JPH10268292A - カラーフィルタ基板およびカラー液晶表示素子 - Google Patents

カラーフィルタ基板およびカラー液晶表示素子

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JPH10268292A
JPH10268292A JP18157097A JP18157097A JPH10268292A JP H10268292 A JPH10268292 A JP H10268292A JP 18157097 A JP18157097 A JP 18157097A JP 18157097 A JP18157097 A JP 18157097A JP H10268292 A JPH10268292 A JP H10268292A
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liquid crystal
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filter substrate
color
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JP18157097A
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Masayoshi Ogura
優美 小倉
和也 ▲吉▼村
Kazuya Yoshimura
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学特性および表示品位に優れたカラー液晶
表示素子を得る。 【解決手段】 隣接する着色層４の端部が重ねられ、重
ね部が他の部分に比べて高く、または同じ高さになって
いるため、画素エッジ部に凹部ができない。その上を覆
うオーバーコート層５は、着色層の重ね部で囲まれた画
素中央部に流れ込むため、画素部が有効に平滑化され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、テレビジ
ョンセット、コンピュータ、ワードプロセッサやＯＡ
（Ｏｆｆｉｃｅ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）機器などに付
設されるカラー液晶表示素子およびそれに用いられるカ
ラーフィルタ基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１５に、従来のカラー液晶表示素子の
一例を示す。
【０００３】このカラー液晶表示素子は、液晶層１２を
挟んで対向配置される一対の基板のうちの一方がカラー
フィルタ一基板であり、ガラス基板１の上に遮光部材
（ブラックマスク）３、カラーフィルタの着色層４、平
滑化層（オーバーコート層）５が形成されている。その
上には表示用電極６ａおよび配向膜７ａが形成され、他
方のガラス基板２の上には表示用電極６ｂ、絶縁膜８お
よび配向膜７ｂが形成されている。両基板１、２は基板
周辺部に配されたガラスビーズ９を含有するシール材１
０と、基板間に配されたセルギャップコントロール用プ
ラスチックビーズ１１とを介して貼り合わされ、シール
材１０に囲まれたガラス基板１、２の間隙には、液晶が
封入されて液晶層１２が形成されている。このカラー液
晶表示素子においては、両表示用電極６ａ、６ｂの対向
部であって、かつ、遮光部材で遮光されていない領域が
液晶点灯表示領域となる。
【０００４】上記カラーフィルタ基板の製造は、例えば
図１６に示すようにして行われる。ここでは、ブラック
マスク３として金属膜を用いた場合について説明する。
【０００５】まず、図１６（ａ）に示すように、ガラス
基板１上にクロム等の金属膜３ａをスパッタ法等により
厚み約１０００オングストローム程度に真空蒸着し、図
１６（ｂ）に示すように、レジスト１３を塗布する。次
に、図１６（ｃ）に示すように、フォトマス１４を用い
てレジスト１３を露光し、図１６（ｄ）に示すように、
現像してレジストパターン１３ａを形成する。その後、
図１６（ｅ）に示すように、エッチングを行ってブラッ
クマスク３を形成する。
【０００６】次に、図１６（ｆ）に示すように、着色層
１５を形成する。この着色層１５は、顔料を含んだ有機
材料系のインク塗布、または顔料を含んだ感光性樹脂フ
ィルムの転写等により基板全面に形成する。続いて、図
１６（ｇ）に示すように、フォトマスク１６を用いて着
色層１５を露光し、図１６（ｈ）に示すように、現像し
てカラーフィルタの着色層４（この図ではＲ（赤）の画
素に対応する着色層）をドット状に形成する。同様にし
てＧ（緑）およびＢ（青）の画素に対応する着色層をド
ット状に形成する。なお、カラーフィルタの着色層を形
成する方法としては、顔料を含んだ有機材料系のインク
を印刷により基板の所定の領域に形成する印刷法を用い
てもよい。
【０００７】その後、カラーフィルタ基板の表面の平滑
性を向上させると共に表示用電極との密着力を確保する
ために、図１６（ｉ）に示すように、オーバーコート層
５をスピンコート法または印刷法等により形成する。
【０００８】このカラーフィルタ基板の表面平滑性を改
善・向上させるためには、特開平２−２７５９０３号公
報や特開平３−２４６５０３号公報に開示されているよ
うに、カラーフィルタ基板の表面を機械的に研磨した
り、オーバーコート材料のレベリング能力を改善したり
する方法が一般的である。また、液晶ドメイン、セル厚
むらや混色等の発生を懸念して、カラーフィルタの着色
層をＲ、Ｇ、Ｂの各画素に対応させてドット状に形成す
る際に、隣接する着色層同士を重ねずに隙間を開けて形
成したり、隣接する着色層の間に遮光部材を設けてその
両側を挟むように形成したりする構成が一般的である。
つまり、図１８に示すように、隣接する着色層４の間に
は隙間（凹部）２４を設けることが一般的に行われてい
る。なお、図１８において、ａはセル厚差、ｂは液晶点
灯表示領域、ｃは画素中央部、ｄは画素エッジ部の液晶
表示領域を示す。
【０００９】ところで、上記カラーフィルタの着色層を
露光・現像・焼成等のプロセスを経て形成する場合に
は、着色層１５への露光の際にＵＶ光が回り込んで光漏
れ領域ｅが生じ、図１７（ａ）に示すようなオーバー露
光部ｆが生じるため、エッチングの際に図１７（ｂ）に
示すようなオーバー露光部１４ａが残される。そして、
焼成によりオーバー露光部１４ａを含めた画素エッジ部
が熱変形し、焼成完了時には着色層の断面形状が図１７
