TW440740B - Liquid crystal display device - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作钍印製 4 4 Ο 7 4 Ο α7 * Β7五、發明説明（） 1 〔發明之領域〕 本發明係有關液晶顯示元件’尤關顯示性能良好，生 產率爲高，製造過程數爲少之液晶顯示元件。 〔習知技術〕 現在一般所使用之液晶顯示元件，係使具有電極之2 片之玻璃基板形成相對向，而除了液晶裝入用口之外，以 黏著劑來固定該2片之基板周圍，形成液晶被狹持於2片 之基板間，並以密封劑予以密封液晶裝入口之結構*而作 爲保持該2片之基板間之距離用之間隔件，以分散粒子直 徑爲均句之塑滕珠子（plastic bead)等於基板間* 顯示彩色用之液晶顯示元件，係在2片之玻璃基板內 之1片中，予以形成有附有RGB (紅綠藍）之著色層之 濾色器。例如，在單純矩陣驅動之彩色型點矩陣液晶顯示 元件中，具有將在具有朝橫（Y)方向成帶狀之圖型形成 之Y電極的Y基板及在朝縱（X)方向成帶狀之圖型形成 之X電極的下面具有著色層之X基板，予以相對向設成Y 電極和X電極幾乎成正交（垂直相交），並在其間予以挾 持液晶組成物之結構*而作爲液晶顯示元件之顯示方式， 採用例如 TN (Twisted Nematic )形、STN (Super T w i s t e d N e m a t i c )形、G Η ( G u e s t Η o s t)形，或 E C B ( E1kectrica 1 1 y Controlled Birefringence ) 形或強介質性液晶等等》作爲密封劑，則使用例如熱或紫 外線硬化型之丙烯系或環氧樹脂系之黏著劑等。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） 經濟部智蛙財4局8工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明^ ) 又在彩色型主動矩陣驅動液晶 關（switching )兀件；例如以無 爲半導體層之薄膜電晶體（T F 丁 像素電極和信號線電極：形成有閛 基板之TFT行列基板：及對於該 電極，並構成爲，予以形成RGB 而作爲從主動矩陣基板上對於對向 轉移構件（Transfer) *將配置銀 周邊部，並以該電極轉移材料來形 ，且使液晶組成物被挾持於該2片 ，在該2片之兩側予以挾持偏光（ 板，作爲顯示彩色圖像時之顯示用 然而，在使用著塑膠珠子等作 示元件，會使分散在2片基板間之 (取向）產生紊亂，而具有從間隔 使對比會產生降低之問題。又要分 爲困難，使得在分散間隔件於基板 配置成不均勻•以致成爲顯示不良 爲此，爲了要實現不使用塑膠 ，而揭示有予以叠層濾色鏡之複數 隔件者。 然而*該等著色層之形成順序 造線之情況或批數之關 會發生如下之問題* 本紙張尺度通用中國國家椹率（CNS ) A4規格（210_X2!?7公釐） 顯示元件，乃具有：開 定形矽（a — S i )作 );被連接於TF丁之 極（電極）之主動矩陣 基板設成相對向之對向 著色層於對向基板上， 基板施加電壓用之電極 糊等於圖像面（畫面） 成電性連接2片之基板 之基板間之結構。再者 極化）板，並將該偏光 光閥（shutter )。 爲間隔件之該等液晶顯 間隔件周邊之液晶定向 件周邊部產生漏光，致 散間隔件成爲均勻，極 上之過程，會使間隔件 ，而招致生產率下降· 珠子等之液晶顯示元件 之著色層來形成柱狀間 並非成一定*而可由製 係，被變更。其結果， (請先閱讀背*之注意事項再填寫本頁)

Ad〇*7A〇 經濟部智慧財產局8工消骨合作社印製 五、發明説明（3 ) (1 )在形成叠層有複數著色層之間隔件於對向基板 側時，雖在柱狀間隔件接近之主動矩陣基板上之TFT ' TFD (薄膜二極髖）等之開關元件表面，形成有定向膜 ，惟由於該定向膜乃爲約1 0 0 0埃（Angstrom)之極薄 者，致使包含於構成間隔件之各著色層之雜物（不純物） ，將會突破該膜而到達T F T ·作爲雜物除了鹼金靥之外 ，C1 (氯）、F (氟）將成爲問題，而由於該等雜物， 會使T F T產生誤動作之原因。 該狀態時，由於各著色層之雜物量或溶出（溶解析出 )量有相差異，而若位在丁 FT、TFD等之開關元件附 近最上層成爲具有雜物多之著色層之時，就由於對開關元 件之雜物之擴散，而會引起開關元件之特性惡化之狀況。 (2 )當各著色層之硬度有相異之時，在與對向基板 相貼合之時*由於摩擦而所削掉之量會產生相差異，因此 *無法獲得所期盼之間隙· (3 )複數顔色之著色層膜厚內，當在令至少一色之 膜厚度變爲其他顔色之膜厚來對應於複數間隙之所謂多間 隙（multi-gap )對應方式之時*因使叠層順序產生變更 而改變了間隔件之高度•以致無法成爲對應於所預定之間 隙° (4 )當各著色餍之表面粗糙度有不同之時，由於叠 層柱之強度*會在與相對向基板之貼合時，破壞量成爲不 相同或與對向基板之接觸程度成爲相異•因而，無法獲得 所期盼之間隙·_ 本紙張尺度適用中國g家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) ο -.·!><· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7 五、發明説明& ) 〔本發明之摘要〕 本發明乃擬解決上述問題者，以廉價來提供一種顯示 品格和地位爲佳，生產率爲高之具備由叠層著色層所形成 之間隔件之彩色顯示型液晶顯示元件爲其目的者。 依據本發明之第1觀點之液晶顯示元件’其特徴爲： 將構成柱狀間隔件之叠層著色層中，令最接近於開關元件 之著色層構成爲在於複數之著色層中雜物（不純物）含有 量爲最少者，或雜物之溶出（溶解析出）量爲最少者。 由於該結構，可令著色層之雜物對於τ F T等之開關 元件所產生之雜物之不良影響會減少，而可構成爲具有穩 定之可靠性之狀況。 依據本發明之第2之觀點之液晶顯示元件•將作爲構 成柱狀間隔件之樹脂*對於最接近於開關元件之著色層使 用交聯密度爲最高者爲其特徵。 由於交聯（Bridge)密度爲高之樹脂之溶出量極少， 因此•可同樣地減少受雜物之影響· 又依據本發明之第3觀點之液晶顯示元件，其特徵爲 :將著色層之疊層順序予以構成爲上層著色層之硬度形成 至少較其他之下層著色層之硬度爲小者。 由於構成如上述，當要使2片基板成爲相對向配置之 時，就難以給對方之基板產生損傷。 〔實施例〕 冬紙伕尺度適用中國國家標率{ CNS ) Α4規格（210X297公釐） ---------^------?τ------線 - I · {請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) -7 - A7 B7 4407Λ0 五、發明説明t ) 以下，將對於有關本發明之液晶顯示元件之實例形態 加以詳細地說明· (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖1係顯示有關本發明之液晶顯示元件之一實施形態 之元件剖面圖*該液晶顯示元件，乃形成主動矩陣基板 1 0和對向基板3 0成相對向，並封入挾持液晶組成物 4 0於兩基板之間者。 主動矩陣基板1 0，在玻璃基板1 1主面側之TFT 部配設有閘極1 2 *配線部則配設有掃描線1 3，而在該 等上面沈稹有絕緣膜1 4。在該絕緣膜1 4上而在閘極 1 2上方，形成有無形矽所形成之半導體膜1 5，並在該 半導體膜1 5之中央部，隔著所定距離成相對向來形成跨 越該半導體膜 1 5及絕緣膜1 4之源極1 6及汲極1 7 ‘·汲極1 7以連 號線（未圖示）來形成，而在源極1 6則以連結像素電極 1 9來形成*且形成有保護膜2 0於T F T部及配線部之 整面，像素部之整面則形成有定向膜2 1。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又對向電極3 0係具有，配合於玻璃基板3 1上之像 素位置所形成之紅、綠、藍之著色層32R，32G、 3 2 B >再者，叠層該等之著色層材料而形成有柱狀之間 隔件3 3。該間隔件3 3乃由紅色層3 3R、綠色層3 3 G、藍色層3 3 B所形成•且該等乃形成對應於著色層 32R、32G、32B者。並在整面沈積有透明電極膜 3 4及定向膜3 5 *至於著色層之厚度，以藍色層3 3 B 爲最厚，其次爲綠色層3 3 G，紅色層3 3R爲最薄•因 本紙張尺度ϋ用中國S家揉準（CNS ) A4規格（21〇Χ297公釐) 經濟部智慧財走局員工消资合作社印製 dA〇7AO B7五、發明説明^ ) 此，各色層在間隔件高度所佔有之比例’亦形成成比例於 該著色層之厚度* 兩基板被構成相對向，而對向基板3 0之間隔件3 3 則被形成抵接於主動矩陣基板1 0。兩基板之間則填充密 封著液晶組成物4 0 * 接著，對於製造如此之液晶顯示元件之過程加以說明 〇 首先，與一般在形成TFT之過程同樣，在厚度爲 1. 1mm之日本國康寧公司所製之#7059玻璃基板 1 1上1重複地實施成膜及形成圖型（patterning)，以 令薄膜電晶體和電極配線形成爲矩陣狀。在此，將作爲要 形成具有縱橫爲各1 0 0像素，總計爲1 〇 0 0 0像素及 無定形矽TF T行列之主動矩陣基板1 0者》然後，作爲 定向膜材料，將AL — 1051〔日本合成橡膠（株）製 〕以5 0 0埃之厚度塗佈於整面*並予以進行研磨（rubbing) 處理， 以形成定向膜 2 1 。 