專利名稱：濾色膜層及電光學(xué)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及濾色膜層及電光學(xué)裝置，特別是關(guān)于能夠提高像素間各像素的光透過特性的均勻性的濾色膜層及電光學(xué)裝置。
背景技術(shù)：
作為在彩色液晶顯示裝置等顯示裝置中所使用的濾色膜層，是在透明基板上形成方陣狀的折光部及具有隔柵作用的間壁后，用噴墨法在間壁內(nèi)涂敷著色材料，將此在一定的溫度下烘干干燥及固化而得到的。
在上述歷來的濾色膜層的制造方法中，在吐出液狀物時，使其盛滿至基板上的間壁的上方。通過將此在一定的溫度下烘干干燥及固化，使其體積減少，使著色層的高度與間壁的高度基本相同。
然而，在這樣的彩色濾波中，如果對吐出墨的液面水準(zhǔn)不能進行充分的控制，就有可能發(fā)生干燥后的墨的體積過大而超出基板上的間壁的上方，或者是干燥后的墨的體積過小而成為凹下的形狀。
即使是墨的量及濃度都相同，但由于干燥條件的差異也會產(chǎn)生上述干燥后墨面的差。例如，如果墨吐出后在高溫條件下干燥，則干燥迅速進行，墨的體積就有變小的傾向，反之在低溫條件下干燥時，干燥進行得慢，墨的體積就有幾乎不變小的傾向。
這樣的墨面的偏差，在同一基板的像素之間也會產(chǎn)生。特別是在像素形成區(qū)域的邊緣部的像素與中央部的像素之間產(chǎn)生，去除了邊緣部之后的中央部的像素則比較均勻。這被認為是由于像素形成區(qū)域的邊緣部的干燥速度比中央部的干燥速度快所引起的。這樣的在同一基板上的墨面的差是造成色度不均勻，色調(diào)差的原因，所以是不希望的。
這樣的問題不僅會在濾色膜層中發(fā)生，而且還可能在其它的電光裝置中發(fā)生。例如在使用噴墨法噴出有機EL發(fā)光體溶液而形成的電子發(fā)光裝置中，也要求在像素之間形成均勻的發(fā)光層。
進而，由于著色層與隔柵層的表面未必平坦，例如在著色層與隔柵層上形成保護層，用作濾色膜層而構(gòu)成液晶顯示裝置的情況下，如果表面層不夠平坦，液晶層分布就可能不平坦。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠抑制液狀物在干燥及固化后品質(zhì)(體積、表面高度、及表面)發(fā)生差異，不存在色不均勻、色調(diào)不均勻、以及亮度不均勻的濾色膜層及顯示裝置。
而且，本發(fā)明的目的還在于，提供一種能夠使濾色膜層的表面平坦，在其上形成均勻分布的液晶層的濾色膜層及其顯示裝置。
為了解決上述問題，本發(fā)明的濾色膜層的特征為，是設(shè)置有由在基板上形成的間壁所劃分，由多種墨的色要素所構(gòu)成的像素的濾色膜層，各像素的光的透過性在像素之間基本均勻。
在所述濾色膜層中，希望在形成多個所述像素區(qū)域的外側(cè)形成有虛擬像素，賦予每一個所述像素的墨與賦予每一個所述虛擬像素的墨的墨量基本相同。
而且，還希望在形成多個所述像素區(qū)域的周圍形成有虛擬像素，形成有覆蓋所述像素及所述虛擬像素的保護膜。
在所述濾色膜層中，希望賦予所述像素的墨與賦予所述虛擬像素的墨的墨量在所述基板的單位面積內(nèi)基本相同。
而且，希望形成的所述保護膜覆蓋到比所述形成間壁的區(qū)域更外側(cè)的區(qū)域。還有，希望與所述形成間壁的區(qū)域更外側(cè)的區(qū)域上所露出的基板相密切接合。
進而，本發(fā)明的濾色膜層的特征為，是設(shè)置有由在基板上形成的間壁所劃分，由多種墨的色要素所構(gòu)成的像素的濾色膜層，所述間壁設(shè)置有無機物的遮光層以及在該遮光層上形成的有機物的隔柵層，所述隔柵層中最外側(cè)的部分，是從所述遮光層的最外側(cè)的部分的外邊緣到外側(cè)而形成，與所述基板相接。
本發(fā)明的電光學(xué)裝置，以設(shè)置有所述濾色膜層為特征。在所述濾色膜層中，進而希望設(shè)置有對光選擇性透過的液晶層或?qū)膺x擇性透過的放電顯示部。
本發(fā)明的電光學(xué)裝置的特征還為，設(shè)置有由在基板上形成的間壁所劃分，具有由液滴吐出而形成的發(fā)光層的多個像素，各像素的發(fā)光特性在像素之間基本均勻。
本發(fā)明的電子機器，以設(shè)置有所述電光學(xué)裝置為特征。


圖1是本發(fā)明第一實施方案的濾色膜層的局部放大圖。
圖2是圖1變形例的濾色膜層一部分的剖面圖，圖3是本發(fā)明第一實施方案中電光學(xué)裝置的液晶顯示裝置的剖面圖。
圖4是所述濾色膜層制造工序的剖面圖。
圖5是所述濾色膜層制造工序的剖面圖。
圖6是所述液晶顯示裝置制造工序的剖面圖。
圖7是所述液晶顯示裝置制造工序的剖面圖。
圖8表示本發(fā)明第一實施方案中的顯示裝置。(a)是EL顯示裝置的平面模式圖，(b)是(a)中沿AB線截面的模式圖。
圖9是顯示裝置中顯示區(qū)域截面結(jié)構(gòu)的放大圖。
圖10的本發(fā)明另一個實施方案中的顯示裝置，即等離子體型顯示裝置的基本概念圖。
圖11是等離子體型顯示裝置的分解立體圖。
圖12是表示本發(fā)明中電子機器例的立體圖。
圖中200-濾色膜層；12-基板；13-像素；13′-虛擬像素；14-間壁；20-著色素；21-保護膜；300-液晶顯示裝置(電光學(xué)裝置)。
具體實施例方式
下面參照

本發(fā)明的實施方式。
(1.濾色膜層的結(jié)構(gòu))(1-1第一實施例)圖1是本發(fā)明第一實施方案中濾色膜層的局部放大圖。圖1(a)為俯視圖，圖1(b)為沿圖1(a)中B-B′線的截面圖。
