JP2006267305A - 表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】着色層のパターン加工精度を容易に測定可能とする。
【解決手段】カラーフィルタ基板１０１においては、画素領域に着色層１１１を形成すると共に、画素領域以外の領域に画素領域から所定間隔を隔てるように第１バーニア１４１を形成する。一方、アレイ基板２０１においては、カラーフィルタ基板１０１とアレイ基板２０１とが対面した際に、カラーフィルタ基板１０１の第１バーニア１４１に対面するように、画素領域以外の領域に第２バーニア２４１を形成する。ここで、第１バーニア１４１を形成する際には、着色層１１１と同じ着色材料により形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、表示装置およびその製造方法に関し、特に、着色層を有する第１基板と、その第１基板に対面するように配置されている第２基板とを有し、第１基板と第２基板との画素領域が互いに位置合わせされて対面している表示装置およびその製造方法に関する。

液晶表示（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）装置などのフラットパネル型の表示装置は、薄型、軽量、低消費電力などの利点を有し、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータなどのさまざまな電子機器に利用されている。このような、表示装置の表示方式として、アクティブマトリクス方式が知られている。

カラー表示が可能なアクティブマトリクス方式の液晶表示装置においては、カラーフィルタ基板とアレイ基板とを有している。このカラーフィルタ基板とアレイ基板は、画素領域が互いに対面するように位置合わせされ、間隔を隔てるように貼り合わされている。そして、カラーフィルタ基板とアレイ基板との間の間隔に液晶が注入されている。

カラーフィルタ基板とアレイ基板との位置合わせを実施する際には、カラーフィルタ基板とアレイ基板との両者に形成したアライメントマークを用いる。そして、カラーフィルタ基板とアレイ基板との貼り合わせ精度を測定するために、カラーフィルタ基板とアレイ基板との両者にバーニアを設けている（たとえば、特許文献１参照）。
特開平１１−１７６７２４号公報

図８と図９と図１０は、カラーフィルタ基板１０１とアレイ基板２０１とが位置合わせされて貼り合わされた様子を示す図である。

図８は、カラーフィルタ基板１０１とアレイ基板２０１とが位置合わせされて貼り合わされた液晶パネル母材１１を示す平面図である。図９は、カラーフィルタ基板１０１とアレイ基板２０１とが位置合わせされて貼り合わされた液晶パネル母材１１の断面図であり、図９（ａ）は、図８のＸ１−Ｘ２部分の断面図であり、図９（ｂ）は、図８のＸ３−Ｘ４部分の断面図である。また、図１０は、図８のＸ５部分を拡大し示す図であり、図１０（ａ）が平面図であり、図１０（ｂ）が断面図である。

カラーフィルタ基板１０１は、図９（ａ）に示すように、着色層１１１と、遮光層１１２と、ブラックマトリクス層１１３と、共通電極１２１とが形成されると共に、図９（ｂ）に示すように、第１アライメントマーク１３１が形成され、図１０に示すように、第１バーニア１４１が形成されている。カラーフィルタ基板１０１の各部について順次説明する。

着色層１１１は、光を着色する層であり、図８に示すように、複数の液晶パネルに対応するように、遮光層１１２により区切られた画素領域に形成されている。そして、この着色層１１１は、図９（ａ）に示すように、ブラックマトリクス層１１３によりマトリクス状に区画された画素ごとに、赤色フィルタ層１１１Ｒと緑色フィルタ層１１１Ｇと青色フィルタ層１１１Ｂとが１群となるように、それぞれがパターン加工されて形成されている。

遮光層１１２は、図８に示すように、各液晶パネルの画素領域の周りを囲うように形成されており、光を遮蔽する。

ブラックマトリクス層１１３は、図９（ａ）に示すように、画素領域を画素ごとに区画するように形成されている。

共通電極１２１は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などの透明電極で形成されている。そして、共通電極１２１は、図９（ａ）に示すように、アレイ基板２０１の画素電極２２１と対面し、着色層１１１を覆うように各液晶パネルの画素領域に一体的に形成されている。

第１アライメントマーク１３１は、図８に示すように、カラーフィルタ基板１０１の周囲のコーナー部分に形成されている。第１アライメントマーク１３１は、ブラックマトリクス層１１３と同じ材料を用い、同工程においてパターン加工されて形成されている。そして、図９（ｂ）に示すように、アレイ基板２０１の第２アライメントマーク２３１と対面するように形成される。

第１バーニア１４１は、図８のＸ５部分に形成されており、液晶パネルのそれぞれに対応するように、画素領域の周囲の周辺領域に遮光層１１２に隣接して成されている。そして、第１バーニア１４１は、たとえば、遮光層１１２とブラックマトリクス層１１３と同じ材料を用いて、遮光層１１２とブラックマトリクス層１１３と同じ工程においてパターン加工され形成されている。ここでは、たとえば、図１０（ａ）に示すように、複数の直線が平行に並んだ形状の目盛として、第１バーニア１４１は形成される。そして、図１０（ｂ）に示すように、第１バーニア１４１は、第２バーニア２４１と対面するように形成される。

一方、アレイ基板２０１は、図９（ａ）に示すように、画素スイッチング素子２１１と、配線層２１２と、画素電極２２１とが形成されると共に、図９（ｂ）に示すように、第２アライメントマーク２３１が形成され、図１０に示すように、第２バーニア２４１が形成されている。アレイ基板２０１の各部について説明する。

画素スイッチング素子２１１は、赤色フィルタ層１１１Ｒと緑色フィルタ層１１１Ｇと青色フィルタ層１１１Ｂとのそれぞれに対応するように、複数がマトリクス状に形成されている。

