KR100660588B1 - 컬러 필터 기판, 컬러 필터 기판의 제조 방법, 표시 장치,전기 광학 장치 및 전자 기기 - Google Patents

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우시야마도시히로
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 표시의 밝기 및 콘트라스트를 향상시켜, 컬러 필터 기판의 시인성 향상을 도모하는 것을 과제로 한다.
컬러 필터 기판(304a)은 투명한 기재(309a)와, 기재(309a) 위에 형성된 반사막(312)과, 반사막(312) 위에 형성된 색이 서로 다른 복수의 착색 요소(316)와, 반사막(312) 위로서 복수의 착색 요소(316)의 경계에 형성된 복수의 투명한 뱅크(314)를 갖는다. 착색 요소(316)는 뱅크(314)와 차광 부재(313)에 의해 둘러싸인 영역 내에 잉크젯 기술에 의해 토출되어 고착된다. 뱅크(314) 자체가 반사막의 노출 영역으로 된다.
차광 부재, 뱅크, 착색 요소, 컬러 필터 기판, 표시 장치, 전기 광학 장치, 전자 기기

Description

컬러 필터 기판, 컬러 필터 기판의 제조 방법, 표시 장치, 전기 광학 장치 및 전자 기기{COLOR FILTER SUBSTRATE, METHOD OF MANUFACTURING COLOR FILTER SUBSTRATE, DISPLAY DEVICE, ELECTRO-OPTICAL DEVICE, AND ELECTRONIC EQUIPMENT}
도 1은 본 발명의 실시예 1의 반투과 반사형 액정 표시 장치를 나타내는 단면도.
도 2의 (a)는 반투과 반사형 액정 표시 장치에서의 경계층의 배치를 나타내는 평면도, (b)는 녹색의 경계층을 좁게 한 경계층의 배치를 나타내는 평면도.
도 3은 유색(有色) 경계층 둘레의 확대 단면도.
도4는 본 발명의 실시예 2의 반투과 반사형 액정 표시 장치를 나타내는 단면도.
도 5는 실시예 2의 착색부의 확대 단면도.
도 6은 액체방울 토출 장치의 외관 사시도.
도 7의 (a)는 토출 헤드와 노즐의 배치를 나타내는 평면도, (b)는 토출 헤드의 구조를 나타내는 상세도.
도 8은 착색부로의 액체방울 토출의 상태를 나타내는 단면도.
도 9는 액정 표시 장치의 제조 장치를 나타내는 모식도.
도 10은 액체방울 토출 장치의 제어계의 블록도.
도 11은 컬러 필터 기판의 제조 공정도.
도 12는 전기 광학 장치를 나타내는 단면도.
도 13은 반투과 반사형 액정 표시 장치에서의 경계층의 배치를 나타내는 평면도.
도 14는 본 발명에 따른 컬러 필터 기판의 일 실시예의 1개의 화소 부분을 나타내는 평면도.
도 15의 (a)는 도 14의 A-A선에 따라 컬러 필터 기판의 단면 구조를 나타내는 단면도, (b)는 도 14의 B-B선에 따라 컬러 필터 기판의 단면 구조를 나타내는 단면도.
도 16의 (a)는 본 발명에 따른 전기 광학 장치의 일례인 액정 장치에 포함되는 소자측 기판의 1개의 화소 부분을 나타내는 평면도, (b)는 (a)의 C-C선에 따른 단면도.
도 17은 본 발명에 따른 전기 광학 장치의 일 실시예인 액정 장치를 나타내는 사시도.
도 18은 도 17의 액정 장치에서의 1개의 표시용 도트 영역의 단면 구조를 확대하여 나타내는 도면.
도 19는 도 17의 액정 장치에서 사용되는 스위칭 소자의 1개를 나타내는 사시도.
도 20은 도 14의 컬러 필터 기판에 형성되는 R, G, B의 착색 요소의 배열 패턴 예를 나타내는 것으로서, (a)는 스트라이프 배열, (b)는 모자이크 배열, (c)는 델타 배열을 나타내는 도면.
도 21은 본 발명에 따른 컬러 필터 기판의 제조 방법의 일 실시예를 나타내는 공정도.
도 22는 도 21의 제조 방법에서 사용하는 잉크젯 헤드를 나타내는 사시도.
도 23은 도 22의 잉크젯 헤드의 내부 구조를 나타내는 분해 사시도.
도 24는 도 23의 D-D선에 따른 단면도.
도 25는 본 발명에 따른 전자 기기의 일 실시예를 나타내는 블록도.
도 26은 본 발명에 따른 전자 기기의 실시예인 휴대전화기를 나타내는 사시도.
도 27은 본 발명에 따른 전자 기기의 실시예인 디지털 카메라를 나타내는 사시도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 : 반투과 반사형 액정 표시 장치
3 : 반사층
4 : 개구부
5 : 무색(無色) 경계층
6 : 착색층(着色層)
7 : 피(被)토출부
8 : 오버코팅층
15 : 액정
21 : 유색(有色) 경계층
30 : 반투과 반사형 액정 표시 장치
31 : 산란(散亂) 반사층
32 : 수지 산란층
40, 45 : 컬러 필터 기판
50 : 전기 광학 장치
51 : 컬러 필터부
52 : 유기 EL부
100 : 액체방울 토출 장치
116 : 토출 헤드
117 : 노즐
200 : 액정 표시 장치의 제조 장치
300 : 액정 장치(전기 광학 장치)
302 : 액정 패널
303 : 조명 장치
304a, 304b : 기판
306 : 밀봉재
307 : 스페이서(spacer)
308 : 액정층
309a, 309b : 기재(基材)
311 : 수지층
312 : 반사막
313 : 차광(遮光) 부재
314 : 투명 뱅크
316r, 316g, 316b : 착색 요소
317 : 오버코팅층
318a : 투명 전극
318b : 도트 전극
319a, 319b : 배향막
321a, 321b : 편광판
322 : 라인 배선
323 : TFD 소자
324 : 개구
326 : 제 1 금속
327 : 절연막
328 : 제 2 금속
329 : 돌출부
333a, 333b : 구동용 IC
336 : 도광체
337 : LED
341 : 잉크젯 헤드
342 : 케이싱(casing)
343 : 노즐
344 : 노즐 열(列)
346 : 노즐 플레이트
347 : 진동판
348 : 구획 부재
349 : 저장실
351 : 액체 저장소
352 : 통로
353 : 액상(液狀) 재료의 공급 구멍
354 : 파이프
357 : 가압체
358 : 압전 소자
359a, 359b : 전극
361 : 액체방울
420 : 휴대전화기(전자 기기)
430 : 디지털 카메라(전자 기기)
D : 표시용 도트
G : 셀 갭(gap)
M0 : 액상 재료.
본 발명은 시인성(視認性)이 양호한 컬러 필터 기판, 컬러 필터 기판의 제조 방법, 표시 장치, 전기 광학 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
종래, 외부광에 의한 반사형 표시와 백라이트에 의한 투과형 표시를 겸비하고, 컬러 표시용의 착색층을 빈틈 없이 접하여 배치한 액정 표시 장치에 있어서, 반사형 표시의 경우에, 외부로부터의 입사광이 착색층을 통과하여 착색광으로 되기 때문에, 입사광의 일부가 착색층에 흡수되어 착색광에 의한 표시가 어둡다는 문제를 갖고 있었다. 그래서, 일본국 특개평11-183892호 공보(도 1)에 개시되어 있는 바와 같이, 착색층의 일부에 착색되어 있지 않은 개구부와 개구부에 대응한 반사층을 설치하여, 외부 입사광을 착색층에 흡수시키지 않고 밝은 비(非)착색광으로서 반사시킴으로써, 착색광과 혼합시켜 밝은 표시로 되는 것이 개시되어 있다.
또한, 액정 장치 및 유기 EL 장치 등과 같은 전기 광학 장치에 의해 컬러 표시를 행하는 것은 종래부터 알려져 있지만, 이러한 전기 광학 장치에서는 그 내부에 컬러 필터 기판이 일체로 구성된다. 이 컬러 필터 기판은, 예를 들어, 투명 유리로 이루어지는 기재 위에 R(적색), G(녹색), B(청색)의 3색의 착색 요소를 소정의 배열로 되도록 형성함으로써 형성된다.
그런데, 액정 장치로서 다음의 3종류가 알려져 있다. 첫째는 태양광 및 실 내광 등과 같은 외부광을 장치 내부에서 반사시키고, 그 반사광을 이용하여 표시를 행하는 소위 반사형의 액정 장치이다. 둘째는 냉음극관 및 LED(Light Emitting Diode) 등과 같은 광원으로부터 방출되어 액정 장치의 내부를 투과하는 광을 이용하여 표시를 행하는 소위 투과형의 액정 장치이다. 셋째는 반사형 및 투과형의 2가지 기능을 겸비하는 반투과 반사형의 액정 장치이다.
상기 반사형 액정 장치 및 반투과 반사형 액정 장치에서는, 반사광을 이용하여 표시를 행할 때에, 외부광이 컬러 필터의 착색 요소를 2회 통과하기 때문에 광의 흡수가 많아져 표시의 밝기가 저하된다는 문제가 있었다. 이 문제를 해소하기 위해, 화소 영역 중에 착색 요소를 형성하지 않는 영역, 즉, 반사막의 노출 영역을 형성하도록 한 반사형 액정 장치가 알려져 있다(예를 들어, 일본국 특개평10-186347호 공보(도 1) 참조). 이 액정 장치에서는, 반사막의 노출 부분을 통하여 밝은 광을 통과시킴으로써, 컬러 표시의 밝기가 저하되는 것을 방지하고 있다.
그러나, 상기 일본국 특개평11-183892호 공보(도 1)에 개시된 종래 기술에서는, 착색층의 일부를 개구부로 하여 비착색층으로 하기 때문에, 착색층을 착색부와 비착색부로 나누어 형성할 필요가 있다. 또한, 각 착색층 사이에 경계로 되는 경계층이 없고, 착색층은 빈틈 없이 인접하여 배치되어 있기 때문에, 착색층 서로의 색 중첩이나 색이 없는 틈이 불규칙하게 생겨, 반사형 표시뿐만 아니라 투과형 표시에서도 콘트라스트가 나쁜 표시로 된다는 문제를 갖고 있었다. 그리고, 일본국 특개평10-186347호 공보(도 1)에 개시된 액정 장치에서는, 반사막 노출 부분이 블 랙 마스크의 내측 영역, 즉, 블랙 마스크와는 다른 영역에 설치되기 때문에, 착색 요소의 면적이 좁아진다는 문제가 있었다.
그래서, 본 발명은 상기 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 반사막을 노출시키는 영역을 확보하면서, 밝고 콘트라스트가 양호한, 시인성이 우수한 컬러 필터 기판, 컬러 필터 기판의 제조 방법, 표시 장치, 전기 광학 장치 및 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 컬러 필터 기판은 투명한 기재(基材)와, 상기 기재 위에 형성된 반사막과, 상기 반사막 위에 형성된 색이 다른 복수의 착색(着色) 요소와, 상기 반사막 위로서 상기 복수의 착색 요소의 경계에 형성된 복수의 투명한 뱅크를 갖는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 뱅크에 대해서 「투명」은 착색 요소보다도 광투과율이 높다는 것이며, 구체적으로는, 파장 400㎚∼700㎚의 광에 대하여 광투과율이 50% 이상, 바람직하게는 80% 이상인 것을 의미한다.
이 컬러 필터 기판에 의하면, 착색 요소를 구획하는 뱅크를 투명으로 했기 때문에, 뱅크 그 자체가 반사막 노출부로서 기능한다. 그 때문에, 종래와 같이 블랙 마스크의 내측에 반사막 노출부를 설치한 경우와 비교하여, 착색 요소의 영역을 크게 취하는 것이 가능해져, 충분한 채도(彩度)를 확보할 수 있다. 또한, 뱅크에 의해 둘러싸인 영역 내에 착색 요소를 배치하는 구성이기 때문에, 착색 요소를 액체방울 토출 기술, 즉, 잉크젯 기술을 이용하여 형성할 수 있다.
여기서, 잉크젯 기술은 착색 요소의 재료를 잉크방울로서 노즐로부터 토출하여 원하는 개소에 토착(吐着)시키는 기술이다. 잉크의 토출 방법으로서는, 통전(通電)에 따라 진동하는 압전 소자를 이용하여 노즐의 내부 용적을 변화시켜 잉크를 토출하는 방법이나, 노즐 내부의 잉크를 열팽창시켜 토출하는 방법이나, 기타 임의의 액체방울 토출 기술을 채용할 수 있다.
상기 구성의 컬러 필터 기판은 상기 복수의 착색 요소의 경계로서 상기 뱅크가 없는 부분에 복수의 차광 부재를 갖는 것이 바람직하다. 이 차광 부재는 소위 블랙 마스크로서 기능하기 때문에, 선명한 컬러 상을 표시할 수 있다.
상기 구성의 컬러 필터 기판에 있어서, 상기 복수의 뱅크는 제 1 방향으로 선형으로 연장되는 동시에 그것과 직각인 제 2 방향으로 상기 착색 요소의 폭에 상당하는 간격을 갖고 서로 평행하게 나열되고, 또한 상기 복수의 차광 부재는 제 2 방향으로 선형으로 연장되는 동시에 제 1 방향으로 상기 착색 요소의 폭에 상당하는 간격을 갖고 서로 평행하게 나열되는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 종방향 또는 횡방향의 일 방향으로 차광 부재가 설치되고, 그것과 직교하는 방향으로 투명 뱅크가 설치되어, 이들 차광 부재 및 투명 뱅크에 의해 각 착색 요소의 주위가 둘러싸인다.
상기 구성의 컬러 필터 기판에 있어서, 상기 뱅크의 면적은 상기 뱅크에 인접하는 상기 착색 요소의 색에 대응하여 다른 값으로 설정되는 것이 바람직하다. 본 출원인은 일본국 특원2002-230291호에 있어서, 각각의 화소 영역 내에 뱅크층이나 섬 형상 뱅크 영역 등과 같은 무착색 반사 영역을 설치함으로써, 무착색의 밝은 반사광을 얻을 수 있는 컬러 필터 기판을 제안했다. 여기서 이용되는 무착색 반사 영역의 크기는 착색 요소의 색과 밀접하게 관련되어 있다. 예를 들면, 착색 요소로서 R, G, B의 3색을 이용할 경우, 무착색 반사 영역의 크기를 R, G, B의 각각에 대응하여 변화시키면, 컬러 표시에서의 색 밸런스를 관찰자의 희망에 따라 자유롭게 설정할 수 있다. 이것은 본원 발명에 대해서도 동일하다. 즉, 본원 발명에 있어서는, 투명 뱅크의 면적을 착색 요소의 색에 대응하여 변화시킴으로써, 각색의 밝기를 개별적으로 조절할 수 있고, 이것에 의해, 컬러 표시에서의 색 밸런스를 희망에 따라 조절할 수 있다.
뱅크의 면적을 착색 요소의 색에 대응하여 변화시키도록 한 상기 구성의 컬러 필터 기판에서는, 착색 요소의 제 1 색에 대하여 면적 A1의 투명 영역이 요구되고, 상기 제 1 색에 인접하는 제 2 색에 대하여 면적 A2의 투명 영역이 요구될 때, 상기 제 1 색과 상기 제 2 색 사이에 설치되는 상기 뱅크의 면적은 (A1/2+A2/2)인 것이 바람직하다. 즉, 이 경우에는, 1개의 뱅크에 관하여 그 양쪽 이웃의 착색 요소 각각에 필요로 되는 투명 영역의 반분(半分)씩을 합계한 치수로 설정된다. 환언하면, 1개의 착색 요소에 관해서는, 그 착색 요소의 색에 대하여 요구되는 투명 영역 크기의 반분이 그 착색 요소의 양측에 배분된다.
본 발명에 따른 컬러 필터 기판에 있어서, 상기 복수의 착색 요소의 색 종류는 R(적색), G(녹색), B(청색)이나, C(청록색), M(자홍색), Y(황색) 등의 3색이며, 그들은 스트라이프 배열로 나열되는 것이 바람직하다. 여기서, 스트라이프 배열 은, 예를 들어, 도 20의 (a)에 나타낸 바와 같이, R, G, B 각각의 색이 종방향으로 일렬로 나열되고, 횡방향으로 차례로 1개씩 반복하여 변화하는 배열이다.
또한, 착색 요소의 배열로서는, 스트라이프 배열 이외에 다양하게 채용할 수 있으며, 예를 들어, 도 20의 (b)에 나타낸 모자이크 배열이나 도 20의 (c)에 나타낸 델타 배열 등을 생각할 수 있다. 모자이크 배열은 R, G, B가 종렬과 횡렬의 양쪽에서 차례로 반복하여 나열되는 배열이다. 또한, 델타 배열은 R, G, B가 삼각형의 정점(頂點)에 상당하는 위치에 나열되는 동시에 횡렬 방향에서 R, G, B가 차례로 반복하여 나열되는 배열이다.
