KR0175225B1 - 반사형 액정표시장치 및 그의 제조방법 - Google Patents

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KR0175225B1 KR1019940004625A KR19940004625A KR0175225B1 KR 0175225 B1 KR0175225 B1 KR 0175225B1 KR 1019940004625 A KR1019940004625 A KR 1019940004625A KR 19940004625 A KR19940004625 A KR 19940004625A KR 0175225 B1 KR0175225 B1 KR 0175225B1
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쯔지 하루오
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Abstract

본 발명의 목적은 반사형 액정표시장치의 표시품위를 향상시키는 것으로, 절연성 기판위에는 게이트배선, 소스배선 및 TFT가 형성되고, 또한 그 위에는 철부를 갖는 유기 절연막이 형성된다. 유기 절연막의 표면에 TFT위의 영역에는 차광막이 형성되고, 그 이외의 영역에는 반사전극이 형성된다. 반사전극과 차광막과의 사이에는 간극을 두고 있다. 또한 그 위에는 배향막이 형성되어 한쪽의 기판으로 된다.
이 한쪽 기판은 투광성을 갖는 절연성 기판, 컬러필터, 투명배향막을 포함하는 타방기판과, 액정층을 개재하여 접합된다.

Description

반사형 액정표시장치 및 그의 제조방법
제1도는 본 발명의 한 실시예인 반사형 액정표시장치(30)의 구성을 나타내는 단면도,
제2도는 상기 반사형 액정표시장치(30)를 구성하는 기판(52)의 평면도,
제3도는 철부를 갖는 반사전극(38) 및 차광막(45)의 형성방법을 설명하는 공정도,
제4도(a)내지 (e)는 제3도에 도시된 형성방법을 단계적으로 도시된 단면도,
제5도는 제3도에 도시된 공정 a5에 사용되는 마스크(51)를 나타내는 평면도,
제6도는 상기 반사형 액정표시장치(30)의 반사특성의 측정에 사용되는 반사판(70)의 형성방법을 설명하는 공정도,
제7도 (a) 내지 (f)은 제6도에 도시된 형성방법을 단계적으로 도시된 단면도,
제8도는 반사특성의 측정법을 설명하는 단면도,
제9도는 본 실시예의 비교예인 액정표시장치의 기판 (54)을 나타낸 평면도,
제10도는 제9도에 도시한 절단면서 X2-X2에서 본 단면도,
제11도는 본 실시예의 다른 비교예인 액정표시장치의 기판(54)을 나타낸 평면
제12도는 제11도에 도시한 절단면선 X3-X3에서 본 단면도,
제13도는 본 실시예의 다른 실시예인 반사형 액정표시장치의 MIM(64)이 형성된 기판(60)을 나타낸 평면도,
제14도(a) 내지 (f)은 상기 MIM(64)의 형성 방법을 단계적으로 나타낸 단면도,
제15도는 박막트랜지스터(1)를 갖는 절연성 기판(2)을 나타낸 평면도,
제16도는 제15도에 도시한 절단면선 X1-X1에서 본 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
52, 53 : 기판 38, 67 : 반사전극
40 : 박막트랜지스터(TFT) 42, 66 : 유기 절연막
42a, 42b, 66a, 66b : 철부 45, 68 : 차광막
45a, 68a : 간극 48 : 전극
50 : 액정 64 : MIM
본 발명을 외부로 부터의 입사광을 반사하여 표시를 행하는 반사형 액정표시장치 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
최근, 워드프로세서, 랩탑형 퍼스널 컴퓨터, 포켓 텔레비젼 등에 대한 액정표시장치의 응용이 급속히 진전되고 있다. 특히, 액정표시장치중에서도 외부에서 입사한 광을 반사시켜 표시를 행하는 반사형 액정표시장치는 백라이트가 불필요하기 때문에 소비전력이 낮고 박형이며 경량화가 가능하며 주목되고 있다.
종래, 반사형 액정표시장치에는 TN(트위스티드 네마틱)방식 및 STN(슈퍼트위스티드 네막틱)방식이 사용되고 있으나, 이들 방식에는 편광판에 의해 필연적으로 자연광의 광강도의 약 1/2이 표시에 이용되지 않게 되어 표시가 어둡게 되는 문제가 있다.
이와 같은 문제에 대해, 편광판을 사용하지 않고, 자연광의 모든 광선을 유효하게 이용하고자 하는 표시모드가 제안되어 있다. 이와 같은 모드의 예로서, 상전이형 게스트/호스트방식이 있다(D.L. White and G. N. Taylor : J. Appl. Phys. 45 4718 1974). 이 모드에서는, 전계에 의한 콜레스테릭-네마틱 상전이 현상이 이용되고 있다. 이 방식에는 또한, 마이크로 컬러필터를 조합시킨 반사형 멀티 컬러 디스플레이 제안되어 있다(Tohru Koizumi and Tatsuo Uchuda Proceedings of the SID, Vol. 29/2, 157 , 1988).
이와 같은 평광판을 필요로 하지 않는 모드에서 더욱 밝은 표시를 얻기 위해서는, 모든각도로 부터의 입사광에 대해 표시화면에 수직 방향으로 산란하는 광의 강도를 증가시킬 필요가 있다. 이를 위해 최적의 반사특성을 갖는 반사판을 제조할 필요가 있다. 상기 문헌에는 유리등으로 이루어지는 기판의 표면을 연마제로 조면화하고, 불화수소산으로 에칭하는 시간을 변화시킴으로써 표면의 요철을 (철)제어하고, 그 요철위에 은의 박막을 형성한 반사판이 기재 되어 있다.
상기 문헌에 기재된 반사판에는 유리기판에, 연마제에 의해 흠집을 내게 하여 요철이 형성되기 때문에 균일한 형상의 요철이 형성되지 않는다. 또한, 요철의 형상의 재현성이 떨어지는 문제가 있기 때문에, 이와 같은 유리기관을 사용하면 재현성이 양호한 반사특성을 갖는 반사형 액정표시장치를 제공할수 없다.
제15도는 액티브매트릭스 방식에 사용되는 스위칭 박막트랜지스터(이하, TFT라 함)(1)를 갖는 절연성 기판(2)을 나타내는 평면도이고, 제16도 는 상기 절연성 기판(2)을 제15도에 도시된 절단면선 X1-X1으로 본 경우의 단면도이다. 유리 등의 절연성 기판(2)위에, 크롬, 탄탈, 등으로 이루어지는 복수의 게이트 버스배선(3)이 서로 평행하게 형성되고, 게이트버스 배선(3)으로 부터 게이트 전극(4)이 분기되어 형성된다. 게이트버스 배선(3)은 주사선으로 작용한다.
게이트 배선(4)을 덮어 절연성 기판(2)위의 전면(全面)에 질화실리콘(SiNX), 산화실리콘(SiOX) 등으로 이루어지는 게이트 절연막(5)이 형성되어 있다. 게이트 전극(4) 상방의 게으트 절연막(5)위에는 비정질(아몰퍼스) 실리콘(이하, a-Si라 함), 다결정 실리콘, CdSe 등으로 이루어지는 반도체층(6)이 형성되어 있다. 반도체층(6)의 한쪽의 단부에는 티탄, 몰리부텐, 알루미늄 등으로 이루어지는 소스전극(7)이 중첩형성되어있다. 또한, 반도체층(6)의 타방의 단부에는 소스전극(7)과 동일하게 티탄,몰리부텐,알무미늄 등으로 이루어지는 드레인전극(8)이 중첩형성되어있다. 드레인전극(8)에 있어서, 상기 반도체층(6)이 중첩형성된 단부의 반대측의 단부에는, 예컨대 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어지는 화소전극(9)이 중첩형성 되어 있다.
