KR0184095B1 - 표시소자 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

「이은자리」와 같이 보여지는 선형상의 휘도결함을 해소하여 균일한 표시화면을 갖는 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 하고 있으며, 예컨대 제3도에 나타낸 바와 같이 1층의 도전층 또는 유전체층을 노광처리함에 있어 4개의 쇼트영역(a, b, c, d)에 대응하여 합계 4장의 포토마스크(60)을 이용한다. 예컨대, 신호선(51)을 패터닝할 때의 노광처리에 이용되는 포토마스크의 차광층(62)은 신호선(51)의 사영패턴으로 되도록 형성되어 있다. 또한, 인접 쇼트영역에 대응하는 포토마스크, 예컨대 마스크(a)와 마스크(b)는 그 경계부분의 차광층(62) 패턴이 평면적으로 서로 감합하고 있는 형상으로 형성되어 있다.

Description

[발명의 명칭]

표시소자 및 그 제조방법

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 선형상의 휘도결함을 해소하여 균일한 표시화면을 갖는 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

[배경기술]

박막트랜지스트(Thin Film Transistor ; 이하, TFT로 칭함)를 스위치소자로서 표시화소전극어레이를 구성한 액티브매트릭스형 액정표시소자를 예로들어 종래의 기술을 설명한다.

액티브매트릭스형 액정표시소자의 기본구성은, 표시화소전극어레이가 형성된 어레이기판과 대향전극이 형성된 대향기판의 틈에 액정물질을 봉입하여 이루어진다. 상기 어레이기판 상에는 TFT 및 이에 접속된 표시화소전극이 매트릭스 형상으로 형성되고, 더욱이 행방향으로 배열된 각 TFT의 게이트에 공통으로 접속된 주사선 및 열방향으로 배열된 각 TFT의 드레인 전극에 공통으로 접속된 신호선, 표시화소전극에 절연층을 매개로 서로 마주보면서 배치되고, 축적용량을 구성하는 축적용량선 등이 필요에 따라 형성되어 있다.

이들의 전극군이나 TFT등의 반도체소자는, 일반적으로 박막패턴형성기술, 즉 사진제작기술을 적용하여 제작된다.

예컨대, 일반 박막패턴형성 프로세스에서는, 우선 박막재료를 기판 상에 스퍼터링법이나 CVD법 등의 소정 성막방법을 이용하여 성막한 후, 이 박막을 소위 PEP(포토에칭스로세스)에 의해 원하는 형상으로 패터닝한다.

즉, 기판 상에 형성된 박막 상에 포토레지스트를 코팅하고, 이를 노광처리함으로써 소정 패턴으로 현상한다. 결국, 원하는 패턴의 차광제를 갖춘 포토마스크를 기판 위쪽에 위치 일치시켜 세트하고, 이 포토마스크를 매개로 위쪽으로부터 포토레지스트에 광을 조사하여 노광처리를 행한다.

다음에, 그 노광된 포토레지스트를 현상한다. 그리고, 현상된 포토레지스트를 마스크로서 기판상에 성막되어 있는 박막의 불필요한 부분을 에칭 소거하여 원하는 패턴을 얻는다. 더욱이, 이 공정을 전극이나 반도체소자를 구성하는 각 박막의 층수에 대응하는 공정을 여러번 반복함으로써 원하는 소자를 제작할 수 있다.

그런데, 최근의 액정표시소자를 비롯하여 광학소자의 대용량화에 따라 대면적의 표시소자에 대응하는 박막형성 및 그 패터닝기술이 요구되고 있다.

예컨대, 상기의 노광처리를 행함에 있어 노광장치의 광학계의 능력에는 일정한 제약이 있기 때문에, 한번에 노광처리가 가능한 면적은 한정된다. 그래서, 소위 분할노광(스텝)방식을 적용함으로써 대면적의 노광처리를 행하는 방법이 이용된다.

이 스텝을 이용한 분할노광방식은 노광처리를 행하는 기판 상의 영역을 제11도에 나타낸 바와 같은 복수의 노광영역으로 분할하고, 1회의 노광처리(쇼트)마다 그 1개의 분할노광영역을 노광처리하며, 이를 분할 수 만큼 반복(스텝 앤드 리피트 한다)하는 것으로 기판 전면에 걸쳐 노광처리를 행하는 것이다. 이와 같은 노광을 행함으로써, 노광장치가 한번에 처리가능한 면적 이상의 대면적에 걸쳐 노광처리를 행하는 것이 가능해진다.

