KR100314717B1 - 반사형 액정 소자, 그의 제조 방법 및 프로젝션 표시 장치 - Google Patents
반사형 액정 소자, 그의 제조 방법 및 프로젝션 표시 장치 Download PDFInfo
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Abstract
평탄한 광 반사면을 가지며, 회절에 의한 반사광의 손실이 적은 반사형 액정 소자, 그의 제조 방법 및 이러한 액정 소자를 이용한 프로젝션 표시 장치를 제공한다.
액티브 매트릭스형의 반사형 액정 소자는, 화소에 대응하여 설치된 스위칭 소자 및 스위칭 소자에 접속된 화소 전극(32)의 배열을 갖는 어레이 기판과, 액정층을 끼워서 화소 전극(32)의 배열과 대향하는 투명 전극을 갖는 대향 기판을 포함한다. 각 화소 전극(32)은 전극 스터드(electrode stud), 즉 분할 전극(68)의 배열을 갖도록 형성된다. 스터드(68) 간의 영역은 절연재(64)로 매립되어 있다. 스터드 배열의 표면은 화학 기계적인 연마 처리에 의해 평탄해진다. 스터드 배열의 평탄한 표면 상에 유전체 광 반사막이 설치되며, 그 위에 액정 분자 배향막이 설치된다.
Description
본 발명은 프로젝션 표시 장치에서의 라이트 밸브 또는 광 변조 소자로서 이용하는데 적합한 반사형 액정 소자, 그의 제조 방법 및 이러한 액정 소자를 이용한 프로젝션 표시 장치에 관한 것이다.
최근에는, 액티브 매트릭스형의 반사형 액정 소자를 라이트 밸브 또는 광 변조 소자로서 이용한 프로젝션 표시 장치가 고화질 표시 장치로서 주목받고 있다. 이러한 프로젝션 표시 장치는, 예를 들면 일본 특개평8-248425호, 일본 특개평7-209621호 및 일본 특개평8-328034호에 개시되어 있다.
이러한 반사형 액정 소자를 이용한 프로젝션 표시 장치에서는, 광원으로부터의 광이 적, 청 및 녹의 3원색의 광으로 분리되며, 각 색의 광은 각각의 색과 대응하여 설치된 반사형 액정 소자에 입력되어, 광 변조된다. 각 액정 소자에서 반사된 광은 다시 합성되며, 광학 렌즈계에 의해 스크린에 확대 투사되어 컬러 이미지를 표시한다.
액티브 매트릭스형의 반사형 액정 소자는, 어레이 기판과, 어레이 기판으로부터 소정의 간격으로 대향 배치된 대향 기판을 갖는다. 어레이 기판은 화소에 대응하여 매트릭스형으로 설치된 전계 효과 트랜지스터 FET로 이루어지는 스위칭 소자와, 스위칭 소자에 접속되며 매트릭스형으로 배열된 화소 전극과, 화소 전극에 접속되며 화소 전극의 전하를 유지하기 위한 축적 캐패시터를 포함한다. 대향 기판에는 투명한 대향 전극이 설치된다. 어레이 기판과 대향 기판 간의 간극에는 액정 재료의 층이 밀봉된다. 광은 대향 전극측으로부터 입사된다. 액정은 화소 전극으로의 인가 전압에 응답하여 편광 상태를 선택적으로 변화시킨다. 입사된 광은 광 반사체를 겸하는 화소 전극에 의해 반사되어, 투명한 대향 전극을 통해 액정 소자로부터 출사된다.
도 1 및 도 2는 상기 일본 특개평8-248425호 공보의 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 반사형 액정 소자와 마찬가지의 종래의 액티브 매트릭스형의 반사형 액정 소자를 나타내고 있다. 어레이 기판은 실리콘 기판(1)을 포함하고, 실리콘 기판(1)에는 필드 산화물 분리 영역(12)에 의해 정의된 복수의 영역에 전계 효과 트랜지스터 FET가 형성되어 있다. FET는 화소에 대응하여 설치된다. FET는, 예를 들면 실리콘 산화물로 이루어지는 게이트 절연막(2), 예를 들면 폴리실리콘으로 이루어지는 게이트 전극(4), 드레인 영역(6), 소스 영역(8), 및 드레인 영역(6)과 소스 영역(8) 간에 연장되는 채널 영역(10)을 갖는다.
