KR100441329B1 - 액정 표시 장치, 그 제조 방법 및 전자 기기 - Google Patents

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KR100441329B1 KR10-2001-7011472A KR20017011472A KR100441329B1 KR 100441329 B1 KR100441329 B1 KR 100441329B1 KR 20017011472 A KR20017011472 A KR 20017011472A KR 100441329 B1 KR100441329 B1 KR 100441329B1
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우시키다케요시
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

프레임 형상의 밀봉재(13)를 거쳐서 접합된 한 쌍의 기판(11, 12)과, 양 기판 사이에 유지된 액정(14)과, 한쪽 기판(11)의 상기 액정측에 형성된 반사층(111)과, 해당 반사층(111)의 상기 액정측에 형성된 배향막(116)을 구비하는 액정 표시 장치. 상기 한쪽 기판(11)의 상기 액정측의 표면은, 조면화된 조면 영역(11b)과, 상기 조면 영역(11b)을 둘러싸는 평탄한 평탄 영역(11a)을 갖는다. 상기 배향막(116)은 상기 조면 영역(11b)내에 형성되고, 상기 밀봉재(13)는 상기 평탄 영역(11a)내에 형성된다.

Description

액정 표시 장치, 그 제조 방법 및 전자 기기{LCD, METHOD OF MANUFACTURE THEREOF, AND ELECTRONIC DEVICE}
종래부터, 반사형 표시가 가능한 액정 표시 장치가 보급되어 있다. 이러한 종류의 액정 표시 장치에 있어서는, 자연광이나 실내 조명 등의 외광이 전면(前面)측(관찰측)으로부터 입사하여, 이 광이 반사층에 의해서 반사됨으로써 반사형 표시가 행해지는 구성으로 되어 있다. 이 구성에 의하면, 백라이트가 불필요해지므로, 저소비 전력화 및 경량화를 도모할 수 있다고 하는 이점이 있다. 이 때문에, 반사형 액정 표시 장치는 휴대형 전자 기기 등을 중심으로 널리 보급되어 있다.
여기서, 도 11은 종래의 반사형 액정 표시 장치의 구성을 예시하는 단면도이다. 또, 동일 도면에 있어서는 패시브 매트릭스(passive matrix) 방식의 액정 표시 장치(5A)가 예시되어 있다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 액정 표시 장치(5A)는, 배면(背面) 기판(51)과 전면 기판(52)이 프레임 형상의 밀봉재(53)를 거쳐서 접합된 구성으로 이루어져 있다. 양 기판 사이에는 액정(54)이 봉입된다. 또한,전면 기판(52)의 액정(54)측의 표면에는 소정의 방향으로 연장되는 복수의 투명 전극(521)이 형성되어 있다. 또한, 투명 전극(521)이 형성된 전면 기판(52)의 표면은 배향막(522)에 의해서 덮어져 있다. 이 배향막(522)에는, 전압이 인가되어 있을 때의 액정(54)의 배향 방향을 규정하기 위한 러빙 처리가 실시되어 있다.
한편, 배면 기판(51)의 액정(54)측의 표면에는, 반사층(511), 절연층(512), 컬러 필터층(513) 및 보호층(514)이 이 순서대로 형성되어 있다. 반사층(511)은 반사성을 갖는 금속(예컨대, 알루미늄 등) 박막이다. 절연층(512)은 반사층(511)을 보호하기 위한 박막이다. 컬러 필터층(513)은 복수의 컬러 화소(513a)와 차광층(블랙 매트릭스)(513b)으로 이루어진다.
보호층(514)은 컬러 필터층(513)을 보호하기 위한 박막이다. 이 보호층(514)의 표면에는, 상기 투명 전극(521)과 직교하는 방향으로 연장되는 복수의 투명 전극(515)이 형성되어 있다. 이들 투명 전극(515)이 형성된 보호층(514)의 표면은 상기 배향막(522)과 마찬가지의 배향막(516)에 의해서 덮어져 있다.
또한, 배면 기판(51)측의 배향막(516)과 전면 기판(52)측의 배향막(522) 사이에는 구(球) 형상의 스페이서(55)가 복수개 살포되어 있다. 이들 스페이서(55)는 배면 기판(51)과 전면 기판(52) 사이의 거리(이하, 「셀 갭」이라고 함)를 균일하게 유지하기 위한 것이다.
이러한 구성에 있어서, 전면 기판(52)측으로부터 입사한 광은, 전면 기판(52) 및 액정(54) 등을 통과한 후, 반사층(511)의 표면에서 반사된다. 그리고, 이 반사광은, 다시 액정(54) 및 전면 기판(52)을 통과하여, 관찰측으로 출사된다. 이 결과, 반사형 표시가 행해진다.
여기서, 반사층(511)의 표면은 거울면(specular surface) 형상이다. 이 때문에, 도 12에 도시한 바와 같이, 해당 액정 표시 장치(5A)의 기판면과 수직인 방향 H로는 강한 광(정(正) 반사광)이 출사되게 된다. 그러나, 도 12에 나타내는 각도 θ가 커짐에 따라서 출사광의 강도는 약해진다. 따라서, 각도 θ가 큰 위치에 있어서는, 표시 화상이 어둡게 되어 버린다고 하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 외부 산란 방식의 액정 표시 장치가 제안되어 있다. 도 13은 이러한 종류의 액정 표시 장치의 구성을 예시하는 단면도이다. 또, 도 13중의 각 요소중 도 11에 도시된 요소와 공통되는 것에 관해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다. 도 13에 도시한 바와 같이, 이 액정 표시 장치(5B)는 전면 기판(52)의 외측에 확산 필터(56)를 갖고 있다.
이 액정 표시 장치(5B)에 있어서, 전면 기판(52)측으로부터 입사한 광은, 확산 필터(56)에 의해서 산란된 후, 전면 기판(52) 및 액정(54) 등을 통과하여, 반사층(511)의 표면에서 반사된다. 그리고, 이 반사광은, 다시 액정(54) 및 전면 기판(52)을 통과하여, 확산 필터(56)에 의해서 산란한 후, 관찰측으로 출사된다. 이와 같이, 외부 산란 방식을 채용한 액정 표시 장치(5B)에 의하면, 정 반사광에 부가하여, 확산 필터(56)에 의해서 산란된 산란광을 이용할 수 있다. 따라서, 정 반사광만을 이용하는 액정 표시 장치(5A)와 비교하여, 보다 넓은 범위에 걸쳐 강한 광을 출사시킬 수 있다. 그리고, 이 결과 넓은 범위에 있어서 밝은 표시를 행할 수 있다.
그러나, 이 액정 표시 장치(5B)에 있어서, 관찰자에 의해서 시인되는 광은 해당 액정 표시 장치(5B)에 입사하고 나서 관찰측으로 출사되기까지의 동안에 확산 필터(56)에 있어서 2회 산란한다. 이 때문에, 표시되는 화상의 윤곽이 희미해진다고 하는 문제가 있다.
이 문제를 해결하기 위해서, 내부 산란 방식의 액정 표시 장치가 제안되어 있다. 도 14는 이러한 종류의 액정 표시 장치의 구성을 예시하는 단면도이다. 또, 도 14중의 각 요소중 도 11에 도시된 요소와 공통되는 것에 관해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
도 14에 도시한 바와 같이, 내부 산란 방식의 액정 표시 장치(5C)에 있어서는, 배면 기판(51)의 액정(54)측의 표면이 조면화(粗面化)되어 있다. 즉, 이 표면에는 다수의 미세한 돌기와 리세스(recess)가 형성되어 있다. 반사층(517)은 이 조면상에 형성된다. 따라서, 반사층(517)의 표면에는 조면에 형성된 돌기와 리세스를 반영한 돌기와 리세스가 형성된다.
이 액정 표시 장치(5C)에 있어서, 전면 기판(52)측으로부터 입사한 광은, 전면 기판(52) 및 액정(54) 등을 통과한 후, 반사층(517)의 표면에서 반사된다. 여기서, 상기한 바와 같이, 반사층(517)의 표면에는 미세한 돌기와 리세스가 형성되어 있다. 따라서, 반사층(517)에 도달한 광은, 적절히 산란된 상태로 반사되어, 다시 액정(54) 및 전면 기판(52)을 통과해서, 관찰측으로 출사된다. 이러한 구성에 의하면, 정 반사광에 부가하여 산란광도 이용할 수 있기 때문에, 정 반사광만을 이용하는 액정 표시 장치(5A)와 비교하여, 보다 넓은 범위에 걸쳐 강한 광을 출사시킬 수 있다. 이 결과, 넓은 범위에 걸쳐 고품위의 표시를 행할 수 있다. 또한, 이 액정 표시 장치(5C)에 있어서는, 광이 산란되는 회수는 한 번이다. 따라서, 상술한 외부 산란 방식의 액정 표시 장치(5B)와 비교하여, 표시 화상의 윤곽이 희미해지는 것을 억제할 수 있다.
