CN102334048B - 彩色滤光片及彩色滤光片的制造方法 - Google Patents

彩色滤光片及彩色滤光片的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102334048B
CN102334048B CN201080009081.1A CN201080009081A CN102334048B CN 102334048 B CN102334048 B CN 102334048B CN 201080009081 A CN201080009081 A CN 201080009081A CN 102334048 B CN102334048 B CN 102334048B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
colored filter
substrate
viewing area
pixels
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201080009081.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102334048A (zh
Inventor
松井浩平
八田薰
安井亮辅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
Publication of CN102334048A publication Critical patent/CN102334048A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102334048B publication Critical patent/CN102334048B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/201—Filters in the form of arrays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514—Colour filters
    • G02F1/133516—Methods for their manufacture, e.g. printing, electro-deposition or photolithography
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339—Gaskets; Spacers; Sealing of cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339—Gaskets; Spacers; Sealing of cells
    • G02F1/13394—Gaskets; Spacers; Sealing of cells spacers regularly patterned on the cell subtrate, e.g. walls, pillars

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Abstract

本发明是彩色滤光片及彩色滤光片的制造方法，通过使用了小型光掩膜的连续曝光方式提供一种显示质量良好的彩色滤光片。彩色滤光片具备：基板、黑色矩阵、条纹图案、配置在显示区域内的多个柱状间隔物、以及多个伪柱状间隔物。黑色矩阵形成于基板上并划分排列有多个像素的矩形的显示区域和包围该显示区域的非显示区域。条纹图案由在一方向上延伸的多个着色层构成。着色层分别与显示区域的一对边交叉，该一对边的方向与着色层延伸的方向正交。配置在非显示区域上的着色层的两端部分的厚度不一定。此外，多个伪柱状间隔物配置在非显示区域中、未形成着色层的部分。

Description

彩色滤光片及彩色滤光片的制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于液晶显示装置、有机EL显示器的彩色滤光片以及彩色滤光片的制造方法。 
背景技术
液晶显示装置等的显示装置中广泛地使用彩色滤光片来实现彩色图像的显示、反射率的降低、对比度的调整、光谱特征(Spectral characteristics)的控制等目的。彩色滤光片是通过在基板上将着色像素排列成行列状而形成的。例如，作为将这些着色像素形成在基板上的方法，已知有印刷法或光刻法。 
图6为表示彩色滤光片的像素的放大图，图7为图6所示的彩色滤光片像素的沿X-X线的剖面图。 
图6及图7所示的彩色滤光片具备：基板50、形成在基板50上的格子状黑色矩阵21、着色像素22及透明导电膜23。黑色矩阵21具有遮光性，并规定着色像素22在基板50上的位置，并且使着色像素22的尺寸均匀一致。此外，黑色矩阵21具有如此功能：当将彩色滤光片使用于显示装置时，将不需要的光遮蔽，并实现高对比且没有不均现象的均匀画质。着色像素22发挥再现各颜色的滤光片(filter)的作用。 
