KR100530392B1

KR100530392B1 - 전기 광학 패널 및 그 제조 방법과 전자 기기

Info

Publication number: KR100530392B1
Application number: KR10-2003-0022239A
Authority: KR
Inventors: 다키자와게이지; 오타기리요시히로; 나카노도모유키
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2002-04-10
Filing date: 2003-04-09
Publication date: 2005-11-22
Anticipated expiration: 2023-04-09
Also published as: CN1220100C; JP3695415B2; KR20030081101A; TWI305850B; JP2003302626A; US20040017525A1; US6842206B2; TW200307827A; CN1450387A

Abstract

본 발명은 화소 전극의 밀착성 저하나 투과 표시용 컬러 필터의 손상 등을 효과적으로 방지하는 것이 가능한 멀티갭 타입의 전기 광학 패널용 기판 및 그 제조 방법, 액정 장치 및 전자 기기를 제공한다.

유리 등의 투광성 기판(101)상에 있어서, 투과 표시 영역에 투과용 컬러 필터층(120T)이 마련되고, 반사 표시 영역에 반사용 컬러 필터층(120R)이 형성된다. 투과용 컬러 필터층 및 반사용 컬러 필터층의 위에는, 그들 전체를 덮도록 오버코팅층(127)이 형성된다. 또한, 오버코팅층은, 상기 투과용 컬러 필터층상에 있어 제 1 층두께를 갖고, 또한 상기 반사용 컬러 필터층상에 있어서는 상기 제 1 층두께보다도 두꺼운 제 2 막두께를 갖는 멀티갭 구조로 되어 있다. 이 액정 패널용 기판에서는, 투과 표시 영역에 있어서도 오버코팅층이 마련되어 있기 때문에, 투명 전극의 밀착성을 높이고, 또한 투과용 컬러 필터층을 보호할 수 있다.

Description

전기 광학 패널 및 그 제조 방법과 전자 기기{ELECTRO-OPTICAL PANEL AND FABRICATION METHOD THEREOF, AND ELECTRONIC APPARATUS}

본 발명은 반(半)투과 반사형 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 1 화소내의 투과 표시 영역과 반사 표시 영역의 사이에서 액정층의 층두께를 적정한 값으로 바꾼 멀티갭 타입의 액정 장치에 관한 것이다.

각종 액정 장치 중, 투과 모드 및 반사 모드의 쌍방으로 화상을 표시 가능한 것은 반투과 반사형 액정 장치라고 불리며, 휴대 전화, 휴대형 정보 단말 등에 널리 이용되고 있다.

이 반투과 반사형 액정 장치는, 표면에 제 1 투명 전극이 형성된 투명한 제 1 기판과, 제 1 전극과 대향하는 면측에 제 2 투명 전극이 형성된 투명한 제 2 기판에 의해, TN(Twisted Nematic) 모드의 액정층을 사이에 유지하여 이루어진다. 제 1 기판에는 제 1 투명 전극과 제 2 투명 전극이 대향하는 화소 영역내에, 반사 표시 영역을 구성하는 광반사층이 형성되고, 이 광반사층에 마련된 개구에 상당하는 영역이 투과 표시 영역으로 되어 있다. 제 1 기판 및 제 2 기판의 각각의 외측에는 편광판이 배치된다. 또한, 광반사층이 형성되어 있는 제 1 기판측에는, 편광판의 외측에 백 라이트 장치가 더 배치되어 있다.

이러한 구성의 액정 장치에서는, 백 라이트 장치로부터 출사된 광 중, 투과 표시 영역에 입사된 광은, 제 2 기판측으로부터 액정층에 입사되어, 액정층에서 광변조된 후, 제 2 기판측으로부터 투과 표시광으로서 출사되어 화상을 표시한다(투과 모드).

또한, 제 2 기판측으로부터 입사된 외광 중, 반사 표시 영역에 입사된 광은, 액정층을 통하여 반사층에 도달하고, 반사층에서 반사되어 다시 액정층을 통하여 제 2 기판측으로부터 반사 표시광으로서 출사되어 화상을 표시한다(반사 모드).

여기서, 제 1 기판상에는, 반사 표시 영역과 투과 표시 영역의 각각에 반사 표시용 컬러 필터 및 투과 표시용 컬러 필터가 형성되어 있기 때문에, 투과 모드 및 반사 모드 중 어느 것에 있어서도 컬러 표시가 가능하다.

이와 같이, 액정층에 의해 광변조가 행해질 때, 액정의 트위스트각을 작게 설정한 경우에는, 편광 상태의 변화가 굴절율차 △n과 액정층의 층두께 d의 적(積)(리터데이션 △n·d)의 함수로 되기 때문에, 이 값을 적정화하여 두면 시인성이 좋은 표시를 행할 수 있다. 그러나, 반투과 반사형의 액정 장치에 있어서, 투과 표시광은 액정층을 한번만 통과하여 출사되는데 반하여, 반사 표시광은 액정층을 2회 통과하게 되기 때문에, 투과 표시광 및 반사 표시광의 쌍방에 있어서 동시에 리터데이션 △n·d를 최적화하는 것은 곤란하다. 따라서, 반사 모드에서의 표시가 시인성이 좋은 것으로 되도록 액정층의 층두께 d를 설정하면, 투과 모드에서의 표시가 희생된다. 반대로, 투과 모드에서의 표시가 시인성이 좋은 것으로 되도록 액정층의 층두께 d를 설정하면, 반사 모드에서의 표시가 희생된다.

그래서, 일본국 특허 공개 평성 제 11-242226 호 공보에는, 반사 표시 영역에 있어서의 액정층의 층두께를 투과 표시 영역에 있어서의 액정층의 층두께보다도 작게 한 구조의 반투과 반사형 액정 장치가 개시되어 있다. 이러한 액정 장치는 멀티갭 타입이라고 불린다.

