KR20030027806A

KR20030027806A - 액정 표시판용 대향 기판, 액정 표시판, 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20030027806A
Application number: KR1020020058792A
Authority: KR
Inventors: 겐지 마쯔모토; 겐지 다나까; 가주노리 오노
Original assignee: 호야 가부시키가이샤
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2003-04-07
Also published as: TW587184B; CN1624557A; US20030063241A1; KR100547401B1; CN1226660C; CN1409163A

Abstract

액정 표시판용 대향 기판에 있어서, 블랙 매트릭스는 구동 기판이 마주하는 측면상의 광-투과 기판상에 형성된다. 블랙 매트릭스는 상기 광-투과 기판에 대향하는 측면 상에서 고 반사막을 포함하며, 구동 기판의 측면상에서 저 반사막을 포함한다. 상기 고 반사막과 저 반사막 사이에서, 고 반사막과 저 반사막이 혼합적으로 존재하는 혼합 영역이 제공된다. 상기 고 반사막은 이동의 발생 또는 진행을 억제하고, 이로 인해 블랙 매트릭스 내의 핀홀 발생을 방지할 수 있는 엘리먼트로 부가될 수 있다.

Description

액정 표시판용 대향 기판, 액정 표시판, 및 그 제조 방법 {OPPOSITE SUBSTRATE FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL, LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL, AND METHOD OF FABRICATING THEM}

본 발명은 액정 프로젝터 등에서 전구로서 사용되는 액정 표시판(이하에서는 간단히 "액정 표시판"이라 한다), 액정 표시판용 대향 기판, 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더 상세히는 액정 표시판용 대향 기판상에 형성된 광-차폐 막에 관한 것이다. 여기서, 대향 기판(opposite substrate)은 반대측 기판(counter substrate 또는 opposing substrate)으로 언급된다.

일반적으로, 액정 표시판에서, 강한 투영광이 대향 기판의 측면으로부터 진입되는데, 여기서 대향 기판은 대향하는 구동 기판(TFT 어레이 기판)과의 사이에 액정 페이저가 삽입되도록 배치된다.

만약, 이러한 강한 투영광이 구동 기판 위에 배치된 TFT의 a-Si(비결정 실리콘) 막 또는 p-Si(폴리실리콘) 막을 포함하는 영역을 형성하는 채널로 진입하면, TFT의 트랜지스터의 특성을 악화시키는 전기-광학적 전달 효과로 인하여 전기-광학적 전류가 상기 영역에 생성된다. 그러므로, 이러한 현상을 방지하기 위하여, 블랙 매트릭스라 불리는 매트릭스 형태로 배치된 광-차폐 막이 일반적으로 각각의 TFT에 대향하는 위치에서 대향 기판상에 형성된다.

상기 블랙 매트릭스는 예컨대 Cr(크롬), 분산된 탄소를 가지는 포토레지스터 형태의 수지 블랙(resin black), 또는 이와 유사한 물질의 금속 재료로 구성되고, 상술된 a-Si 막 또는 p-Si 막에 대한 실딩 효과외에도 휘도를 향상시키는 기능을 가지며 컬러 필터에서 컬러 재료의 혼합을 방지한다.

그러나, Cr 또는 수지 블랙이 액정 표시판에서 블랙 매트릭스의 재료로 사용될 때, 이들의 광 반사가 낮기 때문에 강한 투영광은 흡수되어 액정 표시판의 온도를 높이는데, 이는 바람직하지 못하다.

이러한 관점에서, Al 또는 Ag와 같은 고 반사율을 갖는 금속으로 구성된 박막이 일반적으로 액정 표시판의 대향 기판에 구비되는 블랙 매트릭스로서 사용된다.

그러나, 상술된 종래 기술은 다음과 같은 문제점을 가진다.

구체적으로는, 예컨대 Al 막과 같은 고 반사율을 갖는 막이 블랙 매트릭스로서 사용되면, 액정 표시로 진입하는 투영광의 일부는 고 반사율을 갖는 막에서 반사되어 광 오염을 야기하는 미광이 된다. 그 결과, 광은 TFT로 진입하여 액정 표시판의 결함을 야기하고, 따라서 스크린 등에 투영된 영상의 휘도는 낮아진다.

한편, 만약 Al 박막보다 더 고 반사율을 갖는 Ag 막이 블랙 매트릭스로 사용되면, Ag 막으로부터 반사된 광이 엷은 노란색을 띠며 따라서 스크린 등에 투영된 영상의 컬러의 순수성이 낮아지는 문제점이 발생한다.

더 나아가, Ag 막이 블랙 매트릭스로 사용되면, 양호한 패턴이 형성될 수 없는 문제점이 또한 발생한다.

이러한 관점에서, 예컨대 JP 9-211439 A는 고 반사율을 갖는 부재의 층(고 반사율을 갖는 막)이 대향 기판을 형성하는 유리 기판에 먼저 구비되고, 그 다음 블랙 수지 또는 산화크롬으로 구성되며 저 반사율을 갖는 부재의 층(저 반사율을 갖는 막)이 그 위에 구비되며, 이에 의해서 유리 기판상에 블랙 매트릭스 또는 매트릭스 형태의 막을 형성한다.

상기 구조로 인하여, 블랙 매트릭스가 형성되지 않은 유리 기판의 측면에서 진입하는 투영광은 고 반사율의 층에 의해 반사되어 액정 표시판의 온도가 상승하는 것을 방지하고, 한편 액정셀로 진입하는 미광은 저 반사율의 층에 의해 흡수되어 액정 표시의 결함을 방지한다.

그러나, 저 반사율의 층은 고 반사율의 층 위에 형성되어 있으므로, 예컨대 프로젝터 램프로부터 발산된 강한 광이 진입할 때, 저 반사율의 부재와 고 반사율의 부재 사이의 열팽창 계수의 차이로 인하여 저 반사율의 부재와 고 반사율의 부재 사이의 인터페이스에서 응력이 발생하여 그 결과 이들 층 사이에 박리가 발생한다.

더 나아가, 고 반사율의 층이 Al로 구성되거나 또는 Al을 주요 성분으로 하는 물질로 구성될 경우, Al의 산화로 인하여 이들 층 사이에 박리가 발생하는 문제점이 발생한다.

또한, 인터페이스가 2층 구조의 저 반사율의 층과 고 반사율의 층 사이에 형성되어 있기 때문에, 2개의 프로세서 즉, 고 반사율의 층을 패턴화하는 프로세서와 저 반사율의 층을 패턴화하는 프로세서는 블랙 매트릭스의 제조 프로세싱에서 필수적이며, 그 결과 블랙 매트릭스의 패턴 형태에 계층이 형성되어 블랙 매트릭스의 크기 정확성을 감소시키는 문제점이 발생한다.

한편, 투영광이 인가되는 시간이 경과함에 따라 블랙 매트릭스에 핀홀(pinhole)들이 형성되고, 이러한 핀홀들을 통과하는 투영광은 대향하는 구동 기판상에 배치된 TFT로 진행하여 액정 표시의 결함을 야기한다.

따라서, 본 발명의 목적은 개선된 액정 표시용 대향 기판을 제공하는 것인데, 여기서 대향 기판상에 블랙 매트릭스를 형성하는 저 반사율을 갖는 부재와 고 반사율을 갖는 부재는 응력의 발생에 기인한 박리가 발생하지 않으며, 또한 블랙 매트릭스는 그 패턴 형태에서 계층을 가지지 않아 우수한 크기 정확성을 가지며 더 나아가 제조 방법을 용이하게 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 높은 신뢰도를 가지는 액정 표시용 대향 기판을 제공하는 것이데, 여기서 대향기판상에 구비된 블랙 매트릭스내에 핀홀의 형성이 저지되어 액정 표시판의 결함을 방지한다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 대향 기판의 단면도.

도2는 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 마이크로렌즈 기판을 갖는 대향 기판의 단면도.

도3은 본 발명의 제1 실시예의 다른 변형예에 따른 마이크로렌즈 기판을 갖는 대향 기판의 단면도.

도4는 어거(Auger) 분석법에 기초한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 대향 기판의 블랙 매트릭스의 분석 결과를 나타내는 도면.

도5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 대향 기판의 단면도.

도6은 핀홀 발생 개수와 매트릭스 형태의 광-차폐막 패턴 형태에 대한 평가 결과를 나타내는 표.

도7은 매트릭스 형태 광차단 막의 패턴 형태을 평가하는 방법을 설명하는 도면.

도8은 본 발명의 제2 실시예의 변형예에 따른, 고 반사막만을 갖는 광-차폐막을 갖는 대향 기판의 단면도.

도9는 본 발명의 제2 실시예의 다른 변형예에 따른, 마이크로렌즈 기판을 갖는 대향 기판의 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명

100: 대향 기판

10: 유리 기판

20: 블랙 매트릭스

21:고 반사막

25: 저 반사막

23:고 반사막 및 저 반사막 성분이 혼합적으로 존재하는 영역

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 하기의 구조들중에서 하나의 구조를 가진다.

(구조 1)

다수의 화소 전극 및 상기 다수의 화소 전극을 각각 스위칭하기 위한 다수의 스위칭 엘리먼트를 갖는 구동 기판을 구비하고, 자체로부터 사전설정된 갭을 갖는 상기 구동 기판과 마주하도록 배치되며, 액정이 상기 사전설정된 갭내에 유지되는 액정 표시판에 사용하기 위한 대향 기판으로서; 상기 대향 기판은 광-투과 기판 및 광-차폐 막을 구비하며, 상기 광-차폐 막은 상기 스위칭 엘리먼트에 대응하는 영역 및 상기 액정 표시판을 구동하기 위한 구동 회로에 대응하는 영역중 적어도 하나 또는 두 개의 영역내의 상기 광-투과 기판상에 형성되며; 상기 광-차폐 막은 상기 광-투과 기판에 대향하는 측면상에 고 반사율을 갖는 부재 및 상기 구동 기판에 대향하는 측면상에 저 반사율을 갖는 부재를 구비하며; 및 상기 고 반사율을 갖는 부재로 구성된 부분과 상기 저 반사율을 갖는 부재로 구성된 부분 사이에서, 상기 고 반사율을 갖는 부재와 상기 저 반사율을 갖는 부재가 혼합하여 존재하는 곳에 부분이 제공되는 대향 기판.

더 나아가, 블랙 매트릭스를 형성하기 위한 광-차폐 막을 패턴화할 때, 고 반사율을 갖는 부재와 저 반사율을 갖는 부재 사이의 에칭비율의 차이는 고 반사율을 갖는 부재와 저 반사율을 갖는 부재가 혼합되어 존재하는 부분에 의해 감소될 수 있다. 따라서, 패턴 에지 부분에서 울퉁불퉁한 계층의 생성이 억제될 수 있으며, 이로 인하여 크기 정확성을 향상시킬 수 있다.

그 결과, 액정 표시판에 결함이 발생하지 않는 신뢰가능한 액정 표시판용 대향 기판을 얻을 수 있다.

광-차폐 막은 액정 표시판을 구동하는 구동 회로에 대응하는 영역들 및 스위칭 소자에 대응하는 영역들의 적어도 하나 또는 두 부분에 형성된다. 구동 기판 위에는 다수의 스위칭 소자 및 상기 다수의 스위칭 소자를 서로 연결시키는 격자 형태의 와이어리(데이터 라인, 스케닝 라인 등)가 형성된다. 광-차폐 막은 광이 다수의 스위칭 소자와 격자 형태의 와이어링으로 진입하는 것을 방지하기 위하여 매트릭스 형태로 형성되거나, 또는 광이 일 방향으로 다수의 스위칭 소자 및 와이어링으로 진입하는 것을 방지하기 위하여 스트라이프로 형성되거나, 또는 다수의 스위칭 소자에 각각 대응하는 아이랜드(island)로 형성될 수 있다. 광-차폐 막은 또한 상술된 부분 외에도 액정 표시판을 구동하는 구동 회로에 대응하는 영역에 형성될 수 있다.

여기서, 고 반사율을 갖는 부재는, 광이 액정 표시판로 진입할 때 광의 흡수에 의해 야기되는 액정 표시의 온도 상승을 방지할 수 있는 반사율을 가진다. 한편, 저 반사율을 갖는 부재는, 광이 액정 표시판로 진입한 후에 생성되는, 스위칭 소자로 미광의 진입에 의해 야기되는 결함을 방지할 수 있는 반사율을 가진다.

(구조 2)

상기 구조 1에 있어서, 상기 고 반사율을 갖는 부재와 상기 저 반사율을 갖는 부재가 혼합하여 존재하는 부분에서, 상기 고 반사율을 갖는 부재의 성분은 상기 광-투과 기판의 측면로부터 상기 구동 기판의 측면로 향하는 방향으로 단계적으로 및/또는 지속적으로 감소하며, 또는 상기 저 반사율을 갖는 부재의 성분은 상기 방향으로 단계적으로 및/또는 지속적으로 증가하며, 또는 상기 고 반사율을 갖는 부재의 성분은 상기 방향으로 단계적으로 및/또는 지속적으로 감소하고 및 상기 저 반사율을 갖는 부재의 성분은 상기 방향으로 단계적으로 및/또는 지속적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 대향 기판.

상기 구조에서는, 고 반사율을 갖는 부재와 저 반사율을 갖는 부재가 혼합되어 존재하는 부분에서, 부재들의 혼합 비율은 단계적으로 및/또는 지속적으로 변화되어, 고 반사율을 갖는 부재와 저 반사율을 갖는 부재가 서로 다른 물질로 형성됨으로써 발생되는 응력을 더 감속시킬 수 있다.

더 나아가, 블랙 매트릭스를 형성하기 위한 광-차폐 막을 패턴화할 때, 고 반사율을 갖는 부재와 저 반사율을 갖는 부재 사이의 에칭비율의 차이는 더 감소될 수 있어, 거의 패턴 계층이 없는 아주 우수한 패턴 섹션이 얻어질 수 있다. 따라서, 액정 표시판에 결함이 발생하지 않는 신뢰가능한 액정 표시판용 대향 기판을 얻을 수 있으며, 또한 원하는 구성 비율을 가지는 광-차폐 막이 높은 생산성을 가지는 하기의 인-라인 타입 스퍼터링 방법에 의해 용이하게 얻어질 수 있다.

(구조 3)

상기 구조 1 또는 2에 있어서, 상기 광-차폐 막은 상기 고 반사율을 갖는 부재의 성분과 상기 저 반사율을 갖는 부재의 성분이 혼합물내에서 지속적으로 변하는 막인 것을 특징으로 하는 대향 기판.

상기 구조에서는, 고 반사율을 갖는 부재와 저 반사율을 갖는 부재에 의해 발생되는 응력은 상기 구조 2에 비하여 더 감소될 수 있다.

더 나아가, 블랙 매트릭스를 형성하기 위한 광-차폐 막상의 패턴 섹션의 특성은 상기 구조 2에 비하여 더 향상될 수 있다.

또한, 원하는 구성 비율을 가지는 광-차폐 막이 높은 생산성을 가지는 하기의 인-라인 타입 스퍼터링 방법에 의해 용이하게 얻어질 수 있다.

(구조 4)

상기 구조 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 고 반사율을 갖는 부재의 주성분은 Al이며, 상기 저 반사율을 갖는 부재의 주성분은 Cr 및/또는 Ni인 것을 특징으로 하는 대향 기판.

고 반사율을 갖는 부재의 주요 성분으로 Al을 사용함으로써, 가시광선 파장 영역인 380nm 내지 700nm의 파장 영역에서 높은 광 반사율을 나타내는 고 반사율의 박막을 얻을 수 있으며, 또한 반사율의 파장 의존도가 낮아져 균일한 반사율을 얻을 수 있다.

또한, 저 반사율을 갖는 부재의 주요 성분으로 Cr 및/또는 Ni가 사용될 때, Al이 주요 성분인 고 반사율을 갖는 부재와의 접착성이 아주 우수해질 수 있으며, 양호한 패턴을 가지는 블랙 매트릭스가 형성될 수 있다.

여기서, 고 반사율을 갖는 부재로 구성된 부분, 저 반사율을 갖는 부재로 구성된 부분, 및 고 반사율을 갖는 부재와 저 반사율을 갖는 부재가 혼합되어 존재하는 부분을 포함하는 블랙 매트릭스의 광 밀도는 3 이상, 바람직하게는 4 이상이다.

(구조 5)

상기 구조 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 산화물 및/또는 질화물은, 상기 구동 기판에 대향하는 측면상에서, 상기 저 반사율을 갖는 부재내에 함유되는 것을 특징으로 하는 대향 기판.

상기 구조에서는, 저 반사율을 갖는 부재의 기능을 방해하는 반사가 미광에 기인한 결함의 발생을 더 억제할 수 있다. 또한, 기능을 방해하는 원하는 반사를 유지하면서도 막의 두께를 감소시킬수 있으므로, 패턴 특성이 또한 향상된다.

