JP2007127879A - カラーフィルタ基板 - Google Patents
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Abstract
【課題】 着色層の膜厚の均一性に優れたカラーフィルタ基板、及び、それを備える表示装置を提供する。
【解決手段】 支持基板上に二次元配列された着色層を有するカラーフィルタ基板であって、上記着色層は、厚膜部と、その外縁に設けられたテーパ形状部とを含み、上記テーパ形状部は、隣り合う他の着色層と重なり合う側辺部と、隅部とを含み、上記隅部は、少なくとも1つが面取りされ、他の着色層との重なり合いの数が0又は1であるカラーフィルタ基板。
【選択図】 図8
【解決手段】 支持基板上に二次元配列された着色層を有するカラーフィルタ基板であって、上記着色層は、厚膜部と、その外縁に設けられたテーパ形状部とを含み、上記テーパ形状部は、隣り合う他の着色層と重なり合う側辺部と、隅部とを含み、上記隅部は、少なくとも1つが面取りされ、他の着色層との重なり合いの数が0又は1であるカラーフィルタ基板。
【選択図】 図8
Description
本発明は、カラーフィルタ基板に関する。より詳しくは、光源からの光を着色層により着色してカラー液晶表示を実現するのに好適なカラーフィルタ基板、及び、それを用いた表示装置に関するものである。
液晶表示装置は、薄型・軽量・低消費電力といった特長を活かし、様々な分野で利用されている。なかでも、液晶テレビは、本格的な普及期を迎えてその市場が急速に拡大しており、表示品位の向上等の更なる性能向上に向けた研究開発が各方面で精力的に進められている。
液晶表示装置においては、現在のところ、光源として冷陰極管蛍光ランプを背面に配置した透過型表示方式、外光(太陽光)を用いる反射型表示方式、及び、前記2方式を併用し、使用される環境により主として用いる光源が変わる反射透過型表示方式があり、光源から出射された光がカラーフィルタ(以下、「CF」ともいう)基板に設けられた着色層(一般にカラーフィルタとも呼ばれる)を透過することで、カラー表示が可能となっている。
液晶表示装置においては、現在のところ、光源として冷陰極管蛍光ランプを背面に配置した透過型表示方式、外光(太陽光)を用いる反射型表示方式、及び、前記2方式を併用し、使用される環境により主として用いる光源が変わる反射透過型表示方式があり、光源から出射された光がカラーフィルタ(以下、「CF」ともいう)基板に設けられた着色層(一般にカラーフィルタとも呼ばれる)を透過することで、カラー表示が可能となっている。
CF基板は、通常、ガラス基板上に、赤(R)、緑(G)及び青(B)の3原色の着色層が配列され、隣接する着色層間に、光漏れ等を防ぐためのブラックマトリックス(以下、「BM」ともいう)が設けられた基本構成を有し、更にそれらの上に保護膜や電極等が積層配置される。着色層の形成方法としては、顔料を分散させた感光性材料を塗布して着色層を基板全面に形成した後、フォトマスクを用いたフォトリソグラフィによりパターニングする方法等が知られている。CF基板を作製する場合には、通常、BMを形成したガラス基板上に、3原色の着色層を1層ずつ順に形成することになるが、着色層の配置ずれが生じた場合には、着色層が設けられていない白抜け部分や着色層が重なった混色部分が形成されることになる。特に白抜け部分については、表示の色純度を極端に低下させてしまう。
フォトリソグラフィで着色層を形成する場合、露光時の回折や拡散、現像特性等から各色の着色層は、図14(a)に示すように、側壁部分が傾斜したテーパ形状になる。この着色層32のテーパ形状部分は、BM22上で隣接画素の着色層と重なり合うように設計されているが、BM22は通常CFと比較すると極めて薄いため比較的平坦な膜を作製することができる。すなわち、図14(b)に示すように、着色層32をテーパ形状部分同士で積層させた場合には、積層部の膜厚は画素部の膜厚の2倍になるわけではないので、ある程度平坦にすることができる。従来のCF基板においては、RGBの着色層がストライプ状に並べて設けられることが多く、上述のように、隣接する着色層同士でテーパ形状部分を積層させることで平坦性に優れたCF基板を作製することができる。
なお、BMを形成せずに、隣接する着色層同士を積層して形成した透過率の低い部分を色重ねBMとして用いる技術も知られている。この場合も、テーパ形状部分を2層分程度積層するのであれば、平坦性に優れたCF基板を作製することができる。
