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JP2010122665A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】液晶表示装置の遮光部材を広げることなく、光漏れを効果的に防止する。
【解決手段】本発明の液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板の上に形成されるカラーフィルタと、前記カラーフィルタの上に形成される画素電極と、前記第１基板と対向する第２基板と、前記第２基板の上に形成される共通電極と、前記第１基板と前記第２基板との間に挿入される液晶層とを含み、前記カラーフィルタは表面に形成される凹凸部を含む。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関する。
液晶表示装置は、現在、最も幅広く使用されている平板表示装置の１つであって、画素電極と共通電極など電界生成電極が形成されている２枚の表示板と、その間に挿入される液晶層とからなり、電界生成電極に電圧を印加して液晶層に電界を生成し、これによって液晶層の液晶分子の配向を決定し、入射光の偏光を制御して映像を表示する。
液晶表示装置の電界生成電極、つまり、画素電極と共通電極とは互いに異なる２つの表示板にそれぞれ形成されることが一般的である。液晶表示装置は、また、色表示を実現するために顔料が含まれている有機物質などで作ったカラーフィルタを含む。
画素電極とカラーフィルタがそれぞれ他の表示板に形成される場合、画素電極とカラーフィルタとの間に正確な整列（ａｌｉｇｎ）が困難となり整列誤差が発生する恐れがある。これを解決するために、画素電極とカラーフィルタとを同一の表示板に形成するカラーフィルタ・オン・アレイ（ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒ ｏｎ ａｒｒａｙ、ＣｏＡ）構造が提案された。
カラーフィルタ・オン・アレイ構造は、一般に、カラーフィルタ、画素電極、この画素電極に電圧を印加するためのゲート線とデータ線など複数の信号線、及びこれらを制御するためのスイッチング素子が１つの表示板の上に形成される。
一方、液晶表示装置に含まれている種々の電極の間に寄生容量が形成されると、液晶層に形成された電界に影響を与えることがあり、これによって電界に異常が生じられる。そのため、液晶分子の配向が乱れてバックライトから入射した光が漏れることがある。このような光漏れ現象を防止するために、当該部分に遮光部材が形成される。この時、傾斜して入射する光によって発生する光漏れを防止するためには、遮光部材の面積が広くなり、これによって液晶表示装置の開口率が減少する。
本発明の目的は、液晶表示装置の遮光部材を広げることなく、光漏れを効果的に防止することにある。
本発明の一実施形態による液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板の上に形成されるカラーフィルタと、前記カラーフィルタの上に形成される画素電極と、前記第１基板と対向する第２基板と、前記第２基板の上に形成される共通電極と、前記第１基板と前記第２基板との間に挿入される液晶層とを含み、前記カラーフィルタは表面に形成される凹凸部を含む。
前記凹凸部は、稜線及び稜線を介在して隣接する２つの斜面を含むことができる。
前記２つの斜面がそれぞれ前記第１基板となす角は実質的に同一であることができる。
前記稜線には複数の凹部が形成されることができる。
前記第１基板の上に形成されるゲート線と、前記ゲート線の上に形成されるゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜の上に形成される半導体層と、前記半導体層の上に形成されるデータ線と、前記データ線と前記カラーフィルタとの間に形成される第１保護膜とを含むことができる。
前記稜線は前記データ線と実質的に平行であることができる。
前記第１保護膜は無機絶縁膜を含むことができる。
前記カラーフィルタの上に形成される第２保護膜を含むことができる。
前記第２保護膜は無機絶縁膜を含むことができる。
前記第２保護膜は有機絶縁膜を含むことができる。
前記第２保護膜は、前記カラーフィルタの上に形成される無機絶縁膜、及び前記無機絶縁膜の上に形成される有機絶縁膜を含むことができる。
前記画素電極は前記カラーフィルタと接することができる。
本発明の他の実施形態による液晶表示装置の製造方法は、基板の上にゲート線を含むゲート導電体を形成する段階と、前記ゲート導電体の上にゲート絶縁膜を形成する段階と、前記ゲート絶縁膜の上に半導体層を形成する段階と、前記半導体層の上にデータ線を含むデータ導電体を形成する段階と、前記データ導電体の上に第１保護膜を形成する段階と、前記第１保護膜の上に凹凸部を含むカラーフィルタを形成する段階と、前記カラーフィルタの上に画素電極を形成する段階とを含む。
