WO2010007819A1 - カラーフィルタ基板及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、着色層を積層スペーサの台座部として用いる場合でも、工程数を増加させることなく積層スペーサ近傍における液晶の配向乱れの発生を抑制することができるカラーフィルタ基板及び液晶表示装置を提供する。本発明のカラーフィルタ基板は、基板上に並置された第一絵素着色層、遮光層及び第二絵素着色層を有するカラーフィルタ基板であって、上記遮光層は、第一幅広部を有し、かつ上記第一絵素着色層及び上記第二絵素着色層の端部に一部が重なるように配置され、上記第一幅広部は、上記第一絵素着色層側に突出した突出部を含み、上記カラーフィルタ基板は、上記第一幅広部及び第一スペーサ着色層を含む第一積層スペーサを有し、上記第一スペーサ着色層は、上記第一絵素着色層と同色であり、かつ上記突出部の付け根のみで上記第一絵素着色層と繋がるカラーフィルタ基板である。

Description

カラーフィルタ基板及び液晶表示装置

本発明は、カラーフィルタ基板及び液晶表示装置に関する。より詳しくは、積層スペーサを備える液晶表示装置に好適なカラーフィルタ基板と、上記カラーフィルタ基板を備える液晶表示装置とに関するものである。

カラーフィルタ基板は、赤（Ｒ）青（Ｂ）緑（Ｇ）等の着色層を有し、液晶表示装置等の表示装置においてカラー表示の役割を果たす部材である。液晶表示装置は、液晶表示パネル内に充填された液晶層等を利用して光源からの出射光の光学特性を制御することにより表示を行うものであり、一般的に、アクティブマトリクス基板と、カラーフィルタ基板と、これらの間に狭持された液晶層とを有し、基板間に配置されたスペーサにより、液晶層の厚さ（セルギャップ）が保持される。

スペーサとしては、それぞれ形状が異なる球状スペーサ及び柱状スペーサが知られている。スペーサは、液晶表示装置の表示品位を低下させないように、ブラックマトリクス（ＢＭ）等の遮光層が形成された遮光部に選択的に配置されることが好ましい。この点に関し、球状スペーサは、通常、基板上に散布されて配置されることから、所望の位置に配置するためには、高度な制御技術が必要となる。一方、柱状スペーサは、例えば、感光性樹脂等の樹脂層を利用してフォトリソグラフィ法等により基板上に直接形成することができ、高精度の配置が可能な点で優れている。なお、このようなフォトリソグラフィ法によって形成された積層スペーサは、フォトスペーサ（ＰＳ）とも呼ばれる。また、柱状スペーサは、遮光層、着色層等の既存の部材を積層した積層スペーサと呼ばれる形態が知られている。積層スペーサのように遮光層と着色層とを積層する形態に関連する技術として、緑や赤の色相と比較して短波長側にあって比視覚感度が低く、それによって微細なピンホールがより目立たなくする効果のある青の顔料を含んだ着色パターン層をブラックマトリクス上に配置することで、ブラックマトリクスに発生するピンホール修正作業を省略する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、従来の液晶表示装置に備えられたカラーフィルタ基板の構成の例を図を参照して説明する。図３は、従来の液晶表示装置に備えられたカラーフィルタ基板を示す模式図であり、（ａ）は平面図を示し、（ｂ）は（ａ）中のＸ３－Ｙ３線における断面図を示す。従来のカラーフィルタ基板１１０は、透明な基板１１１上に、遮光層であるブラックマトリクス１１２と、絵素着色層（赤）１１３Ｒと、絵素着色層（緑）１１３Ｇと、絵素着色層（青）１１３Ｂと、対向電極１１７と、積層スペーサ１１５と、配向膜とを備える。絵素着色層（赤）１１３Ｒ、絵素着色層（緑）１１３Ｇ及び絵素着色層（青）１１３Ｂは、それぞれが各絵素毎に一色ずつ対応して平面的に並置されている。積層スペーサ１１５は、ブラックマトリクス１１２、絵素着色層（青）１１３Ｂ、対向電極１１７及び柱部１１４が積層された構造を有する。配向膜は、液晶の配向を制御するためのラビング処理が施されている。ブラックマトリクス１１２は複数の絵素開口部（表示有効領域）を有しており、ブラックマトリクス１１２が配置された領域は遮光部（表示非有効領域）となる。絵素開口部において、絵素着色層が配置されていない領域が存在すると、その領域を通過する光源からの光によって絵素着色層の有する所定の色度からのずれが生じ、液晶表示装置の表示品位が低下する。したがって、表示有効領域側の遮光層の端部は着色層と重なるように配置することが一般的である。このような観点から、絵素着色層（赤）１１３Ｒ、絵素着色層（緑）１１３Ｇ、絵素着色層（青）１１３Ｂはそれぞれ一色ずつブラックマトリクス１１２の絵素開口部毎に配置されるとともに、絵素着色層（赤）１１３Ｒ、絵素着色層（緑）１１３Ｇ、絵素着色層（青）１１３Ｂがそれぞれブラックマトリクス１１２の端部と重なるように配置される。また、積層スペーサ１１５からの光漏れを抑制するという観点から、ブラックマトリクス１１２は、基板１１１を平面視したときに、絵素開口部側に突き出してその幅が他の部分より相対的に太い幅広部を有し、幅広部の突出している突出部１１２ａに積層スペーサ１１５が配置される。したがって、ブラックマトリクス１１２の突出部１１２ａは、積層スペーサ１１５の台座部としても機能する。

ところで、カラーフィルタ基板の段差は、カラーフィルタ基板を液晶表示装置に適用した際に、液晶の配向乱れを引き起こす要因となる。液晶の配向乱れが発生した部分が絵素開口部に位置する場合には、その部分からの光漏れが発生し、コントラストが低下する。したがって、液晶表示装置の表示品位を高めるという観点からは、カラーフィルタ基板の段差を低減することが必要となる。また、ねじれネマチック（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ；ＴＮ）モードの液晶表示装置では、特にこの液晶の配向乱れによる影響を受けやすかった。

それに関連して、カラーフィルタ基板の段差による透明導電膜のカバレージ性の低下を抑制するための技術として、着色層と透明導電膜との間に有機絶縁膜と無機絶縁膜とを形成する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。また、カラーフィルタ基板の段差を低減するための技術として、色配列をゲート配線に平行な方向とし、カラーフィルタ色層パターンを連続したパターンとすることにより、ゲート配線に平行な色層段差をなくす方法（例えば、特許文献３参照。）や、開口部を有する遮光層と、遮光層の開口部及び開口部周辺の遮光層上に形成された着色層と、上記遮光層及び着色層上に設けられた透明平坦化膜とを備える液晶表示装置用カラーフィルタ基板において、遮光層の膜厚が着色層よりも厚く、かつ開口部周辺部の遮光層上に形成された透明平坦化層の上面の最大高さと開口部内に形成された透明平坦化層の上面の最小高さとの差を０．２μｍ以下とすることで、遮光層上の着色層段差に起因する開口部内段差を改善する方法（例えば、特許文献４参照。）が開示されている。更に、カラーフィルタ基板の段差に起因するラビング異常を規制する技術として、遮光層の光透過部を覆うように設けられた色層から離間したスペーサ台座部上にスペーサを立設する方法が開示されている（例えば、特許文献５参照）。

特開平６－３０８４７８号公報 特開平２－３０８１０５号公報 特開平５－３４６８０号公報 特開２００７－５７７７６２号公報 特開２００７－１７１６２０号公報

図３に示された従来のカラーフィルタ基板１１０においては、通常、絵素着色層（赤）１１３Ｒ、絵素着色層（緑）１１３Ｇ、絵素着色層（青）１１３Ｂは液状レジスト、フィルムレジスト等の樹脂材料を用いて形成される。このような場合には、例えば、図３に示された絵素着色層（緑）１１３Ｇのように、ブラックマトリクス１１２上に配置された部分の絵素着色層（緑）１１３Ｇの膜厚は、絵素開口部に配置された部分の絵素着色層（緑）１１３Ｇの膜厚よりも小さくなることが一般的である。しかしながら、絵素着色層（青）１１３Ｂのように、突出部１１２ａに接する絵素着色層の突出部１１２ａ上に配置された部分をも積層スペーサ１１５の台座部として使用する場合には、突出部１１２ａ上に配置された部分の絵素着色層の膜厚は薄くなりにくかった。これにより、突出部１１２ａに起因する絵素開口部側の絵素着色層の段差が大きくなっていた。なお、突出部１１２ａに接する絵素着色層が青以外の色であってもこのような課題は発生する。したがって、カラーフィルタ基板１１０のように、絵素着色層を積層スペーサの台座部に使用した場合、積層スペーサ近傍で絵素開口部側の絵素着色層の段差が大きくなる。これにより、カラーフィルタ基板の段差が大きくなり、液晶の配向乱れを引き起こす要因となっていた。より具体的には、第一に、カラーフィルタ基板に配向膜が形成されている場合には、カラーフィルタ基板の段差によって配向膜全体に均一にラビング処理を施すことが困難となることが挙げられる。第二に、カラーフィルタ基板の段差が発生した部分とそれ以外の部分とで液晶の配向性に差が発生することが挙げられる。これらの要因により、このようなカラーフィルタ基板を液晶表示装置に適用した際には、積層スペーサ近傍で液晶の配向乱れが発生することがあった。そして、例えば、このような積層スペーサが設けられた従来のカラーフィルタ基板を用いてＴＮモードの液晶表示装置を作製した場合には、この液晶の配向乱れに起因する光漏れが発生し、コントラストが低下することがあった。

