JP2006071680A - 電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 カラーフィルタ基板表面の凹凸による表示ムラの発生が少ない電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及び電子機器を提供する。
【解決手段】 遮光膜と、着色層と、表面保護層と、が順次に積層されたカラーフィルタ基板を含む一対の基板と、当該一対の基板間に狭持された電気光学材料と、を備えるとともに、複数の画素領域からなる表示領域を有する電気光学装置において、遮光膜は、画素領域にそれぞれ対応した開口部を備え、着色層は、開口部にそれぞれ対応して形成してあるとともに、着色層の表面が実質的に平坦化されるように、隣接する着色層の端部を遮光膜上で重ねてあることを特徴とする。
【選択図】 図1
【解決手段】 遮光膜と、着色層と、表面保護層と、が順次に積層されたカラーフィルタ基板を含む一対の基板と、当該一対の基板間に狭持された電気光学材料と、を備えるとともに、複数の画素領域からなる表示領域を有する電気光学装置において、遮光膜は、画素領域にそれぞれ対応した開口部を備え、着色層は、開口部にそれぞれ対応して形成してあるとともに、着色層の表面が実質的に平坦化されるように、隣接する着色層の端部を遮光膜上で重ねてあることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及び電子機器に関する。特に、着色層の表面を平坦化することにより、表面保護層を形成した状態での基板表面を平坦化して、表示ムラを低減した電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及び電子機器に関する。
従来、電気光学装置の一態様である液晶表示装置は、それぞれ電極を備えた一対の基板を対向配置するとともに、当該一対の基板間に液晶材料を封入して構成されている。そして、当該対向する電極間に電圧を印加するとともに液晶材料を配向させて、当該液晶材料中を、光を通過させることにより画像を表示させている。
また、かかる液晶表示装置を、カラー画像を表示可能な液晶表示装置とする場合には、いずれか一方の基板に着色層が設けられるとともに、通常、隣接する画素領域を通過する光の混色を防ぐために、遮光膜が画素間領域に設けられている。
また、かかる液晶表示装置を、カラー画像を表示可能な液晶表示装置とする場合には、いずれか一方の基板に着色層が設けられるとともに、通常、隣接する画素領域を通過する光の混色を防ぐために、遮光膜が画素間領域に設けられている。
ここで、表示される画像の表示ムラを防止すべく、基板上に形成する電極を平坦に形成するために、遮光膜及び着色層が形成された基板上に、表面保護層を形成した上で、電極が形成されている。しかしながら、遮光膜や着色層は、それぞれ異なるパターン形状で形成されており、遮光膜や着色層の段差に起因して基板表面に凹凸が生じるために、表面保護層が形成された状態での基板表面に凹凸が生じる場合があった。したがって、表示される画像における表示ムラの発生を防止することが不十分となる場合があった。
このような表示ムラの問題を解決するために、遮光膜の非存在領域に所定の平坦化膜を形成した液晶表示装置が提案されている。より具体的には、図14に示すように、第1の電極と遮光膜とカラーフィルタとを有する一方の基板において、遮光膜703と、当該遮光膜703の間に形成される平坦化膜733を有し、カラーフィルタ704、705、706が、遮光膜703及び平坦化膜733の上に形成され、さらに、複数の第1の電極が、カラーフィルタの上に形成された液晶表示パネルが開示されている(特許文献1参照)。
また、表面平坦性に優れ、かつ充分な遮光性を持つ高品質な表示品質を有する液晶表示パネルが提案されている。より具体的には、図15に示すように、基板751の上に設ける導電性を有する遮光膜752と、遮光膜752上に設けるカラーフィルタ754と、カラーフィルタ754上に設ける表面保護層755と、表面保護層755上に設ける絶縁膜753と、絶縁膜753上に設ける透明電極756を有する液晶表示パネルが開示されている(特許文献2参照)。
特開平8−194215号公報(特許請求の範囲、図1)
特開平6−202098号公報(特許請求の範囲、図3)
また、表面平坦性に優れ、かつ充分な遮光性を持つ高品質な表示品質を有する液晶表示パネルが提案されている。より具体的には、図15に示すように、基板751の上に設ける導電性を有する遮光膜752と、遮光膜752上に設けるカラーフィルタ754と、カラーフィルタ754上に設ける表面保護層755と、表面保護層755上に設ける絶縁膜753と、絶縁膜753上に設ける透明電極756を有する液晶表示パネルが開示されている(特許文献2参照)。
しかしながら、特許文献1及び2に記載の液晶表示パネルは、隣接する着色層間に間隙を設けて形成されており、当該間隙部分の段差によって、表面保護層が形成された基板表面に凹凸が生じてしまうという問題が見られた。
また、特許文献1及び2に記載の液晶表示パネルは、製造段階において表面保護層の材料を塗布する際に、基板表面に形成されている着色層等によって、当該材料が堰き止められるような状態となり、均一に広がらない場合があった。したがって、図16に示すような塗布ムラ780が生じてしまい、表面保護層770が形成された基板表面に凹凸が生じやすいという問題も見られた。
特に、近年、高精細な画像表示を実現するために、それぞれの画素面積の狭小化が進んでおり、表面保護層の表面の凹凸が画像表示に与える影響は大きくなりつつある。
また、特許文献1及び2に記載の液晶表示パネルは、製造段階において表面保護層の材料を塗布する際に、基板表面に形成されている着色層等によって、当該材料が堰き止められるような状態となり、均一に広がらない場合があった。したがって、図16に示すような塗布ムラ780が生じてしまい、表面保護層770が形成された基板表面に凹凸が生じやすいという問題も見られた。
特に、近年、高精細な画像表示を実現するために、それぞれの画素面積の狭小化が進んでおり、表面保護層の表面の凹凸が画像表示に与える影響は大きくなりつつある。
そこで、本発明の発明者らは鋭意努力し、液晶表示装置等の電気光学装置において、隣接する着色層の端部を遮光膜上で重ねて、着色層の表面が全体として平坦化されるように構成することにより、このような問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明は、電気光学装置において、着色層の形成後における基板表面の段差を少なくして、表面保護層の形成後における基板表面を平坦化することにより、優れた画像表示を実現できる電気光学装置を提供することを目的とする。また、本発明の別の目的は、このような電気光学装置の効率的な製造方法を提供するとともに、そのような電気光学装置を含む電子機器を効率的に提供することである。
すなわち、本発明は、電気光学装置において、着色層の形成後における基板表面の段差を少なくして、表面保護層の形成後における基板表面を平坦化することにより、優れた画像表示を実現できる電気光学装置を提供することを目的とする。また、本発明の別の目的は、このような電気光学装置の効率的な製造方法を提供するとともに、そのような電気光学装置を含む電子機器を効率的に提供することである。
本発明によれば、遮光膜と、着色層と、表面保護層と、が順次に積層されたカラーフィルタ基板を含む一対の基板と、当該一対の基板間に狭持された電気光学材料と、を備えるとともに、複数の画素領域からなる表示領域を有する電気光学装置であって、遮光膜は、画素領域にそれぞれ対応した開口部を備え、着色層は、開口部にそれぞれ対応して形成してあるとともに、着色層の表面が実質的に平坦化されるように、隣接する着色層の端部を遮光膜上で重ねてあることを特徴とする電気光学装置が提供され、上述した問題を解決することができる。
すなわち、隣接する着色層の端部を重ね、重なった部分の表面の高さと、重なっていない部分の表面の高さと、を実質的に等しくすることにより、着色層全体として表面が平坦化され、着色層が形成された基板の表面を平坦化することができる。したがって、表面保護層を形成した状態での基板表面を平坦化することができ、得られる画像の表示ムラを防止することができる。
また、隣接する着色層同士が遮光膜上で部分的に重なることにより、混色した光が視認されることがないために、コントラストの低下を防止することができる。
よって、視認される画像の表示特性を向上させた電気光学装置を効率的に提供することができる。
すなわち、隣接する着色層の端部を重ね、重なった部分の表面の高さと、重なっていない部分の表面の高さと、を実質的に等しくすることにより、着色層全体として表面が平坦化され、着色層が形成された基板の表面を平坦化することができる。したがって、表面保護層を形成した状態での基板表面を平坦化することができ、得られる画像の表示ムラを防止することができる。
また、隣接する着色層同士が遮光膜上で部分的に重なることにより、混色した光が視認されることがないために、コントラストの低下を防止することができる。
