CN101261996A - 显示装置以及显示装置用衬底的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示品质优良的显示装置及可提高显示装置的显示品质的显示装置用衬底的制造方法。显示装置(100)具有：具有大致矩形的显示区域的TFT衬底(103)及对置衬底(104)。在作为TFT衬底(103)或对置衬底(104)的衬底(1)上，在作为显示区域的区段(6)上层叠膜图形(2)及(3)，膜图形(2)及(3)延伸至作为显示区域的区段(6)的外侧，并且，在区段(6)的角部，即，在衬底(1)的角(5)附近，膜图形(2)及(3)的外周端(42)及(43)具有平滑的曲线形状。

Description

显示装置以及显示装置用衬底的制造方法
技术领域
本发明涉及液晶显示装置及电致发光(electroluminescence)显示装置等显示装置、以及这些显示装置所具有的衬底的制造方法。
背景技术
为了提高液晶显示装置的显示品质，针对液晶的施加电压的控制是重要的。特别是，在液晶显示面板(panel)的显示区域内，若液晶的间隙(gap)不均匀，则由液晶引起的相位变化产生差异。其结果是，有时在显示图像上产生明暗不均(unevenness)。
由此，在液晶显示面板的显示区域内，使布线、绝缘膜等膜层的厚度均匀是重要的。这些布线、绝缘膜等形成在形成有TFT(Thin FilmTransistor)等开关(switching)元件的有源矩阵(active matrix)衬底上。
液晶显示装置的显示面板具有如上所述的有源矩阵衬底和与其对置设置的对置衬底。在液晶显示装置的显示面板的制造步骤中，在有源矩阵衬底或对置衬底等上涂敷树脂绝缘膜、滤色片(color filter)、树脂黑矩阵(black matrix)(树脂BM)、或外涂(overcoat)层。此外，也可以涂敷使用于照相制版中、并在形成图形后被除去的抗蚀剂(resist)等的有机膜。涂敷这些时，多使用旋涂法。在使用旋涂法的现有液晶显示装置的制造步骤中，存在利用旋涂法所涂敷的有机膜的厚度不均匀的情况。并且，存在所涂敷的有机膜的厚度产生空间上的涂敷不均这一问题。这是因为，在成为有机膜的基底的布线或绝缘膜图形的尺寸(size)较大时，受到该图形形状的影响。具体地说，由于存在较大的图形的台阶差，因此，由于旋涂时的离心力，有机膜溶液沿着图形流动。并且，沿着该图形流动的有机膜溶液因离心力而从图形的角或端部向外侧流动。由此，在有机膜溶液的溶剂挥发之后，在有机膜上产生将图形的角或端部作为起点的较大的条(streak)状的涂敷不均。在专利文献1中公开了该问题的解决方案的一例。对于专利文献1中公开的液晶显示装置来说，使形成有TFT元件的有源矩阵衬底的显示区域周围所设置的布线成为如图7所示的形状。即，在布线8上形成多个较小的突起9。图7的箭头表示成为旋涂时的旋转轴的衬底中央方向11。利用图7所示的结构，可防止利用旋涂法所涂敷的有机膜溶液由于离心力而向衬底中央方向11的反方向流动时沿着布线8流动。
专利文献1特开2002-350820号公报
但是，在专利文献1记载的显示装置中，由于在成为基底的布线8上所形成的多个较小的突起9，相反地妨碍有机膜溶液的流动。因此，产生有机膜的厚度不均匀的多个较小的条状的涂敷不均10。这些涂敷不均10是以突起9的角为起点在衬底中央方向11的相反侧产生的。因此，遗留下导致显示品质的恶化这一问题。
此外，为了提高显示品质，不仅是有源矩阵衬底上，还需要以厚度不产生不均的方式形成层叠在对置衬底上的膜层。具体地说，需要在对置衬底上以厚度不产生不均的方式形成滤色片、树脂BM、外涂层、或柱状隔离物(spacer)等。但是，存在如下情况：由于成为基底的其他膜层(例如，滤色片)的形状，以后在利用旋涂法所涂敷的有机膜上产生涂敷不均。
