TWI530734B - 彩色濾光片基板、液晶顯示裝置、及彩色濾光片基板之製造方法 - Google Patents

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Description

彩色濾光片基板、液晶顯示裝置、及彩色濾光片基板之製造方法
本發明係有關彩色濾光片基板、液晶顯示裝置及彩色濾光片基板之製造方法。
一般的液晶顯示裝置所具備的液晶面板係具有藉由2個基板包夾液晶層的構成。2個基板各自包含例如像玻璃等的透明基板。在液晶面板的表面側及背面側設置有偏光板，或偏光板及相位差板。
有機電致發光顯示裝置(以下，稱為有機EL顯示裝置)具備取代液晶的發白色光的有機EL。有機EL顯示裝置透過具備含有紅色濾光片、綠色濾光片、藍色濾光片的彩色濾光片，而可進行彩色顯示。有機EL顯示裝置係用作為高精細顯示器。
專利文獻1(日本特開2006-139058號公報)及專利文獻2(國際公開WO2007/148519號)揭示一種包含紅色濾光片、綠色濾光片及藍色濾光片且綠色濾光片小於紅色濾光片及藍色濾光片的彩色濾光片。然而，專利文獻1、2並未揭示以1/2畫素寬度的綠色濾光片分別區分紅色濾光片、藍色濾光片的方式用2倍的線數(若設1/2畫素 為圖素則為2倍的圖素數)構成之技術。專利文獻2中，可利用藍色濾光片和黃色濾光片來補償綠色濾光片的顯示，從白平衡的觀點考量有必要相對地加大紅色濾光片的面積。專利文獻1、2並未揭示立體畫像顯示、觸控感測、使用光感測器的色分離。
可3D顯示(立體顯示)或可控制視角的液晶顯示裝置係使用背光單元或外部光源進行畫像顯示。可3D顯示或可控制視角的液晶顯示裝置，係因應顯示目的來控制光從液晶面板的表面朝觀察者側(外部側)射出的角度。
以可3D顯示的液晶顯示裝置或顯示器裝置而言，採用各式各樣的顯示方式。3D顯示方式包含例如使用眼鏡的方式、不使用眼鏡的方式。使用眼鏡的方式包含例如利用顏色不同的互補色方式或利用偏光的偏光眼鏡方式等。在使用眼鏡的方式中，3D顯示時觀察者必須要戴上專用的眼鏡，很麻煩。故而，在近年來的3D顯示中，企盼不使用眼鏡的方式有變強的趨勢。
為了調整從液晶面板對單數的觀察者(以下，有記載成「兩眼式」的情形)或複數個觀察者(以下，有記載成「多眼式」的情形)射出光的角度，正研究在液晶面板的表面或背面設置光控制元件的技術。在不使用眼鏡的方式之液晶顯示裝置中有使用光控制元件的情形。
作為光控制元件的一例，係使用將光學透鏡作2D排列，實現規則的折射之扁豆狀透鏡(lenticular lens)。扁豆狀透鏡係將透明樹脂等加工成片狀所形成，有藉由貼附於液晶顯示裝置的表面或背面作使用的情形。
專利文獻3(日本專利第4010564號公報)，專利文獻4(日本專利第4213226號公報)揭示使用扁豆狀透鏡或雙凸透鏡狀螢幕的3D顯示技術。
專利文獻5(日本特開2010-210982號公報)揭示在裸視下的3D顯示所用的視差屏障。專利文獻5的第[0016]及[0060]段揭示在視差屏障與彩色濾光片之間具備透光膜，以確保3D顯示所需的視差屏障與彩色濾光片之間隔。然而，專利文獻5所揭示的視差屏障主要是導電性，並未揭示藉彩色濾光片通常形成的黑色矩陣與該視差屏障之關係以謀求增加開口率。例如，在專利文獻5的圖9中，視差屏障被配置在與彩色濾光片(藍色濾光片、綠色濾光片、紅色濾光片)的一部分重疊的位置，有穿透率降低的情形。專利文獻5的圖10推測是畫素剖面構造。在該專利文獻5的圖10中圖示出黑色矩陣。然而，專利文獻5的圖10中，視差屏障形成橫切彩色濾光片。在該情況下，可想像穿透率會降低。又，如專利文獻5，在視差屏障具導電性的情況下，因該視差屏障之導電性的影響，而難以適用內嵌(in-cell)式的靜電電容方式之觸控感測。
對液晶顯示畫面直接輸入的方式包含：表嵌(on-cell)式，其係將具有感測機能的觸控面板設置在液晶面板的前面，藉由該觸控面板受理輸入；內嵌式，其 係將感測機能作為矩陣狀配置的感測器而形成於液晶顯示裝置的陣列基板或彩色濾光片基板，並設置於液晶胞內。
專利文獻6(日本特開平10-171599號公報)中，在表嵌式所用的技術方面，已揭示電阻膜方式、電磁感應方式、靜電電容方式、光學式觸控面板。關於在液晶面板的表面配設觸控面板的表嵌式，觸控面板的厚度和重量被加到液晶顯示裝置的厚度和重量中一起計算，裝置整體的厚度及重量增加。此外，表嵌式會有因觸控面板的表面及觸控面板的內面之光反射而使液晶顯示品質降低的情形。
相對地，於液晶胞內設置感測器的內嵌式，因為可抑制液晶顯示裝置的厚度之增加與顯示品質之降低，所以較佳。在具有感測機能的感測器方面，光感測器的開發正進展中。
就資訊裝置所用的液晶顯示裝置而言，3D顯示的利用正在增加。例如，在3D顯示中，增加了實現對以3D顯示的按鈕之點擊感、防止手指輸入所產生的錯誤操作等之技術要求。為檢測手指輸入，使用了例如在上述那種液晶顯示裝置的表面表嵌式觸控面板的表嵌式。或為檢測手指輸入而使用在液晶面板內建有上述那種光感測器的內嵌式之情形。為防止內建光感測器的液晶顯示裝置因受溫度的影響及背光光源的影響而在手指輸入上發生錯誤操作，有需要對光感測器進行補償之情形。
在光感測器是使用具備由多晶矽或非晶矽所 形成的通道層之矽光電二極體的情況下，有因環境溫度等之變化產生暗電流而對觀測資料施加非觀測光的雜訊之情形。
專利文獻7(日本特開2002-335454號公報)、專利文獻8(日本特開2007-18458號公報)揭示使用進行暗電流的補償之光電二極體進行演算補償。該等專利文獻7、8揭示依據攝像元件的暗電流補償技術。
專利文獻9(日本特開2009-151039號公報)揭示透過依據第1受光元件與第2受光元件之檢測信號的演算以提升檢測信號的S/N比。然而，專利文獻9未揭示將可見光精度佳地進行色分離的技術。而且，如專利文獻9的請求項1所示，在第1受光元件之上設置有吸收可見光波段的光之光學濾光片部，更設置有吸收入射光並予以遮斷的遮光部，因而未就藍色光‧綠色光‧紅色光的色分離加以考慮。再加上，專利文獻9未揭示製造彩色濾光片基板所用的定向方法。專利文獻9所揭示的技術係如該專利文獻9的[0013]段落所記載，乃有關消除雜訊成分的觸控感測之技術。
專利文獻10(日本特開2010-186997號公報)揭示使用了氧化物半導體的光感測器(受光元件)技術。專利文獻10揭示適用於主要將有機物作為發光層使用的顯示器之光感測器技術。
專利文獻11(日本專利第4857569號公報)揭示適用於影像感測器，但在第1色的入色上適用乾蝕刻。專利文獻11未揭示將畫素排列設成拜爾排列，且以不同 的畫線寬形成線狀圖案。在拜爾排列中，綠畫素的隅角部分之再現性降低，例如，在液晶顯示裝置或有機EL顯示裝置中，有各色的面積比率變化，色平衡降低，在顯示時產生色斑的情形。在拜爾排列中，綠畫素的面積比率是紅畫素、藍畫素的2倍，因而難以適用於重視白平衡的液晶顯示裝置及有機EL顯示裝置。又，在拜爾排列的液晶顯示裝置及有機EL顯示裝置中，有難以確保文字(text)顯示的再現性或立體顯示的整合性之情形。引用文獻11亦未揭示在乾蝕刻彩色濾光片層的情況使用有機顏料所含之鹵素及金屬所造成的污染。引用文獻11未揭示在第2色以後的入色上是活用熱硬化時的流動性。
專利文獻12(日本特開2004-354662號公報)中，具有一濾光片和其他的濾光片重疊的部分。該2個濾光片重疊的部分從其他的部分突出，使彩色濾光片基板的平坦性降低。通常，彩色濾光片的膜厚大致在1.5μm到3μm的範圍。因此，2個濾光片重疊的部分，係形成至少1μm以上的突起，而有發生液晶之配向混亂或液晶畫質降低的情形。
本發明之目的在於提供一種實現高顯示精度和平坦性之彩色濾光片基板、液晶顯示裝置、及彩色濾光片基板之製造方法。
本發明之第1態樣的彩色濾光片基板係具備：透明基板，其具有有效顯示區域及包圍前述有效顯示區域的框緣區域；及第1彩色濾光片、第2彩色濾光片、 及第3彩色濾光片，其係在前述透明基板之上各個顏色不同且無間隙相互鄰接地以線狀的圖案形成，其中前述第1彩色濾光片係以區分前述第2彩色濾光片和前述第3彩色濾光片的方式配置，前述第1彩色濾光片的線寬為前述第2彩色濾光片及前述第3彩色濾光片的線寬的大約1/2，前述第1彩色濾光片、前述第2彩色濾光片、及前述第3彩色濾光片没有起因於具有不同顏色的至少2個彩色濾光片的重疊而在厚度方向形成突起。
在本發明第1態樣的彩色濾光片基板中，較佳為前述第1彩色濾光片係紅色濾光片或綠色濾光片。
在本發明第1態樣的彩色濾光片基板中，較佳為進一步具備遮光層，其中該遮光層係形成在前述第1彩色濾光片、前述第2彩色濾光片、及前述第3彩色濾光片之上，前述遮光層係含有作為遮光性色材的主材之有機顏料且具有可見光域遮光性及紅外光域穿透性。
在本發明第1態樣的彩色濾光片基板中，較佳為：前述遮光層所含的前述有機顏料的質量比率，相對於前述有機顏料整體的質量而言，紫色顏料為50~75%、黃色顏料為25~50%，或紅色顏料為30%以下。
在本發明第1態樣的彩色濾光片基板中，較佳為：前述遮光層所含的前述有機顏料的質量比率，相對於前述有機顏料整體的質量而言，紫色顏料為30~75%、黃色顏料為25~50%、或紅色顏料為30%以下，將綠色顏料或藍色顏料以10%以下的質量添加於前述遮光層。
在本發明第1態樣的彩色濾光片基板中，較佳 為：在前述框緣區域，形成有含有以碳作為遮光性色材的主材的遮光層。
在本發明第1態樣的彩色濾光片基板中，較佳為：在前述框緣區域具備含有以碳作為遮光性色材的主材的第1遮光層、與含有以有機顏料作為遮光性色材的主材的第2遮光層。
在本發明第1態樣的彩色濾光片基板中，較佳為：形成在前述有效顯示區域之彩色濾光片的厚度，係與形成在前述框緣區域之前述遮光層的厚度大致相同。
在本發明第1態樣的彩色濾光片基板中，較佳為：前述第1彩色濾光片、前述第2彩色濾光片、及前述第3彩色濾光片的線狀圖案為在俯視下縱向地連結複數個V字形狀而成的圖案。
本發明第2態樣的液晶顯示裝置係具備：上述第1態樣的彩色濾光片基板；陣列基板，其係隔著液晶層和前述彩色濾光片基板相對向；及背光單元，其係設置在前述陣列基板之配置有前述液晶層的位置之相反側的位置，前述第1彩色濾光片、前述第2彩色濾光片、及前述第3彩色濾光片的線狀圖案係形成在前述有效顯示區域和前述框緣區域，前述液晶層所含的液晶分子具有在未被施加液晶驅動電壓的狀態下與基板平面垂直的長軸。
本發明第3態樣的液晶顯示裝置係具備：上述第1態樣的彩色濾光片基板；陣列基板，其係隔著液晶層和前述彩色濾光片基板相對向；及背光單元，其係設置 在前述陣列基板之配置有前述液晶層的位置之相反側的位置，在對應於前述第1彩色濾光片的第1畫素具備1個液晶驅動元件，在對應於前述第2彩色濾光片的第2畫素具備2個液晶驅動元件，在對應於前述第3彩色濾光片的第3畫素具備2個液晶驅動元件。
在本發明第3態樣的液晶顯示裝置中，較佳為進一步具備處理部，其中該處理部對前述背光單元的發光時序和液晶驅動電壓施加時序進行控制或使之同步，以進行3D顯示。
在本發明第3態樣的液晶顯示裝置中，較佳為：進一步具備控制從前述背光單元射出之光的角度之角度控制部、及調整從液晶畫面射出之射出光的射出角之光控制元件。
在本發明第3態樣的液晶顯示裝置中，較佳為：前述液晶驅動元件係薄膜電晶體，前述薄膜電晶體具備包含鎵、銦、鋅、錫、鉿、釔、鍺中的2種以上之金屬氧化物的通道層。
本發明第4態樣的液晶顯示裝置係具備：上述第1態樣的彩色濾光片基板；陣列基板，其係隔著液晶層和前述彩色濾光片基板相對向；及背光單元，其係設置在前述陣列基板之配置有前述液晶層的位置之相反側的位置，前述陣列基板具備第1光感測器和第2光感測器，前述第1光感測器係在和基板平面垂直的方向，檢測經由前述第1彩色濾光片、前述第2彩色濾光片、及前述第3彩色濾光片中任一彩色濾光片且不經由前述遮光層的光 ，前述第2光感測器係在和前述基板平面垂直的方向，檢測經由前述彩色濾光片和前述遮光層的光，此液晶顯示裝置更進一步具備處理部，其係從前述第1光感測器的檢測資料減去前述第2光感測器的檢測資料。
在本發明第4態樣的液晶顯示裝置中，其較佳為：前述背光單元前述背光單元具備發出可見光的第1固態發光元件、及發出觸控感測用的紅外光的第2固態發光元件，前述處理部係同步控制前述第2固態發光元件的發光時序和前述第2光感測器的受光時序。
在本發明第4態樣的液晶顯示裝置中，較佳為：前述紅外光的波長係包含在800nm~1000nm的範圍內。
本發明第5態樣的彩色濾光片基板之製造方法為，於透明基板上形成第1光阻劑層；藉由將前述第1光阻劑層圖案化，形成第1彩色濾光片、與被前述第1彩色濾光片所包圍的第1濾光片開口部及第2濾光片開口部；以覆蓋前述第1彩色濾光片、前述第1濾光片開口部及前述第2濾光片開口部的方式於前述透明基板上形成第2光阻劑層；藉由將前述第2光阻劑層圖案化，於前述第1濾光片開口部形成前述第2光阻劑層，且使前述第2濾光片開口部露出；藉由進行熱處理，使前述第2光阻劑層在前述第1濾光片開口部內流動，藉由將前述第2光阻劑層硬化而以不形成起因於濾光片的重疊而成的突起且與前述第1彩色濾光片無間隙鄰接的方式形成第2彩色濾光片；以覆蓋前述第1彩色濾光片、前述第2彩色濾光片及前 述第2濾光片開口部的方式於前述透明基板上形成第3光阻劑層；藉由將前述第3光阻劑層圖案化，而在前述第2濾光片開口部形成前述第3光阻劑層；藉由進行熱處理，使前述第3光阻劑層在前述第2濾光片開口部內流動，藉由將前述第3光阻劑層硬化而以不形成起因於濾光片的重疊而成的突起且與第1彩色濾光片及前述第2彩色濾光片無間隙鄰接的方式形成第3彩色濾光片。
在本發明第5態樣的彩色濾光片基板之製造方法中，較佳為：使用含碳材料作為遮光性色材的主材，於前述透明基板的框緣區域形成對準標記，於前述框緣區域形成第2遮光層，在形成前述第2遮光層的後，對前述對準標記照射紅外光，檢測前述對準標記的位置，藉此可進行前述圖案化所用的光罩與前述透明基板之對準。
本發明的態樣中，可提供一種實現高顯示精度和平坦性之彩色濾光片基板、液晶顯示裝置、及彩色濾光片基板之製造方法。
1、17、21、39、42‧‧‧彩色濾光片基板
