KR100424601B1

KR100424601B1 - 반사형 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR100424601B1
Application number: KR10-2001-0043682A
Authority: KR
Inventors: 마쯔모또가쯔미; 다께모또이와오; 나까가와히데끼; 이또에이이찌로; 이구찌아쯔무; 기따지마겐지; 후리하따마사또시; 오아시다께시; 나까무라시게오; 사까이고끼
Original assignee: 히다치디바이스 엔지니어링가부시키가이샤; 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 2000-07-21
Filing date: 2001-07-20
Publication date: 2004-04-03
Also published as: KR20020008770A; US20020008800A1; EP1174757A2; CN1334477A; JP2002040482A; US6784956B2; EP1174757A3; CN1154009C; TWI282875B; US6952246B2; DE60140337D1; JP3823016B2; EP1174757B1; US20040263711A1

Abstract

액정 표시 장치는 제1 기판, 제2 기판, 제1 기판과 제2 기판 사이에 끼워진 액정층, 제1 기판의 액정층 측 표면 상에 배치되고 각각 비디오 신호가 공급되도록 구성된 복수개의 반사 전극, 및 반사 전극의 아래에 설치되며 반사 전극과의 사이에 절연층을 개재한 복수개의 차광막을 포함한다. 각각의 차광막은 반사 전극들 중의 대응하는 전극에 전기적으로 접속되고, 대응하는 반사 전극과 그에 인접한 반사 전극간의 간격의 적어도 일부를 덮도록 설치된다.

Description

반사형 액정 표시 장치{REFLECTIVE TYPE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 광원으로부터의 조명광을 액정 표시 소자에 조사하여, 액정 표시 소자의 화상을 스크린 상에 투사하는 액정 프로젝터용 액정 표시 장치에 관한 것이다.

최근, 액정 표시 장치는 소형의 표시 장치 및 소위 사무 자동화 기기용의 표시 단말 등에 널리 이용되어 왔다. 기본적으로, 액정 표시 장치는 적어도 한쪽이 투명한 판이나 투명한 플라스틱판 등으로 이루어지는 한 쌍의 절연 기판, 및 절연 기판 사이에 끼워진 액정 조성물의 층(액정층)으로 구성된 액정 표시 패널(액정 표시 소자 또는 액정 셀이라고도 칭해짐)을 포함한다.

액정 표시 장치는 단순-매트릭스 타입과 액티브 매트릭스 타입으로 크게 분류된다. 단순-매트릭스 타입의 액정 표시 장치에서는, 액정 표시 패널의 두 절연 기판 상에 형성된 화소 형성 스트립 전극에 전압을 선택적으로 인가함으로써 화상 구성요소(picture element)(이후에는 화소(pixel)라 함)가 형성되고 그에 따라, 화소에 대응하는 액정 조성물을 구성하는 액정 분자의 일부분의 배향을 변화시킨다. 한편, 액티브 매트릭스 타입의 액정 표시 장치에서는, 액정 표시 패널에, 신호 라인, 화소 전극, 기준 전압 전극, 및 기판 중의 하나에 형성되어 화소 선택을 위해 각각이 화소 전극 중의 하나와 연관되는 액티브 소자가 제공되며, 화소와 연관되는 액티브 소자를 선택함에 따라, 액티브 소자에 접속된 화소 전극과 화소 전극에 연관되는 기준 전압 전극 사이에 존재하는 액정 분자의 배향을 변경함으로써, 화소가 형성된다.

일반적으로, 액티브 매트릭스 타입의 액정 표시 장치는, 액정 분자의 배향을 바꾸기 위한 전계가 한쌍의 대향 기판 중의 하나 상에 설치된 전극과 대향 기판의 다른 쪽에 형성된 다른 전극 사이에 인가되는, 소위 종 전계 방식을 채용하고 있다. 또한, 액정 분자의 배향을 바꾸기 위한 전계가 대향 기판의 주 표면과 거의 평행한 방향으로 인가되는 소위 횡 전계 방식(IPS(In Plane Switching) 방식이라고도 칭함)의 액정 표시 장치가 실용화되어 있다.

액정 표시 장치를 이용하는 표시 장치 중에서, 액정 프로젝터가 실용화되어 있다. 액정 프로젝터는 광원으로부터의 광을 액정 표시 소자에 조사하고, 액정 표시 소자의 화상을 스크린에 투사하는 것이다. 두가지 타입, 반사형 및 투과형의 액정 표시 소자가 액정 프로젝터에 이용가능하다. 반사형의 액정 표시 소자는 거의 전체 화소 영역을 유효한 반사 영역으로 하여 구성될 수 있어서, 투과형의 액정 표시 소자에 비해서 소형이고, 표시 정밀도 및 휘도가 높다는 장점을 갖는다.

따라서, 반사형의 액정 표시 소자를 이용함으로써, 휘도를 저하시키지 않고도 소형이고 정밀도가 높은 액정 프로젝터를 실현할 수 있다.

반사형 액정 표시 소자는 예를 들어, 1999년 11월 2일에 등록된 미국특허공보 제5,978,056호에 개시되어 있다. 미국특허공보 제5,978,056호는 다층 차광막을 개시하지만, 서로 두께 방향으로 이격되어진 2개의 차광막의 구성을 개시하지는 않는다.

액정 프로젝터는 소형화 및 해상도 및 휘도 증대라는 과제를 갖는다. 이러한 과제를 해결하기 위해서, 액정 프로젝터에 이용되는 액정 표시 소자는 크기가 더 감소되고, 해상도 및 휘도가 증대되어야 할 필요가 있다. 투과형 액정 표시 소자에서 크기를 줄이고, 해상도 및 휘도를 증대시키는 것에 있어서는, 일 화소 당 전체 면적에 대한 광 투과 면적의 비율(이하 개구율이라 칭함)을 상당히 감소시켜야 하는 것이 필연적이다.

본 발명의 목적은 휘도를 증가시키는 것이 가능한 반사형 액정 표시 장치를 제공하는 것이며, 본 발명의 다른 목적은 고 화질을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치를 제공하는 것이며, 또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 액정 표시 소자에 발생하는, 불필요한 광의 입사를 방지하는 것에 의해 화질을 높이고 광 이용 효율성을 높이는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자를 제공하고, 이러한 액정 표시 소자를 이용하는 액정 프로젝터를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 제1 기판; 제2 기판; 제1 기판과 제2 기판 사이에 끼워지는 액정층; 제1 기판의 액정층 측 표면상에 설치된 복수개의 반사 전극 -복수개의 반사 전극 각각은 비디오 신호가 공급되도록 구성됨-; 및 복수개의 반사 전극의 아래에 설치된 복수개의 차광막 -복수개의 차광막과 복수개의 반사 전극 사이에는 절연층이 개재됨-을 포함하며, 복수개의 차광막 각각은 복수개의 반사 전극 중의 대응하는 반사 전극에 전기적으로 접속되며, 복수개의 차광막 각각은, 복수개의 반사 전극 중의 대응하는 반사 전극과 그 복수개의 반사 전극 중 대응하는 반사 전극에 인접한 다른 반사 전극 사이의 간격의 적어도 일부를 덮도록 배치되는 액정 표시 장치가 제공된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 구동 회로 기판; 투명 기판; 구동 회로 기판과 투명 기판 사이에 끼워진 액정층; 구동 회로 기판의 액정층 측 표면 상에 배치되는 복수개의 반사 전극; 복수개의 반사 전극 아래에 배치된 복수개의 반도체 스위칭 소자 -복수개의 반도체 소자 각각은 복수개의 반사 전극 중의 대응하는 전극에 신호를 공급하도록 구성됨-; 복수개의 반도체 스위칭 소자를 덮기 위한 제1 차광막; 및 복수개의 반사 전극 중의 인접하는 전극들 사이의 간격의 적어도 일부를 덮도록 각각 배치되는 복수개의 제2 차광막을 포함하는 액정 표시 장치가 제공된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 기판; 제2 기판; 제1 기판과 제2 기판 사이의 간격을 확정하기 위한 수지(resin)로 구성된 스페이서; 수지로 구성되고 제1 기판과 제2 기판 사이에 개재된 주변 프레임; 제1 기판, 제2 기판 및 주변 프레임에 의해 둘러싸인 공간에 채워진 액정 조성물; 제1 기판의 액정층 측 표면 상에 설치된 복수개의 반사 전극; 복수개의 반사 전극과 주변 프레임 사이에 설치된 복수개의 더미 전극 -복수개의 더미 전극 각각에는 더미 전극 신호가 공급됨-; 복수개의 반사 전극 아래에 형성된 복수개의 반도체 스위칭 소자 -복수개의 반도체 소자 각각은 복수개의 반사 전극 중의 대응하는 전극에 신호를 공급하도록 구성됨-; 복수개의 반도체 스위칭 소자를 덮기 위한 제1 차광막; 및 각각이 복수개의 반사 전극 중의 인접한 전극들간의 간격의 적어도 일부를 덮도록 설치된 복수개의 제2 차광막을 포함하는 액정 표시 장치가 제공된다.

