專(zhuān)利名稱(chēng)：顯示裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示裝置及其制造方法，特別涉及適用于彩色液晶顯示裝置的有效的技術(shù)。
背景技術(shù)：
顯示裝置中有裝有能彩色顯示的液晶顯示面板的彩色液晶顯示裝置。該彩色液晶顯示裝置是能高清晰地彩色顯示的顯示裝置，近年來(lái)，廣泛應(yīng)用在如用于液晶電視機(jī)或PC(Personal Computer)的液晶顯示屏、PDA或行動(dòng)電話(huà)機(jī)的顯示屏等。
該用于彩色液晶顯示裝置的液晶顯示面板(以下稱(chēng)為彩色液晶面板)是如在矩陣狀配置有TFT(Thin Film Transistor)元件及像素電極的第1基板(TFT基板)與第2基板(彩色濾光片基板)之間封入液晶材料的顯示面板，所述第2基板在與像素電極對(duì)置的位置處配置有R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))的彩色濾光片。此時(shí)，彩色液晶面板以具有紅色的彩色濾光片的R像素、具有綠色的彩色濾光片的G像素及具有藍(lán)色的彩色濾光片的B像素作為1組構(gòu)成1點(diǎn)(dot)顯示像素。
制造彩色濾光片基板時(shí)，如首先在玻璃基板等透明基板上形成分隔R像素、G像素、B像素的黑色矩陣(black matrix)。然后，在透明基板上依次形成用于R像素的紅色的彩色濾光片、用于G像素的綠色的彩色濾光片及用于B像素的藍(lán)色的彩色濾光片。
形成彩色濾光片時(shí)，最常用的方法是利用光刻法(photolithography)將分散有顏料的抗蝕劑形成圖案的方法。該方法中，如首先在透明基板的整個(gè)面上涂布分散有顏料的負(fù)性抗蝕劑，經(jīng)加熱處理等后，揮發(fā)掉溶劑使其干燥。然后，通過(guò)對(duì)規(guī)定像素區(qū)域外進(jìn)行遮光的光掩模曝光負(fù)性抗蝕劑。曝光后，由于像素區(qū)域的抗蝕劑發(fā)生光固化從而不溶于顯像液，如果用堿溶液進(jìn)行顯像，則只有像素區(qū)域外的區(qū)域被顯像除去，從而得到彩色濾光片的像素圖案。對(duì)紅色、綠色及藍(lán)色的彩色濾光片重復(fù)進(jìn)行上述步驟。
另外，有使用干膜抗蝕劑取代上述涂布型抗蝕劑的方法[如日本專(zhuān)利公開(kāi)平5-173320(文獻(xiàn)1)]涂布。該方法中，在透明基板上經(jīng)熱壓貼合分散有顏料且成薄膜狀的負(fù)性抗蝕劑后，進(jìn)行如上所述的曝光和顯像，從而形成彩色濾光片的像素圖案。與涂布抗蝕劑的方法相比，該方法能簡(jiǎn)化在透明基板上形成抗蝕劑的工序。而且，通過(guò)在轉(zhuǎn)印膜的抗蝕劑的上層預(yù)先設(shè)置氧氣隔離層，能促進(jìn)固化反應(yīng)，增加感光度。但是，另一方面，存在著材料成本高且無(wú)法通過(guò)改變涂布膜厚度來(lái)細(xì)微地控制色調(diào)等缺點(diǎn)。
最近，以削減材料或制造成本為目的，提出了利用高精度印刷[如日本專(zhuān)利公開(kāi)294930/2003(文獻(xiàn)2)]、噴墨印刷[如日本專(zhuān)利公開(kāi)221319/2000(文獻(xiàn)3)]等，只在像素部位賦予分散有顏料的墨水而形成圖案的方法。
彩色液晶顯示裝置根據(jù)其用途，對(duì)通過(guò)R像素、G像素、B像素的光合成得到的白色的色溫、各色的色再現(xiàn)性等的要求各不相同。因此，制造彩色濾光片基板時(shí)，如必須考慮白色的色溫、各色的色再現(xiàn)性，控制用于各像素的彩色濾光片的濾光片材料的色調(diào)等。
作為控制白色的色溫、各色的色再現(xiàn)性的方法之一，有改變分散有顏料的抗蝕劑的膜厚度的方法。但是，如果膜厚度變大，則會(huì)產(chǎn)生涂布斑等問(wèn)題，所以，只能進(jìn)行微調(diào)程度的色調(diào)改變。因此，通過(guò)膜厚度的調(diào)整無(wú)法對(duì)應(yīng)于所要求的白色的色溫、各色的色再現(xiàn)性時(shí)，只能準(zhǔn)備通過(guò)改變顏料的種類(lèi)或其配合比例調(diào)整了色調(diào)的新的分散有顏料的抗蝕劑。另外，每次制造白色的色溫、各色的色再現(xiàn)性不同的彩色濾光片基板時(shí)，必須進(jìn)行更換分散有顏料的抗蝕劑的操作，所以存在生產(chǎn)率下降的問(wèn)題。需要說(shuō)明的是，上述高精度印刷、噴墨印刷中采用的分散有顏料的墨水也存在相同的問(wèn)題。
另外，作為控制白色的色溫、各色的色再現(xiàn)性的方法，如還有改變R像素、G像素、B像素的各像素的開(kāi)口率的方法。但是，在采用該方法的情況下，如必須對(duì)應(yīng)于各像素的開(kāi)口率改變曝光掩模的圖案或改變TFT基板上的像素電極的尺寸。因此，存在著必須對(duì)應(yīng)于所要求的所述白色的色溫、各色的色再現(xiàn)性分別制作所述CF基板、TFT基板的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的例如為提供能容易地控制彩色液晶顯示裝置的白色的色溫、各色的色調(diào)的技術(shù)。