2‧‧‧有效顯示區域
3‧‧‧框緣區域
5‧‧‧對準標記
GF‧‧‧綠色濾光片
RF‧‧‧紅色濾光片
BF‧‧‧藍色濾光片
6、20、41‧‧‧液晶面板
7、14‧‧‧透明基板
8‧‧‧彩色濾光片層
CF‧‧‧彩色濾光片
9、9a、9b‧‧‧透明樹脂層
10、10a、10b‧‧‧相對電極
11、43‧‧‧陣列基板
12、44‧‧‧液晶層
131、132‧‧‧偏光板
15a~15c‧‧‧絕緣層
GR‧‧‧綠色光阻劑
RR‧‧‧紅色光阻劑
BR‧‧‧藍色光阻劑
BM‧‧‧黑色矩陣
BLK1、BLK2‧‧‧遮光層
22、22a、22b‧‧‧共用電極
23、23a、23b‧‧‧畫素電極
24、37、45‧‧‧液晶顯示裝置
25、27、47‧‧‧光控制元件
26、40、46‧‧‧背光單元
28a、28b、29a、29b‧‧‧固態發光元件
31‧‧‧處理部
34a、34b‧‧‧光感測器
33‧‧‧液晶驅動元件
圖1A係顯示第1實施形態的彩色濾光片基板的一例之平面圖。
圖1B係顯示第1實施形態的彩色濾光片基板的一例之平面圖，且為顯示由符號A所示的部分之放大圖。
圖1C係顯示第1實施形態的彩色濾光片基板的一例 之平面圖，且為顯示由符號B所示的部分之放大圖。
圖2係顯示第1實施形態的彩色濾光片基板的一例之剖面圖。
圖3係顯示具備第1實施形態的彩色濾光片基板之液晶面板的一例之剖面圖。
圖4A係顯示第1實施形態的彩色濾光片基板之製造方法的一例之狀態變遷圖。
圖4B係顯示第1實施形態的彩色濾光片基板之製造方法的一例之狀態變遷圖。
圖4C係顯示第1實施形態的彩色濾光片基板之製造方法的一例之狀態變遷圖。
圖4D係顯示第1實施形態的彩色濾光片基板之製造方法的一例之狀態變遷圖。
圖4E係顯示第1實施形態的彩色濾光片基板之製造方法的一例之狀態變遷圖。
圖4F係顯示第1實施形態的彩色濾光片基板之製造方法的一例之狀態變遷圖。
圖4G係顯示第1實施形態的彩色濾光片基板之製造方法的一例之狀態變遷圖。
圖5係顯示第1實施形態的彩色濾光片基板中的畫素形狀之變形例的平面圖。
圖6係顯示習知的彩色濾光片基板的一例之剖面圖。
圖7係顯示拜爾排列的彩色濾光片基板的一例之平面圖。
圖8係顯示紅色濾光片RF、藍色濾光片BF、及綠色 濾光片GF的留白部C2的一例之平面圖。
圖9係顯示綠色濾光片GF的繫接部C3的一例之平面圖。
圖10係顯示第1實施形態的彩色濾光片基板之變形例的剖面圖。
圖11A係顯示有關第2實施形態的綠色濾光片GF之形成方法的步驟所形成之中間製品的一例之剖面圖。
圖11B係顯示有關第2實施形態的綠色濾光片GF之形成方法的步驟所形成之中間製品的一例之剖面圖。
圖11C係顯示有關第2實施形態的綠色濾光片GF之形成方法的步驟所形成之中間製品的一例之剖面圖。
圖11D係顯示有關第2實施形態的綠色濾光片GF之形成方法的步驟所形成之中間製品的一例之剖面圖。
圖12A係顯示有關第3實施形態的彩色濾光片基板之製造方法的步驟所形成之中間製品的一例之剖面圖。
圖12B係顯示有關第3實施形態的彩色濾光片基板之製造方法的步驟所形成之中間製品的一例之剖面圖。
圖12C係顯示有關第3實施形態的彩色濾光片基板之製造方法的步驟所形成之中間製品的一例之剖面圖。
圖12D係顯示有關第3實施形態的彩色濾光片基板之製造方法的步驟所形成之中間製品的一例之剖面圖。
圖12E係顯示有關第3實施形態的彩色濾光片基板之製造方法的步驟所形成之中間製品的一例之剖面圖。
圖12F係顯示有關第3實施形態的彩色濾光片基板之製造方法的步驟所形成之中間製品的一例之剖面圖。
圖12G係顯示有關第3實施形態的彩色濾光片基板之製造方法的步驟所形成之中間製品的一例之剖面圖。
圖12H係顯示有關第3實施形態的彩色濾光片基板之製造方法的步驟所形成之中間製品的一例之剖面圖。
圖12I係顯示有關第3實施形態的彩色濾光片基板之製造方法的步驟所形成之中間製品的一例之剖面圖。
圖13係顯示第4實施形態的液晶面板的一例之剖面圖。
圖14係顯示第4實施形態的液晶顯示裝置的一例之剖面圖。
圖15A係顯示第4實施形態的液晶顯示裝置的一例之平面圖。
圖15B係顯示第4實施形態的液晶顯示裝置的一例之平面圖，且為顯示圖15A的符號C所示的部分之放大圖。
圖16係顯示第4實施形態的液晶面板的一例之剖面圖。
圖17係顯示第4實施形態的彩色濾光片的穿透率特性的一例之圖形。
圖18係顯示第4實施形態的遮光層BLK1的遮光特性B1L及遮光層BLK2的遮光特性B2L之例的圖形。
圖19係顯示綠色濾光片的穿透特性，綠色濾光片和遮光層光學重疊後的穿透特性的一例之圖形。
圖20係顯示紅色濾光片的穿透特性，紅色濾光片和遮光層光學重疊後的穿透特性的一例之圖形。
圖21係顯示藍色濾光片的穿透特性，藍色濾光片和 遮光層光學重疊後的穿透特性的一例之圖形。
圖22係顯示第4實施形態的液晶顯示裝置的3D顯示狀態的一例之剖面圖。
圖23係顯示直接拷貝所用的液晶顯示裝置的一例之剖面圖。
圖24係顯示第5實施形態的液晶面板的一例之剖面圖。
圖25係顯示綠畫素GPa和綠畫素GPb的一例之剖面圖。
圖26係顯示綠畫素GPa被施加液晶驅動電壓之狀態的一例之剖面圖。
圖27係顯示綠畫素GPb被施加液晶驅動電壓之狀態的一例之剖面圖。
圖28係顯示綠畫素GPa、GPb被施加液晶驅動電壓之狀態的一例之剖面圖。
圖29係顯示藍畫素BP的一例之剖面圖。
圖30A係顯示第6實施形態的液晶顯示裝置的一例之剖面圖。
圖30B係顯示第6實施形態的液晶顯示裝置的一例之剖面圖，且為用以說明圖30A所示的角度控制部之構造的放大圖。
圖31係顯示第6實施形態的光控制元件之構成的一例之平面圖。
圖32係顯示含有紫色顏料V23的塗膜的穿透率特性V23L，含有代表的綠色顏料C.I.Pigment Green 36的塗膜 的穿透率特性G36L，含有代表的綠色顏料C.I.Pigment Green 58的塗膜的穿透率特性G58L的一例之圖形。
圖33係顯示經調整半波長的遮光層之穿透率特性的例子之圖形。
[較佳實施形態]
以下，一邊參照圖面一邊針對本發明的實施形態作說明。此外，在以下的說明中，針對相同或實質相同的機能及構成要素，賦予相同符號，省略說明或僅在必要的情況進行說明。
各實施形態中，僅就特徵部分作說明，針對和通常的液晶顯示裝置的構成要素没有差異的部分省略其說明。
各實施形態中將說明液晶顯示裝置的顯示單位是1畫素(或圖素)的情形。然而，顯示單位亦可為1次像素，此外，亦可為複數個像素數(畫素數)構成顯示單位，亦可為任意定義的像素、畫素構成顯示單位。畫素係為具有至少2個平行邊的多角形。
在俯視下，畫素的橫向設為與觀察者的右眼和左眼之排列方向平行。
在俯視下，與畫素的橫向垂直的方向設為畫素的縱向。
複數個畫素亦可包含與其他的畫素相較下橫向的寬度(以下，稱為橫寬)是1/2的畫素。橫寬1/2的畫素具有縱向偏長的形狀。然而，複數個畫素亦可包含與其 他的畫素相較下縱向的寬度(以下，稱為縱寬)是1/2的畫素，以取代縱向偏長的形狀。在該情況，縱寬1/2的畫素具有橫向偏長的形狀。
在各實施形態中，畫素的縱寬係與畫素的開口部的縱寬大致相同。畫素的橫寬係與畫素的開口部的橫寬大致相同。
在各實施形態中亦可使用各式各樣的液晶驅動方式。例如，使用IPS方式(使用水平配向的液晶分子的橫向電場方式)，VA(Vertically Alignment：使用垂直配向的液晶分子的縱向電場方式)，HAN(Hybrid-aligned Nematic；混合排列向列型)，TN(Twisted Nematic；扭轉向列型)，OCB(Optically Compensated Bend；光學補償彎曲型)，CPA(Continuous Pinwheel Alignment；連續焰火狀排列)之類的液晶配向方式或液晶驅動方式。液晶層可包含具有正的介電各向異性之液晶分子，或者包含具有負的介電各向異性之液晶分子。
液晶驅動電壓施加時的液晶分子之旋轉方向(動作方向)可為與基板的表面平行的方向，亦可為在基板的平面垂直立起的方向。施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2D或3D的斜方向，垂直方向亦可。
(第1實施形態)
本實施形態中，針對彩色濾光片基板及其製造方法作說明。本實施形態中，針對在俯視下各彩色濾光片的縱向兩邊沒形成遮光層(黑色矩陣)的彩色濾光片基板作 說明。如此，在液晶顯示區域，因各彩色濾光片之縱向的兩邊不形成遮光層(在此，設與黑色矩陣同義，以下亦有記載成黑色矩陣的情況)，所以可加大遮光層之線寬的份量、畫素的開口部的橫寬。無黑色矩陣之寬廣的畫素的開口寬度係可極容易地進行在液晶顯示裝置的後步驟之單元化，亦即與後述的陣列基板之對準(在單元化步驟的定向)。在存在黑色矩陣的情況，有必要使與陣列基板上的薄膜電晶體電連接之金屬配線的端部的位置與黑色矩陣的圖案線寬各自的2個線寬端部正確對上。在不存在黑色矩陣的情況，使陣列基板上的金屬配線的位置與鄰接的彩色濾光片之交界對上即可，故定向的界限變寬。
彩色濾光片基板係具備由第1彩色濾光片形成的第1線狀圖案、由第1彩色濾光片形成的第2線狀圖案、及由區分第1及第2線狀圖案的第3彩色濾光片形成的第3線狀圖案。本實施形態中，相互無間隙鄰接的第1彩色濾光片、第2彩色濾光片、及第3彩色濾光片在彩色濾光片基板的厚度方向沒有起因於具有不同色的至少2個彩色濾光片的重疊而形成在膜厚方向的突起。換言之，係以沒有起因於具有不同色的至少2個彩色濾光片的重疊而在膜厚方向形成突起的方式形成第1彩色濾光片、第2彩色濾光片、及第3彩色濾光片。又，換言之，在第1彩色濾光片、第2彩色濾光片、及第3彩色濾光片中，2個彩色濾光片僅於側面相互接觸。
如此相互鄰接的彩色濾光片，係在進行製造步驟中之熱處理步驟(迴銲步驟)時，一彩色濾光片材料 熔融與先形成在基板上的另一彩色濾光片的側面接觸所形成。以熔融的彩色濾光片材料不朝向先固定形成的彩色濾光片之上面流動的方式進行熱處理步驟。
又，在實現相互鄰接的彩色濾光片在厚度方向不重疊的構造方面，先形成於基板上的彩色濾光片的剖面形狀係以矩形者為佳。剖面中具有矩形形狀的彩色濾光片之側面係對基板垂直，因而後面形成的彩色濾光片係以與垂直側面接觸的方式配置。因此，相互鄰接的彩色濾光片係以包夾垂直側面的方式配置，俾實現本發明的未形成突起的構造。
此外，在此所說的突起是指具有容易對液晶顯示造成影響之光波長(例如，550nm)以上的高度的突起。本實施形態中，在將第1彩色濾光片、第2彩色濾光片、及第3彩色濾光片無間隙地配設之情況，即便發生極少的定向誤差及滲色亦無妨。例如，即便有容易影響液晶顯示之光波長的1/2以下的極少定向誤差，亦可視為符合本實施形態中「未形成突起」。例如，即便是因滲色等而在彩色濾光片產生微細的***，亦可視為符合本實施形態中「未形成突起」。又，即便在熱處理步驟，以稍覆蓋形成在先形成的彩色濾光片的上面和側面之間的角部的方式形成熔融的彩色濾光片，亦可視為符合本實施形態中「未形成突起」。
本實施形態中，針對彩色濾光片基板配備於液晶顯示裝置的情況作說明，亦可配備於有機EL顯示裝置。
圖1A~圖1C係顯示本實施形態的彩色濾光片基板1的一例之平面圖。
在俯視下，彩色濾光片基板1係具有有效顯示區域2和框緣區域3。框緣區域3係包圍有效顯示區域2。有效顯示區域2包含複數個區域4。圖1A~圖1C中，有效顯示區域2係包含縱向4個，橫向4個，共計16個區域4。有效顯示區域2所含有的區域4的數量可因應液晶顯示裝置的畫面尺寸而變更。
在俯視下，彩色濾光片基板1係在框緣區域3具備2個以上的對準標記5。該對準標記5被用在彩色濾光片基板1的製造步驟中。例如，對準標記5可為利用複數個色的濾光片中之最先形成之濾光片的色材連同最先形成的濾光片一起形成。
彩色濾光片基板1在彩色濾光片CF方面，具備紅色濾光片RF、綠色濾光片GF、藍色濾光片BF。
紅色濾光片RF係縱向偏長的線狀圖案。
藍色濾光片BF也是縱向偏長的線狀圖案。
綠色濾光片GF係縱向偏長的線狀圖案，且配備在紅色濾光片RF和藍色濾光片BF之間，以區分紅色濾光片RF和藍色濾光片BF。
本實施形態中，紅色濾光片RF的橫寬與藍色濾光片BF的橫寬係W1。綠色濾光片GF的橫寬係W2。橫寬W2係設成橫寬W1的大約1/2。
在此，規定橫寬W2對橫寬W1的比率大致是1/2的數值，俾可獲得所期望之紅色濾光片RF、綠色濾光 片GF、及藍色濾光片BF的色平衡、色度。為獲得所期望的色平衡、色度，橫寬W2對橫寬W1的比率亦可為與1/2稍有差距的值。
紅色濾光片RF、藍色濾光片BF、及綠色濾光片GF係呈條紋狀排列。
圖2係顯示彩色濾光片基板1的一例之剖面圖。該圖2係相當於圖1C的A-A’剖面。
此外，圖3係顯示具備彩色濾光片基板1的液晶面板6的一例之剖面圖。該圖3係相當於圖1A的B-B’剖面。
彩色濾光片基板1具備透明基板7、彩色濾光片層8、透明樹脂層9、相對電極10。此外，相對電極10亦可省略。
就透明基板7而言，可使用例如：玻璃。在透明基板7的第1平面之上形成彩色濾光片層8。
本實施形態中，彩色濾光片層8係包含彩色濾光片CF，亦可更包含遮光層。彩色濾光片CF係包含紅色濾光片RF、藍色濾光片BF、及綠色濾光片GF。
本實施形態中，彩色濾光片CF係形成於有效顯示區域2和框緣區域3。彩色濾光片層8中，有效顯示區域2的彩色濾光片CF的厚度和框緣區域3的彩色濾光片CF的厚度大致相同。
在彩色濾光片層8之上形成透明樹脂層9層。
在透明樹脂之上形成相對電極10。
相對電極10係縱向偏長的線狀圖案，沿著紅 色濾光片RF、藍色濾光片BF、及綠色濾光片GF各個濾光片而形成。
相對電極10，能以例如梳齒狀、帶狀、線狀、條紋狀的圖案形成。
相對電極10亦可包含導電性的金屬氧化物。就導電性的金屬氧化物而言，可使用例如：銦錫氧化物(ITO)等之類的透明導電膜。
本實施形態中，各相對電極10係於紅色濾光片RF、藍色濾光片BF及綠色濾光片GF上在厚度方向重疊。
本實施形態中，相互無間隙鄰接的紅色濾光片RF、藍色濾光片BF、及綠色濾光片GF即便是在彼此的鄰接部包含有光波長的1/2以下的凹凸之情況，在厚度方向實質上仍不重疊。