なお、BMを形成せずに、隣接する着色層同士を積層して形成した透過率の低い部分を色重ねBMとして用いる技術も知られている。この場合も、テーパ形状部分を2層分程度積層するのであれば、平坦性に優れたCF基板を作製することができる。
一方、着色層の配列としては、ストライプ配列のほか、マトリックス配列も知られている(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、マトリックス配列の場合には、図15(a)及び(b)に示すように、4つの着色層32の隅部が積層されることから、厚膜部分が形成されてしまう。このため、着色層32の膜厚ムラが発生し、CF基板の表面の均一性が低下してしまう。更に、厚膜部分の膜厚がセル厚以上になった場合には、液晶表示パネルを張り合わせて作製したときに上下電極間で接触してリークが起こる等の不良発生の原因となる点で改善の余地があった。
なお、特許文献2には、所定の色で着色されている遮光部の開口部を有するカラーフィルタに関し、開口部の4つの角部のうち少なくとも1つが実質的に円弧状とすることが記載されている。また、特許文献3には、各々ほぼ矩形状の画素フィルタ層が設けられてなるカラー液晶表示装置に関し、各画素フィルタ層の一方の対角線上の角部を切り欠くことが記載されている。
しかしながら、特許文献2に記載の技術は、インクドットにより着色画素部を形成する場合に、着色の抜けを防止するものであり、特許文献3に記載の技術は、モザイク配列に起因して生じる画面斜め方向の縞模様を防止するものである。したがって、いずれも上述の課題を解決することができるものではなかった。
特開平9−251160号公報
特開平8−271720号公報
特開平10−78590号公報
しかしながら、特許文献2に記載の技術は、インクドットにより着色画素部を形成する場合に、着色の抜けを防止するものであり、特許文献3に記載の技術は、モザイク配列に起因して生じる画面斜め方向の縞模様を防止するものである。したがって、いずれも上述の課題を解決することができるものではなかった。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、着色層の膜厚の均一性に優れたカラーフィルタ基板、及び、それを備える表示装置を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、支持基板上に着色層がマトリックス配列等の二次元配列で形成されたカラーフィルタ基板について種々検討したところ、着色層の隅部に着目した。そして、二次元配列の場合には、ストライプ配列(一次元配列)と異なり、3以上の着色層の隅部が近接する部分が存在し、この部分において着色層の膜厚が厚くなっていることを見いだすとともに、着色層の隅部が、少なくとも1つが面取りされ、他の着色層との重なり合いの数が0又は1であることにより、着色層の膜厚の均一性を向上することができることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
すなわち、本発明は、支持基板上に二次元配列された着色層を有するカラーフィルタ基板であって、上記着色層は、厚膜部と、その外縁に設けられたテーパ形状部とを含み、上記テーパ形状部は、隣り合う他の着色層と重なり合う側辺部と、隅部とを含み、上記隅部は、少なくとも1つが面取りされ、他の着色層との重なり合いの数が0又は1である(2以上の他の着色層と重なり合わない)カラーフィルタ基板である。
以下に本発明を詳述する。
以下に本発明を詳述する。
本発明のカラーフィルタ基板(CF基板)は、支持基板上に二次元配列された着色層を有する。上記着色層は、入射した光のうち、所定の波長範囲の可視光を選択的に透過させるものであれば特に限定されない。なお、本発明において、着色層が二次元配列されたとは、着色層の配列方向が一方向のみでないことを意味し、二次元配列としては、例えば、ダイアゴナル配列、レクタングル配列等のマトリックス配列(格子状配列、田の字配列)、デルタ配列等が挙げられる。本発明においては、着色層が4色以上設けられることが好ましい。4色以上の着色層をストライプ配列にすると開口率が低下してしまい表示が暗くなってしまうが、本発明では、着色層をストライプ配列ではなく二次元配列とすることから、画素を4以上に分割しても表示が暗くなることを防止することができる。
