KR20070055357A

KR20070055357A - 컬러 필터 기판, 액정 표시 장치 및 전자 기기, 컬러 필터기판의 제조 방법 및 액정 표시 장치의 제조 방법

Info

Publication number: KR20070055357A
Application number: KR1020060115680A
Authority: KR
Inventors: 도시유키 노나카
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2005-11-24
Filing date: 2006-11-22
Publication date: 2007-05-30
Also published as: US20070115421A1; TW200720717A; CN100422819C; TWI331683B; CN1971366A; KR100835620B1; JP2007147702A; JP4404046B2

Abstract

본 발명은 배향 방향 제어용 돌기부의 제조 공정을 간략화할 수 있으면서, 색 요소 영역에서 균일한 색 요소를 구비한 컬러 필터 기판, 액정 표시 장치 및 전자 기기, 컬러 필터 기판의 제조 방법 및 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

컬러 필터 기판(10)은 글라스 기판(1) 위에 복수의 색 요소 영역(2)을 구획하는 제 1 격벽부(4)와, 복수의 색 요소 영역(2)의 각각을 복수의 영역으로 더 분할하는 제 2 격벽부(5)와, 복수의 색 요소 영역(2)에 형성된 복수 종(種)의 색 요소(3)를 구비한다. 제 2 격벽부(5)는 색 요소(3)의 표면보다도 돌출하도록 형성되며, 배향 방향 제어용 돌기부의 기능을 갖고 있다. 액정 표시 장치는 이 컬러 필터 기판(10)을 구비한다.

색 요소, 배향 방향 제어, MVA 모드, 컬러 필터 기판

Description

컬러 필터 기판, 액정 표시 장치 및 전자 기기, 컬러 필터 기판의 제조 방법 및 액정 표시 장치의 제조 방법{COLOR FILTER SUBSTRATE, LIQUID CRYSTAL DISPLAY, AND ELECTRONIC DEVICE, AND METHOD FOR MANUFACTURING COLOR FILTER SUBSTRATE AND METHOD FOR MANUFACTURING LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

도 1은 컬러 필터 기판의 구조를 나타내는 개략 평면도.

도 2는 1개의 색 요소 영역을 나타내는 확대 평면도.

도 3은 도 2의 A-A선으로 절단한 색 요소 영역을 나타내는 개략 단면도.

도 4는 컬러 필터 기판의 제조 방법을 나타내는 플로 차트.

도 5의 (a)∼(f)는 컬러 필터 기판의 제조 방법을 나타내는 개략 단면도.

도 6은 액정 표시 장치의 구조를 나타내는 개략 단면도.

도 7은 액정 표시 장치의 화소를 나타내는 개략 평면도.

도 8은 대형 액정 TV를 나타내는 개략 사시도.

도 9의 (a)∼(f)는 변형예의 컬러 필터 기판의 제조 방법을 나타내는 개략 단면도.

도 10의 (a) 및 (b)는 변형예의 색 요소의 배치를 나타내는 평면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 기판으로서의 글라스 기판 2 : 색 요소 영역

3, 3R, 3G, 3B : 색 요소 4 : 제 1 격벽부

5 : 제 2 격벽부 5a : 제 2 격벽부의 꼭대기부

6 : 발액성을 갖는 박막 6a : 기판의 발액 처리된 표면

6b : 복수의 색 요소 영역을 구획하는 영역

6c : 복수의 색 요소 영역 각각의 내부를 더 분할하는 영역

8, 14 : 배향막 10 : 컬러 필터 기판

12 : 화소 전극 13 : 개구부로서의 슬릿(slit)

15 : 액정 15a : 액정의 분자

16 : 대향 기판으로서의 소자 기판

21 : 격벽부 형성 재료를 포함하는 기능액

22 : 색 요소 형성 재료를 포함하는 기능액

100 : 액정 표시 장치 200 : 대형 액정 TV

본 발명은 배향 방향 제어용 돌기부를 구비한 컬러 필터 기판, 이 컬러 필터 기판을 구비한 액정 표시 장치 및 전자 기기, 컬러 필터 기판의 제조 방법 및 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

배향 방향 제어용 돌기부를 구비한 컬러 필터 기판으로서, 비(比)유전율 11 이하, 또한, 도전율 3×1O^-12S/㎝ 이상의 전기 특성을 갖는 상기 돌기부(돌기)가 착색층을 덮는 공통 투명 전극 위에 형성된 컬러 필터가 알려져 있다(특허문헌 1). 상기 돌기부가 설치되는 착색층은, 원하는 착색재를 함유한 감광성 수지를 사용한 안료 분산법, 또한 인쇄법, 전착법, 전사법 등에 의해 형성할 수 있다.

또한, 상기 돌기부는 수지 성분 중에 도전성 분체(粉體)를 함유한 네거티브형 감광성 수지나 포지티브형 감광성 수지를 사용해서 포토리소그래피법에 의해 형성할 수 있다.

이러한 컬러 필터를 구비한 MVA(Multi-domain Vertical Alignment) 모드의 액정 디스플레이는 액정 셀 내의 이온의 편향이나 배향막과 액정과의 계면에서의 전하 축적에 의한 화상의 번인 현상이 잘 발생하지 않는다.

또한, 기판 위에 복수 종의 착색층(색 요소)을 갖는 컬러 필터 기판의 제조 방법으로서는, 기판 위에 격벽으로 둘러싸인 착색 형성부(색 요소 영역)를 복수 형성하고, 상기 착색 형성부에 착색 잉크를 토출한 후에 소정의 온도에서 건조시켜서 착색층을 형성하는 잉크젯법이 알려져 있다(특허문헌 2).

[특허문헌 1] 일본국 공개특허공보 2003-35905호, 페이지 4, 5

[특허문헌 2] 일본국 공개특허공보 2003-66222호, 페이지 2, 3

요즘, MVA 모드의 액정 디스플레이(액정 표시 장치)는 컬러 TV용으로 채용되고 있고, 화면 사이즈가 점점 대형화되고 있다. 따라서, 사용되는 컬러 필터 기판 의 사이즈도 대형화되어, 착색층이나 배향 방향 제어용 돌기부를 포토리소그래피법을 사용해서 형성하기 위해서는, 감광성 수지의 기판에의 도포, 노광, 현상, 세정 등의 수고가 드는 많은 가공 공정과, 대형 기판에 대응한 대규모 설비가 필요하게 된다는 과제를 갖고 있다.

또한, 상기 종래의 컬러 필터에서는, 형성된 착색층 위에 배향 방향 제어용 돌기부를 형성하고 있다. 따라서, 돌기부 아래의 착색층은 실제의 표시에 유효하지 않고, 착색층을 형성하는 재료를 낭비적으로 소비해버린다는 과제가 있다.

이러한 과제를 해결하기 위해서, 잉크젯법을 사용해서 착색층뿐만 아니라 돌기부를 형성하는 것이 고려된다. 그러나, 돌기부의 폭은 약 5∼10㎛이며, 잉크젯법을 사용해서 이러한 세밀한 패턴을 형성할 수 있는 해결 수단은 개시되지 않고 있다.

