CN101946193A - 滤色器基板和液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种滤色器基板和液晶显示装置，其容易进行液晶显示面板的颜色设计，并且能够在抑制产生反转畴的同时抑制产生向错，还能够抑制开口率降低。本发明的滤色器基板具有如下三种方式：相互相邻的滤色器彼此具有在相互的方向上局部突出的突出部并且该突出部彼此在遮光构件上相接的方式；设置在相互相邻的多个同色像点上的滤色器的区域彼此在遮光构件上局部相连的方式；或者将它们组合的方式。

Description

滤色器基板和液晶显示装置
技术领域
本发明涉及滤色器基板和液晶显示装置。更为详细地，涉及具有被摩擦处理了的取向膜的滤色器基板和具备上述滤色器基板的液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置充分展现了薄、轻和低功耗的优点，被广泛地利用在显示器、投影仪、便携式电话、便携式信息终端(PDA)等电子设备中。特别地，TFT方式的液晶显示装置(下面，也称为“TFT-LCD”)广泛地普及，并期待着市场的进一步扩大，与此相伴，也希望画质更进一步地提高。
图8是表示俯视TN模式的液晶显示装置的像点时的取向膜的摩擦处理方向和液晶的扭曲方向的概念图。到现在为止，在TFT-LCD中最广泛使用的方式是使具有正介电常数各向异性的液晶分子在相互对置的一对基板之间水平取向的、所谓的TN模式。如图8所示，TN模式的液晶显示装置在两基板的液晶侧具有被摩擦处理了的取向膜，一方基板的摩擦处理方向141a与另一方基板的摩擦处理方向141b被设定成正交。因此，与一方基板相邻的液晶分子的取向方向和与另一方基板相邻的液晶分子的取向方向正交，并且如图8的圆弧箭头所示，在一对基板之间未施加电压的状态下，液晶分子在一对基板之间扭转90°。
另外，TFT-LCD不限于TN模式，通常具备滤色器基板作为一方基板。图9是表示现有的滤色器基板的示意图，(a)表示平面图，(b)表示(a)中的X-Y线的截面图。现有的滤色器基板101在透明基板110上具有层叠黑矩阵120、过滤器层130以及对置电极的构造，上述黑矩阵120是由黑色树脂形成的，上述过滤器层130是平面地并置红色(R)滤色器131R、绿色(G)滤色器131G以及蓝色(B)滤色器131B而形成的。滤色器131R、滤色器131G以及滤色器131B分别由着色树脂形成，并且被形成为端部与黑矩阵120重叠。另一方面，相邻的各滤色器131R、滤色器131G以及滤色器131B隔开间隔来配置，相互不接触。配置了各滤色器131R、滤色器131G以及滤色器131B的黑矩阵120的开口部分别与液晶显示装置的像点(子像素)相当。
此外，对置电极被形成为覆盖黑矩阵120和过滤器层130，作为用来防止由于对置电极的断裂而导致的电阻值上升的技术，公开有如下的滤色器：平面地配置在基板上的各过滤器层在与相邻的过滤器层之间隔开间隙来配置、并且在相邻的过滤器层的一边具有局部重叠的重叠部(例如，参照专利文献1。)。
专利文献1：日本特开2002-71935号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在将现有的滤色器基板101用于如TN模式等那样的取向膜被摩擦处理了的模式的液晶显示装置中的情况下，有时在像点中会产生向错，变成不良品。在此，利用图10，更为详细地说明向错现象。图10是表示当俯视TN模式的液晶显示装置的像点时的取向膜的摩擦处理方向和液晶的扭曲方向的概念图，表示产生了向错的像点。如图10所示，尽管产生了向错的像点(向错像点)在与如图8所示的正常的像点(正常像点)相同的方向(相互正交的摩擦处理方向141a和另一方基板的摩擦处理方向141b)被摩擦处理，但是向错像点的液晶分子的扭转方向(图10中的圆弧箭头)变成与正常像点的液晶分子的扭转方向(图8中的圆弧箭头)相反的方向(逆倾斜)。并且，在向错像点中，穿过液晶层的光的偏光特性变得与正常像点的偏光特性不同，在例如TN模式的黑显示时，会看到向错像点是微小的亮点。另外，若在一部分的像点中发生向错，则向错的影响也易于波及到周围的正常像点，并且，像点的高精细化程度越高，产生向错的倾向就越大。
另一方面，在专利文献1所记载的技术中，在将重叠部配置在像点开口部的情况下，在开口部中会存在重叠部的陡峭台阶，特别容易产生反转畴。另外，重叠部会发生色度变化，因此在该情况下，作为液晶显示面板的颜色设计是困难的。此外，反转畴是指产生由未被取向控制的液晶分子造成的光泄漏的现象。与此相对，在将重叠部配置在遮光部的情况下，开口率会降低。
本发明是鉴于上述现状而完成的，其目的在于提供容易在液晶显示面板中设置颜色的、并且能够在抑制产生反转畴的同时抑制产生向错的、并且还能够抑制开口率降低的滤色器基板和液晶显示装置。
用于解决问题的方案
本发明人在研究容易在液晶显示面板中设置颜色的、并且能够在抑制产生反转畴的同时抑制产生向错的、并且还能够抑制开口率降低的滤色器基板和液晶显示装置的过程中，着眼于滤色器基板的台阶。并且，发现：在现有的滤色器基板101中，黑矩阵120和各滤色器131R、滤色器131G以及滤色器131B通常是由树脂形成的，具有微米级的比较大的膜厚，另外，各滤色器131R、滤色器131G以及滤色器131B的端部被配置在黑矩阵120上，因此如图9的(b)所示，陡峭的台阶在相邻的像点之间产生至少四处(以图9的(b)中的箭头表示的位置，更为具体地，由黑矩阵120造成的各滤色器131R、滤色器131G以及滤色器131B的台阶是两处，由各滤色器131R、滤色器131G以及滤色器131B的端面造成的台阶是两处)，该陡峭的台阶是在具备现有的滤色器基板101的液晶显示装置中产生向错的主要原因。这是因为若失去液晶分子取向的连续性的部位多，则容易产生向错，另外，若台阶的陡峭性大，则在该台阶部中失去液晶分子的取向的连续性的可能性大。并且，是因为在陡峭的台阶上利用摩擦处理来控制取向膜的取向困难。另外，发现：越是高精细的像点，像点中央部与各滤色器131R、131G、131B以及黑矩阵120的层叠构造图案的距离越近，因此越是高精细的像点，产生向错的倾向越大。
