KR100662068B1 - 컬러 필터 기판 및 그 제조 방법, 전기 광학 장치, 및전자 기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반사부와 투과부의 양쪽에서 착색 요소의 막 두께를 각각의 적정 값으로 정확히 맞춤으로써, 반사부에서 밝고 투과부에서 짙은 표시를 행할 수 있는 컬러 필터 기판을 제공하는 것을 과제로 한다.

광을 반사하는 반사부와 광을 투과하는 투과부를 갖는 컬러 필터 기판(4a)이다. 이 컬러 필터 기판(4a)은 투명한 기재(9a)와, 기재(9a) 위에 형성된 하지층(11)과, 하지층(11) 위에 형성된 반사막(12)과, 반사막(12) 위에 형성된 뱅크(15)와, 뱅크(15)에 의해 둘러싸인 영역 내에 설치된 착색 요소(16)를 갖는다. 하지층(11)은 투과부에 대응하여 낮은 단차부(38)를 가지며, 또한 착색 요소(16)는 투과부에서 두껍고(Tt0), 반사부에서 얇다(Tr0). 반사부와 투과부에서 광의 밝기 및 색의 농담(濃淡)이 균일해진다. 하지층(11)에 단차부(38)를 설치했기 때문에, 착색 요소(16)의 막 두께를 반사부와 투과부에서 정확히 설정할 수 있다.

액정 장치, 액정 패널, 밀봉재, 반사막, 착색 요소

Description

컬러 필터 기판 및 그 제조 방법, 전기 광학 장치, 및 전자 기기{COLOR FILTER SUBSTRATE AND MANUFACTURING METHOD THEREOR, ELECTRO-OPTICAL APPARATUS, AND ELECTRONIC EQUIPMENT}

도 1은 본 발명에 따른 컬러 필터 기판의 일 실시예의 1개의 화소 부분을 나타내는 평면도.

도 2의 (a)는 도 1의 A-A선에 따라 컬러 필터 기판의 단면(斷面) 구조를 나타내는 단면도, 도 2의 (b)는 (a)의 컬러 필터 기판을 제조할 때의 하나의 공정을 나타내는 도면.

도 3의 (a)는 본 발명에 따른 전기 광학 장치의 일례인 액정 장치에 포함되는 소자측 기판의 1개의 화소 부분을 나타내는 평면도, 도 3의 (b)는 (a)의 B-B선에 따른 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 전기 광학 장치의 일 실시예인 액정 장치를 나타내는 사시도.

도 5는 도 4의 액정 장치에서의 1개의 표시용 도트 영역의 단면 구조를 확대하여 나타내는 도면.

도 6은 도 4의 액정 장치에서 사용되는 스위칭 소자 중의 1개를 나타내는 사시도.

도 7은 도 1의 컬러 필터 기판에 형성되는 R, G, B의 착색 요소의 배열 패턴 예를 나타내는 도면으로서, (a)는 스트라이프 배열, (b)는 모자이크 배열, (c)는 델타 배열을 나타내는 도면.

도 8은 본 발명에 따른 컬러 필터 기판의 제조 방법의 일 실시예를 나타내는 공정도.

도 9는 도 8의 제조 방법에서 사용하는 잉크젯 헤드를 나타내는 사시도.

도 10은 도 9의 잉크젯 헤드의 내부 구조를 나타내는 분해사시도.

도 11은 도 10의 D-D선에 따른 단면도.

도 12는 본 발명에 따른 전자 기기의 일 실시예를 나타내는 블록도.

도 13은 본 발명에 따른 전자 기기의 실시예인 휴대 전화기를 나타내는 사시도.

도 14는 본 발명에 따른 전자 기기의 실시예인 디지털 카메라를 나타내는 사시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 액정 장치(전기 광학 장치)

2 : 액정 패널

3 : 조명(照明) 장치

4a, 4b : 기판

6 : 밀봉재

7 : 스페이서(spacer)

8 : 액정층

9a, 9b : 기재(基材)

11 : 수지층(하지층)

12 : 반사막

13 : 차광(遮光) 부재

14 : 발(撥)잉크층

15 : 뱅크(bank)

16, 16r, 16g, 16b : 착색(着色) 요소

16' : 착색 요소의 재료

17 : 오버코트층(overcoat layer)

18a : 투명 전극

18b : 도트(dot) 전극

19a, 19b : 배향막

21a, 21b : 편광판

22 : 라인(line) 배선

23 : TFD 소자

24 : 개구(開口)

26 : 제 1 금속

27 : 절연막

28 : 제 2 금속

29 : 돌출부

31 : 배선

32 : 단자(端子)

33 : 구동용 IC

36 : 도광체(導光體)

37 : LED

38 : 오목부(낮은 단차부(段差部))

41 : 잉크젯 헤드

42 : 케이싱(casing)

43 : 노즐

44 : 노즐 열(列)

46 : 노즐 플레이트

47 : 진동판

48 : 구획 부재

49 : 저장실

51 : 액체 저장소

52 : 통로

53 : 액상(液狀) 재료의 공급 구멍

54 : 파이프

56 : 재료 용기(容器)

57 : 가압체(加壓體)

58 : 압전 소자

59a, 59b : 전극

61 : 액체방울

120 : 휴대 전화기(전자 기기)

130 : 디지털 카메라(전자 기기)

D : 표시용 도트 영역

G : 셀 갭(cell gap)

M0 : 액상 재료

본 발명은 액정 장치 등과 같은 전기 광학 장치에 사용되는 컬러 필터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그 컬러 필터 기판을 사용하여 구성되는 전기 광학 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그 전기 광학 장치를 사용하여 구성되는 휴대 전화기 및 휴대 정보 단말기 등과 같은 전자 기기에 관한 것이다.

액정 장치 및 유기 EL 장치 등과 같은 전기 광학 장치에 의해 컬러 표시를 행하는 것은 종래부터 알려져 있다. 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 3색 착색 요소를 소정의 배열로 되도록 형성함으로써 형성된다.

그런데, 액정 장치로서 다음의 3종류가 알려져 있다. 첫째는 태양광 및 실내광 등과 같은 외부광을 장치 내부에서 반사시키고, 그 반사광을 이용하여 표시를 행하는, 소위 반사형의 액정 장치이다. 둘째는 냉음극관 및 LED(Light Emitting Diode) 등과 같은 광원(光源)으로부터 방출(放出)되어 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 반(半)투과 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, 반사막이 노출된 영역을 형성하도록 한 반사형 액정 장치가 알려져 있다(예를 들어, 일본국 특개평10-186347호 공보(3∼4페이지, 도 1) 참조). 이 액정 장치에서는, 반사막이 노출된 부분을 통하여 밝은 광을 통과시킴으로써, 컬러 표시의 밝기가 저하되는 것을 방지하고 있다.

또한, 종래 반투과 반사형의 액정 장치에 있어서, 광반사막의 광투과용 개구를 착색 요소의 최대 막 두께 부분에 맞추는 기술, 즉, 투과부에 상당하는 착색 요소의 막 두께를 두껍게 한다는 기술이 알려져 있다(예를 들어, 일본국 특개2002-287131호 공보(7페이지, 도 5) 참조). 이 기술에 의하면, 반사부에서의 광의 광로(光路) 길이와 투과부에서의 광의 광로 길이를 근접시킴으로써, 반사 표시 시와 투과 표시 시 사이에서 균일한 색 표시가 가능하게 되어 있다.