제15도에 도시된 바와 같이, 소스전극(7)에는 소스버스 배선(10)이 접속되어 있다. 소스버스 배선(10)은 상기 게이트 절연막(5)을 사이에 둔 상태로 게이트 배선 (3)과 교차하면, 표시신호선으로 작용한다. 소스버스 배선(10)도, 소스전극(7)과 동일하게 금속으로 형성되어 있다. 게이트 전극(4), 게이트 절연막(5), 반도체층(6), 소스전극(7) 및 드레인전극(8)을 포함하여 TFT(1)가 구성되고, 이 TFT(1)는 스위칭 소자로 기능한다.
제15도 및 16도에 도시된 TFT(1)를 갖는 절연성 기판(2)을 반사형 액정표시장치에 적용하는 경우, 화소전극(9)은 알루미늄, 은 등이 광반사성을 갖는 금속으로 형성되고, 반사판으로 사용된다.
회소전극(9)을 반사판으로 사용하는 것은, 반사판을 절연성 기판(2)의 화소전극(9)과 반대측에 새로 사용되는 것에 비하여 두께를 얇게 할 수 있고, 또한 시차에 의한 표시품위의 전하를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 그의 반사특성을 향상시키기 위해서는 게이트 절연막(5)의 표면에 요철이 형성되어 화소전극(9)의 표면에 요철이 형성되지만, 일반적으로 무기질로 이루어지는 게이트 절연막(5)의 표면에 요철을 균일하게 형성하는 것이 곤란하다.
상술한 바와 같이, 반도체층(6)으로 a-Si, 다결정 실리콘 및 CdSe 등이 사용되고 있으나, 특히 a-Si는 광전류가 크다고 하는 특성을 지닌다. 예컨대, Si는 밴드갭이 1.1 eV이나 간접천이형 재료이기 때문에 광을 흡수하여도 정공 및 전자를 발생하기가 어렵다. 한편, a-Si는 밴드갭중에 준위가 존재하기 때문에 이 준위에 의해 정공 및 전자의 발생확률이 높아지고 광에 의해 정공 및 전자의 발생이 쉽게 된다.
이 때문에, TFT(1)에 광이 입사하면, 이 광에 의해 TFT(1)가 동작하게 됨으로써 스위칭 소자로서 정상적으로 동작하지 않게 되어 원하지 않는 표시신호가 화소전극(9)에 인가되어 표시품위가 저하하는 단점이 있다. 그러나, a-Si는 다른 재료에 비해 저온에서, 또한 대면적에서 균일하게 형성할 수 있다고 하는 이점이 있다. 따라서, 일반적으로 절연성 기판(2)에 대향하는 기판상에 있어서, 상기 TFT(1)에 대향하는 부분에는 차광수단인 블랙 매트릭스가 형성된다. 그러나, 이 블랙 매트릭스에 의해 광을 완전히 차단하는 것은 위치결정 정밀도가 엄격하고 경사방향으로 부터의 입사광을 차광할 수 없는 등의 문제가 있어 곤란하다.
또한, 제15도 및 16도에 도시한 바와 같이 , 반사판으로 되는 화소전극(9)과, 소스버스 배선(10)은 양자가 도통하지 않도록 간극(9a)을 두어 형성된다. 또한, 소스전극(7)과 드레인전극(8)이 도통하는 경우, TFT(1)가 스위칭소자로 동작할 수 없도록 되기 때문에, TFT(1)위에는 화소전극(9)을 형성할 수 없다. 이 때문에, 화소전극(9)의 면적이 작게되어 휘도가 낮고 표시품위가 떨어지는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 표시품위를 향상시킨 반사형 액정표시장치 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, 액정층을 개재하여 대향배치되는 적어도 어느 한쪽이 투광성을 갖는 한쌍의 기판을 구비하고, 상기 한 쌍의 기판중 한쪽 기판은 절연성 기판과, 상기 절연성 기판의 액정층측의 복수로 분할된 화소영역에 각각 배치되고, 투광성을 갖는 타방 기판으로 부터의 입사광을 반사하는 반사판인 화소전극과, 상기 화소 전극에 표시를 위한 전압을 인가하는 스위칭 소자부를 포함하며, 상기 한쌍의 기판의 타방 기판은 투광성을 갖는 절연성 기판과, 상기 투광성을 갖는 절연성 기판의 반사형 액정표시장치에 있어서, 상기 한쪽의 기판은 상기 스위칭 소자부를 포함하는 영역에 배치된 절연막을 포함하고,상기 화소전극은 상기 절연막의 액정층측인 상기 화소영역내의 소정 영역에 인접한 화소전극이 서로 간극을 두어 배치되고, 상기 절연막의 액정층측인 상기 화소영역내의 소정 영역 이외의 영역에는 상기 화소전극과의 사이에 간극을 두어 차광막이 배치되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치이다.
또한, 본 발명은 상기 차광막이 광반사성을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 절연막이 그 표면에 철부를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 철부가 불규칙하게 배열되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 철부가 끝이 가는 형태로 되고, 또한 선단부가 구면상인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 철부가 1종류 또는 크기가 다른 2종류 이상의 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 절연막이 감광성 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 액정층을 개재하여 대향배치되는 한쌍의 기판중 한쪽 기판이, 절연성 기판과, 상기 절연성 기판의 액정층측인 복수로 불할된 화소영역에 각각 형성되고, 투광성을 갖는 타방 기판으로 부터의 입사광을 반사하는 판사판인 화서전극과, 상기 화소전극에 표시를 위한 전압을 인가하는 스위칭 소자부를 포함하는 반사형 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 절연성 기판의 액정층측인 상기 스위칭 소자부를 포함하는 영역에 절연막을 형성하고, 상기 절연막의 액정층측인 상기 화소영역내의 소정 영역에 서로 간극을 두어 화소전극을 형성하고, 상기 화소영역내의 소정영역 이외의 영역에 상기 화소전극과 의 사이에 간극을 두어 차광막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치의 제조방법이다.