（ｃ）に示すような丸いエッジ部１４ｂを有する蒲鉾型
になる。さらにこの上に平滑化膜を形成すると、この蒲
鉾部がレベリングされ、さらに段差が大きくなってい
た。
【００１０】また、カラーフィルタの着色層を印刷法に
より形成する場合には、例えば特開平４−６２５０４号
公報に見られるように、印刷された着色層の表面張力に
より、着色層の断面形状が図１７（ｃ）に示したものと
同様な丸いエッジ部１４ｂを有する蒲鉾型になる。この
ため、図１８に示したように、隣接する着色層４の間に
隙間（凹部）２４ができる。さらに、この場合には、表
面形状のエッジも直線的にならずに乱れたものになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】近年、パーソナルコン
ピュータのマルチメディア化に伴う動画対応、ＳＶＧＡ
・ＸＧＡ等の高精細表示や大画面表示が可能な液晶表示
素子、およびＣＲＴ代替えのディスクトップとして対応
可能な大型液晶表示素子等が市場で要望されている。こ
れらの要望に対応するために、液晶表示素子、特にＳＴ
Ｎ（スーパー ツイスティッド ネマティック）型液晶
を用いたカラー液晶表示素子については、高コントラス
ト、高輝度、高速応答、高表示品位、低消費電力等の性
能が要求され、例えばコントラスト３０：１以上、応答
速度２００ｍｓ以下等の特性が要求されている。これら
の要求を達成するために、高コントラスト化、高輝度化
については、液晶の急峻性（以下、α値と称する）の改
善が必要であり、高表示品位化については、カラーフィ
ルタ基板の表面の均一性が必要であり、低消費電力化に
ついては、高輝度化によるバックライトの消費電流の低
減が必要である。そして、これらを全て改善するため
に、カラーフィルタ基板の表面平滑性を向上し、断面形
状（蒲鉾型）を改善することが要求されている。
【００１２】これに対して、上述の従来のカラーフィル
タ基板では、コントラストを改善するために以下のよう
な問題がある。即ち、図１８に示したように、カラーフ
ィルタの着色層４のドット間に隙間（凹部）２４が存在
し、オーバーコート層５を形成する際にオーバーコート
材が隙間２４に流れ込むため、カラーフィルタ基板の表
面平滑性を充分確保できない上に断面形状が蒲鉾型を並
べたような形状になる。このため、表示用電極６ａ、６
ｂで挟まれた液晶点灯表示領域ｂにおいてセル厚差ａが
生じる。画素エッジ部ｄでは画素中心部ｃに比べてセル
厚がａだけ厚くなるため、図１９に示すように、画素エ
ッジ部ｄと画素中心部ｃとのＶ（電圧）−Ｔ（透過率）
カーブにずれが生じ、ｃの部分がＶｏｆｆ状態のときに
ｄの部分ではＴ0の状態に近くなって光が抜けてしま
い、コントラストが向上しないという問題がある。ま
た、コントラストを改善するために液晶の急峻性を改善
する方法、即ち液晶のα値を低くする方法もあるが、Ｓ
ＴＮ型液晶の場合には一般的に、液晶のα値を低くする
と表示むらが多くなって表示品位が悪くなってしまうと
いう問題がある。つまり、液晶の挙動が急峻になると表
面状態に敏感に影響を受け易くなるので、液晶が接触す
るカラーフィルタ基板の表面平滑性が充分でなく、カラ
ーフィルタ基板の断面形状が悪くてセル厚差が生じる場
合には、液晶のα値を低くするのに限界がある。
【００１３】また、輝度を改善するためには図１９のＶ
−ＴカーブでＴｏｎを高くする必要があるが、Ｔｏｎは
コントラストとも相関があり、コントラスト＝Ｔｏｎ／
Ｔｏｆｆの関係からＴｏｎとＴｏｆｆとの距離＝ダイナ
ミックレンジが大きいことが必要である。ところが、上
述のように画素中心部ｃと画素エッジ部ｄとのセル厚差
ａにより図１９に示したＶ−Ｔカーブにずれが生じ、Ｖ
−Ｔカーブを合成すると実質的なダイナミックレンジが
小さくなるため、透過率＝輝度が向上しないという問題
がある。さらに、低消費電力化についても、輝度を目標
輝度以上に高くし、その分、バックライトの管電流を下
げて消費電力を抑えるという手法で行われるので、輝度
を改善できないと消費電力を低減できないという問題が
ある。
【００１４】また、応答速度の高速化および表示品位の
向上のためには、カラーフィルタ基板の表面平滑性およ
び断面形状を改善することが必要である。特に、高速応
答化に関してはセル厚を小さくするため（例えば６μｍ
→５μｍまたは４μｍ）、全セル厚に対する段差等の表
面凹凸のＧＡＰの比が大きくなり、よりカラーフィルタ
基板の表面平滑性および断面形状の改善が必要となる。
【００１５】さらに、図１８に示した従来のカラーフィ
ルタ基板に対して、カラーフィルタ基板の表面を機械的
に研磨して表面を平滑化しようとしても、蒲鉾状の高い
部分の表面はある程度平滑にできるが凹部２４の部分ま
では改善できない。逆に表面を研磨しすぎると、カラー
フィルタの着色層４まで研磨されて厚みが変化してしま
い、色調等の特性が変化してしまうという問題がある。
また、オーバーコート材料のレベリング能力を改善して
も、図１８に示した従来のカラーフィルタ基板に対して
は効果が薄く、目標とする液晶点灯表示領域内のカラー
フィルタ基板の表面平滑性＝±０．０１μｍ以内を達成
することは困難である。
【００１６】本発明はこのような従来技術の課題を解決
すべくなされたものであり、表面平滑性が良好なカラー
フィルタ基板および光学特性と表示品位とが共に優れた
カラー液晶表示素子を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明のカラーフィルタ
基板は、基板上に、少なくとも２色以上で色を異ならせ
た着色層が隣接するもの同士の端部を重ねて設けられ、
その重ね部の表面が重ね部以外の着色層部分の表面に比
べて高く、または同じ高さになっており、そのことによ
り上記目的が達成される。
【００１８】前記重ね部の幅が２μｍ以上にしてあるの
が好ましい。
【００１９】前記重ね部と重ねて遮光部材が設けられ、
該重ね部の幅が遮光部材の幅以下にしてあってもよい。
【００２０】前記遮光部材の厚みが１μｍ以下であるの
が好ましく、前記遮光部材の厚みが０．５μｍ以下であ
るのがより好ましい。
【００２１】前記着色層の前記基板とは反対側に該着色
層を覆う平滑化層が設けられ、該平滑化層の表面全体
が、または前記重ね部上を除く表面部分が平坦になって
いる構成としてもよい。
【００２２】前記重ね部の着色層部分または該重ね部上
の平滑化層部分が研磨されて、着色層または平滑化層の
表面全体が平坦になっていてもよい。
【００２３】前記着色層の各色が、該当する着色材料と
感光性樹脂とを少なくとも含む材料からなり、フォトリ