本発明において、上記着色層は、厚膜部と、その外縁に設けられたテーパ形状部とを含み、上記テーパ形状部は、隣り合う他の着色層と重なり合う側辺部と、隅部とを含む。着色層の厚膜部は、通常、透過光を所定の色に着色させる着色層としての機能を担う領域であり、膜厚が一定であってもよいし、一定でなくてもよい。また、着色層のテーパ形状部は、下端(CF基板の支持基板側)よりも上端が狭い形状であれば特に限定されず、通常、フォトリソグラフィにおける露光時の回折や拡散、現像特性等に起因して形成されるものである。本発明では、隣り合う着色層の側辺部が重なり合うことから、膜厚の薄いテーパ形状部を厚くすることができ、CF基板における着色層の膜厚の均一性を高めることができる。
従来のCF基板において、RGB3原色でストライプ配列画素が形成される場合には、隣接する2つの着色層が積層されるが、積層されるのはテーパ形状部であるため積層部分が厚膜になることはなかった。これに対し、本発明のように、着色層が二次元配列となる場合、各着色層の隅部で3以上の着色層が積層される部分が生じ、厚膜が形成されてしまうため、CF基板における着色層の表面の均一性が低下してしまう。そして、積層部分の膜厚が着色層の設計膜厚(厚膜部の膜厚)とセル厚との和よりも大きくなった場合には、液晶表示パネルを張り合わせて作製したときに上下電極間でリークが起こる等の不良発生の原因となる。また、着色層で色重ねBMを形成する場合には、隣接する2つの着色層をテーパ形状部以外でも重ね合わせることから、各着色層の隅部で3以上の着色層が積層される部分は、特に厚膜になっていた。しかしながら、CF基板における着色層の積層部分の膜厚は2層分以下にする必要があった。
従来のCF基板において、RGB3原色でストライプ配列画素が形成される場合には、隣接する2つの着色層が積層されるが、積層されるのはテーパ形状部であるため積層部分が厚膜になることはなかった。これに対し、本発明のように、着色層が二次元配列となる場合、各着色層の隅部で3以上の着色層が積層される部分が生じ、厚膜が形成されてしまうため、CF基板における着色層の表面の均一性が低下してしまう。そして、積層部分の膜厚が着色層の設計膜厚(厚膜部の膜厚)とセル厚との和よりも大きくなった場合には、液晶表示パネルを張り合わせて作製したときに上下電極間でリークが起こる等の不良発生の原因となる。また、着色層で色重ねBMを形成する場合には、隣接する2つの着色層をテーパ形状部以外でも重ね合わせることから、各着色層の隅部で3以上の着色層が積層される部分は、特に厚膜になっていた。しかしながら、CF基板における着色層の積層部分の膜厚は2層分以下にする必要があった。
そこで、本発明においては、上記隅部は、少なくとも1つが面取りされ、他の着色層との重なり合いの数が0又は1である。隅部が面取りされることにより、3以上の着色層の隅部が近接する境界領域において、3以上の着色層の隅部が重なり合って着色層の膜厚が厚くなることが防止される。その結果、画素内での着色層の膜厚差に起因するセル厚ムラを抑制でき、液晶表示パネルにおいてCF基板に形成された電極と対向電極とがリークしてしまうことを防止することができる。このような本発明において、3以上の着色層の隅部が近接する境界領域では、2つの着色層が隅部を互いに重なり合わせて配置されてもよいし、1つの着色層が隅部を重なり合わせることなく配置されてもよいし、着色層が配置されなくてもよい。なお、本発明のCF基板に着色層が配置されない領域が存在する場合には、該領域にブラックマトリックス(BM)が設けられることが好ましい。
本発明のCF基板の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素を含んでいても含んでいなくてもよく、特に限定されるものではない。その他の構成要素としては、例えば、BM、電極、配線等が挙げられる。BMが設けられる場合、上述の着色層とは別に設けられてもよいし、上述の着色層を重なり合わせた部分をBMとして用いてもよい。
本発明のCF基板における好ましい形態について以下に詳しく説明する。
本発明のカラーフィルタ基板は、ブラックマトリックスを有し、上記着色層の隅部の面取りは、サブピクセルの境界線交点から、着色層のテーパ形状部の幅の√2倍の長さ分サブピクセルの境界線を切り取った位置同士を結ぶ直線の内側(着色層の中心側)に、着色層の厚膜部の境界を配置させるものであることが好ましい(図8(b)参照)。これにより、4つの着色層の隅部が近接する境界領域においても、3以上の着色層の隅部が重なり合って着色層の膜厚が厚くなることを充分に防止することができる。なお、本発明において、BMは、少なくとも着色層間及び着色層のテーパ形状部を遮光するものであれば特に限定されず、例えば、金属膜や黒色樹脂膜であってもよく、着色層の厚膜部を重ね合わせて形成した色重ねBMであってもよい。