또한, 내부 산란 방식을 채용한 반투과 반사형 액정 표시 장치도 제안되어 있다. 도 15는 이러한 종류의 액정 표시 장치의 구성을 예시하는 단면도이다. 또, 도 15중의 각 요소중 도 11 또는 도 14에 도시된 요소와 공통되는 것에 관해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
도 15에 도시한 바와 같이, 액정 표시 장치(5D)는 배면 기판(51)의 배면측에 백라이트 유닛(57)을 구비하고 있다. 이 백라이트 유닛(57)은 광원(571)과 도광판(572)을 포함한다. 광원(571)은, 예컨대 냉음극관(cold cathode tube)이다. 도광판(572)은, 광원(571)으로부터 측단면에 입사한 광을 배면 기판(51)측으로 유도한다. 또한, 액정 표시 장치(5D)에 있어서는, 전술한 액정 표시 장치(5C)에 있어서의 반사층(517) 대신에, 반사 반투과층(519)이 마련되어 있다. 반사 반투과층(519)은 복수의 개구부(519a)가 형성된 알루미늄 등의 박막이다.
이러한 구성에 있어서, 전면 기판(52)측으로부터 입사한 광은, 전면 기판(52) 및 액정(54) 등을 통과한 후, 반사 반투과층(519)의 표면에서 반사된다. 이 반사광은, 다시 액정(54) 및 전면 기판(52)을 통과하여, 관찰측으로 출사된다. 이 결과, 반사형 표시가 행해진다.
한편, 어두운 부분에서는 광원(571)이 점등되어 투과형 표시가 행해진다.즉, 우선 광원(571)으로부터 출사된 광은 도광판(572)에 의해서 배면 기판(51)측으로 유도된다. 이 광은, 배면 기판(51), 반사 반투과층(519)의 개구부(519a), 액정(54) 및 전면 기판(52) 등을 통과하여, 관찰측으로 출사된다. 이 결과, 투과형 표시가 행해진다.
여기서, 상기 내부 산란 방식을 채용한 액정 표시 장치(5C 또는 5D)에 있어서, 도 14 또는 도 15에 도시한 바와 같이, 배면 기판(51)의 전면을 조면화한 경우를 상정한다. 이 경우, 밀봉재(53)는 조면상에 형성된다. 그러나, 이 구성을 채용한 경우, 밀봉재(53)와 배면 기판(51) 표면과의 밀착성이 낮아져 버리기 때문에, 밀봉재(53)의 강도가 부분적으로 저하해 버린다고 하는 문제가 있다. 또한, 이와 같이 밀봉재(53)와 배면 기판(51) 표면과의 밀착성이 저하되어, 그 결과 쌍방의 사이에 극간이 발생할 수 있다. 또한, 이러한 극간이, 액정(54)이 봉입되는 영역(즉, 배면 기판(51)과 전면 기판(52)이 대향하는 영역)으로부터 외부에 이르도록 형성될 수도 있다. 이러한 극간이 형성된 경우, 봉입된 액정(54)의 일부가 이 극간을 통하여 외부로 새거나, 또는 수분이 외부로부터 이 극간을 통해서 유입되어 액정(54)에 혼입된다고 한 사태가 발생하고, 나아가서는 액정 표시 장치의 표시 특성이 열화한다고 하는 문제가 발생한다.
또한, 셀 갭을 균일하게 하기 위해서, 원주 형상의 글래스 화이버(glass fibers)가 혼입된 밀봉재(53)를 이용하는 것이 제안되어 있다. 그러나, 조면상에 밀봉재(53)를 형성한 경우, 일부의 글래스 화이버가 조면에 있어서의 돌기의 정상부에 위치하고, 다른 글래스 화이버가 조면에 있어서의 리세스의 바닥부에 위치한다고 한 상태로 되어, 이 결과 셀 갭을 균일하게 유지할 수 없다고 하는 문제도 발생할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 배면 기판(51)의 표면중 밀봉재(53)가 형성되는 영역을 평탄한 영역으로 하는 것이 고려된다. 이렇게 하면, 밀봉재(53)와 배면 기판(51)을 충분히 밀착시킬 수 있기 때문에, 상술한 문제를 해결할 수 있다. 그러나, 이 구성을 채용한 경우, 평탄한 영역과 조면화된 영역의 경계를 어느 위치에 설정해야 할 것인지에 대한 것이 문제로 된다.
발명의 개시
여기서, 일반적인 액정 표시 장치에 있어서는, 밀봉재(53)의 내측으로부터 1개 내지 3개의 화소를 더미의 화소로서 기능시키는 구성이 채용된다. 도 14 또는 도 15에 있어서는, 밀봉재(53)의 내측으로부터 1개의 화소를 더미의 화소로 하는 경우가 예시되어 있다. 따라서, 밀봉재(53)의 내측으로부터 1 화소분까지의 영역은 표시에 기여하지 않는 비표시 영역(64)으로 되고, 이것보다도 내측의 영역이 실제 표시에 기여하는 표시 영역(63)으로 된다.
한편, 상기한 바와 같이 산란광을 이용한 양호한 표시를 행하기 위해서는, 배면 기판(51) 표면중 적어도 표시 영역(63)에 대응하는 영역은 조면으로 할 필요가 있다. 이 사정을 고려하면, 도 16에 도시한 바와 같이, 배면 기판(51) 표면중 표시 영역(63)에 대응하는 영역을 조면으로 하는 한편, 비표시 영역에 대응하는 영역은 평탄한 영역으로 하는 것이 고려된다.
그런데, 배면 기판(51)의 조면은, 예컨대 평탄한 기판면의 일부를 에칭에 의해 제거함으로써 형성할 수 있다. 또한, 평탄한 기판면에 대해서 다수의 연마 가루를 분사하여 기판면에 미세한 리세스를 형성하는 샌드 블라스트(sand blast) 처리에 의해서 형성할 수도 있다. 여기서, 이들 방법에 의해 형성된 조면의 높이는 평탄면의 높이보다도 낮게 된다. 즉, 도 16에 도시한 바와 같이, 조면과 평탄면의 경계(즉, 표시 영역(63)과 비표시 영역(64)과의 경계(65))에는 단차 h가 형성된다. 상술한 바와 같이, 표시에 기여하는 화소는 표시 영역(63)내에 위치하고, 표시에 기여하지 않는 화소(더미 화소)는 비표시 영역(64)내에 위치한다. 따라서, 상술한 컬러 필터층(513)이나 배향막(516) 등은 이 단차 h를 넘어 연장되는 구성으로 이루어진다. 이 결과, 도 16에 도시한 바와 같이, 컬러 필터층(513)이나 배향막(516) 등의 표면에는 배면 기판(51)상의 단차 h에 대응한 단차가 형성된다. 그러나, 이렇게 해서 배향막(516) 등의 표면에 단차가 형성된 경우, 이하에 나타내는 문제가 발생한다.
여기서, 복수의 스페이서(55)는 배향막(516)상에 살포된다. 그러나, 이 배향막(516)의 표면에 단차가 형성된 경우, 단차를 사이에 둔 한쪽측과 다른 쪽측에서, 복수의 스페이서(55)가 살포되는 높이가 다르다. 이 결과, 셀 갭이 불균일하게 되어 버린다. 이와 같이 셀 갭이 불균일하게 되면, 표시되는 화상에 색 얼룩이 발생하여, 표시 품질이 저하되어 버린다고 하는 문제가 있다. 특히, STN(Super Twisted Nematic) 모드의 액정 표시 장치에 있어서는, 약간의 셀 갭의 불균일성이 대폭적인 표시 품질의 저하를 초래하는 것으로 되므로, 상술한 문제는 심각하다.
또한, 배향막(516)에는 러빙 처리가 실시된다. 이 러빙 처리는 배향막(516)의 표면을 천 등에 의해서 소정 방향으로 문지르는 처리이다. 그러나, 이 배향막(516)의 표면에 단차가 형성되어 있는 경우, 이 단차의 그림자로 되는 표시 영역(63)의 주변 단부에는 천이 접촉하지 않는다. 즉, 표시 영역(63)의 일부에 러빙 처리가 실시되지 않는 영역이 발생한다. 액정(54)은, 이와 같이 러빙 처리가 실시되지 않는 영역에서는 소망하는 방향으로 배향되지 않는다. 이 결과, 표시 영역(63)의 주연부에 있어서 표시 불량이 발생해 버린다.