다음으로, 본 발명에 따른 컬러 필터 기판은 라인 배선을 구비한 소자 기판에 대향하여 배치되는 경우가 있다. 이 경우에는, 상기 뱅크는 평면적으로 보아 상기 라인 배선을 포함하도록 그 라인 배선보다도 굵게 형성되는 것이 바람직하다. 소자 기판 측에 설치되는 라인 배선은 광을 투과시키지 않는 영역이기 때문에, 블랙 마스크로서 기능한다. 투명한 뱅크를 라인 배선보다도 굵게 형성하면, 뱅크를 통과하는 무착색 반사광을 효과적으로 이용할 수 있다.
평면적으로 보아 투명 뱅크 중에 라인 배선이 포함되는 구조의 컬러 필터 기판에 있어서, 착색 요소의 제 1 색에 대하여 면적 A1의 투명 영역이 요구되고, 상기 제 1 색에 인접하는 제 2 색에 대하여 면적 A2의 투명 영역이 요구되며, 또한 상기 라인 배선의 면적이 AL일 때, 상기 제 1 색과 상기 제 2 색 사이에 설치되는 상기 뱅크의 면적은 (A1/2+A2/2+AL)인 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 투명 뱅크를 통과 하는 무착색 반사광을 효과적으로 이용할 수 있다.
본 발명의 컬러 필터 기판은 광투과성을 갖는 기판과, 기판 위에 형성되며 개구부를 갖는 반사층과, 반사층 위에 형성된 경계층과, 경계층에 의해 둘러싸인 복수의 착색층을 구비한 컬러 필터 기판으로서, 경계층은 서로 동일한 색의 착색층 사이에 유색의 경계층이 형성되어 이루어지고, 서로 다른 색의 착색층 사이에 광투과성의 경계층이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 착색층(착색 요소)의 경계에 경계층을 설치함으로써, 규칙적으로 경계층을 배치할 수 있고, 착색층 서로의 불규칙한 색 중첩 등도 없어져, 색의 콘트라스트 향상이 도모되는 동시에, 넓은 면적의 광투과성의 경계층에 있어서, 외부 입사광의 밝기 저하를 억제한 반사광을 충분히 얻을 수 있기 때문에, 표시의 밝기도 향상된다. 또한, 동일한 색의 착색층 사이에 유색의 경계층(차광 부재)이 형성되어 있어, 동일한 색의 착색층을 형성할 때에, 착색 재료가 튀거나 하여 유색의 경계층이 착색되어도, 표시에 영향이 없기 때문에 착색층의 형성이 용이하다.
이 경우, 상기 착색층 영역의 면적이 개별적으로 다르도록 상기 경계층의 폭이 다른 것이 바람직하고, 착색층은 소정의 용액을 토출 장치에 의해 토출시킨 액체방울에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 경계층의 폭을 변화시키는 것만으로 다른 부분에 영향을 주지 않고 착색층의 크기를 간단하게 바꿀 수 있기 때문에, 인식되기 쉬운 색의 착색층 면적을 작게 하는 등의 밸런스 조정을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 토출 장치에 의해 착색층을 형성함으로써, 액 체방울을 균일하게 도포할 수 있기 때문에, 도포의 두께 및 도포 범위의 편차가 없는 착색층을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 컬러 필터 기판은 광투과성을 갖는 기판과, 기판 위에 형성되며 개구부를 갖는 반사층과, 반사층 위에 형성된 경계층과, 경계층에 의해 둘러싸인 복수의 착색층과, 경계층 및 착색층을 덮도록 형성된 오버코팅층을 구비한 컬러 필터 기판으로서, 경계층이 형성된 반사층의 면은 광을 산란(散亂)시키는 요철(凹凸) 형상이며, 서로 동일한 색의 착색층 사이에 유색의 경계층이 형성되어 이루어지고, 서로 다른 색의 착색층 사이에 광투과성의 경계층이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 반사층(반사막)의 면이 요철 형상이기 때문에 광이 산란하여 반사하고, 입사광 방향으로부터의 상, 예를 들어, 표시를 보고 있는 사람의 눈이나 얼굴 등의 반영(反映)을 방지할 수 있다.
이 경우, 상기 착색층 영역의 면적이 개별적으로 다르도록 상기 경계층의 폭이 다른 것이 바람직하고, 착색층은 소정의 용액을 토출 장치에 의해 토출시킨 액체방울에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 오버코팅층은 반사층에 대응하는 영역에서의 두께가 다른 부분의 두께보다 두껍게 형성되어 있는 것이 바람직하며, 이 구성에서는, 반사층의 영역에서 오버코팅층이 두꺼운 분만큼 동일한 영역의 액정 부분 두께가 적어지고, 광투과성의 경계층(뱅크) 및 착색층으로부터의 반사광이 액정 부분을 통과할 때의 밝기 저하가 억제되어, 보다 밝은 표시가 가능해진다.
본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법은 광투과성을 갖는 기판 위에 개구부를 갖는 반사층을 형성하는 공정과, 반사층 위에 경계층을 형성하는 공정과, 경계층에 의해 둘러싸인 복수의 착색층을 형성하는 공정을 구비한 컬러 필터 기판의 제조 방법으로서, 상기 반사층 위의 제 1 영역에 유색의 경계층을 형성하는 공정과, 상기 반사층 위의 상기 제 1 영역과는 다른 제 2 영역에 광투과성을 갖는 경계층을 형성하는 공정을 갖고, 동일한 색의 착색층 사이에 상기 유색의 경계층이, 또한, 다른 색의 착색층 사이에 상기 광투과성을 갖는 경계층이 각각 형성되도록 상기 착색층을 형성한다. 또한, 경계층을 형성하는 공정은 상기 착색층 영역의 면적이 개별적으로 다르도록 상기 경계층의 폭이 다르고, 착색층을 형성하는 공정은 소정의 용액을 토출 장치에 의해 토출시킨 액체방울에 의해 상기 착색층을 형성하는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법은 광투과성을 갖는 기판 위에 개구부를 갖는 반사층을 형성하는 공정과, 반사층 위에 경계층을 형성하는 공정과, 경계층에 의해 둘러싸인 복수의 착색층을 형성하는 공정과, 경계층 및 착색층을 덮도록 오버코팅층을 형성하는 공정을 구비한 컬러 필터 기판의 제조 방법으로서, 상기 반사층 위의 제 1 영역에 유색의 경계층을 형성하는 공정과, 상기 반사층 위의 상기 제 1 영역과는 다른 제 2 영역에 광투과성을 갖는 경계층을 형성하는 공정을 갖고, 상기 경계층이 형성된 상기 반사층의 면은 광을 산란시키는 요철 형상인 것을 특징으로 한다. 또한, 경계층을 형성하는 공정은 서로 동일한 색의 착색층 사이에 유색의 경계층을 형성하는 공정과, 서로 다른 색의 착색층 사이에 광투 과성의 경계층을 형성하는 공정으로 이루어지는 것이 바람직하고, 또한, 상기 착색층 영역의 면적이 개별적으로 다르도록 상기 경계층의 폭이 다른 것이 바람직하다. 그리고, 착색층을 형성하는 공정은 소정의 용액을 토출 장치에 의해 토출시킨 액체방울에 의해 상기 착색층을 형성하는 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명에 따른 컬러 필터 기판의 제조 방법은 기재 위에 반사막을 형성하는 공정과, 상기 반사막 위에 복수의 밴드 형상의 차광 부재를 표시용 도트의 일 방향의 폭에 대응하는 간격을 두어 서로 평행하게 형성하는 공정과, 상기 반사막 위에 밴드 형상이고 투명한 뱅크를 표시용 도트의 상기 일 방향과 직각인 방향의 폭에 대응하는 간격을 두어 서로 평행하게 형성하는 공정과, 상기 차광 부재와 상기 뱅크에 의해 둘러싸인 복수의 영역 내에 액체방울 토출에 의해 색이 다른 복수의 착색 요소를 소정의 배열로 되도록 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
이 컬러 필터 기판의 제조 방법에 의하면, 착색 요소를 구획하는 뱅크를 투명으로 했기 때문에, 뱅크 그 자체가 반사막 노출부로서 기능한다. 그 때문에, 종래와 같이 블랙 마스크의 내측에 반사막 노출부를 설치한 경우와 비교하여, 착색 요소의 영역을 크게 취하는 것이 가능해져, 충분한 채도를 확보할 수 있다. 또한, 액체방울 토출 기술, 즉, 잉크젯 기술을 이용하여 착색 요소를 형성하기 때문에, 종래 이용되었던 포토리소그래피 처리에 비하여 작업이 간단해져, 잉크의 소비량을 절약할 수 있는 등의 효과를 얻을 수 있다.
상기 구성의 컬러 필터 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 뱅크를 형성하는 공정에서는, 상기 복수의 뱅크의 면적은 각각의 뱅크에 인접하는 상기 착색 요소의 색에 대응하여 다른 값으로 설정되는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 컬러 표시에서의 색 밸런스를 희망에 따라 조절할 수 있다.
또한, 상기 구성의 컬러 필터 기판의 제조 방법에 있어서, 착색 요소의 제 1 색에 대하여 면적 A1의 투명 영역이 요구되고, 상기 제 1 색에 인접하는 제 2 색에 대하여 면적 A2의 투명 영역이 요구될 때, 상기 뱅크를 형성하는 공정에서는, 상기 제 1 색과 상기 제 2 색 사이에 설치되는 상기 뱅크의 면적은 (A1/2+A2/2)로 설정되는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 1개의 착색 요소에 대하여 요구되는 투명 영역은 그 착색 요소의 양측에 배분하여 배치된다.
또한, 상기 구성의 컬러 필터 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 액체방울 토출에 의해 복수의 착색 요소를 형성하는 공정에서는, R(적색), G(녹색), B(청색)의 3색의 착색 요소가 스트라이프 배열로 나열되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 컬러 필터 기판의 제조 방법으로서, 라인 배선을 구비한 소자 기판에 대향하여 사용되는 컬러 필터 기판의 제조 방법에서, 상기 뱅크를 형성하는 공정에서는, 상기 뱅크는 평면적으로 보아 상기 라인 배선을 포함하도록 그 라인 배선보다도 굵게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 구성의 컬러 필터 기판의 제조 방법에 있어서, 착색 요소의 제 1 색에 대하여 면적 A1의 투명 영역이 요구되고, 상기 제 1 색에 인접하는 제 2 색에 대하여 면적 A2의 투명 영역이 요구되며, 또한 상기 라인 배선의 면적이 AL일 때, 상기 뱅크를 형성하는 공정에서는, 상기 제 1 색과 상기 제 2 색 사이에 설치되는 상기 뱅크의 면적은 (A1/2+A2/2+AL)로 설정되는 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명에 따른 전기 광학 장치는 상기한 구성의 컬러 필터 기판과, 상기 컬러 필터 기판에 대향하는 대향 기판과, 상기 컬러 필터 기판과 상기 대향 기판 사이에 배치된 전기 광학 물질의 층을 갖는 것을 특징으로 한다. 이러한 전기 광학 장치로서는, 예를 들어, 액정 장치, 유기 EL 장치, 플라즈마 디스플레이 장치, 기타 각종 장치를 생각할 수 있다.
이 전기 광학 장치에서는, 내장하는 컬러 필터 기판에서 착색 요소를 구획하는 뱅크를 투명으로 했기 때문에, 뱅크 그 자체가 반사막 노출부로서 기능한다. 그 때문에, 종래와 같이 블랙 마스크의 내측에 반사막 노출부를 설치한 경우와 비교하여, 착색 요소의 영역을 크게 취하는 것이 가능해져, 충분한 채도를 확보할 수 있다. 이것에 의해, 전기 광학 장치에 관한 각종 표시를 선명한 색채로 표시할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 전자 기기는 상기 전기 광학 장치와, 상기 전기 광학 장치의 동작을 제어하는 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 한다. 이러한 전자 기기로서는, 예를 들어, 휴대전화기, 휴대 정보 단말기, PDA(Personal Digital Assistant), 기타 각종 기기를 생각할 수 있다.
본 발명의 표시 장치는 광투과성을 갖는 기판과, 기판 위에 형성되며 개구부 를 갖는 반사층과, 반사층 위에 형성된 경계층과, 경계층에 의해 둘러싸인 복수의 착색층을 구비한 컬러 필터 기판을 갖는 표시 장치로서, 경계층은 서로 동일한 색의 착색층 사이에 유색의 경계층이 형성되어 이루어지고, 서로 다른 색의 착색층 사이에 광투과성의 경계층이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이 경우, 상기 착색층 영역의 면적이 개별적으로 다르도록 상기 경계층의 폭이 다른 것이 바람직하고, 착색층은 소정의 용액을 토출 장치에 의해 토출시킨 액체방울에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 표시 장치는 광투과성을 갖는 기판과, 기판 위에 형성되며 개구부를 갖는 반사층과, 반사층 위에 형성된 경계층과, 경계층에 의해 둘러싸인 복수의 착색층과, 경계층 및 착색층을 덮도록 형성된 오버코팅층을 구비한 컬러 필터 기판을 갖는 표시 장치로서, 상기 경계층이 형성된 상기 반사층의 면은 광을 산란시키는 요철 형상이며, 서로 동일한 색의 착색층 사이에 유색의 경계층이 형성되어 이루어지고, 서로 다른 색의 착색층 사이에 광투과성의 경계층이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 착색층 영역의 면적이 개별적으로 다르도록 상기 경계층의 폭이 다른 것이 바람직하다. 그리고, 착색층은 소정의 용액을 토출 장치에 의해 토출시킨 액체방울에 의해 형성되고, 오버코팅층은 반사층에 대응하는 영역에서의 두께가 다른 부분의 두께보다 두껍게 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 전기 광학 장치는 광투과성의 부분을 포함하는 경계층으로 둘러싸인 착색층을 갖는 컬러 필터부와, 착색층에 각각 대응한 개별 광원인 유기 EL부로 구성된 것을 특징으로 한다. 이 구성에 의하면, 원하는 색의 착색층에 대응하는 유기 EL만 발광하는 낭비가 없는 에너지 절약형 광원과 광투과성의 경계층을 통과한 밝은 유기 EL광에 의해, 시인성이 양호한 전기 광학 장치를 얻을 수 있다.
본 발명의 전자 기기는 컬러 필터 기판 또는 표시 장치 또는 전기 광학 장치를 탑재한 것을 특징으로 하고, 이 구성에 의하면, 색의 콘트라스트 및 밝기가 향상된, 보기 쉬운 표시 장치를 구비한 각종 표시 장치, 예를 들어, 휴대전화, 손목시계, 전자사전, 휴대 게임기, 소형 텔레비전 등을 실현할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 컬러 필터 기판을 탑재한 표시 장치인 액정 표시 장치의 실시예를 설명한다. 이 액정 표시 장치는 외부광을 받아들여 그 반사광에 의해 표시를 행하는 반사형 표시와 백라이트의 광에 의해 표시를 행하는 투과형 표시를 겸비하고, 주위의 밝기에 따라 최적의 표시 방법으로 표시를 행하는 에너지 절약형의 소위 반투과 반사형 액정 표시 장치이며, 컬러 표시를 위한 착색층을 구비한 컬러 필터 기판을 갖고 있다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 반투과 반사형 액정 표시 장치의 단면도이다. 이 단면도에서 액정(15)에 대하여 광원(20)이 배치되어 있는 측을 배면(背面) 측이라고 칭하고, 반대쪽을 전면(前面) 측이라고 칭한다. 통상, 전면 측으로부터 표시 내용의 확인이 실행된다. 또한, 도 2는 본 발명의 요부(要部)인 경계층의 배치를 전면 측으로부터 보아 나타낸 도면이며, X축 방향으로 복수 연장되는 광투과성의 무색 경계층(5)과, X축과 직교하는 Y축 방향으로 복수 연장되는 광투과성이 없는 유색 경 계층(21)이 격자 형상으로 형성되어 있다. 무색 경계층(5)의 단면(A-A')을 나타낸 도면이 도 1이고, 유색 경계층(21)의 단면(B-B')을 나타낸 도면이 도 3이다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 반투과 반사형 액정 표시 장치(1)는 광투과성의 배면 기판(2)과 전면 기판(11)이 대향하여 배치되고, 배면 기판(2)의 전면 측에 형성된 개구부(4)를 갖는 반사층(3)과, 반사층(3) 위에 개구부(4)를 둘러싸도록 형성된 무색 경계층(5) 및 유색 경계층(21)과, 무색 경계층(5) 및 유색 경계층(21)에 의해 형성되며 후술하는 토출 장치에 의해 소정의 착색액이 도포되는 복수의 피토출부(7)와, 각 피토출부(7)에 도포된 착색액의 층인 착색층(6R, 6G, 6B)과, 무색 경계층(5), 유색 경계층(21) 및 착색층(6R, 6G, 6B)을 전체적으로 덮는 오버코팅층(8)으로 이루어지는 컬러 표시를 위한 컬러 필터 기판(40)을 갖는다.
