TWI485444B - 彩色濾光片及彩色濾光片之製法 - Google Patents

彩色濾光片及彩色濾光片之製法 Download PDF

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TWI485444B
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Description

彩色濾光片及彩色濾光片之製法
本發明係關於一種可使用於液晶顯示裝置或有機EL顯示器之彩色濾光片及彩色濾光片之製法。
於液晶顯示裝置等之顯示裝置中，基於彩色影像顯示、反射率減低、對比調整、分光特性控制等之目的下，彩色濾光片已被廣泛使用。彩色濾光片係在基板上藉由將著色像素配列成矩陣狀所形成。將此等著色像素形成於基板上之方法，例如習知之印刷法或光刻法。
第6圖係顯示彩色濾光片之像素的放大圖，第7圖係沿著顯示於第6圖之彩色濾光片像素之X-X線的剖面圖。
在第6圖及第7圖所示之彩色濾光片係具備：基板50、形成於基板50上的格子狀黑色矩陣21、著色像素22與透明電極23。黑色矩陣21係具有遮光性，且規定基板50上之著色像素22的位置，並且一致使著色像素22之尺寸均一。另外，黑色矩陣21係於將彩色濾光片用在顯示裝置之際，達成遮蔽不必要的光而實現以高對比且無不均勻之均一畫質的功能。著色像素22係發揮作為為了再現各色之濾光片的功能。
於形成彩色濾光片中，首先將黑色之光阻塗布於基板50上，使光罩介於中間而曝光之後，進行顯像，形成黑色矩陣21。接著，將彩色濾光片塗布於基板50上，使光罩介於中間而曝光之後，進行顯像，形成著色像素22。此著色像素22之形成處理係全部顏色之著色像素22形成於基板上為止而重複進行。再者，藉由覆蓋黑色矩陣21及著色像素22的方式來利用濺射法以長成ITO(氧化銦錫)薄膜而形成透明電極23。
大量生產上述彩色濾光片之情形，通常將複數片之彩色濾光片排列於1片大型基板上。例如，在約650mm×850mm尺寸之玻璃基板上，能夠形成4片對角線17吋之彩色濾光片。
如此方式，針對在1片基板上形成複數片之彩色濾光片，已廣泛採行以尺寸與基板之尺寸約略相同，使用形成有對應於全部彩色濾光片之複數個光罩圖案的光罩(例如，於先前之例子中，形成有對應於對角線17吋之彩色濾光片的4面光罩圖案之光罩)而進行曝光。若根據此方法，對應於光罩上之全部光罩圖案的圖案，以一次曝光而同時予以形成(所謂一併曝光)。
但是，隨著彩色濾光片之尺寸變大，光罩之尺寸也將大型化。藉此，光罩之製造成本將變高，再者，也發生因曝光時之光罩本身重量所導致的彎曲之問題。
因此，為了解決因光罩之大型化所導致的高成本及彎曲之問題，有人己採行利用一個能夠同時進行數個彩色濾光片曝光之光罩，改變相對於基板之光罩的對向位置，同時也進行數次曝光之方法。例如，若基板之尺寸成為約730mm×920mm(第4世代)時，採用一面使基板相對於光罩而予以單向階段式移動，一面重複曝光之單軸步進曝光方式。另外，若玻璃基板之尺寸成為約1000mm×1200mm(第5世代)時，採用一面使基板相對於光罩而予以雙向階段式移動，一面重複曝光之XY(2軸)步進曝光方式(步進與重複方式)。
第8圖係說明藉由XY步進曝光方式而製造彩色濾光片之一例的平面圖。
在基板50上，設置有曝光2行×3列之合計6片彩色濾光片的第1～第6之曝光區域1Ex～6Ex。基板50能夠載置於曝光平台60上，自由地在XY方向上移動。
首先，於使光罩PM與第1曝光區域1Ex相重疊的狀態下進行曝光，在第1曝光區域1Ex上形成光罩PM之光罩圖案。之後，使基板50向圖之Y軸的正方向僅移動距離Py，使光罩PM與第2曝光區域2Ex一致而在第2曝光區域2Ex形成光罩PM之圖案。接著，使基板50向X軸的正方向僅移動距離Px，使光罩PM與第3曝光區域3Ex相重疊而在第3曝光區域3Ex形成光罩PM之圖案。以後同樣的，一面使基板50向X方向或Y方向移動，一面重複曝光，在第4曝光區域4Ex～第6曝光區域6Ex形成圖案。
