KR100863861B1 - 전기 광학 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법 - Google Patents

전기 광학 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

기본색이 되는 컬러 레지스트 이외에 새롭게 컬러 레지스트를 작성하지 않고 서브 화소 영역 내의 색상의 조정을 도모할 수 있어, 비용의 상승이나 제조 효율의 저하를 억제하면서, 미묘한 색미(色味)의 재현이 가능해지는 전기 광학 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법 및 전자 기기를 제공한다.
표시 영역을 구성하는 복수의 서브 화소 영역과, 적어도 가법혼색계의 착색층을 포함하는 복수의 착색층으로 이루어지는 컬러 필터를 구비한 전기 광학 장치로서, 컬러 필터는 색상이 서로 다른 복수의 착색층을 포함하며, 적어도 일부 서브 화소 영역 내에, 평면적으로 겹치지 않도록 복수의 착색층 중 적어도 2색 이상의 착색층을 배치한 것을 특징으로 한다.

Description

전기 광학 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법{ELECTRO-OPTICAL DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRO-OPTICAL DEVICE}
도 1은 실시예 1에 관한 액정 장치의 개략 사시도 및 단면도,
도 2는 실시예 1의 액정 장치의 서브 화소 영역의 구성을 나타내는 개략 단면도,
도 3은 서로 다른 색상의 착색층이 배치된 서브 화소 영역을 포함하는 삼색으로 한 화소를 구성한 컬러 필터를 도시하는 도면,
도 4는 착색층의 배치에 대해 설명하기 위해서 제공하는 도면,
도 5는 반사 영역에서 서로 다른 색상의 착색층을 배치한 상태를 도시하는 도면,
도 6은 서브 화소 영역 내에 삼색의 착색층을 배치한 상태를 도시하는 도면,
도 7은 반사 영역과 투과 영역에서 착색층의 두께를 바꾼 상태를 도시하는 도면,
도 8은 서브 화소 영역에 비착색 영역을 마련한 상태를 도시하는 도면,
도 9는 착색층의 경계를 비착색 영역으로 한 상태를 도시하는 도면,
도 10은 같은 색상의 서브 화소 영역의 배열 패턴에 대해 설명하기 위해서 제공하는 도면,
도 11은 착색층의 형성 공정에 대해 설명하기 위해서 제공하는 도면,
도 12는 다단계 노광에 의해서 착색층을 형성하는 공정을 설명하기 위해서 제공하는 도면,
도 13은 하프 톤 마스크를 이용해서 착색층을 형성하는 공정을 설명하기 위해서 제공하는 도면,
도 14는 1 화소를 6색으로 구성한 컬러 필터를 도시하는 도면,
도 15는 1 화소를 4색으로 구성한 컬러 필터를 도시하는 도면,
도 16은 1 화소를 5색으로 구성한 컬러 필터를 도시하는 도면,
도 17은 백색 도트를 포함하는 4색으로 1 화소를 구성한 컬러 필터를 도시하는 도면,
도 18은 같은 색상의 서브 화소 영역의 배열 패턴에 대해 설명하기 위해서 제공하는 도면(그 중 1),
도 19는 같은 색상의 서브 화소 영역의 배열 패턴에 대해 설명하기 위해서 제공하는 도면(그 중 2),
도 20는 같은 색상의 서브 화소 영역의 배열 패턴에 대해 설명하기 위해서 제공하는 도면(그 중 3),
도 21은 실시예 3의 전자 기기의 개략구성을 나타내는 블럭도,
도 22는 종래의 컬러 필터의 구성을 설명하는 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 액정 장치, 18 : 비착색 영역
22 : 패턴 마스크 23 : 밀봉재
30 : 컬러 필터 기판 31 : 유리 기판
33 : 주사 전극 35 : 광 반사막
35a : 개구부 37 : 착색층
37C : 착색층(시안) 37M : 착색층(마젠다)
37Y : 착색층(옐로우) 37R : 착색층(적색)
37G : 착색층(녹색) 37B : 착색층(청색)
37' : 수지층 41 :오버코팅층
45 : 배향막 60 : 소자 기판
61 : 유리 기판 63 : 화소 전극
65 : 데이터선 69 : TFT 소자
75 : 배향막
특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 2005-25002호 공보 (전문, 도 1)
본 발명은 전기 광학 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법 및 전자 기기에 관한 것이다. 특히, 적어도 가법혼색계의 착색층을 포함하는 컬러 필터를 구비한 전기 광학 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법 및 이와 같은 전기 광학 장치를 구비한 전자 기기에 관한 것이다.
종래, 화상을 표시하는 전기 광학 장치의 한 형태로서, 전극의 대향 영역으로 구성된 서브 화소 영역을 복수 형성하고, 각각의 서브 화소 영역에 인가하는 전압을 선택적으로 온, 오프시킴으로써 해당 서브 화소 영역의 액정 재료를 통과하는 광을 변조시켜, 표시 영역 전체에서 그림이나 문자 등의 상을 표시시키는 액정 장치가 많이 이용되고 있다.
이러한 액정 장치에서 컬러 표시를 행하기 위해서는 액정 재료를 통과하는 광을 착색하기 위한 컬러 필터가 구비된다. 이 컬러 필터로서는 주로, 가법혼색계의 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 삼색을 기본색으로 한 컬러 필터가 이용되고 있고, 각각의 서브 화소 영역에 인가하는 전압의 강약이나, 각각의 기본색의 표시 밸런스를 제어함으로써, 여러가지 색의 표시를 재현하고 있다.
이와 같이, 컬러 필터는 색상이 다른 삼색의 착색층을 배치하여 구성되는 것이지만, 기종 마다의 스펙이나 용도의 차이에 의해서 요구되는 색조가 다르기 때문에, 착색층을 형성하는 컬러 레지스트가 각각의 목적으로 따라서 작성되어 이용되고 있다.
또한, 액정 장치가 반사 표시 및 투과 표시가 가능한 반투과반사형의 액정 장치인 경우에는 반사 영역과 투과 영역의 착색층을 통과하는 광의 광로 길이의 차이에 기인하는 명도의 차를 해소하기 위해서, 같은 색의 서브 화소 영역이더라도, 각각의 영역에 대응해서 서로 다른 컬러 레지스트가 이용되는 경우가 있다.
이 때문에, 준비할 컬러 필터를 가능한 한 줄여서, 개발 비용 등의 비용 삭감을 도모하는 것을 목적으로 한 컬러 액정 장치가 제안되어 있다. 보다 구체적으로는 도 22에 도시하는 바와 같이 하나의 화소 내에 반사층을 갖는 반사부와 반사층이 존재하지 않는 투과부를 갖고, 해당 화소가 복수의 원색마다 설치되는 컬러 액정 장치에 있어서, 적어도 원색의 중 하나의 원색에 대응하는 화소에 있어서는 반사부의 일부와 투과부의 일부 모두를 덮는 색미가 짙은 컬러 필터부(A)와, 반사부의 나머지 대부분과 투과부의 나머지 대부분 모두를 덮는 색미가 옅은 컬러 필터부(B)를 구비한 액정 장치이다(특허 문헌 1 참조).
그러나, 특허 문헌 1에 기재된 컬러 액정 장치는 적어도 하나의 원색에 대하여, 색미가 짙은 컬러 필터 및 색미가 옅은 컬러 필터를 이용하는 것으로, 적어도 4종류 이상의 컬러 레지스트를 준비할 필요가 있다. 특히, 삼색의 원색 전부에 대하여 색미가 짙은 컬러 필터 및 색미가 옅은 컬러 필터를 이용하는 경우에 있어서는 6종류의 컬러 레지스트를 준비해야만 하는 것이다. 따라서, 원색의 수보다도 많이 준비해야만 한다는 점에서, 아직 비용면에서 불리하다는 문제가 있다. 또한, 컬러 레지스트의 종류의 수에 따라서, 착색층의 형성 프로세스가 늘어나기 때문에, 제조 효율이 저하할 염려가 있다.
또한, 특허 문헌 1의 컬러 액정 장치는 반사 영역과 투과 영역에서 색 농도의 농담(濃淡)을 바꿀 수 있지만, 서브 화소 영역 내의 색상 자체를 바꾸는 것이 아니라, 반사 영역과 투과 영역에 있어서, 각각 적합한 색상으로 조정할 수가 없는 것이다.
그래서, 본 발명의 발명자 등은 예의(銳意) 노력하여, 적어도 가법혼색계의 착색층을 포함하는 컬러 필터를 구비한 전기 광학 장치에 있어서, 적어도 일부의 서브 화소 영역 내에, 평면적으로 겹치지 않도록 적어도 2색 이상의 착색층을 배치함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있다는 것을 발견해서, 본 발명을 완성시킨 것이다.
