彩色滤光片基板、其制造方法及包括该基板的显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种显示装置，包括：包括被设置在矩阵中的多个开关元件的有源矩阵基板；面对有源矩阵基板设置的彩色滤光片基板；以及夹置于有源矩阵基板和彩色滤光片基板之间的显示介质层，其中，彩色滤光片基板包括：透明基板；设置在透明基板上的遮光层和彩色滤光层；以及多个由树脂制成的柱状间隔物，它们被设置来确定有源矩阵基板和彩色滤光片基板之间的间隙，并且遮光层包括开关元件遮光部分，来为开关元件遮蔽光，并且柱状间隔物被设置成与开关元件遮光部分重叠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于显示装置的彩色滤光片基板，并且尤其涉及包括柱状间隔物 的彩色滤光片基板。本专利技术也涉及一种制造该彩色滤光片基板的方法以及包括该彩色滤光 片基板的显示装置。
技术介绍
在如今广泛应用的彩色LCD中，每个像素(点)均设置有彩色滤光片。典型的是， 用于三原色光(即，红(R)、绿(G)和蓝(B))的三种类型的彩色滤光片被按照预定的方式 排列，以用于各个像素。此时，设置有R、G和B彩色滤光片的一组三像素(点)形成了单像 素，该单像素是可进行彩色显示操作的最小单元。但是，作为单组使用的彩色滤光片的颜色(或像素)不一定是R、G和B，而也可以 是青色(C)、洋红(M)和黄色(Y)或者是一组任何其它的合适颜色。而且，正如本领域所熟 知的，条状排列、三角形排列以及马赛克排列也适用于这些彩色滤光片。在LCD中，液晶层通常被设置在两个基板之间，其中之一的基板包括彩色滤光层， 多个彩色滤光片被设置在此用于各个像素。例如，在TFT IXD中，液晶层被设置在TFT基板 和反向基板之间，其中，该TFT基板上设置有像素电极、TFT和其它电路元件，并且该反向基 板上包括反向电极和彩色滤光层。TFT基板上包括彩色滤光层的LCD也是已知的。但是，目 前市场上的大多数LCD包括位于反向基板上的彩色滤光层。这就是为什么这种具有彩色滤 光层的反向基板通常被称为“彩色滤光片基板”的原因。在将彩色滤光片基板和TFT基板结合在一起时，为了控制液晶层的厚度(该厚度 也被称之为“单元间隙”)，设置了间隔物。但是，由于LCD显示的质量一直在不断得到改进， 因此，由于存在这些间隔物而导致的显示质量的恶化也越来越频繁地成为问题。具体地说，在现有技术中，具有预定直径的珠状或棒状间隔物被分散在彩色滤光 片基板或TFT基板的表面上。因此，很难在整个显示平面上以均勻的密度设置那些间隔物。 结果，单元间隙从一个位置到另一个位置可能显著改变，或者间隔物会局部聚集在一起，从 而有时导致显示缺陷。而且，当那些间隔物被设置在像素内时，IXD的开口率实质上可能降 低，或者那些间隔物会被观众的眼睛感觉为辉点。鉴于这些考虑，开发了一种有选择地将间隔物设置在每个像素外部的预定区域 (该区域通常是利用黑矩阵来遮蔽外部光线的区域)的方法。例如，利用光敏树脂(通常被 称之为“光阻材料”)通过光刻过程在这样一个预定区域中形成柱状间隔物的方法被应用于 实践中。可以通过利用柱状间隔物控制单元间隙来使以上所述的显示质量的恶化程度最 小。但是，为了进一步改进显示的质量，已提出了设置和形成那些柱状间隔物的各种方法。例如，日本专利申请公开号2003-84289公开了一种技术，其中，该技术通过在彩 色滤光片基板上提供两种类型的彼此高度不同的柱状间隔物，来使得低温下液晶层中产生 的气泡最少，并且增加了其耐受载荷。图24A和24B表示日本专利申请公开号2003-84289公开的彩色滤光片基板70。 如图24A所示，该彩色滤光片基板70包括柱状间隔物76和77，它们被设置在像素的外部。 在位于彩色滤光片基板70上的像素的外部区域中，黑矩阵72、彩色滤光片73、74和公共电 极75被依次叠置在透明基板71上，并且柱状间隔物76和77如图24B所示被设置在其上。彩色滤光片73以及与其邻近的彩色滤光片74彼此之间具有不同的厚度，因此，分 别设置在彩色滤光片73、74上的柱状间隔物76和77也具有不同的高度。一般来说，在使用柱状间隔物的LCD中，如果柱状间隔物的密度(即，每单位面积 设置的柱状间隔物的数量)被增加以改进其耐受载荷，则在低温下，单元间隙越来越难于 赶上液晶层的收缩。结果，在液晶层中产生了气泡(该现象将被称之为“低温起泡”)。在大多数情况下，如日本专利申请公开号2003-84289所述，如果高度不同的两种 类型的柱状间隔物76和77的设置使得仅利用较高的柱状间隔物76就可控制单元间隙，则 仅通过较高的柱状间隔物76来定义有效的间隔物密度。