KR100555009B1

KR100555009B1 - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100555009B1
Application number: KR1020030026331A
Authority: KR
Inventors: 나까무라와따루
Original assignee: 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2006-03-03
Also published as: CN1215365C; US7196754B2; TWI243946B; JP2004004572A; KR20030084770A; US20030202138A1; TW200404185A; CN1453618A; JP4170110B2

Abstract

기판으로서 플라스틱 기판을 이용하여 경량화, 내충격성의 향상, 저비용화를 실현하고, 기판의 신축에 기인하는 표시 화상의 품위의 열화를 방지한다. 플라스틱 기판(2)의 상측에 형성되는 반사 전극(13)과, 반사 전극(13) 상에 형성되는 컬러 필터층(14)과, 컬러 필터층(14)의 주연부에서 반사 전극(13)과 전기적으로 접속되는 투명 도전막(15)을 구비하고 있으며, 반사 전극(13)의 측단으로부터 컬러 필터층(14)의 측단까지의 거리 δx는, 컬러 필터층(14) 및 투명 도전막(15)을 형성하는 공정에서의 플라스틱 기판(2)의 신축량(amount of expansion)에 기초하여 정해져 있다.

반사 전극, 컬러 필터층, 투명 전극, 신축량, 얼라인먼트 마진

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD OF SAME}

도 1은 본 발명에서의 액정 표시 장치의 실시의 일 형태를 도시하는 단면도.

도 2는 도 1의 액정 표시 장치의 평면도.

도 3의 (a)는 도 1의 액정 표시 장치에서 컬러 필터층이 복수의 반사 전극에 걸치는 상태를 도시하는 평면도, 도 3의 (b)는 도 1의 액정 표시 장치에서, 반사 전극을 게이트 배선이 배치되는 방향으로만 패터닝한 상태를 도시하는 평면도.

도 4는 도 1의 액정 표시 장치에서, 컬러 필터층을 화소 전극보다 작은 도트 패턴으로 형성한 상태를 도시하는 평면도.

도 5는 본 발명에서의 액정 표시 장치의 다른 실시 형태를 도시하는 단면도.

도 6은 도 5의 액정 표시 장치의 평면도.

도 7의 (a)는 도 5의 액정 표시 장치에 컬러 필터층을 형성하는 공정을 도시하는 도면, 도 7의 (b)는 도 5의 액정 표시 장치에 컬러 필터층을 형성하는 공정을 도시하는 도면, 도 7의 (c)는 도 5의 액정 표시 장치에 컬러 필터층을 형성하는 공정을 도시하는 도면, 도 7의 (d)는 도 5의 액정 표시 장치에 컬러 필터층을 형성하는 공정을 도시하는 도면.

도 8의 (a)는 도 5의 액정 표시 장치에 투명 전극을 형성하는 공정을 도시하 는 도면, 도 8의 (b)는 도 5의 액정 표시 장치에 투명 전극을 형성하는 공정을 도시하는 도면, 도 8의 (c)는 도 5의 액정 표시 장치에 투명 전극을 형성하는 공정을 도시하는 도면, 도 8의 (d)는 도 5의 액정 표시 장치에 투명 전극을 형성하는 공정을 도시하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 액티브 매트릭스 기판

2 : 플라스틱 기판

4 : 게이트 전극

5 : 게이트 절연막

6 : 진성 반도체막

13 : 반사 전극

14 : 컬러 필터층

15 : 투명 도전막

본 발명은 외부의 입사광을 이용하여 표시하는 액정 표시 장치와 그 제조 방법에 관한 것이다.

종래부터, 액정 표시 장치에 이용되는 박막 적층 디바이스로서 박막 트랜지스터가 알려져 있다. 이 박막 트랜지스터를 스위칭 소자로 하여 액티브 매트릭스 형의 액정 표시 장치에 탑재함으로써, 액정 표시 장치에 요구되는 성능인 고속 동화상, 미세한 표시를 행할 수 있다. 또한, 액티브 매트릭스형의 액정 표시 장치는, 화소 각각에 스위칭 소자를 배치하여, 화소 전극에 걸리는 전하를 제어하는 것이다.

상기한 박막 트랜지스터를 이용한 액정 표시 장치는, 기판으로서 유리 기판이나 석영 기판을 이용함으로써, 박막 트랜지스터를 형성할 때의 열 처리, 약액 등에 견딜 수 있도록 되어 있다.

특히 최근, 수요가 점점 더 증가되어 가고 있는 휴대 정보 단말기에, 박막 트랜지스터를 이용하는 액정 표시 장치가 탑재되고 있다. 휴대 정보 단말기에 이용하는 액정 표시 장치로서 반사형의 액정 표시 장치를 이용함으로써, 백 라이트가 불필요하게 되어, 저소비 전력을 실현할 수 있다.

또한, 반사형의 액정 표시 장치란, 격자 형상으로 주사 배선, 신호 배선, 박막 트랜지스터, 및 반사 전극을 갖는 제1 절연성 기판과, 컬러 필터층, 블랙 매트릭스, 및 대향 전극을 갖는 투명한 제2 절연성 기판을 대향시켜 접착하고, 상기 2장의 기판 사이에 트위스트 네마틱(Twist Nematic : TN) 액정을 주입함으로써 구성되는 액정 표시 장치를 말한다.

이와 같이, 박막 트랜지스터를 이용하는 액정 표시 장치는, 다양한 분야에 응용되어, 그 요구되는 성능도 다양화되고 있다. 특히, 액정 표시 장치에 요구되는 성능으로서는, 상기한 바와 같이 휴대 정보 단말기에서의 액정 표시 장치의 수요가 높아지고 있기 때문에, 경량화, 내충격성의 향상, 혹은 저비용화 등이 중요시 되고 있다.

그러나, 종래의 유리 기판이나 석영 기판 상에 박막 트랜지스터를 형성한 액정 표시 장치에서는, 기판 자체의 두께를 얇게 하는데는 한계가 있었다. 또한, 액정 표시 장치를 경량화하기 위해 유리 기판이나 석영 기판의 두께를 얇게 하면, 기판이 깨어지기 쉬워져, 충격에 약해진다. 또한, 유리 기판이나 석영 기판에 필요한 비용 때문에, 액정 표시 장치의 저비용화에도 한계가 있다.

즉, 기존의 유리 기판 등을 이용하는 박막 트랜지스터는, 액정 표시 장치에 요구되는 성능으로서의 경량화, 내충격성의 향상, 혹은 저비용화 등을 실현하는 것이 곤란하다.

그와 같은 액정 표시 장치에서의 경량화, 내충격성의 향상, 저비용화를 실현하기 위해, 플라스틱 기판을 이용하여 박막 트랜지스터를 형성하는 시도가 이루어지고 있다.

그런데, 종래의 반사형 액정 표시 장치에서는 이하와 같은 문제점이 있다.

즉, 종래의 반사형 액정 표시 장치에서, 박막 트랜지스터를 갖는 제1 절연성 기판과, 컬러 필터층을 갖는 제2 절연성 기판을 접합할 때, 접합 위치 어긋남에 의한 광 누설 및 색 번짐을 방지하기 위해, 양호한 정밀도의 접합이 불가결해진다.

따라서, 컬러 필터층과 박막 트랜지스터를 동일한 절연성 기판 상에 형성하는 컬러 필터층 온 어레이 구조가 일본국 공개 공보인 특개2000-162625공보(2000년 6월 16일 공개), 특개2000-187209공보(2000년 7월 4일 공개)에 개시되어 있다.

상기 공보에 기재된 방법에 따르면, 컬러 필터층을 박막 트랜지스터를 갖는 기판 상에 형성할 수 있기 때문에, 박막 트랜지스터를 갖는 제1 절연성 기판과, 컬러 필터층을 갖는 제2 절연성 기판의 접합에 있어서의 위치 어긋남을 고려하지 않고서 액정 표시 장치를 형성할 수 있다.

그러나, 절연성 기판에 플라스틱 기판을 이용하면, 컬러 필터층을 형성하는 공정, 혹은 화소 전극을 형성하는 공정 등에서의 수분 및 열 공정에 의해, 플라스틱 기판이 신축된다.

