專利名稱：彩色濾色器襯底及其制造方法和顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造用在彩色液晶顯示器(LCD)和其它顯示設(shè)備中的彩色濾色器襯底的方法，及用該方法制得的彩色濾色器襯底。
背景技術(shù)：
LCDs是具有較低功耗的、小型的、薄而輕的顯示設(shè)備?；谶@些特點(diǎn)的優(yōu)越性，現(xiàn)在將LCDs廣泛用于各種電子設(shè)備中。此外，具有開關(guān)元件的有源矩陣尋址LCDs特別廣泛地用在如個(gè)人電腦之類的辦公自動(dòng)化(OA)設(shè)備中、如電視機(jī)等視聽(AV)設(shè)備中和蜂窩電話中。同時(shí)，LCDs的尺寸、清晰度、有效像素區(qū)域比率(即，口徑比(aperture ratio))、色純度和其它性能參數(shù)近來也逐漸增加或有顯著提高。
下面將參照附圖13對常規(guī)有源矩陣尋址LCD的結(jié)構(gòu)作以描述，圖13是其橫截面圖。
如圖13中所示，LCD30包括有源矩陣襯底2和彩色濾色器襯底4，將它們排列為互相面對。還包括在這兩個(gè)襯底2和4之間設(shè)置的液晶層6。此外，從垂直于任一襯底的主表面可以看到，LCD30具有一有效顯示區(qū)域和一圍繞有效顯示區(qū)域的畫框區(qū)(picture frame area)。
有源矩陣襯底2包括一例如玻璃的透明絕緣襯底8；使所提供的門信號(gate signals)通過的門總線(gate bus)(未示出)；使所提供的數(shù)據(jù)信號通過的源總線10、如薄膜晶體管(TFTs)的有源元件(未示出)和透明像素電極12。門總線、源總線10、有源元件和像素電極12都設(shè)置在襯底8上。透明像素電極12在顯示區(qū)域上為矩陣排列。
彩色濾色器襯底4包括玻璃的透明絕緣襯底14，例如由紅色濾色器16、綠色濾色器18和藍(lán)色濾色器20構(gòu)成的彩色濾色器層22；包括多個(gè)不透明部分(opaque portions)24的不透明層26；和對電極(未示出)。彩色濾色器層22、不透明層26和對電極都設(shè)置在襯底14上。把紅、綠和藍(lán)彩色濾色器16、18和20設(shè)置為面對處于有源矩陣襯底2上的同它們相關(guān)的透明像素電極12。把不透明層26設(shè)置為使得不透明部分24排列在各個(gè)彩色濾色器之間的間隙中以及畫框區(qū)中。
以下將描述制造彩色濾色器襯底4的常規(guī)方法。
近來，經(jīng)常采用干膜工藝作為制造這種彩色濾色器襯底的方法。以下，將參照圖14A至14F對通過干膜工藝制造彩色濾色器襯底的方法進(jìn)行描述(例如，參見日本公開2001-100221號)。
干膜是一種感光樹脂層，它一般是夾在例如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜的兩個(gè)膜支撐件之間。感光樹脂層是四類干膜之一，其中分散著紅、綠、藍(lán)或黑色色料(pigment)，并且通常是負(fù)像。
具體地說，首先，把紅色干膜粘附在玻璃襯底14上并碾平，然后剝掉它的膜支撐元件，由此如圖14A中所示，將紅色感光樹脂層16R轉(zhuǎn)移到了襯底14上。這一處理步驟一般是用加熱的干膜完成的，即所謂的“熱轉(zhuǎn)移過程”。接下來，使經(jīng)這樣轉(zhuǎn)移的紅色感光樹脂層16R通過掩模32曝光(exposed to radiation)，然后顯影，由此制成如圖14B中所示的紅色彩色濾色器16。
接著，如圖14C所示，在綠色干膜上進(jìn)行類似處理步驟以形成綠色彩色濾色器18。此外，如圖14D所示，在藍(lán)色干膜上進(jìn)行類似處理步驟以形成藍(lán)色彩色濾色器20。如此，可獲得包括紅色、綠色和藍(lán)色彩色濾色器16、18和20的彩色濾色器層22。
此后，如制造彩色濾色器層22中一樣，把黑色干膜粘附在玻璃襯底14上并碾平，由此如圖14E中所示，將一黑色感光樹脂層26R轉(zhuǎn)移到襯底14上。然后，由來自玻璃襯底14背面下的輻照對黑色感光樹脂層26R曝光(即，進(jìn)行背側(cè)曝光處理(backside exposure process))。結(jié)果，黑色感光樹脂層26R的剩余部分被遮掩，并與已有的紅色、綠色和藍(lán)色彩色濾色器16、18和20自動(dòng)對準(zhǔn)，然后顯影。如此，可獲得不透明層26，其不透明部分24設(shè)置在相鄰彩色濾色器之間的間隙中及畫框區(qū)域中。
如上所述，可獲得彩色濾色器襯底。
與常用的旋涂工藝(spin coaling process)相比，干膜方法可獲得較高的材料產(chǎn)量，并能顯著降低制造成本。另外，如果彩色濾色器層和不透明層由這些干膜制成，則兩層中的每一層的厚度更均勻。
但是，在所述制造過程中，如圖14E中所示，不透明層26是通過使負(fù)像感光樹脂層經(jīng)受背側(cè)曝光處理而形成的。因此，需要控制曝光量，以便防止在彩色濾色器16、18和20上的黑色感光樹脂層26R部分被曝光。因此，對黑色感光樹脂層26R的剩余部分來說，很難獲得足夠的厚度或足夠高的光密度(OD)值，以起到所期望的不透明層的作用。結(jié)果，往往使所獲得的LCD的對比度降低。值得一提的是，OD值表示襯底的透光度。襯底的OD值越高，則它的透光度就越低。

發(fā)明內(nèi)容
為克服所述問題，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中提供了一種彩色濾色器襯底，它能使彩色顯示設(shè)備的不希望的顯示質(zhì)量降低最小。另外還提供制造這種彩色濾色器襯底的方法。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的彩色濾色器襯底制造方法是一種制造下述彩色濾色器襯底的方法，該彩色濾色器襯底包括一具有彼此相對的第一邊緣和第二邊緣的透明襯底；一彩色濾色器層和一不透明層，這兩層都設(shè)置在透明襯底上。彩色濾色層優(yōu)選包括至少一個(gè)第一類彩色濾色器，至少一個(gè)第二類彩色濾色器和至少一個(gè)第三類彩色濾色器，它們都沿第一方向從透明襯底的第一邊緣向第二邊緣延伸。每個(gè)所述的第三類彩色濾色器最好設(shè)置在兩個(gè)相關(guān)的第一和第二類彩色濾色器之間。不透明層優(yōu)選包括沿第一方向延伸的第一類不透明部分和第二類不透明部分，該第二類不透明部分與第一類不透明部分相連，并靠近且沿第二邊緣設(shè)置。第一類不透明部分最好設(shè)置在第一和第三類彩色濾色器之間、及第三和第二類彩色濾色器之間。該方法最好包括步驟在透明襯底上形成不透明層；在透明襯底上形成不透明層之后，再在該透明襯底上形成彩色濾色器層。形成不透明層的步驟最好包括步驟在待設(shè)置每個(gè)所述第三類彩色濾色器的區(qū)域中的一端和透明襯底的第二邊緣之間限定一第一開口。形成彩色濾色器層的步驟最好還包括步驟在透明襯底上設(shè)置第一和第二類彩色濾色器之后，將一干膜貼附到透明襯底上作為至少一個(gè)第三類彩色濾色器，同時(shí)沿第一方向碾平該干膜。如果至少一個(gè)第一類彩色濾色器包括多個(gè)第一類彩色濾色器、至少一個(gè)第二類彩色濾色器包括多個(gè)第二類彩色濾色器、至少一個(gè)第三類彩色濾色器包括多個(gè)第三類彩色濾色器，則將多個(gè)第三類彩色濾色器中的每一個(gè)安排在多個(gè)第一類彩色濾色器中相關(guān)的一個(gè)和多個(gè)第二類彩色濾色器中相關(guān)的一個(gè)之間。
在本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方式中，形成彩色濾色器層的步驟最好還包括步驟通過將干膜貼附到透明襯底上作為至少一個(gè)第三類彩色濾色器、并碾平該干膜填補(bǔ)第一開口，用一第一虛擬彩色濾色器(dummy color filter)封閉第一開口。
在本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施方式中， 限定第一開口的步驟最好包括步驟將第一開口以大于0μm但等于或小于40μm的距離與待設(shè)置每個(gè)第三類彩色濾色器的區(qū)域的那端間隔開。
在一可供選擇的優(yōu)選實(shí)施方式中，限定第一開口的步驟可包括步驟限定第一開口使其鄰近待設(shè)置每個(gè)第三類所述彩色濾色器的區(qū)域。
在又一優(yōu)選實(shí)施方式中，形成不透明層的步驟最好還包括步驟在待設(shè)置每個(gè)第二類彩色濾色器的區(qū)域的一端與透明襯底的第二邊緣之間限定一第二開口。形成彩色濾色器層的步驟還包括步驟將至少一個(gè)第一類彩色濾色器設(shè)置在透明襯底上之后、及將至少一個(gè)第三類彩色濾色器設(shè)置在透明襯底上之前，將作為至少一個(gè)第二類彩色濾色器的干膜貼附到透明襯底上，并沿第一方向碾平該干膜。
在這個(gè)具體的優(yōu)選實(shí)施方式中，形成彩色濾色器層的步驟最好還包括步驟通過將干膜貼附到透明襯底上作為至少一個(gè)第三類彩色濾色器并碾平該干膜填補(bǔ)第二開口，用第二虛擬彩色濾色器封閉第二開口。
在再一優(yōu)選實(shí)施方式中，限定第二開口的步驟最好包括步驟將第二開口以大于0μm但等于或小于40μm的距離與待設(shè)置每個(gè)第二類彩色濾色器的區(qū)域的那端間隔開。
在又一可供選擇的優(yōu)選實(shí)施方式中，限定第二開口的步驟還可包括步驟限定第二開口使其鄰近于待設(shè)置每個(gè)第二類彩色濾色器的區(qū)域。
在還有一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，形成不透明層的步驟最好還包括步驟在待設(shè)置每個(gè)第一類彩色濾色器的區(qū)域的一端與透明襯底第二邊緣之間限定第三開口。形成彩色濾色器層的步驟最好還包括步驟在透明襯底上設(shè)置第二和第三類彩色濾色器之前，將一干膜貼附到透明襯底上作為至少一個(gè)第一類彩色濾色器，并沿第一方向碾平該干膜。
在這一具體優(yōu)選實(shí)施方式中，形成彩色濾色器層的步驟最好還包括步驟通過將干膜貼附到透明襯底上作為至少一個(gè)第三類彩色濾色器、并碾平該干膜填補(bǔ)第三開口，用第三虛擬彩色濾色器封閉該第三開口。
在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，限定第三開口的步驟最好還包括步驟將第三開口以大于0μm但等于或小于40μm的距離與待設(shè)置每個(gè)第一類彩色濾色器的區(qū)域的那端間隔開。
在另一可供選擇的優(yōu)選實(shí)施方式中，限定第三開口的步驟還可包括步驟限定第三開口使其鄰近于待設(shè)置每個(gè)第一類彩色濾色器的區(qū)域。
在又一優(yōu)選實(shí)施方式中，形成彩色濾色器層的步驟最好還包括步驟制造各干膜的第一和第二類彩色濾色器。
