KR101320749B1

KR101320749B1 - 표시장치 및 표시장치의 제조방법

Info

Publication number: KR101320749B1
Application number: KR1020120065569A
Authority: KR
Inventors: 타쿠오 카이토; 타케시 쿠리야가와; 류 사카타; 오사무 카리코메; 티모시 제이. 브로스니한
Original assignee: 픽스트로닉스 인코포레이티드; 가부시키가이샤 재팬 디스프레이
Priority date: 2011-06-21
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2013-10-21
Also published as: KR20120140616A; EP2538265A1; CN102841444B; TW201305600A; JP2013003533A; CN102841444A; JP5762842B2; TWI449949B; US8970940B2; US20120326179A1

Abstract

전용 장치를 필요로 하지 않고, 제조 스루풋을 저하시키지 않으면서 단자상의 패시베이션막을 제거한 표시장치를 제공한다. 본 발명의 표시장치는, 기판상에 매트릭스 형태로 배치되고, 스위칭 소자 및 스위칭 소자에 의해 구동되는 MEMS셔터를 갖는 복수의 화소와, 기판상에 배치되고, 외부단자와 접속되는 복수의 단자를 포함한다. MEMS셔터는, 개구부를 갖는 셔터, 셔터에 접속된 제1 용수철, 제1 용수철에 접속된 제1 앵커, 제2 용수철, 및 제2 용수철에 접속된 제2 앵커를 갖고, 셔터, 제1 용수철, 제2 용수철, 제1 앵커 및 제2 앵커의 표면 중 기판의 표면에 대하여 수직방향의 면에 절연막을 갖고, 복수의 단자 표면, 및 셔터, 제1 용수철, 제2 용수철, 제1 앵커 및 제2 앵커의 표면 중 기판의 표면에 대하여 평행방향이며 또한 기판에 대면하는 측과 반대측의 면에는, 이 절연막이 없다.

Description

표시장치 및 표시장치의 제조방법{DISPLAY APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 메커니컬 셔터를 이용한 표시장치에 관한 것이다.

최근, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)기술을 응용한 메커니컬(Mechanical) 셔터 (이하 「MEMS셔터」) 를 이용한 표시장치가 주목 받고 있다. MEMS셔터를 이용한 표시장치 (이하 「MEMS표시장치」) 란, 화소마다 구비한 MEMS셔터를, TFT를 이용하여 고속으로 개폐함으로써 셔터를 투과하는 광의 양을 제어하여, 화상의 명암을 조정하는 표시장치이다 (예를 들면, 「일본특허공개 2008-197668호 공보」참조). MEMS표시장치에 있어서는 시간계조 방식이 채용되고 있고, 적색, 녹색 및 청색의 LED 백라이트로부터의 광을 순차적으로 바꾸는 것에 의해 화상표시를 행한다. MEMS표시장치는, 액정표시장치에 이용되는 편광 필름이나 컬러 필터 등을 필요로 하지 않고, 액정표시장치와 비교하여 백라이트 광의 이용 효율은 약 10배, 소비 전력은 1/2이하가 되고, 또, 색재현성이 뛰어난 점에 특징이 있다.

MEMS표시장치에 있어서는, MEMS셔터를 구동하기 위한 스위칭 소자, 및 스위칭 소자를 구동하는 게이트 드라이버나 데이터 드라이버를 구성하는 TFT가 기판상에 형성된다. 기판상에는 TFT로 외부에서 신호를 공급하기 위한 단자가 동시에 형성된다. 통상, MEMS표시장치에 있어서는, TFT 및 단자가 형성된 TFT기판상에 TFT 및 단자를 덮는 패시베이션막을 형성하고, 그 패시베이션막 상에 MEMS셔터를 형성한다. 그 후, MEMS셔터를 형성한 TFT기판에 대향기판을 붙인다. TFT기판에 형성된 단자에는 외부에서 신호를 공급할 필요가 있어, 대향기판이 단자상부를 덮지 않도록 TFT기판과 대향기판을 붙인다.

TFT기판상에 형성한 단자에는 외부에서 신호를 공급할 필요가 있기 때문에, 단자상의 패시베이션막을 제거할 필요가 있다. 통상, TFT나 반도체 프로세스에 있어서는, 단자상의 패시베이션막은, 포트리소 프로세스와 에칭 프로세스와의 조합에 의해 제거된다. 한편, MEMS표시장치의 경우, MEMS셔터의 가동부는 중공(中空)상태이며, MEMS셔터 형성 후에 포토리소 프로세스(레지스트 도포 등)를 적용하는 것이 곤란하다.

또한, TFT기판과 대향기판을 붙여, 하나 하나의 MEMS표시장치로 절단한 후, 드라이 에칭 프로세스에 의해, 단자상의 패시베이션막을 제거하는 방법이 있다. 그러나, 이 패시베이션막의 제거방법에는 전용장치가 필요하고 동시에, MEMS표시장치의 제조 스루풋(throughput)이 크게 저하되는 문제점이 있다.