즉, 상기 공보에 개시된 기술에서는, 절연성 기판에 플라스틱 기판을 이용하면, 기판 상의 반사 전극 상에 컬러 필터층을 형성할 때, 양호한 정밀도로 정합시키는 것이 곤란하여 위치 어긋남이 발생하게 된다. 이 위치 어긋남에 의해, 광 누설 및 색 번짐이 발생하여, 표시 화상의 품위가 열화되게 된다.

즉, 종래의 반사형 액정 표시 장치에서는, 플라스틱 기판을 이용하여 저비용화 등을 실현하는 것과, 및 표시 화상의 품위의 열화를 방지하는 것을 양립시키는 것이 곤란하다고 하는 문제가 있다.

본 발명은, 상기 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 경량화, 내충격성의 향상, 및 저비용화를 실현할 수 있음과 함께, 기판의 신축에 기인하는 표시 화상의 품위의 열화를 방지할 수 있는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 액정 표시 장치는, 상기 과제를 해결하기 위해, 기판의 상측에 형 성되는 반사 전극과, 그 반사 전극 상에 형성되는 컬러 필터층과, 그 컬러 필터층의 상측에 형성됨과 함께, 그 컬러 필터층의 주연부에서 상기 반사 전극과 전기적으로 접속되는 투명 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법은, 상기 과제를 해결하기 위해, 기판의 상측에 반사 전극을 형성함과 함께, 그 반사 전극 상에 컬러 필터층을 형성하고, 그 컬러 필터층의 주연부에서 상기 반사 전극과 전기적으로 접속하도록 투명 전극을 상기 컬러 필터층의 상측에 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 따르면, 반사 전극과 투명 전극은, 컬러 필터층의 주연부에서 전기적으로 접속된다. 따라서, 컬러 필터층의 형성 공정에서 기판 신축에 의해 위치 어긋남이 발생해도, 반사 전극과 투명 전극과의 전기적 접속을 확보할 수 있다.

이에 의해, 기판으로서 플라스틱 기판을 이용하여 경량화, 내충격성의 향상, 저비용화를 실현할 수 있음과 함께, 기판의 신축에 기인하는 표시 화상의 품위의 열화를 방지할 수 있는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 목적, 특징, 및 우수한 점은 이하에 나타내는 기재에 의해 충분히 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 이점은 첨부 도면을 참조한 다음의 설명으로 명백하게 될 것이다.

〔실시 형태1〕

본 발명의 실시의 일 형태에 대하여, 도 1 내지 도 4에 기초하여 설명하면 이하와 같다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 액정 표시 장치에 이용하는 액티 브 매트릭스 기판(1)은, 플라스틱 기판(기판)(2)과, 무기물질층(3)과, 게이트 전극(4)과, 게이트 절연막(5)과, 진성 반도체막(6)과, 도전성 반도체막(7)과, 소스 전극(8)과, 드레인 전극(9)과, 채널부(10)와, 보호 절연막(11)과, 층간 절연막(12)과, 반사 전극(13)과, 컬러 필터층(14)과, 투명 전극(15)을 구비하고 있다.

플라스틱 기판(2)은, 0.2㎜ 정도의 두께이며, 폴리에테르술폰으로 이루어진다. 또한, 플라스틱 기판(2)은, 액티브 매트릭스 기판(1)을 형성하는 공정의 최고 온도에 대하여 내열성이 있으면, 투명이어도 불투명이어도 된다. 또한, 플라스틱 기판(2)은, 폴리에테르술폰에 한정되지 않고, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리아릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리이미드, 에폭시 수지와 같은 수지이어도 된다.

무기물질층(3)은 1.5×10^-5m(1500Å) 정도의 막 두께이며, Si_xN_y로 이루어진다. 또한, 무기물질층(3)은, 3개의 효과, 즉 ① 무기물질층(3) 상에 형성하는 게이트 배선(주사 배선)의 밀착성을 향상시키는 효과, ② 액정 표시 장치의 표시 특성을 열화시키는 불순물이나 가스 등이 플라스틱 기판(2)을 투과하는 것을 방지하는 효과, 및 ③ 플라스틱 기판(2)의 수분에 의한 신축을 극력 작게 하는 효과가 있다.

또한, 무기물질층(3)은 Si_xN_y에 한정되지 않고, 절연성을 갖는 재료로써 형성 할 수 있다. 예를 들면, SiO_x, Si : O : N, Si : O : H, Si : N : H, Si : O : N : H, Si₃N₄ 등이어도 된다.

게이트 전극(4)은, 2.0×10^-5m(2000Å) 정도의 막 두께이며, 알루미늄(Al) 등의 금속으로 이루어진다. 게이트 절연막(5)은, 게이트 전극(4) 상에 형성되는 것으로, SiN_x로 이루어진다.

진성 반도체막(6)은, 게이트 절연막(5)을 통해 게이트 전극(4) 상에 형성되는 것으로, 비도핑된 a-Si막으로 이루어지며, 섬 형상 패턴으로 형성되어 있다.

도전성 반도체막(7)은, 진성 반도체막(6) 상에 형성되는 것으로, 인을 도핑한 n⁺형 a-Si막으로 이루어진다. 또한, 도전성 반도체막(7)은 진성 반도체막(6) 상에서 채널부(10)에 의해 분리되어 있다.

분리된 도전성 반도체막(7) 상에는, Ti막으로 이루어지는 소스 전극(8)과, 드레인 전극(9)이 형성되어 있다.

보호 절연막(11)은 소스 전극(8) 및 드레인 전극(9) 상에 형성되어 있다. 층간 절연막(12)은 보호 절연막(11) 상에 형성되는 것으로, 아크릴계의 감광성 수지로 이루어진다.

반사 전극(13)은, Al 등의 금속으로 이루어지는 것으로, 층간 절연막(12) 상에 형성되어 있다. 또한, 컬러 필터층(14)은, 아크릴계 수지에 안료가 분산된 것으로, 반사 전극(13) 상에 형성되어 있다.

또한, 투명 전극(15)은, 컬러 필터층(14)을 피복하도록 형성되어 있으며, ITO(Indium Tin Oxide : 인듐 주석 산화물)로 이루어지는 투명 도전막이다. 또한, 투명 전극(15)의 주연부는 반사 전극(13)과 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 투명 전극(15) 상에는, 폴리이미드 수지로 이루어지는 배향막(도시 생략)이 형성되어 있다.

다음으로, 본 실시 형태의 액정 표시 장치에 이용하는 다른 한쪽의 기판인 대향 기판(20)에 대하여 설명한다. 본 실시 형태의 액정 표시 장치에 이용하는 대향 기판(20)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 액티브 매트릭스 기판(1)과 대향하도록 배치됨과 함께, 플라스틱 기판(21)과, 대향 전극(22)을 구비하고 있다.

플라스틱 기판(21)은, 두께가 0.2㎜ 정도이며, 폴리에테르술폰으로 형성되는 것이다. 또한, 플라스틱 기판(21)의 재료는, 폴리에테르술폰에 한정되지 않고, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리아릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리이미드, 에폭시 수지 등의 투명한 수지이어도 된다.

또한, 대향 전극(22)은, 플라스틱 기판(21) 상에 형성되는 것으로서, ITO(Indium Tin Oxide : 인듐 주석 산화물)로 이루어지는 투명 도전막이다. 또한, 대향 전극(22) 상에는 폴리이미드로 이루어지는 배향막(도시 생략)이 형성되어 있다.

상기 구성의 액티브 매트릭스 기판(1)과 대향 기판(20)은, 액티브 매트릭스 기판(1)에서 반사 전극(13) 및 투명 전극(15)이 형성되는 영역의 주연부에 형성되는 시일제를 통해 접합된다. 또한, 액티브 매트릭스 기판(1)과 대향 기판(20) 사이에 액정(23)이 충전됨으로써 본 실시 형태의 액정 표시 장치가 형성된다.

다음으로, 상기 구성의 액티브 매트릭스 기판(1)의 평면 구조에 대하여 설명한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 액티브 매트릭스 기판(1)에는, 복수의 게이트 전극(4)과 접속되는 복수의 게이트 배선(4a)과, 보조 용량 배선(16)이 설치되어 있다.

또한, 복수의 소스 전극(8)과 접속되는 소스 배선(8a)이 액티브 매트릭스 기판(1)에는 설치되어 있다.

이들 게이트 배선(4a)과 소스 배선(8a)은, 게이트 절연막(5)(도시 생략)을 개재하여 서로 직교하고 있다. 또한, 보조 용량 배선(16)은 소스 배선(8a)에 직교하여 설치되어 있다.