要形成彩色滤光片，首先，将黑色光阻剂涂布在基板50上，通过光掩膜曝光后进行显影，形成黑色矩阵21。接着，将彩色光阻剂涂布在基板50上，通过光掩膜曝光后进行显影，形成着色像素22。重复进行该着色像素22的形成处理直到在基板上形成所有颜色的着色像素22为止。进一步地，利用溅镀法(Sputtering Method)使ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟锡)在基板50整面形成膜以覆盖黑色矩阵21及着色像素22，从而形成透明导电膜23。 
在大量生产上述彩色滤光片的情况下，一般是在1片大的基板上排列 形成多片彩色滤光片。例如，在尺寸为650mm×850mm左右的玻璃基板上能够形成4片对角为17英寸的彩色滤光片。 
为了如上所述在1片基板上形成多片彩色滤光片，广泛使用光掩膜来进行曝光，该光掩膜的尺寸与基板尺寸大致相同，并形成有与所有彩色滤光片相对应的多个掩膜图案(例如在上述例子中是形成有与对角为17英寸的彩色滤光片相对应的4面掩膜图案的光掩膜)。根据该方法，通过一次曝光就能够在基板上同时形成与光掩膜上的所有掩膜图案对应的图案(即，所谓的一次曝光法)。 
但是，随着彩色滤光片尺寸变大，光掩膜尺寸也大型化。因此，光掩膜的制造成本变高，并且，会发生曝光时光掩膜因本身重量而造成挠曲的问题。 
因此，为了解决因光掩膜大型化所产生的高成本及挠曲的问题，采用的方法是，使用能将几个彩色滤光片同时曝光的1个光掩膜，一边改变光掩膜相对于基板的对向位置，一边进行多次曝光。例如，当基板尺寸为730mm×920mm左右(第4代)时，采用的是一边使基板相对于光掩膜在一个方向上阶段性移动，一边重复进行曝光的1轴分步(one-axis step)曝光方式。此外，当玻璃基板尺寸为1000mm×1200mm左右(第5代)时，采用的是一边使基板相对于光掩膜在两个方向上阶段性移动，一边重复进行曝光的XY(两轴)分步曝光方式(step-and-repeat方式，分步重复方式)。 
图8是说明利用XY分步曝光方式来制造彩色滤光片的一例的平面图。 
在基板50上设有：2行×3排的合计6片彩色滤光片被曝光的第一～第六曝光区域1Ex～6Ex。基板50被放置在曝光座60上，并能在XY方向上自由地移动。 
首先，在使光掩膜PM与第一曝光区域1Ex重合的状态下进行曝光，在第一曝光区域1Ex形成光掩膜PM的掩膜图案。之后，使基板50在图的Y轴正方向上移动距离Py，使光掩膜PM与第二曝光区域2Ex重合，在第二曝光区域2Ex形成光掩膜PM的图案。接着，使基板50在X轴正方向上移动距离Px，使光掩膜PM与第三曝光区域3Ex重合，在第三曝光区域3Ex形成光掩膜PM的图案。以后同样地，一边使基板50在X方向或Y方向上移动一边重复进行曝光，从而在第四曝光区域4Ex～第六曝光区域6Ex形成图案。 
通过使用这种XY两轴分步曝光方式，能解决光掩膜尺寸大型化所造成的制造成本的提高、及光掩膜的本身重量所造成的挠曲问题。然而，当基板尺寸进一步增大(例如，1500mm×1800mm左右(第6代)或2100mm×2400mm左右(第8代))，则形成在基板上的彩色滤光片本身也会大型化，必然使得光掩膜尺寸变大。其结果，再次产生光掩膜的成本提高及挠曲问题。 
因此，正在尝试使用比1片彩色滤光片小的光掩膜、一边搬运基板一边连续地进行曝光的方式。 
图9为说明狭缝曝光方式的平面图，图10为沿图9所示的X-X线的剖面图。图11为图9所示的光掩膜的掩膜图案的部分放大图，图12为通过狭缝曝光方式曝光的条纹图案(stripe pattern)的部分放大图。此外，图10(a)是表示第一曝光区域的曝光开始的状态的图，(b)是表示第一曝光区域的曝光结束的状态的图。 
如图9及图10所示，狭缝曝光方式中，将尺寸比放置在曝光座60上的基板50的第一曝光区域1Ex小的光掩膜PM2配置在基板50与光源(未图示)之间。曝光座60能在图的左右方向上以等速移动，并能沿着Y轴(在图的上下方向上)逐步移动。如图11所示，光掩膜PM2设有狭缝S，该狭缝S用于将形成在第一曝光区域1Ex中的图案的一部分曝光。在狭缝S的长边方向Ls上，多个开口部51以规定间隔排列。各开口部51的宽度及长度分别是Wi及Li。 
在将第一曝光区域1Ex曝光的情况下，如图9及图10(a)所示，将光掩膜PM2配置在第一曝光区域1Ex的左端。然后，一边将来自光源的光照射光掩膜PM2，一边沿着X轴在图9的左方向上连续地搬运基板50，直到成为图10(b)的状态为止。其结果，如图12所示，宽度Wi及间隔(Pi-Wi)的条纹图案在基板50上形成为在基板搬运方向(图9的左右方向)上延伸。 
将第一曝光区域曝光后，使曝光座60在图9的Y轴正方向上移动距离Py，使光掩膜PM2对上第二曝光区域的曝光开始位置。然后，通过与第一曝光区域同样的连续曝光，将条纹图案形成在第二曝光区域中。 
如此，采用狭缝曝光方式不仅能使光掩膜小型化，而且能够实现大面积的曝光。 
图13为通过狭缝曝光方式制造的彩色滤光片的部分放大图。 
图13所示的彩色滤光片中，通过在形成有格子状黑色矩阵21的玻璃基板上形成沿X方向延伸的条纹状着色图案，来形成红色的着色像素22R、绿色的着色像素22G、蓝色的着色像素22B。在Y轴方向上，红色、绿色、蓝色的着色像素行列的组以间隔Pi重复形成。 