在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，形成不透明層的步驟最好還包括步驟制造干膜不透明層。
在再一優(yōu)選實(shí)施方式中，形成不透明層的步驟最好還包括步驟將不透明層的厚度限定在0.1μm至3.0μm范圍內(nèi)。
在又一優(yōu)選實(shí)施方式中，形成彩色濾色器層的步驟最好還包括步驟通過旋涂工藝或噴墨印刷(inkjet printing)工藝制造第一和第二類彩色濾色器。
在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，形成不透明層的步驟最好還包括步驟制造金屬材料不透明層。
在再一優(yōu)選實(shí)施方式中，形成彩色濾色器層的步驟最好還包括步驟分別設(shè)置紅色濾色器和綠色濾色器之一作為每個(gè)第一類彩色濾色器，其它的紅色和綠色濾色器作為每個(gè)第二類彩色濾色器，以及藍(lán)色濾色器作為每個(gè)第三類彩色濾色器。
在又一優(yōu)選實(shí)施方式中，形成彩色濾色器層的步驟最好還包括步驟排列第一、第二和第三類彩色濾色器，使每個(gè)彩色濾色器部分地與第一類不透明部分中相關(guān)的一部分重疊。
在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，形成彩色濾色器層的步驟最好還包括步驟排列第一、第二和第三類彩色濾色器，使每個(gè)彩色濾色器具有帶第一寬度部分的第一組和帶比第一寬度窄的第二寬度部分的第二組，并且每個(gè)彩色濾色器接近透明襯底第二邊緣的一端是帶第一寬度的第一組部分中之一。
在這個(gè)具體的優(yōu)選實(shí)施方式中，在限定為基本垂直于第一方向的第二方向上所測的第一開口寬度最好等于第一寬度。
在再一優(yōu)選實(shí)施方式中，彩色濾色器層最好還包括沿第一方向延伸的至少一個(gè)第四類彩色濾色器。每個(gè)第四類彩色濾色器可如下排列，使其鄰接于與它相關(guān)的第一類彩色濾色器，并且把第一類彩色濾色器插在它和與它相關(guān)的第三類彩色濾色器之間?；蛘咭部砂衙總€(gè)第四類彩色濾色器如下排列，使其鄰接于與它相關(guān)的第二類彩色濾色器，并且把第二類彩色濾色器插在它和與它相關(guān)的第三類彩色濾色器之間。形成彩色濾色器層的步驟最好還包括步驟在透明襯底上設(shè)置至少一個(gè)第一類彩色濾色器之前，將一干膜貼附到透明襯底上作為至少一個(gè)第四類彩色濾色器，同時(shí)沿第一方向碾平該干膜。
在這一具體優(yōu)選實(shí)施方式中，形成不透明層的步驟最好還包括以下步驟在待設(shè)置每個(gè)第四類彩色濾色器的區(qū)域的一端和透明襯底第二邊緣之間限定一第四開口。在形成彩色濾色器層的步驟中最好還包括步驟通過將干膜貼附到透明襯底上作為至少一個(gè)第三類彩色濾色器、并碾平該干膜填補(bǔ)第四開口，用第四虛擬彩色濾色器封閉第四開口。
在又一優(yōu)選實(shí)施方式中，限定第四開口的步驟最好還包括步驟將第四開口以大于0μm但等于或小于40μm的距離與待設(shè)置每個(gè)第四類彩色濾色器的區(qū)域的那端間隔開。
在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，限定第四開口的步驟還可包括步驟限定第四開口使其鄰近于待設(shè)置每個(gè)第四類彩色濾色器的區(qū)域。
在再一優(yōu)選實(shí)施方式中，每個(gè)所述第三類彩色濾色器最好是藍(lán)色濾色器，且第一、第二和第四類彩色濾色器最好顏色互不相同，并且它們中的每個(gè)都是從包括紅色濾色器、綠色濾色器和無色透明彩色濾色器的組中選出的。
在這個(gè)特定優(yōu)選實(shí)施方式中，每個(gè)所述第一類彩色濾色器最好包括多個(gè)第一類濾色器部分，每個(gè)第二類彩色濾色器最好包括多個(gè)第二類濾色器部分，且每個(gè)第三類彩色濾色器最好包括多個(gè)第三類濾色器部分。在兩相鄰的第一類濾色器部分之間的間隙、在兩相鄰的第二類濾色器部分之間的間隙、以及在兩相鄰的第三類濾色器部分之間的間隙最好都限定在第三類不透明部分上。
在又一優(yōu)選實(shí)施方式中，形成不透明層的步驟最好還包括步驟設(shè)置第三類不透明部分，每一第三類不透明部分都和與它相關(guān)的兩個(gè)相鄰第一類不透明部分連接在一起。沿第一方向測量時(shí)，每個(gè)第三類不透明部分最好具有大于0μm但等于或小于40μm的寬度。
在該具體優(yōu)選實(shí)施方式中，每個(gè)第一類彩色濾色器最好還包括多個(gè)第一類濾色器部分，每個(gè)第二類彩色濾色器最好還包括多個(gè)第二類濾色器部分，每個(gè)第三類彩色濾色器最好還包括多個(gè)第三類濾色器部分，且每個(gè)第四類彩色濾色器最好包括多個(gè)第四類濾色器部分。兩相鄰第一類濾色器部分之間的間隙、兩相鄰第二類濾色器部分之間的間隙、兩相鄰第三類濾色器部分之間的間隙以及兩相鄰第四類濾色器部分之間的間隙最好都被限定在第三類不透明部分上。
依據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式的彩色濾色器襯底最好包括一具有彼此相對的第一邊緣和第二邊緣的透明襯底；一彩色濾色器層和一不透明層，這兩層都設(shè)置在透明襯底上。彩色濾色器層最好包括至少一個(gè)第一類彩色濾色器、至少一個(gè)第二類彩色濾色器和至少一個(gè)第三類彩色濾色器，它們都在第一方向上從透明襯底的第一邊緣向第二邊緣延伸。最好把每個(gè)第三類彩色濾色器設(shè)置在相關(guān)的兩個(gè)第一和第二類彩色濾色器之間。不透明層最好包括在第一方向延伸的第一類不透明部分和與第一類不透明部分相連、靠近第二邊緣并且沿第二邊緣設(shè)置的第二類不透明部分。最好把第一類不透明部分設(shè)置在第一和第三類彩色濾色器之間、及第三和第二類彩色濾色器之間。最好通過執(zhí)行下述步驟來制造彩色濾色器襯底在透明襯底上形成不透明層；在透明襯底上形成不透明層后，在透明襯底上形成彩色濾色器層。形成不透明層的步驟最好包括步驟在設(shè)置每個(gè)第三類彩色濾色器的區(qū)域的一端和透明襯底的第二邊緣之間限定第一開口。形成彩色濾色器層的步驟最好包括步驟當(dāng)把第一和第二類彩色濾色器設(shè)置在透明襯底上之后，將一干膜貼附到透明襯底上作為至少一個(gè)第三類彩色濾色器，同時(shí)在第一方向上碾平干膜。
依據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式的顯示設(shè)備最好包括前述優(yōu)選實(shí)施方式的彩色濾色器襯底和有源矩陣襯底，該有源矩陣襯底設(shè)置為面向具有一插入襯底之間的顯示介質(zhì)層的彩色濾色器襯底。
依據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施方式的彩色濾色器襯底最好包括一具有彼此相對的第一邊緣和第二邊緣的透明襯底；一彩色濾色器層和一不透明層，這兩層都設(shè)置在透明襯底上。該彩色濾色器層最好包括至少一個(gè)第一類彩色濾色器、至少一個(gè)第二類彩色濾色器、和至少一個(gè)第三類彩色濾色器，它們都在第一方向上從透明襯底的第一邊緣向第二邊緣延伸。最好把每個(gè)第三類彩色濾色器設(shè)置在相關(guān)的兩個(gè)第一和第二類彩色濾色器之間。不透明層最好包括一在第一方向延伸的第一類不透明部分和與第一類不透明部分相連、靠近第二邊緣并且沿所述第二邊緣設(shè)置的第二類不透明部分。最好把第一類不透明部分設(shè)置在第一和第三類彩色濾色器之間、及第三和第二類彩色濾色器之間。不透明層最好還分別包括一個(gè)在每個(gè)第一類彩色濾色器的一端和第二邊緣之間的第一開口，一個(gè)在每個(gè)第二類彩色濾色器的一端和第二邊緣之間的第二開口，一個(gè)在每個(gè)第三類彩色濾色器的一端和第二邊緣之間的第三開口。最好把一第一虛擬彩色濾色器，一第二虛擬彩色濾色器和一第三虛擬彩色濾色器分別設(shè)置在第一、第二和第三開口中。
在本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方式中，優(yōu)選至少一個(gè)第一類彩色濾色器由一紅色著色層(red colored layer)和一綠色著色層之一構(gòu)成，優(yōu)選至少一個(gè)第二類彩色濾色器由其它的紅色和綠色著色層之一構(gòu)成，優(yōu)選至少一個(gè)第三類彩色濾色器以及第一、第二和第三虛擬彩色濾色器由一藍(lán)色著色層構(gòu)成。
在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，彩色濾色器層最好還包括至少一個(gè)在第一方向上延伸的第四類彩色濾色器?？砂衙總€(gè)第四類彩色濾色器安排成使其鄰接于與它相關(guān)的第一類彩色濾色器，并且將第一類彩色濾色器插在它和與它相關(guān)的第三類彩色濾色器之間?；蛘哌€可把每個(gè)第四類彩色濾色器安排成使其鄰接于與它相關(guān)的第二類彩色濾色器，并且把第二類彩色濾色器插在它和與它相關(guān)的第三類彩色濾色器之間。不透明層最好還包括一在每個(gè)第四類彩色濾色器的一端和第二邊緣之間的第四開口。最好把第四虛擬彩色濾色器設(shè)置在第四開口內(nèi)。
在這個(gè)具體優(yōu)選實(shí)施方式中，至少一個(gè)第三類彩色濾色器以及第一、第二和第三虛擬彩色濾色器最好由藍(lán)色著色層構(gòu)成，且第一、第二和第四類彩色濾色器最好由顏色互不相同的層構(gòu)成，且每個(gè)第一、第二和第四類彩色濾色器最好由紅色著色層，綠色著色層或無色透明層構(gòu)成。
在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，不透明層最好還包括第三類不透明部分，每個(gè)第三類不透明部分都和與它相關(guān)的兩個(gè)相鄰的第一類不透明部分連接在一起。每個(gè)第三類不透明部分在第一方向上測量時(shí)，最好具有大于0μm但等于或小于40μm的寬度。
在這個(gè)特定優(yōu)選實(shí)施方式中，每個(gè)第一類彩色濾色器最好包括多個(gè)第一類濾色器部分，每個(gè)第二類彩色濾色器最好包括多個(gè)第二類濾色器部分，且每個(gè)第三類彩色濾色器最好包括多個(gè)第三類濾色器部分。兩相鄰第一類濾色器部分之間的間隙、兩相鄰第二類濾色器部分之間的間隙、以及兩相鄰第三類濾色器部分之間的間隙最好都被限定在第三類不透明部分上。
在又一優(yōu)選實(shí)施方式中，每個(gè)第一類彩色濾色器最好包括多個(gè)第一類濾色器部分，每個(gè)第二類彩色濾色器最好包括多個(gè)第二類濾色器部分，每個(gè)第三類彩色濾色器最好包括多個(gè)第三類濾色器部分，且每個(gè)第四類彩色濾色器最好包括多個(gè)第四類濾色器部分。在兩相鄰第一類濾色器部分之間的間隙、兩相鄰第二類濾色器部分之間的間隙、兩相鄰第三類濾色器部分之間的間隙、以及兩相鄰第四類濾色器部分之間的間隙最好都被限定在第三類不透明部分上。
