KR100455537B1 - 액정 표시 장치 및 투사형 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 박막 트랜지스터를 이용하여 액정을 구동하는 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치 및 투사형 액정 표시 장치에 관한 것이다. 즉, 본 발명에 의하면, 화소 전극이 형성되는 배선 사이 또는 소자 사이의 영역 내에서의 오목 구조를 완화시키기 위하여, 레벨 차이와 같은 두께를 갖는 절연막을 형성하며, 패터닝을 행하고, 또한 배선, 스위칭 소자 및 그 상부에 형성된 절연막 상에 다른 절연막을 형성하여 배선, 스위칭 소자 및 배선 사이 영역의 전체 영역에 걸쳐 동일 레벨로 평탄화한 구조를 얻을 수 있다.

Description

액정 표시 장치 및 투사형 액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS AND PROJECTION-TYPE LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 박막 트랜지스터(이하 "TFT"라 함")를 이용하여 액정을 구동하는 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치 및 투사형 액정 표시 장치에 관한 것이다.
최근에, 액정을 구동하는 스위칭 소자로 TFT를 이용하는 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치가 활발히 개발되고 있다.
종래의 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치는 서로가 마주보도록 소정의 갭(gap)을 두고 배열된 TFT 기판 및 공통 기판과, 양 기판 내에 보존되는 액정층을 포함한다.
TFT 기판 상에, 스위칭 소자인 TFT와 이 TFT와 접속된 표시 화소 전극이 격자 상으로 배열된 주사선 및 신호선의 교점에 형성된다. 주사선, 신호선 및 화소 전극은, 각각 TFT의 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극에 전기적으로 접속되어 있다. 이런 구조를 갖는 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에서는, 선택 신호가 TFT의 게이트 전극에 인가되는 상태에서 화상 신호가 신호선을 통해 인가될 때, 소정의 신호 전하가 대응하는 화소 전극에 기록되어진다.
공통 전극은 공통 기판의 전체 표면 상에 배열된다. 적당한 전압이 TFT 기판 주위에 배치된 공통 단자를 통해 공통 전극에 인가된다.
화소 전극 캐패시터가 화소 전극과 액정을 개재하여 화소 전극에 대향하는 전극 사이에 형성된다. TFT는 이 캐패시터로 또는 이 캐패시터로부터의 전하 흐름을 제어하는 스위칭 소자로 기능한다.
상기에 언급한 구조는 콘덴서와 같은 회로 소자이며, 액정 재료는 유전체로 작용한다. 화소 전극에 전압을 인가함으로써 액정의 위치가 올라가게 되어 투과율을 변화시킴으로써 화상 표시가 실행된다.
도 5(a)는 종래의 액정 표시 장치의 하나의 화소 전극의 레이아웃을 도시한다. 도 5(b)는 도 5(a)에서의 B-B'선을 따라 절단한 장치의 단면도를 도시한다. 종래의 제조 흐름은 도 5(a) 및 (b)를 이용해서 하기에 설명될 것이다.
우선, 절연 기판(11) 상에 활성층인 다결정 실리콘 박막(12)이 두께 40 ㎚ ~ 80 ㎚로 형성된다. 이후에, 게이트 절연막(13)이 스퍼터링법 또는 CVD 법에 의해 80 ㎚ ~ 150 ㎚의 두께로 다결정 실리콘 박막 상에 형성된다.
다음으로, 게이트 전극(14)이 저저항을 가진 금속 또는 다결정 실리콘을 사용하여 소정의 형상으로 패터닝되어진다. 이후에, 이 TFT의 도전형을 결정하기 위해, 상기의 게이트 전극(14) 위쪽으로부터 인산 이온을 1 × 1015(cm-2)의 농도로 주입하여, 게이트 전극(14) 하부의 다결정 실리콘 박막(12)에 채널 영역(폴리실리콘 채널(12a))을 형성한다.
다음으로, 제 1 층간 절연막(15)이 실리콘 산화막(SiO2막)을 사용하여 전체 표면 상에 형성된 후에, 콘택 홀이 형성된다.