よって、視認される画像の表示特性を向上させた電気光学装置を効率的に提供することができる。
また、本発明の電気光学装置を構成するにあたり、隣接する着色層が重なる部分における端部をテーパ状又は階段状とすることが好ましい。
このように構成することにより、着色層の端部をテーパ状や階段状にしつつ、当該端部で、隣接する着色層同士を重ねることにより、着色層の間隙による段差を無くすとともに、重なり部分における着色層の表面を平坦化することがさらに容易になる。
このように構成することにより、着色層の端部をテーパ状や階段状にしつつ、当該端部で、隣接する着色層同士を重ねることにより、着色層の間隙による段差を無くすとともに、重なり部分における着色層の表面を平坦化することがさらに容易になる。
また、本発明の電気光学装置を構成するにあたり、遮光膜上における着色層の表面の最上部と最下部との高低差を0.3μm以下の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、さらに表面保護層が形成された状態で、基板表面を平坦化することが容易になる。
このように構成することにより、さらに表面保護層が形成された状態で、基板表面を平坦化することが容易になる。
また、本発明の電気光学装置を構成するにあたり、着色層における、それぞれの着色層の膜厚の差を0.3μm以下の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、色毎の光の濃度の調整を図ることができるとともに、着色層が形成された基板表面を平坦化することができる。
このように構成することにより、色毎の光の濃度の調整を図ることができるとともに、着色層が形成された基板表面を平坦化することができる。
また、本発明の電気光学装置を構成するにあたり、着色層の端部の平面形状の一部に曲線部を設けてあることが好ましい。
このように構成することにより、着色層上に表面保護層を形成するための樹脂材料を塗布する際に、着色層によって当該樹脂材料が広がっていくのを阻害することが少なくなり、均一に広がりやすくなるために、表面保護層が形成された状態での基板表面を平坦化することが容易になる。
このように構成することにより、着色層上に表面保護層を形成するための樹脂材料を塗布する際に、着色層によって当該樹脂材料が広がっていくのを阻害することが少なくなり、均一に広がりやすくなるために、表面保護層が形成された状態での基板表面を平坦化することが容易になる。
また、本発明の電気光学装置を構成するにあたり、遮光膜の開口部に平坦化膜を備えることが好ましい。
このように構成することにより、着色層を形成する前段階における基板表面を平坦化することができるために、着色層及び表面保護層を形成した状態での基板表面を確実に平坦化することができる。
このように構成することにより、着色層を形成する前段階における基板表面を平坦化することができるために、着色層及び表面保護層を形成した状態での基板表面を確実に平坦化することができる。
また、本発明の別の態様は、遮光膜と、着色層と、表面保護層と、が順次に積層されたカラーフィルタ基板を含む一対の基板と、当該一対の基板間に狭持された電気光学材料と、を備えるとともに、複数の画素領域からなる表示領域を有する電気光学装置の製造方法であって、基板上に、画素領域にそれぞれ対応した開口部を有する遮光膜を形成する工程と、開口部にそれぞれ対応させるとともに、着色層の表面が実質的に平坦化されるように、隣接する着色層の端部を遮光膜上で重ねて、着色層を形成する工程と、遮光膜及び着色層が形成された基板上であって、少なくとも表示領域に相当する領域に表面保護層を形成する工程と、を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法である。
すなわち、着色層の端部をテーパ状や階段状にしつつ、当該端部で、隣接する着色層同士を重ねることにより、着色層が形成された基板表面が平坦化されて、表面保護層を形成するための樹脂材料を塗布する際に、基板全体に均一に塗布することが容易になる。したがって、表面が平坦化された表面保護層を効率的に形成することができる。よって、表示特性に優れた電気光学装置を効率的に製造することができる。
すなわち、着色層の端部をテーパ状や階段状にしつつ、当該端部で、隣接する着色層同士を重ねることにより、着色層が形成された基板表面が平坦化されて、表面保護層を形成するための樹脂材料を塗布する際に、基板全体に均一に塗布することが容易になる。したがって、表面が平坦化された表面保護層を効率的に形成することができる。よって、表示特性に優れた電気光学装置を効率的に製造することができる。
また、本発明の電気光学装置の製造方法を実施するにあたり、表面保護層を形成する材料として、粘度(測定温度:25℃)が8mPa・s以下の値の樹脂材料を用いることが好ましい。
このように実施することにより、着色層が形成された基板表面に凹凸が存在する場合であっても、表面保護層の表面を平坦化することが容易になる。
このように実施することにより、着色層が形成された基板表面に凹凸が存在する場合であっても、表面保護層の表面を平坦化することが容易になる。
また、本発明の電気光学装置の製造方法を実施するにあたり、着色層及び表面保護層を形成する際に、スピンコータを用いるとともに、複数の着色層及び表面保護層を塗布するごとに、基板をオフセットさせて回転させることが好ましい。
このように実施することにより、それぞれの着色層及び表面保護層を塗布する際の材料の広がり方向を異ならせて、各構成材料に塗布ムラが生じた場合であっても、基板全体としての表面の凹凸への影響を少なくすることができる。
このように実施することにより、それぞれの着色層及び表面保護層を塗布する際の材料の広がり方向を異ならせて、各構成材料に塗布ムラが生じた場合であっても、基板全体としての表面の凹凸への影響を少なくすることができる。
また、本発明の電気光学装置の製造方法を実施するにあたり、着色層及び表面保護層を形成する際に、スピンコータを用いるとともに、複数の着色層及び表面保護層を塗布するごとに、スピンコータの回転方向を反転させながら形成することが好ましい。
このように実施することにより、着色層及び表面保護層の構成材料の広がり方向を変えることができ、各構成材料に塗布ムラが生じた場合であっても、基板全体としての表面の凹凸への影響をさらに少なくすることができる。
このように実施することにより、着色層及び表面保護層の構成材料の広がり方向を変えることができ、各構成材料に塗布ムラが生じた場合であっても、基板全体としての表面の凹凸への影響をさらに少なくすることができる。
また、本発明の電気光学装置の製造方法を実施するにあたり、着色層の表面に対して、ACグロー放電処理、コロナ放電処理、及びヘキサメチルジシラザン(HMDS)による処理のうちの少なくとも一つの処理を施すことにより、当該着色層の表面の濡れ性を向上させることが好ましい。
このように実施することにより、着色層と表面保護層との密着性が向上するために、表面保護層を形成するための樹脂材料が基板全体に均一に広がりやすくなり、表面保護層が形成された状態での基板表面を平坦化することができる。
このように実施することにより、着色層と表面保護層との密着性が向上するために、表面保護層を形成するための樹脂材料が基板全体に均一に広がりやすくなり、表面保護層が形成された状態での基板表面を平坦化することができる。
また、本発明のさらに別の態様は、上述したいずれかの電気光学装置を備えた電子機器である。
すなわち、基板表面が平坦化されたカラーフィルタ基板を備えているために、得られる画像の表示特性に優れた電子機器を効率的に提供することができる。
すなわち、基板表面が平坦化されたカラーフィルタ基板を備えているために、得られる画像の表示特性に優れた電子機器を効率的に提供することができる。
以下、図面を参照して、本発明の電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及び電気光学装置を含む電子機器に関する実施形態について具体的に説明する。ただし、かかる実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。
[第1実施形態]
第1実施形態は、遮光膜と、着色層と、表面保護層と、が順次に積層されたカラーフィルタ基板を含む一対の基板と、当該一対の基板間に狭持された電気光学材料と、を備えるとともに、複数の画素領域からなる表示領域を有する電気光学装置である。そして、遮光膜は、画素領域にそれぞれ対応した開口部を備え、着色層は、開口部にそれぞれ対応して形成してあるとともに、着色層の表面が実質的に平坦化されるように、隣接する着色層の端部を遮光膜上で重ねてあることを特徴としている。
以下、本発明の第1実施形態の電気光学装置について、カラーフィルタ基板としての第1の基板30、及びニ端子型非線形素子としてのTFD素子(Thin Film Diode)を有する素子基板としての第2の基板60を含む、アクティブマトリクス型構造の液晶表示装置を例に採って説明する。