配線層２１２は、導電材料により形成されている。配線層２１２は、走査線と信号線として形成されており、画素スイッチング素子２１１に接続する。

画素電極２２１は、赤色フィルタ層１１１Ｒと緑色フィルタ層１１１Ｇと青色フィルタ層１１１Ｂとのそれぞれに対応するように、複数が間隔を隔ててマトリクス状に形成されている。複数の画素電極２２１は、それぞれに対応するように画素スイッチング素子２１１が形成され、画素スイッチング素子２１１に接続している。画素電極２２１は、画素スイッチング素子２１１を介して信号線から供給されるデータ信号を、表示電圧として液晶層に印加する。

第２アライメントマーク２３１は、図８に示すように、アレイ基板２０１の周囲のコーナー部分に形成されている。第２アライメントマーク２３１は、配線層２１２と同じ導電材料を用い、同工程においてパターン加工されて形成されている。そして、図９（ｂ）に示すように、カラーフィルタ基板１０１の第１アライメントマーク１３１と対面するように形成される。

第２バーニア２４１は、液晶パネルのそれぞれに対応するように、図８のＸ５部分に形成されている。第２バーニア２４１は、たとえば、配線層２１２と同じ導電材料を用い、配線層２１２と同工程においてパターン加工され形成されている。たとえば、第１バーニア１４１と同様に、図１０（ａ）に示すように、複数の直線が平行に並んだ形状の目盛として、第２バーニア２４１は形成されている。そして、図１０（ｂ）に示すように、第２バーニア２４１は、第１バーニア１４１に対面するように、画素領域以外の領域に画素領域から所定間隔を隔てて形成されている。

上記のカラーフィルタ基板１０１とアレイ基板２０１とにおいては、第１アライメントマーク１３１と第２アライメントマーク２３１とが互いに所定の位置になるように、カラーフィルタ基板１０１とアレイ基板２０１との位置が微調整されて位置合わせされた後に、貼り合わせが実施される。その後、第１バーニア１４１と第２バーニア２４１との位置を検出することにより、ブラックマトリクス層１１３が基準位置から外れた位置を検出可能になっている。たとえば、図１０に示すように、第１バーニア１４１と第２バーニア２４１との目盛が一致した部分Ｘが、貼り合わせによるズレ量となる。そして、カラーフィルタ基板１０１とアレイ基板２０１とが貼り合わされた液晶パネル母材１１を、液晶パネルごとに切断し、液晶表示装置として利用可能とする。

上記のように第１バーニア１４１と第２バーニア２４１とを用いる場合には、液晶パネルごとに切断された後に、カラーフィルタ基板１０１とアレイ基板２０１との貼り合わせ精度を測定することが容易にできる。

しかしながら、上記のような場合においては、着色層１１１の各色のフィルタ層１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂとブラックマトリクス層１１３とのパターン加工精度を測定することは、カラーフィルタ基板１０１とアレイ基板２０１との貼り合わせ精度を考慮する必要があるために、直接的に実施できず、困難である。また、画素間の区画のためのブラックマトリクス層１１３は、ＲＧＢ端だけを数μｍ重ね合わせて形成され、透過率を下げている場合が多いため、合わせ精度の向上の要求が多い。さらに、カラーフィルタ基板１０１の位置に応じてパターン加工精度が異なる場合があるために、パネルを解体しなければ測定することができない場合もある。また、上記の場合においては、バーニアの占有する領域が大きいために、液晶パネルの狭額縁化が困難になる不具合がある。特に、カラーフィルタ基板１０１に形成する第１バーニア１４１においては、ブラックマトリクス層１１３や各色の着色層１１１と同様に樹脂を用いて形成する場合には、樹脂の特性上、微細にパターン加工することが難しく、液晶パネルの狭額縁化が困難になる不具合が顕在化する。

したがって、本発明の目的は、着色層のパターン加工精度を容易に測定可能であり、表示パネルを容易に狭額縁化することが可能な表示装置およびその製造方法を提供することにある。

上記目的の達成のため、本発明の表示装置は、第１基板と、前記第１基板に対面するように配置されている第２基板とを有し、前記第１基板と前記第２基板との画素領域が互いに位置合わせされて対面している表示装置であって、前記第１基板は、前記画素領域に形成されている着色層と、前記画素領域以外の領域に、前記画素領域から所定間隔を隔てるように形成されている第１バーニアとを含み、前記第２基板は、前記画素領域以外の領域に、前記第１バーニアに対面し前記画素領域から所定間隔を隔てるように形成されている第２バーニアを含み、前記第１バーニアは、前記着色層と同じ着色材料により形成されている。

上記目的の達成のため、本発明の表示装置の製造方法は、第１基板と、前記第１基板に対面するように配置されている第２基板とを有し、前記第１基板と前記第２基板との画素領域が互いに位置合わせされて対面している表示装置の製造方法であって、前記第１基板の画素領域に着色層を形成すると共に、前記第１基板の前記画素領域以外の領域に、前記画素領域から所定間隔を隔てるように第１バーニアを形成する第１工程と、前記第２基板の画素領域以外の領域に、前記第１基板と前記第２基板とが対面した際に前記第１バーニアに対面するように、第２バーニアを形成する第２工程とを含み、前記第１工程では、前記着色層と同じ着色材料により前記第１バーニアを形成する。

本発明によれば、着色層のパターン加工精度を容易に測定可能であり、表示パネルを容易に狭額縁化することが可能な表示装置およびその製造方法を提供することができる。

本発明にかかる実施形態の一例について説明する。

図１と図２と図３とは、本発明にかかる実施形態の表示装置において、要部の構成を示す図である。

図１は、本実施形態の表示装置の要部を示す平面図である。図２は、本実施形態の表示装置の要部部分を拡大して示す断面図であり、図１のＹ１−Ｙ２部分を示す。また、図３は、本実施形態の表示装置の要部部分を拡大して示す図であり、図１のＹ３部分を示している。図３においては、図３（ａ）が平面図であり、図３（ｂ）が断面図である。

