KR100380895B1 - 액정표시장치 및 그의 제조방법 - Google Patents

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KR100380895B1 KR10-2000-0051976A KR20000051976A KR100380895B1 KR 100380895 B1 KR100380895 B1 KR 100380895B1 KR 20000051976 A KR20000051976 A KR 20000051976A KR 100380895 B1 KR100380895 B1 KR 100380895B1
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Abstract

밝고 높은 콘트라스트를 갖는 액티브 매트릭스형 액정표시장치 및 그의 제조방법을 제공한다. 매트릭스상으로 배치된 스위칭 소자의 상부측 및 하부측에 각각 차광층(2, 18)을 구비한 액정표시장치에 있어서 차광층(2, 18)중 어느 하나 또는 양쪽은 스위칭 소자에 대하여 볼록 형상으로 되도록 사면부(181)를 갖는 형상으로된다.

Description

액정표시장치 및 그의 제조방법{Liquid crystal display device and method of manufacturing the same}
본 발명은 박막 트랜지스터(이하, "TFT"로 칭함)등의 스위칭 소자를 사용한 액티브 매트릭스형 액정표시장치 및 그의 제조방법에 관한 것이고, 특히 스위칭 소자를 차광하기 위한 차광 수단 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
최근, 액정표시장치는 경량, 박형, 저소비전력 등의 이점을 가진 디스플레이로서 주목되고 있고 연구 개발이 활발하게 진행되고 있는 디바이스이다. 액정표시장치의 제조는 액정분자를 투명 전극에 협지시켜 구성된 "화소"가 매트릭스상으로 배치된 것이고 동작 원리는 개개의 화소의 투명 전극 사이에 임의의 전압을 가하여 액정 분자의 배향 상태를 변화시키는 것으로 액정중을 통과하는 광의 편광도를 변화시키는 것에 의해 광의 투광율을 제어하는 것이다. 액정표시장치는 그의 동작 원리로부터 단순 매트릭스형과 액티브 매트릭스형으로 구별되며, 특히 액티브 매트릭스형 액정표시장치는 각 화소 마다에 TFT의 액티브 화소를 스위칭 소자로서 구비하고 있어 각 화소 마다 독립적으로 신호를 보낼 수 있기 때문에 해상도가 우수하고선명한 화상을 얻을 수 있어 주목되고 있다.
액티브 매트릭스형 액정표시장치의 스위칭 소자로서 현재 무정형 실리콘 박막을 사용한 TFT가 빈번하게 사용되고 있다. 또 최근에는 무정형 실리콘 박막을 600℃ 이상의 온도에서 열처리하든가 혹은 엑시머 레이저 등의 펄스 레이저 광을 조사하여 재결정화시키는 레이저 결정화 등에 의해 형성하는 폴리실리콘 박막을 사용한 TFT가 제안되어 있다. 폴리실리콘 박막의 경우, 무정형 실리콘 박막에 비하여 높은 이동도를 갖고 있기 때문에 화소의 스위칭 소자에 더하여 화소의 스위칭 소자를 구동시키기 위한 구동 회로도 폴리실리콘 박막을 사용한 TFT에서 동일 기판상에 형성할 수 있는 이점이 있다.
그런데 상술한 바와 같이, 액정표시장치는 액정중을 통과하는 광의 편광도를 변화시키는 것에 의해 광의 투광율을 제어하는 장치로 그 자체는 발광부분을 갖고 있지 않다. 이 때문에 특정 광원을 준비할 필요가 있다. 예컨대 투과형 액정표시장치의 경우, 액정표시장치의 배후에 조명 장치, 소위 백라이트를 배치하여 그곳으로부터 입사되는 광에 의해 표시를 행한다. 또는 프로젝터 등에서는 광원으로서 메탈할라이드 램프 등을 사용하고 렌즈계와 액정표시장치를 조합하여 투영한다. 또한 반사형의 경우, 외부로부터의 입사광을 반사전극에 의해 반사시키는 것으로 표시를 실시하고 있다.
일반적으로, 실리콘 등의 반도체에 광이 조사되어 광 흡수가 일어나면, 도전대에는 전자, 가전자대에는 정공이 여기되어 전자-정공쌍이 생성되어, 소위 광전효과가 생긴다. 상술한 화소의 스위칭 소자 등에 사용되는 무정형 실리콘 박막 또는폴리실리콘 박막에서도 동일하고 광이 조사되는 것에 의해 박막중에 전자-정공 쌍이 생성된다. 따라서 무정형 실리콘 박막 또는 폴리실리콘 박막을 활성층으로 사용한 TFT에 있어서 광이 조사되면 전자-정공 쌍에 기인한 광전류가 발생하고 TFT의 오프시의 누설 전류를 증대시키게되어 액정표시의 콘트라스트 등을 열화시키는 등의 문제를 일어킨다.
반사형 액정표시장치의 경우는 TFT에 접속되는 주로 금속 박막 등으로된 반사 전극이 TFT 상을 피복하도록 배치되기 때문에 외부로부터의 입사광이 직접 TFT에 도달하지 않는다. 이 때문에 TFT의 누설 전류가 증대되는 등의 문제가 발생하기 어렵다. 그러나 투과형 액정표시장치의 경우 TFT는 백라이트로부터의 강한 광에 항상 노출되어 있을 뿐만 아니라 백라이트 이외로 부터의 입사광도 TFT에 도달할 수 있다. 또한 프로젝터 등의 경우에서도 렌즈로부터 반사한 광이 TFT에 도달하는 경우가 있다. 따라서 이들 입사광이 TFT에 도달하지 않도록 여러 가지 연구가 제안되고 있다.
예컨대 도 11에 도시한 바와 같이 스위칭 소자(62)의 상하에 절연층을 협지시켜 차광막(63) 및 차광막(64)을 배치하는 것에 의해 스위칭 소자의 상하로부터 입사하는 광을 차단하는 것에 의해 TFT의 누설 전류를 억제할 수 있고 표시특성을 향상시킬 수 있다고 제안(일본 특허공개 소 58-159516호 공보)되어 있다.
또한 도 12에 도시한 바와 같이 접합시킨 SOI 기판에 있어서도 MOSFET(65)의 상부 및 하부에 상부 차광층(66) 및 하부 차광층(67)을 설치하는 것에 의해 상부 및 하부로 부터의 직접 입사광을 차광하는 것과 함께 기판 이면에서 반사한 광도차광할 수 있기 때문에 TFT의 누설 전류 증대를 방지할 수 있다고 제안(일본 특허공개 평10-293320호 공보)되어 있다.