또한, 잉크젯법을 사용해서 착색층을 형성하는 상기 종래 기술에서도, 액정 표시 장치의 화소 사이즈가 커지면, 이것에 대응하는 착색 형성부에 착색 잉크를 토출하는 회수가 늘어나는 한편, 화소의 모서리 부분에 착색 잉크를 널리 퍼지게 하는 것이 어렵고, 소위 누락(dropout)이라고 하는 현상이 일어난다. 또한, 착색층 표면의 평탄성 확보가 어렵게 된다는 과제를 가지고 있다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 것으로, 배향 방향 제어용 돌기부의 제조 공정을 간략화할 수 있으면서, 색 요소 영역에서 균일한 색 요소를 구비한 컬러 필터 기판, 액정 표시 장치 및 전자 기기, 컬러 필터 기판의 제조 방법 및 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 컬러 필터 기판은 복수의 화소 전극을 갖는 대향 기판과의 사이에 액정을 삽입해서 액정 표시 장치를 구성하는 컬러 필터 기판으로서, 기판 위에 복수의 색 요소 영역을 구획하는 제 1 격벽부와, 복수의 색 요소 영역의 각각을 복수의 영역으로 분할하는 제 2 격벽부와, 복수의 색 요소 영역에 형성된 복수 종의 색 요소를 구비하고, 제 2 격벽부가 색 요소보다도 돌출하도록 형성되며, 돌출한 부분이 액정의 분자의 배향 방향을 제어하는 돌기부를 겸하고 있는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 제 2 격벽부는 색 요소보다도 돌출하도록 형성되며, 돌출한 부분이 액정의 분자의 배향 방향을 제어하는 돌기부를 겸하고 있다. 따라서, 전용으로 돌기부를 형성하는 과정이 필요 없으므로 제조 공정을 간략화할 수 있다. 또한, 제 2 격벽부는 제 1 격벽부에 의해 구획된 색 요소 영역을 복수의 영역으로 분할하도록 설치되어 있다. 따라서, 제 2 격벽부를 설치하지 않은 경우와 비교하여, 색 요소 영역이 분할되어 면적이 좁아진 복수의 영역마다 색 요소를 형성할 수 있으므로, 형성되는 색 요소를 평탄화하기 쉽다. 특히, 대형 액정 표시 장치에 사용되는 컬러 필터 기판에 있어서는, 표시 화소에 대응하는 색 요소 영역의 사이즈가 크기 때문에, 제 2 격벽부에 의해 색 요소 영역을 복수의 영역으로 분할해도, 제 2 격벽부의 표시에 미치는 영향이 적게 된다. 때문에, 배향 방향 제어용 돌기부의 제조 공정을 간략화할 수 있으면서, 색 요소 영역에서 균일한 색 요소를 구비한 컬러 필터 기판을 제공할 수 있다. 또한, 색 요소를 형성하는 면적이 제 2 격 벽부를 설치함으로써 감소하므로, 색 요소 형성 재료의 소비를 저감할 수 있다.

또한, 상기 색 요소가 색 요소 형성 재료를 포함하는 기능액을 색 요소 영역에 토출해서 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 색 요소 영역은 제 1 격벽부에 의해 구획되고, 제 2 격벽부에 의해 복수의 영역으로 더 분할되어 있으므로, 분할되어 면적이 좁아진 상기 복수의 영역마다 색 요소 형성 재료를 포함하는 기능액을 토출하면, 상기 복수의 영역마다 기능액이 널리 퍼지게 되어 균일한 막 두께와 평탄성을 갖는 색 요소를 형성할 수 있다. 즉, 일부에 색 요소가 형성되지 않는 누락(dropout)의 불량을 저감하고, 색 요소 영역에서 보다 균일한 색 요소를 구비한 컬러 필터 기판을 제공할 수 있다.

또한, 상기 제 2 격벽부가 상기 제 1 격벽부보다도 1∼2㎛ 높게 되도록 형성되며, 색 요소가 제 1 격벽부와 대략 동등한 막 두께를 갖는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 제 2 격벽부가 제 1 격벽부보다도 1∼2㎛ 높고, 색 요소가 제 1 격벽부와 대략 동등한 막 두께를 갖고 있기 때문에, 기판 표면을 덮도록 수직 배향용 배향막을 형성하면, 제 1 격벽부와 색 요소의 경계에서 배향면에 요철을 발생시키지 않고, 제 2 격벽부를 경계로 하여 색 요소 영역을 복수의 배향 방향이 제어된 영역으로 분할할 수 있다.

또한, 상기 제 2 격벽부의 꼭대기부가 곡면 형상으로 되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 제 2 격벽부의 꼭대기부가 곡면 형상으로 되어 있으므로, 상기 꼭대기부를 경계로 하여 배향이 완만하게 변화되는 배향 방향 제어용 돌기부를 겸한 제 2 격벽부로 할 수 있다.

본 발명의 액정 표시 장치는 상기 발명의 컬러 필터 기판과, 컬러 필터 기판의 복수의 색 요소 영역에 대응하는 복수의 화소 전극을 갖는 대향 기판과, 컬러 필터 기판과 대향 기판 사이에 삽입된 액정을 구비하고, 컬러 필터 기판과 대향 기판의 액정에 접하는 표면에 상기 표면에 대하여 액정의 분자를 대략 수직 방향으로 배향시키는 배향막이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 배향 방향 제어용 돌기부의 제조 공정을 간략화할 수 있으면서, 색 요소 영역에서 균일한 색 요소를 구비한 컬러 필터 기판을 구비하고 있으므로, 높은 비용 효율을 갖는 동시에, 누락(dropout)이나 색 불균일 등의 표시 불량이 적은, 높은 표시 품질을 갖는 MVA 방식의 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 화소 전극에는 제 2 격벽부에 의해 분할된 복수의 영역에 대응하는 위치에 제 2 격벽부에 병행해서 컬러 필터 기판을 향해서 개구하는 개구부가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 액정 표시 장치의 시각 특성은 구동시의 액정의 분자의 배향 상태에 의존한다. 이에 의하면, 액정의 분자는 구동 전압이 인가되면 배향 방향 제어용 돌기부를 겸한 제 2 격벽부를 경계로 해서 화소 전극에 설치된 개구부의 방향으로 기울어진다. 따라서, 화소 전극이 설치된 표시 영역에 제 2 격벽부를 경계로 해서 시각 특성이 다른 배향 방향 제어 영역을 형성해서 광(廣)시야각을 갖는 MVA 방식의 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 전자 기기는 상기 발명의 액정 표시 장치를 탑재한 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 비용 효율이 높으면서, 높은 표시 품질을 갖는 MVA 방식의 액 정 표시 장치가 탑재되어 있으므로, 우수한 표시 품질과 비용 경쟁력을 갖는 전자 기기를 제공할 수 있다.

