彩色滤光片基板、液晶显示面板、液晶显示装置和彩色滤光片基板的制造方法

专利名称：彩色滤光片基板、液晶显示面板、液晶显示装置和彩色滤光片基板的制造方法
技术领域：
本发明涉及彩色滤光片基板、液晶显示面板、液晶显示装置、和彩色滤光片基 板的 制造方法。更详细而言，涉及适于垂直取向模式的液晶显示装置的彩色滤光片基板、具有该 彩色滤光片基板的液晶显示面板和液晶显示装置、以及彩色滤光片基板的制造方法。
背景技术：
液晶显示装置为薄型且耗电低的显示装置，因此广泛地用于个人计算机等办公自 动化(OA)设备、电子笔记本、便携式电话等便携式信息终端设备、摄录一体型磁带录像机 (VTR)的显示器等制品中。虽然液晶显示装置所要求的特性多种多样，但是品质更高的显示 性能是一直追求的特性，因此对于为了进行彩色显示而设置于液晶显示面板内的彩色滤光 片基板的开发正积极地进行。彩色滤光片基板具有黑矩阵(遮光层)和红、绿、蓝等的着色层。着色层主要在没 有配置黑矩阵的透光区域形成，但是当将着色层配置为比透光区域小时，透过透光区域的 没有配置着色层的部分的未着色的光，使对比度等显示品质降低。从而，通常着色层以搭载 于透光区域周围的黑矩阵上的方式形成。然而，当着色层搭载于黑矩阵上时，由于黑矩阵的厚度和搭载于黑矩阵上的着色 层的厚度而导致与透光区域相比凸起。由于着色层从透光区域直到遮光区域连续地配置， 因此黑矩阵上的隆起引起透光区域内的遮光区域附近的着色层的隆起。因此，在将这样的 彩色滤光片基板应用于液晶显示装置的情况下，着色层的隆起会改变液晶分子的取向，从 而可能导致光泄漏、对比度降低、色再现性降低等显示品质的下降。另一方面，在专利文献1中公开有以下的方法，S卩，为了得到表面的平坦性良好 的彩色滤光片基板，在形成各种颜色的着色层时，使用在彩色滤光片的遮光部具有半色调 (halftone)的掩模部的光掩模，与滤光片着色层的形成同时地形成较薄地叠层有比滤光片 着色层更薄地形成的三色的着色层的三色重叠的黑矩阵层。专利文献1 日本特开平8-95021号公报

发明内容
然而，在专利文献1中，将比配置于透光区域的着色层更薄地形成的三色着色层 重叠而形成黑矩阵层，因此如果不能够使各种颜色的着色层的膜厚充分地小，则可能导致 将三色着色层叠层而成的黑矩阵层过分地厚，由遮光区域与透光区域的台阶造成液晶的取 向紊乱。此外，在各种颜色的着色层的膜厚过分小的情况下，由于有可能不能获得充分的遮 光性而使得对比度降低，因此具有改善的余地。本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够在遮光区域获得充分 的遮光性、并且抑制遮光区域附近的液晶的取向紊乱的彩色滤光片基板、液晶显示面板、液 晶显示装置和彩色滤光片基板的制造方法。
本发明的发明人对彩色滤光片基板进行了种种研究之后，着眼于以下问题，S卩，通 过将着色层从没有配置遮光层的透光区域配置到配置有遮光层的遮光区域，虽然能够防止 光泄漏、并实现对比度的提高，但是由此而产生从透光区域到遮光区域凸起的问题。此外， 还发现通过令着色层的遮光区域的厚度比透光区域的厚度薄，能够降低从透光区域到遮 光区域所产生的凸起。由此，能够抑制液晶分子的取向紊乱，抑制显示品质的降低，因而想 到能够良好地解决上述问题，实现本发明。S卩，本发明的彩色滤光片基板，是在基板上具有遮光层和着色层的彩色滤光片基 板，上述着色层从没有配置上述遮光层的透光区域配置到配置有上述遮光层的遮光区域， 并且在上述遮光区域的厚度比在上述透光区域的厚度薄。以下对本发明进行详述。 本发明的彩色滤光片基板，是在基板上具有遮光层和着色层的彩色滤光片基板。 从被配置于显示装置的观点出发，上述基板优选玻璃基板、塑料基板等透明基板。上述遮光层包含黑色的材料构成，例如能够列举含有黑色颜料的感光性树脂、 铬等黑色金属材料等。