CN1576905A - 滤色器及其制造方法、喷出方法、显示装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种滤色器,该滤色器(40)包括:具有透光性的基板(2),形成在基板(2)上、具有开口部(4)的反射层(3),形成在反射层(3)上的边界层(5)、(21),利用边界层(5)、(21)包围的多个着色层。在滤色器(40)的反射层(3)和边界层(5)、(21)之间,设置透光性的透明涂敷层(25)。开口部(4)和透明涂敷层(25)具有阶梯差,最初向开口部(4)上涂布着色液的液滴(150),其次向透明涂敷层(25)上进行涂布,形成着色层。根据本发明的滤色器,可以消除滤色器的反射式显示和透射式显示的有色的浓度之差,并且恰当地涂布液体状材料,提高色平衡。

Description

滤色器及其制造方法、喷出方法、显示装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及兼具反射式显示和透射式显示的滤色器,滤色器的制造方法,喷出方法,显示装置,液晶显示装置的制造方法,光电装置,电子设备及电子设备的制造方法。
背景技术
在现有技术中,在兼备利用外部光进行反射式显示,和利用背照光进行透射式显示的液晶显示装置中,在反射式显示的情况下,由于从外部来的入射光通过彩色显示用的着色层变成着色光,所以,由入射光的一部分被着色层吸收的着色光进行的显示变暗。因此,在着色层的一部分上设置不着色的开口部,和对应于开口部的反射层,通过将外部入射光作为不被着色层吸收的明亮的非着色光加以反射,与着色光混合,获得明亮的显示。此外,在透射式显示的情况下,由于内置的光源(背照光)的光入射到着色层上,只用通过着色层的着色光进行显示,所以,获得对比度良好的显示(例如,参照专利文献1)。
此外,根据需要能够将反射式显示和透射式显示进行切换的液晶显示装置也是公知的(例如,参照专利文献2)。
[专利文献1]特开平11-183892号公报(图1)
[专利文献2]特开2001-33778号公报(图1、图2)
但是,在上述现有技术中,在反射式显示中,由于从外部来的入射光通过着色层后被反射,再次通过着色层,两次通过着色层,所以,着色光的颜色变成浓的颜色。另一方面,在透射式显示中,从光源来的光,只通过一次着色层,其结果是,在反射式显示和透射式显示中,光的着色的程度不同,在反射式显示时,看到的是颜色浓度高的着色光。即,它是一种反射式显示和透射式显示的色平衡不同的显示装置。
进而,由于在一个着色层的每一个上,设置反射部和透射部,透射部是设置在反射部上的开口部,所以,在反射部和透射部的交界处,存在阶梯差。在利用喷墨装置等喷出装置在这种阶梯差上形成滤色器部件时,有时存在不能用滤色器材料将阶梯差的部分附近覆盖的问题。
发明内容
因此,本发明鉴于上述问题,其目的是,提供一种反射式显示和透射式显示的色平衡良好,并且具有恰当地涂布液体状材料而获得的结构的滤色器,滤色器的制造方法,喷出方法,显示装置,液晶显示装置的制造方法,光电装置,电子设备以及电子设备的制造方法。
本发明的喷出方法,在向配备有反射部和透射部并且前述透射部相对于前述反射部凹入的被喷出部,喷出液体状的滤色器材料的喷出方法中,包括:向前述透射部上喷出前述滤色器材料的步骤(a),以及在步骤(a)之后,向前述反射部上喷出前述滤色器材料的步骤(b)。
根据这种结构,首先将液体状材料喷出到凹入的透射部上,其次,将液体状材料喷出到反射部。因此,不仅在反射部及开口部,而且在位于反射部和开口部之间的边界处的阶梯差附近,也被液体状材料覆盖。结果是,即使利用喷墨装置等喷出装置,也可以很容易制造半透射反射式的显示装置用的滤色器。
本发明可以提供滤色器的制造方法以及液晶显示装置的制造方法,以及电子设备的制造方法。
本发明的滤色器,配备有:具有透光性的基板,形成在基板上、具有开口部的反射层,形成在反射层上的边界层,由边界层包围的多个着色层,其特征在于,在反射层与边界层之间,设置透光性的透明的涂敷层。
根据这种结构,通过在反射层区域设置透明涂敷层,可以将反射层区域的着色层的厚度减薄相当于透明的涂敷层的量。即,在着色层的反射层区域以外的开口部区域内的着色层的厚度,比反射层区域的着色层的厚度相对而言更厚,厚出的量相当于透明涂敷层的厚度。从而,通过调整该透明涂敷层的厚度,可以自由地调整在反射层处反射、两次通过着色层的反射式显示的着色浓度与从开口部入射、通过一次着色层的透射式显示的着色浓度的平衡。
在这种情况下,边界层包含包围开口部并且具有透光性的边界层,以及没有透光性的边界层,此外,优选地,着色层利用由喷出装置喷出规定溶液的液滴形成。
根据这些结构,通过在反射层上的边界层上设置具有透光性的边界层的部分,获得不通过着色层的明亮的非着色光,可以提高反射式显示的亮度。此外,借助没有透光性的边界层,提高颜色的对比度。同时,通过在形成包围边界层的着色层时利用喷出装置,均匀地涂布液滴,可以形成涂布厚度及涂布面积没有起伏的边界层。
此外,本发明的滤色器,配备有:具有透光性的基板,形成在基板上、具有开口部的反射层,形成在反射层上的边界层,由边界层包围的多个着色层,以覆盖边界层及着色层的方式形成的第一外涂层,在所述滤色器中,其特征在于,形成边界层的反射层的面,呈使光散射的凹凸状,在前述第一外涂层上,形成第二外涂层。
根据这种结构,由于反射层的面呈凹凸状,所以,将光散射反射,防止从入射光方向来的像,例如观看显示的人的眼睛及脸部映现出来。
在这种情况下,优选地,在反射层和边界层之间设置透光性的透明涂敷层,边界层包含有包围开口部、且具有透光性的边界层,而且,着色层利用由喷出这种喷出规定溶液的液滴形成。
进而,优选地,第二外涂层形成在对应于反射层的区域内,在这种结构中,在反射层的区域,将相同区域的液晶部分的厚度减少相当于外涂层的厚度的量,抑制从无色边界层及着色层来的反射光通过液晶部分上的亮度的降低,能够进行更明亮的显示。
本发明的滤色器的制造方法,包括:在有透光性的基板上形成具有开口部的反射层的工序,在反射层上形成边界层的工序,形成用边界层包围的多个着色层的工序,其特征在于,包括在前述反射层和前述边界层之间设置透光性的透明涂敷层的工序。此外,形成边界层的工序,包括形成包围开口部、并且具有透光性的边界层的工序,形成着色层的工序,利用由喷出这种喷出规定溶液的液滴形成着色层。
而且,本发明的滤色器的制造方法,包括:在具有透光性的基板上形成具有开口部的反射层的工序,在反射层上形成边界层的工序,形成用边界层包围的多个着色层的工序,以及以覆盖边界层和着色层的方式形成第一外涂层的工序,其特征在于,包括:至少将形成有前述边界层的前述反射层的面形成使光散射的凹凸状的工序,以及在前述第一外涂层上形成第二外涂层的工序。此外,优选地,进一步包括在反射层和边界层之间设置透光性的透明涂敷层的工序,形成边界层的工序,优选地包括形成包围开口部并且具有透光性的边界层的工序。进而,形成着色层的工序,优选地利用有关喷出装置喷出规定溶液的液滴形成着色层,形成第二外涂层的工序,优选地在对应于反射层的区域形成第二外涂层。
本发明的显示装置,具有滤色器,该滤色器包括:具有透光性的基板,形成在基板上、具有开口部的反射层,形成在反射层上的边界层,由边界层包围的多个着色层,其特征在于,在反射层与边界层之间设置透光性的透明涂敷层。在这种情况下,边界层包括包围开口部且具有透光性的边界层,优选地,着色层利用由喷出装置喷出规定溶液的液滴形成。
此外,本发明的显示装置,具有滤色器,该滤色器包括:具有透光性的基板,形成在基板上、具有开口部的反射层,形成在反射层上的边界层,由边界层包围的多个着色层,以覆盖边界层和着色层的方式形成的第一外涂层,其特征在于,形成有前述边界层的前述反射层的面,呈使光散射的凹凸状,在前述反射层上形成第二外涂层。
在这种情况下,优选地,在前述反射层和前述边界层之间设置透光性的透明涂敷层,优选地,边界层包含包围开口部的具有透光性的边界层。而且,优选地,着色层利用由喷出装置喷出规定溶液的液滴形成。进而,优选地,第二外涂层形成在对应于反射层的区域上。
本发明的光电装置,其特征在于,它由具有被包含具有透光性的部分的边界层的着色层滤色器部以及作为分别对应于着色层的单独的光源部的有机EL部构成。根据这种结构,利用只有对应于所需的颜色的着色层的有机EL发光的没有浪费的节能型光源,以及通过具有光透射型的明亮的有机EL光获得可视性良好的光电装置。
本发明电子设备,以搭载滤色器或者显示装置或者光电装置为特征,根据这种结构,可以实现配备有颜色对比度及亮度得到提高、容易观看的显示装置的各种显示装置,例如,便携式电话,手表,电子辞典,便携式游戏机,小型电视等。
根据本发明的滤色器,通过在反射层与边界层之间设置透明涂敷层,按照光通过着色层的次数改变着色层区域的厚度,可以消除由反射式显示和透射式显示引起的着色光的颜色浓度的差异。进而,可以提供能够在存在于反射部和透射部的边界处的阶梯差部分上恰当地涂布液体状材料的结构。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1的半透射反射式液晶显示装置的剖面图。
图2是表示半透射反射式液晶显示装置中的边界层的配置的俯视图。
图3是有色边界层的周围的放大剖面图。
图4是表示本发明的实施例2的半透射反射式液晶显示装置的剖面图。
图5是实施例2的着色部的放大剖面图。
图6是液滴喷出装置的外观透视图。
图7(a)是表示喷出头和喷嘴的配置的俯视图。(b)是表示喷出头的结构的详细图示。
图8是表示向着色部喷出液滴的状态达到剖面图。
图9是表示液晶显示装置的制造装置的模式图。
图10是液滴喷出装置的控制系统的框图。
图11滤色器的制造工序图。
图12(a)及(b)是表示实施例3的液晶显示装置的模式图。
图13是表示实施例3的制造装置的模式图。
图14是表示实施例3的喷出装置的模式图。
图15是表示实施例3的滑架的模式图。
图16是表示实施例3的喷出头的模式图。
图17(a)及(b)是表示图5喷出头中的喷出部的模式图。
图18是喷出装置中的控制部的功能框图。
图19是表示实施例3的基体的制造方法的模式图。
图20是表示实施例3的被喷出部的模式图。
图21是表示实施例3的喷出方法的模式图。
图22是表示实施例3的喷出方法的模式图。
图23是表示实施例3的喷出方法的模式图。
图24是表示实施例3的扫描范围的模式图。
图25是表示实施例3的制造方法的模式图。
图26(a)及(b)是表示实施例4的液晶显示装置的模式图。
图27是表示实施例4的基体的制造方法的模式图。
图28是表示实施例4的喷出方法的模式图。
图29是表示实施例5的光电装置的剖面图。
图30是表示便携式电话的模式图。
图31是表示手表型的电子设备的模式图。
图32是表示便携式信息处理装置的模式图。
图33是表示透射部形状的模式图。
图中:
1…半透射反射式液晶显示装置,3…反射层,4…开口部,5…无色边界层,6…着色层,7…被喷出部,8…外涂层,15…液晶,21…有色边界层,25…透明涂敷层,30…半透射反射式液晶显示装置,31…散射反射层,32…树脂散射层,40、45…滤色器,51…滤色器部,52…有机EL部,100…液滴喷出装置,116…喷出头,117…喷嘴,200…液晶显示装置的制造装置,300…液晶显示装置,305R、305G、305B…滤色器材料,305FR、305FG、305FB…滤光片层,320A、320B…偏振片,310…滤色器基板,312…对向基板,314…液晶层,316…光源部,326…反射部,328…透射部,322…支承基板,317…黑底,330…围堰,334…平坦化层,336…电极,338A、338B…取向膜,380…滤色器基板,366…反射部,368…透射部,372…支承基板,357…黑底,370…围堰,374…平坦化层,400R、400G、400B…喷出装置,402…喷出扫描部,403…滑架,404…第一位置控制装置,408…第二位置控制装置,406…工作台,500…液晶显示装置,600…光电装置。
具体实施方式
