KR100579988B1 - 컬러 필터 기판, 컬러 필터 기판의 제조 방법, 전기 광학장치, 전기 광학 장치의 제조 방법 및 전자 기기 - Google Patents

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Abstract

컬러 필터 기판이나 전기 광학 장치에 있어서, 다른 착색층이 서로 인접하는 경계부에서의 광학적 및 전기적인 불량을 개선하여, 불량의 발생을 방지할 수 있는 기술 수단을 제공한다.
컬러 필터 기판(210)은, 제 1 영역(Ls)에 배치된 제 1 착색층(214C)과, 제 2 영역(Hs)에 배치된 제 2 착색층(214F)을 가지며, 제 1 착색층과 제 2 착색층은 서로 인접하여 배치되고, 제 1 영역의 표면보다도 제 2 영역의 표면이 높게 구성되어 있으며 또한, 제 1 영역과 제 2 영역 사이에 단차면이 마련되고, 제 1 착색층과 제 2 착색층의 경계부가 상기 단차면의 최하부보다도 제 2 영역측에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

컬러 필터 기판, 컬러 필터 기판의 제조 방법, 전기 광학 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법 및 전자 기기{COLOR FILTER SUBSTRATE, METHOD OF MANUFACTURING COLOR FILTER SUBSTRATE, ELECTRO-OPTICAL DEVICE, METHOD OF MANUFACTURING ELECTRO-OPTICAL DEVICE, AND ELECTRONIC APPARATUS}
도 1은 본 발명에 따른 전기 광학 장치의 구조를 나타내는 분해사시도.
도 2는 전기 광학 장치의 일부를 나타내는 확대 부분단면도.
도 3은 전기 광학 장치의 화소의 일부를 나타내는 확대 부분단면도.
도 4는 전기 광학 장치가 다른 구성예를 나타내는 확대 부분단면도.
도 5(a) 내지 5(c)는 컬러 필터 기판의 제조공정을 나타내는 공정단면도.
도 6(d) 내지 (g)는 컬러 필터 기판의 제조공정을 나타내는 공정단면도.
도 7(h) 내지 (k)는 컬러 필터 기판의 제조공정을 나타내는 공정단면도.
도 8은 전자 기기의 제어계를 나타내는 개략 구성 블럭도.
도 9는 전자 기기의 구성예를 나타내는 개략 사시도.
도 10은 액정 패널 내의 불량이 발생하기 쉬운 구조를 나타내는 확대 부분단면도.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
200 : 액정 표시 장치 210,220 : 기판
211 : 기재 212 : 기초층
213 : 광 반사층 213a : 개구부
214 C : 제 1 착색층 214 F : 제 2 착색층
214 B : 차광부 214 X : 경계부
214 E :돌기 215 : 보호막
215s : 단차면 216 : 투명 전극
217 : 배향막 P : 화소
Pt : 광 투과부 Pr : 광 반사부
Ls : 제 1 영역 Hs : 제 2 영역
Ds : 단차 영역
본 발명은 컬러 필터 기판, 컬러 필터 기판의 제조 방법, 전기 광학 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법 및 전자 기기에 관한 것으로, 특히, 1 화소 내의 2개의 영역에서, 액정층의 두께가 서로 다른 구조를 갖는 액정 표시 장치의 구성으로서 적합한 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 휴대전화, PDA 등의 휴대형 정보 단말, 퍼스널 컴퓨터 등의 전자 기기에 있어서는, 표시 수단으로서 액정 표시 장치가 이용되고 있다. 또한, 최근, 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서도 텔레비전 장치 등에 이용되도록 되고 있으며, 또한, 최근, 유기 전계 발광 장치가 일부의 기기에 이용되도록 되고 있다. 이러한 각종 전기 광학 물질의 전기 광학 효과를 이용한 여러 가지 전기 광학 장치는 금후 점점 더 많은 장면에서 이용되도록 될 것으로 기대되고 있다.
종래부터 이용되고 있는 액정 표시 장치는 자기 발광성을 갖고 있지 않기 때문에, 통상, 백라이트 등의 조명 장치를 배후에 배치하고, 이 조명 장치의 광을 이용하여 표시를 시인 가능하게 하는 투과형의 액정 패널이 이용되어 왔다. 그러나, 조명 장치를 이용하는 방법은 소비 전력을 저감하는 것이 곤란하며, 특히 휴대형 기기 등에 있어서는 전지 수명 등에 영향을 미치기 때문에, 이전에 있어서는 조명 장치를 필요로 하지 않는 반사형의 액정 패널이 많이 이용되고 있었다.
그런데, 최근, 표시의 고선명화나 색채화가 진행함에 따라서, 반사형의 액정 패널로서는 표시의 밝기가 부족한 사태가 발생하여, 백라이트를 이용하면서 반사형 표시도 가능한 반투과 반사형의 액정 패널이 개발되었다. 이 반투과 반사형의 액정 패널로서, 그 표시 영역 내에 배열된 각 화소 내에, 광을 투과 가능하게 구성된 광 투과부와, 광 반사층의 배치에 의해 광을 반사 가능하게 구성된 광 반사부가 함께 마련된 것이 알려져 있다. 여기서, 광 투과부는 통상 상기 광 반사층에 개구부를 마련하는 것에 의해 구성된다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
그런데, 상기 반투과 반사형의 액정 패널 내에 컬러 필터를 형성하여 컬러 표시 가능하게 구성하면, 각 화소 내의 광 투과부를 이용하는 투과형 표시와, 각 화소내의 광 반사부를 이용하는 반사형 표시 사이의 색 조정이 곤란하게 된다고 하는 문제점이 있다. 이것은, 상기 투과형 표시에서는, 백라이트로부터 조사되는 광은 액정 패널을 투과하여 관찰측으로 출사되기 때문에, 광이 컬러 필터의 착색층을 한번만 통과하는 데 대하여, 상기 반사형 표시에서는, 관찰측에서 입사한 외광이 광 반사층에서 반사되어 관찰측으로 출사되기 때문에, 광이 컬러 필터의 착색층을 왕복하여 총 2회 통과하는 것에 기인한다. 즉, 컬러 필터의 착색층의 색상이나 명도를 투과형 표시에 맞추면, 반사형 표시에 있어서 색상은 얻어지지만 표시가 어둡게 되고, 반대로, 컬러 필터의 착색층의 색상이나 명도를 반사형 표시에 맞추면, 투과형 표시에 있어서 필요한 색상을 얻을 수 없게 되어 버린다.
그래서, 상기 특허문헌 1에 있어서는, 그 도 5(a) 내지 5(c)에 도시하는 바와 같이 광 반사막(9)의 개구(18)가 색 화소(16)의 최대 막 두께 부분에 대응하여 형성함으로써, 투과형 표시와 반사형 표시의 색 표시 상태의 차이를 저감하도록 하고 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허공개 2002-287131호 공보
그러나, 상기 방법에서는, 투과형 표시에 이용되는 부분에 있어서의 착색층의 막 두께와, 반사형 표시에 이용되는 부분에 있어서의 착색층의 막 두께의 차를 충분히 얻는 것이 어렵기 때문에, 투과형 표시와 반사형 표시의 표시 색을 충분히 조정할 수가 없다. 이 때문에, 도 10에 도시하는 바와 같이, 화소마다 두 가지의 착색층을 배치하고, 광학적 막 두께가 큰 농색(濃色)의 착색층(114C)을 광 반사층(113)의 개구부(113a)에 겹치도록 배치하여, 광학적 막 두께가 작은 담색(淡色)의 착색층(114F)을 광 반사층(113)과 겹치도록 배치한 액정 표시 장치(100)가 생각되었다.