이후에, 신호선(16) 및 드레인 전극(17)이 Al 등의 저저항을 갖는 금속을 사용하여 형성된다.
다음으로, 제 2 층간 절연막(18)이 실리콘 질화막(SiNx) 및 SiO2막을 적층함으로써 형성된다. 계속해서, 신터링(sintering)을 행하여 SiNx막으로부터 제공된 수소 원자에 의해 폴리실리콘 채널(12a) 내에 존재하는 댕글링 본드(dangling bond)를 수소 종단화 처리함으로써 트랜지스터 성능을 개선한다.
콘택 홀의 형성 후에, 화소 전극(19)은 인듐 주석 산화물(ITO) 등의 투명 도전막을 사용하여 형성한다.
최근에는, 작은 화소 피치를 갖는 액정 표시 장치가 개발되었고, 하나의 화소 전극의 피치가 30 ㎛ 이하의, 때로는 20 ㎛ 이하의 피치를 갖는 장치가 있다. 특히, 휴대용 프로젝터에서는, 장치 전체를 소형화하기 위해 1 인치 이하의 대각 크기를 갖는 고해상의 액정 표시가 사용된다.
종래의 액정 표시 장치에서는, 장치가 고해상을 갖도록 제조될 때, 화소 전극의 영역은 화소 전극 주변의 배선과 TFT의 영역보다는 오목한 구조이기 때문에,화소 전극은 액정의 배향 처리시 충분히 러빙(rubbing)될 수 없으므로 화소 전극 상의 액정의 배향력이 저감되어, 결국, 표시 이상이 초래된다.
상기의 문제에 관해, 화소의 영역을 평탄화함으로써 표시 성능을 향상시키는 기술은 일본 특개평 4-324820 및 일본 특개평 4-338718에 개시되어 있다. 도 6은 평탄화에 관한 일본 특개평 4-324820에 개시된 액정 표시 장치의 구조를 도시하고, 도 7은 일본 특개평 4-338718에 개시된 액정 표시 장치의 구조를 도시한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 일본 특개평 4-324820에 개시된 액정 표시 장치는 배선(21), 화소 전극(22) 및 절연 기판과 하부층(23)을 포함한다. 도 6에서는, 절연 기판 상dp 배선(21) 및 화소 전극(22)을 제외한 층rhk 패턴(23)을 형성한 후에, 절연막(24)이 화소 전극(22)의 아래에 배치되도록 형성된 후 화소 전극(22) 및 배선(21)을 형성한다. 액정 표시 장치가 투과형인 경우에는, 투명 물질이 절연막(24)에 사용되어야만 하기 때문에, 예를 들어 감광성 투명 폴리이미드 수지가 사용된다.
일본 특개평 4-338718에서는, 도 7에 도시된 바와 같이, 배선(21)의 상면과 화소 전극(22)의 표면을 평탄화하기 위해, 화소 전극(22) 아래에 투명 절연막(24)을 부설하여 레벨을 상승시키거나, 배선(21)을 미리 에칭함으로써 레벨을 하강시킨다. 이후에, 배선(21)과 화소 전극(22) 사이의 레벨 차이는 배선(21)에 절연막(25)을 도포함으로써 평탄화되어진다. 절연막(25)으로는, 예를 들어 폴리이미드 수지막을 사용한다.
액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에서는, 이전보다 더 고해상이 요구되어져서, 화소 피치가 더 좁아지게 되면, 휘도의 확보를 위해 개구율 및 투과율의 개선이 요구되어진다.
소망의 개구율을 확보하기 위하여, 화소 전극의 면적을 가능한한 크게 할 필요가 있다. 그러나, 종래 기술에서는 배선(21) 또는 절연막(25)으로 도포된 배선(21)과 절연막(24)이 연속적으로 평탄해 질 수 없기 때문에, 화소 전극(22)이 형성되는 영역은 절연막(24) 상에만 한정된다. 따라서, 도 6 및 7에 도시된 종래의 구조에 기초하여, 화소 전극이 형성되는 영역이 절연막(24) 뿐만 아니라, 배선(21)의 표면 상에도 확장된 경우의 단면도를 도 8 및 9에서 도시하고 있다.
