KR100861149B1 - 칼라필터 판별방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정층으로의 이온성 물질의 혼입방지가 보다 확실하게 되는 칼라필터와, 표시품질이 우수한 액정표시장치를 제공하는 것으로서, 칼라필터를 기판상에 소정의 패턴으로 형성된 복수 색으로 이루어진 착색층을 적어도 구비한 것으로 하고, 또한 칼라필터에 불순물 용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상 이도록 한 것으로 하고, 이 칼라필터와 대향전극기판을 시일부재를 매개로 간극부가 설치되도록 서로 대향시키고 간극부에 액정층을 밀봉하여 액정표시장치로 한다.
Description
본 발명은 칼라필터 판별방법에 관한 것으로, 특히 표시품질이 우수한 액정표시장치를 가능하게 하는 칼라필터를 판별하는 방법에 관한 것이다.
최근, 플랫 디스플레이로서 칼라 액정표시장치가 주목되고 있다. 칼라 액정표시장치의 일례로서, 블랙 매트릭스, 복수의 색(통상 적(R), 녹(G), 청(B)의 3원색)으로 된 착색층, 공통투명전극층 및 배향층을 구비한 칼라필터와, 박막트랜지스터(TFT소자), 화소전극 및 배향층을 구비한 대향전극기판을 소정의 간격으로 마주 향하게 하고, 이 간극부에 액정재료를 주입하여 액정층으로 한 투과형의 액정표시장치가 있다. 또한, 상기 칼라필터의 기판과 착색층 사이에 반사층을 설치한 반사형의 액정표시장치도 있다.
이러한 칼라 액정표시장치에서는, 액정의 배향불량, 액정에 인가되는 전압변화, 표시면 내의 전압의 변동 등에 의해 액정의 배향상태가 변화하게 되면, 표시불량이 발생한다. 이 표시불량으로는 다음의 눌어붙음과 백색얼룩이 있다.
눌어붙음은, 동일면소에 일정시간 전압을 인가한 후 전압을 저하시키거나 또는 끊은 경우, 이 화소의 투과율이 주변의 일정시간 전압을 인가하지 않은 화소의 투과율과 다르기 때문에, 보기에 얼룩상태가 인식되고, 더욱이 장시간 방치하여도 얼룩상태가 계속되는 현상이다. 노멀리 화이트(Normally-white: 통상적으로 흰색) 패널에서의 눌어붙음현상은, 일정시간 전압을 인가한 화소가 주변화소보다도 어둡게 보인다. 이러한 눌어붙음현상은 전압인가 사이에 이온성 물질이 전극에 부착되고, 다음에 전압을 해제하여도 이온성 물질이 전극상에 흡착한 채로 되어, 이 이온성 물질에 의해 전압이 액정에 계속 작용하는 것이 원인으로 생각된다.
또한, 백색얼룩은 전압을 인가하여 흑색화면을 표시한 때, 표시영역의 일부가 투과율 제로로 되지 않기 때문에 얼룩상태가 인식되는 현상이다. 이것은, 본래 전극간에 인가된 전압이 일정하게 유지되어야 하는데, 액정중에 이온성 물질이 존재하면 이 이온성 물질이 이동하여, 즉 전류가 흐르기 때문에 전극간의 전압이 낮아지는 것이 원인으로 생각된다.
이와 같은 표시불량현상을 일으키는 이온성 물질은 전극상에 머무르지 않고 액정층 내를 용이하게 이동하는 것으로 생각된다. 이 이온성 물질의 발생원으로서는, 여러 발생원인이 생각되고, 표시불량을 방지하기 위해 제조공정에서 사용하는 약액, 대기, 순수 등에 포함된 불순물 관리나, 장치, 인체 등으로부터의 발진관리(發塵管理)나, 프로세스 조건의 최적화가 행해지고 있다. 또한, 칼라필터나 대향전극기판의 표면세정, 제조공정에서의 자외선조사·표면연마 등에 의해 찌꺼기 등의 불순물의 제거가 행해지고 있다.
이러한 대응에 의해 표시불량현상은 발생하기 어렵게 되었지만 장시간 표시나 고온고습하 등의 엄격한 표시조건 하에서는 여전히 발생할 확률이 높다고 하는 문제가 있다.
또한, 최근에는 칼라액정표시장치의 저소비전력을 목적으로 하여 저전압구동화가 진행되고 있다. 이 저전압구동화를 달성하기 위해서는 사용할 액정의 문턱전압을 낮게 설정할 필요가 있고, 큰 유전율이방성(Δε)을 가진 액정을 이용한 액정표시장치가 검토되고 있다. 그러나, 액정의 유전율이방성(Δε)이 커질수록 일반적으로 액정의 극성이 강해지는 경향이 있고, 액정이 접촉하는 칼라필터나 대향전극기판으로부터 불순물이 액정 중으로 용출하기 쉬워지기 때문에, 상술한 표시불량이 발생하기 쉽다는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 사정을 감안하여 안출된 것으로서, 액정층으로의 이온성 물질의 혼입방지가 보다 확실하게 이루어지는 칼라필터와, 표시품질이 우수한 액정표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 액정표시장치의 액정층과 접촉하는 부재를 상기와 같은 이온성 물질의 발생원의 하나로 생각하고, 칼라필터나 액정표시장치의 구성부재로부터 액정층 중으로 이행한 이온성 물질에 의한 표시불량과 상관이 있는 특성으로서 불순물용출처리를 실시한 칼라필터 등이 액정의 전압보지율에 기여하는 영향에 착안하여 이루어진 것이다.
즉, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 칼라필터는 기판과 이 기판 상에 소정의 패턴으로 형성된 복수색으로 된 착색층을 적어도 구비하고, 칼라필터에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상 이도록 하는 구성으로 하였다.
또한, 본 발명의 칼라필터는 소정의 패턴으로 형성된 차광층을 구비하는 구성으로 하였다.
또한, 본 발명의 칼라필터는 상기 착색층 상에 적어도 이 착색층을 덮도록 투명보호층을 구비하는 구성, 기판 상의 복수의 소정 부위에 형성되어 상기 투명보호층보다도 돌출한 투명한 기둥형상 볼록부를 구비하는 구성으로 하였다.
더욱이, 본 발명의 칼라필터는 상기 기판과 상기 착색층과의 사이에 반사층을 구비하는 구성으로 하였다.
액정표시장치의 제1 실시형태는, 시일(seal: 밀봉)부재를 매개로 간극부가 설치되도록 서로 대향시킨 칼라필터 및 대향전극기판과, 상기 간극부에 밀봉된 액정층을 구비하고, 상기 칼라필터는 상술한 어느 칼라필터에 공통투명전극층을 설치한 구성으로 하였다.
액정표시장치의 제2 실시형태는, 시일부재를 매개로 간극부가 설치되도록 서로 대향시킨 칼라필터 및 대향전극기판과, 상기 간극부에 밀봉된 액정층을 구비하고, 상기 칼라필터는 상술한 어느 칼라필터에 공통투명전극층을 설치한 것으로서, 상기 대향전극기판은 수지차광층을 구비한 반도체구동소자를 구비하고, 또한 상기 대향전극기판에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상 이도록 하는 구성으로 하였다.
액정표시장치의 제3 실시형태는, 시일부재를 매개로 간극부가 설치되도록 서로 대향시킨 칼라필터 및 대향전극기판과, 상기 간극부에 밀봉된 액정층을 구비하고, 상기 칼라필터는 상술한 어느 칼라필터에 공통투명전극층을 설치한 것으로서, 상기 대향전극기판은 기둥형상 볼록부를 구비한 반도체구동소자를 구비하고, 또한 상기 대향전극기판에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상 이도록 하는 구성으로 하였다.
액정표시장치의 제4 실시형태는, 시일부재를 매개로 간극부가 설치되도록 서로 대향시킨 칼라필터 및 공통전극기판과, 상기 간극부에 밀봉된 액정층을 구비하 고, 상기 공통전극기판은 기판상에 공통투명전극층을 구비하며, 상기 대향전극기판은 반도체구동소자와 각 반도체구동소자에 대응한 소정의 패턴으로 형성된 복수색으로 이루어진 착색층을 구비하고, 상기 대향전극기판에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상 이도록 하는 구성으로 하였다.
액정표시장치의 제5 실시형태는, 시일부재를 매개로 간극부가 설치되도록 서로 대향시킨 공통전극기판 및 대향전극기판과, 상기 간극부에 밀봉된 액정층을 구비하고, 상기 공통전극기판은 기판상에 공통투명전극층을 구비하며, 상기 대향전극기판은 기판과 이 기판상에 순차적층된 구동소자층, 반사전극층, 복수색으로 이루어진 착색층을 구비한 것으로서, 상기 대향전극기판에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상 이도록 한 구성으로 하였다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 칼라필터는 칼라필터에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상 이도록 유지할 수 있는 것이기 때문에, 이러한 본 발명의 칼라필터를 이용한 본 발명의 액정표시장치는 장시간 표시나 고온고습 등의 엄격한 표시조건에서도 눌어붙음이나 백색얼룩 등의 표시불량의 발생이 방지되어 표시품질이 우수한 것으로 된다. 또한, 본 발명의 칼라필터를 구비하지 않고 대향전극기판에 칼라필터층을 구비하는 본 발명의 액정표시장치에 있어서도, 대향전극기판에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상 이도록 유지할 수 있기 때문에, 장시간표시나 고온고습 등의 엄격한 표시조건이어도 눌어붙음이나 백색얼룩 등의 표시불량의 발생이 방 지되어 표시품질이 우수한 액정표시장치가 가능하게 된다.
이하, 본 발명의 최선 실시형태를 도면을 참조하면서 설명한다.