또한 도 13에 도시한 바와 같이 스위칭 소자(68)의 하부에 차광막(69), 대향 기판측에 설치된 블록 매트릭스(70)를 실리콘 박막 및 실리사이드 막에 의해 형성하는 것에 의해 직접 입사광의 차광 뿐만 아니라 그 표면에 형성된 미세한 요철에 의한 반사율의 저하와 광의 산란 효과에 의해 액정표시장치 내부에서의 광의 반사를 억제할 수 있다고 제안(일본 특허공개 평10-319435호 공보)되어 있다.
상술한 방법에 의하면, TFT의 활성층인 반도체 박막에 외부로 부터의 광이 입사하는 것을 방지하기 위해 TFT의 상부 및 하부에 차광층을 설치하는 것에 의해 입사광의 대부분이 반도체 박막에는 도달하지 않는 것으로 생각할 수 있다. 그러나, 액정표시장치 내에 입사되는 광의 입사 각도는 반드시 기판에 수직한 것에 한정되지 않고 어느 정도의 불균일을 가지는 것 및 액정표시장치 내에 입사한 광이 내부에서 반사를 반복하는 등에 의해 광이 TFT에 도달하는 경우가 있고 이와 같은 광이 TFT의 누설 전류 증대 등의 악영향을 미치는 것으로 생각할 수 있다.
도 10a에 도시한 바와 같이, 광(A) 및 광(B)는 상부 차광층(54) 및 하부 차광층(51)에 의해 차광되어 TFT(55)에는 도달하지 않는다. 그러나, 상부 차광층(54)측으로부터 경사지게 입사되는 광(C)은 하부 차광층에서 반사된 후 TFT(55)에 도달한다. 또한 상부 차광층(54)측으로부터 경사지게 입사하는 광(D)은 하부 차광층(51)에서 반사된 후 상부 차광층(54)에서 반사되어 TFT(55)에 도달한다. 동일하게하여 하부 차광층(51)측으로부터 입사된 광(E), 광(F)에 관해서는 1회 이상의 반사 후에 TFT(55)에 도달한다. 따라서 종래예에 나타낸 일본 특허공개 소58-159516호 공보에는 상기에 나타낸 바와 같은 광이 트랜지스터에 도달하기 때문에 누설 전류가 증대하는 것으로 추정된다.
또한 도 10b에 도시한 바와 같이, 하부 차광층(57)에 대하여 상부 차광층(60)이 큰 경우, 상부 차광층(60)측으로부터 경사지게 입사하는 광(C), 광(D), 광(G)은 상부 차광층으로부터 차광되지만, 역으로 하부 차광층(57)측으로부터 입사되는 광(E), 광(F), 광(I)은 원래대로 TFT(61)에 도달하며, 상부 차광층과 하부 차광층이 동일한 크기인 경우에는 TFT에 도달하지 않았던 하부 차광층(57)측으로부터 입사되는 광(H)도 상부 차광층(60)의 이면에서 반사되어버리는 것에 의해 TFT(61)에 도달한다. 따라서 종래예의 일본 특허공개 평10-293320호 공보에서는 상기와 같은 광이 트랜지스터에 도달하여 누설 전류가 증대하는 것으로 추정된다.
또한 일본 특허공개 평10-319435호 공보에 도시한 방법에서는 도 10a의 상부 차광층(4)측으로부터 입사되는 광(G) 또는 도 10b의 하부 차광층(57)측으로부터 입사되는 광(I)이 차광층의 표면에 형성된 미세한 요철에 의해 난반사하는 것에 의해 TFT에 도달하는 광의 일부를 제거할 수 있는 반면에 차광층 표면에서 반사하는 광의 방향이 랜덤하기 때문에 평탄한 표면인 경우에 2회의 반사에 의해 TFT에 도달하는 광이 1회의 반사로 TFT에 도달해버리기 때문에 역으로 TFT에 입사되기 쉽게되는 광도 발생하기 때문에 상술한 2가지 예 모두 누설 전류가 증대하는 것으로 추정된다.
이와 같이 종래의 기술에서는 상부, 하부로부터 경사지게 입사되는 광이 TFT에 도달하는 것을 방지하기가 어렵다. 상부 및 하부 차광막의 크기를 충분히 크게하는 것에 의해 상하 차광막 사이를 반사하면서 TFT까지 도달하도록하는 광은 상부, 하부 차광막 각각의 반사율 및 상하 차광막 사이에서의 절연막에서의 광흡수에 의해 그 강도는 감소할 것으로 예상된다. 그러나, 이 방법으로는 차광막의 면적이 크게되어 액정표시장치의 중요한 요소의 하나인 개구율 저하라는 문제를 유발한다. 또한 TFT에 도달하는 광을 근본적으로 방지할 수 없다.
본 발명은 이상과 같은 문제점을 감안한 것으로, 밝고 높은 콘트라스트를 갖는 액티브 매트릭스형 액정표시장치 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
도 1은 실시예 1의 액정표시장치에 따른 스위칭 소자 부근의 단면설명도,
도 2는 실시예 1의 액정표시장치에 따른 스위칭 소자에 입사되는 광의 반사 설명도,
도 3은 실시예 1의 액정표시장치에 따른 스위칭 소자와 차광층의 사면부의 설명도,
도 4는 실시예 1의 액정표시장치에 따른 스위칭 소자 등의 제조공정 전반(前半)의 설명도,
도 5는 실시예 1의 액정표시장치에 따른 스위칭 소자 등의 제조공정 후반의 설명도,
도 6은 실시예 2의 액정표시장치에 따른 스위칭 소자 부근의 단면설명도,
도 7는 실시예 2의 액정표시장치에 따른 스위칭 소자 등의 제조공정의 설명도,
도 8은 실시예 3의 액정표시장치에 따른 스위칭 소자 부근의 단면설명도, 도 9는 실시예 3의 액정표시장치에 따른 스위칭 소자에 입사되는 광의 설명도,
도 10은 종래예의 액정표시장치에 따른 스위칭 소자에 입사되는 광의 설명도,
도 11은 종래예 1의 액정표시장치에 따른 스위칭 소자 부근의 단면설명도,
도 12는 종래예 2의 액정표시장치에 따른 스위칭 소자 부근의 단면설명도,
도 13은 종래예 3의 액정표시장치에 따른 스위칭 소자 부근의 단면설명도.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 50, 56 투명 기판
2, 20, 35, 51, 57 하부 차광층
3, 21, 36 절연막
4, 22, 37 활성층
5, 23, 38 게이트 절연막
6, 24, 39 게이트 전극
7, 25, 40 소스 영역
8, 26, 41 드레인 영역
9, 27, 42 채널 영역
10, 28, 43 층간 절연막
11, 29, 44 전극 취출용 콘택트 홀
12, 30, 45 소스 전극
13, 21, 46 드레인 전극
14, 32, 47 질화막
15, 33, 48 산화막
16, 19 레지스트
17 개구부분
18, 34, 49, 54 상부 차광층
100, 55 TFT
52, 53, 58, 59 절연층
본 발명은 액정 셀과 매트릭스상으로 배치된 스위칭 소자를 구비하고 상기 스위칭 소자의 상부측 및 하부측에 각각 차광층을 설치한 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 있어서 상기 차광층중의 어느 하나 또는 양쪽은 스위칭 소자에 대하여 볼록 형상으로 되도록 사면부를 갖는 형상인 액정표시장치이다.