실리콘 산화막(14) 상에 전하 유지용 축적 캐패시터(16)가 형성되어 있다. 축적 캐패시터(16)는 캐패시터 전극으로서 동작하는 2개의 폴리실리콘층과, 이들 폴리실리콘층 간에 끼워진 실리콘 산화막으로 이루어지는 유전체층으로 형성되어 있다. 실리콘 산화막(14) 및 캐패시터(16)를 덮도록 실리콘 산화막(18)이 형성되어 있다. 실리콘 산화막(14, 18)의 개공을 통해서 예를 들면, 알루미늄으로 이루어지는 드레인 전극(20) 및 소스 전극(22)이 형성되어 있다. 드레인 전극(20)은 도 1의 지면에 수직인 방향으로 연장되는 데이타선(21)에 접속되며, 게이트 전극(4)은 데이타선과 직교하는 게이트선(5; 도 2)에 접속된다. 소스 전극(22)은 캐패시터(16)과 겹쳐지도록 실리콘 산화막(18) 상에 연장된 연장부(23)를 갖는다. 상측의 캐패시터 전극은 실리콘 산화막(18)을 통과하는, 예를 들면 텅스텐으로 이루어지는 비아(via; 19)에 의해 소스 전극 연장부(23)에 접속되어 있다.
드레인 전극(20) 및 소스 전극(22) 상에는 실리콘 산화막(24)이 형성되어 있다. 실리콘 산화막(24) 상에는 광 흡수층(26)이 형성되어 있다. 광 흡수층(26)은, 예를 들면 티탄의 하층, 알루미늄의 중간층 및 질화 티탄의 상층을 포함하는 복합층이다. 광 흡수층(26)은 불필요한 반사를 방지함과 동시에 FET로의 광의 투과를 방지한다.
광 흡수층(26)에는 비아(30)가 통과하기 위한 개공이 형성되어 있다. 광 흡수층(26) 상에는, 예를 들면 두께 4000 ∼ 5000 Å의 실리콘 질화막(28)이 형성되며, 그 위에 두께 1500 Å의 알루미늄으로 이루어지는 화소 전극(32)이 1 ㎛ 정도의 간격으로 형성된다. 화소 전극(32)은 광 반사체(반사 미러)로서도 겸용되며, 화소 전극(32)의 배열이 광 반사면을 형성한다. 실리콘 산화막(24), 광 흡수층(26) 및 실리콘 질화막(28)을 관통하여, 예를 들면 텅스텐의 바이아(30)가 형성되어 있으며, FET의 소스 전극(22)과 화소 전극(32)은 바이아(30)에 의해 접속되어 있다. 화소 전극(32)의 배열 상에는 액정 분자 배향막(33)이 설치되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 화소 전극(32)은 화소에 대응하여 매트릭스형으로 배열되어 있다. 화소 전극(32) 간의 선택된 위치에는, 예를 들면 실리콘 산화물로 이루어지는 높이 2 ∼ 3 ㎛ 정도의 기둥형 스페이서(34)가 형성되어 있다.
기둥형 스페이서(34) 상에는 액정 분자 배향막(37)으로 덮인 투명한 대향 전극 또는 공통 전극(38)을 갖는 유리 기판(40)으로 이루어지는 대향 기판이 배치되어 있다. 투명 전극은, 예를 들면 ITO(인듐 주석 산화물)로 이루어진다. 어레이 기판과 대향 기판 간에는 액정 재료층(36)이 밀봉되어 있다.