前記カラーフィルタを形成する段階は、顔料を含む物質を積層する段階と、前記顔料を含む物質を加圧して凹凸部を形成する段階とを含むことができる。
前記顔料を含む物質を積層する段階は、顔料を含む物質を複数の溝を有する印刷板に注入する段階と、前記溝に注入された顔料を含む物質を転写ローラに転写する段階と、前記転写ローラに転写された顔料を含む物質を前記第１保護膜の上に転写する段階とを含むことができる。
前記凹凸部は、稜線及び稜線を介在して隣接する２つの斜面を含むことができる。
前記稜線は前記データ線と実質的に平行であることができる。
前記稜線には複数の凹部が形成されることができる。
前記カラーフィルタの上に第２保護膜を形成する段階をさらに含むことができる。
前記第２保護膜は無機絶縁膜を含むことができる。
前記第２保護膜は有機絶縁膜を含むことができる。
前記第２保護膜は順に積層された無機絶縁膜及び有機絶縁膜を含むことができる。
本発明によれば、下部表示板に配置されるカラーフィルタに凹凸部を形成して光を集光することができる。これにより、遮光部材の幅を広げることなく、光漏れを防止することができる。
本発明の一実施形態による液晶表示装置の配置図である。 図１の液晶表示装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図の様々な例である。 図１の液晶表示装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図の様々な例である。 図１の液晶表示装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図の様々な例である。 図１の液晶表示装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図の様々な例である。 図１の液晶表示装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置のカラーフィルタを示す図面である。 図４Ａのカラーフィルタの一部を示す図面である。 本発明の他の実施形態による液晶表示装置のカラーフィルタを示す図面である。 図５Ａに示したカラーフィルタを拡大した図面である。 図１、図２Ａ及び図３に示した液晶表示装置の中で下部表示板を本発明の一実施形態により製造する方法の中間段階での断面図を順に羅列した図面である。 図１、図２Ａ及び図３に示した液晶表示装置の中で下部表示板を本発明の一実施形態により製造する方法の中間段階での断面図を順に羅列した図面である。 図１、図２Ａ及び図３に示した液晶表示装置の中で下部表示板のカラーフィルタを本発明の一実施形態により製造する方法の中間段階での断面図を順に羅列した図面である。 図１、図２Ａ及び図３に示した液晶表示装置の中で下部表示板のカラーフィルタを本発明の一実施形態により製造する方法の中間段階での断面図を順に羅列した図面である。 図１、図２Ａ及び図３に示した液晶表示装置の中で下部表示板のカラーフィルタを本発明の一実施形態により製造する方法の中間段階での断面図を順に羅列した図面である。 図１、図２Ａ及び図３に示した液晶表示装置の中で下部表示板のカラーフィルタを本発明の一実施形態により製造する方法の中間段階での断面図を順に羅列した図面である。 図１、図２Ａ及び図３に示した液晶表示装置の中で下部表示板のカラーフィルタを本発明の一実施形態により製造する方法の中間段階での断面図を順に羅列した図面である。 従来技術による液晶表示装置でカラーフィルタ及び保護膜を通過した光の経路を示す図面である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置でカラーフィルタ及び保護膜を通過した光の経路を示す図面である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置及び光の進路を簡略に示す断面図である。
図面を参照しながら、本発明の実施形態について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は種々の異なる形態で実現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。
図面において、種々の層及び領域を明確に表すために厚さを拡大して示した。明細書の全体にわたって類似する部分については同一の図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるとするとき、これは他の部分の「すぐ上」にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。一方、ある部分が他の部分の「すぐ上」にあるとするときには、中間に他の部分がないことを意味する。
