专利名称：滤色器基板及其制造方法、电光学装置和电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在所谓液晶装置等的电光学装置中使用的滤色器基板及其制造方法。本发明还涉及采用此滤色器基板构成的电光学装置。本发明进一步涉及采用此电光学装置构成的移动电话机、便携式信息终端等的电子设备。
背景技术：
以往以来，周知可以采用液晶装置、有机EL装置等的电光学装置进行彩色显示。在这样的电光学装置中，在其内部内置了滤色器基板。此滤色器基板是通过例如在由透明玻璃制成的基底部件上将R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)的3色着色元件成为规定的排列那样形成而形成的。
但是，作为液晶装置周知有下面3种。第1种是使太阳光、室内光等的外部光在装置内部反射，利用其反射光进行显示，即所谓的反射型液晶装置。第2种是利用从冷阴极管、LED(发光二极管)等的光源中发出的、透过液晶装置内部的光进行显示，即所谓的透射型液晶装置。第3种是同时具有反射型以及透射型的2种功能的半透射半反射型液晶装置。
在上述反射型液晶装置以及半透射半反射型液晶装置中，利用反射光进行显示时，因为外部光2次通过滤色器的着色元件，所以存在光的吸收多，显示的明亮度降低的问题。为了解决此问题，周知有在像素区域中不形成着色元件的区域，即形成剥除反射膜的区域这样的反射型液晶装置(例如，参考专利文献1)。在此液晶装置中，通过使明亮的光通过经过剥除反射膜的部分，能够防止彩色显示的明亮度下降。
但是，在专利文献1中所记载的液晶装置中，由于剥除反射膜的部分是设置在黑色蔽光部的内侧区域，即设置在不同于黑色蔽光部的区域，所以存在着色元件的面积变小的问题。
专利文献1特开平10-186347号公报(第3～4页，图1)发明内容本发明正是鉴于上述问题点而进行的发明，其目的在于提供一种确保剥除反射膜的区域，同时也能够充分确保着色元件的区域的滤色器基板、滤色器基板的制造方法、电光学装置以及电子设备。
为了达成上述目的，有关本发明的滤色器基板包括透明的基底部件、在该基底部件上形成的反射膜、在该反射膜上形成的颜色不同的多个着色元件、在上述反射膜上的、在上述多个着色元件的边界上形成的多个围堰；上述围堰具有透明部和非透明部。此处，对于上述围堰，所谓透明是指和着色元件相比，透光率高。具体地说，对于波长400nm～700nm的光，透光率在50％以上，优选在80％以上。
依据此滤色器基板，因为是在划分着色元件的围堰上设置透明部，所以围堰本身作为反射膜剥除部发挥功能。因此，和以往那样在黑色蔽光部的内侧设置反射膜剥除部的情况相比，取得较大的着色元件的区域成为可能，能确保充分的彩色度。
还有，也考虑在围堰处不设置非透明部，将围堰全体作为透明部。但是此种情况下，鉴于着色元件的特性，当那么大的透明部不必要时，围堰的宽度变小，恐怕以此围堰为边界相邻的2个着色元件间会发生混色。如果发生混色，滤色器基板的质量会降低。对此，如果在围堰处设置透明部和非透明部的两部分，假设在所要求的透明部的面积即使小也没关系的情况下，也能将围堰的线宽设定的较宽，因此，能在相邻的2个着色元件间设置充分宽的围堰。由此，能防止在这2个着色元件间发生混色。
另外依据此滤色器基板，因为在由围堰划分的区域内配置着色元件而构成，所以能够利用液滴喷出着色元件的技术，即喷墨技术。此处，所谓喷墨技术是指将着色元件的材料作为墨滴从喷嘴喷出使其喷落在所期望的位置。作为墨的喷出方法，能采用利用随着通电振动的压电元件使喷嘴的内部容积发生变化喷出墨的方法、使喷嘴内部的墨热膨胀喷出的方法和其它任意的液滴喷出技术。如果利用此喷墨技术，和采用了光刻技术的以往的方法相比，能以简单的工序而且廉价地形成着色元件。
在上述构成的滤色器基板中，优选上述多个围堰内的上述透明部的面积是与该围堰相邻的上述着色元件的颜色相对应被设定为不同的值。本发明人在专利2002-230291号中提出了通过在各个像素区域内设置围堰和小岛状的围堰区域等这样的无着色反射区域，能得到无着色的明亮的反射光的滤色器基板。在此处采用的无着色反射区域的大小与着色元件的颜色密切相关。例如，作为着色元件采用R、G、B的3色的情况下，如果使无着色反射区域的大小和R、G、B分别对应变化的话，能在彩色显示中根据观察者的希望自由地设定颜色的平衡。这点对于本发明也是同样的。也就是说，在本发明中，通过使围堰内的透明部的面积和着色元件的颜色对应地变化，能个别地调节各种颜色的明亮度，由此，能根据希望调节彩色显示中颜色的平衡。
在上述构成的滤色器基板中，当对于着色元件的第1色要求面积A1的透明区域，对于和上述第1色相邻的第2色要求面积A2的透明区域时，在上述第1色和上述第2色之间设置的上述围堰的上述透明部的面积优选为(A1/2+A2/2)。也就是说，在此种情况下，1个围堰内的透明部的面积被设定为和此围堰相邻的两个围堰的着色元件分别必要的透明区域的面积的一半分别相加的值。换言之，对于1个着色元件，对此着色元件的颜色所要求的透明区域的面积的一半被分配到此着色元件的两侧。
在上述构成的滤色器基板中，优选上述围堰是和上述着色元件的纵向或者横向的边对应设置的，在没有设置该围堰的横向或者纵向的边上设置了遮光部件。也就是说，具有透明部的围堰是和着色元件的横边对应形成的，在和着色元件的纵边对应的部分能够设置遮光部件。另外相反，和着色元件的纵边对应设置包括透明部的围堰，也能在和着色元件的横边对应的部分设置遮光部件。再有，此处所说的遮光部件作为所谓的黑色蔽光部发挥功能，使彩色显示更加鲜明。