그러나, 이 스텝방식을 적용함으로써 제작된 액티브매트릭스형 액정표시장치에는 다른 노광영역 사이에 동일한 화상신호를 입력했음에도 불구하고, 이에 응답하는 화소의 휘도가 다르다는 현상이 생기는 문제가 있다. 특히, 인접하는 노광영역 사이에서 휘도차가 커지면, 노광영역의 경계선이 그 표시화면상에서「이은자리」로 보여져 아주 정밀하고 미세한 화상표시가 요구되는 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 표시품위를 현저히 저하시키고 있다.

이 노광영역 사이의 휘도차는 다음의 이유에 의해 생기는 것으로 생각된다.

즉, 액정표시소자 등의 용량구동형의 표시소자에 있어서는, 화소용량과 이 화소에 기생하는 기생용량의 사이에 입력신호의 분압이 생기고, 실제로 화소용량에 인가되는 전압은 입력신호로부터 기생용량으로 분압된 정도만 시프트한양으로 된다.

이 기생용량의 크기는 TFT(Thin Film Transistor)와 신호배선의 겹쳐짐 등에 표시소자의 각 화소를 구성하고 있는 구조물의 각 박막패턴끼리의 겹쳐진 양에 의존하지만, 각 막박층의 노광처리에 사용하는 포토마스크가 소정위치로 부터 어긋나 세트되면, 연속공정으로 현상 포토레지스트 패턴 및 에칭된 박막패턴도 소정위치로부터 어긋나게 된다. 따라서 하층의 박막패턴에 대해 정해진 위치 보다도 어긋나 상층의 박막패턴이 형성되어 겹쳐진 양이 설계된 값과 다른 값으로 된다.

더욱이, 노광장치의 구동계의 정밀도 등에 기인하여 어느 노광영역과 다른 노광영역에서는 포토마스크의 어긋난 양, 즉 마스크 정렬의 간격이 다른 경우가 있고, 그 결과 다른 노광영역끼리의 사이에서 그 영역마다 박막패턴 사이의 겹쳐진 양 및 이에 의해 결정되는 기생용량의 값이 다르기 때문에, 화소용량에 인가되는 전압의 스프트량도 다른 노광영역끼리의 사이에서 달라지게 된다.

이 때문에, 종래의 제조방법을 적용하는 제작된 액정표시소자에서는 다른 노광영역 사이에서의 휘도차가 발생하여 표시얼룩의 원인으로 되었었다.

특히, 인접하는 노광영역에서 각각의 영역에 속하는 화소에 동일한 화상신호를 입력할 경우, 한쪽 영역에 속하는 화소와 다른쪽 영역에 속하는 화소의 사이에서 광투과율차가 0.5% 이상이면 이것이 영역의「이은자리」로 보여지는 것이,종래의 제조방법에 의해 제작된 액정표시소자의 표시화면을 관능시험(官能試驗)을 비롯하여 여러 가지의 실험에 의해 검증한 결과 판명되었다.

본 발명은 이와 같은 기술적 배경을 감안하여 이루어진 것으로, 상기와 같은「이은자리」로 보여지는 선형상의 휘도결함을 해소하여 균일한 표시화면을 갖는 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

[발명의 개시]

본 발명은, 표시소자를 복수의 영역으로 분할하여 포토레지스트의 노광 등을 행해 단위화소를 어레이형상으로 배열된 패턴으로 형성하여 액정표시소자와 같은 표시소자를 제작하거나,그 분할한 복수의 표시영역(소영역)끼리의 휘도차가 생기는 경우에, 그 서로 인접하고 있는 경계선 근방의 휘도의 변화 기울기를 완만하게 함으로써 영역간의「이은자리」를 볼 수 없게 하는 것을 기본적인 기술사상으로 하고 있다.

즉, 본 발명의 표시소자 및 그 제조방법에 있어서는 서로 인접하는 표시영역끼리의 각각에 속하는 화소가 경계영역에서 서로 뒤얽힌 배치로 혼재(混在)하도록 그 소영역의 경계선을 취함으로써, 상호 소영역끼리의 경계선 근방의 영역에서의 화소의 겉보기의 휘도차를 평균화 할 수 있다.

따라서, 종래의 직선적인 경계선에 의한 분할의 경우에는 그 경계선의 좌우 또는 상하에서 표시영역끼리의 휘도차가 모두 급준(急峻)하게 나타나기 때문에, 그 경계선에서의 휘도차가 현저히 보여지던 것이, 본 발명에 의하면 한쪽 표시영역으로부터 다른쪽 표시영역으로의 휘도변화의 커브가 완만하게 되어 표시영역끼리의 경계선의 휘도차를 거의 볼 수 없게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 표시소자의 제조방법에 있어서는 표시소자를 구성하는 박막을 소영역으로 분할하여 포토레지스트의 노광 또는 박막의 패터닝을 행할 때에 서로 인접하는 소영역의 경계선을 비직선형상으로 되도록 설정한다. 그 결과, 한쪽 패터닝 영역에 속하는 화소와 다른쪽 패터닝 영역에 속하는 화소가 그 영역끼리의 경계선 근방의 영역에서 혼재하는 것으로 되기 때문에, 패터닝시의 마스크 어긋남 등에 기인한 양영역에 속하는 화소끼리의 휘도특성의 오차가 생겨도 그 경계선 근방의 영역에서의 겉보기의 휘도를 평균화 할 수 있다.