利用狭缝曝光方式而制造彩色滤光片的情形下，为了实现大量生产，一般也在同一基板上形成多片彩色滤光片。 
图14是说明通过狭缝曝光方式制造彩色滤光片的一例的平面图，图15是表示图14所示的基板的沿X-X线的区域的形成方法的剖面图。其中，图14中的显示区域的两侧的斜线部表示条纹状的着色图案的尖端部及末端部所在的区域。另外，图15的光掩膜是图11所示的光掩膜，具备包括多个开口部及遮蔽部的狭缝。 
在基板50上形成有2行×3排共计6个的区域54A、以及包围区域54A的区域54B。区域54A是形成有着色层的条纹图案的区域。而区域54B是没有形成着色层的条纹图案的区域。基板50被放置在曝光座60上，并在XY方向上被自由地搬运。光掩膜PM2被固定在基板50的上方、且光源的光E所照射的位置上。并且，在光掩膜与光源(未图示)之间设置有在图15的X轴方向上自由移动的遮光板BS。 
遮光板BS用于对来自光源的光进行遮光。遮光板BS包括上遮蔽板及下遮蔽板。上遮蔽板及下遮蔽板通过未图示的移动机构分别能够独立地在图15的X轴方向上自由地移动。 
在对区域54A进行曝光时，在图15的左右方向上开启遮光板BS的上遮蔽板及下遮蔽板的状态下，一边在空白箭头所示的方向上连续搬运基板50，一边将来自光源的光E照射光掩膜PM2的狭缝(未图示)。由此，在区域54A形成条纹状的图案。 
在将区域54A曝光之后，关闭遮光板BS的上遮蔽板及下遮蔽板，对光掩膜PM2进行遮光。由此形成无条纹图案的区域54B。 
之后，一边在空白箭头所示的方向上连续搬运基板50，一边通过开关遮光板BS，来重复进行曝光及遮光，从而在图14的X轴方向上并排的3个区域54A形成条纹图案。 
在此，在通过遮光板BS进行遮光时，如图15所示，光E因遮光板BS的边缘c及d而衍射。从而光对图15的G所示的区域上的光阻剂进行照射的照射量变得不充分。 
图16是条纹图案的尖端部的剖面图。其中，图16的条纹图案是通过对图14及图15中所说明的、通过狭缝曝光方式而曝光了的基板进行显影而获得的。 
图16所示的条纹图案22形成为膜厚度(H1)。但由于上述的照射量不充分，图中G所示的区域的条纹图案22’(与图15左侧的G所示的区域相对应)的膜厚度相对变薄。 
条纹图案22’的膜厚度向尖端g逐渐变薄。具体而言，条纹图案22’的膜厚度从图16的左方向图16的右方，按照(H1)、(H1-ΔH3)、(H1-ΔH2)的顺序逐渐变薄(ΔH2＞ΔH3)。 
区域G的长度(图16的左右方向上的距离)最大为500μm，在300～500μm的范围内产生偏差。膜厚度减少的主要原因例如有，光阻剂的种类、接近式曝光时的光掩膜与基板之间的间隔(间隙量)、基板的移动速度。此外，若上述膜厚度减少的部分位于显示区域内，则会产生显示质量降低的问题。 
在此，彩色滤光片中除了上述着色层之外，还形成有柱状间隔物。以下，用图17～19来对柱状间隔物进行说明。 
图17是表示设置有柱状间隔物的彩色滤光片的一例的图，图18是图17所示的彩色滤光片的沿X-X线的剖面图。 
图17及图18所示的彩色滤光片中，柱状间隔物Cs形成在基板50上所设置的黑色矩阵21上方的透明电极23上。一般而言，柱状间隔物Cs也设置于显示部以外的区域(以下，将设置于显示部以外的柱状间隔物称为“伪柱状间隔物(dummy columnar spacer)”)。通过设置伪柱状间隔物来使显示部以外的基板与相对基板之间的间隔保持为一定，从而能够使基板与相对基板之间的间隔在显示区域中保持均匀。 
图19是表示形成有多片彩色滤光片的一例的图。 
如上所述，在1片基板50上形成2行×3排、共计6片彩色滤光片的情况下，在基板50上划分有：形成有彩色滤光片的着色像素的显示部A、 显示部A周围的框部B、显示部A之间的面间区域F、以及基板50的外缘部D。其中，虚线C(框部B与外缘部D的边界)所包围的区域相当于1片彩色滤光片的成品尺寸。柱状间隔物形成在显示部A上，伪柱状间隔物形成在框部B、面间区域F及外缘部D上。 
图20是通过分步曝光方式制作的彩色滤光片的部分剖面图。 
在显示部A中，在基板50上层叠有黑色矩阵21、着色像素22和ITO薄膜23。另外，在ITO薄膜23上形成有多个柱状间隔物Cs。另一方面，多个伪柱状间隔物D-Cs以(Pi-2)的间隔形成在框部B、面间区域F及外缘部D上。 
包含右端边缘部分f的着色像素22整体形成为一定的厚度。并且，如虚线H所示，所形成的柱状间隔物Cs及伪柱状间隔物D-Cs的高度均等。 
图21是使用狭缝曝光方式而形成的彩色滤光片的部分剖面图。 
图21所示的彩色滤光片中，在显示部A上形成有，膜厚度因受到上述衍射的影响而相对变薄的条纹图案22’(G所示的区域内的部分)。在将该彩色滤光片组装于显示装置中而使用的情况下，会发生显示质量降低的问题。因此，为了避免该问题，已有图22所示的调整条纹图案的端部位置的技术。 
图22是表示使用狭缝曝光方式而形成的彩色滤光片的其它一例的剖面图。 
在图22所示的彩色滤光片中，膜厚度相对变薄的条纹图案22’(G所示的区域内的部分)形成在框部B上。该结构能够使显示部A内的条纹图案22的膜厚度(H1)为一定，从而能够避免显示质量的降低。 