此外，从获得充分的遮光性的观点出发，优选遮光层的光学浓度 (Optical Density 光密度)为3以上。进而，作为上述遮光层的配置形态，通常为在四周 包围透光区域的格子状、条纹状等，但是并不限定于此。上述着色层是有选择地使规定波长范围的可见光比其他可见光更多地透过的层， 例如除红、绿和蓝三色等之外，还能够列举附加有作为无彩色的白色的着色层。作为着色层 的材质，并无特别限定，例如能够列举使由染料进行染色后的树脂、分散有颜料的树脂和分 散有颜料的流动性材料(墨水)固化而成的材料。特别是，在使用光刻法来形成着色层的 情况下，优选使用由染料进行染色后的感光性树脂、分散有颜料的感光性树脂。作为着色层 的形成方法，并无特别限定，例如能够列举旋涂法、染色法、颜料分散法、电沉积法、印刷法、 喷墨法、着色感光材料法(“转印法”、“干膜压合(DFL)法”或“干膜抗蚀剂法”)。在本发明中，上述着色层从没有配置上述遮光层的透光区域配置到配置有上述遮 光层的遮光区域，并且在上述遮光区域的厚度比在上述透光区域的厚度薄。根据该结构，能 够抑制从透光区域到遮光区域的着色层的凸起，因此在将本发明的彩色滤光片基板用于液 晶显示装置的情况下，能够抑制液晶分子的取向紊乱且提高显示品质。另外，透光区域是没 有配置遮光层的区域，遮光区域是配置有遮光层的区域。本发明对显示品质的提高能够如以下那样进行说明。一般而言，从防止液晶显示 装置的光泄漏的观点出发，着色层优选配置在用于显示的透光区域的整个面上。然而，在遮 光区域与透光区域之间无间隙地配置着色层、并且不与遮光层重叠地配置着色层，在制造 处理上较为困难。与此相对，从透光区域起到遮光区域为止连续地形成着色层，即将着色层 配置于透光区域、并且在透光区域和遮光区域相连、在遮光区域中配置在遮光层上或遮光 层下，能够防止在遮光区域附近产生光泄漏。但是，在该结构中，在以下情况下，即，在遮光 区域中遮光层与着色层重叠，因而从透光区域到遮光区域，着色层较大地凸起，将这样的彩 色滤光片基板用于液晶显示装置的情况下，由于彩色滤光片基板的台阶而可能导致液晶分 子的取向紊乱，从而造成显示品质的降低。在本发明中，通过使遮光区域的着色层厚度比透 光区域的着色层厚度薄，能够抑制从透光区域到遮光区域，着色层较大地凸起。其结果是， 在将该彩色滤光片基板用于液晶显示面板的情况下，能够抑制液晶分子的取向紊乱。
上述透光区域的着色层的厚度的最大值，比遮光区域的着色层大即可，可以具有 与遮光区域的着色层的厚度为相同程度的厚度、或较小厚度的部位。在遮光层的厚度与遮 光区域的着色层的厚度之和比透光区域中的着色层的厚度大的情况下，优选遮光层的厚度 与遮光区域的着色层的厚度之和、与透光区域的着色层的厚度的差为0. 5 μ m以下。此外， 当令透光区域的着色层的高度为零时，遮光层上的着色层或着色层上的遮光层的高度优选 为0. 5 μ m以下。在超过0. 5 μ m的情况下，由于从透光区域到遮光区域的凸起较大，因此在 液晶显示面板中可能引起取向紊乱。通过设定为0. 5 μ m以下，能够减轻从透光区域到遮 光区域的着色层的凸起，因此能够更充分地抑制液晶显示面板中的液晶分子取向紊乱的产 生。上述着色层可以配置在遮光层上(遮光层的与基板相反的一侧)，也可以配置在 遮光层下(遮光层与基板之间)。在将着色层配置于遮光层下的情况下，与将着色层搭载于 遮光层上进行配置的情况相比，更能够实现着色层厚度的均勻化，因此能够更容易地进行 遮光区域的着色层厚度的控制。本发明的彩色滤光片基板，具有上述基板、遮光层和着色层作为构成要素即可，也 可以具有其他的构成要素，也可以不具有其他的构成要素，不特别限定。例如，本发明的彩 色滤光片基板，优选具备用于对构成显示图像的像素进行驱动的共用电极。此外，在用于液 晶显示面板的情况下，本发明的彩色滤光片基板优选具备用于对液晶分子的取向进行控制 的取向膜。在用于以垂直取向模式进行驱动的液晶显示面板的情况下，本发明的彩色滤光 片基板优选具备垂直取向膜。进而，本发明的彩色滤光片基板不仅能够应用于液晶显示装 置，还能够应用于具有彩色滤光片基板的其他显示装置。例如，也能够应用于使用彩色滤光 片来进行显示的有机场致发光(EL)显示装置。