液晶面板6具備陣列基板11、彩色濾光片基板1、液晶層12。在液晶面板6的表面側(觀察者側，彩色濾光片基板1的表面)具備偏光板131。在液晶面板6的背面側(液晶顯示裝置的內部側，陣列基板11的表面)具備偏光板132。液晶顯示裝置係在圖3的液晶面板6之下具備光控制元件、背光單元等。具備該液晶面板6的液晶顯示裝置在無施加液晶驅動電壓的情況呈黑顯示。與所稱IPS(使用水平配向的液晶分子之橫向電場方式)或ECB(Electrically Controlled Birefringence；電控雙折射)的初期水平配向的液晶配向方式不同，由於液晶分子的配向方向和偏光板131、132的光軸不會產生偏移，故可 獲漆黑的黑顯示(深黑顯示)。
陣列基板11係和彩色濾光片基板1相對向。在陣列基板11與彩色濾光片基板1之間包夾液晶層12。
以面向彩色濾光片基板1的相對電極10的方式配置液晶層12。彩色濾光片基板1的透明基板7的第2平面，係為液晶面板6的顯示面且為觀察者進行觀察的面。
陣列基板11具備透明基板14、絕緣層15a~15c、共用電極、畫素電極、液晶驅動元件(主動元件)，但圖3中，共用電極和畫素電極被省略。就液晶驅動元件而言，可使用例如：薄膜電晶體。
就透明基板14而言，可使用例如：玻璃板。
在透明基板14的第1平面之上形成絕緣層15a、15b。在絕緣層15b之上形成共用電極。在形成有共用電極的絕緣層15b之上形成絕緣層15c。在絕緣層15c之上形成畫素電極。就絕緣層15a~15c而言，可使用例如：具有SiN、SiO2、或SiN及SiO2的混合物。未圖示的畫素電極和共用電極亦可含有導電性的金屬氧化物。就導電性的金屬氧化物而言，可使用例如：ITO等之類的透明導電膜。
以面向陣列基板11的畫素電極的方式配置液晶層12。陣列基板11的透明基板14的第2平面係位在液晶顯示裝置內部的面。
在透明基板7的第2平面(液晶面板6的顯示面)具備偏光板131。在透明基板14的第2平面(液晶面板6的 裝置內部)具備偏光板132。
本實施形態中，對準標記5，例如可藉彩色濾光片CF的第1色來形成。對準標記5係在透明基板7上至少形成2處。對準標記5，例如在藉彩色濾光片CF的材料即光阻形成塗布膜後的曝光步驟中，被用來進行對準。
以下，說明本實施形態的彩色濾光片基板1之製造方法。
圖4A~圖4G係顯示彩色濾光片基板1之製造方法的一例之狀態變遷圖。
就彩色濾光片基板1的製造裝置而言，可使用例如：塗布裝置、乾燥機、曝光裝置、顯影裝置、硬膜裝置等。就代表的乾燥機及硬膜裝置而言，可使用無塵烘箱(clean oven)及熱板等。
如圖4A所示，在透明基板7之上形成綠色光阻劑GR(著色組成物、第1光阻劑層)。例如，綠色光阻劑GR係於透明基板7的整面進行塗布使乾燥後的塗膜厚度成為2.5μm。其次，加工對象的基板係在無塵烘箱中，於70℃進行20分鐘預焙，之後，基板被冷卻至室溫。然後，使用超高壓水銀燈並隔著光罩以紫外線對基板進行曝光。此時，例如以基板的端面為基準，使用綠色光阻劑GR而形成十字狀的對準標記5。之後，對該基板，使用23℃的碳酸鈉水溶液進行噴灑顯影(圖案化)，再以離子交換水洗淨、風乾。之後，對基板，在220℃下進行熱處理，使之硬膜化(cure；固化)，如圖4B所示，在透明基板7之上形成綠色濾光片GF(第1彩色濾光片)、被綠色濾 光片GF包圍的第1濾光片開口部61和第2濾光片開口部62。在此，第1濾光片開口部61係為配置在後步驟所形成之紅色濾光片RF的開口部。又，第2濾光片開口部62係為配置在後步驟所形成之藍色濾光片BF的開口部。
此外，綠色濾光片GF亦能不利用上述那種光蝕刻法而是使用周知的乾蝕刻法高精細地形成。
其次，如圖4C所示，以覆蓋綠色濾光片GF、第1濾光片開口部61及第2濾光片開口部62的方式，在加工對象的基板之上形成紅色光阻劑RR(第2光阻劑層)。例如，紅色光阻劑RR係以乾燥後的膜厚成為2.5μm的方式塗布。其次，基板係使用對準標記5進行對準，藉由曝光裝置曝光，藉由顯影裝置顯影(圖案化)，如圖4D所示，於位在2個綠色濾光片GF之間的第1濾光片開口部61形成紅色光阻劑RR(紅色濾光片RF)。且形成在綠色濾光片GF及第2濾光片開口部62上的紅色光阻劑RR被除去。
其次，藉由進行熱處理步驟而賦予紅色光阻劑RR熱流動性(因熱處理所致之流動化)，使紅色光阻劑RR在第1濾光片開口部61內流動，藉由因熱處理所成之硬膜而從紅色光阻劑RR形成紅色濾光片RF(第2彩色濾光片)，如圖4C及4D所示，可吸收定向誤差即位偏ρ，可形成平坦的紅色濾光片RF。藉此，以與綠色濾光片GF無間隙鄰接般地形成紅色濾光片RF。此時，沒有形成起因於綠色濾光片GF和紅色濾光片RF重疊之突起。
用以形成紅色濾光片RF的顯影、硬膜的步驟係和綠色濾光片GF的形成相同。
其次，如圖4E所示，以覆蓋綠色濾光片GF、紅色濾光片RF及第2濾光片開口部62的方式，在加工對象的基板之上形成藍色光阻劑BR(第3光阻劑層)。例如，藍色光阻劑BR係以乾燥後的膜厚成為2.5μm的方式塗布。其次，基板係藉由乾燥機乾燥，使用對準標記5進行對準，藉由曝光裝置曝光，藉由顯影裝置(圖案化)顯影，如圖4F所示，於位在2個綠色濾光片GF之間的第2濾光片開口部62形成藍色光阻劑BR(藍色濾光片BF)。且形成在綠色濾光片GF及紅色濾光片RF上的藍色光阻劑BR被除去。
其次，藉由進行熱處理步驟而賦予藍色光阻劑BR熱流動性，使藍色光阻劑BR在第2濾光片開口部62內流動，藉由因熱處理所成之硬膜而從藍色光阻劑BR形成藍色濾光片RF(第3彩色濾光片)，如圖4E及4F所示，可吸收定向誤差即位偏ρ，可形成平坦的藍色濾光片BF。藉此，以與綠色濾光片GF及紅色濾光片RF無間隙鄰接地形成藍色濾光片BF。此時，沒有形成起因於綠色濾光片GF和藍色濾光片BF重疊所成的突起、或起因於紅色濾光片RF和藍色濾光片BF重疊所成的突起。用以形成藍色濾光片BF的顯影、硬膜的步驟係與綠色濾光片GF的形成相同。
在上述的製造步驟中，於透明基板7上，最先使用綠色光阻劑GR形成十字狀的對準標記5。本發明未受限於此種對準標記5。
例如，在將含有作為遮光性色材的主材之碳的遮光層(第1遮光層)形成於框緣區域的情況，亦可利用 和該遮光層相同的材料形成對準標記。再者，亦可藉由在形成含有機顏料的遮光層(第2遮光層)之後，對按上述那樣以含碳的材料所形成的對準標記照射紅外光，檢測(認識)對準標記的位置以進行用在圖案化的光罩和透明基板的對準。
其次，如圖4G所示，在綠色濾光片GF、紅色濾光片RF、藍色濾光片BF之上形成透明樹脂層9。透明樹脂層9係防止綠色濾光片GF、紅色濾光片RF、藍色濾光片BF所含之有機顏料造成的污染，且更能提升彩色濾光片基板1的平坦性。
本實施形態中，例如，亦可在透明樹脂層9之上形成相對電極10。相對電極10可利用例如導電性的金屬氧化物之薄膜，更具體言之，可利用例如ITO來形成。藉此，形成上述的圖2的彩色濾光片基板1。
在本實施形態的彩色濾光片基板1適用於液晶顯示裝置之情況，亦可在透明樹脂層9或相對電極10之上形成配向膜。
本實施形態中，畫素形狀雖為長方形狀，但例如圖5所示，亦可將畫素形狀作成V字形狀(doglegged shape)。在該情況，綠色濾光片GF、紅色濾光片RF、藍色濾光片BF係為具有V字形狀縱向連結而成的線狀圖案。藉由使用此種V字形狀的圖案，可擴展液晶顯示裝置的視角。
以上所說明之本實施形態中，在俯視下，紅色濾光片RF的線狀圖案和藍色濾光片BF的線狀圖案係 藉由綠色濾光片GF的線狀圖案而被無間隙地包夾。
本實施形態中，綠色濾光片GF、紅色濾光片RF、藍色濾光片BF中的綠色濾光片GF最先形成。
用於形成綠色濾光片GF的綠色光阻劑GR具有高顏料比率。因此，即便是在按上述那樣以光蝕刻法形成綠色濾光片GF的情況下，綠色濾光片GF的剖面形狀仍然良好。而且，綠色濾光片GF係視感度高，透過形成形狀良好的綠色濾光片GF，可實現無斑的均質顯示。
本實施形態中，相互鄰接的紅色濾光片RF、藍色濾光片BF、及綠色濾光片GF在厚度方向相互不重疊。而且，本實施形態中，綠色濾光片GF、紅色濾光片RF、藍色濾光片BF當中最後形成具有大的熱流動性的藍色濾光片BF。並且，本實施形態中，彩色濾光片層8中之彩色濾光片CF的厚度和遮光層BLK1、BLK2之組合的厚度係大致相同。藉此，可提升彩色濾光片基板1的精度及平坦性。
使用圖6~圖9說明依本實施形態所獲得之效果。
圖6係顯示在透明基板7之上形成是遮光層的黑色矩陣BM，且於其上再形成紅色濾光片RF、藍色濾光片BF、及綠色濾光片GF而成的習知彩色濾光片基板的一例之剖面圖。
當以通常的光蝕刻法形成紅色濾光片RF、藍色濾光片BF、及綠色濾光片GF時，在黑色矩陣BM之上重疊紅色濾光片RF、藍色濾光片BF、及綠色濾光片GF 當中的2個濾光片，以形成凸部16。此種凸部16係降低彩色濾光片基板的平坦性。然而，本實施形態的彩色濾光片基板1中，相互鄰接的紅色濾光片RF、藍色濾光片BF、及綠色濾光片GF在厚度方向相互不重疊。
圖6所示之習知的彩色濾光片基板中，因黑色矩陣BM和紅色濾光片RF、藍色濾光片BF、及綠色濾光片GF重疊而產生凸部16(突起)，有因該凸部16產生漏光而降低對比的情形。然而，本實施形態的彩色濾光片基板1在有效顯示區域2不存在黑色矩陣BM，能使平坦性極高，可抑制對比降低。
圖7係顯示用以形成作為攝像元件之周知的拜爾排列之綠色濾光片GF的光罩的一例之平面。此種光罩係例如被用在專利文獻11。該圖7之白的開口區域(未形成彩色濾光片的區域)通常是在綠色濾光片GF形成時被形成。在綠色濾光片GF的形成區域的隅角部C1中之曝光的圖案控制不易。
圖8係顯示紅色濾光片RF、藍色濾光片BF、及綠色濾光片GF的留白部C2的一例之平面圖。係用於曝光的光罩，在紅色濾光片RF、藍色濾光片BF、及綠色濾光片GF各個圖案中光罩開口部是相同大小的情況，紅色濾光片RF、藍色濾光片BF、及綠色濾光片GF各自形成相同大小，結果，有產生未形成濾光片的留白部C2的情形。
圖9係顯示因過曝所產生的綠色濾光片GF的繫接部C3的一例之平面圖。例如，如專利文獻11，固體 攝像元件所具備的光電二極體係分別比畫素開口部還小。因此，上述那樣的留白部C2及繫接部C3的影響小。
然而，在背面具備背光單元的液晶顯示裝置中，留白部C2成為漏光的原因。而且，過曝所產生的繫接部C3係增加綠色濾光片GF的面積比率，破壞紅‧綠‧藍的色平衡。本實施形態的液晶顯示裝置中，可避免上述那樣的色平衡破壞及留白。
本實施形態中，本實施形態的彩色濾光片基板1由於具有包含呈同一色排列的帶狀、條紋狀、V字狀的線狀圖案，故可防止在拜爾排列下產生留白部C2及繫接部C3，可無間隙且高精度形成彩色濾光片基板1。
本實施形態的彩色濾光片基板1及具備該彩色濾光片基板1的顯示裝置，係適合於例如250ppi或畫素寬度是25μm以下的高精細顯示。
本實施形態中，彩色濾光片CF延伸到彩色濾光片基板1的框緣區域3，在有效顯示區域2和框緣區域3形成彩色濾光片CF。有效顯示區域2中之彩色濾光片CF的厚度和框緣區域3中之彩色濾光片CF的厚度係大致相同。依此種彩色濾光片基板1之構成，可防止在彩色濾光片基板1形成會成為對比降低之原因的凸部。此外，彩色濾光片基板1中，由於在框緣區域3未形成遮光層，故可省略用以形成遮光層的步驟。
然而，例如，如圖10所示，彩色濾光片基板17可為在有效顯示區域2具備彩色濾光片CF，在框緣區域3具備遮光層BLK1、BLK2。
本實施形態中，彩色濾光片基板17的彩色濾光片層8係在有效顯示區域2包含彩色濾光片CF，在框緣區域3包含遮光層BLK1、BLK2。遮光層BLK1、BLK2在彩色濾光片基板17的厚度方向(與液晶顯示面垂直的方向)重疊。彩色濾光片基板17中，有效顯示區域2之彩色濾光片CF的厚度和框緣區域3的遮光層BLK1、BLK2之組合的厚度係大致相同。依此種彩色濾光片基板17之構成，可防止在彩色濾光片基板17形成會成為對比降低之原因的凸部(突起)。
(第2實施形態)
本實施形態係上述的第1實施形態之變形例。本實施形態中，針對綠色濾光片GF的形成方法之變形例作說明。
圖11A~圖11D係顯示本實施形態的綠色濾光片GF的形成方法的步驟之各個中間製品的一例之剖面圖。
如圖11A所示，在透明基板7之上形成綠色光阻劑GR。例如，綠色光阻劑GR係於透明基板7的整面以乾燥後的塗膜厚度成為2.5μm的方式塗布，並乾燥使之硬膜化。
其次，如圖11B所示，在綠色光阻劑GR之上形成正型的感光性光阻劑層18。
其次，如圖11C所示，正型的感光性光阻劑層18被成形成線狀圖案。該線狀圖案係和綠色濾光片GF的線狀圖案相同。線狀圖案的成形係例如利用周知的光 蝕刻法進行。
其次，如圖11D所示，綠色光阻劑GR和正型的感光性光阻劑層18的線狀圖案一起被乾蝕刻。藉此，形成線狀圖案的綠色濾光片GF。
正型的感光性光阻劑層18的線狀圖案係在蝕刻時被除去。然而，感光性光阻劑層18的線狀圖案的一部分殘留亦可，或感光性光阻劑層18的線狀圖案以剝膜液除去亦可。
蝕刻的終點係可藉由檢測玻璃的透明基板7之成分，例如Si(矽)而決定。為使綠色濾光片GF的剖面形狀接近垂直，故蝕刻係以使用在垂直方向進行蝕刻的異方性蝕刻者為佳。綠色濾光片GF的剖面形狀可藉由導入至蝕刻裝置的氣體之組成、蝕刻速率或磁場條件來控制。
紅色濾光片RF及藍色濾光片BF的形成係如上述的第1實施形態所說明，使用光蝕刻法等來進行。
此外，乾蝕刻係可使用例如：反應性離子蝕刻裝置等之類的蝕刻裝置，或使用氟氣體、氧、或鹵化物氣體等來進行。可使用例如：CF4氣體、C3F8氣體，或鹵化物氣體等之混合氣體進行蝕刻，之後亦可將蝕刻裝置內的氣體置換成氧進行微蝕刻。藉此，可提升在形成綠色濾光片GF後之基板表面的濡濕性，可提升下個形成之紅色濾光片RF、藍色濾光片BF在熱硬化時的流動性，而容易吸收在各濾光片間的定向誤差。一般，形成藍色濾光片BF所用的藍色光阻劑BR在熱硬化時容易流動，因 而藍色濾光片BF係以在進行彩色濾光片形成中的第2個以後形成為佳。
(第3實施形態)
本實施形態係針對上述第1及第2實施形態的彩色濾光片基板及其製造方法之變形例作說明。