接著*在對向基板側*將分散碳黑於可實施鹸顯像之 光硬化型丙烯酸樹脂之材料*以旋轉器（Spinner )來塗 佈於1. 1mm厚度之康寧公司製之#7059玻璃基板 3 1上，而後以9 0°C，1 〇分鐘之烘乾後，以使用所定 之圖型形狀之光罩而以300mj/cin2之曝光量予以 曝光之後，在PH值爲11. 5之鹸水溶液予以顯像，並 進行200 °C*1個小時之烘乾而形成膜厚爲2. 0/im 之格子狀圖型之遮光餍3 6 ·將在形成有該遮光圇型3 6 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS )六4说格（210Χ297公釐） 4^〇7 A7 B7 經濟部智慧財產局負工消費合作社印製 五、發明説明$ ) 之玻璃基板3 1上，以旋轉器塗佈可實施鹼顯像之市場所 銷售之著色抗蝕劑（Resist) CB — 2 0 0 0 〔日本國富 士 Han t Techno logy公司〕，而實施預烘乾後•以所定之 曝光量之100mj/cm2來加以曝光，且以pH值 11. 5之顯像液來顯像•然後，以200 °C烘乾1個小 時而形成膜厚2. 2//m之藍色之著色層32B·此時， 在遮光層上形成直徑爲2 0 jum之柱狀間隔件3 3 B »而 後，在形成有該藍色著色層之上面|以旋轉器塗佈可實施 鹼顯像之市場所銷售之著色抗蝕劑CG - 2 0 0 0〔富士 Hant Technology公司〕，實施預烘乾後，以所定之曝光 量之100mj/cm2加以曝光，並以pHll. 5之 顯像液來實施顯像。然後，以2 0 0°C來烘乾1個小時來 形成膜厚爲1. 8#m之綠色之著色層33G*此時，在 藍色之柱狀間隔件3 3 B上予以形成直徑爲2 0 之柱 狀間隔件3 3 G ·而後，在形成有該藍，綠色之著色層上 ，以旋轉器塗佈可實施鹼顯像之市面所銷售之著色抗蝕劑 (Resist) C R — 2 0 0 0〔富士 Hant Technology 公司 ，予以預烘乾之後，以所定之曝光量之1 0 〇m j / cm2來加以曝光，而後以pHll. 5之顯像液來加以 顯像。然後，以2 0 0 °C烘乾1個小時來形成膜厚爲 1. 3#m之紅色之著色層33R。此時，予以形成直徑 爲2 0 # m之柱狀間隔件3 3 R於藍、綠色之柱狀間隔件 33B、33G上。而後•以濺射法來形成由ITO ( Indium Tin Oxide)所形成之共同電極3 4，且在形成由 本紙張尺度通用中國國家標準（ CNS ) A4現格（210X297公釐） _ _ 10 _ ---------^------.1T------^ % - -(請先W讀背*之注意事項再填寫本頁) . '440740 a? B7 五、發明説明& ) {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 聚醯亞胺所構成之定向膜3 5後，予以實施由研磨所進行 之定向處理，而形成爲具有濾色器及間隔件之對向電極· 將該對向電極3 0和主動矩陣基板1 〇予以形成相對 向配置，並以黏著劑3 7來貼合，且以通常之方法，從注 入口予以注射TN (Tuisted Nematic )液晶組成物4 0 ，然後，以紫外線硬化樹脂來封閉注入口。 在此實施型態，雖使用分散黑色顏料之樹脂系遮光層 ，惟亦可使用 Cr ，CrO/Cr ，CrO/Cr/ C r 0等之金屬系之遮光膜，或亦可不配設遮光層· 將對於著色層之形成順序予以研討觀察。 在本實施例，乃構成爲最靠近於主動矩陣基板之著色 層爲紅色（R) •中間層爲綠色（G) *最逮離之著色層 爲藍色（B)，其乃形成依照所含有之雜質量爲少之順序 者* 例如，對於鹼金靥之鈉及鉀，在R、G、B各色中所 含有之量加以比較時，乃形成如下之表1 * 經濟部智慧財4局員工涓費合作社印製 本紙張尺度通用中國围家標率（CNS)八4也恪（210X297公釐） -11 - A7 B7 五、發明説明^ ) 表1 : N a K B 7 5.0 9 G 5 0 2 0 R 12 1 . 3 (請t閏讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表1之該等資料（數據）是粉碎硬化後之著色層材料 ’放入於丙酮和水之混合液，並予以振盪1個小時後，將 其抽出液作爲試料，以原子吸光法加以測量之結果者。因 此’嚴格地來說，並非爲含有量，而是溶出（溶解析出） 量。 該溶出量，甚至含有同一雜質之情況下，亦可由要放 入於著色層之顏料種類或其量等，而其所溶出之雜質會產 生變化，因此*當溶出置資料爲已知之時，最理想是依溶 出量資料來決定叠層順序。 