KR20060103412A - 전기 광학 장치 - Google Patents

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KR20060103412A
KR20060103412A KR1020060083826A KR20060083826A KR20060103412A KR 20060103412 A KR20060103412 A KR 20060103412A KR 1020060083826 A KR1020060083826 A KR 1020060083826A KR 20060083826 A KR20060083826 A KR 20060083826A KR 20060103412 A KR20060103412 A KR 20060103412A
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게이지 다키자와
도시노리 우에하라
도모유키 나카노
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 전기 광학 장치는 전기 광학층과, 전기 광학층을 개재하여 대향하는 한 쌍의 전극을 갖고, 상기 전기 광학층의 한쪽에 배치된 기판(121) 상에, 전기 광학층을 향해, 금속층(123) 및 금속층 상에 배치된 복수의 층(124B, 124R)을 갖고, 금속층(123)의 외측 가장자리(123e)가 복수의 층 중 최초로 형성된 제 1 층(124B)에 의해 피복되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

전기 광학 장치{ELECTRO-OPTICAL DEVICE}
도 1은 실시예의 제 2 기판의 구조를 모식적으로 나타내는 개략 단면도 및 그 제조 공정의 개략을 나타내는 개략 흐름도,
도 2는 실시예의 제 2 기판의 주변 영역의 일부를 확대하여 나타내는 확대 부분 단면도,
도 3은 다른 구성예의 제 2 기판의 주변 영역의 일부를 확대하여 나타내는 확대 부분 단면도,
도 4는 또 다른 구성예의 제 2 기판의 주변 영역의 일부를 확대하여 나타내는 확대 부분 단면도,
도 5는 별도의 구성예의 제 2 기판의 주변 영역의 일부를 확대하여 나타내는 확대 부분 단면도,
도 6은 더욱 별도의 구성예의 제 2 기판의 주변 영역의 일부를 확대하여 나타내는 확대 부분 단면도,
도 7은 실시예의 액정 장치의 전체 구성을 나타내는 개략 분해 사시도,
도 8은 실시예의 액정 장치의 개략 평면 투시도,
도 9는 실시예의 제 2 기판의 도체 패턴의 일부를 확대하여 나타내는 확대 부분 평면도,
도 10은 실시예의 상하 도통부를 확대하여 나타내는 확대 부분 단면도,
도 11은 실시예의 제 2 기판의 일부를 확대하여 나타내는 확대 평면 투시도,
도 12는 실시예의 표시 영역의 일부를 제 2 기판 배선의 연장 방향으로 확대하여 나타내는 부분 확대 단면도,
도 13은 실시예의 표시 영역의 일부를 제 2 기판의 배선의 연장 방향과 직교하는 방향으로 확대하여 나타내는 부분 확대 단면도,
도 14는 전자기기에 탑재된 전기 광학 장치 및 그 제어 수단을 나타내는 개략 구성도,
도 15는 전자기기의 일례를 나타내는 개략 사시도,
도 16은 관련되는 반투과 반사형 액정 표시 장치의 구조를 나타내는 확대 부분 단면도,
도 17은 관련되는 액정 표시 장치의 제 1 기판의 주변 영역의 일부를 확대하여 나타내는 확대 부분 단면도 (a) 및 (b).
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 액정 장치 110 : 제 1 기판
120 : 제 2 기판 121 : 기판
122 : 도체 패턴 122a : 띠 형상 도체
122a-1 : 전극 122a-2 : 배선
122ap : 접속 패드부 123 : 반사층(금속층)
123a : 개구부 123e : 반사층의 외측 가장자리
124R, 124G, 124B : 착색층 124BM, 129 : 차광층
124Be, 124Re, 125e, 126e, 129e : 외측 가장자리
125 : 제 1 절연층 126 : 제 2 절연층
131 : 밀봉재 131A : 도전 입자
132, 133 : 전자 부품 135 : 액정층
본 발명은 전기 광학 장치용 기판, 전기 광학 장치, 전자기기, 및 전기 광학 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 기판 상에 금속층을 갖는 전기 광학 장치의 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 장치, 유기 전자 발광 장치, 플라즈마 디스플레이 장치 등의 각종 전기 광학 장치에 있어서는, 전기 광학층을 사이에 끼워 대향하는 한 쌍의 전극을 갖고, 전기 광학층 중 적어도 한쪽에 기판을 구비하고 있다. 전기 광학 장치의 일례로서 액정 표시 장치를 예로 들어 설명하면, 액정 표시 장치는, 통상, 한 쌍의 기판 내면에 각각 전극을 형성하고, 이들 한 쌍의 기판을 밀봉재를 통해서 접합하고, 또한 한 쌍의 기판과 밀봉재로 둘러싸인 공간 내에 액정을 봉입한 패널 구조를 갖는다.
액정 표시 장치로는, 반사판이나 반사층을 구비한 반사형 또는 반투과 반사형 액정 표시 장치가 알려져 있다. 이 종류의 장치에는, 기판의 외측에 반사판을 배치한 외부 반사판 방식의 장치도 있지만, 반사광이 기판을 왕복 투과하여 시인됨으로써 시차 등에 의한 표시 품질의 문제가 생기기 때문에, 일반적으로는 기판의 내면 상에 반사층을 형성한 내부 반사 방식의 장치가 많이 제조되고 있다.
내부 반사 방식의 액정 표시 장치에 있어서는, 기판 상에 알루미늄, 알루미늄 합금, 은 합금, 크롬 합금 등의 금속을 증착법이나 스퍼터링법 등에 의해 성막함으로써 반사층이 형성된다. 여기서, 컬러 표시 가능한 액정 표시 장치의 경우에는, 상기한 반사층 상에 착색층을 배치하여 컬러 필터를 구성한다. 이 경우, 반사층을 착색층에 의해 덮고, 또한 반사층을 착색층보다도 좁은 범위에 한정하여 형성함으로써, 반사층의 손상을 방지하는 방법이 알려져 있다.
관련되는 반투과 반사형 액정 표시 장치의 일례를, 도 16을 참조하여 설명한다. 이 액정 표시 장치(200)에 있어서는, 제 1 기판(210)과 제 2 기판(220) 사이에 액정층(235)이 배치된다. 제 1 기판(210)에는, 기판(211) 상에 투명 하지층(212), 반사층(213), 착색층(214F, 214C), 보호막(215), 투명 전극(216), 배향막(217)이 순차 형성되고, 제 2 기판(220)에는, 기판(221) 상에 투명 전극(222) 및 배향막(223)이 순차 형성되어 있다. 반사층(213)에는 화소 P마다 개구부(213a)가 형성되고, 이 개구부(213a)에 의해 광 투과 영역 Pt가 구성되고, 그 외의 부분은 광 반사 영역 Pr로 되어있다. 화소 사이에는 차광층(214B)이 형성되어 있다. 이 액정 표시 장치에서는, 보호막(215)을 패터닝하는 것만으로 광 투과 영역 Pt에서 액정층(235)을 두껍고, 광 반사 영역 Pr에서 액정층(235)을 얇게 형성할 수 있다. 또한, 이 도시 예에서는, 광 투과 영역 Pt의 착색층(214C)의 광학 농도를 크게 하고, 광 반사 영역 Pr의 착색층(214F)의 광학 농도를 작게 함으로써, 투과 표시와 반사 표시 사이의 표시 형태의 차이를 감소시키고 있다.
도 17(a)는 상기 액정 표시 장치(200)의 제 1 기판(210)에 있어서의 상기 화소 P가 배열된 표시 영역의 외측에 배치되는 주변 영역의 일부 구조를 나타내는 확대 부분 단면도이다.
이 주변 영역에는, 차광층(214BM)이 적색의 착색층(214R)과 청색의 착색층(214B)을 적층함으로써 구성되어 있다. 이 차광층(214BM)은 보호막(215)에 의해 덮여지고, 그 위에 상기 투명 전극(216)에 접속된 배선(218)이 형성되어 있다. 차광층(214BM)의 아래에는 반사층(213)의 외측 가장자리(213e)가 배치되어 있다.
그러나, 상기 관련되는 액정 표시 장치(200)에 있어서는, 반사층(213)을 형성한 후에, 착색층(214B, 214R, 214G)을 순서대로 형성하고, 그 후, 보호막(215)을 형성하며, 그 위에 전극(216) 및 배선(218)을 형성했을 때, 도 17(b)에 나타내는 바와 같이, 반사층(213)의 외측 가장자리(213e)가 차광층(214BM)과 함께 부상하고, 배선(218)을 단선시키는 것과 같은 사고가 발생하여, 표시 결함을 생기게 하는 경우가 있다. 이 표시 결함은 반사층을 착색층의 형성 범위보다 좁은 범위에 한정하여 형성하도록 해도 발생해서, 제품의 양품률을 저하시킨다.
