KR100548793B1 - 반사형표시장치및전자장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반사형 표시장치의 제조공정을 대폭 간략화 하는 것을 과제로 하는 것으로, 반사형 표시장치를 구성하는 제1 배선, 제2 배선 및 화소 전극을 절연 및 분리하기 위한 절연층들 중 적어도 하나의 절연층을 탄소계 재료 또는 안료가 분산된 절연막으로 한다. 이러한 구조에 의해, 블랙 마스크를 형성하는 종래의 공정을 대폭 간략화 할 수 있다.

Description

반사형 표시장치 및 전자장치{REFLECTION TYPE DISPLAY DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 박막 반도체를 사용한 반도체 장치로 구성된 반사형 표시장치에 관한 것으로, 특히 반사형 액정 표시장치의 구성에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그러한 반사형 표시장치를 이용한 전자장치에 관한 것이다.
근년, 모바일 컴퓨터 및 휴대 전화기(PHS를 포함)와 같은 휴대형 정보 단말기기(휴대형 기기)가 급속히 보급되고 있기 때문에, 반사형 액정 표시장치가 크게 주목받고 있다. 반사형 액정 표시장치는 광원으로서 백라이트를 필요로 하지 않기 때문에, 휴대형 기기의 소형화, 경량화 및 저소비전력화가 가능하다.
여기서, 반사형 액정 표시장치를 구성하는 화소 매트릭스 회로를 제작하는 종래의 공정을 간단히 설명한다. 화소 매트릭스 회로는 액정에 인가되는 전계를 제어하기 위한 박막트랜지스터(TFT)가 매트릭스로 배치된 회로이고, 액정 표시장치의 화상 표시영역을 구성한다.
도 2(A)에서, 부호 201은 절연 표면을 가진 기판을 나타내고, 202는 제1 화소 TFT의 활성층, 203은 제2 화소 TFT의 활성층을 나타낸다. 제1 화소 TFT와 제2 화소 TFT 사이의 거리는 화소 피치(pitch)에 대응하고, 표시가 고도로 미세하게 될수록 짧아지는 경향이 있다.
부호 204는 게이트 절연막을 나타낸다. 그 게이트 절연막(204) 상에는 게이트 전극(205, 206)이 형성되고, 그 게이트 전극(205, 206)은 게이트 선(도시되지 않음)에 접속되어 있다. 이렇게 하여, 도 2(A)에 나타낸 상태가 얻어진다.
그 다음, 한가지 도전성을 부여하는 불순물 이온(N형의 경우에는 인(P), P형의 경우에는 붕소(B))을 활성층(202, 203)에 첨가한다. 그 결과, 소스 영역(207, 208), 드레인 영역(209, 210) 및 채널 형성 영역(211, 212)이 형성된다.(도 2(B))
그 다음, 제1 층간절연막(213)을 형성하고, 콘택트 홀을 형성한 후, 소스 전극(214, 215) 및 드레인 전극(216, 217)을 형성한다. 이렇게 하여, 도 2(C)에 나타낸 상태가 얻어진다.
그리고, 제2 층간절연막(218)을 형성하고, 그 위에 블랙 마스크(219)를 형성한다. 그 다음, 그 위에 제3 층간절연막(220)을 형성하고, 마지막으로, 화소 전극(221)을 형성한다. 각각의 화소 전극(221)은 입사광을 반사하는 금속 박막으로 이루어져 반사 전극으로서의 기능을 가진다.(도 2(D))
이때, 화소 전극(반사 전극)(221)들 사이의 갭(gap)이 되는 영역 아래에 블랙 마스크(219)가 배치된다. 도 2(D)에서는, 블랙 마스크(219)가 개별적인 패턴인 것으로 나타나 있지만, 실제로는 모든 패턴이 매트릭스로 접속되어 있다. 이렇게 배치된 블랙 마스크(219)는 화소 전극(221)들 사이의 갭으로부터 누설되는 광을 차단하는 역할을 한다.
이상의 공정들에 의해, 도 2(D)에 나타낸 것과 같은 화소 매트릭스 회로가 완성된다. 그 다음, 공지의 셀 조립 공정에 의해, 화소 매트릭스 회로가 형성된 기판과 대향 기판 사이에 액정을 보유시켜, 반사형 액정 표시장치가 완성된다.
도 2(D)에 나타낸 구조와 다른 예로서, 화소 전극(221)들 사이의 갭에 소스 전극(214, 215)을 맞춤으로써 소스 전극(214, 215)을 블랙 마스크로 활용하는 것도 가능하다. 그러나, 소스/드레인 전극의 선폭이 미세화 되는 경향이 있고, 또한, 화소 전극의 패터닝 정밀도(갭의 간격에 영향을 미치는)를 고려하면, 이 제안에도 한계가 있다고 할 수 있다.