또한, 본 발명은 상기 절연막의 액정층측에 감광성을 갖는 금속막을 형성하고, 이 금속막을 패턴형성하여 화소전극 및 차광막으로 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 철부가 상기 절연성 기판의 액정층측에 있어서 상기 스위칭 소자부를 포함하는 영역에 감광성 수지를 도포하고, 상기 감광성 수지를 원형의 차광영역이 불규칙하게 배열된 차광수단을 통하여 노광하고, 현상한 후에 열처리를 행하여 얻어진 복수의 철부위에 상기 복수의 철부에 따라 절연막을 형성함으로써 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 반사형 액정표시장치는, 적어도 어느 한쪽이 투광성을 갖는 한쌍의 기판사이에 액정층을 개재하여 구성된다. 상기 한쌍의 기판중 한쪽 기판은 상기 절연성 기판의 액정층측인 복수로 분할된 화소영역에 각각 배치되는 반사판인 화소전극과, 스위칭 소자부를 포함한다. 상기 절연성 기판의 액정층측인 상기 스위칭 소자부를 포함하는 영역에 절연막이 형성되고, 상기 절연막의 액정층측인 상기화소영역내의 소정 영역에 서로 간극을 두어 화소전극이 형성되고, 상기 화소영역내의 소정영역 이외의 영역에 상기 화소전극과의 사이에 간극을 두어 차광막이 형성 된다. 상기 한쌍의 기판중 타방기판은 투광성을 갖는 절연성 기판 및 공통전극을 포함한다. 상기 투광성을 갖는 절연성 기판의 액정층측에 거의 전면에 걸쳐 공통전극이 형성된다.
상기 스위칭소자부는 박막트랜지스터 등으로 실현되고, 상기 화소전극에 표시를 위한 전압을 인가한다. 이 전압에 의해 액정의 배향상태가 제어되고, 타방기판측으로부터 입사한광이 투과 또는 차단된다. 액정층을 투과한 광은 상기 반사판인 화소전극에서 반사하고 출사하여 밝은 표시로 된다. 한편, 입사광이 차단되면 어두운 표시로 된다.
상기 화소전극은 한쪽기관을 형성하는 절연성 기판의 액정층측인 스위칭 소자부를 포함하는 영역에 형성된 절연막의 액정층측에 형성된다. 상기 화소전극은 화소영역내이 소정영역, 즉, 인접 화소전극간에 서로 전기절연상태를 유지하는 범위의 간극을 두고, 동시에 상기 스위칭 소자부와 화서전극 사이에 채널(전류통로)이 형성되어 도통되는 일이 없는 영역에 형성된다. 또한, 상기 화소영역내의 소정영역 이외의 영역에는 상기 화소전극과의 사이에 서로 전기절연상태를 유지하는 범위의 긴극을 두어 차광막이 형성된다.
따라서, 스위칭 소자부에 입사하는 광은 차광막에 의해 차광되므로, 스위칭 소자부가 광에 의해 동작하게 되버려서, 스위칭 소자로 정상적으로 가능하지 않게 되는 일은 없다. 또한, 상기 차광막은 절연성 기판의 절연막의 액정층측에 형성되므로, 경사 방향으로 부터의 광도 차광할 수 있고, 또한 기판접합시의 위치정렬 정도(精度)에 관계없이 광을 차광할 수 있다. 또한, 화소전극과 차광막 사이에는 간극이 있기 때문에 차광막을 도전성을 갖는 재료로 형성하여도 화소전극으로부터 차광박으로 전류가 흐르지 않게 되고, 스위칭 소자부와 차광막 사이에 채널을 형성하여 스위칭 소자부의 특성이 저하하여 표시품위가 저하되지 않는다. 또한, 화소전극이 절연막의 액정층측에 형성되므로, 인접 화소전극 사이에 전기절연상태가 유지될 수 있는 범위에서 화소전극의 면적을 크게 할 수 있다. 따라서, 반사하는 광의 양이 증가하여 휘도가 향상된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 차광막은 광반사성을 갖는다. 이 광반사성을 갖는 차광막은 상기 절연막의 액정층측에 광반사성을 갖는 금속막을 형성하여 이 금속막을 패턴형성함으로서 형성되고, 화소전극과 동시에 형성된다. 따라서, 스위칭 소자부에 입사하는 광이 차단됨과 동시에 반사되므로 휘도가 향상되어 표시품위가 향상된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 절연막은 그 표면에 철부를 갖는다. 이 때문에, 절연막상에 형성되는 화소전극 및 차광막의 표면에는 상기 철부에 대응한 철부가 형성된다. 이 철부는 모든 각도로 부터의 입사광에 대해 표시화면에수직인 방향으로 산란하는 광의 강도를 증가시킨다. 따라서, 휘도가 더욱 향상되어 표시품위가 향상된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 철부는 불규칙적으로 배열된다. 상기 철부는 끝이 가는 형태이며, 또한 선단부는 구면상이다. 또한, 상기 철부는 1종류는 또는 크기 가 다른 2종류 이상의 형상으로 이루어진다. 이들은 모두 임의의 각도로부터의 입사광에 대해 표시화면에 수직방향으로 산란하는 광의 강도를 증가시키는 상기와 동일한 작용을 한다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 절연성 기판의 액정층측인 상기 스위칭 소자부를 포함하는 영역에 감광성 수지를 도포하고, 상기 감광성 수지를 원형의 차광영역이 불규칙하게 배열된 차광수단을 통하여 노광하고, 현상한 후에 열처리를 행하여 얻어진 복수의 철부위에 상기 복수의 철부를 따라 절연막을 형성한다. 이 때문에, 절연 막의 표면에는 감광성 수지에 의해 형성된 복수의 철부에 대응하는 불규칙한 철부가 형성된다. 절연막 표면의 철부는 용이하고 균일하게 또한 재현성이 우수하게 제어될 수 있다. 형성된 철부에 대응하여 화소전극 및 차광막의 표면에 철부가 형성되므로 반사특성이 향상된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명의 한 실시예인 반사형 액정표시장치(30)의 단면도이고, 제2도는 제1도에 도시한 기판(52)을 나타낸 평면도이다. 반사형 액정표시장치(30)는 적어도 어느 일방이 투광성을 갖는 기판(52,53) 사이에 액정층(50)을 개재하여 구성된다. 한쪽 기판(52)은 절연성 기판(31), TFT(40), 유기 절연막(42), 반사전극(38), 차광막(45), 및 배향막(44)을 포함한다. 타방의 기판(53)은 투광성을 갖는 절연성 기판(46), 컬러필터(47), 투명전극(48) 및 배향막(49)을 포함한다. 유리 등으로 이루어지는 절연성 기판(31)의 액정층(50)측에, 크롬, 탄탈 등으로 이루어지는 복수의 게이트버스 배선(32)이 서로 평행으로 설치되고, 게이트버스 배선(32)으로부터 게이트전극(33)이 분기되어 있다. 게이트버스 배선(32)은 주사선으로 작용한다.
게이트 전극(33)을 덮어 절연성 기판(31)의 액정층(50)측의 전면(全面)에, 질화실리콘(SiNX), 산화실리콘(SiOX) 등으로 이루어지는 게이트 절연막(34)이 형성되어 있다. 게이트전극(33)위의 게이트 절연막(34)의 표면에는 a-Si, 다결정 실리콘, CdSe등으로 이루어지는 반도체층(35)이 형성되어 있다. 반도체층(35)의 양단에는 a-Si등으로 이루어지는 콘택트 전극(41)이 각각 형성되어 있다. 한쪽의 콤택트 전극(36)위에는 티탄, 몰리부덴, 알루미늄 등으로 이루어지는 소스전극(36)이 중첩형성되고, 타방의 콘택트 전극(41)위에는 소스전극(36)과 동일하게 티탄, 몰리부덴, 알루미늄등으로 이루어지는 드레인전극(37)이 중첩형성되어 있다.