그래서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하는 것으로, 그 과제는 금속층의 외측 가장자리의 부상을 방지할 수 있는 전기 광학 장치용 기판 및 전기 광학 장치의 구조를 제공함으로써 배선의 단선에 의한 표시 결함을 감소시켜, 제품의 양품률을 향상시키는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 발명자가 예의 검토를 행한 결과, 컬러 필터를 구성하는 착색층의 패터닝 시에는, 탄산소다나 수산화칼륨 등을 용질(溶質)로 하는 알칼리 수용액을 현상액으로서 이용하지만, 이 때, 반사층(213)의 외측 가장자리(213e)와 기판(211) 사이에 현상액 등이 침입하고, 특히 알칼리에 약한 알루미늄 등으로 반사층(213)에 의해 형성되어 있는 경우에는 일부 반사층(213)에 침식이 생기고 반사층(213)의 외측 가장자리가 기판(211)으로부터 박리되고, 그 후, 착색층의 소성 공정이나 투명 전극(216)의 가열 공정 등의 가열 시에 휘어짐이 생기고, 그에 따라 반사층의 외측 가장자리가 부상하기 때문에, 투명 전극(216)에 단선이 발생하는 것은 아닌 가라는 것이 생각되었다. 이 현상은 제조 공정 중의 온도의 승강의 반복에 의해 서서히 진행해 나가는 경우가 있고, 이 때문에, 제조 공정의 후반 등에 있어서 처음으로 발각되는 경우도 많기 때문에, 제조 효율을 저하시키는 요인으로 된다. 또한, 종래의 방법에서는 상기한 원인에 의한 표시 결함의 발생을 예방할 수 없는 것이 밝혀졌다.
그래서, 본 발명자는 착색층의 패터닝 공정을 행하기 전에 반사층(213)의 외 측 가장자리를 피복함으로써, 현상액 등의 침입을 방지하고, 상기한 원인을 근절할 수 있다는 착상을 얻어, 여러 가지 검토 및 실험을 행하여, 양호한 결과를 얻어 이하의 본 발명에 이르렀다.
즉, 본 발명의 전기 광학 장치용 기판은, 기판 상에, 금속층 및 해당 금속층상에 배치된 복수의 층을 갖는 전기 광학 장치용 기판에 있어서, 상기 금속층의 외측 가장자리가 상기 복수의 층 중 최초에 형성된 제 1 층에 의해 피복되어 있는 것을 특징으로 한다.
금속층 상에 복수의 층을 형성하는 경우에는, 각 층의 패터닝 처리나 가열 처리 등이 수반되기 때문에, 현상액이나 에칭액의 침입이나 열 응력 등이 반복하여 기판 및 그 위에 형성된 금속층에 가해지게 된다. 그런데, 본 발명에서는, 금속층의 외측 가장자리가 최초에 형성하는 제 1 층에 의해 피복되기 때문에, 그 후에 실시되는 제 1 층이나 그 후의 층의 패터닝 처리나 가열 처리에 의한 영향을 받기 어렵게 되기 때문에, 금속층의 외측 가장자리의 박리가 발생하지 않고, 따라서, 당해 외측 가장자리의 부상(휘어짐)도 발생되지 않게 되어, 장치의 불량의 발생을 경감하여, 양품률을 향상시킬 수 있다.
또, 상기한 복수의 층은 금속층 상에 서로 적층되어 있지 않아도 좋고, 최초에 어느 영역에 제 1 층이 형성되고, 이 제 1 층과는 다른 별도의 영역에 다른 층이 형성되어 있어도 상관없다. 또한, 복수의 층에는, 절연층, 착색층, 도전층, 배향막 등의 여러 가지의 층이 포함된다.
또한, 본 발명의 별도의 전기 광학 장치용 기판은, 기판 상에, 금속층 및 해 당 금속층 상에 적층된 복수의 층을 갖는 전기 광학 장치용 기판에 있어서, 상기 금속층의 외측 가장자리가 상기 복수의 층 중 상기 금속층 상에 직접 형성된 제 1 층에 의해 피복되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 경우에도, 금속층 상에 직접 형성된 제 1 층에 의해 금속층의 외측 가장자리가 피복되어 있는 것에 의해, 패터닝 처리 시에서의 상기 외측 가장자리에의 현상액이나 에칭액의 침입을 방지할 수 있으므로, 당해 외측 가장자리의 부상(휘어짐)도 발생하지 않기 때문에, 장치의 불량의 발생을 경감하여, 양품률을 향상시킬 수 있다.
여기서, 상기한 복수의 층은 금속층 상에 서로 일부만이라도 겹치도록 적층되어 있으면 좋고, 제 1 층은 그 중에서 가장 하층에 형성되어 있는 층이면 좋다. 또한, 복수의 층에는, 절연층, 착색층, 도전층, 배향막 등의 여러 가지의 층이 포함된다.
본 발명에 있어서, 상기 제 1 층의 외측 가장자리는 상기 금속층의 외측 가장자리로부터 1㎛ 이상 외측에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 그에 따라, 금속층의 외측 가장자리를 피복하고 있는 제 1 층은 그 외측으로 1㎛ 이상에 걸쳐 더 배치되어 있게 되기 때문에, 현상액이나 에칭액의 침입을 확실히 방지할 수 있다. 이 경우, 기판의 소형화를 도모하기 위해서는, 상기 금속층의 외측 가장자리와 제 1 층의 외측 가장자리의 거리는 대략 1 내지 10㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 특히, 패터닝 정밀도를 감안하면, 당해 거리는 대략 3 내지 8㎛의 범위 내인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 복수의 층은 복수 색의 착색층인 것이 바람직하다. 복수 색의 착색층 중 최초에 형성되는 제 1 층 또는 금속층 상에 적층되는 복수 색의 착색층 중 금속층 상에 직접 형성되는 제 1 층에 의해 금속층의 외측 가장자리를 피복함으로써 제 1 층을 포함한 복수 색의 착색층을 패터닝하는 시점에서는 이미 금속층의 외측 가장자리가 피복되어 있기 때문에, 금속층의 외측 가장자리의 박리나 부상(휘어짐)을 방지할 수 있다. 여기서, 감광성 착색 수지를 이용한 포토리소그래피법에 의해 착색층을 형성하는 경우에는, 알칼리 수용액에 의한 현상 처리나 현상 후의 소성 처리가 필요해지기 때문에, 금속층의 외측 가장자리의 박리나 부상이 생기기 쉽기 때문에 특히 효과적이다. 또한, 이 경우에 있어서의 제 1 층은 통상 컬러 필터 자체를 구성하는 복수 색의 착색층 중 최초로 형성되는 착색층이지만, 컬러 필터 자체를 구성하는 복수 색의 착색층 이외에, 차광층을, 예컨대, 흑색 수지 등에 의해 형성하는 경우에는, 이 차광층을 포함해서 최초에 금속층 상에 형성되는 층을 제 1 층이라 하면 좋다.
또, 복수 색의 착색층을 형성하는 경우에는, 이들 착색층 중 가장 두껍게 형성되는 착색층을 상기 제 1 층으로 하는 것이 바람직하다. 그에 따라, 금속층의 외측 가장자리에 대한 현상액이나 에칭액 등의 침입을 더욱 감소시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제 1 층은 상기 금속층의 외측 가장자리 상에 형성되어, 광을 차단하는 차광층을 구성하고 있는 것이 바람직하다. 통상, 금속층의 외측 가장자리는 표시 영역의 외측에 배치되는 주변 영역에 배치되고, 그 외측 가장자리 상에는 차광층이 형성된다. 여기서, 차광층 자체가 제 1 층이면, 금속층의 외측 가장자리는 차광층에 의해 확실하게 보호되고, 또한, 차광층이 복수의 층이 적층되어 이루어지는 것이면, 그 최초에 형성되는 제 1 층 또는 금속층 상에 직접 형성되는 제 1 층에 의해 금속층의 외측 가장자리는 확실하게 보호된다.
여기서, 복수의 층이 적층되어 차광층을 구성하는 경우가 있다. 이 경우에는, 상기 차광층은 상기 제 1 층 상에 제 2 층을 갖는 것으로 되지만, 특히, 상기 제 1 층의 외측 가장자리 위치와, 상기 제 2 층의 외측 가장자리 위치가 서로 다른 것이 바람직하다. 그에 따라, 차광층이 외측에 향해 서서히 막 두께가 얇아지도록 구성되기 때문에, 그 상층에 형성되는 배선의 단차량이나 표면 경사각을 감소시킬 수 있게 되기 때문에, 배선의 커버리지 부족에 의한 단선 불량도 감소시킬 수 있다. 또한, 이 차광층과 같이 복수층으로 구성됨에 따라 독립된 기능을 행하도록 구성된 복합층인 경우에는, 당해 복합층을 구성하는 복수의 층 중 어느 하나의 층이 상기 금속층의 외측 가장자리를 피복하고 있으면 좋다.