도 1은 본 발명에 의한 액정 표시 장치의 일 실시예를 설명하는 액정 표시 소자의 개략 단면도.

도 2a 및 2b는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 실시예를 설명하는 전계 제어 복굴절 모드의 액정 표시 소자의 도면.

도 3은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 실시예를 설명하는 액정 표시 소자의 개략 평면도.

도 4는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 실시예를 설명하는 액정 표시 소자의 개략 평면도.

도 5의 (a)-(c)는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 실시예에서 액정 표시 소자의 동작을 설명하는 타이밍도.

도 6a 및 6b는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 실시예에서 액정 표시 소자의 동작을 설명하는 개략 등가 회로도이고, 도 6c는 액정 표시 소자의 전극들간의 전압에서의 관계를 도시한 도면.

도 7은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 실시예를 설명하는 액정 표시 소자의 개략 단면도.

도 8은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 실시예를 설명하는 액정 표시소자의 개략 단면도.

도 9는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 실시예를 설명하는 액정 표시 소자의 개략 단면도.

도 10은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 실시예를 설명하는 액정 표시 소자의 개략 평면도.

도 11은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 실시예를 설명하는 액정 표시 소자의 개략 평면도.

도 12a는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 실시예를 설명하는 액정 표시 소자의 단자부의 개략 평면도이고, 도 12b는 도 12a의 XIIB-XIIB 선을 따라 절취한 액정 표시 소자의 단면도.

도 13은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 실시예를 설명하는 조립된 액정 표시 소자의 개략 사시도.

도 14는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 실시예를 설명하는 액정 표시 소자의 개략 평면도.

도 15는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 실시예의 전개 사시도.

도 16은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 실시예의 개략 평면도.

도 17은 도 16의 액정 표시 장치의 개략 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 구동 회로 기판

2: 투명 기판

3: 액정 조성물

4: 스페이서

5: 반사 전극

6: 대향 전극

7, 8: 배향막

10: 더미 화소

11: 주변 프레임

44: 제1 차광막

46: 제2 차광막

도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 실시예를 설명하기 위한 액정 표시 소자의 개략 단면도이다.

도 1에 있어서, 참조 번호 100은 액정 표시 소자를 나타내고, 참조 번호 1은 구동 회로 기판, 참조 번호 2는 투명 기판, 참조 번호 3은 액정 조성물, 참조 번호 4는 스페이서이다. 스페이서(4)는 구동 회로 기판(1)과 투명 기판(2) 사이의 고정된 셀 갭 d를 형성하고 있으며, 그 사이에 액정 조성물이 협지되어 있다. 참조 번호 5는 구동 회로 기판(1) 상에 형성된 반사 전극을 나타내고, 참조 번호 6은 대향(counter) 전극으로 반사 전극과 함께 액정 조성물에 전압을 인가하며, 참조번호 7 및 8은 액정 조성물(3)의 액정 분자를 특정 방향으로 배향하기 위한 배향막이며, 참조 번호 30은 반사 전극(5)에 전압을 인가하기 위한 액티브 소자이다.

참조 번호 34는 소스 영역을 나타내며, 참조 번호 35는 드레인 영역, 참조 번호 36은 게이트 전극, 참조 번호 38은 절연막, 참조 번호 39는 트랜지스터들을 서로 전기적으로 절연하기 위한 필드 산화막, 참조 번호 41은 제1 층간 절연막, 참조 번호 42는 드레인 신호 라인으로서 기능하는 제1 도전막, 참조 번호 43은 제2 층간 절연막, 참조 번호 44는 제1 차광막, 참조 번호 45는 제3 층간 절연막, 참조 번호 46은 제2 차광막, 참조 번호 47은 제4 층간 절연막, 그리고 참조 번호 48은 반사 전극(5)을 형성하는 제2 도전막이다.

도전막(42)은 알루미늄으로 구성된 금속막이다. 제2 층간 절연막(43)은 제1 도전막(42)을 제1 차광막(44)으로부터 절연한다. 제2 층간 절연막(43)은 구동 회로 기판(1) 상의 구조에 의해 생성된 스텝을 평탄하게 하기 위한 평탄화막 및 평탄화막을 덮는 절연막으로 구성되며, 평탄화막은 SOG(spin-on-glass) 기술을 이용하여 피복되고, 절연막은 TEOS(tetraethylorthosilicate)의 반응성 가스를 사용하는 CVD 기술에 의해 형성된 SiO₂로 구성된다. 제2 층간 절연막(43)은 제2 층간 절연막(43)을 도포한 후에 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 기술을 이용하여 연마함으로써 평탄화된다.

제1 차광막(44)은 평탄화된 제2 층간 절연막(43) 상에 형성되며, 제1 도전막(42)처럼 알루미늄으로 구성된다.

제3 층간 절연막(45) 및 제4 층간 절연막(47)은 제2 층간 절연막(43)의 재료와 동일 재료로 구성되며, 제3 및 제4 층간 절연막(45, 47)을 각각 도포한 후에 CMP 기술을 이용하여 연마함으로써 평탄화된다.

제2 차광막(46)과 반사 전극(5)은 제1 도전막(42)처럼 알루미늄으로 구성된다. 제3 층간 절연막(45)은 후속하여 설명되어질 정전기 캐패시턴스를 획득하기 위한 유전막으로서 이용되며, 그 두께는 바람직하게는 150 nm에서 450 nm 까지의 범위이며, 내성 전압, 및 두께 감소에 의한 정전기 캐패시턴스의 증가를 고려하여, 더 바람직하게는 약 300nm이다.

먼저, 반사형 액정 표시 소자가 설명될 것이며, 액티브 소자(30) 및 제1 및 제2 차광막(44, 46)에 대해서는 후속하여 설명될 것이다.

본 실시예에서의 액정 표시 소자는 반사형이다. 액정 표시 소자(100)에 조사된 광은 투명 기판(2)(도 1의 상측)으로부터 입사하여, 액정 조성물(3)을 투과한 다음, 반사 전극(5)에 의해 반사하여, 액정 조성물(3)을 다시 투과한 다음, 투명 기판(2)을 투과하여, 액정 표시 소자(100)로부터 출사한다.

