KR100841283B1 - 컬러 필터 기판, 액정 표시 장치 및 전자 기기, 컬러 필터기판의 제조 방법 및 액정 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

컬러 필터 기판, 액정 표시 장치 및 전자 기기, 컬러 필터기판의 제조 방법 및 액정 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 색 요소 형성 재료의 낭비를 없앨 수 있고, 색 요소 영역에서 균일한 색 요소를 구비한 컬러 필터 기판, 액정 표시 장치 및 전자 기기, 컬러 필터 기판의 제조 방법 및 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
컬러 필터 기판(10)은 유리 기판(1) 위에 복수의 색 요소 영역(2)을 구획하는 제 1 격벽부(4)와, 복수의 색 요소 영역(2)의 각각을 다시 복수의 영역으로 분할하는 제 2 격벽부(5)와, 복수의 색 요소 영역(2)에 액적 토출법에 의해 형성된 복수 종의 색 요소(3)와, 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5) 및 색 요소(3)를 덮는 투명 전극(6)과, 투명 전극(6)으로 형성된 돌기부(7)를 구비하였다. 제 2 격벽부(5)는 돌기부(7)가 연장되는 방향으로 배치했다.
컬러 필터 기판, 액정 표시 장치, 화소 전극

Description

컬러 필터 기판, 액정 표시 장치 및 전자 기기, 컬러 필터 기판의 제조 방법 및 액정 표시 장치의 제조 방법{COLOR FILTER SUBSTRATE, LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE, ELECTRONIC APPARATUS, AND METHODS FOR MANUFACTURING COLOR FILTER SUBSTRATE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도 1은 실시예 1의 컬러 필터 기판의 구조를 나타내는 개략 평면도.
도 2는 색 요소 영역을 나타내는 확대 평면도.
도 3은 도 2의 A-A선으로 자른 컬러 필터 기판의 개략 단면도.
도 4는 실시예 1의 컬러 필터 기판의 제조 방법을 나타내는 플로차트.
도 5의 (a)∼(e)는 컬러 필터 기판의 제조 방법을 나타내는 개략 단면도.
도 6은 실시예 1의 액정 표시 장치의 구조를 나타내는 개략 단면도.
도 7은 화소를 나타내는 확대 평면도.
도 8은 실시예 2의 컬러 필터 기판의 색 요소 영역을 나타내는 확대 평면도.
도 9는 도 8의 C-C선으로 자른 컬러 필터 기판의 개략 단면도.
도 10은 실시예 2의 컬러 필터 기판의 제조 방법을 나타내는 플로차트.
도 11의 (a)∼(h)는 컬러 필터 기판의 제조 방법을 나타내는 개략 단면도.
도 12는 실시예 2의 액정 표시 장치의 구조를 나타내는 개략 단면도.
도 13은 화소를 나타내는 확대 평면도.
도 14는 전자 기기로서의 대형 액정 TV를 나타내는 개략 사시도.
도 15의 (a)∼(f)는 변형예의 컬러 필터 기판의 제조 방법을 나타내는 개략 단면도.
도 16의 (a) 및 (b)는 변형예의 색 요소의 배치를 나타내는 평면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 기판으로서의 유리 기판
1a : 기판의 표면으로서의 유리 기판의 표면
2 : 색 요소 영역 3, 3R, 3G, 3B : 색 요소
4 : 제 1 격벽부 5 : 제 2 격벽부
6 : 투명 전극 7 : 돌기부
8 : 개구부로서의 슬릿 9, 14, 104 : 배향막
10, 30 : 컬러 필터 기판 12, 102 : 화소 전극
13, 103 : 개구부로서의 슬릿 15 : 액정
15a : 액정의 분자
16, 106 : 대향 기판으로서의 소자 기판
21 : 격벽부 형성 재료를 포함하는 기능액
22 : 색 요소 형성 재료를 포함하는 기능액
31 : 발액성을 갖는 박막
31a : 발액 처리된 표면
31b : 제 1 격벽부를 형성하는 영역
31c : 제 2 격벽부를 형성하는 영역
100, 110 : 액정 표시 장치
200 : 대형 액정 TV
본 발명은 색 요소가 액적 토출법을 이용하여 형성된 컬러 필터 기판, 이 컬러 필터 기판을 구비한 액정 표시 장치 및 전자 기기, 컬러 필터 기판의 제조 방법 및 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치에 이용되는 컬러 필터 기판으로서, 비유전률 11이하, 또한, 도전률 3×10-12S/cm이상인 전기 특성을 갖는 이 돌기부(돌기)가 착색층을 덮는 공통 투명 전극 위에 형성된 컬러 필터가 알려져 있다(특허 문헌 1). 상기 돌기부가 설치되는 착색층은 원하는 착색재를 함유한 감광성 수지를 사용한 안료 분산법, 나아가서는, 인쇄법, 전착법, 전사법 등에 의해 형성할 수 있다고 되어 있다.
또한, 상기 돌기부는 수지 성분 중에 도전성 분체를 함유한 네거티브형 감광성 수지나 포지티브형 감광성 수지를 이용하여 포토리소그래피법에 의해 형성할 수 있다고 되어 있다.
이러한 컬러 필터를 구비한 MVA(Multi-domain Vertical Alignment) 모드의 액정 표시 장치는 액정 셀 내의 이온의 편중이나 배향막과 액정의 계면에서의 전하 의 축적에 의한 화상의 번인(burn-in) 현상이 생기기 어렵다고 되어 있다.
또한, 기판 위에 복수 종의 착색층(색 요소)을 갖는 컬러 필터 기판의 제조 방법으로서는, 기판 위에 격벽으로 둘러싸인 착색 형성부(색 요소 영역)를 복수 형성하여, 상기 착색 형성부에 착색 잉크를 토출한 후에 소정의 온도에서 건조시켜서 착색층을 형성하는 액적 토출법으로서의 잉크젯법이 알려져 있다(특허 문헌 2).
[특허 문헌 1] 일본국 공개특허 2003-35905호 공보 페이지 4, 5
[특허 문헌 2] 일본국 공개특허 2003-66222호 공보 페이지 2, 3
요즈음, MVA 모드의 액정 표시 장치는 컬러 TV용으로 채용되고 있어 점점 화면 사이즈가 대형화되고 있다. 따라서, 사용되는 컬러 필터 기판의 사이즈도 대형화되어, 착색층이나 배향 방향 제어용의 돌기부를 포토리소그래피법을 이용하여 형성하기 위해서는, 감광성 수지의 기판에의 도포, 노광, 현상, 세정 등의 수고가 드는 많은 가공 공정과, 대형 기판에 대응한 대규모의 설비가 필요하게 되는 과제를 가지고 있다.
또한, 상기 종래의 컬러 필터에서는, 형성된 착색층 위에, 배향 방향 제어용의 돌기부를 형성하고 있다. 따라서, 돌기부 아래의 착색층은 실제의 표시에 유효하지 않아, 착색층을 형성하는 재료를 불필요하게 소비해 버린다는 과제가 있다.
이러한 과제를 해결하기 위해서 잉크젯법을 이용하여 착색층을 형성하는 것이 고려되는데, 상기 종래 기술에서는, 액정 표시 장치의 화소 사이즈가 커지면, 이것에 대응하는 착색 형성부에 착색 잉크를 토출하는 회수가 증가하는 한편, 화소 의 코너부에 착색 잉크를 골고루 퍼지게 하는 것이 어려워, 소위 「화이트 스트립(white strip)」이라는 현상이 일어난다. 또한, 착색층 표면의 평탄성의 확보가 어려워진다는 과제를 갖고 있다.
본 발명은 상기 과제를 고려하여 이루어진 것으로, 색 요소 형성 재료의 낭비를 없앨 수 있고, 색 요소 영역에서 균일한 색 요소를 구비한 컬러 필터 기판, 액정 표시 장치 및 전자 기기, 컬러 필터 기판의 제조 방법 및 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 컬러 필터 기판은 기판 위에 복수의 색 요소 영역을 구획하는 제 1 격벽부와, 복수의 색 요소 영역을 각각 복수의 영역으로 분할하는 제 2 격벽부와, 복수의 색 요소 영역에 형성된 복수 종의 색 요소와, 제 1 격벽부와 제 2 격벽부 및 색 요소를 덮는 투명 전극과, 투명 전극에 형성된 돌기부 또는 개구부를 구비하고, 제 2 격벽부가 돌기부 또는 개구부가 연장되는 방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 제 2 격벽부는 제 1 격벽부에 의해 구획된 색 요소 영역을 복수의 영역으로 분할하도록 설치되어 있다. 따라서, 제 2 격벽부를 설치하지 않은 경우에 비하여, 색 요소 영역이 분할되어 면적이 좁아진 복수의 영역마다 색 요소를 형성하면 되므로, 형성되는 색 요소를 평탄화하기 쉽다. 특히 대형의 액정 표시 장치에 사용되는 컬러 필터 기판에서는, 표시 화소에 대응하는 색 요소 영역의 사이즈가 커서, 제 2 격벽부에 의해 색 요소 영역을 복수의 영역으로 분할해도, 제 2 격벽부의 표시에 주는 영향이 적어진다. 또한, 제 2 격벽부는 투명 전극에 설치된 돌기부 또는 개구부가 연장되는 방향으로 배치되어 있다. 따라서, 색 요소를 덮는 투명 전극 위에 배향 방향 제어용의 돌기부 또는 개구부를 설치하는 경우와 비교하여, 표시에 기여하지 않는 돌기부 또는 개구부의 하방에 색 요소가 배치되지 않는다. 즉, 색 요소 형성 재료의 낭비를 없앨 수 있고, 색 요소 영역에서 균일한 색 요소를 구비한 컬러 필터 기판을 제공할 수 있다.