즉, 본 발명은 기본색이 되는 컬러 레지스트 이외에 새롭게 컬러 레지스트를 작성하지 않고 서브 화소 영역 내의 색상의 조정을 도모할 수 있어, 비용의 상승이나 제조 효율의 저하를 억제하면서, 미묘한 색미의 재현이 가능해지는 전기 광학 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 이와 같은 전기 광학 장치의 제조 방법 또한, 이와 같은 전기 광학 장치를 구비한 전자 기기를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 표시 영역을 구성하는 복수의 서브 화소 영역과, 적어도 가법혼색계의 착색층을 포함하는 복수의 착색층으로 이루어지는 컬러 필터를 구비한 전기 광학 장치에 있어서, 컬러 필터는 색상이 서로 다른 복수의 착색층을 포함하고, 1 화소를 구성하는 복수의 서브 화소 영역 중 적어도 2개 이상의 서브 화소 영역 내에, 평면적으로 겹치지 않도록 복수의 착색층 중 적어도 2색 이상의 착색층을 배치한 전기 광학 장치가 제공되어, 상술한 문제를 해결할 수 있다.
즉, 1 화소를 구성하는 복수의 서브 화소 영역 중 적어도 2개 이상의 서브 화소 영역 내에서 색상이 서로 다른 복수의 착색층을 평면적으로 겹치지 않도록 배치함으로써, 새롭게 컬러 레지스트를 작성하지 않고, 서브 화소 영역이 가지는 색상을 조정할 수 있다. 따라서, 생산 비용의 상승이나 제조 공정의 증가를 수반하지 않고, 새로운 색상의 서브 화소 영역을 형성하거나, 반사 영역과 투과 영역에서 색상을 다르게 할 수 있다.
따라서, 소망하는 색조를 재현할 수 있어, 표시되는 화상의 색재현성의 향상을 도모한 전기 광학 장치를 효율적으로 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 전기 광학 장치를 구성하는 데 있어서 서브 화소 영역은 반사 영역 및 투과 영역을 갖고, 반사 영역 내에 2색 이상의 착색층을 배치하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성함으로써, 이용하는 컬러 레지스트의 수를 늘리지 않고 서브 화소 영역 내의 반사 영역에서의 색상을 조정하여, 각각의 표시 방법에 적합한 색상의 컬러 필터를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 전기 광학 장치를 구성하는 데 있어서, 2색 이상의 착색층을 서브 화소 영역 내에 각각 균일하게 분산시키는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성함으로써, 하나의 서브 화소 영역 내에서의 색 얼룩이 시인되기 어렵게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 전기 광학 장치를 구성하는 데 있어서, 2색 이상의 착색층 을 포함하는 서브 화소 영역과, 단색의 착색층으로 이루어지는 서브 화소 영역에 의해 1 화소가 구성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성함으로써, 이용하는 컬러 레지스트의 수를 늘리지 않고 예컨대, RGB의 레지스트를 이용하여, RGB 영역과 함께, 옐로우(Y), 마젠다(M), 시안(C)의 색상을 갖는 복수 또는 단수의 서브 화소 영역을 포함하는 화소를 구성할 수 있어, 표시되는 화상에 있어서의 색의 재현성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 전기 광학 장치를 구성하는 데 있어서, 서브 화소 영역은 반사 영역 및 투과 영역을 갖고, 반사 영역의 착색층의 합계의 두께가 투과 영역의 착색층의 합계의 두께보다 얇은 것이 바람직하다.
이와 같이 구성함으로써, 서브 화소 영역 내 전체의 색상을 균일하게 변화시킨 경우에도 반사 영역과 투과 영역의 색 농도를 합칠 수 있다.
또한, 본 발명의 전기 광학 장치를 구성하는 데 있어서, 서브 화소 영역 내에 비착색 영역을 마련하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성함으로써, 예컨대, 반사 영역과 투과 영역 사이의 색 농도나, RGB 각각의 색상 간에서의 색 농도를 용이하게 조정할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 표시 영역을 구성하는 복수의 서브 화소 영역과, 적어도 가법혼색계의 착색층을 포함하는 복수의 착색층으로 이루어지는 컬러 필터를 구비한 전기 광학 장치의 제조 방법으로서, 1 화소를 구성하는 복수의 서브 화소 영역 중 적어도 2개 이상의 서브 화소 영역 내에서, 복수의 착색층 중 적어도 2색 이상의 착색층이 평면적으로 겹치지 않게 배치되도록, 색상이 서로 다른 복수의 착색층을 순차적으로 형성하는 전기 광학 장치의 제조 방법이다.
즉, 기본색이 되는 컬러 레지스트 이외에 새로운 컬러 레지스트를 준비하지 않고, 서브 화소 영역 내에서의 다른 색상의 착색층의 배치 상태를 조정함으로써, 컬러 레지스트가 갖는 색상 이외의 색상을 갖는 서브 화소 영역을 형성할 수 있다. 따라서, 생산 비용의 상승이나 제조 공정의 증가를 수반하지 않고, 서브 화소 영역의 색상을 조정할 수 있어, 표시되는 화상의 색의 재현성의 조정이 도모된 액정 장치를 효율적으로 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예는 상술한 어느 하나의 전기 광학 장치를 구비한 전자 기기이다.
즉, 생산 비용의 상승이나 제조 공정의 증가를 방지하면서, 서브 화소 영역 내에서의 색상의 조정이 도모된 전기 광학 장치를 구비하기 위해서, 표시되는 화상의 색의 재현성이 향상된 전자 기기를 효율적으로 제공할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 전기 광학 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법 및 전기 광학 장치를 구비한 전자 기기에 관한 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다. 단지, 이러한 실시예는 본 발명의 일 형태를 나타내는 것으로, 본 발명을 한정하는 것이 아니라, 본 발명의 범위 내에서 임의로 변경하는 것이 가능하다.
또한, 각각의 도면에 있어 같은 부호를 붙인 것은 동일한 부재를 나타내며, 적당하게 설명이 생략되어 있다.
(실시예 1)
실시예 1은 표시 영역을 구성하는 복수의 서브 화소 영역과, 적어도 가법혼색계의 착색층을 포함하는 복수의 착색층으로 이루어지는 컬러 필터를 구비한 전기 광학 장치로서의 액정 장치이다.
본 실시예의 액정 장치에 있어서, 컬러 필터는 색상이 다른 복수의 착색층을 포함하고, 적어도 일부의 서브 화소 영역 내에, 평면적으로 겹치지 않도록 복수의 착색층 중 적어도 2색 이상의 착색층을 배치한 것을 특징으로 한다.
이하, 도 1~도 10을 적절히 참조하면서, 본 발명의 실시예 1의 액정 장치에 대하여, 스위칭 소자로서의 TFT 소자(Thin Film Transistor)를 구비한 소자 기판과, CMY 컬러 필터를 구비한 대향 기판을 포함하는 액정 장치를 예로 채용하여 설명한다. 단, 본 발명의 액정 장치는 TFT 소자를 구비한 액티브 매트릭스형 액정 장치에 제한되는 것이 아니라, TFD 소자(Thin Film Diode)를 구비한 액정 장치나 패시브 매트릭스형 액정 장치를 비롯하여, 컬러 필터를 구비한 전기 광학 장치면 적절하게 적용할 수 있다.
1. 기본적 구성
우선, 도 1(a)~(b)를 참조하여, 본 실시예에 관한 액정 장치의 기본적 구성에 대하여 설명한다. 여기서, 도 1(a)는 본 실시예의 액정 장치(10)의 사시도이며, 도 1(b)는 도 1(a) 중 XX 단면을 화살표 방향에서 본 단면도를 나타내고 있다.
이 도 1에 도시하는 바와 같이 본 실시예의 액정 장치(10)는 소자 기판(60) 과 대향 기판(30)을 밀봉재(도시 생략)에 의해서 접합함과 아울러, 셀 영역 내에 액정 재료(도시 생략)가 봉입된 액정 패널(20)을 구비하고 있다. 또한, 액정 패널(20)에 있어서의 소자 기판(60)은 대향 기판(30)의 외형보다도 외측으로 연장하여 이루어지는 기판 인출부(60T)를 갖고 있고, 이 기판 인출부(60T)에서의 액정 재료를 유지하는 면 측에는 외부 접속용 단자(도시 생략)가 형성되어 있음과 아울러, 해당 외부 접속용 단자에 대하여 반도체 소자(91) 및 플렉서블 회로 기판(17)이 접속되어 있다.
또한, 플렉서블 회로 기판(17)에는 광원(13)이 실장되고, 이 광원(13)과, 해당 광원(13)으로부터 출사된 광을 액정 패널(20)로 유도하는 도광판(15)으로 이루어지는 조명 장치(11)가 액정 패널(20)의 배면 측에 구비되어 있다.
다음으로, 본 실시예의 액정 장치를 구성하는 액정 패널의 부분 확대 단면도를 도 2에 나타낸다.