依據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施方式的顯示設(shè)備最好包括前述優(yōu)選實(shí)施方式的彩色濾色器襯底和一有源矩陣襯底，該有源矩陣襯底被設(shè)置成面向具有一插入襯底之間的顯示介質(zhì)層的彩色濾色器襯底。優(yōu)選在有源矩陣襯底上包括多個(gè)象素電極。最好把像素電極在第一方向和與第一方向基本垂直的第二方向上以矩陣排列，以使其面對至少一個(gè)第一類彩色濾色器、至少一個(gè)第二類彩色濾色器和至少一個(gè)第三類彩色濾色器。有源矩陣襯底最好還包括一第一虛擬象素電極、一第二虛擬象素電極和一第三虛擬象素電極，將它們排列為分別面對第一、第二和第三開口，并且它們?nèi)加山饘賹訕?gòu)成。
依據(jù)本發(fā)明又一優(yōu)選實(shí)施方式的顯示設(shè)備最好包括前述優(yōu)選實(shí)施方式的彩色濾色器襯底和一有源矩陣襯底，該有源矩陣襯底設(shè)置為面向具有一插入襯底之間的顯示介質(zhì)層的彩色濾色器襯底。在有源矩陣襯底上最好包括多個(gè)象素電極。最好把像素電極在第一方向和與第一方向基本垂直的第二方向上以矩陣排列，以使其面對至少一個(gè)第一類彩色濾色器、至少一個(gè)第二類彩色濾色器和至少一個(gè)第三類彩色濾色器。有源矩陣襯底最好還包括一第一虛擬象素電極，一第二虛擬象素電極和一第三虛擬象素電極，將它們排列為分別面對第一、第二和第三開口。最好把在第一、第二和第三虛擬象素電極上的顯示介質(zhì)層控制為呈顯黑狀態(tài)(black display state)。
在根據(jù)本發(fā)明各優(yōu)選實(shí)施方式中的任一實(shí)施方式的制造彩色濾色器襯底的方法中，都是在彩色濾色器層形成之前形成不透明層的。因此，不象在傳統(tǒng)方法中那樣，需要控制不透明層的厚度和/或OD值。另外，在不透明層的預(yù)定區(qū)域設(shè)置開口。因此，在制造干膜彩色濾色器的工藝步驟中，產(chǎn)生的氣泡能通過開口消散。結(jié)果，能獲得可使彩色顯示設(shè)備中不希望的顯示性能降低最小的彩色濾色器襯底。
本發(fā)明的其它特性、元件、工藝、步驟、性能和優(yōu)點(diǎn)將從下面參照附圖對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述中變得更明顯。


圖1是本發(fā)明第一具體優(yōu)選實(shí)施方式的彩色濾色器襯底50的部分平面圖；圖2A至2E是制造彩色濾色器襯底50的示例性方法的橫截面圖；圖3是制造第三類彩色濾色器60的工藝步驟透視圖；圖4是對比例的彩色濾色器襯底的部分平面圖；圖5是對比例中制造第三類彩色濾色器60’的工藝步驟透視圖；圖6A是第一優(yōu)選實(shí)施方式的改型例的彩色濾色器襯底50B的部分平面圖；圖6B是從圖6A中所示VIb-VIb面觀察時(shí)彩色濾色器50B的橫截面圖；圖6C是從圖6A中所示VIb-VIb面觀察時(shí)另一彩色濾色器襯底的橫截面圖；圖7是第一優(yōu)選實(shí)施方式另一改型例的彩色濾色器襯底50C的部分平面圖；圖8是本發(fā)明第二具體優(yōu)選實(shí)施方式的彩色濾色器襯底80的部分平面圖；圖9是制造第三類彩色濾色器60的工藝步驟透視圖；圖10A是依據(jù)第二優(yōu)選實(shí)施方式改型例的彩色濾色器襯底80B的部分平面圖；圖10B是從圖10A中所示Xb-Xb面觀察時(shí)彩色濾色器襯底80B的橫截面圖；圖10C是從圖10A中所示Xb-Xb面觀察時(shí)另一彩色濾色器襯底的橫截面圖；圖11是第二優(yōu)選實(shí)施方式另一改型例的彩色濾色器襯底80C的部分平面圖；圖12是有源矩陣襯底的部分平面視圖；圖13是常規(guī)的有源矩陣尋址LCD的橫截面圖；圖14A至14F表示傳統(tǒng)的制造彩色濾色器襯底的方法的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
在所述傳統(tǒng)工藝中，首先形成彩色濾色器層，然后如圖14E中所示，通過背面曝光處理形成不透明層。與此相反，依據(jù)本發(fā)明各優(yōu)選實(shí)施方式中的任一種的制造彩色濾色器襯底的方法，在彩色濾色器層形成之前形成不透明層。因此，不必如傳統(tǒng)處理方法中那樣，控制不透明層的厚度和/或OD值。也就是說，在依據(jù)本發(fā)明各優(yōu)選實(shí)施方式中的任一種的彩色濾色器襯底的制造過程中，能形成具有足夠厚度和/或好的OD值的不透明層。但是，如果僅是通過在彩色濾色器層之前形成不透明層來制造彩色濾色器襯底、以及如果通過干膜工藝將多組彩色濾色器順序制作在色彩連色彩的襯底(color-by-color basis)上，則在最后一組彩色濾色器和襯底之間常留有氣泡，由此在合成圖像中產(chǎn)生一些缺陷。其原因如下。具體地說，當(dāng)開始制造最后一組彩色濾色器時(shí)，用于最后一組彩色濾色器的區(qū)域已由不透明部分和其它組彩色濾色器所包圍。因此，輾平并貼附作為最后一組彩色濾色器的干膜時(shí)，在干膜和襯底之間產(chǎn)生的氣泡不能消散。但是，在依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式制造彩色濾色器襯底的方法中，在不透明層的預(yù)定位置限定一開口，因此，那些氣泡就可以消散了。
以下，將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明各種優(yōu)選實(shí)施方式的彩色濾色器襯底以及它們的制造過程。如背景技術(shù)部分所述，下述本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的每種彩色濾色器襯底可用于有源矩陣尋址LCD。當(dāng)然，本發(fā)明不局限于這些具體的優(yōu)選實(shí)施方式。
實(shí)施方式1圖1是本發(fā)明第一具體優(yōu)選實(shí)施方式的彩色濾色器襯底50的部分平面圖。彩色濾色器襯底50的橫截面結(jié)構(gòu)基本上與圖13中所示的彩色濾色器襯底4的結(jié)構(gòu)相同。以下，參考圖1和13對彩色濾色器襯底50進(jìn)行描述。
如圖1和13所示，第一優(yōu)選實(shí)施方式的彩色濾色器襯底50優(yōu)選包括透明襯底14、彩色濾色器層62和不透明層68，所述兩層都設(shè)置在透明襯底14上。彩色濾色層62最好包括第一類彩色濾色器56、第二類彩色濾色器58和第三類彩色濾色器60，將它們排列成能限定出條紋圖案。在典型的應(yīng)用中，每個(gè)第一、第二和第三類彩色濾色器最好是紅、綠或藍(lán)色濾色器。每個(gè)第一、第二和第三類彩色濾色器具有條形形狀，該條形形狀沿圖1中箭頭70所示的方向(該方向以下稱為“第一方向”)從透明襯底14的第一邊緣(未示出)向其第二邊緣52延伸。透明襯底14的第一和第二邊緣彼此相對。最好把這些彩色濾色器排列為面對各自的像素列。另外，如圖1所示，最好把每個(gè)第三類彩色濾色器60設(shè)置在兩個(gè)相關(guān)的第一和第二類彩色濾色器56和58之間。
應(yīng)當(dāng)注意，以這種方式排列的每組三種彩色濾色器并不總是必須包括在一個(gè)單一的彩色像素中。在此處使用中，“單一的彩色像素”是指用于由紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)像素構(gòu)成的彩色顯示的最小單元。也就是說，第三類彩色濾色器不必位于各個(gè)彩色像素的中心。
通常，將第一、第二和第三類彩色濾色器56、58和60排列成使得它們的較靠近透明襯底14第二邊緣52的邊緣56β、58β和60β與在(有效)顯示區(qū)域和畫框區(qū)域(即，非有效顯示區(qū)域)之間的邊界對準(zhǔn)。在圖1所示的優(yōu)選實(shí)施方式中，最好在第三類彩色濾色器60的邊緣和第二邊緣52之間設(shè)置一虛擬彩色濾色器60α，以便在它們之間留有間隙。另外，也可將第三類彩色濾色器60和虛擬彩色濾色器60α之間不留間隙地結(jié)合在一起。虛擬彩色濾色器60α設(shè)置在畫框區(qū)域中，實(shí)質(zhì)上并不起顯示作用。在此處的使用中，每個(gè)“彩色濾色器”最好設(shè)置成將其中的顏色限定為顯示它的相關(guān)像素的顏色。因此，除非另作說明，每個(gè)彩色濾色器是指在有效顯示區(qū)域內(nèi)設(shè)置的彩色層，而不是在非有效顯示區(qū)域內(nèi)設(shè)置的彩色層。
不透明層68最好包括第一類不透明部分64和第二類不透明部分66。第一類不透明部分最好沿第一方向70在第一和第三類彩色濾色器56和60之間、及第三和第二類彩色濾色器60和58之間延伸。第二類不透明部分66最好鄰近透明襯底14的第二邊緣52并沿該邊緣52設(shè)置，且最好與第一類不透明部分64相連。最好在第三類彩色濾色器60的邊緣60β和第二邊緣52之間限定一開口72，該開口最好與邊緣60β間隔預(yù)定距離H。當(dāng)使用這種彩色濾色器襯底50制造顯示設(shè)備時(shí)，最好把第一類不透明部分64設(shè)置在有效顯示區(qū)域內(nèi)，最好把第二類不透明部分66設(shè)置在非有效顯示區(qū)域內(nèi)。應(yīng)當(dāng)注意，開口72和實(shí)際上位于開口72上的虛擬彩色濾色器60α、例如在圖1中是以一對附圖標(biāo)記60α(72)共同表示的。
下面將詳細(xì)描述本優(yōu)選實(shí)施方式的彩色濾色器襯底50的優(yōu)選制造過程，最好是在彩色濾色層形成之前形成不透明層。因此，在不透明層形成中，不必象常規(guī)過程中那樣必須嚴(yán)格控制曝光量。這樣，可獲得具有足夠厚度和/或好的OD值的不透明層。在圖14所示的常規(guī)彩色濾色器襯底中，其不透明層具有小于2.0的OD值和1.0μm或更薄的厚度。反之，本優(yōu)選實(shí)施方式的彩色濾色器襯底50可包括一具有2.0或更高OD值和0.1μm至3.0μm厚度的不透明層。此外，在本優(yōu)選實(shí)施方式的彩色濾色器襯底50中，不透明層具有開口72。另外，在形成彩色濾色器層的工藝步驟中，在彩色濾色器層62和襯底14之間產(chǎn)生的氣泡可通過開口72消散。
