TWI279621B - Color filter substrate and liquid crystal display device - Google Patents

Description

；1279621 •九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種適用於液晶顯示裝置之彩色濾光片基 ' 板及其製造方法、以及液晶顯示裝置。更具體的是，關於 二 一種包含疊層部之彩色濾光片基板及其製造方法，以及使 - 用該彩色濾光片基板之液晶顯示裝置，上述疊層部通過乾 膜壓膜法疊層形成，並適宜作為規定液晶顯示裝置之液晶 層厚度（單元間隙）之間隔物。 Φ 【先前技術】 液晶顯示裝置具有小型、薄型、重量輕、耗電量低等優 點，廣泛應用於各種電子機器。其中，藉由使用彩色滤光 MC〇1〇r Filter;以下亦稱為「CF」。）基板實現彩色顯示 之液晶顯示裝置，具有優異之色彩再現性，廣泛應用於個 人電腦等辦公自動化（0A)機器、電視等視聽（AV)機器或行 動電話等。 &晶顯示裝置係具有於-對相互對向之基板間封入液晶 之構造者’先前，液晶層之厚度（單元間隙）多為具有通過 分散於基板上之包含塑膠珠或玻璃纖維之球形或棒狀㈣ 物（分散間隔物）保持為固定厚度之構成者。然而，該等分 -散間隔物難以配置於基板上之特定位置，因像素（顯示^ 域）内之間隔物而產生光散射或間隔物周圍之液晶分子定 :向混亂等情況，從而導致顯示品質下降。X，於向分散有 ' Γ4隔物之基板按麼對向基板，貼合兩基板時，由於分：間 隔物而會使對向電極或定向膜受到損傷，容易產生顯示^ 102625.doc ;1279621 或自損傷處湧出污染物 _ 因此需要改善。進/、、 丨起顯示品質之下降’ 步驟，或對分散日Γ’必須將間隔物均—分散於基板上之 以師p f之粒度分佈進行高精度管理之步驟，難 以獲侍穩定之顯示品質。 體=，，所周知的是取代分散間隔物，將與基板-/对月曰膜用作調整單元間隙之間隔物之方法，盆 (二年來使用將光阻膜圖案化後形成之光阻間隙物 pacer ’以下亦稱為「PS」。）之方法逐漸推廣，（例 D，多照日本專利特開2001_22191〇號公報（第1、7頁，第2 圖）、日本專利特開昭56_140324號公報（第卜6頁，第⑽ 圖）、曰本專利特開平4_93924號公報（第ι、6頁，第2、3 圖）、曰本專利特開平5_196946號公報（第丨、3頁，第i 圖）、日本專利特開2〇〇〇]47234號公報（第…、日本專利 特開2〇01-100221號公報（第卜13、16頁，第卜6圖）、曰 本專利特開2000-284⑴號公報（第i、8頁，第卟）圖）、及 曰本專利特開200443654號公報（第2、儿頁，第u(b) 圖））。PS與分散間隔物不同，可正確配置於基板上之特定 位置，若將PS配置於CF基板之黑色矩陣（mack Matrix;以 下亦稱為「BM」。）上、或薄膜電晶體（TMn Fiim Transistor ;以下亦稱為rTFT」。）陣列基板之金屬配線上 等非顯示區域，則可防止開口率降低，且單元間隙可保持 為固定。又，PS如分散間隔物般，亦具有不會因光散射或 間隔物周圍之液晶分子定向混亂而引起之顯示品質下降的 優點。 102625.doc 1279621 曰本專利特開昭56-140324號公報、曰本專利特開平心 93924號公報、日本專利特開平％196946號公報、日本專 利特開2000-147234號公報、日本專利特開2〇〇1_1〇〇221號 公報、曰本專利特開2000-284111號公報、及日本專利特 開2004-53654號公報中，揭示有使用重疊複數層著色層而 形成之用以調整單元間隙之間隔物的方法。著色層通常藉 由光阻而形成，具有疊層構造之光阻間隙物通常亦稱為疊 層光阻間隙物（疊層PS)。疊層pS因由重疊複數層著色層而 形成，故間隙物本身便具有遮光性，即使配置於顯示區域 内’亦不會引起由光洩漏導致的顯示品質之降低。又，若 使用與像素領域之著色層中所使用之材料相同之材料形成 構成疊層PS之所有層，則可實現大幅度降低成本之目的。 又，曰本專利特開2001-100221號公報、曰本專利特開 2000-2 84111號公報、及日本專利特開2〇〇4_53654號公報 中，作為疊層ps之形成方法，提出有乾膜壓膜（Dry Fiim • La—g;以下亦稱為「DFL」。）法。DFL法係藉由黏貼 樹脂膜設於支持體上之膜（乾膜），而形成層之方法，作為 树月曰膜而使用光阻樹脂膜時亦稱為乾膜光阻（Dry Resist ;「DFR」）法。DFL法與旋塗法等使用液體光阻之塗 布法相比，可形成膜厚均一之層，且可形成穩定高度之疊 層PS。 然而，藉由DFL法製作疊層以時，於乾膜黏貼（壓膜）之 際，於已形成之圖案間所滯留之空氣未完全溢出而殘留形 成氣泡，引起液晶顯不裝置中顯示不良這一點仍需改善。 102625.doc 1279621 此時，氣泡產生之難易程度因已形成之圖案（光阻層）膜厚 而不=。特別是近年來，隨著液晶電視（τν)等液晶顯示裝 置之高色純度化之發展，構成彩色濾光片層之著色光阻層 之厚度已增加至1.5〜2·5 μιη，於疊層PS形成過程中，壓膜 時圖案間空氣容易殘留，極易產生氣泡。 【發明内容】 本發明係鑒於上述現狀開發而成者，其目的在於提供一 種於形成疊層光阻間隙物時，可減少高度不均之狀態，同 時可抑制氣泡產生之彩色濾光片基板及其製造方法，以及 藉由使用該彩色濾光片基板而減少顯示斑塊之液晶顯示裝 置。 ’ 本發明者等對具有疊層光阻間隙物（ps)之彩色濾光片 (CF)基板進行種種探討後，首先發現藉由使用乾膜壓膜 (DFL)法形成疊層PS之各層（圖案），而可以均一之膜厚形 成疊層PS。然而，發現藉由！)凡法製作疊層以時，於乾膜 壓膜時’圖案間容易含有氣泡。因此，進一步探討後發 現，藉由DFL法製作CF基板之疊層”時，為形成⑶基板^ 不使圖案間含有氣泡，壓膜時之基板溫度於圖案形成領域 内最低亦必須達到11(TC以上，但實際上，因難以使基板 内溫度完全均一，故平均溫度必須達到12〇t：以上。此 處，本發明者等使用具有於先前乾膜不出現氣泡之下限溫 度，即基板内平均溫度為12(TC下壓膜製作之疊層pSwCF 基板，製造液晶顯示裝置，但仍出現明顯之顯示斑塊。因 此，對產生各個顯示斑塊之位置進行調查後發現，液晶層 102625.doc 1279621 厚度因斑塊部分而不一致，於液晶層之厚度不均處設置之 各個宜層PS中，出現高度0·〇5〜0·10 μηι之高低不均。