칼라필터
[칼라필터의 제1 실시형태]
도 1은 본 발명의 칼라필터의 제1 실시형태를 나타내는 개략단면도이다. 도 1에서, 본 발명의 칼라필터(11)는 기판(12)과, 이 기판(12) 상에 형성된 블랙 매트릭스(13)와, 블랙 매트릭스(13)가 형성되지 않은 부위에 설치된 착색층(14)과, 공통투명전극층(18)을 구비한다. 이 칼라필터(11)는 공통투명전극층(18) 상에 배향층을 설치한 상태로 액정표시장치에 이용된다. 본 발명에서는 칼라필터의 구성부재를 이온성 물질 등의 불순물의 발생원중 하나로 생각하여, 칼라필터로부터 액정표시장치의 액정층 중으로 이행한 불순물에 의한 표시불량과 상관이 있는 특성으로서 불순물용출처리를 실시한 칼라필터가 액정의 전압보지율에 미치는 영향에 착안하였다.
즉, 본 발명에서는, 백색얼룩이나 눌어붙음 등의 표시불량을 방지하기 위해서는 칼라필터를, 해당 칼라필터에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상 바람직하게는 95% 이상 이도록 유지할 수 있도록 하는 칼라필터로 규정한다. 이러한 규정을 만족하는 칼라필터는, 액정표시장치에 사용한 경우, 이온성 물질 등의 불순물이 액정중에 용출하는 것이 거의 없고, 장시간 표시나 고온 고습 등의 엄격한 표시조건 하에서도 눌어붙음이나 백색얼룩 등의 표시불 량의 발생이 방지되어 표시품질이 우수한 액정표시장치가 가능하게 된다.
본 발명에서는, 상기 불순물용출처리는 이온성 물질이 용출하기 쉬운 엄격한 조건으로 하기 위하여, 극성이 높은 용제를 사용하여 다음과 같이 행해진다. 또한, 불순물용출처리를 실시한 칼라필터가 액정의 전압보지율에 기여하는 영향을 다음 측정조건으로 측정한다.
(불순물 용출처리)
칼라필터의 공통투명전극층 상에 극성용매로서 N-메틸 필로리돈(NMP)을 도포 (도포량 : 0.01mg~10mg/cm2)한 후, 칼라필터를 40~250℃로 가열하여 NMP를 증발시키고 칼라필터상에 용출물질을 잔류시킨다. 공통투명전극층을 구비하고 있지 않은 칼라필터에 있어서는, 공통투명전극층을 형성한 후에 불순물용출처리를 행한다.
(전압보지율 측정조건)
불순물 용출처리를 실시한 칼라필터를 이용하여, 칼라필터/액정/전극/기판으로 이루어진 구성층의 측정용 셀을 제작하고, 이 측정용 셀에 액정을 주입하여 다음 조건으로 측정한다. 또한, 사용할 액정은 층구성으로서 기판/전극/액정/전극/기판으로 이루어진 측정용 셀에 주입하여 다음 조건으로 측정한 전압보지율이 95% 이상인 액정으로 한다.
ㆍ전극간 거리: 5~15㎛
ㆍ인가전압 펄스진폭: 5V
ㆍ인가전압 펄스주파수: 60Hz
ㆍ인가전압 펄스폭 : 16.67msec
또한, 칼라필터(11)를 액정표시장치에 이용하는 경우, 상술한 바와 같이 공통투명전극층(18) 상에 배향층이 설치된 상태에서 사용되지만, 이 배향층의 두께는 통상 0.01~1㎛로 얇아서 불순물을 차폐하는 작용을 거의 기대할 수 없기 때문에, 불순물 용출처리와 전압보지율의 측정은 배향층을 설치하지 않고 간편하게 행한다.
상기 칼라필터(11)를 구성하는 기판(12)으로서는 석영유리, 파이렉스 유리, 합성석영판 등의 가소성이 없는 투명한 리지드(rigid)재, 또는 투명수지 필름, 광학용 수지판 등의 가소성을 가진 투명한 플렉시블(flexible)재를 사용할 수 있다. 이 중에서 특히 코닝사 제품인 7059 유리는 열팽창율이 작은 소재로서 치수안정성 및 고온가열처리에서의 작업성이 우수하고 또한 유리중에 알칼리 성분을 포함하지 않는 무알칼리 유리이기 때문에, 액티브 매트릭스 방식에 의한 칼라액정표시장치용의 칼라필터에 적합하다.
*또한, 칼라필터(11)를 구성하는 블랙 매트릭스(13)는 착색층(14)으로 이루어진 표시화소부의 사이 및 착색층(14)의 형성영역의 바깥쪽에 설치되어 있다. 이러한 블랙 매트릭스(13)는 탄소 미립자 등의 차광성 입자를 함유시킨 수지층을 형성하고서 이 수지층을 패터닝하여 형성한 것, 탄소미립자, 금속산화물 등의 차광성 입자를 함유시킨 감광성 수지층을 형성하고서 이 감광성 수지층을 패터닝하여 형성한 것 등 어느 것이어도 좋다.
이러한 블랙 매트릭스(13)가 이온성 물질 등의 불순물의 발생원으로 되는 것 을 방지하고, 칼라필터(11)에 불순물 용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상 이도록 유지할 수 있도록 하기 위해서는, 블랙 매트릭스(13)의 형성시에 사용하는 중합개시제의 양, 포스트 베이크의 설정조건, 패터닝 노광완료후의 후노광량 등을 조정하여 수지의 가교도를 높이는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는, 상기 칼라필터(11)에서 블랙 매트릭스(13)를 구비하지 않은 것이어도 좋다. 이 경우, 착색층(14)의 비형성부위에는 기판(12)이 노출되어도 좋고, 또는 기판(12)을 덮도록 착색층(14)을 형성하여도 좋다.
칼라필터(11)를 구성하는 착색층(14)은, 적색패턴(14R), 녹색패턴(14G) 및 청색패턴(14B)이 원하는 패턴형상으로 배열되어 있어 원하는 착색재를 함유한 감광성 수지를 사용한 안료분산법에 의해 형성할 수 있고, 더욱이 인쇄법, 전사법 등의 공지된 방법에 의해 형성할 수 있다. 이러한 착색층(14)이 이온성 물질 등의 불순물의 발생원으로 되는 것을 방지하고, 칼라필터(11)에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상 이도록 유지할 수 있도록 하기 위해서는, 착색층(14)의 형성시에 사용하는 중합개시제의 양, 포스트 베이크의 설정조건, 패터닝 노광완료후의 후노광량 등을 조정하여 수지의 가교도를 높이는 것이 바람직하다.
또한, 착색층(14)을 예컨대 적색패턴(14R)이 가장 얇고, 녹색패턴(14G), 청색패턴(14B)의 순서로 두껍게 함으로써 착색층(14)의 각 색마다 최적의 액정층 두께를 설정하도록 하여도 좋다.
칼라필터(11)를 구성하는 공통투명전극층(18)은, 산화인듐주석(ITO), 산화아 연(ZnO), 산화주석(SnO) 등 및 그 합금 등을 이용하여 스퍼터링법, 진공증착법, CVD법 등의 일반적인 성막방법에 의해 형성된 것이다. 이러한 전극층의 두께는 0.01~1㎛ 정도이므로, 그 바깥쪽에 위치하는 부재로부터 발생한 불순물이 액정층 측으로 이행하는 것을 차폐하는 작용은 거의 기대할 수 없다. 또한, 본 발명의 칼라필터는 공통투명전극층을 구비하지 않은 형태이어도 좋다.
도 2는 상술한 제1 실시형태의 변형예를 도시한 개략단면도이다. 도 2에 도시된 본 발명의 칼라필터(11')는, 블랙 매트릭스(13')가 착색층(14)에 의해 덮혀져 있다는 점에서 상술한 칼라필터(11)와 다르다.
상기 칼라필터(11')를 구성하는 기판(12)은 상술한 칼라필터(11)를 구성하는 기판(12)과 마찬가지로 할 수 있다.
칼라필터(11')를 구성하는 블랙 매트릭스(13')는, 스퍼터링법, 진공증착법 등에 의해 두께 1000~2000Å 정도의 크롬 등의 금속박막을 형성하고서 이 박막을 패터닝하여 형성한 것, 탄소 미립자 등의 차광성 입자를 함유시킨 폴리이미드수지, 아크릴수지, 에폭시수지 등의 수지층을 형성하고서 이 수지층을 패터닝하여 형성한 것, 탄소 미립자, 금속산화물 등의 차광성 입자를 함유시킨 감광성 수지층을 형성하고서 이 감광성 수지층을 패터닝하여 형성한 것 등, 어느 것이어도 좋다.
칼라필터(11')를 구성하는 착색층(14)은, 상술한 칼라필터(11)의 착색층(14)과 마찬가지로 형성할 수 있는 바, 이온성 물질 등의 불순물의 발생원으로 되는 것을 방지하고, 칼라필터(11')에 불순물 용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상 이도록 유지할 수 있도록 하기 위해서는, 착색층(14)의 형성시에 사용하는 중합개시제의 양, 포스트 베이크의 설정조건, 패터닝 노광완료후의 후노광량 등을 조정하여 수지의 가교도를 높이는 것이 바람직하다.
또한, 블랙 매트릭스(13')는, 착색층(14)에 의해 덮혀져 있기 때문에, 상술한 바와 같이 착색층(14)의 수지의 가교도를 높여서 이온성 물질 등의 불순물의 발생을 방지함으로써, 블랙 매트릭스(13')가 불순물의 발생원이었다고 해도 칼라필터(11')에 불순물 용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상 이도록 유지할 수 있다. 물론, 블랙 매트릭스(13')에 대해서도 상기 블랙 매트릭스(13)와 마찬가지로 수지의 가교도를 높여서 이온성 물질 등의 불순물 발생을 방지하도록 하여도 좋다.