藉由使用如此之XY2軸步進曝光方式，能夠解決因光罩尺寸之大型化所導致的製造成本增加及因光罩本身重量所導致的彎曲之問題。然而，若更增大基板尺寸(例如，約1500mm×1800mm(第6世代)或是約2100mm×2400mm(第8世代))而形成於基板上之彩色濾光片本身也大型化時，光罩之尺寸必然變大。其結果，光罩之高成本及彎曲之問題將再度發生。
而且，嚐試使用較1片之彩色濾光片為小的光罩，一面搬運基板，一面進行連續式曝光的方式。
第9圖係說明狹縫曝光方式之平面圖，第10圖係沿著顯示於第9圖之X-X線的剖面圖。第11圖係顯示於第9圖之光罩的光罩圖案的部分放大圖，第12圖係利用狹縫曝光方式所曝光的帶狀圖案的部分放大圖。還有，第10(a)圖係顯示第1曝光區域之曝光所開始的狀態，第10(b)圖係顯示第1曝光區域之曝光結束的狀態。
如第9圖及第10圖所示，於狹縫曝光方式中，將較曝光平台60上所載置的基板50之第1曝光區域1Ex為小的尺寸之光罩PM2配置於基板50與光源(未以圖示)之間。曝光平台60能夠向圖之左右方向等速移動，再者，也能夠沿著Y軸(向圖之上下方向)而進行步進移動。如第11圖所示，在光罩PM2上設置有為了曝光在第1曝光區域1Ex所形成的圖案一部分之狹縫S。在狹縫S之長邊方向Ls上，複數個開口部51係空出既定之間隔而排列。各開口部51之寬度及長度分別為Wi及Li。
曝光第1曝光區域1Ex之情形，如第9圖及第10(a)圖所示，將光罩PM2配置於第1曝光區域1Ex之左端。然後，一面將來自光源之光照射於光罩PM2，一面直到成為第10(b)圖之狀態，沿著X軸而連續將基板50搬運至第6圖之左方向。其結果，如第12圖所示，使寬度Wi及間隔(Pi-Wi)之帶狀圖案向基板搬運方向(第9圖之左右方向)延伸的方式來形成於基板50上。
於曝光第1曝光區域之後，使曝光平台60向圖9之Y軸的正方向僅移動距離Py，使光罩PM2與第2曝光區域之曝光開始位置一致。而且，藉由與第1曝光區域同樣的連續曝光而在第2曝光區域形成帶狀之圖案。
如此方式，若採用狹縫曝光方式的話，一面使光罩小型化，一面能夠實現大面積之曝光。
第13圖係利用狹縫曝光方式所製造的彩色濾光片的部分放大圖。
顯示於第13圖之彩色濾光片係形成有格子狀之黑色矩陣21的玻璃基板上，藉由形成向X方向延伸之帶狀著色圖案而形成有紅色之著色像素22R、綠色之著色像素22G、藍色之著色像素22B。在Y軸方向，以間隔Pi而重複形成紅色、綠色、藍色之著色像素列組。
利用狹縫曝光方式而製造彩色濾光片之情形下，為了實現大量生產，一般也在同一基板上形成複數片之彩色濾光片。
第14圖係說明藉由狹縫曝光方式而製造彩色濾光片之一例的平面圖，第15圖係顯示沿著顯示於第14圖之基板X-X線的區域之形成方法的剖面圖。於此，於第14圖中之顯示區域兩側的斜線部係表示帶狀著色圖案之尖端部及末端部所在之區域。另外，第15圖之光罩係顯示於第11圖之光罩，具備由複數個開口部及遮蔽部所構成。
在基板50，形成有2行×3列之合計6個區域54A、與包圍區域54A之區域54B。區域54A係形成有著色層帶狀圖案之區域。另一方面，區域54B係未形成著色層帶狀圖案之區域。基板50係載置於曝光平台60、在XY方向上自由地被搬運。在基板50之上方且來自光源之光E所照射的位置上，光罩PM2已被固定。進一步於光罩與光源(未以圖示)之間，遮光板BS係設置成於第15圖之X軸方向上自由移動。
遮光板BS係為了遮蔽來自光源的光。遮光板BS係由上遮蔽板及下遮蔽板所構成。上遮蔽板與下遮蔽板係藉由未以圖示之移動機構而能夠各自獨立地自由移動於第15圖之X軸方向。
對區域54A進行曝光之際，於第15圖之左右方向開啟遮光板BS之上遮蔽板與下遮蔽板的狀態下，一面於空心箭頭符號方向連續搬運基板50，一面將來自光源的光E照射於光罩PM2之狹縫(未以圖示)。藉此，在區域54A形成帶狀之圖案。
於曝光區域54A之後，封閉遮光板BS之上遮蔽板與下遮蔽板，遮蔽光罩PM2之光線。藉此，形成無帶狀圖案之區域54B。
之後，一面於空心箭頭符號方向連續搬運基板50，一面重複藉由遮光板BS之開關所進行的曝光及遮光，在排列於第14圖之X軸方向的3個區域54A上形成帶狀之圖案。