또한, 전면 기판(11)의 배면 측에는 착색층(6R, 6G, 6B)에 대응하여 배치된 화소 전극(12)과, 화소 전극(12)을 덮는 배향막(13)이 형성되고, 상술한 오버코팅층(8) 위에는 화소 전극(12)에 대응하여 배치된 대향 전극(9)과, 대향 전극(9)을 덮어 배향막(10)이 형성되어 있다. 그리고, 배향막(10)과 배향막(13) 사이에 전면 기판(11)의 외주부에 따르도록 밀봉재(14)가 형성되고, 밀봉재(14), 배향막(10) 및 배향막(13)으로 이루어지는 공간에 액정(15)이 봉입(封入)되어 있다. 또한, 전면 기판(11)의 전면 측에 점착된 전면 편광판(17)과, 배면 기판(2)의 배면 측에 점착된 배면 편광판(16)과, 배면 편광판(16)의 배면측 전면(全面)을 덮도록 완충재(18)를 통하여 설치된 도광판(19)과, 도광판(19)에 광을 공급하는 광원(20)을 구비하고 있다.
또한, 착색층(6R, 6G, 6B)은 격자 형상으로 규칙적으로 배치되어 있으며, X축 방향으로 동일한 색의 착색층(6)이 열을 이루고, Y축 방향으로 착색층(6R, 6G, 6B)이 차례로 나열되어 있어, 서로 다른 색의 착색층(6)의 경계에는 무색 경계층(5)이 배치되고, 동일한 색의 착색층(6)의 경계에는 유색 경계층(21)이 배치되어 있다. 이들 착색층(6)은 경계층(5, 21)에 의해 구획되어 있어, 상호의 색이 서로 중첩되거나 틈이 생겨 색의 콘트라스트가 나빠지지 않고, 선명한 표시를 표현할 수 있다. 또한, 무색 경계층(5), 대향 전극(9), 화소 전극(12), 배향막(10, 13) 및 오버코팅층(8)은 광투과성이다.
이러한 구성의 반투과 반사형 액정 표시 장치(1)가 행하는 반사형 표시를 처음으로 설명한다. 외부광 Q 및 S는 전면 편광판(17)에 입사하면, 전면 편광판(17)이 투과하는 방향(투과축 방향)의 광만이 통과하여, 다른 방향의 광은 전면 편광판(17)에 흡수된다. 전면 편광판(17)을 통과한 외부광 Q 및 외부광 S는 화소 전극(12)→배향막(13)→액정(15)→배향막(10)→대향 전극(9)→오버코팅층(8)의 경로로 입사한다. 여기서 외부광 S는 착색층(6R, 6G, 6B) 중 어느 하나를 통과하여 반사층(3)에 도달하고, 반사층(3)에서 반사하여 다시 착색층(6)을 통과하여, 착색층(6)의 각각의 색으로 착색된 착색광으로 되어, 입사와 반대의 경로를 거쳐 전면 측에 출사한다. 한편, 외부광 Q는 무색 경계층(5)을 통과하여 반사층(3)에 도달하고, 반사층(3)에서 반사하여 다시 무색 경계층(5)을 통과하여, 비착색광으로서 입사와 반대의 경로를 거쳐 전면 측에 출사한다.
외부광 S 중에서 착색된 상기 색 이외의 파장의 광은 착색층(6)에 흡수된다. 그리고, 외부광 S는 착색층(6)을 2회 통과하기 때문에 밝기가 저하된다. 색의 농도를 높이기 위해, 착색층(6)의 층 두께를 두껍게 하면, 밝기가 더 저하된다. 한편, 비착색의 외부광 Q는 착색층(6)을 통과하지 않고 무색 경계층(5)을 통과하기 때문에, 밝은 상태 그대로 출사한다. 그래서, 외부광 S의 밝기를 높이기 위해, 외부광 Q와 외부광 S를 동시에 전면으로부터 출사시키도록 하여, 상승 효과로서 전체적인 밝기를 확보하고 있다. 착색광과 비착색광이 혼합되어 밝아진 광은 사람의 눈에는 착색광과 비착색광의 구별이 되지 않아, 각각의 착색광으로서 인식된다.
이러한 효과가 있는 무색 경계층(5)은 광투과성이 양호한 아크릴 수지나 에폭시 수지로 이루어지고, 서로 다른 색의 착색층(6)의 경계에 규칙적으로 형성되어 있기 때문에, 각 착색층(6) 전체의 밝기의 밸런스가 얻어져 보기 쉬운 표시로 된다. 또한, 동일한 색의 착색층(6)의 경계에 형성된 수지제의 유색 경계층(21)은 흑색으로서 색의 콘트라스트를 양호하게 하는 동시에, 후술하는 토출 장치에서의 착색층(6) 형성에서 착색액이 유색 경계층(21) 위에 토출되어도 표시에 영향을 주지 않기 때문에, 연속적으로 착색액의 토출을 행할 수 있는 이점이 있다. 통상, 이들 양 경계층은 모두 디스펜서나 스크린 인쇄 등에 의해 형성된다.
착색층(6R, 6G, 6B)을 통과한 착색광 중에서 녹색광은 다른 적색 및 청색의 광과 비교하여, 사람의 눈으로 보았을 때의 인식도가 높다. 즉, 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이 녹색 착색층(6G)의 영역을 좁게 하여도, 착색층(6G)을 통과한 착색광은 사람의 눈에는 다른 색의 착색광과 동일하게 인식된다. 이 때문에, 녹색의 표시가 불선명하게 느껴지지 않는다. 즉, 착색층(6G)의 영역이 비교적 작아도 색 밸런스가 붕괴되지 않는다. 이것을 이용하여, 착색층(6G)에 접하는 무색 경계층(5)의 폭을 착색층(6G) 측으로 넓힘으로써 비착색광의 외부광 Q의 영역을 넓히고, 반사형 표시에서의 밝기를 전체적으로 향상시킬 수 있다. 이와 같이 무색 경계층(5)의 폭을 조정함으로써, 표시의 밝기를 향상시킬 뿐만 아니라, 사용하는 녹색 착색액의 삭감을 도모할 수 있다. 녹색뿐만 아니라 다른 색에 있어서도, 동일한 밸런스 조정을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 배면 기판(2) 위에 형성된 반사층(3)은 은, 알루미늄, 니켈, 크롬 등의 박막이며, 광을 반사한다. 오버코팅층(8)은 무색 경계층(5), 유색 경계층(21), 착색층(6R, 6G, 6B)의 형성에 의한 요철을 평탄화하여 대향 전극을 형성하기 쉽게 한다. 배향막(10, 13)은 각각 대향 전극(9) 및 화소 전극(12)을 덮어 보호하는 동시에, 유기 재료 등이 배어나와 액정(15)을 열화(劣化)시키는 것을 방지하는 목적이 있다.
액정(15)은 액정(15)을 사이에 두어 대치하는 대향 전극(9)과 화소 전극(12) 사이에 인가되는 전계에 따라, 액정 분자의 배향 상태가 변화되어 통과하는 광을 제어할 수 있다. 따라서, 대향 전극(9)과 화소 전극(12)은 착색층(6R, 6G, 6B)의 각각과 무색 경계층(5)에 대응한 위치에 쌍으로 되도록 배치되고, 광의 투과 및 차단이나 각각의 색의 밝기를 제어하여 소정의 표시를 나타낸다. 무색 경계층(5) 영역에서는 서로 인접하는 대향 전극(9)의 각각이 무색 경계층(5) 폭의 반분씩을 덮도록 배치되어 있다. 즉, 외부광 Q와 외부광 S의 투과 및 차단은 쌍으로 된 대향 전극(9), 화소 전극(12)의 각각의 영역마다 제어되고 있다. 또한, 외부광 Q 및 S 는 착색층(6)의 통과와 동일하게, 액정(15)을 2회 통과한다.
다음으로, 투과형 표시에 대해서 간단하게 설명한다. 투과형 표시에서는, 반사형 표시와 달리 외부광 Q 및 S 대신에 광원(20)으로부터 발광된 투과광 P를 이용한다. 투과광 P는 도광판(19)에 의해 배면 편광판(16)에 유도되고, 배면 편광판(16)이 광을 투과하는 방향(투과축 방향)의 광만이 배면 편광판(16)을 통과하여, 다시 배면 기판(2)을 통과하여, 개구부(4)로부터 착색층(6R, 6G, 6B)에 입사한다. 착색층(6R, 6G, 6B)에 입사한 투과광 P는 입사한 착색층(6)의 각각의 색으로 착색되어, 오버코팅층(8)→대향 전극(9)→배향막(10)→액정(15)→배향막(13)→화소 전극(12)→전면 기판(11)→전면 편광판(17)의 경로를 거쳐 전면 측에 출사한다. 통상, 투과광 P는 착색층(6) 및 액정(15)을 1회 통과할 뿐이기 때문에, 전면으로부터 입사 시의 외부광 S와 광원으로부터의 투과광 P가 동일한 밝기라고 하면, 전면으로부터의 출사 시의 밝기는 투과광 P가 더 밝다. 본 발명은 외부광 S에 밝은 외부광 Q를 부가함으로써 반사형 표시의 밝기를 증대시켜, 투과형 표시와의 밝기 차를 상당히 적게 하는 것이다.
(실시예 2)
다음으로, 본 발명의 실시예 2에 대해서 설명한다. 도 4는 실시예 2의 반투과 반사형 액정 표시 장치(30)의 단면도이다. 실시예 1과 동일하게, 이 단면도에서 액정(15)에 대하여 광원(20)이 배치되어 있는 측을 배면 측, 반대쪽을 전면 측이라고 칭한다. 경계층의 배치에 대해서는, 도 2에 나타낸 바와 같이 X축 방향으로 복수 연장되는 무색 경계층(5)과, X축과 직교하는 Y축 방향으로 복수 연장되는 유색 경계층(21)이 격자 형상으로 형성되어 있다. 무색 경계층(5)의 단면(A-A')을 나타낸 도면이 도 4이고, 유색 경계층(21)의 단면(B-B')을 나타낸 도면이 도 5이다. 실시예 1과의 차이점은 수지 산란층(32)을 새롭게 설치한 것과, 반사층(3)에 요철을 설치하여 산란 반사층(31)으로 한 것과, 오버코팅층(8)의 두께를 부분적으로 바꾼 것이다.
도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 반투과 반사형 액정 표시 장치(30)는 광투과성의 배면 기판(2)과 전면 기판(11)이 대향하여 배치되고, 배면 기판(2)의 전면 측에 형성되며 전면측 표면에 요철을 설치한 수지 산란층(32)과, 수지 산란층(32) 위에 형성된 개구부(4) 및 전면측 표면에 광을 산란시키는 요철면을 갖는 산란 반사층(31)과, 산란 반사층(31) 위에서 개구부(4)를 둘러싸도록 형성된 무색 경계층(5) 및 유색 경계층(21)과, 무색 경계층(5) 및 유색 경계층(21)에 의해 형성되며 후술하는 토출 장치에 의해 소정의 착색액이 도포되는 복수의 피토출부(7)와, 각 피토출부(7)에 도포된 착색액의 층인 착색층(6R, 6G, 6B)과, 무색 경계층(5), 유색 경계층(21) 및 착색층(6R, 6G, 6B)을 전체적으로 덮는 동시에 산란 반사층(31)에 대응하는 부분이 두껍게 형성되어 있는 오버코팅층(8)으로 이루어지는 컬러 표시를 위한 컬러 필터 기판(45)을 갖는다.
또한, 전면 기판(11)의 배면 측에는 착색층(6R, 6G, 6B)에 대응하여 배치된 화소 전극(12)과, 화소 전극(12)을 덮는 배향막(13)이 형성되고, 상술한 오버코팅층(8) 위에는 화소 전극(12)에 대응하여 오목한 형상으로 배치된 대향 전극(9)과, 대향 전극(9)을 덮어 배향막(10)이 형성되어 있다. 그리고, 배향막(10)과 배향막 (13) 사이에 전면 기판(11)의 외주부에 따르도록 밀봉재(14)가 형성되고, 밀봉재(14), 배향막(10) 및 배향막(13)으로 이루어지는 공간에 액정(15)이 봉입되어 있다. 또한, 반투과 반사형 액정 표시 장치(30)는 전면 기판(11)의 전면 측에 점착된 전면 편광판(17)과, 배면 기판(2)의 배면 측에 점착된 배면 편광판(16)과, 배면 편광판(16)의 전면을 덮도록 완충재(18)를 통하여 설치된 도광판(19)과, 도광판(19)에 광을 공급하는 광원(20)을 구비하고 있다.
또한, 착색층(6R, 6G, 6B)은 격자 형상으로 규칙적으로 배치되어 있으며, X축 방향으로 동일한 색의 착색층(6)이 열을 이루고, Y축 방향으로 착색층(6R, 6G, 6B)이 차례로 나열되어 있어, 서로 다른 색의 착색층(6)의 경계에는 무색 경계층(5)이 배치되고, 동일한 색의 착색층(6)의 경계에는 유색 경계층(21)이 배치되어 있다. 또한, 무색 경계층(5), 대향 전극(9), 화소 전극(12), 배향막(10, 13), 오버코팅층(8) 및 수지 산란층(32)은 광투과성이다.
이러한 구성의 반투과 반사형 액정 표시 장치(30)에서의 반사형 표시를 우선 설명한다. 외부광 Q 및 외부광 S가 전면 편광판(17)에 입사하면, 전면 편광판(17)이 투과하는 방향(투과축 방향)의 광만이 통과하여, 통과한 광은 화소 전극(12)→배향막(13)→액정(15)→배향막(10)→대향 전극(9)→오버코팅층(8)의 경로로 입사한다. 여기서 외부광 S는 착색층(6R, 6G, 6B) 중 어느 하나를 통과하여 산란 반사층(31)에 도달하고, 산란 반사층(31)에서 반사하여 다시 착색층(6)을 통과하여, 착색층(6)의 각각의 색으로 착색된 착색광으로 되어, 입사와 반대의 경로를 거쳐 전면 측에 출사한다. 한편, 외부광 Q는 무색 경계층(5)을 통과하여 산란 반사층(31)에 도달하고, 산란 반사층(31)에서 반사하여 다시 무색 경계층(5)을 통과하여, 비착색광으로서 입사와 반대의 경로를 거쳐 전면 측에 출사한다.
여기서, 외부광 Q 및 S는 산란 반사층(31)에서 반사할 때에, 산란 반사층(31) 표면의 요철에 의해 다양한 방향으로 산란한다. 이것에 의해, 요철이 없는 경우에 생기는 전면으로부터의 사람의 눈이나 얼굴 등의 상 반영을 방지할 수 있어, 보다 선명한 표시를 얻을 수 있다. 이 산란 반사층(31)은 은, 알루미늄, 니켈, 크롬 등의 박막이며, 광을 반사한다. 또한, 산란 반사층(31)의 표면에는 광을 산란시키기 위해 산소 플라즈마 처리 등에 의해 요철이 설치되어 있다. 또한, 개구부(4)에 입사한 외부광은 거의 반사되지 않지만, 약간의 반영도 방지하여 표시를 선명하게 하기 위해, 수지 산란층(32)의 전면측 표면에도 요철을 설치하고 있다.
외부광 S는 착색층(6)을 2회 통과하여 소정의 색과 색의 농담으로 착색되어 밝기가 감소하고, 외부광 Q는 착색층(6)을 통과하지 않고 무색 경계층(5)을 통과하여 밝은 상태 그대로 출사한다. 이와 같이, 외부광 Q와 외부광 S를 동시에 전면으로부터 출사시키도록 하여, 전체적인 밝기를 확보하고 있다. 이러한 효과가 있는 무색 경계층(5)은 광투과성이 양호한 아크릴 수지나 에폭시 수지로 이루어지고, 서로 다른 색의 착색층(6)의 경계에 규칙적으로 형성되어 있기 때문에, 각 착색층(6) 전체의 밝기의 밸런스가 얻어져 보기 쉬운 표시로 된다. 그리고, 동일한 색의 착색층(6)의 경계에 형성된 수지제의 유색 경계층(21)은 흑색으로서 색의 콘트라스트를 양호하게 하는 동시에, 후술하는 토출 장치에서의 착색층(6) 형성에서 착색액이 유색 경계층(21) 위에 토출되어도 표시에 영향을 주지 않기 때문에, 연속적으로 착 색액의 토출을 행할 수 있는 이점이 있다.