図１，図２，図３に示すように、本実施形態の表示装置は、液晶パネルを備えており、カラーフィルタ基板１０１と、アレイ基板２０１と、液晶層３０１とを有する。カラーフィルタ基板１０１とアレイ基板２０１とは、間隔を隔てて対面しており、画素領域が互いに位置合わせされると共に、画素領域以外の周辺領域においてシール層（図示なし）で貼り合わされている。そして、カラーフィルタ基板１０１とアレイ基板２０１との間隔の画素領域に対応するように液晶層３０１が介在している。

カラーフィルタ基板１０１について説明する。

カラーフィルタ基板１０１は、光を透過する透明な絶縁性の基板で構成されており、たとえば、石英を用いて形成されている。カラーフィルタ基板１０１は、図２に示すように、着色層１１１と、遮光層１１２と、ブラックマトリクス層１１３と、共通電極１２１とが形成されると共に、図３に示すように、第１バーニア１４１が形成されている。カラーフィルタ基板１０１の各部について順次説明する。

着色層１１１は、図１に示すように、遮光層１１２により区切られた画素領域に形成されている。そして、この着色層１１１は、図２に示すように、ブラックマトリクス層１１３によりマトリクス状に区画された画素ごとに、赤色フィルタ層１１１Ｒと緑色フィルタ層１１１Ｇと青色フィルタ層１１１Ｂとが１群として形成されており、各色に光を着色する。着色層１１１は、たとえば、バインダー樹脂に各色の着色顔料が分散された着色材料を用いる着色感材法により、赤色フィルタ層１１１Ｒと緑色フィルタ層１１１Ｇと青色フィルタ層１１１Ｂとのそれぞれがパターン加工され形成されている。

遮光層１１２は、図１に示すように、画素領域の周りの周辺領域を囲うように形成されており、光を遮蔽する。遮光層１１２は、たとえば、バインダー樹脂に、カーボンブラックなどの着色顔料が分散された着色材料を用いて着色層を形成後、パターン加工することにより形成される。

ブラックマトリクス層１１３は、図２に示すように、画素領域を画素の色成分ごとに区画するように形成されている。ブラックマトリクス層１１３は、たとえば、遮光層１１２と同じ着色材料からなる層をパターン加工することによって、遮光層１１２と共に形成される。

共通電極１２１は、透明電極であり、ＩＴＯなどの透明な導電材料を用いて形成されている。共通電極１２１は、図２に示すように、アレイ基板２０１の画素電極２２１と対面し、着色層１１１を覆うように各液晶パネルの画素領域にベタ状に一体的になるようにパターン加工され形成されており、画素電極２２１に共通する共通電極として機能する。

第１バーニア１４１は、図１に示すように、画素領域の周囲の周辺領域に、遮光層１１２に隣接するように形成されている。つまり、第１バーニア１４１は、画素領域以外の領域に、画素領域から所定間隔を隔てるように形成されている。そして、第１バーニア１４１は、図３（ａ）に示すように、黒色バーニア１４１Ｋと、赤色バーニア１４１Ｒと、緑色バーニア１４１Ｇと、青色バーニア１４１Ｂとを有し、それぞれが円形な形状になるように形成されている。黒色バーニア１４１Ｋと、赤色バーニア１４１Ｒと、緑色バーニア１４１Ｇと、青色バーニア１４１Ｂとのそれぞれは、たとえば、５μｍ以上であって２０μｍ以下の直径の真円になるように形成されている。ここで、黒色バーニア１４１Ｋは、遮光層１１２とブラックマトリクス層１１３と同じ着色材料を用いて、遮光層１１２とブラックマトリクス層１１３と同じ工程においてパターン加工され形成されている。そして、赤色バーニア１４１Ｒは、着色層１１１の赤色フィルタ層１１１Ｒと同じ工程において、赤色フィルタ層１１１Ｒと同じ着色材料を用いて、画素領域から所定間隔を隔てるようにパターン加工され形成されている。また、緑色バーニア１４１Ｇは、着色層１１１の緑色フィルタ層１１１Ｇと同じ工程において、緑色フィルタ層１１１Ｇと同じ着色材料を用いて、画素領域から所定間隔を隔てるようにパターン加工され形成されている。また、青色バーニア１４１Ｂは、着色層１１１の青色フィルタ層１１１Ｂと同じ工程において、青色フィルタ層１１１Ｂと同じ着色材料を用いて、画素領域から所定間隔を隔てるようにパターン加工され形成されている。

アレイ基板２０１について説明する。

アレイ基板２０１は、図２に示すように、画素スイッチング素子２１１と、配線層２１２と、画素電極２２１とが形成されると共に、図３に示すように、第２バーニア２４１が形成されている。なお、アレイ基板２０１も、カラーフィルタ基板１０１と同様に、光を透過する絶縁性の基板であり、たとえば、石英を用いて形成されている。アレイ基板２０１の各部について説明する。

画素スイッチング素子２１１は、図２に示すように、赤色フィルタ層１１１Ｒと緑色フィルタ層１１１Ｇと青色フィルタ層１１１Ｂとのそれぞれに対応するように、複数がマトリクス状に形成されている。画素スイッチング素子２１１は、たとえば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であり、たとえば、多結晶シリコンの半導体薄膜を用いてチャネル領域が形成されている。そして、画素スイッチング素子２１１は、赤色フィルタ層１１１Ｒと緑色フィルタ層１１１Ｇと青色フィルタ層１１１Ｂとのそれぞれに対応するように形成されている画素電極２２１に接続すると共に、走査信号が供給される走査線とデータ信号が供給される信号線とに接続されており、走査信号に基づいて画素電極２２１へのデータ信号の供給をスイッチング制御する。