以下，將參考圖1和2A至2E對制造本優(yōu)選實(shí)施方式的彩色濾色器襯底50的示例性方法進(jìn)行描述。圖2A至2E是當(dāng)從圖1所示2A-2A’面觀察時(shí)的橫截面圖。在以下所描述的制造過程中，構(gòu)成不透明層68的不透明部分和構(gòu)成彩色濾色器層62的彩色濾色器分別由干膜制成。那些干膜中的每種最好是感光樹脂層(著色層)，該層一般夾在例如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜的兩個(gè)膜支撐元件60S之間。感光樹脂層最好是分布了紅、綠、藍(lán)或黑色色料的四類干膜之一，并且通常是負(fù)像。
首先，在彩色濾色器層62形成之前，最好形成不透明層68。在所述常規(guī)工藝中，先形成彩色濾色器層，然后如圖14E所示，通過背面曝光處理形成不透明層。與此相反，在本優(yōu)選實(shí)施方式中，最好在彩色濾色器層62形成之前形成不透明層68。因此，在形成不透明層的工藝步驟中，不必象常規(guī)方法那樣嚴(yán)格地控制曝光量。因此，可獲得具有足夠厚度和/或好的OD值的不透明層。不透明層68例如可以通過以下方式形成。
具體地說，優(yōu)選將用于不透明層68的黑色干膜貼附到透明襯底14上，并用輥?zhàn)?4(參見圖3)貼著透明襯底14輾平，然后最好把膜支撐元件剝掉，如圖2A所示，從而可將黑色感光樹脂層68R轉(zhuǎn)移到襯底14上。這一工藝步驟一般是用加熱的干膜進(jìn)行的，稱之為“熱轉(zhuǎn)移過程”。
隨后，如圖2A所示，最好是把黑色感光樹脂層68R通過掩模74曝光，然后顯影，從而形成不透明層68。在這一工藝步驟中，如圖2B所示，最好將第一類不透明部分64制成為使得第一、第二、第三類彩色濾色器的開口限定在第一、第二和第三類彩色濾色器56、58和60的各自區(qū)域內(nèi)，并最好把第二類不透明部分66制成為使得開口72限定在第三類彩色濾色器開口的邊緣和第二邊緣52之間。
如圖1所示，最好把不透明層68的開口72限定為與用于第三類彩色濾色器60的開口(即，待設(shè)置第三類彩色濾色器60的區(qū)域)的邊緣68β以預(yù)定距離H間隔開。即，最好把開口72設(shè)置為將邊界部分66A插入待設(shè)置第三類彩色濾色器60的區(qū)域的邊緣60β和第二邊緣52之間。預(yù)定距離H優(yōu)選大于0μm但等于或小于40μm，更為優(yōu)選的是20μm或更小。如果距離H落在所述范圍內(nèi)，則在第三類彩色濾色器60的干膜和襯底14(不透明層68和第一與第二類彩色濾色器56與58已形成在該襯底上)之間產(chǎn)生的氣泡能通過開口72經(jīng)由第二類不透明部分66的邊界部分66A充分消散。應(yīng)當(dāng)注意，開口72可與設(shè)有第三類彩色濾色器60的區(qū)域(在有效顯示區(qū)域內(nèi))相鄰。但是，如圖1所示，邊界部分66A最好設(shè)置在它們之間。原因如下。具體地說，一般在設(shè)置成與彩色濾色器襯底面對的有源矩陣襯底(如，TFT襯底)的非有效顯示區(qū)域中設(shè)置另一不透明層。有時(shí)(如，如果TFT襯底的不透明層和門總線由相同的金屬膜制成)可在不透明層和有效顯示區(qū)域之間形成間隙。在這種情況下，如果在彩色濾色器襯底的不透明層68上沒有設(shè)置邊界部分66A，則可覺察到通過TFT襯底間隙泄漏的光。因此，為避免這樣的光泄漏，最好設(shè)置邊界部分66A。
在本優(yōu)選實(shí)施方式中，為了防止有源矩陣襯底上的TFTs免受入射光的影響，最好將每個(gè)第一類不透明部分64限定為在預(yù)定位置具有凸起部分64A。
應(yīng)當(dāng)注意，不透明層68不必由干膜制成，也可由鉻或其它合適的金屬材料制成。如果不透明層由金屬材料制成，則不透明層應(yīng)當(dāng)通過光刻工藝和蝕刻工藝來確定。
在以這種方式確定了不透明層68之后，最好如圖2C、2D和2E中所示形成彩色濾色器層62。例如，彩色濾色器層62可按以下方式形成。
如形成不透明層68的工藝步驟那樣，優(yōu)選將用于第一類彩色濾色器56的干膜貼附到襯底14上，并用輥?zhàn)?4沿第一方向70貼著襯底14輾平，然后最好把膜支撐元件剝掉，因此在襯底上轉(zhuǎn)移了用于第一類彩色濾色器56的感光樹脂層(以下將其稱為“第一著色層”(first colored layer))。接著，最好使第一著色層通過掩模曝光，然后顯影，去除第一著色層的多余部分，并在第一類彩色濾色器56的開口內(nèi)留下第一著色層的其它部分。以此方式，可獲得第一類彩色濾色器56。接著，可使用與制作第一類彩色濾色器56所使用的相同技術(shù)制作第二類彩色濾色器58。
以下，將參考附圖3對制造第三類彩色濾色器60的過程步驟作詳細(xì)描述。圖3所示的橫截面是沿圖1中線III-III剖切、并沿圖1中箭頭71所示方向觀察到的。圖4和5分別示出了與圖1和3相應(yīng)的比較例。
優(yōu)選將用于第三類彩色濾色器60的干膜60D貼附到透明襯底14上，并用輥?zhàn)?4緊貼透明襯底14碾平，然后最好把膜支撐元件60S剝掉，因此將用于第三類彩色濾色器60的感光樹脂層(以下將其稱為“第三著色層”)轉(zhuǎn)移到襯底14上。然后，最好使第三著色層通過掩模曝光，然后顯影，借此從有效顯示區(qū)域中的第一類不透明層64、第一類彩色濾色器56和第二類彩色濾色器58上、以及從非有效顯示區(qū)域中的第二類不透明層66上去除第三著色層的多余部分。以此方式，可獲得第三類彩色濾色器60，并可通過用第三著色層關(guān)閉開口72制得虛擬彩色濾色器60α。
另外，第三類彩色濾色器60的圖案也可通過用不透明層和第一與第二類彩色濾色器作為掩模進(jìn)行背面曝光處理而限定。
在把用作第三類彩色濾色器60的干膜60D貼附到襯底14上時(shí)，除待設(shè)置第三類濾色器60的區(qū)域和開口72外，襯底14的表面由第一和第二類彩色濾色器56和58以及第一和第二類不透明部分64和66完全覆蓋。因此，如圖4所示，如果不透明層在非有效顯示區(qū)域中沒有設(shè)置開口部分，當(dāng)作為第三類彩色濾色器的干膜貼附到襯底上并被緊貼襯底碾平時(shí)，在襯底14和干膜60’之間產(chǎn)生的氣泡不能消散。如果那些氣泡留下來，則在留有氣泡的地方將沒有感光樹脂，并將造成不著色的缺陷。
在本優(yōu)選實(shí)施方式中，在非有效顯示區(qū)域中的第二類不透明部分66最好有一開口72，以使每個(gè)開口72位于設(shè)置與其相關(guān)的第三類彩色濾色器60的區(qū)域的邊緣60β與透明襯底14的第二邊緣52之間，并且具有插入它們之間的邊界部分66A。此外，如圖3所示，貼附作為第三類彩色濾色器60的干膜60D時(shí)，產(chǎn)生的氣泡可以通過開口72經(jīng)由第二不透明部分66的邊界部分66A消散。由于在開口72兩邊的任一邊上都沒有著色層，氣泡更容易消散。
如圖1所示，最好設(shè)置第三著色層，以便完全關(guān)閉每個(gè)開口72。也可將第三著色層設(shè)置為僅部分覆蓋開口72，或者甚至根本不覆蓋開口72。但是，優(yōu)選用第三著色層覆蓋開口72，因?yàn)樵谀欠N情況下，可察覺到的光的泄漏少得多。應(yīng)當(dāng)注意，即使氣泡不能消散而仍然留在開口72中，也不容易造成缺陷，因?yàn)殚_口72設(shè)置在非有效顯示區(qū)域中。
在圖1所示的優(yōu)選實(shí)施方式中，在第二類不透明部分66的邊界部分66A上沒有第三著色層。也可選擇將第三著色層設(shè)置在邊界部分66A上，使得每個(gè)第三類彩色濾色器60與和它相關(guān)的虛擬彩色濾色器60α結(jié)合。
第三類彩色濾色器最好是不如紅色或綠色濾色器那樣多的藍(lán)色濾色器。以下將描述，藍(lán)色濾色器比紅色或綠色濾色器具有更高的擋光特性(lightblocking property)。因此，如果開口72由藍(lán)色濾色器關(guān)閉，可以更加肯定，不希望的光泄漏將最小。
下表1表示用在本優(yōu)選實(shí)施方式中的紅、綠和藍(lán)色彩色濾色器以及不透明層(例如，黑色矩陣(BM))的發(fā)光度(光亮度Y)、色度值和厚度。應(yīng)當(dāng)注意，在表1中所示的各個(gè)參數(shù)只是實(shí)例，而本發(fā)明決不局限于這些具體的實(shí)例。
表1

從表1可以看出，在紅、綠和藍(lán)色濾色器中，藍(lán)色濾色器的發(fā)光度最小。因此，藍(lán)色濾色器比紅色或綠色濾色器能更好地阻擋可能從開口72泄漏的光。第一類彩色濾色器可以是紅色或綠色濾色器。第二類彩色濾色器也可以是紅色或綠色濾色器。但是，在常規(guī)應(yīng)用中，第一類彩色濾色器最好是紅色濾色器，而第二類彩色濾色器最好是綠色濾色器。
以這種方式可獲得第三類彩色濾色器60和虛擬彩色濾色器60α，從而如圖2E中所示形成彩色濾色器層。之后，使這一組件經(jīng)過預(yù)定的處理步驟制成彩色濾色器襯底50。
如圖2C至2E所示，最好把第一、第二和第三類彩色濾色器56、58和60設(shè)置為與第一類不透明部分64部分重疊。即，最好把每個(gè)第一、第二和第三類濾色器56、58和60設(shè)置為其末端(即，其相對的長邊)與兩相鄰第一類不透明部分64的末端重疊。在圖2E中，這些重疊部分用附圖標(biāo)記Y表示。通過設(shè)置這些重疊部分Y，可以消除由各彩色濾色器未對準(zhǔn)所引起的色彩不勻。此外，由于通過不透明部分64彩色濾色器之間的階梯部分可屏蔽光，因此由液晶分子的干擾取向(disturbed orientation)所引起的顯示缺陷更不易覺察到。
此外，在本優(yōu)選實(shí)施方式中，每個(gè)第一類不透明部分64最好具有凸起部分64A，用于將有源矩陣襯底上的TFTs與入射光分隔開，并且每個(gè)第一、第二和第三類彩色濾色器56、58和60最好具有凹進(jìn)部分。即，每個(gè)第一、第二和第三類彩色濾色器最好包括具有第一寬度的部分和具有小于第一寬度的第二寬度的部分。第一和第二寬度最好在與第一方向70大體垂直的第二方向上測量。在這種情況下，每個(gè)第三類彩色濾色器的邊緣60β最好具有第一寬度。這是由于產(chǎn)生的氣泡通過限定在沿第一方向70的每個(gè)第三類彩色濾色器的末端的較寬的邊緣寬度(即，第一寬度)更容易消散。此外，每個(gè)開口72的寬度(即，在垂直于第一方向70的第二方向上測量的它的寬度)最好與第一寬度相同。
在所述優(yōu)選實(shí)施方式中，彩色濾色器層是通過干膜工藝形成的。但是在本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式的制造彩色濾色器襯底的方法中，只要不透明層和設(shè)置為三類彩色濾色器的最后那種的第三類彩色濾色器是通過干膜工藝制成的，其它的第一和第二類彩色濾色器可用其它任何方法制造。當(dāng)然，與使用液態(tài)感光材料的旋涂工藝相比，干膜處理的材料產(chǎn)量更高、制造成本更低且層厚更均勻。此外，由干膜工藝獲得的層厚比例如由噴墨印刷工藝獲得的層厚更均勻。還有，如果包含在彩色濾色層中的彩色濾色器和包含在不透明層中的不透明部分都用相同的方法獲得，則能夠有利地簡化制造過程。鑒于這些原因，所有組成彩色濾色器層的彩色濾色器和所有組成不透明層的不透明部分最好都由干膜工藝制得。