이에 의해, 예컨대 분할노광시 쇼트 얼룩에 의한 인접노광영역 사이에서의 휘도변화를 완충화하여 영역의 경계선을 보이지 않게 할 수 있다.

더욱이, 본 발명의 도전층 또는 유전체층은 Cr, Al 등의 금속층, 아몰파스실리콘막 등의 반도체층, 상기 반도체층의 불순물을 도입한 도핑층, SiOx막, SiNx막 등의 절연막중 어떤 것을 선택해도 된다.

또한, 상기의 경계선 근방의 영역은 적어도 그 인접하는 양영역끼리의 경계선에 위치하고 있는 화소의 포함하는 영역이다. 그 폭에 대해서는 표시소자마다의 휘도특성 등의 파라메터에 의존하여 다양하게 변화하기 때문에 일반적으로는 한정할 수 없지만, 표시소자마다 그 경계선의 겉보기의 휘도차가 보여지지 않도록 폭에 걸쳐 설치되는 것이 바람직하다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명에 다른 제1실시예로 제작된 액정표시장치의 1화소부분의 개략평면구조를 나타낸 도면이다. 제2도는 제1도에 있어서 A-A' 선에 따른 부분의 단면구조를 나타낸 도면이다. 제3도는 본 발명에 따른 액정표시장치의 어레이기판 상의 박막이 형성된 영역을 복수의 쇼트영역으로 분할하여 각 영역마다 노광처리를 행하는 공정을 개념적으로 나타낸 도면이다. 제4도는 제3도에 있어서 인접하는 쇼트영역(소영역)끼리의 경계선 근방을 부분적으로 확대하여 나타낸 도면이다. 제5도는 실제의 화소패턴으로 본 발명에 따른 소영역의 분할을 적용하여 제작된 액정표시소자의 화소어레이를 부분적으로 확대하여 나타낸 도면이다. 제6도는 본 발명의 제1실시예의 제조방법에서 이용되는 포토마스크를 마스크패턴의 외곽형상을 나타낸 도면이다. 제7도는 2중 노광영역에서 형성된 패턴이 가늘게 들어간 형상으로 되는 경우를 나타낸 도면이다. 제8도는 본 실시예의 액티브매트릭스형 액정표시소자의 이론상의 인가전압(신호선 전압)-투과율곡선을 나타낸 도면이다. 제9도는 본 발명에 따른 경계선을 구성하는 화소의 배열을 랜덤한 피치로 되도록 한 경우를 나타낸 도면이다. 제10도는 본 발명에 따른 경계선을, 1화소내를 경계선이 복수회 횡으로 절단하도록 설정한 경우를 나타낸 도면이다. 제11도는 종래의 스텝을 이용한 분할노광방식 표시소자의 패터닝 공정을 나타낸 도면이다.

[발명의 실시하기 위한 최선의 형태]

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 본 실시예에 있어서는, 본 발명을 액티브매트릭스형 액정표시장치에 적용한 경우의 일예를 나타낸다. 제1도는 본 발명에 따른 제조방법에 의해 제작된 어레이기판의 1화소의 개략평면도를 나타낸 도면. 제2도는 제1도에 있어서 A-A' 단면을 나타낸 도면이다.

이레이기판 상에 TFT(52) 및 이에 접속하는 표시화소전극(9)의 복수개 매트릭스 형상으로 배열되고, TFT(52)는 어레이기판의 행방향에 걸쳐 주사선(50)으로 연결되어 있으며, 열방향에 걸쳐 신호선 (51)으로 연결되어 있다.

각 TFT(52)는 주사선(50)과 일체의 게이트전극(2) 및 그 위에 게이트절연막(4)과, 반도체층(5)을 매개로 대향 배치된 소스전극(7) 및 드레인전극(8)에 의해 그 주요부에 구성되어 있다.

소스전극(7)은 표시화소전극(9)에 접속되어 있다. 한편, 드레인전극(8)은 선호선(51)과 일체적으로 형성되어 있다. 그리고, 소스전극(7) 및 드레인전극(8)과 반도체층(5)의 층 사이에 옴접촉층(6)이 끼워져 있다.

또한, 표시화소전극(9)의 아래에 필요에 따라 게이트절연막(4)을 매개로 표시화소전극(9)과 대향하도록 축적용량전극(3)이 형성되어 있으며, 이 축적용량적극(3)과 이것에 대향하는 부분의 표시화소전극(9)과 이들 양자에 끼워진 부분의 게이트절연막(4)에 의해 축적용량이 형성된다.