반사형의 액정 표시 소자에서는, 반사 전극(5)이 구동 회로 기판(1)의 액정 조성물(3) 측 표면에 형성되는 경우, 실리콘 기판과 같은 불투명 기판이 구동 회로 기판으로써 이용될 수 있다. 이러한 구조는, 액티브 소자(30) 및 배선이 반사 전극(5)의 아래에 설치됨으로써 반사 전극(5)의 면적을 증가시킬 수 있으며, 그 결과 높은 개구율이 실현될 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 이 구조는 구동 회로 기판(1)의 후면으로부터 액정 표시 소자(100)로 조사된 광에 의해 생성된 열을 방사한다고 하는 장점을 갖는다.

다음에, 전계 제어 복굴절 모드(electrically controlled birefringence mode)를 이용하는 액정 표시 소자의 동작이 설명된다. 편광기에 의해 선형 편광된 광이 액정 표시 소자(100)로 입사한다. 반사 전극(5)과 대향 전극(6) 사이에 전압을 인가하면, 유전 이방성에 의해 액정 조성물의 액정 분자의 배향이 변화하여, 그 결과 액정 조성물(3) 층의 복굴절이 변화한다. 전계 제어 복굴절 모드는 복굴절의 변화를 광 투과율의 변화로 변환함으로써 이미지를 생성한다.

다음에, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 전계 제어 복굴절 모드의 한가지 타입인 단일 편광 트위스티드 네마틱(single-polarizer twisted nematic: SPTN) 모드가 설명된다.

참조 번호 9는 편광 빔 분할기를 나타내며, 이 분할기는 광원(도시되지 않음)으로부터의 입사광 L1을 두 개의 편광으로 분할하며, 그 두 개중의 하나가 선형 편광인 L2이다.

도 2a 및 2b에서는, 편광 빔 분할기(9)를 투과한 p-편광이 액정 표시 소자(100)로 입사되지만, 그 대신에 편광 빔 분할기(9)에 의해 반사된, s-편광이 액정 표시 소자(100)에 입사될 수 있다.

액정 조성물(103)은 포지티브 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 재료이다. 액정 분자의 횡축은 구동 회로 기판(1)과 투명 기판(2)의 주 표면에 거의 평행하게 배향되며(도 1 참조), 액정 분자는 배향막(7, 8)에 의해 액정층에 걸쳐서 트위스트된다(도 1 참조).

도 2a는 액정 조성물(3)의 층에 전압이 인가되지 않는 경우를 도시한다. 액정 표시 소자(100)에 입사한 광 L2는 액정 조성물(3)의 복굴절에 의해 타원 편광으로 변환되어, 반사 전극(5) 상에서 거의 원형 편광이 된다. 반사 전극(5)에 의해 반사된 광은 액정 조성물(3)을 다시 통과하여, 다시 타원 편광이 되고 나서, 액정 표시 소자(100)를 출사할 때에는 다시 선형 편광이 된다. 출사한 선형 편광 L3는 입사광 L2에 대하여 90°의 각도로 회전된 편향 방향을 갖는 s-편광이며, 다시 편광 빔 분할기(9)로 입사된 후, 편광 빔 분할기(9)의 내부 인터페이스에 의해 반사되어 스크린 등에 차례로 조사되는 출사광 L4가 되어 표시를 생성한다. 이러한 구성은 액정 조성물(3)의 층에 전압을 인가하지 않는 경우에 광을 방출하는 소위 노멀 화이트(normally white)(노멀 오픈)이다.

도 2b는 액정 조성물(3)의 층에 전압이 인가되는 경우를 도시한다. 액정 조성물(3)의 층에 전계가 인가될 때, 액정 분자는 전계 방향으로 배열하고, 액정 분자의 복굴절이 나타나지 않는다. 그 결과, 액정 표시 소자(100)에 입사하는 선형 편광 L2가 변형없이 반사 전극(5)에 의해 반사되고 나면, 액정 표시 소자(100)로부터 출사한 광 L5는 입사광 L2와 동일한 편향 방향을 갖는다. 출사광 L5는 편광 빔 분할기(9)를 통과하여 광원으로 되돌아가고, 그 결과 광이 스크린 상에 조사되지 않아 스크린 상에 블랙 표시를 제공하게 된다.

단일 편광 트위스티드 네마틱 모드에서, 액정 분자의 배향의 방향은 기판의 주표면과 평행하기 때문에, 액정 분자를 배향하는 일반적인 방법이 이용될 수 있고 제조 공정이 매우 안정적이다. 노멀 화이트 동작은 저전압 레벨에서 발생하는 표시 결함을 방지한다. 그 이유는, 노멀 화이트 모드에서는 액정층에 고전압이 인가되면 다크(dark) 레벨(블랙 표시)이 제공되고, 이러한 상태에서는 거의 모든 액정 분자들이 기판의 주표면에 수직인 전계 방향으로 배향되고, 그 결과 다크 레벨의 표시는 저 전계가 인가된 액정 분자의 초기 배향 조건에 크게 의존하지 않는다.

인간의 눈은 휘도의 비에 기초하여 휘도에서의 비균일성을 인식하며, 휘도에 대해 대략 대수(logarithm) 스케일로 반응하므로, 다크 레벨에서의 변동에 민감하다.

상기 이유들 때문에, 노멀 화이트 모드는 액정 분자의 초기 배향 조건에 의해 야기되는 휘도의 불균일성을 방지하는 것에 대하여 장점을 갖는다.

전계 제어 복굴절 모드는 액정 표시 소자의 기판들 사이의 셀 갭의 높은 정밀도를 필요로 한다. 전계 제어 복굴절 모드는 평상광(ordinary rays), 및 광이 액정층을 통과하는 사이에 생기는 이상광(extraordinary rays) 사이의 위상차를 이용하기 때문에, 액정층을 투과하는 광의 강도는 평상광과 이상광 간의 지연 Δn·d에 의존하며, 이때 Δn는 복굴절이며 d는 투명 기판(2)과 구동 회로 기판(1) 사이의 스페이서(4)에 의해 형성되는 셀 갭이다(도 1 참조).

반사형 액정 표시 소자에 있어서, 액정층에 입사하는 광은 반사 전극에 의해 반사된 후, 액정층을 다시 통과하며, 이 때문에 반사형 액정 표시 소자가 투과형 액정 표시 소자에 사용된 액정 조성물의 것과 동일한 복굴절 Δn을 갖는 액정 조성물을 이용한다면, 반사형 액정 표시 소자의 셀 갭 d는 투과형 액정 표시 소자의 셀 갭의 반으로 될 필요가 있다. 일반적으로, 투과형 액정 표시 소자의 셀 갭 d는 약5 마이크론 내지 6 마이크론의 범위이며, 본 실시예에서 셀 갭 d는 약 2 마이크론으로 선택된다.

본 실시예에서는, 높은 셀 갭의 정밀도와, 종래의 액정 표시 소자의 것보다는 좁은 셀 갭을 확보하기 위하여, 비드-분산법(bead-dispering method)을 이용하는 것 대신에 컬럼형(column-like)의 스페이서를 구동 회로 기판(1) 상에 형성하는 방법을 이용한다.

도 3은 구동 회로 기판(1) 상에 설치된 반사 전극(5)과 스페이서(4)의 구성을 설명하기 위한 액정 표시 소자의 개략 평면도이다. 투명 기판(2)과 구동 회로 기판(1) 사이에 일정한 간격을 설정하기 위하여 구동 회로 기판(1)의 전 영역에 다수의 스페이서(4)가 매트릭스 어레이로 구성된다. 각각의 반사 전극(5)은 액정 표시 소자에 의해 형성되는 상(像)의 최소 단위인 화소를 정의한다. 간략화를 위해, 도 3은 5열(column)과 4행(row)의 화소의 어레이를 도시하며, 최외측 열 및 행의 화소들은 참조 번호 5B로 표현되며, 최외측 열 및 행 내의 화소들은 참조 번호 5A로 표현된다.