이 도 2에 도시하는 바와 같이 액정 패널(20)은 스위칭 소자로서의 TFT 소자를 구비한 소자 기판(60)과, 해당 소자 기판(60)에 대향하여, 컬러 필터(37)를 구비한 대향 기판(30)을 구비하고 있다. 또한, 대향 기판(30)의 외측(도 2의 상측) 표면에는 위상차판(47)이 배치되고, 또한 그 위에 편광판(49)이 배치되어 있다. 마찬가지로, 소자 기판(60)의 외측(도 2의 하측) 표면에는 위상차판(87)이 배치되고, 또한 그 밑에 편광판(89)이 배치되어 있다. 그리고, 소자 기판(60)의 아래쪽에 상술한 조명 장치(도시 생략)가 배치된다.
이 액정 패널(20)에 있어서, 대향 기판(30)은 유리나 플라스틱 등의 기 판(31)을 기체(基體)로 해서, 적어도 가법혼색계의 착색층을 포함한, 색상이 서로 다른 복수의 착색층(37a, 37b, 37c)으로 이루어지는 컬러 필터(37)와, 그 컬러 필터(37) 위에 형성된 대향 전극(33)과, 그 대향 전극(33) 위에 형성된 배향막(45)을 구비하고 있다. 또한, 컬러 필터(37)와 대향 전극(33) 사이에는 반사 영역 및 투과 영역 각각의 리타데이션을 최적화하기 위한 층두께 조정층(41)을 구비하고 있다.
여기서, 대향 전극(33)은 ITO(인듐 주석산화물) 등에 의해서 대향 기판(30) 상의 전역에 형성된 면형상 전극이다. 또한, 본 실시예에 있어서의 컬러 필터(37)는 R(적색), G(녹색), B(적색) 각각의 색상을 갖는 가법혼색계의 복수의 착색층으로 이루어지고, 대향하는 소자 기판(60) 측의 화소 전극(63)에 대응하는 서브 화소 영역이 각각 소정의 색상의 광을 나타내도록 마련되어 있다. 그리고, 각각의 서브 화소 영역의 간격에 상당하는 영역에 대응하여 차광막(39)이 마련되어 있다.
그리고, 표면에 마련된 폴리이미드계의 고분자 수지로 이루어지는 배향막(85)에는 배향 처리로서의 연마 처리가 실시되어 있다.
또한, 대향 기판(30)에 대향하는 소자 기판(60)은 유리나 플라스틱 등의 기판(61)을 기체로 해서, 스위칭 소자로서 기능하는 능동 소자로서의 TFT 소자(69)와, 투명한 절연막(81)을 사이에 두고 TFT 소자(69)의 상층에 형성된 화소 전극(63)과, 그 화소 전극(63) 위에 형성된 배향막(85)을 구비하고 있다.
여기서, 도 2에 나타내는 화소 전극(63)은 반사 영역 R에서는 반사 표시를 행하기 위한 광 반사막(79, 63a)을 겸하여 형성됨과 아울러, 투과 영역(T)에서는 ITO 등에 의해 투명 전극(63b)으로서 형성되어 있다. 이 화소 전극(63a)으로서의 광 반사막(79)은 예컨대 Al(알루미늄), Ag(은) 등의 광 반사성 재료에 의해서 형성된다. 단, 화소 전극이나 광 반사막의 구성은 도 2에 나타내는 바와 같은 구성에 한정되는 것이 아니라, 화소 전극 전체를 ITO 등을 이용하여 형성함과 아울러, 다른 부재로서, 알루미늄 등을 이용한 반사막을 마련한 구성으로 할 수도 있다.
그리고, 표면에 마련된 폴리이미드계의 고분자 수지로 이루어지는 배향막(85)에는 배향 처리로서의 연마 처리가 실시되어 있다.
또한, TFT 소자(69)는 소자 기판(60) 상에 형성된 게이트 전극(71)과, 이 게이트 전극(71) 위에 소자 기판(60) 전역에 형성된 게이트 절연막(72)과, 이 게이트 절연막(72)을 사이에 두고 게이트 전극(71)의 윗쪽 위치에 형성된 반도체층(70)과, 이 반도체층(70)의 한쪽 측에 콘택트 전극(77)을 사이에 두고 형성된 소스 전극(73)과, 또한 반도체층(70)의 다른쪽 측에 콘택트 전극(77)을 사이에 두고 형성된 드레인 전극(66)을 갖는다.
또한, 게이트 전극(71)은 게이트 버스 배선(도시 생략)으로부터 연장되어 있고, 소스 전극(73)은 소스 버스 배선(도시 생략)으로부터 연장되어 있다. 또한, 게이트 버스 배선은 소자 기판(60)의 가로 방향으로 연장하고 있고, 세로 방향으로 등간격으로 평행하게 복수 라인 형성됨과 아울러, 소스 버스 배선은 게이트 절연막(72)을 사이에 두고 게이트 버스 배선과 교차하도록 세로 방향으로 연장하고 있고, 가로 방향으로 등간격으로 평행하게 복수 라인 형성된다.
이러한 게이트 버스 배선은 액정 구동용 IC(도시 생략)에 접속되어, 예컨대 주사선으로서 작용하고, 한편 소스 버스 배선은 다른 구동용 IC(도시 생략)에 접속되어, 예컨대 신호선으로서 작용한다.
또한, 화소 전극(63)은 서로 교차하는 게이트 버스 배선과 소스 버스 배선에 따라서 구획 형성되는 직사각형 영역 중 TFT 소자(69)에 대응하는 부분을 제외한 영역에 형성되어 있고, 이 화소 전극(63) 단위로 서브 화소 영역이 구성되어 있다.
여기서, 게이트 버스 배선 및 게이트 전극은 예컨대 크롬, 탄탈 등에 의해서 형성할 수 있다. 또한, 게이트 절연막은 예컨대 질화 실리콘(SiNX), 산화 실리콘(SiOX) 등에 의해서 형성된다. 또한, 반도체층은 예컨대 도핑된 a-Si, 다결정 실리콘, CdSe 등에 의해서 형성할 수 있다. 또한, 콘택트 전극은 예컨대 a-Si 등에 의해서 형성할 수 있고, 소스 전극 및 그리고 일체를 이루는 소스 버스 배선 및 드레인 전극은 예컨대 티탄, 몰리브덴, 알루미늄 등에 의해서 형성할 수 있다.
또한, 유기 절연막(81)은 게이트 버스 배선, 소스 버스 배선 및 TFT 소자를 덮어서 소자 기판(60)상의 전역에 형성되어 있다. 단, 유기 절연막(81)의 드레인 전극(66)에 대응하는 부분에는 콘택트 홀(83)이 형성되어, 이 콘택트 홀(83)에서 화소 전극(63)과 TFT 소자(69)의 드레인 전극(66)의 도통이 이루어지고 있다.
또한, 이러한 유기 절연막(81)에는 반사 영역(R)에 대응하는 영역에, 산란 형상으로서, 산 형상부와 계곡 형상부의 규칙적인 또는 불규칙적인 반복 패턴으로 이루어지는 요철 패턴을 갖는 수지막이 형성되어 있다. 그 결과, 유기 절연막(81) 위에 적층되는 광 반사막(79, 63a)도 마찬가지로 해서 요철 패턴으로 이루어지는 광 반사 패턴을 갖게 된다. 단, 이 요철 패턴은 투과 영역(T)에는 형성되어 있지 않다.
또한, 조명 장치는 도 1(b)에 도시하는 바와 같이 액정 패널(20)에 대하여 전기적으로 접속된 플렉서블 회로 기판(17)에 실장된 광원(13)과, 액정 패널(20)의 배면측에 배치되어, 광원(13)으로부터 출사된 광을 액정 패널(20)로 유도하는 도광판(15)을 구비하고 있다.
여기서, 조명 장치(11)에 사용되는 광원(13)으로서는 발광 다이오드(LED)가 일반적이지만, 그 이외에도 형광관을 이용하는 것으로 할 수도 있다. 또한, 도광판(15)은 투광성의 아크릴 수지 등으로 이루어지는 평판상의 부재이며, 액정 패널과 면하는 면의 배면측에는 광 반사판 또는 광 반사막(도시 생략)을 구비하고 있다. 이들 광원(13)이나 도광판(15)에 있어서는 공지된 것을 이용할 수 있다.
이상과 같은 구조를 갖는 액정 장치(10)에 있어서, 반사 표시 시에는 태양광이나 실내 조명광 등의 외광이, 대향 기판(30)측으로부터 액정 패널(20)로 입사함과 아울러, 컬러 필터(37)나 액정 재료(21) 등을 통과하여 광 반사막(79)에 이르고, 여기서 반사되어 다시 액정 재료(21)나 컬러 필터(37) 등을 통과하여, 액정 패널(20)로부터 외부로 나감으로써, 반사 표시가 행해진다.
