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KR101150652B1 - 반사형 액정 표시 소자 및 그 제조 방법, 및 액정 표시 장치 - Google Patents

반사형 액정 표시 소자 및 그 제조 방법, 및 액정 표시 장치 Download PDF

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KR101150652B1
KR101150652B1 KR1020040069851A KR20040069851A KR101150652B1 KR 101150652 B1 KR101150652 B1 KR 101150652B1 KR 1020040069851 A KR1020040069851 A KR 1020040069851A KR 20040069851 A KR20040069851 A KR 20040069851A KR 101150652 B1 KR101150652 B1 KR 101150652B1
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소니 주식회사
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Abstract

경사 방향 증착 배향막에 의한 배향 특성을 유지한 채, 그 막 구조에 기인한 전기적인 특성을 개선하여, 이온 등이 배향막을 도통하는 것을 억제하여 장기 신뢰성을 실현한다. 또한 화소간 홈의 구조에 기인한 배향 불량, 배향 얼룩을 억제하여, 양호한 화질을 실현한다. 투명 전극 기판(30) 및 화소 전극 기판(40) 각각에 대하여, 수직 배향 액정(45)에 접하는 면측에, 수직 증착막(33A, 43A)을 개재하여 경사 방향 증착 배향막(33B, 43B)이 적층 형성되어 있다. 수직 증착막(33A, 43A)이 기초막으로서 형성되어 있음으로써, 경사 방향 증착 배향막(33B, 43B)에 의한 배향 특성을 유지한 채, 그 막 구조에 기인한 전기적인 특성을 개선하여, 이온 등이 경사 방향 증착 배향막(33B, 43B)을 도통하는 것을 억제하여 장기 신뢰성을 실현할 수 있다. 또한, 화소간 홈(50)의 일부 영역에, 화소 전극 기판(40)의 기판면에 대하여 경사 방향으로부터 경사 방향 증착 배향막(43B)이 증착 형성되어, 화소간 홈의 구조에 기인한 배향 불량, 배향 얼룩이 억제된다.
경사 방향 증착 배향막, 수직 증착막, 투명 전극 기판

Description

반사형 액정 표시 소자 및 그 제조 방법, 및 액정 표시 장치{REFLECTIVE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS}
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 반사형 액정 표시 소자의 전체 구성을 도시하는 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 반사형 액정 표시 소자의 구동 회로의 구성을 도시하는 설명도.
도 3은 도 1에 도시한 반사형 액정 표시 소자의 화소 전극 기판에서의 화소간 홈 부근의 구조 및 수직 배향 액정의 배향 상태를 모식적으로 도시한 단면도.
도 4는 화소 전극 상에 패시베이션막을 형성한 경우의 화소 전극 기판의 구성예를 도시하는 단면도.
도 5는 증착막을 형성하기 위한 장치의 구성예를 도시하는 도면.
도 6은 실제로 제작한 화소 전극 기판의 막 구조의 단면 사진을 도시하는 도면.
도 7은 도 1에 도시한 반사형 액정 표시 소자를 사용하여 구성된 액정 표시 장치의 일례를 도시하는 구성도.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 반사형 액정 표시 소자와 종래의 반사형 액정 표시 소자에서의 번인(burn-in)의 발생 상황을 관찰한 결과를 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 반사형 액정 표시 소자와 종래의 반사형 액정 표시 소자에서의 배향 불량의 발생 상황을 관찰한 결과를 도시하는 도면.
도 10은 종래의 반사형 액정 표시 소자에서의 배향막의 단면 구조를 도시하는 도면.
도 11은 종래의 반사형 액정 표시 소자에서의 화소 전극 기판측의 구성을 도시하는 평면도 (a) 및 단면도 (b).
도 12는 종래의 반사형 액정 표시 소자에서 생기는 배향 불량의 문제점에 대하여 설명하기 위한 단면도.
도 13은 종래의 반사형 액정 표시 소자에서 생기는 배향 불량의 문제점에 대하여 설명하기 위한 평면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
30 : 투명 전극 기판
31 : 유리 기판
32 : 투명 전극
33A, 43A : 수직 증착막
33B, 43B : 경사 방향 증착 배향막
40 : 화소 전극 기판
41 : 실리콘 기판
42, 111 : 반사형 화소 전극
45 : 수직 배향 액정
50 : 화소간 홈
110 : 실리콘 구동 소자 기판
112 : 산화 규소의 배향막
113 : 수직 배향 액정
130 : 화살표
본 발명은 반사형 화소 전극을 갖는 반사형 액정 표시 소자 및 그 제조 방법, 및 그 반사형 액정 표시 소자를 이용하여 영상 표시를 행하는 반사형 액정 프로젝터 등의 액정 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 프로젝션 디스플레이의 고정밀화, 소형화, 및 고휘도화가 진행됨에 따라서, 그 디스플레이 디바이스로서, 소형, 고정밀이 가능하고 높은 광 이용 효율을 기대할 수 있는 반사형 디바이스가 주목받아 실용화되고 있다. 반사형 디바이스로서는, 대향 배치된 한쌍의 기판 사이에 액정을 주입한 능동형 반사형 액정 표시 소자가 알려져 있다. 이 경우, 한쌍의 기판으로서는 한쪽이 유리 기판 위에 투명 전극이 적층 형성된 투명 전극 기판, 다른 한쪽이, 예를 들면 CMOS(Complementary-Metal Oxide Semiconductor)형 반도체 회로를 포함하는 실리콘(Si) 기판을 활용한 구동 소자 기판이 이용되고 있다. 구동 소자 기판 위에는, 광의 반사와 액정으로의 전압 인가를 행하기 위한, 금속의 반사형 화소 전극이 배치되고, 이에 따라 전체로서 화소 전극 기판을 구성하고 있다. 반사형 화소 전극은, 일반적으로는 LSI(Large Scale Integrated) 프로세스로 이용되고 있는, 알루미늄을 주성분으로 한 금속 재료로 구성되어 있다.
이러한 반사형 액정 표시 소자에서는, 투명 전극 기판 위에 설치된 투명 전극과 구동 소자 기판 위에 설치된 반사형 화소 전극에 전압을 가함으로써, 액정에 전압이 인가된다. 이 때, 액정은 이들 전극 간의 전위차에 따라 광학적인 특성이 변화하여, 입사한 광을 변조시킨다. 이 변조에 의해 계조 표현이 가능해지고, 영상 표시가 행해진다.
이러한 반사형 액정 표시 소자 중, 특히 수직 배향 액정을 주입한 능동형 반사형 액정 표시 디바이스는 콘트라스트가 높고, 응답 속도도 빠르기 때문에, 프로젝션 디바이스로서 최근 주목받고 있다. 여기서, 「수직 배향 액정 재료」는 마이너스의 유전 이방성(액정 분자의 장축으로 평행한 유전율 ε(?)과 수직인 유전율 ε(⊥)의 차 Δε(=ε(?)-ε(⊥))이 마이너스)를 갖는 액정 재료로, 인가 전압이 제로일 때에 기판면에 거의 수직으로 액정 분자가 배향하여, 노멀 블랙 모드의 표시를 공급하는 것이다.
수직 배향 액정은 그 분자 장축이 인가 전압이 제로일 때에 거의 각 기판면에 대하여 수직 방향으로 배향하여, 전압을 인가하면 면 내로 기울어서 투과율이 변화하는 것이다. 구동 시에 액정 분자의 경사진 방향이 균일하지 않으면 명암의 얼룩이 발생하게 되기 때문에, 이것을 피하기 위해서, 미리 근소한 프리틸트각을 일정 방향으로 부여하여 수직 배향시킬 필요가 있다. 그 방향은 화소 전극의 대각 방향(45° 방향)이다. 프리틸트각이 너무 크면 수직 배향성이 열화하고, 흑 레벨이 상승하여 콘트라스트를 저하시킨다. 따라서, 일반적으로는 기판면의 법선 방향에 대하여, 화소 전극의 대각 방향으로 1°～5°정도 사이에서 프리틸트각을 제어한다.
수직 배향 액정 재료의 배향 방법에는 폴리이미드로 대표되는 유기 배향막을 이용하여, 이것을 러빙하여 배향 제어하는 방법과, 산화 규소로 대표되는 무기 배향막을 이용하여 경사 방향 증착법으로써 배향 제어하는 방법의 2 종류가 있다. 현재에는, 프로젝터의 고휘도화를 실현하기 위해서, 조명 램프의 파워를 올려서 표시 패널에 고강도의 광을 조사하는 경향에 있어, 이 때문에 전자의 유기계의 배향막은 광에 의해 열화하는 것이 문제가 되고 있다.
한편, 후자의 산화 규소를 포함하는 경사 방향 증착막은 무기 재료이기 때문에 폴리이미드와 같은 광에 의한 열화가 없고, 높은 신뢰성을 실현할 수 있어 주목받고 있다. 산화 규소의 경사 방향 증착막으로 배향막을 형성하는 경우, 프리틸트각의 제어는, 경사 방향 증착 시의 기판에의 증착 입자의 입사 각도를 바꿈으로써 컨트롤한다. 통상, 그 실용적인 각도는 기판 법선 방향에 대하여 45°～65°정도이다.
반사형 액정 표시 소자에 관한 종래 기술로서는, 예를 들면 이하의 문헌에 기재된 것이 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특개평 11-174427호 공보
특허 문헌 2 : 일본 특개 2001-5003호 공보
먼저 종래 기술의 제1 과제에 대하여 설명한다. 도 10은 종래의 배향막의 구조의 일례로서, 투명 전극 기판측의 막 구조를 주사 전자 현미경에 의해 관찰한 단면 사진을 도시하고 있다. 이 막 구조는 유리 기판 위에 투명 전극으로서의 ITO(Indium Tin Oxide)막을 성막하고, 그 위에 직접, 배향막으로서 경사 방향 배향 증착에 의해 산화 규소(SiO2)막을 성막한 것이다. 이 단면 사진으로부터, 경사 방향 증착된 산화 규소막은 그 증착 방향으로 기울어진 기둥형 구조를 형성하고 있는 것을 알 수 있다. 이러한 구조에 의해 수직 액정에 프리틸트각을 부여할 수 있다고 생각되고 있지만, 한편으로, 이 구조는 단면 사진을 보아도 알 수 있듯이 간극이 많아, 반드시 미세한 막은 아니다. 이 때문에, 액정 셀로서 구동 중에 전극으로부터 발생하는 이온, 액정 셀 중에 존재하는 이온, 혹은 광에 의해 액정 셀 내에 발생한 이온이나 불순물이 그 산화 규소막을 용이하게 통과하기 쉬워, 이 구조의 막은 비교적 비저항이 낮게 된다. 화소 전극 기판측의 배향막에도 마찬가지라고 할 수 있다.
이 때문에, 액정 셀로서 장기간의 구동을 행한 경우에, 이온이 액정 셀 내에 도입되어, 셀 내에 이온의 치우침이 생겨서, 소위 번인 현상을 일으킨다. 이온의 치우침을 보정하기 위해서, 액정을 끼운 양측에, 배향막의 두께의 비를 바꾸는 방법, 또는 다른 유전체층을 삽입하여, 치우친 이온에서 발생하는 전기적인 비대칭성을 전기적으로 보정함으로써 억제하는 방법도 생각된다. 그러나, 전자는 원래 경사 방향 증착에 의한 배향막이 치밀하지 않은 것이 요인이기 때문에 효과가 낮다. 또한 후자는, 유전체층과 배향막의 계면에서 새로운 이온의 번인 현상을 일으킨다고 하는 문제, 제조상 다른 재료를 별도로 성막할 필요가 있는 것 등의 문제가 있어, 실용성이 부족하다.
그런데, 상기 특허 문헌 1에는 전극과 배향막 사이에 배향막과는 다른 재료의 다른 층을 형성한 구조의 디바이스가 기재되어 있다. 상기 특허 문헌 1에는, 액정과 유리 기판의 계면에서 발생하는 광 반사를 억제하는 구성으로서, 유리 기판의 내측면 위에, 투명 전극층과, 배향층 및 투명 전극층보다 작고, 또한 액정층 또는 유리 기판보다 큰 굴절율을 갖는 하나 또는 복수의 투명한 중간층을 포함하는 적층 구조를 구비한 액정 표시 디바이스에 관한 기술이 개시되어 있다. 구체적인 실시예로서는, ITO 전극막 위에 중간층으로서 Al2O3막이 성막되고, 그 위에 배향막으로서 SiO2의 경사 방향 증착막이 형성된 구조가 기재되어 있다.
그러나, 이 특허 문헌 1에 기재된 기술은, 광 반사의 억제를 목적으로 한 광학적인 견지로부터의 기술로, 본 발명이 문제로 하고 있는 이온의 도통 등의 문제를 해결할만한 것은 아니다. 또한, 이온의 도통 등의 문제는 상기한 바와 같이 투명 전극 기판측뿐만 아니라, 화소 전극 기판측에서도 발생하는 문제이지만, 특허 문헌 1에 기재된 기술은 투명 전극 기판측만의 기술이다.
다음으로, 종래 기술의 제2 과제에 대하여 설명한다. 일반적으로 수직 배향 액정 재료는 배향 제어가 어렵고, 구동 소자 기판측에서 반사형 화소 전극에 의한 단차 구조나 화소 전극 간의 홈이 있는 경우, 그 단차 형상을 기인으로 한 배향 결함이 화소 전극 주변에 발생한다. 이 배향 결함은 표시면 내에서의 특성 균일성의 저하, 흑 레벨의 상승(흑이 들뜨는 현상), 및 디스클리네이션 결함에 의한 화질 열화 등을 유발한다. 특히 실리콘 구동 소자를 이용한 반사형 액정 표시 소자에서는, 일반적으로 화소 피치가 10㎛ 이하로 작기 때문에, 수십㎛ 이상의 화소 피치가 큰 직시형의 액정 디바이스에 비교하여, 화소 주변의 결함 영역이 화질에 영향을 주기 쉽고, 또한 투과형 액정 표시 소자와 같이 블랙 매트릭스로 숨길 수 없기 때문에, 그 배향 불량 영역을 극력 저감 혹은 전무하게 하는 것이, 실용상 요구되는 기본 요건이다.