本發(fā)明的其他目的為提供能夠使用相同的濾光片材料容易地形成任意色調(diào)的彩色濾光片的技術(shù)。
根據(jù)本說(shuō)明書(shū)的敘述及附圖能明白本發(fā)明所述目的及其他目的和新特征。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)文件所公開(kāi)的發(fā)明的概要如下所述。
(1)一種顯示裝置，所述顯示裝置具有按像素單位配置有多個(gè)不同顏色的彩色濾光片的顯示面板，其中，至少一種顏色的彩色濾光片由層疊在透明基板上的多個(gè)濾光片層構(gòu)成。
(2)如(1)所述的顯示裝置，其中，層疊的多個(gè)濾光片層接近透明基板的第1濾光片層的面積比第2濾光片層的面積大，所述第2濾光片層比第1濾光片層離透明基板遠(yuǎn)。
(3)如(2)所述的顯示裝置，其中，第2濾光片層呈島狀配置在第1濾光片層上的多個(gè)區(qū)域中。
(4)如(1)～(3)中的任一項(xiàng)所述的顯示裝置，其中，層疊的多個(gè)濾光片層色調(diào)相同。
(5)如(1)～(3)中的任一項(xiàng)所述的顯示裝置，其中，層疊的多個(gè)濾光片層中，至少一個(gè)濾光片層的色調(diào)不同于其他濾光片層。
(6)如(1)～(3)中的任一項(xiàng)所述的顯示裝置，其中，層疊的多個(gè)濾光片層中，距離透明基板最遠(yuǎn)的濾光片層比其他濾光片層顏色深。
(7)如(1)～(6)中的任一項(xiàng)所述的顯示裝置，其中，顯示面板為液晶顯示面板。
(8)一種顯示裝置的制造方法，具有在透明基板上形成彩色濾光片的工序，所述顯示裝置的制造方法包括在透明基板上層疊多個(gè)感光性濾光片層的第1工序、曝光層疊后的感光性濾光片層的第2工序與顯像曝光后的感光性濾光片層的第3工序，所述第1工序?yàn)橐噪S著距離透明基板越遠(yuǎn)而曝光感度越小的順序?qū)盈B曝光感度不同的感光性濾光片層，所述第2工序?yàn)槠毓鈱盈B后的感光性濾光片層的第1區(qū)域后，繼續(xù)曝光第1區(qū)域的一部分或全部。
(9)如(8)所述的顯示裝置的制造方法，其中，各感光性濾光片層為負(fù)性，第2工序?yàn)橹辽賹⒕嚯x透明基板最近的感光性濾光片層的第1區(qū)域曝光至不溶于顯像液后，繼續(xù)曝光第1區(qū)域的一部分或全部。
(10)如(9)所述的顯示裝置的制造方法，其中，第2工序?yàn)橹辉陬A(yù)先規(guī)定的時(shí)間內(nèi)曝光第1區(qū)域的一部分或全部后，繼續(xù)曝光第1區(qū)域。
(11)如(9)所述的顯示裝置的制造方法，其中，第2工序?yàn)橐灶A(yù)先規(guī)定的光量曝光第1區(qū)域后，提高光量，繼續(xù)曝光第1區(qū)域的一部分或全部。
(12)如(9)所述的顯示裝置的制造方法，其中，第2工序以接近透明基板的第1感光性濾光片層不溶于顯像液的曝光量曝光第1區(qū)域，以第2感光性濾光片層不溶于顯像液的曝光量將第1區(qū)域一部分或全部曝光，從而通過(guò)改變各個(gè)區(qū)域的曝光量進(jìn)行一次性曝光。
(13)如(8)～(12)中的任一項(xiàng)所述的顯示裝置的制造方法，其中，第1工序使用在基膜上從曝光感度低的感光性濾光片層開(kāi)始依次層疊的轉(zhuǎn)印膜，在透明基板上貼合距離基膜最遠(yuǎn)的感光性濾光片層，轉(zhuǎn)印層疊后的感光性濾光片層。
如(1)所述，本發(fā)明的顯示裝置中的1種顏色的彩色濾光片由層疊的多個(gè)濾光片層構(gòu)成。如(2)或(3)所述，所述顯示裝置中，在接近透明基板的第1濾光片層上，可以部分地設(shè)置第2濾光片層。如果這樣地設(shè)置，則例如在濾光片層為2層時(shí)，存在只有第1濾光片層的區(qū)域和第1濾光片層與第2濾光片層重疊的區(qū)域。此時(shí)，第1濾光片層與第2濾光片層重疊的區(qū)域比只有第1濾光片層的區(qū)域顏色深。因此，只要改變第2濾光片層的面積，就能容易地控制彩色濾光片的色調(diào)。
另外，層疊后的濾光片層可以如(4)所述由相同色調(diào)的濾光片層層疊而成，也可以如(5)所述由色調(diào)不同的濾光片層層疊得到。當(dāng)層疊色調(diào)(顏色的濃度)不同的濾光片層時(shí)，只要如(6)所述地操作，就能夠擴(kuò)大可控制(再現(xiàn))的色調(diào)的范圍。
如(1)～(6)所述的結(jié)構(gòu)優(yōu)選用于如(7)所述的液晶顯示面板。
制造具有(1)～(6)所述的結(jié)構(gòu)的顯示裝置時(shí)，如優(yōu)選利用(8)及(9)所述的方法形成所述彩色濾光片。如上所述，通過(guò)1種感光性濾光片層的組合，可形成任意色調(diào)的彩色濾光片。因此，與現(xiàn)有的彩色濾光片的形成方法相比較，可容易地形成任意色調(diào)的彩色濾光片。
根據(jù)上述(8)所述的方法形成所述彩色濾光片時(shí)，如(9)或(10)所述地控制曝光時(shí)間或如(11)或(12)所述地控制曝光量即可。
根據(jù)如(8)～(12)所述的方法形成彩色濾光片時(shí)，如可以通過(guò)使用如(13)所述的轉(zhuǎn)印膜在透明基板上轉(zhuǎn)印感光性濾光片層，容易地形成感光性濾光片層。


圖1是用于說(shuō)明本發(fā)明的一例實(shí)施例的顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)的模式圖，是表示液晶顯示面板的概略結(jié)構(gòu)的模式平面圖。