在上述构成的滤色器基板中，优选上述多个围堰的宽度是在上述各个着色元件间一定的。在本发明的滤色器基板中，围堰的透明部的面积是和该围堰相邻的两个围堰的着色元件的颜色相对应设定为不同的值。即使在此种情况下，也优选围堰自身的宽度对于全部的围堰来说也是相互相同的值的。也就是说在此种情况下，在不同的围堰间非透明部的面积设定为不同的值。如本发明实施方式这样，如果将全部围堰的宽度设定为一定值，以液滴喷出着色元件，即由喷墨法形成时，液滴喷出的时间控制以及液滴量控制变得简单。另外，能有效地防止和围堰相邻的两个围堰的着色元件间的混色。
在上述构成的滤色器基板中，优选上述透明部以及上述非透明部是在1个围堰内由多个、交互排列的。这样的话，和将透明部设置在围堰内局部的1个位置的情况相比，能得到平面的、遍布各处的明亮的反射光。
在上述构成的滤色器基板中，上述多个着色元件的颜色种类有R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)和C(青绿色)、M(深红色)、Y(黄色)等的3色，优选它们是条状排列的。此处所谓条状排列是指例如如图7(a)所示那样，将R、G、B的各种颜色沿纵向排成1列，沿横向按顺序逐个重复变化的排列。
另外作为着色元件的排列除了条状排列以外能采用各种排列，例如有如图7(b)所示的马赛克排列和图7(c)所示的三角形排列等。所谓马赛克排列是指将R、G、B在横列和纵列两个方向上按顺序重复排列的排列，三角形排列是指将R、G、B在相当于三角形的顶点的位置上排列的同时，在横列向方向上将R、G、B按顺序重复排列的排列。
接着有关本发明的滤色器基板是和具有行布线的元件基板相面对配置的。在此种情况下，上述围堰优选在平面上观察包含上述行布线那样，比此行布线还要宽地形成。由于在元件基板侧设置的行布线是不透射光的区域，所以作为黑色蔽光部发挥功能。如果透明的围堰是比行布线还要宽地形成的话，能有效地利用通过围堰的无着色反射光。
从平面上观察，在透明围堰中包含行布线构造的滤色器基板中，对于着色元件的第1色要求面积A1的透明区域，对于与上述第1色相邻的第2色要求面积A2的透明区域，进一步，当上述行布线的面积为AL时，优选在上述第1色和上述第2色间设置的上述围堰的面积为(A1/2+A2/2+AL)。这样的话，能有效地利用通过透明围堰的无着色反射光。
接着，有关本发明的滤色器基板的制造方法，包括在基底部件上形成反射膜的工序；形成由透明部以及非透明部构成的围堰的工序；在由上述围堰划分的多个区域内通过液滴喷出成为规定的排列那样形成颜色不同的多个着色元件的工序。
根据此制造方法，因为在划分着色元件的围堰中设置了透明部，围堰本身作为反射膜剥除部发挥功能。因此，和以往那样在黑色蔽光部的内侧设置反射膜剥除部的情况相比，取得较大的着色元件的区域成为可能，能确保充分的彩色度。
还有，也考虑在围堰处不设置非透明部，将围堰全体作为透明部。但是此种情况下，鉴于着色元件的特性，当那么大的透明部不必要时，围堰的宽度变小，恐怕以此围堰为边界相邻的2个着色元件间会发生混色。如果发生混色，滤色器基板的质量会降低。对此，如果在围堰处设置透明部和非透明部的两部分，假设在所要求的透明部的面积即使小也没关系的情况下，也能将围堰的线宽设定的较宽，因此，能在相邻的2个着色元件间设置充分宽的围堰。由此，能防止在这2个着色元件间发生混色。
另外，在本发明的制造方法中，因为利用液滴喷出技术即喷墨技术形成着色元件，所以和采用光刻技术的以往的方法相比，作业变得简单，具有能节约墨的消费量等的效果。
在上述构成的滤色器基板的制造方法中，在形成上述围堰的工序中，优选上述围堰内的上述透明部的面积是对应于与该围堰相邻的上述着色元件的颜色设定为不同的值。这样，因为能够个别地调节各种颜色的明亮度，所以能根据希望调整彩色显示中颜色的平衡。
在上述滤色器基板的制造方法中，当对于着色元件的第1色要求面积A1的透明区域，对于和上述第1色相邻的第2色要求面积A2的透明区域时，在形成上述围堰的工序中，在上述第1色和上述第2色之间设置的上述围堰的上述透明部的面积设定为(A1/2+A2/2)。这样，对于1个着色元件所要求的透明区域的面积被分配到此着色元件的两侧配置。
在上述构成的滤色器基板的制造方法中，在由上述液滴喷出形成多个着色元件的工序中，优选R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)的3色着色元件呈条状排列。
在上述构成的滤色器基板的制造方法中，在采用和具有行布线的元件基板相面对的滤色器基板的制造方法中，优选在形成上述围堰的工序中，上述围堰从平面观察是包含上述行布线那样比此行布线还要宽地形成的。
在上述构成的滤色器基板的制造方法中，对于着色元件的第1色要求面积A1的透明区域，对于与上述第1色相邻的第2色要求面积A2的透明区域，进一步，当上述行布线的面积为AL时，在形成上述围堰的工序中，优选在上述第1色和上述第2色间设置的上述围堰内的上述透明部的面积设定为(A1/2+A2/2+AL)。
接着，有关本发明的电光学装置，包括上述构成的滤色器基板和与该滤色器基板接触那样形成的电光学物质的层。作为这样的电光学装置例如有液晶装置、有机EL装置、等离子显示装置、其它各种装置。
在此电光学装置中，因为是使在内置的滤色器基板中划分着色元件的围堰透明，所以围堰本身作为反射膜剥除部发挥功能。因此，和以往那样在黑色蔽光部的内侧设计反射膜剥除部的情况相比，取得较大的着色元件的区域成为可能，能确保充分的彩色度。由此，能以鲜明的色彩显示关于电光学装置的各种显示。