다음에 상기와 같은 구조의 본 발명에 따른 어레이기판의 제조공정을 설명한다.

유리 등의 광투과성의 전기절연성 기판(1)상에 Ta막을 스퍼터링법을 이용하여 퇴적하고, 다음에 이를 PEP법을 이용하여 원하는 형상으로 패터닝하여 행방향으로 연속하는 주사선(50) 및 외부회로와의 접속을 위한 접속단자(도시생략)을 형성한다.

다음에, SiOx막, a-Si막, n+a-Si막을 차례로 CVD법에 의해 퇴적하고, a-Si막, n+a-Si막을 PEP법을 이용하여 원하는 형상으로 패터닝하여 반도체층(5), 옴접촉층(6)을 형성한다.

더욱이, ITO(Indium Tin Oxide)막을 스퍼터링법을 이용하여 퇴적하고, PEP법을 이용하여 표시화소전극(9)의 형상으로 패터닝 한다.

이후, Al막을 스퍼터링법에 의해 퇴적하고, PEP법에 의해 소스전극(7), 드레인전극(8) 및 이것과 일체의 신호선(51)을 형성한다.

더욱이, 상기의 각 전극층 및 반도체층의 PEP공정은, 기본적으로 패터밍 되는 재료를 박막형성하는 공정과, 그 위의 전면에 포토레지스트를 도포 형성하는 공정, 그 포토레지스트를 소정의 패턴이 묘화(描畵)된 포토마스트를 이용하여 노광하는 공정, 그 노광 후의 포토레지스트를 현상처리하여 소정 패턴(레지스트상)을 얻는 공정 및, 이 포토레지스트를 마스크로서 박막의 불필요한 부분을 웨트에칭 또는 케미칼드라이에칭 등의 포토에칭에 의한 패터닝 기술을 이용 제거하여 원하는 형상으로 패터닝하는 공정으로 그 프로세스의 주요부가 구성되어 있다.

상기의 노광공정에 있어서, 어레이기판 상에 박막형성영역을 복수의 쇼트영역으로 분할하여 각 영역마다 노광처리를 행한다. 제3도는 그 개념도이다. 동 도면에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 있어서는 기판 상의 영역을 4개의 쇼트영역(a, b, c)으로 분할하여 그 각각의 영역에서 노광처리를 행하는 분할노광방식을 이용했다.

제4도는 이를 더욱 상세히 설명하는 모식도이고, 제3도에 일점쇄선으로 나타낸 인접 쇼트영역끼리의 경계선(301)의 근방으로 확대하여 나타낸 도면이다. 제4도에 있어서, 1도트는 1단위화소의 형성영역을 나타내고 있으며, 그 흑(黑)도트(401)로 나타낸 단위화소와 백(白)도트(402)로 나타낸 단위화소는 서로 별도의 쇼트영역에 속하는 단위화소인 것을 나타낸다. 결국, 흑도트(402)로 나타낸 각 단위화소는 제4도중의 우측의 우측의 소영역에 속하고 있다. 백도트(402)로 나타낸 각 단위화소는 좌측의 소영역에 속하고 있다.

제4도에 나타낸 바와 같이, 화소의 종방향의 배열방향을 기준으로 다른 쇼트영역에 속하는 단위화소가 행방향으로 3화소, 열방향으로 6화소의 피치로 규칙적으로 혼재하도록 양영역의 경계선(301)을 취하고 있다. 결국, 그와 같은 비직선형상이 되도록 각 소영역의 외곽선인 경계선(301)을 설정하고 있다.

제5도는 상기의 소영역의 분할을 실제의 화소패턴에 적용하여 제작된 액정표시소자의 각 화소 어레이를 부분적으로 확대하여 나타낸 도면이다. 도면중 쇄선(501)은 인접하는 쇼트영역끼리의 경계선, 즉 상기의 제3도에서 경계선(301)을 나타내고 있으며, 이 쇄선으로 나타낸 패턴에 따라 실제의 노광처리를 행하기 위한 포토마스크 패턴의 외곽선이 패턴 설계된다.

제6도는 이와 같은 포토마스크의 개략평면도이다. 동 도면에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 있어서는 1층의 도전층 또는 유전체층을 노광처리 함에 있어 4개의 쇼트영역(a, b, c, d)에 대응하여 합계 4장의 포토마스크(60)를 이용하고 있다. 그 각각의 포토마스크(60)는 유리나 인공석영 등의 투명기체(61:기판) 상에 Cr 등의 차광층(62)을 소정 패턴으로 형성하는 것으로 제작된다. 예컨대, 신호선(51)를 패터링 할 경우에 노광처리에 이용되는 포토마스크의 차광층(62)은 신호선(51)의 사영(射影)패턴으로 되도록 형성되어 있다. 또한, 인접 쇼트영역에 대응하는 포토마스크, 예컨대 마스크(a)와 마스크(b)는 그 경계부분의 차광층(62) 패턴이 평면적으로 서로 감합(嵌合)하고 있는 형상으로 형성되어 있다.