또, 복수의 화소가 배열된 표시 영역과, 상기 표시 영역의 외측에 배치된 주변 영역을 갖고, 상기 금속층의 외측 가장자리 및 상기 차광층은 상기 주변 영역에 마련되고, 상기 차광층의 위쪽에 배선이 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 금속층의 외측 가장자리의 박리 및 부상에 의한 배선의 단선을 방지할 수 있고, 배선의 단선에 기인하는 표시 결함을 방지할 수 있다.
다음에 본 발명의 전기 광학 장치는 전기 광학층과, 해당 전기 광학층을 개재해서 대향하는 한 쌍의 전극을 갖고, 상기 전기 광학층의 한쪽에 배치된 기판 상에, 상기 전기 광학층을 향해, 금속층 및 해당 금속층 상에 배치된 복수의 층을 갖 는 전기 광학 장치에 있어서, 상기 금속층의 외측 가장자리가 상기 복수의 층 중 최초에 형성된 제 1 층에 의해 피복되어 있는 것을 특징으로 한다. 그에 따라, 금속층의 외측 가장자리의 박리나 부상을 감소시킬 수 있기 때문에, 장치 불량의 발생을 감소시킬 수 있고, 양품률을 향상시킬 수 있다.
또, 본 발명의 별도의 전기 광학 장치는, 전기 광학층과, 해당 전기 광학층을 통해 대향하는 한 쌍의 전극을 갖고, 상기 전기 광학층의 한쪽에 배치된 기판 상에, 상기 전기 광학층을 향해, 금속층 및 해당 금속층 상에 적층된 복수의 층을 갖는 전기 광학 장치에 있어서, 상기 금속층의 외측 가장자리가 상기 복수의 층 중 상기 금속층 상에 직접 형성된 제 1 층에 의해 피복되어 있는 것을 특징으로 한다. 이 경우에도, 금속층의 외측 가장자리의 박리나 부상을 감소시킬 수 있기 때문에, 장치 불량의 발생을 감소시킬 수 있어, 양품률을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제 1 층의 외측 가장자리는 상기 금속층의 외측 가장자리로부터 1㎛ 이상 외측에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 그에 따라, 금속층의 외측 가장자리를 피복하고 있는 제 1 층은 그 외측에 1㎛ 이상에 걸쳐 더 배치되어 있게 되기 때문에, 현상액이나 에칭액의 침입을 확실하게 방지할 수 있다. 이 경우, 기판의 소형화를 도모하기 위해서는, 상기 금속층의 외측 가장자리와 제 1 층의 외측 가장자리의 거리는 대략 1 내지 10㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 특히, 패터닝 정밀도를 감안하면, 당해 거리는 대략 3 내지 8㎛의 범위 내인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 복수의 착색층을 포함하는 컬러 필터를 갖고, 상기 복수 의 층은 상기 복수의 착색층인 것이 바람직하다. 복수 색의 착색층 중 최초에 형성되는 제 1 층, 또는 금속층 상에 적층되는 복수 색의 착색층 중 금속층 상에 직접 형성되는 제 1 층에 의해 금속층의 외측 가장자리를 피복함으로써, 제 1 층을 포함한 복수 색의 착색층을 패터닝하는 시점에서는 이미 금속층의 외측 가장자리가 피복되어 있기 때문에, 금속층의 외측 가장자리의 박리나 부상(휘어짐)을 방지할 수 있다. 여기서, 감광성 착색 수지를 이용한 포토리소그래피법에 의해 착색층을 형성하는 경우에는, 알칼리 수용액에 의한 현상 처리나 현상 후의 소성 처리가 필요해지므로, 금속층의 외측 가장자리의 박리나 부상이 생기기 쉽기 때문에, 특히 효과적이다.
또한, 이 경우에 있어서의 제 1 층은, 통상, 컬러 필터 자체를 구성하는 복수 색의 착색층 중 최초에 형성되는 착색층이지만, 컬러 필터 자체를 구성하는 복수 색의 착색층 이외에, 차광층을, 예컨대, 흑색 수지 등에 의해 형성하는 경우에는, 이 차광층을 포함해서 최초에 금속층 상에 형성되는 층을 제 1 층으로 하면 좋다.
본 발명에 있어서, 복수의 화소가 배치된 표시 영역과, 상기 표시 영역의 외측에 배치된 주변 영역을 갖고, 상기 금속층의 외측 가장자리 및 상기 제 1 층은 상기 주변 영역에 배치되고, 상기 제 1 층은 상기 금속층의 외측 가장자리 상에 형성되는, 광을 차단하는 차광층을 구성하고 있는 것이 바람직하다. 특히, 차광층의 상층에 배선이 배치되어 있는 경우에 효과적이다. 또한, 이 차광층과 같이 복수층으로 구성되는 것에 의해 독립된 기능을 행하도록 구성된 복합층인 경우에는, 당해 복합층을 구성하는 복수의 층 중 어느 하나의 층이 상기 금속층의 외측 가장자리를 피복하고 있으면 좋다.
본 발명에 있어서, 상기 차광층은 상기 제 1 층의 상에 제 2 층을 갖고, 상기 제 1 층의 외측 가장자리 위치와, 상기 제 2 층의 외측 가장자리 위치가 서로 다른 것이 바람직하다. 그에 따라, 차광층의 두께에 기인하는 표면 단차량이나 표면 경사각을 감소시킬 수 있기 때문에, 차광층의 상층에 배선을 배치하는 경우에는, 당해 배선의 단선 발생 확률을 감소시킬 수 있다.
또, 본 발명의 전자기기는, 상기한 어느 하나에 기재한 전기 광학 장치와, 해당 전기 광학 장치의 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 한다. 상기한 이유에 의해, 전기 광학 장치의 불량 발생율을 감소시킬 수 있고, 양품률도 향상시킬 수 있기 때문에, 보다 저렴하고, 신뢰성이 높은 전자기기를 구성할 수 있다.
다음에 본 발명의 전기 광학 장치의 제조 방법은, 전기 광학층과, 해당 전기 광학층을 개재하여 대향하는 한 쌍의 전극을 갖고, 상기 전기 광학층의 한쪽에 배치된 기판 상에, 상기 전기 광학층을 향해, 금속층 및 해당 금속층 상에 배치된 복수의 층을 갖는 전기 광학 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 기판 상에 금속층을 형성하는 공정과, 상기 금속층 상에, 상기 복수의 층 중 최초의 제 1 층을 상기 금속층의 외측 가장자리를 피복하도록 형성하는 공정과, 이 다음에, 상기 복수의 층 중 상기 제 1 층 이외의 층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다. 그에 따라 금속층의 외측 가장자리의 박리나 부상(휘어짐)을 감소시킬 수 있기 때문에, 불량률이 저감되고, 양품률이 향상되며, 또한 제조 라인의 후반에서 밝혀지는 불량을 특히 감소시킬 수 있기 때문에, 제조 라인 전체의 제조 효율을 대폭 향상시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 전기 광학 장치는 복수 색의 착색층을 포함하는 컬러 필터를 갖고, 상기 복수의 층은 복수 색의 착색층인 것이 바람직하다. 금속층 상에 컬러 필터를 형성하는 경우에는, 컬러 필터의 제조 공정에서 알칼리 수용액에 의한 현상 처리나 가열 처리가 필요해지므로, 금속층의 외측 가장자리의 박리나 부상(휘어짐)이 발생하기 쉽기 때문에, 본 발명은 특히 효과적이다.
또한, 본 발명에 따른 별도의 전기 광학 장치는 전기 광학층과, 해당 전기 광학층을 개재하여 대향하는 한 쌍의 전극을 갖고, 상기 전기 광학층의 한쪽에 배치된 기판 상에, 상기 전기 광학층을 향해, 금속층 및 상기 금속층 상에 배치된 복수의 착색층으로 이루어지는 컬러 필터를 갖는 전기 광학 장치에 있어서, 복수의 화소가 배치된 표시 영역과, 해당 표시 영역의 외측에 배치된 주변 영역을 갖고, 상기 금속층의 외측 가장자리 및 상기 복수의 착색층은 상기 주변 영역에 배치되고, 상기 복수의 착색층은 광을 차단하는 차광층을 구성하고 있으며, 상기 금속층의 외측 가장자리가 상기 복수의 층 중 어느 하나의 층에 의해 피복되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 금속층의 외측 가장자리가 차광층을 구성하는 복수의 층 중 어느 하나의 층에 의해 피복됨으로써, 차광층 상에 더 형성되는 다른 층의 패터닝 등의 후 처리에 의한 금속층의 박리나 그 외측 가장자리의 부상(휘어짐) 등을 방지할 수 있다.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적, 특징, 국면 및 이익 등은 첨부 도면을 참조로 하여 설명하는 이하의 상세한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다.