또한, 상기 색 요소가 색 요소 형성 재료를 포함하는 기능액을 색 요소 영역에 토출하여 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 색 요소 영역은 제 1 격벽부에 의해 구획되고, 또한 제 2 격벽부에 의해 복수의 영역으로 분할되어 있으므로, 분할되어 면적이 좁아진 상기 복수의 영역마다 색 요소 형성 재료를 포함하는 기능액을 토출하면, 상기 복수의 영역마다 기능액을 골고루 퍼지게 하여 균일한 막 두께와 평탄성을 갖는 색 요소를 형성할 수 있다. 즉, 일부에 색 요소가 형성되지 않는 화이트 스트립의 불량을 저감하여, 색 요소 영역에서 보다 균일한 색 요소를 구비한 컬러 필터 기판을 제공할 수 있다.
또한, 상기 색 요소가 제 1 격벽부 및 제 2 격벽부와 거의 동등한 막 두께를 갖는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 색 요소가 제 1 격벽부 및 제 2 격벽부와 거의 동등한 막 두께를 갖고 있기 때문에, 기판 표면을 덮도록 액정을 대략 수직 방향으로 배향시키는 배향막을 형성하면, 제 1 격벽부 및 제 2 격벽부와 색 요소의 경계에서 배향면에 요철을 발생시키지 않고, 제 2 격벽부를 경계로 하여 색 요소 영역을 복수의 배향 방향이 제어된 영역으로 분할할 수 있다.
본 발명의 액정 표시 장치는 상기 발명의 컬러 필터 기판과, 컬러 필터 기판의 복수의 색 요소 영역에 대응하는 복수의 화소 전극을 갖는 대향 기판과, 컬러 필터 기판과 대향 기판에 의해 사이에 끼워진 액정을 구비하고, 컬러 필터 기판과 대향 기판의 액정에 접하는 표면에, 액정의 분자를 상기 표면에 대해서 대략 수직 방향으로 배향시키는 배향막이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 색 요소 형성 재료의 낭비를 없앨 수 있고, 색 요소 영역에서 균일한 색 요소를 갖는 컬러 필터 기판을 구비하고 있으므로, 높은 코스트 퍼포먼스(cost performance)를 갖는 동시에, 화이트 스트립이나 색 얼룩 등의 표시 불량이 적은 높은 표시 품질을 갖는 MVA 방식의 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 화소 전극에는, 제 2 격벽부에 의해서 분할된 복수의 영역에 대응하는 위치에 제 2 격벽부에 병행하여 컬러 필터 기판을 향해서 개구하는 개구부가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
액정 표시 장치의 시각 특성은 구동시의 액정의 분자의 배향 상태에 의존한다. 이 구성에 의하면, 액정의 분자는 구동 전압이 인가되면 제 2 격벽부의 상방에 위치하는 배향 방향 제어용의 돌기부 또는 개구부를 경계로 하여 화소 전극에 설치된 개구부의 방향으로 쓰러진다. 따라서, 화소 전극이 설치된 표시 영역에 제 2 격벽부를 경계로 하여 시각 특성이 다른 복수의 배향 방향 제어 영역이 형성되어, 넓은 시야각을 갖는 MVA 방식의 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 전자 기기는 상기 발명의 액정 표시 장치를 탑재한 것을 특징으로 한다. 이것에 의하면, 높은 코스트 퍼포먼스를 갖는 동시에, 높은 표시 품질을 갖 는 MVA 방식의 액정 표시 장치가 탑재되어 있으므로, 우수한 표시 품질과 비용 경쟁력을 갖는 전자 기기를 제공할 수 있다.
본 발명의 컬러 필터의 제조 방법은 기판 위에 복수의 색 요소 영역을 구획하도록 제 1 격벽부를 형성하는 동시에 복수의 색 요소 영역의 각각을 복수의 영역으로 분할하도록 제 2 격벽부를 형성하는 격벽부 형성 공정과, 복수의 색 요소 영역에 다른 색 요소 형성 재료를 포함하는 복수 종의 기능액을 토출하여 복수 종의 색 요소를 형성하는 색 요소 형성 공정과, 제 1 격벽부와 제 2 격벽부 및 색 요소를 덮도록 투명 전극을 형성하는 전극 형성 공정과, 투명 전극에 돌기부 또는 개구부를 형성하는 공정을 구비하고, 격벽부 형성 공정에서는, 제 2 격벽부를 돌기부 또는 개구부가 연장되는 방향에 형성하는 것을 특징으로 한다.
이 방법에 의하면, 격벽부 형성 공정에서는, 기판 위에 복수의 색 요소 영역을 구획하도록 제 1 격벽부를 형성하는 동시에 복수의 색 요소 영역의 각각을 복수의 영역으로 분할하도록 제 2 격벽부를 형성한다. 색 요소 형성 공정에서는, 복수의 영역으로 분할된 색 요소 영역에 다른 색 요소 형성 재료를 포함하는 복수 종의 기능액을 토출하여 복수 종의 색 요소가 형성된다. 따라서, 제 2 격벽부에 의해서 분할되어 면적이 좁아진 상기 복수의 영역마다 기능액을 토출하여 색 요소가 형성되므로, 상기 복수의 영역마다 기능액을 골고루 퍼지게 해서 균일한 색 요소를 형성할 수 있다. 또한, 제 2 격벽부는 투명 전극에 형성된 돌기부 또는 개구부가 연장되는 방향으로 형성된다. 따라서, 색 요소를 덮는 투명 전극 위에 배향 방향 제어용의 돌기부 또는 개구부를 형성하는 경우와 비교하여, 표시에 기여하지 않는 돌 기부 또는 개구부의 하방에 색 요소가 형성되지 않는다. 그러므로, 색 요소 형성 재료의 낭비를 없애고, 화이트 스트립 등의 불량을 저감하여 제조 수율 좋고 균일한 색 요소를 갖는 컬러 필터 기판을 제조할 수 있다. 이러한 컬러 필터 기판의 제조 방법은 특히 화소 사이즈 즉, 색 요소 영역의 사이즈가 큰 MVA 방식의 액정 표시 장치에 사용되는 컬러 필터 기판의 제조 방법으로서 적합하다.
또한, 상기 색 요소 형성 공정에서는, 제 1 격벽부 및 제 2 격벽부에 대해서 색 요소가 거의 동등한 막 두께가 되도록 기능액을 토출하는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 기능액을 토출하여 형성된 색 요소와 제 1 격벽부 및 제 2 격벽부가 거의 동등한 막 두께이기 때문에, 제 1 격벽부 및 제 2 격벽부와 색 요소의 사이에 요철이 생기는 것을 저감할 수 있다. 이 방법을 이용하여 제조된 컬러 필터 기판의 표면에 배향막을 형성하면, 배향막 표면의 요철에 의한 배향의 불균일이 생기기 어려운 컬러 필터 기판을 제조할 수 있다.
또한, 상기 발명에서, 제 1 격벽부 및 제 2 격벽부의 적어도 정상부(頂上部)측의 표면이 발액성을 갖도록 처리하는 발액 처리 공정을 더 구비하는 것이 바람직하다.
이 방법에 의하면, 발액 처리 공정에서는, 제 1 격벽부 및 제 2 격벽부의 적어도 정상부측의 표면이 발액성을 갖도록 처리된다. 따라서, 색 요소 형성 공정에서, 제 1 격벽부 및 제 2 격벽부에 기능액이 착탄(着彈)되어도 발액 처리되어 있으므로, 색 요소 영역 내에 기능액을 낭비없이 수용할 수 있다.
또한, 상기 발명에서, 기판의 표면이 발액성을 갖도록 처리하는 발액 처리 공정과, 제 1 격벽부를 형성하는 영역과 제 2 격벽부를 형성하는 영역에 대응하는 기판의 발액 처리된 표면이 친액성을 갖도록 처리하는 친액 처리 공정을 더 구비하고, 격벽부 형성 공정에서는, 친액 처리된 기판의 표면에 격벽부 형성 재료를 포함하는 기능액을 토출하여 제 1 격벽부 및 제 2 격벽부를 형성하는 것이 바람직하다.
이 방법에 의하면, 발액 처리 공정에서는 미리 기판의 표면을 발액 처리하고, 친액 처리 공정에서는 제 1 격벽부 및 제 2 격벽부를 형성하는 영역을 친액 처리한다. 그리고, 격벽부 형성 공정에서는, 격벽부 형성 재료를 포함하는 기능액을 토출하면, 친액 처리된 기판의 표면에 기능액이 습윤 확장되고, 발액 처리된 표면에는 습윤 확장되지 않으므로, 색 요소 영역을 구획하는 제 1 격벽부와 색 요소 영역을 복수의 영역으로 분할하는 제 2 격벽부를 동일 공정으로 형성할 수 있다. 또한, 포토리소그래피법에 의해 제 1 격벽부 및 제 2 격벽부를 형성하는 경우와 비교하여, 포토마스크를 필요로 하지 않고, 또한 노광·현상·세정 등의 공정이 불필요하게 되므로, 보다 간략화된 제조 공정으로 컬러 필터 기판을 제조할 수 있다.
또한, 상기 제 1 격벽부가 형성된 기판의 표면이 발액성을 갖도록 처리하는 발액 처리 공정과, 제 2 격벽부를 형성하는 영역에 대응하는 기판의 발액 처리된 표면이 친액성을 갖도록 처리하는 친액 처리 공정을 더 구비하고, 제 2 격벽부를 형성할 때에는, 친액 처리된 기판의 표면에 격벽부 형성 재료를 포함하는 기능액을 토출하여 제 2 격벽부를 형성해도 좋다.
이 방법에 의하면, 격벽부 형성 공정에서, 먼저 제 1 격벽부를 기판의 표면에 형성하고 나서 발액 처리를 행하고, 제 2 격벽부를 형성할 때에는, 친액 처리된 기판의 표면에 기능액을 토출하여 제 2 격벽부를 형성한다. 따라서, 제 1 격벽부를 형성하는 공정과 제 2 격벽부를 형성하는 공정으로 나누고, 예를 들면, 포토리소그래피법으로 제 1 격벽부를 형성하면, 보다 안정된 형상으로 색 요소 영역을 구획할 수 있다. 그리고, 제 2 격벽부는 친액 처리된 기판의 표면에 기능액을 토출하는 방법으로 형성하므로, 돌기부 또는 개구부의 형성 위치의 변경이 생겨도 포토마스크를 변경하지 않고 대응할 수 있다.