ソグラフィー工程を各色毎に繰り返して形成されていて
もよい。
【００２４】本発明のカラー液晶表示素子は、液晶層を
挟んで対向配置される一対の基板のうちの一方として本
発明のカラーフィルタ基板を用いており、そのことによ
り上記目的が達成される。
【００２５】前記液晶層が、液晶分子のねじれ角を１８
０゜以上３６０゜以下にしたＳＴＮ型液晶からなってい
てもよい。
【００２６】以下、本発明の作用について説明する。
【００２７】本発明のカラーフィルタ基板にあっては、
着色層の隣接するもの同士の端部（エッジ部）が重ねて
あり、その重ね部で着色層の表面が他の部分に比べて高
く（凸部）、または同じ高さ（平坦部）になっているの
で、画素エッジ部に凹部ができない。
【００２８】重ね部の幅は２μｍ以上であれば、重なり
度合いが充分で重ね部に凹部が形成されない。
【００２９】重ね部の幅を遮光部材（ブラックマスク）
の幅以下にすれば、隣接する画素に着色層がはみ出さ
ず、混色が生じない。
【００３０】重ね部と重ねて遮光部材を形成する場合、
重ね部の表面の高さは、最大で着色層の厚み×２＋遮光
部材の厚みとなる。この重ね部の表面の高さが高い程、
重ね部が大きな凸部となって重ね部以外の着色層部分の
表面が大きな凹部となるため、液晶表示素子の構成とし
た場合にセル厚の変化が生じる。重ね部の着色層部分だ
け厚みを薄くすることはできないが、遮光部材の厚みを
薄くして重ね部の表面の高さを低くすることはできる。
例えば、遮光部材の厚みが１μｍ以下であれば通常のセ
ル厚の液晶表示素子において安定した表示が得られる。
また、遮光部材の厚みが０．５μｍ以下であればセル厚
の狭い液晶表示素子においても安定した表示が得られる
ため、高速応答化を図ることができる。
【００３１】着色層上にオーバーコート材を塗布してプ
リベークすると、オーバーコート材が下地表面の凹凸に
沿って流動するが、その際、着色層の重ね部が凸部にな
っていると、その部分が堤防の役割を果たして画素の中
心方向にオーバーコート材が流れ込む。従来のカラーフ
ィルタ基板のように画素エッジ部の凹部にオーバーコー
ト材が流れ込んで表面平滑性が悪くなることがないの
で、オーバーコート材のレベリング能力を有効に発揮で
きる。平滑化層（オーバーコート層）の表面全体が、ま
たは着色層の重ね部上を除く表面部分が平坦になるの
で、画素エッジ部に凹部ができない。
【００３２】着色層の表面は重ね部で最も高くなるの
で、この部分を研磨することにより、画素のほとんどの
部分で着色層の厚みを変化させることなく表面を平坦に
できる。また、オーバーコート層の表面は着色層の重ね
部上で最も高くなるので、この部分を研磨すれば、画素
部のほとんどの部分で着色層の厚みを変化させることな
く表面を平坦にできる。
【００３３】着色層をフォトリソグラフィー工程で形成
する場合、現状のフォトマスクの形成精度、感光性材料
の現像コントラスト、露光装置の精度では、設計値±２
μｍの精度が可能である。また、着色層を印刷法で形成
する場合、画素のドットに対応してパターン印刷できる
ので、露光・現像等の工程は不要である。
【００３４】本発明のカラー液晶表示素子にあっては、
本発明のカラーフィルタ基板を用いているため、隣接す
る着色層の端部（エッジ部）を重ね、その重ね幅を調整
することによりカラーフィルタ基板の画素エッジ部で表
面に凹部が形成されない。従来のカラーフィルタ基板の
ように画素エッジ部の凹部でセル厚が厚くならず、液晶
駆動用印加電圧を加えてもＶ−Ｔカーブの差が生じない
ので、コントラストの低下や表示品位の低下を防ぐこと
ができる。また、遮光部材上で着色層の重ね幅を調整す
ることにより、重ね部分の裾野の拡がりも調整可能とな
り、液晶駆動用印加電圧を加えた場合に液晶点灯表示領
域となる部分全体の表面平滑性をコントロールすること
ができる。また、着色層上にオーバーコート層を形成す
ることにより、レベリング能力を有効に発揮させてカラ
ーフィルタ基板の画素部全体で表面を平滑化すると共
に、隣接する着色層の画素中央部の高さの差も小さくな
る。さらに、着色層表面やオーバーコート層表面を研磨
する際に、従来のカラーフィルタ基板のように凹部の一
番低い部分まで研磨する必要が無いので、特性を変化さ
せることなく画素中心部を含む画素部のほとんどの部分
の表面平滑性を向上させて均一化できる。
【００３５】本発明のカラーフィルタは、隣接する着色
層の表面高さの差を０．０１μｍ以下にすることが可能
であり、しかも、オーバーコート層のレベリング性能を
最大限に引き出すことができるので、液晶点灯表示領域
において凹部の無い均一な表面を得ることができる。従
って、セル厚のバラツキや表面の均一性が光学特性や表
示品位に大きく影響するＳＴＮ型液晶を用いた場合で
も、良好な光学特性および表示品位を得ることができ
る。
【００３６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。
【００３７】本発明のカラーフィルタ基板は、基板上に
少なくとも２色以上で色を異ならせた着色層を、その隣
接するもの同士の端部（エッジ部）を重ねて設ける。こ
の重ね部では表面が盛り上がって、エッジ部が他の部分
の表面に比べて高く、または同じ高さになるので、凹部
が形成されない。なお、以下の説明ではＲ、Ｇ、Ｂの各
着色層を形成した場合について説明するが、２色以上で
色を異ならせたものであれば他の色の着色層としてもよ
い。
【００３８】図１および下記表１に、隣接する着色層の
重ね幅を変化させて重ね部の着色層部分の表面の高さを
計測した結果を示す。ここでは、画素エッジ部の断面形
状が丸く、全体の断面形状が蒲鉾型であるストライプ状
の着色層（各々Ｒ、Ｇ、Ｂの画素に対応）の画素幅を変
化させることにより隣接する着色層（ＲＧ、ＧＢ、Ｇ
Ｒ）の重ね幅を変化させた。このようなカラーフィルタ
基板を２枚作製し、突起（凸部）、溝（凹部）または平
坦面となっている重ね部の表面の高さを重ね部以外の着
色層部分の表面をレベルとして基板上の１１ｐｏｉｎｔ
で測定した。
【００３９】
【表１】
【００４０】図１および表１によれば、重ね幅が２μｍ
未満では重なりが不十分で表面に凹部ができることがあ
る。従って、重ね部（画素エッジ部）の表面に凹部を形
成しないためには、着色層の重ね幅が２μｍ以上である
のが好ましいことがわかる。
【００４１】この着色層の重ね部に重なるように遮光部
材（ブラックマスク）を設ければ、重ね部を遮光部材で
遮光することができる。このとき、重ね部の幅が遮光部
材の幅を超えると、隣接する画素に着色層がはみ出して