또한 본 발명은 액정 셀과 매트릭스상으로 배치된 스위칭 소자를 구비하고, 상기 스위칭 소자의 상부측 및 하부측에 각각 차광층을 설치하여 상부 차광층은 스위칭 소자에 대하여 볼록 형상으로 되도록 상부 사면부를 갖는 형상으로 형성하고 또 하부 차광층은 평탄하게 형성한 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 있어서, 상부 차광층에 관하여 상부 사면부의 수평방향과 이루는 각도를 θ1, 상면 사면부의수평방향의 길이를 l11로하고, 또 하부 차광층에 관하여 상부 사면부의 기점으로부터 수직방향으로 내려가는 선이 하부 차광층과 직교하는 장소로부터 하부 차광층 단부까지의 거리를 l12로하며 또 상부 차광층측으로부터 경사지게 입사하는 광의 최대 입사각도를 α1, 하부 차광층측으로부터 경사지게 입사하는 광의 최대 입사각도를 β1, 상부 차광층과 하부 차광층과의 간격을 d1으로 하면, 상기 θ1, l11및 l12가 각각 θ1β1, l11(l12+ d1·tanα1)/(1-tanθ1·tanα1), l12d1·tanβ1을 만족하는 형상의 상부 차광층 및 하부 차광층을 구비한 구조인 액정표시장치이다.
본 발명은 또한 액정 셀과 매트릭스상으로 배치된 스위칭 소자를 구비하고, 상기 스위칭 소자의 상부측 및 하부측에 각각 차광층을 설치하며, 하부 차광층은 스위칭 소자에 대하여 볼록 형상으로 되도록 하부 사면부를 갖는 형상으로 형성하고 또 상부 차광층은 평탄하게 형성한 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 있어서, 하부 차광층에 관하여 하부 사면부의 수평방향과 이루는 각도를 θ2, 하부 사면부의 수평방향의 길이를 l21로하고, 또 상부 차광층에 관하여 하부 사면부의 기점으로부터 수직방향으로 올라간 선이 상부 차광층과 직교하는 장소로부터 상부 차광층 단부까지의 거리를 l22로하며 또 하부 차광층 측으로부터 경사지게 입사하는 광의 최대 입사각도를 α2, 상부 차광층 측으로부터 경사지게 입사하는 광의 최대 입사각도를 β2, 상부 차광층과 하부 차광층과의 간격을 d2로 하면, 상기 θ2, l21및 l22가각각 θ2β2, l21(l22+ d2·tanα2)/(1-tanθ2·tanα2), l22d2·tanβ2를 만족하는 형상의 상부 차광층 및 하부 차광층을 구비한 구조인 액정표시장치이다.
본 발명은 또한 액정 셀과 매트릭스상으로 배치된 스위칭 소자를 구비하고, 상기 스위칭 소자의 상부측 및 하부측에 각각 차광층을 설치하며, 상부 차광층 및 하부 차광층은 스위칭 소자에 대하여 각각 볼록 형상으로 되도록 상부 사면부 및 하부 사면부를 갖는 형상이고 또 상부 사면부로부터 하부 사면부가 길게 형성된 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 있어서, 상부 차광층에 관하여 상부 사면부의 수평방향과 이루는 각도를 θ31, 상부 사면부의 수평방향의 길이를 l31로하고, 또 하부 차광층에 관하여 하부 사면부의 수평방향과 이루는 각도를 θ32, 하부 사면부의 수평방향의 길이를 l32로하며 또 상부 차광층 측으로부터 경사지게 입사하는 광의 최대 입사 각도를 α3, 하부 차광층 측으로부터 경사지게 입사하는 광의 최대 입사 각도를 β3, 상부 차광층과 하부 차광층과의 간격을 d3로 하면, 상기 θ31, θ32, l31및 l32가 각각 θ31β3, θ32α3, l31tanβ3·(d3+ l32·tanθ32), l32tanα3·(d3+ l31·tanθ31)을 만족하는 형상의 상부 차광층 및 하부 차광층을 구비한 구조인 액정표시장치이다.
본 발명은 또한 액정 셀과 매트릭스상으로 배치된 스위칭 소자를 구비하고, 상기 스위칭 소자의 상부측 및 하부측에 각각 차광층을 설치하며, 상부 차광층 및 하부 차광층은 스위칭 소자에 대하여 각각 볼록 형상으로 되도록 상부 사면부 및하부 사면부를 갖는 형상이고 또 하부 사면부로부터 상부 사면부가 길게 형성된 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 있어서, 하부 차광층에 관하여 하부 사면부의 수평방향과 이루는 각도를 θ41, 하부 사면부의 수평방향의 길이를 l41로하고, 또 상부 차광층에 관하여 상부 사면부의 수평방향과 이루는 각도를 θ42, 상부 사면부의 수평방향의 길이를 l42로하며 또 하부 차광층 측으로부터 경사지게 입사하는 광의 최대 입사 각도를 α4, 상부 차광층 측으로부터 경사지게 입사하는 광의 최대 입사 각도를 β4, 하부 차광층과 상부 차광층과의 간격을 d4로 하면, 상기 θ41, θ42, l41및 l42가 각각 θ41β4, θ42α4, l41tanβ4·(d4+ l42·tanθ42), l42tanα4·(d4+ l41·tanθ41)을 만족하는 형상의 상부 차광층 및 하부 차광층을 구비한 구조인 액정표시장치이다.
본 발명은 상기 액정표시장치에 있어서 상부 차광층 및 하부 차광층은 금속막(Al, Ta, Ti, W, Mo, Cr, Ni), 폴리실리콘 등의 단층막, AlSi, MoSi2, TaSi2, WSi2, CoSi2, NiSi2, PtSi, Pd2S, HfN, ZrN, TiN, TaN, NbN, TiC, TaC, TiB2또는 이들을 적층한 구조로 구성된 액정표시장치이다.
본 발명은 상기 액정표시장치에 있어서 상부 차광층 및 하부 차광층중 어느 하나 또는 양쪽이 배선으로서 병용되는 액정표시장치이다.
또한 본 발명은 상술한 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 상부 차광층 또는 하부 차광층의 하층을 SiO2에 의해 형성하고 이어 레지스트 마스크를 사용하여 HF 등으로 등방성 에칭을 실시하여 레지스트를 제거한 후 상부 차광층 또는 하부 차광층으로된 층을 형성하는 액정표시장치의 제조방법이다.
