液晶顯示裝置、濾色器基板及濾色器基板制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及液晶顯示裝置、濾色器基板及濾色器基板制造方法。
[0002] 本申請基于在2012年12月27日提出申請的日本特愿2012-286224號主張優(yōu)先 權(quán)，在此引用其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0003] 對于具備液晶顯示裝置的電子設(shè)備謀求輕量化。例如，在手機、移動PC等信息設(shè) 備中具備液晶顯示裝置。作為信息設(shè)備的操作之一例，例如應(yīng)用利用手指或指針等對液晶 顯示畫面進行直接輸入的技術(shù)。
[0004] 對液晶顯示畫面的直接輸入方式包括在液晶面板的前表面設(shè)置具備傳感功能的 觸摸面板、通過觸摸面板接收輸入的On-Cell方式。此外，對液晶顯示畫面的直接輸入方式 還包括在液晶顯示裝置的陣列基板或?qū)ο蚧迳弦跃仃嚑钆渲镁哂袀鞲泄δ艿膫鞲衅?、?傳感器內(nèi)設(shè)在液晶單元中的In-Cell方式。
[0005] 作為On-Cell方式所用技術(shù)的一例，專利文獻1 (日本特開平10-171599號公報） 公開了電阻膜方式、電磁感應(yīng)方式、靜電電容方式、光學(xué)式的觸摸面板。
[0006] 但是，在液晶面板的表面具備觸摸面板的On-Cell方式中，觸摸面板的厚度和重 量被加在液晶顯示裝置上，從而厚度及重量增加。進而，由于觸摸面板的表面及觸摸面板的 內(nèi)表面的光反射，有液晶顯不品質(zhì)降低的情況。
[0007] 與其相對，在液晶單元中內(nèi)設(shè)傳感器的In-Cell方式中，液晶顯示裝置的厚度不 會增加，顯示品質(zhì)不易降低，因此優(yōu)選。作為具備傳感功能的傳感器之一例，光傳感器的開 發(fā)正在進行。
[0008] 電子設(shè)備或信息設(shè)備中使用的液晶顯示裝置具有利用立體圖像顯示的傾向。對于 利用液晶顯示裝置進行的立體圖像顯示而言，技術(shù)上的要求有所增加。例如，要求對經(jīng)立體 顯示的按鍵的點擊感。例如，要求防止手指輸入的誤操作。
[0009] 當液晶面板含有光傳感器時，為了防止因溫度或背光光源的影響而發(fā)生誤檢測， 有時需要對光傳感器的檢測結(jié)果進行補償。
[0010] 作為傳感器的一例，使用具備含有多晶硅或無定形硅的信道層的硅光電二極管。 硅光電二極管根據(jù)環(huán)境溫度等的變化而發(fā)生暗電流，由此有時會在觀測數(shù)據(jù)中加入并非觀 測光的噪音。
[0011] 專利文獻2 (日本特開2002-335454號公報）、專利文獻3 (日本特開2007-18458 號公報）公開了使用進行暗電流校正的光電二極管進行運算補償。專利文獻2、3利用拍攝 元件對暗電流進行補償。
[0012] 專利文獻4(日本特開2009-151039號公報）公開了通過基于第1受光元件的信 號和第2受光元件的信號的運算來提高檢測信號的S/N比的技術(shù)。但是，該專利文獻4并 未公開精度良好地對可見光進行色分離的技術(shù)。專利文獻4 (權(quán)利要求1)的顯示器裝置在 第1受光元件上具備對可見光區(qū)域的光進行吸收的光學(xué)濾波器。進而，專利文獻4的顯示 器裝置具備吸收并阻斷入射光的遮光部。