[칼라필터의 제2 실시형태]
도 3은 본 발명에 따른 칼라필터의 제2 실시형태를 나타낸 개략단면도이다. 도 3에 있어서, 본 발명의 칼라필터(21)는 기판(22)과 이 기판(22) 상에 형성된 블랙 매트릭스(23) 및 착색층(24)을 구비하고, 블랙 매트릭스(23) 및 착색층(24)을 덮도록 투명보호층(25), 공통투명전극층(28)이 적층되어 형성되어 있다.
이 칼라필터(21)는, 공통투명전극층(28) 상에 배향층을 설치한 상태에서 액정표시장치에 이용되고, 칼라필터(21)에 불순물 용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상 이도록 유지할 수 있는 것이다. 이에 따라, 상술한 칼라필터(11)에 대하여 설명한 것과 마찬가지로 장시간 표시나 고온고습 등의 엄격한 표시조건 하에서도 눌어붙음이나 백색얼룩 등의 표시불량의 발생이 방지되어 표시품질이 우수한 액정표시장치가 가능하게 된다.
이 칼라필터(21)를 구성하는 기판(22)은 상술한 칼라필터(11)를 구성하는 기판(12)과 동일하게 할 수 있다.
칼라필터(21)를 구성하는 블랙 매트릭스(23)는, 스퍼터링법, 진공증착법 등에 의해 두께 1000~2000Å 정도의 크롬 등의 금속박막을 형성하고서 이 박막을 패터닝하여 형성한 것, 탄소 미립자 등의 차광성 입자를 함유시킨 폴리이미드수지, 아크릴수지, 에폭시수지 등의 수지층을 형성하고서 이 수지층을 패터닝하여 형성한 것, 탄소 미립자, 금속산화물 등의 차광성 입자를 함유시킨 감광성 수지층을 형성하고서 이 감광성 수지층을 패터닝하여 형성한 것 등, 어느 것이어도 좋다.
그리고, 본 발명에서는 상기 칼라필터(21)에 있어서 블랙 매트릭스(23)를 구비하지 않은 것이어도 좋다.
또한, 착색층(24)은, 적색패턴(24R), 녹색패턴(24G) 및 청색패턴(24B)이 원하는 패턴형상으로 배열되어 있어 원하는 착색재를 함유한 감광성 수지를 사용한 안료분산법에 의해 형성할 수 있고, 더욱이 인쇄법, 전착법, 전사법 등의 공지된 방법에 의해 형성할 수 있다. 또한, 착색층(24)을 예컨대 적색패턴(24R)이 가장 얇고, 녹색패턴(24G), 청색패턴(24B)의 순서로 두껍게 함으로써, 착색층(24)의 각 색마다 최적의 액정층 두께를 설정하도록 하여도 좋다.
투명보호층(25)은, 칼라필터(21)의 표면을 평탄화함과 더불어 착색층(24)에 함유된 성분의 액정층으로의 용출을 방지하기 위하여 설치된 것으로서, 칼라필터(21)가 액정표시장치에 이용된 때 블랙 매트릭스(23) 및 착색층(24)이 액정층과 접하지 않도록 블랙 매트릭스(23) 및 착색층(24)을 적어도 덮도록 형성되어 있다. 이 투명보호층(25)은 아크릴공중합체 등의 수지재료를 이용하여 형성할 수 있다. 투명보호층(25)이 이온성 물질 등의 발생원으로 되는 것을 방지하고, 칼라필터(21)에 불순물 용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상 이도록 유지할 수 있도록 하기 위해서는 투명보호층(25)의 형성시에 사용하는 중합개시제의 양, 포스트 베이크의 설정조건, 패터닝 노광완료 후의 후노광량 등을 조정하여 수지의 가교도를 높이는 것이 바람직하다. 투명보호층(25)의 두께는 사용된 재료의 광투과율, 칼라필터(21)의 표면상태 등을 고려하여 설정할 수 있고, 예컨대 0.1~3.0㎛의 범위로 설정할 수 있다.
한편, 블랙 매트릭스(23)와 착색층(24)은 투명보호층(25)에 의해 덮혀져 있기 때문에, 상기와 같이 투명보호층(25)의 수지의 가교도를 높여서 이온성 물질 등의 불순물의 발생을 방지함으로써, 블랙 매트릭스(23)나 착색층(24)이 설사 불순물의 발생원이었다 하더라도 칼라필터(21)에 불순물 용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상 이도록 유지할 수 있다. 물론, 블랙 매트릭스(23)나 착색층(24)에 대해서도 수지의 가교도를 높여서 이온성 물질 등의 불순물 발생을 방지하도록 하여도 좋다.
또한, 칼라필터(21)를 구성하는 공통투명전극층(28)은, 상술한 칼라필터(11)를 구성하는 공통투명전극층(18)과 동일하게 형성할 수 있다. 그리고, 본 발명의 칼라필터는 공통투명전극층을 구비하지 않은 형태이어도 좋다.
[칼라필터의 제3 실시형태]
도 4는 본 발명의 칼라필터의 제3 실시형태를 나타낸 개략단면도이다. 도 4에 있어서, 본 발명의 칼라필터(31)는, 기판(32)과 이 기판(32) 상에 형성된 블랙 매트릭스(33) 및 착색층(34)을 구비하고, 블랙 매트릭스(33) 및 착색층(34)을 덮도록 투명보호층(35)이 형성되어 있으며, 더욱이 블랙 매트릭스(33)의 소정의 복수의 개소에는 투명한 기둥형상 볼록부(36)가 상기 투명보호층(35)으로부터 돌출하도록 형성되고, 또 공통투명전극층(38)이 투명보호층(35) 상에 형성되어 있다.
이 칼라필터(31)는, 공통투명전극층(38) 상에 배향층을 설치한 상태에서 액정표시장치에 사용되고, 칼라필터(31)에 불순물 용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상 이도록 유지할 수 있는 것이다. 이에 따라, 상술한 칼라필터(11)에 대하여 설명한 것과 마찬가지로, 장시간 표시나 고온고습 등의 엄격한 표시조건 하에서도 눌어붙음이나 백색얼룩 등의 표시불량의 발생이 방지되어 표시품질이 우수한 액정표시장치가 가능하게 된다.
이 칼라필터(31)를 구성하는 기판(32)은, 상술한 칼라필터(11)를 구성하는 기판(12)과 마찬가지로 할 수 있다.
칼라필터(31)를 구성하는 블랙 매트릭스(33) 및 착색층(34)은 상술한 칼라필터(21)를 구성하는 블랙 매트릭스(23), 착색층(24)과 마찬가지로 할 수 있다. 그리고, 칼라필터(31)는 블랙 매트릭스(33)를 구비하지 않은 것이어도 좋다.
또한, 칼라필터(31)를 구성하는 투명보호층(31)은 상술한 칼라필터(21)를 구성하는 투명보호층(25)과 동일하게 할 수 있다.
칼라필터(31)를 구성하는 기둥형상 볼록부(36)는 칼라필터(31)를 대향전극기판과 접착시킨 때에 스페이서로 작용하는 것이다. 이 기둥형상 볼록부(36)는 예컨대 감광성 수지도료를 도포하고, 소정의 패턴으로 노광, 현상하고 경화시킴으로써 형성할 수 있다. 기둥형상 볼록부(36)는 상기 투명보호층(35)보다도 2~10㎛ 정도의 범위에서 돌출하도록 일정한 높이를 갖는 것으로서, 돌출량은 액정표시장치의 액정층에 요구되는 두께 등으로부터 적절히 설정할 수 있다. 또한, 기둥형상 볼록부(36)의 형성밀도는 액정층의 두께정도, 개구율, 기둥형상 볼록부(36)의 형상, 재질 등을 고려하여 적절히 설정할 수 있지만, 예컨대 착색층(34)을 구성하는 적색패턴 (34R), 녹색패턴(34G) 및 청색패턴(34B)의 1조에 1개의 비율로 필요충분한 스페이서 기능을 발현한다. 기둥형상 볼록부(36)의 형상은 특별히 제한은 없고, 원주형상, 각주형상, 상부가 잘린 원뿔형상 등이어도 좋다.
이러한 기둥형상 볼록부(36)는 아크릴공중합체 등의 수지재료를 사용하여 형성할 수 있다. 기둥형상 볼록부(36)가 이온성 물질 등의 불순물의 발생원으로 되는 것을 방지하고, 칼라필터(31)에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상 이도록 유지할 수 있도록 하기 위해서는, 기둥형상 볼록부(36)의 형성시에 사용하는 중합개시제의 양, 포스트 베이크의 설정조건, 패터닝 노광완료후의 후노광량 등을 조정하여 수지의 가교도를 높이는 것이 바람직하다.
또한, 칼라필터(31)를 구성하는 공통투명전극층(38)은 상술한 칼라필터(11)를 구성하는 공통투명전극층(18)과 마찬가지로 형성할 수 있다. 그리고, 본 발명의 칼라필터는 공통투명전극층을 구비하지 않은 형태이어도 좋다.
[칼라필터의 제4 실시형태]
도 5는 본 발명에 따른 칼라필터의 제4 실시형태를 나타낸 개략단면도이다. 도 5에 있어서, 본 발명의 칼라필터(41)는 기판(42)과, 이 기판(42) 상에 반사층(47)을 매개로 형성된 블랙 매트릭스(43)와, 블랙 매트릭스(43)의 비형성부위에 설치된 착색층(44)과, 공통투명전극층(48)을 구비하고 있다.