그러나, 일본국 특개평10-186347호 공보에 개시된 액정 장치에서는, 반사막 노출 부분이 블랙 마스크의 내측 영역, 즉, 블랙 마스크와는 다른 영역에 설치되기 때문에, 착색 요소의 면적이 좁아져 채도(彩度)가 저하된다는 문제가 있었다. 또한, 일본국 특개2002-287131호 공보에 개시된 액정 장치에서는, 투과부와 반사부 사이에서 착색 요소의 막 두께 차를 원하는 대로 크게 취하는 것이 어렵기 때문에, 반사부에서 충분히 밝은 표시를 얻기 위해 착색 요소의 막 두께를 얇게 하면, 채도가 불충분했다. 또한, 채도를 얻기 위해 착색 요소의 막 두께를 두껍게 하면, 밝기가 불충분했다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 반사부와 투과부의 양쪽에서 착색 요소의 막 두께를 각각의 적정 값으로 정확히 맞춤으로써, 반사부에서 밝고 투과부에서 짙은 표시를 행할 수 있는 컬러 필터 기판, 컬러 필터 기판의 제조 방법, 전기 광학 장치, 및 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 컬러 필터 기판은, 광을 반사하는 반사부와 광을 투과하는 투과부를 갖는 컬러 필터 기판에 있어서, 투명한 기재(基材)와, 상기 기재 위에 형성된 하지층과, 상기 하지층 위에 형성된 반사막과, 상기 반사막 위에 형성된 뱅크와, 상기 뱅크에 의해 둘러싸인 영역 내에 설치된 착색 (着色) 요소를 갖고, 상기 하지층은 상기 투과부에 대응하여 낮은 단차부(段差部)를 가지며, 또한 상기 착색 요소는 상기 투과부에서 두껍고 상기 반사부에서 얇은 것을 특징으로 한다.

이 컬러 필터 기판에 의하면, 착색 요소의 하지층에 대해서 투과부에 대응하여 낮은 단차부를 형성했기 때문에, 투과부에 대응하여 착색 요소의 막 두께를 충분히 두껍게 할 수 있어, 반사부와 투과부의 양쪽에서 착색 요소의 막 두께를 각각의 적정 값으로 정확히 맞출 수 있다. 따라서, 반사부에서 밝고 투과부에서 짙은 표시를 행할 수 있다.

상기 구성의 컬러 필터 기판에 있어서, 상기 착색 요소는 상기 반사부와 상기 투과부에서 동일한 재질(材質)인 것이 바람직하다. 일반적으로, 포토리소그래피 처리를 이용하면, 반사부와 투과부 사이에서 착색 요소의 막 두께를 독자적으로 정할 수 있다. 그러나, 이 경우에는, 반사부와 투과부의 각각에 대하여 포토리소그래피 처리를 반복해야만 하기 때문에, 비용이나 시간이 지나치게 소요된다. 이것에 대하여, 반사부와 투과부 사이에서 착색 요소의 재질을 동일하게 하면, 작업이 간단하며 비용도 낮게 억제할 수 있다.

상기 구성의 컬러 필터 기판에 있어서, 상기 뱅크의 표면에는 발(撥)잉크 처리가 실시되거나, 또는 상기 뱅크는 발(撥)잉크성의 수지에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 여기서의 발잉크성의 대상으로 되는 잉크는 착색 요소의 재료를 의미한다. 상기와 같이 뱅크에 발잉크성을 부여하면, 잉크젯 기술, 즉, 액체방울 토출 기술을 이용하여 착색 요소를 액체방울 토출에 의해 성막할 때, 뱅크로의 착색 요 소의 부착을 방지할 수 있기 때문에 매우 유리하다.

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 사용하여 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 기판에 있어서, 상기 투과부에서의 상기 착색 요소의 두께를 Tt로 하고, 상기 반사부에서의 상기 착색 요소의 두께를 Tr로 할 때, 그들의 두께 관계는 Tt:Tr=(1.3∼5):1인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 반사부에서의 밝은 표시와, 투과부에서의 짙고 선명한 표시의 양쪽을 실현할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 컬러 필터 기판의 제조 방법은, 광을 반사하는 반사부와 광을 투과하는 투과부를 갖는 컬러 필터 기판의 제조 방법에 있어서, 기재 위에 하지층을 형성하는 공정과, 상기 하지층 위에 반사막을 형성하는 공정과, 상기 반사막 위에 뱅크를 형성하는 공정과, 상기 뱅크에 의해 둘러싸인 영역 내에 액체방울 토출에 의해 착색 요소를 형성하는 공정을 가지며, 상기 하지층을 형성하는 공정에서는 상기 투과부에 대응하여 낮은 단차부가 형성되고, 상기 반사막을 형성하는 공정에서는 상기 투과부에 대응하여 개구(開口)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이 컬러 필터 기판의 제조 방법에 의하면, 착색 요소의 하지층에 대해서 투과부에 대응하여 낮은 단차부가 형성되고, 또한 반사막에 대해서 투과부에 대응하 여 개구가 형성되기 때문에, 투과부에 대응하여 착색 요소의 막 두께를 충분히 두껍게 할 수 있어, 반사부와 투과부의 양쪽에서 착색 요소의 막 두께를 각각의 적정 값으로 정확히 맞출 수 있다. 따라서, 본 제조 방법에 의해 제조된 컬러 필터 기판을 사용한 컬러 표시에 있어서, 반사부에서 밝고 투과부에서 짙은 표시를 행할 수 있다.

상기 구성의 컬러 필터 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 착색 요소를 형성하는 공정에서는 상기 투과부에 대응하여 액체방울의 토출량이 많은 것이 바람직하다. 이것에 의해, 투과부에 다량(多量)의 착색 요소 재료를 공급할 수 있기 때문에, 투과부에서의 착색 요소의 막 두께를 확실히 두껍게 할 수 있다. 또한, 액체방울의 토출량을 증가시키기 위한 구체적인 수법으로서는, 예를 들어, 잉크젯 헤드의 노즐로부터 토출되는 1방울당의 액체방울 양을 증가시키거나, 투과부에서의 액체방울의 토출 횟수를 증가시키는 것을 생각할 수 있다.