제2도에 도시된 바와 같이, 소스전극(36)에는 소스버스 배선(39)이 접속되어 있다. 소스버스 배선(39)은 상기 게이트 절연막(34)을 사이에 둔 상태로 상기 게이트 배선(32)과 교차하며, 표시 신호선으로 작용한다. 소스버스 배선(39)도, 소스전극(36)과 동일한 금속으로 형성되어 있다. 게이트 전극(33), 게이트 절연막(34), 반도체층(35), 소스전극(36) 및 드레인전극(37)을 포함하여 TFT(40)가 구성되고, 이 TFT(40)는 스위칭 소자로 작용한다.
TFT(40) 및 게이트 절연막(34)의 액정층(50)측에는, 복수의 철부(42a)가 후술하는 콘택트홀(43)이 형성되는 영역을 제외하고 불규칙한 위치에 형성되어 있다. 또한, 상기 철부(42a)는 전면에 형성된 후 콘택트홀(43)이 형성되는 영역상에 형성된 철부(42a)를 제거하도록 하여도 좋고, 또는 콘택트홀(43)이 형성되는 영역위에 형성되지 않도록 하여도 좋다. 또한, 상기 철부(42a)를 따라, 유기 절연막(42)이 형성되어 있다. 유기 절연막(42)에는 철부(42a)에 대응한 철부(42b)가 형성된다. 또한, 드레인 전극(37)부분에, 유기 절연막을 형성하지 않도록 하여 콘택트홀(43)이 형성되어 있다.
유기 절연막(42)위에는, 알루미늄, 은 등으로 이루어지는 반사전극(38)과, 마찬가지로 알루미늄, 은 등으로 이루어지는 차광막(45)이 형성된다. 반사전극(38)은 콘택트홀(43)에서 드레인전극(37)과 접속된다. 차광막(45)과 반사전극(38)은 서로 전기절연상태를 유지하는 범위의 간극(45a)을 두어 형성된다. 또한, 유기 절연막(42)위에 형성된 반사전극(38) 및 차광막(45)에는 유기 절연막(42)의 철부(42b)에 대응한 철부가 형성된다. 또한, 반사전극(38) 및 차광막(45)위에는 배향막(44)이 형성된다.
차광막(45)은 TFT(40)의 약간 위에 형성되고, 반사전극(38)은 제 2도에 도시된 바와 같이, TFT(40)의 반도체층(35)과의 계면에 채널을 형성하지 않는 영역에, 또한 TFT(40)위의 차광막(45)과 간극(45a)을 두고 형성되어 있고, 반사전극(38)은 게이트 버스 배선(32)의 일부 및 유기 절연막(42)을 통해 중첩되도록 형성되어 있다. 이 때문에, 반사전극(38)은 인접 반사전극(38)이 전기적으로 절연상태를 유지하는 범위에서 면적을 크게 할 수 있다. 이에 따라, 표시화면의 휘도가 향상되고, 밝은 표시가 가능하게 된다. 이와 같이 하여, 한쪽 기판(52)이 구성된다.
한편, 예컨대 유리로 실현되는 투광성을 갖는 절연성 기판(45)의 액정층(50)측에는 컬러필터(47)가 형성된다. 컬러필터(47)는 필터(47a,47b)를 포함하며, 반사전극(38) 및 차광막(45)를 포함하는 1 화소에 대향하는 영역에는, 마젠타 또는 그린의 필터(47a) 가 형성되고, 기타 영역에는 블랙 필터(47b)가 형성된다. 컬러필터(47)위의 전면에는 ITO 등으로 이루어지는 투명전극(48)이 형성되고, 그위에는 배향막(49)이 형성된다. 또한, 본 발명에서는 TFT(40)위에 차광막(45)아 형성되므로, 대향하는 기판(53)에 있어서, TFT(40)에 대향하는 영역에 광을 블랙 필터(47b)를 형성할 필요가 없다. 이와 같이 하여 타방의 기관(53)이 구성 된다.
양 기관(52,53)은 서로 배향막(44,49)이 대향하도록 배치되고, 소정의 간극을 유지하는 상태로 접합된다. 이때, 기판(5253)은 반사전극(38)과 차광막(45) 및 필터(47a)가 일치하도록 하여 배치되어 접합시킨다. 또한, 이 기판사이에 액정이 주입되어 액정층(50)으로 되어, 반사형 액정표시장치(30)가 완성된다. 본 실시예에서는 컬러필터(47)를 사용한 컬러표시를 기재하였으나, 흑백표시에서는 컬러필터(47)를 사용하지 않는 이외는 동일하게 하여 형성된다. 이 때문에, 스위칭 소자인 TFT(40)에 대향에는 기판(53)에는 블랙필터(47b)가 형성되지 않으며, 이에 따라 휘도가 향상되는 것을 확일수 있다.
제3도는 제1도 및 제2도에 도시한 도시한 철부를 갖는 반사전극(38) 및 차광막(45)을 절연성 기판 (31) 위에 형성하는 방법을 설명하는 공정도이고, 제4도는 제3도에 도시된 형성방법을 단계적으로 설명으로 설명하는 단면도이며, 제5도는 제3도의 공정 a5에 사용되는 마스크(51)를 도시한 평면도이다. 제4도 (1)은 제3도의 공정 a4를 나타내고, 제4도 (2)는 제3도의 공정 a5를 나타내며, 제4도(3)은 제3도의 공정 a6을 나타내고, 제4도 (4)는 제3도의 공정 a8을 나타내며, 제4도 (5)는 제3도의 공정a9를 나타낸다.
공정 a1에서는, 우선 유리 등으로 이루어지는 절연성 기판(31)위에 예컨대, 스퍼터링법에 의해 3000Å 두께의 탄탈금속층을 형성한다. 다음에, 이 금속층을 예컨대 포토리소그라피법 및 에칭에 의해 소정의 형상으로 패턴형성하여 게이트버스 배선(32) 및 게이트전극(33)을 형성한다.
공정 a2에서는 예컨대 플라즈마 CVD법에 의해 4000Å 두께의 질화실리콘(SiNX)으로 이루어지는 게이트절연막(34)을 게이트버스 배선(32), 게이트전극(33) 및 절연성 기판(31)위에 형성한다.
공정 a3에서는, 우선 반도체층(35)으로 되는 두께 1000Å의 a-Si층과, 콘텍트층(41)으로 되는 두께 400Å의 n형 a-Si층을 상기 게이트 절연막(34)의 표면에 이 순서로 연속적으로 형성한다. 다음에, 형성된 n형 a-Si층을 순차적으로 패턴형성하여 콘택트층(41) 및 반도체층(35)을 형성한다.
공정 a4에서는 콘택트층(41), 반도체층(35) 및 게이트 절연막(34)이 표면에 두께 2000Å 의 몰리부덴 금속층을 예컨데 스퍼터링법에 의해 형성한다. 다음, 이 몰리부덴 금속층을 소정의 형상으로 패턴형성하여 소스전극(36), 드레인전극(37) 및 소스버스배선(39)을 형성한다. 이상과 같이 하여 TFT(40)를 완성한다. 제4도 (1)은 공정 a1에서 공정 a4까지 처리가 종료하여 TFT(40)가 형성된 절연성 기판(31)을 나타내는 단면도이다. 공정 a5에서는, TFT(40) 및 게이트 절연막(34)위에 감광성 수지인 포토레지스트(상품명 OFPR-800 동경응화사제)을 의 두께로 도포하고, 제5도에 도시된 마스크(51)를 사용하여 제4도(2)에 나타낸 바와 같이 철부(42a)를 형성한다. 즉, 마스크(51)는 도포된 포토레지스트막위에 배치되며, 상기 포토레지스트는 노광되어 현상되고, 또한 열처리된다.