도 8에서 도시된 구조에서는, 배선(21) 및 화소 전극(22)이 서로 직접 콘택하기 때문에, 화소는 항상 배선과 전기적으로 접속된다. 또한, 도 8 및 9에 도시된 두 구조에서는, 배선의 레벨 차이에 의한 영향 때문에, 평탄한 화소 전극을 만드는 것이 불가능하다. 따라서, 액정은 러빙 단계에서는 균일하게 배열될 수 없다.
또한, 종래의 구조에서는, 화소 전극(22)이 절연막(24)의 영역을 제외한 영역에서 형성될 수 없기 때문에, 개구율의 향상을 기대할 수 없다.
또한, 종래 기술에서, 수소 종단화 처리를 위해 적층되는 SiNx막의 굴절율이 다른 절연막(예컨대, SiO2막) 또는 기판의 굴절율(1.4 ~ 1.6)과는 다른 1.8 ~ 2.0이기 때문에, 도 10(b)에 도시된 바와 같이, 굴절율의 변화로 인해 경계에서 반사가 일어나서, 도 11에 도시된 바와 같이 투과율의 감소를 초래한다.
상기에 언급한 배경 기술을 고려하면, 본 발명의 목적은 배선(21)과 절연막(24)의 영역을 연속적으로 평탄하게 함으로써 배선(21) 상에 화소 전극을 형성하는 것을 가능하게 하여 개구율을 향상시키고, 또한 각각 다른 굴절율을 가진 절연막으로 구성된 적층 구조를 배제함으로써 패널의 투과율을 향상시켜, 액정 표시 장치의 표시 성능을 향상토록 하는 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태인 액정 표시 장치를 제조하기 위한 공정을 도시한 흐름도.
도 2는 에칭 스토퍼(etching stopper)를 예시한 개념도.
도 3은 제 2 절연막의 패턴 형상을 예시한 개념도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시 형태인 액정 표시 장치를 제조하기 위한 공정을 도시한 흐름도.
도 5는 종래 화소의 평면도(a) 및 단면도(b).
도 6은 일본 특개평 8-324820에 개시된 종래의 액정 표시 장치의 단면도.
도 7은 일본 특개평 8-338718에 개시된 종래의 액정 표시 장치의 단면도.
도 8은 도 6에서 화소 전극이 배선 상에 형성된 액정 표시 장치의 단면도.
도 9는 도 7에서 화소 전극이 배선 상에 형성된 액정 표시 장치의 단면도.
도 10은 개구에서의 광의 투과 및 반사를 나타내는 예시적 개념도.
도 11은 패널 투과율 시뮬레이션.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 절연 기판
2 : 배선
3 : 제 1 절연막
4 : 제 2 절연막
5 : 제 3 절연막
12 : 다결정 실리콘 박막
13 : 게이트 절연막
22 : 화소 전극
본 발명은 기판 상에 격자 상으로 배열된 주사선과 신호선의 교점에 형성된 스위칭 소자인 박막 트랜지스터와, 박막 트랜지스터에 접속된 화소 전극을 포함하며, 주사선 및 신호선의 배선을 덮고, 두 개의 인접한 주사선과 두 개의 인접한 신호선에 의해 둘러싸인 영역의 적어도 일부가 제거된 패턴을 갖는 제 1 절연막과, 상기 두 개의 인접한 주사선과 두 개의 인접한 신호선에 의해 둘러싸인 영역 내에서만 존재하는 패턴을 갖는 제 2 절연막이 형성되고, 제 1 절연막 및 제 2 절연막 상부에 제 3 절연막이 더 형성되어 있다. 또한 본 발명의 액정 표시 장치는 제 3 절연막의 두께가 제 2 절연막과 배선 사이의 공간 폭의 적어도 1/2 이상인 것이 특징이다.