混色による表示欠陥が生じるので、重ね部の幅は遮光部
材の幅以下であるのが好ましい。この場合、所定幅の遮
光部材を基板上に設けてその上に重ね部が位置するよう
に着色層を設けてもよく、基板上に着色層を形成してそ
の重ね部上に遮光部材を形成してもよい。
【００４２】隣接する着色層の重ね部と重なって遮光部
材が形成されている場合、重ね部の表面の高さは、最大
で着色層の厚み×２＋遮光部材の厚みとなる。この重ね
部の表面の高さが高い程、重ね部が大きな凸部となり、
この凸部の裾野の部分が必然的に大きくなるので、重ね
部以外の着色層部分が大きな凹部となる。このため、液
晶表示素子の構成とした場合にセル厚の変化が生じ、光
学特性の変化や表示品位の低下の原因となる。着色層は
画素中心部および画素エッジ部共に同一の材料で形成さ
れており、重ね部の着色層部分のみ厚みを薄くすること
はできないが、遮光部材の厚みを薄くして重ね部の表面
の高さを低くすることはできる。遮光部材の厚みを１．
５μｍ、１．４μｍ、１．３μｍ、１．２μｍ、１．１
μｍ、１．０μｍ、０．９μｍと変化させて液晶ドメイ
ンおよびフォーカルコニックを評価した結果、安定した
表示が得られる遮光部材の厚みは１μｍ以下であった。
また、セル厚を６μｍ、５μｍ、４μｍと変化させて液
晶ドメインおよびフォーカルコニックを評価した結果、
安定した表示が得られる遮光部材の厚みは０．５μｍ以
下であった。従って、遮光部材の厚みは１μｍ以下であ
るのが好ましく、高速応答化のためにセル厚を薄くした
カラー液晶表示素子では０．５μｍ以下であるのが好ま
しい。
【００４３】この着色層上にオーバーコート材を塗布し
て本焼成前にプリベークすると、オーバーコート材が下
地表面の凹凸に沿って流動して凹凸が緩和される。この
とき、着色層の重ね部（画素エッジ部）に凸部がある
と、その凸部が堤防の役割を果たし、画素の中心方向に
オーバーコート材が流れ込んで、画素部分の表面を平滑
化する。従来のカラーフィルタ基板のように、画素エッ
ジ部の凹部にオーバーコート材が流れ込まないので、オ
ーバーコート材のレベリング能力を有効に発揮して画素
部の表面平滑性を向上できる。
【００４４】図２および下記表２に、隣接する着色層の
重ね幅を変化させてその上を覆うオーバーコート層を形
成し、重ね部上のオーバーコート層部分の表面の高さを
計測した結果を示す。ここでは、図１および表１の場合
と同様に、画素エッジ部の断面形状が丸く、全体の断面
形状が蒲鉾型であるストライプ状の着色層（各々Ｒ、
Ｇ、Ｂの画素に対応）の画素幅を変化させることにより
隣接する着色層（ＲＧ、ＧＢ、ＢＲ）の重ね幅を変化さ
せた。このようなカラーフィルタ基板を２枚作製し、突
起、溝または平坦面となっている重ね部上のオーバーコ
ート層部分の表面の高さを重ね部上以外のオーバーコー
ト層部分の表面をレベルとして基板上の１１ｐｏｉｎｔ
で測定した。
【００４５】
【表２】
【００４６】図２および表２によれば、隣接する着色層
の重ね幅が２μｍ以上であれば、重ね部上のオーバーコ
ート層部分（画素エッジ部）の表面が凸部となって凹部
が形成されないことがわかる。
【００４７】このように、画素エッジ部でオーバーコー
ト層の表面が凹部にならないので、従来のカラーフィル
タ基板のように画素エッジ部の凹部でセル厚差が生じて
液晶の立ち上がりに差ができることはない。また、着色
層の画素エッジ部にオーバーコート層が流れ込まずに着
色層のレベリング能力を有効に発揮できるので、隣接す
る着色層の画素中央部の高さの差を少なくして光学特性
や表示品位の低下を防ぐことができる。
【００４８】このように、カラー液晶表示素子の光学特
性や表示品位の改善・向上を図るために、カラーフィル
タ基板表面の平滑性を改善することは非常に重要な課題
であるが、さらに平滑性を改善するためには、カラーフ
ィルタ基板の表面を研磨する方法がある。本発明のカラ
ーフィルタ基板において、着色層の表面は重ね部が最も
高くなるので、この部分を研磨すれば、画素中心部を含
む画素部のほとんど全体で、厚みを変化させることなく
表面の平滑性を向上できる。この場合、従来のカラーフ
ィルタ基板のように、画素エッジ部に形成される凹部の
一番低い部分まで研磨する必要が無いので、着色層自体
の厚みを変化させてしまうことはなく、カラーフィルタ
基板の色調や特性の変化を防ぐことができる。また、本
発明のカラーフィルタ基板において、オーバーコート層
の表面は着色層の重ね部が最も高くなるので、この部分
を研磨すれば、画素中心部を含む画素部のほとんど全体
で厚みを変化させることなく表面平滑性を向上できる。
この場合も、従来のカラーフィルタ基板のように凹部の
一番低い部分まで研磨して着色層自体の厚みを変化させ
てしまうことがないので、カラーフィルタ基板の色調や
特性は変わらない。
【００４９】２色以上で色を異ならせた着色層は、該当
する着色材料と感光性樹脂とを少なくとも含む材料を用
いてフォトリソグラフィー工程により各色毎に形成する
のが好ましい。フォトリソグラフィー工程では、画素の
形成精度は、フォトマスクの形成精度、感光性材料の現
像コントラスト、露光装置の精度により決定されるが、
現状では設計値±２μｍの精度が可能である。着色層は
印刷法で形成することも可能であるが、この場合、画素
エッジ部が２０μｍ〜２５μｍ程度の波打ち現象を起こ
すことがあるので、現状では遮光部材上に２μｍ以上遮
光部材幅以下の重ね部を正確に形成するのは困難であ
る。
【００５０】本発明のカラー液晶表示素子は、本発明の
カラーフィルタ基板を用いている。本発明のカラーフィ
ルタ基板は、隣接する蒲鉾型の着色層の端部を重ねるこ
とにより画素のエッジ部分が盛り上がるため、その重ね
幅を調整することにより画素のエッジ部を他の部分に比
べて高くまたは同じ高さにすることができ、カラーフィ
ルタ基板の画素エッジ部で凹部を無くすことができる。
従来の画素エッジ部に凹部があるカラーフィルタ基板の
ように、凹部でセル厚が厚くならず、液晶駆動用印加電
圧を加えた場合にＶ−Ｔカーブの差が生じないので、コ
ントラストの低下や表示品位の低下を防ぐことができ
る。また、遮光部材上で着色層の重ね幅を調整すること
により、重ね部分の裾野の拡がりを調整することもで
き、液晶駆動用印加電圧を加えた場合に液晶点灯表示領
域となる部分全体の表面平滑性をコントロールすること
が可能となる。また、着色層上にオーバーコート層を形
成することにより、レベリング能力を有効に発揮させて
カラーフィルタ基板の表面を平滑化することができる。
さらに、着色層表面やオーバーコート層表面を研磨する