また、本発明における「サブピクセルの境界線」とは、BMの中心線と一致するものと定義され、色重ねBMの場合には、厚膜部が重なり合った部分(色重ねBM)の中心線がサブピクセルの境界線となる(図8(d)参照)。上記サブピクセルの境界線交点とは、3以上のサブピクセルの境界が接する(2以上のサブピクセルの境界線が交差又は合流する)位置のことである。また、上記テーパ形状部の幅とは、CF基板の法線方向からテーパ形状部を見たときの、テーパ形状部の上端と下端との間の距離を意味する(図8(e)参照)。上記着色層の隅部の面取りは、サブピクセルの境界線交点から、着色層のテーパ形状部の幅の5/3倍の長さ分サブピクセルの境界線を切り取った位置同士を結ぶ直線の内側に、着色層の厚膜部の境界を配置させるものであることがより好ましい。
本発明のカラーフィルタ基板は、ブラックマトリックスを有し、上記着色層の隅部の面取りは、サブピクセルの境界線交点から、着色層のテーパ形状部の幅の√2倍の長さ分サブピクセルの境界線を切り取った位置同士を結ぶ直線の内側(着色層の中心側)に、着色層の厚膜部の境界を配置させるものであることが好ましい(図8(b)参照)。これにより、4つの着色層の隅部が近接する境界領域においても、3以上の着色層の隅部が重なり合って着色層の膜厚が厚くなることを充分に防止することができる。なお、本発明において、BMは、少なくとも着色層間及び着色層のテーパ形状部を遮光するものであれば特に限定されず、例えば、金属膜や黒色樹脂膜であってもよく、着色層の厚膜部を重ね合わせて形成した色重ねBMであってもよい。また、本発明における「サブピクセルの境界線」とは、BMの中心線と一致するものと定義され、色重ねBMの場合には、厚膜部が重なり合った部分(色重ねBM)の中心線がサブピクセルの境界線となる(図8(d)参照)。上記サブピクセルの境界線交点とは、3以上のサブピクセルの境界が接する(2以上のサブピクセルの境界線が交差又は合流する)位置のことである。また、上記テーパ形状部の幅とは、CF基板の法線方向からテーパ形状部を見たときの、テーパ形状部の上端と下端との間の距離を意味する(図8(e)参照)。上記着色層の隅部の面取りは、サブピクセルの境界線交点から、着色層のテーパ形状部の幅の5/3倍の長さ分サブピクセルの境界線を切り取った位置同士を結ぶ直線の内側に、着色層の厚膜部の境界を配置させるものであることがより好ましい。
本発明のカラーフィルタ基板は、ブラックマトリックスを有し、上記着色層の隅部の面取りは、サブピクセルの境界線交点から、ブラックマトリックスの縦横の幅の平均値(BMの縦横の幅の和の1/2倍)の長さ分サブピクセルの境界線を切り取った位置同士を結ぶ直線の外側(着色層の外周側)に、着色層の厚膜部の境界を配置させるものであることが好ましい(図8(c)参照)。これにより、面取りで着色層から切り取られた部分をBM内に配置することができるので、光源からの光が着色されずに透過すること(いわゆる白抜け)によるコントラストの低下を防止することができる。上記着色層の隅部の面取りは、サブピクセルの境界線交点から、BMの縦横の幅の和の1/3倍の長さ分サブピクセルの境界線を切り取った位置同士を結ぶ直線の外側に、着色層の厚膜部の境界を配置させるものであることがより好ましい。なお、着色層のテーパ形状部を遮光するものであればBM以外のものであっても、同様の関係が成立することになる。このような遮光材としては、例えば、配線(ゲート/ソースバスライン)等が挙げられる。また、本発明のCF基板が液晶表示装置に用いられる場合であれば、遮光材は本発明のCF基板に設けられる場合のほか、対向基板(TFTアレイ基板等)に設けられてもよい。
上記着色層は、平面形状が矩形であり、隅部の3つ以上が面取りされたものであることが好ましい。これにより、矩形状の4つの着色層の隅部が近接する境界領域においても、3以上の着色層の隅部が重なり合って着色層の膜厚が厚くなることを充分に防止することができる。
本発明のカラーフィルタ基板は、隣り合う着色層が異なる色の着色層であることが好ましく、隣り合う着色層がすべて異なる色の着色層であることがより好ましい。このような場合には、着色層の膜厚の均一性を向上することができるとともに、異なる色の着色層が積層されて生じる混色についても防止することができる。
上記着色層は、(個々の層ごとに見たときに、)テーパ形状部の平均膜厚が厚膜部の平均膜厚の1/2倍以下であることが好ましい。これにより、着色層のテーパ形状部を2層重ね合わせても、着色層の厚膜部の膜厚を極端に超えることはないので、CF基板の膜厚の均一性を向上することができる。なお、上記テーパ形状部の平均膜厚とは、CF基板の法線方向からテーパ形状部を見たときの、テーパ形状部の上端(着色層の厚膜部とテーパ形状部との境界)と下端との中間に位置する点における膜厚を意味する。テーパ形状部の平均膜厚は、厚膜部の平均膜厚の1/3倍以上、1/2倍以下であることが好ましい。