关于本发明的彩色滤光片基板的其他优选方式，以下详细进行说明。作为上述着色层的优选方式，能够列举包含第一着色层和第二着色层的方式，上 述第一着色层和第二着色层夹着上述遮光层相邻，并且在上述遮光区域中相互不重叠。根 据该方式，第一着色层和第二着色层不重叠，因此与配置于遮光区域的着色层彼此重叠的 情况相比，能够使遮光层与着色层的厚度之和更小，从而能够进一步实现配置于遮光区域 的着色层和遮光层的合计高度、与没有配置遮光层的区域中的着色层表面的高度的均勻 化。由此，在具备本发明的彩色滤光片基板的液晶显示装置中，能够进一步抑制液晶分子的 取向紊乱。第一着色层和第二着色层用不同的成膜来形成，通常，在具备彩色滤光片基板的 液晶显示装置中，为了以多种颜色进行显示，优选以相互不同的颜色形成。作为着色层的颜 色，例如可以是红、绿和蓝三色、青色(cyan)、品红(magenta)、黄色三色，也可以是四色以 上。作为上述第一着色层和第二着色层相互不重叠的方式，能够列举第一着色层和第 二着色层不接触的方式，在该方式下，具有以下优点，即，在制造工序中，当对着色层进行图 案化时，即使产生偏离，第一着色层和第二着色层也难以重叠。第一着色层和第二着色层优 选不超过遮光层的中央(与夹着遮光层的2个透光区域的距离相等的部分)进行配置。通 过将第一着色层和第二着色层相互以不超过遮光层的中央的方式在遮光层上均等地进行 配置，在由第一着色层或第二着色层的图案化产生配置偏离的情况下，能够使在透光区域 的一部分中形成没有配置着色层的区域的可能性为最小化。
作为上述着色层的优选方式，能够列举在从上述遮光区域到上述透光区域的端部 的厚度比在上述透光区域的中央部的厚度薄的方式。根据该方式，位于遮光区域的周围的 透光区域的端部的着色层的厚度比在透光区域的中央部的厚度薄，因此从透光区域的中央 部侧向着透光区域的端部侧，着色层产生高度变低的台阶。在制造彩色滤光片基板的工序 中，在着色层重叠于遮光层上的情况下，会导致不仅在遮光区域、在透光区域的端部也产生 凸起的情况。因此，即使仅使遮光区域的着色层变薄，也不能充分地抑制从透光区域到遮光 区域所产生的凸起。因此，直到透光区域的端部为止通过使着色层的厚度变小，能够充分地 抑制着色层的凸起。此外，例如在使用液晶取向控制用突起以垂直取向模式进行显示的液 晶显示装置中具备本发明的彩色滤光片基板的情况下，通过使液晶取向控制用突起的侧面 的倾斜方向与透光区域的端部的着色层的台阶的倾斜方向一致，能够使由液晶取向控制用 突起进行取向限制的液晶分子的取向方向与由着色层的台阶进行取向限制的液晶分子的 取向方向为连续的方向，从而实现更稳定的液晶取向。因此，在用于以垂直取向模式进行显 示的液晶显示装置的情况下，本发明的彩色滤光片基板，优选在着色层上具有控制液晶的 取向的突起，透光区域的端部的着色层的台阶的倾斜方向与上述突起的倾斜方向一致。此 夕卜，在液晶取向控制用突起具有中央部较高的截面形状的情况下，更加优选该液晶取向控 制用突起的侧面的倾斜角与透光区域的端部的着色层的高度变低的台阶部分的倾斜角的 角度差较小。 上述遮光层的厚度与上述遮光区域的上述着色层的厚度之和优选为上述透光区 域的上述着色层的厚度以下。即，优选配置于透光区域的着色层的厚度、与遮光层的厚度和 配置于遮光区域的着色层的厚度之和相同，或比该厚度大。由此，配置于遮光区域的着色层 表面的高度与配置于透光区域的着色层表面的高度相同，或比该高度低，因此能够抑制液 晶分子的取向紊乱。