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JP2005099393A - Color filter substrate and display device using the same - Google Patents

Color filter substrate and display device using the same Download PDF

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JP2005099393A
JP2005099393A JP2003332665A JP2003332665A JP2005099393A JP 2005099393 A JP2005099393 A JP 2005099393A JP 2003332665 A JP2003332665 A JP 2003332665A JP 2003332665 A JP2003332665 A JP 2003332665A JP 2005099393 A JP2005099393 A JP 2005099393A
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JP
Japan
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color filter
color
substrate
light shielding
tft
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Pending
Application number
JP2003332665A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryuji Kurihara
龍司 栗原
Akihiro Seiraku
明大 正楽
Toshio Fujii
利夫 藤井
Atsushi Fujisawa
敦 冨士澤
Hiroshi Tsuchiya
博司 土屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the degradation of display quality caused by occurrence of unevenness by preventing an active element from defectively operating owing to light transmitted through a light shielding layer and light reflected by the light shielding layer. <P>SOLUTION: A color filter substrate 10 has a transparent substrate 1, the light shielding layer (BM) which is formed on the transparent substrate 1 and arranged opposite the active element (TFT), and color filters 2R and 2B of at least two colors which are formed on the transparent substrate 1. The color filters 2R and 2B of the two colors are laminated on the BM. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、カラーフィルタ基板に関する。また、本発明は、カラーフィルタ基板を用いた、TFT(Thin Film Transistor)型液晶表示装置などの表示装置に関する。   The present invention relates to a color filter substrate. The present invention also relates to a display device such as a TFT (Thin Film Transistor) type liquid crystal display device using a color filter substrate.

図7は、従来のカラー液晶表示装置を模式的に示す断面図である。図7に示すカラー液晶表示装置は、ガラス基板1上にカラーフィルタ2が形成されたカラーフィルタ基板100と、ガラス基板3上にアクティブ素子としてのTFTが形成されたTFT基板20と、両基板100,20に挟まれた液晶層30とを有する。カラーフィルタ基板100には、赤、緑、青の各サブ画素を光学的に分離し、またTFTを遮光するための遮光層、すなわちBM(ブラックマスクまたはブラックマトリクス)が形成されている。   FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a conventional color liquid crystal display device. The color liquid crystal display device shown in FIG. 7 includes a color filter substrate 100 in which a color filter 2 is formed on a glass substrate 1, a TFT substrate 20 in which TFTs as active elements are formed on a glass substrate 3, and both substrates 100. , 20 and the liquid crystal layer 30. The color filter substrate 100 is formed with a light shielding layer, that is, a BM (black mask or black matrix) for optically separating the red, green, and blue sub-pixels and shielding the TFTs.

しかし、図7に示すように、バックライトからの光BLがBMで反射して、TFTのチャネルへ入射することがある。あるいは、観察者側から入射した光がBMを透過して、TFTのチャネルへ入射することがある。TFTのチャネルへ外光が入射した場合、光励起による電流が発生し、電荷が蓄積されることによって、TFTの保持特性が悪化する。すなわち、TFTのOFF電流特性が悪化する。光励起によって発生する電流に場所的な不均一性があった場合、表示にカスミと呼ばれるムラが発生して表示品位を低下させる。   However, as shown in FIG. 7, the light BL from the backlight may be reflected by the BM and enter the TFT channel. Alternatively, light incident from the viewer side may pass through the BM and enter the TFT channel. When external light is incident on the channel of the TFT, a current is generated by photoexcitation, and charges are accumulated, thereby deteriorating the retention characteristics of the TFT. That is, the OFF current characteristics of the TFT deteriorate. When the current generated by the photoexcitation has a local non-uniformity, unevenness called “mist” is generated in the display, and the display quality is lowered.

TFTに対する遮光を確実にした液晶表示装置が、例えば特許文献1に開示されている。特許文献1の図1に示す液晶表示装置では、黒色のフォトレジストが選択エッチングされて、TFT20上にブラックマトリクス38の第1の突起部38Aが形成されている。さらに、カラーフィルタ基板13には、第1の突起部38Aに対向する位置に、赤、緑、青の三色のカラーフィルタ46R,46G,46Bを積層した第2の突起部50が形成されている。これにより、TFT20に対する遮光が確実になり、外光によるTFT20の動作不良を防止することができる(特許文献1の段落〔0040〕、〔0059〕、〔0060〕および〔0064〕参照)。   For example, Patent Document 1 discloses a liquid crystal display device in which light shielding with respect to a TFT is ensured. In the liquid crystal display device shown in FIG. 1 of Patent Document 1, a black photoresist is selectively etched to form a first protrusion 38 </ b> A of a black matrix 38 on the TFT 20. Further, the color filter substrate 13 is formed with a second protrusion 50 in which red, green, and blue color filters 46R, 46G, and 46B are stacked at a position facing the first protrusion 38A. Yes. As a result, light shielding to the TFT 20 is ensured, and malfunction of the TFT 20 due to external light can be prevented (see paragraphs [0040], [0059], [0060] and [0064] of Patent Document 1).

