[发明专利]滤色器基板和包括这种滤色器基板的液晶显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置用的滤色器基板，特别涉及包括柱状间隔器的滤色器基板。此外，本发明还涉及包括这种滤色器基板的液晶显示装置。 

背景技术

现在广泛使用的彩色液晶显示装置设有与图像元素(点)对应的滤色器，典型地，与红(R)、绿(G)和蓝(B)的光的三基色对应的滤色器与图像元素相对应，并排列成预定图形。R、G、B三种图像元素(点)构成一个像素(像素单元)，一个像素可以进行彩色显示。 

滤色器的颜色(图像元素的颜色)不限于R、G、B，也可以是蓝绿色(C)、深红色(M)、黄色(Y)的组合，或者是其它颜色的组合。此外，作为滤色器的排列，已知条形排列、三角形排列和镶嵌排列。 

一般情况下，液晶显示装置构成为：在一对基板之间形成液晶层，上述多个滤色器与图像元素对应排列的滤色器层形成在任何一个基板上。例如，在TFT型液晶显示装置中，在形成有图像元素电极和TFT等的电路元件的TFT基板与形成有对置电极和滤色器层的对置基板之间形成液晶层。尽管已知在TFT基板上形成滤色器层的结构，但是现在市场上的液晶显示装置大多是在对置基板上形成滤色器层，并且具有这种滤色器层的对置基板也经常被称为滤色器基板。 

在将滤色器基板和TFT基板互相贴合固定时，为了控制液晶层的厚度(还称为单元间隙)，设置间隔器。随着液晶显示装置的显示品质提高，由于间隔器而使显示品质下降就成为问题。 

在现有技术中，由于在滤色器基板或TFT基板的表面上散布了具有预定直径的珠状或棒状的间隔器，因此难以将间隔器在整个显示面上以均匀的密度配置。结果是，产生单元间隙不均，由于间隔器凝集而产生显示不 良。此外，当间隔器配置在图像元素内时，存在实质上降低了开口率，或者，这些间隔器作为亮点被观察到的问题。 

因此，开发了一种将间隔器选择地配置在图像元素外的预定区域(典型地，在用黑底遮光的区域)上的方法。例如，已经实际采用了使用感光性树脂(还被称为光刻胶)，通过光刻工艺在预定区域上形成柱状间隔器的方法。 

尽管通过使用柱状间隔器控制单元间隙，可以抑制上述那样的显示品质的下降，但是为了进一步提高显示品质，已经有人提出了涉及柱状间隔器的配置和形成方法的各种方案。 

例如，在专利文献1中公开了一种通过在滤色器基板上设置高度不同的两种柱状间隔器，来获得在低温下控制液晶层的发泡和提高耐负荷特性的技术。 

在图21(a)和(b)中，示出了专利文献1中公开的滤色器基板70。如图21(a)所示，这种滤色器基板70包括设置在图像元素以外的区域上的柱状间隔器76、77。在滤色器基板70的图像元素以外的区域上，如图21(b)所示，在透明基板71上层叠黑底72、滤色器73、74和共用电极75，并在其上形成柱状间隔器76、77。 

滤色器73和与其相邻的滤色器74的厚度互不相同，因此设置在滤色器73上的柱状间隔器76的高度和设置在滤色器74上的柱状间隔器77的高度也不同。 

通常，在使用柱状间隔器的方式的液晶显示装置中，在为了提高耐负荷特性而提高柱状间隔器的配置密度(每个单位面积的柱状间隔器的数量)时，由于在低温下液晶层收缩时，单元间隙难以跟随液晶层的收缩，因此存在在液晶层内产生发泡(被称为“低温发泡”)的问题。 

如在专利文献1中公开的，当设置高度不同的两种柱状间隔器76、77，使得基本上只用较高的柱状间隔器76控制单元间隙时，由于有效的间隔器密度只由较高的柱状间隔器76规定，因此单元间隙容易跟随液晶层的收缩。此外，在液晶面板上施加负荷使单元间隙减小时，由于在较高的柱状间隔器76和较低的柱状间隔器77两者上支持两基板(此时有效的间隔器密度由柱状间隔器76和77两者规定)，因此可以实现高的耐负荷特性。 

此外，为了实现更均匀的单元间隙，不只在显示区域内，在配置于显示区域的周围的非显示区域内也可以形成柱状间隔器，但是，由于在显示区域和非显示区域中基板上的结构不同，因此难以最佳地控制显示区域和非显示区域各自中的柱状间隔器的高度(例如使它们的高度相等)。 

在专利文献2中，公开了一种在非显示区域中形成黑底和滤色器的叠层结构体、并在其上形成柱状间隔器的方法。使用这种方法时，通过调整叠层结构体的叠层数量，可以控制在非显示区域上形成的柱状间隔器的高度，并且可以控制显示区域和非显示区域上的不同的柱状间隔器的高度。 

专利文献1：特开2003-84289号公报 

专利文献2：特开2001-51266号公报