圖12A及圖12B係顯示本實施形態的彩色濾光片基板17之製造方法的步驟之各個中間製品的一例之剖面圖。
關於本實施形態的彩色濾光片基板17，在俯視下，紅色濾光片RF係設置在綠色濾光片GF與藍色濾光片BF之間，以區分綠色濾光片GF和藍色濾光片BF。
本實施形態中，綠色濾光片GF與藍色濾光片BF的橫寬係為W1。紅色濾光片RF的橫寬係為W2。W2係W1的大約1/2。
如圖12A所示，在透明基板7之上形成紅色光阻劑RR(紅色感光性著色組成物、第1光阻劑層)。例如，紅色光阻劑RR係於透明基板7的整面以乾燥後的塗膜厚度成為2.5μm的方式塗布，並乾燥使之硬膜化。
其次，如圖12B所示，在紅色光阻劑RR之上形成正型的感光性光阻劑層18。
其次，如圖12C所示，例如，以基板端面為基準進行對準，正型的感光性光阻劑層18被成形成線狀圖案。該線狀圖案係和紅色濾光片RF的線狀圖案相同。線狀圖案及對準標記的成形係為，例如藉周知的光蝕刻法(Photolithography)來進行。此時，對基板的端部可使 用例如紅色光阻劑RR來形成十字狀的對準標記5。
其次，如圖12D所示，正型的感光性光阻劑層18的線狀圖案和紅色光阻劑RR一起被乾蝕刻。藉此，形成線狀圖案的紅色濾光片RF(第1彩色濾光片)。
正型的感光性光阻劑層18的線狀圖案係在蝕刻時被除去。然而，感光性光阻劑層18的線狀圖案的一部分亦可殘留，或者感光性光阻劑層18的線狀圖案亦可用剝膜液除去。
蝕刻的終點係可藉由檢測玻璃的透明基板7之成分，例如Si(矽)而決定。為使紅色濾光片RF的剖面形狀接近垂直，故蝕刻係以使用在垂直方向進行蝕刻的異方性蝕刻者為佳。紅色濾光片RF的剖面形狀可藉由導入至蝕刻裝置的氣體之組成、蝕刻速率或磁場條件來控制。
圖12E至圖12I係和上述圖4C~圖4G同樣。然而，相對於上述圖4C~圖4G形成紅色濾光片RF(第2彩色濾光片)及藍色濾光片BF(第3彩色濾光片)，圖12E~圖12I係形成綠色濾光片GF(第2彩色濾光片)及藍色濾光片BF(第3彩色濾光片)，這點並不相同。又，在本實施形態中，綠色光阻劑GR係相當於第2光阻劑層。
在圖12E~圖12I，綠色濾光片GF及藍色濾光片BF係藉由光蝕刻法形成，在紅色濾光片RF、綠色濾光片GF、及藍色濾光片BF之上積層有透明樹脂層9。
此外，紅色光阻劑RR及紅色濾光片RF所含的紅色顏料，係與鹵化酞菁系顏料所代表的綠色顏料及藍 色顏料不同，顏料構造所含之鹵素及金屬(顏料構造的中心化金屬)少，適合於乾蝕刻。換言之，紅色顏料容易抑制在乾蝕刻時因鹵素或金屬所致之污染。通常，由於形成藍色濾光片BF所用的藍色光阻劑BR(藍色著色組成物)在熱硬化時易流動，故如上述，在複數個色的濾光片之形成順序中，藍色濾光片BF之形成是以第2個以後為佳。通常，紅色濾光片RF及綠色濾光片GF的穿透率比藍色濾光片BF的穿透率高，故亦可將紅色濾光片RF和綠色濾光片GF至少一方的線寬設為藍色濾光片BF之線寬的1/2，將該線寬1/2的濾光片作分割地配置。藍色係視感度低的顏色，所以以避免將線寬分割成1/2寬度為佳。
(第4實施形態)
本實施形態係針對上述第1~第3實施形態的彩色濾光片基板之變形例、液晶顯示裝置、及本實施形態的彩色濾光片基板之製造方法作說明。
圖13係顯示本實施形態的液晶面板20的一例之剖面圖。該圖13所示的液晶面板20中，省略了配向膜、偏光板、偏光膜等之類的光學膜、相位差板等。
液晶面板20具備彩色濾光片基板21、對向基板11、液晶層12。彩色濾光片基板21和對向基板11係隔著液晶層12相對向。
彩色濾光片基板21中，在綠色濾光片GF和紅色濾光片RF之交界上、綠色濾光片GF和藍色濾光片BF之交界上、紅色濾光片RF中的在俯視下為縱向的畫素中央線之上、及藍色濾光片BF中的在俯視下為縱向的畫素 中央線之上，形成遮光層BLK2。然後，在綠色濾光片GF和紅色濾光片RF和藍色濾光片BF及遮光層BLK2之上形成透明樹脂層9。
在陣列基板11中，於絕緣層15b之上形成對應於各畫素的板狀的共用電極22。在形成有共用電極22的絕緣層15b之上形成絕緣層15c。然後，在絕緣層15c之上形成畫素電極23。在各畫素形成複數個畫素電極23。各畫素所具備的複數個畫素電極23係相對於在俯視下為縱向的畫素中央線呈對稱配置。例如，共用電極22及畫素電極23能以梳齒狀、帶狀、線狀、條紋狀的圖案形成。共用電極22及畫素電極23亦可含有導電性的金屬氧化物。就導電性的金屬氧化物而言，可使用例如：ITO等之類的透明導電膜。
形成於各畫素的複數個畫素電極23，係連接於液晶驅動元件33。如上述，綠色濾光片GF的橫寬W2相對於藍色濾光片BF或紅色濾光片RF的橫寬W1係大約1/2，在各畫素中之液晶驅動元件33的個數因應該濾光片的橫寬而有不同。具體言之，在與具有相對於橫寬W1是1/2的橫寬W2之綠色濾光片GF(第1彩色濾光片)相對應的畫素中，1個液晶驅動元件連接於畫素電極23。
又，在與具有相對於橫寬W2是2倍的橫寬W1之紅色濾光片RF(第2彩色濾光片)相對應的畫素中，2個液晶驅動元件連接於畫素電極23。
同樣地，在與具有相對於橫寬W2是2倍的橫寬W1之藍色濾光片BF(第3彩色濾光片)相對應的畫素中 ,2個液晶驅動元件連接於畫素電極23。
換言之，在陣列基板中複數個液晶驅動元件33以等間距排列，當以與該陣列基板對向的方式配置彩色濾光片基板時，具有線寬W2的2倍的線寬W1之紅色濾光片RF及藍色濾光片BF對應2個液晶驅動元件，具有線寬W2的綠色濾光片GF對應一個液晶驅動元件。
液晶層12係具備負的介電各向異性的液晶分子。液晶分子的長軸(長邊方向)係相對於基板平面呈平行。然而，亦可作成液晶分子具有正的介電各向異性。
液晶面板20中，畫素電極23和共用電極22隔著絕緣層15c而形成。
處理部31係控制液晶驅動元件33，切換畫素電極23與共用電極22之間的液晶驅動電壓之施加狀態。透過在畫素電極23和共用電極22之間施加液晶驅動電壓，以驅動液晶層12的液晶分子。液晶驅動電壓施加時，液晶層12的液晶分子係在水平方向旋轉。
在本實施形態的彩色濾光片基板21中，於透明基板7之上，紅色濾光片RF、綠色濾光片GF、藍色濾光片BF係例如以在俯視下為矩形狀或多角形狀的圖案而形成。
在彩色濾光片基板21的有效顯示區域2形成紅色濾光片RF、綠色濾光片GF、藍色濾光片BF，在框緣區域3形成遮光層BLK1、BLK2。
遮光層BLK2係含有作為可見光域遮光性色材的主材(主體、主劑、或主成分)之有機顏料的塗膜圖 案。在此，所謂的遮光性色材的主材，係指在質量比率方面，相對於遮光性色材的全顏料的質量具有超過50%的質量之顏料。有效顯示區域2中，透明樹脂層9係以隔著遮光層BLK2覆蓋紅色濾光片RF、綠色濾光片GF、藍色濾光片BF的方式形成。
例如，本實施形態中，有效顯示區域的遮光層BLK2和框緣區域BLK2係在形成紅色濾光片RF、綠色濾光片GF、藍色濾光片BF之後形成。
框緣區域3係有效顯示區域2(畫素矩陣部)的外周部分。框緣區域3的遮光層BLK1係含有作為可見光域遮光性色材的主材(主體、主劑、或主成分)之碳。在框緣區域3，遮光層BLK1和遮光層BLK2重疊，藉此提升框緣區域3的遮光性。
本實施形態中，對準標記5係在進行形成遮光層BLK1時以和遮光層BLK1相同色材形成。此外，在彩色濾光片基板21中未形成遮光層BLK1的情況，能以形成入色於第1色的綠色濾光片GF的綠色光阻劑GR來形成對準標記5。
就本實施形態之變形例而言，例如，圖16所示將透明樹脂層9a形成於彩色濾光片CF(圖16中為綠色濾光片GF)之上，之後，在透明樹脂層9a之上將遮光層BLK2作為黑色矩陣，然後，在對準標記5上再形成遮光層BLK2的對準標記亦可。在該情況，可將透明樹脂層9a形成較厚，將透明樹脂層9b形成較薄亦可。在該情況，藉遮光層BLK2形成的對準標記在其厚度方向可更接近 於陣列基板11，可提升作為液晶胞的定向精度。藉遮光層BLK1形成的對準標記5係在陣列基板11與其厚度方向上與陣列基板11偏離了彩色濾光片CF的厚度份量。因為藉遮光層BLK2形成的黑色矩陣接近於液晶層12的位置，故可抑制橫向電場方式或IPS方式特有對鄰接畫素之混色。
該液晶顯示裝置24可設為橫向電場方式或IPS方式。畫素電極23，例如可設為相對於圖13的紙面垂直地延伸的梳齒狀圖案。畫素電極23係形成於絕緣層15c之上，共用電極22係形成於絕緣層15c之下。在液晶顯示裝置24是IPS方式的情況下，彩色濾光片基板21通常未設置是透明電極的相對電極。
圖14係顯示本實施形態的液晶顯示裝置24的一例之剖面圖。該圖14係液晶顯示裝置24的橫向之剖面圖。
液晶顯示裝置24係具備液晶面板20、偏光板131、132、角度控制部50a、51a、光控制元件25、背光單元26。本實施形態中，雖要說明液晶面板20具備例如光控制元件25及背光單元26而成的液晶顯示裝置24，但亦有將液晶面板20本身稱為液晶顯示裝置的情況。
在液晶面板20的表面(透明基板7的第2平面側)設置有偏光板131。在液晶面板20的背面(透明基板14的第2平面側)設置有偏光板132。
偏光板131、132可貼合複數個相位差板而形成。本實施形態中，一對的偏光板131、132亦可為正交 尼科耳構成。例如，一對的偏光板131、132的吸收軸設為平行。液晶顯示裝置24亦可在偏光板131、132中任一第1偏光板和液晶面板20之間具備將第1偏光板的第1直線偏光變換成和該第1直線偏光正交的第2直線偏光之旋狀元件。
光控制元件25包含半圓柱狀透鏡25a的陣列。光控制元件25設置在偏光板132和背光單元26之間。
背光單元26係隔著偏光板132、光控制元件25而設置於液晶面板20的背面側。背光單元26例如可具備擴散板、導光板、偏光分離膜、復歸反射偏光元件等，但在該圖14中被省略。
背光單元26係具備角度控制部50a、51a、光控制元件27、固態發光元件28a、28b、29a、29b、反射板30。角度控制部50a、51a係如圖30B所示，設置在固態發光元件28a、29a。如以下具體的敘述般，角度控制部50a、51a係具有調整固態發光元件28a、29a所射出之光的角度之機能。
光控制元件27包含三角柱狀稜鏡27a的陣列。
複數個固態發光元件28a、28b係發出可見光。
複數個固態發光元件29a、29b係發出紅外線或紫外線。
固態發光元件28a、28b亦可為例如在發光波段發出含有紅、綠、藍3波長的白色光之白色LED。固態發光元件28a、28b亦可為例如組合GaN系藍色LED和YAG 系螢光物質而成的擬白色LED。固態發光元件28a、28b為提高演色性，亦可將具有紅色LED等1色以上的主要峰值的LED與擬白色LED一起使用。就固態發光元件28a、28b而言，可使用例如在藍色LED積層有紅色及綠色的螢光體而成的光源。
複數個固態發光元件28a、28b可為含有將個別發出紅色光、綠色光、藍色光中任一者的LED。例如，處理部31使紅色LED、綠色LED、藍色LED分時(場序)發光，進行對紅色LED、綠色LED、藍色LED和液晶顯示裝置24的畫素之同步控制。藉此，可進行全彩顯示。
藉複數個固態發光元件29a、29b發光之非可見光即紅外光或紫外光，係被用作對液晶顯示畫面之上的例如手指等之指標的照明光。液晶顯示裝置24為，例如在陣列基板11上具備矩陣狀的複數個光感測器(受光元件)，藉由檢測從指標等反射之照明光的反射光，可進行觸控感測，可檢測指標的位置及移動。在光感測器的其他例方面，亦可被用在組裝於液晶顯示裝置的框體之CMOS或CCD等之攝像元件(相機)。此種光感測器除了觸控感測及攝像以外，還可被用在活體認證、個人認證。
固態發光元件29a、29b可於藍色LED或紫色LED塗布紅外光變換用的螢光體而形成。固態發光元件29a、29b可為發出紅外線的半導體雷射。固態發光元件29a、29b可為例如GaAsP、GaAlAs、AlGaInP等之紅外線發光LED。在俯視下，固態發光元件29a、29b係例如可設置在背光單元26的端部、側部或隅角部。固態發光元 件29a、29b亦可與紅色LED、綠色LED、藍色LED等之類的固態發光元件28a、28b同列或交互地排列。在背光單元26，固態發光元件28a、28b和固態發光元件29a、29b亦可各自呈線狀排列。
在液晶顯示裝置24的觸控感測中，例如，從發出屬光波長700nm~1100nm或光波長800nm~1000nm的範圍內的近紅外線之固態發光元件29a、29b發出近紅外光。該近紅外光係從背光單元26經由液晶面板20的表面射出，對指標進行照明。來自指標的再反射光係藉由光感測器受光，依該受光而可進行觸控感測。觸控感測的時序和近紅外光的發光時序藉由處理部31而同步者較理想。然而，例如，在使用比光波長800nm長的波長且人眼難以視認的近紅外光的情況，亦可恆定發光。此外，在藍、綠、紅的色分離方面，以使用難以影響色分離的比光波長800nm還長的波長的近紅外光發光者為佳。
圖15A及圖15B係顯示本實施形態的液晶顯示裝置24的一例之平面圖。該圖15A及圖15B係顯示從彩色濾光片基板21的透明基板7的第2平面側，亦即從觀察者側看見液晶顯示裝置24的狀態。
圖16係顯示液晶顯示裝置24所具備的液晶面板20的一例之剖面圖。該圖16係圖15B的A-A’剖面。該圖16中，在綠色濾光片GF之上形成透明樹脂層9a，在透明樹脂層9a之上形成部分的遮光層BLK2，在透明樹脂層9a及遮光層BLK2之上形成透明樹脂層9b。
如上述，遮光層BLK2係含有作為可見光域遮 光性色材的主材之有機顏料。
光感測器34a(第1光感測器)在俯視下，亦即在厚度方向與綠色濾光片GF重疊。因此，光感測器34a係生成穿透綠色濾光片GF的光之測定資料。
光感測器34b(第2光感測器)在俯視下，亦即在厚度方向與綠色濾光片GF及遮光層BLK2重疊。因此，光感測器34b係生成穿透綠色濾光片GF及遮光層BLK2的光之測定資料。
光感測器34b亦可被用作觸控感測用的光感測器。在該情況下，處理部31係同步控制固態發光元件29a、29b的發光時序和光感測器34b的受光時序。
在與綠畫素對應的遮光層BLK2之下，設置有和畫素電極23電連接的液晶驅動元件。