際に、従来のカラーフィルタ基板のように凹部の一番低
い部分まで研磨する必要が無いので、特性を変化させる
ことなく画素中心部を含む画素部のほとんど全体で表面
の平滑性を向上させて均一化できる。従って、カラー液
晶表示素子の光学特性および表示品位の改善、向上が可
能となる。
【００５１】特に、ＳＴＮ型液晶ではセル厚のバラツキ
や表面の均一性が光学特性や表示品位に大きく影響する
が、隣接する着色層の表面の高さの差を０．０１μｍ以
下にすることができ、オーバーコート層のレベリング性
能を最大限に引き出して画素表面を凹部の無い均一な表
面とすることができる。従って、優れた光学特性および
表示品位を得ることができると共に、ＳＴＮ型液晶表示
素子の高速応答化の要求に対しても本発明のカラーフィ
ルタ基板は答えることができる。
【００５２】本発明のカラーフィルタ基板は、例えば以
下のようにして作製することができる。なお、遮光部材
（ブラックマスク）の形成については、図１６に示した
従来技術と同様にして行うことができるので説明を省略
する。但し、図１６ではブラックマスクの膜厚を１００
０オングストロームにしたが、ここでは１μｍ以下にす
るのが好ましく、または０．５μｍ以下にするのが好ま
しい。また、図３以降の図において、図１５および図１
８に示した従来技術と同様の機能を示す部分については
同じ番号および記号を付して説明を行うこととする。
【００５３】まず、図３（ａ）に示すように、ブラック
マスク３が形成された透明基板１上の全面に第１色目の
着色層Ｒ（赤）１５を形成し、フォトマスクを用いて露
光・現像を行って、図３（ｂ）に示すようなＲの画素に
対応する着色層１７を形成する。
【００５４】次に、図３（ｃ）に示すように、透明基板
１上の全面に第２色目の着色層Ｇ（緑）１８を形成し、
フォトマスクを用いて露光・現像を行って、図３（ｄ）
に示すようなＧの画素に対応する着色層１９を形成す
る。このとき、フォトマスクの設計調整によりＧの着色
層１９のエッジ部がＲの着色層１７のエッジ部がブラッ
クマスク３上で重なるようにする。
【００５５】続いて、図３（ｅ）に示すように、透明基
板１上の全面に第３色目の着色層Ｂ（青）２０を形成
し、フォトマスクを用いて露光・現像を行って、図３
（ｆ）に示すようなＢの画素に対応する着色層２１を形
成する。このとき、フォトマスクの設計調整によりＢの
着色層２１のエッジ部がＲの着色層１７のエッジ部およ
びＧの着色層１９のエッジ部とブラックマスク３上で重
なるようにする。これにより、Ｒの着色層１７、Ｇの着
色層１９およびＢの着色層２１の隣接するもの同士のエ
ッジ部が全て重なって、重ね部は凸部になる。
【００５６】その後、図３（ｇ）に示すように、着色層
１７、１９、２１の上を覆うオーバーコート層５を塗布
する。これにより、Ｒの着色層１７、Ｇの着色層１９お
よびＢの着色層２１の重ね部上のオーバーコート層部分
は凸部になる。
【００５７】なお、カラーフィルタの着色層の形成は、
印刷法により行ってもよい。この場合には、基板上に着
色層をドット状態で印刷するので、露光および現像工程
は不要となる。
【００５８】（実施形態１）図４は実施形態１のカラー
液晶表示素子の断面図である。
【００５９】このカラー液晶表示素子は、Ｒ、Ｇ、Ｂの
各画素に対応する着色層４の隣接するもの同士のエッジ
部が、遮光部材（ブラックマスク）３上で重なったカラ
ーフィルタ基板を備えている。着色層４のエッジ部は重
ね部で凸部となっており、その上のオーバーコート層５
は、着色層４の凸部上の部分から画素中央部ｃに流れ込
んで、着色層４の凸部上で凸部となり、液晶点灯表示領
域ｂにおいては表面が平滑化されている。
【００６０】このカラーフィルタ基板の作製は、以下の
ようにして行った。
【００６１】まず、厚み０．１２μｍで幅２０μｍのブ
ラックマスク３を形成したガラス基板１上に、初期膜厚
２μｍで焼成後の膜厚１．５μｍのフィルムを用い、
Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素に対応する着色層４をフィルムラミ
ネート法により形成した。隣接する各着色層は、その端
部がブラックマスク上で重なるように形成し、重ね部の
幅は約２μｍとなるように設計した。このときの断面形
状は図５に示すような形状であり、重ね部の高さは約
１．２μｍ〜１．２５μｍで、各画素間の表面の高さの
差は最大で０．１μｍであった。
【００６２】次に、この着色層４上に、日本合成ゴム製
アクリル系オーバーコート材をスピンコート法により塗
布してオーバーコート層５を形成した。このときの断面
形状は図６に示すような形状であり、表面を触診計で測
定したところ、各画素間の表面の高さの差は最大で０．
００５μｍで、表面平滑性がフラットで良好であった。
【００６３】このカラーフィルタ基板を用いて、ラビン
グ角度２６０゜、セル厚６μｍ、液晶α値１．０３５、
ＳＶＧＡのパネルシステムでモジュール化してカラー液
晶表示素子を作製した。得られたカラー液晶表示素子の
光学特性および表示品位を確認すると、コントラストは
４０：１（従来の１．３倍）、輝度は９６ｃｄ／ｃｍ2
（パネル透過率４．８％）であり、表示品位はむらの無
い均一な表示品位を達成することができた。
【００６４】（実施形態２）実施形態１のカラーフィル
タ基板を用いて、ラビング角度２６０゜、セル厚６μ
ｍ、液晶α値１．０２６のパネルシステムでモジュール
化してカラー液晶表示素子を作製した。得られたカラー
液晶表示素子の光学特性および表示品位を確認すると、
コントラストは５５：１（従来の１．４倍）、輝度は１
０８ｃｄ／ｃｍ2（パネル透過率５．４％）であり、表
示品位はむらの無い均一な表示品位を達成することがで
きた。
【００６５】（実施形態３）実施形態１のカラーフィル
タ基板を用いて、ラビング角度２６０゜、セル厚４．５
μｍ、液晶α値１．０３０のパネルシステムでモジュー
ル化してカラー液晶表示素子を作製した。得られたカラ
ー液晶表示素子の光学特性および表示品位を確認する
と、コントラストは３０：１（従来の１．５倍）、輝度
は９０ｃｄ／ｃｍ2（パネル透過率４．５％）、応答速
度は１２０ｍｓであり、表示品位はむらの無い均一な表
示品位を達成することができた。
【００６６】（実施形態４）実施形態１のカラーフィル
タ基板を用いて、ラビング角度２４０゜、セル厚６．５
μｍ、液晶α値１．０３５のパネルシステムでモジュー
ル化してカラー液晶表示素子を作製した。一般に、２４
０゜ツイスト用の配向膜材料においては、２６０゜ツイ
スト用の配向膜材料に比べてチルト角が低くなっている