이 액정 표시 장치(100)에서는, 한쪽 기판(110)에 있어서, 기재(111) 상에 투명한 기초층(112)이 형성되고, 이 기초층(112)상에 알루미늄 등의 광 반사층(113)이 형성되어 있다. 광 반사층(113)에는 상술한 바와 같이 개구부(113a)가 마련된다. 그리고, 해당 개구부(113a) 상에는 착색층(114C)이 배치되고, 광 반사층(113) 상에는 착색층(114F)이 배치되는 형태로 컬러 필터가 구성된다. 또, 차광부(114B)는 화소간 영역의 광 누설을 방지하기 위한 것이다. 컬러 필터 상에는 투명한 보호막(115)이 형성되고, 이 보호막(115) 상에는, ITO(인듐 주석 산화물) 등으로 구성되는 투명 전극(116)이 형성된다. 투명 전극(116) 상에는 배향막(117)이 형성된다. 또한, 다른 쪽 기판(120)에 있어서, 기재(121) 상에 상기와 동일한 투명 전극(122)이 형성되고, 이 투명 전극(122) 상에 배향막(123)이 형성된다.
상기한 바와 같이 구성함으로써, 화소(P) 내의 투과형 표시를 하는 광 투과부(Pt)와, 반사형 표시를 하는 광 반사부(Pr)에 있어서 각각 별도로 색 설계가 이루어지기 때문에, 양 표시에 있어서의 표시 품위를 향상시킬 수 있음과 동시에, 양표시 사이의 색 표시의 형태의 차이를 저감시킬 수도 있다.
또한, 상기 액정 표시 장치(100)에서는, 투과형 표시에 있어서의 액정층(LC)의 실질적인 지연값(retardation value)과, 반사형 표시에 있어서의 액정층(LC)이 실질적인 지연값의 차를 저감하고, 양 표시의 밸런스를 개선하며, 표시 품위를 향상시키기 위해서, 화소(P) 내에서, 개구부(113a)가 마련된 광 투과부(Pt)에서는 액정층(LC)이 두텁고, 광 반사층(113)이 배치된 광 반사부(Pr)에서는 액정층(LC)이 얇게 되도록 구성하고 있다. 보다 구체적으로는, 상기 보호막(115)을, 광 투과부(Pt) 이외의 부분, 즉 광 반사부(Pr)를 포함하는 영역에만 형성함으로써, 기판(110)의 표면이, 광 투과부(Pt)에서는 낮게, 광 반사부(Pr)에서는 높게 되도록 구성하고 있다.
그런데, 상기 액정 표시 장치(100)에서는, 하나의 화소(P) 내에서, 착색층(114C) 및 착색층(114F)을 서로 인접하게 배치해야 하며, 이들 양 착색층간의 경계부에 극간이 발생하지 않도록, 착색층(114C)과 착색층(114F)이 서로 겹치도록 형성하고 있다. 이와 같이 하면, 컬러 필터의 표면 상에 양 착색층의 중첩에 의해서 돌기(114E)가 형성되고, 이 돌기(114E)에 의해서 액정층(LC)에 접하는 기판(110)의 표면 부위에 돌기나 요부가 생기기 때문에, 해당 표면 부위의 근방에서 표시 품위가 악화되며, 특히 투과형 표시의 표시 품위를 저하시켜 버린다고 하는 문제점이 있다. 또한, 상기 돌기(114E)에 의한 표면 요철 형상에 기인하여 경계부 상의 투명 전극(116)에 부분적인 단열이나 결핍이 발생하기 쉽게 되기 때문에, 광 투과부(Pt)에서의 전계 인가 상태가 변화하며, 이것에 의해서도 투과형 표시의 표시 품위가 악화된다고 하는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 과제는, 컬러 필터 기판이나 전기 광학 장치에 있어서, 다른 착색층이 서로 인접하는 경계부에서의 광학적 및 전기적인 불량을 개선하여, 불량의 발생을 방지할 수 있는 기술 수단을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명의 컬러 필터 기판은, 기판과, 상기 기판의 제 1 영역에 배치된 제 1 착색층과, 상기 기판의 제 2 영역에 배치된 제 2 착색층을 갖는 컬러 필터 기판에 있어서, 상기 제 1 착색층과 상기 제 2 착색층은 서로 인접하여 배치되고, 상기 제 1 영역의 표면보다도 상기 제 2 영역의 표면이 높게 구성되어 있으며 또한, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역 사이에 단차면이 마련되고, 상기 제 1 착색층과 상기 제 2 착색층의 경계부가, 상기 단차면의 최하부보다도 상기 제 2 영역측에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 제 1 착색층과 제 2 착색층의 경계부가 낮은 표면을 갖는 제 1 영역과 높은 표면을 갖는 제 2 영역 사이의 단차면의 최하부보다도 제 2 영역측에 배치되어 있는 것에 의해, 그 경계부에서 제 1 착색층과 제 2 착색층의 중첩에 의한 돌기가 형성되거나, 혹은, 제 1 착색층과 제 2 착색층에 극간이 발생하거나 하여도, 해당 돌기나 극간 상에 제 1 영역과 제 2 영역 사이의 단차, 혹은, 제 2 영역이 높은 표면 구조가 형성되기 때문에, 이들에 흡수되는 형태로 상기 돌기나 극간에 기인하는 미세한 요철 구조는 형성되기 어렵게 된다. 따라서, 해당 요철 구조에 근거하는 광학적인 불량 및 전기적인 불량의 발생을 저감할 수 있다.
또, 본 발명에 있어서는, 후술하는 바와 같이 상기 경계부의 적어도 일부가 단차면과 겹치도록 배치되어 있는 경우도 있으며 상기 경계부가 단차면과 겹치지 않고, 제 2 영역 내에 배치되는 경우도 포함된다.