본 발명의 목적은 반사형 액정 표시장치의 제조공정을 대폭 간략화하기 위한 기술을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 다수의 TFT가 형성된 액티브 매트릭스 기판, 대향 전극을 포함하는 대향 기판, 및 상기 액티브 매트릭스 기판과 상기 대향 기판 사이에 보유된 액정 층을 포함하는 반사형 표시장치로서, 상기 다수의 TFT를 구성하는 제1 배선, 제2 배선 및 화소 전극이 절연층들에 의해 절연 및 분리되고, 그 절연층들 중 적어도 하나의 절연층이 탄소계 재료 또는 안료가 분산된 절연막으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 표시장치가 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 다수의 TFT가 형성된 액티브 매트릭스 기판, 대향 전극을 포함하는 대향 기판, 및 상기 액티브 매트릭스 기판과 상기 대향 기판 사이에 보유된 액정 층을 포함하는 반사형 표시장치로서, 상기 다수의 TFT를 구성하는 제1 배선, 제2 배선 및 화소 전극이 절연층들에 의해 절연 및 분리되고, 상기 절연층들 중 적어도 하나의 절연층이 탄소계 재료 또는 안료가 분산된 유기 수지막으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 표시장치가 제공된다.
상기 구성에서, 상기 유기 수지막은 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리이미드 아미드 및 아크릴로 이루어진 군으로부터 선택된 일 종류 또는 다수 종류의 재료로 만들어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 다수의 TFT가 형성된 액티브 매트릭스 기판, 대향 전극을 포함하는 대향 기판, 및 상기 액티브 매트릭스 기판과 상기 대향 기판 사이에 보유된 액정 층을 포함하는 전자장치로서, 상기 다수의 TFT를 구성하는 제1 배선, 제2 배선 및 화소 전극이 절연층들에 의해 절연 및 분리되고, 상기 절연층들 중 적어도 하나의 절연층이 탄소계 재료 또는 안료가 분산된 절연막으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 다수의 TFT가 형성된 액티브 매트릭스 기판, 대향 전극을 포함하는 대향 기판, 및 상기 액티브 매트릭스 기판과 상기 대향 기판 사이에 보유된 액정 층을 포함하는 전자장치로서, 상기 다수의 TFT를 구성하는 제1 배선, 제2 배선 및 화소 전극이 절연층들에 의해 절연 및 분리되고, 상기 절연층들 중 적어도 하나의 절연층이 탄소계 재료 또는 안료가 분산된 유기 수지막으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자장치가 제공된다.
본 발명에서는, 반사형 표시장치의 스위칭 소자인 다수의 TFT를 형성하는데 있어서, 층간절연막(절연층)으로서, 탄소계 재료 또는 안료가 분산된 절연막(특히 유기 수지막)을 사용한다.
예를 들어, 도 1(E)에 도시된 바와 같이, 소스/드레인 배선(120∼123)과 화소 전극(125, 126)을 절연 및 분리하기 위한 절연층에 본 발명을 사용하는 것으로, 차광성을 갖는 절연층(124)이 형성될 수 있다.
본 발명을 이용하면, 블랙 마스크를 개별적으로 제공하는 것이 필요하지 않기 때문에, 제조 공정이 대폭 간략화 되어, 제조 비용의 감소, 제조 수율의 향상, 및 스루풋의 향상을 실현하는 것이 가능하다.
[실시예 1]
본 실시예에서는, 반사형 액정 표시장치의 화소 매트릭스 회로(제1 화소 TFT와 제2 화소 TFT만을 나타냄)를 형성하는 경우의 예를 도 1(A)∼도 1(E)를 참조하여 설명한다.
절연 표면을 가진 기판으로서, 표면에 하지막(下地膜)(도시되지 않음)을 가진 유리 기판(101)을 사용한다. 유리 기판 이외에, 석영 기판, 세라믹 기판, 규소 기판 등이 사용될 수도 있다.
그 다음, 결정성 규소막으로 이루어진 활성층(102, 103)들을 형성한다. 그 활성층들 중 활성층(102)은 후에 제1 화소 TFT를 구성하고, 활성층(103)은 후에 제2 화소 TFT를 구성한다.
결정성 규소막은 감압 열 CVD법에 의해 직접 형성하여도 좋고, 또는 비정질 규소막을 결정화시켜도 좋다. 본 실시예에서는, 두께 10∼75 nm (대표적으로는, 15∼45 nm)의 비정질 규소막을 일본 공개특허공고 평7-130652호 공보에 개시된 기술에 의해 결정화시켰다. 활성층(102, 103)은 상기 공보의 기술에 의해 얻어진 결정성 규소막을 섬 형상으로 패터닝하여 형성한 것이다.
활성층(102, 103)이 형성된 후, 게이트 절연막(104)으로서 두께 120 nm의 산화규소막을 형성한다. 게이트 절연막(104)으로서는, 그 외에도, SiOXNY로 표시되는 산화질화규소막, 질화규소막 또는 그들의 적층 막이 사용될 수도 있다.
다음에, 게이트 절연막(104)상에, 알루미늄을 주성분으로 하는 재료로 된 전극 패턴(도시되지 않음)을 형성한다. 이 전극 패턴은 후에 게이트 전극과 게이트 배선이 된다(이들 배선을 제1 배선이라 칭한다).
그 다음, 2회의 양극산화 공정에 의해, 다공질 양극산화막(105, 106)과 치밀한 양극산화막(107, 108)을 형성한다. 이들 양극산화 공정의 조건에 대해서는 일본 공개특허공고 평7-135318호 공보를 참조할 수 있다. 전극 패턴의 양극산화되지 않은 영역들이 게이트 전극(109, 110)으로서 획정(劃定)된다.(도 1(A))
알루미늄을 주성분으로 하는 재료 이외에도, 탄탈, 몰리브덴 또는 텅스텐과 같은, 양극산화 가능한 재료가 사용될 수도 있다. 또한, 한가지 도전성을 부여한 결정성 규소막이 사용될 수도 있다.