图22所示的彩色滤光片中，条纹图案22’形成在框部B上。如上所述，由于框部B上设置有多个伪柱状间隔物(未图示)，所以当一部分的伪柱状间隔物配置于条纹图案22’上时，伪柱状间隔物的高度偏差就会变大。伪柱状间隔物的高度偏差大的情况下，产生的新问题是不能使基板与相对基板之间的间隔保持均匀。 
【专利文献1】：日本特开2006-292955号公报 
【专利文献2】：日本特开2006-17895号公报 
【专利文献3】：日本特开2002-333628号公报 
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种通过使用了小型光掩膜的连续曝光方式来制造显示质量高的彩色滤光片的方法及该彩色滤光片。 
本发明的彩色滤光片在第一方向上、以及与该第一方向正交的第二方向上排列有多个像素，并具备：基板、遮光层、条纹图案、多个柱状间隔物以及多个伪柱状间隔物，遮光层形成于基板上，并划分排列有多个像素的矩形的显示区域、和包围该显示区域的非显示区域；条纹图案是由在第一方向上延伸的多个着色层构成的条纹图案，该着色层分别在第一方向上直线延伸，并与显示区域的第二方向上的一对边交叉，配置在非显示区域上的着色层的两端部分的厚度不一定；多个柱状间隔物配置在显示区域内；多个伪柱状间隔物配置在非显示区域中、未形成有着色层的部分。 
本发明的液晶显示装置在第一方向上、以及与该第一方向正交的第二方向上排列有多个像素，并具备彩色滤光片、与彩色滤光片相对的相对基板以及被装入彩色滤光片与相对基板之间的液晶，彩色滤光片具备：基板、遮光层、条纹图案、多个柱状间隔物以及多个伪柱状间隔物，遮光层形成于基板上，并划分排列有多个像素的矩形的显示区域、和包围该显示区域的非显示区域；条纹图案是由在第一方向上延伸的多个着色层构成的条纹图案，该着色层分别在第一方向上直线延伸，并与显示区域的第二方向上的一对边交叉，配置在非显示区域上的着色层的两端部分的厚度不一定；多个柱状间隔物配置在显示区域内；多个伪柱状间隔物配置在非显示区域中、未形成有着色层的部分。 
本发明的彩色滤光片的制造方法用于在1片基板上，在第一方向上排列形成多片彩色滤光片，该彩色滤光片在第一方向上以及与该第一方向正交的第二方向上排列有多个像素。该彩色滤光片的制造方法包括：在基板上形成遮光层，该遮光层划分排列有多个像素的矩形的显示区域和包围该显示区域的非显示区域；多次重复进行以下两种处理，来形成多个着色层，该两种处理是，一边在第一方向上搬运涂布有光阻剂的基板，一边连续曝光的处理，以及使用比第一方向上相邻显示区域之间的间隔窄的遮光板，来对第一方向上相邻的显示区域之间进行遮光的处理，该多个着色层在第 一方向上直线延伸，并与显示区域的上述第二方向上的一对边交叉；对应于构成彩色滤光片的着色像素的颜色数量相应地，重复进行多个着色层的形成，形成由多种颜色的着色层构成的条纹图案；在像素区域内形成多个柱状间隔物，并且在非显示区域中、未形成有着色层的部分形成多个伪柱状间隔物。 
(发明效果) 
根据本发明，能够通过使用了小型光掩膜的连续曝光方式制作显示质量高的彩色滤光片。 
附图说明
图1是表示在基板上形成有第一实施方式的彩色滤光片的一例的平面图。 
图2是图1所示的基板的沿X-X线的剖面图。 
图3是图1所示的基板的沿X2-X2线的剖面图。 
图4是表示图1所示的沿X3-X3线的部分的形成方法的图。 
图5是第二实施方式的彩色滤光片的部分剖面图。 
图6是表示彩色滤光片的像素的放大图。 
图7是图6所示的彩色滤光片的像素的沿X-X线的剖面图。 
图8是说明通过XY分步曝光方式来制造彩色滤光片的一例的平面图。 
图9是说明狭缝曝光方式的平面图。 
图10是沿图9所示的X-X线的剖面图。 
图11是图9所示的光掩膜的掩膜图案的部分放大图。 
图12是通过狭缝曝光方式曝光的条纹图案的部分放大图。 
图13是通过狭缝曝光方式制造的彩色滤光片的部分放大图。 
图14是说明通过狭缝曝光方式制造彩色滤光片的一例的平面图。 
图15是表示图11所示的基板的沿X-X线的区域的形成方法的剖面图。 
图16是条纹图案的尖端部的剖面图。 
图17是表示设置有柱状间隔物的彩色滤光片的一例的图。 
图18是图17所示的彩色滤光片的沿X-X线的剖面图。 
图19是表示基板上形成有多片彩色滤光片的一例的图。 
图20是使用分步曝光方式制作的彩色滤光片的部分剖面图。 
图21是使用狭缝曝光方式形成的彩色滤光片的部分剖面图。 
图22是表示使用狭缝曝光方式形成的彩色滤光片的其它一例的剖面图。 
具体实施方式
(第一实施方式) 
图1是表示在基板上形成有本发明的第一实施方式的彩色滤光片的一例的平面图，图2是图1所示的基板的沿X-X线的剖面图，图3是图1所示的基板的沿X2-X2线的剖面图。此外，以下的说明中，将制造时搬运基板的方向作为X轴方向。 
图1所示的基板50上形成有6片(2行×3排)的彩色滤光片1。在彩色滤光片1中，形成有在X轴方向及Y轴方向上排列的多个像素。彩色滤光片1具备：基板50、黑色矩阵21、条纹图案22、多个柱状间隔物Cs、和多个伪柱状间隔物D-Cs。 
黑色矩阵21是划分矩形的显示部A(相当于显示区域)、和框部B/面间区域F/外缘部D(这些相当于非显示区域)的遮光层。 