또한, 드레인 전극(9)은, 보조 용량 배선(16) 상까지 연장되도록 형성되어 있으며, 보조 용량 배선(16)과 무기물질층(3)을 개재하여 중첩되어 있다. 이에 의해, 드레인 전극(9)은 보조 용량을 형성하고 있다.

또한, 반사 전극(13)은, 보호 절연막(11)(도 1), 층간 절연막(12)(도 1)의 각각에 형성되는 컨택트홀(17, 18)을 통해, 드레인 전극(9)과 전기적으로 접속되어 있다.

상기한 바와 같이 게이트 전극(4), 게이트 배선(4a), 소스 전극(8), 및 소스 배선(8a)을 구성함으로써, 스위칭 소자로서의 박막 트랜지스터가 형성되어 있다. 또한, 이 박막 트랜지스터 상에는 층간 절연막(12)(도 1)이 형성되어 있다.

또한, 컬러 필터층(14)은, 소스 배선(8a)이 배치되는 방향을 따르도록, 또한 반사 전극(13) 및 투명 전극(15)이 형성되어 있는 영역에 걸쳐 형성되어 있다.

또한, 컬러 필터층(14)의 폭은, 반사 전극(13) 및 투명 전극(15)으로 이루어지는 화소 전극의 폭보다 작게 형성되어 있다. 구체적으로는, 컬러 필터층(14)의 좌우의 단부가, 화소 전극의 좌우의 단부로부터 각각 얼라인먼트 마진 δx의 간격을 이루도록 형성되어 있다. 또한, 얼라인먼트 마진 δx란, 반사 전극(13)의 엣지로부터 컬러 필터층(14)의 엣지까지의 거리이다. 얼라인먼트 마진 δx의 설정 방법에 대해서는 후술한다.

이에 의해, 투명 전극(15)은, 컬러 필터층(14)의 좌우의 단부에서, 반사 전극(13)과 전기적으로 접속할 수 있다.

다음으로, 본 실시 형태의 액정 표시 장치의 제조 방법의 일례에 대하여 이하에 설명한다.

우선, 세로: 360㎜, 가로 : 465㎜, 두께 0.2㎜의 폴리에테르술폰으로 이루어지는 플라스틱 기판(2) 상에, Si_xN_y 등으로 이루어지는 무기물질층(3)을, 막 두께가 1.5×10^-5m(1500Å)로 되도록, 성막 온도 190℃에서 스퍼터법을 이용하여 형성한다. 또한, 무기물질층(3)을 성막할 때의 성막 온도는, 플라스틱 기판(2)이 열 변형되는 온도보다 낮을 필요가 있다.

다음으로, 무기물질층(3) 상에, Al 등의 금속막을, 막 두께가 2.0×10^-5m(2000Å)가 되도록, 성막 온도 190℃에서 스퍼터법을 이용하여 성막한다. 그 후, 포토리소그래피 공정, 및 패터닝 공정을 거침으로써, 게이트 배선(4a), 및 그에 접 속되는 게이트 전극(4)을 형성한다. 또한, 상기한 금속막은 Al에 한정되는 것이 아니라, Al 합금, Ta, TaN/Ta/TaN, Ti/Al/Ti를 이용하여 형성해도 된다.

다음으로, 게이트 전극(4), 게이트 배선(4a) 상에, 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition, 화학적 기상 증착법)에 의해, SiN_x로 이루어지는 게이트 절연막(5)을, 성막 온도 220℃에서 형성한다.

계속해서, 플라즈마 CVD법에 의해, 비도핑된 a-Si막 등으로 이루어지는 진성 반도체막(6)과, 인을 도핑한 n⁺형 a-Si막 등으로 이루어지는 도전성 반도체막(7)을, 플라즈마 CVD법에 의해 성막 온도 220℃에서 연속하여 적층한다. 그 후, 포토리소 공정, 패터닝 공정에 의해, 진성 반도체막(6)을 섬 형상으로 패터닝하여, 반도체층을 형성한다.

다음으로, 이 반도체층, 및 게이트 전극(4)을 포함하는 게이트 절연막(5)의 표면에, 스퍼터법에 의해 성막 온도 28℃에서, 도전성 금속막인 Ti막을 적층한다. 그 후, 포토리소그래피 공정에 의해, 소스 배선(8a), 소스 전극(8), 및 드레인 전극(9)을 형성한다. 또한, 소스 배선(8a), 소스 전극(8), 드레인 전극(9)의 형성 재료는 Ti에 한정되지 않고, Mo, Al/Ti, Ag이어도 가능하다.

다음으로, 소스 전극(8) 및 Ti로 이루어지는 드레인 전극(9)을 마스크로 하여 n⁺형 a-Si막 및 a-Si막의 상부를 패터닝 제거하여, 채널부(10)를 형성한다.

계속해서, 보호 절연막(11)으로서 SiN_x를 플라즈마 CVD법에 의해 성막 온도 220℃에서 적층한다. 그 후, 포토리소그래피 공정에 의해, 보호 절연막(11)에 드레인 전극(9)에 대응한 컨택트홀(17)을 형성한다.

다음으로, 아크릴계의 감광성 유기 수지로 이루어지는 층간 절연막(12)을, 보호 절연막(11) 상에 도포하고, 포토리소그래피 공정에 의해 층간 절연막(12)에 드레인 전극(9)에 대응한 컨택트홀(18)을 형성한다.

다음으로, 층간 절연막(12) 상에, 스퍼터법에 의해, 가열 온도 100℃, 압력 0.1Pa에서, Al막을 막 두께가 1.5×10^-5m(1500Å)가 되도록 적층한다. 그 후, 포토리소그래피법에 의해, 반사 전극(13)을 패터닝한다. 또한, 반사 전극(13)은 Al에 한정되지 않고, Ag, Ag 합금을 이용하여 패터닝해도 된다.

본 실시 형태에서는, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 반사 전극(13)의 패턴은, 투명 전극(15)과 동일한 패턴이 되도록, 반사 전극(13)과 투명 전극(15)은 각각 다른 공정에서 패터닝된다.

그러나, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 반사 전극(13)을 게이트 배선(4a)이 배치되는 방향으로만 패터닝해도 된다.

이에 의해, 이후에 형성하는 투명 전극(15)을 패터닝할 때, 동일한 마스크를 사용하여, 반사 전극(13)과 투명 전극(15)을 소스 배선(8a)이 배치되는 방향으로 동시에 패터닝할 수 있다.

다음으로, 반사 전극(13) 상에 컬러 필터층(14)을 형성한다. 구체적으로는, 우선, 적색(R)의 안료를 함유하는 레지스트를 도포하고, 포토리소그래피법에 의해, 컬러 필터층 패턴 R을 형성한다. 그 후, 200℃에서 소성함으로써, 컬러 필터층 패턴을 열 용융시켜, 컬러 필터층 엣지부의 경사를 완만하게 한다.

상기한 바와 같이 컬러 필터층의 엣지부의 경사를 완만하게 함으로써, 컬러 필터층의 단차에 의한 투명 전극(15)(후술함)의 절단, 액정 분자 배광 불량에 의한 도메인 발생을 방지할 수 있다.

즉, 컬러 필터층이 수직의 경사(경사 각도 90°)이면, 그 단차부에서 액정 분자가 정상적으로 배향되지 않아, 그 배향 불량부에서 광 누설이 발생한다. 따라서, 경사를 완만하게 함으로써, 액정 분자의 흐트러짐을 없애, 광 누설을 방지할 수 있다.

마찬가지로, 녹색(G), 청색(B)의 안료를 함유하는 레지스트를 도포하고, 포토리소그래피법에 의해, 패터닝을 행하여, 소성 공정에 의해 컬러 필터층 패턴 G, B를 형성한다.

이 때, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 컬러 필터층(14)의 패턴은, 소스 배선(8a)이 배치되는 방향으로 연장됨과 함께, 복수의 반사 전극(13)에 걸치도록 형성되어 있다. 따라서, 반사 전극(13)과 투명 전극(15)으로 이루어지는 화소 전극의 유효 화소 면적을 크게 취할 수 있다.

또한, 컬러 필터층(14)의 패턴은, 반사 전극(13)의 폭에 비해, 좁은 폭으로 형성한다. 즉, 컬러 필터층(14)의 폭을, 반사 전극(13)의 폭에 대하여, 얼라인먼트 마진 δx분만큼 작게 설계한다.