또한 본 발명은 상술한 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 상부 차광층 또는 하부 차광층의 하층을 SiO2에 의해 형성하고 이어 레지스트 마스크를 사용하여 등방성의 건식 에칭을 실시하여 레지스트를 제거한 후 상부 차광층 또는 하부 차광층으로된 층을 형성하는 액정표시장치의 제조방법이다.
본 발명의 실시예를 설명한다.
본 발명의 액정표시장치 및 그의 제조방법의 실시예에 관하여 도 1 내지 도 9를 사용하여 설명한다. 도 1은 실시예 1의 액정표시장치에 따른 스위칭 소자 부근의 단면설명도이다. 도 2는 실시예 1의 액정표시장치에 따른 스위칭 소자에 입사되는 광의 반사 설명도이다. 도 3은 실시예 1의 액정표시장치에 따른 스위칭 소자와 차광층의 사면부의 설명도이다. 도 4는 실시예 1의 액정표시장치에 따른 스위칭 소자 등의 제조공정 전반의 설명도이다. 도 5는 실시예 1의 액정표시장치에 따른 스위칭 소자 등의 제조 공정 후반의 설명도이다. 도 6은 실시예 2의 액정표시장치에 따른 스위칭 소자 부근의 단면 설명도이다. 도 6은 실시예 2의 액정표시장치에 따른 스위칭 소자 부근의 단면 설명도이다. 도 7은 실시예 2의 액정표시장치에 따른 스위칭 소자 등의 제조 공정의 설명도이다. 도 8은 실시예 3의 액정표시장치에 따른 스위칭 소자 부근의 단면 설명도이다. 도 9는 실시예 3의 액정표시장치에 따른스위칭 소자에 입사되는 광의 설명도이다.
실시예 1을 설명한다. 본 실시예에서 스위칭 소자의 배치 방향을 수평방향, 액정층 측을 하부측으로 하고 도 1 내지 도 3을 사용하여 설명한다. 본 실시예의 액티브 매트릭스형 액정표시장치는 액정 셀, 매트릭스상으로 배치된 스위칭 소자 등을 구비하고 있고 스위칭 소자(100)는 절연막(3), 활성층(4), 게이트 절연막(5), 게이트 전극(6), 소스 영역(7), 드레인 영역(8), 채널 영역(9), 층간 절연막(10), 전극 취출용 콘택트 홀(11), 소스 전극(12), 드레인 전극(13), 질화막(14), 산화막(15) 등으로된다. 스위칭 소자(100) 상부측 및 하부측에는 도 1a에 도시한 바와 같이 투명 기판(1), 하부 차광층(2), 상부 차광층(18) 등을 설치하고 있다. 상부 차광층(18)은 스위칭 소자에 대하여 볼록 형상으로 되도록 상부 사면부 (181)를 갖는 형상이고, 하부 차광층(2)은 평탄하다. 채널 영역의 소스 단부 또는 드레인 단부의 채널 폭 방향의 단면 설명도를 도 1b에 도시한다.
실시예 1에 따른 차광층(2, 18)에 관하여 상세하게 설명한다. 상부 차광층(18)에 관하여, 상부 사면부의 수평 방향과 이루는 각도를 θ1, 상면 사면부의 수평방향의 길이를 l11로하고, 또 하부 차광층(2)에 관하여 상부 사면부의 기점으로부터 수직방향으로 내려가는 선이 하부 차광층(2)과 직교하는 장소로부터 하부 차광층 (2) 단부까지의 거리를 l12로하며 또 상부 차광층으로부터 경사지게 입사하는 광의 입사 각도를 α, 최대 입사 각도를 α1, 하부 차광측으로부터 경사지게 입사하는 광의 입사 각도를 β, 최대 입사 각도를 β1, 상부 차광층과 하부 차광층과의 간격을 d1으로 하면, 하부측으로부터의 입사광이 상부 차광막에서 반사된 후 TFT에 도달하지 않고 외측으로 반사하기 위해 이하의 2개 식이 성립한다.
(π/2-θ1-β12) + (2β12+ β) = π/2
β120
따라서, 모든 β(β≤β1)에 관하여 β12(=θ1-β) > 0이기 때문에 θ1에 관해서는
θ1β1...식(1-1)이 필요하다. 또한 도 2로부터 분명하듯이,
l12l13가 필요하다. 그리고,
l13= (d1+ (l12- l13)·tanθ1)·tanβ1
이기 때문에,
l12- l13=(l12- d1·tanβ)/(1 + tanθ1·tanβ)
따라서, 모든 β(β≤β1)에 관하여 l12l13이기 위해서는, l12에 관해서는
l12d1·tanβ1...식(1-2)
로된다. 또한 상부측으로부터 경사져서 입사되는 광이 평탄한 하부 차광막에서 반사되지 않기 위해서는,
l11 -l12(d1+ l11·tanθ1)·tanα1
그리고 통상 tanθ1< 1, tanα1< 1라고 말할 수 있으므로
l11(l12+ d1·tanα1)/(1-tanθ1·tanα1)...식(1-3)
실시예 1의 액정표시장치는 이상의 조건인 식(1-1), 식(1-2), 식(1-3)을 모두 만족하도록 상부 차광막(18) 및 하부 차광막(2)을 형성하는 것에 의해 상부 차광층(18) 및 하부 차광층(2)의 크기를 최소한의 크기로 억제하면서 상부측 및 하부측 어느 쪽으로부터 경사지게 입사하는 광이 TFT에 도달하는 것을 방지할 수 있다.
실시예 1의 액정표시장치에 따른 스위칭 소자 부근의 제조방법의 일례에 관하여 설명한다. 도 4a에 도시한 바와 같이, 유리 또는 석영 등의 투명 기판(1)상에 트랜지스터의 하부 차광층으로될 차광막을 CVD법 또는 스퍼터링법 등에 의해 퇴적시키고 광/에칭에 의해 패터닝하여 하부 차광막(2)을 형성한다. 차광막으로서는 금속막(Al, Ta, Ti, W, Mo, Cr, Ni) 및 폴리실리콘 등의 단층막, AlSi, MoSi2, TaSi2, WSi2, CoSi2, NiSi2, PtSi, Pd2S, HfN, ZrN, TiN, TaN, NbN, TiC, TaC, TiB2또는 이들을 조합한 것 등 차광효과가 있는 재료가 사용된다.
도 4b에 도시한 바와 같이 전면에 SiO2막 등의 절연막(3)을 퇴적한다.
도 4c에 도시한 바와 같이 절연막(3)상에 트랜지스터의 활성층(4)을 형성한다. 활성층은 Si, Ge, GaAs, GaP 등의 반도체이고, 비정질, 다결정, 단결정 등이다. 예컨대 다결정 실리콘인 경우에는 일반적으로 절연막(3)상에 비정질 실리콘 박막을 50 내지 150 nm의 막 두께로 퇴적시킨 후 고온에서 열처리 또는 레이저 광 조사에 의해 다결정화시킨다. 그후 포토/에칭에 의해 패터닝을 실시하여 소정 형상의 활성층(4)을 형성한다. 그후, 임계 전압 제어를 위해 불순물 이온 주입을 실시할수 있다.