마스크(51)에는 사선으로 나타낸 크기가 다른원형의 차광영역(51a,51b)이 불규칙하게 형성되어 있다. 차광영역(51a,51b)이 불규칙하게 형성되어 있다. 차광영역(51a)의 직경 D1은 차광영역(51b)의 직경 D2보다 크게 형성되어 있다. 예컨대, 직경 D1은 10μm이고, 직경 D2는 5μm이다.
본 실시예에서는, 2종류 크기의 차광영역(51a,51b)을 갖는 마스크(51)를 사용하였으나, 마스크(51)는 이에 한정되지 않는다. 차광영역으로서는 1종류 크기의 원형을 갖는 마스크(51)를 사용해도 좋고, 또한 3종류 이상 크기의 원형을 갖는 마스크(51)을 사용하여도 좋다. 후술하는 공정 a7에서 콘택트홀(43)을 형성하는 영역에, 차광영역(51a,51b)이 형성되어 있지 않은 마스크(51)를 사용하면, 콘택트홀(43)을 형성하는 영역에는 철부(42a)가 형성되지 않는다.
전면(全面)에 철부(42a)를 형성한 경우에는 콘택트홀(43)을 형성하는 영역의 철부(42a)가 제거된다. 이 철부(42a)의 제거는 공정 a5가 종료한 후에 행하여도 좋고, 또한 예컨대 후술하는 공정 a7에서 콘택트홀(43)을 형성할 때 행해도 좋다.
공정 a6에서는, 상기 철부(42a)를 따라, 예컨대 상기 포토레지스트(상품명 OFPR-800, 동경응화사제)로 실현되는 감광성 수지를 바람직하게는 2μm 이상의 두께로 도포하고, 제4도(3)에 도시한 바와 같이 유기 절연막(42)을 형성한다. 유기 절연막(4)에는 상기 철부(42a)에 대응한 철부(42b)가 생성된다.
공정 a7에서는 예컨대, 포토리소그라피법을 사용하여 유기절연막 (42)에 콘택트홀(43)을 형성한다. 콘택트홀(43)은 드레인전극(37)위에 형성된다. 상기 포토레지스트로 실현되는 감광성 수지는 절연막으로 충분히 작용하는 것이 확인되었다.
공정 a8에서는, 철부(42b)를 갖는 유기 절연막(42)위의 전면(全面)에 제4도(4)에 도시한 바와 같이 알루미늄으로 이루어지는 금속박막(38a)을 형성한다.
공정 a9에서는 제4도(5)에 도시한 바와 같이 상기 금속박막(38a)을 패턴 형성 하여 반사전극(38) 및 차광막(45)을형성한다. 또한, 금속박막(38a)을 반사전극(38) 및 차광막(45)의 패턴을 갖는 마스크를 사용하여 형성함으로써 공정 a8 및 공정 a9를 동시에 행할 수 이다. 반사전극(38)과 차광막(45)의 간극(45a)은 바람직하게는 3μm,보다 바람직하게는 5μm 로 선택된다. 이 간극이 3μm 보다 크면, 양자의 전기 절연 상태가 유지되는 것이확인되었다. 반사전극(38)은 유기 절연막(42)에 형성된 콘택트홀(43)을 통해 TFT(40)의 드레인전극(37)과 접속되어 있다. 반사전극(38) 및 차광막(45)의 형성시, 포토레지스트로 이루어지는 철부(42a) 및 유기 절연막(42)으로 이루어지는 철부(42b)는 노광, 현상, 알루미늄의 에칭, 레지스트의 박기공정을 통해 서도 어떤 변화도 보이지 않는 것을 확인 하였다.
철부(42a)형상은 마스크(51)의 형상, 철부(42a)로 이루어지는 포토레지스트의 두께에 의해 제어할 수 있음이 확인되었다. 또한, 철부(42a)의 각도는 철부(42a)를 형성후, 열처리함으로써 용이하게 얻을 수 있다. 이 열처리에 의해 철부(42a)는 끝 이 가느다란 형상 또한 선단부가 구면상으로 형성된다. 이와 같이 하여 형성된 철부(42a)는 균일한 것으로 되며, 용이하고 재현성이 우수하게 제어할 수 있다. 따라서, 반사특성이 향상된다.
제1도에 도시된 절연성 기판(46)상에 형성되는 투명전극(48)은, 예컨대 ITO로 이루어지고, 두께는 1000Å로 선택된다. 반사전극(38), 차광막(45) 및 투명전극(48)위의 배향막(44,49)은, 예컨대 폴리이미드 등을 도포후, 소성함으로써 형성된다. 기판(52,53)간에는 예컨대 8μm 혹은 12μm 스페이서를 혼입한 도시되지 않은 접착성 시일제를 스크린 인쇄하고, 이 기판(52,53)을 접합함으로써 액정을 주입하는 공간이 형성된다. 상기 공간을 진공탈기한 후, 정상압으로 되돌림으로써 액정이 주입된다. 액정으로서는, 예컨대 흑색 색소를 혼입한 게스트-호스트 액정(머어크사제, 상품명 ZLI2327)에 광학할성 물질(머어크사제, 상품명 S811)을 4.5% 혼입한 것이 사용된다.
제6도는 상기 반사형 액정표시장치(30)의 반사특성의 측정에 사용되는 반사판(70)의 형성방법을 설명하는 공정도이고, 제7도는 제6도의 형성방법을 단계적으로 설명하는 단면도이다. 공정 b1에서는, 제7도(1)에 도시된 바와 같이 두께 1.1mm의 유리 기판(상품명 7059, 코닝사제)(71)의 한쪽 표면에 감광성 수지인 포토레지스트(상품명, OFPR-800, 동경응화사제)를 도포하고, 레지스트막(72)을 형성한다. 상기 포토레지스트는 500 rpm-3000 rpm의 범위에서 선택되는 회전수의 스핀코팅법에 의해 도포된다. 본 실시예에서는 3000rpm으로 30초간 도포하고, 레지스트막(72)을 1.2μm 로 성막했다. 공정 b2에서는 레지스트막(72)을 100℃에서 30분간 프리베이크 한다.
공정 b3에서는 제7도 (2)에 도시된 바와 같이 레지스트막(72)위에 원형의 차광영역(51a,51b)을 갖는 포토마스크(51)를 배치하여 노광을 행한다.
공정 b4 에서는 제7도 (3)에 도시된 바와 같이 레지스트막(72)을 현상하고, 유리기판(71) 표면에 불규칙한 원형의 철부(74)를 형성한다. 여기에서, 현상액으로 2.38%의 NMD-3(동경응화사제)을 사용했다.