또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 컬러 필터층(14)은, 투명 전극(15)과 반사 전극(13)으로 이루어지는 화소 전극보다 작은 도트 패턴으로 형성해도 된다. 이에 의해, 반사 전극(13)과 투명 전극(15)으로 이루어지는 화소 전극을, 동일 마스크로 패터닝할 수 있어, 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다.

계속해서, 컬러 필터층(14) 상에 스퍼터법에 의해 ITO 등을 적층하고, 포토리소그래피법에 의해 화소 전극으로서의 복수의 투명 전극(15)을 형성한다. 이 때, 투명 전극(15)과 반사 전극(13) 사이에 컬러 필터층(14)이 삽입되도록 구성한다. 이에 의해, 투명 전극(15)은, 컬러 필터층(14)의 양단에서 반사 전극(13)과 전기적으로 접속된다.

다음으로, 대향 기판(20)으로서, 두께 0.2㎜의 폴리에테르술폰과 같은 투명한 플라스틱 기판(21) 상에, 스퍼터법에 의해 투명 전극을 대향 전극(22)으로서 적층한다.

그 후, 제작된 액티브 매트릭스 기판(1)과 대향 기판(20)을 접착성 시일재를 이용하여, 접합하여 접착한다. 양 기판의 간극에 액정(23), 예를 들면 TN 액정을 충전하여 액정 표시 장치를 형성한다.

이상의 수순을 밟음으로써, 본 실시 형태의 액정 표시 장치를 제조할 수 있다.

다음으로, 본 실시 형태의 액정 표시 장치의 특징점인 얼라인먼트 마진 δx에 대하여 설명한다. 얼라인먼트 마진 δx는, 이하의 ①∼④의 값 중 가장 큰 값과, 기판 사이즈와의 곱보다 큰 값으로 설정된다. ①∼④의 값이란

① 후술하는 반사 전극(13)을 형성하고 나서 R(적색)의 컬러 필터층을 형성 하는 공정까지의 플라스틱 기판(2)의 신축량

② 반사 전극(13)을 형성하고 나서 G(녹색)의 컬러 필터층을 형성하는 공정까지의 플라스틱 기판(2)의 신축량

③ 반사 전극(13)을 형성하고 나서 B(청색)의 컬러 필터층을 형성하는 공정까지의 플라스틱 기판(2)의 신축량

④ 반사 전극(13)을 형성하고 나서 투명 전극(15)(화소 전극)을 형성하기까지의 플라스틱 기판(2)의 신축량

이다. 또한, 플라스틱 기판(2)의 신축량이란, 반사 전극을 기준으로 한 처리 전후에 있어서의 플라스틱 기판(2)의 중심으로부터 단부까지의 거리의 변화량의, 처리 전에 있어서의 플라스틱 기판(2)의 중심으로부터 단부까지의 거리에 대한 비율을 말한다.

본 실시 형태에서는, ①∼④의 값이, 각각, 45ppm, 55ppm, 50ppm, 60ppm으로 되어, ④의 값이 최대로 되었다. 한편, 기판 사이즈는, 상기한 바와 같이 360×465㎜이다. 따라서, ④의 값과 기판 사이즈와의 곱은 이하와 같이 구해진다.

232.5㎜(기판 단으로부터 기판 중앙까지의 거리)×10³㎛×60ppm÷10⁶=13.95(㎛)

따라서, 얼라인먼트 마진 δx를 15㎛로 하였다.

이와 같이 얼라인먼트 마진 δx를 설정하는 이유에 대하여 이하에 설명한다.

즉, 반사 전극(13)을 형성하고 나서 투명 전극(15)을 형성하기까지의 과정에 포함되는 가열 공정이나 세정 공정에서, 기판이 플라스틱 기판이면, 기판의 신축량이 커진다. 기판이 신축되게 되면, 반사 전극(13)과 컬러 필터층(14)과의 위치 어긋남, 및 반사 전극(13)과 투명 전극(15)과의 위치 어긋남이 발생하는 경우가 있다. 이러한 위치 어긋남에 의해 유효 화소 면적이 변화되어, 화상 품위가 열화되는 경우가 있다.

그러나, 얼라인먼트 마진 δx를 상기한 바와 같이 설정하면, 얼라인먼트 마진 δx는, 플라스틱 기판(2)의 신축에 수반되는 반사 전극(13)과 컬러 필터층(14)과의 위치 어긋남량, 및 반사 전극(13)과 투명 전극(15)과의 위치 어긋남량보다 크게 설정된다. 즉, 컬러 필터층(14)을 반사 전극(13) 상에 양호한 정밀도로 정합시킬 수 있다. 따라서, 반사 전극(13)과 컬러 필터층(14)과의 위치 어긋남, 반사 전극(13)과 투명 전극(15)과의 위치 어긋남을 방지할 수 있다.

또한, 위치 어긋남을 방지함으로써, 투명 전극(15)과 반사 전극(13)은, 액티브 매트릭스 기판(1)의 전면에 걸쳐, 확실하게 전기적 접속을 유지할 수 있다. 이에 의해, 표시 품위를 향상시킬 수도 있다.

이와 같이, 본 실시 형태의 액정 표시 장치는, 플라스틱 기판(2)의 상측에 형성되는 반사 전극(13)과, 반사 전극(13) 상에 형성되는 컬러 필터층(14)과, 컬러 필터층(14)의 주연부에서 반사 전극(13)과 전기적으로 접속되는 투명 전극(15)을 구비하고 있으며, 반사 전극(13)의 측단으로부터 컬러 필터층(14)의 측단까지의 거리 δx는, 컬러 필터층(14) 및 투명 전극(15)을 형성하는 공정에서의 플라스틱 기판(2)의 신축량에 기초하여 정해진다.

또한, 본 실시 형태의 액정 표시 장치의 제조 방법은, 플라스틱 기판(2)의 상측에 반사 전극(13)을 형성함과 함께, 반사 전극(13) 상에 컬러 필터층(14)을 형성하고, 컬러 필터층(14)의 주연부에서 반사 전극(13)과 전기적으로 접속하는 투명 전극(15)을 컬러 필터층(14) 상에 형성하는 한편, 반사 전극(13)의 측단으로부터 컬러 필터층(14)의 측단까지의 거리 δx를, 컬러 필터층(14) 및 투명 전극(15)을 형성하는 공정에서의 플라스틱 기판(2)의 신축량에 기초하여 정하는 방법이다.

상기 구성에 따르면, 반사 전극(13)의 측단으로부터 컬러 필터층(14)의 측단까지의 거리는, 컬러 필터층(14) 및 투명 전극(15)을 형성하는 공정에서의 플라스틱 기판(2)의 신축량에 기초하여 정해져 있다. 따라서, 컬러 필터층(14)을 형성하는 공정에서의 플라스틱 기판(2)의 신축량과, 투명 전극(15)을 형성하는 공정에서의 플라스틱 기판(2)의 신축량 중, 어느 한쪽의 큰 값에 기초하여, 반사 전극(13)의 측단으로부터 컬러 필터층(14)의 측단까지의 거리 δx를 정할 수 있다.

즉, 반사 전극(13)의 측단으로부터 컬러 필터층(14)의 측단까지의 거리 δx를, 플라스틱 기판(2)의 신축에 수반되는 반사 전극(13)과 컬러 필터층(14)과의 위치 어긋남량, 및 반사 전극(13)과 투명 전극(15)과의 위치 어긋남량보다 크게 설정할 수 있다. 즉, 컬러 필터층(14)을 반사 전극(13) 상에 양호한 정밀도로 정합시킬 수 있다. 따라서, 반사 전극(13)과 컬러 필터층(14)과의 위치 어긋남, 반사 전극(13)과 투명 전극(15)과의 위치 어긋남을 방지할 수 있다.

이에 의해, 기판으로서 플라스틱 기판을 이용하여 경량화, 내충격성의 향상, 저비용화를 실현할 수 있음과 함께, 플라스틱 기판(2)의 신축에 기인하는 표시 화 상의 품위의 열화를 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 액정 표시 장치는, 반사 전극(13)이, 플라스틱 기판(2)의 상측에서 복수개가 매트릭스 형상으로 형성되어 있음과 함께, 컬러 필터층(14)은, 반사 전극(13)의 매트릭스에서의 행 방향 혹은 열 방향으로 인접하는 복수의 반사 전극(13)을 피복하도록 형성되어 있는 것이다.