이 구조는, 전술한 반사 표시 영역, 보다 구체적으로는 반사 표시용 컬러 필터상에 층두께 조정을 위한 오버코팅층을 형성하는 것에 의해 실현할 수 있다. 이 때, 투과 표시용 컬러 필터상에는 오버코팅층을 형성하지 않는다. 이렇게 함으로써, 투과 표시 영역에서는 반사 표시 영역과 비교하여, 오버코팅층의 두께 만큼만 액정층의 층두께 d가 커지기 때문에, 투과 표시광 및 반사 표시광의 쌍방에 대하여 리터데이션 △n·d를 최적화할 수 있어, 투과 모드와 반사 모드의 쌍방에 있어서 시인성이 좋은 화상 표시가 가능해진다.

상술한 바와 같은 멀티갭 타입의 액정 장치에 있어서는, 오버코팅층은 반사 표시 영역과 투과 표시 영역에 있어서의 액정층의 층두께를 조정하는 것을 하나의 중요한 기능으로 갖고 있다. 이 오버코팅층은 보호층이라고도 불리며, 본래는, 그 위에 형성되는 화소 전극의 밀착성을 확보하는 것, 및, 그 화소 전극의 형성 공정에서 투과 표시용 컬러 필터를 보호하는 것을 목적으로서 형성된다. 따라서, 예컨대 멀티갭 타입이 아닌 액정 장치에 있어서는, 상면이 평탄하게 되도록 오버코팅층이 형성되고, 그것에 의하여 화소 전극과의 밀착성을 높이는 역할, 및, 하방의 투과 표시용 컬러 필터를 보호하는 역할을 완수한다.

그러나, 상술한 멀티갭 타입의 액정 장치에 있어서는, 투과 표시 영역과 반사 표시 영역에 있어서의 액정층의 층두께 조정을 위해서, 투과 표시 영역에 있어서는 오버코팅층이 생략된다. 즉, 투과 표시 영역에 있어서는, 투과 표시용 컬러 필터상에 오버코팅층을 거치지 않고서 화소 전극이 형성되게 된다. 이 때문에, 투과 표시 영역에 있어서는, 오버코팅층의 본래의 역할인, 화소 전극과의 밀착성의 향상, 및, 화소 전극 형성 공정중에 있어서의 투과 표시용 컬러 필터의 보호가 완수되지 않는다. 따라서, 화소 전극의 성막이 어려워 성막 정밀도가 저하되거나, 밀착성이 불충분해지는 문제가 있다. 또한, 화소 전극 형성 공정에 있어서 투과 표시용 컬러 필터가 손상을 입는다고 하는 문제도 있다.

본 발명은, 이상의 점을 감안한 것으로, 화소 전극의 밀착성 저하나 투과 표시용 컬러 필터의 손상 등을 효과적으로 방지하는 것이 가능한 멀티갭 타입의 전기 광학 패널용 기판 및 그 제조 방법, 전기 광학 패널 및 전자 기기를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명의 하나의 관점에서는, 전기 광학 패널용 기판에 있어서, 기판과, 투과 표시 영역에 있어서 상기 기판상에 배치된 투과용 컬러 필터층과, 반사 표시 영역에 있어서 상기 기판상에 배치된 반사용 컬러 필터층과, 상기 투과용 컬러 필터층 및 상기 반사용 컬러 필터층의 양쪽을 덮는 오버코팅층을 구비하며, 상기 오버코팅층은, 상기 투과용 컬러 필터층상에 있어서 제 1 층두께를 갖고, 또한 상기 반사용 컬러 필터층상에 있어서는 상기 제 1 층두께보다도 두꺼운 제 2 막두께를 갖는다.

상기 전기 광학 패널용 기판에서는, 유리 등의 투광성 기판상에 있어서, 투과 표시 영역에 투과용 컬러 필터층이 마련되고, 반사 표시 영역에 반사용 컬러 필터층이 형성된다. 투과용 컬러 필터층 및 반사용 컬러 필터층의 위에는, 그들 전체를 덮도록 오버코팅층이 형성된다. 또한, 오버코팅층은, 상기 투과용 컬러 필터층상에 있어서 제 1 층두께를 갖고, 또한 상기 반사용 컬러 필터층상에 있어서는 상기 제 1 층두께보다도 두꺼운 제 2 막두께를 갖도록 구성된다. 이 구조는 멀티갭 구조라고도 불리며, 투과 표시 영역에 있어서의 액정층의 층두께와 반사 표시 영역에 있어서의 액정층의 층두께를 조정하는 것에 의해, 투과 표시광 및 반사 표시광의 쌍방에 대하여 리터데이션 △n·d(편광 상태의 변화가 굴절율차 △n과 액정층의 층두께 d의 적)를 최적화하여, 투과 모드와 반사 모드의 쌍방에 있어서 시인성이 좋은 화상 표시를 가능하게 한다.

또한, 오버코팅층상에는 투명 전극이 마련되지만, 오버코팅층은 투명 전극을 밀착성 좋게, 안정적으로 형성하는 역할, 및, 투명 전극의 형성 공정중의 에칭액이나 세정액에 의한 컬러 필터층의 손상을 방지하기 위한 보호층으로서의 역할을 함께 갖는다. 여기서, 일반적인 멀티갭 타입의 액정 장치에서는 투과용 컬러 필터상의 오버코팅층을 생략하여 투과 표시 영역과 반사 표시 영역의 액정층의 층두께에 차이를 갖게 하고 있었지만, 상기 액정 패널용 기판에서는, 투과 표시 영역에 있어서도 오버코팅층을 마련하고 있기 때문에, 투명 전극의 밀착성을 높임과 동시에, 투과용 컬러 필터층을 보호할 수 있다.

상기 전기 광학 패널용 기판에서는, 오버코팅층의 보호막으로서의 기능, 즉, 투명 전극 형성 공정에 있어서의 에칭액이나 세정액에 대한 내성을 고려하여, 상기 제 1 층두께는 약 0.05∼0.2㎛로 하는 것이 바람직하다.

또한, 멀티갭 구조에 있어서 투과 표시 영역과 반사 표시 영역에 있어서의 액정층의 층두께 조정을 적정하게 행하기 위해서, 상기 제 1 층두께와 상기 제 2 층두께의 차이는 약 1.4∼2.6㎛로 하는 것이 바람직하다.

상기 전기 광학 패널용 기판을 이용하여 전기 광학 패널을 구성할 수 있고, 또한, 그 전기 광학 패널을 표시부로서 구비하는 전자 기기를 구성할 수 있다.