즉, 본 발명에 의하면, 화소 전극이 형성되는 배선 사이 또는 소자 사이의 영역 내에서의 오목 구조를 완화시키기 위하여, 레벨 차이와 같은 두께를 갖는 절연막을 형성하며, 패터닝을 행하고, 또한 배선, 스위칭 소자 및 그 상부에 형성된 절연막 상에 다른 절연막을 형성하여 배선, 스위칭 소자 및 배선 사이 영역의 전체영역에 걸쳐 동일한 레벨로 평탄화한 구조를 얻을 수 있다.
본 발명의 액정 표시 장치는 제 1 절연막이 굴절율이 1.8 ~ 2.0인 투명 SiNx막이고, 제 2 절연막이 굴절율이 1.4 ~ 1.6인 투명 SiO2막인 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명에 의하면, TFT 상에 수소 종단 처리가 행해지는 동안, 개구 상의 SiNx막이 제거되기 때문에, 도 11에 도시된 바와 같이, 개구의 투과율이 향상되어진다.
본 발명의 액정 표시 장치는 제 1 절연막의 제거된 영역이 제 2 절연막의 패턴보다 더 작아서, 제 2 절연막의 주변이 제 1 절연막 상부에 형성되어, 제 1 절연막이 제 2 절연막의 에칭 시에 에칭 스토퍼로 기능하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는, 제 1 절연막이 제 2 절연막의 하층에 형성되고, 그 결과 제 2 절연막의 에칭 시에 에칭 스토퍼로 기능하기 때문에, 에칭 단계는 간단해 질 수 있다.
본 발명의 액정 표시 장치는 제 1 및 제 2 절연막 상부에 형성된 제 3 절연막이 에칭 백(etching back)에 의해 박막화되는 것을 특징으로 한다.
절연막 패턴과 배선 사이에 공간을 매움으로써 액정 표시 장치의 표면을 평탄화하기 위해서는, 상층 절연막이 어느 정도 두꺼워지는 것이 요구된다. 그러나, 본 발명에 의하면, 상층 절연막을 형성한 후에 전체 표면을 에칭함으로써 소망의 두께를 갖는 절연막을 얻을 수 있다.
본 발명의 액정 표시 장치는 화소 전극이 30 ㎛ 이하의 피치로 배열되는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명에 의하면, 예를 들어, 대각 크기가 1 인치 이하인 고해상 액정 표시 장치의 표시 성능을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기의 액정 표시 장치를 사용한 투사형 액정 표시 장치를 제공한다.
즉, 본 발명의 액정 표시 장치를 사용함으로써, 밝고 표시 품질이 뛰어난 투사형 액정 표시 장치를 제조할 수 있다.
본 발명의 실시예는 하기의 도면을 참조해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태의 공정 흐름을 설명하는 단면도를 나타낸다.
우선, 절연 기판과 하부층을 포함하는 기판(1)은 도 5의 신호선(16)의 형성까지는 종래 공정과 유사한 공정에 따라 얻어진다. 약 수백 ㎚의 두께, 즉 300 ~ 700 ㎚의 두께를 갖는 배선(2)은 절연 기판과 하부층을 포함한 기판(1) 상에 A1계의 금속 재료 등을 이용해서 형성된다.
그 후에, 예를 들어 100 ~ 200㎚ 의 두께를 갖는 SiNx막을 증착하고, 하부층 내의 채널 영역을 신터링(sintering)에 의한 수소 종단화 처리한다. 이후에, 화소 개구인 포토리쏘그래피(photolithography) 기술을 이용하여 인접 배선(2) 사이의 영역을 패터닝하여 제거함으로써, 제 1 절연막(3)을 형성한다. 이때에, 제거 패턴의 형상은 후술하는 제 2 절연 막 패턴보다 배열 산포의 마진(margin)에 상당하는약 0.2 ~ 0.5㎛ 정도 작은 패턴인 것이 바람직하다.