本発明はまた、上記カラーフィルタ基板を備える表示装置でもある。このような本発明の表示装置によれば、CF基板が着色層の膜厚の均一性に優れることから、優れた表示品位を得ることができる。上記表示装置としては、液晶表示装置、プラズマディスプレイ(PDP)、LED(発光ダイオード)ディスプレイが好適であり、なかでも液晶表示装置が特に好適である。
本発明のCF基板によれば、上述の構成を有することから、3以上の着色層の隅部が近接する境界領域において、3以上の着色層の隅部が重なり合って着色層の膜厚が厚くなることが防止される。その結果、画素内での着色層の膜厚差に起因するセル厚ムラを抑制でき、液晶表示パネルにおいてCF基板に形成された電極と対向電極とがリークしてしまうことを防止することができる。
以下に実施例を掲げ、図面を参照しながら本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
(実施例1)
本実施例では、R(赤)、G(緑)、B(青)及びY(黄)の着色層が画素毎に配置されたCF基板を製造した。各画素における着色層の配置は、図1に示すようにアスペクト比が1となるように4原色をマトリックス状に配列した。
なお、本発明においては、CF基板に3色以上の着色層が設けられることが好ましい。これにより、光源からの光が着色層を透過して画像を表示するカラー画像表示装置において、カラー画像を表示することが可能となる。
本実施例では、R(赤)、G(緑)、B(青)及びY(黄)の着色層が画素毎に配置されたCF基板を製造した。各画素における着色層の配置は、図1に示すようにアスペクト比が1となるように4原色をマトリックス状に配列した。
なお、本発明においては、CF基板に3色以上の着色層が設けられることが好ましい。これにより、光源からの光が着色層を透過して画像を表示するカラー画像表示装置において、カラー画像を表示することが可能となる。
以下、図2−1〜2−8に基づいて、本実施例におけるCF基板の製造フローについて説明する。
1.BMの形成
まず、図2−1(a)及び(b)に示すように、支持基板としてガラス基板11を用意した。支持基板としては、通常、透明かつ絶縁性のものが用いられる。このガラス基板11の全面に、黒色顔料を分散した感光性材料を塗布し、これを乾燥・硬化させることで黒色レジスト層21をガラス基板11上の全面に形成した。次に、図2−2に示すように、BMパターニング用マスク80を介して黒色レジスト層21に紫外線90を露光した。そして、現像を行って未露光領域の黒色レジスト層21を除去し、更に焼成することで、図2−3(a)及び(b)に示すように、CF基板の遮光領域となるBM22をパターン形成した。本実施例では、BM幅を6μmとした。なお、BM22の形成方法としては、上述のフォトリソグラフィ法のほか、例えば、ドライフィルムラミネート(転写)法を用いることも可能である。
1.BMの形成
まず、図2−1(a)及び(b)に示すように、支持基板としてガラス基板11を用意した。支持基板としては、通常、透明かつ絶縁性のものが用いられる。このガラス基板11の全面に、黒色顔料を分散した感光性材料を塗布し、これを乾燥・硬化させることで黒色レジスト層21をガラス基板11上の全面に形成した。次に、図2−2に示すように、BMパターニング用マスク80を介して黒色レジスト層21に紫外線90を露光した。そして、現像を行って未露光領域の黒色レジスト層21を除去し、更に焼成することで、図2−3(a)及び(b)に示すように、CF基板の遮光領域となるBM22をパターン形成した。本実施例では、BM幅を6μmとした。なお、BM22の形成方法としては、上述のフォトリソグラフィ法のほか、例えば、ドライフィルムラミネート(転写)法を用いることも可能である。
2.着色層の形成
BM22が形成されたガラス基板11上の全面に、赤色顔料を分散した感光性材料を塗布し、これを乾燥・硬化させることでRレジスト層31rを形成した。次に、図3に示すような矩形の四隅が面取りされた八角形の開口部101が行列方向に等間隔で設けられた着色層パターニング用マスク100を用い、図4に示すように、開口部(図4中、着色された領域)101とRのサブピクセルとなる領域とを一致させた状態で、図2−4に示すように、Rレジスト層31rに紫外線90を露光した。そして、現像を行って未露光領域のRレジスト層31rを除去した後、焼成を行うことで、図2−5(a)及び(b)に示すように、R着色層32rをパターン形成した。得られたR着色層32rは、マスクの開口形状とほぼ一致する形状となり、R着色層32rの外縁のテーパ形状部の幅は約2μmとなった。なお、テーパ形状部の幅は、露光に使用される光、着色層パターニング用マスク100とRレジスト層31rとの距離、Rレジスト層31rの現像特性等を変更することにより調整することが可能である。