이와 같은 4장의 포토마스크(a, b, c, d)를 4개의 쇼트영역마다 각각 대응시켜 이용하여 분할노광을 행한다. 그리고, 이에 이어지는 에칭처리에 의해 박막에 패터닝을 행한다.

이 노광처리 및 에칭처리를 어레이기판을 구성하는 각 박막층마다 행해 제1도, 제5도에 나타낸 바와 같은 화소를 배열형성한 어레이기판을 얻는다.

더욱이, 본 실시예에 있어서는 쇼트영역의 경계 근방으로는, 소위 2중 노광처리를 행하고 있다.

2중 노광처리는, 어느 하나의 쇼트영역의 노광시에 그 쇼트의 변(邊) 가장자리부분이 부분적으로 그 전에 이미 노광처리를 행한 인접하는 전(前) 쇼트의 영역에 겹쳐지도록 노광처리를 행하는 것이다. 이것은 쇼트영역끼리의 경계선 근방에 아직 노광의 영역이 남아있던 노광불량의 방지하기 위해 행해진다.

실제로는 기(旣)노광영역의 단부를 다시 노광하도록 포토마스크의 위치를 조정(정렬)하여 노광처리를 행하는 것으로, 예컨대 제3도에 파선으로 나타낸 바와 같은 경계선이 어느 정도 겹쳐지는 폭을 가진 2중선이 되도록 조정(정렬)된다.

또한, 2중 노광처리를 받은 영역에서는 포토레지스트의 노광량이 다른 노광부분에 비해 많기 때문에, 이를 현상한 때에 포토레지스트의 패턴폭이 좁아지는 경우가 있다. 따라서, 이를 마스크로 하여 패터닝된 박막의 패턴형상은, 예컨대 제7도에 나타낸 바와 같이 2중 노광영역(701)에서 배선패턴(702)이 가늘게 들어간 형상으로 되는 경우도 있다.

2중 노광영역에 형성되는 화소와 다른 영역에 형성되는 화소에서는, 그와 같은 패턴형상(패턴폭)이 다른 것으로 되는 경우가 있기 때문에, 2중 노광영역을 과도하게 크게 하는 것은 균일한 표시성능을 얻는다는 점에서 바람직하지 않다.

따라서, 본 실시예에 있어서는 기본적으로 2중 노광을 1단위화소영역 내로 들어가는 피치로 했다. 구체적으로, 그 값은 10㎛이하가 바람직하고, 본 실시예에서는 6㎛로 설정했다. 그 결과, 2중 노광영역에서의 휘도얼룩의 발생은 볼 수 없고 양호한 표시를 실현할 수 있었다. 또한, 이와 같은 패턴의 잘록해짐이 악영향을 미치지 않는 정도로 들어가도록 미리 2중 노광의 겹쳐지는 폭을 그 액정표시소자의 특성 등에 따라 적당하게 설정되면 좋은 것은 말할 것도 없다.

그리고, 상기의 제조방법에서 얻어진 어레이기판을 제2도에 나타낸 바와 같이 대향기판(21)과 조합시켜 봉착하고, 그 틈에 액정물질을 주입하여 얻어진 액티브매트릭스형 액정표시소자를 제작했다. 더욱이, 제2도에 나타낸 바와 같이 대행기판(21)의 내표면에는 ITO 등의 투명전극재료로 이루어진 대향전극(22)이 전면에 형성되어 있으며, 더욱이 어레이기판(20)과 대향기판(21)의 액정과 접하는 부분에는 배향막(도시생략)을 필요에 따라 형성한다. 또한, 대향기판(22)의 표시화소전극의 틈에 대향하는 영역에 차광층을 형성해도 좋고, 또한 표시화소전극에 대향하는 영역에 R,G,B 의 칼라필터층을 형성해도 된다.

이와 같은 본 발명에 따른 액정표시소자를 실제로 점등시켜 다음과 같은 요령으로 표시품위의 평가를 행했다.

우선, 표시화면상의 휘도를 복수포인트로 측정함으로서 쇼트영역간의 휘도차를 확인했다.

즉, 신호선(51) 전체에 동일한 화상신호를 입력하고, 표시화면의 휘도를 휘도계를 이용하여 각 쇼트영역마다 화면상의 복수의 위치에서 측정하고, 그 평균치를 각 쇼트영역의 휘도의 대표치로서 비교했다.