特開平7−281195号公報JP-A-7-281195

しかし、特許文献1ではBMをTFT基板側に形成するBM on TFT 方式を前提としており、TFT基板側のTFT素子上にBMが形成されている。この方式は、従来の一般的な方式と異なるので、カラーフィルタ基板やTFT基板の作製に新しいプロセスが必要となる。具体的には、特許文献1の液晶表示装置では、TFT基板側のTFT素子上に形成されたBMと、カラーフィルタ基板側のTFT遮光部上に形成された積層カラーフィルタとを突き合わせることで、セルギャップを制御するスペーサの役割を持たせている。そのため、TFT基板側のTFT素子上に形成されるBMの頂部までの高さと、カラーフィルタ基板側のTFT遮光部上に形成された積層カラーフィルタの頂部までの高さとの和を、セルギャップに対応するように、厳密に制御する必要がある。   However, Patent Document 1 assumes a BM on TFT method in which BM is formed on the TFT substrate side, and BM is formed on the TFT element on the TFT substrate side. Since this method is different from the conventional general method, a new process is required for manufacturing a color filter substrate and a TFT substrate. Specifically, in the liquid crystal display device of Patent Document 1, the BM formed on the TFT element on the TFT substrate side and the laminated color filter formed on the TFT light shielding portion on the color filter substrate side are matched. In addition, it has a role of a spacer for controlling the cell gap. Therefore, the sum of the height to the top of the BM formed on the TFT element on the TFT substrate side and the height to the top of the laminated color filter formed on the TFT light shielding portion on the color filter substrate side is defined as the cell gap. Strict control is required to accommodate.

なお、特許文献1に記載の液晶表示装置では、カラーフィルタ基板にBMが形成されていないので、同文献は、バックライトからの光等がBMで反射して、TFTのチャネルへ入射するという課題を示唆していない。   In the liquid crystal display device described in Patent Document 1, since the BM is not formed on the color filter substrate, the document discloses a problem that light from the backlight is reflected by the BM and enters the TFT channel. Does not suggest.

本発明の目的の1つは、BMを透過する光に対する遮光能力を上げることによって、アクティブ素子の動作不良を防止すること、すなわち透過光によるカスミを抑制することである。本発明の他の目的は、BMで反射されたバックライト光によるカスミを抑制することである。   One of the objects of the present invention is to prevent malfunction of the active element by increasing the light blocking ability with respect to the light transmitted through the BM, that is, to suppress the fog caused by the transmitted light. Another object of the present invention is to suppress fog caused by backlight light reflected by the BM.

本発明では、BM上に2色のカラーフィルタによる色重ねを設けることで、可視領域のスペクトルを吸収し、BMを透過する光やBMでの反射光に対する遮光能力を上げている。例えば、絵素部に使用する3色のカラーフィルタのうち2色をTFT遮光部上で重ね合わせることにより、十分な遮光能力を持った色重ねをTFT遮光部に形成する。   In the present invention, by providing color overlap with two color filters on the BM, the spectrum in the visible region is absorbed, and the light blocking ability for light transmitted through the BM and reflected light from the BM is increased. For example, by superimposing two colors of the three color filters used in the picture element portion on the TFT light shielding portion, a color superposition having a sufficient light shielding capability is formed on the TFT light shielding portion.

本発明のカラーフィルタ基板は、半導体層を有するアクティブ素子が形成された素子基板に対向配置されるカラーフィルタ基板であって、透明基板と、前記透明基板上に形成され、かつ前記アクティブ素子に対向する位置に配置される遮光層と、前記透明基板上に形成された少なくとも2色のカラーフィルタとを有し、前記少なくとも2色のカラーフィルタのうちの2色のカラーフィルタが、前記遮光層上に積層されている。前記少なくとも2色のカラーフィルタは、赤,緑および青の3色のカラーフィルタであっても良い。   The color filter substrate of the present invention is a color filter substrate disposed opposite to an element substrate on which an active element having a semiconductor layer is formed, and is formed on the transparent substrate and opposed to the active element. And at least two color filters formed on the transparent substrate, and two color filters of the at least two color filters are disposed on the light shielding layer. Are stacked. The at least two color filters may be three color filters of red, green and blue.

前記遮光層上に積層された前記2色のカラーフィルタは、前記遮光層に隣接するカラーフィルタと同じ色のカラーフィルタであっても良い。または、前記遮光層上に積層された前記2色のカラーフィルタのうちの1色のカラーフィルタは、前記遮光層に隣接するカラーフィルタと異なる色のカラーフィルタであっても良い。   The two color filters stacked on the light shielding layer may be the same color filter as the color filter adjacent to the light shielding layer. Alternatively, the color filter of one color among the two color filters stacked on the light shielding layer may be a color filter having a different color from the color filter adjacent to the light shielding layer.

前記遮光層上に積層された前記2色のカラーフィルタは、赤および青の2色のカラーフィルタであっても良い。   The two color filters stacked on the light shielding layer may be red and blue color filters.