条纹图案22由多种颜色及多条线状的着色层构成。构成条纹图案22的多个着色层按一定的顺序(例如，红、蓝、绿的顺序)重复排列。各个着色层在X轴方向上直线延伸，跨越显示部A和该显示部A的周围的非显示区域而形成。更详细地说，构成条纹图案22的各着色层与平行于Y轴的显示部A的一对边分别交叉(以下，将形成于框部B上的条纹图案22的一部分称为“条纹图案22’”)。图2及图3所示的条纹图案22’的膜厚度向尖端逐渐变薄。另一方面，形成于显示部A上的条纹图案22的厚度是一定的。 
显示部A上设置有多个柱状间隔物Cs。在框部B、面间区域F及外缘部D上设置有多个伪柱状间隔物D-Cs。该伪柱状间隔物D-Cs用于使基板与相对基板(未图示)之间的间隔保持为一定。 
另外，设置在框部B上的伪柱状间隔物D-Cs形成于框部B中未形成着色层(条纹图案22’)的部分。因而，如图2及图3的虚线H所示，柱状 间隔物Cs及伪柱状间隔物D-Cs的高度均等。 
如上所述，显示部A的着色层厚度一定，并且，柱状间隔物Cs及伪柱状间隔物D-Cs的高度相同。由此，将彩色滤光片1与相对基板贴合来构成液晶显示装置，能够实现高质量显示。 
以下用图1及图4来说明彩色滤光片1的制造方法。 
图4是沿图1所示的X3-X3线的部分的形成方法的图。此外，图4的光掩膜PM2与图11所示的光掩膜相同，具备包括多个开口部及遮蔽部的狭缝S。 
基板50在XY方向上被搬运装置60搬运。光掩膜PM2固定在基板50上方、且光源光E的照射范围内。并且，在光掩膜PM2与光源(未图示)之间设置有在图4的左右方向上自由移动的遮光板BS。遮光板BS具备上遮蔽板及下遮蔽板，该上遮蔽板及下遮蔽板通过未图示的移动机构能够在图4的左右方向上自由移动。 
首先，在基板50上形成黑色矩阵21来作为划分显示区域和非显示区域的遮光层。黑色矩阵21在显示区域内形成为格子状，并规定各着色像素的位置。遮光层并不局限于黑色矩阵，也可以是金属电极。另外，遮光层的形成方法并不受限制，能够采用各种方法。 
接着，一边在X轴方向上搬运涂布有第一种颜色的彩色光阻剂54的基板，一边对遮光板BS进行开关，从而形成跨越显示部A及其周围的非显示区域的条纹图案22。更详细地说，在开启遮光板BS的上遮蔽板与下遮蔽板的状态下，一边在X轴方向上连续搬运基板50，一边使光源光E照射显示部A上的彩色光阻剂54。由此，在显示部A上连续曝光红色着色层的图案。另外，如图4所示，在关闭遮光板BS的上遮蔽板与下遮蔽板的状态下，对在X轴方向上相邻的显示部A之间的部分进行遮光。遮光时，调整上遮蔽板与下遮蔽板的重叠量，使X轴方向上的遮光板′BS的宽度比基板搬运方向(图的左右方向)上相邻显示部A之间的间隔窄。重复多次进行该连续曝光处理和遮光处理，从而在X轴方向上排列的多个显示部A分别形成上述的着色层。 
此外，将彩色光阻剂曝光后，进行显影、清洗等规定工序。 
形成第一种颜色的着色层后，同样地形成第二种颜色以后的着色层。 对应于构成彩色滤光片的着色像素的颜色数量，相应地重复进行上述着色层形成处理，形成由多种颜色的多条着色层构成的条纹图案22。 
接着，在形成有条纹图案22的基板50上，涂布用于形成柱状间隔物及伪柱状间隔物的光阻剂。使用光掩膜，来对基板50的整面进行一并曝光，其中，该光掩膜上设置有与形成在显示区域的柱状间隔物及形成在非显示区域的伪柱状间隔物相对应的图案。此时，在膜厚度不一定的条纹图案22’以外的位置形成伪柱状间隔物。通过光掩膜上的开口图案的位置，能够控制伪柱状间隔物的形成位置。 
如图15及图16中所述，在用遮光板BS进行遮光时，光E因遮光板BS的边缘c及d而衍射。从而，光E对G所示的区域的照射量变得不充分。但是，遮光板BS的宽度被设定成比相邻显示部A之间的间隔窄，从而G所示的区域能够位于框部B。 
具体而言，G所示的区域的长度(图4的X轴方向)的最大值约为500μm，实际上所形成的长度在300～500μm的范围内产生偏差。因此，优选调整遮光板BS的宽度，使从显示部A与框部B的边界起到条纹图案的尖端为止的距离为700μm以上。这样就能够切实地在框部上形成条纹图案的两端部(膜厚度相对变薄的部分)。 
如上所述，本实施方式的制造方法中，使构成条纹图案22的线状着色层中、膜厚度不一定的部分形成在非显示区域上，并使非显示区域上的伪柱状间隔物D-Cs只形成在没有着色层的部分。由此，即使在采用狭缝曝光方式的情况下，也能够使伪柱状间隔物D-Cs只配置在膜厚度均匀的部分。因而，能够使伪柱状间隔物D-Cs的高度一定，从而使彩色滤光片与相对基板之间的间隙保持为一定。 
(第二实施方式) 
图5是第二实施方式的彩色滤光片的部分剖面图。此外，图5示出了相当于图1所示的基板的沿X-X线的剖面的部分。由于本实施方式的彩色滤光片的制造方法与第一实施方式的制造方法相同，所以省略重复说明。 
如上所述，形成在框部B上的条纹图案22的长度(X轴方向)存在有偏差。形成在框部B上的条纹图案22的长度越大，基板50与相对基板贴合时施加于伪柱状间隔物D-Cs的外力越大。因而优选的是，根据形成在框 部B上的条纹图案22的长度，来改变伪柱状间隔物的配置密度(单位面积内所形成的伪柱状间隔物的数目)。 