また、特許文献２の方法については、ゲート配線に沿った着色層の段差を改善するものであり、積層スペーサ近傍の段差を改善するものではなかった。更に、特許文献１及び３の方法については、絵素着色層の段差を低減するための膜を追加する方法であり、工程数が増加するという点で改善の余地があった。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、着色層を積層スペーサの台座部として用いる場合でも、工程数を増加させることなく積層スペーサ近傍における液晶の配向乱れの発生を抑制することができるカラーフィルタ基板及び液晶表示装置を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、着色層を積層スペーサの台座部として用いる場合でも、工程数を増加させることなく積層スペーサ近傍における液晶の配向乱れの発生を抑制することができるカラーフィルタ基板及び液晶表示装置について種々検討したところ、積層スペーサの台座部を構成する遮光層及び着色層が重なる領域の縦横の幅に着目した。そして、本発明者らが検討を行ったところ、基板上で着色層と遮光層とを重ねた場合、上層側に配置された層の膜厚は、着色層と遮光層とが重なる領域の縦横の幅に依存することを見いだした。

ここで、カラーフィルタ基板上で着色層と遮光層とを重ねた場合、上層側に配置された層の膜厚が、着色層と遮光層とが重なる領域の縦横の幅に依存することについて図を参照して説明する。図４（ａ）～（ｃ）は、着色層の端部が重なったブラックマトリクスの端部近傍を示す斜視模式図である。図４（ａ）に示されたブラックマトリクス２１２の端部上に重なった着色層の端部２１３ａは、横の幅ａが小さく、縦の幅ｂが大きい。図４（ｂ）に示されたブラックマトリクス２１２の端部上に重なった着色層の端部２１３ｂは、横の幅ａが大きく、縦の幅ｂが小さい。図４（ｃ）に示されたブラックマトリクス２１２の端部上に重なった着色層の端部２１３ｃは、横の幅ａ及び縦の幅ｂが大きい。このような着色層の端部２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃの膜厚ｃを比較すると、着色層の端部２１３ａ、２１３ｂでは、ブラックマトリクス２１２に重ならない部分の着色層と比較して、膜厚ｃが小さくなるが、一方、横の幅ａ及び縦の幅ｂが大きい着色層の端部２１３ｃは、膜厚ｃが小さくならず、ブラックマトリクス２１２に重ならない部分の着色層の膜厚と同程度であった。このように、ブラックマトリクスに一次元的に（線状に細い状態で）着色層が重なった場合は、ブラックマトリクス上に重なった部分の着色層の膜厚は低減されることとなるが、一方、ブラックマトリクスに二次元的に（面状に広がった状態で）着色層が重なった場合、すなわち、ブラックマトリクスと着色層とが重なる領域の縦横の幅が大きくなった場合は、着色層のブラックマトリクス上に重なった部分の膜厚の低減効果は発揮されないことを見いだした。したがって、着色層の端部２１３ａ、２１３ｂのように、ブラックマトリクスと着色層とが重なる領域の縦の幅及び横の幅の少なくとも一方を小さくすることで、ブラックマトリクスに重なる部分の着色層の膜厚を低減することができる。なお、着色層上にブラックマトリクスを配置した場合にもこの関係は成立する。

図３に示した従来のカラーフィルタ基板１１０を用いて上述の関係をより詳細に説明する。従来のカラーフィルタ基板１１０のように、突出部１１２ａに接する絵素着色層（図３では、絵素着色層（青）１１３Ｂ）を積層スペーサ１１５の台座部に使用する場合には、突出部１１２ａに接する絵素着色層と突出部１１２ａとが重なる領域の縦横の幅が大きくなりやすい。したがって、突出部１１２ａの端部周辺上に配置された部分（ａ１－ａ２部）の絵素着色層（青）１１３Ｂの膜厚は、その周囲の単層（絵素開口部に配置された部分の絵素着色層（青）１１３Ｂ）の影響を強く受け、本来の膜厚（絵素開口部に配置された部分の絵素着色層（青）１１３Ｂの膜厚）よりも小さくなる。これに対し、突出部１１２ａの端部周辺を越えた領域（突出部１１２ａの中央周辺の領域）上に配置された部分（ｂ１－ｂ２部）の絵素着色層（青）１１３Ｂの膜厚は、突出部１１２ａと重なる部分の絵素着色層（青）１１３Ｂの影響が強くなり、本来の膜厚と同程度になる。その結果、従来のカラーフィルタ基板１１０においては、突出部１１２ａに起因する絵素開口部側の絵素着色層（青）１１３Ｂの段差が大きくなりやすかった。したがって、突出部１１２ａと絵素着色層（青）１１３Ｂとが重なる領域の縦横の幅の少なくとも一方を小さくし、ｂ１－ｂ２部のような膜厚の厚い部分の発生を抑制することで、突出部１１２ａに起因する絵素開口部側の絵素着色層（青）１１３Ｂの段差を少なくすることが可能となる。

そして、更に検討を行った結果、遮光層の幅広部に積層スペーサを配置する場合において、幅広部に含まれる突出部が接する絵素着色層と同色であり、かつ突出部の付け根のみでその絵素着色層に繋がる着色層を積層スペーサの台座部として用いたり、遮光層の幅広部に積層スペーサを配置する場合において、絵素着色層と接する幅広部の端部の内、短い方の端部に接する絵素着色層と同色であり、かつその絵素着色層に繋がる着色層を用いたり、島状の遮光層に積層スペーサを配置する場合において、島状の遮光層の周囲に配置された絵素着色層と同色で、かつ分離して設けられた独立の着色層を積層スペーサの台座部として用いることにより、積層スペーサにおいて遮光層と着色層とが重なる領域の縦横の幅を小さくできることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。

すなわち、第一の本発明は、基板上に並置された第一絵素着色層、遮光層及び第二絵素着色層を有するカラーフィルタ基板であって、上記遮光層は、第一幅広部を有し、かつ上記第一絵素着色層及び上記第二絵素着色層の端部に一部が重なるように配置され、上記第一幅広部は、上記第一絵素着色層側に突出した突出部を含み、上記カラーフィルタ基板は、上記第一幅広部及び第一スペーサ着色層を含む第一積層スペーサを有し、上記第一スペーサ着色層は、上記第一絵素着色層と同色であり、かつ上記突出部の付け根のみで上記第一絵素着色層と繋がるカラーフィルタ基板である。

第一の本発明によれば、遮光層が第一絵素着色層の端部と重なるとともに、第一スペーサ着色層が突出部の付け根のみで第一絵素着色層と繋がることで、第一幅広部と第一絵素着色層とが重なる領域の縦横の幅を小さくすることができる。これにより、第一幅広部と第一絵素着色層とが重なる領域の上層側の層の膜厚を低減し、第一積層スペーサ近傍の第一幅広部又は第一絵素着色層の段差を低減することができる。また、第一スペーサ着色層が第一絵素着色層と同色であることから、第一スペーサ着色層と第一絵素着色層とを同一の工程で形成することができる。第一スペーサ着色層と第一絵素着色層とを別工程で形成すると、通常、アライメントずれ、仕上がり幅のずれ等によって第一スペーサ着色層と第一絵素着色層又は第二絵素着色層との重なりが発生する可能性があるため、第一積層スペーサ近傍の第一幅広部、第一絵素着色層又は第二絵素着色層の段差が大きくなったり、第一積層スペーサの台座部の高さが不安定になったりするという懸念がある。第一の本発明によれば、第一スペーサ着色層を形成する工程を別個に設ける必要がないため、上記のような懸念が解消され、第一積層スペーサの台座部の安定した形成を容易に行うことができる。更に、第二絵素着色層については、スペーサ着色層として利用する必要がないため、遮光層の輪郭に沿って遮光層に重ねることができる。このような構成のカラーフィルタ基板を液晶表示装置に用いることで、第一積層スペーサ近傍の第一幅広部、第一絵素着色層又は第二絵素着色層の段差に起因するラビング異常の発生を抑制するとともに、段差が発生した部分とそれ以外の部分とで液晶の配向性に差が発生することを抑制することができる。したがって、第一積層スペーサ近傍における液晶の配向乱れの発生を抑制することができる。その結果、液晶の配向乱れに起因する光漏れを抑制し、コントラスト比の高い液晶表示装置を実現することができる。なお、第一スペーサ着色層が突出部の付け根のみで第一絵素着色層と繋がった状態は、例えば、突出部と重なる領域に離間部（第一絵素着色層及び第一スペーサ着色層が配置されていない部分）を設けることで、容易に実現することができる。また、離間部は、平面視したとき、突出部の端部に沿った形状を有することが好ましい。これにより、第一幅広部と第一絵素着色層とが重なる領域の縦横の幅を小さくしながら、第一スペーサ着色層の面積を大きくすることができる。その結果、第一スペーサ着色層と重なる領域に、第一積層スペーサの高さ調整を行うための部材（例えば、樹脂等で形成された柱部）を容易に形成することが可能となる。