如圖1(a)所示，濾色膜層200，設(shè)置有在基板12上呈方陣排列的像素13，像素與像素之間的邊界，由間壁14所劃分。在每一個像素13中，分別導(dǎo)入紅(R)、綠(G)、藍(B)中的一種墨。在該例中，紅、綠、藍的配置是鑲嵌配置，但也可以采用條紋配置、三角形配置等其它的配置方式。
如圖1(b)所示，濾色膜層200，設(shè)置有透光性基板12、與透光性間壁14。在不形成間壁14的部分上構(gòu)成所述像素13。由被導(dǎo)入該像素13中的各種顏色的墨構(gòu)成著色層20。在間壁14及著色層20的上面，形成保護膜21。
間壁14設(shè)置有遮光層16與隔柵層17。遮光層16在基板12上按規(guī)定的方陣模式形成。遮光層16，只要是具有充分的遮光性，能夠發(fā)揮作為黑方陣的功能便可，可以選用金屬、樹脂等材料。根據(jù)厚度薄且充分均勻的遮光性的要求，希望選用金屬作為遮光層16的材質(zhì)。對于作為遮光層16的金屬，并無特別的限制，可以從包括成膜及光蝕刻的全工序的效果來考慮而進行選擇。作為這樣的金屬，希望能夠使用諸如鉻、鎳、鋁等在電子設(shè)備加工工藝中使用的金屬。在由金屬構(gòu)成遮光層16的情況下，膜厚為0.1μm以上時就能夠得到充分的遮光性，進而從金屬層的密切接合性及脆性等考慮，希望該膜厚為0.5μm以下。
隔柵層17是在遮光層16之上形成，且具有所規(guī)定的方陣模式。該隔柵層17，能夠劃分形成著色層的部分，防止相鄰著色層的色的混合(混色)。所以，隔柵層17的膜厚，應(yīng)該使形成著色層20時注入的作為色材的墨不會溢出，而設(shè)置得與該墨層具有相同的高度。從以上的觀點看，希望隔柵層17的膜厚在1～5μm的范圍內(nèi)。
這樣，在平面模式內(nèi)，隔柵層17比遮光層16小一圈而形成。即，隔柵層17形成時在其的周圍留有所規(guī)定的寬度，使遮光層16露出。
隔柵層17，由能夠進行平板影印的樹脂層構(gòu)成。這樣的感光性樹脂，并不一定要求是對水的接觸角大、防水性優(yōu)異的物質(zhì)，也沒有必要是具有遮光性的物質(zhì)，所以可在很寬的范圍內(nèi)進行選擇。例如可以使用包含氨基甲酸乙酯樹脂、丙烯樹脂、酚醛樹脂、陽基環(huán)樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚羥基苯乙烯、聚乙烯醇等的感光性樹脂。
著色層20不僅在基板20的露出面上，而且也在遮光層的露出面上形成。而且，在基板20的露出面上形成的部分(透過部)具有實質(zhì)性著色層的功能。與此相比，在遮光層16的露出面上形成的部分(非透過部)，為遮光層16所遮蔽，使來自基板上側(cè)及下側(cè)的光不能有實質(zhì)性的透過。
這樣，由在著色層20周圍形成的非透過部，能夠使著色層20中的透過部的膜厚均勻。其結(jié)果是，能夠防止由于著色層的膜厚等的部分不同而引起的色調(diào)不均勻。以下敘述其理由。著色層20的周圍邊緣部，即與隔柵層17所接觸的部分，根據(jù)墨對隔柵層17的表面的潤濕性的程度等，與其它部分相比，其膜厚較小或較大。所以，欲使著色層全面形成均勻的膜厚，從技術(shù)上講是困難的。但是，根據(jù)本實施方案，由于所形成的膜厚特別難以均勻的著色層20的周圍邊緣部與遮光層16的一部分重合，所以可使膜厚難以控制的周圍邊緣部成為非透過性。其結(jié)果是能夠使成為色調(diào)不均勻原因的膜厚不均勻部分從透過部分去除。
所以，遮光層16的露出部分的寬度，希望能夠在考慮墨對隔柵層17的潤濕性、透過部的有效面積、墨的體積與厚度的關(guān)系、隔柵層的寬度的細節(jié)界限、墨的命中精度等的情況下進行設(shè)計，例如1～10μm，特別希望2～3μm。
而且，由于遮光層16的露出面，希望能夠如上所述，在著色層20具有不均勻膜厚的部分形成，所以希望能夠沿著著色層20的周圍邊緣部，即沿著遮光層16的周圍邊緣部而形成連續(xù)的環(huán)狀。
進而，在本實施方案中，由于隔柵層17的底面周圍邊緣，位于遮光層16的周圍邊緣內(nèi)側(cè)，即由于隔柵層17的側(cè)面比遮光層16的側(cè)面向內(nèi)縮，所以在遮光層16上形成臺階。如后面所述，在著色層20形成時，該臺階具有能夠防止墨流入相鄰的著色層的透過部的功能。其結(jié)果是能夠防止著色層中混色的發(fā)生。
在濾色膜層200中，在形成有發(fā)揮像素的功能的多個像素13的像素形成區(qū)域的外側(cè)的周邊區(qū)域，形成具有不發(fā)揮顯示要素功能的著色層的虛擬像素13′。該虛擬像素13′是在后面敘述的與對向基板38的對應(yīng)部分中未形成活性方陣元件的部分，為了使像素13中的著色材料在干燥后品質(zhì)均勻及使各像素中光的透過特性在像素之間幾乎均勻，設(shè)有與像素13中的著色層20相同量的著色材料的著色層20′。
如圖所示，由于與其它像素13相比，虛擬像素13′的遮光層16的露出面較大，即由于玻璃基板12的露出面(開口部)變小，所以能夠容易地與通常的像素13區(qū)分。由于包圍虛擬像素13′的隔柵層17，與包圍其它像素13的隔柵層17具有相同的結(jié)構(gòu)，遮光層16的厚度與隔柵層17的厚度相比充分的薄，所以像素13與虛擬像素13′所能夠接受的墨的容積幾乎相同。而且，虛擬像素13′的像素密度也與通常的像素13相同。虛擬像素13′，例如可以基板周圍邊緣部一側(cè)，分成像素10列而形成(圖中為了簡化而分成2列像素)。
保護膜21，不僅覆蓋像素13，也覆蓋虛擬像素13′。由此，保護層可以有平坦的上表面，使液晶層的分布均勻，也能夠使各像素中光的透過特性在像素之間幾乎均勻。
還有，在上述第一實施例中，敘述了在虛擬像素13′也形成開口部，但在虛擬像素13′也可以不形成開口部。