并且，进一步研究后的结果，发现：利用相互相邻的滤色器彼此在相互的方向上具有局部突出的突出部并且该突出部彼此在遮光构件上相接的方式、设置在相互相邻的多个同色像点中的滤色器的区域彼此在遮光构件上局部相连的方式、或者组合了这些方式的方式，能够抑制开口率的降低，另外，能够容易地设置液晶显示面板的颜色，并且能够减少在滤色器基板上产生的陡峭的台阶，并且能够使相邻的像点局部相连，容易维护取向的连续性，从而想到能够很好地解决上述问题，于是有了本发明。
即，一种滤色器基板，在基板上具备遮住多个像点之间的遮光构件和相互平面地并置并且端部在上述遮光构件上分别重叠的多个滤色器，上述多个滤色器基板包括相互相邻的第一滤色器和第二滤色器，上述第一滤色器和上述第二滤色器分别具有在相互的方向上局部突出的第一突出部和第二突出部，上述第一突出部和上述第二突出部在上述遮光构件上相接。
由此，能够减少在第一突出部和第二突出部相接触的区域所产生的陡峭的台阶。因此，与现有的滤色器基板相比，能够减少在相邻的像点之间产生的陡峭的台阶。因此，在第一突出部和第二突出部相接触的区域，即在设置在相邻的像点中的滤色器端部彼此相接触的区域，易于维护液晶分子的取向的连续性。其结果，能够抑制向错的产生，提高成品率。
另外，若相邻的滤色器的端部彼此相接的区域(比例)变得过于大，则称为反转畴的不良会变得醒目，但是根据本发明的滤色器基板，第一滤色器和第二滤色器分别以在相互的方向上局部突出的第一突出部和第二突出部相接，因此能够抑制反转畴的产生，并且能够抑制向错的产生。
并且，第一突出部和第二突出部在遮光构件上相互相接，因此即使第一滤色器和第二滤色器是不同的颜色，并且在第一突出部和第二突出部发生了色度变化，也能够有效地抑制对液晶显示面板的颜色造成不好的影响。即，能够不去关注第一突出部和第二突出部的布局、色度变化而容易地进行液晶显示面板的颜色设计。
并且，第一滤色器和第二滤色器相互地在遮光构件侧突出，因此与相邻的滤色器的一方突出的方式相比，能够达到高开口率。
另外，本发明还是一种滤色器基板，其在基板上具备遮住多个像点之间的遮光构件和相互平面地并置并且端部在上述遮光构件上分别重叠的多个滤色器，上述多个滤色器包括第三滤色器，上述第三滤色器具有设置在相互相邻的多个同色像点的多个像点部和设置在该遮光构件上的连结部，在上述第三滤色器中，相互相邻的像点部彼此在上述连结部局部相接。
由此，能够减少在连结部产生的陡峭的台阶。因此，与现有的滤色器基板相比，能够减少在相邻的像点之间产生的陡峭的台阶。因此，在连结部中，即在设置在相互相邻的多个同色像点(相同颜色的像点)中的多个像点部彼此局部相连的区域，易于维护液晶分子的取向的连续性。其结果，能够抑制向错的产生，提高成品率。
另外，若局部相连的区域变得过于大，则称为反转畴的不良变得醒目，但是根据本发明的滤色器基板，设置在相邻的多个同色像点中的多个像点部彼此局部相连，因此能够抑制反转畴的产生，并且抑制向错的产生。
并且，即使使设置在相邻的多个同色像点中的多个像点部彼此相连，也不会产生色度变化，因此也不会对液晶显示面板的颜色造成不好的影响。即，能够不去关注连结部的布局而容易地进行液晶显示面板的颜色设计。
并且，仅使设置在相邻的多个同色像点中的多个像点部彼此在遮光构件上局部相连，因此也不会牺牲开口率。即，能够有效地抑制开口率的降低。
作为本发明的滤色器基板的结构，只要必须形成这种结构要素即可，包不包含其它结构要素均可，没有特别的限定。
下面详细地说明本发明的滤色器基板的优选方式。
下面所示出的各种方式进行适当的组合亦可。
优选上述第一滤色器和上述第二滤色器是不同的颜色。由此，能够有效地抑制开口率的减小，并且更为有效地抑制由第一突出部和第二突出部的色度变化造成的液晶显示面板的色度变化。
上述第一突出部和上述第二突出部是(A)相互不重叠地相接的方式亦可，是(B)具有相互重叠的重叠部的方式亦可。从进一步地减少相邻的像点之间产生的陡峭的台阶、进一步地抑制向错的产生的观点出发，优选上述(A)的方式，另一方面，从更为容易地制作本发明的滤色器基板的观点出发，优选上述(B)的方式。
优选上述连结部的宽度We与像点的开口宽度(像点开口部的宽度)Wb之比We/Wb在0.3以上。若We/Wb不到0.3，则有时会得不到充分地抑制向错的效果。
当现有的滤色器基板具有下面的方式时，特别容易发生向错。因此，通过在本发明的滤色器基板上应用下面的方式，能够更为有效地抑制向错的产生。即，上述多个像点的周围被上述遮光构件包围的方式亦可，上述多个滤色器具有由上述遮光构件导致的台阶的方式亦可，上述遮光构件包含树脂的方式亦可，上述滤色器基板未设置覆盖上述遮光构件和上述多个滤色器的外覆层的方式亦可。
优选上述多个滤色器是利用液体抗蚀剂或者膜状抗蚀剂而形成的。由此，通常在相邻的像点之间会产生凹凸，因此通过在该方式中应用本发明，能够更为有效地抑制向错的产生。作为上述多个滤色器的形成方法，能够很好地利用现在一般成为滤色器的形成方法的主流的、使用涂敷装置的方法、使用干膜的方法。
从相同的观点出发，优选上述多个滤色器的与上述遮光构件重叠的区域的膜厚小于在像点开口部的膜厚。
优选上述多个滤色器的截面形状是顺锥状。由此，能够在滤色器基板上无接缝地均匀涂抹取向膜、透明导电膜(对置电极)。
另外，本发明还是一种液晶显示装置，其具备本发明的滤色器基板、与本发明的滤色器基板对置的基板以及被夹持在上述基板之间的液晶层。由此，能够抑制产生由向错像点造成的不良，因而能够提高成品率。另外，能够容易地进行液晶显示面板的颜色设计，并且能够维持高开口率。
作为本发明的液晶显示装置的结构，只要必须形成这种结构要素即可，包不包含其它结构要素均可，没有特别的限定。
下面，详细地说明本发明的液晶显示装置的优选方式。下面所示出的各种方式进行适当的组合亦可。