한편, 투과 표시 시에는 조명 장치(11)가 점등되어, 조명 장치(11)로부터 출사된 광이 액정 패널(20)에 입사함과 아울러, 투광성의 투명 전극(63b) 부분을 통과하여, 컬러 필터(37), 액정 재료(21) 등을 통과하여 액정 패널(20) 외부로 나감으로써 투과 표시가 행해진다.
그리고, 각각의 서브 화소 영역으로부터 출사되는 광이 혼색되어 시인되기에 이르러서, 여러가지 색의 표시가 표시 영역 전체적으로 컬러 화상으로서 인식된다.
2. 컬러 필터
(1) 기본 구성
다음으로, 본 발명의 특징 부분인 컬러 필터에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명으로 이용되는 컬러 필터는 적어도 가법혼색계의 착색층을 포함한, 색상이 다른 복수의 착색층으로 구성되어 있다. 이 착색층의 기초가 되는 컬러 레지스트는 통상, 투명 수지 중에 안료나 염료 등의 착색재를 분산시킴으로써 농도 조정을 행하여, 소정의 색조를 나타내게 되어 있다.
컬러 필터를 구성하는 가법혼색계의 착색층의 색상의 일례로서는 원색계 필터로서의 R(적색), G(녹색), B(청색)의 삼색의 조합으로 이루어지는 것을 들 수 있다. 이 컬러 필터는 서브 화소 영역마다 소정의 색상의 광이 출사되도록, RGB 각 착색층이 패터닝되어 배치되어 있다.
또한, 각각 배치된 착색층의 차이에 의해서 출사되는 광의 색상이 다른 복수의 서브 화소 영역의 집합이 화소의 1단위로서 구성되고, 해당 1 화소 내에 존재하는 복수의 서브 화소 영역 각각의 온오프나 광의 강약이 조정되면서 혼색되어, 1 화소 단위로 소정의 색 표시가 가능하게 되어 있다.
(2) 2색 배치 도트
여기서, 본 발명에 있어서, 컬러 필터는 도 3에 도시하는 바와 같이 적어도 일부의 서브 화소 영역 내에, 평면적으로 겹치지 않도록 적어도 2색 이상의 착색층이 배치되어 있는 것을 특징으로 한다. 즉, 컬러 레지스트의 색 자체를 바꾸지 않고, 기존의 컬러 레지스트를 이용하여, 색상을 조정한 서브 화소 영역을 포함하는 1 화소를 구성함으로써 표시 가능한 색조를 조정하여, 색 재현성의 향상을 도모할 수 있다.
예컨대, 도 3(a)에 도시하는 바와 같이 R·G·B 각각의 색상을 갖는 컬러 레지스트를 이용하여, 각각 단색의 적색 착색층(37R), 녹색의 착색층(37G)만이 배치된 서브 화소 영역(R), 서브 화소 영역(G)을 형성함과 아울러, 청색의 착색층(37B)의 일부에 적색의 착색층(37R)이 평면적으로 겹치지 않도록 배치되어, 마젠다계의 색를 띄는 색상으로 조정된 서브 화소 영역(B)을 형성하여, 삼색의 색상의 서브 화소 영역의 집합으로서 1 화소를 구성할 수 있다.
이와 같이, 서브 화소 영역(B)을 형성할 때에, 청색 색상의 착색층과 적색 색상의 착색층을 평면적으로 겹치지 않도록 배치함으로써, 서브 화소 영역(B)의 색상을 마젠다계의 색미에 가까운 화소를 형성할 수 있다. 따라서, 탑재되는 전자 기기의 종류에 관계없이 이용하는 컬러 레지스트를 공통으로 사용할 수 있어서, 생산 비용의 상승을 수반하지 않고, 1 화소 단위로서 재현할 수 있는 색의 범위를 조정할 수 있다. 이 때문에, 표시되는 화상의 색의 재현성을 향상시킬 수 있다. 또한, 이러한 컬러 필터는 각각의 색상의 컬러 레지스트의 패터닝에 의해서 얻어지기 때문에, 제조 공정을 증가시키는 일도 없다.
RGB의 컬러 레지스트를 이용하여 서브 화소 영역의 색상을 조정하는 예로서는 상술한 착색층(B, R)의 조합 이외에, 도 3(b)에 나타내는 바와 같은 시안계의 색미를 띄는 서브 화소 영역(B)을 형성하기 위한 착색층(37B, 37G)의 조합, 도 3(c)에 나타내는 바와 같은 마젠다계의 색미를 띄는 서브 화소 영역(R)을 형성하기 위한 착색층(37R, 37B)의 조합, 도 3(d)에 나타내는 바와 같은 옐로우계의 색미를 띄는 서브 화소 영역(R)을 형성하기 위한 착색층(37R, 37G)의 조합, 도 3(e)에 나타내는 바와 같은 옐로우계의 색미를 띄는 서브 화소 영역(G)을 형성하기 위한 착색층(37G, 37R)의 조합, 도 3(f)에 나타내는 바와 같은 시안계의 색미를 띄는 서브 화소 영역(G)을 형성하기 위한 착색층(37G, 37B)의 조합을 들 수 있다.
또한, 1 화소를 구성하는 복수의 서브 화소 영역 중 하나의 서브 화소 영역에 있어서 서로 다른 색상의 착색층을 배치할 뿐만 아니라, 두 개 이상의 서브 화소 영역에 있어서 서로 다른 색상의 착색층을 배치할 수도 있다.
서브 화소 영역 내에 2색의 착색층을 평면적으로 겹치지 않도록 배치하는 데 있어서, 도 4(a)에 도시하는 바와 같이 해당 서브 화소 영역 전체에 균일하게 분산시켜서 서로 다른 색상의 착색층을 배치할 수도 있는 한편, 도 4(b)~(c)에 도시하는 바와 같이 해당 서브 화소 영역의 일부에만 서로 다른 색상의 착색층을 배치할 수도 있다. 서로 다른 색상의 착색층을 배치하는 영역의 면적이나 서브 화소 영역 내에서 차지하는 비율, 각 착색층의 평면 형상에 대해서는 기본색으로서의 컬러 레지스트의 색상과, 형성하고자 하는 새로운 색상에 따라 자유롭게 선택될 수 있다.
단, 서브 화소 영역 전체에서의 색 얼룩을 줄이고 싶은 경우에는 도 4(a)에 도시하는 바와 같이 각 색상의 착색층을 서브 화소 영역 전체에서 균일하게 분산시켜서 배치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성함으로써, 하나의 서브 화소 영역의 크기에 관계없이, 시인되는 광의 색 얼룩을 제거할 수 있다. 또한, 서브 화소 영역 내에 반사 영역 및 투과 영역을 구비한 경우에도, 반사 표시 및 투과 표시의 구동 방법을 전환하는 일없이, 각각의 표시에서 같은 색 표시를 재현할 수 있다.
한편, 서브 화소 영역 내에 반사 영역 및 투과 영역을 구비한 경우에는 도 5(a)~(b)에 도시하는 바와 같이 반사 영역에 상당하는 영역에서, 다른 색상의 착색층을 배치하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성함으로써, 광이 착색층을 두 번 통과하는 반사 영역에 있어서, 밝은 CMY 표시 구동을 행할 수 있다. 즉, 광이 착색층을 한번만 통과하는 투과 영역에서는 밝기가 유지되는 반면, 반사 영역은 착색층을 두 번 광이 통과하기 때문에 밝기가 저하할 우려가 있어서, 비교적 색이 밝은 CMY 표시 구동이 바람직하다. 이 때문에, 새롭게 CMY의 레지스트를 이용하는 일 없이, 동시에 2색 이상의 광이 겹치는 병치(竝置) 가법 혼색에 의해, 같은 색의 밝기보다 밝은 CMY 구동으로 반사 표시를 행할 수 있다.
(3) 삼색 배치 도트
또, 하나의 서브 화소 영역 내에 배치하는 서로 다른 색상의 착색층의 종류의 수는 상술한 바와 같이 2색에 한정되는 것이 아니라, 도 6(a)~(b)에 도시하는 바와 같이 삼색의 착색층을 하나의 서브 화소 영역 내에 배치할 수도 있다.
이와 같이, 하나의 서브 화소 영역 내에서, 사용하는 컬러 레지스트를 전부 이용하여 평면적으로 겹치지 않도록 배치함으로써, 서브 화소 영역이 갖는 색상을 또 다른 색상으로 조정하거나, 서브 화소 영역 내에서 영역마다 색상을 다르게 조정할 수 있다.
예컨대, 도 6(a)에 도시하는 바와 같이 하나의 서브 화소 영역 내에서의 일부 또는 전체 영역에 있어서, 삼색의 착색층을 평면적으로 겹치지 않도록 분산시켜 배치한 경우에는 해당 서브 화소 영역을 통과하는 광을 백 표시에 보다 가깝게 할 수 있다.
