具有抛光的彩色滤光衬底的有源矩阵彩色LCD器件制造技术

在有源矩阵ＬＣＤ器件中的彩色滤光衬底有玻璃衬底，以及连续形成在玻璃衬底上的黑色矩阵、彩色层和定向薄膜。由于重叠黑色矩阵而形成的彩色层的凸出表面被抛光以减小彩色层的凸出表面的倾斜表面的宽度。彩色层的抛光避免了由倾斜表面引起的向错。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种有源矩阵LCD(液晶显示)器件，尤其涉及一种包括有抛光表面的彩色滤光衬底的有源矩阵LCD器件。本专利技术还涉及一种制造这种彩色滤光衬底的方法。
技术介绍
有源矩阵LCD器件越来越多地用于彩色图像显示。图7以剖面图显示了一个常规LCD器件。这种有源矩阵LCD器件包括其上形成有薄膜晶体管(或有源元件，图中没有画出)的TFT衬底30，和其上安装有彩色虑光片的彩色滤光衬底(或反向衬底)10A。TFT衬底30与彩色滤光衬底10A相对，其间有夹在二者中的液晶(LC)层40。在彩色滤光衬底10A上有三个(R、G和B)彩色层23使能够显示彩色图像。彩色滤光衬底10A包括玻璃衬底21，形成于其上并有明显格子图形的黑色矩阵(BM)22，每个都形成在黑色矩阵22的格子的间隔中的玻璃衬底21和黑色矩阵22的格子的条纹的边缘部分上的彩色层23，以及形成在彩色层23和黑色矩阵22的格子的其他部分上的透明电极24。每个彩色层23有大约如1到3微米的厚度。黑色矩阵22在格子图形中有间隔，防止光的泄漏、遮挡LC层的排列缺陷，并且限定光传输区或象素图像区。黑色矩阵22由铬膜或者掺入碳等的树脂膜构成。在目前的趋势中，由于铬膜上涨的成本而越来越多地用树脂膜作为黑色矩阵22。每个彩色层23的表面在第一区，或凸区，和第二区，或基本平坦区之间有阶状差，其中在第一区或凸区，黑色矩阵22的条纹的边缘和彩色层23的边缘相互重叠，在第二区或基本平坦区，彩色层23直接形成在黑色矩阵22的间隔中的玻璃滤光片21上。在第一区和第二区之间的阶状差引起了一个已知的称为向错的问题。如果黑色矩阵22由铬膜构成，由于铬膜有0.1到0.2微米极小的厚度，此厚度远小于彩色层23的厚度，因此几乎不会产生向错问题。另一方面，如果黑色矩阵22由树脂膜构成，由于树脂膜较大的厚度，其大约等于1到2微米以达到足够的光遮挡特性或光吸收特性，因此会产生向错问题。为解决关于黑色矩阵的树脂膜的上述问题，在彩色层23和透明电极24间提供丙烯酸树脂或环氧树脂构成的覆盖膜，以改善整个彩色滤光衬底10A的表面平坦度。然而，这要求额外的制造步骤，因此增加了LCD器件的成本。另一个改进彩色滤光衬底10A的表面平坦度的技术是例如在通过利用电镀技术形成彩色层23后，对彩色层23的表面抛光。例如JP-A-9-230124中说明了此技术。在常规的技术中，彩色滤光衬底10A的表面的允许的阶状差一般低于0.5微米，如上述专利公开中中所说明。更具体地，通常认为在彩色层中低于0.5微米阶状差足以抑制彩色滤光衬底的表面引起的LCD器件的向错。但是，本专利技术者从各种模拟和实验中发现低于0.5微米的阶状差不一定能抑制阶状差引起的向错问题，其依赖于LCD器件的情况和结构。
技术实现思路
考虑到上述问题，本专利技术的一个目的在于提供一个有彩色滤光衬底的LCD器件，其有效地抑制由彩色层上的阶状差引起的向错问题。本专利技术的另一个目的在于提供一种制作用在有源矩阵LCD器件中的这样的彩色滤光衬底的方法。本专利技术提供一种液晶显示器件(LCD)包括TFT衬底、彩色滤光衬底，以及夹在TFT衬底和彩色滤光衬底间的扭曲向列型液晶(LC)层，彩色滤光衬底包括透明衬底；在透明衬底上形成的并且有明显格子图形的光遮挡层；在光遮挡层的间隔中的透明衬底的一部分和光遮挡层的条纹的边缘部分上形成的彩色层；以及覆盖彩色层和光遮挡层的条纹的其他部分的定向薄膜，彩色层有一个覆盖光遮挡层的间隔上的基本平坦的表面，一个从平坦表面延伸且升高并覆盖光遮挡层的条纹的边缘部分的倾斜表面，一个从倾斜表面延伸的抛光的平坦表面，以及在抛光的平坦表面和光遮挡层的条纹的其他部分之间延伸的后边缘表面，其中下面关系表达式成立D=2φ-{0.25θ+1+L1/4-1.0340.03724}>0,]]>其中θ、L和φ分别代表相对于透明衬底表面的倾斜表面的角、倾斜表面的宽度、以及LC层中的LC分子的预倾角。