下面,参照附图说明作为装载本发明的滤色器的显示装置的液晶显示装置的实施例。此外,下面所示的实施例,并不对本发明的内容进行任何限制。并且,下面的实施例中所述的全部结构,作为本发明的解决方案,并不是必须的。这种液晶显示装置,是一种兼具导入外部光、利用其反射光进行显示的反射式显示,以及利用背照光进行显示的透射式显示,根据周围的亮度用最佳的显示方法进行显示的,节能型的所谓半透射反射式液晶显示装置,包括配备有进行彩色显示用的着色层的滤色器。
[实施例1]
图1是表示本发明的实施例1的半透射反射式液晶显示装置的剖面图。在该剖面图中,将相对于液晶15配置光源(背照光)20的一侧称作背面侧,将其相反侧称作前面侧。通常,从前面侧进行显示内容的确认。此外,图2是表示从前面侧观察时看到的本发明的边界层5、21和着色层6的配置的图示,沿Y轴方向延伸的多个具有透光性的无色边界层5,以及沿着与Y轴垂直的X轴方向延伸的多个没有透光性的有色边界层21,形成格栅状。表示无色边界层5的剖面(A-A’)的图是图1,表示有色边界层21的剖面(B-B’)的图是图3。
如图1及图2所示,半透射反射式液晶显示装置1,包括进行彩色显示用的滤色器40,所述滤色器40由以下部分构成:透光性的背面基板2和前面基板11对向配置、具有形成在背面基板2的前面侧的开口部的反射层3,形成在反射层3上的透明涂敷层25,在透明涂敷层25上以包围开口部4的方式形成的无色边界层5及有色边界层21,由无色边界层5及有色边界层21形成的、利用后面描述的喷出装置涂布规定的着色液的多个被喷出部7,作为涂布到各个被喷出部7上的着色液的层的着色层6R、6G、6B,全面覆盖无色边界层5、有色边界层21以及着色层6R、6G、6B的外涂层8。
此外,在前面基板11的背面侧,形成对应于着色层6R、6G、6B配置的象素电极12,和覆盖象素电极12的取向膜13,在上述外涂层8上,形成与象素电极12对应配置的对向电极9,覆盖对向电极9的取向膜10。同时,在取向膜10和取向膜13之间,沿着前面基板11的外周部形成密封件14,在由密封件14,取向膜10及取向膜13形成的空间内封入液晶15。它还进一步配备有粘贴到前面基板11的前面侧的前面偏振片17,粘贴到背面基板2的背面侧的背面偏振片16,以覆盖背面偏振片16的整个背面侧的方式。经由缓冲件18设置的导光板19,向导光板19提供光的光源20。
此外,着色层6R、6G、6B规则整齐地配置成格栅状,沿Y轴方向相同颜色的着色层6形成列,沿X轴方向依次排列着色层6R、6G、6B,在不同颜色的着色层6的交界处配置无色边界层5,在相同颜色的着色层6的交界处配置有色边界层21。这些着色层6被边界层5、21间隔开,相互间没有颜色的重合,也没有间隙,不会造成颜色对比度的恶化,可以进行清晰的显示。此外,无色边界层5,对向电极9,象素电极12,取向膜10、13,外涂层8及透明涂敷层25是透光性的。
下面,首先说明这种结构的半透射反射式液晶显示装置1中的反射式显示。当外部光Q、S入射到前面偏振片17上时,只有前面偏振片17的透射方向(透射轴方向)的光通过,其它方向的光被前面偏振片17吸收。通过前面偏振片17的外部光Q及外部光S,以象素电极12→取向膜13→液晶15→取向膜10→对向电极9→外涂层8的路径入射。这里,外部光S通过着色层6R、6G、6B中之一,经过透明涂敷层25到达反射层3,在反射层3处反射,再次通过透明涂敷层25、着色层6,变成被着色层6的每一个着色的着色光,沿着与入射相反的路径向前面侧出射。另一方面,外部光Q,通过无色边界层5、透明涂敷层25到达反射层3,被反射层3反射,再次通过透明涂敷层25、无色边界层5,作为非着色光,沿着与入射相反的路径向前面侧出射。
在外部光S中,除着色的该颜色以外的波长的光被着色层6吸收。同时,由于外部光S两次通过着色层6,所以亮度降低。如果为了提高颜色的浓度而加厚着色层6的层厚的话,亮度进一步降低。另一方面,非着色的外部光Q,由于不通过着色层6,而是通过无色边界层5,所以,原封不动地保持明亮的状态出射。因此,为了提高外部光S的亮度,使外部光Q和外部光S同时从前面出射,作为协同效应,确保整个亮度。将着色光和非着色光混合变得更明亮的光,在人的眼睛上不能进行着色光和非着色光的区分,分别被看成是着色光。
由于这种无色边界层5由光的透射性良好的丙烯酸树脂或环氧树脂构成,并且规则整齐地形成在不同颜色的着色层6的边界上,所以,达到各着色层6整个亮度的平衡,成为很容易观看的显示。此外,形成在相同颜色的着色层6的边界处的树脂制的有色边界层21,作为黑色具有良好的颜色对比度,同时,由于在用后面描述的喷出装置进行的着色层6的形成过程中,即使着色液喷出到有色边界层21上,也不会对显示产生影响,所以,具有可以连续地进行着色液的喷出的优点。这两种边界层通常都利用分配器及丝网印刷形成。
此外,形成于背面基板2上的反射层3,是银,铝,镍,铬等的薄膜,将光反射。外涂层8,将由于无色边界层5,有色边界层21,着色层6R、6G、6B的形成造成的凹凸平坦化,易于形成对向电极。取向膜10、13在分别覆盖保护对向电极9及象素电极12的同时,还具有防止有机材料渗出使液晶15恶化的目的。
液晶15,根据外加在夹持液晶15相对而立的对向电极9和象素电极12之间的电场,液晶分子的取向状态发生变化,可以控制所通过的光。从而,对向电极9和象素电极12,在对应于各个着色层6R、6G、6B与无色边界层5的位置处成对地配置,控制光的透射,隔断以及各个颜色的亮度,描绘规定的显示。在无色边界层5的区域内,各个相互邻接的对向电极9,以覆盖无色边界层5的宽度的各一半的方式配置。即,外部光Q和外部光S的透射、隔断,由成对的对向电极9、象素电极12的各自的区域的每一个控制。此外,外部光Q、S,与通过着色层6时的情况一样,两次通过液晶15。
其次,对于透射式显示简单地进行说明。在透射式显示中,与反射式显示不同,代替外部光Q、S,利用从光源20发出的透射光P。透射光P由导光板19引导到背面偏振片16,背面偏振片16只允许透过光的方向(透射轴方向)的光通过背面偏振片16,进而,通过背面基板2,从开口部4入射到着色层6R、6G、6B。入射到着色层6R、6G、6B的透射光P,被着色成所入射的着色层6的各自的颜色,经过外涂层8→对向电极9→取向膜10→液晶15→取向膜13→象素电极12→前面基板11→前面偏振片17的路径,入射到前面侧。通常,由于透射光P只通过一次着色层6和液晶15,所以,当从前面入射时的外部光S和从光源20来的透射光P具有相同的亮度时,从前面出射时的亮度,透射光P的亮度更高。因此,通过在外部光S上添加由无色边界层5获得的明亮的外部光Q,增大反射式显示的亮度,使得它与透射式显示的亮度差非常小。
进而,通过本发明的透明涂敷层25的形成,对于反射式显示和透射式显示的颜色的浓度,将光通过着色层6的次数的不同抵消,能够变成没有差异的显示。通常,在没有透明涂敷层25的情况下,外部光S两次通过着色层6被着色,透射光P通过一次被着色。分别通过的着色层6的厚度,由于反射层3是厚度0.2μm以下的金属膜,所以可以看作基本上同等的厚度。从而,从前面侧出射时的颜色的浓度,两次通过着色层6的外部光S,所通过的着色层6的长度成为透射光P的2倍,与此相应地被浓度更高地着色。即,在反射式形成和透射式显示中,即使是相同的颜色,在人的眼睛里也被看作是不同浓度的颜色。只有在分别显示的情况下,才不容易看出颜色的浓度之差,但是在昏暗的场所利用两种显示进行显示时,各个着色光混杂在一起,会变成具有浓淡的显示。
因此,如图1及图3所示,在反射层3与边界层5、21之间设置透明涂敷层25,令外部光S通过的着色层6的厚度,为透射光P通过的着色层6的厚度的一半。根据这种设定,两次通过着色层2的外部光S,和一次通过着色层6的透射光P,变成通过相同长度的着色层6,变成分别被着色成相同色浓度的着色光。透明涂敷层25由透光性良好的丙烯酸树脂或环氧树脂等构成,在反射层3上,以覆盖整个反射层3的方式形成,将其设定成通过透明涂敷层25的外部光Q、S,全部被反射层3反射。该透明涂敷层25形成在反射层3和边界层5、21之间,但形成在反射层3和背面基板2之间也获得同样的效果。
如上所述,根据在实施例1中说明的半透射反射式液晶显示装置1,通过透明涂敷层25的形成,可以使外部光S和透射光P的通过着色层6的长度相同,可以使着色光的色浓度相同。此外,与获得明亮的非着色光的无色边界层5的形成加在一起,可以提供反射式显示和透射式显示的亮度差异少,可视性良好的显示装置。
[实施例2]
其次,说明本发明的实施例2。图4是实施例2的半透射反射式液晶显示装置30的剖面图。与实施例1一样,在该剖面图上,相对于液晶15而言,将配置光源20的一侧称之为背面侧,将其相反侧称之为前面侧,边界层的配置,也是如图2所示,沿Y轴方向延伸的多个无色边界层5,沿着与X轴延伸的多个有色边界层21形成格栅状。表示无色边界层5的剖面(A-A’)的图是图4,表示有色边界层21的剖面(B-B’)的图是图5。与实施例1不同之处为,新增设树脂散射层32,在反射层3上设置凹凸,作为散射反射层31,部分地改变外涂层8的厚度。
如图4及图5所示,半透射反射式液晶显示装置30,透光性的背面基板2与前面基板11对向配置,并具具有彩色显示用的由以下部分构成的滤色器基板45,所述部分为:形成于背面基板2的前面侧、在前面侧表面上设置凹凸的树脂散射层32,具有形成在树脂散射层32上的开口部4以及在前面侧表面上使光散射的凹凸面的散射反射层31,形成在散射反射层31上的透明涂敷层25,在透明涂敷层25上以包围开口部4的方式形成的无色边界层5及有色边界层21,由无色边界层5及有色边界层21形成的、利用后面描述的喷出装置涂布规定的着色液的多个被喷出部7,作为涂布到各个被喷出部7上的着色液层的着色层6R、6G、6B,将无色边界层5、有色边界层21及着色层6R、6G、6B的一面全部覆盖的同时、与散射反射层31对应的部分形成得比较厚的外涂层8。另外,外涂层8由将无色边界层5、有色边界层21以及着色层6R、6G、6B的正上方一面全部覆盖的第一外涂层以及仅在对应于第一外涂层上的散射反射层31的部分上形成的第二外涂层构成。
此外,在前面基板11的背面侧,形成与着色层6R、6G、6B对应配置的象素电极12,覆盖象素电极12的取向膜13,在上述外涂层8上,形成与象素电极12对应的配置成凹状的对向电极9,以及覆盖对向电极9的取向膜10。同时,在取向膜10和取向膜13之间,以沿着前面基板11的外周部的方式形成密封件14,在由密封件14、取向膜10及取向膜13形成的空间内封入液晶15。半透射反射式液晶显示装置30,进一步配备有粘贴在前面基板11的前面侧的前面偏振片17,粘贴在背面基板2的背面侧的背面偏振片16,以覆盖背面偏振片16的整个面夹持缓冲材18设置的导光板19,向导光板19提供光的光源20。
此外,将着色层6R、6G、6B规则整齐地配置成格栅状,沿X轴方向有相同色的着色层6构成列,沿X轴方向依次排列着色层6R、6G、6B,在不同颜色的着色层6的交界上配置无色边界层5,在相同颜色的着色层6的交界处配置有色边界层21。此外,无色边界层5,对向电极9,象素电极12,取向膜10、13,外涂层8、树脂散射层32以及透明涂敷层25是透光性的。
首先,对在这种结构的半透射反射式液晶显示装置30中的反射式显示进行说明。当外部光Q、S入射到前面偏振片17上时,只有前面偏振片17的透射方向(透射轴方向)的光通过,以象素电极12→取向膜13→液晶15→取向膜10→对向电极9→外涂层8的路径入射。这里,外部光S通过着色层6R、6G、6B之一经过透明涂敷层25到达散射反射层31,被散射反射层31反射,再次通过涂敷层25、着色层6,成为被着色成着色层6的各自颜色的着色光,经由与入射相反的路径向前面侧出射。另一方面,外部光Q通过无色边界层5,涂敷层25到达散射反射层31,由散射反射层31反射再次通过涂敷层25、无色边界层5,作为非着色光经由与入射相反的路径向前面侧出射。
这里,外部光Q、S,在由散射反射层31反射时,借助散射反射层31的表面的凹凸向各种方向散射。借此,可以防止在没有凹凸时所产生的从前面来的人的眼睛及面部的像映现出来,获得更清晰的显示。该散射反射层31,是银,铝,镍,铬等的薄膜,将光反射。进而,在散射反射层31的表面上,为了使光散射,通过氧等离子处理等设置凹凸。此外,向开口部4入射的外部光几乎不被反射,但为了防止微小的像的映现,使显示更加清晰,在树脂散射层32的前面侧表面上也设置凹凸。
