KR100283640B1

KR100283640B1 - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR100283640B1
Application number: KR1019980047382A
Authority: KR
Inventors: 다께시 이찌까와; 가쯔미 구레마쯔; 오사무 고야마
Original assignee: 미다라이 후지오; 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 1997-11-06
Filing date: 1998-11-05
Publication date: 2001-03-02
Also published as: EP0916990B1; CN1217479A; CN1154003C; US6339459B1; JPH11143402A; DE69833534D1; JP3199312B2; EP0916990A3; EP0916990A2; DE69833534T2; TW504597B; KR19990045052A

Abstract

액정 표시 장치는 복수의 화소 전극이 매트릭스 패턴으로 R(적), G(녹), 및 B(청)의 칼라에 대응하도록 배치되는 매트릭스 기판, 대향 전극이 화소 전극의 반대쪽에 배치되는 대향 기판, 및 음의 유전 이방성을 가진 액정 재료를 포함하고, 액정 재료는 매트릭스 기판과 대향 기판의 사이에 배치되며, 여기에서 수직 배향 특성을 가진 폴리이미드의 배향막과 복수의 마이크로렌즈를 가진 마이크로렌즈 어레이가 제공되며, 마이크로렌즈는 화소 전극의 어레이에 대해 2 개의 화소 피치가 되도록 제공된다.

Description

액정 표시 장치

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 컬러 필터를 갖지 않는 모노렌즈 부착 액정 표시 장치와 같은 소위 원-칩 풀-칼라 (one-chip full-color) 액정 표시 패널에 적용할 수 있는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

최근, 멀티미디어 시대에서는 화상 정보에 의한 통신 기기가 점점 중요해지고 있다. 그중에서도, 액정 표시 장치는 소형화 및 저전력 소모 때문에 주목되고 있으며 반도체에 필적하는 기본 산업중 하나로 성장하고 있다. 액정 표시 장치는 현재 10인치 노트북 크기의 퍼스널 컴퓨터로 주로 이용되고 있다. 대형 스크린의 액정 표시 장치는 퍼스널 펌퓨터에 대해서만이 아니라, 미래의 가정용 워크스테이션 및 텔레비젼에도 이용될 것이다. 그러나, 스크린의 크기가 대형화됨에 따라, 제조 장치는 값비싸지고, 또한 이러한 대형 스크린을 구동하는 데에는 전기적으로 정확한 특성이 요구된다. 따라서 제조 비용이 스크린 대형화에 따라 크기의 2-3승에 비례하는 등 급격하게 증가하게 된다.

따라서, 최근에는 소형의 액정 표시 패널을 마련하여 액정 화상을 광학적으로 확대하여 확대된 화상을 표시하기 위한 투영 방법에 주목하고 있다. 이것은 반도체의 마이크로구조 경향이 성능 및 비용을 개선하는 스케일링 규칙과 유사하게, 크기의 감소, 특성의 향상, 비용의 절감를 가능하게 한다. 이들 관점으로부터, TFT 형의 액정 표시 패널의 경우, TFT는 소형이어야 하며 충분한 구동력을 가져야 하며, 아모퍼스 Si를 사용하는 TFT로부터 다결정 Si를 사용하는 것으로 현재 전환되고 있다. 통상의 텔레비젼에 사용되는 NTSC 시스템 등에 해당하는 해상도 레벨의 영상 신호는 매우 신속한 처리를 필요로 하지 않는다.

이것은 TFT 뿐만 아니라 시프트 레지스터나 디코더와 같은 주변 구동 회로 까지 다결정 Si로 제조하여, 표시 영역과 주변 구동 회로 영역의 모노리식 구조로 된 액정 표시 장치를 제조할 수 있게 한다. 그러나, 다결정 Si는 단결정 Si 보다 우수하지 않다. 다결정 Si에 의한 컴퓨터의 해상도 표준에서 NTSC 시스템이나 XGA(eXtended Graphics Array) 또는 SXGA(Super eXtended Graphics Array) 클래스의 표시 보다 더욱 해상도 레벨이 높은 고행상도의 텔레비젼을 실현하기 위해서, 시프트 레지스터는 복수의 세그먼트로 구성될 필요가 있다. 이 경우, 고스트라 불리는 노이즈는 세그먼트들 사이의 경계에 대응하는 부분의 표시 영역에 나타나므로, 이 문제를 해결하기 위한 대책이 이 분야에서 요망되고 있다.

한편, 다결정 Si의 모노리식 구조의 표시 장치보다 구동력이 매우 큰 표시 장치를 실현할 수 있는 단결정 Si 기판을 사용한 표시 장치에 또한 주목하고 있다. 이 경우, 주변 구동 회로의 트랜지스터는 충분한 구동력을 갖고 있으므로 상술한 분할 구동을 행할 필요가 없다. 이것은 노이즈 등의 문제를 해결할 수 있다.

마이크로렌즈 부착 액정 패널과 이를 이용하는 투사형 액정 표시 장치는 예를 들면 일본 특허 공개 번호 8-114780에 개시되어 있다. 이 경우 마이크로렌즈 부착 액정 패널은 통상 투과형으로 되어 있고 도 13에서 나타낸 바와 같이 구성되어 있다. 특히, R, G, 및 B의 각 원색의 조명광은 액정 패널 상에 서로 다른 각도로 가이드되고 다음에 서로 다른 화소(1318) 상에 마이크로렌즈(1316)의 집광 작용에 의해서 가이드된다. 이것은 컬러 필터를 불필요하게 하며 높은 광 이용률을 성취할 수 있게 한다. 이 형태의 투사형 표시 장치로는 칼라 R, G, 및 B를 형성할 수 있는 단일의 액정 표시 패널인 원-칩 액정 패널을 사용해도 밝은 풀칼라 영상을 투사 및 표시할 수 있다. 이런 투사형 표시 장치는 점차 시장에 나타나기 시작하고 있다.

한편, 액정 표시 장치에서 사용되는 액정 패널의 액정의 동작 모드를 성취하기 위한 여러 시도가 있어왔으며, 강자성 액정을 사용하는 모드, 비교적 많이 사용되고 있는 네마틱 액정을 사용하는 TN 모드, IPS(In-Plain-Switching) 모드, 폴리머 분산 액정 모드 및 전계의 인가에 의해 액정 셀의 복굴절률을 전장 인가로 제어하는 복굴절 제어형 (ECB) 모드를 포함하는 다양한 동작 모드가 있다. ECB 모드에서 대해서는 세 형태의 방법이 존재하는데, 그 중에서 DAP(deformation of vertical aligned phase) 형은 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정을 이용한다. 즉, 초기 상태의 액정은 수직 배향(호모트로픽 배향) 이고, 액정 분자는 복굴절 효과에 의해 입사된 직선 편광이 타원 편광으로 변화하도록 전압의 인가에 따라 경사지게 되고, 이로 인해 계조 표시를 성취할 수 있다. 이 방법은 급격한 전압 반사률 특성을 가지며, 직교 편광판을 이용하여 노멀리 블랙 모드에서 흑색이 생성되기 쉽다. 따라서, 이 방법은 고 콘트라스트의 액정 표시를 실행할 수 있다.

DAP 모드의 액정 장치를 이용하는 데에 있어서는, 액정 분자의 길이 방향 축을 초기 상태에서 기판에 대해 수직 방향으로 균일하게 정렬하는 것이 중요하며 액정의 프리틸트의 각과 방향을 균일하고 안정되게 제어하는 것이 액정 표시 장치의 성능을 나타내는 콘트라스트 및 면내 균일성을 증가시키는 요인이 된다. 이러한 수직 배향을 실행하기 위한 공지의 방법으로서는, 예를 들면 레시친(leithin) 또는 유기 실란 등의 양친매성의 계면제의 도포 방법이 있다 (액정-응용, p61, 고지 오까노 및 순스께 고바야시 공저, 바이후깐).

다양한 경사 증착법과 러빙 방법으로는 통상 배향층면에 대해 약 1 내지 5도의 앙각(elevation)으로 액정 분자의 프리틸트각을 제어하는 방법이 사용되고 있으며, 수직 배향층을 자외선으로 조사하여 배향을 제어하는 방법도 최근에 보고되고 있다. 이들 중에서 러빙 방법이 대량 생산성 및 경제성 면에서 우수하며, 실용적으로 사용되고 있는 기술이다.

그러나, 수직 배향층은 여전히 습윤성이 좋지 않으며, 균일한 막두께와 품질의 층을 안정되게 형성하기 어려우며, 배향의 제어를 신뢰성 있게 실행하기 어렵다는 문제를 갖고 있다. 특히, 배향층과 접촉하는 베이스의 단차부에서 배향층의 밀착성이 약한 것으로 인해 발생되는 배향의 교란으로 표시 특성이 상당히 저하되는 역우가 있다. 특히 프리틸트의 제어를 위한 러빙의 경우에 문제는 심각해질 가능성이 있다.

또한, 마이크로렌즈 부착 액정 패널의 경우, 상술한 종래의 예(도 13)에서는, 그 투사 표시 화상은 스크린 상에 R, G, 및 B 화소의 확대 투사 화상이고, 따라서 R, G, 및 B의 모자이크(mosaic) 패턴이 도 14에서 설명된 바와 같이 현저해진다. 이것은 표시 화상의 품질을 저하시킨다.