이하, 화소 전극 구조에 기인한 종래의 반사형 액정 표시 소자의 문제점을 구체적으로 설명한다. 도 11의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, 반사형 화소 전극(111)은, 실리콘 구동 소자 기판(110) 위에 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 반사형 화소 전극(111)의 크기 및 형상은, 예를 들면 한 변이 8.4㎛인 정방형이다. 반사형 화소 전극(111)은, 인접하는 화소끼리가 전기적으로 쇼트하지 않도록, 소정 거리의 화소간 스페이스 W1이 설치되어 배치된다. 이 화소간 스페이스 W1을, 예를 들면 0.6㎛ 취했다고 하면, 화소 피치 W2는 9㎛가 된다. 일반적으로, 화소 피치 W2는 7㎛～15㎛, 화소간 스페이스 W1은, 0.3㎛～0.7㎛ 정도이다. 또한, 화소 전극의 두께는 150㎚～250㎚ 정도이다.
반사형 화소 전극(111)이, 이러한 형상을 갖고 있기 때문에, 인접하는 화소 전극 간에는, 오목부와 같은 형상을 갖는 부분(이하, 화소간 홈이라고 함)이 반드시 형성된다. 이 화소간 홈은 도 11의 (b)에 도시한 단면 내에서 보면, 예를 들면 높이 150㎚, 가로 600㎚의 어스펙트비를 갖는 크기의 홈이 된다.
도 12 및 도 13은 도 11의 (a), (b)에 도시한 화소 구조 위에 종래의 방법에 의해 경사 방향 증착으로 산화 규소의 배향막(112)을 형성한 상태, 및 그것에 의한 수직 배향 액정(113)의 배향 상태를 모식적으로 도시하고 있다. 도 12 및 도 13에서, 화살표(130)는 그 증착 방향을 도시하고 있다. 배향막(112)은 반사형 화소 전극(111)의 대각 방향측(도 13 참조)으로부터, 기판면의 법선 방향에 대하여 예를 들면 55°의 입사각 θ(도 12 참조)로, 경사 방향으로부터 기판에 증착된다.
이러한 경사 방향 증착을 행한 경우, 도 12에 도시한 바와 같이 입사 방향으로 뒤를 향한 반사형 화소 전극(111)의 측면 부근(도면의 영역(121) 부근)은, 그림자가 되기 때문에, 배향막(112)이 부착하지 않고 막이 형성되지 않는다. 한편, 반대측의 측면 부근에는 도 12와 같이 L자 형태로 배향막(112)이 형성된다. 이와 같이, 화소간 홈의 저면 및 반사형 화소 전극(111)의 측면에는, 배향막(112)이 형성되지 않은 영역(121)이 존재한다.
프리틸트를 이룬 배향 방향은 화소의 대각 방향이지만, 도 13에서는, 그 경우에, 배향막(112)이 형성되는 부분과 형성되지 않는 부분(121)을 평면적으로 모식적으로 도시하고 있다. 반사형 화소 전극(111)의 두께가 두껍게 되고, 또한 화소간 스페이스 W1이 보다 좁아지면, 화소간 홈의 저면에는 막이 붙지 않고, 한쪽측의 측면에만 형성되도록 된다. 즉, 종래의 배향막의 일반적인 형성 방법에서는, 화소간 홈의 양측의 측면은, 막구조적으로 비대칭으로 되어 버리는 것은 피할 수 없다.
이와 같이, 특히 화소간 홈의 저면에 배향막(112)이 형성되지 않은 영역이 있기 때문에, 그 부분에서 액정(113)의 배향 제어를 할 수 없게 되고, 그 때문에 배향 혼란이 발생하여, 배향 얼룩 등의 화질 열화나 신뢰성의 열화 등을 초래한다고 하는 문제가 생긴다. 즉, 도 12에 도시한 바와 같이, 반사형 화소 전극(111)의 표면에는 배향막(112)이 형성되고, 그것에 의하여 프리틸트 방향으로 액정 분자의 장축이 정렬되도록 대체로 양호하게 배향하고 있다. 한편, 화소간 홈의 부분에는, 특히 저면에 배향막(112)이 형성되지 않은 영역(121)이 생기기 때문에, 액정 분자를 수직으로 배향하는 규제력이 기능하지 않고 배향이 흐트러진 영역(120)이 발생한다. 이것은 화소 전극 주변에도 영향을 주어, 결과적으로 화소 전극면 위에는 수직 배향하고 있지만, 화소 전극 주변에서부터 화소간 홈에 걸쳐서 불균일한 배향 불량의 상태가 된다. 이에 의해, 화소 전극 주변에서부터 화소간 홈에 걸쳐서 소위 배향 얼룩이 발생하여, 화질의 열화를 유발한다. 증착 각도는, 통상 기판의 법선 방향에 대하여 45°～65°의 범위에서 선택되지만, 일반적으로 화소간 홈의 깊이가 깊을수록, 화소간 홈의 저변에 배향막(112)이 붙지 않는 영역이 증가하기 때문에, 영향이 크다. 이상의 현상은, 배향막(112)으로서 산화 규소와 같은 무기 재료의 경사 증착막을 이용한 경우에, 특히 발생하기 쉽다.
한편, 폴리이미드와 같은 유기계 배향막에서는, 상기한 바와 같은 배향막 (112)이 붙지 않는다는 문제는 발생하지 않는다. 이것은 유기계 배향막에서는, 스핀코팅 등의 방법에 의해, 용매 형상의 재료를 화소 기판면 전체에 피복하는 형태로 작성하기 때문에, 화소간 홈도 평균적으로 오버코트되기 때문이다.
이러한 경사 증착막에서의 문제점을 방지하기 위한 방법으로서, 상기 특허 문헌 2에는, 우선 화소 전극의 한쪽의 변을 따라 기판면의 법선으로부터 70°의 각도로 경사 방향 증착하여, 그 근처를 따른 화소간 홈의 저면부(A로 한다)에 제1 배향막을 형성하고, 그 후 기판을 면 내에서 90° 회전하여 마찬가지인 경사 방향 증착에 의해서 다른 한쪽의 변을 따른 화소간 홈의 저면부(B로 한다)에 제2 배향막을 성막한다고 하는 제안이 이루어져 있다.
특허 문헌 2에 기재된 기술은, 기판면 내의 다른 입사 방향으로 제1 배향막과 제2 배향막의 2회의 경사 방향 증착을 행하는 방법, 및 이들 면 내에서 증착 방향을 바꾸기 위한 면내 기판 회전 기구에 관한 기술이다. 이 기술에 의해, 화소간 홈의 저면 부분에는 확실히 배향막이 성막된다. 그러나, 제1 배향막과 제2 배향막의 성막은 입사면 내의 각도가 다르기 때문에(실시예에서는 90° 다르기 때문에), 상기 저면부 A와 저면부 B의 부분에서는 액정의 프리틸트 방향이 다르고 전압 인가를 했을 때의 액정 분자의 기울어지는 방향이 다르게 된다.
즉, 화소 전극면 위에는 제2 배향막이 성막되기 때문에, 대부분의 액정은 화소 홈부 B를 포함하여 제2 배향막으로 규정되는 방향으로 기울어지지만, 제1 배향막이 형성되어 있는 화소 홈부 A는 이 방향과 다른 방향으로 기울어지기 때문에, 이 경계의 부분, 화소 홈부 A의 부근에 국소적으로 주위와는 배향 방향이 다른 부 분이 생긴다. 이것은 근소하지만 주기적인 배향 얼룩과 같이 보인다. 또한, 이 방법은 상기한 바와 같이, 화소 전극의 변을 따라 증착하고, 또한 면 내에서 90° 회전하여 2회 증착을 행하지 않으면 엄밀하게는 모든 화소간 홈에 배향막이 형성되지 않는다.
일반적으로 반사형 액정 표시 소자에서는, 편광 분리 소자로서, PBS(Polarization Beam Splitter)가 이용되지만, 이것을 이용하여 크로스 니콜 배치로 편광 분리할 때, 가장 높은 투과율이 얻어지는 수직 액정의 배향 방향은, 화소의 대각, 즉 45° 방향이다. 이 때문에, 상기 특허 문헌 2에서의 화소의 변을 따른 배향에서는 PBS를 이용한 편광 분리 광학계를 조합할 수 없고, 특히 프로젝션 표시 장치로서의 실용성이 부족하다. 이것을 피하기 위해서 제2 배향막을 화소의 대각 방향의 조건으로 성막하면, 원리적으로 제1 배향막을 어떤 방향으로 성막해도, 화소간 홈을 완전히 피복할 수 없는 부분이 존재하여, 효과가 발휘되지 않는다. 따라서, 상기 특허 문헌 2에 기재된 기술은, 반드시 실용적으로 유효라고 할 수 없다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 제1 목적은 경사 방향 증착 배향막에 의한 배향 특성을 유지한 채, 그 막 구조에 기인한 전기적인 특성을 개선하여, 이온 등이 배향막을 도통하는 것을 억제하여 장기(長期) 신뢰성을 실현할 수 있는 반사형 액정 표시 소자 및 그 제조 방법, 및 액정 표시 장치를 제공하는 데에 있다.
또한, 그 제2 목적은, 경사 방향 증착 배향막에 의해 수직 배향 액정을 배향 제어하는 경우에, 화소간 홈의 구조에 기인한 배향 불량, 배향 얼룩을 억제하여, 양호한 화질을 실현할 수 있는 반사형 액정 표시 소자 및 그 제조 방법, 및 액정 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제1 관점에 따른 반사형 액정 표시 소자는, 투명 전극 기판과, 금속막에 의해 형성된 복수의 반사형 화소 전극을 갖는 화소 전극 기판이 수직 배향 액정을 개재하여 서로 대향 배치된 반사형 액정 표시 소자로서, 상기 화소 전극 기판과 상기 투명 전극 기판의 각각의 상기 수직 배향 액정에 접하는 면측에, 적어도, 기판면에 대하여 수직 방향으로부터 증착 형성된 수직 증착막과, 상기 수직 증착막 상에, 기판면에 대하여 경사 방향으로부터 증착 형성된 경사 방향 증착 배향막이 순서대로 적층 형성되고, 상기 화소 전극 기판에는 또한, 상기 수직 증착막의 하지층으로서, 상기 화소 전극 전체 및 인접하는 상기 화소 전극 간의 홈 부분 전체에, 상기 화소 전극의 두께보다 막두께가 얇은 패시베이션막이 형성되어 있고, 상기 패시베이션막 및 상기 수직 증착막이 상기 화소 전극의 상면에 대하여 상기 홈부의 저면이 낮게 막형성된 상태에서 상기 경사 방향 증착 배향막이 증착 형성되어 있다.
본 발명의 제1 관점에 따른 반사형 액정 표시 소자의 제조 방법은, 투명 전극 기판과, 금속막에 의해 형성된 복수의 반사형 화소 전극을 갖는 화소 전극 기판이 수직 배향 액정을 개재하여 서로 대향 배치된 반사형 액정 표시 소자를 제조하는 방법으로서, 상기 화소 전극 기판의 제조 공정과 상기 투명 전극 기판의 제조 공정 각각에서, 상기 수직 배향 액정에 접하는 면측에, 기판면에 대하여 수직 방향으로부터 수직 증착막을 증착 형성하는 공정과, 상기 수직 증착막을 형성한 후, 상기 수직 증착막 상에, 기판면에 대하여 경사 방향으로부터 경사 방향 증착 배향막을 증착 형성하는 공정을 포함하고, 상기 화소 전극 기판의 제조 공정에서, 상기 수직 증착막의 하지층으로서, 상기 화소 전극 전체 및 인접하는 상기 화소 전극 간의 홈 부분 전체에, 상기 화소 전극의 두께보다 막두께가 얇은 패시베이션막을 적층 형성하는 공정을 더 포함하고, 상기 패시베이션막을 적층 형성하는 공정, 상기 수직 증착막을 증착 형성하는 공정, 및 상기 경사 방향 증착 배향막을 증착 형성하는 공정을 순서대로 행하고, 상기 패시베이션막 및 상기 수직 증착막을 막형성하는 공정에서, 상기 화소 전극의 상면에 대하여 상기 홈부의 저면이 낮게 되도록 상기 패시베이션막 및 상기 수직 증착막을 막형성하고, 상기 경사 방향 증착 배향막을 증착 형성하는 공정에서, 상기 화소 전극의 상면에 대하여 상기 홈부의 저면이 낮아진 상태에서 상기 경사 방향 증착 배향막을 증착 형성한다.
본 발명에 따른 반사형 액정 표시 소자 및 그 제조 방법, 및 액정 표시 장치에서, 수직 증착막 및 경사 방향 증착 배향막으로서는, 예를 들면 산화 규소에 의한 증착막이 형성된다.
또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 상기한 본 발명에 따른 반사형 액정 표시 소자에 의해서 변조된 광을 이용하여 영상 표시를 행하도록 한 것이다.
본 발명에 따른 반사형 액정 표시 소자 및 그 제조 방법, 및 액정 표시 장치에서는, 화소 전극 기판과 투명 전극 기판의 각각에 대하여, 경사 방향 증착 배향막의 하지층으로서 수직 증착막이 형성된다. 예를 들면 산화 규소의 수직 증착막은, 경사 방향 증착 배향막과 비교하여 기둥형 구조를 갖지 않고 치밀한 막으로 비저항도 높기 때문에, 경사 방향 증착 배향막과 각 기판 사이에서의 전기적인 차폐층으로서 기능한다. 이에 의해, 종래의 디바이스와 같은 이온의 유동이 억제된다. 그 결과, 장기간의 구동에서도, 이온의 번인을 일으키지 않고 장기 신뢰성이 우수한 디바이스가 실현된다. 또한 특히, 각 증착막을 동일한 산화 규소막으로 형성한 경우에는 산화 규소라는 동일한 재료인 기초막 위에 산화 규소의 경사 방향 증착 배향막이 형성되기 때문에, 종래와 같이 ITO 전극이나 알루미늄 전극 상에 직접 배향막이 성막되는 경우에 비하여 막질도 양호하게 된다.