上述液晶显示装置的模式没有特别限定，但是优选是具备被摩擦处理了的取向膜的模式。即，优选上述滤色器基板在上述液晶层侧的表面具有被摩擦处理了的取向膜。这是因为向错在具备被摩擦处理了的取向膜的模式下发生。作为具有被摩擦处理了的取向膜的模式，可以举出例如TN(Twisted Nematic：扭转向列)模式，IPS(In-Place Switching：面内开关)模式，VA(Virtical Alignment：垂直取向)模式，MVA(Multi-domain Vertical Alignment：多畴垂直取向)模式，但是从更为有效地发挥本发明的效果的观点出发，其中TN模式是合适的。
当现有的液晶显示装置具有下面的方式时，特别容易发生向错。因此，通过将下面的方式应用在本发明的液晶显示装置中，能够更为有效地抑制向错的产生。即，上述取向膜具有由上述多个滤色器造成的台阶的方式亦可，上述滤色器基板在上述液晶层侧具有柱状间隔物的方式亦可。
发明效果
根据本发明的滤色器基板和液晶显示装置，容易进行液晶显示面板的颜色设计，并且能够在抑制产生反转畴的同时抑制产生向错，并且能够抑制开口率的降低。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的滤色器基板的示意图，(a)表示平面图，(b)表示(a)中的A1-B1线的截面图。
图2是表示制造工序中的本发明的实施方式1的滤色器基板的示意图，(a)表示平面图，(b)表示(a)中的A2-B2线的截面图。
图3是表示本发明的实施方式1的滤色器基板的变形例的示意图，(a)表示平面图，(b)和(c)表示(a)中的A3-B3线的截面图。
图4是表示比较方式的滤色器基板的平面示意图。
图5是表示本发明的实施方式1的滤色器基板的变形例的平面示意图。
图6是表示本发明的实施方式1的滤色器基板的变形例的平面示意图。
图7是表示在向错发生率的验证实验中使用的本发明的滤色器基板的平面示意图。
图8是表示俯视TN模式的液晶显示装置的像点时的取向膜的摩擦处理方向和液晶的扭曲方向的概念图。
图9是表示现有的滤色器基板的示意图，(a)表示平面图，(b)表示(a)中的X-Y线的截面图。
图10是表示俯视TN模式的液晶显示装置的像点时的取向膜的摩擦处理方向和液晶的扭曲方向的概念图，表示产生了向错的像点。
图11是表示本发明的实施方式1的液晶显示装置的示意图，(a)表示平面图，(b)表示(a)中的A4-B4线的截面图，(c)表示(a)中的A5-B 5线的截面图。
附图标记说明：
1、101：滤色器基板；2：TFT基板；4：像素电极；5：取向膜；10、12、110：透明基板；13：元件形成层；20、120：黑矩阵；21：源极遮光部；22：栅极遮光部；23：Cs遮光部；30、130：过滤器层；31R、131R：红色(R)滤色器；31G、131G：绿色(G)滤色器；31B、131B：蓝色(B)滤色器；32R、32G、32B：连结部；33R、33G、33B、133：突出部；34RG、34RB、34BR：接触部；35：红色感光性树脂膜(色膜)；41：光间隔物；42：液晶层；43：对置电极；44：取向膜；141a、141b：摩擦处理方向。
具体实施方式
下面揭示实施方式，参照附图更为详细地说明本发明，但是本发明不限于这些实施方式。
(实施方式1)
本实施方式的液晶显示装置是具备相互对置的TFT基板和滤色器基板的TN模式的液晶显示装置，利用间隔物将两基板的间隔保持一定。另外，TFT基板和滤色器基板被密封剂贴合，并且在两基板之间填充含有具有正介电常数各向异性的液晶分子(向列液晶)的液晶材料，形成液晶层。液晶层在两基板之间未施加电压的状态下，液晶分子呈现与两基板大致平行取向的水平取向模式。另外，TFT基板具有一般的结构，例如在透明基板上具有：源极线、栅极线、Cs线(保持电容配线)等配线；作为开关元件的TFT；绝缘层；包括透明导电膜的像素电极；以及被摩擦处理了的取向膜。
图1是表示本发明的实施方式1的滤色器基板的示意图，(a)表示平面图，(b)表示(a)中的A1-B1线的截面图。如图1所示，本实施方式的滤色器基板1在透明基板10的一方主面侧(液晶面侧)具有按照顺序层叠如下部件的构造：作为遮住相邻的多个像点之间的遮光构件的黑矩阵20；与各像点对应并置红色(R)滤色器31R、绿色(G)滤色器31G、以及蓝色(B)滤色器31B的过滤器层30；包括透明导电膜的对置电极(未图示)；以及被摩擦处理了的取向膜(未图示)。
黑矩阵20具有：沿着作为对置基板的TFT基板的源极线而形成的、在图1的上下方向延伸的部分(源极遮光部)21；沿着TFT基板的栅极线而形成的、在图1的左右方向延伸的粗的部分(栅极遮光部)22；以及沿着TFT基板的Cs线而形成的、在图1的左右方向延伸的细的部分(Cs遮光部)23。栅极遮光部22和Cs遮光部23相互平行配置，源极遮光部21与栅极遮光部22以及Cs遮光部23相互正交地配置。另外，被源极遮光部21和栅极遮光部22包围的开口区域是大概一个像点(构成像素的单色区域、子像素)。这样，各像点被黑矩阵20的源极遮光部21和栅极遮光部22包围。另外，滤色器基板1是R、G以及B像点被条状排列的条状排列滤色器基板。此外，在本实施方式的液晶显示装置中，利用在图1的左右方向相邻的三个的R、G以及B的像点构成一个像素(构成显示图像的最小单位)。另外，在TFT基板上与各像点对应，设有作为开关元件的TFT、与TFT连接的像素电极。
各滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B基本上在图1的上下和左右方向相邻的滤色器之间空开缝隙来配置，与各像点的开口部(像点开口部)对应设置。然而，在各滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B中，设置在图1的上下方向的相同颜色的像点(同色像点)中的区域(像点部)彼此在黑矩阵20上局部相连。这样，各滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B具有使设置在相互相邻的多个同色像点中的多个像点部彼此在相邻的同色像点之间的边的一部分上局部相连的俯视大致矩形状的连结部32R、连结部32G以及连结部32B，并且具有在连结部32R、连结部32G、连结部32B中间变细的平面形状。
