[发明专利]彩色滤光片基板、其制造方法及包括该基板的显示装置

说明书

本申请是2005年6月10日提交的标题为《彩色滤光片基板、其制造方法及包括该基板的显示装置》的申请号为200510076743.8的申请的分案申请。

技术领域

本发明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。本发明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。

背景技术

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 LCD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匀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，LCD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。