例如，在垂直取向模式的液晶显示装置具备本发明的彩色滤光片基板 的情况下，当从透光区域到遮光区域，着色层凸起时，由液晶取向控制用突起进行取向限制 的液晶分子的取向方向与由着色层的凸起部进行取向限制的液晶分子的取向方向不连续， 可能引起液晶分子的取向紊乱。另外，在配置于透光区域的着色层的厚度根据场所的不同 而不同的情况下，配置于透光区域的着色层的厚度的最大值、与遮光层的厚度和配置于遮 光区域的着色层的厚度之和的最大值相同，或比该最大值大即可。上述遮光区域的着色层，优选配置在上述遮光层上。由此，与在着色层上形成遮光 层的情况相比，由于对配置于遮光层之下的着色层的形状不产生影响，因此能够使遮光层 的形状稳定、形成均勻的膜厚。在遮光层下配置着色层的情况下，例如，在由2种着色层夹 着遮光层进行配置、并且在遮光层下不重叠的情况下，空开间隔形成2种着色层，在由2种 着色层及其间隔形成的台阶上形成遮光层，因此在与着色层重叠的区域和不重叠的区域， 遮光层的厚度可能产生差异。此外，本发明还可以是具备上述彩色滤光片基板的液晶显示面板。作为构成本发 明的液晶显示面板的部件，除了上述彩色滤光片基板之外，还能够列举薄膜晶体管(TFT) 阵列基板等对置基板、由上述彩色滤光片基板与对置基板所夹持的液晶层等。进而，本发明 还可以是具备上述液晶显示面板的液晶显示装置。作为构成本发明的液晶显示装置的部 件，除了上述液晶显示面板之外，还能够列举偏光板、相位差板、显示像素驱动用的驱动器 等。上述本发明的液晶显示面板、液晶显示装置具备上述彩色滤光片基板，从而能够使液晶取向稳定化。本发明的液晶显示面板优选以垂直取向模式进行显示。例如，在以使用取向控制 用突起的垂直取向模式进行显示的情况下，当从透光区域到遮光区域，着色层凸起时，由取 向控制用突起倾斜地进行配向的液晶分子、与对应于着色层的凸起的部分进行取向的液晶 分子冲突，有可能取向变得不稳定。如本发明那样，通过使遮光区域的着色层的膜厚变薄， 能够抑制遮光区域凸起，因此液晶分子的取向方向一致，能够抑制取向变得不稳定。即，在 本发明的液晶显示面板以垂直取向模式进行显示的情况下，优选彩色滤光片基板具有取向 控制用突起。上述取向控制用突起如果是能够对液晶层中的液晶分子的取向进行控制的突起 物，则不特别限定，优选为在液晶分子的取向中对作为相互强关联区域的畴的形成有贡献 的突起物，更加优选设置为能够在构成显示图像的像素内形成多个等面积的畴。通过设置 这样的液晶取向控制用突起，能够使其为MVA(Multi-domain Vertical Alignment 多畴垂 直取向)模式等的取向分割型液晶显示装置，能够实现宽视野角化、高速响应化等。作为上 述液晶取向控制用突起的配置，例如能够列举点状、线状，并且为了使液晶层中的液晶分子 的响应性均勻，使显示品质优异，优选实质上以等间隔进行设置。作为液晶取向控制用突起 的形状，优选侧面倾斜，例如如果是点状地配置的突起，则优选为圆锥状。此外，侧面的倾斜 优选从顶点到底面倾斜角为一定。另外，在垂直取向模式的液晶显示装置中也存在不设置 取向控制用突起的情况。而且，本发明为制造上述彩色滤光片基板的方法，上述制造方法也是包括通过使 用半色调掩模或灰色调掩模(gray tone mask)，对配置于基板上的感光性材料进行曝光来 形成着色层的工序的彩色滤光片基板的制造方法。由此，能够不增加制造工序数地在遮光 区域和透光区域使着色层的厚度变化，能够实现液晶分子的取向的稳定化。例如，虽然也能 够考虑通过对形成于遮光层上的着色层进行研磨等来使遮光区域和透光区域平坦化的方 法，但是在该情况下，将研磨工序加到制造工序中，会成为生产率下降、生产成本增加的主 要原因。此外，在通过研磨进行平坦化的情况下，难以使透光区域的着色层的高度、与遮光 层和着色层所重叠区域的高度均勻。通过使用半色调掩模、灰色调掩模来进行曝光，除不遮 断用于曝光的光而进行曝光的曝光区域、遮断用于曝光的光而不进行曝光的非曝光区域之 外，还能够通过遮断用于曝光的光的一部分来实现处于曝光区域与非曝光区域的中间的曝 光量。