도 4d에 도시한 바와 같이, 활성층(4) 상에 게이트 절연막(5)을 형성한다. 게이트 절연막은 CVD에 의해 퇴적 또는 산화 또는 이들 모두에 의해 형성한다. 이어서 게이트 절연막상에 게이트 전극(6)을 형성한다.
이어서, 도 4e에 도시한 바와 같이, 게이트 전극을 마스크로하여 불순물 이온 주입을 실시하여 소스 영역(7), 드레인 영역(8)을 형성한다. 불순물 이온 주입이 실시되지 않는 영역은 채널 영역(9)으로된다.
이어서, 도 4f에 도시한 바와 같이, 전면에 절연막을 퇴적하여 층간 절연막(10)을 형성한다. 이어서 소스 영역(7), 드레인 영역(8)상에 전극 취출용의 콘택트 홀(11)을 개구하고 Al 등의 금속 재료로된 소스 전극(12), 드레인 전극(13)을 형성한다.
이어서, 도 5g에 도시한 바와 같이 전면에 질화막(14) 및 산화막(15)을 퇴적시켜 패시베이션막을 형성하고 수소화처리를 실시한다. 이어 평탄화를 위하여 에칭 또는 CMP 등을 실시한다.
이어서, 도 5h에 도시한 바와 같이 레지스트(16)를 마스크로하여 HF 등에 의해 습식 에칭을 실시한다. 습식 에칭은 등방성 에칭을 위해, 에칭은 레지스트(16)의 개구부분(17)의 크기 보다 크게되고 도 5h에 도시한 바와 같이 된다. 따라서 레지스트 마스크의 위치 및 개구의 크기는 상술한 문제를 해결하기 위한 수단에서 설명한 방법을 기초로하고 또한 포토리소그래피 및 에칭 등의 가공 정도 및 하부 차광층, TFT 활성층과의 정렬 정도 등을 고려하여 레지스트(16)를 형성한다. 습식 에칭 대신 CF4또는 CF4+ CHF3등의 가스를 사용한 건식 에칭에 의해 에칭을 실시할 수 있다.
이어, 도 5i에 도시한 바와 같이 레지스트(16)를 제거한 후 트랜지스터의 상부 차광층으로될 차광막을 CVD법 또는 스퍼터링법에 의해 퇴적시키고 상부 차광막측으로부터 경사지게 입사하는 광이 하부 차광막에서 반사되지 않도록 포토/에칭에 의해 패터닝하여 상부 차광막(18)을 형성한다. 차광막의 재료는 상부 차광막과 동일하고, 각종 재료를 사용할 수 있다.
그후, 도시되지 않았으나, 절연막을 형성시킨 후 이 절연막에 콘택트 홀을 형성하고 드레인 전극(13)에 ITO 등의 투명 전극을 전기적으로 접속한다. 또한 채널 폭 방향에 대하여도 동일하게 상부 및 하부 차광막을 형성한다. 이상의 방법에 의해 상부측 및 하부측으로부터 입사하는 광이 TFT에 도달하는 것을 방지할 수 있다.
실시예 2를 설명한다. 본 실시예의 액정표시장치에 따른 스위칭 소자(100) 부근의 단면 설명도를 도 6에 도시한다. 실시예 1(도 1)과 동일하게 투명 기판(1), 하부 차광층(20), 절연막(21), 활성층(22), 게이트 절연막(23), 게이트 전극(24), 소스 영역(25), 드레인 영역(26), 채널 영역(27), 층간 절연막(28), 전극취출용 콘택트 홀(29), 소스 전극(30), 드레인 전극(31), 질화막(32), 산화막(33), 상부 차광층(34) 등으로 되고 매트릭스상으로 배치된 스위칭 소자(100)의 상부측 및 하부측에 차광층(20, 34)을 구비하고 있다. 또한 실시예 1과 상위한 점은 스위칭 소자(100)에 대하여 볼록 형상으로되도록 사면부(201)를 갖는 형상인 차광층(20)은하부측에 설치되어 있다.
또한 하부 차광층(20)에 관하여 하부 사면부(201)의 수평방향과 이루는 각도를 θ2, 하부 사면부의 수평방향의 길이를 l21로하고, 또 상부 차광층(34)에 관하여 하부 사면부(201)의 기점으로부터 수직방향으로 올라간 선이 상부 차광층(34)과 직교하는 장소로부터 상부 차광층(34) 단부까지의 거리를 l22로하며 또 하부 차광층(20)측으로부터 경사지게 입사하는 광의 최대 입사각도를 α2, 상부 차광층(34)측으로부터 경사지게 입사하는 광의 입사각도를 β, 최대 입사각도를 β2, 상부 차광층(34)과 하부 차광층(20)과의 간격을 d2로 하면, θ2, l21및 l22가 각각 다음과 같다.
θ2β2...식(2-1)
l21(l22+ d2·tanα2)/(1-tanθ2·tanα2)...식(2-2)
l22d2·tanβ2...식(2-3)
실시예 2의 액정표시장치는 실시예 1과 동일하게 식(2-1), 식(2-2), 식(2-3)을 모두 만족하도록 상부 차광막(34) 및 하부 차광막(20)을 형성하는 것에 의해 상부 차광층(34) 및 하부 차광층(20)의 크기를 최소한의 크기로 억제하면서 상부측 및 하부측 어느 하나에 경사지게 입사하는 광이 TFT에 도달하는 것을 방지할 수 있는 액정표시장치를 얻을 수 있다.
실시예 2의 액정표시장치의 제조방법의 일례에 관하여 도 7을 이용하여 설명하면 도 7a에 도시한 바와 같이 레지스트(19)를 마스크로하여 HF 등에 의해 습식 에칭을 실행한다. 습식 에칭은 등방성 에칭을 위해 하부 차광막(20)의 사면부(201)를 형성할 수 있다. 포토리소그래피 및 에칭 등의 가공 정도 및 상부 차광층(34), TFT 활성층(22)과의 정렬 정도 등을 고려하여 레지스트(19)를 형성한다. 습식 에칭 대신 CF4또는 CF4+ CHF3등의 가스를 사용한 건식 에칭에 의해 에칭을 실시할 수 있다.
이어, 도 7b에 도시한 바와 같이 레지스트(19)를 제거한 후 트랜지스터의 하부 차광층(20)으로될 차광막을 CVD법 또는 스퍼터링법에 의해 퇴적하여 하부 차광막(20)측으로부터 경사지게 입사하는 광이 후 공정에서 형성하는 상부 차광막(34)에서 반사되지 않도록 포토/에칭에 의해 패터닝하여 하부 차광막(20)을 형성한다. 차광막의 재료는 실시예 1에서 설명한 것과 동일하며, 여러 가지 재료를 사용할 수 있다.