또한, 녹색의 광은 적색 및 청색의 광에 비하여 사람의 눈에 인식되기 쉽기 때문에, 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 무색 경계층(5)을 넓혀 녹색 착색층(6G)의 영역을 좁게 하여도 시인성에 문제는 생기지 않는다. 또한, 무색 경계층(5)을 넓힌 만큼 외부광 Q가 증가하여 반사형 표시의 밝기가 향상된다. 또한, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 산란 반사층(31)에 의해 반사된 외부광 Q 및 S의 밝기를 유지하기 위해, 산란 반사층(31)에 대응하는 오버코팅층(8)을 그 부분만 두껍게 형성하여, 산란 반사층(31)에서 반사한 외부광 Q 및 S가 통과하는 액정(15) 부분의 길이를 다른 부분보다 짧게 설정하고 있다. 이것에 의해, 액정(15) 통과에 의한 밝기의 감소가 억제되어, 전면으로부터의 출사광의 밝기를 향상시킬 수 있다.
또한, 무색 경계층(5)과 유색 경계층(21)의 배치에 대해서 보충하면, 무색 경계층(5)과 유색 경계층(21)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 무색 경계층(5)이 X축 방향으로 연속적으로 연장되고, 유색 경계층(21)이 Y축 방향으로 단속적(斷續的)으로 연장되는 구성뿐만 아니라, 도 13에 나타낸 바와 같이, 유색 경계층(21)이 Y축 방향으로 연속적으로 연장되고, 무색 경계층(5)이 X축 방향으로 단속적으로 연장되는 구성일 수도 있다.
투과형 표시에 대해서는 상술한 반투과 반사형 액정 표시 장치(1)와 동일하다. 실시예 2에서는, 외부광 Q 및 S가 통과하는 액정(15)의 길이를 짧게 하여 밝기의 감소를 억제하는 연구가 더 부가되어 있어, 입사할 때의 외부광 Q 및 S와 광원(20)으로부터의 투과광 P가 동일한 밝기라고 하면, 전면에 출사하는 투과광 P와 외부광 Q 및 S의 밝기 차이가 없는 설정으로 되어 있다. 즉, 반투과 반사형 액정 표시 장치(30)는 투과광 P와 외부광 Q 및 S의 통과 경로 차이에 의한 밝기 차이를 해소하는 표시 밸런스가 양호한 표시 장치이다.
이러한 실시예 1 및 2에서 설명한 반투과 반사형 액정 표시 장치(1, 30)에 있어서, 컬러 표시의 요부인 착색층(6R, 6G, 6B)을 균일하게 형성하기 위해서는, 액체방울 토출 장치를 이용하여 착색액을 액체방울의 상태로 피토출부(7)에 토출하여 도포함으로써 가능하다. 이 경우, 오버코팅층(8)도 액체방울 토출 장치에 의해 형성할 수 있다.
액체방울 토출 장치(100)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 액체방울을 토출하는 헤드부(110)를 갖는 헤드 기구부(102)와, 헤드부(110)로부터 토출된 액체방울의 토출 대상인 워크(120)를 탑재 배치하는 워크 기구부(103)와, 헤드부(110)에 액체(133)를 공급하는 액체 공급부(104)와, 이들 각 기구부 및 공급부를 총괄적으로 제어하는 제어부(105)를 포함한다.
액체방울 토출 장치(100)는 스테이지 위에 설치된 복수의 지지각(106)과, 지지각(106)의 상측에 설치된 정반(定盤)(107)을 구비하고 있다. 정반(107)의 상측에는 워크 기구부(103)가 정반(107)의 길이 방향(X축 방향)으로 연장되도록 배치되어 있고, 워크 기구부(103)의 위쪽에는 정반(107)에 고정된 2개의 기둥에 의해 양쪽에서 지지되고 있는 헤드 기구부(102)가 워크 기구부(103)와 직교하는 방향(Y축 방향)으로 연장되어 배치되어 있다. 또한, 정반(107)의 한쪽 단부(端部) 위에는 헤드 기구부(102)의 헤드부(110)로부터 연통(連通)하여 액체(133)를 공급하는 액체 공급부(104)가 배치되어 있다. 또한, 정반(107)의 하측에는 제어부(105)가 수용되어 있다.
헤드 기구부(102)는 액체(133)를 토출하는 헤드부(110)와, 헤드부(110)를 탑재한 캐리지(111)와, 캐리지(111)의 Y축 방향으로의 이동을 가이드하는 Y축 가이드(113)와, Y축 가이드(113)의 하측에 Y축 방향으로 설치된 Y축 볼나사(115)와, Y축 볼나사(115)를 정역(正逆) 회전시키는 Y축 모터(114)와, 캐리지(111)의 하부에 있어, Y축 볼나사(115)와 나사 결합하여 캐리지(111)를 이동시키는 암나사부가 형성된 캐리지 나사 결합부(112)를 구비하고 있다.
워크 기구부(103)는 헤드 기구부(102)의 아래쪽에 위치하고, 헤드 기구부(102)와 대략 동일한 구성에 의해 X축 방향으로 배치되어 있으며, 워크(120)를 탑재 배치하고 있는 탑재 배치대(121)와, 탑재 배치대(121)의 이동을 가이드하는 X축 가이드(123)와, X축 가이드(123)의 하측에 설치된 X축 볼나사(125)와, X축 볼나사(125)를 정역 회전시키는 X축 모터(124)와, 탑재 배치대(121)의 하부에 있어, X축 볼나사(125)와 나사 결합하여 탑재 배치대(121)를 이동시키는 탑재 배치대 나사 결합부(122)로 이루어져 있다.
또한, 헤드 기구부(102) 및 워크 기구부(103)에는, 도시하고 있지 않지만, 헤드부(110)와 탑재 배치대(121)가 이동한 위치를 검출하는 위치 검출 수단이 각각 구비되어 있다. 또한, 캐리지(111)와 탑재 배치대(121)에는 회전 방향(소위 Θ축)을 조정하는 기구가 일체로 구성되어, 헤드부(110)의 중심을 회전 중심으로 한 회전 방향 조정 및 탑재 배치대(121)의 회전 방향 조정이 가능하다.
이들 구성에 의해, 헤드부(110)와 워크(120)는 각각 Y축 방향 및 X축 방향으로 왕복 가능하게 이동할 수 있다. 우선, 헤드부(110)의 이동에 대해서 설명한다. Y축 모터(114)의 정역 회전에 의해 Y축 볼나사(115)가 정역 회전하고, Y축 볼나사(115)에 나사 결합하고 있는 캐리지 나사 결합부(112)가 Y축 가이드(113)를 따라 이동함으로써, 캐리지 나사 결합부(112)와 일체인 캐리지(111)가 임의의 위치로 이동한다. 즉, Y축 모터(114)의 구동에 의해, 캐리지(111)에 탑재한 헤드부(110)가 Y축 방향으로 자유롭게 이동한다. 마찬가지로, 탑재 배치대(121)에 탑재 배치된 워크(120)도 X축 방향으로 자유롭게 이동한다.
이와 같이, 헤드부(110)는 Y축 방향의 토출 위치까지 이동하여 정지하고, 아래쪽에 있는 워크(120)의 X축 방향의 이동에 동조하여 액체방울을 토출하는 구성으로 되어 있다. X축 방향으로 이동하는 워크(120)와 Y축 방향으로 이동하는 헤드부(110)를 상대적으로 제어함으로써, 워크(120) 위에 소정의 묘화 등을 행할 수 있다.
다음으로, 헤드부(110)에 액체(133)를 공급하는 액체 공급부(104)는 헤드부(110)에 연통하는 유로(流路)를 형성하는 튜브(131a)와, 튜브(131a)에 액체를 보내는 펌프(132)와, 펌프(132)에 액체(133)를 공급하는 튜브(131b)(유로)와, 튜브(131b)에 연통하여 액체(133)를 저장하는 탱크(130)로 이루어져 있고, 정반(107) 위의 한쪽 끝에 배치되어 있다. 액체(133)의 보충 및 교환을 고려하면, 탱크(130)는 정반(107)의 상측 또는 아래쪽에 설치하는 것이 바람직하지만, 배치상 헤드부(110)의 위쪽에 설치할 수 있으면, 펌프(132) 없이 일체의 플렉시블 튜브에 의해 탱크(130)와 헤드부(110)를 연결하여, 중력에 의해 액체의 자연 공급이 가능해진다.
헤드부(110)는 도 7의 (a)에 나타낸 바와 같이 서로 동일한 구조를 갖는 복수의 토출 헤드(116)를 유지하고 있다. 여기서, 도 7의 (a)는 헤드부(110)를 탑재 배치대(121) 측으로부터 관찰한 도면이다. 헤드부(110)에는 6개의 토출 헤드(116)로 이루어지는 열이 각각의 토출 헤드(116)의 길이 방향이 X축 방향에 대하여 각도를 이루도록 2열 배치되어 있다. 또한, 액체(133)를 토출하기 위한 토출 헤드(116)는 각각이 토출 헤드(116)의 길이 방향으로 연장되는 2개의 노즐 열(118, 119)을 갖고 있다. 1개의 노즐 열은 각각 180개의 노즐(117)이 일렬로 나열된 열을 의미하고, 이 노즐 열(118, 119)의 방향에 따른 노즐(117)의 간격은 약 140㎛이다. 2개의 노즐 열(118, 119) 사이의 노즐(117)은 각각 반피치(약 70㎛) 어긋나게 배치되어 있다.
도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이, 각각의 토출 헤드(116)는 진동판(143)과 노즐 플레이트(144)를 구비하고 있다. 진동판(143)과 노즐 플레이트(144) 사이에는 탱크(130)로부터 구멍(147)을 통하여 공급되는 액체(133)가 항상 충전되는 액체 저장소(145)가 위치하고 있다. 또한, 진동판(143)과 노즐 플레이트(144) 사이에는 복수의 격벽(141)이 위치하고 있다. 그리고, 진동판(143)과 노즐 플레이트(144)와 한 쌍의 격벽(141)에 의해 둘러싸인 부분이 캐비티(cavity)(140)이다. 캐비티(140)는 노즐(117)에 대응하여 설치되어 있기 때문에, 캐비티(140)의 수와 노즐(117)의 수는 동일하다. 캐비티(140)에는 한 쌍의 격벽(141) 사이에 위치하는 공 급구(146)를 통하여 액체 저장소(145)로부터 액체(133)가 공급된다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 진동판(143) 위에는 각각의 캐비티(140)에 대응하여 진동자(142)가 위치한다. 진동자(142)는 피에조 소자(142c)와 피에조 소자(142c)를 사이에 둔 한 쌍의 전극(142a, 142b)으로 이루어진다. 이 한 쌍의 전극(142a, 142b)에 구동 전압을 공급함으로써, 대응하는 노즐(117)로부터 액체(133)가 액체방울(150)로 되어 토출된다. 반투과 반사형 액정 표시 장치(1, 30)의 경우, 착색액의 액체방울(150)은 무색 경계층(5) 및 유색 경계층(21)에 의해 둘러싸인 피토출부(7)에 토출되어 착색층(6R, 6G, 6B)을 형성한다.
다음으로, 상술한 구성을 제어하는 제어계에 대해서 도 10을 참고로 설명한다. 제어계는 제어부(105)와 구동부(175)를 구비하고, 제어부(105)는 CPU(170), ROM, RAM 및 입출력 인터페이스(171)로 이루어지며, CPU(170)가 입출력 인터페이스(171)를 통하여 입력되는 각종 신호를 ROM 및 RAM의 데이터에 의거하여 처리하고, 입출력 인터페이스(171)를 통하여 구동부(175)에 제어 신호를 출력하여 각각을 제어한다.
구동부(175)는 헤드 드라이버(176), 모터 드라이버(177), 펌프 드라이버(178)로 구성되어 있다. 모터 드라이버(177)는 제어부(105)의 제어 신호에 의해 X축 모터(124) 및 Y축 모터(114)를 정역 회전시키고, 워크(120) 및 헤드부(110)의 이동을 제어한다. 헤드 드라이버(176)는 토출 헤드(116)로부터의 액체(133) 토출을 제어하고, 모터 드라이버(177)의 제어와 동조하여 워크(120) 위에 소정의 묘화를 행할 수 있도록 한다. 또한, 펌프 드라이버(178)는 액체(133)의 토출 상태에 대응하여 펌프(132)를 제어하고, 토출 헤드(116)로의 액체 공급을 최적으로 제어한다.
제어부(105)는 헤드 드라이버(176)를 통하여 복수의 진동자(142) 각각에 서로 독립된 신호를 공급하도록 구성되어 있다. 이 때문에, 노즐(117)로부터 토출되는 액체방울(150)의 부피는 헤드 드라이버(176)로부터의 신호에 따라 노즐(117)마다 제어된다. 또한, 노즐(117)의 각각으로부터 토출되는 액체방울(150)의 부피는 0pl∼42pl(피코리터) 사이에서 가변한다.
구체적으로, 배면 기판(2), 반사층(3), 개구부(4), 무색 경계층(5), 유색 경계층(21), 피토출부(7), 착색층(6R, 6G, 6B) 및 오버코팅층(8)을 포함하는 실시예 1의 컬러 필터 기판(40)의 제조 방법에 대해서 도 11을 참조하여 설명한다. 우선, 도 11의 (a)에 나타낸 바와 같이, 배면 기판(2) 위에서 개구부(4)에 대응하는 위치에 유기물의 레지스트막(27)을 형성하고, 그 위에 반사층(3)으로 되는 알루미늄 및 크롬 등의 금속 박막을 증착 등에 의해 형성한다. 금속 박막은 배면 기판(2)에는 밀착하여 형성되지만 레지스트 위에는 밀착되지 않는다. 금속 박막 형성 후, 레지스트막(27)과 레지스트막(27) 위의 금속 박막을 용제에 의해 제거하면, 도 11의 (b)와 같이 반사층(3)이 형성된다. 다음으로, 반사층(3) 위에 아크릴 등의 광투과성 수지로 이루어지는 무색 경계층(5)과 흑색 수지로 이루어지는 유색 경계층(21)을 스크린 인쇄 등에 의해 도 2에 나타낸 바와 같은 격자 형상으로 형성하고, 이들 배면 기판(2)과, 반사층(3)과, 경계층(5, 21)에 의해 둘러싸인 영역의 피토출부(7)가 도 11의 (c)와 같이 형성된다.
여기서, 피토출부(7)에 착색액의 액체방울(150)을 액체방울 토출 장치(100)에 의해 토출하여 착색층(6)을 형성하는 방법에 대해서 적색의 착색액을 토출하여 착색층(6R)을 형성하는 경우를 예로 들어 설명한다. 우선, 반사층(3)과 무색 경계층(5)과 유색 경계층(21)이 형성된 배면 기판(2)을 워크(120)로서 탑재 배치대(121)에 탑재 배치한다. 탑재 배치하는 방향은 도 2에 나타낸 바와 같이 무색 경계층(5)이 연장되는 방향을 X축 방향, 유색 경계층(21)이 연장되는 방향을 Y축 방향으로 한다. 토출 헤드(116)는 X축 방향으로 상대 이동하면서, 도 8에 나타낸 바와 같이 노즐(117)로부터 적색 착색액의 액체방울(150)을 토출하고, X축 방향으로 일렬로 나열되어 있는 적색 착색층이 설치되어야 할 한쪽 끝의 피토출부(7)로부터 다른쪽 끝의 피토출부(7)까지 차례로 액체방울(150)을 배치하여 나간다. 이 때, 적색 착색층(6R)에 대응하는 다른 피토출부(7)의 열에도 다른 노즐(117)에 의해 동시에 액체방울(150)을 배치할 수 있다. 이 조작을 적색 착색층(6R)인 피토출부(7)의 열의 수에 따라 수회(數回) 반복함으로써, 적색 착색층(6R)이 완성된다.