圖2是用于說(shuō)明本發(fā)明的一例實(shí)施例的顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)的模式圖，為圖1的A-A’線(xiàn)剖面圖。
圖3是用于說(shuō)明本發(fā)明的一例實(shí)施例的顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)的模式圖，是表示液晶顯示面板的1點(diǎn)的構(gòu)成的模式平面圖。
圖4是用于說(shuō)明本發(fā)明的一例實(shí)施例的顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)的模式圖，為圖3的B-B’線(xiàn)剖面圖。
圖5是用于說(shuō)明本實(shí)施例的液晶顯示面板的彩色濾光片基板的制造方法的模式圖，為表示用于形成紅色的彩色濾光片的轉(zhuǎn)印膜的結(jié)構(gòu)例的模式剖面圖。
圖6為用于說(shuō)明本實(shí)施例的液晶顯示面板的彩色濾光片基板的制造方法的模式圖，為說(shuō)明在透明基板上轉(zhuǎn)印2層濾光片層的工序的模式剖面圖。
圖7為用于說(shuō)明本實(shí)施例的液晶顯示面板的彩色濾光片基板的制造方法的模式圖，為說(shuō)明在透明基板上轉(zhuǎn)印2層濾光片層的工序的模式剖面圖。
圖8為用于說(shuō)明本實(shí)施例的液晶顯示面板的彩色濾光片基板的制造方法的模式圖，為表示曝光機(jī)的結(jié)構(gòu)例的模式圖。
圖9為用于說(shuō)明本實(shí)施例的液晶顯示面板的彩色濾光片基板的制造方法的模式圖，為說(shuō)明如圖8所示的曝光機(jī)的曝光原理的模式圖。
圖10為用于說(shuō)明本實(shí)施例的液晶顯示面板的彩色濾光片基板的制造方法的模式圖，為說(shuō)明曝光方法的模式剖面圖。
圖11為用于說(shuō)明本實(shí)施例的液晶顯示面板的彩色濾光片基板的制造方法的模式圖，為表示顯像后的狀態(tài)的模式剖面圖。
圖12為用于說(shuō)明本實(shí)施例的應(yīng)用例的模式圖，為表示液晶顯示面板的1點(diǎn)的構(gòu)成的模式平面圖。
圖13為用于說(shuō)明本實(shí)施例的應(yīng)用例的模式圖，為圖12的C-C’線(xiàn)剖面圖。
圖14為用于說(shuō)明本實(shí)施例的應(yīng)用例的模式圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明與實(shí)施方式(實(shí)施例)。
需要說(shuō)明的是，在用于說(shuō)明實(shí)施例的所有圖中，具有相同功能的部件標(biāo)示相同的符號(hào)，省略重復(fù)說(shuō)明。
本發(fā)明的顯示裝置中，通過(guò)層疊多個(gè)濾光片層構(gòu)成1種顏色的彩色濾光片，改變層疊在第1濾光片層上的第2濾光片層的面積，控制所述彩色濾光片的色調(diào)。
圖1～圖4為用于說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)的模式圖，圖1為表示液晶顯示面板的概略結(jié)構(gòu)的模式平面圖，圖2為圖1的A-A’線(xiàn)剖面圖，圖3為表示液晶顯示面板的1點(diǎn)的構(gòu)成的模式平面圖，圖4為圖3的B-B’線(xiàn)剖面圖。
圖1及圖2中，1為第1基板(TFT基板)，2為第2基板(彩色濾光片基板)，3為密封材料，4為液晶材料。另外，圖3及圖4中，201為玻璃基板，202為黑色矩陣，203a及203b分別為紅色的彩色濾光片的第1濾光片層及第2濾光片層，204a及204b分別為綠色的彩色濾光片的第1濾光片層及第2濾光片層，205a及205b分別為藍(lán)色的彩色濾光片的第1濾光片層及第2濾光片層，206為保護(hù)層，207為共通電極，208為取向膜，209為偏光板。
本實(shí)施例中，作為適用本發(fā)明的顯示裝置之一例，可以舉出裝有能彩色顯示的液晶顯示面板的彩色液晶顯示裝置，說(shuō)明其結(jié)構(gòu)及作用·效果。
如圖1及圖2所示，彩色液晶顯示裝置裝有液晶顯示面板，其中，第1基板1和第2基板2利用環(huán)狀的密封材料3粘合，在第1基板1、第2基板2與密封材料3所圍成的空間內(nèi)封入液晶材料4。
液晶顯示面板中，第1基板1例如為按像素單位呈矩陣狀配置有TFT元件和像素電極的TFT基板。本實(shí)施例的液晶顯示面板中，由于TFT基板1的結(jié)構(gòu)可以與現(xiàn)有的液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)相同，所以省略詳細(xì)說(shuō)明。另外，第2基板2為在與TFT基板1的像素電極對(duì)置的位置處配置有彩色濾光片的彩色濾光片基板。
液晶顯示面板的1點(diǎn)例如為能夠利用RGB三原色進(jìn)行彩色顯示的顯示面板，如由以配置有R(紅色)的彩色濾光片的R像素、配置有G(綠色)的彩色濾光片的G像素、配置有B(藍(lán)色)的彩色濾光片的B像素作為1組的顯示像素構(gòu)成。