화소 전극(32)이 알루미늄으로 이루어지는 경우, 화소 전극(32)은, 실리콘 산화막(28) 상에 알루미늄을 전면 부착하고, 포토리소그래피 프로세스를 이용하여 알루미늄층을 에칭함으로써 형성된다. 그 후, 화소 전극의 배열을 덮도록 폴리이미드와 같은 액정 분자 배향막이 형성되며, 배향막의 러빙이 이루어진다.
도 3에 도시한 바와 같이, 화소 전극(32) 간의 영역에는 단차 또는 홈이 존재한다. 도 3은 도 2의 원으로 둘러싸인 부분 A의 확대 단면도이다. 알루미늄의 에칭에 이용되는 RIE(리액티브 이온 에칭)는 실리콘 질화물에 대한 선택성이 제로가 아니기 때문에, 알루미늄의 에칭 기간에 실리콘 질화막도 어느 정도 에칭된다. 그 결과로, 화소 전극 간의 영역에는 화소 전극의 두께와 실리콘 질화막이 에칭된 깊이와의 합과 동일한 깊이의 홈 또는 단차가 생긴다.
이러한 종래의 구조는 몇개의 문제를 포함한다. 우선, 화소 전극의 엣지에 입사된 광이 산란된다. 산란된 광은 화소를 구성하는 광으로서 유효하게 작동하지 않고 반사광의 손실이 생긴다. 또한, 화소 전극 간의 영역을 유효한 반사체로서 사용할 수 없다. 인접하는 화소 전극이 동시에 구동된 경우에는, 화소 전극 간의 액정에도 화소 전극 상의 액정에 걸린 전계와 마찬가지의 전계가 걸리며, 화소 전극 간의 액정도 광학적으로는 화소 전극 상의 액정과 마찬가지의 거동을 한다. 즉, 인접하는 화소 전극에서의 액정은 마치 1개의 연속한 영역인 것처럼 활동한다. 따라서, 혹시 반사체가 연속하고 있으면, 화소 전극 간의 영역으로부터의 반사광도 광 출력을 높이는데 기여할 수 있다. 그런데, 화소 전극 간의 영역은 유효한 반사체로서 동작할 수 없기 때문에, 광의 이용 효율이 저하된다. 또한, 화소 전극의 배열에 의해 제공되는 광 반사면이 평탄하지 않기 때문에, 화소 전극 상에 설치되는 배향막의 평탄성이 손상된다. 결과로서, 배향막 러빙 시에 러빙 얼룩이 생겨, 배향 불량을 초래할 우려가 있다.
상술한 문제를 해결하는 하나의 방법으로서, 화소 전극 간의 갭 영역을 절연재로 충전하고, 화학 기계적 연마 처리에 의해 평탄화하는 방법이 고려된다. 그러나, 화학 기계적 연마 처리를 이용한 경우에는, 비교적 큰 치수를 갖는 화소 전극의 중앙부분이 접시 형상으로 움푹 패인 소위 디싱(dishing)이 생겨, 반사율이 저하되므로, 이 방법은 바람직하지 못하다. 가령 화소 전극을 덮도록 유전체 광 반사막을 설치하였다고 해도 단차의 영향을 완전히 없애는 것은 어렵다.
따라서, 본 발명의 목적은, 광 반사면이 평탄하고 광학적 불연속성을 포함하지 않는 반사 광 손실이 적은 반사형 액정 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 이러한 반사형 액정 소자를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 이러한 반사형 액정 소자를 라이트 밸브로서 이용한 프로젝션 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 반사형 액정 소자는, 각 화소 전극이 작은 치수의 전극 스터드(electrode stud)의 배열, 즉 분할 전극의 배열을 갖도록 형성된다. 스터드는 동일한 치수를 가지며 또한 동일한 간격으로 화소 전극 상에 배열된다. 스터드 간의 영역은, 스터드 상면과 동일 평면이 되도록 절연재로 충전된다. 스터드의 배열은 반도체 상감 프로세스(semiconductor damascene process)에서 이용되는 화학 기계적 연마 처리를 이용함으로써 실질적으로 완전히 평탄한 표면을 갖도록 형성된다. 동일 평면의 스터드 및 절연재에 의해 제공되는 평탄한 표면 상에 유전체 광 반사막이 형성된다.