[0013] 但是，該專利文獻4并未考慮藍色光、綠色光、紅色光的色分離。而且，專利文獻4 并未公開用于制造濾色器基板的定位方法。專利文獻4([0013]段落）公開了噪音成分被 消除的觸摸傳感檢測。
[0014] 專利文獻5 (日本特開2010-186997號公報）、專利文獻6 (日本特開2011-118888 號公報）公開了由氧化物半導(dǎo)體形成的光傳感器（受光元件）。專利文獻5公開了應(yīng)用 于作為發(fā)光層主要使用有機物的顯示器中的光傳感器。專利文獻6公開了除了作為面?zhèn)?感器的光傳感器之外、還具備位置檢測用的光傳感器的顯示裝置。專利文獻7(日本特開 2011-065133號公報）公開了具備短波長用光傳感器、紅光用傳感器、紅外光用光傳感器的 液晶顯示裝置。
[0015] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0016] 專利文獻
[0017] 專利文獻1 :日本特開平10-171599號公報
[0018] 專利文獻2 :日本特開2002-335454號公報
[0019] 專利文獻3 :日本特開2007-18458號公報
[0020] 專利文獻4 :日本特開2009-151039號公報
[0021] 專利文獻5 :日本特開2010-186997號公報
[0022] 專利文獻6 :日本特開2011-118888號公報
[0023] 專利文獻7 :日本特開2011-065133號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0024] 發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0025] 本發(fā)明鑒于上述事實而作出，其目的在于提供可以使光傳感器的檢測數(shù)據(jù)為高精 度且穩(wěn)定、能夠以高精度進行色分離及觸摸傳感檢測的液晶顯示裝置、濾色器基板及濾色 器基板制造方法。
[0026] 用于解決課題的方法
[0027] 本發(fā)明第一方式的液晶顯示裝置具備陣列基板、液晶層和濾色器基板，所述陣列 基板具備液晶驅(qū)動元件、第1光傳感器和第2光傳感器，所述濾色器基板隔著所述液晶層與 所述陣列基板相面對，且具備碳遮光層、濾色器和有機顏料遮光層，所述碳遮光層作為遮光 性色料的主材含有碳，所述有機顏料遮光層在與基板平面垂直的方向上與所述濾色器的一 部分重疊且作為遮光性色料的主材含有有機顏料，其中，所述第1光傳感器對在垂直于所 述基板平面的方向上經(jīng)由所述濾色器而不經(jīng)由所述有機顏料遮光層的光進行檢測，所述第 2光傳感器對在垂直于所述基板平面的方向上經(jīng)由所述濾色器和所述有機顏料遮光層的光 進行檢測。
[0028] 在本發(fā)明第一方式的液晶顯示裝置中，所述有機顏料遮光層優(yōu)選是以相對于總有 機顏料的質(zhì)量比率（％ )計含有紫的有機顏料50~75%、黃的有機顏料25~50%或紅的 有機顏料〇~30 %的樹脂組合物。
[0029] 本發(fā)明第一方式的液晶顯示裝置中，優(yōu)選進一步具備進行從所述第1光傳感器的 檢測數(shù)據(jù)中減去所述第2光傳感器的檢測數(shù)據(jù)的減法運算的處理部。
[0030] 本發(fā)明第一方式的液晶顯示裝置中，優(yōu)選：所述碳遮光層、所述濾色器及所述有機 顏料遮光層設(shè)置在構(gòu)成所述濾色器基板的透明基板上，利用所述碳遮光層及所述有機顏料 遮光層中的至少一者劃分出俯視下成矩陣狀的多個開口部，所述多個開口部中具備所述濾 色器中所含的紅色濾波器、藍色濾波器、綠色濾波器。