도 3에서, 5열 4행의 화소의 어레이가 표시 영역을 형성하며, 이 표시 영역에 액정 표시 소자에 의한 표시가 형성된다. 표시 영역의 주위에는 더미 화소(10)가 설치되어 있으며, 더미 화소의 주변에 스페이서(4)와 동일한 재료로 구성된 주변 프레임(11)이 설치되고, 구동 회로 기판(1) 상의 주변 프레임(11)의 주위에는 실링 부재(12)가 피복되어 있다. 참조 번호 13은 외부 접속용의 단자를 나타내며 외부 신호를 액정 표시 소자(100)에 공급하는데 이용된다.

스페이서(4)와 주변 프레임(11)은 수지 재료로 형성된다. 액정 조성물(3)은 구동 회로 기판(1)과 투명 기판(2)의 사이에 배치되어, 액정 표시 소자(100)가 조립된 후에 주변 프레임(11)에 의해 둘러싸이는 영역 내에 보유된다(도 1 참조). 구동 회로 기판(1) 상의 주변 프레임의 주위에 실링 부재(12)가 피복되어 액정 조성물(3)을 액정 표시 소자(100) 내에 봉입한다. 스페이서(4)와 주변 프레임은 JSR 회사(일본, 동경)에 의해 제조된 화학적 증폭 네거티브 포토레지스트 "BPR-113"(상표명)과 같은 수지 재료로서 구성될 수도 있다. 반사 전극(5)을 상부에 형성한 구동 회로 기판(1) 상에 스핀 코팅 방법에 의해 포토레지스트 재료를 피복하여, 스페이서(4)와 주변 프레임(11)의 형태로 된 패턴을 갖는 마스크를 통하여 노광한 다음, 제거제로 현상하여 스페이서(4)와 주변 프레임(11)을 형성한다.

실링 부재(12)는 구동 회로 기판(1)과 투명 기판(2)을 함께 고정하는 기능을 하며, 또한 액정 조성물에 유해한 재료들이 진입하는 것을 저지하는 기능을 한다. 유동성이 있는 실링 부재(12)를 적용하는 경우에, 주변 프레임(11)은 실링 부재(12)에 대한 스토퍼(stopper)로서의 기능을 한다. 실링 부재(12)에 대해 스토퍼로서 기능하는 주변 프레임(11)을 제공하면 액정 조성물의 영역의 경계와 실링 부재(12)의 영역의 경계를 정의하는 것이 가능해지므로, 표시의 생성에 기여하는 바가 없는, 예를 들어 더미 화소 및 실링 영역과 같은 필수의 인액티브 영역을 최소화하여, 액정 표시 소자의 크기를 감소시킨다. 이러한 구조는 설계면에 있어서 넓은 여유도를 제공하므로, 액정 표시 소자(100)의 표시 영역과 주변 측 사이의 영역을 감소시키는 것, 즉 표시 영역 주위의 주변 경계를 감소시키는 것이 가능하다.

최외측 화소(5B)에 의해 생성된 표시의 품질이 최외측 화소(5B)의 내측에 설치된 화소(5A)에 의해 생성된 표시의 품질과 같도록 하기 위하여, 주변 프레임(11)과 표시 영역 사이에 더미 화소가 설치된다. 표시의 생성에는 기여하지 않으나 표시 영역 내의 화소와 동일한 구조를 갖는 더미 화소가 표시 영역을 둘러싸는 주변 영역에 제공되어, 표시 영역과 그 표시 영역을 둘러싸는 주변 영역 사이의 경계에서의 구조적 불연속성에 의해 생기는 표시 결함을 방지한다.

또한, 더미 화소는, 인접한 화소들이 반대 극성의 구동 전압을 서로 인가하여 극성을 주기적으로 반전시키는 소위 도트 반전(dot-inversion) 구동의 경우에, 표시 결함의 발생을 방지하는 목적으로도 쓰인다.

최외측 화소(5B)의 내측에 설치된 화소(5A)는 이하에서 내부 화소(5A)라 칭한다. 도 4를 참조로 하여, 더미 화소의 목적이 설명된다. 내부 화소(5A)는 서로 인접한 화소를 가지기 때문에, 컬럼 반전, 라인 반전, 혹은 도트 반전 구동 방법이 이용되는 경우에, 인접한 내부 화소(5A)들 간에서 불필요한 전계가 생성된다. 그 반면, 더미 화소(10)가 없는 경우에는, 표시 품질을 저하시키는 상술된 불필요한 전계는 최외측 화소(5B), 및 내부 화소(5A)로부터 반대측면상의 영역 사이에서 발생하지 않으며, 그 결과 최외측 화소(5B)는 내부 화소(5A)에 의해 제공된 것보다 더 우수한 품질의 표시를 제공한다. 일부의 화소들간의 표시 품질에서의 차이는 표시에서의 비균일성을 형성한다. 따라서, 더미 전극(10)이 도트 반전 구동 방법에 의해 구동되는 액정 표시 소자에 제공되어, 최외측 화소(5B)에 의해 제공된 표시 품질이 내부 화소(5A)에 의해 제공된 표시 품질과 동일하게 되도록 화소(5A, 5B)와 동일하게 신호를 공급한다.

본 실시예에서, 컬럼 반전, 라인 반전, 혹은 도트 반전 구동 방법은 이용되지 않기 때문에, 컬럼 반전, 라인 반전, 혹은 도트 반전의 구동에서 발생하는 표시의 비균일이라는 문제점이 발생하지 않는다. 그러나, 본 실시예의 액정 표시 소자가 노멀 화이트 모드로 구동되는 경우, 액정 조성물(3)의 층에 전압이 인가되지 않으면 더미 화소(10)가 나타나서 표시 품질을 저하시킨다는 문제점이 발생한다. 차광 경계를 사용하여 더미 화소(10)를 차광하는 것도 생각할 수 있지만, 표시 영역의 경계에 차광 경계를 정확하게 설치하는 것이 어렵다. 이러한 관점에서, 더미 화소(10)에 블랙 표시를 생성하게 하는 전압을 공급하여 표시 영역 주위의 블랙 경계로써 관찰되도록 한다. 주변 프레임(11)의 내측에 설치된 더미 화소(10)의 폭은 2 이상의 정규 화소 라인과 대등하게 되도록 선택된다.

도 4는 주변 프레임의 형태로 제조된 더미 화소(10D)이며, 이 더미 화소(10D)에 블랙 표시를 형성하게 하는 전압이 공급된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 더미 화소(10)를 주변 프레임의 형태로 단일 전극으로서 형성하면, 주변 프레임의 형태의 블랙 표시는 표시 영역 주위에 비교적 간단히 실현될 수 있다.

그러나, 도 4에 도시된 더미 화소(10)는 더미 화소(10)와 표시 영역 사이의 경계에서 표시 결함을 생성한다는 것이 발견되었다.

액정 조성물(3)의 층에 장시간 동안 일정 방향의 전계가 인가되면 액정 조성물(3)이 열화되는 현상 때문에, 액정 조성물(3)의 층에 인가된 전계의 극성을 주기적으로 반전시키는 소위 AC 구동 방법이 알려져 있다. 본 실시예에서, 프레임 반전 구동 방법이 이용되며, 이 방법은 모든 화소에서의 신호의 극성을 프레임 시간 당 한번, 즉 프레임 시간에 두번 반전시킨다.

프레임 반전 구동 방법에서는, 1 프레임 시간에 대한 각각의 화소에 동일 극성의 신호가 기록된다. 도 4에서, 표시 영역 내에서 유효 화소로의 신호의 기록은 상부 행에서 하부 행으로의 스캐닝 순서로 수행되는 반면에, 더미 화소(10D)로의 신호의 기록은 더미 화소(10D)가 단일 전극의 형태이기 때문에 한번에 수행된다. 그 결과, 일부의 유효 화소들은 스캐닝되는 시간 주기에 따라 일부분의 기간 동안 더미 화소에 인가된 신호의 것과 반대 극성의 신호를 인가하며, 따라서 더미 화소(10D), 및 그에 인접한 유효 화소 사이의 유효 측면 전계는 유효 화소의 위치에 의존하여 비균일하게 된다. 이 현상의 전형적인 예를 전 표시 영역에 대해 블랙 표시를 생성하는 경우를 이용하여 설명한다.