當(dāng)然，也可選擇由旋涂工藝制得第一和第二類彩色濾色器以及不透明部分。在這種情況下，優(yōu)選用旋涂器(spimer)把分布有期望顏色的色料的感光樹脂涂敷到玻璃襯底表面上，烘干，曝光，然后顯影，由此制成彩色濾色器和不透明部分。作為另一種選擇，也可采用噴墨印刷工藝。在這種情況中，最好朝玻璃襯底上的預(yù)定位置噴射期望顏色的墨，并使其在該玻璃襯底的預(yù)定位置處固化，由此制成彩色濾色器和不透明部分。
但是，應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施方式的彩色濾色器襯底結(jié)構(gòu)可以與所述第一優(yōu)選實(shí)施方式的彩色濾色器襯底不同。
例如，如圖6A所示的彩色濾色器襯底50B、不透明層68還可包括第三類不透明部分67，每個(gè)第三類不透明部分與兩相鄰的第一類不透明部分64連接在一起。最好把第三類不透明部分67設(shè)置為沿第二方向71在有效顯示區(qū)域內(nèi)呈條紋狀延伸，并面對有源矩陣襯底上的門總線11(參見圖12)。這些附加的第三類不透明部分67能有效減少門總線11和透明像素電極12之間的光泄漏量，由此，使顯示設(shè)備的顯示質(zhì)量中不希望的性能降低減為最小。
作為在第一方向70上測得的第三類不透明部分67的寬度優(yōu)選為大于0μm且等于或小于40μm，最好為20μm或更小。第三類不透明部分67的優(yōu)選寬度與位于有效顯示區(qū)域和非有效顯示區(qū)域之間的邊界部分66A的優(yōu)選寬度H相等。
如果作為在第一方向70上測得的第三類不透明部分67的寬度在所述范圍之內(nèi)，那么當(dāng)把作為第三類彩色濾色器60的干膜貼附到襯底上、并在第一方向70上緊貼襯底碾平時(shí)，在用作第三類彩色濾色器60的干膜和襯底14(其上已經(jīng)形成了不透明層68及第一和第二類彩色濾色器56和58)之間產(chǎn)生的氣泡就能夠經(jīng)由第三類不透明部分67和干膜沿第一方向排出。如上所述，鄰近有效顯示區(qū)域端部60β的不透明層68的邊界部分66A的寬度最好限定為使產(chǎn)生的氣泡不僅能越過第三類不透明部分67，而且還能越過邊界部分66A。這樣，這些氣泡可穿過邊界部分66A，然后經(jīng)在端部的開口72消散。
應(yīng)當(dāng)注意，在制造干膜的第一或第二類彩色濾色器56和58的步驟中，在待形成第一或第二類彩色濾色器56或58的區(qū)域中的至少一側(cè)上，還沒有形成彩色濾色器。這樣，產(chǎn)生的氣泡就可以很容易地消散且很難存留在玻璃襯底中。
在彩色濾色器襯底50B中，彩色濾色器層62最好包括第一類彩色濾色器56、第二類彩色濾色器58以及第三類彩色濾色器60，所有這些彩色濾色器都在第一方向70上排列。在如圖1所示的彩色濾色器襯底60中，每個(gè)彩色濾色器56、58和60都具有沿第一方向延伸的條形形狀。另一方面，在彩色濾色器襯底50B中，優(yōu)選為各象素設(shè)置彩色濾色器，并使沿第一方向70相互鄰接的每對相同顏色的彩色濾色器之間的間隙處于相關(guān)的一個(gè)第三類不透明部分67的上方。也就是說，在第一方向上排列的每對相鄰的第一類彩色濾色器56之間的間隙最好位于相關(guān)的一個(gè)第三類不透明部分67A的上方。在第一方向上排列的每對相鄰的第二類彩色濾色器58之間的間隙最好位于相關(guān)的一個(gè)第三類不透明部分67B的上方。而在第一方向上排列的每對相鄰的第三類彩色濾色器60之間的間隙最好位于相關(guān)的一個(gè)第三類不透明部分67C的上方。
圖6B是從圖6A所示的VI-VI面觀察時(shí)圖6A中所示彩色濾色器襯底50B的橫截面圖。如圖6B所示，最好將第三類不透明部分67A設(shè)置在兩個(gè)相鄰第一類彩色濾色器56之間。優(yōu)選將彩色濾色器56設(shè)置成使得在任一彩色濾色器56的端部和與它相關(guān)的第三類不透明部分67之間不留間隙。通常，為了確保對準(zhǔn)余量，彩色濾色器56最好如下布置使每個(gè)彩色濾色器56的端部都位于與它相關(guān)的第三類不透明部分56的上方。
為彩色濾色器襯底50B形成彩色濾色器層62的操作步驟最好包括以下步驟貼附作為第一、第二或第三類彩色濾色器56、58或60的干膜；除去第三類不透明部分67上方的干膜部分，使干膜曝光并使干膜顯影。
就像圖1所示的彩色濾色器襯底60一樣，彩色濾色器襯底50B也可以包括沿第一方向延伸的條狀彩色濾色器。如果這樣的話，沿圖6A中VI-VI面觀察到的橫截面將如圖6C中所示的那樣。但是，如圖6B中所示，每個(gè)條狀彩色濾色器最好在第三類不透明部分67處分開。這是因?yàn)榭梢允共噬珵V色器襯底表面的不均處平整。
在圖6A所示的彩色濾色器襯底50B中，最好在第二類不透明部分66的邊界部分66A上覆蓋一層第三著色層，這樣可把第三類彩色濾色器60和虛擬彩色濾色器60α結(jié)合在一起。同樣，如圖6B所示，最好將在第三類不透明部分67上的彩色濾色器部分地去除。當(dāng)然，彩色濾色器襯底不必具有這種結(jié)構(gòu)。作為選擇，如圖6C所示，可以用第三著色層覆蓋邊界部分66A，并用與它們相關(guān)的彩色濾色器把第三類不透明部分67完全覆蓋起來。
根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施方式的彩色濾色器襯底可以包括一個(gè)由四類或更多類彩色濾色器組成的彩色濾色器層。
例如，在如圖7所示的彩色濾色器襯底50C中，優(yōu)選彩色濾色器層62不僅包括第一、第二和第三類彩色濾色器56、58和60，而且還包括第四類彩色濾色器61。如圖7所示，第四類彩色濾色器61最好與第一類彩色濾色器56鄰接，而第一類彩色濾色器56則夾在第四類彩色濾色器61和第三類彩色濾色器60之間。應(yīng)當(dāng)注意，一個(gè)單一色彩的象素并不總是需要與按這種圖案排列的每套四種顏色的濾色器相關(guān)聯(lián)。
每個(gè)第一、第二、第三和第四類彩色濾色器可以是紅色濾色器、綠色濾色器、藍(lán)色濾色器以及無色透明彩色濾色器中的一種。然后，帶有這種彩色濾色器層的合成反射型(resultant reflective)LCD可以呈現(xiàn)出增強(qiáng)的亮度和色彩再現(xiàn)性。這種帶有四種顏色的彩色濾色器的反射型LCD已經(jīng)在例如日本公開2001-296523號中詳細(xì)地披露了。
在紅色、綠色、藍(lán)色和無色透明彩色濾色器中，藍(lán)色濾色器的亮度最小。如上所述，開口72最好由呈現(xiàn)盡可能低亮度的著色層封閉。因此，在形成紅色、綠色、藍(lán)色和無色透明的彩色濾色器的彩色濾色器層62的操作步驟中，最好在最后設(shè)置藍(lán)色濾色器，且開口72最好由用作藍(lán)色濾色器的干膜所覆蓋。
這樣，在形成彩色濾色器層62的操作步驟中，最好在最后設(shè)置第三彩色濾色器60。在彩色濾色器襯底50C中，其上的每個(gè)開口72限定在與它相關(guān)的第三類彩色濾色器60的邊緣60β和透明襯底14的邊緣52之間，第三類彩色濾色器60最好是藍(lán)色濾色器。另一方面，每個(gè)第一、第二和第四類其它彩色濾色器可以是紅色濾色器、綠色濾色器或無色透明彩色濾色器。
在彩色濾色器襯底50C的彩色濾色器層62中，每個(gè)第一、第二和第三類彩色濾色器56、58和60可以用與所述形成彩色濾色器襯底50的彩色濾色器層62相同的方法制成。最好在制造第一類彩色濾色器56之前，設(shè)置第四類彩色濾色器61。其原因如下。具體地說，在這種情況中，只在將第三類彩色濾色器設(shè)置為四種中最后一組彩色濾色器的操作步驟中，每個(gè)待制造的彩色濾色器是夾在兩種已經(jīng)存在的彩色濾色器之間的。然而，在制造干膜的第一、第二或第四類彩色濾色器56、58或61的操作步驟中，在待設(shè)置第一、第二或第四類彩色濾色器56、58或61的區(qū)域的至少一側(cè)上，還沒有設(shè)置彩色濾色器(即，不透明層68仍然具有用于那些彩色濾色器的開口)。
如果彩色濾色器層62由n種顏色(其中n是等于或大于5的自然數(shù))的彩色濾色器構(gòu)成，那么作為最后一組彩色濾色器設(shè)置的彩色濾色器最好是第三類彩色濾色器60，作為倒數(shù)第二組彩色濾色器設(shè)置的彩色濾色器最好是第二類彩色濾色器58，作為倒數(shù)第三組彩色濾色器設(shè)置的彩色濾色器最好是第一類彩色濾色器56，最好在所述彩色濾色器襯底50C上制造第一類彩色濾色器56之前，設(shè)置第四至第n彩色濾色器。
例如，彩色濾色器層62可以由紅、綠、藍(lán)、藍(lán)綠、洋紅和黃六種顏色的彩色濾色器構(gòu)成。這樣人們感覺到所顯示出的色彩比通常的更自然。帶有這六種顏色的彩色濾色器的顯示器件在例如日本公開2002-286927號中已詳細(xì)披露。
實(shí)施方式2在所述第一優(yōu)選實(shí)施方式中，在非有效顯示區(qū)域內(nèi)的不透明層部分(即，第二類不透明部分)選擇性地在待形成每個(gè)第三類彩色濾色器60的區(qū)域的邊緣和透明襯底的第二邊緣52之間設(shè)置開口72。然而，本發(fā)明決不局限于這一具體的優(yōu)選實(shí)施方式。作為選擇，在非有效顯示區(qū)域中的不透明層部分不僅可具有開口72，還可在待形成每個(gè)第一類彩色濾色器56的區(qū)域的邊緣和第二邊緣52之間、和/或在待形成每個(gè)第二類彩色濾色器58的區(qū)域的邊緣和第二邊緣52之間設(shè)置附加開口。
特別當(dāng)?shù)谝?、第二和第三類彩色濾色器56、58和60都由干膜制成時(shí)，那些開口最好穿過待形成第一和第二類彩色濾色器56和58的區(qū)域與第二邊緣52之間的不透明層部分。于是，當(dāng)貼附作為第一類彩色濾色器56的干膜和貼附作為第二類彩色濾色器58的干膜時(shí)，在襯底和干膜之間產(chǎn)生的氣泡能夠通過那些開口消散掉。在下文中將介紹一種彩色濾色器襯底，其中第一、第二和第三類彩色濾色器都由各自的干膜構(gòu)成，而且在待形成每種彩色濾色器的區(qū)域的邊緣和第二邊緣52之間設(shè)置開口。
圖8是本發(fā)明的第二具體優(yōu)選實(shí)施方式的彩色濾色器襯底80的局部平面圖。在圖8中，與所述第一優(yōu)選實(shí)施方式中彩色濾色器襯底50的相似部分具有基本相同功能的每個(gè)部件用相同的附圖標(biāo)記表示，并將省略對它們的描述。
