JP3194406U - カラーフィルター基板及び表示パネル - Google Patents

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Abstract

【課題】薄層化により透光率が向上できるカラーフィルター基板及びそれを備えた表示パネルを提供する。【解決手段】カラーフィルター基板は、表面112を有する基材110と、表面上に位置している遮光層120と、遮光層の一部を被覆している第一のカラーフィルター層130と、遮光層の一部と第一のカラーフィルター層の一部を被覆している第二のカラーフィルター層140とを備える。遮光層は、第一、第二のカラーフィルター層の間に位置し、第一のカラーフィルター層に接触している第一の側壁122と、第二のカラーフィルター層に接触している第二の側壁124とを有し、第一の側壁と基材表面との間には第一の角度θ1が形成され、第二の側壁と基材表面との間には第二の角度θ2が形成され、第二の角度は、第一の角度より小さい。【選択図】図1

Description

本考案は、表示パネルに関し、特に、表示パネルのカラーフィルター基板に関する。
液晶表示装置は、軽薄、低消費電力などの特性があるので、現在の表示装置の主流となっている。液晶表示装置は液晶表示パネルを備え、液晶表示パネルは、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor,TFT)基板、カラーフィルター(Color Filter,CF)基板及びこの両基板の間に挟んで配置されている液晶層を備えている。
また、カラーフィルター基板は、基板及び当該基板上に配置されているカラーフィルター層を備え、当該カラーフィルター層は、複数の赤、緑、青のカラー画素及びそれらを等間隔に空けたブラックマトリクスにより構成されている。ブラックマトリクスは、薄膜トランジスタに光が照射される(薄膜トランジスタに光が照射されると、電気漏れが生じて画質が悪くなる)のを防止することが可能で、近隣のカラー画素の混色を防止し、コントラスト比などの性能を向上させる。
しかしながら、液晶表示装置の薄型化及び透光率の向上に向かう発展に伴って、現在業界では、カラーフィルター基板の厚さの減少方法を切実に求めている。
上記課題を解決するために、本考案によるカラーフィルター基板は、表面を有する基材と、前記表面上に位置している遮光層と、前記表面上に位置して、前記遮光層の一部を被覆している第一のカラーフィルター層と、前記表面上に位置して、前記遮光層の一部と前記第一のカラーフィルター層の一部を被覆している第二のカラーフィルター層とを備え、前記遮光層は、前記第一のカラーフィルター層と前記第二のカラーフィルター層との間に位置し、前記第一のカラーフィルター層に接触している第一の側壁と、前記第二のカラーフィルター層に接触している第二の側壁とを有しており、前記第一の側壁と前記基材の前記表面との間には第一の角度が形成され、前記第二の側壁と前記基材の前記表面との間には第二の角度が形成されており、前記第二の角度は、前記第一の角度より小さくなっている。
また、上記課題を解決するために、本考案によるカラーフィルター基板は、表面を有する基材と、前記表面上に位置している遮光層と、前記表面上に位置して、前記遮光層の一部を被覆している第一のカラーフィルター層と、前記表面上に位置して、前記遮光層の一部と前記第一のカラーフィルター層の一部を被覆している第二のカラーフィルター層とを備え、前記遮光層は、前記第一のカラーフィルター層と前記第二のカラーフィルター層との間に位置し、前記第一のカラーフィルター層に接触している第一の側壁と、前記第二のカラーフィルター層に接触している第二の側壁とを有しており、前記第一の側壁と前記基材の前記表面との間には第一の角度が形成され、前記第二の側壁と前記基材の前記表面との間には第二の角度が形成されており、前記第一の角度と前記第二の角度との角度差が約3.5°〜20°となっている。
また、上記課題を解決するために、本考案によるカラーフィルター基板は、表面を有する基材と、前記表面上に位置して、最大高度、及び当該最大高度の半分となる予定高度を有している遮光層と、前記表面上に位置して、前記遮光層の一部を被覆している第一のカラーフィルター層と、前記表面上に位置して、前記遮光層の一部と前記第一のカラーフィルター層の一部を被覆している第二のカラーフィルター層とを備え、前記遮光層は、前記第一のカラーフィルター層と前記第二のカラーフィルター層との間に位置し、前記第一のカラーフィルター層に接触している第一の側壁と、前記第二のカラーフィルター層に接触している第二の側壁とを有しており、前記第一の側壁は、前記予定高度において第一の接線を有し、当該第一の接線と前記基材の前記表面との間には第一の角度が形成されており、前記第二の側壁は、前記予定高度において第二の接線を有し、当該第二の接線と前記基材の前記表面との間には第二の角度が形成されており、前記第二の角度は、前記第一の角度より小さくなっている。
