KR100697413B1

KR100697413B1 - 액정 표시 장치, 영상 디스플레이 장치, 정보 처리 장치, 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100697413B1
Application number: KR1019990030540A
Authority: KR
Inventors: 세키메도모아키; 이와이요시오; 야마구치히사노리; 가토나오키
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date: 1998-07-30
Filing date: 1999-07-27
Publication date: 2007-03-19
Anticipated expiration: 2019-07-27
Also published as: TW546515B; US6392722B1; CN1132055C; CN1247325A; KR20000011998A

Abstract

본 발명에서는 점 결함의 발생이 방지되고, 화소의 결락이 방지되며, 밝은 표시 화면을 갖는 등의, 우수한 표시 특성을 갖는 액정 표시 장치가 얻어진다. 또한, 양품율이 현저히 향상된다. 투명 기판과, 상기 투명 기판상에 설치되고, 복수의 전극을 갖는 비선형 소자와, 상기 비선형 소자상에 설치된 보호막과, 상기 보호막상에 설치된 층간 절연막과, 상기 층간 절연막상에 설치된 화소 전극을 구비한다. V자형 구배의 단면 형상을 갖는 개구부가 상기 보호막과 상기 층간 절연막에 형성되어 있다. 상기 개구부는 상기 복수의 전극중 하나의 전극 표면에 노출되어 있다. 상기 개구부는 상기 보호막에 형성된 제 1 단부와, 상기 층간 절연막에 형성된 제 2 단부를 갖고, 상기 제 1 단부가 상기 제 2 단부보다도 외측에 위치한다. 상기 화소 전극은 상기 개구부의 상기 층간 절연막상에도 설치되어 있다. 상기 하나의 전극이 상기 개구부에 있어서 상기 화소 전극과 접촉하고 있다.

Description

액정 표시 장치, 영상 디스플레이 장치, 정보 처리 장치, 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY, IMAGE RECEIVING APPARATUS AND INFORMATION PROCESSING APPARATUS USING THEREOF, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 액정 표시 장치의 주요부를 나타내며, (a)는 개구부의 평면도, (b)는 그 단면도,

도 2는 본 발명의 실시예 1에 관한 액정 표시 장치의 1 화소분의 평면도,

도 3은 개구부의 사이즈와 양품율의 관계를 나타내는 그래프,

도 4는 본 발명의 실시예에 관한 반사 화소 전극의 알루미늄의 막 두께와 상대 반사율의 상관도,

도 5의 (a)는 본 발명의 액정 표시 장치의 일실시예의 구성의 개략도,

도 5의 (b)는 본 발명의 액정 표시 장치의 일실시예의 주사선 전극과 신호선 전극의 배치를 설명하는 도면,

도 6은 종래의 액티브 매트릭스 반사형 액정 표시 장치의 일례를 나타내며, (a)는 개구부의 평면도, (b)는 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

101, 401 : 반사 화소 전극 102, 402 : 층간 절연막

103, 403 : 보호막 104, 404 : 개구부

104a : 보상 용량과의 개구부 104b : TFT 구동 소자와의 개구부

105, 405 : 드레인 전극 106, 406 : 소스 전극

107, 407 : 반도체층 108, 408 : 게이트 절연막

109, 409 : 게이트 전극 110, 410 : 투명 기판(유리 기판)

111 : 비선형 소자(TFT, 박막 다이오드 MIM)

200 : 투명 전극 기판 206 : 신호선 전극

209 : 주사선 전극(scanning line electrode)

210 : 액정 셀

본 발명은 액티브 매트릭스(active matrix)형의 액정 표시 장치, 특히 반사형 액정 표시 장치에 관한 것이다.

최근에는, 휴대 전화, PHS(휴대 전화 시스템), PDA(휴대 정보 단말) 등의 정보 통신 기기의 급속한 보급에 따라, 장소·때를 가리지 않고, 누구나 부담없이 정보를 액세스하여, 발신할 수 있는 인프라가 정비되고 있는 중이다.

이들 정보 통신 기기는 모바일 용도로 사용되기 때문에, 얇으면서도, 가볍우며, 그리고 저(低) 전력을 갖는 표시부가 요구되고 있다. 현재, 액정 표시 장치가 이들 표시부의 중심이지만, 그 중에서도 특히, 백 라이트(back light)를 필요로 하지 않는 반사형 액정 표시 장치가 주류를 이루고 있다. 종래의 액티브 매트릭스 반사형 액정 표시 장치의 일례가, 일본 특허 공개 평성 제 08-160463호 공보에 제안되어 있다.

이하에, 종래의 액티브 매트릭스 반사형 액정 표시 장치의 일례에 대하여 설명한다. 액티브 매트릭스 반사형 액정 표시 장치는, 투명 기판과, 그 투명 기판에 설치된 다수의 화소 전극과, 각 화소 전극을 구동하는 비선형 소자를 구비한다. 비선형 소자로서는, 박막 다이오드나 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하 TFT로 약칭함) 등이 사용된다. 이들 화소 전극이나 소자는 2차원 형상의 매트릭스 형상으로 배열되어 있다. 이하의 설명에서는, 비선형 소자로서 TFT를 이용한 예에 대하여 설명한다.

도 6은 종래의 액티브 매트릭스 반사형 액정 표시 장치의 개구부, 및 TFT 소자부를 나타내는데, (b)는 단면도를 나타내고, (a)는 (b)의 개구부의 평면도이다. 도 6의 (a)는 개구부의 크기를 이해하기 쉽게 하기 위해서, 반사 화소 전극(401)의 도시를 생략하고 있다.