なお、本明細書において、上層とは、基板からより遠い側の層を意味し、下層とは、基板により近い側の層を意味する。

第一の本発明のカラーフィルタ基板の構成としては、上述の構成要素を必須とするものである限り、その他の構成要素により特に限定されるものではない。
第一の本発明のカラーフィルタ基板における好ましい形態について以下に詳しく説明する。

絵素着色層及びスペーサ着色層を形成する方法は特に限定されないが、フォトリソ法又は印刷法を用いる場合に、上述の絵素着色層とスペーサ着色層との重なりが発生しやすかった。したがって、第一の本発明は、フォトリソ法又は印刷法を用いて絵素着色層及びスペーサ着色層を形成する態様に対して好適に用いることができる。

第一の本発明のカラーフィルタ基板に用いられる着色層の色は、カラー表示に必要な色であれは特に限定されず、例えば、加法混色であれば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３色が挙げられ、減法混色であれば、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の３色が挙げられる。また、第一の本発明のカラーフィルタ基板に用いられる着色層の色は、４色以上であってもよい。

積層スペーサの台座部が着色層を含んだ構造の場合、以下の形態を有する従来のカラーフィルタ基板において、特に積層スペーサに起因するカラーフィルタ基板の段差が発生しやすかった。したがって、積層スペーサの台座部が着色層を含んだ構造の場合、以下の形態を有するカラーフィルタ基板に第一の本発明を適用することによって、より効果的に積層スペーサに含まれる部材に起因するカラーフィルタ基板の段差を低減し、積層スペーサ近傍の液晶の配向乱れの発生を抑制することができる。すなわち、上記カラーフィルタ基板は、上記第一絵素着色層、上記遮光層及び上記第二絵素着色層を覆うオーバーコート層が設けられていない形態であってもよく、上記遮光層は、樹脂を含む形態であってもよい。

着色層（絵素着色層、第一スペーサ着色層）と遮光層とが重なる領域において、それぞれの層が重なる順番は限定されず、いずれの層が上層側であってもよい。このように、上記第一絵素着色層及び第二絵素着色層は、端部が上記遮光層上に配置され、かつ上記遮光層に起因する段差を有する形態であってもよいし、上記遮光層は、端部が上記第一絵素着色層及び第二絵素着色層上に配置され、かつ上記第一絵素着色層及び第二絵素着色層に起因する段差を有する形態であってもよい。

本発明はまた、第一の本発明のカラーフィルタ基板と、上記カラーフィルタ基板に対向する対向基板と、上記カラーフィルタ基板及び上記対向基板の間に挟持された液晶層とを備える液晶表示装置でもある。第一の本発明のカラーフィルタ基板によれば、積層スペーサ近傍における液晶の配向乱れの発生を抑制することができる。したがって、第一の本発明のカラーフィルタ基板を液晶表示装置に適用することで、液晶の配向乱れに起因する光漏れを抑制し、コントラスト比の高い液晶表示装置を実現することができる。

上記液晶表示装置のモードは特に限定されないが、積層スペーサ近傍における液晶の配向乱れに起因する光漏れが発生しやすいねじれネマチック（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ；ＴＮ）モードの液晶表示装置に対して本発明は特に有効である。すなわち、上記液晶表示装置は、ＴＮモードであることが好ましい。

また、第二の本発明は、基板上に並置された第一絵素着色層、遮光層及び第二絵素着色層を有するカラーフィルタ基板であって、上記遮光層は、少なくとも上記第一絵素着色層側に突出した第二幅広部を有し、かつ上記第一絵素着色層及び上記第二絵素着色層の端部に一部が重なるように配置され、上記カラーフィルタ基板は、上記第二幅広部及び第二スペーサ着色層を含む第二積層スペーサを有し、上記第二幅広部の上記第二絵素着色層側の輪郭線は、上記第二幅広部の上記第一絵素着色層側の輪郭線よりも短く、上記第二スペーサ着色層は、上記第二絵素着色層と同色であり、かつ上記第二絵素着色層と繋がるカラーフィルタ基板である。

第二の本発明によれば、第二絵素着色層と同色であり、かつ第二絵素着色層と繋がる第二スペーサ着色層を第二積層スペーサの台座部として用いており、第一絵素着色層を第二積層スペーサの台座部として用いないため、第二幅広部と第一絵素着色層とが重なる領域の縦横の幅を小さくすることができる。これにより、第二幅広部と第一絵素着色層とが重なる領域の上層側の層の膜厚を低減し、第二積層スペーサ近傍の第一絵素着色層側の第二幅広部又は第一絵素着色層の段差を低減することができる。第二幅広部と第二スペーサ着色層とが重なる領域では、第二スペーサ着色層は第二絵素着色層と繋がっているため、上層側の層の膜厚低減効果があまり発揮されず、第二絵素着色層又は第二幅広部の段差が大きくなり、液晶の配向乱れが発生することが懸念される。しかしながら、この場合に液晶の配向乱れが発生しやすくなる領域は、第二幅広部の長い方の輪郭線に接する第一絵素着色層を第二積層スペーサの台座部（スペーサ着色層）として使用した場合に比べて小さいことから、第二の本発明により、第二積層スペーサ近傍における液晶の配向乱れの発生を抑制することができる。また、液晶の配向乱れが発生しやすくなる領域を比較的小さく抑えることができるので、液晶層を挟んでカラーフィルタ基板と対向する対向基板（例えば、ＴＦＴ基板）に設けられた遮光部材を用いて、液晶の配向乱れが発生しやすくなる領域を容易に遮光することができる。更に、第二スペーサ着色層が第二絵素着色層と同色であることから、第二スペーサ着色層と第二絵素着色層とを同一の工程で形成することができる。これにより、第一の本発明と同様に、第二積層スペーサの台座部の安定した形成を容易に行うことができる。このような構成のカラーフィルタ基板を液晶表示装置に用いることで、第二積層スペーサ近傍の第二幅広部、第一絵素着色層又は第二絵素着色層の段差に起因するラビング異常の発生を抑制するとともに、段差が発生した部分とそれ以外の部分とで液晶の配向性に差が発生することを抑制することができる。したがって、第二積層スペーサ近傍における液晶の配向乱れの発生を抑制することができる。その結果、液晶の配向乱れに起因する光漏れを抑制し、コントラスト比の高い液晶表示装置を実現することができる。

本発明はまた、第二の本発明のカラーフィルタ基板と、上記カラーフィルタ基板に対向する対向基板と、上記カラーフィルタ基板及び上記対向基板の間に挟持された液晶層とを備える液晶表示装置であって、上記対向基板は、平面視されたときに、上記カラーフィルタ基板の上記第二スペーサ着色層と上記遮光層とが重なる領域に遮光部材を有する液晶表示装置でもある。第二の本発明のカラーフィルタ基板において、第二スペーサ着色層と遮光層とが重なる領域では、第二スペーサ着色層は絵素着色層と繋がっており、上述したように液晶の配向乱れが発生することが懸念されるため、第二スペーサ着色層と遮光層とが重なる領域を遮光することが好ましい。この場合、カラーフィルタ基板に対向する基板に設けられた遮光部材を用いることで、新たな部材を追加することなく第二スペーサ着色層と遮光層とが重なる領域を容易に遮光することができる。

更に、第三の本発明は、絵素着色層と、上記絵素着色層に囲まれた島状の遮光層とが基板上に並置されたカラーフィルタ基板であって、上記遮光層及び上記絵素着色層は、端部が重なりあい、上記カラーフィルタ基板は、上記遮光層及び第三スペーサ着色層を含む第三積層スペーサを有し、上記第三スペーサ着色層は、上記絵素着色層と同色であり、かつ上記絵素着色層から分離して設けられているカラーフィルタ基板である。

