KR100430117B1 - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR100430117B1 KR10-2002-0024129A KR20020024129A KR100430117B1 KR 100430117 B1 KR100430117 B1 KR 100430117B1 KR 20020024129 A KR20020024129 A KR 20020024129A KR 100430117 B1 KR100430117 B1 KR 100430117B1
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Abstract

제 1 기판과 제 2 기판과의 사이에 액정층을 구비하고, 제 1 기판의 액정층 측에 요철 형상을 갖는 요철층을 구비한 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서는, 요철층은, 제 1 기판 상에 감광성 수지를 성막하는 성막 공정과, 성막된 감광성 수지를 소정 패턴을 갖는 마스크를 개재하여 노광하는 제 1 노광 공정과, 제 1 노광 공정에 의해 노광된 감광성 수지를 현상하는 현상 공정과, 현상된 감광성 수지 전체를 노광하는 제 2 노광 공정과, 제 2 노광 공정에 의해 노광된 감광성 수지를 가열하는 가열 공정에 의해 형성된다.

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법 { LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD OF FABRICATING THE SAME }
본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이며, 특히 시야각을 확대하기 위한 구조 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 태양광 등의 외광(外光)을 반사하여 화상을 표시하는 반사 표시 기능을 구비한 액정 표시 장치가 실용화되고 있다. 이와 같은 액정 표시 장치는, 일반적으로, 반사광에 의해 화상을 표시하는 때에, 반사광을 산란시켜 시야각을 넓히고 있다. 이 액정 표시 장치에 구비된 반사 전극은 반사광을 산란시키기 위해서, 그 표면에 요철을 갖고 있다.
종래, 이런 종류의 요철층을 구비한 액정 표시 장치로서, 예를 들면, 일본 특개 2000-258762호 공보에 기재된 액정 표시 장치가 알려져 있다. 이 일본 특개 2000-258762호 공보에 기재된 액정 표시 장치에 의하면, 어레이 기판은 반사 전극의 하지층으로서, 절연층에 의해 형성된 요철층을 구비하고 있다. 반사 전극은 이 요철층의 요철 형상을 따라 요철 형상으로 형성되어 있다.
이 요철층은, 예를 들면 이하와 같이 하여 형성된다. 즉, 우선, 기판 상에 포지티브(positive)형의 감광성 수지를 도포한다. 그 후, 이 감광성 수지를 소정의 패턴을 갖는 마스크를 개재시켜 노광하고 현상하는 것에 의해, 감광성 수지에 요철 형상을 형성한다. 그 후, 현상된 감광성 수지를 가열, 즉 포스트 베이크(post bake) 하는 것에 의해, 감광성 수지를 용융하여 요철 형상을 매끄럽게 하는 동시에 감광성 수지를 경화시킨다. 이에 의해, 요철층이 형성된다.
이와 같이, 일본 특개 2000-258762호 공보에 기재된 방법으로 요철층을 형성하는 경우, 감광성 수지를 경하시키는 때에 고온으로 가열하고 있다. 그러나, 포스트 베이크를 할 때 급격한 온도 상승에 의해, 감광성 수지가 과잉하게 용융해 버리는 경우가 있다. 이 때문에, 감광성 수지에 원하는 요철 형상을 형성하는 것이 곤란하다. 이에 의해, 반사 표시 기능을 갖는 액정 표시 장치에 있어서, 시야각을 확대하는 것이 곤란하다고 하는 문제가 생긴다.