由此，与现有的滤色器基板相比，在相邻的同色像点之间的黑矩阵20附近产生的陡峭台阶变少。更为具体地，如图1的(b)所示，在连结部32R、连结部32G以及连结部32B中，能够使由黑矩阵20造成的陡峭的台阶变成仅有两处(以图1的(b)中的箭头示出的两处)。因此，容易维护相邻的同色像点之间的液晶分子的取向的连续性，其结果，能够在具备被摩擦处理了的取向膜的本实施方式的液晶显示装置中抑制向错的产生。
另外，在滤色器基板1中，各滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B的相邻的像点部彼此不是在相邻的同色像点之间的整个边上相连，而是在边的一部分上，更为具体地是仅在边的中央部相连。由此，能够使由连结部32R、连结部32G以及连结部32B造成的反转畴变得不醒目(使之不处于支配地位)，并且能够抑制向错的产生。连结部32R、连结部32G以及连结部32B的宽度根据像点布局等设计来酌情地设定即可，但是优选在10μm以上，15μm是最合适的。
并且，如图1所示，通过使各滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B在同色像点之间相连，与后述的相邻的不同颜色的滤色器彼此不重叠地相接或者重叠的方式相比，能够更为可靠地减少陡峭的台阶。因此，更为容易地维持相邻的像点之间的液晶分子的取向的连续性。
并且，在本实施方式中，在显示区域的全部区域中，设置在相邻的同色像点中的全部像点部彼此局部相连，因此能够在液晶显示装置的显示区域的全部区域中使反转畴不醒目，并且抑制向错的产生。
此外，图1表示了连结部32R、连结部32G以及连结部32B分别被配置在滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B(像点)的各边中央的方式，但是对于连结部32R、连结部32G以及连结部32B的配置地方、即对于将连结部32R、连结部32G以及连结部32B分别配置在滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B的各边的什么位置，酌情地设定即可，连结部32R、连结部32G以及连结部32B配置在像点的各边的角部、偏向角部侧的地方亦可。
另外，连结部32R、连结部32G以及连结部32B的平面形状没有特别限定，如图1的(a)所示的大致矩形亦可，其它的例如大致梯形、大致多边形等亦可。
下面，说明本实施方式的液晶显示装置的制造方法。此外，TFT基板的制造工序、面板的组装工序等滤色器基板1的制造工序以外的工序与现有的相同，在此主要说明滤色器基板1的制造方法。图2是表示制造工序中的本发明的实施方式1的滤色器基板的示意图，(a)表示平面图，(b)表示(a)中的A2-B2线的截面图。
滤色器基板1是利用光刻法来形成的。更为具体地，首先在透明基板10上利用一般的负型或者正型的黑色感光性树脂组成物(例如包含炭黑、颜料的负型或者正型的感光性丙烯酸树脂组成物)形成黑色感光性树脂膜之后，利用光刻法对黑色感光性树脂膜进行图案化，形成膜厚为0.8μ～1.5μm(例如，1.2μm)的黑矩阵20。黑矩阵20的截面形状是顺锥状亦可，是倒锥状亦可，是不具有锥形的形状(对透明基板10大致垂直地峭立的形状)亦可。此外，顺锥状是指截面形状的顶端侧的端边的长度比下端侧的端边的长度短的形状，倒锥状是指截面形状的顶端侧的端边的长度比下端侧的端边的长度长的形状。
另外，黑矩阵20若形成为至少遮住相邻的像点之间的一部分，则其布局没有特别限定，可以仅具有源极遮光部21和栅极遮光部22，可以还具有用于遮住TFT基板的开关元件的部分，也可以如后述的图5所示，仅具有源极遮光部21。
透明基板10多利用玻璃基板，但是例如塑料膜、塑料片等亦可。另外，为了根据需要来提高透明基板10、黑矩阵20以及过滤器层30的贴紧性，在透明基板10上事先形成提高贴紧性的薄膜亦可。
接着，在透明基板10上，涂抹或者转印负型或者正型的液体彩色抗蚀剂(例如，含有颜料的负型或者正型的感光性丙烯酸树脂组成物)或者负型或者正型的膜状彩色抗蚀剂(例如，含有颜料的负型或者正型的感光性丙烯酸膜等)，由此形成红色感光性树脂膜(色膜)35。此时，如图2所示，由于红色感光性树脂膜35，透明基板10上的黑矩阵20的凹凸被某种程度地平坦化。其后，利用光刻法对红色感光性树脂膜进行图案化，由此形成滤色器31R，该滤色器31R具有连结部32并且截面形状是顺锥形状，像点开口部(未形成黑矩阵20的区域)的膜厚优选为1～2μm(例如1.5μm)。此时，滤色器31R的端部与黑矩阵20重叠，滤色器31R会具有由黑矩阵20造成的台阶，但是滤色器31R的与黑矩阵20重叠的区域的膜厚小于在像点开口部的膜厚。更为具体地，滤色器31R的与黑矩阵20重叠的区域的膜厚受到形成在黑矩阵20上的色膜的宽度、在像点开口部的膜厚等的影响，但是通常在0.1～1.8μm程度，滤色器31R的由黑矩阵20造成的台阶的高度通常在0.1～1.5μm程度。
接着，在透明基板10上，涂抹或者转印负型或者正型的液体彩色抗蚀剂(例如，含有颜料的负型或者正型的感光性丙烯酸树脂组成物)或者负型或者正型的膜状彩色抗蚀剂(例如，含有颜料的负型或者正型的感光性丙烯酸膜等)，由此形成绿色感光性树脂膜(色膜)。此时，由于绿色感光性树脂膜，透明基板10上的黑矩阵20的凹凸被某种程度地平坦化。其后，利用光刻法对绿色感光性树脂膜进行图案化，由此形成滤色器31G，该滤色器31G具有连结部32G并且截面形状是顺锥形状，像点开口部(未形成黑矩阵20的区域)的膜厚优选为1～2μm(例如1.5μm)。此时，滤色器31G的端部与黑矩阵20重叠，滤色器31G会具有由黑矩阵20造成的台阶，但是滤色器31G的与黑矩阵20重叠的区域的膜厚小于在像点开口部的膜厚。更为具体地，滤色器31G的与黑矩阵20重叠的区域的膜厚受到形成在黑矩阵20上的色膜的宽度、在像点开口部的膜厚等的影响，但是通常在0.1～1.8μm程度，滤色器31G的由黑矩阵20造成的台阶的高度通常在0.1～1.5μm程度。