(구조 6)

상기 구조 5에 있어서, 상기 저 반사율을 갖는 부재 내에서, 상기 산화물 및 /또는 질화물은 상기 구동 기판의 측면로부터 상기 광-투과 기판의 측면로 향하는 방향으로 지속적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 대향 기판.

상기 구조에서는, 블랙 매트릭스을 형성하기 위한 광-차폐 막을 패턴화할 때, 패턴의 에지 부분에서 울퉁불퉁한 계층이 없고 우수한 패턴 특성을 가지는 블랙 매트릭스가 얻어질 수 있다.

(구조 7)

상기 구조 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 상기 고 반사율을 갖는 부재의 반사율은 70% 이상이며, 상기 저 반사율을 갖는 부재의 반사율은 30% 이하인 것을 특징으로 하는 대향 기판.

상기 구조에서는, 기판의 측면으로부터 액정 표시판로 진입하는 광중 블랙 매트릭스를 가격(hit)하는 광의 70% 이상이 반사된다.

그 결과, 액정 표시판의 온도 증가가 억제되어 결함을 방지할 수 있다.

또한, 액정 표시판로 진입한 후에, 미광이 될 예정인 광이 고 반사율을 갖는 부재보다 더 저 반사율을 갖는 부재를 가격할 때, 반사율을 30% 이하가 된다.

그 결과, 액정 표시판내의 미광이 TFT (스위칭 소자)로 진입함으로써 발생되는 결함은 방지될 수 있다.

상술된 반사는 액정 표시판이 사용하는 가시광선 파장 범위(380 내지 700nm)에서의 반사를 말한다.

(구조 8)

상기 구조 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 마이크로렌즈로 형성된 기판은 광이 상기 대향 기판으로 진입하는 상기 광-투과 기판의 측면상에 제공되며, 및 상기 마이크로렌즈는 각각 상기 광을 상기 화소 전극에 투사하기 위하여 형성되는 것을 특징으로 하는 대향 기판.

상기 구조에서는, 액정 표시판용 대향 기판으로 진입하는 입사광 빔이 마이크로렌즈을 통과할 때 좁혀질 수 있으며, 이에 의하여 광이 예컨대 블랙 매트릭스의 개구부를 통과할 수 있다.

그 결과, 액정 표시판에 결함이 발생하지 않는 신뢰가능한 액정 표시판용 대향 기판을 얻을 수 있으며, 또한 입사광의 이용 효율이 향상되어 밝고 우수한 영상을 얻을 수 있다.

(구조 9)

상기 구조 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 상기 대향 기판을 사용하여 제조되는 액정 표시판.

상기 구조에서는, 액정 표시판에 결함이 발생하지 않는 신뢰가능한 액정 표시판용 대향 기판을 얻을 수 있다.

(구조 10)

다수의 화소 전극 및 상기 다수의 화소 전극을 각각 스위칭하기 위한 다수의 스위칭 엘리먼트를 갖는 구동 기판을 구비하고, 자체로부터 사전설정된 갭을 갖는 상기 구동 기판과 마주하도록 배치되며, 액정이 상기 사전설정된 갭내에 유지되는 액정 표시판에 사용하기 위한 대향 기판으로서, 상기 대향 기판은 광-투과 기판 및 광-차폐 막을 구비하며, 상기 광-차폐 막은 상기 스위칭 엘리먼트에 대응하는 영역 및 상기 액정 표시판을 구동하기 위한 구동 회로에 대응하는 영역중 적어도 하나 또는 두 개의 영역내의 상기 광-투과 기판상에 형성되며, 상기 광-차폐 막은 상기 광-투과 기판에 대향하는 측면상에 고 반사율을 갖는 부재 및 상기 구동 기판에 대향하는 측면상에 고 반사율을 갖는 부재에 비하여 저 반사율을 갖는 부재를 구비하는 대향 기판을 제조하는 방법으로서, 상기 고 반사율을 갖는 부재와 상기 저 반사율을 갖는 부재를 스퍼터링에 의해 상기 상기 광-투과 기판상에서 지속적으로 형성하고, 및 상기 고 반사율을 갖는 부재와 상기 저 반사율을 갖는 부재 사이에서, 상기 고 반사율을 갖는 부재를 형성하기 위한 스퍼터링 입자와 상기 저 반사율을 갖는 부재를 형성하기 위한 스퍼터링 입자가 중첩되는 형태로 막내에서 형성되는 부분을 더 형성하는 광-차폐 막 형성 단계를 포함하는 대향 기판 제조 방법.

상기 구조는 유리 기판과 같은 광-투과 기판 부분을 생성할 수 있게 하는데, 여기서 고 반사율을 갖는 부재를 형성하는 스퍼터링 입자 및 상기 고 반사율을 갖는 부재보다는 저 반사율을 갖는 부재을 형성하는 스퍼터링 입자들이 서로 중첩되며, 또한 지속적으로 막을 형성할수 있게 한다. 그리고, 생성된 광-차폐 막은 고 반사율을 나타내기 위하여 유리 기판 가까이에 고 반사율을 갖는 부재의 성분을 가지며, 구동 기판에 대향하는 막 표면으로 접근함에 따라 고 반사율를 갖는 부재의 성분비는 감소하는 반면 저 반사율을 갖는 부재의 성분비는 증가한다. 그리고, 구동 기판을 대향하는 막 표면상에, 고 반사율을 갖는 부재의 성분이 존재하지 않거나, 또는 저 반사율을 갖는 부재에 비교할 때 고 반사율을 갖는 부재는 소량이 존재한다. 따라서, 막 표면의 반사율을 억제될 수 있다.

그 결과, 광-차폐 막의 성분을 지속적으로 변화시킴으로써, 고 반사율을 갖는 부재와 저 반사율을 갖는 부재 사이의 인터페이스에 박피형태이 없으며 또한 결함이 발생하지 않는 신뢰가능한 액정 표시판용 대향 기판을 용이하게 제작 할 수 있다.

(구조 11)

상기 구조 10에 있어서, 상기 광-차폐 막 형성 단계후에 상기 광-차폐 막상에 감광 수지 막을 형성하는 단계; 감광 수지 막 패턴을 형성하기 위해 포토리소그래피에 의해 상기 감광 수지 막을 패턴닝하는 단계; 및 상기 감광 수지 막 패턴을 마스크로서 사용하여 상기 저 반사율을 갖는 부재를 패터닝하고, 다음에 알카라인 용액을 사용하여 상기 감광 수지 막을 제거하고 동시에 상기 저 반사율을 갖는 부재를 마스크로서 사용하여 상기 고 반사율을 갖는 부재를 에칭하며, 이로 인해 매트릭스-형태의 광-차폐 막 패턴을 형성하기 위한 광-차폐 막 패턴 형성 단계를 포함하는 대향 기판 제조 방법.

상기 구조에서는, 액정 표시판용 대향 기판의 제조 방법에 있어서, 마스크로서 감광 수지 막 패턴을 이용하여 저 반사율을 얻는 부재를 패턴화한 후에 감광 수지 막(레지스트 막)과 고 반사율을 갖는 부재는 알칼리성 용매를 이용한 에칭에 의하여 동시에 제거될 수 있다.

그 결과, 제조 공정에서 액정 표시판용 대향 기판의 제조 비용이 절감될 수 있다.

이 경우, 고 반사율을 갖는 부재, 저 반사율을 갖는 부재, 및 감광 수지 막(레지스트 막)의 재료는 특별히 제한되지 않는다. 그러나, 수지 막과 고 반사율을 갖는 부재는 알칼리성 용매에 의해 에칭될 수 있는 재료로 구성되어야 하며, 또한 고 반사율을 갖는 부재의 재료는 저 반사율을 갖는 재료를 에칭하는 에칭액에 대하여 저항성이 있어야 한다.

(구조 12)

상기 구조 11에 있어서, 상기 고 반사율을 갖는 부재는 Al 또는 Al 합금으로 제조되고, 상기 저 반사율을 갖는 부재는 Cr 또는 Cr 합금으로 제조되는 것을 특징으로 하는 대향 기판 제조 방법.

구조 12는 고 반사율을 갖는 부재와 저 반사율을 갖는 부재의 재료를 더 구체화한다.

구조 12에 따른 방법에 의해 블랙 매트릭스를 형성하기 위한 광-차폐 막을 패턴화할 때, 고 반사율을 갖는 부재의 두께는 바람직하게는 100 내지 800Å이고, 저 반사율을 갖는 부재의 두께는 바람직하게는 80 내지 2000Å이다.

(구조 13)

상기 구조 12에 있어서, 상기 액정 표시판이 상기 대향 기판 제조 방법에 의해 얻어진 대향 기판을 사용하여 제조되는 액정 표시판 제조 방법.

상기 구조에서는, 결함이 발생하지 않는 신뢰가능한 액정 표시판이 제조될 수 있다.

(구조 14)

다수의 화소 전극 및 상기 다수의 화소 전극을 각각 스위칭하기 위한 다수의 스위칭 엘리먼트를 갖는 구동 기판을 구비하고, 자체로부터 사전설정된 갭을 갖는 상기 구동 기판과 마주하도록 배치되며, 액정이 상기 사전설정된 갭내에 유지되는 액정 표시판에 사용하기 위한 대향 기판으로서, 상기 대향 기판은 광-투과 기판 및 광-차폐 막을 구비하며, 상기 광-차폐 막은 상기 스위칭 엘리먼트에 대응하는 영역 및 상기 액정 표시판을 구동하기 위한 구동 회로에 대응하는 영역중 적어도 하나또는 두 개의 영역내의 상기 광-투과 기판상에 형성되며, 상기 광-차폐 막은 적어도 상기 광-투과 기판에 대향하는 측면상에 금속 박막을 포함하고, 및 상기 금속 박막은 이동 발생을 억제하기 위한 엘리먼트를 갖는 대향 기판.

상기 구조에서는, 광-차폐 막에 인가되는 막 응력, 열적 부하 등에 의해 야기되는 금속 박막에서의 이동의 발생 또는 진행이 억제될 수 있다.

상기 구조는 본 발명자에 의해 수행된 분석 결과에 기초하는데, 이는 광-차폐 막에서 핀홀의 형성이 광-입사 측면상의 광-차폐 막을 형성하는 금속 박막내에서 발생되고 진행되는 이동에 의해 생성된다는 것이다. 따라서, 금속 박막내의 이동의 발생 및 진행을 방지함으로써 핀홀이 생성되는 것을 억제할 수 있다.

상기 구조로 인하여, 액정 표시판용 대향 기판에 강한 투영광이 비춰지는 경우에도 이동의 발생 및 진행이 억제될 수 있기 때문에 광-차폐 막에 핀홀이 생성되지 않아 액정 디스프레이 판의 결함이 방지된다.

광-차폐 막은 액정 표시판을 구동하는 구동 회로에 대응하는 영역들 및 스위칭 소자에 대응하는 영역들의 적어도 하나 또는 두 부분에 형성된다. 구동 기판 위에는 다수의 스위칭 소자 및 상기 다수의 스위칭 소자를 서로 연결시키는 격자 형태의 와이어리(데이터 라인, 스케닝 라인 등)가 형성된다. 광-차폐 막은 광이 다수의 스위칭 소자와 격자 형태의 와이어링으로 진입하는 것을 방지하기 위하여 매트릭스 형태로 형성되거나, 또는 광이 일 방향으로 다수의 스위칭 소자 및 와이어링으로 진입하는 것을 방지하기 위하여 스트라이프로 형성되거나, 또는 다수의 스위칭 소자에 각각 대응하는 아이랜드(island)로 형성될 수 있다. 광-차폐 막은또한 상술된 부분 외에도 액정 표시판을 구동하는 구동 회로에 대응하는 영역에 형성될 수 있다.

(구조 15)

상기 구조 14에 있어서, 상기 이동 발생을 억제하기 위한 엘리먼트는 Ti, Cu, 및 Si로 구성된 그룹중에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 대향 기판.

이동의 발생을 억제하는 효과를 가지는 원소들 중, Ti, Cu 또는 Si가 광-차폐 막을 형성하는 금속 박막에 쉽게 부가될 수 있다. 또한, Ti, Cu 또는 Si 중에서 선택된 적어도 하나의 원소가 부가된 금속 박막이 광-차폐 막을 형성하는 금속 박막에 부가될 수도 있다.

그 결과, 액정 표시판용 대향 기판의 광 특성 및 생산성을 감소시키지 않으면서, 이동의 발생을 억제하는 원소가 광-차폐 막을 형성하는 금속 박막에 부가될 수 있다.

(구조 16)

상기 구조 14 또는 15에 있어서, 상기 금속 박막내의 상기 이동 발생을 억제하기 위한 엘리먼트의 함유물은 0.1 내지 5 %의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 대향 기판.

상기 구조에서는, 광-차폐 막을 형성하는 금속 박막이 예컨대 매트릭스 형태로 에칭될 때, 에칭 특성이 저하는되는 것이 방지되는 한편, 상기 막에 투영광이 비춰질 때 이동의 발생 및 진행이 억제될 수 있다.

그 결과, 이동(migration)의 발생을 억제하기 위한 엘리먼트가 액정 표시판용 대향 기판의 생산성을 감소시키기 않으면서 부가될 수 있다.

(구조17)

구조14 내지 구조16 중 하나에 따른 대향 기판으로서, 액정 표시판의 고장을 억제하기 위하여 금속 박막이 고 반사율을 갖는 고 반사막이며, 이 고장은 대향 기판으로 입력되는 입사 광의 광-차폐막에 의한 흡수에 의해 초래되는 대향 기판.

대향 기판에 형성된 광-차폐막에 의한 입사광의 흡수에 의해 되는 액정 표시판의 고장의 발생을 억제하기 위하여, 광 투과 기판에 근접한 측면 상에 형성된 금속 박막으로 제도된 고 반사막의 반사율이 가시 광선 파장 범위에서 바람직하게는 적어도 70% 또는 그 이상이며, 보다 바람직하게는 80% 또는 그 이상이며, 보다 더 바람직하게는 90% 또는 그 이상이다.

(구조18)

청구항17항에 따른 대향 기판으로서, 고 반사막이 알루미늄 합금 및/또는 은 합금을 함유하는 대향기판.

알루미늄 또는 알루미늄 합금, 또는 은 또는 은 합금으로 만들어진 박막이 고 반사막으로서 사용되고, 이동의 발생을 억제하기 위한 엘리먼트가 이에 부가되는 경우에, 가시 광선 파장 영역인 380㎚에서 700㎚의 파장 영역에서 광 반사율이 높은 금속 박막이 얻어 질 수 있고, 또한 반사율의 파장 의존도가 낮고 균일한 반사율이 얻어질 수 있다. 또한, 투사 광 하에서도, 이동의 발생 또는 진행이 억제될 수 있다.

그 결과, 우수한 특성을 갖는 액정 표시판용 대향 기판이 용이하게 제조될 수 있다.

(구조19)

구조17 또는 구조18에 따른 대향 기판으로서, 광-차폐막이 구동 기판에 대향하는 면 상에서 저 반사막을 갖고 상기 저 반사막이 고 반사막의 반사율 보다 저 반사율을 갖는 대향 기판.

강한(intense) 투사 광이 액정 표시판을 통과하는 경우에, 미광(stray light)이 발생할 수 있다. 이 미광이 구동 기판 상의 TFT 또는 다른 소자에 인가된다면, 액정 표시판의 고장이 초래된다.

이러한 구조를 이용함으로써, 구동 기판 상의 TFT 또는 다른 소자에 대하여 액정 표시판의 고장을 초래하는, 광 차단에 의한 미광의 반사가 방지될 수 있으며, 또한 투사된 영상의 휘도가 저감되는 것이 방지될 수 있다.

액정 셀의 미광의 반사가 반사율이 감소됨에 따라 감소될 수 있다. 따라서, 저 반사막의 반사율은 바람직하게는 30% 또는 그 이하, 보다 바람직하게는 20% 또는 그 이하, 보다 더 바람직하게는 10% 또는 그 이하이다.

(구조20)

청구항19항에 따른 대향 기판으로서, 저 반사막이 Ti, Cr, W, Ta, Mo, Pb, 이들 각 엘리먼트의 산화물, 이들 각 엘리먼트의 질화물, 이들 각 엘리먼트의 질화산화물, 이들 각 산화물의 고융점 금속 실리사이드의 산화물, 이들 각 엘리먼트의 고융점 금속 실리사이드의 질화물, 및 이들 각 산화물의 고융점 금속 실리사이드의질화산화물의 하나로 만들어진 대향 기판,

액정 셀의 미광의 반사가 반사율이 감소됨에 따라 감소될 수 있기 때문에, 저 반사막은 바람직하게는 Ti, Cr, W, Ta, Mo, Pb, 이들 각 엘리먼트의 산화물, 이들 각 엘리먼트의 질화물, 이들 각 엘리먼트의 질화산화물, 이들 각 산화물의 고융점 금속 실리사이드의 산화물, 이들 각 엘리먼트의 고융점 금속 실리사이드의 질화물, 이들 각 산화물의 고융점 금속 실리사이드의 질화산화물, 및 유기적인 블랙 색소 중의 하나로 만들진다.