於此，於藉由遮光板BS所進行的遮光時，如第15圖所示，因遮光板BS之邊緣c及d而使光E繞射。藉此，於第15圖之G所示之區域上的光阻所照射的光之照射量將變得不足。
第16圖係帶狀圖案之尖端部的剖面圖。還有，第16圖之帶狀圖案係以顯像於第14圖及第15圖所說明的狹縫曝光方式所曝光的基板後而得之帶狀圖案。
顯示於第16圖之帶狀圖案22係以膜厚(H1)所形成。但是，起因於上述之照射量不足，在圖之G所示之區域的帶狀圖案22’(對應於在第15圖左側之G所示之區域)之膜厚係相對地變薄。
帶狀圖案22’之膜厚係朝向尖端g而依序變薄。具體而言，從第16圖之左向右，帶狀圖案22’之膜厚係依(H1)、(H1-ΔH3)、(H1-ΔH2)之順序變薄(ΔH2＞ΔH3)。
於區域G之長度(第16圖之左右方向的距離)，最大為500μm，於300～500μm之範圍發生偏異。膜厚減少的主因可列舉：光阻之種類、近接式曝光時之光罩與基板的間隔(間隙量)、基板之移動速度。還有，若如此之膜厚減少部分位於顯示區域內時，與顯示品質之降低有關的問題將發生。
於此，於彩色濾光片中，除了上述著色層之外，也形成有柱狀間隔物。以下，利用第17～19圖，針對柱狀間隔物加以說明。
第17圖係顯示設置有柱狀間隔物之彩色濾光片一例的圖形，第18圖係沿著顯示於第17圖之彩色濾光片X-X線的剖面圖。
於顯示於第17圖及第18圖之彩色濾光片中，在基板50所設置的黑色矩陣21上方之透明電極23之上形成有柱狀間隔物Cs。一般而言，柱狀間隔物Cs也設置於顯示部以外之區域(以下，將設置於顯示部以外之柱狀間隔物稱為「偽柱狀間隔物(dummy columnar spacer)」)。藉由設置偽柱狀間隔物以使顯示部以外之基板與對向基板的間隔保持一定，能夠使基板與對向基板之間隔在顯示區域成為均一。
第19圖係顯示形成有複數片之彩色濾光片之一例的圖形。
如上所述，在1片之基板50上形成2行×3列之合計6片彩色濾光片之情形，在基板50上間隔有形成彩色濾光片之著色像素的顯示部A、顯示部A周圍的框部B、顯示部A間之面間區域F、與基板50之周邊部D。還有，以虛線C(框部B與周邊部D之邊界)所包圍的區域係相當於1片彩色濾光片之完成尺寸。柱狀間隔物係形成於顯示部A，偽柱狀間隔物係形成於框部B、面間區域F及周邊部D上。
第20圖係使用步進曝光方式而製作的彩色濾光片之部分剖面圖。
於顯示部A中，在基板50上積層有黑色矩陣21、著色像素22與ITO膜23。另外，在ITO膜23上形成有複數個柱狀間隔物Cs。另一方面，在框部B、面間區域F及周邊部D，以(Pi-2)之間隔而形成有複數個偽柱狀間隔物D-Cs。
著色像素22係包含右端邊緣部分f，整體以一定厚度所形成。再者，如虛線H所示，使柱狀間隔物Cs及偽柱狀間隔物D-Cs之末端位於平行於基板之同一平面上的方式來予以形成。
第21圖係使用狹縫曝光方式而形成的彩色濾光片的部分剖面圖。
於顯示於第21圖之彩色濾光片中，受到上述之繞射的影響，膜厚相對地變薄的帶狀圖案22’(G所示之區域內的部分)已形成於顯示部A內。將此彩色濾光片組裝於顯示裝置內而使用之情形，發生顯示品質將降低之問題。因此，為了避免此問題，具有調整如第22圖所示之帶狀圖案端部位置的技術。
第22圖係顯示使用狹縫曝光方式而形成的彩色濾光片另一例的剖面圖。
於顯示於第22圖之彩色濾光片中，膜厚相對地變薄的帶狀圖案22’(G所示之區域內的部分)已形成於框部B上。若為此構造的話，能夠使顯示部A內之帶狀圖案22的膜厚(H1)成為一定而避免顯示品質之降低。
專利文獻1：日本專利特開2006-292955號公報
專利文獻2：日本專利特開2006-17895號公報
專利文獻3：日本專利特開2002-333628號公報
於顯示於第22圖之彩色濾光片中，帶狀圖案22’己形成於框部B上。如上所述，在框部B設置有複數個偽柱狀間隔物(未以圖示)，一旦將一部分之偽柱狀間隔物配置於帶狀圖案22’上之時，偽柱狀間隔物之高度偏異將變大。偽柱狀間隔物之高度偏異為大的情形，將發生無法使基板與對向基板之間隔均一的新問題。
