KR100590119B1 - 전기 광학 장치 및 액정 장치 - Google Patents

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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

착색층의 간극에 기인하는 광누설 등의 발생을 방지하여, 고품질의 컬러 화상 표시가 가능한 컬러 필터 기판 및 그 제조 방법을 제공한다.
기판상에 매트릭스 형상으로 배열된 화소부(G)를 구비한 컬러 필터 기판은, 상기 화소부내에 서로 인접하고 있는 투과 영역(GT) 및 반사 영역(GR) 중 어느 한쪽에 부분적으로 형성된 제 1 착색층(412I)과, 상기한 양 영역 양쪽에 전면적으로 또한 상기 제 1 착색층의 형성 영역을 제외한 영역에 형성된 제 2 착색층(412II)을 구비하고 있다.

Description

전기 광학 장치 및 액정 장치{ELECTROOPTIC DEVICE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명의 실시예에 관한 액정 표시 패널의 구조를 모식적으로 나타내는 개략 단면도,
도 2는 도 1에 나타내는 컬러 필터 기판의 평면 구조를 모식적으로 나타내는 개략 평면도,
도 3은 본 실시예에 관한 화소내의 투과 영역 및 반사 영역상의 제 1 착색층 및 제 2 착색층의 형성 형태를 나타내는 평면도,
도 4는 제 1 착색층 및 제 2 착색층의 분광 투과율을 나타내는 그래프,
도 5는 종래의 투과 영역 및 반사 영역상의 착색층의 형성 형태를 나타내는 평면도,
도 6은 도 3과 동취지의 도면으로, 이와는 다른 형태가 되는 화소를 나타내는 평면도,
도 7은 도 3과 동취지의 도면으로, 이와는 다른 형태가 되는 화소내의 투과 영역 및 반사 영역상의 제 1 착색층 및 제 2 착색층의 형성형태를 나타내는 평면 도,
도 8은 도 3과 동취지의 도면으로, 해당 도 3 및 도 7과는 다른 형태가 되는 화소내의 투과 영역 및 반사 영역상의 제 1 착색층 및 제 2 착색층의 형성형태를 나타내는 평면도,
도 9는 도 1에 나타내는 전기 광학 장치에 있어서의 화상 표시 영역을 구성하는 매트릭스 형상의 복수의 화소에 마련된 각종 소자, 배선 등의 등가 회로를 나타내는 회로도,
도 10은 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도,
도 11은 도 10의 대향하는 대향 기판상의 구성을 나타내는 평면도,
도 12는 도 5의 A-A'선 단면도,
도 13은 본 발명의 실시예의 전기 광학 장치에 있어서의 TFT 어레이 기판을 그 위에 형성된 각 구성 요소와 함께 대향 기판의 측에서 본 평면도,
도 14는 도 1의 H-H'선 단면도,
도 15는 본 실시예에 관한 컬러 필터 기판의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 중 1),
도 16은 본 실시예에 관한 컬러 필터 기판의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 중 2),
도 17은 레지스트 막이 잔존하지 않는 것에 바람직한 형태가 되는 제 1 착색층의 형태를 나타내는 평면도,
도 18은 본 발명에 관한 전기 광학 장치를 표시 장치로서 이용한 전자 기기 의 회로 구성을 나타내는 블록도,
도 19는 본 발명에 관한 전기 광학 장치를 이용한 전자 기기의 일례로서의 모바일형 퍼스널 컴퓨터를 나타내는 설명도,
도 20은 본 발명에 관한 전기 광학 장치를 이용한 전자 기기의 다른 예로서의 휴대 전화기의 설명도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
400 : 액정 표시 패널 401 : 제 1 기판
402 : 제 2 기판 411 : 반사층
411a : 개구부 412r, 412g, 412b : 착색층
412p : 보호막 412I, 412rI : 제 1 착색층
412ID : 하지막 412II, 412rII : 제 2 착색층
412IID : 하지막 R1 : 레지스트막
TS : 제 1 착색층 및 제 2 착색층의 두께
D1, D2 : (제 1 착색층형성 영역 바깥 둘레와 제 1 영역 안쪽 둘레와의) 거리
3a : 주사선 6a : 데이터선
9a : 화소 전극 9 : 반사 전극
10 : TFT 어레이 기판 14 : 투과창
20 : 대향 기판 21 : 대향 전극
22 : 배향막 23 : 차광막
30 : TFT 50 : 액정층
512 : 컬러 필터 512r, 512g, 512b : 착색층
512p : 오버 코트층 512I : 제 1 착색층
512II : 제 2 착색층
본 발명은 컬러 필터 기판 및 그 제조 방법 및 전기 광학 장치의 기술 분야에 속한다. 또한, 본 발명은 전기 광학 장치를 구비하여 이루어지는 전자 기기의 기술 분야에도 속한다.
종래, 액정 장치 등의 전기 광학 장치로서, 외광을 이용한 반사형 표시와 백 라이트 등의 조명광을 이용한 투과형 표시의 어느 것도 시인 가능하게 한 반사반투과형의 것이 제공되고 있다. 이것은 예컨대, 해당 전기 광학 장치를 구성하는 기판상에, 반사층, 해당 반사층에 대하여 형성된 개구부, 그리고 해당 개구부하에 마련되는 백 라이트 등의 광원 등으로 구성되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 기판상의 광입사면에 대하여 입사한 외광은 반사층에서 반사되어 다시 광입사면에 도달하여 출사하게 되는 한편, 광원으로부터 발생한 조명광은 기판 내부 및 개구부를 통하여 상기 광입사면에 도달하여 출사하게 된다. 이로써, 전자의 출사광을 이용 하면 반사형 표시를 하는 것이 가능해지고, 후자의 출사광을 이용하면 투과형 표시를 하는 것이 가능해진다. 덧붙여서 말하면, 상기 개구부는 통상 바람직하게는 화소별로 마련된다.
또한, 이 경우, 상기 반사층상 및 상기 개구부상 각각에, 예컨대 R(적색), G(녹색) 및 B(청색) 등의 서로 독립된 삼원색으로 이루어지는 층을 갖춘 착색층(소위 「컬러 필터」를 구성한다)가 형성되는 경우가 있다.
이 착색층의 존재에 의해, 상기 반사층에서 반사 등을 행하는 광, 혹은 광원으로부터 발생한 광 중 어느 것이 광입사면에서 출사하기 전에 있어서 해당 착색층을 투과하게 된다. 즉, 이러한 구성에 의하면, 반사형 표시 및 투과형 쌍방으로 컬러 표시가 가능해진다.
단, 상술한 바와 같이 원리에 의해 컬러 표시를 하는 경우에 있어서, 개구부 영역(즉, 투과형 표시시에 사용되는 영역, 투과 영역)과 해당 개구부 영역을 제외한 반사층 영역(즉, 반사형 표시시에 사용되는 영역, 반사 영역)에서 완전히 동일한 형태로 착색층을 형성해 버리면, 반사형 표시 및 투과형 표시 사이에서 다른 인상(impression)의 화상을 표시해 버리게 된다. 이것은, 반사형 표시를 하고자 하는 경우에 이용되는 광은, 기판상의 광입사면에서 입사하여 반사층에 이르고, 거기에서 다시 광입사면으로 돌아가는 경로(이하, 「반사 경로」라고 한다)를 따라가므로, 해당 반사층상에 마련된 착색층을 왕복함으로써, 해당 착색층내를 말하자면 2회 투과하게 되는 데 대하여, 투과형 표시를 하고자 하는 경우에 이용되는 광은 광원으로부터 발생하여 기판 내부 및 개구부를 통하여 상기 광입사면에 이르는 경로( 이하, 「투과 경로」라 한다)를 따라가므로, 해당 개구부상에 마련된 착색층내를 한 번 투과하게 되기 때문이다. 따라서, 일반적으로, 반사형 표시쪽이 투과형 표시에 비하여, 말하자면 「보다 짙은」 컬러 표시를 해 버리게 된다.
종래, 이러한 불합리에 대처하기 위해서 개구부 영역과 이것을 제외한 반사층 영역에 있어서, 색순도가 다른 착색층을 형성하는 것이 행해지고 있다. 보다 구체적으로는, RGB 각각에 대하여 전자에 관해서는 분광 투과 특성이 뒤떨어진 착색층을 형성하고, 후자에 관해서는 분광 투과 특성이 우수한 착색층을 형성하는 등으로 된다. 이 우열의 차이를 어느 정도로 할지는, 상기 반사 경로 및 투과 경로사이의 경로 길이의 상위를 배려하여 정할 수 있다. 이에 의하면, 반사형 표시 및 투과형 표시에 있어서 거의 동일한 인상을 주는 컬러 화상 표시를 할 수 있다. 종래예로서는, 예컨대 일본국 특허 공개 평성 제 11-242226 호 공보에 개시된 기술이 공지되어 있다.
그러나, 이러한 착색층을 구비한 전기 광학 장치에 있어서는, 다음과 같은 문제가 있었다. 즉, 상술한 바와 같이, 개구부 영역과 이것을 제외한 반사층 영역에 대해서, 색순도가 다른 착색층을 각각 형성하는 경우에는, 통상 개구부 영역에 대한 착색층의 형성을 포토리소그래피법에 의해서 행한 후, 해당 개구부 영역을 제외한 반사층 영역에 대한 상기와는 별도의 착색층의 형성을 마찬가지로 포토리소그래피법에 의해서 실행하는 것 같이 도합 2회의 포토리소그래피 공정이 행해지고 있 었다. 그러나, 이러한 포토리소그래피 공정에서는, 노광시에 있어서의 얼라인먼트 어긋남 등이 발생할 가능성이 있어서, 이 경우 개구부 영역 및 이것을 제외한 반사층 영역만을 완전히 덮도록, 다른 착색층을 형성하기 어렵게 되었다.
보다 구체적으로는 예컨대, 개구부 영역상의 착색층과 반사층 영역상의 착색층의 경계선상에, 「간극」이나 「겹침」을 생기게 할 가능성이 있었다. 전자의 「간극」이 발생하는 경우에는, 당해 간극의 부분에는 착색층이 존재하지 않게 되고, 후자의 「겹침」이 발생하는 경우에는 당해 겹치는 부분에는 두꺼운 착색층이 존재하게 된다. 따라서, 화상상에는, 전체적으로 컬러 표시를 해야됨에도 불구하고, 전술한 간극이나 겹침에 기인하는 광누설이나 광차폐 등이 발생함으로써 백 또는 흑 등의 단조로운 표시가 여기저기 발생해 버리게 된다. 즉, 화상의 품질을 저하시켜 버리게 되어 있었던 것이다.
본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 착색층의 간극에 기인하는 광누설 등의 발생을 방지하여, 고품질의 컬러 화상의 표시가 가능한 컬러 필터 기판 및 그 제조 방법, 및 해당 컬러 필터 기판을 구비하여 이루어지는 반사반투과형 전기 광학 장치를 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 본 발명은 상술한 바와 같이 전기 광학 장치를 구비하여 이루어지는 전자 기기를 제공하는 것도 과제로 한다.
