CN1313521A - 液晶装置、其制造方法和电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于提供一种使着色层的色特性或遮光特性提高的液晶装置、其制造方法和电子装置。液晶装置50具有多个像素,在滤色基板8上经液晶40相对地配置对置基板38而构成,滤色基板8在基板2的表面上具备反射膜4,在滤色基板8的有效像素区域F的外侧G上配置了色评价用的着色层80和光学浓度测定用的遮光层90,在色评价用的着色层80与基板2之间和光学浓度测定用的遮光层90与基板2之间没有形成反射膜4。

Description

液晶装置、其制造方法和电子装置
本发明涉及液晶装置、其制造方法和电子装置，详细地说，涉及具有滤色层的液晶装置、其制造方法和电子装置。
液晶显示装置是在互相对置的一对基板间配置了液晶的显示器，根据液晶的取向状态对通过液晶的光进行调制来进行显示。作为这样的液晶显示装置的显示方式，已知有反射型和透射型的方式。
其中，在图12中示出反射显示型的无源矩阵型的液晶装置500。在互相对置的一对基板120、140之间配置了液晶层160，根据液晶层160的取向状态，对通过液晶的光进行调制来进行图像显示等。而且，在基板120的与基板140的对置面上配置了由铟锡氧化物(以下，称为「 IT0 」)等构成的透明电极240a。在基板140的与基板120的对置面上设置反射性的金属膜(反射膜)300，在其上设置由蓝色、绿色和红色的各着色层200a、200b、200c构成的滤色层和透明电极240b。透明电极240a与240b交叉的部分构成像素，与该像素相对应，配置了各着色层。而且，在各着色层之间形成称为黑色矩阵的遮光层240，在其上形成保护层220，再在保护层220上形成了透明电极240b。
在该液晶装置500中，来自基板120侧的入射光成为分别被各着色层200a、200b、200c着色为蓝、绿、红的某一种颜色的光P1、P2、P3，进而，这些光被反射膜300反射、从基板140侧射出，其合成光P作为彩色图像被识别。
而且，在这样的反射显示型的情况下，即使不设置背照光源等的光源，也可利用荧光灯或自然光等的周围光进行显示，由于在功耗方面有利，故广泛地应用于携带型的显示装置等。
但是，为了适当地保持彩色图像的显示色特性，有必要分别管理滤色层中的蓝色、绿色和红色的色特性。此时，由于通常利用采用以旋转涂敷方式涂敷树脂等的染色法或颜料分散法来制造滤色层，故在所制造的各个基板中，其膜厚有微小的不同，作为其结果，滤色层的色特性也因基板的不同而有若干不同。由于这一点，故在滤色层的管理中，有必要对每个基板逐一地测定色特性。但是，在上述的反射型的液晶显示装置的情况下，如果利用通常的色特性评价法从滤色层侧的基板的背面(外侧)使测定光入射，则存在该测定光被反射膜反射而不到达滤色层的问题。此外，在从基板的表面(滤色层侧)入射了测定光的情况下，由于测定透过了滤色层的测定光被反射膜反射而再次透过滤色层的反射光，故存在不能高精度地评价滤色层的色特性的问题。这一点对于测定表示遮光层的遮光状态的光学浓度(0D值)的情况下，也是同样的。再有，所谓0D值，在将朝向遮光层的入射光的强度设为I0、将透射光的强度设为I时，用下述的(1)式来表示：
0D=-1og10(I/I0)    (1)
该值越大，遮光性越好。
本发明的目的在于解决液晶装置中的上述问题，提供一种通过高精度地进行滤色层的各着色层的色特性的评价或光学浓度的测定来使色特性或遮光特性得到提高的液晶装置、其制造方法和电子装置。
为了达到上述目的，本发明的液晶装置是在滤色基板和与其对置的对置基板之间夹持了液晶层的液晶装置，其特征在于：上述滤色基板在与上述对置基板对置的面上具有反射膜、着色层和由被配置在各着色层间的遮光层构成的滤色层，在上述滤色基板的有效像素区域的外侧，对于各色至少逐一地配置色特性评价用的着色层，同时配置光学浓度测定用的遮光层，在配置了上述色特性评价用的着色层和上述光学浓度测定用的遮光层的各个部位上具有不配置上述反射膜的部分。