또한, 도 6(b)에 도시하는 바와 같이 하나의 서브 화소 영역을 복수개 영역으로 나누어서, 어떤 영역에서는 예컨대, 착색층(R, G)을 배치하고, 그 이외의 영역에서는 R와 B를 배치한 서브 화소 영역(R)을 형성할 수도 있다. 이로써, 예컨대, 반사 영역에서는 CMY 계의 색 표시를 가능하게 함과 아울러, 투과 영역에서는 색미를 조정한 RGB 계의 색 표시를 가능하게 할 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같이, 색이 밝은 CMY 표시 구동이 바람직한 반사 영역에서, 새로운 컬러 레지스트를 작성하지 않고, 동시에 2색 이상의 광이 겹치는 병치 가법 혼색에 의해, 같은 색의 밝기보다 밝은 CMY로 반사 표시를 행할 수 있음과 아울러, 투과 영역에서도 컬러 레지스트가 갖는 색상 이외의 색상으로 조정한 도트 영역을 이용하여, 소망하는 색 재현성을 실현할 수 있다.
(4) 착색층의 합계 두께
또, 하나의 서브 화소 영역 내에 있어서 다른 색상의 착색층을 평면적으로 겹치지 않도록 배치하는 경우에 있어서도, 도 7(a)~(b)에 도시하는 바와 같이 표시 영역 전체에 걸쳐서 반사 영역의 착색층의 합계의 두께 T1가, 투과 영역의 착색층의 합계의 두께 T2보다 얇은 것이 바람직하다.
그 이유는 투과 영역을 통과하는 광은 착색층을 한번만 통과하는 데 반해서 반사 영역을 통과하는 광은 착색층을 두 번 통과하기 때문에, 착색층의 층 두께의 변화에 의해서 광로 길이에 영향을 받기 쉽고, 광의 투과율이 저하하기 쉽기 때문이다. 따라서, 예컨대, 투과 영역을 통과하는 광의 색 농도를 기준으로 농도를 조정한 착색 재료를 이용하여 착색층을 형성하면서, 반사 영역에 형성하는 착색층의 두께를 바꿈으로써, 화소 영역 전체에서의 색 농도의 조정을 도모할 수 있다.
(5) 비착색 영역
또, 반사 영역 및 투과 영역에서 시인되는 광의 색 농도를 조정하기 위해서는 도 8(a)~(b)에 도시하는 바와 같이 착색층의 합계의 두께를 조정하는 것과 아울러, 혹은 착색층의 합계의 두께는 특별히 제어하지 않고, 반사 영역에 비착색 영역(18)을 마련하는 것도 바람직하다. 또한, 마찬가지로, 도 8(c)에 도시하는 바와 같이 반사 영역 및 투과 영역에 관계없이 서브 화소 영역이 갖는 색상의 농도를 조정하기 위해서, 착색층에 비착색 영역(18)을 마련하는 것이 바람직하다.
그 이유는 이러한 비착색 영역을 마련함으로써, 서브 화소 영역을 통과하는 광의 투과율을 향상시킴과 아울러, 착색되는 광의 성분을 감소시킬 수 있기 때문이다. 따라서, 기종마다 컬러 레지스트를 작성하지 않고, 형성하는 비착색 영역의 면적을 제어함으로써 소망하는 색 농도로 조정할 수 있다.
이러한 비착색 영역을 마련하는 경우에는 도 9(a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이 서로 색상이 다른 착색층의 경계를 비착색 영역(18)으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성함으로써, 착색층끼리가 서로 겹칠 염려가 없어지기 때문에, 색이 어둡게 되어 버리는 일을 방지할 수 있다.
또한, 비착색 영역과 같이 착색층이 존재하지 않는 영역을 마련하는 방법 이외에도, 착색층의 두께를 일부 얇게 한 영역을 마련함으로써도, 서브 화소 영역을 통과하는 광의 색 농도를 조정할 수 있다. 이 경우에는 형성하는 영역의 면적뿐만 아니라, 두께를 제어함으로써, 소망하는 색 농도로 조정할 수 있다.
또한, 각각의 서브 화소 영역에서의 비착색 영역의 평면 형상은 특별히 제한되는 것이 아니라 적절하게 선택할 수 있다.
(6) 배향 돌기
또한, 서로 다른 색상의 착색층을 평면적으로 겹치지 않도록 배치하는 데 있어서, 새롭게 획득하고자 하는 서브 화소 영역의 색상과의 밸런스와, 배치하는 착색층의 비율이 적합하다면, 착색층의 표면의 일부를 돌기 형상으로 형성하고, 액정 재료의 배향 방향을 제어하는 배향 돌기로서 구성할 수도 있다.
이러한 배향 돌기는 전압 비인가 상태에 있어서의 액정 재료를 소정 각도 경 사시키고 예컨대, 수직 배향성(VA)의 액정 재료인 경우에는 표시되는 화상의 시야각을 넓히거나, 계조 등을 향상시킬 수 있다.
또한, 전압 비인가 상태에 있어서의 액정 재료를 소정 각도 경사시킴으로써, 전압 인가시에 액정 재료의 반응을 빠르게 할 수 있음과 아울러, 전압 인가 상태에 있어서의 액정 재료의 배향 방향을 규정할 수도 있기 때문에, VA형 액정 재료에 한하지 않고, 표시되는 화상의 시야각을 넓히거나, 계조를 향상시킬 수 있다.
또한, 이러한 돌기부의 형상으로서는 예컨대, 원뿔, 삼각뿔, 사각뿔 등의 뿔형상의 돌기부로 할 수 있다. 이러한 뿔형상의 돌기부로 함으로써 특히, 360°관계없이, 여러 방향부터의 시각 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 다른 돌기부의 형상의 예로서는 단면 형상이 산형상, 직사각형 형상, 사다리꼴 형상, 반원형상 중 어느 하나의 형상으로 이루어지는 라인 형상의 돌기부로 할 수 있다. 이러한 형상의 돌기부로 함으로써, 소정 방향으로부터 시인할 때의 시각 특성을 향상시킬 수 있음과 아울러, 밝은 화상 표시를 시인시킬 수 있게 된다.
또한, 돌기부를 라인 형상의 돌기부로 하는 경우에 있어서도, 복수의 라인 형상의 돌기부를, 'く'자 형상으로 지그재그로 해서 배열시키거나, 직교하는 방향으로 배열시킴으로써, 360°관계없이, 여러가지 방향부터의 시각 특성을 향상시킬 수 있다.
(7) 서브 화소 영역의 배열 패턴
또한, 동일한 색상을 갖는 서브 화소 영역의 배열 패턴으로서는 스트라이프 배열을 채용하는 경우가 많지만, 이 스트라이프 배열 외에, 경사 모자이크 배열이나, 델타 배열 등의 여러가지의 패턴 형상을 채용할 수도 있다.
예컨대, 도 10(a)는 동일한 색상을 갖는 서브 화소 영역을 스트라이프 형상으로 배열한 상태를 나타내고 있다. 또한, 도 10(b)는 동일한 색상을 갖는 서브 화소 영역을 모자이크 형상으로 배열한 상태를 나타내고, 도 10(c)는 동일한 색상을 갖는 서브 화소 영역을 델타 형상으로 배열한 상태를 나타내고 있다.
그 중에서도, 도 10(a)에 나타낸 바와 같은 배열 패턴이라면, 착색층을 형성할 때에 이용하는 마스크 패턴이 복잡해지지 않아서 한가지 색의 착색층을 연속하여 형성할 수 있다.
(실시예 2)
본 발명의 실시예 2는 복수의 서브 화소 영역과, 적어도 가법혼색계의 착색층을 포함하는 복수의 착색층으로 이루어지는 컬러 필터를 구비한 전기 광학 장치의 제조 방법으로서의, 실시예 1의 액정 장치의 제조 방법이다.
이러한 액정 장치의 제조 방법은 적어도 일부의 서브 화소 영역 내에서, 복수의 착색층 중 적어도 2색 이상의 착색층이 평면적으로 겹치지 않게 배치되도록, 색상이 서로 다른 복수의 착색층을 순차적으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
이하, 실시예 2에 관한 액정 장치의 제조 방법의 일례를, 도 11~도 13을 적 절히 참조하면서 설명한다.
1. 소자 기판의 제조
소자 기판(60)은 공지된 방법에 의해서 제조할 수 있다. 예컨대, 기체로서의 유리 기판상에 TFT 소자나 주사선, 데이터선, 외부 접속 단자, 화소 전극 등의 각종의 부재를 형성한 후, 화소 전극이 형성된 기판 표면에 폴리이미드로 이루어지는 배향막을 형성한다. 이렇게 하여, 여러가지 전기 배선이나 도전막 등이 형성된 소자 기판을 제조할 수 있다.