圖17係顯示本實施形態的彩色濾光片CF的穿透率特性的一例之圖形。
適用於液晶顯示裝置24的彩色濾光片CF係包含紅色濾光片RF、綠色濾光片GF、藍色濾光片BF。特性RL係紅色濾光片RF的分光特性。特性GL係綠色濾光片GL的分光特性。特性BL係藍色濾光片BF的分光特性。
紅色濾光片RF、綠色濾光片GF、藍色濾光片BF的穿透率在比大約光波長700nm還長的波長時大不相同。
因此，在將具備光感測器34a的液晶顯示裝置24用作彩色拷貝機器或攝像裝置的情況，例如在大約光波長700nm~1100nm的近紅外光域的波長中，若無除去 受光成分則難以進行高精度的紅、綠、藍的色分離。
例如薄膜電晶體所含之例如非晶矽或多晶矽等之半導體係在大約光波長400nm~1100nm的波段感光。
圖18係顯示本實施形態的遮光層BLK1的遮光特性，代表性地顯示遮光特性B1L及遮光層BLK2的遮光特性B2L之例。
遮光層BLK1係含有作為主要遮光性色材的碳。遮光層BLK1如圖33的BLKC所示，係包含含光波長400nm的1000nm之長波段，具有抑制光穿透的特性。
遮光層BLK2的穿透率係在大約光波長700nm附近上升，在比大約光波長750nm附近還長的波段變高。遮光層BLK2係在比大約光波長660nm還短的波段可抑制光穿透。
在比660nm還長的波段中，遮光層BLK1、BLK2的穿透率成為50%的光波長(以下，稱為半波長)，係可藉由有機顏料種類的選定或混合而在670nm到800nm的範圍內作調整。
圖19係顯示綠色濾光片GF的穿透特性GL、綠色濾光片GF和遮光層BLK2光學重疊後的穿透特性GLBLK的一例之圖形。
為進行光檢測而將彩色濾光片CF所包含的紅色濾光片RF、藍色濾光片BF及綠色濾光片GF的各個單色層與遮光層BLK2重疊的部分係可稱為光學的重疊部。
可見光波段的高精度之綠色檢測資料，係可 從經由綠色濾光片GF所檢測之光的檢測資料減去綠色濾光片GF和遮光層BLK2光學重疊後所檢測之光的檢測資料而獲得。
如此，藉由從經由綠色濾光片GF所檢測之光的檢測資料減去綠色濾光片GF和遮光層BLK2光學重疊後所檢測之光的檢測資料，可僅抽出可見光波段的綠色之檢測資料。
圖20係顯示紅色濾光片RF的穿透特性RL、紅色濾光片RF和遮光層BLK2呈光學地重疊的穿透特性RLBLK的一例之圖形。
可見光波段的高精度之紅色檢測資料，係可從經由紅色濾光片RF所檢測之光的檢測資料減去紅色濾光片RF和遮光層BLK2光學重疊後所檢測之光的檢測資料而獲得。
如此，藉由從經由紅色濾光片RF所檢測之光的檢測資料減去紅色濾光片RF和遮光層BLK2光學重疊後所檢測之光的檢測資料，僅可抽出可見光波段之紅色的檢測資料。
圖21係顯示藍色濾光片BF的穿透特性BL、藍色濾光片BF和遮光層BLK2光學重疊後的穿透特性BLBLK的一例之圖形。
可見光波段的高精度之藍色檢測資料，係可從經由藍色濾光片BF所檢測之光的檢測資料減去藍色濾光片BF和遮光層BLK2光學重疊後所檢測之光的檢測資料而獲得。
如此，藉由從經由藍色濾光片BF所檢測之光的檢測資料減去藍色濾光片BF和遮光層BLK2光學重疊後所檢測之光的檢測資料，可僅抽出可見光波段之藍色的檢測資料。
上述的減法處理係例如由處理部31所進行。光感測器34a係生成經由綠色濾光片GF之光的檢測資料。光感測器34b係生成經由綠色濾光片GF和遮光層BLK2之光的檢測資料。
光感測器34a的檢測資料係包含綠色的感光成分和近紅外光域的感光成分。然而，處理部31係藉由從光感測器34a的檢測資料減去光感測器34b的檢測資料，可僅抽出可見光波段之部分的綠色成分的檢測資料。此外，藉由將綠色濾光片GF置換成紅色濾光片RF或藍色濾光片BF，可分別抽出可見光波段之紅色成分的檢測資料、可見光波段之藍色成分的檢測資料。
於光感測器使用感光性半導體的情況，以調整其帶隙，在目的波段賦予光感測器的感度波段者較理想。在SiGe半導體中，按Ge的添加比率使帶隙連續地改變，可調整由SiGe半導體所構成之受光元件的受光波長，可在紅外光域賦予感度。亦可實現具有Ge的濃度梯度之SiGe半導體。例如，藉由使用GaAs、InGaAs、PbS、PbSe、SiGe、SiGeC等之化合物半導體，可形成適合於檢測紅外光的光感測器。在將具有IGZO、ITZO等金屬氧化物之通道層的電晶體作為光感測器(光電晶體)使用的情況，以藉由對其通道層進行摻雜而在可見光域、紅外光 域賦予感度者較理想。
在廣域的光分離所採用的光感測器34a、34b方面，可選擇例如矽光電二極體。就該矽光電二極體的構造而言，可採用pin或pn構造。在矽系光電二極體，從效率的觀點考量，光的入射方向係以光對p型的半導體面入射者較佳。然而，光的入射方向亦可視需要對n型半導體面入射光。p型半導體膜亦可使用含有例如硼(B)的半導體材料氣體並利用電漿CVD形成。n型半導體膜亦可使用含有例如磷(P)的半導體材料氣體並利用電漿CVD形成。i型半導體膜亦可使用不含該等雜質的半導體材料氣體並利用電漿CVD形成。此種半導體膜可為非晶矽、多晶矽，也可為半非晶(semi-amorphous)。
由該等矽半導體構成的光感測器34a、34b的通道層可利用藉金屬氧化物所形成的薄膜電晶體進行切換。或者由矽半導體構成的光感測器34a、34b可藉非晶矽或多晶矽的薄膜電晶體進行切換。從非晶矽到多晶矽的膜質亦可為連續變化的矽。例如，在薄膜電晶體是具備含有鎵、銦、鋅、錫、鉿、釔中2種以上的金屬氧化物的通道層之情況，該薄膜電晶體係遷移率高且漏洩電流小。因此，該薄膜電晶體能以高速且低耗電力作切換。在藉由具備含金屬氧化物的通道層之薄膜電晶體進行切換光感測器34a、34b的情況，可將藉光感測器34a、34b所檢測之光的強度分布以再現性佳且偏差少地變換成電氣信號。此外，在此所謂的光感測器34a、34b的切換是意味著藉由薄膜電晶體進行光感測器34a、34b之選擇， 或藉由薄膜電晶體進行光感測器34a、34b之重置。本實施形態中，將光感測器34a、34b的輸出配線連接於薄膜電晶體的源極或汲極，該薄膜電晶體亦可被用作放大電路的元件。薄膜電晶體的切換，例如是藉由處理部31來控制。
薄膜電晶體或光感測器可設為頂閘極或底閘極構造的電晶體。在使用以鎵、銦、鋅等之複合氧化物所形成的氧化物半導體電晶體之情況，以使源極或汲極與表面結晶化的複合氧化物所成的通道層電性接觸的底閘極構造為佳。表面結晶化的複合氧化物所成的通道層係電性穩定且具有高的電子遷移率。底閘極構造中，可將源極或汲極和結晶化的通道層電連接。該等電晶體亦可為形成1個通道層區域的單閘極構造、形成2個通道層區域的雙閘極(double gate)構造、形成3個通道層區域的三閘極構造。該等電晶體亦可為具備在通道層區域的上下隔著閘極絕緣膜配置的2個閘電極之雙閘極(dual-gate)構造。在多重閘極構造的電晶體中，亦可對各個閘電極施加不同的電壓。例如，在陣列基板11上使用複數個雙閘極(dual-gate)構造的電晶體，將液晶驅動的驅動器等之電路形成於透明基板14上亦可。
在立體畫像顯示、或例如4000畫素×2000畫素的多畫素顯示中，響應速度必須是4.0msec以下，較佳為2.0msec~0.5msec的液晶的高速響應。特別是，在立體畫像顯示中，右眼、左眼的投影影像信號、衝出之畫像的信號、顯示於裏側的背景畫像信號、紅、綠、藍的色 信號等大多的信號有必要在最小單位的液晶驅動時間(1圖框)內進行處理。在1圖框內進行觸控感測或攝像之情況，應處理的信號更多。在該等情況，適合使用將為氧化物半導體的金屬氧化物用作通道的薄膜電晶體。首先，氧化物半導體的電晶體具有高電子遷移率，可進行例如2.0msec~0.5msec的高速切換，適合於立體畫像顯示及多畫素顯示。而且，使用氧化物半導體的電晶體係電氣耐壓非常高且對用於液晶驅動的數伏特到數十伏特或還更高的電壓具耐壓特性，且漏洩電流少，能以低耗電力作切換。例如，利用市售矽半導體的液晶驅動元件，其耐壓為7伏特左右而無法施加能高速驅動液晶之高電壓。習知所稱IPS的水平配向的液晶之響應大約是4msec左右，對於立體畫像顯示的下限而言速度並不夠快。習知所稱VA的垂直配向的液晶之響應大約是3msec左右，接近立體畫像顯示的下限。然而，利用氧化物半導體形成的電晶體能以8伏特以上的高電壓驅動，且依大約2.0msec~0.5msec的高速響應能以低耗電力作驅動。因此，在利用本實施形態的液晶顯示裝置之立體畫像顯示或多畫素顯示中，以適用氧化物半導體的薄膜電晶體為佳。
可採用具備氧化物半導體之類的電晶體之陣列基板的金屬配線、銅或銅合金作為表層的至少2層的金屬配線。金屬配線可採用例如對銅添加選自鎂、鈦、鎳、鉬、銦、錫、鋅、鋁、鈣、鈹等之1個以上的元素而成的銅合金。對銅添加的元素未受該等所限，對銅之添加 量係以相對於銅的原子百分率是3個原子百分率以下者較佳。
此外，在此所謂的金屬配線的表層是指以沿著厚度方向的剖面觀看陣列基板時位在液晶層側(光感測器側)的金屬層(第1金屬層)。相對於表層的銅或銅合金是位在下部的金屬層(第2金屬層)係位在陣列基板側。
第2金屬層可適當採用鈦、鉬、鉭、鎢等之高融點金屬或該等合金。可選擇蝕刻速率與第1金屬層的銅或銅合金接近的鈦合金作為第2金屬層。銅或銅合金的膜厚及第2金屬層的膜厚係以例如分別成為50nm~500nm的範圍之方式形成者為佳。
氧化物半導體層、將銅或銅合金作為表層的第1金屬層、第2金屬層的成膜方法並不受限，利用濺鍍進行真空成膜在生產效率方面是理想的。利用濺鍍成膜裝置能以高生產率對大面積的透明基板有效率地成膜包含第1金屬層、第2金屬層的金屬配線。銅或銅合金和氧化物半導體層均可各自選擇性地以濕蝕刻的手法形成該等圖案。没必要使用乾蝕刻裝置等高價的裝置。在銅或銅合金和氧化物半導體之製造步驟中的整合性極高，在低成本化觀點方面是理想的。銅或銅合金由於導電性良好，故配線電阻降低，液晶驅動可低耗電化。
具備氧化物半導體的通道層之電晶體係可採用例如，底閘極構造、頂閘極構造、雙閘極(double-gate)構造、雙閘極(dual-gate)構造等的電晶體。
圖22係顯示本實施形態的液晶顯示裝置24的 3D顯示狀態的一例之剖面圖。該圖22係液晶顯示裝置24的橫向之剖面圖。
在液晶顯示裝置24，利用配置於背光單元26的兩側之固態發光元件28a、28b的可見光發光係被分成右眼35a用和左眼35b用。處理部31係控制固態發光元件28a、28b的發光時序和液晶驅動時序或使之同步，進行3D顯示。
本實施形態中，可見光或非可見光的照明光在觀察者的兩眼網膜反射。光感測器檢測該反射光。處理部31係依據光感測器的檢測資料，生成觀察者的位置資訊。處理部31係依據觀察者的位置資訊，調整從固態發光元件28a、28b射出的射出光之角度β，使射出光36a、36b從顯示面射出之射出光的角度α對準觀察者的兩眼位置而作調整。在固態發光元件28a設置角度控制部50a，藉由角度控制部50a驅動，調整從固態發光元件28a射出之射出光的角度β，結果調整角度α。角度控制部50a係參照圖30B具體敘述如下。
射出光36a、36b的角度α亦可藉由三角柱稜鏡27a的1/2頂角ε作調整。然而，由於1/2頂角無法可變地調整，故有必要因應用途預先設定。此外，當成人觀察者的兩眼位在與顯示面相距30cm左右的距離時，藉由從顯示面射出之射出光角度α設為大約6度~8度的範圍內可提升3D畫像的視認性。在針對複數個觀察者使用液晶顯示裝置24的情況，上述的射出光角度α亦可被擴大。處理部31係依據藉CMOS或CCD等之類的攝像元件(例如相機 )所檢測的紅外線或紫外線，生成觀察者或指標的位置資訊及移動資訊。此種觀察者或指標的位置資訊及移動資訊之生成，亦可使用在陣列基板11呈矩陣狀配設的複數個光感測器來取代CMOS或CCD。
液晶顯示裝置24係在陣列基板11具備光感測器。光感測器32係接收來自外部的入射光，或接收基於從背光單元26射出的光之被拍攝體反射光。處理部31係依據光感測器32的檢測資料進行色分離或觸控感測。例如，光感測器係檢測從紫外光域或紅外光域發光LED等之類的固態發光元件29a、29b所射出的特定波長光。液晶顯示裝置24亦可作為例如使光從背光單元26向載置在液晶顯示面上的印刷物照射而接收反射光之拷貝裝置來利用。
圖23係顯示直接拷貝所用的液晶顯示裝置37的一例之剖面圖。
在直接拷貝時，印刷物38或照片等和彩色濾光片基板39係為相對向。圖23中，配置成彩色濾光片基板39在下側，背光單元40在上側。液晶顯示裝置37係進行白顯示，向印刷物38照射光，直接地進行拷貝。
以下，說明本實施形態的彩色濾光片基板21之製造方法。
首先，在透明基板7上形成黑色光阻劑1。例如，黑色光阻劑1係於透明基板7的整面以乾燥後的塗膜厚度成為1.5μm的方式塗布。其次，加工對象的基板係在無塵烘箱中，於70℃進行20分鐘預焙，之後，基板在室 溫被冷卻。然後，使用超高壓水銀燈並隔著光罩以紫外線對基板曝光。此時，對基板最外周的一部分，可使用例如：黑色光阻劑1形成十字狀的對準標記5。之後，使用23℃的碳酸鈉水溶液對該基板進行噴灑顯影，再以離子交換水洗淨、風乾。之後，對基板，在220℃下進行熱處理使之硬膜化，在透明基板7上形成遮光層BLK1。
含有作為遮光性色材的主材之碳的遮光層BLK1的塗膜圖案，例如係作成包圍有效顯示區域2的四邊之圖案。對準標記5和遮光層BLK1一起形成於透明基板7的端部。
其次，在加工對象的基板之上形成紅色光阻劑RR。例如，紅色光阻劑RR係以乾燥後的膜厚成為2.5μm的方式塗布。其次，基板係使用對準標記5進行對準，藉由曝光裝置曝光，藉由顯影裝置顯影，形成條紋狀的紅色濾光片RF。顯影及硬膜的步驟係和遮光層BLK1相同。
其次，形成綠色光阻劑GR。例如，綠色光阻劑GR係以乾燥後的膜厚成為2.5μm的方式塗布。其次，基板係使用對準標記5進行對準，利用曝光裝置曝光，利用顯影裝置顯影，以形成條紋狀的綠色濾光片RF。顯影及硬膜的步驟係和遮光層BLK1相同。
其次，形成藍色光阻劑BR。例如，藍色光阻劑BR係以乾燥後的膜厚成為2.5μm的方式塗布。其次，基板，係使用對準標記5進行對準，利用曝光裝置曝光，利用顯影裝置顯影，以形成條紋狀的藍色濾光片BF。顯影及硬膜的步驟係和遮光層BLK1相同。