공정 b5에서는, 유리기판(71)위의 철부(74)를 바람직하게는 120℃ - 250℃ 의 온도로 열처리하고, 제7도 (4)에 도시된 바와 같은 각으로 되어 매끄러운 철부(74)가 형성된다. 본 실시예에서는 180℃에서 30분간 열처리를 행했다. 공정 b6에서는 제7도 (5)에 도시된 바와 같이 철부(74)를 따라 유기 절연막(74a)을 형성한다. 유기절연막(74a)으로서는 예컨대 상기 포토레지스트가 사용되고, 이 포토레지스트가 스핀코팅법에 의해 도포된다. 회전수는 920 rpm - 3500 rpm의 범위에서 선택되고, 시간은 20초간으로 선택된다. 본 실시예에서는 2200rpm으로 20초간 도포하고, 1μm 두게의 유기 절연막(74a)을 성막했다. 유기 절연막 (74a)위에는 철부(74)에 대응한 철부가 생기나 철부(74)보다는 매끄럽다.
공정 b7에서는 제7도 (6)에 도시된 바와 같이 유기 절연막(74a)에 금속박막(75)을 형성한다. 금속박막(75)의 두께는 0.01μm - 1.0μm 정도로 선택된다. 본 실시예에서는 알루미늄을 진공증착함으로써 금속박막(75)을 형성했다. 금속박막(75)으로 서는 알루미늄,, 니켈, 크롬, 은, 동을 사용할 수 있다. 금속박막(75)은 철부(74)를 따라 형성된 유기 절연막(74a)상에 형성되어 있기 때문에 철부(74)에 대응한 불규칙한 원형의 철부(75a)를 갖고 있다. 이상과 같이 하여 반사판(70)이 형성된다.
제8도는 반사판(70)의 반사특성의 측정법을 설명하는 단면도이다. 통상, 상기 액정표시장치(30)에 사용되는 유리 등의 절연성 기판(31,46) 및 액정층(49)의 굴절율은 1.5이다. 반사판(70)의 금속박막(75)의 표면과 액정층(49)이 접하는 구성을 상정하여, 본 실시예에서는, 굴절율이 1.5인 자외선 경화수지(77)를 사용하여 유리기판(76)과 반사판(70)의 금속박막(75)을 접착시켜 반사판(70)의 반사특성을 측정했다. 이 측정결과, 반사판(70)의 금속박막(75)의 표면과 액정층(49)의 경계에 있어서의 반사특성과 동일한 결과를 제공하는 것을 확인하였다.
제8도에 도시된 바와 같이, 반사특성의 측정은 반사판(70)에 입사하는 입사광(79)의 산란광(80)을 포토멀티미터(78)로 검출하여 행한다. 반사판(70)에는 그 법선에 대해 각도θ 로 입사광(79)이 입사한다. 포토멀티미터(78)는 금속박막(75)상의 입사광(79)이 조사되는 점을 통하는 반사판(70)의 법선방향에 고정되어 있다. 입사광(79)의 입사각도를 변화시켜 포토멀티미터(78)로 금속박막(75)에 의한 산란광(80)의 강도를 측정함으로써 반사특성이 얻어진다.
제9도는 본 실시예의 비교예인 액정표시장치의 한쪽 기판(54)을 나타낸 평면도이고, 제10도는 제9도에 도시한 절단면선 X2-X2에서 본 단면도이다. 또한, 제9도에서 본 실시예와 동일하게 구성되는 부재에는 동일한 도면 부호를 부여했다.
비교예인 액정표시장치의 기판(54)은 상기 기판(52)과 거의 동일하게 구성되고, 이 기판(54)을 구성하는 절연성 기판(31)에는 상기 실시예와 동일하게 게이트버스 배선(32), 소스버스 배선(39) 및 TFT(40)가 형성되고, 또한 철부(42a) 및 콘택트홀(43)을 갖는 유기 절연막(42)이 형성된다. 유기 절연막(42)위에는 반사전극(38)이 형성되는 바, 이 반사전극(38)은 TFT(40) 위에도 형성된다. 이 반사전극(38)은 콘택트홀(43)에 의해 드레인전극(37)과 접속된다. 제9도 및 10도에 도시한 비교예는 본건 출원인에 의한 일본국 특허원 제92-230082호에 상세히 가재되어 있다.
제11도는 다른 실시예의 비교예인 액정표시장치의 한쪽 기판(55)을 나타낸 평면도이고, 제12도는 제11도에 도시한 절단면선 X3-X3에서 본 단면도이다. 이 비교예인 액정표시장치의 기판(55)도 상기 기판(52)과 거의 동일하게 구성되고, 이 기판(55)을 구성하는 절연성 기판(31)에는 상기 실시예와 동일하게 게이트버스 배선(32), 소스버스 배선(39) 및 TFT(40)가 형성된다. 또한 철부(42b) 및 콘택트홀(43)을 갖는 유기 절연막(42)이 형성되어 반사전극(38)이 형성되는 바, 유기 절연막(42)의 철부(42b)는 TFT(40)위에는 형성되지 않으며, 또한 반사전극(38)도 TFT(40)위에는 형성되지 않는다. 상기 반사전극(38)은 콘택트홀(43)에 의해 드레인 전극(37)과 접속된다. 제11도 및 제12도에 도시한 비교예는 본건 출원인에 의한 일본국 특허원 제 91-230608호에 상세히 기재되어 있다.
또한, 상술한 비교예를 나타내는 제9-12도에서 배향막(44)은 생략되어 있다.
제9도와 제10도에 도시된 비교예에서는, 종래의 비해 반사전극(38)의 면적이 크게 되어 휘도가 향상된다. 그러나, 반사전극(38)이 TFT(40)위에 형성되므로, 의사적으로 반사전극(38)이 게이트전극(33)과 같은 기능을 지녀 반사전극(38)과 반도체층(35)과의 계면에 채널(전류통로)을 형성하게 된다. 또한, 게이트전극(33)과 반사전극(38)의 사이에 비교적 큰 기생용량이 발생하여 표시품위를 저하시키는 원인으로 된다.
또한, 제11도와 제12도의 도시된 비교예에서는, TFT(40)상에 반사전극(38)이 형성되어 있지 않으므로, 상술한 TFT(40)의 특성저하나 기생용량이 발생되지 않는다. 그러나, 반사전극(38)의 면적이 적으므로 휘도가 낮게 된다. 또한, TFT(40)에 광이 입사하면 TFT(40)가 스위칭소자로 정상적으로 동작하지 않게 되는 단점이 있다.
본 실시예에서는, TFT(40)상에 차광막(45)이 형성되므로, TFT(40)에는 광이 입사하지 않는다. 이 때문에, TFT(40)가 스위칭소자로 정상적으로 동작하지 않는 단점이 발생하지 않는다. 또한, 상기 차광막(45)은 반사성을 갖는 알루미늄 혹은 은으로 이루어지고, 그 표면에는 모든 각도로 부터의 입사광에 대해 표시화면에 수직한 방향으로 산란하는 광의 강도를 증가시키는 철부가 형성된다. 이 때문에, 차광막(45)에 입사한 광이 반사함과 동시에 반사강도가 증가하여 휘도가 향상한다. 또한, 차광막(45)과 반사전극(38)은 전기절연상태를 유지하여 형성되므로, 차광막(45)에 의해 TFT(40)의 특성저하를 일으키지 않으며, 기생용량이 발생하지 않는다.