상기 구성에 따르면, 컬러 필터층(14)에 의해, 대부분의 면적의 반사 전극(13)을 피복할 수 있다. 따라서, 반사 전극(13)과 투명 전극(15)으로 이루어지는 화소 전극의 유효 화소 면적을 크게 취할 수 있다. 이에 의해, 표시 화상의 품위를 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 액정 표시 장치의 하나로서, 컬러 필터층(14)이 반사 전극(13)보다 작은 패턴으로 반사 전극(13) 상에 형성되어 있는 것이다.

상기 구성에 따르면, 컬러 필터층(14)은, 반사 전극(13)보다 작은 패턴으로 반사 전극(13) 상에 형성되어 있다. 따라서, 반사 전극(13)과 투명 전극(15)을 동일한 마스크로 패터닝할 수 있다. 이에 의해, 액정 표시 장치의 제조 비용을 저감할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 액정 표시 장치의 제조 방법은, 반사 전극(13)과 투명 전극(15)을 동일 마스크에 의해 패터닝하는 방법이다.

상기 구성에 따르면, 반사 전극(13)과 투명 전극(15)을 동일 마스크에 의해 패터닝한다. 이에 의해, 액정 표시 장치의 제조 비용을 저감할 수 있다.

〔실시 형태2〕

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 액정 표시 장치의 다른 실시 형태를 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 실시 형태1의 특징점과 실시 형태2의 특징점은 적절하게 조합하여 채용할 수 있다.

우선, 도 5 및 도 6을 참조하면서, 본 발명에 따른 실시 형태의 액정 표시 장치의 구조를 설명한다. 또한, 액정 표시 장치는 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 화소 영역을 갖고 있다.

또한, 본 명세서에서는, 표시의 최소 단위인 「화소」에 대응하는 액정 표시 장치의 영역을 「화소 영역」으로 부른다. 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에서는, 화소 전극과 그에 대향하는 대향 전극에 의해 화소 영역이 규정된다. 한편, 단순 매트릭스형 액정 표시 장치에서는, 스트라이프 형상의 열 전극(신호 전극)과 행 전극(주사 전극)의 교차부에 의해 화소 영역이 규정된다.

액정 표시 장치는, 도 5에 도시한 바와 같이, 서로 대향하는 액티브 매트릭스 기판(이하, 「TFT 기판」으로 칭함)(40) 및 대향 기판(50)과, 이들 사이에 형성된 액정층(60)을 구비하고 있다.

TFT 기판(40)은, 각 화소 영역에, 스위칭 소자로서의 TFT(박막 트랜지스터)(11)와, 반사 전극(44)과, 반사 전극(44) 상에 형성된 컬러 필터층(45)과, 컬러 필터층(45) 상에 형성된 투명 전극(46)을 갖고 있다.

TFT 기판(40)의 구성을 이하에 의해 상세히 설명한다. TFT 기판(40)은, 절연성 기판(32)을 갖고, 이 절연성 기판(32) 상에, 게이트 배선(33), 게이트 전극(33a), 보조 용량 배선(47) 등이 형성되어 있다. 또한, 이들을 피복하도록 게 이트 절연막(34)이 형성되어 있다. 그리고, 게이트 전극(33a) 상에 위치하는 게이트 절연막(34) 상에, 진성 반도체층(35), 도전성 반도체층(36), 소스 전극(37a) 및 드레인 전극(38)이 형성되어 있으며, 이들이 TFT(41)를 구성하고 있다.

또한, TFT(41)의 게이트 전극(33a)은 게이트 배선(33)에, 소스 전극(37a)은 소스 배선(37)에, 드레인 전극(38)은 반사 전극(44)에, 각각 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 도전성 반도체층(36)은, 진성 반도체층(35) 상에 형성되어 있으며, 채널부(9)에 의해 분리되어 있다.

또한, TFT(41)를 피복하도록 보호 절연막(42)이 형성되어 있으며, 또한 이 보호 절연막(42) 상에, 절연성 기판(32)의 거의 전면을 피복하도록 층간 절연막(43)이 형성되어 있다.

이 층간 절연막(43) 상에는, 반사 전극(44)이 형성되어 있다. 본 실시 형태의 액정 표시 장치에서는, 반사 전극(44)은, 도 5에 도시한 바와 같이, 금속층(44a)과, 금속층(44a) 상에 형성된 투명 도전층(44b)을 갖고 있다. 또한, 반사 전극(44)의 금속층(44a)은, 보호 절연막(42) 및 층간 절연막(43)에 형성된 컨택트홀(42a, 43a)(도 6 참조)에서 드레인 전극(38)에 접촉하고 있으며, 이에 의해 반사 전극(44)과 TFT(41)가 전기적으로 접속되어 있다.

또한, 반사 전극(44)의 투명 도전층(44b) 상에는, 반사 전극(44)을 피복하도록 컬러 필터층(45)이 형성되어 있다. 컬러 필터층(45)은, 전형적으로는, 적색층, 녹색층 또는 청색층이다.

또한, 컬러 필터층(45) 상에는, 컬러 필터층(45)을 피복하도록 투명 전극(46)이 형성되어 있다.

대향 기판(50)은, 도 5에 도시한 바와 같이, 투명 절연성 기판(51)과, 투명 절연성 기판(51) 상에 형성된 대향 전극(52)을 갖고 있다. 대향 전극(52)은, 예를 들면, 복수의 화소에 공통으로 설치된 단일의 공통 전극이며, ITO(인듐 주석 산화물) 등으로 이루어지는 투명 전극이다.

상술한 TFT 기판(40)과 대향 기판(50)은, 복수의 화소 영역을 포함하는 표시 영역의 주위에 설치된 시일재를 통해 접합된다. 또한, 여기서는 도시하지 않지만, TFT 기판(40) 및 대향 기판(50)의 액정층(60)측의 표면에는, 폴리이미드 수지 등으로 이루어지는 배향막이 형성되어 있다.

상술한 구성을 갖는 액정 표시 장치는, 대향 기판(50)측으로부터 입사하여 반사 전극(44)에 의해 반사된 광을 이용하여 표시를 행하는 반사형의 액정 표시 장치이다. 대향 기판(50)측으로부터 입사한 주위광(외광)은, 액정층(60)을 통과하여 반사 전극(44)에 의해 반사된 후, 다시 액정층(60)을 통과하여 대향 기판(50)으로부터 출사된다. 이 출사광은 액정층(60)에 의해 변조되어 있다. 이에 의해, 화상 표시가 행해진다.

다음으로, 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명한다.

우선, TFT 기판(40)을 이하와 같이 하여 제작한다. 즉, 절연성 기판(32)을 준비하고, 이 절연성 기판(32) 상에 복수의 TFT(41)를 형성한다. 절연성 기판(32) 상에 TFT를 형성하는 공정은, 공지의 재료를 이용하여 공지의 방법에 의해 행할 수 있다.

예를 들면, 우선, 유리로 이루어지는 절연성 기판(32) 상에, Al로 이루어지는 금속막을 두께가 약 200㎚로 되도록 스퍼터법을 이용하여 성막하고, 그 후, 이 금속막을 포토리소그래피 프로세스 및 패터닝에 의해 패터닝함으로써, 게이트 배선(33), 게이트 전극(33a) 및 보조 용량 배선(47)을 형성한다. 또한, 금속막의 재료로서는 Al에 한정되지 않고, Al 합금, Ta, TaN/Ta /TaN, Ti/A1/Ti 등을 이용해도 된다.

다음으로, 게이트 배선(33), 게이트 전극(33a) 및 보조 용량 배선(47) 상에, 플라즈마 CVD법을 이용하여 SiN_x로 이루어지는 게이트 절연막(34)을 형성한다.

계속해서, 게이트 절연막(34) 상에, 플라즈마 CVD법을 이용하여 비도핑된 a-Si막과, 인이 도핑된 n⁺형 a-Si막을 연속하여 증착하고, 그 후, 포토리소그래피 프로세스 및 패터닝에 의해 섬 형상으로 패터닝함으로써, 진성 반도체층(35)과 도전성 반도체층(36)을 형성한다.