본 발명은, 이러한 반사형 액정 소자를 형성하는 방법 및 이러한 액정 소자를 이용한 프로젝션 표시 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 반사막 및 그 위에 부착되는 배향막은 완전히 평탄해지며, 또한 화소 전극 간에 광학적 불연속성이 존재하지 않는다. 따라서, 상술한 화소 전극의 엣지에서의 산란을 방지하고, 또한 화소 전극 간으로부터의 반사광을 유효하게 이용할 수 있다. 또한, 러빙 얼룩에 의한 배향 불량을 방지할 수 있다. 따라서, 반사 효율 및 표시 이미지의 품질을 높일 수 있다. 또한, 반사막이 전면에 존재하기 때문에, 반사막을 통과하는 광 투과가 무시될 수 있는 경우에는 광 흡수층을 생략하는 것이 가능해진다.
도 1은 종래의 반사형 액정 소자의 단면도.
도 2는 종래의 반사형 액정 소자의 구조를 나타내는 도면.
도 3은 도 2의 원으로 둘러싸인 부분 A의 확대도.
도 4는 본 발명의 화소 전극 구조를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 화소 전극 구조를 제조하는 공정을 나타내는 도면.
도 6은 화소 전극 구조의 대체예를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 반사형 액정 소자를 이용한 프로젝션 표시 장치의 구성을 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 반도체 기판
2 : 게이트 절연막
4 : 게이트 전극
5 : 게이트선
6 : 드레인 영역
8 : 소스 영역
10 : 채널 영역
12 : 필드 산화물 분리 영역
14 : 실리콘 산화막
16 : 축적 캐패시터
18 : 실리콘 산화막
20 : 드레인 전극
21 : 데이타선
22 : 소스 전극
23 : 소스 전극 연장부
24 : 실리콘 산화막
26 : 광 흡수층
28 : 실리콘 질화막
32 : 화소 전극
33 : 배향막
34 : 스페이서
36 : 액정층
37 : 배향막
38 : 대향 전극
40 : 대향 기판
42 : 광원
44 : 편광빔 스플릿터
46 : 다이크로익 프리즘
48, 50, 52 : 반사형 액정 소자
60 : 실리콘 산화막
62 : 개구
66 : 텅스텐층
68 : 전극 스터드
70 : 유전체 광 반사막
다음에, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 반사형 액정 소자 및 그 제조 방법에 대해서 설명한다. 또, 도면은 정확한 치수비로 도시되어 있지 않은 것에 유의하여야 한다. 본 발명의 액정 소자의 특징은 화소 전극의 구조에 있다. 그 외의 부분의 구조는 도 1에 관하여 진술한 종래의 액정 소자의 구조와 동일해도 된다. 본 발명에서, 각 화소 전극(32)은 도 4에 도시된 바와 같이 작은 기둥형 전극 스터드, 즉 분할 전극(68)의 배열을 갖도록 형성된다. 이 예에서는, 각 화소 전극의 스터드(68)는 8×8의 어레이로 배열되어 있다. 스터드(68)는 동일한 치수를 가지며 또한 동일한 간격으로 배치되어 있다. 이 예에서는, 화소 전극(32)의 치수는 20 ㎛ × 20 ㎛이며 0.8 ㎛의 간격으로 배열되어 있다. 예를 들면, 스터드의 상면의 치수는 1.5 ㎛ × 1.5 ㎛, 높이는 0.6 ㎛이며 스터드의 간격은 1.0 ㎛이다. 예를 들면, 화소 전극(32)은 알루미늄으로 이루어지며, 전극 스터드(68)는 텅스텐으로 이루어진다. 스터드(68) 간의 영역은 실리콘 산화물(64)로 매립되어 있다. 스터드(68) 및 실리콘 산화물(64)은 화학 기계적 연마에 의해 평탄해진다.
