KR19980032966A - 매트릭스기판, 이 매트릭스기판을 사용한 액정장치, 이 액정장치를 사용한 표시장치 및 상기 매트릭스기판과 상기 액정표시장치의 제조방법 - Google Patents

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오사무 코야마
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토루 나카자와
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미타라이 후지오
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Abstract

매트릭스기판은 복수의 화소전극을 매트릭스로 배열하므로써 형성되는 화소영역과, 상기 화소전극에 전기신호를 공급하는 구동회로영역과 밀봉영역을 포함한다. 화소전극을 분리하는 갭은 절연재료의 절연부재로 충전되어 화소전극의 표면과 화소전극재료의 부재를 연결하는 연속적인 평면을 형성하고, 또한 절연부재의 재료의 부재는 적어도 구동회로영역 또는 밀봉영역에 배치함으로써 연속적인 표면을 형성한다.

Description

매트릭스기판, 이 매트릭스기판를 사용한 액정장치, 이 액정장치를 사용한 표시장치 및 상기 매트릭스기판과 상기 액정장치의 제조방법
본 발명은, 매트릭스기판과, 이 매트릭스기판을 구비하여 화상과 문자를 표시하는 액정장치 및 이 액정장치를 구비한 표시장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 상기 매트릭스기판과 상기 액정장치의 제조방법에 관한 것이다.
현재의 세계는 소위 멀티미어시대에 진입하였고, 또한 통신의 목적을 위해 화상정보를 교환하는 장치 및 장비가 세계에서 끊임없이 증가하는 중요한 역할을 하고 있다. 이와 같은 경향에 의해, 이와 같은 장치를 제조하는 산업이 반도체산업에 비교될 수 있는 주요산업중 하나로서 성장되도록, 액정표시장치는 얇고 휴대가능한 형태로 실현될 수 있고 또한 작은 전력만 소모되기 때문에, 액정표시장치에 주의를 기울이고 있다.
액정장치는, 10인치정도의 짧은 크기를 가지는 소위 노우트북크기의 개인용 컴퓨터에 현재 인기적으로 사용되고 있다. 또한, 액정은 대형표시화면은 전형적으로 구비한 전자워크스테이션의 표시와 가정용 텔레비전세트에 중요하게 역할하는 것이 기대되고 있다. 그러나, 대형표시화면은, 제조비용이 높고, 또한 대형화면을 구동하기 위해 엄격한 전자요구사양을 일치시키는 것이 요구되다. 대략적인 계산으로서, 액정표시패널의 제조비용은 스크린의 크기 2제곱 내지 3제곱에 비례하는 것으로 알려져 있다.
따라서, 대안으로서, 소형의 액정패널을 사용하여 액정패널위에 형성된 화상을 확대하도록 설계된 투사장치가 제안되었다. 이와 같은 장치는, 양호하게 동작되고 저렴한 비용으로 제조될 수 있는 미세한 크기의 반도체소자가 최근의 개발되어 주로 가능하게 되고 있다. 최근의 기술적인 개발의 관점에서 볼 때, 화소전극을 위한 절환소자로서 박막트랜지스터를 사용하는 TFT를 포함한 액정표시패널에 사용될 만족스러운 구동력을 구비한 소형의 TFT의 수요가 증가하고 있다. 또한, 비결정Si보다는 다결정Si를 사용한 TF는가 인기를 얻고 있다. NTSC텔레비젼시스템에 사용되는 NTSC표준과 일치하는 해상도의 레벨을 위한 비디오신호가 고속처리능력을 요구하고 있지 않다.
따라서, TFT뿐만 아니라 시프트레지스터와 복호기를 포함한 주변회로의 구성부품이 다결정Si로 형성되어, 표시영역과 주변구동회로가 일체적으로 형성되는 액정표시장치를 생산한다. 그러나, NTSC표준에 의해 요구되는 레벨보다 높은 해상도의 레벨을 가진 텔레비젼세트 또는 소위 XGA(확장그래픽어레이)나 SXGA(슈퍼확장그래픽어레이)급의 해상도를 가진 컴퓨터의 표시를 실현하기 위하여, 예를 들면, 분리하여 설치되는 복수의 그룹으로 시프트레지스터를 분할하는 경우에는 다결정Si는 단결정Si보다 성능이 나쁘다. 다음에, 표시영역에서 분리된 장치의 경계를 따라서 잡음이 고우스트로서 발생될 수 있고, 이에 의해 해결해야 할 문제점이 발생한다.
이와 같은 문제점을 극복하기 위한 시도로서, 높은 구동포텐셜을 가지는 단결정Si기판을 구비한 표시장치를, 다결정Si를 사용한 상기한 일체형의 표시장치로 대치하는 것이 제안되었다. 이와 같은 표시장치의 주변구동회로의 트랜지스터의 구동포텐셜이 만족되므로, 장치를 분할하는 상기한 기술이 여기서는 반드시 필요하지 않다. 그 결과, 표시장치와 주변구동회로를 연결하는 선의 S/N비는 큰 값을 가지고, 따라서 잡음문제를 성공적으로 피할 수 있다.
다결정Si나 단결정Si에 관계없이, 반사형 액정소자를 구비한 반사형 액정장치는, 각각의 화소와 반사전극의 절환장치의 드레인을 연결하고 또한 반사전극과 투명공통전극사이에 액정을 배치함으로써 제조될 수 있다.
반사형 액정장치는, 차폐비율에 비해 큰개구를 나타내면서 절환장치의 반도체층에 입사하는 광을 억제하여야 하는 투사형 액정장치와 비교해서 광을 효과적으로 사용할 수 있도록 장치의 화소에 의해 반사된 광선에 의해 화상을 표시하도록 채택되어 있다.
한편, 반사형 액정장치는, 화소전극이 높은 반사율을 나타내도록 요구되고, 이것은 투사형액정장치가 생략된 요구사양을 나타낸다. 일본국 특개평 8-179377호 공보는 이 문제를 해결하기 위해, 화학가공연마(CMP)에 의해 액정장치용 화소전극과 불활성화막을 연마하는 기술이 제안되어 있다. 이와 같이 제안된 기술에 대하여 첨부된 도 27A와 도 27B를 참조하면서 이하 요약한다.
도 27A를 참조하면, 불활성화막(2011)과 화소전극(2009)은, 화소전극(2009)과 불활성화막(2011)이 서로 동일한 평면으로 되고 또한 거울면이 될 때까지, 불활성화막(2011)과 화소전극(2009)을 모두 에칭하기에 적합한 에칭액을 함유하는 연마제에 의해 연마된다. 다음에, 화소전극(2009)과 불활성화막(2011)은 서로 동일한 평면으로 되므로, 배향막은 화소전극(2009)위에 직접 형성될 수 있고 또한 평탄하고 평활한 화소전극(2009)의 표면에 기인하여 균일하게 분포된 전계를 액정에 인가할 수 있다. 상기 인용한 일본국 특개평 8-179377호 공보는,CMP에 의해 연마된 액정패널의 표면이 주변영역에서 취약하게 될 수 있는 것을 지적하고 있고, 또한 액정표시장치의 표시화소영역과 구동회로사이에 배치되는 더미화소의 사용을 제안하고 있다. 이에 대하여 첨부된 도 28A 내지 도 28D를 참조하면서 간단하게 이하 설명한다.
반사형 액티브매트릭스패널을 도시한 도 28A를 우선 참조하면, 반사형 액티브매트릭스패널은, 기판(2001), 표시화소영역(2017) 및 표시화소영역(2017)과, 신호주사/구동회로(2018)사이의 높이(두께)의 차이 때문에 패널의 표면위에 단차를 나타내기 위해 표시패널의 주변영역에 배치된 신호주사/구동회로(2018)를 구비하고 있다. 단차부를 덮는 불활성화막(산화막)(2011)은 이 산화막을 에칭하는 에칭액을 함유하는 연마제에 의해 연마되는 경우, 도 28B에 도시한 바와 같이 표시영역을 둘러싸는 주변영역에서 취약하게 될 수 있다.
이와 같이 취약한 막을 방지하기 위해서, 도 28C에 예시한 바와 같이 표시화소영역(2017)을 둘러싸도록 표시화소영역(2017)과 신호주사/구동회로(2018) 사이에 더미화소(2019)가 배치된다. 상기 구성에 의해, 산화막이 표시화소영역(2017)과 신호주사/구동회로(2018)를 분리하는 단차로부터 어느정도 취약하게 되는 경우, 도 28D에 예시한 바와 같이 표시화소영역(2017)내에 대략 평탄하게 유지된다.
한편, 본 특허출원의 출원인은 일본국 특개평 8-178711호 공보에서 CMP를 사용하여 표시장치를 제조하는 방법이 제안되었다.
상기한 특허공보에 의하면, 각각의 화소전극이 절환용 트랜지스터를 구비한 액정티브매트릭스기판과, 액티브매트릭기판에 대향배치된 전극기판과, 이들 기판사이에 유지된 액정을 구비한 표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 제조방법은 화학가공연마공정을 포함하는 화소전극의 형성공정을 구비한 것을 특징으로 한다.
또한 상기한 특허출원은, 절연층을 패턴닝하여 홈을 형성한 다음에, 화소전극의 재료의 층이 CMP에 의해 연마될때에 화소전극의 재료의 층과 절연층위에 모두 연속적인 평면이 형성되도록 홈의 내부와 절연층위에 모두 퇴적에 의해 화소전극의 재료의 층이 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법이 제안되고 있다. 이 기술에 의해 화소전극을 분리하는 갭이 절연층으로 만족스럽게 충전됨으로써, 불규칙한 반사와 결함있는 배향을 발생하는 표면상의 울퉁불퉁함을 제거하여 고화질의 화상을 표시하는 것이 가능하다.
이전에 설명한 바와 같은 일본국 특개평 8-179377호 공보의 발명과 본 특허출원의 출원인에 의해 출원된 일본국 특원평 8-178711호의 발명과의 주요한 차이점은, 화소전극(2009)의 재료의 층을 형성한 후 불활성화막(2011)이 형성되고 다음에 이들을 일본국 특개평 8-179377호 공보에 의한 CMP에 의해 연마하는 반면에, 절연층을 패턴닝하여 절연층에 홈을 형성한 다음에 화소전극의 재료의 층이 일본극 특원평 8-178711에 의한 CMP에 의해 연마할때에 절연층과 화소전극의 재료의 층의 양쪽위에 연속적인 평탄한 평면이 생성되도록 홈내부에 또한 절연층위에 증착에 의해 화소전극의 재료의 층이 형성된다. 일본국 특개평 8-179377호 공보는 화소영역과 구동회로사이에 더미화소가 형성되는 것을 제안하고 있지만, 이것은 주변영역위의 취약한 표면을 제거할 수 없다.
한편, 일본국 특원평 8-178711로 공보는, 화소전극의 재료를 퇴적하기 위해 홈의 매트릭스를 생성하는 절연층을 패턴닝하는 공정을 포함하는 양호한 기술을 제공하고 있지만, 화소표시영역과 나머지의 주변영역에 도포될 레지스트와 홈의 피치와 깊이에 대해 적절한 고려를 부여함이 없이 화소전극을 형성하기 위한 홈을 균일하게 형성되는 것이 어렵다는 것을 알았다.
첨부된 도 26A와 도 26B를 참조하면서 상기 내용에 대하여 설명한다.
도 26A는 일본국 특원평 8-178711호 공보에 의한 표시장치의 제조단계를 예시하고, 여기서 화소절환소자를 위해 사용될 반도체층(도시되지 않음)과 절환소자를 구동하기 위한 구동회로를 형성한 후에 퇴적에 의한 절연층(211)과 상기 절연층(211)에 화소전극을 형성한 홈(280)을 형성하였고, 다음에 화소전극(213)의 재료가 홈(280)에 또한 절연층(211)위에 모두 퇴적된다. 도 26A에서, (250)과 (270)은, 각각 표시영역 및 매트릭스기판과 대향기판(도시되지 않음)을 사용하여 액정재료를 밀봉하는 밀봉영역을 나타낸다. 도 27A를 참조하면, 전형적으로 수μm 내지 수십 μm의 넓은 홈(280)은 화소표시영역(250)의 화소전극을 위해 규칙적으로 형성되어야 하지만, 표시영역(250) 및 구동회로영역(260)과 밀봉영역(270)을 포함하는 나머지영역사이에 레지스트의 배열이 상이하여 구동회로영역(260)과 밀봉영역(270)위에 홈이 규칙적으로 형성되 않는다. 즉, 화소영역과 나머지 주변영역에 도포될 레지스트 및 홈의 피치와 깊이에 대해 적절한 고려를 하지 않는 경우, 도 26A에 예시한 바와 같이 홈은 상이하고 불균일한 깊이를 나타낸다. 도 26B는 CMP작업후의 표면조건을 나타내고, 또한 표시영역(250) 및 구동회로영역(260)과 밀봉영역(270)을 포함한 나머지영역은 절연층(211)의 두께의 차이를 나타냄을 알 수 있다.