并且，不限于利用旋涂法在液晶显示装置用的衬底上形成膜层的情况产生所述的问题。即，也是在电致发光显示装置等其他显示装置中利用旋涂法形成膜层时产生的问题。
发明内容
本发明是鉴于如上所述的问题而进行的，其目的在于，在利用旋涂法在显示装置用衬底之上形成膜图形时，抑制由成为基底的其他膜图形的形状所导致的涂敷不均的产生。由此，其目的在于提供一种在显示品质上优良的显示装置、及提供一种可使显示装置的显示品质提高的显示装置用衬底的制造方法。
本发明的实施方式1的显示装置具有衬底，该衬底具有大致矩形的显示区域。并且，在所述衬底上，在所述显示区域至少形成1个膜图形，所述膜图形延伸至所述显示区域的外侧，并且，所述膜图形的外周端在所述显示区域的至少1个角部的附近具有平滑的曲线形状。
本发明的实施方式2的显示装置其特征在于，具有衬底，该衬底具有显示区域，在所述衬底上，在所述显示区域至少形成1个膜图形，所述膜图形延伸至所述显示区域的外侧，并且，所述膜图形的外周整体以平滑地连续的方式形成。
本发明的实施方式3的显示装置用衬底的制造方法，包括如下步骤：以如下方式在所述衬底上形成第一膜图形，即，在所述衬底上使第一膜图形延伸至作为显示区域的区段的外部，并且，所述第1膜图形的外周端形状在所述显示区域的至少一个角部的附近成为平滑的曲线；利用旋涂法，在所述第1膜图形上涂敷第2膜图形。
本发明的实施方式4的显示装置用衬底的制造方法，包括如下步骤：以如下方式在所述衬底上形成第一膜图形，即，在所述衬底上使第一膜图形延伸至作为显示区域的区段的外侧，并且，所述第1膜图形的外周整体以平滑地连续的方式形成；利用旋涂法在所述第1膜图形上涂敷第2膜图形。
根据本发明，可抑制利用旋涂法在显示装置用衬底上形成膜图形时，由成为基底的其他膜图形的形状所导致的涂敷不均的产生，可提供一种显示品质优良的显示装置。此外，可提供一种能够使显示装置的显示品质提高的显示装置用衬底的制造方法。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1的液晶显示装置的结构的剖面图。
图2是表示本发明实施方式1的液晶显示装置的结构的平面图。
图3是本发明实施方式1的液晶显示装置具有的衬底的平面概要图。
图4是本发明实施方式2的液晶显示装置具有的衬底的平面概要图。
图5是本发明实施方式3的液晶显示装置具有的衬底的平面概要图。
图6是本发明实施方式4的液晶显示装置具有的衬底的平面概要图。
图7是表示在现有的液晶显示装置具有的衬底上所形成的布线形状的平面概要图。
具体实施方式
以下，对可应用本发明的实施方式进行说明。以下的说明是用于说明本发明实施方式的，本发明不限于以下的实施方式。为了说明的明确，以下的记载适当地进行省略以及简化。此外，若是本领域技术人员，则可容易地在本发明的范围内对以下的实施方式中所示的各结构要素进行变更、追加或变换。而且，各图中赋予同一符号的部分表示相同的要素，适当地省略说明。
实施方式1
本实施方式将本发明应用于液晶显示装置。首先，利用图1及图2说明本实施方式的液晶显示装置100的结构。图1是表示液晶显示装置100的结构的剖面图。此外，图2是表示液晶显示装置100的结构的平面图。
液晶显示装置100具有液晶显示面板101与背光源(backlight)102。液晶显示面板101进行基于所输入的显示信号的图像显示。背光源102配置在液晶显示面板101的可视侧的相反侧，从液晶显示面板101的背面侧照射光。液晶显示面板101具有：薄膜晶体管(transistor)阵列(array)衬底(TFT阵列衬底)103；对置衬底104；密封(seal)材料105；液晶106；柱状隔离物107；栅极(gate)线(扫描线)108；源极(source)线(信号线)109；取向膜110；对置电极111；偏转板112；栅极驱动器(driver)IC 113；源极驱动器IC 114。