본 발명의 목적은 원-칩 투사형 액정 표시 장치에 적용될 수 있으며 모자이크 패턴 없이 각 화소에 혼색된 풀-칼라 투영 화상을 표시할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 안정된 배향 특성으로 폴리이미드의 수직 배향층을 갖는 DAP 모드에서 고 콘트라스트 표시를 성취할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 복수의 화소 전극이 R(적색), G(녹색), 및 B(청색)의 색상에 대응하게 매트릭스 패턴으로 배열되어 있는 매트릭스 기판, 대향 전극이 상기 화소 전극에 대향하여 위치되어 있는 대향 기판, 및 음의 비유전 이방성을 갖는 액정 재료를 갖는 액정 표시 장치를 제공하기 위한 것이며, 여기에서 액정 재료는 매트릭스 기판과 대향 기판 사이에 위치되며, 수직 배향 특성을 폴리이미드 배향층과 복수의 마이크로렌즈를 갖는 마이크로렌즈 어레이를 제공하고 있으며, 마이크로렌즈는 화소 전극의 어레이에 대해 두 화소의 피치에 제공되어 있다.

본 발명은 칼라 필터 없는 반사 액정 패널의 기본 화소 R, G, 및 B의 어레이에, 이들 삼원색 화소 중에서 두 색상의 서로 다른 조합이 제1 방향과 이 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 배열되고, 이차원 마이크로렌즈 어레이는 화소 어레이에 대해 두 화소의 피치에 마이크로렌즈를 가지고 있으며, 색상 R, G, 및 B 중에서 제1의 원색 화소는 마이크로렌즈의 중심부에 대응하는 위치에 위치되고, 제2 원색 화소는 마이크로렌즈 라인의 제1 방향으로 인접하는 마이크로렌즈들 사이의 경계부에 대응하는 위치에 위치되어 있으며, 제3 원색 화소는 마이크로렌즈의 라인의 제2 방향으로 인접한 마이크로렌즈들 사이의 경계부에 대응하는 위치에 위치되어 있고, 제1 원색 광은 반사형 액정 패널에 대해 수직인 방향으로부터 입사되고, 제2 원색 광은 이 수직 방향에 대해 제1 방향을 향하여 경사져 입사되며, 제3 원색 광은 이 수직 방향에 대해 제2 방향을 향하여 입사되어, 액정 패널을 조명하도록 컬러 화소가 구성으로 되어 있다.

이 구성에서, 상술한 조명 시스템은 제1 원색 화소 상에 마이크로렌즈를 통해 입사된 제1 원색 광이 반사되어 동일한 광 경로로 복귀되는 한편, 제2 또는 제3 원색 화소 상으로 일정한 마이크로렌즈를 통해 경사지게 입사되는 제2 또는 제3 원색 광은 마이크로렌즈의 경계부에 위치된 화소에 의해 반사되어 이에 인접하는 마이크로렌즈로부터 출사되도록 설정되어 있다. 이와 관련하여, 각 마이크로렌즈 위치에 대해 각 픽쳐 엘레먼트를 다음과 같이 구성하는 R, G, 및 B 화소의 각 세트의 조합을 선택하는 것이 바람직하다. 제2 및 제3 원색 화소 각각에는, 선택된 화소가 제1 원색 화소에 인접하는 두 개의 화소 중에서 조명광의 입사 방향에 위치된 것이고, 그렇게 선택된 제2 및 제3 원색의 화소는 상술한 제1 원색 화소과 조합되어 있다. 각 세트의 R, G, 및 B 화소로부터의 각 원색 반사 광은 액정에 의해 변조된 후에 동일한 마이크로렌즈를 통해 출사된다.

특히 액정 패널의 마이크로렌즈 위치가 투영되어 렌즈와 같은 투영 수단에 의해 스크린 상에 상이 맺히면, 화상은 거시적으로 액정 패널의 변조에 의해 화상이 투영되지만 각 화소로부터의 R, G, B 화소는 거시적으로 중첩된 화상으로서 혼색 상태로 투영된다.

또한, 상기 활성 매트릭스 기판의 표면이 평탄화되어 있으면, 수직 배향층은 안정되게 형성될 수 있으며 액정 표시 장치는 고 콘트라스트로 구성될 수 있다.

또한, 수직 배향막은 다층 구조로 형성될 수 있으며, 여기에서 베이스 금속 전극층은 베이스 금속 전극층에 대해 밀착성과 습윤성이 높은 층으로 형성하며 액정과 접촉하는 최외측 표면층은 저표면 에너지를 갖는다. 이 구조는 신뢰성은 높지만 막의 박리는 적은, 액정의 배향이 수직이며 프리틸트각은 균일한 DAP 모드의 액정 패널을 형성할 수 있게 한다.

도 1a,도 1b, 및 도 1c는 본 발명에 따른 투사형 액정 표시 장치의 광학계의 일 실시예를 나타내는 전체 구조도.

도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명에 따른 투사형 액정 표시 장치의 광학계에서 사용되는 다이크로익 미러의 스펙트럼 반사 특성도.

도 3은 본 발명에 따른 투사형 액정 표시 장치의 광학계의 색상 분리/조명부의 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 액정 패널의 제1 실시예의 사시도.

도 5a, 도 5b, 도 5c는 본 발명에 따른 액정 패널의 색상 분리 및 색상 합성의 원리를 설명하는 설명도.

도 6은 본 발명에 따른 제1 실시예의 액정 패널의 부분 확대 상면도.

도 7은 본 발명에 따른 투사형 액정 표시 장치의 투영 광학계를 나타내는 부분 구성도.

도 8은 본 발명에 따른 투사형 액정 표시 장치의 구동 회로계를 나타내는 블럭도.

도 9는 본 발명에 따른 투사형 액정 표시 장치에서 스크린 상의 투영 화상의 부분 확대도.

도 10은 본 발명에 따른 제1 실시예의 액정 패널의 다른 형태의 부분 확대 상면도.

도 11은 본 발명의 제1 실시예를 나타내는 액정 패널의 단면도.

도 12는 본 발명의 제1 실시예를 나타내는 액정 패널의 주변 구동 회로의 블럭도.

도 13은 종래의 마이크로렌즈 부착 투과형 액정 패널의 부분 확대 단면도.

도 14는 마이크로렌즈 부착 투과형 액정 패널을 사용하는 종래의 투사형 액정 표시 장치에서 스크린 상에 투영된 화상의 부분 확대도.

도 15는 본 발명의 제1 실시예에서 단차와 콘트라스트 간의 관계를 나타내는 도면.

도 16은 본 발명의 제2 실시예를 나타내는 액정 패널의 단면도.

도 17은 본 발명의 제3 실시예를 나타내는 액정 패널의 단면도.

도 18은 본 발명의 제4 실시예를 나타내는 베이스 기판의 단면도.

도 19는 본 발명의 제4 실시예를 나타내는 액정 패널의 단면도.

도 20은 본 발명의 제4 실시예를 나타내는 액정 패널 주변의 구동 회로의 블럭도.

도 21a, 21b, 21c, 21d, 및 21e은 액정 표시 장치의 제조 단계를 나타내는 단면도.

도 22f, 도 22g, 및 도 22h는 액정 표시 장치의 제조 단계를 나타내는 단면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1301 : 투영 렌즈

1302 : 마이크로 렌즈 부착 액정 표시 패널

1303 : 편광빔 스플리터(PBS)

1306 : 로드형 인티그레이터 (rod type integrator)

1307 : 타원 반사기

1308 : 금속 해라이드(halide) 램프 또는 아크 램프

1340 : R(적색 광) 반사 다이크로익 미러

1341 : B/G (청색/녹색광) 반사 다이크로익 미러

1342 : B(청색광) 반사 다이크로익 미러

1343 : 고 반사 미러

1350 : 프레넬 렌즈

1351 : 볼록 렌즈

〈실시예 1〉

도 1a 내지 1c는 본 발명의 액정 표시 장치를 이용한 정면 및 배면 투사형 액정 표시 장치의 광학계의 구조도이다. 도 1a는 광학계의 상면도이고, 도 1b는 그 정면도이고, 도 1c는 그 측면도이다. 이들 도면에서, 참조 번호 1301은 스크린 상에 화상을 투영하기 위한 투영 렌즈를, 1302는 마이크로렌즈를 갖는 액정 표시 패널을, 1303은 편광빔 스플리터(PBS)를, 1340은 R(적색 광) 반사 다이크로익 미러를, 1341은 B/G (청색/녹색광) 반사 다이크로익 미러를, 1342는 B(청색광) 반사 다이크로익 미러를, 1343은 모든 색상의 광을 반사시키는 고 반사 미러를, 1350은 프레넬 렌즈를, 1351은 볼록 렌즈를, 1306은 로드형 인티그레이터 (rod type integrator), 1307은 타원 반사기 및 1308은 금속 해라이드(halide) 램프 또는 UHP와 같은 아크 램프를 나타낸다.

여기에서, R(적색 광) 반사 다이크로익 미러(1340), B/G(청색 및 녹색 광) 반사 다이크로익 미러(1341), 및 B(청색광) 반사 다이크로익 미러(1342)는 도 2c, 도 2b, 및 도 2a에서 각각 나타낸 것과 같은 스펙트럼 반사 특성을 갖는다. 이들 다이크로익 미러들은 고반사 미러(1343)과 함께 도 3의 사시도에서 설명한 바와 같은 삼차원에 기초하여 배열되어 있으며, 이들은 이하에서 설명하는 바와 같이 백색 조명광을 R, G, 및 B의 색광으로 색 분리를 실행하고 각 원색들의 광을 3차원 공간에서 세 개의 다른 방향으로 액정 패널(1302)에 조명하도록 하고 있다.