또한, 단자상부에 레이저를 조사함으로써 패시베이션막을 제거하는 방법이 있으나, MEMS표시장치의 제조 스루풋이 크게 저하되어 버리는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제를 감안한 것으로서, 전용 장치를 필요로 하지 않으면서, 제조 스루풋을 저하시키지 않고 단자상의 패시베이션막을 제거한 표시장치 및 그 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판상에 매트릭스 형태로 배치되고, 스위칭 소자 및 상기 스위칭 소자에 의해 구동되는 MEMS셔터를 갖는 복수의 화소와, 상기 기판상에 배치되고, 외부단자와 접속되는 복수의 단자를 포함하는 표시장치이며, 상기 MEMS셔터는, 개구부를 갖는 셔터, 상기 셔터에 접속된 제1 용수철, 상기 제1 용수철에 접속된 제1 앵커, 제2 용수철, 및 상기 제2 용수철에 접속된 제2 앵커를 갖고, 상기 셔터, 상기 제1 용수철, 상기 제2 용수철, 상기 제1 앵커 및 상기 제2 앵커의 표면 중 상기 기판의 표면에 대하여 수직방향의 면에 절연막을 갖고, 상기 셔터, 상기 제1 용수철, 상기 제2 용수철, 상기 제1 앵커 및 상기 제2 앵커의 표면 중 상기 기판의 표면에 대하여 평행 방향이며 또한 상기 기판에 대면하는 측과 반대측의 면과 상기 복수의 단자의 표면에는, 상기 절연막이 없는 것을 특징으로 하는 표시장치가 제공된다.

상기 제1 앵커와 상기 제2 앵커와의 전위차에 의해, 상기 제1 용수철과 상기 제2 용수철이 정전구동된다.

상기 제1 앵커와 상기 제2 앵커와의 전위차는, 상기 스위칭 소자에 의해 공급된다.

백라이트를 더 포함하고, 상기 기판은 개구부를 갖고, 상기 셔터의 상기 개구부와 상기 기판의 개구부와의 겹치는 부분에서 상기 백라이트로부터 공급되는 광을 투과시킬 수 있다.

상기 기판상에 배치된 반사부를 더 포함하고, 상기 셔터의 상기 개구부와 상기 반사부가 겹치는 부분에 의해, 상기 반사부에 의해 반사된 광을 투과시킬 수 있다.

상기 스위칭 소자상에 절연막을 갖는다.

상기 셔터, 상기 제1 용수철 및 상기 제2 용수철의 표면 중 상기 기판의 표면에 대하여 평행 방향이며 또한 상기 기판에 대면하는 측의 면에 절연막을 갖고, 상기 셔터, 상기 제1 용수철 및 상기 제2 용수철의 표면 중 상기 기판의 표면에 대하여 평행 방향이며 또한 상기 기판에 대면하는 측의 면의 절연막은, 상기 셔터, 상기 제1 용수철 및 상기 제2 용수철의 표면 중 상기 기판의 표면에 대하여 수직방향의 면의 절연막보다도 얇을 수 있다.

상기 셔터는, 투과율이 다른 재료가 적층하여 형성될 수 있다.

상기 셔터는, 투과율의 다른 재료가 적층하여 형성되고, 상기 셔터의 표면 중 상기 기판의 표면에 대하여 평행 방향이며 또한 상기 기판에 대면하는 측과 반대측의 면에는, 가장 투과율이 낮은 재료가 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판상에 스위칭 소자 및 단자를 형성하고, 상기 스위칭 소자상에 제1 절연막을 형성하고, 상기 제1 절연막상에 상기 스위칭 소자에 의해 구동되고, 개구부를 갖는 셔터, 상기 셔터에 접속된 제1 용수철, 상기 제1 용수철에 접속된 제1 앵커, 제2 용수철, 및 상기 제2 용수철에 접속된 제2 앵커를 갖는 복수의 화소를 형성하고, 상기 셔터, 상기 제1 용수철, 상기 제2 용수철, 상기 제1 앵커, 상기 제2 앵커 및 상기 단자에 제2 절연막을 형성하고, 상기 제2 절연막을 이방성 에칭하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법이 제공된다.

상기 단자가 노출할 때까지 상기 제2 절연막을 이방성 에칭한다.

상기 제2 절연막은, 상기 셔터, 상기 제1 용수철, 상기 제2 용수철, 상기 제1 앵커 및 상기 제2 앵커의 표면 중 상기 기판의 표면에 대하여 수직방향의 면에도 형성되고, 상기 이방성 에칭 후에 있어서도, 상기 셔터, 상기 제1 용수철, 상기 제2 용수철, 상기 제1 앵커 및 상기 제2 앵커의 표면 중 상기 기판의 표면에 대하여 수직방향의 면에 형성된 상기 제2 절연막은, 잔존할 수 있다.

상기 제2 절연막은, 상기 셔터, 상기 제1 용수철, 상기 제2 용수철, 상기 제1 앵커 및 상기 제2 앵커의 표면 중 상기 기판의 표면에 대하여 수직방향의 면, 및 상기 셔터, 상기 제1 용수철 및 상기 제2 용수철의 표면 중 상기 기판의 표면에 대하여 평행 방향이며 또한 상기 기판에 대면하는 측의 면에도 형성되고, 상기 셔터, 상기 제1 용수철 및 상기 제2 용수철의 표면 중 상기 기판의 표면에 대하여 평행 방향이며 또한 상기 기판에 대면하는 측의 면의 상기 제2 절연막은, 상기 셔터, 상기 제1 용수철 및 상기 제2 용수철의 표면 중 상기 기판의 표면에 대하여 수직방향의 면의 상기 제2 절연막보다도 얇을 수 있다.