또, 도 11 내지 도 15에 있어서는, 패시브 매트릭스 방식의 액정 표시 장치를 예시했다. 그러나, 상술한 문제는, TFD(Thin Film Diode)로 대표되는 2 단자형 소자나, TFT(Thin Film Transistor)로 대표되는 3 단자형 소자를 구비한 액티브 매트릭스 방식의 액정 표시 장치에 있어서도 마찬가지로 발생할 수 있다.
그래서, 이러한 문제를 해결하도록, 본 발명은 프레임 형상의 밀봉재를 거쳐서 접합된 한 쌍의 기판과, 양 기판 사이에 유지된 액정과, 한쪽 기판의 상기 액정측에 형성된 반사층과, 해당 반사층의 상기 액정측에 형성된 배향막을 구비하는 액정 표시 장치로서, 상기 한쪽 기판의 상기 액정측의 표면은 조면화된 조면 영역과, 해당 조면 영역을 둘러싸는 평탄한 평탄 영역을 갖고, 상기 배향막은 상기 조면 영역내에 형성되며, 상기 밀봉재는 상기 평탄 영역내에 형성되는 것을 특징으로 한다. 바꾸어 말하면, 본 발명은, 상기 조면 영역과 상기 평탄 영역의 경계가 상기 밀봉재의 내주부와 상기 배향막의 가장자리 단부 사이에 위치하는 것을 특징으로 하고 있다.
이 액정 표시 장치에 있어서는, 배향막이 조면 영역내에 형성된다. 따라서, 배향막이 조면 영역과 평탄 영역의 경계에 형성되는 단차를 넘어 연장되지 않으므로, 해당 배향막의 표면에 단차는 형성되지 않는다. 이 결과, 복수의 스페이서를 동일한 높이의 표면상에 살포할 수 있으므로, 한 쌍의 기판 사이의 셀 갭을 균일하게 유지할 수 있다.
또한, 배향막의 표면에 단차가 형성되지 않기 때문에, 해당 배향막의 전면에 대하여 러빙 처리를 실시할 수 있다. 즉, 단차에 기인하여 러빙 처리가 실시되지 않는 영역이 발생하는 것을 유효하게 회피할 수 있다. 따라서, 표시 영역의 전면에 걸쳐 양호한 표시를 실현할 수 있다.
한편, 밀봉재는 평탄 영역내에 형성되므로, 밀봉재와 한쪽 기판을 충분히 밀착시킬 수 있다. 따라서, 밀봉재와 한쪽 기판 사이에 극간이 형성되는 것을 회피할 수 있다. 이 결과, 액정이 외부로 새거나, 외부로부터 수분이 유입되는 사태를 회피할 수 있다.
또, 상기 액정 표시 장치에 있어서는, 상기 반사층에 복수의 개구부를 마련하는 구성이 바람직하다. 이렇게 하면, 반사층에 의한 반사광을 이용한 반사형 표시에 부가하여, 상기 한쪽 기판측으로부터 입사하여 상기 개구부를 통과한 광을 이용한 투과형 표시를 행하는 것도 가능하다. 따라서, 충분한 외광이 존재하지 않는 상황하에서도, 밝은 표시를 행할 수 있다.
또한, 상기 반사층과 상기 배향막 사이에 있어서 상기 한쪽 기판의 조면 영역내에, 컬러 필터층, 및 해당 컬러 필터층을 보호하는 보호층을 마련하는 구성도바람직하다. 이렇게 하면, 컬러 표시를 실현할 수 있다. 또한, 컬러 필터층 및 보호층은 조면 영역내에 형성되므로, 이들 표면에 단차가 형성되는 일은 없다. 따라서, 상기와 마찬가지의 이유에 의해, 밀봉재와 상기 한쪽 기판의 밀착성을 높이면서, 셀 갭의 균일화를 도모할 수 있다. 또한, 보호층의 표면에 배향막을 형성하는 경우에 있어서도, 해당 보호층의 표면에는 단차가 형성되어 있지 않기 때문에, 배향막의 표면에 단차가 형성되는 것을 회피할 수 있다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 전자 기기는, 상술한 어느 하나의 액정 표시 장치를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다. 상술한 바와 같이, 이 액정 표시 장치에 의하면 양호한 표시 특성을 얻을 수 있으므로, 각종 전자 기기의 표시 장치로서 바람직하다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은, 밀봉재를 거쳐서 접합된 한 쌍의 기판과, 양 기판 사이에 유지된 액정과, 한쪽 기판의 상기 액정측에 형성된 반사층과, 해당 반사층의 상기 액정측에 형성된 배향막을 구비하는 액정 표시 장치의 제조 방법으로서, 상기 한쪽 기판의 표면중 해당 기판의 가장자리부 근방의 부분을 마스크재에 의해서 덮는 공정과, 상기 표면중 상기 마스크재에 의해서 덮혀진 영역 이외의 영역을 조면화하여 조면 영역을 형성하는 공정과, 상기 조면 영역내에 상기 반사층 및 상기 배향막을 형성하는 공정과, 상기 마스크재에 의해서 덮혀져 있던 평탄 영역내에 상기 밀봉재를 형성하는 공정과, 해당 한쪽 기판을, 상기 밀봉재를 거쳐서 다른 쪽 기판과 접합하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
이러한 제조 방법에 의해서 얻어진 액정 표시 장치에 의하면, 상기와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또, 상기 마스크재로서는 포토레지스트, 에폭시 수지 등의 수지계 접착제 또는 도료 등을 이용할 수 있다.
또, 상기 제조 방법에 있어서, 상기 한쪽의 기판을, 그물 형상의 형상을 갖는 제 1 조성물과, 해당 제 1 조성물의 그물 사이에 존재하는 제 2 조성물을 포함하는 것으로 하고, 상기 조면화시에는 상기 제 1 조성물과 상기 제 2 조성물에서 용출(溶出) 속도가 서로 다른 처리액을 이용하여, 상기 한쪽 기판에 에칭을 실시함으로써 상기 마스크재에 의해서 덮혀진 영역 이외의 영역에 상기 제 1 조성물의 형상에 따른 조면을 형성하도록 해도 무방하다. 또, 상기 처리액으로서는, 예컨대 초산, 황산, 염산, 과산화수소, 수소 이불화 암모늄(ammonium hydrogen difluoride), 불화 암모늄(ammonium fluoride), 초산 암모늄, 황산 암모늄(ammonium sulfate), 염산 암모늄(ammonium hydrochloride) 등중 어느 하나 또는 복수개를, 처리 대상으로 되는 상기 한쪽 기판의 원료에 따라서, 적절히 소정 비율로 조합한 것을 이용할 수 있다. 조면화의 대상으로 되는 한쪽 기판으로서는, 예컨대 소다 라임 글래스(soda lime glass), 보로실리케이트 글래스(borosilicate glass), 바륨 보로실리케이트 글래스(barium borosilicate glass), 바륨 알루미노실리케이트 글래스(barium aluminosilicate glass), 알루미노실리케이트 글래스(aluminosilicate glass) 등을 이용할 수 있다. 일반적으로, 불화 수소산 수용액(aqueous solution of hydrofluoric acid)만으로 상기 기판을 처리한 경우, 해당 기판의 전면이 균일하게 에칭되기 때문에, 조면 영역을 형성할 수 없다. 그러나, 기판에 포함되는 구성 성분을 선택적으로 용출시키는 보조 약품을 적절히 첨가함으로써, 다수의 미소한 볼록부와 리세스를 갖는 조면 영역을 형성할 수 있다. 또, 처리액에 혼합되는 보조 약품은 상기에 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 처리액의 종류나 혼합 비율 등은 처리 대상으로 되는 기판의 재질에 따라 적절히 선정되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제조 방법에 있어서의 조면화시에는, 상기 한쪽 기판의 표면에 대하여, 상기 마스크재를 거쳐서 입상 부재를 충돌시킴으로써, 해당 마스크재에 의해서 덮혀진 영역 이외의 영역에 상기 볼록부 및 오목부를 형성하는 것도 생각할 수 있다. 즉, 소위 샌드 블라스트 처리를 한쪽 기판의 표면에 대하여 실시하는 것이다. 여기서, 이 마스크재로서는, 예컨대 스테인레스 스틸 등의 금속판에 개구부를 마련한 것을 이용할 수 있다. 이러한 마스크재는 일반적으로 염가이고, 또한 내구성도 높기 때문에, 제조 비용을 대폭 저감할 수 있다고 하는 이점이 있다. 또한, 마스크재는, 샌드 블라스트 처리후에 용이하게 분리할 수 있기 때문에, 별도로 마스크재를 제거하기 위한 공정을 필요로 하지 않는다.