또한, 상기 친액 처리 공정에서는, 적어도 제 2 격벽부를 형성하는 영역에 대응하는 기판의 발액 처리된 표면에 광을 조사해서 친액성을 부여하는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 발액 처리된 기판의 표면에 친액성을 부여하는 방법으로서 광을 조사하므로, 민첩하고 또한 고정세(高精細)하게 제 2 격벽부를 형성하는 영역을 친액화할 수 있다.
또한, 상기 발액 처리 공정에서는, 발액성을 갖는 박막을 기판의 표면에 형성하고, 색 요소 형성 공정에서는, 적어도 색 요소 영역에 잔존하는 박막을 제거하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 색 요소 형성 공정에서는, 발액성을 갖는 박막을 제거하는 공정을 포함하고 있으므로, 색 요소 영역에 잔존하는 박막을 제거하여, 색 요소 형성 재료를 포함하는 기능액이 착탄되었을 때에, 보다 습윤 확장되기 쉽게 할 수 있다. 즉, 색 요소 영역에 기능액을 골고루 퍼지게 하여 보다 균일한 색 요소를 형성할 수 있다.
본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법은 복수 종의 색 요소를 갖는 컬러 필터 기판과, 복수 종의 색 요소에 대응하는 복수의 화소 전극을 갖는 대향 기판과, 컬러 필터 기판과 대향 기판에 의해 사이에 끼워진 액정과, 컬러 필터 기판과 대향 기판의 액정에 접하는 표면에, 상기 표면에 대해서 액정의 분자를 대략 수직 방향으로 배향시키는 배향막을 구비한 액정 표시 장치의 제조 방법으로서, 상기 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법을 이용하여 컬러 필터 기판을 제조하는 것을 특징으로 한다.
이 방법에 의하면, 배향 방향 제어용의 돌기부 또는 개구부가 연장되는 방향에 대응한 위치에서 색 요소 영역을 복수의 영역으로 분할하는 제 2 격벽부가 형성되어, 색 요소 형성 재료의 낭비를 없애고, 또한 균일한 색 요소를 형성 가능한 컬러 필터 기판의 제조 방법을 이용하여 액정 표시 장치를 구성하는 컬러 필터 기판을 제조한다. 따라서, 색 요소의 화이트 스트립이나 색 얼룩 등의 불량이 감소한 MVA 방식의 액정 표시 장치를 제조 수율 좋고 저렴하게 제조할 수 있다.
본 발명의 실시예는 수직 배향용의 배향막이 설치되는 컬러 필터 기판, 이 컬러 필터 기판을 이용한 MVA(Multi-domain Vertical Alignment) 방식의 액정 표시 장치를 예로 들어 설명한다. 또한, 설명에 사용하는 도면은 구성 요소를 명확히 하기 위해서 적절히 확대 또는 축소하여 표시했다.
(실시예 1)
<컬러 필터 기판>
도 1은 실시예 1의 컬러 필터 기판의 구조를 나타낸 개략 평면도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 컬러 필터 기판(10)은 기판으로서의 투명한 유리 기판(1)의 표면에 복수의 색 요소 영역(2)을 구획하는 제 1 격벽부(4)를 갖고 있다. 각 색 요소 영역(2)에는, 3색(R; 레드, G; 그린, B; 블루)의 색 요소(3)가 형성되어 있다. 각 색 요소(3R, 3G, 3B)는 동일색의 색 요소(3)끼리 직선 형상으로 배치되어 있다. 즉, 컬러 필터 기판(10)은 스트라이프 방식의 색 요소(3)를 구비하고 있다.
도 2는 색 요소 영역을 나타낸 확대 평면도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 제 1 격벽부(4)에 의해 구획된 색 요소 영역(2)에는, 이것을 다시 복수의 영역으로 분할하는 제 2 격벽부(5)를 갖고 있다. 제 2 격벽부(5)의 형상은 く자 형상이고, X방향에 인접하는 색 요소 영역(2)에 연장하도록 배치되는 동시에, Y방향으로 반복하여 배치되어 있다. 색 요소 영역(2)의 거의 중앙 부근에서 교차하는 제 2 격벽부(5)의 각도는 대략 90도이다. 이 경우, 제 2 격벽부(5)의 폭은 대략 5∼10㎛이고, 제 1 격벽부(4)와 마찬가지로 감광성 수지 등에 의해 형성되어 있다. 제 2 격벽부(5)는 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5) 및 색 요소(3)를 덮는 투명 전극(6)에 설치되는 배향 방향 제어용의 돌기부(7)가 연장되는 방향에 대응하여 배치되어 있다. 또한, 배향 방향 제어용의 돌기부(7)의 배치는 후술하는 액정 표시 장치(100)(도 6, 도 7 참조)에 장비되는 편광판의 흡수축 또는 편광축의 각도를 고려하여 설정되어 있다. 또한, 돌기부(7)와 이것에 대응한 제 2 격벽부(5)의 형상은 이것에 한정되지 않고, 색 요소 영역(2)의 크기나 종횡비에 따라서, 색 요소 영역(2)을 복수의 영역으로 구획하도록 배치하면 좋다.
색 요소(3)는 색 요소 영역(2)의 분할된 복수의 영역마다, 다른 색 요소 형성 재료를 포함하는 3종(색)의 기능액을 토출하여 건조시킴으로써 형성되어 있다. 이러한 기능액으로서는, 공지의 재료를 사용하면 좋으며, 예를 들면, 색 요소 형성 재료로서 무기 또는 유기 안료를 사용하고, 이것에 의해 착색한 아크릴 수지나 폴리우레탄 수지 등으로 이루어지는 기능액을 들 수 있다.
도 3은 도 2의 A-A선으로 자른 컬러 필터 기판의 개략 단면도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 색 요소(3)는 막 두께가 제 1 격벽부(4) 및 제 2 격벽부(5)의 높이와 거의 동등한 대략 1.5∼2.0㎛이 되도록 형성되어 있다. 따라서, 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5) 및 색 요소(3)를 덮는 투명 전극(6)은 색 요소 영역(2)에서 평탄성을 갖고 있다. 그리고, 제 2 격벽부(5)를 덮는 투명 전극(6)의 부위에 돌기부(7)가 설치되어 있다. 돌기부(7)는 감광성 아크릴계 수지 등으로 이루어지며, 폭은 제 2 격벽부(5)와 거의 동등한 대략 5∼10㎛이다. 높이는 대략 0.5∼1㎛이다.
투명 전극(6)은 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 도전성 재료로 이루어지며, 적당한 전기 저항과 투명성을 갖도록 성막되어 있다. 막 두께는 대략 0.1㎛이다.
이러한 컬러 필터 기판(10)은 돌기부(7)를 덮도록 수직 배향용의 배향막이 적층되어, 후술하는 MVA 방식의 액정 표시 장치(100)(도 6 참조)에 사용된다.
<컬러 필터의 제조 방법>
다음에, 본 실시예의 컬러 필터 기판의 제조 방법에 대해서 도 4 및 도 5에 의거하여 설명한다. 도 4는 실시예 1의 컬러 필터 기판의 제조 방법을 나타낸 플로차트, 도 5의 (a)∼(e)는 컬러 필터 기판의 제조 방법을 나타낸 개략 단면도이 다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 컬러 필터 기판(10)의 제조 방법은 유리 기판(1) 위에 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5)를 형성하는 격벽부 형성 공정(스텝 S1)과, 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5)의 적어도 정상부측의 표면이 발액성을 갖도록 처리하는 표면 처리 공정(스텝 S2)을 구비하고 있다. 또한, 제 1 격벽부(4)에 의해 구획된 복수의 색 요소 영역(2)에 복수 종(3종)의 색 요소(3)를 형성하는 색 요소 형성 공정(스텝 S3)과, 투명 전극(6)을 형성하는 전극 형성 공정(스텝 S4)을 구비하고 있다. 또한, 투명 전극(6)에 돌기부(7)를 형성하는 공정(스텝 S5)을 구비하고 있다.
도 4의 스텝 S1은 격벽부 형성 공정이다. 스텝 S1에서는, 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, 복수의 색 요소 영역(2)을 구획하도록 제 1 격벽부(4)를 형성하는 동시에, 복수의 색 요소 영역(2)의 각각을 복수의 영역으로 분할하도록 제 2 격벽부(5)를 형성한다. 이 경우, 제 2 격벽부(5)는 후술하는 배향 방향 제어용의 돌기부(7)가 연장되는 방향에 배치되도록 형성한다. 이러한 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5)의 형성 방법으로서는, 우선 감광성 페놀 수지 등에 블랙 안료 등의 차광 재료를 혼합한 것을 스핀 코팅법, 롤 코팅법 등을 이용해서 유리 기판(1)에 도포하여 건조한다. 그리고, 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5)의 형상에 대응한 포토마스크를 이용하여 노광·현상하는 포토리소그래피법을 예로 들 수 있다. 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5)의 높이(막 두께)는 대략 1.5∼2.0㎛으로, 차광성을 갖고 있다. 또한, 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5)는 1층 구조에 한정되지 않고, 차광 성을 갖는 Cr, Al, Ni 등의 금속 재료로 이루어지는 하층에 유기 재료로 이루어지는 상층을 적층한 2층 구조로 해도 좋다. 이것에 의하면, 금속 재료로 이루어지는 하층에 의해 확실히 차광하여 광 누설을 방지하는 것이 가능하다. 그리고, 스텝 S2로 진행한다.
도 4의 스텝 S2는 표면 처리 공정이다. 스텝 S2에서는, 유기 재료를 포함하는 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5)의 표면이 발액성을 갖도록 처리한다. 처리 방법으로서는, 플루오르계 가스를 처리 가스로 하여 플라스마 처리하는 방법을 들 수 있다. 이것에 의하면, 유기 재료의 표면을 선택적으로 발액 처리하는 것이 가능하다. 또한, O2가스를 처리 가스로 하는 플라스마 처리와 조합시켜도 좋다. 이것에 의하면, 무기 재료로 이루어지는 유리 기판(1)의 표면을 선택적으로 친액 처리할 수 있어, 이후의 공정에서 토출된 기능액이 색 요소 영역(2)에 습윤 확장되기 쉽다. 즉, 보다 얼룩없이 기능액을 색 요소 영역(2)에 골고루 퍼지게 하는 것이 가능하다. 또한, 형성된 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5)가 그것 자체에서 발액성을 갖고 있는 경우에는, 반드시 발액성을 부여하는 처리를 행하지 않아도 된다. 그리고, 스텝 S3으로 진행한다.