상기 셔터는, 투과율이 다른 재료가 적층하여 형성되고,

상기 셔터의 표면 중 상기 기판의 표면에 대하여 평행 방향이며 또한 상기 기판에 대면하는 측과 반대측의 면에는, 가장 투과율이 낮은 재료가 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, TFT기판과 대향 기판을 서로 붙이기 전에 있어서, 일반적으로 이용되고 있는 드라이 에칭 프로세스에 의해 단자상의 절연막을 제거하고 있으므로, 특수한 프로세스를 필요로 하지 않고, 높은 스루풋으로 가공할 수 있기 때문에, 표시장치의 비용 저감을 꾀할 수 있다. 또한, 종래, TFT기판과 대향 기판을 붙이고, 절단한 후, 드라이 에칭 프로세스에 의한 단자상의 패시베이션막을 제거하기 위해 필요했던 전용 장치를 불필요로 하게 되며, 제조 스루풋을 저하시키지 않고 단자상의 절연막을 제거한 표시장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1은, (A)가 일 실시예에 따른 본 발명의 표시장치(100)의 사시도이고, (B)가 일 실시예에 따른 본 발명의 표시장치(100)의 평면도이다.
도 2는, 일 실시예에 따른 본 발명의 표시장치(100)의 회로 블록도이다.
도 3은, 일 실시예에 따른 본 발명의 표시장치(100)에 이용하는 MEMS셔터(202)의 구성을 도시하는 도이다.
도 4는, 일 실시예에 따른 본 발명의 표시장치(100)에 이용하는 MEMS셔터(202)의 구성을 도시하는 도이다.
도 5는, 일 실시예에 따른 본 발명의 표시장치(100)의 표시부(도 4에 도시하는 MEMS셔터(202)에 있어 A-A´선에 의해 도시하는 개소) 및 단자부(102e)(단자 104)의 단면도이다.
도 6은, 일 실시예에 따른 본 발명의 표시장치(100)의 제조 프로세스를 나타내는 도이다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 표시장치의 실시예에 대해서 설명한다. 또한, 본 발명의 표시장치는, 이하의 실시예에 한정되지 않고, 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하다.

도 1 (A) 및 (B)에 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)를 도시한다. 도 1(A)에는, 본 실시예에 따른 본 발명의 표시장치(100)의 사시도를 도시한다. 도 1(B)에는, 본 실시예에 따른 본 발명의 표시장치(100)의 평면도를 도시한다. 본 실시예에 따른 본 발명의 표시장치(100)는, 기판(102) 및 대향 기판(106)을 포함한다. 기판(102)은, 표시부(102a), 구동회로(102b, 102c, 102d), 및 단자부(102e)를 포함한다.

도 2에 본 실시예에 따른 본 발명의 표시장치(100)의 회로 블록도를 도시한다. 도 2에 도시하는 본 실시예에 따른 본 발명의 표시장치(100)에는, 컨트롤러(120)로부터 이미지신호 및 제어신호가 공급된다. 또한, 도 2에 도시하는 본 실시예에 따른 본 발명의 표시장치(100)에는, 컨트롤러(120)에 의해 제어되는 백라이트(122)로부터 광이 공급된다. 또한, 컨트롤러(120) 및 백라이트(122)을 포함하여 본 발명의 표시장치(100)를 구성할 수 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 표시부(102a)는, 매트릭스 형태로 배치된 메커니컬 셔터(MEMS셔터)(202), 스위칭 소자(204) 및 유지 용량(206)을 갖는 화소(200)를 포함한다. 구동 회로(102b, 102c)는, 데이터 드라이버이며, 스위칭 소자(204)에 데이터 선(D1, D2, …, Dm)을 통해서 데이터 신호를 공급한다. 스위칭 소자 구동회로(102d)는, 게이트 드라이버이며, 스위칭 소자(204)에 게이트 선(G1, G2, …, Gn)을 통해서 게이트 신호를 공급한다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 데이터 드라이버인 구동 회로(102b, 102c)가, 표시부(102a)를 끼우듯이 배치되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 스위칭 소자(204)는, 데이터 선(D1, D2, …, Dm)에서 공급되는 데이터 신호를 토대로 MEMS셔터(202)를 구동한다.

여기에서, 도 3 및 도 4에 본 실시예에 따른 본 발명의 표시장치(100)에 이용하는 MEMS셔터(202)의 구성을 도시한다. 설명의 편의상, 도 3에는, 하나의 MEMS셔터(202)를 도시하지만, 본 실시예에 따른 본 발명의 표시장치(100)에는, 도 3에 도시하는 MEMS셔터(202)가 매트릭스 형태로 배치되어 있다.