第1実施形態は、遮光膜と、着色層と、表面保護層と、が順次に積層されたカラーフィルタ基板を含む一対の基板と、当該一対の基板間に狭持された電気光学材料と、を備えるとともに、複数の画素領域からなる表示領域を有する電気光学装置である。そして、遮光膜は、画素領域にそれぞれ対応した開口部を備え、着色層は、開口部にそれぞれ対応して形成してあるとともに、着色層の表面が実質的に平坦化されるように、隣接する着色層の端部を遮光膜上で重ねてあることを特徴としている。
以下、本発明の第1実施形態の電気光学装置について、カラーフィルタ基板としての第1の基板30、及びニ端子型非線形素子としてのTFD素子(Thin Film Diode)を有する素子基板としての第2の基板60を含む、アクティブマトリクス型構造の液晶表示装置を例に採って説明する。
1.電気光学装置の基本構造
まず、図1を参照して、本発明の第1実施形態の電気光学装置の基本構造、すなわち、セル構造や配線等について具体的に説明する。ここで、図1は液晶表示装置に使用される液晶パネル20の概略断面図である。
図1に示される液晶パネル20は、二端子型非線形素子としてのスイッチング素子69を用いたアクティブマトリクス型構造を有する液晶パネル20であって、図示しないものの、バックライトやフロントライト等の照明装置やケース体などを必要に応じて適宜取付けることにより電気光学装置となる。
まず、図1を参照して、本発明の第1実施形態の電気光学装置の基本構造、すなわち、セル構造や配線等について具体的に説明する。ここで、図1は液晶表示装置に使用される液晶パネル20の概略断面図である。
図1に示される液晶パネル20は、二端子型非線形素子としてのスイッチング素子69を用いたアクティブマトリクス型構造を有する液晶パネル20であって、図示しないものの、バックライトやフロントライト等の照明装置やケース体などを必要に応じて適宜取付けることにより電気光学装置となる。
また、液晶パネル20は、透明なガラス基板を第1の基体31とするカラーフィルタ基板(第1の基板)30と、透明なガラス基板を第2の基体61とする素子基板(第2の基板)60と、が対向配置されるとともに接着剤等のシール材23を介して貼り合わせられている。また、第1の基板30と、第2の基板60とが形成する空間であって、シール材23の内側部分に対して、開口部(図示せず)を介して液晶材料21を注入した後、封止材(図示せず)にて封止されてなるセル構造を備えている。すなわち、第1の基板30と第2の基板60との間に液晶材料21が充填されている。
また、第2の基体61の内面、すなわち、第1の基体31に対向する表面上に、第2の電極(画素電極と称する場合がある。)63をマトリクス状に形成し、第1の基体31の内面、すなわち、第2の基体61に対向する表面上には、第1の電極(走査電極と称する場合がある。)33が形成されている。また、第2の電極63は、スイッチング素子69を介して電気配線(データ線と称する場合がある。)65に対して電気的に接続されるとともに、もう一方の第1の電極33は、導電性粒子を含むシール材23を介して第2の基板60上の引回し配線66に対して電気的に接続されている。このように構成された第2の電極63と第1の電極33との交差領域がマトリクス状に配列された多数の画素(以下、画素領域と称する場合がある。)を構成し、これら多数の画素の配列が、全体として表示領域を構成することになる。したがって、所望の画素に対して電圧を印加することにより、当該画素領域の液晶材料21に電界を発生させ、表示領域全体として文字、図形等の画像を表示させることができる。
また、第2の基板60は、第1の基板30の外形よりも外側に張り出してなる基板張出部60Tを有し、この基板張出部60T上には、電気配線65、引回し配線66及び、独立して形成された複数の配線からなる外部接続用端子67が形成されている。
そして、これら電気配線65、引回し配線66及び外部接続用端子67に対して電気的に接続されるように、液晶駆動回路等を内蔵した半導体素子(IC)91が実装されている。さらに、基板張出部60Tの端部には、外部接続用端子67に導電接続されるように、フレキシブル基板93が実装されている。
そして、これら電気配線65、引回し配線66及び外部接続用端子67に対して電気的に接続されるように、液晶駆動回路等を内蔵した半導体素子(IC)91が実装されている。さらに、基板張出部60Tの端部には、外部接続用端子67に導電接続されるように、フレキシブル基板93が実装されている。
2.第1の基板(カラーフィルタ基板)
(1)基本的構成
図1に示すように、液晶パネル20を構成する第1の基板30は、一例として、透明なガラス基板等からなる第1の基体31と、遮光膜39と、着色層37と、表面保護層41と、第1の電極33と、から構成されている。また、第1の電極33上には、液晶材料の配向性を制御するための第1の配向膜45を備えるとともに、第1の電極33等が形成されている面とは反対側の面に、鮮明な画像表示が認識できるように、位相差板(1/4波長板)47及び偏光板49が配置されている。
以下、図2〜図7を適宜参照して、本発明の電気光学装置に係る第1の基板(カラーフィルタ基板)30についてさらに詳細に説明する。
(1)基本的構成
図1に示すように、液晶パネル20を構成する第1の基板30は、一例として、透明なガラス基板等からなる第1の基体31と、遮光膜39と、着色層37と、表面保護層41と、第1の電極33と、から構成されている。また、第1の電極33上には、液晶材料の配向性を制御するための第1の配向膜45を備えるとともに、第1の電極33等が形成されている面とは反対側の面に、鮮明な画像表示が認識できるように、位相差板(1/4波長板)47及び偏光板49が配置されている。
以下、図2〜図7を適宜参照して、本発明の電気光学装置に係る第1の基板(カラーフィルタ基板)30についてさらに詳細に説明する。
(2)遮光膜
図2(a)及び(b)に示すように、遮光膜39は、画素間領域に形成されるとともに、表示領域を取り囲むように形成されている。すなわち、隣接する画素間において色材が混色することを防止して、コントラストに優れた画像表示を得ることができるためである。
このような遮光膜39としては、例えば、クロム(Cr)やモリブテン(Mo)等の金属膜を遮光膜39として使用したり、あるいは、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色の着色材を共に樹脂その他の基材中に分散させたものや、黒色の顔料や染料等の着色材を樹脂その他の基材中に分散させたものなどを用いたりすることができる。ただし、膜厚が薄い場合であっても遮光性を確保することができるとともに、遮光膜39による段差を小さくすることができることから、金属膜を遮光膜として使用することが好ましい。
なお、かかる遮光膜の膜厚に関して、黒色顔料を分散させた樹脂材料を用いた場合には通常1.0μmとすることができ、クロム等の金属膜を用いた場合には通常0.2μm程度とすることができる。
図2(a)及び(b)に示すように、遮光膜39は、画素間領域に形成されるとともに、表示領域を取り囲むように形成されている。すなわち、隣接する画素間において色材が混色することを防止して、コントラストに優れた画像表示を得ることができるためである。
このような遮光膜39としては、例えば、クロム(Cr)やモリブテン(Mo)等の金属膜を遮光膜39として使用したり、あるいは、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色の着色材を共に樹脂その他の基材中に分散させたものや、黒色の顔料や染料等の着色材を樹脂その他の基材中に分散させたものなどを用いたりすることができる。ただし、膜厚が薄い場合であっても遮光性を確保することができるとともに、遮光膜39による段差を小さくすることができることから、金属膜を遮光膜として使用することが好ましい。
なお、かかる遮光膜の膜厚に関して、黒色顔料を分散させた樹脂材料を用いた場合には通常1.0μmとすることができ、クロム等の金属膜を用いた場合には通常0.2μm程度とすることができる。
また、それぞれの画素領域に対応した、遮光膜39の開口部39aには、図3(a)及び(b)に示すように、平坦化膜38を備えていることが好ましい。
この理由は、遮光膜39の開口部39aを埋めるように平坦化膜38を形成することにより、当該開口部39aに起因した段差をなくすることができるためである。したがって、さらに着色層37及び表面保護層41を形成した状態における基板表面を平坦化することが容易になる。
かかる平坦化膜38は、後述する表面保護層41と同様の方法により、光の透過率を低下させないように、透明性のアクリル樹脂や、エポキシ樹脂等を用いて形成することができる。また、遮光膜39が形成された基板表面を平坦化するために、平坦化膜38の膜厚を、遮光膜39の膜厚と実質的に同じ膜厚とすることが好ましい。
この理由は、遮光膜39の開口部39aを埋めるように平坦化膜38を形成することにより、当該開口部39aに起因した段差をなくすることができるためである。したがって、さらに着色層37及び表面保護層41を形成した状態における基板表面を平坦化することが容易になる。