如圖3及圖4所示，本實(shí)施例的液晶顯示面板中，彩色濾光片基板2在玻璃基板201的、與TFT基板1對(duì)置的面上，設(shè)有同時(shí)分隔各顯示像素和分隔顯示像素內(nèi)的R像素PXR、G像素PXG、B像素PXB的黑色矩陣202。經(jīng)黑色矩陣202分隔的區(qū)域中設(shè)有下述濾光片紅色的彩色濾光片203a、203b；綠色的彩色濾光片204a、204b；藍(lán)色的彩色濾光片205a、205b。此時(shí)，如圖3及圖4所示，紅色的彩色濾光片203a、203b在玻璃基板201上所設(shè)的第1濾光片層203a上部分地層疊第2濾光片層203b。另外，綠色的濾光片204a、204b也如圖3及圖4所示，在玻璃基板201上所設(shè)的第1濾光片層204a上部分地層疊第2濾光片層204b。藍(lán)色的彩色濾光片205a、205b也如圖3及圖4所示，在玻璃基板201上所設(shè)的第1濾光片層205a上部分地層疊第2濾光片層205b。
各色的彩色濾光片上設(shè)有保護(hù)層206，在保護(hù)層206的表面上設(shè)有共通電極207及取向膜208。玻璃基板201的設(shè)有彩色濾光片一面的背面，如設(shè)有偏光板209。需要說(shuō)明的是，共通電極207如可以設(shè)置在玻璃基板201與偏光板209之間。另外，共通電極207如可以設(shè)置在TFT基板1側(cè)。偏光板209與圖中省略的設(shè)置在TFT基板1側(cè)的偏光板成對(duì)配置，其與TFT基板1側(cè)所設(shè)的偏光板的關(guān)系可以為交叉偏光鏡，也可以為平行偏光鏡。
本實(shí)施例的液晶顯示面板中所用的彩色濾光片基板2中，配置有紅色的彩色濾光片的R像素PXR在第1濾光片層203a上，層疊2個(gè)島狀的第2濾光片層203b。此時(shí)，如果第1濾光片層203a與第2濾光片層203b均為紅色的濾光片，則只有第1濾光片層203a的區(qū)域和層疊有第2濾光片層203b的區(qū)域顏色濃度發(fā)生變化。因此，能得到在整體只有第1濾光片層203a的情況下的色調(diào)與整體層疊第2濾光片層203b的情況下的色調(diào)之間的色調(diào)。配置有綠色的彩色濾光片的G像素PXG也能得到在整體只有第1濾光片層204a的情況下的色調(diào)和整體層疊第2濾光片層204b的情況下的色調(diào)之間的色調(diào)。另外，配置有藍(lán)色的彩色濾光片的B像素PXB也能得到在整體只有第1濾光片層205a的情況下的色調(diào)和整體層疊第2濾光片層205b的情況下的色調(diào)之間的色調(diào)。
圖5～圖11為用于說(shuō)明本實(shí)施例的液晶顯示面板的CF基板的制造方法的模式圖，圖5為表示紅色的彩色濾光片的形成中所用的轉(zhuǎn)印膜的結(jié)構(gòu)例的模式剖面圖，圖6及圖7為說(shuō)明在透明基板上轉(zhuǎn)印2層濾光片層的工序的模式剖面圖，圖8為表示曝光機(jī)的結(jié)構(gòu)例的模式圖，圖9為說(shuō)明圖8所示的曝光機(jī)的曝光原理的模式圖，圖10為說(shuō)明曝光方法的模式剖面圖，圖11為表示顯像后的狀態(tài)的模式剖面圖。
制造本實(shí)施例的液晶顯示面板中所用的彩色濾光片基板2時(shí)，例如，首先在玻璃基板201等透明基板的表面上形成黑色矩陣202。黑色矩陣202例如使用分散有黑色顏料的抗蝕劑，用光刻法形成圖案。另外，代替使用所述光刻膠的方法，例如可以在玻璃基板201的表面上用噴濺法形成金屬鉻膜后，進(jìn)行刻蝕而形成。
然后，例如在玻璃基板201上的R像素PXR的區(qū)域內(nèi)形成紅色的彩色濾光片。紅色的彩色濾光片使用如圖5所示的轉(zhuǎn)印膜，即，在基膜501的表面上設(shè)置緩沖材料502，并在該緩沖材料502上依次層疊第2濾光片層203b、第1濾光片層203a、覆蓋膜503而形成的轉(zhuǎn)印膜。此時(shí)，第1濾光片層203a及第2濾光片層203b例如為負(fù)性感光性膜。此時(shí)預(yù)先使第2濾光片層203b的曝光感度比第1濾光片層203a的曝光感度低。
使用如圖5所示的轉(zhuǎn)印膜形成紅色的彩色濾光片時(shí)，剝離轉(zhuǎn)印膜的覆蓋膜503，如圖6所示，將露出的第1濾光片層203a貼合在玻璃基板201上。該貼合用輥層合法(roll lamination)進(jìn)行，例如在輥溫度為125℃、輥壓為6kg/cm2、層合速度為500mm/分的條件下使其熱壓合在玻璃基板201上。
接下來(lái)，如果剝離轉(zhuǎn)印膜的基膜501及緩沖材料502，則形成如圖7所示的在玻璃基板201的整個(gè)面上層疊第1濾光片層203a與笫2濾光片層203b的狀態(tài)。如上所述地操作，即可經(jīng)1次工序在玻璃基板201上形成多層(2層)濾光片層。
然后，曝光第1濾光片層203a及第2濾光片層203b。此時(shí)，在各濾光片層的曝光中使用如直寫(xiě)式曝光機(jī)(如參見(jiàn)特開(kāi)2004-6440號(hào)公報(bào))。如圖8所示，直寫(xiě)式曝光機(jī)為具有在支持板601上配置有多個(gè)微鏡602的DMD鏡的曝光機(jī)。圖8只畫(huà)出2個(gè)微鏡602，實(shí)際上，呈矩陣狀配置有多個(gè)微鏡。