又發 現，無論疋否藉由DFL法形成，所形成之各疊層ps遠薄於 根據各層膜厚之合計而預想之目標膜厚（高度），最薄一層 中®層部之膜厚僅為像素部中對應之層之膜厚的75%左 右。 該等現象未為人知，例如曰本專利特開20^4〇〇221號 公報、及日本專利特開2004巧3654號公報中，關於乾膜之 黏貼溫度未揭示，並未提及上述現象。又，曰本專利特開 2000-284111號公報中，於實施形態i中揭示有乾膜黏貼 時，將基板溫度加熱至l〇(TC&右再進行壓膜，但實際製 作CF基板時，如上所述，基板溫度最低必須為11〇1以 上，否則壓膜時會混入氣泡，僅可製作出有像素缺陷之CF 基板。 本發明者等進而不斷探討之結果，發現藉由DFL法形成 之疊層PS中所產生之高度不均或膜厚的減少係由於黏貼 (壓膜）時之高溫使乾膜之樹脂膜（光阻層）軟化而致。與此 相關，使用圖1說明於可防止氣泡產生之120。〇左右以上之 溫度下進行黏貼時之光阻層的變化，若黏貼時為高溫，則 光阻層軟化而具有若干流動性，故而藉由乾膜黏貼時之壓 力，疊層PS之基底層21p上之光阻層22p之一部分被推出於 平坦部22(移動於圖中箭頭方向），光阻層22p之膜厚較目標 高度降低Ah。其結果為，無法獲得具有所需高度之疊層 PS。又’此時之光阻層22ρ之高度變化量因基板面内之 102625.doc ；1279621 溫度或壓力等而不同，故而產生疊層PS之高度不均，液晶 顯示裝置中單元厚度不均，且被看作為顯示斑塊。 本發明者等對上述内容進行了種種探討，發現使構成疊 < _ 層PS(疊層部）之著色層及/或透明層之覆蓋率（構成疊層部 \ 之層之膜厚/非疊層部對應之層之膜厚）或高溫下之膜硬度 最佳化，藉由（1)使構成疊層部之層之膜厚為非疊層部對應 之層之膜厚的90%以上、110%以下，或⑺使用乾膜而形成 著色層及/或透明層，上述乾膜包含於120°C時之針插入硬 度試驗中針插入量為〇·5 μιη以下之固相光阻層；藉此可形 成具有所需高度之疊層部，並可減少疊層部之高度不均以 及液晶顯示裝置之顯示斑塊，可完美解決上述課題，而完 成本發明。 即，本發明係一種彩色濾光片基板，其特徵在於：於基 板上具備由著色層及/或透明層平面並列設置而成之非疊 層部，及由著色層及/或透明層之一部分疊層兩層以上而 φ 成之璺層部；且構成上述疊層部之層之膜厚為非疊層部對 應之層之膜厚的90%以上、110%以下。再者，本申請說明 書中的「以上」及「以下」係包含該數值者。 又，本發明亦係一種彩色濾光片基板，其特徵在於：於 基板上具備由著色層及/或透明層平面並列設置而成之非 疊層部，及由著色層及/或透明層之一部分疊層兩層以上 而成之疊層部；且上述著色層及/或透明層使用乾膜而形 ' 成，該乾膜包含於uot時之針插入硬度試驗中針插入量 為〇·5 μηι以下之固相光阻層。 102625.doc 1279621 本發明之彩色濾光片（CF)基板係於基板上具備由著色層 及/或透明層平面並列設置而成之非疊層部、及由著色^ 及/或透明層之一部分疊層兩層以上而成之疊層部者。I 發明之CF基板係將該等構成要素作為必要條件構成者，其 他構成要素包含或不包含均可，無特別限制。 上述著色層及透明層較好的是藉由乾膜壓膜（DFL)法而 形成，具體而言，較好的是例如於平均溫度設定為大致 i20°c之基板表面按壓乾膜，剝離基底薄膜並將樹脂膜轉 印於基板上，其後藉由使轉印之樹脂膜曝光、顯像而圖案 化為特定形狀，藉此形成於基板上，上述乾膜係將樹脂膜 (固相光阻層）設置於基底薄膜（支持體）上而形成。作為包 含於乾膜之樹脂膜中之基底樹脂，較好的是感光性樹脂， 其中以較感光性丙烯酸系樹脂尤佳。作為包含於著色層形 成用樹脂膜中之著色劑，可列舉紅（R)、藍（B)、綠（⑺、黑 (K)之顏料或染料等。樹脂膜除基底樹脂或著色劑以外， _ 多官能性單體、光聚合引發劑、分散劑、添加劑等包含不 包含均可。作為乾膜之基底薄膜，使用聚對苯二甲酸乙二 醇酯（PET)薄膜等。 本發明之彩色濾光片基板之形態為：（1)構成疊層部之層 之膜厚為非疊層部對應之層之膜厚的90%以上、11〇%以 下；及（2)著色層及/或透明層使用乾膜而形成，該乾膜包 含於120X：時之針插入硬度試驗中針插入量為〇·5 以下之 固相光阻層該兩種形態中之任意一種，或該等之組合。再 者’（2)之形態係於實現（丨）形態之基礎上較好的形態之 102625.doc -12- 1279621 一。根據形態（1)，構成疊層部之層之覆蓋率（構成疊層部 之層之膜厚/非疊層部對應之層之膜厚）為9〇%以上、ιι〇% 以下’故而可獲得具有所需高度之疊層部，該高度接近根 據構成疊層部之各層膜厚之合計預想之目標高度。又，覆 蓋率為90%以上、110%以下之層中，因膜變形量本身較 小，膜厚不均-之狀態亦充分減少，由疊層此種層而形成 ，疊層部高度不均之狀態充分減少。進而，依據形態⑺， 精由DFL法形成疊層部之過程中，如圖！所示，可減少高 心条件下之固相光阻層發熱，從而可獲得具有所需高度之 豐層部。X ’高溫下之硬度優異之固相光阻層，因於膜形 成時不易受到溫度或遂力之基板面内分佈之影響，膜厚不 均之狀態亦充分減少，疊層此種層而形成之疊層部之高度 不均狀態充分減少。作為該等之結果，本發明之CF基板適 用於液晶顯示裝置時’藉由將疊層部作為規定單元厚度之 間隔物使用，可獲得所需之單元厚度，且可減少因單元厚 度不均一引起之顯示斑塊。 上述形態⑴中，構成疊層部之層與非疊層部之對應層係 猎由大致相同之材料形成者，較好的是藉由肌法於同— 步驟中形成者。較好的是構成疊層部之層之膜厚為非疊声 Z應之層之膜厚的95%以上、m%以下。再者，構成疊 B部之最下層通常為非疊層部對應之層之膜 100%。 又 *上述幵/悲（2)中針插入硬度試驗係測定膜之針插入特性即 膜之硬度特性之試驗，具體而言係於設定溫度（本發明中 102625.doc 13 _ 1279621 條件下，如圖2所示，將直徑33 μιη之…阻 體Ή曲為12G。之角度、前端f曲率r=25㈣且弯曲 為v字型之熱探針35 ’以荷重丨.㈣q_5職壓於試驗物件 膜，測定該熱探針35進入膜内之距離（針插入量）之試驗（表 照文獻：金山修二，「藉由㈣之高分子材料之微小部執 分析」’ fujIFILM RESEARCH & devel〇pment，舍士