또한, 금속 박막인 고 반사막의 형성 후에 저 반사막이 스퍼터링, 기상 증착 등에 의해 대향 기판 상에 형성될 수 있기 때문에, 우수한 특성을 갖는 액정 표시판용 대향 기판이 용이하게 제조될 수 있다.

저 반사막이 Cr, Cr 산화물, Cr 질화물 또는 Cr 질화산화물로 만들어지고, 금속 막막이 AlTi 합금으로 만들어져서 이들 박막을 갖는 광-차폐막을 형성한 경우에, 이들 막들 간에 접착이 강해지며, 패턴 부분 특성이 광-차폐막을 에칭하는 경우에 날카롭게 된다.

(구조21)

구조17 내지 구조20 중 하나에 따른 대향 기판으로서, 고 반사막과 저 반사막이 조성 변화가 지속적인 연속 막을 형성하는 대향 기판.

이러한 구조에 의해, 온도가 상온에서 고온으로, 고온에서 상온으로 급격하게 변하는 환경에 놓여 있는 경우에, 금속 박막인 고 반사막과 저 반사막 사이의 열 팽창 계수의 차이와 같은 물리적 성질에 의한 응력이 감소될 수 있다.

또한, 고온 막과 저온 막이 조성 변화가 지속적인 연속 막을 형성하기 때문에, 광-차폐막을 매트릭스 형태로 에칭하는 경우에 형태 안정성이 우수하다.

또한, 스퍼터링에 의해 고 반사막과 저 반사 박을 지속적으로 형성시에, 고 반사막 물질의 스퍼터링 입자와 저 반사막 물질의 스퍼터링 입자가 서로 중첩되는 부분을 발생시킴으로써 스퍼터링이 수행되도록 하는 방법을 채택할 수 있다.

이러한 방법에 따르면, 고 반사막과 저 반사막이 조성이 단계적으로 또는 지속적으로 변하도록, 또한 광-차폐막의 종단 방향 또는 막 두께 방향에서 목적하는 조성 비율로 만들어질 수 있다. 따라서, 고 반사막과 저 반사 사이의 인터페이스가 박리되지 않으므로, 우수한 내구성을 갖는 광-차폐막이 형성될 수 있다. 또한, 미세한 패턴을 갖는 매트릭스 형태 광-차폐막이 형성될 수 있다.

(구조22)

구조14 내지 구조21 중 하나에 따른 대향 기판으로서, 광 투과 기판을 위해서, 마이크로렌즈가 형성된 기판이 광이 대향기판에 입사하는 측면 상에 제공되고 상기 마이크로렌즈가 광이 픽셀 전극에 투사되도록 형성된 대향 기판.

이러한 구조에 의해, 액정 표시판용 대향 기판에 입사하는 입사 광 빔이 예를들어 매트릭스 형태 광-차폐막의 개구에 대응하여 제공된 마이크로렌즈를 통과하는 경우에 좁아진다. 그 결과, 대부분의 입사 광이 매트릭스 형태 광차단 막의 개구를 통과하고 또한 구동 기판 상에 형성된 TFT(스위칭 소자)에 입사함 없이 구동 기판을 통과한다.

따라서, 대향 기판에 형성된 매트릭스 형태 광-차폐막과 구동 기판 상에 형성된 TFT에 부가된 열적 부하가 입사광과 미광으로 인하여 감소된다. 이에 의해, 고장이 발생하지 않는 신뢰성있는 액정 표시판용 대향 기판이 얻어 질 수 있으며, 투사광의 이용 효율이 향상될 수 있다.

그 결과, 이동을 억제하기 위하여 광-차폐막에 부가된 엘리먼트의 효과와 결합하여, 이러한 구조를 갖는 액정 표시판은 높은 신뢰성을 가지며 휘도가 우수한 영상을 투사할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하고자 한다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 대향 기판의 예시적인 단면도를 나타낸다. 도2 및 도3은 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른, 마이크로렌즈 기판을 각각 갖는 대향 기판의 예시적인 단면도를 도시한다. 도4는 어거(Auger) 분석법에 기초한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 대향 기판의 블랙 매트릭스의 분석 결과를 나타내는 도면이다. 도1 내지 도4에서 대응하는 부분들에는 동일한 참조 번호가 부여된다.

(대향 기판)

먼저, 도1에 도시된 대향 기판에 대하여 설명하고자 한다.

대향 기판(100)은 유리 기판(10)과 블랙 매트릭스(20)로 구성된다. 블랙 매트릭스(20)는 고 반사율을 갖는 부재(이하에서는 "고 반사막(21)"이라 함), 고 반사막(21)보다 저 반사율을 갖는 부재(이하 "저 반사막(25)"라 함), 및 고 반사막(21)의 성분과 저 반사막(25)의 성분이 혼합되어 존재하는 영역(23)으로 구성된다. 대체로, 대향 기판은 블랙 매트릭스를 덮는 투명 전도성 막을 추가로 포함한다. 이하에서는, 투명 전도성 막에 대하여는 더 설명하지 않고자 한다.

투명 유리 기판(10) 상에 광 투과 층으로서, 블랙 매트릭스(20)가 구동 기판(미도시) 상에 배치된 스위칭 소자와 스위칭 소자를 서로 연결하는 배선에 대응되는 영역에 매트릭스 형태로 형성된다. 바람직하게는, 투명 석영 기판, 무 알칼리(alkali) 유리 기판과 같은 재료가 유리 기판(10)으로 사용된다. 고 반사막(21)은 유리 기판(10)에 대향하는 블랙 매트릭스(20)의 면 상에 형성되며, 저 반사막(25)은 구동 기판(미도시)에 대향하는 블랙 매트릭스(20)의 면 상에 형성된다. 고 반사막(21)과 저 반사막(25) 사이에 고 반사막(21)의 성분과 저 반사막(25)의 성분이 혼합되어 존재하는 영역(23)이 제공된다. 구체적으로, 영역(23)은 고 반사막 성분과 저 반사막 성분이 단계적으로 및/또는 지속적으로 변화되도록 형성된다. 이 경우에, 고 반사막(21), 영역(23), 및 저 반사막(25)을 구성하는 블랙 매트릭스(20)의 광학 밀도는 적어도 3 또는 그 이상이며, 바람직하게는 4 또는 그 이상이다.

이하에서는, 고 반사막(21)과, 저 반사막(25)과, 고 반사막(21)의 성분과 저 반사막(25)의 성분이 혼합되어 존재하는 영역(23)과, 이들 막을 형성하는 바람직한 실시예와, 블랙 매트릭스의 형성과, 각각 마이크로렌즈 기판을 갖는 대향 기판에 대하여 설명하고자 한다.

(고 반사막)

고 반사막(21)의 반사율은 바람직하게는 가시광선 파장 영역(380㎚ 내지 700㎚)에서 70% 또는 그 이상이며, 보다 바람직하게는 80% 또는 그 이상이며, 보다 더 바람직하게는 90% 또는 그 이상이다. 그 이유는 액정 표시판의 온도 상승이 반사가 증가함에 따라 감소되기 때문이다.

고 반사막(21)은 바람직하게는 Ni, Ag, Pt 또는 Al, 또는 Pd와 같은 소량의 금속 부성분을 함유하는 Al 또는 Ag 합금과 같은 금속으로 만들어 진다.

특히, 고 반사막(21)용 Al 또는 Al 합금을 이용함으로써, 광 반사율이 가시광선 파장 영역인 380㎚ 내지 700㎚에서 높게 되며, 또한 반사율의 파장 의존도가 낮아지며 균일한 반사율이 얻어질 수 있다. 또한, 이하에서 설명될 저 반사막(25)에 대한 부착이 우수해지고 미세한 패턴을 갖는 블랙 매트릭스(25)가 형성될 수 있다.

바람직하게는, 고 반사막(21)의 두께는 100Å 이상이며 800Å 미만이다. 두께가 100Å 이하인 경우에, 70% 또는 그 이상의 고 반사율을 얻는 것이 곤란하고, 반사율은 제조시의 제조 조건에 따라 크게 변하게 되며, 이는 바람직하지 않다. 반면에, 두께가 800Å을 초과하는 경우에, 고 반사막(21)과 저 반사막(25) 사이에 박리가 발생할 수 있다.

(저 반사막)

저 반사막(25)의 반사율은 바람직하게는 30% 또는 그 이하, 보다 바람직하게는 20% 또는 그 이하, 보다 더 바람직하게는 10% 또는 그 이하이다. 그 이유는 액정 셀의 벗어난 광의 반사율이 반사율이 감소함에 따라 감소될 수 있기 때문이다.

저 반사막(25)은 바람직하게는 Cr, Ni, Si 또는 Ge와금속, 이들 금속의 금속산화물, 이들 금속의 금속 질화산화물, Ti, Cr, W, Ta, Mo, Pd 등의 고융점 금속 실리사이드, 예를들어 WSi(텅스텐 실리사이드) 또는 MoSi(몰리브덴 실리사이드)의 질화물 또는 질화산화물, 탄소 또는 유기적인 블랙 색소로부터 만들어 진다. 바람직하게는, 고 반사막(21)을 유리 기판(10) 상에 형성한 후에, 저 반사막(25)이 스퍼터링 또는 기상 증착에 의해 균일한 박막으로서 고 반사막(21) 상에 형성된다.

특히, 저 반사막(25)용의 Cr, Ni, 이것의 금속 산화물, 즉 크롬 산화물 또는 니켈 산화물, 또는 크롬 질화-산화물 또는 니켈 질화-산화물과 같은 이것의 금속 산화물을 사용함으로써, 고 반사막(21)으로의 부착력이 우수해질 수 있으며, 미세한 패턴을 갖는 블랙 매트릭스(20)가 형성될 수 있다. 더구나, 저 반사막(25) 내에 함유된 금속 산화물, 금속 질화물 또는 금속 질화-산화물의 질화의 정도 및 산화의 정도를 고 반사막(21)의 측면으로부터 구동 기판의 측면 쪽 방향으로 단계적으로 그리고/또는 지속적으로 증가시킴으로써, 광 특성이 상술된 부착력을 낮추지 않고 개선될 수 있다.

저 반사막(25)으로서 상술된 금속 산화물, 금속 질화물 또는 금속 질화-산화물의 박막을 사용하는 경우에, 이와같은 금속 합성물의 막을 형성시에 바람직한 조성을 갖는 금속 산화물, 금속 질화물 또는 금속 질화-산화물을 형성하기 위하여 막 내로 산소 및/또는 질소가 도입되는 방법, 금속 막을 형성한 이후에, 상기 막이 바람직한 금속 산화물, 금속 질화물 또는 금속 질화-산화물을 형성하도록 산소 및/또는 질소 하에서 가열되는 방법, 또는 금속 산화물, 금속 질화물 또는 금속 질화-산화물의 목표 재료를 사용하여, 바람직한 금속 산화물, 금속 질화물 또는 금속질화-산화물의 박막이 스퍼터링에 의해 형성되는 방법을 채택하는 것이 바람직하다.

더구나, 상술된 금속, 이것의 금속 산화물, 이것의 금속 질화물 또는 이것의 금속 질화-산화물의 박막이 저 반사막(25)으로 사용되는 경우, 이것의 차폐 성능이 작은 두께로도 더욱 높아지고, 반사율이 낮아질 수 있다. 게다가, 액정 표시판의 구동을 방지하는 알칼리 금속이 함유되지 않기 때문에, 이것은 액정 표시판용 광-차폐막으로서 최적이다.

바람직하게는, 저 반사막(25)의 두께는 80Å보다 작지않고 2000Å보다 크지 않다. 그 두께가 80Å보다 작으면, 30% 이하의 저 반사율을 달성하기 어렵다. 다른 한편, 그 두께가 2000Å을 초과하면, 반사율이 일정하게 유지되고, 또한, 저 반사막(25) 및 고 반사막(21) 사이에 박리가 발생할 수 있다.

다른 한편, 저 반사막(25)을 위해 상술된 고융점 금속 실리사이드를 사용하는 경우에, 고융점 금속 실라사이드 합성물의 목표 재료를 사용하여, 희망된 고융점 금속 실리사이드의 박막이 스퍼터링에 의해 형성되는 방법, 또는 고융점 금속막 및 Si 막을 기상 증착 또는 스퍼터링에 의해 형성한 이후에, 상기 막이 고융점 금속 실리사이드 합성물 박막을 형성하기 위하여 가열되는 방법을 채택하는 것이 바람직하다.

(고 반사막의 성분 및 저 반사막의 성분이 혼합적으로 존재하는 영역)

고 반사막(21) 및 저 반사막(25) 사이에, 양 반사막의 성분이 혼합적으로 존재하는 영역(23)이 형성된다. 이 영역에서, 고 반사막(21)의 성분이 유리 기판(10)의 측면으로부터 구동 기판(도시되지 않음) 쪽 방향으로 단계적으로 그리고/또는 지속적으로 감소되거나, 저 반사막(25)의 성분이 이와 같은 방향으로 단계적으로 그리고/또는 지속적으로 증가하거나, 고 반사막(21)의 성분이 이와 같은 방향으로 단계적으로 그리고/또는 지속적으로 감소하고 저 반사막(25)의 성분이 이와같은 방향으로 단계적으로 그리고/또는 지속적으로 증가하는 것이 바람직하다.

상기 구조중 임의의 구조에서, 블랙 매트릭스(20)가 입사 광을 받을때, 고 반사막(21) 및 저 반사막(25) 사이에서 인터페이스가 발생되는 응력이 감소될 수 있다.

또한, 고 반사막(21) 및 저 반사막(25)을 갖는 광-차폐막을 에칭함으로써 블랙 매트릭스(20)를 형성할때, 고 반사막(21) 및 저 반사막(25) 사이에 한정된 인터페이스가 존재하지 않기 때문에, 이들간의 에칭비의 차이로 인하여 울퉁불퉁하게 계층이 생성되는 것이 억제될 수 있다.

양 반사막(21 및 25)의 성분이 혼합적으로 제공되는 영역(23)이 유리 기판(10) 및 구동 기판과 대향하는 도 1의 하단부 및 상단부를 제외한 광-차폐막의 모든 영역을 차지하는 것으로 배열될 수 있다.

또한, 저 반사막(25)용으로 사용된 금속 산화물, 금속 질화물 또는 금속 질화-산화물을 사용하는 경우에, 고 반사막(21) 및 저 반사막(25) 사이의 부착력은 영역(23)을 제공함으로써 상당히 개선된다.

(고 반사막, 저 반사막, 및 고 반사막의 성분 및 저 반사막의 성분이 혼합적으로 존재하는 영역의 막 형성 방법)

(막 형성 방법 1)

단계적으로 그리고/또는 지속적으로 변화하도록 고 반사막(21) 및 저 반사막(25)의 성분이 혼합적으로 존재하는 영역(23) 내의 조성을 조정하는 막 형성 방법으로서, 다음의 막 형성 방법이 채택될 수 있는데, 여기서 고 반사막(21) 및 저 반사막(25)을 형성한 이후에, 막(21 및 25)이 열 처리를 겪어서 고 반사막(21)을 형성하는 기판 및 저 반사막(25)을 형성하는 기판이 막들간의 인터페이스에서 열 확산을 겪음으로써, 단계적이고/이거나 지속적인 조성 변화를 실현하여 고 반사막(21) 및 저 반사막(25)의 성분이 혼합적으로 존재하는 영역(23)을 형성하도록 한다.

(막 형성 방법 2)

대안적으로, 다음의 막 형성 방법이 채택될 수 있는데, 여기서 합성물을 형성하도록 상호 반응하는 물질을 사용하여 고 반사막(21) 및 저 반사막(25)을 형성한 이후에, 막(21 및 25)이 열 처리 등등을 겪게 되어 막(21 및 25) 사이의 인터페이스에서 반응을 발생시킴으로써, 단계적이고/이거나 지속적인 합성물 변화를 실현하여 고 반사막(21) 및 저 반사막(25)의 합성물이 혼합적으로 제공되는 영역(23)을 형성하도록 한다.

예를 들어, 저 반사막(25)은 Si 또는 Si 합성물로 제조되는 반면, 고 반사막 (21)은 Si와 반응하는 W, Ni, Cr 또는 Al과 같은 물질로 제조되며, 그 후에 양 막이 가열을 겪게 된다.

