ПОДЛОЖКА ЦВЕТНОГО ФИЛЬТРА И ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ Российский патент 2013 года по МПК G02B5/20 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение имеет отношение к подложке цветного фильтра и жидкокристаллическому устройству отображения. В частности настоящее изобретение имеет отношение к подложке цветного фильтра, имеющей притираемую ориентирующую пленку, а также к жидкокристаллическому устройству отображения, имеющему подложку цветного фильтра.

Уровень техники

Жидкокристаллические устройства отображения широко используются в электронном оборудовании, таком как мониторы, проекторы, сотовые телефоны и личные цифровые устройства (PDA), благодаря своим преимуществам, таким как тонкая структура, малый вес и низкое энергопотребление. Главным образом, широко используются жидкокристаллические устройства отображения TFT (далее в настоящем документе также называемые «устройствами TFT-LCD»), и, как ожидается, рынок устройств TFT-LCD в дальнейшем будет расширяться. Эта ситуация порождает потребность в дополнительном усовершенствовании качества изображения устройств TFT-LCD.

Фиг.8 изображает концептуальную схему, иллюстрирующую направления притирки для ориентирующих пленок, а также направление поворота жидких кристаллов, в горизонтальном представлении точки жидкокристаллического устройства отображения TN. Устройствами TFT-LCD, которые наиболее широко использовались до настоящего времени, являются устройства LCD TN, в которых жидкокристаллические молекулы, имеющие положительную диэлектрическую анизотропию, горизонтально ориентируются между парой обращенных друг к другу подложек. Эти устройства LCD TN имеют притираемую ориентирующую пленку на наружной жидкокристаллической поверхности каждой подложки. В данном случае, как иллюстрировано на Фиг.8, направление 141a притирки для одной из подложек проектируется перпендикулярным, по отношению к направлению 141b притирки для другой подложки. Эта схема ориентирует жидкокристаллические молекулы, смежные с одной из подложек, так чтобы они являлись перпендикулярными, по отношению к жидкокристаллическим молекулам, смежным с другой подложкой. Между парой подложек жидкокристаллические молекулы соответственно поворачиваются на 90°, как показано кривой стрелкой на Фиг.8, при отсутствии применения напряжения между подложками.

Кроме того, устройства TFT-LCD, включающие в себя устройства LCD TN, как правило, имеют подложку цветного фильтра, в качестве одной из пары подложек. Фиг.9 изображает схематические представления, каждое из которых иллюстрирует обычную подложку цветного фильтра: Фиг.9(a) изображает горизонтальное представление подложки, а Фиг.9(b) изображает представление в поперечном разрезе, выполненном по линии X-Y, изображенной на Фиг.9(a). Обычная подложка 101 цветного фильтра имеет структуру, в которой черная матрица 120, образовывается из черной смолы, фильтрующий слой имеет планарно располагаемые в нем фильтры 131R красного (R) цвета, фильтры 131G зеленого (G) цвета, а также фильтры 131B синего (B) цвета, а противоэлектрод последовательно располагается на прозрачной подложке 110. Цветные фильтры 131R, цветные фильтры 131G и цветные фильтры 131B образовываются из соответствующих цветных смол и располагаются таким образом, чтобы оконечная часть каждого фильтра перекрывала черную матрицу 120. При этом цветные фильтры 131R, цветные фильтры, 131G и цветные фильтры 131B располагаются таким образом, чтобы они не контактировали друг с другом. Черная матрица 120 имеет открытые части, соответствующие точкам (подпикселам), а в каждой открытой части располагается либо цветной фильтр 131R, либо цветной фильтр 131G, либо цветной фильтр 131B.

Противоэлектрод покрывает черную матрицу 120 и фильтрующий слой 130. При поломке противоэлектрод может иметь повышенную величину электрического сопротивления. Ввиду предотвращения увеличения величины сопротивления, патентный документ 1, например, раскрывает цветной фильтр, который имеет фильтрующие слои, планарно располагаемые на подложке с учетом пространства между собой, кроме того, каждый фильтрующий слой имеет перекрывающую часть, которая частично перекрывает одну сторону смежного фильтрующего слоя.

Патентный документ 1

Публикация Kokai №2002-71935 (JP-A-2002-71935), Япония.

Раскрытие изобретения

Если обычная подложка 101 цветного фильтра используется для жидкокристаллического устройства отображения в конфигурации, которая использует притираемые ориентирующие пленки, такой как конфигурация TN, то в точках иногда возникает дисклинация, и, следовательно, может быть создано дефектное устройство LCD. Далее, со ссылкой на Фиг.10 будет более подробно разъясняться явление дисклинации. Фиг.10 изображает концептуальную схему, иллюстрирующую направления притирки ориентирующей пленки, а также направление поворота жидких кристаллов в горизонтальном представлении точки жидкокристаллического устройства отображения TN. В данном случае дисклинация возникает в точке. Как иллюстрировано на Фиг.10, точка с дисклинацией (точка дисклинации) имела притирку в направлениях (направлении 141a притирки и направлении 141b притирки, которые являются перпендикулярными по отношению друг к другу), аналогичных направлениям для нормальных точек, иллюстрированных на Фиг.8. Однако жидкокристаллические молекулы в точке дисклинации поворачиваются в направлении (обозначенном на Фиг.10 кривой стрелкой) (наклоняются назад), обратном по отношению к направлению поворота (обозначенному на Фиг.8 кривой стрелкой) жидкокристаллических молекул в нормальной точке. Следовательно, точки дисклинации показывают параметры поляризации света, передаваемого через жидкокристаллический слой, отличные от параметров нормальных точек. Из-за этого различия точка дисклинации похожа на маленькую яркую точку, например, на черном изображении в конфигурации TN. Кроме того, дисклинация в части точек проявляет тенденцию к вызову дисклинации в окружающих нормальных точках. Дисклинация с наибольшей вероятностью возникает в более мелких точках.

При этом, если перекрывающая часть располагается в открытой части точки, то технология, описанная в патентном документе 1, вызывает крутой перепад по высоте перекрывающей части, лежащей на открытой части, и, следовательно, проявляет тенденцию к образованию «области перехода». Кроме того, цветовая схема для такой жидкокристаллической индикаторной панели является сложной из-за изменений цветности в перекрывающей части. Следует отметить, что область перехода означает явление, при котором утечка света в устройстве отображения возникает из-за отсутствия управления ориентацией жидкокристаллических молекул. Если перекрывающая часть располагается в светозащитной части, то апертура сокращается.

Настоящее изобретение было создано с учетом вышеупомянутого уровня техники. Настоящее изобретение, нацеленное на обеспечение подложки цветного фильтра, а также жидкокристаллического устройства отображения, которые обеспечивают простую цветовую схему для жидкокристаллической индикаторной панели, могут пресечь возникновение как области перехода, так и дисклинации, а также могут пресечь сокращение апертуры.

Изобретатели настоящего изобретения провели различные исследования подложки цветного фильтра и жидкокристаллического устройства отображения, которые обеспечивают простую цветовую схему для жидкокристаллической индикаторной панели, могут пресечь возникновение как области перехода, так и дисклинации, а также могут пресечь сокращение апертуры. В исследованиях изобретатели настоящего изобретения сосредоточились на перепаде по высоте подложки цветного фильтра. В результате чего изобретатели нашли причину дисклинации. В частности, черная матрица 120, цветные фильтры 131R, цветные фильтры 131G и цветные фильтры 131B, как правило, образуются из соответствующих смол для обычной подложки 101 цветного фильтра, и, следовательно, их толщина является сравнительно больше, на порядок микрометров. Кроме того, оконечная часть каждого цветного фильтра 131R, цветного фильтра 131G и цветного фильтра 131B располагается на черной матрице 120, и, следовательно, между смежными точками возникает, по меньшей мере, четыре крутых перепада по высоте, как иллюстрировано на Фиг.9(b) (перепады по высоте обозначены стрелками на Фиг.9(b): в частности, два перепада по высоте, возникающие про причине присутствия черной матрицы 120, возникают в цветном фильтре 131R, цветном фильтре 131G и цветном фильтре 131B, а еще два перепада по высоте возникают на оконечных фронтальных частях цветного фильтра 131R, цветного фильтра 131G и цветного фильтра 131B). Эти перепады по высоте, как было обнаружено, являлись причиной дисклинации в жидкокристаллическом устройстве отображения, оборудованном обычной подложкой 101 цветного фильтра. Причина этого заключается в том, что дисклинация возникает в случае, если ориентация жидкокристаллических молекул прерывается в нескольких точках, а также ориентация жидкокристаллических молекул зачастую прерывается в части с перепадом по высоте, если перепад по высоте является крутым. Кроме того, управление ориентацией посредством притирки ориентирующих пленок может стать сложным вблизи части с крутым перепадом по высоте. Изобретатели также обнаружили, что мелкая точка проявляет высокую вероятность дисклинации по причине того, что расстояние между центром мелкой точки и частью с цветными фильтрами 131R, 131G и 131B и последовательно расположенной в ней черной матрицей 120 является короче.