도 4의 스텝 S3은 색 요소 형성 공정이다. 스텝 S3에서는, 색 요소 형성 재료를 포함하는 기능액(22)을 색 요소 영역(2)에 토출하여 건조시킴으로써 색 요소(3)를 형성한다. 또한, 형성된 색 요소(3)의 막 두께가 제 1 격벽부(4) 및 제 2 격벽부(5)의 높이와 거의 동등해지도록 기능액(22)을 토출한다. 이러한 기능 액(22)의 토출 방법으로서는, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 노즐로부터 기능액(22)을 액적(22a)으로서 토출 가능한 에너지 발생 수단을 갖는 액적 토출 헤드(20)와, 액적 토출 헤드(20)와 유리 기판(1)을 대향시킨 상태에서 상대 이동 가능한 이동 수단을 구비한 액적 토출 장치(도시 생략)를 사용하는 액적 토출법을 들 수 있다. 액적 토출 장치는 기능액(22)을 소정의 위치에 필요량에 따라 토출할 수 있으므로, 기능액(22)의 불필요한 토출을 억제하는 것이 가능하다. 또한, 에너지 발생 수단으로서는, 전기 기계 변환 소자인 압전 소자나 정전 액추에이터, 전기 열 변환 소자인 히터 등을 들 수 있다. 이 경우, 3종의 색 요소 형성 재료를 포함하는 3종의 기능액(22)을 각각 다른 액적 토출 헤드(20)에 충전하여, 해당하는 색 요소 영역(2)에 토출하고, 3색의 색 요소(3R, 3G, 3B)를 형성한다.
도 5의 (c)에 나타낸 바와 같이, 토출된 기능액(22)을 건조시켜서 색 요소(3)를 고정화하는 방법으로서는, 광 조사 등의 램프 어닐링법을 이용해도 좋지만, 기능액(22)이 토출된 유리 기판(1)을 챔버 내에 방치하여 감압하에서 건조시키는 감압 건조법을 이용하는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 기능액(22) 중의 용매 성분을 얼룩없이 증발시켜서 보다 균일한 색 요소(3)를 형성하는 것이 가능하다. 또한, 각 색 요소(3)마다 대응하는 기능액(22)을 토출하여 건조해도 좋고, 3종의 기능액(22)을 각각 토출한 후에 일괄하여 건조해도 좋다. 그리고, 스텝 S4로 진행한다.
도 4의 스텝 S4는 전극 형성 공정이다. 스텝 S4에서는, 도 5의 (d)에 나타낸 바와 같이, 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5) 및 색 요소(3)를 덮도록 투명 전 극(6)을 성막한다. 성막 방법으로서는, ITO나 IZO를 타깃으로 하는 스퍼터링법이나 증착법을 들 수 있다. 적당한 도전성과 투명성을 얻기 위해서 막 두께는 대략 0.1㎛으로 한다. 그리고, 스텝 S5로 진행한다.
도 4의 스텝 S5는 돌기부 형성 공정이다. 스텝 S7에서는, 도 5의 (e)에 나타낸 바와 같이, 투명 전극(6) 위에 액정의 배향 방향을 제어하는 돌기부(7)를 형성한다. 형성 방법으로서는, 감광성의 아크릴계 수지를 투명 전극(6)을 덮도록 도포하여 건조하고, 돌기부(7)의 형상에 대응한 포토마스크를 이용하여 노광·현상하는 포토리소그래피법을 들 수 있다. 상술한 바와 같이 돌기부(7)는 く자 형상의 제 2 격벽부(5)에 대응하여 연장하도록 설치된다. 또한, 돌기부(7)의 단면 형상은 정상부측이 원호 형상의 곡면 또는 방추 형상의 경사면을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 돌기부(7)를 덮도록 수직 배향용의 배향막을 형성하면, 돌기부(7)를 경계로 해서 액정의 분자가 구동시에 쓰러지는 방향을 다르게 하는 것이 가능하게 된다.
상기 컬러 필터 기판(10)의 제조 방법에 의하면, 복수의 색 요소 영역(2)이 제 2 격벽부(5)에 의해서 복수의 영역으로 분할되고, 분할되어 면적이 감소한 각 영역에 기능액(22)을 토출하므로, 색 요소 영역(2)에 모조리 기능액(22)을 골고루 퍼지게 해서 균일한 색 요소(3)를 형성하는 것이 가능하다. 또한, 제 2 격벽부(5)의 상방에 돌기부(7)가 연장하도록 설치되므로, 제 2 격벽부(5)에 의해 분할된 영역을 돌기부(7)에 의해 배향 방향 제어하는 것이 가능하게 된다. 나아가서는, 제 2 격벽부(5)를 설치하지 않은 경우에 비하여, 색 요소(3)를 형성하는 기능액(22)의 소비를 저감하는 것이 가능하게 된다.
<액정 표시 장치>
다음에 본 실시예의 액정 표시 장치에 대해서 도 6 및 도 7에 의거하여 설명한다. 도 6은 실시예 1의 액정 표시 장치의 구조를 나타낸 개략 단면도, 도 7은 화소를 나타낸 확대 평면도이다. 상세하게는, 도 6은 도 7의 B-B선으로 자른 개략 단면도이다. 또한, 도 7은 컬러 필터 기판(10)측에서 본 화소의 확대도이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 액정 표시 장치(100)는 상기의 컬러 필터 기판(10)과, 각 색 요소(3)에 대응하는 복수의 화소 전극(12)이 투명 기판(11)에 형성된 대향 기판으로서의 소자 기판(16)을 구비하고 있다. 또한, 컬러 필터 기판(10)과 소자 기판(16)에 의해 사이에 끼워진 마이너스의 유전률을 갖는 액정(15)을 구비하고 있다. 소자 기판(16)에는, 화소 전극(12)에 구동용의 전위를 부여하는 스위칭 소자로서의 TFT(Thin Film Transistor) 소자(17)가 설치되어 있다. 또한, 컬러 필터 기판(10)과 소자 기판(16)의 액정(15)과 접하는 표면에, 액정(15)의 분자(15a)를 상기 표면에 대해서 대략 수직 방향으로 배향시키는 배향막(9, 14)이 각각 설치되어 있다.
이러한 액정 표시 장치(100)는 컬러 필터 기판(10)측에서 표시된 화상 등의 정보를 육안으로 확인하는 것으로, 컬러 필터 기판(10)의 표면과 소자 기판(16)의 배면에는, 편광판(도시 생략)이 장비된다. 또한, 소자 기판(16)의 배면측에 냉음극관이나 LED 등의 광원을 갖는 조명 장치(도시 생략)를 장비하여 조명된다.
도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 액정 표시 장치(100)는 표시용의 복수의 서브 화소(SG)를 갖고, 3색의 색 요소(3R, 3G, 3B)에 대응하는 3개의 서브 화소(SG)에 의해 1개의 화소(G)를 구성하고 있다. 각 서브 화소(SG)에 대응하는 화소 전극(12)에는, 제 2 격벽부(5)에 의해 분할된 복수의 영역에 대응하는 위치에 제 2 격벽부(5)에 병행하여 컬러 필터 기판(10)을 향해서 개구하는 개구부로서의 슬릿(13)이 설치되어 있다.
도 6은 구동 전압이 인가되지 않은 액정 표시 장치(100)의 상태를 나타내고 있다. 이 때, 돌기부(7)에서 배향하는 액정(15)의 분자(15a)는 곡면 형상의 표면에 대해서 대략 수직인 방향으로 배향한다. 컬러 필터 기판(10)의 투명 전극(6)과 소자 기판(16)의 화소 전극(12) 사이에 구동 전압이 인가되면, 돌기부(7)와 화소 전극(12) 사이, 및 돌기부(7) 이외의 투명 전극(6)과 슬릿(13) 사이에는, 경사 방향의 전계(E)가 생긴다. 액정(15)의 분자(15a)는 전계(E)의 방향에 대해서 수직이 되도록 쓰러진다. 따라서, 돌기부(7)와 슬릿(13)을 경계로 하여 구동 전압이 인가되었을 때에 액정(15)의 분자(15a)가 쓰러지는 방향이 다른 영역(Domain)이 형성된다. 즉, 제 2 격벽부(5)에 의해 복수로 분할되어 배향 방향 제어된 색 요소 영역(2)에서는, 다른 시각 의존성을 갖게 되기 때문에, 광 시야각인 시각 특성을 갖는 액정 표시 장치(100)를 제공하는 것이 가능하다.
<액정 표시 장치의 제조 방법>
본 실시예의 액정 표시 장치(100)의 제조 방법은 색 요소 형성 재료의 낭비를 없앨 수가 있고, 색 요소 영역(2)에서 균일한 색 요소(3)를 형성 가능한 컬러 필터 기판(10)의 제조 방법을 이용하여 제조한다. 따라서, 색 요소(3)의 화이트 스트립이나 색 얼룩 등의 불량이 저감되어 제조 수율 좋게 MVA 방식의 액정 표시 장치(100)를 제조하는 것이 가능하다.
또한, 투명 기판(11)에 화소 전극(12)과 TFT소자(17), 및 이들을 전기적으로 접속하는 배선 등의 형성 방법, 및 컬러 필터 기판(10)과 소자 기판(16)을 접착제 등을 이용하여 소정의 위치에서 접합하고, 액정(15)을 그 틈에 충전하는 방법은 공지의 방법을 사용하면 좋다. 또한, 컬러 필터 기판(10)과 소자 기판(16)의 액정(15)에 접하는 면에 수직 배향용의 배향막(9, 14)을 형성하는 방법으로서는, 배향막 재료로서의 가용성 폴리이미드, 폴리아믹산 타입 폴리이미드, 변성 폴리이미드 등의 유기 화합물에 용매를 첨가하여 점도를 조정해서, 오프셋 등의 인쇄법, 액적 토출법 등에 의해 형성하는 방법을 들 수 있다.