또한, 진성 반도체층(35)과 도전성 반도체층(36)이 형성된 게이트 절연막(34) 상에, Ti로 이루어지는 금속막을 스퍼터법을 이용하여 성막하고, 그 후, 이 금속막을 포토리소그래피 프로세스 및 패터닝에 의해 패터닝함으로써, 소스 배선(37), 소스 전극(37a) 및 드레인 전극(38)을 형성한다. 또한, 금속막의 재료로서는 Ti에 한정되지 않고, Mo, Al/Ti, Ag 등을 이용해도 된다.

다음으로, 소스 전극(37a) 및 드레인 전극(38)을 마스크로 하여, 도전성 반도체층(36)과 진성 반도체층(35)의 상부를 패터닝 제거함으로써, 채널부(39)를 형 성한다.

계속해서, 소스 전극(37a) 및 드레인 전극 상에, 플라즈마 CVD법을 이용하여 SiN_x로 이루어지는 보호 절연막(42)을 형성하고, 그 후, 포토리소그래피 프로세스를 이용하여 보호 절연막(42)의 드레인 전극(38) 상에 위치하는 부분에 컨택트홀(42a)을 형성한다.

그리고, 보호 절연막(42) 상에 아크릴계의 감광성 유기 수지를 도포함으로써, 층간 절연막(43)을 형성하고, 그 후, 포토리소그래피 프로세스를 이용하여 층간 절연막(43)의 드레인 전극(38) 상에 위치하는 부분에 컨택트홀을 형성한다.

상술한 바와 같이 하여, 절연성 기판(32) 상에 TFT(41)를 형성할 수 있다. 그 후의 공정을 도 7의 (a)∼도 7의 (d) 및 도 8의 (a)∼도 8의 (d)를 참조하면서 설명한다.

우선, 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 층간 절연막(43)이 형성된 기판(32) 상에 금속층(44a)을 형성하고, 그 후, 금속층(44a) 상에 투명 도전층(44b)을 형성함으로써, 반사 전극(44)을 형성한다.

예를 들면, 실온에서 압력 0.1Pa의 조건 하에, 스퍼터법을 이용하여, 금속층(44a)으로서의 Al막을 두께 100㎚로, 투명 도전층(44b)으로서의 IZO막을 두께 10㎚로 연속하여 층간 절연막(43) 상에 증착함으로써, 반사 전극(44)을 형성한다.

또한, IZO는 In₂O₃-ZnO(조성비 90 : 10wt%)로 표현되는 육방정 층상 산화물로 서, 실온에서 스퍼터법을 이용하여 증착함으로써 비정질막이 용이하게 얻어진다.

다음으로, 반사 전극(44) 상에 컬러 필터층(45)을 형성한다. 예를 들면, 우선, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 적색의 안료를 포함하는 레지스트층(여기서는 네가티브형의 레지스트층)(15')을 반사 전극(44) 상에 형성한다. 다음으로, 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이, 포토마스크(70)를 통해 레지스트층(45')을 노광한다. 계속해서, 현상액(예를 들면 수산화갈륨 수용액)을 이용하여 현상을 행하고, 그 후, 소성함으로써, 도 7의 (d)에 도시한 바와 같이, 적색의 컬러 필터층(45)이 형성된다.

마찬가지로, 녹색의 안료를 포함하는 레지스트층을 형성하고, 레지스트층을 포토리소그래피 프로세스를 이용하여 패터닝한 후에 소성함으로써, 녹색의 컬러 필터층(45)을 형성할 수 있다. 또한, 청색의 컬러 필터층(45)에 대해서도 마찬가지로 하여 형성할 수 있다.

또한, 컬러 필터층(45)을 형성하는 방법으로서는, 안료 분산법, 염색법, 잉크젯법, 라미네이트법 등을 이용할 수 있다.

계속해서, 컬러 필터층(45) 상에, 반사 전극(44)에 전기적으로 접속된 투명 전극(46)을 형성한다. 예를 들면, 우선, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 컬러 필터층(45) 상에 스퍼터법을 이용하여 IZO를 증착함으로써 투명 전극(46')을 형성한다. 투명 전극(46)은 컬러 필터층(45)의 주연부에서 반사 전극(44)과 전기적으로 접속되어 있다.

다음으로, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 투명 전극(46') 상에의 포토레지 스트(72)의 도포와, 포토마스크(74)를 통한 포토레지스트(72)의 노광을 행한다. 계속해서, 도 8의 (c)에 도시한 바와 같이, 현상을 행함으로써, 컬러 필터층(45)에 중첩되도록 포토레지스트(72)를 패터닝한다.

그리고, 포토레지스트(72)를 마스크로 하여 패터닝을 행함으로써, 도 8의 (d)에 도시한 바와 같이, 화소 영역마다 전기적으로 독립된 투명 전극(46)을 형성한다.

투명 전극(46)은, 컬러 필터층(45)에 형성된 컨택트홀(45a)을 통해 반사 전극(44)의 투명 도전층(44b)과 접촉됨으로써, 반사 전극(44)에 전기적으로 접속되게 된다. 또한, 투명 전극(46)의 패터닝 시, 예를 들면 40℃의 조건 하에서 인산 : 질산 : 아세트산의 혼합액을 이용하여, 투명 전극(46)과, 반사 전극(44)을 구성하는 금속층(44a) 및 투명 도전층(44b)을 단일의 마스크(여기서는 포토레지스트(72))에 의해 동시에 패터닝할 수 있다. 이와 같이 하여, TFT 기판(40)이 형성된다.

대향 기판(50)은, 공지의 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치가 구비하는 대향 기판과 마찬가지로, 공지의 재료를 이용하여 공지의 방법에 의해 제작할 수 있다. 예를 들면, 유리로 이루어지는 두께 0.7㎜의 투명 절연성 기판(51) 상에, 스퍼터법에 의해 투명 전극(예를 들면 ITO막)을 성막하여 대향 전극(52)을 형성함으로써, 대향 기판(50)은 제작된다.

이와 같이 하여 준비한 TFT 기판(40)과 대향 기판(50)을, 접착성 시일재를 이용하여 접합하고, 그 후, 양 기판의 간극에 액정 재료(예를 들면 TN 모드용의 공지의 액정 재료)를 주입·밀봉하여 액정층(60)을 형성함으로써, 액정 표시 장치가 완성된다. 또한, TFT 기판(40) 및 대향 기판(50)의 액정층(60)측의 표면에는, 필요에 따라 폴리이미드 수지 등으로 이루어지는 배향막이 형성된다.

상술한 바와 같이 하여 제조되는 본 실시 형태의 액정 표시 장치는, 이하와 같은 효과를 발휘한다.

즉, 반사형의 액정 표시 장치에서는, 반사 전극으로서 기능하는 금속층의 재료로서, 높은 반사율, 우수한 패터닝성, 낮은 전기 저항을 갖는 알루미늄이나 알루미늄 합금이 사용되는 경우가 많다.

컬러 필터층은, 반사 전극으로서 기능하는 금속층 상에 직접 형성되기 때문에, 금속층으로서 알루미늄층이나 알루미늄 합금층을 이용하고, 컬러 필터층을 포토리소그래피 프로세스에 의해 형성하면, 컬러 필터층의 현상 시에 알칼리성의 현상액에 의해 금속층이 침식되게 된다. 금속층이 이와 같이 부식함으로써 그 일부가 누락되어, 반사 전극의 면적이 감소되거나, 컬러 필터층 자체가 누락되면, 표시 품위가 저하되게 된다.

또한, 컬러 필터층 상에 형성된 투명 전극은, 컬러 필터층의 주연부에서 반사 전극과 전기적으로 접속된다.

그런데, 금속층으로서 알루미늄층이나 알루미늄 합금층을 이용한 경우, 이들 금속은 산화되기 쉽기 때문에, 투명 전극과 반사 전극의 전기적인 접속이 불충분해지기 쉬워, 신뢰성이 저하된다.

그러나, 본 실시 형태의 액정 표시 장치에서는, 도 5에 도시한 바와 같이, 반사 전극(44)이, 금속층(44a)과, 금속층(44a) 상에 형성된 투명 도전층(44b)을 갖 고 있기 때문에, 반사 전극(44) 상에 형성되는 컬러 필터층(45)은, 금속층(44a) 상에 직접 형성되지 않고, 투명 도전층(44b) 상에 형성된다. 따라서, 컬러 필터층(45)을 포토리소그래피 프로세스를 이용하여 형성해도, 현상액에 의한 금속층(44a)의 침식을 억제할 수 있다.