В результате дальнейших исследований было обнаружено, что следующие структуры могут пресечь сокращение апертуры, упростить цветовую схему для жидкокристаллической индикаторной панели, а также сократить количество крутых перепадов по высоте, возникающих в подложке цветного фильтра при частичном соединении смежных точек, кроме того, облегчить поддержку непрерывности ориентации. В одной структуре смежные цветные фильтры имеют соответствующие выступы, которые выступают в направлении друг друга, а также контактируют друг с другом на светозащитном элементе. В другой структуре области цветного фильтра для смежных точек одного цвета частично соединяются на защитном элементе. Еще в одной структуре две вышеупомянутые структуры объединяются. Эти структуры превосходно решают вышеупомянутые проблемы, приводя к обеспечению настоящего изобретения.

Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает подложку цветного фильтра, включающую в себя: множество точек, светозащитный элемент, который защищает часть между множеством точек от света, а также множество цветных фильтров, которые планарно располагаются и перекрывают светозащитный элемент на их соответствующих оконечных частях, причем множество цветных фильтров включает в себя первый цветной фильтр и второй цветной фильтр, которые являются смежными друг с другом, первый цветной фильтр и второй цветной фильтр соответственно имеют первый выступ и второй выступ, которые выступают в направлении друг друга, кроме того, первый выступ и второй выступ контактируют друг с другом на светозащитном элементе.

Это предоставляет возможность сокращения количества крутых перепадов по высоте, возникающих в области, в которой первый выступ и второй выступ контактируют друг с другом. Следовательно, возможно сократить количество крутых перепадов по высоте, возникающих между смежными точками, по сравнению с обычными подложками цветного фильтра. Соответственно, беспрепятственно поддерживается непрерывность ориентации жидкокристаллических молекул в области, в которой первый выступ и второй выступ контактируют друг с другом, то есть в области, в которой оконечные части цветных фильтров в смежных точках контактируют друг с другом. В результате чего дисклинация может быть пресечена, и, следовательно, выпуск продукции может быть увеличен.

Если размер (пропорция) области, в которой на оконечных частях смежные цветные фильтры контактируют друг с другом, чрезмерно увеличен, то становится заметен дефект, называемый областью перехода. Подложка цветного фильтра настоящего изобретения может пресечь возникновение как области перехода, так и дисклинации, по причине того, что первый цветной фильтр и второй цветной фильтр контактируют друг с другом на первом выступе и втором выступе, которые выступают в направлении друг друга.

Кроме того, первый выступ и второй выступ контактируют друг с другом на светозащитном элементе. Это предоставляет возможность эффективного пресечения отрицательного воздействия на отображаемые цвета жидкокристаллической индикаторной панели, даже если первый цветной фильтр и второй цветной фильтр имеют различные цвета, а также изменения цветности на первом выступе и втором выступе. Таким образом, цветовая схема для жидкокристаллической индикаторной панели может быть упрощена независимо от расположения первого выступа и второго выступа, а также от изменения цветности, которое может возникнуть на выступах.

Помимо всего прочего поскольку первый цветной фильтр и второй цветной фильтр выступают в направлении друг друга на светозащитном элементе, подложка цветного фильтра настоящего изобретения может получить высокую апертуру по сравнению с подложкой, имеющей структуру, в которой один из смежных цветных фильтров выступает к другому.

Настоящее изобретение также обеспечивает подложку цветного фильтра, включающую в себя: множество точек, светозащитный элемент, который защищает часть между множеством точек от света, а также множество цветных фильтров, которые планарно располагаются и перекрывают на их соответствующих оконечных частях светозащитный элемент, причем множество цветных фильтров включает в себя третий цветной фильтр, который включает в себя множество точечных частей для смежных точек одного цвета, а также соединительную часть, располагаемую на светозащитном элементе, кроме того, смежные точечные части из множества точечных частей третьего цветного фильтра частично соединяются в соединительной части.

Такая подложка цветного фильтра может сократить количество крутых перепадов по высоте, возникающих на соединительной части. Следовательно, возможно сократить количество крутых перепадов по высоте, возникающих между смежными точками, по сравнению с обычными подложками цветного фильтра. Соответственно, непрерывность ориентации жидкокристаллических молекул беспрепятственно поддерживается на соединительной части, то есть в области, в которой точечные части для смежных точек одного цвета (точек с одинаковым цветом) частично соединяются. В результате чего возникновение дисклинации может быть пресечено, и, следовательно, выпуск продукции может быть увеличен.

Если размер области, в которой частично соединяются цветные фильтры, чрезмерно увеличен, то становится заметен дефект, называемый областью перехода. Подложка цветного фильтра настоящего изобретения может пресечь возникновение как области перехода, так и дисклинации, по причине того, что точечные части для смежных точек одного цвета частично соединяются.

Кроме того, цветность не изменяется, даже если точечные части для смежных точек одного цвета соединяются, и, следовательно, никакое отрицательное воздействие не затрагивает отображаемые цвета жидкокристаллической индикаторной панели. Таким образом, цветовая схема для жидкокристаллической индикаторной панели может быть упрощена, независимо от расположения соединительной части.

Помимо всего прочего частичное соединение точечных частей для смежных точек одного цвета на светозащитном элементе не сокращает апертуру. Таким образом, сокращение апертуры может быть эффективно пресечено.

Конфигурация подложки цветного фильтра настоящего изобретения, в частности, не ограничивается до тех пор, пока подложка включает в себя вышеупомянутые элементы, причем она также может включать в себя и другие элементы. Предпочтительные варианты осуществления подложки цветного фильтра в соответствии с настоящим изобретением более подробно описаны ниже. Следует отметить, что различные нижеописанные структуры могут быть объединены соответственным образом.

Предпочтительно, чтобы первый цветной фильтр и второй цветной фильтр имели различные цвета. Это с большей эффективностью пресекает изменение цветности в жидкокристаллической индикаторной панели, вызываемое посредством изменения цветности в первом выступе и втором выступе, эффективно пресекая сокращение апертуры.

Подложка цветного фильтра настоящего изобретения может иметь любую из следующих структур: (A) первый выступ и второй выступ не перекрывают, но контактируют друг с другом, и (B) первый выступ и второй выступ имеют соответствующие перекрывающие части, которые перекрывают друг друга. Для дополнительного сокращения количества крутых перепадов по высоте между смежными точками, а также для дополнительного пресечения дисклинации предпочтительна структура (A). При этом для упрощения изготовления подложки цветного фильтра настоящего изобретения предпочтительна структура (B).

Предпочтительно, чтобы отношение We/Wb ширины We соединительной части и ширины Wb апертуры (ширины открытых частей точек) точки задавалось равным 0,3 и более. Если величина отношения We/Wb меньше 0,3, то достаточный эффект пресечения дисклинации может быть не достигнут.

Обычная подложка цветного фильтра, имеющая любую из следующих структур, в частности, проявляет тенденцию к дисклинации. Следовательно, эффект пресечения дисклинации становится заметен в случае применения к подложке цветного фильтра настоящего изобретения следующих структур. Таким образом, в структуре каждая точка может быть окружена светозащитным элементом. В другой структуре каждый из множества цветных фильтров может иметь перепад по высоте, возникающий вследствие светозащитного элемента. В другой структуре светозащитный элемент может содержать смолу. Еще в одной структуре подложка цветного фильтра может не включать в себя покрывающий слой для покрытия светозащитного элемента и множества цветных фильтров.

Предпочтительно, чтобы каждый из множества цветных фильтров образовывался из жидкостного резистора или пленочного резистора. Как правило, эта структура приводит к неравномерности между смежными точками. Следовательно, эффект пресечения дисклинации становится заметен в случае применения концепции настоящего изобретения к этому варианту осуществления. Цветные фильтры могут быть образованы надлежащим способом, таким как способ, использующий покрывающий слой, и способ, использующий сухую пленку, которые на данный момент главным образом используются в качестве способа образования цветного фильтра.

С той же самой точки зрения предпочтительно, чтобы каждый из множества цветных фильтров имел меньшую толщину на светозащитном элементе, по сравнению с открытой частью точки.

Предпочтительно, чтобы каждый из множества цветных фильтров имел поперечный профиль прямой клиновидной формы. Это предоставляет возможность единообразного применения ориентирующей пленки и/или прозрачной светопроводящей пленки (противоэлектрода) на подложке цветного фильтра бесшовным способом.

Настоящее изобретение также обеспечивает жидкокристаллическое устройство отображения, включающее в себя подложку цветного фильтра настоящего изобретения, подложку, находящуюся перед подложкой цветного фильтра, а также жидкокристаллический слой, размещенный между подложками. Такое жидкокристаллическое устройство отображения предоставляет возможность пресечения дефектов, относящихся к точкам дисклинации, и, следовательно, увеличивает выпуск продукции. Кроме того, цветовая схема для жидкокристаллической индикаторной панели может быть упрощена, а также может быть поддержана высокая апертура.