본 발명의 컬러 필터 기판은 상기 과제를 해결하기 위해서, 기판상에 매트릭스 형상으로 배열된 화소부를 구비한 컬러 필터 기판으로서, 상기 화소부내에서 서로 인접하고 있는 제 1 영역 및 제 2 영역 중 어느 한쪽에 부분적으로 형성된 제 1 착색층과, 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역 쌍방에 전면적으로 또한 상기 제 1 착색층의 형성 영역을 제외한 영역에 형성된 제 2 착색층을 구비하고 있다.
본 발명의 컬러 필터 기판에 의하면, 기판상에 매트릭스 형상으로 배열된 화소부를 구비하고 있다. 이러한 컬러 필터 기판은 보다 구체적으로는 예컨대, 이후에 상술하는 바와 같이 전기 광학 장치의 일례인 액정 장치를 구성하는 한 쌍의 기판 중 한쪽을 구성하는 것이 가능하다. 이 경우, 예컨대 각 화소부를 구성하는 제 1 영역에 투과한 광, 혹은 각 화소부를 구성하는 제 2 영역을 반사한 광을 또한 액정 및 착색층을 투과시킴으로써 컬러 화상 표시가 가능해진다.
그리고 본 발명에서는 특히, 상기 화소부내에서 서로 인접하고 있는 제 1 영역 및 제 2 영역이 존재한다. 여기에 말하는 제 1 영역 및 제 2 영역이란 각각 바람직하게는, 전술한 바와 같이 광을 투과하는 투과 영역 및 반사하는 반사 영역으로서 상정할 수 있다. 즉, 보다 구체적으로는 화소부의 전면을 구성하는 반사 전극이 있어서, 해당 반사전극의 일부에는 개구부가 존재하는 경우에는 해당 개구부의 영역이 투과 영역인 제 2 영역, 해당 개구부를 제외한 반사 전극의 형성 영역이 반사 영역인 제 1 영역 등으로 상정할 수 있다(물론, 그 반대로 상정하는 것이 가능한 것은 말할 필요도 없다).
그리고, 본 발명에서는 상술한 투과 영역(또는 반사 영역)에 부분적으로 형성된 제 1 착색층과 투과 영역 및 반사 영역 쌍방에 전면적으로 또한 상기 제 1 착색층의 형성 영역을 제외한 영역에 형성된 제 2 착색층을 구비하고 있다. 즉, 이 경우, 반사 영역에는 제 2 착색층이 전면적으로 존재하게 되는 한편, 투과 영역에 는 부분적으로 형성된 제 1 착색층과 그 나머지의 영역에 형성된 제 2 착색층이 혼재하게 된다. 여기서, 제 1 착색층과 제 2 착색층 사이에 적당한 색순도차가 존재하면, 반사 영역 및 투과 영역 사이에도 적당한 색순도차를 마련할 수 있게 된다. 이것은 투과 영역에 관해서는 제 1 착색과 제 2 착색층의 적절한 혼색이 실현되기 때문이며, 이로써 반사 영역 및 투과 영역 사이에도 색순도차를 생기게 하는 것이 가능해지기 때문이다. 또한, 제 1 착색층과 제 2 착색층의 혼색 정도는 제 1 영역내에서의 제 1 착색층의 전체 면적과 제 2 착색층의 전체 면적의 비율 여하에 의해 조정할 수 있다. 이상으로부터, 본 발명에 의하면 우선, 배경 기술에서 설명한 바와 같이, 반사형 표시 및 투과형 표시 사이에 화상의 인상이 다른 상황의 발생을 미연에 회피하는 것이 가능해진다.
더구나, 본 발명에서는 제 2 착색층은 반사 영역 및 투과 영역 쌍방에 전면적으로 형성되어 있으므로, 양 영역에 관해서 배경 기술에서 설명한 바와 같은 불량이 발생하지 않는다. 즉, 본 발명에서는 제 1 영역 및 제 2 영역 사이에는, 제 2 착색층이 존재하게 되므로 종래와 같이 투과 영역상에 형성하는 착색층과 반사 영역상에 형성하는 착색층 사이에 「간극」이나 「겹침」 등을 발생시키지 않는 것이다.
이와 같이, 본 발명에 의하면 제 1 영역 및 제 2 영역 사이에 적당한 색순도차를 설정할 수 있고, 또한 양 영역상에 형성된 착색층 사이에 「간극」이나 「겹침」 등을 생기게 하는 일이 없으므로 컬러 화상상에 이들 간극이나 겹침에 기인하는 광누설이나 광차폐 등에 의해서 화상의 품질을 저하시키는 것 같은 사태를 미연 에 피할 수 있다.
또한, 본 발명에서 말하는 「부분적으로 형성」이란 제 1 착색층이 제 1 영역의 전체 면에 형성되어 있지 않은 모든 경우를 가리킨다. 구체적으로는, 후술하는 바와 같이 바람직하게는 제 1 착색층이 매트릭스 형상으로 형성되어 있는 형태 등이 있지만, 그 밖에도 예컨대 제 1 착색층이 제 1 영역내에서 체크 무늬를 나타내도록 형성되어 있는 형태라든가, 스트라이프 형상으로 형성되어 있는 형태 등도 포함한다.
본 발명의 컬러 필터 기판의 일 형태로서는, 상기 제 1 착색층은 상기 제 1 영역내에서 매트릭스 형상 패턴으로 형성되어 있다.
이 형태에 의하면, 제 1 영역내에서 매트릭스 형상으로 형성된 제 1 착색층에 대해서, 상기 제 2 착색층은 당해 매트릭스 형상의 간극을 메우도록 형성되게 된다. 즉, 두개의 착색층 사이의 혼색은 보다 바람직한 형태로 실현되게 되므로 제 1 영역 및 제 2 영역 사이의 색순도차의 설정을 보다 바람직하게 실현할 수 있다. 또한, 매트릭스 형상 패턴을 구성하는 하나 하나의 형상은, 전부 동일해도 되고, 달라도 된다. 또한, 당해 형상은 삼각형, 사각형 등의 다각형, 혹은 원형 등 기본적으로 어떠한 것이여도 된다.
본 발명의 컬러 필터 기판의 다른 형태로서는, 상기 제 1 착색층이 형성되어 있는 영역의 바깥 둘레와, 상기 어느 한쪽의 영역의 안쪽 둘레 사이에는, 소정 거리가 마련되어 있다.
이 형태에 의하면, 제 1 착색층이 형성되어 있는 영역(이하, 「제 1 착색층 형성 영역」이라고 한다)의 바깥 둘레와, 상기 어느 한쪽의 영역(이하, 가령 「제 1 영역」이라고 한다)의 안쪽 둘레 사이에는 소정 거리가 마련되어 있도록, 바꿔 말하면 제 1 착색층은 제 1 영역의 바깥 둘레를 따라서는 존재하지 않도록 형성되어 있다.
본 형태에서는, 이로써 다음과 같은 작용 효과를 얻을 수 있다. 즉, 제 1 착색층을 예컨대 포토리소그래피법에 의해서 형성하는 경우에 있어서는, 제 1 착색층이 될 원료막과, 해당 원료막상에 형성된 소정 패턴을 갖는 레지스트막을 성막한 후, 함께 에칭하는 공정 등이 실시되게 된다(후술의 「제조 방법」의 설명 참조). 이 경우, 상기 레지스트막을 소정 패턴으로 성형하기 위해서, 노광 장치를 이용한 노광 공정이 실시된다. 그러나, 이 노광 장치를 이용한 노광 공정에서는, 소위 얼라인먼트 어긋남이 발생하는 일이 있다. 이러한 얼라인먼트 어긋남이 발생하면, 좋지 않은 경우에는, 본래라면 소정 패턴은 제 1 영역의 범위내에 들어와야 하는데도 불구하고, 제 2 영역내에 걸쳐지는 것 같이 되어 버리는 경우를 생각할 수 있다. 즉, 이 경우, 제 1 착색층 전부 또는 일부가 제 2 영역에도 형성되어 버리게 된다.
그런데, 본 형태에 있어서는, 상술한 바와 같이 제 1 착색층 형성 영역의 바깥 둘레와, 제 1 영역의 안쪽 둘레(혹은, 해당 안쪽 둘레가 제 2 영역과 접하는 경우에 있어서는 당해 경계선) 사이에는 소정 거리가 마련되어 있음으로써, 상기한 것같은 얼라인먼트 어긋남이 발생했다고 해도, 상기 소정 거리가 이를 흡수함으로써 제 1 착색층이 제 1 영역밖에 형성되거나 혹은 제 2 영역내에 형성되는 것을 미 연에 방지하는 것이 가능해지는 것이다.
또한, 본 형태에 있어서는 제 1 착색층 형성 영역의 바깥 둘레와, 제 1 영역의 안쪽 둘레 사이에 소정 거리를 마련해 놓으면, 상술한 바와 같이 작용 효과를 얻을 수 있지만, 위에서 말한 예시로부터도 알 수 있는 바와 같이, 적어도 제 1 착색층 형성 영역의 바깥 둘레와, 제 1 영역 및 제 2 영역의 경계선 사이에 전술한 것 같은 소정 거리를 마련해 둠으로써, 제 2 영역에서의 제 1 착색층의 발색이라는 가장 바람직하지 못한 사태를 미연에 피하는 것이 가능하다.
또한, 본 형태에서 말하는 「소정 거리」의 구체적인 값은 상기한 얼라인먼트 어긋남이 어느 정도의 크기인지에 의하지만, 이것은 노광 장치의 성능 등에 크게 의존한다. 본 형태에서는, 이러한 사정을 감안한 후에, 이 「소정 거리」의 구체적인 값을 실험적, 경험적, 이론적 혹은 시뮬레이션 등에 의해서 적절하게, 바람직하게 정할 수 있다.
본 발명의 컬러 필터 기판의 다른 형태로서는, 상기 제 1 착색층의 두께와 상기 제 2 착색층의 두께는 동일하다.
이 형태에 의하면, 제 1 착색층 및 제 2 착색층의 두께가 동일하게 구성되어 있으므로, 예컨대 양층 사이에 두께의 차이가 있어서 단차가 있는 경우에 발생할 수 있는 화상 표시상의 불량의 발생 가능성을 저감할 수 있다.
또한, 본 형태에 말하는 「동일」이란 제 1 착색층 및 제 2 착색층의 두께가 완전히 동일한 경우 외에, 약간 다른 경우도 포함한다. 그와 같은 경우에도 상술한 작용 효과를 충분히 향수할 수 있는 「단차」 크기의 범위는 존재하기 때문이 다.
본 발명의 컬러 필터 기판의 다른 형태로서는, 제 1 착색층과 제 2 착색층이 서로 다른 분광 투과율을 갖는 재료로 이루어진다.