광학계의 조작을 광의 진행 과정에 의해 이하 설명한다. 먼저, 광원 램프(1308)로부터 출사된 광은 백색 광이고, 타원형 반사기(1307)은 이 백색광을 그 정면에 배치된 인티그레이터(1306)의 입구에서 집광한다. 광이 이 인티그레이터(1306)에서 반사를 반복하면서 진행함에 따라, 광의 공간 강도 분포는 균일하게 된다. 다음에, 인티그레이터(1306)로부터 출사한 광이 볼록 렌즈(1351)와 프레넬 렌즈(1350)에 의해 x축의 부방향(도 1b의 정면도 기준)에 평행한 광으로 전환된다. 다음에 평행광은 먼저 B 반사 다이크로익 미러(1342)에 이르게 된다. 이 B 반사 다이크로익 미러(1342)는 B광(청색광) 만을 반사시키고 B광은 z축의 부의 방향으로 또는 하측으로(도 1b의 정면도 기준) z축에 대해 소정의 각도로 R 반사 다이크로익 미러(1340)을 향하게 된다.

한편, B 광을 제외한 색광(즉, R/G 광)이 이 B 반사 다이크로익 미러(1342)를 통과한 다음에 고반사 미러(1343)에 의해 z축의 부방향(하측)으로 직각으로 반사되어 R 반사 다이크로익 미러(1340)를 향해 이동하게 된다. 도 1b의 정면도를 참조하면, B 반사 다이크로익 미러(1342) 및 고 반사 미러(1343)은 인티그레이터(1306)으로부터 광선 (x축의 부방향으로 따르는)을 z축의 부방향(하측)으로 반사시키도록 배열되어 있으며, 고반사 미러(1343)는 y축 방향의 회전축에 대해 x-y 면에 대해 45°경사져 있다. 반대로, B 반사 다이크로익 미러(1342)는 y축 방향의 회전축에 대해 x-y면에 대해 45°이하의 각도로 설정되어 있다.

따라서, 고반사 미러(1343)에 의해 반사되는 R/G광은 z축의 부방향으로 직각으로 반사되는 한편, B 반사 다이크로익 미러(1342)에 의해 반사되는 B광은 z축에 대해 소정의 각도(x-z면의 틸트)로 하향 이동한다. 여기서, 고반사 미러(1343) 및 B 반사 다이크로익 미러(1342)의 시프트양과 틸트양은 각 색광의 주 광선이 액정 패널(1302)상에서 서로 교차하도록 선택되어 액정 패널(1302)상에서 B광과 R/G 광의 조명 범위를 일치시킨다.

다음에 상술한 바와 같이 하향(z축의 부방향)으로 이동하는 R/G/B 광은 R 반사 다이크로익 미러(1340)과 B/G 반사 다이크로익 미러(1341)를 향해 이동한다. 이들은 B 반사 다이크로익 미러(1342) 및 고반사 미러(1343)의 아래 위치되어 있다. 먼저, B/G 반사 다이크로익 미러(1341)은 x축 방향의 회전축에 대해 x-z면에 대해 45°경사져 배치되어 있다. R 반사 다이크로익 미러(1340)는 또한 x축 방향의 회전축에 대해 x-z면에 대해 45°이하의 각도로 설정되어 있다.

따라서, 이들에 입사되는 R/G/B 광중에서, B/G 광이 먼저 R 반사 다이크로익 미러(1340)을 통과한 다음에 B/G 반사 다이크로익 미러(1341)에 의해 y축의 정 방향으로 직각으로 반사된다. 다음에 B/G 광은 PBS(1303)를 통해 편광된 후에 x-z면 상에 수평으로 위치된 액정 패널(1302)을 조명한다. B/G 광중에서 B광은 이전에 기술한 바와 같이 x축에 대해 소정의 각도(x-z면의 틸트)로 이동하고 있으므로, B/G 반사 다이크로익 미러(1341)에 의해 반사된 후 y축에 대해 소정의 각도(x-y면의 틸트)를 유지한다. 다음에 B광은 그 각도에서 액정 패널(1302)를 입사각(x-y 면 방향)으로 조명한다.

G광은 B/G 반사 다이크로익 미러(1341)에 의해 직각으로 반사되어 y축의 정방향으로 이동한 다음에 PBS(1303)를 통해 편광된다. 그 후에, G광은 0°의 경사각으로, 즉 수직으로 액정 패널(1302)를 조명한다.

R광은 상술한 바와 같이 B/G 반사 다이크로익 미러(1341)의 정면에 위치한 R반사 다이크로익 미러(1340)에 의해 y축의 정반향으로 반사되지만, R광은 도 1c(측면도)에서 설명한 바와 같이 y축의 정방향으로 y축에 대해 소정의 각도(y-z면의 틸트)로 이동하여 PBS(1303)을 통해 편광된다. 그 후에, R광은 y축에 대한 각도를 입사광(y-z면 방향)으로 하여 액정 패널(1302)을 조명한다. B/G 반사 다이크로익 미러(1341)와 R 반사 다이크로익 미러(1340)의 시프트양과 틸트양은 각 색광의 주 광선이 액정 패널(1302) 상에서 서로 교차하도록 선택되어 상술한 바와 동일한 방법으로 액정 패널(1302)상에서 R, G, B 색광의 조명 범위를 일치시킨다.

또한, B 반사 다이크로익 미러(1341)의 컷트 파장은 도 2a에서 설명한 바와 같이 480㎚이고, B/G 반사 다이크로익 미러(1341)의 컷트 파장은 도 2b에서 나타낸 바와 같이 570㎚이고, R 반사 다이크로익 미러(1340)의 컷트 파장은 도 2c에서 나타낸 바와 같이 600㎚이므로; 불필요한 오렌지색광이 B/G 다이크로익 미러(1341)를 투과하여 폐기된다. 이것은 최적의 색 밸런스를 성취할 수 있게 한다.

후술하는 바와 같이, 각 R, G, B 광은 액정 패널(1302)에서 반사 및 편광 변조된 다음에 PBS(1303)로 복귀된다. PBS(1303)의 PBS면(1303a)에 의해 x축의 정방향으로 반사된 광은 화상광을 이루며, 투영 렌즈(1301)를 통해 스크린(도시 생략) 상으로 확대 및 투영된다. 그런데, 액정 패널(1302)을 조명하는 R, G, 및 B광은 서로 다른 입사광을 가지므로, 이로부터 반사되는 R, G, B 광은 다른 출사각을 갖는다. 여기에서 사용되는 투영 렌즈(1301)는 이들 모든 광을 포획하는 데에 충분한 렌즈 직경과 개구를 갖는 것이다. 그러나, 투사 렌즈(1301)에 입사되는 광의 경사는 마이크로렌즈를 통해 두번 통과함으로써 다소 평행화되고 따라서 액정 패널(1302)에의 입사광의 경사를 유지한다.

도 13에서 설명한 바와 같이 종래예의 투과형 패널의 경우, 액정 패널로부터 출사되는 광속은 마이크로렌즈의 집광 작용의 부가 때문에 더 크게 분산되므로 이들 광속을 포획하기 위해 투영 렌즈는 더큰 개구수를 가져야만 한다. 이 투영 렌즈는 값비싼 것이다. 반대로, 본 실시예의 액정 패널(1302)로부터의 광속의 확산은 상술한 바와 같이 비교적 작으므로, 더 적은 개구수를 갖는 투영 렌즈를 이용해도 충분히 밝은 투영 화상을 스크린 상에 성취할 수가 있게 된다. 따라서, 본 실시예는 값 싼 투영 렌즈의 이용을 가능하게 한다. 동일한 색상을 도 14에서 설명하는 바와 같이 수직 방향으로 정렬되는 스트라이프 형상의 표시 방법의 예를 본 실시예에 적용할 수 있지만, 이 표시 방법은 후술하는 바와 같이 마이크로렌즈를 갖는 액정 패널의 경우 바람직하지 않다.

여기에서 사용되는 본 발명의 액정 패널(1302)를 후술한다. 도 4는 액정 패널(1302)의 확대 단면(도 1a 내지 도 1c의 y-z면에 대응)의 개략도이다. 이 도면에서, 참조 부호 1321은 마이크로렌즈 기판을, 1322는 마이크로렌즈를, 1322는 시트 글래스를, 1324는 투명 대향 전극을, 1325는 DAP 모드의 액정층을, 1326는 화소 전극을, 1327는 활성 매트릭스 구동 회로부, 1328은 실리콘 반도체 기판을 나타낸다. 참조 부호 1252는 주변 밀봉부를 나타낸다. 여기에서, 본 실시예에서는 R, G, 및 B 화소는 하나의 패널에 집약되어 있어 일 화소의 크기는 작다. 따라서, 개구율의 상승이 중요해지며 집광된 광의 범위에는 반사 전극이 존재하고 있다. 마이크로렌즈(1322)는 소위 이온 교환법에 의해 시트 글래스(알칼린 유리)의 표면 상에 형성되고 화소 전극(1326)의 피치의 2배인 피치에서 이차원 어레이 구조로 배열되어 있다.

또한, 액정층(1325)는 반사형에 알맞은 소위 DAP 모드의 네마틱 액정을 이용하며 설명하지 않은 배향층에 의해 소정의 배향 상태로 유지된다(이하 설명됨). 화소 전극(1326)은 Al로 제조되며 또한 반사기로 작용한다. 표면 특성의 개선에 의한 반사성을 증가시키기 위해서, 화소 전극 표면의 소위 CMP 처리를 패터닝 후 최종 단계에서 실행한다(상세 사항은 후술함).

