TWI498791B - 液晶顯示裝置、彩色濾光片基板及彩色濾光片基板之製造方法 - Google Patents

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Description

液晶顯示裝置、彩色濾光片基板及彩色濾光片基板之製造方法
本發明係關於液晶顯示裝置、彩色濾光片基板及彩色濾光片基板製造方法。
就具備液晶顯示裝置之電子機器謀求輕量化。例如液晶顯示裝置具備於可攜式電話、行動PC等之資訊機器。資訊機器操作之一例有適用例如以手指或游標對液晶顯示畫面直接輸入之技術。
對液晶顯示畫面之直接輸入方式，包含將具備感測功能的觸控面板設置於液晶面板之前面，並以觸控面板受理輸入的on-cell方式。進一步，對液晶顯示畫面之直接輸入方式，係包含in-cell方式，其係在液晶顯示裝置之陣列基板或相向基板，將具有感測功能之感測器配置成矩陣狀，且內設感測器於液晶晶胞。
作為使用於on-cell方式的技術之一例，專利文獻1(日本特開平10-171599號公報)係揭示有電阻膜方式、電磁誘導(electromagnetic induction)方式、靜電容量方式、光學式之觸控面板。
但是，在液晶面板表面具備觸控面板的 on-cell方式，係將觸控面板之厚度與重量加上液晶顯示裝置計算，使厚度及重量增加。進一步，藉由觸控面板表面及觸控面板內面之光反射，而有液晶顯示品質降低之情形。
相對於此，在液晶晶胞內設感測器之in-cell方式，由於不必增加液晶顯示裝置之厚度，即可降低顯示品質故佳。以具有感測功能的感測器為例，光學感測器(optical sensors)之開發已有進展。
在使用於電子機器或資訊機器的液晶顯示裝置，有利用立體影像顯示的傾向。就液晶顯示裝置之立體影像顯示，則增加了技術方面的要求。例如，要求針對經立體顯示的按鈕的按鍵(click)感。例如，要求用手指輸入的錯誤操作防範。
在液晶面板包含光學感測器之情形，為了防止因溫度或背光光源之影響所致錯誤檢測的發生，故會有需補正光學感測器之檢測結果之情形。
以感測器之一例，係使用矽光電二極體，其具備包含聚矽或非晶形矽的通道層。矽光電二極體，因環境溫度等變化而發生暗電流(dark current)，藉此會有加諸雜訊，其於觀測數據並非觀測光之情形。
專利文獻2(日本特開2002-335454號公報)、專利文獻3(日本特開2007-18458號公報)有揭示使用進行暗電流修正的光電二極體，進行運算補正者。專利文獻2、3，係藉由成像元件而補正暗電流。
專利文獻4(日本特開2009-151039號公報)係 揭示藉由根據第一受光元件信號與第二受光元件信號的運算，來提高檢測信號S/N比的技術。但是，該專利文獻4並無揭示將可視光精度良好的予以色彩分離之技術。專利文獻4(申請專利範圍第1項)之顯示器裝置，係在第一受光元件之上具備吸收可視光區域之光的光學過濾器。進一步，專利文獻4之顯示器裝置具備遮光部，其吸收入射光再予遮斷。
但是，該專利文獻4並無考慮藍色光、綠色光、紅色光的色彩分離。再加上，專利文獻4並無揭示用以製造彩色濾光片基板之對準方法。專利文獻4([0013]段落)係揭示觸控感應，其使雜訊成分消失(cancel)。
專利文獻5(日本特開2010-186997號公報)、專利文獻6(日本特開2011-118888號公報)係揭示以氧化物半導體所形成之光學感測器(受光元件)。專利文獻5主要揭示一種光學感測器，其適用於使用有機物作為發光層之顯示器。專利文獻6，係揭示一種顯示裝置，其具備除了作為區域感測器(area sensor)之光學感測器，還有位置檢測用之光學感測器。專利文獻7(日本特開2011-065133號公報)，係揭示一種液晶顯示裝置，其具備短波長用光學感測器、紅用光學感測器、紅外光用光學感測器。
本發明係鑑於上述情事而完成者，其目的在於提供一種液晶顯示裝置、彩色濾光片基板及彩色濾光片基板製造方法，該液晶顯示裝置中光學感測器之檢測 數據可為高精度且穩定化，並以高精度進行色彩分離及可觸控感應。
本發明第一態樣之液晶顯示裝置，其具備：陣列基板，其具備液晶驅動元件、第一光學感測器及第二光學感測器；液晶層；及彩色濾光片基板，其具備：碳遮光層，其經由該液晶層與該陣列基板面對面，且含有碳作為遮光性著色材料之主材料；和彩色濾光片；該彩色濾光片基板具備：有機顏料遮光層，其在與該彩色濾光片基板的基板平面呈垂直的方向上與該彩色濾光片的一部分重疊，且包含有機顏料作為遮光性著色材料之主材料；該第一光學感測器係在與該彩色濾光片基板的該基板平面垂直的方向，檢測經由該彩色濾光片，且不經由該有機顏料遮光層的光，該第二光學感測器係在與該彩色濾光片基板的該基板平面垂直的方向，檢測經由該彩色濾光片與該有機顏料遮光層的光。
在本發明第一態樣之液晶顯示裝置，該有機顏料遮光層係包含位在以下的範圍之有機顏料的樹脂組成物：以將全部的有機顏料設為100質量%之質量比率(%)而言，係包含50至75%的紫色有機顏料，且剩餘的有機顏料為包含25至50%的黃色有機顏料、0至30%的紅色有機顏料。
在本發明第一態樣之液晶顯示裝置，較佳為進一步具備處理部，其自該第一光學感測器之檢測數據減去該第二光學感測器之檢測數據。
在本發明第一態樣之液晶顯示裝置中，該碳遮光層、該彩色濾光片及該有機顏料遮光層係設置於構成該彩色濾光片基板的透明基板上，藉由該碳遮光層及該有機顏料遮光層中之至少一層，在平面觀之區分為矩陣狀複數個開口部，在該複數個開口部較佳為具備該彩色濾光片所含的紅色濾光片、藍色濾光片、綠色濾光片。
在本發明第一態樣之液晶顯示裝置，進一步具備背光單元，其具備於與該陣列基板之該液晶層為相反側之面，該背光單元較佳為具備：第一固體發光元件，其使可視光發光；第二固體發光元件，其使觸控感應用之紅外光發光；及處理部，其控制該第二固體發光元件之發光時機(light projection timing)與該第一光學感測器之受光時機(light reception timing)。
在本發明第一態樣之液晶顯示裝置，較佳為該紅外光之波長屬於800nm至1000nm之波長區域。
本發明第二態樣之彩色濾光片基板，其至少具備下列的積層構成：透明基板；碳遮光層，其含有碳作為遮光性著色材料之主材料；彩色濾光片，其在該透明基板上所區分的複數個開口部，各自具備紅色濾光片、藍色濾光片、綠色濾光片；及有機顏料遮光層，其形成於該彩色濾光片之上，且含有有機顏料作為遮光性著 色材料之主材料，在與該透明基板之平面垂直的方向，具備：使該彩色濾光片不與該碳遮光層及該有機顏料遮光層重疊的部分；及使該彩色濾光片與該有機顏料遮光層重疊而不與該碳遮光層重疊的部分。
在本發明第二態樣之彩色濾光片基板，該有機顏料遮光層係包含位在以下的範圍之有機顏料的樹脂組成物：以將全部的有機顏料設為100質量%之質量比率(%)而言，係包含50至75%的紫色有機顏料，且剩餘的有機顏料為包含25至50%的黃色有機顏料、0至30%的紅色有機顏料。
在本發明第二態樣之彩色濾光片基板，較佳為進一步具備透明樹脂層，其係形成於該有機顏料遮光層所形成的該彩色濾光片之上。
在本發明第二態樣之彩色濾光片基板，較佳為進一步具備形成於該透明樹脂層之上的透明導電膜。
在本發明第二態樣之彩色濾光片基板，該有機顏料遮光層含有藍色有機顏料，較佳為調整構成該有機顏料遮光層之組成物組成比，以在光波長670nm至800nm之範圍，使透過該有機顏料遮光層之光的透過率特性上升。
在本發明第二態樣之彩色濾光片基板，該有機顏料遮光層含有綠色有機顏料，較佳為調整構成該有機顏料遮光層之組成物組成比，以在光波長670nm至800nm之範圍，使透過該有機顏料遮光層之光的透過率 特性上升。
本發明第三態樣之彩色濾光片基板之製造方法，係以下列順序進行：在透明基板上，形成含有碳作為遮光性著色材料之主材料之碳遮光層及對準標記之步驟；形成包含紅色濾光片、藍色濾光片、綠色濾光片之彩色濾光片的步驟；在該彩色濾光片之上，塗布遮光光阻，其含有有機顏料作為遮光性著色材料之主材料之步驟；使用紅外光及紅外光學感測器，識別該對準標記之位置之步驟；根據該對準標記之位置，進行該透明基板及光罩之位置校準的步驟；及使用該光罩，將該遮光光阻之塗膜曝光、顯影、硬膜化，形成有機顏料遮光層之步驟。
在本發明第三態樣之彩色濾光片基板之製造方法，係在該彩色濾光片之上，進一步進行形成透明樹脂層之步驟，該有機顏料遮光層較佳為形成於該透明樹脂層之上。
在本發明第三態樣之彩色濾光片基板之製造方法，較佳為該紅外光之光波長大致比800nm更長波長側。
在本發明之態樣，可將光學感測器之檢測數據高精度且穩定化，可以高精度進行色彩分離及觸控感應。
1、27、36、40‧‧‧液晶顯示裝置
2、25、28、41‧‧‧液晶面板
3、29‧‧‧陣列基板
4、26、30、38、42‧‧‧彩色濾光片基板
5、31‧‧‧液晶層
6、10‧‧‧透明基板
7a~7c‧‧‧絕緣層
8、8a、8b‧‧‧共通電極
9、9a、9b‧‧‧像素電極
11‧‧‧碳遮光層
12、43‧‧‧彩色濾光片層
13‧‧‧透明樹脂中間層
14‧‧‧有機顏料遮光層