第三の本発明によれば、遮光層及び絵素着色層の端部が重なり合うとともに、絵素着色層から分離して設けられている第三スペーサ着色層を第三スペーサ着色層の台座部として用いることで、遮光層と絵素着色層とが重なる領域の縦横の幅を低減することができる。これにより、第三積層スペーサに含まれる部分の遮光層と絵素着色層とが重なる領域の上層側の層の膜厚を低減し、第三積層スペーサの絵素開口部側の遮光層又は絵素着色層の段差を低減することができる。したがって、絵素開口部側の遮光層又は絵素着色層の段差に起因するラビング異常の発生を抑制するとともに、段差が発生した部分とそれ以外の部分とで液晶の配向性に差が発生することを抑制することができる。また、第三スペーサ着色層と絵素着色層とが同色であることから、第三スペーサ着色層と絵素着色層とを同一の工程で形成することができる。これにより、第一及び第二の本発明と同様に、第三積層スペーサの台座部の安定した形成を容易に行うことができる。このような構成のカラーフィルタ基板を液晶表示装置に用いることで、第三積層スペーサ近傍における液晶の配向乱れの発生を抑制することができる。その結果、液晶の配向乱れに起因する光漏れを抑制し、コントラスト比の高い液晶表示装置を実現することができる。

第二及び第三の本発明のカラーフィルタ基板の構成としては、上述の構成要素を必須とするものである限り、その他の構成要素により特に限定されるものではない。
第一の本発明の好ましい形態として説明した形態については、第二及び第三のカラーフィルタ基板の好ましい形態としても用いることができる。また、第二及び第三のカラーフィルタ基板を備える液晶表示装置は、積層スペーサ近傍における液晶の配向乱れの発生を抑制することができるため、液晶の配向乱れに起因する光漏れを抑制し、コントラスト比の高い液晶表示装置を実現することができる。更に、第二及び第三のカラーフィルタ基板を備える液晶表示装置は、積層スペーサ近傍における液晶の配向乱れに起因する光漏れが発生しやすいＴＮモードの液晶表示装置に対して本発明は特に有効である。すなわち、上記液晶表示装置は、ＴＮモードであることが好ましい。

本発明のカラーフィルタ基板及び液晶表示装置によれば、着色層を積層スペーサの台座部として用いる場合でも、工程数を増加させることなく積層スペーサ近傍における液晶の配向乱れの発生を抑制することができるカラーフィルタ基板及び液晶表示装置を提供することができる。

実施形態１のカラーフィルタ基板を示す模式図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）中のＸ１－Ｙ１線における断面図である。 実施形態２のカラーフィルタ基板を示す模式図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）中のＸ２－Ｙ２線における断面図である。 従来のカラーフィルタ基板を示す模式図であり、（ａ）は平面図を示し、（ｂ）は、（ａ）中のＸ３－Ｙ３線における断面図である。 （ａ）～（ｃ）は、カラーフィルタ基板において着色層の一部が配置されたブラックマトリクスの端部上を示す模式図である。 実施形態２の別のカラーフィルタ基板を示す平面模式図である。 実施形態３のカラーフィルタ基板を示す平面模式図である。 実施形態３のカラーフィルタ基板の比較例を示す平面模式図である。 実施形態３のカラーフィルタ基板の比較例を示す模式図であり、（ａ）は平面図を示し、（ｂ）は、（ａ）中のＸ４－Ｙ４線における断面図である。

以下に実施形態を掲げ、本発明を図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。

（実施形態１）
実施形態１の液晶表示装置は、互いに対向するＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板を備えるＴＮモードの液晶表示装置であり、積層スペーサによって両基板の間隔が一定に保持されている。また、ＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板は、シール剤によって貼り合わせられるとともに、両基板の間には正の誘電率異方性を有する液晶分子を含む液晶材料が充填され、液晶層が形成されている。液晶層は、両基板間に電圧が印加されない状態で、液晶分子が両基板に平行に配向された水平配向モードを示す。なお、ＴＦＴ基板は、一般的な構成を有し、例えば、基板上に、ソースライン、ゲートライン、Ｃｓライン（保持容量配線）等の配線と、スイッチング素子であるＴＦＴと、絶縁層と、画素電極と、配向膜とを有する。

図１は、本発明に係る実施形態１のカラーフィルタ基板を示す模式図であり、（ａ）は平面図を示し、（ｂ）は（ａ）中のＸ１－Ｙ１線における断面図を示す。実施形態１のカラーフィルタ基板は、図１に示すように、透明な基板１１の一方の主面側（液晶層側）に、ブラックマトリクス１２、絵素着色層（赤）１３Ｒ、絵素絵素着色層（緑）１３Ｇ、絵素着色層（青）１３Ｂ、積層スペーサ１５、対向電極１７及び配向膜を備える。ブラックマトリクス１２は、絵素開口部を有する遮光層である。絵素着色層（赤）１３Ｒ、絵素絵素着色層（緑）１３Ｇ及び絵素着色層（青）１３Ｂは、それぞれが各絵素毎に一色ずつ対応して平面的に並置されている。

ブラックマトリクス１２は、樹脂を含む材料から形成され、対向基板であるＴＦＴ基板のソースラインに沿うように形成された図１（ａ）の上下方向に伸びる部分（ソース遮光部）と、ＴＦＴ基板のゲートライン及びＣｓラインに沿うように形成された図１（ａ）の左右方向に伸びる部分（ゲート遮光部及びＣｓ遮光部）とを有する。なお、図１（ａ）においては、積層スペーサ１５周辺部のみを図示している。ゲート遮光部及びＣｓ遮光部は互いに平行に配置され、ソース遮光部と、ゲート遮光部及びＣｓ遮光部とは、互いに直交して配置されている。また、ソース遮光部及びゲート遮光部で囲まれた開口領域が概ね一つの絵素（画素を構成する単色の領域、サブ画素）となる。このように、各絵素は、ブラックマトリクス１２のソース遮光部及びゲート遮光部によって囲まれている。また、ブラックマトリクス１２は、基板１１を平面視したときに、絵素着色層（緑）１３Ｇと絵素着色層（青）１３Ｂとの間に配置された部分に、その幅が他の部分よりも太くなった幅広部を有する。より具体的には、ブラックマトリクス１２は、絵素着色層（青）１３Ｂ側に凸状に突出した突出部１２ａを有する。積層スペーサ１５は、主にこの突出部１２ａに設けられている。突出部１２ａに接する絵素着色層（実施形態１では、絵素着色層（青）１３Ｂ）は、突出部１２ａの輪郭に沿って突出部１２ａと重なっている。このように、ブラックマトリクス１２が幅広部を有し、積層スペーサ１５を突出部１２ａに設けることで、積層スペーサ１５近傍における液晶の配向乱れに起因する光漏れを抑制することができる。しかしながら、ブラックマトリクス１２がこのような幅広部を有するパターンで形成されると開口率が低下するおそれがあるため、開口率の低下を抑制するという観点からは、ブラックマトリクス１２のパターンはできる限りゲートラインやＣｓライン等のＴＦＴ基板に設けられた遮光部材のパターンと重なるように配置することが好ましい。また、これにより、積層スペーサ１５近傍における液晶の配向乱れに起因する光漏れをより抑制することができる。

なお、幅広部の幅は特に限定されないが、後述する積層スペーサ１５の柱部１４の直径よりも大きいことが好ましい。柱部１４の平面視したときの直径は、通常、１０～３０μｍ程度であることから、幅広部の縦の幅（図１（ａ）の上下方向）、横の幅（図１（ａ）の左右方向）はそれぞれ、３０～７０μｍ、３６～１００μｍ程度であることが好ましい。一方、ブラックマトリクス１２の幅広部以外の細い部分の横の幅は、通常、６～３０μｍ程度とすればよい。

絵素着色層（赤）１３Ｒ、絵素着色層（緑）１３Ｇ、絵素着色層（青）１３Ｂは、図１（ａ）の左右方向に隣接する絵素開口部（ブラックマトリクス１２が形成されていない領域）に配置される。絵素着色層（赤）１３Ｒ、絵素着色層（緑）１３Ｇ、絵素着色層（青）１３Ｂが配置された絵素開口部は、それぞれ赤絵素、青絵素、緑絵素となる。また、液晶表示装置の表示品位を高めるという観点から、赤絵素、青絵素、緑絵素の間にはブラックマトリクス１２が配置されるとともに、絵素着色層（赤）１３Ｒ、絵素着色層（緑）１３Ｇ、絵素着色層（青）１３Ｂの端部がブラックマトリクス１２の端部とそれぞれ重なるように配置されている。また、実施形態１のカラーフィルタ基板１０は、赤絵素、青絵素及び緑絵素がストライプ状に配列されたストライプ配列のカラーフィルタ基板である。なお、実施形態１の液晶表示装置は、図１（ａ）の左右方向に隣接する赤絵素、青絵素及び緑絵素により一つの画素（表示画像を構成する最小単位）が構成される。また、ＴＦＴ基板には、各絵素に対応して、スイッチング素子であるＴＦＴと、そのＴＦＴに接続された画素電極とが設けられる。