因此，本發明之目的係提供一種藉由使用小型之光罩的連續曝光方式來製造顯示品質良好的彩色濾光片之方法及其彩色濾光片。
有關本發明之彩色濾光片，其係具有在第1方向與和此方向相正交的第2方向所配列的複數條像素之彩色濾光片；其係具備：基板；遮光層，其係形成於基板上，間隔複數條像素所配列的矩形顯示區域與包圍此區域之非顯示區域；帶狀圖案，其係由向第1方向延伸的複數著色層而成之帶狀圖案，各個著色層直線狀地向第1方向延伸而與顯示區域之第2方向的一對邊相交叉，在非顯示區域上所配置的著色層兩端部分之厚度並非一定；複數個柱狀間隔物，其係配置在顯示區域內；及複數個偽柱狀間隔物，於非顯示區域之中，其係配置在未形成著色層的部分。
有關本發明之液晶顯示裝置，其係在第1方向與和此方向相正交的第2方向配列有複數條像素之液晶顯示裝置；其係具備：彩色濾光片；對向基板，其係與彩色濾光片相對向；液晶，其係封入在彩色濾光片與對向基板之間。彩色濾光片係具備：基板；遮光層，其係形成於基板上，間隔複數條像素所配列的矩形顯示區域與包圍此區域之非顯示區域；帶狀圖案，其係由向第1方向延伸的複數著色層而成之帶狀圖案，各個著色層直線狀地向第1方向延伸而與顯示區域之第2方向的一對邊相交叉，在非顯示區域上所配置的著色層兩端部分之厚度並非一定；複數個柱狀間隔物，其係配置在顯示區域內；及複數個偽柱狀間隔物，於非顯示區域之中，其係配置在未形成著色層的部分。
有關本發明之彩色濾光片之製法，其係在1片基板上，將在第1方向與和此方向相正交的第2方向配列有複數條像素之彩色濾光片複數片排列於第1方向而形成的彩色濾光片之製法；在基板上，形成間隔複數條像素所配列的矩形顯示區域與包圍此顯示區域之非顯示區域的遮光層；複數次地重複一面於第1方向上搬運已塗布光阻之基板，一面進行連續曝光之處理，與使用較鄰接於第1方向之顯示區域的間隔為狹窄的遮光板進行鄰接於第1方向之顯示區域間的遮光之處理，形成直線狀地向第1方向延伸而與顯示區域之第2方向的一對邊相交叉之複數著色層；就構成彩色濾光片之著色像素的顏色數量，重複進行複數著色層之形成，形成由複數色著色層而成之帶狀圖案；及在像素區域內形成複數個柱狀間隔物，同時也於非顯示區域之中，在未形成著色層之部分形成複數個偽柱狀間隔物。
若根據本發明，能夠根據使用小型之光罩的連續曝光方式而製作顯示品質良好之彩色濾光片。
 [發明之實施形態] <第1實施形態>
第1圖係顯示在基板上形成有關本發明之第1實施形態的彩色濾光片之一例的平面圖，第2圖係沿著顯示於第1圖之基板X-X線的剖面圖，第3圖係沿著顯示於第1圖之基板X2-X2線的剖面圖。還有，於以下之說明中，將製造時之基板的搬運方向設為X軸方向。
於顯示於第1圖之基板50上已形成6片(2行×3列)之彩色濾光片1。於彩色濾光片1中，形成有在X軸方向及Y軸方向所配列的複數條像素。彩色濾光片1係具備：基板50、黑色矩陣21、帶狀圖案22、複數個柱狀間隔物Cs、與複數個偽柱狀間隔物D-Cs。
黑色矩陣21係間隔矩形之顯示部A(相當於顯示區 域)、與框部B/面間區域F/周邊部D(此等係相當於非顯示區域)的遮光層。
帶狀圖案22係由複種色及複數條線狀著色層所構成。構成帶狀圖案22之複數層著色層係以一定之順序(例如，紅、藍及綠之順序)而重複配列。各自的著色層係直線狀地向X軸方向延伸，橫跨顯示部A與其周圍之非顯示區域而形成。更詳言之，構成帶狀圖案22之各著色層係與平行於Y軸之顯示部A的各自一對邊相交叉(以下，將形成於框部B的帶狀圖案22之一部分稱為「帶狀圖案22’」)。顯示於第2圖及第3圖之帶狀圖案22’係朝向尖端而使膜厚變薄。另一方面，形成於顯示部A的帶狀圖案22之厚度係一定。
柱狀間隔物Cs係在顯示部A設置複數個。偽柱狀間隔物D-Cs係在框部B、面間區域F及周邊部D設置複數個。偽柱狀間隔物D-Cs係為了使基板與對向基板(未以圖示)之間隔保持一定之物。
另外，在框部B所設置的偽柱狀間隔物D-Cs係形成於框部B之中未形成著色層(帶狀圖案22’)的部分。因而，如第2圖及第3圖之虛線H所示，柱狀間隔物Cs及偽柱狀間隔物D-Cs之末端係位於平行於基板之同一平面上。