이 칼라필터(41)는 공통투명전극층(48) 상에 배향층을 설치한 상태에서 액정표시장치에 이용되고, 칼라필터(41)에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상 이도록 유지할 수 있는 것이다. 이에 따라, 상술한 칼라필터(11)에 대하여 설명한 것과 동일하게 장시간 표시나 고온고습 등의 엄격한 표시조건 하에서도 눌어붙음이나 백색얼룩 등의 표시불량의 발생이 방지되어 표시품질이 우수한 액정표시장치가 가능하게 된다.
이 칼라필터(41)를 구성하는 기판(42)은 상술한 칼라필터(11)를 구성하는 기판(12)과 동일하게 할 수 있다.
칼라필터(41)를 구성하는 블랙 매트릭스(43)는 착색층(44)에 의해 덮혀져 있고, 상술한 칼라필터(11')를 구성하는 블랙 매트릭스(13')와 동일하게 할 수 있다. 그리고, 칼라필터(41)는 블랙 매트릭스(43)를 구비하지 않은 것이어도 좋다.
칼라필터(41)를 구성하는 착색층(44)은 상술한 칼라필터(11, 11')를 구성하는 착색층(14)과 동일하게 할 수 있다. 즉, 착색층(44)이 이온성 물질 등의 불순물의 발생원으로 되는 것을 방지하고, 칼라필터(41)에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상 이도록 유지할 수 있도록 하기 위해 서는, 착색층(44)의 형성시에 사용하는 중합개시제의 양, 포스트 베이크의 설정조건, 패터닝 노광완료후의 후노광량 등을 조정하여 수지의 가교도를 높이는 것이 바람직하다.
또한, 블랙 매트릭스(43)는 착색층(44)에 의해 덮혀져 있기 때문에, 상술한 바와 같이 착색층(44)의 수지의 가교도를 높여서 이온성 물질 등의 불순물의 발생을 방지함으로써, 블랙 매트릭스(43)가 불순물의 발생원이었다 하여도 칼라필터(41)는 칼라필터(41)에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상 이도록 유지할 수 있다. 물론, 블랙 매트릭스(43)에 대하여도 수지의 가교도를 높여서 이온성 물질 등의 불순물 발생을 방지하도록 하여도 좋다.
칼라필터(41)를 구성하는 반사층(47)은 알루미늄 등의 금속박막을 증착법, 스퍼터링법 등의 공지된 성막수단에 의해 형성함으로써 작성할 수 있다.
또한, 칼라필터(41)를 구성하는 공통투명전극층(48)은 상술한 칼라필터(11)를 구성하는 공통투명전극층(18)과 마찬가지로 형성할 수 있다. 그리고, 본 발명의 칼라필터는 공통투명전극층을 구비하지 않은 형태이어도 좋다.
액정표시장치
이어서, 본 발명의 액정표시장치에 대하여 설명한다.
[액정표시장치의 제1 실시형태]
도 6은 액정표시장치의 제1 실시형태를 나타낸 개략단면도이다. 도 6에 있어서, 액정표시장치(101)는 칼라필터(21)와 대향전극기판(111)을 소정의 간격으로 대 향시키고, 주변부를 시일부재(도시하지 않음. 이하, '미도시'라 약기함)로 밀봉하며, 간극부분에 액정층(105)이 형성된 투과형의 액정표시장치이다. 그리고, 도시하지는 않았지만 칼라필터(21)와 대향전극기판(111)의 바깥쪽에는 각각 편광판이 배설되어 있다.
본 발명의 액정표시장치(101)를 구성하는 칼라필터(21)는 상술한 본 발명의 칼라필터(21)이다. 따라서, 칼라필터(21)는 기판(22)과 이 기판 상에 형성된 블랙 매트릭스(23) 및 착색층(24)을 구비하고, 블랙 매트릭스(23) 및 착색층(24)을 덮도록 투명보호층(25), 공통투명전극층(28)이 적층되어 형성되어 있다. 그리고, 칼라필터(21)는 칼라필터(21)에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상 이도록 유지할 수 있는 것이다. 또한, 칼라필터(21)의 액정구동용의 공통투명전극층(28) 상에는 배향층(106)이 형성되어 있다.
한편, 본 발명의 액정표시장치(101)를 구성하는 대향전극기판(111)은 투명기판(112) 상에 액정구동용의 투명화소전극(113) 및 박막트랜지스터(TFT; 114)를 구비하고, 투명화소전극(113)을 덮도록 배향층(115)이 형성되어 있다. 이 대향전극기판(111)에는 박막트랜지스터(TFT; 114)를 개폐하는 게이트선 그룹(미도시), 영상신호를 공급하는 신호선 그룹(미도시) 및 칼라필터(21)측의 공통투명전극층(28)으로의 전압공급선(미도시)이 배설되어 있다. 이들 리드선은 통상 박막트랜지스터(TFT; 114)의 제조공정에서 일괄하여 형성된 알루미늄 등의 금속으로 이루어진 것이다.
상기 대향전극기판(111)을 구성하는 투명기판(112)으로서는 상술한 칼라필터 용의 기판(12)으로서 들었던 것을 사용할 수 있다.
또한, 액정표시장치(101)를 구성하는 투명화소전극층(113)은 산화인듐주석(ITO), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO) 등 및 그 합금 등을 이용하여 스퍼터링법, 진공증착법, CVD법 등의 일반적인 성막방법에 의해 형성된 것이다. 이러한 투명화소전극층(113)이나 칼라필터(21)의 공통투명전극층(28)의 두께는 0.01~1㎛ 정도이므로, 그 바깥쪽에 위치하는 부재로부터 발생한 불순물이 액정층(105)으로 이행하는 것을 차폐하는 작용은 거의 기대할 수 없다.
또한, 액정표시장치(101)를 구성하는 배향층(106, 115)은 폴리이미드계, 폴리아미드계, 폴리우레탄계 및 폴리수소계 등의 유기화합물에 의해 형성할 수 있고, 두께는 0.01~1㎛ 정도로 할 수 있다. 이러한 배향층(106, 115)은 여러 종류의 인쇄법, 공지된 도포방법에 의해 도포한 후, 소성(燒成)하고 나서 배향처리(rubbing)가 행해진다. 배향층 형성에 있어서 극성용매가 사용되어도, 본 발명의 액정표시장치(101)는 본 발명의 칼라필터(21)를 사용하기 때문에 이온성 물질 등의 불순물이 액정층 중으로 용출하는 일이 거의 없다.
이러한 유기화합물로 이루어진 배향층(106, 115)은 그 두께가 매우 얇기 때문에, 표시불량의 원인이 되는 액정층(105) 중으로의 불순물 혼입은 고려하지 않아도 좋고, 동시에 이러한 배향층(106, 115)은 그 바깥쪽에 위치하는 부재로부터 발생한 불순물이 액정층(105)으로 이행하는 것을 차폐하는 작용을 거의 기대할 수 없다.
액정표시장치(101)를 구성하는 액정층(105)은 상술한 전압보지율 측정조건으 로 측정한 전압보지율이 95% 이상인 액정을 사용하여 형성할 수 있다.
이러한 본 발명의 액정표시장치(101)에서는, 칼라필터(21)에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상 이도록 유지할 수 있는 것이다. 이에 따라, 액정표시장치(101)는 장시간 표시나 고온고습 등의 엄격한 표시조건 하에서도 눌어붙음이나 백색얼룩 등의 표시불량의 발생이 방지되어 표시품질이 우수한 것이다.
상기 액정표시장치(101)는 칼라필터로서 본 발명의 칼라필터(21)를 사용하고 있지만, 상술한 본 발명의 칼라필터(11, 11', 31)를 사용함으로써 마찬가지로 투과형의 액정표시장치를 얻을 수 있다.
또한, 칼라필터로서 본 발명의 칼라필터(41)를 사용함으로써, 반사형의 액정표시장치를 얻을 수 있다. 이 경우, 관찰자 측인 대향전극기판(111)의 바깥쪽에는 위상차판과 편광판이 배설된다.
[액정표시장치의 제2 실시형태]
도 7은 액정표시장치의 제2 실시형태를 나타낸 개략단면도이다. 도 7에 있어서, 액정표시장치(201)는 칼라필터(21')와 대향전극기판(211)을 소정 간격으로 대향시키고, 주변부를 시일부재(미도시)로 밀봉하며, 간극부분에 액정층(205)이 형성된 투과형 액정표시장치이다. 그리고, 도시하지는 않았지만, 칼라필터(21')와 대향전극기판(211)의 바깥쪽에는 각각 편광판이 배설되어 있다.
본 발명의 액정표시장치(201)를 구성하는 칼라필터(21')는 블랙 매트릭스 (23)를 구비하지 않은 점을 제외하고는 상술한 본 발명의 칼라필터(21)와 동일한 바, 각 부재는 동일한 부재번호로 나타내고 있다. 따라서, 칼라필터(21')는 칼라필터(21')에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상 이도록 유지할 수 있는 것이다. 또한, 칼라필터(21')의 액정구동용의 공통투명전극층(28) 상에는 배향층(206)이 형성되어 있다.
한편, 본 발명의 액정표시장치(201)를 구성하는 대향전극기판(211)은 투명기판(212) 상에 일체로 형성된 반도체 구동소자(220)와 투명화소전극(213)과 반도체구동소자(220) 상에 형성된 수지차광층(215)과 투명화소전극(213), 반도체 구동소자(220) 및 수지차광층(215)을 덮어서 형성된 배향층(216)을 구비하고 있다.
반도체 구동소자(220)는 게이트전극(221), 게이트절연막(222), 비정질실리콘 등의 반도체층(223), 소스전극(224) 및 드레인전극(225)으로 구성된 박막트랜지스터(TFT)이다. 또한, 드레인전극(225)은 일단이 반도체층(223)에 접속되고 타단이 투명화소전극(213)에 접속되어 있다.