MEMS셔터(202)는, 셔터(210), 제1 용수철(216, 218, 220, 222), 제2 용수철(224, 226, 228, 230), 및 앵커부(232, 234, 236, 238, 240, 242)를 갖는다. 셔터(210)는, 개구부(211, 212)를 포함하며, 셔터(210) 본체는 차광부가 된다. 또한, 기판(102)은, 개구부(213, 214)를 갖는다. 셔터(210)의 개구부(211, 212)와 기판(102)의 개구부(213, 214)가 평면방향으로 개략 겹치도록 배치되어 있고, 기판(102)의 배면에서 공급되고, 기판(102)의 개구부(213, 214)를 투과하는 광이, 셔터(210)의 개구부(211, 212)를 투과하도록 되어 있다. 또한, 본 실시예에 도시하는 MEMS셔터(202)는, 본 발명의 표시장치(100)에 이용할 수 있는 MEMS셔터의 일 예에 지나지 않고, 스위칭 소자로 구동할 수 있는 MEMS셔터라면 어떤 형태의 것이라도 이용할 수 있다. 또한, 백라이트(122)를 이용하지 않고 또 기판(102)의 개구부(213, 214)을 구비하지 않고, 셔터(210)의 개구부(211,212)의 하부에 반사부를 구비하여, 반사형의 표시장치로 할 수도 있다.

셔터(210)의 한 쪽은, 제1 용수철(216, 218)을 통해서 앵커부(232, 234)에 접속되어 있다. 앵커부(232, 234)는, 제1 용수철(216, 218)과 함께, 셔터(210)를 기판(102)의 표면에서 부유한 상태로 지지하는 기능을 갖는다. 앵커부(232)는 제1 용수철(216)과 전기적으로 접속되어 있고, 또한, 앵커부(234)는 제1 용수철(218)과 전기적으로 접속되어 있다. 앵커부(232, 234)에는, 스위칭 소자(204)로부터 바이어스 전위가 공급되어, 제1 용수철(216, 218)에 바이어스 전위가 공급된다. 또한, 제2 용수철(224, 226)은, 앵커부(236)에 접속되어 있다. 앵커부(236)는, 제2 용수철(224, 226)을 지지하는 기능을 갖는다. 앵커부(236)는 제2 용수철(224, 226)과 전기적으로 접속되어 있다. 앵커부(236)에는, 그라운드 전위가 공급되어, 제2 용수철(224, 226)에 그라운드 전위가 공급된다.

또한, 셔터(210)의 다른 쪽은, 제1 용수철(220,222)을 개재하여 앵커부(238,240)에 접속되어 있다. 앵커부(238,240)는, 제1 용수철(220,222)과 함께, 셔터(210)를 기판(102)의 표면에서 부유한 상태로 지지하는 기능을 갖는다. 앵커부(238)는 제1 용수철(220)과 전기적으로 접속되어 있고, 또한, 앵커부(240)는 제1 용수철(222)과 전기적으로 접속되어 있다. 앵커부(238,240)에는, 스위칭 소자(204)로부터 바이어스 전위가 공급되어, 제1 용수철(220,222)에 바이어스 전위가 공급된다. 또한, 제2 용수철(228,230)은, 앵커부(242)에 접속되어 있다. 앵커부(242)는, 제2 용수철(228,230)을 지지하는 기능을 갖는다. 앵커부(242)는 제2 용수철(228,230)과 전기적으로 접속되어 있다. 앵커부(242)에는, 그라운드 전위가 공급되어, 제2 용수철(228,230)에 그라운드 전위가 공급된다.

또한, 도 4의 상부에 있어서, 설명의 편의상, 셔터(210)가 있는 영역을 “A” 제1 용수철(216, 218, 220, 222), 및 제2 용수철(224, 226, 228, 230)이 있는 영역을 “B” 앵커부(232, 234, 236, 238, 240, 242)가 있는 영역을 “C” 라고 표시한다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 있어서는, 스위칭 소자(204)로부터 앵커부(232, 234)에 바이어스 전위가 공급되어, 제1 용수철(216, 218)에 바이어스 전위가 공급되며, 또한, 앵커부(236)에는, 그라운드 전위가 공급되어, 제2 용수철(224, 226)에 그라운드 전위가 공급된다. 제1 용수철(216, 218)과 제2 용수철(224, 226)과의 사이의 전위차에 의해, 제1 용수철(216)과 제2 용수철(224)이 정전구동되어, 서로가 끌어 당기듯이 이동하고, 또한, 제1 용수철(218)과 제2 용수철(234)이 정전구동되어, 서로가 끌어 당기듯이 이동하여, 셔터(210)가 이동한다.