[0031] 本發(fā)明第一方式的液晶顯示裝置中，優(yōu)選：進一步具備裝備于所述陣列基板的與 所述液晶層相反側(cè)的面上的背光單元，所述背光單元具備發(fā)出可見光的第1固體發(fā)光元 件、發(fā)出觸摸傳感檢測用的紅外光的第2固體發(fā)光元件、以及控制所述第2固體發(fā)光元件的 發(fā)光時機和所述第1光傳感器的受光時機的處理部。
[0032] 本發(fā)明第一方式的液晶顯示裝置中，所述紅外光的波長優(yōu)選屬于800nm~lOOOnm 的波長區(qū)域。
[0033] 本發(fā)明第二方式的濾色器基板至少具備透明基板、碳遮光層、濾色器與有機顏料 遮光層的層疊構(gòu)成，所述碳遮光層作為遮光性色料的主材含有碳，所述濾色器在所述透明 基板上劃分出的多個開口部中分別具有紅色濾波器、藍色濾波器、綠色濾波器，所述有機顏 料遮光層形成在所述濾色器上且作為遮光性色料的主材含有有機顏料，其中，在與所述透 明基板的平面垂直的方向上具有所述濾色器與所述碳遮光層及所述有機顏料遮光層均不 重疊的部分、以及所述濾色器與所述有機顏料遮光層重疊但不與所述碳遮光層重疊的部 分。
[0034] 本發(fā)明第二方式的濾色器基板中，所述有機顏料遮光層優(yōu)選是以質(zhì)量比率（％ ) 計含有紫的有機顏料50~75 %、黃的有機顏料25~50 %或紅的有機顏料0~30 %的樹脂 組合物。
[0035] 本發(fā)明第二方式的濾色器基板中，優(yōu)選進一步具備形成于形成有所述有機顏料遮 光層的所述濾色器上的透明樹脂層。
[0036] 本發(fā)明第二方式的濾色器基板中，優(yōu)選進一步具備形成于所述透明樹脂層上的透 明導(dǎo)電膜。
[0037] 本發(fā)明第二方式的濾色器基板中，優(yōu)選：所述有機顏料遮光層含有藍的有機顏料， 且按照在光波長670nm~800nm的范圍內(nèi)透過所述有機顏料遮光層的光的透過率特性升高 的方式調(diào)整了構(gòu)成所述有機顏料遮光層的組合物的組成比。
[0038] 本發(fā)明第二方式的濾色器基板中，優(yōu)選：所述有機顏料遮光層含有綠的有機顏料， 且按照在光波長670nm~800nm的范圍內(nèi)透過所述有機顏料遮光層的光的透過率特性升高 的方式調(diào)整了構(gòu)成所述有機顏料遮光層的組合物的組成比。
[0039] 本發(fā)明第三方式的濾色器基板的制造方法依次進行以下工序：在透明基板上形成 作為遮光性色料的主材含有碳的碳遮光層及定位標記的工序；形成含有紅色濾波器、藍色 濾波器、綠色濾波器的濾色器的工序；在所述濾色器上涂布作為遮光性色料的主材含有有 機顏料的遮光抗蝕劑的工序；使用紅外光及紅外光傳感器識別所述定位標記的位置的工 序；根據(jù)所述定位標記的位置進行所述透明基板與光掩模的對位的工序；以及使用所述光 掩模對所述遮光抗蝕劑的涂膜進行曝光、顯影而制成硬膜、從而形成有機顏料遮光層的工 序。
[0040] 本發(fā)明第三方式的濾色器基板的制造方法中，優(yōu)選：進一步進行在所述濾色器上 形成透明樹脂層的工序，所述有機顏料遮光層形成在所述透明樹脂層上。
[0041] 本發(fā)明第三方式的濾色器基板的制造方法中，所述紅外光的光波長優(yōu)選為大致比 800nm更長的波長側(cè)。
[0042] 發(fā)明效果
[0043] 本發(fā)明的方式中，可以使光傳感器的檢測數(shù)據(jù)為高精度且穩(wěn)定，能夠以高精度進 行色分離及觸摸傳感檢測。