また、上記課題を解決するために、本考案による表示パネルは、上述のいずれかのカラーフィルター基板と、前記カラーフィルター基板に対向して配置されている対向基板と、前記カラーフィルター基板と前記対向基板との間に形成されている表示媒体とを備えている。
以上のように、本考案によれば、カラーフィルター基板の遮光層は、基材の表面との交角が異なる二つの側壁を有し、遮光層のこの二つの側壁を構成する部分は、それぞれ平均厚さが異なっている。このため、第二のカラーフィルター層と第一のカラーフィルター層とが重なった部分を、平均厚さが小さい部分により構成された側壁上に配置することができて、第二のカラーフィルター層と第一のカラーフィルター層とが重なった部分の高さを有効に低減することができる。従って、カラーフィルター層に配置される平坦層の厚さを有効に減少することができ、平坦層の厚さの減少によって、カラーフィルター基板の透光率が有効に向上される。
本考案の一つの実施形態によるカラーフィルター基板の断面構造を示す概略図である。 図1における領域Aの拡大構造を示す概略図である。 本考案の他の実施形態によるカラーフィルター基板の局部拡大構造を示す概略図である。 本考案のまた他の実施形態によるカラーフィルター基板の断面構造を示す概略図である。 本考案の一つの実施形態による表示パネルの断面構造を示す概略図である。
以下、図面を参照して、本考案によるカラーフィルター基板及び表示パネルの好ましい実施形態を説明する。ただし、本考案は、以下の実施形態に限定されない。なお、図面において、同じものには同じ符号を付して説明する。また、図面は、単純に本考案の一部実施形態を説明するために簡略に作成されたものであり、図面中の各構成及び要素などは、ただ本考案を説明するための例示構造を示すもので、異なる実施形態の関連性を表すものでもなく、本考案の請求の範囲を限定するものでもない。
なお、本明細書において、例えば、第一の材料層が第二の材料層または第二の材料層上に位置するとは、第一の材料層と第二の材料層が直接接触する状態、または、両層の間に一つまたは複数の材料層がある状態を含んでいる。また、実施形態を説明するための図面では、構成の形状、厚さの特徴を、拡大化、簡略化または強調化して示しており、挙げられた構成は、当業者によりよく知られている構成である。
図1には、本考案の一つの実施形態によるカラーフィルター基板100の断面構造が示されている。図2には、図1における領域Aの拡大構造が示されている。図1,2に示すように、本実施形態によるカラーフィルター基板100は、基材110、遮光層120、第一のカラーフィルター層130及び第二のカラーフィルター層140を備えている。
詳しく言うと、基材110は、表面112を有している。遮光層120は、基材110の表面112上に位置している。第一のカラーフィルター層130は、基材110上に位置して、遮光層120の一部を被覆している。第一のカラーフィルター層130の材質は、例えば、フォトレジスト材料である。一例として、第一のカラーフィルター層130は、青色、赤色または緑色のフォトレジスト材料である。
第二のカラーフィルター層140は、基材110上に位置して、遮光層120の一部と第一のカラーフィルター層130の一部を被覆している。第二のカラーフィルター層140の材質は、例えば、フォトレジスト材料である。一例として、第二のカラーフィルター層140は、青色、赤色または緑色のフォトレジスト材料である。
遮光層120は、第一のカラーフィルター層130と第二のカラーフィルター層140との間に位置している。遮光層120は、第一の側壁122を有し、当該第一の側壁122は、第一のカラーフィルター層130と接触している。第一の側壁122と基材110の表面112との間には、第一の角度θ1が形成されている。
また、遮光層120は、第二の側壁124を有し、当該第二の側壁124は、第二のカラーフィルター層140と接触している。第二の側壁124と基材110の表面112との間には、第二の角度θ2が形成されている。第二の角度θ2は、第一の角度θ1より小さく形成されている。本実施形態において、第一の角度θ1と第二の角度θ2は、いずれも鋭角である。例えば、第一の角度θ1は40°〜75°であり、第二の角度θ2は30°〜65°である。第一の角度θ1と第二の角度θ2との角度差は、約3.5°〜20°である。