다음으로, 기판의 표면으로부터 제 1 절연막(3)으로 덮인 배선(2)의 상면까지의 레벨 차이를 해소하기 위하여, 약 수백에서 1 천 ㎚의 두께를 갖는 SiO2막을 형성하고 에칭에 의해 패터닝을 행하여 배선(2) 사이에 제 2 절연막(4)을 형성한다. 이때에, 상술한 제 1 절연막(3)이 제 2 절연막(4)의 형성 시의 에칭 스토퍼로도 기능하여, 하부층이 에칭되는 것을 막을 수 있다(도2 참조).
또한, 제 2 절연막(4)에 대한 패턴 형상은 후술하는 바와 같이 배선 패턴, 드레인 전극 등으로부터 일정한 공간 폭(d)을 확보할 수 있는 한 제한되지 않는다(도 3참조).
절연막(4)의 형성 후에, 제 3 절연막(5)이 더 형성된다. 이때에, 배선(2)과 제 2 절연막(4)의 패턴 사이에 공간 폭(d)을 제어함으로써 제 3 절연막(5) 상의 평탄성이 제어될 수 있다.
공간 폭(d)이 너무 넓은 경우에는, 제 3 절연막(5)이 형성될 때의 배선(2)과 제 2 절연막(4) 사이의 공간 상부에 레벨 차이가 생기기 때문에, 평탄성이 향상될 수 없다. 한편, 공간 폭(d)이 너무 좁은 경우에는, 제 3 절연막(5)이 공간을 매울 수 없기 때문에 공간 내에 공동이 생긴다. 공간 폭(d)은 예를 들어, 1.5㎛ 정도가 되어야만 한다. 제 3 절연막(5)은 막 형성시에 공간을 매움으로써 상부층을 평탄화하기 위해 형성되기 때문에, 형성된 막의 두께는 적어도 공간 폭(d)의 1/2 이상일 필요가 있다(도 3 참조). 예를 들어, 공간 폭이 약 1.8㎛인 경우에는, 약 900㎚ 이상의 두께를 갖는 산화막 SiO2가 형성되어야만 하고, 실제로, 절연막(5)은 약 1100 ㎚의 두께로 형성된다.
상기에 언급한 바와 같이 형성된 제 3 절연막(5) 상에, 예를 들어 ITO 또는 In2O3-Zn 계의 금속 산화물 등의 투명 도전막을 사용하여 스퍼터링법 등에 의해 화소 전극(6)을 형성한다. 또한, ITO 등이 사용되는 경우에 화소 전극(6)의 두께는 약 100 ~ 150 ㎚ 정도이다.
다음으로, 도 4는 본 발명의 실시예의 제 2 실시 형태의 공정 흐름을 설명하는 단면도를 나타낸다.
제 1 실시 형태와 유사하게, 기판 상에 배선(2), 제 1 절연막(3) 및 제 2 절연막(4)이 형성된 후, 제 3 절연막(5)이 전체 표면 상에 증착된다.
본 발명의 제 2 실시 형태에서는, 제 3 절연막(5)의 전체 표면은 배선(2) 상의 절연막(5)의 두께를 감소시키기 위하여 에칭 백된다. 공간을 매우고 평탄성을 향상시키기 위하여, 절연막(5)이 더 두꺼운 것이 좋다. 그러나, 화소 전극(6)과 접속하기 위해 절연막(5) 상에 미세 콘택 홀을 형성하는 것이 요구되므로, 두께가 더 두꺼워짐에 따라, 에칭에 의한 미세 패턴의 형성과 제어가 더욱 어려워진다. 또한, 상기에 언급한 바와 같이, ITO 등이 사용되는 경우에는, 화소 전극(6)의 두께가 단지 약 100 ~ 150 ㎚ 정도이므로, 콘택 홀에서의 박막 화소 전극(6)의 커버리지(coverage)를 고려하면, 콘택 홀이 형성되는 절연막(5)은 더 얇은 것이 좋다. 따라서, 증착시에, 절연막(5)은 예를 들어, 약 1100 ㎚ 정도의 두께로 두껍게 형성되고, 이후에 두껍게 형성된 절연막(5)의 전체 표면을 에칭 백하여 소망의 두께를 갖도록 절연막(5)을 제어한다. 또한, 절연막(5)의 형성시에 상기 공간 상부에서 조금 발생하는 절연막(5)의 레벨 차이가 제거될 수 있기 때문에, 평탄성은 더욱 향상될 수 있다. 화소 전극(6)의 커버리지 등을 고려할 때, 두께 감소 후의 절연막(5)의 두께는 200 ~ 400 ㎚로 조정된다.