因此，也能够使透光区域和遮光区域的高度均勻，此外，还能够有意识地在透光区域 和遮光区域进行着色层的膜厚的控制，形成适于液晶分子取向的形状。此外，通过使透过的 光的量局部地变化，能够设定多种类的曝光量，因此能够使制造工序简化。上述半色调掩模是具有使用比在将用于曝光的光完全地遮住的部分所使用的遮 光部件更薄的遮光部件来降低遮光性的部分的曝光用掩模、或者使用使进行曝光的光半透 过的膜的曝光用掩模，通过调整使遮光性降低的部分的遮光部件的厚度、或者改变半透过 膜的膜厚、种类等，能够调整对形成着色层的感光性树脂等的曝光量。作为构成半透过膜的 材料，能够列举硅化钼膜、石英等。灰色调掩模为通过设置微细的狭缝(开口部)来对进行 曝光的光的一部分进行遮挡的曝光用掩模，通过调整狭缝的数量、面积等，能够对曝光量进 行调整。本发明的彩色滤光片基板的制造方法，只要包括通过使用半色调掩模或灰色调掩模对感光性材料进行曝光来形成着色层的工序即可，对其他工序并不特别限定。
根据本发明的彩色滤光片基板，能够在遮光区域和透光区域使彩色滤光片基板表 面的高度均勻化，因此例如在将其用于液晶显示面板、液晶显示装置等的情况下，能够使液 晶分子的取向稳定化，并且获得充分的对比度。


图1为表示实施方式1的彩色滤光片基板的结构的截面示意图。图2为表示液晶显示面板内的彩色滤光片基板附近的截面的示意图，表示实施方 式1的彩色滤光片基板与不施加电压状态下的液晶分子的取向的关系。图3为表示实施方式1的彩色滤光片基板的制造工序中的着色层的曝光工序的截 面示意图。图4为表示实施方式1的彩色滤光片基板的制造工序中的曝光工序后的着色层形 状的截面示意图。图5为表示实施方式2的彩色滤光片基板的结构的截面示意图。图6为表示比较例1的彩色滤光片基板的结构的截面示意图。图7为表示比较例2的彩色滤光片基板的结构的截面示意图。图8为表示比较例3的彩色滤光片基板的结构的截面示意图。图9为表示比较例4的彩色滤光片基板的结构的截面示意图。符号说明11、21、31、41、51、61 透明基板12R、22R、32R、42R、52R、62R 红色着色层12G、22G、32G、42G、52G、62G 绿色着色层13、23、33、43 遮光层16:液晶取向控制用突起17R 透明感光性树脂18 液晶分子52B、62B 蓝色着色层100、200、300、400、500、600 彩色滤光片基板110:半色调掩模111、112:透光部件113、114:遮光部件120 曝光区域121、221、321、421、521、621 遮光区域122、222、322、422、522、622 透光区域123 透光区域的中央部124 透光区域的端部130 半曝光区域
具体实施例方式以下利用实施方式，参照附图对本发明进行更详细的说明，但是本发明并不仅限 定于这些实施方式。图1为表示实施方式1的彩色滤光片基板的结构的截面示意图。如图1所示，实施方式1的彩色滤光片基板100，在由玻璃构成的透明基板11上以 膜厚为1 P m配置有由含有黑色颜料的感光性树脂构成的遮光层13。遮光层13呈格子状地 形成在透明基板11的基板面上，也被称为黑矩阵(BM)。利用该遮光层13形成格子状的遮 光区域121，划分出与各像素对应地进行配置的多个透光区域122。此外，红、绿和蓝的着色层从没有配置遮光层13的透光区域122配置到配置有遮 光层13的遮光区域121。在遮光区域121中，着色层位于遮光层13上，但是夹着遮光层13 而相邻的着色层彼此(例如，红色着色层12R和绿色着色层12G)不重叠。另外，在图1中， 为了显示红色着色层12R与绿色着色层12G的边界部分而没有示出蓝色着色层。红色着色 层12R和绿色着色层12G，在距离遮光区域121为2 3 y m以上的透光区域的中央部123， 以膜厚d2为2 y m配置，在距离遮光区域121为2 3 y m以内的透光区域的端部124和遮 光层13上，以膜厚屯为1 y m以下配置。