도 4에서, 블랙 표시 신호(노멀 화이트 모드의 경우에서라면 고전압)가 표시 영역의 상부 좌측 코너에서부터 하부 우측 코너의 위치로 각각의 유효 화소로 1 프레임 시간 내에 기록된다. 블랙 표시 신호가 상부 좌측 코너에 있는 유효 화소와 더미 화소(10D)에 동시에 기록되는 한편 더미 화소(10)와 유효 화소에 대한 블랙 표시 신호의 극성이 동일한 경우, 표시 영역의 하부 우측 코너에 있는 유효 화소와 더미 화소(10) 사이에는 거의 전 프레임 시간 동안 횡 전계가 생성되고, 최외측 유효 화소와 더미 화소(10D) 사이에는 최외측 유효 화소와 더미 화소(10D)에 신호를 기록하는 시간 차의 기간동안 측면 전계가 생성된다. 노멀 화이트 모드에서, 블랙 표시 신호에 의해 생성된 불필요한 횡 전계는 블랙 배경에 국부적으로 백색 부분을 생성한다. 즉, 전 표시 영역에 대해 블랙 표시로 하는 경우에는, 표시 영역과 더미 화소 사이에 백색 주변 프레임이 나타나고, 주변 프레임의 광도는 장소마다 다르다.

도 5의 (a)-(c)는 프레임 반전 구동에서의 비디오 신호의 타이밍도를 도시하고 있으며, 기록 시간에서의 차이가 도 5의 (a)-(c)를 참조로 하여 설명된다. 도 5의 (b)에서의 신호 SE는 비디오 신호를 나타내며, 이 신호는 도 4의 제1 행에 있는 화소(5E)에 기록되어 저장되며, 도 5의 (c)의 신호 SF는 4번째 라인에 있는 화소(5F)에 공급되는 비디오 신호를 나타내고, 신호 SD는 더미 화소(10D)에 공급된 블랙 표시 신호를 나타내며, 도 5의 (a)-(c)의 Vcom은 대향 전극(6)(도 1 참조)에 인가되는 전압을 나타낸다. 이해를 용이하게 하기 위하여, 도 5의 (a)-(c)는 블랙 표시 신호가 모든 화소(모든 블랙 표시)에 인가되는 경우를 도시한다. 비디오 신호를 화소에 기록하는 순서는 도 4에 도시된 예에서는 표시 영역의 상부 좌측 코너로부터 하부 우측 코너로 순차적으로 하는 것으로, 이 때문에 제1 블랙 표시 신호는 첫번째 행의 화소에 순차적으로 기록되고, 그 다음에 블랙 표시 비디오 신호는 두번째 행 내지 4번째 행의 화소에 순차적으로, 첫번째 행에서와 동일한 방법으로 기록된다. 한편, 블랙 표시 신호를 더미 화소(10D)에 기록하는 것은 신호를 첫번째 행의 화소(5E)에 기록하는 것과 동시에 수행된다. 제1 프레임에서의 비디오 신호의 극성은 전압 Vcom에 대하여 포지티브이고, 제2 프레임의 비디오 신호의 극성은 전압 Vcom에 대하여 네거티브이다.

도 5의 (a)-(c)에서, 비디오 신호 SE는 화살표 AE1에 의해 표시되는 시간에 화소(5E)에 기록되어, 화살표 AE2에 의해 표시되는 시간까지 화소(5E)에 보유된다. 비디오 신호는 상부 행에서 하부 행까지 라인마다 화소에 기록되며, 따라서 비디오 신호 SF는 화살표 AF1에 의해 나타내어진 시간에 네번째 행의 화소(5F)에 기록된다. 화소(5F)에 기록되는 비디오 신호 SF의 위상은 더미 화소(10D)에 기록된 블랙 신호 SD의 위상보다 대략 1 프레임 시간 만큼 지연된다. 그 결과, 블랙 표시 신호 SD 및 비디오 신호 SF는 대략 1 프레임 시간 동안 극성에 있어서 서로 반대이기 때문에, 화소(5F)와 더미 화소(10D) 사이에서 불필요한 전계가 발생한다. 불필요한 전계는 액정 조성물(3)의 분자의 배향을 변경시켜서 노멀 화이트 모드에 국부적으로 백색의 부분이 나타나도록 함으로써, 비균일한 표시를 만든다.

상술한 설명은 네번째 행의 화소(5F)를 참조로 하여 설명되었으나, 두번째 및 세번째 행의 화소들에는 더미 화소(10)에 인가된 전압에 대해 반대 극성의 전압이 인가되기 때문에, 두번째 및 세번째 행의 화소들에도 마찬가지의 표시 비균일이 생성된다. 그러나, 비균일의 정도는 각각의 화소들에 더미 화소(10D)에 인가된 전압에 대하여 반대 극성의 전압이 인가되는 기간에 따라 변화한다.

도 3으로 다시 돌아가, 본 발명의 실시예가 더 설명된다. 도 4와 관련하여 설명된 더미 화소(10D)의 구조에 의해 야기되는 비균일(non-uniformity)의 발생을 방지하기 위하여, 본 실시예는 복수개의 더미 화소가 제공되어 인접한 행의 더미 화소가 도 3에 도시된 것처럼 서로 이격되도록 하는 구조를 이용한다. 블랙 표시 신호는 대응하는 행의 유효 화소에 신호를 기록하는 것과 동시에 각각의 더미 화소(10)에 기록된다. 즉, 유효 화소의 각 행에 제공된 각각의 더미 화소(10)가 대응하는 행의 화소에 기록된 신호의 극성과 동일한 극성을 갖는 신호를 수신함으로써, 불필요한 전계의 발생이 방지될 수 있으며 표시에서의 비균일성이 감소될 수 있다.

또한, 도 3에 도시된 더미 화소(10)는 유효 화소(5A 및 5B)와 비교하여 횡방향으로 연장된다. 액정 표시 소자(100)에는 표시 영역 이외의 조사 부분으로부터의 불필요한 광을 막기 위하여 후술되는 바와 같이 차광막이 제공된다. 더미 화소(10)의 횡방향 연장은 액정 표시 소자(100)에서 차광막의 위치 정밀도에 대해 큰 여유도를 제공한다.

이하에서는 도 6a-6c를 참조로 하여, 도 1에 도시된 구조에서의 제1 및 제2 차광막(44, 46) 사이에 형성된 캐패시터를 이용함으로써 제1 차광막(44)에 전압을 인가하는 것에 의해 대향 전극에 대하여 반사 전극(5)의 전압을 변화시키는 방법을 설명한다. 1 화소에 대한 등가 회로가 도 6a 및 6b에 도시되어 있으며, 여기서 액티브 소자(30)는 명료함을 위하여 스위치로써 나타내어진다. 참조 번호 52는 액티브 소자(30)를 온(ON) 혹은 오프(OFF) 하도록 신호를 공급하기 위한 스캐닝 신호 라인을 나타내며, 참조 번호 51은 기록되어질 비디오 신호를 화소에 공급하기 위한 비디오 신호 라인이다. 도 6a 및 6b에 도시된 바와 같이, 반사 전극(5)과 대향 전극(6)은 제1 캐패시터(53)를 형성하며, 제1 차광막(44) 및 제2 차광막(46)은 제2 캐패시터(54)를 형성한다. 간단함을 위하여, 다른 기생 캐패시턴스는 무시되며, 제1 캐패시터(53)와 제2 캐패시터(54)의 캐패시턴스는 각각 CL 및 CC로 나타내어진다.