かかる平坦化膜38は、後述する表面保護層41と同様の方法により、光の透過率を低下させないように、透明性のアクリル樹脂や、エポキシ樹脂等を用いて形成することができる。また、遮光膜39が形成された基板表面を平坦化するために、平坦化膜38の膜厚を、遮光膜39の膜厚と実質的に同じ膜厚とすることが好ましい。
(3)着色層
また、遮光膜39の開口部39aにそれぞれ対応して、着色層37r、37g、37bが形成されている。そして、本発明に係る電気光学装置は、かかる着色層37の表面が実質的に平坦化されるように、隣接する着色層37の端部を遮光膜39上で重ねてあることを特徴とする。すなわち、隣接する着色層37の端部を重ね、重なった部分の表面の高さと、重なっていない部分の表面の高さと、を実質的に等しくすることにより、着色層37全体における表面の平坦化を図ることができるためである。また、隣接する着色層37が遮光層39上で重なることにより、画素領域を通過する光の混色を防止することもできる。
したがって、さらに表面保護層41が形成された状態での基板表面の平坦化が図られ、表示される画像における表示ムラを低減することができるとともに、表示される画像のコントラストの低下を防止することができる。
また、遮光膜39の開口部39aにそれぞれ対応して、着色層37r、37g、37bが形成されている。そして、本発明に係る電気光学装置は、かかる着色層37の表面が実質的に平坦化されるように、隣接する着色層37の端部を遮光膜39上で重ねてあることを特徴とする。すなわち、隣接する着色層37の端部を重ね、重なった部分の表面の高さと、重なっていない部分の表面の高さと、を実質的に等しくすることにより、着色層37全体における表面の平坦化を図ることができるためである。また、隣接する着色層37が遮光層39上で重なることにより、画素領域を通過する光の混色を防止することもできる。
したがって、さらに表面保護層41が形成された状態での基板表面の平坦化が図られ、表示される画像における表示ムラを低減することができるとともに、表示される画像のコントラストの低下を防止することができる。
ここで、着色層37の表面が実質的に平坦化されるように着色層37の端部を重ねるためには、図4(a)〜(b)に示すように、それぞれの着色層37の端部をテーパ状や階段状にすることが好ましい。
この理由は、隣接する着色層の間に間隙を設けずに、着色層を容易に形成することができるとともに、仮に、それぞれの着色層の配置の精度が低い場合であっても、着色層の表面の高低差を小さくできるためである。逆に言うと、それぞれの着色層の端部をテーパ状や階段状にしない場合には、隣接する着色層が重ならないようにしつつ、隣接する着色層の間に、段差の原因となる間隙を設けないように形成することが困難である。より具体的には、隣接する着色層の間に間隙が形成されたり、テーパ状や階段状でない着色層の端部が重なったりすると、着色層の表面に段差が生じ、ひいては、表面保護層の表面も段差が生じてしまい、表示ムラの原因となる。
したがって、それぞれの着色層37の端部をテーパ状や階段状にすることにより、表面が平坦化された着色層37を容易に形成することができる。
この理由は、隣接する着色層の間に間隙を設けずに、着色層を容易に形成することができるとともに、仮に、それぞれの着色層の配置の精度が低い場合であっても、着色層の表面の高低差を小さくできるためである。逆に言うと、それぞれの着色層の端部をテーパ状や階段状にしない場合には、隣接する着色層が重ならないようにしつつ、隣接する着色層の間に、段差の原因となる間隙を設けないように形成することが困難である。より具体的には、隣接する着色層の間に間隙が形成されたり、テーパ状や階段状でない着色層の端部が重なったりすると、着色層の表面に段差が生じ、ひいては、表面保護層の表面も段差が生じてしまい、表示ムラの原因となる。
したがって、それぞれの着色層37の端部をテーパ状や階段状にすることにより、表面が平坦化された着色層37を容易に形成することができる。
また、着色層37は、通常、透明樹脂中に顔料や染料等の着色材を分散させて所定の色調を呈するものとされている。着色層37の色調の一例としては原色系フィルタとしてR(赤)、G(緑)、B(青)の3色の組合せからなるものがあるが、これに限定されるものではなく、Y(イエロー)、M(マゼンダ)、C(シアン)等の補色系や、その他の種々の色調で形成することができる。
また、かかる着色層37は、通常、基板表面上に顔料や染料等の着色材を含む感光性樹脂からなる着色レジストを塗布し、フォトリソグラフィ法(エッチング法)によって不要部分を欠落させることによって、所定のカラーパターンを有する着色層37を形成することができる。そして、複数色の着色層37r、37g、37bを形成する場合には上記工程を繰り返すことになる。
また、着色層37の配列パターンとしては、ストライプ配列を採用することが多いが、このストライプ配列の他に、斜めモザイク配列や、デルタ配列等の種々のパターン形状を採用することができる。
また、かかる着色層37は、通常、基板表面上に顔料や染料等の着色材を含む感光性樹脂からなる着色レジストを塗布し、フォトリソグラフィ法(エッチング法)によって不要部分を欠落させることによって、所定のカラーパターンを有する着色層37を形成することができる。そして、複数色の着色層37r、37g、37bを形成する場合には上記工程を繰り返すことになる。
また、着色層37の配列パターンとしては、ストライプ配列を採用することが多いが、このストライプ配列の他に、斜めモザイク配列や、デルタ配列等の種々のパターン形状を採用することができる。
また、図5に示す、遮光膜39上で重なり合う着色層37の表面の、最上部と最下部との高低差(h1)を0.3μm以下の値とすることが好ましい。
この理由は、このように構成することにより、さらに表面保護層41を形成した状態での基板表面を確実に平坦化して、表示される画像の表示ムラを低減することができるためである。逆に言うと、着色層37の表面の最上部と最下部との高低差が0.3μmを超えると、さらに表面保護層41を形成した状態においても、基板表面に凹凸が生じてしまい、表示される画像に表示ムラが生じる場合があるためである。
したがって、遮光膜39上で重なり合う着色層37の表面の、最上部と最下部との高低差(h1)を0.25μm以下の値とすることがより好ましく、0.2μm以下の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、このように構成することにより、さらに表面保護層41を形成した状態での基板表面を確実に平坦化して、表示される画像の表示ムラを低減することができるためである。逆に言うと、着色層37の表面の最上部と最下部との高低差が0.3μmを超えると、さらに表面保護層41を形成した状態においても、基板表面に凹凸が生じてしまい、表示される画像に表示ムラが生じる場合があるためである。
したがって、遮光膜39上で重なり合う着色層37の表面の、最上部と最下部との高低差(h1)を0.25μm以下の値とすることがより好ましく、0.2μm以下の値とすることがさらに好ましい。
また、着色層37において、例えば、R(赤)、G(緑)、B(青)それぞれの色毎に、色合いを調整すべく、膜厚を変える場合には、当該膜厚の差を0.3μm以下の値とすることが好ましい。
この理由は、このように構成することにより、着色層37が形成された基板表面を全体として、平坦化することができるためである。
したがって、例えば、R(赤)層を1.0μm、G(緑)層を1.3μm、B(青)層を1.3μmとすることにより、それぞれの色の濃度等の均一化を図るとともに、さらに表面保護層41が形成された状態での基板表面を確実に平坦化して表示される画像における表示ムラを低減させることができる。
この理由は、このように構成することにより、着色層37が形成された基板表面を全体として、平坦化することができるためである。
したがって、例えば、R(赤)層を1.0μm、G(緑)層を1.3μm、B(青)層を1.3μmとすることにより、それぞれの色の濃度等の均一化を図るとともに、さらに表面保護層41が形成された状態での基板表面を確実に平坦化して表示される画像における表示ムラを低減させることができる。
また、図6(a)に示すように、着色層37の端部の平面形状の一部に曲線部を設けてあることが好ましい。より具体的には、図6(b)に示すように、製造段階において、着色層37が形成された基板30上に、表面保護層41を形成するための樹脂材料41Xをスピンコータやスリットコータを用いて塗布する場合における、当該樹脂材料が流れてくる方向Dに相当する部分の平面形状に曲線部を設けることが好ましい。
この理由は、このように構成することにより、表面保護層41を形成するための樹脂材料41Xがスムーズに着色層37上に乗り上げることができるために、基板全体に均一に塗布することができるためである。したがって、表面保護層41が形成された状態での基板表面を平坦化することができるために、表示される画像における表示ムラを低減させることができる。
この理由は、このように構成することにより、表面保護層41を形成するための樹脂材料41Xがスムーズに着色層37上に乗り上げることができるために、基板全体に均一に塗布することができるためである。したがって、表面保護層41が形成された状態での基板表面を平坦化することができるために、表示される画像における表示ムラを低減させることができる。