이하에서는 실시예 1과 동일하게 전면에 SiO2막 등의 절연막(21)을 퇴적하고 절연막(21)상에 트랜지스터의 활성층(22)을 형성한다. 형성방법은 실시예 1과 동일하다. 그후 포토/에칭에 의해 패터닝을 실시하여 소정 형상의 활성층(22)을 형성한다. 그후 임계 전압 제어를 위한 불순물 이온 주입을 실시할 수 있다. 이어 활성층(22) 위에 게이트 절연막(23)을 형성한다. 게이트 절연막은 CVD에 의해 퇴적 또는 산화 또는 이들 양쪽 모두에 의해 형성한다. 이어서 게이트 절연막상에 게이트 전극(24)을 형성한다.
이어서 게이트 전극을 마스크로하여 불순물 이온 주입을 실시하여 소스 영역(25), 드레인 영역(26)을 형성한다. 불순물 이온 주입이 실시되지 않은 영역은 채널 영역(27)으로된다.
이어서, 전면에 절연막을 퇴적하여 층간 절연막(28)을 형성한다. 이어서 소스 영역(25), 드레인 영역(26)상에 전극 취출용 콘택트 홀(29)을 개구하고 Al 등의 금속 재료로된 소스 전극(30), 드레인 전극(31)을 형성한다.
이어서 전면에 질화막(32) 및 산화막(33)을 퇴적시켜 패시베이션 막을 형성하고 수소화 처리를 실시한다. 이어서 평탄화를 위해 에칭백 또는 CMP 등을 실시한다.
이어서, 트랜지스터의 상부 차광층(34)으로될 차광막을 CVD법 또는 스퍼터링법 등에 의해 퇴적하고 포토/에칭에 의해 패터닝하여 상부 차광막(34)을 형성한다. 차광막으로서는 금속막(Al, Ta, Ti, W, Mo, Cr, Ni), 폴리실리콘 등의 단층막, AlSi, MoSi2, TaSi2, WSi2, CoSi2, NiSi2, PtSi, Pd2S, HfN, ZrN, TiN, TaN, NbN, TiC, TaC, TiB2또는 이들을 조합한 것 등 차광 효과가 있는 재료가 사용된다.
이후 도시되지 않았으나, 절연막(28)을 형성한 후 그 절연막에 콘택트 홀(29)을 형성하고 드레인 전극(31)에 ITO 등의 투명 전극을 전기적으로 접속한다. 이상과 같은 방법에 의해 상부측 및 하부측으로부터 입사되는 광이 TFT에 도달하는 것을 방지하는 액정표시장치를 수득할 수 있다.
실시예 3을 설명한다. 본 실시예의 액정표시장치에 따른 스위칭 소자는 상부차광층 및 하부 차광층 양쪽에 모두 사면부를 갖는 형상이고 도 8을 사용하여 설명한다. 여기서, 상부 및 하부 차광막의 단부를 갖춘 경우를 나타낸다. 상부 차광층(49)에 관하여 상부 사면부(491)의 수평방향과 이루는 각도를 θ31, 상부 사면부(49)의 수평방향의 길이를 l31로하고, 또 하부 차광층(35)에 관하여 하부 사면부(351)의 수평방향과 이루는 각도를 θ32, 하부 사면부(351)의 수평방향의 길이를 l32로하며 또 상부 차광층(49)측으로부터 경사지게 입사하는 광의 최대 입사 각도를 α3, 하부 차광층(35)측으로부터 경사지게 입사하는 광의 최대 입사 각도를 β3, 상부 차광층(49)과 하부 차광층(35)과의 간격을 d3로 하면, 하부측으로부터 경사지게 입사하는 광이 상부 차광층(49)에서 반사되어 TFT에 도달하지 않고 외측에 반사되도록 하기 위해서는 이하의 2개식이 성립한다.
(π/2-θ31) + (2β32+ β) = π/2
β320
따라서, 모든 β(β≤β3)에 관하여 β32(=θ31-β) > 0이기 때문에 θ31에 관해서는
θ31β3...식(3-1)이 필요하다. 또한 l33은 l33< l31가 필요하다. 따라서,
l33= (d3+ l32·tanθ32+ (l31-l33)·tanθ31)·tanβ이기 때문에
l31tanβ3·(d3+ l32·tanθ32)...식(3-2)
마찬가지로, 상부측으로부터 졍사지게 입사하는 광이 하부 차광층(35)에서 반사되어 TFT에 도달하지 않고 외측으로 반사시키기 위해서는 하부 차광층(35)의 하부 경사부(351)의 각도 θ32는,
θ32α3...식(3-3)
가 필요하다. 또 l34는 l34< l32일 필요가 있다. 따라서
l32tanα3·(d3+ l31·tanθ31)...식(3-4)
이상의 조건, 식(3-1), 식(3-2), 식(3-3), 식(3-4)를 모두 만족하도록 상부 차광층(49) 및 하부 차광층(35)을 형성하는 것에 의해 상부 차광층(49) 및 하부 차광층(35)의 크기를 최소한의 크기로 억제하면서 상부측 및 하부측의 어느 하나에 경사지게 입사하는 광이 TFT에 도달하는 것을 방지할 수 있다.
실시예 3의 액정표시장치의 제조방법으로서는 실시예 1 및 실시예 2의 방법을 조합하는 것으로 실현할 수 있다.
실시예 3에서는 매트릭스상으로 배치한 스위칭 소자의 상부측 및 하부측에 각각 차광층(49, 35)을 설치하고 상부 차광층(49) 및 하부 차광층(35)는 스위칭 소자(100)에 대하여 각각 볼록 형상으로 되도록 상부 사면부(491) 및 하부 사면부(351)를 갖는 형상이고 또 상부 사면부(491)로부터 하부 사면부(351)가 길게 형성된 액티브 매트릭스형 액정표시장치이었지만, 하부 사면부로부터 상부 사면부가 길게 형성된 액티브 매트릭스형 액정표시장치에서도 가능하고 이때에도 하부 차광층에 관하여 하부 사면부의 수평방향과 이루는 각도를 θ41, 하부 사면부의 수평방향의 길이를 l41로하고, 또 상부 차광층에 관하여 상부 사면부의 수평방향과 이루는 각도를 θ42, 상부 사면부의 수평방향의 길이를 l42로하며 또 하부 차광층 측으로부터 경사지게 입사하는 광의 최대 입사 각도를 α4, 상부 차광층 측으로부터 경사지게 입사하는 광의 최대 입사 각도를 β4, 하부 차광층과 상부 차광층과의 간격을 d4로 하면, 상기 θ41, θ42, l41및 l42가 각각
θ41β4...식(4-1)
θ42α4...식(4-2)
l41tanβ4·(d4+ l42·tanθ42)...식(4-3)
l42tanα4·(d4+ l41·tanθ41)...식(4-4)
이상의 조건, 식(4-1), 식(4-2), 식(4-3), 식(4-4)를 모두 만족하기 위해서는 상부 차광층 및 하부 차광층을 형성하는 것에 의해 상부 차광층 및 하부 차광층의 크기를 최소한의 크기로 억제하면서 상부측 및 하부측중 어느 하나에 경사지게 입사하는 광이 TFT에 도달하는 것을 방지할 수 있는 액티브 매트릭스형 액정표시장치를 얻을 수 있다.