제8도는 본 실시예의 액티브매트릭스형 액정표시소자의 이론상의 인가전압(신호선전압)-투과율곡선, 즉 V-T 커브(curve)를 나타낸 도면이다. 이 제8도에 있어서 신호선 전압은 실제로 신호선에 입력되는 전압치를 나타내고 있으면, 투과율은 신호선 전압이 0V인 때의 휘도를 100%로 한 때의 상대치로서 환산된 수치를 나타낸 것이다. 본 실시예의 평가방법에 있어서는, 신호선(51)에 약 2.5V의 전압을 입력하여 이론적으로 모든 화소가 50%의 투과율로 되는 조건에서 그때의 휘도를 측정했다.

그 결과를 투과율차로 환산하면, 다른 쇼트영역끼리의 사이에서 0.6%의 투명율차가 있는 것이 판면됐다.

다음에, 본 실시예의 액티브매트릭스형 액정표시소자를 실제로 눈으로 봄으로써 쇼트영역의 경계선을 볼 수 있는지 없는지에 대해 관능시험으로 행했다. 구체적으로는 암실내부에서 본 실시예의 표시소자를 배치하고, 상기의 휘도측정때와 동일한 구동조건으로 화면을 같은 전압인가로 표시시켜 경계선을 볼 수 있는지 없는지를 대상자수를 늘려 100인에게 시험했다.

그 결과, 대상자 전원이 경계선을 볼 수 없다는 결가를 얻었다. 또한, 관찰각도를 바꾸어 눈으로 보는 검사를 행했지만, 역시 쇼트영역끼리의 사이에서 경계선은 전혀 볼 수 없다는 결과를 얻었다.

더욱이, 상기 실시예와 동일한 공정으로, 상기 실시예와는 다른 화소피치등의 사양으로 제작한 액티브매트릭스형 액정표시소자에 대해서도 상기와 동일한 시험으로 행한바, 인접하는 쇼트영역끼리의 투과율차가 1.0% 이었지만, 이때의 쇼트영역의 경계선은 전혀 볼 수 없다는 결과가 얻어졌다.

이와 같이, 본 발명에 따른 표시소자에 있어서는 인접하는 쇼트영역끼리의 경계선을 전혀 볼 수 없고, 따라서 극히 양호한 표시를 실현할 수 있다. 또한, 본 발명의 표시소자의 제조방법에 의하면, 그 사진제작프로세스에 있어서 마스크 정렬 오차 등에 기인하여 인접하는 쇼트영역(소영역)의 화소끼리의 사이에 휘도차가 생겨도 그 휘도차를 경계선으로서는 보지 못할 수 있으며, 그 결과 제조수율을 대폭 행상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 제조방법은 상기 실시예의 쇼트수 보다도 더 쇼트수를 증가시킨 경우에도 적용가능하다. 따라서, 표시소자의 대면적화에 대해서도 충분히 대응할 수 있다.

더욱이, 본 발명은 상기 실시예만으로는 한정되지 않고, 이 외에도 여러가지의 변형이 가능하다. 예컨대, 패터닝방법으로서, 소위 PEP법 이외의 방법을 이용하는 것도 가능하다. 또한, TFT소자의 구조는 상기의 구조에 한정되는 것은 아니고, 예컨대 TFT의 채널영역의 반도체층 상에 SiOx등의 절연재료로 이루어진 채널보호막을 형성해도 된다. 그 경우, 채널보호막의 패터닝을 행하는 때에도 본 발명의 제조방법이 제조가능한 것은 말할 것도 없다.

또한, 상기의 각 전극층, 유전체층의 형성공정 순서는 상기 실시예에만으로 한정되는 것이 아니라 필요에 따라 적층 순서를 바꾸고, 또는 임의의 복수층을 한번의 노광처리에 이어 일괄 에칭하여 패터닝 처리를 행하는 것 등도 가능한 것은 말할 것도 없다.

더욱이, 화소의 배열형상에 대해서도 상기 실시예와 같은 직사각형 패턴의 단위화소의 종횡매트릭스 배열 외에도 임의로 변경할 수 있는 것은 말할 것도 없다.

또한, 상기 실시예에 있어서는 쇼트영역의 경계에서 한쪽의 영역에 속하는 화소와 따른쪽의 영역에 속하는 화소가 규칙적으로 뒤얽혀진 것과 같은 쇼트영역의 분할방법을 이용했지만, 분할방법은 이에 한정되지 않고, 여러가지의 변형이 가능하다.