활성 매트릭스 구동 회로부(1327)은 소위 실리콘 반도체 기판(1328)에 설치된 반도체 회로부이고 활성 매트릭스 구동 방법으로 상기 화소 전극(1326)을 구동한다. 회로 매트릭스의 주변부에는, 도시하지 않은 게이트선 구동기(수직 레지스터 등)과 신호선 구동기(수평 레지스터 등)이 설치되어 있다(상세 사항은 후술함). 이들 주변 구동기와 활성 매트릭스 구동 회로는 각 원색 R, G, B을 소정의 R, G, B 화소로 각각 기록하도록 구성된다. 각 화소 전극(1326)은 컬러 필터를 갖지 않지만, 이들은 활성 매트릭스 구동 회로에 의해 R, G, B 화소로 구분되므로, 후술되는 R, G, B 화소의 소정의 어레이를 형성한다.

액정 패널(1302)를 조명하는 G 광에 대해서 살펴보면, 상술한 바와 같이, G 광은 PBS(1303)에 의해 편광된 후에 액정 패널(1302)에 수직으로 입사한다. G광선 중에서, 하나의 마이크로렌즈(1322a)에 입사하는 광선의 예를 도면에서 화살표 G(in/out)로 도시한다. 여기에서 도시한 바와 같이, G 광선은 마이크로렌즈(1322)에 의해 집광되어 G 화소 전극(1326g)을 조명한다. 다음에 광선은 Al의 화소 전극(1326g)에 의해 반사되고 다시 동일한 마이크로렌즈(1322a)를 통과하여 패널 외로 출사된다. G 광선이 이 방법으로 액정층(1325)을 통해 왕복 통과할 때, G 광선(편광)은 화소 전극(1326g)에 인가되는 신호 전압에 의해 화소 전극(1326g)과 대향 전극(1324) 사이에 인가된 전계에 의해 형성된 액정의 작용 때문에 변조된다. 다음에 G 광선은 액정 패널 외로 출사되어 PBS(1303)에 복귀된다.

PBS 표면(1303a)에 의해 반사되어 투영 렌즈(1301)을 향하는 광량은 변조량에 따라 달라지기 때문에, 각 화소의 소위 농도 계조 표시를 성취할 수 있다. 한편, 상술한 바와 같이 도 4의 단면도(y-z면)에서 경사 방향으로 입사하는 R광에 관련하여, PBS(1303)에 의해 편광된 후에 예를 들어 마이크로렌즈(1322b)에 입사하는 R 광선에 대해 주목해 보자. 이 도면에서 화살표 R(in)에 의해 나타낸 바와 같이, 광선은 마이크로렌즈(1322b)에 의해 집광된 다음에 마이크로렌즈(1322b) 바로 아래 위치로부터 좌측으로 이동된 위치에 위치된 R 화소 전극(1326r)을 조명한다. 다음에 광선은 화소 전극(1326r)에 의해 반사된 다음에, 도시한 바와 같이 (부의 z축으로) 마이크로렌즈(1322a)를 통과하고 다음에 마이크로렌즈(1322b)로 통과하여, 패널 외로 출사한다(R(out)).

이 경우, R 광선(편광)은 또한 화상 신호에 따라서 화소 전극(1326r)에 인가된 신호 전압에 의해 화소 전극(1326r) 및 대향 전극(1324) 사이에 형성된 전계에 의해 유도된 액정의 작용 때문에 변조되어, 액정 패널 외로 출사되고 PBS(1303)으로 복귀된다. 뒤이은 공정에서, 화상 광은 상술한 G 광의 경우와 동일한 방식으로 투영 렌즈(1301)로부터 투영된다. 따라서, 도 4의 도시에서 G광과 R광은 화소 전극(1326g) 위와 화소 전극(1326r) 위에서 서로 중첩 및 교차하여 나타나지만, 이것은 액정층의 두께를 개략도로 확대 및 강조하여 도시한 것에 기인한다. 이러한 교차는 액정층의 실제 두께가 시트 글래스(1323) 50 내지 100㎛ 보다 더 작은 1 내지 5㎛이기 때문에, 화소 크기에 상관없이 실제 발생하지 않는다.

다음에, 도 5a 내지 도 5c는 본 실시예의 색상 분리 및 색상 합성의 원리를 나타내는 설명도이다. 도 5a는 액정 패널(1302)의 개략 정면도이고, 도 5b 및 도 5c는 각각 액정 패널의 개략 상면도의 5B-5B(x 방향)과 5C-5C(z 방향)을 따른 개략 단면도이다. 여기에서, 각 마이크로렌즈(1322)는 G 광의 화소와 양측에서 이에 인접하는 두 색상의 화소의 절반부를 커버하는 영역에 대응하므로, 도 5a의 점선으로 나타낸 바와 같이 모두 세 개의 화소에 대응한다. 도 5c는 y-z 단면을 나타내는 상기 도 4와 대응하며, 각 마이크로렌즈(1322)에 입사되는 G광과 R광의 입사 및 출사 상태를 나타내고 있다. 이 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 각 G 화소 전극은 각 마이크로렌즈의 중심 바로 아래에 위치되어 있으며 각 R 화소 전극은 마이크로렌즈 간의 경계부 바로 아래에 위치되어 있다. 따라서 R 광의 입사각은 그 tanθ가 (B와 R 화소의) 화소 피치 대 마이크로렌즈와 화소 전극 간의 거리의 비율과 동일하게 되도록 설정된다.

한편, 도 5b는 액정 패널(1302)의 x-y 단면에 대응한다. 이 x-y 단면에서는, B 화소 전극과 G 화소 전극이 도 5c에서와 같이 교대로 배열되고, 각 G 화소 전극이 각 마이크로렌즈의 중심 바로 아래에 위치되어 있는 한편 각 B 화소 전극은 마이크로렌즈 간의 경계부 바로 아래 위치되어 있다.

그런데, 액정 패널을 조명하는 B 광은 PBS(1303)에 의해 편광된 후에 전술한 바와 같이, 도 1a의 단면(x-y면)에서 경사 방향으로 액정 패널에 입사되므로, R광의 경우와 동일한 방법으로 각 마이크로렌즈(1322)에 입사하는 B 광선이 도시한 데로 B 화소 전극(1326b)에 의해 반사된 다음에 x 방향으로 인접하는 마이크로렌즈(1322)로부터 입사 마이크로렌즈(1322)로 출사된다. B 화소 전극(1326b)상의 액정에 의한 변조와 액정 패널로부터의 B 출사광의 투영은 상술한 바와 같은 G광과 R광의 것과 실질적으로 동일하다.

각 B 화소 전극(1326b)은 마이크로렌즈 간의 경계부 바로 아래 위치되어 있으며 또한 B광의 액정 패널에의 입사 각도는 그 tanθ가 (G ＆ B 화소의) 화소 피치 대 마이크로렌즈와 화소 전극 간의 거리의 비율이 되도록 설정된다. 그런데, 본 실시예의 액정 패널은 상술한 바와 같이 R, G, B 화소의 어레이, 특히 z 방향으로 RGRGRG...의 배열을, x 방향으로 BGBGBG...의 배열을 가지며, 도 5a는 평면적인 어레이를 나타낸다. 설명한 바와 같이, 각 화소의 크기는 수직 방향과 수평 방향에서의 마이크로렌즈의 대략 절반이 되며, 화소 피치는 x 및 z 방향에서의 마이크로렌즈의 절반이 된다. 또한, G 화소는 평면도로 마이크로렌즈의 중심 바로 아래에 위치되어 있으며, R 화소는 G 화소들 사이에서 z 방향의 마이크로렌즈들 간의 경계부에 위치되어 있으며, B 화소는 G 화소들 사이에서 x 방향의 마이크로렌즈들 간의 경계부에 위치되어 있다.

도 6은 본 액정 패널의 부분 확대 상면도이다. 이 도면에서 점선으로 나타낸 각 사각형(1329)은 하나의 픽쳐 엘레먼트를 구성하는 R, G, B의 어셈블리를 나타낸다. 이것은 R, G, B 화소가 도 4의 활성 매트릭스 구동 회로부(1327)에 의해 구동될 때, 점선의 사각형(1329)에 의해 나타낸 각 RGB 화소 단위가 공통 화소 위치에 대응하는 R, G, B 영상 신호에 의해 구동된다.

R 화소 전극(1326r), G 화소 전극(1326g), 및 B 화소 전극(1326b)으로 이루어진 하나의 픽쳐 엘레먼트에 대해 주목해 보자. 먼저, R 화소 전극(1326r)은 상술한 바와 같이 화살표 r1에 의해 나타낸 바와 같이 마이크로렌즈(1322b)로부터 경사져 입사되는 R 광으로 조명된다. 그 R 반사광은 화살표 r2에 의해 나타낸 바와 같이 마이크로렌즈(1322a)를 통해 출사된다. B 화소 전극(1326b)은 상술한 바와 같이 화살표 b1에 의해 나타낸 바와 같이 마이크로렌즈(1322c)로부터 경사져 출사되는 B광에 의해 조명된다. 그 B 반사광은 화살표 b2에 의해 나타낸 바와 같이 마이크로렌즈(1322a)를 통해 출사된다. G 화소 전극(1326g)은 상술한 바와 같이 인입/인출 화살표 g12에 의해 나타낸 바와 같이 마이크로렌즈(1322a)로부터 수직 방향 (도면의 면 내로 향하는 방향)으로 입사되는 G 광에 의해 조명된다. 그 G 반사광은 동일한 마이크로렌즈(1322a)를 통해 수직 방향 (도면의 면으로부터 나오는 방향)으로 출사된다.

상술한 바와 같이, 본 액정 패널에서는, 각 원색 조명 광선의 입사 조명 위치는 하나의 픽쳐 엘레먼트를 구성하는 각 RGB 화소 단위에서 서로 다르지만, 이들로부터 출사되는 광선은 동일한 마이크로렌즈(이 경우, 1322a)를 통과한다. 이것은 또한 모든 다른 픽쳐 엘레먼트(R, G, B 화소 단위)에 대해서도 성립된다.