各微鏡602為通過(guò)方向控制部603支持在支持板601上的可動(dòng)鏡。各微鏡602的方向可以變換為如圖9所示的2個(gè)方向。當(dāng)設(shè)定為如圖9所示的第1鏡602a的方向，使第1鏡602a反射光源發(fā)出的光7a時(shí)，預(yù)先調(diào)整，使該反射光7b能照射到玻璃基板201上。如果設(shè)定為圖9所示的第2鏡602b的方向，則第2鏡602b反射光源發(fā)出的光7a時(shí)，預(yù)先調(diào)整，使該反射光7c能被光吸收層吸收。如果使用所述DMD鏡，則通過(guò)控制各微鏡602的方向，可控制玻璃基板201上的光照射區(qū)域(曝光區(qū)域)。
使用直寫(xiě)式曝光機(jī)曝光第1濾光片層203a及第2濾光片層203b時(shí)，如圖10所示，首先，經(jīng)黑色矩陣202分隔的R像素PXR的整個(gè)區(qū)域Lh僅在預(yù)先規(guī)定的時(shí)間如t＝Th(秒)內(nèi)進(jìn)行一次曝光。該曝光時(shí)間t＝Th(秒)例如為固化反應(yīng)進(jìn)行至曝光感度高的第1濾光片層203a的曝光區(qū)域203a1不溶于顯像液、固化反應(yīng)停止在曝光感度低的第2濾光片層203b的曝光區(qū)域203b1溶于顯像液的階段的時(shí)間。以下，將一次曝光后的R像素PXR的整個(gè)區(qū)域Lh稱(chēng)為半色調(diào)曝光區(qū)域。
在進(jìn)行Th秒一次曝光后，接著僅對(duì)半色調(diào)曝光區(qū)域Lh中的預(yù)先規(guī)定的區(qū)域Lf進(jìn)行例如t＝Tf(秒)二次曝光。該曝光時(shí)間t＝Tf(秒)為固化反應(yīng)進(jìn)行至曝光感度低的第2濾光片層203b的曝光區(qū)域203b2不溶于顯像液的時(shí)間。以下，將二次曝光后的R像素PXR的區(qū)域Lf稱(chēng)為全色調(diào)曝光區(qū)域。需要說(shuō)明的是，曝光至曝光時(shí)間t＝Tf(秒)時(shí)固化反應(yīng)必然進(jìn)行至曝光感度高的第1濾光片層203a的曝光區(qū)域203a2不溶于顯像液。
如果對(duì)第1濾光片層203a及第2濾光片層203b進(jìn)行如圖10所示的一次曝光和二次曝光，則第1濾光片層(第1彩色濾光片層)203a及第2濾光片層(第2彩色濾光片層)203b的未曝光區(qū)域、及半色調(diào)曝光區(qū)域Lh及全色調(diào)曝光區(qū)域Lf的各區(qū)域?qū)︼@像液的溶解性如下表1所示。表1示出各彩色濾光片層對(duì)顯像液的溶解性。
(表1)

即，進(jìn)行圖10所示的一次曝光和二次曝光后，如果顯像第1濾光片層203a及笫2濾光片層203b，則如圖11所示，在第1濾光片層203a2及第二濾光片層203b2中均殘留有全色調(diào)曝光區(qū)域Lf，而只在第1濾光片層203a1中殘留有半色調(diào)曝光區(qū)域Lh。因此，可以通過(guò)改變半色調(diào)曝光區(qū)域Lh與全色調(diào)曝光區(qū)域Lf的面積比，容易地控制第1濾光片層203a上的第2濾光片層203b的殘留面積。結(jié)果可以容易地形成具有在整體只有第1濾光片層203a的情況下的色調(diào)與整體殘留第2濾光片層203b的情況下的色調(diào)之間的色調(diào)的紅色的彩色濾光片。
另外并不限于如圖10所示的順序，例如只對(duì)全色調(diào)曝光區(qū)域Lf進(jìn)行預(yù)先設(shè)定的時(shí)間t＝Tf(秒)的一次曝光后，對(duì)半色調(diào)曝光區(qū)域Lh只進(jìn)行t＝Th(秒)二次曝光也能形成如圖11所示的濾光片層。
在使用直寫(xiě)式曝光機(jī)的情況下，微鏡602向被照射體(濾光片層)照射光的時(shí)間相當(dāng)于曝光時(shí)間。因此，只要控制微鏡602向?yàn)V光片層照射光的時(shí)間，就可以不必分一次曝光和二次曝光這樣2次進(jìn)行曝光，只需1次曝光操作即可形成彩色濾光片層。例如通過(guò)控制曝光全色調(diào)曝光區(qū)域Lf的鏡片向?yàn)V光片層照射光的時(shí)間為t＝Th+Tf(秒)，曝光半色調(diào)曝光區(qū)域Lh的鏡片向?yàn)V光片層照射光的時(shí)間為t＝Th(秒)，也可以形成如圖11所示的濾光片層。
省略重復(fù)說(shuō)明，形成綠色的彩色濾光片及藍(lán)色的彩色濾光片時(shí)，也可以通過(guò)相同的步驟進(jìn)行形成，從而可以容易地形成具有在整體只有第1濾光片層的情況下的色調(diào)與整體殘留第2濾光片層的情況下的色調(diào)之間的色調(diào)的彩色濾光片。
圖12及圖13為用于說(shuō)明本實(shí)施例的應(yīng)用例的模式圖，圖12表示液晶顯示面板的1點(diǎn)的構(gòu)成的模式平面圖，圖13為圖12的C-C’線(xiàn)剖面圖。
本實(shí)施例的彩色液晶顯示裝置中所用的液晶顯示面板中，形成各色的彩色濾光片時(shí)，曝光、顯像第1濾光片層及第2濾光片層的2層濾光片層，通過(guò)改變第1濾光片層上的第2濾光片層的殘留面積，控制各濾光片的色調(diào)。此時(shí)，各彩色濾光片的第2濾光片層不必如圖3所示地具有相同的殘留面積。即，如圖12及圖13所示，各彩色濾光片的第2濾光片層的殘留面積可以不同。如上所述，通過(guò)改變各彩色濾光片的第2濾光片層的殘留面積，可以容易地控制由所述R像素PXR、G像素PXG、B像素PXB發(fā)出的光合成的白色的色溫。
