显示装置用基板及显示装置的制作方法

本实用新型涉及显示装置用基板及显示装置。

背景技术：

在显示装置中要求高像素密度化(高清晰化)。由于像素密度越高则像素节距越小，因此容易产生混色。虽然通过增大遮光层(黑矩阵)的宽度能够抑制混色，但亮度因开口率变小而下降。例如，专利文献1中记载了用于防止混色及亮度下降两者的显示装置。在专利文献1中，遮光层配置为比彩色滤光片更靠液晶层一侧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-174431号公报

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题

但是，当遮光层配置为比彩色滤光片更靠液晶层一侧时，遮光层与液晶层之间的距离变小。从而，液晶层有时会被遮光层所包含的成分污染。

本实用新型是鉴于上述技术问题而完成的，其目的在于，提供能够防止混色及亮度(辉度)下降并能防止液晶污染的显示装置用基板及显示装置。

用于解决技术问题的方案

本实用新型的一方式的显示装置用基板包括：第一基板；与所述第一基板重叠的透光性着色层；在与所述第一基板相反的一侧重叠于所述透光性着色层的第一透光性树脂层；在与所述第一基板相反的一侧重叠于所述第一透光性树脂层的遮光层；以及在与所述第一基板相反的一侧重叠于所述遮光层的第二透光性树脂层，在边框区域的至少局部中，所述第一透光性树脂层与所述第一基板接触，所述边框区域设置于显示区域的周围，在所述显示区域中，光透过所述透光性着色层。

作为优选的显示装置用基板的方式，从垂直于所述第一基板的方向观察，所述第一透光性树脂层的面积与所述第一基板的面积相同。

作为优选的显示装置用基板的方式，所述显示装置用基板还包括取向膜，所述取向膜在与所述第一基板相反的一侧重叠于所述第二透光性树脂层。

作为优选的显示装置用基板的方式，所述显示装置用基板还包括衬垫，所述衬垫重叠于所述遮光层的与所述第一基板相反的一侧。

作为优选的显示装置用基板的方式，所述衬垫为与所述第二透光性树脂层相同的材料、且与所述第二透光性树脂层为一体。

作为优选的显示装置用基板的方式，所述显示装置用基板还包括取向膜，所述取向膜在与所述第一基板相反的一侧重叠于所述第二透光性树脂层，在垂直于所述第一基板的截面上，所述取向膜的局部配置于相邻的所述遮光层之间。

作为优选的显示装置用基板的方式，所述显示装置用基板还包括衬垫，所述衬垫重叠于所述遮光层的与所述第一基板相反的一侧，所述衬垫为与所述第二透光性树脂层相同的材料、且与所述第二透光性树脂层为一体。

作为优选的显示装置用基板的方式，从垂直于所述第一基板的方向观察，与所述第一基板重叠的所述遮光层的数量为一个。

作为优选的显示装置用基板的方式，从垂直于所述第一基板的方向观察，所述第二透光性树脂层的面积与所述第一基板的面积相同。

本实用新型的一方式的显示装置包括：具有第一基板的显示装置用基板；与所述第一基板重叠的第二基板；以及配置于所述显示装置用基板与所述第二基板之间的液晶层，所述显示装置用基板还具有：与所述第一基板重叠的透光性着色层；在与所述第一基板相反的一侧重叠于所述透光性着色层的第一透光性树脂层；在与所述第一基板相反的一侧重叠于所述第一透光性树脂层的遮光层；以及在与所述第一基板相反的一侧重叠于所述遮光层的第二透光性树脂层，在边框区域的至少局部中，所述第一透光性树脂层与所述第一基板接触，所述边框区域设置于显示区域的周围，在所述显示区域中，光透过所述透光性着色层。