作为着色光的外部光S通过着色层6,被着色成规定的颜色和色浓度时,亮度降低,作为非着色光的外部光Q,不通过着色层6,通过无色边界层5原封不动地保持明亮的状态出射。这样,同时使外部光Q和外部光S从前面出射,确保整体的亮度。另外,为了维持通过散射反射层31散射并被反射的外部光的Q、S的亮度,仅将对应于散射反射层31的外涂层8的部分形成的厚,通过散射反射层31反射的外部光Q、S通过的液晶15的部分的长度设定得比其它部分的短。由此可以抑制基于通过液晶15的的明亮的降低,可以进一步提高来自前面的出射光的亮度。并且,形成于相同颜色的着色层6的边界处的树脂制的有色边界层21是黑色的并且使颜色对比度良好。
对于透射式显示,和已经说明过的半透射反射式液晶显示装置1相同。在实施例2中,附加了缩短外部光Q、S通过的液晶15的长度抑制亮度降低的措施,设定成当令入射时的外部光Q、S和从光源20来的透射光P的亮度相同时,从前面出射的透射光P和外部光Q、S的亮度没有差异。即,半透射反射式液晶显示装置30,是一种消除由透射光P及外部光Q、S的通过路径不同引起的亮度差异的显示平衡良好的显示装置。
进而,通过本发明的透明涂敷层25的形成,对于反射式显示和透射式的颜色的浓度,也可以进行没有差异的显示。在没有透明涂敷层25的情况下,外部光S和透射光P的每一个通过的着色层6的厚度,由于金属层3是金属薄膜,可以看作是同等的。从而,从前面侧出射时的颜色的浓度,两次通过着色层6的外部光S,与一次通过的透射光P相比,被浓度更高地着色。
因此,如图4及图5所示,在散射反射层31和边界层5、21之间,设置透明涂敷层25,令外部光S通过着色层6的厚度,为透射光P通过的着色层6的厚度的一半。根据这种设定,外部光S和透射光P,通过相同长度的着色层6,变成分别被着色成相同颜色的浓度的着色光。透明涂敷层25由透光性良好的丙烯酸树脂或环氧树脂等构成,在散射反射层31上以覆盖整个散射反射层31的方式形成,设定成通过透明涂敷层25的外部光Q、S,全部被散射反射层31反射。该透明涂敷层25,形成在散射反射层31和边界层5、21之间,但形成在散射反射层31和背面基板2之间,也得到同样的效果。
如上所述,根据实施例2所述的半透射反射式液晶显示装置30,在实施例1的结构的基础上,通过形成厚度不同的外涂层8,调节外部光Q、S和透射光P通过液晶15的长度,使外部光Q、S的混合光及透射光P各个颜色的亮度提高到同等的程度,进而,借助树脂散射层32及散射反射层31表面上的凹凸,防止外部像的映现,可以提供可视性良好的显示。
在这种实施例1及2中说明的半透射反射式液晶显示装置1、30中,为了均匀地形成彩色显示需要的着色层6R、6G、6B,利用液滴喷出装置,可以将着色液以液滴的状态喷出涂布到被喷出部7上。在这种情况下,外涂层8也可以利用液滴喷出装置形成。
液滴喷出装置100,如图6所示,包括:具有喷出液滴的喷出头部110的喷出头机构部102,载置作为从喷出头部110喷出来的液滴的喷出对象的工件120的工件机构部103,向喷出头部110供应液体133的液体供应部104,综合地控制所述各个机构部及供应部的控制部105。
液滴喷出装置100,配备有设置在底面上的支承腿106,设置在支承腿106的上侧的平台107。在平台107的上侧,以沿着平台107的长度方向(Y轴方向)延伸的方式配置工件机构部103,在工件机构部103的上方,沿着与工件机构部103垂直的方向(X轴方向)延伸地配置用固定到平台103上的两个柱双柱支承的喷出头机构部102。此外,在平台107的一个端部上,配置与喷出头机构部102的喷出头部110连通的供应液体133的液体供应部104。进而,在平台107的下侧,收容控制部105。
喷出头机构部102包括:喷出液体133的喷出头部110,搭载喷出头部110的滑架111,对滑架111向X轴的方向的移动进行导向的X轴导向件113,在X轴导向件113的下侧沿X轴方向设置的X轴滚珠丝杠115,使X轴滚珠丝杠115正反旋转的X轴马达114,位于滑架111的下部,与X轴滚珠丝杠115螺纹配合的形成使滑架111移动的阴螺纹部的滑架螺纹配合部112。
工件机构部103位于喷出头机构部102的下方,以喷出头机构部102基本上相同的结构沿Y轴方向配置,由载置工件120的载置台121,对载台121的移动进行导向的Y轴导向件123,设置在Y轴导向件123的下侧的Y轴滚珠丝杠125,使Y轴滚珠丝杠125正反旋转的Y轴马达124,位于载置台121的下部、与Y轴滚珠丝杠125螺纹配合、使载置台121移动的载置台螺纹配合部122构成。
此外,在喷出头机构部102及工件机构部103上,分别配备图中未示出的喷出头部110和检测载置台121移动的位置的位置检测机构。此外,在滑架111和载置台121上,装入调整旋转方向(所谓Θ轴)的机构,能够进行以喷出头部110的中心作为旋转中心的旋转方向的调整,以及载置台121的旋转方向的调整。
通过这种结构,喷出头部110和工件120可以分别沿着X轴方向及Y轴方向往复自由移动。首先,对于喷出头部110的移动进行说明。通过X轴马达114的正反旋转,X轴滚珠丝杠115正反旋转,通过螺纹配合到X轴滚珠丝杠115上的滑架螺纹配合部112沿着X轴导向件113移动,与滑架螺纹配合部112成一整体的滑架111移动到任意位置。即,通过X轴马达114的驱动,搭载到滑架111上的喷出头部110自由地沿着X轴方向移动。同样地,载置于载置台121上的工件120也沿着Y轴方向自由移动。
这样,喷出头部110移动到X轴方向的喷出位置停止,与位于下方的工件120沿Y轴方向的移动同步,喷出液滴。通过相对地控制沿Y轴方向移动的工件120和沿X轴方向移动的喷出头部110,可以在工件120上进行规定的描绘等。
其次,向喷出头部110供应液体133的液体供应部104,由形成与喷出头部110连通的流路的管131a,将液体送入管131a的泵132,将液体133向泵132供应的管131b(流路),与管131b连通、贮存液体133的容器130构成,配置在平台107的一端上。当考虑到液体133的补充及更换时,优选地,容器130设置在平台107的上侧或下方,但就配置而言,如果能够配置在喷出头部110的上方的话,无需泵132,用一个软管将容器130和喷出头部110连接,借助重力就可以进行液体的自然供应。
喷出头部110,如图7(a)所示,保持相互具有相同结构的多个喷出头116。这里,图7(a)是从载置台从121侧观察喷出头部110时看到的图示。在喷出头部110上,以各个喷出头116的长度方向相对于X轴方向构成角度的方式配置两列由6个喷出头116构成的列。此外,喷出液体133用的喷出头116,具有方向沿着喷出头116的长度方向延伸的两个喷嘴列118、119。一个喷嘴列是分别由180个喷嘴117排列成一列的列,沿着该喷嘴列118、119的方向的喷嘴117的间隔约为140μm。两个喷嘴列118、119之间的喷嘴117,分别错开半个间距(约70μm)配置。
如图7(b)所示,各个喷出头116,配备有振动板143,喷嘴片144。总是填充从容器130经由孔147供应的液体133的储液槽145位于振动板143和喷嘴片144之间。此外,多个间隔壁141位于振动板143和喷嘴片144之间。同时,由振动板143、喷嘴片144、及一对间隔壁141包围的部分,是空腔140。由于空腔140对应于喷嘴117设置,所以,空腔140的数目和喷嘴117的数目相同。经由位于一对间隔壁141之间的供应口146将从储液槽145来的液体133供应给空腔140。
如图8所示,振子142与各个空腔140相对应,位于振动板143上。振子142由压电元件142c,夹持压电元件142c的一对电极142a、142b构成。通过向该一对电极142a、142b上施加驱动电压,液体133成为液滴从对应的喷嘴117喷出。在半透射反射式液晶显示装置1、30的情况下,着色液的液滴150,向被无色边界层5及有色边界层21包围的被喷出部7喷出,形成着色层6R、6G、6B。
其次,参照图10说明控制上述结构的控制系统。控制系统包括控制部105和驱动部175,控制部105由CPU170,ROM,RAM,以及输入输出接口171构成,CPU170根据ROM、RAM的数据对经由输入输出接口171输入的各种信号进行处理,经由输入输出接口171向驱动部175输出控制信号,进行各种控制。
驱动部175,由喷出头驱动器176,马达驱动器177,泵驱动器178构成。马达驱动器177借助控制部105的控制信号,使X轴马达114,Y轴马达124正反旋转,控制工件120、喷出头部110的移动。喷出头驱动器176,控制从喷出头116对液体133的喷出,与马达驱动器177的控制同步,在工件120上进行规定的描绘。此外,泵驱动器168,根据液体133的喷出状态控制泵132,对向喷出头116的液体供应进行最佳控制。
控制部105经由喷出头驱动器176,给予多个振子142的每一个相互独立的信号。因此,根据从喷出头176来的信号相对于每一个喷嘴117,控制从喷嘴117喷出来的液滴150的体积。进而,从喷嘴117的每一个喷出来的液滴150的体积,可在0pl~42pl(微微升)之间变化。
下面,参照图11具体地说明包含背面基板2,反射层3,透明涂敷层25,开口部4,无色边界层5,有色边界层21,被喷出部7,着色层6R、6G、6B以及外涂层8的实施例1的滤色器基板40的制造方法。首先,如图11(a)所示,在背面基板2上在对应于开口部4非位置上,形成有机物抗蚀剂膜27,利用蒸镀法等在其上形成构成反射层3的铝,铬等金属薄膜。金属薄膜紧密地形成在背面基板2上,但并不紧贴在抗蚀剂上。在形成金属薄膜后,当利用溶剂除去抗蚀剂膜27和抗蚀剂膜27上的金属膜时,如图11(b)所示,形成反射层3。其次,利用丝网印刷等在反射层3上,将由丙烯酸等透光性树脂构成的透明涂敷层25、由相同透光性树脂构成的无色边界层5和由黑色树脂构成的有色边界层21形成图2所示的格栅状,如图11(c)所示,形成由这些背面基板2,反射层3,边界层5、21包围的区域的被喷出部7。
这里,以喷出红的着色液形成着色层6R时的情况为例,说明利用液滴喷出装置100向被喷出部7上喷出着色液的液滴150,形成着色层6的方法。首先,将已经形成反射层3、透明涂敷层25,无色边界层5和有色边界层21的背面基板2作为工件120载置到载置台121上。载置的方向,如图2所示,将无色边界层5的延伸方向作为Y轴方向,将有色边界层21的延伸方向作为X轴方向。喷出头116一面向Y轴方向移动,一面如图8所示,从喷嘴117喷出红的着色液的液滴150,沿着Y轴方向排列成一列的应该设置红的着色层的一端的被喷出部7直到另一端的被喷出部7,依次配置液滴150。这时,在对应于红的着色层6R的其它的被喷出部7的列上,可以利用另外的喷嘴117同时配置液滴150。按照对应于红的着色层6R的被喷出部7的列的数目,重复进行多次装置操作,完成红的着色层6R。
在这种情况下,由于沿Y轴排列的红的着色层6R的边界是向X轴方向延伸的没有透光性的有色边界层21,所以,即使液滴150落到有色边界层21上,对于作为显示装置的性能也没有影响。从而,Y轴方向的液滴喷出无需避开有色边界层21,可以连续地进行,效率很高。此外,由于与相邻的绿的着色层6G的列的交界是无色边界层5,所以,必须避免液滴150落于其上,但是,由于无色边界层5与Y轴平行,喷嘴117也向与Y轴方向相对移动,所以,可以很容易不交叉地相互回避。在现有技术例中,在各个被喷出部7内的一部分上,设置非着色部分,使之起着无色边界层5的作用,每次向各个被喷出部7上喷出液滴150时,有必要避开非着色部分,控制十分复杂。关于这一点,本发明的无色边界层5的配置是很有效的。这些情况对于着色层6G、6B而言,可以说也是一样的。如上所述,在着色层6R、6G、6B形成之后,以覆盖着色层6R、6G、6B和无色边界层5及有色边界层21的方式,设置外涂层8(图11(d)),完成滤色器40。