また、着色層37上に、当該着色層37と表面保護層41との密着性を向上させるための処理を施してあることが好ましい。より具体的には、ACグロー放電処理、コロナ放電処理、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)による表面処理のうちの少なくとも一つの処理を施してあることが好ましい。
この理由は、着色層37と表面保護層41との密着性を高めることにより、表面保護層41が形成された状態での基板表面を平坦化させることができるためである。また、製造段階においても、表面保護層41を形成するための樹脂材料の塗布を、均一化することが容易になるためである。
この理由は、着色層37と表面保護層41との密着性を高めることにより、表面保護層41が形成された状態での基板表面を平坦化させることができるためである。また、製造段階においても、表面保護層41を形成するための樹脂材料の塗布を、均一化することが容易になるためである。
(4)表面保護層
また、着色層37や遮光膜39上は、アクリル樹脂やエポキシ樹脂などの光硬化性又は熱硬化性の樹脂材料からなる表面保護層41により被覆されている。そして、上述のとおり、着色層37の表面の平坦化が図られているために、かかる表面保護層41が形成された状態において、基板表面も平坦化されている。したがって、後述するように、当該表面保護層41上に配置される第1の電極33が平坦化されるとともに、第1の基板30と第2の基板60との間のセルギャップが均一化されるために、表示される画像における表示ムラを低減させることができる。
なお、かかる表面保護層41の膜厚は、通常、2〜5μmの範囲内の値とすることができる。
また、着色層37や遮光膜39上は、アクリル樹脂やエポキシ樹脂などの光硬化性又は熱硬化性の樹脂材料からなる表面保護層41により被覆されている。そして、上述のとおり、着色層37の表面の平坦化が図られているために、かかる表面保護層41が形成された状態において、基板表面も平坦化されている。したがって、後述するように、当該表面保護層41上に配置される第1の電極33が平坦化されるとともに、第1の基板30と第2の基板60との間のセルギャップが均一化されるために、表示される画像における表示ムラを低減させることができる。
なお、かかる表面保護層41の膜厚は、通常、2〜5μmの範囲内の値とすることができる。
(5)第1の電極及び配向膜
また、表面保護層41の上には、ITO(インジウムスズ酸化物)等の透明導電体からなる第1の電極33が形成されている。かかる第1の電極33は、複数の透明電極が並列したストライプ状に構成されている。そして、この第1の電極33の上には、ポリイミド樹脂等からなる第1の配向膜45が形成されている。
また、表面保護層41の上には、ITO(インジウムスズ酸化物)等の透明導電体からなる第1の電極33が形成されている。かかる第1の電極33は、複数の透明電極が並列したストライプ状に構成されている。そして、この第1の電極33の上には、ポリイミド樹脂等からなる第1の配向膜45が形成されている。
3.第2の基板
また、図1に示すように、第1の基板30と対向する第2の基板60は、ガラス基板等からなる第2の基体61と、電気配線65と、スイッチング素子69と、第2の電極63と、から構成されている。また、電気配線65や第2の電極63等の上には、第1の基板30における第1の配向膜45と同様のポリイミド樹脂等からなる第2の配向膜75が形成されている。さらに、第2のガラス基板61の外面においても、位相差板(1/4波長板)77及び偏光板79が配置されている。
また、図1に示すように、第1の基板30と対向する第2の基板60は、ガラス基板等からなる第2の基体61と、電気配線65と、スイッチング素子69と、第2の電極63と、から構成されている。また、電気配線65や第2の電極63等の上には、第1の基板30における第1の配向膜45と同様のポリイミド樹脂等からなる第2の配向膜75が形成されている。さらに、第2のガラス基板61の外面においても、位相差板(1/4波長板)77及び偏光板79が配置されている。
また、図7に示すように、第2の基板60上の電気配線65は、複数の配線が並列したストライプ状に構成されている。また、この電気配線65には、スイッチング素子69を介して、複数の画素電極をなす第2の電極63が電気的に接続されている。さらに、ドライバIC91等が実装される領域の両側には、導電性粒子107を含むシール材23を介して、第1の基板30上の第1の電極33と電気的に接続される引回し配線66が設けられている。かかる電気配線65及び引回し配線66は、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)や、クロム(Cr)等から構成することができる。
また、第2の電極63は、ITO(インジウムスズ酸化物)等の透明導電体から構成することができる。そして、かかる第2の電極63は、スイッチング素子69を介して電気配線65に接続されている。かかるスイッチング素子69として、第1実施形態の電気光学装置では、ニ端子型非線形素子であるTFD素子(Thin Film Diode)69を備えているが、三端子型非線形素子であるTFT素子(Thin Film Transistor)を備えた、アクティブマトリクス型構造の液晶パネルであってもよく、さらに、パッシブマトリクス型構造の液晶パネルであっても構わない。
また、第2の電極63は、ITO(インジウムスズ酸化物)等の透明導電体から構成することができる。そして、かかる第2の電極63は、スイッチング素子69を介して電気配線65に接続されている。かかるスイッチング素子69として、第1実施形態の電気光学装置では、ニ端子型非線形素子であるTFD素子(Thin Film Diode)69を備えているが、三端子型非線形素子であるTFT素子(Thin Film Transistor)を備えた、アクティブマトリクス型構造の液晶パネルであってもよく、さらに、パッシブマトリクス型構造の液晶パネルであっても構わない。
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態は、遮光膜と、着色層と、表面保護層と、が順次に積層されたカラーフィルタ基板を含む一対の基板と、当該一対の基板間に狭持された電気光学材料と、を備えるとともに、複数の画素領域からなる表示領域を有する電気光学装置の製造方法である。そして、基板上に、画素領域にそれぞれ対応した開口部を有する遮光膜を形成する工程と、開口部にそれぞれ対応させるとともに、着色層の表面が実質的に平坦化されるように、隣接する着色層の端部を遮光膜上で重ねて、着色層を形成する工程と、遮光膜及び着色層が形成された基板上であって、少なくとも表示領域に相当する領域に表面保護層を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
第2実施形態では、第1実施形態の電気光学装置の製造方法の一例を、図8〜図13を適宜参照しながら説明する。
本発明の第2実施形態は、遮光膜と、着色層と、表面保護層と、が順次に積層されたカラーフィルタ基板を含む一対の基板と、当該一対の基板間に狭持された電気光学材料と、を備えるとともに、複数の画素領域からなる表示領域を有する電気光学装置の製造方法である。そして、基板上に、画素領域にそれぞれ対応した開口部を有する遮光膜を形成する工程と、開口部にそれぞれ対応させるとともに、着色層の表面が実質的に平坦化されるように、隣接する着色層の端部を遮光膜上で重ねて、着色層を形成する工程と、遮光膜及び着色層が形成された基板上であって、少なくとも表示領域に相当する領域に表面保護層を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
第2実施形態では、第1実施形態の電気光学装置の製造方法の一例を、図8〜図13を適宜参照しながら説明する。
1.第1の基板の製造工程
(1)遮光膜の形成
まず、図8(a)〜(b)に示すように、ソーダライムガラス、ホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス等からなる第1の基体31上に、それぞれの画素領域に対応する複数の開口部39aを備えた遮光膜39を形成する。
かかる遮光膜39は、例えば、クロム(Cr)等の金属材料を蒸着法等により第1の基体31上に積層した後、所定のパターンに合わせてエッチング処理することにより形成することができる。
(1)遮光膜の形成
まず、図8(a)〜(b)に示すように、ソーダライムガラス、ホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス等からなる第1の基体31上に、それぞれの画素領域に対応する複数の開口部39aを備えた遮光膜39を形成する。
かかる遮光膜39は、例えば、クロム(Cr)等の金属材料を蒸着法等により第1の基体31上に積層した後、所定のパターンに合わせてエッチング処理することにより形成することができる。