또한, 마찬가지로, 스위칭 소자(204)로부터 앵커부(238, 240)에 바이어스 전위가 공급되어, 제1 용수철(220, 222)에 바이어스 전위가 공급되며, 또한, 앵커부(242)에는, 그라운드 전위가 공급되어, 제2 용수철(228, 230)에 그라운드 전위가 공급된다. 제1 용수철(220, 222)과 제2 용수철(228, 230)과의 사이의 전위차에 의해, 제1 용수철(220)과 제2 용수철(228)이 정전구동되어, 서로가 끌어 당기듯이 이동하고, 또한, 제1 용수철(222)과 제2 용수철(230)이 정전구동되어, 서로가 끌어 당기듯이 이동하여, 셔터(210)가 이동한다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 셔터(210)의 양측에 제1 용수철, 제2 용수철 및 앵커부를 접속하여 배치한 예에 대해서 설명했지만, 본 발명의 표시장치는 이에 한정되는 것은 아니다. 셔터(210)의 한 쪽에 제1 용수철, 제2 용수철 및 앵커부를 접속하여 배치하고, 셔터부(210)의 다른 쪽에는 제1 용수철 및 앵커부만을 접속하여 배치하고, 다른 쪽의 제1 용수철 및 앵커부는 셔터를 기판으로부터 부유한 상태로 지지하는 기능을 갖게 하고, 셔터(210)의 한 쪽 제1 용수철 및 제2 용수철을 정전구동하여, 셔터(210)를 동작시키도록 할 수 있다.

다음으로 도 5을 참조한다. 도 5에는, 본 실시예에 따른 본 발명의 표시장치(100)의 표시부(도 4에 도시하는 MEMS셔터(202)에 있어서의 A-A´선에 의해 도시하는 개소) 및 단자부(102e)(단자 104)의 단면도이다. 한편, 도 5 상부에 있어서는, 설명의 편의상, 단자부(102)가 있는 영역을 “D”로 도시한다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 따른 본 발명의 표시장치(100)에 있어서는, 셔터(210)는, a-Si(210a) 및 a-Si보다도 투과율이 낮은 차광용의 AlSi(210b)의 적층체 및 절연막(패시베이션막) (210c)을 갖는다. 본 실시예에 있어서는, a-Si(210a) 및 차광용의 AlSi(210b)의 적층체의 측부(기판(102)의 표면에 대하여 수직방향의 면) 및 하부(기판(102)의 표면에 대하여 평행 방향이며 또한 기판(102)에 대면하는 측의 면)에만 절연막(패시베이션막)(210c)을 갖는다. 다시 말하면, a-Si(210a) 및 차광용의 AlSi(210b)의 적층체의 상부(기판(102)의 표면에 대하여 평행 방향이며 또한 기판(102)에 대면하는 측과 반대측의 면)에는 절연막(패시베이션막)은 존재하지 않는다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 셔터(210)에는 a-Si(210a) 및 차광용의 AlSi(210b)의 적층체를 이용했지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 측부 및 하부에만 절연막(패시베이션막)이 형성되는 구조라면 어떤 구조 및 재료라도 이용할 수 있다. 또한, 본 실시예에 있어서는, a-Si(210a) 및 차광용의 AlSi(210b)의 적층체의 측부 및 하부에만 절연막(패시베이션막)(210c)를 갖는 예에 대해서 설명하고 있지만, 셔터(210)의 상부에 절연막(패시베이션막)이 존재하지 않는 것이 중요하며, 하부에는 절연막(패시베이션막)이 있어도 없어도 되고, 또한, 측부와 하부와의 절연막(패시베이션막)의 두께는 다를 수 있다. 예를 들면, 측부보다 하부의 절연막(패시베이션막) 쪽이 얇을 수도 있다.

