４カラーフィルタＣＦ４との間でも色素成分の遷移を抑制することができる。

また、図示した例では、第２カラーフィルタＣＦ２は、第２無機絶縁膜ＩＦ２によって覆われている。そのため、第２カラーフィルタＣＦ２に含まれる色素が酸化するのを抑制することができる。
このような構成においても上記したのと同様の効果が得られる。

図８は、図３のＡ−Ｂ線における表示パネルＰＮＬの他の構成を示す断面図である。図８は、図４に示した第１基板ＳＵＢ１の構成と比較して、オーバーコート層ＯＣと金属配線Ｍ１乃至Ｍ４が配置されていない点で相違している。

共通電極ＣＥは、第３カラーフィルタＣＦ３と、第２カラーフィルタＣＦ２と、第４カラーフィルタＣＦ４と、に接している。また、共通電極ＣＥは、第１カラーフィルタＣＦ１の上方及び第５カラーフィルタＣＦ５の上方で第１無機絶縁膜ＩＦ１に接している。
このような構成においても上記したのと同様の効果が得られる。

図９は、カラーフィルタ層ＣＦ、第１無機絶縁膜ＩＦ１、オーバーコート層ＯＣが第２基板ＳＵＢ２に配置された場合の第２基板ＳＵＢ２の構成を示す断面図である。図示した例では、第２基板ＳＵＢ２が共通電極ＣＥを備えており、表示装置が基板主面の法線に沿った縦電界を利用するモードに適用される場合を示している。このとき、第２基板ＳＵＢ２は、カラーフィルタ層ＣＦが配置されたカラーフィルタ基板に相当する。

遮光層ＢＭ１乃至ＢＭ４は、第２絶縁基板２０の下に配置されている。カラーフィルタ層ＣＦ及び第１無機絶縁膜ＩＦ１は、第２絶縁基板２０の下方に配置されている。第１無機絶縁膜ＩＦ１は、第１カラーフィルタＣＦ１及び第５カラーフィルタＣＦ５を覆っている。オーバーコート層ＯＣは、カラーフィルタ層ＣＦ及び第１無機絶縁膜ＩＦ１を覆っている。共通電極ＣＥは、オーバーコート層ＯＣを覆っている。第２配向膜ＡＬ２は、共通電極ＣＥを覆っている。

図示した例では、図４に示した構成と同様に、第１無機絶縁膜ＩＦ１は、第１カラーフィルタＣＦ１と第２カラーフィルタＣＦ２との間に介在し、第１カラーフィルタＣＦ１と第３カラーフィルタＣＦ３との間に介在している。そのため、第２カラーフィルタＣＦ２及び第３カラーフィルタＣＦ３の色素成分が第１カラーフィルタＣＦ１へ遷移するのを抑制することができる。

また、図示した例では、第１無機絶縁膜ＩＦ１は、遮光層ＢＭ２と第２カラーフィルタＣＦ２との間に介在している。そのため、第２カラーフィルタＣＦ２が遮光層を腐食する成分を含んでいたとしても、遮光層ＢＭ２が腐食されるのを抑制することが可能である。

また、図示した例では、第１カラーフィルタＣＦ１は、第１無機絶縁膜ＩＦ１によって覆われており、図４に示した構成と同様に、第１カラーフィルタＣＦ１に含まれる色素が酸化するのを抑制することができる。
このような構成においても上記したのと同様の効果が得られる。

次に、図４に示した第１基板ＳＵＢ１の製造工程の一部について、図１０から図１２を用いて説明する。

図１０は、第１絶縁基板１０の上方に第１カラーフィルタＣＦ１を形成する工程を説明するための断面図である。ここで、第１絶縁基板１０において、第１カラーフィルタＣＦ１が配置される領域を第１領域ＡＲ１、第２カラーフィルタが配置される領域を第２領域ＡＲ２、第３カラーフィルタが配置される領域を第３領域ＡＲ３、第４カラーフィルタが配置される領域を第４領域ＡＲ４とする。第２領域ＡＲ２は、第１領域ＡＲ１に隣接している。第３領域ＡＲ３は、第１領域ＡＲ１の第２領域ＡＲ２とは反対側に隣接している。第４領域ＡＲ４は、第２領域ＡＲ２の第１領域ＡＲ１とは反対側に隣接している。

まず、第１絶縁基板１０の上方に信号線Ｓ１乃至Ｓ４を形成する。その後、第１絶縁基板１０の第１領域ＡＲ１の上方に第１カラーフィルタＣＦ１を形成する。このとき、第１カラーフィルタＣＦ１は、第１側面ＳＳ１と、第２側面ＳＳ２と、上面ＴＳ１と、を有している。