(1-2，第二實施例)圖2是圖1變形例的濾色膜層一部分的剖面圖。在該濾色膜層中，設(shè)置有間壁14，該間壁14在遮光層16上形成隔柵層17的點上與圖1的例中相同，但在構(gòu)成間壁14的隔柵層17中的最外側(cè)部分17′的截面形狀，卻與圖1中的例不同。
特別是，隔柵層17中的最外側(cè)部分17′，形成得具有比其它隔柵層17大的寬度，具有涉及到比遮光層16的最外側(cè)部分還要外側(cè)直接與基板12相接觸的部分。其結(jié)果是，保護層21與遮光層16之間具有間隔，呈不相互接觸的狀態(tài)。
在由樹脂構(gòu)成隔柵層17的情況下，由于最外側(cè)部分17′形成的寬度較寬，所以其外側(cè)部分的熱容量也較大。所以在著色層20的干燥與烘干時，能夠抑制位于像素形成區(qū)域外側(cè)附近的著色層20的急劇的熱變化。由此能夠使像素形成區(qū)域外側(cè)附近與中央附近的著色層20干燥后的品質(zhì)保持一致，從而使各像素的光學(xué)特性在像素之間均勻化。
還有，在圖1的例中，保護層21的端部容易成為急劇的傾斜，發(fā)生形狀難以控制的情況。這被認為是由于遮光層16與圖1中的間壁14最外周的保護層21相接觸，遮光層16與隔柵層17相比，對于保護層21的潤濕性較好所引起的。但是，在圖2的例中，由于在間壁14最外周，保護層21與遮光層16是處于非接觸狀態(tài)，所以不會產(chǎn)生這樣的問題，能夠使保護層21的傾斜變得平穩(wěn)。
(2.電光學(xué)裝置)圖3是本發(fā)明的第一實施方案中電光學(xué)裝置的液晶顯示裝置一例的剖面圖。這里對彩色液晶顯示裝置加以說明。該彩色液晶顯示裝置300，由于使用了上述的濾色膜層200，所以能夠使像素間著色材料的干燥與固化在均勻的條件下進行，從而使像素間各像素的干燥與固化后著色材料的膜的厚度均勻。而且，由于彩色液晶顯示裝置300，使用了上述的濾色膜層200，能夠使保護層21平坦，液晶層37的分布均勻。其結(jié)果是，該彩色液晶顯示裝置300，像素間各像素的發(fā)光特性均勻，從而能夠表示出畫質(zhì)良好的圖像。
該彩色液晶顯示裝置300，由濾色膜層200與對向的基板38相組合，在二者之間再封入液晶組成物37所構(gòu)成。在彩色液晶顯示裝置300的對向基板38的內(nèi)側(cè)面上，形成有方陣狀的TFT(薄膜晶體管)元件或TFD(薄膜二極管)元件(圖中未顯示)、與像素電極32。而且，作為另一方的基板，在與像素電極32相對向的位置上，設(shè)置有像素電極22及配列著紅、綠、藍著色層20的濾色膜層200。
在基板38與濾色膜層200相對向的各自的面上，形成有定向膜26、36。這些定向膜26、36經(jīng)搓條處理，使其液晶分子朝一定方向排列。而且，在對向基板38與濾色膜層200的外側(cè)面上，分別接合著偏光板29、39。還有，作為背光，一般是使用熒光燈(圖中未顯示)與散亂板的組合。液晶組成物37對背光透過率的變化作為光快門的功能而進行表示。
(3.濾色膜層及電光學(xué)裝置的制造方法)圖4與圖5是所述濾色膜層制造工序的剖面圖。基于這些圖，對濾色膜層的制造方法加以詳細說明。
(3-1洗凈工序)準(zhǔn)備由厚度為0.7mm、長38cm、寬30cm的無堿玻璃所構(gòu)成的平坦基板作為基板12(圖4S1)。將該基板12在堿溶液中用超聲波清洗，用純水沖洗后，在120℃進行干燥而得到清潔的表面。而且，還希望該透明基板12，能夠耐350℃的高溫，不易受酸、堿溶液的侵蝕，且能夠批量生產(chǎn)。作為透明基板12的材質(zhì)，除了玻璃基板之外，還可以使用塑料薄膜、塑料薄板等。
(3-2黑方陣圖案形成工序)(3-2a鉻圖案形成工序)在基板12的表面，用濺射法得到含鉻的金屬層16′(圖4S2a)。具體地講，以鉻作為靶材，進行反應(yīng)性濺射，形成在Cr2O3上疊層鉻的結(jié)構(gòu)。Cr2O3與鉻的合計平均膜厚為150nm。由于Cr2O3層的存在，使基板與鉻層的密切接合性提高。該金屬層16′在后面敘述的工序中所規(guī)定的區(qū)域內(nèi)形成圖案，具有設(shè)置開口部的黑方陣的功能。還有，作為黑方陣的材料，除了鉻之外，還可以使用鎳、鎢、鉭、銅、鋁等。
(3-2b光保護涂層)對基板實行熱鍍層后，經(jīng)80℃、5分鐘的干燥，在金屬層16′的表面形成正類型的光學(xué)保護層R1(圖4S2b)。例如以2000～3000rpm的旋轉(zhuǎn)涂層法形成光學(xué)保護層OFPR-800(東京應(yīng)化制)，保護層的膜厚為1.7μm。在基板上形成的光學(xué)保護層，實行熱鍍層后，經(jīng)80℃、5分鐘的干燥。
(3-2c暴光及顯影)在該光學(xué)保護層R1的表面，密切接合描畫有所希望形狀圖案的掩膜，實施紫外線暴光。接著，將其浸漬于含重量比8％氫氧化鉀的堿性顯影液中，將未暴光部分的光學(xué)保護膜去除，使光學(xué)保護層R1形成圖案(圖4S2c)。開口部的形成圖案，可以在鑲嵌配置、三角形配置、條紋配置等中進行適當(dāng)?shù)倪x擇。開口部的形狀也不限于矩形，也可以是與墨滴形狀相吻合的圓形。
(3-2d鉻侵蝕)接著，使用以鹽酸為主要成分的侵蝕液，侵蝕去除露出的金屬層16′，形成圖像13的開口部(圖4S2d)。
(3-2e光學(xué)保護層剝離)
而且，對由保護層的顯影而得到的保護層圖案，通過有機剝離器的藥液處理或氧氣等離子體的拋光處理，從鉻膜剝離，使劃分的鉻圖案在基板上露出。這樣就能夠得到具有所規(guī)定方陣圖案的遮光層(黑方陣16(圖4S2e)。遮光層16的寬度約為20μm。