接下來(lái)，簡(jiǎn)單地說(shuō)明形成本實(shí)施例的液晶顯示面板的各種顏色的彩色濾光片時(shí)所用的材料之一例與效果。
首先，形成B像素的彩色濾光片(藍(lán)色)時(shí)，作為決定色調(diào)的顏料，使用如以9∶1的比例混合C.I.顏料藍(lán)與C.I.顏料紫得到的顏料。另外，粘合劑用樹(shù)脂使用例如甲基丙烯酸芐基酯或甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸的共聚物。交聯(lián)劑使用例如二季戊四醇六丙烯酸酯。第1濾光片層205a及第2濾光片層205b均配合成顏料∶粘合劑用樹(shù)脂∶交聯(lián)劑的重量比為2∶1∶1。
感光劑使用例如irgacure369(汽巴精化ciba specialty chemical)。增感劑使用例如二乙基氨基二苯酮。在第1濾光片層205a中，例如按相對(duì)于顏料、粘合劑用樹(shù)脂、交聯(lián)劑的固體成分(1μm)，感光劑為15％、增感劑為8％的比例配合。在第2濾光片層205b中，例如按相對(duì)于顏料、粘合劑用樹(shù)脂、交聯(lián)劑的固體成分(1μm)，感光劑為5％、增感劑為0.5％的比例配合。
使用上述組成的第1濾光片層205a及第2濾光片層205b時(shí)，例如半色調(diào)曝光區(qū)域Lh以100mJ/cm2曝光，全色調(diào)曝光區(qū)域Lf以200mJ/cm2曝光。然后顯像，如果在0.2％TMAH(四甲基氫氧化銨)中浸漬60秒后水洗，則只在全色調(diào)曝光區(qū)域Lf內(nèi)殘留第2濾光片層205b。
此時(shí)，如果改變半色調(diào)曝光區(qū)域Lh與全色調(diào)曝光區(qū)域Lf的面積比，或形成第2濾光片層205b的殘留面積為0％、50％、100％的3種藍(lán)色的彩色濾光片，比較各自的色調(diào)(色度)，得到下表2。表2表示藍(lán)色濾光片的第2彩色濾光片層的殘留面積與色度的關(guān)系之一例。
(表2)

如上所述，在藍(lán)色的彩色濾光片的情況下，如果第2濾光片層205b的殘留面積變大，則色度的y值變小。因此，組合其中一個(gè)第1濾光片層205a及第2濾光片層205b，可以形成色調(diào)不同的藍(lán)色的彩色濾光片。
另外，形成G像素的彩色濾光片(綠色)時(shí)，作為決定色調(diào)的顏料，使用例如C.I.顏料綠與C.I.顏料黃以3∶1的比例混合得到的顏料。另外，粘合劑用樹(shù)脂、交聯(lián)劑使用與所述藍(lán)色的彩色濾光片相同的材料，第1濾光片層204a及第2濾光片層204b均配合成顏料∶粘合劑用樹(shù)脂∶交聯(lián)劑的重量比為3∶1∶1。
感光劑及增感劑中使用的材料與配合的比例例如為與藍(lán)色的彩色濾光片相同的條件。
使用上述組成的第1濾光片層204a及第2濾光片層204b時(shí)，如果半色調(diào)曝光區(qū)域Lh以100mJ/cm2曝光，全色調(diào)曝光區(qū)域Lf以200mJ/cm2曝光并顯像，則可以?xún)H在全色調(diào)曝光區(qū)域Lf內(nèi)殘留第2濾光片層204b。
此時(shí)，如果改變半色調(diào)曝光區(qū)域Lh與全色調(diào)曝光區(qū)域Lf的面積比，或形成第2濾光片層204b的殘留面積為0％、50％、100％的3種綠色的彩色濾光片，比較各自的色調(diào)(色度)，則可得到下表3。表3表示綠色濾光片的第2彩色濾光片層的殘留面積與色度的關(guān)系之一例。
(表3)

如上所述，在綠色的彩色濾光片的情況下，如果第2濾光片層204b的殘留面積變大，則色度的x值變小，且y值變大。因此，組合其中一個(gè)第1濾光片層204a及第2濾光片層204b后，可以形成色調(diào)不同的綠色的彩色濾光片。
另外，形成R像素的彩色濾光片(紅色)時(shí)，作為決定色調(diào)的顏料，使用例如C.I.顏料紅。另外，粘合劑用樹(shù)脂、交聯(lián)劑例如使用與所述藍(lán)色的彩色濾光片相同的材料，第1濾光片層203a及第2濾光片層203b均配合成顏料∶粘合劑用樹(shù)脂∶交聯(lián)劑的重量比為2.5∶1∶1。
感光劑及增感劑中使用的材料與配合的比例例如為與所述藍(lán)色的彩色濾光片相同的條件。
使用上述組成的第1濾光片層203a及第2濾光片層203b時(shí)，如果半色調(diào)曝光區(qū)域Lh以100mJ/cm2曝光，全色調(diào)曝光區(qū)域Lf以200mJ/cm2曝光并顯像，則可以?xún)H在全色調(diào)曝光區(qū)域Lf內(nèi)殘留第2濾光片層203b。
此時(shí)，如果改變半色調(diào)曝光區(qū)域Lh與全色調(diào)曝光區(qū)域Lf的面積比，或形成第2濾光片層203b的殘留面積為0％、50％、100％的3種紅色的彩色濾光片，比較各種色調(diào)(色度)，則可得到下表4。表4表示紅色濾光片的第2彩色濾光片層的殘留面積與色度的關(guān)系之一例。
(表4)