形成在图5所示的框部B上的条纹图案22的长度G2比图2及图3所示的条纹图案22’的长度G大。此情况下，将伪柱状间隔物D-Cs的配置密度设定为较大。例如，将图5所示的伪柱状间隔物D-Cs的间隔Pi-4设定得比图2及图3所示的伪柱状间隔物D-Cs的间隔Pi-3小。由此能够减小每1个伪柱状间隔物D-Cs从相对基板受到的外力，从而基板50与相对基板之间实现良好的贴合。 
此外，在上述第一及第二实施方式中，伪柱状间隔物形成在框部、面间区域及外缘部的所有部分，但是本发明并不局限于此，多个伪柱状间隔物只要被设置在框部上所形成的着色层以外的非显示区域，其形成位置是任意的。 
另外，上述第一及第二实施方式中使用黑色矩阵(来)作为遮光层，但是本发明并不局限于此。只要遮光层能够划分显示区域和非显示区域即可，例如也可以是形成在基板上的由金属薄膜构成的电极层。 
此外，上述第一及第二实施方式中，使用包括一对遮蔽板的遮光板来对照射光进行遮光，但是本发明并不局限于此。例如，也可以使用1块宽度比相邻显示区域之间的间隔窄的遮蔽板。 
采用了上述第一及第二实施方式的彩色滤光片的液晶显示装置是可通过将彩色滤光片和与该彩色滤光片相对的对向基板贴合，并在该两个基板之间装入液晶而制作。另外，本发明的彩色滤光片也可以应用于液晶显示装置以外的显示装置(有机EL显示器等)。 
(工业上的可利用性) 
本发明能够应用于制造液晶显示装置或有机EL显示器中使用的彩色滤光片等。 
(附图标记说明) 
1           彩色滤光片 
21          黑色矩阵 
22、22’    条纹图案 
23          透明电极 
50        基板 
51        狭缝的开口部 
52        狭缝的遮光部 
54        光阻剂 
54A、54B  区域 
60        曝光座 
A         显示部 
B         框部 
BS        遮光板 
Cs        柱状间隔物 
D-Cs      伪柱状间隔物 
F         面间区域 
PM、PM2   光掩膜 
S         狭缝 

Claims (4)

1.一种彩色滤光片，其特征在于：
该彩色滤光片在第一方向上、以及与该第一方向正交的第二方向上排列有多个像素，并具备：
基板；
遮光层，形成于上述基板上，并划分排列有上述多个像素的矩形的显示区域、和包围该显示区域的非显示区域；
条纹图案，是由在上述第一方向上延伸的多个着色层构成的条纹图案，上述着色层分别在上述第一方向上直线延伸，并与上述显示区域的上述第二方向上的一对边交叉，配置在上述非显示区域上的上述着色层的两端部分的厚度向尖端逐渐变薄；
多个柱状间隔物，配置在上述显示区域内；以及
多个伪柱状间隔物，配置在上述非显示区域中、未形成上述着色层的部分。
2.一种液晶显示装置，其特征在于：
该液晶显示装置在第一方向上、以及与该第一方向正交的第二方向上排列有多个像素，并具备：
彩色滤光片；
相对基板，与上述彩色滤光片相对；以及
液晶，被装入上述彩色滤光片与上述相对基板之间，
上述彩色滤光片具备：
基板；
遮光层，形成于上述基板上，并划分排列有上述多个像素的矩形的显示区域、和包围该显示区域的非显示区域；
条纹图案，是由在上述第一方向上延伸的多个着色层构成的条纹图案，上述着色层分别在上述第一方向上直线延伸，并与上述显示区域的上述第二方向上的一对边交叉，配置在上述非显示区域上的上述着色层的两端部分的厚度向尖端逐渐变薄；
多个柱状间隔物，配置在上述显示区域内；以及
多个伪柱状间隔物，配置在上述非显示区域中、未形成上述着色层的部分。
3.一种彩色滤光片的制造方法，其特征在于：
该彩色滤光片的制造方法是在1片基板上，在第一方向上排列形成多片彩色滤光片，该彩色滤光片在上述第一方向上以及与该第一方向正交的第二方向上排列有多个像素，该彩色滤光片的制造方法包括：
在上述基板上形成遮光层，该遮光层划分排列有上述多个像素的矩形的显示区域和包围该显示区域的非显示区域；
多次重复进行以下两种处理，来形成多个着色层，该两种处理是，一边在上述第一方向上搬运涂布有光阻剂的上述基板，一边连续曝光的处理，以及使用比上述第一方向上相邻显示区域之间的间隔窄的遮光板，来对在上述第一方向上相邻的显示区域之间进行遮光的处理，该多个着色层在上述第一方向上直线延伸，并与上述显示区域的上述第二方向上的一对边交叉；
对应于构成彩色滤光片的着色像素的颜色数量，相应地重复进行上述多个着色层的形成，形成由多个着色层构成的条纹图案；以及
在上述显示区域内形成多个柱状间隔物，并且在上述非显示区域中、未形成上述着色层的部分形成多个伪柱状间隔物。
4.如权利要求3所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于：
根据上述着色层与上述非显示区域的重叠来调整所形成的伪柱状间隔物的密度。
CN201080009081.1A 2009-02-26 2010-02-24 彩色滤光片及彩色滤光片的制造方法 Expired - Fee Related CN102334048B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009043714 2009-02-26
JP2009-043714 2009-02-26