본 발명의 목적은, 상기한 문제점을 해결하기 위해, 화소표시영역 및 구동회로영역과 밀봉영역을 포함한 나머지영역사이의 두께의 차이를 나타내지 않는 매트릭스기판을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 얼룩과 컬러분산이 없이 밝고 높은 품질의 화상을 표시할 수 있는 액정장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기한 바와 같은 매트릭스기판의 제조방법과 이와 같은 매트릭스기판을 포함한 액정장치의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은, 복수의 화소전극을 매트릭스로 배열함으로써 형성된 화소영역과, 화소전극에 전기신호를 공급하는 구동회로영역 및 밀봉영역을 구비한 매트릭스기판에 있어서, 화소전극을 분리하는 갭이 절연재료의 절연부재로 충전되어 화소전극의 갭을 연결하는 연속적인 표면을 형성하고, 화소전극의 재료의 부재와 절연부재의 재료의 부재는 적어도 구동회로영역이나 밀봉영역에 배치되어 연속적인 표면을 형성하는 것을 특징으로 하는 매트릭스기판을 제공한다.
본 발명의 또다른 목적은, 복수의 화소전극을 매트릭스로 배치함으로써 형성된 화소영역과 화소전극에 전기신호를 공급하는 구동회로영역과, 밀봉영역으로 이루어진 매트릭스기판과; 화소영역에 대향하여 배치된 대향기판과; 화소영역과 대향기판사이에 유지된 액정재료를 구비한 액정장치에 있어서, 화소전극을 분리하는 갭은 절연재료의 절연부재로 충전되어 화소전극의 갭을 연결하는 연속적인 표면을 형성하고 또한 화소전극의 재료의 부재와 절연부재의 재료의 부재는 적어도 구동회로 영역이나 밀봉영역에 배치되어 연속적인 표면을 형성하는 액정표시장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 복수의 화소전극을 매트릭스로 배열함으로써 형성된 화소영역과, 화소전극에 전기신호를 공급하는 구동회로영역과, 밀봉영역으로 이루어진 매트릭스기판을 제조하는 방법에 있어서, 매트릭스기판을 형성하는 기판위에, 화소전극과 연결될 반도체소자영역과 구동회로영역을 형성한 후에 반도체소자영역과 구동회로영역 및 밀봉영역을 형성하는 영역위에 절연층을 형성하는 공정과; 화소영역위에 절연층의 화소전극을 형성하기 위한 홈을 패터닝에 의해 생성하고 또한 적어도 구동회로영역 또는 밀봉영역위에 절연층에 화소전극의 재료로 충전될 홈을 패터닝에 의해 생성하는 공정과; 두 개의 상이한 종류의 홈에 화소전극의 재료를 퇴적하는 공정과; 화소전극의 재료와 절연층이 연속적으로 평탄한 평면을 형성할 때까지 화소전극의 재료의 퇴적표면을 연마하는 공정을 포함한 것을 특징으로 하는 매트릭스기판의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은, 복수의 화소전극을 매트릭스로 배열함으로써 형성된 화소영역과, 화소전극에 전기신호를 공급하는 구동회로영역과, 밀봉영역을 구비한 매트릭스기판과; 화소영역에 대향하여 배치된 대향기판과; 화소영역과 대향기판 사이에 유지된 액정재료를 포함하는 액정장치를 제조하는 방법에 있어서, 매트릭스 기판을 형성하는 기판위에, 화소전극과 연결된 반도체소자영역과 구동회로영역을 형성한 후에 반도체소자 영역과 구동회로영역 및 밀봉영역을 형성하는 영역위에 절연층을 형성하는 공정과; 화소영역위에 절연층의 화소전극을 형성하기 위한 홈을 패터닝에 의해 생성하고 또한 적어도 구동회로영역 또는 밀봉영역위의 절연층위에 화소전극의 재료로 충전될 홈을 패터닝에 의해 생성하는 공정과; 두 개의 상이한 종류의 홈에 화소전극의 재료를 퇴적하는 공정과; 화소전극의 재료와 절연층이 연속적으로 평탄한 평면을 형성할때까지 화소전극의 재료의 퇴적표면을 연마하는 공정을 포함한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법을 제공하는 데 있다.
화소전극의 재료의 부재와 절연재료의 부재가 적어도 액정표시장치의 구동회로영역이나 밀봉영역에 형성되어 본 발명에 의한 연속적인 표면을 형성하므로, 화소영역뿐만아니라 주변영역의 적어도 일부에서 표면의 평탄성이 확보되고 따라서 화소영역자체의 평탄성이 개선된다. 그 결과, 본 발명에 의한 액정장치는, 얼룩과 컬러분산이 없이 밝고 높은 품질의 화면을 표시할 수 있다.
도 1과 도 2를 참조하면서 본 발명에 의한 매트릭스기판에 대하여 상세하게 이하 설명한다. 도 1은 절연층(8)이 매트릭스기판을 형성하는 기판위에 형성되고 또한 패터닝에 의해 절연층(9)에 홈(280)이 생성되고 이 홈에 전극이 퇴적되는 매트릭스기판의 제조공정을 개략적으로 도시한다. 도 1을 참조하면, 화소절환소자가 생성되는 반도체소자영역(도시되지 않음)과 생성된 반도체소자에 전기신호를 공급하는 구동회로(260)를 형성한 후에 절연층(9)을 형성하는 것에 유의하여야 하고, 또한 대향기판(도시되지 않음)과 매트릭스기판의 화소표시영역(250)사이에 유지된 액정재표를 밀봉하기 위해 사용되는 밀봉영역과, 구동영역(260) 및 화소표시영역(250)위의 절연층(9)에 홈을 형성하고, 이 홈에 화소전극의 재료를 충전하는 것에 유의하여야 한다. 홈은 화소표시영역(250), 구동회로영역(260) 및 밀봉영역(270)위에 홈이 규칙적으로 형성되므로, 레지스트의 배열은 화소영역(250)과 나머지영역 사이에서 차이가 없고 절연층의 홈은 화소표시영역과 나머지영역전체에 걸쳐서 균일한 폭과 균일한 깊이를 나타내는 것으로 평가될 것이다. 도 2는 CMP(화학가공연마)에 의해 기판이 연마된때에 도 1의 기판이 나타내는 상태를 도시한다. 화소전극(12)은 화소표시영역(250)에 형성된 홈에 배열되는 반면에 화소전극의 재료의 부재(12')(이들은 전기적으로 적절하게 접속되지 않기 때문에 일반적인 전극으로 작용하지 않는 부재)가 구동회로영역(260)과 밀봉영역(270)에 배열되는 것을 도 2로부터 알 수 있다. CMP기술에 대해서는 이후에 설명할 것이지만, 표시영역(250), 구동회로영역(260) 및 밀봉영역(270)에 규칙적으로 배치된 홈(280)은 화소 전극의 재료로 충전되고 CMP에 의해 화소전극의 재료와 재료가 연마되고, 보다 상세하게는 홈(280)의 외부쪽의 절연층(9)위에 퇴적된 화소전극의 재료를 연마한 후에, 홈에 충전된 화소전극의 재료와 홈사이에 배치된 절연부재를 동시에 연마하고, 따라서 화소전극(12)과 화소전극의 재료로 이루어진 부재(12') 및 부재(12), (12')와 함게 나란히 배열된 절연부재(절연층(9)에 의해 형성된 절연부재)가 거울과 같이 평활하고 연속적이고 평탄한 표면을 형성한다.
따라서, 본 발명에 의한 이와 같은 매트릭스기판을 구비한 액정장치는 밝기와 컬러의 균일성이 개선된 고화질화상을 표시할 수 있다.
상기한 바와 같이, 화소전극의 재료로 이루어진 부재(12')는, 인접하는 절연부재와 연속적인 표면을 형성하는 방식으로, 구동회로영역(260)과 밀봉영역(270)에 모두 배열된다. 이것도 본 발명을 실현하는 모드로서 가장 바람직하고 따라서 가장 효과적인 모드이지만, 화소전극의 재료의 부재(12')는, 인접하는 절연부재와 연속하는 표면을 형성하는 방식으로 구동회로영역(260)이나 밀봉영역(270)에 교호적으로 배열되어도 된다.
바람직하게는, 본 발명에 의한 매트릭스기판의 화소전극을 위해 사용될 수 있는 재료는 어려움없이 연마되어 높은 반사율을 가진 평활한 표면을 형성할 수 있는 재료이다. 이 재료는 Ti, Ta, W, Cr, Au, Ag 및 이들의 화합물 뿐만아니라 배선에 일반적으로 사용되는 Al, AlSi, AlSiCu, AlGeCu, AlC를 포함한다.
본 발명의 목적을 위하여, 화소전극의 재료를 배치하기 위한 홈은 반도체의 기술분야에서 일반적으로 사용되는 산화실리콘이나 다른 절연막이나 개재층절연막이어도 된다. 특정한 예는, SiO2막, 플라스마CVD에 의해 형성된 실리콘산화막, 열적인 CVK에 의해 형성된 실리콘산화막, 원료로서의 오존TEOS(테트라에톡시실란)를 사용한 CVD에 의해 형성된 실리콘산화막, PSG(포스포실리케이트글래스)막, NSG(도핑되지 않은 실리케이트유리)막 및 BPSG(보로포스포실리케이트글래스)막이 있다. SiN막과 Ta2O5막은 또한 절연층을 위해 사용되어도 된다.
패터닝에 의해 화소표시영역, 구동회로영역 및 밀봉영역위의 절연층에 화소전극의 재료로 충전될 홈을 형성하기 위해 바람직하게 사용되는 기술에 대하여 이하 설명한다.
이전에 설명한 바와 같이, 화소영역의 재료가 구동회로영역이나 밀봉영역을 제외한 화소표시영역에만 형성되는 경우, 레지스터의 배열은 화소표시영역과 구동회로영역과 밀봉영역사이에서 차이를 나타내므로 레지스트배열의 불규칙성에 의해 패턴작업에 악영향을 준다. CF4/CHF3의 사용을 포함하는 평행판플라즈마에칭시스템 등의 산화막형 에칭시스템은, 산화막이 절연층을 위해 사용될때에, 전형적으로 사용된다.
일반적으로 말하면, 화소전극의 재료가 화소표시영역이외의 영역에 매입되어야 하기 때문에 절연층의 표면영역전체의 60~80%가 에칭되어 본 발명에 의한 매트릭스기판위에 구멍을 형성하지만, 이런 형태의 에칭시스템은 표면영역전체의 수%내지 수십%를 점유하는 작은 구멍을 에칭하는 데 사용된다.
CF4/CHF3가스를 사용하는 산화막형 에칭계의 반응메커니즘은 에칭은 에뮬레이트한 공정(emulative progress)과 레지스트에 의해 생성된 폴리머퇴적을 포함하지만, 특히 본 발명의 경우에서와 같이 에칭에 의해 다수의 구멍을 형성해야하는 경우 에칭액의 불충분한 공급은 시스템의 에칭성능에 심각한 영햐을 줄 수 있다.
이 문제의 관점에서 볼 때, 산화막형(CF4/CHF3형)의 에칭작업의 에칭조건이 본 발명의 발명자에 의해 행한 실험에서 연구되었다. 도 8A와 도 8B는 실험의 결과의 일부를 나타내는 그래프이다. 도 8A는 1.7Torr의 체임버내 전압력을 사용한 에칭처리의효과를 나타내는 반면에, 도 8B는 본 발명의 목적을 위해 설계된 1.0Torr의 체임버내 전압력을 사용한 에칭처리의 효과를 나타낸다. 1.7Torr의 전압력하에서 용이하게 퇴적가능한 CHF3의 농도를 감소함으로써 폴리머의 퇴적을 감소시키지만, 레지스트피복에 인접하여 위치한 에칭영역과 레지스터피복으로부터 떨어져 위치한 영역사이의 에칭속도의 차이(부하효과)(loading dffect)는 처리가 용이하지 않도록 현저하게 증가한다.
한편, 에칭처리시에 에칭체임버의 압력을 점차적으로 감소시키는 일련의 실험의 결과로서, 압력이 1.0Torr이하로 떨어지는 경우 부하효과는 충분히 억제될 수 있고 용이하게 퇴적가능한 CHF3의 부분압력이 거의 0까지 감소되는 경우 현저한 에칭효과를 달성하고 따라서 에칭처리가 거의 CF4만으로 행해지는 것을 본 발명의 발명자에 의해 발견하였다.