이 경우, X축 방향으로 나열된 적색 착색층(6R)의 경계는 Y축 방향으로 연장되는 광투과성이 없는 유색 경계층(21)이기 때문에, 유색 경계층(21)에 액체방울(150)이 착탄되어도 표시 장치로서의 성능에 영향이 없다. 따라서, X축 방향의 액체방울 토출은 유색 경계층(21)을 피한 간헐적인 토출이 아니라, 연속적으로 토출을 행할 수 있어 효율적이다. 도 2에 나타낸 바와 같은 사각형의 착색층(6R)에 액체방울(150)을 배치할 경우, 4개의 코너 부분은 액체방울(150)이 충만되기 어려운 영역이다. 경계층(5, 21)에 액체방울(150)의 착탄을 피하여 액체방울(150)을 배치 하면, 착색층(6R)의 중앙부에 액체방울(150)을 배치하게 되어, 코너부까지 충만되기 어려운 경향이 있다. 이 코너부에 액체방울(150)을 충분히 충만시키기 위해, 코너부에 가까운 유색 경계층(21)에 액체방울(150)이 착탄되도록 배치하는 것이 효과적이며, 각 착색층(6)의 균일한 형성을 행할 수 있다. 또한, 이웃의 녹색 착색층(6G)의 열과의 경계는 무색 경계층(5)이기 때문에, 액체방울(150)의 착탄은 피해야만 하지만, 무색 경계층(5)은 X축과 평행하고, 노즐(117)도 X축 방향으로 상대 이동하기 때문에, 서로가 교차하지 않아 회피가 용이하다. 종래의 예에서는, 각 피토출부(7) 내의 일부에 비착색 부분을 설치하여 본 발명의 무색 경계층(5)을 작용시키는 구성이기 때문에, 각 피토출부(7)로의 액체방울(150) 토출마다 비착색 부분을 피하여 토출할 필요가 있어 제어가 복잡해진다. 이들은 착색층(6G, 6B)의 각각의 경우에 대해서도 동일하다. 이상과 같이 착색층(6R, 6G, 6B)이 형성된 후, 착색층(6R, 6G, 6B)과 무색 경계층(5)과 유색 경계층(21)을 덮도록 오버코팅층(8)을 설치하여(도 11의 (d)) 컬러 필터 기판(40)이 완성된다.
또한, 실시예 2에서의 컬러 필터 기판(45)에 대해서도 기본적으로 실시예 1의 컬러 필터 기판(40)과 동일한 제조 방법이기 때문에, 주된 차이점에 대해서만 설명한다. 배면 기판(2)의 전면 측에는 전면측 표면에 요철을 설치한 광투과성의 수지 산란층(32)이 전체적으로 추가 점착되고, 수지 산란층(32) 위에 레지스트막(27)과 산란 반사층(31)이 형성된다. 산란 반사층(31)은 금속 박막이기 때문에, 수지 산란층(32) 표면의 요철을 따라 형성되지만, 산소 플라즈마 처리 등에 의해 표면에 요철을 더 설치하여, 산란의 효과를 높이고 있다. 그 후의 레지스트막(27) 의 제거 공정 이후는 실시예 1에 의거한다.
이 액체방울 토출 장치(100)에 의해 효율적으로 착색층(6R, 6G, 6B)을 형성하기 위해, 이하에 설명하는 제조 장치가 효과적이다. 도 9에 나타낸 제조 장치(200)는 반투과 반사형 액정 표시 장치(1, 30)를 제조하는 장치 그룹이며, 도 1 및 도 4의 착색층(6R, 6G, 6B)의 각각에 대하여, 대응하는 착색액의 액체방울(150)을 토출하는 액체방울 토출 장치(100)를 포함하고 있다. 제조 장치(200)는 적색 착색액을 도포하는 착색층(6R) 전체에 적색 착색액을 도포하는 토출 장치(210R)와, 착색층(6R) 위의 착색액을 건조시키는 건조 장치(220R)와, 녹색 착색액을 도포하는 착색층(6G) 전체에 녹색 착색액을 도포하는 토출 장치(210G)와, 착색층(6G) 위의 착색액을 건조시키는 건조 장치(220G)와, 마찬가지로 청색 착색액을 도포하는 착색층(6B) 전체에 청색 착색액을 각각 도포 및 건조시키는 토출 장치(210B), 건조 장치(220B)와, 각색의 착색액을 다시 가열(포스트베이크)하는 오븐(230)과, 포스트베이크된 착색액의 층 위에 오버코팅층(8)을 설치하는 토출 장치(210C)와, 오버코팅층(8)을 건조시키는 건조 장치(220C)와, 건조된 오버코팅층(8)을 다시 가열하여 경화(硬化)시키는 경화 장치(240)를 구비하고 있다. 또한, 제조 장치(200)는 토출 장치(210R), 건조 장치(220R), 토출 장치(210G), 건조 장치(220G), 토출 장치(210B), 건조 장치(220B), 오븐(230), 토출 장치(210C), 건조 장치(220C), 경화 장치(240)의 순서로 착색층(6R, 6G, 6B)을 반송하는 반송 장치(250)도 구비하고 있다.
또한, 시작(試作) 등에서는 토출 장치(210R), 토출 장치(210G), 토출 장치 (210B), 토출 장치(210C)가 1개의 동일한 액체방울 토출 장치(100)일 수도 있다. 이 경우, 액체방울 토출 장치(100)는 헤드부(110)가 토출 헤드(116)에 의해 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 오버코팅 각각의 착색액의 액체방울을 토출하는 구성을 갖는 것이 좋다. 예를 들면, 적색 착색층(6R)의 형성에서는, 적색(R) 착색액이 공급된 토출 헤드(116)를 이용하여 액체방울 토출 장치(100)가 제조 장치(200)의 토출 장치(210R)와 동일한 기능을 수행하고, 녹색(G) 착색층(6G)의 형성에서는, 녹색(G) 착색액이 공급된 토출 헤드(116)를 이용하여 제조 장치(200)의 토출 장치(210G)와 동일한 기능을 수행하며, 청색(B) 및 오버코팅에 대해서도 동일하게 대응함으로써 가능하다. 또한, 디스펜서나 스크린 인쇄에 의해 행하고 있는 컬러 필터 기판(40, 45)의 무색 경계층(5)이나 유색 경계층(21)의 형성, 반투과 반사형 액정 표시 장치(1, 30)의 배향막(10, 13)의 형성, 액정(15)의 도포도 액체방울 토출 장치(100)에 의해 가능하고, 상술한 제조 장치(200)에 이들 기능을 부가할 수 있다.
상술한 실시예 1 및 2의 컬러 필터 기판(40, 45)을 각각 탑재한 반투과 반사형 액정 표시 장치(1, 30)의 제조 방법에 대해서 도 1의 반투과 반사형 액정 표시 장치(1)를 대표로 하여 설명한다. 우선, 배면 기판(2), 반사층(3), 개구부(4), 무색 경계층(5), 유색 경계층(21), 피토출부(7), 착색층(6R, 6G, 6B) 및 오버코팅층(8)으로 이루어지는 컬러 필터 기판(40)의 오버코팅층(8) 위에 투명재의 ITO(Indium Tin Oxide)에 의해 구성되어 있는 대향 전극(9)을 각 착색층(6)에 대응하여 형성한다. 또한, 대향 전극(9)과 오버코팅층(8)의 전면을 덮어 폴리이미드 등의 배향막(10)을 형성하여 배면 기판부가 완성된다.
한편, 전면 기판(11)의 배면 측에, 대향 전극(9)과 동일하게 ITO에 의해 구성되며 대향 전극과 대응하는 위치에 배치된 화소 전극(12)을 형성하고, 화소 전극(12)과 전면 기판(11)의 전면을 덮도록 폴리이미드 등의 배향막(13)을 형성하여 전면 기판부가 완성된다. 다음으로, 배면 기판부의 배향막(10) 위에, 일부에 노치부를 갖고 액정(15)의 영역을 형성하는 사각형의 밀봉재(14)를 스크린 인쇄 등에 의해 형성한다. 이 밀봉재(14)의 내측에 액체방울 토출 장치(100)를 이용하여 토출성이 양호한 온도로 유지된 액정(15)을 토출 헤드(116)의 노즐(117)로부터 토출한다. 액정(15)이 충전된 후, 밀봉재 위에 전면 기판부의 배향막(13) 면을 접합시키고, 노치부로부터 흘러 넘친 액정을 제거한 후, 노치부를 밀봉한다. 이 때, 토출하는 액정(15)의 부피는 액정 영역 내에 공간이 생기거나 필요 이상으로 흘러 넘치지 않도록 액정 영역 용적의 100% 내지 110%로 하는 것이 바람직하다.
그리고, 전면 기판(11) 및 배면 기판(2)에 각각 전면 편광판(17), 배면 편광판(16)을 점착하고, 배면 편광판(16)의 주위에 완충재(18)를 더 설치하며, 완충재(18)를 통하여 배면 편광판(16) 전면에 대향하도록 도광판(19)을 점착하고, 도광판(19)에 직결하여 광원(20)을 배치한다. 이렇게 하여 색 시인성이 우수한 반투과 반사형 액정 표시 장치(1)가 완성된다. 수지 산란층(32)이 부가된 반투과 반사형 액정 표시 장치(30)에서도 동일한 제조 공정으로 제조된다.
(실시예 3)
다음으로, 본 발명에 관한 무색 경계층(5)을 구비한 컬러 필터부를 백색 발광하는 유기 EL(일렉트로루미네선스)과 조합시킨 표시 장치인 전기 광학 장치에 대 해서 간단하게 설명한다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 이 전기 광학 장치(50)는 컬러 필터부(51)와 유기 EL부(52)로 이루어진다.
컬러 필터부(51)는 전면 기판(11)과, 전면 기판(11)과 대향하여 배치된 공통 기판(64)과, 공통 기판(64)의 전면 기판(11) 측에 형성된 무색 경계층(5)과, 유색 경계층(21)과, 적색, 녹색, 청색 각각의 착색층(6R, 6G, 6B)과, 무색 경계층(5), 유색 경계층(21) 및 착색층(6R, 6G, 6B)을 덮는 오버코팅층(8)으로 이루어져 있다.
유기 EL부(52)는 EL 기판(55)과, EL 기판(55) 위에 형성된 복수의 스위칭 소자(56)와, 스위칭 소자(56) 위에 형성된 절연막(57)과, 절연막(57) 위에 형성된 복수의 EL 화소 전극(59)과, 복수의 EL 화소 전극(59) 사이에 형성된 무기물 뱅크(58a) 및 유기물 뱅크(58b)로 이루어지는 뱅크부(58)와, EL 화소 전극(59) 위에 형성된 정공 수송층(60)과, 정공 수송층(60) 위에 형성된 백색의 발광층(61)과, 발광층(61) 및 뱅크부(58)를 덮도록 설치된 EL 대향 전극(62)으로 이루어진다. 또한, EL 대향 전극(62) 위에 EL 기판(55)과 서로의 주변부에서 접착된 컬러 필터부(51)의 공통 기판(64)을 배치하고, 공통 기판(64)과 EL 대향 전극(62) 사이에 불활성 가스(63)를 봉입하여 전기 광학 장치(50)로 된다.
이러한 구성의 전기 광학 장치(50)에 있어서, EL 기판(55), 공통 기판(64), 전면 기판(11)은 광투과성을 갖는, 예를 들어, 유리 기판이며, 컬러 필터부(51)의 착색층(6R, 6G, 6B)은 도 2에 나타낸 바와 같은 격자 형상으로 배치되어 있어, 각 착색층(6)에 대응하여 유기 EL부(52)의 발광층(61), EL 화소 전극(59), 정공 수송층(60), 발광층(61), EL 대향 전극(62)이 각각 배치되어 있다. 정공 수송층(60)은 EL 화소 전극(59)과 발광층(61) 사이에 위치하여 발광층(61)의 발광 효율을 높게 한다. EL 화소 전극(59) 및 EL 대향 전극(62)은 광투과성을 갖는, 예를 들어, ITO 전극이며, 각각 스위칭 소자(56)와 전기적으로 접속되어 발광층(61)의 발광을 제어한다. 발광층(61)은 백색의 광을 발광하고, 이 백색광은 대응하는 착색층(6)의 적색, 녹색, 청색 중 어느 하나의 색의 착색광으로 되어 전면 기판(11)으로부터 출사한다. 즉, 유기 EL부(52)는 착색층(6R, 6G, 6B)의 각각에 대응한 광원으로서 작용한다.
유기 EL부(52)의 요부인 정공 수송층(60) 및 발광층(61)은 액체방울 토출 장치(100)에 의해 형성하는 것이 효율적이다. 우선, 스위칭 소자(56), 절연막(57), EL 화소 전극(59), 뱅크부(58)가 형성된 EL 기판(55)을 워크(120)로서 탑재 배치대(121)에 탑재 배치하고, 탑재 배치하는 방향은 도 2에 나타낸 착색층(6R, 6G, 6B)에 대응하도록 X축 방향 및 Y축 방향을 정한다. 토출 헤드(116)는 X축 방향으로 상대 이동하면서, 노즐(117)로부터 정공 수송층 형성 재료의 액체방울을 토출하고, X축 방향으로 일렬로 나열되어 있는 EL 화소 전극(59)과 뱅크부(58)에 의해 규정되는 오목부에 차례로 액체방울을 배치하여 나간다. 이 오목부의 Y축 방향의 열 수와 노즐(117)의 배치에 따라 상대 이동을 수회 반복함으로써, 정공 수송층(60)이 완성된다. 다음으로, 정공 수송층 형성 재료의 액체방울을 건조시킨 후, EL 발광 재료의 액체방울을 정공 수송층(60) 형성과 동일하게 하여, 정공 수송층(60) 위에 토출하여 발광층(61)을 형성한다. 토출 장치(100)에 의한 공정 종료 후, 발광층(61)을 건조시켜 EL 대향 전극(62)을 형성하고, 유기 EL부(52)의 발광층(61)과 컬 러 필터부(51)의 착색층(6)이 대응하도록 양쪽 부분을 접합시킨다. 그리고, 마지막으로 EL 대향 전극(62)과 공통 기판(64) 사이에 불활성 가스(63)를 봉입한다.
이 전기 광학 장치(50)에 의하면, 컬러 필터부(51)의 착색층(6R, 6G, 6B) 각각에 대응하여 유기 EL부(52)의 발광층(61)이 배치되고, 필요한 색의 착색층(6)에 대응한 발광층(61)만이 발광하기 때문에, 전력 절약형의 표시 장치를 얻을 수 있다. 또한, 컬러 필터부(51)의 무색 경계층(5)에 의해, 착색되지 않는 밝은 광이 전면 기판(11)으로부터 출사하여, 전체적인 표시가 밝고 보기 쉬운 것으로 된다. 또한, 유기 EL부(52)는 전자 방출 소자의 FED(Field Emission Display) 및 SED(Surface-Conduction Electron-Emitter Display)일 수도 있다.
(실시예 4)
<컬러 필터 기판 및 전기 광학 장치의 실시예>
이하, 본 발명에 따른 컬러 필터 기판을 그것이 이용되는 전기 광학 장치와 함께 일례를 들어 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 2단자형의 스위칭 소자인 TFD(Thin Film Diode)를 사용한 액티브 매트릭스형의 액정 장치로서, 반투과 반사형의 액정 장치를 예로 들기로 한다. 또한, 본 발명이 그 실시예에 한정되지는 않는다.
도 17에 있어서, 전기 광학 장치로서의 액정 장치(300)는 액정 패널(302)과 그것에 부착되는 조명 장치(303)를 갖는다. 액정 패널(302)은 제 1 기판(304a)과 제 2 기판(304b)을 화살표 A방향으로부터 보아 고리 형상의 밀봉재(306)에 의해 접합시킴으로써 형성되어 있다. 제 1 기판(304a)은 컬러 필터가 형성되는 컬러 필터 기판이고, 제 2 기판(304b)은 TFD 소자가 형성되는 소자 기판이다. 도 18은 도 17의 액정 패널(302)에서의 1개의 표시용 도트 부분을 확대하여 나타내고 있다. 도 18에 나타낸 바와 같이, 제 1 기판(304a)과 제 2 기판(304b) 사이에는 스페이서(307)에 의해 유지되는 틈 소위 셀 갭(G)이 형성되고, 이 셀 갭(G) 내에 액정이 봉입되어 액정층(308)이 형성된다.
도 14는 도 17의 제 1 기판(304a)의 일 화소 영역을 화살표 A방향, 즉, 관찰측 방향으로부터 본 경우의 평면적인 구성을 나타내고 있다. 또한, 도 15의 (a)는 도 14의 A-A선에 따른 제 1 기판(304a)의 단면 구조를 나타내고 있다. 또한, 도 15의 (b)는 도 14의 B-B선에 따른 제 1 기판(304a)의 단면 구조를 나타내고 있다. 도 15의 (a) 및 (b)에 있어서, 제 1 기판(304a)은 투광성의 유리 및 투광성의 플라스틱 등에 의해 형성된 제 1 기재(배면 기판)(309a)를 갖는다. 그 제 1 기재(309a)의 액정측 표면에는 수지층(311)이 형성되고, 그 위에 반사막(312)이 형성된다. 또한, 수지층(311)은 수지 산란층으로서 기능하고, 반사막(312)은 산란 반사층으로서 기능한다.