본 발명에 따른 반사형 액정 표시 소자는, 수직 증착막 위에 경사 방향 증착 배향막이 형성된, 소위 2층 구조 배향막이지만, 그 제조 방법에서, 수직 증착막과 경사 방향 증착 배향막의 막 형성은 연속적으로 행하는 것이 바람직하다. 「연속적」이란 진공 상태를 깨뜨리지 않고, 연속하여 성막한다는 것을 의미한다. 2개의 막을, 별개의 장치에서 성막하는 방법, 혹은 한번 진공 상태를 깨뜨리고나서 2번째의 막을 성막하는 방법도 가능하고, 이것에 의해서도 어느 정도의 효과는 얻어진다. 그러나, 그 경우에는, 이들 막의 사이의 계면의 청정성을 매우 깨끗히 유지할 필요가 있다. 즉, 예를 들면 산화 규소는 수분 흡착이나 불순물의 부착에 민감하기 때문에, 수직 증착막의 표면의 화학적 안정성이 중요하다. 이것이 불충분하면, 막 사이의 접합 강도가 약하여 박리되거나, 또한 구조가 연속적으로 연결되지 않고, 그 계면에서 이온 등이 반대로 트랩되어 새로운 번인을 일으킬 가능성이 있다.
따라서, 화소 전극 기판의 제조 공정과 투명 전극 기판의 제조 공정의 각각에 대하여, 예를 들면 기판 법선 방향에 대한 증착 입자의 입사 각도를 바꿀 수 있는 기구를 구비한 1대의 증착 장치를 이용하여, 진공 상태를 깨뜨리지 않고서 2개의 막을 연속적으로 증착하는 것이 가장 효과적이고 효율적인 제조 방법으로서 바람직하다.
본 발명의 제2 관점에 따른 반사형 액정 표시 소자는, 화소 전극 기판과 투명 전극 기판이 수직 배향 액정을 개재하여 서로 대향 배치된 반사형 액정 표시 소자로서, 상기 화소 전극 기판의 상기 투명 전극 기판에 대향하는 면측에, 적어도, 홈부를 개재하여 배치된 복수의 반사형 화소 전극과, 상기 화소 전극 상면 전체 및 인접하는 상기 화소 전극 간의 홈부의 저면 전체에, 상기 화소 전극 기판의 기판면에 대하여 수직 방향으로부터 증착 형성된 수직 증착막과, 상기 수직 증착막을 개재하여, 상기 화소 전극 상면 전체 및 인접하는 상기 화소 전극 간의 홈부의 일부에, 상기 화소 전극 기판의 기판면에 대하여 경사 방향으로부터 증착 형성된 경사 방향 증착 배향막이 순서대로 적층 형성되고, 상기 수직 증착막이 상기 화소 전극의 상면에 대하여 상기 홈부의 저면이 낮게 증착 형성된 상태에서 상기 경사 방향 증착 배향막이 증착 형성되고, 상기 수직 배향 액정의 액정 분자가, 상기 경사 방향 증착 배향막이 형성된 영역에 대응해서 소정의 프리틸트각을 이룬 상태로 배향되고, 상기 화소 전극 간의 홈부의 상기 경사 방향 증착 배향막이 형성되어 있지 않은 영역에 대응해서 수직 방향으로 배향되어 있다.
본 발명의 제2 관점에 따른 반사형 액정 표시 소자의 제조 방법은, 복수의 반사형 화소 전극을 갖는 화소 전극 기판과 투명 전극을 갖는 투명 전극 기판이 수직 배향 액정을 개재하여 서로 대향 배치된 반사형 액정 표시 소자를 제조하는 방법으로서, 기판 상에 금속막을 성막한 후, 상기 금속막을 가공함으로써, 두께가 150nm～250nm이며, 인접하는 것끼리의 홈부의 폭이 0.3μm～0.7μm로 되도록 상기 복수의 반사형 화소 전극을 상기 화소 전극 기판에 매트릭스 형상으로 배치 형성하는 공정과, 상기 화소 전극 기판의 상기 투명 전극 기판에 대향하는 면측에서, 상기 화소 전극 상면 및 인접하는 상기 화소 전극 간의 홈 부분에, 상기 화소 전극 기판의 기판면에 대하여 수직 방향으로부터 수직 증착막을 증착 형성하는 공정과, 상기 수직 증착막을 형성한 후, 상기 수직 증착막을 개재하여, 상기 화소 전극 상면 및 인접하는 상기 화소 전극 간의 홈 부분의 일부에, 상기 화소 전극 기판의 기판면의 법선에 대하여 45°～65°를 이루는 1방향으로부터만 경사 방향 증착 배향막을 증착 형성하는 공정을 포함하고, 상기 수직 증착막을 증착 형성하는 공정에서, 상기 화소 전극의 상면에 대하여 상기 홈부의 저면이 낮게 되도록 상기 수직 증착막을 증착 형성하고, 상기 경사 방향 증착 배향막을 증착 형성하는 공정에서, 상기 화소 전극의 상면에 대하여 상기 홈부의 저면이 낮아진 상태에서 상기 경사 방향 증착 배향막을 증착 형성한다.
본 발명에 따른 반사형 액정 표시 소자 및 액정 표시 장치에서는, 화소 전극 상면에서, 수직 증착막을 개재하여 경사 방향 증착 배향막이 전체적으로 형성되어 있음으로써, 액정 분자가, 전압 인가 시에 그 증착 방향(일반적으로 화소 대각 45° 방향)으로 치우치도록, 예를 들면 1°～5°정도의 근소한 프리틸트각을 이룬 상태에서 배향된다. 화소간 홈에서는, 경사 방향 증착 배향막이 형성되어 있는 영역에 대해서는, 마찬가지로 프리틸트각을 이룬 상태에서 액정 분자가 배향된다. 한편,경사 방향 증착 배향막이 형성되어 있지 않은 영역에 대해서는, 액정 분자가 수직 증착막에 의해서, 기판면에 대하여 완전히 수직 방향으로 배향된다.
종래에는, 화소간 홈에서의 경사 방향 증착 배향막이 형성되어 있지 않은 영역에 대해서는, 수직성을 갖지 않는, 배향이 흐트러진 상태로 되어 있었기 때문에, 수직 배향하고 있는 화소 전극 상의 액정의 배향에 악영향을 미치게 하는 데 대하여, 본 발명에서는 그 영역에 대해서는, 수직 증착막에 의해서 액정이 수직 방향으로 배향되기 때문에, 화소 전극 상의 액정의 수직 배향성에 거의 악영향을 미치게 하지 않는다. 또, 수직 증착막에 의한 액정의 배향과 경사 방향 증착 배향막에 의 한 액정의 배향에서는, 경사 방향 증착 배향막에 의한 배향쪽이 프리틸트각을 갖는 만큼 약간 서로 다르다. 그러나, 통상 프리틸트각은 1°～5°로 근소하기 때문에, 사실상, 이들 배향의 차이는 표시 화질로서 전혀 인식되지 않는다. 따라서, 본 발명에서는, 종래와 같은 화소간 홈 주변에서의 배향 불량이 발생하지 않고, 표시 영역 전역에 걸쳐 안정적인 수직 배향이 실현된다. 이에 의해, 양호한 화질이 실현된다.
본 발명에 따른 반사형 액정 표시 소자의 제조 방법에서는, 화소 전극 기판의 투명 전극 기판에 대향하는 면측에서, 화소 전극 상면 및 인접하는 화소 전극 간의 홈 부분(화소간 홈)에, 화소 전극 기판의 기판면에 대하여 수직 방향으로부터 수직 증착막이 증착 형성되고, 그 후 기판면에 대하여 경사 방향으로부터 경사 방향 증착 배향막이 증착 형성된다. 수직 증착막은 기판면에 대하여 수직 방향으로부터 증착되기 때문에, 화소 전극 상면 전체 및 화소간 홈의 저면 전체에 형성된다. 경사 방향 증착 배향막은 기판면에 대하여 경사 방향으로부터 증착되기 때문에, 수직 증착막을 개재하여 화소 전극 상면 전체와 화소간 홈의 일부분에 형성된다.
종래의 제조 방법에 대하여, 본 발명에 의해 제조된 반사형 액정 표시 소자에서는, 화소간 홈에서의 경사 방향 증착 배향막이 형성되어 있지 않은 영역에서, 수직 증착막에 의해 액정이 수직 방향으로 배향되기 때문에, 화소 전극 상의 액정의 수직 배향성에 거의 악영향을 미치게 하지 않는다. 따라서, 본 발명에 의해 제조된 반사형 액정 표시 소자에서는, 종래와 같은 화소간 홈 주변에서의 배향 불량이 발생하지 않고, 표시 영역 전역에 걸쳐 안정적인 수직 배향이 실현되어, 이에 의해, 양호한 화질이 실현된다.
또, 본 발명에 따른 반사형 액정 표시 소자의 제조 방법에서, 수직 증착막과 경사 방향 증착 배향막의 막 형성은 연속적으로 행하는 것이 바람직하다. 「연속적」이란 진공 상태를 깨뜨리지 않고, 연속하여 성막한다는 것을 의미한다. 2개의 막을, 별개의 장치에서 성막하는 방법, 혹은 한번 진공 상태를 깨뜨리고나서 2번째의 막을 성막하는 방법도 가능하지만, 그 경우에는 이들 막의 계면에서의 수분 흡착이나 불순물 부착에 의한 특성의 열화나 접합 강도의 저하에 주의할 필요가 있다.
따라서, 예를 들면 1대의 증착 장치 내에서, 화소 전극 기판의 기판면의 법선 방향과 증착원으로부터의 증착 물질의 입사 방향을 일치시켜, 진공 상태에서 수직 증착막의 형성을 행하고, 그 후 진공 상태를 유지한 상태에서, 기판면의 법선 방향이 증착 물질의 입사 방향에 대하여 소정의 각도가 되도록 화소 전극 기판을 기울임으로써, 기판면에 대하여 경사 방향으로부터 연속적으로 경사 방향 증착 배향막을 증착 형성하는 것이 바람직하다.
<실시 형태>
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
<반사형 액정 표시 소자의 설명>
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 반사형 액정 표시 소자의 전체 구조를 도시하고 있다. 이 반사형 액정 표시 소자는, 서로 대향 배치된 한쌍의 투명 전극 기판(30) 및 화소 전극 기판(40)과, 이들 기판 사이에 주입된 수직 배향 액정 (45)을 구비하고 있다.
투명 전극 기판(30)은, 유리 기판(31)과, 이 유리 기판(31)의 수직 배향 액정(45)에 접하는 면측(화소 전극 기판(40)에 대향하는 면측)에 적층된 투명 전극(32)을 구비하고 있다. 투명 전극(32)의 수직 배향 액정(45)에 접하는 면측에는 또한, 수직 증착막(33A)과 경사 방향 증착 배향막(33B)이 순서대로 전면적으로 적층되어 있다. 투명 전극(32)은, 광의 투과 작용이 있는 전극 재료, 일반적으로 산화 주석(SnO2)과 산화 인듐(In2O3)의 고용체 물질인 ITO(Indium Tin Oxide; 인듐주석 산화막)가 이용된다. 투명 전극(32)에는, 전체 화소 영역에서 공통 전위(예를 들면 접지 전위)가 인가되도록 되어 있다.
수직 증착막(33A)은, 투명 전극 기판(30)의 기판면에 대하여 수직 방향으로부터 증착 형성된 것이다. 경사 방향 증착 배향막(33B)은 투명 전극 기판(30)의 기판면에 대하여 경사 방향으로부터 증착 형성된 것으로, 수직 증착막(33A)을 개재하여, 투명 전극(32)의 상면 전체에 적층되어 있다.
경사 방향 증착 배향막(33B)으로서는, 예를 들면 이산화 규소(SiO2)로 대표되는 산화 규소의 경사 증착막이 이용된다. 이 경우, 경사 증착 시의 증착 각도를 바꿈으로써, 수직 배향 액정(45)의 프리틸트각이 컨트롤된다. 통상, 증착 각도 θ는 기판 법선 방향에 대하여, 45°～65° 정도이다.
화소 전극 기판(40)은, 예를 들면 단결정의 실리콘 기판(41)을 갖고, 이 실리콘 기판(41)의 수직 배향 액정(45)에 접하는 면측(투명 전극 기판(30)에 대향하는 면측)에, 반사형 화소 전극(42)과, 수직 증착막(43A)과, 경사 방향 증착 배향막(43B)이 순서대로 적층 형성되어 있다. 실리콘 기판(41)에는, CMOS나 NMOS 등의 트랜지스터 T1과 캐패시터(보조 용량) C1를 포함하는 능동형 구동 회로가 형성되어 있다.
반사형 화소 전극(42)은, 실리콘 기판(41) 상에 복수 매트릭스 형상으로 배치 형성되어 있다. 반사형 화소 전극(42)은 알루미늄(Al)이나 은(Ag)으로 대표되는 금속막으로 구성되어 있다. 반사형 화소 전극(42)으로서 알루미늄 전극 등의 금속 전극을 이용한 경우에는, 광의 반사막의 기능과 액정에 전압을 인가하는 전극으로서 기능의 양방을 겸하고 있지만, 또한 반사율을 올리기 위해서 유전체 미러와 같은 다층막에 의한 반사층을 알루미늄 전극 등의 위에 형성해도 된다. 또한, 알루미늄 전극 등의 전면을 보호하는 형태로, 산화물 혹은 질화물의 막으로 피복하도록 해도 된다.