(막 형성 방법 3)

또한, 다른 막 형성 방법이 존재하는데, 여기서 스퍼터링에 의해 유리 기판 (10) 상에 고 반사막(21) 및 저 반사막(25)을 성공적으로 형성시, 고 반사막(21)을 형성하는 스퍼터링 입자 및 저 반사막(25)을 형성하는 스퍼터링 입자는 이러한 스퍼터링 입자를 상호 중첩함으로서 유리 기판(10) 상에 스퍼터링된다.

이 막 형성 방법에 따라서, 고 반사막(21)의 구성 물질 및 저 반사막(25)의 구성 물질은 조성이 블랙 매트릭스(20)의 막 두께 방향 또는 단면 방향에서 단계적으로 그리고/또는 지속적이고 희망 비율로 변화될 수 있다. 그러므로, 고 반사막(21) 및 저 반사막(25) 사이의 인터페이스가 박리를 겪지 않아서, 우수한 내구성을 갖는 광-차폐막이 형성될 수 있고, 게다가, 미세한 패턴을 갖는 블랙 매트릭스(20)가 형성될 수 있다.

이 경우에, 고 반사막(21)을 형성하는 스퍼터링 입자 및저 반사막(25)을 형성하는 스퍼터링 입자를 상호 중첩하는 막 형성 방법으로서, 예를 들어, 고 반사막 (21)을 형성하는 목표 재료 및 저 반사막(25)을 형성하는 목표 재료가 서로 인접하게 위치되는 방법, 또는 기판 상에 스퍼터링 입자들이 중첩하도록 목표 재료 및 기판이 서로 충분히 떨어지는 방법을 채택하는 것이 바람직하다.

특히, 고 반사막(21)을 형성하는 목표 재료 및 저 반사막(25)을 형성하는 목표 재료가 하나의 목표 재료 내에 병치되는 이와같은 방법은 매우 우수한데, 그 이유는 고 반사막(21) 및 저 반사막(25)이 이와같은 하나의 목표 재료에 의해 그리고 고 반사막(21)을 형성하는 목표 재료 및 저 반사막(25)을 형성하는 목표 재료의 폭을 제어함으로써 형성될 수 있고, 고 반사막(21) 및 저 반사막(25)의 두께가 또한제어될 수 있기 때문이다.

(블랙 매트릭스의 형성)

상술된 막 형성 방법 등등에 따라서, 고 반사막(21)인 Al 또는 Al 합금 박막이 스퍼터링 또는 기상 증착에 의해 유리 기판(10) 상에 형성되고 나서, 저 반사막 (25)의 성분인 Cr 또는 Cr 합금의 Al 및 Cr이 단계적으로 그리고/또는 지속적으로 조성이 변화되고 혼합적으로 존재하는 영역(23)이 Al 또는 Al 합금 박막 상에 형성되며, 게다가, 저 반사막(25)인 Cr 또는 Cr 합금 박막이 영역(23) 상에 형성됨으로써, 광-차폐막이 얻어진다.

얻어진 광-차폐막은 방식막으로서 감광성 수지를 사용하여 포토리소그래피 (photolithography) 및 에칭을 겪게 됨으로써 저 반사막(25)을 패터닝하고 나서, 감광성 수지가 알칼리성 수용액에 의해 제거되며, 이와 동시에 고 반사막(21)인 Al 또는 Al 합금 박막이 알칼리성 수용액에 의해 에칭됨으로써 블랙 매트릭스(20)를 형성한다. (구조 11에서) 기술된 제조 방법에 따라서, 고 반사막(21)인 Al 또는 Al 합금 박막을 에칭하는 단계에서, 에칭은 에칭 마스크로서 저 반사막(25)을 사용하여 진행되어, 블랙 매트릭스(20)의 에지 형태가 날카롭게 형성된다.

또한, 고 반사막(21)인 Al 또는 Al 합금 박막의 에칭 및 페터닝된 감광성 수지의 제거는 동시에 수행된다. 그러므로, 이것은 많은 장점을 갖는 우수한 방법이다.

(마이크로렌즈 기판을 갖는 대향 기판)

도 2 및 3을 참조하여, 마이크로렌즈 기판을 각각 갖는 대향 기판이 서술될것이다.

우선, 도 2에 도시된 마이크로렌즈 기판을 갖는 대향 기판(200)이 서술될 것이다.

대향 기판(200)은 유리 기판(10), 블랙 매트릭스(20), 그 하부 벽이 곡선의 표면을 각각 형성하는 오목 부분(32)을 갖는 유리 기판(31), 및 고 반사 매체 (33)를 포함한다. 블랙 매트릭스(20)는 고 반사막(21), 저 반사막(25) 및 고 반사막(21)의 성분과 저 반사막(25)의 성분이 혼합적으로 존재하는 영역(23)을 포함한다. 유리 기판(10) 및 그 하부 벽이 각각 곡선화된 표면을 형성하는 오목 부분 (32)을 갖는 유리 기판(31)은 각각 볼록 렌즈로서 동작하는 많은 마이크로렌즈(35)를 갖는 마이크로렌즈 어레이를 형성하기 위하여 기판들 사이에 고 반사 매체(33)를 삽입한다.

특히, 대향 기판(200)은 고 반사 매체(33)가 상술된 대향 기판(100) 및 유리 기판(31) 사이에 삽입됨으로써, 볼록 렌지로서의 기능을 하는 마이크로렌즈(35)를 형성하도록 하는 구조를 갖는다.

이 경우에, 오목 부분(32)은 블랙 매트릭스(20)의 대응하는 개구의 중심 및 각 마이크로렌즈(35)의 오목 부분(32)의 정점(apex)이 서로 일치하도록 형성된다.

상술된 바와 같은 마이크로렌즈를 제공함으로써, 액정 표시판의 대향 기판으로 입력될때, 입사 광의 빔은 유리 기판(31)을 통과한 이후에 마이크로렌즈(35)를 통과시에 협소해진다. 결과적으로, 대부분의 입사 광은 블랙 매트릭스(20)의개구를 통과하며 구동 기판 상에 배치된 TFT (스위칭 엘리먼트)로 입력되지 않고 구동기판을 통과한다.

결과적으로, 입사 광으로 인해 블랙 매트릭스(20)에 인가된 열 부하가 감소되며, 구동 기판 상에 형성된 TFT (스위칭 엘리먼트)로 입력되는 미광이 감소된다. 따라서, 고장의 발생을 억제할 수 있는 액정 표시판용의 신뢰 가능한 대향 기판이 얻어질 수 있고, 또한, 광의 이용 효율이 증가될 수 있기 때문에, 밝고 우수한 영상이 얻어질 수 있다.

이제, 도 3에 도시된 마이크로렌즈 기판을 갖는 대향 기판(300)이 서술될 것이다.

대향 기판(300)은 유리 기판(10), 블랙 매트릭스(20), 그 상부 벽이 곡선화된 표면을 형성하는 볼목 부분(42)을 갖는 유리 기판(41), 및 저 반사 매체(43)를 포함한다. 블랙 매트릭스(20)는 고 반사막(21), 저 반사막(25) 및 고 반사막(21)의 성분과 저 반사막(25)의 성분이 혼합적으로 존재하는 영역(23)을 포함한다. 유리 기판(10) 및 그 상부 벽이 각각 곡선화된 표면을 형성하는 볼목 부분(42)을 갖는 유리 기판(41)은 각각 볼록 렌즈로서 동작하는 많은 마이크로렌즈(45)를 갖는 마이크로렌즈 어레이를 형성하기 위하여 기판들 사이에 고 반사 매체(43)를 삽입한다.

특히, 대향 기판(300)은 저 반사 매체(43)가 상술된 대향 기판(100) 및 유리 기판(41) 사이에 삽입됨으로써, 볼록 렌즈로서의 기능을 하는 마이크로렌즈(45)를 형성하도록 하는 구조를 갖는다.

이 경우에, 볼록 부분(42)은 블랙 매트릭스(20)의 대응하는 개구의 중심에각 마이크로렌즈(45)의 초점이 위치되도록 형성된다.

그리고 나서, 상술된 대향 기판(200)의 경우에서와 같이, 마이크로렌즈 (45)를 통과시 입사광의 빔이 좁아져서 대부분의 입사광이 블랙 매트릭스(20)를 개구 및 액정 표시판의 내부를 통과하고, 부가적으로 구동 기판 상에 배치된 입력 TFT (스위칭 소자) 없이 구동 기판을 통과하도록 한다.

결과적으로, 입사광에 기인하여 블랙 매트릭스(20)에 인가된 열 부하가 감소되며, 구동 기판 상에 형성된 TFT (스위칭 소자)에 입력되는 미광이 감소된다. 따라서, 액정 표시판을 위한 신뢰 가능한 대향 기판을 얻을 수 있고, 부가적으로, 광의 이용 효율이 증가하기 때문에 넓고 훌륭한 영상이 얻어질 수 있다.

이제, 실시예를 사용하여, 본 발명이 보다 상세히 기술될 것이다.

(실시예 1)

기판 캐리-인 측면에서 2-인치 폭의 Al 및 기판 캐리-아웃 측면에서 4-인치 폭의 Cr이 이들 사이에 1 인치의 간격에서 서로 인접하게 위치되는 인-라인 스퍼터링 장치 명세서에 따른 6-인치 목표 재료(target material)가 인-라인 스퍼터링 장치 내에 배치된다.

이 인-라인 스퍼터링 장치를 사용하여, 200Å의 두께를 갖는 Al 박막 및 800Å의 두께를 갖는 질화 Cr 박막이 1.1mm의 두께를 갖는 비-알칼리 유리 기판(NA35: NH Techno Glass Corporation에 의해 제조됨)(10) 상에 형성되며, 여기서 질화 Cr 박막의 형성은 스퍼터링 동안 기판 캐리-아웃 사이드로부터 질소를 포함하는 아르곤 기체를 흘러 나오게 하면서 수행된다. 이 경우에, Al 박막 및 질화 Cr 박막 사이에 Al 및 Cr을 갖는 혼합된 영역이 형성되며, 여기서 Al이 비-알칼리 유리 기판의 표면으로부터 구동 기판의 측면 쪽으로의 방향으로 지속적으로 감소되지만, Cr은 이와같은 방향으로 지속적으로 증가한다.

5000Å의 두께를 갖는 감광성 수지(방식제)가 스핀-코팅 방법에 의해 질화 Cr 박막 상에 도포되고 나서, 광마스크를 사용하여, 4 μm의 폭과 26 μm의 피치를 갖는 매트릭스 형태의 방식막이 형성된다.

이 매트릭스-형태의 방식막으로 형성된 기판은 질화 Cr 박막을 에칭하기 위하여 Cr 에칭액(Wako Pure Chemical Induscries에 의해 제조된 HY액) 내에 담겨지고 나서, 감광성 수지를 제거하고 Al 박막을 동시에 에칭하기 위하여 감광성 수지용 제거액인 알칼리성 수용액 내에 담겨짐으로써, 액정 표시판을 위한 대향 기판이 얻어지도록 블랙 매트릭스가 얻어진다.

도 4는 어거 분석 방법(Auger analyzing method)에 근거하여 액정 표시판을 위한 대향 기판의 얻어진 블랙 매트릭스를 분석한 결과를 도시한 것이다.

세로축은 블랙 매트릭스 내에 존재하는 요소로부터의 상대적인 신호 세기를 나타낸다. 가로축은 블랙 매트릭스 내에 분석 위치를 나타낸 것이며, 여기서 좌측은 구동 표면과 마주보는 블랙 매트릭스의 표면을 나타내며 우측은 비-알칼리 유리 표면에 접촉하는 표면을 나타낸다.

도 4로부터 명백해지는 바와 같이, 고반사막(21)인 Al 박막은 비-알칼리 유리 기판 상에 형성되며, 저 반사막(23)의 요소인 Al 및 Cr이 조성에서 지속적으로 변화하고 혼합적으로 존재하는 혼합된 영역(23)은 AL 박막 상에 형성되며, 부가적으로, 저반사막(25)인 질화 Cr 박막은 혼합된 영역(23) 상에 형성되며, Al 및 질화 Cr 박막 사이에 인터페이스가 존재하지 않는다.

액정 표시판을 위해 얻어진 대향 기판은 유리 표면의 측면, 즉 광-입사 측면에서 대향 기판의 표면으로부터 91%의 반사율(광-입사 측면에서 유리 기판 표면의 반사율 + 광-입사 측면에서 Al 박막 표면의 반사율), 및 구동 기판의 측면으로부터 8%의 반사율(즉, 질화 Cr 박막 표면의 반사율)을 나타낸다.

이와같은 대향 기판의 100 샘플이 준비되고, 샘플의 블랙 매트릭스의 막 부착력을 평가하기 위하여 아래에 기술된 셀로판 부착 테이프 필링 테스트(peeling test)가 수행된다.

우선, 샘플은 1000 사이클의 120℃(30분) 및 155℃(30분) 사이의 고온 저온 환경 테스트를 겪는다.

그 후에, 셀로판 부착 테이프를 사용하여 샘플의 대향 기판의 블랙 매트릭스에 대해 필링 테스트가 행해진다.

그 결과는 고 반사막 및 저 반사막(0/100 샘플) 사이에서 박리 (exfoliation)가 발생하지 않는다는 것이다.

셀로판 부착 테이프를 사용하는 필링 테스트는 JISZ1522에서 규정되고 12 내지 19mm의 폭을 갖는 부착 테이프가 대향 기판의 블랙 매트릭스 상으로 붙여지고 나서, 부착 테이프가 블랙 매트릭스의 막 표면에 수직인 방향으로 강하게 끌어 당겨져서 부착 테이프가 순간적으로 찢겨지도록 함으로써, 블랙 매트릭스의 상태를 평가하는 테스트이다.

더구나, 전자 망원경을 사용하여 블랙 매트릭스의 패턴 섹션을 관측시에, 고 반사막 및 저 반사막은 조성이 점점 그리고 지속적으로 변화되어 어느 계층(step)도 각 층에서 인식되지 않고 날카로운 패턴이 얻어진다는 것이 확인된다. 결과적으로, 구동 기판의 측면으로부터 관측된 패턴 에지 부분은 매우 완만하며, 형성된 블랙 매트릭스의 크기 정밀도가 또한 우수하다.

액정 표시판은 상술되는 얻어진 대향 기판을 사용하여 제조되고, 투영된 광이 이에 인가된다. 고장이 발생되지 않는다는 것이 확인된다.

(실시예 2)

1.1mm의 두께를 갖는 석영 유리 기판 상에, 1at%의 Pd를 함유하고 800Å의 두께를 갖는 Ag 박막이 기상 증착에 의해 형성됨으로써 고 반사막을 얻도록 한다. 그리고 나서, 1200Å의 두께를 갖는 Ni 박막이 스퍼터링에 의해 Ag 박막 상에 형성됨으로써 저 반사막이 얻어지도록 한다.

그리고 나서, Ag 박막 및 Ni 박막으로 형성된 석영 유리 기판은 5vol%의 산소를 함유하는 산소-질소 대기(atmosphere)에서 한시간 동안 600℃로 가열됨으로써, 열확산에 기인하여 Ag 박막 및 Ni 박막 사이의 인터페이스에서 Ag 및 Ni를 갖는 혼합된 영역을 형성하도록 하며, 여기서 Ag는 비-알칼리 유리 기판의 표면으로부터 구동 기판의 측면 쪽 방향으로 지속적으로 감소하지만, Ni는 이와같은 방향으로 지속적으로 증가한다.

이 경우에, Ni 박막의 표면은 가열된 대기중의 산소 및 질소로 인해 질화-산화를 겪게되어 Ni 질화-산화물이 형성된다.

5000Å의 두께를 갖는 감광 수지(방식제)가 스핀-코팅 방법에 의해서 Ni-질화-산화물 박막 상에 도포되고 나서, 광마스크를 사용하여, 4 μm의 폭과 26 μm의 피치를 갖는 매트릭스 형태로 방식막이 형성된다.

이 매트릭스-형태의 방식 막으로 형성된 기판이 Ni 질화-산화물 박막을 에칭하기 위하여 염화 제 2철(ferric chloride) 용액 내에 담겨지고 나서, Ag 박막이 Ar 가스 하에서 드라이 에칭에 의해 제거된다. 그리고 나서, 방식막이 알칼리성 수용액에서 용해되어 제거됨으로써, 액정 표시판을 위한 대향 기판이 얻어지도록 블랙 매트릭스가 얻어진다.

액정 표시판을 위해 얻어진 대향 기판은 유리 표면의 측면, 즉 광-입사 측면에서 대향 기판의 표면으로부터 86%의 반사율(광-입사 측면에서 유리 기판 표면의 반사율 + 광-입사 측면에서 Ag 박막 표면의 반사율), 및 구동 기판의 측면으로부터 27%의 반사율(즉, Ni 질화-산화물 박막 표면의 반사율)을 나타낸다.