因此·在本實施例言· 3色之著色層中*以紅色之雜 質溶出量爲最少，因而’將其作爲最靠近於主動矩陣基板 之一層來配置最爲理想。此時’如實施例般’作爲中間層 使用綠色層，作爲對向基板之最下層使用藍色層亦可’或 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -12 - dd〇740 經濟部智慧財/i局κκ工消費合作社印製 五、發明説明“） 亦可作爲中間層使用藍色層，作爲最小層使用綠色層》 圖2係顯示本發明之第2實施例之結構的剖面圖*予 以形成著色層，®層間隔件於主動矩陣基板側者·該圖係 沿著圖3之平面圖之A — A >線所剖開之剖面圈。 依據圖2，圖3,該液晶顯示元件係主動矩陣基板 5 0和對向基板7 0成相對向•並在其間挟持有液晶層 4 0 ·主動矩陣基板乃在透明基板5 1上，予以沈積兼用 爲閛極5 2之複數之閘極線6 3，及覆蓋該閘極線之絕緣 瞑5 3於透明基板5 1之整面，而在其上之對應於閘極 5 2之位置形成半導體層5 4 |在其兩側則予以形成汲極 5 5及源極5 6。又在絕緣膜5 3上，亦形成有複數之信 號線5 7，而該信號線5 7乃被形成爲與閘極線6 3交叉 著。 在構成如上述之上面，將形成由R、G、B之3色所 形成之著色層58R、58G、58B之條紋狀》尤其， 在作爲由閘極5 2，半導體層5 4 ·汲極5 5及源極所形 成之開關元件之電晶體上，予以叠層有紅色著色層5 8 R 、藍色著色層58B、綠色著色層58G，而構成爲叠層 間隔件。 又在著色層上配設像素電極61，並藉配設於著色層 之通孔6 0來與例如源極5 6相連接著· 該等結構之整面則形成有定向膜6 2 > 接著，對向基板7 0乃在透明基板7 1上’予以構成 整面性地叠層有對向電極了 2及定向膜7 3之結構。 (請先ΒΪ讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標率（〇郇）八4規展（210X297公嫠） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明L ) 用以保持主動矩陣基板和對向基板間之距離用之間隔 件，係以與形成行列基板上之濾色器之各著色層之過程爲 同一過程所形成之間隔件用著色劑來鲞層形成者。由圖可 察明，開關元件所在之部分，形成有如上述之鹼金屬雜質 含有量爲最少之紅色著色層· 再者•圖2所示之結構，形成有叠層濾色器於TFT 上。該狀況，乃由於近年來·對於液晶顯示元件之要求高 亮度極爲高•而爲了增進開口率而使配線有趙向於變爲細 ，爲此，限制了用以配置間構件用之場地，因而揭示有配 置於TFT上之例子者。 甚至如此地來形成著色層於行列基板上之構造之時· 若最接近於行列基板之著色層之雜質含有量爲1 0 0 0 p pm以下之時，從叠層間隔件所溶出之雜質會賦與構成 開關元件之電晶體不良音響之可能性亦極爲少。又所溶出 之雜質爲1 0 0 p pm以下之時，會賦與電晶體有不良影 響之可能性就更爲少· 再者，在此實施例雖著眼於鹸金靥，惟在著眼於其他 -雜質時，亦有可能除了紅色以外之著色層之雜質含有量爲 最小之場合。此時，可選擇雜質含有量爲最小之著色層作 爲最接近於主動矩陣基板之一層· 以構成爲如上述之時，可減少對於T F T等之開關元 件賦予有關雜物而產生之影響，使得能具有隱定之可靠性 又著色層之樹脂可在接近於主動矩陣基板之著色層之 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4说格（210X297公釐) {讀先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 在在QT厶〇 A7 B7 經濟部智慈財產局具工消費合作社印製 五、發明説明“） 時，予以提高其所構成之樹脂之交聯密度（bridge density )·該構成乃由於經驗上已察明*交聯密度愈高 鹼金屬之溶出爲愈少之情事。 再者，一般言，著色層乃各顏色可伴隨著顏料種類及 量等而不同，致使表面粗糙度*硬度等之物理性性質，或 黏度，熱分解溫度等之化學性性質亦有所不同。因此，可 利用該情況來賦與間隔件種種功能。 例如，來考察在構成柱狀間隔件之著色層之硬度有相 差異之情況時，由於柱狀間隔件之前端會產生抵接，因而 ，應伴隨著所要達到之目的來設定前端之硬度。 首先•可令最上層之硬度形成較其他層之硬度爲更大 «若構成如此之時，與主動矩陣基板實施黏貼時之接觸， 難以產生磨損。又對於來自柱狀間隔件前端之壓力，亦難 以被壓毀，而可穩定地來保持間隔件之直徑，因此*可防 此擴大與主動矩陣基板之抵接面稹* 作爲如此之例子，可包含如下之情況；從最下層朝向 最上層依序硬度會變大之情況；以最上層，最下層•中間 層之順序硬度變爲小之情況：僅有最上層及中間層較其他 之層爲表面粗糙度更小之情況：最上層及中間層之硬度成 爲較最下層之硬度更大之情況；及僅有最上層較其他層之 硬度爲高之情況等* 相反地，可令最上層之硬度形成至少較其他層之硬度 更小。