此外,对于实施例2中的滤色器基板45,其制造方法基本上和实施例1的滤色器基板40的制造方法相同,所以,只对其主要不同点进行说明。在背面基板2的前面侧,全部补加粘贴在前面侧表面上设置凹凸的透光性的树脂散射层32,在树脂散射层32的上形成抗蚀剂膜27和散射反射层31。由于散射反射层31是金属薄膜,所以,沿着树脂散射层32表面的凹凸形成,但通过氧等离子处理等在表面上进一步设置凹凸,提高散射的效果。然后,除去抗蚀剂膜27,利用丝网印刷等在散射反射层31上形成透明涂敷层25。以后的工序,以实施例1为准。
为了利用这种液滴喷出装置100有效地形成着色层6R、6G、6B,如果采用下面说明的制造装置的话是有效的。图9所示的制造装置200,是制造半透射反射式液晶显示装置1、30的装置组,相对于图1及图4的着色层6R、6G、6B的每一个,包含喷出对应的着色液的液滴150的液滴喷出装置100。制造装置200包括:向涂布红的着色液的整个被喷出部7上涂布喷出红的着色液的喷出装置210R,使红的着色液干燥的干燥装置220R,在整个涂布绿的着色液的被喷出部7上涂布绿的着色液的喷出装置210G,使绿的着色液干燥的干燥装置220G,同样地,向涂布蓝的着色液的整个被喷出部7上分别涂布蓝的着色液并使之干燥的喷出装置210B,干燥装置220B,将各种颜色的着色液再次进行加热(后烘干)的干燥机230,在后烘干的着色液的层上设置外涂层8的喷出装置210C,使外涂层8干燥的干燥装置220C,将干燥过的外涂层8再次加热固化的固化装置240。进而,制造装置200还包括:将形成有着色层6R、6G、6B的工件120依次向喷出装置210R,干燥装置220R,喷出装置210G,干燥装置220G,喷出装置210B,干燥装置220B,干燥机230,喷出装置210C,干燥装置220C,固化装置240上搬运的搬运装置250。
此外,在试制等过程中,喷出装置210R,喷出装置210G,喷出装置210B,喷出装置210C,也可以是一个相同的液滴喷出装置100,在这种情况下,也可以具有喷出头部110利用喷出头116喷出红(R)、绿(G)、蓝(B)、外涂层的每一个的着色液的液滴的结构。例如,液滴喷出装置100,在形成红的着色层6R时,利用供应红(R)的着色液的喷出头116,实现和制造装置200的喷出装置210R相同的功能,在绿(G)的着色层6G的形状过程中,利用供应绿(G)的着色液的喷出头116,实现和制造装置200的喷出装置210G的功能,对于蓝(B)、外涂层,可以进行同样的对应。进而,也可以利用液滴喷出装置100进行用分配器及丝网印刷进行的滤色器40、45的透明涂敷层25,无色边界层5及有色边界层21的形成,半透射反射式液晶显示装置1、30的取向膜10、13的形成,以及液晶15的涂布,可以在上述制造装置200上附加这些功能。
下面,以图1所示的半透射反射式液晶显示装置1作为代表,对于分别搭载上述实施形式1及2的滤色器40、45的半透射反射式液晶显示装置1及30的制造方法进行说明。首先,在由背面基板2,反射层3,开口部4,透明涂敷层25,无色边界层5,有色边界层21,被喷出部7,着色层6R、6G、6B,以及外涂层8构成的滤色器40的外涂层8上,与各个着色层6对应地形成由透明材料ITO(Indium Tin Oxide:氧化铟锡)构成的对向电极9。进而,覆盖全部对向电极9和外涂层8,形成聚酰亚胺等的取向膜10,制成背面基板部。
另一方面,在前面基板11的背面侧,形成利用和对向电极9同样的ITO构成的,配置在与对向电极对应的位置上的象素电极12,以覆盖整个象素电极12和前面基板11的方式,形成聚酰亚胺等的取向膜13,制成前面基板部。其次,在背面基板部的取向膜10上,利用丝网印刷等形成在一部分上具有切口部、形成液晶15的区域的矩形密封件14。利用液滴喷出装置100,从喷出头116的喷嘴117,将保持在喷出性良好的温度的液晶15,喷出到该密封件14的内侧。在液晶15充满之后,将前面基板部的取向膜13的面粘贴到密封件上,在除去从切口部溢出的液晶之后,将切口部密封。这时喷出来的液晶15的体积,为了在液晶区域内不产生间隙或者将多余的部分溢出,优选地,为液晶区域的容积的100%至110%。
同时,在前面基板11及背面基板2上分别粘贴前面偏振片17,背面偏振片16,进而,在背面偏振片16的周围设置缓冲件18,夹持缓冲件18,与背面偏振片16的整个面对向地粘贴导光板19,与导光板19直接连接地配置光源20。这样,完成色可视性优异的半透射反射式液晶显示装置1。对于半透射反射式液晶显示装置30,也利用同样的制造工艺进行制造。
[实施例3]
图2所示的液晶显示装置300,是作为开关元件配备有作为双端子的TFD(Thin Film Diode:薄膜二极管)的显示装置。液晶显示装置300,配备有偏振片320A,偏振片320B,滤色器基板310,对向基板312,液晶层314,光源部316。液晶层314位于滤色器基板310和对向基板312之间。此外,滤色器基板310位于液晶层314和光源部316之间。此外,滤色器基板310,液晶层314,对向基板312,位于偏振片320A和偏振片320B之间。此外,滤色器基板310,有时也简称为“滤色器”。
滤色器基板310包括:具有透光性的基板332,反射部326,透射部328,多个滤光片层305FR,305FG,305FB,黑底317,围堰330,平坦化层334,具有透光性的多个电极336,取向膜338A。在本实施例中,基板332的位置,在偏振片320A与反射部326及透射部328之间。此外,滤光片层305FR,305FG,305FB,也被称作“着色层”。此外,黑底,围堰,平坦化层也分别称作“有色边界层”,“无色边界层”,“外涂层”。
偏振片320A以基本上覆盖基板332的整个面的方式配置。此外,在本实施例中,偏振片320A和基板332连接,但偏振片320A和基板332也可以分离。
反射部326及透射部328,均位于基板332上。反射部326及透射部328,均位于和多个滤光片层305FR,305FG,305FB的每一个对应的位置上。在本实施例中,反射部326及透射部328,是分别形成在基板332上的铝膜及其开口面部。
黑底317具有多个开口面部317A。具体地说,黑底317是具有限定多个开口面部317A的形状的遮光部。多个开口面部317A,设置成矩阵状,各个开口面部317A对应于后面描述的象素区域G。此外,黑底317形成在各个反射部326的一部分上。此外,黑底317是本发明的“第一个层”的一个例子。
多个滤光片层305FR,305FG,305FB的每一个,对应于三种颜色之一。具体地说,滤光片层305FR是对应于红色的滤光片,滤光片层305FG是对应于绿色的滤光片,滤光片层305FB是对应于蓝色的滤光片。多个滤光片层305FR,305FG,305FB的每一个,位于多个开口面部317A的每一个处。
围堰330,形成在黑底317上。围堰330的平面形状,与黑底317的平面形状相同。如后面将要详细说明的,围堰330对于形成滤光片层305FR,305FG,305FB用的液体状的滤色器材料的疏液性,比黑底317对于滤色器材料的疏液性大。此外,围堰330是本发明的“第二个层”的一个例子。
平坦化层334,以覆盖多个滤光片层305FR,305FG,305FB和围堰330的方式设置。具体地说,为了获得基本上平坦的面,平坦化层334覆盖滤光片层305FR,305FG,305FB和围堰330形成的阶梯差。多个电极336位于平坦化层334上。多个电极336具分别向沿Y轴方向(图12的垂直于纸面的方向)延伸的带状的形状,相互平行、取向膜338A,以覆盖多个电极336及平坦化层334的方式配置,沿规定的方向施加摩擦处理。
对向基板312,包含:具有透光性的基板340,具有透光性的多个电极(象素电极)342,取向膜338B。基板340的位置,在偏振片320B和多个电极342之间。偏振片320B,以覆盖基板340的基本上整个面的方式配置。此外,在本实施例中,偏振片320B和基板340连接,但也可以偏振片320B和与板340分离。此外,图12中没有示出,对向基板312包括透明的每一个与多个电极342的每一个电连接的多个双端子元件。
多个电极342设置成矩阵状。取向膜338B以覆盖多个电极342及基板340的方式配置,将其沿规定方向摩擦。此外,在本实施例中,取向膜338B的摩擦方向与上述取向膜338A的摩擦方向,以将液晶在取向膜338A及338B之间制成TN取向的方式设定。
液晶层314,位于滤色器基板310与对向基板312之间。具体地说,液晶层314设置在利用位于取向膜338A和取向膜338B之间的多个间隔件确保的空间内,与取向膜338A及取向膜338B连接。
多个电极336和多个电极342重合的部分,分别对应于象素区域G。
此外,所谓一个象素区域G,是指对应于多个滤光片层305FR、305FG、305FB中的一个滤光片层的区域。
光源部316,以滤色器基板310位于光源部316和液晶层314之间的方式设置。本实施例的光源部316,也称作背照光。光源部316包含有发出白色光的光源316A,导光体316B。导光体316B,为了从背面将基板332均匀照明,具有将从光源316A来的光一面扩散一面导光的功能。所谓基板332的背面,是指与形成滤光片层305FR、305FG、305FB,或黑底317,或反射部326,或透射部328的面相反的面。因此,例如,也可以描述为,基板332位于滤光片层305FR、305FG、305FB和光源部316之间。
如上所述,在滤色器基板310上,对应于滤光片层305FR、305FG、305FB的每一个,设置反射部326和透射部328。具有这种滤色器基板310的液晶显示装置300,具有以下的功能。
再利用背照光(光源部316)时,从背照光来的光线P,在偏振片320A和基板332上传播之后,通过透射部328。同时,通过透射部328的光线,入射到滤光片层305FR、305FG、305FB上,对应的波长区域的光线从滤光片层305FR、305FG、305FB出射。从滤光片层305FR、305FG、305FB来的光线(彩色光)在液晶层314及对向基板312上传播,从偏振片320B出射。在偏振片320B的出射面上,按照外加于电极336和电极342之间的电压,调制从背照光来的光线的强度。
另一方面,在利用外部光时,外部光等的光线S,在偏振片320B,对向基板312,液晶层314中传播,入射到对应的滤光片层305FR、305FG、305FB上。然后,在滤光片层305FR、305FG、305FB中传播的光线中,被反射部326反射的光线,再次在滤光片层305FR、305FG、305FB中传播,作为对应的彩色光出射。各个彩色光再次在液晶层314及对向基板312中传播,从偏振片320B出射。在偏振片320B的出射面上,按照外加到电极336及电极342之间的电压,调制外部光等的光线的强度。
根据上述结构,就黑底317而言,作为从第一侧入射的第一光线,通过对应的滤光片层305FR、305FG、305FB的第一光线,由反射部326向第一侧反射。另一方面,就黑底317而言,从第二侧入射的第二光线,经由透射部328及对应的滤光片层305FR、305FG、305FB出射到第一侧。此外,对于黑底317而言,所谓第一侧是,平坦化层334或液晶层314所处的一侧。此外,对于黑底317而言,所谓第二侧,是指光源部316所处的一侧。
这样,液晶显示装置300,既可以利用外部光显示图像,也可以利用在背照光来的光显示图像。具有这种功能的液晶显示装置300,称之为半透射反射式显示装置。
在滤色器基板310上的滤光片层305FR、305FG、305FB,通过从喷墨装置等喷出装置向黑底317的开口面部317A内喷出滤色器材料形成。
在本实施例中,也将设置滤光片层305FR、305FG、305FB之前的滤色器基板310表述为“基体310A”。此外,在本实施例中,也把将要设置滤光片层305FR、305FG、305FB的各个区域表述为“被喷出部350R、350G、350B”。根据这种表述,在本实施例的情况下,在基体310A上,由围堰330,黑底317,反射部326,透射部328包围的各个凹部,对应于被喷出部350R、350G、350B。
下面,说明制造液晶显示装置300用的制造装置。