附图说明

图1为示出本实施方式涉及的显示装置的示意图。

图2为示出本实施方式涉及的显示装置的平面图。

图3为图2中的A-A截面图。

图4为与图2中的A-A截面不同位置的截面图。

图5为放大示出本实施方式涉及的显示装置的显示区域的平面图。

图6为示出本实施方式涉及的显示装置制造时所形成的对准标记的平面图。

图7为变形例1涉及的显示装置的截面图。

图8为变形例2涉及的显示装置的截面图。

图9为变形例3涉及的显示装置的截面图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本实用新型的各实施方式进行说明。需要注意的是，公开的终归仅为一个例子，对本领域技术人员来说能够容易想到的在实用新型主旨范围内的适当变更当然也包含在本实用新型的范围之内。另外，附图为了使说明更加明确，有时与实际的方式相比，示意性示出各部分的宽度、厚度、形状等，这些不过是一个例子，并非用来限定本实用新型的解释。另外，在本说明书与各图中，对于与在已经出现过的附图中描述过的部分相同的部分，标注相同的符号，有时会适当省略其详细的说明。

图1为示出本实施方式涉及的显示装置的示意图。图2为示出本实施方式涉及的显示装置的平面图。图3为图2中的A-A截面图。更具体而言，图3为以包含矩形的像素Pix的平行两边的中点的平面切开显示装置1后的截面。

显示装置1例如为能够进行彩色显示的液晶显示装置。例如，显示装置1为所谓的透过型的液晶显示装置。如图1所示，显示装置1包括：栅极驱动器12、源极驱动器13、多根扫描线GCL、多根信号线SGL和多个像素Pix。并且，如图3所示，显示装置1包括：具有第一基板21的显示装置用基板10、第二基板22和液晶层5。显示装置用基板10包括：透光性着色层32、第一透光性树脂层41、遮光层33、衬垫53和取向膜51。

如图1所示，多根扫描线GCL配置于与第一基板21平行的平面上。扫描线GCL连接于栅极驱动器12。多根信号线SGL配置于与第一基板21平行的平面上。信号线SGL连接于源极驱动器13。信号线SGL例如相对于扫描线GCL正交。在以下的说明中，使用由平行于扫描线GCL的X轴、平行于信号线SGL的Y轴以及与X轴及Y轴正交的Z轴构成的XYZ正交坐标系。

如图2所示，显示装置1包括显示区域A1和边框区域A2。显示区域A1为光透过透光性着色层32的区域，例如为矩形状。显示区域A1也可以称为通过像素Pix显示图像的区域。边框区域A2为包围显示区域A1的带状的区域。

多个像素Pix在图2所示的显示区域A1中排列为矩阵状。像素Pix分别包括多个子像素SPix。像素Pix所包括的子像素SPix的数量例如为3个。子像素SPix包括：开关元件Tr、液晶电容76和保持电容77。开关元件Tr例如为薄膜晶体管(TFT：Thin Film Transistor)。开关元件Tr的源极连接于信号线SGL。开关元件Tr的栅极连接于扫描线GCL。开关元件Tr的漏极连接于液晶电容76的一端及保持电容77的一端。

液晶电容76示出在对电极(counter electrode)61与像素电极62之间产生的电容分量。液晶电容76的一端与开关元件Tr的漏极连接，液晶电容76的另一端被供给公共电位Vcom。保持电容77的一端与开关元件Tr的漏极连接，保持电容77的另一端被供给公共电位Vcom。保持电容77为用于保持施加于对电极61与像素电极62之间的影像显示用的电压的电容分量。

子像素SPix通过扫描线GCL与属于相同行的其它子像素SPix相连接。栅极驱动器12经由扫描线GCL将扫描信号Vscan(参照图1)供给至开关元件Tr。并且，子像素SPix通过信号线SGL与属于相同列的其它子像素SPix相连接。源极驱动器13经由信号线SGL将像素信号Vpix(参照图1)供给至像素电极62。

栅极驱动器12以依次扫描的方式驱动扫描线GCL。栅极驱动器12通过经由扫描线GCL将扫描信号Vscan施加至子像素SPix的开关元件Tr的栅极，从而依次选择子像素SPix中的一行(一水平线)作为显示驱动的对象。并且，源极驱动器13经由信号线SGL将像素信号Vpix供给至构成所选择的一水平线的子像素SPix。于是，在子像素SPix中，根据被供给的像素信号Vpix，一水平线一水平线地进行显示。