此情況時，當在與主動矩陣基板接觸時’極難於產 生損傷主動矩陣基板側。 本ϋ尺度通用中國囷家樣率（CNS ) A4規格（210X297公釐） " -15 - ---------^------IX------^ {請it.M讀背面之注意事項再填寫本買) - A7 B7 經濟部智慧財1局員工消貪合作社印製 五、發明説明k ) 作爲如此之例子，包括有：從最下層朝向最上層依序 令硬度變爲小之情況；最上層成爲較中間層，最下層在硬 度上更小之情況；最上餍較中間層及最下餍硬度更爲小之 情況；及以中間層，最下層，最上層之順序硬度變爲小之 情況等等· 又在最上層具有中間層和最下層之硬度的中間硬度之 時，就具備，較與最上層具有最大硬度時·難以在主動矩 陣基板產生損傷，而較與最上層爲最小硬度之時，產生壓 毀間隔件之情事爲少之優點。 倘若，考慮到如上述之性質來決定疊層順序之時，有 關於間隔件之變形和損傷，可賦與一定之特性，相反地， 令叠層順序成爲一定時•就可維持性質成爲穩定· 由於在黏貼主動矩陣基板和對向基板之時之對準位置 時·其最大的問題，乃在設於對向基板側之間隔件可對於 主動矩陣基板產生損傷之問題乙事，爲此，在本發明，乃 使與主動矩陣基板要接觸之設在對向基板之間隔件最上層 之著色層硬度，形成在叠層著色層中爲最小者•又如此之 情況，甚至在主動矩陣基板側配設間隔件之時，亦同樣可 給予對向基板產生損傷。所請產生損傷，乃意味著用以定 向液晶用之定向膜會受損傷，而使顯示特性成爲惡化。 接著，考量構成柱狀間隔件之著色層之中，至少互相 要接觸之2層之表面粗糙度有不同之情況》 此情況時，若互相接觸之2層中，上層著色層較下層 著色層在表面粗糙度爲小時*因下層側之表面粗糙度爲較 本纸張尺度適用中國國家揉準（CNS7A4说格（210X297公釐） " -16 - (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 以〇川 a7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合泎社印製 五、發明説明“） 大，因而具有貼緊力會變大之優點•作爲如此之例子，可 包括有：當從最下層朝向最上層依序表面粗糙度變爲小之 情況；僅有最上層較其他層在表面粗糙度爲小之情況：及 最上層及中間層較最下層在表面粗糙度爲小之情況等等· 又在構成柱狀間隔件之著色層之中，亦可令最上層著 色層之表面粗糙度形成較其他之下層著色層之表面粗糙度 爲小之情況。作爲如此之例子，可包括有：從最下層朝向 最上層依序令表面粗糙度成爲小之情況；最上層著色層之 表面粗糙度爲最小，中間層爲最大及最下層爲中間之粗糖 度之情況；最上層之表面粗糙度爲小，其他層則較更大之 情況：及最上層及中間層之表面粗糙度爲小•最下層爲大 之情況。 其中|構成從最下層直至最上層依序表面粗糙度成爲 小時•可獲得最大之強度> 相反地，令叠層順序成爲一定 之時，可獲得穩定之強度· 又抵接於主動矩陣基板側之間隔件部分之表面粗糙度 愈大，則對於主動矩陣基板要接觸之面積可使之愈小，而 可給予主動矩陣基板之損傷變爲小《 再來，考置在重複地實施塗佈和硬化之疊靥過程中， 著色層之形成頤序可賦與最終時之間隔件具有髙度上之影 響· 在圖1所示之實施形態，形成濾色器之著色層厚度各 有相異。著色層膜厚有如此之相差異之時，若予以變更叠 層順序，柱狀間隔件之高度會成爲不相同。 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) -17 - A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印裝 五、發明説明“） 將該樣子以參照圖4 A〜4 E及5A〜5 E來加以說 明· 以假設要來形成紅（R)、綠（G)、藍（B)之著 色層爲例，且各別所期盼之厚度爲3#m、2#m、1 ，並在著色層硬化前之塗佈時之著色層材料之固態部 分濃度均爲2 0%之時，著色層材料材料經過烘乾、曝光 、顯像、烘烤之各過程之後，就會收縮成塗佈時之1/5 厚度。 首先，假設以RG B之順序來疊層著色層以形成柱狀 間隔件之狀況*在形成第1層之3 jt/m厚之R著色層及間 隔件部分之後（圖4A)，爲使其次之G著色層成爲2 /ζιη而塗佈G著色層材料成10/zrn之厚度（圖4B) p 此時，會在已形成有3 //m厚度之R著色餍上*塗佈G著 色層材料爲7 之厚度。因此，硬化後之在間隔件部之 G著色層之厚度成爲1. 4/zm (圇4C)。