詳しく言うと、本実施形態において、第一のカラーフィルター層130は、基材110上に位置しいている第一の本体132、及び遮光層120上に位置している第一の延伸部134を備えている。第二のカラーフィルター層140は、基材110上に位置しいている第二の本体142、及び遮光層120上に位置している第二の延伸部144を備えている。遮光層120は、第一の本体132と第二の本体142との間に位置し、第一の側壁122は、第一の本体132に向かって形成され、第二の側壁124は、第二の本体142に向かって形成されている。
本実施形態において、遮光層120は、頂点126を有しており、当該頂点126は、遮光層120の最大高度の位置に形成されている。第一の側壁122は、頂点126を通る表面112の垂直線Lの一側に位置し、第二の側壁124は、垂直線Lの他側に位置している。また、第一のカラーフィルター層130は、第一の側壁122を被覆し且つ頂点126を通過して延伸されている。当該第一のカラーフィルター層130は、第一の側壁122と一部の第二の側壁124を同時に被覆している。
本実施形態において、遮光層120は、フォトレジスト材料(黒色のフォトレジスト材料)を含んでいる。中間調(half-tone)のフォトマスクまたは特定のパターンを有するフォトマスクを利用して、遮光材料層(図示せず)に対してリソグラフィー工程を行うことで、勾配の異なる二つの側壁を有する遮光層120を形成することができる。または、遮光層120の両側に、非対称のパターン(例えば、一側は平直状、他側は鋸歯状、図示せず)を形成し、その後、遮光層120を加熱してリフロー(reflow)を発生させて、勾配の異なる二つの側壁(122、124)を形成することができる。
また、本実施形態において、第二のカラーフィルター層140は、第二の側壁124を被覆し且つ頂点126を通過して延伸されている。当該第二のカラーフィルター層140は、第二の側壁124と一部の第一の側壁122を同時に被覆している。そして、第二のカラーフィルター層140の一部と、第一のカラーフィルター層130の一部は重なっており、両層の重なり部分は、大体第二の側壁124上に位置している。
第二のカラーフィルター層140と第一のカラーフィルター層130との重なり部分には、境界面Fが形成され、当該境界面Fの表面112に対する勾配はゼロより大きく、第二カラーフィルター層140は、遮光層120の左側に位置している。ここで、遮光層120に対する第一のカラーフィルター層130及び第二カラーフィルター層140の配列方式については、図1、図2に示された方式に限定されない。
一例として、他の実施形態に係る図3に示すように、第二のカラーフィルター層140と第一のカラーフィルター層130との重なり部分には、境界面F1が形成され、当該境界面F1の表面112に対する勾配はゼロより小さく、第二カラーフィルター層140は、遮光層120の右側に位置している。
また図1、図2に示すように、係る実施形態において、カラーフィルター基板100は、さらに、第三のカラーフィルター層150を備えている。第三のカラーフィルター層150は、基材110の表面112上に配置されており、遮光層120aは、第一のカラーフィルター層130と第三のカラーフィルター層150との間に位置している。第三のカラーフィルター層150の材質は、例えば、フォトレジスト材料である。一例として、第三のカラーフィルター層150の材質は、青色、赤色または緑色のフォトレジスト材料である。他の一例として、第一のカラーフィルター層130、第二のカラーフィルター層140及び第三のカラーフィルター層150は、それぞれ異なる色を有している。
第三のカラーフィルター層150は、基材110上に位置しいている第三の本体152、及び遮光層120a上に位置している第三の延伸部154を備えている。遮光層120aは、第一の本体132に向かう第三の側壁122a、及び第三の本体152に向かう第四の側壁124aを有している。本実施形態において、第三のカラーフィルター層150は、第一のカラーフィルター層130の一部を被覆している。