在液晶显示面板101上对置配置TFT阵列衬底103及对置衬底104。此外，两个衬底由密封材料105粘结。并且，在两个衬底与密封材料105之间的空间封入液晶106。在两个衬底之间形成隔离物107。两个衬底利用隔离物107维持为预定的间隔。作为TFT阵列衬底103及对置衬底104，例如，使用具有光透过性的玻璃(glass)、聚碳酸酯(polycarbonate)、丙烯酸树脂(acrylic resin)等绝缘性衬底。
此外，在液晶显示面板101的背面具有背光源102。背光源102从液晶显示面板101的可视侧的相反侧对该液晶显示面板101照射光。作为背光源102，例如可使用具有光源、导光板、反射片(sheet)、扩散片、棱镜(prism)片、反射偏转片等的一般的结构。
如图2所示，在TFT阵列衬底103上设置显示区域115和外围区域116，该外围区域116以包围显示区域115的方式设置。在该显示区域115上形成多个栅极线108和多个源极线109。多个栅极线108平行地设置。同样地，多个源极线109平行地设置。栅极线108与源极线109以彼此交叉的方式形成。
此外，在栅极线108与源极线109的交差点附近设置薄膜晶体管(Thin Film Transistor：TFT)118。并且，在由邻接的栅极线108和邻接的源极线109包围的区域形成像素电极117。因此，由邻接的栅极线108和邻接的源极线109包围的区域成为像素。在TFT阵列衬底103上，将像素配置为矩阵状。矩阵状地形成有该多个像素117的区域成为显示区域115。
如图1所示，在TFT阵列衬底103上形成TFT 118及像素电极117。并且，在这些之上形成取向膜110。若更为详细地进行叙述，则TFT 118的栅电极121连接到栅极线108。TFT 118的源电极123连接到源极线109。TFT 118的漏(drain)电极124连接到像素电极117。像素电极117由例如ITO(Indium Tin Oxide)等透明导电性薄膜形成。而且，在图1中，122是栅极绝缘膜，是设置在构成像素电容的电容电极125与像素电极117之间的绝缘膜。此外，126是由形成在TFT118上的有机树脂构成的绝缘膜。126是为了使TFT118等的图形平坦化而形成的。
例如，实施照相制版处理及刻蚀处理，由此，形成TFT阵列衬底103上的如上所述的各电极及布线等。具体地说，首先，在成膜后的金属膜上涂敷抗蚀剂，形成抗蚀剂的膜层。并且，利用照相制版处理，对抗蚀剂的膜层进行构图(patterning)，形成抗蚀剂图形。之后，将抗蚀剂图形作为掩膜(mask)，实施针对金属膜的刻蚀(etching)处理。由此，形成各电极以及布线等。
另一方面，在对置衬底104的与TFT阵列衬底103对置的面上，形成滤色片127、树脂BM(Black Matrix)128、外涂层129、对置电极111、取向膜110等。而且，也存在对置电极111配置在TFT阵列衬底103侧的情况。此外，在TFT阵列衬底103及对置衬底104的外侧的面上分别粘贴偏转板112。
在TFT阵列衬底103的外围区域116设置栅极驱动器IC113及源极驱动器IC114。栅极线108从显示区域115延伸设置到外围区域116。并且，在TFT阵列衬底103的端部，栅极线108连接到栅极驱动器IC113。同样地，源极线109也从显示区域115延伸设置到外围区域116。并且，在TFT阵列衬底103的端部，源极线109与源极驱动器IC114连接。在栅极驱动器IC113、源极驱动器IC114的附近，连接外部布线119、120。外部布线119、120例如是FPC(Flexible Printed Circuit：柔性印刷电路)等布线衬底。
通过外部布线119、120，从外部向栅极驱动器IC113及源极驱动器IC114提供各种信号。栅极驱动器IC113根据来自外部的控制信号，向栅极线118提供栅极信号(扫描信号)。根据该栅极信号，依次选择栅极线108。源极驱动器IC114根据来自外部的控制信号或显示数据(data)，向源极线109提供显示信号。由此，可向各像素电极117提供与显示数据相对应的显示电压。