실시예에 나타낸 상부 차광층 또는 하부 차광층 모두 소스, 드레인 전극을 형성하는 배선층으로 병용할 수 있다. 또한 각 실시예는 스위칭 소자로서 LDD 구조의 TFT, 또는 MIM등의 스위칭 기능을 가진 능동 소자로 사용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시예의 액티브 매트릭스형 액정표시장치는 상부측 및 하부측의 차광층의 어느 하나 또는 양쪽이 스위칭 소자에 대하여 볼록 형상으로 되도록 사면부를 갖는 형상으로 형성되는 구조를 갖고 있는 것에 의해 스위칭 소자에 도달하려고하는 광을 근복적으로 차광할 수 있기 때문에 오프 특성이 양호한 스위칭 소자가 형성될 수 있어 밝고 높은 콘트라스트를 가질 수 있다.
또한 상부 및 하부의 차광층의 크기 및 사면부의 각도를 특정한 형상으로 하는 것에 의해 상부 차광층 측 또는 하부 차광층 측으로부터 입사광은 TFT에 도달할 수 없다. 따라서 TFT의 누설 전류가 억제되어 양호한 액정표시장치를 수득할 수 있다. 또한 차광층의 면적을 작게 억제할 수 있기 때문에 높은 개구율을 얻을 수 있다.
실시예의 액티브 매트릭스형 액정표시장치는 상부 및 하부 차광층이 금속막(Al, Ta, Ti, W, Mo, Cr, Ni), 폴리실리콘 등의 단층막, AlSi, MoSi2, TaSi2, WSi2, CoSi2, NiSi2, PtSi, Pd2S, HfN, ZrN, TiN, TaN, NbN, TiC, TaC, TiB2또는 이들을 적층한 구조로 구성되기 때문에 차광 효과가 높고 양호한 TFT 특성을 얻을 수 있다.
실시예의 액티브 매트릭스형 액정표시장치는 상부 및 하부 차광층의 적어도 어느 하나를 배선으로 병용하는 것에 의해 제조 공정을 간략화할 수 있는 것과 함께 제조 비용을 절감할 수 있다.
실시예의 액티브 매트릭스형 액정표시장치는 상부 차광층 또는 하부 차광층 아래 층을 SiO2에 의해 형성하고 레지스트 마스크를 사용하여 HF로 등방성 에칭을실시하여 레지스트를 제거한 후 상부 차광층 또는 하부 차광층으로될 층을 형성하기 때문에 비교적 용이하게 우수한 제어성과 재현성으로 차광층의 사면부분을 형성할 수 있다. 또한 에칭시의 에칭제 및 레지스트 마스크의 재료 또는 차광층 아래의 에칭을 실시하는 층의 재료 등을 적당히 선택하는 것에 의해 임의의 각도를 가진 사면 부분을 포함하는 차광층을 형성할 수 있다.
실시예의 액티브 매트릭스형 액정표시장치는 상부 차광층 또는 하부 차광층의 아래 층을 SiO2에 의해 형성하고 레지스트 마스크를 사용하여 등방성 건식 에칭을 실시하여 레지스트를 제거한 후 상부 차광층 또는 하부 차광층으로될 층을 형성하므로 비교적 용이하게 우수한 제어성과 재현성으로 차광층의 사면부분을 형성할 수 있다. 또한 에칭시의 가스 종류 및 가스 압력 등을 적당히 선택하는 것에 의해 임의의 각도를 가진 사면 부분을 포함하는 차광층을 형성할 수 있다.
또한 일반적으로 입사광(광원으로부터 액정표시장치에 입사하는 광)의 불균일은 최대 ±15도, 반사광(일단 액정표시장치를 통과한 광이 유리 기판의 이면 및 렌즈계의 표면에서 반사하여 되돌아오는 광)의 불균일은 최대 ±20도이다. 따라서 상부 차광층의 사면부의 각도는 최대 20도, 하부 차광층의 사면부의 각도는 최대 15도 정도로된다.
본 발명에 의하면, 밝고 높은 콘트라스트를 갖는 액티브 매트릭스형 액정표시장치 및 그의 제조방법이 제공된다.

Claims (15)

  1. 삭제
  2. 액정 셀과 매트릭스상으로 배치된 스위칭 소자를 구비하고, 상기 스위칭 소자의 상부측 및 하부측에 각각 차광층을 설치하고, 상부 차광층은 스위칭 소자에 대하여 볼록 형상으로 되도록 상부 사면부를 갖는 형상으로 형성하고 또 하부 차광층은 평탄하게 형성한 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 있어서,
    상부 차광층에 관하여 상부 사면부의 수평방향과 이루는 각도를 θ1, 상면 사면부의 수평방향 길이를 l11로하고, 또 하부 차광층에 관하여 상부 사면부의 기점으로부터 수직방향으로 내려가는 선이 하부 차광층과 교차하는 장소로부터 하부 차광층 단부까지의 거리를 l12로하며 또 상부 차광층 측으로부터 경사지게 입사하는 광의 최대 입사각도를 α1, 하부 차광층 측으로부터 경사지게 입사하는 광의 최대 입사각도를 β1, 상부 차광층과 하부 차광층과의 간격을 d1으로 하면, 상기 θ1, l11및 l12가 각각
    θ1β1,
    l11(l12+ d1·tanα1)/(1-tanθ1·tanα1),
    l12d1·tanβ1
    을 만족하는 형상의 상부 차광층 및 하부 차광층을 구비한 구조인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 액정 셀과 매트릭스상으로 배치된 스위칭 소자를 구비하고, 상기 스위칭 소자의 상부측 및 하부측에 각각 차광층을 설치하고, 하부 차광층은 스위칭 소자에 대하여 볼록 형상으로 되도록 하부 사면부를 갖는 형상으로 형성하고 또 상부 차광층은 평탄하게 형성한 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 있어서,
    하부 차광층에 관하여 하부 사면부의 수평방향과 이루는 각도를 θ2, 하부 사면부의 수평방향의 길이를 l21로하고, 또 상부 차광층에 관하여 하부 사면부의 기점으로부터 수직방향으로 올라간 선이 상부 차광층과 교차하는 장소로부터 상부 차광층 단부까지의 거리를 l22로하며 또 하부 차광층 측으로부터 경사지게 입사하는 광의 최대 입사각도를 α2, 상부 차광층 측으로부터 경사지게 입사하는 광의 최대 입사각도를 β2, 상부 차광층과 하부 차광층과의 간격을 d2로 하면, 상기 θ2, l21및 l22가 각각
    θ2β2,
    l21(l22+ d2·tanα2)/(1-tanθ2·tanα2),
    l22d2·tanβ2
    를 만족하는 형상의 상부 차광층 및 하부 차광층을 구비한 구조인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 액정 셀과 매트릭스상으로 배치된 스위칭 소자를 구비하고, 상기 스위칭 소자의 상부측 및 하부측에 각각 차광층을 설치하고, 상부 차광층 및 하부 차광층은 스위칭 소자에 대하여 각각 볼록 형상으로 되도록 상부 사면부 및 하부 사면부를 갖는 형상이고 또 상부 사면부로부터 하부 사면부가 길게 형성된 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 있어서,