본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 비균일 반사를 생기게 하지 않고 시각을 넓게 한 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 관한 액정 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 나타낸 액정 표시 패널의 단면 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 나타낸 어레이 기판의 스위칭 소자 주변의 단면 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4a 내지 도 4e는, 도 1에 나타낸 액정 표시 패널에서의 절연층의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는, 비교예 1의 액정 표시 장치에서의 절연층의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 6a 내지 도 6e는, 비교예 2의 액정 표시 장치에서의 절연층의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 실시예, 비교예1, 및 비교예 2의 각각의 액정 표시 장치에서의 각도 범위, 및 비균일 반사 발생율의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 액정 표시 패널
18 : 주사선 구동 회로
19 : 신호선 구동 회로
32 : 액정 주입구
33 : 실링 부재
100 : 어레이 기판
101 : 유리 기판(어레이 기판)
102 : 표시 영역
104 : 주변 영역
106 : 실링 부재
110 : 박막 트랜지스터(화소 TFT)
130 : 화소 전극(반사 전극)
300 : 액정 조성물
X : 신호선
Y : 주사선
이 발명의 제 1 양태에 의한 액정 표시 장치의 제조 방법은,
제 1 기판과 제 2 기판과의 사이에 액정층을 구비하고, 상기 제 1 기판의 액정층 측에 요철 형상을 갖는 요철층을 구비한 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서,
상기 요철층은,
기판 상에 감광성 수지를 성막하는 성막 공정과,
성막한 감광성 수지를 소정 패턴을 갖는 마스크를 개재하여 노광하는 제 1 노광 공정과,
제 1 노광 공정에 의해 노광된 감광성 수지를 현상하는 현상 공정과,
현상된 감광성 수지 전체를 노광하는 제 2 노광 공정과,
제 2 노광 공정에 의해 노광된 감광성 수지를 가열하는 가열 공정에 의해 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 이 발명의 제 2 양태에 의한 액정 표시 장치는,
제 1 기판과 제 2 기판과의 사이에 액정층을 구비하고,
상기 제 1 기판은 그 액정층 측에 요철 형상을 갖는 요철층을 구비하고,
상기 요철층은,
기판 상에 감광성 수지를 성막하는 성막 공정과,
성막된 감광성 수지를 소정 패턴을 갖는 마스크를 개재하여 노광하는 제 1 노광 공정과,
제 1 노광 공정에 의해 노광된 감광성 수지를 현상하는 현상 공정과,
현상된 감광성 수지 전체를 노광하는 제 2 노광 공정과,
제 2 노광 공정에 의해 노광된 감광성 수지를 가열하는 가열 공정에 의해 형성된 것을 특징으로 한다.
이 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 의하면, 감광성 수지를 가열하기 전의 제 2 노광 공정에 있어서, 감광성 수지 전체를 노광하고 있다. 이 때문에, 가열하기 전의 감광성 수지의 점성이 향상된다. 따라서, 가열 공정에 있어서 감광성 수지를 가열해도, 감광성 수지가 과잉하게 용융되는 것을 억제할 수 있다.
이에 의해, 감광성 수지에 형성되는 요철 형상을 제어하기 쉽게 되고, 마스크의 소정 패턴에 대응한 원하는 요철 형상을 균일하게 형성할 수 있다. 또한, 균일한 요철 형상을 형성하는 것이 가능하게 되기 때문에, 비균일 반사의 발생을 억제할 수 있고, 더욱이 시야각을 확대하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 추가적인 목적 및 이익들은 아래의 설명에서 설명될 것이고, 어느 정도 설명에서 명백할 것이고, 또는 본 발명의 실시에 의해 알게 될 수도 있다. 본발명의 목적 및 이익들은 이하에 특히 지적되는 매개 및 결합 수단에 의해 실현되고 얻을 수 있을 것이다.
첨부되고 명세서의 일부를 구성하는 도면은, 본 발명의 대표적인 바람직한 실시예를 설명하고, 아래의 일반적인 설명 및 바람직한 실시예의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위해 사용된다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 관한 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에 나타내는 것처럼, 액정 표시 장치, 예를 들면 액티브 매트릭스 (active matrix)형의 반사형 액정 표시 장치는, 액정 표시 패널 (10)을 구비하고 있다. 이 액정 표시 패널 (10)은, 제 1 기판으로서의 어레이 기판 (100)과, 이 어레이 기판 (100)에 대향하여 배치된 제 2 기판으로서의 대향 기판 (200)과, 어레이 기판 (100)과 대향 기판 (200)과의 사이에 배치된 액정층을 구성하는 액정 조성물 (300)을 구비하고 있다.
이와 같은 액정 표시 패널 (10)에 있어서, 화상을 표시하는 표시 영역 (102)는, 어레이 기판 (100)과 대향 기판 (200)을 모아 붙이는 실링(seal) 부재 (106)에 의해 둘러싸인 영역의 내측에 형성되어 있다.
