KR20080058190A

KR20080058190A - 표시 장치 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20080058190A
Application number: KR1020070130909A
Authority: KR
Inventors: 다케오 고이토; 요시히로 간노; 모리카즈 노무라
Original assignee: 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 2006-12-20
Filing date: 2007-12-14
Publication date: 2008-06-25
Also published as: CN101236335A; US8531632B2; US8189145B2; US20120196031A1; CN101236335B; TWI367378B; JP2008152159A; JP4513027B2; TW200839388A; US20080151158A1

Abstract

본 발명은 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 반사 특성 및 투과 특성의 향상을 도모할 수 있게 한다.

본 발명은, 반사부(5)와 투과부(6)를 구비하는 복수개의 화소(40)로 구성된 표시 장치(액정 표시 장치(1))에 있어서, 기판(10) 상에 형성된 소자층(11)과, 소자층(11)을 피복하도록 기판(10) 상에 형성된 평탄화막(12)과, 소자층(11) 상의 평탄화막(12) 상에 형성된 갭 조정층(15)을 포함하고, 반사부(5)는 소자층(11)과, 평탄화막(12)과, 갭 조정층(15)과, 갭 조정층(15) 상에 형성된 반사 전극을 포함하는 영역으로 이루어지고, 투과부(5)는 갭 조정층(15)의 형성 영역을 제외하는 기판(10) 상에 형성된 평탄화막(12)을 포함하는 영역으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

표시 장치 및 그 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은, 액정 표시 장치 등의 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 액정 표시 장치는 박형(薄型)이며 저소비 전력의 장점을 살려서 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화기, 디지털 카메라 등 다양한 전자 기기의 표시 장치로서 이용되고 있다. 이 액정 표시 장치는 CRT(음극선관)나 유기 전계 발광(유기 EL)과 같은 자발광형의 표시 장치가 아니고, 일반적으로 투과형과 반사형으로 대별된다.

투과형 액정 표시 장치는 액정 패널의 배후에 배치된 조명 장치(백라이트)의 광을 사용하여 표시를 행하고, 반사형 액정 표시 장치는 주위광을 사용하여 표시를 행하고 있다. 투과형 액정 표시 장치는 백라이트의 광을 사용하여 표시를 행하므로, 주위의 광이 약한 경우라도 영향을 받지 않고 높은 휘도, 콘트라스트로 표시할 수 있는 이점을 가진다. 그러나, 백라이트는 액정 표시 장치의 전체 소비 전력의 약 절반을 차지하고 있으므로, 투과형 액정 표시 장치는 소비 전력의 저감이 곤란한 문제가 있다. 또한, 주위의 광이 강할 때에는 표시가 어둡게 보이고, 시인성(視認性)이 악화되는 문제도 있다.

한편, 반사형 액정 표시 장치는 백라이트를 가지지 않으므로 소비 전력이 극히 작은 장점을 가지고 있고, 옥외에 휴대하여 다닐 수 있는 표시 장치로서는 효과적이다. 또한, 반사형 액정 표시 장치는 어두운 사용 환경에서는 시인성이 저하되는 단점도 가지고 있다.

투과형 및 반사형 액정 표시 장치의 문제점을 해소하기 위하여, 투과형 표시와 반사형 표시를 병용하는 반투과형(병용형) 액정 표시 장치가 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

반투과형 액정 표시 장치는 주위가 밝을 때는 주위의 광을 이용하여 표시하고, 주위가 어두운 경우에는 백라이트를 이용하여 표시한다. 그 특성을 향상시키기 위하여, 반사부와 투과부를 함께 가지는 반투과형 액정 표시 장치와 같은 구조의 경우, 투과부의 액정층의 두께는 반사부의 액정층의 두께의 약 2배로 설계된다.

이와 같은 구조의 하나에는, 컬러 필터가 형성되어 있는 측에, 반사부의 액정층의 두께를 조정하는 갭 조정층을 설치하고 있다. 이 구성에서는, 양호한 투과 특성을 발휘하기 위하여, 컬러 필터와 박막 트랜지스터(이하, TFT로 기술함. TFT는 Thin Film Transistor의 약칭)의 접합성을 고려해야만 하므로, 반사부가 좁아지고(예를 들면, 특허 문헌 2 참조), 반사 특성이 열화되는 문제점을 가지고 있다.

또한, TFT 측에 갭을 조정하는 기구를 형성한 구성(예를 들면, 특허 문헌 3 참조)에서는, 컬러 필터와의 본딩은 개선되지만, 투과부의 절연층을 제외하고 갭을 조정하고 있으므로, 신호선 등의 요철(凹凸)로 투과 품질의 저하를 초래하는 문제점이 있다. 또한, 이들 구조에서는 반사 전극 하의 절연층에 컨택트홀을 뚫어서 제작하기 때문에 반사 특성의 열화를 초래하는 문제점을 가지고 있다.

[특허 문헌 1] 일본국 특개 2001-318377호 공보

[특허 문헌 2] 일본국 특개 2005-115315호 공보

[특허 문헌 3] 일본국 특개 2001-350158호 공보

본 발명에서 해결하려고 하는 문제점은, 반사부의 액정층의 두께를 조정하는 갭 조정층을 설치한 구성에서는, 양호한 투과 특성을 발휘하기 위해, 컬러 필터와 박막 트랜지스터(TFT)와의 본딩 여유를 고려해야만 하므로, 반사부가 좁아져서 반사 특성이 열화되는 점이다.