상기 수지차광층(215)은 반도체층(223)을 차광하도록 소스전극(224) 및 드레인전극(225) 상에 형성되고, 반도체구동소자(220)의 광누설전류를 억제하는 작용을 한다. 이 수지차광층(215)은 액정표시장치(201)에 있어서 배향층(216)을 매개로 액정층(205)에 접촉되어 있는 수지부재이다. 본 발명에 따르면, 대향전극기판(211)은 대향전극기판(211)에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상 이도록 하는 것이다.
이러한 대향전극기판(211)을 구성하는 수지차광층(215)은, Cu-Fe-Mn복합산화 물 등의 절연성의 차광성 입자를 함유시킨 감광성 수지층을 형성하고서 이 감광성 수지층을 패터닝하여 형성한 것 등, 어느 것이어도 좋다. 그리고, 대향전극기판(211)이 이온성 물질 등의 불순물의 발생원으로 되는 것을 방지하고, 대향전극기판(211)에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상 이도록 유지할 수 있도록 하기 위해서는, 수지차광층(215)의 형성시에 사용하는 중합개시제의 양, 포스트 베이크의 설정조건, 패터닝 노광완료후의 후노광량 등을 조정하여 수지의 가교도를 높이는 것이 바람직하다.
상기 대향전극기판(211)을 구성하는 투명기판(212)으로서는 상술한 칼라필터용의 기판(12)으로서 들었던 것을 사용할 수 있다.
또한, 액정표시장치(201)를 구성하는 투명화소전극(213)은 산화인듐주석 (ITO), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO) 등 및 그 합금 등을 사용하여 스퍼터링법, 진공증착법, CVD법 등의 일반적인 성막방법에 의해 형성된 것이다. 이러한 투명화소전극(213)이나 공통투명전극층(28)의 두께는 0.01~1㎛ 정도이므로, 불순물을 차폐하는 작용을 거의 기대할 수 없다.
더욱이, 액정표시장치(201)를 구성하는 배향층(206, 216)은 폴리이미드계, 폴리아미드계, 폴리우레탄계 및 폴리수소계 등의 유기화합물에 의해 형성할 수 있고, 두께는 0.01~1㎛ 정도로 할 수 있다. 이러한 배향층(206, 216)은 여러 종류의 인쇄법, 공지된 도포방법에 의해 도포한 후, 소성(燒成)하고 나서 배향처리(rubbing)가 행해진다. 배향층 형성에 있어서 극성용매가 사용되어도, 본 발명의 액정표시장치(201)는 본 발명의 칼라필터(21')를 사용하며 또한 상술한 바와 같이 대향전극기판(211)은 대향전극기판(211)에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상 이도록 유지할 수 있기 때문에, 이온성 물질 등의 불순물이 액정층 중으로 용출하는 일이 거의 없다.
이러한 유기화합물로 이루어진 배향층(206, 216)은 그 두께가 매우 얇기 때문에, 표시불량의 원인이 되는 액정층(205) 중으로의 불순물 혼입은 고려하지 않아도 좋고, 동시에 이러한 배향층(206, 216)은 불순물을 차폐하는 작용을 거의 기대할 수 없다.
액정표시장치(201)를 구성하는 액정층(205)은 상술한 전압보지율 측정조건으로 측정한 전압보지율이 95% 이상인 액정을 사용하여 형성할 수 있다.
이러한 본 발명의 액정표시장치(201)에서는, 칼라필터(21') 및 대향전극기판 (211)이 각각에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상 이도록 유지할 수 있는 것이다. 이에 따라, 액정표시장치(201)는 장시간 표시나 고온고습 등의 엄격한 표시조건 하에서도 눌어붙음이나 백색얼룩 등의 표시불량의 발생이 방지되어 표시품질이 우수한 것이다.
상기 액정표시장치(201)에서는, 칼라필터로서 블랙 매트릭스를 구비하고 있지 않은 본 발명의 칼라필터(21')를 사용하고 있지만 상술한 본 발명의 칼라필터(11, 11', 21, 31)를 사용할 수도 있고, 또한 칼라필터(11, 11', 31)로부터 블랙 매트릭스를 제외한 구성의 본 발명의 칼라필터를 사용함으로써, 마찬가지로 투과형의 액정표시장치를 얻을 수 있다.
또한, 칼라필터로서 본 발명의 칼라필터(41)를 사용함으로써, 반사형의 액정 표시장치를 얻을 수 있다. 이 경우, 관찰자 측인 대향전극기판(211)의 바깥쪽에는 위상차판과 편광판이 배설된다.
[액정표시장치의 제3 실시형태]
도 8은 액정표시장치의 제3 실시형태를 나타낸 개략단면도이다. 도 8에 있어서, 액정표시장치(301)는 칼라필터(21)와 대향전극기판(311)을 소정간격으로 대향시키고, 주변부를 시일부재(미도시)로 밀봉하며, 간극부분에 액정층(305)이 형성된 투과형의 액정표시장치이다. 그리고, 도시하지는 않았지만, 칼라필터(21)와 대향전극기판(311)의 바깥쪽에는 각각 편광판이 배설되어 있다.
본 발명의 액정표시장치(301)를 구성하는 칼라필터(21)는 상술한 본 발명의 칼라필터(21)와 동일한 바, 각 부재는 동일한 부재번호로 나타내고 있다. 따라서, 칼라필터(21)는 칼라필터(21)에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상 이도록 유지할 수 있는 것이다. 또한, 칼라필터(21)의 액정구동용의 공통투명전극층(28) 상에는 배향층(306)이 형성되어 있다.
한편, 본 발명의 액정표시장치(301)를 구성하는 대향전극기판(311)은 투명기판(312) 상에 일체로 형성된 반도체 구동소자(320)와 투명화소전극(313)과 반도체구동소자(320) 상에 형성된 기둥형상 볼록부(317)와 투명화소전극(313) 및 반도체 구동소자(320)를 덮어서 형성된 배향층(316)을 구비하고 있다.
반도체 구동소자(320)는 상기 반도체 구동소자(220)와 마찬가지 구조로서, 게이트전극(321), 게이트절연막(322), 비정질실리콘 등의 반도체층(323), 소스전극 (324) 및 드레인전극(325)으로 구성된 박막트랜지스터(TFT)이다. 또한, 드레인전극 (325)은 일단이 반도체층(323)에 접속되고 타단이 투명화소전극(313)에 접속되어 있다.
상기 기둥형상 볼록부(317)는 반도체층(323), 소스전극(324) 및 드레인전극 (325) 상에 형성되고, 칼라필터(21)와 접착되는 경우에 스페이서로 작용하는 것이다. 이 기둥형상 볼록부(317)는 2~10㎛ 정도의 범위에서 일정한 높이를 가진 것으로서, 기둥형상 볼록부(317)의 높이는 액정표시장치의 액정층에 요구되는 두께 등으로부터 적절히 설정할 수 있다. 또한, 기둥형상 볼록부(317)의 형성밀도는 액정층의 두께얼룩, 개구율, 기둥형상 볼록부(317)의 형상, 재질 등을 고려하여 적절히 설정할 수 있지만, 예컨대 칼라필터(21)의 착색층(24)을 구성하는 적색패턴(24R), 녹색패턴(24G) 및 청색패턴(24B)의 1조에 1개의 비율로 필요충분한 스페이서 기능을 발현한다. 이러한 기둥형상 볼록부(317)의 형상은 특별히 제한은 없고, 원주형상, 각주형상, 상부가 잘린 원뿔형상 등이어도 좋다. 이러한 기둥형상 볼록부(317)는 상술한 칼라필터(31)의 기둥형상 볼록부(36)의 설명에서 거론되었던 수지재료를 사용하여 형성할 수 있다.
본 발명에서는, 이러한 수지기둥형상 볼록부(317)를 구비한 대향전극기판 (311)은 대향전극기판(311)에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상 이도록 하는 것이다. 그리고, 대향전극기판(311)이 이온성 물질 등의 불순물의 발생원으로 되는 것을 방지하고, 대향전극기판(311)에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상 이도록 유지할 수 있도록 하기 위해서는, 기둥형상 볼록부(317)의 형성시에 사용하는 중합개시제의 양, 포스트 베이크의 설정조건, 패터닝 노광완료후의 후노광량 등을 조정하여 수지의 가교도를 높이는 것이 바람직하다.
상기 대향전극기판(311)을 구성하는 투명기판(312)으로서는 상술한 칼라필터용의 기판(12)으로서 들었던 것을 사용할 수 있다.
또한, 액정표시장치(301)를 구성하는 투명화소전극(313)은 산화인듐주석 (ITO), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO) 등 및 그 합금 등을 사용하여 스퍼터링법, 진공증착법, CVD법 등의 일반적인 성막방법에 의해 형성된 것이다. 이러한 투명화소전극(313)이나 공통투명전극층(28)의 두께는 0.01~1㎛ 정도이므로, 불순물을 차폐하는 작용을 거의 기대할 수 없다.
더욱이, 액정표시장치(301)를 구성하는 배향층(306, 316)은 상술한 액정표시장치(201)를 구성하는 배향층(206, 216)과 마찬가지로 할 수 있다. 이 배향층 형성에 있어서 극성용매가 사용되어도 본 발명의 액정표시장치(301)는 본 발명의 칼라필터(21)를 사용하며 또한 상술한 바와 같이 대향전극기판(311)이 대향전극기판(311)에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상 이도록 유지할 수 있기 때문에, 이온성 물질 등의 불순물이 액정층 중으로 용출하는 일이 거의 없다.