예컨대, 쌍방의 쇼트영역의 화소끼리의 서로 뒤얽혀지는 안쪽길이, 즉 행방향의 피치를 0.5cm 이상, 보다 바람직하게는 1cm이상으로 하면 휘도의 변화율이 대폭 완화되고, 인접 쇼트영역간의 휘도차가 1%이상으로 큰 경우에도 확실히 경계선을 볼 수 없게 할 수 있었다.

또한, 상기 행방향의 피치는 반드시 규칙적인 피치로 설정하는 것만으로 한정되지 않는다. 예컨대, 제9도에 그 개념도를 나타낸 바와 같이, 경계선을 구성하는 화소의 배열을 랜덤한 피치로 되도록 해도 된다. 구체적으로 단위 화소의 폭, 즉 단위화소의 행방향의 피치를 기준으로서 상호 영역의 화소끼리가 뒤얽혀지는 피치가 난수적으로 변화하도록 그 피츠를 난수에 기초하여 단위 화소의 행방향의 피치의 난수배로 되도록 설정한다. 이 경우의 실시예로서 단위화소의 폭을 100㎛로 하고, 난수를 0∼90 사이의 값을 취하도록 설정했다. 따라서, 최대의 피치는 0.9cm로 되고, 각 행의 피치의 값은 이 이하의 값으로 난수적으로 진동하도록 설정되어 있다.

이와 같이, 피치를 난수적으로 결정하면 이하의 이유에 의해, 특히 액정표시소자에 칼라필터를 넣은 칼라액정표시장치의 경우에 유효한 것을 판명했다.

즉, 경계선의 설정방법에 의해서는 경계선이 R, G, B의 3원색에 대응하는 각 화소중의 특정 1색의 화소만을 통해 설정되는 경우가 있다. 이 경우, 경계선이 통하는 화소의 휘도는 한쪽의 쇼트영역과 다른쪽의 쇼트영역 사이의 어느 특정색 성분의 휘도가 거의 평균치로 된다. 그렇지만, R, G, B의 각 색에서 시감도(視感度)가 다르기 때문에, 경계선이 통하는 화소의 휘도는 R, G, B 성분이 합성된 좌우의 쇼트영역 휘도의 평균으로부터 크게 어긋날 가능성이 높다. 그러면, 인접 쇼트영역간의 휘도차에 의해서 휘도차가 큰 부분이 경계선으로 보일 가능성이 있다.

이에 대해, 경계선의 향방향의 피치를 랜덤으로 하면, 경계선이 어느 특정색의 화소만을 통한 가능성은 거의 없어진다. 그러면, 경계선이 통하는 화소의 휘도는 일반적으로 R, G, B 성분이 합성된 좌우의 쇼트영역 휘도의 평균치로 되고, 그 휘도가 한쪽 쇼트영역의 휘도에 대해 큰 차이를 갖는 것은 없어진다. 이렇게 하여 경계선이 보여질 확율을 더욱 효과적으로 감소시킬 수 있다.

또한, 제10도에 나타낸 바와 같이 1화소 내를 경계선이 복수회 횡으로 절단하도록 설정해도 된다. 동 도면에 나타낸 방법에서는 1화소가 3분할 되도록 노광영역의 경계선을 설정한다. 이에 의해, 더욱 휘도의 변화율을 완하하는 효과가 상승된다.

예컨대, 표시화소전극(9)과 신호선(51) 노광시의 포토마스크의 위치오차에 의해, 상측의 노광영역(a)에 속하는 부분과 하측의 노광영역(b)에 속하는 부분에서 표시화소전극(9)과 신호선(51)리 거리가 변화한 경우를 상정한다. 그러면, 표시화소전극(9)과 신호선(51)간의 기생용량이 노광영역 a와 b에서 다르게 되고, 이 기생용량의 영향으로 액정용량에 인가되는 전압도 변동되어 영역 사이에서 다른값으로 된다. 이를 제10도에 나타낸 방법에서는 1화소에서 표시하소전극(9)과 신호선(51)의 배선간 거리가 2종류 존재하도록 설정하기 때문에, 기생용량치는 노광영역(a)에 속하는 화소와 노광영역(b)에 속하는 화소의 중간치로 되고, 전압의 변동치도 쌍방의 영역 중간치로 된다. 이와 같은 화소를 쌍방의 영역 사이에 개재(介在)시킴으로써 더욱 휘도의 변화율을 완화하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시예에 있어서는 패터링 되는 각 층(박막)의 쇼트영역의 경계선은 동일한 단위화소영역을 통하도록 설정했다. 즉, 각 층의 박막마다 경계선이 다른 화소를 통하도록 하면, 상기 기생용량의 변동이 각 층의 박막마다 다른 화소에서 발생하는 것으로 되고, 그 결과 기생용량의 변동의 각 층의 박막마다 다른 화소에서 발생하는 것으로 되고, 그 결과 기생용량의 변동에 기인하여 휘도의 변화가 경계선 영역의 근방에서 어떻게 일어날 수 있는지를 예측하는 것이 곤란해진다. 이에 대해, 각 층의 경계선이 동일한 단위화소 영역을 통하도록 함으로써 그 경계선의 통하는 화소에서 좌우 쇼트영역의 휘도가 평균화 되기 때문에 그 경계선이 통하는 화소에서 좌우 쇼트영역의 휘도가 평균화 되기 때문에, 휘도분포의 예측(즉, 휘도분포의 설정)이 용이해진다. 따라서, 경계선을 볼 수 없게 한다는 본 발명에 따른 효과의 예측을 보다 간단히 확실하게 할 수 있다.