15‧‧‧透明樹脂層
16a、16b‧‧‧光過濾器
17、17a、17b‧‧‧液晶驅動元件
18a、18b‧‧‧偏光板
19‧‧‧光控制元件
19a‧‧‧半圓柱狀鏡片
19b‧‧‧三角柱狀稜鏡
20、39‧‧‧背光單元
21a、21b、22a、22b‧‧‧固體發光元件
23‧‧‧指標
24‧‧‧處理部
32a、32b‧‧‧相向電極
33、34‧‧‧配向膜
35‧‧‧反射板
37‧‧‧印刷物
RF‧‧‧紅色濾光片
GF‧‧‧綠色濾光片
BF‧‧‧藍色濾光片
CA‧‧‧像素中央線
CF、CFa‧‧‧彩色濾光片
BLK1‧‧‧碳遮光層之遮光特性
BLK2‧‧‧有機顏料遮光層之遮光特性
GL‧‧‧綠色濾光片之透過特性
GLBLK‧‧‧綠色濾光片與有機顏料遮光層重疊之透過特性
RL‧‧‧紅色濾光片之透過特性
RLBLK‧‧‧紅色濾光片與有機顏料遮光層重疊之透過特性
BL‧‧‧藍色濾光片之透過特性
BLBLK‧‧‧藍色濾光片與有機顏料遮光 層重疊之透過特性
L1~L8‧‧‧液晶分子
W1‧‧‧碳遮光層之線狀圖案之線寬
W2‧‧‧有機顏料遮光層之線狀圖案之線寬
第1圖表示本發明第一實施形態之液晶顯示裝置所具備之液晶面板之構成一例的部分剖面圖。
第2圖表示自第一實施形態之液晶面板之彩色濾光片基板側所見結構之一例的部分平面圖。
第3圖表示第一實施形態之液晶面板之一例的縱方向中部分剖面圖。
第4圖表示關於第一實施形態之液晶顯示裝置之一例的剖面圖。
第5圖表示第一實施形態之彩色濾光片之分光特性之一例的圖表。
第6圖表示第一實施形態之碳遮光層及有機顏料遮光層之遮光特性例之圖表。
第7圖表示綠色濾光片之透過特性與將綠色濾光片及有機顏料遮光層重疊的透過特性之一例的圖表。
第8圖表示紅色濾光片之透過特性與將紅色濾光片及有機顏料遮光層重疊的透過特性之一例的圖表。
第9圖表示藍色濾光片之透過特性與將藍色濾光片及顏料遮光膜重疊的透過特性之一例的圖表。
第10圖表示自本發明第二實施形態之液晶面板之彩色濾光片基板側所見結構之一例的部分平面圖。
第11圖表示第二實施形態之液晶面板之一例的橫方向部分剖面圖。
第12圖表示第三實施形態之液晶顯示裝置所具備之液晶面板之構成一例的部分剖面圖。
第13圖表示關於第三實施形態之液晶面板之液晶驅 動電壓外加時狀態之一例的部分剖面圖。
第14圖表示關於第三實施形態之用以顯示立體影像之液晶顯示裝置之構成一例的剖面圖。
第15圖表示第三實施形態之液晶顯示裝置所具備之液晶面板之光發射狀態一例的部分剖面圖。
第16圖表示第三實施形態之液晶面板之複數個像素一例的部分平面圖。
第17圖表示第三實施形態之光控制元件之構成一例的平面圖。
第18圖表示使用於直接複寫的液晶顯示裝置一例的剖面圖。
第19圖表示本發明第四實施形態之彩色濾光片基板製造方法一例的流程圖。
第20圖表示本發明第五實施形態之液晶顯示裝置所具備之液晶面板之構成一例的部分剖面圖。
第21圖表示自第五實施形態之液晶面板之彩色濾光片基板側所見結構一例的部分平面圖。
 [較佳之實施態樣]
茲一面參照圖面，一面就本發明之實施形態加以說明如下。此外，在以下之說明，係就相同或實質上相同的功能及構成要素，賦予相同符號，可依照需要進行說明。
在各實施形態，係僅就特徵部分加以說明，而就與通常的液晶顯示裝置之構成要素無差異的部分則省略其 說明。
在各實施形態，係使液晶顯示裝置之單一色之顯示單位為1像素之情形加以說明。但是，單一色之顯示單位，亦可為1次像素(subpixel)，此外，亦可使複數個像素數(pixel數)構成顯示單位，亦可使經任意地定義之像素或像素構成顯示單位。像素，係含有紅色濾光片、綠色濾光片、藍色濾光片中之任一種，作成至少具有二個平行之邊的多角形。
在各實施形態，液晶顯示裝置具備碳遮光層及有機顏料遮光層。藉由碳遮光層與有機顏料遮光層中之至少一者，而形成有矩陣(matrix)狀之開口部，其各自區分上述紅色濾光片、綠色濾光片、藍色濾光片。在碳遮光層及有機顏料遮光層中任一平面圖案可為條帶圖案，亦可為矩陣圖案。平面觀之，至少具有二平行邊的多角形之任一之邊，可以碳遮光層及有機顏料遮光層形成。例如矩形開口部二邊以條帶圖案之碳遮光層區分，且矩形之四邊以有機顏料遮光層形成，僅矩形開口部二邊為將碳遮光層及有機顏料遮光層重疊般之構成亦可。在本發明，平面觀之，矩陣狀之開口部係指包含該等各種圖案之組合。
碳遮光層作為遮光性著色材料之主材料(主體、主劑或主成分)含有碳。碳遮光層在彩色濾光片基板之有效顯示區域(影像顯示部分)則可予省略。此外，碳遮光層若非主材料，則亦可含有其他遮光性著色材料。
在各實施形態，主材料係指質量比率中，遮 光性著色材料對全顏料之質量，具有超過50%之質量的顏料。亦即，碳遮光層在全顏料質量中之50%以上為碳之質量。
碳遮光層亦可配置於被稱為外框的有效顯示區域外之周圍，亦可作為彩色濾光片之對準標記使用。外框係形成為包圍有效顯示區域之四邊。外框上之液晶並無進行充分的配向控制，易於產生來自外框之漏光。因此，在形成外框之遮光層，例如要求光學濃度為4或者5以上之高遮光性。有機顏料遮光層，要以實用的膜厚提供光學濃度3以上有困難，不過碳遮光層可以1μm至2μm等的實用的膜厚提供光學濃度4以上。外框可以碳遮光層之單層，或者以碳遮光層與有機顏料遮光層之積層構成形成。又，藉由碳遮光層而構成外框，且使各自區分紅色濾光片、綠色濾光片、藍色濾光片的矩陣狀之開口部僅由有機顏料遮光層所構成亦可。
有機顏料遮光層含有有機顏料作為遮光性著色材料之主材料。有機顏料遮光層在平面觀之，例如在像素之至少一邊，具備重疊部，其與紅色濾光片、綠色濾光片或藍色濾光片重疊，且不與碳遮光層重疊。
此外，有機顏料遮光層14對全有機顏料之質量比率，在50至75%紫色有機顏料、25至50%黃色有機顏料、0至30%紅色有機顏料之範圍可自由地調整。
在各實施形態亦可使用各式各樣液晶驅動方式。例如可使用IPS方式(使用了水平配向之液晶分子的橫電場方式)、VA(使用了垂直配向(Vertically Alignment)之液晶分子的縱電場方式)、HAN(混合排列向列型(Hybrid-aligned Nematic))、TN(扭轉向列型(Twisted Nematic))、OCB(光學補償彎曲型(Optically Compensated Bend))、CPA(連續焰火狀排列(Continuous Pinwheel Alignment))般之液晶配向方式或液晶驅動方式。液晶層可作成含有具有正的介電率各向異性的液晶分子，或亦可作成含有具有負的介電率各向異性的液晶分子。
外加液晶驅動電壓時液晶分子之旋轉方向(動作方向)可為在基板表面成為平行的方向，亦可為在基板平面垂直上升的方向。外加於液晶分子的液晶驅動電壓之方向可為水平方向，亦可為二維或三維地傾斜方向，亦可為垂直方向。
(第一實施形態)
在本實施形態，係以IPS方式為例加以說明。但是，亦可使用非IPS方式的其他液晶驅動方式。
第1圖表示本實施形態之液晶顯示裝置1所具備之液晶面板2構成之一例的部分剖面圖。
該第1圖係液晶面板2之像素橫方向所見剖面圖。在液晶面板2，係省略配向膜、偏光板、相位差板等。
液晶顯示裝置1為IPS方式。
液晶面板2具備：陣列基板3；彩色濾光片基板4；及液晶層5。
陣列基板3與彩色濾光片基板4係面對面。在陣列基板3及彩色濾光片基板4之間夾持液晶層5。液晶層5包含具有負的介電率各向異性的液晶分子。在液晶驅動 電壓之無外加的狀態，液晶分子，相對於陣列基板3及彩色濾光片基板4之各基板面成平行地配向。但是，液晶層5亦可包含具有正的介電率各向異性的液晶分子。
陣列基板3具備：透明基板6；絕緣層7a~7c；共通電極8及像素電極9。
在透明基板6第一表面上，形成有絕緣層7a、7b。在絕緣層7b上，形成有共通電極8。在共通電極8所形成的絕緣層7b上，形成有絕緣層7c。在絕緣層7c上，形成有像素電極9。
以絕緣層7a~7c而言可使用例如SiN。
像素電極9例如亦可具有梳子齒狀圖案，亦可為帶狀、線狀之圖案。
共通電極8係經由絕緣層7c，在與像素電極9及透明基板6之平面呈垂直的方向面對面。
像素電極9與共通電極8係指亦可作成包含導電性之金屬氧化物。以導電性之金屬氧化物而言，例如係使用透明導電膜(ITO)。
像素電極9與共通電極8係指經由絕緣層7c而形成。根據在像素電極9與共通電極8之間所外加的液晶驅動電壓，可驅動液晶層5之液晶分子。在外加液晶驅動電壓時，液晶分子之長軸係自水平方向朝垂直方向上升。
在含於陣列基板3的透明基板6第二表面，位於液晶顯示裝置1內部側之位置，且位於液晶面板2內面側之位置。含於陣列基板3之像素電極9則位於液晶層5 側之位置。
彩色濾光片基板4具備：透明基板10；彩色濾光片層12，其含有碳遮光層11及彩色濾光片CF；透明樹脂中間層13；有機顏料遮光層14；及透明樹脂層15。
在透明基板10第一表面之上，形成有碳遮光層11，其含有碳作為遮光性著色材料之主材料。在碳遮光層11所形成的透明基板10之第一表面，形成有彩色濾光片CF。在彩色濾光片層12之上，形成有透明樹脂中間層13。在透明樹脂中間層13之上，形成有有機顏料遮光層14，其含有有機顏料作為遮光性著色材料之主材料。在有機顏料遮光層14所形成之透明樹脂中間層13之上，形成有透明樹脂層15。