다음에 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기 광학 장치용 기판, 전기 광학 장치 및 전자기기, 및 전기 광학 장치의 제조 방법의 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 이하에 설명하는 각 실시예는 모두 전기 광학 장치의 일종인 액정 장치에 관한 것이지만, 본 발명은 액정 장치에 한하지 않고, 전기 발광 장치, 플라즈마 디스플레이 장치, 필드 에미션 표시 장치 등의 각종 전기 광학 장치에 이용할 수 있는 것이다.
(액정 장치의 전체 구성)
우선, 본 실시예의 액정 장치(100)의 전체 구성에 관해 설명한다. 도 7은 액정 장치(100)의 분해 사시도, 도 8은 액정 장치(100)의 평면 투시도이다. 액정 장치(100)는 제 1 기판(110)과, 제 2 기판(120)을 밀봉재(131)에 의해 접합하고, 제 1 기판(110), 제 2 기판(120) 및 밀봉재(131)에 의해 둘러싸인 공간 내에 도시하지 않은 전기 광학 물질인 액정을 봉입한 것이다. 제 1 기판(110)은 제 2 기판(120)의 외형보다도 연장된 기판 돌출부(110T)를 갖고, 이 기판 돌출부(110T)의 표면 상에 액정 구동 회로 등을 내장한 전자 부품(반도체 IC 칩)(132, 133)이 실장되어 있다. 이들 전자 부품(132, 133)의 도시하지 않은 복수의 단자는 기판 돌출부(110T) 상에 각각 연장된 전극 배선(112a), 배선(112b) 및 입력 단자(112c, 112d)에 도전 접속되어 있다.
제 1 기판(110)에 있어서는, 유리나 플라스틱 등의 투명 재료로 구성되는 기판(111)의 표면 상에 ITO 등으로 구성된 도체 패턴(112)이 형성되어 있다. 이 도체 패턴(112)에는, 밀봉재(131)의 내측에 설정된 표시 영역 D(도 8참조) 내에 스트라이프 형상으로 형성된 전극 배선(112a)이 포함된다. 이들 전극 배선(112a)은 도시를 생략한 구동 소자(예컨대, TFD(박막 다이오드))에 접속되어 있다. 전극 배선(112a)은 표시 영역 D 내로부터 상기 기판 돌출부(110T)의 표면상으로 연장되어 있다. 또한, 표시 영역 D의 외측에는 주변 영역 E(도 8 참조)가 마련되어 있다. 이 주변 영역 E에는 기판(111) 상에 복수의 배선(112b)이 형성되어 있다. 이들 배선(112b)에는, 표시 영역 D와의 경계선을 따라 배치된 접속 패드부(112bp)가 마련되어 있다.
또한, 배선(112b)에서의 접속 패드부(112bp)와는 반대측인 단부는 상기 기판 돌출부(110T)로 연장되어 있다. 또한, 기판 돌출부(110T)의 단부 가장자리 근방에는, 복수의 입력 단자(112c, 112d)가 형성되어 있다. 이들 입력 단자(112c, 112d)는 도시하지 않은 가요성 배선 기판 등의 배선 부재가 접속됨으로써, 외부의 표시 제어 수단으로부터 제어 신호나 표시 데이터 등을 도입할 수 있게 하기 위한 것이다.
한편, 제 2 기판(120)에는, 유리나 플라스틱 등으로 구성된 기판(121)의 표면(제 1 기판(110)과 대향하는 내면) 상에, ITO 등으로 구성되는 도체 패턴(122)이 형성되어 있다. 이 도체 패턴(122)에는, 스트라이프 형상으로 구성된 복수의 띠 형상 도체(122a)가 마련되어 있다. 이들 띠 형상 도체(122a)의 단부에는 각각 접속 패드부(122ap)가 형성되어 있다. 이들 띠 형상 도체(122a)는 상기 제 1 기판(110)의 전극 배선(112a)의 연장 방향과 직교하는 방향으로 신장하고 있다.
도 9는 제 2 기판(120)에 마련된 띠 형상 도체(122a)의 양 단부 근방을 확대하여 나타내는 개략 평면도이다. 띠 형상 도체(122a)는 표시 영역 D 내에 배치된 부분이 전극(122a-1)으로 되어 있고, 이 전극(122a-1)과 일체로 구성된 배선(122a-2)은 주변 영역 E에 있어 외측을 향하여 연장하고 있다. 상기 접속 패드부(122ap)는 상기 배선(122a-2)의 외측 단부에서 폭이 확대된 형상으로 구성되어 있다. 또, 이 배선(122a-2) 및 그 근방의 구성에 대해 이하에 설명하는 경우, 표시 영역 D 측을 내측, 주변 방향 E 측 또는, 더욱 그 외측 가장자리를 향하는 방향을 외측이라 한다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 띠 형상 도체(122a)의 접속 패드부(122ap)는 밀봉재(131)를 통해 배선(112b)의 접속 패드부(112bp)에 접속되어 있다. 밀봉재(131)에는, 수지 기재 중 다수의 미소한 도전 입자(131A)가 분산 배치되어 있다. 또, 도 10에서는 밀봉재(131)의 폭과 도전 입자(131A)의 직경이 거의 마찬가지로 그려지고 있지만, 실제로는, 도전 입자(131A)의 외경은 5 내지 10㎛ 정도이며, 밀봉재(131)의 폭은 0.1 내지 3.0㎜ 정도이다. 이들 도전 입자(131A)는 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120)이 밀봉재(131)를 통해 접합되고, 가압된 상태에서 밀봉재(131)가 경화되었을 때, 접속 패드부(121bp)와 접속 패드부(122ap)를 도전 접속하도록 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 상기와 같은 구성에 의해 밀봉재(131) 는 도전이방성을 가지므로, 복수의 접속 패드부(112bp)와 접속 패드부(122ap)는 이 밀봉재(131)를 통해 서로 대응하는 것끼리만 도전 접속된다.
본 실시예에서는, 상기한 바와 같이, 제 2 기판(120)에서 배선(122a-2) 단부에 접속 패드부(122ap)가 마련되고, 이 접속 패드부(122ap)로부터 상하 도통부인 밀봉재(131)를 통해 전기 광학층인 액정층의 반대측에 도전 접속되는 배선 구조를 갖고 있다. 이 때문에, 제 2 기판(120)에서 배선 구조의 레이아웃 면적을 작게 할 수 있게 되기 때문에, 제 2 기판(120)의 주변 영역 E의 폭을 확대하지 않아도, 배선(122a-2)의 길이를 충분히 확보할 수 있게 된다. 따라서, 후술하는 제 1 절연층(125) 및 제 2 절연층(126)의 외측 가장자리를 표시 영역 D로부터 더 떨어진 장소에 배치할 수 있게 되기 때문에, 배선(122a-2)의 하지 표면의 표면 단차량이나 표면 경사각을 감소시킬 수 있고, 그 결과, 배선(122a-2)의 단선의 발생 확률을 감소시킬 수 있다고 하는 이점이 있다.
본 실시예에서는, 상하 도통부에 마련되는 접속 패드부(122ap)는 기판(121)의 표면 상에 직접 형성되고, 그에 따라 그 표면이 거의 평탄면으로 되어있기 때문에, 밀봉재(131)에 의한 도전 접속의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 단, 접속 패드부(122ap)는 기판(121) 상에 직접 형성되어 있을 필요는 없고, 예컨대, 제 1 절연층(125)이나 제 2 절연층(126)의 표면 상에 형성되어 있어도 상관없다. 단, 이 경우, 제 1 절연층(125)의 외측 가장자리(125e)나 제 2 절연층(126)의 외측 가장자리(126e)의 바로 위의 위치를 제외한 표면이 평탄한 부분에 접속 패드부(122ap)가 형성되는 것이 바람직하다.
(내부 구조)
다음에 도 11 내지 도 13을 참조하여 본 발명에 따른 전기 광학 장치용 기판 및 전기 광학 장치의 내부 구조에 대해 설명한다. 도 11은 액정 장치(100)의 제 2 기판(120)에 대해 표시 영역 D와 주변 영역 E의 경계 근방을 나타내는 확대 평면 투시도, 도 12는 액정 장치(100)의 표시 영역 D 내의 일부를 배선(122a-2)의 연장 방향으로 절단한 상태를 나타내는 확대 단면도, 도 13은 액정 장치(100)의 표시 영역 D 내의 일부를 배선(122a-2)의 연장 방향과 직교하는 방향으로 절단한 상태를 나타내는 확대 단면도이다.
본 실시예에서는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 표시 영역 D에서 복수의 화소 P가 평면적으로 배열 형성되어 있다. 표시 영역 D 내의 화소 P 사이에는 화소간 영역이 존재하고, 이 화소간 영역에는 후술하는 차광층(124BM)이 형성되어 있다. 또한, 주변 영역 E의 표시 영역 D의 외측 가장자리에 따른 부분에도 차광층(124BM)이 표시 영역 D를 둘러싸도록 구성되어 있다.