利用上述那樣的步驟形成紅色濾光片RF、綠色濾光片GF、藍色濾光片BF後，在加工對象的基板之上形成黑色光阻劑2。例如，黑色光阻劑2係於加工對象的基板的整面以乾燥後的塗膜厚度成為1.0μm的方式塗布。其次，加工對象的基板係在無塵烘箱中，於70℃下進行20分鐘預焙，之後，基板被冷卻至室溫。
接著，基板被安裝於曝光裝置上。關於該安裝，不穿透遮光層BLK1(黑色光阻劑1)但會穿透遮光層BLK2(黑色光阻劑2)的紅外光(例如，850nm的紅外光)係照射於基板的背面(透明基板7側)，在基板的表面(黑色光阻劑2側)使用光感測器檢測紅外光，以檢測和遮光層BLK1一起形成的對準標記5。如圖33所示，遮光層BLK1的遮光特性BLKC和遮光層BLK2的穿透特性不同。藉由檢出不穿透遮光層BLK1(黑色光阻劑1，在圖33的遮光特性BLKC)但會穿透遮光層BLK2(黑色光阻劑2)的紅外光，可檢測對準標記5，可正確地進行對準。
此外，該對準標記5之檢測所用的紅外光的波長係以比800nm還長的波長為佳。例如，可將發出大約800nm以上的紅外光之LED元件用作照明用的光源。例如，作為光感測器，可適用在大約800nm以上之紅外光域具有感度的CCD或CMOS等之攝像元件(相機)。
本實施形態中，彩色濾光片CF的膜厚設為2.5μm，框緣區域3的膜厚設為將遮光層BLK1的1.5μm膜厚和遮光層BLK2的1.0μm膜厚重疊後合計的2.5μm，雙方設為相同膜厚。在此，相同膜厚是指膜厚的差在通常的 微影技術步驟可控制的膜厚範圍±0.2μm以內。藉由將有效顯示區域2的膜厚和框緣區域3的膜厚設為大致相同，消除來自框緣區域3的漏光，可使顯示品質提升。
在使用對準標記5對準之後，使用超高壓水銀燈並隔著光罩以紫外線進行曝光。
之後，對該基板，使用23℃的碳酸鈉水溶液進行噴灑顯影，再以離子交換水洗淨、風乾。之後，加工對象的基板係在無塵烘箱中，於230℃下進行30分鐘預焙，作成硬膜，形成遮光層BLK2。在遮光層BLK2之上塗布透明樹脂層9使之硬膜化，以製造彩色濾光片基板21。
此外，本實施形態中，說明彩色濾光片基板21係未具備相對電極10的構成。然而，在以縱向電場方式進行液晶驅動的液晶顯示裝置(例如，VA方式或ECB方式)之情況，將為透明導電膜之相對電極10形成於透明樹脂層9之上。
(第5實施形態)
本實施形態中，針對上述的第1~第4實施形態的液晶顯示裝置所具備的液晶面板之變形例作說明。
圖24係顯示液晶面板41的一例之剖面圖。該圖24係液晶面板41的橫向之剖面圖。
液晶面板41具備彩色濾光片基板42、陣列基板43、及液晶層44。
彩色濾光片基板42和陣列基板43係隔著液晶層44相對向。
液晶層44所具備的液晶分子係具有負的介電各向異性，為初期垂直配向。液晶層44所具備的液晶分子係因應在彩色濾光片基板42和陣列基板43之間產生的斜電場而驅動。
彩色濾光片基板42係在透明基板7之上具備彩色濾光片層8、透明樹脂層9、相對電極10a、10b、及未圖示的配向膜。彩色濾光片層8具備有效顯示區域2的彩色濾光片CF和框緣區域3的遮光層BLK1、BLK2。彩色濾光片CF係包含紅色濾光片RF、綠色濾光片GF、藍色濾光片BF。圖24中，框緣區域3的遮光層BLK1、BLK2並未圖示。
陣列基板43係在透明基板14之上具備絕緣層15a、絕緣層15b、共用電極22a、22b、絕緣層15c、畫素電極23a、23b、未圖示的配向膜。
在紅畫素RP和藍畫素BP之間，綠畫素GPa、GPb各自在橫向交互地配置。圖24中，在紅畫素RP和藍畫素BP之間配置綠畫素GPa，在綠畫素GPa和綠畫素GPb之間配置藍畫素BP。
紅畫素RP係藉由畫素中央線CL而被分成左側的紅畫素RPa和右側的紅畫素RPb。藍畫素BP係藉由畫素中央線CL而被分成左側的藍畫素BPa和右側的藍畫素BPb。
綠畫素GPa和綠畫素GPb之組合係和紅畫素RP及藍畫素BP進行相同動作。換言之，綠畫素GPa係相當於左側的紅畫素RPa及左側的藍畫素BPa。綠畫素GPb 係相當於右側的紅畫素RPb及右側的藍畫素BPb。本實施形態中，綠畫素GPa和綠畫素GPb的中央線亦設為畫素中央線CL。
本實施形態中，將畫素電極23a、共用電極22a、相對電極10a分配給綠畫素GPa、左側的紅畫素RPa、左側的藍畫素BPa。將畫素電極23b、共用電極22b、相對電極10b分配給綠畫素GPb、右側的紅畫素RPb、右側的藍畫素BPb。
未圖示的配向膜可提供將液晶分子的軸設為90°的垂直配向，亦可作成具有相對於畫素中央線CL呈對稱的預傾角θ。預傾角θ係設為例如液晶分子對液晶面板41的基板面之法線的傾斜角。在與液晶層44對向之彩色濾光片基板42的面和陣列基板43的面上各自設置感光性的配向膜。液晶面板41具有彩色濾光片基板42和陣列基板43隔著液晶層7貼合的構成。預傾角的設定係例如藉由對畫素電極23a、23b與共用電極22a、22b及相對電極10a、10b之間施加電壓，進行紫外線等之放射線曝光而進行。亦可藉擦摩等之物理手法設定預傾角。
相對電極10a、10b、畫素電極23a、23b、共用電極22a、22b係由例如ITO等之類的導電性金屬氧化物所形成。相對電極10a、10b、共用電極22a、22b的電位亦可設為例如共用電位(接地)。
畫素的形狀也可設為在俯視下為縱向偏長的長方形狀、V字狀等之類的多角形。
綠畫素GPa、GPb係分別設為紅畫素RP及藍畫 素BP的1/2的開口寬度，分別配設在區分紅畫素RP和藍畫素BP的位置。換言之，綠畫素GPa、GPb係一組分別為1/2畫素寬度的綠畫素GPa、GPb，且實質上相當於1個畫素。紅畫素RP包含1/2畫素寬度的紅畫素RPa、RPb。藍畫素BP包含1/2畫素寬度的藍畫素BPa、BPb。
本實施形態中，相對電極10a、10b在圖24的剖面之橫向的位置關係中，係在從畫素電極23a、23b朝向畫素中央線CL的方向且相對於畫素中央線CL呈線對稱地錯位。如此，藉由設成在橫向上錯位的位置關係，在畫素電極23a、23b和相對電極10a、10b之間會產生斜電場。藉由斜電場，垂直配向的液晶分子係相對於畫素中央線CL呈線對稱，可使液晶分子朝向與畫素中央線CL相反的畫素的兩端側傾倒。藉由設定預傾角θ可使液晶開始傾倒的電壓Vth降低。然而，即便液晶分子的長軸是和基板平面呈90°的垂直配向，藉由使用斜電場，仍可使液晶分子從畫素中央線CL以線對稱朝畫素的兩端側傾倒。
形成於彩色濾光片基板42的相對電極10a、10b係形成在透明樹脂層9的整面，且未被進行圖案加工，亦可全面形成膜。亦可不形成圖24所示的相對電極10a、10b之間的畫素中央部的縫隙S1(已除去了導電性金屬氧化物的部分)。
在無形成縫隙S1的情況，為使產生於畫素中央部的些微顯示斑不易被發現，線狀的遮光層BLK3亦可用例如和遮光層BLK2相同材質形成於畫素中央部。遮光層BLK3係形成在紅色濾光片RF及藍色濾光片BF各自與 透明樹脂層9之間。超過200ppi的高精細畫素中，藉由省略畫素中央部的遮光層BLK3，可進行明亮的顯示。
在此，遮光層BLK3所含之有機顏料的質量比率相對於有機顏料整體的質量而言，係以紫色顏料為50~75%、黃色顏料為25~50%、或紅色顏料為30%以下為佳。
又，遮光層BLK3所含之有機顏料的質量比率相對於前述有機顏料整體的質量而言，係以紫色顏料為30~75%、黃色顏料為25~50%、或紅色顏料為30%以下為佳。而且，綠色顏料或藍色顏料以10%以下的質量添加於遮光層BLK3為佳。
在有效顯示區域2內亦可形成用作黑色矩陣的遮光層BLK4。遮光層BLK4，例如亦可在各畫素的交界部，例如以和遮光層BLK2相同材質形成。遮光層BLK4係形成在綠色濾光片GF和紅色濾光片RF的交界與透明樹脂層9之間，及綠色濾光片GF和藍色濾光片BF的交界與透明樹脂層9之間。在超過250ppi的高精細畫素中，藉由省略遮光層BLK4，可進行明亮的顯示。
此外，遮光層BLK3、BLK4亦可用和遮光層BLK1相同材料形成。然而，在超過250ppi的高精細畫素中，為防止形成上述圖6的凸部16使液晶配向混亂之情形，遮光層BLK3、BLK4係以用和遮光層BLK2相同材料形成者較佳。使用作為遮光性色材的有機顏料所形成的遮光層的相對介電常數比碳的相對介電常數低，即便形成在接近於液晶層的位置，對液晶顯示也不容易造成不良 影響。使用含有作為遮光性色材的碳之材料所形成的遮光層的相對介電常數比有機顏料的相對介電常數高，因此為避免對液晶顯示有不良影響而偏離液晶層，例如，以形成在為彩色濾光片基板的透明基板上為較理想。
在超過250ppi的高精細畫素中，為提升液晶顯示的對比，適用黑顯示優異的垂直配向液晶。又，為提升液晶顯示的對比，有利用配設在陣列基板43的金屬配線之情況。
本實施形態的陣列基板43中，共用電極22a、22b在圖24剖面的橫向位置關係中，在從畫素中央線CL朝向畫素端部的方向且相對於畫素中央線CL呈線對稱，並具有和畫素電極23a、23b錯位的突出部。在該共用電極22a、22b的突出部與畫素電極23a、23b之間，於液晶驅動電壓施加時，有效地產生強電場，使該突出部附近的液晶分子高速地傾斜。
綠畫素GPa和綠畫素GPb藉由組合而和其他的紅畫素RP及藍畫素BP同樣地發揮機能。
圖25係顯示綠畫素GPa和綠畫素GPb的一例之剖面圖。該圖25的綠畫素GPa和綠畫素GPb係相當於例如與圖24的藍畫素BP的兩端鄰接的綠畫素GPa和綠畫素GPb。
液晶驅動元件33a對應綠畫素GPa。液晶驅動元件33a和畫素電極23a電連接。
液晶驅動元件33b對應綠畫素GPb。液晶驅動元件33b和畫素電極23b電連接。
液晶驅動元件33a、33b係為例如含有藉氧化物半導體形成的通道層之薄膜電晶體。藉氧化物半導體形成的通道層，可適用鎵、銦、鋅、錫、鉿、釔、鍺中的2種以上的金屬氧化物。
處理部31係控制液晶驅動元件33a、33b的切換。
在橫向，以畫素電極23a的端部和相對電極10a的端部之間形成偏差量S2且從相對電極10a突出的方式決定畫素電極23a的位置。於橫向的畫素端部中，畫素電極23b相對於相對電極10b具有偏差量。
在橫向，以共用電極22a的端部和畫素電極23a的端部錯位且從畫素電極23a的端部朝共用電極22a的端部突出地形成突出部S3方式決定共用電極22a的位置。在橫向，共用電極22b從畫素電極23b的端部突出。綠畫素GPa的相對電極10a、畫素電極23a、共用電極22a和綠畫素GPb的相對電極10b、畫素電極23b、共用電極22b係相對於畫素中央線CL呈線對稱配置。
共用電極22a、22b、相對電極10a、10b的電位亦可設為共用電位或接地。
圖26係顯示綠畫素GPa被施加液晶驅動電壓之狀態的一例之剖面圖。
透過對綠畫素GPa施加液晶驅動電壓，使液晶分子L1~L5傾倒而自背光單元26射出光，例如，使射出光36a入射觀察者的右眼35a。射出光36a的角度係藉由背光單元26所具備的稜鏡片或扁豆狀透鏡等之光控制元 件27所設定。液晶分子L1係因突出部S3而從畫素電極23a的邊緣透過朝向共用電極22a的強電場快速地大傾倒。藉此，可使液晶的響應性高速化。相對電極10a與畫素電極23a具有偏差量S2，會產生斜電場。相對電極10a附近的液晶分子L2~L5係依相對電極10a和畫素電極23a之間的斜電場而朝一定的方向(例如，從畫素中央線CL面向畫素端部的方向)迅速地傾倒。
圖27係顯示綠畫素GPb被施加液晶驅動電壓的狀態的一例之剖面圖。
透過對綠畫素GPb施加液晶驅動電壓，使液晶分子L6~L10傾斜而自背光單元26射出光，例如，使射出光36b入射觀察者的左眼35b。
液晶分子L6~L10的驅動動作係與上述的圖26的情況同樣，但液晶分子L6~L10係朝相對於畫素中央軸CL呈線對稱的方向傾倒。
如此，藉由液晶分子L1~L5和液晶分子L6~L10相對於畫素中央線CL朝對稱方向傾倒，可擴展視角。
如上述圖26及27所示，藉由控制液晶驅動和來自背光單元26的射出光之射出時序或使之同步，可對右眼35a和左眼35b投射不同的投影影像。
此外，本實施形態中，藉由對紅畫素RP、綠畫素GPa、GPb、藍畫素BP分別提供基於背景畫及衝出之畫像等的紅信號、綠信號、藍信號，進行分時驅動，可進行彩色的3D顯示。
圖28係顯示綠畫素GPa、GPb被施加液晶驅動電壓的狀態的一例之剖面圖。
藉由對綠畫素GPa、GPb傳送相同投影影像信號，可進行明亮的2D顯示。
如此，本實施形態的液晶顯示裝置可簡單地切換3D顯示和2D顯示。
此外，組合上述圖26~圖28的綠畫素GPa、GPb以控制畫像顯示的方法亦可適用於紅畫素RP的控制、藍畫素BP的控制。具體言之，綠畫素GPa的控制亦可適用於左側紅畫素RPa的控制、左側藍畫素BPa的控制。綠畫素GPb的控制亦可適用於右側紅畫素RPb的控制、右側藍畫素BPb的控制。
圖29係顯示藍畫素BP的一例之剖面圖。該圖29係對左側藍畫素BPa施加液晶驅動電壓。
在對左側藍畫素BPa的畫素電極23a施加液晶驅動電壓的情況，藍畫素BP的相對電極10a、10b的電位係共通的相同電位。因此，依據從左側藍畫素BPa的畫素電極33a所產生的電場，右側藍畫素BPb的液晶分子L6~L9稍微傾斜，有補強自藍畫素BP射出的射出光36之情況。藍畫素BP係視感度低。而且藍畫素BP使用穿透率稍低於紅畫素RP及綠畫素GP的顏料。因此，以補強藍畫素BP的射出光36為佳。
此外，由於紅畫素和綠畫素的穿透率高於藍畫素BP，故可將紅畫素和綠畫素當中至少一方分割成綠畫素的1/2寬度。
本實施形態中係說明液晶分子L1~L10具有負的介電各向異性的情況，但此液晶分子具有正的介電各向異性亦可。液晶分子L1~L10具有正的介電各向異性的情況，液晶分子液晶分子L1~L10具有初期水平配向。當被施加液晶驅動電壓時，初期水平配向的液晶分子L1~L10的長軸方向係從與基板平面平行的方向朝垂直的方向立起。