또, 상술한 각 제조 방법에 있어서는, 상기 조면 영역을 형성하는 공정후에 상기 마스크재를 제거하는 공정과, 해당 마스크재에 의해서 덮혀져 있던 영역 및 상기 조면 영역에 대하여 에칭을 실시하는 공정을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 에칭에 의해서, 조면 영역의 형상을 소망하는 형상으로 조절할 수 있다. 여기서, 마스크재를 제거하기 전에 이러한 에칭을 실시한 경우에는, 조면 영역과 평탄 영역 사이의 고저차가 확대되어 버린다고 하는 문제가 있다. 이 결과, 상기 고저차가액정 표시 장치의 소망하는 셀 갭보다도 커져 버리면, 그 기판을 해당 액정 표시 장치에 이용하는 것은 가능하지 않다. 이에 반하여, 마스크재를 제거한 후에, 조면 영역과 평탄 영역의 쌍방에 대하여 균일하게 에칭을 실시하는 것에 의해, 쌍방의 고저차의 확대를 억제할 수 있다고 하는 이점이 있다.
본 발명은 액정 표시 장치, 그 제조 방법 및 전자 기기에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 액정 표시 장치의 구성을 예시하는 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 액정 표시 장치의 구성을 예시하는 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 액정 표시 장치에 있어서, 배면 기판의 조면 영역과, 밀봉재 및 배향막의 위치 관계를 예시하는 평면도,
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 액정 표시 장치의 구성을 예시하는 단면도,
도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 액정 표시 장치의 구성을 예시하는 단면도,
도 6의 (a)는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제 1 제조 방법에 있어서, 배면 기판상에 포토레지스트가 형성된 모양을 도시하는 평면도,
도 6의 (b)는 도 6의 (a)에 있어서의 B-B'선에 따른 단면도,
도 6의 (c)는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제 1 제조 방법에 있어서,배면 기판의 표면의 일부가 조면화된 모양을 도시하는 단면도,
도 6의 (d)는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제 1 제조 방법에 있어서, 마스크재가 제거된 모양을 도시하는 단면도,
도 6의 (e)는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제 1 제조 방법에 있어서, 배면 기판상에 금속막이 형성된 모양을 예시하는 단면도,
도 6의 (f)는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제 1 제조 방법에 있어서, 배면 기판상에 반사층이 형성된 모양을 예시하는 단면도,
도 7의 (a)는 배면 기판에 조면 영역을 형성하기 위한 제 1 조면화 방법에 있어서, 유리 기판의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도,
도 7의 (b)는 상기 제 1 조면화 방법에 있어서, 유리 기판상에 마스크재가 형성된 모양을 도시하는 단면도,
도 7의 (c)는 상기 제 1 조면화 방법에 있어서, 유리 기판에 제 1 에칭이 실시된 모양을 도시하는 단면도,
도 7의 (d)는 상기 제 1 조면화 방법에 있어서, 유리 기판상의 마스크재가 제거된 모양을 도시하는 단면도,
도 7의 (e)는 상기 제 1 조면화 방법에 있어서, 유리 기판에 제 2 에칭이 실시된 모양을 도시하는 단면도,
도 8의 (a)는 배면 기판에 조면 영역을 형성하기 위한 제 2 조면화 방법에 있어서, 유리 기판의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도,
도 8의 (b)는 상기 제 2 조면화 방법에 있어서, 유리 기판상에 마스크재가형성된 모양을 도시하는 단면도,
도 8의 (c)는 상기 제 2 조면화 방법에 있어서, 에칭 과정의 모양을 나타내는 단면도,
도 8의 (d)는 상기 제 2 조면화 방법에 있어서, 에칭 종료시의 모양을 나타내는 단면도,
도 8의 (e)는 상기 제 2 조면화 방법에 있어서, 유리 기판상의 마스크재가 제거된 모양을 도시하는 단면도,
도 9의 (a)는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 제 2 제조 방법에 있어서, 유리 기판상에 스테인레스 스틸판이 배치된 모양을 도시하는 평면도,
도 9의 (b)는 도 9의 (a)에 있어서의 C-C'선에 따른 단면도,
도 9의 (c)는 상기 제 2 제조 방법에 있어서, 유리 기판의 표면에 대하여 연마 가루를 불어서 붙이고 있는 모양을 도시하는 단면도,
도 9의 (d)는 상기 제 2 제조 방법에 있어서, 유리 기판상에 평탄 영역과 조면 영역이 형성된 모양을 도시하는 단면도,
도 9의 (e)는 상기 제 2 제조 방법에 있어서, 유리 기판상에 금속막이 형성된 모양을 예시하는 단면도,
도 9의 (f)는 상기 제 2 제조 방법에 있어서, 유리 기판상에 반사층이 형성된 모양을 예시하는 단면도,
도 10의 (a)는 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 이용한 휴대형 통신 단말을 도시하는 사시도,
도 10의 (b)는 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 이용한 노트북형 퍼스널 컴퓨터를 도시하는 사시도,
도 10의 (c)는 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 이용한 시계를 도시하는 사시도,
도 11은 종래의 반사형 액정 표시 장치의 구성을 예시하는 단면도,
도 12는 종래의 반사형 액정 표시 장치의 문제점을 설명하기 위한 도면,
도 13은 종래의 외부 산란 방식의 반사형 액정 표시 장치의 구성을 예시하는 단면도,
도 14는 종래의 내면 산란 방식의 반사형 액정 표시 장치의 구성을 예시하는 단면도,
도 15는 종래의 내면 산란 방식의 반투과 반사형 액정 표시 장치의 구성을 예시하는 단면도,
도 16은 종래의 내면 산란 방식의 반사형 액정 표시 장치에 있어서의 표시 영역과 비표시 영역의 경계 근방의 구성을 확대하여 예시하는 단면도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
(A: 액정 표시 장치의 구성)
(A-1 : 실시예 1)
먼저, 본 발명의 실시예 1에 따른 액정 표시 장치의 구성을 설명한다. 또,본 실시예에 있어서는, 스위칭 소자로서 TFD(Thin Film Diode)를 이용한 내면 산란 방식의 반사형 액정 표시 장치를 예시한다.
도 1은 본 실시예에 따른 액정 표시 장치(1A)의 일부의 구성을 예시하는 단면도이다. 도 2는 액정 표시 장치(1A)의 분해 사시도이다. 또, 도 1은 도 2에 있어서의 A-A'선에 따른 단면도로 되어 있다. 이들 도면에 도시한 바와 같이, 액정 표시 장치(1A)는 배면 기판(11)과 전면 기판(12)이 프레임 형상의 밀봉재(13)를 거쳐서 접합된 구성으로 이루어져 있다. 양 기판의 사이에는 액정(14)이 봉입된다. 배면 기판(11) 및 전면 기판(12)은 유리나 석영, 플라스틱 등으로 이루어지고, 광투과성을 갖고 있다. 또, 실제로는 전면 기판(11)의 액정(14)과는 반대측의 표면에 입사광을 편광시키기 위한 편광판이나 위상차판 등이 접착되지만, 이들의 도시는 생략되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 전면 기판(12)의 액정(14)측의 표면에는 복수의 화소 전극(121)이 매트릭스 형상으로 배열되어 있다. 각 화소 전극(121)은, 예컨대 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전 재료에 의해서 형성된다. 또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 전면 기판(12)의 액정(14)측의 표면에는 소정 방향으로 연장되는 복수의 주사선(123)이 형성된다. 각 화소 전극(121)과 이것에 인접하는 주사선(123)은 TFD(122)을 거쳐서 접속된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 화소 전극(121), TFD(122) 및 주사선(123)이 형성된 전면 기판(12)의 표면은 배향막(124)에 의해서 덮혀져 있다. 이 배향막(124)은 전압이 인가되어 있을 때의 액정(14)의 배향 방향을 규정하기 위한 러빙 처리가 실시되어 있다. 이 러빙 처리는 배향막(124)의 표면을 천 등에 의해서 소정 방향으로 문지르는 처리이다.
한편, 도 1에 도시한 바와 같이, 배면 기판(11)의 액정(14)측의 표면은 평탄 영역(11a)과 조면 영역(11b)으로 이루어진다. 조면 영역(11b)은 다수의 미세한 돌기와 리세스를 갖는 영역이다. 또, 조면 영역(11b)에 있어서의 돌기의 정상부로부터 리세스의 바닥부까지의 거리는 0.5×10-6내지 2.5×10-6m 정도이다. 또한, 조면 영역(11b)에 있어서의 임의의 돌기의 정상부로부터 해당 돌기에 인접하는 다른 돌기의 정상부까지의 거리는 10×10-6내지 15×10-6m 정도이다. 한편, 평탄 영역(11a)은 표면이 평탄한 영역이다.