積層スペーサ１５は、ブラックマトリクス１２の幅広部（主に突出部１２ａ）、スペーサ着色層１６及び対向電極１７が積層された台座部と、積層スペーサ１５の高さ調節を行う柱部１４とを含む。スペーサ着色層１６は突出部１２ａに接する絵素着色層（実施形態１では、絵素着色層（青）１３Ｂ）と同色である。また、突出部１２ａ上には、着色層が配置されていない部分である離間部１８が形成されている。この離間部１８により、スペーサ着色層１６と絵素着色層（青）１３Ｂとが分断される。したがって、スペーサ着色層１６と絵素着色層（青）１３Ｂとが繋がっているのは、突出部１２ａの付け根（幅広部の中心部周辺）のみである。実施形態１においては、スペーサ着色層１６と絵素着色層（青）１３Ｂとが連続して繋がった一続きの形状を有しており、離間部１８によって区切られた部分の絵素着色層（青）１３Ｂがスペーサ着色層１６として機能しているとも言える。このように、突出部１２ａ上に位置する部分の絵素着色層（青）１３Ｂに離間部１８が設けられていることから、絵素着色層（青）１３Ｂと突出部１２ａとが重なる領域の縦横の幅を低減することができる。すなわち、絵素着色層（青）１３Ｂと突出部１２ａとが重なる領域を線状に細く設定することができる。これにより、突出部１２ａに起因する絵素着色層（青）１３Ｂの絵素開口部側の段差を低減することができる。また、絵素着色層（緑）１３Ｇについては、積層スペーサ１５の台座部として利用する必要がないため、ブラックマトリクス１２の輪郭に沿ってブラックマトリクス１２に重ねることができる。したがって、積層スペーサ１５近傍の液晶の配向乱れの発生を抑制することができる。更に、スペーサ着色層１６と絵素着色層（青）１３Ｂとが連続して繋がった一続きの形状を有することで、スペーサ着色層１６と絵素着色層（青）１３Ｂとを同一の工程で形成することができる。これにより、スペーサ着色層１６と絵素着色層（青）１３Ｂとが重なって積層スペーサ１５の絵素開口部側の段差が大きくなったり、積層スペーサ１５の台座部の高さが不安定になったりするという懸念が解消され、積層スペーサ１５の台座部の安定した形成を容易に行うことができる。

また、積層スペーサ１５の台座部として、突出部１２ａ、スペーサ着色層１６及び対向電極１７が積層されていることで、台座部の高さを利用して柱部１４の膜厚を小さくすることができる。これにより、柱部１４の膜厚を容易に制御することが可能となるため、積層スペーサ１５を安定した高さで形成することができる。また、突出部１２ａ及びスペーサ着色層１６が積層されていることから、突出部１２ａにピンホール等の欠損部分が発生したとしても、スペーサ着色層１６でその欠損部分を覆うことで欠損部分を目立たなくすることができる。

積層スペーサ１５近傍の液晶の配向乱れに起因する光漏れをより抑制するという観点からは、突出部１２ａに重なる絵素着色層は、絵素着色層（緑）１３Ｇよりも透過率の低い絵素着色層（赤）１３Ｒ又は絵素着色層（青）１３Ｂであることが好ましい。

また、カラーフィルタ基板１０においては、ブラックマトリクス１２が樹脂を含むことから、ブラックマトリクス１２が金属膜を用いて形成された場合に比べて、ブラックマトリクス１２に起因する絵素着色層（赤）１３Ｒ、絵素着色層（緑）１３Ｇ、絵素着色層（青）１３Ｂの段差が大きくなりやすく、なかでも突出部１２ａに起因する絵素着色層（実施形態１では、絵素着色層（青）１３Ｂ）の段差が特に大きくなりやすい。しかしながら、実施形態１のカラーフィルタ基板１０によれば、上述のように、突出部１２ａに起因する絵素着色層の段差を効果的に低減することができる。これにより、積層スペーサ１５近傍の液晶の配向乱れの発生を抑制することができる。

更に、カラーフィルタ基板１０においては、絵素着色層（赤）１３Ｒ、絵素着色層（緑）１３Ｇ、絵素着色層（青）１３Ｂとブラックマトリクス１２とを覆うように形成されたオーバーコート層（平坦化作用を有する膜）が設けられていない。したがって、ブラックマトリクス１２に起因する絵素着色層（赤）１３Ｒ、絵素着色層（緑）１３Ｇ、絵素着色層（青）１３Ｂの段差が大きくなりやすく、なかでも突出部１２ａに起因する絵素着色層（実施形態１では、絵素着色層（青）１３Ｂ）の段差が特に大きくなりやすい。しかしながら、実施形態１のカラーフィルタ基板１０によれば、上述のように、突出部１２ａに起因する絵素着色層の段差を効果的に低減することができる。これにより、工程数を増加させることなく積層スペーサ１５近傍の液晶の配向乱れの発生を抑制することができる。

そして、カラーフィルタ基板１０において、ブラックマトリクス１２は、突出部１２ａを含む幅広部を有することから、図３に示した従来のカラーフィルタ基板１１０のような構成では、突出部１２ａに起因する絵素着色層（実施形態１では、絵素着色層（青）１３Ｂ）の段差が大きくなりやすい。しかしながら、実施形態１のカラーフィルタ基板１０によれば、上述のように、突出部１２ａに起因する絵素着色層の段差を効果的に低減することができる。これにより、積層スペーサ１５近傍の液晶の配向乱れの発生を抑制することができる。

次に、実施形態１の液晶表示装置の製造方法について説明する。なお、ＴＦＴ基板の製造工程、パネルの組み立て工程等のカラーフィルタ基板１０の製造工程以外の工程については従来と同様であるので、ここではカラーフィルタ基板の製造方法について主に説明する。

カラーフィルタ基板１０は、フォトリソグラフィ（フォトリソ）法や印刷法等を用いて形成される。今回はフォトリソ法において形成される場合について例を挙げて説明する。より具体的には、まず、基板１１上に、一般的なネガ型又はポジ型の黒色感光性樹脂組成物（例えば、カーボンブラックや顔料を含むネガ型又はポジ型の感光性アクリル樹脂組成物）を用いて黒色感光性樹脂膜を形成した後、フォトリソ法により黒色感光性樹脂膜をパターニングすることによって、ブラックマトリクス１２を突出部１２ａ（幅広部）を有する形状に形成する。ブラックマトリクス１２の膜厚は、０．５～４μｍであることが好ましい。なお、突出部１２ａの形状は特に限定されず、図１に示すような矩形状の他、台形状、円状、楕円状等の形状であってもよい。また、ブラックマトリクス１２の形成方法としては、印刷法等を用いてもよい。

また、ブラックマトリクス１２は、隣接する絵素間の少なくとも一部を遮光するように形成されればそのレイアウトは特に限定されず、ソース遮光部及びゲート遮光部のみを有してもよいし、図１に示すようにソース遮光部のみを有してもよい。また、ＴＦＴ基板のスイッチング素子を遮光するための部分を更に有してもよい。

基板１１には、ガラス基板が多く用いられるが、例えばプラスチックフィルムやプラスチックシート等でもよい。また必要に応じて、ブラックマトリクス１２、絵素着色層（赤）１３Ｒ、絵素着色層（緑）１３Ｇ及び絵素着色層（青）１３Ｂの基板１１に対する密着性を向上させるために、基板１１上にあらかじめ密着性を向上させるような薄膜を形成してもよい。

次に、基板１１上に、ネガ型又はポジ型の液体カラーレジスト（例えば、顔料を含むネガ型又はポジ型の感光性アクリル樹脂組成物）又はネガ型又はポジ型のフィルム状カラーレジスト（例えば、顔料を含むネガ型又はポジ型の感光性アクリルフィルム等）を塗布又は転写することによって、赤色感光性樹脂膜（色膜）を形成する。その後、フォトリソ法で赤色感光性樹脂膜をパターニングすることによって、絵素開口部（ブラックマトリクス１２が形成されていない領域）を含む領域に絵素着色層（赤）１３Ｒを形成する。絵素開口部における絵素着色層（赤）１３Ｒの膜厚は、０．５～３μｍであることが好ましい。このとき、絵素着色層（赤）１３Ｒのブラックマトリクス１２側の端部は、ブラックマトリクス１２と重なり、絵素着色層（赤）１３Ｒは、ブラックマトリクス１２に起因する段差を有することになるが、絵素着色層（赤）１３Ｒのブラックマトリクス１２と重なる領域の膜厚は、絵素開口部における膜厚よりも小さい。絵素着色層（赤）１３Ｒとブラックマトリクス１２とが重なる領域の幅は、１５μｍ以下が好ましく、６μｍ以下がより好ましい。これにより、絵素着色層（赤）１３Ｒのブラックマトリクス１２と重なる領域の膜厚低減効果を充分に発揮することができる。より具体的には、絵素着色層（赤）１３Ｒのブラックマトリクス１２と重なる領域の段差は０．２～４μｍ程度となる。なお、絵素着色層（赤）１３Ｒは、感光性を有しない樹脂を用いて印刷法等によって形成してもよい。