본 발명의 다른 관점에서는, 전기 광학 패널용 기판의 제조 방법에 있어서, 투과 표시 영역에 있어서 기판상에 투과용 컬러 필터층을 형성하는 공정과, 반사 표시 영역에 있어서 상기 기판상에 반사용 컬러 필터층을 형성하는 공정과, 상기 투과용 컬러 필터층 및 상기 반사용 컬러 필터층의 양쪽을 덮도록 오버코팅층을 형성하는 공정을 갖고, 상기 오버코팅층은, 상기 투과용 컬러 필터층상에 있어서 제 1 층두께를 갖고, 또한 상기 반사용 컬러 필터층상에 있어서는 상기 제 1 층두께보다도 두꺼운 제 2 막두께로 되도록 형성된다.

상기 전기 광학 패널용 기판의 제조 방법에 의하면, 기판상에 형성된 투과용 컬러 필터층 및 반사용 컬러 필터층의 위에, 그들 전체를 덮도록 오버코팅층이 형성된다. 또한, 오버코팅층은, 상기 투과용 컬러 필터층상에 있어서 제 1 층두께를 갖고, 또한 상기 반사용 컬러 필터층상에 있어서는 상기 제 1 층두께보다도 두꺼운 제 2 막두께를 갖도록 구성된다. 이 구조는 멀티갭 구조라고도 불리며, 투과 모드와 반사 모드의 쌍방에 있어서 시인성이 좋은 화상 표시를 가능하게 한다.

또한, 오버코팅층상에는 투명 전극이 마련되지만, 오버코팅층은 투명 전극을 밀착성 좋게, 안정적으로 형성하는 역할, 및, 투명 전극의 형성 공정중의 에칭액이나 세정액에 의한 컬러 필터층의 손상을 방지하기 위한 보호층으로서의 역할을 둘 다 갖는다. 상기 액정 패널용 기판에서는, 투과 표시 영역에 있어서도 오버코팅층을 마련하고 있기 때문에, 투명 전극의 밀착성을 높임과 동시에, 투과용 컬러 필터층을 보호할 수 있다.

여기서, 오버코팅층의 보호막으로서의 기능, 즉, 투명 전극 형성 공정에 있어서의 에칭액이나 세정액에 대한 내성을 고려하여, 상기 제 1 층두께는 약 0.05∼0.2㎛로 하는 것이 바람직하다. 또한, 멀티갭 구조에 있어서 투과 표시 영역과 반사 표시 영역에 있어서의 액정층의 층두께 조정을 적정하게 행하기 위해서, 상기 제 1 층두께와 상기 제 2 층두께의 차이는 약 1.4∼2.6㎛로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 전기 광학 패널용 기판의 제조 방법의 일형태에서는, 상기 오버코팅층을 형성하는 공정은, 상기 제 1 층두께로 제 1 오버코팅층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 오버코팅층상에, 상기 제 2 층두께로 제 2 오버코팅층을 형성하는 공정과, 상기 투과 표시 영역에 있어서, 상기 제 2 오버코팅층을 제거하는 공정을 갖는다.

이 형태에 의하면, 우선 투과 표시 영역상에 형성해야 할 제 1 층두께로, 투과 표시 영역 및 반사 표시 영역에 오버코팅층을 형성한다. 다음에, 그 위에 제 2 반사 표시 영역상에 형성해야 할 제 2 층두께로 오버코팅층을 형성하고, 투과 표시 영역에 있어서의 오버코팅층을 제거하는 것에 의해, 멀티갭 구조를 형성한다.

상기 전기 광학 패널용 기판의 제조 방법의 다른 일형태에서는, 상기 오버코팅층을 형성하는 공정은, 상기 제 2 층두께로 오버코팅층을 형성하는 공정과, 상기 투과 표시 영역과 상기 반사 표시 영역에 있어서 노광량이 상이하도록 상기 오버코팅층을 노광하는 공정과, 노광된 상기 오버코팅층을 현상하는 것에 의해, 상기 투과 표시 영역을 제 1 막두께로 하고, 상기 반사 표시 영역을 제 2 막두께로 하는 공정을 갖는다.

이 형태에 의하면, 우선 반사 표시 영역상에 형성해야 할 제 2 층두께로 투과 표시 영역 및 반사 표시 영역에 오버코팅층을 형성한다. 다음에, 투과 표시 영역과 반사 표시 영역에 있어서의 노광량을 바꿔 오버코팅층을 노광하여 투과 표시 영역에 있어서의 오버코팅층을 제거하는 것에 의해, 하나의 공정으로 멀티갭 구조를 형성한다.

발명의 실시예

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

[액정 표시 패널]

우선, 본 발명을 적용한 액정 표시 패널의 실시예에 대하여 설명한다. 도 1에, 본 발명의 실시예인 반투과 반사형 액정 표시 패널의 단면도를 나타낸다.

도 1에 있어서, 액정 표시 패널(100)은, 유리나 플라스틱 등으로 이루어지는 기판(101)과 기판(102)이 밀봉재(103)를 거쳐서 접합되고, 내부에 액정(104)이 봉입되어 이루어진다. 또한, 기판(102)의 외면상에는 위상차판(105) 및 편광판(106)이 순서대로 배치되고, 기판(101)의 외면상에는 위상차판(107) 및 편광판(108)이 순서대로 배치된다. 또, 편광판(108)의 아래쪽으로는, 투과형 표시를 행할 때에 조명광을 발생하는 백 라이트(109)가 배치된다.

기판(101)은 컬러 필터 기판(10)을 구성한다. 또, 도 1에 있어서는 설명의 편의상, 컬러 필터 기판(10)을 부분적으로 도시하고 있고, 그 일부분(130)의 확대도를 도 3에 나타낸다. 또한, 컬러 필터 기판(10)의 컬러 필터층의 평면도를 도 2에 나타낸다.

주로 도 3을 참조하면, 컬러 필터 기판(10)으로서는, 기판(101)의 위에 예컨대 아크릴 수지 등에 의해 투명한 수지 산란층(113)이 형성된다. 수지 산란층(113)은, 유리나 플라스틱 등의 기판 표면상에 예컨대 아크릴 수지 등에 의해 투광성의 수지층을 형성하고, 그 표면에 다수의 미세한 요철 구조를 형성하는 것에 의해 제작할 수 있다.