PCT/JP2010/001253 WO2010098093A1 (ja) 2009-02-26 2010-02-24 カラーフィルタ及びカラーフィルタの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102334048A CN102334048A (zh) 2012-01-25
CN102334048B true CN102334048B (zh) 2014-04-02

Family

ID=42665308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080009081.1A Expired - Fee Related CN102334048B (zh) 2009-02-26 2010-02-24 彩色滤光片及彩色滤光片的制造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8804075B2 (zh)
JP (1) JP5360620B2 (zh)
KR (1) KR101254442B1 (zh)
CN (1) CN102334048B (zh)
TW (1) TWI485444B (zh)
WO (1) WO2010098093A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103376668B (zh) * 2012-04-20 2015-03-25 世禾科技股份有限公司 金属光罩
CN103235434A (zh) * 2013-03-28 2013-08-07 京东方科技集团股份有限公司 显示面板及其制作方法、彩膜基板、阵列基板及显示装置
CN104317096B (zh) * 2014-10-31 2018-07-17 京东方科技集团股份有限公司 一种彩膜基板、液晶面板和显示装置
TWI548915B (zh) * 2015-04-10 2016-09-11 群創光電股份有限公司 顯示面板
US11623320B2 (en) * 2019-08-21 2023-04-11 Applied Materials, Inc. Polishing head with membrane position control
CN111198453B (zh) * 2020-02-28 2022-02-22 Tcl华星光电技术有限公司 一种显示面板及显示装置
CN111474772B (zh) * 2020-06-15 2022-08-09 厦门天马微电子有限公司 显示面板以及显示装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6437848B1 (en) * 1999-08-02 2002-08-20 Minolta Co., Ltd. Liquid crystal light modulating element
CN1501129A (zh) * 2002-11-14 2004-06-02 ���ǵ�����ʽ���� 用于液晶显示器的面板及其制造方法
CN1989443A (zh) * 2004-08-04 2007-06-27 夏普株式会社 滤色器基板以及具备该滤色器基板的液晶显示面板
CN101303522A (zh) * 2007-05-10 2008-11-12 比亚迪股份有限公司 一种带间隔物的彩色滤光片、液晶显示器及其制作方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000029042A (ja) * 1998-07-08 2000-01-28 Toshiba Corp 液晶表示装置の製造方法
JP2002333628A (ja) 2001-05-07 2002-11-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置、カラーフィルタ基板およびアレイ基板
JP3962801B2 (ja) * 2003-08-06 2007-08-22 Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 カラーフィルタ基板、液晶表示装置、及び、カラーフィルタ基板の製造方法
JP4422497B2 (ja) * 2004-01-15 2010-02-24 大日本印刷株式会社 カラーフィルタおよび液晶表示装置
JP2006017895A (ja) 2004-06-30 2006-01-19 Integrated Solutions:Kk 露光装置
JP4752256B2 (ja) * 2004-12-06 2011-08-17 大日本印刷株式会社 カラーフィルタ用多面付け基板
JP4777682B2 (ja) 2005-04-08 2011-09-21 株式会社ブイ・テクノロジー スキャン露光装置
JP5382899B2 (ja) * 2005-10-25 2014-01-08 株式会社ブイ・テクノロジー 露光装置
JP4967689B2 (ja) * 2007-01-29 2012-07-04 凸版印刷株式会社 露光方法、露光装置、及び半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法