本発明の表示装置は、半導体層を有するアクティブ素子が形成された素子基板と、前記アクティブ素子に対向する位置に前記遮光膜が配置された本発明のカラーフィルタ基板と、前記素子基板および前記カラーフィルタ基板の間隙に介在する表示媒体層とを有する。「表示媒体層」とは、互いに対向する電極間の電位差により光透過率が変調される層、または互いに対向する電極間を流れる電流により自発光する層である。表示媒体層は、例えば液晶層、無機または有機エレクトロルミネッセンス(EL)層(白色発光層)などである。   The display device of the present invention includes an element substrate on which an active element having a semiconductor layer is formed, a color filter substrate of the present invention in which the light-shielding film is disposed at a position facing the active element, the element substrate, and the color And a display medium layer interposed in the gap of the filter substrate. The “display medium layer” is a layer whose light transmittance is modulated by a potential difference between electrodes facing each other, or a layer that emits light by current flowing between electrodes facing each other. The display medium layer is, for example, a liquid crystal layer, an inorganic or organic electroluminescence (EL) layer (white light emitting layer), or the like.

本発明によれば、外光の入射やバックライト光の反射、液晶セル内部の多重反射などによるカスミを抑制し、表示品位の低下を防ぐことができる。特許文献1では、外光によるTFT素子の動作不良を防ぐのは、主にTFT基板側のTFT素子上に形成されるBMであり、カラーフィルタ基板側のTFT遮光部上に形成される色重ねは、遮光性を向上させると共に、セルギャップを確保するためのものである。本発明では、カラーフィルタ基板側のTFT遮光部に形成される色重ねは、TFT素子への遮光を確実にし、表示品位の低下を防ぐためのものである。言い換えれば、色重ねを形成する目的は、外光を透過させず、また反射を引起すことのない十分な遮光能力をTFT遮光部に与えることである。したがって、特許文献1では、セルギャップに応じて、TFT基板側のTFT素子上に形成されるBMの頂部までの高さと、カラーフィルタ基板側のTFT遮光部上に形成される色重ねの頂部までの高さを厳密に制御する必要があるが、本発明ではその必要はない。   According to the present invention, it is possible to suppress the fogging due to the incidence of external light, the reflection of backlight light, the multiple reflection inside the liquid crystal cell, and the like, and the deterioration of display quality can be prevented. In Patent Document 1, it is the BM formed mainly on the TFT element on the TFT substrate side that prevents malfunction of the TFT element due to external light, and the color overlap formed on the TFT light shielding portion on the color filter substrate side. Is for improving the light shielding property and securing the cell gap. In the present invention, the color overlap formed on the TFT light-shielding portion on the color filter substrate side is intended to ensure light-shielding to the TFT elements and prevent deterioration of display quality. In other words, the purpose of forming the color overlap is to provide the TFT light-shielding portion with a sufficient light-shielding capability that does not transmit external light and does not cause reflection. Therefore, in Patent Document 1, depending on the cell gap, the height to the top of the BM formed on the TFT element on the TFT substrate side and the top of the color overlap formed on the TFT light-shielding portion on the color filter substrate side. However, in the present invention, this is not necessary.

また、本発明では、従来通り、BMをカラーフィルタ基板側に形成する方式を前提としているので、各色フィルタの形成材料を使用し、各色フィルタの形成とともに色重ねが形成される。したがって、TFT基板およびカラーフィルタ基板の製造において、色重ねを形成するための特別な工程が必要となることはなく、また製造プロセスを変更する必要がないので、特許文献1の液晶表示装置と比較して製造プロセスが簡便である。   Further, according to the present invention, since a method for forming the BM on the color filter substrate side is premised as before, the color filter forming material is used, and the color overlap is formed together with the formation of each color filter. Therefore, in the manufacture of the TFT substrate and the color filter substrate, there is no need for a special process for forming a color overlay, and there is no need to change the manufacturing process. Thus, the manufacturing process is simple.

本発明によれば、遮光層(BM)を透過した光および遮光層で反射された光によるアクティブ素子の動作不良を防止することができるので、カスミによる表示品位の低下を防ぐことができる。   According to the present invention, it is possible to prevent the malfunction of the active element due to the light transmitted through the light shielding layer (BM) and the light reflected by the light shielding layer, so that it is possible to prevent deterioration in display quality due to fog.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態では、透過型の液晶表示装置を例に説明するが、本発明の表示装置は、カラーフィルタ基板およびアクティブ素子基板を有する表示装置に広く適用することができる。例えば、反射型または透過反射両用型の液晶表示装置、有機EL表示装置や無機EL表示装置にも適用することができる。また、以下の実施形態では、スイッチング素子としてTFT(Thin Film Transistor)を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置について説明するが、本発明の液晶表示装置は、半導体層を有するアクティブ素子が形成された表示装置に広く適用することができる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, a transmissive liquid crystal display device will be described as an example. However, the display device of the present invention can be widely applied to display devices having a color filter substrate and an active element substrate. For example, the present invention can be applied to a reflection type or a transflective liquid crystal display device, an organic EL display device, and an inorganic EL display device. In the following embodiments, an active matrix type liquid crystal display device using a TFT (Thin Film Transistor) as a switching element will be described. The liquid crystal display device of the present invention is a display in which an active element having a semiconductor layer is formed. Can be widely applied to the device.

図1は、本実施形態の液晶表示装置の一画素を模式的に示す平面図である。図2は、図1のII−II線断面図であり、図3は、図1のIII −III 線断面図である。なお、画素は、赤、緑および青の各サブ画素から構成されている。   FIG. 1 is a plan view schematically showing one pixel of the liquid crystal display device of the present embodiment. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. The pixel is composed of red, green, and blue sub-pixels.