配線層２１２は、図２に示すように、たとえば、銀などの金属材料からなる導電材料を用いて、走査線として形成されている。配線層２１２は、たとえば、走査線として、行方向に延在するようにアレイ基板２０１に形成されており、行方向に並ぶ画素スイッチング素子２１１に接続している。そして、配線層２１２は、走査線として、列方向に並ぶ画素スイッチング素子２１１に対応するように、複数が列方向に間隔を隔てて並んで形成されている。そして、走査線としての配線層２１２のそれぞれは、ゲートドライバ（図示なし）に接続されており、画素電極２２１の行を順次、時分割で選択するように、ゲートドライバからの走査信号を画素スイッチング素子１１２に供給する。その他に、配線層２１２は、信号線として、列方向に延在するようにアレイ基板２０１に形成されており、列方向に並ぶ画素スイッチング素子２１１に接続している。そして、信号線としての配線層２１２は、行方向に並ぶ画素スイッチング素子２１１に対応するように、複数が行方向に間隔を隔てて並んで形成されている。そして、信号線としての配線層２１２は、ソースドライバ（図示なし）に接続されており、ソースドライバからのデータ信号を画素電極２２１に画素スイッチング素子２１１を介して供給する。

画素電極２２１は、図２に示すように、赤色フィルタ層１１１Ｒと緑色フィルタ層１１１Ｇと青色フィルタ層１１１Ｂとのそれぞれに対応するように、複数が間隔を隔ててマトリクス状に形成されている。画素電極２２１は、たとえば、ＩＴＯを用いて形成されており、光を透過する。また、複数の画素電極２２１は、それぞれに対応するように画素スイッチング素子２１１が接続され、画素スイッチング素子２１１のドレイン電極に接続している。画素電極２２１は、画素スイッチング素子２１１を介して信号線から供給されるデータ信号を、表示電圧として液晶層３０１に印加する。

第２バーニア２４１は、図１に示すように、画素領域以外の領域に画素領域から所定間隔を隔てて形成されている。第２バーニア２４１は、図３（ａ）に示すように、第１バーニア１４１である黒色バーニア１４１Ｋ，赤色バーニア１４１Ｒ，緑色バーニア１４１Ｇ，青色バーニア１４１Ｂのそれぞれに対応するように、複数が形成されている。具体的には、図３（ｂ）に示すように、第２バーニア２４１として、黒色バーニア１４１Ｋに対面するように黒色対面バーニア２４１Ｋが形成され、赤色バーニア１４１Ｒに対面するように赤色対面バーニア２４１Ｒが形成されている。そして、さらに、緑色バーニア１４１Ｇに対面するように緑色対面バーニア２４１Ｇが形成され、青色バーニア１４１Ｂに対面するように青色対面バーニア２４１Ｂが形成されている。ここでは、カラーフィルタ基板１０１とアレイ基板２０１とが理想的に貼り合わされた際に、第２バーニア２４１のそれぞれの中心が、第１バーニア１４１のそれぞれの中心に対向するように設定しパターン加工されている。そして、図３（ａ）に示すように、第２バーニア２４１のそれぞれは、互いに対面する第１バーニア１４１の形状と異なるように形成されている。本実施形態においては、第１バーニア１４１のそれぞれが円形な形状になるように形成されているのに対し、第２バーニア２４１のそれぞれは、矩形形状であり、一対の平行な辺を含む形状になるように形成されている。第２バーニア２４１のそれぞれは、たとえば、一辺の長さが１５μｍ以上であって３５μｍ以下の正方四辺形になるように形成されている。また、第２バーニア２４１のそれぞれは、配線層２１２と同様に銀などの金属材料からなる導電材料を用い、配線層２１２と同工程においてパターン加工され形成されており、光を遮光すると共に光を反射するように形成されている。そして、第２バーニア２４１のそれぞれは、第１バーニア１４１と対面する方向へ投影した場合に、その対面する第１バーニア１４１を含むように、第１バーニア１４１と対面する方向への投影面が第１バーニア１４１の投影面よりも大きくなるように形成されている。

液晶層３０１について説明する。

液晶層３０１は、たとえば、ツイストネマティック型であり、カラーフィルタ基板１０１とアレイ基板２０１との間の間隔に配向されている。液晶層３０１は、画素電極２２１と共通電極１２１とに印加される電圧に基づいて配向状態が変化して光学特性が変わり、画像が表示される。

上記のほか、本実施形態の表示装置は、偏光板、バックライト、駆動回路などの周辺機器（図示なし）が実装されている。

なお、上記の本実施形態において、カラーフィルタ基板１０１は、本発明の第１基板に相当する。また、本実施形態の着色層１１１は、本発明の着色層に相当する。また、本実施形態の赤色フィルタ層１１１Ｒは、本発明の赤色フィルタ層に相当する。また、本実施形態の緑色フィルタ層１１１Ｇは、本発明の緑色フィルタ層に相当する。また、本実施形態の青色フィルタ層１１１Ｂは、本発明の青色フィルタ層に相当する。また、本実施形態の第１バーニア１４１は、本発明の第１バーニアに相当する。また、本実施形態の赤色バーニア１４１Ｒは、本発明の赤色バーニアに相当する。また、本実施形態の緑色バーニア１４１Ｇは、本発明の緑色バーニアに相当する。また、本実施形態の青色バーニア１４１Ｂは、本発明の青色バーニアに相当する。また、本実施形態のアレイ基板２０１は、本発明の第２基板に相当する。また、本実施形態の第２バーニア２４１は、本発明の第２バーニアに相当する。

以下より、本実施形態の表示装置の製造方法について説明する。

図４と図５は、本実施形態の表示装置の製造方法の要部を示す図である。

ここで、図４は、本実施形態の表示装置の製造方法において、カラーフィルタ基板１０１を製造する工程での断面図であり、製造工程を、（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の順で示している。一方、図５は、本実施形態の表示装置の製造方法において、アレイ基板２０１を製造する工程での断面図である。