다시말하면, 도 8B로부터 알수 있는 바와 같이, 압력이 1.0Torr이하로 감소될때에 부하효과가 상당히 억제될 수 있고, CHF3를 사용하지 않고 CF4만을 사용하여 폴리머의 퇴적을 억제하는 것을 달성할 수 있다. 또한, 화소표시영역에서만 화소전극(12)을 형성하는 배열에 의해, 화소표시영역에 레지스터가 실제로 존재하지 않도록 표시영역의 절연층에만 에칭함으로써 홈이 형성되는 반면에 주변영역에 실제로 레지스트에 의해 점유되는 것을 발견하였다. 다음에, 상기 조건이 일치하는 경우 현저한 부하효과 때문에 안정한 에칭성능을 실현하는 것이 실제로 불가능한다. 이에 대해서, 본 발명에 의한 화소표시영역뿐만아니라 구동회로영역과 밀봉영역에 홈을 형성하는 배열에 의해 로딩효과는 현저하게 억제되어 안정한 에칭성능을 제공할 수 있다.
본 발명의 목적을 위해 사용될 수 있는 화학가공연마(CMP)기술은, 연마제가 그 자체로서 현성될 수 있는 가공연마효과를 가진 연마제에 함유된 화학성분에 의해 얻을 수 있는 화학에칭효과를 이용한다. 예를 들면, 화학가공연마에 의해, 연마된 표면의 재료와 함께 연마제에 함유된 화학성분의 반응생성물은 연마제와 연마래그(polishing rag)에 의해 기계적으로 제거된다. CMP공정에서, 연마될 대상물은 회전가능한 연마헤드와 견고하게 결합되고 연마될 대상물의 표면은 회전플래튼(연마용 표면판)에 대항하여 가압된다. 플래튼은 표면상의 패드(연마래그)를 반송하고 대상물이 패드에 젖어있는 슬러리(연마제)에 의해 연마된다.
여러 가지의 CMP장치가 현재 이용가능하고 적절한 형태의 CMP장치가 본 발명의 목적을 위해 사용되어도 된다.
본 발명의 목적을 위해 사용될 수 있는 CMP장치로서는, AVANTI472(상표명: IPEC/PLANAR로부터 구입가능함), CMP-II(상표명:Speedfam으로부터 가입가능함), EPO-113, EPO-114(상표명:Ebara Corporation으로부터 구입가능함), MIRRA(상표명: APLIED MATERIALS로부터 구입가능함) 및 6DS-SP(상표명:STRASBAUGH로부터 구입 가능함)등이 있다.
본 발명의 목적을 위해 사용될 수 있는 슬러리 생상물로서는, MSW-1000, XJFW-8048H, XJFW-8097B, XJFW-8099(상표명:Rodel로부터 구입가능함), SEMI-SPERSE W-A355, SEMI-SPRERSE FE-10(상표명:Cabot로부터 구입가능함), PLANERLITE-5101, PLANERLITE-RD-93034, PLANERLITE-5102, PLANERLITE-RD-93035, PLANERLITE-5103, PLANERLITE-RD-93036(상표명:FUJIMI로부터 구입가능함), KLEBOSOL-20H12, KLEBOSOL-30H25, KLEBOSOL-30H50 KLEBOSOL-30N12, KLEBOSOL-30N25, KLEBOSOL-30N50(상표명:STI로부터 구입가능함)등이 있다.
본 발명의 목적을 위해 사용할 수 있는 연마래그생산물로서는, IC-1000, IC-1400, IC-60, IC-53, IC-50, IC-45, IC-40, 수바(Suba)400, 수바 400H, 수바 500, 수바 600, 수바 800, MH S15A, MH S24A, MH C14A, MH C14B, MH C15A, MH C26A, MH N15A, MH N24A, 수프림(Supreme)RM-H, 수프림 RN-R, 휘텍스(Whitex)W-H, 휘텍스W-S, UR-100, XHGM-1158, XHGM-1167(상표명:Rodel로부터 구입가능함), 서핀(Surfin)XXX-5, 서핀 100, 서핀 260S, 서핀 000, 서핀 194, 서핀 191, 서핀 192, 서핀 2-X, 서핀 018-3, 서핀 018-0, 서핀 018, 서핀 200, 서핀 026, 서핀 024, 폴리텍스(Politex), 폴리텍스 DG, 폴리텍스수프림, 유니코팜(Unicorfam)(상표명:FUJIMI로부터 구입가능함), SBL135, SBDI1014, 6ZP09, RP3010P5, GQ8785, GQ9810, GQ9806, GQ9813, GQ1070, GQ1110, GQ1300(상표명:Teijin으로부터 구입가능함), 100, 1000R, 1200, 1200R, 1300, 1400, 2000, 2010, 2020, 4100, 4300, 4400, 4500, 4600, 4800, 4900, 5100, 5400(상표명:NAPCON으로부터 구입가능함)등이 있다.
다른 제조공정에서 액티브매트릭기판의 화소영역의 단면을 도시하지만 구동회로영역과 밀봉영역을 도시하지 않는 도 11A 내지 도 11H를 참조하면서, CMP에 의한 액티브매트릭스기판과 이 액티브매트릭스기판을 구비한 액정표시장치의 제조공정에 대하여 이하 설명한다. 절환장치로서 작용하는 반도체소자와 구동회로영역이 동시에 형성되는 것에 유의하여야 한다.
1015㎝-3를 초과하지 않는 불순물농도레벨을 가진 n형 실리콘반도체기판(201)이 가열에 의해 부분적으로 산화되어 LOCLS(202)를 생성한다. 다음에, LOCOS(202)를 마스크로 사용하여 1012㎝-2의 붕소이온을 주입하여, 대략 1016㎝-3의 불순물 농도레벨을 가진 p형불순물영역이 PWL(203)을 생성한다. 다음에, 가열에 의해 기판(201)을 다시 산화하여 1,000Å을 초과하지 않는 막두께를 가진 게이트산화막(204)을 생성한다(도 11A). 1020㎝-3의 농도레벨의 인으로 도핑된 n형 폴리실리콘의 게이트전극(205)을 형성한 후에, 기판전체(201)에 대략 1012㎝-2의 인이온이 주입되어, 대략 1016㎝-3의 불순물농도레벨을 가진 n형불순물영역인 NLD(206)을 생성한다. 다음에, 포토레지스트패턴을 마스크로 사용하여 대략 1010㎝-7의 인이온이 주입하여, 대략 1019㎝-3의 불순물농도레벨을 가진 n형 불순물영역인 NLD(206)를 생성한다. 다음에, 포토레지스트패턴을 마스크로 사용하여 대략 1015㎝-7의 인이온을 주입하여 대략 1019㎝-3의 불순물농도레벨을 가진 소스/드레인 영역(207), (207')을 생성한다(도 11B)
다음에, PSG(208)는 개재층의 막으로서 기판(201)의 표면전체위에 형성된다. 각각의 소스/드레인영역(207)(207')의 바로위쪽의 부분에서 PSG(208)를 통하여 콘택트홀이 뚫리고, 또한 A1막이 스퍼터링기술에 의한 증착에 의해 형성된다. 다음에, A1막을 패터닝하여 A1전극(209)을 생성한다(도 11C). 바람직하게는, 소스/드레인영역(207),(207')과 A1전극(209)의 오믹콘택트특성을 개선하기 위하여 A1전극(209)과 소스/드레인영역(207),(207')사이에, 일반적으로 Ti/TiN으로 이루어진 배리어금속층이 형성한다.
다음에, 플라스마 SiN(210)의 막과 PSG(211)의 막은 대략 3,000Å과 10,000Å의 각각의 두께로 기판(201)의 표면전체위에 순차적으로 형성된다(도 11D).
다음에, 플라스마SiN층(210)을 건식에칭스토퍼층으로 사용하여 PSG(211)를 패터닝하고 화소격리영역만을 남긴 다음에, 각각의 드레인영역(207')과 접촉하여 유지되는 각각의 A1전극(209)의 바로위에서 건식에칭에 의해 관통구멍을 패터닝한다.
다음에, 스퍼터링아니 EB(전자빔증착에 의해, 일반적으로 Al에 의해 형성된 화소전극(213)이 10,000Å이상의 두께로 기판(201)위에 형성된다(도 11F).
다음에 화소전극(213)의 표면은 CMP에 의해 연마된다(도 11G). 이 연마작업에 의해, 화소전극의 재료의 부재(도시되지 않음)는 구동회로영역에 매입되고 또한 밀봉 영역은 또한 연마된다.
보다 상세하게는, 절연체부재이고 스토퍼로서 작용하는 PSG(211)의 화소격리영역을 초월하여 형성된 화소전극의 재료의 부재(213)를 연마한 후에, 화소전극의 재료의 부재의 표면과 절연부재의 표면은 연속적으로 평탄한 표면이 생성될때까지 연마된다.
실험에서, CMP장치 EPO-114(상표명 Ebara Corporation로부터 구입가능함)와 연마래그 SUPREME RN-1 (D51)(상표명:Rodel로부터 구입가능함)이 PLANERLITE 5102(상표명:FUJIMI로부터 구입가능함)와 함게 사용되었다.
다음에, 배향막(215)이 액티브매트릭스 기판의 표면위에 형성되고 막의 표면이 일반적인 러빙에 의해 배향처리된다. 다음에, 액티브매트릭스기판과 대향기판은 그 사이에 개재된 스페이서(도시되지 않음)로 서로 접착되고 두기판 사이의 갭에 액정(214)을 부어서 액정장치를 생산한다(도 11H). 예시된 장치에서는, 컬러필터(221), 블랙매트릭스(222), 일반적으로 ITO로 이루어진 공통전극(223) 및 투명기판(220)상의 배향막(215)을 배치함으로써 대향기판이 제조됨에 유의하여야 한다.
상기한 구성을 가지고 또한 본 발명에 의한 반사형 액정장치를 구동하는 방법에 대하여 간략하게 이하 설명한다. 기판(210)위에 배치된 시프트레지스터등의 주변구동회로에 의해 소스영역(207)에 신호전압을 인가하고 동시에 게이트전압을 게이트전극(205)에 인가하여 화소의 절환용 트랜지스터를 온하고 드레인영역(207')에 신호전하를 공급한다. 각각의 Al전극(209)을 경유하여 화소전극(213)에 전압을 인가하기 위하여, 드레인영역(207')과 PWL(203)사이에 형성된 pn접합공핍층의 커패시턴스에 신호가 저장된다. 화소전극(213)의 전위가 소정의 레벨에 도달하는 경우, 게이트전극(205)에 인가되는 전압이 제거되어 화소스위칭용 트랜지스터를 오프한다. 상기한 바와 같이 신호전하가 pn접합커패시턴스에 저장되므로, 화소절환트랜지스터가 다른 시간에 구동될때까지 화소전극(213)의 전위는 유지된다. 화소전극(213)의 확보된 전위는 도 11H에 도시한 바와 같이 기판(201)과 대향전극(220)사이의 갭에서 밀봉된 액정(214)을 구동한다.
도 11H로부터 명백한 바와 같이, 상기한 액티브매트릭스기판은 평활한 표면을 가지는 화소전극(213)을 포함하고 또한 화소전극을 분리하는 갭은 절연층으로 충전된다. 또한, 부재중에서 갭을 충전하는 절연층과 밀봉영역(도시되지 않음)과 구동회로영역에 배치된 화소전극의 재료의 부재는 평탄한 면을 나타내도록 또한 형성되므로, 액정표시장치는 울퉁불퉁한 표면에 의해 산란된 입사광에 기인하는 광의 감소된 이용효율과, 결함적인 러빙에 기인한 불량한 콘트라스트 및 화소전극의 단차에 의해 발생되는 가로방향의 전계에 기인한 발광선의 출현등의 문제점을 제거한 높은 품위의 화상을 표시할 수 있다.
본 발명도 실시예에 한정되는 것은 아니지만 실시예는 필요에 따라 수정되거나 조합으로 사용될 수 있지만, 실실예를 통하여 본 발명에 대해서 설명한다.
이들의 실시예는 반도체기판을 포함하지만, 본 발명은 반도체기판의 사용에 제한되지 않고 매트릭스기판을 위해 통상의 투명기판(유리기판)을 대안저긍로 사용할 수 있다. 도한, 다음의 설명에서 액정패널을 위해 MOSFET와 TFT를 사용하고 있지만, 다이오드등의 두단자형 소자를 대안적으로 사용하여도 된다. 이후에 설명하는 바와 같은 액정패널의 실시예는, 가정용 텔레비젼세트, 투사기, 헤드장착디스플레이. 3-D화상비디오게임기, 랩탑컴퓨터, 전자노트북, 원격회의시스템, 차량항법장치 및 비행기의 계기패널등에 적용하여도 된다.
[제 1실시예]
도 3은 본 발명에 의한 전형적인 액정표시패널의 개략적인 단면도이다.
도 3는 , 트랜지스터의 소스영역(3), (3'), 게이트(4), 드레인영역(5), (5')과 함께, 반도체기판(1) 및 p형, N형웰(2), (2')가 도시되어 있다.