도 6a 및 6c에 도시된 바와 같이, 제2 캐패시터(54)의 일 전극으로서 기능하는 제1 차광막에 외부 소스로부터 전압 V1이 공급된다. 액티브 소자(30)가 스캐닝 신호에 의해 턴 온되면, 비디오 신호 V2가 반사 전극(5) 및 제2 차광막(46)에 공급된다.

그 다음에, 도 6b 및 6c에 도시된 바와 같이, 액티브 소자(30)가 턴 오프될 때, 제1 차광막(44)에 인가된 전압은 전압 V1으로부터 전압 V3로 변화된다. 그 결과, 반사 전극(5)과 제2 차광막(46)의 전압은 V2 - CC/(CL + CC) ×(V1 - V3) 으로 된다.

반사 전극(5)의 전압을 변화시키는 상술한 방법을 이용하여, 예를 들어 반사 전극(5)에 포지티브 극성의 전압을 공급함으로써, 제1 차광막(44)에 인가된 전압에 의해 네거티브 극성의 전압이 생성된다. 네거티브 극성의 전압을 생성하기 위한 이 방법은 네거티브 극성의 전압을 공급하는 필요성을 제거하여, 종래에 포지티브 및 네거티브 극성 모두의 신호를 공급해왔던 주변 회로를 포지티브 및 네거티브 극성 중의 오직 하나의 신호 만을 공급하도록 구성하는 것이 가능하게 되어, 저전압의 주변 회로를 만드는 것이 가능하고, 그에 따라 저전압율의 소자를 이용하는 것에 의한 주변 회로의 형성을 가능하게 한다.

다음에, 도 7-10을 참조로 하여 제1 및 제2 차광막(44, 46)을 설명한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 반사 전극(5)은 그 사이에 특정 갭을 두어 서로 이격되어 각 화소를 정의한다. 광은 갭을 통과한 다음에, 액티브 소자(30)의 반도체 층으로 입사하여, 광전 변환에 의해 전하(광 캐리어)를 생성한다. 일부분의 광 캐리어는 소스 영역으로 유입하여, 반사 전극(5)에 기록되어 저장된 비디오 신호를 변화시키는데, 이것이 소위 포토누설(photoleak) 문제이다.

광원으로부터의 광의 세기가 작으면, 광을 반사시키고 반사 전극의 아래의 회로들을 차광하는 기능을 갖는 반사 전극(5)에 의해 대부분의 광이 반사되므로, 갭을 통과하는 광은 문제를 일으키지 않는다.

그러나, 액정 프로젝터에서는, 광원으로부터 강한 광이 액정 표시 소자(100)에 조사되어 액정 프로젝터의 휘도를 증대시킨다. 또한, 액정 프로젝터의 크기가 감소됨에 따라 액정 표시 소자의 크기를 감소시킴으로써 액정 표시 소자의 표시 영역이 감소되는 경향이 있으며, 그 결과 액정 표시 영역 상의 조사 강도가 더욱 감소된다. 따라서, 반사 전극(5(48))에 의해서는 포토 누설이 방지되지 않기 때문에, 차광막을 이용하는 것이 필요해진다.

도 7에 도시된 바와 같이, 투명 기판(2) 상에 컬러 필터(21)가 설치될 때에는, 차광막으로 구성된 블랙 매트릭스(20)가 컬러 필터(21) 사이에 형성될 수 있다. 블랙 매트릭스(20)는 각각의 화소를 둘러싸도록 형성되며, 이것은 블랙 매트릭스(20)가 광이 반사 전극(5(48))간의 갭에 조사되는 것을 차단하도록 패터닝된다는 것을 의미한다. 따라서, 종래의 액정 표시 소자에서 블랙 매트릭스(20)는 광을 차단하는 것으로 충분하였다. 그러나, 투명 기판(2)은 구동 회로 기판(1)으로부터 이격되어 있으며, 따라서 입사광의 세기가 증가할 때에는 비스듬히 입사하는 광에 의해 야기되는 포토누설을 무시할 수 없다.

액정 프로젝터 중에, 색 분할 및 조합이 액정 표시 소자의 외측에서 수행되는 타입이 있으며, 이러한 타입의 액정 표시 소자는 컬러 필터를 이용하지 않기 때문에, 투명 기판(2) 상에 오직 차광의 목적만으로 블랙 매트릭스를 형성하는 제조 단계를 고려하면 경제적이 아니다. 또한, 반사형 액정 표시 소자에서의 블랙 매트릭스(20)의 이용은 개구율을 감소시키는 문제를 일으킨다.

상기 문제점에 대한 해결책으로써, 본 발명의 본 실시예에서는, 액정 표시 소자의 다른 금속층을 형성하기 위한 공정 단계와 유사한 공정 단계를 이용함으로써 구동 회로 기판(1) 상에 차광막을 형성한다. 도 8은 차광막(44)이 구동 회로 기판(1) 상에 설치된 구성을 나타낸다. 반도체 층에 인접하여 차광막(44)이 설치될 수 있어, 비스듬하게 입사되는 광을 차단하는 것이 가능하다. 각각의 차광막(44)은 대응하는 화소의 전 영역을 덮을 수 있으며, 차광막(44)에 만들어질 개구는 오직 반사 전극(5)으로의 전기적 접속을 위한 콘택홀(42CH)이며, 반도체 층에 입사하는 광량은 매우 소량으로 감소한다.

상술한 바와 같이, 액정 프로젝터는 휘도의 증가면에서 큰 진전이 있으며, 심지어 실내 조명 하에서 사용하기 위한 액정 프로젝터에 대한 요구가 있기 때문에, 광원으로부터 액정 표시 소자에 조사하는 광량은 증가되어 왔다.

본 발명자들은 심지어 도 8의 구조에서도 증가된 광량에 의해 야기된 광의 누설로 인한 플리커(flicker)가 표시에서 발생한다는 것을 발견하였다. 제1 차광막(44)의 개구의 크기를 줄임으로서 반도체 층에 입사되는 광량을 감소시키는 것에 의해 광 누설의 문제점을 방지할 수 있다는 것을 생각할 수는 있지만, 본 실시예에서는 다른 방법으로서 반사 전극(5)의 개구의 하부에 제2 차광막을 설치한다.

도 1 및 9에 도시된 실시예들에서는 제1 및 제2 차광막(44, 46)이 설치된다.도 9에서, 제2 차광막(46)과 제1 도전막(42) 사이의 접속부는 제2 차광막(46)을 형성하는 금속막 및 제1 차광막(44)으로서 동일 금속으로 이루어진 금속막(44B)이 적층되는 구조를 가지지만, 제2 차광 금속막(44B)이 제1 도전막(42)에 직접적으로 접속될 수 있다.

도 10은 반사 전극(5)과 제2 차광막(46)의 구성을 액정층의 측면으로부터 본 개략 평면도이며, 명료함을 위하여 배향막을 생략하고 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 제2 차광막(46)은 액정층의 측면으로부터 보아 반사 전극(5)의 하부에 설치되며, 광은 반사 전극(5) 및 제2 차광막(46) 중의 어느것으로도 덮어지지 않은 노출된 부분만을 통과하여, 그 결과 반사 전극(5)에 있는 개구를 통하여 반도체 층에 입사되는 광의 양은 크게 줄어든다. 각각의 제2 차광막(46)의 크기는 각각의 반사 전극(5)의 크기와 거의 동일하게 형성되기 때문에, 제2 차광막(46)은 반사 전극(5)의 개구(5P)의 대부분의 영역을 덮는 것이 가능하다. 개별적인 반사 전극(5)의 크기의 예로써, 하나의 반사 전극(5)은 그 높이가 약 8 마이크론이고, 폭은 약 8마이크론이며, 인접한 반사 전극(5)간의 갭은 0.5 마이크론이다.