下。又，乾膜於固相光阻層與基底薄膜之間，較好的是設 置用以提高對基板之黏貼性之熱可塑性樹脂層、及用以防 止熱可塑性樹脂層與固相光阻層之間混合黏連之中間層。 上述形態（2)中，上述固相光阻層於11〇〜14〇它下之針插 照片fuM，2(H)2年，No.47，p.休45)。再者，乾膜=於 基底相（支援體）上設置固相光阻層而形成者。作為基底 薄膜（支持體），τ列舉聚對苯二甲酸乙二醇酿（PET)薄膜 等固相光阻層可包含W，亦可為包含多層構造者。作 為固相光阻層之膜厚，較好的是1.0 μΓΠ以上、3.0 _以 入硬度試驗中，最大針插入量與最小針插入量之差較好的 是1.0 μηι以下。藉由此種固相光阻層而形成之疊層部可更 加確實地獲得所需高度，並可進一步減少其高度之不均。 110〜140t下之針插入硬度試驗中，最大針插入量與最小 針插入2：之差更好的是〇·5 μηι以下。 以下’就構成本發明之各構件進行說明。 作為上述基板，通常使用破璃基板等透明基板。上述著 色層通常藉由分散有紅、藍、綠、黑等顏料之感光性樹脂 而形成，其中，較好的是使用負型感光性樹脂。作為上述 102625.doc •14· 1279621 透明層，可例舉包含構成 層、覆签思，# 褥成液s日疋向控制用突起之樹脂的 ⑻、"Β)θ I色層之保護層）等。上述非疊層部係將紅 層，藉此-彳層及/或透明 R , Β , Γ ^ . 為上述非豐層部，較好的是 二色之著色層平面並列兮 態中進而更好的是包Μ之著:;之置:ί之:…^ 之著声厚者6層之开U構成非疊層部 持顯亍:質之尺寸、形狀等並無特別限制，但自保 之膜厚觀點考慮’較好的是各層相互具有大致相同 特別二二:Γ”著色層及/或透明層之圖案排列並無 列等二者=:舉三角形排列、馬賽克排列、條狀排 非疊、兔明之㈣板適用於液晶顯示裝置時， 揮二用 =4透過著色光之像素區域及/或遮光區域而發 述受層部係將著色層及/或透明層之一部 以上而構成者，較好的是不同顏色之著色…二兩層 態，你丨A . 百巴屬S層而成之形 # 口，較好的是以R著色層、B著色層、透明屏夕搭 序疊層而成之形At 曰之順 順序最R著色層、G著色層、透明層之 充分=之:Γ根據該等形態之疊層部，可獲得 因此可防止由光線洩漏引起之顯示品質之 二構成疊層部之各層的重疊方式並無特別限曰 ，以除最上層以外之上層覆蓋下層之 籌車： 『層部之各層的尺寸、形狀等只要具有本發明之;用= 即可，無特別限制，但最下層之面積較好的是考岸;2 102625.doc ο -15- 1279621 =之^黏貼溫度下的膜硬度（針插人特性）而適當 。又疋。豐層部之圖案排列並無特別限制，例如可：丁 形排列、馬赛克排列、條狀排列等。 角 以下，就本發明之CF基板之形態⑴及（2)中共通 較好形態加以詳細說明。 /他 豐層部之最上層與下層相較，上述⑶基板較好的是於 層具有透明電極。根據此種形態之CF基板，由於最上層未 形成導電性透明電極’並設置有著色層或透明層等絕二生 樹脂膜’因此適用於液晶顯示裝置時，疊層部可 物使用。 作為上述透明電極，可例舉氧化錮錫（1丁〇)膜等，藉由 賤錄等而形成。透明電極之尺寸、形狀等無特別限制，但 較好的是以覆蓋其基底層之方式形成。進而，自防止電極 間漏電之觀點考慮，較好的是以形成於疊層部内之透明電 極上之層覆蓋該透明電極之方式形成。再者，作為CF基板 馨中透明電極之圖案排列，可例舉條狀排列、格子排列等。 上述CF基板係具有液晶之定向控制用突起者，上述疊層 部較好的是包含含有構成定向控制用突起之樹脂的層。此 種形態之CF基板具有液晶之定向控制用突起，故而可適用 作用以實現廣視野角、高對比度之多象限垂直定向（Multi-domain Vertical Alignment;以下亦稱為 rMVA」）方式之 液晶顯示裝置用CF基板。又，因疊層部包含含有構成定向 控制用突起之樹脂之層，因此可使定向控制用突起與疊層 部之一部分一併形成，可簡化製造步驟。 102625.doc -16 - 1279621 上述液晶無特別限制，但較好的是具有負介電常數各向 異性（&<〇)之液晶。X，上述液晶之定向控制用突起係 於施加電遷時，藉由使施加於電極間之電場變形，而且有 將液晶分子之定向分割為複數個方向之功能的構造物Γ作 為構成定向控制用突起之樹脂，較好的是感光性樹脂，其 中以正型感光性樹脂尤佳，例如’可例舉㈣清漆型正光 阻等。定向控制用突起之尺寸、形狀等無特別限制。定向 控制用突起較好的是設於透明電極上，其中以設於非叠層 部上之透明電極上尤佳。 上述疊層部較好的是其最上層由包含構成定向控制用突 起之樹脂之層而構成，且除最上層以外之層由著色層構 成。根據此種形態之CF基板，疊層部之最上層及疊層^最 上層以外之層可分別由與形成定向控制用突起之步驟、及 形成著色層之步驟相同的步驟而形成，可簡化具有疊層部 及定向控制用突起之CF基板的製造步驟。 又，本發明係製造上述CF基板之方法，上述⑺基板之 製造方法如下：重複進行具有大致固定厚度之固相光阻層 之乾膜於11(TC以上、UOt以下黏貼後將固相光阻層轉印 於基板上之步驟，及將固相光阻層曝光後顯像之步驟，藉 此著色層及/或透明層平面地依次並列設置而形成非疊層 部，且疊層著色層及/或透明層之一部分兩層以上而形成 豐層部。上述固相光阻層之轉印步驟於11()它以上、1扣。^ 以下之黏貼條件下進行，因此可抑制於固相光阻層與圖案 (或基板）之間產生氣泡。再者，乾膜之黏貼溫度較好的是 102625.doc -17- 1279621 以120°C為下限。y ^ t 又’精由上述固相光阻層之曝光、顯像 步驟：使所轉印之固相光阻層圖案化，從而可使具有所需 之膜厚、形狀之層形成於特定位置上。因此，依據本發明 ,基板之製造方法’藉由重複該等轉印步驟與曝光、顯 像^王T防止氣泡之混入並可使各種著色層及透明層於 ' 置上依_人形成，又，可一併形成疊層部與非疊層 部。 本七月進而係具備上述CF基板之液晶顯示裝置。本發明 之液a曰頌不裝置具備具有充分之高度且高度不均亦較少之 $層部的本發明之CF基板，因此可減少液晶層之膜厚不 均，並可實現畫面内無斑塊之良好顯示。本發明之液晶顯 示凌置可適用於MVA方式之大型液晶電視(τν)等。 繼而，本發明係將上述CF*板與對向基板介以液晶層對 向配置之液晶顯示裝置，亦係上述CF基板之疊層部之至少 一部分與對向基板相接觸之液晶顯示裝置。依據此種形態 之液晶顯示裝置，因疊層部之至少一部分與對向基板相接 觸，故疊層部可作為單元間隙調整用間隙物（疊層ps)發揮 作用，將液晶層之厚度（單元間隙）保持為固定。又，形成 於本發明之CF基板上之疊層部係具有充分之高度且高度不 均亦較少者，因此可減少液晶層之膜厚不均，並可實現晝 面内無斑塊之良好顯示。 此時，於疊層部與對向基板之間，亦可配置有聚醯亞胺 膜等垂直定向膜。 作為上述對向基板，若為以介以液晶層對向於CF基板之 102625.doc •18- 1279621 方式配置之基板即可，並盔特 上具備薄膜電晶體(τ剛主=，但較好的是於基板 又’作為構成液晶層之^分子;陣基板° 數各向異性者。 較好的是具有負介電常 進而，本發明係由上述CF基板金 I k人 土攸/、具有遮光性區域之對向 基板；丨以液晶層對向配置而成 ，仗日日顯不裝置，亦係將上 述CF基板之疊層部重属於科 曰1 $$於對向基板之遮光性區域而形成之