如上所述，顯示部A之著色層厚度係一定，並且，柱狀間隔物Cs及偽柱狀間隔物D-Cs之末端係位於平行於基板之同一平面上。藉此，使彩色濾光片1與對向基板相貼 合而構成液晶顯示裝置之情形，實現高的顯示品質。
於此，以下利用第1圖及第4圖來說明彩色濾光片1之製法。
第4圖係顯示沿著顯示於第1圖之X3-X3線的部分之形成方法的圖形。還有，第4圖之光罩PM2係與顯示於第11圖之光罩相同，具備由複數個開口部及遮蔽部所構成的狹縫S。
基板50係藉由搬運裝置60於XY方向搬運。為基板50之上方而於光源光E之照射範圍內，將光罩PM2固定。再者，於光罩PM2與光源(未以圖示)之間，遮光板BS係設置於第4圖之左右方向上自由移動。藉由未圖示之移動機構而由能夠於第4圖之左右方向自由地移動的上遮蔽板與下遮蔽板構成遮光板BS。
首先，間隔基板50上之顯示區域與非顯示區域的遮光層係形成黑色矩陣21。黑色矩陣21係在顯示區域內，格子狀所形成，規定各著色像素之位置。遮光層並不受黑色矩陣所限定，也可以為金屬電極。另外，遮光層之形成方法並未予以特別限定，能夠採用各種之手法。
接著，一面將已塗布第1種顏色之彩色光阻54的基板於X軸方向搬運，一面進行遮光板BS之開關，形成橫跨顯示部A與其周圍之非顯示區域的帶狀圖案22。更詳言之，於開啟遮光板BS之上遮蔽板與下遮蔽板的狀態下，一面於X軸方向連續搬運基板50，一面將光源光E照射於顯 示部A上之彩色光阻54。藉此，連續曝光於顯示部A上之紅色著色層圖案。另外，如第4圖所示，於封閉遮光板BS之上遮蔽板與下遮蔽板的狀態下，遮蔽鄰接於X軸方向的顯示部A之間的部分之光線。於遮光時，使X軸方向上的遮光板BS之寬度變得較鄰接於基板搬運方向(圖之左右方向)的顯示部A之間隔為狹窄的方式來調整上遮蔽板與下遮蔽板的重疊量。重複數次此連續曝光處理與遮光處理而在排列於X軸方向之複數個顯示部A的每一個皆形成上述之著色層。
還有，彩色光阻之曝光後係進行顯像或洗淨等之既定的步驟。
於第1種顏色之著色層形成後，同樣地形成第2種顏色以後之著色層。就構成彩色濾光片之著色像素的顏色數量，重複上述之著色層形成處理，形成由複數色且數條之著色層而成之帶狀圖案22。
接著，於帶狀圖案22形成後之基板50上，塗布為了形成柱狀間隔物及偽柱狀間隔物之光阻。使用設置有對應於顯示區域上所形成的柱狀間隔物及非顯示區域上所形成的偽柱狀間隔物之圖案的光罩而對基板50之整面進行一併曝光。此時，偽柱狀間隔物係形成於避免膜厚並非一定之帶狀圖案22’上的位置。偽柱狀間隔物之形成位置係藉由光罩上之開口圖案的位置而能夠控制。
如第15圖及第16圖所說明，於藉由遮光板BS所進行的遮光時，由於遮光板BS之邊緣c及d而使光E繞射。藉此，相對於G所示之區域的光E之照射量將變成不足。但是，使G所示之區域能夠位於框部B之程度，將遮光板BS之寬度設定成較遮光板BS之寬度相鄰接的顯示部A之間隔為窄。
具體而言，在G所示之區域的長度(第4圖之X軸方向)上，最大值約為500μm，實際上所形成的長度係於300～500μm之範圍內變動。因此，從顯示部A與框部B之邊界起直到帶狀圖案之尖端為止的距離較佳成為700μm以上的方式來調整遮光板BS之寬度。藉此，確實能夠在框部形成帶狀圖案之兩端部(膜厚相對變薄之部分)。
如以上所說明，於有關本實施形態之製法中，構成帶狀圖案22之線狀著色層之中，在非顯示區域上形成膜厚並非一定之部分，再者，僅在無著色層之部分形成非顯示區域上的偽柱狀間隔物D-Cs。藉此，即使採用狹縫曝光方式之情形，也能夠僅在膜厚均一之部分配置偽柱狀間隔物D-Cs。因而，使偽柱狀間隔物D-Cs之高度一定，且一定保持彩色濾光片與對向基板之間隙將成為可能。
＜第2實施形態＞
第5圖係有關第2實施形態之彩色濾光片的部分剖面圖。還有，第5圖係顯示相當於沿著顯示於第1圖之基板X-X線之剖面的部分。因為有關本實施形態之彩色濾光片之製法係相同於有關第1實施形態之製法而省略重複之說明。
