JP3194406U7 - - Google Patents

Description

本考案は、表示パネルに関し、特に、カラーフィルター基板を有する表示パネルに関する。

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。

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上記課題を解決するために、本考案による表示パネルは、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位置している表示媒体とを含んでおり、前記カラーフィルター基板は、表面を有する基材と、前記表面上に配置されている遮光層と、前記表面上に配置されて前記遮光層の一部を被覆しており、前記基材上に第一の本体を有している第一のカラーフィルター層と、前記表面上に配置され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おり、前記基材上に第二の本体を有している第二のカラーフィルター層とを備えており、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ており、前記第一の本体は、第一の厚さを有しており、前記第二の本体は、第二の厚さを有しており、前記第一の厚さは、前記第二の厚さより小さくなっている。

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 (9)

1. 表示パネルであって、
   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位置している表示媒体とを含んでおり、
   前記カラーフィルター基板は、
   表面を有する基材と、
   前記表面上に配置されている遮光層と、
   前記表面上に配置されて前記遮光層の一部を被覆しており、前記基材上に第一の本体を有している第一のカラーフィルター層と、
   前記表面上に配置され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膜しており、前記基材上に第二の本体を有している第二のカラーフィルター層とを備えており、
   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ており、
   前記第一の本体は、第一の厚さを有しており、
   前記第二の本体は、第二の厚さを有しており、
   前記第一の厚さは、前記第二の厚さより小さくなっている、
   ことを特徴とする表示パネル。
2. 前記第一の本体及び前記第二の本体は、前記表面に接触していることを特徴とする請求項１に記載の表示パネル。
3. 前記第一のカラーフィルター層は、前記遮光層上に第一の延伸部を有しており、
   前記第一の本体は、前記第一の延伸部に隣接していることを特徴とする請求項１に記載の表示パネル。
4. 前記第二のカラーフィルター層は、前記遮光層上に第二の延伸部を有しており、
   前記第二の本体は、前記第二の延伸部に隣接していることを特徴とする請求項１に記載の表示パネル。
5. 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いることを特徴とする請求項１に記載の表示パネル。
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に記載の表示パネル。
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に記載の表示パネル。
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配置されている平坦層をさらに含んでおり、
   前記平坦層は、前記第一のカラーフィルター層上に設けられ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設けられ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に記載の表示パネル。
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設けられ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とする請求項８に記載の表示パネル。