본 발명에 있어서, 상기 경계부의 표면에는, 상기 제 1 착색층과 상기 제 2 착색층이 겹치는 것에 의해 발생한 돌기가 마련되고, 해당 돌기는 상기 단차면의 최하부보다도 상기 제 2 영역측에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 단차면은 경사지며, 상기 경계부의 적어도 일부는 상기 단차면과 평면적으로 겹치는 영역에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 상기 단차면이 경사져 있으면, 그 위에 형성되어야 할 층, 예를 들면 투명 전극이나 반사 전극 등의 각종 전극이나 배선 등의 피복성을 향상시킬 수 있어, 상층 구조에 대한 구조상의 영향을 저감할 수 있다. 또한, 단차면이 경사져 있는 것에 의해 해당 단차면과 평면적으로 겹치는 영역(후술하는 단차 영역)이 확대되기 때문에, 해당 영역 내에 경계부를 배치하는 것이 가능하게 되어, 경계부에 기인하여 생기는 상층 구조에 대한 구조상의 영향을 저감할 수 있게 된다. 또한, 해당 영역에 경계부의 적어도 일부가 배치되어 있는 것에 의해, 제 1 착색층이 거의 제 1 영역에 대응하여 형성되고, 제 2 착색층이 거의 제 2 영역에 대응하여 형성되는 것으로 되기 때문에, 제 1 착색층과 제 2 착색층의 광학적 설계를 제 1 영역과 제 2 영역에 의해서 구성되는 단차 구조와 정합시킬 수 있다. 또한, 단차면과 경계부는 함께 컬러 필터 기판의 광학 특성에 영향을 부여하지만, 쌍방이 동일 장소에 설치되는 것 에 의해, 전체로서 단차면과 경계부가 부여하는 광학적 영향(예를 들면, 광 차단 상태에 있어서의 광 누설)을 저감할 수 있다. 여기서, 상기 경계부의 모두가 상기 단차면과 겹치는 영역 내에 배치되어 있는 것이 가장 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 제 1 영역에는, 실질적으로 광을 투과 가능하게 구성된 광 투과부가 마련되고, 상기 제 2 영역에는, 광 반사층이 배치된 광 반사부가 설치되는 것이 바람직하다. 이것에 의해서, 컬러 필터 기판을, 광투과 기능과 광 반사 기능을 함께 갖는 기판으로서 구성할 수 있음과 동시에, 광 투과부와 광 반사부 사이에 소정의 단차량을 마련할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 광 반사부에는 상기 경계부가 포함되는 것이 바람직하다. 상기 경계부가 광 투과부 내에 배치되는 경우에는, 컬러 필터 기판의 투과광에 대하여, 상기 단차면에 기인하는 광학적 영향과, 상기 경계부에 기인하는 광학적 영향이 각각 미치게 되지만, 상기 경계부가 광 반사부 내에 배치되면, 상기 투과광에 대한 상기 2개의 광학적 영향의 어느 것도 배제할 수 있다. 여기서, 컬러 필터 기판에 의해서 반사되는 반사광은, 주로 광 반사부에서 광 반사층에 의해서 반사되는 광이지만, 광 투과부의 제 1 착색층에 의해 반사되는 광 성분도 포함하기 때문에, 실질적으로 광 투과부만의 광학 특성에 의해서 영향을 받는 상기 투과광에 비교하여, 상기 반사광에 대한 단차면이나 경계부의 영향은 비교적 작은 것으로 생각된다.
본 발명에 있어서, 상기 제 1 영역에서 상기 단차면을 거쳐서 상기 제 2 영역에까지 걸치는 표면상에 일체의 전극이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 제 1 영역에서 단차면을 거쳐서 제 2 영역에까지 걸쳐 일체의 전극이 형성되어 있는 경우에는, 상기한 바와 같이 경계부가 단차면의 최하부보다도 제 2 영역측에 배치되어 있는 것에 의해, 단차면에 의한 단차 구조 이외의 미세한 요철 구조가 형성되기 어렵게 되기 때문에, 전극의 피복성을 향상시킬 수 있고, 전극 내에서 부분적으로 막 두께가 희미해지거나 단열이 발생하거나 하는 등의 원인에 의해, 전계의 인가 상태가 악화하는 것을 방지할 수 있다.
다음에, 본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법은, 제 1 영역에 제 1 착색층이 배치되는 제 1 착색 공정과, 제 2 영역에 제 2 착색층이 배치되는 제 2 착색 공정과, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역 사이에 단차면을 거쳐서 상기 제 1 영역의 표면보다도 상기 제 2 영역의 표면이 높게 형성되는 단차 형성 공정을 포함하며, 상기 단차 형성 공정에서는, 상기 제 1 착색층과 상기 제 2 착색층의 경계부보다도 상기 제 1 착색층측에 상기 단차면의 최하부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 낮은 표면을 갖는 제 1 영역과, 높은 표면을 갖는 제 2 영역 사이의 단차면의 최하부가, 제 1 착색층과 제 2 착색층의 경계부보다도 제 1 영역측에 배치되어 있는 것에 의해, 그 경계부에서, 제 1 착색층과 제 2 착색층의 중첩에 의한 돌기가 형성되거나, 혹은, 제 1 착색층과 제 2 착색층에 극간이 발생하거나 하여도, 해당 돌기나 극간 상에 제 1 영역과 제 2 영역 사이의 단차, 혹은, 제 2 영역의 높은 표면 구조가 형성되기 때문에, 상기 돌기나 극간에 기인하는 미세한 요철 구조는 형성되기 어렵게 된다. 따라서, 해당 요철 구조에 근거하는 광학적인 불량 및 전기적인 불량의 발생을 저감할 수 있다. 또, 본 발명에 있어서 는, 후술하는 바와 같이 상기 경계부의 적어도 일부가 단차면과 겹치도록 배치되어 있는 경우도 있으며 상기 경계부가 단차면과는 겹치지 않고, 제 2 영역 내에 배치되는 경우도 포함된다.
본 발명에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 착색 공정에서는, 상기 경계부에서 상기 제 1 착색층과 상기 제 2 착색층이 겹치도록 형성되는 것이 바람직하다. 제 1 착색층과 제 2 착색층이 겹치도록 형성함으로써, 양 착색층 사이에 극간이 생기는 것을 방지할 수 있어, 컬러 필터에 광 누설이 생기는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 단차 형성 공정에서는, 상기 단차면은 상기 경계부의 적어도 일부와 평면적으로 겹치는 위치에 경사면으로서 형성되는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 단차면이 경사면으로서 형성되는 것에 의해, 그 위에 형성되는 층(예를 들면, 전극이나 배선 등)의 피복성을 향상시킬 수 있다. 또한, 단차면을 경사지게 함으로써, 해당 단차면과 겹치는 영역을 확대할 수 있기 때문에, 해당 영역 내에 경계부를 배치하는 것이 가능하게 되어, 경계부에 기인하여 생기는 상층 구조에 대한 구조상의 영향을 저감할 수 있다. 또한, 경계부의 적어도 일부와 평면적으로 겹치는 위치에 단차면을 마련하는 것에 의해, 광학적 영향이 발생하기 쉬운 단차면과 경계부가 동일 위치에 배치되기 때문에, 전체로서, 단차면과 경계부에 기인하는 광학적 영향을 저감할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제 1 영역에 개구부를 갖는 광 반사층을 형성하는 공정을 더 포함하고, 해당 광 반사층이 상기 경계부를 덮도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 경계부가 개구부 내에 배치되는 경우에는, 컬러 필터 기판의 투과광에 대하여, 상기 단차면에 기인하는 광학적 영향과, 상기 경계부에 기인하는 광학적 영향이 미치게 되지만, 상기 경계부가 광 반사층에 의해서 덮이면, 상기 투과광에 대한 상기 광학적 영향을 배제할 수 있다.
다음에, 본 발명의 전기 광학 장치는, 전기 광학 물질과, 해당 전기 광학 물질에 전계를 전압을 가하는 전계 인가 수단과, 상기 어느 한 항에 기재된 컬러 필터 기판을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 컬러 필터 기판을 이용하여 컬러 표시 가능하고, 또한 제 1 영역과 제 2 영역에서 전기 광학 물질의 두께가 다른 전기 광학 장치를 구성할 수 있으므로, 투과형 표시와, 반사형 표시의 쌍방의 표시 품위를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 전기 광학 물질은 액정이며, 상기 컬러 필터 기판에 있어서의 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역의 높이의 차에 대응하고, 상기 제 1 영역에서의 액정층이 상기 제 2 영역에서의 액정층보다도 두텁게 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해서, 조명 수단 등으로부터 조사된 투과광에 의한 투과형 표시와, 관찰측에서 입사하는 외광의 반사광에 의한 반사형 표시를 모두 밝게 구성할 수 있어, 표시 품위를 향상시킬 수 있다.
