JP2003195027A - 液晶表示装置及びそのカラーフィルタ基板 - Google Patents
液晶表示装置及びそのカラーフィルタ基板Info
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- G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
- G02F1/133514—Colour filters
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＬＣＤ装置用のカラーフィルター基板は、実
質的に、平坦な表面を有する透明基板と、ブラックマト
リックスと、複数のカラーフィルターと、電極と、複数
のスペーサーと、配向膜とを有する。 【解決手段】ブラックマトリックス１５０は基板の所定
領域に形成されている。複数のカラーフィルター１６０
がその端部を重合した状態でブラックマトリックス１５
０の領域間に形成されている。電極がブラックマトリッ
クス１５０とカラーフィルター１６０上に形成されてい
る。複数のスペーサー１８０は、カラーフィルターと重
合することなくブラックマトリックスの領域上に形成さ
れており、液晶分子を配向するための配向膜が、ブラッ
クマトリックスと、カラーフィルターと、電極及びスペ
ーサー上に形成されている。
質的に、平坦な表面を有する透明基板と、ブラックマト
リックスと、複数のカラーフィルターと、電極と、複数
のスペーサーと、配向膜とを有する。 【解決手段】ブラックマトリックス１５０は基板の所定
領域に形成されている。複数のカラーフィルター１６０
がその端部を重合した状態でブラックマトリックス１５
０の領域間に形成されている。電極がブラックマトリッ
クス１５０とカラーフィルター１６０上に形成されてい
る。複数のスペーサー１８０は、カラーフィルターと重
合することなくブラックマトリックスの領域上に形成さ
れており、液晶分子を配向するための配向膜が、ブラッ
クマトリックスと、カラーフィルターと、電極及びスペ
ーサー上に形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に液晶表示装
置、特に、スペーサーによって均一かつ正確にセル間隙
を保持してムラ欠陥（Ｍｕｒａ ｄｅｆｅｃｔ）を実質
的に低減する構造を有する液晶表示装置に関する。
置、特に、スペーサーによって均一かつ正確にセル間隙
を保持してムラ欠陥（Ｍｕｒａ ｄｅｆｅｃｔ）を実質
的に低減する構造を有する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置は、一般に、相互に平行間
隔をあけて保持される一対の基板を有する。これらの基
板間に形成される空間は、通常、セル間隙と称される。
基板間に形成されるセル間隙には、供給される電気信号
に基づいて光学的性質を変える液晶表示材料が挿入され
ている。
隔をあけて保持される一対の基板を有する。これらの基
板間に形成される空間は、通常、セル間隙と称される。
基板間に形成されるセル間隙には、供給される電気信号
に基づいて光学的性質を変える液晶表示材料が挿入され
ている。
【０００３】所望の電気信号を、制御しながら液晶材料
に供給するため、基板の内面上に複数の電極が配置され
ている。いくつかのＬＣＤ装置は、所望の組の図形や記
号を発生することができる電極配列を有し、他のＬＣＤ
装置は、非常に多数の独立したアクセス可能な画素であ
って、それぞれ選択的に活性化され無限に変化できる画
像を形成可能な画素からなる表示が可能な電極マトリッ
クスを有する。
に供給するため、基板の内面上に複数の電極が配置され
ている。いくつかのＬＣＤ装置は、所望の組の図形や記
号を発生することができる電極配列を有し、他のＬＣＤ
装置は、非常に多数の独立したアクセス可能な画素であ
って、それぞれ選択的に活性化され無限に変化できる画
像を形成可能な画素からなる表示が可能な電極マトリッ
クスを有する。
【０００４】液晶材料は、固有の電気―光学的性質によ
って、電気信号が供給されないときは一つの状態を取
り、電気信号が付与されると他の状態を取る。例えば、
いくつかの液晶材料は、電気信号が供給されないと光反
射状態となり、電気信号が供給されると光透過状態とな
る。またいくつかの新規な液晶材料は多様な階調をも発
揮することができる。
って、電気信号が供給されないときは一つの状態を取
り、電気信号が付与されると他の状態を取る。例えば、
いくつかの液晶材料は、電気信号が供給されないと光反
射状態となり、電気信号が供給されると光透過状態とな
る。またいくつかの新規な液晶材料は多様な階調をも発
揮することができる。
【０００５】液晶表示装置の適切な動作を確保するた
め、表示全体を通して、セル間隙が均一かつ適切に保持
されることが重要である。セル間隙のわずかなズレも、
表示の際に顕著な外観状の欠陥を生じる（ムラ欠陥）。
このことは、従来のＬＣＤ表示パネルに指先でわずかな
圧力をかけることによって容易に理解できる。即ち、圧
力に応じて、圧力が印加された領域におけるセル間隙が
わずかに狭くなり、その結果、表示された映像は、黒点
や、コントラストの劣化や、その他の望ましくない欠陥
を生じる。
め、表示全体を通して、セル間隙が均一かつ適切に保持
されることが重要である。セル間隙のわずかなズレも、
表示の際に顕著な外観状の欠陥を生じる（ムラ欠陥）。
このことは、従来のＬＣＤ表示パネルに指先でわずかな
圧力をかけることによって容易に理解できる。即ち、圧
力に応じて、圧力が印加された領域におけるセル間隙が
わずかに狭くなり、その結果、表示された映像は、黒点
や、コントラストの劣化や、その他の望ましくない欠陥
を生じる。
【０００６】従来技術において、図１に示すように、Ｌ
ＣＤ装置は、ＴＦＴ基板６１と、カラーフィルタ基板７
１と、両基板間に挟持される液晶材料とを有する。セル
間隙は、両基板６１，７１間に複数のスペーサー７９を
設けることによって保持される。均一な高さを有するス
ペーサー７９は、通常、スプレー技術等によって、セル
間隙内にランダムに配置される。この場合，一般に、ス
ペーサーは不均一に分布されることになる。適切なセル
間隙を保持するため十分なスペーサー密度を表示の全領
域において確保するには、スペーサーを過剰に用いる必
要がある。さらに、そのような従来のスペーサー配置技
術では、スペーサーは、表示の“インアクティブ”領域
と“アクティブ”領域の両方に配置されている。“アク
ティブ”領域とは、液晶材料の領域であって、両基板上
に設けた対向状態の電極間に位置することによって選択
的に活性化される領域をいう。“インアクティブ”領域
とは、液晶材料の領域であって、両基板上に対向状態に
電極が設けられていないことによって選択的に活性化さ
れない領域をいう。
ＣＤ装置は、ＴＦＴ基板６１と、カラーフィルタ基板７
１と、両基板間に挟持される液晶材料とを有する。セル
間隙は、両基板６１，７１間に複数のスペーサー７９を
設けることによって保持される。均一な高さを有するス
ペーサー７９は、通常、スプレー技術等によって、セル
間隙内にランダムに配置される。この場合，一般に、ス
ペーサーは不均一に分布されることになる。適切なセル
間隙を保持するため十分なスペーサー密度を表示の全領
域において確保するには、スペーサーを過剰に用いる必
要がある。さらに、そのような従来のスペーサー配置技
術では、スペーサーは、表示の“インアクティブ”領域
と“アクティブ”領域の両方に配置されている。“アク
ティブ”領域とは、液晶材料の領域であって、両基板上
に設けた対向状態の電極間に位置することによって選択
的に活性化される領域をいう。“インアクティブ”領域
とは、液晶材料の領域であって、両基板上に対向状態に
電極が設けられていないことによって選択的に活性化さ
れない領域をいう。
【０００７】このような従来のスペーサー技術は、液晶
表示装置の構造と性能とに関して、本来的に幾つかの望
ましくない欠点を有する。アクティブ表示領域に配置さ
れたスペーサー、特に過剰に配置されたスペーサーによ
って、コントラストの劣化や、スペーサーの端部周りの
望ましくない光の放出等の欠陥を生じる。
表示装置の構造と性能とに関して、本来的に幾つかの望
ましくない欠点を有する。アクティブ表示領域に配置さ
れたスペーサー、特に過剰に配置されたスペーサーによ
って、コントラストの劣化や、スペーサーの端部周りの
望ましくない光の放出等の欠陥を生じる。
【０００８】従って、参照文献としてここに紹介される
ヨーロッパ特許１０３０２１１ Ａ２では、図２に示す
ように、スペーサーの不均一な分布によるセル厚さの不
均一を避けるため、スペーサーを散乱する工程を省略す
ることができる液晶表示が開示されている。このＬＣＤ
装置は、一般に、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板３０
と、ＣＦ（カラーフィルター）基板４０と、両基板間に
封入されている液晶材料層４９とを有する。図２に示す
ように、ＣＦ（カラーフィルター）基板４０上に形成さ
れる突起パターン４５は、均一なセル間隙を保持するた
め、約４．０μｍの高さを有する。
ヨーロッパ特許１０３０２１１ Ａ２では、図２に示す
ように、スペーサーの不均一な分布によるセル厚さの不
均一を避けるため、スペーサーを散乱する工程を省略す
ることができる液晶表示が開示されている。このＬＣＤ
装置は、一般に、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板３０
と、ＣＦ（カラーフィルター）基板４０と、両基板間に
封入されている液晶材料層４９とを有する。図２に示す
ように、ＣＦ（カラーフィルター）基板４０上に形成さ
れる突起パターン４５は、均一なセル間隙を保持するた
め、約４．０μｍの高さを有する。
【０００９】しかし、従来技術及び上記したヨーロッパ
特許における両液晶表示で用いられるスペーサーは、ガ
ラス基板上に配置され、カラーフィルター層はスペーサ
ーと基板間に設けられている。
特許における両液晶表示で用いられるスペーサーは、ガ
ラス基板上に配置され、カラーフィルター層はスペーサ
ーと基板間に設けられている。
【００１０】次に、図４を参照すると、同図は、室温で
ガラス基板上に直接配置される２０ φμｍの柱状スペー
サー、及び、柱状スペーサーとガラス基板との間にカラ
ーフィルターを挿入した場合の柱状スペーサーの応力―
歪線図である。同図から分かるように、ガラス基板上に
直接配置されているスペーサーは、曲線Ａで示すように
実質的に弾性であり、一方、カラーフィルターを柱状ス
ペーサーとガラス基板との間に挿入した場合のスペーサ
ーは、曲線Ｂで示すように部分的に弾性である。後者の
場合、応力の付加が除去された後に、永久歪ｄが残る。
このように、ＬＣＤ上に負荷された圧力（応力）が永久
歪を生じるほどに十分大きい場合は、ガラス基板上にカ
ラーフィルタを配置したスペーサーの全体高さが変化す
ることになる。即ち、ＬＣＤパネル上にかなりの圧力が
付与された後は、セル間隙が不均一になり、ムラ欠陥が
生じるおそれがある。
ガラス基板上に直接配置される２０ φμｍの柱状スペー
サー、及び、柱状スペーサーとガラス基板との間にカラ
ーフィルターを挿入した場合の柱状スペーサーの応力―
歪線図である。同図から分かるように、ガラス基板上に
直接配置されているスペーサーは、曲線Ａで示すように
実質的に弾性であり、一方、カラーフィルターを柱状ス
ペーサーとガラス基板との間に挿入した場合のスペーサ
ーは、曲線Ｂで示すように部分的に弾性である。後者の
場合、応力の付加が除去された後に、永久歪ｄが残る。
このように、ＬＣＤ上に負荷された圧力（応力）が永久
歪を生じるほどに十分大きい場合は、ガラス基板上にカ
ラーフィルタを配置したスペーサーの全体高さが変化す
ることになる。即ち、ＬＣＤパネル上にかなりの圧力が
付与された後は、セル間隙が不均一になり、ムラ欠陥が
生じるおそれがある。
【００１１】ヨーロッパ特許１０３０２１１ Ａ２は、
さらに、図３に示すように、ＬＣＤの他の構造を開示し
ている。同図に示すように、ブラックマトリックス５２
は、ガラス基板５１上のカラーフィルター基板５０側に
形成されており、ゲートバス線３３ｂ、ドレインバス線
３３ａ、ＴＦＴ及びＴＦＴ基板３０上の補助容量電極と
整合した状態で設けられている。このブラックマトリッ
クス５２は、約４μｍの厚さを有する黒樹脂より形成さ
れている。カラーフィルター５３（赤、緑及び青）は、
約１．５μｍの厚さで、ブラックマトリックス５２の開
口部に形成されている。その後、ＩＴＯ（インジウム−
錫酸化物）からなる対向電極５４が、ブラックマトリッ
クス５２とカラーフィルター５３上に形成される。約
１．５μｍの高さを有する突起パターン５５が、対向電
極５４上にジグザグ状に形成されている。その結果、ブ
ラックマトリックス５２は、突起パターン５５と共に、
他の基板に対して均一なセル間隙を保持するための間隙
構造を形成し、従来のスペーサーを置換することができ
る。しかし、黒樹脂からなるブラックマトリックス５２
は、負荷が除去された後に残る永久歪を、未だ防ぐこと
ができなかった。
さらに、図３に示すように、ＬＣＤの他の構造を開示し
ている。同図に示すように、ブラックマトリックス５２
は、ガラス基板５１上のカラーフィルター基板５０側に
形成されており、ゲートバス線３３ｂ、ドレインバス線
３３ａ、ＴＦＴ及びＴＦＴ基板３０上の補助容量電極と
整合した状態で設けられている。このブラックマトリッ
クス５２は、約４μｍの厚さを有する黒樹脂より形成さ
れている。カラーフィルター５３（赤、緑及び青）は、
約１．５μｍの厚さで、ブラックマトリックス５２の開
口部に形成されている。その後、ＩＴＯ（インジウム−
錫酸化物）からなる対向電極５４が、ブラックマトリッ
クス５２とカラーフィルター５３上に形成される。約
１．５μｍの高さを有する突起パターン５５が、対向電
極５４上にジグザグ状に形成されている。その結果、ブ
ラックマトリックス５２は、突起パターン５５と共に、
他の基板に対して均一なセル間隙を保持するための間隙
構造を形成し、従来のスペーサーを置換することができ
る。しかし、黒樹脂からなるブラックマトリックス５２
は、負荷が除去された後に残る永久歪を、未だ防ぐこと
ができなかった。
【００１２】従って、スペーサーが均一かつ正確なセル
間隙を保持して、ムラ欠陥を実質的に削減できる構造を
有する液晶表示装置を提供することが必要となる。
間隙を保持して、ムラ欠陥を実質的に削減できる構造を
有する液晶表示装置を提供することが必要となる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の目的は、
ＬＣＤ装置に圧力又は力が負荷された場合であっても、
スペーサーがＬＣＤ装置のセル間隙を均一かつ正確に保
持することができる構造を有する液晶表示装置を提供す
ることにある。本発明の他の目的は、スペーサーがＬＣ
Ｄ装置のセル間隙を均一かつ正確に保持することがで
き、実質的にムラ欠陥を低減することができる構造を有
する液晶表示装置を提供することにある。
ＬＣＤ装置に圧力又は力が負荷された場合であっても、
スペーサーがＬＣＤ装置のセル間隙を均一かつ正確に保
持することができる構造を有する液晶表示装置を提供す
ることにある。本発明の他の目的は、スペーサーがＬＣ
Ｄ装置のセル間隙を均一かつ正確に保持することがで
き、実質的にムラ欠陥を低減することができる構造を有
する液晶表示装置を提供することにある。
【００１４】上記した目的を達成するため、本発明はＬ
ＣＤ装置用のカラーフィルター基板を提供する。カラー
フィルター基板は、実質的に平坦な表面を有する透明基
板と、ブラックマトリックスと、複数のカラーフィルタ
ーと、電極と、複数のスペーサーと、配向膜を有する。
ブラックマトリックスは基板の所定領域に形成されてい
る。複数のカラーフィルターは、端部を重合させた状態
で、ブラックマトリックスの領域間に形成されている。
電極はブラックマトリックスとカラーフィルター上に形
成されている。複数のスペーサーが、カラーフィルター
と重合することなく、ブラックマトリックスの領域に形
成されている。液晶分子を配向するための配向膜がブラ
ックマトリックスと、カラーフィルターと、電極と、ス
ペーサーの領域上に形成されている。
ＣＤ装置用のカラーフィルター基板を提供する。カラー
フィルター基板は、実質的に平坦な表面を有する透明基
板と、ブラックマトリックスと、複数のカラーフィルタ
ーと、電極と、複数のスペーサーと、配向膜を有する。
ブラックマトリックスは基板の所定領域に形成されてい
る。複数のカラーフィルターは、端部を重合させた状態
で、ブラックマトリックスの領域間に形成されている。
電極はブラックマトリックスとカラーフィルター上に形
成されている。複数のスペーサーが、カラーフィルター
と重合することなく、ブラックマトリックスの領域に形
成されている。液晶分子を配向するための配向膜がブラ
ックマトリックスと、カラーフィルターと、電極と、ス
ペーサーの領域上に形成されている。
【００１５】本発明は、以下の工程からなるＬＣＤ装置
用のカラーフィルター基板を製造する方法を提供する。
即ち、同方法は、実質的に平坦な表面を有する透明基板
を設ける工程と、基板の所定領域にブラックマトリック
スを形成する工程と、端部を重合させた状態でブラック
マトリックスの領域間に複数のカラーフィルターを形成
する工程と、ブラックマトリックスとカラーフィルター
上に電極を形成する工程と、カラーフィルターと重合す
ることなく、ブラックマトリックスの領域上に複数のス
ペーサーを形成する工程と、ブラックマトリックスと、
カラーフィルターと、電極と、スペーサーの領域上に、
液晶分子を配向するための配向膜を設ける工程とを具備
する。
用のカラーフィルター基板を製造する方法を提供する。
即ち、同方法は、実質的に平坦な表面を有する透明基板
を設ける工程と、基板の所定領域にブラックマトリック
スを形成する工程と、端部を重合させた状態でブラック
マトリックスの領域間に複数のカラーフィルターを形成
する工程と、ブラックマトリックスとカラーフィルター
上に電極を形成する工程と、カラーフィルターと重合す
ることなく、ブラックマトリックスの領域上に複数のス
ペーサーを形成する工程と、ブラックマトリックスと、
カラーフィルターと、電極と、スペーサーの領域上に、
液晶分子を配向するための配向膜を設ける工程とを具備
する。
【００１６】従って、本発明では、スペーサーをガラス
基板上に直接配置できるので、ＬＣＤ装置は十分に回復
でき、圧力や力を受けた後でもセル間隙を均一に保持す
ることができ、ムラ欠陥を実質的に低減することができ
る。さらに、本発明に係るスペーサーはブラックマトリ
ックス上に正確に位置づけられるので、ＬＣＤ装置上に
表示されている画像はスペーサーによって影響されな
い。
基板上に直接配置できるので、ＬＣＤ装置は十分に回復
でき、圧力や力を受けた後でもセル間隙を均一に保持す
ることができ、ムラ欠陥を実質的に低減することができ
る。さらに、本発明に係るスペーサーはブラックマトリ
ックス上に正確に位置づけられるので、ＬＣＤ装置上に
表示されている画像はスペーサーによって影響されな
い。
【００１７】
【発明の実施の形態】（好ましい実施例の説明）以下、
本発明を、薄膜トランジスタ液晶表示（ＴＦＴＬＣＤ）
装置のカラーフィルター基板を参照して、より詳細に説
明する。ただし、本発明の要旨及び範囲はそれらに限定
されるものでない。図５ａ及び図５ｂは、本発明に係る
薄膜トランジスタ液晶表示のＣＦ（カラーフィルター）
基板１００を示す。
本発明を、薄膜トランジスタ液晶表示（ＴＦＴＬＣＤ）
装置のカラーフィルター基板を参照して、より詳細に説
明する。ただし、本発明の要旨及び範囲はそれらに限定
されるものでない。図５ａ及び図５ｂは、本発明に係る
薄膜トランジスタ液晶表示のＣＦ（カラーフィルター）
基板１００を示す。
【００１８】図５ａに示すように、同図は、単一ユニッ
トとしてのＣＦ基板１００上に形成される１画素（２つ
の半分画素）の長さと幅を表している。ここで、１画素
はＬＣＤ装置のＴＦＴ基板（図示せず）上の薄膜トラン
ジスタと対向している。さらに図５ｂについて説明する
と、同図は図５ａの切断線５ｂ−５ｂによるＣＦ基板１
００の断面図である。図示するように、ＣＦ基板１００
は、一般に、例えば実質的に平坦面を有するガラス基板
１２０のような透明基板１２０と、ブラックマトリック
ス１５０と、カラーフィルター１６０と、ガラス基板１
２０上に配置されているスペーサー１８０とを有する。
トとしてのＣＦ基板１００上に形成される１画素（２つ
の半分画素）の長さと幅を表している。ここで、１画素
はＬＣＤ装置のＴＦＴ基板（図示せず）上の薄膜トラン
ジスタと対向している。さらに図５ｂについて説明する
と、同図は図５ａの切断線５ｂ−５ｂによるＣＦ基板１
００の断面図である。図示するように、ＣＦ基板１００
は、一般に、例えば実質的に平坦面を有するガラス基板
１２０のような透明基板１２０と、ブラックマトリック
ス１５０と、カラーフィルター１６０と、ガラス基板１
２０上に配置されているスペーサー１８０とを有する。
【００１９】ブラックマトリックス１５０は一般に薄膜
形状を有するクロム（Ｃｒ）または酸化クロム（ＣｒＯ
ｘ）のような金属からなり、ＬＣＤ装置の不活性部分に
対応するガラス基板１２０の部分に設けられる。ここ
で、ＬＣＤ装置は、ドレインバス線と、ゲートバス線
と、補助容量電極と、複数のＴＦＴを、ＴＦＴ基板上に
有する。赤、緑及び青のカラーフィルターからなる複数
のカラーフィルター１６０が、ＬＣＤ装置の活性部分に
対応して、ガラス基板１２０上に形成されている。ここ
で、カラーフィルター１６０はＴＦＴ基板上の画素電極
と対向している。
形状を有するクロム（Ｃｒ）または酸化クロム（ＣｒＯ
ｘ）のような金属からなり、ＬＣＤ装置の不活性部分に
対応するガラス基板１２０の部分に設けられる。ここ
で、ＬＣＤ装置は、ドレインバス線と、ゲートバス線
と、補助容量電極と、複数のＴＦＴを、ＴＦＴ基板上に
有する。赤、緑及び青のカラーフィルターからなる複数
のカラーフィルター１６０が、ＬＣＤ装置の活性部分に
対応して、ガラス基板１２０上に形成されている。ここ
で、カラーフィルター１６０はＴＦＴ基板上の画素電極
と対向している。
【００２０】好ましい実施例として、ブラックマトリッ
クス１５０、カラーフィルター１６０、電極層１４０及
びスペーサー１８０はそれぞれ、約０．１６μｍ、約
１．５μｍ、約０．１５μｍ及び約４μｍの厚みを有す
る。約０．１μｍの厚みで、ポリイミドからなる配向膜
１７０がさらにガラス基板１２０上に設けられることは
当業者に理解できるであろう。配向膜１７０の表面は液
晶分子を配向するためにラビング処理に付される。
クス１５０、カラーフィルター１６０、電極層１４０及
びスペーサー１８０はそれぞれ、約０．１６μｍ、約
１．５μｍ、約０．１５μｍ及び約４μｍの厚みを有す
る。約０．１μｍの厚みで、ポリイミドからなる配向膜
１７０がさらにガラス基板１２０上に設けられることは
当業者に理解できるであろう。配向膜１７０の表面は液
晶分子を配向するためにラビング処理に付される。
【００２１】さらに、本発明に係るＣＦ基板１００が垂
直配向（ＶＡ）型のＬＣＤに適用される場合は、ＣＦ基
板１００上に形成される突起のような液晶の配向を規制
するための領域（ドメイン）規制手段を有することがで
きる。領域規制手段を有するＶＡＬＣＤは、この明細書
において参考文献として含まれるヨーロッパ特許出願０
８８４６２６−Ａ２に開示されている。
直配向（ＶＡ）型のＬＣＤに適用される場合は、ＣＦ基
板１００上に形成される突起のような液晶の配向を規制
するための領域（ドメイン）規制手段を有することがで
きる。領域規制手段を有するＶＡＬＣＤは、この明細書
において参考文献として含まれるヨーロッパ特許出願０
８８４６２６−Ａ２に開示されている。
【００２２】次に図６を参照して説明すると、同図は本
発明に係るＬＣＤ装置２００を表している。ＬＣＤ装置
２００は本発明に係るＣＦ基板１００とＴＦＴ基板２２
０とを有し、ＣＦ基板１００とＴＦＴ基板２２０の端部
は相互に接着されて液晶材料２１０を収容するための空
所を形成する。空所は複数のスペーサー１８０によって
規定される均一かつ正確な間隙（セル間隙）を有する。
ＴＦＴ基板２２０は以下に記述する構造を有する。ガラ
ス基板２２２上には、ゲート２２４、ゲート線（走査
線）２２５及び蓄積容量線２２６がそれぞれ形成されて
いる。ゲート２２４、ゲート線２２５及び蓄積容量線２
２６は絶縁膜２３３によって被覆されている。ＴＦＴ
（薄膜トランジスタ）のチャンネルとして用いられる半
導体層２２７が絶縁膜２３３を介して各ゲート２２４に
形成される。さらに、ＴＦＴのソース及びドレイン領域
として用いられる金属層２２９ａ、２２９ｂが各半導体
層２２７の上部に形成されかつソース線と画素電極２２
８に接続されている。さらに、例えばＩＴＯからなる画
素電極２２８は、絶縁膜２２３を介して蓄積容量線２２
６を被覆するように形成されている。さらに、配向膜２
３４がソース及びドレイン領域２２９ａ、２２９ｂ及び
画素電極２２８上に形成されている。
発明に係るＬＣＤ装置２００を表している。ＬＣＤ装置
２００は本発明に係るＣＦ基板１００とＴＦＴ基板２２
０とを有し、ＣＦ基板１００とＴＦＴ基板２２０の端部
は相互に接着されて液晶材料２１０を収容するための空
所を形成する。空所は複数のスペーサー１８０によって
規定される均一かつ正確な間隙（セル間隙）を有する。
ＴＦＴ基板２２０は以下に記述する構造を有する。ガラ
ス基板２２２上には、ゲート２２４、ゲート線（走査
線）２２５及び蓄積容量線２２６がそれぞれ形成されて
いる。ゲート２２４、ゲート線２２５及び蓄積容量線２
２６は絶縁膜２３３によって被覆されている。ＴＦＴ
（薄膜トランジスタ）のチャンネルとして用いられる半
導体層２２７が絶縁膜２３３を介して各ゲート２２４に
形成される。さらに、ＴＦＴのソース及びドレイン領域
として用いられる金属層２２９ａ、２２９ｂが各半導体
層２２７の上部に形成されかつソース線と画素電極２２
８に接続されている。さらに、例えばＩＴＯからなる画
素電極２２８は、絶縁膜２２３を介して蓄積容量線２２
６を被覆するように形成されている。さらに、配向膜２
３４がソース及びドレイン領域２２９ａ、２２９ｂ及び
画素電極２２８上に形成されている。
【００２３】本発明は、さらに、ＣＦ基板１００と、Ｃ
Ｆ基板１００上に直接配置された複数のスペーサー１８
０を有するＬＣＤ装置を製造するための方法を提供す
る。同方において、最初に、平坦な表面を有するガラス
基板１２０を設ける。約０．１６μｍの厚みを有するク
ロム膜がガラス基板１２０上に形成され、次に所定のパ
ターンを有するフォトレジストがクロム膜上に形成さ
れ、その後、フォトレジストをマスクとして用いながら
クロム膜をエッチングすることによってブラックマトリ
ックス１５０を形成する。
Ｆ基板１００上に直接配置された複数のスペーサー１８
０を有するＬＣＤ装置を製造するための方法を提供す
る。同方において、最初に、平坦な表面を有するガラス
基板１２０を設ける。約０．１６μｍの厚みを有するク
ロム膜がガラス基板１２０上に形成され、次に所定のパ
ターンを有するフォトレジストがクロム膜上に形成さ
れ、その後、フォトレジストをマスクとして用いながら
クロム膜をエッチングすることによってブラックマトリ
ックス１５０を形成する。
【００２４】赤、緑及び青からなるカラーフィルター１
６０が、ガラス基板１２０上に、それぞれ青樹脂、赤樹
脂及び緑樹脂を塗布することによって形成される。カラ
ーフィルター１６０の厚さは約１．５μｍに設定され
る。カラーフィルター１６０は、その端部においてブラ
ックマトリックス１５０と重合している。カラーフィル
ター１６０はその下部に位置するブラックマトリックス
１５０を露出するパターンとして形成されている。
６０が、ガラス基板１２０上に、それぞれ青樹脂、赤樹
脂及び緑樹脂を塗布することによって形成される。カラ
ーフィルター１６０の厚さは約１．５μｍに設定され
る。カラーフィルター１６０は、その端部においてブラ
ックマトリックス１５０と重合している。カラーフィル
ター１６０はその下部に位置するブラックマトリックス
１５０を露出するパターンとして形成されている。
【００２５】次に、約０．１５μｍの厚みを有する電極
層１４０が、ガラス基板１２０の表面に、例えばＩＴＯ
をスパッターすることによって形成される。その後、約
４μｍの厚みを有するフォトレジストが電極層１４０に
塗布され、それぞれ約４μｍの厚みを有しかつ一般的に
筒状をなす複数のスペーサー１８０が、フォトレジスト
を露光しかつ現像することによって形成される。最後
に、配向膜がガラス基板１２０の表面を被覆するように
形成される。
層１４０が、ガラス基板１２０の表面に、例えばＩＴＯ
をスパッターすることによって形成される。その後、約
４μｍの厚みを有するフォトレジストが電極層１４０に
塗布され、それぞれ約４μｍの厚みを有しかつ一般的に
筒状をなす複数のスペーサー１８０が、フォトレジスト
を露光しかつ現像することによって形成される。最後
に、配向膜がガラス基板１２０の表面を被覆するように
形成される。
【００２６】さらに、ＣＦ基板１００はＴＦＴ基板に結
合され、ＣＦ基板１００とＴＦＴ基板の端部は相互に接
着されて液晶材料を収容するための空所を形成する。空
所は複数のスペーサー１８０によって決定される均一か
つ正確な間隙（セル間隙）を有する。空所内には液晶材
料が充填され、封止される。その後、配向板を、それぞ
れＣＦ基板１００とＴＦＴ基板に取り付けることによっ
て、本発明に係るＬＣＤ装置を完成することができる。
合され、ＣＦ基板１００とＴＦＴ基板の端部は相互に接
着されて液晶材料を収容するための空所を形成する。空
所は複数のスペーサー１８０によって決定される均一か
つ正確な間隙（セル間隙）を有する。空所内には液晶材
料が充填され、封止される。その後、配向板を、それぞ
れＣＦ基板１００とＴＦＴ基板に取り付けることによっ
て、本発明に係るＬＣＤ装置を完成することができる。
【００２７】上述したように、本発明に係るスペーサー
１８０は図４の曲線Ａによって示されるように実質的に
弾性を有するガラス基板上に直接配置されている。外部
圧力又は力がＬＣＤ装置に負荷されると、スペーサー１
８０のみが変形される。本発明に係るガラス基板上に直
接配置されるスペーサー１８０は、実質的に弾性を有す
るので、外部圧力または負荷が除去されると、スペーサ
ー１８０は元の寸法に戻り、ムラ欠陥を生じることなく
均一かつ正確なセル間隙を維持する。さらに、本発明に
係るスペーサー１８０は、ブラックマトリックス上に正
確に位置することができるので、ＬＣＤ装置上に表示さ
れる画像はスペーサーによって影響されない。
１８０は図４の曲線Ａによって示されるように実質的に
弾性を有するガラス基板上に直接配置されている。外部
圧力又は力がＬＣＤ装置に負荷されると、スペーサー１
８０のみが変形される。本発明に係るガラス基板上に直
接配置されるスペーサー１８０は、実質的に弾性を有す
るので、外部圧力または負荷が除去されると、スペーサ
ー１８０は元の寸法に戻り、ムラ欠陥を生じることなく
均一かつ正確なセル間隙を維持する。さらに、本発明に
係るスペーサー１８０は、ブラックマトリックス上に正
確に位置することができるので、ＬＣＤ装置上に表示さ
れる画像はスペーサーによって影響されない。
【００２８】本発明を好ましい実施例を参照して説明し
てきたが、その他多くの変容例や変形例が、以下に請求
する本発明の要旨及び範囲から逸脱することなくなしう
ることは理解できるであろう。
てきたが、その他多くの変容例や変形例が、以下に請求
する本発明の要旨及び範囲から逸脱することなくなしう
ることは理解できるであろう。
【発明の効果】上述のように、本発明では、スペーサー
をガラス基板上に直接配置できるので、ＬＣＤ装置は十
分に回復でき、圧力や力を受けた後でもセル間隙を均一
に保持することができ、ムラ欠陥を実質的に低減するこ
とができる。さらに、本発明に係るスペーサーはブラッ
クマトリックス上に正確に位置づけられるので、ＬＣＤ
装置上に表示されている画像はスペーサーによって影響
されない。
をガラス基板上に直接配置できるので、ＬＣＤ装置は十
分に回復でき、圧力や力を受けた後でもセル間隙を均一
に保持することができ、ムラ欠陥を実質的に低減するこ
とができる。さらに、本発明に係るスペーサーはブラッ
クマトリックス上に正確に位置づけられるので、ＬＣＤ
装置上に表示されている画像はスペーサーによって影響
されない。
【図１】ボールスペーサーを有する従来のＬＣＤ装置の
断面図である。
断面図である。
【図２】 突起パターンスペーサーを有する従来のＬＣ
Ｄ装置の断面図である。
Ｄ装置の断面図である。
【図３】ブラックマトリックススペーサーを有する従来
のＬＣＤ装置の断面図である。
のＬＣＤ装置の断面図である。
【図４】ガラス基板上に直接配置されているスペーサー
と、スペーサーとガラス基板との間にカラーフィルター
層を挿入しているスペーサーの応力−歪概略線図であ
る。
と、スペーサーとガラス基板との間にカラーフィルター
層を挿入しているスペーサーの応力−歪概略線図であ
る。
【図５】ａは、本発明に係るＬＣＤ装置のカラーフィル
ター基板の平面図である。ｂは、図５ａの切断線５ｂ−
５ｂによるカラーフィルター基板の断面図である。
ター基板の平面図である。ｂは、図５ａの切断線５ｂ−
５ｂによるカラーフィルター基板の断面図である。
【図６】本発明に係るＬＣＤ装置の部分断面図である。
１００・・・ＣＦ（カラーフィルター）基板
１２０・・・透明基板
１４０・・・電極層
１５０・・・ブラックマトリックス
１６０・・・カラーフィルター
１７０・・・配向膜
１８０・・・スぺーサー
２００・・・ＬＣＤ装置
２１０・・・液晶材料
２２０・・・ＴＦＴ基板
２２２・・・ガラス基板
２２４・・・ゲート
２２５・・・ゲート線（走査線）
２２６・・・蓄積容量線
２２７・・・半導体層
２２８・・・画素電極
２２９ａ・・・金属層
２２９ｂ・・・金属層
２３３・・・絶縁膜
２３４・・・配向膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2H048 BA02 BA11 BA45 BA48 BB02
BB08 BB14 BB44
2H089 LA09 QA16 TA01 TA04 TA09
TA12 TA13
2H090 HB08Y JB02 LA02 LA04
LA05 LA15 MA01
2H091 FA34Y GA01 GA06 GA08
HA07 LA30
2H092 JA24 JA37 JB61 NA25 PA01
PA02 PA03 PA08 PA09
Claims (10)
- 【請求項１】実質的に平坦な表面を有する透明基板と、
前記基板の所定領域に形成されるブラックマトリックス
と、前記ブラックマトリックスの領域間に形成され、か
つ前記ブラックマトリックスの領域の端部と重合する複
数のカラーフィルターと、前記ブラックマトリックス及
び前記カラーフィルター上に形成される電極層と、前記
カラーフィルターと重合することなく前記ブラックマト
リックスの領域上に形成される複数のスペーサーと、前
記ブラックマトリックス、前記カラーフィルター、前記
電極及び前記スペーサーの領域上に形成される液晶分子
を配向するための配向膜とを有する液晶表示装置用カラ
ーフィルター基板。 - 【請求項２】前記複数のスペーサーは筒状をなしている
ことを特徴とするクレーム１記載のカラーフィルター基
板。 - 【請求項３】前記ブラックマトリックスは金属膜を有す
ることを特徴とするクレーム１記載のカラーフィルター
基板。 - 【請求項４】以下の工程を有する液晶表示装置用カラー
フィルター基板の製造方法。実質的に平坦な表面を有す
る透明基板を設ける工程と、前記基板の所定領域にブラ
ックマトリックスを形成する工程と、複数のカラーフィ
ルターを、該カラーフィルターが前記ブラックマトリッ
クスの領域の端部と重合するようにして前記ブラックマ
トリックスの領域間に形成する工程と、前記ブラックマ
トリックス及び前記カラーフィルター上に電極を形成す
る工程と、前記カラーフィルターと重合させることな
く、前記ブラックマトリックスの領域に複数のスペーサ
ーを形成する工程と、前記ブラックマトリックス、前記
カラーフィルター、前記電極及び前記スペーサーの領域
上に液晶分子を配向するための配向膜を付与する工程 - 【請求項５】前記複数のスペーサーが以下の工程によっ
て形成されることを特徴とするクレーム４に記載のカラ
ーフィルター基板の製造方法。所定の厚みを有するフォ
トレジストを前記ブラックマトリックス、前記カラーフ
ィルター及び前記電極に付与する工程と、前記フォトレ
ジストを露光かつ現像し、前記複数のスペーサーを前記
カラーフィルターが存在しない前記ブラックマトリック
スの領域に位置づける工程 - 【請求項６】薄膜トランジスター、ゲート及びソース線
及び配向膜を有する薄膜トランジスター基板と、カラー
フィルタ基板と、該カラーフィルター基板と前記薄膜ト
ランジスター基板との間に挿入される液晶材料とを有
し、該カラーフィルタ基板は、実質的に平坦な表面を有
する透明基板と、前記基板の所定領域に形成されるブラ
ックマトリックスと、前記ブラックマトリックスの領域
間に形成され、かつ前記ブラックマトリックスの領域の
端部と重合する複数のカラーフィルターと、前記ブラッ
クマトリックス及び前記カラーフィルター上に形成され
る電極と、前記カラーフィルターと重合することなく、
前記ブラックマトリックスの領域上に形成される複数の
スペーサーと、前記ブラックマトリックス、前記カラー
フィルター、前記電極及び前記スペーサー上の領域に形
成される液晶分子を配向するための配向膜とを有するカ
ラーフィルター基板とを有する液晶表示装置。 - 【請求項７】前記複数のスペーサーは筒状をなしている
ことを特徴とするクレーム６記載の液晶表示装置。 - 【請求項８】前記ブラックマトリックスは金属膜を有す
ることを特徴とするクレーム６記載の液晶表示装置。 - 【請求項９】以下の工程を有する液晶表示装置の製造方
法。薄膜トランジスター、蓄積容量、ゲート及びソース
線及び配向膜を有する薄膜トランジスター基板を設ける
工程と、実質的に平坦な表面を有するカラーフィルター
基板を設ける工程と、前記カラーフィルター基板の所定
領域にブラックマトリックスを形成する工程と、複数の
カラーフィルターを、該カラーフィルターが前記ブラッ
クマトリックスの領域の端部と重合するようにして前記
ブラックマトリックスの領域間に形成する工程と、前記
ブラックマトリックス及び前記カラーフィルター上に電
極を形成する工程と、前記カラーフィルターと重合させ
ることなく前記ブラックマトリックスの領域に複数のス
ペーサーを形成する工程と、前記ブラックマトリック
ス、前記カラーフィルター、前記電極及び前記スペーサ
ーの領域上に液晶分子を配向するための配向膜を設ける
工程と、前記薄膜トランジスター基板と前記カラーフィ
ルター基板とを接着して空所を形成する工程と、前記空
所に液晶材料を封入する工程 - 【請求項１０】前記複数のスペーサーが以下の工程によ
って形成されることを特徴とするクレーム９に記載の液
晶表示装置を製造するための方法。所定の厚みを有する
フォトレジストを前記ブラックマトリックス、前記カラ
ーフィルター及び前記電極に付与する工程と、前記フォ
トレジストを露光かつ現像し、前記複数のスペーサーを
前記カラーフィルターが存在しない前記ブラックマトリ
ックスの領域に位置づける工程
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001403072A JP4289812B2 (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | 液晶表示装置及びそのカラーフィルタ基板 |
| US10/036,357 US6795141B2 (en) | 2001-12-26 | 2002-01-07 | Liquid crystal display device and color filter substrate having spacers formed directly on black matrix |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001403072A JP4289812B2 (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | 液晶表示装置及びそのカラーフィルタ基板 |
| US10/036,357 US6795141B2 (en) | 2001-12-26 | 2002-01-07 | Liquid crystal display device and color filter substrate having spacers formed directly on black matrix |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003195027A true JP2003195027A (ja) | 2003-07-09 |
| JP4289812B2 JP4289812B2 (ja) | 2009-07-01 |
Family
ID=28456200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001403072A Expired - Lifetime JP4289812B2 (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | 液晶表示装置及びそのカラーフィルタ基板 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6795141B2 (ja) |
| JP (1) | JP4289812B2 (ja) |
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