상기 실시예 1의 효과는 이하와 같다.
(1) 상기 실시예 1의 컬러 필터 기판(10)은 제 1 격벽부(4)에 의해 복수 구획된 색 요소 영역(2)을 각각 복수의 영역으로 분할하는 제 2 격벽부(5)를 갖고 있다. 또한, 제 2 격벽부(5)는 배향 방향 제어용의 돌기부(7)가 연장되는 방향으로 배치되어 있다. 따라서, 제 2 격벽부(5)를 설치하지 않은 경우와 비교하여, 분할되어 면적이 좁아진 복수의 영역마다 색 요소(3)를 형성하면 되므로, 형성되는 색 요소(3)를 평탄화하기 쉽다. 그러므로, 색 요소 영역(2)에서 균일한 색 요소(3)를 구비한 컬러 필터 기판(10)을 제공할 수 있다. 나아가서는, 색 요소(3)를 형성하는 면적이 감소하므로, 색 요소 형성 재료의 불필요한 소비를 저감할 수 있다.
(2) 상기 실시예 1의 컬러 필터 기판(10) 및 그 제조 방법에서, 복수의 색 요소 영역(2)에 형성되는 3종(색)의 색 요소(3R, 3G, 3B)는 색 요소 형성 재료를 포함하는 기능액(22)을 토출하여 형성되어 있다. 따라서, 제 2 격벽부(5)에 의해 분할되어 면적이 좁아진 복수의 영역마다 기능액(22)이 토출되므로, 상기 복수의 영역마다 기능액(22)을 골고루 퍼지게 하여 균일한 막 두께와 평탄성을 갖는 색 요소(3)를 형성할 수 있다. 즉, 기능액(22)이 골고루 퍼지지 않는 화이트 스트립이나 색 얼룩의 불량을 저감할 수 있다.
(3) 상기 실시예 1의 컬러 필터 기판(10)의 제조 방법에서, 표면 처리 공정(스텝 S2)에서는, 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5)의 표면이 발액성을 갖도록 처리한다. 그리고, 색 요소 형성 공정(스텝 S3)에서는, 복수의 색 요소 영역(2)에 다른 색 요소 형성 재료를 포함하는 복수 종의 기능액(22)을 액적 토출 헤드(20)로부터 액적(22a)으로서 토출하여 건조하고, 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5)의 높이와 거의 동등한 막 두께를 갖는 각 색 요소(3R, 3G, 3B)를 형성한다. 따라서, 기능액(22)이 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5)의 정상부측의 표면에 착탄되어도 발액 처리되어 있으므로, 색 요소 영역(2) 내에 낭비없이 기능액(22)을 수용할 수 있다. 또한, 제 2 격벽부(5)는 배향 방향 제어용의 돌기부(7)가 연장되는 방향으로 배치되어 있으므로, 색 요소(3)를 덮는 투명 전극(6)의 부위에 돌기부(7)를 형성하는 경우와 비교하여, 표시에 기여하지 않는 색 요소(3)를 형성하는 색 요소 형성 재료의 낭비를 저감할 수 있다. 즉, 색 요소 형성 재료의 낭비를 없애고, 균일한 각 색 요소(3R, 3G, 3B)를 구비한 컬러 필터 기판(10)을 제조할 수 있다.
(4) 상기 실시예 1의 액정 표시 장치(100)는 색 요소 형성 재료의 낭비를 없 앨 수 있고, 색 요소 영역(2)에서 균일한 색 요소(3)를 갖는 컬러 필터 기판(10)을 구비하고 있으므로, 높은 코스트 퍼포먼스를 갖는 동시에, 화이트 스트립이나 색 얼룩 등의 표시 불량이 적은 높은 표시 품질을 갖는 MVA 방식의 액정 표시 장치(100)를 제공할 수 있다.
(5) 상기 실시예 1의 액정 표시 장치(100)의 제조 방법은 색 요소 형성 재료의 낭비를 없앨 수 있고, 색 요소 영역(2)에서 균일한 색 요소(3)를 형성 가능한 컬러 필터 기판(10)의 제조 방법을 이용하여 액정 표시 장치(100)를 구성하는 컬러 필터 기판(10)을 제조한다. 따라서, 색 요소(3)의 화이트 스트립이나 색 얼룩 등의 불량이 저감되어 제조 수율 좋게 MVA 방식의 액정 표시 장치(100)를 제조할 수 있다.
(실시예 2)
<컬러 필터 기판>
실시예 2의 컬러 필터 기판에 대해서 설명한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 컬러 필터 기판(30)은 상기 실시예 1의 컬러 필터 기판(10)과 마찬가지로 투명한 유리 기판(1) 위에 복수의 색 요소 영역(2)을 구획하는 제 1 격벽부(4)와, 복수의 색 요소 영역(2)에 형성된 다른 색 요소(3R, 3G, 3B)를 구비하고 있다. 또한, 동일색의 색 요소(3)가 직선 형상으로 배열된 스트라이프 방식이 채용되고 있다. 따라서, 이후의 설명에서는, 공통되는 부분은 상기 실시예 1과 동일한 부호를 첨부하여 설명한다.
도 8은 실시예 2의 컬러 필터 기판의 색 요소 영역을 나타낸 확대 평면도이 다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 제 1 격벽부(4)에 의해 구획된 색 요소 영역(2)에는, 이것을 다시 복수의 영역으로 분할하는 제 2 격벽부(5)를 갖고 있다. 제 2 격벽부(5)의 형상은 상기 실시예 1과 동일한 く자 형상이다. 따라서, 상세한 설명은 생략한다. 이 경우, 제 2 격벽부(5)는 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5) 및 색 요소(3)를 덮는 투명 전극(6)에 설치되는 배향 방향 제어용의 개구부로서의 슬릿(8)이 연장되는 방향에 대응해서 배치되어 있다. 또한, 배향 방향 제어용의 슬릿(8)의 배치는 후술하는 액정 표시 장치(110)(도 12, 도 13 참조)에 장비되는 편광판의 흡수축 또는 편광축의 각도를 고려해서 설정되어 있다. 또한, 슬릿(8)과 이것에 대응한 제 2 격벽부(5)의 형상은 이것에 한정되지 않고, 색 요소 영역(2)의 크기나 종횡비에 따라서, 색 요소 영역(2)을 복수의 영역으로 구획하도록 배치하면 좋다.
도 9는 도 8의 C-C선으로 자른 컬러 필터 기판의 개략 단면도이다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 색 요소(3)는 막 두께가 제 1 격벽부(4) 및 제 2 격벽부(5)의 높이와 거의 동등한 대략 1.5∼2.0㎛이 되도록 형성되어 있다. 따라서, 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5) 및 색 요소(3)를 덮는 투명 전극(6)은 색 요소 영역(2)에서 평탄성을 갖고 있다. 그리고, 제 2 격벽부(5)를 덮는 투명 전극(6)의 부위에 슬릿(8)이 설치되어 있다. 슬릿(8)은 투명 전극(6)을 에칭하여 형성한 것으로, 폭은 제 2 격벽부(5)와 거의 동등한 대략 5∼10㎛이다.
이러한 컬러 필터 기판(30)은 슬릿(8)이 설치된 투명 전극(6)의 표면을 덮도록 수직 배향용의 배향막이 적층되어, 후술하는 MVA 방식의 액정 표시 장치(110)(도 12 참조)에 사용된다.
<컬러 필터 기판의 제조 방법>
다음에 실시예 2의 컬러 필터 기판의 제조 방법에 대해서, 도 10 및 도 11에 의거하여 설명한다. 도 10은 실시예 2의 컬러 필터 기판의 제조 방법을 나타낸 플로차트, 도 11의 (a)∼(h)는 컬러 필터 기판의 제조 방법을 나타낸 개략 단면도이다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 컬러 필터 기판(30)의 제조 방법은 유리 기판(1)의 표면이 발액성을 갖도록 처리하는 발액 처리 공정(스텝 S11)과, 제 1 격벽부(4)를 형성하는 영역과 제 2 격벽부(5)를 형성하는 영역에 대응하는 유리 기판(1)의 발액 처리된 표면이 친액성을 갖도록 처리하는 친액 처리 공정(스텝 S12)을 구비하고 있다. 그리고, 유리 기판(1) 위에 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5)를 형성하는 격벽부 형성 공정(스텝 S13)을 구비하고 있다. 또한, 복수의 색 요소 영역(2)에 복수 종의 색 요소(3)를 형성하는 색 요소 형성 공정(스텝 S14)을 구비하고 있다. 또한, 투명 전극(6)을 형성하는 전극 형성 공정(스텝 S15)과, 투명 전극(6)에 개구부로서의 슬릿(8)을 형성하는 개구부 형성 공정(스텝 S16)을 구비하고 있다.
도 10의 스텝 S11은 발액 처리 공정이다. 스텝 S11에서는, 도 11의 (a)에 나타낸 바와 같이, 유리 기판(1)의 표면에 박막(31)을 형성하여 발액성을 부여한다. 박막(31)의 형성 방법으로서는, 발액성을 갖는 재료로서 FAS(플루오르화 알킬실란) 또는 HMDS(헥사메틸디실란)를 이용하여, 거의 단분자막으로 이루어지는 박막(31)을 형성한다. 보다 구체적으로는, 유리 기판(1)의 표면에 자기 조직화막을 형성하는 방법 등을 채용할 수 있다.
자기 조직막 형성법에서는, 유리 기판(1)의 표면에, 유기 분자막 등으로 이루어지는 자기 조직화막을 형성한다. 유기 분자막은 유리 기판(1)에 결합 가능한 관능기와, 그 반대측에 표면성을 개질하는(표면 에너지를 제어하는) 발액기로서의 관능기와, 이들의 관능기를 연결하는 탄소의 직쇄(直鎖) 또는 일부 분기한 탄소쇄를 구비하고 있으며, 유리 기판(1)에 결합하여 자기 조직화해서 분자막, 예를 들면, 단분자막을 형성한다.