도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 20 내지 35V범위내의 고전압이 표시영역의 트랜지스터에 인가되므로, 소스/드레인층은 자체정렬되지 않지만 게이트전극으로부터 오프세트되어, 저농도의 n-층(3')과 p-(층(5'))이 그 사이에 배치된다. 오프세트는 0.5μm와 2.0μm사이인 것이 바람직하다. 한편, 주변회로의 일부가 도 3에 도시된다. 게이트는 그 부분에서 소스/드렝니층과 함께 자체정렬됨을 알 수 있다. 1.5V내지 5V의 범위내에서만 구동되는 논리회로를 포함하고 있기 때문에, 게이트는 주변회로의 일부에서 소스/드레인층과 함께 정렬되고, 따라서 이와같이 정렬된 배열에 의해 바람직하게 소형의 트랜지스터를 사용하고 또한 구동용 트랜지스터의 작용을 개선한다. 소스/드레인층의 오프세트에 대하여 특정한 값을 사용하여 설명하고 있지만, 이들 값은 수정되어도 되고 게이트길이는 내전압에 적응하도록 최적화되어도 된다.
기판(1)은, p형 반도체재료로 이루어지도 또한 최하의 전위(정규적으로 접지전위)를 나타낸다. 20V내지 35V범위내에 있고 화소에 인가될 전압이 또한 표시영역의 n형 웰에 인가되고, 한편 1.5V내지 5V사이의 논리구동전압이 주변회로의 논리부에 인가된다. 이와 같은 구성에 의해, 장치는 전압에 대해 최적하게 동작할 수 있고 따라서 칩의 크기가 감소될 뿐만 아니라 화소도 고속으로 구동되어 고품질의 화상을 표시하도록 한다.
한편, (12)과 함께, 피일드산화막6)과, PSG, NSG 또는 BPSG의 절연층(8')과, 각각의 데이터선에 접속된 소스전극(10)과, 반사기로서 작용하는 화소전극(12)과 함께 각각의 화소전극에 접속된 드레인전극(11)이 도 3에 도시되어 있다. (12')는 구동회로영역과 밀봉영역에 형성된 화소전극의 재료의 부재이다. (7)은 표시영역과 주변영역을 덮는 차광층이고, 이 차광층은, 진공증착이나 스퍼터링과 패터닝에 의한 동일한 공정에서 표시영역뿐만 아니라 주변영역에 형성되고 또한 Ti, TiN, W 또는 Mo으로 이루어지는 것이 바람직하다. 차광층은 칩의 표면전체를 실질적으로 덮으므로, 누설광에 기인하여 트랜지스터의 일부분에서 동작에러를 방지하기 위해 입사광을 효과적으로 차단할 수 있다. 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 표시영역의 차광층(7)은, 화소전극(12)과 드레인전극(11)을 접속하는 영역을 제외하고 트랜지스터를 포함하는 표시영역의 표면전체를 포함하는 표시영역의 표면전체를 실질적으로 덮고, 한편 고속신호가 문제없이 전송되도록 하는 독창적인 방법으로 비디오선과 클록선의 일부로서 라인용량이 바람직하게 크게될 수 없는 영역의 주변영역에서 부분적으로 제거된다. 차광층(7)이 제거되어 회로의 일부에 대해 오동작을 일으키는 영역을 통하여 안쪽으로 조사광이 들어갈 수 있는 경우, 이들 영역은 화소전극(12)의 레벨에 배치된 전극층(12')에 의해 덮혀지도록 되어 있다.
(8)는, 차광층(7)의 아래에 배치되고, 또한 층(8)의 절연효과를 확보하기 위하여 층을 덮는 층(8)으로서 SOG와 다른 P-SiO 또는 P-SiN층에 의해 평활하게 되는 P-SiO 층(18)(플라즈마 CVD에 의해 형성된 SiO층)을 포함하는 절연층이다.
(9)는, 화소전극(12)과 차광층(7)사이의 커패시턴스를 유지하는 전하가 이 절연층을 경유하여 형성되도록, 반사전극(12)사이와 반사전극(12)과 차광층(7)사이에 형성된 절연층이다. 절연층(9)는, 전형적으로 Ti, TiN, Mo 또는 W으로 이루어진 차광층(7)위에 500Å~20,000Å의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 차광층의 대응부분이 표시영역(19)에 형성되는 단계에서 차광층(7)이 Ti, TiN, Mo 또는 W으로부터의 주변영역에 또한 형성되는 것에 유의하여야 한다. 동일한 공정에서 주변영역과 표시영역에 모두 절연층(9)이 형성되어 절연층이 반사전극(12)이 되는 것에 유의하여야 한다.
또한, 액정재료(14), 반사전극(12)에 대향하는 공통의 투명전극(15), 투명대향기판(16), 고농도불순물영역(17), (17')과, 반사방지막(20)이 도시되어 있다.
도 3의 (13)은, 공통투명전극(15)과 대향기판(16)사이에 배치된 액정의 굴절률의 관점에서 계면반사율을 감소하기 위해 공통투명전극(15)과 대향기판(16)사이에 배치된 반사방지막이다. 절연막은 대향기판(16)의 굴절률과 투명전극(15)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가지는 것이 바람직하다.
도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 고농도의 불순물층(17), (17')은 웰의 주위에 형성되고 또한 트랜지스터의 아래에 형성된 웰(2), (2')타입과 동일한 타입을 가진다. 이 구성에 의해, 낮은 저항층의 형성에 기인하여 웰(2), (2')의 포텐셜이 소정의 레벨로 안정하게 유지되기 때문에 높은 진폭신호가 소스에 인가되는 경우 높은 품질의 화상이 표시될 수 있다. 또한, 그 사이에 개재된 막이 바깥쪽의 피일드와 함게 n-형 웰(3')과 p형 웰(3)사이의 고농도의 불순물층(17), (17')을 형성함으로써, 통상의 MOS트랜지스터를 위한 피일드산화막의 바로 아래에 정상적으로 위치한 채널스톱층을 배열할 필요가 없다.
고농도의 불순물층(17), (17')의 소스/드레인영역의 제조공정시에 형성될 수 있으므로, 층을 형성하기 위한 마스크의 수와 처리공정의 수를 줄일 수 있고, 따라서 전반적인 제조비용을 절감할 수 있다.
도 4는 상기한 바와 같은 구성을 가지는 액정표시장치의 개략적인 회로도이다. 도 4를 참조하면, 수평시프트레지스터(HSR)(21), 수직시프트레지스터(VSR)(22), n채널 MOSFET(23), p채널 MOSFET(24), 유지용량(25), 액정층(26), 신호전송스위치(27), 리세트스위치(28), 리세트펄스입력단자(29), 리세트전원단자(30) 및 비디오신호입력단자(31)가 도시되어 있다. (19)는 표시영역이다.
유지용량(25)은 화소전극(12)과 공통의 투명전극(15)사이의 각각의 유지하는 용량이다. 기판의 포텐셜은 웰영역(2)에 인가된다. 행의 전송게이트는, n채널 MOSFET(23)가 제 1행위의 각각의 p채널 MOSFET(24)의 상부에 위치하고 또한 P채널 MOSFET(24)가 제 2행위의 각각의 n채널 MOSFET(23)의 상부에 역으로 위치하도록 즉, 교호적으로 위하도록, 구성된다. 스트라이프형상의 웰이 표시영역의 주변에서 전원선에 접하여 유지될 뿐만 아니라 스트라이프형상의 웰과의 접촉을 확보하기 위해 표시영역에 미세한 전원선을 형성하는 것에 유의하여야 한다.
웰의 저항의 안정성이 표시장치의 동작을 위해 매우 중요한 것에 유의하여야 한다. 따라서, 본 실시예에서는 접촉영역 즉 표시영역내에서의 n웰의 콘택트의 수는 P영역의 대응부분보다 많다. p웰은 p형 기판에 대해 일정한 전위로 유지되므로, 기판은 저저항체로서 중요한 역할을 한다. 따라서, 아일랜드의 형상으로 배치된 n웰의 성능은 소스와 드레인의 입출력신호에 의해 심하게 변동되지만, 이와 같은 변동은, 상부배선층에 접촉하는 콘택트의 수를 증가함으로서 방지되고, 따라서 액정패널의 화면상에 높은 품질의 화상이 표시되는 것을 보증할 수 있다.
통상의 비디오신호와 펄스변조된 디지틀신호를 포함하는 비디오신호가 비디오신호입력단자(31)에 인가되어 신호전송스위치(27)를 온오프하고 수평시스트레지스터로부터의 펄스에 따라서 데이터선에 이들 신호를 출력한다. 수직시프트레지스터(22)는, 선택된 열의 n채널 MOSFET(22)의 게이트에 높은 펄스를 인가하고 또한 상기 열의 p채널 MOSFET(24)의 게이트에 낮은 펄스를 인가한다.
상기한 바와 같이, 화소부의 스위치는, 소스신호가 제한없이 기록될 수 있도록 화소전극에 기록될 신호가 MOSFET의 한계값에 의존하지 않는 이점을 가지고 단결정 CMOS전송게이트에 의해 구성된다.
또한, 스위치는 단결정 트랜지스터에 의해 형성되므로, 스위치는, 신뢰할 수 있고 안정한 고속구동의 동작을 실현하기 위해 다결정실리콘 TFT(폴리실리콘 TFT)의 결정그레인의 경계영역에 대한 동작의 불안정성을 나타내지 않는다.
도 5를 참조하면서 표시패널의 주변회로에 대하여 설명한다. 도 5는 주변회로의 개략적인 블록도이다. 도 5에는, 표시영역(37), 레벨시프터회로(32), 비디오신호 샘플링스위치(33), 수평시프트레지스터(HSR)(34), 비디오신호입력단자(35), 수직시프트레지스터(VSR)(36)등이 도시되어 있다.
상기한 회로구성에 의해, 수평, 수직 시프트레지스터를 포함하는 논리회로는, 비디오신호의 진폭에 관계없이 신속하고 낮은 전압동작을 실현하기 위해 1.5V 내지 5V의 낮은 전압으로 구동될 수 있다. 패널은 광학계의 위치배열에 자체적으로 적응하는 어떠한 대안이 필요없고, 따라서 특히 이와 같은 제품의 제조단가의 관점에서 다른 제품에 대해서도 패널의 큰이점을 가지도록, 선택스위치에 의해 반대방향으로 수평, 수직시프트레지스터(HSR, VSR)를 모두 주사할 수 있다. 도 5에서 비디오신호 샘플링스위치(33)가 단극의 트랜지스터를 포함하는 경우, 상기 스위치는 CMOS전송게이트에 의해 모든 신호선에 대해 입력비디오신호를 기록하는 다른 소자를 대안적으로 포함하여도 된다.
CMOS전송게이트가 사용되는 경우, 이들의 동작은, 게이트의 중첩용량과 소스/드레인영역의 중첩용량 사이의 차이에 의존할 뿐만 아니라 NMOS게이트의 영역과 PMOS게이트의 영역에 의존하는 영상신호에 의해 변동될 수 있다. 그러나, 이와 같은 문제점은, 각각의 신호선에 대응하는 극성의 샘플링스위치(33)의 MOSFET의 게이트길이의 1/2과 동일한 게이트길이를 가지는 MOSFET의 소스와 드레인을 연결하여 반대위상을 가진 펄스를 인가함으로서, 방지될 수 있고 또한 비디오신호가 신호선에 기록될 수 있다. 이와 같은 구성에 의해, 고품질의 화상이 표시패널의 화면에 표시될 수 있다.
도 6을 참조하면서 비디오신호와 샘플링퍼스를 정확하게 동기하는 방법에 대하여 설명한다. 이 목적을 달성하기 위하여, 샘플링펄스의 지연량은 변동되어야 한다. 도 6에는, 펄스지연인버터(42)와, 펄스지연인버터중에서 하나를 선택하는 스위치(43)와, 제어도니 지연량을 가진 출력용 출력단자(44)(OUTB는 반대위상 출력을 나타내고, OUT는 동기출력을 나타낸다), 용량(45)과, 보호회로(46)를 도시하고 있다.
SEL1(SEL1B:SELB는 SELI의 반전신호임) 내지 SEL3(SEL3B:SEL3B는 SEL3의 반전신호임)중에서 임의로 선택하여 조합함으로써, 샘플링펄스가 선택된 개수의 지연반전기(42)를 통과하도록 된다.
표시패널에 내장된 동기회로에 기인하여, 외부에 인가된 펄스의 대칭이 적색의 3개의 패널을 위한 지연량에 대해서 지그에 기인하는 어떤 이유에 의해 손상되는 경우, 고주파수대역의 펄스의 위상시프트에 기인하여 적색, 청색, 녹색의 컬러분산을 제거한 명료한 화상을 표시하기 위하여 상기 선택스위치에 의해 대칭이 회복될 수 있다. 또는, 내장된 다이오드에 의해 측정된 온도와 저장된 기준표를 사용하는 온도보정에 의해 지연량을 규제할 수 있다.