图13所示的制造装置400,是一种对各个基体310A的被喷出部350R、350G、350B喷出对应的滤色器材料的装置。具体地说,制造装置400,包括:向整个被喷出部350R上涂布滤色器材料305R的喷出装置400R,使被喷出部350R上的滤色器材料305R干燥的干燥装置450R,向整个被喷出部350G上涂布滤色器材料305G的喷出装置400G,使被喷出部350G上的滤色器材料305G干燥的干燥装置450G,向整个被喷出部350B上涂布滤色器材料305B的喷出装置400B,使被喷出部350B上的滤色器材料305R干燥的干燥装置450B,将滤色器材料305R、306G、305B再次加热(后烘烤)的干燥机460,在后烘烤过的滤色器材料305R、306G、305B的层上设置平坦化层334的喷出装置400C,使平坦化层334干燥的干燥装置450C,将已干燥的平坦化层334再次加热固化的固化装置465。制造装置400还进一步包括将喷出装置400R,干燥装置450R,喷出装置400G,干燥装置450G,喷出装置400B,干燥装置450B,干燥机460,喷出装置400C,干燥装置450C,固化装置465依次在基体310A上搬运的搬运装置470。
如图14所示,喷出装置400R包括:保持液体状滤色器材料305R的容器401R,经由管410R从容器401R供应滤色器材料305R的喷出扫描部402。喷出扫描部402包括:分别具有能够喷出滤色器材料的多个喷出头414(图15)的滑架403,控制滑架403的位置的第一位置控制装置404,保持基体310A的工作台406,控制工作台406的位置的第二位置控制装置408,以及控制部412。容器401R,滑架403上的多个喷出头414,由管410R连接,将液体状的滤色器材料305R从容器401R利用压缩空气供应给多个喷出头414的每一个。
本实施例中的液体状滤色器材料305R,是本发明的“液体状材料”的一个例子。所谓液体状材料,是指具有能够从喷嘴喷出来的粘度的材料。在这种情况下,不管材料是水性的还是油性的。如果具有能够从喷嘴喷出的流动性(粘度)的话就足够了,即使固体物质混入,作为一个整体,也可以是流动体。
第一位置控制装置404备有线性马达,根据从控制部412来的信号,使滑架403沿着X轴方向以及与X轴垂直的Z轴方向移动。第二位置控制装置408,备有线性马达,根据从控制部412来的信号,使工作台406沿着与X轴方向及Z轴方向两者垂直的Y轴方向移动。工作台406具有与X轴和Y轴方向两者平行的平面,在该平面上可以固定基体310A。由于工作台406固定到基体310A上,所以,工作台406可以决定被喷出部350R、350G、350B的位置。此外,本实施例的基体310A,是接收基板的一个例子。
第一位置控制装置404,进一步具有围绕平行于Z轴方向的规定的轴使滑架403旋转的功能。所谓Z轴方向,是指平行于铅直方向(即,重力加速度的方向)的方向。通过借助第一位置控制装置404使滑架403围绕平行于Z轴方向的轴的旋转,可以令固定到接收基板上的坐标系中的X轴及Y轴与X轴方向及Y轴方向分别平行。在本实施例中,X轴方向及Y轴方向,都是滑架相对于工作台406进行相对移动的方向。在本说明书中,将第一位置控制装置404及第二位置控制装置408表述为“扫描部”。
滑架403及工作台406进一步具有除上述之外的平行移动及旋转自由度。但是,在本实施例中,为了简明起见,省略对于上述自由度之外的自由度的描述。
控制部412从外部信息处理装置接收表示应该喷出滤色器材料305R的相对位置的数据。控制部的详细功能在后面进行描述。
如图15所示,滑架403保持相互具有相同结构的多个喷出头414。这里,图15是从工作台406侧观察工作台403时的图示,因此,垂直于纸面的方向为Z轴方向。在本实施形式中,在滑架403上配置两列由6个喷出头414构成的列。此外,各个喷出头414的长度方向相对于X轴方向构成角度AN,各个喷出头414固定到滑架403上。
如图16所示,喷出滤色器材料305R用的喷出头414,分别具有沿喷出头414的长度方向延伸的两个喷嘴列416。一个喷嘴列416,是180个喷嘴418排列成一列的列。沿着该喷嘴列方向HX的喷嘴418的间隔,约为140μm。此外,在图16中,一个喷出头414上的两个喷嘴列416,相互错开半个间距(约70μm)设置。进而,喷嘴418的直径,约为27μm。
如上所述,由于喷出头414的长度方向相对于X轴方向构成角度AN,所以,喷嘴列方向HX,即,180个喷嘴418排列成一列的方向相对于X轴方向也构成角度AN。此外,多个喷嘴418的每一个的端部,位于用上述X轴方向及Y轴方向定义的假想的平面上。此外,以喷出头414能够大致与Z轴平行地喷出材料的方式,调整多个喷嘴418的每一个的形状。
可以以至少任意两个喷嘴同时对应于X轴方向排列的多个被喷出部350R中的几个的方式,适当设定角度AN。这样,在一个扫描周期内,可以同时涂布扫描两个列。此外,在这种情况下,任意两个喷嘴418也可以是相互不邻接的。
如图17(a)及(b)所示,各个喷出头414,是喷墨头。更具体地说,各个喷出头414配备有振动板426,喷嘴片428。在振动板426与喷嘴片428之间,设置总是填充由容器401R经由孔431供应的液体状的滤色器材料305R的储液槽429。此外,在振动板426和喷嘴片428之间,设置多个间隔壁422。而且,由振动板426,喷嘴片428,一对间隔壁422包围的部分,是空腔420。由于空腔420是对应于喷嘴418设置的,所以,空腔420的数目和喷嘴418的数目相同。经由位于一对间隔壁422之间的供应口430,从储液槽429向空腔420内供应滤色器材料305R。
在振动板426上,对应于各个空腔420,设置振子424。振子424包括压电元件424C,夹持压电元件424C的一对电极424A、424B。通过给予该一对电极424A、424B驱动电压,从对应的喷嘴418喷出液体状的滤色器材料305R。
控制部412(图14),以将相互独立的信号给予多个振子424的每一个的方式构成。因此,从喷嘴418喷出的滤色器材料305R的体积,根据从控制部412来的信号由每一个喷嘴418进行控制。进而,从喷嘴418的每一个中喷出来的滤色器材料305R的体积,可以在0pl~42pl(微微升)之间变化。因此,也可以设置在涂布扫描期间进行喷出动作的喷嘴418,以及不进行喷出动作的喷嘴418。
在本说明书中,将包含一个喷嘴418,对应于喷嘴418的空腔420,对应于空腔的振子的部分,表述为喷出部427。根据这种表述,一个喷出头414,具有与喷嘴418的数目相同的喷出部427。喷出部427,也可以代替压电元件,具有电热变换元件。即,喷出部也可以具有利用由电热变换元件引起的材料的热膨胀喷出材料的结构。
如上所述,借助第一位置控制装置404(图14)使滑架403沿X轴方向以及Z轴方向移动。另一方面,借助第二位置控制装置408(图14)使工作台406(图14)沿Y轴方向移动。结果是,借助第一位置控制装置404及第二位置控制装置408,改变喷出头414相对于工作台406的相对位置。更具体地说,借助这些动作,多个喷出头414,多个喷嘴列416,或者多个喷嘴418,一面相对于在工作台406上定位的被喷出部305R沿Z轴方向保持规定的距离,一面相对于X轴方向及Y轴方向移动,即,相对地进行扫描。更具体地说,喷出头414相对于工作台406沿X轴方向以及Y轴方向相对扫描,同时,从多个喷嘴418喷出材料。在本发明中,喷嘴418也可以相对于被喷出部350R、350G、350B扫描,从喷嘴418中向被喷出部350R上喷出材料。所谓“相对扫描”包含喷出侧和从它喷出来的喷出物落下侧(被喷出部350R等)的至少其中之一相对于其中的另一个的扫描。此外,是指相对扫描和材料的喷出的组合,也有时表述为“涂布扫描”。
其次,说明控制部412的结构。如图18所示,控制部412,包括:输入缓冲存储器451,存储机构452,处理部454,扫描驱动器456,喷出头驱动器458。输入缓冲存储器451和处理部454相互可通信地连接。处理部454与存储机构452相互通信地被连接。处理部454和扫描驱动器456可相互通信地连接。处理部454和喷出头驱动器458也相互通信地连接。此外,扫描驱动器456,与第一位置控制装置404及第二位置控制装置408可相互通信地连接。同样地,喷出头驱动器458,与多个喷出头414的每一个可相互通信地连接。
输入缓冲存储器451,接收从外部信息处理装置来的用于进行滤色器材料305R的喷出的喷出数据。喷出数据包括:表示基体310A上的全部被喷出部350R的相对位置的数据,表示材料应该喷出的位置、或者材料应该落下的位置的数据,表示在全部被喷出部350R上、直到涂布出所希望的厚度的滤色器材料305R所必须的相对扫描次数的数据,以及,指定喷出材料的喷嘴和停止材料的喷出的喷嘴的数据。输入缓冲存储器451,将喷出数据提供给处理部454,处理部454将喷出数据存储在存储机构452中。在图18上,存储机构452是RAM。
处理部454,根据存储机构452内的喷出数据,给予扫描驱动器456表示喷嘴列416相对于被喷出部350R的相对位置的数据。扫描驱动器456将根据该数据的驱动信号给予第一位置控制装置404及第二位置控制装置408。结果是,喷嘴列416对被喷出部350R进行扫描。另一方面,处理部454根据存储在存储机构452中的喷出数据,将表示对应的从喷嘴418的喷出定时的数据给予喷出头驱动器458。喷出头驱动器458根据该数据,将滤色器材料305R喷出所必须的驱动信号给予喷出头414。结果是,从喷嘴列416中的对应的喷嘴418喷出液体状的滤色器材料305R。
控制部412,可以是包含CPU,ROM,RAM的计算机。在这种情况下,控制部412的上述功能,由计算机执行的软件程序实现。不言而喻,控制部412也可以用专用电路(硬件)实现。
根据上述结构,喷出装置400R根据给予控制部412的喷出数据,进行滤色器材料305R的涂布扫描。
上面是对喷出装置400R的结构的说明。喷出装置400G的结构,喷出装置400B的结构,喷出装置400C的结构,基本上都和喷出装置400R的结构相同。但是,代替喷出装置400R中的容器401R,喷出装置400G配备滤色器305G用的容器,在这一点上,喷出装置400G的结构与喷出装置400R的结构不同。同样地,代替容器401R,喷出装置400B配备滤色器材料305B用容器,在这一点上,喷出装置400B的结构与喷出装置400R的结构不同。进而,代替容器401R,喷出装置400C配备有保护膜材料用的容器,在这一点上,喷出装置400C的结构与喷出装置400R的结构不同。
其次,说明液晶显示装置300的制造方法。
首先,在具有透光性的构件上形成反射部326和透射部328。具体地说,如图19(a)所示,以覆盖玻璃基板等具有透光性的基板332的基本上整个面的方式,利用溅射方法等制造铝(Al)膜。这里,基板332对应于上述“具有透光性的构件”。同时,如图19(b)所示,将上述Al膜制成图形,以便在每个象素区域G上形成反射部326及透射部328。具体地说,将Al膜形成图形,以便将透射部328的形状制成基本上为矩形。形成图形后,残留在基板332上的Al膜是反射部326,除去Al膜的部分是透射部328。这样,在具有透光性的构件上形成反射部326和透射部328。
在本实施例中,在基板332上直接设置反射部326。但是,也可以在基板332和反射部326之间设置保护膜等的层。在本说明书中,基板332,是可以包含这种保护膜等的层的术语。
其次,覆盖反射部326和透射部328,形成第一种材料的层。具体地说,如图19(c)所示,覆盖反射部326和基板332,涂布厚度为3μm左右的分散有黑色颜料的热固化型丙烯酸树脂(树脂黑)。结果是,获得树脂黑层317’。这里,树脂黑层317’是本发明的“第一种材料的层”的一个例子。
然后,通过在第一种材料的层上涂布抗蚀剂,形成第二种材料的层。具体地说,如图19(c)所示,以覆盖树脂黑层317’的整个面方式,涂布掺合有氟聚合物的负型丙烯酸系化学增幅型感光性抗蚀剂。
结果是,在树脂黑层317’上获得抗蚀剂层330’。这里,抗蚀剂层330’是本发明的“第二种材料层”的一个例子。