예 1에서와 같이, 이와같은 대향 기판의 100 샘플이 준비되고, 샘플의 블랙 매트릭스의 막 부착력을 평가하기 위하여 셀로판 부착 테이프 필링 테스트가 수행된다.

그 결과는 고 반사막 및 저반사막(0/100 샘플) 사이에 박리가 발생하지 않는다는 것이다.

또한, 예 1에서와 같이, 전자 망원경을 사용하여 블랙 매트릭스의 패턴 섹션을 관측시에, 고 반사막 및 저 반사막은 조성이 점점 그리고 지속적으로 변화되어 어느 계층도 각 층에서 인식되지 않고 날카로운 패턴이 얻어진다 것이 확인된다.결과적으로, 구동 기판의 측면으로부터 관측된 패턴 에지 부분은 매우 완만하며, 형성된 블랙 매트릭스의 크기 정밀도가 또한 우수하다.

액정 표시판은 상술되는 얻어진 대향 기판을 사용하여 제조되며, 투영된 광이 이에 인가된다. 고장이 발생되지 않는다는 것이 확인된다.

(예 3)

1.1mm의 두께를 갖는 석영 유리 기판 상에, 300Å의 두께를 갖는 Al 박막이 기상 증착에 의해 형성됨으로써, 고 반사막을 얻도록 한다. 그리고 나서, 100Å의 두께를 갖는 Si 박막이 스퍼터링에 의해 형성되고 800Å의 두께를 갖는 Cr 박막이 스퍼터링에 의해 Si 박막 상에 형성됨으로써 저 반사막이 얻어지도록 한다.

그리고 나서, Al 박막 및 Si 박막 및 Cr 박막으로 형성된 기판은 0.1vol%의 일산화 질화물을 함유하는 Ar 가스 대기(atmosphere)중에서 한시간 동안 600℃로 가열됨으로써, Al 박막 및 Cr 박막 사이에서 Si 및 Cr의 합성물층 및 Al 및 Si의 합성물층을 갖는 영역을 형성하도록 한다. 이 경우에, Cr 박막의 표면은 가열된 대기 내의 일산화 질화물로 인하여 질화-산화를 겪게되어 Cr 질화-산화물이 형성된다.

5000Å의 두께를 갖는 감광 수지(방식제)가 스핀-코팅 방법에 의해서 Cr 질화-산화물 박막 상에 도포되고 나서, 광마스크를 사용하여, 4 μm의 폭과 26 μm의 피치를 갖는 매트릭스 형태로 방식 막이 형성된다.

그리고 나서, 이 매트릭스-형태의 방식 막으로 형성된 기판이 염화 제 2철(ferric chloride) 용액 내에 담겨지고 나서 인산 및 질산의 혼합된 용액 내에담겨져서 Cr 질화-산화물 박막, Al-Si 혼합물층과 Si-Cr 혼합물층을 갖는 영역 및 Al 박막을 에칭하도록 하며, 최종적으로 방식막이 알칼리성 수용액에서 용해되어 제거됨으로써, 액정 표시판을 위한 대향 기판이 얻어지도록 블랙 매트릭스가 얻어진다.

액정 표시판을 위해 얻어진 대향 기판은 유리 표면의 측면, 즉 광-입사 측면에서 대향 기판의 표면으로부터 82%의 반사율(광-입사 측면에서 유리 기판 표면의 반사율 + 광-입사 측면에서 Ag 박막 표면의 반사율), 및 구동 기판의 측면으로부터 12%의 반사율(즉, Ni 질화-산화물 박막 표면의 반사율)을 나타낸다.

또한, 예 1에서와 같이, 전자 망원경을 사용하여 블랙 매트릭스의 패턴 섹션을 관측시에, 고 반사막 및 저 반사막은 조성이 점점 그리고 지속적으로 변화되어 어느 계층도 각 층에서 인식되지 않고 날카로운 패턴이 얻어진다는 것이 확인된다. 결과적으로, 구동 기판의 측면으로부터 관측된 패턴 에지 부분은 매우 완만하며, 형성된 블랙 매트릭스의 크기 정밀도가 또한 우수하다.

(예 4)

기판 캐리-인 측면에서 2-인치 폭의 Al 및 기판 캐리-아웃 측면에서 4-인치 폭의 산화 Cr 목표 재료가 이들 사이에 1 인치의 간격에서 서로 인접하게 위치되는 인-라인 스퍼터링 장치 명세서에 따른 6-인치 목표 재료가 인-라인 스퍼터링 장치 내에 배치된다.

이 인-라인 스퍼터링 장치를 사용하여, 100Å의 두께를 갖는 Al 박막 및 800Å의 두께를 갖는 산화 Cr 박막이 1.1mm의 두께를 갖는 비-알칼리 유리 기판(NA35: NH Techno Glass Corporation에 의해 제조됨) 상에 형성된다. 이 경우에, Al 및 Cr을 갖는 혼합된 영역이 Al 박막 및 산화 Cr 박막 사이에 형성되며, 여기서 Al이 비-알칼리 유리 기판의 표면으로부터 구동 기판의 측면 쪽 방향으로 지속적으로 감소되지만, Cr은 이와같은 방향으로 지속적으로 증가한다.

5000Å의 두께를 갖는 감광성 수지(방식제)가 스핀-코팅 방법에 의해 산화 Cr 박막 상에 도포되고 나서, 광마스크를 사용하여, 4 μm의 폭과 26 μm의 피치를 갖는 매트릭스 형태의 방식막이 형성된다.

이 매트릭스-형태의 방식막으로 형성된 기판은 Cr 에칭액(Wako Pure Chemical Induscries. Ltd에 의해 제조된 HY액) 내에 담겨지고 나서, 인산 및 질산의 혼합된 용액 내에 담겨져서 산화 Cr 박막, Al 및 Cr을 갖는 혼합된 영역, 및 Al 박막을 에칭하도록 하며, 최종적으로, 방식막이 알칼리성 수용액에서 용해되어 제거됨으로써, 액정 표시판을 위한 대향 기판이 얻어지도록 블랙 매트릭스가 얻어진다.

액정 표시판을 위해 얻어진 대향 기판은 유리 표면의 측면, 즉 광-입사 측면에서 대향 기판의 표면으로부터 87%의 반사율(광-입사 측면에서 유리 기판 표면의 반사율 + 광-입사 측면에서 Al 박막 표면의 반사율), 및 구동 기판의 측면으로부터 16%의 반사율(즉, 산화 Cr 박막 표면의 반사율)을 나타낸다.

그 결과는 고 반사막 및 저 반사막(0/100 샘플) 사이에서 박리가 발생하지 않는다는 것이다.

(예 5)

인-라인 스퍼터링 장치에서 네 가지 종류의 목표 재료가 배치된다. 특히, 인-라인 스퍼터링 장치의 기판 캐리-인 측면에서 기판 캐리-아웃 측면쪽으로, 제 1 목표로서 Al 목표 재료, 제 2 목표로서 Al-Cr 혼합 목표 재료(Al:70%, Cr:30%), 제3 목표로서 Cr-Al 혼합 목표 재료(Cr:70%, Al:30%) 및 제 4 목표로서 Cr 목표 재료가 명명된 순서로 배치된다.

이 인-라인 스퍼터링 장치를 사용해서, 1.1mm 두께를 갖는 비-알칼리 유리 기판(NA35: NH Techno Glass Corporation에 의해 제조됨) 상에 100Å의 두께를 갖는 Al 박막이 제 1 목표를 사용하여 형성되고, 200Å의 두께를 가지며 Al-Cr 혼합물(Al 성분 > Cr 성분)을 함유하는 Al-Cr 박막이 제 2 목표를 사용하여 형성되며, 300Å의 두께를 가지며 Cr-Al(Cr 성분 > Al 성분)을 함유하는 Cr-Al 박막이 제 3 목표를 사용하여 형성되며, 400Å의 두께를 갖는 산화 Cr 박막이 제 4 목표를 사용하여 형성된다.

이 경우에, 제 1 내지 제 3 목표를 기제로 한 스퍼터링은 Ar 가스 대기중에서 수행되고, 제 4 목표를 기제로 한 스퍼터링은 산소를 함유하는 Ar 가스 대기중에서 수행된다.

따라서, Al 및 Cr을 갖는 혼합된 영역이 형성되며, 여기서 Al이 비-알칼리 유리 기판의 표면으로부터 구동 기판의 측면 쪽 방향으로 순차적으로 감소되지만, Cr은 이와같은 방향으로 순차적으로 증가한다.

5000Å의 두께를 갖는 감광성 수지(방식제)가 스핀-코팅 방법에 의해 형성된 박막 상에 도포되고 나서, 광마스크를 사용하여, 4 μm의 폭과 26 μm의 피치를 갖는 매트릭스 형태의 방식막이 형성된다.

이 매트릭스-형태의 방식막으로 형성된 기판은 Cr 에칭액(Wako Pure Chemical Induscries, Ltd에 의해 제조된 HY액) 내에 담겨지고 나서, 인산 및 질산의 혼합된 용액 내에 담겨져서 산화 Cr 박막, Al 및 Cr을 갖는 혼합된 영역, 및 Al 박막을 에칭하도록 하며, 최종적으로, 방식막이 알칼리성 수용액에서 용해되어 제거됨으로써, 액정 표시판을 위한 대향 기판이 얻어지도록 블랙 매트릭스가 얻어진다.

액정 표시판을 위해 얻어진 대향 기판은 유리 표면의 측면, 즉 광-입사 측면에서 대향 기판의 표면으로부터 88%의 반사율(광-입사 측면에서 유리 기판 표면의 반사율 + 광-입사 측면에서 Al 박막 표면의 반사율), 및 구동 기판의 측면으로부터 16%의 반사율(즉, 산화 Cr 박막 표면의 반사율)을 나타낸다.

그 결과는 고 반사막 및 저 반사막(2/100 샘플) 사이에서 박리가 발생하지 않는다는 것이며, 이것은 실제적인 문제가 존재하지 않는다는 것을 의미한다.

또한, 예 1에서와 같이, 전자 망원경을 사용하여 블랙 매트릭스의 패턴 섹션을 관측시에, 고 반사막 및 저 반사막은 조성이 점점 그리고 순차적으로 변화되어 각 층에서 적은 계층이 인식되지만 전체 블랙 매트릭스에 의해서 날카로운 패턴이 형성된다는 것이 확인된다. 결과적으로, 구동 기판의 측면으로부터 관측된 패턴 에지 부분이 적은 계층을 포함할지라도, 형성된 블랙 매트릭스의 크기 정밀도는 임의의 실제적인 문제를 발생시키지 않도록 충분히 양호하다.

(예 6)

등방성 에칭에 의해 형성되며, 그 상부 벽이 곡선 표면을 형성하는 많은 오목 부분을 갖는 유리 기판에 고굴절율 수지가 도포되며, 커버 유리 기판이 마이크로렌즈 어레이를 형성하기 위하여 고굴절율 수지를 통하여 이에 부착됨으로써, 마이크로렌즈 기판을 준비하도록 한다. 예 1의 방법과 동일한 방법에 따라서 마이크로렌즈 기판의 커버 유리 기판 상에 블랙 매트릭스가 형성됨으로써, 액정 표시판을 위한 마이크로렌즈 기판을 갖는 대향 기판을 준비하도록 한다.

액정 표시판을 위한 마이크로렌즈 기판을 갖는 얻어진 대향 기판은 유리 표면의 측면, 즉 광-입사 측면에서 대향 기판의 표면으로부터 91%의 반사율(광-입사 측면에서 유리 기판 표면의 반사율 + 광-입사 측면에서 Al 박막 표면의 반사율), 및 구동 기판의 측면으로부터 8%의 반사율(즉, 질화 Cr 박막 표면의 반사율)을 나타낸다.

또한, 예 1에서와 같이, 전자 망원경을 사용하여 블랙 매트릭스의 패턴 섹션을 관측시에, 고 반사막 및 저 반사막은 조성이 점점 그리고 지속적으로 변화되어어느 계층도 각 층에서 인식되지 않고 날카로운 패턴이 얻어진다는 것이 확인된다. 결과적으로, 구동 기판의 측면으로부터 관측된 패턴 에지 부분은 매우 완만하며, 형성된 블랙 매트릭스의 크기 정밀도가 또한 우수하다.

(비교 예 1)

인-라인 스퍼터링 장치를 사용하여, 300Å의 두께를 갖는 Al 박막이 Al 박막 형성 챔버 내의 1.1mm의 두께를 갖는 비-알칼리 유리 기판(NA35: NH Techno Glass Corporation에 의해 제조됨) 상에 형성되고 나서, 기판이 Al 박막 형성 챔버로부터 인출되어, 800Å의 두께를 갖는 Cr 박막이 Cr 박막 형성 챔버 내의 Al 박막 상에 형성된다.

5000Å의 두께를 갖는 감광성 수지가 스핀-코팅 방법에 의해 Cr 박막 상에 도포되고 나서, 광마스크를 사용하여, 4 μm의 폭과 26 μm의 피치를 갖는 매트릭스 형태의 방식막이 형성된다.

이 매트릭스-형태의 방식막으로 형성된 기판은 Cr 에칭액(Wako Pure Chemical Induscries, Ltd에 의해 제조된 HY액) 내에 담겨지고 나서, 인산 및 질산의 혼합된 용액 내에 담겨져서 Al 박막을 에칭하도록 하며, 최종적으로, 감광성 수지가 알칼리성 수용액에서 용해되어 제거됨으로써, 액정 표시판을 위한 대향 기판이 얻어지도록 블랙 매트릭스가 얻어진다.

액정 표시판을 위해 얻어진 대향 기판은 유리 표면의 측면, 즉 광-입사 측면에서 대향 기판의 표면으로부터 87%의 반사율(광-입사 측면에서 유리 기판 표면의 반사율 + 광-입사 측면에서 Al 박막 표면의 반사율), 및 구동 기판의 측면으로부터 60%의 반사율(즉, Cr 박막 표면의 반사율)을 나타낸다.

그 결과는 고 반사막 및 저 반사막(0/100 샘플) 사이에서 박리가박리가는 15 개의 샘플이 존재한다는 것이다.

또한, 예 1에서와 같이, 전자 망원경을 사용하여 블랙 매트릭스의 패턴 섹션을 관측시에, 고 반사막 및 저 반사막 사이의 인터페이스에서 많은 계층이 인식되며, 구동 기판의 측면으로부터 관측된 패턴 에지 부분이 울퉁불퉁하게 형성된다.

액정 표시판은 상술되는 얻어진 대향 기판을 사용하여 제조되며, 투영된 광이 이에 인가된다. 대향 기판의 저 반사막 및 고 반사막이 박리를 겪어서 액정 표시판의 고장을 초래한다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 대향 기판의 전형적인 단면도이다.

도 5에서, 대향 기판(400)은 광-투과 기판(50) 및 광-차폐막(60)을 포함한다. 대향 기판(400)은 광-차폐막(60)을 커버하는 투명한 전도성막을 더 포함할 수 있다. 광-차폐막(60)은 광-투과 기판(50)과 대향하는 측면 상에 금속 박막(61)(이하에서, "고 박사막(61)"이라 칭함), 및 구동 기판(도시되지 않음)과 마주하는 측면 상에 고 반사막(61)의 반사율보다 적은 반사율을 갖는 부재의 박막(65)(이하에서, "저 반사막(65)"이라 칭함)을 포함한다.

광-차폐막(60)은 도시되지 않은 구동 기판 상의 픽셀 전극을 개별적으로 스위칭하고 스위칭 엘리먼트를 서로 배선 접속하기 위하여 스위칭 엘리먼트를 마주하는 영역에서 광-투과 기판(50) 상에 매트릭스 형태로 형성된다.

광-투과 기판(50)은 강하게 투영된 광의 열 동작을 견딜수 있는 투명 재료로 이루어지는 것이 필요하다. 예를 들어, 투명한 석영 기판, 비-알칼리 유리 기판 등등이 바람직하게는 광-투과 기판(50)으로 사용된다.

광-차폐막(60)을 형성하는 고 반사막(61)은 바람직하게는 Ni, Ag, Pt 또는 Pd와 같은 적은 양의 부가 금속을 함유한 Al 또는 Ag 합금과 같은 금속으로 이루어지며, 이동의 발생 또는 진행을 억제하는 엘리먼트로 부가된다.

특히, Al을 함유하는 재료가 고 반사막(61)의 주 요소로 사용될때, 광 반사율은 가시광 파장 영역인 380 nm 내지 700nm의 파장 영역으로 높아질 수 있고, 반사율의 파장 의존도가 낮아질 수 있으며 균일한 반사율이 달성될 수 있다. 더구나, 후술될 저 반사막(65)의 부착이 우수해질 수 있고 미세한 패턴을 갖는 매트릭스-형태의 광-차폐막(60)이 형성될 수 있다.