接着，有关本发明的电子设备，包括上述电光学装置和控制该电光学装置的动作的控制装置。作为这样的电子设备例如有移动电话机、便携式信息终端、PDA(个人数字助理)、其它各种设备。
图1是表示有关本发明的滤色器基板的一实施方式的1个像素部分的平面图。
图2(a)是表示沿着图1的A-A线的滤色器基板的剖面构造的剖面图，(b)是表示沿着图1的B-B线的滤色器基板的剖面构造的剖面图。
图3(a)是表示作为有关本发明的电光学装置一例的液晶装置中所包含的元件侧基板的1个像素部分的平面图。(b)是沿着(a)的C-C线的剖面图。
图4是表示作为有关本发明的电光学装置的一实施方式的液晶装置的立体图。
图5是表示将图4的液晶装置中1个显示用象点区域的剖面构造的放大图。
图6是表示在图4的液晶装置中所采用的开关元件的1个的立体图。
图7是表示在图1的滤色器基板上形成的R、G、B的着色元件的排列方式的例子的图。(a)表示条状排列；(b)表示马赛克排列；(c)表示三角形排列。
图8是表示有关本发明的滤色器基板的另一实施方式的1个像素部分的平面图。
图9是表示有关本发明的滤色器基板的制造方法的一实施方式的工序图。
图10是表示在图9的制造方法中使用的喷墨头的立体图。
图11是表示图10的喷墨头的内部构造的分解立体图。
图12是沿着图11的D-D线的剖面图。
图13是表示有关本发明的电子设备的一实施方式的框图。
图14是表示作为有关本发明的电子设备的实施方式的移动电话机的立体图。
图15是表示作为有关本发明的电子设备的实施方式的数字照相机的立体图。
具体实施例方式
(滤色器基板以及电光学装置的实施方式)以下，对有关本发明的滤色器基板和采用此基板的电光学装置举一例同时进行说明。还有，在以下的说明中，是采用作为2端子型的开关元件的TFD(薄膜二极管)的有源矩阵型的液晶装置，是以半透射半反射型的液晶装置为例的装置。当然本发明并非仅限定于此实施方式。
在图4中，作为电光学装置的液晶装置1包括液晶面板2和安装在其上的照明装置3。液晶面板2是由第1基板4a和第2基板4b通过沿箭头A方向观察呈环状的密封材料6贴合形成的。第1基板4a是形成滤色器的滤色器基板，第2基板4b是形成TFD元件的元件基板。图5表示图4的液晶面板2中的1个显示用象点部分的放大图。如图5所示，在第1基板4a和第2基板4b之间形成由间隔器7维持的间隙，即所谓的单元间隙G，在此单元间隙G内添加液晶，形成液晶层8。
图1是表示从图4的箭头A方向即从观察侧方向看时，图4的第1基板4a的1个像素区域的平面的构成。另外，图2(a)是表示沿图1的A-A线的第1基板4a的剖面构造。图2(b)表示沿图1的B-B线的第1基板4a的剖面构造。在图2(a)以及图2(b)中，第1基板4a具有由透光性的玻璃、透光性的塑料等形成的第1基底部件9a。在此第1基底部件9a的液晶侧表面上形成树脂层11，在其上形成反射膜12。
另外在图2(b)中，在反射膜12上在图的左右方向设置了围堰15，进一步，遮光部件13是在图的纸面的垂直方向设置的。围堰15是由非透明部15a和透明部15b向图2(b)的左右方向交互地设置构成的。非透明部15a例如是以黑色的感光性树脂为材料通过光刻处理形成的。另外，透明部15b例如是以透明的具有疏墨性的感光性树脂为材料通过光刻形成的。此处，所谓疏墨性是指对后述的喷墨技术喷出的着色元件的材料排斥的特性。
遮光部件13和非透明部15a在相同的工序中以相同的材料同时形成。另外如图2(b)所示，构成透明部15b的材料在非透明部15a以及遮光部件13上层叠。因为透明部15b的材料具有疏墨性，所以通过将此材料在非透明部15a以及遮光部件13上层叠，能使非透明部15a以及遮光部件13具有疏墨性。此后，当谈到遮光部件13以及非透明部15a时，是指也包含在其上层叠的疏墨性的透明部15b的材料。
在图1中，遮光部件13是向图的上下方向延伸形成的。围堰15是向图的左右方向即与遮光部件13垂直的方向延伸形成的。在由围堰15和遮光部件13包围的方形区域内形成着色元件16。此着色元件16中有R、G、B的3色，这些是在由围堰15和遮光部件13所包围的1个区域中各形成一种颜色。还有，如图1所示，将R色的着色元件称为16r，将G色的着色元件称为16g，将B色的着色元件成为16b。在本实施方式中，这些R、G、B各色的着色元件16采用图7(a)的条状排列进行排列，由这些着色元件16构成滤色器。
在图2(a)以及图2(b)中，在遮光部件13、围堰15以及着色元件16上形成覆盖涂层17，在其上形成带状的透明电极18a，在透明电极18a上形成取向膜19a。对取向膜19a实行取向处理，例如研磨处理，由此，决定了其取向膜19a的近旁的液晶分子的取向。另外，在第1基底部件9a的外侧表面上如图4所示通过粘贴等安装偏振光板21a。
在图2(a)以及图2(b)中，在树脂层11的表面上形成凹凸，在该树脂层11上层叠的反射膜12的表面上也形成凹凸。此凹凸图案是在从箭头A方向观察的平面内随机形成。由此凹凸的存在，入射到反射膜12的光成为散乱光反射。一条带状的透明电极18a向图2(a)以及图2(b)的纸面垂直方向延伸，在相邻接的电极18a之间设置遮光部件13的宽度几乎一致的间隔。由此，多个电极18a从箭头A方向观察形成为带状。