도 3에 화소 전극 기판(40)에서의 화소간 홈(인접하는 화소 전극 간의 홈부)(50) 부근의 구조 및 수직 배향 액정(45)의 배향 상태를 모식적으로 도시한다. 도 3에서, 화살표(85)는 경사 방향 증착 배향막(43B)의 증착 방향을 도시하고 있다. 수직 증착막(43A)은 화소 전극 기판(40)의 기판면에 대하여 수직 방향으로부터 증착 형성된 것으로, 반사형 화소 전극(42)의 상면 전체 및 화소간 홈(50)의 저면 전체에 적층되어 있다. 경사 방향 증착 배향막(43B)은 화소 전극 기판(40)의 기판면에 대하여 경사 방향으로부터 증착 형성된 것으로, 수직 증착막(43A)을 개재하여, 반사형 화소 전극(42)의 상면 전체 및 화소간 홈(50)의 일부 영역(52)에 적층되어 있다.
투명 전극 기판(30) 및 화소 전극 기판(40)의 각각에 대하여, 경사 방향 증착 배향막(33B, 43B)의 하층에 수직 증착막(33A, 43A)이 형성되어 있는 점이, 본 실시 형태의 최대의 특징 부분이다.
수직 증착막(33A, 43A) 및 경사 방향 증착 배향막(33B, 43B)으로서는, 예를 들면 이산화 규소(SiO2)로 대표되는 산화 규소에 의한 증착막이 이용된다. 이 경우, 경사 방향 증착 배향막(33B, 43B)의 경사 증착 시의 증착 각도를 바꿈으로써, 수직 배향 액정(45)의 프리틸트각이 컨트롤된다. 통상, 증착 각도 θ는 기판 법선 방향에 대하여, 45°～65° 정도이다.
이 반사형 액정 표시 소자로 이용되는 수직 배향 액정(45)은, 그 분자 장축이, 인가 전압이 제로일 때 거의 각 기판면에 대하여 수직 방향으로 배향하여, 전압을 인가하면 면 내로 기울어서 투과율이 변화하는 것이다. 구동 시에 액정 분자의 경사진 방향이 균일하지 않으면 명암의 얼룩이 발생하게 되기 때문에, 이것을 피하기 위해서, 미리 근소한 프리틸트각을 일정 방향(일반적으로는 디바이스의 대각 방향)으로 부여하여 수직 배향시킬 필요가 있다. 프리틸트각이 너무 크면 수직 배향성이 열화하고, 흑 레벨이 상승하여 콘트라스트를 저하시킨다. 따라서, 경사 방향 증착 배향막(33B, 43B)에 의해, 일반적으로는 1°～5°정도 사이로 프리틸트각이 제어된다.
도 2는 이 반사형 액정 표시 소자의 구동부의 구성을 도시하고 있다. 구동부는, 각 화소 내에 형성되는 화소 구동 회로(61)와, 표시 영역(60)의 주변에 배치되는, 데이터 드라이버(62) 및 주사 드라이버(63) 등의 로직부를 구비하고 있다. 데이터 드라이버(62)에는 신호선(64)을 개재하여 외부로부터의 화상 신호 D가 입력된다. 화소 구동 회로(61)는 각 반사형 화소 전극(42)의 하층에 형성되어, 일반적으로 스위칭 트랜지스터 T1과 액정에 전압을 공급하는 보조 용량 C1로 구성되어 있다. 트랜지스터 T1에는 수직 배향 액정(45)의 구동 전압에 대응한 내압이 요구되어, 일반적으로 로직부보다도 높은 내압 프로세스로 제작된다.
화소 구동 회로(61)에 있어서, 열 방향으로는 데이터선(71)이 복수 배치되고, 행 방향으로는 주사선(72)이 복수 위치되어 있다. 각 데이터선(71)과 각 주사선(72)의 교차점이, 1 화소에 대응하고 있다. 각 트랜지스터 T1의 소스 전극은 데이터선(71)에 접속되고, 게이트 전극은 주사선(72)에 접속되어 있다. 각 트랜지스터 T1의 드레인 전극은 각 반사형 화소 전극(42)과 보조 용량 C1에 접속되어 있다. 각 데이터선(71)은 데이터 드라이버(62)에 접속되고, 이 데이터 드라이버(62)로부터 화상 신호가 공급된다. 각 주사선(72)은 주사 드라이버(63)에 접속되고, 주사 드라이버(63)로부터 주사 신호가 순차 공급된다. 또한, 투명 전극(32)에는, 전 화소 영역에서 공통의 전위(예를 들면 접지 전위)가 인가되도록 되어 있다.
다음으로, 이 반사형 액정 표시 소자의 제조 방법에 대하여 설명한다. 또, 이 반사형 액정 표시 소자의 특징 부분은, 투명 전극 기판(30) 및 화소 전극 기판(40)에서의 수직 증착막(33A, 43A) 및 경사 방향 증착 배향막(33B, 43B)의 구조에 있음으로써, 특히 이들 막 형성의 방법을 자세히 설명한다. 또한, 이들 막 형성의 방법은, 기본적으로 투명 전극 기판(30) 및 화소 전극 기판(40) 모두 동일하므로, 이하로서는 주로 화소 전극 기판(40)에서의 막 형성의 방법을 대표하여 설명한다.
도 5의 (a), (b)는, 이들 막 형성에 이용되는 진공 증착 장치를 도시하고 있다. 또, 도 5의 (b)는 도 5의 (a)의 진공 증착 장치를 도면의 X1 방향에서 본 상태를 도시하고 있다. 화소 전극 기판(40)으로서, 실리콘 기판(41) 상에 반사형 화소 전극(42)이 형성된 것을 세정한 후, 진공 증착 장치(80)에 도입한다. 또, 반사형 화소 전극(42)은, 예를 들면 반도체 프로세스에서, 실리콘 기판(41) 상에 예를 들면 알루미늄 등의 금속막을 성막한 후, 포토리소그래피 기술을 이용하여 정방 형상으로 전극 가공하는 것에 의해 형성된다.
진공 증착 장치(80)로서는, 기판의 법선에 대한 증착 입자(83)의 입사 방향을 바꿀 수 있도록, 예를 들면 기판 회전 기구를 갖는 것을 이용한다. 진공 증착 장치(80) 내부는, 막 형성 시에는 진공 상태로 유지된다. 이러한 기판 회전 기구를 갖는 진공 증착 장치(80) 내에서, 우선 화소 전극 기판(40)의 기판면의 법선 방향과 증착원(81)으로부터의 증착 입자(83)의 입사 방향을 일치시키고(제1 증착 위치), 기판면에 대하여 수직 방향으로부터 수직 증착막(43A)의 형성을 행한다. 증착 입자(83)로서는, 예를 들면 산화 규소를 이용한다. 수직 증착막(43A)은 기판면에 대하여 수직 방향으로부터 증착되기 때문에, 도 3에 도시한 바와 같이, 반사형 화소 전극(42)의 상면 전체 및 화소간 홈(50)의 저면 전체에 형성된다.
그 후, 진공 상태를 유지한 상태에서, 기판면의 법선 방향이 증착 입자(83)의 입사 방향에 대하여 소정의 각도 θ로 되도록, 화소 전극 기판(40)을 각도 θ 회전시켜 기울임으로써(제2 증착 위치), 기판면에 대하여 경사 방향으로부터 경사 방향 증착 배향막(43B)을 증착 형성한다. 증착원(81)은 수직 증착막(43A)의 형성 시와 동일한 것을 사용하고, 증착 입자(83)로서, 수직 증착막(43A)과 마찬가지로, 예를 들면 산화 규소를 이용한다. 이와 같이 하여, 기판면의 법선 방향에 대하여 예를 들면 45°～65°의 입사 각도 θ로 경사 방향 증착 배향막(43B)을 경사 방향 증착한다. 면내 입사 방향은, 종래와 마찬가지로, 화소의 대각 방향으로 하여, 액정 분자의 프리틸트 각도가 1°～5°정도가 되도록 설계한다. 경사 방향 증착 배향막(43B)은, 기판면에 대하여 경사 방향으로부터 증착되기 때문에, 도 3에 도시한 바와 같이, 수직 증착막(43A)을 개재하여 반사형 화소 전극(42)의 상면 전체와 화소간 홈(50)의 일부 영역(52)에 형성된다. 화소간 홈(50)에서, 경사 방향 증착 배향막(43B)이 형성되어 있지 않은 영역(51)에서는, 수직 증착막(43A)이 액정에 접하게 된다.
또, 투명 전극 기판(30)에서는, 투명 전극(32)이 기판면 전체에 형성되어 있기 때문에, 수직 증착막(33A)이 투명 전극(32) 상에 전체 형성된다. 그리고, 경사 방향 증착 배향막(43B)이 그 수직 증착막(33A) 상에 전체 형성된다.
이상과 같이, 수직 증착막(43A)과 경사 방향 증착 배향막(43B)의 막 형성은, 1대의 진공 증착 장치(80) 내에서 연속적으로 행하는 것이 바람직하다. 「연속적」이란 진공 상태를 깨뜨리지 않고, 연속하여 성막한다는 것을 의미한다. 2개의 막을, 별도의 장치에서 성막하는 방법, 혹은 수직 증착막(43A)을 형성한 후, 한번 진공 상태를 깨뜨리고나서 경사 방향 증착 배향막(43B)을 성막하는 방법도 가능하고, 이것에 의해서도 어느 정도의 효과는 얻어진다. 그러나, 이 경우에는 이들 막의 사이의 계면의 청정성을 매우 깨끗히 유지할 필요가 있다. 즉, 예를 들면 산화 규소는 수분 흡착이나 불순물의 부착에 민감하기 때문에, 수직 증착막(43A)의 표면의 화학적 안정성이 중요하다. 이것이 불충분하면, 막 사이의 접합 강도가 약하여 박리되거나, 또한 구조가 연속적으로 연결되지 않고, 그 계면에서 이온 등이 반대로 트랩되어 새로운 번인을 일으킬 가능성이 있다.
도 6에, 이상의 방법으로 실제로 막 형성한 막 구조의 단면 사진을 도시한다. 이것은 반사형 화소 전극(42)으로서의 알루미늄 전극 상에, 산화 규소를 포함하는 수직 증착막과 경사 방향 증착막을 형성한 것이다. 진공 상태를 깨뜨리지 않고서 연속하여 성막했기 때문에, 수직 증착막의 표면에는 수분 흡착 등의 문제가 발생하지 않고, 막의 연속성이 매우 양호한 상태에서 경사 방향 증착막이 형성되어 있는 것을 알 수 있다.
이 방법에 따르면, 도 6에 도시한 바와 같이, 수직 증착막으로부터 경사 방향 증착막까지 일련의 구조를 갖는 막이 형성된다. 즉, 이 배향막은 수직 기초막과 경사 방향 증착막이 일체가 된 산화 규소 배향막으로서, 종래의 경사 방향 증착막만의 구성과는 전혀 다른 것이다.
수직 증착막(43A)과 경사 방향 증착 배향막(43B)의 막 형성을 연속적으로 행하는 경우, 도 5의 (a), (b)에 도시한 바와 같이 증착원(81)과 기판의 설치 위치 사이에 셔터(82)를 배치하고, 이 셔터(82)를 도시하지 않은 기판 회전 기구와 연동시켜 개폐시키도록 하면 된다. 즉, 우선 셔터(82)를 개방 상태에서 수직 증착막(43A)의 형성을 행한 후, 셔터(82)를 닫아 일단 증착 입자(83)를 차폐한다. 그 사 이에 기판을 기판 회전 기구에 의해 회전시켜, 다시 셔터(82)를 열어서, 경사 방향 증착 배향막(43B)의 형성을 행한다. 이와 같이, 셔터(82) 등을 이용하여 일단 증착 입자(83)를 차폐하여 경사 방향 증착 배향막(43B)의 형성을 행하는 것이 바람직하지만, 이것에 한하지 않고, 셔터(82)를 설치하지 않고서, 수직 증착하면서 도중에 기판을 회전시켜 연속적으로 경사 방향 증착으로 이행하는 방법도 가능하다.
이상과 같은 막의 제조 방법에 의해, 투명 전극 기판(30) 및 화소 전극 기판(40)의 각각에 대하여, 수직 증착막(33A, 43A)을 개재하여 경사 방향 증착 배향막(33B, 43B)이 연속적으로 형성된다. 특히 화소 전극 기판(40)에서는, 반사형 화소 전극(42) 상면에는, 수직 증착막(43A)을 개재하여 경사 방향 증착 배향막(43B)이 전체적으로 형성되고, 화소간 홈(50)에 대해서는 수직 증착막(43A)을 개재하여 부분적으로 경사 방향 증착 배향막(43B)이 형성된다. 이들 막 구조에 의해 얻어지는 작용, 효과에 대해서는 후술한다.
경사 방향 증착 배향막(33B, 43B)의 하층에 사전에 성막할 수직 증착막(33A, 43A)의 두께는, 너무나 얇으면 양질의 막이 생기지 못하고 치밀하여 비저항의 높은 막으로 되지 않기 때문에 10㎚ 이상 있는 것이 바람직하다. 상한에 관해서는, 너무 두꺼우면 성막 시간이 길어져 막질이 열화하여 실용성이 부족해지기 때문에 두께는 500㎚ 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 30㎚～100㎚의 두께가 실용상 특히 적합하다.
그런데, 이상에서는, 반사형 화소 전극(42) 위에 직접, 수직 증착막(43A)과 경사 방향 증착 배향막(43B)이 순서대로 적층되어 있는 예에 대하여 설명했지만, 반사형 화소 전극(42) 위에 다른 막이 존재하고, 그 막 위에 수직 증착막(43A)과 경사 방향 증착 배향막(43B)이 순서대로 적층되어 있는 구조라도 된다. 예를 들면, 반사형 화소 전극(42)으로서 알루미늄 전극을 이용한 경우, 그 표면은 화학적으로 불안정하기 때문에, 일반적으로 산화물 혹은 질화물로 이루어지는 패시베이션막이라고 칭하는 보호막으로 화소 전극 전체를 피복하는 경우가 있지만, 이 경우에도 본 실시 형태에 따른 배향막의 구조는 유효하다.