彩色濾光片基板4所包含的透明基板10第二表面係位於液晶顯示裝置1表面側之位置。彩色濾光片基板4所含的透明樹脂層15係位於液晶層5側之位置。
在彩色濾光片層12之形成，於碳遮光層11之上，紅色濾光片RF、綠色濾光片GF、藍色濾光片BF之圖案係以多角形像素形狀形成。
如上述，亦可省略碳遮光層11之形成，亦可僅形成液晶面板2之外框區域。在第1圖係表示一種配置成使碳遮光層11及有機顏料遮光層14重疊的結構，不過層11、14未必需要重疊。
可形成透明樹脂中間層13，以覆蓋由紅色濾光片RF、綠色濾光片GF、藍色濾光片BF所形成之圖案。在彩色濾光片基板4不進行立體顯示的用途，如液晶顯示 裝置1所具備之情形等，在透明樹脂中間層13厚度為不必要之情形，透明樹脂中間層13亦可予以省略。
在進行立體顯示的液晶顯示裝置之情形，較佳為在碳遮光層11及有機顏料遮光層14之間，有為了獲得傾斜發射光所需的厚度(距離)。
在本實施形態係在透明樹脂中間層13上進一步形成有機顏料遮光層14。在有機顏料遮光層14上形成有透明樹脂層15。該透明樹脂層15係將彩色濾光片基板4平坦化，進一步，達成作為彩色濾光片基板4之保護罩的作用。
如本實施形態，IPS方式之液晶顯示裝置1之彩色濾光片基板4，不具備透明電極亦可。但是，在VA(垂直配向)方式且縱電場方式之液晶顯示裝置1具備彩色濾光片基板4之情形，係在透明樹脂層15上，形成有ITO等般之透明導電膜或透明導電膜圖案。
碳遮光層11，例如在平面觀之，亦可具有線狀圖案，其在縱方向的長度方向延伸，且在橫方向分開透明基板10之第一平面。但是，碳遮光層11之形狀並非限定於此。例如，碳遮光層11，在平面觀之，亦可形成的複數個開口部，其配置成矩陣狀，亦可製成矩形狀，其包含2以上平行之邊。
含有紅色濾光片RF、綠色濾光片GF、藍色濾光片BF的彩色濾光片CF，係覆蓋碳遮光層11所形成之透明基板10之第一平面。換言之，在平面觀之，在與透明基板10之平面垂直的方向，碳遮光層11與紅色濾光片RF 、綠色濾光片GF、藍色濾光片BF之端部係重疊。
有機顏料遮光層14，在平面觀之係將透明樹脂中間層13表面劃分為矩陣狀，形成配置成矩陣狀的複數個開口部。開口部，在平面觀之具有像素形狀，例如具有包含二以上平行之邊的矩形狀。在各自之開口部，被分配為紅色濾光片RF、綠色濾光片GF、藍色濾光片BF中之任一種。但是，有機顏料遮光層14之形狀，並不限定於此。例如，有機顏料遮光層14之形狀，與碳遮光層11相同亦可為線狀圖案。
在本實施形態，碳遮光層11及有機顏料遮光層14係指在平面觀之一部分重疊。
在本實施形態，係在碳遮光層11與有機顏料遮光層14間可設置任意的厚度(距離)。在此情形，有機顏料遮光層14成為較碳遮光層12更接近液晶層5的遮光層。如FFS或IPS等般之，使液晶分子在基板平面水平地旋轉之液晶驅動方式，係藉由使有機顏料遮光層14接近液晶層5，而可獲得下述般之優點。在FFS或IPS之液晶分子之驅動，在外加驅動電壓於液晶層5之情形，會有液晶分子旋轉動作之傳導距離長，至液晶驅動電壓之無外加的鄰接像素為止其傳導距離之影響，及在鄰接像素端部發生漏光之情形。在微細的像素，因該漏光之影響而有顯示品質降低之情形。但是，在本實施形態，藉由使有機顏料遮光層14接近液晶層5，而可大幅減輕發生於鄰接像素端部的傾斜方向之光漏出。
在本實施形態，液晶面板2包含：有效顯示區 域，其使複數個像素配置成矩陣狀；及有效顯示區域外之外框區域，其係該有效顯示區域之周邊部分(peripheral portion)。
在本實施形態，例如外框區域亦可具有碳遮光層11及有機顏料遮光層14為重疊的二層構成。藉此，而可提高在外框區域中之遮光性。
第2圖，係表示本實施形態之液晶面板2之自彩色濾光片基板4側所見結構一例的部分平面圖。該第2圖表示綠像素GF。第2圖係自觀察者側所見彩色濾光片基板4之平面圖。上述第1圖，相當於第2圖之A-A’剖面。
第3圖表示本實施形態之液晶面板2之一例的縱方向中部分剖面圖。該第3圖相當於第2圖之B-B’剖面。第3圖係自綠像素之縱方向所見剖面圖。
如先前說明，碳遮光層11係線狀圖案，有機顏料遮光層14為矩形圖案。碳遮光層11在有機顏料遮光層14之側邊重疊。
在綠像素之綠色濾光片GF之下，具備光學感測器16a(第一光學感測器)。
在有機顏料遮光層14之下，具備光學感測器16b(第二光學感測器)。
光學感測器16a、16b係例如受光元件。
在綠像素之邊上之碳遮光層11之下方，具備液晶驅動元件17，其與像素電極9電性地連接。以液晶驅動元件17而言，例如係使用薄膜電晶體(TFT)。
第4圖係表示本實施形態之液晶顯示裝置1之 一例的剖面圖。該第4圖係自液晶顯示裝置1之橫方向所見剖面圖。
液晶顯示裝置1具備：液晶面板2；偏光板18a、18b；光控制元件19，其包含例如半圓柱狀鏡片19a及三角柱狀稜鏡19b；及背光單元20。
在液晶面板2表面(透明基板10第二表面側)具備偏光板18a。
在液晶面板2之內面(透明基板6第二表面側)具備偏光板18b。
在液晶面板2之內面，經由偏光板18b具備背光單元20。
背光單元20，例如亦可具備擴散板、導光板、偏光分離薄膜、復歸反射(retroreflection)偏光元件等，不過在該第4圖係予省略。
背光單元20包含：複數個固體發光元件21a、21b，其使可視光發光；及複數個固體發光元件22a、22b，其使紅外線或紫外線發光。
固體發光元件21a、21b，例如亦可製成白色LED，其在發光波長區域發出包含紅、綠、藍色三波長的白色光。固體發光元件21a、21b，例如，亦可為組合GaN系藍色LED與YAG系螢光物質的虛擬白色LED。為了提高演色性(color rendering property)，紅色LED等具有一色以上主要波峰的LED亦可與虛擬白色LED一起使用。作為固體發光元件21a、21b，例如亦可使用光源，其係在藍色LED積層紅色及綠色之螢光體者。
非可視光之紅外線，可作為指標23之照明光使用，其係進行以手指等對液晶顯示畫面之操作。在使用光學感測器16b，其係作為受光元件，用以近紅外光所致觸控感應之情形，藉由將來自指標23之反射光(例如紅外線)以光學感測器16b受光，而可實現觸控感應，並可檢測指標23之位置及動作。以光學感測器16b而言，可使用例如CMOS或CCD等之照像元件。以光學感測器16b之替代品而言，可使用具備CMOS感測器或CCD感測器等之照相機。
在液晶顯示裝置1之觸控感應，例如自使光波長700nm至1100nm之近紅外線發光之固體發光元件22a、22b，使近紅外光發光。該近紅外光，係自背光單元20經由液晶面板2表面發射，並照明指標23。來自指標23之再反射光，因光學感測器16b而受光，藉由該受光，而可進行觸控感應。觸控感應之時機與近紅外光之發光時機，係指藉由處理部24而予以同步為理想。但是，例如自光波長800nm為長波長，在使用難以用眼辨識的近紅外光之情形，即使經常發光亦可。再加上，在藍、綠、紅色的色彩分離(color separation)，較佳為使用較光波長800nm更長波長之近紅外發光，其難以對色彩分離產生影響。
藉由調整固體發光元件21a、21b、22a、22b之發光角度θ，而可使發射光之發射去處對準觀察者眼之位置及指標23之位置。
第5圖表示本實施形態之彩色濾光片CF之分 光特性一例的圖表。
適用於液晶顯示裝置1的彩色濾光片CF，包含紅色濾光片RF、綠色濾光片GF、藍色濾光片BF。特性RL係紅色濾光片RF之分光特性。特性GL係綠色濾光片GF之分光特性。特性BL係藍色濾光片BF之分光特性。
紅色濾光片RF、綠色濾光片GF、藍色濾光片BF之透過率，在較光波長700nm更長波長大為不同。
因此，在將具備光學感測器16a的液晶顯示裝置1，使用作為彩色影印機器或照像裝置之情形，例如在光波長700nm至1100nm之近紅外區域波長，若不除去受光成分，則高精度之紅、綠、藍的色彩分離有困難。
含於薄膜電晶體的例如非晶形矽或聚矽等之半導體，大致在光波長400nm至1100nm之波長區域檢測光。
第6圖係表示本實施形態之碳遮光層11之遮光特性BLK1及有機顏料遮光層14之遮光特性BLK2之例的圖表。
碳遮光層11，含有碳作為主要遮光性之著色材料。碳遮光層11，在較有機顏料遮光層14更廣的波長區域，可進行光之透過抑制。
有機顏料遮光層14之透過率，在光波長大致700nm附近上升，且在較光波長700nm附近更長波長區域變高。換言之，有機顏料遮光層14之透過率，在670nm至800nm之範圍，具有使透過率變高之傾向，例如，在該波長區域具有透過率成為50%的波長。在較透過率為 50%的波長更長波長側，具有使透過率進一步變高的透過特性。在本發明之記載，係定義有機顏料遮光層14之透過率為50%的波長為半值波長。
第7圖表示綠色濾光片GF之透過特性GL與將綠色濾光片GF及有機顏料遮光層14重疊的透過特性GLBLK之一例的圖表。