이 형태에 의하면, 상술한 바와 같이 제 1 영역내에서의 혼색을 바람직하게 실현할 수 있고, 이로써 제 1 영역 및 제 2 영역 사이의 색순도차의 설정도 더 바람직하게 실현할 수 있다.
본 발명의 전기 광학 장치는 상기 과제를 해결하기 위해서, 상술한 본 발명의 컬러 필터 기판(단, 그 각종 형태를 포함한다)과 해당 컬러 필터 기판에 대향 배치되는 다른 기판과, 상기 컬러 필터 기판 및 상기 다른 기판 사이에 배치되어 되는 전기 광학 물질을 구비한다.
본 발명의 전기 광학 장치에 의하면, 상술한 본 발명의 컬러 필터 기판을 구비하여 이루어지므로 반사광 이용시에 있어서의 화상 표시와 투과광 이용시에 있어서의 화상 표시 사이에, 위화감없는 컬러 화상 표시가 가능한 전기 광학 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명에서 말하는 「전기 광학 장치」로서는, 예컨대 액정 등의 전기 광학 물질을 사이에 유지하도록 대향 배치된 제 1 기판 및 제 2 기판과, 이들 제 1 기판 및 제 2 기판 중 적어도 한쪽의 위에 일정한 방향으로 연재하도록 형성된 제 1 배선과, 상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판 중 어느 한쪽 위에 형성된 상기 제 1 배선에 교차하는 방향으로 연재하는 제 2 배선, 상기 제 1 배선 및 상기 제 2 배선의 교차 영역에 대응하도록 형성된 화소 전극 및 박막 다이오드(TFD; Thin Film Diode)나 박막 트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor) 등의 스위칭 소자를 구비하여 이루어지는 것을 생각할 수 있다. 이러한 전기 광학 장치에 의하면, 소위 액티브 매트릭스 구동이 가능해진다. 그리고, 이 경우, 예컨대 상술한 제 1 배선, 제 2 배선, 화소 전극 및 스위칭 소자가 전부 「제 1 기판」상에 형성되어 있으면, 본 발명에서 말하는 「다른 기판」으로서는 일반적으로 이 「제 1 기판」이 또한 해당하고, 본 발명에 관한 「컬러 필터 기판」은 상기 「제 2 기판」이 또한 해당한다고 생각할 수 있다. 이 경우 또한, 제 2 기판상에는 그 전면에 공통 전극 등도 구비된다. 단, 상술한 예에 있어서, 「다른 기판」과 「제 2 기판」, 「컬러 필터 기판」과 「제 1 기판」이 대응하는 구조도 있을 수 있다.
또한, 본 발명에 말하는 「전기 광학 장치」로서는, 상기 외에 일정한 방향으로 연재하는 스트라이프 형상의 제 1 전극을 구비한 제 1 기판과, 상기 제 1 전극에 교차하는 방향으로 연재하는 스트라이프 형상의 제 2 전극을 구비한 제 2 기판과, 이들 제 1 기판 및 제 2 기판 사이에 유지된 액정 등의 전기 광학 물질을 구비하여 이루어지는 것도 생각할 수 있다. 이러한 전기 광학 장치에 의하면, 소위 패시브 매트릭스 구동이 가능해진다. 그리고, 이 경우 본 발명에서 말하는 「다른 기판」으로서는, 상기 「제 1 기판」 및 「제 2 기판」 중 어느 것에 관해서도 또한 해당한다고 생각할 수 있고, 따라서 「컬러 필터 기판」은 제 2 기판 및 제 1 기판 중 어느 것에 관해서도 또한 해당한다고 생각할 수 있다.
또한, 본 발명에 말하는 「전기 광학 물질」로서는, 상기한 다른 기판 등의 구성 여하에 따라서도 변경될 수 있지만, 전형적으로는 복수종의 네마틱 액정을 혼 합하여 이루어지는 액정 등이 해당한다. 혹은, 경우에 따라서 본 발명에서 말하는 「전기 광학 물질」로서는, 예컨대 적당한 바인더내에 분산된 분말 EL(Electroluminescence), 혹은 무기 또는 유기 EL 등이 해당한다.
본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법은, 상기 과제를 해결하기 위해서 기판상에 매트릭스 형상으로 배열된 화소부를 구비한 컬러 필터 기판의 제조 방법으로서, 상기 화소부내에서 서로 인접하고 있는 제 1 영역 및 제 2 영역 중 어느 한쪽에 부분적으로 제 1 착색층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역 쌍방에 전면적으로 또한 상기 제 1 착색층의 형성 영역을 제외한 영역에 제 2 착색층을 형성하는 공정을 포함한다.
본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법에 의하면, 상술한 본 발명의 컬러 필터 기판을 바람직하게 제조할 수 있다.
보다 구체적으로는 본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법의 일 형태로서는, 상기 제 1 착색층을 형성하는 공정은 상기 화소부 전체 면에 제 1 원료막을 형성하는 공정과, 상기 제 1 원료막 위에 레지스트막을 형성하는 공정과, 상기 레지스트 막에 대하여 소정 패턴의 노광을 행하고 또한 노광 영역을 현상하는 공정과, 상기 레지스트 막 및 상기 제 1 원료막을 함께 에칭하는 공정을 더 포함하여 이루어진다.
이 형태에 의하면, 소위 포토리소그래피법에 의해서, 제 1 착색층을 형성하게 된다. 이로써, 제 1 착색층의 형성을, 보다 용이하게, 또한 보다 정확하게 실행하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명에 있어서는, 경우에 따라서 상술한 포토리소그래피법 이외에 의하여, 제 1 착색층 및 제 2 착색층을 형성해도 된다. 예컨대, 안료나 염료를 분산시켜 이루어지는 착색된 적당한 잉크재를 잉크젯 프린터를 이용하여 도포·인쇄하는 방법 등을 채용하는 것도 가능하다.
더욱이, 본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법의 다른 형태에서는 상기 제 2 착색층을 형성하는 공정은 최종적으로 형성할 제 2 착색층의 두께보다도 큰 두께를 갖는 제 2 원료막을 형성하는 공정과, 상기 제 2 원료막을 소성하는 공정을 포함한다.
이 형태에 의하면, 최종적으로 형성되는 제 1 착색층의 두께와 제 2 착색층의 두께를 거의 동일하게 하는 것이 가능해진다. 즉, 본 형태에서는, 우선 최종적으로 형성할 제 2 착색층의 두께보다도 큰 두께를 갖는 제 2 원료막을 형성하고, 두번째 이러한 제 2 원료막을 소성하지만, 후단의 소성 공정에 있어서 통상은 소위 「막 수축(film decrease)」이 발생하므로, 전단계의 원료막 형성 공정에서 제 2 원료막의 두께를 바람직하게 설정하면, 제 1 착색층과 제 2 착색층의 두께를 거의 동일하게 하는 것이 가능해지는 것이다.
이로써, 본 형태에서는 양층 사이에 두께차가 있어서 단차가 있는 경우에 발생할 수 있는 화상 표시상의 불량을 생기게 할 가능성을 저감할 수 있다.
또한, 상술에 있어서 「거의 동일」이란 제 1 착색층 및 제 2 착색층의 두께가 완전히 동일한 경우 외에, 약간 다른 경우도 포함한다. 그와 같은 경우에도 상술한 작용 효과를 충분히 향수할 수 있는 「단차」의 크기의 범위는 존재하기 때문 이다. 또한, 제 2 원료막의 두께를 최종적으로 형성할 제 2 착색층의 두께보다도 어느 정도 크게 할지는, 소성 공정에 의한 막수축이 어느 정도로 되는가에 의해서 결정할 수 있다. 이것은 경험적, 실험적, 이론적 혹은 시뮬레이션에 의해서 적절히 바람직하게 정할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 제 2 착색층의 형성 공정에서는 상술한 각 공정에 더하여, 제 1 착색층에 관해서 설명한 바와 같이, 포토리소그래피법을 이용하는 형태로 해도 되는 것은 말할 필요도 없다.
본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법의 다른 형태로서는, 상기 소정 패턴은 상기 제 1 영역에 대응하는 부분에서, 매트릭스 형상 패턴을 포함한다.
이 형태에 의하면, 포토리소그래피법에 의해서 제 1 영역에서의 제 1 착색층을, 예컨대 서로 동일한 형상이 복수 배열되어 이루어지는 매트릭스 형상 패턴 등으로서 형성할 수 있다. 이로써, 제 1 영역내에서는 매트릭스 형상으로 형성된 제 1 착색층에 대하여, 상기한 제 2 착색층은 당해 매트릭스 형상의 간극을 메우도록 형성되게 된다. 즉, 두개의 착색층 사이의 혼색은 보다 바람직한 형태로 실현되게 되므로 제 1 영역 및 제 2 영역 사이의 색순도차의 설정을 보다 바람직하게 실현할 수 있다. 또한, 매트릭스 형상 패턴을 구성하는 하나 하나의 형상은 전부 동일하게 해도 되고, 달라도 된다.
이 형태에서는 특히, 상기 매트릭스 형상 패턴을 구성하는 하나 하나의 형상의 면적의 합계는, 당해 매트릭스 형상 패턴내 또한 당해 하나 하나의 형상 이외의 부분에 있어서의 면적보다도 작게 하면 된다.
이러한 구성에 의하면, 매트릭스 형상 패턴을 구성하는 하나 하나의 형상의 면적은 각각, 비교적 작다고 말할 수가 있다. 이는, 상술한 바와 같이 매트릭스 형상 패턴의 말하자면 배경이 되는 부분의 면적쪽이, 그렇지 않은 부분의 면적의 합계(즉, 상기한 하나 하나의 형상의 면적의 합계)보다도 크기 때문이다. 이로써, 전술의 포토리소그래피 공정에서, 제 1 원료막 상에 레지스트막을 잔존시킬 가능성을 저감할 수 있다. 즉, 본 형태에 의하면, 제 1 착색층 상에 레지스트막이 잔존시킴으로써, 본래의 색 표시와는 다른 색의 표시가 이루어지는 사태를 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 구성에 있어서는 위와 같은 한정을 하고 있지만, 상술한 바와 같이, 본 구성에 의해 달성하고자 하는 목적은, 최종적으로 레지스트막이 잔존하는 일이 없는 상태의 컬러 필터 기판을 제조하는 것에 있다. 따라서, 이를 보다 직접적으로 말하면, 상기한 「하나 하나의 형상은 레지스트막이 잔존하기 어려운 형상을 포함하고 있다」고 말할 수도 있다. 당해 하나 하나의 형상의 면적이 비교적 작게 되는 상술한 바와 같은 형태는, 「레지스트막이 잔존하기 어려운」 경우의 하나의 바람직한 형태인 것이다. 또한, 바꾸어 말하면, 「하나 하나의 형상」이, 레지스트막이 잔존하기 쉽다고 생각되는 형상, 예컨대 단순한 직사각형 형상으로, 더구나 비교적 큰 면적을 갖는 형상 등으로 되는 경우에는, 상기 관점에서 봐서 채용하는 것은 바람직하지 못하다. 따라서, 본 형태에서는, 이러한 형상은 적어도 제외되어 생각된다.