도 4는 이 패시베이션막이 적층된 막 구조의 예를 도시하고 있다. 이 패시베이션막(44)은, 예를 들면 LSI 프로세스에서, CVD(Chemical Vapor Deposition) 등의 성막 기술로 작성되고, 반사형 화소 전극(42)의 상면 전체, 및 화소간 홈(50)의 측면, 및 저변에 걸쳐, 전체적으로 거의 균일하게 오버코트된다. 이 패시베이션막(44)의 위에, 도 3에 도시한 막 구조와 마찬가지로, 수직 증착막(43A)과 경사 방향 증착 배향막(43B)이 순서대로 적층되어 있어도 된다.
그 외에도, 반사형 화소 전극(42)의 반사율을 보다 향상시키기 위해서, 산화막이나 질화막을 포함하는 굴절율이 다른 막의 적층막으로 유전체 미러를 전극 상에 설치하는 경우가 있지만, 이 경우에도 본 실시 형태에 따른 배향막의 구조는 유효하다.
다음으로, 이상과 같이 구성된 반사형 액정 표시 소자의 작용, 동작을 설명한다.
이 반사형 액정 표시 소자에서는, 투명 전극 기판(30)측에서 입사하고, 수직 배향 액정(45)을 통과한 입사광 L1을, 반사형 화소 전극(42)의 반사 기능에 의해 반사시킨다. 반사형 화소 전극(42)에 있어서 반사된 광 L1은, 입사 시와는 역방향으로, 수직 배향 액정(45) 및 투명 전극 기판(30)을 통과하여 출사된다. 이 때, 수직 배향 액정(45)은, 대향하는 전극 간의 전위차에 따라, 그 광학적인 특성이 변화하여, 통과하는 광 L1을 변조시킨다. 이 광 변조에 의해 계조 표현이 가능해지고, 그 변조된 광 L2가 영상 표시에 이용된다.
수직 배향 액정(45)에의 전압 인가는, 도 2에 도시한 화소 구동 회로(61)에 의해 행해진다. 데이터 드라이버(62)는 신호선(64)을 통하여 입력된 외부로부터의 화상 신호 D에 따라, 데이터선(71)에 화상 신호를 공급한다. 주사 드라이버(63)는, 소정의 타이밍에서 각 주사선(72)에 주사 신호를 순차 공급한다. 이에 의해, 주사선(72)으로부터의 주사 신호에 의해서 주사되고, 또한 데이터선(71)으로부터의 화상 신호가 인가된 부분의 화소가 선택적으로 구동된다.
이 반사형 액정 표시 소자에서는, 투명 전극 기판(30) 및 화소 전극 기판(40)에 있어서, 경사 방향 증착 배향막(33B, 43B)의 기초막으로서 수직 증착막(33A, 43A)이 형성되어 있음으로써, 이하의 작용, 효과가 얻어진다.
예를 들면 산화 규소를 포함하는 수직 증착막(33A, 43A)은, 예를 들면 동일 재료의 산화 규소를 포함하는 경사 방향 증착 배향막(33B, 43B)과 비교하여 기둥형 구조를 갖지 않고 치밀한 막이고 비저항도 높다. 이 때문에 수직 증착막(33A, 43A)은, 경사 방향 증착 배향막(33B, 43B)과 각 기판 사이에서의 전기적인 차폐층으로서 기능한다. 이에 의해, 종래의 디바이스와 같은 배향막을 통한 이온의 유동이 억제된다. 그 결과, 장기간의 구동에서도, 이온의 번인을 일으키지 않고 장기 신뢰성이 우수한 디바이스가 실현된다.
또한 특히, 수직 증착막(33A, 43A)과 경사 방향 증착 배향막(33B, 43B)을 동일한 산화 규소막으로 형성한 경우에는, 산화 규소라는 동일한 재료인 기초막 위에 산화 규소의 경사 방향 증착 배향막(33B, 43B)이 형성되기 때문에, 종래와 같이 ITO 전극이나 알루미늄 전극 상에 직접 배향막이 성막되는 경우에 비하여, 막질도 양호하게 된다. 또, 종래의 디바이스에서는 충분한 배향 규제력을 발휘하기 위해서는 배향막으로서 40㎚ 이상의 막 두께가 필요하였지만, 본 실시 형태의 막 구조에 따르면, 경사 방향 증착 배향막(33B, 43B)으로서, 30㎚의 막 두께라도 충분한 배향 규제력이 얻어지게 된다.
또한, 도 5에 도시한 바와 같은 증착 장치에서, 진공 상태를 깨뜨리지 않고서 연속하여 성막을 행함으로써, 성막 시에 수직 증착막(33A, 43A)의 표면에는 수분 흡착 등의 문제가 발생하지 않고, 막의 연속성이 매우 양호한 상태에서 경사 방향 증착 배향막(33B, 43B)이 형성된다. 이러한 막의 연속성에 의해, 막의 계면에서 이온이 트랩되는 것 같은 문제가 전혀 발생하지 않는다. 또한, 수직 증착막(33A, 43A)은 도 6의 단면 사진에 도시한 바와 같이, 기둥형 구조를 갖지 않는 치밀한 막이며, 또한 비저항도 경사 방향 증착 배향막(33B, 43B)보다도 높기 때문에, 액정 표시 소자 전체의 저항값이 높아지게 되어, 이온 등의 전류가 흐르기 어렵게 된다. 또한, 투명 전극 기판(30)측과 화소 전극 기판(40)측으로, 수직 증착막(33A, 43A)의 막 두께를 바꾸는 것으로 용이하게 전기적인 대칭성을 제어하는 것도 가능하다.
또한 특히, 화소 전극 기판(40)에 대해서는, 반사형 화소 전극(42)의 상면에, 도 3에 도시한 바와 같이, 수직 증착막(43A)을 개재하여 경사 방향 증착 배향막(43B)이 전체적으로 형성되고, 화소간 홈(50)에 대해서는, 수직 증착막(43A)을 개재하여 부분적으로 경사 방향 증착 배향막(43B)이 형성되어 있음으로써, 또한 이하의 작용, 효과가 얻어진다.
예를 들면, 산화 규소에 의한 증착막인 경우, 그 증착 방향에 액정 분자를 배향시키는 성질이 있기 때문에, 수직 증착막(43A)에 접하고 있는 부분에 대해서는, 액정 분자가 기판면에 대하여 수직으로 배향되고, 경사 방향 증착 배향막(43B)에 접하고 있는 부분에 대해서는, 액정 분자가 기판면에 대하여 비스듬하게 프리틸트각을 이룬 상태로 배향된다.
이 때문에, 도 3에 도시한 바와 같이, 반사형 화소 전극(42) 상면에서는, 수직 증착막(43A)을 개재하여 경사 방향 증착 배향막이 전체적으로 형성되어 있는 것에 의해, 액정 분자가, 전압 인가 시에 그 증착 방향(일반적으로 화소대각 45° 방향)으로 치우치도록, 예를 들면 1°～5°정도의 근소한 프리틸트각을 이룬 상태에서 배향된다. 화소간 홈(50)에서는, 경사 방향 증착 배향막(43B)이 형성되어 있는 영역(52)에 대해서는, 마찬가지로 프리틸트각을 이룬 상태에서 액정 분자가 배향된다. 또, 경사 방향 증착 배향막(43B) 하층에 성막된 수직 증착막(43A)은, 그 상층의 경사 방향 증착 배향막(43B)에는 배향에 관하여 영향을 주지 않고, 액정에 직접 접하고 있는 경사 방향 증착 배향막(43B)에서 결정되는 프리틸트각이 실현된다. 한편, 경사 방향 증착 배향막(43B)이 형성되어 있지 않은 영역(51)에 대해서는, 액정 분자가 수직 증착막(43A)에 의해서 기판면에 대하여 완전히 수직 방향으로 배향된다.
종래의 막 구조에서는, 화소간 홈(50)에서의 경사 방향 증착 배향막(43B)이 형성되어 있지 않은 영역(51)에 대해서는, 도 12에 도시한 바와 같이, 수직성을 갖지 않는, 배향이 흐트러진 상태로 되어 있었기 때문에, 수직 배향하고 있는 반사형 화소 전극(42) 상의 액정의 배향에 악영향을 미치게 한다.
이것에 대하여, 본 실시 형태에 따른 막 구조에서는, 그 영역(51)에 대해서는, 수직 증착막(43A)에 의해서 액정이 수직 방향으로 배향되기 때문에, 반사형 화소 전극(42) 상의 액정의 수직 배향성에 거의 악영향을 미치지 않는다. 또, 수직 증착막(43A)에 의한 액정의 배향과 경사 방향 증착 배향막(43B)에 의한 액정의 배향에서는, 경사 방향 증착 배향막(43B)에 의한 배향쪽이, 프리틸트각을 갖는 만큼 약간 서로 다르다. 그러나, 통상 프리틸트각은 1°～5°로 근소하기 때문에, 사실상, 이들 배향의 차이는 표시 화질로서 전혀 인식할 수 없다. 화소간 홈(50) 부분의 액정은 기판면에 대하여 완전히 수직 방향으로 배향하고 있어, 면내로 기우는 것에 대하여 에너지적으로 등가이기 때문에, 전압 인가로 치우치는 경우에는 화소면 위에 존재하는 액정의 상호 작용으로, 수직 증착막(43A) 상의 액정 분자도 화소면 위의 액정 분자와 동일한 방향으로 치우친다. 이 때문에, 결과적으로 종래의 디바이스와 같은 배향 불량은 전혀 발견되지 않는다. 이 결과, 본 실시 형태에서는, 액정 분자가 전체적으로 균일하게 수직 배향한 상태를 안정적으로 실현할 수 있다. 이 때문에, 본 실시 형태에서는, 종래와 같은 화소간 홈 주변에서의 배향 불량이 발생하지 않고, 표시 영역 전역에 걸쳐 안정적인 수직 배향이 실현된다. 이에 의해, 양호한 화질이 실현된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 반사형 액정 표시 소자에 따르면, 투명 전극 기판(30) 및 화소 전극 기판(40) 각각에 대하여, 수직 배향 액정(45)에 접하는 면측에, 수직 증착막(33A, 43A)을 개재하여 경사 방향 증착 배향막(33B, 43B)이 적층 형성되어 있기 때문에, 경사 방향 증착 배향막(33B, 43B)에 의한 배향 특성을 유지한 채, 그 막 구조에 기인한 전기적인 특성을 개선하고, 이온 등이 경사 방향 증착 배향막(33B, 43B)을 도통하는 것을 억제하여 장기 신뢰성을 실현할 수 있다.
또한 특히, 화소 전극 기판(40)에 대해서는, 반사형 화소 전극(42)의 상면 전체 및 화소간 홈(50)의 저면 전체에 수직 증착막(43A)이 증착 형성되어, 그 수직 증착막(43A)을 개재하여, 반사형 화소 전극(42)의 상면 전체 및 인접하는 화소간 홈(50)의 일부 영역(52)에, 화소 전극 기판(40)의 기판면에 대하여 경사 방향으로부터 경사 방향 증착 배향막(43B)이 증착 형성되어 있기 때문에, 화소간 홈(50)에서의 경사 방향 증착 배향막(43B)이 형성되어 있지 않은 영역(51)에서는, 수직 증착막(43A)에 의해 액정이 수직 방향으로 배향된다. 이에 의해, 화소간 홈(50)의 구조에 기인한 배향 불량, 배향 얼룩을 억제하여, 양호한 화질을 실현할 수 있다.
여기서, 본 실시 형태와 상기 특허 문헌 1(일본 특개평 11-174427호 공보)에 기재된 기술과의 차이를 설명한다.
특허 문헌 1에는, 구체적인 실시예로서, ITO 전극막 위에 중간층으로서 Al2O3막이 성막되고, 그 위에 배향막으로서 SiO2의 경사 방향 증착막이 형성된 구조가 기재되어 있다. 본 실시 형태에서는, 그 중간층에 해당하는 수직 증착막(33A, 43A)이, 경사 방향 증착 배향막(33B, 43B)과 동일한 SiO2막이어도 되지만, 특허 문헌 1에 기재된 기술인 경우에는, 광학적인 요구로부터, 중간층은 반드시 굴절율이 SiO2보다도 커져야만 하고, 본 실시 형태와 같이 동일한 굴절율의 재료로 구성한 경우에는 효과가 발생하지 않는다. 또한, 이 특허 문헌 1에 기재된 기술은 광 반사의 억제를 목적으로 한 광학적인 견지로부터의 기술로서, 본 발명이 언급하고 있는 전기 저항을 증가시켜 이온의 도통을 억제하는 전기적 특성을 시점으로 한 것은 아니다. 또한, 특허 문헌 1에 기재된 기술은 투명 전극 기판(30)측만을 대상으로 한 기술이고, 화소 전극 기판(40)측에의 기초막의 구성을 전혀 언급치 않고 있다. 이것에 대하여, 본 실시 형태는 투명 전극 기판(30) 및 화소 전극 기판(40)의 양쪽에, 수직 증착막(33A, 43A)을 기초막으로 한 경사 방향 증착 배향막(33B, 43B)을 형성하는 2층 구조를 특징으로 한 기술이므로, 전혀 다른 것이다.
또한, 본 실시 형태와 상기 특허 문헌 2(일본 특개 2001-5003호 공보)에 기재된 기술과의 차이를 설명한다.