    상부 차광층에 관하여 상부 사면부의 수평방향과 이루는 각도를 θ31, 상부 사면부의 수평방향의 길이를 l31로하고, 또 하부 차광층에 관하여 하부 사면부의 수평방향과 이루는 각도를 θ32, 하부 사면부의 수평방향의 길이를 l32로 하며 또 상부 차광층 측으로부터 경사지게 입사하는 광의 최대 입사 각도를 α3, 하부 차광층 측으로부터 경사지게 입사하는 광의 최대 입사 각도를 β3, 상부 차광층과 하부 차광층과의 간격을 d3로 하면, 상기 θ31, θ32, l31및 l32가 각각
    θ31β3,
    θ32α3,
    l31tanβ3·(d3+ l32·tanθ32),
    l32tanα3·(d3+ l31·tanθ31)
    을 만족하는 형상의 상부 차광층 및 하부 차광층을 구비한 구조인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 액정 셀과 매트릭스상으로 배치된 스위칭 소자를 구비하고, 상기 스위칭 소자의 상부측 및 하부측에 각각 차광층을 설치하고, 상부 차광층 및 하부 차광층은 스위칭 소자에 대하여 각각 볼록 형상으로 되도록 상부 사면부 및 하부 사면부를 갖는 형상이고 또 하부 사면부로부터 상부 사면부가 길게 형성된 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 있어서,
    하부 차광층에 관하여 하부 사면부의 수평방향과 이루는 각도를 θ41, 하부 사면부의 수평방향의 길이를 l41로하고, 또 상부 차광층에 관하여 상부 사면부의 수평방향과 이루는 각도를 θ42, 상부 사면부의 수평방향의 길이를 l42로하며 또 하부 차광층 측으로부터 경사지게 입사하는 광의 최대 입사 각도를 α4, 상부 차광층 측으로부터 경사지게 입사하는 광의 최대 입사 각도를 β4, 하부 차광층과 상부 차광층과의 간격을 d4로 하면, 상기 θ41, θ42, l41및 l42가 각각
    θ41β4,
    θ42α4,
    l41tanβ4·(d4+ l42·tanθ42),
    l42tanα4·(d4+ l41·tanθ41)
    을 만족하는 형상의 상부 차광층 및 하부 차광층을 구비한 구조인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제2항 내지 제5항중 어느 하나에 있어서, 상부 차광층 및 하부 차광층은 금속막(Al, Ta, Ti, W, Mo, Cr, Ni), 폴리실리콘 등의 단층막, AlSi, MoSi2, TaSi2, TiSi2, WSi2, CoSi2, NiSi2, PtSi, Pd2S, HfN, ZrN, TiN, TaN, NbN, TiC, TaC, TiB2또는 이들을 적층한 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제2항 내지 제5항중 어느 하나에 있어서, 상부 차광층 및 하부 차광층중 어느 하나 또는 양쪽이 배선으로서 병용되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제2항에 기재된 액정표시장치를 제조하는 방법으로서,
    상부 차광층 또는 하부 차광층의 하층을 SiO2에 의해 형성하고,
    이어서 레지스트 마스크를 사용하여 HF 등으로 등방성 에칭을 실시하여 레지스트를 제거한 후,
    상부 차광층 또는 하부 차광층으로 되는 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  9. 제2항에 기재된 액정표시장치를 제조하는 방법으로서,
    상부 차광층 또는 하부 차광층의 하층을 SiO2에 의해 형성하고
    이어서 레지스트 마스크를 사용하여 등방성의 건식 에칭을 실시하여 레지스트를 제거한 후,
    상부 차광층 또는 하부 차광층으로 되는 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  10. 제3항에 기재된 액정표시장치를 제조하는 방법으로서,
    상부 차광층 또는 하부 차광층의 하층을 SiO2에 의해 형성하고,
    이어서 레지스트 마스크를 사용하여 HF 등으로 등방성 에칭을 실시하여 레지스트를 제거한 후,
    상부 차광층 또는 하부 차광층으로 되는 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  11. 제3항에 기재된 액정표시장치를 제조하는 방법으로서,
    상부 차광층 또는 하부 차광층의 하층을 SiO2에 의해 형성하고,
    이어서 레지스트 마스크를 사용하여 등방성의 건식 에칭을 실시하여 레지스트를 제거한 후,
    상부 차광층 또는 하부 차광층으로 되는 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  12. 제4항에 기재된 액정표시장치를 제조하는 방법으로서,
    상부 차광층 또는 하부 차광층의 하층을 SiO2에 의해 형성하고,
    이어서 레지스트 마스크를 사용하여 HF 등으로 등방성 에칭을 실시하여 레지스트를 제거한 후,
    상부 차광층 또는 하부 차광층으로 되는 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  13. 제4항에 기재된 액정표시장치를 제조하는 방법으로서,
    상부 차광층 또는 하부 차광층의 하층을 SiO2에 의해 형성하고,
    이어서 레지스트 마스크를 사용하여 등방성의 건식 에칭을 실시하여 레지스트를 제거한 후,
    상부 차광층 또는 하부 차광층으로 되는 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  14. 제5항에 기재된 액정표시장치를 제조하는 방법으로서,
    상부 차광층 또는 하부 차광층의 하층을 SiO2에 의해 형성하고,
    이어서 레지스트 마스크를 사용하여 HF 등으로 등방성 에칭을 실시하여 레지스트를 제거한 후,
    상부 차광층 또는 하부 차광층으로 되는 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  15. 제5항에 기재된 액정표시장치를 제조하는 방법으로서,
    상부 차광층 또는 하부 차광층의 하층을 SiO2에 의해 형성하고,
    이어서 레지스트 마스크를 사용하여 등방성의 건식 에칭을 실시하여 레지스트를 제거한 후,
    상부 차광층 또는 하부 차광층으로 되는 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
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