可視光區域之高精度綠色檢測數據，係自經由綠色濾光片GF所檢測的光檢測數據，減去將綠色濾光片GF及有機顏料遮光層14光學式重疊所檢測光檢測數據而得。
如此，自經由綠色濾光片GF所檢測的光檢測數據，減去將綠色濾光片GF及有機顏料遮光層14光學式重疊所檢測的光之檢測數據，而可僅抽出可視光區域之綠色檢測數據。
第8圖表示：紅色濾光片RF之透過特性RL；與將紅色濾光片RF及有機顏料遮光層14重疊的透過特性RLBLK一例之圖表。
用以檢測光而將含於彩色濾光片CF之紅色濾光片RF、藍色濾光片BF、綠色濾光片GF之各層單色層與有機顏料遮光層14重疊的之部分，亦可稱為光學式重疊的部位。
可視光區域之高精度紅色檢測數據，係自經由紅色濾光片RF所檢測的光檢測數據，減去將紅色濾光片RF及有機顏料遮光層14光學式重疊所檢測的光檢測數據所得。
如此，藉由經由紅色濾光片RF所檢測的光檢 測數據，減去將紅色濾光片RF及有機顏料遮光層14光學式重疊所檢測的光檢測數據，而可僅抽出可視光區域之紅色檢測數據。
第9圖表示藍色濾光片BF之透過特性BL；與將藍色濾光片BF及有機顏料遮光層14重疊的透過特性BLBLK之一例的圖表。
可視光區域之高精度藍色檢測數據，係自經由藍色濾光片BF所檢測的光檢測數據，減去將藍色濾光片BF及有機顏料遮光層14光學式重疊所檢測的光檢測數據所得。
如此，藉由經由藍色濾光片BF所檢測的光檢測數據，減去將藍色濾光片BF及有機顏料遮光層14光學式重疊所檢測的光檢測數據，而可僅抽出可視光區域之藍色檢測數據。
該減法處理，例如可藉由上述第3圖所示處理部24來進行。光學感測器16a係經由綠色濾光片GF而產生光檢測數據。光學感測器16b係經由綠色濾光片GF及有機顏料遮光層14而產生光檢測數據。
光學感測器16a之檢測數據，含有綠色之感光成分與近紅外區域之感光成分。但是，處理部24係藉由自光學感測器16a之檢測數據減去光學感測器16b之檢測數據，而可抽出僅可視光區域部分的綠色成分之檢測數據。
此外，藉由將上述第3圖之綠色濾光片GF替換成紅色濾光片RF或藍色濾光片BF，而可抽出各自可視 光區域之紅色成分檢測數據、可視光區域之藍色成分檢測數據。
作為使用在廣大區域之光分離的光學感測器16a、16b，係選擇矽系光電二極體。該矽系光電二極體，可作成pin或pn結構。在矽系光電二極體，光之入射方向，由效率之觀點觀之，較佳為使光入射於p型之半導體面。但是，光之入射方向，可依照需要，在n型之半導體面亦可使光入射。p型半導體膜，例如係使用包含硼(B)的半導體材料氣體，藉由電漿CVD所形成亦可。n型半導體膜，係例如使用含有磷(P)的半導體材料氣體，藉由電漿CVD而形成亦可。i型半導體膜係使用不含該等雜質的半導體材料氣體，藉由電漿CVD所形成亦可。此種半導體膜可為非晶形矽、聚矽、半非晶形。
以該等矽半導體所構成之光學感測器16a、16b，藉由薄膜電晶體而可轉換，該薄膜電晶體係使透明通道層藉由金屬氧化物所形成者。或者，以矽半導體所構成之光學感測器16a、16b，係藉由非晶形矽或聚矽之薄膜電晶體而可轉換。自非晶形矽至聚矽為止之膜質亦可為連續地變化之矽。例如薄膜電晶體在具備透明通道層之情形，該透明通道層包含鎵、銦、鋅、錫、鉿、釔中之二種以上金屬氧化物，該薄膜電晶體移動度高、洩漏電流小。因此，該薄膜電晶體可以高速且低消耗電力進行轉換。在藉由具備透明通道層的薄膜電晶體而使光學感測器16a、16b轉換，其中該透明通道層包含金屬氧化物之情形，則可將藉由光學感測器16a、16b所檢測之 光的強度分布，再現性良好，且以少量偏差變換成為電氣信號。此外，在此之光學感測器16a、16b之轉換，係指薄膜電晶體所致光學感測器16a、16b之選擇、或薄膜電晶體所致光學感測器16a、16b之重設之意。在本實施形態，係將光學感測器16a、16b之輸出配線與薄膜電晶體之源電極或汲電極連接，使該薄膜電晶體作為增強電路之元件使用亦可。
在以上說明的本實施形態，係藉由在液晶面板2具備觸控感應功能，而可實現薄型化、輕量化。
在本實施形態，係藉由經由彩色濾光片CF所檢測的數據，減去經由彩色濾光片CF及有機顏料遮光層14所檢測的數據，而可以高精度穩定檢測結果，可以高精度進行色彩分離，可實現高精度之觸控感應。
(第二實施形態)
在本實施形態，係就上述第一實施形態之變形例加以說明。
第10圖表示自本實施形態之液晶面板25之彩色濾光片基板26側所見結構一例的部分平面圖。該第10圖表示綠像素。
第11圖係表示本實施形態之液晶面板25之一例的橫方向部分剖面圖。該第11圖相當於第2圖之C-C’剖面。第3圖係自綠像素之橫方向所見剖面圖。
碳遮光層11係線狀圖案，有機顏料遮光層14係大約矩形狀之矩陣圖案。碳遮光層11在有機顏料遮光層14上邊及下邊重疊。
在綠色濾光片GF之下方具備光學感測器16a。
在綠色濾光片GF及有機顏料遮光層14之下方，具備光學感測器16b。
在形成於綠像素之角落部的碳遮光層11之下方，具備與像素電極9電性地連接的液晶驅動元件17。以液晶驅動元件17而言，例如係使用薄膜電晶體。
在與基板平面垂直的方向(光入射方向)，綠色濾光片GF與光學感測器16a為重疊。
在與基板平面垂直的方向，綠色濾光片GF、有機顏料遮光層14及光學感測器16b為重疊。
光學感測器16a係檢測綠色感光成分及近紅外區域之感光成分。光學感測器16b係檢測近紅外區域之感光成分。處理部24係自光學感測器16a之檢測數據，減去光學感測器16b之檢測數據，且僅產生綠成分之數據。
此外，藉由將第11圖之綠色濾光片GF替換成紅色濾光片RF或藍色濾光片BF，而可產生僅紅成分之數據或僅藍成分之數據。
(第三實施形態)
在本實施形態，係就上述第一及第二實施形態之變形例加以說明。
第12圖係表示本實施形態之液晶顯示裝置27所具備之液晶面板28構成之一例的部分剖面圖。在本實施形態之液晶面板28可省略偏光板、相位差板等。
液晶面板28，具備陣列基板29、彩色濾光片基板30及液晶層31。
陣列基板29與彩色濾光片基板30係面對面。在陣列基板29及彩色濾光片基板30之間夾持液晶層31。在本實施形態，液晶層31包含負的介電率各向異性之液晶分子L1~L8。液晶分子L1~L8為初期垂直配向。液晶分子L1~L8根據傾斜電場而被驅動。
彩色濾光片基板30具備：透明基板10；彩色濾光片層12，其包含碳遮光層11及彩色濾光片CF；透明樹脂中間層13；有機顏料遮光層14；透明樹脂層15；相向電極32a、32b；及配向膜33。在本實施形態，透明樹脂中間層13亦可予以省略。
在彩色濾光片基板30之透明樹脂層15之上，係形成相向電極32a、32b。
在相向電極32a、32b所形成之透明樹脂層15之上，可形成配向膜33。
包含於彩色濾光片基板30的配向膜33，係位於液晶層31側之位置。
陣列基板29具備透明基板6、絕緣層7a~7c、像素電極9a、9b、共通電極8a、8b及配向膜34。
在陣列基板29之絕緣層7b上形成有共通電極8a、8b。在共通電極8a、8b所形成之絕緣層7b上形成有絕緣層7c。在絕緣層7c上形成有像素電極9a、9b。在像素電極9a、9b所形成之絕緣層7c之上形成有配向膜34。
配向膜34相對於基板平面提供90°之垂直配向於液晶分子L1~L8亦可。配向膜34亦可提供預傾角，以在液晶分子L1~L8，將像素中央線CA作為基準成為線 對稱。預傾角，例如亦可作成自與基板平面為垂直方向之液晶分子L1~L8之傾斜。
以設定預傾角之步驟而言，例如在彩色濾光片基板30與陣列基板29之各基板上形成感光性之配向膜33、34，將彩色濾光片基板30與陣列基板29夾持液晶層31而貼合，在像素電極9a、9b與共通電極8a、8b之間，及像素電極9a、9b與相向電極32a、32b之間，藉由外加電壓，使用紫外線等放射線之曝光，來進行配向處理。預傾角之設定，亦可以研磨等般之物理性方法來進行。
像素電極9a、9b、共通電極8a、8b、相向電極32a、32b，例如亦可為梳子齒狀圖案、帶狀圖案、或線狀之圖案。
共通電極8a、8b，係經由絕緣層7c，在垂直方向使像素電極9a、9b與基板平面面對面。
相向電極32a、32b、像素電極9a、9b、共通電極8a、8b亦可包含導電性之金屬氧化物。以導電性之金屬氧化物而言可使用例如透明導電膜。
相向電極32a、32b及共通電極8a、8b，例如亦可作成通用(common)電位(接地(ground))。
第13圖係表示本實施形態之液晶面板28之液晶驅動電壓外加時狀態之一例的部分剖面圖。
在第13圖之剖面圖，相向電極32a、32b、像素電極9a、9b、共通電極8a、8b，相對於像素中央線CA，配置成線對稱。
相向電極32a、32b，以線對稱自像素電極9a 、9b朝像素中央線CA之方向偏離。如此，藉由在水平方向，使相向電極32a、32b及像素電極9a、9b之位置偏離，而在相向電極32a、32b與像素電極9a、9b之間產生傾斜電場。藉由該傾斜電場，而垂直配向之液晶分子L1~L8，係自像素中央線CA至像素之端部(碳遮光層11及有機顏料遮光層14之形成位置)之方向，以線對稱(在像素之右側與左側相反之方向)傾倒。