カラーフィルタ基板１０１の製造工程について説明する。

カラーフィルタ基板１０１を製造する際においては、図４（ａ）に示すように、まず、ブラックマトリクス層１１３と遮光層１１２と黒色バーニア１４１Ｋとを形成する。

ここでは、カーボンブラックなどの着色顔料がバインダー樹脂に分散された着色材料を塗布し層を形成後、その形成した層をフォトリソグラフィなどによってパターン加工することにより、ブラックマトリクス層１１３と遮光層１１２と黒色バーニア１４１Ｋとのそれぞれを形成する。具体的には、遮光層１１２については、画素領域の周りの周辺領域を囲うようにパターン加工して形成する。また、ブラックマトリクス層１１３については、画素領域を画素の色成分ごとに区画するようにパターン加工し形成する。また、黒色バーニア１４１Ｋについては、画素領域の周囲の周辺領域であって遮光層１１２に隣接するようにパターン加工により形成する。ここでは、前述したように、円形な形状になるように黒色バーニア１４１Ｋを形成する。また、特に図示していないが、前述したように、カラーフィルタ基板１０１とアレイ基板２０１とを貼り合わせる際の位置合わせにて用いられる第１アライメントマーク（図示なし）をカラーフィルタ基板１０１の周囲のコーナー部分に、ブラックマトリクス層１１３と遮光層１１２と黒色バーニア１４１Ｋと同様にして形成する。なお、スパッタ法により形成されるクロム膜などの金属膜を用いて、各部を形成しても良い。

つぎに、図４（ｂ）に示すように、赤色フィルタ層１１１Ｒと、赤色バーニア１４１Ｒとを形成する。

ここでは、バインダー樹脂に赤色の着色顔料が分散された着色材料を用いて、赤色フィルタ層１１１Ｒと赤色バーニア１４１Ｒとのそれぞれを形成する。たとえば、顔料分散法おける着色感材法により、赤色フィルタ層１１１Ｒと、赤色バーニア１４１Ｒとの両者を同工程にて形成する。たとえば、光重合型のアクリル系樹脂や光架橋型のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系樹脂などの透明な感光性樹脂を含むバインダー樹脂に顔料を分散させた着色材料を、フォトリソグラフィ法により、赤色フィルタ層１１１Ｒと赤色バーニア１４１Ｒとの形成領域を被覆するように塗布して着色層を形成後，その着色層を露光および現像してパターン加工することにより、赤色フィルタ層１１１Ｒと、赤色バーニア１４１Ｒとを形成する。具体的には、赤色フィルタ層１１１Ｒについては、ブラックマトリクス層１１３によりマトリクス状に区画された画素に対応するように、パターン加工によって画素領域に形成する。一方、赤色バーニア１４１Ｒについては、画素領域から所定間隔を隔てた位置において円形な形状になるように、パターン加工により形成する。つまり、赤色バーニア１４１Ｒを形成する際には、赤色フィルタ層１１１Ｒと同じ着色材料により形成する。なお、顔料分散法の他、染色法、印刷法、電着法、インクジェット法などの方法によって、各部を形成してもよい。

つぎに、図４（ｃ）に示すように、緑色フィルタ層１１１Ｇと、緑色バーニア１４１Ｇとを形成する。

ここでは、赤色フィルタ層１１１Ｒと赤色バーニア１４１Ｒとの場合と同様に、バインダー樹脂に緑色の着色顔料が分散された着色材料を用いる着色感材法により、緑色フィルタ層１１１Ｇと緑色バーニア１４１Ｇとのそれぞれを形成する。

つぎに、図４（ｄ）に示すように、青色フィルタ層１１１Ｂと、青色バーニア１４１Ｂとを形成する。

ここでは、赤色フィルタ層１１１Ｒと赤色バーニア１４１Ｒとの場合と同様に、バインダー樹脂に青色の着色顔料が分散された着色材料を用いる着色感材法により、青色フィルタ層１１１Ｂと青色バーニア１４１Ｂとのそれぞれを形成する。

つぎに、図２に示すように、着色層１１１のそれぞれを被覆するように平坦化膜１５１を形成後、ＩＴＯからなる共通電極１２１をスパッタ法により画素領域に形成する。

アレイ基板２０１の製造工程について説明する。

アレイ基板２０１を製造する際においては、図５に示すように、まず、配線層２１２と、第２バーニア２４１とを形成する。

ここでは、たとえば、銀などの金属材料からなる導電膜をスパッタ法によりアレイ基板２０１に設けた後に、フォトリソグラフィ法によりその導電膜をパターン加工することにより、配線層２１２と第２バーニア２４１とを形成する。たとえば、アレイ基板２０１の画素領域に配線層２１２を走査線として形成する。そして、カラーフィルタ基板１０１とアレイ基板２０１とが対面した際に第１バーニア１４１のそれぞれに対面するように、複数の第２バーニア２４１をパターン加工により形成する。この場合には、画素領域から所定間隔を隔てられた画素領域以外の領域に、複数の第２バーニア２４１をパターン加工により形成する。具体的には、第２バーニア２４１として、黒色バーニア１４１Ｋに対面するように黒色対面バーニア２４１Ｋを形成し、赤色バーニア１４１Ｒに対面するように赤色対面バーニア２４１Ｒを形成し、緑色バーニア１４１Ｇに対面するように緑色対面バーニア２４１Ｇを形成し、青色バーニア１４１Ｂに対面するように青色対面バーニア２４１Ｂを形成する。第２バーニア２４１のそれぞれについては、互いに対面する第１バーニア１４１の形状と異なるように形成する。本実施形態においては、第１バーニア１４１のそれぞれが円形な形状で形成するため、第２バーニア２４１のそれぞれを矩形形状に形成する。また、第２バーニア２４１のそれぞれについては、光を遮光すると共に光を反射するように、配線層２１２と同様な金属材料を用いて形成する。また、特に図示していないが、前述したように、カラーフィルタ基板１０１とアレイ基板２０１とを貼り合わせる際の位置合わせにて用いられる第２アライメントマーク（図示なし）を、アレイ基板２０１の周囲のコーナー部分に、配線層２１２および第２バーニア２４１と同様にして形成する。