또한, 도 5에 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 따른 본 발명의 표시장치(100)에 있어서는, 제1 용수철(216, 218, 220, 222) (218 이외는 미도시), 및 제2 용수철(224, 226, 228, 230) (226 이외는 미도시)은, 각각, a-Si의 측부(기판(102)의 표면에 대하여 수직방향의 면) 및 하부(기판(102)의 표면에 대하여 평행 방향이며 또한 기판(102)에 대면하는 측의 면)에 절연막(패시베이션막)을 갖는다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 제1 용수철(226) 및 제2 용수철(218)을 예로 들어 설명하면, 제1 용수철(226)은 a-Si(226a)의 측부 및 하부에 절연막(패시베이션막)(226c)을 갖고, 제2 용수철(218)은 a-Si(218a)의 측부 및 하부에 절연막(패시베이션막)(218c)을 갖는다. 다시 말하면, 제1 용수철(226)에 있어서, a-Si(226a)의 상부(기판(102)의 표면에 대하여 평행 방향이며 동시에 기판(102)에 대면하는 측과 반대측의 면)에는 절연막(패시베이션막)은 존재하지 않고, 또한, 제2 용수철(218)에 있어서, a-Si(218a)의 상부(기판(102)의 표면에 대하여 평행 방향이며 또한 기판(102)에 대면하는 측과 반대측의 면)에는 절연막(패시베이션막)은 존재하지 않는다. 이렇게 함으로써, 제1 용수철(216, 218, 220, 222), 및 제2 용수철(224, 226, 228, 230)의 사이를 절연막(패시베이션막)에 의해 절연 분리한다. 한편, 본 실시예에 있어서는, 제1 용수철(216, 218, 220, 222), 및 제2 용수철(224, 226, 228, 230)에는, a-Si를 이용했지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 측부 및 하부에만 절연막(패시베이션막)이 형성되는 구조라면 어떤 구조 및 재료라도 이용할 수 있다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 제1 용수철(216, 218, 220, 222), 및 제2 용수철(224, 226, 228, 230)의 측부 및 하부에만 절연막(패시베이션막)을 갖고 있는 예에 대해서 설명하였지만, 제1 용수철(216, 218, 220, 222), 및 제2 용수철(224, 226, 228, 230)의 상부에 절연막(패시베이션막)이 존재하지 않는 것이 중요하며, 하부에는 절연막(패시베이션막)이 있어도 없어도 되며, 또한, 측부와 하부와의 절연막(패시베이션막)의 두께는 다를 수 있다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 따른 본 발명의 표시장치(100)에 있어서는, 앵커부(232, 234, 236, 238, 240, 242 (234 이외는 미도시)는, 각각, a-Si 및 AlSi의 적층체 및 절연막(패시베이션막)을 갖는다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 앵커부(234)를 예로 들어 설명하면, 앵커부(234)는, a-Si(234a) 및 AlSi(234b)의 적층체 및 절연막(패시베이션막)(234c)을 갖는다. 앵커부(234)는, 기판(102)을 구성하는 TFT기판(300)상에 형성된 절연막 (302)(패시베이션막)상에 형성되어 있다. 본 실시예에 있어서는, a-Si(234a) 및 AlSi(234b)의 적층체의 측부(기판(102)의 표면에 대하여 수직방향의 면) 및 하부(기판(102)의 표면에 대하여 평행 방향이며 또한 기판(102)에 대면하는 측의 면)에만 절연막(패시베이션막)(234c)를 갖는다. 다시 말하면, a-Si(234a) 및 AlSi(234b)의 적층체의 상부(기판(102)의 표면에 대하여 평행 방향이며 또한 기판(102)에 대면하는 측과 반대측의 면)에는 절연막(패시베이션막)은 존재하지 않는다. 한편, 본 실시예에 있어서는, 앵커부(232, 234, 236, 238, 240, 242)에는 a-Si 및 AlSi의 적층체를 이용했지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 측부 및 하부에만 절연막(패시베이션막)이 형성되는 구조라면 어떤 구조 및 재료라도 이용할 수 있다. 또한, 본 실시예에 있어서는, a-Si 및 AlSi의 적층체의 측부 및 하부에만 절연막(패시베이션막)을 갖는 예에 대해서 설명하지만, 앵커부(232, 234, 236, 238, 240, 242)의 상부에 절연막(패시베이션막)이 존재하지 않는 것이 중요하며, 하부에는 절연막(패시베이션막)이 있어도 없어도 되며, 또한, 측부와 하부와의 절연막(패시베이션막)의 두께는 다를 수 있다.

또한, 도 5에 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 따른 본 발명의 표시장치(100)에 있어서는, 단자부(102e)의 단자(104)는, MoW(104a), Al(104b), MoW(104c) 및 ITO(104d)에 의해 구성된다. 한편, 단자(104)의 구성 및 재료는 이에 한정되는 것은 아니며, 스위칭 소자(본 실시예에 있어서는 TFT)의 구성에 따라 적절히 변경 가능하며, 또한, Al(104b)은, 스위칭 소자(204)의 드레인 배선과 같은 층의 배선을 이용할 수 있다. 단자부(102e)는, 기판(102)을 구성하는 TFT기판(300)의 일부에 형성되어 있다. 본 실시예에 있어서는, TFT기판의 표시부(102a), 데이터 드라이버(driver)(102b, 102c) 및 게이트 드라이버(102d) 상은 절연막(패시베이션막)(302)으로 덮어져 있지만, 단자(104)의 표면에는 절연막(패시베이션막)은 존재하지 않고, 단자(104)는 노출되어 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 본 발명의 표시장치(100)에 있어서는, 외부에서 신호가 공급되는 단자부(102e)의 단자(104)의 상부는 노출되어 있고, 또한, MEMS셔터(202)의 제1 용수철(216, 218, 220, 222), 및, 제2 용수철(224, 226, 228, 230)의 사이를 절연막(패시베이션막)에 의해 절연 분리한다. 따라서, MEMS셔터(202)의 정전구동 동작을 양호하게 행할 수 있다. 또한, 제1 용수철(216, 218, 220, 222), 및 제2 용수철(224, 226, 228, 230)이외의 부분 (예를 들면, 셔터(210)의 표면 등)에는 절연막(패시베이션막)이 존재하지 않아도 문제는 발생하지 않는다.

다음으로, 도 6을 참조하여, 본 실시예에 따른 본 발명의 표시장치(100)의 제조 프로세스에 대해서 설명한다.