다음에, 본 발명의 전기 광학 장치의 제조 방법은, 전기 광학 물질에 따라 배치되어야 할 기판 상에 있어서의 제 1 영역에 제 1 착색층이 배치되는 제 1 착색 공정과, 제 2 영역에 제 2 착색층이 배치되는 제 2 착색 공정과, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역 사이에 단차면을 거쳐서 상기 제 1 영역의 표면보다도 상기 제 2 영역의 표면이 높게 형성되는 단차 형성 공정을 갖는 전기 광학 장치의 제조 방법으로서, 상기 단차 형성 공정에서는, 상기 제 1 착색층과 상기 제 2 착색층의 경계부보다도 상기 제 1 착색층측에 상기 단차면의 최하부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 착색 공정에서는, 상기 경계부에서 상기 제 1 착색층과 상기 제 2 착색층이 겹치도록 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 단차 형성 공정에서는, 상기 경계부의 적어도 일부와 평면적으로 겹치는 위치에, 상기 단차면이 경사면으로서 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 또한, 상기 제 1 영역에 개구부를 갖는 광 반사층을 형성하는 공정을 포함하며, 해당 광 반사층이 상기 경계부를 덮도록 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 전자 기기는, 상기 어느 한 항에 기재된 전기 광학 장치와, 해당 전기 광학 장치의 상기 전계 인가 수단을 제어하는 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.
다음에, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 관한 컬러 필터 기판, 컬러 필터 기판의 제조 방법, 전기 광학 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법, 및, 전자 기기의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
[컬러 필터 기판 및 전기 광학 장치]
도 1은 본 발명에 따른 컬러 필터 기판을 갖춘 전기 광학 장치의 일례로서의 액정 표시 장치(200)의 분해사시도, 도 2는 액정 표시 장치(200)의 확대 부분 단면도이다. 도 1에 도시하는 바와 같이 액정 표시 장치(200)는, 기판(컬러 필터 기판)(210)과, 기판(대향 기판 또는 소자 기판)(220)을 도시하지 않은 밀봉재를 거쳐서 접합한 것으로, 이들 기판끼리는, 도 2에 나타내는 스페이서(SP)에 의한 규제에 의해서 3㎛ 내지 10㎛ 정도의 적절한 간격으로 되고, 그 내측에 액정(LC)이 봉입되어 있다.
기판(210)에는, 도 1에 도시하는 바와 같이 기재(211) 상에 전극(216)이 형성되어 있다. 전극(216)은, 예를 들면 도시예와 같이 복수 평행하게 배열되어 있다. 보다 구체적으로는, 기재(211) 상에 투명한 기초 층(212)이 형성되고, 이 기초층(212) 상에 광 반사층(213)이 형성되어 있다. 광 반사층(213)에는, 도 2에 나타내는 화소(P)마다 개구부(213a)가 형성되어 있다. 여기서, 개구부(213a)에 의해서, 화소(P) 내에 광 투과부(Pt)가 마련되고, 광 반사층(213)에 의해서 광 반사부(Pr)가 설치된다.
상기 개구부(213a) 상에는 제 1 착색층(214C)이 형성되고, 광 반사층(213) 상에는 제 2 착색층(214F)이 형성된다. 이들 제 1 착색층(214C) 및 제 2 착색층(214F)은 염료나 안료 등의 착색재를 포함하는 수지 등으로 구성된다. 여기서, 동일 화소(P) 내에 배치된 제 1 착색층(214C) 및 제 2 착색층(214F)은 서로 동일 종류의 색상을 나타내도록 되어 있고, 화소(P)별로 다른 종류의 색상을 나타내 는 제 1 착색층(214C) 및 제 2 착색층(214F)이 스트라이프 배열, 델타 배열, 비스듬한 모자이크 배열 등의 적절한 패턴으로 배열되어 있다. 여기서, 어느 한 화소(P) 내의 제 1 착색층(214C)과 제 2 착색층(214F)이 복수 종류의 색상 중 어느 하나의 동일종류의 색상을 함께 갖지만, 그 제 1 착색층(214C)의 광학적 막 두께는 제 2 착색층(214F)의 광학적 막 두께보다도 커지도록 구성된다. 예를 들면, 컬러 필터가 R(빨강), G(초록), B(파랑)의 3색으로 구성되는 경우에는, 이들 3색에 대하여, 각각, 제 1 착색층(214C)은 농색(濃色)의 필터로 되어 있고, 제 2 착색층(214F)은 담색의 필터로서 구성되어 있다.
또한, 화소(P) 사이의 영역에는, 차광부(214B)가 형성되어 있다. 이 차광부(214B)는, 도시예에서는 다른 색의 복수의 제 2 착색층(214F)을 포개는 것에 의해 구성되어 있다. 단지, 흑색의 블랙 매트릭스층이나 Cr 등의 금속층으로 차광부(214B)를 구성하여도 된다.
상기 제 2 착색층(214F) 및 차광부(214B) 상에는, 도 2에 도시하는 바와 같이 투명한 보호막(215)이 형성되어 있다. 이 보호막(215)은, 통상은, 컬러 필터의 각 착색층을 보호하며 또한, 표면을 평활화할 목적으로 형성되는 것이다. 본 실시예에 있어서도, 그와 같은 기능을 기대하여 보호막(215)을 형성하고 있지만, 이 보호막(215)은 또한, 기판(210)의 표면에 단차를 마련하기 위한 구성요소로 되어있다. 즉, 보호막(215)은, 제 1 착색층(214C) 상에 형성되어 있지 않고, 제 2 착색층(214F) 및 차광부(214B) 상에 선택적으로 형성되어 있다.
상기 보호막(215)의 선택적 형성에 의해서, 화소(P) 내에는 표면이 낮게 구 성된 제 1 영역(Ls)과, 표면이 높게 구성된 제 2 영역(Hs)이 마련되고, 제 1 영역(Ls)과 제 2 영역(Hs)은 소정의 고저차가 존재하여, 제 1 영역(Ls)과 제 2 영역(Hs) 사이에 단차 영역(Ds)이 설치된다. 이 단차 영역(Ds)은 보호막(215)의 유무에 의해서 구성된 단차면이 형성되어 있는 영역이다.
또, 본 실시예에서는, 제 1 영역(Ls)에는 보호막(215)은 전혀 존재하지 않고, 제 2 영역(Hs)에는 보호막(215)이 형성되어 있지만, 일반적으로는, 단차면을 갖는 단차 영역(Ds)을 거쳐서, 표면이 낮은 제 1 영역(Ls)과, 표면이 높은 제 2 영역(Hs)이 존재하고 있으면 된다. 따라서, 제 1 영역(Ls)에 얇은 보호막(215)이 형성되고, 제 2 영역(Hs)에 두꺼운 보호막(215)이 형성되어 있어도 상관없다. 즉, 일반적으로 말하면, 제 1 영역(Ls)과 제 2 영역(Hs)은 보호막(215)의 유무나 두께의 상위 등의 구체적 구조에 한정되는 것이 아니라, 결과적으로 표면에 고저차가 존재하는 관계에 있으면 된다.
본 실시예에서는, 상기 제 1 착색층(214C) 및 보호막(215) 상에, ITO 등의 투명 도전체로 구성되는 투명 전극(216)이 형성된다. 이 투명 도전체(216)는, 제 1 착색층(214C)에서 상기 단차 영역(Ds)(단차면)을 거쳐서 제 2 착색층(214F)(및 보호막(215)) 상에까지 걸쳐 일체로 형성되어 있다. 투명 전극(216) 상에는 배향막(217)이 형성되어 있다.