此处，对所述的液晶显示装置100的驱动方法进行说明。从栅极驱动器IC113向各栅极线108提供扫描信号。根据各扫描信号，与1个栅极线108连接的所有TFT118同时导通(on)。并且，从源极驱动器IC114向各源极线109提供显示信号。由此，在像素电极117上蓄积与显示信号相对应的电荷。根据写入了显示信号的像素电极117和对置电极111的电位差，像素电极117与对置电极111之间的液晶的排列进行变化。由此，透过液晶显示面板101的光的透过量进行变化。按照每个像素117来改变显示电压，由此，液晶106的分子排列变化，可显示所希望的图像。
接下来，下面使用图3，详细地对形成在TFT阵列衬底103上及对置衬底104上的各膜层的外周形状、和利用旋涂法在这些衬底上涂敷膜层的步骤进行说明。图3是从上部观察形成有膜图形2及3的衬底1的衬底面的平面图。此外，图3示出矩形的衬底1的角5的附近。而且，图3的衬底1不是表示在TFT阵列衬底103或对置衬底104上形成所需的全部膜层的完成图的图。即，是表示仅示出了所需的全部膜层中的一部分的制造过程的状态的示意图。
在图3中，膜图形3形成在衬底1上，位于衬底1与膜图形2之间。膜图形2形成在膜图形3上。膜图形2及3以覆盖作为衬底1的显示区域115的矩形的区段6的方式形成。此外，膜图形2及3以延伸至区段6外侧的方式形成。具体地说，从衬底1的中央进行观察，膜图形2及3的外周位于区段6的外侧且设置有密封材料105的衬底1的角5的内侧。并且，在衬底1的角5的附近，即，在矩形的区段6的角部与角5之间的区域，膜图形2及3具有平滑的曲线形状。若进行更为具体地描述，则膜图形2及3在角5的附近，具有多个圆弧或椭圆弧平滑地连续的形状的外周端42及43。并且，在图3中进行省略，但是，利用旋涂法在具有这样的外周端42及43的形状的膜图形2及3上进行一步形成有机膜层。
在这些为感光性有机膜的情况下，例如在涂敷感光性有机膜之后，实施预焙(pre-bake)、曝光、显影及坚膜(post bake)的一系列的步骤，由此，可形成如上所述的膜图形2及3。此外，在膜图形2及3是金属膜或绝缘膜的情况下，可在成膜后通过实施抗蚀剂涂布、预焙、曝光、显影、刻蚀及抗蚀剂去除的一系列的步骤来形成。
如上所述，在专利文献1公开的液晶显示装置中，在所旋涂的膜层的基底上，存在具有直角的外周形状的多个突起9。因此，将突起9的角作为起点，妨碍有机膜溶液的流动。因此，存在如下问题：在衬底中央方向11的相反侧，产生多个平坦化材料的厚度不均匀的涂敷不均10。与此相对，在本实施方式中，将成为利用旋涂法所形成的有机膜层的基底的膜图形2及3的外周端42及43的形状作成不存在弯曲的角的平滑的曲线形状。由此，可抑制旋涂时的有机膜溶液的流动由于成为基底的膜图形2及3的外围形状而被显著地妨碍。因此，可抑制涂敷不均的产生，可谋求利用旋涂法所形成的有机膜层的厚度的均匀。并且，可使液晶显示装置100的显示品质提高。此外，在本实施方式中，将外周端42及43的形状作成多个圆弧或椭圆弧平滑地连续的波形形状。由此，在波形形状的各部分，旋涂时的有机膜溶液的流动向不同方向分散。并且，可进一步提高有机膜的分布的均匀度。
而且，在图3所示的衬底1是如上所述的TFT阵列衬底103的情况下，例如，利用旋涂法最后涂敷的有机膜层是作为反射电极的像素电极117的形成用抗蚀剂。位于其下的膜图形2及3是成为像素电极117的基底的有机膜层(例如，绝缘膜126)。此外，利用旋涂法最后涂敷的有机膜也可以是作为由ITO形成的透过电极的像素电极117的形成用抗蚀剂。这样，在利用旋涂法涂敷在膜图形2及3上的膜层是抗蚀剂的情况下，利用旋涂法所涂敷的膜层在液晶显示面板101的制造步骤中被除去。即，在完成后的液晶显示装置100中不存在该膜层。