도 13에 나타내는 바와 같이, 제 1 기판(110)에서, 상기한 전극 배선(112a)은 구동 소자(113)를 통해 화소 전극(112P)에 접속되어 있다. 구동 소자(113) 및 화소 전극(112P)은 화소마다 형성되어 있다. 구동 소자(113)로는, 예컨대, 얇은 절연막을 통해 도체가 접합된 MIM 구조(Metal Insulator Metal structure)를 갖는 TFD(박막 다이오드 소자)를 들 수 있다. 화소 전극(112P)은, 예컨대, ITO 등의 투명 도전체로 구성된다. 이들 전극 배선(112a), 구동 소자(113) 및 화소 전극(112P) 상에는, 폴리이미드 수지 등으로 배향막(118)이 형성된다.
도 12 및 도 13에 나타내는 바와 같이, 제 2 기판(120)의 기판(121) 상에는 투명 하지층(127)이 형성되어 있다. 이 투명 하지층(127)의 표면에는 도시하지 않은 미세한 요철이 형성되어 있다. 투명 하지층(127)은, 예컨대, 기판(121)의 표면상에 감광성 수지를 도포하고, 소정의 노광 마스크를 이용하여 노광(예컨대, 프록시머티 노광)한 후에 현상함으로써 미세한 요철 표면을 구비한 상태로 형성된다. 이 투명 하지층(127)은 그 요철 표면에 의해 이하에 설명하는 반사층(123)의 반사면을 광산란성 반사면으로 하기 위해 마련되는 것이다. 그에 따라, 반사층(123)의 정 반사에 의한 배경의 착시나 조명광에 의한 혼란 등을 방지할 수 있다.
상기한 투명 하지층(127) 상에는 반사층(123)이 형성된다. 이 반사층(123)은 알루미늄, 알루미늄 합금, 은 합금 등의 금속 재료로, 증착법이나 스퍼터링법 등을 이용해서 형성된다. 반사층(123)에는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 상기 화소 P 마다 개구부(123a)가 형성된다. 이 개구부(123a)에 의해 화소 P 내에는 광 투과 영역 Pt가 구성된다. 이 광 투과 영역 Pt 이외에는, 광 반사 영역 Pr로 되어있다. 반사층의 두께는, 일반적으로 1000 내지 2000Å 정도이다.
본 실시예에서는, 도 11 내지 도 13에 나타내는 바와 같이, 표시 영역 D 내에서, 반사층(123) 상에 착색층(124R, 124G, 124B)이 형성된다. 도시 예의 경우, 도 12에 나타내는 바와 같이, 적색의 착색층(124R), 녹색의 착색층(124G) 및 청색의 착색층(124B)이 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 각 화소 P에는, 복수 색의 착색층(124R, 124G, 124B) 중 어느 하나가 배치되고, 이들 복수 색의 착색층(124R, 124G, 124B)은 상기 표시 영역 D 내에서 소정의 배열 패턴으로 되도록 배치되어 있 다. 이 배열 패턴으로서는, 예컨대, 공지의 스트라이프 배열, 델타 배열, 경사 모자이크 배열 등을 들 수 있다. 착색층(124R, 124G, 124B)은 각각 착색감재법 등에 의해 순서대로 형성된다. 이 착색층의 제조 공정에 대해서는 후에 상술한다.
또, 반사층(123) 상에는 차광층(124BM)도 형성되어 있다. 차광층(124BM)은 관찰 측(도 7의 하측, 도 12 및 도 13의 상측)으로 방출되는 표시광을 어느 정도 차단할 수 있는 것이면 좋다. 예컨대, 흑색 수지층이나 표면 처리(산화막의 성막)를 실시한 금속층 등으로 구성할 수 있다. 차광층(124BM)은 광학 농도(Optical Density)가 1 이상인 것이 바람직하고, 특히, 1.5 이상인 것이 바람직하다. 차광층(124BM)의 두께는, 예컨대, 0.5 내지 3.0㎛ 정도이다.
이 차광층(124BM)은, 바람직하게는 상기 복수 색의 착색층을 적층함으로써 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 도시예에서는, 다른 2색의 착색층을 적층함으로써 구성하고 있다. 단, 표시 영역 D에 형성하는 모든 색(도시예에서는 3색)의 착색층을 적층함으로써 구성할 수도 있다. 이 차광층(124BM)은, 도 13에 나타내는 바와 같이, 화소 P 사이의 영역에 형성되고, 또한, 도 11에 나타내는 바와 같이, 표시 영역 D를 둘러싸도록 주변 영역 E에서도 표시 영역 D와의 경계선을 따라 프레임 형상으로 형성되어 있다. 주변 영역 E에 형성된 차광층(124B)에 대해서는, 후에 상술한다.
또, 착색층(124R, 124G, 124B) 및 차광층(124BM) 상에는, 제 1 절연층(125)이 형성된다. 제 1 절연층(125)은 SiO2, TiO2, Ta2O5 등의 투명한 무기 재료, 아크 릴 수지나 에폭시 수지 등의 투명한 유기 수지 재료 등으로 구성할 수 있다. 이 제 1 절연층(125)은 재료에 따라 다르지만, 도포법, 스퍼터링법, CVD 법 등에 의해서도 형성할 수 있다. 본 실시예의 경우, 제 1 절연층(125)은 표시 영역 D에서 거의 같은 두께가 되도록 형성되어 있다. 또한, 제 1 절연층(125)은 표시 영역 D로부터 주변 영역 E로 넓어지고, 상기 차광층(129)을 넘어 외측으로 더욱 넓어지도록 구성되어 있다. 제 1 절연층(125)의 두께는 절연 특성과의 균형으로 결정되지만, 아크릴 수지 등으로 구성하는 경우에는 0.5㎛ 정도로 충분한 절연성을 구비하므로, 예컨대, 0.5 내지 2.5㎛ 정도로 된다.
상기 제 1 절연층(125) 상에는 제 2 절연층(126)이 형성되어 있다. 이 제 2 절연층(126)은 상기 제 1 절연층(125)에서 설명한 각 소재에 의해, 마찬가지의 방법으로 구성할 수 있다. 제 2 절연층(126)은, 도 12 및 도 13에 나타내는 바와 같이, 표시 영역 D에서, 개구부(123a) 상의 영역, 즉 광 투과 영역 Pt을 피하도록 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 제 2 절연층(126)은 광 투과 영역 Pt에는 형성되어 있지 않고, 광 반사 영역 Pr에는 형성되어 있다. 그에 따라, 제 2 기판(120)에는, 광 투과 영역 Pt에서 낮게 된 요철 표면이 구성된다. 제 2 절연층(126)의 두께는, 본 실시예의 경우에는 표면 단차량을 결정하기 때문에, 광 투과 영역 Pt와 광 반사 영역 Pr에서의 액정층(135)이 필요로 하는 두께의 차이에 따른 두께로 된다. 제 2 절연층(126)의 두께는, 예컨대, 1.5 내지 3.0㎛ 정도이다.
다음에 상기 제 1 절연층(125) 및 제 2 절연층(126) 상에는, ITO(인듐 주석 산화물) 등의 투명 도전체로 구성된 띠 형상 도체(122a)가 형성된다. 이 띠 형상 도체(122a)는, 상술한 바와 같이, 표시 영역 D 내의 전극(122a-1)과 주변 영역 E 내의 배선(122a-2)이 일체로 구성된 것이다. 배선(122a-2)은 주변 영역 E에서 표시 영역 D로부터 멀어지는 방향으로 연장하고 있다. 전극(122a-1) 상에는 폴리이미드 수지 등으로 배향막(128)이 형성된다.
상기한 구성에 의해, 제 2 기판(120)의 표면은 광 투과 영역 Pt에서 1단 낮게 구성된 요철 표면을 갖는다. 그에 따라, 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120) 사이에 유지된 액정층(135)은 각 화소 P마다, 광 투과 영역 Pt에서 두껍고, 광 반사 영역 Pr에서 얇아지도록 구성된다. 즉, 멀티 갭 타입의 액정 장치가 구성된다. 여기서, 액정층(135)의 광에 대한 복굴절률이나 선광성의 정도(광변조 정도)는 리타데이션 Δn·d(Δn은 액정층(135) 내의 액정 분자의 굴절률 이방성, d는 액정층(135)의 두께)의 함수로 되기 때문에, 액정층(135)의 두께가 광 투과 영역 Pt에서 두껍고 광 반사 영역 Pr에서 얇은 것에 따라, 투과 표시와 반사 표시의 표시 품질을 보다 높은 레벨로 양립시킬 수 있게 된다. 즉, 광 투과 영역 Pt에서는, 도시하지 않은 백라이트 등의 조명 수단으로부터 방출되는 조명광은 한번만 액정층(135)을 통과하는데 비해, 광 반사 영역 Pr에서는, 입사된 외광은 왕복 2회 액정층(135)을 통과하므로, 액정층(135)의 두께가 광 투과 영역 Pt와 광 반사 영역 Pr에서 같은 경우에는, 투과 표시와 반사 표시 중 어느 한쪽을 광학적으로 최적화하면, 다른 쪽은 희생이 되어 표시 품질(예컨대, 콘트라스트 등)이 저하된다. 이에 비해, 본 실시예에서는, 광 투과 영역 Pt에서의 액정층(135)은 두껍고, 광 반사 영역 Pr에서의 액정층(135)은 얇기 때문에, 상기한 액정층(135)에 대한 통과 회수의 차이에 의한 영향 이 저감되어, 투과 표시와 반사 표시를 함께 고품질화할 수 있다.