還有，如圖1中說明的那樣，在像素形成區(qū)域外側(cè)的周圍區(qū)域，以約10像素的寬度形成不賦予像素表示的所述虛擬像素13′。關(guān)于虛擬像素13′，遮光層16的寬度較大，而開口部的面積變小。
(3-3隔柵圖案形成工序)(3-3a隔柵材料涂層)進而，在該基板上，以2000～3000rpm的旋轉(zhuǎn)涂層法形成負類型的透明堿系感光性樹脂組成物18(圖4S3a)。
(3-3b暴光及顯影)將該感光性樹脂組成物18進行100℃、20分鐘的預(yù)烘干后，使用描畫有規(guī)定方陣圖案的掩膜，實施紫外線暴光。對未暴光部分的樹脂，使用堿性顯影液進行顯影，用純水沖洗后，進行旋轉(zhuǎn)干燥，再進行100℃、30分鐘的烘干作為最終干燥，使樹脂部分充分固化，形成隔柵層17，并形成由遮光層16與隔柵層17所構(gòu)成的間壁14(圖4S3b)。該隔柵層17的作用是，作為隔開應(yīng)賦予墨的各像素13的隔柵，防止相鄰各像素13的墨的混色。該隔柵層17的厚度平均為2.5μm，寬度約為14μm。
(3-3c表面處理)進而，通過對基板12及間壁14進行以下的等離子體處理，賦予基板12以親墨性，賦予間壁14以防墨性。由于間壁14的上部(隔柵層17)由絕緣有機材料構(gòu)成，而基板12是有玻璃等無機材料所構(gòu)成，所以通過導(dǎo)入含氟氣體對基板表面進行等離子體處理，能夠得到上述效果。具體說來，在容量結(jié)合型的離子體處理中，將導(dǎo)入氣體流入反應(yīng)室，使一側(cè)的電極與基板12相接續(xù)，而另一側(cè)的電極則面向基板12的表面，施加電壓。
首先，在作為導(dǎo)入氣體的氧氣的流量為500SCCM、功率為0.1W/cm2～1.0W/cm2、壓力為1torr的條件下進行10～30秒的等離子體處理。在該工序中對像素13的開口部實行拋光處理，使露出表面的基板12活性化，得到親墨性。
接著，在作為導(dǎo)入氣體的氟化碳(CF4)的流量為900SCCM、功率為0.1W/cm2～1.0W/cm2、壓力為1torr的條件下進行600～3600秒的等離子體處理。由該工序中可以使隔柵層17的表面能量下降，使其容易排斥墨。所以能夠在使基板12的表面保持親墨性的同時，使隔柵層17成為半永久性的防墨性。
還有，在使用氟化物氣體進行等離子體處理的情況下，也可以使用氟化氮(NF3)、氟化硫(SF4)等來取代氟化碳。而且，在使用氧氣等離子體使隔柵層17活化后，還可以通過熱處理使其恢復(fù)原來的防水性。
通過上述表面處理工序，能夠使基板表面改質(zhì)，特別是，希望能夠?qū)⒛c隔柵層17的接觸角(潤濕角)設(shè)定在30～60度之間，將墨與基板12的接觸角設(shè)定在30度以下。
(3-4著色層形成工序)(3-4a墨的導(dǎo)入)在形成所述開口部的各像素13與虛擬像素13′中，以噴墨的方式導(dǎo)入著色材料的墨，使像素與虛擬像素著色為R、G、B(圖5S4a、4b、4c)。由于對間壁14的上部進行了防水性處理，所以能夠防止墨超出隔柵而流如相鄰的開口部，或者是墨的相混。
在噴墨式的記錄磁頭中，使用具有壓電效果的精密磁頭，在每一個著色形成部中，選擇性地濺噴7.0微微(皮可，10-12)升程度的微小墨滴。驅(qū)動頻率為14.4kHz，即各墨滴的吐出間隔設(shè)置為9.5毫秒。頭與靶的距離設(shè)置為0.3mm。為了防止由頭到作為靶的著色層形成部的飛翔速度的飛行彎曲，即被稱為“衛(wèi)星”的分裂迷走滴的發(fā)生，驅(qū)動頭的壓電元件的電壓及其波形比墨滴的物性更為重要。所以，以按預(yù)先條件設(shè)定波形的程序，分別涂敷紅、綠、藍三種顏色，形成所規(guī)定的配色模式。
這樣，在將多種墨(紅、綠、藍)導(dǎo)入同一基板上分別的像素中時，可以將三種墨同時涂敷，也可以在基板的所規(guī)定的像素中導(dǎo)入第一墨后進行預(yù)烘干，之后再在導(dǎo)入第一墨的像素之外的所規(guī)定的像素中導(dǎo)入第二墨后進行預(yù)烘干，進而再導(dǎo)入第三墨。
作為墨，例如可以使用在將聚亞安酯樹脂顏料分散后，加入作為低沸點溶劑的環(huán)己胺及醋酸丁基合成橡膠，與作為高沸點溶劑的丁基卡必醇丙烯酸酯，進而再加入作為分散劑的重量1％的非離子系界面活性劑，而成為粘度為6～8厘泊的物質(zhì)。
在本實施方案中由于隔柵層17的側(cè)面比遮光層16的側(cè)面向內(nèi)縮，所以在遮光層上形成臺階。因此，在著色形成部形成了墨層時，即使墨層的一部分超出了隔柵層，該墨也會停留在由遮光層的露出面與隔柵層的側(cè)面所構(gòu)成的臺階上，能夠防止向相鄰的著色形成部中基板露出面上的流入。其結(jié)果是能夠防止由于摸的混合而引起的著色層混色的發(fā)生。
這里，即使是對于不賦予圖像表示的所述虛擬像素13′，也給予與通常像素13相同液量的墨。由于虛擬像素13′的像素密度與通常像素13的像素密度相同，所以對于單位面積的基板，所給予的墨量也相同。由此能夠使得對于濾色膜層內(nèi)給予像素13的墨的干燥條件均勻。
(3-4b干燥工序)接著，對涂敷的墨進行干燥。首先，在自然氣氛中放置3小時，對著色層20進行定型，之后在60℃的熱板上加熱40分鐘。在紅、綠、藍三種顏色不是同時，而是分別順次涂敷的情況下(圖5S4a、4b、4c)，該預(yù)烘干工序是每涂一種墨后進行。
最后在烤爐中加熱至200℃，30分鐘，對著色層20進行固化處理，得到厚度為1.0μm的著色層20。