つぎに、図２に示すように、画素スイッチング素子２１１を形成する。

ここでは、赤色フィルタ層１１１Ｒと緑色フィルタ層１１１Ｇと青色フィルタ層１１１Ｂとのそれぞれに対応するように、複数の画素スイッチング素子２１１をマトリクス状に形成する。たとえば、多結晶シリコンの半導体薄膜をチャネル領域とするＴＦＴを、画素スイッチング素子２１１として形成する。この際、画素スイッチング素子２１１であるＴＦＴのゲート電極を、走査線としての配線層２１２に接続させる。その後、走査線の場合と同様に、信号線（図示無し）としての配線層を、絶縁膜（図示無し）を介して形成する。この場合においては、画素スイッチング素子２１１であるＴＦＴのソース電極に、信号線としての配線層を接続させる。

つぎに、画素スイッチング素子２１１と配線層２１２などを被覆するように層間絶縁膜２５１を形成後、スパッタ法によりＩＴＯからなる画素電極２２１を形成する。ここでは、画素スイッチング素子２１１であるＴＦＴのドレイン電極に画素電極２２１が接続するように、画素スイッチング素子２１１のそれぞれに対応させて画素電極２２１をマトリクス状に形成する。

このようにして、カラーフィルタ基板１０１とアレイ基板２０１とを製造した後、共通電極１２１と画素電極２２１とが対面するように、カラーフィルタ基板１０１とアレイ基板２０１とを貼り合わせる。

貼り合わせるに当たり、共通電極１２１と画素電極２２１とのそれぞれを被覆するように、たとえば、ポリイミドからなる配向膜（図示なし）をそれぞれに形成する。そして、それぞれの配向膜をラビングし配向処理した後、カラーフィルタ基板１０１とアレイ基板２０１とを、スペーサを用いて間隔を設けて対面させ、シール層（図示無し）により貼り合わせる。ここでは、前述したように、カラーフィルタ基板１０１に形成された第１アライメントマークと、アレイ基板２０１に形成された第２アライメントマークとを用いて、カラーフィルタ基板１０１とアレイ基板２０１との位置を微調整し位置合わせした後に貼り合わせる。

その後、カラーフィルタ基板１０１とアレイ基板２０１とが貼り合わされた液晶パネル母材を液晶パネルごとに切断する。そして、カラーフィルタ基板１０１とアレイ基板２０１との間の間隔に液晶層３０１を注入し、液晶層３０１を配向させて液晶パネルを形成する。そして、駆動回路，偏光板，バックライトなどを実装させて液晶表示装置を完成させる。

以下より、本実施形態の表示装置において、着色層１１１のパターン加工精度を算出する方法について説明する。

着色層１１１のパターン加工精度を算出する際においては、まず、カラーフィルタ基板１０１の第１バーニア１４１と、アレイ基板２０１の第２バーニア２４１との位置を検出する。

図６は、第１バーニア１４１と第２バーニア２４１との位置を検出する様子を説明するための図である。ここで、図６（ａ）は、第１バーニア１４１と第２バーニア２４１との部分に、カラーフィルタ基板１０１側からアレイ基板２０１側への光を照射した際に観察される画像を示す図である。一方、図６（ｂ）は、第１バーニア１４１と第２バーニア２４１との部分に、アレイ基板２０１側からカラーフィルタ基板１０１側への光を照射した際に観察される画像を示す図である。

カラーフィルタ基板１０１に形成された第１バーニア１４１とアレイ基板２０１の第２バーニア２４１との位置を検出する際においては、カラーフィルタ基板１０１側からアレイ基板２０１側へ光を照射する。この場合においては、図６（ａ）に示すように、第１バーニア１４１により減光されると共に、第２バーニア２４１により反射された光によって形成される画像が観察される。このため、この画像により、第１バーニア１４１と第２バーニア２４１とのそれぞれを検出する。

なお、アレイ基板２０１に形成された第２バーニア２４１を検出する際においては、アレイ基板２０１側からカラーフィルタ基板１０１側へ光を照射し、図６（ｂ）に示すように、第２バーニア２４１により遮られると共に第２バーニア２４１の周囲を透過する光によって形成される画像を観察することによって、第２バーニア２４１を検出してもよい。

つぎに、検出した第１バーニア１４１と第２バーニア２４１との位置に基づいて、着色層１１１のパターン加工精度を算出する。

ここでは、上記のようにして得た第１バーニア１４１と第２バーニア２４１とについての画像を用いて、第１バーニア１４１と第２バーニア２４１との中心座標を算出する。具体的には、第１バーニア１４１と第２バーニア２４１との画像について、画像処理装置を用いて、それぞれに対応するエッジを検出し、そのエッジ位置から中心座標をそれぞれ算出する。その後、第１バーニア１４１と第２バーニア２４１との中心座標の差分値を、着色層１１１のパターニング精度として算出する。

以上のように、本実施形態においては、カラーフィルタ基板１０１と、そのカラーフィルタ基板１０１に対面するように配置されているアレイ基板２０１とを有し、カラーフィルタ基板１０１とアレイ基板２０１との画素領域が互いに位置合わせされて対面している。ここで、カラーフィルタ基板１０１は、画素領域に形成されている着色層１１１と、画素領域以外の領域に画素領域から所定間隔を隔てるように形成されている第１バーニア１４１とを有し、アレイ基板２０１は、画素領域以外の領域に、第１バーニア１４１に対面し画素領域から所定間隔を隔てるように形成された第２バーニア２４１を有している。そして、第１バーニア１４１は、着色層１０１と同じ着色材料により形成されている。