本专利技术还提供一种制作在液晶显示(LCD)器件中的彩色滤光衬底的方法，该液晶显示器件包括TFT衬底、彩色滤光衬底、以及夹在TFT衬底和彩色滤光衬底间的扭曲向列型液晶(LC)层，该方法包括连续步骤在透明衬底上形成有明显格子图形的光遮挡层；在光遮挡层的间隔中的透明衬底的一部分和光遮挡层的条纹的边缘部分形成彩色层，彩色层有一个覆盖光遮挡层的间隔的基本平坦的表面，一个从平坦表面延伸且升高并覆盖光遮挡层的条纹的边缘部分的倾斜表面，以及一个在倾斜面表面和遮挡层的条纹的其他部分之间延伸的后边缘表面；对彩色层的表面部分抛光，使在倾斜表面和后边缘表面间形成的抛光表面满足下面关系表达式D=2φ-{0.25θ+1+L1/4-1.0340.03724}>0,]]> 其中θ、L和φ分别代表相对于透明衬底表面的倾斜表面的角，抛光之后倾斜表面的剩余部分的宽度，以及LC层中的LC分子的预倾角。以及形成覆盖彩色层和光遮挡层的其他部分的定向薄膜。根据本专利技术的LCD器件和由本实施例的方法制作的彩色滤光衬底，彩色滤光层的抛光的表面防止由彩色层的表面中的阶状差引起的向错的产生，因此改善了LCD器件的图像质量。本专利技术的上述和其他的目的、特征和优势，在下面参考附图的说明中将更为明显。附图说明图1是根据本专利技术的实施例的彩色滤光衬底的剖面图；图2是彩色层的抛光步骤之前，图1的彩色滤光衬底的一部分的放大的剖面图。图3是表示抛光步骤前的彩色滤光衬底的预倾角和向错的位置之间关系的曲线图。图4是彩色层的抛光步骤之后，图1的彩色滤光衬底的一部分的放大的剖面图。图5是表示向错的位置和包括斜面角和预倾角的条件之间关系的曲线图。图6是表示向错的位置和包括斜面角和预倾角的条件之间关系的曲线图。图7是有彩色滤光衬底的常规LCD器件的剖面图。具体实施例方式现在，参考附图更具体地说明本专利技术。根据本专利技术的实施例的LCD器件，除了其具有彩色滤光衬底结构之外，有与参考图7的常规LCD器件所描述的结构相似的结构。因此，为避免重复，在此省略除了彩色滤光衬底结构之外的结构的描述。参考图1，用于根据本专利技术实施例的LCD器件中的彩色滤光衬底，一般用数字10表示，包括透明衬底，如玻璃衬底11，有明显格子图形的黑色矩阵12，每个都形成于黑色矩阵12的相应间隔的玻璃衬底11和黑色矩阵12的条纹的边缘部分上的彩色层13，以及形成于彩色层13和黑色矩阵12的条纹上的透明电极14。彩色滤光衬底10用于例如包括扭曲向列型LC层的标准白色LCD器件中。在LCD器件中的LC层的驱动电压为例如3.3伏，4伏或5伏。对于有5伏驱动电压的LCD器件，ZL14792(商标，来自Merck)可以用作LC材料。黑色矩阵12防止光的泄漏，遮盖LC层的排列缺陷，并且限定在格子图形间隔中的光传输区。每个光传输区由在LCD器件中的象素显示区组成。黑色矩阵12由包括其中扩散有碳等的树脂构成，并且有例如20微米的条宽。黑色矩阵12通常要求其光学特性中有3或大于3的光密度(OD)，并且由此有如1.3微米的厚度以获得要求的这种光特性。黑色矩阵12的光密度OD由下面公式定义OD＝-log(l/lo)其中，lo和l分别代表黑色矩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶显示器件（ＬＣＤ），包括ＴＦＴ衬底，彩色滤光衬底，以及夹在所述ＴＦＴ衬底和所述彩色滤光衬底间的扭曲向列型液晶（ＬＣ）层，所述彩色滤光衬底包括：透明衬底；在所述透明衬底上形成的并且有明显格子图形的光遮挡层；在所 述光遮挡层的每个间隔中的所述透明衬底的一部分和所述光遮挡层的条纹的边缘部分形成的彩色层；以及覆盖所述彩色层和所述光遮挡层的所述条纹的其他部分的定向薄膜，所述彩色层有一个覆盖所述光遮挡层的所述间隔的基本平坦的表面，一个从所述平 坦表面延伸且升高并覆盖所述光遮挡层的所述条纹的所述边缘部分的倾斜表面，一个从所述倾斜表面延伸的抛光的平坦表面，以及一个在所述抛光的平坦表面和所述光遮挡层的所述条纹的所述其他部分之间延伸的后边缘表面，其中下面关系成立：Ｄ＝２φ－｛０． ２５θ＋１＋＊｝＞０，其中θ、Ｌ和φ分别代表相对于所述透明衬底表面的所述倾斜表面的角，所述倾斜表面的宽度，以及所述ＬＣ层中的ＬＣ分子的预倾角。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：古茶阳子，池野英德，佐藤弘树，
申请(专利权)人：NEC液晶技术株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]