BM22が形成されたガラス基板11上の全面に、赤色顔料を分散した感光性材料を塗布し、これを乾燥・硬化させることでRレジスト層31rを形成した。次に、図3に示すような矩形の四隅が面取りされた八角形の開口部101が行列方向に等間隔で設けられた着色層パターニング用マスク100を用い、図4に示すように、開口部(図4中、着色された領域)101とRのサブピクセルとなる領域とを一致させた状態で、図2−4に示すように、Rレジスト層31rに紫外線90を露光した。そして、現像を行って未露光領域のRレジスト層31rを除去した後、焼成を行うことで、図2−5(a)及び(b)に示すように、R着色層32rをパターン形成した。得られたR着色層32rは、マスクの開口形状とほぼ一致する形状となり、R着色層32rの外縁のテーパ形状部の幅は約2μmとなった。なお、テーパ形状部の幅は、露光に使用される光、着色層パターニング用マスク100とRレジスト層31rとの距離、Rレジスト層31rの現像特性等を変更することにより調整することが可能である。
続いて、R着色層32rと同様にして、図2−6に示すように、G着色層32gを形成し、図2−7に示すように、Y着色層32yを形成し、図2−8に示すように、B着色層32bを順に形成した。各色の着色層の形成順は、適宜変更することが可能である。なお、G着色層32g、Y着色層32y及びB着色層32bの形成に際しては、R着色層32rの形成に使用したものと同じ着色層パターニング用マスク100を用い、各色のサブピクセルとなる領域と一致するように、該マスク100の開口部101のアライメントを色毎に調整した。また、4つの着色層32r、32g、32y及び32bの隅部が近接する境界領域近傍における着色層の配置を図5に示した。なお、図5中、着色された領域は、2つの着色層が積層された部分を示している。
以上のようにして、着色層32の形成が完了した。
以上のようにして、着色層32の形成が完了した。
なお、本実施例では、BM幅が6μmであること等から、テーパ形状部の幅を約2μmに設定し、着色層パターニング用マスク100として、1辺3μm(対角2.1μm)の二等辺三角形を矩形の角から面取りして八角形にした開口部101を有するものを用いた。このような着色層パターニング用マスク100を用いて着色層32を形成することにより、着色層32の隅部の膜厚が極端に厚くなることを抑制でき、膜厚の均一性に優れたマトリックス配列の着色層32を従来のストライプ配列の着色層の形成工程と同様の工程で形成することができた。
着色層パターニング用マスク100の面取り形状については、着色層32の配列パターン等に応じて変更することが可能である。本実施例では、図6(a)に示すように、直線で面取りしたが、円弧状に面取りしてもよく、図6(b)及び(c)に示すように、複数本の直線で略円弧状に面取りしてもよい。また、本実施例では、図3に示すように、マスク100の開口パターンをすべて同じとし、矩形の四隅をすべて面取りしたが、各色レジスト層の現像特性が異なる場合等には、面取りの形状及び大きさを個別に最適化する必要がある。また、BM22の幅が大きく、面取りをテーパ長さよりも充分に大きくした場合には、対角画素(着色層)間におけるテーパ形状部分の重なりがなくなるため、図7に示すように、3隅を面取りするだけでも充分である。ただし、この場合の重なり部分は、BM22、ソースバスライン、ゲートバスライン等で被覆され、表示面からは見えないようにしておくことが好ましい。これにより、単色毎の色純度が低下したり、色バランスがずれてしまうことを防止することができる。
着色層パターニング用マスク100の面取り寸法については、4色の着色層32の隅部が近接する境界領域をBM22で覆うことが好ましいことから、BM幅、着色層の外縁のテーパ形状部の幅等を考慮して設定されることになる。図8(a)に示すように、矩形の四隅が面取りされた八角形の着色層32が行列方向に側辺部を密接させて配列される場合、着色層32の隅部における面取りの好ましい下限寸法a1は、図8(b)に示すように、サブピクセルの境界線交点から、着色層32のテーパ形状部の幅の√2倍の長さ分であり、好ましい上限寸法a2は、図8(c)に示すように、サブピクセルの境界線交点から、BM22の縦横の幅の平均値(BMの縦横の幅の和の1/2)の長さ分である。なお、着色層32の外縁のテーパ形状部の幅cは、図8(e)のように決められる。