本実施形態の液晶表示装置は、カラーフィルタ基板10と、半導体層4を有するTFTが形成されたTFT基板20と、両基板に挟まれた液晶層8とを有する。TFT基板20のガラス基板3上には、行方向に延びる複数の走査配線(不図示)と、行方向に対して略直交する列方向に延びる複数の信号配線7と、走査配線と信号配線7との交差部近傍に設けられた(言い換えればマトリクス状に配置された)TFTとが形成されている。なお、列方向および行方向は、両者の方向が相対的に異なることを単に示すにすぎず、基板の横方向や縦方向を規定するものではなく、基板の長手方向や短手方向を規定するものでもない。   The liquid crystal display device of this embodiment includes a color filter substrate 10, a TFT substrate 20 on which a TFT having the semiconductor layer 4 is formed, and a liquid crystal layer 8 sandwiched between both substrates. On the glass substrate 3 of the TFT substrate 20, a plurality of scanning wirings (not shown) extending in the row direction, a plurality of signal wirings 7 extending in a column direction substantially orthogonal to the row direction, and the scanning wirings and signal wirings 7 are arranged. TFTs (in other words, arranged in a matrix) provided in the vicinity of the intersection with the. Note that the column direction and the row direction merely indicate that the two directions are relatively different, and do not define the horizontal direction or vertical direction of the substrate, but specify the longitudinal direction or short direction of the substrate. Not a thing.

TFTは、走査配線に接続されたゲート電極5と、ゲート電極5を覆うゲート絶縁膜6と、ゲート絶縁膜6を介してゲート電極5上に形成された半導体層4と、信号配線7に接続されたソース電極と、画素電極(不図示)に接続されたドレイン電極8とを有する。なお、図2および図3では、信号配線およびソース電極に参照符号7を付している。   The TFT is connected to the gate electrode 5 connected to the scanning wiring, the gate insulating film 6 covering the gate electrode 5, the semiconductor layer 4 formed on the gate electrode 5 through the gate insulating film 6, and the signal wiring 7. And a drain electrode 8 connected to a pixel electrode (not shown). In FIG. 2 and FIG. 3, reference numeral 7 is assigned to the signal wiring and the source electrode.

カラーフィルタ基板10は、ガラス基板1と、ガラス基板1上に形成されたBMと、赤,緑および青の各カラーフィルタ2R,2G,2Bとを有する。各カラーフィルタ2R,2G,2Bは、赤、緑および青の各サブ画素に対向するように配置されている。BMは、赤、緑および青の各サブ画素を区切る領域およびTFTの領域に対向する位置に配置された遮光層であり、ガラス基板1側から入射した光がTFTの半導体層4(チャネル)に入射するのを防ぐ。   The color filter substrate 10 includes a glass substrate 1, a BM formed on the glass substrate 1, and red, green, and blue color filters 2R, 2G, and 2B. The color filters 2R, 2G, and 2B are arranged so as to face the red, green, and blue sub-pixels. BM is a light-shielding layer disposed at a position facing the TFT region and the region that separates the red, green, and blue sub-pixels. Light incident from the glass substrate 1 side enters the TFT semiconductor layer 4 (channel). Prevents incidence.

BM上には、2色のカラーフィルタが積層されている。本実施形態では、赤のカラーフィルタ2Rと青のカラーフィルタ2BがBM上に積層されている。図4は、各色のカラーフィルタによる可視光領域での透過光スペクトルを示すグラフである。図4に示すように、赤色フィルタ2Rによる透過光スペクトルと青色フィルタ2Bによる透過光スペクトルを重ね合わせた場合、透過光をほぼ遮ることが可能となる。   Two color filters are stacked on the BM. In this embodiment, a red color filter 2R and a blue color filter 2B are stacked on the BM. FIG. 4 is a graph showing a transmitted light spectrum in the visible light region by each color filter. As shown in FIG. 4, when the transmitted light spectrum by the red filter 2R and the transmitted light spectrum by the blue filter 2B are superimposed, the transmitted light can be substantially blocked.

図5は、各色のカラーフィルタおよびこれらを組み合わせた場合のOD(Optical Density) 値を示すグラフである。カラーフィルタとして、凸版印刷社製7B18カラーフィルタを用いた。BMの遮光能力として、OD値が3.5以上であることが実使用上、理想的であるとされている。本実施形態のBMは3. 5のOD値を持つ。したがって、ガラス基板1側から入射した光については、BM上にカラーフィルタが積層されていない場合でも、通常の使用では十分遮光することができる。   FIG. 5 is a graph showing color filters of respective colors and OD (Optical Density) values when these are combined. A 7B18 color filter manufactured by Toppan Printing Co., Ltd. was used as the color filter. As the light shielding ability of BM, an OD value of 3.5 or more is considered ideal in practical use. The BM of this embodiment has an OD value of 3.5. Therefore, the light incident from the glass substrate 1 side can be sufficiently shielded under normal use even when the color filter is not laminated on the BM.