본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법은, 기판 위에 구획된 복수의 색 요소 영역에 복수 종의 색 요소를 갖는 컬러 필터 기판의 제조 방법으로서, 기판 위에 복수의 색 요소 영역을 구획하도록 제 1 격벽부를 형성하는 공정과, 복수의 색 요소 영역의 각각을 복수의 영역으로 분할하도록 제 2 격벽부를 형성하는 공정과, 복수의 색 요소 영역에 다른 색 요소 형성 재료를 포함하는 복수 종의 기능액을 토출해서 복수 종의 색 요소를 형성하는 색 요소 형성 공정을 구비하고, 제 2 격벽부를 형성하는 공정에서는 제 1 격벽부보다도 높이 방향으로 돌출하도록 제 2 격벽부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

이 방법에 의하면, 제 2 격벽부를 형성하는 공정에서는 색 요소 영역을 복수의 영역으로 분할하면서, 제 1 격벽부보다도 높이 방향으로 돌출하도록 제 2 격벽부를 형성한다. 따라서, 제 2 격벽부를 배향 방향 제어용 돌기부로서 기능시킬 수 있다. 그리고 색 요소 형성 공정에서는, 복수의 영역으로 분할된 색 요소 영역에 다른 색 요소 형성 재료를 포함하는 복수 종의 기능액을 토출해서 복수 종의 색 요소가 형성된다. 따라서, 제 2 격벽부에 의해 분할되어 면적이 좁아진 상기 복수의 영역마다 기능액을 토출해서 색 요소가 형성되므로, 상기 복수의 영역마다 기능액을 널리 퍼지게 해서 균일한 색 요소를 형성할 수 있다. 즉, 배향 방향 제어용 돌기부의 기능을 갖도록 제 2 격벽부를 형성함으로써, 제조 공정을 간략화할 수 있고, 또한 균일한 색 요소를 갖는 컬러 필터 기판을 제조할 수 있다. 이러한 컬러 필터 기판의 제조 방법은, 특히 화소 사이즈, 즉 색 요소 영역의 사이즈가 큰 MVA 방식의 액정 표시 장치에 사용되는 컬러 필터 기판의 제조 방법으로서 적합하다.

또한, 색 요소 형성 공정에서는 제 1 격벽부와 색 요소가 대략 동등한 막 두께로 되도록 기능액을 토출하는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 기능액을 토출해서 형성된 색 요소와 제 1 격벽부가 대략 동등한 막 두께이기 때문에, 제 1 격벽부와 색 요소 사이에 요철이 발생하는 것을 저감할 수 있다. 이 방법을 사용해서 제조된 컬러 필터 기판의 표면에 배향막을 형성하면, 제 1 격벽부와 색 요소 사이에서 요철에 의한 배향의 불균일이 잘 발생하지 않는 컬러 필터 기판을 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법에서, 기판의 표면이 발액성을 갖도록 표면 처리하는 발액 처리 공정과, 제 1 격벽부를 형성하는 영역과 제 2 격벽부를 형성하는 영역에 대응하는 기판의 발액 처리된 표면이 친액성을 갖도록 표면 처리하는 친액 처리 공정을 더 구비하고, 제 1 격벽부를 형성하는 공정 및 제 2 격벽부를 형성하는 공정에서는, 친액 처리된 기판의 표면에 격벽부 형성 재료를 포함하는 기능액을 토출해서 제 1 격벽부 및 제 2 격벽부를 형성해도 좋다.

이 방법에 의하면, 발액 처리 공정에서는 미리 기판의 표면을 발액 처리 하고, 친액 처리 공정에서는 제 1 격벽부 및 제 2 격벽부를 형성하는 영역을 친액 처리한다. 따라서, 제 1 격벽부를 형성하는 공정 및 제 2 격벽부를 형성하는 공정에서는 격벽부 형성 재료를 포함하는 기능액을 토출하면, 친액 처리된 기판의 표면에 기능액이 젖어 퍼지고 발액 처리된 표면에는 젖어 퍼지지 않으므로, 색 요소 영역 을 구획하도록 제 1 격벽부를 형성할 수 있다. 또한, 색 요소 영역을 복수의 영역으로 분할하도록 제 2 격벽부를 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법에서, 제 1 격벽부가 형성된 기판의 표면이 발액성을 갖도록 표면 처리하는 발액 처리 공정과, 제 2 격벽부를 형성하는 영역에 대응하는 기판의 발액 처리된 표면이 친액성을 갖도록 표면 처리하는 친액 처리 공정을 더 구비하고, 제 2 격벽부를 형성하는 공정에서는 친액 처리된 기판의 표면에 격벽부 형성 재료를 포함하는 기능액을 토출해서 제 2 격벽부를 형성해도 좋다. 이에 의하면, 먼저 제 1 격벽부를 기판의 표면에 형성하고 나서 발액 처리를 행하고, 제 2 격벽부를 형성하는 공정에서는 친액 처리된 기판의 표면에 기능액을 토출해서 제 2 격벽부를 형성한다. 따라서, 예를 들면 포토리소그래피법으로 제 1 격벽부를 형성하면, 보다 안정한 형상으로 색 요소 영역을 구획할 수 있다. 그리고, 배향 방향 제어용 돌기부의 기능을 갖는 제 2 격벽부를 기능액을 토출하는 방법으로 형성할 수 있다.

또한 이들 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법에서, 상기 발액 처리 공정에서는 발액성을 갖는 박막을 기판의 표면에 형성하고, 색 요소 형성 공정에서는 적어도 색 요소 영역에 잔존하는 박막을 제거하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 색 요소 형성 공정에서는, 발액성을 갖는 박막을 제거하는 공정을 포함하고 있으므로, 색 요소 영역에 잔존하는 박막을 제거하고, 색 요소 형성 재료를 포함하는 기능액이 착탄했을 때, 보다 젖어 퍼지기 쉽게 할 수 있다. 즉, 색 요소 영역에 기능액을 널리 퍼지게 해서 보다 균일한 색 요소를 형성할 수 있다.

또한, 이들 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법에서, 상기 친액 처리 공정에서는 적어도 제 2 격벽부를 형성하는 영역에 대응하는 기판의 발액 처리된 표면에 광을 조사해서 친액성을 부여하는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 발액 처리된 기판의 표면에 친액성을 부여하는 방법으로서 광을 조사하므로, 빠르고 또한 정밀도 높게 제 2 격벽부를 형성하는 영역을 친액화할 수 있다.

본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법은, 복수 종의 색 요소를 갖는 컬러 필터 기판과, 복수 종의 색 요소에 대응하는 복수의 화소 전극을 갖는 대향 기판과, 컬러 필터 기판과 대향 기판 사이에 삽입된 액정과, 컬러 필터 기판과 대향 기판의 액정에 접하는 표면에, 상기 표면에 대하여 액정의 분자를 대략 수직 방향으로 배향시키는 배향막을 구비한 액정 표시 장치의 제조 방법으로서, 컬러 필터 기판이 상기 발명의 컬러 필터 기판의 제조 방법을 사용해서 제조된 것을 특징으로 한다.

이 방법에 의하면, 배향 방향 제어용 돌기부의 기능을 갖도록 제 2 격벽부를 형성함으로써 제조 공정을 간략화할 수 있고, 또한 균일한 색 요소를 형성할 수 있는 컬러 필터 기판의 제조 방법을 사용하고 있으므로, 누락(dropout)이나 색 불균일 등의 불량이 감소한 MVA 방식의 액정 표시 장치를 효율적으로 또한 수율 좋게 제조할 수 있다.

본 발명의 실시예는, 수직 배향용 배향막이 설치되는 컬러 필터 기판, 이 컬러 필터 기판을 사용한 MVA(Multi-domain Vertical Alignment) 방식의 액정 표시 장치를 예로 들어 설명한다. 한편, 설명에 사용하는 도면은 구성 요소를 명확히 하기 위해서 적당하게 확대 또는 축소해서 표시했다.