液晶顯示裝置。依據此種形態之液晶顯示裝置，無需重新 降低液晶顯示裝置之開口率（透過率⑽可配置疊㈣，並 可抑制顯示特性之下降。 述遮光f生區域無特別限制，例如可例舉形成有辅助電 容佈線、TFT電路層等之區域。 依據本發明之彩色濾、光片基板，因疊層部具有所需高 度，且基板面内高度不均被減·少，高度穩定，因此藉由將 其作為單70間隙調整用之疊層光阻間隙物使用，可獲得具 有所需之單元厚度且可減少顯示斑塊之液晶顯示裝置。 【實施方式】 (液晶顯示裝置之構造） 圖3係模式性表示本發明之實施形態之液晶顯示裝置ι〇〇 之構成的剖面圖。首先，參照圖3說明本實施形態之液晶 顯示裝置1〇〇之構成。 圖3所示之液晶顯示裝置ι〇〇具有主動矩陣（Active_ matnX ;以下亦稱為「AM」）基板1、對向於AM基板1之彩 色慮光片（CF)基板2、及設於該等基板間之液晶層3。作為 102625.doc -19- Ϊ279621 AM基板1 ’可使用先前眾所周知之液晶顯示裝置之am基 板’因此此處省略其構成之說明。 CF基板2包含透明基板4、設於透明基板4上之遮光層 5(著色層）及CF層（著色層）6、以覆蓋遮光層5及（：17層6之方 式6又置之共用電極（透明電極）1〇、以及設於共用電極1〇上 之絕緣性樹脂膜（透明層）Πρ。遮光層5於像素外之區域形 成為格子狀（或條狀），亦稱為黑色矩陣（ΒΜ)。又，CF層6 包含透過相互不同之顏色光線之第1 CF層7、第2 CF層8及 第3 CF層9。第1 CF層7、第2 CF層8及第3 CF層9例如係紅 (R)、綠（G)及藍（Β)之CF層。又，第i CF層7、第2 CF層8 及第3 CF層9於顯示方面較好的是具有大致相同之膜厚。 進而，共用電極10由透明導電材料（例如玎〇)形成。並 且，疊層PS(疊層部）12P包含與第i €17層7同一步驟中形成