接著，爲了 形成B著色層爲1 Am厚度·而塗佈B著色層材料成 5 //m之厚度時，其在柱狀間隔件部分之塗佈厚度僅有 0. 6/zm，以致硬化後成爲〇. 12//m。因此，間隔 件柱之高度，總計成爲4. 52/zm» 接著，如圖5所示，假設以同樣條件而以BGR之順 序來叠層間隔件之時，爲了在第1層之B著色層形成後（ 圖5 A)予以形成G著色層2 μιη，而塗佈G著色層材料 1 0//m (圖5Β)時，在間隔件部之模厚就成爲 。當予以硬化該塗層，G著色層之間隔件部就成爲1 . 8 本紙伕尺度通用中國國家標準（CNS ) A4^格（210X297公釐) " 一 18 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 以〇#0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明) (圖5C)。其次，爲了形成R著色層而R著色層材 料塗佈成15#m之厚度時（圖5D)，在間隔件部之厚 度成爲12, 2/im，致使硬化後成爲2. 44#m之厚 度（圖5E) »因此，間隔件之總計高度成爲5. 24 *而成爲較RGB之順序時·會形成爲厚度有更厚 0 . 7 2 g m。 在此例子時，雖令固態部分濃度成爲一定，倘若各著 色層之膜厚爲一定而固態部分濃度有相異之時，若叠層順 序有不同之時，間隔件之高度亦會改變•將該等狀況以參 照圖6A〜6 E及圖7A〜7E來加以說明。在此，將假 設例如R、G、B之著色層之所期盼之厚度均爲2#m， 而塗佈時之著色層材料之固態部分濃度’個別爲1 5% * 2 0 %，2 5 % · 首先，以R G B之順序予以叠層著色層來形成柱狀間 隔件時*首先，形成第1層之2 厚之R層濾色器及間 隔件部分之後（圖6A)，爲使其次之G著色層成爲2 Aim，就在塗佈時予以塗佈G著色層材料成1 0 之厚 度（圖6 B ) *此時•在已形成爲2 jum厚之R著色層上 ，就會成爲塗佈G著色詹材料有8 #πι之厚度•因此’被 硬化後，在間隔件部之G著色層之厚度就成爲1 . 6 iim (圖6 C )。接著爲了要形成B著色層爲2 μη ’而塗佈 Β著色層材料爲8 之厚度時’在柱狀間隔件部分’其 塗佈厚度成爲4· 4μπι，而硬化後就成爲1. Ιμιη厚 C圖6Ε) »因此，間隔件柱之總計高度成爲4. 7 β m -------- I Γ 裝-- (請4閲讀背面之注意事項具填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家摞準（CNS > A4规格（210X297公釐） -19 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明“) 〇 接著，假設以同樣條件而以B GR之順序來叠層間隔 件之時，爲了在第1層之B著色層形成後（圖7 A )予以 形成G著色層2 μπι，而塗佈G著色層材料1 0 (圇 7 B )時，在間隔件部之模厚就成爲8 iim ·當予以硬化 該塗層，G著色層之間隔件部就成爲1. 6#m (圖7C )。其次，爲了形成R著色層而R著色層材料塗佈成 13. 3 3#m之厚度時（圖7D)，在間隔件部之厚度 成爲9. 73μιη，致使硬化後成爲1. 46iitn之厚度 (圖7Ε) ·因此，間隔件之總計高度成爲5. 0 6 ^ m ，而成爲較R G B之順序時*會形成爲厚度有更厚 0 . 3 6 仁 m。 以如上述，在著色層有相異之時，a層順序若有改變 ，則間隔件之髙度亦會成爲不同*因此’可予以實施利用 如此之性質來改變間隙之所謂可因應於多間隙之狀況，當 有必要獲得大的間隙之時，就以依照膜厚之厚度爲小之順 序來叠層，若需要小的間隙之時*就以依照膜厚之厚度爲 •大之順序來加以叠層* 又在膜厚爲一定而著色層材料之固態部分濃度有相異 之時，若要獲得大的間隙•就以依照固態部分濃度爲高之 順序來叠層就可’若擬獲得小的間隙時，則以依照固態部 分灌度爲低之順序來叠層就可* 此狀況時，最好將除了位於最接近於基板表面之位置 之著色層以外之著色層，以硬化固態部分濃度爲3 0%以 表紙張尺及通用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) -------^ — Γ裝------訂------嗥 (請A-W讀背面之注意^項再填寫本頁) -20 - λ7 Β7 經濟部智.¾財產局員工消費合作钍印製 五、發明説明L ) 下之著色層材料來形成者爲其理想β 以下，將說明其理由· 首先•在形成第1餍之時*無關於固態部分濃度爲多 少•可予以形成所期盼之厚度。若予以考慮3層型之間隔 件之時，實質之液晶層厚度就成爲（第2層+第3層）。 而液晶層厚度通常爲必要4〜5 wm，因此，有必要在（ 第2層+第3層）予以確保4〜。