图4为与图2中的A-A截面不同位置的截面图。更具体而言，图4为以包含矩形的像素Pix的一边的平面切开显示装置1后的截面。换言之，图4为在不包含衬垫53的位置以平行于A-A截面的平面切开显示装置1后的截面图。图5为放大示出本实施方式涉及的显示装置的显示区域的平面图。图6为示出本实施方式涉及的显示装置制造时所形成的对准标记的平面图。

第一基板21例如为由玻璃形成的基板。透光性着色层32为具有多个颜色区域(颜色区域32R、颜色区域32G及颜色区域32B)的着色层。透光性着色层32重叠于第一基板21的一个表面。颜色区域32R为红色的区域，颜色区域32G为绿色的区域，颜色区域32B为蓝色的区域。如图5所示，多个颜色区域排列成矩阵状。例如，在X方向上按照颜色区域32R、颜色区域32G、颜色区域32B的顺序排列，并且，在Y方向上排列相同颜色的颜色区域。也就是说，沿Y方向排列的颜色区域32R的列、沿Y方向排列的颜色区域32G的列、以及沿Y方向排列的颜色区域32B的列在X方向上顺序排列。在以下的说明中，将从第一基板21观察透光性着色层32的方向记为+Z方向。

如图3所示，在边框区域A2的局部，透光性着色层32形成于第一基板21。设置于边框区域A2的透光性着色层32配置于与设置于边框区域A2的衬垫53重叠的位置，支承衬垫53。另一方面，如图4所示，在边框区域A2中的不与衬垫53重叠的区域未设置透光性着色层32。

透光性着色层32例如通过光刻法制造。例如，首先将蓝色的彩色光阻剂(color resist)涂布于第一基板21，使第一基板21旋转。接着，在减压干燥彩色光阻剂之后，隔着掩模向彩色光阻剂照射紫外线。之后，冲洗(rinse)彩色光阻剂中不需要的部分，余留于第一基板21的彩色光阻剂通过烘烤而固化。使用红色的彩色光阻剂及绿色的彩色光阻剂重复上述的从彩色光阻剂的涂布至彩色光阻剂的烘烤的工序。从而，将包括颜色区域32R、颜色区域32G及颜色区域32B的透光性着色层32形成于第一基板21。

图6所示的第一基板21的对准标记211由蓝色的彩色光阻剂形成。也就是说，在颜色区域32B形成于第一基板21的工序中形成对准标记211。对准标记211为在显示装置1的制造工序中用于显示装置1的定位的标记。为此，与现有技术那样地通过黑色的彩色光阻剂(黑矩阵)来形成对准标记的情况相比，显示装置1的制造工序减少一个。也就是说，显示装置1的制造效率提高。

第一透光性树脂层41为由树脂形成的透明的层。更具体而言，第一透光性树脂层41由绝缘性的树脂形成。也就是说，第一透光性树脂层41为透明的绝缘性部件。第一透光性树脂层41在+Z方向侧重叠于透光性着色层32。例如，从Z方向观察，第一透光性树脂层41的面积与第一基板21的面积相同。并且，如图3及图4所示，在边框区域A2的至少局部中，第一透光性树脂层41与第一基板21接触。第一透光性树脂层41例如为光固化性树脂，通过在涂布于透光性着色层32之后照射紫外线而固化。

遮光层33为所谓的黑矩阵。遮光层33在+Z方向侧重叠于第一透光性树脂层41。假如遮光层33形成于透光性着色层32的表面时，由于透光性着色层32的尺寸精度的影响，容易在遮光层33的形状上产生偏差。对于此，通过将遮光层33形成于第一透光性树脂层41的平坦的表面，从而抑制遮光层33的形状的偏差。如图5所示，遮光层33配置为格子状。具体而言，遮光层33与相邻(邻接)的颜色区域的边界(相邻的颜色区域32R和颜色区域32G的边界、相邻的颜色区域32G和颜色区域32B的边界、相邻的颜色区域32B和颜色区域32R的边界、相邻的两个颜色区域32R的边界、相邻的两个颜色区域32G的边界以及相邻的两个颜色区域32B的边界)重叠。例如，遮光层33为一层。也就是说，在显示区域A1及边框区域A2双方中，从Z方向观察与第一基板21重叠的遮光层33的数量均为一个。