しかし、液晶表示装置を車載した場合には、太陽光がガラス基板1側から直接入射するので、BMの遮光能力をさらに高める必要がある。また、BMで反射されたバックライトからの光BLは、BM上にカラーフィルタが積層されていない場合には、そのままTFTの半導体層4(チャネル)に入射するので、表示にカスミが発生するおそれがある。BM上に単層のカラーフィルタが積層されている場合にも、単層のカラーフィルタのOD値はせいぜい1.01であるので、車載等の厳しい条件下では、カラーフィルタによる遮光性の増加は必ずしも十分とは言えない。   However, when the liquid crystal display device is mounted on the vehicle, sunlight directly enters from the glass substrate 1 side, so that it is necessary to further increase the light shielding ability of the BM. In addition, the light BL from the backlight reflected by the BM is incident on the TFT semiconductor layer 4 (channel) as it is when no color filter is stacked on the BM. There is. Even when a single-layer color filter is laminated on a BM, the OD value of the single-layer color filter is 1.01 at most. Not necessarily enough.

本実施形態では、赤のカラーフィルタ2Rと青のカラーフィルタ2BがBM上に積層されている。この二層のカラーフィルタのOD値が2.97であるので、BMのOD値との和が6.47となり、車載等の厳しい条件下でも十分な表示品位を確保することができる。また、バックライトからの光BLがBMで反射された反射光が二層のカラーフィルタを2回透過するので、BMへ入射するバックライト光およびBMで反射したバックライト光に対する総合的な遮光能力は、カラーフィルタ本来のOD値の自乗倍となる。したがって、赤のカラーフィルタ2Rと青のカラーフィルタ2Bを組み合わせることによって、8.82のOD値に相当する遮光性が得られるので、車載等の厳しい条件下でも反射光によるカスミを十分に抑制できる。   In this embodiment, a red color filter 2R and a blue color filter 2B are stacked on the BM. Since the OD value of the two-layer color filter is 2.97, the sum with the OD value of BM is 6.47, and sufficient display quality can be ensured even under severe conditions such as in-vehicle. In addition, since the reflected light from the backlight BL reflected by the BM is transmitted twice through the two-layer color filter, the total light shielding ability for the backlight incident on the BM and the backlight reflected by the BM Is the square of the original OD value of the color filter. Therefore, by combining the red color filter 2R and the blue color filter 2B, a light-shielding property corresponding to an OD value of 8.82 can be obtained, so that fog caused by reflected light can be sufficiently suppressed even under severe conditions such as in-vehicle. .

BM上に赤,緑および青の三層のカラーフィルタ2R,2G,2Bを積層した場合には、OD値が3. 52であるので、遮光性は十分である。しかし、カラーフィルタ基板10側に形成された三層のカラーフィルタ2R,2G,2Bにより、ラビング処理を行っても三層構造部の影になる部分(三層構造部の周囲)がラビングされず、ラビング処理されなかった配向膜部分で液晶分子が所定方向に整列できなくなるという問題を生じる。   When three layers of red, green, and blue color filters 2R, 2G, and 2B are stacked on the BM, the OD value is 3.52, so that the light shielding property is sufficient. However, the three-layer color filters 2R, 2G, and 2B formed on the color filter substrate 10 side do not rub the portion (the periphery of the three-layer structure portion) that becomes a shadow of the three-layer structure portion even when the rubbing process is performed. This causes a problem that liquid crystal molecules cannot be aligned in a predetermined direction at the alignment film portion that has not been rubbed.

本実施形態では、赤のカラーフィルタ2Rと青のカラーフィルタ2Bを組み合わせているが、赤のカラーフィルタ2Rと緑のカラーフィルタ2Gとの組合わせ、青のカラーフィルタ2Bと緑のカラーフィルタ2Gとの組合わせでも、遮光能力は大幅に向上する。   In the present embodiment, the red color filter 2R and the blue color filter 2B are combined, but the combination of the red color filter 2R and the green color filter 2G, the blue color filter 2B and the green color filter 2G, Even with this combination, the light shielding ability is greatly improved.

次に、本実施形態の液晶表示装置の製造方法について説明する。図6は、本実施形態のカラーフィルタ基板10の製造工程を示す平面図である。カラーフィルタ基板10の製造方法について、図6を参照しなから説明する。まず、エッチング法などにより、ガラス基板1上にBMを形成する。具体的には、スパッタリングなどによりガラス基板1上に形成された金属膜、例えばクロム膜に対して、ポジレジスト塗布、マスク露光、現像、エッチングおよび剥離処理を施す。なお、クロム膜の片面または両面に酸化膜を積層させた低反射クロム膜を用いても良い。   Next, a manufacturing method of the liquid crystal display device of this embodiment will be described. FIG. 6 is a plan view showing a manufacturing process of the color filter substrate 10 of the present embodiment. A method for manufacturing the color filter substrate 10 will be described with reference to FIG. First, BM is formed on the glass substrate 1 by an etching method or the like. Specifically, positive resist coating, mask exposure, development, etching, and peeling treatment are performed on a metal film, for example, a chromium film, formed on the glass substrate 1 by sputtering or the like. Note that a low reflection chromium film in which an oxide film is laminated on one side or both sides of a chromium film may be used.