之CF層7p、與第3 CF層9同一步驟中形成於〇^層邛上之cF 層9p、與共用電極10同一步驟中形成於（：1?層9?上之共用電 極l〇P、及形成於共用電極10p上之絕緣性樹脂膜Up。此 時，液晶層之厚度（單元間隙）依據圖中疊層psi2p之高度 而決定。 (CF基板之製造方法） 圖4(a)〜圖4(f)係模式性地表示本發明之實施形態之液晶 顯示裝置100中CF基板2之製造流程的剖面圖。 本發明之CF基板之製造方法中，以層6及疊層psi2pi 各層藉由乾膜壓膜（DFL)法而形成。乾膜於12〇。〇下之針插 入硬度4驗中針插人s為〇 .5 μηι以下之感光性樹脂膜（固相 102625.doc 1279621 光阻層）的兩主面由聚對苯二曱酸乙二醇酯（PET)薄膜等薄 膜支持體夾持而構成。感光性樹脂膜中分散有特定顏色 (例如，紅、藍、綠及黑）之顏料。DFL法中使用之感光性 樹脂膜典型的是以負型光阻膜為佳。 首先，如圖4(a)所示，於基板4上形成遮光層5。具體而 石，於基板4上使用滚軸按壓黑色乾膜並貼合之後，藉由 剝離該薄膜支持體，而將黑色感光性樹脂膜轉印於基板4 上。該步驟一般係加熱乾膜並轉印樹脂膜之步驟，即所謂 熱轉印步驟。繼而，介以光罩曝光黑色感光性樹脂膜後， 進行顯像，形成遮光層5。由於黑色感光性樹脂膜轉印於 平坦之基板4上，故不會產生氣泡，可於1〇(rc左右進行壓 膜。然而，因難以使壓膜時之基板内溫度分佈完全均勻， 通常，使面内之基板溫度相對於設定溫度維持士1〇〇c之幅 度。從而，轉印黑色感光性樹脂膜時基板之設定溫度較好 的是平均110〜140°c。 此時’基板之設定溫度若到達1 5 〇。〇以上之高溫，則光 阻膜中之成分會開始一部分聚合，顯像性降低。 繼而，如圖4(b)所示，同時形成第1 CF層7與基底層（著 色層）7p。具體而言，與形成遮光層5之方法相同，於基板 4上使用滾軸按壓第1 CF層7用之乾膜並貼合之後，藉由剝 離薄膜支持體，將感光性樹脂膜轉印於基板4上。貼合第1 CF層7時，因於基板4上業已形成有遮光層5，故容易產生 氣泡，藉由將面内之基板溫度設為11 〇°C以上，可獲得無 氣泡之CF層圖案。然而，因難以使基板内溫度分佈完全一 102625.doc -21 - 1279621 致，通常，面内之基板溫度相對於設定溫度維持±10°C之 幅度。從而，轉印感光性樹脂膜時基板之設定溫度較好的 是平均120〜140°c。再者，由於基底層7p直接黏貼於平坦 之基板4上，故而高度（膜厚）不會因為黏貼溫度不同而產生 變化。 接著’將使用光罩轉印之感光性樹脂膜進行曝光及顯 像’形成第1 CF層7與基底層7p。此時，基底層7b較好的 是形成於與AM基板1貼合時，具有am基板1之遮光性之部 分（例如設有金屬佈線之部分）等對向之位置上。 接著，如圖4(c)所示，形成第2 CF層8。第2 CF層8可使 用第2 CF層8用之乾膜，依據與第i CF層7相同之方法形 成。轉印感光性樹脂膜時，基板之設定溫度較好的是平均 120〜14〇〇C 〇 之後，如圖4(d)所示，形成第3 CF層9及中間層（著色 層）9p第3 CF層9使用第3 CF層9用之乾膜，可依據與第工 CF層7等相同之方法形成。轉印感光性樹脂膜時，基板之 設定溫度較好較平均12G〜14n：。又，疊層psi2p之中間 層9P較好的是以覆蓋基底層邙之方式形成。 本發明之CF基板2之特徵在於：相對於第3 CF層9之厚度 且層PS之中間層叶之厚度h9〆以下，亦稱為「覆蓋 率」）為90%以上、Q/ 〇 〇/°以下。即，其特徵在於滿足以下 算式（1)。 Γ 〇.9<h9p/h9<l.l 接著’如圖4(e)所示 (1) 形成共用電極10(包括10p)。共用 102625.doc •22- 1279621 電極10使用透明導電材料（例如ιτο等），藉由濺鍍等方 法，可均一形成於BM5、CF層6(7、8及9)及疊層PS部之中 間層9p上。 之後，如圖4(f)所示，藉由使最上層lip形成於疊層 PS12p之電極10p上，完成疊層PS12p之同時，完成CF基板 2。於本實施形態中，疊層PS12p之最上層lip用之固相光 阻層，其覆蓋率亦為90%以上、11 〇%以下。即，滿足以下 算式（2)。

0.9<hl lp/hl 1<1.1 (2) 再者，於本實施形態中，除疊層部12p之最上層Up以 外’無由同一干膜形成之圖案，因此，設有未用於基板4 之一部分例如玻璃面或BM5邊緣等顯示、且另設於平坦部 分之確認用圖案（高度：hll)，確認覆蓋率為：hUp/hu即 可0 用於最上層llp之乾膜之感光性樹脂膜可為正型亦可為 負型。不論何種情形，較好的是以不產生氣泡之方式均一 黏貼。若產生氣泡’則氣泡周圍會出現膜變形，氣泡之輪 廓於顯像後仍會餘留下殘渣，可能引起顯示不良。此原: 在於氣泡周圍出現膜變形，膜厚將局部增厚。 底薄膜之形態的乾膜中’使用正型.感光性樹：： 引之氮氣無法全部抽除而形成氣泡，從而於圖 “（例如，參照日本專利特開2002-341525號八专 右黏貼乾料基板溫度為靖以上，則該現象 102625.doc -23- 1279621 馬共用電極l〇p與光阻層間之接著力而得到緩解。從而， 轉印感光性樹脂膜時基板之設定溫度與CF層6之情形 同’較好的是平均120〜140°C。 目 按照上述方式形成之CF基板2,如圖4(f)所示，包含高 度為h之疊層Psi2p，關於各層之膜厚，滿足以下