본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법의 다른 형태에서는, 상기 제 1 착색 층이 형성되는 영역의 바깥 둘레와 상기 제 1 영역의 안쪽 둘레 사이에는, 소정 거리가 마련되어 있다.
이 형태에 의하면, 전술한 노광을 행하는 공정에서, 소위 얼라인먼트 어긋남이 발생했다고 해도, 제 2 영역내에 걸쳐지도록 제 1 착색층이 형성되어 버리는 것 같은 사태를 미연에 회피하는 것이 가능해진다. 이는, 제 1 착색층 형성 영역의 바깥 둘레와 제 1 영역의 안쪽 둘레 사이에 소정 거리가 마련되어 있음으로써, 상기한 것 같은 얼라인먼트 어긋남이 발생했다고 해도, 이는 상기 소정 거리에 흡수되기 때문이다.
본 발명의 전자 기기는, 상기 과제를 해결하기 위해서 상술한 본 발명의 전기 광학 장치를 구비하여 이루어진다.
본 발명의 전자 기기에 의하면, 상술한 본 발명의 전기 광학 장치를 구비하여 이루어지므로 제 1 착색층 및 제 2 착색층 사이의 간극이나 겹침에 기인하는 광누설이나 광차폐 등이 없는, 고품질의 컬러 화상을 표시하는 것이 가능한, 투사형 표시 장치, 액정 텔레비전, 휴대 전화, 전자 수첩, 워드 프로세서, 뷰 파인더형 또는 모니터 직시형 비디오 테이프 레코더, 워크 스테이션, 화상 전화, POS 단말, 터치 패널 등의 각종 전자 기기를 실현할 수 있다.
본 발명의 이러한 작용 및 다른 이득은 다음에 설명하는 실시예로부터 분명하게 된다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 이하의 실시예는, 본 발명의 전기 광학 장치를 액정 장치에 적용한 것이다.
(컬러 필터 기판 및 전기 광학 장치의 구성)
우선, 본 발명에 관한 실시예에 대해서, 도 1로부터 도 3을 참조하여 설명한다. 여기에, 도 1은 본 실시예에 관한 컬러 필터 기판 및 이 컬러 필터 기판을 이용한 전기 광학 장치의 일례인 액정 표시 패널(400)을 모식적으로 나타내는 개략 단면도이며, 도 2는 도 1에 나타내는 컬러 필터 기판의 평면 구조를 모식적으로 나타내는 개략 평면도이다. 또한, 도 3은 도 2에 나타내는 평면 구조 중 1 화소만큼의 구조만을 모식적으로 도시하는 도면으로 (a)는 그 평면도, (b)는 단면도이다.
도 1에 있어서, 이 액정 표시 패널(400)은 글라스나 플라스틱 등으로 이루어지는 제 1 기판(401)과 제 2 기판(402)이 밀봉재(403)를 거쳐서 접합되고, 내부에 액정(404)이 봉입되어 이루어진다. 컬러 필터 기판의 일례인 제 1 기판(401)의 내면상에는, 화소별로 개구부(411a)가 형성된 반사층(411)이 형성되고, 이 반사층(411) 상에 착색층(412r, 412g, 412b) 및 보호막(412p)을 구비한 컬러 필터(412)가 형성되어 있다(이후에 새롭게 언급된다).
한편, 제 2 기판(402)의 내면상에는, 스트라이프 형상의 투명 전극(421)이 형성되고, 대향하는 제 1 기판(401)상의 보호막(412p) 표면상에 형성된 역시 스트라이프 형상의 투명 전극(413)과, 교차하도록 구성되어 있다. 이로써, 본 실시예 에 관한 액정 표시 패널(400)은, 소위 패시브 매트릭스 구동이 가능하다. 이러한, 기판(401)상의 투명 전극(413) 상 및 기판(402) 상 투명 전극(421) 상에는 배향막이나 경질 투명막 등이 필요에 따라서 적절하게 형성된다.
또한, 제 2 기판(402)의 외면상(도면 중 상측)에는, 위상차판(1/4 파장판:405) 및 편광판(406)이 순차적으로 배치되고, 기판(401)의 외면상(도면 중 하측)에는 위상차판(407) 및 편광판(408)이 순차적으로 배치된다.
그런데, 본 실시예에 있어서는 제 1 기판(401)의 내면상에 개구부(411a)를 구비한, 두께 약 50~250nm 정도의 반사층(411)이 형성되어 있다. 이 반사층(411)은 알루미늄, 알루미늄 합금, 은 합금 등의 박막에 의해 형성할 수 있다. 개구부(411a)는 기판(401) 내면을 따라 종횡으로 매트릭스 형상으로 배열된 화소(G)마다 당해 화소(G)의 전체 면적을 기준으로 해서 소정의 개구율(예컨대, 10~30%)을 갖도록 형성되어 있다. 이 개구부(411a)는, 상방에서 기판(401)을 바라본 평면도인 도 2에 도시하는 바와 같이 화소(G)에 1개소씩 형성되어 있어도 되지만, 화소마다 복수의 개구부가 마련되어 있어도 상관없다. 또한, 본 실시예에 있어서의 「화소(G)」란, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 어느 하나의 투명 전극(413)과, 어느 하나의 투명 전극(421)의 교차 영역에 있어서의, 이들 투명 전극(413, 421)의 각 일부, 및 해당 교차 영역에 위치하는 액정(404) 등을 기본으로, 전술한 반사층(411) 및 개구부(411a) 및 착색층(412r, 412g 또는 412b) 등의 각종 구성 요소 1세트로 이루어지는 것을 가리킨다.
화소(G) 사이에는, 인접하는 화소(G) 사이를 막아서 한쪽 화소로부터 다른쪽 화소로의 광의 혼입을 방지하기 위해 흑색 차광부(BM)가 형성된다. 이 흑색 차광부(BM)는 흑색의 수지재료, 예컨대 흑색의 안료를 수지 중에 분산시킨 것 등을 이용하는 것이 가능하다.
반사층(411) 상에는, 예컨대 원색계의 컬러 필터인 경우에는 R(적색), G(녹색) 및 B(청색) 삼색으로 이루어지는 두께 0.5~2.0㎛ 정도의 착색층(412r, 412g 및 412b)이 형성되어 있다. 이들 각 색의 착색층(412r, 412g 및 412b) 각각은, 예컨대 도 2에 도시하는 바와 같이 매트릭스 형상으로 배열된 화소(G)에 대하여, 스트라이프 형상으로 배열되어 이루어진다. 단, 기타, 화소(G)마다, 공지된 델타(트라이앵글) 배열, 경사 모자이크(diagonal) 배열 등의 적절한 배열 형태를 채용해도 된다.
또한, 착색층(412r, 412g 및 412b) 및 흑색 차광층(BM) 상에는, 투명 수지 등으로 이루어지는 보호막(412p)이 형성된다. 이 보호막(412p)은, 본 실시예에 관한 컬러 필터 기판, 내지 액정 표시 패널(400)의 제조 공정 중에 사용되는 약제 등에 의한 부식이나 오염으로부터 착색층(412r, 412g 및 412b)을 보호하는 기능을 갖는다. 또한, 상기 흑색 차광층(BM) 대신에, 중첩 차광층(즉, 각 색의 착색층이 중첩됨으로써 전체적으로 흑색을 띠고, 이로써 차광 기능을 갖게 되는 층)이 형성되는 경우를 생각하면, 해당 중첩 차광층의 표면과 착색층(412r, 412g 및 412b)의 표면 사이에는, 도 1에는 도시되어 있지 않는 단차가 발생하게 되지만, 보호막(412p)은, 이러한 단차를 덮어 가려서, 그 표면을 평탄화하는 기능도 갖고 있다.
이러한 액정 표시 패널(400)에 있어서는, 반사형 표시와 투과형 표시를 행하 는 것이 가능하다. 즉, 반사형 표시를 행하는 경우에 있어서는 제 2 기판(402)의 도면 중 상면으로부터 액정(404)내로 입사해 온 광이 반사층(411)상에서 반사되어, 다시 액정(404)내를 투과하여 제 2 기판(402)의 상면으로 출사하게 되어서(도 1에 나타내는 반사 경로(R) 참조), 시인자는 이 출사광을 화상으로서 시인하게 된다. 또한, 투과형 표시를 행하는 경우에 있어서는, 도면 중 아래쪽으로 설치된 백 라이트(409)로부터 발생한 광이 개구부(411a)를 통과하여, 액정(404)내를 투과하여 제 2 기판(402)의 상면으로부터 출사하게 되어서(도 1에 나타내는 투과 경로(T) 참조), 시인자는 이 출사광을 화상으로서 시인하게 된다.
이 때, 본 실시예에서는, 반사층(411) 및 그 개구부(411a)상에, 착색층(412r, 412g 및 412b)이 형성되어 있음으로써, 반사형 표시 및 투과형 표시 어느 경우에도 컬러 화상 표시를 할 수 있다. 단, 반사형 표시를 행하는 경우에 있어서는, 광은 도 1의 반사 경로(R)를 따라감으로써, 착색층(412r, 412g 및 412b)을 도합 2회 투과하게 되는 데 비하여, 투과형 표시를 하는 경우에 있어서는 광은 도 1의 투과 경로(T)를 따라감으로써, 착색층(412r, 412g 및 412b)을 도합 한 번만 투과하게 된다. 따라서, 반사층(411) 및 그 개구부(411a) 상에서, 가령 착색층(412r, 412g 및 412b)의 구성이 완전히 동일하다고 하면, 반사형 표시에 의한 컬러 화상과 투과형 표시에 의한 컬러 화상은, 인상이 다른 것이 되어 버린다.
그래서, 본 실시예에서는 특히, 각 화소(G) 마다의 착색층(412r, 412g 및 412b)은, 도 3에 나타내는 것 같은 형태로 형성되어 있다. 도 3에 있어서, 하나의 화소(G) 내에는, 반사층(411)이 형성되어 있는 영역에 대응하는 반사 영역(GR)과, 개구부(411a)가 형성되어 있는 영역에 대응하는 투과 영역(GT)이 서로 인접하도록 존재하고 있다. 그리고, 투과 영역(GT)에는, 해당 영역(GT) 내에서 부분적으로 제 1 착색층(412I)이 형성되어 있고(도 3 중, 검은색으로 칠해진 부분), 이 제 1 착색층(412I)이 형성되어 있는 영역(IR:이하, 「제 1 착색층 형성 영역(IR)」이라고 한다) 이외의 투과 영역(GT) 및 반사 영역(GR)에는 제 2 착색층(412II)이 형성되어 있다(도 3중, 하얀색으로 칠한 부분).