在图5中，夹持着液晶层8的第1基板4a和第2基板4b是相面对的。图3(a)是表示从图4的箭头A方向观察，其第2基板4b的1个像素区域的平面构造的状态。另外，图3(b)是表示沿着图3(a)的C-C线的第2基板4b的剖面构造。在图3(b)中，第2基板4b包括由透光性的玻璃、透光性的塑料等形成的第2基底部件9b。在其第2基底部件9b的液晶侧表面上，形成线状的行布线22、作为有源元件的TFD元件23以及透明的象点电极18b。进一步，在这些元件上形成取向膜19b，对其取向膜19b实行取向处理，例如研磨处理，由此，决定其取向膜19b近旁的液晶分子的取向。图5的第1基板4a侧的取向膜19a的研磨方向和第2基板4b侧的取向膜19b的研磨方向是根据液晶的特性以适当的角度交叉那样而成的。另外，第2基底部件9b的外侧表面上由粘贴等安装图4中的偏振光板21b。
在图3(a)中，象点电极18b形成正方形或者接近于长方形的点形状，经由TFD元件23与行布线22相连。另外，为了参考，将在第1基板4a侧形成的带状电极18a以点划线表示。象点电极18b和带状电极18a在平面重叠的区域构成1个显示用象点区域D。此1个显示用象点区域D是和R、G、B的1个颜色相对应的区域。在进行彩色显示的本实施方式中，由和R、G、B的3色对应的3个显示用象点区域D构成1个像素。在图5中，在反射膜12中，和各个显示用象点D相对应设置了光通过用的开口24。这些开口24是为了使反射膜12具有透射光的功能的构成，代替设置此开口24，也能将反射膜12的厚度做薄，使其具有反射光的功能和透射光的功能的两种功能。
图3(a)的TFD元件23，如图6所示，是将第1TFD元件23a和第2TFD元件23b串联连接而形成的。此TFD元件23例如按以下这样形成。即首先由TaW(钽钨)形成行布线22的第1层22a以及TFD元件23的第1金属26。接着，通过阳极氧化处理形成行布线22的第2层22b以及TFD元件23的绝缘膜27。接着，例如通过Cr(铬)形成行布线22的第3层22c以及TFD元件23的第2金属28。
第1TFD元件23a的第2金属28是从行布线22的第3层22c延伸出来的。另外，在第2TFD元件23b的第2金属28的前端重叠那样形成象点电极18b。如果考虑电信号是从行布线22向象点电极18b流动的情况，沿着其电流方向，在第1TFD元件23a中，电信号是按照第2电极28→绝缘膜27→第1金属26的顺序流动，另一方面，在第2TFD元件23b中电信号是按照第1金属26→绝缘膜27→第2金属28的顺序流动。
就是说，在第1TFD元件23a和第2TFD元件23b之间，是将在电气上相反的一对TFD元件相互串联连接的。这样的构造一般地被称为背对背(back-to-back))构造，此构造的TFD元件和只由1个TFD元件构成TFD元件的情况相比，周知能得到稳定的特性。
在图4中，第2基板4b具有向第1基板4a的外侧伸出的伸出部29，在其伸出部29的第1基板4a侧的表面上形成布线31以及端子32。在这些布线31以及端子32集中的区域上通过图中未画出的ACF(AnisotropicConductive Film各向异性导电膜)安装了1个驱动用IC33a以及2个驱动用IC33b。
布线31以及端子32是在第2基板4b上形成行布线22和象点电极18b时同时形成。还有，行布线22是在伸出部29上原样延伸出来成为布线31，与驱动用IC33a相连。另外，在连接第1基板4a和第2基板4b的密封材料6的内部掺入球形或者圆柱形的导通材料(图中未画出)。在第1基板4a上形成的带状电极18a是在第1基板4a上至密封材料6的位置为止绕一圈之后，经由密封材料6中的导通材料与第2基板4b上的布线31相连。由此，第1基板4a上的带状电极18a和第2基板4b上的驱动用IC33b相连。
在图4中，构成液晶面板2的、和第1基板4a的外侧表面相面对设置的照明装置3包括例如由透明的塑料形成的方形的片状导光体36、作为点状光源的LED37。在导光体36之中和液晶面板2相反一侧的面上能安装光反射薄板(图中未画出)。另外，能在导光体36之中和液晶面板2相反一侧的面上安装光扩散薄板(图中未画出)。另外，在光扩散薄板上也能进一步安装棱镜薄板(图中未画出)。在本实施方式中使用了3个LED37，但根据需要也能使用1个LED37，或者也能使用3个以外的多个LED37。另外，代替所谓LED等的点状光源，也能使用冷阴极管等线状光源。
以下，说明关于由上述构成形成的液晶装置的动作。
当太阳光、室内光等所谓的外部光十分充足的情况下，如图5中箭头F所示那样，使外部光透过第2基板4b进入液晶面板2的内部，此外部光通过液晶层8之后，在反射膜12反射，提供给液晶层8。另一方面，当外部光不是十分充足的情况下，点亮构成图4的照明装置3的LED37。此时，从LED37发出的点状的光从导光体36的光入射面36a进入该导光体36的内部，其后，在和液晶面板2相面对的面，即从光发射面36b呈面状发射。这样从光发射面36b的各处发射的光如在图5中箭头G所示的那样，通过在反射膜12上形成的开口24作为面状的光提供给液晶层8。
这样在为液晶层8提供光的期间，对于液晶面板2，由图4的驱动用IC33a以及33b进行控制，向行布线22提供例如扫描信号，同时，向带状电极18a提供例如数据信号。此时，根据扫描信号和数据信号的电位差，如果附加在特定的显示用象点的TFD元件23(参照图3(a))成为选择状态(即，导通状态)，则在其显示用象点内的液晶电容中写入图像信号，其后，如果该TFD元件23成为非选择状态(即，截止状态)，此信号驱动在该显示象点中储存的该显示象点内的液晶层。
这样做，是对每个显示用象点D控制液晶层8内的液晶分子，因此，能对每个显示用象点D调制通过液晶层8的光。然后由这样的经调制的光通过图4的第2基板4b侧的偏振光板21b，在液晶面板2的有效显示区域内显示文字、数字、图形等的图像。利用在图5的反射膜12反射的外部光进行显示是反射型显示。另外，利用来自照明装置3的光进行显示是透射型显示。在本实施方式中，能根据使用者的希望或者外部环境的变化自动地选择这些反射型显示以及透射型显示。