게이트 절연막(408)이 유리 기판(410)상에 설치되어 있다. 보호막(403)이 게이트 절연막(408)상에 설치되어 있다. 층간 절연막(402)이 보호막(403)상에 설치되어 있다. 반사 화소 전극(401)이 층간 절연막(402)상에 설치되어 있다. TFT 소자(411)는 드레인 전극(405), 소스 전극(406), 반도체층(407), 게이트 전극(409)을 갖는다.

개구부(404)인 콘택트 홀에 의해, 반사 화소 전극(401)과 드레인 전극(405)이 도통한다.

이러한 구성에 있어서, 주사선 전극인 게이트 전극(409)과 반사 화소 전극(401)의 거리를 작게 할 수 있고, 또한, 신호선 전극인 소스 전극(406)과 반사 화소 전극(401)의 거리를 작게 할 수 있으며, 동시에, 이들 사이의 단락이 층간 절연막(402)에 의해서 방지될 수 있다. 이 때문에, 이러한 구성은, 층간 절연막을 이용하지 않은 구성에 비해서 개구율을 대폭 향상시킬 수 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 액티브 매트릭스 반사형 액정 표시 장치에서는, 이하와 같은 문제가 있었다. 예를 들어, 종래의 액정 표시 장치에 있어서, 보호막(403)부에 있어서의 개구부(404)의 크기는, 세로 방향의 길이「Xa」는 6㎛이고, 가로 방향의 길이「Ya」는 6㎛이며, 층간 절연막(402)부에 있어서의 개구부(404)의 크기는, 세로 방향의 길이「Xb」는 15㎛, 가로 방향의 길이「Yb」는 15㎛이다. 이 경우, 보호막(403)부의 개구부(404)의 직경의 길이와 층간 절연막(402)부의 개구부(404)의 직경의 길이는 서로 다르다. 그 때문에, 보호막(403)과 층간 절연막(402)의 경계상에 있어서의 반사 화소 전극(401)에 단차(도 6의 (b)의 A부)가 발생한다. 이 단차 때문에, 반사 화소 전극(401)에는 단선이 발생하기 쉽다. 단선이 발생한 경우, 반사 화소 전극(401)과 TFT 소자(411) 사이의 전기적 도통을 확보할 수 없게 되어, 그 결과, 액정 표시 장치에 점 결함이 발생한다고 하는 문제가 있었다.

또한, 주된 구성 재료가 알루미늄인 화소 전극을 사용한 액정 표시 장치는, 반사 화소 전극의 막 두께의 차이에 기인하는 콘택트 불량이나 단선 등이 발생하여, 그 결과, 표시 불량 및 반사율 저하와 같은 문제가 발생하고 있었다.

본 발명은 화소 전극의 단선을 방지하여, 양호한 표시 특성을 가능하게 하는 액정 표시 장치, 및 이것을 이용한 수상 장치와 정보 처리 장치를 제공한다.

본 발명의 액정 재료를 갖는 표시 장치는 투명 기판과 상기 투명 기판상에 설치되고, 복수의 전극을 갖는 비선형 소자와 상기 비선형 소자상에 설치된 보호막과 상기 보호막상에 설치된 층간 절연막과 상기 층간 절연막상에 설치된 화소 전극

을 구비하되, V자형 구배의 단면 형상을 갖는 개구부가 상기 보호막과 상기 층간 절연막에 형성되고, 상기 개구부는 상기 복수의 전극중의 제 1 전극의 표면에 노출되며, 상기 개구부는 상기 보호막에 형성된 제 1 단부와 상기 층간 절연막에 형성된 제 2 단부를 갖고, 상기 제 1 단부가 상기 제 2 단부보다도 외측에 위치하고, 상기 화소 전극은 상기 개구부의 표면에도 설치되며, 상기 비선형 소자의 상기 하나의 전극이 상기 개구부에 있어서 상기 화소 전극과 접촉하고 있다.

본 발명의 액정 재료를 갖는 표시 장치의 제조 방법은, (a) 기판상에, 복수의 전극을 갖는 비선형 소자를 설치하는 공정과, (b) 상기 비선형 소자를 덮고, 보호막 ― 여기서, 상기 보호막은 하개구부를 가지며, 상기 복수의 전극중 제 1 전극은 상기 하개구부에 노출됨 ― 을 설치하는 공정과, (c) 상기 보호막을 덮고, 층간 절연막 ― 여기서, 상기 층간 절연막은 상기 하개구부에 일치하는 위치에 형성된 상개구부를 가지며, 상기 제 1 전극은 상기 상개구부에 노출됨 ― 을 설치하는 공정과, (d) 상기 층간 절연막과 노출된 상기 제 1 전극을 덮고, 화소 전극을 설치하는 공정을 구비하되, 상기 하개구부와 상기 상개구부는 개구부를 형성하고, 상기 개구부는 V자형의 단면 형상을 가지며, 상기 개구부는 상기 보호막에 형성된 제 1 단부와 상기 층간 절연막에 형성된 제 2 단부를 갖고, 상기 제 1 단부가 상기 제 2 단부보다도 외측에 위치하도록, 상기 개구부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의해, 점 결함의 발생이 방지되고, 화소의 결핍이 방지되며, 밝은 표시 화면을 갖는 등의 우수한 표시 특성을 갖는 표시 장치가 얻어진다. 또, 양품율이 현저히 향상된다.

본 발명의 수상 장치는 상기한 바와 같은 표시 장치를 구비한다. 이 구성의 수상 장치는 상술한 것과 동일한 양호한 표시 특성을 갖는다.