另一方面，在图3所示的衬底1为如上所述的对置衬底104的情况下，例如，利用旋涂法最后涂敷的有机膜是柱状隔离物107。位于其下的膜图形2或3是外涂层129。此外，利用旋涂法最后涂敷的有机膜也可以是外涂层129。此时，位于外涂层之下的膜图形2或3是滤色片127的RGB 3色中的任意的着色层。
而且，形成在衬底1即TFT衬底103及对置衬底104上的膜图形2及3的外周端42及43的位置，是作为显示区域的区段6的外侧且衬底1的内侧即可。此时，从区段6观察，膜图形2及3可以都延伸至更外侧。此外，膜图形2及3的外周端42及43的形状也可以不同。此外，位于所旋涂的有机膜层的下层的膜层数当然不限于膜图形2及3这两层，至少为1层即可。
此外，不一定需要在衬底1具有的所有的角5的附近使膜图形2及3的外周端42及43为波形形状。例如，在所旋涂的膜层的厚度对区段6内的均匀性没有影响的角5的附近，也可以不使外周端42及43的形状为波形形状。
实施方式2
实施方式2对实施方式1的膜图形2及3的外周形状进行变更。图4示出了本实施方式的衬底1的平面概要图。如图4所示，成为所旋涂的有机膜层的基底的膜图形2及3以其外周整体平滑地连续的方式形成。即，以覆盖成为矩形的显示区域的区段6的方式形成的膜图形2及3的外周的四个边的形状为平滑地连续的波形。此外，在角5的附近，以接近的边彼此平滑地连续的方式形成。并且，在图4中进行省略，但是，在具有这样的外周形状的膜图形2及3上利用旋涂法进行一步形成有机膜层。
根据这样的结构，能够抑制由于成为基底的膜图形2及3的外周形状而妨碍旋涂时的有机膜溶液的流动。由此，可抑制涂敷不均的产生，可谋求利用旋涂法所形成的膜层的厚度的均匀。并且，可提高液晶显示装置100的显示品质。此外，在本实施方式中，使膜图形2及3的外周整体为波形形状。由此，在波形形状的各部分，旋涂时的有机膜溶液的流动向不同方向分散。因此，可进一步提高有机膜的分布的均匀度。而且，不一定需要使膜图形2及3的四个边全部为波形。例如，也可使不对成为显示区域的区段6的所旋涂的膜层的厚度均匀性产生影响的边是直线。
图4的衬底1与TFT衬底103及对置衬底104的对应关系、膜图形2及3的形成方法、与膜图形2及3的配置以及层叠数相关的制约条件等与如上所述的实施方式1相同。因此，省略这些的详细说明。
实施方式3
实施方式3改变实施方式1的膜图形2及3的外周端42及43的形状。图5示出本实施方式的衬底1的平面概要图。如图5所示，成为所旋涂的有机膜层的基底的膜图形2及3延伸至作为显示区域的区段6的外侧。并且，膜图形2及3的角5附近的外周端42及43的形状与图3所示的实施方式1相同，是在进行角切除后圆弧台阶状地平滑地连接的波形形状。并且，对于膜图形2及3的四个边来说，实施方式1的这些为直线，与此相对，作成平滑地连续的波形形状。并且，在图5中进行省略，但是，可利用旋涂法在具有这样的外周端42及43的形状的膜图形2及3上进行一步形成有机膜。
根据这样的结构，可抑制由于成为基底的膜图形2及3的外周端42及43的形状而妨碍旋涂时的有机膜溶液的流动。因此，可抑制涂敷不均的发生，可谋求利用旋涂法所形成的膜层的厚度的均匀。并且，可提高液晶显示装置100的显示品质。此外，在本实施方式中，使膜图形2及3的外周整体为波形形状。由此，在波形形状的各部分，旋涂时的有机膜溶液的流动向不同方向分散。因此，可进一步提高有机膜的分布的均匀度。而且，不一定需要使膜图形2及3的外周整体的形状为波形。例如，也可使对成为显示区域的区段6的所旋涂的膜层的厚度的均匀性不产生影响的边为直线。
图5的衬底1与TFT衬底103及对置衬底104的对应关系、膜图形2及3的形成方法、与膜图形2及3的配置以及层叠数相关的制约条件件等与所述的实施方式1相同。因此，省略这些的详细说明。
实施方式4