본 발명에 의한 액정표시장치의 액정패널에 대하여 구성부품과 액정재료의 관점에서 설명한다. 도 3에 도시된 대향기판은 평탄하지만 대향기판(16)의 표면위에 배치된 공통투명전극(15)과의 계면에서 반사를 방지하기 위해 불균일함을 나타내도록 형성되어 있다. 대향기판(16)은 반사방지막(20)을 가진 대향면위에 형성된다. 이들의 구성요소는, 표시된 화상의 콘트라스트를 개선하기 위하여 미세한 모래로 연마함으로써 불균일한 프로파일을 나타내도록 형성되어도 된다.
폴리머분산액정 PDLC는 폴리머네트워크액정 PNLC로서 대안적으로 사용되지 만, 폴리머 메트워크 액정 PNLC이 이 패널의 액정을 위해 사용된다. 폴리머네트 워크액정 PNLC는 중합페이스 분리기술에 의해 생성될 수 있지만, 여기서 액정과 폴리머릭 모노머이나 올리고머의 용액은 공지된 기술로 제조되어 셀에 주입하고, 다음에 액정과 폴리머를 UV중합에 의해 상분리하여 액정에 폴리머네트워크를 형성한다. PNLC는 액정을 대량으로 함유한다(70중량% 내지 90중량%).
높은 이방성 굴절률(△n)을 가지는 네마틱액정을 사용하는 경우 광의 산란은 PNLC에서 증가될 수 있다. 유전율이 높은 이방성특성(△E)을 가지는 네마틱액정을 사용하여 저전압구동이 가능하다. 인접한 메시의 중심사이의 거리로 표현된 폴리머네트워크의 크기가 1μm 내지 1.5μm의 범위내에 있는 경우 광의 분산은 화상의 표시를 위해 선명한 콘트라스트를 달성하기에 충분히 강하게 될 수 있다
도 7을 참조하면서 패널의 구성과 밀봉배열사이의 관계에 대하여 설명한다. 도 7에는, 밀봉부재(51)와, 전극패드유닛(52)과, 클록버퍼회로(53)와, 패널의 전기시험을 위해 사용될 출력버퍼로 동작하는 증폭기(54)를 도시하고 있다. 또한, 대향전극과 동일한 전위를 나타내는 Ag페이스트부(55)와, 표시부(56)와, SR(시프트레지스터)와 기타장치를 전형적으로 포함하는 주변회로부(55)를 도시하고 있다. 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 칩의 전체 크기를 축소하기 위하여 밀봉의 안쪽과 바깥쪽에 모두 회로가 배치되어 있다. 모든 패드가 패널의 측면쪽에 배치되어 있지만, 패드는 대안적으로 패널의 상면쪽이나 바닥쪽에 배치되거나 또는 고속클록을 효율적으로 취급하기 위해 패널의 두 사이드 이상의 사이드에 배치되어도 된다.
Si 기판을 사용하여 액정장치를 제조할때에, 투사기로부터 방출된 광의 강한빔이 기판의 한 개 이상의 측벽에 부딪치는 경우 기판의 전위는 변동하여 오동작을 발생한다. 따라서, 패널의 측방향쪽과 상부쪽에서의 주변회로부가 차광될 수 있는 기판홀더의 형태로 실현되는 것이 상당히 바람직하다. 또한, 열적인 도전성이 높은 접착제에 의해 기판에 접착되는 Cu등의 금속판으로서 높은 열적인 도전성을 금속판이 Si 기판의 뒷면에 형성되는 것이 바람직하고 그 금속판은 홀더로서 작용한다.
도 9를 참조하면서 본 발명에 의한 반사형 액정패널에 사용가능한 광학계에 대하여 설명한다. 도 9에는, 할로겐 램프등의 광원(71)과, 광원의 초점화상을 생성하는 초점렌즈(72)와, 평탄한 표면을 가지는 볼록 프레넬렌즈(73), (75)와, 바람직하게는 이색성거울 또는 회절격자인 색분리광학장치(74)를 도시하고 있다.
또한, 광학계는 각각의 R, G, B패널에 대해서 광의 분리된 적색, 녹색, 청색 빔을 인도하는 거울(76)과, 집속빔을 평행하게 함으로써 얻은 평행관선으로 패널을 조사하는 비유렌즈(view lens)(77)와, 반사형 액정장치(78)와, 위치(79)에 위치한 홍채(도시되지 않은)를 구비한다. (80)은 투사렌즈이고, (81)은 투사광을 평행하게 하는 프레넬렌즈와 시각을 수평과 수직방향으로 확장하는 렌티큘러렌즈로 이루어지 전형적인 즉 2층 구조의 스크린이다. 간단하게 하기 위해 단색의 단일패널만을 도 9에 도시하였지만, 주요 3원색의 3패널전체가 실제로 구비되어 있다. 상기한 입사광선을 각각의 화소영역에 충돌하도록 하기 위하여, 마이크로렌즈어레이를 반사패널의 표면에 형성하는 경우 3개의 패널대신에 단일패널의 배열이 용이하게 사용되어도 되는 것으로 판단된다. 액정장치(78)의 액정층에 전압을 입사하면, 입사광은 화소에 의해 규칙적으로 반사된 다음에, 화면에 투사되기 전에 위치(79)에 위치한 홍채를 통과한다.
한편, 액정층에 전압을 인가하지 않고 액정층이 분산상태에 있는 경우에 반사형 액정장치(78)를 충돌하는 입사광은 등방성으로 산란되고, 따라서 위치(79)에 위치한 홍채의 개구의 방향으로 향하는 산란광선을 제외하고는 어느 광도 투사렌즈(80)에 충돌하지 않고, 다라서 표시화면은 균일하게 어둡게 된다. 광학계의 상기 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 편광패널이 필요하지 않고 또한 투사렌즈에 충돌하기 전에 높은 반사율을 가지는 화소전극의 표면전체에 의해 신호광이 반사되지 않으므로, 표시패널은 공지된 비교표시패널의 밝기보다 2배 내지 3배 만큼 높은 밝기의 정도를 제공한다. 본 실시예에서는 반사방지수단이 대향기판의 표면과 그 경계면에 취해지므로 광의 잡음성분이 최소화되고 또한 높은 콘트라스트의 표시능력을 제공한다. 또한, 모든 광학장치(렌즈, 거울등)은 축소되어 패널이 치수감소에 적응하기 때문에 표시장치의 무게와 제조비용을 낮출 수 있다.
플라이아이렌즈형(fly eye lens type)즉, 로드형 인티그레이터(integrator)를 광원과 광학계 사이에 삽입함으로서, 광원의 색과 밝기의 불균일이나 변동에 기인한 표시화면상의 컬러와 밝기의 불균일이나 변동을 제거할 수 있다.
주변영역의 전극(12)은 플로우팅상태에서 전기적으로 안정하게 유지되지 않는다. 액정의 구동전압이 27V인 경우 차광층(7)의 전위는 1.35V 즉 구동전압의 1/2로 유지된다. 따라서, 액정의 구동전압에 의존하는 경우에도 적절한 전위로 유지된다.
도 10은 패널이외의 주변전기회로의 개략적인 블록도이다. 도 10에는, 램프용 전원과 패널과 신호처리회로를 구동하는 시스템전원을 구비한 전원유닛(85)과, 플러그(86)와, 램프의 비정상적인 온도를 검출하는 램프온도센서(87)와, 비정상적인 온도를 나타내는 램프를 오프하는 제어보드(88)은, 램프이외의 고장난 장치를 오프하는 필터안전스위치(89)를 도시하고 있다. 예를 들면 장치의 고온도 램프를 내장한 박스를 개방하는 시도를 막기 위해 설치된 안전수단 때문에 상기 시도를 할 수 없다. 또한, 스피커(90)와, 3-D 사운드와 서라운드 사운드 효과를 위해 내장된 프로세서를 설치할 수 있는 오디오보드(91)와, 확장보드(92) 즉, 확장보드 1을 도시하고 있다. 상기 확장보드 1은 S단자, 합성화상, 음성등을 위한 입력단자를 구비한 신호를 제공하기 위해 외부장치(96)에 접속된 입력단자와, 한 개 이상의 적절한 신호를 선택하는 선택스위치(95)를 구비한다. 신호는 확장보드 1로부터 확장보드 2까지 복호기(93)를 경유하여 전송된다. 확장보드 2는, 비디오레코더와 컴퓨터등의 신호원을 분리하기 위해 접속된 핀단자인 Dsub(15)를 구비하고 스위치(100)를 통하여 확장보드 2에 인가된 신호는 A/D변환기(101)에 의해 디지틀 신호로 변환된다.
(103)은 주요구성품으로서 메모리와 CPU를 구비함 메인보드이다. 보간에 의해 잃은 신호를 발생하여 이들을 다수의 화소와 신호에 적절하게 할당하도록 A/D변환되고 메모리에 저장된 NTSC신호는 액정장치를 위해 적절한 감마변환에지엠퍼시스, 밝기조정 및 바이어스조정을 포함한 처리동작을 행한다. NTSC신호이외에, 패널이 고해상도의 XGA패널과 VGA신호인 경우, 컴퓨터신호가 해상도 변화를 포함한 처리동작을 행한다. 화상데이터를 처리하는 동작이외에, 메인보드는 복수의 화상 데이터 NTSC신호와 컴퓨터신호를 합성하기 위해 동작한다. 메인보드의 출력신호는, 헤드보드(104)에 전송되기 전에 잡음에 의해 영향을 받지 않는 형태를 취하기 위해 직렬/병렬변환된다. 여기서 신호는 다시 병렬/직렬변환된 다음에 D/A변환기에 전송되고 증폭기를 경유하여 패널의 비디오선의 수에 따라서 패널(105), (106), (107)에 기록된다. (102)는 TV표시와 마찬가지 방식으로 컴퓨터표시가 조작되도록 하는 원격제어패널이다.
[제 2실시예]
마이크로렌즈를 구비한 액정장치(패널)을 포함하는 소위 단일패널형 완전컬러표시장치에 대하여 이하 설명한다.
본 특허출원의 출원인은, R, G, B화소의 모자이크배열이 관찰자에게 현저하여, 마이크로렌즈를 구비한 종래의 표시패널의 화면위에 표시된 화상의 품질을 저하시키는 문제점을 해결하기 위하여 일본국 특원평 9-72646호에서 신규한 표시패널을 제안하였다. 일본국 특원평9-72646ㅎ에 제안된 표시패널은, 화소유닛어레이가 소정의 피치로 한 세트의 화소유닛을 배열하므로써 얻고, 각 화소유닛은 제 1컬러, 제 2컬커, 제 3컬러의 3개의 화소로 구성되고, 여기서 제 1컬러화소와 제 2컬러화소는 제1 방향으로 배치되고, 제 1컬러화소와 제 3컬러화소는 제 1방향과 상이한 제2방향으로 배치되고, 따라서 제 1방향으로 배치된 두 개의 화소는 제 2 방향으로 배치된 2개의 화소와 함께 제 컬러의 화소를 공유하는 화소유닛어레이와; 제 1방향의 화소배열의 피치와 제 2방향의 화소배열의 피치에 대응하는 피치로 기판위의 화소유닛어레이위에 배치된 복수의 마이크로렌즈를 구비한다.
상기 인용된 일본국 특원평 9-72646호에 제안된 표시패널은 본 발명에 의한 액정표시장치와 표시장치에 적용된다.
도 12A 내지 도 12C는 광학계의 주요부분만을 나타내고, 표시패널을 구비한 투사형액정표시장치의 광학계의 개략적인 도면이다. 도 12A는 평면도이고, 도 12B는 전면도이고, 도 12C는 측면도이다. 도 12A 내지 12C를 참조하면, 광학계는, 소정의 평면위에 마이크로렌즈를 설치한 액정장치를 구비한 표시패널(액정패널)(2)위에 표시되는 화소데이터를 투사하는 투사렌즈(1)와, S편광빔을 전송하고 P형 빔을 반사하도록 전형적으로 설계된 편광빔 스플리터(PBS)(3)와 R(적색광)반사형 이색성거울(40)과, B/G(청색광과 녹색광)반사형 이색성거울(41)과, B(청색광)반사형 이색성거울(42)과, 모든 색의 빔을 반사하는 고반사거울(43)과, 프레넬렌즈(50)와, 오목거울(정렌즈)(51)과, 로드형인티그레이터(6)와, 타원형반사기(7)와, 반사기(7)의 중심에 위치한 발광평면을 가지는 금속할로겐램프나 UHP등의 아크램프(광원)(8)를 구비하고 있다.