如图1所示，在本实施方式中，在多个着色元件16r、16g、16b的边界设置围堰15，在此围堰15的内部设置透明部15a。在此透明部15a处，图2(a)以及图2(b)的反射膜12成为向外部剥除的状态。因此，当外部光入射到液晶面板2的内部的情况下，在存在着色元件16的区域中和此着色元件16的颜色对应的颜色光成为反射光，但在围堰15的透明部15a处由反射膜12反射的无着色的明亮光成为反射光。通过得到这样的在透明部15a处的无着色的明亮的反射光，能够进行反射型显示时明亮的彩色显示。
在以往的一般的液晶装置中，在本实施方式中的围堰15处，和遮光部件13同样的遮光部件设置在其全体区域上，作为黑色蔽光部发挥功能。然后，反射显示时为了确保明亮度的无着色光反射区域即反射膜的剥除区域如在特开平10-186347号公报和专利2002-230291号公报中所记载的那样，在由黑色蔽光部包围的区域内与黑色蔽光部另外设置。与此相对，在本实施方式中，由于围堰15本身形成透明部15a，所以能以足够的面积形成着色元件16。因此，在本实施方式的液晶装置中，与得到明亮的反射光无关，能够得到足够彩色度的彩色光。
但是，各个着色元件16中设置的反射膜的剥除部的面积即透明区域的面积为了恰当地适合R、G、B颜色的平衡，优选在R、G、B的各色间是不相同的。例如，当1个显示用象点的面积为15123μm2时，R着色元件16r所必要的透明区域的面积Ar＝681μm2，G着色元件16g所必要的透明区域的面积Ag＝2003μm2，B着色元件16b所必要的透明区域的面积Ab＝1014μm2这样设定为不同的值。
在本实施方式中，在图1中，由于反射膜剥除面积即透明区域的必要量在R、G、B的各色间是不相同的，所以围堰15内的透明部15a的面积与和其相邻的着色元件16的颜色相对应是不同的值。也就是说，假定在R着色元件16r和G着色元件16g的边界的透明部15a的总面积为Arg，在G着色元件16g和B着色元件16b的边界的透明部15a的总面积为Agb，在B着色元件16b和R着色元件16r的边界的透明部15a的总面积为Abr时，设定Arg≠Agb≠Abr
具体地说，对于R、G、B的各个区域必要的反射膜剥除面积如上述那样为Ar、Ag、Ab时，设定Arg＝Ar/2+Ag/2Agb＝Ag/2+Ab/2Abr＝Ab/2+Ar/2如果考虑1个着色元件的话，这是将相当于对于此着色元件必要的反射膜剥除面积的一半的量分散到此1个着色元件两侧上。
但是，从图1和图3(a)中可以看出，如果组合第1基板4a和第2基板4b形成液晶面板2，从图4的箭头A方向看时，第2基板4b上的行布线22与第2基板4a上的透明围堰14重合。此种情况下，行布线22作为一种黑色掩膜发挥功能，在此区域中光不直接地进入观察者的眼中。考虑此种情况，优选围堰15的透明部15a的面积以比行布线22的面积大这样形成。进一步，当行布线22的面积为AL时，在各着色元件16r、16g、16b之间设置的透明部15a的面积分别设定为Arg＝Ar/2+Ag/2+ALAgb＝Ag/2+Ab/2+ALAbr＝Ab/2+Ar/2+AL这样的话，因为各着色元件16所必要的反射膜剥除面积作为黑色蔽光部发挥功能完全配置在行布线22的外侧，所以能按照希望得到反射显示时希望的明亮度。
但是，考虑在围堰15的内部设置透明部15a的情况时，代替本实施方式那样在围堰15部分地设置透明部15a，考虑将围堰15其自身全部通过透明材料形成。也就是说，还考虑在围堰15的内部不设置非透明部15b的构成。根据此构成，也和本实施方式同样，进行明亮的反射显示是可能的。
但是在此种情况下，考虑到对于各着色元件16r、16g、16b所必要的反射部剥除区域的面积很小的情况下，围堰15的宽度会变小。如果围堰15的宽度过小，当基于喷墨技术由液滴喷出法形成着色元件16时，恐怕会在不同颜色的着色元件16间发生混色。另外，恐怕围堰15的机械强度变得不够强大。
关于这点，如本实施方式这样，并非将围堰15的全部由透明材料形成，而是如果由透明部15a和非透明部15b形成围堰15的话，即使在必要的透明部15a的总面积很小的情况下，也能够使围堰15的宽度很宽。由此，能使围堰15具有足够大的机械强度以及足够大的疏墨性。
再有，在本实施方式中，在图1中将多个围堰15的宽度W在各色着色元件16之间设定为一定的尺寸、例如W＝10μm～18μm的范围内的一定值。但是，也可以使围堰15的宽度W根据需要在各色着色元件16间不同。
(变形例)在图1所示的本实施方式中，与着色元件16的横边即长边对应设置了透明部15a。代之以图8所示那样，也能够与着色元件16的纵边即短边对应设置透明部15a。此种情况下，各透明部15a的长度Lr、Lg、Lb根据对应的着色元件16r、16g、16b所必要的无着色反射区域即反射膜剥除区域的面积，决定其值。还有，透明部15a根据需要也能设置在纵边以及横边的两条边上。
另外在以上的实施方式中是在采用了作为2端子型的开关元件的TFD元件的有源矩阵方式的半透射半反射型的液晶装置中适用本发明中，但本发明也能适用采用了作为3端子型的开关元件的TFT(薄膜晶体管)的有源矩阵方式的液晶装置。另外也能适用不采用开关元件的单纯矩阵方式的液晶装置。另外本发明也能适用反射型的液晶装置。
进一步本发明也能适用于液晶装置以外的电光学装置，例如有机EL装置、等离子显示装置等。
(滤色器基板的制造方法的实施方式)接着，以图1以及图2所示的制造滤色器基板4a的情况为例说明有关本发明的滤色器基板的制造方法的一实施方式。