図１１は、第１無機絶縁膜ＩＦ１を形成する工程を説明するための断面図である。
次に、第１無機絶縁膜ＩＦ１を形成する。第１無機絶縁膜ＩＦ１は、第１カラーフィルタＣＦ１の第１側面ＳＳ１と、第２側面ＳＳ２と、上面ＴＳ１と、に接している。また、第１無機絶縁膜ＩＦ１は、第２領域ＡＲ２、第３領域ＡＲ３、第４領域ＡＲ４の上方にも配置されている。

図１２は、第２カラーフィルタＣＦ２、第３カラーフィルタＣＦ３、第４カラーフィルタＣＦ４を形成する工程を説明するための断面図である。
次に、第２領域ＡＲ２の上方に形成された第１無機絶縁膜ＩＦ１の上に、第２カラーフィルタＣＦ２を形成する。その後、第３領域ＡＲ３の上方に形成された第１無機絶縁膜ＩＦ１の上に、第３カラーフィルタＣＦ３を形成し、第４領域ＡＲ４の上方に形成された第１無機絶縁膜ＩＦ１の上に、第４カラーフィルタＣＦ４を形成する。

上記のように、色素成分の遷移を受けやすいカラーフィルタを第１無機絶縁膜ＩＦ１を形成する前に形成し、信号線に影響を与える成分を含んだカラーフィルタを第１無機絶縁膜ＩＦ１を形成した後に形成することにより、上記した効果を得ることができる。

次に、図６に示した第１基板ＳＵＢ１の製造工程の一部について、図１３から図１５を用いて説明する。

図１３は、第１絶縁基板１０の上方に第１カラーフィルタＣＦ１及び第２カラーフィルタＣＦ２を形成する工程を説明するための断面図である。
第１絶縁基板１０の上方に信号線Ｓ１乃至Ｓ４を形成する。その後、第１絶縁基板１０の第１領域ＡＲ１の上方に第１カラーフィルタＣＦ１を形成する。その後、第１絶縁基板１０の第２領域ＡＲ２の上方に第２カラーフィルタＣＦ２を形成する。このとき、第１カラーフィルタＣＦ１は、第１側面ＳＳ１と、第２側面ＳＳ２と、上面ＴＳ１と、を有している。また、第２カラーフィルタＣＦ２は、第３側面ＳＳ３と、第４側面ＳＳ４と、上面ＴＳ２と、を有している。第１側面ＳＳ１及び第３側面ＳＳ３は接している。

図１４は、第１無機絶縁膜ＩＦ１を形成する工程を説明するための断面図である。
次に、第１無機絶縁膜ＩＦ１を形成する。第１無機絶縁膜ＩＦ１は、第１カラーフィルタＣＦ１の第２側面ＳＳ２と、上面ＴＳ１と、第２カラーフィルタＣＦの上面ＴＳ２と、第４側面ＳＳ４と、に接している。また、第１無機絶縁膜ＩＦ１は、第３領域ＡＲ３の上方と、第４領域ＡＲ４の上方にも配置されている。

図１５は、第３カラーフィルタＣＦ３及び第４カラーフィルタＣＦ４を形成する工程を説明するための断面図である。
次に、第３領域ＡＲ３の上方に形成された第１無機絶縁膜ＩＦ１の上に第３カラーフィルタＣＦ３を形成し、第４領域ＡＲ４の上方に形成された第１無機絶縁膜ＩＦ１の上に第４カラーフィルタＣＦ４を形成する。

上記のように、色素成分の遷移を受けにくく、且つ、信号線に影響を与える成分をほとんど含まないカラーフィルタを第１無機絶縁膜ＩＦ１を形成する前に形成し、色素成分の遷移を受けやすく、且つ、信号線に影響を与える成分を含んだカラーフィルタを第１無機絶縁膜ＩＦ１を形成した後に形成することにより、上記した効果を得ることができる。

なお、本実施形態においては、図３に示したように、カラーフィルタ層ＣＦが第２方向Ｙに沿って延出したストライプ状のカラーフィルタを有している場合について言及したが、カラーフィルタ層ＣＦは、それぞれ島状に形成されたカラーフィルタを備えていても良い。

以上説明したように、本実施形態によれば、表示品位の劣化を抑制することが可能な表示装置、表示装置の製造方法、及びカラーフィルタ基板を得ることができる。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