본 발명은, 반사 특성 및 투과 특성의 향상을 도모하는 것을 과제로 한다.

청구항 1에 따른 본 발명은, 반사부와 투과부를 구비하는 복수개의 화소로 구성된 표시 장치에 있어서, 기판 상에 형성된 소자층과, 상기 소자층을 피복하도록 상기 기판 상에 형성된 평탄화막과, 상기 소자층 상의 상기 평탄화막 상에 형성된 갭 조정층을 가지고, 상기 반사부는 상기 소자층과, 상기 평탄화막과, 상기 갭 조정층과, 상기 갭 조정층의 일단에서 상기 화소 전극에 접속하는 것으로서 상기 갭 조정층 상에 형성된 반사 전극을 포함하는 영역으로 이루어지고, 상기 투과부는 상기 갭 조정층의 형성 영역을 제외하는 상기 기판 상에 형성된 상기 평탄화막을 포함하는 영역으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

청구항 1에 따른 본 발명에서는, 반사부는 반사 전극을 형성한 갭 조정층을 구비하고 있어 반사 특성 열화를 억제할 수 있으므로 고반사율을 얻을 수 있다. 또한 투과부는 기판 상에 형성된 평탄화막을 가지는 영역으로 이루어지고, 또한 구동 트랜지스터나 신호선 등이 형성되는 소자층이 반사부에 있으므로, 투과부는 신 호선 등에 의한 광의 누출을 일으키는 요철이 없기 때문에, 고투과 콘트라스트비 및 고투과율을 실현할 수 있다.

청구항 6에 따른 본 발명은, 기판 상에 형성한 소자층을 피복하는 평탄화막을 상기 기판 상에 형성하는 단계와, 상기 평탄화막에 상기 소자층에 통하는 컨택트홀을 형성하는 단계와, 상기 컨택트홀을 통해서 상기 소자층에 접속하는 화소 전극을 상기 평탄화막에 형성하는 단계와, 상기 평탄화막 상에 갭 조정층을 형성하는 단계와, 상기 갭 조정층 상에 상기 갭 조정층의 일단에서 상기 화소 전극에 접속하는 반사 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

청구항 6에 따른 본 발명에서는, 반사부에 반사 전극을 형성한 갭 조정층을 형성하고 있어 반사 특성의 열화를 억제할 수 있으므로 고반사율을 얻을 수 있게 된다. 또한, 투과부를 기판 상에 형성된 평탄화막을 가지는 영역에서 형성하고, 또한 투과부는 평탄화막이 형성되어 있으므로, 신호선 등에 의한 광의 누출을 일으키는 요철이 형성되어 있지 않으므로, 고투과 콘트라스트비 및 고투과율을 실현할 수 있게 된다.

청구항 1에 따른 본 발명에 의하면, 반사부는 반사 특성의 열화를 억제할 수 있으므로 고반사율의 표시 장치를 실현할 수 있고, 투과부는 평탄화막으로 표면이 평탄하게 형성되어 있으므로 고투과 콘트라스트비 및 고반사율의 표시 장치를 실현할 수 있는 이점이 있다. 또한, 반사 전극이 갭 조정층의 일단에서 화소 전극에 접속되어 있으므로, 반사 전극과 화소 전극을 접속하는 컨택트홀이 불필요하기 때 문에, 반사율·콘트라스트 등의 반사 특성이 우수하다. 또한, 소자층이 형성되어 있는 측에 갭 조정층을 형성하기 때문에, 소자층 측에 단차가 생기므로, 컬러 필터와의 본딩 여유(margin of bonding)가 필요하지 않게 된다. 따라서, 컬러 필터 측에 갭 조정층이 있는 것에 비하여, 같은 투과율일 때 반사 특성이 우수한 표시 장치가 된다.

청구항 6에 따른 본 발명에 의하면, 반사부는 반사 특성의 열화를 억제할 수 있으므로 고반사율의 표시 장치를 실현할 수 있고, 투과부는 평탄화막으로 표면을 평탄하게 형성하기 때문에 고투과 콘트라스트비 및 고반사율의 표시 장치를 실현할 수 있는 이점이 있다. 또한, 반사 전극이 갭 조정층의 일단에서 화소 전극에 접속되므로, 반사 전극과 화소 전극을 접속하는 컨택트홀이 불필요하기 때문에, 반사율·콘트라스트 등의 반사 특성이 우수하다. 또한, 소자층이 형성되어 있는 측에 갭 조정층을 형성하기 때문에, 소자층 측에 단차가 생기므로, 컬러 필터와의 본딩 여유가 필요하지 않게 된다. 따라서, 컬러 필터 측에 갭 조정층을 형성한 것과 비교하여, 같은 투과율을 가지는 것에서는, 반사 특성이 우수한 표시 장치를 형성할 수 있다.