次いで、図8(c)に示すように、遮光膜39の開口部39aに平坦化膜38を形成することが好ましい。この理由は、遮光膜39を形成した状態での基板表面を平坦化することにより、着色層37の構成材料を塗布する際に、基板全体に渡って均一に広がりやすくなり、着色層37の塗布ムラの発生を少なくすることができるためである。
かかる平坦化膜38は、アクリル樹脂等の透明樹脂材料をスピンコータやスリットコータを用いて塗布するとともに、フォトリソグラフィ法等によりパターニングすることにより形成することができる。
かかる平坦化膜38は、アクリル樹脂等の透明樹脂材料をスピンコータやスリットコータを用いて塗布するとともに、フォトリソグラフィ法等によりパターニングすることにより形成することができる。
(2)着色層の形成
次いで、図8(c)〜図9(b)に示すように、遮光膜39が形成された基板上に、遮光膜39の開口部39aにそれぞれ対応させるとともに、遮光膜39の一部と重なるように着色層37を形成する。すなわち、それぞれの画素領域を通過する光を着色する一方、着色層37を遮光膜39の一部と重ねることにより、着色されない光の通過をなくして、コントラストの低下を防止するためである。
かかる着色層37は、例えば、顔料や染料等の着色材を分散させた透明樹脂等からなる光硬化性樹脂を、遮光膜39が形成された基板31上に、スピンコータやスリットコータを用いて塗布し、これにパターン露光、現像処理を順次施すことによって形成することができる。そして、色毎に上記工程を繰り返すことにより、複数の色の着色層37r、37g、37bを配列形成する。
次いで、図8(c)〜図9(b)に示すように、遮光膜39が形成された基板上に、遮光膜39の開口部39aにそれぞれ対応させるとともに、遮光膜39の一部と重なるように着色層37を形成する。すなわち、それぞれの画素領域を通過する光を着色する一方、着色層37を遮光膜39の一部と重ねることにより、着色されない光の通過をなくして、コントラストの低下を防止するためである。
かかる着色層37は、例えば、顔料や染料等の着色材を分散させた透明樹脂等からなる光硬化性樹脂を、遮光膜39が形成された基板31上に、スピンコータやスリットコータを用いて塗布し、これにパターン露光、現像処理を順次施すことによって形成することができる。そして、色毎に上記工程を繰り返すことにより、複数の色の着色層37r、37g、37bを配列形成する。
このとき、本発明の電気光学装置の製造方法においては、図8(e)に示すように、所定形状のハーフトーンマスク121を用いて露光することにより、着色層37gの端部の断面形状をテーパ状や階段状とする。そして、図8(f)〜図9(b)に示すように、着色層37の表面が平坦化されるように、遮光膜39上において、隣接する着色層37r、37g、37bを、テーパ状や階段状にされた端部でそれぞれ重ねて形成する。すなわち、このように実施することにより、着色層37の間隙に起因する段差をなくして、着色層37が形成された状態での基板表面を平坦化することができ、次工程において、表面保護層41を構成する樹脂材料を均一に塗布することができるようになるためである。また、着色層37を遮光膜39上で重ねることにより、表示される光の混色を防止して、画像のコントラストの低下を防止するためである。
なお、着色層37の端部をテーパ状や階段状にするためには、上述のようなハーフトーンマスクを使用する場合に限られず、異なるパターン形状のパターンマスクを用いて多段階露光することも好ましい。また、図示しないものの、着色層37以外であっても、例えば、アライメントマークや、検査用パターンについても、端部をテーパ状や階段状にしておくことにより、表面保護層を形成するための樹脂成材料を均一に塗布することを阻害することが少なくなる。
なお、着色層37の端部をテーパ状や階段状にするためには、上述のようなハーフトーンマスクを使用する場合に限られず、異なるパターン形状のパターンマスクを用いて多段階露光することも好ましい。また、図示しないものの、着色層37以外であっても、例えば、アライメントマークや、検査用パターンについても、端部をテーパ状や階段状にしておくことにより、表面保護層を形成するための樹脂成材料を均一に塗布することを阻害することが少なくなる。
また、着色層37を形成するにあたり、第1実施形態において説明したとおり、次工程において、表面保護層41を構成する樹脂材料を基板全体に均一に塗布すべく、着色層の端部であって、樹脂材料が流れてくる方向に相当する部分の平面形状に曲線部を設けることが好ましい。
なお、着色層37の平面形状の一部に曲線部を設けるためには、着色層37を形成する際のマスクパターン121の平面形状の一部を曲線状とすることにより、形成することができる。
なお、着色層37の平面形状の一部に曲線部を設けるためには、着色層37を形成する際のマスクパターン121の平面形状の一部を曲線状とすることにより、形成することができる。
次いで、図9(c)に示すように、着色層37の表面に対して、ACグロー放電処理、コロナ放電処理、及びヘキサメチルジシラザン(HMDS)による表面処理のうちの少なくとも一つの処理を施すことが好ましい。
この理由は、かかる処理を施すことにより、着色層37と表面保護層41を構成する樹脂材料との密着性が向上するために、当該樹脂材料を塗布する際に、スムーズに着色層37上に乗り上げ、広がっていくことができ、表面保護層41の塗布ムラを防止して、表面保護層41の形成後における基板表面を平坦化することができるためである。
この理由は、かかる処理を施すことにより、着色層37と表面保護層41を構成する樹脂材料との密着性が向上するために、当該樹脂材料を塗布する際に、スムーズに着色層37上に乗り上げ、広がっていくことができ、表面保護層41の塗布ムラを防止して、表面保護層41の形成後における基板表面を平坦化することができるためである。
(3)表面保護層の形成
次いで、図9(d)に示すように、第1の基板30上に全面的に光硬化性又は熱硬化性の樹脂材料を塗布するとともに、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングを施し、少なくとも表示領域に相当する領域に表面保護層41を形成する。
かかる樹脂材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、フッ素樹脂などを用いることができる。これらの樹脂は流動性を有する未硬化状態で基板上に塗布され、乾燥、光硬化、熱硬化などの適宜の手段で硬化される。塗布方法としては、スピンコータやスリットコータなどを用いて塗布することができる。
次いで、図9(d)に示すように、第1の基板30上に全面的に光硬化性又は熱硬化性の樹脂材料を塗布するとともに、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングを施し、少なくとも表示領域に相当する領域に表面保護層41を形成する。
かかる樹脂材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、フッ素樹脂などを用いることができる。これらの樹脂は流動性を有する未硬化状態で基板上に塗布され、乾燥、光硬化、熱硬化などの適宜の手段で硬化される。塗布方法としては、スピンコータやスリットコータなどを用いて塗布することができる。
ここで使用する樹脂材料の粘度に関し、測定温度を25℃としたときの粘度が8mPa・s以下の値である樹脂材料を使用することが好ましい。
この理由は、このような比較的低粘度の樹脂材料を用いることにより、着色層37が形成された基板表面に多少の凹凸が形成されている場合であっても、表面保護層41の形成後においては、基板表面の平坦化を図ることができるためである。
したがって、表面保護層を形成するための樹脂材料の粘度(測定温度:25℃)を5mPa・s以下の値とすることがより好ましく、3mPa・s以下の値とすることがさらに好ましい。
また、かかる低粘度の樹脂材料を用いて表面保護層41を形成した場合には、さらに、比較的粘度の高い樹脂材料を用いて、膜厚調整用の表面保護層を形成することが好ましい。
この理由は、比較的低粘度の樹脂材料を用いた場合には、膜厚の制御が困難であるため、かかる粘度の高い樹脂材料を用いることにより、膜厚を容易に調整することができるためである。
かかる膜厚調整用の樹脂材料の粘度(測定温度:25℃)は、例えば、8mPa・sを超える値とすることが好ましく、9〜12mPa・sの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、このような比較的低粘度の樹脂材料を用いることにより、着色層37が形成された基板表面に多少の凹凸が形成されている場合であっても、表面保護層41の形成後においては、基板表面の平坦化を図ることができるためである。
したがって、表面保護層を形成するための樹脂材料の粘度(測定温度:25℃)を5mPa・s以下の値とすることがより好ましく、3mPa・s以下の値とすることがさらに好ましい。
また、かかる低粘度の樹脂材料を用いて表面保護層41を形成した場合には、さらに、比較的粘度の高い樹脂材料を用いて、膜厚調整用の表面保護層を形成することが好ましい。
この理由は、比較的低粘度の樹脂材料を用いた場合には、膜厚の制御が困難であるため、かかる粘度の高い樹脂材料を用いることにより、膜厚を容易に調整することができるためである。