ＤＳＰ…表示装置 ＳＵＢ１…第１基板 ＳＵＢ２…第２基板 １０…第１絶縁基板
ＣＦ…カラーフィルタ層 ＣＦ１…第１カラーフィルタ ＣＦ２…第２カラーフィルタ
ＣＦ３…第３カラーフィルタ ＣＦ４…第４カラーフィルタ ＴＳ１、ＴＳ２…上面
ＳＳ１…第１側面 ＳＳ２…第２側面 ＳＳ３…第３側面 ＳＳ４…第４側面
ＵＳ２、ＵＳ３…下面 ＩＦ１…第１無機絶縁膜 ＩＦ２…第２無機絶縁膜
ＬＱ…液晶層 Ｅ１…一端部 Ｅ２…他端部 ＳＷ…スイッチング素子
ＰＥ…画素電極 Ｓ…信号線 Ｍ…金属配線 ＡＲ１…第１領域 ＡＲ２…第２領域。

Claims (10)

1. 第１基板と、前記第１基板と対向する第２基板と、表示機能層と、を備える表示装置であって、
   前記第１基板は、
   絶縁基板と、
   前記絶縁基板の上方に配置された第１カラーフィルタと、前記絶縁基板の上方に配置され前記第１カラーフィルタに並列して配置された第２カラーフィルタと、を備えるカラーフィルタ層と、
   前記第１カラーフィルタの上面に接し、前記第１カラーフィルタの前記第２カラーフィルタと対向する第１側面に接し、前記第２カラーフィルタの下面に接する第１無機絶縁膜と、
   前記カラーフィルタ層の上方にて、前記カラーフィルタ層を覆う第３無機絶縁膜と、を備え、
   前記カラーフィルタ層を貫通する第１開口部を有し、前記第１無機絶縁膜及び前記第３無機絶縁膜は、前記第１開口部内で接している表示装置。
2. 前記表示機能層は、液晶層であり、前記第１基板と前記第２基板との間に配置される請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第１基板は、さらに、前記カラーフィルタ層と前記絶縁基板との間に配置された遮光性部材を備え、
   前記遮光性部材は、平面視で前記第１カラーフィルタと重なる一端部と、平面視で前記第２カラーフィルタと重なる他端部と、を有し、前記一端部側で前記第１カラーフィルタによって覆われ、前記他端部側で前記第１無機絶縁膜によって覆われている請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 前記第１基板は、さらにスイッチング素子と、前記スイッチング素子と電気的に接続された画素電極と、を備える請求項３に記載の表示装置。
5. 前記遮光性部材は、信号線であり、前記第１基板は、前記信号線と対向する位置に、金属配線を備える請求項４に記載の表示装置。
6. さらに、前記カラーフィルタ層は、前記絶縁基板の上方に配置され、前記第１カラーフィルタの前記第２カラーフィルタ側とは反対側に並列して配置された第３カラーフィルタを備え、
   前記第１無機絶縁膜は、前記第１カラーフィルタの前記第３カラーフィルタと対向する第２側面に接し、前記第３カラーフィルタの下面に接する請求項１乃至５の何れか１項に記載の表示装置。
7. さらに、前記カラーフィルタ層は、前記絶縁基板の上方に配置され、前記第１カラーフィルタの前記第２カラーフィルタ側とは反対側に並列して配置された第３カラーフィルタと、前記絶縁基板の上方に配置され、前記第２カラーフィルタの前記第１カラーフィルタ側とは反対側に並列して配置された第４カラーフィルタと、を備え、
   前記第３カラーフィルタの第３側面は、前記第１側面と反対側の前記第１カラーフィルタの側面に接し、前記第１無機絶縁膜は、前記第３カラーフィルタの上面に接し、前記第２カラーフィルタの前記第４カラーフィルタと対向する第４側面に接する請求項１乃至５の何れか１項に記載の表示装置。
8. 前記第３カラーフィルタ及び前記第４カラーフィルタは同色のカラーフィルタである請求項７に記載の表示装置。
9. さらに、前記第１基板は、第２無機絶縁膜を備え、
   前記第２無機絶縁膜は、前記第１カラーフィルタの上方で前記第１無機絶縁膜に接し、
   前記第２カラーフィルタの上面と前記第２カラーフィルタの第４側面に接する請求項６に記載の表示装置。
10. 前記第１無機絶縁膜及び前記第３無機絶縁膜を貫通する第２開口部を有し、平面視で前記第２開口部は前記第１開口部の内側に位置している請求項１に記載の表示装置。

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