본 발명의 정보 처리 장치는 상기한 바와 같은 표시 장치를 구비한다. 이 구성의 정보 처리 장치는 상술한 것과 동일한 양호한 표시 특성을 갖는다.

본 발명의 액정 재료를 갖는 표시 장치는, 투명 기판과, 그 투명 기판상에 형성된 매트릭스 형상의 주사선 전극(또는, 게이트 라인 전극을 의미함) 및 신호선 전극(소스 라인 전극, 데이터 라인 전극, 또는, 표시선 전극을 의미함)과, 그 교점 에 형성된 비선형 소자와, 그 위에 형성된 보호막과, 그 위에 형성된 층간 절연막과, 그 위에 형성된 화소 전극을 구비한다.

V자형 구배의 단면 형상을 갖는 개구부가, 상기 비선형 소자 상부의 상기 보호막과 상기 층간 절연막의 쌍방에 형성되고, 상기 개구부에 의해서, 상기 화소 전극과 상기 비선형 소자의 전극이 접촉하며, 상기 보호막의 개구부의 단부가 상기 층간 절연막의 개구부의 단부보다도 외측에 위치한다.

이러한 구성에 의해, 개구부에 있어서, 층간 절연막이 보호막을 덮도록 형성할 수 있어, 그 결과, 보호막과 층간 절연막의 경계를 없앨 수 있다. 또한, 층간 절연막상에 형성되는 화소 전극은, 층간 절연막의 형상을 그대로 반영하여 형성될 수 있다. 이 때문에, 개구부에 있어서의 층간 절연막이 단차부를 갖지 않는 형상으로 형성할 수 있다. 그 결과, 개구부에 있어서의 층간 절연막의 단선을 방지할 수 있고, 또한, 양호한 표시 특성을 갖는 표시 장치가 얻어진다.

특히 바람직하게는, 상기 화소 전극이 접촉하고 있는 상기 비선형 소자의 하나의 전극에, 상기 층간 절연막이 접촉하고 있다. 이 구성에 있어서, 층간 절연막이 보호막의 개구부의 모든 영역에서 보호막을 덮는다. 그 때문에, 개구부의 층간 절연막의 단차부의 형성이 확실하게 방지된다.

특히 바람직하게는, 상기 보호막의 상기 개구부에 있어서는, 상기 보호막은 상기 층간 절연막에 덮혀 있다. 이 구성에 의해, 개구부에서는 층간 절연막에 단차 부가 형성되지 않기 때문에, 개구부에 있어서의 층간 절연막의 단선이 방지될 수 있어, 그 결과, 양호한 표시 특성을 갖는 표시 장치가 얻어진다.

특히 바람직하게는, 상기 보호막과 상기 층간 절연막의 각 개구부의 형상이 대략 정방형으로, 상기 주사선 전극과 평행한 방향의 상기 보호막의 개구부의 길이가 「Xa」이고, 상기 주사선 전극과 평행한 방향의 상기 층간 절연막의 상기 개구부의 길이가 「Xb」인 경우, 「Xa」>「Xb」의 관계가 있다. 이러한 구성에 의하면, 개구부의 층간 절연막이 단차부를 갖지 않는 형상으로 할 수 있다. 그 때문에, 개구부에 있어서의 층간 절연막의 단선이 방지되어, 그 결과, 양호한 표시 특성을 갖는 표시 장치가 얻어진다.

특히 바람직하게는, 상기 「Xa」가 5≤Xa≤30㎛의 범위이고, 또한, 상기 「Xb」가 5≤Xb≤30㎛의 범위이다. 이 구성에 의해, 화소 전극과 비선형 소자 사이의 도통이 차단되거나, 또는, 산란 성분이 지나치게 커지기도 하는 현상의 발생이 방지된다.

특히 바람직하게는, 상기 보호막과 상기 층간 절연막의 각 개구부의 형상이 대략 정방형으로, 상기 신호선 전극과 평행한 방향의 상기 보호막의 개구부의 길이가「Ya」이고, 상기 신호선 전극과 평행한 방향의 상기 층간 절연막의 개구부의 길이가「Yb」인 경우, 「Ya」>「Yb」의 관계가 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 개구부의 층간 절연막이 단차부를 갖지 않는 형상으로 할 수 있다. 그 때문에, 개구부에 있어서의 층간 절연막의 단선의 발생이 방지된다, 그 결과, 양호한 표시 특성을 갖는 표시 장치가 얻어진다.

특히 바람직하게는, 상기 「Ya」가, 5≤Ya≤30㎛의 범위이고, 또한, 상기 「Yb」가 5≤Yb≤30㎛의 범위이다. 이러한 구성에 의해, 화소 전극과 비선형 소자 의 도통이 차단되거나, 산란 성분이 지나치게 커지기도 한다고 하는 현상이 방지된다.

특히 바람직하게는, 상기 화소 전극은 알루미늄, 알루미늄의 합금, 및 은으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속 재료이다.

특히 바람직하게는, 상기 화소 전극은 2층의 화소 전극을 갖고, 그 2층의 화소 전극중 한쪽 층의 재료는 티탄이며, 다른쪽 층의 재료는 알루미늄 및 알루미늄 합금중 적어도 하나의 금속 재료이다.