또한, 반사막(312) 위에는 차광 부재(313) 및 투명 뱅크(314)가 형성된다. 차광 부재(313)는 유색 경계층으로서 기능하고, 투명 뱅크(314)는 무색 경계층으로서 기능한다. 차광 부재(313)는 도 15의 지면(紙面) 수직 방향, 따라서, 도 14의 상하 방향으로 연장되도록 형성된다. 또한, 투명 뱅크(314)는 도 15의 좌우 방향, 따라서, 도 14의 좌우 방향, 즉, 차광 부재(313)와 직교하는 방향으로 연장되도록 형성된다. 투명 뱅크(314)와 차광 부재(313)에 의해 둘러싸인 사각형의 영역 내에 는 착색 요소(착색층)(316)가 형성된다. 이 착색 요소(316)에는 R, G, B의 3색이 있고, 그들이 투명 뱅크(314)와 차광 부재(313)에 의해 둘러싸인 1개의 영역에 1색씩 형성된다. 또한, 도 14에 나타낸 바와 같이, R색의 착색 요소를 316r, G색의 착색 요소를 316g, B색의 착색 요소를 316b라고 부르기로 한다. 본 실시예에서는 이들의 R, G, B 각색의 착색 요소(316)를 도 20의 (a)의 스트라이프 배열로 나열하는 것으로 하고, 이들 착색 요소(316)에 의해 컬러 필터가 구성된다.
도 15의 (a) 및 (b)에 있어서, 차광 부재(313), 투명 뱅크(314) 및 착색 요소(316) 위에는 오버코팅층(317)이 형성되고, 그 위에 밴드 형상의 투명 전극(대향 전극)(318a)이 형성되며, 그 위에 배향막(319a)이 형성된다. 배향막(319a)에는 배향 처리, 예를 들어, 러빙 처리가 실시되고, 이것에 의해, 그 배향막(319a) 근방의 액정 분자의 배향을 결정할 수 있다. 또한, 제 1 기재(309a)의 외측 표면에는, 도 17에 나타낸 바와 같이, 편광판(321a)이 점착 등에 의해 장착되어 있다.
도 15의 (a) 및 (b)에 있어서, 수지층(311)의 표면에는 요철이 형성되고, 그 수지층(311)에 적층된 반사막(312)의 표면에도 요철이 형성된다. 이 요철 패턴은 화살표 A방향으로부터 보아 평면 내에서 임의로 형성되어 있다. 이 요철의 존재에 의해, 반사막(312)에 입사한 광은 산란광으로 되어 반사한다. 1개의 밴드 형상 투명 전극(318a)은 도 15의 (a) 및 (b)의 지면 수직 방향으로 연장되어 있고, 인접하는 투명 전극(318a)의 사이에는 차광 부재(313)의 폭과 대략 일치하는 간격이 마련되어 있다. 이것에 의해, 복수의 투명 전극(318a)은 화살표 A방향으로부터 보아 스트라이프 형상으로 형성되어 있다.
도 18에 있어서, 액정층(308)을 사이에 끼워 제 1 기판(304a)에 제 2 기판(304b)이 대향한다. 도 16의 (a)는 그 제 2 기판(304b)의 일 화소 영역의 평면 구조를 도 17의 화살표 A방향으로부터 본 상태를 나타내고 있다. 또한, 도 16의 (b)는 도 16의 (a)의 C-C선에 따른 제 2 기판(304b)의 단면 구조를 나타내고 있다. 도 16의 (b)에 있어서, 제 2 기판(304b)은 투광성의 유리 및 투광성의 플라스틱 등에 의해 형성된 제 2 기재(전면 기판)(309b)를 갖는다. 그 제 2 기재(309b)의 액정측 표면에는 선형(線形)의 라인 배선(322), 액티브 소자로서의 TFD 소자(323) 및 투명한 도트 전극(화소 전극)(318b)이 형성된다. 또한, 그들 요소 위에 배향막(319b)이 형성되고, 그 배향막(319b)에 배향 처리, 예를 들어, 러빙 처리가 실시되며, 이것에 의해, 그 배향막(319b) 근방의 액정 분자의 배향을 결정할 수 있다. 도 18의 제 1 기판(304a) 측의 배향막(319a)의 러빙 방향과 제 2 기판(304b) 측의 배향막(319b)의 러빙 방향은 액정의 특성에 따라 적절한 각도로 교차하도록 되어 있다. 또한, 제 2 기재(309b)의 외측 표면에는 도 17에서 편광판(321b)이 점착 등에 의해 장착되어 있다.
도 16의 (a)에 있어서, 도트 전극(318b)은 정사각형 또는 직사각형에 가까운 도트 형상으로 형성되어 있고, TFD 소자(323)를 통하여 라인 배선(322)에 접속되어 있다. 또한, 참고를 위해, 제 1 기판(304a) 측에 형성되는 밴드 형상의 투명 전극(318a)을 쇄선(鎖線)으로 나타내고 있다. 도트 전극(318b)과 투명 전극(318a)이 평면적으로 겹치는 영역이 1개의 표시용 도트 영역(D)을 구성한다. 이 1개의 표시용 도트 영역(D)이 R, G, B의 1개의 색에 대응하는 영역이다. 컬러 표시를 행하는 본 실시예에서는 R, G, B의 3색에 대응하는 3개의 표시용 도트 영역(D)에 의해 1개의 화소가 구성된다. 도 18에 있어서, 반사막(312)에는 각각의 표시용 도트(D)에 대응하여 광 통과용의 개구(324)가 형성되어 있다. 이들 개구(324)는 반사막(312)에 광을 투과시키는 기능을 부여하기 위한 구성이지만, 이 개구(324)를 형성하는 대신에 반사막(312)의 두께를 얇게 하여, 광을 반사하는 기능과 광을 투과시키는 기능의 양쪽을 부여하도록 할 수도 있다.
도 16의 (a)의 TFD 소자(323)는, 도 19에 나타낸 바와 같이, 제 1 TFD 요소(323a)와 제 2 TFD 요소(323b)를 직렬로 접속함으로써 형성되어 있다. 이 TFD 소자(323)는, 예를 들어, 다음과 같이 하여 형성된다. 즉, 우선, TaW(탄탈텅스텐)에 의해 라인 배선(322)의 제 1 층(322a) 및 TFD 소자(323)의 제 1 금속(326)을 형성한다. 다음으로, 양극(陽極) 산화 처리에 의해 라인 배선(322)의 제 2 층(322b) 및 TFD 소자(323)의 절연막(327)을 형성한다. 다음으로, 예를 들어, Cr(크롬)에 의해 라인 배선(322)의 제 3 층(322c) 및 TFD 소자(323)의 제 2 금속(328)을 형성한다.
제 1 TFD 요소(323a)의 제 2 금속(328)은 라인 배선(322)의 제 3 층(322c)으로부터 연장되어 있다. 또한, 제 2 TFD 요소(323b)의 제 2 금속(328)의 선단(先端)에 겹치도록 도트 전극(318b)이 형성된다. 라인 배선(322)으로부터 도트 전극(318b)을 향하여 전기 신호가 흐르는 것을 생각하면, 그 전류 방향을 따라, 제 1 TFD 요소(323a)에서는 제 2 금속(328)→절연막(327)→제 1 금속(326)의 순서로 전기 신호가 흐르는 반면, 제 2 TFD 요소(323b)에서는 제 1 금속(326)→절연막(327) →제 2 금속(328)의 순서로 전기 신호가 흐른다.
즉, 제 1 TFD 요소(323a)와 제 2 TFD 요소(323b) 사이에서는 전기적으로 반대 방향의 한 쌍의 TFD 요소가 서로 직렬로 접속되어 있다. 이러한 구조는 일반적으로 백투백(Back-to-Back) 구조라고 불리고 있으며, 이 구조의 TFD 소자는 TFD 소자를 1개의 TFD 요소에 의해서만 구성하는 경우에 비하여 안정된 특성을 얻을 수 있음이 알려져 있다.
도 17에 있어서, 제 2 기판(304b)은 제 1 기판(304a)의 외측으로 돌출되는 돌출부(329)를 갖고, 그 돌출부(329)의 제 1 기판(304a) 측의 표면에는 배선(331) 및 단자(332)가 형성되어 있다. 이들 배선(331) 및 단자(332)가 모이는 영역에 1개의 구동용 IC(333a) 및 2개의 구동용 IC(333b)가 ACF(Anisotropic Conductive Film: 이방성 도전막)(도시 생략)에 의해 실장되어 있다.
배선(331) 및 단자(332)는 제 2 기판(304b) 위에 라인 배선(322)이나 도트 전극(318b)을 형성할 때에 동시에 형성된다. 또한, 라인 배선(322)은 돌출부(329) 위에 그대로 연장되어 배선(331)으로 되어 구동용 IC(333a)에 접속되어 있다. 또한, 제 1 기판(304a)과 제 2 기판(304b)을 접착하는 밀봉재(306)의 내부에는 구형(球形) 또는 원통형의 도통재(도시 생략)가 혼입되어 있다. 제 1 기판(304a) 위에 형성된 투명 전극(318a)은 제 1 기판(304a) 위에서 밀봉재(306)의 부분까지 유도된 후, 밀봉재(306) 중의 도통재를 통하여 제 2 기판(304b) 위의 배선(331)에 접속되어 있다. 이것에 의해, 제 1 기판(304a) 위의 투명 전극(318a)은 제 2 기판(304b) 위의 구동용 IC(333b)에 접속되어 있다.
도 17에 있어서, 액정 패널(302)을 구성하는 제 1 기판(304a)의 외측 표면에 대향하여 배열 설치된 조명 장치(303)는, 예를 들어, 투명한 플라스틱에 의해 형성된 사각형이며 판 형상의 도광체(336)와 점상(點狀) 광원으로서의 LED(337)를 갖는다. 도광체(336) 중에서 액정 패널(302)과 반대쪽 면에는 광반사 시트(도시 생략)를 장착할 수 있다. 또한, 도광체(336) 중에서 액정 패널(302)에 대향하는 면에는 광확산 시트(도시 생략)를 장착할 수 있다. 또한, 광확산 시트 위에 프리즘 시트(도시 생략)를 더 장착할 수도 있다. LED(337)는 본 실시예에서는 3개 사용되고 있지만, LED(337)는 필요에 따라 1개로 할 수도 있고, 또는 3개 이외의 복수개로 할 수도 있다. 또한, LED 등과 같은 점상 광원 대신에, 냉음극관 등과 같은 선상(線狀) 광원을 이용할 수도 있다.
이하, 상기 구성으로 이루어지는 액정 장치에 관하여 그 동작을 설명한다.
태양광 및 실내광 등과 같은 외부광이 충분할 경우, 도 18에 화살표 F로 나타낸 바와 같이, 외부광이 제 2 기판(304b)을 통하여 액정 패널(302)의 내부에 수용되고, 이 외부광이 액정층(308)을 통과한 후에 반사막(312)에서 반사하여 액정층(308)에 공급된다. 한편, 외부광이 불충분할 경우에는, 도 17의 조명 장치(303)를 구성하는 LED(337)를 점등(點燈)한다. 이 때, LED(337)로부터 점상으로 출사한 광은 도광체(336)의 입광면(336a)으로부터 상기 도광체(336)의 내부로 도입되고, 그 후, 액정 패널(302)에 대향하는 면, 즉, 광출사면(336b)으로부터 면상(面狀)으로 출사한다. 이렇게 하여 광출사면(336b)의 각소(各所)로부터 출사하는 광이 도 18에서 화살표 G로 나타낸 바와 같이 반사막(312)에 형성한 개구(324)를 통과하여 면 상의 광으로서 액정층(308)에 공급된다.
이상과 같이 하여 액정층(308)에 광이 공급되는 사이, 액정 패널(302)에 관해서는, 도 17의 구동용 IC(333a, 333b)에 의해 제어되어 라인 배선(322)에, 예를 들어, 주사 신호가 공급되는 동시에, 투명 전극(318a)에, 예를 들어, 데이터 신호가 공급된다. 이 때, 주사 신호와 데이터 신호의 전위차에 따라 특정한 표시용 도트에 부속되는 TFD 소자(323)(도 16의 (a) 참조)가 선택 상태(즉, 온(on) 상태)로 되면, 그 표시용 도트 내의 액정 용량에 영상 신호가 기록되고, 그 후, 상기 TFD 소자(323)가 비선택 상태(즉, 오프(off) 상태)로 되면, 그 신호는 상기 표시 도트에 축적되어 상기 표시 도트 내의 액정층(308)을 구동한다.
이렇게 하여, 액정층(308) 내의 액정 분자가 표시용 도트(D)마다 제어되기 때문에, 액정층(308)을 통과하는 광이 표시용 도트(D)마다 변조된다. 그리고, 이렇게 변조된 광이 도 17의 제 2 기판(304b) 측의 편광판(321b)을 통과함으로써, 액정 패널(302)의 유효 표시 영역 내에 문자, 숫자, 도형 등과 같은 상이 표시된다. 도 18의 반사막(312)에서 반사하는 외부광을 이용하여 실행되는 표시가 반사형 표시이다. 또한, 조명 장치(303)로부터의 광을 이용하여 실행되는 표시가 투과형 표시이다. 본 실시예에서는, 그들 반사형 표시 및 투과형 표시를 사용자의 희망에 따라 또는 외부 환경의 변화에 따라 자동적으로 선택한다.
도 14에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서는 복수의 착색 요소(316r, 316g, 316b)의 경계에 투명 뱅크(314)가 설치된다. 이 투명 뱅크(314)의 부분에서는 도 15의 (a) 및 (b)의 반사막(312)이 외부에 노출된 상태로 되어 있다. 그 때문에, 액정 패널(302)의 내부에 외부광이 입사한 경우, 착색 요소(316)가 존재하는 영역에서는 그 착색 요소(316)의 색에 대응하는 색광이 반사광으로 되지만, 투명 뱅크(314)의 부분에서는 반사막(312)에서 반사한 무착색이며 밝은 광이 반사광으로 된다. 이와 같이 투명 뱅크(314)의 부분에서 무착색의 밝은 반사광이 얻어짐으로써, 반사형 표시 시에 밝은 컬러 표시를 행할 수 있다.
종래의 일반적인 액정 장치에서는, 본 실시예에서의 투명 뱅크(314) 부분에는 차광 부재(313)와 동일한 차광 부재가 설치되어, 블랙 마스크로서 기능하고 있었다. 그리고, 반사 표시 시에서의 밝기를 확보하기 위한 무착색광 반사 영역, 즉, 반사막의 노출 영역은, 일본국 특개평10-186347호 공보나 일본국 특원2002-230291호에 기재된 바와 같이, 블랙 마스크에 의해 둘러싸인 영역 내에 블랙 마스크와는 별개로 설치되어 있었다. 이것에 대하여 본 실시예에서는, 투명 뱅크(314) 그 자체를 투명하게 형성했기 때문에, 착색 요소(316)를 충분한 면적으로 형성할 수 있게 되었다. 이 때문에, 본 실시예의 액정 장치에서는, 밝은 반사광이 얻어짐에도 불구하고, 충분한 채도의 색광을 얻을 수 있게 되었다.
그런데, 각각의 착색 요소(316)에 설치하는 반사막의 노출부 면적, 즉, 투명 영역의 면적은 R, G, B의 색 밸런스를 적당히 맞추기 위해, R, G, B의 각색 사이에서 다르게 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 1개의 표시용 도트의 면적이 15123㎛2일 때에, R색 착색 요소(316r)에 필요한 투명 영역의 면적은 Ar=681㎛2, G색 착색 요소(316g)에 필요한 투명 영역의 면적은 Ag=2003㎛2, 그리고 B색 착색 요소 (316b)에 필요한 투명 영역의 면적은 Ab=1014㎛2와 같이 서로 다른 값으로 설정된다.
본 실시예에서는 반사막 노출 면적, 즉, 투명 영역의 필요량이 R, G, B의 각색 사이에서 다르기 때문에, 투명 뱅크(314)의 면적은 그것에 인접하는 착색 요소(316)의 색에 대응하여 서로 다른 값으로 되어 있다. 즉, R색 착색 요소(316r)와 G색 착색 요소(316g)의 경계에 있는 투명 뱅크(314)의 면적을 Arg로 하고, G색 착색 요소(316g)와 B색 착색 요소(316b)의 경계에 있는 투명 뱅크(314)의 면적을 Agb로 하며, B색 착색 요소(316b)와 R색 착색 요소(316r)의 경계에 있는 투명 뱅크(314)의 면적을 Abr로 할 때, Arg≠Agb≠Abr로 설정되어 있다.
구체적으로는, R, G, B의 반사막 노출 면적을 상기와 같이 Ar, Ag, Ab로 했을 때,
Arg=Ar/2+Ag/2
Agb=Ag/2+Ab/2
Abr=Ab/2+Ar/2
과 같이 설정한다. 이것은 1개의 착색 요소에 대해서 생각하면, 그 착색 요소에 관하여 필요한 반사막 노출 면적의 반분의 양을 그 1개의 착색 요소의 양측에 배분한 것에 상당한다.