在本实施方式中，着色层在遮光区域121的厚度汕=1 ii m以下)比在透光区域122 的厚度(d2 = 2i!m)小。此外，遮光层13的厚度与遮光区域121的着色层的厚度之和为2 ym 以下，与透光区域122的着色层的厚度相同，或比该厚度薄。因此，抑制了从透光区域122到 遮光区域121，着色层凸起，在液晶显示装置中，能够抑制液晶分子取向的紊乱。其结果是，能 够抑制对比度的降低、色再现性的降低、色度不均勻的产生等显示品质降低的现象。另外，在本实施方式中，令遮光层13的厚度为1 y m、透光区域122的着色层的厚度 为2i!m、遮光层13上的着色层的膜厚为lym以下，但是这些膜厚能够适当变更，透光区域 的着色层的厚度优选为1 3 y m，当遮光层上的着色层的厚度与遮光层的厚度之和大于透 光区域的着色层的厚度时，优选遮光层上的着色层的厚度以及遮光层的厚度之和、与透光 区域的着色层的厚度的差为0. 5 y m以下。在着色层上，在基板整个面上依次配置有共用电极(未图示)和垂直取向膜(未 图示)，在共用电极与垂直取向膜的层间，配置有液晶取向控制用突起16。液晶取向控制用 突起16在由遮光层13包围的透光区域122的中央呈点状(铆钉状)配置，液晶取向控制 用突起16的截面形状为圆锥形。图2为表示液晶显示面板内的彩色滤光片基板附近的截面的示意图，表示实施方 式1的彩色滤光片基板与不施加电压状态下的液晶分子的取向的关系。将彩色滤光片基板 100和与之相对的对置基板贴合，在彩色滤光片基板100与对置基板之间将含有具有负介 电常数的液晶材料封入，由此构成液晶显示面板。在图2中，在图示中省略对置基板、共用 电极、取向膜等。如图2所示那样，在液晶取向控制用突起16的侧面，周围的液晶分子18相对于基 板面倾斜取向。而且，通过使着色层的厚度变薄，在从透光区域122到遮光区域121产生着 色层表面的高度变低的台阶的部分，与液晶取向控制用突起16的周围同样地，液晶分子18 相对于基板面倾斜取向。因此，液晶取向的取向方向一致，能够进行更稳定的显示。用以下的(1) (5)，对本发明的实施方式1的彩色滤光片基板的制造方法的一个
9例子进行说明。(1)形成遮光层的工序首先，在透明基板11上涂敷含有黑色颜料的感光性树脂等遮光层材料，用光刻法 等进行图案化，由此形成遮光层13。(2)形成着色层的工序接着，形成着色层。图3为表示对着色层进行图案化时的曝光工序的截面示意图。 图4为表示曝光工序后的图案化的着色层的状态的截面示意图。另外，图3中的箭头表示 用于进行曝光的紫外线(UV线)。在着色层的形成工序中，首先，通过旋涂法等在基板整个面上涂敷用于形成红色 着色层12R的、含有红色颜料的透明感光性树脂17R。然后，如图3所示那样，使用半色调掩 模110进行曝光。在曝光区域120中，在半色调掩模中使用透光部件111，因此将进行曝光 的光不衰减地照射到透明感光性树脂17R。在遮光区域中，利用半色调掩模110的遮光部 件114遮挡进行曝光的光。此外，在半曝光区域130中，由于通过比遮光区域120更薄地形 成的遮光部件113和透光部件112来曝光，因此使曝光量减少而照射透明感光性树脂17R。 进行曝光工序后，通过将没有通过曝光而固化的部分的感光性树脂除去，形成图4所示的 形状的红色着色层12R。曝光区域120形成的着色层成为中央部，半曝光区域130形成的着 色层成为端部。此外，与红色着色层12R同样地形成绿色着色层、蓝色着色层。另外，在着色层的图案化中，也可以使用灰色调掩模来替代半色调掩模100。(3)形成共用电极的工序在形成着色层之后，在基板整个面上形成共用电极。共用电极能够通过使用溅射 法等成膜氧化铟锡(IT0)等的透明导电膜而形成。