ため、基板表面の凹凸が表示品位に与える影響が大きく
なるが、本実施形態４で得られたカラー液晶表示素子の
光学特性および表示品位を確認すると、コントラストは
５０：１（従来の１．２５倍）、輝度は１０８ｃｄ／ｃ
ｍ2（パネル透過率５．２％）であり、表示品位はむら
の無い均一な表示品位を達成することができた。
【００６７】（実施形態５）実施形態１と同様にして画
素１０２４×７６８のＸＧＡ用カラーフィルタ基板を作
製し、ラビング角度２６０゜、セル厚６μｍ、液晶α値
１．０３５のパネルシステムでモジュール化してカラー
液晶表示素子を作製した。得られたカラー液晶表示素子
の光学特性および表示品位を確認すると、コントラスト
は３５：１（従来の１．４倍）、輝度は８０ｃｄ／ｃｍ
2（パネル透過率４．０％）であり、表示品位はむらの
無い均一な表示品位を達成することができた。
【００６８】（実施形態６）実施形態１のカラーフィル
タ基板を用いて、ラビング角度２６０゜、セル厚５．０
μｍ、液晶α値１．０３５のパネルシステムに、フリッ
カーおよびちらつき対策等の高速応答対応液晶駆動シス
テムを付加してモジュール化したカラー液晶表示素子を
作製した。得られたカラー液晶表示素子の光学特性およ
び表示品位を確認すると、コントラストは５０：１、輝
度は９０ｃｄ／ｃｍ2（パネル透過率４．５％）、応答
速度は１００ｍｓであり、表示品位はむらの無い均一な
表示品位を達成することができた。よって、ＳＴＮカラ
ー液晶表示素子としては最近のノートブック型パーソナ
ルコンピュータ等のマルチメディア（動画等）に対応さ
せることが可能となった。
【００６９】（実施形態７）本実施形態７では、実施形
態１のカラーフィルタ基板における表面平滑性をさらに
改善するために、実施形態１で用いた熱硬化型オーバー
コート材の代わりにＪＳＲ感光性熱硬化型オーバーコー
ト材を塗布してオーバーコート層を形成した。
【００７０】この実施形態７のカラーフィルタ基板にお
ける着色層の断面形状は、図７（ａ）に示すような形状
である。この場合、画素部分の表面が平滑であることに
は変わりはないが、着色層の重ね部と画素部との境界が
鋭角をなしており、ブラックマスク部（ここでは幅２０
μｍの領域）側に平滑部がさらに広がっている。よっ
て、ブラックマスク幅をさらに狭くして画素の開口率を
向上できる可能性がある。
【００７１】これに対して、熱硬化型オーバーコート材
を塗布した実施形態１のカラーフィルタ基板における着
色層の断面形状は、図７（ｂ）に示すような形状であ
る。この場合、ブラックマスク部（ここでは幅２０μｍ
の領域）以外の画素部分は均一で平滑性が良いが、着色
層の重ね部と画素部との境界がスロープ状である。よっ
て、このままであれば良好な表示状態が得られるが、ブ
ラックマスク幅を狭くして画素の開口率を向上させよう
とすると、液晶点灯領域がこのスロープ部にかかってし
まい、特性低下につながってしまう。
【００７２】（比較例１）図２０は比較例１のカラー液
晶表示素子の断面図である。
【００７３】このカラー液晶表示素子は、Ｒ、Ｇ、Ｂの
各画素に対応する着色層４の隣接するもの同士が間隔を
開けて設けられている。その上のオーバーコート層５
は、着色層４の隙間に流れ込んで画素エッジ部が凹部と
なっている。
【００７４】このカラーフィルタ基板の作製は、以下の
ようにして行った。
【００７５】まず、ブラックマスク３が形成されたガラ
ス基板１上に、実施形態１と同じフィルムを用いてＲ、
Ｇ、Ｂの各画素に対応する着色層４をフィルムラミネー
ト法により形成した。隣接する各着色層４の間隔は２μ
ｍ開くように設計した。このときの断面形状は図２１に
示すような形状であり、各画素間の表面の高さの差は最
大で０．１μｍであった。
【００７６】次に、この着色層４上に、実施形態１と同
じオーバーコート材を用いてオーバーコート層５を形成
した。このときの断面形状は図２２に示すような形状で
あり、表面を触診計で測定したところ、各画素間の表面
の高さの差は最大で０．０５μｍで、実施形態１より大
きかった。
【００７７】このカラーフィルタ基板を用いて、実施形
態１と同じパネルシステムでモジュール化してカラー液
晶表示素子を作製した。得られたカラー液晶表示素子の
光学特性を確認すると、コントラストは３０：１と実施
形態１のカラー液晶表示素子よりも悪かった。この理由
は、図２０に示したｃ１部の画素エッジ部の肩だれによ
りセル厚が局部的に厚くなって、画素中央部がＶｏｆｆ
状態のときにＶ−Ｔ特性のずれが生じて光抜けするため
である。また、表示品位を確認すると、中間調表示のと
きにＧの色がＧｒｅｅｎむらとして発色していた。この
理由は、図２０に示したＧの画素とＢの画素との間（ｃ
−ｃ１間）で表面の高さの差ａが０．０５μｍあり、Ｇ
の画素のセル厚が薄くなるためである。
【００７８】（比較例２）図２３は比較例２のカラー液
晶表示素子の断面図である。
【００７９】このカラー液晶表示素子は、Ｒ、Ｇ、Ｂの
各画素に対応する着色層４の隣接するもの同士が間隔を
開けて設けられ、その間にブラックマスク２３が形成さ
れている。その上のオーバーコート層５は、着色層４と
ブラックマスク２３の間に流れ込んで画素エッジ部が凹
部となっている。
【００８０】このカラーフィルタ基板の作製は、以下の
ようにして行った。
【００８１】まず、ガラス基板１上に、実施形態１と同
じフィルムを用いてＲ、Ｇ、Ｂの各画素に対応する着色
層４をフィルムラミネート法により形成した。隣接する
各着色層４の間隔はブラックマスク２３の設計値だけ開
けておくが、この比較例では２５μｍ開くように設計し
た。次に、フィルム状のブラックマスク２３をフィルム
ラミネート法により形成し、またはインク状のブラック
マスク２３を印刷法またはスピンコート法により形成す
る。このときの断面形状は図２４に示すような形状であ
り、各画素間の表面の高さの差は最大で０．１μｍであ
った。
【００８２】次に、この着色層４およびブラックマスク
２３上に、実施形態１と同じオーバーコート材を用いて
オーバーコート層５を形成した。このときの断面形状は
図２５に示すような形状であり、表面を触診計で測定し
たところ、各画素間の表面の高さの差は最大で０．０３
μｍで、実施形態１より大きかった。
【００８３】このカラーフィルタ基板を、実施形態１と
同じパネルシステムでモジュール化してカラー液晶表示
素子を作製した。得られたカラー液晶表示素子の光学特
性を確認すると、コントラストは３０：１と実施形態１
のカラー液晶表示素子よりも悪かった。この理由は、図
２３に示したｃ１部の画素エッジ部の肩だれによりセル