図１乃至図５Ｂを参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の配置図であり、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、及び図２Ｄは、それぞれ図１の液晶表示装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図の様々な例であり、図３は、図１の液晶表示装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
図１乃至図３を参照すると、本実施形態による液晶表示装置は、互いに対向する下部表示板１００と上部表示板２００、これら２つの表示板１００、２００の間に挿入される液晶層３、及び表示板１００、２００の外側面に備えられる一対の偏光子１２、２２を含む。
最初に、下部表示板１００について説明する。
透明なガラスまたはプラスチックなどからなる絶縁基板１１０の上に、複数のゲート線１２１、及び複数の維持電極線１３１が形成されている。
ゲート線１２１は、ゲート信号を伝達し、図１中において主に横方向に延びている。各ゲート線１２１は、上に突出した複数のゲート電極１２４と、他の層または外部駆動回路との接続のために面積の広い端部１２９とを含む。
維持電極線１３１は、所定の電圧の印加を受け、ゲート線１２１とほぼ平行に延びた幹線と、これから分岐した複数対の維持電極１３３ａ、１３３ｂとを含む。図１に示すように、維持電極線１３１それぞれは、隣接した２つのゲート線１２１の間に位置し、幹線は２つのゲート線のうち下側のゲート線に近接するように配置されている。維持電極１３３ａ、１３３ｂそれぞれは、幹線と接続された固定端と、その反対側の自由端とを有する。しかし、維持電極線１３１の形状及び配置は多様に変更できる。
ゲート線１２１及び維持電極線１３１の上には、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）または酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）などからなるゲート絶縁膜１４０が形成されている。
ゲート絶縁膜１４０の上には、水素化非晶質シリコン（ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｅｄ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎ）（非晶質シリコンは、略してａ−Ｓｉと記す）、多結晶シリコン（ｐｏｌｙｓｉｌｉｃｏｎ）、または有機半導体などからなる複数の線状半導体１５１が形成されている。線状半導体１５１は、図１に示すように主に縦方向に延び、ゲート電極１２４に向かって延び出た複数の突出部（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）１５４を含む。
半導体１５１の上には、複数の線状及び島型オーミックコンタクト部材（ｏｈｍｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ）１６１、１６５が形成されている。オーミックコンタクト部材１６１、１６５は、リンなどのｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ＋水素化非晶質シリコンなどの物質、またはシリサイド（ｓｉｌｉｃｉｄｅ）で作ることができる。線状オーミックコンタクト部材１６１は複数の突出部１６３を有し、この突出部１６３と島型オーミックコンタクト部材１６５とは、対をなして半導体１５１の突出部１５４上に配置されている。
オーミックコンタクト部材１６１、１６３、１６５及びゲート絶縁膜１４０の上には、複数のデータ線１７１と、複数のドレイン電極１７５とが形成されている。
データ線１７１は、データ信号を伝達し、主に縦方向に延びてゲート線１２１と交差する。各データ線１７１は、また、維持電極線１３１と交差し、隣接した維持電極１３３ａ、１３３ｂの集合の間に形成される。各データ線１７１は、ゲート電極１２４に向かって延びた複数のソース電極１７３と、他の層または外部駆動回路との接続のために面積の広い端部１７９とを含む。
ドレイン電極１７５は、データ線１７１と分離されており、ゲート電極１２４を中心にソース電極１７３と対向する。各ドレイン電極１７５は、面積の広い一端部１７７と、棒状の他端部とを有する。広い端部１７７は維持電極線１３１の幹線と重畳し、棒状の端部はＪ字状に曲がったソース電極１７３によって一部が取り囲まれている。
１つのゲート電極１２４、１つのソース電極１７３、及び１つのドレイン電極１７５は、半導体１５１の突出部１５４と共に１つの薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）を形成し、薄膜トランジスタのチャネルは、ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間の突出部１５４に形成される。