여기서, 제 1 착색층(412I) 및 제 2 착색층(412II)은, 예컨대 도 4에 도시하는 바와 같이 동일한 색상이기는 하지만 다른 색순도의 재료로 구성되어 있다. 여기서 도 4는, 적색(R)에 관한 제 1 착색층(412rI)과 제 2 착색층(412rII)의 분광 투과율을 나타내는 그래프이다. 이와 같이, 본 실시예에 있어서는 제 1 착색층(412rI)의 분광 특성쪽이, 제 2 착색층(412rII)의 분광 특성보다도 우수하게 되어 있다. 즉, 광이 제 1 착색층(412rI)을 투과하는 경우에 관해서는, 한 번의 투과만으로 충분한 적색을 나타내는 것이 가능한 데 비하여, 제 2 착색층(412rII)을 투과하는 경우에 관해서는, 그것으로 충분하지 않게 된다. 이러한 제 2 착색층(412rII)을 투과하는 광에 관해서도 충분한 적색을 나타내기 위해서는, 해당 광을 해당 제 2 착색층(412rII)에 복수회 투과시키도록 하면 된다. 이와 같이 하면, 최종적으로 출사하는 광의 컬러링이 각 파장에 있어서의 분광 투과율의 곱으로 표시되기 때문에, 출사광에 포함되는 적색의 성분을 보다 강조하는 것이 가능해 진다.
그리고, 본 실시예에 있어서는, 투과 영역(GT)에는 제 1 착색층(412I)이 포 함되고, 반사 영역(GR)에는 제 2 착색층(412II)만이 형성되어 있는 것에 의해, 상술한 조건에 합치하는 구성으로 되어 있다는 것을 알 수 있다. 즉, 투과형 표시에 있어서의 투과 경로(T)에서는, 광은 제 1 착색층(I)을 한 번밖에 투과하지 않는 데 비하여, 반사형 표시에 있어서의 반사 경로(R)에서는, 광은 제 2 착색층(II)을 2회 투과하게 되어 있기 때문이다. 이로써, 반사형 표시 및 투과형 표시 모두 거의 마찬가지 인상의 화상 표시가 가능해지게 된다.
또한, 상술한 바와 같은 관계는, 적색(R) 이외의, 녹색(G)의 착색층(412g), 청색(B)의 착색층(412b)에 관해서도 마찬가지로 존재한다. 즉, 본 실시예에 있어서 사용되는 부호 「412I」 및 「412II」는, 각각 상술한 「412rI」 및 「412rII」를 함의하는 외에, 특별히 언급 및 도시 등은 하지 않지만, 「412gI」 및 「412gII」, 「412bI」 및 「412bII」도 함의한다.
그런데, 본 실시예에서는 상술한 제 1 착색층(412I)은 도 3에 도시하는 바와 같이 체크 무늬 형상, 혹은 매트릭스 형상 패턴을 갖도록 형성되어 있다.
또한, 본 실시예에서는 제 1 착색층 형성 영역(IR)의 바깥 둘레와 투과 영역(GT) 안쪽 둘레 사이, 혹은 해당 투과 영역(GT) 및 반사 영역(GR) 사이의 경계선 사이에는, 소정 거리(D1, D2)가 마련되어 있다. 이 거리(D1, D2)가 존재하면, 이후의 제조 방법의 설명시에 언급하는 바와 같이 포토리소그래피법을 이용하여 착색층을 형성하는 경우에 있어서, 노광 공정시에 있어서의 얼라인먼트 어긋남을 해당 거리(D1, D2)에 의해서 흡수할 수 있기 때문에, 예컨대 제 1 착색층(412I)이 반사 영역(GR) 내에 걸쳐서 형성되는 사태를 미연에 피하는 것이 가능해진다.
한편, 상술한 제 2 착색층(412II)은, 반사 영역(GR) 및 투과 영역(GT) 쌍방에 전면적으로, 또한 상기한 제 1 착색층 형성 영역(IR)을 제외한 영역에 형성되어 있다. 즉, 이 경우, 반사 영역(GR)에는 제 2 착색층(412II)이 전면적으로 존재하게 되는 한편, 투과 영역(GT)에는 부분적으로 형성된 제 1 착색층(412I)과 그 나머지 영역에 형성된 제 2 착색층(412II)이 혼재하게 된다. 그리고, 본 실시예에서는 제 1 착색층(412I) 및 제 2 착색층(412II) 사이에 도 4를 참조하여 설명한 바와 같은 적당한 색순도차가 마련되어 있기 때문에, 반사 영역(GR) 및 투과 영역(GT) 사이에도 적당한 색순도차가 마련되게 된다. 이는 투과 영역(GT)에 대해서는, 제 1 착색층(412I)과 제 2 착색층(412II)의 혼색이 실현되기 때문이다. 덧붙여서 말하면, 이 투과 영역(GT)에 있어서의 제 1 착색층(412I)과 제 2 착색층(412II)의 혼색은, 본 실시예에서는 제 1 착색층(412I)이 매트릭스 형상 패턴을 갖도록 형성되어 있었으므로, 극히 바람직하게 실현되게 된다.
더욱이는, 상술한 제 1 착색층(412I)과 제 2 착색층(412II)은, 도 3(b)에 도시하는 바와 같이 동일의 두께(TS)를 갖게 형성되어 있다. 이로써, 예컨대 양층(412I, 412II) 사이에 두께의 차이가 있어서 단차가 있는 경우에 발생할 수 있는 화상 표시상의 불량의 발생 가능성은 저감되게 된다. 단, 엄밀히 말하면 도 1을 봐서 알 수 있는 바와 같이, 개구부(411a) 상에 형성되는 제 1 착색층(412I) 및 제 2 착색층(412II)의 두께는, 반사층(411)상에 형성되는 제 2 착색층(412II)의 두께에 의해서도 해당 반사층(411)의 두께만큼만 커진다.
그러나, 이 정도의 상위가 있다고 해서 상술한 바와 같은 작용 효과가 나는 것에 대해서 특별히 영향을 미치는 것은 아니다. 이와 같이, 본 발명에서 말한, 두께가 「동일」하다는 것은, 도 1에 나타내는 정도의 두께의 상위가 있는 경우도 포함한다.
이러한 구성으로 이루어지는 본 실시예의 액정 표시 패널(400)로서는, 우선 반사 영역(GR)을 이용하는 반사형 표시와, 투과 영역(GT)을 이용하는 투과형 표시 사이에, 시인성에 상위가 없는 컬러 화상 표시를 할 수 있다. 이것은, 반사형 표시에 있어서는, 화상을 구성하는 광이 분광 특성이 떨어지는 제 2 착색층(412II)을 도합 2회 투과하는 반사 경로(R)를 따라서 출사하는 한편, 투과형 표시에 있어서는, 화상을 구성하는 광이 분광 특성이 우수한 제 1 착색층(412I) 및 상기한 제 2 착색층(412II)을 한 번 투과하는 투과 경로(T)를 따라서 출사하기 때문에, 양층(412I 및 412II)의 혼색 형태를 나타낼 수 있는 것에 의한다.
그리고 특히, 본 실시예에 있어서는 반사 영역(GR)과 투과 영역(GT) 사이에 간극이나 겹침이 형성되지 않는 것에 큰 특징이 있다. 이 점, 종래에 있어서는 도 5에 도시하는 바와 같이 반사 영역(GR) 및 투과 영역(GT) 각각에 대하여, 단순히 제 1 착색층(412I) 및 제 2 착색층(412II)을 형성하고 있는 경우와는 다르다. 즉, 이러한 경우에 있어서는, 포토리소그래피 공정에서의 얼라인먼트 어긋남의 발생에 의해서, 제 1 착색층(412I) 및 제 2 착색층(412II) 사이에 간극(901)이나 겹침(902)을 생기게 할 가능성이 컸었기 때문이다. 이러한 간극(901)이나 겹침(902)이 발생하면, 광누설이나 광차폐 등이 발생하게 되어, 화상 품질의 저하를 초래한다. 그런데, 본 실시예에서는, 제 2 착색층(412II)은 반사 영역(GR)을 지나서, 투과 영역(GT)에 이르기까지 형성되어 있으므로, 이러한 간극(901)이나 겹침(902)이 발생하지 않는 것이다.
이상과 같이, 본 실시예에 관한 액정 표시 패널(400)에서는, 고품질의 컬러 화상 표시가 가능해진다.
또한, 상기 실시예에 있어서는, 화소(G)의 거의 중앙부에 개구부(411a), 즉 투과 영역(GT)이 존재하고, 또한 제 1 착색층(412I)이 매트릭스 형상 패턴으로 형성되어 있는 등의 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이러한 형태에 한정되는 것이 아니다. 우선, 개구부 내지 투과 영역의 별도의 형태로서는, 예컨대 도 6에 도시하는 바와 같이 반사 영역(GR1)과 투과 영역(GT1)이 단순히 도면 중 좌우로 분리되어 존재하는 것 같은 것을 선택했다고 해도, 조금도 본질적인 변경을 하는 일 없이 본 발명의 적용이 가능하다.
또한, 제 1 착색층(412I)의 형성 형태에 대해서도, 예컨대 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이 도 3에 도시한 바와 같은 체크 무늬를 포함하는 매트릭스 형상 패턴이 아닌, 동일 형상이 종횡으로 복수 배열되어 이루어지는 매트릭스 형상 패턴이나, 스트라이프 형상 패턴 등을 선택하는 것이 가능하다. 덧붙여서 말하면, 제 1 착색층(412I)이 이러한 여러가지 구체적 형태를 채용함으로써, 투과 영역(GT)에 있어서의 해당 제 1 착색층(412I)과 제 2 착색층(412II)의 혼색 정도는 다르게 된다. 바꾸어 말하면, 본 실시예에 있어서는 제 1 착색층(412I)의 형성 형태에 대하여 적당한 것을 선택하고 제 1 착색층 형성 영역(IR)의 전체 면적과 그렇지 않은 영역의 전체 면적(즉, 투과 영역(GT) 내에서의 제 2 착색층(412II)이 형성된 영역 의 전면적)과의 비율을 조정함으로써, 투과 영역(GT)에 표시할 색조의 조정을 할 수 있게 된다.
또한, 상술에 있어서는, 투과 영역(GT)에서 제 1 착색층(412I)과 제 2 착색층(412II)이 혼재하는 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명에 있어서는 그 반대의 형태가 되는 것도 포함한다. 즉, 반사 영역(GR)에 있어서 제 1 착색층(412I)과 제 2 착색층(412II)이 혼재하는 형태를 형성하고, 투과 영역(GT)에 관해서는, 제 1 착색층(412I)만이 존재하는 형태로 해도 된다. 또한, 경우에 따라서는 반사 영역(GR)에 있어서의 제 1 착색층(412I) 및 제 2 착색층(412II)의 혼재 형태와, 투과 영역(GT)에서의 혼재 형태 사이에서, 상술한 바와 같이 전면적의 비율을 변화시키는 것 같은 형태로 해도 된다.