按照这样的结构，由于光经没有形成上述反射膜的部分透过，故通过对该透射光进行分光，可高精度地进行着色层的色特性的评价或遮光层的光学浓度的测定。
此外，由于色特性评价用的滤色层或光学浓度测定用的遮光层被配置在有效像素区域的外侧，故可评价接近于实际的图像显示部的滤色层或遮光层的位置上的色特性等，在进一步提高测定精度的同时，可谋求液晶装置的小型化。
此外，本发明的液晶装置是在滤色基板和与其对置的对置基板之间夹持了液晶层的液晶装置，其特征在于：上述滤色基板在与上述对置基板对置的面上具有反射膜、蓝色、绿色和红色的着色层和由被配置在各着色层间的遮光层构成的滤色层，在上述滤色基板的有效像素区域的外侧，对于各色至少逐一地配置色特性评价用的着色层，同时配置光学浓度测定用的遮光层，在配置了上述色特性评价用的着色层和上述光学浓度测定用的遮光层的部位上形成了分别具有开口窗的上述反射膜。
按照这样的结构，由于光经上述开口窗透过，故通过对该透射光进行分光，可高精度地进行着色层的色特性的评价或遮光层的光学浓度的测定。
此外，由于色特性评价用的滤色层或光学浓度测定用的遮光层被配置在有效像素区域的外侧，故可评价接近于实际的图像显示部的滤色层或遮光层的位置上的色特性等，在进一步提高测定精度的同时，可谋求液晶装置的小型化。
在本发明的液晶装置中，上述开口窗的直径最好为30μm以上。
此外，最好将上述色特性评价用的着色层和上述光学浓度测定用的遮光层配置在分离的像素区域内。
特别是，上述色特性评价用的着色层和上述光学浓度测定用的遮光层最好分别被配置在上述分离的像素区域内且在上述有效像素区域的对角线上彼此对置的2个角部的附近。
上述光学浓度测定用的遮光层最好是重叠了蓝、绿和红色的上述着色层的遮光层。
再者，在上述滤色基板的有效像素区域内的反射膜上，最好对于上述各着色层分别形成了第2开口窗。
本发明的液晶装置的制造方法的特征在于：使光从上述色特性评价用的着色层和上述光学浓度测定用的遮光层的没有配置上述反射膜的部分或上述开口窗透过，对该透射光进行分光，由此进行上述着色层的色特性评价和上述遮光层的光学浓度测定。
而且，本发明的电子装置的特征在于：具备上述液晶装置。
图1是示出本发明的液晶装置的概略的斜视图。
图2是说明本发明的液晶装置的结构用的斜视图。
图3是沿图2的A-A’线的剖面图。
图4是示出滤色基板的平面图。
图5是沿图4的C-C’线的剖面图。
图6是示出滤色基板的另一例的平面图。
图7是示出滤色基板的又一例的平面图。
图8是示出滤色基板的再一例的平面图。
图9是示出具备本发明的液晶装置的电子装置的一例的斜视图。
图10是示出该电子装置的另一例的斜视图。
图11是示出该电子装置的又一例的斜视图。
图12是示出现有的液晶装置的部分剖面图。
以下，关于本发明的液晶装置，根据图1至图5进行说明。再有，所谓本发明的液晶装置，指的是至少具备后述的滤色基板和经液晶与其相对地配置的对置基板的液晶装置，但关于其它电极或图像控制用的元件不作特别限制，可根据液晶装置的工作方式(TFT方式、TFD方式等)适当地具备这些电极或元件。
如图1中所示，与对置基板38隔开规定的间隔相对地配置滤色基板8，在各基板8、38之间介入液晶层，作为整体构成了液晶装置50。而且，在平面上看该液晶装置50时，在有效像素区域F的内侧显示图像，其外侧成为框部。此外，在后面详细地叙述，在滤色基板8中，在与各像素对应的位置上形成各色的滤色层10、12、14，在有效像素区域F的边缘的外侧分别设置1行或1列部分的着色层，该部分成为分离像素区域G。再者，在该分离像素区域G内且在上述有效像素区域F的(图中右上的)对角线上互相对置的2个角部F1、F2的附近，分别在图的横方向上配置了色评价用的着色层80和光学浓度测定用的遮光层90。再有，所谓「分离的像素区域」，指的是虽然形成了着色层、但不构成被识别的图像的像素的部分。而且，在上述的实施例中，以1个像素的宽度形成了分离像素区域G，但不限于此，也可以多个像素的宽度形成分离像素区域。此外，在与分离像素区域对应的对置基板38侧，形成了规定的分离遮光部。