그 후에, 제 1 실시 형태와 유사한 에칭 백에 의해 감소되어진 두께를 갖는 절연막(5) 상에 화소 전극(6)이 형성된다.
<실시예>
본 발명의 실시예가 하기에 예시되어 있지만 본 발명을 한정하려는 것은 아니다.
<실시예 1>
도 5에 도시된 유사한 공정을 사용하여 신호 배선이 형성되어 있는 절연 기판(1) 상에, 배선(2)이 A1 계 금속 재료를 사용하여 형성되어 있다. 배선(2)의 두께는 700 ㎚이었다. 다음으로, 제 1 절연막(1)의 SiNx막은 200 ㎚의 두께로 증착되었다. 하부층 내의 채널 영역이 신터링에 의해 수소 종단화 처리가 된 후, 포토리쏘그래피를 사용하여 배선 사이의 영역을 패터닝하여 제거함으로써, 제 1 절연막(3)을 형성하였다.
다음으로, 700 ㎚의 두께를 갖는 SiO2막을 형성하고 패터닝하여 배선(2) 사이에 제 2 절연막(4)을 형성하였다. 이때에, 배선(2)과 절연막(4) 사이의 공간폭(d)은 1.5 ㎛이었다.
절연막(4)의 패턴이 형성된 후에, 1100 ㎚의 두께를 갖는 제 3 절연막(5)을 더 형성하였다.
또한, 100 ㎚의 두께를 갖는 박막 화소 전극(6)을 ITO를 사용해서 절연막(5) 상에 형성하였다.
<실시예 2>
다음으로, 실시예 1과 같이, 배선에 의해 둘러싸인 영역 내에 제 2 절연막(4)이 형성된 후에, 1100 ㎚의 두께를 갖는 제 3 절연막(5)을 형성하였다. 이 후에, 절연막(5)의 전체 표면을 400 ㎚ 만큼 에칭 백하여 절연막(5)의 두께를 700 ㎚로 만들었다.
또한, 화소 전극(6)을 ITO를 사용해서 형성하였다. 화소 전극(6)의 두께는 100 ㎚이었다.
본 발명에 의하면, 배선의 전체 구역과 배선에 의해 둘러싸인 영역은 매끄럽고 평탄하며, 화소 전극은 평탄한 영역 상에 형성될 수 있다. 따라서, 레벨 차이로 인하여 액정 배향을 위한 러빙 시에 장해가 저감되기 때문에, 배향 불량 등의 표시 품질의 저하가 방지될 수 있다. 또한 배선 및 배선에 의해 둘러싸인 구역 상의 평탄성이 연속적이고, 배선이 절연막으로 덮여져 있기 때문에, 배선의 상부층 상에 화소 전극을 형성하는 것이 가능하며, 화소 전극이 넓은 범위 내에서 형성될 수 있고, 개구율이 향상될 수 있다.