接着，在透明基板10上，涂抹或者转印负型或者正型的液体彩色抗蚀剂(例如，含有颜料的负型或者正型的感光性丙烯酸树脂组成物)或者负型或者正型的膜状彩色抗蚀剂(例如，含有颜料的负型或者正型的感光性丙烯酸膜等)，由此形成蓝色感光性树脂膜(色膜)。此时，由于蓝色感光性树脂膜，透明基板10上的黑矩阵20的凹凸被某种程度地平坦化。其后，利用光刻法对蓝色感光性树脂膜进行图案化，由此形成滤色器31B，该滤色器31B具有连结部32B并且截面形状是顺锥形状，像点开口部(未形成黑矩阵20的区域)的膜厚优选为1～2μm(例如1.5μm)。此时，滤色器31B的端部与黑矩阵20重叠，滤色器31B会具有由黑矩阵20造成的台阶，但是滤色器31B的与黑矩阵20重叠的区域的膜厚小于在像点开口部的膜厚。更为具体地，滤色器31B的与黑矩阵20重叠的区域的膜厚受到形成在黑矩阵20上的色膜的宽度、在像点开口部的膜厚等的影响，但是通常在0.1～1.8μm程度，滤色器31B的由黑矩阵20造成的台阶的高度通常在0.1～1.5μm程度。
这样，利用液体抗蚀剂或者膜状抗蚀剂形成滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B，由此在相邻像点之间会产生凹凸，因此在利用这种形成方法制作出的滤色器基板中应用本发明，能够更为有效地抑制向错的产生。
另外，将滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B的截面形状(特别是端部的截面形状)设为顺锥形，由此能够在透明基板10上无接缝地均匀涂抹取向膜和透明导电膜(公共电极)。
并且，仅将原本应该蚀刻除去的区域作为连结部32R、连结部32G以及连结部32B而残留，就能够形成滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B，因此黑矩阵20无需形成为以往必须的粗度以上的粗度。即，能够有效地抑制开口率的降低而制作出滤色器基板1。
此外，滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B的形成顺序能够酌情地设定(变更)。
在将光间隔物(柱状间隔物)用作间隔物的情况下，接着，利用负型或者正型的感光性树脂组成物(例如负型或者正型的感光性丙烯酸树脂组成物等)形成透明的感光性树脂膜后，利用光刻法对透明的感光性树脂膜进行图案化。由此，能够在黑矩阵20上形成柱状的光间隔物。
在此，利用图11更为详细地说明在具备光间隔物作为间隔物的情况下的本实施方式的液晶显示装置。该情况下，如图11所示，本实施方式的液晶显示装置具备相互对置的TFT基板2和滤色器基板1、被夹持在两基板1、2之间的液晶层42，利用光间隔物41将两基板1、2的间隔保持一定。
并且，滤色器基板1具有在透明基板10上按照顺序层叠如下构件的构造：黑矩阵20；并置滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B的过滤器层30；包括透明导电膜的对置电极43；光间隔物41；以及被摩擦处理了的取向膜44。另外，光间隔物41被配置在连结部32R、连结部32G以及连结部32B的上方。
另一方面，TFT基板2例如在透明基板12上具有元件形成层13，上述元件形成层13形成有：源极线、栅极线、Cs线(保持电容配线)等配线；作为开关元件的TFT；以及绝缘层。另外，TFT基板2具有形成在元件形成层13上的包括透明导电膜的像素电极4和覆盖像素电极4并且被摩擦处理了的取向膜5。
此外，光间隔物41的高度按照所期望的单元间隔酌情设定即可。另外，在光间隔物41与黑矩阵20的层之间插入滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B的至少任一层即可。并且，光间隔物41也可以是酌情层叠黑矩阵20、滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B内的多层而成，例如可以是在黑矩阵20上柱状地顺序层叠岛状滤色器31R、岛状滤色器31G以及岛状滤色器31B而成。另外，光间隔物41形成在TFT基板2侧亦可。
并且，在间隔物形成工序之后，在绝缘基板10的形成了黑矩阵20、滤色器31R、滤色器31G、滤色器31B等的主面上，按照顺序形成透明电极(对置电极)和取向膜，由此完成滤色器基板1。此外，作为透明电极的材料，可以举出例如铟锡氧化物膜(ITO膜)等透明导电膜，作为透明电极的形成方法，可以举出溅射法。另外，作为取向膜的材料，可以举出热固化型聚酰亚胺树脂。
本实施方式的液晶显示装置能够利用如上所制作出的滤色器基板1和一般的TFT基板，通过进行单元组装工序、模块组装工序来完成。滤色器基板1和TFT基板的取向膜在单元组装工序中被摩擦处理。另外，在使用珠子等球状间隔物作为间隔物的情况下，在单元装置工序中将球状间隔物散布在滤色器基板1或者TFT基板上后，贴合两基板。
这样，根据本实施方式的液晶显示装置，如上所述，在具备被摩擦处理了的取向膜的液晶显示装置中，能够抑制反转畴的发生，并且抑制向错的产生。
另外，在滤色器基板1中，各像点周围被黑矩阵20包围。因此，在滤色器基板1中，会增加由黑矩阵20造成的陡峭的台阶和由各滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B的端面造成的陡峭的台阶。即，可以说滤色器基板1具有容易产生向错的构造，然而，根据滤色器基板1，使相邻的像点局部地相连，容易维护取向的连续性，由此能够有效地抑制向错的产生。这样，本发明对于像点周围被黑矩阵20包围的方式能够发挥大的效果。
同样地，遮光宽度相对于像点的开口宽度的比率大的滤色器基板也同样容易产生向错。具体地，若黑矩阵20的遮光宽度相对于纵横至少一方的方向的像点开口宽度的比率在0.3以上，则容易产生向错。然而，即使对于这样的滤色器基板，本发明也能够发挥大的效果。