청구항 1에 따른 본 발명의 표시 장치의 일실시예(제1 실시예)를, 도 1에 의해 설명한다. 도 1은, 표시 장치의 일례로서 반투과형 액정 표시 장치를 나타낸 도면이며, 도 1의 (1)은 반투과형 액정 표시 장치의 액정 셀 1화소분의 소자측 기판을 나타낸 평면도이며, 도 1의 (2)는 도 1의 (1)의 A－A'선을 따라 절단하여 나 타낸 단면도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 액정 표시 장치(1)는, 대향하는 기판(10, 30) 사이에 액정층(20)이 밀봉되고, 반사부(5)와 투과부(6)를 구비하고 있으며, 화상을 표시하는 복수개의 화소(40)로 구성되어 있다. 즉, 기판(10) 상에 소자층(예를 들면, 구동·제어 소자, 신호선 등)(11)이 형성되고, 이 소자층(11)을 피복하도록 기판(10) 상에 평탄화막(12)이 형성되어 있다. 소자층(11) 상의 평탄화막(12) 상에는, 소자층(11)에 컨택트홀(13)을 통해서 접속되는 화소 전극(14)이 형성되어 있다. 이 화소 전극(14) 상에서, 소자층(11)의 상방에는 갭 조정층(15)이 형성되어 있다. 이 갭 조정층(15)의 상면(액정층(20) 측)은 요철형으로 형성되고, 그 표면에는 반사 전극(16)이 형성되어 있다. 이 반사 전극(16)은, 갭 조정층(15)의 단부에서 화소 전극(14)에 접속되어 있다.

따라서, 반사부(5)는 소자층(11)과, 이 소자층(11)을 피복하는 평탄화막(12)과, 이 평탄화막(12) 상에 화소 전극(14)의 일부를 통하여 형성된 갭 조정층(15)과, 이 갭 조정층(15) 상에 형성된 반사 전극(16)을 포함하는 영역으로 이루어진다. 또한, 투과부(6)는 갭 조정층(15)의 형성 영역을 제외한 기판(10) 상에 형성된 평탄화막(12) 및 화소 전극(14)을 포함하는 영역으로 이루어진다.

한편, 대향 기판이 되는 기판(30)에는 컬러 필터(31)가 형성되고, 그 표면에 평탄화막(32)을 사이에 두고 화소 전극(33)이 형성되어 있다.

액정 표시 장치(1)에서는, 소자층(11)과 화소 전극(14)의 컨택트홀(13)은, 갭 조정층(15)의 하부, 즉 갭 조정층(15)에 피복된 형태이므로, 반사부(5)의 반사 특성이 향상된다. 또한, 투과부(6)는 표면에 화소 전극(14)이 형성되어 있지만, 화소 전극(14)의 두께는 균일하기 때문에, 평탄화막에 의해 평탄하게 형성된 구조와 마찬가지로 되므로, 차광체가 없어도 광의 누출이 없고, 고투과 콘트라스트비를 얻을 수 있다.

여기서, 비교예 1로서, 종래의 반투과형 액정 표시 장치의 구조의 일례를, 도 2의 주요부 단면도에 의해 설명한다.

도 2의 (1)에 나타낸 바와 같이, 액정 표시 장치(101)는, 대향하는 기판(110, 130) 사이에 액정층(120)이 밀봉되고, 반사부(105)와 투과부(106)를 가지며 화상을 표시하는 복수개의 화소(140)로 구성되어 있다. 즉, 기판(110) 상에 소자층(예를 들면, 구동·제어 소자, 신호선 등)(111)이 형성되고, 이 소자층(111)을 피복하도록 갭 조정층(115)이 형성되어 있다. 이 갭 조정층(115)의 상면(액정층(120) 측)은 요철형으로 형성되어 있으며, 소자층(111)에 이르는 컨택트홀(113)이 형성되어 있다. 기판(110) 상에는, 이 컨택트홀(113)을 통해서 소자층(111)에 접속되는 화소 전극(114)이 형성되어 있다. 또한, 갭 조정층(115) 상에는 화소 전극(114)을 통한 반사 전극(116)이 형성되어 있다.

한편, 대향 기판이 되는 기판(130)에는 컬러 필터(131)가 형성되고, 그 표면에 평탄화막(132)을 사이에 두고 화소 전극(133)이 형성되어 있다.

비교예 1의 구조에서는, 반사부(105)에 컨택트홀(113)이 형성되므로 반사 특성이 저하된다. 또한, 도 2의 (2)에 나타낸, 도 2의 (1)에서의 투과부(106)의 단면에 나타낸 바와 같이, 평탄화막(118)에 투과창(119)을 형성하여 멀티 갭을 구성 하고 있으므로, 신호선(120) 부분의 평탄화막(118)에 단차가 생기고, 투과 콘트라스트가 저하된다. 또는, 신호선(120) 부분을 차광한 경우에는 투과율이 저하된다.

다음에, 비교예 2로서 종래의 반투과형 액정 표시 장치의 구조의 일례를, 도 3의 주요부 단면도에 의해 설명한다. 비교예 1과 마찬가지의 구성 부품에는 동일 부호를 부여하여 설명한다.

도 3의 (1)에 나타낸 바와 같이, 액정 표시 장치(201)는, 대향하는 기판(210, 230) 사이에 액정층(220)이 밀봉되고, 반사부(205)와 투과부(206)를 구비하며, 화상을 표시하는 복수개의 화소(240)로 구성되어 있다. 즉, 기판(210) 상에 소자층(예를 들면, 구동·제어 소자, 신호선 등)(211)이 형성되고, 이 소자층(211)을 피복하도록 절연막(212)이 형성되어 있다. 소자층(211)의 상방의 절연막(212)의 상면(액정층(220) 측)은, 요철형으로 형성되어 있으며, 소자층(211)에 이르는 컨택트홀(213)이 형성되어 있다. 기판(210) 상에는, 이 컨택트홀(213)을 통해서 소자층(211)에 접속되는 화소 전극(214)이 형성되어 있다. 또한, 소자층(211)의 상방의 절연막(212)의 상면에는 화소 전극(214)의 일부를 통한 반사 전극(216)이 형성되어 있다.