藉由設定預傾角，而可降低使液晶分子L1~L8開始傾倒的電壓Vth。在還沒設定在垂直配向之預傾角，可就藉由傾斜電場而使液晶分子L1~L8，自像素中央線CA朝向像素端部之方向，以線對稱(在像素之右側及左側為相反之方向)傾倒。
此外，彩色濾光片基板30之相向電極32a、32b，係形成於透明樹脂層15之全面，且無經圖案加工，亦可為全面形成膜。
陣列基板29在每一像素亦可具備像素電極9a、9b。像素電極9a、9b及共通電極8a、8b之位置，係在水平方向偏離。具體言之，共通電極8a、8b係藉由像素電極9a、9b，自像素中央線CA朝向像素端部之方向，以線對稱，具有外露部分。
若在像素電極9a、9b與共通電極8a、8b之間外加液晶驅動電壓，則在像素電極9a、9b與共通電極8a、8b之間產生實效地強電場，共通電極8a、8b之外露部分附近之液晶分子L1、L8高速地倒塌。
第14圖表示用以顯示立體影像的液晶顯示裝 置27構成之一例的剖面圖。
進一步，第15圖表示液晶顯示裝置27所具備之液晶面板28之光發射狀態之一例的部分剖面圖。
第14圖及第15圖係由液晶面板28之橫方向所見剖面圖。
在液晶面板28之內面側設置有光控制元件19及背光單元20。在本實施形態，例如中間透明樹脂層13與透明樹脂層15之各層膜厚，可以0.5μm至4μm之範圍調整。中間透明樹脂層13透明樹脂層15之至少一層可被省略。
例如，處理部24，係藉由控制：對應於其一之像素電極9a(第一像素電極)之一液晶驅動元件17a(第一液晶驅動元件)所致電壓外加時機；對應於另一之像素電極9b(第二像素電極)之另一液晶驅動元件17b(第二液晶驅動元件)所致電壓外加時機；及液晶面板28之內面側所具備的背光單元20之固體發光元件21a、21b、22a、22b之發光時機，並使用觀察者右眼用之影像信號與左眼用之影像信號，而可進行立體影像顯示。為了可轉換控制相對於其一像素電極9a的電壓外加時機，與相對於另一之像素電極9b的電壓外加時機，則其一之像素電極9a與另一之像素電極9b係在各自不同之液晶驅動元件17a、17b經電性連接。觀察者觀察相對於液晶面板28之平面，具有角度α的光。
藉由調整固體發光元件21a、21b、22a、22b之發光角度θ，而可對準發射光之發射角度α於觀察者眼之位置及指標23之位置。
第16圖表示液晶面板28之複數個像素之一例的部分平面圖。該第16圖之D-D’剖面，對應於上述第15圖。
就某一綠像素，在平面觀之，於綠色濾光片GF之下具備光學感測器16a。光學感測器16b，在平面觀之，例如具備於含有複數個有機顏料的有機顏料遮光層14與綠色濾光片GF之重疊位置。就紅像素及藍像素亦為相同。
處理部24，係自綠像素之光學感測器16a之檢測數據減去鄰接於該綠像素之光學感測器16a的綠像素之光學感測器16b之檢測數據。又，處理部24，係自紅像素之光學感測器16a之檢測數據減去鄰接於該紅像素之第一光學感測器16a的紅像素之第二光學感測器16b之檢測數據。又，處理部24，係自藍像素之光學感測器16a之檢測數據減去鄰接於該藍像素之光學感測器16a之藍像素之光學感測器16b之檢測數據。藉此，處理部24係高精度進行綠、紅、藍色之色彩分離。
在陣列基板29同時具備光學感測器16a、16b與液晶驅動用之液晶驅動元件17a、17b。
碳遮光層11具有在像素長度方向延伸的線狀圖案。碳遮光層11之線狀圖案之線寬為W1。
有機顏料遮光層14，具有在像素長度方向延伸之線狀圖案。有機顏料遮光層14之線狀圖案之線寬設為W2。
為使碳遮光層11之線狀圖案中心與有機顏料遮光層14之線狀圖案中心一致，碳遮光層11及有機顏料 遮光層14係平行地重疊，並相當於多角形像素之2邊。W1及W2之差，因應像素尺寸，而可在0.5μm至10μm之間調整。液晶顯示裝置27係如行動電話機等般，在被一人觀察者所使用之情形，W1及W2之差，可設在0.5μm至2μm間之小範圍。
在該第16圖，碳遮光層11具有長方形狀之多角形像素圖案。碳遮光層11之線寬W1，較有機顏料遮光層14之線寬W2更狹窄。於平面觀之，碳遮光層11之像素長度方向之軸與有機顏料遮光層14之像素長度方向之軸為重疊。換言之，碳遮光層11與有機顏料遮光層14係指具有在長方形像素之長邊為平行的部分。
W1與W2之差如第14圖及第15圖所示，提供角度α於自液晶面板28所發射的可視光，並補償立體顯示效果。自液晶面板28所發射之發射光角度α，以自固體發光元件21a、21b、22a、22b所發光之光發射角度或三角柱狀稜鏡之頂角角度等，可進行各種調整。因此W1與W2之線寬關係，不論哪一個線寬為大、為小均可。
如上述第6圖所示，屬有機顏料遮光層14之一例的透過率特性BLK1，在可視區域之波長低，在較光波長700nm更長波長側為低，不過較光波長800nm更長波長側則變高。
作為有機顏料遮光層14之另一例，透過率特性BLK2，在大致光波長670nm以下之短波長側為低，大致較光波長670nm更長波長側增加，大致較光波長700nm更長波長側則變高。
圖未示出的碳遮光層11，可藉由含有碳作為遮光性之著色材料之主材料的樹脂分散塗膜而得。碳遮光層11在可視區域及紅外區域具有高遮光性。
大致較光波長670nm更長波長，且具有高透過率特性的有機顏料遮光層14，係例如將複數個有機顏料分散於樹脂塗膜而得。此外，在本發明，半值波長係指含有光波長800nm，在較光波長670nm更長波長側透過率變高的透過率特性之有機顏料遮光層14在約50%透過率之光波長之意。例如，在透過率特性BLK1，如第6圖所示，半值波長成為約800nm。
碳遮光層11與有機顏料遮光層14，係指各層為了反射色調整或提高遮光性，進一步含有微量之有機顏料或碳亦可。
就有機顏料遮光層14之透過率特性BLK2，藉由在大致較光波長670nm更長波長側提高透過率，而可識別使用作為基底用圖案的碳遮光層11及對準標記。含有碳遮光層11及對準標記的基底用圖案，因紅外光大約為不透過，故可使用紅外光辨識。
在液晶面板28之內面(與陣列基板29之液晶層31側相反之面側)，經由偏光板18b而具備背光單元20。在本實施形態，背光單元20，作為基本的構成要素，具備例如：LED(發光二極體)等般之固體發光元件21a、21b、22a、22b；含有半圓柱狀鏡片19a之陣列及三角柱狀稜鏡19b之陣列的光控制元件19；及反射板35。
第17圖表示本實施形態之光控制元件19之構 成之一例的平面圖。第17圖之一部分表示光控制元件19之剖面。
複數個半圓柱狀鏡片19a之長度方向之軸為平行。複數個半圓柱狀鏡片19a之軸與像素之短邊方向垂直，與像素之長度方向平行。
複數個三角柱狀稜鏡19b之長度方向之軸為平行。複數個三角柱狀稜鏡19b之軸在平面觀之，具有複數個半圓柱狀鏡片19a之軸與角度ψ。角度ψ亦可屬於例如3°至42°之範圍。角度ψ亦可較該範圍更大。角度ψ成為與偏光板18a、18b或液晶配向之光學軸不干涉的角度。
半圓柱狀鏡片19a之陣列與三角柱狀稜鏡19b之陣列亦可背面對背面一體形成。
三角柱狀稜鏡19b之間距可為半圓柱狀鏡片19a之間距與1：1之關係，三角柱狀稜鏡19b之間距可較半圓柱狀鏡片19a之間距更細。
在上述般之本實施形態之液晶面板28，共通電極8a、8b較像素電極9a、9b更向像素之端側突出。例如，共通電極8a、8b亦可作成通用電位。每一像素所具備之2個像素電極9a、9b，與各自不同之液晶驅動元件17a、17b電性連接。在不同的液晶驅動元件17a、17b，各自提供觀察者右眼用影像信號、左眼用影像信號，藉此可進行立體顯示。右眼用影像信號及左眼用影像信號之各信號，亦可區別為跳出的影像信號與有深度(depth)的背景影像信號。
藉由上述般之本實施形態之構成及控制，而可進行在立體影像顯示為適切的高速動作。藉由與背光單元20所具備之LED等之固體發光元件21a、21b、22a、22b之發光時機同步而以液晶驅動元件17a、17b，驅動液晶分子L1~L8，而可增長立體影像之顯示效果。
上述各實施形態之液晶顯示裝置亦可使用於直接複寫。
第18圖係表示使用於直接複寫的液晶顯示裝置36一例的剖面圖。
直接複寫係印刷物37或照片等與彩色濾光片基板38面對面。在第18圖，彩色濾光片基板38為下側，背光單元39配置於上側。液晶顯示裝置36進行白色顯示，朝向印刷物37照射光，並直接進行複寫。
(第四實施形態)
在本實施形態，係說明上述各實施形態之彩色濾光片基板之製造方法一例。
第19圖係表示關於本實施形態之彩色濾光片基板製造方法之一例的流程圖。
在步驟S1，係在透明基板10上，塗布以碳作為主材料的遮光性著色材料，予以曝光、顯影，藉此形成碳遮光層11及對準標記。在該步驟S1，作為製造裝置，可使用塗布裝置、乾燥機、曝光裝置、顯影裝置、硬膜裝置等。作為代表性的乾燥機及硬膜裝置，可使用例如潔淨烘箱及熱板。此外，將碳作成主材料之遮光性著色材料，係作成黑色光阻1，其係在第六實施形態的碳遮光層之 感光性著色組成物，如後述。