如上所述，在紅色的彩色濾光片的情況下，如果第2濾光片層203b的殘留面積變大，則色度的x值變大，且y值變小。因此，組合其中一個(gè)第1濾光片層203a及第2濾光片層203b后，可以形成色調(diào)不同的紅色的彩色濾光片。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的彩色液晶顯示裝置，形成液晶顯示面板(彩色濾光片基板2)的各色的彩色濾光片時(shí)，層疊第1濾光片層與第2濾光片層，通過(guò)改變第2濾光片層的殘留面積，可以容易地改變各彩色濾光片的色調(diào)。因此，能容易地控制白色的色溫、各色的色再現(xiàn)性。
另外，形成各彩色濾光片時(shí)，直接曝光第1濾光片層及第2濾光片層，通過(guò)控制第2濾光片層203b的殘留面積，能在短時(shí)間內(nèi)有效地形成各彩色濾光片。此時(shí)，如果在各濾光片層的曝光中使用直寫(xiě)式曝光機(jī)，則能容易地改變形成各彩色濾光片時(shí)的第2濾光片層的殘留面積的組合。另外，由于可以通過(guò)改變第2濾光片層的殘留面積來(lái)改變色調(diào)，所以組合其中1個(gè)第1濾光片層及第2濾光片層，可以容易地形成任意色調(diào)的彩色濾光片。因此，能容易地制造白色的色溫、各色的色再現(xiàn)性不同的液晶顯示面板。
本實(shí)施例的顯示裝置，可以根據(jù)第2濾光片層的殘留面積微調(diào)各彩色濾光片的色調(diào)。因此，可以通過(guò)調(diào)整笫2濾光片層的殘留面積避免由彩色濾光片的色調(diào)以外的原因引起的色斑不良。
另外，曝光第1濾光片層及第2濾光片層時(shí)，通過(guò)使用直寫(xiě)式曝光機(jī)，易于控制第2濾光片層的殘留面積，即易于精密地控制半色調(diào)曝光區(qū)域Lh及全色調(diào)曝光區(qū)域Lf，從而各彩色濾光片的色調(diào)的設(shè)定自由度變高。
本實(shí)施例中，已說(shuō)明第1濾光片層與第2濾光片層色調(diào)相同的情況，但并不限定于此，也可以層疊色調(diào)不同的濾光片層。該情況下，如果是色調(diào)濃的濾光片層為第2濾光片層，則與色調(diào)相同的情況相比較，能得到范圍更廣的色調(diào)。
本實(shí)施例中，列舉了通過(guò)第1濾光片層及第2濾光片層這樣2層控制各色的彩色濾光片的色調(diào)的情況，但并不限定于此，可以層疊3層或3層以上的濾光片層進(jìn)行控制。
在玻璃基板201上形成第1濾光片層及第2濾光片層時(shí)，如果使用圖5所示的轉(zhuǎn)印膜進(jìn)行轉(zhuǎn)印，則經(jīng)1次工序就可以形成第1濾光片層及第2濾光片層。
用于第1濾光片層及第2濾光片層的材料的構(gòu)成及顯像液的組合不限于上述例，當(dāng)然可以適當(dāng)?shù)剡x擇各種組合。
圖14為用于說(shuō)明所述實(shí)施例的應(yīng)用例的模式圖。
所述實(shí)施例中，使用裝有如圖8及圖9所示的結(jié)構(gòu)及工作原理的DMD鏡的直寫(xiě)式曝光機(jī)，控制半色調(diào)曝光區(qū)域Lh及全色調(diào)曝光區(qū)域Lf。但是，形成本發(fā)明所述的彩色濾光片時(shí)，不限定于直寫(xiě)式曝光機(jī)，可以使用現(xiàn)有的掩模進(jìn)行曝光而形成。
通過(guò)使用現(xiàn)有的掩模的曝光形成本發(fā)明的彩色濾光片時(shí)，可以如圖14所示使用曝光掩模8，所述曝光掩模8具有在全色調(diào)曝光區(qū)域Lf內(nèi)完全開(kāi)口的開(kāi)口部8a，以及在其外周的半色調(diào)曝光區(qū)域Lh處設(shè)有尺寸小于曝光分辨率的狹縫的狹縫部8b。
從光源發(fā)出的光中，通過(guò)曝光掩模8的狹縫部8b照射到第1濾光片層203a及第2濾光片層203b上的光的光量低于通過(guò)曝光掩模8的開(kāi)口部8a照射在第1濾光片層203a及第2濾光片層203b上的光的光量。因此，通過(guò)控制狹縫部8b的狹縫的面積，可以使固化反應(yīng)進(jìn)行至第1濾光片層203a的曝光區(qū)域203a1不溶于顯像液，使固化反應(yīng)停止在第2濾光片層203b的曝光區(qū)域203b1溶解于顯像液的階段。
另外，使用曝光掩模進(jìn)行曝光時(shí)，并不限定于圖14所示的掩模，例如可以使用遮光區(qū)域不同的2張曝光掩模，進(jìn)行一次曝光和二次曝光。
另外，所述實(shí)施例中，列舉下述方法如圖5所示，使用預(yù)先層疊了第1濾光片層203a及第2濾光片層203b的轉(zhuǎn)印膜，在玻璃基板201上轉(zhuǎn)印第1濾光片層203a及第2濾光片層203b。但是，可以用其他方法形成第1濾光片層203a及第2濾光片層203b。作為第1濾光片層203a及第2濾光片層203b的其他形成方法，例如有下述方法使用轉(zhuǎn)印了第1濾光片層203a的轉(zhuǎn)印膜及轉(zhuǎn)印了第2濾光片層203b的轉(zhuǎn)印膜這樣2個(gè)轉(zhuǎn)印膜，依次層合(laminate)第1濾光片層203a及第2濾光片層203b。另外，例如可以在涂布第1濾光片層203a后，轉(zhuǎn)印(laminate)第2濾光片層203b，也可以轉(zhuǎn)印(laminate)第1濾光片層203a后，涂布第2濾光片層203b。
以上，基于所述實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于所述實(shí)施例，只要在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下可以進(jìn)行各種變更。