如上所述，在框部B所形成的帶狀圖案22之長度(X軸方向)上具有偏差。形成於框部B之帶狀圖案22的長度越大，基板50與對向基板之貼合時，施加於偽柱狀間隔物D-Cs之外力將變得越大。因而，按照框部B所形成的帶狀圖案22的長度，較佳改變偽柱狀間隔物之配置密度(於每單位面積所形成的偽柱狀間隔物的數目)。
在顯示於第5圖之框部B所形成的帶狀圖案22之長度G2係變得較顯示於第2圖及第3圖之帶狀圖案22’的長度G為大。此情形下，設定提高偽柱狀間隔物D-Cs之配置密度。例如，顯示於第5圖之偽柱狀間隔物D-Cs的間隔Pi-4係設定較顯示於第2圖及第3圖之偽柱狀間隔物D-Cs的間隔Pi-3為小。藉此，能夠縮小每1個偽柱狀間隔物D-Cs受到來自對向基板之外力，基板50與對向基板之貼合將變得良好。
還有，於上述第1及第2之實施形態中，雖然在全部的框部、面間區域及周邊部形成偽柱狀間隔物，但是並不特別受此等位置所限定，若在框部所形成的著色層以外之非顯示區域設置複數個偽柱狀間隔物的話，其形成位置係任意的。
另外，於上述第1及第2之實施形態中，雖然遮光層係使用黑色矩陣，但是並不特別受此黑色矩陣所限定。遮光層最好能夠區分顯示區域與非顯示區域，例如也可以由形成於基板上的金屬薄膜構成之電極層。
再者，於上述第1及第2之實施形態中，為了遮蔽照射光之光線，雖然使用由一對遮蔽板而成之遮光板，但是並不特別受此遮光板所限定。例如，也可以使用1片具有較相鄰接的顯示區域之間隔為窄的寬度之遮蔽板。
使用有關上述第1及第2之實施形態的彩色濾光片之液晶顯示裝置係藉由使彩色濾光片與對向於此彩色濾光片之對向基板相貼合、且將液晶封入兩基板之間而能夠製作。另外，於液晶顯示裝置以外之顯示裝置(有機EL顯示器等)中也可以使用本發明之彩色濾光片。
[產業上利用之可能性]
本發明能夠用於為了製造液晶顯示裝置或有機EL顯示器所用之彩色濾光片等。
1．．．彩色濾光片
21．．．黑色矩陣
22、22’．．．帶狀圖案
23．．．透明電極
50．．．基板
51．．．狹縫之開口部
52．．．狹縫之遮光部
54．．．光阻
54A、54B．．．區域
60．．．曝光平台
A．．．顯示部
B．．．框部
BS．．．遮光板
C．．．虛線
Cs．．．柱狀間隔物
D．．．周邊部
D-Cs．．．偽柱狀間隔物
F．．．面間區域
G．．．帶狀圖案22’之長度
H．．．虛線
Pi-3．．．偽柱狀間隔物D-Cs之間隔
PM、PM2．．．光罩
S．．．狹縫
第1圖係顯示在基板上形成有關第1實施形態之彩色濾光片之一例的平面圖。
第2圖係沿著顯示於第1圖之基板X-X線的剖面圖。
第3圖係沿著顯示於第1圖之基板X2-X2線的剖面圖。
第4圖係顯示沿著顯示於第1圖之X3-X3線的部分之形成方法的圖形。
第5圖係有關第2實施形態之彩色濾光片的部分剖面圖。
第6圖係顯示彩色濾光片之像素的放大圖。
第7圖係沿著顯示於第6圖之彩色濾光片像素之X-X線的剖面圖。
第8圖係說明藉由XY步進曝光方式而製造彩色濾光片之一例的平面圖。
第9圖係說明狹縫曝光方式之平面圖。
第10(a)、(b)圖係沿著顯示於第9圖之X-X線的剖面圖。
第11圖係顯示於第9圖之光罩的光罩圖案的部分放大圖。
第12圖係利用狹縫曝光方式所曝光的帶狀圖案的部分放大圖。
第13圖係利用狹縫曝光方式所製造的彩色濾光片的部分放大圖。
第14圖係說明藉由狹縫曝光方式而製造彩色濾光片之一例的平面圖。
第15圖係顯示沿著顯示於第11圖之基板X-X線的區域之形成方法的剖面圖。
第16圖係帶狀圖案之尖端部的剖面圖。
第17圖係顯示設置有柱狀間隔物之彩色濾光片一例的圖形。
第18圖係沿著顯示於第17圖之彩色濾光片X-X線的剖面圖。
第19圖係顯示在基板形成有複數片之彩色濾光片之一例的圖形。
第20圖係使用步進曝光方式而製作的彩色濾光片之部分剖面圖。
第21圖係使用狹縫曝光方式而形成的彩色濾光片的部分剖面圖。
第22圖係顯示使用狹縫曝光方式而形成的彩色濾光片另一例的剖面圖。
21．．．黑色矩陣
22、22’．．．帶狀圖案
23．．．透明電極
50．．．基板
A．．．顯示部
B．．．框部
C．．．虛線
Cs．．．柱狀間隔物
D．．．周邊部
D-Cs．．．偽柱狀間隔物
G．．．帶狀圖案22’之長度
H．．．虛線
Pi-3．．．偽柱狀間隔物D-Cs之間隔