또한, 본 발명은 이상의 방법을 조합시켜 이용하는 것도 가능한 것은 말할 것도 없다. 예컨대, 경계선이 부분적으로 랜덤피치를 갖도록 해도 좋고, 또는 랜덤피치를 갖는 부분의 경계선의 반복이 1개의 경계선을 구성하도록 해도 된다. 이와 같은 복수의 요소를 조합시켜 최적의 방법을 적당하게 선택하면 된다.

이와 같이, 상기 실시예의 액티브매트릭스형 액정표시소자에 있어서는 노광 등의 경우에 분할된 인접영역(인접하는 소영역)끼리간 경계선을 볼 수 없게 할 수 있어 표시부품질이 높은 화면을 실현할 수 있다. 또한, 상기 실시예의 액티브매트릭스형 액정표시소자의 제조방법을 적용함으로써 노광영역간의 휘도차가 생긴 경우에도 영역간의 경계선을 볼 수 없게 할 수 있기 때문에 제조상의 수율을 향상시킬 수 있다.

[산업상의 이용가능성]

이상, 상세한 설명에서 명시한 바와 같이 본 발명에 의하면, 투과율이 다른 인접영역간 경계선을 볼 수 없게 할 수 있으며, 또한 그 박막공정의 제조방법에 있어서도 어레이기판의 각종 구조물의 수율을 크게 향상할 수 있다.

Claims (8)

1. 절연기판 상에 도전체층 및 유전체층을 적층형성하고, 상기 도전체층 또는 유전체층의 형성영역을 복수의 소영역으로 분할하여 패터닝을 행함으로써 단위화소를 소정 배열로 형성하는 구비한 표시소자의 제조방법에 있어서, 서로 인접하는 상기 소영역의 경계선을 비직선형상으로 설정하는 것을 특징으로 하는 표시소자의 제조방법.
2. 절연기판 상에 도전체층 또는 유전체층으로 이루어진 제1박막 및 제2박막을 적층성하고, 상기 제1박막 및 제2박막의 형성영역을 복수의 소영역으로 분할하여 패터링을 행함으로써 단위화소를 소정 배열로 형성하는 공정을 구비하는 표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 제1박막의 서로 인접하는 상기 소영역의 경계선 및 상기 제2박막의 서로 인접하는 상기 소영역의 경계선을 함께 비직선형상으로 설정함과 더불어 상기 제1박막의 경계선과 제2박막의 경계선을 함께 동일한 단위화소영역을 통하도록 설정하는 것을 특징으로 하는 표시소자의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 표시소자는 액정디스플레이인 것을 특징으로 하는 표시소자의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 패터닝을 광조사수단을 이용함으로써 행하는 것을 특징으로 하는 표시소자의 제조방법.
5. 절연기판 상에 도전체층 및 유전체층을 적층형성하고, 상기 도전체층 또는 유전체층의 형성영역을 복수의 소영역으로 분할하여 패터닝을 행함으로써 단위화소를 소정 배열로 형성하는 공정을 구비한 표시소자의 제조방법에 있어서, 서로 인접하는 상기 소영역의 경계선을 비직선형상으로 설정함과 더불어 상기 경계선을 임의의 상기 단위화소를 복수회 횡으로 절단하도록 설정하는 것을 특징으로 하는 표시소자의 제조방법.
6. 절연기판 상에 도전체층 및 유전체층을 적층형성하여 소정 형상으로 패터닝하여 이루어진 단위화소어레이를 구비한 표시소자에 있어서, 상기 단위화소어레이가 다른 광투과율 특성을 나타내는 복수의 소영역으로 분할되면서 인접하는 상기 소영역의 경계선의 시점과 종점으로 잇는 직선상에 광투과율이 다른 단위화소가 혼재하는 것을 특징으로 하는 표시소자.
7. 제6항에 있어서, 상기 광투과율이 다른 단위화소끼리의 광투과율차가 0.5% 이상인 것을 특징으로 하는 표시소자.
8. 제6항에 있어서, 상기 표시소자는 액정디스플레이인 것을 특징으로 하는 표시소자.