另一面，著色層 需要2〜3 Mm之厚度，以致例如在形成第2層時，若欲 獲得著色層部分之膜厚和間隔件部之膜厚成爲所定之厚度 之時，必需使第2層、第3層之固態部分濃度成爲3 0% 以下。 以如上述所形成之彩色顯示型主動液晶顯示元件，乃 以保持著色順序爲一定而可保持晶格間隙（Cell gap)爲 —定*故能提供一種穩定品質之液晶顯示元件》相反地， 要獲得一定之間隙*有必要予以固定叠層之順序，而在著 色層之預定膜厚爲相異之品瘇時，就有必要維持一旦所決 定之膜厚，叠層順序* 以構成如上述，且對於同一品種之液晶顯示元件予以 固定叠層順序之時，就可獲得一定之膜厚，而確實地來獲 得所期盼之間隙* 以上所說明之實施例，並非僅限定於該等實施例而已 « 例如，在上述之實施形態*以重疊3色來形成柱狀間 隔件*惟亦可重叠成2色* 本纸張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） ' -21 - -------裝------訂------涑 {請先Kr讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（） 19 再者，在上述之實施形態*雖以感光性著色抗蝕劑來 描述，惟亦可使分散顏料於非感光性之樹脂者，以通常之 光刻（Photolithography)過程來形成圖型，並非被限定 於上述之實施例。 又在上述之實施形態，雖以圖柱狀來描述柱狀間隔件 ，惟亦可形成橢圓狀等等· 又再在上述之實施例*雖使遮光層設置於最下層，惟 亦可設置於著色層之最上層或著色層間· 依據本發明，乃以改變在作爲複數之不同顔色之著色 層之叠層體所形成之柱狀間隔件之著色層之叠層順序，以 構成能加以改變前述間隔件所具有性質或高度，因此，除 了以同一品種且予以維持叠層順序爲一定，就可獲得具備 一定高度之性質的間隔件之外，亦可予以改變叠層順序* 而獲得所期盼之高度或性質。 〔圖式之簡單說明〕 圖1係顯示有關本發明之液晶顯示元件之實施例之剖 面構造之剖面圖。 圖2係顯示有關本發明之液晶顯示元件之另一實施例 之剖面構造之剖面圖》 圖3係對應於圇2之平面圖· 圖4A〜4 E係顯示形成柱狀間隔件之說明圖。 圖5 A〜5 E係顯示在形成柱狀間隔件時，予以改變 與圖4 A〜4 E之狀況爲不同之叠層順序之例子的說明圖 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） (讀先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) -22 - 明 説明發 五 A7 B7 有 度 濃 分 部 態 固 之 層 色 著 各。 成圖 形明 示說 顯的 係件 E 隔 6 間 ~ 狀 A 柱 6 之 圖時 異 相 A 6 圖 與 時。 件圖 隔明 間說 狀的 柱子 成例 形之 在變 示改 顯有 係序 E 順 7 層 ί 叠 Α 在 7 時 圖 E 6 板 基 向 對 板 基 陣 矩 動 板主 基 < 陣板 矩基 動璃 1 主被 明 ： ： 說 ο 1 單 5 3 簡，， 之 ο 1 號 1 1 符 閘 電 極 (請先閲請背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 4 1 1 7 1-

rH ο 2 經濟部智慧財4局員工消費合作社印製 1 2 ο 3 3 ο 4 7 5 6 摸 PUU 向 極 定板 膜 電膜 •基 緣 極極素護 2 向件物 絕膜源汲像保 6 對隔成 線：體........ ，：間組跋線 描 3 導 651350 狀晶號極 掃 5 半 556537 柱 液信聞 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -23 -

Claims (1)

1. 告 4 ο Δ 80088 AKCD 年 £- '爹 經濟部智慧財產局員工洎費合作社印製 -1 桃；1* 、申請專利範圍 ~~ 第85110856號專利申請案 中文申請專利範圔修正本 民國90年2月修正 1 .—種液晶顯示元件，主要由：具有開關元件及像 素電極之主動矩陣基板；具有對向電極之對向基板；被挟 持於前述主動矩陣基板和前述對向基板之間的液晶層；及 在該等基板中之一，有複數之不同彩色之著色層叠層體所 形成之維持兩基板間之間隙用之柱狀間隔件等所構成，其 特徵爲： 前述柱狀間隔件中，最接近於前述開關元件之著色層 之雜質（不純物）含有量在前述複數之著色層中爲最少者 〇 2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示元件，其 中形成著色層之基板爲對向基板。 