여기서, 도 3에는 배면 기판(11)의 표면에 있어서의 평탄 영역(11a)과 조면 영역(11b)의 위치 관계가 도시되어 있다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 평탄 영역(11a)은 배면 기판(11)의 가장자리부를 따라 조면 영역(11b)(도 3에 있어서 사선이 그어진 영역)을 둘러싸도록 형성된다. 상술한 프레임 형상의 밀봉재(13)는 평탄 영역(11a)내에 형성된다. 밀봉재(13)의 폭 c1(도 1 참조)은, 예컨대 0.8×10-3내지 1.1×10-3m 정도이다. 또, 배면 기판(11)의 표면에 평탄 영역(11a) 및 조면 영역(11b)을 선택적으로 형성하는 방법에 관해서는 후술한다.
또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 배면 기판(11)의 조면 영역(11b)내에는 반사층(111)이 형성된다. 이 반사층(111)은 전면 기판(12)측으로부터의 입사광을 반사시키기 위한 층이다. 반사층(111)은 알루미늄 등의 반사성을 갖는 금속에 의해 형성된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 이 반사층(111)의 표면에는 조면 영역(11b)의 미세한 돌기와 리세스를 반영한 돌기와 리세스가 형성된다. 즉, 해당 반사층(111)에 도달한 광을 적절히 산란시킨 상태에서 반사시키기 위한 산란 구조가 형성된다. 이 반사층(111)은 절연층(112)에 의해서 덮혀져 있다. 절연층(112)은 반사층(111)을 보호하기 위한 박막이며, 이산화규소 등에 의해 형성된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 이 절연층(112)의 표면에는 반사층(111) 표면의 돌기와 리세스를 반영한 돌기와 리세스가 형성된다.
절연층(112)상에는 복수의 컬러 화소(113a)와 차광층(113b)으로 이루어지는 컬러 필터층(113)이 형성된다. 각 컬러 화소(113a)는, 예컨대 R(적색), G(녹색) 또는 B(청색)중의 어느 하나로 착색되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 각 색의 컬러 화소(113a)는 소정의 규칙에 따라서 배열된다. 이들 컬러 화소(113a)는, 예컨대 착색 감재법(color resist method), 염색법, 전사법 또는 인쇄법 등에 의해 형성된다. 한편, 차광층(113b)은 각 컬러 화소(113a) 사이에 형성된다. 이 차광층(113b)은, 예컨대 크롬 등의 금속이나, 흑색 안료를 분산시킨 컬러 레지스트 등에 의해 형성된다.
컬러 필터층(113)의 표면에는 보호층(114)이 형성된다. 이 보호층(114)은 컬러 필터층(113)을 보호하기 위한 유기 박막이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 보호층(114)은 반사층(111), 절연층(112) 및 컬러 필터층(113)을 완전히 덮도록 형성된다. 반사층(111)의 가장자리 단부(21)로부터 보호층(114)의 가장자리 단부(22)까지의 거리 a1은, 예컨대 0.02×10-3내지 0.05×10-3m 정도이다. 또한, 보호층(114)의 가장자리 단부(22)로부터 밀봉재(13)의 내주단까지의 거리 b1은 0.1×10-3내지 1.1×10-3m 정도인 것이 바람직하다.
이 보호층(114)의 표면에는 복수의 투명 전극(115)이 형성되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 각 투명 전극(115)은 상술한 복수의 주사선(123)과 교차하는 방향으로 연장되는 띠 형상의 전극이다. 각 투명 전극(115)은 전면 기판(12)측으로 열을 이루는 복수의 화소 전극(121)과 대향한다. 이들 투명 전극(115)이 형성된 보호층(114)의 표면은 배향막(116)에 의해서 덮혀져 있다. 이 배향막(116)은 전면 기판(12)상에 형성된 배향막(124)과 마찬가지의 유기 박막이다.
전면 기판(12)상의 배향막(124)과 배면 기판(11)상의 배향막(116)의 간극에는 복수의 스페이서(15)가 살포된다(도 2에 있어서는 생략되어 있음). 이들 스페이서(15)는 양 기판의 셀 갭을 균일하게 유지하기 위한 것으로, 예컨대 이산화규소나 폴리스틸렌 등에 의해 형성된다.
여기서, 반사층(111), 절연층(112), 컬러 필터층(113), 보호층(114) 및 배향막(116)은 배면 기판(11)상의 조면 영역(11b)내에 형성된다. 상술하면, 이하와 같다. 우선, 본 실시예에 있어서는, 도 1에 도시하는 바와 같이 보호층(114)의 가장자리 단부(22)가 반사층(111)의 가장자리 단부(21)보다도 외측(즉, 밀봉재(13)측)에 위치한다. 또한, 배향막(116)은 보호층(114)의 표면상에 형성된다. 따라서, 배면 기판(11)상에 형성되는 요소중 보호층(114)의 가장자리 단부(22)가, 전면 기판(12)측에서 보아 가장 외측에 위치하는 것으로 된다. 그리고, 도 3에 도시한 바와 같이, 이 보호층(114)이 배면 기판(11)의 조면 영역(11b)에 포함되도록 형성된다. 따라서, 반사층(111), 절연층(112), 컬러 필터층(113), 보호층(114) 및 배향막(116)의 전부가 조면 영역(11b)내에 형성된다. 바꾸어 말하면, 배면 기판(11)상에 형성되는 어느 요소도 평탄 영역(11a)과 조면 영역(11b)의 경계(23)에 형성된 단차를 넘어 연장되는 것은 없다. 또, 도 1에 도시한 바와 같이, 밀봉재(13)의 내주단으로부터 매트릭스 형상으로 배열하는 화소중 가장 외측에 위치하는 화소까지의 영역은 비표시 영역(25)이며, 비표시 영역(25)보다도 내측의 영역은 표시 영역(26)이다. 따라서, 도 3에 도시된 경계(26)로부터도 알 수 있는 바와 같이, 전면 기판(12)측에서 보아, 표시 영역(26)의 전체가 조면 영역(11b)내에 포함된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 있어서는, 배면 기판(11)의 액정(14)측 표면이 평탄 영역(11a)과 조면 영역(11b)으로 이루어진다. 그리고, 반사층(111), 절연층(112), 컬러 필터층(113), 보호층(114) 및 배향막(116)의 전부가 조면 영역(11b)내에 형성된다. 즉, 배면 기판(11)상에 형성되는 어느 요소도 조면 영역(11b)과 평탄 영역(11a)의 경계(23)에 형성된 단차를 넘어 연장되는 일은 없다. 따라서, 이들 각 요소의 표면에 평탄 영역(11a)과 조면 영역(11b)의 단차에 대응한 단차가 형성되는 일은 없다. 이 때문에, 본 실시예에 의하면, 셀 갭을 균일하게 유지할 수 있다. 또한, 배향막(116)의 표면에 단차가 형성되는 일은 없으므로, 러빙 처리가 실시되지 않는 영역이 발생하는 것을 회피할 수 있다.
한편, 밀봉재(13)가 형성되는 영역은 평탄한 평탄 영역(11a)이므로,밀봉재(13)와 배면 기판(11)을 충분히 밀착시킬 수 있다. 따라서, 밀봉재(13)와 배면 기판(11) 사이에 극간이 형성되는 것을 회피할 수 있다. 이 결과, 액정(14)이 외부로 새거나, 외부로부터 수분이 유입된다고 한 사태를 회피할 수 있다. 또한, 밀봉재(13)에 혼입되는 글래스 화이버 등은 평탄 영역(11a)상에 위치하므로, 셀 갭을 균일하게 유지할 수 있다. 이 결과, 고품질의 표시를 실현할 수 있다.