Конфигурация жидкокристаллического устройства отображения настоящего изобретения, в частности, не ограничивается до тех пор, пока устройство отображения включает в себя вышеупомянутые элементы. Конфигурация может включать в себя и другие элементы.

Предпочтительные варианты осуществления жидкокристаллического устройства отображения в соответствии с настоящим изобретением более подробно описаны ниже. Различные нижеописанные варианты осуществления могут быть объединены соответственным образом.

Конфигурация жидкокристаллического устройства отображения, в частности, не ограничивается. Предпочтительной является конфигурация с притираемыми ориентирующими пленками. Таким образом, предпочтительно, чтобы подложка цветного фильтра имела притираемую ориентирующую пленку на поверхности жидкокристаллического слоя. Причина состоит в том, что дисклинация возникает в конфигурации с притираемыми ориентирующими пленками. Примеры конфигураций с притираемыми ориентирующими пленками включают в себя конфигурацию TN (скрученный нематик), конфигурацию IPS (переключение в одной плоскости), конфигурацию VA (вертикальная ориентация), а также конфигурацию MVA (вертикальная ориентация с многодоменной структурой). Для более эффективного осуществления настоящего изобретения, в частности, предпочтительна конфигурация TN.

Обычное жидкокристаллическое устройство отображения, представленное посредством любой из следующих структур, в частности, проявляет тенденцию к вызову дисклинации. Следовательно, эффект пресечения дисклинации становится заметен в случае применения следующих структур к жидкокристаллическому устройству отображения настоящего изобретения. Таким образом, в структуре ориентирующая пленка имеет перепад по высоте, возникающий вследствие множества цветных фильтров. В другой структуре подложка цветного фильтра имеет столбчатый разделитель на стороне жидкокристаллического слоя.

Цель изобретения

Подложка цветного фильтра и жидкокристаллическое устройство отображения настоящего изобретения обеспечивают простую цветовую схему для жидкокристаллической индикаторной панели, могут пресечь возникновение как области перехода, так и дисклинации, а также могут пресечь сокращение апертуры.

Предпочтительные способы осуществления изобретения

Настоящее изобретение описывается более подробно на основе следующих вариантов осуществления со ссылкой на чертежи. Настоящее изобретение не ограничивается этими вариантами осуществления.

Первый вариант осуществления

Жидкокристаллическое устройство отображения настоящего варианта осуществления является жидкокристаллическим устройством отображения TN, оборудованным подложкой TFT и подложкой цветного фильтра, которые обращены друг к другу. Жидкокристаллическое устройство отображения имеет разделители для поддержки заданного пространства между подложками. Подложка TFT и подложка цветного фильтра скрепляются при помощи герметизирующего средства. Жидкокристаллический материал, содержащий жидкокристаллические молекулы (нематические жидкие кристаллы), имеющие положительную диэлектрическую анизотропию, заполняется между подложками для образования жидкокристаллического слоя. Жидкокристаллический слой находится в горизонтальной ориентации, при которой жидкокристаллические молекулы ориентируются, по существу, параллельно подложкам, при отсутствии применения напряжения между подложками. В данном случае подложка TFT имеет единую структуру. Например, подложка TFT на прозрачной подложке имеет соединения, такие как линии истока, линии затвора и линии Cs (соединения накопительного конденсатора), транзисторы TFT, которые являются переключающими элементами, изолирующий слой, электроды пиксела, образованные из прозрачной светопроводящей пленки, а также притираемую ориентирующую пленку.

На Фиг.1 изображены схематические представления, каждое из которых иллюстрирует подложку цветного фильтра первого варианта осуществления в соответствии с настоящим изобретением: Фиг.1(a) изображает горизонтальное представление подложки, а Фиг.1(b) изображает представление в поперечном разрезе, выполненном по линии A1-B1, изображенной на Фиг.1(a). Подложка 1 цветного фильтра настоящего варианта осуществления имеет структуру, в которой следующие компоненты последовательно располагаются на одной основной поверхности (на стороне жидкокристаллического слоя) прозрачной подложки 10 в следующем порядке: черная матрица 20, служащая в качестве светозащитного элемента для защиты от света части, находящейся между смежными точками, фильтрующий слой 30, имеющий фильтры 31R красного (R) цвета, фильтры 31G зеленого (G) цвета и фильтры 31В синего (B) цвета, располагающиеся в нем для того, чтобы для точки обеспечивался фильтр, противоэлектрод (не иллюстрирован), образованный из прозрачной светопроводящей пленки, а также притираемую ориентирующую пленку (не иллюстрирована).

Черная матрица 20 имеет части 21 (светозащитные части истока), которые образованы вдоль линий истока подложки TFT (противоположной подложки), а также проходят в вертикальном направлении на Фиг.1, толстые части (светозащитные части затвора) 22, которые образованы вдоль линий затвора подложки TFT, а также проходят в горизонтальном направлении на Фиг.1, и тонкие части (светозащитные части Cs) 23, которые образованы вдоль линий Cs подложки TFT, а также проходят в горизонтальном направлении на Фиг.1. Светозащитные части 22 затвора и светозащитные части 23 Cs располагаются параллельно друг другу, а светозащитные части истока перпендикулярно пересекают светозащитные части 22 затвора и светозащитные части 23 Cs. Каждая область открытой части, окружаемая посредством светозащитных частей 21 истока и светозащитных частей 22 затвора, в целом, является одной точкой (одноцветной областью, составляющей пиксел, то есть подпикселом). Таким образом, каждая точка окружается посредством светозащитных частей 21 истока и светозащитных частей 22 затвора черной матрицы 20. Подложка 1 цветного фильтра использует схему полосного расположения, при которой точки R, G и В располагаются полосами. Три точки R, G и B, которые являются смежными друг с другом в горизонтальном направлении на Фиг.1, составляют один пиксел (наименьший элемент отображаемого изображения) в жидкокристаллическом устройстве отображения настоящего варианта осуществления. Подложка TFT для каждой точки имеет транзистор TFT, служащий в качестве переключающего элемента, а также электрод пиксела, соединенный с транзистором TFT.

В основном цветные фильтры 31R, цветные фильтры 31G и цветные фильтры 31B располагаются таким образом, чтобы цветной фильтр соответствовал открытой части точки, а цветные фильтры, располагаемые рядом друг с другом в вертикальном и горизонтальном направлениях на Фиг.1, имели пространство между собой. Каждый цветной фильтр 31R, цветной фильтр 31G и цветной фильтр 31B имеет области (точечные части), образующие соответствующие точки, которые имеют одинаковый цвет (точки одного цвета) в вертикальном направлении на Фиг.1, и эти точечные части частично соединяются друг с другом на черной матрице 20. В частности, цветные фильтры 31R, цветные фильтры 31G и цветные фильтры 31B соответственно имеют соединительные части 32R, соединительные части 32G и соединительные части 32B, а каждая соединительная часть имеет, по существу, прямоугольную форму в горизонтальном представлении, и частично соединяет точечные части для смежных точек одного цвета в части границы точек одного цвета. Таким образом, каждый цветной фильтр в горизонтальном представлении имеет форму с узкими частями на соединительных частях 32R, соединительных частях 32G и соединительных частях 32B.

Эта конфигурация сокращает количество крутых перепадов по высоте, возникающих около черной матрицы 20 между точками одного цвета, по сравнению с обычной подложкой цветного фильтра. Более конкретно позиции крутых перепадов по высоте, возникающих по причине черной матрицы 20, могут быть сокращены до двух (эти две позиции изображены стрелками на Фиг.1(b)) в каждой из соединительных частей 32R, соединительных частей 32G и соединительных частей 32B. Соответственно, может быть беспрепятственно поддержана непрерывность ориентации жидкокристаллических молекул среди смежных точек одного цвета. В результате чего дисклинация в жидкокристаллическом устройстве отображения настоящего варианта осуществления, которое использует притираемые ориентирующие слои, может быть пресечена.

Кроме того, каждый цветной фильтр 31R, цветной фильтр 31G и цветной фильтр 31B в подложке 1 цветного фильтра имеет точечные части, соединяемые исключительно на части, а именно в центре границы смежных точек одного цвета, а не на всей границе. Эта конфигурация сокращает область перехода (препятствует доминированию области перехода), связанную с соединительными частями 32R, соединительными частями 32G и соединительными частями 32B, а также пресекает дисклинацию. Ширина каждой соединительной части 32R, соединительной части 32G и соединительной части 32B может быть соответственно задана в источнике света конфигурации, такой как расположение, точек. Предпочтительно, чтобы ширина не была меньше 10 мкм и наиболее предпочтительно чтобы ширина составляла 15 мкм.

Кроме того, если каждый цветной фильтр 31R, цветной фильтр, у 31G и цветной фильтр 31B имеет точечные части для точек одного цвета, соединенные иллюстрированным на Фиг.1 способом, то количество крутых перепадов по высоте может быть сокращено в большей степени, по сравнению с нижеописанными вариантами осуществления, в которых смежные фильтры различных цветов перекрываются или не перекрываются, но контактируют друг с другом. Соответственно, настоящий вариант осуществления предоставляет возможность упрощения поддержки непрерывности ориентации жидкокристаллических молекул среди смежных точек.