オーミックコンタクト部材１６１、１６３、１６５は、その下の半導体１５１、１５４と、その上のデータ線１７１及びドレイン電極１７５との間にだけ存在し、これらの間の接触抵抗を低くする。半導体１５１、１５４には、ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間をはじめとして、データ線１７１及びドレイン電極１７５によって覆われずに露出した部分がある。
データ線１７１、ドレイン電極１７５、及び露出した半導体１５１、１５４部分の上には第１保護膜１８０ｐが形成されている。第１保護膜１８０ｐは無機絶縁物などで作られる。無機絶縁物の例としては、窒化ケイ素と酸化ケイ素が挙げられる。
第１保護膜１８０ｐの上にはカラーフィルタ２３０が形成されている。カラーフィルタ２３０は、複数のゲート線１２１及びデータ線１７１に囲まれた領域に位置する。各カラーフィルタ２３０は、赤色、緑色、及び青色の三原色など基本色（ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｌｏｒ）のうちの一つを表示することができる。カラーフィルタ２３０は顔料を物質として形成される。
カラーフィルタ２３０の表面には凹凸部２３１が形成されている。
次に、図４Ａ及び図４Ｂを参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置のカラーフィルタについて詳細に説明する。
図４Ａは、本発明の一実施形態による液晶表示装置のカラーフィルタを示す図面であり、図４Ｂは、図４Ａに示したカラーフィルタの一部を示す図面である。
図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、本発明の一実施形態によるカラーフィルタ２３０の凹凸部２３１は、稜線（ｒｉｄｇｅ）２３１ａが形成されている山形状である。稜線２３１ａは、図４Ａに示すようにＸ方向に沿う方向に平行、つまりデータ線１７１に実質的に平行である。凹凸部２３１は互いに隣接する２つの斜面２３１ｂ、２３１ｃを含む。２つの斜面２３１ｂ、２３１ｃがそれぞれ基板１１０となす角は、実質的に互いに同一であっても良い。例えば、カラーフィルタ２３０の斜面２３１ｂ、２３１ｃが基板１１０となす角は６０゜である。カラーフィルタ２３０の斜面２３１ｂ又は２３１ｃが基板１１０となす角は３０°〜１５０°であり得る。また、例えば図４Ｂに示した点線のように傾斜して光が入射する場合、カラーフィルタ２３０の凹凸部２３１の斜面２３１ｂ、２３１ｃを通過すると、その経路が基板１１０に垂直な方向に近づく側に変化する。したがって、カラーフィルタ２３０を通過した後の光は、カラーフィルタ２３０を通過する前の光に比べて集光される。
次に、図５Ａ及び図５Ｂを参照して、本発明の他の実施形態による液晶表示装置のカラーフィルタについて詳細に説明する。
図５Ａを参照すると、本発明の他の実施形態によるカラーフィルタ２３０では、図４Ａに示す凹凸部２３１の稜線２３１ａにおいて、さらに複数の凹部２３１ｄが形成されている。これにより、多様な角度の入射角を有する光がより効率的に集光できる。凹部２３１ｄは、例えば、図４Ａに示す稜線２３１ａを所定の深さとなるように所定の角度で削りとるように形成されている。例えば所定の深さとは、凹凸部２３１の高さにうち１０〜８０％となる深さである。また、例えば所定の角度とは、凹部２３１ｄの斜面の一方と基板１００の平面とのなす角が３０°〜１５０°であり得る。よって、図５Ａ、図５Ｂに示すように、ゲート線と平行なＹ方向に沿う断面を見ると図４Ａと同様に山形状に形成されており、データ線と平行なＸ方向に沿う断面を見ても山形状に形成されている。
再び図１、図２Ａ、及び図３を参照すると、カラーフィルタ２３０の上には第２保護膜１８０ｑが形成されている。第２保護膜１８０ｑは有機絶縁物などからなり、表面が平坦であっても良い。有機絶縁物は、感光性を有することができ、その誘電定数（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ）は約４．０以下であることが好ましい。
一方、図２Ｂに示すように、第２保護膜１８０ｑは無機絶縁物からなることができる。この時、第２保護膜１８０ｑは、カラーフィルタ２３０と重畳する部分でカラーフィルタ２３０の凹凸部２３１に沿って屈曲している。
また、図２Ｃに示すように、第２保護膜１８０ｑは、無機絶縁物からなる下部膜１８０ｒと、有機絶縁物からなる上部膜１８０ｓとを含むことができる。