另外，在滤色器基板1中，各滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B具有由黑矩阵20造成的台阶。并且，黑矩阵20是含有树脂的树脂BM，因此其台阶容易变大。因此，在滤色器基板1中，由黑矩阵20造成的陡峭的台阶、由各滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B的端面造成的陡峭的台阶容易变大，可以说，滤色器基板1具有易于产生向错的构造。具体地，若黑矩阵20的膜厚在1μm以上，则向错容易产生。然而，根据滤色器基板1，能够有效地抑制向错的产生。这样，本发明对于各滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B具有由黑矩阵20造成的台阶的方式、黑矩阵20包含树脂的方式能够发挥大的效果。
另外，在滤色器基板1中，未设置被形成为覆盖各滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B和黑矩阵20的外覆层(具有平坦化作用的膜)。因此，取向膜具有由各滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B造成的台阶，在滤色器基板1中，由黑矩阵20造成的陡峭的台阶和由各滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B的端面造成的陡峭的台阶会直接对液晶分子的取向造成影响。即，可以说滤色器基板1具有容易产生向错的构造，然而，根据滤色器基板1，使相邻的像点局部地相连，容易维持取向的连续性，由此能够有效地抑制向错的产生。这样，本发明对于未设置覆盖各滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B的外覆层的滤色器基板和液晶显示装置能够发挥大的效果。
另外，根据本发明人的研究可知：具有光间隔物的滤色器基板与具有除了光间隔物以外的间隔物例如珠子等球状间隔物的滤色器基板相比，容易产生向错。对此，如图11所示，根据滤色器基板1，即使在利用光间隔物41作为间隔物的情况下，也能够有效地抑制向错的产生。这样，本发明对于具有光间隔物的滤色器基板和液晶显示装置能够发挥大的效果。
下面，说明本实施方式的变形例。
图3是表示本发明的实施方式1的滤色器基板的变形例的示意图，(a)表示平面图，(b)和(c)表示(a)中的A3-B3线的截面图。如图3的(a)所示，滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B分别在相邻的不同颜色的滤色器和黑矩阵20上局部地相接亦可。更为具体地，滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B分别在相邻的不同颜色的滤色器侧，具有在相互相邻的像点的边的一部分上局部突出的突出部33R、突出部33G以及突出部33B，在图3的(a)的左右方向相邻的不同的颜色的突出部33R、突出部33G以及突出部33B彼此相接亦可。即，设置相邻的不同颜色的滤色器彼此局部地相接的接触部34RG、接触部34GB以及接触部34BR亦可。由此，与上述方式相同，也能够容易维持相邻的像点之间的液晶分子的取向的连续性，抑制向错的产生。另外，能够抑制反转畴的产生。
此时，如图3的(b)所示，突出部33R、突出部33G以及突出部33B分别与相邻的不同颜色的滤色器的突出部不重叠地相接亦可，如图3的(c)所示，与相邻的不同颜色的滤色器的突出部重叠亦可。根据图3的(b)所示的方式，能够将由接触部34RG、接触部34GB以及接触部34BR附近的黑矩阵20造成的陡峭的台阶设为仅有两处(以图3的(b)中的箭头示出的两处)。因此，是更为容易维护相邻的像点之间的液晶分子的取向的连续性的方式。另一方面，根据图3的(c)所示的方式，即使在滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B图案化时光掩模发生了对准错位，也能够容易实现。因此，可以说是生产率高的方式。
此外，根据图3的(c)所示的方式，由接触部34RG、接触部34GB以及接触部34BR附近的黑矩阵20造成的陡峭的台阶会产生三处(以图3的(c)中的箭头示出的三处)，但是利用抗蚀剂材料的平坦化作用，突出部33R、突出部33G以及突出部33B各自的与相邻的不同颜色的滤色器的突出部重叠的区域(图3的(c)中标注L的区域)的膜厚比该区域以外的区域薄。因此，利用该方式，也能够维持相邻像点之间的液晶分子的取向的连续性，能够发挥抑制向错的发生的效果。
另一方面，当突出部33R、突出部33G以及突出部33B各自的与相邻的不同颜色的滤色器的突出部重叠的区域(图3的(c)中，标注L的区域)过于大时，即使抗蚀剂材料具有平坦化作用，也有该区域的台阶过于大，不能发挥抑制向错发生的效果的情况。更为具体地，优选各突出部33R、突出部33G以及突出部33B的与相邻的不同颜色的滤色器的突出部重叠的区域的长度L在2μm以下，若超过2μm而重叠，则有不能充分地发挥抑制向错发生的效果的情况。
图4是表示比较方式的滤色器基板的平面示意图。如图4所示，仅在相互相邻的不同颜色的滤色器的一方设置突出部133，在相互相邻的不同颜色的滤色器的另一方不设置突出部的情况下，突出部133会位于离黑矩阵120的端、即相邻的不同颜色的像点开口部更近的地方。因此，当在滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B图案化时，发生了光掩模的对准错位的情况下，突出部133会露出到相邻的不同颜色的像点开口部，有时会发生色度变化。对此，也考虑过为了防止突出部133露出到相邻的不同颜色的像点开口部，而使黑矩阵120的宽度变粗，但是该情况下，开口率减小了。即，在该比较方式的滤色器基板中，抑制色度变化的发生，并且得到高开口率比较困难。