(3)、⑷及（5)。再者，圖4⑴中，符號之右上角標有:號 (:)者表示由於未完成之ITO濺鍍、或Up之燒成等熱記錄:U 樹脂成分之微小部分氣化後，出現若干減膜，以下算式 (3)、（4)及（5)中之標記亦然。此時，疊層psi2p及普通之 像素部以相同比率減膜。又，以下算式（5)中之hll'未顯示 於圖4⑴中，但其表示與疊層以之最上層Up於相同步驟中 形成於基板4上等之層減膜後之膜厚。再者，圖5係表示疊 層部12p之實際形狀的剖面模式圖。 且 h9, = h8, = h7, (3) 〇.9<h9p7h9f<l. 1 (4) 〇·9 幺 hllp7hirn (5) 依據本實施形態之CF基板，不僅可確保疊層部12p之基 底層7p、中間層9P及最上層ι1ρ之覆蓋率為9〇〜11〇%，並可 有效消除因乾膜黏貼時之基板溫度不均或壓力不均而造成 之疊層PS高低不均。本實施形態中更好之形態係：使用具 有感光性樹脂膜之乾膜，形成疊層PS12p之基底層7p、中 間層9p及最上層1 Ip的形態，上述感光性樹脂膜於12〇。〇時 之針插入硬度試驗中針插入量為0.5 pm以下，且11 〇〜140。〇 時之針插入硬度試驗中最大針插入量與最小針插入量之差 102625.doc -24 - 1279621 為1·〇 μιη以下。若使用此種 膜形成，則谷易確保疊層部 9二t 、'間層9?及最上層UP之覆蓋率為 0，可更谷易獲得本發明之作用效果。 再者，本發明之CF基板之形態並非限定為上述形態，例 :’可例舉於共用電極1〇上形成定向控制用突起之形態 ;此種形悲之CF基板中，自簡化製造步驟之觀點 慮’較好的是於形成定向控制用突起之步驟中形成最上層 lip。 (液晶顯示裝置之製造方法） 使按照上述方式獲得之⑶基板2與另外準備之am基板 3所示71以塗布於一方基板之顯示區域外側之密 封材（未圖式）黏貼。此時，於CF基板2&AM基板丨之表= T成有定向膜(未圖式)。之後’於兩基板之間隙内注二液 晶材料3並封止，液晶顯示裝置1〇〇即完成。再者，亦可於 塗布有密封材-方之基板，#由滴下法形成液晶層3後勒 貼兩基板。此種方式製造之液晶顯示裝置，於黏貼乾膜時 不會出現氣泡或斑塊、顯像殘渣，並具備包含穩定之高户 之疊層PS的CF基板，因此由於單元厚度不均而引起之顯 不斑塊較少。 、 以下舉實施例，參照圖式進一步詳細說明本發明，但本 發明並非僅限定於該等實施例者。 <實施例1〜5及比較例1、2> (乾膜之構造） 首先，使用圖8說明貫施例1〜5及比較例1、2中所使用之 102625.doc -25- 1279621 乾膜（D F )的膜構成與剝離部位。 實施例1〜5及比較例1、2中使用之乾膜均具有由基底薄 膜30、用以提高黏貼性之熱可塑性樹脂層 ' 曰 τ間層32、 及固相光阻層33疊層之構造。黏貼使用有該等乾膜之固相 光阻層33至基板34上的方法係將乾膜黏貼於基板“後，自 基底薄膜30與熱可塑性樹脂層31之介面剝離。固相光阻層 33通過熱可塑性樹脂層31、中間層32曝光，由於熱可塑1 樹脂層31、中間層32均為透明，因此不會妨礙固相光阻層 33曝光。又，熱可塑性樹脂層31、中間層32均不具有感光 性，不受是否曝光之影響，可於顯像步驟中完全去除。 (乾膜之針插入硬度試驗） 接著，就實施例1〜5及比較例1、2中使用之乾膜（DF)的 膜硬度加以說明。 圖2係將用以測定乾膜（DF)之固相光阻層之膜硬度的直 徑為3·3 μπι之鉑一铑電阻體前端彎曲12〇。、前端彎曲率R = 2.5 μπι而彎曲成V字型的熱探針35前端的模式圖。圖6係 表示實施例1〜5及比較例i、2中使用之乾膜的固相光阻層 之膜硬度之溫度特性者。具體而言，係上述熱探針35於 1.0x1 (T 5 N之負重按壓時，於各個溫度下標示該熱探針35 之固相光阻層的針插入量者。關於圖6，乾膜1〜3係具有藍 色負型光阻層者，乾膜4係具有綠色負型光阻層者。又， 乾膜5係具有配置於疊層？8之最上層（ΙΊΌ上）之正型透明光 阻層者。