도 5는 본 발명에 따라 화소 전극(32) 상에 금속 전극 스터드(68)의 배열을 형성하는 프로세스를 나타내고 있다. 도 5의 (a)에서, 광 흡수층(26), 실리콘 질화층(28) 및 상호 접속 스터드(30)는 도 1의 것과 대응된다. 화소 전극(32)을 형성하기까지의 단계는 종래와 동일하다. 화소 전극(32)은, 예를 들면 두께 1500 Å의 알루미늄으로 이루어진다. 알루미늄층을 RIE에 의해 에칭하여 화소 전극(32)의 배열을 형성한 후, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 화소 전극(32) 상에 2산화 실리콘층(60)을 CVD 부착한다. 2산화 실리콘층(60)은 화소 전극(32) 간의 홈 또는 오목부 영역을 완전히 매립하고, 또한 화소 전극(32)의 표면 레벨을 초과하는 부분의 두께가 스터드(68)의 소망의 높이 이상이 되도록 부착된다.
다음에, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 화소 전극(32)의 표면 레벨을 초과하는 부분의 두께가 스터드(68)의 소망의 높이가 되기까지 2산화 실리콘층(60)을 화학 기계적 연마에 의해 연마하여 평면화한다. 이 화학 기계적 연마는, 예를 들면 실리카 입자 및 수산화 칼륨 수용액(pH 약 11 ∼ 11.5)을 포함하는 염기성의 연마 슬러리를 이용하여 행할 수 있다.
다음에, 도 5의 (d)에 도시한 바와 같이, 포토리소그래피 마스킹 및 RIE 에칭에 의해 2산화 실리콘층(60)에 개구(62)의 배열을 형성한다. 개구(62)는 스터드(68)가 형성되어야 할 위치에 형성된다. 개구(62)를 제외한 영역에는 실리콘 산화물(64)이 존재한다.
다음에, 도 5의 (e)에 도시된 바와 같이, 개구(62)를 매립하는데 충분한 두께로 텅스텐층(66)을 CVD 부착한다. 이 경우, 티탄(Ti)으로 이루어지는 기초층 및그 위의 질화 티탄(TiN)으로 이루어지는 배리어층을 부착하고, 그 위에 텅스텐층(66)을 부착하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 기초층의 두께는 1600 Å이며 배리어층의 두께는 400 Å이며 텅스텐층(66)의 두께는 1.1 ㎛이다. 기초층은 실리콘 산화물에 대한 밀착성을 개선함과 동시에, 알루미늄층(32)에 대해서 오믹 접점을 형성하도록 한다. 배리어층은 텅스텐의 CVD 기간에 WF6(재료 가스)나 HF(생성 가스)로부터 티탄 및 알루미늄을 보호함과 동시에 텅스텐의 밀착성을 높인다.
다음에, 도 5의 (f)에 도시된 바와 같이, 텅스텐층(66)을 화학 기계적 연마에 의해 평면화한다. 이에 따라, 화소 전극(32)과 접속되며 또한 실리콘 산화물(64)과 동일 평면으로 된 스터드(68)의 배열이 형성된다. 텅스텐의 화학 기계적 연마는, 예를 들면 알루미나 입자 및 질산 제2철 수용액(pH 약 3 ∼ 4)을 포함하는 산성의 연마 슬러리를 이용하여 행할 수 있다. 실리콘 산화물(64)은 스터드(68) 간의 영역을 완전히 매립하고 있다.