В настоящем варианте осуществления все точечные части для точек одного цвета частично соединяются друг с другом во всей области отображения. Соответственно, возможно сократить область перехода, а также пресечь возникновение дисклинации во всей области отображения жидкокристаллического устройства отображения.

Фиг.1 иллюстрируют вариант осуществления, в котором соединительная часть 32R, соединительная часть 32G и соединительная часть 32B соответственно располагаются в центре границ цветных фильтров 31R, цветных фильтров 31G и цветных фильтров 31B (или границ точек). Монтажные позиции соединительной части 32R, соединительной части 32G и соединительной части 32B, то есть соответствующие местоположения соединительной части 32R, соединительной части 32G и соединительной части 32B на границах цветных фильтров 31R, цветных фильтров 31G и цветных фильтров 31B могут быть заданы соответственным образом. Соединительная часть 32R, соединительная часть 32G и соединительная часть 32B могут располагаться в углах границ точек или в позициях, находящихся около углов.

Каждая соединительная часть 32R, соединительная часть 32G и соединительная часть 32B может иметь любую форму в горизонтальном представлении, а также может иметь, по существу, прямоугольную форму, как иллюстрировано на Фиг.1(a), или же может иметь любую другую форму, такую как трапецеидальная форма и многоугольная форма.

Далее описывается способ изготовления жидкокристаллического устройства отображения настоящего варианта осуществления. Поскольку процессы, отличные от процесса изготовления подложки 1 цветного фильтра, такие как процесс изготовления подложки TFT и процесс сборки панели, являются аналогичными по отношению к обычным процессам, то способ изготовления подложки 1 цветного фильтра преимущественно описан здесь. На Фиг.2 изображены схематические представления, каждое из которых иллюстрирует подложку цветного фильтра первого варианта осуществления, в соответствии с настоящим изобретением в процессе изготовления: Фиг.2(a) изображает горизонтальное представление подложки, а Фиг.2(b) изображает представление в поперечном разрезе, выполненном по линии A2-B2, изображенной на Фиг.2(a).

Подложка 1 цветного фильтра изготавливается при помощи фотолитографии (оптической литографии). Более конкретно изначально обычный черный состав смолы с положительной или отрицательной фоточувствительностью (например, акриловый состав смолы с положительной или отрицательной фоточувствительностью, содержащий углерод или пигмент) применяется к прозрачной подложке 10 для образования черной фоточувствительной пленки на основе смолы. Затем черная фоточувствительная пленка на основе смолы наносится при помощи фотолитографии на черную матрицу 20, имеющую толщину от 0,8 до 1,5 мкм (например, 1,2 мкм). Черная матрица 20 может иметь поперечный профиль прямой клиновидной формы, обратной клиновидной формы или неклиновидную форму (форму, в которой оконечные поверхности образовывают, по существу, прямой угол с прозрачной подложкой 10). В данном случае прямая клиновидная форма имеет отношение к четырехугольной форме, в которой верхний край (верхняя сторона) имеет длину, которая короче длины нижнего края (сторона подложки) на представлении в поперечном разрезе. Обратная клиновидная форма имеет отношение к четырехугольной форме, в которой верхний край имеет длину, которая больше длины нижнего края на представлении в поперечном разрезе.

Черная матрица 20 может быть образована в любом расположении до тех пор, пока она образуется для защиты от света, по меньшей мере, части каждой части между смежными точками. Черная матрица 20 может иметь только светозащитные части 21 истока и светозащитные части 22 затвора или же может дополнительно иметь части, которые защищают от света переключающие элементы подложки TFT. Альтернативно черная матрица 20 может иметь только светозащитные части 21 истока, как будет описано позже, со ссылкой на Фиг.5.

Подложка, подходящая для прозрачной подложки 10, зачастую является стеклянной подложкой, но также может быть образована из пластиковой пленки, пластиковой пластины или подобного. В данном случае в соответствии с потребностями тонкая пленка, которая может улучшить сцепление, может быть заранее обеспечена на прозрачной подложке 10 для улучшения сцепления прозрачной подложки 10 с черной матрицей 20 и фильтрующим слоем 30.

Затем жидкость с положительной или отрицательной цветостойкостью (такая как акриловый состав смолы с положительной или отрицательной фоточувствительностью, содержащий пигмент) или пленка с положительной или отрицательной цветостойкостью (такая как акриловая пленка с положительной или отрицательной фоточувствительностью, содержащая пигмент) применяется или наносится на прозрачную подложку 10 для образования красной фоточувствительной пленки 35 на основе смолы (цветной пленки). На данном этапе, как иллюстрировано на Фиг.2, красная фоточувствительная пленка 35 на основе смолы до некоторой степени сглаживает черную матрицу 20 на прозрачной подложке 10. После этого красная фоточувствительная пленка на основе смолы наносится при помощи фотолитографии на цветные фильтры 31R, которые имеют соединительные части 32R, имеют поперечный профиль прямой клиновидной формы, а также имеют толщину открытой части точки (области, в которой отсутствует черная матрица 20), предпочтительно равную 1-2 мкм (например, 1.5 мкм). Цветные фильтры 31R перекрывают на своих оконечных частях черную матрицу 20, и, следовательно, имеют перепады по высоте, возникающие по причине черной матрицы 20. Цветные фильтры 31R имеют толщину на черной матрице 20 меньшую по сравнению с толщиной на открытой части точки. Более конкретно цветные фильтры 31R, как правило, имеют толщину приблизительно 0,1-1,8 мкм на черной матрице 20, несмотря на то, что толщина может изменяться в зависимости от ширины цветной пленки на черной матрице 20 и толщины цветной пленки в открытой части точки. При этом разность высоты цветных фильтров 31R в открытой части точки и высоты цветных фильтров 31R на черной матрице 20, как правило, составляет 0,1-1,5 мкм.

Затем жидкость с положительной или отрицательной цветостойкостью (такая как акриловый состав смолы с положительной или отрицательной фоточувствительностью, содержащий пигмент) или пленка с положительной или отрицательной цветостойкостью (такая как акриловая пленка с положительной или отрицательной фоточувствительностью, содержащая пигмент) применяется или наносится на прозрачную подложку 10 для образования зеленой фоточувствительной пленки на основе смолы (цветной пленки). На данном этапе зеленая фоточувствительная пленка на основе смолы до некоторой степени сглаживает черную матрицу 20 на прозрачной подложке 10. После этого зеленая фоточувствительная пленка на основе смолы наносится при помощи фотолитографии на цветные фильтры 31G, которые имеют соединительные части 32G, имеют поперечный профиль прямой клиновидной формы, а также имеют толщину открытой части точки (области, в которой отсутствует черная матрица 20), предпочтительно равную 1-2 мкм (например, 1,5 мкм). Цветные фильтры 31G перекрывают на своих оконечных частях черную матрицу 20 и, следовательно, имеют перепады по высоте, возникающие по причине черной матрицы 20. Цветные фильтры 31G имеют толщину на черной матрице 20 меньшую по сравнению с толщиной на открытой части точки. Более конкретно, цветные фильтры 31G, как правило, имеют толщину приблизительно 0,1-1,8 мкм на черной матрице 20, несмотря на то, что толщина может изменяться в зависимости от ширины цветной пленки на черной матрице 20 и толщины цветной пленки в открытой части точки. При этом разность высоты цветных фильтров 31G в открытой части точки и высоты цветных фильтров 31G на черной матрице 20, как правило, составляет 0,1-1,5 мкм.

Затем жидкость с положительной или отрицательной цветостойкостью (такая как акриловый состав смолы с положительной или отрицательной фоточувствительностью, содержащий пигмент) или пленка с положительной или отрицательной цветостойкостью (такая как акриловая пленка с положительной или отрицательной фоточувствительностью, содержащая пигмент) применяется или наносится на прозрачную подложку 10 для образования синей фоточувствительной пленки на основе смолы (цветной пленки). На данном этапе синяя фоточувствительная пленка на основе смолы до некоторой степени сглаживает черную матрицу 20 на прозрачной подложке 10. После этого синяя фоточувствительная пленка на основе смолы наносится при помощи фотолитографии на цветные фильтры 31В, которые имеют соединительные части 32В, имеют поперечный профиль прямой клиновидной формы, а также имеют толщину открытой части точки (области, в которой отсутствует черная матрица 20), предпочтительно равную 1-2 мкм (например, 1,5 мкм). Цветные фильтры 31В перекрывают на своих оконечных частях черную матрицу 20 и, следовательно, имеют перепады по высоте, возникающие по причине черной матрицы 20. Цветные фильтры 31В имеют толщину на черной матрице 20 меньшую по сравнению с толщиной на открытой части точки. Более конкретно цветные фильтры 31В, как правило, имеют толщину приблизительно 0,1-1,8 мкм на черной матрице 20, несмотря на то, что толщина может изменяться в зависимости от ширины цветной пленки на черной матрице 20 и толщины цветной пленки в открытой части точки. При этом разность высоты цветных фильтров 31В в открытой части точки и высоты цветных фильтров 31В на черной матрице 20, как правило, составляет 0,1-1,5 мкм.