그 때문에, 금속층(44a)의 재료로서 현상액에 침식되기 쉬운 재료를 이용해도, 금속층(44a)의 일부가 누락되거나, 컬러 필터층(45)이 누락되는 것에 의한 표시 품위의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 반사 전극(44)은 투명 도전층(44b)을 갖고 있으며, 투명 전극(46)은, 이 투명 도전층(44b)을 개재하여 반사 전극(44)에 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 금속층(44a)의 재료로서 산화되기 쉬운 재료를 이용해도, 투명 전극(46)과 반사 전극(44)과의 양호한 전기적 접속을 실현할 수 있어 디바이스로서의 신뢰성이 향상된다.

이와 같이, 본 실시 형태의 액정 표시 장치에서는, 반사 전극(44)의 금속층(44a)의 재료로서, 높은 반사율, 우수한 패터닝성, 낮은 전기 저항을 갖는 알루미늄이나 알루미늄 합금을 적합하게 이용할 수 있다. 즉, 알루미늄이나 알루미늄 합금은, 산화되기 쉽고, 또한, 포토리소그래피 프로세스에서 이용되는 현상액에 의해 침식되기 쉽지만, 본 실시 형태의 액정 표시 장치에서는, 상술한 바와 같이, 알루미늄이나 알루미늄 합금을 이용한 경우의 표시 품위나 신뢰성의 저하가 억제된다.

또한, 금속층(44a) 상에 형성되는 투명 도전층(44b)의 두께는, 제조의 용이 함 및 표시 품위의 한층 더한 향상의 관점에서는, 1㎚ 이상 20㎚ 이하인 것이 바람직하다. 투명 도전층(44b)의 두께가 1㎚ 미만이면, 스퍼터법에 의한 균일한 성막이 곤란해지는 경우가 있기 때문이다. 또한, 투명 도전층(44b)의 두께가 20㎚를 초과하면, 저파장 영역의 광 투과율이 80% 이하로 되어, 반사율의 저하나 착색이 발생하는 경우가 있기 때문이다.

또한, 투명 도전층(44b)은, 결정층이어도 되고, 비정질층이어도 된다. 특히, 투명 도전층(44b)이 비정질층인 경우, 금속층을 패터닝하는 에칭제를 이용하여, 투명 도전층, 금속층을 동시에 패터닝할 수 있다.

또한, 투명 전극(46)도, 결정층이어도 되고, 비정질층이어도 된다. 특히, 투명 전극(46)이 비정질층이면, 금속층을 패터닝하는 에칭제를 이용하여, 투명 전극, 투명 도전층, 금속층을 동시에 패터닝할 수 있다.

또한, 투명 도전층(44b)이나 투명 전극(46)의 재료로서는, ITO, IZO 등을 이용할 수 있다. IZO는 실온에서 스퍼터법을 이용하여 증착됨으로써, 비정질의 투명 전극을 안정적으로 형성하기 때문에, 투명 도전층(44b)이나 투명 전극(46)의 재료로서 IZO를 이용하면, 비정질의 투명 도전층(44b), 비정질의 투명 전극(46)을 용이하게 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 액정 표시 장치는, 상기 컬러 필터층이 스트라이프 형상의 패턴이며, 상기 복수의 반사 전극 상에 걸쳐 형성되어 있는 구성이어도 된다.

컬러 필터층을 스트라이프 형상의 패턴으로 형성하고, 또한 복수의 반사 전극 상에 걸쳐 형성함으로써, 유효 화소 면적을 크게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 액정 표시 장치는, 상기 반사 전극의 엣지로부터 상기 컬러 필터층의 엣지까지의 거리는, 그 컬러 필터층의 형성 공정에서의 기판의 신축량 및 상기 투명 전극의 형성 공정에서의 기판 신축량 중, 어느 한쪽의 큰쪽의 상기 기판 신축량보다 큰 값인 구성이어도 된다.

즉, 반사 전극의 엣지로부터 컬러 필터층의 엣지까지의 거리를, 컬러 필터층의 형성 공정에서의 기판의 신축량 및 상기 투명 전극의 형성 공정에서의 기판 신축량 중, 어느 한쪽의 큰쪽의 상기 기판 신축량과 같은 값으로 한다. 이에 의해, 반사 전극 상에 컬러 필터층을 형성하거나 투명 전극을 형성하는 경우의 열 공정에 의한 기판의 신축에 의한 위치 어긋남(얼라인먼트 어긋남)을 방지할 수 있음과 동시에, 유효 화소 면적을 크게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 액정 표시 장치는, 상기 과제를 해결하기 위해, 상기 구성의 액정 표시 장치에서, 상기 반사 전극의 측단으로부터 상기 컬러 필터층의 측단까지의 거리는, 상기 컬러 필터층 및 상기 투명 전극을 형성하는 공정에서의 상기 기판의 신축량에 기초하여 정해져 있어도 된다.

또한, 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법은, 상기 과제를 해결하기 위해, 상기 구성의 제조 방법에서, 상기 반사 전극의 측단으로부터 상기 컬러 필터층의 측단까지의 거리를, 상기 컬러 필터층 및 상기 투명 전극을 형성하는 공정에서의 상기 기판의 신축량에 기초하여 정할 수도 있다.

상기 구성에 따르면, 반사 전극의 측단으로부터 컬러 필터층의 측단까지의 거리는, 컬러 필터층 및 투명 전극을 형성하는 공정에서의 기판의 신축량에 기초하 여 정해져 있다. 따라서, 컬러 필터층을 형성하는 공정에서의 기판의 신축량과, 투명 전극을 형성하는 공정에서의 기판의 신축량 중, 어느 한쪽의 큰 값에 기초하여, 반사 전극의 측단으로부터 컬러 필터층의 측단까지의 거리를 정할 수 있다.

즉, 기판으로서 플라스틱 기판을 이용하는 경우에 있어서도, 반사 전극의 측단으로부터 컬러 필터층의 측단까지의 거리를, 기판의 신축에 수반되는 반사 전극과 컬러 필터층과의 위치 어긋남량, 및 반사 전극과 투명 전극과의 위치 어긋남량보다 크게 설정할 수 있다.

즉, 기판 신축에 의해 위치 어긋남에 대하여 허용할 수 있을 만큼의 마진을 컬러 필터층에 용장 설계할 수 있다. 따라서, 컬러 필터층을 반사 전극 상에 위치 어긋남 없이 정합시킬 수 있다. 그 때문에, 반사 전극과 컬러 필터층과의 위치 어긋남, 반사 전극과 투명 전극과의 위치 어긋남을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 액정 표시 장치는, 상기 과제를 해결하기 위해, 상기 구성의 액정 표시 장치에서, 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 화소를 갖고, 상기 반사 전극은, 상기 복수의 화소에 대응하여 복수개가 형성되어 있으며, 상기 컬러 필터층은, 상기 복수의 화소의 행 방향 혹은 열 방향에서 인접하는 복수의 반사 전극과 중첩되도록 형성되어 있어도 된다. 또는, 상기 반사 전극이, 상기 기판의 상측에서 복수개가 매트릭스 형상으로 형성되어 있음과 함께, 상기 컬러 필터층이, 상기 반사 전극의 매트릭스에서의 행 방향 혹은 열 방향으로 인접하는 복수의 반사 전극을 피복하도록 형성되어 있어도 된다.

상기 구성에 따르면, 컬러 필터층에 의해 대부분의 면적의 반사 전극을 피복할 수 있다. 따라서, 반사 전극과 투명 전극으로 이루어지는 화소 전극의 유효 화소 면적을 크게 취할 수 있다. 또한, 「유효 화소 면적」이란 1화소로서 표시되는 면적이며, 구체적으로는 컬러 필터층의 반사 전극에의 투영 면적을 말한다. 이에 의해, 표시 화상의 품위를 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 액정 표시 장치는, 상기 과제를 해결하기 위해, 상기 구성의 액정 표시 장치에서, 상기 컬러 필터층은, 상기 반사 전극보다 작은 패턴으로 그 반사 전극 상에 형성되어 있어도 된다.

상기 구성에 따르면, 컬러 필터층은, 반사 전극보다 작은 패턴으로 반사 전극 상에 형성되어 있다. 따라서, 반사 전극과 투명 전극을 동일한 마스크로 패터닝할 수 있다.

이에 의해, 액정 표시 장치의 제조 비용을 저감할 수 있다.