여기서, 자기 조직화막이란, 유리 기판(1)의 하지층(下地層) 등의 구성 원자와 반응 가능한 결합성 관능기와 그 이외의 직쇄 분자로 이루어지며, 직쇄 분자의 상호 작용에 의해 매우 높은 배향성을 갖는 화합물을 배향시켜서 형성된 막이다. 이 자기 조직화막은 단분자를 배향시켜서 형성되어 있으므로, 막 두께를 매우 얇게 할 수 있고, 게다가, 분자 레벨에서 균일한 막이 된다. 즉, 막의 표면에 동일한 분자가 위치하기 때문에, 막의 표면에 균일하고 게다가 우수한 발액성을 부여할 수 있다.
상기한 높은 배향성을 갖는 화합물로서, 예를 들면, 플루오르 알킬실란을 사용함으로써, 막의 표면에 플루오르 알킬기가 위치하도록 각 화합물이 배향되어 자기 조직화막이 형성되고, 막의 표면에 균일한 발액성이 부여된다. 자기 조직화막을 형성하는 화합물로서는, 헵타데카플루오르-1, 1, 2, 2 테트라 히드로데실 트리에톡시실란, 헵타데카플루오르-1, 1, 2, 2 테트라 히드로데실 트리메톡시실란, 헵타데카플루오르-1, 1, 2, 2 테트라 히드로데실 트리클로로실란, 트리데카플루오르- 1, 1, 2, 2 테트라히드로옥틸 트리에톡시실란, 트리데카플루오르-1, 1, 2, 2 테트라히드로옥틸 트리메톡시실란, 트리데카플루오르-1, 1, 2, 2 테트라히드로옥틸 트리클로로실란, 트리플루오르 프로필 트리메톡시실란 등의 플루오르 알킬실란(이하 「FAS」라고 함)을 예시할 수 있다. 이들의 화합물은 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 조합시켜서 사용해도 좋다. 또한, FAS를 사용함으로써, 유리 기판(1)과의 밀착성과 양호한 발액성을 얻을 수 있다.
FAS는 일반적으로 구조식 RnSiX(4-n)으로 표시된다. 여기서 n은 1이상 3이하의 정수를 나타내며, X는 메톡시기, 에톡시기, 할로겐 원자 등의 가수 분해기이다. 또한, R은 플루오르 알킬기이며, (CF3)(CF2)x(CH2)y의 (여기서 x는 0이상 10이하의 정수를, y는 0이상 4이하의 정수를 나타냄) 구조를 가지고, 복수개의 R 또는 X가 Si에 결합하고 있는 경우에는, R 또는 X는 각각 모두 동일해도 좋고, 달라도 좋다. X로 표시되는 가수 분해기는 가수 분해에 의해 실라놀을 형성하여, 유리 기판(1)의 하지의 히드록실기와 반응해서 실록산 결합으로 유리 기판(1)과 결합한다. 한편, R은 표면에 (CF2) 등의 플루오르기를 갖기 때문에, 유리 기판(1)의 하지 표면을 젖지 않는(표면 에너지가 낮은) 표면으로 개질한다.
유기 분자막 등으로 이루어지는 자기 조직화막은 상기한 원료 화합물과 유리 기판(1)을 동일한 밀폐 용기 중에 넣어 두고, 실온에서 2∼3일 정도 동안 방치함으로써 유리 기판(1) 위에 형성된다. 또한, 밀폐 용기 전체를 100℃에 유지함으로써, 3시간 정도에서 유리 기판(1) 위에 형성된다. 이들은 기상(氣相)에서의 형성 법이지만, 액상(液相)에서도 자기 조직화막을 형성할 수 있다. 예를 들면, 원료 화합물을 포함하는 용액 중에 유리 기판(1)을 침지하고, 세정, 건조함으로써 유리 기판(1) 위에 자기 조직화막이 형성된다. 또한, 자기 조직화막을 형성하기 전에, 유리 기판(1) 표면에 자외광을 조사하거나, 용매에 의해 세정하거나 하여, 유리 기판(1) 표면의 전처리를 실시하는 것이 바람직하다. 그리고, 스텝 S12로 진행한다.
도 10의 스텝 S12는 친액 처리 공정이다. 스텝 S12에서는, 도 11의 (b)에 나타낸 바와 같이, 발액 처리된 표면(31a)에 광을 조사하여 친액성을 부여한다. 광이 조사된 부위에서는, 실록산 결합이 끊어지고 수산기와 결합한 상태가 되어, 친액성이 부여된다. 이 경우, 조사하는 범위는 도 11의 (c)에 나타낸 바와 같이, 제 1 격벽부(4)를 형성하는 영역(31b)과 제 2 격벽부(5)를 형성하는 영역(31c)이다.
또한, 조사하는 광으로서는, 발열을 일으키는 파장 대역을 갖는 레이저광이 바람직하며, 예를 들면, 적외 영역(0.7∼10㎛)에 파장 대역을 갖는 것이 적합하다. 이러한 레이저 광원으로서, 예를 들면, Nd:YAG 레이저(1.064㎛), CO2 레이저(10.6㎛) 등을 사용할 수 있다. 그리고, 이들의 레이저 광원과 적어도 X, Y방향으로 이동 가능한 테이블을 구비한 레이저 조사 장치에 의해, 테이블에 유리 기판(1)을 탑재 배치하여 영역(31b, 31c)을 묘화하도록 레이저광을 조사해서 친액 처리를 행한다.
또한, FAS 등으로 이루어지는 박막(31)을 친액 처리하는 방법으로서는, 친액 화하는 영역(31b, 31c) 이외를 마스크로 덮고, UV(자외광)를 조사하는 방법도 채용할 수 있다. 그리고, 스텝 S13으로 진행한다.
도 10의 스텝 S13은 격벽부 형성 공정이다. 스텝 S13에서는, 도 11의 (d)에 나타낸 바와 같이, 액상체를 액적으로서 노즐로부터 토출 가능한 액적 토출 헤드(20)를 사용하여, 액상체로서 격벽부 형성 재료를 포함하는 기능액(21)을 토출하여 제 1 격벽부(4) 및 제 2 격벽부(5)를 형성한다.
보다 구체적으로는, 제 1 격벽부(4)를 형성하는 영역(31b)과 제 2 격벽부(5)를 형성하는 영역(31c)에 순차적으로 액적 토출 헤드(20)가 대향하도록 위치 결정하고, 기능액(21)을 액적(21a)으로서 토출하여 착탄시켜서 습윤 확장시킨다. 그리고, 이것을 건조시키는 공정을 반복함으로써 퇴적시켜서 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5)를 형성한다. 이 경우, 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5)의 높이는 대략 1.5㎛이다. 또한, 기능액(21)은 격벽부 형성 재료로서 페놀계 수지 등을 포함한 용액을 사용할 수 있다. 그리고, 스텝 S14로 진행한다.
도 10의 스텝 S14는 색 요소 형성 공정이다. 스텝 S14에서는, 우선, 도 11의 (e)에 나타낸 바와 같이, 제 1 격벽부(4) 및 제 2 격벽부(5)가 형성된 유리 기판(1)에 잔존하는 박막(31)을 제거하는 공정을 행한다. 박막(31)은 FAS 등으로 이루어지는 단분자막으로, 대략 300℃에 유리 기판(1)을 가열함으로써 승화시켜서 제거하는 것이 가능하다. 또한, 제거 후의 유리 기판(1)의 표면(1a)을 친액화하는 것도 가능하다. 또한, 가열 이외의 방법으로서는, UV 조사나 O2 플라스마 처리 등 을 채용할 수 있다.
다음에 도 11의 (f)에 나타낸 바와 같이, 제 2 격벽부(5)에 의해 분할된 색 요소 영역(2)의 복수의 영역마다 색 요소 형성 재료를 포함하는 기능액(22)을 액적 토출 헤드(20)로부터 액적(22a)으로서 토출하여 건조함으로써, 색 요소(3)를 형성한다. 당연하지만 다른 색의 각 색 요소(3R, 3G, 3B)가 형성되는 각 색 요소 영역(2)에 대응해서 다른 색 요소 재료를 포함하는 3종의 기능액(22)을 액적 토출 헤드(20)에 순차적으로 충전하여 토출한다. 또는, 복수의 액적 토출 헤드(20)를 준비하여, 각각에 다른 색 요소 재료를 포함하는 기능액(22)을 충전하여 토출해도 좋다.
이 경우, 건조 후의 색 요소(3)의 막 두께가 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5)의 높이(대략 1.5㎛)와 거의 동일해지도록 액적(22a)의 토출 회수를 분할된 복수의 영역마다 조정하여 토출한다. 이에 따라, 각 색 요소 영역(2)에 기능액(22)을 골고루 퍼지게 하여 다른 색 요소(3R, 3G, 3B)를 균일하게 형성하는 것이 가능하다. 또한, 건조 방법은 상기 실시예 1의 컬러 필터 기판(10)의 제조 방법에서의 스텝 S3과 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 스텝 S15로 진행한다.
도 10의 스텝 S15는 전극 형성 공정이다. 스텝 S15에서는, 도 11의 (g)에 나타낸 바와 같이, 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5) 및 색 요소(3)를 덮도록 ITO나 IZO 등으로 이루어지는 투명 전극(6)을 성막한다. 성막 방법은 상기 실시예 1과 동일하므로 설명은 생략한다. 그리고, 스텝 S16으로 진행한다.
도 10의 스텝 S16은 개구부로서의 슬릿(8)을 형성하는 공정이다. 스텝 S16에서는, 도 11의 (h)에 나타낸 바와 같이, 제 2 격벽부(5)를 덮는 투명 전극(6)의 부위에 슬릿(8)을 형성한다. 형성 방법으로서는, 포토레지스트를 투명 전극(6)을 덮도록 도포하여 건조시키고, く자 형상의 제 2 격벽부(5)에 대응한 슬릿(8)의 개구 형상을 갖는 포토마스크를 이용하여 노광·현상·에칭하는 포토리소그래피법을 들 수 있다. 형성된 슬릿(8)의 폭은 제 2 격벽부(5)의 폭과 거의 동등한 대략 5∼10㎛이다. 이러한 정세한 슬릿(8)을 형성하는 방법으로서 이전에 친액 처리 공정(스텝 S12)에서 설명한 레이저광을 투명 전극(6)에 조사하여 불필요한 부분을 제거하는 방법을 채용하는 것도 가능하다. 슬릿(8)을 덮도록 수직 배향용의 배향막을 투명 전극(6) 위에 형성하면, 슬릿(8)을 경계로 하여 액정의 분자가 구동시에 쓰러지는 방향을 다르게 하는 것이 가능해진다.