Как было описано выше, образование цветных фильтров 31R, цветных фильтров 31G и цветных фильтров 31B с использованием цветостойкой жидкости или цветостойкой пленки приводит к неравномерности между смежными точками. Следовательно, эффект пресечения дисклинации становится заметен в случае применения концепции настоящего изобретения к подложке цветного фильтра, образованной при помощи такого способа изготовления.

Кроме того, если цветные фильтры 31R, цветные фильтры 31G и цветные фильтры 31B проектируются так, чтобы иметь поперечный профиль (в частности, на их оконечных частях) прямой клиновидной формы, то ориентирующая пленка и прозрачная светопроводящая пленка (общий электрод) могут быть единообразно применены к прозрачной подложке 10 бесшовным способом.

Поскольку цветные фильтры 31R, цветные фильтры 31G и цветные фильтры 31B могут быть образованы исключительно посредством выхода из областей, которые обычно удаляются посредством гравировки, в качестве соединительных частей 32R, соединительных частей 32G и соединительных частей 32B, то черная матрица 20 не должна иметь большую толщину, по сравнению с обычной требуемой толщиной. Таким образом, сокращение апертуры может быть эффективно пресечено при изготовлении подложки 1 цветного фильтра.

Порядок образования цветных фильтров 31R, цветных фильтров 31G и цветных фильтров 31B может быть задан соответственным образом (изменен).

В случае, если в качестве разделителя обеспечивается фото-разделитель (столбчатый разделитель), то состав смолы с положительной или отрицательной фоточувствительностью (такой как акриловый состав смолы с положительной или отрицательной фоточувствительностью) применяется к образованным цветным фильтрам для образования прозрачной фоточувствительной пленки на основе смолы. Затем прозрачная фоточувствительная пленка на основе смолы наносится при помощи фотолитографии, посредством чего столбчатый фото-разделитель образовывается выше черной матрицы 20.

В настоящем документе случай, когда жидкокристаллическое устройство отображения настоящего варианта осуществления в качестве разделителя имеет фото-разделитель, описывается более подробно со ссылкой на Фиг.11. В этом случае жидкокристаллическое устройство отображения настоящего варианта осуществления имеет подложку 2 TFT и подложка 1 цветного фильтра, которые обращены друг к другу, а жидкокристаллический слой 42 зажимается посредством подложек 1 и 2, между которыми фото-разделитель 41 поддерживает заданное пространство.

В этом случае подложка 1 цветного фильтра имеет структуру, в которой компоненты последовательно располагаются на прозрачной подложке 10 в следующем порядке: черная матрица 20, фильтрующий слой 30, имеющий цветные фильтры 31R, цветные фильтры 31G и цветные фильтры 31B, противоэлектрод 43, образованный из прозрачной светопроводящей пленки, фото-разделители 41, и притираемую ориентирующую пленку 44. Фото-разделители 41 располагаются выше соединительных частей 32R, соединительных частей 32G и соединительных частей 32B.

При этом подложка 2 TFT, например, имеет на прозрачной подложке 12 слой 13 образования элементов, имеющий образованные соединения, такие как линии истока, линии затвора и линии Cs (соединения накопительного конденсатора), транзисторы TFT (переключающие элементы) и изолирующий слой. На слое 13 образования элементов подложка 2 TFT имеет электроды 4 пиксела, образованные из прозрачной светопроводящей пленки, а также имеет ориентирующую пленку 5, которая притирается и покрывает электроды 4 пиксела.

Высота фото-разделителей 41 может быть задана в соответствии с желательным промежутком соты. Между слоями фото-разделителей 41 и черной матрицей 20 могут быть вставлены цветные фильтры, по меньшей мере, одного цвета из цветных фильтров 31R, цветных фильтров 31G и цветных фильтров 31B. Кроме того, фото-разделители 41 могут быть изготовлены посредством соответственного последовательного расположения черной матрицы 20, цветного фильтра 31R, цветного фильтра 31G и цветного фильтра 31B, например, каждый фото-разделитель 41 может быть изготовлен посредством обеспечения части области каждому цветному фильтру 31R, цветному фильтру 31G и цветному фильтру 31B, а также последовательного расположения частей области на черной матрице 20 для образования столбчатой структуры. Альтернативно фото-разделители 41 могут быть образованы на подложке 2 TFT.

После образования разделителей прозрачный электрод (противоэлектрод) и ориентирующая пленка образовываются в заданном порядке на основной поверхности изолирующего слоя 10, на котором образована черная матрица 20, цветные фильтры 31R, цветные фильтры 31G, цветные фильтры 31B и т.п. Благодаря этому осуществляется подложка 1 цветного фильтра. Примеры прозрачного электрода включают в себя прозрачные светопроводящие пленки, такие как пленка оксидов индия и олова (пленка ITO). Примеры способа образования прозрачного электрода включают в себя напыление. Примеры материала ориентирующих пленок включают в себя термоотверждаемые полиимидные смолы.

Изготовленную таким образом подложку 1 цветного фильтра и общую подложку TFT затем посылают в процесс сборки соты, а также в процесс сборки модуля для осуществления жидкокристаллического устройства отображения настоящего варианта осуществления. Ориентирующие пленки подложки 1 цветного фильтра и подложки TFT притираются в процессе сборки соты. Кроме того, в случае, когда в качестве разделителя используется сферические разделители, такие как шарики, сферические разделители изначально рассеиваются по подложке 1 цветного фильтра или по подложке TFT, после чего подложки скрепляются.

Как было описано выше, концепция жидкокристаллического устройства отображения настоящего варианта осуществления предоставляет возможность пресечения области перехода и дисклинации в жидкокристаллическом устройстве отображения, оборудованном притираемыми ориентирующими пленками.

Кроме того, каждая точка подложки 1 цветного фильтра окружается черной матрицей 20. Поэтому количество крутых перепадов по высоте, возникающих по причине черной матрицы 20, а также крутых перепадов по высоте, возникающих по причине форм оконечных частей соответствующих цветных фильтров 31R, цветных фильтров 31G и цветных фильтров 31B, увеличивается на подложке 1 цветного фильтра. Другими словами, подложка 1 цветного фильтра имеет структуру, которая может беспрепятственно вызвать дисклинацию. Однако, если смежные точки частично соединяются в подложке 1 цветного фильтра, то может быть беспрепятственно поддержана непрерывность ориентации и, следовательно, может быть эффективно пресечена дисклинация. Как было описано выше, настоящее изобретение может обеспечить заметный эффект пресечения дисклинации на структуре, в которой каждая точка окружается черной матрицей 20.

Подобным образом подложка цветного фильтра, имеющая большое отношение светозащитной ширины к ширине апертуры точки, беспрепятственно вызывает дисклинацию. Более конкретно дисклинация беспрепятственно возникает в случаях, когда отношение светозащитной ширины черной матрицы 20 к ширине апертуры точки, по меньшей мере, в одном из горизонтального и вертикального направлений, имеет значение 0.3 или более. Настоящее изобретение может обеспечить заметный эффект пресечения дисклинации на такой подложке цветного фильтра.

Цветные фильтры 31R, цветные фильтры 31G и цветные фильтры 31B в подложке 1 цветного фильтра имеют перепады по высоте, возникающие по причине черной матрицы 20. Кроме того, черной матрицей 20 является смолистый BM, который содержит смолу, и, следовательно, увеличивает вероятность возникновения перепадов по высоте. Соответственно, подложка 1 цветного фильтра проявляет тенденцию к увеличению возникновения крутых перепадов по высоте, возникающих по причине черной матрицы 20, а также крутых перепадов по высоте, возникающих по причине форм оконечных частей соответствующих цветных фильтров 31R, цветных фильтров 31G и цветных фильтров 31B. Таким образом, подложка 1 цветного фильтра имеет структуру, которая может беспрепятственно вызвать дисклинацию. В частности, дисклинация беспрепятственно возникает в случаях, когда черная матрица 20 имеет толщину в 1 мкм или более. Однако подложка 1 цветного фильтра может эффективно пресечь дисклинацию даже в этом случае. Как было описано выше, настоящее изобретение может обеспечить заметный эффект пресечения дисклинации на структуре, в которой цветные фильтры 31R, цветные фильтры 31G и цветные фильтры 31B имеют перепады по высоте, возникающие по причине черной матрицы 20, или на структуре, в которой черная матрица 20 содержит смолу.