第二透光性树脂层42为由树脂形成的透明的层。更具体而言，第二透光性树脂层42由绝缘性的树脂形成。也就是说，第二透光性树脂层42为透明的绝缘性部件。第二透光性树脂层42在+Z方向侧重叠于遮光层33。例如，从Z方向观察，第二透光性树脂层42的面积与第一基板21的面积相同。第二透光性树脂层42例如为光固化性树脂，在被涂布于第一透光性树脂层41及遮光层33之后通过照射紫外线而固化。

衬垫(spacer)53为用于保持液晶层5的厚度(盒间隙(cell gap))的部件。衬垫53在+Z方向侧重叠于第二透光性树脂层42。并且，衬垫53与遮光层33重叠。优选的是，衬垫53配置于格子状的遮光层33的交叉部分。如图3所示，X方向上的衬垫53的宽度小于遮光层33的宽度。同样地，Y方向上的衬垫53的宽度小于Y方向上的遮光层33的宽度。

取向膜51为用于使液晶层5的液晶分子在一定方向上排列的膜。取向膜51在+Z方向侧重叠于第二透光性树脂层42。

第二基板22例如为由玻璃形成的基板，并与第一基板21平行。在第二基板22上形成有对电极61、绝缘膜63和多个像素电极62。对电极61例如为透明电极。具体而言，对电极61例如为氧化铟锡(ITO：Indium Tin Oxide)。对电极61重叠于第二基板22的-Z方向侧。例如，对电极61通过溅射法而形成于第二基板22的表面。绝缘膜63重叠于对电极61的-Z方向侧。像素电极62例如为氧化铟锡(ITO)。例如，像素电极62通过溅射法而形成于绝缘膜63的表面。像素电极62通过绝缘膜63而与对电极61绝缘。多个像素电极62呈矩阵状配置。一个像素电极62对应于一个子像素SPix。一个像素电极62具有多个狭缝621。在对电极61和像素电极62之间产生的电场经由狭缝621而作用于液晶层5。取向膜52配置于像素电极62的-Z方向侧。例如，背光源配置于第二基板22的+Z方向侧。背光源的光按第二基板22、液晶层5、显示装置用基板10的顺序通过，向第一基板21的-Z方向侧发射。

液晶层5根据电场的状态使光的透过率发生变化。例如，显示装置1为FFS(Fringe Field Switching(边缘场切换))方式的显示装置。通过对电极61和像素电极62使液晶层5的电场变化。

需要注意的是，显示装置1可以不一定非是FFS方式的显示装置。例如，显示装置1也可以为TN(Twisted Nematic(扭曲向列))方式、VA(Virtical Alignment(垂直取向))方式或IPS(In Plane Switching(平面转换))方式的显示装置。并且，显示装置1也可以为反射型的液晶显示装置。在显示装置1为反射型的液晶显示装置的情况下，像素电极62不为透明电极而为反射光的反射电极，或者，将反射板等配置于第二基板22的+Z方向侧。

此外，透光性着色层32所具有的颜色区域可以不一定非为三色，为多色即可。例如，透光性着色层32也可以在颜色区域32R、颜色区域32G及颜色区域32B的基础上还包括白色的颜色区域。

此外，第一透光性树脂层41及第二透光性树脂层42可以不一定非为完全透明的，具有透光性即可。不过，优选的是，第一透光性树脂层41及第二透光性树脂层42尽量不使透过了透光性着色层32的光的颜色发生变化。为此，优选的是，第一透光性树脂层41及第二透光性树脂层42尽可能地接近透明。