이후에는, 고해상도의 개선에 수반하여, 배선의 저저항화가 요구될 수 있다. 예를 들어, 배선 두께를 두껍게 하도록 진행될 수 있다. 그러나, 본 발명은 큰 레벨 차이 또는, 반대로 작은 레벨 차이에 대한 두께 제어에 관해서도, 막이 형성될 때의 절연막(5)의 두께를 제어하는 것만으로써, 각종의 막 두께에 쉽게 대처할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 각각 다른 굴절율을 가진 절연막의 경계에서의 광 의 반사를 방지함으로써 패널 투과율을 개선시킬 수 있고, 평탄화와 조합하여, 고개구율 및 고투과율을 갖는 고해상도의 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

Claims (33)

  1. 기판 상에 격자 상으로 배열된 주사선과 신호선의 교점에 형성된 스위칭 소자인 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터와 접속된 화소 전극을 포함하는 액정 표시 장치에 있어서,
    상기 주사선 및 상기 신호선의 배선을 덮고, 두 개의 인접한 주사선과 두 개의 인접한 신호선에 의해 둘러싸인 영역의 적어도 일부가 제거된 패턴을 갖는 제 1 절연막과, 상기 두 개의 인접한 주사선과 두 개의 인접한 신호선에 의해 둘러싸인 영역 내에서만 존재하는 패턴을 갖는 제 2 절연막이 형성되고, 상기 제 1 절연막 및 제 2 절연막 상부에 제 3 절연막이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제 3 절연막의 두께가 상기 제 2 절연막과 상기 배선 사이의 공간 폭의 1/2 이상인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 절연막은 굴절율이 1.8 ~ 2.0인 투명 SiNx막이고, 상기 제 2 절연막은 굴절율이 1.4 ~ 1.6인 투명 SiO2막인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제 1 절연막은 굴절율이 1.8 ~ 2.0인 투명 SiNx막이고, 상기 제 2 절연막은 굴절율이 1.4 ~ 1.6인 투명 SiO2막인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서.
    상기 제 1 절연막의 제거된 영역이 상기 제 2 절연막의 패턴보다 더 작아서, 상기 제 2 절연막의 주변이 상기 제 1 절연막 상부에 형성되어 상기 제 1 절연막이 상기 제 2 절연막의 에칭 시에 에칭 스토퍼로 기능하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제 1 절연막의 제거된 영역이 상기 제 2 절연막의 패턴보다 더 작아서, 상기 제 2 절연막의 주변이 상기 제 1 절연막 상부에 형성되어 상기 제 1 절연막이 상기 제 2 절연막의 에칭 시에 에칭 스토퍼로 기능하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제3항에 있어서.
    상기 제 1 절연막의 제거된 영역이 상기 제 2 절연막의 패턴보다 더 작아서,상기 제 2 절연막의 주변이 상기 제 1 절연막 상부에 형성되어 상기 제 1 절연막이 상기 제 2 절연막의 에칭 시에 에칭 스토퍼로 기능하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제 1 절연막의 제거된 영역이 상기 제 2 절연막의 패턴보다 더 작아서, 상기 제 2 절연막의 주변이 상기 제 1 절연막 상부에 형성되어 상기 제 1 절연막이 상기 제 2 절연막의 에칭 시에 에칭 스토퍼로 기능하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 절연막 및 제 2 절연막 상부에 형성된 상기 제 3 절연막은 에칭 백(etching back)에 의해 박막화되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 제 1 절연막 및 제 2 절연막 상부에 형성된 상기 제 3 절연막은 에칭 백에 의해 박막화되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 제 1 절연막 및 제 2 절연막 상부에 형성된 상기 제 3 절연막은 에칭백에 의해 박막화되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  12. 제4항에 있어서,
    상기 제 1 절연막 및 제 2 절연막 상부에 형성된 상기 제 3 절연막은 에칭 백에 의해 박막화되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 제 1 절연막 및 제 2 절연막 상부에 형성된 상기 제 3 절연막은 에칭 백에 의해 박막화되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  14. 제6항에 있어서,
    상기 제 1 절연막 및 제 2 절연막 상부에 형성된 상기 제 3 절연막은 에칭 백에 의해 박막화되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  15. 제7항에 있어서,
    상기 제 1 절연막 및 제 2 절연막 상부에 형성된 상기 제 3 절연막은 에칭 백에 의해 박막화되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 제 1 절연막 및 제 2 절연막 상부에 형성된 상기 제 3 절연막은 에칭백에 의해 박막화되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 화소 전극은 30 ㎛ 이하의 피치로 배열되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  18. 제2항에 있어서,
    상기 화소 전극은 30 ㎛ 이하의 피치로 배열되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  19. 제3항에 있어서,
    상기 화소 전극은 30 ㎛ 이하의 피치로 배열되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  20. 제4항에 있어서,
    상기 화소 전극은 30 ㎛ 이하의 피치로 배열되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  21. 제5항에 있어서,
    상기 화소 전극은 30 ㎛ 이하의 피치로 배열되는 것을 특징으로 하는 액정표시 장치.