한편, 대향 기판이 되는 기판(230)에는 컬러 필터(231)가 형성되고, 그 표면에 평탄화막(232)을 사이에 두고 화소 전극(233)이 형성되어 있다. 또한, 소자층(211)에 대향하는 화소 전극(233)에는 갭 조정층(234)이 형성되어 있다.

이 비교예 2의 구성에서는, 도 3의 (2)에 나타낸 바와 같이, 투과부(6)의 화소 구조는, 기판(210) 상의 신호선(235)을 피복하는 평탄화된 절연막(212)이 형성 된 구조로, 또한 그 표면이 평탄하게 형성되어 있으므로, 본 발명의 액정 표시 장치(1)와 동일한 구조이며, 높은 투과 특성을 얻을 수 있다. 그러나, 2개의 기판(210, 230)을 접착시킬 수 있는 여유를 고려하는 것이 필요하며, 반사부(205)에 대하여 대향 기판(기판(230)) 측에 형성되는 갭 조정층(234)은 작아지므로, 정밀도가 높아질수록 반사율은 저하된다. 또한, 반사부(205)의 컨택트홀(213)도 필요하므로 반사 특성은 저하된다.

한편, 본 발명의 액정 표시 장치(1)는, 평탄화막(12)에 형성된 컨택트홀(13)을 통해서 소자층(11)에 화소 전극(14)이 접속되고, 그 상부에 반사부(5)의 갭 조정층(15)이 형성되므로, 갭 조정층(15)에 컨택트홀을 형성할 필요가 없다. 그러므로, 반사 특성이 향상된다. 또한, 갭 조정층(15)은 소자층(11) 측에 형성되므로, 대향측과의 본딩 여유를 취할 필요가 없다. 그러므로, 반사부(5)의 갭 조정층(15)을 넓게 형성할 수 있으므로, 높은 반사 특성을 얻을 수 있다.

또한, 비교예 2의 구성의 반투과형 액정 표시 장치에서는, 절연막(234)의 표면에 요철을 형성할 필요가 있고, 절연막(234)에는 열 공정에서 리플로우되어 평탄하게 되지 않을 내열성이 필요하다. 그러므로, 재료도 한정되어 있었다. 한편, 본 발명의 액정 표시 장치(1)에서 채용되는 평탄화막(12)에서는 그 표면에 요철을 형성할 필요가 없으므로, 예를 들면, 지환식(指環式) 올레핀 수지나 SOG 등의 저유전 재료나 내열성이 낮은 고평탄화 재료 등, 기능성 재료와의 조합이 가능해진다.

또한, 종래 구조의 반투과형 액정 표시 장치의 경우, 절연막(212)에 투과율이나 절연성 등의 특성이 필요하였지만, 본 발명의 갭 조정층(15)은, 이와 같은 특 성을 필요로 하지 않기 때문에, 고감도 재료나 고평탄성 재료 등을 채용함으로써, 생산성 향상, 고신뢰성, 및 저유전율화 등의 고기능성을 얻을 수도 있다.

다음에, 본 발명의 반투과형 액정 표시 장치와 종래 구조(비교예 2)의 반투과형 액정 표시 장치의 광학 특성을 비교했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

[표 1]

		종래 화소	본 발명
투과 특성	투과율(%)	3.4	3.5
투과 특성	투과 콘트라스트 비	103	100
반사 특성	반사율(%)	1.9	3
반사 특성	반사 콘트라스트 비	2.9	8.4

표 1에 나타낸 바와 같이, 종래 구조(비교예 2)의 액정 표시 장치(201)와 본 발명의 액정 표시 장치(1)는, 투과 특성이 거의 동등하였다. 한편, 반사 특성을 비교하면, 비교예 2의 액정 표시 장치(201)에서는 반사율이 1.9%이며, 본 발명의 액정 표시 장치(1)에서는 반사율이 3%였다. 이 결과, 본 발명의 액정 표시 장치(1)는, 비교예 2의 액정 표시 장치(201)보다 1.5배의 반사율을 얻을 수 있었다. 그 이유로서는, 갭 조정층(15)에 컨택트홀이 형성되어 있지 않은 것과 병행하여, 본딩 여유가 필요없음에 의하여 반사 영역이 넓어진 것에 기인한다. 또한, 반사 콘트라스트비에 대하여도, 비교예 2의 액정 표시 장치(201)는, 본딩 편차부의 단차의 영향에 의한 광의 누출과 컨택트홀의 영향에 의해, 현저하게 반사 콘트라스트가 저하되었다. 한편, 본 발명의 액정 표시 장치(1)에서는, 거의 3배의 높은 반사 콘트라스트비를 얻을 수 있었다.

이와 같이, 반사부(5)는 반사 전극(16)을 형성한 갭 조정층(15)을 구비하고 있어 반사 특성 열화를 억제할 수 있으므로, 고반사율을 얻을 수 있다. 또 투과 부(6)는 기판(10) 상에 형성된 평탄화막(12)을 가지는 영역으로 이루어지고, 또한 구동 트랜지스터나 신호선 등이 형성되는 소자층(11)이 반사부(5)에 있으므로, 투과부(6)는 광의 누출을 일으키는 요철이 없기 때문에, 고투과 콘트라스트비 및 고투과율을 실현할 수 있다.

다음에, 청구항 6에 따른 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법의 일실시예(제1 실시예)를, 도 4 및 도 5의 제조 단계 단면도에 의해 설명한다. 도 4 및 도 5는, 표시 장치의 일례로서 반투과형 액정 표시 장치를 나타낸다.