또한, 본 발명의 액정 표시 장치는, 상기 과제를 해결하기 위해, 상기 구성의 액정 표시 장치에서, 상기 기판이 플라스틱 기판이어도 된다.

플라스틱 기판은, 컬러 필터층 형성 공정에서의 신축량이 유리 기판에 비해 상당히 크다. 따라서, 상기 구성에 따르면, 플라스틱 기판 상의 반사 전극 상에 컬러 필터층을 형성하는 경우의 수분이나 열 공정에 의한 플라스틱 기판의 신축에 의한 위치 어긋남을 방지할 수 있다. 이 때문에, 컬러 필터층의 색 중첩이나 화소 끼리의 중첩을 방지할 수 있어, 색 번짐이 없는 액정 표시 장치를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법은, 상기 구성의 액정 표시 장치의 제조 방법에서, 상기 반사 전극과 상기 투명 전극을 동일 마스크에 의해 패터닝할 수도 있다.

상기 구성에 따르면, 반사 전극과 투명 전극을 동일 마스크에 의해 패터닝한다. 이에 의해, 액정 표시 장치의 제조 비용을 저감할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상술한 각 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 청구항에 나타낸 범위 내에서 다양한 변경이 가능하며, 다른 실시 형태에 각각 개시된 기술적 수단을 적절하게 조합하여 얻어지는 실시 형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

발명의 상세한 설명의 항에서 이루어진 구체적인 실시 형태 또는 실시예는, 어디까지나, 본 발명의 기술 내용을 명백하게 하는 것으로, 그와 같은 구체예에만으로 한정하여 협의로 해석되어서는 안되며, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허 청구 사항의 범위 내에서, 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

본 발명에 따르면, 경량화, 내충격성의 향상, 및 저비용화를 실현할 수 있음과 함께, 기판의 신축에 기인하는 표시 화상의 품위의 열화를 방지할 수 있는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

Claims

기판의 상측에 형성되는 반사 전극과,

상기 반사 전극 상에 형성되는 컬러 필터층과,

상기 컬러 필터층의 상측에 형성됨과 함께, 상기 컬러 필터층의 주연부에서 상기 반사 전극과 전기적으로 접속되는 투명 전극

을 포함하고,

상기 반사 전극의 측단으로부터 상기 컬러 필터층의 측단까지의 거리는, 상기 컬러 필터층 및 상기 투명 전극을 형성하는 공정에서의 상기 기판의 신축량(amount of expansion)에 기초하여 정해지며,

상기 기판은 플라스틱 기판이고,

상기 반사 전극과 투명 전극으로 이루어지는 화소 전극을 구비하며, 상기 컬러 필터층의 좌우의 단부가, 화소 전극의 좌우의 단부로부터 각각, 반사 전극의 엣지로부터 컬러 필터층의 엣지까지의 거리인 얼라인먼트 마진 δx의 간격을 이루도록 형성되며,

상기 얼라인먼트 마진 δx는, 상기 컬러 필터층을 형성하는 공정에서의 기판의 신축량, 및 상기 화소 전극을 형성하는 공정에서의 기판의 신축량 중, 어느 한쪽의 큰 쪽의 신축량보다 큰 값이고,

상기 신축량은, 반사 전극을 기준으로 한 상기 컬러 필터층 및 상기 화소 전극을 형성하는 공정의 전후에서의 기판의 중심으로부터 단부까지의 거리의 변화량의, 공정 전에 있어서의 기판의 중심으로부터 단부까지의 거리에 대한 비율인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
삭제
제1항에 있어서,

매트릭스 형상으로 배열된 복수의 화소를 갖고,

상기 반사 전극은, 상기 복수의 화소 각각에 대응하여 형성되어 있으며,

상기 컬러 필터층은, 상기 복수의 화소의 행 방향 혹은 열 방향에서 인접하는 복수의 반사 전극과 중첩되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 반사 전극은, 상기 기판의 상측에서 매트릭스 형상으로 형성되어 있음과 함께,

상기 컬러 필터층은, 상기 반사 전극의 매트릭스에서의 행 방향 혹은 열 방향으로 인접하는 복수의 반사 전극을 피복하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 컬러 필터층은, 상기 반사 전극보다 작은 패턴으로 상기 반사 전극 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 반사 전극은 금속층과, 상기 금속층 상에 형성된 투명 도전층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 컬러 필터층의 폭은, 상기 화소 전극의 폭보다 작게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
삭제
삭제
삭제
기판의 상측에 형성되는 복수의 반사 전극과,

각 반사 전극 상에 1개씩 형성되는 컬러 필터층과,

각 컬러 필터층 상에 1개씩 형성됨과 함께, 상기 컬러 필터층의 주연부에서 상기 반사 전극과 전기적으로 접속되는 투명 전극

을 포함하고,

상기 반사 전극의 측단으로부터 상기 컬러 필터층의 측단까지의 거리는, 상기 컬러 필터층 및 상기 투명 전극을 형성하는 공정에서의 상기 기판의 신축량에 기초하여 정해지며,

상기 기판은 플라스틱 기판이고,

상기 반사 전극과 투명 전극으로 이루어지는 화소 전극을 구비하며, 상기 컬러 필터층의 좌우의 단부가, 화소 전극의 좌우의 단부로부터 각각, 반사 전극의 엣지로부터 컬러 필터층의 엣지까지의 거리인 얼라인먼트 마진 δx의 간격을 이루도록 형성되며,

상기 얼라인먼트 마진 δx는, 상기 컬러 필터층을 형성하는 공정에서의 기판의 신축량, 및 상기 화소 전극을 형성하는 공정에서의 기판의 신축량 중, 어느 한쪽의 큰 쪽의 신축량보다 큰 값이고,

상기 신축량은, 반사 전극을 기준으로 한 상기 컬러 필터층 및 상기 화소 전극을 형성하는 공정의 전후에서의 기판의 중심으로부터 단부까지의 거리의 변화량의, 공정 전에 있어서의 기판의 중심으로부터 단부까지의 거리에 대한 비율인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
삭제
제12항에 있어서,

상기 컬러 필터층은 상기 반사 전극보다 작은 패턴으로 상기 반사 전극 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
삭제
제12항에 있어서,

상기 반사 전극은 금속층과, 상기 금속층 상에 형성된 투명 도전층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제12항에 있어서,

상기 컬러 필터층의 폭은, 상기 화소 전극의 폭보다 작게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
삭제
삭제
삭제
기판의 상측에 반사 전극을 형성하는 단계와,

상기 반사 전극 상에 컬러 필터층을 형성하는 단계와,

상기 컬러 필터층의 주연부에서 상기 반사 전극과 전기적으로 접속되도록 투명 전극을 상기 컬러 필터층의 상측에 형성하는 단계

를 포함하고,

상기 반사 전극의 측단으로부터 상기 컬러 필터층의 측단까지의 거리는, 상기 컬러 필터층 및 상기 투명 전극을 형성하는 공정에서의 상기 기판의 신축량에 기초하여 정해지며,

상기 기판은 플라스틱 기판이고,

상기 반사 전극과 투명 전극으로 이루어지는 화소 전극을 구비하며, 상기 컬러 필터층의 좌우의 단부가, 화소 전극의 좌우의 단부로부터 각각, 반사 전극의 엣지로부터 컬러 필터층의 엣지까지의 거리인 얼라인먼트 마진 δx의 간격을 이루도록 형성되며,

상기 얼라인먼트 마진 δx는, 상기 컬러 필터층을 형성하는 공정에서의 기판의 신축량, 및 상기 화소 전극을 형성하는 공정에서의 기판의 신축량 중, 어느 한쪽의 큰 쪽의 신축량보다 큰 값이고,

상기 신축량은, 반사 전극을 기준으로 한 상기 컬러 필터층 및 상기 화소 전극을 형성하는 공정의 전후에서의 기판의 중심으로부터 단부까지의 거리의 변화량의, 공정 전에 있어서의 기판의 중심으로부터 단부까지의 거리에 대한 비율인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
삭제
제21항에 있어서,

상기 반사 전극과 상기 투명 전극을 동일 마스크에 의해 패터닝하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제21항에 있어서,

상기 컬러 필터층의 엣지부의 경사를 완만하게 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제21항에 있어서,

상기 컬러 필터층을 상기 투명 전극과 반사 전극으로 이루어지는 화소 전극보다 작은 도트 패턴으로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.