在圖8所示的優(yōu)選實(shí)施方式中，優(yōu)選在非有效顯示區(qū)域中的不透明層部分分別在待形成第一類彩色濾色器56的區(qū)域和第二邊緣52之間設(shè)有開口82、在待形成第二類彩色濾色器58的區(qū)域和第二邊緣52之間設(shè)有開口84、以及在待形成第三類彩色濾色器60的區(qū)域和第二邊緣52之間設(shè)有開口86。這些開口82、84和86由作為第三類彩色濾色器60的干膜制成的虛擬彩色濾色器60α所封閉。第三類彩色濾色器60最好是藍(lán)色濾色器，而不是紅色或綠色濾色器。如已在第一優(yōu)選實(shí)施方式中所述的那樣，藍(lán)色濾色器比紅色濾色器或綠色濾色器能夠更好地遮蔽光線，并能最有效地使穿過開口的漏光最小。第三類彩色濾色器60和開口86中的虛擬彩色濾色器60α最好結(jié)合在一起。
在下文中，將參照圖2A至2E和圖9對制造彩色濾色器襯底80的示例性方法進(jìn)行介紹。第一、第二和第三類彩色濾色器和不透明層68可以由各自的干膜制成。
如在所述第一優(yōu)選實(shí)施方式中那樣，首先，在形成彩色濾色器層62之前，如圖2A和2B所示，最好先形成不透明層68。在該操作步驟中，如圖8中所示，第一類不透明部分64最好制成為使得第一、第二和第三類彩色濾色器的開口被限定在第一、第二和第三類彩色濾色器56、58和60的各自區(qū)域中，而第二類不透明部分66最好制成為使得開口82、84和86分別連續(xù)地由第一、第二和第三類彩色濾色器的開口限定。
在以這種方式限定了不透明層68之后，例如，可以下面的方式形成彩色濾色器層62。首先，最好在透明襯底14上貼附用于第一類彩色濾色器56的干膜，并由輥?zhàn)?4緊貼所述襯底碾平，然后最好將膜支撐部件剝離，由此將一個(gè)用于第一類彩色濾色器56(即，第一著色層)的感光樹脂層轉(zhuǎn)移到襯底14上。在本優(yōu)選實(shí)施方式中，不透明層68具有同第一類彩色濾色器的開口結(jié)合在一起的開口82。這樣，沒有第一類彩色濾色器的開口邊緣56β與在有效顯示區(qū)域中的任一不透明部分鄰接。因此，即使在干膜和透明襯底14之間形成了氣泡，這些氣泡也不會留存在有效顯示區(qū)域中。
隨后，最好通過一掩模使第一著色層曝光并顯影，由此除去第一著色層的多余部分，并將第一著色層的其它部分留在有效顯示區(qū)域中的第一類彩色濾色器56的開口內(nèi)。另一方面，在非有效顯示區(qū)域中，最好將第一著色層的多余部分從開口82內(nèi)部除去。以這種方式將封閉開口82的感光樹脂層除去。因此，即使在襯底14上的開口82與干膜之間留有氣泡，這些氣泡也能消散掉。
如圖2C中所示，用這種方法，能夠得到第一類彩色濾色器56。
接著，使用同制造第一類彩色濾色器56相同的技術(shù)制造第二類彩色濾色器58。如同在制造第一類彩色濾色器56的操作步驟中那樣，在制造第二類彩色濾色器58的操作步驟中，沒有氣泡存留在彩色濾色器和襯底14之間。
當(dāng)?shù)谝缓偷诙惒噬珵V色器56和58制成之后，最好制造第三類彩色濾色器60。在下文中，將參照圖9對制造第三類彩色濾色器60的操作步驟進(jìn)行詳細(xì)描述。在圖9中所示的橫截面是沿圖8中IX-IX線從圖8中所示箭頭71的方向所觀察到的。
最好在透明襯底14上貼附用于第三類彩色濾色器60的干膜60D，并由輥?zhàn)?4(見圖9)緊貼所述襯底碾平，然后最好將膜支撐部件60S剝離，由此將用于第三類彩色濾色器60(即，第三著色層)的感光樹脂層60R轉(zhuǎn)移到襯底14上。之后，使第三著色層最好通過一掩模曝光并顯影，由此將第三著色層的多余部分從有效顯示區(qū)域中的第一類不透明部分64、第一類彩色濾色器56和第二類彩色濾色器58上、以及從非有效顯示區(qū)域中的第二類不透明部分66上除去。
在非有效顯示區(qū)域中，不透明層最好包括在待形成第三類彩色濾色器60的區(qū)域和透明襯底14的第二邊緣52之間的開口86。因此，即使在被貼附的以制成第三類彩色濾色器60的干膜60D和襯底14之間產(chǎn)生氣泡，這些氣泡也能通過如圖9所示的開口86消散掉。應(yīng)當(dāng)注意，即使這些氣泡沒有消除而留在開口86中，也不會輕易形成缺陷，因?yàn)殚_口86處在非有效顯示區(qū)域中。
使用這種方法，可獲得第三類彩色濾色器60，第三著色層將開口82、84和86封閉起來，且形成虛擬彩色濾色器60α。隨后，使組件經(jīng)過預(yù)定操作步驟，制成彩色濾色器襯底80。
在所述第二優(yōu)選實(shí)施方式中，不透明層68最好具有開口82、84和86，它們分別與待形成第一類彩色濾色器56的區(qū)域、待形成第二類彩色濾色器58的區(qū)域和待形成第三類彩色濾色器60的區(qū)域相鄰。但是，本發(fā)明決不局限于這一具體優(yōu)選實(shí)施方式?？晒┻x擇性的是，如圖1中所示，不透明層68也可以包括邊界部分66A，該邊界部分分別在待形成第一類彩色濾色器56的區(qū)域邊緣56β和第二邊緣52之間、待形成第二類彩色濾色器58的區(qū)域邊緣58β和第二邊緣52之間、以及待形成第三類彩色濾色器60的區(qū)域邊緣60β和第二邊緣52之間。而且不透明層68還可以具有在邊界部分66A和第二邊緣52之間的開口82、84和86。
同樣地，在所述第二優(yōu)選實(shí)施方式中，最好分別在待形成第一類彩色濾色器56的區(qū)域和第二邊緣52之間、待形成第二類彩色濾色器58的區(qū)域和第二邊緣52之間、以及待形成第三類彩色濾色器60的區(qū)域和第二邊緣52之間的不透明層68的第二不透明部分設(shè)置開口82、84和86。但是，本發(fā)明決不局限于這一具體優(yōu)選實(shí)施方式。特別是當(dāng)?shù)谝?、第二和第三類彩色濾色器56、58和60都由各自的干膜制成時(shí)，如所述優(yōu)選實(shí)施方式中那樣，最好在待形成第一、第二和第三類彩色濾色器56、58和60的各自區(qū)域邊緣與第二邊緣52之間設(shè)置那些開口。但是，只可以將開口82或84或者設(shè)置在待形成第一類彩色濾色器56的區(qū)域和第二邊緣52之間，或者設(shè)置在待形成第二類彩色濾色器58的區(qū)域和第二邊緣52之間。但是，在這種情況下，開口84最好設(shè)置在待形成第二類彩色濾色器58的區(qū)域和第二邊緣52之間，因?yàn)榈诙惒噬珵V色器58是在第一類彩色濾色器56制成后制造的。
當(dāng)然，還應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施方式的彩色濾色器襯底結(jié)構(gòu)可以不同于所述第二優(yōu)選實(shí)施方式的彩色濾色器襯底結(jié)構(gòu)。
例如，如在圖10A所示的彩色濾色器襯底80B中，不透明層68還可以包括第三類不透明部分67，該部分中的每一個(gè)與兩個(gè)相鄰的第一類不透明部分64相接。帶有第三類不透明部分67的不透明層68的結(jié)構(gòu)和功能與圖6A中所示彩色濾色器襯底50B的不透明層68的結(jié)構(gòu)和功能基本一致，所以在此不再贅述。這些附加的第三類不透明部分67能夠顯著地減少在門總線11和透明像素電極12之間的漏光量，由此使顯示設(shè)備的顯示質(zhì)量中不期望的缺陷最小。
如在所述第一優(yōu)選實(shí)施方式的彩色濾色器襯底50B中一樣，彩色濾色器襯底80B的彩色濾色器層62也可以包括第一類彩色濾色器56、第二類彩色濾色器58和第三類彩色濾色器60，如圖10B中所示，它們在第一方向70上排列并被劃分給各像素?？晒┻x擇的是，彩色濾色器層62也可以包括第一、第二和第三類彩色濾色器56、58和60，如圖10C所示，它們中的每一個(gè)在第一方向70上延伸為條狀。
此外，就像圖7所示的第一優(yōu)選實(shí)施方式的彩色濾色器襯底50C一樣，第二優(yōu)選實(shí)施方式的彩色濾色器襯底也可以包括一個(gè)由四種或四種以上顏色的彩色濾色器構(gòu)成的彩色濾色器層。包括四種或更多種顏色的彩色濾色器的彩色濾色器層的結(jié)構(gòu)和功能與所述彩色濾色器襯底50C的彩色濾色器層的結(jié)構(gòu)和功能基本一致，因此不再贅述。
通過將所述本發(fā)明的第一或第二優(yōu)選實(shí)施方式的彩色濾色器襯底和一有源矩陣襯底結(jié)合，并在兩襯底間設(shè)置一液晶層，可以制造出有源矩陣尋址LCD。下文將介紹用于這種有源矩陣尋址LCD的有源矩陣襯底。
在第二優(yōu)選實(shí)施方式的彩色濾色器襯底80中，不透明層68最好具有待形成第一、第二和第三類彩色濾色器56、58和60的區(qū)域各自邊緣和第二邊緣52之間的開口82、84和86，而這些開口82、84和86最好由藍(lán)色虛擬彩色濾色器60α覆蓋。在這樣的彩色濾色器襯底80中，虛擬彩色濾色器60α可能造成顯示質(zhì)量惡化。然而，如果通過將彩色濾色器襯底80和如下所述的有源矩陣襯底2A結(jié)合來制造顯示設(shè)備，就能有效地使顯示質(zhì)量惡化最小。
應(yīng)當(dāng)注意，如果通過將有源矩陣襯底和圖8中所示的彩色濾色器襯底對置來制造顯示設(shè)備，那么最好將圖12中所示的有源矩陣襯底2A翻過來，使得右側(cè)轉(zhuǎn)換到左側(cè)，左側(cè)轉(zhuǎn)換到右側(cè)。
如圖12所示，有源矩陣襯底2A最好包括在行方向上延伸的源總線10；在列方向上延伸的門總線11；開關(guān)部件(例如，TFT)9，每個(gè)開關(guān)部件設(shè)置在與它相關(guān)的源總線和門總線10和11的交點(diǎn)附近；以及連接到各個(gè)開關(guān)部件9的透明像素電極12(例如由ITO制成)。最好將源總線10、門總線11、開關(guān)部件9和像素電極12都設(shè)置在例如玻璃的透明絕緣襯底8上。透明像素電極12最好按矩陣排列，這樣限定像素為顯示區(qū)域單元。
如果通過將彩色濾色器襯底和有源矩陣襯底對置制造顯示設(shè)備，則每列透明像素電極12將面對在彩色濾色器襯底上的第一、第二或第三類彩色濾色器56、58或60。
有源矩陣襯底2A最好還包括虛擬像素電極13，該電極最好排布在非有效顯示區(qū)域內(nèi)，并可以使用例如和源總線10相同的金屬層來制造。因此，虛擬像素電極13具有擋光特性。如果通過將彩色濾色器襯底和有源矩陣襯底2A對置來制造顯示設(shè)備，那么最好將虛擬像素電極13設(shè)置為使其面向在彩色濾色器襯底非有效顯示區(qū)域中的不透明層部分上的開口(和虛擬彩色濾色器)。最好將位于各自虛擬像素電極13上方的液晶層部分控制為總是呈現(xiàn)黑顯(black display)狀態(tài)。然后，虛擬像素電極13能夠呈現(xiàn)出改進(jìn)的擋光特性。同樣地，如果將那些在各自虛擬像素電極13上方的液晶層部分控制為總是呈現(xiàn)黑顯狀態(tài)，那么即使有效顯示區(qū)域中的虛擬像素電極13和透明像素電極12是用例如相同的ITO層制成，也能使來自虛擬像素電極13的光線不期望的泄漏最小。
如果例如通過將這種有源矩陣襯底2A和圖8中所示彩色濾色器襯底80結(jié)合來制造顯示設(shè)備，由于在那里存在藍(lán)色虛擬彩色濾色器60α，因而能有效地消除在畫框區(qū)域中覺察到的呈藍(lán)色的圖像(bluish image)。