在这种情况下，单元间隙能够更容 易地赶上液晶层的收缩。而且，当由于在液晶板上施加载荷而导致单元间隙降低时，则两种 基板由较高的柱状间隔物76和较低的柱状间隔物77这二者来支撑(并且此时由两种类型 的柱状间隔物76和77来定义有效的间隔物密度)。因此，可实现高的耐受载荷。另外，为了实现更均勻的单元间隙，柱状间隔物优选地不仅被设置在显示区域，而 且也被设置在显示区域周围的非显示区域。但是，在显示区域和非显示区域确定的结构不 同。因此，在显示区域和非显示区域中，很难将柱状间隔物的高度控制为它们最佳的值(例 如，使得它们彼此间的高度相等)。日本专利申请公开号2001-51266公开了这样一种技术，其中，在非显示区域提供 了黑矩阵和彩色滤光层的多层结构，并且在多层结构上提供了柱状间隔物。根据该技术，通 过调节多层结构中的层数，可以控制非显示区域中所提供的柱状间隔物的高度。因此，柱状 间隔物所具有的高度在显示区域和非显示区域控制为不同的高度。但是，如果按照日本专利申请公开号2003-84289中公开的方式使用高度彼此不 同的彩色滤光片73和74，则一些像素中的液晶层厚度会不同于其它像素中的液晶层厚度。 此时，在这些像素组中，液晶层对光的延迟程度也会不同。结果，在黑色显示或灰度级显示 中，会产生不需要的颜色，并且显示质量会降低。另一方面，根据日本专利申请号2001-51266公开的技术，通过改变多层结构中所 包含的层数来控制柱状间隔物的高度。但是，该技术只是允许设计者通过不小于包含在多 层结构中每一层的厚度来改变柱状间隔物的高度。因此，仅仅可以不连续地改变柱状间隔 物的高度。总之，还没有建立起可通过简单工艺来随意地控制柱状间隔物高度的充分有效的 技术。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术的优选实施方式提供了一种彩色滤光片基板，其中，可通过简单的制造工艺来控制柱状间隔物的高度，本专利技术还提供了制造该彩色滤光片基板的 方法以及包括该彩色滤光片基板的显示装置。根据本专利技术优选实施方式的彩色滤光片基板优选地包括基板；设置在基板上的 遮光层和彩色滤光层；多个由树脂制成的柱状间隔物，它们被设置成从基板伸出；以及被 设置在柱状间隔物和基板之间的底层。彩色滤光层优选地包括第一型彩色滤光片、第二型 彩色滤光片以及第三型彩色滤光片，它们可透过颜色互不相同的光线。优选地利用与第一、 第二和第三型彩色滤光片以及遮光层中的一个相同的膜制成底层。与第一柱状间隔物相关 的底层的一部分具有的面积和/或形状优选地不同于与第二柱状间隔物相关的底层的另 一部分的面积和/或形状。第一和第二柱状间隔物优选地具有彼此不同的高度。在本专利技术的一个优选实施方式中，与第一柱状间隔物有关的底层的部分的面积优 选地大于与第二柱状间隔物有关的底层部分的面积，并且第一柱状间隔物的高度优选地大 于第二柱状间隔物的高度。在另一优选实施方式中，第一和第二柱状间隔物的高度hi和h2(i!m)、从第一柱 状间隔物的质量中心到底层的其相关部分的外边缘之间的最短距离XI ( y m)、以及从第二 柱状间隔物的质量中心到底层的其相关部分的外边缘之间的最短距离X2(i!m)优选地满 足以下不等式0. 008^ (hl-h2)/2(Xl-X2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示装置，包括：包括被设置在矩阵中的多个开关元件的有源矩阵基板；面对所述有源矩阵基板设置的彩色滤光片基板；以及夹置于所述有源矩阵基板和所述彩色滤光片基板之间的显示介质层，其中，所述彩色滤光片基板包括：透明基板；设置在所述透明基板上的遮光层和彩色滤光层；以及多个由树脂制成的柱状间隔物，它们被设置来确定所述有源矩阵基板和所述彩色滤光片基板之间的间隙，并且所述遮光层包括开关元件遮光部分，来为所述开关元件遮蔽光，并且所述柱状间隔物被设置成与所述开关元件遮光部分重叠。

【技术特征摘要】
JP 2004-6-11 2004-174693一种显示装置，包括包括被设置在矩阵中的多个开关元件的有源矩阵基板；面对所述有源矩阵基板设置的彩色滤光片基板；以及夹置于所述有源矩阵基板和所述彩色滤光片基板之间的显示介质层，其中，所述彩色滤光片基板包括透明基板；设置在所述透明基板上的遮光层和彩色滤光层；以及多个由树脂制成的柱状间隔物，它们被设置来确定所述有源矩阵基板和所述彩色滤光片基板之间的间隙，并且所述遮光层包括开关元件遮光部分，来为所述开关元件遮蔽...

【专利技术属性】
技术研发人员：津幡俊英，德田刚，桥本祐子，木内嘉则，辻雅之，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]