<컬러 필터 기판>

도 1은 컬러 필터 기판의 구조를 나타내는 개략 평면도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 컬러 필터 기판(10)은 기판으로서의 투명한 글라스 기판(1)의 표면에 복수의 색 요소 영역(2)을 구획하는 제 1 격벽부(4)를 갖고 있다. 각 색 요소 영역(2)에는 3색(R: 레드, G: 그린, B: 블루)의 색 요소(3)가 형성되어 있다. 각 색 요소(3R, 3G, 3B)는 같은 색의 색 요소(3)끼리 직선형으로 배치되어 있다. 즉, 컬러 필터 기판(10)은 스트라이프 방식의 색 요소(3)를 구비하고 있다.

도 2는 1개의 색 요소 영역을 나타내는 확대 평면도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 제 1 격벽부(4)에 의해 구획된 색 요소 영역(2)에는, 이것을 복수의 영역으로 더 분할하는 제 2 격벽부(5)를 갖고 있다. 제 2 격벽부(5)는 지면의 상하 방향으로 약 45도의 각도로 색 요소 영역(2)을 분할하도록 く자 형상으로 설치되어 있다. 제 2 격벽부(5)의 폭은 색 요소 영역(2)의 사이즈에도 좌우되지만 약 10㎛이다. 한편, 도 2에서는 제 2 격벽부(5)의 일부가 제 1 격벽부(4)의 모서리 부분에 걸쳐 있지만, 색 요소 영역(2)의 종횡비에 따라 적당하게 그 위치를 설정하면 좋다.

색 요소(3)는 색 요소 영역(2)의 분할된 복수의 영역마다 다른 색 요소 형성 재료를 포함하는 3종(색)의 기능액을 토출해서 건조함으로써 형성되어 있다. 이러한 기능액으로서는 공지의 재료를 사용하면 좋으며, 예를 들면 색 요소 형성 재료로서 무기 또는 유기 안료를 사용하고, 이에 따라 착색한 아크릴 수지나 폴리우레 탄 수지 등으로 이루어지는 기능액을 들 수 있다.

도 3은 도 2의 A-A선으로 절단한 색 요소 영역을 나타내는 개략 단면도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 제 2 격벽부(5)는 제 1 격벽부(4)에 대하여 높이 방향으로 1∼2㎛ 돌출하도록 글라스 기판(1)에 형성되어 있다. 또한, 색 요소(3)는 제 1 격벽부(4)의 높이와 대략 동등한 막 두께로 되도록 형성되어 있다. 즉, 색 요소 영역(2)에서 제 2 격벽부(5)는 색 요소(3)보다 돌출하도록 형성되어 있다. 돌출한 제 2 격벽부(5)의 꼭대기부(5a)는 곡면 형상으로 되어 있다. 또한, 꼭대기부(5a)의 형상은 이에 한하지 않고, 사면으로 구성되는 리지(ridge)를 구비한 것이어도 좋다.

이러한 컬러 필터 기판(10)은 색 요소 영역(2)을 덮도록 투명 전극과 수직 배향용 배향막이 적층되며, 제 2 격벽부(5)가 배향 방향 제어용 돌기부를 겸하는 것으로 되고, 후술하는 MVA 방식의 액정 표시 장치(100)(도 6 참조)에 사용된다.

<컬러 필터 기판의 제조 방법>

다음으로, 본 실시예의 컬러 필터 기판의 제조 방법에 대해서 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다. 도 4는 컬러 필터 기판의 제조 방법을 나타내는 흐름도, 도 5의 (a)∼(f)는 컬러 필터 기판의 제조 방법을 나타내는 개략 단면도이다.

본 실시예의 컬러 필터 기판(10)의 제조 방법은, 글라스 기판(1)의 표면이 발액성을 갖도록 표면 처리하는 발액 처리 공정(스텝 S1)과, 제 1 격벽부(4)를 형성하는 영역과 제 2 격벽부(5)를 형성하는 영역에 대응하는 글라스 기판(1)의 발액 처리된 표면이 친액성을 갖도록 표면 처리하는 친액 처리 공정(스텝 S2)을 구비하 고 있다. 또한, 글라스 기판(1) 위에 복수의 색 요소 영역(2)을 구획하도록 제 1 격벽부(4)를 형성하는 공정 및 복수의 색 요소 영역(2)의 각각을 복수의 영역으로 분할하도록 제 2 격벽부(5)를 형성하는 공정(스텝 S3)을 구비하고 있다. 또한, 복수의 색 요소 영역(2)에 다른 색 요소 형성 재료를 포함하는 3종(색)의 기능액을 토출해서 복수 종의 색 요소(3)를 형성하는 색 요소 형성 공정(스텝 S4)을 구비하고 있다.

도 4의 스텝 S1은 발액 처리 공정이다. 스텝 S1에서는 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, 글라스 기판(1)의 표면에 박막(6)을 형성해서 발액성을 부여한다. 박막(6)의 형성 방법으로서는, 발액성을 갖는 재료로서 FAS(불화 알킬 실란) 또는 HMDS(헥사메틸디실란)을 사용하여, 거의 단분자막으로 이루어지는 박막(6)을 형성한다. 보다 구체적으로는, 글라스 기판(1)의 표면에 자기 조직화막을 형성하는 방법 등을 채용할 수 있다.

자기 조직화막 형성법에서는, 글라스 기판(1)의 표면에 유기 분자막 등으로 이루어지는 자기 조직화막을 형성한다. 유기 분자막은 글라스 기판(1)에 결합할 수 있는 관능기와, 그 반대측에 표면성을 개질하는(표면 에너지를 제어함) 발액기로서의 관능기와, 이들 관능기를 연결하는 탄소의 직쇄 또는 일부 분기한 탄소쇄를 구비하고 있고, 글라스 기판(1)에 결합해서 자기 조직화하여 분자막, 예를 들면 단분자막을 형성한다.

여기에서, 자기 조직화막이란 글라스 기판(1)의 하지층 등의 구성 원자와 반응할 수 있는 결합성 관능기와 그 이외의 직쇄 분자로 이루어지고, 직쇄 분자의 상 호 작용에 의해 매우 높은 배향성을 갖는 화합물을 배향시켜 형성된 막이다. 이 자기 조직화막은 단분자를 배향시켜 형성되어 있으므로, 막 두께를 매우 얇게 할 수 있고, 또한, 분자 레벨에서 균일한 막이 된다. 즉, 막의 표면에 동일한 분자가 위치하기 때문에, 막의 표면에 균일하고 또한 우수한 발액성을 부여할 수 있다.

상기 높은 배향성을 갖는 화합물로서, 예를 들면 플루오로알킬실란을 사용함으로써, 막의 표면에 플루오로알킬기가 위치하도록 각 화합물이 배향되어 자기 조직화막이 형성되고, 막의 표면에 균일한 발액성이 부여된다. 자기 조직화막을 형성하는 화합물로서는, 헵타데카플루오로-1,1,2,2테트라히드로데실트리에톡시실란, 헵타데카플루오로-1,1,2,2테트라히드로데실트리메톡시실란, 헵타데카플루오로-1,1, 2,2테트라히드로데실트리클로로실란, 트리데카플루오로-1,1,2,2테트라히드로옥틸트리에톡시실란, 트리데카플루오로-1,1,2,2테트라히드로옥틸트리메톡시실란, 트리데카플루오로-1,1,2,2테트라히드로옥틸트리클로로실란, 트리플루오로프로필트리메톡시실란 등의 플루오로알킬실란(이하 「FAS 」라고 함)을 예시할 수 있다. 이들 화합물은 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 조합시켜서 사용해도 좋다. 또한, FAS를 사용함으로써, 글라스 기판(1)과의 밀착성과 양호한 발액성을 얻을 수 있다.