另一方面，在本变形例的滤色器基板1中，如图3所示，相邻的不同颜色的滤色器双方突出而相互相接，因此接触部34RG、接触部34GB以及接触部34BR会位于离黑矩阵20的端、即相邻不同颜色的像点开口部远的地方。因此，与图4所示的比较方式相比，能够使在滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B的图案化时由于曝光工艺而发生了对准错位时的接触部34RG、接触部34GB以及接触部34BR到从黑矩阵20露出为止的余量更大。即在本变形例的滤色器基板1中，为了防止接触部34RG、接触部34GB以及接触部34BR露出到相邻的像点开口部、色度发生变化而使黑矩阵20的宽度变得特别地粗的必要性低。因此，在本变形例的滤色器基板1中，能够抑制色度变化的发生，并且能够有效地抑制开口率的减小。
另外，如图3的(a)所示，在各滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B中，各自的突出部33R、突出部33G以及突出部33B与相邻的不同颜色的全部滤色器的突出部都相接，因此能够更为有效地抑制向错的产生。
并且，在本变形例中，在显示区域的全部区域中，相邻的不同颜色的滤色器彼此局部地接触，因此在液晶显示装置的显示区域的全部区域中，能够使反转畴变得不醒目，并且抑制向错的产生。
此外，突出部33R、突出部33G以及突出部33B的平面形状没有特别限定，如图3的(a)所示的大致矩形亦可，其它的例如大致三角形、大致半圆形、大致半梭形、大致多边形等亦可。
另外，在图3中，表示了突出部33R、突出部33G以及突出部33B分别被配置在滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B(像点)的各边中央的方式，但是对于突出部33R、突出部33G以及突出部33B的配置地方、即对于突出部33R、突出部33G以及突出部33B分别配置在滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B的各边的什么位置，酌情设定即可，突出部33R、突出部33G以及突出部33B设置在像点各边的角部、偏向角部侧的地方亦可。
并且，相邻的相同颜色的滤色器的双方突出来相互相接的方式亦可。即，相邻的相同颜色的滤色器分别具有突出部，该相同颜色的突出部彼此相接亦可。
图5是表示本发明的实施方式1的滤色器基板的变形例的平面示意图。如图5所示，黑矩阵20仅具有沿着作为对置基板的TFT基板的源极线而形成的、在图5的上下方向上延伸的部分(源极遮光部)21，滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B对于在图5的上下方向相邻的各像点公有地设计亦可。因此，在图5的上下方向相邻的像点之间不会产生陡峭的台阶。因此，与上述各像点被黑矩阵20包围的方式相比，能够使陡峭台阶存在的区域的比例变得更小，因而能够进一步地降低向错的产生概率。
另外，在滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B中，各自的突出部33R、突出部33G以及突出部33B与图5的左右方向存在的相邻的不同颜色的滤色器的突出部相接，因此，能够使得在黑矩阵20的源极遮光部21附近产生的陡峭的台阶也变得更少。因此，在原本向错发生概率低的本变形例中，也能够更为有效地抑制向错的产生。
此外，在本变形例中，在图5的上下方向相邻的像点之间(图5中标注虚线的区域)被TFT基板的栅极线遮光。
图6是表示本发明的实施方式1的滤色器基板的变形例的平面示意图。在上述各方式中，说明了条状排列的滤色器基板，但是本发明的像点排列没有特别限定，本发明应用于图6所示的三角排列亦可，应用于马赛克排列、正方形排列等亦可。
此外，在图1中说明了仅在上下方向相邻的相同颜色的滤色器彼此相连的方式，但是仅在图1的左右方向相邻的不同滤色器彼此接触的方式亦可。这样，在本发明的滤色器基板中，相邻的滤色器彼此相接、或者接触的部位的配置地方不特别限定，可以是如图1所示，仅在某一定方向相邻的滤色器彼此相接、或者接触的方式，可以是如图3所示，相邻的全部滤色器彼此相接、或者接触的方式，也可以是相邻的滤色器彼此相连或者接触的位置随机设置的方式。
另外，在上述各方式中，在滤色器基板1上形成了滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B，但是设置在滤色器基板1上的滤色器(像点)的颜色和数目没有特别限定，例如设置青色、品红以及黄色的滤色器亦可，设置4种颜色以上的滤色器，例如红、绿、蓝以及黄的滤色器亦可。
(验证实验)
验证利用本发明的滤色器基板实际制作出的TN模式的液晶显示装置的向错的产生率。图7是表示在向错的发生率的验证实验中使用的本发明的滤色器基板的平面示意图。
(实施例1)
如图7所示，制作与图1所示的滤色器基板1相同的滤色器基板。具体地，首先利用黑色感光性树脂组成物在玻璃基板上图案形成膜厚为1.1μm的黑矩阵20后，利用液体彩色抗蚀剂顺序图案形成滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B。此外，滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B在像点开口部的厚度为1.9μm，滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B的与黑矩阵20重叠的部分的厚度为1.0～1.4μm，其结果，滤色器31R、滤色器31G以及滤色器31B的由黑矩阵20造成的台阶的高度为0.2～0.6μm。
另外，将图7的上下方向的像点间距(纵间距)设为159μm，将图7的左右方向的像点间距(横间距)设为53μm，将图7的上下方向的像点开口部的宽度(纵开口宽度)Wa设为116μm，将图7的左右方向的像点开口部的宽度(横开口宽度)Wb设为45μm，将黑矩阵20的栅极遮光部22的宽度Wc设为43μm，将黑矩阵20的源极遮光部21的宽度Wd设为8μm，将图7的左右方向的连结部32R、连结部32G以及连结部32B的宽度We设为15μm。这样，We/Wb在0.3以上。此外，更为详细地，连结部的宽度We是指在与设有用该连结部相连的像点部的同色像点的排列方向正交的方向的连结部的平均长度，像点开口部的宽度Wb是指与连结部的宽度We相同的方向的像点开口部的平均长度。