또한, 수지 산란층(113)의 위에는, 부분적으로 알루미늄 합금 또는 은 합금 등의 반사층(111)이 형성된다. 반사층(111)이 형성되는 영역은, 반사형 표시에 이용되는 영역(이하, 「반사 표시 영역」이라고도 부름)이다. 이것에 의해, 반사층(111)의 표면은, 수지 산란층(113)의 요철 구조를 반영한 요철 형상으로 된다.

따라서, 외광을 이용하여 반사형 표시를 행하는 경우는, 외광이 상기 요철 형상에 의해 적절히 산란된 상태로 반사되기 때문에, 반사광을 균일화하여, 넓은 시야각을 확보하는 것이 가능해진다.

반사층(111)에는 소정 간격으로 개구(117)가 형성되어 있다. 즉, 개구(117) 부분은 반사층(111)이 형성되어 있지 않아, 이 개구(117) 영역이 투과 표시 영역으로 된다. 그리고, 반사층(111)이 형성되어 있는 영역, 즉, 개구(117) 이외의 영역이 반사 표시 영역으로 된다.

반사 표시 영역에 있어서는 반사층(111)의 위에 각 색의 반사 표시용 컬러 필터층(120R)이 형성된다. 한편, 투과 표시 영역에 있어서는, 수지 산란층(113)의 위에 각 색의 투과 표시용 컬러 필터층(120T)이 형성된다. 반사 표시용 컬러 필터층(120R)과 투과 표시용 컬러 필터층(120T)을 따로 따로 형성하는 이유는, 투과 표시시와 반사 표시시에 있어서의 표시색을 개별적으로 조정 가능하게 하기 위해서 이다.

또, 도 3에 있어서는, 반사 표시용 컬러 필터층(120R)으로서 나타내고 있지만, 실제로는 도 2에 도시하는 바와 같이, 반사 표시용 컬러 필터층(120R)은 RGB 3색의 착색층에 의해 구성되어 있다. 즉, 반사용 컬러 필터층(120R)은, 청색(B) 착색층(120RB), 적색(R) 착색층(120RR), 녹색(G) 착색층(120RG)을 순서대로 배열하는 것에 의해 구성된다. 또한, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 투과 표시용 컬러 필터층(120T)은, 적색(R) 착색층(120TR), 녹색(G) 착색층(120TG), 청색(B) 착색층(120TB)을 순서대로 배열하는 것에 의해 구성된다. 도 1, 3, 5에 있어서는, 설명의 편의상, 적색 착색층 부분의 단면을 나타내고 있는 것으로 한다. 이하, 각 색의 착색층을 불문하고 언급하는 때에는, 단지 반사 표시용 컬러 필터층(120R), 투과 표시용 컬러 필터층(120T)으로 기술하는 것으로 한다.

반사 표시용 컬러 필터층(120R)의 각 착색층(120RR, 120RG 및 120RB), 및 투과 표시용 컬러 필터층(120T)의 각 착색층(120TR, 120TG 및 120TB)의 경계에는, 블랙 매트릭스(120B)가 형성된다. 블랙 매트릭스(120B)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 투과 표시용 컬러 필터층(120T)을 구성하는 RGB 3색의 착색층을 중첩시키는 것에 의해 형성된다. 또, 반사용 컬러 필터층이 아니라, 투과용 컬러 필터층의 각 색 착색층을 사용하는 이유는, 일반적으로 반사용 컬러 필터층보다 투과용 컬러 필터층 쪽이 색농도가 높게 설계되어 있기 때문에, 3색의 중첩에 의해, 보다 농도가 높고 차광성이 양호한 블랙 매트릭스를 형성할 수 있기 때문이다.

그리고, 반사 표시용 컬러 필터층(120R) 및 투과 표시용 컬러 필터층(120T)을 덮도록 오버코팅층(127)이 형성된다. 이 오버코팅층(127)은, 액정 표시 패널의 제조 공정중에 컬러 필터층(120R 및 120T)을 약제 등에 의한 부식이나 오염으로부터 보호하기 위한 보호층으로서 기능하는 것이다.

또, 도 1의 액정 표시 패널(100)은, 소위 멀티갭 구조를 채용하고 있다. 멀티갭 구조란, 투과 표시 영역과 반사 표시 영역에 있어서 형성하는 오버코팅층(127)의 두께를 상이하게 하여 셀 두께를 최적화하는 것에 의해, 투과 표시 모드 때에도 반사 표시 모드 때에도 표시 성능을 향상시키는 수법이다.

더욱이, 컬러 필터 기판(10)의 오버코팅층(127)의 표면상에는, ITO(인듐 주석 산화물) 등의 투명 도전체로 이루어지는 투명 전극(114)이 형성된다. 이 투명 전극(114)은 본 실시예에 있어서는 복수 병렬한 스트라이프 형상으로 형성되어 있다. 또한, 이 투명 전극(114)은, 도 1에 나타내는 기판(102)상에 마찬가지로 스트라이프 형상으로 형성된 투명 전극(121)에 대하여 직교하는 방향으로 연장하며, 투명 전극(114)과 투명 전극(121)의 교차 영역내에 포함되는 액정 표시 패널(100)의 구성 부분(반사층(111), 컬러 필터층(120), 투명 전극(114), 액정(104) 및 투명 전극(121)에 있어서의 상기 교차 영역내의 부분)이 화소를 구성하도록 되어 있다.

여기서, 본 발명에 있어서는, 도 3(a)에 가장 잘 도시된 바와 같이, 오버코팅층(127)이 투과 표시용 컬러 필터층(120T)(120TR, 120TG 및 120TB)의 위에도 형성되는 것을 특징으로 한다. 이와 같이, 투과용 컬러 필터층상에도 오버코팅층(127)을 형성하는 것에 의해, 오버코팅층(127)과 투명 전극(114)과의 밀착성이 높아져, 투명 전극(114)이 안정적으로 형성될 수 있게 된다. 또한, 오버코팅층(127)이 투과 표시용 컬러 필터층(120T)을 빈틈없이 덮기 때문에, 오버코팅층(127)상에 투명 전극(114)을 형성하는 공정중의 에칭에 사용하는 에칭액이 투과 표시용 컬러 필터층(120T)에 손상을 주는 것이 방지된다.