2. 대향 기판(컬러 필터 기판)의 제조
또한, 대향 기판으로서의 컬러 필터 기판은 예컨대, 기체로서의 대형판인 유리 기판에 있어서의 각각의 셀 영역에 대응시켜, 착색층이나 차광막, 면형상 전극 등의 각종 부재를 형성한 후, 면형상 전극이 형성된 기판 표면에 폴리이미드로 이루어지는 배향막을 형성함으로써 제조할 수 있다.
여기서, 본 발명에서는 착색층을 형성할 때에 적어도 일부의 서브 화소 영역 내에서, 적어도 2색 이상의 착색층이 평면적으로 겹치지 않게 배치되도록, 색상이 서로 다른 복수의 착색층을 순차적으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로는 도 11(a)에 도시하는 바와 같이 감광성 수지 재료 중에 안료를 혼합한 컬러 레지스트를 스핀 코터 등의 도포 장치를 이용하여 기판 상에 균일하게 도포하여, 착색 재료를 함유하는 수지층을 형성한다. 그 후, 도 11(b)~(c)에 도시 하는 바와 같이 광의 투과 영역이 소정 형상으로 패턴화된 패턴 마스크를 사이에 두고 노광한 후 현상제를 이용하여 현상함으로써, 소정 형상으로 패턴화된 착색층(37)이 형성된다.
이 레지스트 도포, 노광, 현상의 각 공정을, 마젠다(M), 옐로우(Y)의 각 안료를 각각 혼합한 컬러 레지스트마다 반복함으로써 각각 패터닝된 착색층을 형성할 수 있다.
이 때, 도 11(d)~(e)에 도시하는 바와 같이 일부의 서브 화소 영역 내에서, 착색층 C, M, Y 중 적어도 두 개 이상의 착색층이 평면적으로 겹치지 않게 배치되도록, 각각의 착색층을 패터닝하여 형성한다.
예컨대, 새롭게 마젠다계의 색미에 가까운 적색(R) 서브 화소 영역을 형성하고 싶은 경우에는 해당 서브 화소 영역 내에서 착색층(R)과 착색층(B)가 평면적으로 겹치지 않게 배치되도록 패터닝하여 형성하고, 새롭게 시안계의 색미에 가까운 청색(B) 서브 화소 영역을 형성하고 싶은 경우에는 해당 서브 화소 영역 내에서 착색층(B)과 착색층(G)이 평면적으로 겹치지 않게 배치되도록 패터닝하여 형성하며, 새롭게 옐로우계의 색미에 가까운 녹색(G) 서브 화소 영역을 형성하고 싶은 경우에는 해당 서브 화소 영역 내에서 착색층(G)과 착색층(R)이 평면적으로 겹치지 않게 배치되도록 패터닝하여 형성한다. 또한, 하나의 서브 화소 영역 내를 복수개 영역에 나누고, 일부 영역에서는 착색층(R), 착색층(B)이, 다른 영역에서는 착색층(R), 착색층(G)이 각각 평면적으로 겹치지 않게 배치되도록 패터닝하여 형성함으로써, 투과 표시 및 반사 표시 각각의 표시 방법에 적합한 색상의 컬러 필터를 형성할 수 있다.
이와 같이, RGB 삼색의 컬러 레지스트를 이용하여, 여러가지 색상의 서브 화소 영역을 구성할 수 있으므로, 컬러 레지스트 자체를 새롭게 작성하지 않고 표시되는 색의 재현성을 조정할 수 있다.
이 때문에, 생산 비용의 상승이나 제조 공정의 증가를 수반하지 않고, 재현할 수 있는 색의 범위를 조정하여, 표시되는 화상의 표시 품위가 우수한 액정 장치를 효율적으로 제조할 수 있다.
또한, 각각의 착색층을 형성할 때에, 도 12(a)~(c)에 도시하는 바와 같이 패턴이 다른 복수의 패턴 마스크를 이용하거나, 도 13(a)~(b)에 도시하는 바와 같이 부분적으로 광의 투과율이 다른 하프 톤 마스크를 이용해서 노광함으로써, 착색층의 비형성 영역이나, 막 두께가 상대적으로 얇은 영역을 형성할 수 있다. 보다 구체적으로는 예컨대, 포지티브형 수지 재료를 이용한 착색 재료인 경우에, 상술한 노광 공정에서 노광량의 합계가 많으면 많을수록, 현상 후의 착색층의 막 두께는 얇아진다. 이 때문에, 막 두께를 두껍게 하고 싶은 개소에서는 노광량을 줄이고, 막압을 얇게 하고 싶은 경우나 비형성 영역을 형성하고 싶은 개소에서는 노광량을 많게 함으로써, 소망하는 막 두께의 착색층을 형성할 수 있다.
이와 같이 형성함으로써, 서브 화소 영역의 색상을 조정할 수 있을 뿐만 아니라, 각각의 서브 화소 영역의 색 농도를 변화시킬 수 있어, 탑재되는 기종이 다른 경우에도, 같은 컬러 레지스트를 이용하여 서브 화소 영역의 색상이나 밝기를 조정하면서 소망하는 컬러 필터를 형성할 수 있다.
이들 컬러 레지스트를 구성하는 감광성 수지 재료의 종류는 특별히 제한되는 것은 아니지만 예컨대, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 실리콘계 수지, 페놀계 수지, 옥탄계 수지 등의 일종 단독 또는 2종 이상이 조합을 들 수 있다. 또한, 감광성 수지 재료에는 광투과부를 투과한 광이 조사된 개소가 광 분해하여, 현상제에 대하여 가용화하는 포지티브형과, 광투과부를 투과한 광이 조사된 개소가 경화하여, 현상제에 대하여 불용화하는 네거티브형이 있으며, 상술한 감광성 수지 재료는 포지티브형 감광성 재료이지만 모두 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 컬러 필터는 대향 기판측이 아닌, 소자 기판측에 형성할 수도 있다.
또한, 컬러 필터를 형성할 때에, 각각의 서브 화소 영역의 간격에 상당하는 부분에 있어서 R·G·B 3색의 착색층을 중첩시킴으로써, 차광막을 동시에 형성할 수도 있다.
3. 액정 셀의 형성
이어서, 도시하지는 않지만, 컬러 필터 기판 또는 소자 기판 중 어느 한쪽에 있어서, 표시 영역을 둘러싸도록 하여 밀봉재를 적층한 후, 다른 쪽 기판을 중첩시켜서, 가열 압착함으로써, 컬러 필터 기판 및 소자 기판을 접합하여, 셀 구조를 형성한다. 그 후, 진공 주입법에 의해서 밀봉재의 일부에 마련된 주입구로부터 액정 재료를 주입한 후, 밀봉재 등에 의해 밀봉함으로써 액정 셀을 형성할 수 있다.
또는, 컬러 필터 기판 또는 소자 기판 중 어느 한쪽에 있어서 표시 영역을 둘러싸도록 하여 밀봉재를 구획 형성함과 아울러, 해당 밀봉재의 내측 영역에 대응 시켜 액정 재료를 배치하고 나서 접합함으로써도, 액정 셀을 형성할 수 있다.
4. 조립
이어서, 컬러 필터 기판 및 소자 기판 각각의 외면에, 위상차판(1/4λ 판) 및 편광판을 배치하거나, 드라이버를 실장함과 아울러, 백 라이트 등과 함께 케이스에 내장함으로써, 도 1(a)~(b)에 나타내는 바와 같은 본 실시예의 액정 장치를 제조할 수 있다.
(실시예 3)
본 발명의 실시예 3은 실시예 1과 동일한 액정 장치에 있어서, 컬러 필터가 2색 이상의 착색층을 포함하는 서브 화소 영역과, 단색의 착색층으로 이루어지는 서브 화소 영역에 의해 1 화소가 구성된 액정 장치로서, 컬러 필터를 구성하는 컬러 레지스트의 수 이상의 수의 서브 화소 영역으로 1 화소가 구성된 액정 장치이다.
이하, 실시예 1의 액정 장치와 다른 점인 컬러 필터에 대하여 상세히 설명한다.
본 실시예에서 이용되는 컬러 필터는 실시예 1의 액정 장치와 같이 RGB 등, 적어도 가법혼색계의 착색층을 포함한, 색상이 다른 복수의 착색층으로 구성되어 있다.
또한, 도 14~도 17에 도시하는 바와 같이 적어도 일부의 서브 화소 영역 내 에, 평면적으로 겹치지 않도록 적어도 2색 이상의 착색층(37R, 37G, 37B)이 배치되어 있고, 복수의 착색층을 포함하는 서브 화소 영역과, 단색의 착색층으로 이루어지는 서브 화소 영역으로 1 화소가 구성되어 있는 것을 특징으로 한다. 즉, 컬러 레지스트의 색 자체를 바꾸지 않고, 기존의 컬러 레지스트를 이용하면서, 컬러 레지스트 그 자체의 색상을 갖는 서브 화소 영역과 함께, 또 다른 색상을 갖는 서브 화소 영역을 포함하여 1 화소를 구성함으로써, 가법혼색계 RGB의 삼색뿐만 아니라, 보다 다수의 원색(다원색)을 이용하여 컬러 표시를 행함으로써 재현할 수 있는 색의 범위(색역)가 넓은 다원색 디스플레이를 행할 수 있다.