本發(fā)明所述各優(yōu)選實(shí)施方式中任一個(gè)的彩色濾色器襯底不僅可以有效地適用于有源矩陣尋址LCD，還能夠用于具有除了液晶層之外的任何顯示介質(zhì)層(例如，電致發(fā)光層)的各種其它類彩色顯示設(shè)備中。
雖然上面對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，可以對所披露的發(fā)明作出多種改型，而且除了上面那些具體描述之外，還可設(shè)想出許多實(shí)施方式。因此，所附的權(quán)利要求書可覆蓋落入本發(fā)明構(gòu)思和保護(hù)范圍內(nèi)的所有改型。
本申請請求享有2002年12月27日提交的日本專利申請2002-381210號、2003年1月28日提交的2003-18932號，以及2003年11月13日提交的2003-384206號的優(yōu)先權(quán)，所述文件的全部內(nèi)容均作為本發(fā)明的參考。
權(quán)利要求
1.一種制造彩色濾色器襯底的方法，該彩色濾色器襯底包括一透明襯底，其具有彼此相對的第一邊緣和第二邊緣，一彩色濾色器層和一不透明層，這兩層都設(shè)置在透明襯底上，所述彩色濾色器層包括至少一個(gè)第一類彩色濾色器，至少一個(gè)第二類彩色濾色器以及至少一個(gè)第三類彩色濾色器，它們都沿第一方向從所述透明襯底的第一邊緣向第二邊緣延伸，所述至少一個(gè)第三類彩色濾色器設(shè)置在相關(guān)的兩個(gè)第一和第二類彩色濾色器之間，并且所述不透明層包括沿第一方向延伸的第一類不透明部分，和第二類不透明部分，第二類不透明部分與第一類不透明部分連接，靠近所述第二邊緣并沿該第二邊緣設(shè)置，所述第一類不透明部分設(shè)置在所述第一和第三類彩色濾色器之間、及所述第三和第二類彩色濾色器之間，所述方法包括以下步驟在所述透明襯底上形成所述不透明層；在所述透明襯底上形成所述不透明層之后，在該透明襯底上形成彩色濾色器層；其中，所述形成不透明層的步驟包括在待形成每個(gè)所述第三類彩色濾色器的區(qū)域的一端和所述透明襯底的第二邊緣之間限定一第一開口的步驟；以及所述形成彩色濾色器層的步驟包括在所述透明襯底上設(shè)置所述第一和第二類彩色濾色器之后，將作為所述至少一個(gè)第三類彩色濾色器的干膜貼附到所述透明襯底上，同時(shí)沿第一方向碾平該干膜的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述形成彩色濾色器層的步驟還包括通過將作為至少一個(gè)所述第三類彩色濾色器的干膜貼附到所述透明襯底上，同時(shí)碾平該干膜以填補(bǔ)第一開口，用第一虛擬彩色濾色器封閉所述第一開口的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述限定第一開口的步驟還包括以大于0μm但等于或小于40μm的距離將第一開口與待設(shè)置的所述至少一個(gè)第三類彩色濾色器的區(qū)域的端部隔開的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述限定第一開口的步驟包括將所述第一開口限定為與待形成的所述至少一個(gè)第三類彩色濾色器的區(qū)域相鄰的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述形成不透明層的步驟還包括在待形成的所述至少一個(gè)第二類彩色濾色器的區(qū)域的一端和所述透明襯底的第二邊緣之間限定一第二開口的步驟，并且其中，所述形成彩色濾色器層的步驟還包括在所述透明襯底上設(shè)置至少一個(gè)所述第一類彩色濾色器之后、且在所述透明襯底上設(shè)置至少一個(gè)所述第三類彩色濾色器之前，將作為至少一個(gè)所述第二類彩色濾色器的干膜貼附到所述透明襯底上并沿第一方向碾平該干膜的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述形成彩色濾色器層的步驟還包括通過將作為至少一個(gè)所述第三類彩色濾色器的干膜貼附到所述透明襯底上，同時(shí)碾平該干膜填補(bǔ)所述第二開口，用第二虛擬彩色濾色器封閉所述第二開口的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述限定第二開口的步驟包括以大于0μm但等于或小于40μm的距離將所述第二開口與待設(shè)置的所述至少一個(gè)第二類彩色濾色器的區(qū)域的端部隔開的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述限定第二開口的步驟包括將所述第二開口限定為與待設(shè)置的所述至少一個(gè)第二類彩色濾色器的區(qū)域相鄰的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述形成不透明層的步驟還包括在待設(shè)置的所述至少一個(gè)第一類彩色濾色器的區(qū)域的一端和所述透明襯底的第二邊緣之間限定一第三開口的步驟，并且其中，所述形成彩色濾色器層的步驟還包括在所述透明襯底上設(shè)置所述第二和第三類彩色濾色器之前，將作為至少一個(gè)所述第一類彩色濾色器的干膜貼附到所述透明襯底上，同時(shí)沿第一方向碾平該干膜的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述形成彩色濾色器層的步驟還包括通過將作為至少一個(gè)所述第三類彩色濾色器的干膜貼附到所述透明襯底上、同時(shí)碾平該干膜填補(bǔ)所述第三開口，用第三虛擬彩色濾色器封閉所述第三開口的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述限定第三開口的步驟包括以大于0μm但等于或小于40μm的距離將所述第三開口與待形成的所述至少一個(gè)第一類彩色濾色器的區(qū)域的端部隔開的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述限定第三開口的步驟包括將所述第三開口限定為與待形成的所述至少一個(gè)第一類彩色濾色器的區(qū)域相鄰的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述形成彩色濾色器層的步驟還包括制造各自干膜的所述第一和第二類彩色濾色器的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述形成不透明層的步驟還包括制造干膜不透明層的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述形成不透明層的步驟還包括將所述不透明層的厚度限定在0.1μm至3.0μm范圍內(nèi)的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述形成彩色濾色器層的步驟還包括通過旋涂工藝或噴墨印刷工藝制造所述第一和第二類彩色濾色器的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述形成不透明層的步驟還包括制造金屬材料不透明層的步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述形成彩色濾色器層的步驟還包括分別設(shè)置紅色濾色器和綠色濾色器之一作為所述至少一個(gè)第一類彩色濾色器，其它的紅色和綠色濾色器作為所述至少一個(gè)第二類彩色濾色器，一藍(lán)色濾色器作為所述至少一個(gè)第三類彩色濾色器的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述形成彩色濾色器層的步驟還包括排列所述第一、第二和第三類彩色濾色器，使得每個(gè)所述彩色濾色器部分地與相關(guān)的一個(gè)所述第一類不透明部分重疊的步驟。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述形成彩色濾色器層的步驟還包括對所述第一、第二和第三類彩色濾色器進(jìn)行排列，使得每個(gè)所述彩色濾色器具有帶第一寬度的第一組部分和帶有比所述第一寬度窄的第二寬度的第二組部分，并且較靠近所述透明襯底第二邊緣的每個(gè)彩色濾色器的一端是帶所述第一寬度的第一組部分中的一個(gè)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，當(dāng)從與第一方向基本垂直的第二方向上測量時(shí)，所述第一開口的寬度等于所述第一寬度。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述彩色濾色器層還包括沿第一方向延伸的至少一個(gè)第四類彩色濾色器，并且其中，將所述至少一個(gè)第四類彩色濾色器排列成使得其鄰接于與它相關(guān)的所述第一類彩色濾色器，并且將該第一類彩色濾色器插在它和與它相關(guān)的所述第三類彩色濾色器之間，或者將所述至少一個(gè)第四類彩色濾色器排列成使得其鄰接于與它相關(guān)的所述第二類彩色濾色器，并且將該第二類彩色濾色器插在它和與它相關(guān)的所述第三類彩色濾色器之間，并且其中，形成彩色濾色器層的步驟還包括在所述透明襯底上設(shè)置至少一個(gè)所述第一類彩色濾色器之前，將作為至少一個(gè)所述第四類彩色濾色器的干膜貼附到所述透明襯底上，并沿第一方向碾平該干膜的步驟。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述形成不透明層的步驟還包括在待形成的所述至少一個(gè)第四類彩色濾色器的區(qū)域的一端和所述透明襯底的第二邊緣之間限定一第四開口的步驟，并且其中，形成彩色濾色器層的步驟還包括通過將作為至少一個(gè)所述第四類彩色濾色器的干膜貼附到所述透明襯底上，同時(shí)碾平該干膜填補(bǔ)所述第四開口，用一第四虛擬彩色濾色器封閉所述第四開口的步驟。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述限定第四開口的步驟包括以大于0μm但等于或小于40μm的距離將所述第四開口與待設(shè)置的所述至少一個(gè)第四類彩色濾色器的區(qū)域的所述端部分隔開的步驟。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述限定第四開口的步驟包括將所述第四開口限定為與待設(shè)置的所述至少一個(gè)第四類彩色濾色器的區(qū)域相鄰的步驟。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，每個(gè)所述第三類彩色濾色器是一藍(lán)色濾色器，并且其中，所述第一、第二和第四類彩色濾色器相互間顏色不同，并且每個(gè)彩色濾色器都是從包括紅色濾色器、綠色濾色器和無色透明濾色器的組中選出的。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述形成不透明層的步驟還包括設(shè)置第三類不透明部分的步驟，它們中的每個(gè)與同它相關(guān)的兩個(gè)相鄰所述第一類不透明部分連接在一起，并且其中，當(dāng)沿第一方向測量時(shí)，每個(gè)所述第三類不透明部分具有大于0μm但等于或小于40μm的寬度。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述至少一個(gè)第一類彩色濾色器包括多個(gè)所述第一類濾色器部分，所述至少一個(gè)第二類彩色濾色器包括多個(gè)所述第二類濾色器部分，所述至少一個(gè)第三類彩色濾色器包括多個(gè)所述第三類濾色器部分，其中，各兩相鄰的所述第一類濾色器部分之間的間隙、各兩相鄰的所述第二類濾色器部分之間的間、以及各兩相鄰的所述第三類濾色器部分之間的間隙都限定在所述第三類不透明部分上方。