FAS는 일반적으로 구조식 RnSiX(4-n)으로 나타내진다. 여기에서 n은 1 이상 3 이하의 정수를 나타내고, X는 메톡시기, 에톡시기, 할로겐 원자 등의 가수 분해기이다. 또한, R은 플루오로알킬기이며, (CF₃)(CF₂)x(CH₂)y의 (여기에서 x는 O 이상 10 이하의 정수를, y는 0 이상 4 이하의 정수를 나타냄) 구조를 갖고, 복수 개 의 R 또는 X가 Si에 결합하고 있는 경우에는, R 또는 X는 각각 전부 동일해도 좋고, 달라도 좋다. X로 나타내지는 가수 분해기는 가수 분해에 의해 실라놀을 형성하고, 글라스 기판(1)의 하지의 히드록실기와 반응해서 실록산 결합으로 글라스 기판(1)과 결합한다. 한편, R은 표면에 (CF₂) 등의 플루오로기를 갖기 때문에, 글라스 기판(1)의 하지 표면을 젖지 않는(표면 에너지가 낮음) 표면으로 개질한다.

유기 분자막 등으로 이루어지는 자기 조직화막은 상기 원료 화합물과 글라스 기판(1)을 동일한 밀폐 용기 중에 넣어 두고, 실온에서 2∼3일 사이 정도 방치함으로써 글라스 기판(1) 위에 형성된다. 또한, 밀폐 용기 전체를 100℃로 유지함으로써, 3시간 정도 글라스 기판(1) 위에 형성된다. 이는 기상(氣相)으로부터의 형성법이지만 액상(液相)으로부터도 자기 조직화막을 형성할 수 있다. 예를 들면, 원료 화합물을 포함하는 용액 중에 글라스 기판(1)을 침지하고, 세정, 건조함으로써 글라스 기판(1) 위에 자기 조직화막이 형성된다. 또한, 자기 조직화막을 형성하기 전에, 글라스 기판(1) 표면에 자외광을 조사하거나, 용매에 의해 세정하거나 해서, 글라스 기판(1) 표면의 전(前)처리를 실시하는 것이 바람직하다. 그리고 스텝 S2로 진행된다.

도 4의 스텝 S2은 친액 처리 공정이다. 스텝 S2에서는 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 발액 처리된 표면(6a)에 광을 조사해서 친액성을 부여한다. 광이 조사된 부위에서는, 실록산 결합이 끊어져서 수산기와 결합한 상태가 되고 친액성이 부여된다. 이 경우, 조사하는 범위는 도 5의 (c)에 나타낸 바와 같이, 제 1 격벽부 (4)를 형성하는 영역(6b)과 제 2 격벽부(5)를 형성하는 영역(6c)이다.

또한, 조사하는 광으로서는 발열을 생기게 하는 파장 대역을 갖는 레이저광이 바람직하며, 예를 들면, 적외 영역(0.7∼10㎛)에 파장 대역을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 레이저광원으로서, 예를 들면 Nd: YAG 레이저(1.064㎛), CO₂ 레이저(10.6㎛) 등을 사용할 수 있다. 그리고 이들 레이저 광원과 적어도 X, Y 방향으로 이동할 수 있는 테이블을 구비한 레이저 조사 장치에 의해, 테이블에 글라스 기판(1)을 탑재 배치하여 영역(6b, 6c)을 묘획(描畵)하도록 레이저광을 조사해서 친액 처리를 실시한다.

또한, FAS 등으로 이루어지는 박막(6)을 친액 처리하는 방법으로서는, 친액화하는 영역(6b, 6c) 이외를 마스크로 덮고, UV(자외광)을 조사하는 방법도 채용할 수 있다. 그리고 스텝 S3로 진행된다.

도 4의 스텝 S3는 격벽부 형성 공정이다. 스텝 S3에서는 도 5의 (d)에 나타낸 바와 같이, 액상체를 액적으로 하여 노즐로부터 토출할 수 있는 액적 토출 헤드(20)를 사용하여, 액상체로서 격벽부 형성 재료를 포함하는 기능액(21)을 토출해서 제 1 격벽부(4) 및 제 2 격벽부(5)를 형성한다.

보다 구체적으로는, 제 1 격벽부(4)를 형성하는 영역(6b)과 제 2 격벽부(5)를 형성하는 영역(6c)에 순차적으로 액적 토출 헤드(20)가 대향하도록 위치 결정하고, 기능액(21)을 액적으로서 토출 착탄시켜서 젖어 퍼지게 한다. 그리고 이것을 건조시키는 공정을 반복함으로써 퇴적시켜 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5)를 형 성한다. 또한, 제 2 격벽부(5)가 제 1 격벽부(4)보다도 높이 방향으로 1∼2㎛ 돌출하도록 기능액(21)을 토출해서 형성한다. 이 경우, 제 1 격벽부(4)의 높이는 약 1.5㎛이며, 제 2 격벽부(5)의 높이는 약 2.5㎛이다. 특히, 폭이 약 10㎛인 좁은 제 2 격벽부(5)에서는 기능액(21)이 착탄한 후에 표면 장력에 의해 볼록해지고, 건조 후에는 꼭대기부(5a)가 곡면 형상으로 된다. 또한, 기능액(21)으로서는 격벽부 형성 재료로서 페놀계 수지 등을 포함한 용액을 사용할 수 있다. 그리고, 스텝 S4로 진행된다.

도 4의 스텝 S4는 색 요소 형성 공정이다. 스텝 S4에서는 우선 도 5의 (e)에 나타낸 바와 같이, 제 1 격벽부(4) 및 제 2 격벽부(5)가 형성된 글라스 기판(1)에 잔존하는 박막(6)을 제거하는 공정을 행한다. 박막(6)은 FAS 등으로 이루어지는 단분자막이며, 약 300℃로 글라스 기판(1)을 가열함으로써 승화시켜 제거할 수 있다. 또한, 제거 후의 글라스 기판(1)의 표면(1a)을 친액화할 수도 있다. 또한, 가열 이외의 방법으로서는, UV 조사나 O₂ 플라스마 처리 등을 채용할 수 있다.

다음으로, 도 5의 (f)에 나타낸 바와 같이, 제 2 격벽부(5)에 의해 분할된 색 요소 영역(2)의 복수의 영역마다 색 요소 형성 재료를 포함하는 기능액(22)을 액적 토출 헤드(20)로부터 액적으로서 토출 건조함으로써, 색 요소(3)를 형성한다. 당연히 다른 색의 각 색 요소(3R, 3G, 3B)가 형성되는 각 색 요소 영역(2)에 대응해서 다른 색 요소 재료를 포함하는 3종의 기능액(22)을 액적 토출 헤드(20)에 순차적으로 충전해서 토출한다. 또는, 복수의 액적 토출 헤드(20)를 준비하고, 각각 다른 색 요소 재료를 포함하는 기능액(22)을 충전해서 토출해도 좋다.