표시 영역 (102)에 있어서, 어레이 기판 (100)은, 화소 전극 (130), 주사선 Y, 신호선 X, 스위칭 소자로서의 박막 트랜지스터 (110) 등을 갖고 있다. m x n 개의 화소 전극 (130)은, 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. m개의 주사선 Y는 이들 화소 전극 (130)의 행방향을 따라 배치되어 있다. n개의 신호선 X는 주사선 Y의 각각에 교차하여, 이들 화소 전극 (130)의 열방향을 따라 배치되어 있다. m x n 개의 박막 트랜지스터, 즉 화소 TFT (110)은, m x n 개의 화소 전극 (130)에 대응하여 주사선 Y 및 신호선 X의 교차 위치 근방에 각각 배치되어 있다.
표시 영역 (102)의 외주를 따라 주변 영역 (104)에 있어서, 어레이 기판 (100)은 주사선 Y에 구동 신호를 공급하는 주사선 구동 회로 (18), 신호선 X에 구동 신호를 공급하는 신호선 구동 회로 (19) 등을 갖고 있다.
도 2 및 도 3에 나타내는 것처럼, 어레이 기판 (100)은, 표시 영역 (102)에 있어서, 유리 기판 등의 투명한 절연성 유리 기판 (101) 상에, 화소 TFT (110), 절연층 (120), 화소 전극 (130) 등을 구비하고 있다. 화소 TFT (110)은, 매트릭스 형상으로 배치된 화소에 각각 대응하여 형성되어 있다. 절연층 (120)은, 화소 TFT (110)을 포함하는 표시 영역 (102)을 덮도록 형성되어 있다. 화소 전극 (130)은, 절연층 (120) 상에 화소마다 배치되어 있다.
각 화소 TFT (110)은, 화소 전극 (130)의 행을 따라 형성되는 주사선 Y 및 화소 전극 (130)의 열을 따라 형성되는 신호선 X에 접속되어 있다. 즉, 화소 TFT (110)은, 폴리 실리콘(poly silicon)막에 의해 형성된 반도체층 (112)을 갖고 있다. 이 반도체층 (112)는, 유리 기판 (101) 상에 배치된 언더 코팅(under coating)층 (160) 상에 배치되어 있다. 또한, 이 반도체층 (112)는, 채널 (channel) 영역 (112C)의 양측에 각각 분순물을 도핑(doping)하는 것에 의해 형성된 드레인 영역 (112D) 및 소스 영역 (112S)를 갖고 있다.
이 화소 TFT (110)은, 게이트 절연막 (162)을 개재하여 반도체층 (112)에 대향하여 배치된 주사선 Y와 일체인 게이트 전극 (163)을 구비하고 있다. 화소 TFT (110)의 드레인 전극 (188)은, 신호선 X와 일체로 형성되어, 게이트 절연막 (162) 및 층간 절연막 (176)을 관통하는 콘택트 홀 (177)을 개재하여 반도체층 (112)의 드레인 영역 (112D)에 전기적으로 접속되어 있다. 화소 TFT (110)의 소스 전극 (189)는, 게이트 절연막 (162) 및 층간 절연막 (176)을 관통하는 콘택트 홀 (178)을 개재하여 반도체층 (112)의 소스 영역 (112S)에 전기적으로 접속되어 있다.
화소 전극 (130)은, 알루미늄, 은, 은의 합금 등의 액정층 (300)을 통과하여 입사한 외광을 반사하는 금속 재료에 의해 형성되어 있다. 이 화소 전극 (130)은, 절연막 (120)을 관통하는 스루 홀(through hole) (126)을 개재하여 화소 TFT (110)의 소스 전극 (189)에 접속되어 있다.
이들 신호선 X나 주사선 Y 등의 배선부는, 알루미늄이나, 몰리브덴 텅스텐(molybdenum tungsten) 등의 차광성을 갖는 저저항 재료(低抵抗 材料)에 의해 형성되어 있다. 이 실시예에서는, 주사선 Y 및 게이트 전극 (163)은 주로 몰리브덴 텅스텐에 의해 형성되고, 신호선 X, 드레인 전극 (188), 및 소스 전극 (189)는 주로 알루미늄에 의해 형성되어 있다.
절연층 (120)은, 예를 들면 투명한 레지스트(resist)로 이루어지는 포지티브형의 감광성 수지로 형성되어 있다. 이 절연층 (120)은, 화소 전극 (130)의 하지층이 되는 것이어서, 액정층 (300) 측의 표면에 요철 형상을 갖는 요철층이다. 이와 같은 형상의 절연층 (120) 상에 배치된 화소 전극 (130)은, 그 절연층 (120)의 요철 형상에 따라 요철 형상으로 형성되어 있다.