액정표시장치(301)를 구성하는 액정층(305)은 상술한 바와 같은 전압보지율 측정조건으로 측정한 전압보지율이 95% 이상인 액정을 이용하여 형성할 수 있다.
이러한 본 발명의 액정표시장치(301)는, 칼라필터(21) 및 대향전극기판 (311)이 각각에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상 이도록 유지할 수 있는 것이다. 이에 따라, 액정표시장치(301)는 장시간 표시나 고온고습 등의 엄격한 표시조건 하에서도 눌어붙음이나 백색얼룩 등의 표시불량의 발생이 방지되어 표시품질이 우수한 것이다.
상기 액정표시장치(301)에서는, 칼라필터로서 본 발명의 칼라필터(21)를 이용하지만, 상술한 본 발명의 칼라필터(11, 11')를 이용할 수 있고 또한 칼라필터(11, 11', 21)로부터 블랙 매트릭스를 제외한 구성의 본 발명의 칼라필터를 이용함으로써, 마찬가지로 투과형의 액정표시장치를 얻을 수 있다.
또한, 칼라필터로서 본 발명의 칼라필터(41)를 이용함으로써, 반사형의 액정표시장치를 얻을 수 있다. 이 경우, 관찰자측인 대향전극기판(311)의 바깥쪽에는 위상차판과 편광판이 배설된다.
[액정표시장치의 제2 실시형태]
도 9는 액정표시장치의 제4 실시형태를 나타내는 개략단면도이다. 도 9에 있어서, 액정표시장치(401)는 대향전극기판(411)과 공통전극기판(431)을 소정간격으로 대향시키고, 주변부를 시일부재(미도시)로 밀봉하며, 간극부분에 액정층(405)이 형성된 투과형의 액정표시장치이다. 그리고, 도시하지는 않았지만, 대향전극기판(411)과 공통전극기판(431)의 바깥쪽에는 각각 편광판이 배설되어 있다.
본 발명의 액정표시장치(401)를 구성하는 대향전극기판(411)은 투명기판 (412) 상에 일체로 형성된 반도체 구동소자(420)와, 투명화소전극(413)과, 반도체 구동소자(420) 상에 형성된 수지차광층(414)과, 투명화소전극(413)상에 형성된 착색층(415)과, 투명화소전극(413), 수지차광층(414), 수지착색층(415) 및 반도체 구동소자(420)를 덮어서 형성된 배향층(416)을 구비하고 있다.
반도체 구동소자(420)는 상기 반도체 구동소자(220)와 마찬가지 구조로서, 게이트전극(421), 게이트절연막(422), 비정질실리콘 등의 반도체층(423), 소스전극 (424) 및 드레인전극(425)으로 구성된 박막트랜지스터(TFT)이다. 또한, 드레인전극 (425)은 일단이 반도체층(423)에 접속되고 타단이 화소전극(413)에 접속되어 있다.
또한, 수지차광층(414)은 상술한 액정표시장치(210)의 수지차광층(215)과 마찬가지로서, 반도체층(423)을 차광하도록 소스전극(424) 및 드레인전극(425) 상에 형성되어 반도체구동소자(420)의 광누설전류를 억제하는 작용을 한다.
대향전극기판(411)의 착색층(415)은 각 투명화소전극(413)을 덮도록 형성되고, 적색패턴(415R), 녹색패턴(415G) 및 청색패턴(미도시)이 화소전극마다 원하는 패턴형상으로 형성되어 있다. 이 착색층(415)은 원하는 착색재를 함유한 감광성수지를 사용한 안료분산법에 의해 형성할 수 있고, 더욱이 인쇄법, 전사법 등의 공지된 방법으로 형성할 수 있다. 또한, 착색층(415)을 예컨대 적색패턴이 가장 얇고 녹색패턴, 청색패턴의 순서로 두껍게 함으로써 각 색마다 최적의 액정층 두께를 설정하도록 하여도 좋다.
액정표시장치(401)는 대향전극기판(411)에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상 이도록 하는 것이다. 그리고, 대향전극기판(411)이 이온성 물질 등의 불순물의 발생원으로 되는 것을 방지하고, 대향전극기판(411)에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상 이도록 유지할 수 있도록 하기 위해서는, 수지차광층(414)이나 착색층(415)의 형성시에 사용하는 중합개시제의 양, 포스트 베이크의 설정조건, 패터닝 노광완료후의 후노광량 등을 조정하여 수지의 가교도를 높이는 것이 바람직하다.
상기 대향전극기판(411)을 구성하는 투명기판(412)으로서는 상술한 칼라필터용의 기판(12)으로서 거론되었던 것을 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 액정표시장치(401)를 구성하는 공통전극기판(431)은 투명기판(432) 상에 공통투명전극(433), 배향층(434)이 형성되어 있다. 투명기판(432)으로서는 상술한 칼라필터용의 기판(12)으로 거론되었던 것을 사용할 수 있다.
또한, 액정표시장치(401)를 구성하는 투명화소전극(413), 공통투명전극층 (433)은 산화인듐주석 (ITO), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO) 등 및 그 합금 등을 사용하여 스퍼터링법, 진공증착법, CVD법 등의 일반적인 성막방법에 의해 형성된 것이다. 이러한 전극층의 두께는 0.01~1㎛ 정도이므로, 불순물을 차폐하는 작용을 거의 기대할 수 없다.
더욱이, 액정표시장치(401)를 구성하는 배향층(416, 434)은 상술한 액정표시장치(201)를 구성하는 배향층(206, 216)과 마찬가지로 할 수 있다. 배향층(416)의 형성에 있어서 극성용매가 사용되어도, 본 발명의 액정표시장치(401)는 상술한 바와 같이 대향전극기판(411)에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상 이도록 유지할 수 있기 때문에, 이온성 물질 등의 불순물이 액정층 중으로 용출하는 일이 거의 없다.
액정표시장치(401)를 구성하는 액정층(405)은 상술한 바와 같은 전압보지율 측정조건으로 측정한 전압보지율이 95% 이상인 액정을 이용하여 형성할 수 있다.
이러한 본 발명의 액정표시장치(401)에서는, 대향전극기판(411)이 대향전극기판(411)에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상 이도록 유지할 수 있는 것이다. 이에 따라, 액정표시장치(401)는 장시간 표시나 고온고습 등의 엄격한 표시조건 하에서도 눌어붙음이나 백색얼룩 등의 표시불량의 발생이 방지되어 표시품질이 우수한 것이다.
[액정표시장치의 제5 실시형태]
도 10은 액정표시장치의 제5 실시형태를 나타낸 개략단면도이다. 도 10에 있어서, 액정표시장치(501)는 반사형의 액정표시장치로서, 대향전극기판(511)과 공통전극기판(521)을 소정간격으로 대향시키고, 주변부를 시일부재(미도시)로 밀봉하며, 간극부분에 액정층(505)이 형성된 것이다. 그리고, 도시하지는 않았지만, 관찰자 측인 공통전극기판(521)의 바깥쪽에는 위상차판과 편광판이 배설되어 있다.
본 발명의 액정표시장치(501)를 구성하는 대향전극기판(511)은 기판(512) 상에 액정구동소자층을 이루는 복수의 박막트랜지스터(TFT; 513)와, 반사전극층을 이루는 복수의 반사화소전극(514)을 구비하고, 각 반사화소전극(514)을 덮도록 착색층(515)이 형성되며, 더욱이 반사화소전극(514)과 착색층(515)을 덮도록 형성된 배향층(506)을 구비하고 있다.
대향전극기판(511)의 반사화소전극(514)은 알루미늄 등의 금속박막을 증착법, 스퍼터링법 등의 공지된 성막수단으로 설치하고 이를 패터닝함으로써 형성할 수 있다.
대향전극기판(511)의 착색층(515)은 각 반사화소전극(514)을 덮도록 형성되고, 적색패턴(515R), 녹색패턴(515G) 및 청색패턴(515B)이 반사화소전극마다 원하는 패턴형상으로 형성되어 있다. 이 수지착색층(515)은 원하는 착색재를 함유한 감광성수지를 사용한 안료분산법에 의해 형성할 수 있고, 더욱이 인쇄법, 전사법 등의 공지된 방법으로 형성할 수 있다. 또한, 착색층(515)을 예컨대 적색패턴이 가장 얇고 녹색패턴, 청색패턴의 순서로 두껍게 함으로써 각 색마다 최적의 액정층 두께를 설정하도록 하여도 좋다.
액정표시장치(501)에서, 대향전극기판(511)은 대향전극기판(511)에 불순물 용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상 이도록 하는 것이다. 그리고, 대향전극기판(511)이 이온성 물질 등의 불순물의 발생원으로 되는 것을 방지하고, 대향전극기판(511)에 불순물 용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상 이도록 유지할 수 있도록 하기 위해서는, 착색층(515)의 형성시에 사용하는 중합개시제의 양, 포스트 베이크의 설정조건, 패터닝 노광완료후의 후노광량 등을 조정하여 수지의 가교도를 높이는 것이 바람직하다.
상기 대향전극기판(511)을 구성하는 기판(512)으로서는 상술한 칼라필터용의 기판(12)으로서 거론되었던 것을 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 액정표시장치(501)를 구성하는 공통전극기판(521)은 투명기판(522) 상에 공통투명전극층(523), 배향층(524)이 형성되어 있다. 투명기판(522)으로서는 상술한 칼라필터용의 기판(12)으로 거론되었던 것을 사용할 수 있다. 또한, 공통투명전극층(523)은 산화인듐주석 (ITO), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO) 등 및 그 합금 등을 사용하여 스퍼터링법, 진공증착법, CVD법 등의 일반적인 성막방법에 의해 형성된 것이다. 이러한 전극층의 두께는 0.01~1㎛ 정도이므로, 불순물을 차폐하는 작용을 거의 기대할 수 없다.