(4)形成液晶取向控制用突起的工序液晶取向控制用突起16能够使用旋涂法等在共用电极上成膜感光性树脂膜，再 通过以光刻法等进行图案化来形成。(5)形成垂直取向膜的工序垂直取向膜在形成液晶取向控制用突起16之后的基板整个面上形成聚酰亚胺膜 等。通过以上的工序，彩色滤光片基板100完成。对于制造对置基板的工序、以及将彩色滤光片基板100与对置基板贴合来制造液 晶显示面板的工序，能够使用通常的方法，因此省略其详细说明。此外，在所制作的液晶显 示面板中，通过安装偏光板、相位差板、驱动器等，完成液晶显示装置。实施方式2图5为表示实施方式2的彩色滤光片基板的结构的截面示意图。如图5所示，实施方式2的彩色滤光片基板200的结构，以遮光层23的厚度与配 置于遮光层23上的红色着色层22R或绿色着色层22G的厚度之和、与配置于透光区域222 的红色着色层22R或绿色着色层22G的厚度相等的方式形成，其他与实施方式1同样。在彩色滤光片基板200中，在透明基板21上配置有膜厚为1 P m的遮光层23，从 没有配置遮光层23的透光区域222到遮光区域221配置有红色着色层22R或绿色着色层 22G。此时，配置于透光区域222的红色着色层22R、绿色着色层22G的膜厚d4为2 y m，配 置于遮光层23上的红色着色层22R和绿色着色层22G的膜厚d3为1 y m。这样，通过使遮光层23的厚度与遮光区域222的着色层的厚度之和、与透光区域222的着色层的厚度实质 上相同，使透光区域222和遮光区域221中着色层表面的高度一致，能够提高彩色滤光片基 板的平坦性，因此在作为液晶显示装置时能够使液晶分子的取向稳定化。此外，在红色着色 层22R和绿色着色层22G上，设置有对用于显示图像的像素进行驱动的共用电极，在共用电 极上配置有液晶取向控制用突起26，在其上配置有垂 直取向膜。另外，在本实施方式中，令 遮光层23的厚度为1 y m、透光区域222的着色层的厚度为2 u m、遮光层23上的着色层的 膜厚为lPm以下，但是这些膜厚能够适当变更，优选透光区域222的着色层的厚度为1 3 y m。比较例1图6为表示比较例1的彩色滤光片基板的结构的截面示意图。如图6所示，比较例1的彩色滤光片基板300，在透明基板31上配置有由含有黑色 颜料的感光性树脂构成的遮光层33。从没有配置遮光层33的透光区域322到配置有遮光 层33的遮光区域321，配置有红、绿和蓝的着色层。另外，在图5中，为了显示红色着色层 32R与绿色着色层32G的边界部分而没有示出蓝色着色层。绿色着色层32G以与红色着色 层32R重叠的方式设置，在遮光层33上凸起的红色着色层32R之上进一步凸起形成。因此， 彩色滤光片基板300表面的凹凸变大，在将彩色滤光片基板300用于液晶显示装置中的情 况下，可能导致液晶分子的取向变得不稳定以至于造成显示品质的降低。另外，虽然在红、 绿和蓝的着色层的上层配置有共用电极和取向膜，但是省略其图不。比较例2图7为表示比较例2的彩色滤光片基板的结构的截面示意图。如图7所示，比较例2的彩色滤光片基板400，在透明基板41上配置有由含有黑色 颜料的感光性树脂构成的遮光层43，从没有配置遮光层43的透光区域422到配置有遮光 层43的遮光区域421，配置有红、绿和蓝的着色层。另外，在图7中，为了显示红色着色层 42R与绿色着色层42G的边界部分而没有示出蓝色着色层。以绿色着色层42G与红色着色 层42R不重叠的方式进行设置，但是由于配置在遮光层43上而形成凸起形状，在将彩色滤 光片基板400用于液晶显示装置中的情况下，可能导致液晶分子的取向变得不稳定以至于 造成显示品质的降低。另外，虽然在红、绿和蓝的着色层的上层配置有共用电极和取向膜， 但是省略其图示。比较例3图8为表示比较例3的彩色滤光片基板的结构的截面示意图。如图8所示，比较例3的彩色滤光片基板500，不设置由遮光性较高的黑色材料构 成的遮光层，在透光区域522彼此之间，通过在透明基板51上叠层红色着色层52R、绿色着 色层52G和蓝色着色层52B这三色着色层来形成遮光区域521。