본 액정 패널로부터의 전 출사광은 PBS(1303)과 투영 렌즈(1301)을 거쳐 스크린(1309) 상으로 투영되고 액정 패널(1302)의 마이크로렌즈(1322)의 위치가 도 7에서 나타낸 바와 같이 스크린(1309) 상에 맺혀 투영되도록 광학 조정을 하면, 이 투영된 화상은 도 9에서 나타낸 바와 같이 마이크로렌즈의 격자 패턴 내의 각 화소의 색 혼합 상태에서 각 픽쳐 엘레먼트를 구성하는 R, G, B 화소 단위로부터의 출사광이 혼합된 상태, 즉 화소가 혼합된 상태의 픽쳐 엘레먼트를 구성 단위로 하여 이루어진다. 따라서, 고 품질의 색상 화상의 표시를 상술한 종래 경우의 도 14에서와 같이 소위 RGB 모자이크 패턴 없이 성취할 수 있다.

다음에, 도 4에서 나타낸 바와 같이, 활성 매트릭스 구동 회로부(1327)은 화소 전극(1326) 아래에 존재한다. 픽쳐 엘레먼트를 구성하는 R, G, B 화소는 도 4의 회로 단면도에서 수평 배열로 간단히 도시되었지만, 각 화소 FET의 드레인은 도 20에서 나타낸 바와 같이 이차원 어레이의 대응 R, G, B 화소 전극(226)에 접속되어 있다.

따라서, 본 투사형 액정 표시 장치의 구동 회로계의 전체 블럭도를 도 8에서 나타낸다. 참조 부호 1310은 패널 구동기를 나타내고, 이것은 R, G, B 영상 신호의 분극을 반전시키기고, 이 신호는 소정의 전압 증폭으로 증폭된 액정 구동 신호를 형성하며, 대향 전극(1324)의 구동 신호, 여러 타이밍 신호 등을 형성한다. 참조 부호 1312는 여러 영상 및 제어 투과 신호를 표준 영상 신호 등으로 디코딩하는 인터페이스이다.

참조 부호 1311은 표준 영상 신호를 인터페이스(1312)로부터 R, G, B 원색 영상 신호 및 동기 신호, 즉 액정 패널(1302)에 대응하는 화상 신호로 디코딩하여 전환시키는 디코더를 나타낸다. 참조 부호 1314는 밸러스트인 점등 회로를 나타내고, 이것은 타원 반사기(1307) 내의 아크 램프(1308)을 구동시킨다. 참조 부호 1315는 각 회로 블럭에 전력을 공급하는 전원 회로이다. 참조 부호 1313은 도시하지 않은 제어부를 포함하는 제어기를 나타내는데, 이것은 상기 회로 블럭들 각각을 총합적으로 제어한다. 상술한 바와 같이, 본 투사형 액정 표시 장치는 단일의 패널 투영기에 대해서 널리 이용되는 구동 회로 시스템이고, 상술한 RGB 모자이크 없이, 특히 구동 회로 시스템에 대한 부하를 걸지 않고 양호한 품질로 색상 화상을 표시할 수 있다.

도 10은 본 실시예의 액정 패널의 다른 형태의 부분 확대 상면도이다. 이 실시예에서 B 화소 전극은 마이크로렌즈(1322)의 중심 바로 아래의 위치에 배열되어 있으며, G 화소(1326g)는 B 화소(1326b)에 대해 수평으로 교대로 배열되어 있으며, R 화소(1326r)는 B 화소(1326b)에 대해 수직으로 교대로 배열되어 있다. 이 어레이는 또한 B광이 수직으로 입사되며 R, G 광이 경사지게(동일한 각도지만 다른 방향으로) 입사되어 하나의 공통 마이크로렌즈를 통해 픽쳐 엘레먼트를 구성하는 R, G, B 화소 단위로부터 반사된광을 출사하도록 함으로써, 이전 실시예와 동일한 효과를 성취할 수 있다. 또 다른 실시예는 R 화소를 마이크로렌즈(1322)의 중심 바로 아래의 위치에 배열하고, 다른 색상의 화소, 즉 G 및 B 화소를 수평 또는 수직으로 R 화소에 대해 교대로 배열하도록 한다.

이하에서는 화소 전극(1326) 및 이들을 구동하기 위해 실리콘 반도체 기판(1328) 상에 설치된 활성 매트릭스 구동 회로부(1327)에 대해서 설명한다.

〈실시예 2〉

본 발명의 제2 실시예는 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 11은 본 발명에서 사용되는 베이스 기판을 설명하는 설명도이다. 이 기판(201)은 p형 반도체로 제조되고 기판은 동작 동안 최저 전위 (보통, 접지 전위)에 있다. 화소에 인가된 전압은 표시 영역에서 n형 웰 상에 위치된다. 한편, 로직 구동 전압은 주변 회로의 로직 부분에 인가된다. 이 구조는 최적의 장치가 각 전압에 따라 구성될 수 있게 하며 칩 크기의 축소 뿐만 아니라 구동 속도의 향상에 따라 고 화소 표시를 실현할 수 있다.

도 11에서, 참조 부호 201은 반도체 기판을, 202는 LOCOS 같은 필드 산화막을, 203은 p형 및 n형 웰을, 205는 게이트 영역을, 207은 드레인 또는 소스 영역을, 210은 각 데이타선에 접속된 소스 전극을, 218은 각 화소 전극에 접속된 드레인 전극을, 213은 반사 전극으로 작용하는 화소 전극을 나타낸다.

참조 부호 220은 표시 영역 및 주변 영역을 포함하는 차광층을 나타내고, Ti, TiN, W, Mo 등이 이에 적당하다. 도 11로부터 보는 바와 같이, 차광층(220)이 화소 전극(213)과 소스 전극(210) 사이의 접속부를 제외한 표시 영역을 피복한다. 차광층은 주변 화소 영역에 설계되어 있으므로 차광층(220)이 비디오선, 클럭선 등과 같이 배선 용량이 큰 영역으로부터 제거되게 된다. 한편, 차광층(220)이 없는 부분에서는 조명광의 입사가 회로의 이상 동작을 야기하는 경우는, 화소 전극층이 피복되어 있어 고속으로 신호를 전송할 수 있는 연구를 시도하고 있다.

또한, 참조 부호 208은 차광층(220) 아래의 절연층을 나타내고, 이 절연층(208)의 안정성은 P-SiO층 상의 SOG에 의해 평탄화 공정을 실행하고 또한 이 층을 P-SiO층에 의해 피복함으로써 확보되게 된다. SOG에 의한 평탄화에 부가하여, 절연층이 P-TEOS막을 형성하고, 이를 P-SiO에 의해 피복하고, 그 후에 CMP 공정에 의해 절연층을 평탄화하는 방법에 의해 형성될 수 있음은 말할 것도 없다.

참조 부호 221은 반사 전극(213)과 차광층(220) 사이에 설치된 절연층을 나타내고, 각 반사 전극의 전하 충전 커패시터는 이 절연층을 통해 형성된다. 대형 커패시터를 형성하기 위해서는, SiO₂에 부가하여 고 투과율의 P-SiN, Ta₂O₅, 또는 SiO₂으로 된 다층의 막 등을 이용하는 것이 효과적이다. 차광층으로서 Ti, TiN, Mo, 또는 W 등의 평탄한 금속 상에 절연층을 설치함으로써 약 500 내지 50000Å의 막 두께가 바람직하다.

참조 부호 214는 DAP 모드의 액정 재료를, 1110, 1111은 수직 배향층을, 215는 공통 투명 전극을, 216은 공통 전극 기판(대향 기판)을, 217은 고농도 불순물 영역을, 219는 표시 영역을, 222는 주변 영역을, 1112는 마이크로렌즈를 나타낸다. 참조 부호 1113은 시트 글래스를 나타낸다.

도 11에서, 트랜지스터 아래에 형성된 관련 웰(203)과 동일한 분극의 각 고농도 불순물 영역(217)이 웰(203)의 주변과 내측에 제조되고, 웰 전위는 저저항층에 의해 원하는 전위로 고정된다. 액정 패널을 제조하는 방법은 도 21a 내지 21e 및 도 22f 내지 22h을 참조하여 설명된다. 도 21a 내지 21b 및 도 22f 내지 22h는 활성 매트릭스 기판의 제조 단계와 액정 장치의 단면을 나타낸다. 본 실시예를 단계별로 상세히 설명한다. 도 21a 내지 도 21e 및 도 22f 내지 22h는 화소부를 나타내고, 화소부를 형성하는 단계와 동시에, 화소부의 스위칭 트랜지스터를 구동하는 시프트 레지스터와 같은 주변 구동 회로를 동일한 기판 상에 제조할 수 있다.

불순물 농도가 10¹⁵㎝^-3이하인 p형 실리콘 반도체 기판(201)은 국부적으로 열적 산화되어 LOCOS(202)를 형성하고, 이 LOCOS(202)를 마스크로 이용하여 붕소 이온을 약 10¹²㎝^-2의 도스량으로 주입하여 불순물 농도가 10¹⁶㎝^-3내지 10¹⁷㎝^-3인 n형 불순물 영역을 나타내는 PWL(203)을 형성한다. 유사하게, NWL 영역은 인의 이온 주입으로 형성된다(도시 생략). 이 기판(201)은 다시 열적 산화되어 산화막의 두께가 1000Å이하인 게이트 산화막(204)를 형성한다(도 21a).