なお、下記表1に、着色層32の外縁のテーパ形状部の幅が2μmの場合であって、BM幅を変更したときの、着色層32(言い換えると、着色層パターニング用マスク100)の隅部の面取り寸法の好ましい下限値及び上限値を示した。
なお、下記表1に、着色層32の外縁のテーパ形状部の幅が2μmの場合であって、BM幅を変更したときの、着色層32(言い換えると、着色層パターニング用マスク100)の隅部の面取り寸法の好ましい下限値及び上限値を示した。
また、本発明においては、基板上にBMを設けず、着色層を重ねた部分をBMとして用いてもよい。この場合、テーパ形状部分だけでなく画素部分の膜厚をもつ着色層を重ね合わせることになる。そのため、着色層の隅部の面取りを行わなかった場合、図9に示すような4層が重なる領域は特に厚膜になり、上下電極間のリークの原因となりやすい。この場合にも、図10に示すように、各着色層の隅部を面取りすることにより、積層部分の膜厚を薄くすることが可能である。なお、図10中、着色された領域は、2つの着色層が積層された部分を示している。
本実施例では、着色層としてR、G、B及びYの4色を用いたが、色の組み合わせ及び色の数を変更することも可能である。着色層に用いられる色の組み合わせとしては、例えば、3色であれば、R、G及びBの組み合わせを用いることができ、4色であれば、R、G、BにC(シアン)又はM(マゼンタ)を加えた組み合わせや、C、M、Y及びRの組み合わせを用いることができ、5色であれば、R、G、B、Y及びCの組み合わせを用いることができ、6色であれば、R、G、B、C、M及びYの組み合わせを用いることができる。なお、6つのサブピクセルにより構成される1画素中に、R、G、B、Y及びCの5色の着色層がマトリックス状に配列された形態の一例を図11、12に示した。また、R、G、B、C、M及びYの6色の着色層がマトリックス状に配列された形態の一例を図13に示した。
3.CF基板の完成
次に、対向電極を形成した。対向電極は、通常では、透明導電材料により形成され、中でも、酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)等が好適に用いられる。対向電極の形成方法としては特に限定されず、例えば、スパッタ法等が挙げられる。更に、マルチドメイン垂直配向(MVA)モード用のCF基板であれば、液晶の配向制御に用いられる突起を形成する。
以上のようにして、CF基板が完成した。
次に、対向電極を形成した。対向電極は、通常では、透明導電材料により形成され、中でも、酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)等が好適に用いられる。対向電極の形成方法としては特に限定されず、例えば、スパッタ法等が挙げられる。更に、マルチドメイン垂直配向(MVA)モード用のCF基板であれば、液晶の配向制御に用いられる突起を形成する。
以上のようにして、CF基板が完成した。
4.配向膜の形成
次に、CF基板の表面全面に配向膜を形成した。なお、通常では、配向膜形成後に、配向膜に対してラビング処理を行うが、垂直配向膜を形成する場合には、ラビング処理を行わなくてもよい。また、場合によっては、配向膜の形成自体を省略することも可能である。
次に、CF基板の表面全面に配向膜を形成した。なお、通常では、配向膜形成後に、配向膜に対してラビング処理を行うが、垂直配向膜を形成する場合には、ラビング処理を行わなくてもよい。また、場合によっては、配向膜の形成自体を省略することも可能である。
5.液晶表示装置の完成
次に、液晶滴下ディスペンサ装置等により、CF基板上に適量の液晶を滴下した。最後に、シール材等を介して、表面に配向膜が形成されたTFTアレイ基板を張り合わせることにより、液晶表示装置が完成した。
次に、液晶滴下ディスペンサ装置等により、CF基板上に適量の液晶を滴下した。最後に、シール材等を介して、表面に配向膜が形成されたTFTアレイ基板を張り合わせることにより、液晶表示装置が完成した。