然后，按照顺序形成ITO膜和包括聚酰亚胺树脂的取向膜，接着，进行取向膜的摩擦处理。之后，利用间隔物珠子，按照一般的TN模式的液晶显示装置的制造方法，制作多个验证实验用的液晶显示装置。
(实施例2)
制作多个验证实验用的液晶显示装置，其除了变更成We/Wb＝0.38以外，具有与实施例1的液晶显示装置相同的结构。
(比较例1)
制作多个验证实验用的液晶显示装置，其除了未设置连结部32R、连结部32G以及连结部32B以外，与实施例1的液晶显示装置相同。即，制作多个We/Wb＝0的液晶显示装置。此外，在本比较例中利用的滤色器基板中，将上下方向的像点间距(纵间距)设为171μm，将左右方向的像点间距(横间距)设为57μm，将上下方向的像点开口部的宽度(纵开口宽度)Wa设为116.5μm，将左右方向的像点开口部的宽度(横开口宽度)Wb设为49μm，将黑矩阵的栅极遮光部的宽度Wc设为54.5μm，将黑矩阵的源极遮光部的宽度Wd设为8μm。
(比较例2)
制作多个验证实验用的液晶显示装置，其除了使设置在相互相邻的多个同色像点的多个像点部彼此在相邻的同色像点的整个边上相连以外，与实施例1的液晶显示装置相同。即，制作多个液晶显示装置，其连结部32R、连结部32G以及连结部32B的宽度We与像点开口部的宽度Wb相同(We/Wb＝1)。即，在本比较例中利用的滤色器基板中，将上下方向的像点间距(纵间距)设为171μm，将左右方向的像点间距(横间距)设为57μm，将上下方向的像点开口部的宽度(纵开口宽度)Wa设为116.5μm，将左右方向的像点开口部的宽度(横开口宽度)Wb设为49μm，将黑矩阵的栅极遮光部的宽度Wc设为54.5μm，将黑矩阵的源极遮光部的宽度Wd设为8μm。
(向错的产生率)
如下表1所示，比较例1的液晶显示装置的向错的产生率非常高，高达18％，在比较例2的液晶显示装置中产生了由于反转畴而导致的不良。与此相对，实施例1既没有产生由于反转畴而导致的不良也没有产生由于向错而导致的不良。
表1
  We/Wb   向错的产生率
  比较例1   0   18％
  实施例1   0.33   0％
  实施例2   0.38   0％
  比较例2   1   -
本申请以2008年4月1日申请的日本国专利申请2008-95135号为基础，要求基于巴黎公约以及进入国的法规的优先权。该申请的内容其全体作为参照被引入到本申请中。

Claims (17)

1.一种滤色器基板，在基板上具备遮住多个像点之间的遮光构件和相互平面地并置并且端部与该遮光构件分别重叠的多个滤色器，其特征在于：
该多个滤色器包括第三滤色器，上述第三滤色器具有设置在相互相邻的多个同色像点中的多个像点部和设置在该遮光构件上的连结部，
在该第三滤色器中，相互相邻的像点部彼此在该连结部局部相连。
2.根据权利要求1所述的滤色器基板，其特征在于：
上述连结部的宽度We与像点的开口宽度Wb之比We/Wb在0.3以上。
3.一种滤色器基板，在基板上具备遮住多个像点之间的遮光构件和相互平面地并置并且端部与该遮光构件分别重叠的多个滤色器，其特征在于：
该多个滤色器包括相互相邻的第一滤色器和第二滤色器，
该第一滤色器和该第二滤色器分别具有在相互的方向上局部突出的第一突出部和第二突出部，
该第一突出部和该第二突出部在该遮光构件上相接。
4.根据权利要求3所述的滤色器基板，其特征在于：
上述第一滤色器和上述第二滤色器是不同的颜色。
5.根据权利要求3或者4所述的滤色器基板，其特征在于：
上述第一突出部和上述第二突出部相互不重叠地相接。
6.根据权利要求3或者4所述的滤色器基板，其特征在于：
上述第一突出部和上述第二突出部具有相互重叠的重叠部。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的滤色器基板，其特征在于：
上述多个像点的周围被上述遮光构件包围。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的滤色器基板，其特征在于：
上述多个滤色器的截面形状是顺锥形状。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的滤色器基板，其特征在于：
上述多个滤色器的与上述遮光构件重叠的区域的膜厚小于在像点开口部的膜厚。
10.根据权利要求1～9中的任一项所述的滤色器基板，其特征在于：
上述多个滤色器是利用液体抗蚀剂或者膜状抗蚀剂来形成的。
11.根据权利要求1～10中的任一项所述的滤色器基板，其特征在于：
上述多个滤色器具有由上述遮光构件造成的台阶。
12.根据权利要求1～11中的任一项所述的滤色器基板，其特征在于：
上述遮光构件包含树脂。
13.根据权利要求1～12中的任一项所述的滤色器基板，其特征在于：
上述滤色器基板未设置覆盖上述遮光构件和上述多个滤色器的外覆层。
14.一种液晶显示装置，其特征在于：
具备权利要求1～13中的任一项所述的滤色器基板、与该滤色器基板对置的基板以及被夹持在该基板之间的液晶层。
15.根据权利要求14所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述滤色器基板在上述液晶层侧的表面具有被摩擦处理了的取向膜。
16.根据权利要求14或者15所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述取向膜具有由上述多个滤色器造成的台阶。
17.根据权利要求14～16中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述滤色器基板在上述液晶层侧具有柱状间隔物。
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