광-차폐막(60)을 형성하는 저 반사막(65)은 바람직하게는 금속, 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 질화-산화물, Ti, Cr, W, Ta, Mo, Pd 등등의 고융점 금속 실리사이드, 예를 들어, WSi(텅스텐 실리사이드) 또는 MoSi(몰리브덴 실리사이드), 유기적인 블랙 색소 성분의 산화물, 질화물 또는 질화-산화물로 이루어질 수 있다.

상술된 바와 같이, 대향 기판(400)이 투영된 광을 받을때 매트릭스-형태의광-차폐막(60)에서 핀홀의 생성을 억제하기 위하여, 이동의 발생 및 진행을 억제하는 엘리먼트가 고 반사막(61)에 부가된다. 바람직하게, 이 엘리먼트는 Ti, Cu, Si, Pd 등등으로부터 선택된 것이다.

광-차폐막(60)의 고 반사막(61) 재료용 주 성분으로 Al을 함유하는 재료를 사용하고 저 반사막(65) 재료용 주 성분으로 Cr의 함유하는 재료를 사용하는 경우에, 이동의 발생 또는 진행을 억제하는 엘리먼트로서 Ti를 선택하는 것이 바람직한데, 그 이유는 매트릭스-형태의 광-차폐막을 형성하기 위하여 광-차폐막(60)을 페터닝할때 고 반사막(61) 및 저 반사막(65) 사이에 인터페이스 박리가 발생되지 않기 때문이다.

그러므로, 이동의 발생을 억제하기 위한 부가적인 요소로 Ti가 선택되는 예로서 대향 기판(400)을 생각하면, 고 반사막(61)은 주성분으로 Al을 함유하고, 저 반사막(65)은 주 성분으로 Cr을 함유하며, 광-차폐막(60)은 매트릭스 형태로 형성되며, 이동의 발생을 억제하는 부가적인 엘리먼트를 부가하는 효과가 기술될 것이다.

상술된 바와 같이, 고 반사막(61)용으로 사용되는 주 성분으로 Al을 함유하는 막은 광 반사율이 가시광 파장 영역인 380nm 내지 700nm의 파장 영역으로 높아질수 있고 반사율의 파장 의존도가 낮아질 수 있으며 균일한 반사율이 적용될 수 있고, 후술될 저 반사막(65)으로의 부착력이 우수하며 미세한 패턴으로 매트릭스-형태의 광-차폐막이 형성될 수 있다는 점에서 바람직한 금속막이다.

저 반사막(65)으로서, 질화 Cr막이 사용된다. 저 반사막의 반사율은 바람직하게는 30% 이하이며, 더 바람직하게는 20% 이하이며, 보다 더 바람직하게는 10% 이하이다. 그 이유는 액정 셀에서 미광의 반사가 반사율이 감소함에 따라, 감소될 수 있기 때문이다.

Cr 질화물 막은 저 반사막과 같은 바람직한 광학 특성을 구비하고, 동시에 상술된 Al 막 위에 형성될 때 강력한 막 접착력이 그 사이에 나타나며, 부가하여 광 차폐막을 매트릭스 형태로 형성할 때 형태 안정성이 우수하다는 점에서 바람직하며, 이러한 사항은 이하에서 설명될 것이다.

Ti를 Al 막으로 부가하는 방법으로서, 이하의 방법은 동작 효율과 비용면에서 바람직하고, 여기에서, 주 구성요소로서 Al을 포함하는 막을 스퍼터링에 의하여 광 투과 기판상에 형성할 때, 주어진 Ti 양은 미리 Al 또는 Al 합금으로 된 스터터링 목표물 안으로 부가된다.

이제 도 6과 도 7을 참조하여, 원자 이동의 발생 또는 진행을 억제하기 위한 부가 요소로서 Ti를 광차폐막(60)으로 부가함으로써 얻어지는 효과가 설명될 것이다.

도 6은 대향하는 기판의 광투과 기판 상에 광차폐막 샘플(1 내지 8)을 형성하는 고 반사막인 금속 박막 내로 원자 이동의 발생 또는 진행을 억제하기 위한 요소로서 부가된 Ti의 부가량, 광차폐막 샘플(1 내지 8)에서의 핀홀 발생 비율, 및 광차폐막 샘플(1 내지 8)의 광차폐막 에칭의 경우 형태 안정성과 관련한 평가 결과를 보여주는 표이다.

도 7은 광차폐막의 에칭된 형태를 예시적으로 보여주는 단면도이고, 상술된광차폐막 샘플을 에칭한 이후의 형태 안정성을 평가하는 것에 관한 것이다.

이하에서, 원자 이동의 발생 또는 진행을 억제하기 위한 요소를 고반사막인 금속 박막 안으로 부가함으로써 달성되는 핀홀 발생 억제 효과, 및 광차폐막을 에칭한 경우의 형태 안정성이 설명될 것이다.

우선, 기판으로서, 각각 1.1 mm의 두께를 갖는 비알칼리 유리 기판들(NA35: NH Techno Glass Corporation에 의해 제조됨)이 준비되었다.

그 다음에, 광차폐막 형성을 위한 스퍼터링 목표가 준비되었고, 여기서 서로 다른 농도의 Ti가 부가된 Al 목표와 Cr 목표는 서로 그 사이에 1인치의 간격을 두고 인접하여 배치되었다.

도 6에 나타난 것처럼, Al 목표와 관련한 Ti 부가량은 0 내지 6.5at%의 범위 내에서 8 계층으로 분류되고, 각각 샘플 1 내지 8에 대응한다.

인-라인 스퍼터링 장치를 사용하여, 각각 100 내지 800Å의 두께, 바람직하게는 200 내지 400Å의 두께를 갖고 서로 다른 Ti 함유량을 갖는 AlTi 박막들이 유리 기판 상에 형성되었고, 그 다음에 각각 80 내지 2000Å의 두께, 바람직하게는 300 내지 1400Å의 두께를 갖는 Cr 질화물 박막들이 AlTi 박막 상에 형성되었으며, 그에 의하여 샘플 1 내지 8이 준비된다.

스퍼터링은 질소를 함유한 Ar 가스를 인라인 스퍼터링 장치의 기판 캐리-아웃 측으로부터 흘려 보내면서 수행되었다.

미리 결정된 두께(예를 들어, 5000Å)를 갖는 감광 수지(방식제)가 스핀-코 팅 방법에 의한 막 형성 이후 각각의 샘플 1 내지 8상에 도포되었고, 그 다음에 포토마스크를 사용하여, 4μm의 폭과 26μm의 피치를 갖는 매트릭스 형태의 방식막이 형성되었다.

이러한 매트릭스 형태의 방식막으로 형성된 각각의 샘플 1 내지 8은 Cr 질화물 박막을 에칭하기 위하여 Cr 에칭 용액(Wako Pure Chemicla Industries, Ltd에서 제조되는 HY 용액)에 담갔다가 그 다음에 방식막을 용해하여 제거하면서 동시에 AlTi 합금 박막을 에칭하여 매트릭스 형태의 광차폐막을 얻기 위하여 알칼리성 수용액에 담겨지며, 그 결과 액정 표시판용 샘플 1 내지 8가 얻어진다.

그 다음에, 대향 기판 샘플 1 내지 8에 형성된 매트릭스 형태의 광차폐막의 형태 안정성과 관련하여, 전자 현미경을 사용하여 평가가 수행되었다.

이러한 평가의 방법은 도 7과 관련하여 설명될 것이다.

도 7은 전자 현미경을 사용하여 에칭 이후의 매트릭스 형태의 광차폐막을 형성된 광차폐막의 상부 측면으로부터 관측하는 것에 관한 예시적인 도면이고, 여기서 에칭으로 인한 매트릭스 형태의 광차폐막 패턴의 경계 상에 생성된 오목한 부분들(66)과 볼록한 부분들(67)이 관측되었다. 오목한 부분들(66)의 최하부와 볼록한 부분들(67)의 최상부 사이의 간격은 Z로 설정된다고 가정된다.

그 다음에, 간격 Z가 증가할 때, 매트릭스 형태의 광차폐막의 형태 안정성이 더 낮아지는 것으로 평가되고, 이러한 것은 이후의 프로세싱에서 액정 표시판의 고장을 초래할 것이다.

표면 상의 울퉁불퉁함은 거칠기(조도; roughness)로서 언급된다. 거칠기의 정도는 오목한 부분의 최하부와 볼록한 부분의 최상부 사이의 간격 Z의 크기에 따라 평가되었고, 블랙 매트릭스를 얻기 위하여 광차폐막을 에칭하는 경우의 형태 안정성은 거칠기의 정도에 따라 평가되었다.

평가에서, 거칠기 Z가 1μm를 초과한 경우에는 x가 주어졌고, 거칠기 Z가 0.1 내지 1μm에 있을 경우에는 Δ가 주어졌으며, 거칠기 Z가 0.1μm 미만인 경우에는 ο가 주어졌다. 상기 평가 결과는 도 6에 나타나 있다.

뒤이어, 대향하는 기판 샘플 1 내지 8은 대류 오븐(convection oven)에 배치되었고 500 시간동안 120℃에서 가열되게 되었으며, 그 다음에 매트릭스 형태의 광차폐막에서의 핀홀 발생의 존재/부존재가 금속 현미경을 사용하여 관측되었다.

이러한 가열 테스트 이후, 핀홀들이 대향하는 기판 샘플들 1 내지 8에 발생했을 때, 그것의 수를 세서 도 6에 편입시켰다.

핀홀 발생의 수는 금속 현미경을 사용하여, 각각의 대향하는 기판 샘플 1 내지 8에 형성된 고반사막의 기판 상의 5mm x 5mm 영역을 관측함으로써 카운팅되었다.

도 6에 나타난 결과로부터 명백하게 알 수 있듯이, 에칭한 경우 형태 안정성에 기초한 평가에서, 샘플 1 내지 6은 얻어진 패턴에서 본질적으로 거칠기가 없었고 그리하여 매우 우수한 패턴 형태를 가졌다. 반면, 0.5 μm 정도의 거칠기가 샘플 7에서 발생하였고, 1μm를 초과하는 거칠기가 샘플 8에서 발생하여 패턴 형태가 매우 불량함이 발견되었다.

상술된 것으로부터, 우수한 패턴 형태 및 패턴 정확도를 가진 광차폐막을 형성하기 위하여, AlTi 합금 박막의 Ti의 함유량은 바람직하게는 5at% 이하이다.

반면에, 도 6에 나타난 결과로부터 명백하게 알 수 있듯이, 핀홀 발생 횟수의 평가에서, 샘플 1에서는 핀홀 발생 횟수가 20 이상임이 발견되었고, 이것은 액정 표시판이 상기 샘플을 사용하여 제조된다면 광 오염(light contamination)으로 인한 고장을 유도하는 수준임을 나타낸다.

샘플 2에서의 핀홀 발생 횟수는 9임이 발견되었고, 이것은 액정 표시판이 상기 샘플을 사용하여 제조된다면 광 오염으로 인한 고장을 유도할 가능성이 있는 수준임을 나타낸다.

샘플 3 내지 8에서의 핀홀 발생 횟수는 0 내지 1임이 발견되었고, 이것은 액정 표시판이 상기 샘플들 중 임의의 하나를 사용하여 제조된다면 광 오염으로 인한 고장을 유도하지 않을 수준임을 나타낸다.

상술된 것으로부터, 광 오염으로 인한 고장을 초래하지 않기 위하여 Al 박막의 Ti 함유량은 바람직하게는 0.1at%이상이다.

상술된 결과로부터, Al 막의 Ti 함유량은 바람직하게는 0.1 내지 5.0at%이고, 더욱 바람직하게는 0. 25 내지 2.0at%임이 발견되었다.

더욱이, Ti 대신에, Si(1at%), Cu(0.5at%), 및 Si(0.5at%)+Ti(0.5at%)를 원자 이동의 발생 또는 진행을 억제하기 위한 부가 요소로서 사용하여, 그리고 AlSi 합금, AlCu 합금, 및 AlSiTi 합금을 사용하여 고반사막을 형성하여, 평가가 핀홀 발생 횟수 및 형태 안정성과 관련하여 상술된 평가와 유사하게 수행되었다. 그 결과는 AlSi 합금(Si: 1at%) 및 AlSiTi 합금(Si: 0.5at%, Ti: 0.5at%)의 경우에, 핀홀 발생 횟수는 0이었고, 한편 AlCu 합금의 경우에는 핀홀 발생 횟수가 2었다. 반면, 형태 안정성과 관련해서는, AlSiTi 합금(Si: 0.5at%, Ti: 0.5at%) 및 AlCu 합금(Cu: 0.5at%)의 경우에 거칠기 Z가 0.1μm 미만으로 우수한 형태 안정성을 나타냈고, AlSi 합금(Si: 1at%)의 경우에는 거칠기 Z가 약간 더 커서 0.1 내지 1μm 범위에 있었다.

상기 결과로부터, AlSi 합금, AlCu 합금 및 AlSiTi 합금은 또한 AlTi 합금 대신에 적용가능하고, 그 중에서도 AlTi 합금이 가장 바람직하며 그 다음으로는 AlSiTi 합금이 바람직하다.

이제, 원자 이동을 억제하기 위한 요소와 함께 부가된 고반사막 상에 형성된 저반사막 및 그것의 바람직한 형성 방법이 설명될 것이다.

앞서 기술된 것처럼, 저반사막은 바람직하게는 금속, 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 질화산화물, Ti, Cr, W, Ta, Mo, Pd 또는 유사한 것의 고융해점 금속 실리사이드, 예를 들어, WSi(실리사이드 텅스텐) 또는 MoSi(실리사이드 몰리브덴)의 산화물, 질화물 또는 질화산화물, 또는 유기적인 블랙 색소 물질로 구성된다.

저반사막을 위해 금속, 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 질화산화물, 고융해점 금속 실리사이드, 또는 유기적인 블랙 색소 물질을 사용할 때, 광투과 기판상에 고반사막 형성 이후, 스퍼터링 또는 기상 증착을 사용하여 고반사막상에 균일한 박막을 형성하는 것이 바람직하다.

더욱이, 저반사막으로서 금속 산화물, 금속 질화물 또는 금속 질화산화물을 사용하는 경우에, 상기 금속 화합물의 막을 형성할 때 목적하는 성분을 가진 금속 산화물, 금속 질화물 또는 금속 질화산화물을 형성하기 위하여 산소 및/또는 질소를 막 안으로 인도하는 방법, 목적하는 금속 산화물, 금속 질화물 또는 금속 질화산화물을 형성하기 위하여 금속막을 형성한 후, 상기 막을 산소 및/또는 질소 하에서 가열시키는 방법, 또는 금속 산화물, 금속 질화물 또는 금속 질화산화물의 목표 물질을 사용하여 목적하는 금속 산화물, 금속 질화물 또는 금속 질화산화물의 박막을 스퍼터링에 의하여 형성하는 방법을 채택하는 것이 바람직하다.

반면에, 저반사막을 위하여 고융해점 금속 실리사이드을 사용하는 경우에, 고융해점 금속 실리사이드 화합물의 목표 물질을 사용하여 목적하는 고융해점 금속 실리사이드의 박막을 스퍼터링에 의하여 형성하는 방법, 또는 기상 증착법 또는 스퍼터링에 의하여 고융해점 금속막과 Si 막을 형성한 이후, 상기 막이 고융해점 금속 실리사이드 화합물 박막 안으로 형성되도록 상기 막을 가열시키는 방법을 채택하는 것이 바람직하다.

특히, 금속, 금속 산화물, 금속 질화물 또는 금속 질화산화물의 박막이 저반사막으로서 사용된다면, 그것의 차폐 성능은 두께가 작을지라도 높고, 반사율이 낮아질 수 있다. 부가하여, 액정 표시판의 구동을 방해하는 알칼리 금속이 포함되지 않았기 때문에, 그것은 액정 표시판용 광차폐막으로서 최적이다.

더욱이, 저반사막으로서 사용된 금속 산화물, 금속 질화물 또는 금속 질화산화물의 박막은 금속막의 성분이 고반사막 상에서 지속적으로 변화하도록 형성된다면 저반사막으로서 부착면에서 더 개선된다.

특히, Cr 또는 Ni가 금속으로서 사용되고, 산화 크롬 또느 산화 니켈이 금속 산화물로서 사용되며, 질화 크롬 또는 질화 니켈이 금속 질화물로서 사용되며, 질화산화 크롬 또는 질화산화 니켈이 금속 질화산화물로서 사용된다면, 원자 이동을 억제하기 위한 요소가 부가된 고반사막에의 부착은 우수할 수 있고, 미세한 패턴을 가진 매트릭스 형태의 광차폐막이 형성될 수 있다.