次に、基板１１上に、ネガ型又はポジ型の液体カラーレジスト（例えば、顔料を含むネガ型又はポジ型の感光性アクリル樹脂組成物）又はネガ型又はポジ型のフィルム状カラーレジスト（例えば、顔料を含むネガ型又はポジ型の感光性アクリルフィルム等）を塗布又は転写することによって、青色感光性樹脂膜（色膜）を形成する。その後、フォトリソ法で青色感光性樹脂膜をパターニングすることによって、絵素開口部（ブラックマトリクス１２が形成されていない領域）を含む領域に絵素着色層（青）１３Ｂを形成する。絵素開口部における絵素着色層（青）１３Ｂの膜厚は、０．５～３μｍであることが好ましい。この絵素着色層（青）１３Ｂの形成によって、スペーサ着色層１６も同時に形成される。したがって、スペーサ着色層１６の膜厚は、通常、絵素着色層（青）１３Ｂの絵素開口部における膜厚と同程度である。このとき、絵素着色層（青）１３Ｂのブラックマトリクス１２側の端部は、ブラックマトリクス１２と重なり、絵素着色層（青）１３Ｂは、ブラックマトリクス１２に起因する段差を有することになるが、絵素着色層（青）１３Ｂのブラックマトリクス１２と重なる領域の膜厚は、絵素開口部における膜厚よりも小さい。また、青色感光性樹脂膜をパターニングする際、突出部１２ａと重なる領域に、突出部１２ａの付け根のみで絵素着色層（青）１３Ｂとスペーサ着色層１６とが繋がるように離間部１８を形成する。離間部１８の幅は、２～１０μｍ程度とすればよい。絵素着色層（青）１３Ｂとブラックマトリクス１２とが重なる領域の幅は、１５μｍ以下が好ましく、６μｍ以下がより好ましく、これにより、絵素着色層（青）１３Ｂのブラックマトリクス１２と重なる領域の膜厚低減効果を充分に発揮することができる。より具体的には、絵素着色層（青）１３Ｂのブラックマトリクス１２と重なる領域の段差は０．２～４μｍ程度となる。なお、絵素着色層（青）１３Ｂは、感光性を有しない樹脂を用いて印刷法等によって形成してもよい。

次に、基板１１上に、ネガ型又はポジ型の液体カラーレジスト（例えば、顔料を含むネガ型又はポジ型の感光性アクリル樹脂組成物）又はネガ型又はポジ型のフィルム状カラーレジスト（例えば、顔料を含むネガ型又はポジ型の感光性アクリルフィルム等）を塗布又は転写することによって、緑色感光性樹脂膜（色膜）を形成する。その後、フォトリソ法で緑色感光性樹脂膜をパターニングすることによって、絵素開口部を含む領域に絵素着色層（緑）１３Ｇを形成する。絵素開口部における絵素着色層（緑）１３Ｇの膜厚は、０．５～３μｍであることが好ましい。このとき、絵素着色層（緑）１３Ｇのブラックマトリクス１２側の端部は、ブラックマトリクス１２と重なり、絵素着色層（緑）１３Ｇは、ブラックマトリクス１２に起因する段差を有することになるが、絵素着色層（緑）１３Ｇのブラックマトリクス１２と重なる領域の膜厚は、絵素開口部における膜厚よりも小さい。絵素着色層（緑）１３Ｇとブラックマトリクス１２とが重なる領域の幅は、１５μｍ以下が好ましく、６μｍ以下がより好ましく、これにより、絵素着色層（緑）１３Ｇのブラックマトリクス１２と重なる領域の膜厚低減効果を充分に発揮することができる。より具体的には、絵素着色層（緑）１３Ｇのブラックマトリクス１２と重なる領域の段差は０．２～４μｍ程度となる。なお、絵素着色層（緑）１３Ｇは、感光性を有しない樹脂を用いて印刷法等によって形成してもよい。

なお、絵素着色層（赤）１３Ｒ、絵素着色層（緑）１３Ｇ、絵素着色層（青）１３Ｂの形成順序はこれに限定されず、適宜設定することができる。

スペーサ着色層１６の色は特に限定されないが、積層スペーサ１５からの光漏れを抑制するという観点からは、赤、緑及び青の３色の絵素着色層を使用する場合においては、絵素着色層（緑）１３Ｇよりも透過率の低い絵素着色層（赤）１３Ｒ又は絵素着色層（青）１３Ｂとすることが好ましい。同様の観点から、積層スペーサ１５は、赤絵素又は青絵素に選択的に設けられることが好ましい。

次に、ブラックマトリクス１２、絵素着色層（赤）１３Ｒ、絵素着色層（緑）１３Ｇ、絵素着色層（青）１３Ｂ及びスペーサ着色層１６を覆うように対向電極１７を形成する。なお、対向電極１７としては透明電極膜を使用することができ、その材質としては、例えばインジウム・錫酸化物（ＩＴＯ）、ＩｎＴｉＯ_３が挙げられる。また、対向電極１７の形成方法としては、例えばスパッタ法が挙げられる。

続いて、ネガ型又はポジ型の感光性樹脂組成物（例えば、ネガ型又はポジ型の感光性アクリル樹脂組成物等）を用いて感光性樹脂膜を形成した後、フォトリソ法で感光性樹脂膜をパターニングする。これにより、スペーサ着色層１６上に柱部１４を形成することができる。柱部１４の材質としては特に限定されないが、このように、感光性樹脂を用いることで、フォトリソ法を用いて容易に形成することができる。また、感光性樹脂は、黒色顔料を含む感光性樹脂であってもよいし、顔料を含有する感光性樹脂（カラーレジスト）であってもよいし、顔料を含まない透明な感光性樹脂であってもよい。なお、柱部１４の高さは、所望のセルギャップに合わせて適宜設定すればよい。また、柱部１４は、ＴＦＴ基板側に形成されてもよい。更に、柱部１４は、感光性を有しない樹脂を用いて印刷法等によって形成してもよい。

その後、配向膜を形成し、配向膜にラビング処理を施すことで、カラーフィルタ基板１０が完成する。なお、配向膜の材料としては、例えば熱硬化型のポリイミド樹脂が挙げられる。

実施形態１の液晶表示装置は、上述のようにして作製されたカラーフィルタ基板１０と、一般的なＴＦＴ基板とを用いて、セル組み立て工程と、モジュール組み立て工程とを行うことによって完成することができる。

以上、実施形態１の液晶表示装置によれば、上述のように、工程数を増加させることなく積層スペーサ近傍の液晶の配向乱れの発生を抑制することができる。その結果、液晶の配向乱れに起因する光漏れの発生を抑制し、コントラスト比の高いＴＮモードの液晶表示装置を実現することができる。

（実施形態２）
実施形態２の液晶表示装置は、実施形態１の液晶表示装置と同様に、互いに対向するＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板を備えるＴＮモードの液晶表示装置である。図２は、実施形態２のカラーフィルタ基板を示す模式図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）中のＸ２－Ｙ２線における断面図である。図２において、実施形態１と同一の部材には同一の符号を付記し、説明は省略する。

図２に示すように、実施形態２のカラーフィルタ基板２０は、透明な基板１１の一方の主面側（液晶層側）に、絵素開口部を有する遮光層であるブラックマトリクス１２と、各絵素にそれぞれ設けられた絵素着色層（赤）１３Ｒ、絵素絵素着色層（緑）１３Ｇ及び絵素着色層（青）１３Ｂと、積層スペーサ２５と、対向電極１７と、配向膜とを備える。図２中の破線で挟まれた領域は、ＴＦＴ基板に設けられた遮光部材によって遮光される領域を示している。