도 3(b)에, 투과 표시용 컬러 필터층(120T)상에 오버코팅층(127)이 형성되지 않는 비교예를 나타낸다. 비교예의 경우, 투과 표시용 컬러 필터층(120T)의 위에 직접적으로 투명 전극(114)이 형성되게 된다. 따라서, 투명 전극의 형성 정밀도가 불충분해지거나, 투명 전극의 형성 공정중에 사용하는 에칭액이나 세정액 등에 의해 투과용 컬러 필터층이 손상을 받거나 할 가능성이 있다.

본 실시예에 나타내는 바와 같은 멀티갭 타입의 액정 장치는, 멀티갭 구조를 채용하는 것에 의해 투과 표시 영역과 반사 표시 영역에서 액정층의 층두께를 조정하여 고화질화를 도모하고 있다. 따라서, 본 발명을 적용하는 경우에 있어서도, 투과 표시 영역과 반사 표시 영역의 층두께가 적절한 관계를 유지하도록 오버코팅층(127)을 형성하는 것이 필요해진다. 일반적으로는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 투과 표시 영역에 있어서의 투명 전극(114)의 상면과 반사 표시 영역(블랙 매트릭스 부분 이외의 영역)에 있어서의 투명 전극(114)의 높이의 차이 D로서 2㎛ 정도가 적당하다. 따라서, 이 관계를 유지하도록 오버코팅층(127)을 형성해야 할 필요가 있다.

한편, 투과 표시 영역에 있어서 투과용 컬러 필터상에 형성되는 오버코팅층(127)의 층두께는, 오버코팅층(127)의 보호층으로서의 보호 기능이 충분히 확보되는 정도의 층두께가 요구된다. 구체적으로는, 투명 전극 형성 공정에 있어서 사용하는 에칭액이나 그 후의 세정 공정에 있어서 사용되는 세정액의 성질에도 의하지만, 0.1㎛ 정도를 하나의 기준으로 생각할 수 있다.

또, 기판(101)상의 투명 전극(114)상, 및, 기판(102)상의 투명 전극(121)상에는, 배향막 등이 필요에 따라 형성되게 된다.

이 액정 표시 패널(100)에 있어서는, 반사형 표시가 되는 경우에는, 반사층(111)이 형성되어 있는 영역에 입사된 외광은, 도 1에 나타내는 경로 R을 따라 진행하여, 반사층(111)에 의해 반사되어 관찰자 E에 의해 시인된다. 한편, 투과형 표시가 되는 경우에는, 백 라이트(109)로부터 출사된 조명광이 도 1에 나타내는 경로 T를 따라 진행하여, 관찰자 E에 의해 시인된다.

또, 본 발명에서는 컬러 필터의 각 착색층의 배열은 도 2에 나타내는 배열로는 한정되지 않는다. 즉, 스트라이프 배열, 델타 배열, 대각선 배열 등의 각종 배열로 구성하는 것이 가능하다. 또한, 상기 실시예에서는 투과용 컬러 필터와 반사용 컬러 필터를 별개의 재료에 의해 독립적으로 형성하고 있지만, 동일 재료에 의해 단일의 컬러 필터로서 형성하는 것도 가능하다. 또한, 그 경우에, 투과 표시 영역과 반사 표시 영역에서 컬러 필터의 두께를 변화시킨 타입의 컬러 필터에도 적용 가능하다.

[제조 방법]

다음에, 상술한 액정 표시 패널(100)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 액정 표시 패널은 투과용 컬러 필터상에도 얇은 오버코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하지만, 그 오버코팅층은 이하의 2가지 방법 중 어느 하나에 의해 형성할 수 있다.

(제 1 제조 방법)

우선, 도 1에 나타내는 컬러 필터 기판(10)의 제 1 제조 방법에 대하여 도 4(a)∼(d)를 참조하여 설명한다.

우선, 도 4(a)에 도시하는 바와 같이, 기판(101)의 표면상에 수지 산란층(113)을 형성한다. 수지 산란층(113)의 형성 방법으로서는, 전술한 바와 같이 유리나 플라스틱 등의 기판(101)의 표면상에 예컨대 아크릴 수지 등에 의해 투광성의 수지층을 형성하고, 그 표면에 다수의 미세한 요철 구조를 형성하는 것에 의해 제작할 수 있다. 또, 수지 산란층(113)의 형성 방법으로서는, 이것 이외의 방법을 채용하는 것도 물론 가능하다.

다음에, 알루미늄, 알루미늄 합금, 은 합금 등의 금속을 증착법이나 스퍼터링법 등에 의해서 박막 형상으로 성막하고, 이것을 포토리소그래피법을 이용하여 패터닝함으로써 반사층(111)을 형성한다. 이 때, 반사층(111)은, 반사 표시 영역에만 형성된다.

다음에, 도 4(b)에 도시하는 바와 같이, 소정의 색상을 나타내는 안료나 염료 등을 분산시켜 이루어지는 착색된 감광성 수지(감광성 레지스트)를 도포하고, 소정 패턴으로 노광, 현상을 행하여 패터닝을 행함으로써, 컬러 필터층을 형성한다. 즉, 투과 표시 영역에 있어서는 투과 표시용 컬러 필터층(120T)(즉, 착색층(120TR, 120TG, 120TB))을 형성하고, 반사 표시 영역에 있어서는 반사 표시용 컬러 필터층(120R)(즉, 착색층(120RR, 120RG, 120RB))을 형성한다.

다음에, 반사용 컬러 필터층(120R)상에 블랙 매트릭스(120B)를 형성한다. 또, 블랙 매트릭스(120B)는 투과용 컬러 필터층(120T)의 각 색 착색층과 동일의 재료에 의해 형성할 수 있다. 그 경우에는, 상술한 투과 표시용 컬러 필터층(120T)을 형성하는 공정에 있어서 동시에 각 색 착색층(120TR, 120TG, 120TB)을 순서대로 겹쳐 형성하는 것에 의해 블랙 매트릭스(120B)를 형성할 수도 있다.