또한, 약 10²⁰㎝^-3의 인이 도핑된 n형 폴리실리콘으로 제조된 게이트 전극(205)이 형성되고 그 후에 인 또는 붕소 이온이 약 10¹²㎝^-2의 도스량으로 기판(201) 내로 주입되어 불순물 농도가 약 10¹⁶㎝^-3인 n형 또는 p형 불순물 영역을 나타내는 NLD(206)(또는 PLD)를 형성한다. 뒤이어서, 패턴화된 포토레지스트를 마스크로 이용하여, 인이나 붕소의 이온이 약 10¹⁵㎝^-2의 도스량으로 주입되어 불순물 농도가 약 10¹⁹㎝^-3인 소스와 드레인 영역(207, 207')을 형성한다(도 21b).

층간막인 PSG(208)은 기판(201)의 전체 표면 위에 형성된다. 이 PSG(208)은 NSG(Nondoped Silicate Glass)/BPSG(Boro-Phospho-Silicate Glass) 또는 TEOS(Tetraethoxy-Silane)으로 대체될 수 있다. PSG(208)은 소스와 드레인 영역(207, 207') 바로 위에 콘택트 홀을 형성하도록 패터닝된다. Al은 스퍼터링으로 증착되고, 그후 Al층이 Al 전극(209)을 형성하도록 패터닝된다(도 21c). Al 전극(209)과 소스와 드레인 영역(207, 207')의 오믹 콘택트 특성을 개선하기 위해서는, Ti/TiN 같은 배리어 금속이 Al 전극(209)과 소스/드레인 영역(207, 207') 사이에 위치하는 것이 바람직하다.

플라즈마 SiN(210)이 기판(201)의 전체 표면 위에 약 3000Å의 두께로 증착된 다음에 PSG(211)가 그 위에 약 10000Å의 두께로 증착된다(도 21d).

드라이 에칭 스토퍼(stopper)층으로 플라즈마 SiN(210)을 이용하면, PSG(211)를 화소 간의 분리 영역만을 남기도록 패터닝한 후에 플라즈마 SiN(210)을 드라이 에칭으로 패터닝하여 드레인 영역(207')과 접촉하는 Al 전극(209)바로 위에 관통 홀(212)을 형성한다(도 21e).

다음에 화소 전극층(213)이 스퍼터링 또는 EB(전자선) 증착에 의해 기판(201) 상에 10000Å 이상의 두께로 증착된다(도 22f). 이 화소 전극층(213)으로는 Al, Ti, Ta, W 등의 금속막, 또는 이들 금속의 화합물막의 금속막을 이용한다.

화소 전극을 형성하는 방법을 이하 설명한다. 화소 전극(213)은 스퍼터링으로 기판(201)의 전체 표면 위에 TiN막을 먼저 형성하여 제조된다. 막 위에는 Al, Al-Si, Al-Cu, Al-Si-Cu, Ti, Ta, W 또는 Mo 등의 금속막을 고온 400 내지 500℃에서 형성한다. 재료에 대해서는 어떤 특별한 제한이 없지만, 고반사율와 양호한 충전 특성을 갖는 재료를 선택하는 것이 좋다. 그 후에, 기판을 400 내지 500℃ 까지 가열하여 층이 재유동되도록 열처리함으로써, 유동성을 증가시켜 화소 전극을 베이스 전극에 접속하는 홀(212)을 충전하면서 층을 형성한다. TiN 막의 적당한 두께는 약 2000 내지 3000Å이다.

다음에, 화소 전극층(213)의 표면은 CMP에 의해 연마된다(도 22g). PSG(211)의 두께가 10000Å이고 화소 전극층의 두께가 xÅ일 때, 연마량은 xÅ 이상이고 x + 10000Å 미만이다.

특히, 에바라 세이사뀨쇼로부터 상용되는 CMP 장치 EPO-114, 로델사로부터 상용되는 연마포 SUPREME RN-H(D51), 및 후지쯔사로부터 상용되는 슬러리 PLNERLITE5102를 이용하여 연마가 실행된다.

다음에, 본 실시예에 따른 액정 투영 장치에 사용되는 액정 패널을 구동하는 방법을 설명한다. 도 12에서, 참조 부호 121, 122는 수평 시프트 레지스터를, 123은 수직 시프트 레지스터를, 124 내지 129, 1210, 1211은 영상 신호용 비디오선을, 1212 내지 1223은 수평 레지스터로부터의 주사 펄스에 따른 영상 신호를 샘플링하기 위한 샘플링 MOS 트랜지스터를, 1224 내지 1235는 영상 신호가 인가되는 신호선을, 1236은 각 화소부의 스위칭 MOS 트랜지스터를, 1237은 화소 전극과 공통 전극 간에 개재된 액정을, 1238은 각 화소 전극에 부수되는 부가의 커패시터를 나타낸다. 참조 부호 1239, 1240, 1241은 수직 시프트 레지스터(123)으로부터의 수평 주사 출력용 구동선을 나타내고 1242 내지 1245는 수평 시프트 레지스터(121, 122)로부터의 수직 주사용 출력선을 나타낸다.

이 회로에서, 이에 입력되는 영상 신호는 샘플링 MOS 트랜지스터(1212 내지 1223)을 통해 수평 시프트 레지스터의 수직 주사 제어 신호(1242 내지 1245)에 의해 샘플링된다. 이 때 수직 시프트 레지스터의 수평 주사 제어 신호(1239)가 출력 상태에 있다고 가정하면, 화소부의 스위칭 MOS 트랜지스터(1236)은 온되고, 이로 인해 샘플링된 신호선의 전위가 화소에 기록된다.

이렇게 형성된 베이스 기판의 표면이 기판의 전체 표면에 걸쳐 평탄화되고, 도 6의 평면도에서 나타낸 하나의 마이크로렌즈가 형성되어 있는 부분에서의 불균일성은 피크-투-벨리(peak-to-valley)가 500Å 이하이다. 다음에, 폴리이미드 수직 배향막(니산 가가꾸 고교로부터 상용되는 SE1211)가 nBC(노멀 부틸 셀로솔브)로 희석되어 인쇄법에 의해 베이스 기판 상에 인쇄된다. 일 분간 80℃에서 예비 가열이 행해지고 한 시간 동안 180℃의 온도에서 폴리이미드 형성을 행한다. 그 직경이 20㎛인 레이온 연마포로 러빙을 실행한다. 이 때의 콘택트 각도로부터 얻은 표면 에너지는 35dyn/㎝이다. 러빙 후에, 수직 배향층의 표면은 화소 경계부와 관통홀부에서도 균일하며 어떠한 막의 박리도 관찰되지 않았다.

한편, 투명 전극층 ITO를 마이크로렌즈 어레이가 형성되어 있는 대향 기판 상에 형성하고, 그 후에 동일한 수직 배향막을 인쇄법에 의해 인쇄한다. 다음에 베이스 기판과 반평행 방향으로 러빙이 행해진다. 다음에 기판을 서로 접착하여 음의 유전 이방성을 나타내는 액정 (메르크 저팬사로부터 상용되는 MLC-6609)이 이들 사이에 주입되고, 이들이 밀봉되어 반사 표시 장치에서 사용되는 액정 표시 패널을 형성한다. 이 패널은 편광 현미경으로 수직 배향을 확인하고 프리틸트각과 콘트라스트를 측정하여 평가된다. 본 실시예에서는, 프리틸트각이 4°이고, 콘트라스트가 300이며, 불균일성이 화소부에서 관찰되지 않았다. 따라서, 본 실시에는 고품질 화상의 액정 표시 장치를 실현할 수 있다.

한편, 마이크로렌즈 영역에 200Å 내지 1㎛의 표면 단차를 갖는 샘플을 비교예로서 마련하여, 상술한 바와 동일한 방식으로 폴리이미드 수직 배향층을 인쇄한 후에 러빙을 실행한다. 러빙 조건은 콘트라스트가 가장 높은 값을 이용하고 롤러의 회전률을 1000rpm으로 일정하게 한다.

도 15에서 횡축은 단차를 종축은 콘트라스트를 나타낸다. 도 15에서 마크 x는 러빙 후에 수직 배향막의 박리가 일어난 샘플을 나타낸다. 단차가 500Å을 초과하면, 수직 배향막의 박리는 러빙 후에 관찰되고 콘트라스트 값도 또한 이와 함께 감소된다. 따라서 단차는 500Å 이하인 것이 요구된다.

〈실시예 3〉

본 발명의 실시예 3을 이하 설명한다. 도 16은 제3 실시예를 나타내는 도면이다. 도 16에서, 참조 부호 28은 반도체 기판을, 27은 반도체 기판 상에 형성된 활성 매트릭스 기판 전극을, 26은 각 색상에 대응하는 화소 전극을, 214는 액정을, 24는 ITO 등의 대향 투명 전극을, 23은 마이크로렌즈가 형성되어 있는 시트 글래스를, 22는 마이크로렌즈를 나타낸다. 마이크로렌즈(22)는 세 개의 화소 전극(26)에 대해 각각 하나씩 형성되어 있다.

도 16을 참조하면, 베이스 기판은 실시예 1에서와 동일하지만, 수직 배향막은 이중층 구조로 되어 있다. 제1 배향막(151)은 수평 배향막으로서, 스핀법에 의해 300Å의 두께로 표면 에너지 52dyn/㎝를 갖는 폴리이미드의 수평 배향막으로서 형성되어 있다. 제1 층의 폴리이미드 수평 배향막(151) 보다 표면 에너지가 더 작은 제2 폴리이미드 수직 배향막(152)이 약 500Å의 두께로 형성되고 그 후에 제2 폴리이미드 수직 배향막(152)의 표면이 러빙법에 의해 러빙된다. 여기에서 사용되는 연마포는 직경이 20㎛인 레이온포이다. 여기에서 중요한 점은 제1 층의 폴리이미드 수평 배향막(151)이 고 습윤성과 양호한 밀착력을 갖는 수평 배향막이고, 액정과 접촉되며 액정의 배향 상태를 결정하는 제2 층의 폴리이미드 수직 배향막(152)은 표면 에너지가 작으며 강한 수직 배향 특성을 갖는 수직 배향막이다. 이 구조는 높은 신뢰성의 수직 배향층이 수직 배향 특성을 안정되게 제어하면서 형성될 수 있게 한다.