본 실시예에 있어서, 철부(42a)를 형성하는 포토레지스트 등의 감광성 수지의 종류나 막두께, 열처리온도를 적당히 선택하면 철부(42a)의 경사각도를 자유롭게 제어할 수 있고, 이에 따라 반사강도의 입사의존성을 제어할 수 있음을 확인하였다.
또한, 철부(42a)위에 도포되고, 유기 절연막(42)으로 되는 감광성 수지의 종류나 막두께를 변화시킴으로써, 반사강도를 제어할 수 있음을 확인하였다. 또한, 마스크(51)의 차광영역(51a,51b)이 점하는 비율을 변화시킴으로써 정반사성분의 크기를 제어할 수 있다.
또한, 반사전극(38)과 투명전극(48)사이에 전압을 인가한 경우, 각도θ=30° 로부터 입사한 광에대한 패널 법선 방향의 반사율은 약 20%이고, 콘트라스트비는 5였다.
본 실시예의 반사형 액정표시장치(30)에서는 절연성 기판(31)의 반사전극(38) 및 차광막(45)을 형성한 면이 액정층측에 배치되어 있으므로, 시차가 없어지고, 양호한 표시품위가 얻어진다. 또한, 차광막(45)은 경사진 방향으로부터 입사하는 광도 차광함과 아울러, 기판 접합시의 위치정렬 정밀도에 관계없이 광을 차광할 수 있다. 본 실시에에서는 반사판인 반사전극(38) 및 차광막(45)이 액정층에 거의 인접하는 위치에 배치되어 있는 구성으로 되어 있으므로, 철부(42b)의 높이는 셀두께 보다도 적고, 철부(42b)의 경사각도는 액정의 배향을 흩뜨리지 않는 정도로 완만하게 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시예에서는 유기 절연막(42)으로 되는 감광성 수지의 패턴형성을 포토리소그라피법에 의해 행하였으나, 감광성 수지가 폴리이미드수지의 경우에는 알칼리 용액에 의한 습식 에칭법에 의해 행하여도 좋다. 또한, 감광성수지로서 포토레지스트(상품명 OFPR-800, 동경응화사제)를 사용하였으나, 이에 한정되지 않고 감광성 아크릴수지, 감광성 폴리이미드수지 등 감광성이 있는 수지라면 어느 것이나 본 실시예에 적용가능하다. 또한, 유기 절연막(42)은 투광성을 갖는 재료에 한정되지 않고 불투명한 재료로 형성할 수 있고, 예컨대 흑색 레지스트 재료(상품명 컬러 모자익 CK, 후지 핸드일렉트로닉스사제)가 선택된다. 불투명한 재료를 사용함으로써 TFT(40)로의 입사광을 거의 완전히 없앨수 있고, TFT(40)가 스위칭소자로서 정상적으로 가능할 수 있도록 한다. 또한, 절연성 기판(31)으로서는 유리 등의 투광성을 갖는 기판외에 실리콘기판과 같은 불투명한 기판을 사용하여도 동일한 효과가 발휘되고, 이 경우에는 회로를 기판위에 집적시킬수 있는 이점이 있다.
제13도는 본 발명의 다른 실시예의 액정표시장치의 MIM(Metal-Insulator-Metal)(64)이 형성된 한쪽 기판(60)을 도시된 단면도이다.
기판(60)은 절연성 기판(65), MIM소자(64), 유기 절연막(66), 반사전극(67) 및 차광막(68)을 포함하며, 이 기판(60)은 도시되지 않은 투광성을 갖는 타방 기판 사이에 액정층을 개재시켜 대향배치된다. 유리 등으로 이루어지는 절연성 기판(65)의 액정층측에 예컨대, 탄탈(Ta)로 이루어지는 하부전극(61)이 설치되어 있다. 본 실시예에서는 하부전극(61)으로서 탄탈을 사용하였으나, 양극산화가능한 금속 등을 사용할 수 도 있으며, 예컨대 니오븀(Nb)등의 금속을 사용할 수 있다. 하부전극(61)의 표면에는 예컨대, 산화탄탈(Ta2O5)로 이루어지는 절연막(62)이 형성된다. 또한, 절연막(62)의 표면에는 예컨대 크롬(Cr)으로 이루어지는 상부전극(63)이 형성된다. 본 실시예에서는 상부전극(63)으로서 크롬을 사용하였으나, 상부전극(63)은 이에 한정되지 않고 탄탈, 티탄, 알루미늄 등의 금속을 사용할 수 있다. 하부전극(61), 절연막(62) 및 상부전극(63)은 MIM(64)을 구성하고, 이 MIM(64)은 스위칭소자로 작용한다.
상부전극(63)이 한쪽 단부(63a)에는 ITO등으로 이루어지는 전극(90)이 접속된다.
MIM(64)과 전극(90)이 형성된 기판(65)위에는 상술한 철부(42a)에 대응한 복수의 철부(66a)가 후술하는 콘택트홀(69)이 형성되는 영역을 제외하고 불규칙하게 형성된다. 또한, 상기 철부(66a)는 전면에 형성된 후, 콘택트홀(69)이 형성되는 영역위에 형성된 철부(66a)를 제거하여도 좋고, 또는 콘택트홀(69)이 형성되는 영역에 처음부터 형성하지 않도록 하여도 좋다. 또한, 철부(66a)를 따라 상기 유기절연막(42)에 대응한 유기 절연막(66)이 형성되어 있다. 이 유기 절연막(66)에는 철부(66a)에 대응한 철부(66b)가 형성된다. 상기 전극(90)부분에는 유기 절연막(66)을 형성하지 않음으로써 콘택트홀(69)이 형성된다.
유기 절연막(66)위에 상기 MIM(64)이 형성된 영역이외의 영역에는 알루미늄, 은 등으로 이루어지는 반사전극(67)이 형성되고, 또한 MIM(64)이 형성된 영역에는 반사전극(67)과 동일하게 알루미늄, 은 등으로 이루어지는 차광막(68)이 형성되어 있다. 반사전극(67)은, 상기 콘택트홀(69)에 의해 전극(90)에 접속된다. 또한, 상기 상기 반사전극과 동일하게, 인접한 반사전극(67)이 전기절연상태를 유지하는 범위에서 반사전극(67)의 면적을 크게할 수 있다. 차광막(68)은 반사전극(67)과 서로 전기절연상태를 유지하는 범위의 간극(68a)을 두어 형성되고, 또한 반사전극(67) 및 차광막(68)에는 유기 절연막(66)의 철부(66b)에 대응한 철부가 형성된다. 또한, 반사전극(67) 및 차광막(68)위에는 도시되지 않은 배향막이 형성되고, 상술한 실시예와 동일하게 투광성을 갖는 절연성 기판, 컬러필터, 투명전극 및 배향막을 포함하는 타방 기판과, 액정층을 통하여 접합되어 반사형 액정표시장치로 된다.