그 경우, 건조 후의 색 요소(3)의 막 두께가 제 1 격벽부(4)의 높이(약 1.5㎛)와 거의 같아지도록 기능액(22)의 토출 회수를 분할된 복수의 영역마다 조정해서 토출한다. 이에 따라, 제 2 격벽부(5)는 형성된 색 요소(3)의 표면으로부터 약 1㎛ 돌출하여, 배향 방향 제어용 돌기부로서의 기능을 갖는다.

<액정 표시 장치>

다음으로, 본 실시예의 액정 표시 장치에 대해서 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다. 도 6은 액정 표시 장치의 구조를 나타내는 개략 단면도이고, 도 7은 액정 표시 장치의 화소를 나타내는 개략 평면도이다. 구체적으로, 도 6은 도 7의 B-B선으로 절단한 개략 단면도이다. 또한, 도 7은 컬러 필터 기판(10) 측에서 본 화소의 확대도이다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 액정 표시 장치(100)는 3색의 색 요소(3)를 갖는 컬러 필터 기판(10)과, 각 색 요소(3)에 대응하는 복수의 화소 전극(12)이 투명 기판(11)에 형성된 대향 기판으로서의 소자 기판(16)을 구비하고 있다. 또한, 컬러 필터 기판(10)과 소자 기판(16) 사이에 삽입된 마이너스 유전율을 갖는 액정(15)을 구비하고 있다. 컬러 필터 기판(10)에는 색 요소(3)가 형성된 색 요소 영역(2)을 구획하는 제 1 격벽부(4)와, 색 요소 영역(2)을 복수의 영역으로 분할하는 제 2 격벽부(5)를 갖고 있다. 또한, 색 요소(3), 제 1 격벽부(4), 제 2 격벽부(5)를 덮도록 투명한 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어지는 공통 전극(7)이 형성되어 있다. 소자 기판(16)에는 화소 전극(12)에 구동용 전위를 부여하는 스위 칭 소자로서의 TFT(Thin Film Transistor) 소자(17)가 설치되어 있다. 컬러 필터 기판(10)과 소자 기판(16)의 액정(15)에 접하는 표면에는 상기 표면에 대하여 액정(15)의 분자를 대략 수직 방향으로 배향시키는 배향막(8, 14)이 각각 설치되어 있다.

이러한 액정 표시 장치(100)는 컬러 필터 기판(10) 측으로부터 표시된 화상 등의 정보를 시인(視認)하는 것으로, 컬러 필터 기판(10)의 표면과 소자 기판(16)의 배면에는 편광판(미도시)이 장착된다. 또한, 소자 기판(16)의 배면측에 냉음극관이나 LED 등의 광원을 갖는 조명 장치(미도시)를 장착해서 조명된다.

도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 액정 표시 장치(100)는 표시용의 복수의 서브 화소(SG)를 갖고, 3색의 색 요소(3R, 3G, 3B)에 대응하는 3개의 서브 화소(SG)에 의해 1개의 화소(G)를 구성하고 있다. 각 서브 화소(SG)에 설치된 제 2 격벽부(5)는 색 요소(3)의 표면보다 돌출하도록 형성되며, 배향 방향 제어용 돌기부로서의 기능을 갖고 있다. 색 요소(3)에 대향하는 화소 전극(12)에는 제 2 격벽부(5)에 병행해서 컬러 필터 기판(10)을 향해서 개구하는 개구부로서의 복수의 슬릿(13)이 설치되어 있다.

도 6은 구동 전압이 인가되어 있지 않은 액정 표시 장치(100)의 상태를 나타내고 있다. 이때, 색 요소(3)의 표면보다 돌출한 제 2 격벽부(5)에서, 배향하는 액정(15)의 분자(15a)는 꼭대기부(5a)의 곡면 형상의 표면에 대해 대략 수직 방향으로 배향된다. 컬러 필터 기판(10)의 공통 전극(7)과 소자 기판(16)의 화소 전극(12) 사이에 구동 전압이 인가되면, 꼭대기부(5a)와 화소 전극(12) 사이, 및 꼭대 기부(5a) 이외의 공통 전극(7)과 슬릿(13) 사이에는, 경사 방향의 전계(E)가 발생한다. 액정(15)의 분자(15a)는 전계(E)의 방향에 대해 수직이 되도록 기울어진다. 따라서, 꼭대기부(5a)와 슬릿(13)을 경계로 해서 구동 전압이 인가된 때에 액정(15)의 분자(15a)가 기울어지는 방향이 다른 영역이 형성된다. 즉, 제 2 격벽부(5)에 의해 복수로 분할되어 배향 방향 제어된 색 요소 영역(2)에서는 다른 시각 의존성을 갖게 되기 때문에, 광(廣)시야각의 시각 특성을 갖는 액정 표시 장치(100)를 제공할 수 있다.

<액정 표시 장치의 제조 방법>

본 실시예의 액정 표시 장치(100)의 제조 방법은 배향 방향 제어용 돌기부를 형성하는 제조 공정을 간략화할 수 있으면서, 색 요소 영역(2)에서 균일한 색 요소(3)를 구비한 컬러 필터 기판(10)을 사용해서 제조한다. 따라서, 보다 효율적으로, 또한 색 불균일 등의 불량이 저감되어 수율 좋게 액정 표시 장치(100)를 제조할 수 있다.

한편, 투명 기판(11)에 화소 전극(12)과 TFT 소자(17), 및 이들을 전기적으로 접속하는 배선 등의 형성 방법, 및 컬러 필터 기판(10)과 소자 기판(16)을 접착제 등을 사용해서 미리 정해진 위치에 접합하고, 액정(15)을 그 간격에 충전하는 방법은 공지의 방법을 사용하면 좋다. 또한, 컬러 필터 기판(10)과 소자 기판(16)의 액정(15)에 접하는 면에 수직 배향용 배향막(8, 14)을 형성하는 방법으로서는 배향막 재료로서의 가용성 폴리이미드, 폴리아믹산 타입 폴리이미드, 변성 폴리이미드 등의 유기 화합물에 용매를 첨가해서 점도를 조정하여, 오프셋 등의 인쇄법, 액적 토출법 등에 의해 형성하는 방법을 들 수 있다.

<전자 기기>

다음으로, 본 실시예의 전자 기기로서의 대형 액정 TV에 대하여 설명한다. 도 8은 대형 액정 TV를 나타내는 개략 사시도이다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 대형 액정 TV(200)는 표시부(201)에 상기 실시예의 광시야각의 시각 특성을 갖는 액정 표시 장치(100)가 탑재되어 있다. 액정 표시 장치(100)는 보다 효율적으로, 또한 색 불균일 등의 불량이 저감되어 수율 좋게 제조할 수 있으므로, 우수한 표시 품질을 가지면서 비용 효율이 높은 대형 액정 TV(200)를 실현할 수 있다.

상기 실시예의 효과는 아래와 같다.