ブラックマトリクス１２は、基板１１を平面視したときに、絵素着色層（青）１３Ｂと絵素着色層（赤）１３Ｒとの間に配置された部分に、その幅が他の部分よりも太くなった幅広部を有する。より具体的には、ブラックマトリクス１２は、絵素着色層（青）１３Ｂ側に凸状に突出した突出部１２ｂを有しており、幅広部の絵素着色層（赤）１３Ｒ側の輪郭線は、幅広部の絵素着色層（青）１３Ｂ側の輪郭線よりも短い。突出部１２ｂに接する絵素着色層（実施形態２では、絵素着色層（青）１３Ｂ）は、突出部１２ｂに対応して窪んだ平面形状を有する。積層スペーサ２５は、主にこの突出部１２ｂに設けられている。より具体的には、積層スペーサ２５は、ブラックマトリクス１２の幅広部（主に突出部１２ｂ）、スペーサ着色層２６及び対向電極１７が積層された台座部と、積層スペーサ２５の高さ調節を行う柱部１４とを含む。スペーサ着色層２６は、突出部１２ｂに接する絵素着色層（実施形態２では、絵素着色層（青）１３Ｂ）に積層スペーサ２５を挟んで隣接する絵素着色層（赤）１３Ｒと繋がっている。すなわち、実施形態２においては、スペーサ着色層２６と絵素着色層（赤）１３Ｒとは連続した一体形状を有し、絵素着色層（赤）１３Ｒの突出部がスペーサ着色層２６として機能しているとも言える。スペーサ着色層２６とブラックマトリクス１２とが重なる領域は、例えば、縦の幅（図２（ａ）の上下方向）が２０～６０μｍ、横の幅（図２（ａ）の左右方向）が２６～９０μｍである。また、突出部１２ｂは、例えば、縦の幅（図２（ａ）の上下方向）が３０～７０μｍ、横の幅（図２（ａ）の左右方向）が３６～７６μｍである。実施形態２においては、図２（ａ）に示すように、スペーサ着色層２６とブラックマトリクス１２とが重なる領域の縦の幅を小さくすることが可能であるため、積層スペーサ２５近傍の配向乱れが発生する領域が少なくなり、新たな部材を追加することなくゲートライン、Ｃｓライン等のＴＦＴ基板に設けられた遮光部材を用いて容易に遮光することができる。

このように、突出部１２ｂに接する絵素着色層（青）１３Ｂを積層スペーサ２５の台座部として使用しないことで、突出部１２ｂに重なる領域の絵素着色層（青）１３Ｂの縦横の幅を低減することができる。すなわち、絵素着色層（青）１３Ｂと突出部１２ｂとが重なる領域を線状に細く設定することができる。これにより、突出部１２ｂに起因する絵素着色層（青）１３Ｂの絵素開口部側の段差を低減し、積層スペーサ２５近傍の液晶の配向乱れの発生を抑制することができる。一方、ブラックマトリクス１２の幅広部とスペーサ着色層２６とが重なる領域では、スペーサ着色層２６は絵素着色層（赤）１３Ｒと繋がっているため、スペーサ着色層２６の膜厚低減効果があまり発揮されず、絵素着色層（赤）１３Ｒの絵素開口部側の段差が大きくなり、液晶の配向乱れが発生しやすくなる。しかしながら、この場合に液晶の配向乱れが発生しやすくなる領域は、スペーサ着色層２６とブラックマトリクス１２とが重なる領域であり、突出部１２ｂの突出する側に配置された絵素着色層（青）１３Ｂの突出部１２ｂに重なる部分を積層スペーサ２５の台座部として利用する場合に比べて、液晶の配向乱れが発生しやすくなる領域を小さくすることができる。したがって、カラーフィルタ基板２０によっても、従来に比べて積層スペーサ２５近傍における液晶の配向乱れの発生を抑制することができる。また、このように、液晶の配向乱れが発生しやすくなる領域を比較的小さく抑えることができるので、ＴＦＴ基板に設けられた遮光部材、例えばゲートライン、Ｃｓライン等の配線を用いて、新たな部材を追加することなく液晶の配向乱れが発生しやすくなる領域を容易に遮光することができる。更に、スペーサ着色層２６と絵素着色層（赤）１３Ｒとが繋がっていることから、スペーサ着色層２６と絵素着色層（赤）１３Ｒとを同一の工程で形成することができる。これにより、スペーサ着色層２６と絵素着色層（赤）１３Ｒとが重なって積層スペーサ２５の絵素開口部側の段差が大きくなったり、積層スペーサ２５の台座部の高さが不安定になったりするという懸念が解消され、積層スペーサ２５の台座部の安定した形成を容易に行うことができる。

なお、スペーサ着色層２６の色は特に限定されないが、積層スペーサ２５からの光漏れを抑制するという観点からは、赤、緑及び青の３色の絵素着色層を使用する場合においては、絵素着色層（緑）１３Ｇよりも透過率の低い絵素着色層（赤）１３Ｒ又は絵素着色層（青）１３Ｂとすることが好ましい。同様の観点から、スペーサ着色層２６と積層スペーサ２５側に隣接する絵素着色層についても、絵素着色層（緑）１３Ｇよりも透過率の低い絵素着色層（赤）１３Ｒ又は絵素着色層（青）１３Ｂとすることが好ましい。

（実施形態３）
実施形態３の液晶表示装置は、実施形態１及び２の液晶表示装置と同様に、互いに対向するＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板を備えるＴＮモードの液晶表示装置である。図６は、実施形態３のカラーフィルタ基板を示す平面模式図である。また、図７は、実施形態３のカラーフィルタ基板の比較例を示す平面模式図であり、図８は、実施形態３のカラーフィルタ基板の比較例を示す模式図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）中のＸ４－Ｙ４線における断面図である。図６～８において、実施形態１と同一の部材については同一の符号を付記し、説明を省略する。

図６に示すように、実施形態３のカラーフィルタ基板３０は、透明な基板１１の一方の主面側（液晶層側）に、ブラックマトリクス１２、絵素着色層（赤）１３Ｒ、絵素絵素着色層（緑）１３Ｇ、絵素着色層（青）１３Ｂ、積層スペーサ３５、対向電極及び配向膜を備える。ブラックマトリクス１２は、絵素開口部を有する遮光層である。絵素着色層（赤）１３Ｒ、絵素絵素着色層（緑）１３Ｇ及び絵素着色層（青）１３Ｂは、それぞれが各絵素毎に一色ずつ対応して平面的に並置されている。積層スペーサ３５は、ブラックマトリクス１２に繋がっていない独立した島状の遮光層である島部１２Ａに配置されている。島部１２Ａの周囲には絵素着色層（青）１３Ｂが配置され、島部１２Ａと絵素着色層（青）１３Ｂとは端部が重なりあっている。積層スペーサ３５の台座部としては、島部１２Ａと、島部１２Ａに重なるように設けられたスペーサ着色層３６とを用いる。島部１２Ａの幅は特に限定されないが、柱部１４の直径よりも大きいことが好ましい。より具体的には、柱部１４の平面視したときの直径は、通常、１０～３０μｍ程度であることから、島部１２Ａの縦の幅（図６の上下方向）は２０～８０μｍ、横の幅（図６の左右方向）は２０～８０μｍであることが好ましい。また、スペーサ着色層３６は、島部１２Ａの周囲に配置された絵素着色層（実施形態３では、絵素着色層（青）１３Ｂ）から分離して設けられた島状の着色層であり、かつ絵素着色層（青）１３Ｂと同色である。すなわち、島部１２Ａ上には、島部１２Ａの輪郭に沿って離間部３８が設けられているとも言える。離間部３８の幅は、２～１０μｍ程度とすればよい。絵素着色層（青）１３Ｂの島部１２Ａ側の端部は、島部１２Ａと重なり、絵素着色層（青）１３Ｂは、島部１２Ａに起因する段差を有することになるが、絵素着色層（青）１３Ｂの島部１２Ａと重なる領域の膜厚は、絵素開口部における膜厚よりも小さい。また、絵素着色層（青）１３Ｂと島部１２Ａとが重なる領域の幅は、１５μｍ以下が好ましく、６μｍ以下がより好ましく、これにより、絵素着色層（青）１３Ｂの島部１２Ａと重なる領域の膜厚低減効果を充分に発揮することができる。より具体的には、絵素着色層（青）１３Ｂの島部１２Ａと重なる領域の段差は０．２～４μｍ程度となる。

このように、カラーフィルタ基板３０においては、スペーサ着色層３６を島状に独立して島部１２Ａ上に配置することで、島部１２Ａに重なる領域の絵素着色層（青）１３Ｂの縦横の幅を低減することができる。その結果、島部１２Ａに起因する絵素着色層（青）１３Ｂの段差を低減することができるため、積層スペーサ３５近傍の液晶の配向乱れの発生を抑制することができる。また、積層スペーサ３５が配置される絵素に設けられた絵素着色層（青）１３Ｂとスペーサ着色層３６とが同色であることから、スペーサ着色層３６と絵素着色層（青）１３Ｂとを同一工程で形成することができる。これにより、スペーサ着色層３６と絵素着色層（青）１３Ｂとが重なって積層スペーサ３５の周囲の段差が大きくなったり、積層スペーサ３５の台座部の高さが不安定になったりするという懸念が解消され、積層スペーサ３５の台座部の安定した形成を容易に行うことができる。