(3-5.保護層形成工序)(3-5a.涂層)干燥終了后，在形成墨膜的濾色膜層的基板上，形成保護層21(圖5S5a)。該保護層21的作用是使濾波器的表面平坦化。保護層21的形成，可以采用旋轉(zhuǎn)涂層、輥涂、浸漬涂層、噴墨法等。例如以2000～3000rpm的旋轉(zhuǎn)涂層法形成覆蓋像素13與間壁14全體，自基板12的高度為2～3mμ的保護層。作為保護層21的成分，可以使用光固化樹脂、熱固性樹脂、光熱并用型樹脂、由沉積或濺射法形成的無機材料等，考慮到作為濾色膜層使用情況下的透明性，只要是能夠經(jīng)受其后的IT成項工序、定向膜形成工序的物質(zhì)，都可以使用。
由于該保護層21也是為了覆蓋所述虛擬像素13′而形成，所以保護層21的表面全體平坦，液晶層的分布也變得均勻。
而且，保護層21相對于經(jīng)防水處理的間壁14的隔柵層17，密切接合性較低。所以，如圖所示，希望在像素形成區(qū)域的外側(cè)，形成波及露出基板12的保護層21。由此，可以加強保護層21與基板12的密切接合性，能夠防止保護層21的剝離。
(3-5b暴光及顯影)對保護層21旋轉(zhuǎn)涂層后，實行暴光及顯影，將該保護層21中基板周圍邊緣的部分除去(圖5S5b)。在除去的部分形成取出后面接頭的部分。
(3-5c加熱處理)接著，在一定溫度(例如220℃)和一定的時間(例如60分鐘)對保護層21加熱，使其干燥，形成濾色膜層200。
(3-6ITO形成工序)圖6與圖7是所述液晶顯示裝置制造工序的剖面圖。
在濾色膜層200的保護層21上，用濺射或沉積等公知的方法形成作為電極層的ITO(Indium Tin Oxide)層22′，該ITO層將保護層21全部覆蓋，厚度為300nm(圖6S6)。進而，再在ITO上用反應(yīng)性濺射法形成由SiO2構(gòu)成的、厚度為10nm的絕緣膜(圖中未表示)。
(3-7ITO侵蝕工序)(3-7a光保護涂敷)接著，對所述ITO層22′及絕緣膜實行影印石版工序。在該影印石版工序中，首先，以2000～3000rpm的旋轉(zhuǎn)涂層法，在基板上形成的SiO2/ITO膜的全體表面上涂敷厚度為1.7μm的保護涂層R2(圖6S7a)。
(3-7b暴光及顯影)其后，進行使用光面罩(photo mask)的暴光及顯影，形成保護面罩(regist mask)(圖6S7b)。
(3-7c侵蝕及保護涂層剝離)接著，以保護涂層R2作為面罩對SiO2/ITO膜實行侵蝕，在對像素電極22實行圖案形成之后，用堿溶液將保護面罩去除(圖6S7c)。
(3-8定向膜形成工序)接著，在基板的表面形成定向膜26。定向膜26，例如可以用苯胺印刷法涂敷厚度為75nm的聚酰亞胺，再經(jīng)190℃的燒成而形成(圖6S8、9)。不僅對濾色膜層200，而且對基板38也實行同樣的工序，形成定向膜36(圖中未表示)。
(3-9搓條工序)接著，對所述定向膜實行一軸取向處理(搓條處理)，使后面封入的液晶分子按一定的方向排列。
(3-10隔離物散布工序)接著，在定向膜26散布隔離物31(圖7S10)。隔離物的粒徑為3.5μm。
(3-10密封材料印刷工序)接著，在保護層21上的周圍邊緣部印刷密封材料33(圖7S11)。在該密封材料印刷工序中，在密封材料33的一部分形成作為液晶注入口的間隙。在該密封材料印刷工序中，可以使用絲網(wǎng)印刷等技術(shù)，在密封材料33印刷后，在160℃的溫度燒成。
(3-12組裝工序)接著，將濾色膜層200與相對面的基板38對面貼合(圖7S12)。
將這樣貼合而得到的面板切斷成長方形。在該長方形切斷工序中，后面分割時成為液晶面板與長方形為一列、相連的狀態(tài)。
(3-13液晶注入工序)接下來，在長方形面板的間隙(濾色膜層200與基板38的間隙)內(nèi)注入液晶(圖7S13)。在該注入、密封工序中，將面板放入液晶注入裝置的處理室內(nèi)所規(guī)定的位置。接著，將處理室抽真空，使濾色膜層200與基板38之間所夾持的間隙成為真空。接著，移動儲存有液晶的容器，使液晶注入口處于浸入容器內(nèi)液晶的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，將處理室向大氣開放，解除真空狀態(tài)時，由于濾色膜層200與基板38之間所夾持的間隙內(nèi)維持真空狀態(tài)，液晶就會由液晶注入口而被吸入。
在這樣液晶37的注入終了后，用紫外線固化樹脂所構(gòu)成的密封劑將液晶注入口密封。在注入、密封工序結(jié)束后，將長方形面板上所粘附的液晶清洗。
接著，將長方形的面板切斷為單個的液晶面板。隨后，將單個的液晶面板進行清洗，以去除上面所粘附的玻璃粉等。
接著，在濾色膜層200與相對面的基板38的外側(cè)表面，分別貼附如圖3所示的偏光板29及39。
而且在隨后的最終檢查工序中，通過柔韌性配線基板供給所規(guī)定的檢查信號，進行各像素的全部點燈或部分點燈的檢查，完成液晶顯示裝置300。
(4.EL顯示裝置)下面對本發(fā)明中電光學(xué)裝置的另一例，EL(電發(fā)光)顯示裝置301加以說明。圖8表示了本發(fā)明的第一實施方案中的顯示裝置。
本實施方案中的EL顯示裝置，設(shè)置有由玻璃等構(gòu)成的透明基體302、呈方陣狀配置的發(fā)光元件、以及密封基板。
(4-1.基體)基體302劃分為位于基體302中央位置的顯示區(qū)域302a、與位于基體302周圍邊緣，設(shè)置在顯示區(qū)域302a外側(cè)的非顯示區(qū)域302b。
顯示區(qū)域302a，是由在基體上配置的發(fā)光元件所構(gòu)成的區(qū)域，也稱為有效顯示區(qū)域。而在非顯示區(qū)域302b中，形成有與顯示區(qū)域302a相鄰接的虛擬區(qū)域302d。