厚が局部的にａだけ厚くなって、画素中央部がＶｏｆｆ
状態のときにＶ−Ｔ特性のずれが生じて光抜けするため
である。また、表示品位を確認すると、中間調表示のと
きにＧの色がＧｒｅｅｎむらとして発色していた。この
理由は、図２３に示したＧの画素とＢの画素との間（ｃ
−ｃ１間）で表面の高さの差ａが０．０３μｍあり、Ｇ
の画素のセル厚が薄くなるためである。
【００８４】（比較例３）比較例１のカラーフィルタ基
板を用いて、実施形態２と同じパネルシステムでモジュ
ール化してカラー液晶表示素子を作製した。得られたカ
ラー液晶表示素子の光学特性を確認すると、比較例１と
同様に画素エッジ部の光抜けが生じて、コントラストは
４０：１と実施形態２のカラー液晶表示素子よりも悪か
った。また、表示品位を確認すると、各画素間の表面の
高さの差の影響が比較例１よりも顕著であり、中間調表
示ではむらが多くて使用できるレベルでは無かった。ま
た、比較例２のカラーフィルタ基板を用いてカラー液晶
表示素子を作製した場合にも同様であった。
【００８５】（比較例４）比較例１のカラーフィルタ基
板を用いて、実施形態３と同じパネルシステムでモジュ
ール化してカラー液晶表示素子を作製した。得られたカ
ラー液晶表示素子の光学特性を確認すると、比較例１と
同様に画素エッジ部の光抜けが生じて、コントラストは
２５：１と実施形態１のカラー液晶表示素子よりも悪か
った。また、表示品位を確認すると、各画素間の表面の
高さの差の影響が比較例１よりも顕著であり、中間調表
示ではむらが多くて使用できるレベルでは無かった。ま
た、比較例２のカラーフィルタ基板を用いてカラー液晶
表示素子を作製した場合にも同様であった。
【００８６】（比較例５）比較例１のカラーフィルタ基
板を用いて、実施形態４と同じパネルシステムでモジュ
ール化してカラー液晶表示素子を作製した。得られたカ
ラー液晶表示素子の光学特性を確認すると、比較例１と
同様に画素エッジ部の光抜けが生じて、コントラストは
２５：１と実施形態４のカラー液晶表示素子よりも悪か
った。また、表示品位も悪く、中間調でのむらが有っ
た。
【００８７】さらに、上記実施形態４の液晶表示素子と
比較例５の液晶表示素子とについて、以下のような評価
を行った。
【００８８】図８は液晶表示素子の断面形状を示す図で
あり、図９はオーバーコート形成時点での断面形状を示
す図であり、図１０はカラーフィルタ層のエッジ部にお
ける光抜けの状態を示す図である。各図において、
（ａ）は実施形態５を、（ｂ）は比較例４を示す。図１
０において、実線で囲んだ部分は光抜けが観察された部
分を示し、点線で囲んだ部分は色が薄くなっていた部分
を示す。また、図１０（ａ）の４Ｒ、４Ｇおよび４Ｂ
は、各々、図８（ａ）の４Ｒ、４Ｇおよび４Ｂに相当す
る部分を示し、図１０（ｂ）の５Ｒ、５Ｇおよび５Ｂ
は、各々、図８（ｂ）の５Ｒ、５Ｇおよび５Ｂに相当す
る部分を示す。
【００８９】実施形態４の液晶表示素子においては、図
８（ａ）および図９（ａ）に示すように、画素ドットの
中央と端とでオーバーコート層５の表面高さの差が小さ
く、エッジ部と中央部とでセルギャップの差が少ないた
め、図１０（ａ）に示すように、カラーフィルタ層のエ
ッジ部において光抜けが見られなかった。
【００９０】これに対して、比較例５の液晶表示素子に
おいては、図８（ｂ）および図９（ｂ）に示すように、
画素ドットの中央と端とでオーバーコート層５の表面高
さの差が大きく、セルギャップ差が０．０５μｍ〜０．
０８μｍと大きいため、図１０（ｂ）に示すように、カ
ラーフィルタ層のエッジ部において光抜けが見られた。
【００９１】また、図１１（ａ）に、実施形態４につい
て、オーバーコート層形成時点でのシール部近傍の断面
形状（膜表面の高さ）を測定した結果を示し、図１１
（ｂ）に、比較例５について、オーバーコート層形成時
点でのシール部近傍の断面形状（膜表面の高さ）を測定
した結果を示す。なお、実施形態４および比較例５にお
いては、図１２に示すように、有効表示エリアとシール
部との膜表面高さの差を少なくするために、シール部お
よびブラックマスク部のブラックマスク３上に着色層４
ａが形成されている。
【００９２】図１１から理解されるように、実施形態４
のカラーフィルタ基板は、シール部における表面の高さ
と有効表示エリアとにおける表面の高さの差が、比較例
５に比べて小さかった。この表面の高さの差は、モジュ
ール形成時にシール部近傍の色むらとなって現れるた
め、モジュールで比較したところ、実施形態４ではシー
ル部近傍の色むらの発生を比較例５に比べてはるかに低
く抑えることができた。
【００９３】この理由は、以下のように考察することが
できる。
【００９４】図８（ａ）に示したように、実施形態４に
おいては、有効表示エリアにおけるカラーフィルタの着
色層は凹形状であり、これにオーバーコート材を塗布し
た場合には、オーバーコート材が不要な部分に流れ込ま
ない。よって、図１１（ａ）に示すように、シール部と
有効表示エリアとで表面高さに大きな差が生じないので
ある。
【００９５】これに対して、図８（ｂ）に示したよう
に、比較例５においては、有効表示エリアにおけるカラ
ーフィルタの着色層は凸形状であり、これにオーバーコ
ート材を塗布した場合には、オーバーコート材が着色層
の形成されていない凹部に流れ込んでしまうため、膜減
り率が大きくなる。よって、図１１（ｂ）に示すよう
に、シール部と有効表示エリアとで表面高さに大きな差
ができてしまうのである。
【００９６】また、図１３（ａ）に、実施形態４の液晶
表示素子におけるセルギャップ分布を示し、図１３
（ｂ）に、比較例５の液晶表示素子におけるセルギャッ
プ分布を示す。なお、このときの測定は、図１３（ｃ）
に示すように、１セル内の３５ｐｏｉｎｔについて行っ
た。
【００９７】図１３から理解されるように、実施形態４
の方が比較例５に比べてセルギャップのバラツキが小さ
く、表示品位の均一性が良好であった。これは、実施形
態４ではカラーフィルタの着色層を重ねることにより、
オーバーコート層形成時点での表面平滑性が比較例５に
比べて向上したためである。
【００９８】さらに、図１４に、実施形態４および比較
例５について、液晶表示素子のコントラスト特性の評価
を行った結果を示す。なお、このときの評価は、各々３
０組の液晶表示素子に対して行った。
【００９９】図１４から理解されるように、実施形態４
の液晶表示素子のコントラストは、比較例４に比べて平
均値で１．５倍であった。また、実施形態４では比較例
４に比べてカラーフィルタ基板の表面がより平滑になる
ため、コントラストのバラツキ幅については比較例４の