상기 컬러 필터 기판(30)의 제조 방법에 의하면, 복수의 색 요소 영역(2)이 제 2 격벽부(5)에 의해 복수의 영역으로 분할되고, 분할되어 면적이 감소한 각 영역에 기능액(22)을 토출하므로, 색 요소 영역(2)에 모조리 기능액(22)을 골고루 퍼지게 해서 균일한 색 요소(3)를 형성하는 것이 가능하다. 또한, 제 2 격벽부(5)는 슬릿(8)이 연장되는 방향에 설치되므로, 제 2 격벽부(5)에 의해 분할된 영역을 슬릿(8)에 의해 배향 방향 제어하는 것이 가능하게 된다. 나아가서는, 제 2 격벽부(5)를 설치하지 않은 경우와 비교하여, 색 요소(3)를 형성하는 기능액(22)의 소비를 저감하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기 실시예 1의 컬러 필터 기판(10)의 제조 방법과 비교하여, 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5)를 포토리소그래피법을 사용하지 않고 액적 토출법(잉크젯법)으로 형성하기 때문에, 노광·현상 등의 제조 공정을 간략화하는 것이 가능하다.
<액정 표시 장치>
다음에 실시예 2의 액정 표시 장치에 대해서 도 12 및 도 13에 의거하여 설명한다. 도 12는 실시예 2의 액정 표시 장치의 구조를 나타낸 개략 단면도, 도 13은 화소를 나타낸 확대도이다. 상세하게는, 도 12는 도 13의 D-D선으로 자른 개략 단면도이다. 또한, 도 13은 컬러 필터 기판(30)측에서 본 화소의 확대도이다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 액정 표시 장치(110)는 상기의 컬러 필터 기판(30)과, 각 색 요소(3)에 대응하는 복수의 화소 전극(102)이 투명 기판(101)에 형성된 대향 기판으로서의 소자 기판(106)을 구비하고 있다. 또한, 컬러 필터 기판(30)과 소자 기판(106)에 의해 사이에 끼워진 마이너스의 유전률을 갖는 액정(15)을 구비하고 있다. 소자 기판(106)에는, 화소 전극(102)에 구동용의 전위를 부여하는 스위칭 소자로서의 TFT 소자(107)가 설치되어 있다. 또한, 컬러 필터 기판(30)과 소자 기판(106)의 액정(15)과 접하는 표면에, 액정(15)의 분자(15a)를 상기 표면에 대하여 대략 수직 방향으로 배향시키는 배향막(9, 104)이 각각 설치되어 있다. 즉, 액정 표시 장치(110)는 상기 실시예 1의 액정 표시 장치(100)에 대하여 배향 방향 제어용의 돌기부(7)를 슬릿(8)으로 치환한 것이다. 따라서, 주로 다른 구성에 관하여 설명하고, 공통되는 구성에 관한 상세한 설명은 생략한다.
도 12 및 도 13에 나타낸 바와 같이, 액정 표시 장치(110)는 표시용의 복수의 서브 화소(SG)를 가지며, 3색의 색 요소(3R, 3G, 3B)에 대응하는 3개의 서브 화소(SG)에 의해 1개의 화소(G)를 구성하고 있다. 각 서브 화소(SG)에 대응하는 화소 전극(102)에는, 제 2 격벽부(5)에 의해서 분할된 복수의 영역에 대응하는 위치에 제 2 격벽부(5)에 병행하여 컬러 필터 기판(30)을 향해서 개구하는 개구부로서의 슬릿(103)이 설치되어 있다.
도 12는 구동 전압이 인가되지 않은 액정 표시 장치(110)의 상태를 나타내고 있다. 이 때, 액정(15)의 분자(15a)는 컬러 필터 기판(30)과 소자 기판(106)의 표면을 덮은 배향막(9, 104)에 대해서 대략 수직인 방향으로 배향한다. 컬러 필터 기판(30)의 투명 전극(6)과 소자 기판(106)의 화소 전극(12) 사이에 구동 전압이 인가되면, 슬릿(8)과 화소 전극(12) 사이, 및 슬릿(8) 이외의 투명 전극(6)과 슬릿(103)의 사이에는, 경사 방향의 전계(E)가 생긴다. 액정(15)의 분자(15a)는 전계(E)의 방향에 대해서 수직이 되도록 쓰러진다. 따라서, 각 슬릿(8, 103)을 경계로 하여 구동 전압이 인가되었을 때에 액정(15)의 분자(15a)가 쓰러지는 방향이 다른 영역(Domain)이 형성된다. 즉, 제 2 격벽부(5)에 의해 복수로 분할되어 배향 방향 제어된 색 요소 영역(2)에서는, 다른 시각 의존성을 갖게 되기 때문에, 광 시야각인 시각 특성을 갖는 액정 표시 장치(110)를 제공하는 것이 가능하다.
<액정 표시 장치의 제조 방법>
본 실시예의 액정 표시 장치(110)의 제조 방법은 색 요소 형성 재료의 낭비를 없앨 수 있고, 색 요소 영역(2)에서 균일한 색 요소(3)를 형성 가능한 동시에 제조 공정이 간략화된 컬러 필터 기판(30)의 제조 방법을 이용하여 제조한다. 따라서, 높은 생산성을 갖는 동시에 색 요소(3)의 화이트 스트립이나 색 얼룩 등의 불량이 저감되어 제조 수율 좋게 MVA 방식의 액정 표시 장치(110)를 제조하는 것이 가능하다.
상기 실시예 2의 효과는 상기 실시예 1의 효과 (1), (2)와 동일한 효과를 이루는 동시에 이하의 효과를 이룬다.
(1) 상기 실시예 2의 컬러 필터 기판(30)의 제조 방법에서, 격벽부 형성 공정(스텝 S13)에서는, 친액 처리된 박막(31)의 영역(31b, 31c)에 격벽부 형성 재료를 포함하는 기능액(21)을 액적 토출 헤드(20)로부터 액적(21a)으로서 토출하여 건조시키는 과정을 반복하여 행함으로써 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5)를 유리 기판(1) 위에 형성한다. 그리고, 색 요소 형성 공정(스텝 S14)에서는, 복수의 색 요소 영역(2)에 다른 색 요소 형성 재료를 포함하는 복수 종의 기능액(22)을 액적 토출 헤드(20)로부터 액적(22a)으로서 토출하여 건조하고, 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5)의 높이와 거의 동등한 막 두께를 갖는 각 색 요소(3R, 3G, 3B)를 형성한다. 따라서, 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5)를 포토리소그래피법으로 형성하는 경우와 비교하여, 노광용의 마스크가 불필요해지는 동시에, 노광·현상 등의 제조 공정을 간략화할 수 있다. 즉, 보다 생산 효율적으로, 동시에 색 요소 형성 재료의 낭비를 없애고, 균일한 각 색 요소(3R, 3G, 3B)를 구비한 컬러 필터 기판(30)을 제조할 수 있다.
(2) 상기 실시예 2의 액정 표시 장치(110)는 색 요소 형성 재료의 낭비를 없 앨 수 있고, 색 요소 영역(2)에서 균일한 색 요소(3)를 갖는 컬러 필터 기판(30)을 구비하고 있으므로, 높은 코스트 퍼포먼스를 갖는 동시에, 화이트 스트립이나 색 얼룩 등의 표시 불량이 적은 높은 표시 품질을 갖는 MVA 방식의 액정 표시 장치(110)를 제공할 수 있다.
(3) 상기 실시예 2의 액정 표시 장치(110)의 제조 방법은 보다 생산 효율적으로, 또한 색 요소 형성 재료의 낭비를 없앨 수 있고, 색 요소 영역(2)에서 균일한 색 요소(3)를 형성 가능한 컬러 필터 기판(30)의 제조 방법을 이용하여 액정 표시 장치(110)를 구성하는 컬러 필터 기판(30)을 제조한다. 따라서, 생산 효율적으로 동시에 색 요소(3)의 화이트 스트립이나 색 얼룩 등의 불량이 저감되어 제조 수율이 좋게 MVA 방식의 액정 표시 장치(110)를 제조할 수 있다.
(실시예 3)
<전자 기기>
다음에, 본 실시예의 전자 기기로서의 대형 액정 TV에 관하여 설명한다. 도 14는 대형 액정 TV를 나타낸 개략 사시도이다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 대형 액정 TV(200)는 표시부(201)에 광 시야각인 시각 특성을 갖는 상기 실시예 1의 액정 표시 장치(100) 또는 상기 실시예 2의 액정 표시 장치(110)가 탑재되어 있다.
상기 실시예 3의 효과는 이하와 같다.
(1) 액정 표시 장치(100) 및 액정 표시 장치(110)는 화이트 스트립이나 색 얼룩 등의 불량이 저감되어 제조 수율 좋게 제조하는 것이 가능하기 때문에, 우수한 표시 품질을 갖는 동시에 코스트 퍼포먼스가 높은 대형 액정 TV(200)를 제공할 수 있다.
상기 실시예 이외의 변형예는 이하와 같다.