具体的には、着色層１１１として、光を赤色に着色する赤色フィルタ層１１１Ｒと、光を緑色に着色する緑色フィルタ層１１１Ｇと、光を青色に着色する青色フィルタ層１１１Ｂとが形成されている。そして、第１バーニア１４１としては、赤色フィルタ層１１１Ｒと同じ着色材料により赤色バーニア１４１Ｒが形成され、緑色フィルタ層１１１Ｇと同じ着色材料により緑色バーニア１４１Ｇが形成され、青色フィルタ層１１１Ｂと同じ着色材料により青色バーニア１４１Ｂが形成されている。そして、第２バーニア２４１としては、赤色バーニア１４１Ｒと緑色バーニア１４１Ｇと青色バーニア１４１Ｂとのそれぞれに対応するように、赤色対面バーニア２４１Ｒと緑色対面バーニア２４１Ｇと青色対面バーニア２４１Ｂとの複数が形成されている。

このように、第１バーニア１４１のそれぞれは着色層１１１に対応するように画素領域から所定間隔だけ離れるように形成されており、第２バーニア２４１のそれぞれは配線層２１２に対応するように画素領域から所定間隔だけ離れるように形成されている。そして、第１バーニア１４１と第２バーニア２４１とのそれぞれは、カラーフィルタ基板１０１とアレイ基板２０１とが理想的に貼り合わされた際に、互いの中心が対向するようにパターン加工されている。このため、本実施形態は、第１バーニア１４１と第２バーニア２４１とのそれぞれの間における位置ズレ量により、画素領域において着色層１１１のそれぞれについて、基準位置から外れたパターン加工精度を求めることができる。このパターン加工精度を求める際には、液晶パネルを解体する必要がない。また、画像処理により、測定の自動化が容易になると共に、測長器付きの光学顕微鏡のような簡易な機器でも測定が可能となる。したがって、本実施形態によれば、着色層１１１のパターン加工精度を容易に測定することができる。

また、本実施形態においては、第１バーニア１４１と第２バーニア２４１とのそれぞれは、互いの形状が異なるように形成されている。このため、第１バーニア１４１と第２バーニア２４１とを容易に識別し検出することができるため、着色層１１１のパターン加工精度を容易に測定することができる。

また、本実施形態においては、第１バーニア１４１が円形な形状になるように形成されている。顔料が分散されたバインダー樹脂を用いて第１バーニア１４１を形成する場合には、樹脂の特性上、微細にパターン加工することは困難であり、パターンサイズのばらつきが生ずる場合がある。しかし、本実施形態のように、第１バーニア１４１を円形にすることにより、第１バーニア１４１の中心を検出することが容易になり、位置を正確に検出することが可能なため、着色層１１１のパターン加工精度を容易に測定することができる。そして、これに伴い、微細加工の制限が緩和されるため、液晶パネルを狭額縁化することが容易になる。

また、本実施形態においては、第２バーニア２４１が一対の平行な辺を含む形状になるように形成されている。このため、測定方向などを把握することが容易になるため、着色層１１１のパターン加工精度を容易に測定できる。

また、本実施形態においては、第２バーニア２４１が光を反射するように形成されている。このため、着色層１１１と同じ着色材料により形成されている第１バーニア１４１が、高いコントラストで認識可能となるため、着色層１１１のパターン加工精度を容易に測定できる。

なお、本発明の実施に際しては、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形形態を採用することができる。

たとえば、上記の実施形態においては、液晶層を用いて表示を実施する表示装置について説明したが、これに限定されず、たとえば、発光層を用いて表示を実施するＥＬＤ（ｅｌｅｃｔｒｏ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｄｅｖｉｃｅ）などの表示装置についても適用できる。

また、上記の実施形態においては、第１バーニア１４１と第２バーニア２４１との一対が色ごとに一列に並ぶように形成されているが、これに限定されない。第１バーニア１４１と第２バーニア２４１との一対については、それぞれを任意の位置に形成してもよい。

また、着色層１１１のパターン加工精度を算出する方法としては、上記のように第１バーニア１４１と第２バーニア２４１との中心座標を算出する方法に限定されない。図７は、着色層１１１のパターン加工精度を算出する変形例について示す図である。図７に示すように、矩形形状の第２バーニア２４１のそれぞれの辺から、第１バーニア１４１のエッジまで垂線を設定し、各垂線の長さを測定後、左右方向の垂線の長さの差と、上下方向の垂線の長さの差とから、左右方向，上下方向でのズレ量を求めてもよい。

また、上記の実施形態においては、３原色の各フィルタ層に対応して３原色のバーニアが形成される場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、反射型と透過型とを併用する併用型の表示装置の場合のように、複数の異なる濃度のフィルタ層が各３原色において形成される際には、これらのフィルタ層のそれぞれに対応するようにバーニアを形成する。また、３原色のフィルタ層の他、イエロー，シアン，マゼンダのように補色のフィルタ層を形成する場合においては、原色系のバーニアと補色系のバーニアとを形成する。また、その他に、柱状スペーサや、ＩＴＯからなる画素電極などのパターン加工精度にも適用可能である。