29.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述形成不透明層的步驟還包括設(shè)置第三類不透明部分的步驟，所述第三類不透明部分中的每個(gè)與同它相關(guān)的兩個(gè)相鄰所述第一類不透明部分連接在一起，其中，當(dāng)沿第一方向測量時(shí)，每個(gè)所述第三類不透明部分具有大于0μm但等于或小于40μm的寬度。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述至少一個(gè)第一類彩色濾色器包括多個(gè)所述第一類濾色器部分，所述至少一個(gè)第二類彩色濾色器包括多個(gè)所述第二類濾色器部分，所述至少一個(gè)第三類彩色濾色器包括多個(gè)所述第三類濾色器部分，所述至少一個(gè)第四類彩色濾色器包括多個(gè)所述第四類濾色器部分，其中兩相鄰的所述第一類濾色器部分之間的間隙、兩相鄰所述第二類濾色器部分之間的間隙、兩相鄰所述第三類濾色器部分之間的間隙、以及兩相鄰所述第四類濾色器部分之間的間隙都限定在所述第三類不透明部分上方。
31.一種彩色濾色器襯底，包括一具有彼此相對的第一邊緣和第二邊緣的透明襯底；和一彩色濾色器層和一不透明層，這兩層都設(shè)置在所述透明襯底上，其中，所述彩色濾色器層包括至少一個(gè)第一類彩色濾色器，至少一個(gè)第二類彩色濾色器以及至少一個(gè)第三類彩色濾色器，它們都沿第一方向從所述透明襯底的第一邊緣向第二邊緣延伸，所述至少一個(gè)第三類彩色濾色器設(shè)置在相關(guān)的兩個(gè)所述第一和第二類彩色濾色器之間，并且其中，所述不透明層包括沿第一方向延伸的第一類不透明部分和第二類不透明部分，該第二類不透明部分與第一類不透明部分連接，并靠近所述第二邊緣且沿所述第二邊緣設(shè)置，所述第一類不透明部分在所述第一和第三類彩色濾色器之間、及第三和第二類彩色濾色器之間，其中，所述彩色濾色器襯底由下列步驟制得在所述透明襯底上形成所述不透明層；在所述透明襯底上形成所述不透明層之后，在所述透明襯底上形成所述彩色濾色器層，其中所述形成不透明層的步驟包括在待設(shè)置所述至少一個(gè)第三類彩色濾色器的區(qū)域的一端和透明襯底的第二邊緣之間限定一第一開口的步驟，以及所述形成彩色濾色器層的步驟包括在所述透明襯底上設(shè)置所述第一和第二類彩色濾色器之后，將作為所述至少一個(gè)第三類彩色濾色器的干膜貼附到所述透明襯底上，同時(shí)沿第一方向碾平該干膜的步驟。
32.一種顯示設(shè)備，包括如權(quán)利要求31所述的彩色濾色器襯底；和一有源矩陣襯底，該有源矩陣襯底設(shè)置為面向彩色濾色器襯底，并帶有一插入到兩襯底之間的顯示介質(zhì)層。
33.一種彩色濾色器襯底，包括一具有彼此相對的第一邊緣和第二邊緣的透明襯底；和一彩色濾色器層和一不透明層，這兩層都設(shè)置在所述透明襯底上，其中，所述彩色濾色器層包括至少一個(gè)第一類彩色濾色器，至少一個(gè)第二類彩色濾色器以及至少一個(gè)第三類彩色濾色器，它們都沿第一方向從所述透明襯底的第一邊緣向第二邊緣延伸，所述至少一個(gè)第三類彩色濾色器設(shè)置在相關(guān)的兩個(gè)所述第一和第二類彩色濾色器之間，所述不透明層包括沿第一方向延伸的第一類不透明部分和第二類不透明部分，該第二類不透明部分與所述第一類不透明部分連接，靠近所述第二邊緣且沿所述第二邊緣設(shè)置，所述第一類不透明部分設(shè)置在所述第一和第三類彩色濾色器之間、及第三和第二類彩色濾色器之間，所述不透明層還分別包括在所述至少一個(gè)第一類彩色濾色器的一端和第二邊緣之間的第一開口，在所述至少一個(gè)第二類彩色濾色器的一端和第二邊緣之間的第二開口，在所述至少一個(gè)第三類彩色濾色器的一端和第二邊緣之間的第三開口，分別設(shè)置在第一、第二和第三開口中的第一虛擬彩色濾色器、第二虛擬彩色濾色器和第三虛擬彩色濾色器。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的彩色濾色器襯底，其中，至少一個(gè)所述第一類彩色濾色器由紅色著色層和綠色著色層之一構(gòu)成，至少一個(gè)所述第二類彩色濾色器由另外的紅色和綠色著色層之一構(gòu)成，至少一個(gè)所述第三類彩色濾色器以及第一、第二和第三虛擬彩色濾色器由藍(lán)色著色層制成。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的彩色濾色器襯底，其中，所述彩色濾色器層還包括沿第一方向延伸的至少一個(gè)第四類彩色濾色器，其中，將所述至少一個(gè)第四類彩色濾色器排列成使得其鄰接于與它相關(guān)的第一類彩色濾色器，并且將該第一類彩色濾色器插在它和與它相關(guān)的第三類彩色濾色器之間，或者將所述至少一個(gè)第四類彩色濾色器排列成使得其鄰接于與它相關(guān)的第二類彩色濾色器，并且將該第二類彩色濾色器插在它和與它相關(guān)的第三類彩色濾色器之間，以及所述不透明層還包括一個(gè)在所述至少一個(gè)第四類彩色濾色器的一端和第二邊緣之間的第四開口，一個(gè)第四虛擬彩色濾色器設(shè)置在該第四開口中。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的彩色濾色器襯底，其中，至少一個(gè)所述第三類彩色濾色器以及第一、第二和第三虛擬彩色濾色器由藍(lán)色著色層構(gòu)成，其中，第一、第二和第四類彩色濾色器由彼此不同顏色的層構(gòu)成，并且每個(gè)第一、第二和第四類彩色濾色器由一紅色著色層，一綠色著色層或一無色透明層構(gòu)成。
37.根據(jù)權(quán)利要求33所述的彩色濾色器襯底，其中，所述不透明層還包括第三類不透明部分，它們中的每個(gè)與同它相關(guān)的兩個(gè)相鄰的所述第一類不透明部分連接在一起，其中，當(dāng)沿第一方向測量時(shí)，每個(gè)第三類不透明部分具有大于0μm但等于或小于40μm的寬度。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的彩色濾色器襯底，其中，所述至少一個(gè)第一類彩色濾色器包括多個(gè)所述第一類濾色器部分，所述至少一個(gè)第二類彩色濾色器包括多個(gè)所述第二類濾色器部分，所述至少一個(gè)第三類彩色濾色器包括多個(gè)所述第三類濾色器部分，其中，兩相鄰的所述第一類濾色器部分之間的間隙、兩相鄰的所述第二類濾色器部分之間的間隙、以及兩相鄰的所述第三類濾色器部分之間的間隙被限定在所述第三類不透明部分上方。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的彩色濾色器襯底，其中，所述至少一個(gè)第一類彩色濾色器包括多個(gè)所述第一類濾色器部分，所述至少一個(gè)第二類彩色濾色器包括多個(gè)所述第二類濾色器部分，所述至少一個(gè)第三類彩色濾色器包括多個(gè)所述第三類濾色器部分，所述至少一個(gè)第四類彩色濾色器包括多個(gè)所述第四類濾色器部分，其中，兩相鄰的所述第一類濾色器部分之間的間隙、兩相鄰的所述第二類濾色器部分之間的間隙、兩相鄰的所述第三類濾色器部分之間的間隙、以及兩相鄰的所述第四類濾色器部分之間的間隙被限定在所述第三類不透明部分上方。
40.一種顯示設(shè)備，包括如權(quán)利要求33所述的彩色濾色器襯底；和一有源矩陣襯底，該有源矩陣襯底設(shè)置為面向所述彩色濾色器襯底，并帶有一插入到所述兩襯底之間的顯示介質(zhì)層，其中，所述有源矩陣襯底包括多個(gè)像素電極，所述像素電極在第一方向和與第一方向基本垂直的第二方向上以矩陣排布，使得其面向至少一個(gè)所述第一類彩色濾色器、至少一個(gè)所述第二類彩色濾色器和至少一個(gè)所述第三類彩色濾色器；和一第一虛擬像素電極、一第二虛擬像素電極和一第三虛擬像素電極，它們被排列為分別面對所述第一、第二和第三開口，并且它們?nèi)加山饘賹又瞥伞?br> 41.一種顯示設(shè)備，包括如權(quán)利要求33所述的彩色濾色器襯底；和一有源矩陣襯底，該有源矩陣襯底設(shè)置為面向所述彩色濾色器襯底，并帶有一插入到所述兩襯底之間的顯示介質(zhì)層，其中，所述有源矩陣襯底包括多個(gè)像素電極，所述像素電極在第一方向和與第一方向基本垂直的第二方向上以矩陣排列，使得其面向至少一個(gè)所述第一類彩色濾色器、至少一個(gè)所述第二類彩色濾色器和至少一個(gè)所述第三類彩色濾色器；和一第一虛擬像素電極、一第二虛擬像素電極和一第三虛擬像素電極，它們被排列為分別面對所述第一、第二和第三開口，其中，控制所述第一、第二和第三虛擬像素電極上的顯示介質(zhì)層，以便呈現(xiàn)黑顯狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種彩色濾色器襯底，包括具有第一和第二相對邊緣的透明襯底；彩色濾色器層，該層包括在第一方向上延伸的第一、第二和第三類彩色濾色器，第三類彩色濾色器插入第一和第二類彩色濾色器之間；以及不透明層，其包括沿第一方向延伸的不透明部分和沿第二邊緣與所述不透明部分相接的另一不透明部分。通過(a)在透明襯底上形成不透明層；(b)在不透明層上形成彩色濾色器層可制造這種彩色濾色器襯底。步驟(a)包括在每個(gè)第三類彩色濾色器的一端和第二邊緣之間設(shè)置一開口。步驟(b)包括在透明襯底上形成第一和第二類彩色濾色器后，在該透明襯底上貼附干膜，并沿第一方向在該透明襯底上碾平干膜。本發(fā)明還公開了采用這種彩色濾色器襯底的顯示設(shè)備。
文檔編號G02F1/1335GK1523379SQ20031012494
公開日2004年8月25日 申請日期2003年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月27日
發(fā)明者大嵜守英, 津幡俊英, 德田剛, 嶋田吉佑, 佑, 大 守英, 英 申請人:夏普株式會社