제14도는 상기 MIM(64)의 형성방법을 단계적으로 나타낸 단면도이다. 제 14도(1)에 도시된 바와 같이 절연성 기판(65)위에 하부전극(61)으로되는 Ta막이, 예컨대 스퍼터링법에 의해 형성한다. 형성된 Ta막 위에 제 14도(2)에 도시된 바와 같이 레지스트막(91)을 형성하고, 노광하여 현상하고, 제14도(3)에 도시된 바와 같이 레지스트막(91)을 패턴형성한다. 노출된 Ta막을 에칭한 후, 레지스트막(91)을 박리하고, 제14도(4)에 도시된 바와 같이, Ta막을 패턴형성하여 하부전극(61)을 형성한다.
이어서, 제14도 (5)에 도시된 바와 같이, 절연막(62)을 형성한다. 이 절연막(62)이 형성에는 일반적으로 양극산화법이 사용된다. 양극산화법이란, 적당한 전해액중에 금속을 양극화하고, 이와 음극과의 사이에 전류를 흘림으로써 양극표면에 산화물을 생성시키는 수법이다. 전해액으로서는 인산, 봉산, 주석산 등의 약산이나, 그암모늄염의 희석수용액이 사용된다. 본 실시예에서는 Ta를 양극산화법을 사용하여 Ta2O5로하고, 절연막(62)을 얻었다. 형성된 절연막(62)위에는 제14도(6)에 도시한 바와 같이 상부전극(63)으로 되는 크롬막이 형성된다. 상부전극(63)은 예컨대, 스퍼터링법에 의해 형성된다. 이와 같이 하여 하부전극(61), 절연막(62), 상부전극(63)으로 구성되는 MIM(64)이 형성된다.
MIM(64)에 있어서는, 상술한 TFT(40)와 같은 광전류가 큰 재료를 사용하지 않았기 때문에 MIM(64)을 차광할 필요는 없으나, 본 실시예와 같이 MIM(64)위에 반사성을 갖는 차광막(68)을 형성함으로써 반사강도가 증가하여 휘도가 향상된다. 또한, 반사전극(67)과 차광막(68a)사이는 간극(68a)을 두고 있으므로 반사전극(67)에 인가되는 신호가 MIM(64)의 상부전극(63)에 인가되어 MIM(64)의 특성이 저하하지 않는다.
본 실시예에 있어서, 유기절연막(66)으로서 사용된 감광성 수지는 감광성 아크릴수지, 감광성 폴리이미드수지 등의 감광성이 있는 수지라면, 어느 것이나 본 실시예에 적용가능하다. 또한, 절연성 기판(65)으로서 유리등의 투광성을 갖는 기판외에 실리콘기판과 같은 불투명한 기판을 사용하여도 동일한 효과가 발휘되고, 이 경우에는 회로를 기파상에 집적시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 실시예에 있어서는 표시모드로서 상전이형 게스트/호스트 모드를 들었으나, 표시모드는 이에 한정되지 않고 예컨대 2층식 게스트/호스트형과 같은 다른 광흡수모드, 고분자분산형 액정표시장치와 같은 광산란형표시모드 또는 강유전성 액정표시장치에서 사용되는 복굴절 표시모드 등에 있어서도 본 발명에 관한 반사형 액티브매트릭스형 기판을 사용한 구성을 적용할 수 있다. 또한, 스위칭소자로 TFT, MIM소자를 사용한 경우에 대해 설명했으나, 예컨대 다이오드, 바라스터 등을 사용한 액지브매트릭스형 기판에도 적용할 수 있다.
본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 형태로 실시할 수 있다. 따라서, 상술한 실시예는 단순한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위는 특허청구범위에 명시된 것으로, 명세서 본문에는 전혀 구속되지 않는다.
또한, 특허청구범위의 균등범위에 속하는 변형이나 변경은 모두 본 발명의 범위내에 속한다.

Claims (3)

  1. 액정층을 통해 서로 대향하는 한쌍의 기판 부재 중 하나가 절연 기판; 상기 절연 기판의 상기 액정층측상의 복수의 화소 영역 각각에 형성되고 다른 투광성기판 부재측으로부터 입사되는 광을 반사하는 반사기로 기능하는 화소 전극; 및 상기 화소 전극으로 표시용 전압을 인가하는 스위칭 소자부로서, 각 화소 영역에 대해 각각 배열된 스위칭 소자부;를 포함하는 반사형 액정 표시 장치를 제조하기 위한 방법으로, 상기 방법은: 상기 스위칭 소자부가 형성된 상기 절연 기판상의 상기 스위칭 소자부상에 콘택트홀(contact hole)을 갖는 절연막을 형성하는 단계; 상기 절연막의 전체 표면상에 광 반사 특성을 갖는 금속막을 형성하는 단계; 및, 상기 화소 전극이 상기 콘택트홀을 통해 상기 스위칭 소자부와 접속하고, 차광소자가 상기 스위칭 소자부 위로 배치되고, 상기 차광 소자는 소정 간극만큼 상기 화소 전극과 분리되어, 상기 화소 전극으로부터 상기 차광 소자로 및 상기차광 소자로부터 상기 화소 전극으로의 전류의 흐름을 방지함으로써, 그 사이의 전기 절연성을 유지하며, 상기 간극은 전기 절연성을 위해 3μm 이상이 되도록 선택되는 방식으로 상기차광 소자와 화소 전극을 형성하도록 상기 금속막을 패턴화하는 단계; 를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 금속막 형성 단계 이전에, 상기 절연막의 상기 표면상에 철부를 형성하는 단계를 더 포함하는 방법.
  3. 액정층을 통해 서로 대향하는 한쌍의 기판 부재중 하나가 절연 기판; 상기 절연 기판의 상기 액정층측 상의 복수의 화소 영역 각각에 형성되고 다른 투광성 기판 부재로부터 입사되는 광을 반사하는 반사기로서 기능하는 화소 전극; 및, 상기 화소 전극으로 표시용 전압을 인가하는 스위칭 소자부로서, 각 화소 영역에 대해 각각 배열된 스우칭 소자부;를 포함하는 반사형 액정 표시 장치를 제조하기 위한 방법으로, 상기 방법은; 감광성 수지를 상기 스위칭 소자부가 형성된 상기 절연 기판에 도포하는 단계; 상기 감광성 수지를 원형 차광 영역이 불규칙하게 배열된 차광 수단을 통해 노출시키는 단계; 현상후에 상기 감광성 수지를 열처리하는 단계; 복수의 철부를 갖는 상기 감광성 수지의 표면을 따라 상기 스위칭 소자부상의 콘택트홀을 갖는 절연막을 형성하는 단계; 상기 절연막의 전 표면상의 광반사 특성을 갖는 금속막을 형성하는 단게; 및, 상기 화소 전극이 상기 콘택트홀을 통해 상기 스위칭 소자부와 접속하고, 차광소자는 상기 스위칭 소자부위로 배치되고, 상기 차광소자는 소정 간극만큼 상기 화소 전극과 분리되어, 상기 화소 전극으로부터 상기 차광 소자로 및 상기 차광 소자로부터 상기 화소 전극으로의 전류의 흐름을 방지으로써, 그 사이의 전기 절연성을 유지하며, 상기 간극은 전기 절연성을 위해 3μm 이상이 되도록 선택되는 방식으로 상기 차광 소자 및 화소 전극을 형성하도록 상기 금속막을 패턴화하는 단계; 를 포함하는 방법.
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