Claims (4)

  1. 一種彩色濾光片，其係在第1方向與和此方向相正交的第2方向配列有複數條像素之彩色濾光片，其係具備：基板；遮光層，其係形成於該基板上，間隔該複數條像素所配列的矩形顯示區域與包圍此區域之非顯示區域；帶狀圖案，其係由向該第1方向延伸的複數著色層而成之帶狀圖案，該各個著色層直線狀地向該第1方向延伸而與該顯示區域之該第2方向的一對邊相交叉，在該非顯示區域上所配置的該著色層兩端部分之厚度並非固定；複數個柱狀間隔物，其係配置在該顯示區域內；及複數個偽柱狀間隔物(dummy columnar spacer)，其係配置在該非顯示區域之中未形成該著色層的部分；其中該柱狀間隔物及該偽柱狀間隔物之末端係位於平行於基板之同一平面上。
  2. 一種液晶顯示裝置，其係在第1方向與和此方向相正交的第2方向配列有複數條像素之液晶顯示裝置，其係具備：彩色濾光片；對向基板，其係與該彩色濾光片相對向；液晶，其係封入在該彩色濾光片與該對向基板之間；該彩色濾光片係具備： 基板；遮光層，其係形成於該基板上，間隔該複數條像素所配列的矩形顯示區域與包圍此區域之非顯示區域；帶狀圖案，其係由向該第1方向延伸的複數著色層而成之帶狀圖案，該各個著色層直線狀地向該第1方向延伸而與該顯示區域之該第2方向的一對邊相交叉，在該非顯示區域上所配置的該著色層兩端部分之厚度並非一定；複數個柱狀間隔物，其係配置在該顯示區域內；及複數個偽柱狀間隔物，其係配置在該非顯示區域之中未形成該著色層的部分；其中該柱狀間隔物及該偽柱狀間隔物之末端係位於平行於基板之同一平面上。
  3. 一種彩色濾光片之製法，其係在1片基板上，將在第1方向與和此方向相正交的第2方向配列有複數條像素之彩色濾光片複數片排列於該第1方向而形成的彩色濾光片之製法；在該基板上，形成間隔該複數條像素所配列的矩形顯示區域與包圍此顯示區域之非顯示區域的遮光層；複數次地重複一面於該第1方向上搬運已塗布光阻之該基板一面進行連續曝光之處理，與使用較鄰接於該第1方向之顯示區域的間隔為狹窄的遮光板進行鄰接於該第1方向之顯示區域間的遮光之處理，形成直線狀地 向該第1方向延伸而與該顯示區域之該第2方向的一對邊相交叉之複數著色層；就構成彩色濾光片之著色像素的顏色數量，重複進行該複數著色層之形成，形成由複數色著色層而成之帶狀圖案；及在該像素區域內形成複數個柱狀間隔物，同時也於該非顯示區域之中，在未形成該著色層之部分形成複數個偽柱狀間隔物，其中該柱狀間隔物及該偽柱狀間隔物之末端係位於平行於基板之同一平面上。
  4. 如申請專利範圍第3項之彩色濾光片之製法，其中按照在該顯示區域周圍的框部所形成的帶狀圖案之長度而調整所形成的偽柱狀間隔物之配置密度；配置密度：於每單位面積所形成的偽柱狀間隔物的數目。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103376668B (zh) * 2012-04-20 2015-03-25 世禾科技股份有限公司 金属光罩
CN103235434A (zh) * 2013-03-28 2013-08-07 京东方科技集团股份有限公司 显示面板及其制作方法、彩膜基板、阵列基板及显示装置
CN104317096B (zh) * 2014-10-31 2018-07-17 京东方科技集团股份有限公司 一种彩膜基板、液晶面板和显示装置
TWI548915B (zh) * 2015-04-10 2016-09-11 群創光電股份有限公司 顯示面板
US11623320B2 (en) * 2019-08-21 2023-04-11 Applied Materials, Inc. Polishing head with membrane position control
CN111198453B (zh) * 2020-02-28 2022-02-22 Tcl华星光电技术有限公司 一种显示面板及显示装置