上述的各實施形態中，在液晶材料方面，以採用例如在分子構造內具備氟原子的液晶材料(以下，稱為氟系液晶)為佳。氟系液晶的黏度和相對介電常數低，離子性雜質的取入少。在使用氟系液晶作為液晶材料的情況，可減少因雜質所致電壓保持率的降低等之性能劣化，可抑制顯示斑及顯示的燒痕。就具有負的介電各向異性的液晶分子L1~L10而言，例如，可使用在室溫附近複折射率是0.1左右的向列液晶。就具有正的介電各向異性的液晶分子L1~L10液晶而言，可適用各式各樣的液晶材料。在抑制消耗電力且要求高響應性的液晶顯示裝置中，可使用具有大的介電各向異性的液晶分子。液晶層12、44的厚度未特別限定。在本實施形態中可有效適用的液晶層12、44的△nd係例如大致從300nm到500nm的範圍。在配向膜賦予預傾角的形成步驟是例如和紫外線等之曝光一併進行的情況，在配向膜賦予水平配向之際需要大的曝光量，相反地，在配向膜賦予垂直配向之際係小的曝光量即可。因此，為使該配向處理效率化，以使用垂直配向的液晶分子L1~L10為佳。
本實施形態中，即便未從基板平面形成如89°等之預傾角，仍可用斜電場驅動液晶分子L1~L10。然而，以使用形成感光性材料的配向膜並在液晶封入後一邊對液晶分子L1~L10施加電壓一邊曝光紫外線的手法而在配向膜形成預傾角為佳。藉由賦予相對於畫素中央線CL呈線對稱的預傾角，可使液晶驅動更高速化。初期垂直配向的液晶分子與初期水平配向的液晶分子相較下，由於來自配向膜的限制力弱，故可高速驅動液晶。
(第6實施形態)
本實施形態中，針對上述的第1~第5實施形態的液晶顯示裝置所具備的背光單元及光控制元件之變形例作說明。
圖30A係顯示本實施形態的液晶顯示裝置45的一例之剖面圖。該圖30A係液晶顯示裝置45的橫向之剖面圖。圖30B係用以說明角度控制部50a、51a的構造之放大剖面圖。
從背光單元46射出之光的角度β係例如，對應觀察者的兩眼與顯示面之距離作調整。光的角度β係藉由例如，壓電元件(piezoelectricity element)等之控制性佳的驅動裝置所構成的角度控制部50a、51a來控制。角度控制部50a、51a具備微調整機構，而該微調整機構係控制固態發光元件28a、29a相對於背光單元46的平面方向之傾斜。又，如同參照圖22所作的說明，角度控制部50a、51a連接於處理部31，藉處理部31控制角度控制部50a、51a的動作。藉由角度控制部50a、51a驅動，使光的角 度β稍作調整，以調整從顯示面射出之射出光的角度α(顯示面與射出光之間的角度)，有助於在觀察者的兩眼位置具有最佳立體顯示效果。
又，如圖30A所示，在與設置固態發光元件28a、29a的背光單元46的端部相反側的端部，亦設置固態發光元件28b、29b。固態發光元件28b、29b的構造和固態發光元件28a、29a同樣。固態發光元件28b、29b係調整從固態發光元件28a、29a相反側射出之光的角度β。
又，圖30B係顯示在固態發光元件28a、29a雙方設置角度控制部的構造，但亦可不在固態發光元件29a設置角度控制部，而在發出可見光的固態發光元件28a設置角度控制部。
液晶顯示裝置45具備液晶面板42、背光單元46。此外，液晶顯示裝置45例如亦可具備液晶面板6，20，41等之類的其他的液晶面板以取代液晶面板42。在液晶面板42的表面側具備偏光板131，在液晶面板42的背面側具備偏光板132。
背光單元46係配備於液晶面板42的背面側。背光單元46具備光控制元件47、固態發光元件28a、28b、29a、29b、反射板30。背光單元46可具備例如擴散板、導光板、偏光分離膜、復歸反射偏光元件等，但在該圖30A中被省略。
光控制元件47係由丙烯酸樹脂等形成，藉由半圓柱狀透鏡25a的陣列與和配置在半圓柱狀透鏡25a的 陣列相反位置的三角柱狀稜鏡27a的陣列所構成的一體成型品。
在該光控制元件47中，複數個三角柱狀稜鏡27a的軸在俯視下係相對於複數個半圓柱狀透鏡26a的軸傾斜角度ψ。
圖31係顯示光控制元件47之構成的一例的平面圖。圖31的一部分以剖面圖表示。
複數個半圓柱狀透鏡25a之長邊方向的軸係平行。複數個半圓柱狀透鏡25a的軸在俯視下係與橫向垂直、與縱向平行。
複數個三角柱狀稜鏡27a之長邊方向的軸係平行。複數個三角柱狀稜鏡27a的軸在俯視下係相對於複數個半圓柱狀透鏡25a的軸傾斜角度ψ。角度ψ例如可屬於3°~42°的範圍。角度ψ亦可比該範圍大。角度ψ係設為不與偏光板131、132或液晶配向的光學軸干涉的角度。
在光控制元件47的一面形成半圓柱狀透鏡25a的陣列，在另一面形成三角柱狀稜鏡27a的陣列，兩陣列一體形成於光控制元件47。
複數個三角柱狀稜鏡27a的間距與複數個半圓柱狀透鏡25a的間距可為1：1的關係，複數個三角柱狀稜鏡27b的間距可比複數個半圓柱狀透鏡25a的間距還細。
本實施形態中，半圓柱狀透鏡25a的橫寬係可設成是相對於2組的綠畫素GPa、GPb、紅畫素RP、藍畫 素BP的橫寬(4個1/2寬度的綠畫素、1個紅畫素、1個藍畫素)的合計橫寬為整數倍的寬度。藉此，可作成多眼式(觀察者為複數)的液晶顯示。半圓柱狀透鏡25a的間距和三角柱狀稜鏡27a的間距是相同的情況，可作成兩眼式(觀察者為1人)的3D顯示。
此外，在俯視下，畫素可為縱向偏長，亦可橫向偏長。
在俯視下，半圓柱狀透鏡25a之長邊方向的軸亦可設為與縱向垂直、與橫向平行。
(第7實施形態)
本實施形態中，針對上述第1~第6實施形態的彩色濾光片基板1、17、21、39、42所用的透明樹脂及有機顏料等之材料進行例示。
<透明樹脂>
形成遮光層BLK1~BLK4、紅色濾光片RF、綠色濾光片GF、藍色濾光片BF等之彩色濾光片CF所用的感光性著色組成物除了顏料分散體(以下稱為糊膏)以外，還含有多官能單體、感光性樹脂或非感光性樹脂、聚合起始劑、溶劑等。例如，本實施形態所用的感光性樹脂及非感光性樹脂等之類的透明性高的有機樹脂係總稱為透明樹脂。
就透明樹脂而言，可使用熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂或感光性樹脂。就熱可塑性樹脂而言，可使用例如：丁縮醛樹脂、苯乙烯-馬來酸共聚物、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、聚胺基甲酸酯系樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸系樹脂、醇酸樹脂、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。就熱硬化性樹脂而言，可使用例如：環氧樹脂、苯胍樹脂、松香變性馬來酸樹脂、松香變性富馬酸樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、酚樹脂等。熱硬化性樹脂亦可使三聚氰胺樹脂和含異氰酸酯基的化合物反應而生成。
<鹼可溶性樹脂>
本實施形態的遮光層BLK1~BLK4等之遮光膜、透明樹脂層9、9a、9b、彩色濾光片CF的形成係以使用能藉微影技術形成圖案的感光性樹脂組成物為佳。該等透明樹脂係以被賦予鹼可溶性的樹脂較理想。就鹼可溶性樹脂而言，可使用含羧基或羥基的樹脂，亦可使用其他的樹脂。就鹼可溶性樹脂而言，可使用例如：環氧丙烯酸酯系樹脂、酚醛清漆系樹脂、聚乙烯基苯酚系樹脂、丙烯酸系樹脂、含羧基的環氧樹脂、含羧基的胺基甲酸酯樹脂等。就該等中的鹼可溶性樹脂而言，以使用環氧丙烯酸酯系樹脂、酚醛清漆系樹脂、丙烯酸系樹脂為佳，以環氧丙烯酸酯系樹脂或酚醛清漆系樹脂為特佳。
<丙烯酸樹脂>
在本實施形態的透明樹脂的代表方面，例示以下的丙烯酸系樹脂。
就丙烯酸系樹脂而言，可使用下述聚合物，該聚合物係使用例如：(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、(甲基)丙烯酸三級丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸月桂酯等(甲基)丙烯酸烷酯；(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯等含羥基的(甲基)丙烯酸酯；(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯等含醚基的(甲基)丙烯酸酯；及(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯等脂環式(甲基)丙烯酸酯等作為單體而獲得之聚合物。
此外，所例示的該等單體可單獨使用，或併用2種以上。
再者，丙烯酸樹脂亦可使用含有能與該等單體共聚合的苯乙烯、環己基順丁烯二醯亞胺、或含苯基順丁烯二醯亞胺等化合物的共聚物而生成。又，例如，可藉由使共聚合(甲基)丙烯酸等具有烯性不飽和基的羧酸而得到之共聚物、與甲基丙烯酸環氧丙酯等含有環氧基及不飽和雙鍵的化合物反應，而生成具感光性的樹脂而作成丙烯酸樹脂。例如，亦可藉由使(甲基)丙烯酸等含羧酸的化合物於甲基丙烯酸環氧丙酯等含環氧基的(甲基)丙烯酸酯之聚合物、或此聚合物與其他的(甲基)丙烯酸酯之共聚物進行加成，而生成具感光性的樹脂而作成丙烯酸樹脂。
例如，為提供熱流動性，使用增加由感光性樹脂組成物所形成之塗膜的柔軟性之方法。例如，為提供熱流動性，可使用將經共聚合烯烴的樹脂添加於感光性樹脂組成物中的方法、或將可塑劑添加於感光性樹脂 組成物中的方法。亦可藉由減少添加於感光性樹脂組成物的單體及硬化劑的分子量以提升熱流動性。添加於感光性樹脂組成物的單體及硬化劑的分子量係可藉由設為例如1000~8000左右，來提升熱流動性。可藉由使感光性樹脂組成物含有藉由將自由基聚合烯性不飽和單體而成的共聚物變性所生成的感光性樹脂，來改善熱流動性。可藉由在感光性樹脂組成物添加界面活性劑，來提升熱流動性。
<有機顏料>
就紅色顏料而言，可使用例如：C.I.Pigment Red 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。
就黃色顏料而言，可使用例如：可使用C.I.Pigment Yellow 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。
就藍色顏料而言，可使用例如：C.I.Pigment Blue 15、15：1、15：2、15：3、15：4、15：6、16、22、60、64、80等，該等顏料當中，以C.I.Pigment Blue 15：6為佳。
就紫色顏料而言，可使用例如：C.I.Pigment Violet 1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等，該等顏料當中，以C.I.Pigment Violet 23為佳。
就綠色顏料而言，例如可使用C.I.Pigment Green 1、2、4、7、8、10、13、14、15、17、18、19、26、36、45、48、50、51、54、55、58等，該等顏料當中，以屬鹵化鋅酞菁綠色顏料的C.I.Pigment Green 58為佳。就綠色顏料而言，可使用鹵化鋁酞菁顏料。
<遮光性色材>
遮光層BLK1及遮光層BLK2所含之遮光性的色材為在可見光波段具有光吸收性且具備遮光機能的色材。本實施形態中遮光性的色材，可使用例如：有機顏料、無機顏料、染料等。就無機顏料而言，可使用例如：碳黑、氧化鈦等。就染料而言，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。有機顏料方面，亦可適用例如上述的有機顏料。此外，遮光性成分可使用1種，亦可按適當的比率組合2種以上。
例如，可見光波段係大約光波長400nm~ 700nm的範圍。
上述的各實施形態中，可使用以碳為主要色材的遮光性的塗膜、和以有機顏料為主要色材且在可見光域具有遮光性且在紅外光域具有穿透性的塗膜之2個種類。上述各實施形態中，該等2個遮光性塗膜的穿透特性在穿透率上升的波長方面具有差異。可活用該等2個遮光性塗膜的紅外光域之穿透率差。可具體活用的波段係從接近紅色長波長側的區域上限的大約是670nm到藍色顏料的穿透率上升的大約是800nm為止的區域。例如，遮光層BLK1及遮光層BLK2的穿透率上升的波長係屬於從將紅色濾光片RF的穿透率維持在高穿透率的大約光波長670nm到藍色濾光片BF的穿透率變高的上升部分之大約光波長800nm的區域。
<適用於遮光層BLK1的黑色光阻劑1之例>
針對被用在遮光層BLK1的黑色糊膏(分散體)之調製例作說明。
將下述組成的混合物均一地攪拌混合，以珠磨分散機進行攪拌，製作黑色糊膏。各個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
丙二醇單甲基醚乙酸酯 71份
使用上述黑色糊膏，使下述組成的混合物均一地進行攪拌混合，以5μm的篩過濾，調製適用於遮光層BLK1 的黑色光阻劑1。本實施形態中，所謂的光阻劑是指含有碳或有機顏料的感光性著色組成物。
黑色糊膏 25.2份
丙烯酸樹脂溶液 18份
二季戊四醇五及六丙烯酸 5.2份
光聚合起始劑 1.2份
增敏劑 0.3份
調平劑 0.1份
環己酮 25份
丙二醇單甲基醚乙酸酯 25份
本實施形態及上述各實施形態中，黑色光阻劑1或彩色光阻劑中的主體的色材(顏料)，係意味著相對於其光阻劑所含之色材(顏料)的全質量比(%)佔有50%以上的色材。例如，黑色光阻劑1係為碳佔有色材的100%，碳成為主要色材。又，在以碳為主要色材的黑色光阻劑1中，為調整其色調或反射色，亦能以全質量比的10%以下為目標，於黑色光阻劑添加紅色、黃色、藍色等有機顏料。
<用在遮光層BLK2的黑色光阻劑2之例>
用在遮光層BLK2的有機顏料之混合例表示如下。
C.I.Pigment Red 254(以下，縮寫成R254)
C.I.Pigment Yellow 139(以下，縮寫成Y139)
C.I.Pigment Violet 23(以下，縮寫成V23)
該等3種類的顏料中，R254的顏料可被除去。再者，除該3種類的顏料以外，用在色(穿透波長)調整上也可微 量的添加其他種類的顏料，例如少量添加20%以下的上述有機顏料。
圖32係顯示含有紫色顏料V23的塗膜的穿透率特性V23L、含有代表的綠色顏料C.I.Pigment Green 36的塗膜的穿透率特性G36L、含有代表的綠色顏料C.I.Pigment Green 58的塗膜的穿透率特性G58L的一例之圖形。