【附圖說明】
[0044] 圖1為表示本發(fā)明第1實施方式的液晶顯示裝置所具備的液晶面板的構(gòu)成之一例 的部分截面圖。
[0045] 圖2為表示從第1實施方式的液晶面板的濾色器基板側(cè)觀察到的構(gòu)造之一例的部 分俯視圖。
[0046] 圖3為表不第1實施方式的液晶面板之一例的縱向上的部分截面圖。
[0047] 圖4為表示第1實施方式的液晶顯示裝置之一例的截面圖。
[0048] 圖5為表示第1實施方式的濾色器的分光特性之一例的曲線。
[0049] 圖6為表示第1實施方式的碳遮光層及有機顏料遮光層的遮光特性的例子的曲 線。
[0050] 圖7為表示綠色濾波器的透過特性、重疊了綠色濾波器和有機顏料遮光層的透過 特性之一例的曲線。
[0051] 圖8為表示紅色濾波器的透過特性、重疊了紅色濾波器和有機顏料遮光層的透過 特性之一例的曲線。
[0052] 圖9為表示藍色濾波器的透過特性、重疊了藍色濾波器和顏料遮光膜的透過特性 之一例的曲線。
[0053] 圖10為表示本發(fā)明第2實施方式的液晶面板的從濾色器基板側(cè)觀察到的構(gòu)造之 一例的部分俯視圖。
[0054] 圖11為表不第2實施方式的液晶面板之一例的橫向部分截面圖。
[0055] 圖12為表示第3實施方式的液晶顯示裝置所具備的液晶面板的構(gòu)成之一例的部 分截面圖。
[0056] 圖13為表示第3實施方式的液晶面板在液晶驅(qū)動電壓施加時的狀態(tài)之一例的部 分截面圖。
[0057] 圖14為表示第3實施方式的用于立體圖像顯示的液晶顯示裝置的構(gòu)成之一例的 截面圖。
[0058] 圖15為表示第3實施方式的液晶顯示裝置所具備的液晶面板的光的出射狀態(tài)之 一例的部分截面圖。
[0059] 圖16為表示第3實施方式的液晶面板的多個像素之一例的部分俯視圖。
[0060] 圖17為表示第3實施方式的光控制元件的構(gòu)成之一例的俯視圖。
[0061] 圖18為表示機械靠模中使用的液晶顯示裝置之一例的截面圖。
[0062] 圖19為表示本發(fā)明第4實施方式的濾色器基板制造方法之一例的流程圖。
[0063] 圖20為表示本發(fā)明第5實施方式的液晶顯示裝置所具備的液晶面板的構(gòu)成之一 例的部分截面圖。
[0064] 圖21為表示第5實施方式的液晶面板的從濾色器基板觀察到的構(gòu)造之一例的部 分俯視圖。
【具體實施方式】
[0065] 以下一邊參照附圖一邊說明本發(fā)明的實施方式。此外，以下的說明中，對于相同或 實質(zhì)上相同的功能及構(gòu)成要素賦予相同符號，并根據(jù)需要進行說明。
[0066] 各實施方式中，僅對特征性部分進行說明，對于與通常的液晶顯示裝置的構(gòu)成要 素沒有差異的部分則省略說明。
[0067] 各實施方式中，對液晶顯示裝置的單一色的顯示單元為1個像素的情況進行說 明。但是，單一色的顯示單元也可以是1個亞圖素，另外還可以是多個圖素數(shù)（像素數(shù)）構(gòu) 成顯示單元，也可以是任意定義的圖素或像素構(gòu)成顯示單元。像素含有紅色濾波器、綠色濾 波器、藍色濾波器中的任一個，是至少具有2個平行邊的多邊形。
[0068] 各實施方式中，液晶顯示裝置具備碳遮光層和有機顏料遮光層。通過碳遮光層和 有機顏料遮光層中的至少一者來形成將上述紅色濾波器、綠色濾波器、藍色濾波器分別劃 分開來的矩陣狀的開口部。碳遮光層及有機顏料遮光層中的任一個的俯視圖案可以是條紋 圖案、也可以是矩陣圖案。可以由碳遮光層和有機