상기 구성의 컬러 필터 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 뱅크를 형성하는 공정에서는, 상기 뱅크의 표면에 발잉크 처리가 실시되거나, 또는 상기 뱅크는 발잉크성의 수지에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 액체방울 토출 기술, 즉, 잉크젯 기술을 이용하여 기재 위에 착색 요소를 형성할 때에, 뱅크로의 착색 요소 재료의 부착을 방지할 수 있기 때문에, 착색 요소를 항상 안정되게 일정 형상으로 형성할 수 있고, 또한 착색 요소 사이에서의 혼색(混色)을 방지할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 컬러 필터 기판은, 상기한 컬러 필터 기판의 제조 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다. 이 컬러 필터 기판에 의하면, 착색 요소의 하지층에 대해서 투과부에 대응하여 낮은 단차부가 형성되기 때문에, 투과부에 대응하여 착색 요소의 막 두께를 충분히 두껍게 할 수 있어, 반사부와 투과부의 양쪽에서 착색 요소의 막 두께를 각각의 적정 값으로 정확히 맞출 수 있다. 따라서, 반사부에서 밝고 투과부에서 짙은 표시를 행할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 전기 광학 장치는, 상기한 구성의 컬러 필터 기판과, 상기 컬러 필터 기판 위에 설치된 전기 광학 물질의 층을 갖는 것을 특징으로 한다. 여기서, 전기 광학 물질로서는, 액정 장치에서 사용되는 액정이나, 유기 EL 장치에서 사용되는 유기 EL이나, 플라즈마 디스플레이 장치에서 사용되는 방전용 가스 등이 있다. 이들 전기 광학 물질은 컬러 필터 기판에 직접적으로 접촉하도록 설치되거나, 컬러 필터 기판과 대향 기판 사이에 삽입되거나, 그 이외에 전기 광학 장치의 구조에 적합한 다양한 방법으로 설치된다. 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 요소의 하지층에 대해서 투과부에 대응하여 낮은 단차부를 형성했기 때문에, 투과부에 대응하여 착색 요소의 막 두께를 충분히 두껍게 할 수 있어, 반사부와 투과부의 양쪽에서 착색 요소의 막 두께를 각각의 적정 값으로 정확히 맞출 수 있다. 따라서, 반사부에서 밝고 투과부에서 짙은 표시를 행할 수 있다. 이것에 의해, 전기 광학 장치에 관한 각종 표시를 선명한 색채로 표시할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 전자 기기는, 상기한 전기 광학 장치와, 상기 전기 광학 장치의 동작을 제어하는 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 한다. 이러한 전자 기기로서는, 예를 들어, 휴대 전화기, 휴대 정보 단말기, PDA(Personal Digital Assistant), 기타 각종 기기를 생각할 수 있다.

(컬러 필터 기판 및 전기 광학 장치의 실시예)

이하, 본 발명에 따른 컬러 필터 기판을 그것이 사용되는 전기 광학 장치와 함께 일례를 들어 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 2단자형 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 4에 있어서, 전기 광학 장치로서의 액정 장치(1)는 액정 패널(2)과, 그것에 부착되는 조명 장치(3)를 갖는다. 액정 패널(2)은 제 1 기판(4a)과 제 2 기판(4b)을 화살표 A방향으로부터 보아 고리 형상의 밀봉재(6)에 의해 접합시킴으로써 형성되어 있다. 제 1 기판(4a)은 컬러 필터가 형성되는 컬러 필터 기판이며, 제 2 기판(4b)은 TFD 소자가 형성되는 소자 기판이다. 도 5는 도 4의 액정 패널(2)에서의 1개의 표시용 도트 영역(D)의 부분을 확대하여 나타내고 있다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 제 1 기판(4a)과 제 2 기판(4b) 사이에는 스페이서(7)에 의해 유지되는 틈 소위 셀 갭(G)이 형성되고, 이 셀 갭(G) 내에 액정이 봉입(封入)되어 액정층(8)이 형성된다.

도 1은 도 4의 제 1 기판(4a)의 일 화소 영역을 화살표 A방향, 즉, 관찰측 방향으로부터 보았을 경우의 평면적인 구성을 나타내고 있다. 또한, 도 2의 (a)는 도 1의 A-A선에 따른 제 1 기판(4a)의 단면 구조를 나타내고 있다. 도 2의 (a)에 있어서, 제 1 기판(4a)은 투광성의 유리, 투광성의 플라스틱 등에 의해 형성된 제 1 기재(9a)를 갖는다. 그 제 1 기재(9a)의 액정측 표면에는 하지층으로서의 수지층(11)이 형성되고, 그 위에 반사막(12)이 형성된다.

또한, 반사막(12) 위에는 차광 부재(13)가 형성되고, 그 차광 부재(13) 위에 발잉크층(14)이 형성된다. 이들 차광 부재(13) 및 발잉크층(14)에 의해 뱅크(15)가 형성된다. 발잉크층(14)은 후술하는 잉크젯 기술에 의해 토출되는 착색 요소 재료를 튕길 수 있는 재료의 층이다. 차광 부재(13)를 발잉크성의 수지에 의해 형성하는 것이라면, 이 발잉크층(14)은 불필요하다. 또한, 뱅크(15)는 후술하는 잉크젯 처리 시에 착색 요소 재료의 토출 영역을 구획하도록 기능한다.

뱅크(15)는 1개씩이 도 2의 (a)의 지면(紙面) 수직 방향 및 지면 좌우 방향으로 연장되도록 형성되고, 전체적으로는 도 1에 나타낸 바와 같이 격자 형상으로 형성된다. 뱅크(15)에 의해 둘러싸인 사각형의 영역 내에는 착색 요소(16)가 형성된다. 이 착색 요소(16)에는 R, G, B의 3색이 있고, 그들이 뱅크(15)에 의해 둘러싸인 1개의 영역에 1색씩 형성된다.

또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, R색의 착색 요소를 16r, G색의 착색 요소를 16g, B색의 착색 요소를 16b라고 부르기로 한다. 본 실시예에서는 이들 R, G, B 각색의 착색 요소(16)를 도 7의 (a)의 스트라이프 배열로 나열하는 것으로 하고, 이들 착색 요소(16)에 의해 컬러 필터가 구성된다.

또한, 착색 요소(16)의 배열로서는, 스트라이프 배열 이외에 다양하게 채용할 수 있어, 예를 들어, 도 7의 (b)에 나타낸 모자이크 배열이나, 도 7의 (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 배열되는 동시에 횡렬 방향에서 R, G, B가 차례로 반복하여 나열되는 배열이다.

도 2의 (a)에 있어서, 착색 요소(16) 위에는 오버코트층(17)이 형성되고, 그 위에 밴드 형상의 투명 전극(18a)이 형성되며, 그 위에 배향막(19a)이 형성된다. 배향막(19a)에는 배향 처리, 예를 들어, 러빙 처리가 실시되고, 이것에 의해, 그 배향막(19a) 근방의 액정 분자의 배향이 결정된다. 또한, 제 1 기재(9a)의 외측 표면에는, 도 4에 나타낸 바와 같이 편광판(21a)이 점착 등에 의해 장착되어 있다.

도 2의 (a)에 있어서, 수지층(11)의 표면에는 요철(凹凸)이 형성되고, 그 수지층(11)에 적층된 반사막(12)의 표면에도 요철이 형성된다. 이 요철 패턴은 화살표 A방향으로부터 보아 평면 내에서 임의적으로 형성되어 있다. 이 요철의 존재에 의해, 반사막(12)에 입사한 광은 산란광으로 되어 반사한다. 1개의 밴드 형상 투명 전극(18a)은 도 2의 (a)의 지면 수직 방향으로 연장되어 있으며, 인접하는 전극(18a)의 사이에는 뱅크(15)의 폭과 대략 일치하는 간격이 마련되어 있다. 이것에 의해, 복수의 전극(18a)은 화살표 A방향으로부터 보아 스트라이프 형상으로 형성되어 있다.