实施方式4改变实施方式1的膜图形2及3的外周形状。图6示出实施方式4的衬底1的平面概要图。如图6所示，成为所旋涂的有机膜层的基底的膜图形2及3延伸至成为显示区域的区段6的外侧。并且，将膜图形2及3的角部5附近的外周端42及43的形状作成带有圆形的平滑的曲线。并且，在图6中进行省略，但是，可利用旋涂法在具有这样的外周端42及43的形状的膜图形2及3上进一步形成有机膜。
根据这样的结构，也可抑制由于成为基底的膜图形2及3的外周端42及43的形状妨碍旋涂时的有机膜溶液的流动。由此，可抑制涂敷不均的发生，可谋求利用旋涂法所形成的膜层的厚度的均匀。并且，可提高液晶显示装置100的显示品质。而且，不一定需要在衬底1具有的所有的角部5的附近将膜图形2及3的外周端42及43的形状作成带有圆形的平滑的曲线。例如，也可在对所旋涂的膜层的区段6的厚度的均匀性不产生影响的角5附近，使外周端42及43的形状为曲线形状。
图6的衬底1与TFT衬底103及对置衬底104的对应关系、膜图形2及3的形成方法、与膜图形2及3的配置以及层叠数的制约条件等与所述的实施方式1相同。因此，省略这些的详细说明。
而且，对于如上所述的发明的实施方式1至4来说，在例子中说明了将本发明应用于液晶显示装置的情况，但是，本发明的应用目标不限于液晶显示装置。例如，可以应用于电致发光显示装置等其他显示装置。

Claims (12)

1.一种显示装置，具有：
衬底，具有大致矩形的显示区域；
至少一个膜图形，形成在所述衬底上，延伸至所述显示区域的外侧，外周端在所述显示区域的至少一个角部的附近具有平滑的曲线形状。
2.如权利要求1的显示装置，其特征在于，
所述膜图形的外周端在所述角部的附近具有波形形状。
3.如权利要求1或2的显示装置，其特征在于，
所述膜图形以覆盖所述显示区域的方式形成，所述膜图形的外周的四个边的至少一个边具有波形形状，所述至少一个边在所述角部的附近以与其他边平滑地连续的方式形成。
4.如权利要求1或2的显示装置，其特征在于，
所述膜图形的外周整体以平滑地连续的方式形成。
5.如权利要求3的显示装置，其特征在于，
所述膜图形的外周整体以平滑地连续的方式形成。
6.一种显示装置，具有：
衬底，具有显示区域；
至少一个膜图形，形成在所述衬底上，延伸至所述显示区域的外侧，外周整体平滑地连续。
7.一种显示装置用衬底的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
以如下方式在所述衬底上形成第一膜图形，即，在所述衬底上使第一膜图形延伸至作为显示区域的区段的外部，并且，所述第1膜图形的外周端形状在所述显示区域的至少一个角部的附近成为平滑的曲线；
利用旋涂法，在所述第1膜图形上涂敷第2膜图形。
8.如权利要求7的显示装置用衬底的制造方法，其特征在于，
所述第1膜图形的外周端在所述角部的附近具有波形形状。
9.如权利要求7或8的显示装置用衬底的制造方法，其特征在于，
所述膜图形以覆盖所述显示区域的方式形成，所述第1膜图形的外周的四个边的至少一个边具有波形形状，所述至少一个边以在所述角部的附近与其他边平滑地连续的方式形成。
10.如权利要求7或8的显示装置用衬底的制造方法，其特征在于，
所述第1膜图形的外周整体以平滑地连续的方式形成。
11.如权利要求9的显示装置用衬底的制造方法，其特征在于，
所述第1膜图形的外周整体以平滑地连续的方式形成。
12.一种显示装置用衬底的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
以如下方式在所述衬底上形成第一膜图形，即，在所述衬底上使第一膜图形延伸至作为显示区域的区段的外侧，并且，所述第1膜图形的外周整体以平滑地连续的方式形成；
利用旋涂法，在所述第1膜图形上涂敷第2膜图形。
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