其次，如果参照图2说明液晶装置50的结构，则在该实施例中，液晶装置50为具备TFD(薄膜二极管)元件作为开关元件的有源矩阵型的液晶装置，在作为元件基板的对置基板38侧，在与由石英等构成的基板30的滤色基板对置的面上以矩阵状设置了由IT0(铟锡氧化物)等的透明电极构成的多个像素电极32和控制该像素电极32的TFD元件36。TFD元件36与扫描线34连接，根据扫描信号和施加到后述的数据线(透明电极)22上的信号，调整了液晶的取向状态。
滤色基板8如以下那样来构成。首先，在与由石英等构成的基板2的对置基板对置的面上，在至少显示区域的大致整个面上形成由金属膜构成的反射膜4，在反射膜4上并在与对置基板38的像素电极32对置的位置(与各像素对应的位置)上分别以矩阵状形成蓝色的着色层(图示「B」)10、绿色的着色层(图示「G」)12、红色的着色层(图示「R」)14，这些颜色成为光的3原色。在此，各着色层10、12、14被分离地配置，在其间形成了遮光层6。由该着色层和遮光层构成了滤色层。再者，在各滤色层10、12、12上形成未图示的保护层，在该保护层上以与扫描线34的延伸方向交叉的方式形成了由条状的ITO构成的多条数据线22。
在对置基板侧设置了扫描线，在滤色基板侧设置了数据线，但也可将被配置元件的对置基板侧的布线34定为数据线，将滤色基板侧的布线22定为扫描线。
在此，作为成为反射膜4的金属膜，可使用例如铝、银或其合金等的高反射率的材料，各着色层10、12、14例如可利用染色法或颜料分散法来制造。而且，由于各着色层构成了3原色(R、G、B)，故在最好在任一方向上交替地配置R、G、B。例如，在该实施例中，从滤色基板8的左方开始朝向右方交替地配置R、G、B，但也可在与其成直角的方向上交替地配置R、G、B。
上述的液晶装置50的图2的A-A’线的剖面结构为图3中示出的结构。
在该图中，包含像素电极32的区域成为反射显示区域(图示区域D1)。另一方面，通过以蓝色的着色层10为最下层、在其上按顺序重叠其它的着色层12、14来形成遮光层6，入射到遮光层6的光被各着色层10、12、14吸收而被遮光。此时，在区域D1中，来自对置基板38的外侧的入射光被着色层10、12、14的某一个而着色，在被反射膜4反射后，从与入射方向相反的方向、即从着色层10(12、14)朝向基板30侧射出，各光L1、L2、L3被合成，作为图像L被识别。再有，在各着色层10、12、14和遮光层6上形成例如由丙烯酸类树脂构成的保护层20，在该保护层20上形成了数据线22。
其次，参照图4说明被配置在滤色基板8上的色评价用的着色层80和光学浓度测定用的遮光层90。如上所述，为了适当地保持彩色图像的显示色特性，有必要在每个所制造的基板上分别管理滤色层中的蓝色、绿色和红色的色特性，上述的色评价用的着色层80和光学浓度测定用的遮光层90用于这些管理。
在图4中，在基板2上的有效像素区域F和在其外周被配置的分离像素区域G上配置了纵长矩形状的各着色层10、12、14(相当于像素)。此外，各着色层10、12、14分别在列或行方向上周期性地被延伸配置。而且，在有效像素区域F的角部F2的附近的分离像素区域G内在横方向上并排了色评价用的着色层80和光学浓度测定用的遮光层90。色评价用的着色层80从图的左侧开始按顺序具备红色(R)特性评价用的着色层80a、绿色(G)特性评价用的着色层80b、蓝色(B)特性评价用的着色层80c、红色和绿色(RG)特性评价用的着色层82、绿色和蓝色(GB)特性评价用的着色层84、蓝色和红色(BR)特性评价用的着色层86。此外，在着色层86的右侧配置了光学浓度测定用的遮光层90。再者，在色评价用的着色层80和光学浓度测定用的遮光层90的下层中的反射膜4上分别形成了矩形的开口窗4k。即，在被配置色特性评价用的着色层和光学浓度测定用的遮光层的每一个部位上存在没有形成反射膜的部分。而且，从不存在该反射膜的的部分、即开口窗4k可得到透射光。关于这一点，参照图4的沿C-C’线的剖面图5进行说明。