원자 이동을 억제하기 위한 요소가 부가된 고반사막의 두께가 300Å 이상일 때, 투영된 광에 대한 충분한 반사율이 나타난다. 저반사막의 두께가 80Å 이상일 때, 액정 셀의 미광을 포착하는 효과가 나타난다. 만약 고반사막과 저반사막의 전체 두께가 2000Å 이하라면, 광차폐막 상에 형성된 픽셀 전극의 분리가 방지될 수 있고, 광차폐막에 가해진 열응력(thermal stress)이 극히 증가하는 것을 막을 수 있으며, 이와 같이 이러한 것은 바람직한 구조이다.

이러한 경우에, 고반사막과 저반사막을 포함하는 광차폐막의 광 밀도는 적어도 3이상, 바람직하게는 4이상이다.

고반사막과 저반사막의 물질의 선택에 따라, 고반사막과 저반사막 사이의 경계면에서 박리가 일어나는 문제점이 발생할 수 있다.

특히, 고반사막이 주 성분으로서 Al을 포함하는 물질로 구성될 때, 박리는 Al의 산화로 기인하여 발생할 가능성이 있다.

이러한 경우, 고반사막과 저반사막 사이에 고반사막을 형성하는 고 반사율을 가진 부재, 및 저반사막을 형성하는 저 반사율을 가진 부재가 혼합되어 존재하는 부분을 형성하는 것이 가능하다. 상기 광차폐막을 형성하는 방법으로서, 이하의 막 형성 방법이 채택될 수 있고, 여기서, 고반사막과 저반사막을 형성한 이후에, 막은 열 처리를 받게 되고 그 결과 고반사막을 형성하는 물질과 저반사막을 형성하는 물질은 막 사이의 경계에서 상호 열 확산되며, 그에 의하여 점차적인 또는 지속적인 성분 변화가 실현된다.

대안적으로, 상술된 광차폐막은 화합물을 형성하기 위해 서로 잘 반응하는 물질을 사용하여 고반사막과 저반사막을 형성하고, 그 다음에 두 개의 막을 열 처리 받게 하거나 막 사이의 경계에서의 반응을 야기시키기 위한 유사한 처리을 받게 함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 저반사막은 Si 또는 Si 화합물로 구성되고, 고반사막은 Si와 잘 반응하는 W, Ni, Cr 또는 Al과 같은 물질로 구성된다.

이러한 방법에 따르면, 광차폐막이 고온 환경과 통상적인 온도 환경에 놓일 때, 고반사막과 저반사막 사이의 열 팽창 계수 차이와 같은 물리적 속성에 의하여 초래되는 응력이 감소될 수 있다.

더욱이, 또다른 막 형성 방법이 존재하는데, 스퍼터링에 의하여 광투과 기판 상에 고반사막과 저반사막을 지속적으로 형성한 경우, 고반사막을 형성하는 스퍼터링 입자들과 저반사막을 형성하는 스퍼터링 입자들은 상기 스터터링 입자들이 상호 중첩되는 영역이 광투과 기판 상에 생성되도록 스터터링된다. 이러한 막 형성 방법에 따르면, 고반사막의 구성 물질과 저반사막의 구성 물질은 성분면에서 광차폐막의 단면 방향으로 또는 막 두께 방향으로 목적하는 비율로 점차적으로 또는 지속적으로 변화할 수 있다. 그리하여, 고반사막과 저반사막 사이의 경계는 박리되지 않게 되고, 그 결과 우수한 내구성을 가진 광차폐막이 형성될 수 있으며, 부가하여 미세한 패턴을 가진 매트릭스 형태의 광차폐막이 형성될 수 있다.

이러한 경우에, 고반사막의 구성 물질로 구성된 스퍼터링 입자와 저반사막의구성 물질로 구성된 스퍼터링 입자가 광투과 기판 상에 상호 중첩된 영역을 발생시키기 위한 막 형성 방법으로서, 예를 들어, 고반사막을 형성하는 목표 물질과 저반사막을 형성하는 목표 물질이 서로 인접하여 배치되는 방법, 또는 스퍼터링 입자가 기판 상에 상호 중첩된 영역을 생성하기 위하여 목표 물질과 기판이 서로로부터 충분히 간격을 두고 떨어진 방법을 채택하는 것이 바람직하다.

특히, 고반사막을 형성하는 목표 물질과 저반사막을 형성하는 목표 물질이 하나의 목표 물질에 나란히 놓는 상기 방법은 고반사막과 저반사막이 상기 하나의 목표 물질에 의하여 형성될 수 있고 고반사막을 형성하는 목표 물질과 저반사막을 형성하는 목표 물질의 폭을 제어함으로써 고반사막과 저반사막의 두께가 또한 제어될 수 있기 때문에 매우 우수하다.

앞서 기술한 것처럼, 고반사막으로서, 금속 박막이 사용되고 금속 박막은 Al, Ni, Ag 또는 Pt와 같은 금속, 또는 Pd와 같은 부가금속이 약간 부가되고 원자 이동을 억제하기 위한 요소가 부가된 상기 금속의 합금으로 구성된다. 따라서, 저반사막이 Cr 또는 Ni의 금속 산화물로서 산화 크롬 또는 산화 니켈, 또는 Cr 또는 Ni의 금속 질화물로서 질화 크롬 또는 질화 니켈로 구성된다면, 앞서 말한 고반사막과의 부착에서 우수한, 미세한 패턴을 가진 매트릭스 형태의 광차폐막이 형성될 수 있다. 저반사막의 산화물 또는 질화물에서, 산화의 정도 또는 질화의 정도가 고반사막의 측으로부터 구동 기판 측면 쪽으로의 방향으로 점차적으로 증가하는 것이 바람직하다.

또한 또다른 구조가 존재하는데, 고반사막인 원자 이동을 억제하기 위한 요소가 부가된 Al 또는 Al 합금 박막이 스퍼터링 또는 기상 증착법에 의하여 광투과 기판 상에 형성되고, 그 다음에 저반사막의 Al 및 구성요소가 성분면에서 점차적으로 및/또는 지속적으로 변화하고 혼합되어 존재하는 영역이 Al 또는 Al 합금 박막 상에 형성되며, 부가하여 저반사막이 상기 영역상에 형성되어 광차폐막을 달성한다.

얻어진 광차폐막은 포토리소그래피를 하고 저반사막을 패터닝하기 위하여 방식막으로서 감광 수지를 사용하여 에칭되게 되고, 그 다음에 감광 수지가 알칼리 수용액에 의하여 제거되며, 동시에 고반사막인 Al 또는 Al 합금 박막이 알칼리 수용액에 의하여 에칭되어 매트릭스 형태의 막이 형성된다.

매트릭스 형태의 광차폐막을 제조하는 것과 관한 이러한 방법에 따르면, 고반사막인 Al 또는 Al 합금 박막을 에칭하는 프로세스네서, 에칭은 에칭 마스크로서 저반사막을 사용하여 진행되고, 그 결과 매트릭스 형태의 광차폐막의 에지 형태는 날카롭게 형성될 수 있다.

부가하여, 고반사막인 Al 또는 Al 합금 박막의 에칭 및 패터닝된 감광성 수지의 제거는 동시에 수행될 수 있다. 이와 같이, 상기 방법은 많은 이점을 가진 우수한 방법이다.

도 8은 본 발명의 제 2 실시예의 변형에 따른, 단지 고반사막만을 구비한 광차폐막을 가진 대향 기판의 예시적인 단면도이다. 도 9는 본 발명의 제 2 실시예의 또다른 변형에 따른, 마이크로렌즈 기판을 가진 대향 기판의 예시적인 단면도이다.

도 5, 도 8 및 도 9에서, 대응하는 부분들은 유사한 참조 번호로 할당된다.

도 8을 참조하면, 대향 기판(500)은 광투과 기판(50)과 광차폐막(60)을 포함한다. 대향 기판(500)은 광차폐막(60)을 덮는 투과성 있는 전도성 막을 더 포함할 수 있다. 광차폐막(60)은 고반사막(61)을 포함하고 광투광 기판(50)상에 매트릭스 형태로 형성된다.

상술된 바와 같이, 강한 투영된 광이 액정 표시판 안으로 들어올 때 액정 표시판의 온도의 증가를 억제하기 위하여, 광차폐막(60)의 반사율은 가시 광 파장 영역에서 바람직하게 70% 이상, 보다 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상이다. 일반적으로, Al 또는 Al 합금의 박막, 또는 Ag 또는 Ag 합금의 박막은 바람직하게 고반사막(61)으로서 사용된다.

더욱이, 고반사막(61)에 원자 이동의 생성 또는 진행을 억제하기 위하여 사용되는 요소가 부가된다.

광투과 기판(50)으로서, 바람직하게 투과성 있는 석영 기판, 비알칼리 유리 기판 또는 이와 유사한 것이 사용된다.

바람직하게 이런 식으로 구조된 대향 기판(500)이 액정 표시판에 사용되고 액정 셀에서의 미광 발생 확률이 낮거나 TFT 또는 구동 기판 상의 이와 유사한 것이 미광에 의해 용이하게 영향받지 않는 구조를 가진다.

도 9를 참조하면, 마이크로렌즈 기판을 가진 대향 기판(600)은 광투과 기판(50), 광차폐막(60), 광투과 기판(71) 및 고굴절 매체(73)를 포함한다. 대향 기판(600)은 광차폐막(60)을 덮는 투과성 있는 전도성 막을 더 포함할 수 있다.광차폐막(60)은 고반사막(61)과 저반사막(65)을 포함한다. 광투과 기판(50)과 접촉하고 있는 광투과 기판(71)의 표면 상에, 많은 오목 부분(72)이 매트릭스 형태로 형성되고, 오목 부분(72) 각각의 하부 벽은 곡면을 형성한다. 오목 부분(72)과 고굴절 매체(73)는 마이크로렌즈 배열을 구성하는 마이크로렌즈(75)를 형성한다.

대향 기판(600)에서, 광투과 기판(50), 광차폐막(60), 고반사막(61) 및 저반사막(65)은 상술된 대향 기판(400)의 그것들과 동일한 구조를 갖는다.

고굴절 매체(73)는 광투과 기판(50)과 오목 부분가 형성된 광투과 기판(71) 사이에 삽입되고, 오목 부분(72)와 고굴절 매체(73)는 각각 볼록 렌즈의 기능을 갖는 마이크로렌즈(75)를 구성한다. 마이크로렌즈(75)와 각각의 오목 부분(72) 하부벽의 곡면의 위치 및 개수는 각각의 마이크로렌즈(75)의 초점이 매트릭스 형태의 광차폐막(60)의 대응하는 개구 중심에 위치하도록 조절된다.

마이크로렌즈 기판을 가진 대향 기판(600)을 사용함으로써, 대향 기판(600)으로 입사하는 입사광은 우선 광투과 기판(71)을 통과하고, 그 다음에 입사광의 빔은 마이크로렌즈(75)를 통과하면서 좁아진다. 결과적으로, 대부분의 입사광은 매트릭스 형태의 광차폐막(60)의 개구부를 통과하며, 그 다음에 구동 기판 상에 형성된 TFT에는 가해지지 않은 채로 구동 기판을 통과한다.

결과적으로, 입사광과 미광으로 인하여 광차폐막(60)과 구동 기판 상에 형성된 TFT에 가해지는 열적 부하가 감소된다. 따라서, 원자 이동을 억제하기 위하여 광차폐막(60)에 부가되는 요소의 효과와 결합되어, 고장이 없는 신뢰성 있는 액정 표시판용 대향 기판을 달성하는 것이 가능하고, 더욱이, 광의 이용 효율이 개선될수 있기 때문에, 밝고 우수한 영상이 달성될 수 있다.

이제, 실시예들을 사용하여 본 발명이 더 상세히 설명될 것이다.

(실시예 7) <단지 AlTi인 경우>

두께가 500Å이고 Ti 0.5at%를 포함하는 AlTi 합금 박막이 스퍼터링에 의하여 1.1 mm 두께를 가진 석영 유리 기판 상에 형성되었다. 5000Å의 두께를 갖는 감광 수지(방식제)가 스핀 코팅 방법에 의하여 AlTi 합금 박막 상에 도포되었고, 그 다음에 포토마스크를 사용하여 폭 4μm, 피치 26μm를 갖는 매트릭스 형태의 방식막이 형성되었다.

그 다음에, 이러한 매트릭스 형태의 방식막으로 형성된 유리 기판을 AlTi 합금 박막을 에칭하기 위하여 인산과 질산의 혼합 용액에 담갔다가, 방식막을 용해하고 제거하기 위하여 알칼리 수용액에 담갔다.

부가하여, ITO 막이 기판 가열 온도가 150℃인 조건 하에서 스퍼터링에 의하여 AlTi 합금 패턴 상에 형성되어, 액정 표시판용 대향 기판을 얻었다.

얻어진 액정 표시판용 대향 기판은 유리 표면, 즉 광 입사측에서의 대향 기판의 표면으로부터 92%의 반사율(광 입사측에서의 유리 기판 표면의 반사율 + 광 입사측에서의 AlTi 합금 박막 표면의 반사율)을 나타냈다.

그 다음에, 120℃에서 500 시간동안의 열 테스트 이후 금속 현미경을 사용한 관측의 결과로서, AlTi 합금 박막에 핀홀이 전혀 발생하기 않았음이 확인되었다.

(실시예 8) <AlTi/CrO>

두께가 300Å이고 Ti 0.5at%를 포함하는 AlTi 합금 박막이 스퍼터링에 의하여 1.1 mm 두께를 가진 석영 유리 기판 상에 형성되었고, 그 다음에 두께 800Å를 갖는 Cr 산화물 박막이 스퍼터링에 의하여 형성되었다.

5000Å의 두께를 갖는 감광 수지(방식제)가 스핀 코팅 방법에 의하여 유리 기판 상에 도포되었고, 그 다음에 포토마스크를 사용하여 폭 4μm, 피치 26μm를 갖는 매트릭스 형태의 방식막이 형성되었다.

그 다음에, 이러한 매트릭스 형태의 방식막으로 형성된 유리 기판을 Cr 산화물 박막을 에칭하기 위하여 염화 제 2철 용액에 담근 다음, AlTi 합금 박막을 에칭하기 위하여 인산과 질산 혼합 용액에 담그고, 그 다음에 방식막을 용해하고 제거하기 위하여 알칼리 수용액에 담갔다.

그 다음에, ITO 막이 기판 가열 온도가 150℃인 조건 하에서 스퍼터링에 의하여 AlTi 합금/Cr 산화물 패턴 상에 형성되어, 액정 표시판용 대향 기판을 얻었다.

얻어진 액정 표시판용 대향 기판은 유리 표면, 즉 광 입사측에서의 대향 기판의 표면으로부터 87%의 반사율(광 입사측에서의 유리 기판 표면의 반사율 + 광 입사측에서의 AlTi 합금 박막 표면의 반사율) 및 Cr 산화물 박막이 형성된 표면으로부터 12%의 반사율을 나타낸다.

(실시예 9) <AlTi/Cr 연속막>

두께가 300Å이고 Ti 0.5at%를 포함하는 AlTi 합금 박막이 인라인 스퍼터링장치에 의하여 1.1 mm 두께를 가진 비알칼리 유리 기판(NA35: NA Techno Glass Corporation에 의해 생산됨) 상에 형성되었고, 그 다음에 두께 800Å를 갖는 Cr 박막이 형성되었다. 어거 분석 방법에 기초하여 성분 변화를 관측한 경우, AlTi 합금 박막과 Cr 박막이 지속적으로 성분이 변화하는 연속막을 형성했음이 확인되었다.

스퍼터링에 사용된 목표는 6 인치 폭의 목표이고, 여기서 AlTi(Ti: 0.5at%)가 기판 캐리 인(carry-in)측 상에 2 인치 폭으로 제공되었으며, Cr인 기판 캐리 아웃(carry-out)측 상에 4 인치 폭으로 제공되었다.

5000Å의 두께를 갖는 감광 수지(방식제)가 막 형성 이후 스핀 코팅 방법에 의하여 유리 기판 상에 도포되었고, 그 다음에 포토마스크를 사용하여 폭 4μm와 피치 26μm를 갖는 매트릭스 형태의 방식막이 형성되었다.

그 다음에, 이러한 매트릭스 형태의 방식막으로 형성된 유리 기판을 Cr을 에칭하기 위하여 Cr 에칭 용액(Wako Pure Chemical Industries, Ltd에 의해 제조된 HY)에 담근 다음, AlTi 합금 박막을 에칭하기 위하여 인산과 질산 혼합 용액에 담그고, 그 다음에 방식막을 용해하고 제거하기 위하여 알칼리 수용액에 담갔다.