(1) 상기 실시예의 컬러 필터 기판(10)은 제 1 격벽부(4)에 의해 복수 구획된 색 요소 영역(2)을 각각 복수의 영역으로 분할하는 제 2 격벽부(5)를 갖고 있다. 또한, 제 2 격벽부(5)가 색 요소 영역(2)에 형성된 색 요소(3)보다도 돌출하도록 형성되며, 배향 방향 제어용 돌기부를 겸하고 있다. 따라서, 제 2 격벽부(5)를 설치하지 않은 경우에 비해서, 분할되어 면적이 좁아진 복수의 영역마다 색 요소(3)를 형성할 수 있으므로, 형성되는 색 요소(3)를 평탄화하기 쉽다. 때문에, 배향 방향 제어용 돌기부의 제조 공정을 간략화할 수 있으면서, 색 요소 영역(2)에 균일한 색 요소(3)를 구비한 컬러 필터 기판(10)을 제공할 수 있다. 또한, 색 요소(3)를 형성하는 면적이 감소하므로, 색 요소 형성 재료의 필요 없는 소비를 저감할 수 있다.

(2) 상기 실시예의 컬러 필터 기판(10) 및 그 제조 방법에서, 복수의 색 요 소 영역(2)에 형성되는 3종(색)의 색 요소(3R, 3G, 3B)는 색 요소 형성 재료를 포함하는 기능액(22)을 토출해서 형성되어 있다. 따라서, 분할되어 면적이 좁아진 복수의 영역마다 기능액(22)이 토출되므로, 상기 복수의 영역마다 기능액(22)을 널리 퍼지게 해서 균일한 막 두께와 평탄성을 갖는 색 요소(3)를 형성할 수 있다. 즉, 기능액(22)이 널리 퍼지지 않는 누락(dropout)이나 색 불균일의 불량을 저감할 수 있다.

(3) 상기 실시예의 컬러 필터 기판(10) 및 그 제조 방법에서, 제 2 격벽부(5)는 레이저광을 조사해서 친액 처리된 글라스 기판(1)의 영역(6c)에 격벽부 형성 재료를 포함하는 기능액(21)을 토출해서 건조하는 공정을 반복함으로써, 착탄한 기능액(21)을 퇴적하여 꼭대기부(5a)가 곡면 형상을 갖도록 형성된다. 따라서, 폭이 약 10㎛인 세밀한 제 2 격벽부(5)를 형성할 수 있다. 그리고 색 요소(3)가 제 1 격벽부(4)의 높이와 거의 동일한 막 두께(1.5㎛)로 형성되고, 제 2 격벽부(5)가 제 1 격벽부(4)보다도 약 1㎛ 높게 되도록 형성되어 있기 때문에, 제 2 격벽부(5)를 덮도록 글라스 기판(1)의 표면에 수직 배향시키는 배향막을 형성하면, 제 1 격벽부(4)와 색 요소(3)와의 경계에서 배향면에 요철을 발생시키지 않고, 제 2 격벽부(5)의 꼭대기부(5a)를 경계로 해서 색 요소 영역(2)의 내부를 복수의 다른 배향 방향 제어 영역으로 분할할 수 있다.

(4) 상기 실시예의 컬러 필터 기판(10)의 제조 방법에서, 제 1 격벽부(4), 제 2 격벽부(5), 및 3종(색)의 색 요소(3R, 3G, 3B)는 모두 액상체로서의 기능액을 액적으로 하여 액적 토출 헤드(20)의 노즐로부터 토출하는 액적 토출법을 사용해서 형성되어 있다. 따라서, 이들 구성을 포토리소그래피법으로 형성하는 경우에 비해서, 감광성 재료의 도포, 노광, 현상, 세정에 필요한 설비를 제조 공정마다 갖출 필요가 없고, 고정밀도의 노광용 마스크도 불필요하게 된다. 때문에, 액적 토출 헤드(20)를 구비한 액적 토출 장치를 사용하면, 대부분의 제조 공정에 대응할 수 있어, 보다 효율적으로 컬러 필터 기판(10)을 제조할 수 있다.

(5) 상기 실시예의 액정 표시 장치(100) 및 그 제조 방법에서, 배향 방향 제어용 돌기부의 제조 공정을 간략화할 수 있으면서, 색 요소 영역(2)에서 균일한 색 요소(3)를 구비한 컬러 필터 기판(10)을 사용해서 구성 또는 제조되어 있기 때문에, 광시야각의 시각 특성을 갖는 액정 표시 장치(100)를 제공할 수 있다. 또한, 보다 효율적으로, 또한 색 불균일 등의 불량이 저감되어 수율 좋게 액정 표시 장치(100)를 제조할 수 있다.

(6) 상기 실시예의 전자 기기로서의 대형 액정 TV(200)는 표시부(201)에 상기 실시예의 액정 표시 장치(100)가 탑재되어 있기 때문에, 광시야각이나 색 불균일이 적은, 우수한 표시 품질을 가지면서 비용 효율이 높은 대형 액정 TV(200)를 제공할 수 있다.

상기 실시예 이외의 변형예는 아래와 같다.

(변형예 1)

상기 실시예의 컬러 필터 기판(10)의 제조 방법에서, 제 1 격벽부(4)를 형성하는 방법은 이에 한정되지 않는다. 도 9의 (a)∼(f)는 변형예의 컬러 필터 기판의 제조 방법을 나타내는 개략 단면도이다. 예를 들면, 도 9의 (a)에 나타낸 바와 같이, 글라스 기판(1)에 우선 제 1 격벽부(4)를 형성한다. 이 경우의 형성 방법으로서는, 감광성 수지를 글라스 기판(1)의 표면에 막 두께가 약 1.5㎛로 되도록 도포해서 노광·현상함으로써 형성한다. 감광성 수지로서는 블랙 안료 등을 포함하여 차광성을 갖는 것이 바람직하다. 다음으로, 도 9의 (b)에 나타낸 바와 같이, 제 1 격벽부(4)가 형성된 글라스 기판(1)의 표면을 발액화하는 박막(6)을 형성한다. 그리고, 도 9의 (c)에 나타낸 바와 같이, 발액 처리된 표면(6a)의 제 2 격벽부(5)를 형성하는 영역(6c)에 레이저광을 조사해서 친액화한다. 계속해서, 도 9의 (d)에 나타낸 바와 같이, 격벽부 형성 재료를 포함하는 기능액(21)을 액적 토출 헤드(20)로부터 토출해서 제 2 격벽부(5)를 형성한다. 그 후에, 도 9의 (e)에 나타낸 바와 같이, 발액성을 갖는 박막(6)을 가열 등의 방법으로 제거한다. 그리고 도 9의 (f)에 나타낸 바와 같이, 제 1 격벽부(4)와 제 2 격벽부(5)에 의해서 분할된 색 요소 영역(2)에 색 요소 형성 재료를 포함하는 기능액(22)을 액적 토출 헤드(20)로부터 토출하여 색 요소(3)를 형성한다. 이렇게 하면, 서브 화소(SG)에 대응하는 색 요소 영역(2)을 안정한 형상으로 구획 형성할 수 있다. 또한, 이렇게 하여 제조된 컬러 필터 기판(10)을 사용해서 액정 표시 장치(100)를 구성 또는 제조하면, 형성된 제 1 격벽부(4)가 차광성을 갖고 있으므로, 서브 화소(SG) 간의 광 누설이 방지되어, 보다 선명한 화상 표시가 가능하다.