カラーフィルタ２３０、第１保護膜１８０ｐ、及び第２保護膜１８０ｑには、データ線１７１の端部１７９とドレイン電極１７５とをそれぞれ露出する複数のコンタクトホール１８２、１８５が形成されており、カラーフィルタ２３０、第１保護膜１８０ｐ、第２保護膜１８０ｑ、及びゲート絶縁膜１４０には、ゲート線１２１の端部１２９を露出する複数のコンタクトホール１８１、維持電極１３３ｂの固定端付近の維持電極線１３１の一部を露出する複数のコンタクトホール１８３ａ、及び維持電極１３３ａの自由端の直線部分を露出する複数のコンタクトホール１８３ｂが形成されている。
第２保護膜１８０ｑの上には複数の画素電極１９１、維持電極１３３ｂどうしを連結する複数の連結橋８３、及び複数の接触補助部材８１、８２が形成されている。
しかし、これとは異なって、図２Ｄに示すように、第２保護膜１８０ｑが存在せずにカラーフィルタ２３０の上に画素電極１９１が直接形成されることも可能である。この場合、画素電極１９１はカラーフィルタ２３０の凹凸部２３１に沿って屈曲する。
画素電極１９１は、コンタクトホール１８５によりドレイン電極１７５と物理的、電気的に接続されており、ドレイン電極１７５からデータ電圧の印加を受ける。データ電圧が印加された画素電極１９１は、共通電圧の印加を受ける上部表示板２００の共通電極２７０と共に電界を生成することによって、２つの電極間の液晶層３の液晶分子の方向を決定する。このように決められた液晶分子の方向によって、液晶層を通過する光の偏光が変化する。画素電極１９１と共通電極はキャパシタ（以下、「液晶キャパシタ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）」という）を構成し、薄膜トランジスタがターンオフされた後にも印加された電圧を維持する。
画素電極１９１は、維持電極１３３ａ、１３３ｂをはじめとする維持電極線１３１と重畳する。画素電極１９１及びこれと電気的に接続されたドレイン電極１７５が維持電極線１３１と重畳して形成するキャパシタをストレージキャパシタ（ｓｔｏｒａｇｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）といい、ストレージキャパシタは液晶キャパシタの電圧維持能力を強化する。
接触補助部材８１、８２は、それぞれコンタクトホール１８１、１８２によってゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９と接続される。接触補助部材８１、８２は、ゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９と外部装置との接着性を補完し、これらを保護する。
連結橋８３は、ゲート線１２１を横切り、ゲート線１２１を介在して反対側に位置するコンタクトホール１８３ａ、１８３ｂによって、維持電極線１３１の露出した部分と、維持電極１３３ｂの自由端の露出した端部とに接続されている。維持電極１３３ａ、１３３ｂをはじめとする維持電極線１３１は、連結橋８３と共にゲート線１２１やデータ線１７１または薄膜トランジスタの欠陥を修理することに使用できる。
次に、上部表示板２００について説明する。
基板２１０の上に遮光部材２２０が形成されている。遮光部材２２０はブラックマトリックスともいい、画素電極１９１と対向する複数の開口領域を定義する一方、画素電極１９１の間の光漏れを防止する。
遮光部材２２０の上には蓋膜２５０が形成されている。蓋膜２５０は絶縁物からなることができ、平坦面を提供する。
蓋膜２５０の上には共通電極２７０が形成されている。共通電極２７０はＩＴＯやＩＺＯなど透明な導電体からなることが好ましい。
表示板１００、２００の内側面の上には液晶層３を配向するための配向膜１１、２１が塗布されている。
次に、図１、図２Ａ、及び図３に示した液晶表示装置の中で下部表示板１００を本発明の一実施形態により製造する方法について、図６乃至図８Ｄを参照して詳細に説明する。
図６及び図７は、図１、図２Ａ、及び図３に示した液晶表示装置の中で下部表示板を本発明の一実施形態により製造する方法の中間段階での断面図を順に羅列したものである。
図６を参照すると、ゲート絶縁膜、真性非晶質シリコン層（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎ）、不純物非晶質シリコン層（ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎ）の３層膜を連続して積層した後、上の２つの層をパターニングして、複数の線状不純物半導体１６４及び突出部１５４を含む複数の線状真性半導体１５１を形成する。
次に、金属膜をスパッタリングなどにより積層した後、フォトエッチングして、ソース電極１７３及び端部１７９を含む複数のデータ線１７１、複数のドレイン電極１７５を形成する。
次に、データ線１７１及びドレイン電極１７５によって覆われずに露出した不純物半導体１６４部分を除去することにより、突出部１６３を含む複数の線状オーミックコンタクト部材１６１と、複数の島型オーミックコンタクト部材１６５とを完成する一方、その下の真性半導体１５１部分を露出する。露出した真性半導体１５１部分の表面を安定化させるために、酸素プラズマを続いて実施することが好ましい。