그 다음에, ITO 막이 기판 가열 온도가 150℃인 조건 하에서 스퍼터링에 의하여 AlTi 합금/Cr 패턴 상에 형성되어, 액정 표시판용 대향 기판을 얻었다.

얻어진 액정 표시판용 대향 기판은 유리 표면, 즉 광 입사측에서의 대향 기판의 표면으로부터 88%의 반사율(광 입사측에서의 유리 기판 표면의 반사율 + 광 입사측에서의 AlTi 합금 박막 표면의 반사율) 및 Cr 박막이 형성된 표면으로부터36%의 반사율을 보여주었다.

그 다음에, 120℃에서 500 시간동안의 열 테스트 이후, 금속 현미경을 사용한 관측의 결과로서, AlTi 합금 박막에 핀홀이 전혀 발생하기 않았음이 확인되었다.

부가하여, 얻어진 패턴 섹션은 본질적으로 전혀 계층이 없고 매우 우수함이 확인되었다.

(실시예 10) <AlTi/CrN 연속막>

두께가 100Å이고 Ti 1.0at%를 포함하는 AlTi 합금 박막이 인라인 스퍼터링 장치에 의하여 1.1 mm 두께를 가진 비알칼리 유리 기판(NA35: NA Techno Glass Corporation에 의해 제조됨) 상에 형성되었고, 그 다음에 두께 1200Å를 갖는 Cr 질화물 박막이 형성되었다. 이 경우, 스퍼터링에 사용된 목표는 서로 그 사이에 1 인치의 간격을 두고 인접하게 배치된 AlTi(Ti: 1.0at%) 목표와 Cr 목표를 포함하였고, 스퍼터링은 기판 캐리 아웃측으로부터 질소를 함유한 Ar 가스를 흘려 보내면서 수행되었다. 어거 분석 방법에 기초하여 성분 변화를 관측한 경우, AlTi 합금 박막과 Cr 질화물 박막이 지속적으로 성분이 변화하는 연속막을 형성했음이 확인되었다.

그 다음에, 이러한 매트릭스 형태의 방식막으로 형성된 유리 기판을, Cr 질화물 박막을 에칭하기 위하여 Cr 에칭 용액(Wako Pure Chemical Industries, Ltd에 의해 제조된 HY)에 담근 다음, 방식막을 용해하고 제거하고 동시에 AlTi 합금 박막을 에칭하기 위하여 알칼리 수용액에 담갔다.

그 다음에, ITO 막이 기판 가열 온도가 150℃인 조건 하에서 스퍼터링에 의하여 AlTi 합금/Cr 질화물 패턴 상에 형성되었고 그에 의하여 액정 표시판용 대향 기판을 얻었다.

얻어진 액정 표시판용 대향 기판은 유리 표면, 즉 광 입사측에서의 대향 기판의 표면으로부터 85%의 반사율(광 입사측에서의 유리 기판 표면의 반사율 + 광 입사측에서의 AlTi 합금 박막 표면의 반사율) 및 Cr 질화물 박막이 형성된 표면으로부터 12%의 반사율을 나타낸다.

(비교 실시예 2)

두께가 100Å인 Al 박막이 스퍼터링에 의하여 1.1 mm 두께를 가진 비알칼리 유리 기판(NA35: NA Techno Glass Corporation에 의해 제조됨) 상에 형성되었고, 그 다음에 두께 1200Å를 갖는 Cr 박막이 스퍼터링에 의하여 형성되었다.

5000Å의 두께를 갖는 감광 수지(방식제)가 막 형성 이후 스핀 코팅 방법에의하여 유리 기판 상에 도포되었고, 그 다음에 포토마스크를 사용하여 폭 4μm와 피치 26μm를 갖는 매트릭스 형태의 방식막이 형성되었다.

그 다음에, 이러한 매트릭스 형태의 방식막으로 형성된 유리 기판을, Cr 박막을 에칭하기 위하여 Cr 에칭 용액(Wako Pure Chemical Industries, Ltd에 의해 제조된 HY)에 담근 다음, Al 박막을 에칭하기 위하여 인산과 질산 혼합 용액에 담그고, 마지막으로 방식막을 용해하고 제거하기 위하여 알칼리 수용액에 담갔다.

방식막을 용해하고 제거하고 동시에 AlTi 합금 박막을 에칭하기 위하여 알칼리 수용액에 담갔다.

그 다음에, ITO 막이 기판 가열 온도가 150℃인 조건 하에서 스퍼터링에 의하여 Al/Cr 패턴 상에 형성되었고 그에 의하여 액정 표시판용 대향 기판을 얻었다.

얻어진 액정 표시판용 대향 기판은 유리 표면, 즉 광 입사측에서의 대향 기판의 표면으로부터 50%의 반사율(광 입사측에서의 유리 기판 표면의 반사율 + 광 입사측에서의 Al 박막 표면의 반사율) 및 Cr 박막이 형성된 표면으로부터 60%의 반사율을 보여주었다.

그 다음에, 120℃에서 500 시간동안의 열 테스트 이후, 금속 현미경을 사용한 관측의 결과로서, 약 0.5 내지 1.0μm의 직경을 갖는 핀홀이 Al 박막에 많이 발생하였음이 확인되었다.

부가하여, 전자 현미경을 사용하여 패턴 형태를 관측한 경우, 1μm를 초과하는 거칠기가 발생했음이 확인되었다.

(실시예 11)

등방성 에칭에 의하여 오목 부분이 형성된 유리 기판, 및 커버 유리 기판이 준비되었다. 오목 부분와 각각의 오목 부분 하부벽의 곡면의 위치 및 개수는 이하에 언급되는 마이크로렌즈의 초점이 매트릭스 형태의 광차폐막의 대응하는 개구부의 중심에 위치하도록 사전에 조절되었다. 유리 기판과 커버 유리 기판은 고굴절 수지를 오목 부분가 형성된 유리 기판의 표면과 커버 유리 기판 사이에 채움으로써 함께 결합되었고, 그에 의하여 많은 마이크로렌즈를 형성하였으며, 그 결과 마이크로렌즈 배열이 형성된 마이크로렌즈 기판이 준비되었다.

매트릭스 형태의 광차폐막과 ITO 막이 실시예 10에서 사용된 방법과 동일한 방법에 따라 커버 유리 기판의 측 상의 마이크로렌즈 기판 상에 형성되었고, 그에 의하여 마이크로렌즈 기판을 가진 대향 기판이 준비되었다.

액정 표시판은 마이크로렌즈 기판을 가진 상기 대향 기판을 사용하여 제조되었다. 그 후, 고장이 전혀 발생하지 않았고, 밝고 우수한 스크린이 달성되었다.

Claims

다수의 픽셀 전극 및 상기 다수의 픽셀 전극을 각각 스위칭하기 위한 다수의 스위칭 엘리먼트를 갖는 구동 기판을 구비하고, 자체로부터 사전설정된 갭을 갖는 상기 구동 기판과 마주하도록 배치되며, 액정이 상기 사전설정된 갭내에 유지되는 액정 표시판에 사용하기 위한 대향 기판으로서,

상기 대향 기판은 광-투과 기판 및 광-차폐 막을 구비하며, 상기 광-차폐 막은 상기 스위칭 엘리먼트에 대응하는 영역 및 상기 액정 표시판을 구동하기 위한 구동 회로에 대응하는 영역중 적어도 하나 또는 두 개의 영역내의 상기 광-투과 기판상에 형성되며,

상기 광-차폐 막은 상기 광-투과 기판에 대향하는 측면상에 고 반사율을 갖는 부재 및 상기 구동 기판에 대향하는 측면상에 고 반사율을 갖는 부재에 비하여 저 반사율을 갖는 부재를 구비하며, 및

상기 고 반사율을 갖는 부재로 구성된 부분과 상기 저 반사율을 갖는 부재로 구성된 부분 사이에서, 상기 고 반사율을 갖는 부재와 상기 저 반사율을 갖는 부재가 혼합적으로 존재하는 부분이 제공되는 대향 기판.
제 1 항에 있어서, 상기 고 반사율을 갖는 부재와 상기 저 반사율을 갖는 부재가 혼합적으로 존재하는 부분에서,

상기 고 반사율을 갖는 부재의 성분은 상기 광-투과 기판의 측면으로부터 상기 구동 기판의 측면 쪽 방향으로 단계적으로 및/또는 지속적으로 감소하거나,

상기 저 반사율을 갖는 부재의 성분은 상기 방향으로 단계적으로 및/또는 지속적으로 증가하거나,

상기 고 반사율을 갖는 부재의 성분은 상기 방향으로 단계적으로 및/또는 지속적으로 감소하고 및 상기 저 반사율을 갖는 부재의 성분은 상기 방향으로 단계적으로 및/또는 지속적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 대향 기판.
제 1 항에 있어서, 상기 광-차폐 막은 상기 고 반사율을 갖는 부재의 성분과 상기 저 반사율을 갖는 부재의 성분이 혼합물내에서 지속적으로 변하는 막인 것을 특징으로 하는 대향 기판.
제 1 항에 있어서, 상기 고 반사율을 갖는 부재의 주성분은 Al이며, 상기 저 반사율을 갖는 부재의 주성분은 Cr 및/또는 Ni인 것을 특징으로 하는 대향 기판.
제 1 항에 있어서, 산소 및/또는 질소는, 상기 구동 기판에 대향하는 측면상에서, 상기 저 반사율을 갖는 부재내에 함유되는 것을 특징으로 하는 대향 기판.
제 5 항에 있어서, 상기 저 반사율을 갖는 부재 내에서, 상기 산소 및 /또는 질소는 상기 구동 기판의 측면로부터 상기 광-투과 기판의 측면 쪽 방향으로 지속적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 대향 기판.
제 1 항에 있어서, 상기 고 반사율을 갖는 부재의 반사율은 70% 이상이며, 상기 저 반사율을 갖는 부재의 반사율은 30% 이하인 것을 특징으로 하는 대향 기판.
제 1 항에 있어서, 마이크로렌즈로 형성된 기판은 광이 상기 대향 기판으로 진입하는 상기 광-투과 기판의 측면상에 제공되며, 및 상기 마이크로렌즈는 각각 상기 광을 상기 픽셀 전극에 투사하기 위하여 형성되는 것을 특징으로 하는 대향 기판.
제 1 항에 있어서 상기 대향 기판을 사용하여 제조되는 액정 표시판.
다수의 픽셀 전극 및 상기 다수의 픽셀 전극을 각각 스위칭하기 위한 다수의 스위칭 엘리먼트를 갖는 구동 기판을 구비하고, 자체로부터 사전설정된 갭을 갖는 상기 구동 기판과 마주하도록 배치되며, 액정이 상기 사전설정된 갭내에 유지되는 액정 표시판에 사용하기 위한 대향 기판으로서,

상기 대향 기판은 광-투과 기판 및 광-차폐 막을 구비하며, 상기 광-차폐 막은 상기 스위칭 엘리먼트에 대응하는 영역 및 상기 액정 표시판을 구동하기 위한 구동 회로에 대응하는 영역중 적어도 하나 또는 두 개의 영역내의 상기 광-투과 기판상에 형성되며,

상기 광-차폐 막은 상기 광-투과 기판에 대향하는 측면상에 고 반사율을 갖는 부재 및 상기 구동 기판에 대향하는 측면상에 고 반사율을 갖는 부재에 비하하여 저 반사율을 갖는 부재를 구비하는 대향 기판을 제조하는 방법으로서,

상기 고 반사율을 갖는 부재와 상기 저 반사율을 갖는 부재를 스퍼터링에 의해 상기 상기 광-투과 기판상에서 지속적으로 형성하고, 및 상기 고 반사율을 갖는 부재와 상기 저 반사율을 갖는 부재 사이에서, 상기 고 반사율을 갖는 부재를 형성하기 위한 스퍼터링 입자와 상기 저 반사율을 갖는 부재를 형성하기 위한 스퍼터링 입자가 중첩되는 형태로 막내에서 형성되는 부분을 더 형성하는 광-차폐 막 형성 단계를 포함하는 대향 기판 제조 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 광-차폐 막 형성 단계후에 상기 광-차폐 막상에 감광 수지 막을 형성하는 단계;

감광 수지 막 패턴을 형성하기 위해 포토리소그래피에 의해 상기 감광 수지 막을 패턴닝하는 단계; 및

상기 감광 수지 막 패턴을 마스크로서 사용하여 상기 저 반사율을 갖는 부재를 패터닝하고, 다음에 알카라인 용액을 사용하여 상기 감광 수지 막을 제거하고 동시에 상기 저 반사율을 갖는 부재를 마스크로서 사용하여 상기 고 반사율을 갖는 부재를 에칭하며, 이로 인해 매트릭스-형태의 광-차폐 막 패턴을 형성하기 위한 광-차폐 막 패턴 형성 단계를 포함하는 대향 기판 제조 방법.
제 11 항에 있어서, 상기 고 반사율을 갖는 부재는 Al 또는 Al 합금으로 제조되고, 상기 저 반사율을 갖는 부재는 Cr 또는 Cr 합금으로 제조되는 것을 특징으로 하는 대향 기판 제조 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 액정 표시판이 상기 대향 기판 제조 방법에 의해 얻어진 대향 기판을 사용하여 제조되는 액정 표시판 제조 방법.
다수의 픽셀 전극 및 상기 다수의 픽셀 전극을 각각 스위칭하기 위한 다수의 스위칭 엘리먼트를 갖는 구동 기판을 구비하고, 자체로부터 사전설정된 갭을 갖는 상기 구동 기판과 마주하도록 배치되며, 액정이 상기 사전설정된 갭내에 유지되는 액정 표시판에 사용하기 위한 대향 기판으로서,

상기 대향 기판은 광-투과 기판 및 광-차폐 막을 구비하며, 상기 광-차폐 막은 상기 스위칭 엘리먼트에 대응하는 영역 및 상기 액정 표시판을 구동하기 위한 구동 회로에 대응하는 영역중 적어도 하나 또는 두 개의 영역내의 상기 광-투과 기판상에 형성되며,

상기 광-차폐 막은 적어도 상기 광-투과 기판에 대향하는 측면상에 금속 박막을 포함하고, 및

상기 금속 박막은 이동 발생을 억제하기 위한 엘리먼트를 갖는 대향 기판.
제 14 항에 있어서, 상기 이동 발생을 억제하기 위한 엘리먼트는 Ti, Cu, 및 Si로 구성된 그룹중에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 대향 기판.
제 14 항에 있어서, 상기 금속 박막내의 상기 이동 발생을 억제하기 위한 엘리먼트의 함유량은 0.1 내지 5 %의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 대향 기판.
제 14 항에 있어서, 상기 금속 박막은, 상기 광-차폐 막에 의해 상기 대향 기판으로 진입하는 입사광의 흡수로 초래되는, 액정 표시판의 고장을 억제하기 위한 고 반사율을 갖는 고 반사막인 것을 특징으로 하는 대향 기판.
제 17 항에 있어서, 상기 고 반사막은 Al 합금 및/또는 Ag 합금을 함유하는 것을 특징으로 하는 대향 기판.
제 17 항에 있어서, 상기 광-차폐 막은 상기 구동 기판에 대향하는 측면 상에서, 상기 고 반사막의 반사율보다 저 반사율을 갖는, 저 반사막을 포함하는 것을 특징으로 하는 대향 기판.
제 19 항에 있어서, 상기 저 반사막은 Ti, Cr, W, Ta, Mo, Pb, 각각의 상기 엘리먼트중 산화물, 각각의 상기 엘리먼트중 질화물, 각각의 상기 엘리먼트중 질화-산화물, 각각의 상기 엘리먼트중 고융점의 금속 실리사이드 산화물, 각각의상기 엘리먼트중 고융점의 금속 실리사이드의 질화물, 및 각각의 상기 엘리먼트중 고융점의 금속 실리사이드의 질화-산화물 중 하나로 제조되는 것을 특징으로 하는 대향 기판.
제 17 항에 있어서, 상기 고 반사막과 상기 저 반사막은 혼합물이 지속적으로 변하는 연속 막을 형성하는 것을 특징으로 하는 대향 기판.
제 14 항에 있어서, 상기 광-투과 기판과 관련하여, 광이 상기 픽셀 전극에 투사되도록 형성되는 마이크로렌즈로 형성된 기판은 상기 광이 상기 대향 기판으로 진입하는 측면상에 제공되는 것을 특징으로 하는 대향 기판.
제 14 항에 있어서, 상기 대향 기판을 구비하는 액정 표시판.
제 9 항에 있어서, 상기 액정 표시판의 사용에 의해 제조되는 액정 프로젝터.
제 13 항에 있어서, 상기 액정 표시판 제조 방법에 의해 제조되는 액정 프로젝터.
액정 표시판의 사용에 의해 제조되는 액정 프로젝터.