(변형예 2)

상기 실시예의 컬러 필터 기판(10)에서, 색 요소(3)의 구성은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 스트라이프 형상으로 배치된 3색의 색 요소(3R, 3G, 3B)의 배 치의 순서가 달라도 좋다. 또한, 도 10의 (a) 및 (b)는 변형예의 색 요소의 배치를 나타내는 평면도이다. 도 10의 (a)에 나타낸 바와 같이, 동일한 색의 색 요소(3)가 경사 방향으로 배치된 모자이크 방식이나, 도 10의 (b)에 나타낸 바와 같이, 다른 색 요소(3)가 삼각형의 각 정점에 배치된 델타 방식으로도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 색 요소(3)는 3색에 한정되지 않고, 색 재현성을 높이는 다른 색을 추가한 4색의 구성으로 해도 좋다.

(변형예 3)

상기 실시예의 액정 표시 장치(100) 및 그 제조 방법에서, 컬러 필터 기판(10)의 공통 전극(7)의 배치는 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제 2 격벽부(5)의 꼭대기부(5a)를 피하도록 마스킹해서 공통 전극(7)을 형성해도 좋다. 이에 의하면, 액정(15)이 충전되는 컬러 필터 기판(10)과 소자 기판(16)과의 간격이 매우 좁아져도, 돌출한 제 2 격벽부(5)의 꼭대기부(5a)에는 공통 전극(7)이 없으므로, 공통 전극(7)과 화소 전극(12)이 전기적으로 단락하는 문제점을 저감할 수 있다.

(변형예 4)

상기 실시예의 액정 표시 장치(100)가 탑재되는 전자 기기는 대형 액정 TV(200)에 한정되지 않는다. 예를 들면, PDA(Personal Digital Assistants)라고 불리는 휴대형 정보 기기나 휴대 단말 기기, PC, 워드 프로세서, 디지털 스틸 카메라, 차재용 모니터, 모니터 직시형 디지털 비디오 레코더, 카 네비게이션 장치, 전자 수첩, 워크 스테이션, TV 전화기, POS 단말기 등등의 화상 표시 수단으로서 적합하게 사용할 수 있다.

본 발명에 의하면 배향 방향 제어용 돌기부의 제조 공정을 간략화할 수 있으면서, 색 요소 영역에 있어 균일한 색 요소를 구비한 컬러 필터 기판, 액정 표시 장치 및 전자 기기, 컬러 필터 기판의 제조 방법 및 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.

Claims

복수의 화소 전극을 갖는 대향 기판과의 사이에 액정을 삽입하여 액정 표시 장치를 구성하는 컬러 필터 기판으로서,

기판 위에 복수의 색 요소 영역을 구획하는 제 1 격벽부와,

상기 복수의 색 요소 영역의 각각을 복수의 영역으로 분할하는 제 2 격벽부와,

상기 복수의 색 요소 영역에 형성된 복수 종(種)의 색 요소를 구비하고,

상기 제 2 격벽부가 상기 색 요소보다도 돌출하도록 형성되며, 돌출한 부분이 상기 액정의 분자의 배향 방향을 제어하는 돌기부를 겸하고 있는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 색 요소가 색 요소 형성 재료를 포함하는 기능액을 상기 색 요소 영역에 토출해서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제 2 격벽부가 상기 제 1 격벽부보다도 1∼2㎛ 높게 되도록 형성되며, 상기 색 요소가 상기 제 1 격벽부와 대략 동등한 막 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 격벽부의 꼭대기부가 곡면 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판.
제 1 항에 기재된 컬러 필터 기판과,

상기 컬러 필터 기판의 복수의 색 요소 영역에 대응하는 복수의 화소 전극을 갖는 대향 기판과,

상기 컬러 필터 기판과 상기 대향 기판 사이에 삽입된 액정을 구비하고,

상기 컬러 필터 기판과 상기 대향 기판의 상기 액정에 접하는 표면에, 상기 액정의 분자를 상기 표면에 대하여 대략 수직 방향으로 배향시키는 배향막이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 화소 전극에는, 상기 제 2 격벽부에 의해 분할된 상기 복수의 영역에 대응하는 위치에 상기 제 2 격벽부에 병행해서 상기 컬러 필터 기판을 향해서 개구하는 개구부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 5 항 또는 제 6 항에 기재된 액정 표시 장치를 탑재한 것을 특징으로 하는 전자 기기.
기판 위에 구획된 복수의 색 요소 영역에 복수 종의 색 요소를 갖는 컬러 필터 기판의 제조 방법으로서,

상기 기판 위에 상기 복수의 색 요소 영역을 구획하도록 제 1 격벽부를 형성하는 공정과,

상기 복수의 색 요소 영역의 각각을 복수의 영역으로 분할하도록 제 2 격벽부를 형성하는 공정과,

상기 복수의 색 요소 영역에 다른 색 요소 형성 재료를 포함하는 복수 종의 기능액을 토출해서 복수 종의 색 요소를 형성하는 색 요소 형성 공정을 구비하고,

상기 제 2 격벽부를 형성하는 공정에서는, 상기 제 1 격벽부보다도 높이 방향으로 돌출하도록 상기 제 2 격벽부를 형성하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 색 요소 형성 공정에서는, 상기 제 1 격벽부와 상기 색 요소가 대략 동등한 막 두께로 되도록 상기 기능액을 토출하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,

상기 기판의 표면이 발액성을 갖도록 표면 처리하는 발액 처리 공정과,

상기 제 1 격벽부를 형성하는 영역과 상기 제 2 격벽부를 형성하는 영역에 대응하는 상기 기판의 발액 처리된 표면이 친액성을 갖도록 표면 처리하는 친액 처리 공정을 더 구비하고,

상기 제 1 격벽부를 형성하는 공정 및 상기 제 2 격벽부를 형성하는 공정에서는, 친액 처리된 상기 기판의 표면에 격벽부 형성 재료를 포함하는 기능액을 토출해서 상기 제 1 격벽부 및 상기 제 2 격벽부를 형성하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,

상기 제 1 격벽부가 형성된 상기 기판의 표면이 발액성을 갖도록 표면 처리하는 발액 처리 공정과,

상기 제 2 격벽부를 형성하는 영역에 대응하는 상기 기판의 발액 처리된 표면이 친액성을 갖도록 표면 처리하는 친액 처리 공정을 더 구비하고,

상기 제 2 격벽부를 형성하는 공정에서는, 친액 처리된 상기 기판의 표면에 격벽부 형성 재료를 포함하는 기능액을 토출해서 상기 제 2 격벽부를 형성하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 발액 처리 공정에서는, 발액성을 갖는 박막을 상기 기판의 표면에 형성하고,

상기 색 요소 형성 공정에서는, 적어도 상기 색 요소 영역에 잔존하는 상기 박막을 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 친액 처리 공정에서는, 적어도 상기 제 2 격벽부를 형성하는 영역에 대응하는 상기 기판의 발액 처리된 표면에 광을 조사해서 친액성을 부여하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 기판의 제조 방법.
복수 종의 색 요소를 갖는 컬러 필터 기판과, 상기 복수 종의 색 요소에 대응하는 복수의 화소 전극을 갖는 대향 기판과, 상기 컬러 필터 기판과 상기 대향 기판 사이에 삽입된 액정과, 상기 컬러 필터 기판과 상기 대향 기판의 상기 액정에 접하는 표면에, 상기 표면에 대하여 상기 액정의 분자를 대략 수직 방향으로 배향시키는 배향막을 구비한 액정 표시 장치의 제조 방법으로서,

상기 컬러 필터 기판이 제 8 항에 기재된 컬러 필터 기판의 제조 방법을 사용해서 제조된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.