한편, 기판(220)에는, 유리나 플라스틱 등으로 구성되는 기재(221)상에, Ta 등의 금속 등으로 상기 배선(222)이 형성되어 있다. 배선(222) 상에는, 화소마다 다이오드 소자가 형성되고, 이 다이오드 소자는 상기 전극(225)에 접속되어 있다. 보다 구체적으로는, 배선(222) 상에 형성된 Ta2O5 등의 절연막(223)(도 2참조)을 거쳐서 Cr 등으로 구성되는 대향 단자(224)가 접합되며, 이 대향 단자(224)가 ITO 등으로 구성되는 전극(225)에 접속되어 있다. 상기 다이오드 소자는, 배선(222), 절연막(223) 및 대향 단자(224)의 MIM(금속-절연체-금속) 구조에 의해서 구성된다. 이 MIM 구조로 구성되는 다이오드 소자는, 상기 차광부(214B)가 배치된 화소간(사이) 영역과 평면적으로 겹치도록 배치되어 있다. 이들 위에는, 상기와 동일한 배향막(226)이 형성되어 있다.
또, 상기 기판(210, 220)의 제조공정에 있어서는, 전극이나 배선은 스퍼터링법에 의해 형성될 수 있다. 또한, 상기 MIM 소자의 절연막(223)은 배선(222)의 표면을 양극 산화법에 의해서 산화시킴으로써 형성할 수 있다. 컬러 필터(214)는, 롤코팅법(roll coating) 등에 의해서 착색한 감광성 레지스트를 도포하고, 노광 및 현상을 하는 포토리소그래픽법을 색마다 되풀이함으로써 형성할 수 있다.
액정 표시 장치(200)의 패널 구조의 배후에는, 도 2에 도시하는 바와 같이 백라이트(240)가 배치되어 있다. 또한, 패널 구조와, 백라이트(240) 사이에는, 편광판(241)과 위상차판(242)이 순차적으로 배치되고, 또한, 패널 구조의 전면에도 위상차판(243)과 편광판(244)이 순차적으로 배치되어 있다. 또, 도시예의 액정 표시 장치(200)에서는, 상기 액정(LC)에 의해 STN 모드의 액정층이 구성되어 있는 경우에 대하여 나타내고 있다.
이 실시예에서는, 백라이트(240)로부터 조사되는 광 중, 광 투과부(Pt), 즉 광 반사층(213)의 개구부(213a)를 통과하는 투과광(T)에 의해서 투과형 표시가 이루어진다. 또한, 외광이 패널 내에 입사되여 광 반사부(Pr)에서 광 반사층(213)에 의해 반사된 반사광(R)에 의해서 반사형 표시가 이루어진다. 이 경우, 투과형 표시를 구성하는 투과광(T)은, 기본적으로 제 1 착색층(214C)을 한번만 통과하고, 반사형 표시를 구성하는 반사광(R)은, 기본적으로 제 2 착색층(214F)을 2회 통과한다. 따라서, 제 1 착색층(214C)과 제 2 착색층(214F)을 각각 광학 특성상 최적화하여 형성해 놓은 것에 의해, 투과형 표시와 반사형 표시의 품위를 대폭 개선할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 제 1 영역(Ls)과 제 2 영역(Hs) 사이에 고저차가 존재하기 때문에, 이 고저차에 따라 화소(P) 내에 다른 액정층의 두께를 마련할 수 있다. 즉, 제 1 영역(Ls)에서 액정층의 두께(Gt)는 크고, 제 2 영역(Hs)에서 액정층의 두께(Gr)는 작다. 이것에 의해서, 액정층을 한번만 통과하는 투과광(T)에 대한 액정층의 지연값을, 액정층을 2회 통과하는 반사광(R)에 대한 액정층의 지연값에 접근시킬 수 있기 때문에, 투과형 표시와 반사형 표시의 품위를 함께 향상시킬 수 있다. 보다 구체적으로는, 양 표시의 밝기를 개선할 수 있다.
도 3에는, 상기 액정 표시 장치(200)의 화소(P)의 기판(210)측의 일부를 더욱 확대하여 나타낸다. 제 1 착색층(214C)과 제 2 착색층(214F)은 서로 인접하게 배치되고, 양 착색층의 경계부(214X)는, 상기 단차 영역(Ds)에서의 제 1 영역(Ls) 측의 경계선을 규정하는 단차면(215s)의 최하부보다도 제 2 영역(Hs) 측에 배치되어 있다. 경계부(214X)에는, 도시예의 경우, 제 1 착색층(214C)과 제 2 착색층(214F)이 서로 겹쳐져 있고, 그 결과, 돌기(214E)가 형성되어 있다. 또한, 돌기(214E)는, 단차면(215s)보다도 제 2 영역측에 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 돌기(214E)의 모두는 단차 영역(Ds) 내에 배치되어 있다.
또, 도시예와는 달리, 경계부(214X)가 단차면(215s)의 최하부의 지극히 가까이 배치된 결과, 단차면(215s)의 하부 형상이 돌기(214E)에 의해서 부분적으로 변형되어, 단차면(215s)의 최하부에 단부가 형성되는 경우도 생각된다. 그러나, 이러한 단부가 형성되더라도, 도 10에 도시하는 바와 같이 돌기(114E)에 의해 발생한 단부와 단차면이 분리되고, 해당 단부의 제 2 영역측에 요부가 형성되어 있지 않는 것이 바람직하다.
본 실시예에서는, 제 1 착색층(214C)과 제 2 착색층(214F)의 경계부(214X)가, 단차면(215s)의 최하부(즉 단차 영역(Ds)의 제 1 영역(Ls) 측의 경계 위치)보다도 제 2 영역(Hs) 측에 배치되어 있는 것에 의해, 도 10에 도시하는 바와 같이 돌기(114E)에 의해서 단차면(215s)보다도 제 1 영역(Ls) 측에 미세한 요철 구조가 형성된다고 한 것이 발생하기 어렵게 되기 때문에, 해당 요철 구조에 기인하는 광학적 불량이나 전기적 불량의 발생을 억제할 수 있다. 특히, 도 10에 나타내는 돌기(114E)와 단차면 사이에 요부가 발생하지 않기 때문에, 해당 요부에 기인하는 문제가 발생하지 않게 된다.
예를 들면, 도 10에 도시하는 바와 같이 상기 미세한 요철 구조나 요부가 존재하면, 그 위에 형성되는 배향막(117)에 의해서 생기는 액정의 배향 상태가 흐트러지기 때문에, 표시 품위가 저하한다. 특히, 상기 미세한 요철 구조나 요부가 광 투과부(Pt)에 배치되어 있으면, 투과형 표시의 품위를 크게 악화시킬 가능성이 있다. 또한, 미세한 요철 구조나 요부 위에 투명 전극(216)이 형성되는 것에 의해, 투명 전극(216)이 부분적으로 얇게 되거나, 찢어진 상태가 될 수도 있다.
이 때문에, 투명 전극(216)에 의한 전계 인가 상태가 악화될 가능성도 있다. 특히, 광 투과부(Pt)와 광 반사부(Pr)의 경계 위치의 근방에 얇은 부분이나 찢어진 부분이 형성되면, 광 투과부(Pt) 내의 인가 전압이 저하된다.