在图5中，从基板2的下方入射的光源光经开口窗4k透过各滤色层，朝向基板2的上方射出。因此，即使在反射显示型的液晶装置中，可得到不是反射而透过滤色层的光，通过对该透射光进行分光，可高精度地进行滤色层的色特性评价或遮光层的光学浓度测定。而且，作为其结果，由于可在管理范围内适当地管理制品的色特性等，故可得到在色特性或遮光特性方面良好的液晶装置。再有，也可使光源光的入射方向定为从基板2的上方到下方。
再者，由于将上述的色评价用的着色层80和光学浓度测定用的遮光层90配置在有效像素区域F的外侧、最好配置位于在紧靠有效像素区域F的外侧的分离像素区域G内，故可评价接近于实际的图像显示部的着色层或遮光层的位置上的色特性等，可进一步提高测定精度。此外，在有效像素区域F的外侧形成了着色层80和遮光层90的情况下，由于液晶面板的平面的大小充其量不过扩展了约100微米，故可谋求液晶装置的小型化。而且，由于在各着色层82、84、86中重叠了2色的着色层，故也可在该部分中进行重叠色的特性评价。再有，在该实施例中，分别重叠各着色层10、12、14来形成分割各像素的遮光层和光学浓度测定用的遮光层90，但不限于此，也可与各着色层分开地形成例如在树脂中掺了碳黑等而构成的遮光层。此外，着色层80或遮光层90的形成位置可在分离区域的任意位置上，但如上所述，如果定为有效像素区域F的对角线上的角部F1、F2这2个部位，则处理各着色层的色特性和光学浓度外，还可测定滤色基板中的滤色层的面内的离散性(膜厚或颜料)。此外，关于着色层80或遮光层90的个数，也不作特别的限定。
实际的色特性评价或光学浓度测定，通常通过用显微分光器测定透射光来进行。此时，如果上述的开口窗4k的直径不到30微米，则由于由显微分光器进行的测定变得困难，故最好使开口窗4k的直径为30微米以上。再有，在开口窗为矩形形状的情况下，可将短边的宽度(图4的横方向)认为是「开口窗的直径」。
本发明不限于上述的实施例。例如，如图6中所示，也可在色评价用的着色层80和光学浓度测定用的遮光层90的下层存在没有形成反射膜的部分5，从该处使光透过来进行色特性评价或光学浓度测定。
再者，在上述的实施例中，关于在分离像素区域G内配置了着色层80和遮光层90的情况进行了说明，但也可如图7中所示，在分离像素区域G的外侧的区域中配置着色层80和遮光层90，此时，如果在着色层80和遮光层90的配置部分上不形成反射膜，则与上述同样，可得到透射光。但是，在本实施例中，与图5至图6中示出的实施例相比，由于着色层80和遮光层90位于外侧，故滤色层的保护层的形成区域或液晶的密封区域变宽，在液晶装置的小型化方面有若干不利情况。
此外，如图8中所示，也可在滤色基板8的有效像素区域F内的反射膜4上且在各个着色层上分别形成了第2开口窗4d。如果这样做，则由于利用该第2开口窗4d适当地利用背照光源等进行透射显示，利用其周围边缘的反射膜4进行反射显示，故可作成反射透射型兼用的显示形式。即，在该液晶装置中，可同时具备在功耗方面有利的反射显示型和不受周围光的有无的影响地能进行显示的透射显示型的优点，通过根据周围光来切换显示方式，既可降低功耗，又可进行清晰的显示。再有，如果上述的开口窗4d的直径不到30微米，则由于由显微分光器进行的测定变得困难，故如上所述最好使着色层80和遮光层90的开口窗4d的直径为30微米以上。
本发明不仅可应用于上述的有源矩阵型的液晶装置，也可应用于例如STN等的无源矩阵型的液晶装置。此外，也可在滤色基板8中用反射膜兼作液晶驱动用的电极而不配置透明电极。
(电子装置)
以下，说明具备本发明的液晶装置的电子装置的具体例。
图9是示出携带电话机的一例的斜视图。
在该图中，符号1000表示携带电话机的本体，符号1001表示使用了上述电光装置的液晶显示部。
图10是示出了手表型电子装置的斜视图。
在该图中，符号1100表示手表本体，符号1101表示使用了上述电光装置的液晶显示部。
图11是示出文字处理器、个人计算机等的携带型信息处理装置的一例的斜视图。