한편, 마이크로렌즈 어레이(22)가 장착되어 있는 대향 기판(23) 상에 ITO 투명 전극(24)를 형성한 후에, 수직 배향막(152)와 수평 배향막(151)이 또한 상술한 바와 같이 동일한 공정으로 형성되고 러빙이 반평행 방향으로 행해진다. 다음에 기판을 서로 접착하여 음의 유전 이방성을 나타내는 액정(메르크 저팬 사로부터 상용되는 MLC-6609)이 이들 사이에 주입되고, 밀봉되어 반사 표시 장치에서 사용되는 액정 표시 패널을 형성한다. 최종 패널은 프리틸트각이 4°이고, 콘트라스트가 300이므로 양호한 특성을 나타낸다.

〈실시예 4〉

본 발명의 실시예 4를 이하 설명한다. 도 17은 제4 실시예를 나타내는 도면이다. 도 17에서, 참조 부호 201은 반도체 기판을, 207은 웰 영역에 형성된 고농도 영역의 소스 영역 또는 드레인 영역을, 220은 차광층을, 213은 반사 전극을, 214는 액정층을 나타낸다.

도 17을 참조하면, 베이스 기판은 실시예 1에서와 동일하지만, 수직 배향막은 이중층 구조로 되어 있다. 제1 배향막(401)은 표면 에너지가 36dyn/㎝인 폴리이미드(다우 코닝 토레이 실리콘사로부터 상용됨)의 수평 배향막으로서, 스핀법에 의해 300Å의 두께로 형성되어 있다. 다음에 제1 층의 폴리이미드 수평 배향 보다 표면 에너지가 더 작은 제2 폴리이미드 수직 배향막(402)가 약 200Å의 두께로 형성되고 그 후에 제2 폴리이미드 수직 배향막(402)의 표면이 러빙법에 의해 러빙된다. 여기에서 사용되는 연마포는 직경이 20㎛인 레이온포이다. 여기에서 중요한 점은 제1 층은 고 습윤성과 양호한 밀착력을 갖는 수평 배향막(401)이고, 액정과 접촉되며 액정의 배향 상태를 결정하는 제2 층은 표면 에너지가 작으며 강한 수직 배향 특성을 갖는 수직 배향막(402)이다. 이 구조는 높은 신뢰성의 수직 배향층이 수직 배향 특성을 안정되게 제어하면서 형성될 수 있게 한다.

다른 효과는 러빙의 강도를 증가시킬 수 있다는 것이다. 롤러의 러빙양과 회전양을 증가시킴에 따라, 제2 층의 폴리이미드 수직 배향막이 부분적으로, 주로 단차부에서 박리된다. 특히, 입자(미세입자)의 존재가 박리 빈도수를 증가시키지만, 이것은 수직 배향층의 완전 손실을 초래하지는 않는다. 제1층의 수직 배향막이 여전히 존재하고 있다. 이 부분의 표면 에너지가 제2 층의 에너지 보다 약간 크기 때문에, 배향의 제어 성능은 다른 부분 보다 약간 약하게 된다. 그러나, 배향 불일치가 인터페이스 뿐만 아니라 주변 부분에서도 상호 작용 때문에 그렇게 크지는 않다는 것을 알았다.

한편, ITO인 투명 전극층은 마이크로렌즈 어레이가 형성되어 있는 대향 기판 상에 형성되고, 그 후 동일한 수직 배향층이 인쇄법에 의해 인쇄된다. 다음에 러빙이 베이스 기판과 반평행 방향으로 실행된다. 다음에 기판이 서로 접착되고, 음의 유전 이방성을 나타내는 액정(메르크 저팬사로부터 상용되는 MLC-6609)이 이들 사이에 주입되고, 이들이 밀봉되어 반사 표시 장치에서 사용되는 액정 표시 패널을 형성한다.

이 패널은 실시예 1에서와 동일하게 콘트라스트에 대해 평가된다. 러빙의 매립양과 롤러의 회전양을 이전 것보다 30% 이상의 강도로 러빙을 행하는 경우에도 콘트라스트 값의 감소를 관측할 수 없었다.

본 실시예는 제1 층과 제2 층의 수직 배향막으로서 다른 형태의 폴리이미드 수직 배향막의 예를 나타내지만, 본 발명은 또한 다음의 배향층을 포함하고 있다. 이것은 제1 층과 제2 층의 배향막의 구조가 최종 형태에서는 동일한 예이지만, 이들의 형성 방법은 다르다.

제1 층의 수직 배향막을 먼저 설명한다. 폴리이미드계 수직 배향막은 니산 가가꾸 고교로부터 상용되는 SE1211이다. 이 SE1211은 nBC와 1:2의 비율로 혼합되고, 습윤성이 향상되막이 베이스 반사 전극상에 형성된다. 또한, 제2 층은 SE1211의 폴리이미드 수직 배향막이 nBC와 2:1의 비율로 혼합되는 혼합제를 이용해서 형성된다. 이 때, 제2 막은 습윤성이 다르며 더 낮은 안정된 표면 에너지를 성취할 수 있다.

지금까지 상기 기술한 실시예에서 베이스 기판과 대향 기판상의 양쪽 수직 배향막이 동일 구조로 제공되었지만, 구조상에는 특정한 제한이 있다는 것은 말할 것도 없다. 도 17에 도시한 것처럼, 한쪽만의 수직 배향막이 다층의 수직 배향막으로 구성되기도 하는 경우에도 효과는 여전히 크다.

[실시예 5]

본 발명의 제5 실시예를 도 18을 참고로 해서 기술한다. 본 실시예는 저온 Poly-SiTFT에 적용한 공정에 관해 기술한다.

우선, 유리 기판(101)을 버퍼-산화시키고, 그리고 나서 약 50㎚의 두께의 a-Si 층을 통상의 LPCVD에 의해 425℃에서, Si₂H₆가스로 퇴적한다. 그런 후, KrF 엑시머 레이저에 의해 층을 다결정화 시킨다. 그리고 나서, 10 내지 100㎚ 두께의 산화막(105)을 게이트 산화막으로 형성한다. 게이트 전극(106)의 형성후에 소스와 드레인은 이온 도핑 방법에 의해 형성된다. 불순물의 활성화가 1 내지 3시간 동안 300℃ 내지 400℃의 질소 분위기에서 수행되고, 500nm의 절연막의 형성 후 콘택트 홀을 형성하도록 패턴된다. 그리고 나서 배선층(108)이 형성된다. 예를 들면, 본 실시예는 배리어 금속으로서의 TiN과, 0.5 내지 2% 실리콘으로 도핑된 Al 배선을 이용한다. 화소 전극(108a, 108b)의 전극 재료는 통상 반도체 및 TFT 공정에서 이용되는 재료인 그외 Al 합금, W, Ta, Ti, Cu, Cr, Mo, 또는 이들 실리사이드 등을 포함하는 재료들 중 선택할 수 있다. 그들은 경우에 따라 사용될 수 있다.

본 실시예가 TFT를 저온 및 고성능으로 형성할 수 있으므로, 면적의 감소와 비용의 절감을 실현할 수 있다. 저온 Poly-SiTFT가 여기에 기술되었지만 TFT에 대한 특정 제한이 있는 것은 아니다. 고성능 Poly-SiTFT는 이온 주입 또는 고상 성장법에 의해 마련되어 주변 회로를 또한 포함하는 회로를 형성하는 것을 생각할 수 있다. TFT는 특히 고성능 Poly-SiTFT로 한정될 필요는 없으나, 더 낮은 성능일지라도 통상의 Poly-SiTFT나 a-SiTFT이어도 좋다. 그러나, 비용은 이 TFT의 이용으로 감소한다. 그래서, 이 TFT가 본 발명의 본질과 상반되지 않는 것은 당연한 것이다.

전극층을 패터닝한 후에 또한 층간 절연막(601)이 형성된다. 이것은 실시예 1처럼 SOG, TEOS, 또는 CMP를 이용한 평탄화 공정이 수행된다. 다음으로 비투과성 금속(602)이 차광막으로서 형성되고 패턴된다 (예를 들면, Ti는 스퍼터링에 의해 퇴적된다). 그리고 나서, 커패시터막으로서의 절연막(109)은 예를 들면 200 내지 400℃에서 실란 가스 및 암모니아 가스 또는 실란 가스와 N₂O의 혼합 가스를 플라즈마 상태에서 분해함으로써 형성한 후 350 내지 500℃ 에서 수소 가스 또는 질소 가스와 같은 비활성 가스와 수소 가스와의 혼합 가스에서 10 내지 240분 동안 열적 처리해서 다결정 실리콘을 수소화한다. 또한 SiO와 같은 절연막(605)을 다시 퇴적하고 패턴화하여 관통 홀을 형성한다. 그런 후, 화소 전극막(508)이 퇴적된다. 본 실시예는 이러한 투명 전극막으로 ITO를 이용하지만, 본 발명은 이것에 국한되는 것은 아니다. 그 후, 화소 전극막의 표면은 실시예 1에 도시한 것과 동일한 방법으로 CMP에 의해 평탄화된다. 배향막은 이상과 같이 형성된 베이스 기판의 표면상에 다음 방법에 의해 형성된다.