(액티브 매트릭스 구동 방식의 전기 광학 장치)
그런데, 상기 실시예에 있어서는, 패시브 매트릭스 구동이 가능한 액정 표시 패널(400)을 예로서 설명을 했지만, 본 발명은 이러한 형태에 한정되는 것이 아니다. 예컨대, TFD 또는 TFT 등의 화소 스위칭용 소자를 구비한, 액티브 매트릭스 구동 가능한 액정 표시 패널에 대해서도, 본 발명은 문제없이 적용하는 것이 가능하다. 또한, 경우에 따라서는, EL 장치 등에 관해서도 본 발명의 적용은 가능하다.
이하에서는, 그와 같지만 일례로서 특히, 액티브 매트릭스 구동 방식의 액정 표시 패널에 대하여, 본 발명의 컬러 필터 기판을 적용한 형태에 대하여, 도 9로부 터 도 11을 참조하면서 순차적으로 설명한다. 여기서 도 9는 전기 광학 장치의 화상 표시 영역을 구성하는 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 화소에 있어서의 각종 소자, 배선 등의 등가 회로이다. 또한, 도 10은 본 실시예에 이용한 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도로서, 도 11은 도 10에 대향하는 대향 기판상의 구성을 나타내는 평면도이다. 또한, 도 12는 도 10의 A-A' 단면도이다.
우선, 도 9를 참조하여, 액티브 매트릭스 구동 방식의 설명을 한다. 도 9에 있어서, 복수의 화소(100a)에는, 각각 화소 전극(9a)과 당해 화소 전극(9a)을 스위칭 제어하기 위한 TFT(30)가 형성되어 있고, 화상 신호가 공급되는 데이터선(6a)이 당해 TFT(30)의 소스에 전기적으로 접속되어 있다. 데이터선(6a)에 기입하는 화상 신호(S1, S2,…, Sn)는 이 순서로 선순차적으로 공급해도 상관없고, 서로 인접하는 복수의 데이터선(6a) 끼리에 대하여, 그룹마다 공급하도록 해도 된다.
또한, TFT(30)의 게이트에 주사선(3a)이 전기적으로 접속되어 있고, 소정의 타이밍으로, 주사선(3a)에 펄스적으로 주사 신호(G1, G2,…, Gm)를 이 순서로 선순차적으로 인가하도록 구성되어 있다. 화소 전극(9a)은 TFT(30)의 드레인에 전기적으로 접속되어 있고, 스위칭 소자인 TFT(30)를 일정 기간만 그 스위치를 닫음으로써, 데이터선(6a)으로부터 공급되는 화상 신호(S1, S2,…, Sn)를 소정의 타이밍으로 기입한다.
화소 전극(9a)을 거쳐서 전기 광학 물질의 일례로서의 액정에 기입된 소정 레벨의 화상 신호(S1, S2,…, Sn)는, 대향 기판에 형성된 대향 전극과의 사이에서 일정 기간 유지된다. 액정은 인가되는 전압 레벨에 의해 분자 집합의 배향이나 질서가 변화됨으로써 광을 변조하여, 계조 표시를 가능하게 한다. 노멀 화이트 모드면 각 화소(100a) 단위로 인가된 전압에 따라 입사광에 대한 투과율이 감소하고, 노멀 블랙 모드면 각 화소(100a)의 단위로 인가된 전압에 따라 입사광에 대한 투과율이 증가되어, 전체적으로 전기 광학 장치로부터는 화상 신호에 따른 콘트래스트를 갖는 광이 출사한다.
또한, 유지되는 화상 신호가 누설되는 것을 막기 위해서, 화소 전극(9a)과 대향 전극 사이에 형성되는 액정 용량과 병렬로 축적 용량(70)을 부가하는 일이 있다.
예컨대, 화소 전극(9a)의 전압은 소스 전압이 인가된 시간보다도 3자리수나 긴 시간만큼 축적 용량(70)에 의해 유지된다. 이로써, 전하의 유지 특성은 개선되어, 콘트래스트비가 높은 전기 광학 장치를 실현할 수 있다. 또한, 축적 용량(70)을 형성하는 방법으로서는, 그 전용의 특별한 배선인 용량선(300)을 형성하는 경우, 및 전단의 주사선(3a)과의 사이에 형성하는 경우 어느 것이여도 된다.
다음으로, 상술한 바와 같은 화소(100a)의 보다 실제적인 구성에 대하여, 도 10 내지 도 12를 참조하면서 설명한다. 또한, 도 10 및 도 11에 있어서는 네개의 화소에 대하여만, 도 12에 있어서는 하나의 화소에 대하여만, 그 상세를 나타내고 있다.
도 10에 있어서, TFT 어레이 기판상에는, 상술한 주사선(3a) 및 데이터선(6a) 등 외에, 화소(100a) 하나씩에 대응하여 TFT(30), 축적 용량(70), 투 명 전극(8) 및 반사 전극(9) 등이 마련되어 있다. 또한, 상술까지의 화소 전극(9a)이란, 지금 설명한 투명 전극(8) 및 반사 전극(9) 양자를 함의한 용어이다.
이 중 우선, 반사 전극(9)은 TFT 어레이 기판(10)상에 매트릭스 형상으로 형성되어 있다. 이 반사 전극(9) 각각에는 도 10에 나타내는 것 같은 투과창(14)이 형성되고, 이 투과창(14)에 대응하는 영역은 투명 전극(8)에 의해서 덮여져 있다. 이러한 반사 전극(9)은 알루미늄이나 은 혹은 이들의 합금 또는 티탄, 질화티탄, 몰리브덴, 탄탈 등의 적층막으로 구성되어 있고, 투명 전극(8)은 ITO(indium tin oxide) 등으로 구성되어 있다.
이와 같이, 매트릭스 형상으로 배열된 반사 전극(9) 및 투명 전극(8)의 형성 영역의 종횡의 경계를 따라서는 데이터선(6a), 주사선(3a) 및 용량선(300)이 형성되어 있고, 해당 반사 전극(9)의 한쪽에는 투명 전극(8)을 거쳐서, 화소 스위칭용 TFT(30)가 전기적으로 접속되어 있다. 데이터선(6a)은, 예컨대 알루미늄 등에 의해, 주사선(3a) 및 용량선(300)은 예컨대 도전성 폴리 실리콘 등으로 이루어진다. 또한, TFT(30)은 도 10 및 도 12에 도시하는 바와 같이 반도체층(1a)을 구비하고 있고, 해당 반도체층(1a) 중에는 적당한 불순물이 도입됨으로써 고농도 소스 영역(1d), 고농도 드레인 영역(1e) 및 채널 영역(1a')이 형성되어 있다.
이 중 TFT(30)의 고농도 소스 영역(1d)에는 데이터선(6a)이 콘택트 홀을 거쳐서 전기적으로 접속되어 있고, 고농도 드레인 영역(1e)에는 투명 전극(8)이 소스선(6b) 및 콘택트 홀(15)을 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다.
또한, TFT(30)의 채널 영역(1a') 위에는 이에 대향하도록 게이트 절연막(2)을 거쳐서, 상기한 주사선(3a)이 연재하도록 형성되어 있다. 또한, 본 실시예에 있어서의 TFT(30)는 도 10 및 도 12에 도시하는 바와 같이 소위 더블 게이트 구조로 되어 있고, 이에 따라 반도체층(1a)은 도면 중 좌측으로부터 고농도 소스 영역(1d), 저농도 영역(1b), 채널 영역(1a'), 저농도 영역(1b), 채널 영역(1a'), 저농도 영역(1b) 및 고농도 드레인 영역(1e)의 순서로 각 영역이 형성되게 되어 있다.
또한, 본 실시예에 관한 전기 광학 장치에는, 축적 용량(70)이 형성되어 있다. 이 축적 용량(70)은 하부 전극으로서 화소 스위칭용 TFT(30)를 형성하기 위한 반도체막(1)의 연설 부분(1f)을 도전화한 것을, 상부 전극으로서 주사선(3a)과 동층의 용량선(300)을 구비하고, 또한 이들 사이에 TaOx, SiOx 등으로 이루어지는 유 전체막을 구비한 구조로 되어 있다. 이러한 축적 용량(70)을 구비함으로써 액정 용량에 있어서의 전하의 유지 특성을 각별히 향상할 수 있다.
한편, 반사 전극(9) 및 투명 전극(8)의 밑으로는, 도 12에 도시하는 바와 같이 블록 덩어리층(13:lump layer) 및 그 상층의 요철층(7)(모두, 도 10에서는 도시되어 있지 않다)가 형성되어 있다. 여기서 블록 덩어리층(13) 및 요철층(7)은, 예컨대 유기계 수지 등의 감광성 수지로 이루어지며, 전자는 기판면에 점재하는 블록 덩어리를 포함하는 형태로 형성되는 층이며, 후자는 이러한 블록 덩어리층(13)을 포함하는 기판의 전체 면을 덮는 형태로 형성되는 층이다. 따라서, 요철층(7)의 표면은 블록 덩어리층(13)을 구성하는 블록 덩어리의 점재 형태에 따른 요철 형상 을 갖게 된다. 덧붙여서 말하면, 이러한 요철층(7)을 형성함으로써, 해당 요철층(7)의 표면에서의 요철 형상은 블록 덩어리층(13)에 있어서의 말하자면 요철형상을 고르게 하는, 적절한 원활함을 구비하게 된다.
이들 블록 덩어리층(13) 및 요철층(7)에 의해, 반사 전극(9)에 있어서는 특히, 요철 패턴(9g)이 형성되게 된다. 도 10에 있어서는, 이 요철 패턴(9g)이 원형형상으로 나타내어져 있고, 해당 원형상 부분은 그 밖의 부분에 비하여, 도면의 지면을 향하여 이쪽으로 돌출한 형태로 되어 있는 것을 나타내고 있다.
이러한 구성을 가진 전기 광학 장치에서는, 투명 전극(8) 및 투과창(14)을 이용함으로써, 투과 모드에 의한 화상 표시를 하는 것이 가능해지고, 반사 전극(9) 및 블록 덩어리층(13), 요철층(7) 및 요철 패턴(9g)을 이용함으로써, 반사 모드에 의한 화상 표시를 하는 것이 가능해진다. 즉, 전자의 구성에 의해 규정되는 영역은 도시되지 않는 내부 광원으로부터 발생한 광을 도 10의 지면 반대쪽에서 이쪽에 이르도록 투과시키는 투과 영역으로, 후자의 구성에 의해 규정되는 영역은 지면 이쪽에서 상기 반사 전극(9)에 이르러 반사한 후, 다시 지면 이쪽에 이르게 하는 것 같은 반사 영역이 된다. 또한, 후자의 경우에는 특히, 요철 패턴(9g)에 의해서 광의 산란 반사가 일어나기 때문에, 화상의 시야각 의존성을 작게 할 수 있다.