그런데, 도 14와 도 16의 (a)로부터 알 수 있듯이, 제 1 기판(304a)과 제 2 기판(304b)을 조합시켜 액정 패널(302)(도 17 참조)을 형성하면, 도 17의 화살표 A 방향으로부터 본 경우, 제 2 기판(304b) 위의 라인 배선(322)은 제 1 기판(304a) 위의 투명 뱅크(314)에 겹친다. 이 경우, 라인 배선(322)은 일종의 블랙 마스크로서 기능하여, 이 영역에서는 광이 직접적으로 관찰자의 눈에 들어가지는 않는다. 이것을 고려하여, 투명 뱅크(314)의 면적은 라인 배선(322)의 면적보다도 굵게 형성하는 것이 바람직하다. 더 나아가서는, 라인 배선(322)의 면적을 AL로 했을 때, 각 착색 요소(316r, 316g, 316b)의 사이에 설치되는 투명 뱅크(314)의 면적은 각각,
Arg=Ar/2+Ag/2+AL
Agb=Ag/2+Ab/2+AL
Abr=Ab/2+Ar/2+AL
과 같이 설정한다. 이렇게 하면, 각각에 필요한 반사막 노출 면적이 블랙 마스크로서 기능하는 라인 배선(322)의 외측에 완전히 배치되기 때문에, 반사 표시 시의 원하는 밝기를 원하는 대로 얻을 수 있다.
이상의 실시예에서는 2단자형의 스위칭 소자인 TFD 소자를 이용한 액티브 매트릭스 방식의 반투과 반사형 액정 장치에 본 발명을 적용했지만, 본 발명은 3단자형의 스위칭 소자인 TFT(Thin Film Transistor)를 이용한 액티브 매트릭스 방식의 액정 장치에도 적용할 수 있다. 또한, 스위칭 소자를 이용하지 않는 단순 매트릭스 방식의 액정 장치에도 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은 반사형의 액정 장치에도 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은 액정 장치 이외의 전기 광학 장치, 예를 들 어, 유기 EL 장치 및 플라즈마 디스플레이 장치 등에도 적용할 수 있다.
<컬러 필터 기판의 제조 방법의 실시예>
다음으로, 본 발명에 따른 컬러 필터 기판의 제조 방법의 일 실시예를 도 14 및 도 15에 나타낸 컬러 필터 기판(304a)을 제조하는 경우를 예로 들어 설명한다.
도 21은 그러한 컬러 필터 기판의 제조 방법의 일 실시예를 나타내고 있다. 우선, 공정 P1에서 도 15의 수지층(311)의 재료, 본 실시예에서는 감광성 수지를 기재(309a) 위에 균일하게 코팅, 즉, 도포한다. 다음으로, 공정 P2에서 그 수지층의 재료층을 노광 및 현상하여 수지층(311)을 형성한다. 이 때, 그 수지층(311)의 표면에 임의의 요철 패턴을 형성한다. 이상에 의해, 표면에 임의의 요철을 구비한 수지층(311)이 기재(309a) 위에 형성된다.
다음으로, 공정 P3에서 도 15의 반사막(312)의 재료, 예를 들어, Cr을 스퍼터링에 의해 수지층(311) 위에 균일하게 도포한다. 다음으로, 공정 P4에서 레지스트 재료를 그 반사막 재료층 위에 균일하게 도포하고, 노광 현상하여 원하는 패턴의 레지스트막을 형성한다. 다음으로, 공정 P5에서 그 레지스트막을 마스크로 하여 상기 반사막 재료층을 노광 및 현상하고, 공정 P6에서 에칭 처리를 행함으로써, 수지층(311) 위에 반사막(312)을 형성한다. 이 때, 각각의 표시용 도트(D)에 대하여 반사막(312)에 광투과용의 개구(324)를 형성한다. 이상에 의해, 각각의 표시용 도트(D)에 대하여 개구(324)를 구비한 반사막(312)이 형성된다.
다음으로, 공정 P7에서 반사막(312) 위에 차광 부재(313)의 재료, 예를 들어, 흑색 등의 감광성 수지를 균일하게 코팅한다. 다음으로, 공정 P8에서 그 재료 를 노광 및 현상하여, 도 14에 나타낸 바와 같은 스트라이프 형상의 차광 부재(313)를 형성한다. 다음으로, 공정 P9에서 반사막(312) 위에 투명 뱅크(314)의 재료, 예를 들어, 투명한 감광성 수지를 균일하게 코팅하고, 또한 공정 P10에서 그 뱅크 재료를 노광 및 현상하여, 도 14에 나타낸 바와 같이, 차광 부재(313)에 대하여 직각 방향으로 연장되는 복수의 스트라이프 형상의 투명 뱅크(314)를 형성한다. 여기서, 투명이라는 것은 착색 요소(316)보다도 광투과율이 높다는 것이며, 바람직하게는 파장 400㎚∼700㎚의 광에 대하여 광투과율이 50% 이상이고, 보다 바람직하게는 80% 이상인 것이다. 나중에 실행되는 잉크젯 공정을 고려하여, 이 투명 뱅크(314)는 발잉크성의 재료, 예를 들어, 불소계의 재료에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 각 투명 뱅크(314)의 면적 Arg, Agb, Abr은 그것에 인접하는 착색 요소(316)의 색에 대응하여 서로 다른 값으로 되도록 결정할 수 있지만, 구체적인 결정법은 상기 컬러 필터 기판의 실시예의 설명의 경우와 동일하기 때문에, 그 설명을 생략한다.
이상에 의해, 기재(309a) 위에는 차광 부재(313)와 투명 뱅크(314)에 의해 둘러싸인 복수개의 사각형 영역이 도트 매트릭스 형상으로 형성된다. 이 때, 차광 부재(313)의 부분은 그 아래의 반사막(312)이 보이지 않는 상태에 있다. 한편, 투명 뱅크(314)의 부분은 그 투명 뱅크(314)가 투명 재료로 형성됨으로써, 그 아래의 반사막(312)이 외부로 노출된 상태, 즉, 투명한 상태로 된다. 또한, 투명 뱅크(314)의 면적은, 상술한 컬러 필터 기판의 실시예에서 설명한 바와 같이, 각 착색 요소(316)에서 필요한 반사막 노출 영역의 면적에 대응하여 결정된다. 또한, 필요에 따라 대향 기판 측의 라인 배선의 면적이 가미되어 결정된다.
다음으로, 도 21의 공정 P11에서, 차광 부재(313)와 투명 뱅크(314)에 의해 둘러싸인 도트 영역 내에 잉크젯 기술을 이용하여 착색 요소(316)의 재료를 액체방울로서 토출한다. 여기서, 잉크젯 헤드 방식에 의한 막 형성은, 예를 들어, 도 22에 나타낸 잉크젯 헤드(341)를 화살표 X' 및 화살표 Y'로 나타낸 바와 같이 평면적으로 주사 이동시킴으로써 실행된다. 이 잉크젯 헤드(341)는 대략 직사각형 형상의 케이싱(342)을 갖고, 그 케이싱(342)의 저면(底面)에는 복수의 노즐(343)이 설치되어 있다. 이들 노즐(343)은 직경 약 0.02∼0.1㎜ 정도의 미소한 개구를 갖는다.
본 실시예에서는 복수의 노즐(343)이 2열에 걸쳐 설치되고, 이것에 의해, 2개의 노즐 열(344, 344)이 형성되어 있다. 각각의 노즐 열(344)에 있어서, 노즐(343)은 일정한 간격으로 직선 위에 설치되어 있다. 이들 노즐 열(344)에는 화살표 H로 나타낸 방향으로부터 액상 재료가 공급된다. 공급된 액상 재료는 압전 소자의 진동에 따라 각 노즐(343)로부터 미소한 액체방울로서 토출된다. 또한, 노즐 열(344)의 개수는 1개 또는 3개 이상일 수도 있다. 3개 이상으로 하면, R, G, B의 각색 착색 요소 재료를 1개의 잉크젯 헤드(341)의 각 노즐 열(344)로부터 각각 토출하는 것도 가능하다.
잉크젯 헤드(341)는, 도 23에 나타낸 바와 같이, 예를 들어, 스테인리스제의 노즐 플레이트(346)와, 그것에 대향하여 배치된 진동판(347)과, 그 양자를 서로 접 합하는 복수의 구획 부재(348)를 갖는다. 또한, 노즐 플레이트(346)와 진동판(347) 사이에는 액상 재료를 저장하기 위한 복수의 저장실(349)과, 액상 재료가 일시적으로 축적되는 개소인 액체 저장소(351)가 각 구획 부재(348)에 의해 형성되어 있다. 또한, 복수의 저장실(349)과 액체 저장소(351)가 통로(352)를 통하여 서로 연통하고 있다. 또한, 진동판(347)의 적소(適所)에 액상 재료의 공급 구멍(353)이 형성되어 있으며, 이 공급 구멍(353)에 파이프(354)를 통하여 재료 용기(356)가 접속되어 있다. 재료 용기(356) 내에는 착색 요소의 재료가 수용되어 있으며, 이 재료 용기(356)로부터 공급된 액상 재료(M0)는 액체 저장소(351)에 충전되고, 다시 통로(352)를 통과하여 저장실(349)에 충전된다.
잉크젯 헤드(341)의 일부를 구성하는 노즐 플레이트(346)에는, 액상 재료를 저장실(349)로부터 제트(jet) 상태로 분사하기 위한 노즐(343)이 설치되어 있다. 이 노즐(343)이 복수개 나열되어 노즐 열(344)을 구성하는 것은 도 22와 관련하여 기술(旣述)한 바와 같다. 또한, 진동판(347)에서 저장실(349)에 대응하는 면에는 액상 재료를 가압하기 위한 가압체(357)가 부착되어 있다. 이 가압체(357)는, 도 24에 나타낸 바와 같이, 압전 소자(358) 및 이것을 사이에 삽입하는 한 쌍의 전극(359a, 359b)을 갖고 있다.
압전 소자(358)는 전극(352a, 352b)으로의 통전(通電)에 의해 화살표 J로 나타낸 외측으로 돌출되도록 휨 변형하고, 이것에 의해 저장실(349)의 용적을 증대시키는 기능을 갖는다. 그리고, 저장실(349)의 용적이 증대하면, 그 증대한 용적분에 상당하는 액상 재료(M0)가 액체 저장소(351)로부터 통로(352)를 통과하여 저장 실(349) 내에 유입된다.
한편, 압전 소자(358)로의 통전을 해제하면, 압전 소자(358)와 진동판(347)이 모두 원래의 형상으로 되돌아가, 저장실(349)도 원래의 용적으로 되돌아간다. 그 때문에, 저장실(349)의 내부에 있는 액상 재료의 압력이 상승하여, 노즐(343)로부터 액상 재료가 액체방울(361)로 되어 토출된다. 또한, 액체방울(361)은 액상 재료에 함유되는 용제(溶劑) 등의 종류에 관계 없이, 미소한 액체방울로서 노즐(343)로부터 안정되게 토출된다.
또한, 잉크젯 헤드(341)는 R, G, B의 3색의 착색 요소(316)에 대하여 전용(專用)의 것이 준비되어, 제조 라인상의 서로 다른 스테이지에 설치된다. 그리고, 이들 3색용의 잉크젯 헤드(341)에 의해 각각 각색의 착색 요소(316)가 형성된다. 또한, 경우에 따라서는, 1개의 잉크젯 헤드(341)에 3색 착색 요소 재료의 공급계를 일체로 구성하고, 그 1개의 잉크젯 헤드(341)에 의해서만 3색 착색 요소를 토출하는 것도 가능하다.
이상과 같은 잉크젯 헤드 방식의 잉크 토출 기술을 이용하여 착색 요소(316)를 형성하면, 종래의 포토리소그래피 처리에 의한 패터닝 수법에 비하여, 착색 요소 재료의 소비량을 대폭으로 저감할 수 있다. 또한, 포토리소그래피 처리에 비하여 공정이 현저하게 간단해진다.
잉크젯 방식에 의해 착색 요소(316)가 형성된 후, 도 21의 공정 P12에서 도 15의 오버코팅층(317)이 형성된다. 또한, 공정 P13에서, 도 15의 투명 전극(318a)이 ITO 등과 같은 투명 도전 재료를 재료로 하여 포토리소그래피 및 에칭에 의해 형성된다. 또한, 공정 P14에서, 배향막(319a)이 폴리이미드 등에 의해 형성된다. 이상에 의해, 컬러 필터 기판(304a)이 제조된다.
본 실시예의 컬러 필터 기판의 제조 방법에 의하면, 도 14 및 도 15에 나타낸 컬러 필터 기판을 잉크젯 헤드 기술을 이용함으로써 매우 간단하게, 또한, 경제적으로 제조할 수 있다. 또한, 투명 뱅크(314) 그 자체를 투명하게 형성했기 때문에, 반사 표시 시에 무착색의 밝은 반사광을 이용하여 밝은 컬러 표시를 행할 수 있고, 또한 착색 요소(316)의 면적을 크게 취할 수 있기 때문에 채도를 높게 유지할 수도 있다.
본 실시예에서는 2단자형의 스위칭 소자인 TFD 소자를 이용한 액티브 매트릭스 방식에 의해 반투과 반사형의 액정 장치를 제조하는 경우에 본 발명을 적용했지만, 본 발명의 방법은 3단자형의 스위칭 소자인 TFT(Thin Film Transistor)를 이용한 액티브 매트릭스 방식의 액정 장치를 제조하는 경우에도 적용할 수 있다. 또한, 스위칭 소자를 이용하지 않는 단순 매트릭스 방식의 액정 장치를 제조하는 경우에도 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은 반사형의 액정 장치를 제조하는 경우에도 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은 액정 장치 이외의 전기 광학 장치, 예를 들어, 유기 EL 장치, 플라즈마 디스플레이 장치, 전자 방출 소자(Field Emission Display 및 Surface-Conduction Electron-Emitter Display 등) 등을 제조하는 경우에도 적용할 수 있다.
(실시예 5)
<전자 기기의 실시예>
이하, 본 발명에 따른 전자 기기를 실시예를 들어 설명한다. 또한, 이 실시예는 본 발명의 일례를 나타낸 것이며, 본 발명이 이 실시예에 한정되지는 않는다.
도 25는 본 발명에 따른 전자 기기의 일 실시예를 나타내고 있다. 여기에 나타낸 전자 기기는 표시 정보 출력원(401), 표시 정보 처리 회로(402), 전원 회로(403), 타이밍 발생기(timing generator)(404) 및 액정 장치(405)에 의해 구성된다. 그리고, 액정 장치(405)는 액정 패널(407) 및 구동 회로(406)를 갖는다.
표시 정보 출력원(401)은 RAM(Random Access Memory) 등과 같은 메모리나, 각종 디스크 등과 같은 저장(storage) 유닛이나, 디지털 화상 신호를 동조(同調) 출력하는 동조 회로 등을 구비하고, 타이밍 발생기(404)에 의해 생성되는 각종 클록 신호에 의거하여, 소정 포맷(format)의 화상 신호 등과 같은 표시 정보를 표시 정보 처리 회로(402)에 공급한다.
다음으로, 표시 정보 처리 회로(402)는 증폭 반전 회로나, 회전(rotation) 회로나, 감마 보정 회로나, 클램프 회로 등과 같은 주지의 회로를 다수 구비하고, 입력한 표시 정보의 처리를 실행하여, 화상 신호를 클록 신호(CLK)와 함께 구동 회로(406)에 공급한다. 여기서, 구동 회로(406)는, 주사선 구동 회로(도시 생략)나 데이터선 구동 회로(도시 생략)와 함께, 검사 회로 등을 총칭한 것이다. 또한, 전원 회로(403)는 상기 각 구성요소에 소정의 전원 전압을 공급한다. 액정 장치(405)는, 예를 들어, 도 17에 나타낸 액정 장치(300)와 동일하게 구성할 수 있다.
도 26은 본 발명을 전자 기기의 일례인 휴대전화기에 적용한 경우의 일 실시예를 나타내고 있다. 여기에 나타낸 휴대전화기(420)는 본체부(421)와, 이것에 개 폐 가능하게 설치된 표시체부(422)를 갖는다. 액정 장치 등과 같은 전기 광학 장치에 의해 구성된 표시 장치(423)는 표시체부(422)의 내부에 배치되고, 전화 통신에 관한 각종 표시는 표시체부(422)에서 표시 화면(424)에 의해 눈으로 확인할 수 있다. 본체부(421)의 전면에는 조작 버튼(426)이 배열하여 설치된다.