半分であった。
【０１００】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
カラーフィルタ基板の特性を変化させることなく表面平
滑性および表面の均一性を向上し、改善することができ
る。本発明のカラーフィルタ基板によれば、高コントラ
スト、高輝度、高速応答等の優れた光学特性を有し、か
つ、表示品位に優れたカラー液晶表示素子を得ることが
できる。本発明のカラーフィルタ基板は、従来のカラー
フィルタ基板の製造工程においてフォトマスクを変更す
るのみで作製できるので、製造コストの増大や新規設備
投資等が必要なく、良品率も低下しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るカラーフィルタ基板における着色
層の重ね幅と着色層の表面の高さとの関係を示すグラフ
である。
【図２】本発明に係るカラーフィルタ基板における着色
層の重ね幅とオーバーコート層の表面の高さとの関係を
示すグラフである。
【図３】本発明に係るカラーフィルタ基板の製造工程を
示す断面図である。
【図４】本発明に係るカラー液晶表示素子を示す断面図
である。
【図５】本発明に係るカラーフィルタ基板の着色層の断
面形状を示す図である。
【図６】本発明に係るカラーフィルタ基板のオーバーコ
ート層の断面形状を示す図である。
【図７】実施形態７および実施形態１のカラーフィルタ
基板における着色層の断面形状を示す図である。
【図８】実施形態４および比較例５について、液晶表示
素子の断面形状を示す図である。
【図９】実施形態４および比較例５について、オーバー
コート形成時点での断面形状を示す図である。
【図１０】実施形態４および比較例５について、カラー
フィルタ基板における周囲光抜けの状態を示す図であ
る。
【図１１】実施形態４および比較例５について、オーバ
ーコート層形成時点でのシール部近傍の断面形状（膜表
面の高さ）を測定した結果を示す図である。
【図１２】実施形態４および比較例５の液晶表示素子に
おける、シール部近傍を示す断面図である。
【図１３】実施形態４および比較例５について、１セル
内のセルギャップ分布を比較した結果を示す図である。
【図１４】実施形態４および比較例５について、液晶表
示素子のコントラスト特性の評価を行った結果を示す図
である。
【図１５】従来のカラー液晶表示素子を示す断面図であ
る。
【図１６】従来のカラーフィルタ基板の製造工程を示す
断面図である。
【図１７】フォトリソグラフィー工程により形成される
カラーフィルタの着色層の表面および断面について説明
するための断面図である。
【図１８】従来のカラー液晶表示素子を示す断面図であ
る。
【図１９】従来のカラー液晶表示素子のＶ−Ｔ特性のグ
ラフである。
【図２０】比較例のカラー液晶表示素子を示す断面図で
ある。
【図２１】比較例のカラーフィルタ基板の着色層の断面
形状を示す図である。
【図２２】比較例のカラーフィルタ基板のオーバーコー
ト層の断面形状を示す図である。
【図２３】比較例のカラー液晶表示素子を示す断面図で
ある。
【図２４】比較例のカラーフィルタ基板の着色層の断面
形状を示す図である。
【図２５】比較例のカラーフィルタ基板のオーバーコー
ト層の断面形状を示す図である。
【符号の説明】
１、２ ガラス基板 ３、２３ ブラックマスク（遮光部材） ４ Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素に対応させた着色層 ５ オーバーコート層（平滑化層） ６ａ、６ｂ 表示用電極 ７ａ、７ｂ 配向膜 ８ 絶縁膜 ９ ガラスビーズ（スペーサー） １０ シール材 １１ プラスチックビーズ（スペーサー） １２ 液晶層 １３ 感光性レジスト １４、１６ フォトマスク １４ａ オーバー露光部 １４ｂ 着色層のエッジ部 １５ Ｒの着色層 １７ Ｒの画素に対応させた着色層 １８ Ｇの着色層 １９ Ｇの画素に対応させた着色層 ２０ Ｂの着色層 ２１ Ｂの画素に対応させた着色層 ２４ 隙間部（溝部、凹部） ａ セル厚差または画素表面の高さの差 ｂ 液晶点灯表示領域 ｃ、ｃ１ 画素中央部 ｄ 画素エッジ部（液晶表示領域内） ｅ 露光時の光漏れ領域 ｆ オーバー露光部

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板上に、少なくとも２色以上で色を異
    ならせた着色層が隣接するもの同士の端部を重ねて設け
    られ、その重ね部の表面が重ね部以外の着色層部分の表
    面に比べて高く、または同じ高さになっているカラーフ
    ィルタ基板。
  2. 【請求項２】 前記重ね部の幅が２μｍ以上にしてある
    請求項１に記載のカラーフィルタ基板。
  3. 【請求項３】 前記重ね部と重ねて遮光部材が設けら
    れ、該重ね部の幅が遮光部材の幅以下にしてある請求項
    １または２に記載のカラーフィルタ基板。
  4. 【請求項４】 前記遮光部材の厚みが１μｍ以下である
    請求項３に記載のカラーフィルタ基板。
  5. 【請求項５】 前記遮光部材の厚みが０．５μｍ以下で
    ある請求項３に記載のカラーフィルタ基板。
  6. 【請求項６】 前記着色層の前記基板とは反対側に該着
    色層を覆う平滑化層が設けられ、該平滑化層の表面全体
    が、または前記重ね部上を除く表面部分が平坦になって
    いる請求項１乃至５のいずれかに記載のカラーフィルタ
    基板。
  7. 【請求項７】 前記重ね部の着色層部分または該重ね部
    上の平滑化層部分が研磨されて、着色層または平滑化層
    の表面全体が平坦になっている請求項１乃至６のいずれ
    かに記載のカラーフィルタ基板。
  8. 【請求項８】 前記着色層の各色が、該当する着色材料
    と感光性樹脂とを少なくとも含む材料からなり、フォト
    リソグラフィー工程を各色毎に繰り返して形成されてい
    る請求項１乃至７のいずれかに記載のカラーフィルタ基
    板。
  9. 【請求項９】 液晶層を挟んで対向配置される一対の基
    板のうちの一方として請求項１乃至８のいずれかに記載
    のカラーフィルタ基板を用いたカラー液晶表示素子。
  10. 【請求項１０】 前記液晶層が、液晶分子のねじれ角を
    １８０゜以上３６０゜以下にしたＳＴＮ型液晶からなる
    請求項９に記載のカラー液晶表示素子。
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