도 1(A)에 나타낸 상태가 얻어진 후, 한가지 도전성을 부여하는 불순물 이온을 첨가한다. 본 실시예에서는, 화소 TFT를 N채널형으로 하기 위해 P 이온(또는 As 이온)을 첨가하였다. 가속 전압은 80 KeV로 하고, 도즈량은 1 ×1015 원자/cm2로 하였다.
이 불순물 이온 첨가 공정에서, 게이트 전극(109, 110) 및 다공질 양극산화막(105, 106)을 마스크로 하여 자기정합적으로 소스 영역(111, 112) 및 드레인 영역(113, 114)이 형성된다.(도 1(B))
그 다음, 다공질 양극산화막(105, 106)을 제거한 후, P 이온(또는 As 이온)을 다시 첨가한다. 이 이온 첨가 공정에서는, 가속 전압을 80 KeV로 하고, 도즈량은 앞의 첨가 공정에서의 것보다 낮은 1 ×1014 원자/cm2로 한다.
그 결과, 소스 영역(111, 112) 및 드레인 영역(113, 114)의 도전성이 더욱 증가되고, 이전의 다공질 양극산화막(105, 106)으로 가려진 영역(115, 116)에는 소스/드레인 영역보다 낮은 농도로 P 이온이 첨가된다. 이들 영역(115, 116)이 저농도 도핑 영역(저농도 불순물 영역)이라 불리고, 특히 드레인 영역 쪽의 영역은 LDD 영역이라 불린다. 또한, 동시에, 불순물 이온이 첨가되지 않은 채널 형성 영역(117, 118)이 획정된다.(도 1(C))
도 1(C)에 나타낸 상태가 얻어진 후, 노(furnace) 어닐, 레이저 어닐, 또는 램프 어닐과 같은 가열처리를 행하여, 활성층에 첨가된 불순물 이온의 활성화를 행한다. 이때, 불순물 이온 첨가에 의해 활성층에서 발생된 결함을 복구시킬 수 있다.
이상과 같이 하여 TFT의 기초적인 부분이 완성된 후, 제1 절연층(119)을 형성하고, 콘택트 홀을 통해 소스 배선(120, 121) 및 드레인 배선(122, 123)을 형성한다(이들 배선을 제2 배선이라 칭한다).
이렇게 하여, 도 1(D)에 나타낸 상태가 얻어진다. 도 1(D)에 나타낸 상태가 얻어진 후, 제1 화소 TFT와 제2 화소 TFT를 덮도록 제2 절연층(124)을 형성한다. 본 발명에서는, 제2 절연층(124)으로서, 탄소계 재료(그래파이트를 포함) 또는 안료가 분산된 절연막이 사용된다. 탄소계 재료 또는 안료는 절연막에 차광성을 부여할 수 있는 것이면 충분하다. 따라서, 안료로서는 흑색 안료가 바람직하다고 말할 수 있다.
그 절연막으로서는, 산화규소막 또는 유기 수지막이 사용될 수도 있다. 그러나, 본 실시예에서는, 유기 수지막으로서, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리이미드 아미드, 아크릴 등이 사용될 수 있다.
유기 수지막은 다음의 이점(利點)을 갖는다. 즉, (1) 막이 스핀 코팅법에 의해 용이하게 형성될 수 있다. (2) 두꺼운 절연막이 높은 스루풋으로 형성될 수 있다. (3) 우수한 평탄면이 얻어질 수 있다. 특히, 아크릴은, 가장 저렴하고, 평탄성이 우수하며, 그의 감광성 때문에 직접 노광에 의해 패터닝될 수 있다는 특징을 가진다.
제2 절연층(124)은 산화규소, 질화규소, 산화질화규소, 및 유기 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 재료를 적층한 구조로 하여도 좋다. 그러한 적층 구조로 이루어진 절연층의 경우에도, 적층 구조의 적어도 하나의 층이 탄소계 재료 또는 안료가 분산된 차광막인 때 본 발명은 유효하다.
이렇게 하여 제2 절연층(124)이 형성된 후, 콘택트 홀을 형성하고, 화소 전극(125, 126)을 형성한다. 화소 전극(125, 126)은 드레인 전극(122, 123)에 각각 전기적으로 접속되고, 제1 화소 TFT와 제2 화소 TFT에 각각 전기적으로 접속된다.(도 1(E))
화소 전극(125, 126)은 높은 반사율을 갖는 재료로 만들어진다. 본 실시예에서는, 알루미늄을 주성분으로 하는 재료가 사용되었다. 화소 전극(125, 126)의 표면 상태에 대해서는, 직시(直視)형 표시장치의 경우에는 그 표면 상태가 요철이 제공된 상태로 하고, 투영(投影)형 표시장치의 경우에는 그 표면 상태가 거울면 상태로 하는 수단을 강구하는 것이 효과적이다.
마지막으로, 수소 함유 분위기 중에서 가열처리를 행하여, 활성층 내의 댕글링 결합을 수소에 의해 종단시킨다. 이 수소화 처리에 의해 TFT의 특성이 크게 개선된다. 이상과 같이 하여, 반사형 액정 표시장치의 화소 매트릭스 회로가 완성된다.