도 12에 있어서는 상기 외에, TFT 어레이 기판(10)상에 두께가 100~500nm인 실리콘 산화막(절연막)으로 이루어지는 하지 보호막(111)이 형성되고, 이 하지 보호막(111)과 TFT(30) 위에, 두께가 300~800nm인 실리콘 산화막으로 이루어지는 제 1 층간 절연막(4), 또한, 이 제 1 층간 절연막(4) 위에 두께가 100~800nm인 실리콘 질화막으로 이루어지는 제 2 층간 절연막(5:표면 보호막) 등이 형성되어 있다. 단, 경우에 따라서 이 제 2층간 절연막(5)은 형성되어 있지 않아도 된다.
그리고, 이 액티브 매트릭스 구동 방식의 액정 표시 패널에서는 특히, 전술한 바와 같은 구성을 구비하는 TFT 어레이 기판(10)에 대하여, 액정(50)을 사이에 유지하여 대향하도록 배치된 대향 기판(20) 상에, 밑에서부터 순서대로(도 12에서는 위에서부터 순서대로), 평면시에 격자 형상을 갖는 차광막(23), 컬러 필터(512), 대향 전극(21) 및 배향막(22)이 형성되어 있다. 이 중 차광막(23)은 흑색의 수지 재료, 크롬 등의 금속 혹은 합금 등으로 이루어지고, 도 11에 도시하는 바와 같이 도 10에 나타낸 매트릭스 형상의 화소 전극(9a)에 대응하도록 격자형상으로 형성되어 있다. 또한, 대향 전극(21)은, 예컨대 ITO 등으로 이루어지는 투명 도전성 재료로 이루어지고, 대향 기판(20)의 전면에 형성되어 있다. 대향 전극(21)은 상술한 바와 같이 전면에 형성되어 있지만, 그 하층에 전술한 격자 형상의 차광막(23)이 존재함으로써, 마치 매트릭스 형상으로 배열되어 있을 것 같은 형태를 나타내게 된다.
그리고, 컬러 필터(512)는 상술한 패시브 매트릭스 구동 방식과 거의 마찬가지로 착색층(512r, 512g 및 512b) 및 오버 코트층(512p)으로 이루어진다. 이 중, 각 색의 착색층(512r, 512g 및 512b)은 각각, 각 화소(100a)마다 도 11에 도시하는 바와 같이 서로 색순도가 다른 제 1 착색층(512I) 및 제 2 착색층(512II)으로 이루어지고, 전자의 제 1 착색층(512I)은, 도 10 내지 도 12로부터 알 수 있는 바와 같이, 반사 전극(9)에 형성된 투과창(14)의 형성 영역, 즉 투과 영역에 대응하도록 형성되어 있고, 후자의 제 2 착색층(512II)은 반사 전극(9)의 형성 영역, 즉 반사 영역에 대응하도록 형성되어 있다. 더하여, 제 1 착색층(512I)은, 상기한 투과 영역에 부분적으로, 보다 구체적으로는 매트릭스 형상 패턴을 갖도록 형성되어 있고, 제 2 착색층(512II)은, 상기한 투과 영역 및 반사 영역에 전면적으로 또한 제 1 착색층(512I)가 형성되어 있지 않은 영역에 형성되어 있다. 또한, 오버 코트층(512p)은, 상술한 보호막(412p)과 거의 마찬가지 구성 및 기능을 갖는다.
이러한 액티브 매트릭스 구동 방식의 액정 표시 패널에 있어서는, 상술한 패시브 매트릭스 구동 방식의 액정 표시 패널과 비교하여, 크게 다른 두가지 점을 갖는다. 즉 첫째로, 상술한 패시브 매트릭스 구동 방식의 액정 표시 패널과 같이 액정(404)에 대하여 전계를 인가하는 투명 전극(413, 421)과는 별도로 반사층(411)이 형성되어 있는 것이 아니고, 그와 같은 전극으로서의 기능과 입사한 광을 반사하는 기능을 더불어 갖는 반사 전극(9)이 형성되어 있다는 것, 두번째로 컬러 필터(512) 내지 착색층(512r, 512g 및 512b)이 반사 전극(9)이 형성되어 있는 기판과는 별도의 기판(즉, 대향 기판(20))상에 형성되어 있다는 것이다.
다만, 이러한 상위에 관계없이 이미 말한 작용 효과는 도 9 내지 도 12에 나타내는 액정 표시 패널에서도 완전히 마찬가지로 향수하는 것이 가능한 것은 명백하다. 즉, 이러한 액정 표시 패널에 있어서도, 투과 영역 및 반사 영역 사이에서 착색층의 결핍이나 여분의 겹침 등이 발생하지 않기 때문에, 광누설이나 광차폐 등에 기인하는 컬러 화상의 품질 저하를 초래하는 일이 없다(도 11 및 도 12 참조).
(전기 광학 장치의 전체구성)
상기한 바와 같은 액티브 매트릭스 구동방식의 액정 표시 패널은, 도 13 및 도 14에 나타내는 바와 같은 전체 구성을 갖는다. 여기에 도 13은, TFT 어레이 기판을 그 위에 형성된 각 구성 요소와 함께 대향 기판(20)의 측으로부터 본 평면도이며, 도 14는 도 13의 H-H' 단면도이다.
도 13 및 도 14에 있어서, 본 실시예에 관한 전기 광학 장치에서는 TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20)이 대향 배치되어 있다. TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20) 사이에는 액정(50)이 봉입되어 있고, TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20)은 화상 표시 영역(10a) 주위에 위치하는 밀봉 영역에 마련된 밀봉재(52)에 의해 서로 접착되어 있다.
밀봉재(52)는 양 기판을 접합하기 위해서, 예컨대 자외선 경화 수지, 열경화 수지 등으로 이루어져서 자외선, 가열 등에 의해 경화시켜진 것이다. 또한, 이 밀봉재(52) 중에는, 본 실시예에 있어서의 액정 장치가 프로젝터 용도와 같이 소형으로 확대 표시를 하는 액정 장치이면, 양 기판 사이의 거리(기판 사이 갭)를 소정값으로 하기 위한 글라스 파이버, 혹은 글라스 비즈 등의 갭재(스페이서)가 살포되어 있다. 혹은, 당해 액정 장치가 액정 모니터나 액정 텔레비전과 같이 대형으로 등배 표시를 하는 액정 장치이면, 이러한 갭재는 액정층(50) 중에 포함되어도 된다.
밀봉재(52)의 외측 영역에는 데이터선(6a)에 화상 신호를 소정의 타이밍으로 공급함으로써 해당 데이터선(6a)을 구동하는 데이터선 구동 회로(101) 및 외부 회로 접속 단자(102)가 TFT 어레이 기판(10)의 한변을 따라 마련되어 있고, 주사선(3a)에 주사 신호를 소정의 타이밍으로 공급함으로써, 주사선(3a)을 구동하는 주사선 구동 회로(104)가, 이 한변에 인접하는 두변을 따라 마련되어 있다. 또한, 주사선(3a)에 공급되는 주사 신호 지연이 문제가 되지 않는 것이라면, 주사선 구동 회로(104)는 한 쪽만이여도 되는 것은 말할 필요도 없다. 또한, 데이터선 구동 회로(101)를 화상 표시 영역(10a)의 변을 따라 양측으로 배열해도 된다.
TFT 어레이 기판(10)의 나머지 한변에는, 화상 표시 영역(10a) 양측에 마련된 주사선 구동 회로(104) 사이를 연결하기 위한 복수의 배선(105)이 마련되어 있다.
또한, 대향 기판(20)의 코너부의 적어도 1개소에서는, TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20) 사이에 전기적으로 도통을 취하기 위한 도통재(106)가 마련되어 있다.
도 14에 있어서, TFT 어레이 기판(10)상에는, 화소 스위칭용 TFT나 주사선, 데이터선 등의 배선이 형성된 후의 화소 전극(9a)상에, 배향막(16)이 형성되어 있다. 한편, 대향 기판(20)상에는 대향 전극(21)외에, 최상층 부분에 배향막(22)이 형성되어 있다. 또한, 액정층(50)은, 예컨대 일종 또는 수종류의 네마틱 액정을 혼합한 액정으로 이루어지고, 이들 한 쌍의 배향막 사이에도 소정의 배향 상태를 취한다.
또한, TFT 어레이 기판(10)상에는 이들 데이터선 구동 회로(101), 주사선 구동 회로(104) 등에 더하여, 복수의 데이터선(6a)에 화상 신호를 소정의 타이밍으로 인가하는 샘플링 회로, 복수의 데이터선(6a)에 소정 전압 레벨의 프리 차지 신호를 화상 신호에 선행하여 각각 공급하는 프리 차지 회로, 제조중이나 출시시의 당해 전기 광학 장치의 품질, 결함 등을 검사하기 위한 검사 회로 등을 형성해도 된다.
또한, 이러한 전기 광학 장치의 전체 구성의 외관에 한하여 보면, 패시브 매트릭스 구동 방식의 전기 광학 장치에 있어서도 크게 다른 것은 없다.
(제조 방법)
다음으로, 상술한 도 1 및 도 2에 나타낸 컬러 필터 기판의 제조 방법에 대하여 도 15를 참조하여 설명한다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 도 3 등에 나타내는 바와 같은 형태를 포함하는 화소(G)를 구성하는 것에 특징이 있기 때문에, 이하에서는 이 점에 대하여 상세한 설명을 하기로 하고, 그 밖의 점에 관해서는 적절히 생략 내지 간략화한 설명을 하는 것으로 한다.
우선, 도 15(a)에 도시하는 바와 같이 제 1 기판(401) 위에 알루미늄, 알루미늄 합금, 은 합금, 크롬 등의 금속을 증착법이나 스퍼터링법 등에 의해서, 두께 50~250nm 정도의 하지 반사층을 성막한 후, 예컨대 도 2에 도시한 바와 같은 소정 패턴을 갖도록, 포토리소그래피법 등을 응용하여 개구부(411a)를 형성한다. 또한, 본 명세서에 있어서는, 도 15(a)에 나타내는 것 같은 개구부(411a)를 구비한 단계에서, 「반사층(411)」이 형성되는 것으로 본다.
다음으로, 도 15(b)에 도시하는 바와 같이 개구부(411a)를 갖춘 반사층(411)상에, 소정의 색상을 나타내는 안료나 염료를 분산시켜 이루어지는 감광성 수지재료 등으로 이루어지는 제 1 착색층(412I)의 하지막(412ID)을 형성하고, 계속해서 해당 하지막(412ID) 상에 레지스트막(R1)을 형성한다.