도 5에 있어서, 액정층(8)을 사이에 두어 제 1 기판(4a)에 제 2 기판(4b)이 대향한다. 도 3의 (a)는 그 제 2 기판(4b)의 일 화소 영역의 평면 구조를 도 4의 화살표 A방향으로부터 본 상태를 나타내고 있다. 또한, 도 3의 (b)는 도 3의 (a)의 B-B선에 따른 제 2 기판(4b)의 단면 구조를 나타내고 있다. 도 3의 (b)에 있어서, 제 2 기판(4b)은 투광성의 유리, 투광성의 플라스틱 등에 의해 형성된 제 2 기재(9b)를 갖는다. 그 제 2 기재(9b)의 액정측 표면에는 선형(線形)의 라인 배선(22), 액티브 소자로서의 TFD 소자(23) 및 투명한 도트 전극(18b)이 형성된다. 또한, 그들 요소 위에 배향막(19b)이 형성되고, 그 배향막(19b)에 배향 처리, 예를 들어, 러빙 처리가 실시되며, 이것에 의해, 그 배향막(19b) 근방의 액정 분자의 배향을 결정할 수 있다. 도 5의 제 1 기판(4a) 측의 배향막(19a)의 러빙 방향과 제 2 기판(4b) 측의 배향막(19b)의 러빙 방향은, 액정의 특성에 따라 적당한 각도로 교차하게 되어 있다. 또한, 제 2 기재(9b)의 외측 표면에는 도 4에서 편광판(21b)이 점착 등에 의해 장착되어 있다.

도 3의 (a)에 있어서, 도트 전극(18b)은 정사각형 또는 직사각형에 가까운 도트 형상으로 형성되어 있고, TFD 소자(23)를 통하여 라인 배선(22)에 접속되어 있다. 또한, 참고를 위해, 제 1 기판(4a) 측에 형성되는 밴드 형상 전극(18a)을 쇄선(鎖線)으로 나타내고 있다. 도트 전극(18b)과 밴드 형상 전극(18a)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 5에 있어서, 반사막(12)에는 각각의 표시용 도트(D)에 대응 하여 광통과용의 개구(24)가 마련되어 있다. 이들 개구(24)는 반사막(12)에 광을 투과시키는 기능을 부여하기 위한 구성이며, 이것에 의해, 투과부가 구성된다. 투과부 이외의 반사막(12)이 존재하는 부분이 반사부이다.

도 3의 (a)의 TFD 소자(23)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 제 1 TFD 요소(23a)와 제 2 TFD 요소(23b)를 직렬로 접속함으로써 형성되어 있다. 이 TFD 소자(23)는, 예를 들어, 다음과 같이 하여 형성된다. 즉, 우선, TaW(탄탈륨텅스텐)에 의해 라인 배선(22)의 제 1 층(22a) 및 TFD 소자(23)의 제 1 금속(26)을 형성한다.

다음으로, 양극(陽極) 산화 처리에 의해 라인 배선(22)의 제 2 층(22b) 및 TFD 소자(23)의 절연막(27)을 형성한다. 다음으로, 예를 들어, Cr(크롬)에 의해 라인 배선(22)의 제 3 층(22c) 및 TFD 소자(23)의 제 2 금속(28)을 형성한다.

제 1 TFD 요소(23a)의 제 2 금속(28)은 라인 배선(22)의 제 3 층(22c)으로부터 연장되어 있다. 또한, 제 2 TFD 요소(23b)의 제 2 금속(28)의 선단(先端)에 겹치도록 도트 전극(18b)이 형성된다. 라인 배선(22)으로부터 도트 전극(18b)을 향하여 전기 신호가 흐르는 것을 생각하면, 그 전류 방향을 따라, 제 1 TFD 요소(23a)에서는 제 2 금속(28)→절연막(27)→제 1 금속(26)의 순서로 전기 신호가 흐르는 반면, 제 2 TFD 요소(23b)에서는 제 1 금속(26)→절연막(27)→제 2 금속(28)의 순서로 전기 신호가 흐른다.

즉, 제 1 TFD 요소(23a)와 제 2 TFD 요소(23b) 사이에서는 전기적으로 역방향의 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 요소만으로 구성하는 경우에 비하여 안정된 특성을 얻을 수 있는 것이 알려져 있다.

도 4에 있어서, 제 2 기판(4b)은 제 1 기판(4a)의 외측으로 돌출되는 돌출부(29)를 갖고, 그 돌출부(29)의 제 1 기판(4a) 측의 표면에는 배선(31) 및 단자(32)가 형성되어 있다. 이들 배선(31) 및 단자(32)가 모이는 영역에 1개의 구동용 IC(33a) 및 2개의 구동용 IC(33b)가 ACF(Anisotropic Conductive Film: 이방성 도전막)(도시 생략)에 의해 실장되어 있다.

배선(31) 및 단자(32)는 제 2 기판(4b) 위에 라인 배선(22)이나 도트 전극(18b)을 형성할 때에 동시에 형성된다. 또한, 라인 배선(22)은 돌출부(29) 위로 그대로 연장되어 배선(31)으로 되어, 구동용 IC(33a)에 접속되어 있다. 또한, 제 1 기판(4a)과 제 2 기판(4b)을 접착하는 밀봉재(6)의 내부에는 구형(球形) 또는 원통형의 도통재(도시 생략)가 혼입(混入)되어 있다. 제 1 기판(4a) 위에 형성된 밴드 형상 전극(18a)은 제 1 기판(4a) 위에서 밀봉재(6)의 부분까지 도달된 후, 밀봉재(6) 중의 도통재를 통하여 제 2 기판(4b) 위의 배선(31)에 접속되어 있다. 이것에 의해, 제 1 기판(4a) 위의 밴드 형상 전극(18a)은 제 2 기판(4b) 위의 구동용 IC(33b)에 접속되어 있다.

도 4에 있어서, 액정 패널(2)을 구성하는 제 1 기판(4a)의 외측 표면에 대향하여 배열 설치된 조명 장치(3)는, 예를 들어, 투명한 플라스틱에 의해 형성된 사각형의 판 형상인 도광체(36)와, 점상(點狀) 광원으로서의 LED(37)를 갖는다. 도광체(36) 중 액정 패널(2)과 반대측의 면에는 광반사 시트(도시 생략)를 장착할 수 있다. 또한, 도광체(36) 중 액정 패널(2)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(37)는 본 실시예에서는 3개 사용되고 있지만, LED(37)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 5에 화살표 F로 나타낸 바와 같이, 외부광이 제 2 기판(4b)을 통하여 액정 패널(2)의 내부에 수용되고, 이 외부광이 액정층(8)을 통과한 후에 반사막(12)에서 반사하여 액정층(8)에 공급된다. 한편, 외부광이 불충분할 경우에는, 도 4의 조명 장치(3)를 구성하는 LED(37)를 점등(點燈)한다. 이 때, LED(37)로부터 점상으로 방사된 광은 도광체(36)의 입광면(36a)으로부터 상기 도광체(36)의 내부로 도입되고, 그 후, 액정 패널(2)에 대향하는 면, 즉, 광출사면(36b)으로부터 면상(面狀)으로 출사(出射)된다. 이렇게 하여 광출사면(36b)의 각 부분으로부터 출사되는 광이, 도 5에서 화살표 G로 나타낸 바와 같이 반사막(12)에 형성한 개구(24)를 통과하여 면상의 광으로서 액정층(8)에 공급된다.