스터드(68)의 높이는, 평탄한 표면이 형성되면 임의로 해도 되고, 0.3 ∼ 2 ㎛ 정도가 좋지만, 이 예에서는 0.6 ㎛로 되어 있다. 스터드의 수가 감소하면, 화소 전극 상의 액정에 걸리는 전계 분포가 불균일해지기 쉬우며, 또한 스터드 상면의 면적이 커지고 스터드가 조밀하게 되면, 화학 기계적 연마의 기간에 스터드 상면에 오목부(디싱)가 발생하기 쉬워진다. 일반적으로, 스터드의 상면의 면적은 4 ㎛2(2.0㎛×2.0㎛) 이하인 것이 바람직하고, 1화소 전극당 스터드의 상면의 면적의 총합과 1화소 전극의 상면의 면적과의 비율에 따라 제공되는 스터드 밀도는 50 %이하인 것이 바람직하다.
그 후, 평면화된 스터드 배열 상에 유전체 광 반사막(70)을 형성하고, 유전체 반사막(70)으로서는 공지의 임의의 재료를 사용할 수 있다. 이 예에서는, 실리콘 산화물층(굴절율 1.465)과 실리콘 질화물층(굴절율 1.983)을 교대로 6층으로 적층한 반사막을 사용하였다. 1층째 실리콘 산화물층의 두께는 802.5 Å, 2층째의 실리콘 질화물층의 두께는 646.2 Å, 3층째의 실리콘 산화물층의 두께는 947.3 Å, 4층째의 실리콘 질화물층의 두께는 617.4 Å, 5층째의 실리콘 산화물층의 두께는 2063.0 Å, 6층째의 실리콘 질화물층의 두께는 326.6 Å이다. 그 후는, 공지의 프로세스에 따라 반사막(70) 상에 폴리이미드 등의 액정 분자 배향층(도시하지 않음)을 형성하고, 액정 분자 배향을 위한 러빙 처리를 행한다.
도 6은 화소 전극에 스터드의 배열을 설치하는 대체예를 나타내고 있다. 이 예에서는 화소 전극 그 자체를 에칭하여, 화소 전극과 일체가 된 전극 스터드를 형성하고 있다. 화소 전극(32')은, 예를 들면 알루미늄으로 이루어지며, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 두껍게 형성된다. 포토리소그래피 마스킹 및 RIE 에칭에 의해 화소 전극(32')을 스터드의 높이에 상당하는 깊이로 에칭하고, 스터드(68')를 형성한다. 다음에, 화소 전극 간의 영역 및 스터드 간의 영역을 완전히 매립하도록 화소 전극 상에 실리콘 산화물층(74)을 CVD 부착한다. 다음에, 실리카 입자 및 수산화 칼륨 수용액(pH 약 11 ∼ 11.5)을 포함하는 염기성의 연마 슬러리를 이용하여 실리콘 산화물층(74)을 화학 기계적으로 연마하여 평면화한다. 따라서, 스터드 간의 영역이 스터드(68')와 동일 평면의 실리콘 산화물(64')에 의해 완전히 매립된평탄한 표면의 스터드 배열을 얻을 수 있다.
도 5에서는, 액정 소자가 광 흡수층(26)을 포함하는 것으로서 설명하였다. 그러나, 본 발명에서는 유전체 광 반사막(70)이 전면에 연속하여 존재한다. 따라서, 반사층(70)을 통과하는 광 투과가 무시될 수 있는 정도이면, 흡수층(26)을 생략하는 것이 가능하며, 공정 및 구조를 간단하게 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 반사형 액정 소자를 라이트 밸브 또는 광 변조 소자로서 이용한 프로젝션 표시 장치를 나타내고 있다. 광원(42)로부터의 직선 편광된 광은 편광 방향에 따라 광의 투과 또는 반사를 행하는 편광빔 스플릿터(polarization beam splitter; 44)에 의해 반사되며 다이크로익 프리즘(dichroic prism; 46)에 제공된다. 광은 프리즘(46)에서 적, 청 및 녹의 3원색의 광으로 분리된다. 각 색의 광은 색에 대응하여 설치된 반사형 액정 소자(48, 50, 52)에 입사되며, 액정 소자에서 선택적으로 광 변조 및 편광 방향의 회전을 받는다. 편광 방향이 90도 회전된 3개의 직선 편광의 광은 다이크로익 프리즘(46)으로 합성되며, 편광빔 스플릿터(44)로 입사된다. 이 때, 광은 편광빔 스플릿터(44)를 투과하여, 투영 렌즈계(54)에 의해 스크린(58)에 확대 표시된다.