더욱이, 액정표시장치(501)를 구성하는 배향층(506, 524)은 상술한 액정표시장치(201)를 구성하는 배향층(206, 216)과 마찬가지로 할 수 있다. 배향층(506)의 형성에 있어서 극성용매가 사용되어도, 본 발명의 액정표시장치(501)는 상술한 바와 같이 대향전극기판(511)에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상 이도록 유지할 수 있는 것이기 때문에, 이온성 물질 등의 불순물이 액정층 중으로 용출하는 일이 거의 없다.
액정표시장치(501)를 구성하는 액정층(505)은 상술한 바와 같은 전압보지율 측정조건으로 측정한 전압보지율이 95% 이상인 액정을 이용하여 형성할 수 있다.
이러한 본 발명의 액정표시장치(501)에서, 대향전극기판(511)은 대향전극기판(511)에 불순물용출처리를 실시하는 조건에서 측정한 액정의 전압보지율이 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상 이도록 할 수 있는 것이다. 이에 따라, 액정표시장치(501)는 장시간 표시나 고온고습 등의 엄격한 표시조건 하에서도 눌어붙음이나 백색얼룩 등의 표시불량의 발생이 방지되어 표시품질이 우수한 것이다.
이어서 실시예를 나타내어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
칼라필터의
제작
(1) 칼라필터 시료 1
칼라필터용의 기판으로서 100mm×100mm, 두께 0.7mm의 유리기판(코닝사 제조 7059유리)를 준비하였다. 이 기판을 정해진 방식에 따라 세정한 후 기판의 한쪽 전면에 블랙 매트릭스용 감광성 도료를 도포하고, 프리 베이크(90℃, 3분간), 마스크 노광(500mJ/cm2), 0.05% KOH 수용액을 이용한 스프레이 현상, 포스트 베이크(200℃, 30분간)을 행하여 블랙매트릭스(두께 1.2㎛)를 형성하였다.
블랙매트릭스용 감광성 도료는, 분산액 조성물(안료, 분산제 및 용제를 함유)에 비즈를 가하고서 분산기로 3분간 분산시킨 후, 비즈를 제거한 분산액과, 클리어 레지스트 조성물(폴리머, 모노머, 첨가제, 개시제 및 용제)을 혼합한 것으로서, 그 조성은 다음과 같다. 또한, 분산기로서는 페인트 쉐이커를 이용하였다.
(블랙매트릭스용 감광성 도료)
· 흑색안료(대일정화공업(주) 제조 TM블랙 #9550) ... 14.0 중량부
· 분산제(빅케미(주) 제조 Disperbyk111) ... 1.2 중량부
· 폴리머(소화고분자(주)제조 VR60) ... 2.8 중량부
· 모노머(사토머(주)제조 SR399) ... 3.5 중량부
· 첨가제(종연화학(주)제조 L-20) ... 0.7 중량부
· 개시제 ... 1.6 중량부
(2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-몰포리노페닐)-부타논-1)
· 개시제(4, 4'-디에틸아미노벤조페논) ... 0.3 중량부
· 개시제(2,4-디에틸티옥산톤) ... 0.1 중량부
· 용제(에틸렌글리콜모노부틸에테르) ... 75.8 중량부
이어서, 다음 조성의 3종의 착색층용 감광성 도료(R1, G1, B1)을 이용하여 착색층을 형성하였다. 즉, 블랙매트릭스가 형성된 상기 기판전면에 적색패턴용의 감광성 도료(R1)를 스핀코팅법으로 도포하여 적색감광성 수지층을 형성하고서 프리베이크(90℃, 3분간)를 행하였다. 그 후, 소정의 착색패턴용 포토 마스크를 이용하여 적색감광성 수지층을 얼라인먼트노광하고서 현상액(0.05% KOH 수용액)으로 현상을 행하고, 이어서 포스트베이크(230℃, 30분간)를 행하여 블랙매트릭스 패턴에 대하여 소정의 위치에 적색패턴(두께 1.2㎛)을 형성하였다.
마찬가지로, 녹색패턴용의 감광성 도료(G1)를 이용하여 블랙매트릭스패턴에 대하여 소정의 위치에 녹색패턴(두께 1.2㎛)을 형성하였다. 또한, 청색패턴용의 감광성도료(B1)을 이용하여 블랙매트릭스패턴에 대하여 소정의 위치에 청색패턴(두께 1.2㎛)을 형성하였다.
이어서, 착색층 상에 산화인듐주석(ITO)로 이루어진 공통투명전극층을 형성하였다. 이에 따라, 도 1에 도시한 것과 같은 구조의 칼라필터(시료 1)를 얻었다.
그리고, 각 색의 착색층용 감광성 도료(R1, G1, B1)는 분산액조성물(안료, 분산제 및 용제를 함유)에 비즈를 가하고서 분산기로 3분간 분산시킨 후, 비즈를 제거한 분산액과, 클리어 레지스트 조성물(폴리머, 모노머, 첨가제, 개시제 및 용제)을 혼합한 것으로서, 그 조성은 다음과 같다. 또한, 분산기로서는 페인트 쉐이커를 사용하였다.
(적색패턴용 감광성 도료(R1))
· 적색안료(치바가이기사 제조 크로모프탈 레드 A2B) ... 4.8 중량부
· 황색안료(BASF사 제조 파리오톨 옐로우 D1819) ... 1.2 중량부
· 분산제(제네카(주)제조 솔루스파스 24000) ... 3.0 중량부
· 모노머(사토머(주)제조 SR399) ... 4.0 중량부
· 폴리머-1 ... 5.0 중량부
· 개시제(치바가이기사 제조 이르가큐어(IRGACURE) 907) ... 1.4 중량부
· 개시제 ... 0.6 중량부
(2,2'-비스(o-클로로페닐)-4,5,4',5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸)
· 용제(프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트) ... 80.0 중량부
(녹색패턴용 감광성 도료(G1))
· 녹색안료(제네카(주) 제조 모나스트랄 그린 9Y-C) ... 4.2 중량부
· 황색안료(BASF사 제조 파리오톨 옐로우 D1819) ... 1.8 중량부
· 분산제(제네카(주)제조 솔루스파스 24000) ... 3.0 중량부
· 모노머(사토머(주)제조 SR399) ... 4.0 중량부
· 폴리머-1 ... 5.0 중량부
· 개시제(치바가이기사 제조 이르가큐어 907) ... 1.4 중량부
· 개시제 ... 0.6 중량부
(2,2'-비스(o-클로로페닐)-4,5,4',5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸)
· 용제(프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트) ... 80.0 중량부
(청색패턴용 감광성도료(B1))
· 청색안료(BASF사 제조 헬리오겜블 L6700F) ... 6.0 중량부
· 안료유도체(제네카(주)제조 솔루스파스 12000) ... 0.6 중량부
· 분산제(제네카(주)제조 솔스파 스24000) ... 2.4 중량부
*· 모노머(사토머(주)제조 SR399) ... 4.0 중량부
· 폴리머-1 ... 5.0 중량부
· 개시제(치바가이기사 제조 이르가큐어 907) ... 1.4 중량부
· 개시제 ... 0.6 중량부
(2,2'-비스(o-클로로페닐)-4,5,4',5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸)
· 용제(프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트) ... 80.0 중량부
그리고, 상기 폴리머-1은 벤질메타크릴레이트:스티렌:아크릴산:2-히드록시에틸메타크릴레이트=15.6:37.0:30.5:16.9(몰비)의 공중합체 100몰%에 대하여 2-메타크릴로일옥시에틸이소시아네이트를 16.9몰%부가한 것으로서, 중량평균분자량은 42500이다. 이하의 다른 염료에 사용되는 폴리머-1도 마찬가지이다.
(2) 칼라필터 시료 2
녹색패턴용 감광성 도료로서 상기 감광성 도료(G1) 대신에 다음의 녹색패턴용 감광성 도료(G2)를 이용한 것 외는 상기 시료 1과 마찬가지로 하여 칼라필터(시료 2)를 제작하였다.
그리고, 녹색패턴용 감광성 도료(G2)도 상기 감광성 수지와 마찬가지로 하여 제작한 것으로서, 그 조성은 다음과 같다.
(녹색패턴용 감광성 도료(G2))
· 녹색안료(제네카(주) 제조 모나스트랄 그린 6Y-CL) ... 4.2 중량부
· 황색안료(BASF사 제조 파리오톨 옐로우 D1819) ... 1.8 중량부
· 분산제(제네카(주)제조 솔루스파스 24000) ... 3.0 중량부
· 모노머(사토머(주)제조 SR399) ... 4.0 중량부
· 폴리머-1 ... 5.0 중량부
· 개시제(치바가이기사 제조 이르가큐어 907) ... 1.4 중량부
· 개시제 ... 0.6 중량부
(2,2'-비스(o-클로로페닐)-4,5,4',5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸)
· 용제(프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트) ... 80.0 중량부
(3) 칼라필터 시료 3
착색층의 형성공정에 있어서, 포스트 베이크의 조건을 200℃, 30분간으로 한 것 외는 상기 시료 1과 마찬가지로 하여 칼라필터(시료 3)를 제작하였다.
(4) 칼라필터 시료 4
착색층의 형성공정에 있어서, 포스트 베이크의 조건을 200℃, 30분간으로 한 것 외는 상기 시료 2와 마찬가지로 하여 칼라필터(시료 4)를 제작하였다.