JP2008225082A (ja) * 2007-03-13 2008-09-25 Dainippon Printing Co Ltd カラーフィルタ用基板、およびその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6437848B1 (en) * 1999-08-02 2002-08-20 Minolta Co., Ltd. Liquid crystal light modulating element
CN1501129A (zh) * 2002-11-14 2004-06-02 ���ǵ�����ʽ���� 用于液晶显示器的面板及其制造方法
CN1989443A (zh) * 2004-08-04 2007-06-27 夏普株式会社 滤色器基板以及具备该滤色器基板的液晶显示面板
CN101303522A (zh) * 2007-05-10 2008-11-12 比亚迪股份有限公司 一种带间隔物的彩色滤光片、液晶显示器及其制作方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2008-185730A 2008.08.14
JP特开2008-225082A 2008.09.25

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010098093A1 (ja) 2010-09-02
TW201040589A (en) 2010-11-16
US20120026435A1 (en) 2012-02-02
TWI485444B (zh) 2015-05-21
KR20110107406A (ko) 2011-09-30
JPWO2010098093A1 (ja) 2012-08-30
US8804075B2 (en) 2014-08-12
KR101254442B1 (ko) 2013-04-12
JP5360620B2 (ja) 2013-12-04
CN102334048A (zh) 2012-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102334048B (zh) 彩色滤光片及彩色滤光片的制造方法
CN105652506B (zh) 彩色滤光片及其制作方法和用于制作彩色滤光片的光罩
KR102060992B1 (ko) 표시 기판 및 이의 제조 방법
CN102308259B (zh) 曝光方法、彩色滤光片的制造方法及曝光装置
US8767324B2 (en) Color filter substrate, display device, and exposure method
CN112909067B (zh) 显示面板及掩膜版组件
CN102713695B (zh) 彩色滤光片基板的曝光方法
KR20120018151A (ko) 컬러 필터, 액정 표시 장치, 컬러 필터의 제조 방법
CN102713694A (zh) 彩色滤光片基板的曝光方法
JP2018526678A (ja) 光配向に用いられるフォトマスク及び光配向の方法
KR20190087700A (ko) 마스크 및 이를 이용한 표시장치의 노광방법
KR20150114371A (ko) 액정표시장치용 노광마스크와 이를 이용한 액정표시장치의 노광방법
CN106802509B (zh) 彩色滤光基板及其形成方法和光罩
JP2009116068A (ja) カラーフィルタの製造方法及びカラーフィルタ
KR100658123B1 (ko) 패턴 형성 방법, 박막트랜지스터 매트릭스 기판의 제조방법 및 노광 마스크
KR20040080780A (ko) 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법
JP2010256684A (ja) 露光装置、及びカラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ
CN111128878B (zh) 薄膜晶体管的图案制作方法、薄膜晶体管以及光罩
JP2009216762A (ja) フォトマスク及びカラーフィルタの製造方法
KR100920339B1 (ko) 색필터 기판 및 그의 형성 방법
JP2014021320A (ja) カラーフィルタ
JP2009092973A (ja) 積層フォトスペーサー付きカラーフィルタ
KR20080047781A (ko) 레이저 패터닝에 의한 액정표시패널의 제조 방법
JP2003315831A (ja) 薄膜トランジスタマトリクス装置の製造方法、液晶表示装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140402

Termination date: 20170224

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee