JP2006023733A - カラーフィルタ基板およびその製造方法ならびにそれを備えた表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明によるカラーフィルタ基板の製造方法は、基板4上に遮光層5およびカラーフィルタ層6を形成する工程(a)と、遮光層5およびカラーフィルタ層6が形成された基板4上に感光性樹脂を用いて複数の柱状スペーサ11a、11bを形成する工程(b)とを包含する。工程(a)は、第1のカラーフィルタ7と同一の膜から下地層7a、7bを形成する工程(c)を包含し、工程(c)において形成される下地層7a、7bの面積および/または形状を調整することによって、工程(b)において形成される複数の柱状スペーサ11a、11bの高さを制御する。
【選択図】図3
Description
0.008≦(h1−h2)/2(X1−X2)≦0.06
h=a(aは所定の定数)+b・2X・・・(1)
0.008≦b≦0.06・・・・・・・(2)
まず、図1を参照しながら、本実施形態における液晶表示装置100の構造を説明する。図1は、液晶表示装置100を模式的に示す断面図である。
図7(a)および(b)を参照しながら、本実施形態における液晶表示装置200の構造を説明する。図7(b)は、液晶表示装置200を模式的に示す断面図であり、図7(a)は、液晶表示装置200が有するカラーフィルタ基板2Aの柱状スペーサ11a近傍を模式的に示す上面図である。以下では、液晶表示装置200が実施形態1における液晶表示装置100と異なっている点を中心に説明する。
第1の下地層:20.5μmΦ、22.0μmΦ、25.0μmΦ、30.0μmΦ
第2の下地層:13.0μmΦ、13.5μmΦ
第3の下地層:24.0μmΦ、30.0μmΦ
h=a(aは所定の定数)+b・2X・・・(1)
0.008≦b≦0.06・・・・・・・(2)
0.008≦(h1−h2)/2(X1−X2)≦0.06
図12を参照しながら、本実施形態における液晶表示装置300の構造を説明する。図12は、液晶表示装置300を模式的に示す断面図である。
実施形態1〜3では、一枚のカラーフィルタ基板内に異なる高さを有する柱状スペーサを作り込む場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。柱状スペーサは、典型的には、カラーフィルタ基板として切り出される領域を複数含む母基板上に形成されるので、一枚のカラーフィルタ基板に対応したそれぞれの領域ごとに下地層の面積および/または形状を制御することにより、それぞれの領域ごとに柱状スペーサの高さを異ならせることもできる。そのため、一枚の母基板から異なるサイズの基板を形成する場合でも、柱状スペーサの高さをそれぞれの基板に応じた値に容易に設定することができるので、母基板における面取り配置の自由度を格段に向上することができる。従って、母基板の有効利用を図ることができ、製造コストの低減を図ることができる。
図18を参照しながら、本実施形態における液晶表示装置400を説明する。液晶表示装置400は、いわゆるMVA(Multi-domain Vertical Alignment)型の液晶表示装置である。
図19および図20を参照しながら、本実施形態における液晶表示装置500を説明する。図19は、液晶表示装置500を模式的に示す上面図であり、図20は、図19中の20A−20A’線に沿った断面図である。
実施形態1〜6では、遮光層やカラーフィルタと同一の膜から形成された下地層上に、感光性樹脂から形成された柱状スペーサを設ける場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。遮光層やカラーフィルタ層と同一の膜から形成された少なくとも2層の樹脂層を含む積層構造体自体がスペーサとして機能する構成においても、本発明を用いることができる。
2、2A、2B、2C、2D、2E、2F カラーフィルタ基板
3 液晶層
4 基板(透明基板)
5 遮光層(ブラックマトリクス)
5’ TFT遮光部(スイッチング素子遮光部)
5a 下地層、樹脂層
6 カラーフィルタ層
7 第1のカラーフィルタ
7a 下地層、樹脂層
8 第2のカラーフィルタ
8a 下地層、樹脂層
9 第3のカラーフィルタ
9a 下地層、樹脂層
10 共通電極
11、11a、11b 柱状スペーサ
11c 突起(リブ)
12a、12b 積層構造体
14 TFT(薄膜トランジスタ)
15 透明基板
16 走査配線(ゲートライン)
17 ゲート絶縁膜
18 信号配線(ソースライン)
19 層間絶縁膜
19a コンタクトホール
20 絵素電極
21 補助容量配線
50、60 母基板
100、200、300、300’、300’’ 液晶表示装置
400、500、600 液晶表示装置
Claims (26)
- 基板と、
前記基板上に設けられた遮光層およびカラーフィルタ層と、
樹脂から形成され、前記基板から突出するように設けられた複数の柱状スペーサと、
前記複数の柱状スペーサのそれぞれと前記基板との間に位置する下地層と、を備え、
前記カラーフィルタ層は、互いに異なる色光を透過する第1のカラーフィルタ、第2のカラーフィルタおよび第3のカラーフィルタを有するカラーフィルタ基板であって、
前記下地層は、前記第1のカラーフィルタ、前記第2のカラーフィルタ、前記第3のカラーフィルタおよび前記遮光層のうちのいずれか1つと同一の膜から形成されており、
前記複数の柱状スペーサのうちの第1の柱状スペーサに対応する前記下地層は、前記複数の柱状スペーサのうちの第2の柱状スペーサに対応する前記下地層と面積および/または形状が異なっており、前記第1の柱状スペーサの高さと前記第2の柱状スペーサの高さとが異なっている、カラーフィルタ基板。 - 前記第1の柱状スペーサに対応する前記下地層の面積は、前記第2の柱状スペーサに対応する前記下地層の面積よりも大きく、前記第1の柱状スペーサの高さは、前記第2の柱状スペーサの高さよりも高い、請求項1に記載のカラーフィルタ基板。
- 前記第1の柱状スペーサの高さh1(μm)、前記第2の柱状スペーサの高さh2(μm)、前記基板の基板面法線方向から見たときの前記第1の柱状スペーサの重心から前記下地層の外縁までの最短距離X1(μm)および前記第2の柱状スペーサの重心から前記下地層の外縁までの最短距離X2(μm)が、下式の関係を満足する請求項1または2に記載のカラーフィルタ基板。
0.008≦(h1−h2)/2(X1−X2)≦0.06 - 請求項1から3のいずれかに記載のカラーフィルタ基板と、前記カラーフィルタ基板に対向するように設けられたアクティブマトリクス基板と、前記カラーフィルタ基板とアクティブマトリクス基板との間に配置された表示媒体層とを有する表示装置。
- 前記アクティブマトリクス基板は、マトリクス状に配列された複数のスイッチング素子を有し、
前記カラーフィルタ基板が有する前記下地層は、前記複数のスイッチング素子に対向する領域に位置している、請求項4に記載の表示装置。 - マトリクス状に配列された複数のスイッチング素子を有するアクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板に対向するように設けられたカラーフィルタ基板と、前記アクティブマトリクス基板と前記カラーフィルタ基板との間に設けられた表示媒体層とを備え、
前記カラーフィルタ基板は、透明基板と、前記透明基板上に形成された遮光層およびカラーフィルタ層と、樹脂から形成され、前記アクティブマトリクス基板と前記カラーフィルタ基板との間隙を規定する複数の柱状スペーサとを有し、
前記遮光層は、前記複数のスイッチング素子を遮光するためのスイッチング素子遮光部を有し、
前記複数の柱状スペーサは、前記スイッチング素子遮光部に重なるように配置されている、表示装置。 - 前記アクティブマトリクス基板は、それぞれが前記複数のスイッチング素子のそれぞれに電気的に接続された複数の絵素電極を有し、
前記複数の柱状スペーサは、前記複数の絵素電極に重ならないように配置されている請求項5または6に記載の表示装置。 - 前記アクティブマトリクス基板は、第1の方向に沿って延びる複数の走査配線と、前記第1の方向と交差する方向に沿って延びる複数の信号配線とを有し、
前記複数の柱状スペーサは、前記複数の走査配線と前記複数の信号配線との交差部に重ならないように配置されている請求項5から7のいずれかに記載の表示装置。 - 前記表示媒体層は液晶層である請求項4から8のいずれかに記載の表示装置。
- 基板と、前記基板上に設けられた遮光層およびカラーフィルタ層と、樹脂から形成され、前記基板から突出するように設けられた複数の柱状スペーサと、前記複数の柱状スペーサのそれぞれと前記基板との間に位置する下地層と、を備え、前記カラーフィルタ層は、互いに異なる色光を透過する第1のカラーフィルタ、第2のカラーフィルタおよび第3のカラーフィルタを有するカラーフィルタ基板の製造方法であって、
前記基板上に前記遮光層およびカラーフィルタ層を形成する工程(a)と、
前記遮光層および前記カラーフィルタ層が形成された前記基板上に樹脂を用いて前記複数の柱状スペーサを形成する工程(b)と、を包含し、
前記工程(a)は、前記第1のカラーフィルタ、前記第2のカラーフィルタ、前記第3のカラーフィルタおよび前記遮光層のうちのいずれか1つと同一の膜から前記下地層を形成する工程(a1)を包含し、
前記工程(a1)において形成される前記下地層の面積および/または形状を調整することによって、前記工程(b)において形成される前記複数の柱状スペーサの高さを制御する、カラーフィルタ基板の製造方法。 - 前記工程(b)において形成された前記複数の柱状スペーサは、前記下地層の面積および/または形状と関係付けられた所定の高さを有する、請求項10に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
- 前記工程(b)において形成された前記複数の柱状スペーサのそれぞれの高さh(μm)は、前記基板の基板面法線方向から見たときの、柱状スペーサの重心から前記下地層の外縁までの最短距離X(μm)と、下式(1)および(2)に示すように関係付けられている請求項11に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
h=a(aは所定の定数)+b・2X・・・(1)
0.008≦b≦0.06・・・・・・・(2) - 前記工程(a1)において、前記複数の柱状スペーサのうちの第1の柱状スペーサに対応して形成される下地層と、前記複数の柱状スペーサのうちの第2の柱状スペーサに対応して形成される下地層とを互いに異なる面積および/または形状で形成することによって、前記工程(b)において形成される前記第1の柱状スペーサと前記第2の柱状スペーサとを互いに異なる高さに形成する、請求項10から12のいずれかに記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
- 前記工程(a1)において、前記第1の柱状スペーサに対応して形成される下地層を、前記第2の柱状スペーサに対応して形成される下地層よりも大きな面積で形成することによって、前記工程(b)において形成される前記第1の柱状スペーサの高さを前記第2の柱状スペーサの高さよりも高くする、請求項13に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
- 前記カラーフィルタ基板は、前記複数の柱状スペーサのそれぞれと前記下地層との間に位置する少なくとも1層のさらなる下地層を備え、
前記工程(a)は、前記第1のカラーフィルタ、前記第2のカラーフィルタ、前記第3のカラーフィルタおよび前記遮光層のうちの少なくとも1つと同一の膜であって前記下地層とは異なる膜から前記さらなる下地層を形成する工程(a2)を包含し、
前記工程(a1)において形成される前記下地層の面積および/または形状と前記工程(a2)において形成される前記さらなる下地層の面積および/または形状とを調整することによって、前記工程(b)において形成される前記複数の柱状スペーサの高さを制御する、請求項10から14のいずれかに記載のカラーフィルタ基板の製造方法。 - 前記工程(a1)において、前記下地層を前記遮光層と同一の膜から形成する請求項10から15のいずれかに記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
- 前記工程(a1)において、前記下地層を前記第1カラーフィルタ、前記第2カラーフィルタおよび前記第3カラーフィルタのうちのいずれか1つと同一の膜から形成する請求項10から15のいずれかに記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
- 前記工程(b)の前に、前記遮光層および前記カラーフィルタ層が形成された前記基板上に透明導電材料を用いて電極を形成する工程(c)を包含する、請求項10から17のいずれかに記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
- 前記工程(b)において、樹脂を用いて、前記複数の柱状スペーサよりも高さの低い突起を前記電極上に前記複数の柱状スペーサと同時に形成する、請求項18に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
- 前記工程(a)において、前記遮光層、前記第1のカラーフィルタ、前記第2のカラーフィルタおよび前記第3のカラーフィルタのそれぞれを感光性樹脂から形成する請求項10から19のいずれかに記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
- 基板と、前記基板上に設けられた遮光層およびカラーフィルタ層と、樹脂から形成され、前記基板から突出するように設けられた複数の柱状スペーサと、前記複数の柱状スペーサのそれぞれと前記基板との間に位置する下地層と、を備え、前記カラーフィルタ層は、互いに異なる色光を透過する第1のカラーフィルタ、第2のカラーフィルタおよび第3のカラーフィルタを有するカラーフィルタ基板の製造方法であって、
前記基板として切り出される領域を複数有する母基板を用意する工程(A)と、
前記母基板の前記複数の領域上に前記遮光層およびカラーフィルタ層を形成する工程(B)と、
前記遮光層および前記カラーフィルタ層が形成された前記複数の領域上に樹脂を用いて前記複数の柱状スペーサを形成する工程(C)と、を包含し、
前記工程(B)は、前記第1のカラーフィルタ、前記第2のカラーフィルタ、前記第3のカラーフィルタおよび前記遮光層のうちのいずれか1つと同一の膜から前記下地層を形成する工程(B1)を包含し、
前記工程(B1)において形成される前記下地層の面積および/または形状を前記複数の領域ごとに調整することによって、前記工程(C)において形成される前記複数の柱状スペーサの高さを前記複数の領域ごとに制御する、カラーフィルタ基板の製造方法。 - 前記工程(C)において形成された前記複数の柱状スペーサは、前記複数の領域ごとに前記下地層の面積および/または形状と関係付けられた所定の高さを有する、請求項21に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
- 前記工程(B1)において、前記複数の領域のうちの第1の領域上に形成される下地層と、前記複数の領域のうちの第2の領域上に形成される下地層とを互いに異なる面積および/または形状で形成することによって、前記工程(C)において前記第1の領域上に形成される前記複数の柱状スペーサと、前記第2の領域上に形成される前記複数の柱状スペーサとを互いに異なる高さに形成する、請求項21または22に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
- 前記工程(B1)において、前記第1の領域上に形成される下地層を、前記第2の領域上に形成される下地層よりも大きな面積で形成することによって、前記工程(C)において前記第1の領域上に形成される前記複数の柱状スペーサの高さを、前記第2の領域上に形成される前記複数の柱状スペーサの高さよりも高くする、請求項23に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
- 基板と、前記基板上に設けられた遮光層およびカラーフィルタ層と、前記基板から前記カラーフィルタ層よりも突出するように設けられ、それぞれが少なくとも2層の樹脂層を含む複数の積層構造体とを備え、前記カラーフィルタ層は、互いに異なる色光を透過する第1のカラーフィルタ、第2のカラーフィルタおよび第3のカラーフィルタを有するカラーフィルタ基板の製造方法であって、
前記基板上に前記遮光層およびカラーフィルタ層を形成する工程(α)は、
前記第1のカラーフィルタ、前記第2のカラーフィルタ、前記第3のカラーフィルタおよび前記遮光層のうちの少なくとも2つと同一の膜から前記少なくとも2層の樹脂層を形成することによって前記複数の積層構造体を形成する工程(β)を包含し、
前記少なくとも2層の樹脂層のうちの少なくとも1層の樹脂層の面積および/または形状を調整することによって、前記複数の積層構造体の高さを制御する、カラーフィルタ基板の製造方法。 - 請求項10から25のいずれかに記載の方法で製造されたカラーフィルタ基板。
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