표시체부(422)의 일 단부로부터 안테나(427)가 출몰(出沒) 가능하게 부착되어 있다. 수화부(428)의 내부에는 스피커가 배치되고, 송화부(429)의 내부에는 마이크가 내장되어 있다. 표시 장치(423)의 동작을 제어하기 위한 제어부는 휴대전화기의 전체적인 제어를 담당하는 제어부의 일부로서, 또는 그 제어부와는 별도로 본체부(421) 또는 표시체부(422)의 내부에 저장된다.
도 27은 본 발명에 따른 전자 기기의 또 다른 실시예인 디지털 카메라로서, 액정 장치를 파인더(finder)로서 이용하는 것을 나타내고 있다. 이 디지털 카메라(430)에서의 케이스(431)의 배면에는 액정 표시 유닛(432)이 설치된다. 이 액정 표시 유닛(432)은 피사체를 표시하는 파인더로서 기능한다. 이 액정 표시 유닛(432)은, 예를 들어, 도 17에 나타낸 액정 장치(300)를 이용하여 구성할 수 있다.
케이스(431)의 전면측(도면에서는 이면측)에는 광학 렌즈나 CCD 등을 포함한 수광(受光) 유닛(433)이 설치되어 있다. 촬영자가 액정 표시 유닛(432)에 표시된 피사체상을 확인하여 셔터 버튼(434)을 누르면, 그 시점에서의 CCD의 촬상 신호가 회로 기판(435)의 메모리에 전송되어 그곳에 저장된다.
케이스(431)의 측면에는 비디오 신호 출력 단자(436)와 데이터 통신용의 입출력 단자(437)가 설치되어 있다. 비디오 신호 출력 단자(436)에는 텔레비전 모니 터(438)가 필요에 따라 접속되고, 또한 데이터 통신용의 입출력 단자(437)에는 퍼스널 컴퓨터(439)가 필요에 따라 접속된다. 회로 기판(435)의 메모리에 저장된 촬상 신호는 소정의 조작에 의해 텔레비전 모니터(438)나 퍼스널 컴퓨터(439)에 출력된다.
이상의 각 전자 기기에 이용되는 액정 장치에서는, 도 14와 관련하여 설명한 바와 같이, 착색 요소(316)를 구획하는 투명 뱅크(314) 그 자체를 투명 부재에 의해 형성했기 때문에, 그 투명 뱅크(314)의 부분에 반사막의 노출 영역이 형성되고, 이 영역에서 반사하는 광에 의해 반사 표시 시에도 밝은 컬러 표시를 달성할 수 있다. 또한, 투명 뱅크(314) 그 자체를 투명 부재에 의해 형성했기 때문에, 착색 요소(316)의 영역에는 반사 노출 영역을 형성하지 않아도 되어, 채도가 높은 컬러 표시를 달성할 수 있다.
전자 기기로서는, 상술한 휴대전화기나 디지털 카메라 이외에, 퍼스널 컴퓨터, 손목시계형 전자 기기, PDA(Personal Digital Assistant), 액정 텔레비전, 뷰파인더형 또는 모니터 직시형의 비디오 테이프 리코더, 카 네비게이션(car navigation) 장치, 소형 무선 호출기(pager), 전자수첩, 전자계산기, 전자사전, 휴대 게임기, 워드프로세서, 워크스테이션, 텔레비전 전화기, POS 단말기 등을 들 수 있다.
본 발명에 따른 컬러 필터 기판은 액정 장치 및 유기 EL 장치 등과 같은 전기 광학 장치에 컬러 표시 기능을 부여하기 위해 이용된다. 또한, 본 발명에 따른 전기 광학 장치는 휴대전화기, 휴대 정보 단말기, PDA 등과 같은 전자 기기의 표시 부로서 적합하게 이용된다. 또한, 본 발명에 따른 전자 기기는 휴대전화기, 휴대 정보 단말기, PDA 등과 같은 전자 기기로서, 특히 다양한 정보를 시각적으로 표시할 수 있는 기능을 구비한 전자 기기로서 구성된다.
본 발명의 컬러 필터 기판, 컬러 필터 기판의 제조 방법, 전기 광학 장치, 및 전자 기기에 의하면, 착색층을 무색과 유색의 경계층에 의해 정연하게 구획하여, 무색의 경계층으로부터는 밝은 반사광을 얻어 표시의 밝기가 향상되고, 유색의 경계층에 의해, 착색층 형성 시의 착색 재료의 비산(飛散) 등을 표시에 영향이 없는 것으로서 용인(容認)할 수 있기 때문에, 착색층 형성이 용이해지는 동시에 콘트라스트의 향상이 도모된다. 또한, 착색 요소를 구획하는 뱅크를 투명으로 했기 때문에, 뱅크 그 자체가 반사막 노출부로서 기능한다. 그 때문에, 종래와 같이 블랙 마스크의 내측에 반사막 노출부를 설치한 경우와 비교하여, 착색 요소의 영역을 크게 취하는 것이 가능해져, 충분한 채도를 확보할 수 있다. 또한, 뱅크 중에 착색 요소를 배치하는 구성이기 때문에, 착색 요소를 액체방울 토출 기술, 즉, 잉크젯 기술을 이용하여 형성할 수 있다. 이 때문에, 잉크젯 기술을 이용했을 때에 얻어지는 효과, 예를 들어, 공정이 간략화되거나 잉크의 불필요한 소비가 없어지는 등의 효과를 얻을 수 있다.

Claims (43)

  1. 투명한 기재(基材)와, 상기 기재 위에 형성된 반사막과, 상기 반사막 위에 형성된 색이 다른 복수의 착색(着色) 요소와, 상기 반사막 위로서 상기 복수의 착색 요소의 경계에 형성된 복수의 투명한 뱅크를 갖는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 착색 요소의 경계로서 상기 뱅크가 없는 부분에 복수의 차광(遮光) 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 뱅크는 제 1 방향으로 선형(線形)으로 연장되는 동시에 그것과 직각인 제 2 방향으로 상기 착색 요소의 폭에 상당하는 간격을 갖고 서로 평행하게 나열되고,
    상기 복수의 차광 부재는 제 2 방향으로 선형으로 연장되는 동시에 제 1 방향으로 상기 착색 요소의 폭에 상당하는 간격을 갖고 서로 평행하게 나열되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 뱅크의 면적은 상기 뱅크에 인접하는 상기 착색 요소의 색에 대응하여 다른 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  5. 제 4 항에 있어서,
    착색 요소의 제 1 색에 대하여 면적 A1의 투명 영역이 요구되고, 상기 제 1 색에 인접하는 제 2 색에 대하여 면적 A2의 투명 영역이 요구될 때, 상기 제 1 색과 상기 제 2 색 사이에 설치되는 상기 뱅크의 면적은 (A1/2+A2/2)인 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 착색 요소의 색 종류는 R(적색), G(녹색), B(청색)의 3색이며, 그들은 스트라이프 배열로 나열되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  7. 제 1 항에 있어서,
    라인 배선을 구비한 소자 기판에 대향하여 사용되는 컬러 필터 기판에서, 상기 뱅크는 평면적으로 보아 상기 라인 배선을 포함하도록 그 라인 배선보다도 굵게 형성되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  8. 제 7 항에 있어서,
    착색 요소의 제 1 색에 대하여 면적 A1의 투명 영역이 요구되고, 상기 제 1 색에 인접하는 제 2 색에 대하여 면적 A2의 투명 영역이 요구되며, 또한 상기 라인 배선의 면적이 AL일 때,
    상기 제 1 색과 상기 제 2 색 사이에 설치되는 상기 뱅크의 면적은 (A1/2+A2/2+AL)인 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 착색 요소는 액체방울 토출에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  10. 제 1 항에 기재된 컬러 필터 기판과, 상기 컬러 필터 기판에 대향하는 대향 기판과, 상기 컬러 필터 기판과 상기 대향 기판 사이에 배치된 전기 광학 물질의 층을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  11. 광투과성을 갖는 기판과, 상기 기판 위에 형성되며 개구부를 갖는 반사층과, 상기 반사층 위에 형성된 경계층과, 상기 경계층에 의해 둘러싸인 복수의 착색층을 구비한 컬러 필터 기판으로서,
    상기 경계층은 서로 동일한 색의 착색층 사이에 유색의 경계층이 형성되어 이루어지고, 서로 다른 색의 착색층 사이에 광투과성의 경계층이 형성되어 이루어 지는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 착색층 영역의 면적이 개별적으로 다르도록 상기 경계층의 폭이 다른 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 착색층은 소정의 용액을 토출 장치에 의해 토출시킨 액체방울에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  14. 광투과성을 갖는 기판과, 상기 기판 위에 형성되며 개구부를 갖는 반사층과, 상기 반사층 위에 형성된 경계층과, 상기 경계층에 의해 둘러싸인 복수의 착색층과, 상기 경계층 및 상기 착색층을 덮도록 형성된 오버코팅층을 구비한 컬러 필터 기판으로서,
    상기 경계층이 형성된 상기 반사층의 면은 광을 산란(散亂)시키는 요철(凹凸) 형상이며, 서로 동일한 색의 착색층 사이에 유색의 경계층이 형성되어 이루어지고, 서로 다른 색의 착색층 사이에 광투과성의 경계층이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 경계층의 폭을 변화시킴으로써, 상기 착색층 영역의 면적을 개별적으로 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 착색층은 소정의 용액을 토출 장치에 의해 토출시킨 액체방울에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 오버코팅층은 상기 반사층에 대응하는 영역에서의 두께가 다른 부분의 두께보다 두껍게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  18. 제 11 항 또는 제 14 항에 기재된 컬러 필터 기판을 탑재한 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  19. 기재 위에 반사막을 형성하는 공정과,
    상기 반사막 위에 복수의 밴드 형상(帶狀)의 차광 부재를 표시용 도트의 일 방향의 폭에 대응하는 간격을 두어 서로 평행하게 형성하는 공정과,
    상기 반사막 위에 밴드 형상이고 투명한 뱅크를 표시용 도트의 상기 일 방향과 직각인 방향의 폭에 대응하는 간격을 두어 서로 평행하게 형성하는 공정과,
    상기 차광 부재와 상기 뱅크에 의해 둘러싸인 복수의 영역 내에 액체방울 토 출에 의해 색이 다른 복수의 착색 요소를 소정의 배열로 되도록 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 뱅크를 형성하는 공정에서는, 상기 복수의 뱅크의 면적은 각각의 뱅크에 인접하는 상기 착색 요소의 색에 대응하여 다른 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    착색 요소의 제 1 색에 대하여 면적 A1의 투명 영역이 요구되고, 상기 제 1 색에 인접하는 제 2 색에 대하여 면적 A2의 투명 영역이 요구될 때, 상기 뱅크를 형성하는 공정에서는, 상기 제 1 색과 상기 제 2 색 사이에 설치되는 상기 뱅크의 면적은 (A1/2+A2/2)로 설정되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  22. 제 19 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체방울 토출에 의해 복수의 착색 요소를 형성하는 공정에서는, R(적색), G(녹색), B(청색)의 3색의 착색 요소가 스트라이프 형상으로 배열되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  23. 제 19 항에 있어서,
    라인 배선을 구비한 소자 기판에 대향하여 사용되는 컬러 필터 기판의 제조 방법에서, 상기 뱅크를 형성하는 공정에서는, 상기 뱅크는 평면적으로 보아 상기 라인 배선을 포함하도록 그 라인 배선보다도 굵게 형성되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    착색 요소의 제 1 색에 대하여 면적 A1의 투명 영역이 요구되고, 상기 제 1 색에 인접하는 제 2 색에 대하여 면적 A2의 투명 영역이 요구되며, 또한 상기 라인 배선의 면적이 AL일 때,
    상기 뱅크를 형성하는 공정에서는, 상기 제 1 색과 상기 제 2 색 사이에 설치되는 상기 뱅크의 면적은 (A1/2+A2/2+AL)로 설정되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  25. 광투과성을 갖는 기판 위에 개구부를 갖는 반사층을 형성하는 공정과, 상기 반사층 위에 경계층을 형성하는 공정과, 상기 경계층에 의해 둘러싸인 복수의 착색층을 형성하는 공정을 구비한 컬러 필터 기판의 제조 방법으로서,
    상기 반사층 위의 제 1 영역에 유색의 경계층을 형성하는 공정과, 상기 반사층 위의 상기 제 1 영역과는 다른 제 2 영역에 광투과성을 갖는 경계층을 형성하는 공정을 갖고, 동일한 색의 착색층 사이에 상기 유색의 경계층이, 또한 다른 색의 착색층 사이에 상기 광투과성을 갖는 경계층이 각각 형성되도록 상기 착색층을 형성하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 경계층을 형성하는 공정은, 상기 착색층 영역의 면적이 개별적으로 다르도록 상기 경계층의 폭이 다른 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  27. 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서,
    상기 착색층을 형성하는 공정은, 소정의 용액을 토출 장치에 의해 토출시킨 액체방울에 의해 상기 착색층을 형성하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  28. 광투과성을 갖는 기판 위에 개구부를 갖는 반사층을 형성하는 공정과, 상기 반사층 위에 경계층을 형성하는 공정과, 상기 경계층에 의해 둘러싸인 복수의 착색층을 형성하는 공정과, 상기 경계층 및 상기 착색층을 덮도록 오버코팅층을 형성하는 공정을 구비한 컬러 필터 기판의 제조 방법으로서,
    상기 반사층 위의 제 1 영역에 유색의 경계층을 형성하는 공정과, 상기 반사층 위의 상기 제 1 영역과는 다른 제 2 영역에 광투과성을 갖는 경계층을 형성하는 공정을 갖고, 상기 경계층이 형성된 상기 반사층의 면은 광을 산란시키는 요철 형 상인 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 경계층을 형성하는 공정은, 서로 동일한 색의 착색층 사이에 유색의 경계층을 형성하는 공정과, 서로 다른 색의 착색층 사이에 광투과성의 경계층을 형성하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  30. 제 28 항 또는 제 29 항에 있어서,
    상기 경계층을 형성하는 공정은, 상기 착색층 영역의 면적이 개별적으로 다르도록 상기 경계층의 폭이 다른 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  31. 제 28 항에 있어서,
    상기 착색층을 형성하는 공정은, 소정의 용액을 토출 장치에 의해 토출시킨 액체방울에 의해 상기 착색층을 형성하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  32. 제 28 항에 있어서,
    상기 오버코팅층을 형성하는 공정은, 상기 반사층에 대응하는 영역에서의 상기 오버코팅층의 두께가 다른 부분의 두께보다 두껍게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  33. 광투과성을 갖는 기판과, 상기 기판 위에 형성되며 개구부를 갖는 반사층과, 상기 반사층 위에 형성된 경계층과, 상기 경계층에 의해 둘러싸인 복수의 착색층을 구비한 컬러 필터 기판을 갖는 표시 장치로서,
    상기 경계층은 서로 동일한 색의 착색층 사이에 유색의 경계층이 형성되어 이루어지고, 서로 다른 색의 착색층 사이에 광투과성의 경계층이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 착색층 영역의 면적이 개별적으로 다르도록 상기 경계층의 폭이 다른 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  35. 제 33 항 또는 제 34 항에 있어서,
    상기 착색층은 소정의 용액을 토출 장치에 의해 토출시킨 액체방울에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  36. 광투과성을 갖는 기판과, 상기 기판 위에 형성되며 개구부를 갖는 반사층과, 상기 반사층 위에 형성된 경계층과, 상기 경계층에 의해 둘러싸인 복수의 착색층과, 상기 경계층 및 상기 착색층을 덮도록 형성된 오버코팅층을 구비한 컬러 필터 기판을 갖는 표시 장치로서,
    상기 경계층이 형성된 상기 반사층의 면은 광을 산란시키는 요철 형상이며, 서로 동일한 색의 착색층 사이에 유색의 경계층이 형성되어 이루어지고, 서로 다른 색의 착색층 사이에 광투과성의 경계층이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 착색층 영역의 면적이 개별적으로 다르도록 상기 경계층의 폭이 다른 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  38. 제 36 항 또는 제 37 항에 있어서,
    상기 착색층은 소정의 용액을 토출 장치에 의해 토출시킨 액체방울에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  39. 제 36 항에 있어서,
    상기 오버코팅층은 상기 반사층에 대응하는 영역에서의 두께가 다른 부분의 두께보다 두껍게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  40. 제 33 항 또는 제 36 항에 기재된 표시 장치를 탑재한 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  41. 제 10 항에 기재된 전기 광학 장치와, 상기 전기 광학 장치의 동작을 제어하는 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  42. 광투과성의 부분을 포함하는 경계층으로 둘러싸인 착색층을 갖는 컬러 필터부와, 상기 착색층에 각각 대응한 개별 광원(光源)인 유기 EL부로 구성된 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  43. 제 42 항에 기재된 전기 광학 장치를 탑재한 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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