次に、化学気相蒸着などにより無機絶縁物を積層して第１保護膜１８０ｐを形成する。
その後、図７に示すように、第１保護膜１８０ｐの上にカラーフィルタ２３０を形成する。
次に、図２Ａに示すように、カラーフィルタ２３０の上に有機絶縁物を積層して第２保護膜１８０ｑを形成する。その後、カラーフィルタ２３０、第１保護膜１８０ｐ、第２保護膜１８０ｑ、及びゲート絶縁膜１４０をエッチングしてコンタクトホール １８１、１８２、１８５を形成する。
その後、ＩＴＯまたはＩＺＯ膜をスパッタリングにより積層し、フォトエッチングして、複数の画素電極１９１と複数の接触補助部材８１、８２とを形成する。次に、配向膜１１、２１を形成する工程を追加しても良い。
図８Ａ乃至図８Ｅを参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置の中でカラーフィルタを形成する方法について詳細に説明する。
図８Ａ乃至図８Ｅは、図１、図２Ａ及び図３に示した液晶表示装置の中で下部表示板のカラーフィルタを本発明の一実施形態により製造する方法を示す図面である。
まず、図８Ａを参照すると、複数の溝７２を有する印刷板７１に顔料を含む物質７３を注入する。そして、ブレード７４で印刷板７１の上部を押して顔料を含む物質７３を印刷板７１の溝７２に適切に注入する。この時、溝７２は、データ線１７１及びゲート線１２１によって規定される１つの画素に含まれるカラーフィルタ２３０に相応する。
その後、図８Ｂに示すように、転写ローラ７６が印刷板７１の上を回転して、溝７２に注入されている顔料を含む物質７３が転写ローラ７６の表面に転写される。この時、転写ローラ７６の表面に転写された顔料を含む物質７３は、溝７２の間の間隔と同一の間隔を有する。
その後、図８Ｃに示すように、転写ローラ７６は、第１保護膜１８０ｐの上を移動して、第１保護膜１８０ｐの上に顔料を含む物質７３を転写する。これにより、第１保護膜１８０ｐの上に顔料を含む物質７３が所定の位置に均一な間隔で形成される。
次に、図８Ｄに示すように、加圧ローラ７７を利用して第１保護膜１８０ｐの上に付着している顔料を含む物質７３を加圧する。加圧ローラ７７は、中心軸７７ａ、中心軸７７ａの上に取付けられる支持部７７ｂ、及び支持部７７ｂの上に取付けられる加圧部７７ｃを含む。加圧部７７ｃには凹凸が形成され、加圧部７７ｃの凹凸形態により第１保護膜１８０ｐの上に付着している顔料を含む物質７３の表面に凹凸が形成される。
これにより、前述した図８Ｅに示すように、第１保護膜１８０ｐの上に凹凸部２３１を含むカラーフィルタ２３０が形成される。また、第１保護膜１８０ｐの上に付着している顔料を含む物質７３を加圧ローラ７７で加圧した後には、顔料を含む物質７３が互いに接触して、カラーフィルタ２３０は図８Ｅに示すように形成される。
次に、図９Ａ乃至図１０を参照して、本発明の効果について詳細に説明する。
図９Ａは、従来技術による液晶表示装置でカラーフィルタ及び保護膜を通過した光の経路を示す図面であり、図９Ｂは、本発明の一実施形態による液晶表示装置でカラーフィルタ及び保護膜を通過した光の経路を示す図面であり、図１０は、本発明の一実施形態による液晶表示装置及び光の進路を簡略に示す断面図である。
図９Ａを参照すると、従来技術による液晶表示装置において、θ１の入射角を有して入射した光はカラーフィルタ２３０及び第２保護膜１８０ｑを通過した後、θ２の出射角で出射する。
図９Ｂを参照すると、本発明の一実施形態による液晶表示装置において、図９Ａと同一の入射角θ１を有して入射した光は、カラーフィルタ２３０及び第２保護膜１８０ｑを通過した後、θ３の出射角で出射する。図９Ｂにおいて、光は図９Ａと同一の入射角θ１で入射したが、カラーフィルタ２３０の凹凸部２３１によって経路が点線で表示した縦中心線に近いように折れ、これにより、その出射角θ３は図９Ａの出射角θ２よりも小さくなる。
次の表１は、従来技術による液晶表示装置と本発明の一実施形態による液晶表示装置において、多様な入射角による出射角と垂直中心部からの距離とを表示した。
Figure 2010122665
表１は、カラーフィルタ２３０の屈折率は１．７であり、第２保護膜１８０ｑの屈折率は１．４であり、液晶層３の厚さは４μｍであり、本発明の一実施形態による液晶表示装置のカラーフィルタ２３０の斜面２３１ｂ、２３１ｃが基板１１０となす角は６０゜にして測定した結果である。また、表１において、垂直中心部からの距離は、第２保護膜１８０ｑから一定に離れた仮想の横線で光が到達する部分を縦中心線から測定した距離であり、従来技術の場合には図９ＡでＣと表示した長さであり、本発明の場合には図９ＢでＤと表示した長さである。