대향 기판 (200)은 , 표시 영역 (102)에 있어서, 유리 기판 등의 투명한 절연성 유리 기판 (201) 상에, 컬러 필터층(202), 대향 전극 (204) 등을 구비하고 있다. 컬러 필터층 (202)는, 녹색 (G), 청색 (B), 및 적색 (R) 각각의 화소마다에 배치되어 있다. 이들 컬러 필터층 (202) (R, G, B)는, 각각 녹색, 청색, 및 적색의 각 색성분의 빛을 투과시키는 3색의 착색 수지층에 의해 구성되어 있다. 대향 전극 (204)는, 어레이 기판 (100) 측의 화소 전극 (130) 전체에 공통으로 대향하도록 배치되는 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 광투과성 도전 부재에 의해 형성되어 있다.
더욱이, 액정 표시 패널 (10)은, 필요에 따라, 어레이 기판 (100)의 표면에 화소 전극 (130)을 덮도록 배치된 배향막, 대향 기판 (200)의 표면에 대향 전극 (204)를 덮도록 배치된 배향막, 대향 기판 (200)의 이면에 배치된 편광판 등을 구비하고 있다.
이와 같은 반사형 액정 표시 장치에 있어서, 대향 기판 (200) 측으로부터 입사한 태양광 등의 외광은, 대향 기판 (200)의 유리 기판 (201), 컬러 필터층 (202), 및 대향 전극 (204)를 통과하여 액정층 (300)에 입사한다. 액정층 (300)을 통과하는 외광은, 필요에 따라 형성된 화소 전극 (130)과 대향 전극 (204)와의 사이의 전위차에 의해 제어된 액정 조성물에 의해 변조된다.
액정층 (300)을 통과한 외광은, 반사 전극 (130)에 의해 반사된다. 반사 전극 (130)에 의해 반사된 반사광은, 다시 액정층 (300)을 통과하는 때에 필요에 따라 변조되고, 대향 기판 (200)으로부터 선택적으로 출사된다. 이와 같이 해서, 외광을 반사하여 화상을 표시한다. 반사광은, 요철인 표면을 갖는 화소 전극 (130)에 의해 반사되기 때문에, 산란된다. 이 때문에, 이와 같은 구조를 갖는 액정 표시 장치에 있어서는, 평탄한 표면을 갖는 화소 전극 (130)을 사용한 경우와 비교하여, 시야각을 확대할 수 있다.
다음으로, 상술한 액정 표시 패널 (10)의 제조 방법에 대해 설명한다.
어레이 기판 (100)의 제조 공정에서는, 우선 두께 0.7mm의 유리 기판 (101) 상에, 실리콘 질화막 및 실리콘 산화막을 연속하여 성막하고, 2층 구조의 언더 코팅층 (160)을 형성한다.
이어서, 언더 코팅층 (160) 상에, 비정질 실리콘(amorphous silicon)막을 성막한다. 그리고, 이 비정질 실리콘막에 레이저 빔을 조사하여 어닐링(annealing)하는 것에 의해, 다결정화한다. 이 후에, 다결정화된 실리콘막, 즉 폴리 실리콘막을 패터닝하여, TFT (110)의 반도체층 (112)을 형성한다.
이어서, 전면에 실리콘 산화막을 성막하여, 게이트 절연막 (162)을 형성한다. 이어서, 게이트 절연막 (162) 상의 전면에 몰리브덴 텅스텐 합금막 등의 금속막을 성막한다. 그리고, 이 금속막을 소정의 형상으로 패터닝한다. 이에 의해, 주사선 Y, 및, 주사선 Y와 일체인 게이트 전극 (163) 등의 각종 배선을 형성한다.
이어서, 게이트 전극 (163)을 마스크로 하여, 반도체층 (112)에 불순물을 주입한다. 이에 의해, TFT (110)의 드레인 영역 (112D) 및 소스 영역 (112S)를 형성한다. 그리고, 기판 전체를 어닐링하는 것에 의해 불순물을 활성화한다.
이어서, 기판 전면에 산화 실리콘막을 성막하고, 층간 절연막 (176)을 형성한다. 이어서, 게이트 절연막 (162) 및 층간 절연막 (176)을 관통하여 TFT (110)의 드레인 영역 (112D)에 이르는 콘택트 홀 (177) 및 소스 영역 (112S)에 이르는 콘택트 홀 (178)을 형성한다.