スピンコーティング方式やフィルムラミネート方式などにより、緑のサブ画素に対向する位置に、緑のカラーフィルタ2Gを形成する(図6(a)参照)。このとき、BM上にはカラーフィルタ2Gが積層されていない。次に、赤のサブ画素および全てのTFTに対向する位置に、赤のカラーフィルタ2Rを形成する(図6(b)参照)。これにより、全てのTFTに対向する位置に設けられた各BM上に、赤のカラーフィルタ2Rが積層される。さらに、青のサブ画素および全てのTFTに対向する位置に、青のカラーフィルタ2Bを形成する(図6(c)参照)。これにより、全てのTFTに対向する位置に設けられた各BM上に、赤のカラーフィルタ2Rおよび青のカラーフィルタ2Bが順次積層される。   A green color filter 2G is formed at a position facing the green sub-pixel by a spin coating method or a film laminating method (see FIG. 6A). At this time, the color filter 2G is not stacked on the BM. Next, a red color filter 2R is formed at a position facing the red sub-pixel and all TFTs (see FIG. 6B). Thus, the red color filter 2R is laminated on each BM provided at a position facing all the TFTs. Further, a blue color filter 2B is formed at a position facing the blue sub-pixel and all the TFTs (see FIG. 6C). Accordingly, the red color filter 2R and the blue color filter 2B are sequentially stacked on each BM provided at a position facing all the TFTs.

図2に示すように、図1のII−II線断面部分では、BM上に積層された2色のカラーフィルタ2R,2Bは、BMに隣接する赤および青のカラーフィルタ2R,2Bと同じ色のカラーフィルタである。一方、図3に示すように、図1のIII −III 線断面部分では、BM上に積層された2色のカラーフィルタ2R,2Bのうちの1色のカラーフィルタは、BMに隣接する赤および緑のカラーフィルタ2R,2Gと異なる色のカラーフィルタ、すなわち青のカラーフィルタ2Bである。   As shown in FIG. 2, the two color filters 2R and 2B stacked on the BM are the same color as the red and blue color filters 2R and 2B adjacent to the BM in the section taken along the line II-II in FIG. This is a color filter. On the other hand, as shown in FIG. 3, in the section taken along the line III-III in FIG. 1, one of the two color filters 2R and 2B stacked on the BM is red and red adjacent to the BM. This is a color filter of a color different from the green color filters 2R and 2G, that is, a blue color filter 2B.

なお、本実施形態では、BMのうちTFTに対向する位置のBMのみに、2色のカラーフィルタ2R,2Bを積層させたが、赤、緑および青の各サブ画素を区切る領域に対向する位置のBMについて、2色のカラーフィルタを積層させても良い。   In the present embodiment, the two color filters 2R and 2B are stacked only on the BM at a position facing the TFT in the BM. However, the position facing the area that separates the red, green, and blue sub-pixels. For the BM, two color filters may be laminated.

さらに、化学蒸気堆積(CVD) 法やスパッタ法などにより、カラーフィルタ2R,2G,2B上に、ITO(インジウム錫酸化物)などの透明電極(不図示)を形成する。印刷法、スピンコート法やインクジェット法などにより、透明電極上にポリイミド系やポリアミド系の配向膜(不図示)を形成し、ラビング処理を行なう。   Further, a transparent electrode (not shown) such as ITO (indium tin oxide) is formed on the color filters 2R, 2G, and 2B by a chemical vapor deposition (CVD) method or a sputtering method. A polyimide-based or polyamide-based alignment film (not shown) is formed on the transparent electrode by a printing method, a spin coating method, an inkjet method, or the like, and a rubbing process is performed.

次に、TFT基板20の製造方法について簡単に説明する。フォトリソグラフィ法などにより、ガラス基板3上に走査配線およびゲート電極5を形成し、これらを覆うゲート絶縁膜6を形成する。さらに、半導体層4を形成し、リンなどの不純物をドーピングして、チャネルを形成する。信号配線(不図示)、ソース電極7、ドレイン電極8および画素電極を形成した後、ポリイミド系やポリアミド系の配向膜(不図示)を形成し、ラビング処理を行なう。   Next, a method for manufacturing the TFT substrate 20 will be briefly described. A scanning wiring and a gate electrode 5 are formed on the glass substrate 3 by a photolithography method or the like, and a gate insulating film 6 is formed to cover them. Further, a semiconductor layer 4 is formed, and an impurity such as phosphorus is doped to form a channel. After forming the signal wiring (not shown), the source electrode 7, the drain electrode 8, and the pixel electrode, a polyimide-based or polyamide-based alignment film (not shown) is formed, and a rubbing process is performed.

フォトリソグラフィ法などにより、カラーフィルタ基板10またはTFT基板20に柱状スペーサ(不図示)を形成した後、カラーフィルタ基板10とTFT基板20とを貼り合わせる。柱状スペーサにより規定された両基板の間隙に液晶材料を注入し、シール材により注入口を封口することにより、液晶層30が形成される。さらに、両ガラス基板1,3の外側面のそれぞれに、位相差層および偏光層(いずれも不図示)を順次貼り合わせる。観察者に対して反対側(TFT基板側)に、光源としてのバックライト(不図示)を配置して、本実施形態の液晶表示装置が得られる。   After columnar spacers (not shown) are formed on the color filter substrate 10 or the TFT substrate 20 by photolithography or the like, the color filter substrate 10 and the TFT substrate 20 are bonded together. The liquid crystal layer 30 is formed by injecting a liquid crystal material into the gap between the two substrates defined by the columnar spacers and sealing the injection port with a sealing material. Further, a retardation layer and a polarizing layer (both not shown) are sequentially bonded to the outer surfaces of the glass substrates 1 and 3, respectively. A backlight (not shown) as a light source is arranged on the opposite side (TFT substrate side) with respect to the observer, and the liquid crystal display device of this embodiment is obtained.