도 4의 (1)에 나타낸 바와 같이, 기판(제1 기판)(10)에 TFT 등으로 이루어지는 스위칭 소자, 보조 용량, 게이트선 및 신호선 등의 소자층(11)을 형성한다.

다음에, 도 4의 (2)에 나타낸 바와 같이, 소자층(11)이나 신호선(도시하지 않음)에 따른 요철을 평탄화하기 위하여, 기판(10) 상에 평탄화막(12)을 형성한다. 이어서, 평탄화막(12)에 소자층(11)에 통하는 컨택트홀(13)을 형성한다. 평탄화막(12)에는 투명 레지스트를 사용할 수 있다. 그와 같은 레지스트로서, 예를 들면, JSR사 제품 PC315G가 있다. 또는, 아크릴계 유기막, 지환식 올레핀 수지, SOG 등을 사용할 수도 있다.

다음에, 도 4의 (3)에 나타낸 바와 같이, 투과부(6)의 전극으로서, 평탄화막(12) 상의 소자층(11)에 컨택트홀(13)을 통해서 접속하는 화소 전극(14)을 형성한다. 이 화소 전극(14)은, 예를 들면, 투명 전극으로 이루어지고, 예를 들면, 인듐틴옥사이드(ITO, Indium Tin Oxide) 등의 투명 전극으로 형성된다.

다음에, 도 5의 (4)에 나타낸 바와 같이, 반사부(5)의 소자층(11)의 상방의 평탄화막(12) 상에, 갭 조정층(15)을 형성한다. 이와 같이, 소자층(11)에 접속하는 화소 전극(14)을 먼저 형성한 후에 갭 조정층(15)을 형성함으로써, 갭 조정층(15)에 소자층(11)에 통하는 컨택트홀을 형성하는 것이 회피되고, 우수한 반사 특성을 얻을 수 있게 된다.

또한, 갭 조정층(15)을 형성할 때, 갭 조정층(15)의 표층만 노광할 수 있는 노광량으로 노광하고, 현상하여, 갭 조정층(15)의 상면에 요철을 형성한 후, 베이킹을 행함으로써, 상기 요철이 둥그스름한 형상으로 된다. 이 베이킹은, 예를 들면, 220℃로 행한다.

그 후, 도 5의 (5)에 나타낸 바와 같이, 갭 조정층(15) 상에 갭 조정층(15)의 단부에서 화소 전극(14)에 접속하는 반사 전극(16)을 형성한다. 반사 전극(16)은, 예를 들면, 반사율이 높은 금속 재료로 형성한다. 예를 들면, 은(Ag), 알루미늄(Al) 등의 금속 재료로 형성한다. 이와 같이, 갭 조정층(15)의 상면을 둥그스름한 요철 형상으로 하고, 그 표면에 반사 전극(16)을 형성함으로써, 반사부(5)의 반사 특성을 향상시킬 수 있다.

이후의 단계로서는, 배향막을 형성하고, 스페이서가 형성된 컬러 필터 또는, 스페이서를 통하여 실재를 사용하여 접착하고, 기판 사이에 액정을 주입함으로써 액정 셀이 완성된다. 이 액정 셀에 위상차판과 편광판을 부착함으로써, 본 실시예의 반투과형 액정 표시 장치가 제조된다.

제1 실시예의 제조 방법에 의하면, 반사부(5)는 반사 특성의 열화를 억제할 수 있으므로, 고반사율의 액정 표시 장치를 실현할 수 있고, 투과부(6)는 평탄화 막(12)으로 표면을 평탄하게 형성하므로, 고투과 콘트라스트비 및 고반사율의 액정 표시 장치를 실현할 수 있는 이점이 있다. 또한, 반사 전극(16)이 갭 조정층(15)의 일단에서 화소 전극(14)에 접속되므로, 반사 전극(16)과 화소 전극(14)을 접속하는 컨택트홀이 불필요하기 때문에, 반사율·콘트라스트 등의 반사 특성이 우수하다. 또한, 소자층(11)이 형성되어 있는 측에 갭 조정층(15)을 형성하므로, 소자층(11) 측에 단차가 생기기 때문에, 컬러 필터와의 본딩 여유가 필요하지 않게 된다. 따라서, 컬러 필터 측에 갭 조정층을 형성한 것과 비교하여, 같은 투과율을 가지는 것에서는, 반사 특성이 우수한 액정 표시 장치를 형성할 수 있다.

제1 실시예의 제조 방법에서는, 갭 조정층(15)을 형성하는 재료에 따라서는, 노광량이 높아지고 생산성을 저해하는 경우가 있다. 갭 조정층(15)을 형성하는 막의 두께가 두꺼운 것에 의해, 갭 조정층(15)의 리플로우가 늘어나므로, 양호한 반사 특성을 얻기 위해 필요한 요철 형성이 저해된다. 그래서, 갭 조정층(15)의 막 두께를 얇게 하는 제조 방법의 일례를, 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법의 일실시예(제2 실시예)로서 도 6의 제조 단계 단면도에 의해 설명한다. 도 6은, 표시 장치의 일례로서 반투과형 액정 표시 장치를 나타낸다.