상기 특허 문헌 2에 기재된 기술은, 2회의 증착에 의해서 화소간 홈(50)에 산화 규소의 배향막을 형성하는 점에서는 본 실시 형태와 공통점이 있지만, 기본적으로는 완전히 다른 기술이다. 상기 특허 문헌 2에 기재된 기술은, 제1 배향막과 제2 배향막이 모두 경사 방향 증착 배향막인 것, 및 면 내에서 기판을 회전시켜 면 내의 입사 각도를 바꾸어서 성막하는 것을 특징으로 한다. 이에 대하여, 본 실시 형태에서는 제1 배향막은 경사 방향 증착이 아니고 수직 방향으로부터 증착되는 수직 증착막(43A)이어야만 한다. 이에 의해, 배향막의 제조 과정에서, 제1 내지 제2 배향막으로의 이행은 면 내에서의 입사 방향을 바꾸는 것은 아니고, 도 5에 도시한 바와 같이, 기판 법선으로부터의 입사 방향을 바꿀 필요가 있다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는, 경사 방향 증착 배향막(43B)의 형성 전에 수직 증착막(43A)을 형성하기 때문에, 구조적으로도, 그 제조 방법 측면에서도 상기 특허 문헌 2에 기재된 기술과는 서로 다르다.
특히, 본 실시 형태에서는, 제1 증착을 기판면에 비스듬히 증착하는 것은 아니고 수직 방향으로 증착하는 것으로 하고 있지만, 이것은 경사 방향 상태에서 성막하면, 그 방향으로 프리틸트가 이루어져 국소적인 얼룩의 요인이 되는 것과, 화소 홈 부분 전역을 한번에 효과적으로 성막하기 위해서는 수직 방향이 아니면 할 수 없기 때문이다. 동일한 산화 규소 재료라도, 수직 방향의 증착과 경사 방향으로부터의 증착으로 형성되는 막은, 도 6에 도시한 바와 같이 구조의 형태가 전혀 다른 이질(異質)의 것이다. 경사 방향 증착막은, 일반적으로 입사 방향으로 기울어진 기둥형 구조를 형성한다.
<액정 표시 장치의 설명>
다음으로, 도 1에 도시한 구성의 반사형 액정 표시 소자를 사용한 액정 표시 장치의 예에 대하여 설명한다. 여기서는, 도 7에 도시한 바와 같이, 반사형 액정 표시 소자를 라이트 벌브로서 사용한 반사형 액정 프로젝터의 예에 대하여 설명한 다.
도 7에 도시한 반사형 액정 프로젝터는, 적, 녹 및 청의 각 색용 액정 라이트 벌브(21R, 21G, 21B)를 3매 이용하여 컬러 화상 표시를 행하는, 소위 3판 방식이다. 이 반사형 액정 프로젝터는, 광축(10)을 따라서, 광원(11)과, 다이클로익 미러(12, 13)와, 전체 반사 미러(14)를 구비하고 있다. 이 반사형 액정 프로젝터는, 또한 편광 빔 분할기(15, 16, 17)와, 합성 프리즘(18)과, 투사 렌즈(19)와, 스크린(20)을 구비하고 있다.
광원(11)은 컬러 화상 표시에 필요한, 적색광(R), 청색광(b) 및 녹색광(G)을 포함한 백색광을 발하는 것이고, 예를 들면 할로겐 램프, 메탈할로겐 램프 또는 크세논램프 등으로 구성되어 있다.
다이클로익 미러(12)는, 광원(11)으로부터의 광을, 청색광과 그 밖의 색광으로 분리하는 기능을 갖고 있다. 다이클로익 미러(13)는 다이클로익 미러(12)를 통과한 광을, 적색광과 녹색광으로 분리하는 기능을 갖고 있다. 전 반사 미러(114)는, 다이클로익 미러(12)에 의해 분리된 청색광을, 편광 빔 분할기(17)를 향하여 반사하도록 되어 있다.
편광 빔 분할기(15, 16, 17)는, 각각, 적색광, 녹색광 및 청색광의 광로를 따라서 설치되어 있다. 이들의 편광 빔 분할기(15, 16, 17)는 각각 편광 분리면(15A, 16A, 17A)을 갖고, 이 편광 분리면(15A, 16A, 17A)에서, 입사한 각 색광을 서로 직교하는 2개의 편광 성분으로 분리하는 기능을 갖고 있다. 편광 분리면(15A, 16A, 17A)은, 한쪽의 편광 성분(예를 들면 S편광 성분)을 반사하고, 다른 쪽 의 편광 성분(예를 들면 P 편광 성분)은 투과하도록 되어 있다.
액정 라이트 벌브(21R, 21G, 21B)는, 상술한 구성의 반사형 액정 표시 소자(도 1)에 의해서 구성되어 있다. 이들 액정 라이트 벌브(21R, 21G, 21B)에는, 편광 빔 분할기(15, 16, 17)의 편광 분리면(15A, 16A, 17A)에 의해서 분리된 소정의 편광 성분(예를 들면 S편광 성분)의 색광이 입사되도록 되어 있다. 액정 라이트 벌브(21R, 21G, 21B)는, 화상 신호에 기초하여 주어진 구동 전압에 따라 구동되어, 입사광을 변조시킴과 함께, 그 변조된 광을 편광 빔 분할기(15, 16, 17)를 향하여 반사하는 기능을 갖고 있다.
합성 프리즘(18)은 액정 라이트 벌브(21R, 21G, 21B)로부터 출사되어, 편광 빔 분할기(15, 16, 17)를 통과한 소정의 편광 성분(예를 들면, P 편광 성분)의 색광을 합성하는 기능을 갖는다. 투사 렌즈(19)는 합성 프리즘(18)으로부터 출사된 합성광을 스크린(20)을 향하여 투사하는 투사 수단으로서의 기능을 갖는다.
이상과 같이 구성된 반사형 액정 프로젝터에서, 광원(11)으로부터 출사된 백색광은, 우선 다이클로익 미러(12)의 기능에 의해 청색광과 그 밖의 색광(적색광 및 녹색광)으로 분리된다. 이 중 청색광은, 전체 반사 미러(14)의 기능에 의해서, 편광 빔 분할기(17)를 향하여 반사된다. 한편, 적색광 및 녹색광은 다이클로익 미러(13)의 기능에 의해, 또한 적색광과 녹색광으로 분리된다. 분리된 적색광 및 녹색광은, 각각, 편광 빔 분할기(15, 16)에 입사된다.
편광 빔 분할기(15, 16, 17)는, 입사한 각 색광을, 편광 분리면(15A, 16A, 17A)에서, 서로 직교하는 2개의 편광 성분으로 분리한다. 이 때, 편광 분리면 (15A, 16A, 17A)은, 한쪽의 편광 성분(예를 들면 S편광 성분)을 액정 라이트 벌브(21R, 21G, 21B)를 향하여 반사한다.
액정 라이트 벌브(21R, 21G, 21B)는, 화상 신호에 기초하여 공급된 구동 전압에 따라 구동되어, 입사한 소정의 편광 성분의 색광을 화소 단위로 변조시킨다. 이 때, 액정 라이트 벌브(21R, 21G, 21B)는, 도 1에 도시한 반사형 액정 표시 소자에 의해 구성되어 있기 때문에, 콘트라스트 등의 특성이나 화질에 관하여, 양호한 특성을 실현할 수 있다.
액정 라이트 벌브(21R, 21G, 21B)는, 변조한 각 색광을 편광 빔 분할기(15, 16, 17)를 향하여 반사한다. 편광 빔 분할기(15, 16, 17)는 액정 라이트 벌브(21R, 21G, 21B)로부터의 반사광(변조광) 중, 소정의 편광 성분(예를 들면 P 편광 성분)만을 통과시켜, 합성 프리즘(18)을 향하여 출사한다. 합성 프리즘(18)은 편광 빔 분할기(15, 16, 17)를 통과한 소정의 편광 성분의 색광을 합성하고, 투사 렌즈(19)를 향하여 출사한다. 투사 렌즈(19)는 합성 프리즘(18)으로부터 출사된 합성광을 스크린(20)을 향하여 투사한다. 이에 의해, 스크린(20)에 액정 라이트 벌브(21R, 21G, 21B)에 의해서 변조된 광에 따른 영상이 투영되어, 원하는 영상 표시가 이루어진다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 반사형 액정 프로젝터에 따르면, 투명 전극 기판(30) 및 화소 전극 기판(40)으로서, 수직 증착막(33A, 43A)과 경사 방향 증착 배향막(33B, 43B)이 적층된 구조를 갖는 반사형 액정 표시 소자(도 1)를, 액정 라이트 벌브(21R, 21G, 21B)로서 이용하도록 했기 때문에, 장기 신뢰성 을 실현할 수 있음과 함께, 높은 콘트라스트와 양호한 화질로 영상 표시를 실현할 수 있다.
(실시예)
다음으로, 본 실시 형태에 따른 반사형 액정 표시 소자의 장기 구동에서의 번인에 대하여 구체적인 특성을 실시예로서 나타낸다. 이하, 실시예를 설명하기 전에, 우선 종래의 반사형 액정 표시 소자의 특성을 비교예로서 나타낸다.
[비교예 1, 2]
이하, 비교예 1, 2에 대하여, 통합하여 설명한다. 비교예로 되는 반사형 액정 표시 소자의 시료를 이하와 같이 제작하였다. 우선, 투명 전극이 성막된 유리 기판과 반사형 화소 전극으로서 알루미늄 전극이 형성된 실리콘 구동 기판을 세정한 후에, 증착 장치에 도입하고, 배향막으로서 산화 규소막을, 기판으로의 증착 각도 50～55°의 범위에서 경사 증착하여 형성했다. 배향막의 막 두께는 50㎚로 하였다. 액정의 프리틸트각은 약 2.5°가 되도록 배향 제어했다. 그 후, 배향막이 형성된 각 기판을 대향 배치하여, 그 사이에 2㎛ 직경의 글래스비드를 적당한 수만큼 산포하여, 접합시키고, 또한 메르크사제의 유전 이방성 Δε이 마이너스인 수직 액정 재료를 주입하고, 이에 따라 반사형 액정 표시 소자의 시료를 제작했다. 실리콘 구동 기판 위의 알루미늄 전극의 화소 피치는 9㎛, 화소간의 홈 폭은 0.6㎛로 하였다. 또한, 알루미늄 전극 상에, 화소 전극을 보호하기 위한 SiO2계의 패시베이션막을, CVD(Chemical Vapor Deposition) 성막에 의해 45㎚의 두께로 오버코트한 것에 대해서도 마찬가지의 방법으로 제작했다.
이들 시료를 프로젝터에 도입하여, 모노스코 표시를 장기간에 걸쳐서 표시했을 때의 번인을 조사한 결과, 패시베이션막이 없는 것은 200 시간의 연속 구동으로 근소하지만 번인이 나타났다. 또한 패시베이션막이 있는 것은, 400 시간까지 양호했다. 이것은 알루미늄 전극의 표면으로부터 이온 등이 전계에 의해 유출하지만, 이것을 패시베이션막이 억제하고 있는 것으로 생각된다. 이상의 관찰 결과를, 후술하는 실시예의 결과와 함께, 도 8에 통합하여 도시한다.
또한, 이 실험에서 이용한 경사 방향 증착 SiO2막의 단면 구조를 주사 전자 현미경을 이용하여 관찰한 바, 도 10과 같은 기둥형 구조를 확인했다. 증착 시의 입사 방향으로 기울어진 기둥형 그레인(결정립)이 성장되어 있고, 또한 그레인 간의 입계 부분은 도면과 같이 간극 구조를 갖고 있는 것을 알 수 있다. 이 입계는 막을 경사 방향으로 관통하고 있고, 이온 등을 도통하기 쉽다고 생각된다. 이 막의 비저항을 측정한 바, 4～6×1011Ω㎝이라는 결과가 되었다. 이것은, 후에 나타내는 수직 증착의 SiO2막의 2～5분의 1 정도로 상당히 낮은 저항인 것이 분명해졌다.
[실시예 1, 2]
이하, 실시예 1, 2에 대하여, 통합하여 설명한다. 기본적으로, 배향막 이외에 대해서는, 상기 비교예와 동일한 방법과 사양으로, 반사형 액정 표시 소자의 시료를 제작했다. 즉, 투명 전극이 성막된 유리 기판과 반사형 화소 전극으로서 알 루미늄 전극이 형성된 실리콘 구동 기판을 세정한 후, 배향막을 이하에 설명하는 방법으로 증착 형성하고, 그 후 이들 한쌍의 기판 사이에, 메르크사제의 유전 이방성 Δε이 마이너스의 수직 액정 재료를 주입한 반사형 액정 표시 소자를 제작했다. 실리콘 구동 기판의 사양도 상기 비교예와 동일한 것으로 하고, 화소 피치는 9㎛로, 화소간의 홈 폭을, 0.6㎛로 하였다. 알루미늄 전극 상에, 패시베이션막이 형성된 것도 마찬가지로 제작했다.
단, 본 실시예에서는, 상기 비교예와는 달리, 각 기판 위의 배향막의 구조를 도 1에 대응하는 구조로 하였다. 배향막의 형성 방법은 다음과 같다. 도 5에 도시한 바와 같이, 증착 입자(83)가 입사되는 방향을 바꿀 수 있는, 기판 회전 기구를 갖는 증착 장치(80)를 이용하여, 세정한 기판을, 증착 장치(80)에 넣어, 우선 증착원(81)으로부터 기판에 증착 입자(83)가 수직으로 입사하는 배치로, 산화 규소막을 50㎚의 두께로 성막했다. 그 후, 진공 상태를 깨뜨리지 않고 계속해서, 기판을 법선 방향으로 θ=55°의 각도로 되도록 기울여서, 동일한 증착원(81)으로부터 동일한 산화 규소막을 경사 방향 증착했다. 막 두께는 50㎚로 하였다. 투명 전극측의 기판 및 화소 전극측의 기판 모두 동일한 성막 조건으로 하였다.