(A-2 : 실시예 2)
상기 실시예 1에 따른 반사형 액정 표시 장치(1A)는 저전력에 의한 구동이 가능하다. 그러나, 외광이 충분히 존재하지 않는 상황하에서는, 표시가 어둡게 되어 버린다고 하는 문제가 있다. 이하에 나타내는 반투과 반사형 액정 표시 장치에 있어서는, 충분한 외광이 존재하는 상황하에서는 반사형 표시가 행해지는 한편, 외광이 불충분한 상황하에서는 투과형 표시가 행해진다. 도 4는 본 실시예에 따른 액정 표시 장치(1B)의 구성을 도시하는 단면도이다. 또, 도 4중의 각 요소중 도 1에 도시된 요소와 공통되는 것에 관해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 액정 표시 장치(1B)에 있어서의 배면 기판(11)의 배면측에는 백라이트 유닛(16)이 배치되어 있다. 이 백라이트 유닛(16)은 광원(161)과 도광판(162)을 포함하여 구성된다. 광원(161)은, 예컨대 냉음극관으로서, 도광판(162)에 대하여 광을 조사한다. 도광판(162)은 광원(161)으로부터 측단면에 입사한 광을 배면 기판(11)측으로 유도한다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치(1B)에 있어서는, 상술한 액정 표시 장치(1A)에 있어서의 반사층(111) 대신에, 반사 반투과층(117)이 마련되어 있다. 이 반사 반투과층(117)은 복수의 개구부(117a)를 갖는 박막이다. 본 실시예에 있어서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 각 화소마다 하나의 개구부(117a)가 마련되어 있다. 도광판(162)으로부터 출사되어 배면 기판(11)을 투과한 광은 이 개구부(117a)를 통과하여 전면 기판(11)측에 도달한다. 이 결과, 투과형 표시가 행해진다. 또, 1 화소당 개구부(117a)의 개수는, 소망하는 투과 특성에 따른 개구율이 얻어지는 개수로 하는 것이 바람직하다.
또한, 이 반사 반투과층(117)은, 예컨대 알루미늄 등의 반사성을 갖는 금속에 의해서 형성된다. 따라서, 전면 기판(11)측에 입사한 광은 이 반사 반투과층(117)의 표면에서 반사된다. 이 결과, 반사형 표시가 행해진다.
본 실시예에 있어서도, 상기 실시예 1과 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 본 실시예에 의하면, 상술한 바와 같이, 외광이 불충분한 상황하에서도 밝은 표시를 행할 수 있다.
(A-3 : 실시예 3)
다음에, 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예 3에 따른 액정 표시 장치(1C)의 구성을 설명한다. 또, 도 5중의 각 구성 요소중 도 1에 도시된 요소와 공통되는 것에 관해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
상기 각 실시예 1 및 실시예 2에 있어서는, 전면 기판(12)에 형성된배향막(124)과 배면 기판(11)에 형성된 배향막(116) 사이에만 복수의 스페이서(15)를 살포하는 구성으로 했다. 이것에 부가하여, 본 실시예에 있어서는, 배면 기판(11)의 평탄 영역(11a)과 전면 기판(12) 사이에도 복수의 스페이서(17)가 살포되어 있다. 각 스페이서(17)는 구(球) 형상이다. 또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 이 스페이서(17)의 직경은 배면 기판(11)의 평탄 영역(11a)과 전면 기판(12)의 간격과 거의 동일하다. 따라서, 스페이서(17)의 직경은 스페이서(15)의 직경보다도 크다. 또, 복수의 스페이서(15) 및 복수의 스페이서(17)는 잉크젯 방식에 의해서 상술한 영역에 선택적으로 살포된다.
본 실시예에 있어서도, 상기 실시예 1과 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 본 실시예에 의하면, 배향막(124)과 배향막(116) 사이뿐만 아니라, 배면 기판(11)의 평탄 영역(11a)과 전면 기판(12) 사이에도 스페이서(17)가 살포되기 때문에, 셀 갭을 보다 확실히 균일화할 수 있다. 따라서, 보다 고품질의 표시를 실현할 수 있다.
(A-4 : 변형예)
(1) 배면 기판(11)의 조면 영역(11b)의 형상은 도 1, 도 4 및 도 5에 도시된 형상에 한정되지 않는다. 즉, 해당 조면 영역(11b)상에 형성되는 반사층(111)(실시예 2에 있어서는 반사 반투과층(117))이 소망하는 산란 특성을 발휘할 수 있는 형상이면, 조면 영역(11b)에 있어서의 돌기 및 리세스의 형태는 어떠한 것이더라도 무방하다.
(2) 실시예 1 내지 실시예 3에 있어서는, 배면 기판(11)상에 컬러 필터층(113)이 형성되고, 전면 기판(12)상에 TFD(124)가 형성되었다. 그러나, 배면 기판(11)상에 TFD(124)를 형성하고, 전면 기판(12)상에 컬러 필터층(113)을 형성하더라도 무방하다. 이 경우, 반사층(111)의 표면에 복수의 TFD 소자(122), 복수의 화소 전극(121) 및 복수의 주사선(123)이 형성된다. 또한, 이들 각 부가 형성된 반사층(111)의 표면은 배향막(124)에 의해서 덮혀진다. 또한, 배면 기판(11)에 TFD(122)를 형성하는 경우, 반사층(111)이, 입사광을 반사시키는 기능과, 화소 전극(121)의 기능을 겸비하도록 하더라도 무방하다.
(3) 상기 실시예 1 내지 실시예 3에 있어서는, 액티브 매트릭스 방식의 액정 표시 장치를 예시했다. 그러나, 본 발명은 패시브 매트릭스 방식의 액정 표시 장치에도 적용 가능하다. 또한, 상기 실시예 1 내지 실시예 3에 있어서는, 스위칭 소자로서 2 단자형 소자인 TFD(122)를 이용한 경우를 예시했다. 그러나, 본 발명은 TFT(Thin Film Transistor)로 대표되는 3 단자형 소자를 스위칭 소자로서 구비한 액정 표시 장치에도 적용 가능하다.
(4) 상기 실시예 1 내지 실시예 3에 있어서는, 배면 기판(11)상에 형성되는 요소의 전부, 즉 반사층(111)(반사 반투과층(117)), 절연층(112), 컬러 필터층(113), 보호층(114), 배향막(116)의 전부가 조면 영역(11b)내에 형성되도록 했다. 그러나, 반드시 이들 모든 요소가 조면 영역(11b)내에 형성될 필요는 없으며, 적어도 배향막(116)이 조면 영역(11b)내에 형성되어 있으면 된다. 또는, 이 배향막(116)은 보호층(114)의 표면상에 형성되기 때문에, 이 보호층(114)이 조면영역(11b)내에 형성되어 있으면 된다.
(B : 액정 표시 장치의 제조 방법)
다음에, 상술한 실시예 1 내지 실시예 3에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 예시한다. 또, 이하에서는, 1장의 유리 기판으로부터 4장의 배면 기판이 다면(多面) 취해진 경우를 상정한다.
(B-1 : 제 1 제조 방법)
먼저, 도 6의 (a) 내지 도 6의 (f)를 참조하여, 액정 표시 장치의 제 1 제조 방법에 대해서 설명한다.
우선, 배면 기판 4장분의 크기의 유리 기판(31)이 준비된다. 이 유리 기판(31)의 표면중 배면 기판(11)의 평탄 영역(11a)으로 되어야 할 영역에 마스크재(32)가 형성된다. 구체적으로는, 도 6의 (a) 및 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 유리 기판(31)의 표면을 4분할한 각 영역(배면 기판(11)에 상당함)의 가장자리부를 둘러싸는 형상으로 마스크재(32)가 형성된다. 또, 이 마스크재(32)는, 예컨대 포토레지스트나 적층막 등이다.
다음에, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 유리 기판(31)의 표면중 마스크재(32)에 의해서 덮혀져 있지 않은 영역이 조면화된다. 또, 이 조면화를 위한 처리에 관해서는 후술한다. 또한, 도 6의 (d)에 도시한 바와 같이, 마스크재(32)가 제거된다. 이 결과, 유리 기판(31)의 한쪽 표면중 마스크재(32)가형성되어 있던 영역은 평탄 영역(11a)으로 되고, 그 이외의 영역은 조면 영역(11b)으로 된다.
이어서, 도 6의 (e)에 도시한 바와 같이, 평탄 영역(11a)과 조면 영역(11b)으로 이루어지는 유리 기판(31)의 전면에 반사성을 갖는 금속막(33)이 형성된다. 이 금속막(33)은, 예를 들면 알루미늄 또는 은 등의 단체 금속, 또는 알루미늄, 은 등을 주성분으로 하는 합금에 의해서 형성된다. 이 후, 도 6의 (f)에 도시한 바와 같이, 조면 영역(11b)내의 영역을 남기고 금속막(33)이 제거된다. 이 금속막(33)의 패터닝에는, 예컨대 포토리소그래피를 이용할 수 있다. 이렇게 해서 조면 영역(11b)내에 남은 금속막(33)이 상술한 반사층(111)으로 된다. 이 반사층(111)의 표면에는 조면 영역(11b)의 미세한 돌기와 리세스를 반영한 돌기와 리세스가 형성된다. 이상의 처리후, 반사층(111)에 의해서 덮혀진 배면 기판(11)의 조면 영역(11b)내에 절연층(112), 컬러 필터층(113), 보호층(114), 투명 전극(115) 및 배향막(116)이 순차적으로 형성된다. 또, 상기 실시예 2에 따른 액정 표시 장치(1B)의 제조에 있어서는, 상기 반사층(111)에 개구부(117a)를 마련하여 반사 반투과층(117)을 형성하는 공정이 더 실행된다. 이어서, 조면 영역(11b)을 둘러싸는 평탄 영역(11a)상에 프레임 형상의 밀봉재(13)가 형성된다.