なお、本実施例の液晶表示装置は、透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置及び半透過(透過反射両用)型液晶表示装置のいずれにも適用することが可能である。半透過型液晶表示装置を作製する場合には、透過領域と反射領域の着色層の透過率を変えるために、透過領域と反射領域で別々に着色層を形成してもよい。この場合には、同色であっても透過領域用着色層と反射領域用着色層とが個別にパターニングされることから、異なる色の着色層同士で隅部が重なり合うのに加え、同色の透過領域用着色層と反射領域用着色層とで隅部が重なり合うことになり、3以上の着色層の隅部が近接する部分が多数形成される。本発明によれば、このような場合においても、3以上の着色層の隅部が積層されることを効果的に防止して、着色層の膜厚ムラに起因するセル厚ムラを抑制することができる。
また、本実施例のCF基板は、CF基板を利用するPDPやLEDディスプレイにも適用することが可能である。
また、本実施例のCF基板は、CF基板を利用するPDPやLEDディスプレイにも適用することが可能である。
11:ガラス基板
21:黒色レジスト層
22:ブラックマトリックス(BM)
22a:色重ねブラックマトリックス(BM)
31r:Rレジスト層
32:着色層
32b:B着色層
32g:G着色層
32r:R着色層
32y:Y着色層
80:BMパターニング用マスク
90:紫外線
100:着色層パターニング用マスク
101:開口部
21:黒色レジスト層
22:ブラックマトリックス(BM)
22a:色重ねブラックマトリックス(BM)
31r:Rレジスト層
32:着色層
32b:B着色層
32g:G着色層
32r:R着色層
32y:Y着色層
80:BMパターニング用マスク
90:紫外線
100:着色層パターニング用マスク
101:開口部
Claims (7)
- 支持基板上に二次元配列された着色層を有するカラーフィルタ基板であって、
該着色層は、厚膜部と、その外縁に設けられたテーパ形状部とを含み、
該テーパ形状部は、隣り合う他の着色層と重なり合う側辺部と、隅部とを含み、
該隅部は、少なくとも1つが面取りされ、他の着色層との重なり合いの数が0又は1である
ことを特徴とするカラーフィルタ基板。 - 前記カラーフィルタ基板は、ブラックマトリックスを有し、
前記着色層の隅部の面取りは、サブピクセルの境界線交点から、着色層のテーパ形状部の幅の√2倍の長さ分サブピクセルの境界線を切り取った位置同士を結ぶ直線の内側に、着色層の厚膜部の境界を配置させるものである
ことを特徴とする請求項1記載のカラーフィルタ基板。 - 前記カラーフィルタ基板は、ブラックマトリックスを有し、
前記着色層の隅部の面取りは、サブピクセルの境界線交点から、ブラックマトリックスの縦横の幅の平均値の長さ分サブピクセルの境界線を切り取った位置同士を結ぶ直線の外側に、着色層の厚膜部の境界を配置させるものである
ことを特徴とする請求項1記載のカラーフィルタ基板。 - 前記着色層は、平面形状が矩形であり、隅部の3つ以上が面取りされたものであることを特徴とする請求項1記載のカラーフィルタ基板。
- 前記カラーフィルタ基板は、隣り合う着色層が異なる色の着色層であることを特徴とする請求項1記載のカラーフィルタ基板。
- 前記着色層は、テーパ形状部の平均膜厚が厚膜部の平均膜厚の1/2倍以下であることを特徴とする請求項1記載のカラーフィルタ基板。
- 請求項1記載のカラーフィルタ基板を備えることを特徴とする表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005321192A JP2007127879A (ja) | 2005-11-04 | 2005-11-04 | カラーフィルタ基板 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009015074A (ja) * | 2007-07-05 | 2009-01-22 | Sanyo Electric Co Ltd | カラーフィルタ及びカラーフィルタを搭載した光学センサ並びにそれらの製造方法 |
JP2010169704A (ja) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | Casio Computer Co Ltd | 液晶表示装置 |
CN111487794A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-08-04 | Tcl华星光电技术有限公司 | 显示面板的制作方法 |
-
2005
- 2005-11-04 JP JP2005321192A patent/JP2007127879A/ja active Pending
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