예컨대, 도 14에 도시하는 바와 같이 R·G·B 각각의 색상을 갖는 컬러 레지스트를 이용하여, 한가지 색의 착색층(37R, 37G, 37B)만이 배치된 서브 화소 영역(R), 서브 화소 영역(G), 서브 화소 영역(B)을 형성함과 아울러, 착색층(37R, 37B)이 평면적으로 겹치지 않도록 배치된 서브 화소 영역 M(마젠다), 착색층(37B, 37G)이 평면적으로 겹치지 않도록 배치된 서브 화소 영역 C(시안), 착색층(37G, 37R)이 평면적으로 겹치지 않도록 배치된 서브 화소 영역 Y(옐로우)를 형성하여, 6색의 색상의 서브 화소 영역의 집합으로서 1 화소를 구성할 수 있다.
RGB의 착색층이라면, 2색씩을 조합해서 평면적으로 겹치지 않도록 배치함으로써, 해당 서브 화소 영역을 통과하는 광을 CMY 색으로 할 수 있어, 새로운 컬러 레지스트를 작성하지 않고, 1 화소를 구성하는 서브 화소 영역을, R·G·B·C·M·Y의 6색의 서브 화소 영역으로 할 수 있다. 따라서, 각 서브 화소 영역의 구동을 제어함으로써, 생산 비용의 상승을 수반하지 않고, 1 화소 단위로 재현할 수 있는 색의 범위가 넓어지기 때문에, 표시되는 화상의 색의 재현성을 향상시킬 수 있다. 또한, 이러한 컬러 필터는 각각의 색상의 컬러 레지스트의 패터닝에 의해서 얻어지기 때문에, 제조 공정을 증가시키는 일도 없다.
RGB의 컬러 레지스트를 이용하여 CMY 도트를 형성하는 예로서는 상술한 6색의 컬러 필터뿐만 아니라, 도 15(a)~(c)에 도시하는 바와 같이 R·G·B·C의 4색이나, R·G·B·M의 4색, R·G·B·Y의 4색의 서브 화소 영역을 1 화소로서 표시하는 4색 컬러 필터를 구성할 수 있다. 또한, 도 16(a)~(c)에 도시하는 바와 같이 R·G·B·C·M의 5색이나, R·G·B·M·Y의 5색, R·G·B·Y·C의 5색의 서브 화소 영역을 1 화소로서의 표시하는 5색 컬러 필터 등을 구성할 수도 있다.
또한, 도시하지 않지만, 3색, 4색, 5색 등 각각의 컬러 필터를 구성할 때에, 유사한 색상의 서브 화소 영역을 복수 마련함과 아울러, 이들 서브 화소 영역이 갖는 색상을 미묘하게 조정하기 위해서, 다른 색상의 착색층을 서브 화소 영역 내에 배치할 수도 있다.
일례로서 상기 4색 컬러 필터를 구체적으로 설명하면, 4색의 착색 영역은 파장에 따라 색상이 변화되는 가시광 영역(380-780㎚) 중, 청색계의 색상의 착색 영역, 적색계의 색상의 착색 영역과, 청색부터 황색까지의 색상 중에서 선택된 2종의 색상의 착색 영역으로 이루어진다. 여기서 「계」라는 용어를 이용하고 있지만, 예컨대 청색계라면 순수한 청색의 색상에 한정되는 것이 아니고, 청자주(靑紫)나 청록 등을 포함하는 것이다. 적색계의 색상이면, 적색에 한정되는 것이 아니라 오렌지색을 포함한다. 또한, 이들 착색 영역은 색상으로 말하고 있지만, 해당 색상 은 색상, 명도를 적절히 변경하여, 색을 설정할 수 있다.
구체적인 색상의 범위에 관하여, 청색계의 색상의 착색 영역은 청자주로부터 청록이며, 보다 바람직하게는 남색(藍)부터 청색이다. 또한, 적색계의 색상의 착색 영역은 오렌지색부터 적색이다. 또한, 청색부터 황색까지의 색상으로 선택되는 한쪽의 착색 영역은 청색부터 녹색이며, 보다 바람직하게는 청록부터 녹색이다. 또한, 청색부터 황색까지의 색상으로 선택되는 다른쪽의 착색 영역은 녹색부터 오렌지색이며, 보다 바람직하게는 녹색부터 황색이다. 혹은 녹색부터 황록색이다.
여기서, 각 착색 영역은 같은 색상이 이용되는 일은 없다. 예컨대, 청색부터 황색까지의 색상으로 선택되는 2개의 착색 영역에서 녹색계의 색상을 이용하는 경우에는 다른쪽은 한쪽의 녹색에 대하여 청색계 또는 황록계의 색상을 이용한다.
이에 따라, 종래의 RGB의 착색 영역보다도 광범위한 색 재현성을 실현할 수 있다.
또한, 상기에서는 4색의 착색 영역에 의한 광범위한 색 재현성을 색상으로 말했지만, 다른 구체적인 예로서, 착색 영역을 투과한 광의 파장으로 표현하면 아래와 같이 된다.
청색계의 착색 영역은 해당 착색 영역을 투과한 광의 파장의 피크가 415-500㎚에 있는 착색 영역, 바람직하게는 435-485㎚에 있는 착색 영역이다. 또한, 적색계의 착색 영역은 해당 착색 영역을 투과한 광의 파장의 피크가 600㎚ 이상인 착색 영역에서, 바람직하게는 605㎚ 이상인 착색 영역이다. 또한, 청색부터 황까지의 색상으로 선택되는 한쪽의 착색 영역은 해당 착색 영역을 투과한 광의 파장의 피크 가 485-535㎚에 있는 착색 영역에서, 바람직하게는 495-520㎚에 있는 착색 영역이다. 또한, 청색부터 황색까지의 색상으로 선택되는 다른쪽의 착색 영역은 해당 착색 영역을 투과한 광의 파장의 피크가 500-590㎚에 있는 착색 영역, 바람직하게는 510-585㎚에 있는 착색 영역, 또는 530-565㎚에 있는 착색 영역이다.
이들 파장은 투과 표시의 경우는 조명 장치부터의 조명광이 컬러 필터를 통해서 얻어진 수치이다. 반사 표시의 경우는 외광을 반사하여 얻어진 수치이다.
다른 구체적인 예로서 4색의 착색 영역을 x, y 색도도(色度圖)로 표현하면 아래와 같이 된다.
청색계의 착색 영역은 x≤0.151, y≤0.200에 있는 착색 영역이며, 바람직하게는 0.134≤x≤0.151, 0.034≤y≤0.200에 있는 착색 영역이다. 또한, 적색계의 착색 영역은 0.520≤x, y≤0.360에 있는 착색 영역이며, 바람직하게는 0.550≤x≤0.690, 0.210≤y≤0.360에 있는 착색 영역이다. 또한, 청색부터 황색까지의 색상으로 선택되는 한쪽의 착색 영역은 x≤0.200, 0.210≤y에 있는 착색 영역이며, 바람직하게는 0.080≤x≤0.200, 0.210≤y≤0.759에 있는 착색 영역이다. 또한, 청색부터 황색까지의 색상으로 선택되는 다른쪽의 착색 영역은 0.257≤x, 0.450≤y에 있는 착색 영역이며, 바람직하게는 0.257≤x≤0.520, 0.450≤y≤0.720에 있는 착색 영역이다.
이들 x, y 색도도는 투과 표시의 경우는 조명 장치부터의 조명광이 컬러 필터를 통해서 얻어진 수치이다. 반사 표시의 경우는 외광을 반사하여 얻어진 수치이다.
이들 4색의 착색 영역은 서브 화소에 투과 영역과 반사 영역을 구비한 경우, 투과 영역 및 반사 영역도 상술한 범위로 적용할 수 있는 것이다.
상기 4색의 착색 영역의 구성의 예로서는 구체적으로는 이하의 것을 들 수 있다. 즉, 색상이 적색, 청색, 녹색, 청록의 착색 영역, 색상이 적색, 청색, 녹색, 황색의 착색 영역, 색상이 적색, 청색, 심록, 황색의 착색 영역, 색상이 적색, 청색, 에메랄드, 황색의 착색 영역, 색상이 적색, 청색, 심록, 황록의 착색 영역, 색상이 적색, 청록, 심록, 황록의 착색 영역이 예시된다.