Подложка 1 цветного фильтра не включает в себя покрывающий слой (пленку, обеспечивающую эффект покрытия) для покрытия цветных фильтров 31R, цветных фильтров 31G, цветных фильтров 31B и черной матрицы 20. Соответственно, ориентирующие пленки имеют перепады по высоте, возникающие по причине цветных фильтров 31R, цветных фильтров 31G и цветных фильтров 31B. Поэтому ориентация жидкокристаллических молекул в подложке 1 цветного фильтра непосредственно затрагивается крутыми перепадами по высоте, возникающими по причине черной матрицы 20, а также крутыми перепадами по высоте, возникающими по причине форм оконечных частей соответствующих цветных фильтров 31R, цветных фильтров 31G и цветных фильтров 31B. Таким образом, подложка 1 цветного фильтра имеет структуру, которая может беспрепятственно вызвать дисклинацию. Однако, если смежные точки частично соединяются для поддержки непрерывности ориентации в подложке 1 цветного фильтра, то дисклинация может быть эффективно пресечена. Как было описано выше, настоящее изобретение может обеспечить заметный эффект пресечения дисклинации в случае применения концепции настоящего изобретения к подложкам цветного фильтра и жидкокристаллическим устройствам отображения, в которых не образован покрывающий слой для покрытия цветных фильтров 31R, цветных фильтров 31G, цветных фильтров 31B и черной матрицы 20.

В соответствии с исследованиями, проведенными изобретателями настоящего изобретения, подложка цветного фильтра с большей вероятностью вызовет дисклинацию при наличии фото-разделителя, чем при наличии разделителя, отличного от фото-разделителя, например, сферических разделителей, таких как шарики. Однако подложка 1 цветного фильтра может эффективно пресечь дисклинацию при наличии в качестве разделителя фото-разделителя 41, как иллюстрировано на Фиг.11. Таким образом, настоящее изобретение может обеспечить заметный эффект пресечения дисклинации в случае применения концепции настоящего изобретения к подложкам цветного фильтра и жидкокристаллическим устройствам отображения, которые оборудованы фото-разделителем.

Ниже описываются вариации настоящего варианта осуществления.

На Фиг.3 изображены схематические представления, каждое из которых иллюстрирует вариацию подложки цветного фильтра первого варианта осуществления, в соответствии с настоящим изобретением: Фиг.3(a) изображает горизонтальное представление подложки, а каждая из Фиг.3(b) и 3(c) изображает представление в поперечном разрезе, выполненном по линии A3-B3, изображенной на Фиг.3(a). Каждый цветной фильтр 31R, цветной фильтр 31G и цветной фильтр 31B может частично контактировать на черной матрице 20 со смежным фильтром различного цвета, как иллюстрировано на Фиг.3(a). Более конкретно цветной фильтр 31R, цветной фильтр 31G и цветной фильтр 31B может соответственно иметь на сторонах смежных фильтров различных цветов выступы 33R, выступы 33G и выступы 33B, которые выступают на частях границ между смежными точками. Каждый из этих выступов 33R, выступов 33G и выступов 33B может контактировать со смежными выступами различных цветов в горизонтальном направлении на Фиг.3(a). Таким образом, подложка цветного фильтра может иметь контактные части 34RG, контактные части 34GB и контактные части 34BR, на каждой из которых смежные фильтры различных цветов частично контактируют друг с другом. Это, подобно вышеупомянутому варианту осуществления упрощает поддержку непрерывности ориентации жидкокристаллических молекул среди смежных точек, и, следовательно, пресечение дисклинации. Кроме того, может быть пресечена область перехода.

На данном этапе, как иллюстрировано на Фиг.3(b), выступы 33R, выступы 33G и выступы 33B могут не перекрывать друг друга, но могут контактировать друг с другом. Альтернативно выступы могут перекрывать смежные выступы различных цветов, как иллюстрировано на Фиг.3(c). Структура, изображенная на Фиг.3(b), может сократить позиции крутых перепадов по высоте, возникающих по причине черной матрицы 20, только до двух (эти две позиции, изображены стрелками на Фиг.3(b)) около контактных частей 34RG, контактных частей 34GB и контактных частей 34BR. Следовательно, эта структура предоставляет возможность упрощения поддержки непрерывности ориентации жидкокристаллических молекул среди точек. При этом структура, изображенная на Фиг.3(c), может быть беспрепятственно изготовлена, даже в случае возникновения беспорядка ориентации при нанесении цветных фильтров 31R, цветных фильтров 31G и цветных фильтров 31B. Вследствие этого данная структура достигает более высокого уровня выпуска продукции.

В структуре, изображенной на Фиг.3(c), крутые перепады по высоте, возникающие по причине черной матрицы 20, возникают в трех позициях (эти три позиции изображены стрелками на Фиг.3(c)) около контактной части 34RG, контактной части 34 GB и контактной части 34BR. Однако, резистный материал обеспечивает эффект сглаживания, и, следовательно, каждый выступ 33R, выступ 33G и выступ 33B имеет меньшую толщину в области, перекрывающей выступ смежного фильтра различного цвета (области, обозначенной буквой «L» на Фиг.3(c)), по сравнению с другими областями. Соответственно, эта структура также может поддерживать непрерывность ориентации жидкокристаллических молекул среди смежных точек, а также может пресечь дисклинацию.

Однако, если область (обозначенная буквой «L» на Фиг.3(c)) является очень большой, где выступ 33R, выступ 33G или выступ 33B перекрывает выступ фильтра различного цвета, то перепад по высоте в области будет очень большим, даже при эффекте сглаживания резистного материала, и это может привести к неудаче в пресечении дисклинации. Более конкретно предпочтительно, чтобы длина L области, в которой выступ 33R, выступ 33G или выступ 33B перекрывает смежный выступ фильтра различного цвета, не была больше 2 мкм. Длина области перекрытия больше 2 мкм может не привести к удовлетворительному пресечению дисклинации.

Фиг.4 изображает схематическое горизонтальное представление, иллюстрирующее подложку цветного фильтра сравнительного примера. Как иллюстрировано на Фиг.4, если только один из смежных фильтров различных цветов имеет выступ 133, а другие смежные фильтры различных цветов не имеют выступа, то выступ 133 будет располагаться ближе к оконечной части черной матрицы 120, то есть к открытой части смежной точки различного цвета. Соответственно, если беспорядок ориентации фотомаски возникает при нанесении цветных фильтров 31R, цветных фильтров 31G и цветных фильтров 31B, то выступ 133 может находиться вне предварительно заданной позиции для достижения открытой части смежной точки различного цвета, кроме того, может измениться цветность. С учетом этого ширина черной матрицы 120 может быть расширена для предотвращения того, что выступ 133 достигнет открытой части точки различного цвета. В этом случае апертура может быть сокращена. Таким образом, этой подложке цветного фильтра сравнительного примера сложно достигнуть высокой апертуры при пресечении изменения цветности.

Напротив, подложка 1 цветного фильтра настоящей вариации имеет смежные фильтры различных цветов, выступающие друг к другу для совместного контакта, как иллюстрировано на Фиг.3. Поэтому каждая контактная часть 34RG, контактная часть 34 GB и контактная часть 34BR располагается дальше от оконечной части черной матрицы 120, то есть от открытой части смежной точки различного цвета. Соответственно, по сравнению со сравнительным примером, иллюстрированным на Фиг.4, можно дополнительно увеличить область для пресечения выхода контактных частей 34RG, контактных частей 34 GB и контактных частей 34BR за пределы черной матрицы 20, в случае беспорядка ориентации, возникающего в процессе экспонирования при нанесении цветных фильтров 31R, цветных фильтров 31G и цветных фильтров 31B. Таким образом, существует незначительная потребность, чтобы подложка 1 цветного фильтра настоящей вариации главным образом имела увеличенную ширину черной матрицы 20 для пресечения того, что контактные части 34RG, контактные части 34GB и контактные части 34BR достигнут открытой части смежной точки для изменения цветности. Соответственно, подложка 1 цветного фильтра настоящей вариации может эффективно пресечь сокращение апертуры, в то же время пресекая изменение цветности.

Кроме того, выступы 33R, выступы 33G и выступы 33B соответствующих цветных фильтров 31R, цветных фильтров 31G и цветных фильтров 31B контактируют с выступами всех смежных фильтров разных цветов, как иллюстрировано на Фиг.3(a). Следовательно, дисклинация может быть пресечена с большей эффективностью.

Кроме того, в настоящей вариации смежные фильтры различных цветов частично контактируют друг с другом во всей области отображения, и, следовательно, дисклинация может быть пресечена, при сокращении области перехода во всей области отображения жидкокристаллического устройства отображения.

Каждый выступ 33R, выступ 33G и выступ 33B может иметь любую плоскую форму, такую как прямоугольник, как иллюстрировано на Фиг.3 (a), треугольник, полукруг, полуовал, многоугольник или подобную.

Фиг.3 иллюстрирует структуру, в которой выступы 33R, выступы 33G и выступы 33B соответственно располагаются в центрах границ, разделяющих цветные фильтры 31R, цветные фильтры 31G и цветные фильтры 31B (или точки). Монтажные позиции выступов 33R, выступов 33G и выступов 33B, то есть позиции выступов 33R, выступов 33G и выступов 33B на соответствующих границах, разделяющих цветные фильтры 31R, цветные фильтры 31G и цветные фильтры 31B, могут быть заданы соответствующим образом. Выступы 33R, выступы 33G и выступы 33B могут быть расположены в углах границ точек или в позициях, находящихся около углов.