表１を参照すると、本発明の一実施形態による液晶表示装置の場合、従来技術による液晶表示装置に比べて多様な入射角において出射角が小さくなったことが分かる。また、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、出射角が小さくなることにより、垂直中心部からの距離Ｄも従来技術による液晶表示装置の垂直中心部からの距離Ｃに比べ、著しく減少したことが分かる。
図１０を参照すると、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、互いに対向する下部基板１１０と上部基板２１０との間に挿入される液晶層３に異常配向ＮＧが発生した部分が示されている。下部基板１１０の上には薄膜パターン１１１が形成されており、薄膜パターン１１１は、前述したゲート導電体、ゲート絶縁膜、半導体、データ絶縁膜、カラーフィルタ、保護膜、及び画素電極などを含む。図１０において、従来技術による液晶表示装置で光の経路はＬａと示し、本発明の一実施形態による液晶表示装置で光の経路はＬｂと示した。従来技術では光の経路がＬａのように進むので、異常配向ＮＧの部分で光が漏れることを防止するためには、遮光部材２２０の幅をＡ＋Ｂ部分まで形成しなければならない。これに反し、本発明の一実施形態によれば、従来技術の場合よりも光が集光されてＬｂのように進むので、遮光部材２２０の幅をＢ部分にのみ形成しても、異常配向ＮＧが発生した部分からの光漏れを防止することができる。従って、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、従来技術に比べ、遮光部材２２０の面積を減少させることができるので、液晶表示装置の開口率が増加する。表１を参照すれば、多様な入射角で本発明の一実施形態による液晶表示装置の遮光部材の幅が従来技術による液晶表示装置の遮光部材の幅よりも減少したことが分かる。
上記実施形態において、稜線２３１ａはゲート線１２１に実質的に平行に形成されても良い。また、カラーフィルタ２３０の稜線２３１ａは、ゲート線１２１とカラーフィルタ２３０とが重畳している領域の近傍、及び／又は、データ線１７１とカラーフィルタ２３０とが重畳している領域の近傍にのみ形成されても良い。
また、本発明を適用可能な表示装置は特に限定されないが、例えば透過型の表示装置に適用可能である。
以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれらに限定されず、次の請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の種々の変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。
１１、２１ 配向膜
１２、２２ 偏光子
１００ 下部表示板
１１０、２１０ 基板
１２１ ゲート線
１２４ ゲート電極
１３１ 維持電極線
１３３ａ、１３３ｂ 維持電極
１４０ ゲート絶縁膜
１５１、１５４ 半導体
１６１、１６３、１６５ オーミックコンタクト部材
１７１ データ線
１７３ ソース電極
１７５ ドレイン電極
１１８、１８０ｐ 第１保護膜
１８０ｑ 第２保護膜
１８１、１８２、１８５ コンタクトホール
１９１ 画素電極
２００ 上部表示板
２２０ 遮光部材
２３０ カラーフィルタ
２５０ 蓋膜
２７０ 共通電極

Claims (10)

  1. 第１基板と、
    前記第１基板の上に形成されるゲート線、データ線、及び前記データ線の上に形成されるカラーフィルタと、
    前記カラーフィルタの上に形成される画素電極と、
    前記第１基板と対向する第２基板と、
    前記第２基板の上に形成される共通電極と、
    前記第１基板と第２基板との間に挿入される液晶層と、
    を含み、
    前記カラーフィルタは表面に凹凸部を含む液晶表示装置。
  2. 前記凹凸部は、稜線及び稜線を介在して隣接する２つの斜面を含む、請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 前記２つの斜面がそれぞれ前記第１基板となす角は実質的に同一である、請求項２に記載の液晶表示装置。
  4. 前記稜線には複数の凹部が形成される、請求項２に記載の液晶表示装置。
  5. 前記データ線と前記カラーフィルタとの間に形成される第１保護膜とを含む、請求項２に記載の液晶表示装置。
  6. 前記稜線は前記データ線と実質的に平行である、請求項５に記載の液晶表示装置。
  7. 前記第１保護膜は無機絶縁膜を含む、請求項５に記載の液晶表示装置。
  8. 前記液晶表示装置は透過型である、請求項１に記載の液晶表示装置。
  9. 前記凹凸部は、前記カラーフィルタと前記データ線又は前記ゲート線とが重畳する領域に形成される、請求項１に記載の液晶表示装置。
  10. 前記凹凸部が形成する稜線は前記データ線又は前記ゲート線と実質的に平行である、請求項１に記載の液晶表示装置。
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