도 6의 (1)에 나타낸 바와 같이, 기판(제1 기판)(10)에 TFT 등으로 이루어지는 스위칭 소자, 보조 용량선, 게이트선 및 신호선 등의 소자층(11)을 형성한다. 다음에, 소자층(11)이나 신호선(도시하지 않음)에 따른 요철을 평탄화하기 위해, 기판(10) 상에 평탄화막(12)을 형성한다. 이 평탄화막(12)은 반사부(5) 및 투과부(6)에서, 각각 평탄하게 형성되어 있으며, 소자층(11)의 단부 상에서는 단차를 가진다. 즉, 기판(10)의 표면으로부터 갭 조정층이 형성되는 영역의 평탄화막(12)의 표면까지의 높이가, 갭 조정층이 형성되지 않는 영역의 평탄화막(12)의 표면까지의 높이보다 높아지도록, 평탄화막(12)이 형성된다. 이어서, 평탄화막(12)에 소자층(11)에 통하는 컨택트홀(13)을 형성한다. 평탄화막(12)에는, 투명 레지스트를 사용할 수 있다. 그와 같은 레지스트로서, 예를 들면, JSR사 제품 PC315G가 있다. 또는, 아크릴계 유기막, 지환식 올레핀 수지, SOG 등을 사용할 수도 있다.

다음에, 투과부(6)의 전극으로서, 평탄화막(12) 상에 소자층(11)에 컨택트홀(13)을 통해서 접속하는 화소 전극(14)을 형성한다. 이 화소 전극(14)은, 예를 들면, 투명 전극으로 이루어지고, 예를 들면, 인듐틴옥사이드(ITO) 등의 투명 전극으로 형성된다.

다음에, 도 6의 (2)에 나타낸 바와 같이, 평탄화막(12) 상에 화소 전극(14)을 통하여 표면이 평탄한 절연막(17)을 형성한다.

다음에, 도 6의 (3)에 나타낸 바와 같이, 리소그라피(lithography) 기술과 에칭(etching) 기술에 의해, 또는 절연막(17)이 감광성일 경우에는, 리소그라피 기술(노광, 현상 등)에 의해, 반사부(5)의 소자층(11)의 상방의 평탄화막(12) 상에, 절연막(17)으로 이루어지는 갭 조정층(15)을 형성한다. 이와 같이, 소자층(11)에 접속하는 화소 전극(14)을 먼저 형성한 후에 갭 조정층(15)을 형성함으로써, 갭 조정층(15)에 소자층(11)에 통하는 컨택트홀을 형성하는 것이 회피되고, 우수한 반사 특성을 얻을 수 있게 된다.

또한, 갭 조정층(15)을 형성할 때, 갭 조정층(15)의 표층만 노광할 수 있는 노광량(예를 들면, 컨택트홀을 형성하는 노광량보다 적은 노광량)으로 노광하고, 현상하여, 갭 조정층(15)의 상면에 요철을 형성한 후, 베이킹을 행함으로써, 상기 요철이 둥그스름한 형상으로 된다. 이 베이킹은, 예를 들면, 220℃로 행한다.

전술한 바와 같이, 평탄화된 절연막(17)의 표면을, 컨택트홀을 형성하는 노광량보다 낮은 노광량으로 노광하고, 현상함으로써 단차를 형성한 경우, 갭 조정층(15)을 형성하기 위한 절연막(17)의 도포막 두께 α와, 적절한 갭을 얻기 위한 단차인 갭 조정층(15)의 높이 β는 동시에 얇아지므로, 적은 노광량으로 형성할 수 있게 된다.

이로써, 요철을 형성하는 재료의 리플로우도 억제되므로, 도 7의 평탄화막의 투과부의 제거량(excavation amount)과 경사 각도의 관계를 나타낸 도면에 나타낸 바와 같이, 요철의 경사 각도를 제거량으로 제어할 수 있고, 디바이스에 최적인 반사 특성을 가지는 액정 표시 장치를 제작할 수 있게 된다.

다음에, 본 발명의 액정 표시 장치의 일실시예(제2 실시예)를, 도 8의 주요부 단면도에 의해 설명한다. 도 8은, 액정 표시 장치의 일례로서 반투과형 액정 표시 장치를 나타낸다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 액정 표시 장치(1)는, 대향하는 기판(10, 30) 사이에 액정층(20)이 밀봉되고, 반사부(5)와 투과부(6)를 구비하며, 화상을 표시하는 복수개의 화소(40)로 구성되어 있다. 즉, 기판(10) 상에 소자층(예를 들면, 구동·제어 소자, 신호선 등)(11)이 형성되고, 이 소자층(11)을 피복하도록 기판(10) 상에 평탄화막(12)이 형성되어 있다. 소자층(11) 상의 평탄화막(12) 상에는, 소자 층(11)에 컨택트홀(13)을 통해서 접속되는 화소 전극(14)이 형성되어 있다. 이 화소 전극(14) 상에서, 소자층(11)의 상방에는 갭 조정층(15)이 형성되어 있다. 이 갭 조정층(15)은, 예를 들면, 2개 층의 유기 절연막으로 형성되어 있다. 갭 조정층(15)의 상면(액정층(20) 측)은 요철형으로 형성되고, 그 표면에는 반사 전극(16)이 형성되어 있다. 이 반사 전극(16)은, 갭 조정층(15)의 단부에서 화소 전극(14)에 접속되어 있다.

따라서, 반사부(5)는 소자층(11)과, 이 소자층(11)을 피복하는 평탄화막(12)과, 이 평탄화막(12) 상에 화소 전극(14)의 일부를 통하여 형성된 갭 조정층(15)과, 이 갭 조정층(15) 상에 형성된 반사 전극(16)을 포함하는 영역으로 이루어진다. 또한, 투과부(6)는 갭 조정층(15)의 형성 영역을 제외하는 기판(10) 상에 형성된 평탄화막(12) 및 화소 전극(14)을 포함하는 영역으로 이루어진다.

