[發明專利]彩色濾光片基板、其制造方法及包括該基板的顯示裝置

有效

• 申請號: 200910173591.1
• 申請日: 2005-06-10
• 公開（公告）號: CN101852933A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 津幡俊英;德田剛;橋本祐子;木內嘉則;辻雅之
• 申請（專利權）人: 夏普株式會社
• 主分類號: G02F1/133
• 分類號: G02F1/133;G02F1/1362;G02F1/1368
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

本申請是申請日為2005年6月10日、申請號為200510076743.8、發明名稱為“彩色濾光片基板、其制造方法及包括該基板的顯示裝置”的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種用于顯示裝置的彩色濾光片基板，并且尤其涉及包括柱狀間隔物的彩色濾光片基板。本發明也涉及一種制造該彩色濾光片基板的方法以及包括該彩色濾光片基板的顯示裝置。

背景技術

在如今廣泛應用的彩色LCD中，每個像素(點)均設置有彩色濾光片。典型的是，用于三原色光(即，紅(R)、綠(G)和藍(B))的三種類型的彩色濾光片被按照預定的方式排列，以用于各個像素。此時，設置有R、G和B彩色濾光片的一組三像素(點)形成了單像素，該單像素是可進行彩色顯示操作的最小單元。

但是，作為單組使用的彩色濾光片的顏色(或像素)不一定是R、G和B，而也可以是青色(C)、洋紅(M)和黃色(Y)或者是一組任何其它的合適顏色。而且，正如本領域所熟知的，條狀排列、三角形排列以及馬賽克排列也適用于這些彩色濾光片。

在LCD中，液晶層通常被設置在兩個基板之間，其中之一的基板包括彩色濾光層，多個彩色濾光片被設置在此用于各個像素。例如，在TFT?LCD中，液晶層被設置在TFT基板和反向基板之間，其中，該TFT基板上設置有像素電極、TFT和其它電路元件，并且該反向基板上包括反向電極和彩色濾光層。TFT基板上包括彩色濾光層的LCD也是已知的。但是，目前市場上的大多數LCD包括位于反向基板上的彩色濾光層。這就是為什么這種具有彩色濾光層的反向基板通常被稱為“彩色濾光片基板”的原因。

在將彩色濾光片基板和TFT基板結合在一起時，為了控制液晶層的厚度(該厚度也被稱之為“單元間隙”)，設置了間隔物。但是，由于LCD顯示的質量一直在不斷得到改進，因此，由于存在這些間隔物而導致的顯示質量的惡化也越來越頻繁地成為問題。

具體地說，在現有技術中，具有預定直徑的珠狀或棒狀間隔物被分散在彩色濾光片基板或TFT基板的表面上。因此，很難在整個顯示平面上以均勻的密度設置那些間隔物。結果，單元間隙從一個位置到另一個位置可能顯著改變，或者間隔物會局部聚集在一起，從而有時導致顯示缺陷。而且，當那些間隔物被設置在像素內時，LCD的開口率實質上可能降低，或者那些間隔物會被觀眾的眼睛感覺為輝點。

鑒于這些考慮，開發了一種有選擇地將間隔物設置在每個像素外部的預定區域(該區域通常是利用黑矩陣來遮蔽外部光線的區域)的方法。例如，利用光敏樹脂(通常被稱之為“光阻材料”)通過光刻過程在這樣一個預定區域中形成柱狀間隔物的方法被應用于實踐中。

可以通過利用柱狀間隔物控制單元間隙來使以上所述的顯示質量的惡化程度最小。但是，為了進一步改進顯示的質量，已提出了設置和形成那些柱狀間隔物的各種方法。

例如，日本專利申請公開號2003-84289公開了一種技術，其中，該技術通過在彩色濾光片基板上提供兩種類型的彼此高度不同的柱狀間隔物，來使得低溫下液晶層中產生的氣泡最少，并且增加了其耐受載荷。

圖24A和24B表示日本專利申請公開號2003-84289公開的彩色濾光片基板70。如圖24A所示，該彩色濾光片基板70包括柱狀間隔物76和77，它們被設置在像素的外部。在位于彩色濾光片基板70上的像素的外部區域中，黑矩陣72、彩色濾光片73、74和公共電極75被依次疊置在透明基板71上，并且柱狀間隔物76和77如圖24B所示被設置在其上。

彩色濾光片73以及與其鄰近的彩色濾光片74彼此之間具有不同的厚度，因此，分別設置在彩色濾光片73、74上的柱狀間隔物76和77也具有不同的高度。

一般來說，在使用柱狀間隔物的LCD中，如果柱狀間隔物的密度(即，每單位面積設置的柱狀間隔物的數量)被增加以改進其耐受載荷，則在低溫下，單元間隙越來越難于趕上液晶層的收縮。結果，在液晶層中產生了氣泡(該現象將被稱之為“低溫起泡”)。

在大多數情況下，如日本專利申請公開號2003-84289所述，如果高度不同的兩種類型的柱狀間隔物76和77的設置使得僅利用較高的柱狀間隔物76就可控制單元間隙，則僅通過較高的柱狀間隔物76來定義有效的間隔物密度。在這種情況下，單元間隙能夠更容易地趕上液晶層的收縮。而且，當由于在液晶板上施加載荷而導致單元間隙降低時，則兩種基板由較高的柱狀間隔物76和較低的柱狀間隔物77這二者來支撐(并且此時由兩種類型的柱狀間隔物76和77來定義有效的間隔物密度)。因此，可實現高的耐受載荷。