在该图中，符号1200表示信息处理装置，符号1202表示键盘等的输入部，符号1204表示信息处理装置本体，符号1206表示使用了上述电光装置的液晶显示部。
由于图9至图11中示出的电子装置具备使用了上述电光装置的液晶显示部，故可高精度地进行着色层的色特性评价或遮光层的光学浓度测定，作为其结果，可实现在色特性或遮光特性方面良好的电子装置。
通过以上的说明可明白，按照本发明，由于使光经由在具有反射膜的滤色基板中且在色特性评价用的着色层与基板之间和光学浓度用的遮光层与基板之间的没有形成反射膜的部分或在反射膜中形成的开口窗透过，故通过对该透射光进行分光，可高精度地进行着色层的色特性评价或遮光层的光学浓度测定。
此外，由于在有效像素区域的外侧配置了色特性评价用的着色层或光学浓度测定用的遮光层，故可评价接近于实际的图像显示部的着色层或遮光层的位置上的色特性等，可进一步提高测定精度，同时可谋求液晶装置的小型化。

Claims (11)

1．一种液晶装置，其中，在滤色基板和与其对置的对置基板之间夹持了液晶层，其特征在于：
上述滤色基板在与上述对置基板对置的面上具有反射膜、着色层和由被配置在各着色层间的遮光层构成的滤色层，
在上述滤色基板的有效像素区域的外侧，对于各色至少逐一地配置色特性评价用的着色层，同时配置光学浓度测定用的遮光层，
在配置了上述色特性评价用的着色层和上述光学浓度测定用的遮光层的各个部位上具有不配置上述反射膜的部分。
2．一种液晶装置，其中，在滤色基板和与其对置的对置基板之间夹持了液晶层，其特征在于：
上述滤色基板在与上述对置基板对置的面上具有反射膜、着色层和由被配置在各着色层间的遮光层构成的滤色层，
在上述滤色基板的有效像素区域的外侧，对于各色至少逐一地配置色特性评价用的着色层，同时配置光学浓度测定用的遮光层，
在配置了上述色特性评价用的着色层和上述光学浓度测定用的遮光层的部位上形成了分别具有开口窗的上述反射膜。
3．如权利要求2中所述的液晶装置，其特征在于：
上述开口窗的直径为30μm以上。
4．如权利要求1至3的任一项中所述的液晶装置，其特征在于：
上述色特性评价用的着色层和上述光学浓度测定用的遮光层被配置在分离的像素区域内。
5．如权利要求1至4的任一项中所述的液晶装置，其特征在于：
上述色特性评价用的着色层和上述光学浓度测定用的遮光层分别被配置在上述分离的像素区域内且在上述有效像素区域的对角线上彼此对置的2个角部的附近。
6．如权利要求1至5的任一项中所述的液晶装置，其特征在于：
上述光学浓度测定用的遮光层是重叠了蓝、绿和红色的上述着色层的遮光层。
7．如权利要求1至6的任一项中所述的液晶装置，其特征在于：
在上述滤色基板的有效像素区域内的反射膜上，对于上述各着色层分别形成了第2开口窗。
8．一种液晶装置，其中，在滤色基板和与其对置的对置基板之间夹持了液晶层，其特征在于：
上述滤色基板在与上述对置基板对置的面上具有反射膜和由着色层构成的滤色层，
在上述滤色基板的有效像素区域的外侧，对于各色至少逐一地配置色特性评价用的着色层，
在配置了上述色特性评价用的着色层的各个部位上具有不配置上述反射膜的部分。
9．一种液晶装置，其中，在滤色基板和与其对置的对置基板之间夹持了液晶层，其特征在于：
上述滤色基板在与上述对置基板对置的面上具有反射膜、着色层和由被配置在各着色层间的遮光层构成的滤色层，
在上述滤色基板的有效像素区域的外侧，配置光学浓度测定用的遮光层，在配置了上述光学浓度测定用的遮光层的部位上具有不配置上述反射膜的部分。
10．一种权利要求1至9的任一项中所述的液晶装置的制造方法，其特征在于：
使光从上述色特性评价用的着色层和上述光学浓度测定用的遮光层的没有配置上述反射膜的部分或上述开口窗透过，对该透过先进行分光，由此进行上述着色层的色特性评价和上述遮光层的光学浓度测定。
11．一种电子装置，其特征在于：
具备权利要求1至9的任一项中所述的液晶装置。
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