Кроме того, смежные фильтры одного цвета могут выступать друг к другу для взаимного контакта. Таким образом, каждый смежный фильтр одного цвета может иметь выступ, кроме того, выступы одного цвета могут контактировать друг с другом.

Фиг.5 изображает схематическое горизонтальное представление, иллюстрирующее другую вариацию подложки цветного фильтра первого варианта осуществления, в соответствии с настоящим изобретением. Черная матрица 20 может иметь только части 21 (светозащитные части истока), которые образованы вдоль линий истока подложки TFT (противоположной подложки), как иллюстрировано на Фиг.5, а также проходят в вертикальном направлении на Фиг.5. Цветные фильтры 31R, цветные фильтры 31G и цветные фильтры 31B могут быть непрерывно образованы для точек, смежные друг с другом в вертикальном направлении на Фиг.5. Эта структура не вызывает крутых перепадов по высоте между точками, смежными друг с другом в вертикальном направлении на Фиг.5. Соответственно, возможно сократить пропорцию области, имеющей крутые перепады по высоте, по сравнению со структурой, в которой каждая точка окружается черной матрицей 20. Это приводит к меньшей частоте возникновения дисклинации.

Кроме того, цветной фильтр 31R, цветной фильтр 31G и цветной фильтр 31B имеют соответствующие выступы 33R, выступы 33G и выступы 33B, контактирующие с выступами фильтров различных цветов, которые являются смежными в горизонтальном направлении на Фиг.5. Эта структура предоставляет возможность сокращения количества крутых перепадов по высоте, которые возникают около светозащитных частей 21 истока черной матрицы 20. Соответственно, настоящая вариация, несмотря на изначально малую частоту возникновения дисклинации, может пресечь дисклинацию с еще большей эффективностью.

В настоящей вариации линии затвора подложки TFT защищают от света части (части изображенные пунктирными линиями на Фиг.5) между точками, которые являются смежными друг с другом в вертикальном направлении на Фиг.5.

Фиг.6 изображает схематическое горизонтальное представление, иллюстрирующее еще одну вариацию подложки цветного фильтра первого варианта осуществления, в соответствии с настоящим изобретением. Каждая подложка цветного фильтра, имеющая любую из вышеупомянутых структур, использует схему полосного расположения. Настоящее изобретение может использовать любую структуру расположения точек, такую как структура дельта, иллюстрированная на Фиг.6, мозаичная структура, квадратная структура или подобную.

В настоящем документе, несмотря на то, что Фиг.1 изображает исключительно структуру, в которой соединяются фильтры одного цвета, смежные друг с другом в вертикальном направлении, контактировать друг с другом могут только фильтры различных цветов, смежные друг с другом в горизонтальном направлении на Фиг.1. Таким образом, смежные цветные фильтры могут быть соединены или контактировать друг с другом в любой позиции на подложке цветного фильтра настоящего изобретения. Цветные фильтры, смежные друг с другом исключительно в заданном направлении, могут быть соединены или контактировать друг с другом, как иллюстрировано на Фиг.1. Альтернативно, как иллюстрировано на Фиг.3, все смежные цветные фильтры могут быть соединены или контактировать друг с другом. В еще одном альтернативном варианте беспорядочно выбранные группы смежных цветных фильтров могут быть соединены или контактировать друг с другом.

Цветные фильтры 31R, цветные фильтры 31G и цветные фильтры 31B образовываются на подложке 1 цветного фильтра в каждой из вышеупомянутых структур. Тип или количество цветов для цветных фильтров (или точек), обеспечиваемых в настоящем изобретении, в частности, не ограничиваются. Например, могут быть обеспечены фильтры голубого, пурпурного и желтого цветов, или же могут быть обеспечены цветные фильтры четырех или более цветов, например, красного, зеленого, синего и желтого цветов.

Проверочное испытание

Жидкокристаллическое устройство отображения TN, фактически изготовленное с подложкой цветного фильтра, в соответствии с настоящим изобретением, было проверено на частоту возникновения дисклинации. Фиг.7 изображает схематическое горизонтальное представление, иллюстрирующее подложку цветного фильтра, в соответствии с настоящим изобретением, которая использовалось для проверочного испытания на частоту возникновения дисклинации.

Пример 1

Как иллюстрировано на Фиг.7, была изготовлена подложка цветного фильтра, которая является аналогичной подложке 1 цветного фильтра, иллюстрированной на Фиг.1. В частности, черный фоточувствительный состав смолы был применен к стеклянной подложке, а также был нанесен на черную матрицу 20, имеющую толщину 1,1 мкм. На черной матрице 20 цветостойкая жидкость была применена и нанесена на соответствующие цветные фильтры 31R, цветные фильтры 31G и цветные фильтры 31B в заданном порядке. Каждый цветной фильтр 31R, цветной фильтр 31G и цветной фильтр 31B имел толщину 1,9 мкм в открытых частях точек, а также имел толщину 1,0-1,4 мкм на черной матрице 20. В результате чего цветной фильтр 31R, цветной фильтр 31G и цветной фильтр 31B имели перепады по высоте, возникающие по причине черной матрицы 20, составляющие 0,2-0,6 микрометров.

Шаг точек в вертикальном направлении (вертикальный шаг) на Фиг.7 был равен 159 мкм. Шаг точек в горизонтальном направлении (горизонтальный шаг) на Фиг.7 был равен 53 мкм. Ширина Wa (вертикальная ширина открытой части) открытых частей точек в вертикальном направлении на Фиг.7 была равна 116 мкм. Ширина Wb (горизонтальная ширина открытой части) открытых частей точек в горизонтальном направлении на Фиг.7 была равна 45 мкм. Ширина Wc светозащитных частей 22 затвора черной матрицы 20 была равна 43 мкм. Ширина Wd светозащитных частей 21 истока черной матрицы 20 была равна 8 мкм. Ширина We соединительных частей 32R, соединительных частей 32G и соединительных частей 32B в горизонтальном направлении на Фиг.7 была равна 15 мкм. Как можно заметить из этого отношение We/Wb в данном случае составляет не менее 0,3. Ширина We соединительных частей более конкретно является средней длиной соединительных частей в направлении, перпендикулярном по отношению к направлению ориентации точек одного цвета, которые имеют точечные части, соединенные в соединительных частях. Ширина Wb открытых частей точек является средней длиной открытых частей точек в направлении, аналогичном направлению ширины We соединительных частей.

Затем формируется пленка ITO и ориентирующая пленка, образованная из полиимидной смолы, в таком порядке, после чего ориентирующая пленка притирается. После этого для проверочного испытания были изготовлены жидкокристаллические устройства отображения с использованием сферических разделителей, в соответствии с общепринятым способом изготовления жидкокристаллического устройства отображения TN.

Пример 2

Для проверочного испытания были изготовлены жидкокристаллические устройства отображения, которые имеют конфигурацию, аналогичную конфигурации жидкокристаллического устройства отображения из примера 1, за исключением того, что отношение We/Wb было изменено на 0,38.

Сравнительный пример 1

Для проверочного испытания были изготовлены жидкокристаллические устройства отображения, которые имеют конфигурацию, аналогичную конфигурации жидкокристаллического устройства отображения из примера 1, за исключением того, что соединительные части 32R, соединительные части 32G и соединение части 32B обеспечены не были. Таким образом, были изготовлены жидкокристаллические устройства отображения, имеющие отношение We/Wb, равное нулю. На подложке цветного фильтра, используемой для настоящего сравнительного примера, шаг точек в вертикальном направлении (вертикальный шаг) был равен 171 мкм, шаг точек в горизонтальном направлении (горизонтальный шаг) был равен 57 мкм, ширина Wa (вертикальная ширина открытой части) открытых частей точек в вертикальном направлении была равна 116,5 мкм, ширина Wb (горизонтальная ширина открытой части) открытых частей точек в горизонтальном направлении была равна 49 мкм, ширина Wc светозащитных частей затвора черной матрицы была равна 54,5 мкм, а ширина Wd светозащитных частей истока черной матрицы была равна 8 мкм.

Сравнительный пример 2

Для проверочного испытания были изготовлены жидкокристаллические устройства отображения, которые имеют конфигурацию, аналогичную конфигурации жидкокристаллического устройства отображения из примера 1, за исключением того, что точечные части для смежных точек одного цвета, были соединены на всех границах между точками одного цвета. Таким образом, были изготовлены жидкокристаллические устройства отображения, в которых ширина We соединительных частей 32R, соединительных частей 32G и соединительных частей 32B была аналогичной ширине Wb открытых частей точек (то есть, We/Wb=1). На подложке цветного фильтра, используемой для настоящего сравнительного примера, шаг точек в вертикальном направлении (вертикальный шаг) был равен 171 мкм, шаг точек в горизонтальном направлении (горизонтальный шаг) был равен 57 мкм, ширина Wa (вертикальная ширина открытой части) открытых частей точек в вертикальном направлении была равна 116,5 мкм, ширина Wb (горизонтальная ширина открытой части) открытых частей точек в горизонтальном направлении была равна 49 мкм, ширина Wc светозащитных частей затвора черной матрицы была равна 54,5 мкм, а ширина Wd светозащитных частей истока черной матрицы была равна 8 мкм.