在步驟S2，係塗布彩色濾光片材，予以曝光、顯影，藉此形成彩色濾光片CF。在步驟S2，作為製造裝置，可使用塗布裝置、乾燥機、曝光裝置、顯影裝置、硬膜裝置等。步驟2之步驟，包含紅色濾光片RF、藍色濾光片BF、綠色濾光片GF之各自單色入色步驟。彩色濾光片材，在第六實施形態，各自詳述作為紅色光阻、藍色光阻、綠色光阻感光性著色組成物。
在步驟S3，係使用塗布裝置，將遮光光阻塗布於基板全面，該遮光光阻包含將有機顏料作成主材料的的遮光性著色材料。該遮光性著色材料，在第六實施形態有詳述作成有機顏料遮光層之感光性著色組成物。
在步驟S4，係在曝光裝置內照射紅外光，而可識別與碳遮光層11一起所預先形成的對準標記之位置。對準標記，經由遮光光阻之塗膜而以紅外光學感測器(紅外線照相機)識別。此外，曝光裝置係預先準備形成有有機顏料遮光層圖案及有機顏料遮光層對準標記之圖案的光罩。
在步驟S5係使用曝光裝置之對準功能，進行針對光罩之對準標記及與碳遮光層11一起形成的對準標記的位置校準。
在步驟S6，係將包含使有機顏料作為主材料的遮光性著色材料之遮光光阻予以曝光、顯影、硬膜化，形成作為有機顏料遮光層14的圖案。
在本實施形態，係藉由使用對準標記，其包 含碳作為遮光性著色材料之主材料，而在彩色濾光片CF之形成後可進行位置校準。
茲就上述第16圖之彩色濾光片基板之製造方法加以詳細說明。
首先，在玻璃基板等透明基板10之全面，將用以形成碳遮光層11的黑色光阻1加以塗布，以使乾燥後塗膜成為膜厚1.5μm。
其後，將基板在潔淨烘箱中於70℃預烘烤20分鐘，冷卻至室溫。使用曝光裝置之超高壓汞燈，經由光罩曝光紫外線於基板。此時，將碳遮光層11之十字狀對準標記形成於基板之最外周之一部分。其後，使用23℃之碳酸鈉水溶液，將基板噴灑顯影，以離子交換水洗淨、風乾。進一步，在潔淨烘箱中將基板於230℃進行30分鐘後烘烤，形成碳遮光層11。
碳遮光層11之圖案，例如係如第16圖所示，作成具有開口區域的長方形狀之矩陣圖案。此外，在第16圖，碳遮光層11圖案之邊的一部分，在與光學感測器16b重疊之位置，具有剝落(chipping)的形狀。
其後，藉由將紅色光阻塗布於基板，予以乾燥，以使膜厚成為2.5μm，用曝光機曝光條帶狀著色層，予以顯影，來形成紅色濾光片RF之圖案。
其後，藉由將綠色光阻塗布於基板，予以乾燥，以使膜厚成為2.5μm，以曝光機曝光於條帶狀之著色層，予以顯影，而形成綠色濾光片GF之圖案。
其後，藉由將藍色光阻塗布於基板，予以乾 燥，以使膜厚成為2.5μm，用曝光機曝光條帶狀之著色層，予以顯影，而形成藍色濾光片BF之圖案。
上述紅色濾光片RF、綠色濾光片GF、藍色濾光片BF之顯影或硬膜之步驟則與碳遮光層11相同。
在紅色濾光片RF、綠色濾光片GF、藍色濾光片BF之圖案形成後，將透明樹脂中間層13以膜厚2μm進行塗布形成。
其後，使用塗布裝置，在透明樹脂中間層13之硬膜後，將含有有機顏料作為遮光性主材料的黑色光阻2塗布於基板全面，以使乾燥後塗膜膜厚成為1.5μm。
例如，使用熱板，將基板在70℃預烘烤20分鐘，將基板冷卻至室溫，並設置於具備超高壓汞燈的曝光裝置。
此時，自基板之內面使光波長850nm之紅外光投光，以紅外光學感測器(紅外線照相機)檢測自基板表面(黑色光阻2之塗膜面)發射的紅外光，藉此識別對準標記之位置。如第6圖所示，碳遮光膜11及對準標記，並無透過紅外光，而是將有機顏料作為遮光性著色材料之主材料的黑色光阻2透過紅外光。藉由使用紅外光，而可識別對準標記，正確地進行位置校準。此外，使用於對準標記之識別的紅外光波長，較佳為光波長700nm，或者較光波長800nm更長波長之紅外光。在使用CCD或CMOS作為紅外光學感測器之情形，可適用因應紅外光學感測器所具備之半導體之感度區域的紅外光。
在位置校準之後，使用曝光裝置之超高壓汞 燈，經由光罩，以紫外線使基板曝光。其後，使用顯影裝置等，再使用23℃之碳酸鈉水溶液，將基板噴灑顯影後，以離子交換水洗淨予以風乾。進一步，將基板在潔淨烘箱中，於230℃經30分鐘後烘烤，予以硬膜化，形成有機顏料遮光層14。
進一步，在有機顏料遮光層14上，塗布透明樹脂層15，予以硬膜化。此結果，產生彩色濾光片基板4、26。
在本實施之形態，彩色濾光片基板4、26，進一步亦可具備ITO等般之透明導電膜之相向電極32a、32b。但是，在IPS等般之液晶驅動方式之液晶顯示裝置，可省略透明導電膜32a、32b。
(第五實施形態)
在本實施形態，係就上述各實施形態之變形例加以說明。在該實施形態，係就上述第一實施形態之變形例加以說明，不過即使在其他實施形態，亦可同樣地適用。
第20圖表示本實施形態之液晶顯示裝置40所具備之液晶面板41構成之一例的部分剖面圖。
液晶面板41具備陣列基板3、彩色濾光片基板42及液晶層5。陣列基板3與彩色濾光片基板42係面對面。在陣列基板3及彩色濾光片基板42之間，夾持液晶層5。
彩色濾光片基板42具備：透明基板10；彩色濾光片層43，其包含有機顏料遮光層14及彩色濾光片CFa；及透明樹脂15。
在彩色濾光片層CFa之形成，係在有機顏料遮光層14上，使紅色濾光片RF、綠色濾光片GF、藍色濾光片BF之圖案，以多角形像素形狀形成。
第21圖係表示自本實施形態之液晶面板41之彩色濾光片基板42側所見結構一例的部分平面圖。該第21圖之E-E’剖面，與上述第3圖相同。
在本實施形態之彩色濾光片基板42之製造方法，係依照此第一步驟至第三步驟之順序進行。
第一步驟係在透明基板10上，形成有機顏料遮光層14，其包含有機顏料作為遮光性著色材料之主材料，且在平面觀之，具有矩陣狀之複數個開口部。
第二步驟，係在複數個開口部，形成分配紅色濾光片RF、藍色濾光片BF、綠色濾光片GF的彩色濾光片CFa。
第三步驟，係在彩色濾光片CFa之上形成透明樹脂層15。
有機顏料遮光層14，作為對全有機顏料之質量比率(%)，係以樹脂組成物構成，其包含：50至75%紫色有機顏料；25至50%黃色有機顏料或0至30%紅色有機顏料。有機顏料遮光層14包含與紅色濾光片RF、藍色濾光片BF、綠色濾光片GF之各單色層光學式重疊的部位。此外，圖未示出的碳遮光層，作為包圍顯示畫面四邊的外框上之圖案及對準標記，先於有機顏料遮光層14而形成。
即使在本實施形態之液晶顯示裝置40，可以 上述第一實施形態說明的運算，可以高精度進行色彩分離。
(第六實施形態)
在本實施形態，係就使用於上述第一至第五實施形態之彩色濾光片基板4、26、30的透明樹脂及有機顏料等之材料加以例示。
<透明樹脂>
使用於碳遮光層11、有機顏料遮光層14、彩色濾光片CF之形成的感光性著色組成物，除了顏料分散體(以下稱為糊)之外，含有多官能單體、感光性樹脂或非感光性樹脂、聚合引發劑、溶劑等。例如，在本實施形態所使用之感光性樹脂及非感光性樹脂等般之透明性高的有機樹脂，總稱為透明樹脂。
以透明樹脂而言，可使用熱塑性樹脂、熱硬化性樹脂或感光性樹脂。以熱塑性樹脂而言，可使用例如丁縮醛樹脂、苯乙烯-順丁烯二酸共聚物、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚氯乙烯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、聚胺甲酸酯系樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸系樹脂、醇酸(alkyd)樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚醯胺樹脂、橡膠系樹脂、環化橡膠系樹脂、纖維素類、聚丁二烯、聚乙烯、聚丙烯、聚醯亞胺樹脂等。以熱硬化性樹脂而言，例如可使用環氧樹脂、苯并鳥糞胺樹脂、松香變性順丁烯二酸樹脂、松香變性反丁烯二酸樹脂、三聚氰胺樹脂、脲樹脂、酚樹脂等。熱硬化性樹脂亦可為將含有三聚氰胺樹脂與異氰酸酯基的化合物予以反應而產生 。
<鹼可溶性樹脂>
在本實施形態之碳遮光層11及有機顏料遮光層14等之遮光膜、透明樹脂層13、15、彩色濾光片CF之形成，較佳為使用感光性樹脂組成物，其可形成因光微影法所致圖案。該等透明樹脂若屬可提供鹼可溶性之樹脂為理想。鹼可溶性樹脂亦可使用含有羧基或羥基的樹脂，亦可使用其他樹脂。以鹼可溶性樹脂而言，可使用例如環氧丙烯酸系樹脂、酚醛清漆系樹脂、聚乙烯酚系樹脂、丙烯酸系樹脂、含羧基環氧樹脂、含羧基胺甲酸酯樹脂等。該等樹脂中，以鹼可溶性樹脂而言，較佳為使用環氧丙烯酸系樹脂、酚醛清漆系樹脂、丙烯酸系樹脂，特佳為環氧丙烯酸系樹脂或酚醛清漆系樹脂。
<丙烯酸樹脂>
本實施形態之透明樹脂之代表，可例示下述丙烯酸系樹脂。
以丙烯酸系樹脂而言，單聚物，可使用一種聚合物，其係使用例如(甲基)丙烯酸；(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、三級丁基(甲基)丙烯酸苄基(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸月桂酯等之(甲基)丙烯酸烷酯；(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯等之含羥基(甲基)丙烯酸；(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯等之含醚基(甲基)丙烯酸；及(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸異酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯等之脂環式(甲基)丙烯酸等 而得。