第三の側壁122aと基材110の表面112との間には、第三の角度θ3が形成されている。第四の側壁124aと基材110の表面112との間には、第四の角度θ4が形成されている。第四の角度θ4は、第三の角度θ3より小さく形成されている。一例として、第三の角度θ3と第四の角度θ4は、いずれも鋭角である。例えば、第三の角度θ3は、約40°〜75°であり、第四の角度θ4は、約30°〜65°である。第三の角度θ3と第四の角度θ4との角度差は、約3.5°〜20°である。
本実施形態において、カラーフィルター基板100は、平坦層160をさらに備えている。平坦層160は、第一のカラーフィルター層130上及び第二のカラーフィルター層140上に位置している。一例として、平坦層160は、さらに、第三のカラーフィルター層150上にも配置されている。
平坦層160は、第一のカラーフィルター層130、第二のカラーフィルター層140及び第三のカラーフィルター層150上に平らな表面を形成して、カラーフィルター層の突起がその上に後続して形成される表示媒体(例えば、液晶分子)に与える影響を避けるようにする。このため、例えば、カラーフィルター層の突起の幅が小さければ小さいほど、平坦層160の厚さが薄くなる。
一例として、平坦層160は、第一の領域162及び第二の領域164を有している。第一の領域162は、第一のカラーフィルター層130の第一の本体132上に位置している。第二の領域164は、第二のカラーフィルター層140の第二の本体142上に位置している。ここで、第二のカラーフィルター層140の第二の本体142の厚さT4は、第一のカラーフィルター層130の第一の本体132の厚さT3より大きくなっている。第二の領域164の厚さT2は、第一の領域162の厚さT1より小さくなっている。
本実施形態において、平坦層160は、第一のカラーフィルター層130と第二のカラーフィルター層140との重なり部分上に位置している第三の領域166をさらに備えており、第三の領域166の厚さT5は、第二の領域164の厚さT2よい小さくなっている。
ここで、第二の角度θ2が第一の角度θ1より小さく形成されているため、第二の側壁124の勾配の絶対値は、第一の側壁122の勾配の絶対値より小さくなっている。なお、遮光層120において、第二の側壁124を構成する第二の部分128bの平均厚さ(即ち、第二の部分128bの幅W2に対する第二の部分128bの断面積の比)は、第一の側壁122を構成する第一の部分128aの平均厚さ(即ち、第一の部分128aの幅W1に対する第一の部分128aの断面積の比)より小さく形成されている。
遮光層120の第二の側壁124を構成する第二の部分128bの平均厚さが小さく形成されたため、第二のカラーフィルター層140と第一のカラーフィルター層130とが重なった部分は、第二の側壁124上に配置されて、第二のカラーフィルター層140と第一のカラーフィルター層130との重なり部分の高さを有効に低減することができ、従って、平坦層160の厚さを有効に減少することができる。また、平坦層160の厚さの減少によって、カラーフィルター基板100の透光率を有効に向上させることができる。
図4には、本考案の他の実施形態に係るカラーフィルター基板400の概略断面構造が示されている、図4に示すように、本実施形態において、カラーフィルター基板400は、図1に示されたカラーフィルター基板100とほぼ同じ構成を有している。以下は、両者の相違点について説明する。
ラーフィルター基板400の遮光層120は、最大高度H及び当該最大高度Hの半分となる予定高度hを有している。遮光層120の第一の側壁122は、予定高度hの位置において第一の接線C1を有している。第一の接線C1と基材110の表面112との間には、第一の交角θ11が形成されている。遮光層120の第二の側壁124は、予定高度hの位置において第二の接線C2を有している。第二の接線C2と基材110の表面112との間には、第二の交角θ22が形成されている。第二の交角θ22は、第一の交角θ11より小さく形成されている。
一例として、第一の交角θ11と第二の交角θ22は、いずれも鋭角である。例えば、第一の交角θ11は、約40°〜75°であり、第二の交角θ22は、約30°〜65°である。第一の交角θ11と第二の交角θ22との角度差は、約3.5°〜20°である。
図5には、本考案の実施形態に係る表示パネル500の概略断面構造が示されている。本実施形態において、表示パネル500は、カラーフィルター基板510、対向基板520及び表示媒体530を備えている。対向基板520とカラーフィルター基板510は、互いに対向して配置されている。表示媒体530は、カラーフィルター基板510と対向基板520との間に形成されている。