图9表示这样的彩色基板制造方法的一实施方式。首先在工序P1中，将在图2的树脂层11的材料，在本实施方式中是将感光性树脂在基底部件9a上均匀涂敷。接着，在工序P2中，将此树脂层的材料层曝光以及显影形成树脂层11。此时，在此树脂层11的表面上形成随机的凹凸图案。通过以上，在基底部件9a上形成在表面上具有随机的凹凸的树脂层11。
接着在工序P3中，将图2的反射膜12的材料例如Cr通过溅射在树脂层11上涂敷。接着，在工序P4中，将保护层材料在此反射膜材料层上均匀涂敷，进一步显影形成所期望的图案的保护层膜。
接着在工序P5中，将此保护层膜作为掩模将上述反射膜材料层曝光以及显影，进一步在工序P6中，通过进行蚀刻处理，在树脂层11上形成反射膜12。此时，对于各个显示用象点在反射膜12上形成光透过用的开口24。通过以上，对于各个显示用象点D形成包括开口24的反射膜12。
接着在工序P7中，在反射膜12上将围堰15的非透明部15b以及遮光部件13的材料，例如黑色等的感光性树脂均匀涂敷。接着在工序P8中，将此材料曝光以及显影，如图1所示，形成条状的遮光部件13以及和遮光部件13呈直角的非透明部15b。再有，非透明部15b是间断地即锯齿状地形成。
接着，在工序P9中，在反射膜12上将围堰15的透明部15a的材料，例如透明的感光性树脂均匀涂敷。接着在工序P10中，将此透明材料曝光以及显影，如图1所示，埋在非透明部15b间形成透明部15a。另外，在非透明部15b上以及遮光部件13上将和透明部15a相同的材料即疏墨性的材料层叠。此处，在透明部15a中透明是指比着色元件16透光率还高，优选对于波长400nm～700nm的光，透光率为50％以上，进一步优选在80％以上。考虑在之后进行的喷墨工序，优选此围堰14由疏墨性的材料例如氟类的材料形成。
还有，各围堰15内的透明部15a的总面积Arg、Agb、Abr是对应于和其相邻的着色元件16的颜色取不同的值那样决定的，但因为具体的决定方法和上述的滤色器基板的实施方式中说明的情况相同，所以省略其说明。
通过以上，在图1中，在基底部件9a上，由遮光部件13和围堰15包围的方形区域以多个、点矩阵状地形成。此时，存在看不到遮光部件13以及非透明部15b所在位置其下的反射膜12的状态。
另一方面，围堰15的透明部15a所在位置其下的反射膜12成为向外部剥除的状态，即成为透明的状态。还有，透明部15a的面积如在上述的滤色器基板的实施方式中所述那样，是和各着色元件16所必要的反射膜剥除区域的面积相对应决定的。另外，根据需要，还要考虑相对基板侧的行布线的面积而决定。
接着在图9的工序P11中，在由遮光部件13和围堰15所包围的象点区域内利用喷墨技术，将着色元件16的材料作为液滴喷出。此处，由喷墨方式的膜形成通过例如将图10所示的喷墨头41如箭头X以及箭头Y所示平面地扫描移动来进行的。此喷墨头41具有近似长方形的外壳42，在此外壳42的底部设置多个喷嘴43。这些喷嘴43具有直径约为0.02～0.1mm左右的微小的开口。
在本实施方式中，多个喷嘴43是设置成排成2列的，由此，形成2个喷嘴列44、44。在各个喷嘴列44中，喷嘴43以一定的间隔设置在直线上。在这些喷嘴列44中是从箭头H所示的方向开始提供液体材料。提供的液体材料是随着压电元件的振动从各个喷嘴43中作为微小的液滴喷出的。还有喷嘴列44的个数也可以是1个或者3个以上。如果是3个以上，将R、G、B各色着色元件材料从1个喷墨头41的各喷嘴列44中分别喷出是可能的。
喷墨头41如图11所示，包括例如不锈钢制的喷嘴板46、和其相面对配置的振动板47、将两者相互连接的多个隔离部件48。另外，在喷嘴板46和振动板47之间，由各隔离部件48形成为了存储液体材料的多个储留室49和暂时存储液体材料处的液体储留部51。进一步，多个储留室49和液体储留部51由通路52相互连接。另外，在振动板47的适当位置形成提供液体材料的供给孔53，此供给孔53与材料容器56经由软管54连接。在容器56内收纳了反射膜的材料，由此容器56提供的液体材料M0填充液体储留部51，进一步，通过通路52填充储留室49。
在构成喷墨头41的一部分的喷嘴板46中，设置了将液体材料从储留室49中以喷射状喷射的喷嘴43。将多个此喷嘴43排列构成喷嘴列44是和图10相关联，如以上所述。
另外，在振动板47中与储留室49相对应的面上安装了为给液体材料加压的加压体57。此加压体57如图12所示，包括压电元件58以及夹住此压电元件的一对电极59a以及59b。
压电元件58通过向电极59a以及59b通电向箭头J所示的外侧突出那样弯曲变形，由此具有增大储留室49的容积的功能。然后，如果增大了储留室49的容积，相当于此增大了的容积部分的液体材料M0从液体储留部51开始经由通路52流入储留室49内。
另一方面如果解除了向压电元件58的通电，压电元件58和振动板47都返回到原来的形状，储留室49也回到原来的容积。因此，储留室49内部的液体材料的压力上升，液体材料成为液滴61从喷嘴43喷出。还有，液滴61和液体材料中所包含的溶剂等的种类无关，作为微小的液滴从喷嘴43中稳定地被喷出。
另外，还专门准备了对于R、G、B的3种颜色的着色元件16专用的喷墨头41，配置在制造线上的不同工作台中。然后，由这些3色用的喷墨头41分别形成各色的着色元件16。还有，也可以根据情况，在1个喷墨头41中安装提供3色着色元件材料的系统，只通过此1个喷墨头41喷出3色的着色元件成为可能。
如果采用以上这样的喷墨方式的墨喷出技术形成着色元件16，和以往通过光刻处理的图案形成方法相比，能大幅度减少着色元件材料的消费量。另外和光刻处理相比，工序也非常简单。