다음에, 투과 표시용 컬러 필터층(120T) 및 반사 표시용 컬러 필터층(120R)의 위에, 아크릴 수지 등에 의해 오버코팅층(127)을 형성한다. 이 때, 제 1 제조 방법에서는, 오버코팅층(127)을 2개의 공정으로 형성한다. 즉, 도 4(c)에 도시하는 바와 같이, 우선 투과 표시용 컬러 필터층(120T) 및 반사 표시용 컬러 필터층(120R)의 위 전역에 오버코팅층(127a)을 소정의 두께(전술한 검토에 의하면, 0.1㎛ 이상)로 형성한다.

계속해서, 또한 그 위에, 동일의 아크릴 수지 등에 의해, 오버코팅층을 형성함으로써, 오버코팅층(127)을 완성시킨다. 즉, 감광성 아크릴 수지 등을 균일의 두께로 도포한 후, 소정의 패턴으로 노광 및 현상해 패터닝하여, 도 4(d)에 나타내는 바와 같은 멀티갭 구조의 요철을 갖는 오버코팅층(127)을 형성한다. 이렇게 해서, 컬러 필터 기판(10)이 제조된다.

(제 2 제조 방법)

다음에, 본 발명의 컬러 필터 기판(10)의 제 2 제조 방법에 대하여, 도 5(a)∼(c)를 참조하여 설명한다. 도 4(a)∼(d)에 나타낸 제 1 제조 방법은, 오버코팅층을 2개의 공정으로 형성하였다. 이것에 반하여, 제 2 제조 방법에서는, 도포한 오버코팅층을 패터닝할 때의 노광량을 조정하는 것에 의해, 오버코팅층(127)을 하나의 공정으로 형성한다.

제 2 제조 방법은, 도 5(a) 및 도 5(b)에 도시하는 바와 같이, 기판(101)상에 수지 산란층(113), 반사층(111), 투과용 컬러 필터층(120T), 반사용 컬러 필터층(120R), 블랙 매트릭스(120B)를 형성할 때까지는 제 1 제조 방법과 동일하다.

다음에, 기판(101)의 전 영역에 감광성 아크릴 수지 등의 투광성 수지를 도포하고, 이것을 소정의 패턴으로 노광하고, 또한 현상하는 것에 의해 패터닝하여 멀티갭 구조의 요철을 형성한다. 그 때, 반사 표시용 컬러 필터층(120R)의 영역에 비교하여, 투과 표시용 컬러 필터층(120T)의 영역의 노광량을 늘리는 것에 의해, 아크릴 수지가 제거되는 양이 증가된다. 그 결과, 투과 표시용 컬러 필터층(120T)상의 오버코팅층(127)의 두께는, 반사 표시용 컬러 필터층(120R)상의 오버코팅층(127)의 두께보다 얇아지게 된다. 이렇게 해서, 투과 표시용 컬러 필터층(120T)상에 얇은 오버코팅층(127)을 갖는 멀티갭 구조를 형성할 수 있다. 또, 노광량의 조정은, 노광을 위한 자외선의 조사량을 일정하게 하여 시간을 조정하더라도 좋고, 조사 시간을 일정하게 하여 조사량을 부분적으로 조정하더라도 좋다.

(액정 표시 패널의 제조 방법)

다음에, 이렇게 해서 얻어진 컬러 필터 기판(10)을 이용하여, 도 1에 나타내는 액정 표시 패널(100)을 제조하는 방법에 대하여 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 표시 패널(100)의 제조 공정을 나타내는 흐름도이다.

우선, 상기의 방법에 의해, 투과용 컬러 필터상에도 얇은 오버코팅층을 갖는 컬러 필터 기판(10)이 형성된 기판(101)이 제조되고(공정 S1), 또한 오버코팅층(127)상에 투명 도전체를 스퍼터링법에 의해 피착하고, 포토리소그래피법에 의해서 패터닝하는 것에 의해, 투명 전극(114)을 형성한다(공정 S2). 그 후, 투명 전극(114)상에 폴리이미드 수지 등으로 이루어지는 배향막을 형성하고, 러빙 처리 등을 실시한다(공정 S3).

한편, 반대측의 기판(102)을 제작하고(공정 S4), 마찬가지의 방법으로 투명 전극(121)을 형성하며(공정 S5), 또한 투명 전극(121)상에 배향막을 형성하고, 러빙 처리 등을 실시한다(공정 S6).

그리고, 밀봉재(103)를 거쳐서 상기 기판(101)과 기판(102)을 접합하여 패널 구조를 구성한다(공정 S7). 기판(101)과 기판(102)은, 기판 사이에 분산 배치된 도시하지 않은 스페이서 등에 의해서 거의 규정의 기판 간격으로 되도록 접합된다.

그 후, 밀봉재(103)의 도시하지 않은 개구부로부터 액정(104)을 주입하여, 밀봉재(103)의 개구부를 자외선 경화성 수지 등의 봉지재에 의해서 봉지한다(공정 S8). 이렇게 해서 주요 패널 구조가 완성된 후에, 상술한 위상차판이나 편광판 등을 필요에 따라 패널 구조의 외면상에 접착 등의 방법에 의해서 설치하여(공정 S9), 도 1에 나타내는 액정 표시 패널(100)이 완성된다.

[전자 기기]

다음에, 상기 액정 표시 패널을 포함하는 액정 장치를 전자 기기의 표시 장치로서 이용하는 경우의 실시예에 대하여 설명한다. 도 7은 본 실시예의 전체구성을 나타내는 개략 구성도이다. 여기에 나타내는 전자 기기는, 상기 액정 표시 패널(100)과 마찬가지의 액정 표시 패널(200)과, 이것을 제어하는 제어 수단(1200)을 갖는다. 여기에서는, 액정 표시 패널(200)을, 패널 구조체(200A)와, 반도체 IC 등으로 구성되는 구동 회로(200B)로 개념적으로 나누어 그리고 있다. 또한, 제어 수단(1200)은, 표시 정보 출력원(1210)과, 표시 정보 처리 회로(1220)와, 전원 회로(1230)와, 타이밍 발생기(1240)를 갖는다.