カラーフィルター基板510は、図1〜4に示されている前述のカラーフィルター基板であってもよい。対向基板520は、薄膜トランジスタ基板または透明基板であってもよい。表示媒体530は、液晶層または有機発光層であってもよい。
以上のように、本考案によれば、カラーフィルター基板の遮光層は、基材の表面との交角が異なる二つの側壁を有し、遮光層のこの二つの側壁を構成する部分は、それぞれ平均厚さが異なっている。このため、第二のカラーフィルター層と第一のカラーフィルター層とが重なった部分を、平均厚さが小さい部分により構成された側壁上に配置することができて、第二のカラーフィルター層と第一のカラーフィルター層とが重なった部分の高さを有効に低減することができる。従って、平坦層の厚さを有効に減少することができる。平坦層の厚さの減少によって、カラーフィルター基板の透光率を有効に向上させることができる。
本考案は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる形態例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても、本考案の技術的範囲に含まれる。
100、400、510 カラーフィルター基板
110 基材
112 表面
120、120a 遮光層
122 第一の側壁
122a 第三の側壁
124 第二の側壁
124a 第四の側壁
126 頂点
128a 第一の部分
128b 第二の部分
130 第一のカラーフィルター層
132 第一の本体
134 第一の延伸部
140 第二のカラーフィルター層
142 第二の本体
144 第二の延伸部
150 第三のカラーフィルター層
152 第三の本体
154 第三の延伸部
160 平坦層
162 第一の領域
164 第二の領域
166 第三の領域
500 表示パネル
520 対向基板
530 表示媒体
A 領域
H 最大高度
h 予定高度
C1 第一の接線
C2 第二の接線
L 垂直線
F、F1 境界面
W1、W2 幅
T1、T2、T3、T4、T5 厚さ
θ1 第一の角度
θ11 第一の交角
θ2 第二の角度
θ22 第二の交角
θ3 第三の角度
θ4 第四の角度

Claims (15)

  1. 表面を有する基材と、
    前記表面上に位置している遮光層と、
    前記表面上に位置して、前記遮光層の一部を被覆している第一のカラーフィルター層と、
    前記表面上に位置して、前記遮光層の一部と前記第一のカラーフィルター層の一部を被覆している第二のカラーフィルター層とを備え、
    前記遮光層は、前記第一のカラーフィルター層と前記第二のカラーフィルター層との間に位置し、前記第一のカラーフィルター層に接触している第一の側壁と、前記第二のカラーフィルター層に接触している第二の側壁とを有しており、
    前記第一の側壁と前記基材の前記表面との間には第一の角度が形成され、前記第二の側壁と前記基材の前記表面との間には第二の角度が形成されており、
    前記第二の角度は、前記第一の角度より小さくなっている、
    ことを特徴とするカラーフィルター基板。
  2. 前記遮光層は、頂点を有しており、
    前記第一の側壁は、前記頂点を通る前記表面の垂直線の一側に位置しており、
    前記第二の側壁は、前記垂直線の他側に位置していることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルター基板。
  3. 前記第一のカラーフィルター層は、前記第一の側壁を被覆し且つ前記頂点を通過して延伸されていることを特徴とする請求項2に記載のカラーフィルター基板。
  4. 前記第二のカラーフィルター層は、前記第二の側壁を被覆し且つ前記頂点を通過して延伸されていることを特徴とする請求項2に記載のカラーフィルター基板。
  5. 前記第一のカラーフィルター層は、前記基材上に位置している第一の本体、及び前記遮光層上に位置している第一の延伸部を有し、
    前記第二のカラーフィルター層は、前記基材上に位置している第二の本体、及び前記遮光層上に位置している第二の延伸部を有しており、
    前記遮光層は、前記第一の本体と前記第二の本体との間に位置しており、
    前記第一の側壁は、前記第一の本体に向かって形成され、前記第二の側壁は、前記第二の本体に向かって形成されていることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルター基板。
  6. 前記第二のカラーフィルター層と前記第一のカラーフィルター層とが重なった部分には、境界面が形成されており、