특히 바람직하게는, 상기 화소 전극을 형성하는 층 중, 알루미늄 또는 알루미늄의 합금으로 형성되어 있는 층의 막 두께가 50nm 이상 300nm 이하이다. 이러한 구성에 의해, 단선이 방지되고, 화소 전극과 비선형 소자의 콘택트 불량에 의한 표시 장치의 점 결함의 발생이 방지되며, 또한, 반사율의 저하가 방지된다.

본 발명의 수상 장치는 상기한 바와 같은 액정 표시 장치를 구비한다. 이 구성의 수상 장치는 상술한 것과 동일한 양호한 표시 특성을 갖는다.

본 발명의 정보 처리 장치는 상기한 바와 같은 액정 표시 장치를 구비한다. 이 구성의 정보 처리 장치는 상술한 것과 동일한 양호한 표시 특성을 갖는다.

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적, 특징, 국면 및 이익 등은 첨부 도면을 참조로 하여 설명하는 이하의 상세한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다.

이하, 본 발명의 전형적 실시예를, 도면을 참조하면서 설명한다.

(전형적 실시예 1)

도 5의 (a)와 도 5의 (b)는 본 발명의 표시 장치의 일실시예의 액티브 매트릭스 반사형 액정 표시 장치의 구성의 개략을 나타낸다.

도 5의 (b)에 있어서, 복수의 주사선 전극(209)과 복수의 신호선 전극(206)이 투명 기판(110)에 매트릭스 형상으로 설치되어 있다. 복수의 주사선 전극(209)과 복수의 신호선 전극(206)은 서로 전기적으로 절연되어 있다. 도 5의 (a)에 있어서, 복수의 비선형 소자(111)가 투명 기판(110)상에, 매트릭스의 교점이 되는 위치에 규칙적으로 배열·설치되어 있다. 비선형 소자(111)로서, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)가 구성되어 있다. 각각의 박막 트랜지스터(111)는 게이트 전극(109)과 드레인 전극(105)과 소스 전극(106)의 복수의 전극을 갖는다. 그 복수의 비선형 소자(111)상에 보호막(103)과 층간 절연막(102)이 설치되어 있다. 층간 절연막(102)상에 화소 전극(101)이 설치되어 있다. 화소 전극(101)과 다른 투명 전극 기판(200) 사이에 액정 재료를 봉입한 액정 셀(210)이 설치되어 있다. 게이트 전극(109)은 주사선 전극(209)과 접속되고, 주사선 전극의 종단은 주사선 전극 구동 회로와 접속되어 있다. 소스 전극(106)은 신호선 전극(206)과 접속되고, 신호선 전극의 종단은 신호선 전극 구동 회로와 접속되어 있다. 주사선 전극 구동 회로와 신호선 전극 구동 회로와 투명 전극 기판(210)으로의 전기 입력을 제어함으로써, 각각의 비선형 소자(111)에 위치하는 화소 전극(101)상의 액정 재료가 광학적으로 변화하여, 광의 투과와 차단을 행한다.

도 1의 (b)는 실시예 1의 액티브 매트릭스 반사형 액정 표시 장치에 있어서 의 TFT 소자부(111)와 개구부(104) 부근의 단면도를 도시한다. 도 1의 (a)는 개구부(104)의 평면도를 도시한다. 도 1의 (a)에 있어서, 개구부의 크기를 이해하기 쉽도록 하기 위해서, 주사선 전극과 신호선 전극의 도시가 생략되어 있다.

투명 기판으로서의 유리 기판(110)상에, 비선형 소자로서의 TFT 소자(111)가 설치되어 있다. 보호막(103)이 TFT 소자(111)상에 설치되어 있다. 층간 절연막(102)이 보호막(103)상에 설치되어 있다. 화소 전극(101)이 층간 절연막(102) 위에 설치되어 있다. V자형 구배의 단면 형상을 갖는 개구부(104)가 보호막(103)과 층간 절연막(102)에 형성되고, 개구부(104)는 TFT 소자(111)의 표면에 노출되어 있다. 개구부(104)는 보호막(103)에 형성된 제 1 단부(104c)와, 층간 절연막(102)에 형성된 제 2 단부(104d)를 갖고, 제 1 단부(104c)가 제 2 단부(104d)보다도 외측에 위치하고 있다. 화소 전극(101)은 개구부(104)의 층간 절연막(102)상에도 설치되고, 상기 TFT 소자의 복수의 전극중 드레인 전극(105)이, 개구부(104)에 있어서 화소 전극(101)과 접촉하고 있다. 개구부(104)는 보호막(103)에 형성된 하개구부와, 층간 절연막(102)에 형성된 상개구부를 갖고, 하개구부의 표면의 형상은 대략 정방형이고, 상개구부의 표면의 형상은 대략 정방형이며, 하개구부의 세로 방향의 길이가 상기 상개구부의 세로 방향의 길이보다도 크다. 또한, 하개구부의 가로 방향 길이가 상개구부의 가로 방향의 길이보다도 크다.

이하에, 이 구성을 더욱 자세히 설명한다.

게이트 절연막(108)이 유리 기판(110)상에 형성되어 있다. TFT 소자(111)의 영역부에는 유리 기판(110)과 게이트 절연막(108) 사이에 게이트 전극(109)이 형성되어 있다. 또한, 게이트 절연막(108)상에는 반도체층(107), 드레인 전극(105), 소스 전극(106)이 형성되어 있다. TFT 소자(111)는 보호막(103)에 의해서 보호되고 있다.

개구부(104)로서의 콘택트 홀이 형성되어 있음으로써, 반사 화소 전극(101)과 TFT 소자(111)의 드레인 전극(105)이 서로 전기적으로 도통한다.