이어서, 층간 절연막 (176) 상의 전면에, 몰리브덴-알루미늄의 적층막 등의 금속막을 성막한다. 그리고, 이 금속막을 소정의 형상으로 패터닝한다. 이에 의해, 신호선 X, 신호선 X와 일체인 TFT (110)의 드레인 전극 (188), 및 TFT (110)의 소스 전극 (189)를 형성한다.
이어서, 기판 상에 요철층으로서 기능하는 절연층 (120)을 형성한다. 이하에서, 도 4a 및 도 4e를 참조하여, 절연층 (120)의 제조 방법에 대해 상세하게 설명한다.
즉, 도 4a에 나타내는 성막 공정에 있어서, 스피너(spinner)에 의해, 감광성 수지로서 투명 혹은 흑색의 자외선 경화형 아크릴 수지 레지스트 (400)을 기판 (101)의 전면에 도포하고, 성막한다. 더욱이, 이 도 4a 내지 도 4e에서는, 도면의 간략화를 위해, 언더 코팅층 (160) 등의 상세한 구성은 생략하고 있다.
이어서, 도 4b에 나타내는 제 1 노광 공정에 있어서, 성막된 레지스트막 (400)을, 소정의 패턴을 갖는 포토 마스크(photo mask) (410)을 개재하여 노광한다. 이 때, 레지스트막 (400)은, 예를 들면 365nm의 파장으로 약 80mJ/cm2정도의 낮은 노광량으로 노광된다. 즉, 여기서 적용되는 포지티브형의 감광성 수지는, 노광된 부분에서 광가교(光架橋) 반응을 진행하고, 광가교 반응이 진행된 부분이 소정의 현상액에 의해 용융하여 제거되는 특성을 갖고 있다. 이 제 1 노광 공정에서는, 레지스트막 (400)에 요철 형상을 형성하기 위해, 레지스트막 (400)의 저부까지 광가교 반응이 진행되지 않는 정도의 노광량이 설정된다.
이어서, 도 4c에 나타내는 현상 공정에 있어서, 제 1 노광 공정에 의해 노광된 레지스트막 (400)을 소정의 현상액, 예를 들면 TMAH 0.7% 수용액에서 약 20초간 현상하고, 또한 수세한다. 이 현상 공정에 의해, 레지스트막 (400)의 광가교 반응이 진행된 부분만이 현상액에 용융하여 제거된다. 이에 의해, 레지스트막 (400)의 두께 방향으로, 하층을 노출하지 않는 정도의 높이를 갖는 요철 형상이 형성된다.
이어서, 도 4D에 나타내는 제 2 노광 공정(포스트 노광)에 있어서, 현상된 레지스트막 (400)의 전체를 노광한다. 이 때, 레지스트막 (400)은, 제 1 노광 공정 보다 큰 노광량, 예를 들면 365nm의 파장으로 약 500mJ/cm2정도의 높은 노광량으로 노광된다. 즉, 여기서 적용되는 포지티브형의 감광성 수지는, 노광된 부분에서 광가교 반응이 진행하고, 열에 대한 점성이 향상하여 용융하기 어렵게 되는 특성을 갖고 있다. 이 제 2 노광 공정에서는, 레지스트막 (400)을 가열한 때에 과잉하게 용융하는 것을 억제하기 위해, 레지스트막 (400) 전체에 광가교 반응이 진행하는 정도의 노광량이 설정된다.
이어서, 도 4e에 나타내는 가열 공정(포스트 베이크)에 있어서, 제 2 노광 공정에 의해 노광된 레지스트막 (400)을 핫 플레이트(hot plate) 등의 가열기 위에 올려 놓고, 예를 들면 220°C 정도의 고온에서 가열한다. 이 가열 공정에서는, 일부의 레지스트막 (400)이 열에 의해 용융하고, 레지스트막 (400)의 표면에 요철 형상을 형성한다. 이 때, 제 2 노광 공정에서 레지스트막 (400)의 전체를 노광한 것에 의해, 레지스트막 (400)에 형성되는 요철 형상을 제어하기 쉽게 되고, 원하는 요철 형상을 전체적으로 균일하게 형성할 수 있다.
이상과 같은 공정에 의해, 표면에 요철 형상을 갖는 절연층 (120)이 형성된다.