如以上所说明的，显示装置用基板10包括：第一基板21、与第一基板21重叠的透光性着色层32、在与第一基板21相反的一侧(+Z方向侧)重叠于透光性着色层32的第一透光性树脂层41、在与第一基板21相反的一侧(+Z方向侧)重叠于第一透光性树脂层41的遮光层33、以及在与第一基板21相反的一侧(+Z方向侧)重叠于遮光层33的第二透光性树脂层42。由此，遮光层33比透光性着色层32更靠液晶层5侧而配置，从而抑制了混色。混色是指，人从斜向(相对于Z轴成角度的方向)观看显示区域A1时，透过了不同颜色的相邻的颜色区域的光入射至人眼的现象。

进一步地，由于斜向(相对于Z轴成角度的方向)通过透光性着色层32的光的路径(光路)变宽，因此，从斜向观看显示装置1时的亮度提高。并且，由于第二透光性树脂层42设置于遮光层33与液晶层5之间，从而防止由遮光层33引起的对液晶层5的污染。因此，显示装置用基板10及显示装置1能够防止混色及亮度降低，并能防止液晶的污染。需要说明的是，由于取向膜51相比遮光层33非常地薄，因此，仅通过取向膜51难以防止由遮光层33引起的对液晶层5的污染。

在显示装置用基板10中，遮光层33不是形成于透光性着色层32的表面，而是形成于第一透光性树脂层41的表面。为此，由于遮光层33的形状偏差得以抑制，从而容易使遮光层33变细。因此，由于显示装置用基板10的开口率提高，从而显示装置1中的透过率(出射光量相对于入射光量之比)提高。

(变形例1)

图7为变形例1涉及的显示装置的截面图。更具体而言，图7为以包含矩形的像素Pix的平行两边的中点的平面切开变形例1涉及的显示装置1A后的截面。变形例1涉及的显示装置用基板10A包括：与上述的第二透光性树脂层42不同的第二透光性树脂层42A和与上述的衬垫53不同的衬垫421。

第二透光性树脂层42A为由树脂形成的透明的层。第二透光性树脂层42A在+Z方向侧重叠于遮光层33。例如，从Z方向观察，第二透光性树脂层42A的面积与第一基板21的面积相同。第二透光性树脂层42A例如为光固化性树脂，在被涂布于第一透光性树脂层41及遮光层33之后通过照射紫外线而固化。

衬垫421为用于保持液晶层5的厚度(盒间隙)的部件。如图7所示，衬垫421为与第二透光性树脂层42A相同的材料、且与第二透光性树脂层42A一体地形成。例如，衬垫421通过所谓的半曝光(half exposure)形成。也就是说，在第二透光性树脂层42A中除衬垫421以外的部分，照射的紫外线的量减少。于是，通过除去第二透光性树脂层42A中未固化的部分，从而形成衬垫421。由于衬垫421及第二透光性树脂层42A通过相同工序来制造，因此，制造效率提高。

(变形例2)

图8为变形例2涉及的显示装置的截面图。更具体而言，图8为以包含矩形的像素Pix的平行两边的中点的平面切开变形例2涉及的显示装置1B后的截面。变形例2涉及的显示装置用基板10B包括与上述的第二透光性树脂层42不同的第二透光性树脂层42B。

第二透光性树脂层42B为由树脂形成的透明的层。第二透光性树脂层42B在+Z方向侧重叠于遮光层33。从Z方向观察，第二透光性树脂层42B的面积与第一基板21的面积不同。也就是说，如图8所示，第二透光性树脂层42B与遮光层33重叠，但不与第一透光性树脂层41的局部重叠。为此，使用的树脂的量比上述实施方式少。第二透光性树脂层42B例如为光固化性树脂，在被涂布于遮光层33之后通过照射紫外线而固化。