이것에 대하여, 본 실시예의 경우에는, 양 착색층의 경계부(214X)는 단차 영역(Ds) 또는 제 2 영역(Hs) 내에 배치되어 있기 때문에, 경계부(214X) 내에 돌기(214E)가 존재하더라도, 단차 영역(Ds)에서의 단차면의 단차량이나 제 2 영역(Hs)의 높이에 의해서 돌기(214E)에 의한 요철이 흡수되기 때문에, 미세한 요철 구조나 요부가 표면에 나타나지 않으며, 혹은 나타나더라도 그 요철 구조의 고저차는 대단히 작게 된다. 따라서, 상술의 광학적 불량이나 전기적 불량의 발생을 방지 또는 저감할 수 있다.
그런데, 단차면(215s)이 형성된 단차 영역(Ds)은 통상, 화소(P)가 흑색 표시(광 차단 상태)에 있는 때에 광 누설의 원인이 되는 일이 있다. 이것은, 도 3에 모식적으로 도시하는 바와 같이 흑색 표시시에 있어, 제 1 영역(Ls)이나 제 2 영역(Hs)의 액정 분자(LCM)가 도시한 바와 같이 수직 자세로 있는 것으로 가정하면, 단차 영역(Ds)에 있는 액정 분자(LCM)는 그 단차면(215s)의 경사에 의해서 배향 상태가 흐트러지는데, 예를 들면 도시와 같이 경사 방향으로 배향되기 때문이다. 따라서, 본 실시예와 같이, 단차 영역(Ds) 내에 경계부(214X)가 배치되면, 경계부(214X)에서는 제 1 착색층(214C)과 제 2 착색층(214F)의 겹침에 의하여 광투과율이 다소라도 저하되기 때문에, 상기 광누설을 억제할 수 있게 된다.
또한, 상기 구조에 있어서, 광 투과부(Pt)와 광 반사부(Pr)의 경계 위치는, 통상, 상기 경계부(214X) 내 또는 그 근방에 있는 것이 바람직하다. 단, 상기 광누설을 더 저감시키기 위해서는, 단차 영역(Ds)에 광 반사층(213)이 겹치도록 배치하는 것이 바람직하다. 즉, 광 반사층(213)의 개구 에지의 위치를, 제 1 영역(Ls)과 단차 영역(Ds)의 경계 위치에 맞추던지, 혹은, 약간 제 1 영역(Ls) 내로 확장하는 것이 바람직하다. 이것은, 상기 광누설에 의한 영향은, 통상 한정된 개구부(213a) 내를 투과하는 광에 의해서 표시되는 투과형 표시쪽이 반사형 표시보다도 크다고 생각되는 때문이다. 예를 들면, 투과형 표시는 백라이트(240)부터의 광 중 개구부(213a)(즉, 광 투과부(Pt))를 통과하는 투과광에만 따라서 거의 형성되는 데 대하여, 반사형 표시는 광 반사부(Pr)뿐만 아니라, 광 투과부(Pt)로부터의 반사 성분의 영향도 받기 때문에, 반사형 표시쪽이 투과형 표시보다도 광 누설이 눈에 띄기 어려운 것으로 생각된다.
또한, 통상, 상기 단차 영역(Ds)의 폭은 5㎛ 내지 10㎛이며, 예를 들면 8㎛ 정도이지만, 상기 경계부(214X)의 폭은 2㎛ 내지 6㎛이며, 예를 들면 4㎛ 정도이기 때문에, 경계부(214X)를 상기 단차 영역(Ds) 내에 배치시키는 것은 어렵지 않다. 또, 도 3에는 단차면(215s)을 꽤 급한 경사를 갖는 것으로 하여 도시하고 있지만, 실제로는, 예를 들면 보호막(215)의 두께가 약 2㎛인 때, 단차면의 폭은 약 8㎛이며, 실제로는 단차면(215s)의 경사 각도는 꽤 느슨한 것으로 된다.
도 4는, 상기 실시예와 다른 컬러 필터 기판 및 전기 광학 장치의 구성예를 나타내는 확대 부분단면도이다. 이 구성예의 액정 표시 장치(300)는, 패시브 매트릭스형의 액정 표시 장치로서, 기판(310)에 광 반사층(313)이 마련되고, 기판(320)에 컬러 필터가 형성되어 있다. 따라서, 기판(컬러 필터 기판)(320)에는, 광 반사층이 형성되어 있지 않다는 점에서, 상기 실시예와는 다르다.
이 액정 표시 장치(300)의 기판(310)에 있어서는, 기재(311) 상에 기초층(312), 광 반사층(313), 절연층(314), 투명 전극(315), 배향막(316)이 순차적으로 형성되어 있다. 또한, 기판(320)에 있어서는, 기재(321)상에 제 1 착색층(322C) 및 제 2 착색층(322F)이 형성되고, 화소간 영역에는 차광부(322B)가 설치된다. 또한, 상기 실시예와 같이 단차면을 갖는 보호막(323)이 마련되고, 이 보호막(323)상에 투명 전극(324)이 형성되어 있다. 또한, 이들을 배향막(325)이 피복되어 있다.
또, 백라이트(340), 편광판(341), 위상차판(342, 343), 편광판(344), 액정층(LC) 및 스페이서(SP)는 상기 실시예와 마찬가지이다.
이 구성예에 있어서도, 상기 실시예와 같이, 백라이트(340)로부터 조사된 광의 투과광(T)에 의해서 투과형 표시가 가능하고, 또한, 외광의 반사광(R)에 의해서 반사형 표시가 가능하다. 또한, 제 1 영역(Ls)에 대응하는 액정층의 두께(Gt)와, 제 2 영역(Hs)에 대응하는 액정층의 두께(Gr)의 차에 의해서 투과형 표시와 반사형 표시 쌍방의 표시 품위의 향상이 기도되고 있다. 그리고, 이 구성예에서는, 컬러 필터 기판인 기판(320)에 광 반사층이 형성되어 있지 않지만, 기본적으로 상기와 같이, 제 1 착색층(322C)과 제 2 착색층(322F)의 경계부(돌기)(322X)가 단차 영역(Ds) 또는 제 2 영역(Hs) 내에 배치되며, 이것에 의해서 광학적 불량이나 전기적 불량을 저감할 수 있다고 하는 효과를 나타낸다.
[컬러 필터 기판의 제조 방법]
다음에, 도 5내지 도 7을 참조하여, 컬러 필터 기판의 제조 방법에 대하여 설명한다. 최초에, 도 5(a)에 도시하는 바와 같이 유리나 플라스틱 등으로 구성되는 기재(11)의 표면 상에, 스핀코팅법, 롤코팅법, 스크린 인쇄법 등에 의해 감광성 수지(12A)를 배치한다. 이 감광성 수지(12A)로서는, 예를 들면, 노볼락(novolak) 수지 등의 포지티브형 포토 레지스트를 이용할 수 있다. 다음에, 도 5(b)에 도시하는 바와 같이 상기 감광성 수지(12A)에, 노광 마스크(50)를 이용하여 근접(proximity) 노광을 한다. 여기서, 노광 마스크(50)로서는, 유리 등의 투명 기재(51)의 표면에 금속 박막 등으로 구성되는 차광층(52)을 형성한 것 등을 이용할 수 있다. 노광 마스크(50)의 광학 개구(50a)의 개구경(D), 평균 간격(L), 노광 갭(근접 갭)(G) 등은 후술하는 광 반사층의 광 산란성을 고려하여 적당히 결정된다. 또, 감광성 수지(12A)의 두께(t)는 통상 1.0㎛ 내지 3.0㎛ 정도이다.