(변형예 1) 상기 실시예 2의 컬러 필터 기판(30)의 제조 방법에서, 제 1 격벽부(4)를 형성하는 방법은 액적 토출법(잉크젯법)에 한정되지 않는다. 도 15의 (a)∼(f)는 변형예의 컬러 필터의 제조 방법을 나타낸 개략 단면도이다. 예를 들면, 동 도면(a)에 나타낸 바와 같이, 유리 기판(1)에 우선 제 1 격벽부(4)를 형성한다. 이 경우의 형성 방법으로서는, 감광성 수지를 유리 기판(1)의 표면에 막 두께가 대략 1.5∼2.0㎛이 되도록 도포하여 노광·현상함으로써 형성한다. 감광성 수지로서는, 블랙 안료 등을 포함하여 차광성을 갖는 것이 바람직하다. 다음에, 동 도면(b)에 나타낸 바와 같이, 제 1 격벽부(4)가 형성된 유리 기판(1)의 표면을 발액화하는 박막(31)을 형성한다. 그리고, 동 도면(c)에 나타낸 바와 같이, 발액 처리된 표면(31a)의 제 2 격벽부(5)를 형성하는 영역(31c)에 레이저광을 조사하여 친액화한다. 이어서, 동 도면(d)에 나타낸 바와 같이, 액적 토출 헤드(20)로부터 격벽부 형성 재료를 포함하는 기능액(21)을 액적(21a)으로서 토출하여 제 2 격벽부(5)를 형성한다. 그 후에, 동 도면 (e)에 나타낸 바와 같이, 발액성을 갖는 박막(31)을 가열 등의 방법으로 제거한다. 그리고, 동 도면 (f)에 나타낸 바와 같이, 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5)에 의해서 분할된 색 요소 영역(2)에, 액적 토출 헤드(20)로부터 색 요소 형성 재료를 포함하는 기능액(22)을 액적(22a)으로서 토출하여 색 요소(3)를 형성한다. 또한, 상기 실시예 2와 같은 방법으로, 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5) 및 색 요소(3)를 덮도록 투명 전극(6)을 형성하고, 제 2 격벽부(5)에 대응해서 투명 전극(6)을 에칭하여 슬릿(8)을 형성한다. 이와 같이 하면, 서브 화소(SG)에 대응하는 색 요소 영역(2)을 안정된 형상으로 구획 형성할 수 있다. 또한, 이와 같이 하여 제조된 컬러 필터 기판(30)을 사용해서 액정 표시 장치(110)를 구성 또는 제조하면, 형성된 제 1 격벽부(4)가 차광성을 갖고 있으므로, 서브 화소(SG)간의 광 누설을 방지하여 보다 선명한 화상 표시가 가능하다.
(변형예 2) 상기 실시예 1의 컬러 필터 기판(10) 및 상기 실시예 2의 컬러 필터 기판(30)에서, 제 2 격벽부(5)의 폭과 돌기부(7) 또는 슬릿(8)의 폭은 반드시 동등하지 않아도 된다. 예를 들면, 돌기부(7) 또는 슬릿(8)의 형성 정밀도를 고려하여, 제 2 격벽부(5)의 폭을 약간 넓게 하면, 돌기부(7) 또는 슬릿(8)이 제 2 격벽부(5)가 형성된 영역으로부터 밀려나오지 않도록 할 수 있다.
(변형예 3) 상기 실시예 1의 컬러 필터 기판(10) 및 상기 실시예 2의 컬러 필터 기판(30)에서, 색 요소(3)의 구성은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 스트라이프 형상으로 배치된 3색의 색 요소(3R, 3G, 3B)의 배치 순서가 달라도 좋다. 또한, 도 16의 (a) 및 (b)는 변형예의 색 요소의 배치를 나타낸 평면도이다. 동 도면 (a)에 나타낸 바와 같이 동일색의 색 요소(3)가 경사 방향으로 배치된 모자이크 방식이나, 동 도면 (b)에 나타낸 바와 같이 다른 색 요소(3)가 삼각형의 각 꼭지점에 배치된 델타 방식으로도 본 발명을 적용할 수 있다. 나아가서는, 색 요소(3)는 3색에 한정되지 않고, 색 재현성을 높이는 다른 색을 추가한 4색의 구성으로 해도 좋다.
(변형예 4) 상기 실시예 1의 액정 표시 장치(100) 또는 상기 실시예 2의 액 정 표시 장치(110)에서, 화소 전극(12, 102)에 접속되는 스위칭 소자는 TFT 소자(17, 107)에 한정되지 않는다. 예를 들면, TFD(Thin Film Diode) 소자라도 좋다. 또한, 조명 장치를 구비한 투과형에 한정되지 않고, 소자 기판(16, 106)의 화소 전극(12, 102)의 일부에 반사층을 구비한 반투과 반사형에서도 상기 실시예의 컬러 필터 기판(10, 30)을 적용할 수 있다.
(변형예 5) 상기 실시예 1의 액정 표시 장치(100) 또는 상기 실시예 2의 액정 표시 장치(110)가 탑재되는 전자 기기는 대형 액정 TV(200)에 한정되지 않는다. 예를 들면, PDA(Personal Digital Assistants)라고 불리는 휴대형 정보 기기나 휴대 단말 기기, 퍼스널 컴퓨터, 워드프로세서, 디지털 스틸 카메라, 차량 탑재용 모니터, 모니터 직시형의 디지털 비디오 리코더, 카 네비게이션 장치, 전자 수첩, 워크스테이션, TV 전화기, POS 단말기 등등의 화상 표시 수단으로서 적합하게 사용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 색 요소 형성 재료의 낭비를 없앨 수 있고, 색 요소 영역에서 균일한 색 요소를 구비한 컬러 필터 기판, 액정 표시 장치 및 전자 기기, 컬러 필터 기판의 제조 방법 및 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.

Claims (14)

  1. 기판 위에 복수의 색 요소 영역을 구획하는 제 1 격벽부와,
    상기 복수의 색 요소 영역을 각각 복수의 영역으로 분할하는 제 2 격벽부와,
    상기 복수의 색 요소 영역에 형성된 복수 종의 색 요소와,
    상기 제 1 격벽부와 상기 제 2 격벽부 및 상기 색 요소를 덮는 투명 전극과,
    상기 투명 전극에 형성된 돌기부 또는 개구부를 구비하고,
    상기 제 2 격벽부가 상기 돌기부 또는 상기 개구부가 연장되는 방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 색 요소가 색 요소 형성 재료를 포함하는 기능액을 상기 색 요소 영역에 토출하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 색 요소가 상기 제 1 격벽부 및 상기 제 2 격벽부와 동등한 막 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
  4. 제 1 항에 기재된 컬러 필터 기판과,
    상기 컬러 필터 기판의 복수의 색 요소 영역에 대응하는 복수의 화소 전극을 갖는 대향 기판과,
    상기 컬러 필터 기판과 상기 대향 기판에 의해 사이에 끼워진 액정을 구비하고,
    상기 컬러 필터 기판과 상기 대향 기판의 상기 액정에 접하는 표면에, 상기 액정의 분자를 상기 표면에 대해서 수직 방향으로 배향시키는 배향막이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 화소 전극에는, 상기 제 2 격벽부에 의해 분할된 상기 복수의 영역에 대응하는 위치에 상기 제 2 격벽부에 병행하여 상기 컬러 필터 기판을 향해서 개구하는 개구부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 기재된 액정 표시 장치를 탑재한 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  7. 기판 위에 복수의 색 요소 영역을 구획하도록 제 1 격벽부를 형성하는 동시에 상기 복수의 색 요소 영역을 각각 복수의 영역으로 분할하도록 제 2 격벽부를 형성하는 격벽부 형성 공정과,
    상기 복수의 색 요소 영역에 다른 색 요소 형성 재료를 포함하는 복수 종의 기능액을 토출하여 복수 종의 색 요소를 형성하는 색 요소 형성 공정과,
    상기 제 1 격벽부와 상기 제 2 격벽부 및 상기 색 요소를 덮도록 투명 전극을 형성하는 전극 형성 공정과,
    상기 투명 전극에 돌기부 또는 개구부를 형성하는 공정을 구비하고,
    상기 격벽부 형성 공정에서는, 상기 제 2 격벽부를 상기 돌기부 또는 상기 개구부가 연장되는 방향에 형성하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 색 요소 형성 공정에서는, 상기 제 1 격벽부 및 상기 제 2 격벽부에 대해서 상기 색 요소가 동등한 막 두께가 되도록 상기 기능액을 토출하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 격벽부 및 상기 제 2 격벽부의 적어도 정상부측의 표면이 발액성을 갖도록 처리하는 표면 처리 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 기판의 표면이 발액성을 갖도록 처리하는 발액 처리 공정과,
    상기 제 1 격벽부를 형성하는 영역과 상기 제 2 격벽부를 형성하는 영역에 대응하는 상기 기판의 발액 처리된 표면이 친액성을 갖도록 처리하는 친액 처리 공정을 더 구비하고,
    상기 격벽부 형성 공정에서는, 친액 처리된 상기 기판의 표면에 격벽부 형성 재료를 포함하는 기능액을 토출하여 상기 제 1 격벽부 및 상기 제 2 격벽부를 형성하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  11. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 격벽부가 형성된 상기 기판의 표면이 발액성을 갖도록 처리하는 발액 처리 공정과,
    상기 제 2 격벽부를 형성하는 영역에 대응하는 상기 기판의 발액 처리된 표면이 친액성을 갖도록 처리하는 친액 처리 공정을 더 구비하고,
    상기 제 2 격벽부를 형성할 때에는, 친액 처리된 상기 기판의 표면에 격벽부 형성 재료를 포함하는 기능액을 토출하여 상기 제 2 격벽부를 형성하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 친액 처리 공정에서는, 적어도 상기 제 2 격벽부를 형성하는 영역에 대응하는 상기 기판의 발액 처리된 표면에 광을 조사하여 친액성을 부여하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 발액 처리 공정에서는, 발액성을 갖는 박막을 상기 기판의 표면에 형성하고,
    상기 색 요소 형성 공정에서는, 적어도 상기 색 요소 영역에 잔존하는 상기 박막을 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
  14. 복수 종의 색 요소를 갖는 컬러 필터 기판과, 상기 복수 종의 색 요소에 대응하는 복수의 화소 전극을 갖는 대향 기판과, 상기 컬러 필터 기판과 상기 대향 기판에 의해 사이에 끼워진 액정과, 상기 컬러 필터 기판과 상기 대향 기판의 상기 액정에 접하는 표면에, 상기 표면에 대해서 상기 액정의 분자를 수직 방향으로 배향시키는 배향막을 구비한 액정 표시 장치의 제조 방법으로서,
    제 7 항에 기재된 컬러 필터 기판의 제조 방법을 이용하여 상기 컬러 필터 기판을 제조하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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