CN111474772B (zh) * 2020-06-15 2022-08-09 厦门天马微电子有限公司 显示面板以及显示装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200510860A (en) * 2003-08-06 2005-03-16 Nec Lcd Technologies Ltd Active-matrix color LCD device having a polished color filter substrate
CN101268420A (zh) * 2005-10-25 2008-09-17 株式会社V技术 曝光装置
US20090009697A1 (en) * 2004-08-04 2009-01-08 Sharp Kabushiki Kaisha Color filter substrate and liquid crystal display panel equipped with same

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000029042A (ja) * 1998-07-08 2000-01-28 Toshiba Corp 液晶表示装置の製造方法
JP2001042339A (ja) * 1999-08-02 2001-02-16 Minolta Co Ltd 液晶光変調素子
JP2002333628A (ja) 2001-05-07 2002-11-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置、カラーフィルタ基板およびアレイ基板
KR100895306B1 (ko) * 2002-11-14 2009-05-07 삼성전자주식회사 액정 표시 장치용 기판
JP4422497B2 (ja) * 2004-01-15 2010-02-24 大日本印刷株式会社 カラーフィルタおよび液晶表示装置
JP2006017895A (ja) 2004-06-30 2006-01-19 Integrated Solutions:Kk 露光装置
JP4752256B2 (ja) 2004-12-06 2011-08-17 大日本印刷株式会社 カラーフィルタ用多面付け基板
JP4777682B2 (ja) 2005-04-08 2011-09-21 株式会社ブイ・テクノロジー スキャン露光装置
JP4967689B2 (ja) * 2007-01-29 2012-07-04 凸版印刷株式会社 露光方法、露光装置、及び半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法
JP2008225082A (ja) * 2007-03-13 2008-09-25 Dainippon Printing Co Ltd カラーフィルタ用基板、およびその製造方法
CN101303522A (zh) * 2007-05-10 2008-11-12 比亚迪股份有限公司 一种带间隔物的彩色滤光片、液晶显示器及其制作方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200510860A (en) * 2003-08-06 2005-03-16 Nec Lcd Technologies Ltd Active-matrix color LCD device having a polished color filter substrate
US20090009697A1 (en) * 2004-08-04 2009-01-08 Sharp Kabushiki Kaisha Color filter substrate and liquid crystal display panel equipped with same
CN101268420A (zh) * 2005-10-25 2008-09-17 株式会社V技术 曝光装置

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