이와 같은 절연층 (120)의 형성 공정에 이어서, 스위칭 소자로서의 TFT (110)과 화소 전극 (130)을 접촉하는 스루 홀 (126)을 형성한다. 이어서, 절연층 (120) 상에 알루미늄을 성막한다. 그리고, ITO막을 소정의 화소 패턴으로 패터닝한다. 이에 의해, 스위칭 소자 (110)에 접촉한 화소 전극 (130)을 형성한다. 이어서, 기판 전면에, 폴리이미드(polyimide) 등의 배향막 부재를 도포하고 소성하는 것에 의해, 배향막을 형성한다.
이에 의해, 어레이 기판 (100)이 형성된다.
한 편, 대향 기판 (200)의 제조 공정에서는, 우선, 두께 0.7mm의 유리 기판 (201) 상에, 적색 화소, 녹색 화소, 및, 청색 화소에 각각 대응하도록, 컬러 필터층 (202) (R, G, B)를 형성한다. 이어서, 컬러 필터층 (202) 상에 ITO를 성막하고, 대향 전극 (204)를 형성한다. 이어서, 기판 전면에, 폴리이미드 등의 배향막 재료를 도포하고 소성하는 것에 의해, 배향막을 형성한다.
이에 의해, 대향 기판 (200)이 형성된다.
액정 표시 패널 (10)의 제조 공정에서는, 실링 부재 (106)을 액정 주입구(32)을 남겨두고 액정 수용 공간을 둘러싸도록 어레이 기판 (100)의 외연을 따라서 인쇄 도포하고, 어레이 기판 (100)의 배향막과 대향 기판 (200)의 배향막이 서로 대향하도록 어레이 기판 (100)과 대향 기판 (200)을 배치하고, 가열하여 실링 부재 (106)을 경화시켜 양 기판을 모아 붙인다. 이어서, 액정 조성물 (300)을 액정 주입구 (32)로부터 주입하고, 또한 액정 주입구 (32)을 실링 부재 (33)에 의해 밀봉한다.
이상과 같은 제조 방법에 의해 액정 표시 패널 (10)이 제조된다.
이와 같이 해서 제조한 액정 표시 장치에 의하면, 화소 전극 (130)의 표면에 균일한 요철 형상을 형성하는 것이 가능하게 되기 때문에, 화소 전극 (130)에 의해 외광을 반사한 때에, 비균일 반사의 발생을 억제할 수 있고, 더욱이 시야각을 확대할 수 있다.
다음으로, 상술한 실시예에 의해 제조한 액정 표시 장치와, 다른 제조 방법에 의해 제조한 액정 표시 장치를 비교한 표시 성능에 대해 설명한다.
비교예 1은, 도 5A 내지 도 5D에 나타내는 것처럼, 성막 공정-노광 공정-현상 공정-가열 공정(포스트 베이크)에 의해 형성된 요철 형상을 갖는 절연층 (120)을 구비한 액정 표시 장치이다. 도 5A 내지 도 5C에 나타낸 공정은 도 4A 내지 도 4C에 나타낸 공정과 동일하고, 또한 도 5D에 나타낸 공정은 도 4E에 나타낸 공정과 동일하다.
비교예 2는, 도 6A 내지 도 6E에 나타내는 것처럼, 성막 공정-노광 공정-현상 공정-제 1 가열 공정(멜트 베이크(melt bake))-제 2 가열 공정(포스트 베이크)에 의해 형성한 요철 형상을 갖는 절연층 (120)을 구비한 액정 표시 장치이다. 도 6A 내지 도 6C에 나타낸 공정은 도 4A 내지 도 4C에 나타낸 공정과 동일하고, 또한 도 6D에 나타낸 공정은 도 6E에 나타낸 공정과 동일하다. 도 6D에 나타낸 제 1 가열 공정에서는, 제 2 가열 공정보다 낮은 온도, 예를 들면 100°C정도의 온도에서 감광성 수지 (400)을 가열하여, 어느 정도, 감광성 수지로 이루어지는 레지스트 (400)을 경화시켜 형상을 고정시키고 있다.
이들, 3종류의 액정 표시 장치에 대해, 표시 성능으로서, 시야각의 각도 범위 및 비균일 반사 발생율에 대해 측정했다. 도 7은 그 실험 결과를 나타낸다. 또한, 노광 공정(제 1 노광 공정), 현상 공정, 및 포스트 베이크(제 2 가열 공정)의 조건은 같게 했다.