도 2는 액정 표시 장치중의 1 화소에 상당하는 부분의 평면도를 나타낸다. 액정 표시 장치는 보상 용량과의 도통을 취하기 위한 제 1 개구부(104a)와, 반사 화소 전극(101)과 TFT 소자(111)의 드레인 전극(105)의 도통을 취하기 위한 제 2 개구부(104b)를 갖는다.

도 1을 이용하여, 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다. 우선, 게이트 전극(109)이 유리 기판(110)상에 형성된다. 유리 기판(110)은 투명 기판이며, 유리나 석영 등에 의해 제작된다. 게이트 전극(109)은 주사선 전극이다. 게이트 전극(109)은, 예를 들어 알루미늄(Al)에 의해 제작되고, 예를 들어, 스퍼터링, 포토리소그래피 및 에칭 등에 의해 형성된다.

다음에, 게이트 절연막(108)으로서의 질화막(SiNx 막)이, 예를 들어, 플라즈마 CVD법에 의해 형성되고, 반도체층(107)으로서의 아몰퍼스 실리콘(a-Si)이 형성되는, 이들 막 및 층이 연속적으로 퇴적된다.

다음에, 스퍼터법에 의해, 예를 들어 티탄(Ti)이 퇴적된다. 포토리소그래피 또는 에칭에 의해, 드레인 전극(105)과, 신호선 전극인 소스 전극(106)이 형성된 다. 그 위에, 보호막(103)으로서의 질화막이, 예를 들어 플라즈마 CVD법, 포토리소그래피 또는 에칭 등 방법에 의해 형성된다.

다음에, 그 위에, 층간 절연막(102)으로서의 감광성의 아크릴계 투명성 수지가 약 3㎛의 막 두께로 형성된다.

또, 상기 공정에 있어서, V자형의 단면 형상을 갖는 하개구부가 보호막(103)에 형성되고, V자형의 단면 형상을 갖는 상개구부가 층간 절연막(102)에 형성된다. 도 1에 있어서, 하개구부가 형성된 후에, 층간 절연막(102)이 설치되고, 그 후, 상개구부가 형성된다. 즉, 보호막(103)과 층간 절연막(102)에, 도 1의 (b)에 도시하는 바와 같은 V자형의 단면 형상을 갖는 개구부(104)가 형성된다.

그 후, Al을 스퍼터링, 포토리소그래피, 및 에칭으로부터 선택되는 적어도 하나의 방법에 의해 퇴적시킴으로써, 반사 화소 전극(101)이 형성된다. 이 방법에 의해, 개구부(104)에 있어서, 반사 화소 전극(101)과 드레인 전극(105)이 전기적으로 접속된다.

이하에, 개구부(104)에 대하여 구체적으로 설명한다. 도 1에 있어서, V자형 구배의 단면 형상을 갖는 개구부(104)가, 보호막(103)과 층간 절연막(102)에 형성되어 있다. 개구부(104)는 상기 비선형 소자(111)중 하나의 전극인 드레인 전극(105)의 표면에 노출되어 있다. 개구부(104)는 보호막(103)에 형성된 제 1 단부(104c)와, 층간 절연막(102)에 형성된 제 2 단부(104d)를 갖는다. 즉, 제 1 단부(104c)는 하개구부의 단부에 위치하고, 제 2 단부(104d)는 상개구부의 단부에 위치한다. 제 1 단부(104c)는 제 2 단부(104d)보다도 외측에 위치한다. 즉, 층간 절연막(102)은 제 1 단부(104c)를 덮으며 형성되고, 제 1 단부(104c)는 제 2 단부(104d)보다도 개구부(104)내의 외측에 위치한다. 화소 전극(101a)은 개구부(104)의 층간 절연막(102)상에 설치되어 있다. 드레인 전극(105)이 개구부(104)에 있어서 화소 전극(101a)에 접촉하고 있다. 개구부(104)는 단차를 갖지 않는 표면 형상을 갖는다. 예를 들어, 개구부(104)는 매끄러운 표면 형상, 또는 연속된 경사를 갖는 표면 형상을 갖는다. 개구부(104)에 위치하는 화소 전극(101a)은, 단차를 갖는 일 없이, 매끄러운 표면 형상으로 일치한 표면을 갖는다. 하개구부는 제 1 구배를 갖고, 상개구부는 제 2 구배를 가지며, 제 2 구배는 상기 제 1 구배보다도 급한 구배를 갖는다. 하개구부의 크기가 상개구부의 크기보다도 현저하게 큰 경우, 제 2 구배가 제 1 구배보다도 급한 구배를 가질 필요는 없다.

「Xa」는 보호막(103)에 형성된 개구부의 길이이고, 「Xb」는 층간 절연막(102)에 형성된 개구부의 길이로, 이들 「Xa」와 「Xb」의 각각의 길이는 주사선 전극(209)과 평행한 방향의 길이이다. 「Ya」는 보호막(103)에 형성된 개구부의 길이이고, 「Yb」는 층간 절연막(102)에 형성된 개구부의 길이이며, 이들 「Ya」와 「Yb」의 각각의 길이는 신호선 전극(206)과 평행한 방향의 길이이다.

이들 「Xa」, 「Xb」, 「Ya」, 「Yb」는, Xa>Xb와 Ya>Yb 중 적어도 하나의 관계를 갖는다. 도 1의 (b)는 이들 양쪽 관계를 만족하고 있는 경우의 구성을 나타낸다.