表1表示各光阻層於120°c時之針插入量、及110〜14(TC 102625.doc -26-

1279621 時之最大針插入量與最小針插入量之差。 [表1] 針插入量 (μιη) <120°C> (最大針插入量)—(最小針插入 量)(μιη) <110 〜140〇C> 使用例 光阻顏 色 DF1 0.72 1.81 實施例4，比較例 卜2 藍 DF2 0.40 1.23 實施例1 藍 DF3 0.08 0.93 實施例2 藍 DF4 0.09 0.47 實施例3、5 綠 DF5 -0.36 0.17 實施例1〜5，比較 例卜2 透明 如表1所示，乾膜1於120°c時之針插入量超過0.5 μπι， 110〜14 0 °C時之最大針插入量與最小針插入量之差亦較 大，為1.81 μηι。又，乾膜2於120 °C時之針插入量為〇·5 μπι 以下，110〜140°C時之最大針插入量與最小針插入量之差 為1·23 μιη，超過1.0 μπι。進而，乾膜3、4及5於120°C時之 針插入量為0 · 5 μπι以下，且110〜140 °C時之最大針插入量與 最小針插入量之差為1 · 0 μπι以下。 (乾膜黏貼溫度之探討） _ 接著，調查上述乾膜1〜5於壓膜時基板之設定溫度與壓 膜氣泡之有無、以及顯像殘渣之關係。其結果如表2所 示。再者，壓膜裝置使用日立Techno公司製造之乾膜壓膜 機。 [表2] 有氣泡 無氣泡/殘渣 產生殘渣 黏貼順序 疊層順序 曝光氣泡 DF1 110°C 120 〜140〇c 150°C 第3色 第2層 DF2 110°C 120 〜140〇C 150°C 第3色 第2層 DF3 110°C 120 〜140〇C 150°C 第3色 第2層 DF4 110°C 120 〜140°C 150°C 第2色 第2層 DF5 100°C 110 〜140〇C 150°C ITO上(最終） 最上層 120°C以上則〇 102625.doc -27- 1279621 如表2所示，乾膜i〜4若基板之設定溫度未達到12〇它以 上，則無法抑制壓膜氣泡之產生。另一方面，乾膜5於基 板之設定溫度為！^^時未產生壓膜氣泡，但若不提高至 120°C，則無法防止由於氮氣等曝光氣泡之影響而引起之 圖案異常。 ($層光阻間隙物之製造及顯示斑塊之評價試驗） 使用具有以上特性之乾膜製作以下實施例1〜5及比較例 φ 1、2中3層結構之疊層PS。表3表示實施例1〜5及比較例i、 2中I作之3層結構之豐層ps的構成、各層之覆蓋率及疊層 P S之南度、以及包含豐層P S之液晶顯示裝置的斑塊產生情 況。表3中之DFO表示用以形成疊層PS之最下層的乾膜。 所謂點大小即表示疊層PS最下層之面積，如圖7(a)〜圖7(d) 所示，自基板面法線方向觀察時，自最下層（基底層）之外 緣至其正上方一層之重心為止的最短距離為χ(μιη)時，其 最下層（基底層）之尺寸表示為2Χ μηιφ。又，兩層以上疊層 _ 之开》態之疊層部中，若將重疊層數為最大之區域視為最下 層（基底層）之區域，則自該區域之外緣直至其正上方一層 之重心為止的最短距離為Χ(μιη)時，其最下層（基底層）之 尺寸表示為2Χ μηιφ。依據表2之結果，於形成實施例1〜5 及比較例1、2之疊層PS之過程中，乾膜之壓膜均於基板温 度為12 0 C時進彳于。又’測定貫施例1〜5及比較例1、2中使 用之壓膜裝置中圖案形成區域之基板溫度分佈時，相對於 設定溫度具有±10°C之幅度。 102625.doc -28- 1279621 •· 【£<】 102625.doc 比較例2 DFO DF1 DF5 25.0 1.96 2.05 1.71 83% 1.53 1.53 100% 3.24 X < 比較例1 DFO DF1 DF5 23.5 2.01 2.07 1.39 67% 1.53 1.50 98% 2.89 X 實施例5 DFO DF4 DF5 25.0 2.01 2.03 2.21 109% 1.52 1.51 99% 3.72 ◎ 實施例4 DFO DF1 DF5 1 29.5 1.97 2.04 2.08 102% 1.52 1.49 98% 3.57 〇 實施例3 DFO DF4 DF5 22.5 2.01 2.04 2.09 102% 1.54 1.51 98% 3.60 ◎ 實施例2 DFO DE3 DF5 1- 22.7 2.02 2.06 2.06 100% 1.53 1.51 99% 3.57 ◎ 實施例1 DFO DF2 1 DF5 22.0 2.03 2.07 1.87 90% 1.54 1.50 97% 3.37 〇 赳费Μ 也）Ο浮 4铷蝤 〇|m 1-H (N m 城：浓城 1 1壤 士祿· _鹚娜 鹱W _ 命命 t2L· 00 〇〇 ^ pH pH 啦雙雙 ®»Η ®ϊΗ 平坦部之膜厚hi 1 (μιη) 疊層PS部之膜厚Μΐρ(μιη) 疊層PS部覆蓋率hllp/hll 疊層PS之高度Ιι(μΓη) 顯示斑塊之評價試驗 I第1層 ί 第2層 第3層 薄膜之種類 CF基板 顯示裝置 -29- 1279621 於第2層使用乾膜1之比較例1、2之疊層PS中，疊層PS第 2層之覆蓋率較低，為67%、83%。又，比較例1、2之疊層 PS中，不僅疊層PS之高度低，僅為（相對於目標值： 3.5土0·2μm)2·89、3·24μm，而且製成液晶顯示裝置時由於 疊層PS高度不均而產生之單元厚度不均，成為顯示斑塊， 實際使用時可明顯觀察到，成為實用上之問題。 與此相對’於第2層使用乾膜1之實施例4之疊層PS中， 藉由增大點大小，疊層PS第2層之覆蓋率高達1〇2%，作為 液晶顯示裝置中由於疊層PS高度不均而引起之單元厚度不 均，尚未成為實用性問題之等級。 又，疊層ps之各層的覆蓋率均為90%以上、11〇%以下之 實施例1〜5之疊層PS中，由於液晶顯示裝置中疊層ps高度 不均而造成之單元厚度不均，尚未達到成為實用性問題： 等級。進而’於第2、3層中覆蓋率均為98%以上之實施例 2、3、5之疊層PS中，基本未發現由於液晶顯示裝置中疊 層PS高度不均而造成之顯示斑塊，可獲得極其良好之顯= 如上所述 110%以下， 置。 ，藉由使疊層PS中各層 可獲得實用上無問題之 之覆蓋率為90%以上、 顯示品質之液晶顯示裴 L圚式簡單說明】 圖1係表示藉由先前之乾膜0 中，基板溫度為not左右以上之光H之過 圖。 θ交化的剖面模 102625.doc \ 1279621 v 圖2係表示針插入硬度試驗中所使用之熱探針尖端形狀 的模式圖。 圖3係表示本發明之實施形態之液晶顯示裝置之構成的 ' 剖面模式圖。 〜 圖4(a)〜圖4(f)係表示本發明之實施形態之彩色濾光片基 板之製造方法的剖面模式圖。 圖5係表示本發明之實施形態之彩色濾光片基板中，疊 層部之實際形狀的剖面模式圖。 圖ό係表示貫施例1〜5或比較例1、2中使用之各種乾膜 (DF)之固相光阻層之針插入特性的圖。 圖7(a)〜圖7(d)係用以說明基底層尺寸之定義的圖。 圖8係說明實施例1〜5及比較例1、2中使用之各種乾膜 (DF)之使用形態的圖。 【主要元件符號說明】