먼저, 기판(102)에 표시부(102a), 데이터 드라이버(102b, 102c), 및 게이트 드라이버(102d)를 구성하는 스위칭 소자(본 실시예에 있어서는 TFT) 및 단자부(102e)를 구성하는 단자(104)(도6에 있어서는, MoW(104a), Al(104b) 및 MoW(104c))를 형성하여, TFT기판(300)을 형성하고, 단자부(102e)를 제외하여 SiN 등의 절연막(패시베이션막)(302)을 형성한다. 또한, ITO(104d)에 대해서는, 절연막(302)의 형성 전에 형성될 수도 있고, 절연막(302)의 형성 후의 단자부(102e) 부분(절연막(302)이 형성되지 않고 있는 부분)에 형성될 수도 있다. 그 다음, 절연막(패시베이션막)(302)상에 MEMS셔터(202)(도 6에 있어서는, 셔터(210), 제1 용수철(218), 제2 용수철(226), 앵커(234)를 나타낸다.)를 형성한다. 그 다음, 기판(102) 전체에 패시베이션막이 되는 SiN 등의 절연막을 일반적인 PECVD법에 의해 형성하여, 절연막(210c, 218c, 226c, 234c, 304)을 형성한다 (도 6 (A)). 이 때, MEMS셔터(202)의 셔터(210), 제1 용수철(218), 제2 용수철(226) 및 앵커(234) 등의 기판(102)의 표면에 대하여 평행 방향이며 또한 기판(102)에 대면하는 측의 면에는, 절연막이 형성되지 않는 경우나, 기판(102)의 표면에 대하여 수직방향의 면이랑 기판(102)의 표면에 대하여 평행 방향이며 또한 기판(102)에 대면하는 측과 반대측의 면과는 막 두께가 다른(예를 들면, 얇은) 절연막이 형성되는 경우가 있다.

다음으로, 절연막(210c, 218c, 226c, 234c, 304)을 이방성 드라이 에칭에 의해 가공한다(도6(B)). 이방성 드라이 에칭 프로세스 때문에, 기판(102)의 표면에 대하여 평행 방향이며 또한 기판(102)에 대면하는 측과 반대측의 면에 위치하는 절연막이 높은 에칭 레이트로 에칭되고(도 6(B)에 있어서 파선 화살표), 기판(102)의 표면에 대하여 수직방향의 면 및 기판(102)의 표면에 대하여 평행 방향이며 또한 기판(102)에 대면하는 측의 면에 위치하는 절연막은 에칭되지 않고 남게 된다(도 6(C)). 이 때, 단자부(102e)의 단자(104)상의 절연막(304)도 제거되어, 단자(104)가 노출된다. 기판(102)의 표면에 대하여 평행 방향이며 또한 기판(102)에 대면하는 측과 반대측의 면에 위치하는 절연막이 제거되어 단자(104)가 노출되고, 제1 용수철(216, 218, 220, 222), 및 제2 용수철(224, 226, 228, 230)의 사이에 있어서의 절연막은 남는 상태가 될 때까지 이 에칭 프로세스를 행한다. 절연막이 SiN일 경우는, 불소계 가스를 이용하고, 드라이 에칭 설비로서는 용량결합 플라즈마 방식이나 유도결합 플라즈마, 전자 사이클로트론 공명 플라즈마 방식을 이용할 수 있다. 또한, O₂가스를 첨가하여 측벽에 보호층을 형성함으로써, 더욱 에칭의 이방성을 올리는 것이 가능해 진다.

다음으로, 공지의 방법에 의해 대향 기판을 서로 붙이고(미도시), 본 실시예에 따른 본 발명의 표시장치(100)가 완성한다. 단자부(102e)의 단자(104)는 노출되어 있으므로, 플렉서블 케이블 등의 외부단자와의 전기적 접속도 가능해 진다.

본 실시예에 따른 본 발명의 표시장치(100)에 있어서는, TFT기판과 대향 기판을 서로 붙이기 전(전공정 프로세스)에 있어서, 일반적으로 이용되고 있는 드라이 에칭 프로세스에 의해 단자상의 절연막(패시베이션막)을 제거하고 있으므로, 특수한 프로세스를 필요로 하지 않고, 높은 스루풋으로 가공할 수 있기 때문에, 표시장치의 비용 저감을 꾀할 수 있다. 또한, 종래, TFT기판과 대향 기판을 붙이고, 절단한 후, 드라이 에칭 프로세스에 의한 단자상의 패시베이션막을 제거하기 위해 필요했던 전용 장치를 불필요로 하게 되며, 제조 스루풋을 저하시키지 않고 단자상의 절연막(패시베이션막)을 제거한 표시장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

100 : 표시장치 102a : 표시부
102b : 데이터 드라이버 102e : 단자부
104 : 단자 106 : 대향기판
122 : 백라이트 200 : 화소
202 : MEMS셔터 204 : 스위칭 소자
206 : 유지용량 210 : 셔터
211 : 개구부 212 : 개구부
214 : 개구부 218 : 제1 용수철
226 : 제2 용수철 236 : 앵커부
238 : 앵커부 300 : TFT기판
302 : 절연막 304 : 절연막