為了遮光層BLK2在光波長700nm附近的分光特性的上升之調整(分光曲線形狀的調整)，亦可少量使用例如鹵化銅酞菁、鹵化鋅酞菁、或鹵化鋁酞菁等之綠色顏料。藉由此種分光特性的上升之調整，可使遮光層BLK2具有最佳的紅外光域穿透性。或者，藉由將C.I.Pigment Blue 15：3之類的在紅外光域具有760nm的半波長之顏料以例如10%以下的量添加於遮光層BLK2所使用的有機顏料中，而如圖18所示之可使B2L的半波長偏移到比700nm還靠近長波長側。在將C.I.Pigment Blue 15：3之類的Blue顏料添加於遮光層BLK2所使用的有機顏料中之情況，可使紫色顏料V23減少與其相當的份量。例如，可將C.I.Pigment Violet 23的質量比率減至30%。
遮光層BLK2係以在可見光域的穿透率是5%以下者較理想。可見光域通常大約是光波長400nm~700nm。為將遮光層BLK2的半波長設定在光波長670nm~750nm的範圍，從大約光波長660nm附近紅外線穿透率特性上升且在長波長側穿透率特性變高是必要的。遮光層BLK2之低穿透率的波長範圍可設為大約光波長400nm ~650nm的範圍。此外，在要將遮光層BLK2的穿透率設成在大約光波長400nm~650nm的範圍是5%以下的低值時，藉由增加遮光層BLK2所含有的顏料量或加厚遮光層BLK2的膜厚可極容易地實現。半波長的波長位置亦同樣地，依據顏料的量、後述的紫色顏料、綠色顏料、黃色顏料、紅色顏料的組成比、遮光層BLK2的膜厚等可容易地調整。就適用於遮光層BLK2的綠色顏料而言，可適用後述的各種綠色顏料。為將遮光層BLK2的半波長設定在光波長670nm~750nm的範圍，就綠色顏料而言，以紅外線穿透率的上升(例如半波長)是在光波長700nm~800nm的範圍之綠色顏料為佳。用以將半波長設定在光波長670nm~750nm的範圍之調整，主要依據紫色顏料和綠色顏料來實現。為調節遮光層BLK2的分光特性，亦可添加藍色顏料。
R254的質量比率(%)例如可屬於0~15%的範圍。
Y139的質量比率(%)例如可屬於25~50%的範圍。
V23的質量比率(%)例如可屬於50~75%的範圍。
就遮光層BLK2的標準膜厚，例如是2μm左右的膜厚而言，以50~75%的範圍的任一值添加V23的紫色顏料。因此，遮光層BLK2在光波長670nm~750nm具有半波長。將黃色的有機顏料設為25~50%的任一值，接著，添加紅色的有機顏料0~15%並混合，藉此可充分降 低遮光層BLK2在光波長400nm~660nm的穿透率。可藉由在光波長400nm~660nm的範圍中於遮光層BLK2的穿透率刪除浮動(從0%的基線起之分光的浮動)，而從光感測器34a的檢測資料減去光感測器34b的檢測資料，藉此進行正確的色分離。
通常，在依據該等顏料生成彩色光阻劑(著色組成物)之前，顏料會分散於樹脂或溶液而生成顏料糊膏(分散液)。例如，為使顏料Y139單質分散於樹脂或溶液，對顏料R139的7份(質量份)混合以下的材料。
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，針對V23、R254等之類的其他的顏料，亦可分散於相同樹脂或溶液而生成黑色顏料分散糊膏。
以下，例示用以依據上述的顏料分散糊膏生成黑色光阻劑之組成比。
Y139糊膏 14.70份
V23糊膏 20.60份
丙烯酸樹脂溶液 14.00份
丙烯酸單體 4.15份
起始劑 0.7份
增敏劑 0.4份
環己酮 27.00份
PGMAC 10.89份
依上述的組成比形成遮光層BLK2所用的黑 色光阻劑2。
形成遮光層BLK2所用的顏料之主色材即黑色光阻劑2係為相對於全質量比佔有約58%的紫色顏料V23。有機顏料多數係在比大約光波長800nm還長的波段具有高穿透率。黃色顏料Y139亦是在比光波長800nm還長的長波段具有高穿透率的有機顏料。
例如，遮光層BLK2所含之黑色光阻劑的主色材可為100%的有機顏料。例如，以有機顏料為主色材的黑色光阻劑2，為調整遮光性，亦能以全質量的40%以下為目標添加碳。
圖33係顯示經調整半波長的遮光層BLK2之穿透率特性B2La、B2Lb、B2Lc的一例之圖形。
例如，遮光層BLK2之穿透率特性B2lc係藉由含有藍色顏料而可獲得。
<彩色濾光片基板1、17、21、39、42所用的紅色光阻劑RR的一例>
以下針對紅色糊膏(分散液)的調製例作說明。
將下述組成的混合物均一地攪拌混合，使用大約直徑1mm的玻璃珠，以砂磨機進行5小時的分散作業，以大約5μm的篩過濾，製作紅色糊膏。
紅色顏料 C.I.Pigment Red 254 8份
紅色顏料 C.I.Pigment Red 177 10份
黃色顏料 C.I.Pigment Yellow 150 2份
分散劑 2份
丙烯酸樹脂清漆(固體成分20質量%) 108份
<紅色光阻劑RR的調製>
紅色糊膏的調製後，使下述組成的混合物均一地進行攪拌混合，以大約5μm的篩過濾，調製紅色光阻劑RR。
紅色糊膏 42份
丙烯酸樹脂溶液 18份
二季戊四醇五及六丙烯酸 4.5份
光聚合起始劑 1.2份
增敏劑 2.0份
環己酮 32.3份
<彩色濾光片基板1、17、21、39、42所用的綠色光阻劑GR的一例>
<綠色糊膏的調製>
將下述組成的混合物均一地攪拌混合，使用大約直徑1mm的玻璃珠，以砂磨機進行5小時的分散作業，以大約5μm的篩過濾，製作綠色糊膏(分散液)。
綠色顏料 C.I.Pigment Green 58 10.4份
黃色顏料 C.I.Pigment Yellow 150 9.6份
分散劑 2份
丙烯酸樹脂清漆(固體成分20質量%) 66份
<綠色光阻劑GR的調製>
綠色糊膏的調製後，使下述組成的混合物均一地進行攪拌混合，以大約5μm的篩過濾，調製綠色光阻劑GR。
綠色糊膏 46份
丙烯酸樹脂溶液 8份
二季戊四醇五及六丙烯酸 4份
光聚合起始劑 1.2份
光聚合起始劑 3.5份
增敏劑 1.5份
環己酮 5.8份
丙二醇單甲基醚乙酸酯 30份
例如，綠色光阻劑GR亦可添加0.08份氟系界面活性劑而使用。
<彩色濾光片基板1、17、21、39、42所用的藍色光阻劑BR的一例>
<藍色糊膏1的分散體的調製>
將下述組成的混合物均一地攪拌混合，使用大約直徑1mm的玻璃珠，以砂磨機進行5小時的分散作業，以大約5μm的篩過濾，製作藍色糊膏1(藍色顏料的分散體)。
藍色顏料 C.I.Pigment Blue 15：6 52份
分散劑 6份
丙烯酸樹脂清漆(固體成分20質量%) 200份
<藍色糊膏2的調製>
下述組成的混合物利用磨機進行5小時分散作業，以大約5μm的篩過濾，製作中間藍色糊膏(分散液)。
藍色顏料 C.I.Pigment Blue 15：6 49.4份
分散劑 6份
丙烯酸樹脂清漆(固體成分20質量%) 200份
於該中間藍色糊膏添加下述的紫色染料粉體，充分攪拌，調製藍色糊膏2。
紫色染料 2.6份
<藍色光阻劑BR的調製>
藍色糊膏的調製後，使下述組成的混合物均一地進行攪拌混合，以大約5μm的篩過濾，調製藍色光阻劑BR。
藍色糊膏 16.5份
丙烯酸樹脂溶液 25.3份
二季戊四醇五及六丙烯酸 1.8份
光聚合起始劑 1.2份
增敏劑 0.2份
環己酮 25份
丙二醇單甲基醚乙酸酯 30份
<彩色濾光片基板1、17、21、39、42的製作>
組合上述的紅色光阻劑RR、綠色光阻劑GR及藍色光阻劑BR的3個顏色，製作例如彩色濾光片基板1、17、21、39、42。
上述的各實施形態可在不改變發明的旨趣的範圍內進行各種變更並予以適用。上述的各實施形態可自由地組合使用。
1‧‧‧彩色濾光片基板
2‧‧‧有效顯示區域
3‧‧‧框緣區域
4‧‧‧區域
5‧‧‧對準標記

Claims (18)

  1. 一種彩色濾光片基板，其具備：透明基板，其具有有效顯示區域及包圍該有效顯示區域的框緣區域；及第1彩色濾光片、第2彩色濾光片、及第3彩色濾光片，其係在該透明基板之上各個顏色不同且無間隙相互鄰接地以線狀的圖案形成，且具備遮光層，其係形成在該第1彩色濾光片、該第2彩色濾光片、及該第3彩色濾光片之上，該第1彩色濾光片係以區分該第2彩色濾光片和該第3彩色濾光片的方式配置，該第1彩色濾光片的線寬為該第2彩色濾光片及該第3彩色濾光片的線寬的大約1/2，該第1彩色濾光片、該第2彩色濾光片、及該第3彩色濾光片没有形成起因於具有不同色的至少2個彩色濾光片的重疊而成之厚度方向的突起，該遮光層係含有有機顏料作為遮光性色材的主材，且具有可見光域遮光性及紅外光域穿透性。
  2. 如請求項1之彩色濾光片基板，其中該第1彩色濾光片係紅色濾光片或綠色濾光片。
  3. 如請求項1或2之彩色濾光片基板，其中該遮光層所含的該有機顏料的質量比率，相對於該有機顏料整體的質量而言，紫色顏料為50~75%、黃色顏料為25~50%，或紅色顏料為30%以下。
  4. 如請求項1或2之彩色濾光片基板，其中該遮光層所含的該有機顏料的質量比率，相對於該有機顏料整體的 質量而言，紫色顏料為30~75%、黃色顏料為25~50%、或紅色顏料為30%以下，將綠色顏料或藍色顏料以10%以下的質量添加於該遮光層。
  5. 如請求項1或2之彩色濾光片基板，其中在該框緣區域，形成有含有作為遮光性色材的主材的碳之遮光層。
  6. 如請求項1或2之彩色濾光片基板，其中在該框緣區域係具備：含有作為遮光性色材的主材的碳之第1遮光層；與含有作為遮光性色材的主材的有機顏料之第2遮光層。
  7. 如請求項5或6之彩色濾光片基板，其中形成在該有效顯示區域之彩色濾光片的厚度，係與形成在該框緣區域之該遮光層的厚度大致相同。
  8. 如請求項1或2之彩色濾光片基板，其中該第1彩色濾光片、該第2彩色濾光片、及該第3彩色濾光片的線狀圖案為在俯視下縱向地連結複數個V字形狀而成的圖案。
  9. 一種液晶顯示裝置，其具備：如請求項1之彩色濾光片基板；陣列基板，其係隔著液晶層和該彩色濾光片基板相對向；及背光單元，其係設置在該陣列基板之配置有該液晶層的位置之相反側的位置，該第1彩色濾光片、該第2彩色濾光片、及該第3彩色濾光片的線狀圖案係形成在該有效顯示區域和該框緣區域，該液晶層所含的液晶分子具有在未被施加液晶驅 動電壓的狀態下與基板平面垂直的長軸。
  10. 一種液晶顯示裝置，其具備：如請求項1之彩色濾光片基板；陣列基板，其係隔著液晶層和該彩色濾光片基板相對向；及背光單元，其係設置在該陣列基板之配置有該液晶層的位置之相反側的位置，在對應於該第1彩色濾光片的第1畫素具備1個液晶驅動元件，在對應於該第2彩色濾光片的第2畫素具備2個液晶驅動元件，在對應於該第3彩色濾光片的第3畫素具備2個液晶驅動元件。
  11. 如請求項10之液晶顯示裝置，其係進一步具備處理部，其中該處理部對該背光單元的發光時序和液晶驅動電壓施加時序進行控制或使之同步，以進行3D顯示。
  12. 如請求項10或11之液晶顯示裝置，其係進一步具備：控制從該背光單元射出之光的角度之角度控制部、及調整從液晶畫面射出之射出光的射出角之光控制元件。
  13. 如請求項10或11之液晶顯示裝置，其中該液晶驅動元件係薄膜電晶體，該薄膜電晶體具備包含鎵、銦、鋅、錫、鉿、釔、鍺中的2種以上之金屬氧化物的通道層。
  14. 一種液晶顯示裝置，其具備：如請求項3之彩色濾光片基板； 陣列基板，其係隔著液晶層和該彩色濾光片基板相對向；及背光單元，其係設置在該陣列基板之配置有該液晶層的位置之相反側的位置，該陣列基板具備第1光感測器和第2光感測器，該第1光感測器係在和基板平面垂直的方向，檢測經由該第1彩色濾光片、該第2彩色濾光片、及該第3彩色濾光片中任一彩色濾光片且不經由該遮光層的光，該第2光感測器係在和該基板平面垂直的方向，檢測經由該彩色濾光片和該遮光層的光，此液晶顯示裝置更進一步具備處理部，其係從該第1光感測器的檢測資料減去該第2光感測器的檢測資料。
  15. 如請求項14之液晶顯示裝置，其中該背光單元具備：發出可見光的第1固態發光元件；及發出觸控感測用的紅外光的第2固態發光元件，該處理部係同步控制該第2固態發光元件的發光時序和該第2光感測器的受光時序。
  16. 如請求項14之液晶顯示裝置，其中該紅外光的波長係包含在800nm~1000nm的範圍內。
  17. 一種彩色濾光片基板之製造方法，其中於透明基板上形成第1光阻劑層，藉由將該第1光阻劑層圖案化，形成第1彩色濾光片、與被該第1彩色濾光片所包圍的第1濾光片開口部及第2濾光片開口部， 以覆蓋該第1彩色濾光片、該第1濾光片開口部及該第2濾光片開口部的方式於該透明基板上形成第2光阻劑層，藉由將該第2光阻劑層圖案化，於該第1濾光片開口部形成該第2光阻劑層，且使該第2濾光片開口部露出，藉由進行熱處理，使該第2光阻劑層在該第1濾光片開口部內流動，藉由將該第2光阻劑層硬化而以不形成起因於濾光片的重疊而成的突起且與該第1彩色濾光片無間隙鄰接的方式形成第2彩色濾光片，以覆蓋該第1彩色濾光片、該第2彩色濾光片及該第2濾光片開口部的方式於該透明基板上形成第3光阻劑層，藉由將該第3光阻劑層圖案化，而在該第2濾光片開口部形成該第3光阻劑層，藉由進行熱處理，使該第3光阻劑層在該第2濾光片開口部內流動，藉由將該第3光阻劑層硬化而以不形成起因於濾光片的重疊而成的突起且與該第1彩色濾光片及該第2彩色濾光片無間隙鄰接的方式形成第3彩色濾光片，在該第1彩色濾光片、該第2彩色濾光片、及該第3彩色濾光片之上，形成含有有機顏料作為遮光性色材且具有可見光域遮光性及紅外光域穿透性的遮光層。
  18. 如請求項17之彩色濾光片基板之製造方法，其中使用含碳材料作為遮光性色材的主材，在該透明 基板的框緣區域形成對準標記，於該框緣區域形成第2遮光層，在形成該第2遮光層後，對該對準標記照射紅外光，檢測該對準標記的位置，藉以進行該圖案化所用的光罩與該透明基板的對準。
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