R(적색광)반사형 이색성거울(40)과, B/G(청색광과 녹색광)반사형 이색성거울(41)과, B(청색광)반사형 이색성거울(42)은 각각 도13A, 도13B, 도13C에 도시한 바와 같이 스펙트럼 반사특성을 가진다. 이전에 상세하게 설명한 바와 같이 광원(8)을 R, G, B의 3개의 주요광으로 분리하고 각각의 상이한 방향으로부터 3개의 주요컬러의 광선으로 액정패널(2)을 조사하기 위하여, 도 14에 도시한 바와 같이 이색성거울은 고반사거울(43)과 함게 3차원적으로 배치된다.
광원(8)으로부터의 광속은 이하에 설명하는바와 같은 방식으로 진행한다. 우선, 램프(8)로부터 방출된 흰색의 광속은 인티그레이터에 대해서 상류측에 배치된 타원형반사기(7)에 의해 인티그레이터(6)의 입사면(입사광충돌면)(6a)에 집속된 다음에 인티프레이터(6)를 통과하고, 한편 인티그레이터에서 반복해서 반사되어 균일한 강도의 공간분포를 얻는다. 다음에 인티크레이터(6)의 출사면(6b)로부터 나오는 광속은, B반사형 이색성거울(42)에 도달하기전에 오목렌즈(51)와 프레넬렌즈(50)에 의해, 도 12B에 도시된 바와같이, x축을 따라서 진행하는 평행한 광속으로 변환된다.
B광(청색광)의 광선만이 B반사형 이색성거울(42)에 의해 아랫방향으로 반사되어 도 12B에 도시한 바와같이 z축에 대해 소정의 각도를 가지고 R반사형 이색성거울(40)의 방향으로 한다. 한편 적색과 녹색의 광(R/G광)의 나머지 광선은 B반사형 이색성거울(42)을 통과하여 고반사거울(43)에 의해 직각으로 반사되어 z축의 방향으로 향하고 또한 R반사형 이색성거울(40)의 방향으로 향한다.
따라서, B반사형 이색성거울(42)과 고반사거울(43)은 모두 x축을 따라서 인티그레이터(6)로부터 나오는 광속을 도 12B의 z축방향으로 따라서 하부방향으로 반사되고 또한 고반사거울(43)은 y축의 주위에서 x-y평면으로부터 45°만큼 경사지는 반면에, B반사형 이색성거울(42)은 y축의 주위에 x-y평면으로부터 45°이하의 각도만큼 경사진다.
그 결과, 고반사거울(43)에 의해 반사된 광의 R/G광선은 정확하게 z축을 따라서 R반사형 이색성거울(40)의 방향으로 향하는 동안, B반사형 이색성거울(42)에 의해 반사된 광의 B광선은 도12B에서 x-z평면에서와 경사진 통로 즉 z축에 대해서 소정의 각도만큼 경사진 통로를 따라서 R반사형 이색성거울(40)의 방향으로 하부방향으로 향한다. 고반사거울(43)로부터 B반사형 이색성거울(42)의 각도의 경사와 위치이동은, 3색의 광선이 액정패널(2)위에서 서로 교차하여 B광과 R/G광을 액정패널(2)위의 동일영역을 덮도록, 결정된다.
다음에, 도12B에서 Z축의 방향으로 하부방향으로 향하는 R/G/B의 광선이 R반사형 이색성거울(40)과 B/G반사형 이색성거울(41)의 방향으로 이동하고, 상기 거울(40), (41)은 B반사형 이색성거울(42)과 고반사거울(43)의 아래에 위치한다. 보다 상세하게는 B/G반사형 이색성거울(41)은 x축의 주위에서 x-z평면에 대해 45°만큼 경사지고, 한편 R반사형 이색성거울은 x축의 주위에서 x-z평면에 대해 45° 이하의 각도만큼 경사진다.
따라서, R/G/B광이 PBS(3)에 의해 편광되어 x-z평면위에 수평적으로 배열된 액정패널을 조사하기전에, R/G/B광의 입사광선중에서 B/G광의 광선만이 R반사형 이색성거울(40)을 통하여 전송되어 B/G반사형 이색성거울(41)에 의해 직각으로 반사되어 y축의 정의 방향으로 입사된다.
상기한 바와 같이(도 12A와 도 12B를 참조), B광의 광선이 x축에 대해 소정의 각도로 즉, x-z평면에서의 경사각도로 진행하므로, 상기 광선은, B/G반사형 이색성거울(41)에 의해 반사되기 전에 y축에 대해 소정의 각도 즉 x-z평면에서의 경사를 유지하고 또한 상기 각도와 동일한 입사각도를 가지고 즉 x-y평면을 따라서 액정패널(2)을 조사한다. 한편, G광의 광선이 PBS(3)에 의해 편광되어 0°와 동일한 입사각의 수직방향으로 액정패널(2)을 조사하기 전에, G광의 광선이 B/G반사형 이색성거울(41)에 의해 직각으로 반사되어 y축의 정의 방향으로 진행한다.
한편 R광의 광선이 PBS(3)에 의해 편광되어 y축에 대해 소정의 각도와 동일한 입사각도를 가지고 즉 x-y평면을 다라서 액정패널(2)을 조사하기 전에, 도 12C에 예시한 바와 같이 y축에 대해 소정의 각도 (즉 x-z평면에서의 경사)를 나타내는 상기한 방식으로, R광의 광선은 B/G반사형 이색성거울(41)에 대해 상류측에 배치된 R반사형 이색성거울에 의해 반사되어 y축의 정의 방향으로 진행한다.
상기한 바와 같이, R반사형 이색성거울(40)로부터 B/G반사형 이색성거울(41)의 위치이동과 각도의 경사는, R, G, B의 3색의 광선이 액정패널(2)위에서 교차하여 R광과 B/G광이 액정패널(2)의 동일영역을 덮도록, 결정된다.
도 13A 내지 13C에 도시한 바와 같이, B/G반사형 2색성거울(41)을 통과한 후에 오랜지광의 광선이 광로를 벗어나서 최적의 색의 균형을 형성하도록 B/G반사형 이색성거울(41)의 차단파장은 570nm로 되고 R반사형 이색성거울(40)의 차단파장은 600nm로 된다.
지금부터 설명하는 바와 같이, R, G, B광의 광선은, 액정패널(2)에 의해 변조되고 PBS(3)로 다시 반사된 반사광/편광이고, PBS표면(3a)에 의해 x축의 정방향으로 이들 광선을 차례로 반사하여 투사렌즈(1)에 충돌한다. 투사렌즈(1)는, 화면(도시되지 않음)위에 화상을 투사하기 전에, 액정패널(2)위에 표시된 화상을 확대한다.
R, G, B광의 광선은 서로 상이한 반사각도로 각각 액정패널(2)을 충돌하고, 또한 R, G, B광의 반사광선은 다른 각도를 나타낸다. 따라서, 광선의 어느부분도 잃어버림이 없이 모든 광선을 취하기 위하여, 투사렌즈(1)가 큰 직경과 큰 구경을 가지도록 요구된다. 액정패널(2)에서 입사각도를 유지하기 위해 마이크로렌즈를 두번 통과한 후에 주요색의 광이 평행하게 될 때에 투사렌즈(1)를 충돌하는 광속의 입사각이 보정되는 것에 유의하여야 한다.
한편, 도 24에 도시된 공지된 투사형 액정패널LP에 의해, 투사렌즈가 다수의 개구수와 큰 직경을 가지고 전개된 광속을 수용하도록, 액정패널LP를 떠나는 광속이 마리크로렌즈어레이(16)의 집속효과에 기인하여 부분적으로 전개된다.
도 24에서, (16)은 소정의 피치로 다수의 마이크로렌즈(16a)를 배열함으로써 얻은 마이크로렌즈어레이이고, (13)과 (18)은 각각 R(적색), G(녹색), B(청색)의 주요 3원색의 액정층과 화소이다.
상이한 색의 광의 광선이 마이크로렌즈(16a)의 집속효과에 기인하여 대응색의 화소(18)에 의해 각각 수광된다. 이 배열에 의해 컬러필터의 사용이 불필요하고 또한 광을 높은 효율로 이용하는 표시패널을 제공한다. 따라서, 이와 같은 표시패널을 구비한 투사형표시장치는, 단일의 액정패널을 구비하는 경우 선명하고 밝은 색의 화상을 표시할 수 있다.
그러나, 상기한 바와 같이 마이크로렌즈어레이를 구비한 표시패널을 포함하는 공지된 투사형 표시장치는, 화상이 화면에 표시된 상태에서 R, G, B의 주요 3원색의 화소(18)가 확대투사되어, 도 25에 도시한 바와 같이 관찰자에게 R, Gㄴ, B화소의 모자이크배열을 명료하게 볼 수 있고, 따라서 화면위에 표시된 화상의 품질을 저하시키는 결점을 가지고 있다.
이에 대해서, 본 실시예의 액정패널(2)로부터 나오는 광속은, 비교적 적은 개구수를 가지는 투사렌즈에 의해 명료하고 밝은 화상이 화면위에 투사될 수 있도록, 비교적 제한된 전개만을 나타낸다. 이와같은 투사렌즈는 자연적으로 작은 치수를 나타내고, R, G, B화소의 모자이크배열은 한층 더 볼 수 없게 된다.
본 실시예의 액정패널(2)에 대하여 한층더 상세하게 이하 설명한다. 도 15는 본 실시예의 액정패널(2)의 확대된 개략단면도이다.
도 15를 참조하면, 액정패널(2)는, 마이크로렌즈기판(유리기판)(1), 마이크로렌즈(22), 시이트류일(23), 대향투명전극(24), 액정층(25), 화소전극(26), 액티브구동회로(27), 반도체기판(28)을 구비하고 있다. 마이크로렌즈(22)는, 2차원의 어레이를 나타내기 위해 화소전극(26)의 피치의 2배의 피치로 이온교환방법에 의해 유리기판(알칼리형 유리)의 표면에 형성되고, 이것은 마이크로렌즈어레이라고 칭한다.
액정층(25)은, 반사형표시패널에 적응되고 또한 배향층(도시되지 않음)에 의해 배향상태로 유지되는 DAP나 HAN등의 ECB모드 네마틱액정층에 의해 형성된다. 화소전극(26)은, 표면조건과 이들의 반사율을 개선하기 위해 패터닝작업후에 CMP처리를 행한 경우 다수의 반사기로 작용하도록 설계되어, A1로 형성되어 있다.
액티브매트릭스구동회로(27)는, 실리콘기판(28)위에 배치되고 또한 수평구동기회로와 수직구동회로를 모두 구비한다. 액티브매트릭스구동회로는 R, G, B화소전극(26)위에 각각 R, G, B의 주요 3원색의 비디오신호를 기록하도록 설계되어 있다. 화소전극(26)은 컬러필터를 구비하고 있지 않지만, 이들은 이하에 설명하는 바와 같이 R, G, B화소어레이를 형성하도록, 액티브매트릭스구동회로(27)에 의해 기록된 주요색의 비디오신호에 의해 화소전극은 R, G, B화소로서 구별된다.
우선, G광은 액정패널(2)을 조사하는 광의 일부로서 설명된다. 이전에 설명한 바와 같이, G광의 주요광선은, 액정패널(2)에 수직으로 충돌하기 전에 PBS(3)에 의해 편광된다. 마이크로렌즈(22a)를 충돌하는 G광의 광선만이 도 15도에 화살표G(인/아웃)으로 도시도니다.
도시된 바와 같이, 마이크로렌즈(22a)를 충돌하는 G광의 광선은 렌즈(22a)에 의해 집속되어 A1로 이루어진 G화소전극을 조사하고, 상기 광선을 반사하여 동일한 마이크로렌즈(22a)를 통과하도록 상기 광선을 유도하여 액정패널(2)의 외부로 진행한다. G광의 광선이 액정층(25)을 통하여 왕복이동할 때에, 광선이 PBS(3)에 복귀되기전에 신호전압이 인가되는 경우 G화소전극(26g)과 대향전극(24)사이에 형성된 전계에 의해 발생되는 액정의 작용에 의해 광선은 변조된다. PBS표면(3a)에 의해 반사되고 투사렌즈(1)의 방향으로 향하는 광량은, 광의 상이한 밀도와 상이한 계조가 화소에 의해 표시되도록, 변조의 정도에 따라서 변동된다. y-z평면을 따라서 경사진 R광의 광선은, 도 15의 화살표R(인)의 방향으로 마이크로렌즈(22b)를 충돌하기 전에, PBS(3)에 의해 편광된다. 다음에, 이들광선은 마이크로렌즈(22b)에 의해 집속되고 렌즈(22b)의 바로 아래의 위치에 대해서 약간 왼쪽에 위치한 화소전극(26r)을 조사하고, 화소전극(26r)이 광선을 반사하고 인접한 마이크로렌즈(22a)를 통하도록 광선을 인도하여 액정패널(2)의 외부쪽으로 진행한다(R(아웃)).