其次,对抗蚀剂层330’和树脂黑层317’进行图形化。具体地说,经由在对应于象素区域G的部位具有遮光部的光掩模,在抗蚀剂层330’上,照射光hv。然后,通过利用规定的蚀刻液进行蚀刻,除去光hv没有照射的多个部分,即,除去对应于多个象素区域G的多个部分的抗蚀剂层330’,树脂黑层317’。借此,如图19(d)所示,在基板332上同时形成具有包围以后将要形成的滤光片层形状的黑底317和围堰330。即,获得与反射部326和透射部328对应的开口面部317A。
如前面所述,由黑底317,围堰330,反射部326,透射部328限定或包围的区域,是被喷出部350R、350G、350B。此外,围堰330具有透光性。此外,如前面所述,黑底317是本发明的“第一个层”的一个例子,围堰330是本发明的“第二个层”的一个例子。
这样,通过形成黑底317和位于黑底317上的围堰330,在基体310A上设置由黑底317和围堰330划分出的区域(即,被喷出部350R、350G、350B)。
其次,说明喷出装置400R将滤色器材料305R喷出到被喷出部350R上的方法。
在图20所示的基体310A中,多个喷出部350R、350G、350B形成的矩阵的行方向及列方向分别与X轴方向及Y轴方向平行。进而,被喷出部350R,被喷出部350G,以及被喷出部350B,沿X轴方向依次周期性地排列。另一方面,被喷出部350R彼此沿Y轴方向以规定的间隔排成一列,此外,被喷出部350G彼此沿Y轴方向以规定的间隔排成一列,而且,被喷出部350B彼此沿Y轴方向以规定的间隔排成一列。
被喷出部350R彼此间沿X轴方向的间隔LRX,大致为237μm。该间隔LRX,与被喷出部350G彼此沿X轴方向的间隔LGX相同,与被喷出部350B彼此沿X轴方向的间隔LBX也相同。此外,各个被喷出部350R、350G、350B在X轴方向的长度及Y轴方向的长度,分别约为50μm及约120μm。
在本实施例中,在被喷出部350R,透射部328相对于反射部326凹入,因此,在被喷出部350R内形成阶梯差(图19(d))。更具体地说,阶梯差位于反射部326和透射部328的边界处。这是因为透射部328是反射部326的开口部分,通过除去反射部326的一部分形成的。从而,阶梯差的相当于反射部326的厚度。此外,对于被喷出部350R、350G、350B,透射部328相对于反射部326也同样地凹入。
首先,搬运装置470使基体310A位于喷出装置400R的工作台406的位置。具体地说,以多个被喷出部350R、350G、350B形成的矩阵的行方向及列方向方向分别平行于X轴方向及Y轴方向的方式固定。
在第一扫描期间开始前,喷出装置400R使喷嘴418的X轴座标、被喷出部350R的X轴座标一致。具体地说,使图21所示的喷嘴418中,最左边的喷嘴418的X轴座标,与图21所示的被喷出部350R的列中,最左边的列的X座标X1一致。与此相伴,图21所示的喷嘴418中,最右边的喷嘴418的X座标,与图21的被喷出部350R的列中,最右边的列的X座标X2一致。下面,将对应于被喷出部350R的喷嘴418,表述为第一喷嘴418A。此外,将不对应于被喷出部350R的喷嘴418,表述为第二喷嘴418B。
其中,在本实施例中,所谓“扫描期间”指的是,如图24所示,为了向沿Y轴方向排列的全部多个被喷出部350R上涂布材料,滑架403的一边沿Y轴方向从扫描范围434的一端E1(或者另一端E2)直到另一端E2(或者一端E1)进行一次相对移动的期间。进而,在本实施例中,所谓扫描范围434,是指为了将滤色器材料305R一直涂布到包含在矩阵18M中的被喷出部350R的全部上,滑架403的一个边相对移动的范围。但是,根据不同的情况,术语“扫描范围”有时意味着一个喷嘴418相对移动的范围,有时意味着一个喷嘴列416相对移动的范围,或者,有时意味着一个喷出头414相对移动的范围。此外,所谓矩阵18M,是被喷出部350R、350G、350B构成的矩阵。
此外,所谓滑架403,喷出头414,或者喷嘴418相对移动,是指它们相对于被喷出部350R的相对位置的变化。因此,在滑架403,喷出头414,或者喷嘴418绝对静止,只有被喷出部350R借助工作台406移动时,也表现为滑架403,喷出头414或喷嘴418相对移动。
如图21所示,当第一扫描期间开始时,滑架403开始从扫描范围434的一端E1向Y轴方向的正的方向(图中上面的方向)相对移动。同时,在第一个扫描期间,在第一喷嘴418A进入到对应于被喷出部350R的区域时,从第一喷嘴418A向对应的被喷出部350R喷出滤色器材料305R。更具体地说,在喷嘴418A进入在被喷出部350R中对应于透射部328的区域时,喷嘴418A喷出滤色器材料305R。在图21所示的例子中,在第一扫描期间,滤色器材料305R对各个被喷出部350R喷出一次。在图21中,用黑圈表示喷嘴418A喷出滤色器材料305R的位置,或者落下的位置BD。
如图22所示,当接着第一扫描期间,开始第二扫描期间时,滑架403开始从扫描范围434的一端E2向Y轴的负方向(图中下面的方向)相对移动。在第二扫描期间内,当第一喷嘴418A进入到对应于被喷出部350R的区域中时,从第一喷嘴418A向对应的被喷出部350R喷出滤色器材料305R。更具体地说,当喷嘴418A侵入对应于反射部326的区域中时,喷嘴418A喷出滤色器材料305R。
在图22所示的例子中,在第二扫描期间内,向各个被喷出部350R喷出两次滤色器材料305R。在图22中,用黑圈表示喷嘴418A喷出滤色器材料305R的位置,或者落下的位置BD。此外,在图22中,用白圈表示在第一扫描期间内喷出滤色器材料305R的位置。
然后,喷出装置400R使滑架403的X座标分阶段地移动,对基体310A上的全部被喷出部350R,以上述方式喷出滤色器材料305R。
下面,一面参照图23,一面着眼于一个被喷出部350R说明上述喷出方法。
图23是被喷出部350R的Y-Z剖面图。即,图23的纸面的左右方向是被喷出部350R的长度方向。如图23(a)所示,在第一扫描期间的时间内,向透射部328喷出滤色器材料305R。如图23(b)所示,当滤色器材料305R落到透射部328上时,不仅覆盖透射部328,而且覆盖位于透射部328与反射部326的边界处的阶梯差,涂布滤色器材料305R。如图23(c)所示,在第二扫描期间的时间内,基本上向对应于反射部326的部分上喷出滤色器材料305R。在这种情况下,也可以以滤色器材料305R的液滴的一部分与透射部328重合的方式下落。然后,如图23(d)所示,从在第一扫描期间和第二扫描期间喷出的滤色器材料305R中,将溶媒气化,在被喷出部350R内形成滤色器材料305R的层。如果进一步使图23(d)的层干燥的话,变成滤光片层305FR。
上面所述,是喷出装置400R在被喷出部350R上喷出滤色器材料305R的方法。下面,说明利用制造装置400制造滤色器基板310的一系列方法。
将已经形成被喷出部350R、350G、350B的基体310A,利用搬运装置470搬运到喷出装置400R的工作台406上。然后,如图25(a)所示,喷出装置400R,为了在全部被喷出部350R上形成滤色器材料305R的层,从喷出头414的喷出部427喷出滤色器材料305R。喷出装置400G进行的滤色器材料305R的喷出方法,是参照图21、图22及图23说明的方法。在基体310A的全部被喷出部350R上已经形成滤色器材料305R的层的情况下,搬运装置470使基体310A位于干燥装置450R内。然后,通过使被喷出部350R上的滤色器材料305R完全干燥,在被喷出部350R上获得滤光片层305FR。
其次,搬运装置470使基体310A位于喷出装置400G的工作台406处。然后,如图25(b)所示,喷出装置400G,为了在全部被喷出部350G上形成滤色器材料305G的层,从喷出头414的喷出部427喷出滤色器材料305G、喷出装置400G进行的滤色器材料305G的喷出方法,是参照图21、图22、以及图23说明的方法。在已经于基体310A的被喷出部350G的全部上形成滤色器材料305G层的情况下,搬运装置470使基体3 10A位于干燥装置450G内。然后,通过使被喷出部350G上的滤色器材料305G完全干燥,在被喷出部350G上获得滤光片层305FG。
其次,搬运装置470使基体310A位于喷出装置400B的工作台406处。然后,如图25(c)所示,喷出装置400B,为了在全部被喷出部350B上形成滤色器材料305B的层,从喷出头414的喷出部427喷出滤色器材料305B。喷出装置400B进行的滤色器材料305B的喷出方法,是参照图21、图22、以及图23说明的方法。已经在基体310A的全部被喷出部350B上形成滤色器材料305B的层的情况下,搬运装置470使基体310A位于干燥装置450B内。然后,通过使被喷出部350B上的滤色器材料305B完全干燥,在被喷出部350B上获得滤光片层305FB。
在本实施例中,围堰330相对于液体状滤色器材料305R、305G、305B呈疏液性。进而,黑底317对于滤色器材料305R、305G、305B的疏液性,比围堰330对于滤色器材料305R、305G、305B的疏液性低。倒不如说,黑底317对滤色器材料305R、305G、305B呈亲液性。其原因是,将氟聚合物掺合到围堰330中,另一方面,黑底317不含有氟系聚合物。一般地,含有氟的树脂的表面,与不含有氟的树脂树脂的表面相比,对于包含在液体状的滤色器材料内的分散媒体,呈现出更高的疏液性。另一方面,大部分不含氟的树脂,对于上述液体状材料显示出亲液性。
根据本实施例,由于围堰330呈现相对比较高的疏液性,所以,刚刚落到被喷出部350R、350G、350B上的滤色器材料的液滴,不会越过围堰330流向被喷出部350R、350G、350B之外,流入到黑底317内。进而,由于形成显示所希望的疏液性的层和显示亲液性的层,所以,不需要将黑底317及围堰330疏液化或亲液化的表面改性工艺。例如,无需进行利用四氟化碳作为处理气体的等离子体处理或氧等离子体处理。
其次,搬运装置470使基体310A位于干燥机460内。然后,干燥机460将滤光片层305FR、305FG、305FB再次加热(后烘干)。
其次,搬运装置470使基体310A位于喷出装置400C的工作台406处。同时,为了覆盖滤光片层305FR、305FG、305FB以及围堰330形成平坦化层334,喷出装置400C喷出液体材料。在形成覆盖滤光片层305FR、305FG、305FB以及围堰330的平坦化层334之后,搬运装置470使基体310A位于干燥机450C内。同时,在干燥机450C使平坦化层334完全干燥之后,固化装置465加热平坦化层334,将其完全固化。
其次,在平坦化层334上形成多个电极336,然后,通过设置覆盖多个电极336和平坦化层334的取向膜338A,如图25(d)所示,基体310A变成滤色器基板310。
其次,以中间夹持间隔件、取向膜338A和取向膜338B对向的方式,将滤色器基板310和另外单独制作的对向基板粘贴在一起。然后,在取向膜之间的空间内填充液晶材料。然后,通过设置偏振片320A、320B,光源部316,获得液晶显示装置300。
[实施例4]
实施例4的液晶显示装置500的结构,除去将实施例3的液晶显示装置300中的滤色器基板310置换成滤色器基板380之外,实质上与实施例3的液晶显示装置300的结构相同。在图26中,与实施例3中说明的结构部件相同的结构部件,付与相同的参考标号,省略重复的说明。
图26所示的液晶显示装置500包括:偏振片320A,偏振片320B,滤色器基板380,对向基板312,液晶层314,光源部316。液晶层314位于滤色器基板380与对向基板312之间。此外,滤色器基板380位于液晶层314与光源部316之间。此外,滤色器基板380,液晶层314,对向基板312位于偏振片320A和偏振片320B之间。
滤色器基板380包含:具有透光性的基板372,树脂散射层371,反射部366,透射部368,透明涂敷层365,多个滤光片层505FR、505FG、505FB,黑底357,围堰370,平坦化层374,多个电极336,取向膜338A。在本实施例中,基板372的位置在偏振片320A与反射部366以及透射部368之间。