표시 정보 출력원(1210)은, ROM(Read Only Memory)이나 RAM(Random Access Memory) 등으로 이루어지는 메모리와, 자기 기록 디스크나 광 기록 디스크 등으로 이루어지는 저장 유닛과, 디지털 화상 신호를 동조 출력하는 동조 회로를 구비하고, 타이밍 발생기(1240)에 의해서 생성된 각종 클럭 신호에 근거하여, 소정 포맷의 화상 신호 등의 형태로 표시 정보를 표시 정보 처리 회로(1220)에 공급하도록 구성되어 있다.

표시 정보 처리 회로(1220)는, 시리얼-패러랠 변환 회로, 증폭·반전 회로, 로테이션 회로, 감마 보정 회로, 클램프 회로 등의 주지의 각종 회로를 구비하고, 입력된 표시 정보의 처리를 실행하여, 그 화상 정보를 클럭 신호 CLK와 함께 구동 회로(200B)에 공급한다. 구동 회로(200B)는, 주사선 구동 회로, 데이터선 구동 회로 및 검사 회로를 포함한다. 또한, 전원 회로(1230)는, 상술한 각 구성 요소에 각각 소정의 전압을 공급한다.

다음에, 본 발명에 따른 액정 표시 패널을 적용 가능한 전자 기기의 구체예에 대하여 도 8을 참조하여 설명한다.

우선, 본 발명에 따른 액정 표시 패널을, 포터블 퍼스널 컴퓨터(소위 노트북 컴퓨터)의 표시부에 적용한 예에 대하여 설명한다. 도 8(a)는, 이 퍼스널 컴퓨터의 구성을 나타내는 사시도이다. 동 도면에 도시하는 바와 같이, 퍼스널 컴퓨터(41)는, 키보드(411)를 구비한 본체부(412)와, 본 발명에 따른 액정 표시 패널을 적용한 표시부(413)를 구비하고 있다.

계속해서, 본 발명에 따른 액정 표시 패널을, 휴대 전화기의 표시부에 적용한 예에 대하여 설명한다. 도 8(b)는, 이 휴대 전화기의 구성을 나타내는 사시도이다. 동 도면에 도시하는 바와 같이, 휴대 전화기(42)는, 복수의 조작 버튼(421) 이외에, 수화구(422), 송화구(423)와 함께, 본 발명에 따른 액정 표시 패널을 적용한 표시부(424)를 구비한다.

또, 본 발명에 따른 액정 표시 패널을 적용 가능한 전자 기기로서는, 도 8(a)에 나타낸 퍼스널 컴퓨터나 도 8(b)에 나타낸 휴대 전화기 외에도, 액정 텔레비젼, 뷰 파인더형·모니터 직시형의 비디오 테이프 레코더, 카 네비게이션(car navigation) 장치, 페이저, 전자 수첩, 전자 계산기, 워드 프로세서, 워크스테이션, 텔레비젼 전화, POS 단말, 디지털 스틸 카메라 등을 들 수 있다.

[변형예]

또, 상술한 컬러 필터 기판 및 액정 표시 패널 등은, 상술한 예에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위내에서 여러 가지의 변경이 가능한 것은 물론이다.

예컨대, 도 2에 나타낸 컬러 필터는 반사 표시 영역내의 개구로서 투과 표시 영역을 규정하는 구조이지만, 이 구조는 단순한 일례이며, 컬러 필터를, 예컨대 직사각형의 반사용 컬러 필터부와 투과용 컬러 필터부를 교대로 인접시켜 형성하는 구조로 하는 것도 가능하다.

또한, 이상 설명한 각 실시예에 있어서는, 모두 패시브 매트릭스형의 액정 표시 패널을 예시하였지만, 본 발명의 전기 광학 장치로서는, 액티브 매트릭스형의 액정 표시 패널(예컨대, TFT(박막 트랜지스터)나 TFD(박막 다이오드)를 스위칭 소자로서 구비한 액정 표시 패널)에도 마찬가지로 적용할 수 있다. 또한, 액정 표시 패널 뿐만 아니라, 일렉트로루미네슨스 장치, 유기 일렉트로루미네슨스 장치, 플라즈마 디스플레이 장치, 전기 영동 디스플레이 장치, 필드·에미션·디스플레이(전계 방출 표시 장치) 등의 각종 전기 광학 장치에 있어서도 본 발명을 마찬가지로 적용할 수 있다.

본 발명에 의하면, 화소 전극의 밀착성 저하나 투과 표시용 컬러 필터의 손상 등을 효과적으로 방지하는 것이 가능한 멀티갭 타입의 전기 광학 패널용 기판 및 그 제조 방법, 전기 광학 패널 및 전자 기기를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 패널의 구조를 나타내는 단면도,

도 2는 도 1에 나타내는 액정 표시 패널의 컬러 필터층의 구조를 나타내는 평면도,

도 3은 도 1에 나타내는 액정 표시 패널의 일부의 확대 단면도, 및, 비교예 로서 투과 표시 영역에 오버코팅층이 형성되어 있지 않은 액정 표시 패널의 구조를 나타내는 단면도,

도 4는 본 발명의 컬러 필터 기판의 제 1 제조 방법을 나타내는 단면도,

도 5는 본 발명의 컬러 필터 기판의 제 2 제조 방법을 나타내는 단면도,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 패널의 제조 방법의 공정도,

도 7은 본 발명에 따른 전자 기기의 실시예에 있어서의 구성 블럭을 나타내는 개략 구성도,

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 패널을 적용한 전자 기기의 예를 나타내는 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 컬러 필터 100 : 액정 표시 패널