더욱이, 여기서의 각도 범위는, 이하와 같이 규정한다. 즉, 액정 표시 장치의 대향 기판 측에 30°(대향 기판의 법선에 대한 입사각) 방향으로부터 빛을 쪼이게 할 때의 반사율의 각도 분포를 측정한다. 각도 범위는, 정반사 방향을 제외한 전각도의 반사율의 총합을 100%로 한 때, 그 70%가 되는 범위에 상당하다. 각도 범위가 작은 만큼 정반사 방향 근방의 반사율이 크기 때문에, 시야각이 좁게 시각적으로 인식된다. 또한, 각도 범위가 큰 만큼 시야각은 넓게 시각적으로 인식된다.
비균일 반사 발생율은, 각 종류의 액정 표시 장치를 소정 개수 제조한 때에, 비균일 반사에 의해 불량품으로서 판정된 개수의 비율을 나타내는 것이다.
도 7에 나타내는 것처럼, 비교예 1과 같이, 현상 공정 후, 멜트 베이크 및포스트 노광 중 어느 것도 하지 않고 포스트 베이크만 한 경우, 시야각에 대응하는 각도 범위가 5°로 매우 좁았다. 이에 대해, 비교예 2와 같이, 현상 공정 후에 멜트 베이크를 한 경우의 각도 범위는 27°이고, 또한 실시예에 나타낸 것처럼, 현상 공정 후에 포스트 노광을 한 경우의 각도 범위는 28°로 되고, 시야각을 확대할 수 있었다.
또한, 비교예 2의 경우에는, 비균일 반사 발생율이 40%로 높았다. 이에 대해, 비교예 1의 경우, 및 실시예의 경우에는, 어느 것도 비균일 반사 발생율이 0%가 되고, 비균일 반사 발생을 충분히 억제할 수 있었다.
즉, 이 실시예와 같이, 현상 공정 후에 포스트 노광을 하는 것에 의해, 비균일 반사 발생율을 낮게 억누를 수 있고, 더욱이 시야각의 각도 범위를 확대할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
이들은, 이하에 나타내는 이유에 기초하는 것으로 생각된다. 즉, 비교예 1과 같이, 도 5C에 나타낸 현상 공정 후에, 도 5D에 나타낸 포스트 베이크에 있어서 급격히 높은 온도로 가열한 경우, 감광성 수지 (400)의 점성이 불충분하기 때문에, 과잉하게 용융하기 쉽다. 결과적으로, 포스트 베이크를 할 때, 감광성 수지 (400) 전체에 있어서 용융량이 크고, 요철 형상의 고저차가 작게 되고 만다. 이것이 각도 범위가 좁게 되는 원인이라고 생각된다.
또한, 비교예 2와 같이, 저온도에서 멜트 베이크를 하는 경우, 어느 정도, 감광성 수지 (400)을 경화시켜 형상을 고정하고 있다. 그러나, 감광성 수지 (400)의 온도 관리 폭은 매우 좁다. 이 때문에, 멜트 베이크를 할 때 다소의 온도차가발생하면, 그 대로 용융량의 차이에 연결된다. 일반적으로, 멜트 베이크 및 포스트 베이크 등의 가열 공정은, 기판을 핫 플레이트 상에 올려 놓아 행한다. 이 때에 사용되는 핫 플레이트는 곳에 따라 감광성 수지 (400)의 온도 관리폭보다 넓은 비균일 온도가 생길 때가 있다. 이 때문에, 멜트 베이크를 할 때의 비균일 온도는, 감광성 수지 (400)의 표면에 형성되는 요철 형상의 차이를 생기게 한다.
결과로서, 포스트 베이크를 할 때, 감광성 수지 (400)의 곳에 따라 용융량이 다르다. 즉, 용융량이 큰 곳의 요철 형상은, 고저차가 작게 된다. 용융량이 작은 곳의 요철 형상은, 고저차가 크게 된다. 이와 같이, 감광성 수지 (400) 표면의 곳에 따라 요철 형상의 고저차가 다르다. 이와 같은 요철 형상의 고르지 못함이 비균일 반사를 발생시키는 원인으로서 생각된다.