所述實(shí)施例中，作為顯示裝置之一例舉出了彩色液晶顯示裝置，但并不限定于此，只要是具有與所述實(shí)施例說(shuō)明的彩色濾光片基板2相同結(jié)構(gòu)的彩色濾光片的顯示裝置，就可以適用于任一種顯示裝置。作為彩色液晶顯示裝置以外的本發(fā)明適用的顯示裝置，例如有CRT(Cathode Ray Tube)顯示器、PDP(Plasma Display Panel)、FED(FieldEmission Display)等。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，所述顯示裝置具有按像素單位配置有多個(gè)不同顏色的彩色濾光片的顯示面板，其特征為，至少一種顏色的彩色濾光片由層疊在透明基板上的多個(gè)濾光片層構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，所述層疊的多個(gè)濾光片層的接近所述透明基板的第1濾光片層的面積比第2濾光片層的面積大，所述第2濾光片層比所述第1濾光片層距離所述透明基板遠(yuǎn)。
3.如權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中，所述第2濾光片層呈島狀配置在所述第1濾光片層上的多個(gè)區(qū)域中。
4.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，所述層疊的多個(gè)濾光片層色調(diào)相同。
5.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，在所述層疊的多個(gè)濾光片層中，至少1個(gè)濾光片層的色調(diào)不同于其他濾光片層。
6.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，在所述層疊的多個(gè)濾光片層中，距離所述透明基板最遠(yuǎn)的濾光片層比其他濾光片層顏色深。
7.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，所述顯示面板為液晶顯示面板。
8.一種顯示裝置的制造方法，是包括在透明基板上形成彩色濾光片的工序的制造方法，該方法具有以下工序，在所述透明基板上層疊多個(gè)感光性濾光片層的第1工序；曝光所述層疊后的感光性濾光片層的第2工序；顯像所述曝光后的感光性濾光片層的第3工序，所述第1工序?yàn)橐噪S著距離所述透明基板越遠(yuǎn)而曝光感度越小的順序?qū)盈B曝光感度不同的感光性濾光片層，所述第2工序?yàn)槠毓鈱盈B后的感光性濾光片層的第1區(qū)域后，繼續(xù)曝光所述第1區(qū)域的一部分或全部。
9.如權(quán)利要求8所述的顯示裝置的制造方法，其中，所述各感光性濾光片層為負(fù)性，所述第2工序?yàn)橹辽賹⒕嚯x所述透明基板最近的感光性濾光片層的第1區(qū)域曝光至不溶于顯像液后，繼續(xù)曝光所述第1區(qū)域的一部分或全部。
10.如權(quán)利要求9所述的顯示裝置的制造方法，其中，所述第2工序?yàn)橹辉陬A(yù)先規(guī)定的時(shí)間內(nèi)曝光所述第1區(qū)域的一部分或全部后，繼續(xù)曝光所述第1區(qū)域。
11.如權(quán)利要求9所述的顯示裝置的制造方法，其中，所述第2工序?yàn)橐灶A(yù)先規(guī)定的光量曝光所述第1區(qū)域后，提高光量，繼續(xù)曝光所述第1區(qū)域的一部分或全部。
12.如權(quán)利要求9所述的顯示裝置的制造方法，其中，所述第2工序以第1感光性濾光片層不溶于顯像液的曝光量曝光第1區(qū)域，以第2感光性濾光片層不溶于顯像液的曝光量曝光所述第1區(qū)域的一部分或全部，從而通過(guò)改變各個(gè)區(qū)域的曝光量進(jìn)行一次性曝光。
13.如權(quán)利要求9所述的顯示裝置的制造方法，其中，所述第1工序使用在基膜上從曝光感度低的感光性濾光片層開(kāi)始依次層疊而成的轉(zhuǎn)印膜，在所述透明基板上貼合距離所述基膜最遠(yuǎn)的感光性濾光片層，轉(zhuǎn)印所述層疊后的感光性濾光片層。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明可以容易地控制彩色液晶顯示裝置的白色的色溫、各色的色調(diào)。作為用于實(shí)現(xiàn)上述目的的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的顯示裝置具有按像素單位配置有多個(gè)不同顏色的彩色濾光片的顯示面板，至少一種顏色的彩色濾光片由層疊在透明基板上的多個(gè)濾光片層構(gòu)成。
文檔編號(hào)G02F1/1333GK1920637SQ20061012653
公開(kāi)日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2006年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月26日
發(fā)明者石垣利昌, 高橋文雄, 仲吉良彰 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立顯示器