이상과 같이 하여 액정층(8)에 광이 공급되는 동안, 액정 패널(2)에 관해서는, 도 4의 구동용 IC(33a, 33b)에 의해 제어되어 라인 배선(22)에, 예를 들어, 주사 신호가 공급되는 동시에, 밴드 형상 전극(18a)에, 예를 들어, 데이터 신호가 공 급된다. 이 때, 주사 신호와 데이터 신호의 전위차에 따라 특정 표시용 도트에 부속되는 TFD 소자(23)(도 3의 (a)참조)가 선택 상태(즉, 온(on) 상태)로 되면, 그 표시용 도트 내의 액정 용량에 영상 신호가 기입되고, 그 후, 상기 TFD 소자(23)가 비(非)선택 상태(즉, 오프(off) 상태)로 되면, 그 신호는 상기 표시 도트에 축적되어 상기 표시 도트 내의 액정층을 구동한다.

이렇게 하여, 액정층(8) 내의 액정 분자가 표시용 도트(D)마다 제어되고, 따라서, 액정층(8)을 통과하는 광이 표시용 도트(D)마다 변조된다. 그리고, 이렇게 변조된 광이 도 4의 제 2 기판(4b) 측의 편광판(21b)을 통과함으로써, 액정 패널(2)의 유효(有效) 표시 영역 내에 문자, 숫자, 도형 등과 같은 상이 표시된다. 도 5의 반사막(12)에서 반사하는 외부광을 이용하여 행하여지는 표시가 반사형 표시이다. 또한, 조명 장치(3)로부터의 광을 이용하여 행하여지는 표시가 투과형 표시이다. 본 실시예에서는 그들 반사형 표시 및 투과형 표시를 사용자의 희망에 따라, 또는 외부 환경의 변화에 따라 자동적으로 선택한다.

도 5에 있어서, 1개의 표시용 도트(D)에 대응하여 투과부 및 반사부가 형성되는 것은 기술(記述)한 바와 같다. 또한, 투과부는 반사막(12)에 개구(24)를 마련함으로써 형성되는 것도 기술한 바와 같다. 본 실시예에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 이 투과부에 대응하여 수지층, 즉, 하지층(11)에 낮은 단차부, 즉, 오목부(38)가 형성된다. 이 오목부(38)의 평면 형상은 반사막(12)의 개구(24)와 동일하거나, 또는 대략 동일하다. 낮은 단차부(38)는 오목부 대신에, 기재(9a)에 이르는 관통 구멍으로 할 수도 있다.

투과부에 오목부(38)를 설치함으로써, 투과부에서의 착색 요소(16)의 막 두께 Tt0은 반사부에서의 착색 요소(16)의 막 두께 Tr0보다도 두껍게 되어 있다. 이렇게 투과부에서의 착색 요소(16)의 막 두께 Tt0을 반사부에서의 막 두께 Tr0보다도 두껍게 하면, 도 5에서 반사 표시 시의 반사광 F가 착색 요소(16)를 통과하는 광로(光路) 길이는 짧아지기 때문에, 밝은 반사 표시를 행할 수 있다. 또한, 투과 표시 시의 투과광 G가 착색 요소(16)를 통과하는 광로 길이는 길어지기 때문에, 색이 짙은 투과 표시를 행할 수 있다.

또한, 투과부와 반사부 사이에서 착색 요소(16)의 재료를 서로 다르게 하면, 투과부와 반사부 사이에서 착색 요소(16)의 막 두께를 다르게 하지 않더라도, 상기와 같은 밝은 반사 표시와 색이 짙은 투과 표시를 행할 수 있다. 그러나, 그 경우에는 착색 요소(16)를 형성하기 위한 공정이 매우 복잡해진다. 이것에 대하여, 본 실시예와 같이 투과부와 반사부 사이에서 착색 요소(16)의 재료를 동일하게 하면, 착색 요소의 형성 공정이 매우 간단해진다.

(변형예)

이상의 실시예에서는 2단자형 스위칭 소자인 TFD 소자를 사용한 액티브 매트릭스 방식이며 반투과 반사형인 액정 장치에 본 발명을 적용했지만, 본 발명은 3단자형 스위칭 소자인 TFT(Thin Film Transistor)를 사용한 액티브 매트릭스 방식의 액정 장치에도 적용할 수 있다. 또한, 스위칭 소자를 사용하지 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, 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 1 및 도 2의 (a)에 나타낸 컬러 필터 기판(4a)을 제조하는 경우를 예로 들어 설명한다.

도 8은 그러한 컬러 필터 기판의 제조 방법의 일 실시예를 나타내고 있다. 우선, 공정 P1에서, 도 2의 (a)의 수지층(11) 재료, 본 실시예에서는 감광성 수지를 기재(9a) 위에 균일하게 코팅, 즉, 도포한다. 다음으로, 공정 P2에서, 그 수지층의 재료층을 노광 및 현상하여 수지층(11)을 형성한다. 이 때, 그 수지층(11)의 표면에 임의의 요철 패턴을 형성한다. 또한, 이 때, 투과부에 대응시켜 오목부(38)를 형성한다.

이상에 의해, 각각의 표시용 도트(D) 중에 오목부(38)를 구비하고, 표면에 임의의 요철 패턴을 구비한 수지층(11)이 기재(9a) 위에 형성된다.

다음으로, 공정 P3에서, 도 2의 (a)의 반사막(12) 재료, 예를 들어, Cr을 스퍼터링에 의해 수지층(11) 위에 균일하게 도포한다. 다음으로, 공정 P4에서, 레지스트 재료를 그 반사막 재료층 위에 균일하게 도포하고, 다시 노광 및 현상하여 원하는 패턴의 레지스트막을 형성한다. 다음으로, 공정 P5에서, 그 레지스트막을 마스크로 하여 상기 반사막 재료층을 노광 및 현상하고, 또한 공정 P6에서 에칭 처리를 행함으로써, 수지층(11) 위에 반사막(12)을 형성한다. 이 때, 각각의 표시용 도트(D)의 투과부에 대응하여 반사막(12)에 광투과용의 개구(24)를 형성한다. 이 상에 의해, 각각의 표시용 도트(D)에 대하여 개구(24)를 구비한 반사막(12)이 형성된다.