通过喷墨技术形成着色元件16之后，接着在图9的工序P12中，形成图2的覆盖涂层17。进一步，在工序P13中，通过光刻以及蚀刻将所谓的ITO(铟锡氧化物)等的透明导电材料作为材料形成图2的带状电极18a。进一步，在工序P14中，通过聚酰亚氨等形成取向膜19a。通过以上，制造了滤色器基板4a。
根据本实施方式的滤色器基板的制造方法，通过图1以及图2所示的利用喷墨技术能非常简单地而且经济地制造滤色器基板。另外，因为在围堰15自身形成透明部15a，所以能在反射显示时利用无着色的明亮的反射光进行明亮的彩色显示，而且因为着色元件16的面积大，所以还能较高地维持彩色度。
(变形例)在以上的实施方式中，是将制造采用了作为2端子型的开关元件的TFD元件的有源矩阵方式的半透射半反射型的液晶装置的情况适用本发明，但本发明的制造方法也能适用于制造采用了作为3端子型的开关元件的TFT(薄膜晶体管)的有源矩阵方式的液晶装置的情况。另外也能适用于制造不采用开关元件的单纯矩阵方式的液晶装置的情况。另外本发明也能适用于制造反射型的液晶装置的情况。进一步本发明也能适用于制造液晶装置以外的电光学装置，例如有机EL装置、等离子显示装置、电子发射元件(Field Emission Display以及Surface-Conduction Electron-EmitterDisplay等场发射显示以及表面传导电子发射显示等)等的情况。
(电子设备的实施方式)以下，说明有关本发明的电子设备的实施方式。还有，此实施方式只是表示本发明的一例，本发明并非仅限定于此实施方式。
图13是表示有关本发明的电子设备的一实施方式。此处表示的电子设备由显示信息输出源101、显示信息处理电路102、电源电路103、时序发生器104以及液晶装置105构成。然后，液晶装置105具有液晶面板107以及驱动电路106。
显示信息输出源101包括被称为RAM(Random Access Memory)等的存储器、被称为各种盘的存储单元和同步输出数字图像信号的同步电路。基于由时序发生器104产生的各种时钟信号，将规定格式的图像信号等的显示信息提供给显示信息处理电路102。
接着，显示信息处理电路102包括多个放大、反相电路、旋转电路、γ校正电路和箝位电路等周知的电路，执行输入的显示信息的处理，将图像信号和时钟信号CLK同时提供给驱动电路106。此处，驱动电路106包括扫描线驱动电路(图中未画出)和数据线驱动电路(图中未画出)，同时包括总称检查电路等的电路。另外，电源电路103向上述的各个构成要素提供规定的电源电压。液晶装置105例如能和图4所示的液晶装置1同样地构成。
图14表示作为电子设备的一例将本发明适用于移动电话机时的一实施方式。此处所示的移动电话机120包括主体部121、和可相对于主体部开闭而设置的显示部122。由液晶装置等的电光学装置构成的显示装置123设置在显示部122的内部，关于电话通信的各种显示能在显示部122中通过显示画面124进行观察。在主体部121的前面排列设置了操作按钮126。
在显示部122的一端安装了能自由伸缩的天线127。在接听部128的内部设置了扬声器，在讲话部129的内部内置了麦克风。
控制显示装置123的动作的控制部，可以作为承担移动电话机全部控制的控制部的一部分，或者和此控制部不同而另外设置在主体部121或者显示部122的内部。
图15是表示有关本发明的电子设备的又一实施方式的数字照相机，是将液晶装置作为取景器使用的装置。在此数字照相机130中，在外壳131的背面设置了液晶显示单元132。此液晶显示单元132作为显示被摄体的取景器发挥功能。此液晶显示单元132例如能采用图4所示的液晶装置1构成。
在外壳131的前面(在图中是背面)中，设置了包含光学透镜和CCD等的光接收单元133。摄影者确认液晶显示单元132中显示的被摄体图像，如果按下快门按钮134，此时刻的CCD的摄像信号被传送到电路基板135的存储器中，在那里被储存。
在外壳131的侧面上，设置了视频信号输出端子136、数据通信用的输入输出端子137。在视频信号输出端子136上根据需要连接电视监视器138，另外数据通信用的输入输出端子137根据需要连接个人计算机139。在电路基板135的存储器中存储的摄像信号根据规定的操作向电视监视器138和个人计算机139输出。
在以上的各电子设备中使用的液晶装置中，如和图1相关联说明的那样，因为划分着色元件16的围堰15自身内包含了透明部15a，所以在其围堰15的位置形成反射膜的剥除区域，通过在此区域反射的光，在反射时也能作到明亮的彩色显示。而且，因为围堰15自身作为透明区域发挥功能，所以在着色元件16的区域不形成反射剥除区域即可，因此，能作到彩色度高的彩色显示。
(变形例)作为电子设备除了以上说明的移动电话机、数字照相机之外，还能列举出个人计算机、手表型电子设备、PDA(Personal Digital Assitant个人数字助理)、液晶电视、观察取景器型或者监视器直视性的视频磁带录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子记事簿、计算器、文字处理器、工作站、电视电话机、POS终端机等。
(其它的实施方式)以上，列举了优选的实施方式说明了本发明，但本发明并非限定于此实施方式，在权利要求书中记载的发明范围内能进行种种改变。