R광의 광선이 액정패널(2)의 외부로 진행하여 PBS(3)로 복귀하기 전에, R광의 편광광선은, 신호전압이 인가되는 경우 R화소전극(26r)과 대향화소전극(24)사이에 형성된 전계에 의해 발생되는 액정의 작용에 의해 또한 변조된다. 다음에, G광의 광선을 참조하면서 상기한 방식으로 R광의 광선은 표시화면에 표시될 화상의 일부로서 표시화면에 투사된다.
G화소전극(26g)을 충돌하는 G광의 광선과 R화소전극(26r)을 충돌하는 R광의 광선이 도 15에 도시한 바와 같이, 서로 간섭하는 것처럼 보이지만, 이것은, 액정층이 두께에 대해서 불균형하게 확대되기 때문이다. 실제로, 액정층(25)은 기껏해야 5μm의 두게를 가지고, 이것은 50μm 내지 100μm사이의 두께를 가지는 사이트유리(29)에 비해서 매우 작고, 따라서 이와 같은 간섭은 각 액정의 크기에 관계없이 발생하지 않는다.
도 16A 내지 도 16C는 본 발명의 목적을 위하여 컬러분리와 컬러합성을 행하는 방법을 도시한다. 도 16A는 액정패널(2)의 상부표면을 도시하는 개략적인 평면도이고, 도 16B와 도 16C는 선(16B-16B)(x방향)과 선(16C-16C)(z방향을 따라서 각각 취한 단면도인 것에 유의하여야 한다.
도 16C는, y-z평면을 따라서 취한 바와 같은 도 16에 대응하고 또한 각각의 마이크로렌즈(22)에 입사되고 이 랜즈를 떠나는 G, R광의 광선을 도시한 것으로 인정되어야 한다. 또한 G화소전극은 주화소전극으로서 대응하는 마이크로렌즈(22)의 바로 아래에 위치하고, 한편 R화소전극은 제 2의 화소전극으로서 마이크로렌즈(22)의 각 경계의 바로 아래에 위치한 것으로 인정되어야 한다. 따라서, R광의 입사각(θ)은, tanθ가 마이크로렌즈어레이(22)와 화소전극어레이(26)사이의 거리에 대한 화소배열의 피치의 비율과 동일하도록 선택되는 것이 바람직하다.
한편, 도 16B는 액정패널의 x-y평면을 따라서 취한 단면도이다. 3겹의 화소인 B화소전극은 도시16C의 경우에서와 같이 G화소전극과 함께 교호적으로 배치되고, G화소전극은 대응마이크로렌즈(22)의 바로아래에 위치하고, B화소전극은 3겹의 화소로서 마이크로렌즈(22)의 각 경게의 바로아래에 위치하는 것을 알 수 있다.
액정패널(2)을 조사하는 B광의 광전은, 상기한 바와 같이, PBS(3)에 의해 편광된 후에 x-y평면을 따라서 경사진 패널을 충돌하므로, 도 16B에 도시한 x방향에서 본 바와 같이 마이크로렌즈(22)로부터 나오는 광선은 각각의 B화소전극에 의해 반사되고 인접한 마이크로렌즈로부터 각각 외부로 진행한다. B화소전극위의 액정층(25)의 변조모드와 액정패널(2)의 B광의 투사모드는 G, R광에 대해서 상기한 바와 같이 동일하다.
B화소전극은 마이크로렌즈(22)의 각각의 경계의 바로 아래에 위치하고 따라서 B광의 입사각(θ)은 마이크로렌즈어레이(22)와 화소전극어레이(26)사이의 거리에 대한 G, B화소의 화소배열의 피치비율과 동일하도록 선택되는 것이 바람직하다.
따라서, 본 실시예의 액정패널(2)에서는, R, G, B화소가 z방향(제 1방향)을 따라서 RGRGRG....의 순서로, 또한 z방향(제 2방향)을 따라서 BGBGBG...의 순서로 배치된다. 도 16A는 위에서 볼때에 화소가 나타난 것을 도시한다.
상기한 바와 같이, 화소가 x방향과 z방향을 따라서 마이크로렌즈(22)의 배열피치의 1/2과 동일한 피치로 배열되도록, 각각의 화소는 어느한 방향으로 마이크로렌즈(22)의 각각의 길이의 1/2과 동일한 길이를 가진다. 위쪽에서 본 경우, G화소는 각각의 마이크로렌즈(22)의 중심의 바로 아래에 위치하고, R화소는 z방향을 따라서 대응G화소사이에 또한 마이크로렌즈(22)의 각각의 경계의 바로 아래에 위치하고, B화소는 x방향을 따라서 G화소사이에 또한 마이크로렌즈(22)의 각각의 경계의 바로아래에 위치하는 것을 알 수 있다. 각각의 마이크로렌즈는 직4각형의 윤곽을 가지고 그 측면은 화소의 대응측면의 길이의 2배다.
도 17은 액정패널(2)을 부분적으로 확대한 개략적인 평면도이다. 도 17의 점선의 격자는 화상을 표시하는 R, G, B화소의 화소유닛을 형성한다.
화소유닛은 화소유닛어레이를 형성하기 위해 기판위에 소정의 피치로 2차원적으로 배열된다. 즉, R, G, B화소가 도 15의 액티브매트릭스구동회로(27)에 의해 구동되는 경우, 점선(20)의 격자에 의해 형성되는 각 화소유닛의 R, G, B화소는 화소유닛이 위치에 대응하는 각각의 R, G, B비디오신호에 의해 구동된다.
R화소전극(26r), G화소전극(26g), B화소전극(26b)를 구비한 단일의 화소유닛을 고려한다. 화살표(r1)로 표시한 바와 같이, R화소전극(26r)는 마이크로렌즈(22b)로부터 경사져서 나오는 R광의 광선에 의해 조명되고, 다음에 R광의 광선은 반사되어 화살표( r2)로 표시한 바와 같이 마이크로렌즈(22a)를 통하여 외부로 진행한다. 마찬가지로, B화소전극(26b)은 화살표(b1)로 표시한 바와 같이 마이크로렌즈(22c)로부터 경사져서 나오는 B광의 광선에 의해 조명되고, 다음에 B광의 광선은 반사되어 화살표(b2)로 표시한 바와 같이 마이크로렌즈(22a)를 통하여 외부로 진행한다.
한편, G화소전극(26g)은 마이크로렌즈화살표(g12)로 표시한 바와 같이 도 21에 관련하여 마이크로렌즈(22a)로부터 수직으로 나오는 G광의 광선에 의해 조명되고, 다음에 G광의 광선은 다시 반사되어 마이크로렌즈(22a)를 통하여 수직으로 외부로 진행한다.
따라서, 본 실시예의 액정패널(2)에 의해, 주요컬러의 광의 광선은 각각 상이한 입사각으로 화소유닛의 각각을 충돌하고, 이들의 광선은 동일한 마이크로렌즈(상기한 예에서는 마이크로렌즈(22a))를 경유하여 화소유닛을 떠난다.
도 18은 액정패널로부터 나오는 광의 모든 광선이 PBS(3)와 투사렌즈(1)를 경유하여 화면(9)위에 투사되는 방식을 도시한 개략도이다. 도 17에 도시한 바와 같은 액정패널(2)이 여기서도 사용된다. 광학계는 액정패널(2)의 마이크로렌즈(22)와 인접영역의 화상이 표시화면(2)위에 집광투사되도록 규제되는 경유, 각 화소유닛의 R, G, B화소로부터 방출된 광의 광선은, 도22에 도시한 바와 같이, 본래의 컬러를 재생하기 위하여 마이크로렌즈(22)의 격자의 대응영역위에서 서로 혼합된다.
본 실시예에서는, R, G, B화소의 모자이크배열을 나타냄이 없이 명료하고 밝은 컬러화상을 나타나도록, 도 17에 도시한 바와 같은 표시패널이 사용되고 마이크로렌즈(22)의 평면 및 인접한 영역이 표시화면과 결합관계를 형성한다.
도 19는 본 실시예의 투사형 액정표시장치의 구동회로계의 블록도이다.
도 19에는, 대향전극(24)을 구동하는 구동신호 및 각종 타이밍신호와 함께 R, G, B비디오신호를 생성하는 패널구동기(10)은, 비디오신호와 제어전송신호를 대응하는 표준비디오신호등으로 복호화하는 인터페이스(12)와, 인터페이스(12)로부터의 표준비디오신호를 R, G, B의 주요색신호와 동기신호를 복호화하는 복호기(1)와, 광을 방출하는 아크램프(8)를 구동하는 안정기(14)와, 회로블록에 전원을 공급하는 전원공급회로(15)를 도시한다. (13)은 회로블록의 동작을 제어하는 동작부(도시되지 않음)를 구비한 제어기이다.
상기한 바와 같은 투사형액정표시장치는, R, G, B화소의 모자이크배열을 나타냄이 없고 명료하고 밝은 화상을 표시할 수 있다.
도 21은 본 발명에 의한 액정의 변형예를 확대한 개략적인 평면도이다.
본 실시예에서는, B화소는 주요색화소로서 각각의 마이크로렌즈(22)의 중심의 바로 아래에 배치되고, G화소는 제 2화소로서 측방향을 따라서 B화소와 교호적으로 배치되고 또한 R화소는 제 3의 화소로서 수직방향으로 B화소와 교호적으로 또한 배치도니다.
이와 같은 구성에 의해, B광의 광선은 대응화소유닛에 수직방향으로 충돌되도록 하고, 한면 광의 반사광선이 동일한 공통의 마이크로렌즈를 통하여 화소유닛을 떠나도록 R/G광의 광선은 동일 입사각과 상이한 방향으로 화소유닛에 경사하여 충돌하게 되어 있다. 따라서, 순수결과는 선행의 실시예와 정확하게 동일하다. 또는, R화소가 주요화소로서 각각이 마이크로렌즈(22)의 중심의 바로 아래에 배치되고 또한 나머지화소는 각각 가로방향과 세로방향을 따라서 교호적으로 배치되도록 되어도 된다.
[제 3실시예]
본 실시예는 이하에 설명하는 바와 같이 제 2실시예를 변형함으로써 얻는다.
도 22는 본 본실시예의 액정패널(20)의 주요영역을 확대하여 개략적으로 나타내는 단면도이다.
이 액정패널은, 시이트유리(23)가 대향유리기판을 위해 사용되고 또한 마이크로렌즈(220)가 소위 리플로우기술에 의해 시이트유리(23)위에 열가소성수지를 놓음으로써 형성되는 점이 대응의 제 2실시예와 상이하다. 또한, 기둥형스페이서(251)는 비화소영역에 배치되어 있다. 스페이서는 감광수지로 이루어지고 포토리소그래피에 의해 생성된다.
도 23A는 액정패널(20)의 개략적인 부분평면도이다. 도시한 바와 같이, 기둥형스페이서(251)는 화소배열의 기능으로서 소정의 피치로 마이크로렌즈(220)의 코너에 위치한 비화소영역에 배치된다. 도 23B는 기둥형스페이서(251)를 관통하는 선(23B-23B)을 따라서 취한 단면도이다. 기둥형스페이서(251)는 스페이서의 매트릭스를 도시하기 위하여 10개 내지 100개의 화소에 대응하는 피치로 배치되는 것이 바람직하다. 기둥형 스페이서의 배열은 시이트유리(23)의 평탄성의 요구사항과 액정의 투사성의 요구사항에 일치되어야 하고, 이것은 스페이서의 설치에 상반된다.
본 실시예는 장치는, 누설전류가 마이크로렌즈의 경계영역을 통하여 안쪽으로 들어가는 것을 방지하는 패턴화된 금속막인 차광층(221)을 부가적으로 포함한다. 이 구성은 누설광에 기인한 투사화상의 콘트라스트와 열화된 컬러의 포화를 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 액정패널을 구비한 본 실시예의 장치는 명확하게 형성된 고품질의 화상을 표시할 수 있다.
도 1은 CMP작업전의 매트릭스기판의 개략적인 단면도.
도 2는 CMP작업후의 매트릭스기판의 개략적인 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 액정장치를 CMP에 의해 제조한 개략적인 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 액정장치의 개략적인 단면도.
도 5는 본 발명의 의한 액정장치의 개략적인 블록도.
도 6은 본 발명에 의한 액정장치의 입력부로서 지연회로를 포함하는 회로도.
도 7은 본 발명에 의한 액정표시장치의 액정패널의 개략적인 평면도.
도 8A와 도 8B는 본 발명에 의한 액정장치를 제조하기 위해 사용될 에칭작업의 수용성과 비수용성을 결정하기 위한 그래프.
도 9는 본 발명에 의한 액정장치를 구비한 액정투사기의 개략적인 도면.