かかる膜厚調整用の樹脂材料の粘度(測定温度:25℃)は、例えば、8mPa・sを超える値とすることが好ましく、9〜12mPa・sの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
また、上述のように、着色層37r、37g、37b、及び表面保護層41を形成する際に、それぞれの構成材料を、スピンコータを用いて基板上に塗布する場合には、図10に示すように、基板31をオフセットさせて回転させることが好ましい。すなわち、例えば、基板31が方形である場合には、基板31における二本の対角線が交差する位置Pとは異なる位置P1、P2、P3を中心に、それぞれの構成材料を塗布する毎に、中心位置を変えて基板31を回転させることが好ましい。
この理由は、それぞれの構成材料が基板上に広がっていく際の流れ方向を、異ならせることができるために、同じ位置、同じ方向に沿って塗布ムラが生じることを有効に防止して、基板全体における塗布ムラを低減することができるためである。
この理由は、それぞれの構成材料が基板上に広がっていく際の流れ方向を、異ならせることができるために、同じ位置、同じ方向に沿って塗布ムラが生じることを有効に防止して、基板全体における塗布ムラを低減することができるためである。
さらに、着色層37、及び表面保護層41を形成する際に、それぞれの構成材料を、スピンコータを用いて基板上に塗布する場合には、図11(a)〜(d)に示すように、それぞれの構成材料を塗布する毎に、スピンコータの回転方向Aを反転させながら塗布することが好ましい。
この理由は、それぞれの構成材料を塗布する際に、広がり方向Bを異ならせることができるために、既に基板上に形成されている遮光膜39や着色層37によって、各構成材料の広がりが阻害され、同じ位置、同じ方向に沿って塗布ムラが生じることを有効に防止して、基板全体における塗布ムラを低減することができるためである。
この理由は、それぞれの構成材料を塗布する際に、広がり方向Bを異ならせることができるために、既に基板上に形成されている遮光膜39や着色層37によって、各構成材料の広がりが阻害され、同じ位置、同じ方向に沿って塗布ムラが生じることを有効に防止して、基板全体における塗布ムラを低減することができるためである。
(4)第1の電極及び第1の配向膜の形成
次いで、図9(e)に示すように、表面保護層41上に全面的にITO(インジウムスズ酸化物)等の透明導電体材料からなる透明導電層を、一例として、スパッタリング法により形成するとともに、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングを施し、第1の電極33を形成する。次いで、当該第1の電極33を形成した基板上に、ポリイミド樹脂等からなる第1の配向膜を形成する。
次いで、図9(e)に示すように、表面保護層41上に全面的にITO(インジウムスズ酸化物)等の透明導電体材料からなる透明導電層を、一例として、スパッタリング法により形成するとともに、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングを施し、第1の電極33を形成する。次いで、当該第1の電極33を形成した基板上に、ポリイミド樹脂等からなる第1の配向膜を形成する。
2.第2の基板の製造工程
まず、図12(a)〜(b)に示すように、ソーダライムガラス、ホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス等からなる第2の基体61上に、第1金属膜71´を形成する。この第1金属膜71´は、例えば、タンタルから構成されており、スパッタリング法や電子ビーム蒸着法を用いて形成することができる。
また、第1金属膜71´の形成前に、第2の基体61に対する第1金属膜71´の密着力を著しく向上させることができるとともに、第2の基体61から第1金属膜71´への不純物の拡散を効率的に抑制することができることから、第2の基体61上に、酸化タンタル(Ta2O5)等からなる絶縁膜を形成することも好ましい。
まず、図12(a)〜(b)に示すように、ソーダライムガラス、ホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス等からなる第2の基体61上に、第1金属膜71´を形成する。この第1金属膜71´は、例えば、タンタルから構成されており、スパッタリング法や電子ビーム蒸着法を用いて形成することができる。
また、第1金属膜71´の形成前に、第2の基体61に対する第1金属膜71´の密着力を著しく向上させることができるとともに、第2の基体61から第1金属膜71´への不純物の拡散を効率的に抑制することができることから、第2の基体61上に、酸化タンタル(Ta2O5)等からなる絶縁膜を形成することも好ましい。
次いで、図12(c)に示すように、第1金属膜71´の表面を陽極酸化法によって酸化させることにより、酸化膜72を形成する。より具体的には、第1金属膜71´が形成されたガラス基板61を、クエン酸溶液等の電解液中に浸漬した後、かかる電解液と、第1金属膜71´との間に所定電圧を印加して、第1金属膜71´の表面を酸化させることができる。さらに、酸化膜72が形成された第1金属膜71´を、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングして、その一部を素子第1電極71とする。
次いで、再び、スパッタリング法等により、素子第1電極71を含む基板上に、全面的に金属膜を形成し、それをフォトリソグラフィ法によって、パターニングすることにより、図12(d)に示すように、第2の金属膜73、74及び電気配線(図示せず。)を形成する。
次いで、同様に、スパッタリング法等により、ITO(インジウムスズ酸化物等)等の透明導電体材料からなる透明導電層を形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングすることにより、図12(e)に示すように、第2の電極63を形成する。
次いで、同様に、スパッタリング法等により、ITO(インジウムスズ酸化物等)等の透明導電体材料からなる透明導電層を形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングすることにより、図12(e)に示すように、第2の電極63を形成する。
3.後工程
次いで、図示しないが、第2の基板60上において、エポキシ樹脂等を主成分とするシール材23を、スクリーン印刷やディスペンサにより、表示領域Aを囲むようにパターニングして形成する。その後、第1の基板30と、シール材23が積層された第2の基板60とを重ね合わせて接合させた後、加熱しながら加圧保持して、第1の基板30と第2の基板60とを貼合せることにより、セル構造を形成する。そして、第1の基板30及び第2の基板60が形成する空間であって、シール材23の内側部分に対して、液晶材料21を注入した後、封止材25等にて封止する。
次いで、第1の基板30および第2の基板60のそれぞれの外面に、所定の偏光板49、79を配置する。
なお、本実施形態においては、第2の基板60上にシール材23を塗布しているが、第1の基板30上に印刷しても構わない。
次いで、図示しないが、第2の基板60上において、エポキシ樹脂等を主成分とするシール材23を、スクリーン印刷やディスペンサにより、表示領域Aを囲むようにパターニングして形成する。その後、第1の基板30と、シール材23が積層された第2の基板60とを重ね合わせて接合させた後、加熱しながら加圧保持して、第1の基板30と第2の基板60とを貼合せることにより、セル構造を形成する。そして、第1の基板30及び第2の基板60が形成する空間であって、シール材23の内側部分に対して、液晶材料21を注入した後、封止材25等にて封止する。
次いで、第1の基板30および第2の基板60のそれぞれの外面に、所定の偏光板49、79を配置する。
なお、本実施形態においては、第2の基板60上にシール材23を塗布しているが、第1の基板30上に印刷しても構わない。
[第3実施形態]
本発明に係る第3実施形態として、第1実施形態の電気光学装置を備えた電子機器について具体的に説明する。
本発明に係る第3実施形態として、第1実施形態の電気光学装置を備えた電子機器について具体的に説明する。
図13は、本実施形態の電子機器の全体構成を示す概略構成図である。この電子機器は、液晶パネル20と、これを制御するための制御手段200とを有している。また、図13中では、液晶パネル20を、パネル構造体20Aと、半導体素子(IC)91等で構成される駆動回路20Bと、に概念的に分けて描いてある。また、制御手段200は、表示情報出力源201と、表示処理回路202と、電源回路203と、タイミングジェネレータ204とを有している。