本実施形態では、赤,緑,青の3色のカラーフィルタを用いているが、マゼンタ,イエロー,シアンの3色のカラーフィルタを用いても良く、さらに4色以上のカラーフィルタを用いても良い。例えば、シアン,マゼンダ,イエロー,緑の4色のカラーフィルタを用いても良い。また、カラーフィルタ基板の画素配列は、実施形態で示したストライプ配列に限られず、デルタ配列、モザイク配列、スクエア配列などの他の画素配列が採用され得る。   In this embodiment, three color filters of red, green, and blue are used, but three color filters of magenta, yellow, and cyan may be used, and four or more color filters may be used. good. For example, four color filters of cyan, magenta, yellow, and green may be used. The pixel arrangement of the color filter substrate is not limited to the stripe arrangement shown in the embodiment, and other pixel arrangements such as a delta arrangement, a mosaic arrangement, and a square arrangement may be adopted.

(比較例)
図8は、図7に示す液晶表示装置におけるカラーフィルタ基板100の製造工程を示す平面図である。カラーフィルタ基板100の製造方法について、図8を参照しなから説明する。まず、実施形態と同様にして、ガラス基板1上にBMを形成した後、緑のサブ画素およびこのサブ画素の電極に接続されたTFTに対向する位置に、緑のカラーフィルタ2Gを形成する(図8(a)参照)。次に、赤のサブ画素およびこのサブ画素の電極に接続されたTFTに対向する位置に、赤のカラーフィルタ2Rを形成する(図8(b)参照)。さらに、青のサブ画素およびこのサブ画素の電極に接続されたTFTに対向する位置に、青のカラーフィルタ2Bを形成する(図8(c)参照)。実施形態と同様にして、透明電極および配向膜を形成し、ラビング処理を行なう。
(Comparative example)
FIG. 8 is a plan view showing a manufacturing process of the color filter substrate 100 in the liquid crystal display device shown in FIG. A method for manufacturing the color filter substrate 100 will be described with reference to FIG. First, in the same manner as in the embodiment, after forming a BM on the glass substrate 1, a green color filter 2G is formed at a position facing the green subpixel and the TFT connected to the electrode of the subpixel ( (See FIG. 8 (a)). Next, the red color filter 2R is formed at a position facing the red sub-pixel and the TFT connected to the electrode of the sub-pixel (see FIG. 8B). Further, a blue color filter 2B is formed at a position facing the blue subpixel and the TFT connected to the electrode of the subpixel (see FIG. 8C). In the same manner as in the embodiment, a transparent electrode and an alignment film are formed and a rubbing process is performed.

本比較例のカラーフィルタ基板100は、TFTに対向する位置のBM上に、3色のカラーフィルタ2R,2G,2Bのうちのいずれか1色のカラーフィルタが積層されている。しかし、図5に示すように、単層のカラーフィルタのOD値はせいぜい1.01であるので、車載等の厳しい条件下ではカラーフィルタによる遮光性の増加は必ずしも十分とは言えない。したがって、観察者側から入射し、BMを透過した外光によって、TFTのOFF電流特性が悪化して、表示にカスミが発生するおそれがある。   In the color filter substrate 100 of this comparative example, a color filter of any one of the three color filters 2R, 2G, and 2B is laminated on a BM at a position facing the TFT. However, as shown in FIG. 5, since the OD value of the single-layer color filter is 1.01 at most, the increase in the light shielding property by the color filter is not always sufficient under severe conditions such as in-vehicle. Accordingly, there is a possibility that the off-current characteristics of the TFT deteriorate due to the external light incident from the observer side and transmitted through the BM, and the display is blurred.

本発明のカラーフィルタ基板は、カラー表示装置、特にカラー液晶表示装置に用いることができる。   The color filter substrate of the present invention can be used for a color display device, particularly a color liquid crystal display device.

本実施形態の液晶表示装置の一画素を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically one pixel of the liquid crystal display device of this embodiment. 図1のII−II線断面図である。It is the II-II sectional view taken on the line of FIG. 図1のIII −III 線断面図である。It is the III-III sectional view taken on the line of FIG. 各色のカラーフィルタによる可視光領域での透過光スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the transmitted light spectrum in the visible light area | region by the color filter of each color. 各色のカラーフィルタおよびこれらを組み合わせた場合のOD値を示すグラフである。It is a graph which shows the OD value at the time of combining the color filter of each color, and these. 実施形態のカラーフィルタ基板10の製造工程を示す平面図である。It is a top view which shows the manufacturing process of the color filter substrate 10 of embodiment. 従来のカラー液晶表示装置を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional color liquid crystal display device typically. 図7に示す液晶表示装置におけるカラーフィルタ基板100の製造工程を示す平面図である。It is a top view which shows the manufacturing process of the color filter substrate 100 in the liquid crystal display device shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