根據(jù)本實施方案，由于在虛擬區(qū)域內(nèi)也形成有功能層，所以在各像素中，像素之間的功能層的厚度就均勻。其結(jié)果是，該EL顯示裝置301，各像素中像素之間的發(fā)光特性均勻，能夠進行良好的圖像表示。
(4-2電路元件)而且，如圖8(b)所示，在由發(fā)光元件及隔柵層所構(gòu)成發(fā)光元件部311與基體302之間設(shè)置有電路元件部314，該電路元件部314設(shè)置有掃描線、信號線、保持電容、開關(guān)用薄膜晶體管、驅(qū)動用薄膜晶體管423等。
(4-3陰極)而且，陰極312的一端與基體302上形成的陰極用配線312a相接續(xù)，該配線的一端部與柔韌性基板305上的配線305a相接續(xù)。而且，配線305a與柔韌性基板305上設(shè)置的驅(qū)動IC(驅(qū)動電路)306相接續(xù)。
(4-4電源線)而且，如圖8a及圖8b所示，在電路元件部314的非顯示區(qū)域302b中，配置有電源線403R、403G、及403B。
(4-5驅(qū)動電路)還有，在顯示區(qū)域302a的兩側(cè)，配置有掃描側(cè)驅(qū)動電路405、405。該掃描側(cè)驅(qū)動電路405、405設(shè)置在虛擬區(qū)域302d下側(cè)的電路元件部314內(nèi)。進而在電路元件部314內(nèi)，還設(shè)置有與掃描側(cè)驅(qū)動電路405、405相接續(xù)的驅(qū)動電路用控制信號配線405a與驅(qū)動電路用電源配線405b。
(4-6檢查電路)進而在非顯示區(qū)域302b中設(shè)置有檢查電路(圖中未表示)。由該檢查電路，能夠?qū)χ圃爝^程中或出廠時顯示裝置的品質(zhì)、缺陷等進行檢查。
(4-7密封部)而且，如圖8b所示，在發(fā)光元件部311上設(shè)置有密封部303。該密封部303，由基體302上涂敷的密封樹脂603與密封基板604所構(gòu)成。密封樹脂603由熱固性樹脂或紫外線固化樹脂等多構(gòu)成，特別是希望是由熱固性樹脂的一種，環(huán)氧樹脂所構(gòu)成。
密封基板604是由金屬或玻璃等所構(gòu)成，通過密封樹脂603而與基體302相接合，其內(nèi)部形成有能夠收容表示元件310的凹部604a。在凹部604a中，貼附有吸收水、氧氣等的吸氣劑getter 605。
(4-8顯示區(qū)域的全體構(gòu)成)圖9表示了裝置中顯示區(qū)域截面結(jié)構(gòu)的放大圖。在該圖9中表示了3個像素。顯示區(qū)域301，由在基體上形成TFT等電路的電路元件部314、與形成功能層410的發(fā)光元件部311順次疊層而構(gòu)成。
在該顯示裝置中，由功能層410向基體302發(fā)出的光，透過電路元件部314及基體302，從基體302的下側(cè)射出。而且，由功能層410向基體302的反對一側(cè)所發(fā)出的光，則由陰極312所反射，透過電路元件部314及基體302，從基體302的下側(cè)射出。
(4-9電路元件部)在電路元件部314中，形成由基體302上的硅的氧化膜所構(gòu)成的基礎(chǔ)保護膜302c。在該基礎(chǔ)保護膜302c上，形成由多晶硅構(gòu)成的島狀半導(dǎo)體膜441。而且，在該半導(dǎo)體膜441上，由高濃度磷離子的射入而形成源區(qū)域441a及排出區(qū)域441b。還有，未導(dǎo)入磷的部分成為頻道區(qū)域441c。
進而，在電路元件部314中，形成覆蓋基礎(chǔ)保護膜302c及半導(dǎo)體膜441的透明柵絕緣膜442，在柵絕緣膜442上形成柵電極443(掃描線)。在柵電極443及柵絕緣膜442上形成透明的第一層間絕緣膜444a與第二層間絕緣膜444b。柵電極443設(shè)置在與半導(dǎo)體膜441的頻道區(qū)域441c相對應(yīng)的位置。
而且，還形成有貫通第一、第二間絕緣膜444a、444b，分別與半導(dǎo)體膜441的源區(qū)域441a及排出區(qū)域441b相接續(xù)的接觸孔445、446。
這樣，在第二層間絕緣膜444b上，以所規(guī)定的形狀模式形成由ITO等所構(gòu)成的透明像素電極411，一方的接觸孔445則與該像素電極411相接續(xù)。
而且，另一個接觸孔446與電源線403相接續(xù)。
這樣做，在電路元件部314中，就形成與各像素電極411相接續(xù)的薄膜晶體管423。
(4-10發(fā)光元件部)發(fā)光元件部311，由多個像素電極411上的各自疊層的功能層410、與各像素電極411及功能層410相鄰接，由像素電極411及功能層410所劃分的間壁412、以及功能層410上形成的陰極312為主體所構(gòu)成。由這些像素電極(第一電極)411、功能層410、以及陰極312(對向電極)構(gòu)成發(fā)光元件。
這里，像素電極411，例如可以由ITO所構(gòu)成，希望形成在平面視圖上略呈矩形的模式。希望該像素電極411的長度為50～200nm，特別希望為150nm。各像素電極411之間，設(shè)置有間壁412。
間壁412由位于基體302側(cè)的無機物隔柵層412a(第一隔柵層)、與離開基體302的有機物隔柵層412b(第二隔柵層)疊層而構(gòu)成。
無機物隔柵層412a，例如希望由SiO2、TiO2等無機物所構(gòu)成。該無機物隔柵層412a的厚度，希望為50～200nm，特別希望為150nm。
進而，有機物隔柵層412b，例如希望由丙烯樹脂、聚酰亞胺樹脂等具有耐熱性、耐溶劑性的物質(zhì)所構(gòu)成。該有機物隔柵層412b的厚度，希望為0.1～3.5μm，特別希望為2μm。