도 1(E)에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 구성에서는, 화소 전극(125, 126) 아래의 제2 절연층(124) 전체가 블랙 마스크(차광막)로 기능하기 때문에, 화소 전극들 사이의 갭(gap)을 통해서 침입하는 광이 활성층에 도달하지 않는다. 즉, TFT 구조 또는 TFT 크기에 의해 영향을 받지 않고, 입사광으로부터 활성층을 완전하게 보호하는 것이 가능하다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 종래의 블랙 마스크 형성 공정, 블랙 마스크 패터닝 공정, 및 화소 전극으로부터 블랙 마스크를 절연 및 분리시키는 절연층 형성 공정이 생략되더라도, 완전한 차광성을 확보하는 것이 가능하다.
따라서, 반사형 표시장치의 제조공정을 간략화하고, 및 스루풋 및 제조 수율을 크게 향상시키는 것이 가능하다. 또한, 제조 비용을 크게 감소시킬 수 있다.
[실시예 2]
본 실시예에서는, 동일 기판 상에 화소 매트릭스 회로와 구동회로를 집적화한 액티브 매트릭스형의 반사형 액정 표시장치의 제조공정의 예를 도 3(A)∼도 3(D)를 참조하여 설명한다. 그러나, 본 발명은 본 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 3(A)에서, 부호 301은 유리 기판, 302는 하지막(산화규소막), 303, 304, 305는 활성층, 306은 CVD법에 의해 형성된 게이트 절연막을 나타낸다. 그 활성층(303∼305)은 실시예 1에 나타낸 공정에 따라 형성될 수 있다. 한편, 그 활성층들 중, 부호 303으로 나타낸 것은 CMOS 회로를 구성하는 N채널형 TFT의 활성층을 나타내고, 부호 304로 나타낸 것은 CMOS 회로를 구성하는 P채널형 TFT의 활성층을 나타내고, 부호 305로 나타낸 것은 화소 TFT의 활성층을 나타낸다.
그 다음, 알루미늄을 주성분으로 하는 금속막(도시되지 않음)을 형성하고, 패터닝에 의해 후의 게이트 전극의 원형(原型)을 형성한다. 여기서, 일본 공개특허공고 평7-135318호 공보에 개시된 기술이 이용된다. 이 공보에 개시된 기술을 이용함으로써, 다공질 양극산화막(307∼309), 치밀한 양극산화막(310∼312), 및 게이트 전극(313∼315)이 형성된다.
그 다음, 게이트 전극(313∼315) 및 다공질 양극산화막(307∼309)을 마스크로 하여 건식 에칭법에 의해 게이트 절연막(306)을 에칭하여, 게이트 절연막(316∼318)을 형성한다. 그 다음, 다공질 양극산화막(307∼309)을 제거한다, 이렇게 하여, 게이트 절연막(316∼318)의 단부들이 노출된 상태가 얻어진다.(도 3(B))
그 다음, N형을 부여하는 불순물 이온을 2회로 나누어 첨가한다. 본 실시예에서는, 첫 번째 불순물 이온 첨가를 높은 가속 전압으로 행하여 n- 영역을 형성한다. 이때, 가속 전압이 높기 때문에, 불순물 이온이 활성층의 노출된 표면뿐만 아니라, 노출된 게이트 절연막의 단부 아래의 부분들에도 첨가된다. 그리고, 두 번째 불순물 이온 첨가를 낮은 가속 전압으로 행하여 n+ 영역을 형성한다. 이때, 가속 전압이 낮기 때문에, 게이트 절연막이 마스크로서 기능한다.
이상의 공정들을 거쳐, CMOS 회로를 구성하는 N채널형 TFT의 소스 영역(319), 드레인 영역(320), 저농도 도핑 영역(321), 및 채널 형성 영역(322)이 형성된다. 또한, 화소 TFT를 구성하는 N채널형 TFT의 소스 영역(323), 드레인 영역(324), 저농도 도핑 영역(325), 및 채널 형성 영역(326)이 형성된다.(도 3(C))
도 3(C)에 나타낸 상태에서, CMOS 회로를 구성하는 P채널형 TFT도 N채널형 TFT와 동일한 구성을 갖는다.
그 다음, N채널형 TFT를 덮도록 레지스트 마스크(327)를 제공하고, P형을 부여하는 불순물 이온을 첨가한다. 또한, 이 공정을 상기한 불순물 첨가 공정과 마찬가지로 2회로 나누어 행하여, CMOS 회로를 구성하는 P채널형 TFT의 소스 영역(328), 드레인 영역(329), 저농도 도핑 영역(330) 및 채널 형성 영역(331)을 형성한다.(도 3(D))
이상과 같이 하여 활성층이 완성된 후, 실시예 1과 마찬가지로, 불순물 이온의 활성화와 이온 첨가 시에 생성된 결함의 회복을 행한다. 그 다음, 실시예 1과 마찬가지로, 제1 절연층(332), 소스 배선(333∼335), 드레인 배선(336, 337)을 형성하여, 도 4(A)에 나타낸 상태를 얻는다.
그 다음, 산화규소막(338)과, 흑색 안료가 분산된 폴리이미드막(339)의 적층 구조로 이루어진 제2 절연층(340)을 형성한다. 본 실시예에서도, 제2 절연층(340) 이 블랙 마스크로서의 기능을 겸한다.