(在工业上应用的可能性)有关本发明的滤色器基板，用于让液晶装置、有机EL装置等这样的电光学装置具有彩色显示功能。另外，有关本发明的电光学装置很适合作为移动电话机、便携式信息终端、PDA等的电子设备的显示部使用。另外有关本发明的电子设备是移动电话机、便携式信息终端、PDA等的电子设备，特别是作为具有可以视觉显示各种信息的功能的电子设备而构成。
权利要求
1.一种滤色器基板，其特征在于，包括透明的基底部件；在该基底部件上形成的反射膜；在该反射膜上形成的不同颜色的多个着色元件；和在所述反射膜上、在所述多个着色元件的边界上形成的多个围堰；所述围堰包括透明部和非透明部。
2.根据权利要求1所述的滤色器基板，其特征在于，所述多个围堰内的所述透明部的面积，对应于与该围堰相邻的所述着色元件的颜色而设定为不同的值。
3.根据权利要求2所述的滤色器基板，其特征在于，当对于着色元件的第1色要求面积为A1的透明区域，对于与所述第1色相邻的第2色要求面积为A2的透明区域时，在所述第1色和所述第2色之间设置的所述围堰的所述透明部的面积为(A1/2+A2/2)。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的滤色器基板，其特征在于，所述围堰对应于所述着色元件的纵边或者横边而设置，在没有设置该围堰的横边或者纵边上设置遮光部件。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的滤色器基板，其特征在于，所述多个围堰的宽度在不同颜色的所述着色元件之间为一定。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的滤色器基板，其特征在于，所述透明部以及所述非透明部在1个围堰内多个交替排列。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的滤色器基板，其特征在于，所述多个着色元件的颜色种类为R、G、B的3色，并按条状排列配置，其中R为红色，G为绿色，B为蓝色。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的滤色器基板，其特征在于，在与具有行布线的元件基板相对面使用的滤色器基板中，所述围堰按照平面观察包含所述行布线那样，形成为比该行布线要宽。
9.根据权利要求8所述的滤色器基板，其特征在于，当对于着色元件的第1色要求面积A1的透明区域，对于与所述第1色相邻的第2色要求面积A2的透明区域，进一步，所述行布线的面积为AL时，在所述第1色和所述第2色之间设置的所述围堰的所述透明部的面积为(A1/2+A2/2+AL)。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的滤色器基板，其特征在于，所述着色元件通过液滴喷出形成。
11.一种滤色器基板的制造方法，其特征在于，包括在基底部件上形成反射膜的工序；形成由透明部和非透明部构成的围堰的工序；和在由所述围堰划分的多个区域内采用液滴喷出按照成为规定排列那样形成颜色不同的多个着色元件的工序。
12.根据权利要求11所述的滤色器基板的制造方法，其特征在于，在形成所述围堰的工序中，所述围堰内的所述透明部的面积，与该围堰相邻的所述着色元件的颜色对应，设定为不同的值。
13.根据权利要求12所述的滤色器基板的制造方法，其特征在于，当对于着色元件的第1色要求面积A1的透明区域，对于与所述第1色相邻的第2色要求面积A2的透明区域时，在形成所述围堰的工序中，在所述第1色和所述第2色之间设置的所述围堰内的所述透明部的面积设定为(A1/2+A2/2)。
14.根据权利要求11～13中任一项所述的滤色器基板的制造方法，其特征在于，在由所述液滴喷出形成多个着色元件的工序中，R、G、B的3色的着色元件呈条状排列配置，其中R为红色，G为绿色，B为蓝色。
15.根据权利要求11～14中任一项所述的滤色器基板的制造方法，其特征在于，在与具有行布线的元件基板相对面使用的滤色器基板的制造方法中，在形成所述围堰的工序中，所述围堰按照平面观察包含所述行布线那样，形成为比该行布线要宽。
16.根据权利要求15所述的滤色器基板的制造方法，其特征在于，当对于着色元件的第1色要求面积A1的透明区域，对于和所述第1色相邻的第2色要求面积A2的透明区域，进一步，所述行布线的面积为AL时，在形成所述围堰的工序中，在所述第1色和所述第2色之间设置的所述围堰内的所述透明部的面积设定为(A1/2+A2/2+AL)。
17.一种电光学装置，其特征在于，包括权利要求1～10中任一项所述的滤色器基板；和在该滤色器基板上设置的电光学物质的层。
18.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求17所述的电光学装置；和控制该电光学装置的动作的控制装置。
全文摘要
本发明提供一种滤色器基板(4a)，包括透明的基底部件(9a)；在基底部件(9a)上形成的反射膜(12)；在反射膜(12)上形成的多个颜色不同的着色元件(16)；在反射膜(12)上的、在多个着色元件(16)的边界形成的多个围堰(15)。围堰(15)包括透明部(15a)和非透明部(15b)。着色元件(16)是在由围堰(15)和遮光部件(13)所包围的区域内通过喷墨技术喷出被固定的。围堰(15)本身成为反射膜的剥除区域。由此，在液晶装置中，在确保剥除反射膜的区域的同时，也能充分确保着色元件的区域。
文档编号G02F1/13GK1595209SQ20041007711
公开日2005年3月16日 申请日期2004年9月10日 优先权日2003年9月10日
发明者片上悟, 丸山邦雄, 泷泽圭二, 有贺久 申请人:精工爱普生株式会社