101, 102 : 기판 103 : 밀봉재

109 : 백 라이트 111 : 반사층

113 : 수지 산란층 114 : 투명 전극

115 : 셀 두께 조정층 120T, 120R : 컬러 필터층

120B : 블랙 매트릭스 127 : 오버코팅층

Claims

복수의 화소를 갖고, 각각의 상기 화소가 투과 표시 영역 및 반사 표시 영역을 구비하는 전기 광학 패널로서,

한 쌍의 기판과,

상기 한 쌍의 기판 사이에 유지되어 이루어지는 액정층과,

상기 투과 표시 영역에 있어서 한쪽의 상기 기판상에 배치된 투과용 컬러 필터층과,

상기 반사 표시 영역에 있어서 상기 한쪽의 기판상에 배치된 반사용 컬러 필터층과,

상기 한쪽 기판상의 상기 화소 사이에 배치되고, 상기 투과용 컬러 필터층 및 상기 반사용 컬러 필터층보다 상기 한 쪽 기판으로부터의 높이가 높은 블랙 매트릭스와,

상기 투과용 컬러 필터층, 상기 반사용 컬러 필터층, 및 상기 블랙 매트릭스를 덮는 오버코팅층

을 구비하되,

상기 오버코팅층은, 상기 반사용 컬러 필터층상에서의 층두께 및 상기 블랙 매트릭스상에서의 층두께가 상기 투과용 컬러 필터층상에서의 층두께보다 두껍고,

상기 액정층은 상기 오버코팅층의 층두께에 따라 상기 투과 표시 영역에서의 층두께가 상기 반사 표시 영역에서의 층두께보다 두꺼운 것

을 특징으로 하는 전기 광학 패널.
제 1 항에 있어서,

상기 투과용 컬러 필터층 및 상기 반사용 컬러 필터층은 각각 복수색의 컬러 필터층을 포함하고,

상기 블랙 매트릭스는 복수 색의 상기 투과용 컬러 필터층을 적층하여 이루어지는 것

을 특징으로 하는 전기 광학 패널.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 투과용 컬러 필터층은 상기 반사용 컬러 필터층보다 색농도가 높은 것을 특징으로 하는 전기 광학 패널.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 투과용 컬러 필터층은 상기 반사용 컬러 필터층보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 전기 광학 패널.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 투과용 컬러 필터층상에서의 상기 오버코팅층의 층두께는 약 0.05∼0.2㎛인 것을 특징으로 하는 전기 광학 패널.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 투과용 컬러 필터층상에서의 상기 오버코팅층의 층두께와 상기 반사용 컬러 필터층상에서의 상기 오버코팅층의 층두께의 차이는 약 1.4∼2.6㎛인 것을 특징으로 하는 전기 광학 패널.
청구항 1 또는 2에 기재된 전기 광학 패널을 표시부로서 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
한 쌍의 기판 사이에 유지되어 이루어지는 액정층을 구비하고, 복수의 화소를 갖고, 또한, 각각의 상기 화소가 투과표시 영역 및 반사 표시 영역을 구비하는 전기 광학 패널의 제조 방법으로서,

상기 투과 표시 영역에서 한쪽의 상기 기판상에 투과용 컬러 필터층을 형성하는 공정과,

상기 반사 표시 영역에서 상기 한쪽의 기판상에 반사용 컬러 필터층을 형성하는 공정과,

상기 한쪽 기판상의 상기 화소 사이에, 상기 투과용 컬러 필터층 및 상기 반사용 컬러 필터층보다 상기 한쪽 기판으로부터의 높이가 높은 블랙 매트릭스를 형성하는 공정과,

상기 투과용 컬러 필터층, 상기 반사용 컬러 필터층, 및 상기 블랙 매트릭스를 덮도록 오버코팅층을 형성하는 공정

을 구비하되,

상기 오버코팅층은 상기 반사용 컬러 필터층상에서의 층두께, 및 상기 블랙 매트릭스상에서의 층두께가 상기 투과용 컬러 필터층상에서의 층두께 보다 두껍고,

상기 액정층은 상기 오버코팅층의 층두께에 따라, 상기 투과 표시 영역에서의 층두께가 상기 반사 표시 영역에서의 층두께보다 두꺼운 것

을 특징으로 하는 전기 광학 패널의 제조 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 투과용 컬러 필터층 및 상기 반사용 컬러 필터층은 각각 복수색의 컬러 필터층을 포함하고,

상기 블랙 매트릭스를 형성하는 공정은 복수 색의 상기 투과용 컬러 필터층을 적층하는 것

을 특징으로 하는 전기 광학 패널의 제조 방법.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,

상기 투과용 컬러 필터층은 상기 반사용 컬러 필터층보다 색농도가 높은 것을 특징으로 하는 전기 광학 패널의 제조 방법.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,

상기 투과용 컬러 필터층은 상기 반사용 컬러 필터층보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 전기 광학 패널의 제조 방법.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,

상기 오버코팅층을 형성하는 공정은 상기 투과용 컬러 필터층상에서의 상기 오버코팅층의 층두께를 약 0.05∼0.2㎛로 하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 패널의 제조 방법.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,

상기 오버코팅층을 형성하는 공정은, 상기 투과용 컬러 필터층상에서의 상기 오버코팅층의 층두께와 상기 반사용 컬러 필터층에서의 상기 오버코팅층의 층두께의 차이를 약 1.4∼2.6㎛로 하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 패널용 기판의 제조 방법.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,

상기 오버코팅층을 형성하는 공정은

상기 투과용 컬러 필터층상에서의 층두께로 제 1 오버코팅층을 형성하는 공정과,

상기 제 1 오버코팅층 상에 상기 반사용 컬러 필터층상에서의 층두께로 제 2 오버코팅층을 형성하는 공정과,

상기 투과 표시 영역에 있어서 상기 제 2 오버코팅층을 제거하는 공정을 갖는 것

을 특징으로 하는 전기 광학 패널의 제조 방법.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,

상기 오버코팅층을 형성하는 공정은

상기 반사용 컬러 필터층상에서의 층두께로 오버코팅층을 형성하는 공정과,

상기 투과 표시 영역과 상기 반사 표시 영역에 있어서 노광량이 상이하도록 상기 오버코팅층을 노광하는 공정과,

노광된 상기 오버코팅층을 현상하는 것에 의해, 상기 투과 표시 영역을 투과용 컬러 필터층상에서의 층두께로 하고, 상기 반사 표시 영역을 반사용 컬러 필터층상에서의 층두께로 하는 공정을 갖는 것

을 특징으로 하는 전기 광학 패널의 제조 방법.