다음에, 상술한 바와 같이 하여 노광된 감광성 수지를 현상함으로써, 도 5(c)에 도시하는 바와 같이 오목형 표면부(12f)를 갖춘 기초층(12)을 형성한다. 그리고, 도 6(d)에 도시하는 바와 같이 기초층(12f) 상에, 알루미늄, 은, 크롬, 혹은, 이들 금속을 주체로 하는 합금 등을 증착법이나 스퍼터링법 등으로 피착시켜, 광 반사층(13)을 형성한다. 그 후, 에칭 마스크 등을 형성하여 에칭을 하는 것 등 에 의해서, 도 6(e)에 도시하는 바와 같이 광 반사층(13)에 개구부를 형성하고, 컬러 필터 기판(10)에 광 투과부(10a)를 형성한다.
다음에, 도 6(f)에 도시하는 바와 같이 포토리소그래픽법 등을 이용하여, 광 반사층(13) 상에 제 2 착색층(14F)을 형성한다. 이 제 2 착색층(14F)은 아크릴 수지(acrylic resin) 등을 기제로 하여, 염료나 안료 등의 착색재를 적당히 가한 것이다. 제 2 착색층(14F)은 광 반사층(13)이 형성되어 있는 영역에는 형성되지만, 패터닝을 실시하는 것 등에 의해서 광 투과부(10a)에는 형성되지 않는다. 여기서, 제 2 착색층(14F)의 형성 공정에서는, 통상, 다른 색상을 갖는 복수 종류의 층(예를 들면, R(빨강), G(초록), B(파랑))에 대하여 되풀이하여 형성 처리가 실시되고, 복수 종류의 색상이 소정의 배열이 되도록 구성된다.
그 후, 도 6(g)에 도시하는 바와 같이 광 투과부(10a)에, 제 1 착색층(14C)이 형성된다. 이 제 1 착색층(14C)은, 기본적으로 제 2 착색층(14F)과 동일한 재료 구성을 갖는 재료로 형성되지만, 예를 들면, 상기 착색재의 첨가량을 제 2 착색층(14F)의 재료보다도 높게 설정한 것을 이용한다. 이것에 의해서, 제 1 착색층(14C)은, 광학 필터로서 제 2 착색층(14F)보다도 높은 광학적 막 두께를 갖게 된다. 이 제 1 착색층(14C)에서는, 상기 제 2 착색층(14F)과 같이, 복수 종류의 색상을 갖는 층이 소정의 배열이 되도록 구성된다. 또한, 제 2 착색층(14F) 상에는 차광부(14B)가 형성된다. 이 차광부(14B)는, 도시예에서는, 다른 복수의 색상을 갖는 제 1 착색층(14C)을 적층시킨 것이다. 단지, 흑색 수지나 금속 박막 등으로 차광부(14B)를 구성할 수도 있다.
제 1 착색층(14C)은, 제 2 착색층(14F)에 인접 배치되도록 형성되지만, 특히, 제 2 착색층(14F)의 가장자리와 간신히 겹치도록 형성되는 것이 바람직하다. 이것에 의해서, 상술한 돌기(214E)와 동일한 돌기(14E)가 형성되지만, 제 1 착색층(14C)과 제 2 착색층(14F) 사이에 극간이 생기는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제 1 착색층(14C)과 제 2 착색층(14F)의 경계부는 광 반사층(13)의 개구 돌기와 거의 일치하도록 구성되지만, 해당 경계부가 개구부(13a) 내가 아니라, 광 반사층(13)(의 개구 돌기) 상에 배치되도록 구성하는 것이 바람직하다.
다음에, 도 7(h)에 도시하는 바와 같이 상기 각 착색층 상에, 투명한 보호막(15)을 스핀코팅법이나 스크린 인쇄법 등에 의해서 형성한다. 이 실시예에서는, 보호막(15)을 네거티브형 포토 레지스트로 구성하고 있다. 그리고, 도 7(i)에 도시하는 바와 같이 보호막(15)에 대하여 근접 노광을 한다. 이 노광 공정에서는, 노광 마스크(60)를 이용하여, 제 1 착색층(14C) 상에 있는 부분을 차광하고, 그 이외의 부분에 광을 조사한다. 노광 마스크(60)로서는, 상기 노광 마스크(50)와 같이, 투명 기재(61) 상에 차광층(62)이 형성된 것을 이용할 수 있다. 그 후, 현상 처리를 하는 것에 의해, 도 7(j)에 도시하는 바와 같이 제 1 착색층(14C) 상의 영역에 개구부(15a)를 형성한다.
여기서, 상기 노광 공정에서는, 차광 영역(노광 영역)의 크기나 노광갭(G)을 조정함으로써, 보호막(15)의 노광량이나, 차광 영역과 노광 영역과의 경계 부분의 노광량을 제어할 수 있으며, 이 제어에 의해서, 상기 개구부(15a)의 개구 돌기의 위치나 개구 돌기에 형성되는 단차면의 경사 각도를 조정할 수 있다. 통상, 보호 막(15)의 개구 돌기 상에도 후술하는 투명 전극이 형성되기 때문에, 이 투명 전극의 단열 등의 불량을 피하기 위해서도, 보호막(15)의 개구부(15a)의 개구 돌기에 상당하는 단차면은 상술한 바와 같이, 어느 정도 경사한 경사면으로서 형성된다.
또한, 상기 노광 공정에서는, 개구부(15a)의 개구 돌기(즉, 단차면의 최하부)의 위치가, 상기 제 1 착색층(14C)과 제 2 착색층(14F)의 경계부(돌기(14E))보다도 제 1 착색층(14C) 측에 배치되도록 형성된다.
마지막으로, 도 7(k)에 도시하는 바와 같이 상기 보호막(15) 및 개구부(15a)상에, ITO 등의 투명 도전체를 스퍼터링법 등에 의해서 피착하고, 에칭 등의 패터닝 처리를 실시하는 것에 따라 투명 전극(16)을 형성한다. 이와 같이 구성함으로써, 도 2에 나타내는 기판(210)과 동일한 구조를 갖춘 컬러 필터 기판(10)이 형성된다.
[전자 기기]
마지막으로, 도 8 및 도 9를 참조하여, 본 발명에 관한 전자 기기의 실시예에 대하여 설명한다. 이 실시예에서는, 상기 전기 광학 장치의 액정 표시 장치(200)를 표시 수단으로서 구비한 전자 기기에 대하여 설명한다. 도 8은, 본 실시예의 전자 기기에 있어서의 액정 표시 장치(200)에 대한 제어계(표시 제어계)의 전체 구성을 나타내는 개략 구성도이다. 여기에 나타내는 전자 기기는, 표시 정보 출력원(291)과, 표시 정보 처리 회로(292)와, 전원 회로(293)와, 타이밍 생성기(294)를 포함하는 표시 제어 회로(290)를 갖는다. 또한, 상기와 동일한 액정 표 시 장치(200)에는, 상기 표시 영역을 구동하는 구동 회로(200G)가 설치된다. 이 구동 회로(200G)는, 통상, 액정 패널에 직접 실장되어 있는 반도체 IC 칩, 패널 표면상에 형성된 회로 패턴, 혹은, 액정 패널에 도전 접속된 회로 기판에 실장된 반도체 IC 칩 또는 회로 패턴 등에 의해서 구성된다.