树脂散射层371以覆盖基板372的方式设置。进而,反射部366及透射部368位于树脂散射层371上。反射部366及透射部368都位于对应于多个滤光片层505FR、505FG、505FB的每一个的区域内。在本实施例中,反射部366及透射部368分别是铝膜及其开口面部。
在树脂散射层371上设置不规则性的凹凸。因此,在形成于树脂散射层371上的反射部366的反射面上也形成不规则性的凹凸。由于反射面具有不规则性的凹凸,所以,反射部366具有将光向无规的方向反射的功能。
透明涂敷层365位于反射部366上。将透明涂敷层365形成为与反射部366相同形状的图形。设置透明涂敷层365的目的之一是降低反射光的色纯度。
黑底357位于透明涂敷层365的一部分上。黑底357具有多个开口面部357A。具体地说,黑底357是具有限定多个开口面部357A的形状的遮光部。此外,各个多个开口面部357A设置成矩阵状。同时,各个开口面部357A对应于象素区域G。此外,黑底357是本发明的“第一个层”的一个例子。
多个滤光片层505FR、505FG、505FB的每一个,对应于三种颜色之一。具体地说,滤光片层505FR是对应于红色的滤光片,滤光片层505FG是对应于绿色的滤光片,滤光片层505FB是对应于蓝色的滤光片。多个滤光片层505FR、505FG、505FB的每一个,分别位于多个开口面部357A的每一个的位置处。
围堰370形成在黑底357上。围堰370的平面形状与黑底357的平面形状相同。如后面详细说明的,围堰370对于形成滤光片层505FR、505FG、505FB用的液体状的材料的疏液性,比黑底317对滤色器材料的疏液性大。此外,围堰370是本发明的“第二个层”的一个例子。
平坦化层374以覆盖多个滤光片层505FR、505FG、505FB以及围堰370的方式设置。具体地说,为了获得基本上平坦的面,平坦化层374覆盖滤光片层505FR、505FG、505FB和围堰370形成的阶梯差。多个电极336位于平坦化层374上。多个电极336具有分别沿Y轴方向(图26的垂直于纸面的方向)延伸的带状的形状,是相互平行的。取向膜338A以覆盖多个电极336及平坦化层374的方式配置,沿规定的方向进行摩擦处理。
如上所述,在滤色器基板380中,对应于各个滤光片层505FR、505FG、505FB,设置反射部366和透射部368。具有这样的滤色器基板380的液晶显示装置500,具有以下的功能。
在利用背照光(光源部316)时,从背照光来的光线P,在偏振片320A和基板372中传播之后,通过透射部368。然后,通过透射部368的光线,入射到滤光片层505FR、505FG、505FB,对应的波长区域的光线从滤光片层505FR、505FG、505FB出射。从滤光片层505FR、505FG、505FB来的光线(彩色光)在液晶层314及对向基板312中传播,从偏振片320B出射。在偏振片320B的出射面上,根据外加到电极336及电极342之间的电压调制从背照光来的光线的强度。
另一方面,在利用外部光时,外部光等光线S,在偏振片320B、对向基板312及液晶层314中传播,入射到对应的滤光片层505FR、505FG、505FB上。然后,在滤光片层505FR、505FG、505FB和透明涂敷层365中传播的光线中,由反射部366反射的光线,再次在滤光片层505FR、505FG、505FB中传播,作为对应的彩色光出射。各个色光,再次在液晶层314和对向基板312中传播,从偏振片320B出射。在偏振片320B的出射面上,根据外加到电极336及电极342之间的电压调制外部光等的光线的强度。
在上述结构中,就黑底357而言,作为从第一侧入射的第一光线,通过对应的滤光片层505FR、505FG、505FB的第一光线,由反射部366向第一侧反射。另一方面,就黑底357而言,从第二侧入射的第二光线,经由透射部368和对应的滤光片层505FR、505FG、505FB在第一侧出射。此外,就黑底357而言,所谓第一侧,是平坦化层374或液晶层314所在的一侧。此外,就黑底357而言,所谓第二侧,是光源部316所在的一侧。
这样,液晶显示装置500,既能够利用外部光显示图像,也可以利用背照光显示图像。具有这种功能的液晶显示装置500,称作半透射反射式显示装置。
在滤色器基板380上的滤光片层505FR、505FG、505FB,通过从喷墨装置等喷出装置向黑底357的开口面部357A内喷出滤色器材料进行涂布。
在本实施例中,有时将设置滤光片层505FR、505FG、505FB前的滤色器基板380表述为“基体380A”。此外,在本实施例中,把将要设置滤光片层505FR、505FG、505FB的区域的每一个表述为“被喷出部550R、550G、550B”。根据这种表述,在本实施例的情况下,在基体380A上,由围堰370,黑底357,透明涂敷层365,透射部368包围的凹部的每一个,对应于被喷出部550R、550G、550B。
其次,对液晶显示装置500的制造方法进行说明。
首先,在具有透光性的构件上形成反射部326及透射部328。具体地说,如图27(a)所示,用旋转涂布法,以覆盖玻璃基板等具有透光性的基板372的基本上整个面的方式,形成具有透光性的聚酰亚胺等的树脂层,然后,利用喷砂法在树脂层表面上给予无规则的凹凸。结果,获得树脂散射层371。树脂散射层371对应于上述“具有透光性的构件”。其次,在树脂散射层371上,利用溅射法等制成铝(Al)膜。然后,如图27(b)所示,为了对应于各个象素区域G形成反射部366和透射部368,将上述Al膜进行图形成形。图形成形后,残留在树脂散射层371上的Al膜是反射部366,Al膜被除去的部分是透射部368。这样,在具有透光性的构件上,形成反射部366和透射部368。
其次,如图27(c)所示,覆盖反射部366及树脂散射层371,涂布透明涂敷层365,形成和反射部366相同形状的图形。结果,在反射部366上获得透明涂敷层365。
其次,覆盖反射部366和透射部368,形成第一种材料的层。具体地说,如图27(d)所示,覆盖透明涂敷层365,以及在透明涂敷层365之间(即,反射部366之间)露出的基板372,涂布厚度3μm左右的分散有黑颜料的热固化型丙烯酸树脂(树脂黑)。结果,形成树脂黑层357’。这里,树脂黑层357’是本发明的“第一种材料的层”的一个例子。
然后,通过涂布抗蚀剂,在第一种材料的层上形成第二种材料的层。具体地说,如图27(d)所示,以覆盖树脂黑层357’的基本上整个面的方式,涂布掺合有氟聚合物的负型的丙烯酸系化学增幅型感光性抗蚀剂。结果,在树脂黑层357’上获得抗蚀剂层370’。这里,抗蚀剂层370’是本发明的“第二种材料的层”的一个例子。
其次,将抗蚀剂层370’和树脂黑层357’进行图形成形。具体地说,在对应于将要形成象素区域G的区域的部位经由具有遮光部的光掩模,对抗蚀剂层370’照射光hv。然后,通过利用规定的蚀刻液进行蚀刻,除去光hv没有照射的多个部分,即,除去对应于多个象素区域G的多个部分的抗蚀剂层370’和树脂黑层357’。借此,如图27(e)所示,在基板372上同时得到以后将要形成的具有包围滤光片层的形状的黑底357即围堰370。即,获得对应于反射部366和透射部368的开口面部357A。
如前面所述,由黑底357,围堰370,透明涂敷层365,透射部368限定的区域,是被喷出部550R、550G、550B。此外,围堰370具有透光性。此外,如前面所述,黑底317,是本发明的“第一个层”的一个例子,围堰330是本发明的“第二个层”的一个例子。这样,通过形成位于基板372上的黑底357和位于黑底357上的围堰370,在基体380A上设置由黑底357及围堰370划分出来的区域(即,被喷出部550R、550G、550B)。
已经形成被喷出部550R、550G、550B的基板380A,由搬运装置470(图13)运到喷出装置400R的工作台406上。然后,如图28(a)所示,为了在被喷出部550R的全部上形成滤色器材料505R的层,喷出装置400R,从喷出头414喷出滤色器材料505R。喷出装置400R进行的滤色器材料505R的喷出方法,是参照图21、图22及图23说明的方法。在基体380A的被喷出部550R的全体上形成滤色器材料505R的层的情况下,搬运装置470使基体380A位于干燥装置450R内。然后,通过使被喷出部550R上的滤色器材料505R完全干燥,在被喷出部550R上获得滤光片层505FR。
其次搬运装置470使基体380A位于喷出装置400G的工作台406处。然后,如图28(b)所示,为了在全部被喷出部550G上形成滤色器材料505G的层,喷出装置400G,从喷出头414喷出滤色器材料505G。喷出装置400G进行的滤色器材料505G的喷出方法,是参照图21、图22、及图23说明的方法。在整个基体380A的被喷出部550G上形成滤色器材料505G的层的情况下,搬运装置470使基体380A位于干燥装置450G内。然后,通过使被喷出部550G上的滤色器材料505G完全干燥,在被喷出部550G上获得滤光片层505FG。
其次,搬运装置470,使基体380A位于喷出装置400B的工作台406处。然后,如图28(c)所示,为了在全部被喷出部550B上形成滤色器材料505B的层,喷出装置400B,从喷出头414喷出滤色器材料505B。喷出装置400B进行的滤色器材料505B的喷出方法,是参照图21、图22、及图23说明的方法。在整个基体380A的被喷出部550B上形成滤色器材料505B的层的情况下,搬运装置470使基体380A位于干燥装置450B内。然后,通过使被喷出部550B上的滤色器材料505B完全干燥,在被喷出部550B上获得滤光片层505FB。
在本实施例中,围堰370相对于液体状的滤色器材料505R、505G、505B呈疏液性。进而,黑底357对于滤色器材料505R、505G、505B的疏液性比围堰370对滤色器材料505R、505G、505B的疏液性低。倒不如说,黑底357对液状的滤色器材料505R、505G、505B呈亲液性。其原因是,将氟聚合物掺合到围堰370中,另一方面,黑底357不含有氟系聚合物。一般地,含有氟的树脂的表面,与不含有氟的树脂树脂的表面相比,对于上述液状的材料,呈现出更高的疏液性。另一方面,大部分不含氟的树脂,对于上述液状材料显示出亲液性。
根据本实施例,由于围堰370呈现相对比较高的疏液性,所以,刚刚落到被喷出部550R、550G、550B上的滤色器材料的液滴,不会越过围堰370流向被喷出部550R、550G、550B之外,而是流入到黑底357内。进而,由于形成显示所希望的疏液性的层和显示亲液性的层,所以,不需要将黑底357及围堰370疏液化或亲液化的表面改性工艺。例如,无需进行利用四氟化碳作为处理气体的等离子体处理或氧等离子体处理。
其次,搬运装置470使基体380A位于干燥机460内。然后,干燥机460将滤光片层505FR、505FG、505FB再次加热(后烘干)。
其次,搬运装置470使基体380A位于喷出装置400C的工作台406处。同时,为了覆盖滤光片层505FR、505FG、505FB以及围堰370,形成平坦化层374,喷出装置400C喷出液体状保护膜材料。在形成覆盖滤光片层505FR、505FG、505FB以及围堰370的平坦化层374之后,搬运装置470使基体380A位于干燥机450C内。同时,在干燥机450C使平坦化层374完全干燥之后,固化装置465加热平坦化层374,将其完全固化。
其次,在平坦化层374上形成多个电极336,然后,通过设置覆盖多个电极336和平坦化层374的取向膜338A,如图28(d)所示,基体380A变成滤色器基板380。
其次,以中间夹持间隔件、取向膜338A和取向膜338B对向的方式,将滤色器基板380和另外单独制作的对向基板312粘贴在一起。然后,在取向膜338A、338B之间的空间内,填充液晶材料。然后,通过设置偏振片320A、320B,光源部316,获得液晶显示装置500。
[实施例5]
下面,对于作为将根据实施例1及2的配备有无色边界层5的滤色器部与发出白色光的有机EL(场致发光)组合的显示装置的光电装置进行说明。如图29所示,该光电装置600,由滤色器部51和有机EL部52构成。