Частота возникновения дисклинации

Как показано в следующей Таблице 1, жидкокристаллические устройства отображения из сравнительного примера 1 имели высокую частоту возникновения дисклинации, составляющую 18%, а жидкокристаллические устройства отображения из сравнительного примера 2 имели дефекты, вызываемые областью перехода. В отличие от этого пример 1 не имел дефектов, вызываемых областью перехода или дисклинацией.

Таблица 1   We/Wb Частота возникновения дисклинации Сравнительный пример 1 0 18% Пример 1 0,33 0% Пример 2 0,38 0% Сравнительный пример 2 1 -

Настоящая заявка испрашивает приоритет в соответствии с заявкой на патент № 2008-95135, поданной в Японии 1 апреля 2008 года, в соответствии с Парижским соглашением и условиями федерального закона указанной страны, информационное содержание которой полностью включено посредством ссылки.

Краткое описание чертежей

На Фиг.1 изображены схематические представления, каждое из которых иллюстрирует подложку цветного фильтра первого варианта осуществления, в соответствии с настоящим изобретением: Фиг.1(a) изображает горизонтальное представление подложки, а Фиг.1(b) изображает представление в поперечном разрезе, выполненном по линии А1-В1, изображенной на Фиг.1(a).

На Фиг.2 изображены схематические представления, каждое из которых иллюстрирует подложку цветного фильтра первого варианта осуществления, в соответствии с настоящим изобретением в процессе изготовления: Фиг.2(a) изображает горизонтальное представление подложки, а Фиг.2 (b) изображает представление в поперечном разрезе, выполненном по линии A2-B2, изображенной на Фиг.2(a).

На Фиг.3 изображены схематические представления, каждое из которых иллюстрирует вариацию подложки цветного фильтра первого варианта осуществления, в соответствии с настоящим изобретением: Фиг.3(a) изображает горизонтальное представление подложки, а каждая из Фиг.3(b) и 3(c) изображает представление в поперечном разрезе, выполненном по линии A3-B3, изображенной на Фиг.3(a).

Фиг.4 изображает схематическое горизонтальное представление, иллюстрирующее подложку цветного фильтра из сравнительного примера.

Фиг.5 изображает схематическое горизонтальное представление, иллюстрирующее другую вариацию подложки цветного фильтра из первого варианта осуществления, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.6 изображает схематическое горизонтальное представление, иллюстрирующее еще одну вариацию подложки цветного фильтра из первого варианта осуществления, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.7 изображает схематическое горизонтальное представление, иллюстрирующее подложку цветного фильтра, в соответствии с настоящим изобретением, которая использовалось для проверочного испытания на частоту возникновения дисклинации.

Фиг.8 изображает концептуальную схему, иллюстрирующую направления притирки ориентирующей пленки и направление поворота жидких кристаллов в горизонтальном представлении точки в жидкокристаллическом устройстве отображения TN.

На Фиг.9 изображены схематические представления, каждое из которых иллюстрирует обычную подложку цветного фильтра: Фиг.9(a) изображает горизонтальное представление подложки, а Фиг.9(b) изображает представление в поперечном разрезе, выполненном по линии X-Y, изображенной на Фиг.9(a).

Фиг.10 изображает концептуальную схему, иллюстрирующую направления притирки ориентирующей пленки и направление поворота жидких кристаллов в горизонтальном представлении точки, имеющей дисклинацию, возникшую в жидкокристаллическом устройстве отображения TN.

На Фиг.11 изображены схематические представления, каждое из которых иллюстрирует жидкокристаллическое устройство отображения из первого варианта осуществления в соответствии с настоящим изобретением: Фиг.11(a) изображает горизонтальное представление подложки, Фиг.11(b) изображает представление в поперечном разрезе, выполненном по линии A4-B4, изображенной на Фиг.11(a), а Фиг.11(c) изображает представление в поперечном разрезе, выполненном по линии A5-B5, изображенной на Фиг.11(a).

Перечень ссылочных номеров

1, 101: Подложка цветного фильтра

2: Подложка TFT

4: Электрод пиксела

5: Ориентирующая пленка

10, 12, 110: Прозрачная подложка

13: Слой образования элементов

20, 120: Черная матрица

21: Светозащитная часть истока

22: Светозащитная часть затвора

23: Светозащитная часть Cs

30, 130: Фильтрующий слой

31R, 131R: Фильтр красного (R) цвета

31G, 131G: Фильтр зеленого (G) цвета

31В, 131B: Фильтр синего (B) цвета

32R, 32G, 32B: Соединительная часть

33R, 33G, 33B, 133: Выступ

34RG, 34GB, 34BR: Контактная часть

35: Красная фоточувствительная пленка на основе смолы (цветная пленка)

41: Фото-разделитель

42: Жидкокристаллический слой

43: Противоэлектрод

44: Ориентирующая пленка

141a, 141b: Направление притирки

Изобретение обеспечивает подложку цветного фильтра и жидкокристаллическое устройство отображения, которые обеспечивают простую цветовую схему для жидкокристаллической индикаторной панели, могут пресечь как область перехода, так и дисклинацию, а также могут пресечь сокращение апертуры. Подложка цветного фильтра настоящего изобретения имеет структуру, в которой смежные цветные фильтры имеют соответствующие выступы, которые выступают в направлении друг друга, а также контактируют друг с другом на светозащитном элементе, структуру, в которой области цветного фильтра для смежных точек одного цвета частично соединяются на защитном элементе, или структуру, в которой объединены вышеупомянутые структуры. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.

1. Подложка цветного фильтра, содержащая:
множество точек;
светозащитный элемент, который защищает часть между множеством точек от света; и
множество цветных фильтров, которые располагаются планарно, а также перекрывают на своих соответствующих оконечных частях светозащитный элемент,
причем
множество цветных фильтров содержит третий цветной фильтр, который содержит множество точечных частей для смежных точек одного цвета, а также соединительную часть, расположенную на светозащитном элементе, и
смежные точечные части из множества точечных частей третьего цветного фильтра, частично соединенные на соединительной части.

2. Подложка цветного фильтра по п.1,
в которой отношение We/Wb ширины We соединительной части и ширины Wb апертуры точки составляет 0.3 или более.

3. Подложка цветного фильтра, по п.1,
в которой
множество цветных фильтров дополнительно содержат первый цветной фильтр и второй цветной фильтр, которые являются смежными друг с другом,
первый цветной фильтр и второй цветной фильтр соответственно имеют первый выступ и второй выступ, которые выступают в направлении друг друга, и
первый выступ и второй выступ контактируют друг с другом на светозащитном элементе.

4. Подложка цветного фильтра по п.3,
в которой первый цветной фильтр и второй цветной фильтр имеют различные цвета.

5. Подложка цветного фильтра по п.3 или 4,
в которой первый выступ и второй выступ не перекрываются, но контактируют друг с другом.

6. Подложка цветного фильтра по п.3 или 4,
в которой первый выступ и второй выступ имеют соответствующие перекрывающие части, которые перекрывают друг друга.

7. Подложка цветного фильтра по п.1 или 3,
в которой каждая точка окружена светозащитным элементом.

8. Подложка цветного фильтра по п.1 или 3,
в которой каждый из множества цветных фильтров имеет поперечный профиль прямой клиновидной формы.

9. Подложка цветного фильтра по п.1 или 3,
в которой каждый из множества цветных фильтров имеет меньшую толщину на светозащитном элементе по сравнению с открытой частью точки.

10. Подложка цветного фильтра по п.1 или 3,
в которой каждый из множества цветных фильтров образован из жидкостного резиста или пленочного резиста.

11. Подложка цветного фильтра по п.1 или 3,
в которой каждый из множества цветных фильтров имеет перепад по высоте, возникающий по причине светозащитного элемента.

12. Подложка цветного фильтра по п.1 или 3,
в которой светозащитный элемент содержит смолу.

13. Подложка цветного фильтра по п.1 или 3,
в которой подложка цветного фильтра не включает в себя покрывающий слой для покрытия светозащитного элемента и множества цветных фильтров.

14. Жидкокристаллическое устройство отображения, содержащее подложку цветного фильтра, по любому из пп.1-13, подложку, обращенную к подложке цветного фильтра, а также жидкокристаллический слой, зажатый между подложками.

15. Жидкокристаллическое устройство отображения по п.14, в котором подложка цветного фильтра имеет притираемую ориентирующую пленку на ее поверхности на стороне жидкокристаллического слоя.

16. Жидкокристаллическое устройство отображения по п.14 или 15,
в котором ориентирующая пленка имеет перепад по высоте, возникающий по причине множества цветных фильтров.

17. Жидкокристаллическое устройство отображения по п.14,
в котором подложка цветного фильтра имеет столбчатый разделитель на стороне жидкокристаллического слоя.