각각의 반사 전극(5)에는 대응하는 화소와 연관되는 비디오 신호가 다른 화소와 연관된 다른 반사 전극(5)과는 독립적으로 공급되기 때문에, 인접한 반사 전극(5)들은 전기적 고립을 위해 개구(5P)에 의해 서로 분리되어 있다. 또한, 각각의 제2 차광막(46)에는 반사 전극(5)에서처럼 대응하는 화소와 연관된 비디오 신호가, 다른 제2 차광막(46)과는 독립적으로 공급되고 있기 때문에, 인접한 제2 차광막(46)은 개구(46P)에 의해 서로 분리된다.

전기적 고립을 위해 제공된 개구(5P, 46P)를 통하여 광이 통과할 수 있다. 반사 전극(5)의 개구(5P)를 제2 차광막(46)이 막아서 광이 반도체 층으로 직접적으로 입사되지 않도록 하며, 제2 차광막(46)의 개구(46P)를 반사 전극(5)이 막아서 광이 개구(46)로 직접적으로 입사되지 않게 한다. 이러한 방식으로, 반사 전극(5) 및 제2 차광막(46) 중의 하나에 있는 개구는 반사 전극(5) 및 제2 차광막(46) 중의 다른 것에 의해 막아져서 광 차단 효과를 증대시킨다.

그러나, 개구(5P)는 제2 차광막(46)이 개구(5P)와 직접적으로 접촉하는 것에 의해서 막아지는 것은 아니다. 반사 전극(5)과 제2 차광막(46) 사이에는 층간 절연막(47)이 설치되어서 반사 전극(5)과 제2 차광막(46)을 서로 절연시키며, 그 결과 층간 절연막(47)으로 광이 전해질 수 있다. 이러한 점에서, 제1 차광막(44)이 제공되어 광이 반도체 층에 입사되는 것을 더 방지한다. 광은 오직 개구(49)를 통해서만 반도체 층으로 입사될 수 있기 때문에, 반도체 층에 입사되는 광의 양은 제한되지만, 제1 차광막(44)의 제공은 광이 반도체 층에 입사되는 것을 더욱 안전하게 방지할 수 있다. 제1 차광막(44)의 각각에 형성되어질 개구는 각각의 화소에 제공되기 위한 콘택홀(42CH)이다. 제1 차광막(44)은 단지 제2 차광막(46)을 제공하는 것만으로는 제거될 수 없는 광 누설을 야기시키는 개구를 더 막는다.

도 11에 도시된 바와 같이, 광 누설을 일으키는 개구(49)를 절연물로 직접적으로 막는 것이 가능하다. 예를 들어, 광 누설의 개구(49) 상에 스페이서(4)와 동일한 수지 재료를 이용함으로써 차광막을 형성하는 것이 가능하다. 도 11에서, 스페이서(4)가 개구(49) 상에 설치된다. 또한, 반사 전극(5)의 개구(5P)는 차광 수지막에 의해 막아지는 것이 가능하다.

이미 설명된 바와 같이, 캐패시터는 제1 및 제2 차광막(44, 46) 사이에 형성될 수 있다. 제2 차광막(46)에는 반사 전극에 기록된 것과 동일한 비디오 신호가 공급되어 있기 때문에, 제1 차광막(44)에 고정 전압이 인가되면 캐패시터는 저장 캐패시턴스로서 이용될 수 있다. 비디오 신호가 공급되는 제2 차광막(46)은 또한 제2 반사 전극으로서 기능한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 인접한 반사 전극(5) 사이의 개구(5P)에서 제2 차광막(46)이 노출되기 때문에, 제2 차광막(46)은 액정 조성물(3)에 제4 층간 절연막(47) 및 배향막(7)(도 1 참조)을 통하여 전계를 인가하는 것이 가능하다. 제2 차광막(46)은 반사 전극(5)과 마찬가지의 방식으로 AC 구동되기 때문에, 제2 차광막(46)에 의해 개구(5P) 근방의 액정 조성물(3)에 극성이 주기적으로 반전되는 전압이 인가될 수 있으며, 그 결과 전계가 고정된 방향, 즉 DC 필드로, 개구(5P) 근방의 액정 조성물에 인가되는 것이 방지된다.

다음에, 칩 내의 패턴 밀도를 균일하게 만들기 위하여 형성된 더미 패턴이 도 12a 및 12b를 참조로 하여 설명된다. 도 12a 및 12b는 외부 단자(13) 주위에 형성된 더미 패턴(14)을 나타낸다. 외부 단자를 외부 회로와 접속시의 전기적 쇼트를 방지하기 위하여, 구동 회로 기판(1) 상의 인접한 외부 단자들 사이에 설치된 외부 단자(13) 이외의 구성은 없으며, 따라서 외부 단자가 설치되는 영역의 패턴 밀도는 구동 회로 기판(1)의 나머지 영역의 것보다 대개 낮다. 화학적 기계적 연마에서, 연마량은 연마되어질 표면의 평탄하지 않은 구조의 밀도(패턴 밀도)에 의존하며, 연마된 표면의 평탄함은 울퉁불퉁함에 의해 저하된다. 패턴 밀도가 낮은외부 단자(13)의 주위 영역에 더미 패턴(14)을 설치함으로써, 외부 단자 주위 영역의 패턴 밀도는 균일하게 되어, 후속하는 화학적 기계적 연마에 의해 균일하게 평탄한 표면을 갖는 박막을 제조하는 것을 가능하게 한다.

도 12b는 도 12a의 라인 XIIB-XIIB를 따라서 자른 구동 회로 기판의 단면도이다. 외부 단자(13)는 제1 도전막(42), 제1 차광막(44), 제2 차광막(46) 및 반사 전극(5)으로 중첩된 층으로 구성된다. 접속부의 도전막의 두께를 두껍게 하기 위하여, 접속부의 도전막은 제1 차광막(44), 제2 차광막(46) 및 반사 전극(5)의 3개의 중첩된 층으로 구성된다. 구동 회로 내에 설치된 신호 라인은 제1 도전막(42)으로 구성되기 때문에, 제1 차광막(44) 및 제1 도전막(42)은 층간 절연막에 의해 형성된 콘택홀을 통하여 함께 접속된다.

도 13은 투명 기판(2)이 중첩된 구동 회로 기판(1)의 사시도이다. 구동 회로 기판(1)의 주변부에는 주변 프레임(11)이 형성되어 있고, 액정 조성물(3)이 주변 프레임(11), 구동 회로 기판(1) 및 투명 기판(2)으로 둘러싸인 공간에 보유된다. 중첩된 구동 회로 기판(1) 및 투명 기판(2)의 사이의 주변 프레임(11)의 외측 주위로 실링 부재(12)가 피복된다. 구동 회로 기판(1) 및 투명 기판(2)은 실링 부재(12)에 의해 함께 고정되어 액정 표시 소자(액정 표시 패널)(100)를 형성한다.

다음에, 도 14에 도시된 바와 같이, 액정 표시 소자(100)에 외부 신호를 공급하기 위한 플랙시블 인쇄 회로 배선판(80)이 외부 단자(13)에 접속된다. 플랙시블 인쇄 회로 배선판(80)의 일단의 2개의 최외측의 단자는 나머지 단자보다 길게 형성되어, 투명 기판(2) 상에 형성된 대향 전극(6)에 접속되는 대향 전극 단자를형성한다. 이 방식으로, 플랙시블 인쇄 회로 배선판(80)은 구동 회로 기판(1)과 투명 기판(2)의 양측에 접속된다.