도 6에는 대표로 도 8의 실시예 1의 시료의 막 구조에 대하여, 그 단면 사진(주사 전자 현미경 사진)을 도시한다. 경사 방향 증착막으로서는 분명한 기둥형 구조가 나타나지만, 그 기초에 상당하는 수직 증착막에는 기둥형 구조는 없고 경사 방향 증착막에 비하여 치밀한 막으로 되어 있다. 또한, 이들 막의 계면에 상당하는 경계나 균열과 같은 것이 나타나지 않고, 수직 증착막으로부터 경사 방향 증착 막으로는 막이 연속적으로 형성되어 있는 것을 알 수 있다.
이 수직 증착막만의 비저항을 별도로 측정한 바, 1～2×1012Ω㎝로, 경사 방향 증착막의 2～5배의 높은 값이 나타나는 것을 알 수 있다. 수직 증착막과 경사 방향 증착막의 2층 구조막에서도, 마찬가지의 높은 값을 나타냈다.
이들 시료를 작성한 후에, 종래예와 마찬가지로 프로젝터에 도입하고, 모노스코 표시를 장기간에 걸쳐서 표시했을 때의 번인을 조사한 바, 모두 1000 시간 이상, 번인은 나타나지 않았다. 이 관찰 결과를, 도 8에 통합하여 도시한다. 그 결과는, 투명 전극측의 기판 및 화소 전극측의 기판 양쪽에 수직 기초막 구조를 적용하는 것이 유효하게 효과가 있는 것은 분명하다.
도 8에 도시한 바와 같이, 실리콘 구동 기판측에 패시베이션막을 형성하는 것이, 보다 안정된 결과가 얻어졌다. 이 패시베이션막은 CVD법에 의해 작성한 SiO2막이다. CVD법은 통상의 LSI 프로세스로 이용되는 성막 방법이다. CVD법으로 작성하면, 도 4와 같이 화소 전극 전체를 피복하도록 패시베이션막이 성막된다. 통상, 알루미늄 화소 전극의 두께는 150㎚～250㎚이지만, 도면과 같이 화소 전극의 측면도 완전히 피복하도록 성막된다. 한편, 수직 증착막은 도 3과 같이, 화소 전극의 측면에는 성막되기 어렵다. 증착 입자는 수직 방향이라고는 해도, 직진 성분 이외도 존재하기 때문에, 성막된다고 해도 매우 얇게 된다. 이 측면 부분은 면적에 있어서는 매우 근소하지만, 이 부분의 알루미늄 금속으로부터의 이온 유출이 매우 근소하지만 존재한다고 생각된다. 이것을 방지하기 위해 미리 화소 전극 전체 를 패시베이션막으로 피복해 두는 것이 보다 효과적인 대책 기술로 되는 것이 본 실험에 의해 분명해졌다. 이 패시베이션막은 화소 전극 전체를 피복하는 막이면, 산화물 이외의 막, 예를 들면 질화물이라도 효과가 있었다.
또한, 본 실험에서는, 도 5에 도시한 증착 장치(80)에서, 수직 증착을 우선 행하고, 일단 증착 입자(83)를 셔터(82)로 차폐하고, 그 사이에 기판을 회전시켜서, 다시 셔터(82)를 열어, 경사 방향 증착을 행하여, 2층 구조막을 형성하는 방법을 이용했다. 이것으로서 충분한 효과가 얻어지지만, 이 이외에도, 수직 증착을 멈추지 않고서 증착하면서 도중에서 기판을 회전시켜도 된다.
다음으로, 본 실시 형태에 따른 반사형 액정 표시 소자의 화소간 홈의 배향에 대하여 구체적인 특성을 실시예로서 도시한다. 이하, 실시예를 설명하기 전에, 우선 종래의 반사형 액정 표시 소자의 특성을 비교예로서 도시한다.
[비교예 3～6]
이하, 비교예 3～6에 대하여, 통합하여 설명한다. 비교예가 되는 반사형 액정 표시 소자의 시료를 이하와 같이 제작했다. 우선, 투명 전극이 성막된 유리 기판과 반사형 화소 전극으로서 알루미늄 전극이 형성된 실리콘 구동 기판을 세정한 후, 증착 장치에 도입하고, 배향막으로서 산화 규소막을, 기판으로의 증착 각도 50～55°의 범위에서 경사 증착하여 형성했다. 배향막의 막 두께는 50㎚로 하였다. 액정의 프리틸트각은 약 2.5°가 되도록 배향 제어했다. 그 후, 배향막이 형성된 각 기판을 대향 배치하여, 그 사이에 2㎛ 직경의 글래스비드를 적당한 수만큼 산포하여, 접합시키고, 또한 메르크사제의 유전 이방성 Δε이 마이너스인 수직 액정 재료를 주입하고, 이에 따라 반사형 액정 표시 소자의 시료를 제작했다. 실리콘 구동 기판 위의 알루미늄 전극의 화소 피치 W2(도 11 참조)는, 9㎛이고, 화소간의 홈 폭, 즉 화소간 스페이스 W1(도 11 참조)를, 0.6㎛와 0.35㎛의 2 종류를 준비한다(도 9의 비교예 3, 4). 또한, 알루미늄 전극 상에 화소 전극을 보호하기 위한 SiO2계의 패시베이션막을 45㎚의 두께로 오버코트한 것에 대해서도 마찬가지의 방법으로 제작한다(도 9의 비교예 5, 6).
제작 후, 흑 레벨에서의 액정 배향의 상태를 현미경으로 관찰한 결과를, 후술하는 실시예의 결과와 함께, 도 9에 통합하여 도시한다. 모든 시료(비교예 3～6)에서, 반사형 화소 전극의 엣지 주변이나 화소간 홈 부근에, 흑 레벨이 화소 부분보다도 높고, 분명히 그 주변과 다른 얼룩을 갖는 불균일한 배향 영역이 출현했다. 이 부분의 액정 분자의 배열을 편향 현미경의 편광축을 회전시켜 조사한 바, 유효 화소 내에서는 완전한 수직 배향하고 있는 데 대하여, 화소간 홈 내의 액정은 원하는 수직 성분이 거의 없고, 랜덤한 배향으로 되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 각 시료에 전압을 인가하여 액정을 구동한 바, 화소 상면은 통상대로, 전압의 크기에 따라 반사율이 증가하여 백 레벨로 되어 가는 데 대하여, 화소간 홈 부근은 전압을 상당히 크게 걸면 백 레벨에 도달하지만, 분명히 중간조 전압에서는 반응이 둔하고, 이 때문에 중간조 표시에서, 화소 주변이 화소 내와 밝기가 다른 얼룩이 관측되었다. 이러한 경향은 화소 전극 상에 패시베이션막이 있는지의 여부에 상관없이 관측되었다.
[실시예 3～6]
이하, 실시예 3～6에 대하여, 통합하여 설명한다. 기본적으로, 화소 전극 상의 배향막 이외에 대해서는, 상기 비교예와 동일한 방법과 사양으로, 반사형 액정 표시 소자의 시료를 제작했다. 즉, 투명 전극이 성막된 유리 기판과 반사형 화소 전극으로서 알루미늄 전극이 형성된 실리콘 구동 기판을 세정한 후, 배향막을 이하에 설명하는 방법으로 증착 형성하고, 그 후 이들 한쌍의 기판 사이에, 메르크사제의 유전 이방성 Δε이 마이너스인 수직 액정 재료를 주입한 반사형 액정 표시 소자를 제작했다. 실리콘 구동 기판의 사양도 상기 비교예와 동일한 것으로 하고, 화소 피치 W2는 9㎛로, 화소간의 홈 폭, 즉 화소간 스페이스 W1은, 0.6㎛과 0.35㎛의 2 종류를 준비하였다(도 9의 실시예 3, 4). 알루미늄 전극 상에, 패시베이션막이 형성된 것도 마찬가지로 제작한다(도 9의 실시예 5, 6).
단, 본 실시예에서는 상기 비교예와는 달리, 화소 전극 상의 배향막의 구조를 도 3 또는 도 4에 대응하는 구조로 하였다. 배향막의 형성 방법은 다음과 같다. 도 5에 도시한 바와 같이, 증착 입자(83)가 입사되는 방향을 바꿀 수 있는, 기판 회전 기구를 갖는 증착 장치(80)를 이용하여, 세정한 실리콘 구동 기판을, 증착 장치(80)에 넣어, 우선 증착원(81)으로부터 기판에 증착 입자(83)가 수직으로 입사하는 배치로, 산화 규소막을 50㎚의 두께로 성막했다. 그 후, 진공 상태를 깨뜨리지 않고 계속해서, 기판을 법선 방향으로 θ=55°의 각도가 되도록 기울여, 동일한 증착원(81)으로부터 동일한 산화 규소막을 경사 방향 증착했다. 막 두께는 50㎚로 하였다.
도 6에는 대표로 도 9의 실시예 3의 시료의 막 구조에 대하여, 그 단면 사진을 도시한다. 경사 방향 증착막으로서는 분명한 기둥형 구조가 나타난다. 화소간 홈에는 설계대로, 산화 규소의 수직 증착막이 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 또한 화소 전극면 위에서는 기초에 수직 증착막이 존재하고 그 위에 계속해서 기둥형 구조를 갖는 경사 방향 증착막이 연속적으로 형성되어 있는 것을 알 수 있다.
이 화소 구조를 갖는 시료를 이용하여, 상기 비교예와 마찬가지의 방법으로, 흑 레벨에서의 액정 배향의 상태를 현미경으로 관찰하였다. 도 9에 그 관찰 결과를 나타낸다. 본 실시예에서는, 모든 시료로 화소 엣지의 주변이나 화소간 홈 부근에, 불균일한 배향 얼룩 영역은 전혀 관측되지 않았다. 이 부분의 액정 분자의 배열을 편향 현미경의 편광축을 회전시켜 조사한 바, 화소간 홈 내의 액정은 완전히 수직 배향하고 있는 것이 확인되었다. 또, 이 시료에 전압을 인가하여 액정을 구동한 바, 화소간 홈인지 화소 전극면 위인지에 상관없이, 균일하게 반응하여 중간조 전압에서도 휘도 불균일이 없는 양호한 표시 화질이 관측되었다. 이것은 화소 전극 상에 패시베이션 보호막이 있는지의 여부에 상관없이 양호했다.
이들 실험에서, 화소간 홈의 폭을 0.6㎛와 0.35㎛의 2 종류에 대하여 조사했지만, 이들은 87.1%과 92.4%의 개구율에 상당한다. 본 실시예에 따르면, 화소간 홈의 폭이 0.35㎛인 경우에도, 표시 영역 전면에 걸쳐 양호한 수직 배향이 얻어지게 되고, 높은 개구율, 나아가서는 높은 반사율을 실현할 수 있었다.
본 발명은 이상의 실시 형태 및 실시예에 한정되지 않고, 더욱 여러가지의 변형 실시가 가능하다. 예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 프로젝터로서 3매식의 프로젝터의 예에 대하여 설명했지만, 본 발명은 단판식 등 다른 방식의 프로젝터에도 널리 적용 가능하다.
본 발명의 제1 관점에 따른 반사형 액정 표시 소자 및 액정 표시 장치에 따르면, 화소 전극 기판과 투명 전극 기판의 각각의 수직 배향 액정에 접하는 면측에, 적어도 기판면에 대하여 수직 방향으로부터 증착 형성된 수직 증착막과, 수직 증착막을 개재하여, 기판면에 대하여 경사 방향으로부터 증착 형성된 경사 방향 증착 배향막이 순서대로 적층 형성되어 있기 때문에, 경사 방향 증착 배향막에 의한 배향 특성을 유지한 채, 그 막 구조에 기인한 전기적인 특성을 개선하고, 이온 등이 배향막을 도통하는 것을 억제하여 장기 신뢰성을 실현할 수 있다.
본 발명의 제1 관점에 따른 반사형 액정 표시 소자의 제조 방법에 따르면, 화소 전극 기판의 제조 공정과 투명 전극 기판의 제조 공정의 각각에 대하여, 수직 배향 액정에 접하는 면측에, 기판면에 대하여 수직 방향으로부터 수직 증착막을 증착 형성하는 공정과, 수직 증착막을 형성한 후, 수직 증착막을 개재하여, 기판면에 대하여 경사 방향으로부터 경사 방향 증착 배향막을 증착 형성하는 공정을 포함하도록 했기 때문에, 경사 방향 증착 배향막에 의한 배향 특성을 유지한 채, 그 막 구조에 기인한 전기적인 특성을 개선하고, 이온 등이 배향막을 도통하는 것을 억제하여 장기 신뢰성을 실현할 수 있는 반사형 액정 표시 소자를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 관점에 따른 반사형 액정 표시 소자 및 액정 표시 장치에 따르면, 화소 전극 상면 전체 및 인접하는 화소 전극 간의 홈부의 저면 전체에 수직 증착막이 증착 형성되고, 그 수직 증착막을 개재하여, 화소 전극 상면 전체 및 인접하는 화소 전극 간의 홈부의 일부에, 화소 전극 기판의 기판면에 대하여 경사 방향으로부터 경사 방향 증착 배향막이 증착 형성되어 있기 때문에, 인접하는 화소 전극 간의 홈 부분에서의 경사 방향 증착 배향막이 형성되어 있지 않은 영역에서는, 수직 증착막에 의해 액정이 수직 방향으로 배향된다. 이에 의해, 경사 방향 증착 배향막에 의해 수직 배향 액정을 배향 제어하는 경우에, 화소간 홈의 구조에 기인한 배향 불량, 배향 얼룩을 억제하여, 양호한 화질을 실현할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 관점에 따른 반사형 액정 표시 소자의 제조 방법에 따르면, 화소 전극 기판의 투명 전극 기판에 대향하는 면측에서, 화소 전극 상면 및 인접하는 화소 전극 간의 홈 부분에, 화소 전극 기판의 기판면에 대하여 수직 방향으로부터 수직 증착막을 증착 형성하고, 그 후 기판면에 대하여 경사 방향으로부터 경사 방향 증착 배향막을 증착 형성하도록 했기 때문에, 수직 증착막을, 화소 전극 상면 전체 및 화소간 홈의 저면 전체에 형성할 수 있음과 함께, 경사 방향 증착 배향막을, 수직 증착막을 개재하여 화소 전극 상면 전체와 화소간 홈의 일부분에 형성할 수 있다. 이에 의해, 인접하는 화소 전극 간의 홈 부분에서의 경사 방향 증착 배향막이 형성되어 있지 않은 영역에서는, 수직 증착막에 의해서 액정이 수직 방향으로 배향되는 반사형 액정 표시 소자를 제조할 수 있다. 이 제조 방법에 따르면, 경사 방향 증착 배향막에 의해 수직 배향 액정을 배향 제어하는 경우에, 화소간 홈의 구조에 기인한 배향 불량, 배향 얼룩을 억제하여, 양호한 화질을 실현할 수 있는 반사형 액정 표시 소자를 제조할 수 있다.