(4-11功能層)功能層410，由像素電極411上疊層的孔穴注入/輸送層410a、以及與孔穴注入/輸送層410a相鄰接而形成的發(fā)光層410b所構(gòu)成。
孔穴注入/輸送層410a，在具有將孔穴注入發(fā)光層410b的功能的同時，還具有使孔穴在孔穴注入/輸送層410a內(nèi)輸送的功能。由于這樣的孔穴注入/輸送層410a設(shè)置在像素電極411與發(fā)光層410b之間，所以能夠提高發(fā)光層410b的發(fā)光效率，壽命等元件特性。而且，在發(fā)光層410b中，由孔穴注入/輸送層410a注入的孔穴，與由陰極312注入的電子在發(fā)光層再結(jié)合而得到發(fā)光。還有，孔穴注入/輸送層410a，除了具有像素電極411上的平坦部410a1之外，還可以具有沿著間壁412所形成的周圍邊緣部410a2。
發(fā)光層410b具有發(fā)出紅色光的紅色發(fā)光層410b1、發(fā)出綠色光的綠色發(fā)光層410b2、以及發(fā)出藍色光的藍色發(fā)光層410b3，這些發(fā)光層，例如可以是條紋配置。
(4-12陰極)陰極312，在發(fā)光元件部311的全面上形成，起著對像素電極411及功能層410流過電流的作用。該陰極312，例如可以由鈣層與鋁層的疊層而構(gòu)成。此時，希望將距離發(fā)光層近的一側(cè)陰極的功函數(shù)設(shè)置得較低。
(4-13變形例)還有，在上述的例中，由功能層410所發(fā)出的光，是從基體302的下側(cè)而射出(即底部發(fā)射)。與此相比，作為陰極312，是由透明的材料所構(gòu)成，能夠使發(fā)出的光從陰極312的側(cè)面射出(即頂部發(fā)射)。
在這種情況下，作為透明的材料，可以使用ITO、Pt、It、Ni、或Pd等。希望膜的厚度為75nm左右，更希望能夠比該厚度更薄。而且，僅體302則沒有必要使用透明的材料。進而，像素電極411則使用高反射材料。在像素電極411為上述同樣的陽極的情況下，像素電極中，例如可以使用Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Ta、W、Au等功函數(shù)大、反射率高的材料。
在陰極312上形成保護膜。在頂部發(fā)射的情況下，希望保護膜均勻，能夠使各像素中像素間的發(fā)光特性均勻。在本實施方案中，由于設(shè)置有虛擬像素，所以能夠在像素形成區(qū)域形成均勻的保護膜。因此，具有像素之間的發(fā)光特性一定，能夠進行良好表示的優(yōu)點。
(等離子體顯示裝置)圖10的本發(fā)明的另一個實施方案中的顯示裝置，即等離子體型顯示裝置的基本概念圖。圖11是等離子體型顯示裝置的分解立體圖。
本實施方案的顯示裝置500，與前面所述實施例中同樣設(shè)置有濾色膜層，由濾色膜層31配置的觀察側(cè)而構(gòu)成。顯示裝置500，由相互對面配置的玻璃基板501與濾色膜層31、以及在它們之間形成的放電顯示部510所概略構(gòu)成。濾色膜層31，在基板502上形成間壁503及著色層506，進而再設(shè)置覆蓋它們的保護層507所構(gòu)成。
放電顯示部510，集合有多個放電室516，多個放電室516中，有3個放電室516成對構(gòu)成一個像素而配置。所以各放電室516設(shè)置得與前面的濾色膜層31的各著色部相對應(yīng)。
在所述基板501的上面以所規(guī)定的間隔形成有條紋狀的地址電極511，還形成覆蓋這些地址電極511與基板501上面的介電體層519。進而在介電體層519上，形成位于地址電極511、511之間，沿著各地址電極511的隔離壁515。還有，在隔離壁515中的長度方向所規(guī)定的位置，在與地址電極511垂直的方向，也以所規(guī)定的間隔進行分割(圖中表示省略)?；旧鲜怯稍诘刂冯姌O511寬度方向左右兩側(cè)相鄰接的隔離壁、以及在與地址電極511垂直方向上延長設(shè)置的隔離壁所分割，形成長方形的區(qū)域。與該長方形的區(qū)域相對應(yīng)，形成放電室516。而且，在由隔離壁515所劃分的長方形區(qū)域的內(nèi)側(cè)，形成熒光體517。
接著，在濾色膜層31一側(cè)，在與前面的地址電極511相垂直的方向上(圖10中，為了圖示的協(xié)調(diào)，地址電極的方向與實際不同)，以所規(guī)定的間隔形成多個條紋狀的表示電極512。還形成覆蓋這些表示電極512的介電體層513，進而形成由MgO等所構(gòu)成的保護膜514。
這樣，所述基板501與濾色膜層31的基板502，相互對面貼合有相互垂直的多個地址電極511與表示電極512。通過對由基板501、隔離壁515、以及在濾色膜層31一側(cè)所形成的保護膜514所圍成的空間部分的排氣與導(dǎo)入惰性氣體，而形成放電室516。還有，在濾色膜層31一側(cè)所形成的表示電極512，是對各放電室分別配置2根而形成。
地址電極511幾表示電極512與圖中省略的交流電源相接續(xù)，通過各電極的通電，使在必要位置的放電部510中的熒光體受到激勵，而發(fā)出白色的光。通過濾色膜層31來觀察該發(fā)光，就可以得到彩色的表示。
(6.電子機器)接著，對設(shè)置有所述顯示裝置的電子機器的具體例加以說明。由于這些電子機器使用了所述各實施方案中的顯示裝置作為顯示部，所以像素之間的著色材料的干燥及固化能夠在均勻的條件下進行，像素之間各像素中干燥及固化后著色材料的膜厚就均勻，可以表示出質(zhì)量良好的圖像。
圖12(a)是表示手機一例的立體圖。符號600表示手機本體，符號601表示使用了所述顯示裝置的顯示部。