종래에는, 플랙시블 인쇄 회로 배선판(80)이 구동 회로 기판(1) 상에 설치된 외부 단자에 접속되며, 따라서 플랙시블 인쇄 회로 배선판(80)으로부터 대향 전극(6)으로의 배선은 구동 회로 기판(1)을 통하여 이루어진다.

본 발명의 본 실시예에서의 투명 기판(2)에는 플랙시블 인쇄 회로 배선판(80)에 접속되는 접속부가 제공되어, 플랙시블 인쇄 회로 배선판(80)이 대향 전극(6)에 직접적으로 접속되게 한다. 투명 기판(2)을 구동 회로 기판(1) 상에 중첩시킴으로써 액정 표시 패널(100)이 형성된다. 투명 기판(2)은 구동 회로 기판(1) 상에 중첩되어 투명 기판(2)의 주변부가 구동 회로 기판(1)의 외측 엣지로 확장되어, 플랙시블 인쇄 회로 배선판(80)이 대향 전극(6)에 접속되는 접속부(82)를 제공한다.

도 15, 16 및 17은 액정 표시 장치(200)의 구성을 나타낸다. 도 15는 액정 표시 장치(200)의 전체적인 주 구성부의 분해 조립도이고, 도 16은 액정 표시 장치(200)의 평면도이며, 도 17은 도 16의 액정 표시 장치(200)의 단면도이다. 도 17에서, 각 구성의 두께는, 이해를 위하여 과장되어 도시되어 있다.

도 15에 도시된 바와 같이, 플랙시블 인쇄 회로 배선판(80)이 접속된 액정 표시 패널(100)이 쿠션 부재(61)를 사이에 개재하여 방열판(heat-radiating plate)(62) 상에 설치된다. 쿠션 부재(61)는 고열 전도성을 가지며, 액정 표시 패널(100)로부터의 열에 대하여 방열판(62)과 액정 표시 패널(100) 사이의 갭을 매립하여 방열판(62)을 쉽게 전도되게 한다. 참조 번호 63은 몰드 케이스(mold case)를 나타내며, 이것은 방열판(62)에 접착제로 고정되어 있다.

도 17에 도시된 바와 같이, 플랙시블 인쇄 회로 배선판(80)은 몰드 케이스(63)와 방열판(62) 사이를 지나서, 몰드 케이스(63)의 외부로 추출된다. 참조 번호 65는 차광판을 나타내며, 광원으로부터의 광이 액정 표시 장치(200)의 의도하지 않는 부분으로 입사되는 것을 막으며, 참조 번호 66은 차광 프레임으로, 유리판으로 구성되며 액정 표시 장치(200)의 표시 영역을 정의한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 크기의 소형화, 고 해상도 및 고 휘도성이 기대되는 액정 프로젝터에 유용한 반사형 액정 표시 장치를 실현할 수 있다. 또한, 본 발명은 우수한 표시 품질의 반사형 액정 표시 장치를 실현하며, 불필요한 입사광이 액정 표시 소자에 발생하는 것을 방지함으로써 우수한 표시 품질의 액정 표시 장치, 및 이 액정 표시 장치를 이용한 액정 프로젝터를 실현시킨다.

Claims

액정 표시 장치에 있어서,

제1 기판;

제2 기판;

상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 끼워 넣어진 액정층;

상기 제1 기판의 액정층 측 표면 상에 설치된 복수개의 반사 전극- 상기 복수개의 반사 전극 각각은 비디오 신호가 공급되도록 구성됨 -;

상기 제2 기판의 액정측 측 표면 상에 설치된 대향 전극;

상기 복수개의 반사 전극의 아래에 설치된 복수개의 제2 차광막- 상기 복수개의 제2 차광막과 상기 복수개의 반사 전극 사이에는 절연층이 개재됨 -; 및

상기 복수개의 제2 차광막 아래에 설치되고 상기 복수개의 제2 차광막 사이의 간격을 덮도록 형성된 제1 차광막을 포함하고,

상기 복수개의 제2 차광막 각각은 상기 복수개의 반사 전극 중 대응하는 반사 전극에 전기적으로 접속되고,

상기 복수개의 제2 차광막 각각은, 상기 복수개의 반사 전극 중 상기 대응하는 반사 전극과, 상기 복수개의 반사 전극 중 상기 대응하는 반사 전극에 인접하는 상기 복수개의 반사 전극 각각 사이의 간격의 적어도 일부를 덮도록 설치되며,

상기 복수개의 제2 차광막 각각은 상기 제1 차광막과 함께 캐패시턴스를 형성하고, 상기 복수개의 제2 차광막 각각에 공급되는 비디오 전압의 극성은 상기 대향 전극에 인가되는 전압에 대하여 소정 시간 간격으로 반전되는 액정 표시 장치.
액정 표시 장치에 있어서,

구동 회로 기판;

투명 기판;

상기 구동 회로 기판과 상기 투명 기판 사이에 끼워 넣어진 액정층;

상기 구동 회로 기판의 액정층 측 표면 상에 설치된 복수개의 반사 전극;

상기 투명 기판의 액정층 측 표면 상에 설치된 대향 전극;

상기 복수개의 반사 전극의 아래에 설치된 복수개의 반도체 스위칭 소자- 상기 복수개의 반도체 스위칭 소자 각각은 상기 복수개의 반사 전극 중 대응하는 반사 전극에 비디오 신호를 공급하도록 구성됨 -;

상기 복수개의 반도체 스위칭 소자를 덮기 위한 제1 차광막; 및

상기 복수개의 반사 전극 중 인접하는 반사 전극들 사이의 간격의 적어도 일부를 덮도록 각각 설치된 복수개의 제2 차광막을 포함하고,

상기 복수개의 제2 차광막 각각은 상기 복수개의 반사 전극 중 대응하는 반사 전극에 전기적으로 접속되며,

상기 복수개의 제2 차광막 각각은 상기 제1 차광막과 캐패시턴스를 형성하고, 상기 복수개의 반사 전극 각각에 공급되는 상기 비디오 신호의 극성은 상기 제1 차광막에 공급되는 전압을 변경함으로써 상기 대향 전극에 인가되는 전압에 대하여 반전되는 액정 표시 장치.
액정 표시 장치에 있어서,

제1 기판;

제2 기판;

상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 간격을 유지하기 위해 수지(resin)로 형성된 스페이서;

상기 수지로 형성되고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재된 주변 프레임;

상기 제1 기판, 상기 제2 기판 및 상기 주변 프레임에 의해 둘러싸인 공간에 채워진 액정 조성물;

상기 제1 기판의 액정층 측 표면 상에 설치된 복수개의 반사 전극;

상기 복수개의 반사 전극과 상기 주변 프레임 사이에 설치된 복수개의 더미 전극- 상기 복수개의 더미 전극 각각에는 더미 전극 신호가 공급됨 -;

상기 복수개의 반사 전극 아래에 설치된 복수개의 반도체 스위칭 소자- 상기 복수개의 반도체 스위칭 소자 각각은 상기 복수개의 반사 전극 중 대응하는 반사 전극에 신호를 공급하도록 구성됨-;

상기 복수개의 반도체 스위칭 소자를 덮기 위한 제1 차광막; 및

상기 복수개의 반사 전극 중 인접하는 반사 전극들 사이의 간격의 적어도 일부를 덮도록 각각 설치된 복수개의 제2 차광막을 포함하는 액정 표시 장치.
제3항에 있어서,

상기 더미 전극 신호는 상기 더미 전극이 블랙 표시를 제공하도록 하는 신호인 액정 표시 장치.
제3항에 있어서,

상기 복수개의 더미 전극 중 하나에 인가되는 상기 더미 전극 신호의 극성은 상기 복수개의 더미 전극 중 상기 하나에 인접하는 상기 복수개의 반사 전극 중 하나에 인가되는 신호와 동기하여 반전되는 액정 표시 장치.