본 실시예에 있어서는, 제 1 절연층(125)을 화소 P 내의 전면(全面)에 형성함으로써 반사층(123)과 전극(122a-1)의 절연성을 확보하고, 또한, 제 2 절연층(126)을 패터닝함으로써 광 투과 영역 Pt에서 제 2 절연층(126)이 존재하지 않고, 광 반사 영역 Pr에서 제 2 절연층(126)이 존재하도록 구성되어 있는 것에 의해, 상기 제 2 기판(120)의 표면이 요철 형상으로 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 보다 상층에 있는 제 2 절연층(126)이 패터닝됨에 따라 상기 요철 표면의 단차 부분의 흘림을 감소시킬 수 있기 때문에, 요철 표면 형상을 보다 제어성 좋게 형성할 수 있고, 소망의 광학 특성을 고정밀도 또한 양품률 좋게 얻을 수 있다고 하는 이점이 있다. 예컨대, 광 투과 영역 Pt와 광 반사 영역 Pr의 경계의 단차 부분에 형성되는 경사면의 폭은 당해 폭 내에서는 액정 분자의 배향이 흐트러지기 때문에, 전극(122a-1)에 단선이 생기지 않는 범위에서 되도록이면 작게 구성하는 것이 바람직하지만, 상기한 폭은 일반적으로는 수평 방향으로 대략 8 내지 10㎛ 정도인데 비해, 본 실시예에서는 5 내지 7㎛ 정도의 폭으로 억제할 수 있다.
또, 도 12 및 도 13에 나타내는 바와 같이, 이 액정 장치(100)에 있어서는, 제 2 기판(120)을 향해 편광판(136) 및 위상차판(137)이 배치되고, 제 1 기판(110)의 외측에, 관찰 측(도시 상측)을 향해 위상차판(138) 및 편광판(139)이 배치된다. 이들 편광판(136, 139) 및 위상차판(137, 138)은 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(120)의 외면 상에 점착 고정된다.
(컬러 필터의 구조 및 제조 방법)
다음에 도 1을 참조하여, 상기 반사층(123) 상에 형성된 착색층(124R, 124G, 124B) 및 차광층(124BM)의 구조 및 제조 방법에 대해 설명한다. 도 1에는, 상기 제 2 기판(120)의 단면 구조를 모식적으로 나타내는 개략 단면도와, 그 제조 공정의 개략 흐름도를 병기하고 있다.
착색층(124R, 124G, 124B)은 안료나 염료를 분산시켜 이루어지는 착색된 감광성 수지를 스핀 코팅법, 롤 코팅법 등의 각종의 도포 방법으로써 도포하고, 필요에 따라 프리베이크를 행하고, 그 후, 노광 및 현상을 행한다. 그리고, 현상 후에 소성을 행한다. 프리베이크는, 예컨대, 60 내지 70℃에서 10 내지 20분간 실시한다. 또한, 현상은, 예컨대, 탄산소다나 수산화칼륨 수용액 등의 알칼리 수용액을 현상액으로서 이용하여 실시한다.
또한, 소성은, 예컨대, 크린 오븐이나 핫 플레이트 등을 이용하여 약 150 내지 230℃에서 30 내지 60분 정도 실시한다. 이상의 공정은 착색층의 각 색마다 순차적으로 반복해서 실행된다.
본 실시예에서는, 최초에 착색층(124B)이 형성된다. 이 때, 착색층(124B)은 반사층(123)의 외측 가장자리(123e)가 본 발명의 제 1 층인 착색층(124B)에 의해 완전히 덮어지도록 패터닝된다. 따라서, 반사층의 외측 가장자리(123e)는 최초의 착색층(124B)의 감광성 수지가 도포된 시점 이후에는 일체 표면 상에 노출되지 않는다.
또, 상기 각 착색층(124R, 124G, 124B)은 통상 약 1.0 내지 1.5㎛ 정도의 막 두께가 되도록 각각 형성된다. 각 색의 착색층의 막 두께는 서로 동일하지 않고, 그 안료나 염료 등의 착색재의 분산 농도, 광학 특성(색 분산 특성), 도포 특성 등에 따라 적당히 설정된다. 이 경우, 상기 복수의 착색층 중, 가장 두껍게 설정되는 색의 착색층을 상기한 제 1 층(최초에 형성되는 착색층 또는 반사층(123)의 외측 가장자리(123e) 상에 직접 형성되는 착색층)으로서 구성하는 것이 바람직하다. 그에 따라, 현상액이나 에칭액 등의 침투성을 감소시킬 수 있는 등, 반사층(123)에 대한 제 1 층의 보호 성능을 높일 수 있다.
이와 같이 하여, 착색층(124B)에 대해 감광성 수지의 도포, 노광, 현상 및 소성이 완료하고, 착색층(124B)이 형성되면, 다음에, 착색층(124G)에 대해서 마찬가지로 감광성 수지의 도포, 노광, 현상 및 소성이 실시되어, 착색층(124G)이 형성된다. 표시 영역 D에서는, 이미 착색층(124B)이 형성되어 있는 화소와의 경계 부분에서, 착색층(124G)은 인접 화소의 착색층(124B)의 주 프레임에 그 주 프레임이 겹치도록 형성된다. 다음에 착색층(124R)에 대해서도 감광성 수지의 도포, 노광, 현상 및 소성이 실시된다. 이 때, 표시 영역 D에서는, 이미 착색층(124B, 124G)이 형성되어 있는 화소와의 경계 부분에서, 착색층(124R)은 인접 화소의 착색층(124B, 124G)의 주 프레임에 그 주 프레임이 겹치도록 형성된다. 또한, 이 때, 반사층(123)의 외측 가장자리(123e)의 근방에서는, 상기 착색층(124B) 상에 착색층(124R)이 적층된 상태로 되고, 이 적층 구조에 의해 상기한 차광층(124BM)(도 11 참조)이 구성된다.
그 후, 착색층(124R, 124G, 124B) 상에는 제 1 절연층(125) 및 제 2 절연 층(126)이 형성된다. 본 실시예에서는, 착색층 상에 2층의 절연층을 형성하고 있지만, 단일의 보호막을 형성하는 것도 상관없다. 이들 제 1 절연층(125), 제 2 절연층(126) 또는 보호막은 반사층(123)과 전극(122a-1) 및 배선(122a-2) 사이의 절연층 및 컬러 필터 보호용 오버코팅(OVC)층으로서 기능한다. 또한, 이들 제 1 절연층(125), 제 2 절연층(126) 또는 보호막은, 각각 감광성 수지의 도포, 노광, 현상, 소성 공정을 거쳐 투명한 절연막으로서 성막된다.
그 후, 스퍼터링법 등에 의해 ITO(인듐 주석 산화물) 등의 투명 도전체를 표면 상에 피착하고, 그 위에 포토리소그래피법 등에 의해 레지스트 패턴을 형성하고, 에칭을 행함으로써 패터닝된 띠 형상 도체(122a), 즉 전극(122a-1) 및 배선(122a-2)을 형성한다. 마지막으로, 전극(122a-1) 및 배선(122a-2)을 소성한다. 이 소성 공정은, 예컨대, 180 내지 230℃로 30분 정도 실시된다.
도 2는 제 2 기판(120)의 주변 영역 E의 일부(표시 영역 D에 인접하는 부분)를 확대하여 나타내는 확대 부분 단면도이다. 여기서, 단면 방향은 상기 배선(122a-2)의 연장 방향으로 하고 있다. 또한, 도 2에 나타내는 각 층의 두께와 길이의 비는 실제와는 매우 다르고, 두께를 길이에 대해 확대해서 강조 표시하고 있다.
도 2에 나타내는 구성에 있어서는, 반사층(123)의 외측 가장자리(123e)가 차광층(124BM)을 구성하는 제 1 층인 착색층(124B)에 의해 피복되어 있다. 이 때문에, 반사층(123)의 외측 가장자리(123e)에는 착색층(124B) 자신도 포함시켜 각 착색층의 현상 시에 현상액이 스며들기 어렵게 되기 때문에, 당해 외측 가장자 리(123e)는 기판(121)으로부터 박리되기 어렵게 된다. 따라서, 각 착색층의 소성 시에서의 가열에 의해 반사층(123)의 외측 가장자리(123e)에 휘어짐 등이 발생하고, 부상과 같은 것도 생기기 어렵게 되며, 그 결과, 상층에 형성되어 있는 배선(122a-2)이 반사층(123)의 외측 가장자리(123e)의 부상에 의해 단선되는 것과 같은 일도 생기기 어렵게 된다.