在形成遮光区域521的部 分，各着色层52R、52G和52B的厚度比透光区域522的厚度更薄地形成。然而，在遮光区域 521叠层有三色着色层52R、52G和52B，为了获得充分的遮光性，各着色层52R、52G和52B 的厚度达到透光区域522的一半左右，其结果是，在遮光区域521具有相对于透光区域522 凸起的形状。因此，在将彩色滤光片基板500用于液晶显示装置中的情况下，可能导致液晶 分子的取向变得不稳定以至于造成显示品质的降低。另外，虽然在红、绿和蓝的着色层的上 层配置有共用电极和取向膜，但是省略其图示。
比较例4图9为表示比较例4的彩色滤光片基板的结构的截面示意图。如图9所示，比较例4的彩色滤光片基板600，不设置由遮光性较高的黑色材料构 成的遮光层，在透光区域622彼此之间，通过在透明基板61上叠层红色着色层62R、绿色着 色层62G和蓝色着色层62B这三色着色层来形成遮光区域621。在遮光区域621，各着色层 62R、62G和62B的厚度比透光区域622的厚度更薄地形成，为了提高彩色滤光片基板600表 面的平坦性，分别为透光区域622的三分之一左右。在将彩色滤光片基板600用于液晶显 示装置中的情况下，虽然能够抑制液晶分子的取向变得不稳定，但是有可能不能够获得充 分的遮光性。另外，虽然在红、绿和蓝的着色层的上层配置有共用电极和取向膜，但是省略 其图示。另外，本申请以2007年11月29日提出申请的日本国专利申请2007-308657号为 基础，根据巴黎条约或进入国的法规而主张优先权。该申请的内容的整体作为参照被加入 本申请中。
权利要求
一种彩色滤光片基板，其在基板上具有遮光层和着色层，所述彩色滤光片基板的特征在于该着色层从没有配置该遮光层的透光区域配置到配置有该遮光层的遮光区域，并且在该遮光区域的厚度比在该透光区域的厚度薄。
2.如权利要求1所述的彩色滤光片基板，其特征在于所述着色层包含第一着色层和第二着色层，所述第一着色层和第二着色层夹着所述遮 光层相邻，并且在所述遮光区域相互不重叠。
3.如权利要求1或2所述的彩色滤光片基板，其特征在于所述着色层的从所述遮光区域到所述透光区域的端部的厚度比在该透光区域的中央 部的厚度薄。
4.如权利要求1 3中任一项所述的彩色滤光片基板，其特征在于所述遮光层的厚度与所述遮光区域的所述着色层的厚度之和为该透光区域的该着色 层的厚度以下。
5.如权利要求1 4中任一项所述的彩色滤光片基板，其特征在于所述遮光区域的着色层配置在所述遮光层上。
6.一种液晶显示面板，其特征在于具备权利要求1 5中任一项所述的彩色滤光片基板。
7.如权利要求6所述的液晶显示面板，其特征在于所述液晶显示面板以垂直取向模式进行显示。
8.一种液晶显示装置，其特征在于具备权利要求6或7所述的液晶显示面板。
9.一种彩色滤光片基板的制造方法，制造权利要求1 5中任一项所述的彩色滤光片 基板，所述制造方法的特征在于该制造方法包括通过使用半色调掩模或灰色调掩模，对配置于基板上的感光性材料 进行曝光来形成着色层的工序。
全文摘要
本发明涉及彩色滤光片基板、液晶显示面板、液晶显示装置和彩色滤光片基板的制造方法。本发明提供能够在遮光区域获得充分的遮光性，并且能够抑制遮光区域附近的液晶的取向紊乱的彩色滤光片基板。本发明的彩色滤光片基板构成为，在基板上具有遮光层和由感光性材料等构成的着色层，所述着色层从没有配置上述遮光层的透光区域配置到配置有上述遮光层的遮光区域，并且在所述遮光区域的厚度比在上述透光区域的厚度薄。
文档编号G02B5/20GK101861533SQ20088011652
公开日2010年10月13日 申请日期2008年9月9日 优先权日2007年11月29日
发明者城岸慎吾, 永田尚志, 高桥敬治 申请人:夏普株式会社