도 7에서는, 광을 3원색으로 분리하여 합성하는 수단으로서 다이크로익 프리즘(46)을 이용하고 있다. 다이크로익 프리즘(46) 대신에, 다른 공지된 광학 수단, 예를 들면 다이크로익 미러를 사용할 수 있는 것은 분명할 것이다.
이상, 특정한 예에 대해 설명하였지만, 본 발명의 범위 내에서 여러가지 변경 가능한 것은 당업자에게 분명할 것이다. 예를 들면, 상기한 예에서는 화소 전극으로서 알루미늄을 이용했지만, 구리나 텅스텐과 같은 다른 금속을 사용할 수도 있다. 또한, 도 4 및 도 5의 실시예에서는 스터드로서 텅스텐을 이용했지만, 구리와 같은 다른 금속을 사용할 수도 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 반사막 및 그 위에 부착되는 배향막은 완전히 평탄해지며, 또한 화소 전극 간에 광학적 불연속성이 존재하지 않는다. 따라서, 상술한 화소 전극의 엣지에서의 산란을 방지하고, 또한 화소 전극 간으로부터의 반사광을 유효하게 이용할 수 있다. 또한, 러빙 얼룩에 의한 배향 불량을 방지할 수 있다. 따라서, 반사효율 및 표시 이미지의 품질을 높일 수 있다. 또한, 반사막이 전면에 존재하기 때문에, 반사막을 통과하는 광 투과가 무시될 수 있는 경우에는 광 흡수층을 생략하는 것이 가능해진다.
Claims (11)
- 화소 전극의 배열 및 상기 화소 전극의 배열 상에 설치된 광 반사막을 갖는 어레이 기판과, 상기 화소 전극의 배열과 대향하는 전극을 갖는 대향 기판과, 상기 어레이 기판과 상기 대향 기판 간에 밀봉된 액정층을 구비하는 반사형 액정 소자로서,상기 화소 전극의 각각은 전극 스터드(electrode stud)의 배열을 가지며,상기 스터드는 동일한 높이를 가지며,상기 스터드 간의 영역은 상기 스터드의 상면과 동일 평면이 되도록 절연재로 충전되고,상기 광 반사막은 상기 스터드 및 상기 절연재에 의해 형성되는 평탄한 표면 상에 설치된 유전체 광 반사막인 반사형 액정 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 스터드가 동일한 치수를 가지며 동일한 간격으로 배치되어 있는 반사형 액정 소자.
- 제2항에 있어서, 1 화소 전극에 대한 스터드의 상면의 면적의 총합이 1 화소 전극의 면적의 50 % 이하인 반사형 액정 소자.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 각 상기 스터드의 상면의 면적이 4.0 ㎛2이하인 반사형 액정 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 화소 전극 및 스터드가 서로 상이한 금속으로 이루어지며, 상기 스터드가 텅스텐으로 이루어지는 반사형 액정 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 스터드가 상기 화소 전극과 일체로 형성되어 있는 반사형 액정 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 유전체 광 반사막 상에 액정 분자 배향막이 설치되어 있는 반사형 액정 소자.