제2 절연층이 형성된 후, 콘택트 홀을 형성하고, 알루미늄을 주성분으로 하는 재료로 된 화소 전극(341)을 형성한다. 그리고, 전체를 수소화하여, 도 4(B)에 나타낸 액티브 매트릭스 기판을 완성한다. 도 4(B)에서, 구동회로가 왼쪽에 나타내어지고, 화소 매트릭스 회로가 오른쪽에 나타내어져 있다.
그 다음, 액티브 매트릭스 기판의 최상층(화소 전극(341)의 위)에 배향막(342)을 형성한다. 그리고, 대향 전극(343)과 배향막(344)이 형성된 대향 기판(345)이 제공된다. 필요에 따라서는, 대향 기판에는 컬러 필터가 제공될 수도 있다.
대향 기판 측에는 밀봉재를 인쇄하고 액티브 매트릭스 기판 측에는 스페이서를 산포하고, 양 기판을 서로 접합한다. 그리고, 양 기판 사이에 액정 재료를 주입하고, 밀봉재에 의해 밀봉한다. 이렇게 하여, 대향 기판과 액티브 매트릭스 기판 사이에 액정층(346)이 보유된다.
이상과 같이 하여 도 4(C)에 나타낸 바와 같은 액티브 매트릭스 반사형 액정 표시장치가 완성된다. 동작 시에는, 도 4(C)에 나타낸 바와 같이, 입사광(401)이 화소 전극(341)에 의해 반사되어 화상이 표시된다. 부호 402는 반사광을 나타낸다.
본 실시예에서와 같이 동일 기판 상에 구동회로와 화소 매트릭스 회로가 형성된 경우, 구동회로 위에는 화소 전극(341)과 같이 광로를 차단하는 물질이 존재하지 않는다. 그러한 경우라도, 제2 절연층(340)이 블랙 마스크로 기능하기 때문에, 광으로부터 활성층을 보호하는 것이 가능하다.
그리하여, 구동회로 이외에, 예를 들어, 클록 제어 회로와 같은 논리회로, CPU, 및 메모리가 설치된 시스템-온-패널 구조에도 본 발명을 용이하게 적용할 수 있다.
[실시예 3]
실시예 1 및 2에서는, 플레이너형 TFT를 예로서 설명하였으나, 본 발명은 당연히 TFT 구조에 의해 영향을 받지 않는다. 따라서, 회로를 구성하는 개개의 TFT가 역스태거형 TFT 또는 멀티게이트형 TFT인 경우라도 아무런 문제가 없다.
[실시예 4]
실시예 2에서는, 제2 절연층의 베이스 재료로서 폴리이미드를 사용하고, 분산질(分散質)로서 흑색 안료를 사용하는 예를 설명했으나, 본 실시예에서는, 베이스 재료로서 용액 도포계 절연막(예를 들어, PSG, BSG 등)을 사용하는 것도 가능하다.
이 경우, 베이스 재료로서 유기 수지막을 사용하는 경우보다 높은 내열성을 갖는 절연층이 형성될 수 있는 이점이 얻어진다.
[실시예 5]
실시예 1 및 2에서는, 절연 표면을 가진 기판으로서, 표면에 하지막(도시되지 않음)이 형성된 유리 기판이 사용되었다. 이 하지막으로서, 실시예 4에 나타낸 용액 도포계 절연막을 사용하는 경우, 그 하지막 자체가 블랙 마스크로 기능하는 것이 가능하다.
도 5는 본 실시예를 이용한 반사형 액정 표시장치의 단면도를 나타낸다. 부호 501은 PSG 등의 용액 도포계 절연막에 그래파이트를 분산시켜 형성된 하지막을 나타내고, 502는 유기 수지막에 그래파이트를 분산시켜 형성된 절연층을 나타낸다. 물론, 그래파이트 대신에, 탄소 또는 흑색 안료가 사용될 수도 있다.
도 5에 나타내는 바와 같은 구성으로 하는 경우, 액티브 매트릭스 기판의 뒷면 측으로부터의 입사광이 차단될 수 있기 때문에, 본 발명의 효과가 더욱 향상될 수 있다.
[실시예 6]
본 실시예에서는, 본 발명에 의한 반사형 표시장치가 적용될 수 있는 전자장치를 도 6(A)∼도 6(E)를 참조하여 설명한다. 본 발명을 이용한 전자장치로서는, (디지털) 비디오 카메라, (디지털) 스틸 카메라, 프로젝터, 헤드 장착형 표시장치, 자동차 내비게이션 시스템, 퍼스널 컴퓨터, 휴대형 정보 단말기(모바일 컴퓨터, 휴대 전화기 등) 등을 들 수 있다.
도 6(A)는 본체(2001), 카메라부(2002), 수상부(2003), 조작 스위치(2004), 및 표시장치(2005)로 구성된 모바일 컴퓨터를 나타낸다. 본 발명은 표시장치(2005)에 적용될 수 있다. 또한, 몇몇 타입의 모바일 컴퓨터는 PHS(퍼스널 핸디폰 시스템) 회로를 내장한다.
도 6(B)는 본체(2101), 표시장치(2102), 및 밴드부(2103)로 구성된 헤드 장착형 표시장치를 나타낸다. 본 발명이 표시장치(2102)에 적용되는 경우, 장치의 가격이 크게 저감될 수 있다.