また、表示情報出力源201は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等からなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等からなるストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、タイミングジェネレータ204によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等の形で表示情報を表示処理回路202に供給するように構成されている。
また、表示情報出力源201は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等からなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等からなるストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、タイミングジェネレータ204によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等の形で表示情報を表示処理回路202に供給するように構成されている。
また、表示処理回路202は、シリアル−パラレル変換回路、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号CLKと共に駆動回路20Bへ供給する。さらに、駆動回路20Bは、第1の電極駆動回路、第2の電極駆動回路及び検査回路を含んでいる。また、電源回路203は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する機能を有している。
そして、本実施形態の電子機器であれば、第1の基板(カラーフィルタ基板)における着色層の表面が平坦化されるように、隣接する着色層を遮光膜上で重ねてある電気光学装置を備えている。そのために、表面保護層が形成された状態での第1の基板表面が平坦化されているために、表示ムラの発生がなく、優れた画像表示を実現できる電子機器とすることができる。
そして、本実施形態の電子機器であれば、第1の基板(カラーフィルタ基板)における着色層の表面が平坦化されるように、隣接する着色層を遮光膜上で重ねてある電気光学装置を備えている。そのために、表面保護層が形成された状態での第1の基板表面が平坦化されているために、表示ムラの発生がなく、優れた画像表示を実現できる電子機器とすることができる。
本発明によれば、それぞれの着色層の表面が平坦化されるように、隣接する着色層を遮光膜上で重ねてあることにより、着色層が形成された状態での基板表面の平坦化が図られ、ひいては、表面保護層の表面を平坦化することができる。したがって、表示される画像における表示ムラを低減させることができ、液晶表示装置等の電気光学装置や電子機器、例えば、携帯電話機やパーソナルコンピュータ等をはじめとして、液晶テレビ、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電気泳動装置、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた電子機器、電子放出素子を備えた装置(FED:Field Emission DisplayやSCEED:Surface-Conduction Electron-Emitter Display)などに適用することができる。
20:液晶パネル、21:電気光学物質(液晶材料)、23:シール材、30:第1の基板(カラーフィルタ基板)、31:第1の基体、33:第1の電極(走査電極)、37:着色層、38:平坦化膜、39:遮光膜、39a:開口部、41:表面保護層、41X:樹脂材料、60:第2の基板(素子基板)、61:第2の基体、63:第2の電極(走査電極)、65:電気配線(データ線)、66:電気配線(引回し配線)、69:スイッチング素子(TFD素子)、121:パターンマスク
Claims (12)
- 遮光膜と、着色層と、表面保護層と、が順次に積層されたカラーフィルタ基板を含む一対の基板と、当該一対の基板間に狭持された電気光学材料と、を備えるとともに、複数の画素領域からなる表示領域を有する電気光学装置において、
前記遮光膜は、前記画素領域にそれぞれ対応した開口部を備え、
前記着色層は、前記開口部にそれぞれ対応して形成してあるとともに、前記着色層の表面が実質的に平坦化されるように、隣接する前記着色層の端部を前記遮光膜上で重ねてあることを特徴とする電気光学装置。 - 前記着色層の端部をテーパ状又は階段状とすることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
- 前記遮光膜上における着色層の表面の最上部と最下部との高低差を0.3μm以下の値とすることを特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置。
- 前記着色層における、それぞれの着色層の膜厚の差を0.3μm以下の値とすることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電気光学装置。
- 前記着色層の端部の平面形状の一部に曲線部を設けてあることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の電気光学装置。
- 前記遮光膜の開口部に平坦化膜を備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の電気光学装置。
- 遮光膜と、着色層と、表面保護層と、が順次に積層されたカラーフィルタ基板を含む一対の基板と、当該一対の基板間に狭持された電気光学材料と、を備えるとともに、複数の画素領域からなる表示領域を有する電気光学装置の製造方法において、
前記基板上に、前記画素領域にそれぞれ対応した開口部を有する前記遮光膜を形成する工程と、
前記開口部にそれぞれ対応させるとともに、前記着色層の表面が実質的に平坦化されるように、隣接する前記着色層の端部を前記遮光膜上で重ねて、前記着色層を形成する工程と、
前記遮光膜及び着色層が形成された前記基板上であって、少なくとも前記表示領域に相当する領域に前記表面保護層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。 - 前記表面保護層を形成する材料として、粘度(測定温度:25℃)が8mPa・s以下の値の樹脂材料を用いることを特徴とする請求項7に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記着色層及び表面保護層を形成する際に、スピンコータを用いるとともに、複数の前記着色層及び表面保護層を塗布するごとに、前記基板をオフセットさせて回転させることを特徴とする請求項7又は8に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記着色層及び表面保護層を形成する際に、スピンコータを用いるとともに、複数の前記着色層及び表面保護層を塗布するごとに、前記スピンコータの回転方向を反転させながら形成することを特徴とする請求項7〜9のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記着色層の表面に対して、ACグロー放電処理、コロナ放電処理、及びヘキサメチルジシラザン(HMDS)による表面処理のうちの少なくとも一つの処理を施すことを特徴とする請求項7〜10のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えた電子機器。
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JP2011053553A (ja) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Toshiba Mobile Display Co Ltd | 液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法 |
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JP2012083461A (ja) * | 2010-10-08 | 2012-04-26 | Hitachi Displays Ltd | 表示装置の製造方法 |
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JP2018124398A (ja) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | 株式会社 オルタステクノロジー | 液晶表示装置 |
CN114280712A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-05 | 湖畔光电科技(江苏)有限公司 | 一种应用于硅基oled微显示屏的彩色滤光膜制作方法 |
-
2004
- 2004-08-31 JP JP2004251486A patent/JP2006071680A/ja not_active Withdrawn
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