이렇게 해서 반사층(111)이나 밀봉재(13) 등이 형성된 유리 기판(31)이 얻어지면, 해당 밀봉재(13)를 거쳐서 해당 유리 기판(31)과 다른 유리 기판이 접합된다. 또한, 이 한 쌍의 유리 기판 사이에 있어서, 밀봉재(13)에 의해서 둘러싸인 영역에 액정(14)이 봉입된다. 이 후, 한 쌍의 유리 기판은 각 액정 표시 장치마다분단된다.
이하, 배면 기판(11)의 표면을 선택적으로 조면화하여 조면 영역(11b)을 형성하기 위한 공정(즉, 도 6의 (a)로부터 도 6의 (d)까지의 공정)의 구체예를 나타낸다.
(1) 제 1 조면화 방법
이하에 나타내는 제 1 조면화 방법에서는, 유리 기판(31)으로서 알루미노실리케이트 글래스 기판을 이용한다.
도 7의 (a)는 유리 기판(31)의 단면 구조를 모식적으로 도시하고 있다. 동 도면에 도시한 바와 같이, 이 유리 기판(31)은 그물코 형상 구조체(311)와, 이 그물코 형상 구조체(311)의 그물코 사이를 메우도록 존재하는 그물코 수식체(312)로 이루어진다. 그물코 형상 구조체(311)는, 예컨대 규산과 산화알루미늄의 공중합체에 의해서 형성된다. 그물코 수식체(312)는, 예컨대 산화마그네슘 등에 의해서 형성된다.
우선, 유리 기판(31)에 대하여 세정을 겸한 에칭이 실시된다. 구체적으로는, 유리 기판(31)이, 예컨대 5wt% 정도의 불화 수소산 수용액에, 25℃에서 5초간 정도 침지된다.
다음에, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 유리 기판(31)중의 평탄 영역(11a)이 형성되어야 할 영역에 마스크재(32)가 형성된다. 이 마스크재(32)의 형상은 도 6의 (a) 및 도 6의 (b)에 예시된 바와 같다.
이어서, 이 유리 기판(31)이 30wt% 불화 수소산 수용액의 산화알루미늄 및 산화마그네슘의 과포화 용액에 25℃에서 30초 정도 침지된다(이하, 이 처리를 「제 1 에칭」이라고 함). 이 처리에 있어서, 그물코 형상 구조체(311)중의 산화 알루미늄이 국재하는 부분에 과포화 용액중의 산화알루미늄을 석출하고, 또한 그물코 수식체(312)중의 산화마그네슘이 국재하는 부분에 과포화 용액중의 산화마그네슘을 석출한다. 그리고, 이 결과, 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이, 유리 기판(31)의 표면에는 미세한 네트워크 구조(313)가 형성된다. 한편, 그물코 형상 구조체(311) 및 그물코 수식체(312)중 처리액에 과포화 용해되어 있지 않은 성분(즉, 산화알루미늄 및 산화마그네슘 이외의 성분)에 의해서 형성되는 부분은 불화 수소산에 의해서 침식된다. 이 결과, 유리 기판(31)의 표면중, 상술한 네트워크 구조(313)가 형성된 영역 이외의 영역에는 리세스(314)가 형성된다.
다음에, 도 7의 (d)에 도시한 바와 같이, 마스크재(32)가 제거된다. 마스크재(32)가 형성되어 있던 영역에는 제 1 에칭이 실시되지 않으므로, 평탄한 표면 그대로이다.
이어서, 유리 기판(31)의 전면에 대하여 균일한 에칭이 실시된다(이하, 이 처리를 「제 2 에칭」이라고 함). 구체적으로는, 우선 50wt%의 불화 수소산과, 40wt%의 불화 암모늄 수용액이 중량비 1:3으로 혼합된 용액이 준비된다. 그리고, 유리 기판(31)이 이 용액에 25℃에서 20초 정도 침지된다. 이 처리에 의해, 상술한 네트워크 구조(313)와, 리세스(314)에 형성된 미세한 돌기(도시하지 않음)가 제거된다. 이 결과, 도 7의 (e)에 도시한 바와 같이, 유리 기판(31)중의마스크재(32)가 형성되지 않은 영역은 매끄러운 돌기와 리세스를 갖는 조면 영역(11b)으로 된다. 한편, 마스크재(32)가 형성되어 있던 영역은 평탄한 평탄 영역(11a)으로 된다.
그런데, 마스크재(32)의 제거전에, 유리 기판(31)에 대하여 제 2 에칭을 실시하는 것도 일단 고려한다. 그러나, 이러한 경우, 마스크재(32)가 형성된 영역에는 제 2 에칭이 실시되지 않고, 그 이외의 영역에는 에칭이 실시된다. 이 결과, 평탄 영역(11a)과 조면 영역(11b)의 고저차가 제 2 에칭에 따라 확대되어 버린다. 여기서, 유리 기판(31)에 있어서의 평탄 영역(11a)과 조면 영역(11b)의 고저차가 액정 표시 장치의 소망하는 셀 갭보다도 커져 버리면, 이 유리 기판을 이용한 것으로는 해당 셀 갭을 얻을 수 없다고 하는 문제가 발생할 수 있다. 이에 반하여, 본 실시예에 있어서는, 마스크재(32)가 제거된 후에 유리 기판(31)의 전면에 대하여 제 2 에칭이 실시되기 때문에, 평탄 영역(11a)과 조면 영역(11b)의 고저차가 확대된 것을 회피할 수 있다.
(2) 제 2 조면화 방법
다음에, 도 8의 (a) 내지 도 8의 (e)를 참조하여, 배면 기판(11)의 표면을 선택적으로 조면화하기 위한 제 2 조면화 방법에 대해서 설명한다. 또, 이하에서는, 유리 기판(31)으로서 소다 라임 글래스 기판을 이용한 경우를 예시한다.
이 유리 기판(31)은, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 그물코 형상 구조체(311)와 그물코 수식체(312)를 갖는 점에서, 상기 제 1 조면화 방법에 있어서의 유리 기판(31)과 마찬가지이다. 단, 도 8의 (a)에 도시하는 유리 기판(31)은 그물 형상 구조체(311)가 규산에 의해서 형성되어 있는 점, 및 그물코 수식체(312)가 알칼리 금속이나 알칼리토류 금속에 의해서 형성되어 있는 점에서, 상기 제 1 조면화 방법에 있어서의 유리 기판(31)과는 상이하다.
우선, 유리 기판(31)에 대하여 세정을 겸한 에칭이 실시된다. 구체적으로는, 유리 기판(31)이 5wt%의 불화 수소산 수용액에 25℃에서 5초 정도 침지된다. 이어서, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 유리 기판(31)의 표면중의 평탄 영역(11a)이 형성되어야 할 영역에 마스크재(32)가 형성된다. 이 마스크재(32)의 형상은 도 6의 (a) 및 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같다.
다음에, 이 유리 기판(31)이, 불화 수소산이 30wt%, 수소 이불화 암모늄이 45wt% 포함되는 처리액에 25℃에서 15초 정도 침지된다. 여기서, 도 8의 (c)에 도시한 바와 같이, 유리 기판(31)을 구성하는 성분중 그물코 수식체(312)가 상기 처리액에 용출되는 속도는 그물코 형상 구조체(311)가 해당 처리액에 용출되는 속도보다도 빠르다. 따라서, 유리 기판(31)이 상기 처리액에 침지되면, 도 8의 (d)에 도시한 바와 같이, 그물코 형상 구조체(311)의 형상에 따른 돌기와 리세스를 갖는 조면 영역(11b)이 형성된다. 이 후, 도 8의 (e)에 도시한 바와 같이, 마스크재(32)가 제거되어, 평탄 영역(11a) 및 조면 영역(11b)을 갖는 유리 기판(31)이 얻어진다.
(B-2 : 제 2 제조 방법)
다음에, 도 9의 (a) 내지 도 9의 (f)를 참조하여, 상기 실시예 1 내지 실시예 3에 따른 액정 표시 장치의 제 2 제조 방법을 설명한다. 또, 이하에 있어서도, 상기 제 1 제조 방법과 마찬가지로, 1장의 유리 기판(31)으로부터 4장의 배면 기판(11)을 다면 취하는 경우를 상정한다. 또한, 유리 기판(31)은 소다 라임 글래스 기판이다.