도 6(C)는 본체(2201), 광원(2202), 표시장치(2203), 광학계(2204), 및 스크린(2205)으로 구성된 프론트(front)형 프로젝터를 나타낸다. 본 발명은 표시장치(2203)에 적용될 수 있다. 도면에는 화상이 스크린에 투영되는 타입을 나타내지만, 화상이 뒤쪽에서 TV 스크린에 투영되는 리어(rear)형 프로젝터로 할 수도 있다.
도 6(D)는 본체(2301), 음성 출력부(2302), 음성 입력부(2303), 표시장치(2304), 조작 스위치(2305), 및 안테나(2306)로 구성된 휴대 전화기를 나타낸다. 본 발명이 표시장치(2304)에 적용되는 경우, 가시성이 우수한 모니터가 제공될 수 있다.
도 6(E)는 본체(2401), 표시장치(2402), 음성 입력부(2403), 조작 스위치(2404), 배터리(2405), 및 수상부(2406)로 구성된 비디오 카메라를 나타낸다. 본 발명은 표시장치(2402)에 적용될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 적용 범위는 매우 넓고, 본 발명은 어떤 분야의 표시매체에도 적용될 수 있다. 특히, 백라이트를 필요로 하지 않는 반사형 표시장치가, 모바일 컴퓨터, 휴대 전화기, 및 비디오 카메라와 같은 휴대형 정보 단말기기에 가장 적합하다. 물론, 본 발명은 프로젝터와 같이 백라이트가 사용되는 경우에도 아무런 문제없이 적용될 수 있다.
본 발명을 이용함으로써, 각종 배선 또는 전극 사이를 절연 및 분리시키는 절연층 자체를 블랙 마스크로 활용하는 것이 가능하다. 따라서, 블랙 마스크를 개별적으로 제공하는 것이 불필요하게 되어, 제조 공정이 대폭 간략화될 수 있다.
따라서, 반사형 표시장치를 제조하는 경우, 스루풋의 향상, 제조 수율의 향상 및 제조 비용의 절감을 실현하는 것이 가능하다. 또한, 그러한 반사형 표시장치를 구비한 전자장치의 가격을 감소시키는 것도 가능하다.
도 1(A)∼도 1(E)는 화소 매트릭스 회로의 제작공정을 나타내는 도면.
도 2(A)∼도 2(D)는 화소 매트릭스 회로의 제작공정을 나타내는 도면.
도 3(A)∼도 3(D)는 반사형 액정 표시장치의 제작공정을 나타내는 도면.
도 4(A)∼도 4(C)는 반사형 액정 표시장치의 제작공정을 나타내는 도면.
도 5는 반사형 액정 표시장치의 단면을 나타내는 도면.
도 6(A)∼도 6(E)는 응용 제품들의 예를 설명하기 위한 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
101: 유리 기판 102, 103: 활성층
104: 게이트 절연막 105, 106: 다공질 양극산화막
107, 108: 치밀한 양극산화막 109, 110: 게이트 전극
111, 112: 소스 영역 113, 114: 드레인 영역
115, 116: 저농도 도핑 영역 117, 118: 채널 형성 영역
119: 제1 절연층 120, 121: 소스 배선
122, 123: 드레인 배선 124: 제2 절연층
125, 126: 화소 전극

Claims (39)

  1. 기판;
    그 기판 위에 제공되고, 제1 채널 영역을 포함하는 제1 결정성 반도체막을 가지고 있는 화소 TFT;
    상기 기판 위에 제공되고, 제2 채널 영역을 포함하는 제2 결정성 반도체막을 가지고 있는 구동회로용 TFT;
    상기 기판 위에 제공된 화소 전극; 및
    상기 화소 TFT 및 상기 구동회로용 TFT 위에 제공된, 수지를 포함하는 블랙 마스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 표시장치.
  2. 기판;
    그 기판의 표시부 위에 제공되고, 제1 채널 영역을 포함하는 제1 결정성 반도체막을 가지고 있는 화소 TFT;
    상기 기판 위에 제공되고, 제2 채널 영역을 포함하는 제2 결정성 반도체막을 가지고 있는 구동회로용 TFT;
    상기 기판 위에 제공된 화소 전극; 및
    상기 화소 TFT 및 상기 구동회로용 TFT 위에 제공된, 수지를 포함하는 블랙 마스크를 포함하고;
    상기 블랙 마스크가 콘택트 홀을 가지고 있어, 이 콘택트 홀에 제공된 반사성 도체를 통해 상기 화소 전극을 상기 화소 TFT에 접속하도록 된 것을 특징으로 하는 반사형 표시장치.
  3. 반사형 표시장치를 구비하는 전자장치로서,
    상기 표시장치가,
    기판;
    그 기판 위에 제공되고, 제1 채널 영역을 포함하는 제1 결정성 반도체막을 가지고 있는 화소 TFT;
    상기 기판 위에 제공되고, 제2 채널 영역을 포함하는 제2 결정성 반도체막을 가지고 있는 구동회로용 TFT;
    상기 기판 위에 제공된 화소 전극; 및
    상기 화소 TFT 및 상기 구동회로용 TFT 위에 제공된, 수지를 포함하는 블랙 마스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  4. 반사형 표시장치를 구비하는 전자장치로서,
    상기 표시장치가,
    기판;
    그 기판의 표시부 위에 제공되고, 제1 채널 영역을 포함하는 제1 결정성 반도체막을 가지고 있는 화소 TFT;
    상기 기판 위에 제공되고, 제2 채널 영역을 포함하는 제2 결정성 반도체막을 가지고 있는 구동회로용 TFT;
    상기 기판 위에 제공된 화소 전극; 및
    상기 화소 TFT 및 상기 구동회로용 TFT 위에 제공된, 수지를 포함하는 블랙 마스크를 포함하고;
    상기 블랙 마스크가 콘택트 홀을 가지고 있어, 이 콘택트 홀에 제공된 반사성 도체를 통해 상기 화소 전극을 상기 화소 TFT에 접속하도록 된 것을 특징으로 하는 전자장치.