표시 정보 출력원(291)은, ROM(Read Only Memory)나 RAM(Random Access Memory)등으로 이루어지는 메모리와, 자기 기록 디스크나 광 기록 디스크 등으로 이루어지는 저장 유닛과, 디지탈 화상 신호를 동조 출력하는 동조 회로를 구비하며, 타이밍 생성기(294)에 의해서 생성된 각종의 클럭 신호에 근거하여, 소정 포맷의 화상 신호 등의 형태로 표시 정보를 표시 정보 처리 회로(292)에 공급하도록 구성되어 있다.
표시 정보 처리 회로(292)는, 직렬-병렬 변환 회로, 증폭·반전 회로, 로테이션 회로, 감마 보정 회로, 클램프 회로 등의 주지의 각종 회로를 구비하며, 입력한 표시 정보의 처리를 실행하여, 그 화상 정보를 클럭 신호(CLK)와 동시에 구동 회로(200G)에 공급한다. 구동 회로(200G)는 주사선 구동 회로, 신호선 구동 회로 및 검사 회로를 포함한다. 또한, 전원 회로(293)는, 상술한 각 구성요소에 각각 소정의 전압을 공급한다.
도 9는, 본 발명에 관한 전자 기기의 일실시예인 휴대전화를 나타낸다. 이 휴대 전화(1000)는 조작부(1001)와, 표시부(1002)를 갖는다. 조작부(1001)의 전면에는 복수의 조작 버튼이 배열되고, 송화부의 내부에 마이크가 내장되고 있다. 또한, 표시부(1002)의 수화부의 내부에는 스피커가 배치되어 있다.
상기 표시부(1002)에 있어서는, 본체의 내부에 회로 기판(1100)이 배치되고, 이 회로 기판(1100)에 대하여 상술한 액정 표시 장치(200)가 실장되어 있다. 본체 내에 설치된 액정 표시 장치(200)는 표시 윈도우(200A)를 통해서 표시면을 시인할 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 본 발명은, 상술한 도시예에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지 변경을 가할 수 있는 것은 물론이다. 예를 들면, 상기 실시예에서는, 전기 광학 장치의 일례로서 액정 표시 장치(200)에 대하여 설명했지만, 본 발명은 액정 장치에 한정되는 것이 아니라, 유기 전계 발광 장치, 플라즈마 디스플레이 장치, 전계 방출(field emission) 표시 장치 등, 여러 가지의 전기 광학 장치에도 적용할 수 있다. 또한, 상기 광 반사 기판은 전기 광학 장치뿐만 아니라, 여러 가지의 표시 장치 및 그 밖의 각종기기에도 이용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 제 1 착색층과 제 2 착색층의 경계부가 낮은 표면을 갖는 제 1 영역과 높은 표면을 갖는 제 2 영역 사이의 단차면의 최하부보다도 제 2 영역측에 배치되어 있는 것에 의해, 그 경계부에서 제 1 착색층과 제 2 착색층의 중첩에 의한 돌기가 형성되거나, 혹은, 제 1 착색층과 제 2 착색층에 극간이 발생하거나 하여도, 해당 돌기나 극간 상에 제 1 영역과 제 2 영역 사이의 단차, 혹은, 제 2 영역이 높은 표면 구조가 형성되기 때문에, 이들에 흡수되는 형태로 돌기나 극간 에 기인하는 미세한 요철 구조는 형성되기 어렵게 된다. 따라서, 해당 요철 구조에 근거하는 광학적인 불량 및 전기적인 불량의 발생을 저감할 수 있다.

Claims (15)

  1. 기판과, 상기 기판의 제 1 영역에 배치된 제 1 착색층과, 상기 기판의 제 2 영역에 배치된 제 2 착색층을 갖는 컬러 필터 기판에 있어서,
    상기 제 1 착색층과 상기 제 2 착색층은 서로 인접하게 배치되고,
    상기 제 1 영역의 표면보다도 상기 제 2 영역의 표면이 높게 구성되어 있고 또한, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역 사이에 단차면이 마련되며,
    상기 제 1 착색층과 상기 제 2 착색층의 경계부가 상기 단차면의 최하부보다도 상기 제 2 영역측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 경계부의 표면에는, 상기 제 1 착색층과 상기 제 2 착색층이 겹치는 것에 의해 발생한 돌기가 마련되고, 해당 돌기는 상기 단차면의 최하부보다도 상기 제 2 영역측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 단차면은 경사지며, 상기 경계부의 적어도 일부는 상기 단차면과 평면적으로 겹치는 영역에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  4. 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
    상기 제 1 영역에는 실질적으로 광을 투과 가능하게 구성된 광 투과부가 마련되고, 상기 제 2 영역에는 광 반사층이 배치된 광 반사부가 마련되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 광 반사부에는 상기 경계부가 포함되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  6. 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
    상기 제 1 영역에서 상기 단차면을 거쳐서 상기 제 2 영역에까지 걸치는 표면 상에 일체의 전극이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  7. 제 1 영역에 제 1 착색층이 배치되는 제 1 착색 공정과, 제 2 영역에 제 2 착색층이 배치되는 제 2 착색 공정과, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역 사이에 단차면을 거쳐서 상기 제 1 영역의 표면보다도 상기 제 2 영역의 표면이 높게 형성되 는 단차 형성 공정을 포함하며,
    상기 단차 형성 공정에서는, 상기 제 1 착색층과 상기 제 2 착색층의 경계부보다도 상기 제 1 착색층측에 상기 단차면의 최하부가 형성되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 착색 공정에서는, 상기 경계부에서 상기 제 1 착색층과 상기 제 2 착색층이 겹치도록 형성되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 단차 형성 공정에서는, 상기 단차면은 상기 경계부의 적어도 일부와 평면적으로 겹치는 위치에 경사면으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  10. 제 7 항 또는 8 항에 있어서,
    상기 제 1 영역에 개구부를 갖는 광 반사층을 형성하는 공정을 더 포함하고, 당해 광 반사층이 상기 경계부를 평면적으로 덮도록 형성되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  11. 전기 광학 물질과, 당해 전기 광학 물질에 전계를 인가하는 전계 인가 수단과, 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 컬러 필터 기판을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전기 광학 물질은 액정이며, 상기 컬러 필터 기판에 있어서의 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역의 높이의 차에 대응하여, 상기 제 1 영역에서의 액정층이 상기 제 2 영역에서의 액정층보다도 두텁게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  13. 전기 광학 물질을 따라서 배치될 기판 상에 있어서의 제 1 영역에 제 1 착색층이 배치되는 제 1 착색 공정과, 제 2 영역에 제 2 착색층이 배치되는 제 2 착색 공정과, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역 사이에 단차면을 거쳐서 상기 제 1 영역의 표면보다도 상기 제 2 영역의 표면이 높게 형성되는 단차 형성 공정을 포함하는 전기 광학 장치의 제조 방법에 있어서,
    상기 단차 형성 공정에서는, 상기 제 1 착색층과 상기 제 2 착색층의 경계부보다도 상기 제 1 착색층측에 상기 단차면의 최하부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 착색 공정에서는, 상기 경계부에서 상기 제 1 착색층과 상기 제 2 착색층이 겹치도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
  15. 제 12 항에 기재된 전기 광학 장치와, 당해 전기 광학 장치의 상기 전계 인가 수단을 제어하는 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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