다음으로, 도 15(c)에 도시하는 바와 같이 레지스트막(901)에 대하여 노광 공정을 실시하여 소정 패턴을 부여하고, 또한 현상 공정을 실시한다. 이 중 노광공정은, 동 도면에 도시하는 바와 같이, 개구부(411a) 상에서는 체크 무늬 형상의 매트릭스 형상 패턴을 포함하도록, 또한 그 밖의 부분에서는 모든 레지스트막(R1)을 제거하는 형태로 실행한다. 또한, 본 실시예에 있어서의 이 노광 공정에서는 도 3 등을 참조하여 설명한 바와 같이, 제 1 착색층 형성 영역(IR)의 바깥 둘레와 투과 영역(GT)의 안쪽 둘레 사이에, 소정 거리(D)가 마련되도록 한다. 이로써, 당해 노광 공정에서 얼라인먼트 어긋남이 발생했다고 해도, 이 소정 거리(D)가 그것을 흡수하는 것이 가능하기 때문에 제 1 착색층(412I)이 반사 영역(GR) 내에 걸치는 것같이 형성되는 일은 없다.
다음으로, 도 16(d)에 도시하는 바와 같이 상기한 바와 같이 패터닝된 레지스트막(R1) 및 하지막(412ID)을 함께 에칭하고, 그 후 레지스트막(R1)을 제거한다. 이로써, 동 도면에 도시하는 바와 같이 개구부(411a)상, 즉 투과 영역(GT)상에 도 3 등에 도시한 바와 같은 체크 무늬를 포함하는 매트릭스 형상 패턴의 제 1 착색층(412I)이 형성되게 된다. 이 때, 당해 제 1 착색층(412I)의 구체적 형태에 대하여, 다음과 같은 주의를 하면 된다. 즉, 도 17에 도시하는 바와 같이 제 1 착색층(412I)에서, 매트릭스 형상 패턴을 구성하는 하나 하나의 형상(FG)의 면적의 합계가, 당해 매트릭스 형상 패턴내 또한 당해 하나 하나의 형상 FG 이외의 부분 BG(이하, 「배경 부분(BG)」이라고 한다)에 있어서의 면적보다도 작게 되도록 하는 것이다. 도 17에 있어서는 형상(FG), 즉 제 1 착색층(412I) 그 자체를 검은색으로 칠하고, 배경 부분(BG)을 왼쪽 사선의 빗금으로 각각 나타내고 있다.
이것에 의하면, 도 17에 도시하는 바와 같이, 말하자면 간극이 많은 상태로 제 1 착색층(412I)이 형성되어 있게 되므로 형상(FG)의 면적은 비교적 작게 된다고 말할 수 있다. 이로써, 형상(FG)상, 즉 제 1 착색층(412I)상에, 레지스트막(R1)의 전부 또는 일부가 잔존해 버리는 일은 거의 없고, 본래의 색 표시와는 다른 색의 표시가 되는 사태의 발생을 미연에 방지하는 것이 가능해진다.
이상과 같이 제 1 착색층(412I)의 형성이 완료한 다음에, 도 16(e)에 도시하는 바와 같이 상술한 바와 같이 형성된 제 1 착색층(412I)을 포함하는 투과 영역(GT) 및 반사 영역(GR) 쌍방에 전면적으로 제 2 착색층(412II)의 하지막(412 IID)을 형성한다. 이 때, 본 실시예에 있어서는, 이 하지막(412IID)의 두께가, 최종적으로 형성할 제 2 착색층(412II)(도 16(f))보다도 Q만큼 두껍게 되도록 형성한다.
그리고 마지막으로, 도 16(f)에 도시하는 바와 같이 상기한 하지막(412IID)에 대하여, 상술한 제 1 착색층(412I)과 같이, 도시하지 않은 레지스트막의 형성, 노광 및 에칭 등을 실시함으로써, 적당한 패터닝을 실시하고, 또한 소성을 실행한다. 그리고, 이 소성시, 도 16(e)에서 설명한 하지막(412IID)의 여분의 두께(Q)는 소멸하고(말하자면, 「막수축」하여), 제 1 착색층(412ID)의 두께와 동일한 두께를 갖는 제 2 착색층(412II)이 형성되게 된다.
이와 같이, 본 실시예에서는, 제 2 착색층(412II)의 하지막(412IID)에 대하 여, 당초부터 여분의 두께(Q)를 감안해 둠으로써 제 2 착색층(412II)의 소성에 의해서, 자연스럽게 제 2 착색층(412II) 및 제 1 착색층(412I)의 두께를 동일하게 할 수 있다. 이러한 형태에 의하면, 양층 사이의 두께에 상위가 있어 단차가 있는 경우에 발생할 수 있는 화상 표시상의 불량을 생기게 할 가능성을 저감할 수 있다. 또한, 도 16(f)에 있어서는 개구부(411a) 상의 제 1 착색층(412I)의 두께와 반사층(411) 상의 제 2 착색층(412II)의 두께는 다르지만, 이 정도의 상위가 본 발명에서 설명한, 두께의 「동일」 범위내에 있는 것은 이미 말한 바와 같다.
이상과 같은 제조 공정을 거치면, 평면시하여 도 3 등에 도시하는 것과 같은 형태로 되는 화소(G)의 일부를 구성할 수 있다.
또한, 상술에 있어서는 포토리소그래피법을 이용하여 제 1 착색층(412I) 및 제 2 착색층(412II)을 형성했지만, 본 발명은 이러한 형태에 한정되는 것이 아니라, 경우에 따라서 착색된 적당한 잉크재를 도시하지 않는 잉크젯 프린터를 이용하여 도포·인쇄하는 등의 수법에 의해서 도 3 등에 나타내는 것 같은 제 1 착색층(412I) 및 제 2 착색층(412II)을 형성하는 것이 가능하다. 이 때, 이 도포·인쇄는 예컨대 도 2에 나타낸 스트라이프 형상 배열로 이루어진 R, G 및 B 각 색의 배열을 각 개구부(411a)의 위치에 따라 일시적으로 실행할 수 있다.
(전자 기기)
상술한 바와 같이 구성된 전기 광학 장치는, 각종 전자 기기의 표시부로서 이용할 수 있지만, 그 일례를 도 18~도 20을 참조하면서 구체적으로 설명한다.
도 18은 본 발명에 관한 전기 광학 장치를 표시 장치로서 이용한 전자 기기의 회로 구성을 나타내는 블록도이다.
도 18에 있어서, 전자 기기는 표시 정보 출력들(77), 표시 정보 처리 회로(71), 전원 회로(72), 타이밍 제네레이터(77) 및 액정 표시 장치(74)를 갖는다. 또한, 액정 표시 장치(74)는 액정 표시 패널(75) 및 구동 회로(76)를 갖는다. 액정 장치(74)로서는 전술한 전기 광학 장치를 이용할 수 있다.
표시 정보 출력원(70)은, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory)등과 같은 메모리, 각종 디스크 등의 스토리지 유닛, 디지털 화상 신호를 동조 출력하는 동조 회로 등을 구비하고, 타이밍 제네레이터(73)에 의해 생성된 각종의 클록 신호에 근거하여, 소정 포맷의 화상 신호 등과 같은 표시 정보를 표시 정보 처리 회로(71)에 공급한다.
표시 정보 처리 회로(71)는 시리얼-패러랠 변환 회로나, 증폭·반전 회로, 로테이션 회로, 감마 보정 회로, 클램프 회로 등과 같은 주지된 각종 회로를 구비하여 입력한 표시 정보의 처리를 실행하고, 그 화상 신호를 클록 신호(CLK)와 함께 구동 회로(76)에 공급한다. 전원 회로(72)는, 각 구성 요소에 소정의 전압을 공급한다.
도 19는 본 발명에 관한 전자 기기의 일 실시예인 모바일형 퍼스널 컴퓨터를 나타내고 있다. 여기에 나타내는 퍼스널 컴퓨터(80)는 키보드(81)를 갖춘 본체부(82)와 액정 표시 유닛(83)을 갖는다. 액정 표시 유닛(83)은 전술한 전기 광학 장치(100)를 포함하여 구성된다.
도 20은 다른 전자 기기인 휴대 전화기를 나타내고 있다. 여기에 나타내는 휴대 전화기(90)는 복수의 조작 버튼(91)과, 전술한 전기 광학 장치(100)로 이루어지는 표시부를 갖고 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 청구의 범위 및 명세서 전체로부터 파악할 수 있는 발명의 요지, 혹은 사상에 반하지 않는 범위에서 적절하게 변경 가능하고, 그와 같은 변경을 따르는 컬러 필터 기판 및 그 제조 방법, 전기 광학 장치 및 전자 기기도 또한 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것이다.
본 발명에 의해서, 착색층의 간극에 기인하는 광누설 등의 발생을 방지하여, 고품질의 컬러 화상의 표시가 가능한 컬러 필터 기판 및 그 제조 방법, 및 해당 컬러 필터 기판을 구비하여 이루어지는 반사반투과형 전기 광학 장치를 제공할 수 있다.

Claims (15)

  1. 반사형 표시 및 투과형 표시를 행할 수 있는 전기 광학 장치에 있어서,
    컬러 필터 기판 상에는 매트릭스로 형성된 복수의 화소부를 갖고,
    상기 복수의 화소부의 각각은,
    투과 영역으로 이루어지는 제 1 영역과,
    상기 제 1 영역에 인접하여 상기 화소 주변쪽의 반사 영역으로 이루어지는 제 2 영역과,
    상기 제 1 영역에 부분적으로 형성된 제 1 착색층과,
    상기 제 2 영역 및 상기 제 1 영역 중 상기 제 1 착색층을 제외한 영역에 형성된 제 2 착색층
    을 구비하고,
    상기 제 1 영역의 상기 제 2 영역에 인접하는 주변 영역에 상기 제 2 착색층이 배치되어 이루어지고, 상기 제 2 착색층은 상기 제 1 착색층보다 분광 특성이 떨어지는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 착색층은, 상기 제 1 영역 내에서 매트릭스 형상 패턴으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 착색층이 형성되어 있는 영역의 에지(edge)와 상기 제 1 영역의 에지 사이에는 소정의 거리가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 착색층의 두께와 상기 제 2 착색층의 두께는 동일한 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 착색층이 형성된 상기 컬러 필터 기판 및 다른쪽 기판 사이에 배치되어 이루어지는 전기 광학 물질을 구비한 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 한 쌍의 기판 사이에 액정이 유지되어 이루어지는 액정 장치에 있어서,
    상기 한 쌍의 기판 중 한 쪽 기판 상에 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 화소부를 갖고,
    각 화소부는 반사 영역과 투과 영역을 가지며,
    상기 투과 영역에는 부분적으로 형성된 제 1 착색층과 상기 제 1 착색층보다 분광 투과율이 떨어지는 제 2 착색층이 배치되어 이루어지고,
    상기 반사 영역에는 상기 제 2 착색층이 배치되어 이루어지는 것
    을 특징으로 하는 액정 장치.
  15. 삭제
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