다음으로, 공정 P7에서, 반사막(12) 위에 차광 부재(13)의 재료, 예를 들어, 흑색 등으로 열경화 타입의 수지를 균일하게 코팅한다. 또한, 공정 P8에서, 차광 부재(13)의 재료층 위에 감광성 발잉크 재료를 균일하게 코팅한다. 이것에 의해, 차광 부재(13)의 재료와 발잉크 재료가 중첩하여 도포된다. 다음으로, 공정 P9에서, 상기 2층의 재료층을 노광 및 현상하여, 도 1에 나타낸 바와 같은 격자 형상의 뱅크(15)를 형성한다. 또한, 본 실시예에서 사용하는 차광 부재(13)는 그 자체가 발잉크성을 갖지 않는 재료이기 때문에, 그 표면에 발잉크층(14)을 형성하는 것으로 한다. 차광 부재(13) 그 자체를 감광성 발잉크성의 재료에 의해 형성하면, 발잉크층(14)은 불필요하여, 그 경우에는 차광 부재(13)만으로 뱅크(15)가 형성된다.

또한, 이 뱅크(15)는 후술하는 잉크젯 기술에 의한 액체방울 토출 공정에서의 구획 부재로서 기능하는 동시에, 컬러 표시 시의 블랙 마스크로서 기능한다. 발잉크층(14)은 액체방울 토출되는 착색 요소를 튕기기 위한 요소이며, 이 발잉크층은, 예를 들어, 불소계의 재료에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 이상에 의해, 기재(9a) 위에는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 뱅크(15)에 의해 둘러싸인 복수개의 사각형 영역이 도트 매트릭스 형상으로 형성된다.

다음으로, 도 8의 공정 P10에서, 뱅크(15)에 의해 둘러싸인 도트 영역 내에 잉크젯 기술을 이용하여 착색 요소(16)의 재료를 액체방울로서 토출한다. 여기서, 잉크젯 헤드 방식에 의한 막 형성은, 예를 들어, 도 9에 나타낸 잉크젯 헤드(41)를 화살표 X 및 화살표 Y로 나타낸 바와 같이 평면적으로 주사 이동시킴으로써 행하여진다. 이 잉크젯 헤드(41)는 대략 직사각형 형상의 케이싱(42)을 갖고, 그 케이싱(42)의 저면(底面)에는 복수의 노즐(43)이 설치되어 있다. 이들 노즐(43)은 직경 약 0.02∼0.1㎜ 정도의 미소한 개구를 갖는다.

본 실시예에서는 복수의 노즐(43)이 2열에 걸쳐 설치되고, 이것에 의해, 2개의 노즐 열(44, 44)이 형성되어 있다. 각각의 노즐 열(44)에 있어서, 노즐(43)은 일정한 간격으로 직선상에 설치되어 있다. 이들 노즐 열(44)에는 화살표 H로 나타낸 방향으로부터 액상 재료가 공급된다. 공급된 액상 재료는 압전 소자의 진동에 따라 각 노즐(43)로부터 미소한 액체방울로서 토출된다. 또한, 노즐 열(44)의 개수는 1개 또는 3개 이상일 수도 있다. 3개 이상으로 하면, R, G, B의 각색 착색 요소 재료를 1개의 잉크젯 헤드(41)의 각 노즐 열(44)로부터 각각 토출하는 것도 가능하다.

잉크젯 헤드(41)는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 예를 들어, 스테인리스제의 노즐 플레이트(46)와, 그것에 대향하여 배치된 진동판(47)과, 그 양자를 서로 접합하는 복수의 구획 부재(48)를 갖는다. 또한, 노즐 플레이트(46)와 진동판(47) 사이에는 액상 재료를 저장하기 위한 복수의 저장실(49)과, 액상 재료가 일시적으로 모이는 개소인 액체 저장소(51)가 각 구획 부재(48)에 의해 형성되어 있다. 또한, 복수의 저장실(49)과 액체 저장소(51)가 통로(52)를 통하여 서로 연통(連通)하고 있다. 또한, 진동판(47)의 적소(適所)에 액상 재료의 공급 구멍(53)이 형성되어 있고, 이 공급 구멍(53)에 파이프(54)를 통하여 재료 용기(容器)(56)가 접속되어 있다. 용기(56) 내에는 착색 요소의 재료가 수용되어 있으며, 이 용기(56)로부터 공급된 액상 재료(M0)는 액체 저장소(51)에 충전되고, 다시 통로(52)를 통과하여 저장실(49)에 충전된다.

잉크젯 헤드(41)의 일부를 구성하는 노즐 플레이트(46)에는, 액상 재료를 저장실(49)로부터 제트(jet) 상태로 분사하기 위한 노즐(43)이 설치되어 있다. 이 노즐(43)이 복수개 나열되어 노즐 열(44)을 구성하는 것은 도 9와 관련하여 기술한 바와 같다. 또한, 진동판(47)에서 저장실(49)에 대응하는 면에는 액상 재료를 가압하기 위한 가압체(57)가 부착되어 있다. 이 가압체(57)는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 압전 소자(58) 및 이것을 사이에 삽입하는 한 쌍의 전극(59a, 59b)을 갖고 있다.

압전 소자(58)는 전극(59a, 59b)으로의 통전(通電)에 의해 화살표 J로 나타낸 외측으로 돌출되도록 휨 변형되고, 이것에 의해 저장실(49)의 용적을 증대시키는 기능을 갖는다. 그리고, 저장실(49)의 용적이 증대하면, 그 증대한 용적분에 상당하는 액상 재료(M0)가 액체 저장소(51)로부터 통로(52)를 통과하여 저장실(49) 내로 유입(流入)된다.

한편, 압전 소자(58)로의 통전을 해제하면, 압전 소자(58)와 진동판(47)이 모두 원래의 형상으로 되돌아가고, 저장실(49)도 원래의 용적으로 되돌아간다. 그 때문에, 저장실(49)의 내부에 있는 액상 재료의 압력이 상승하고, 노즐(43)로부터 액상 재료가 액체방울(61)로 되어 토출된다. 또한, 액체방울(61)은 액상 재료에 함유되는 용제(溶劑) 등의 종류에 관계없이, 미소한 액체방울로서 노즐(43)로부터 안정되게 토출된다.

또한, 잉크젯 헤드(41)는 R, G, B의 3색 착색 요소(16)에 대하여 전용의 것이 준비되고, 제조 라인 위의 서로 다른 스테이지에 설치된다. 그리고, 이들 3색용의 잉크젯 헤드(41)에 의해 각각 각색의 착색 요소(16)가 형성된다. 또한, 경우에 따라서는, 1개의 잉크젯 헤드(41)에 3색의 착색 요소 재료의 공급계를 일체로 구성하고, 그 1개의 잉크젯 헤드(41)만으로 3색의 착색 요소를 토출하는 것도 가능하다. 이상과 같은 잉크젯 헤드 방식의 잉크 토출 기술을 이용하여 착색 요소(16)를 형성하면, 종래의 포토리소그래피 처리에 의한 패터닝 수법에 비하여 착색 요소 재료의 소비량을 대폭으로 저감시킬 수 있다. 또한, 포토리소그래피 처리에 비하여 공정이 현저하게 간단해진다.

또한, 본 실시예의 잉크젯 공정에서는, 착색 요소(16)의 재료(16')는, 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 투과부의 막 두께가 Tt1, 반사부의 막 두께가 Tr1로 되도록 액체방울 토출된다. 즉, 반사부와 비교하여 투과부에 다량(多量)의 재료가 토출된다. 이렇게 투과부에 다량의 재료를 토출하기 위해서는, 도 9의 잉크젯 헤드(41)에 의해 액체방울 토출을 행할 때에, 투과부에 대응하여 1방울의 양을 증가시키거나, 투과부에 대응하여 액체방울의 토출 횟수를 증가시키는 것이 바람직하다.