此外，所例示的該等單體，可單獨使用，或併用二種以上。
進一步，丙烯酸樹脂亦可使用共聚物而產生，該共聚物含有與該等單體可共聚的苯乙烯、環己基順丁烯二醯亞胺或苯基順丁烯二醯亞胺等之化合物。又，藉由例如將(甲基)丙烯酸等之具有乙烯性不飽和基的羧酸共聚所得之共聚物；與將含有甲基丙烯酸環氧丙酯等之環氧基及不飽和雙鍵的化合物予以反應，而產生具有感光性的樹脂，作成丙烯酸樹脂亦可。例如，藉由在甲基丙烯酸環氧丙酯等之含環氧基(甲基)丙烯酸之聚合物，或該聚合物與其他(甲基)丙烯酸之共聚物，加成(甲基)丙烯酸等之含羧酸化合物，而產生具有感光性的樹脂，作成丙烯酸樹脂亦可。
<有機顏料>
以紅色顏料而言，可使用例如C.I.顏料紅7、9、14、41、48：1、48：2、48：3、48：4、81：1、81：2、81：3、97、122、123、146、149、168、177、178、179、180、184、185、187、192、200、202、208、210、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、242、246、254、255、264、272、279等。
以黃色顏料而言，可使用例如C.I.顏料黃1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、20、24、31、32、34、35、35：1、36、36：1、37、37：1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77 、81、83、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、138、139、144、146、147、148、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、199、213、214等。
以藍色顏料而言，可使用例如C.I.顏料藍15、15：1、15：2、15：3、15：4、15：6、16、22、60、64、80等，在該等顏料中，較佳為C.I.顏料藍15：6。
以紫色顏料而言，可使用例如C.I.顏料紫1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等，在該等顏料中，較佳為C.I.顏料紫23。
以綠色顏料而言，可使用例如C.I.顏料綠1、2、4、7、8、10、13、14、15、17、18、19、26、36、45、48、50、51、54、55、58等，該等顏料中，較佳為屬鹵化鋅酞菁綠色顏料的C.I.顏料綠58。以綠色顏料而言，亦可使用鹵素化鋁酞菁顏料。
<碳遮光層11及有機顏料遮光層14之著色材料>
包含於碳遮光層11及有機顏料遮光層14的遮光性之著色材料，至少在可視光波長區域具有光吸收性，屬具備遮光功能的著色材料。在本實施形態之遮光性的著色材料，例如可使用有機顏料、無機顏料、染料等。以無機顏料而言，可使用例如碳黑、氧化鈦等。以染料而言 ，可使用例如偶氮系染料、蒽醌系染料、酞菁系染料、醌亞胺系染料、喹啉系染料、硝基系染料、羰基系染料、次甲基系染料等。就有機顏料，亦可適用例如上述有機顏料。此外，遮光性之著色材料可使用一種，亦可以適當的比率組合二種以上。
例如，可視光波長區域，大致為光波長400nm至700nm之範圍。
關於本實施形態之有機顏料遮光層14之透過率為上升的波長(半值波長)，係自紅色濾光片RF之透過率被高度維持的大致光波長670nm，至藍色濾光片BF之透過率變高的上升部分之大致光波長800nm區域。
<適用於碳遮光層11的黑色光阻1之例>
茲就使用於碳遮光層11的黑色糊(分散體)之調製例加以說明。
下述組成之混合物被均勻地攪拌混合，且用珠研磨分散機經攪拌，製作黑色糊。各自組成係以質量份表示。
碳顏料 20份
分散劑 8.3份
銅酞菁衍生物 1.0份
丙烯丙二醇單甲醚乙酸酯 71份
使用上述黑色糊，予以攪拌混合，以使下述組成之混合物成為均勻，以5μm之過濾器過濾，並調製適用於碳遮光層11的黑色光阻1。在本實施形態，光阻係指含有碳或顏料的感光性著色組成物。
黑色糊 25.2份
丙烯酸樹脂溶液 18份
五及六丙烯酸二新戊四醇 5.2份
光聚合引發劑 1.2份
增感劑 0.3份
均平劑 0.1份
環己酮 25份
丙烯丙二醇單甲基醚乙酸酯 25份
在本實施形態及上述各實施形態，黑色光阻1或彩色光阻中之主體的著色材料(顏料)係指其光阻所含著色材料(顏料)之對全質量比(%)佔有50%以上的著色材料之意。例如黑色光阻1，碳佔了著色材料之100%，碳成為主要著色材料。又，在將碳作為主要著色材料的黑色光阻，為了調整其色調或反射色，在全質量比以10%以下為目標，添加紅色、黃色、藍色等有機顏料於黑色光阻亦可。
<使用於有機顏料遮光層14的黑色光阻2之例>
使用於有機顏料遮光層14的有機顏料之混合例係如以下所示。
C.I.顏料紅254(以下簡稱R254)
C.I.顏料黃139(以下簡稱Y139)
C.I.顏料紫23(以下簡稱V23)
該等三種顏料中，R254之顏料予以除外亦可。進一步，除了此三種顏料之外，色(透過波長)調整用 的微量的其他種類之顏料，例如上述有機顏料，以20%以下之少量添加亦可。例如鹵化鋅酞菁或鹵化鋁酞菁之綠色顏料，為了調整(分光曲線形狀之調整)光波長700nm附近之分光特性之上升，少量使用亦可。
有機顏料遮光層14在可視區域之透過率以5%以下為理想。可視區域，通常為大致光波長400nm至700nm。為了將有機顏料遮光層14之半值波長設定於光波長670nm至750nm之範圍，則自大致光波長660nm附近使紅外線透過率特性上升，有必要在長波長側使透過率特性變高。有機顏料遮光層14之低透過率波長範圍，大致亦可在光波長400nm至650nm之範圍。此外，將有機顏料遮光層14之透過率在大致光波長400nm至650nm之範圍設定5%以下低的值，藉由將含於有機顏料遮光層14的顏料之量增加，或增厚有機顏料遮光層14之膜厚，則可極容易地實現。半值波長之波長位置，亦同樣地，根據顏料量、後述之紫色顏料、綠色顏料、黃色顏料、紅色顏料之組成比、有機顏料遮光層14之膜厚等而可容易地調整。以適用於有機顏料遮光層14的綠色顏料而言，可適用後述之各種綠色顏料。為了將有機顏料遮光層14之半值波長設定於光波長670nm至750nm之範圍，以綠色顏料而言，紅外線透過率之上升(例如半值波長)，較佳為在光波長700nm至800nm之範圍的綠色顏料。用以將半值波長設定於光波長670nm至750nm之範圍的調整，主要係根據紫色顏料與綠色顏料而實現。為了調節有機顏料遮光層14之分光特性，亦可添加藍色顏料。調整有機顏料 遮光層14之半值波長的顏料，可例示例如作為單一顏料分散體，半值波長在700nm至780nm範圍內之C.I.顏料藍15：3、C.I.顏料綠36等。
R254之質量比率(%)，例如亦可屬於0至15%之範圍。
Y139之質量比率(%)，例如亦可屬於25至50%之範圍。
V23之質量比率(%)，例如亦可屬於50至75%之範圍。
有機顏料遮光層14之標準膜厚，例如在2μm前後之膜厚，係在50至75%範圍之任意值添加V23之紫色顏料。藉此，有機顏料遮光層14，在光波長670nm至750nm具有半值波長。將黃色有機顏料設為25至50%之任意值，進一步，藉由添加0至15%紅色有機顏料，予以混合，而可將有機顏料遮光層14之光波長400nm至660nm之透過率充分地降低。在光波長400nm至660nm之範圍，藉由對有機顏料遮光層14之透過率削去凸出部(自0%之基線的分光之凸出部)，而以自光學感測器16a之檢測數據減去光學感測器16b之檢測數據，而可進行正確的色彩分離。
通常，根據該等顏料，在產生彩色光阻(著色組成物)之前，顏料被分散於樹脂或溶液，並產生顏料糊(分散液)。例如為了將顏料Y139單體分散於樹脂或溶液，則相對於顏料R139之7份(質量份)混合以下材料。
丙烯酸樹脂溶液(固體成分20%) 40份
分散劑 0.5份
環己酮 23.0份
此外，就V23、R254等般之其他顏料，亦可分散於相同樹脂或溶液，產生黑色之顏料分散糊。
茲根據上述顏料分散糊，例示用以產生黑色光阻之組成比。
Y139糊 14.70份
V23糊 20.60份
丙烯酸樹脂溶液 14.00份
丙烯酸單體 4.15份
引發劑 0.7份
增感劑 0.4份
環己酮 27.00份
PGMAC 10.89份
藉由上述組成比，而形成使用於有機顏料遮光層14的黑色光阻2。