이와 같이, 비교예 1 및 비교예 2의 제조 방법에서는, 감광성 수지 (400)의 표면에 원하는 요철 형상을 형성하는 것이 곤란하다. 이에 대해, 상술한 실시예와 같이, 현상 공정의 후에, 포스트 노광을 하는 것에 의해, 포스트 베이크를 할 때에 포지티브형 감광성 수지 (400)의 용융을 억제할 수 있고, 감광성 수지 (400)의 표면에 형성되는 요철량을 제어할 수 있다.
이상 설명한 것처럼, 이 실시예에 의하면, 감광성 수지를 가열하기 전에, 감광성 수지 전체를 노광하고 있다. 이 때문에, 가열하기 전의 감광성 수지의 점성이 향상한다. 따라서, 가열 공정에 있어서 감광성 수지를 가열하는 때에, 감광성 수지의 요철 형상을 제어하기 쉽게 된다.
이에 의해, 포토 마스크의 소정 패턴에 대응한 원하는 요철 형상을 균일하게 형성할 수 있기 때문에, 비균일 반사의 발생을 억제할 수 있고, 더욱이 시야각을 확대하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 표시 품질이 우수한 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에서는, 반사형 액정 표시 장치를 예로 설명했으나, 이 발명은 이 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 이 발명은, 반사 표시 기능을 구비한 표시 장치라면 적용 가능하고, 반투과성의 금속 재료에 의해 형성된 반사 전극을 구비하여 투과 표시 기능 및 반사 표시 기능을 구비한 액정 표시 장치, 동일 화소 내에 투과 표시 기능을 달성하는 투과 전극 및 반사 표시 기능을 달성하는 반사 전극을 구비한 액정 표시 장치에도 적용 가능하다.
이 분야의 기술자들의 추가적인 이익들 및 변형들을 쉽게 생각할 수 있을 것이다. 따라서, 더 넓은 견해에서의 본 발명은 여기서 보여주고 설명한 상세한 설명 및 대표적인 실시예에 한정되지 않는다. 따라서, 다양한 변형들은, 청구항 및 그와 동등한 것들에 의해 정의된 데로의 일반적인 발명의 개념의 범위 및 정신에서 벗어남이 없이 만들어질 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 제 1 기판과 제 2 기판과의 사이에 액정층을 구비하고, 상기 제 1 기판의 액정층 측에 요철 형상을 갖는 요철층을 구비한 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서,
    상기 요철층은,
    기판 상에 감광성 수지를 성막하는 성막 공정과,
    성막된 감광성 수지를 소정 패턴을 갖는 마스크를 개재하여 노광하는 제 1 노광 공정과,
    제 1 노광 공정에 의해 노광된 감광성 수지를 현상하는 현상 공정과,
    현상된 감광성 수지 전체를 노광하는 제 2 노광 공정과,
    제 2 노광 공정에 의해 노광된 감광성 수지를 가열하는 가열 공정에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판은 스위칭 소자와, 이 스위칭 소자에 접속된 화소 전극을 구비하고,
    상기 요철층은 상기 화소 전극의 하지(下地)가 되는 절연층인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 상기 제 2 기판 측으로부터 상기 액정층을 통과하여 입사한 외광을 반사하는 금속 재료에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 요철층은 포지티브형의 감광성 수지에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 노광 공정에서의 노광량은, 상기 제 1 노광 공정에서의 노광량 보다 많은 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  6. 제 1 기판과 제 2 기판과의 사이에 액정층을 구비하고,
    상기 제 1 기판은 그 액정층 측에 요철 형성을 갖는 요철층을 구비하고,
    상기 요철층은,
    기판 상에 감광성 수지를 성막하는 성막 공정과,
    성막된 감광성 수지를 소정 패턴을 갖는 마스크를 개재하여 노광하는 제 1 노광 공정과,
    제 1 노광 공정에 의해 노광된 감광성 수지를 현상하는 현상 공정과,
    현상된 감광성 수지 전체를 노광하는 제 2 노광 공정과,
    제 2 노광 공정에 의해 노광된 감광성 수지를 가열하는 가열 공정에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 기판은 스위칭 소자와, 이 스위칭 소자에 접속된 화소 전극을 구비하고,
    상기 요철층은 상기 화소 전극의 하지가 되는 절연층인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 상기 제 2 기판 측으로부터 상기 액정층을 통과하여 입사한 외광을 반사하는 금속 재료에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 요철층은 포지티브형의 감광성 수지에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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