(5) 칼라필터 시료 5
먼저, 상기 시료 2와 마찬가지로 하여 블랙 매트릭스 및 착색층을 형성하고, 다음에 이 블랙 매트릭스와 착색층을 덮도록 다음 조성의 보호층용 도료를 스핀코팅법으로 도포하고서 프리 베이크(90℃, 30분간)를 행하였다. 그 후, 소정의 보호층 패턴용 마스크를 이용하여 보호층을 얼라인먼트 노광하고서 현상액(0.05% KOH 수용액)에서 형상을 행하고, 이어서 포스트 베이크(230℃, 30분간)을 행하여 두께 1.5㎛의 보호층을 형성하였다. 그 후, 보호층 상에 산화인듐주석(ITO)으로 이루어진 공통투명전극층을 형성하였다. 이에 따라, 도 3에 도시한 것과 같은 구조의 칼라필터(시료 5)를 얻었다.
(보호층용 도료)
*· 모노머(사토머(주)제조 SR399) ... 7.1 중량부
· 폴리머-1 ... 8.8 중량부
· 에폭시수지(유화쉘에폭시(주) 제조 에피코트 180S70) ... 9.7 중량부
· 개시제(치바가이기사 제조 이르가큐어 907) ... 1.4 중량부
· 개시제 ... 1.0 중량부
(2,2'-비스(o-클로로페닐)-4,5,4',5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸)
· 용제(디메틸디글리콜) ... 38.0 중량부
· 용제(초산-3-메톡시부틸) ... 34.0 중량부
(6) 칼라필터 시료 6
상기 시료 5와 마찬가지로 하여 보호층까지 형성하고, 이 보호층을 덮도록 다음 조성의 기둥형상 볼록부용 감광성 도료(S1)를 유리기판 상에 스핀코팅법으로 도포하고서 프리 베이크(100℃, 3분간)를 행하였다. 그 후, 마스크 노광을 행하고, 0.01% KOH 수용액을 이용한 스프레이 현상을 행한 후, 포스트 베이크(200℃, 30분간)를 행함으로써 높이 5㎛의 기둥형상 볼록부를 복수 형성하였다. 이어서, 보호층 상에 산화인듐주석(ITO)으로 이루어진 공통투명전극층을 형성하였다. 이에 따라, 도 4에 도시된 바와 같은 구조의 칼라필터(시료 6)를 얻었다.
(기둥형상 볼록부용 감광성 도료(S1))
· 모노머(사토머(주)제조 SR399) ... 8.7 중량부
· 폴리머-1 ... 10.9 중량부
· 에폭시수지(유화쉘에폭시(주) 제조 에피코트 180S70) ... 12.1 중량부
· 계면활성제(일본유화(주) 제조 노니온 HS-210) ... 1.0 중량부
· 개시제(치바가이기사 제조 이르가큐어 369) ... 1.2 중량부
· 개시제 ... 1.0 중량부
(2,2'-비스(o-클로로페닐)-4,5,4',5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸)
· 용제(프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트) ... 29.1 중량부
· 용제(초산-3-메톡시부틸) ... 36.0 중량부
(7) 칼라필터 시료 7
기둥형상 볼록부용 감광성 도료로서 감광성 도료(S1) 대신에 다음 조성의 감광성 도료(S2)를 이용한 것 외는 상기 시료 6과 마찬가지로 하여 칼라필터(시료 7)을 얻었다.
(기둥형상 볼록부용 감광성 도료(S2))
· 모노머(사토머(주)제조 SR399) ... 8.7 중량부
· 폴리머-1 ... 10.9 중량부
· 에폭시수지(유화쉘에폭시(주) 제조 에피코트 180S70) ... 12.1 중량부
· 계면활성제(일본유화(주) 제조 노니온 HS-210) ... 2.0 중량부
· 개시제(치바가이기사 제조 이르가큐어 369) ... 1.2 중량부
· 개시제 ... 1.0 중량부
(2,2'-비스(o-클로로페닐)-4,5,4',5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸)
· 용제(프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트) ... 28.1 중량부
· 용제(초산-3-메톡시부틸) ... 36.0 중량부
불순물용출처리
상술한 각 칼라필터(시료1~7)의 공통투명전극층 상에 극성용매로서 N-메틸필 로리돈(NMP)을 스핀 코팅법으로 도포(도포량 0.01mg/cm2)한 후, 칼라필터를 40~250℃로 가열하여 NMP를 증발시켰다.
전압보지율
측정
상기 불순물용출처리를 실시한 각 칼라필터(시료 1~7)을 이용하여 칼라필터/액정/전극/기판으로 이루어진 층 구성의 측정용 셀을 제작하고, 이 측정용 셀에 액정(틱소(주) 제조 DP-5002LA)을 주입하고서 다음 조건으로 전압보지율을 측정하여 결과를 다음 표 1에 나타내었다. 그리고, 사용한 액정은 층 구성으로서 기판/전극/액정/전극/기판으로 이루어진 측정용 셀에 주입하고서 다음 조건으로 측정한 전압보지율이 98% 이상으로 되는 것이었다.
· 전극간 거리 : 5~15㎛
· 인가전압 펄스진폭 : 5V
· 인가전압 펄스주파수 : 60Hz
· 인가전압 펄스폭 : 16.67msec
액정표시장치의 제작
투명기판으로서 100mm×100mm, 두께 0.7mm인 유리기판(코닝사 제조 7059 유리)를 준비하였다. 이 기판을 정해진 방법에 따라서 세정한 후, 기판상의 소정의 복수의 개소에 박막트랜지스터(TFT)를 형성하고, 각 TFT의 드레인 전극에 접속하도 록 투명화소전극을 산화인듐주석(ITO)으로 형성하여 대향전극기판을 제작하였다.
다음에, 상기 칼라필터(시료 1~7)의 공통투명전극층을 덮도록, 또한 대향전극기판의 투명전극화소를 덮도록 폴리이미드 수지도료(일산화학(주) 제조 SE-7492)를 도포, 건조하여 배향층(두께 0.07㎛)를 설치하고서 배향처리를 실시하였다.
이어서, 이 칼라필터와 대향전극기판을 이용하여 액정표시장치(시료 1~7)를 제작하였다. 그리고, 액정으로서 (틱소(주) 제조 DP-5002LA)를 사용하였다.
액정표시장치의 평가
제작한 7종의 액정표시장치(시료 1~7)에 대하여, 25℃의 조건하에서 10시간 연속으로 화상표시를 행하고, 다음의 기준으로 표시품질을 평가하여 결과를 다음 표 1에 나나내었다.
(표시품질의 평가기준)
○: 눌어붙음 및 백색얼룩이 없이 표시품질이 매우 양호
×: 눌어붙음 및 백색얼룩이 보이며 표시불량현상이 인식됨
표 1에 도시된 바와 같이, 불순물용출처리를 실시한 후의 상태에 있어서, 액정의 전압보지율이 90% 이상으로 되는 칼라필터(시료 1, 2, 5, 6)를 이용한 액정표시장치는, 고온고습하에서 장시간 표시를 행하여도 표시불량현상이 생기지 않는 것이었다.
이에 대하여 불순물용출처리를 실시한 후의 상태에 있어서, 액정의 전압보지율이 90% 미만으로 되는 칼라필터(시료 3, 4, 7)를 이용한 액정표시장치는, 눌어붙음 및 백색얼룩이 보이고, 표시불량현상이 인식되었다.
도 1은 본 발명에 따른 칼라필터의 일실시형태를 나타내는 개략단면도,
도 2는 본 발명에 따른 칼라필터의 다른 실시형태를 나타내는 개략단면도,
도 3은 본 발명에 따른 칼라필터의 또 다른 실시형태를 나타내는 개략단면도,
도 4는 본 발명에 따른 칼라필터의 또 다른 실시형태를 나타내는 개략단면도,
도 5는 본 발명에 따른 칼라필터의 또 다른 실시형태를 나타내는 개략단면도,
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치의 일실시형태를 나타내는 개략단면도,
도 7은 본 발명에 따른 액정표시장치의 다른 실시형태를 나타내는 개략단면도,
도 8은 본 발명에 따른 액정표시장치의 또 다른 일실시형태를 나타내는 개략단면도,
도 9는 본 발명에 따른 액정표시장치의 또 다른 일실시형태를 나타내는 개략단면도,
도 10은 본 발명에 따른 액정표시장치의 또 다른 일실시형태를 나타내는 개략단면도이다.
Claims (2)
- 칼라필터의 공통투명전극층 상에 N-메틸 필로리돈을 0.01~10mg/cm2의 범위로 도포한 후, 칼라필터를 40~250℃의 범위로 가열하여 N-메틸 필로리돈을 증발시켜 칼라필터에 불순물용출처리를 실시하고, 또, 층구성으로서 기판/전극/액정/전극/기판으로 되는 측정용 셀에 주입하여 아래의 조건으로 전압보지율을 측정한 때에 95% 이상의 전압보지율을 나타내는 액정을 준비하고, 상기 불순물용출처리를 실시한 칼라필터를 이용하여, 칼라필터/액정/전극/기판으로 된 층구성의 측정용 셀을 제작하고, 해당 측정용 셀에 상기 액정을 주입하여 아래의 조건으로 전압보지율을 측정하여, 90% 이상의 전압보지율을 나타내는 칼라필터를 양품(良品)으로 하는 것을 특징으로 하는 칼라필터 판별방법.·전극 간 거리: 5 ~ 15 ㎛·인가 전압 펄스 진폭: 5 V·인가 전압 펄스 주파수: 60 Hz·인가 전압 펄스 폭: 16.67 msec
- 제1항에 있어서, 칼라필터가 공통투명전극층을 구비하지 않은 경우, 칼라필터에 공통투명전극층을 형성한 후에 상기 불순물용출처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 칼라필터 판별방법.
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