Xa>Xb의 관계를 만족하고 있는 경우, 5≤Xa≤30㎛, 또한 5≤Xb≤30㎛의 관계를 만족하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 이들 관계를 만족하는 구성은, Xa=15㎛, Xb= 10㎛ 등이다.

개구부의 직경이 4㎛ 이하인 경우, 화소 전극(101)과 TFT 소자(111)의 전기적 도통을 확보할 수 없게 되고, 개구부의 직경이 30㎛ 이상인 경우, 개구부의 요철에 의해 산란 성분이 지나치게 커진다. 또한, 개구부의 직경이 5㎛ 이상인 경우, 일정량 이상의 양품율을 확보할 수 있다.

도 3은 콘택트 홀 사이즈와 양품율의 관계를 나타낸다. 도 3에 도시하는 콘택트 홀 사이즈는 층간 절연막(102)에 형성된 콘택트 홀 사이즈로, Xb=Yb인 경우의 사이즈를 나타낸다. 도 3으로부터 알 수 있듯이, 콘택트 홀 사이즈가 5㎛ 이상인 경우, 충분한 양품율을 확보할 수 있다.

특히 바람직하게는, Ya>Yb의 관계를 만족하고 있는 경우, 「Xa」와 「Xb」의 경우와 마찬가지 이유에 의해, 5≤Ya≤30㎛, 또한 5≤Yb≤30㎛ 의 관계를 만족한다. 예를 들어, Ya=15㎛, Yb=10㎛가 바람직하다.

특히 바람직하게는, 보호막(103)과 층간 절연막(102)의 각 층의 포토리소그래피시에 있어서의 정렬 오차를 고려한 경우, 「Xa」, 「Xb」, 「Ya」, 「Yb」가 Xa≥Xb+3㎛, Ya≥Yb+3㎛의 관계를 갖는다.

이와 같이, 개구부(104)를 형성한 경우, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 개구부(104)에 있어서, 층간 절연막(102)이 보호막(103)을 덮도록 형성되기 때문에, 보호막(103)과 층간 절연막(102) 사이의 경계가 형성되지 않게 된다. 또, 층간 절연막(102)상에 형성되는 반사 화소 전극(101)은, 층간 절연막(102)의 형상을 그대로 반영하여 형성되게 된다. 따라서, 개구부(104)에서는, 보호막(103)과 층간 절연막(102)의 경계가 존재하지 않기 때문에, 개구부(104)에서는 반사 화소 전극(101)에는 단차부가 형성되지 않는다. 이 때문에, 개구부(104)에 있어서의 반사 화소 전극(101)의 단선이 방지되어, 화소의 결락이 방지된다. 그 결과, 화소 결함의 발생이 방지되어, 양호한 표시 특성을 갖는 표시 장치가 얻어진다.

실제로, 여러가지 구성을 갖는 표시 장치를 제작하였다. 그 결과, 종래 예와 같이, 개구부(104)에 보호막(103)과 층간 절연막(102)의 경계가 존재하는 구성을 갖는 표시 장치는, 약 10% 정도의 양품율이었다. 이에 대하여, 본 실시예의 구성을 갖는 표시 장치는 반사 화소 전극(101)의 단선에 의한 점 결함 발생을 방지할 수 있어, 그 양품율은 약 95% 정도이었다. 이와 같이, 본 실시예의 표시 장치는 종래의 표시 장치보다도 우수한 양품율을 갖는 것을 확인하였다.

또, 본 실시예에서는, 드레인 전극(105)과 반사 화소 전극(101) 사이에, 보호막(103)과 층간 절연막(102)의 2층이 형성되고, 상기 2층에 개구부가 형성되며, 그 개구부에 있어서 전기적 도통이 확보되고 있다. 이 구성 대신에, 드레인 전극(105)과 반사 화소 전극(101) 사이에, 보호막(103)과 2층의 층간 절연막(102)이 존재하는 구성도 가능하며, 이 구성을 갖는 표시 장치는 상술한 것과 마찬가지의 효과를 발휘한다.

본 실시예에 있어서, 개구부(104)가 대략 다각형, 대략 사각형, 또는 원형의 개구 형상을 갖는 구성도 가능하다. 개구부(104)가 대략 다각형인 경우, 다각형 각각의 변의 길이가, 상술한 대략 정방형의 실시예에 있어서의 개구부의 각각의 변의 길이 「Xa」, 「Ya」, 「Xb」, 「Yb」와 같은 관계에 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성을 갖는 표시 소자는 종래의 표시 소자보다도 우수한 상술한 효과가 얻어지지만, 그러나, 대략 정방형의 개구부를 갖는 상술한 표시 소자보다도 상술한 효과는 작다.

(전형적 실시예 2)

본 발명의 전형적 실시예 2에 대하여, 도 1을 참조하면서 설명한다.

본 실시예 2에 있어서, 반사 화소 전극(101)이 티탄층과 알루미늄 합금층의 2층을 갖는다. 알루미늄 합금층이 티탄층상에 형성되어 있다. 티탄층의 막 두께는 80nm로서, 여러가지 막 두께의 알루미늄 합금층을 갖는 시료를 작성하였다. 이들 여러가지 시료에 대하여, 단선 및 TFT 소자(111)의 콘택트 불량에 의한 점 결함의 발생 상황을 측정하였다.

알루미늄 합금층의 막 두께가 50nm 이하인 경우, 막 두께가 지나치게 얇기 때문에 단선이나 TFT 소자(111)와의 콘택트 불량에 의한 점 결함이 다발(多發)하여, 그 결과 양품율이 5% 미만이었다.