한편, 대향 기판이 되는 기판(30)에는 컬러 필터(31)가 형성되고, 그 표면에 평탄화막(32)을 사이에 두고 화소 전극(33)이 형성된다.

또한, 종래의 화소에서, 반사 영역의 화소에는 컨택트홀이나 신호선에 의한 요철 등이 있어, 양호한 반사 특성을 얻기 위한 요철을 연속적으로 배치할 수 없었지만, 본 발명에 의하면 신호선 위(上)도 포함하여 연속적으로 배치할 수 있고, 양호한 반사 특성을 얻을 수 있는 표시 소자를 얻을 수 있다. 또한, 포토 스페이서도 갭의 안정을 위해서는 평탄한 영역이 불가결하지만, 연속된 요철을 얻을 수 있고, 요철의 높이가 균일해지므로, 요철 상에 포토 스페이서가 배치될 수 있다.

다음에, 본 발명의 액정 표시 장치의 일실시예(제3 실시예)를, 도 9의 주요 부 단면도에 의해 설명한다. 도 9는, 액정 표시 장치의 일례로서 반투과형 액정 표시 장치를 나타낸다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 액정 표시 장치(1)는, 대향하는 기판(10, 30) 사이에 액정층(20)이 밀봉되고, 반사부(5)와 투과부(6)를 구비하며, 화상을 표시하는 복수개의 화소(40)로 구성되어 있다. 즉, 기판(10) 상에 소자층(예를 들면, 구동·제어 소자, 신호선 등)(11)이 형성되고, 이 소자층(11)을 피복하도록 기판(10) 상에 평탄화막(12)이 형성되어 있다. 소자층(11) 상의 평탄화막(12) 상에는, 소자층(11)에 컨택트홀(13)을 통해서 접속되는 화소 전극(14)이 형성되어 있다. 이 화소 전극(14) 상에서, 소자층(11)의 상방에는 갭 조정층(15)이 형성되어 있다. 갭 조정층(15)의 상면(액정층(20) 측)은 요철형으로 형성되고, 또한 갭 조정층(15)에는 컨택트홀(13)에 통하는 컨택트홀(18)이 형성되어 있다. 그리고, 갭 조정층(15)의 표면에는, 컨택트홀(18)을 통해서 화소 전극(14)에 접속하는 반사 전극(16)이 형성되어 있다. 이 반사 전극(16)은, 갭 조정층(15)의 단부에서 화소 전극(14)에 접속되어 있다.

따라서, 반사부(5)는 소자층(11)과, 이 소자층(11)을 피복하는 평탄화막(12)과, 이 평탄화막(12) 상에 화소 전극(14)의 일부를 통하여 형성된 갭 조정층(15)과, 이 갭 조정층(15) 상에 형성된 반사 전극(16)을 포함하는 영역으로 이루어진다. 또한, 투과부(6)는 갭 조정층(15)의 형성 영역을 제외하는 기판(10) 상에 형성된 평탄화막(12) 및 화소 전극(14)를 포함하는 영역으로 이루어진다.

다음에, 본 발명의 액정 표시 장치의 일실시예(제4 실시예)를, 도 10의 주요부 단면도에 의해 설명한다. 도 10은, 액정 표시 장치의 일례로서 반투과형 액정 표시 장치를 나타낸다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 액정 표시 장치(1)는, 대향하는 기판(10, 30) 사이에 액정층(20)이 밀봉되고, 반사부(5)와 투과부(6)를 구비하며, 화상을 표시하는 복수개의 화소(40)로 구성되어 있다. 즉, 기판(10) 상에 소자층(예를 들면, 구동·제어 소자, 신호선 등)(11)이 형성되고, 이 소자층(11)을 피복하도록 기판(10) 상에 평탄화막(12)이 형성되어 있다. 소자층(11) 상의 평탄화막(12) 상에는, 이 평탄화막(12) 상에서, 소자층(11)의 상방에는 갭 조정층(15)이 형성되어 있다. 갭 조정층(15)의 상면(액정층(20) 측)은 요철형으로 형성되고, 또한 갭 조정층(15)에는, 평탄화막(12)을 관통하여 소자층(11)에 이르는 컨택트홀(19)이 형성되어 있다. 그리고, 갭 조정층(15)의 표면에는, 컨택트홀(19)을 통해서 소자층(11)에 접속하는 화소 전극(14)이 형성되고, 또한 반사부(5)의 영역의 화소 전극(14) 상에 반사 전극(16)이 형성되어 있다.

따라서, 반사부(5)는 소자층(11)과, 이 소자층(11)을 피복하는 평탄화막(12)과, 갭 조정층(15)과, 이 갭 조정층(15)과 평탄화막(12)을 관통하여 소자층에 접속되는 화소 전극(14)의 일부와, 이 갭 조정층(15) 상에 형성된 반사 전극(16)을 포함하는 영역으로 이루어진다. 또한, 투과부(6)는 갭 조정층(15)의 형성 영역을 제외하는 기판(10) 상에 형성된 평탄화막(12) 및 화소 전극(14)을 포함하는 영역으로 이루어진다.

각각의 실시예에서, 갭 조정층(15)의 상면에 형성된 요철은 화소 사이에 연속적으로 형성되어도 된다. 요철면 상에 포토 스페이서를 배치할 수도 있다.