具体而言，第二透光性树脂层42B与遮光层33同样地配置为格子状。第二透光性树脂层42B仅配置于配置有遮光层33的位置，覆盖遮光层33的表面中不与第一透光性树脂层41接触的表面。变形例2中，在遮光层33被夹在第一透光性树脂层41与第二透光性树脂层42B之间而被保护方面与变形例1同样，但在第二透光性树脂层42B未配置于第一基板21的整面方面与变形例1不同。如图8所示，X方向上的第二透光性树脂层42B的宽度大于遮光层33的宽度。关于Y方向也是同样。由此，由于第二透光性树脂层42B能够覆盖遮光层33，因此，抑制了由遮光层33引起的对液晶层5的污染。在从Z方向观察与遮光层33重叠的位置上配置有衬垫53。第二透光性树脂层42B及衬垫53也可以通过同一树脂材料来形成。此时，在形成了第二透光性树脂层42B之后形成衬垫53。

如图8所示，在垂直于第一基板21的截面上，相邻的遮光层33之间的间隙未被第二透光性树脂层42B填埋。为此，取向膜51的一部分及液晶层5的一部分配置于相邻(邻接)的遮光层33之间。

(变形例3)

图9为变形例3涉及的显示装置的截面图。更具体而言，图9为以包含矩形的像素Pix的平行两边的中点的平面切开变形例3涉及的显示装置1C后的截面。变形例3涉及的显示装置用基板10C包括：与上述的第二透光性树脂层42不同的第二透光性树脂层42C、和与上述的衬垫53不同的衬垫421C。

第二透光性树脂层42C为由树脂形成的透明的层。第二透光性树脂层42C在+Z方向侧重叠于遮光层33。从Z方向观察，第二透光性树脂层42C的面积小于第一基板21的面积。也就是说，如图9所示，第二透光性树脂层42C与遮光层33重叠，但不与第一透光性树脂层41的局部重叠。为此，使用的树脂的量比上述实施方式少。第二透光性树脂层42C例如为光固化性树脂，在被涂布于遮光层33之后通过照射紫外线而固化。

具体而言，第二透光性树脂层42C与遮光层33同样地配置为格子状。如图9所示，X方向上的第二透光性树脂层42C的宽度大于遮光层33的宽度。关于Y方向也是同样。由此，由于第二透光性树脂层42C能够覆盖遮光层33，因此，抑制了由遮光层33引起的对液晶层5的污染。

如图9所示，在垂直于第一基板21的截面上，相邻的遮光层33之间的间隙未被第二透光性树脂层42C填埋。为此，取向膜51的一部分及液晶层5的一部分配置于相邻(邻接)的遮光层33之间。

衬垫421C为用于保持液晶层5的厚度(盒间隙)的部件。如图9所示，衬垫421C为与第二透光性树脂层42C相同的材料、且与第二透光性树脂层42C一体地形成。例如，衬垫421C通过所谓的半曝光形成。也就是说，在第二透光性树脂层42C中除衬垫421C以外的部分，照射的紫外线的量减少。于是，通过除去第二透光性树脂层42C中未固化的部分，从而形成衬垫421C。由于衬垫421C及第二透光性树脂层42C通过相同工序而制造，因此，制造效率提高。

此外，关于通过在上述实施方式及变形例中叙述的方式所带来的其它作用效果，毋庸置疑，根据本说明书记载的内容所显而易见的技术效果、或者对于本领域技术人员来说可适当想到的技术效果均可以理解为是由本实用新型带来的作用效果。

符号说明

1、1A、1B、1C 显示装置

10、10A、10B、10C 显示装置用基板

12 栅极驱动器

13 源极驱动器

21 第一基板

22 第二基板

32 透光性着色层

32R、32G、32B 颜色区域

33 遮光层

41 第一透光性树脂层

42、42A、42B、42C 第二透光性树脂层

421 衬垫

5 液晶层

51、52 取向膜

53 衬垫

61 对电极

62 像素电极

63 绝缘膜

76 液晶电容

77 保持电容

A1 显示区域

A2 边框区域

GCL 扫描线

Pix 像素

SPix 子像素

SGL 信号线

Tr 开关元件

Vcom 公共电位

Vpix 像素信号

Vscan 扫描信号。