- 화소 전극의 배열 및 상기 화소 전극의 배열 상에 설치된 광 반사막을 갖는 어레이 기판과, 상기 화소 전극의 배열과 대향하는 전극을 갖는 대향 기판과, 상기 어레이 기판과 상기 대향 기판 간에 밀봉된 액정층을 구비하는 반사형 액정 소자의 제조 방법에 있어서,(a) 화소에 대응하여 형성된 트랜지스터를 포함하는 기판 상에 상기 트랜지스터에 접속된 화소 전극의 배열을 형성하는 단계와,(b) 상기 화소 전극의 배열 상에 평탄한 상면을 갖는 절연층을 형성하는 단계와,(c) 상기 화소 전극 상의 상기 절연층의 영역에, 동일한 치수를 가지며 또한 동일한 간격으로 배치된, 상기 화소 전극의 표면을 노출시키는 개구의 배열을 형성하는 단계와,(d) 상기 개구를 완전히 매립하도록 상기 절연층 상에 금속층을 부착하는 단계와,(e) 상기 금속층을 화학 기계적으로 연마하여, 상기 절연층과 동일 평면의 전극 스터드를 상기 개구에 형성하는 단계와,(f) 상기 절연층 및 상기 스터드 상에 유전체 광 반사막을 형성하는 단계를 포함하는 반사형 액정 소자의 제조 방법.
- 제8항에 있어서,상기 평탄한 상면을 갖는 절연층을 형성하는 상기 단계가,상기 화소 전극의 표면 레벨을 초과하는 부분의 두께가 상기 스터드의 높이 이상이 되도록 상기 절연층을 상기 화소 전극의 배열 상에 형성하는 단계와,상기 절연층을 상기 스터드의 높이에 상당하는 두께까지 화학 기계적으로 연마하여 평탄화하는 단계를 포함하는 반사형 액정 소자의 제조 방법.
- 화소 전극의 배열 및 상기 화소 전극의 배열 상에 설치된 광 반사막을 갖는 어레이 기판과, 상기 화소 전극의 배열과 대향하는 전극을 갖는 대향 기판과, 상기 어레이 기판과 상기 대향 기판 간에 밀봉된 액정층을 구비하는 반사형 액정 소자의 제조 방법에 있어서,(a) 화소에 대응하여 형성된 트랜지스터를 포함하는 기판 상에 상기 트랜지스터에 접속된 화소 전극의 배열을 형성하는 단계와,(b) 상기 각 화소 전극을 상기 화소 전극의 두께보다도 작은 소정의 깊이까지 에칭하고, 동일한 치수를 가지며 동일한 간격으로 배치된 전극 스터드의 배열을 형성하는 단계와,(c) 상기 스터드의 상면을 초과하는 높이까지 상기 스터드 간의 영역에 절연재를 충전하는 단계와,(d) 상기 스터드의 상면과 동일 평면이 되도록 상기 절연재를 화학 기계적으로 연마하여 평탄한 표면을 형성하는 단계와,(e) 상기 평탄한 표면 상에 유전체 광 반사막을 형성하는 단계를 포함하는 반사형 액정 소자의 제조 방법.
- 광원과, 상기 광원으로부터의 광을 적, 청 및 녹의 3색의 광으로 분리하는 분광 수단과, 상기 3색의 광과 대응하여 설치되며, 각각 대응하는 광을 수신하여 반사하는 반사형 액정 소자와, 상기 액정 소자로부터 반사된 상기 3색의 광을 합성하는 광학 수단과, 상기 합성된 광을 스크린에 투영하는 투영 수단을 구비하고,상기 액정 소자는, 화소 전극의 배열 및 상기 화소 전극의 배열 상에 설치된 광 반사막을 갖는 어레이 기판과, 상기 화소 전극의 배열과 대향하는 대향 전극을 갖는 대향 기판과, 상기 어레이 기판과 상기 대향 기판 간에 밀봉된 액정층을 구비하는 프로젝션 표시 장치에 있어서,상기 화소 전극 각각은 전극 스터드의 배열을 가지며,상기 스터드는 동일한 높이를 가지며,상기 스터드 간의 영역은 상기 스터드의 상면과 동일 평면이 되도록 형성된 절연재로 충전되고,상기 광 반사막은 상기 스터드 및 상기 절연재에 의해 형성되는 평탄한 표면 상에 설치된 유전체 광 반사막인 프로젝션 표시 장치.
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