  5. 기판;
    그 기판의 표시부 위에 제공되고, 제1 채널 영역을 포함하는 제1 결정성 반도체막을 가지고 있는 화소 TFT;
    상기 기판 위에 제공되고, 제2 채널 영역을 포함하는 제2 결정성 반도체막을 가지고 있는 구동회로용 TFT;
    상기 기판 위에 제공된, 반사성 도체로 된 화소 전극; 및
    상기 화소 TFT 및 상기 구동회로용 TFT 위에 제공된, 수지를 포함하는 블랙 마스크를 포함하고;
    상기 블랙 마스크가 콘택트 홀을 가지고 있어, 이 콘택트 홀을 통해 상기 화소 전극을 상기 화소 TFT에 접속하도록 된 것을 특징으로 하는 반사형 표시장치.
  6. 기판;
    그 기판의 표시부 위에 제공되고, 제1 채널 영역을 포함하는 제1 결정성 반도체막을 가지고 있는 화소 TFT;
    상기 기판 위에 제공되고, 제2 채널 영역을 포함하는 제2 결정성 반도체막을 가지고 있는 구동회로용 TFT;
    상기 기판 위에 제공되고, 일부가 화소 전극으로서 기능하는 반사성 도체; 및
    상기 화소 TFT 및 상기 구동회로용 TFT 위에 제공된, 수지를 포함하는 블랙 마스크를 포함하고;
    상기 반사성 도체가 상기 블랙 마스크에 제공된 콘택트 홀 내에서 연장하여 있어, 그 콘택트 홀 내에서 연장하여 있는 상기 반사성 도체를 통해 상기 화소 전극을 상기 화소 TFT에 접속하도록 된 것을 특징으로 하는 반사형 표시장치.
  7. 반사형 표시장치를 구비하는 전자장치로서,
    상기 표시장치가,
    기판;
    그 기판의 표시부 위에 제공되고, 제1 채널 영역을 포함하는 제1 결정성 반도체막을 가지고 있는 화소 TFT;
    상기 기판 위에 제공되고, 제2 채널 영역을 포함하는 제2 결정성 반도체막을 가지고 있는 구동회로용 TFT;
    상기 기판 위에 제공된, 반사성 도체로 된 화소 전극; 및
    상기 화소 TFT 및 상기 구동회로용 TFT 위에 제공된, 수지를 포함하는 블랙 마스크를 포함하고;
    상기 블랙 마스크가 콘택트 홀을 가지고 있어, 이 콘택트 홀을 통해 상기 화소 전극을 상기 화소 TFT에 접속하도록 된 것을 특징으로 하는 전자장치.
  8. 반사형 표시장치를 구비하는 전자장치로서,
    상기 표시장치가,
    기판;
    그 기판의 표시부 위에 제공되고, 제1 채널 영역을 포함하는 제1 결정성 반도체막을 가지고 있는 화소 TFT;
    상기 기판 위에 제공되고, 제2 채널 영역을 포함하는 제2 결정성 반도체막을 가지고 있는 구동회로용 TFT;
    상기 기판 위에 제공되고, 일부가 화소 전극으로서 기능하는 반사성 도체; 및
    상기 화소 TFT 및 상기 구동회로용 TFT 위에 제공된, 수지를 포함하는 블랙 마스크를 포함하고;
    상기 반사성 도체가 상기 블랙 마스크에 제공된 콘택트 홀 내에서 연장하여 있어, 그 콘택트 홀 내에서 연장하여 있는 상기 반사성 도체를 통해 상기 화소 전극을 상기 화소 TFT에 접속하도록 된 것을 특징으로 하는 전자장치.
  9. 제 1 항, 제 2 항, 제 5 항, 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화소 전극이 상기 블랙 마스크 상에 그 블랙 마스크와 접촉하여 제공된 것을 특징으로 하는 반사형 표시장치.
  10. 제 1 항, 제 2 항, 제 5 항, 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화소 TFT 및 구동회로용 TFT와 상기 블랙 마스크와의 사이에 제공된 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 표시장치.
  11. 제 1 항, 제 2 항, 제 5 항, 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블랙 마스크가 상기 수지로서, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리이미드 아미드 및 아크릴로 이루어진 군에서 선택된 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 표시장치.
  12. 제 1 항, 제 2 항, 제 5 항, 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블랙 마스크가 상기 수지에 분산된 탄소계 재료 또는 안료를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 표시장치.
  13. 제 1 항, 제 2 항, 제 5 항, 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블랙 마스크가 상기 수지에 분산된 그래파이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 표시장치.
  14. 제 1 항, 제 2 항, 제 5 항, 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블랙 마스크가 상기 수지에 분산된 흑색 안료를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 표시장치.
  15. 제 1 항, 제 2 항, 제 5 항, 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화소 TFT가, 알루미늄, 탄탈, 몰리브덴 및 텅스텐으로 이루어진 군에서 선택된 재료를 포함하는 게이트 전극을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 반사형 표시장치.