도 10은 본 발명에 의한 액정장치를 구비한 액정투사기내에 배치된 회로의 개략적인 블록도.
도 11A, 도 11B, 도 11C, 도 11D, 도 11E, 도 11F, 도 11G, 도 11H는 본 발명에 의한 액정장치의 제조방법의 상이한 제조공정으로서 CMP를 사용한 액정표시장치의 개략적인 단면도.
도 12A, 도 12B, 도 12C는 본 발명에 의한 투사형 표시장치를 도시한 개략적인 도면.
도 13A, 도 13B, 도 13C는 본 발명에 의한 투사형 표시장치에 사용가능한 이색성거울의 스펙트럼반사특성을 도시한 그래프.
도 14는 본 발명에 의한 투사형 표시장치의 컬러분리/조명부의 개략적인 도면.
도 15는 본 발명에 의한 액정패널의 개략적인 단면도.
도 16A, 도 16B, 도 16C는 본 발명에 의한 액정패널의 컬러분리와 컬러합성의 기본원리를 도시하는 도면.
도 17은 본 발명에 의한 액정패널을 부분적으로 개랴적으로 확대한 평면도.
도 18은 본 발명에 의한 투사형 액정장치의 투사광학계의 개략적인 도면.
도 19은 본 발명에 의한 투사형 표시장치의 구동회로계의 개략적인 블록도.
도 20은 본 발명에 의한 투과형 표시장치의 표시화면위에 투사된 화상을 부분적으로 개략적으로 확대한 평면도.
도 21은 본 발명에 의한 액정패널을 부분적으로 개략적으로 확대한 평면도.
도 22는 본 발명에 의한 액정패널의 개략적인 단면도.
도 23A와 도 23B는 본 발명에 의한 액정패널을 부분적으로 개략적으로 확대한 평면도 및 단면도.
도 24는 마이크로렌즈를 구비한 공지된 투사형 액정패널을 부분적으로 개략적으로 확대한 단면도.
도 25는 마이크로렌즈를 구비한 투사형 액정패널을 사용함으로써 실현된 공지의 투사형 표시장치에 의해 얻은 투사화상을 부분적으로 개략적으로 확대한 도면.
도 26A과 도 26B는 본 특허출원의 출원인에 의해 출원된 선행의 특허출원에 의한 액정장치의 다른 제조공정을 설명하는 액정장치의 개략단면도.
도 27A와 도 27B는 공지된 액정장치의 다른 제조공정을 설명하는 액정장치의 개략적인 부분단면도.
도 28A, 도 28B, 도 28C, 도 28D는 공지된 다른 액정장치의 다른 공정을 설명하는 액정장치의 개략적인 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
2:p형웰2':n형웰
3:소스영역3':n-층
4:게이트5':p-층
7:차광층8, 8', 9:절연층
10:소스전극11:드레인전극
12:화소전극12':화소전극재료의 부재
13, 20:반사방지막15:공통의 투명전극
16:대향기판17, 17':고농도의 불순물층
18:P-SiO층19, 37:표시영역
21, 34:수평시프트레지스터22, 26:수직시프트레지스터
23:n채널MOSFET24:p채널MOSFET
25:유지용량26:액정층
27:신호전송스위치28:리세트스위치
29:리세트펄스입력스위치30:리세트전원단자
31, 35:비디오신호입력단자32:레벨시프터회로
33:비디오신호샘플링스위치42:펄스지연인버터
43:스위치44:출력단자
45:용량46:보호회로
51:밀봉부재52:전극패드유닛
53:클록버퍼회로54:증폭기
55:Ag페이스트부56:지연부
57:주변회로71:광원
72:집속렌즈73, 75:볼록프레넬렌즈
74:컬러분리광학장치76:거울
77:비유렌즈(view lens)87:투사형 액정장치
80:투사렌즈86:플러그
88:제어보드89:필터안전스위치
90:스피커92:확장보드 1
93:복호기95:선택스위치
96:외부장치100:스위치
102:원격제어패널103:메인보드
105, 106, 107:패널201:반도체기판
202:LOCOS203:PWL
204:산화막205:게이트전극
206:NLD207:소스영역
207':드레인영역208, 211:PSG
209:AL전극213:화소전극
214:액정215:배향막
221:컬러필터222:블랙매트릭스
223:공통전극250:화소영역
251:기둥형스페이서260:구동회로영역
270:밀봉영역280:홈
내용없음
내용없음

Claims (23)

  1. 복수의 화소전극을 매트릭스로 배열함으로써 형성된 화소영역과, 상기 화소전극에 전기신호를 공급하는 구동회로영역과, 밀봉영역을 구비한 매트릭스기판에 있어서,
    상기 화소전극을 분리하는 갭은 절연재료의 절연부재로 충전되어, 화소전극의 표면과 상기 화소전극의 재료의 부재를 연결하는 연속적인 표면을 형성하고, 상기 절연부재의 재료의 부재는 적어도 상기 구동회로영역이나 상기 밀봉영역에 배치되어 연속적인 표면을 형성하는 것을 특징으로 하는 매트릭스기판.
  2. 제 1항에 있어서, 화소전극의 표면과 상기 절연부재의 표면은 서로 같은 높이로 되어, 연속적으로 평탄한 표면을 형성하는 것을 특징으로 하는 매트릭스기판.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 절연부재의 재료의 상기 부재의 표면과 상기 화소전극의 재료의 상기 부재의 표면은 서로 같은 높이로 되어, 연속적으로 평탄한 표면을 형성하는 것을 특징으로 하는 매트릭스기판.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 절연부재의 재료의 상기 부재의 표면과 상기 화소전극의 재료의 상기 부재의 표면은 서로 같은 높이로 되어, 연속적으로 평탄한 표면을 형성하는 것을 특징으로 하는 매트릭스기판.
  5. 제 1항 내지 제 4항중 어느한 항에 있어서, 상기 화소전극의 표면과, 상기 절연부재의 표면과, 상기 화전극외의 재료의 상기 부재의 표면 및 상기 절연부재의 재료의 상기 부재의 표면은 화학가공연마에 의해 연마되는 것을 특징으로 하는 매트릭스기판.
  6. 제 1항에 있어서, 차광층은 상기 화소전극의 아래에 배치되는 것을 특징으로 하는 매트릭스기판.
  7. 복수의 화소전극을 매트릭스로 배열함으로써 형성된 화소영역과, 상기 화소전극에 전기신호를 공급하는 구동회로영역과, 밀봉영역을 구비한 매트릭스기판과; 상기 화소영역에 대향하여 배치된 대향기판과; 상기 화소영역과 상기 대향기판사이에 유지된 액정재료로 이루어진 액정장치에 있어서,
    상기 화소전극을 분리하는 갭은 절연재료의 절연부재로 충전되어, 화소전극의 표면과 상기 화소전극의 재료의 부재를 연결하는 연속적인 표면을 형성하고, 상기 절연부재의 재료의 부재는 적어도 상기 구동회로영역이나 상기 밀봉영역에 배치되어 연속적인 표면을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  8. 제 7항에 있어서, 화소전극의 표면과 상기 절연부재의 표면은 서로 같은 높이로 되어, 연속적으로 평탄한 표면을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 절연부재의 재료의 상기 부재의 표면과 상기 화소전극의 재료의 상기 부재의 표면은 서로 같은 높이로 되어, 연속적으로 평탄한 표면을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 절연부재의 재료의 상기 부재의 표면과 상기 화소전극의 재료의 상기 부재의 표면은 서로 같은 높이로 되어, 연속적으로 평탄한 표면을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  11. 제 7항 내지 제 10항중 어느 한 항에 있어서, 상기 화소전극의 표면과, 상기 절연부재의 표면과, 상기 화전극의 재료의 상기 부재의 표면 및 상기 절연부재의 재료의 상기 부재의 표면은 화학가공연마에 의해 연마되는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  12. 제 7항에 있어서, 차광층은 상기 화소전극의 아래에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정장치.
  13. 제 7항에 기재된 액정장치를 구비한 것을 특징으로 하는 표시장치.
  14. 제 13항에 있어서, 광원으로부터 방출된 광이 액정패널을 조사하도록 하고 또한 반사광이 광학계를 경유하여 화면을 조사하도록 하기 위해, 반사형액정패널은 액정장치를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  15. 제 14항에 있어서, 반사형 액정패널은, 화소유닛어레이가 화소의 쌍을 소정의 피치로 2차원적으로 배열함으로서 기판위에 형성되어, 각각의 화소의 쌍은 제1, 제2, 제3컬러의 화소중에서 선택된 제 1컬러의 화소와 제 2컬러의 화소를 제 1방향으로 포함하고, 각각의 화소의 쌍은, 제 1컬러의 각각의 화소를 제1, 제2컬러의 화소쌍과 제1, 제3컬러의 화소쌍으로 공유하는 방식으로, 상기 제1 방향과 상이한 제 2방향으로 제 1컬러의 화소와 제 3컬러의 화소를 포함하는 화소유닛어레이와; 상기 화소유닛어레이위의 두 개의 화소와 동일한 피치로 상기 제1, 제2방향으로 2차원적으로 마이크로렌즈를 배열함으로서 형성되는 마이크로렌즈어레이를 구비한 것을 특징으로 하는 표시장치.
  16. 복수의 화소전극을 매트릭스를 배열함으로써 형성된 화소영역과, 상기 화소전극에 전기신호를 공급하는 구동회로영역과, 밀봉영역을 구비한 매트릭스기판의 제조방법에 있어서,
    매트릭스기판을 형성하는 기판위에 상기 화소전극과 연결될 반도체소자영역과 상기 구동회로영역을 형성한 다음에, 상기 반도체소자영역, 상기 구동회로영역 및 밀봉영역을 형성하는 상기 영역위에 절연층을 형성하는 공정과;
    상기 화소영역위의 상기 절연층에 화소전극을 형성하기 위한 홈을 패터닝에 의해 형성하고, 또한 적어도 상기 구동회로영역 또는 상기 밀봉영역위의 상기 절연층에 상기 화소전극의 재료로 충전될 홈을 패터닝에 의해 형성하는 공정과;
    상이한 두종류의 상기 홈에 상기 화소전극의 재료를 퇴적하는 공정과;
    상기 화소전극의 재료와 상기 절연층이 연속적으로 평탄한 표면을 형성할 때까지 상기 화소전극의 재료의 퇴적의 표면을 연마하는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 매트릭스기판의 제조방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 연마공정은 화학가공연마를 포함하는 것을 특징으로 하는 매트릭스기판의 제조방법.
  18. 제 16항에 있어서, 절연층을 패턴닝하는 상기 작업은 CF4/CHF3가스를 사용하는 에칭작업을 포함하는 것을 특징으로 하는 매트릭스기판의 제조방법.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 에칭작업은 1.0Torr 이하의 압력하에서 행하는 것을 특징으로 하는 매트릭스기판의 제조방법.
  20. 복수의 화소전극을 매트릭스로 배열함으로써 형성된 화소영역과, 상기 화소전극에 전기신호를 공급하는 구동회로영역과, 밀봉영역을 구비한 매트릭스기판과; 상기 화소영역에 대향하여 배치된 대향기판과; 상기 화소영역과 상기 대향기판사이에 유지된 액정재료로 이루어진 액정장치의 제조방법에 있어서,
    매트릭스기판을 형성하는 기판위에 상기 화소전극과 연결될 반도체소자영역과 상기 구동회로영역을 형성한 다음에, 상기 반도체소자영역, 상기 구동회로영역 및 밀봉영역을 형성하는 상기 영역위에 절연층을 형성하는 공정과;
    상기 화소영역위의 상기 절연층에 화소전극을 형성하기 위한 홈을 패터닝에 의해 형성하고, 또한 적어도 상기 구동회로영역 또는 상기 밀봉영역위의 상기 절연층에 상기 화소전극의 재료로 충전될 홈을 패터닝에 의해 형성하는 공정과;
    상이한 두종류의 상기 홈에 상기 화소전극의 재료를 퇴적하는 공정과;
    상기 화소전극의 재료와 상기 절연층이 연속적으로 평탄한 표면을 형성할 때까지 상기 화소전극의 재료의 퇴적의 표면을 연마하는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정장치의 제조방법.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 연마공정은 화학가공연마를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정장치의 제조방법.
  22. 제 20항에 있어서, 절연층을 패턴화하는 상기 적업은 CF4/CHF3가스를 사용하는 에칭작업을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정장치의 제조방법.
  23. 제 20항에 있어서, 상기 에칭작업은 1.0Torr 이하의 압력하에서 행하는 것을 특징으로 하는 액정장치의 제조방법.
KR1019970053632A 1996-10-18 1997-10-18 매트릭스기판, 이 매트릭스기판을 사용한 액정장치, 이 액정장치를 사용한 표시장치 및 상기 매트릭스기판과 상기 액정표시장치 의 제조방법 KR100254157B1 (ko)

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