3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示元件，其 中形成著色層之基板爲主動矩陣基板，而形成最接近於前 述開關元件之著色層係雜質含有量爲最少者* 4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示元件，其 中雜質爲鹸金屬。 5. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示元件’其 中鹼金靥含有量爲1 Ο Ο Ο P pm以下· 6 ·—種液晶顯示元件，主要由：具有開關元件及像 素電極於第1基板上之主動矩陣基板；具有對向電極的第 2基板所形成之對向基板；被挾持於前述主動矩陣基板和 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） ----------I . I-----I ^» — — — 11— !^. (請"·閱讀背&之注意事項再ί，寫本頁). · ， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 BS _§_ 六、申請專利範圍 前述對向基板之間的液晶層；及在該等基板中之一，作爲 複數之相異彩色之著色層疊層體所形成之維持兩基板間之 間隙用之柱狀間隔件等所構成，其特徵爲： 前述柱狀間隔件中，被形成在最接近於前述開關元件 之著色層之雜質溶出量在前述複數之著色層中爲最少著》 7. 如申請專利範圍第6項所述之液晶顯示元件，其 中被形成著色層之基板爲對向基板。 8. 如申請專利範園第6項所述之液晶顯示元件，其 中被形成著色層之基板爲主動矩陣基板，而被形成於最接 近於前述開關元件之著色層係雜質溶出量爲最少者。 9. 如申請專利範圍第6項所述之液晶顯示元件，其 中雜質爲鹼金屬。 10. 如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示元件* 其中鹼金靥溶出量爲1 0 0 P pm以下》 1 1 .—種液晶顯示元件，主要由：具有開關元件及 像素電極於第1基板上之主動矩陣基板；具有對向電極之 第2基板所形成之對向基板；被挾持於前述主動矩陣基板 和前述對向基板之間的液晶層；及在該等基板中之一’作 爲複數不同彩色之著色層叠層體所形成之維持兩基板間之 間隙用之柱狀間隔件等所構成，其特徵爲： 前述柱狀間隔件中，最接近於前述開關元件之著色層 樹脂之交聯密度（Bridge density)在前述複數之著色中 爲最高者。 12.如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示元件 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I I n n ^ ! I ί I ,1 ·1 I I * 1 1 t n I .1 n ^ I I I cl ill (請4?®讀背Φ之注意事項再苺寫本頁}' · · - -2 - A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 ，其中前述柱狀間隔件中，被形成在最接近於前述開關元 件之著色層之雜質溶出量在前述複數之著色層中爲最少著 0 1 3 . —種液晶顯示元件，主要由：具有開關元件及 像素電極於第1基板上之主動矩陣基板；具成有對向電極 於第2基板上之對向基板：被挾持於前述主動矩陣基板和 前述對向基板之間的液晶層；及在該等基板中之一，作爲 複數不同彩色之著色層疊層體所形成，以維持兩基板間之 間隙用之柱狀間隔件等所構成，其特徵爲： 在構成前述柱狀間隔件之著色層中，從形成有前述柱 狀間隔件之基板表面位於最遠離位置之著色層乃較構成柱 狀間隔件之其他著色層之硬度爲小。 1 4.如申請專利範圔第1 1項所述之液晶顯示元件 ，其中被形成前述著色層之基板爲主動矩陣基板。 1 5 . —種液晶顯示元件*主要由：具有開關元件及 像素電極之主動矩陣基板：具有對向電極之對向基板；被 挾持於前述主動矩陣基板和前述對向基板之間的液晶層； 及在該等基板中之一，作爲複數不同彩色之著色層叠層體 所形成之維持兩基板間之間隙用之柱狀間隔件等所構成， 其特徵爲： 在前述柱狀間隔件中，從形成有前述柱狀間隔件之基 板表面位於最接近之位置之著色層以外之著色層，乃使用 固形分濃度爲3 0%以下之著色層材料來塗佈，然後予以 硬化著色層。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210^ 297公釐） ------------- -裝--------訂----—II--線 (請知®讀背面之注意事項再豸寫本頁)·, · -3 ~