도 4에, 알루미늄 합금층의 막 두께와 상대 반사율의 관계를 나타낸다. 세로 축의 상대 반사율은, 산화 마그네슘의 표준 백색판의 반사율을 100으로 하였을 때의, 알루미늄 합금층의 반사율을 나타낸다. 도 4에 있어서, 막 두께가 약 350nm 이상인 경우, 반사율이 급격히 저하되고 있다. 이와 같이 작은 반사율을 갖는 반사형 액정 표시 장치에 있어서, 표시 밝기가 어두워져 실용화가 불가능하다. 알루미늄 합금층의 막 두께가 약 50nm∼약 300nm의 범위에 있어서, 콘택트 불량, 단선, 및 반사율의 저하를 방지할 수 있다. 그 결과, 화소의 결락이 방지되고, 표시 화면의 밝기가 향상되는 등의, 양호한 표시 특성의 액티브 매트릭스 반사형 액정 표시 장치가 얻어진다.

또, 본 실시예는, 티탄층과 알루미늄 합금층의 2층을 갖는 구성을 설명하였지만, 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 반사 화소 전극이 1층의 순수 알루미늄층을 갖는 구성, 및 티탄과 순수 알루미늄의 2층을 갖는 구성의 경우에도, 본 실시예와 마찬가지 효과가 얻어진다.

또한, 상기한 각각의 실시예에 있어서, 비선형 소자로서 TFT가 사용되었지만, 이 구성에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 비선형 소자로서, 박막 다이오드 또는, MIM(Metal Insulator Metal)이 사용된 구성도 가능하며, 상술한 바와 같은 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 실시예의 액정 표시 장치는, 수상 장치나 정보 처리 장치의 표시 장치로서 사용 가능하다. 이러한 수상 장치나 정보 처리 장치는, 점 결함의 발생이 없고, 밝은 표시 화면을 갖는 등의, 양호한 표시 특성을 나타낸다.

이상과 같이, 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 보호막의 개구부의 단부가 층간 절연막의 개구부의 단부보다 외측에 위치함으로써, 개구부에 설치된 층간 절연막이 보호막을 덮도록 형성할 수 있고, 보호막과 층간 절연막의 경계를 없앨 수 있다. 또한, 층간 절연막상에 형성되는 화소 전극은 층간 절연막의 형상을 그대로 반영하여 형성되게 된다. 이 때문에, 개구부의 층간 절연막을 단차부가 없는 형상으로 할 수 있어, 개구부에 있어서의 층간 절연막의 단선을 방지할 수 있다.

또한, 화소 전극으로서 사용되는 알루미늄, 또는 알루미늄 합금의 막 두께가 약 50nm에서 약 300nm까지의 경우, 단선, 비선형 소자와의 콘택트 불량에 의한 점 결함 및 반사율의 저하 등이 방지된다.

이와 같이, 점 결함의 발생이 방지되고, 화소의 결락이 방지되며, 밝은 표시 화면을 갖는 등의, 우수한 표시 특성을 갖는 액정 표시 장치가 얻어진다. 또한, 양품율이 현저히 향상된다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

Claims

투명 기판과,

상기 투명 기판상에 설치되고, 복수의 전극을 갖는 비선형 소자와,

상기 비선형 소자상에 설치된 보호막과,

상기 보호막상에 설치된 층간 절연막과,

상기 층간 절연막상에 설치된 화소 전극을 구비하되,

V자형 구배의 단면 형상을 갖는 개구부가 상기 보호막과 상기 층간 절연막에 형성되고,

상기 개구부는 상기 복수의 전극중 제 1 전극의 표면에 노출되며,

상기 개구부는 상기 보호막에 형성된 제 1 단부와 상기 층간 절연막에 형성된 제 2 단부를 갖고,

상기 제 1 단부가 상기 제 2 단부보다도 외측에 위치하며,

상기 화소 전극은 상기 개구부의 표면에도 설치되고,

상기 비선형 소자의 상기 제 1 전극이, 상기 개구부 내에서, 다른 금속막을 거치지 않고, 상기 화소 전극에 직접 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 재료를 갖는 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 화소 전극에 접촉하고 있는 상기 비선형 소자의 상기 제 1 전극에, 상기 층간 절연막이 접촉하고 있는 액정 재료를 갖는 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 개구부에 위치하는 상기 보호막은, 상기 층간 절연막에 덮혀 있는 액정 재료를 갖는 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 개구부는 상기 보호막에 형성된 하개구부와 상기 층간 절연막에 형성된 상개구부를 갖고,

상기 하개구부의 표면의 형상은 정방형이고,

상기 상개구부의 표면의 형상은 정방형이며,

상기 하개구부의 세로 방향 길이가 상기 상개구부의 세로 방향의 길이보다도 큰 액정 재료를 갖는 표시 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 하개구부의 세로 방향 길이가 5㎛에서 30㎛까지의 범위이고, 또한, 상기 상개구부의 세로 방향 길이가 5㎛에서 30㎛까지의 범위인 액정 재료를 갖는 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 개구부는 상기 보호막에 형성된 하개구부와, 상기 층간 절연막에 형성된 상개구부를 갖고,

상기 하개구부의 표면의 형상은 정방형이고,

상기 상개구부의 표면의 형상은 정방형이며,

상기 하개구부의 가로 방향 길이가 상기 상개구부의 가로 방향의 길이보다도 큰 액정 재료를 갖는 표시 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 하개구부의 가로 방향 길이가 5㎛에서 30㎛까지의 범위이고, 또한, 상기 상개구부의 가로 방향 길이가 5㎛에서 30㎛까지의 범위인 액정 재료를 갖는 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 개구부는 상기 보호막에 형성된 하개구부와 상기 층간 절연막에 형성된 상개구부를 갖고,