  16. 제 1 항, 제 2 항, 제 5 항, 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블랙 마스크가, 산화규소, 질화규소, 산화질화규소 및 유기 수지로 이루어진 군에서 선택된 재료들의 적층 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 반사형 표시장치.
  17. 제 1 항, 제 2 항, 제 5 항, 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표시장치가 직시형 표시장치이고, 상기 화소 전극이 거친 표면을 가지는 것을 특징으로 하는 반사형 표시장치.
  18. 제 1 항, 제 2 항, 제 5 항, 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표시장치가 투영형 표시장치이고, 상기 화소 전극이 거울 상태 표면을 가지는 것을 특징으로 하는 반사형 표시장치.
  19. 제 6 항에 있어서, 상기 화소 전극이 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 표시장치.
  20. 제 3 항, 제 4 항, 제 7 항, 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화소 전극이 상기 블랙 마스크 상에 그 블랙 마스크와 접촉하여 제공된 것을 특징으로 하는 전자장치.
  21. 제 3 항, 제 4 항, 제 7 항, 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화소 TFT 및 구동회로용 TFT와 상기 블랙 마스크와의 사이에 제공된 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  22. 제 3 항, 제 4 항, 제 7 항, 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블랙 마스크가 상기 수지로서, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리이미드 아미드 및 아크릴로 이루어진 군에서 선택된 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  23. 제 3 항, 제 4 항, 제 7 항, 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블랙 마스크가 상기 수지에 분산된 탄소계 재료 또는 안료를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  24. 제 3 항, 제 4 항, 제 7 항, 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블랙 마스크가 상기 수지에 분산된 그래파이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  25. 제 3 항, 제 4 항, 제 7 항, 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블랙 마스크가 상기 수지에 분산된 흑색 안료를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  26. 제 3 항, 제 4 항, 제 7 항, 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화소 TFT가, 알루미늄, 탄탈, 몰리브덴 및 텅스텐으로 이루어진 군에서 선택된 재료를 포함하는 게이트 전극을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  27. 제 3 항, 제 4 항, 제 7 항, 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블랙 마스크가, 산화규소, 질화규소, 산화질화규소 및 유기 수지로 이루어진 군에서 선택된 재료들의 적층 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  28. 제 3 항, 제 4 항, 제 7 항, 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표시장치가 직시형 표시장치이고, 상기 화소 전극이 거친 표면을 가지는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  29. 제 3 항, 제 4 항, 제 7 항, 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표시장치가 투영형 표시장치이고, 상기 화소 전극이 거울 상태 표면을 가지는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  30. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 화소 전극이 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  31. 제 3 항, 제 4 항, 제 7 항, 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자장치가, 비디오 카메라, 스틸 카메라, 프로젝터, 헤드 장착형 표시장치, 자동차 내비게이션 시스템, 퍼스널 컴퓨터, 휴대형 정보 단말기, 및 퍼스널 핸디폰 시스템 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전자장치.
  32. 기판 위에 제공된 차광성 하지막;
    상기 기판 위의 상기 차광성 하지막 위에 제공되고, 제1 채널 영역을 포함하는 제1 결정성 반도체막을 가지고 있는 화소 박막트랜지스터;
    상기 기판 위의 상기 차광성 하지막 위에 제공되고, 제2 채널 영역을 포함하는 제2 결정성 반도체막을 가지고 있는 드라이버 박막트랜지스터;
    상기 화소 박막트랜지스터와 상기 드라이버 박막트랜지스터 위에 제공된 차광막; 및
    상기 차광막 위에 제공된 화소 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  33. 기판 위에 제공된 차광성 하지막;
    상기 기판 위의 상기 차광성 하지막 위에 제공되고, 제1 채널 영역을 포함하는 제1 결정성 반도체막을 가지고 있는 화소 박막트랜지스터;
    상기 기판 위의 상기 차광성 하지막 위에 제공되고, 제2 채널 영역을 포함하는 제2 결정성 반도체막을 가지고 있는 드라이버 박막트랜지스터;
    상기 화소 박막트랜지스터와 상기 드라이버 박막트랜지스터 위에 제공된 차광막; 및
    상기 기판 위에 제공된 화소 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  34. 기판 위에 제공된 차광성 하지막;
    상기 기판 위에 제공된 화소 박막트랜지스터;
    상기 기판 위의 상기 차광성 하지막 위에 제공된 드라이버 박막트랜지스터;
    상기 화소 박막트랜지스터와 상기 드라이버 박막트랜지스터 위에 제공된 차광막; 및
    상기 차광막 위에 제공된 화소 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  35. 기판 위에 제공된 차광성 하지막;
    상기 기판 위의 상기 차광성 하지막 위에 제공된 화소 박막트랜지스터;
    상기 기판 위에 제공된 드라이버 박막트랜지스터;
    상기 화소 박막트랜지스터와 상기 드라이버 박막트랜지스터 위에 제공된 차광막; 및
    상기 차광막 위에 제공된 화소 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  36. 제 32 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판이 유리로 된 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  37. 제 32 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차광막이 탄소계 재료를 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  38. 제 32 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차광막이 안료를 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  39. 제 32 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반도체 장치가, 모바일 컴퓨터, 헤드 장착형 표시장치, 프론트형 프로젝터, 휴대 전화기, 비디오 카메라로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나에 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
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