図１は、本実施形態の表示装置の要部を示す平面図である。 図２は、本実施形態の表示装置の要部部分を拡大して示す断面図であり、図１のＹ１−Ｙ２部分を示す。 図３は、本実施形態の表示装置の要部部分を拡大して示す図であって、図１のＹ３部分を示しており、図３（ａ）が平面図であり、図３（ｂ）が断面図である。 図４は、本実施形態の表示装置の製造方法において、カラーフィルタ基板１０１を製造する工程での断面図であり、製造工程を、（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の順で示している。 図５は、本実施形態の表示装置の製造方法において、アレイ基板２０１を製造する工程での断面図である。 図６は、第１バーニア１４１と第２バーニア２４１との位置を検出する様子を説明するための図である。ここで、図６（ａ）は、第１バーニア１４１と第２バーニア２４１との部分に、カラーフィルタ基板１０１側からアレイ基板２０１側への光を照射した際に観察される画像を示す図である。一方、図６（ｂ）は、第１バーニア１４１と第２バーニア２４１との部分に、アレイ基板２０１側からカラーフィルタ基板１０１側への光を照射した際に観察される画像を示す図である。 図７は、着色層１１１のパターン加工精度を算出する変形例について示す図である。 図８は、カラーフィルタ基板１０１とアレイ基板２０１とが位置合わせされて貼り合わされた液晶パネル母材１１を示す平面図である。 図９は、カラーフィルタ基板１０１とアレイ基板２０１とが位置合わせされて貼り合わされた液晶パネル母材１１の断面図であり、図９（ａ）は、図８のＸ１−Ｘ２部分の断面図であり、図９（ｂ）は、図８のＸ３−Ｘ４部分の断面図である。 図１０は、図８のＸ５部分を拡大し示す図であり、図１０（ａ）が平面図であり、図１０（ｂ）が断面図である。

符号の説明

１０１…カラーフィルタ基板（第１基板）、
１１１…着色層（着色層）、
１１１Ｒ…赤色フィルタ層（赤色フィルタ層）、
１１１Ｇ…緑色フィルタ層（緑色フィルタ層）、
１１１Ｂ…青色フィルタ層（青色フィルタ層）、
１１２…遮光層、
１１３…ブラックマトリクス層、
１２１…共通電極、
１４１…第１バーニア（第１バーニア）、
１４１Ｋ…黒色バーニア、
１４１Ｒ…赤色バーニア（赤色バーニア）、
１４１Ｇ…緑色バーニア（緑色バーニア）、
１４１Ｂ…青色バーニア（青色バーニア）、
２１１…画素スイッチング素子、
２０１…アレイ基板（第２基板）、
２１２…配線層、
２２１…画素電極、
２４１…第２バーニア（第２バーニア）、
２４１Ｋ…黒色対面バーニア、
２４１Ｒ…赤色対面バーニア、
２４１Ｇ…緑色対面バーニア、
２４１Ｂ…青色対面バーニア、
３０１…液晶層

Claims (12)

1. 第１基板と、前記第１基板に対面するように配置されている第２基板とを有し、前記第１基板と前記第２基板との画素領域が互いに位置合わせされて対面している表示装置であって、
   前記第１基板は、
   前記画素領域に形成されている着色層と、
   前記画素領域以外の領域に、前記画素領域から所定間隔を隔てるように形成されている第１バーニアと
   を含み、
   前記第２基板は、
   前記画素領域以外の領域に、前記第１バーニアに対面し前記画素領域から所定間隔を隔てるように形成されている第２バーニア
   を含み、
   前記第１バーニアは、前記着色層と同じ着色材料により形成されている
   表示装置。
2. 前記第１バーニアと前記第２バーニアとは、互いの形状が異なるように形成されている
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第１バーニアは、円形な形状になるように形成されている
   請求項２に記載の表示装置。
4. 前記第２バーニアは、一対の平行な辺を含む形状になるように形成されている
   請求項２に記載の表示装置。
5. 前記第２バーニアは、光を反射するように形成されている
   請求項１に記載の表示装置。
6. 前記着色層は、
   光を赤色に着色する赤色フィルタ層と、
   光を緑色に着色する緑色フィルタ層と、
   光を青色に着色する青色フィルタ層と
   を有し、
   前記第１バーニアは、
   前記赤色フィルタ層と同じ着色材料により形成されている赤色バーニアと、
   前記緑色フィルタ層と同じ着色材料により形成されている緑色バーニアと、
   前記青色フィルタ層と同じ着色材料により形成されている青色バーニアと
   を有し、
   前記第２バーニアは、前記赤色バーニアと前記緑色バーニアと前記青色バーニアとに対応するように複数が形成されている
   請求項１に記載の表示装置。
7. 第１基板と、前記第１基板に対面するように配置されている第２基板とを有し、前記第１基板と前記第２基板との画素領域が互いに位置合わせされて対面している表示装置の製造方法であって、
   前記第１基板の画素領域に着色層を形成すると共に、前記第１基板の前記画素領域以外の領域に、前記画素領域から所定間隔を隔てるように第１バーニアを形成する第１工程と、
   前記第２基板の画素領域以外の領域に、前記第１基板と前記第２基板とが対面した際に前記第１バーニアに対面するように、第２バーニアを形成する第２工程と
   を含み、
   前記第１工程では、前記着色層と同じ着色材料により前記第１バーニアを形成する
   表示装置の製造方法。
8. 前記第１工程では、前記第２工程にて形成される前記第２バーニアの形状と異なる形状に前記第１バーニアを形成する
   請求項７に記載の表示装置の製造方法。
9. 前記第１工程では、円形な形状になるように前記第１バーニアを形成する
   請求項８に記載の表示装置の製造方法。
10. 前記第２工程では、一対の平行な辺を含む形状になるように前記第２バーニアを形成する
    請求項８に記載の表示装置の製造方法。
11. 前記第２工程では、光を反射するように前記第２バーニアを形成する
    請求項７に記載の表示装置の製造方法。
12. 前記第１工程では、
    光を赤色に着色する赤色フィルタ層と、光を緑色に着色する緑色フィルタ層と、光を青色に着色する青色フィルタ層とを、前記着色層として形成すると共に、
    前記赤色フィルタ層と前記緑色フィルタ層と青色フィルタ層とのそれぞれと同じ着色材料により、赤色バーニアと緑色バーニアと青色バーニアとのそれぞれを前記画素領域から所定間隔を隔てるように前記第１バーニアとして形成し、
    前記第２工程では、
    前記赤色バーニアと前記緑色バーニアと前記青色バーニアとに対応するように前記第２バーニアを複数形成する
    請求項７に記載の表示装置の製造方法。
    

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