특히, 본 발명의 액정 표시 장치에 따르면, 본 발명의 반사형 액정 표시 소자를 이용하여 영상 표시를 행하도록 했기 때문에, 양호한 화질의 영상 표시를 실현할 수 있다.

Claims (20)

  1. 투명 전극 기판과, 금속막에 의해 형성된 복수의 반사형 화소 전극을 갖는 화소 전극 기판이 수직 배향 액정을 개재하여 서로 대향 배치된 반사형 액정 표시 소자로서,
    상기 화소 전극 기판과 상기 투명 전극 기판의 각각의 상기 수직 배향 액정에 접하는 면측에, 적어도,
    기판면에 대하여 수직 방향으로부터 증착 형성된 수직 증착막과,
    상기 수직 증착막 상에, 기판면에 대하여 경사 방향으로부터 증착 형성된 경사 방향 증착 배향막이 순서대로 적층 형성되고,
    상기 화소 전극 기판에는 또한, 상기 수직 증착막의 하지층으로서, 상기 화소 전극 전체 및 인접하는 상기 화소 전극 간의 홈 부분 전체에, 상기 화소 전극의 두께보다 막두께가 얇은 패시베이션막이 형성되어 있고,
    상기 패시베이션막 및 상기 수직 증착막이 상기 화소 전극의 상면에 대하여 상기 홈부의 저면이 낮게 막형성된 상태에서 상기 경사 방향 증착 배향막이 증착 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수직 증착막, 상기 경사 방향 증착 배향막 및 상기 패시베이션막은, 모두 동일한 SiO2에 의한 막인 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 소자.
  3. 삭제
  4. 반사형 액정 표시 소자를 구비하며, 상기 반사형 액정 표시 소자에 의해 변조된 광을 이용하여 영상 표시를 행하는 액정 표시 장치로서,
    상기 반사형 액정 표시 소자는,
    금속막에 의해 형성된 복수의 반사형 화소 전극을 갖는 화소 전극 기판과,
    상기 화소 전극 기판에 대향하도록 배치된 투명 전극 기판과,
    상기 화소 전극 기판과 상기 투명 전극 기판 사이에 주입된 수직 배향 액정을 구비하고,
    상기 화소 전극 기판과 상기 투명 전극 기판의 각각의 상기 수직 배향 액정에 접하는 면측에, 적어도,
    기판면에 대하여 수직 방향으로부터 증착 형성된 수직 증착막과,
    상기 수직 증착막 상에, 기판면에 대하여 경사 방향으로부터 증착 형성된 경사 방향 증착 배향막이 순서대로 적층 형성되고,
    상기 화소 전극 기판에는 또한, 상기 수직 증착막의 하지층으로서, 상기 화소 전극 전체 및 인접하는 상기 화소 전극 간의 홈 부분 전체에, 상기 화소 전극의 두께보다 막두께가 얇은 패시베이션막이 형성되어 있고,
    상기 패시베이션막 및 상기 수직 증착막이 상기 화소 전극의 상면에 대하여 상기 홈부의 저면이 낮게 막형성된 상태에서 상기 경사 방향 증착 배향막이 증착 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    광원과,
    상기 광원으로부터 발생하여 상기 반사형 액정 표시 소자에 의해 변조된 광을 스크린에 투사하는 투사 수단을 구비하고,
    반사형 액정 프로젝터로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 투명 전극 기판과, 금속막에 의해 형성된 복수의 반사형 화소 전극을 갖는 화소 전극 기판이 수직 배향 액정을 개재하여 서로 대향 배치된 반사형 액정 표시 소자를 제조하는 방법으로서,
    상기 화소 전극 기판의 제조 공정과 상기 투명 전극 기판의 제조 공정 각각에서,
    상기 수직 배향 액정에 접하는 면측에, 기판면에 대하여 수직 방향으로부터 수직 증착막을 증착 형성하는 공정과,
    상기 수직 증착막을 형성한 후, 상기 수직 증착막 상에, 기판면에 대하여 경사 방향으로부터 경사 방향 증착 배향막을 증착 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 화소 전극 기판의 제조 공정에서, 상기 수직 증착막의 하지층으로서, 상기 화소 전극 전체 및 인접하는 상기 화소 전극 간의 홈 부분 전체에, 상기 화소 전극의 두께보다 막두께가 얇은 패시베이션막을 적층 형성하는 공정을 더 포함하고, 상기 패시베이션막을 적층 형성하는 공정, 상기 수직 증착막을 증착 형성하는 공정, 및 상기 경사 방향 증착 배향막을 증착 형성하는 공정을 순서대로 행하고, 상기 패시베이션막 및 상기 수직 증착막을 막형성하는 공정에서, 상기 화소 전극의 상면에 대하여 상기 홈부의 저면이 낮게 되도록 상기 패시베이션막 및 상기 수직 증착막을 막형성하고, 상기 경사 방향 증착 배향막을 증착 형성하는 공정에서, 상기 화소 전극의 상면에 대하여 상기 홈부의 저면이 낮아진 상태에서 상기 경사 방향 증착 배향막을 증착 형성하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 소자의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 화소 전극 기판의 제조 공정과 상기 투명 전극 기판의 제조 공정의 각각에서,
    기판면의 법선 방향과 증착원으로부터의 증착 물질의 입사 방향을 일치시켜, 진공 상태에서 상기 수직 증착막의 형성을 행하고,
    그 후, 진공 상태를 유지한 상태에서, 상기 기판면의 법선 방향이 상기 증착 물질의 입사 방향에 대하여 소정의 각도로 되도록 상기 각 기판을 기울임으로써, 상기 기판면에 대하여 경사 방향으로부터 상기 경사 방향 증착 배향막을 증착 형성하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 소자의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 수직 증착막 및 상기 경사 방향 증착 배향막은, 산화 규소에 의한 증착막인 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 소자의 제조 방법.
  9. 삭제
  10. 화소 전극 기판과 투명 전극 기판이 수직 배향 액정을 개재하여 서로 대향 배치된 반사형 액정 표시 소자로서,
    상기 화소 전극 기판의 상기 투명 전극 기판에 대향하는 면측에, 적어도,
    홈부를 개재하여 배치된 복수의 반사형 화소 전극과,
    상기 화소 전극 상면 전체 및 인접하는 상기 화소 전극 간의 홈부의 저면 전체에, 상기 화소 전극 기판의 기판면에 대하여 수직 방향으로부터 증착 형성된 수직 증착막과,
    상기 수직 증착막을 개재하여, 상기 화소 전극 상면 전체 및 인접하는 상기 화소 전극 간의 홈부의 일부에, 상기 화소 전극 기판의 기판면에 대하여 경사 방향으로부터 증착 형성된 경사 방향 증착 배향막이 순서대로 적층 형성되고,
    상기 수직 증착막이 상기 화소 전극의 상면에 대하여 상기 홈부의 저면이 낮게 증착 형성된 상태에서 상기 경사 방향 증착 배향막이 증착 형성되고,
    상기 수직 배향 액정의 액정 분자가, 상기 경사 방향 증착 배향막이 형성된 영역에 대응해서 소정의 프리틸트각을 이룬 상태로 배향되고, 상기 화소 전극 간의 홈부의 상기 경사 방향 증착 배향막이 형성되어 있지 않은 영역에 대응해서 수직 방향으로 배향되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 소자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수직 증착막 및 상기 경사 방향 증착 배향막은, 산화 규소에 의한 증착막인 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 소자.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 화소 전극 상면 전체 및 인접하는 상기 화소 전극 간의 홈 부분 전체에, 산화물 혹은 질화물에 의한 막, 또는 이들 적층막이 또한 적층 형성되고,
    그 위에, 상기 수직 증착막 및 상기 경사 방향 증착 배향막이 적층 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 소자.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 경사 방향 증착 배향막의 상기 화소 전극 기판의 기판면 내에서의 증착 방향은, 상기 수직 배향 액정의 배향 방향에 평행하게 되도록 상기 화소 전극 기판에 대하여 비스듬히 경사져 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 소자.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 화소 전극은 정방형의 외형을 이루고, 상기 화소 전극 기판의 기판면 내에서의 증착 방향은, 상기 화소 전극의 대각 방향인 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 소자.
  15. 반사형 액정 표시 소자를 구비하며, 상기 반사형 액정 표시 소자에 의해 변조된 광을 이용하여 영상 표시를 행하는 액정 표시 장치로서,
    상기 반사형 액정 표시 소자는,
    화소 전극 기판과,
    상기 화소 전극 기판에 대향하도록 배치된 투명 전극 기판과,
    상기 화소 전극 기판과 상기 투명 전극 기판 사이에 주입된 수직 배향 액정을 구비하고,
    상기 화소 전극 기판의 상기 투명 전극 기판에 대향하는 면측에, 적어도,
    홈부를 개재하여 배치된 복수의 반사형 화소 전극과,
    상기 화소 전극 상면 전체 및 인접하는 상기 화소 전극 간의 홈부의 저면 전체에, 상기 화소 전극 기판의 기판면에 대하여 수직 방향으로부터 증착 형성된 수직 증착막과,
    상기 수직 증착막을 개재하여, 상기 화소 전극 상면 전체 및 인접하는 상기 화소 전극 간의 홈부의 일부에, 상기 화소 전극 기판의 기판면에 대하여 경사 방향으로부터 증착 형성된 경사 방향 증착 배향막이 순서대로 적층 형성되고,
    상기 수직 증착막이 상기 화소 전극의 상면에 대하여 상기 홈부의 저면이 낮게 증착 형성된 상태에서 상기 경사 방향 증착 배향막이 증착 형성되고,
    상기 수직 배향 액정의 액정 분자가, 상기 경사 방향 증착 배향막이 형성된 영역에 대응해서 소정의 프리틸트각을 이룬 상태로 배향되고, 상기 화소 전극 간의 홈부의 상기 경사 방향 증착 배향막이 형성되어 있지 않은 영역에 대응해서 수직 방향으로 배향되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    광원과,
    상기 광원으로부터 발생하여 상기 반사형 액정 표시 소자에 의해 변조된 광을 스크린에 투사하는 투사 수단을 구비하고,
    반사형 액정 프로젝터로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  17. 복수의 반사형 화소 전극을 갖는 화소 전극 기판과 투명 전극을 갖는 투명 전극 기판이 수직 배향 액정을 개재하여 서로 대향 배치된 반사형 액정 표시 소자를 제조하는 방법으로서,
    기판 상에 금속막을 성막한 후, 상기 금속막을 가공함으로써, 두께가 150nm～250nm이며, 인접하는 것끼리의 홈부의 폭이 0.3μm～0.7μm로 되도록 상기 복수의 반사형 화소 전극을 상기 화소 전극 기판에 매트릭스 형상으로 배치 형성하는 공정과,
    상기 화소 전극 기판의 상기 투명 전극 기판에 대향하는 면측에서, 상기 화소 전극 상면 및 인접하는 상기 화소 전극 간의 홈 부분에, 상기 화소 전극 기판의 기판면에 대하여 수직 방향으로부터 수직 증착막을 증착 형성하는 공정과,
    상기 수직 증착막을 형성한 후, 상기 수직 증착막을 개재하여, 상기 화소 전극 상면 및 인접하는 상기 화소 전극 간의 홈 부분의 일부에, 상기 화소 전극 기판의 기판면의 법선에 대하여 45°～65°를 이루는 1방향으로부터만 경사 방향 증착 배향막을 증착 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 수직 증착막을 증착 형성하는 공정에서, 상기 화소 전극의 상면에 대하여 상기 홈부의 저면이 낮게 되도록 상기 수직 증착막을 증착 형성하고,
    상기 경사 방향 증착 배향막을 증착 형성하는 공정에서, 상기 화소 전극의 상면에 대하여 상기 홈부의 저면이 낮아진 상태에서 상기 경사 방향 증착 배향막을 증착 형성하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 소자의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 화소 전극 기판의 기판면의 법선 방향과 증착원으로부터의 증착 물질의 입사 방향을 일치시켜, 진공 상태에서 상기 수직 증착막의 형성을 행하고,
    그 후, 진공 상태를 유지한 상태에서, 상기 기판면의 법선 방향이 상기 증착 물질의 입사 방향에 대하여 소정의 각도로 되도록 상기 화소 전극 기판을 기울임으로써, 상기 기판면에 대하여 경사 방향으로부터 상기 경사 방향 증착 배향막을 증착 형성하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 소자의 제조 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 수직 증착막 및 상기 경사 방향 증착 배향막은 산화 규소에 의한 증착막인 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 소자의 제조 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 화소 전극 기판의 상기 투명 전극 기판에 대향하는 면측에서, 상기 화소 전극 상면 및 인접하는 상기 화소 전극 간의 홈 부분 전체에, 산화물 혹은 질화물에 의한 막, 또는 이들의 적층막을 적층 형성하는 공정을 더 포함하고,
    이렇게 형성된 막 위에, 상기 수직 증착막 및 상기 경사 방향 증착 배향막을 적층 형성하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 소자의 제조 방법.
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