또한, 종래의 액정 표시 장치와 같이, 소자층(11) 측에 단차가 있는 구성에서는 신호선의 요철에서 투과 콘트라스트를 크게 하는 것이 곤란하므로, 차광을 많이 하여 콘트라스트를 얻으려고 하면 투과율이 저하되는 문제가 발생한다. 한편, 본 발명의 표시 장치의 구조에서는 신호선이 평탄화막(12)에 매립되는 구성이므로, 투과 특성이 우수한 표시 패널을 만들 수 있다. 또한, 종래는 반사 전극을 형성하는 요철용의 절연막은 아크릴 수지 등 반사 특성을 가지는 것으로 한정되어 있었지만, SOG나 지환식 올레핀 수지 등의 저유전율 재료 등, 다양한 특성을 가진 재료를 선택할 수 있게 된다.

각각의 실시예에서는, 표시 장치의 일례로서 액정 표시 장치에 대하여 설명하였으나, 본 발명은, 유기 전계 발광 장치 등 화소 전극이 소자층에 접속하는 컨택트홀(접속 부위)을 가지는 표시 장치에 사용함으로써, 고기능화, 고개구도 등의 특성을 얻을 수도 있다.

도 1은 청구항 1에 따른 본 발명의 액정 표시 장치의 일실시예(제1 실시예)를 나타낸 도면이며, 도 1의 (1)은 액정 표시 장치의 액정 셀 1화소분의 소자측 기판을 나타낸 평면도이며, 도 1의 (2)는 도 1의 (1)의 A－A'선을 따라 절단하여 나타낸 단면도이다.

도 2는 비교예 1로서, 종래의 반투과형 액정 표시 장치의 구조의 일례를 나타낸 주요부 단면도이다.

도 3은 비교예 2로서, 종래의 반투과형 액정 표시 장치의 구조의 일례를 나타낸 주요부 단면도이다.

도 4는 청구항 6에 따른 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법의 일실시예(제1 실시예)를 나타낸 제조 단계 단면도이다.

도 5는 청구항 6에 따른 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법의 일실시예(제1 실시예)를 나타낸 제조 단계 단면도이다.

도 6은 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법의 일실시예(제2 실시예)를 나타낸 제조 단계 단면도이다.

도 7은 요철의 점유율(occupancy)과 경사 각도의 관계를 나타낸 도면이다.

도 8은 본 발명의 액정 표시 장치의 일실시예(제2 실시예)를 나타낸 주요부 단면도이다.

도 9는 본 발명의 액정 표시 장치의 일실시예(제3 실시예)를 나타낸 주요부 단면도이다.

도 10은 본 발명의 액정 표시 장치의 일실시예(제4 실시예)를 나타낸 주요부 단면도이다.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1: 액정 표시 장치 5: 반사부

6: 투과부 10: 기판

11: 소자층 12: 평탄화막

15: 갭 조정층

Claims

반사부와 투과부를 포함하는 복수개의 화소로 구성된 표시 장치에 있어서,

기판 상에 형성된 소자층과,

상기 소자층을 피복하도록 상기 기판 상에 형성된 평탄화막 및

상기 소자층 상의 상기 평탄화막 상에 형성된 갭 조정층

을 포함하고,

상기 반사부는, 상기 소자층, 상기 평탄화막, 상기 갭 조정층 및 상기 갭 조정층 상에 형성된 반사 전극을 포함하는 영역으로 이루어지고,

상기 투과부는, 상기 갭 조정층의 형성 영역을 제외하는 상기 기판 상에 형성된 상기 평탄화막을 포함하는 영역으로 이루어지는, 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 평탄화막은, 상기 반사부가 형성되는 영역 및 상기 투과부가 형성되는 영역의 각각의 영역에서 평탄한, 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 평탄화막 상에 화소 전극이 형성되고,

상기 화소 전극이 상기 평탄화막에 형성된 컨택트홀을 통해서 상기 소자층에 접속되어 있는, 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 갭 조정층은 상기 화소 전극 상에 형성되고,

상기 반사 전극은 상기 갭 조정층 상에 형성되고, 상기 갭 조정층의 단부에서 상기 화소 전극과 접속되어 있는, 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 갭 조정층의 표면이 요철(凹凸) 형상으로 형성되어 있는, 표시 장치.
기판 상에 형성된 소자층을 피복하는 평탄화막을 상기 기판 상에 형성하는 단계와,

상기 평탄화막에 상기 소자층에 통하는 컨택트홀을 형성하는 단계와,

상기 컨택트홀을 통해서 상기 소자층에 접속하는 화소 전극을 상기 평탄화막에 형성하는 단계와,

상기 평탄화막 상에 갭 조정층을 형성하는 단계와,

상기 갭 조정층 상에 상기 갭 조정층의 일단에서 상기 화소 전극에 접속하는 반사 전극을 형성하는 단계

를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
제6항에 있어서,

상기 갭 조정층을 형성한 후, 상기 반사 전극을 형성하기 전에, 상기 갭 조정층 상에 요철을 형성하는 단계를 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
제6항에 있어서,

상기 기판의 표면으로부터 상기 갭 조정층이 형성되는 영역의 평탄화막 표면까지의 높이가, 상기 갭 조정층이 형성되어 있지 않은 영역의 평탄화막 표면까지의 높이보다 높아지도록, 상기 평탄화막을 형성하는, 표시 장치의 제조 방법.