우선, 도 9의 (a) 및 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 유리 기판(31)의 한쪽 면측에 마스크재로서 스테인레스 스틸판(34)이 배치된다. 이 스테인레스 스틸판(34)에는 유리 기판(31)중의 조면 영역(11b)으로 되어야 할 영역에 대응하여 개구부(34a)가 형성되어 있다.
다음에, 도 9의 (c)에 도시한 바와 같이, 다수의 미세한 연마 가루(35)가 상기 스테인레스 스틸판(34)을 거쳐서 유리 기판(31)의 표면에 분사된다. 이 공정에 있어서, 유리 기판(31)의 표면중 스테인레스 스틸판(34)의 개구부(34a)에 대응하는 영역에는 연마 가루(35)의 충돌에 의한 다수의 리세스가 형성된다. 한편, 스테인레스 스틸판(34)에 의해서 덮혀진 영역에는 연마 가루(35)가 충돌하지 않기 때문에, 평탄한 표면 그대로 된다.
이어서, 유리 기판(31)이 세정된다. 즉, 해당 유리 기판(31)에 분사된 연마 가루(35)나, 연마 가루(35)의 충돌에 의해서 발생한 유리 가루가 제거된다. 이 후, 유리 기판(31)이 소정의 처리액에 침지되는 것에 의해, 해당 유리 기판(31)의 전면에 대하여 균일한 에칭이 실시된다. 상기 소정의 처리액으로서는, 예컨대 불화 수소산(50wt%)과 불화암모늄 수용액(40wt%)이 중량비 1:3으로 혼합된 처리액이 이용된다.
이상의 처리에 의해서, 도 9의 (d)에 도시한 바와 같이, 평탄 영역(11a)과 조면 영역(11b)이 선택적으로 형성된 유리 기판(31)이 얻어진다. 이 후, 상기 제 1 제조 방법과 마찬가지로, 도 9의 (e)에 도시한 바와 같이, 유리 기판(31)상에 금속막(33)이 형성된다. 그리고, 이 금속막(33)이 패터닝되어, 도 9의 (f)에 도시한 바와 같이, 반사층(111)이 형성된다. 이후의 공정은, 상기 제 1 제조 방법과 마찬가지이다.
이상 설명한 제 1 및 제 2 제조 방법에 의하면, 돌기와 리세스가 불규칙하게 배열된 조면 영역(11b)을 형성할 수 있다. 즉, 상기 제 1 제조 방법에 의하면, 그물코 형상 구조체(311)의 형상에 따른 불규칙한 조면 영역(11b)이 형성되고, 또한 상기 제 2 제조 방법에 의하면, 연마 가루(35)의 충돌에 따른 불규칙한 조면 영역(11b)이 형성된다. 반사층(111)(또는, 반사 반투과층(117))은 이러한 불규칙한 조면 영역(11b)상에 형성되므로, 양호한 산란 특성을 발휘할 수 있다. 또한, 이러한 조면 영역(11b)이 유리 기판(31)의 표면에 형성되어 있음에도 불구하고, 평탄 영역(11a)에 있어서의 유리 기판(31)의 표면은 평탄하다. 밀봉재(13)는 이 평탄 영역(11a)상에 형성되므로, 배면 기판(11)과 밀봉재(13)를 충분히 밀착시킬 수 있다.
(C : 전자 기기)
다음에, 이상 예시한 액정 표시 장치(1A 내지 1C)를 적용한 전자 기기에 대하여 설명한다.
도 10의 (a)는 전자 기기의 일례인 휴대 전화기의 구성을 도시하는 사시도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 휴대 전화기(41) 본체의 전면 상방부에는 표시 장치로서 기능하는 액정 표시 장치(411)가 마련된다.
도 10의 (b)는 전자 기기의 일례인 휴대형 정보 처리 장치의 구성을 도시하는 사시도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 휴대형 정보 처리 장치(42)는 키보드 등의 입력부(422)를 갖는 본체(423)와, 표시 장치로서 기능하는 액정 표시 장치(421)를 포함한다.
도 10의 (c)는 전자 기기의 일례인 손목 시계형 전자 기기의 구성을 도시하는 사시도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 손목 시계형 전자 기기(43)의 본체(431)에는 표시 장치로서 기능하는 액정 표시 장치(432)가 마련된다.
도 10의 (a) 내지 도 10의 (c)에 도시된 전자 기기는 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 구비한 것이므로, 고품질의 표시를 실현할 수 있다.

Claims (10)

  1. 프레임 형상의 밀봉재를 거쳐서 접합된 한 쌍의 기판과, 양 기판 사이에 유지된 액정과, 한쪽 기판의 상기 액정측에 형성된 반사층과, 상기 반사층의 상기 액정측에 형성된 보호층과, 상기 보호층의 상기 액정측에 형성된 배향막을 구비하는 액정 표시 장치로서,
    상기 한쪽 기판의 상기 액정측의 표면은 상기 한쪽 기판에 복수의 돌기와 리세스(recess)를 형성하여 조면(粗面)화된 조면 영역과, 상기 조면 영역을 둘러싸는 평탄한 평탄 영역을 갖고,
    상기 조면 영역은 상기 평탄 영역보다 낮게 단차를 가지고 형성되고,
    상기 보호층 및 상기 배향막은 상기 조면 영역내에만 형성되며,
    상기 밀봉재는 상기 평탄 영역내에만 형성되고,
    상기 보호층 및 상기 배향막의 가장자리 단부와 상기 밀봉재의 내주부의 사이가 소정의 길이만큼 떨어져 있는 것
    을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 기판 사이의 상기 조면 영역내에 제 1 스페이서가 배치되고, 상기 한 쌍의 기판 사이의 상기 평탄 영역내에 제 2 스페이서가 배치되며, 상기 제 2 스페이서의 직경은 상기 제 1 스페이서의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사층은 복수의 개구부를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사층과 상기 배향막 사이에 있고, 상기 한쪽 기판의 조면 영역내에 컬러 필터층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 기재된 액정 표시 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  6. 밀봉재를 거쳐서 접합된 한 쌍의 기판과, 양 기판 사이에 유지된 액정과, 한쪽 기판의 상기 액정측에 형성된 반사층과, 상기 반사층의 상기 액정측에 형성된 보호층과, 상기 보호층의 상기 액정측에 형성된 배향막을 구비하는 액정 표시 장치의 제조 방법으로서,
    상기 한쪽 기판의 표면중 상기 기판의 가장자리부 근방의 부분을 평탄 영역으로서 형성하도록 마스크재에 의해 덮는 공정과,
    상기 표면중 상기 마스크재에 의해 덮여진 영역 이외의 영역에 복수의 돌기와 리세스를 형성하여 조면화하고, 상기 평탄 영역에 의해 주위를 둘러싸이는 형상으로, 상기 평탄 영역보다 낮게 단차를 가지고 조면 영역을 형성하는 공정과,
    상기 조면 영역내에만 상기 반사층, 상기 보호층 및 상기 배향막을 형성하는 공정과,
    상기 보호층 및 상기 배향막의 가장자리 단부와 상기 밀봉재의 내주부의 사이가 소정의 길이만큼 떨어지도록, 상기 평탄 영역내에만 상기 밀봉재를 형성하는 공정과,
    상기 한쪽 기판을, 상기 밀봉재를 거쳐서 다른 쪽 기판과 접합하는 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 한쪽 기판은
    그물 형상을 갖는 제 1 조성물과,
    상기 제 1 조성물의 그물 사이에 존재하는 제 2 조성물을 포함하며,
    상기 조면화시에는 상기 제 1 조성물과 상기 제 2 조성물에서 용출(溶出) 속도가 서로 다른 처리액을 이용하여 상기 한쪽 기판에 에칭을 실시함으로써 상기 마스크재에 의해 덮여진 영역 이외의 영역에 상기 제 1 조성물의 형상에 따른 조면을 형성하는 것
    을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 조면화시에는 상기 한쪽 기판의 표면에 대하여 상기 마스크재를 거쳐서 입자 부재를 충돌시킴으로써, 상기 마스크재에 의해 덮여진 영역 이외의 영역을 조면화하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 조면 영역을 형성하는 공정후에 상기 마스크재를 제거하는 공정과,
    상기 평탄 영역 및 상기 조면 영역에 대하여 에칭을 실시하는 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 기판 사이의 상기 조면 영역내에 제 1 스페이서를 배치하는 공정과,
    상기 한 쌍의 기판 사이의 상기 평탄 영역내에 제 2 스페이서를 배치하는 공정을 갖되,
    상기 제 2 스페이서의 직경은 상기 제 1 스페이서의 직경보다 큰
    것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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