여기서, 제 1 층인 착색층(214B)의 외측 가장자리(124Be)는 반사층(123)의 외측 가장자리(123e)보다도 외측(표시 영역 D로부터 멀어지는 쪽)에 폭 WL만큼 연장된 상태로 된다. 이 폭 WL은 적어도 1㎛ 이상인 것이, 후술하는 반사층(123)의 외측 가장자리(123e)의 현상액이나 에칭액에 의한 손상을 감소시키기 때문에 바람직하다. 또한, 폭 WL을 지나치게 크게 사용하면, 주변 영역 E의 폭도 크게 확보할 필요가 생기기 때문에, 폭 WL은 1 내지 10㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 또한, 착색층(124B)의 패터닝의 격차도 존재하므로, 이것을 고려한 경우에는, 폭 WL은 약 3 내지 8㎛ 정도인 것이 바람직하다.
또, 이 구성에서는, 차광층(124BM)에서, 착색층(124B)의 외측 가장자리(124Be)와, 그 위에 적층된 착색층(124R)의 외측 가장자리(124Re)가 배선(122a-2)의 연장 방향으로 보아 다른 위치에 형성되어 있다. 이에 따라, 보호막(제 1 절연층(125) 및 제 2 절연층(126)) 표면의 단차량이나 표면 경사각이 감소되기 때문에, 그 위에 형성된 배선(122a-2)이 커버리지 부족에 의해 단선되는 것을 방지할 수 있다. 이 효과는 제 1 절연층(125)의 외측 가장자리(125e)와, 제 2 절연층(126)의 외측 가장자리(126e)가 배선(122a-2)의 연장 방향으로 보아 서로 다른 위치에 형성되어 있는 것에 따라 더욱 높아지고 있다. 또한, 본 실시예에서는, 차광층(124)의 외측 가장자리(124Be, 124Re)는 상기 어느 쪽의 외측 가장자리(125e, 126e)와도 상기 연장 방향으로 보아 다른 위치에 형성되어 있다. 그에 따라서도, 상기 효과는 더욱 높아진다.
도 3에 나타내는 구성은, 제 1 층인 착색층(124B)의 외측 가장자리(124Be)보다도, 그 위의 착색층(124R)의 외측 가장자리(124Re)를 외측(표시 영역 D로부터 멀어지는 쪽)에 형성한 것이다. 이 구성예에 있어서도, 제 1 층인 착색층(124B)이 반사층(123)인 외측 가장자리(123e)를 완전히 피복하고 있다. 또, 이 경우에도 폭 WL의 값에 대해서는 상술한 것과 완전히 같지만, 본 예에서는, 제 1 층인 착색층(124B)의 외측 가장자리(124Be)를 착색층(124R)이 더 피복하고 있기 때문에, 반사층(123)에 대한 손해는 더욱 경감된다.
도 4에 나타내는 구성은, 상기한 바와 같이, 착색층의 적층에 의해 구성되는 차광층(124BM) 대신, 흑색 수지 등으로 구성된, 착색층과는 별도로 마련되는 차광층(129)을 형성한 경우의 구성예이다. 이 경우, 상기 착색층을 형성하기 전에, 최초에 차광층(129)을 기판(121) 상에 형성한다. 이 때에는, 제 1 층은 차광층(129)으로 되므로, 이 차광층(129)에 의해 반사층(123)의 외측 가장자리(123e)를 피복하고 있다. 또, 이 경우에 있어서도, 반사층(123)의 외측 가장자리(123e)와, 그 외측에 배치된 차광층(129)의 외측 가장자리(129e)의 거리인 상기 폭 WL은 상기와 완전히 같게 설정하면 바람직하다.
도 5에 나타내는 구성은 복수의 착색층(124B, 124R)의 적층에 의해 구성되는 차광층(124BM)을 구비하고 있지만, 이 차광층(124BM)을 구성하는 복수의 착색층(124B, 124R) 중 반사층(123)의 외측 가장자리(123e)가 최초에 형성되는 착색층(124B)이 아니라, 다음에 형성되는 착색층(124R)에 의해 피복되어 있는 예를 나타내는 것이다. 이 구성예에 있어서, 차광층(124BM)은 적층된 개개의 착색층(124B, 124R) 각각이 독립된 기능을 갖는 것이 아니라, 이들이 적층되는 것에 따라 처음에 소정의 독립된 기능(차광 기능)을 취하도록 구성된 복합층이다. 그리고, 착색층(124B)의 외측 가장자리(124Be)가 반사층(123)의 외측 가장자리(123e) 상, 또는 외측 가장자리(123e)에 매우 가까운 위치에 배치되어 있지만, 착색층(124B)이 반사층(123)의 외측 가장자리(123e)를 완전히 피복하고 있지는 않다. 한편, 착색층(124R)의 외측 가장자리(124Re)는 반사층(123)의 외측 가장자리(123e)보다도 외측에 배치되고, 착색층(124R)이 반사층(123)의 외측 가장자리(123e)를 피복하고 있다. 이 구성예에서는, 최초에 형성되는 착색층(124B)이 패터닝되었을 때에는 반사층(123)의 외측 가장자리(123e)가 노출되므로, 당해 외측 가장자리(123e)는 그 패터닝 처리에 노출되게 되지만, 그 다음에 형성되는 착색층(124R)에 의해 외측 가장자리(123e)가 피복되므로, 그 이후에는 상기와 마찬가지로 착색층(124R)에 의해 보호된 상태로 된다.
도 6에 나타내는 구성은, 도 5에 나타내는 상기 구성과 마찬가지로, 복수의 착색층(124B, 124R)의 적층에 의해 구성되는 차광층(124BM)을 구비하고 있지만, 이 차광층(124BM)을 구성하는 복수의 착색층(124B, 124R) 중 반사층(123)의 외측 가장자리(123e)가 최초에 형성되는 착색층(124B)이 아니라, 다음에 형성되는 착색 층(124R)에 의해 피복되어 있는 예를 나타내는 것이다. 이 구성예에 있어서는, 착색층(124B)의 외측 가장자리(124Be)는 반사층(123)의 외측 가장자리(123e)보다도 안쪽에 배치되어 있다. 즉, 반사층(123)의 외측 가장자리(123e)가 그 위에 최초에 형성된 착색층(124B)의 외측 가장자리(124B)보다도 외측에 나타내는 상태로 되어있다. 그리고, 착색층(124B) 상에 형성되는 착색층(124R)의 외측 가장자리(124Re)는 반사층(123)의 외측 가장자리(123e)보다도 외측에 배치되고, 이 착색층(124R)이 반사층(123)의 외측 가장자리(123e)를 피복한 구조로 되어있다. 이 구성예에 있어서도, 상기와 마찬가지로, 최초에 형성되는 착색층(124B)이 패터닝되었을 때에는 반사층(123)의 외측 가장자리(123e)가 노출되므로, 당해 외측 가장자리(123e)는 그 패터닝 처리에 노출되게 되지만, 그 다음에 형성되는 착색층(124R)에 의해 외측 가장자리(123e)가 피복되므로, 그 이후는 상기와 마찬가지로 착색층(124R)에 의해 보호된 상태로 된다.
상기한 도 3에 나타내는 구성예, 도 5에 나타내는 구성예 및 도 6에 나타내는 구성예에서는, 어느 것도, 차광층(124BM)에 의해 반사층(123)의 외측 가장자리(123e)가 피복되어 있다. 또한, 이들 구성예에서는, 반사층(123)의 상층에 형성되는 복수의 층(124B, 124R, 125, 126) 중 최초에 형성되는 착색층(124B)의 외측 가장자리(124Be)가 가장 안쪽에 배치되어 있다. 이 경우, 착색층(124B)의 외측 가장자리(124Be)의 패터닝 시의 공차(公差)에 의해 생기는 외측 가장자리 위치의 편차에 의해, 상기 세 개의 구성예 중 어느 쪽의 구성으로 될지를 알 수 없어, 외측 가장자리(123e)와 외측 가장자리(124Be)의 위치 관계를 제어할 수 없을 때가 있다.
이럴 때에도, 반사층(123)의 외측 가장자리(123e)는 차광층(124BM)을 구성하는 어느 하나의 층에 의해 반드시 피복되므로, 예컨대, 차광층(124BM)보다도 후에 형성되는 층에 의해 반사층(123)의 외측 가장자리(123e)가 피복되는 경우에 비하여, 반사층(123)에 박리가 생길 가능성을 대폭 감소시킬 수 있다.