滤色器部51,由前面基板11,与前面基板对向配置的共用基板64,形成在共用基板64的前面基板11侧的无色边界层5,有色边界层21,红、绿、蓝各个着色层6R、6G、6B,覆盖无色边界层5、有色边界层21以及着色层6R、6G、6B的外涂层8构成。
有机EL部52由下述部分构成:EL基板55,形成在EL基板55上的光电开关元件56,形成在开关元件56上的绝缘膜57,形成在绝缘膜57上的多个EL象素电极59,形成在多个EL象素电极59之间的由无机物围堰58a及有机物围堰58b构成的围堰部58,形成在由EL象素电极59和围堰58限定的凹部的EL象素电极59上的空穴传输层60,形成在空穴传输层60上的白色发光层61,以覆盖发光层61及围堰部58的方式设置的EL对向电极62。进而,在EL对向电极62上配置与EL基板55相互在周边部粘结的滤色器部51的共用基板64,在共用基板64与EL对向电极62之间封入惰性气体63,构成光电装置600。
在这种结构的光电装置600中,EL基板55,共用基板64,前面基板11,是具有透光性的例如玻璃基板,将滤色器部51的着色层6R、6G、6B,配置成如图2所示的格栅状,对应于各个着色层6,分别配置有机EL部52的发光层61,EL象素电极59,空穴传输层60,发光层61,EL对向电极62。空穴传输层60位于EL象素电极59和发光层61之间,提高发光层61的发光效率。EL象素电极59及EL对向电极62,是具有透光性的例如ITO电极,分别与开关元件56电连接,控制发光层61的发光。发光层61发出白色的光,该白色光变成对应的着色层6的红、绿、蓝其中一种有色的着色光,从前面基板11出射。即,有机EL部52起着作为对应于着色层6R、6G、6B的每一个的光源的作用。
作为有机EL部52的主要部分的空穴传输层60及发光层61,如果利用液滴喷出装置100形成的话是效率很高的。首先,将已经形成有开关元件56,绝缘膜57,EL象素电极59,围堰58的EL基板55作为工件120载置于载置台121上,以载置方向对应于图2所示的着色层6R、6G、6B的方式,决定X轴方向及Y轴方向。喷出头116一面向X轴方向相对移动,一面从喷嘴117喷出空穴传输层形成材料的液滴,向沿X轴排列成一列的EL象素电极59和围堰部58规定的凹部,依次配置液滴。根据该凹部在Y轴方向的列数和喷嘴117的配置,通过多次重复这种相对移动,完成空穴传输层60。其次,在使空穴传输层形成材料的液滴干燥后,与空穴传输层60的形成同样地在空穴传输层60上喷出EL发光材料的液滴,形成发光层61。利用喷出装置100进行的工序结束后,使发光层61干燥,形成EL对向电极62,以有机EL部52的发光层61与滤色器部51的着色层6对应的方式,将两个部分粘贴。而且,最后,在EL对向电极62与共用基板64之间封入惰性气体63。
根据这种光电装置600,对应于滤色器部51的着色层6R、6G、6B的每一个,配置有机EL部52的发光层61,由于只有对应于需要的颜色的着色层6的发光层61才发光,所以,获得极为节省电力型的显示装置。此外,借助滤色器部51的无色边界层5,从前面基板11出射未着色的明亮的光,使得整个显示变得明亮且容易观看。此外,有机EL部52,也可以是电子发射元件的FED(Filed Emission Display:场致发射显示)以及SED(Surface-Conduction Electron-Emitter Display:表面导电电子发射显示)。
进而,对于配备有根据实施例1、实施例2、实施例3及实施例4的液晶显示装置的电子设备的例子进行说明。
图30是表示便携式电话的一个例子的透视图。如图30所示,便携式电话100备有液晶显示部1001。对于液晶显示部1001,可以采用半透射反射式液晶显示装置1、30,液晶显示装置300及液晶显示装置500中任何一种。
图31是手表型电子设备的一个例子的透视图。在图31中,手表主体1100备有液晶显示部1101。对于液晶显示部1101,可以采用半透射反射式液晶显示装置1、30,液晶显示装置300及液晶显示装置500中任何一种。
图32是表示个人计算机等便携式信息处理装置的一个例子的透视图。在图32中,信息处理装置1200,表示键盘等输入部1202,信息处理装置主体1204,利用液晶显示部1206的液晶显示部。对于液晶显示部1202,可以采用半透射反射式液晶显示装置1、30,液晶显示装置300及液晶显示装置500中任何一种。
图30~图32所示的电子设备,由于备有采用上述各个实施例的液晶显示装置的液晶显示部,所以,可以实现配备有在反射模式时和透射模式时,显色良好,可视性优异的液晶显示部电子设备。
本发明并不局限于上述实施例,可以列举出以下变形例。
(1)在实施例3~4中,透射部328的形状及透射部368的形状是矩形(图33(a))。但是,透射部328的形状和透射部368的形状,并不局限于矩形,也可以是圆形,也可以是椭圆形,也可以是如图33(b)所示的卵形。由于透射部328、368相对于反射部326、366凹入,所以,在透射部328、368的形状没有锐角的角度的情况下,液体状的材料完全覆盖地涂布到透射部328、368内。对于实施例1~2中的开口部4的形状也是同样的。
(2)上述实施例1~4的滤色器40、45及滤色器基板310、380,适用于液晶显示装置。但是,实施例1~4的滤色器40、45及滤色器基板310、380也适用于除液晶显示装置之外的电子设备。在本说明书中,所谓“电子设备”是包括配备有等离子体显示装置,液晶显示装置,场致发光显示装置,FED及SED等的电子发射元件的图像显示装置的术语。
(3)实施例5的光电装置600,也可以和实施例1~4的滤色器40、45以及滤色器基板310、380一样,装载在电子设备上。
以上所述的本发明的滤色器,显示装置,液晶显示装置,光电装置,可以装载在具有显示部的各种各样的电子设备上,具体地,可以列举出便携式电话,手表,电子辞典,便携式游戏机,台式计算机,小型电视机,个人计算机,导航装置,POS终端等。

Claims (34)

1.一种喷出方法,向配备有反射部和透射部并且前述透射部相对于前述反射部凹入的被喷出部,喷出液体状滤色器材料,其中,包括:
向前述透射部上喷出前述滤色器材料的步骤(a),以及
在步骤(a)之后,向前述反射部上喷出前述滤色器材料的步骤(b)。
2.一种滤色器的制造方法,向配备有反射部和透射部并且前述透射部相对于前述反射部凹入的被喷出部,喷出液体状滤色器材料,其中,包括:
向前述透射部上喷出前述滤色器材料的步骤(a),以及
在步骤(a)之后,向前述反射部上喷出前述材料的步骤(b.)。
3.一种液晶显示装置的制造方法,向配备有反射部和透射部并且前述透射部相对于前述反射部凹入的被喷出部,喷出液体状滤色器材料,其中,包括:
向前述透射部上喷出前述滤色器材料的步骤(a),以及
在步骤(a)之后,向前述反射部上喷出前述滤色器材料的步骤(b)。
4.一种电子设备的制造方法,在向配备有反射部和透射部并且前述透射部相对于前述反射部凹入的被喷出部,喷出液体状滤色器材料,其中,包括:
向前述透射部上喷出前述滤色器材料的步骤(a),以及
在步骤(a)之后,向前述反射部上喷出前述滤色器材料的步骤(b)。
5.一种滤色器,备有:具有透光性的基板,形成在前述基板上并且具有开口部的反射层,形成在前述反射层上的边界层,由前述边界层包围的多个着色层,其中,
在前述反射层与前述边界层之间,设置透光性的透明涂敷层。
6.如权利要求5所述的滤色器,其中,前述边界层包括包围前述开口部并且具有透光性的边界层。
7.如权利要求5或6所述的滤色器,其中,前述边界层包括包围前述开口部并且没有透光性的边界层。
8.如权利要求5~7中任一项所述的滤色器,其中,前述着色层,利用由喷出装置喷出规定溶液的液滴形成。
9.一种滤色器,备有:具有透光性的基板,形成在前述基板上并具有开口部的反射层,形成在前述反射层上的边界层,由前述边界层包围的多个着色层,以覆盖前述边界层及前述着色层的方式形成的第一外涂层,其中,
形成有前述边界层的前述反射层的面,是使光散射的凹凸状,在前述第一外涂层上形成有第二外涂层。
10.如权利要求9所述的滤色器,其中,在前述反射层与前述边界层之间,设置有透光性的透明涂敷层。
11.如权利要求9或10所述的滤色器,其中,前述边界层包括包围前述开口部且具有透光性的边界层。
12.如权利要求9~11中任一项所述的滤色器,其中,前述边界层包括包围前述开口部且没有透光性的边界层。
13.如权利要求9~12中任一项所述的滤色器,其中,前述着色层,利用由喷出装置喷出规定溶液的液滴形成。
14.如权利要求9~13中任一项所述的滤色器,其中,第二外涂层形成在对应于前述反射层的区域内。
15.一种电子设备,其中,装载有权利要求5~15中任一项所述的滤色器。
16.一种滤色器的制造方法,包括:在具有透光性的基板上形成具有开口部的反射层的工序,在前述反射层上形成边界层的工序,形成由前述边界层包围的多个着色层的工序,其中,具有:
在前述反射层与前述边界层之间设置透光性的透明涂敷层的工序。
17.如权利要求16所述的滤色器的制造方法,其中,前述形成边界层的工序,包括形成具有透光性的边界层的工序。
18.如权利要求16或17所述的滤色器的制造方法,其中,在形成前述着色层的工序中,利用由喷出装置喷出规定溶液的液滴形成前述着色层。
19.一种滤色器的制造方法,包括:在具有透光性的基板上形成具有开口部的反射层的工序,在前述反射层上形成边界层的工序,形成由前述边界层包围的多个着色层的工序,以覆盖前述边界层及前述着色层的方式形成第一外涂层的工序,其中,具有:
至少将形成有前述边界层的前述反射层的面制成使光散射的凹凸状的工序,以及在前述第一外涂层上形成第二外涂层的工序。
20.如权利要求19所述的滤色器的制造方法,其中,进一步包括在前述反射层与前述边界层之间设置透光性的透明涂敷层的工序。
21.如权利要求20所述的滤色器的制造方法,其中,形成前述边界层的工序,包括形成包围前述开口部且具有透光性的边界层的工序。
22.如权利要求19~21中任一项所述的滤色器的制造方法,其中,在形成前述着色层的工序中,利用由喷出装置喷出规定溶液的液滴形成前述着色层。
23.如权利要求19~22中任一项所述的滤色器的制造方法,其中,在形成前述第二外涂层的工序中,在对应于前述反射层的区域形成前述第二外涂层。
24.一种显示装置,具有滤色器,该滤色器备有:具有透光性的基板,形成在前述基板上并具有开口部的反射层,形成在前述反射层上的边界层,由前述边界层包围的多个着色层,其中,
在前述反射层与前述边界层之间,设置有透光性的透明涂敷层。
25.如权利要求24所述的显示装置,其中,前述边界层包括包围前述开口部且具有透光性的边界层。
26.如权利要求24或25所述的显示装置,其中,前述着色层利用由喷出装置喷出规定溶液的液滴形成。
27.一种显示装置,具有滤色器,该滤色器包括:具有透光性的基板,形成在前述基板上并具有开口部的反射层,形成在前述反射层上的边界层,由前述边界层包围的多个着色层,以覆盖前述边界层和前述着色层的方式形成的第一外涂层,其中,
形成有前述边界层的前述反射层的面,是使光散射的凹凸状,在前述第一外涂层上形成有第二外涂层。
28.如权利要求27所述的显示装置,其中,在前述反射层与前述边界层之间,设置有透光性的透明涂敷层。
29.如权利要求27或28所述的显示装置,其中,前述边界层,包含包围前述开口部且具有透光性的边界层。
30.如权利要求27~29中任一项所述的显示装置,其中,前述着色层利用由喷出装置喷出规定溶液的液滴形成。
31.如权利要求27~30中任一项所述的显示装置,其中,前述第二外涂层形成在对应于前述反射层的区域内。
32.一种电子设备,其特征在于,装载有权利要求24~31中任一项所述的显示装置。
33.一种光电装置,由具有被包含具有透光性的部分的边界层包围的着色层的滤色器部,以及作为分别对应于前述着色层的单独的光源的有机EL部构成。
34.一种电子设备,装载有权利要求33所述的光电装置。
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