圖12(b)是表示文字處理機、筆記本電腦等攜帶型信息處理裝置的一例的立體圖。
如圖所示，使用了所述顯示裝置的顯示部702，設(shè)置在信息處理裝置700中。而且，信息處理裝置700還設(shè)置有鍵盤等輸入部701。
該信息處理裝置700，設(shè)置有信息處理裝置本體703，該本體包含表示信息輸出源、表示信息處理電路、時鐘發(fā)生電路等各種電路、以及由對這些電路供給電力的電源電路等所構(gòu)成的顯示信號生成部。在顯示裝置中，例如由顯示信號生成部根據(jù)輸入部701所輸入信息而生成的顯示信號的供給，而形成顯示圖像。
圖12(c)是手表型電子機器一例的立體圖。符號800表示手表本體，801表示使用所述顯示裝置的顯示部。
在這些電子機器的制造中，構(gòu)成設(shè)置有驅(qū)動IC(驅(qū)動電路)的顯示裝置，再將這些顯示裝置組裝入手機、攜帶型信息處理裝置、手表型電子機器等中即可。
作為本實施方案中組裝有電光學(xué)裝置的電子機器，并不限于上述，還可以舉出的例子有電子筆記本、呼機、POS終端、IC卡、微型磁盤播放機、液晶放映機、以及工程工作站、電視、探視器型或直視監(jiān)視器monitor型的磁帶錄像機、小型電子計算機、汽車導(dǎo)航裝置、設(shè)置觸摸面板的裝置、游戲機等電子機器。
根據(jù)本發(fā)明，能夠控制液體狀物質(zhì)干燥及固化后品質(zhì)(體積、表面高度及表面平坦性)的差異，從而提供沒有顏色不均勻、色調(diào)不均勻、光度不均勻的濾色膜層。而且，根據(jù)本發(fā)明，還可以提供保護膜平坦、其上形成的液晶層等分布均勻的濾色膜層。
權(quán)利要求
1.一種濾色片，包括由形成在基板的形成區(qū)域上的間壁彼此劃分的多個像素，所述像素包括第一著色層，第一著色層具有一定數(shù)量的顏色材料；和由間壁彼此劃分的多個虛擬像素，所述虛擬像素包括第二著色層，第二著色層具有基本與第一著色層顏色材料的數(shù)量相同的一定數(shù)量的顏色材料，所述像素成為圖像顯示中起作用的顯示要素，并使各所述像素中光的透過特性基本均勻，所述虛擬像素成為圖像顯示中不起作用的要素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾色片，在形成所述像素區(qū)域的外側(cè)區(qū)域形成有所述虛擬像素，賦予每一個所述像素一定數(shù)量的顏色材料，每一個所述虛擬像素的顏色材料的數(shù)量基本與每一個所述像素的顏色材料的數(shù)量基本相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的濾色片，每一個所述虛擬像素形成有比每一個所述像素的開口部小的開口部。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的濾色片，賦予所述像素的顏色材料與賦予所述虛擬像素的顏色材料的數(shù)量在所述基板的每個單元內(nèi)基本相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾色片，在形成有所述像素區(qū)域的外側(cè)區(qū)域形成有所述虛擬像素，并形成有覆蓋所述像素及所述虛擬像素的保護膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的濾色片，每一個所述虛擬像素形成有比每一個所述像素的開口部小的開口部。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的濾色片，形成的所述保護膜也覆蓋所述間壁的形成區(qū)域外側(cè)的區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的濾色片，形成的所述保護膜與所述間壁的形成區(qū)域外側(cè)的基板露出區(qū)域相密切接合。
9.一種包括權(quán)利要求1所述的濾色片的電光學(xué)裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電光學(xué)裝置，在所述濾色片上，還包括有可選擇性透光的液晶層。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電光學(xué)裝置，其特征在于在所述濾色片上，還包括有可選擇性透光的放電顯示部分。
12.一種具有權(quán)利要求9所述的電光學(xué)裝置的電子機器。
13.一種濾色片，包括由形成在基板的形成區(qū)域上的間壁彼此劃分的像素，以便包括多個墨的顏色要素，使各像素的光透過性在各所述像素之間基本均勻，所述間壁包括無機遮光層和形成在遮光層頂部的有機隔柵層，所述隔柵層的最外部延伸到所述遮光層的最外部，并且所述隔柵層與所述基板接觸。
全文摘要
本發(fā)明提供一種濾色膜層及電光學(xué)裝置，濾色膜層是一種具有由形成在基板(12)上的間壁(14)劃分而成的，由多色墨形成的色要素所構(gòu)成的像素(13)的濾色膜層(200)，在所述像素(13)形成區(qū)域的外側(cè)形成有虛擬像素(13′)。賦予每一個所述像素(13)的墨與賦予每一個所述虛擬像素(13′)的墨的墨量幾乎相同。而且，使所形成的覆蓋所述像素(13)的保護膜(21)，也同時覆蓋虛擬像素(13′)。
文檔編號G02B5/20GK1755457SQ20051011365
公開日2006年4月5日 申請日期2002年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月1日
發(fā)明者木口浩史, 有賀久, 片上悟 申請人:精工愛普生株式會社