使用於有機顏料遮光層14之形成的屬顏料之主著色材料的黑色光阻2，相對於全質量比，為佔有約58%的紫色顏料V23。有機顏料之多數，在大致較光波長800nm更長波長區域具有高透過率。黃色顏料Y139亦係在較光波長800nm更長波長區域具有高透過率的有機顏料。
例如，含於有機顏料遮光層14的黑色光阻之主著色材料亦可作為100%之有機顏料。例如將有機顏料作成主著色材料的黑色光阻，因用以調整遮光性，故亦可以全質量之40%以下為目標添加碳。
<使用於彩色濾光片基板4、26、30的紅色光 阻之一例>
茲就紅色糊(分散液)之調製例說明於下。
下述組成之混合物經均勻地攪拌混合，使用大致直徑1mm之玻璃珠，以砂磨機經5小時分散，以大致5μm之過濾器過濾，製作紅色糊。
紅色顏料 C.I.顏料紅254 8份
紅色顏料 C.I.顏料紅177 10份
黃色顏料 C.I.顏料黃150 2份
分散劑 2份
丙烯酸清漆(固體成分20質量%) 108份
<紅色光阻之調製>
在紅色糊之調製後，將下述組成之混合物予以攪拌混合成為均勻，以大致5μm之過濾器過濾，並調製紅色光阻。
紅色糊 42份
丙烯酸樹脂溶液 18份
五及六丙烯酸二新戊四醇酯 4.5份
光聚合引發劑 1.2份
增感劑 2.0份
環己酮 32.3份
<使用於彩色濾光片基板4、26、30的綠色光阻之一例>
<綠色糊之調製>
使下述組成之混合物予以均勻地攪拌混合，使用大致直徑1mm之玻璃珠，以砂磨機分散5小時，大致以5μm 之過濾器過濾，並製作綠色糊(分散液)。
綠色顏料 C.I.顏料綠58 10.4份
黃色顏料 C.I.顏料黃150 9.6份
分散劑 2份
丙烯酸清漆(固體成分20質量%) 66份
<綠色光阻之調製>
在綠色糊之調製後，下述組成之混合物可予攪拌混合成為均勻，以大致5μm之過濾器過濾，並調製綠色光阻。
綠色糊 46份
丙烯酸樹脂溶液 8份
五及六丙烯酸二新戊四醇酯 4份
光聚合引發劑 1.2份
光聚合引發劑 3.5份
增感劑 1.5份
環己酮 5.8份
丙烯丙二醇單甲基醚乙酸酯 30份
<使用於彩色濾光片基板4、26、30的藍色光阻之一例>
<藍色糊1之調製>
將下述組成之混合物予以均勻地攪拌混合，使用大致直徑1mm之玻璃珠，以砂磨機分散5小時，以大致5μm之過濾器過濾，製作藍色糊1。
藍色顏料 C.I.顏料藍15：6 52份
分散劑 6份
丙烯酸清漆(固體成分20質量%) 200份
<藍色糊2之調製>
將下述組成之混合物予以均勻地攪拌混合，使用大致直徑1mm之玻璃珠，以砂磨機分散5小時，以大致5μm之過濾器過濾，以研磨機分散5小時，以5μm之過濾器予以過濾，製作中間藍色糊。
藍色顏料 C.I.顏料藍15：6 49.4份
分散劑 6份
丙烯酸清漆(固體成分20質量%) 200份
在該中間藍色糊，添加下述紫色染料粉體，予以良好的攪拌，調製藍色糊2。
紫色染料 2.6份
<藍色光阻之調製>
在藍色糊1之調製後，予以攪拌混合，以使下述組成之混合物成為均勻，以大致5μm之過濾器過濾，並調製藍色光阻。
藍色糊 16.5份
丙烯酸樹脂溶液 25.3份
五及六丙烯酸二新戊四醇酯 1.8份
光聚合引發劑 1.2份
增感劑 0.2份
環己酮 25份
丙烯丙二醇單甲基醚乙酸酯 30份
<彩色濾光片基板4、26、30之製作>
組合上述三色的紅色光阻、綠色光阻、藍色光阻，例如藉由在上述第四實施形態所說明的製造方法，而製作彩色濾光片基板4、26、30。
上述各實施形態，在不變更發明宗旨的範圍可予以各種變更而適用。上述各實施形態可自由地組合使用。
1‧‧‧液晶顯示裝置
2‧‧‧液晶面板
3‧‧‧陣列基板
4‧‧‧彩色濾光片基板
5‧‧‧液晶層
6、10‧‧‧透明基板
7a~7c‧‧‧絕緣層
8‧‧‧共通電極
9‧‧‧像素電極
11‧‧‧碳遮光層
12‧‧‧彩色濾光片層
13‧‧‧透明樹脂中間層
14‧‧‧有機顏料遮光層
15‧‧‧透明樹脂層
17‧‧‧液晶驅動元件
24‧‧‧處理部
RF‧‧‧紅色濾光片
GF‧‧‧綠色濾光片
BF‧‧‧藍色濾光片
CA‧‧‧像素中央線
CF‧‧‧彩色濾光片

Claims (15)

  1. 一種液晶顯示裝置，其具備陣列基板，其具備液晶驅動元件、第一光學感測器及第二光學感測器；液晶層；及彩色濾光片基板，其具備：碳遮光層，其經由該液晶層與該陣列基板面對面，且含有碳作為遮光性著色材料之主材料；和彩色濾光片；該彩色濾光片基板具備：有機顏料遮光層，其在與該彩色濾光片基板的基板平面呈垂直的方向上與該彩色濾光片的一部分重疊，且包含有機顏料作為遮光性著色材料之主材料；該第一光學感測器係在與該彩色濾光片基板的該基板平面垂直的方向，檢測經由該彩色濾光片，且不經由該有機顏料遮光層的光，該第二光學感測器係在與該彩色濾光片基板的該基板平面垂直的方向，檢測經由該彩色濾光片與該有機顏料遮光層的光。
  2. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該有機顏料遮光層係包含位在以下的範圍之有機顏料的樹脂組成物：以將全部的有機顏料設為100質量%之質量比率(%)而言，係包含50至75%的紫色有機顏料，且剩餘的有機顏料為包含25至50%的黃色有機顏料、0至30%的紅色有機顏料。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示裝置，其進一步 具備處理部，其自該第一光學感測器之檢測數據減去該第二光學感測器之檢測數據。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示裝置，其中該碳遮光層、該彩色濾光片及該有機顏料遮光層係設置於構成該彩色濾光片基板的透明基板上，藉由該碳遮光層及該有機顏料遮光層中之至少一層，在平面觀之區分矩陣狀複數個開口部，在該複數個開口部具備該彩色濾光片所含的紅色濾光片、藍色濾光片、綠色濾光片。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示裝置，其進一步具備背光單元，其具備於該陣列基板之與該液晶層為相反側之面，該背光單元具備：第一固體發光元件，其使可視光發光；第二固體發光元件，其使觸控感應用之紅外光發光；及處理部，其控制該第二固體發光元件之發光時機、與該第一光學感測器之受光時機。
  6. 如申請專利範圍第5項之液晶顯示裝置，其中該紅外光之波長屬於800nm至1000nm之波長區域。
  7. 一種彩色濾光片基板，其至少具備下列的積層構成：透明基板；碳遮光層，其含有碳作為遮光性著色材料之主材料；彩色濾光片，其在該透明基板上所區分的複數個 開口部，分別具備紅色濾光片、藍色濾光片、綠色濾光片；及有機顏料遮光層，其形成於該彩色濾光片之上，且含有有機顏料作為遮光性著色材料之主材料，在與該透明基板之平面垂直的方向，具備：使該彩色濾光片不與該碳遮光層及該有機顏料遮光層重疊的部分；及使該彩色濾光片與該有機顏料遮光層重疊，而不與該碳遮光層重疊的部分。
  8. 如申請專利範圍第7項之彩色濾光片基板，其中該有機顏料遮光層係包含位在以下的範圍之有機顏料的樹脂組成物：以將全部的有機顏料設為100質量%之質量比率(%)而言，係包含50至75%的紫色有機顏料，且剩餘的有機顏料為包含25至50%的黃色有機顏料、0至30%的紅色有機顏料。
  9. 如申請專利範圍第7或8項之彩色濾光片基板，其進一步具備透明樹脂層，其係形成於形成有該有機顏料遮光層的該彩色濾光片之上。
  10. 如申請專利範圍第9項之彩色濾光片基板，其進一步具備透明導電膜，其形成於該透明樹脂層上。
  11. 如申請專利範圍第7或8項之彩色濾光片基板，其中該有機顏料遮光層含有藍色有機顏料，調整構成該有機顏料遮光層之組成物的組成比，以在光波長670nm至800nm之範圍，使透過該有機顏料遮光層的光之透過率特性上升。
  12. 如申請專利範圍第7或8項之彩色濾光片基板，其中該 有機顏料遮光層含有綠色有機顏料，調整構成該有機顏料遮光層之組成物的組成比，以在光波長670nm至800nm之範圍，使透過該有機顏料遮光層之光的透過率特性上升。
  13. 一種彩色濾光片基板之製造方法，其係以下列步驟依序進行：在透明基板上，形成含有碳作為遮光性著色材料之主材料之碳遮光層及對準標記之步驟；形成包含紅色濾光片、藍色濾光片、綠色濾光片的彩色濾光片之步驟；在該彩色濾光片之上，塗布遮光光阻之步驟，該遮光光阻含有有機顏料作為遮光性著色材料之主材料；使用紅外光及紅外光學感測器，識別該對準標記之位置之步驟；根據該對準標記之位置，進行該透明基板及光罩之位置校準之步驟；及使用該光罩，將該遮光光阻之塗膜曝光、顯影、硬膜化，形成有機顏料遮光層之步驟。
  14. 如申請專利範圍第13項之彩色濾光片基板之製造方法，其中進一步進行在該彩色濾光片上，形成透明樹脂層之步驟，該有機顏料遮光層係形成於該透明樹脂層上。
  15. 如申請專利範圍第13或14項之彩色濾光片基板之製造方法，其中該紅外光之光波長大致是在較800nm還長的波長側。
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