主動矩陣（AM)基板 彩色濾光片（CF)基板 液晶 4 ’ 21 透明基板 5 遮光層（構成黑色矩陣、非疊層部之著色層） 6 著色層（非疊層部） 7 第1匸^^層（構成非疊層部之著色層） 7p 苐1 CF層（構成非疊層部之著色層） 8 弟2 CF層（構成非疊層部之著色層） 9 第3 CF層（構成非疊層部之著色層） 102625.doc ·31_ 1279621 9p 第3 CF層（構成疊層部之著色層） 10 共用電極（透明電極） 10p (形成於疊層PS内之）共用電極 lip 絕緣性樹脂膜（構成疊層部之透明層） 12p 疊層PS(疊層部） 21 基板 2 lp 基底層 22 平坦部 22p (基底層21上之）固相光阻層 30 基底薄膜 31 熱可塑性樹脂層 32 中間層 33 固相光阻層 34 基板

35 100 熱探針 液晶顯不裝置 102625.doc -32-

Claims (1)

12796泛ί120525號專利申請案 中文辛請專利範圍替換本(95 #00^)^_________________________________ 十、申清專利範圍· 丨。月ί爹正.*換φ 1· 一種彩色濾光片基板上具備由著 色層及/或透明層平面並列設置而成之非疊層部、及由著 色層及/或透明層之一部分疊層兩層以上而成之疊層間隔 物；又 構成該疊層間隔物之層之膜厚為非疊層部對應之層之 膜厚的90%以上、11〇%以下。 2 ·種彩色濾光片基板，其特徵在於：於基板上具備由著 > 色層及/或透明層平面並列設置而成之非疊層部、及由著 色層及/或透明層之一部分疊層兩層以上而成之疊層間隔 物；又 該著色層及/或透明層係使用乾膜而形成，該乾膜包含 於120°C時之針插入硬度試驗中針插入量為〇·5以瓜以下之 固相光阻層。 3·如請求項2之彩色濾光片基板，其中上述固相光阻層於 110〜140°C時之針插入硬度試驗中最大針插入量與最小針 . 插入量之差為1.0 μηι以下。 4·如請求項1之彩色濾光片基板，其中上述彩色濾光片基 板於下層具有透明電極，而非疊層間隔物之最上層。 5.如請求項2之彩色濾、光片基板，其中上述彩色渡光片基 板於下層具有透明電極，而非疊層間隔物之最上層。 6·如請求項1之彩色濾光片基板，其中上述彩色濾、光片基 板係具有液晶之定向控制用突起者，上述疊層間隔物含 有含樹脂之層，該樹脂係構成定向控制用突起。 1279621

8· 如請求項2之彩色渡光片基板’其中上述彩色遽光片基 板係,有液晶之定向控制用突起者，上述叠層間隔物含 有含樹脂之層，該樹脂係構成定向控制用突起。 如請求们之彩色據光片基板’丨中上述疊層間隔物之最 上層含有含樹脂之層，該樹脂係構成定向控制用突起， 9.

10. 且最上層以外之層包含著色層。 如請求項2之彩色渡光片基板，彡中上述疊層間隔物之最 上層含有含樹脂之層，該樹脂係構成定向控制用突起， 且最上層以外之層包含著色層。 一種形色濾光片基板之製造方法，其特徵在於··其係製 造如請求項1之彩色濾光片基板之方法；

該彩色濾光片基板之製造方法係重複進行：將具有大 致固疋厚度之固相光阻層之乾膜於丨1()。〇以上、以 下黏貼而將固相光阻層轉印於基板上之步驟，及將固相 光阻層曝光後顯像之步驟；藉此，將著色層及/或透明層 於平面依次並列設置形成非疊層部，並將著色層及/或透 明層之一部分疊層兩層以上形成疊層間隔物。 11 · 一種彩色滤光片基板之製造方法，其特徵在於··其係製 造如請求項2之彩色濾光片基板之方法； 該彩色濾光片基板之製造方法係重複進行··具有大致 固定厚度之固相光阻層之乾膜於11(rc以上、14〇。〇以下 黏貼而將固相光阻層轉印於基板上之步驟，及將固相光 阻層曝光後顯像之步驟；藉此，將著色層及/或透明層於 平面依次並列設置形成非疊層部，並將著色層及/或透明 1279621 層之一部分疊層兩層以上形成疊層間隔物。 12. -種液晶顯示裝置，其特徵在於：其係如請求項】之彩 色濾光片基板與對向基板介以液晶層而對向配置所構成 者； 忒办色濾光片基板之疊層間隔物的至少一部分與對向 基板相接觸。 13· —種液晶顯示裝置，其特徵在於：其係如請求項2之彩 色濾光片基板與對向基板介以液晶層而對向配置所構 者； 該彩色濾光片基板之疊層間隔物的至少一部分與對向 基板相接觸。 14. 一種液晶顯示裝置，其特徵在於：其係如請求項丨之彩 色濾光片基板與具有遮光性區域之對向基板介以液晶層 而對向配置；

該彩色濾光片基板之疊層間隔物重疊形成於對向基板 之遮光性區域。 15 · —種液晶顯示裝置，其特徵在於：其係如請求項2之彩 色濾光片基板與具有遮光性區域之對向基板介以液晶層 而對向配置所構成者； 該彩色濾光片基板之疊層間隔物重疊形成於姆向基板 之遮光性區域。