우선, 표면은 실란 결합제로 처리된 다음에 수직 배향막이 실시예 4의 구조로 형성된다. 그 후, 대향 기판이 베이스 기판에 부착되고 그런 후 음의 유전 이방성을 가진 액정이 기판들 사이에 주입된다. 그리고 나서 기판들이 밀봉된다.

여기에서 이용되는 본 발명에 따른 액정 패널을 이하 설명한다. 도 19는 액정 패널(200)의 확대된 단면(도 3의 yz 평면에 대응하는)을 도시하는 개략도이다. 도 19에서, 21및 21′는 마이크로렌즈 기판을, 22 및 22′는 마이크로렌즈를, 23 및 23′는 시트 글래스를, 24는 투명 대향 전극을, 225는 DAP 액정층을, 226은 투명 화소 전극층을, 227은 활성 매트릭스 구동 회로부를, 그리고 46 및 47은 크로스 니콜(cross Nicol) 관계로 배치된 편광판을 각각 나타낸다.

마이크로렌즈(22, 22′)는 소위 이온 교환 방법에 의해 각 유리 기판(알카라인 유리; 21, 21′)의 표면상에 형성되고, 화소 전극(226)의 피치의 2배에 해당하는 피치에서 2차원 배열 구조로 배열된다. 시트 글래스(23, 23′)는 각 마이크로렌즈 어레이 상에 부착된다. 액정층(225)은 DAP 모드의 네마틱 액정을 채용하고, 도시하지 않은 배향막에 의해 소정의 배향으로 유지된다. 화소 전극(226)은 ITO로 제조되며, 시트 글래스(23′) 위에 형성된다.

활성 매트릭스 구동 회로부(227)는 소위 비정질 실리콘 또는 폴리실리콘 박막을 기초로 한 소위 TFT 회로를 포함하는데, 이것은 활성 매트릭스 구동에 의해 화소 전극(226)을 활성화하며, 도 20에 도시한 레이아웃으로 시트 글래스(23′)상에 형성된다. 도 20은 특정 배선도이며, 여기에서 참조 부호 301, 302, 303은 각각 B, F, 및 R 신호에 대한 비디오 라인을, 310은 게이트 라인을, 321 내지 323은 각각 R, G, 및 B 액정 화소에 대한 스위칭 TFT를, 그리고 226r, 226g, 및 226b는 각각 R, G, 및 B의 투명 화소 전극을 나타낸다.

회로 매트릭스의 주변부에, 도시되지 않은 게이트 라인 구동기(수직 레지스터 등) 및 신호 라인 구동기(수평 레지스터 등)가 제공된다. 이들 주변 구동기 및 활성 매트릭스 구동 회로는 R, G, 및 B의 각 원색의 영상 신호를 소정의 대응하는 R, G, B 화소에 기입하도록 구성되어져 있다. 각 화소 전극(226)은 칼라 필터를 가지고 있지 않으나, 화소 전극(226)들은 활성 매트릭스 구동 회로에 의해 기입된 원색 영상 신호에 의해 R, G, 또는 B 화소로서 서로 구별되며, 그것에 의해, 이후에 기술되는 소정의 R, G, B 화소를 형성한다.

여기에서, 액정 패널(200)을 조명하는 G 광을 체크해 보자. 상기 기술한 것과 같이, G 광은 액정 패널(200)에 수직으로 입사된다. G 광의 광선중에, 하나의 마이크로렌즈(22a)에 입사하는 광선은 도 19의 화살표 G(in)로 도시된다. 도시한 바와 같이, G 광선은 마이크로렌즈(22)에 의해 집광되어 G 화소 전극(226g) 상의 영역을 조명한다. G 광선이 액정층(225)을 통과한 후, 이번에는 TFT 쪽의 마이크로렌즈(22′)를 통과해서 액정 패널을 출사한다. 이러한 방식으로 액정층(225)를 통과하는 동안, G 광선(편광판(46)에 의해 편광된)은 화소 전극(226g)에 인가된 신호 전압에 의해 화소 전극(226g)과 대향 전극(24) 간에 설정된 전계 하에서 액정의 동작에 따라 변조된 다음에 액정 패널을 출사한다.

여기에서, 편광판(47)을 통과해서 투영 렌즈(1)를 향하는 광량은 변조 정도에 따라 다르고, 이로 인해 소위 각 화소의 농도 계조 표시를 달성한다. 반면에, R 광은 상기 기술한 것과 같이 도시된 단면부(yz 평면)에 경사진 방향으로 입사되며, 또한 편광판(46)에 의해 편광된다. 예를 들면, 도면에서 화살표 R(in)가 나타내는 바와 같이 마이크로렌즈(22b)에 입사하는 R 광선에 주목하면, R 광선은 마이크로렌즈(22b)에 의한 집광점 바로 밑으로부터 하측으로 시프트된 지점에 위치하는 R 화소 전극(222r)상의 영역을 조명한다. R 화소 전극(222r)을 통과한 후 R 광선은 도시된 대로 TFT 쪽의 마이크로렌즈(22′)를 통과한 다음에, 패널을 출사한다(G/R(out)).

이 경우에도 또한, R 광선(편광된 빛)은 R 화소 전극(226r)에 인가된 신호 전압에 의해 R 화소 전극(226r)과 대향 전극(24)의 사이에 설정된 전계로 인한 액정의 동작에 따라서 변조된 후에, 액정 패널을 출사한다. 이후의 공정은 상기 언급한 G 광의 경우와 동일하며, R 광은 화상광의 일부로서 투영된다.

그런데, G 광 및 R 광의 색광이 G 화소 전극(226g) 위와 R 화소 전극(226r) 위에서 부분적으로 서로 겹치고 간섭하는 것이 도 19의 도시에 나타나지만, 이것은 액정층 두께를 나타내는 방법으로 확대하고 강조했기 때문이다. 실제, 액정층의 두께는 약 5㎛이고, 이것은 시트 글래스의 50 내지 100㎛보다 극히 얇으며, 그래서 그러한 간섭은 화소 크기에 상관없이 발생하지 않게 된다.

상기 액정 표시 장치에 의하면, 투영 후의 화상 특성은 양호하고, DAP 모드의 특징인 고 콘트러스트의 디스플레이 특성을 성취했으며, 면내 균일성도 또한 양호하다.

상기 기술한 것처럼, 본 발명에 따른 투사형 액정 표시 장치는 상호 다른 방향으로부터 각 원색의 빔으로 액정 패널을 조명하기 위한 마이크로렌즈 부착 액정 패널과 광학 시스템을 이용해서, 하나의 픽쳐 엘레먼트를 구성하는 한 세트의 R, G, 및 B 화소로부터 액정에 의해 변조된 후의 반사 광속은 동일 마이크로렌즈를 통과해서 패널을 출사하며, 이에 의해 디스플레이 장치는 RGB 모자이크 패턴없이 고화질로 양호한 칼라 화상을 투영 표시할 수 있다.

각 화소로부터의 빔이 마이크로렌즈를 두 번 통과해서 거의 평행이 되기 때문에, 작은 수의 구멍을 가진 저렴한 투영 렌즈을 이용해서도 스크린 상에서 밝은 투영 화상을 얻을 수 있다.

또한, 상기 활성 매트릭스 기판 표면의 평탄화는 수직 배향막의 안정된 형성과 고 콘트러스트의 액정 표시 장치의 생산을 가능하게 한다.

또한, 베이스 금속 전극층 위의 막이 높은 밀착력과 높은 습윤성을 가지고 있고, 액정과 접촉하는 최외곽 막이 더 낮은 표면 에너지를 가진 다층 구조로 된 수직 배향막 구조를 이용함으로써, 신뢰성이 높고, 박리층이 적으며, 수직 배향의 액정과 일정한 프리틸트 각을 갖는 DAP 모드의 액정 패널을 형성할 수 있다.

Claims

액정 표시 장치에 있어서,

복수의 화소 전극이 R(적), G(녹), 및 B(청)에 대응하여 매트릭스 패턴으로 배열되어 있는 매트릭스 기판;

상기 화소 전극에 대향하여 대향 전극이 위치되어 있는 대향 기판; 및

음의 유전 이방성을 가지며, 상기 매트릭스 기판과 상기 대향 기판 사이에 위치되어 있는 액정 재료

를 포함하고,

수직 배향 특성을 갖는 폴리이미드의 배향층과 복수의 마이크로렌즈를 갖는 마이크로렌즈 어레이가 설치되어 있으며, 상기 마이크로렌즈는 상기 화소 전극의 어레이에 대해 두 화소의 피치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 배향층은 복수의 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제2항에 있어서, 상기 복수의 막 중에서 상기 액정과 접촉하는 최외막의 표면 에너지는 복수의 막의 표면 에너지중에서 가장 낮은 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 화소 전극은 평탄화되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제4항에 있어서, 상기 매트릭스 기판에 있어서 상기 마이크로렌즈의 직경에 대응하는 영역은 최대 단차가 500Å 이하인 평탄성을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 R, G, B의 화소 전극은 제1 방향으로 두 색상의 제1 조합의 화소와 제2 방향으로 상기 두 색상의 상기 제1 조합과는 다른 두 색상의 제2 조합의 화소로서 제공되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 R, G, B의 기본 화소의 어레이는 하나의 색상의 광이 일직선 광일 때, 상기 두 개의 다른 색상의 광은 경사진 광이도록 배열되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 액정 표시 장치는 반사형 표시 장치인 것을 특징으로 하는액정 표시 장치.
제1항에 기재된 액정 표시 장치를 포함하는 투영기.