도 2의 (b)와 같이 착색 요소 재료(16')를 기재(9a) 위에 공급한 후, 베이킹 처리, 즉, 건조 처리를 행함으로써, 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 투과부에서의 착색 요소(16)의 막 두께를 Tt0으로 성형하고, 반사부에서의 막 두께를 Tr0으로 성 형한다. 최종적으로는, Tt0＞Tr0로 설정한다. 이러한 베이킹 처리는, 예를 들어, 소정의 온도로 발열(發熱)되는 핫플레이트 위에 기판(4a)을 탑재함으로써 행하여진다.

잉크젯 방식에 의해 착색 요소(16)가 형성된 후, 도 8의 공정 P11에서, 도 2의 (a)의 오버코트층(17)이 형성된다. 또한, 공정 P12에서, 도 2의 (a)의 밴드 형상 전극(18a)이 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명 도전 재료를 재료로 하여 포토리소그래피 및 에칭에 의해 형성된다. 또한, 공정 P13에서, 배향막(19a)이 폴리이미드 등에 의해 형성된다. 이상에 의해, 컬러 필터 기판(4a)이 제조된다.

본 실시예의 컬러 필터 기판의 제조 방법에 의하면, 도 1 및 도 2의 (a)에 나타낸 컬러 필터 기판을 잉크젯 기술을 이용함으로써, 매우 간단하게, 또한 경제적으로 제조할 수 있다. 또한, 본 실시예의 제조 방법을 이용하면, 도 2의 (a)와 같이, 투과부에 오목부(38)가 형성되기 때문에, 투과부에서의 착색 요소(16)의 막 두께 Tt0은 반사부에서의 착색 요소(16)의 막 두께 Tr0보다도 두꺼워진다. 이렇게 투과부에서의 착색 요소(16)의 막 두께 Tt0을 반사부에서의 막 두께 Tr0보다도 두껍게 하면, 도 5에서 반사 표시 시의 반사광 F가 착색 요소(16)를 통과하는 광로 길이는 짧아지기 때문에, 밝은 반사 표시를 행할 수 있다. 또한, 투과 표시 시의 투과광 G가 착색 요소(16)를 통과하는 광로 길이는 길어지기 때문에, 색이 짙은 투과 표시를 행할 수 있다.

(변형예)

이상의 실시예에서는, 2단자형 스위칭 소자인 TFD 소자를 사용한 액티브 매 트릭스 방식이며 반투과 반사형인 액정 장치를 제조하는 경우에 본 발명을 적용했지만, 본 발명의 방법은 3단자형 스위칭 소자인 TFT(Thin Film Transistor)를 사용한 액티브 매트릭스 방식의 액정 장치를 제조하는 경우에도 적용할 수 있다. 또한, 스위칭 소자를 사용하지 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.

(전자 기기의 실시예)

이하, 본 발명에 따른 전자 기기를 실시예를 들어 설명한다. 또한, 이 실시예는 본 발명의 일례를 나타내는 것이며, 본 발명이 이 실시예에 한정되지는 않는다.

도 12는 본 발명에 따른 전자 기기의 일 실시예를 나타내고 있다. 여기에 나타낸 전자 기기는 표시 정보 출력원(101), 표시 정보처리 회로(102), 전원 회로(103), 타이밍 발생기(timing generator)(104) 및 액정 장치(105)에 의해 구성된다. 그리고, 액정 장치(105)는 액정 패널(107) 및 구동 회로(106)를 갖는다.

표시 정보 출력원(101)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(104)에 의해 생성되는 각종 클 록 신호에 의거하여, 소정 포맷(format)의 화상 신호 등과 같은 표시 정보를 표시 정보처리 회로(102)에 공급한다.

다음으로, 표시 정보처리 회로(102)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 CLK와 함께 구동 회로(106)에 공급한다. 여기서, 구동 회로(106)는 주사선 구동 회로(도시 생략)나 데이터선 구동 회로(도시 생략)와 함께 검사 회로 등을 총칭한 것이다. 또한, 전원 회로(103)는 상기 각 구성요소에 소정의 전원 전압을 공급한다. 액정 장치(105)는, 예를 들어, 도 4에 나타낸 액정 장치(1)와 동일하게 구성할 수 있다.

도 13은 본 발명을 전자 기기의 일례인 휴대 전화기에 적용한 경우의 일 실시예를 나타내고 있다. 여기에 나타낸 휴대 전화기(120)는 본체부(121)와, 이것에 개폐 가능하게 설치된 표시체부(122)를 갖는다. 액정 장치 등과 같은 전기 광학 장치에 의해 구성된 표시 장치(123)는 표시체부(122)의 내부에 배치되고, 전화 통신에 관한 각종 표시는 표시체부(122)에서 표시 화면(124)에 의해 눈으로 확인할 수 있다. 본체부(121)의 앞면에는 조작 버튼(126)이 배열되어 설치된다.

표시체부(122)의 한쪽 단부로부터 안테나(127)가 출몰(出沒) 가능하게 부착되어 있다. 수화부(128)의 내부에는 스피커가 배치되고, 송화부(129)의 내부에는 마이크가 내장되어 있다.

표시 장치(123)의 동작을 제어하기 위한 제어부는, 휴대 전화기의 전체적인 제어를 담당하는 제어부의 일부로서, 또는 그 제어부와는 별도로 본체부(121)나 표 시체부(122)의 내부에 저장된다.

도 14는 본 발명에 따른 전자 기기의 또 다른 실시예인 디지털 카메라로서, 액정 장치를 파인더(finder)로서 사용하는 것을 나타내고 있다. 이 디지털 카메라(130)에서의 케이스(131) 배면(背面)에는 액정 표시 유닛(132)이 설치된다. 이 액정 표시 유닛(132)은 피사체를 표시하는 파인더로서 기능한다. 이 액정 표시 유닛(132)은, 예를 들어, 도 4에 나타낸 액정 장치(1)를 사용하여 구성할 수 있다.

케이스(131)의 앞면 측(도면에서는 이면(裏面) 측)에는 광학 렌즈나 CCD 등을 포함한 수광 유닛(133)이 설치되어 있다. 촬영자가 액정 표시 유닛(132)에 표시된 피사체상을 확인하여 셔터 버튼(134)을 누르면, 그 시점에서의 CCD의 촬상 신호가 회로 기판(135)의 메모리에 전송되어 그곳에 저장된다.

케이스(131)의 측면에는, 비디오 신호 출력 단자(136)와 데이터 통신용의 입출력 단자(137)가 설치되어 있다. 비디오 신호 출력 단자(136)에는 텔레비전 모니터(138)가 필요에 따라 접속되고, 또한 데이터 통신용의 입출력 단자(137)에는 퍼스널 컴퓨터(139)가 필요에 따라 접속된다. 회로 기판(135)의 메모리에 저장된 촬상 신호는, 소정의 조작에 의해, 텔레비전 모니터(138)나 퍼스널 컴퓨터(139)에 출력된다.