본 실시예의 각 구성예에서는, 반사층(123)의 외측 가장자리(123e)가 제 1 층인 착색층(214B)에 의해 피복되어 있기 때문에, 당해 외측 가장자리(123e)가 현상액이나 에칭액 등에 노출되는 기회가 없어지게 되어, 기판(121)의 표면으로부터 박리하기 어렵게 되고, 그 결과, 그 후의 가열 공정 등에서 상기 외측 가장자리(123e)가 부상하는 것과 같은 현상도 발생하기 어렵게 된다. 따라서, 상층에 형성된 배선(122a-2)의 단선 등의 중대한 불량이 발생하기 어렵게 되어, 제품의 양품률이 향상한다.
또, 상기 실시예의 각 구성예에서는, 착색층(124R, 124G, 124B) 및 차광층(124BM)(또는 차광층(129)) 상에 제 1 절연층(125) 및 제 2 절연층(126)을 형성하고 있지만, 단일 보호막을 형성하여도 상관없다. 또한, 보호막 자체를 생략할 수도 있다.
또한, 본 실시예에서는, 제 1 절연층(125)을 표시 영역 D 내에 전면적으로 형성하고, 또한 제 2 절연층(126)을 표시 영역 D 내에서 부분적으로 존재하지 않도록 구성함으로써 제 2 기판(120)에, 광 투과 영역 Pt가 낮게 되도록 구성된 요철 표면을 형성하고 있다. 그러나, 본 발명은 이러한 경우에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 제 1 절연층(125)을 표시 영역 D 내에서 부분적으로 존재하지 않도록 구성 함으로써 제 1 기판(120)의 요철 표면을 형성하고, 이 위에 제 2 절연층(126)을 전면적으로 형성함으로써 반사층(123)과 전극(122a-1) 사이의 전기 누설을 방지하여도 좋다. 또한, 제 1 절연층(125)과 제 2 절연층(126)의 쌍방을 표시 영역 D 내에서 부분적으로 존재하지 않도록 구성함으로써 요철 표면을 형성하도록 하여도 상관없다. 이 경우, 제 1 절연층(125)과 제 2 절연층(126) 중 적어도 어느 한쪽이 반사층(123)과 전극(122a-1) 사이에 개재하도록 하면(제 1 절연층(125)의 비형성 범위와, 제 2 절연층(126)의 비형성 범위가 평면적으로 겹치지 않도록 하면), 상기 의 전기 누설을 방지하고, 이것에 기인하는 표시 품질의 저하를 회피할 수 있다.
또, 상기 실시예에서는, 반사층(123)의 외측 가장자리(123e)를 보호함으로써 당해 반사층(123)에 기인하는 불량의 발생을 억제하고자 하는 것이지만, 본 발명은 상기한 반사층에 한하지 않고, 기판 상에 형성되거나 또는 전기 광학 장치 내에 구성되는, 각종 금속층에 대해서도 마찬가지로 넓게 적용할 수 있는 것이다. 예컨대, 상기한 반사층 이외의 금속층으로는, 예컨대, Ta, Cr, Ni 등의 각종 금속(합금을 포함함)으로 구성되는 차광막을 들 수 있다. 또한, 금속층을 구성하는 금속 소재로는, 상기한 Al, Ta, Cr, Ni의 외에, Au, Ag, Cu, Ti, W, Fe나 이들을 주성분으로 하는 합금을 들 수 있다.
특히, 제 1 층(상기 착색층(124B), 차광층(124B) 또는 차광층(129))은 금속층(반사층(123))의 외측 가장자리를 전체 둘레에 걸쳐 완전히 피복하고 있는 것이 가장 바람직하다. 제 1 층이 금속층의 외측 가장자리의 일부를 피복하고 있는 경우에도 당해 피복 부분에서는 상기한 효과가 얻어지지만, 제 1 층이 금속층의 외측 가장자리를 전체 둘레에 걸쳐 완전히 피복하고 있는 것에 의해, 금속층의 외측 가장자리의 모두가 공통의 제 1 층에 의해 동시에 피복되기 때문에, 금속층에 기인하는 불량의 발생을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
(전자기기)
마지막으로, 도 14 및 도 15를 참조하여, 본 발명에 관한 전자기기의 실시예에 대해 설명한다. 본 실시예에서는, 상기 전기 광학 장치(액정 장치(100))를 표시 수단으로서 구비한 전자기기에 대해 설명한다. 도 14는 본 실시예의 전자기기에 있어서의 액정 장치(100)에 대한 제어계(표시 제어계)의 전체 구성을 나타내는 개략 구성도이다. 여기에 나타내는 전자기기는 표시 정보 출력원(191)과, 표시 정보 처리 회로(192)와, 전원 회로(193)와, 타이밍 생성기(194)를 포함하는 표시 제어 회로(190)를 갖는다. 또한, 상기와 같은 액정 장치(100)에는, 상술한 구성을 갖는 액정 패널(100A)을 구동하는 구동 회로(100B)가 마련되어 있다. 이 구동 회로(100B)는, 상기한 바와 같이, 액정 패널(100A)에 직접 실장되어 있는 전자 부품(반도체 IC 칩)(132, 133)으로 구성된다. 단, 구동 회로(100B)는 상기와 같은 형태 외에, 패널 표면 상에 형성된 회로 패턴 또는 액정 패널에 도전 접속된 회로 기판에 실장된 반도체 IC 칩 또는 회로 패턴 등에 의해서도 구성할 수 있다.
표시 정보 출력원(191)은 ROM(Read Only Memory)나 RAM(Random Access Memory) 등으로 이루어지는 메모리와, 자기 기록 디스크나 광 기록 디스크 등으로 이루어지는 저장 유닛과, 디지털 화상 신호를 동조 출력하는 동조 회로를 구비하 고, 타이밍 생성기(194)에 의해 생성된 각종의 클럭 신호에 근거해서, 소정 포맷의 화상 신호 등의 형태로 표시 정보를 표시 정보 처리 회로(192)에 공급하도록 구성되어 있다.
표시 정보 처리 회로(192)는 직렬-병렬 변환 회로, 증폭·반전 회로, 로테이션 회로, 감마 보정 회로, 클램프 회로 등의 주지의 각종 회로를 구비하되, 입력한 표시 정보의 처리를 실행하여, 그 화상 정보를 클록 신호 CLK와 함께 구동 회로(100B)로 공급한다. 구동 회로(100B)는 주사선 구동 회로, 신호선 구동 회로 및 검사 회로를 포함한다. 또한, 전원 회로(193)는 상술한 각 구성 요소에 각각 소정의 전압을 공급한다.
도 15는 본 발명에 대한 전자기기의 일 실시예인 휴대 전화의 외관을 나타낸다. 이 전자기기(1000)는 조작부(1001)와, 표시부(1002)를 갖고, 표시부(1002)의 내부에 회로 기판(1100)이 배치되어 있다. 회로 기판(1100) 상에는 상기한 액정 장치(100)가 실장되어 있다. 그리고, 표시부(1002)의 표면으로부터 상기 액정 패널(100A)을 시인할 수 있도록 구성되어 있다.
본 실시예의 액정 장치(100)는, 상기한 바와 같이, 투과 표시와 반사 표시를 상황에 따라 전환해서 실시하는 것이 가능하기 때문에, 상기와 같은 휴대형 전자기기에 탑재되는 경우에 특히 효과적이다.
본 발명에 따르면, 금속층의 외측 가장자리가 차광층을 구성하는 복수의 층 중 어느 하나의 층에 의해 피복됨으로써, 차광층 상에 더 형성되는 다른 층의 패터닝 등의 후 처리에 의한 금속층의 박리나 그 외측 가장자리의 부상(휘어짐) 등을 방지할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

Claims (1)

  1. 표시 영역과 그 표시 영역의 바깥쪽에 배치된 주변 영역이 마련된 기판과,
    상기 기판 상에 배치된 금속층과,
    상기 금속층 상에 배치된 복수의 착색층으로 이루어지는 컬러 필터와,
    상기 복수의 착색층 상에 배치된 제 1 절연층 및 제 2 절연층
    을 갖고,
    상기 금속층의 가장자리 및 상기 복수의 착색층은 상기 주변 영역에 배치되고, 상기 복수의 착색층은 광을 차단하는 차광층을 구성하고 있고,
    상기 금속층의 가장자리는 상기 복수의 착색층 중 어느 하나의 층에 의해 피복되어 있고,
    상기 복수의 착색층은 상기 하나의 층의 가장자리가 가장 바깥쪽으로 되도록 적층되어 있고,
    상기 하나의 층의 가장자리는 상기 제 1 절연층에 의해 피복되고, 상기 제 1 절연층의 가장자리는 상기 제 2 절연층에 의해 피복되어 있고,
    상기 하나의 층의 가장자리로부터 상기 제 1 절연층의 가장자리까지의 거리는 상기 금속층의 가장자리로부터 상기 제 1 층의 가장자리까지의 거리보다 길고,
    상기 제 1 절연층의 가장자리로부터 상기 제 2 절연층의 가장자리까지의 거리는 상기 제 1 층의 가장자리로부터 상기 제 1 절연층의 가장자리까지의 거리보다 긴 것
    을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
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