4 半導体層
10 カラーフィルタ基板
20 TFT基板
30 液晶層
2R 赤のカラーフィルタ
2G 緑のカラーフィルタ
2B 青のカラーフィルタ
4 Semiconductor layer 10 Color filter substrate 20 TFT substrate 30 Liquid crystal layer 2R Red color filter 2G Green color filter 2B Blue color filter

Claims (7)

半導体層を有するアクティブ素子が形成された素子基板に対向配置されるカラーフィルタ基板であって、
透明基板と、前記透明基板上に形成され、かつ前記アクティブ素子に対向する位置に配置される遮光層と、前記透明基板上に形成された少なくとも2色のカラーフィルタとを有し、前記少なくとも2色のカラーフィルタのうちの2色のカラーフィルタが、前記遮光層上に積層されている、カラーフィルタ基板。
A color filter substrate disposed opposite to an element substrate on which an active element having a semiconductor layer is formed,
A transparent substrate; a light shielding layer formed on the transparent substrate and disposed at a position facing the active element; and at least two color filters formed on the transparent substrate; A color filter substrate in which two color filters of color filters are laminated on the light shielding layer.
前記少なくとも2色のカラーフィルタは、赤,緑および青の3色のカラーフィルタである、請求項1に記載のカラーフィルタ基板。   The color filter substrate according to claim 1, wherein the at least two color filters are three color filters of red, green, and blue. 前記遮光層上に積層された前記2色のカラーフィルタは、前記遮光層に隣接するカラーフィルタと同じ色のカラーフィルタである、請求項1または2に記載のカラーフィルタ基板。   The color filter substrate according to claim 1 or 2, wherein the two color filters stacked on the light shielding layer are color filters of the same color as a color filter adjacent to the light shielding layer. 前記遮光層上に積層された前記2色のカラーフィルタのうちの1色のカラーフィルタは、前記遮光層に隣接するカラーフィルタと異なる色のカラーフィルタである、請求項2に記載のカラーフィルタ基板。   3. The color filter substrate according to claim 2, wherein one of the two color filters stacked on the light shielding layer is a color filter having a color different from that of the color filter adjacent to the light shielding layer. . 前記遮光層上に積層された前記2色のカラーフィルタは、赤および青の2色のカラーフィルタである、請求項1から4のいずれか1項に記載のカラーフィルタ基板。   5. The color filter substrate according to claim 1, wherein the two color filters stacked on the light shielding layer are two color filters of red and blue. 6. 半導体層を有するアクティブ素子が形成された素子基板と、前記アクティブ素子に対向する位置に前記遮光膜が配置された請求項1から5のいずれか1項に記載のカラーフィルタ基板と、前記素子基板および前記カラーフィルタ基板の間隙に介在する表示媒体層とを有する、表示装置。   6. The color filter substrate according to claim 1, wherein the element substrate on which an active element having a semiconductor layer is formed, and the light shielding film is disposed at a position facing the active element, and the element substrate. And a display medium layer interposed in a gap between the color filter substrates. 前記表示媒体層は液晶層である、請求項6に記載の表示装置。   The display device according to claim 6, wherein the display medium layer is a liquid crystal layer.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100225858A1 (en) * 2009-03-06 2010-09-09 Beijing Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. Liquid crystal display, color filter substrate and manufacturing method thereof
WO2011058596A1 (en) 2009-11-10 2011-05-19 パナソニック株式会社 Organic electroluminescence display apparatus
KR101266345B1 (en) * 2008-07-29 2013-05-22 샤프 가부시키가이샤 Color conversion organic el display
CN105116651A (en) * 2015-09-01 2015-12-02 深圳市华星光电技术有限公司 Boa type liquid crystal panel
KR20190081577A (en) * 2017-12-29 2019-07-09 엘지디스플레이 주식회사 Display device

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101266345B1 (en) * 2008-07-29 2013-05-22 샤프 가부시키가이샤 Color conversion organic el display
US20100225858A1 (en) * 2009-03-06 2010-09-09 Beijing Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. Liquid crystal display, color filter substrate and manufacturing method thereof
US8390770B2 (en) 2009-03-06 2013-03-05 Beijing Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. Liquid crystal display, color filter substrate and manufacturing method thereof
WO2011058596A1 (en) 2009-11-10 2011-05-19 パナソニック株式会社 Organic electroluminescence display apparatus
US8748875B2 (en) 2009-11-10 2014-06-10 Panasonic Corporation Organic electro-luminescence display device
CN105116651A (en) * 2015-09-01 2015-12-02 深圳市华星光电技术有限公司 Boa type liquid crystal panel
WO2017035911A1 (en) * 2015-09-01 2017-03-09 深圳市华星光电技术有限公司 Boa-type liquid crystal panel
CN105116651B (en) * 2015-09-01 2019-07-02 深圳市华星光电技术有限公司 BOA type LCD panel
KR20190081577A (en) * 2017-12-29 2019-07-09 엘지디스플레이 주식회사 Display device
KR102494467B1 (en) 2017-12-29 2023-01-31 엘지디스플레이 주식회사 Display device

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