이상의 각 전자 기기에 사용되는 액정 장치에서는, 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 투과부에 대응하여 수지층, 즉, 하지층(11)에 낮은 단차부, 즉, 오목부(38)가 형성된다. 투과부에 이러한 오목부(38)를 설치함으로써, 투과부에서의 착색 요소(16)의 막 두께 Tt0은 반사부에서의 착색 요소(16)의 막 두께 Tr0보다도 두 껍게 되어 있다. 이렇게 투과부에서의 착색 요소(16)의 막 두께 Tt0을 반사부에서의 막 두께 Tr0보다도 두껍게 하면, 도 5에서 반사 표시 시의 반사광 F가 착색 요소(16)를 통과하는 광로 길이는 짧아지기 때문에, 밝은 반사 표시를 행할 수 있다. 또한, 투과 표시 시의 투과광 G가 착색 요소(16)를 통과하는 광로 길이는 길어지기 때문에, 색이 짙은 투과 표시를 행할 수 있다. 이렇게 본 실시예의 전자 기기에 의하면, 전자 기기와 관련된 정보를 액정 장치에 의해 매우 보기 쉽게 표시할 수 있다.

(변형예)

전자 기기로서는, 상술한 휴대 전화기나 디지털 카메라 이외에, 퍼스널 컴퓨터, 손목 시계형 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, 워드프로세서, 워크스테이션, 화상 전화기, POS 단말기 등을 들 수 있다.

(기타 실시예)

이상, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 그 실시예에 한정되지 않아, 청구범위에 기재된 발명의 범위 내에서 다양하게 개변(改變)할 수 있다.

[실시예 1]

본 발명자는 도 2의 (a)의 투과부 막 두께 Tt0과 반사부 막 두께 Tr0을 다양하게 바꾸어 복수 종류의 액정 장치를 제조하여, 그들 액정 장치에 의한 컬러 표시 를 관찰했다. 그 결과, Tt0:Tr0=1.3:1∼Tt0:Tr0=5:1의 조건으로 되도록 Tt0과 Tr0의 치수를 설정한 경우에, 반사부를 사용한 반사 표시와 투과부를 사용한 투과 표시가 균일해지는 것, 즉, 반사부에서 밝고 투과부에서 짙은 표시를 행할 수 있음을 깨달았다. 즉, 투과부에서의 착색 요소(16)의 막 두께 Tt0은, 반사부에서의 착색 요소(16)의 막 두께 Tr0의 1.3배 내지 5배의 범위 내로 설정하는 것이 바람직하다.

[실시예 2]

또한, 본 발명자는 착색 요소(16)의 막 두께가 다른 복수 종류의 액정 장치를 제조하여, 반사 표시와 투과 표시가 균일한 것, 즉, 반사 표시가 밝고 투과 표시가 짙은 표시를 행할 수 있는 것을 선별(選別)했다. 그리고, 그 선별된 것의 구조를 조사한 결과, 투과부에서의 착색 요소(16)의 막 두께는 Tt0=1.2㎛, 반사부에서의 착색 요소(16)의 막 두께는 Tr0=0.62㎛임을 깨달았다. 따라서, 도 2의 (a)에 나타낸 구조의 컬러 필터 기판(4a)을 제조할 때에는, 착색 요소(16)의 막 두께를 그들의 값 또는 그들의 근방 값으로 설정하는 것이 바람직하다.

또한, Tt0=1.2㎛, Tr0=0.62㎛의 치수를 실현하기 위해서는, 도 2의 (b)에 있어서, 잉크젯 기술에 의한 액체방울 토출 및 핫플레이트 건조에 의해, 투과부에서의 재료막 두께를 Tt1=3.90㎛, 반사부에서의 재료막 두께를 Tr1=2.0㎛로 설정한 상태를 경과하도록 40℃∼120℃에서 5분간 정도 가열하여 베이킹 처리를 행하는 것이 좋다.

본 발명에 따른 컬러 필터 기판은, 액정 장치, 유기 EL 장치 등과 같은 전기 광학 장치에 컬러 표시 기능을 부여하기 위해 사용된다. 또한, 본 발명에 따른 전기 광학 장치는, 휴대 전화기, 휴대 정보 단말기, PDA 등과 같은 전자 기기의 표시부로서 적합하게 사용된다. 또한, 본 발명에 따른 전자 기기는, 휴대 전화기, 휴대 정보 단말기, PDA 등과 같은 전자 기기로서, 특히 다양한 정보를 시각적으로 표시할 수 있는 기능을 구비한 전자 기기로서 구성된다.

Claims (11)

1. 광을 반사하는 반사부와 광을 투과하는 투과부를 갖는 컬러 필터 기판에 있어서,

   투명한 기재(基材)와, 상기 기재 위에 형성된 하지층과, 상기 하지층 위에 형성된 반사막과, 상기 반사막 위에 형성된 뱅크와, 상기 뱅크에 의해 둘러싸인 영역 내에 설치된 착색(着色) 요소와, 상기 착색 요소 위에 형성된 투명 전극을 갖고,

   상기 하지층은 상기 투과부에 대응하여 낮은 단차부(段差部)를 가지며, 또한 상기 착색 요소는 상기 투과부에서 두껍고 상기 반사부에서 얇은 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 착색 요소는 상기 반사부와 상기 투과부에서 동일한 재질(材質)인 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 뱅크의 표면에는 발(撥)잉크 처리가 실시되거나, 또는 상기 뱅크는 발(撥)잉크성의 수지에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 착색 요소는 액체방울 토출에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 투과부에서의 상기 착색 요소의 두께를 Tt로 하고, 상기 반사부에서의 상기 착색 요소의 두께를 Tr로 할 때, Tt:Tr=(1.3∼5):1인 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
6. 광을 반사하는 반사부와 광을 투과하는 투과부를 갖는 컬러 필터 기판의 제조 방법에 있어서,

   기재 위에 하지층을 형성하는 공정과,

   상기 하지층 위에 반사막을 형성하는 공정과,

   상기 반사막 위에 뱅크를 형성하는 공정과,

   상기 뱅크에 의해 둘러싸인 영역 내에 액체방울 토출에 의해 착색 요소를 형성하는 공정과,

   상기 착색 요소 위에 투명 전극을 형성하는 공정을 가지며,

   상기 하지층을 형성하는 공정에서는 상기 투과부에 대응하여 낮은 단차부가 형성되고, 상기 반사막을 형성하는 공정에서는 상기 투과부에 대응하여 개구(開口)가 형성되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 착색 요소를 형성하는 공정에서는 상기 투과부에 대응하여 액체방울의 토출량이 많은 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

   상기 뱅크를 형성하는 공정에서는, 상기 뱅크의 표면에 발잉크 처리가 실시되거나, 또는 상기 뱅크는 발잉크성의 수지에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
9. 제 6 항에 기재된 컬러 필터 기판의 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
10. 제 1 항에 기재된 컬러 필터 기판과, 상기 컬러 필터 기판 위에 설치된 전기 광학 물질의 층을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
11. 제 10 항에 기재된 전기 광학 장치와, 상기 전기 광학 장치의 동작을 제어하는 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 기기.

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