상기 하개구부의 표면의 형상은 다각형이며,

상기 상개구부의 표면의 형상은 다각형이고,

상기 하개구부는 상기 상개구부보다도 큰 면적을 갖는 액정 재료를 갖는 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 화소 전극은 알루미늄, 알루미늄 합금 및 은으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속 재료에 의해 형성되는 액정 재료를 갖는 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 화소 전극은 티탄에 의해 형성된 제 1 화소 전극층과, 알루미늄 및 알루미늄 합금중 적어도 하나의 재료에 의해 형성된 제 2 화소 전극층을 갖는 액정 재료를 갖는 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 화소 전극은 알루미늄 및 알루미늄 합금중 적어도 하나의 재료에 의해 형성되고,

상기 하나의 재료는 50nm에서 300nm까지의 범위의 막압 두께를 갖는 액정 재료를 갖는 표시 장치.
청구항 1에 기재된 표시 장치를 구비한 영상 디스플레이 장치.
청구항 1에 기재된 표시 장치를 구비한 정보 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 개구부는 상기 보호막에 형성된 하개구부와 상기 층간 절연막에 형성된 상개구부를 갖고,

상기 하개구부는 제 1 구배를 가지며,

상기 상개구부는 제 2 구배를 갖고,

상기 상개구부는 상기 하개구부보다도 작은 면적을 가지며,

상기 제 2 구배는 상기 제 1 구배보다도 급한 구배를 갖는 액정 재료를 갖는 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 개구부는 상기 보호막에 형성된 하개구부와 상기 하개구부의 상측에 위치하고 상기 층간 절연막에 형성된 상개구부를 가지며,

상기 개구부에 위치하는 상기 화소 전극은 상기 보호막의 표면과 접촉하는 일 없이, 상기 층간 절연막의 표면에 설치되어 있는 액정 재료를 갖는 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 개구부는 매끄러운 표면 형상을 갖고,

상기 개구부에 위치하는 상기 화소 전극은 단차를 갖는 일없이, 상기 매끄러운 표면 형상을 따른 표면을 갖는 액정 재료를 갖는 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 투명 기판상에, 매트릭스 형상으로 설치된 복수개의 주사선 전극과 복수개의 신호선 전극을 더 포함하되,

상기 복수개의 주사선 전극은 제 1 방향으로 형성되고,

상기 복수개의 신호선 전극은 상기 제 1 방향과 직교하는 방향으로 형성되며,

상기 비선형 소자는 상기 복수의 주사선 전극과 상기 복수의 신호선 전극과의 각각의 교점에 위치하는 액정 재료를 갖는 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

투명 전극 기판과,

액정 셀과,

복수의 주사선 전극과,

복수의 신호선 전극을 더 구비하되,

상기 액정 셀은 상기 투명 전극 기판과 상기 화소 전극 사이에 위치하고,

상기 복수의 주사선 전극과 상기 복수의 신호선 전극이 매트릭스 형상으로 배치되며,

상기 비선형 소자의 상기 복수의 전극중 제 2 전극이 상기 주사선 전극에 접속되고,

상기 비선형 소자의 상기 복수의 전극중 제 3 전극이 상기 신호선 전극에 접속되며,

상기 복수의 주사선 전극과 상기 복수의 신호선 전극은 서로 전기적으로 절연되어 있는 액정 재료를 갖는 표시 장치.
(a) 기판상에, 복수의 전극을 갖는 비선형 소자를 설치하는 공정과,

(b) 상기 비선형 소자를 덮고, 보호막 ― 여기서, 상기 보호막은 하개구부를 갖고, 상기 복수의 전극중의 제 1 전극은 상기 하개구부에 노출됨 ― 을 설치하는 공정과,

(c) 상기 보호막을 덮고, 층간 절연막 ― 여기서, 상기 층간 절연막은 상기 하개구부와 일치하는 위치에 형성된 상개구부를 갖고, 상기 제 1 전극은 상기 상개구부에 노출됨 ― 을 설치하는 공정과,

(d) 상기 층간 절연막과 노출된 상기 제 1 전극을 덮고, 화소 전극을 설치하는 공정을 포함하되,

상기 하개구부와 상기 상개구부는 개구부를 형성하고,

상기 개구부는 V자형의 단면 형상을 가지며,

상기 개구부는 상기 보호막에 형성된 제 1 단부와, 상기 층간 절연막에 형성된 제 2 단부를 갖고,

상기 제 1 단부가 상기 제 2 단부보다도 외측에 위치하도록, 상기 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 재료를 갖는 표시 장치의 제조 방법.
제 19 항에 있어서,

상기 개구부가 매끄러운 표면 형상을 갖도록, 상기한 개구부와 상기 상개구부가 형성되고,

상기 개구부에 위치하는 상기 화소 전극은 단차를 갖는 일 없이, 상기 매끄러운 표면 형상을 따른 표면을 갖는 액정 재료를 갖는 표시 장치의 제조 방법.
제 19 항에 있어서,

(e) 투명 전극 기판을 설치하는 공정과,

(f) 상기 화소 전극과 상기 투명 기판 사이에 액정 셀을 설치하는 공정과,

(g) 상기 기판에, 복수의 주사선 전극과 복수의 신호선 전극을 매트릭스 형상으로 설치하는 공정을 더 포함하는 액정 재료를 갖는 표시 장치의 제조 방법.