なお、図６においては、絵素着色層（赤）１３Ｒ、絵素着色層（緑）１３Ｇ、絵素着色層（青）１３Ｂの間に配置され、かつ幅広部１２ａを有するブラックマトリクス１２と、絵素に配置された島部１２Ａとを設ける形態について説明したが、ブラックマトリクス１２を設けずに、島部１２Ａのみを設ける形態であってもよい。

一方、図７に示すカラーフィルタ基板４０では、島部１２Ａ全体が絵素着色層（青）１３Ｂによって覆われており、島部１２Ａと、島部１２Ａに重なる領域の絵素着色層（青）１３Ｂとを積層スペーサ４５の台座部として用いる。すなわち、カラーフィルタ基板４０においては、島部１２Ａに重なる部分の絵素着色層（青）１３Ｂがスペーサ着色層として機能する。

このように、カラーフィルタ基板４０においては、島部１２Ａ上に離間部が設けられておらず、島部１２Ａ全体が絵素着色層（青）１３Ｂに覆われるため、島部１２Ａに重なる領域の絵素着色層（青）１３Ｂの縦横の幅が大きい。その結果、島部１２Ａに起因する絵素着色層（青）１３Ｂの段差を充分に低減することができないため、積層スペーサ３５近傍で液晶の配向乱れが発生する。

また、図８（ａ）、（ｂ）に示すカラーフィルタ基板５０では、島部１２Ａと、島部１２Ａに重なるように配置されたスペーサ着色層５６とを積層スペーサ５５の台座部として用いる。スペーサ着色層５６は、島部１２Ａの周囲に配置された絵素着色層（青）１３Ｂとは異なる色である。

このように、カラーフィルタ基板５０においては、スペーサ着色層５６と絵素着色層（青）１３Ｂとが異なる色であり、スペーサ着色層５６と絵素着色層（青）１３Ｂとを異なる工程で形成する必要があるため、スペーサ着色層５６、絵素着色層（青）１３Ｂを形成する工程でアライメントずれ、仕上がり幅のずれ等が発生した場合、スペーサ着色層５６と絵素着色層（青）１３Ｂとが重なり、積層スペーサ５５近傍の段差が高くなったり、積層スペーサ５５の台座部の高さが不安定になったりするという懸念がある。このような懸念を解消するためには、スペーサ着色層５６、絵素着色層（青）１３Ｂを形成する工程を高精度に行うことが必要となるため、より容易に実現可能であるという点で、実施形態３の形態の方が優れていると言える。

以上、実施形態１～３では、遮光層を絵素着色層及びスペーサ着色層よりも先に形成する形態、すなわち、絵素着色層の端部がブラックマトリクスよりも上層に配置され、絵素着色層がブラックマトリクスに起因する段差を有する形態について説明したが、着色層（絵素着色層、第一、第二及び第三スペーサ着色層）と遮光層とが重なる領域において、それぞれの層が重なる順番は限定されず、いずれの層が上層側であってもよい。例えば、絵素着色層及びスペーサ着色層をブラックマトリクスよりも先に形成し、ブラックマトリクスが絵素着色層及びスペーサ着色層上に配置され、ブラックマトリクスが絵素着色層及びスペーサ着色層に起因する段差を有する形態であっても、絵素着色層及びスペーサ着色層に起因するブラックマトリクスの段差の高さを低減し、積層スペーサ近傍の液晶の配向乱れの発生を抑制することができる。

また、実施形態１及び２では、ブラックマトリクスの幅広部が一つの方向に突出した形態、すなわち一つの突出部を有する形態について説明したが、幅広部は複数の方向に突出することにより、複数の突出部を有してもよい。図５は、実施形態２の別のカラーフィルタ基板を示す平面模式図である。図５において、既に説明した部材については同一の符号を付記し、説明を省略する。図５中の破線で挟まれた領域は、ＴＦＴ基板に設けられた遮光部材によって遮光される領域を示している。図５に示すように、ブラックマトリクス１２は突出部１２ｂとは反対側に突出する突出部１２ｃを有していてもよい。このような形態では、より大きく突出した突出部１２ｂ（幅広部の長い方の輪郭線）に接する絵素着色層（実施形態２では、絵素着色層（青）１３Ｂ）ではなく、突出部１２ｂよりも小さい突出部１２ｃ（幅広部の短い方の輪郭線）に接する絵素着色層（実施形態２では、絵素着色層（赤）１３Ｒ）を積層スペーサ２５の台座部として使用すればよい。

更に、実施形態１～３における積層スペーサ１５、２５、３５は、柱部１４を形成する代わりに、絵素着色層（赤）１３Ｒ、絵素着色層（緑）１３Ｇ、絵素着色層（青）１３Ｂのいずれかと同じ着色層材料を用いて、絵素着色層（赤）１３Ｒ、絵素着色層（緑）１３Ｇ、絵素着色層（青）１３Ｂとは独立した島状のスペーサ着色層を更に積層することによって形成してもよい。

本願は、２００８年７月１５日に出願された日本国特許出願２００８－１８３６３７号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。

１０、２０、３０、４０、５０、１１０：カラーフィルタ基板
１１、１１１：基板
１２、１１２：ブラックマトリクス
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１１２ａ：突出部
１２Ａ：島部
１３Ｒ、１１３Ｒ：絵素着色層（赤）
１３Ｇ、１１３Ｇ：絵素着色層（緑）
１３Ｂ、１１３Ｂ：絵素着色層（青）
１４、１１４：柱部
１５、２５、３５、４５、５５、１１５：積層スペーサ
１６、２６、３６、５６：スペーサ着色層
１７、１１７：対向電極
１８、３８：離間部
２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ：着色層の端部

Claims (10)

1. 基板上に並置された第一絵素着色層、遮光層及び第二絵素着色層を有するカラーフィルタ基板であって、
   該遮光層は、第一幅広部を有し、かつ該第一絵素着色層及び該第二絵素着色層の端部に一部が重なるように配置され、
   該第一幅広部は、該第一絵素着色層側に突出した突出部を含み、
   該カラーフィルタ基板は、該第一幅広部及び第一スペーサ着色層を含む第一積層スペーサを有し、
   該第一スペーサ着色層は、該第一絵素着色層と同色であり、かつ該突出部の付け根のみで該第一絵素着色層と繋がることを特徴とするカラーフィルタ基板。
2. 前記カラーフィルタ基板は、前記第一絵素着色層、前記遮光層及び前記第二絵素着色層を覆うオーバーコート層が設けられていないことを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ基板。
3. 前記遮光層は、樹脂を含むことを特徴とする請求項１又は２記載のカラーフィルタ基板。
4. 前記第一絵素着色層及び前記第二絵素着色層は、端部が前記遮光層上に配置され、かつ前記遮光層に起因する段差を有することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
5. 前記遮光層は、端部が前記第一絵素着色層及び前記二絵素着色層上に配置され、かつ前記第一絵素着色層及び前記第二絵素着色層に起因する段差を有することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
6. 請求項１～５のいずれかに記載のカラーフィルタ基板と、該カラーフィルタ基板に対向する対向基板と、該カラーフィルタ基板及び該対向基板の間に狭持された液晶層とを備えることを特徴とする液晶表示装置。
7. 上記液晶表示装置は、ねじれネマチックモードであることを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
8. 基板上に並置された第一絵素着色層、遮光層及び第二絵素着色層を有するカラーフィルタ基板であって、
   該遮光層は、少なくとも該第一絵素着色層側に突出した第二幅広部を有し、かつ該第一絵素着色層及び該第二絵素着色層の端部に一部が重なるように配置され、
   該カラーフィルタ基板は、該第二幅広部及び第二スペーサ着色層を含む第二積層スペーサを有し、
   該第二幅広部の該第二絵素着色層側の輪郭線は、該第二幅広部の該第一絵素着色層側の輪郭線よりも短く、
   該第二スペーサ着色層は、該第二絵素着色層と同色であり、かつ該第二絵素着色層と繋がることを特徴とするカラーフィルタ基板。
9. 請求項８記載のカラーフィルタ基板と、該カラーフィルタ基板に対向する対向基板と、該カラーフィルタ基板及び該対向基板の間に挟持された液晶層とを備える液晶表示装置であって、
   該対向基板は、平面視されたときに、該カラーフィルタ基板の前記第二スペーサ着色層と前記遮光層とが重なる領域に遮光部材を有することを特徴とする液晶表示装置。
10. 絵素着色層と、該絵素着色層に囲まれた島状の遮光層とが基板上に並置されたカラーフィルタ基板であって、
    該遮光層及び該絵素着色層は、端部が重なりあい、
    該カラーフィルタ基板は、該遮光層及び第三スペーサ着色層を含む第三積層スペーサを有し、
    該第三スペーサ着色層は、該絵素着色層と同色であり、かつ該絵素着色層から分離して設けられていることを特徴とするカラーフィルタ基板。

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