    前記境界面の前記表面に対する勾配は、ゼロより大きくなって、前記第二のカラーフィルター層が、前記遮光層の左側に位置していることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルター基板。
  7. 前記第二のカラーフィルター層と前記第一のカラーフィルター層とが重なった部分には、境界面が形成されており、
    前記境界面の前記表面に対する勾配は、ゼロより小さくなって、前記第二のカラーフィルター層が、前記遮光層の右側に位置していることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルター基板。
  8. 前記第一のカラーフィルター層上及び前記第二のカラーフィルター層上に位置している平坦層をさらに備えており、
    前記平坦層は、前記第一のカラーフィルター層上に位置している第一の領域と、前記第二のカラーフィルター層上に位置している第二の領域を有し、
    前記第二の領域の厚さは、前記第一の領域の厚さより小さくなっていることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルター基板。
  9. 前記平坦層は、前記第一のカラーフィルター層と前記第二のカラーフィルター層とが重なった部分上に位置している第三の領域をさらに有しており、
    前記第三の領域の厚さは、前記第二の領域の厚さより小さくなっていることを特徴する請求項8に記載のカラーフィルター基板。
  10. 前記第一の角度と前記第二の角度は、いずれも鋭角であることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルター基板。
  11. 前記第一の角度は、約40°〜75°であることを特徴とする請求項10に記載のカラーフィルター基板。
  12. 前記第二の角度は、約30°〜65°であることを特徴とする請求項10に記載のカラーフィルター基板。
  13. 表面を有する基材と、
    前記表面上に位置している遮光層と、
    前記表面上に位置して、前記遮光層の一部を被覆している第一のカラーフィルター層と、
    前記表面上に位置して、前記遮光層の一部と前記第一のカラーフィルター層の一部を被覆している第二のカラーフィルター層とを備え、
    前記遮光層は、前記第一のカラーフィルター層と前記第二のカラーフィルター層との間に位置し、前記第一のカラーフィルター層に接触している第一の側壁と、前記第二のカラーフィルター層に接触している第二の側壁とを有しており、
    前記第一の側壁と前記基材の前記表面との間には第一の角度が形成され、前記第二の側壁と前記基材の前記表面との間には第二の角度が形成されており、
    前記第一の角度と前記第二の角度との角度差が約3.5°〜20°である、
    ことを特徴とするカラーフィルター基板。
  14. 表面を有する基材と、
    前記表面上に位置し、最大高度、及び当該最大高度の半分となる予定高度を有している遮光層と、
    前記表面上に位置して、前記遮光層の一部を被覆している第一のカラーフィルター層と、
    前記表面上に位置して、前記遮光層の一部と前記第一のカラーフィルター層の一部を被覆している第二のカラーフィルター層とを備え、
    前記遮光層は、前記第一のカラーフィルター層と前記第二のカラーフィルター層との間に位置し、前記第一のカラーフィルター層に接触している第一の側壁と、前記第二のカラーフィルター層に接触している第二の側壁とを有しており、
    前記第一の側壁は、前記予定高度において第一の接線を有し、当該第一の接線と前記基材の前記表面との間には第一の角度が形成されており、
    前記第二の側壁は、前記予定高度において第二の接線を有し、当該第二の接線と前記基材の前記表面との間には第二の角度が形成されており、
    前記第二の角度は、前記第一の角度より小さくなっている、
    ことを特徴とするカラーフィルター基板。
  15. 請求項1または請求項13または請求項14に記載のカラーフィルター基板と、
    前記カラーフィルター基板に対向して配置されている対向基板と、
    前記カラーフィルター基板と前記対向基板との間に形成されている表示媒体とを備えている、
    ことを特徴とする表示パネル。
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