또한, 도 17에 도시하는 바와 같이 RGB 각각의 색상을 갖는 컬러 레지스트를 이용하여, R·G·B 각각의 서브 화소 영역을 형성함과 아울러, RGB 각각의 착색층이 전부 평면적으로 겹치지 않도록 배치된 서브 화소 영역 W(백색)을 형성하여, R·G·B· W의 4색의 색상의 서브 화소 영역의 집합으로서 1 화소를 구성할 수 있다.
RGB의 착색층을 전부 같은 서브 화소 영역 내에 배치함으로써 백색 서브 화소 영역을 형성할 수 있으므로, 새로운 레지스트를 이용하지 않고 1 화소 중에 백색 서브 화소 영역을 마련함으로써, 표시되는 화상의 백색 표시의 휘도를 높일 수 있어 계조성을 향상시킬 수 있다.
또한, 말할 필요도 없고, 상술한 서브 화소 영역 R·G·B와 함께 서브 화소 영역 C·M·Y를 추가한 뒤에, 또한 백색 서브 화소 영역을 마련하는 것으로도 할 수 있다.
단, 1 화소를 구성하는 서브 화소 영역이 늘어나면 늘어날수록, 1 화소가 커 져서 화상 표시가 거칠게 시인될 염려가 있기 때문에, 요구되는 전기 광학 장치의 스펙에 따라서, 1 화소를 구성하는 서브 화소 영역의 수나 새롭게 작성하는 서브 화소 영역의 색상을 결정하는 것이 바람직하다.
또한, 표시되는 화상이 매끄러운 직선을 재현할 수 있도록, 복수의 서브 화소 영역에 의해서 형성되는 1 화소는 실질적으로 정방 형상으로 되는 것이 바람직하다.
또한, 서브 화소 영역 내에서 색상이 다른 착색층을 겹치지 않게 배치하는 데 있어서, 해당 서브 화소 영역 전체에서 겹치게도 할 수 있는 한편, 해당 서브 화소 영역의 일부에서만 겹치게도 할 수 있다는 점이나, 일부 서브 화소 영역 내에서 착색층을 겹치게 하는 경우에도, 전체적으로 반사 영역의 착색층의 합계 두께가 투과 영역의 착색층의 합계 두께보다도 얇은 것이 바람직하다는 점은 상술한 실시예 1과 마찬가지다.
또한, 착색층에 비착색 영역이나, 착색층의 두께를 일부 얇게 한 영역을 마련하거나, 경우에 따라서는 중첩 부분을 돌기 형상으로 형성하여, 액정 재료의 배향 방향을 제어하는 배향 돌기로서 구성할 수도 있다.
또한, 동일한 색상을 갖는 서브 화소 영역의 배열 패턴에 관해서도 예컨대, 도 18(a)~(b)에 나타내는 바와 같은 스트라이프 형상 배열이나, 도 19(a)에 나타내는 바와 같은 모자이크 형상 배열, 도 19(b)에 나타내는 것 같은 델타 형상 배열을 채용하거나, 도 20에 도시하는 바와 같이 1 화소를 상단의 서브 화소 영역 RGB와 하단의 서브 화소 영역 CMY로 구성하고, 이들 서브 화소 영역을 교대로 배치할 수 있다.
(실시예 4)
본 발명에 관한 실시예 4로서, 실시예 1의 액정 장치를 구비한 전자 기기에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 21은 본 실시예의 전자 기기의 전체 구성을 나타내는 개략 구성도이다. 이 전자 기기는 액정 장치에 구비된 액정 패널(20)과, 이것을 제어하기 위한 제어 수단(200)을 갖고 있다. 또한, 도 21 중에서는 액정 패널(20)을, 패널 구조체(20a)와, 반도체 소자(IC) 등으로 구성되는 구동 회로(20b)로 개념적으로 나누어서 도시했다. 또한, 제어 수단(200)은 표시 정보 출력원(201)과, 표시 처리 회로(202)와, 전원 회로(203)와, 타이밍 제네레이터(204)를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 표시 정보 출력원(201)은 ROM(Read Only Memory)이나 RAM(Random Access Memory) 등으로 이루어지는 메모리와, 자기 기록 디스크나 광 기록 디스크 등으로 이루어지는 스토리지 유닛과, 디지털 화상 신호를 동조 출력하는 동조 회로를 구비하고, 타이밍 제네레이터(204)에 의해서 생성된 각종의 클럭 신호에 근거하여, 소정 포맷의 화상 신호 등의 형태로 표시 정보를 표시 처리 회로(202)에 공급하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 표시 처리 회로(202)는 시리얼-패러랠 변환 회로, 증폭·반전 회로, 로테이션 회로, 감마 보정 회로, 클램프 회로 등의 주지된 각종 회로를 구비하여, 입력한 표시 정보를 처리하고, 이 화상 정보를 클럭 신호 CLK와 함께 구동 회 로(20b)에 공급하는 것이 바람직하다. 또한, 구동 회로(20b)는 제 1 전극 구동 회로, 제 2 전극 구동 회로 및 검사 회로를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 전원 회로(203)는 상술한 각 구성 요소에 각각 소정의 전압을 공급하는 기능을 갖고 있다.
그리고, 본 실시예의 전자 기기라면 종류에 관계없이 공통의 컬러 레지스트를 이용하면서, 소망하는 색상의 광이 출사되도록, 일부 서브 화소 영역에서 서로 다른 색상의 착색층을 평면적으로 겹치지 않도록 배치한 액정 장치를 구비하기 때문에, 생산 비용의 상승을 수반하지 않고, 소망하는 색 재현성을 얻을 수 있는 전자 기기로 할 수 있다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명에 의하면 1 화소를 구성하는 서브 화소 영역 중 적어도 일부의 서브 화소 영역에서, 색상이 서로 다른 복수의 착색층을 평면적으로 겹치지 않도록 배치함으로써, 기종마다 컬러 레지스트를 준비하지 않고, 소망하는 색 재현성을 얻을 수 있는 전기 광학 장치를 얻을 수 있다. 따라서, 액정 장치를 비롯한 여러가지의 표시 장치나 전자 기기 예컨대, 휴대 전화기나 퍼스널 컴퓨터 등을 비롯하여, 액정 텔레비젼, 뷰 파인더형·모니터 직시형 비디오 테이프 레코더, 카네비게이션 장치, 페이져, 전자 수첩, 전자 계산기, 워드 프로세서, 워크 스테이션, 화상 전화, POS 단말, 터치 패널을 구비한 전자 기기, 전자 방출 소자를 사용한 장치(FED:Field Emission Display나 SCEED:Surface-Conduction Electron-Emitter Display), 플라즈 마 디스플레이 장치, 유기 전계 발광 장치 및 무기 전계 발광 장치 등에 적용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 기본색이 되는 컬러 레지스트 이외에 새롭게 컬러 레지스트를 작성하지 않고 서브 화소 영역 내의 색상의 조정을 도모할 수 있어, 비용의 상승이나 제조 효율의 저하를 억제하면서, 미묘한 색미의 재현이 가능해지는 전기 광학 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법, 전기 광학 장치를 구비한 전자 기기를 제공할 수 있다.

Claims (8)

  1. 표시 영역을 구성하는 복수의 서브 화소 영역과, 적어도 가법혼색계의 착색층을 포함하는 복수의 착색층으로 이루어지는 컬러 필터를 구비한 전기 광학 장치에 있어서,
    상기 컬러 필터는 색상이 서로 다른 상기 복수의 착색층을 포함하고,
    1 화소를 구성하는 복수의 서브 화소 영역 중 적어도 2개 이상의 서브 화소 영역 내에, 평면적으로 겹치지 않도록 상기 복수의 착색층 중 적어도 2색 이상의 착색층을 배치한 것
    을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브 화소 영역은 반사 영역 및 투과 영역을 갖고,
    상기 반사 영역 내에 상기 2색 이상의 착색층을 배치한 것
    을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 2색 이상의 착색층을 서브 화소 영역 내에 각각 균일하게 분산시키는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2색 이상의 착색층을 포함하는 서브 화소 영역과, 단색의 착색층으로 이루어지는 서브 화소 영역에 의해 1 화소가 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서브 화소 영역은 반사 영역 및 투과 영역을 갖고,
    상기 반사 영역의 착색층의 합계의 두께가 상기 투과 영역의 착색층의 합계의 두께보다 얇은 것
    을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서브 화소 영역 내에 비착색 영역을 마련하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  7. 표시 영역을 구성하는 복수의 서브 화소 영역과, 적어도 가법혼색계의 착색층을 포함하는 복수의 착색층으로 이루어지는 컬러 필터를 구비한 전기 광학 장치의 제조 방법에 있어서,
    1 화소를 구성하는 복수의 서브 화소 영역 중 적어도 2개 이상의 서브 화소 영역내에서, 상기 복수의 착색층 중 적어도 2색 이상의 착색층이 평면적으로 겹치지 않고 배치되도록, 색상이 서로 다른 상기 복수의 착색층을 순차적으로 형성하는 것
    을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
  8. 삭제
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