Claims

기판상에 매트릭스 형태로 배치되고, 스위칭 소자 및 상기 스위칭 소자에 의해 구동되는 MEMS셔터를 갖는 복수의 화소와,
상기 기판상에 배치되고, 외부단자와 접속되는 복수의 단자를 포함하는 표시장치이며,
상기 MEMS셔터는, 개구부를 갖는 셔터, 상기 셔터에 접속된 제1 용수철, 상기 제1 용수철에 접속된 제1 앵커, 제2 용수철, 및 상기 제2 용수철에 접속된 제2 앵커를 갖고,
상기 셔터, 상기 제1 용수철, 상기 제2 용수철, 상기 제1 앵커 및 상기 제2 앵커의 표면 중 상기 기판의 표면에 대하여 수직방향의 면에 절연막을 갖고,
상기 셔터, 상기 제1 용수철, 상기 제2 용수철, 상기 제1 앵커 및 상기 제2 앵커의 표면 중 상기 기판의 표면에 대하여 평행 방향이며 또한 상기 기판에 대면하는 측과 반대측의 면과 상기 복수의 단자의 표면에는, 상기 절연막이 없는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 앵커와 상기 제2 앵커와의 전위차에 의해, 상기 제1 용수철과 상기 제2 용수철이 정전구동되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 앵커와 상기 제2 앵커와의 전위차는,
상기 스위칭 소자에 의해 공급되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제1항에 있어서,
백라이트를 더 포함하고,
상기 기판은 개구부를 갖고,
상기 셔터의 상기 개구부와 상기 기판의 개구부와의 겹치는 부분에서 상기 백라이트로부터 공급되는 광을 투과시키는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제1항에 있어서,
상기 기판상에 배치된 반사부를 더 포함하고,
상기 셔터의 상기 개구부와 상기 반사부가 겹치는 부분에 의해, 상기 반사부에 의해 반사된 광을 투과시키는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제1항에 있어서,
상기 스위칭 소자상에 절연막을 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제1항에 있어서,
상기 셔터, 상기 제1 용수철 및 상기 제2 용수철의 표면 중 상기 기판의 표면에 대하여 평행 방향이며 또한 상기 기판에 대면하는 측의 면에 절연막을 갖고,
상기 셔터, 상기 제1 용수철 및 상기 제2 용수철의 표면 중 상기 기판의 표면에 대하여 평행 방향이며 또한 상기 기판에 대면하는 측의 면의 절연막은, 상기 셔터, 상기 제1 용수철 및 상기 제2 용수철의 표면 중 상기 기판의 표면에 대하여 수직방향의 면의 절연막보다도 얇은 것을 특징으로 하는 표시장치.
제1항에 있어서,
상기 셔터는,
투과율이 다른 재료가 적층하여 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제1항에 있어서,
상기 셔터는,
투과율의 다른 재료가 적층하여 형성되고,
상기 셔터의 표면 중 상기 기판의 표면에 대하여 평행 방향이며 또한 상기 기판에 대면하는 측과 반대측의 면에는, 가장 투과율이 낮은 재료가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 표시장치.
기판상에 스위칭 소자 및 단자를 형성하고,
상기 스위칭 소자상에 제1 절연막을 형성하고,
상기 제1 절연막상에 상기 스위칭 소자에 의해 구동되고, 개구부를 갖는 셔터, 상기 셔터에 접속된 제1 용수철, 상기 제1 용수철에 접속된 제1 앵커, 제2 용수철, 및 상기 제2 용수철에 접속된 제2 앵커를 갖는 복수의 화소를 형성하고,
상기 셔터, 상기 제1 용수철, 상기 제2 용수철, 상기 제1 앵커, 상기 제2 앵커 및 상기 단자에 제2 절연막을 형성하고,
상기 제2 절연막을 이방성 에칭하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
제10항에 있어서,
상기 단자가 노출할 때까지 상기 제2 절연막을 이방성 에칭하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
제10항에 있어서,
상기 제2 절연막은,
상기 셔터, 상기 제1 용수철, 상기 제2 용수철, 상기 제1 앵커 및 상기 제2 앵커의 표면 중 상기 기판의 표면에 대하여 수직방향의 면에도 형성되고,
상기 이방성 에칭 후에 있어서도, 상기 셔터, 상기 제1 용수철, 상기 제2 용수철, 상기 제1 앵커 및 상기 제2 앵커의 표면 중 상기 기판의 표면에 대하여 수직방향의 면에 형성된 상기 제2 절연막은, 잔존하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
제10항에 있어서,
상기 제2 절연막은, 상기 셔터, 상기 제1 용수철, 상기 제2 용수철, 상기 제1 앵커 및 상기 제2 앵커의 표면 중 상기 기판의 표면에 대하여 수직방향의 면, 및 상기 셔터, 상기 제1 용수철 및 상기 제2 용수철의 표면 중 상기 기판의 표면에 대하여 평행 방향이며 또한 상기 기판에 대면하는 측의 면에도 형성되고,
상기 셔터, 상기 제1 용수철 및 상기 제2 용수철의 표면 중 상기 기판의 표면에 대하여 평행 방향이며 또한 상기 기판에 대면하는 측의 면의 상기 제2 절연막은, 상기 셔터, 상기 제1 용수철 및 상기 제2 용수철의 표면 중 상기 기판의 표면에 대하여 수직방향의 면의 상기 제2 절연막보다도 얇은 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
제10항에 있어서,
상기 셔터는,
투과율이 다른 재료가 적층하여 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
제10항에 있어서,
상기 셔터는,
투과율이 다른 재료가 적층하여 형성되고,
상기 셔터의 표면 중 상기 기판의 표면에 대하여 평행 방향이며 또한 상기 기판에 대면하는 측과 반대측의 면에는, 가장 투과율이 낮은 재료가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.