  22. 제6항에 있어서,
    상기 화소 전극은 30 ㎛ 이하의 피치로 배열되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  23. 제7항에 있어서,
    상기 화소 전극은 30 ㎛ 이하의 피치로 배열되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  24. 제8항에 있어서,
    상기 화소 전극은 30 ㎛ 이하의 피치로 배열되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  25. 제9항에 있어서,
    상기 화소 전극은 30 ㎛ 이하의 피치로 배열되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  26. 제10항에 있어서,
    상기 화소 전극은 30 ㎛ 이하의 피치로 배열되는 것을 특징으로 하는 액정표시 장치.
  27. 제11항에 있어서,
    상기 화소 전극은 30 ㎛ 이하의 피치로 배열되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  28. 제12항에 있어서,
    상기 화소 전극은 30 ㎛ 이하의 피치로 배열되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  29. 제13항에 있어서,
    상기 화소 전극은 30 ㎛ 이하의 피치로 배열되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  30. 제14항에 있어서,
    상기 화소 전극은 30 ㎛ 이하의 피치로 배열되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  31. 제15항에 있어서,
    상기 화소 전극은 30 ㎛ 이하의 피치로 배열되는 것을 특징으로 하는 액정표시 장치.
  32. 제16항에 있어서,
    상기 화소 전극은 30 ㎛ 이하의 피치로 배열되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  33. 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 기재된 액정 표시 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 투사형 액정 표시 장치.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3710372B2 (ja) * 2000-10-20 2005-10-26 シャープ株式会社 液晶表示装置および投射型液晶表示装置
JP4419119B2 (ja) 2003-12-03 2010-02-24 日本電気株式会社 電気光学装置及び投射型表示装置
TWI345836B (en) 2007-06-12 2011-07-21 Au Optronics Corp Dielectric layer and thin film transistor,display planel,and electro-optical apparatus

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000035523A (ko) * 1998-11-18 2000-06-26 가네꼬 히사시 투명 화소 전극을 구비한 반사형 액정 표시 장치 및 그제조 방법

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4704559A (en) * 1986-02-25 1987-11-03 Seiko Instruments & Electronics Ltd. Matrix type multi-color display device
JPH04324820A (ja) 1991-04-25 1992-11-13 Seiko Epson Corp アクティブマトリクス型液晶表示装置
JPH04338718A (ja) 1991-05-16 1992-11-26 Seiko Epson Corp 液晶表示装置
RU2042973C1 (ru) * 1992-12-30 1995-08-27 Малое научно-производственное предприятие "ЭЛО" Жидкокристаллическая цветная дисплейная панель с активной матрицей
JP3187306B2 (ja) * 1995-10-31 2001-07-11 シャープ株式会社 透過型液晶表示装置
US5866919A (en) * 1996-04-16 1999-02-02 Lg Electronics, Inc. TFT array having planarized light shielding element
KR100229613B1 (ko) * 1996-12-30 1999-11-15 구자홍 액정 표시 장치 및 제조 방법
JPH11102907A (ja) * 1997-09-26 1999-04-13 Sharp Corp 半導体装置の製造方法および絶縁膜形成装置
JP3267271B2 (ja) * 1998-12-10 2002-03-18 日本電気株式会社 液晶表示装置およびその製造法
JP2001133792A (ja) * 1999-08-23 2001-05-18 Sharp Corp 液晶表示装置
JP3505445B2 (ja) 1999-08-30 2004-03-08 シャープ株式会社 液晶表示装置及びその製造方法
JP3710372B2 (ja) * 2000-10-20 2005-10-26 シャープ株式会社 液晶表示装置および投射型液晶表示装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000035523A (ko) * 1998-11-18 2000-06-26 가네꼬 히사시 투명 화소 전극을 구비한 반사형 액정 표시 장치 및 그제조 방법

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