JP2005338388A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 反射画素電極10aに複数の開口部(透過部)11を有し、画素総面積に対する開口部面積比を15〜85%の間で制御することで、反射光に対する透過光の強度比を制御することが可能である。また、複数の開口部11の形状および配列により表示領域の有効視野角(方向)を制御することができ、例えば略長方形の表示領域の長辺に平行な横長スリット形状の開口部11aを設けた場合、縦方向に視野角が広がり、横長スリット形状の開口部11aと縦長スリット形状の開口部11bを組み合わせた場合、全方向、特に上下左右に視野角が広がる効果が得られる。また、透過画素電極として従来の透明導電性膜(ITO)を用いないため、工程が簡略化され高歩留りで製造することが可能である。
【選択図】図14
Description
以下に、本発明を実施するための最良の形態である実施の形態1について述べる。図1は、本発明の実施の形態1における半透過型液晶表示装置を構成するTFTアレイ基板の1つの画素部分を示す平面図、図2は、本実施の形態1における半透過型液晶表示装置を構成するTFTアレイ基板の主要部分を示す断面図である。なお、図中、同一、相当部分には同一符号を付している。
まず、ガラス基板等の透明絶縁性基板1を洗浄して表面を浄化する。基板の厚さは任意でよいが、液晶表示装置の厚さを薄くすることや軽量化のために0.5mm厚から1.1mm厚以下のものが好ましく、本実施の形態では0.7mm厚のものを用いた。また、透明絶縁性基板1がガラスなどの脆性破壊材料からなる場合、基板の端面は面取りや研磨を実施しておくことが、端面からのチッピングによる異物の混入を防止する上で好ましい。また、透明絶縁性基板1の一部に切り欠きを設けることにより、各プロセスでの基板処理の方向が特定でき、プロセス管理がしやすくなる。
次に、プラズマCVD法等により第1の絶縁膜3、半導体能動膜4、オーミックコンタクト膜5を連続して成膜する。ゲート絶縁膜となる第1の絶縁膜3としてはSiNx膜、SiOx膜、SiOxNy膜やこれらの積層膜が用いられる(なお、x、yはそれぞれ化学量論組成比を示す正数である)。第1の絶縁膜3の膜厚は、300nmから600nm程度とする。膜厚が薄い場合にはゲート配線2bとソース配線の交差部で短絡を生じやすく、第1の金属膜の厚さ程度以上とすることが好ましい。また、膜厚が厚い場合にはTFTのON電流が小さくなり表示特性が低下することから、なるべく薄くすることが好ましい。
次に、スパッタリング法等により第2の金属膜を成膜する。第2の金属膜としては、たとえばCr、Mo、Ta、Ti、Al、Cuやこれらに他の物質を微量に添加した合金等からなる膜厚100nmから500nm程度の薄膜が用いられる。第2の金属膜上には後述の工程でドライエッチングによりコンタクトホールが形成され、導電性薄膜が形成されるので、第2の金属膜材料としては、表面酸化が生じ難い金属膜や酸化されても導電性を有する金属膜を用いることが好ましく、少なくとも表面がCr、Ti、Ta、Moであることが好ましい。また、第2の金属膜はオーミックコンタクト膜5と良好なコンタクト特性が得られるように、少なくともオーミックコンタクト膜5との界面がCr、Ti、Ta、Moであることが好ましい。また、第2の金属膜として、異種の金属膜を積層したものや、膜厚方向に組成の異なるものを用いることもできる。
次に、プラズマCVD法等により第2の絶縁膜8を成膜する。第2の絶縁膜8としてはSiNx膜、SiOx膜、SiOxNy膜が用いられる。次に、第4の写真製版工程にて第2の絶縁膜8および第1の絶縁膜3をパターニングし、画素ドレイン接続部、ゲート端子接続部、ソース端子接続部にそれぞれコンタクトホール9a、9b、9cを形成する。第2の絶縁膜8および第1の絶縁膜3のエッチングは、例えばSF6とO2の混合ガスでドライエッチングにより行う。
次に、スパッタリング法等により、高い光反射性を有する第3の金属膜を成膜する。第3の金属膜としては、Al、Ag等の金属膜またはこれらを主成分とした合金膜を用いることが好ましい。ここでは、Al―Cu合金膜を300nmの膜厚で成膜した。続いて、第5の写真製版工程にて、反射画素電極10a、ゲート端子パッド10bおよびソース端子パッド10cを形成すると共に、反射画素電極10aに複数のスリット状の開口部(透過部)11を形成する。以上の工程により図3(E)および図4(E)に示すような半透過型液晶表示装置用のTFTアレイ基板20が完成する。
図20は、本発明の実施の形態2における半透過型液晶表示装置を構成するTFTアレイ基板の1つの画素部分を示す平面図、図21は、本実施の形態2における半透過型液晶表示装置を構成するTFTアレイ基板の主要部分を示す断面図である。なお、図中、同一、相当部分には同一符号を付している。
第1工程〜第3工程を経て、薄膜トランジスタT、ゲート配線2bおよびソース配線6b等が形成された透明絶縁性基板1上に、プラズマCVD法等により第2の絶縁膜8を成膜する。第2の絶縁膜8としてはSiNx膜、SiOx膜、SiOxNy膜が用いられる。さらに、連続して絶縁性樹脂膜12を形成した後、第4の写真製版工程により絶縁性樹脂膜12、第2の絶縁膜8および第1の絶縁膜3をパターニングして、画素ドレイン接続部、ゲート端子接続部、ソース端子接続部にそれぞれコンタクトホール9a、9b、9cを形成するとともに、絶縁性樹脂膜12表層部の反射画素電極部となる領域に凹部13を複数個形成して、反射光を任意の角度で散乱させる特性を有する凹凸形状を形成する。本実施の形態2では、絶縁性樹脂膜12として感光性を有し低誘電率(ε:4未満)でポジ型のアクリル系透明絶縁性樹脂(例えばJSR製PC335)を用い、約4μmの厚さで塗布形成した。
次に、画素電極として高い光反射性を有する第3の金属膜を成膜する。第3の金属膜としては、Al、Ag等の金属膜またはこれらを主成分とした合金膜を用いることが好ましい。ここでは、Al―Cu合金膜を300nmの膜厚で成膜した。続いて、第5の写真製版工程にて、反射画素電極10a、ゲート端子パッド10bおよびソース端子パッド10cを形成すると共に、反射画素電極10aに複数のスリット状の開口部(透過部)11eを形成する。以上の工程により図22(E)に示すような半透過型液晶表示装置用のTFTアレイ基板21が完成する。
図24は、本発明の実施の形態3における半透過型液晶表示装置を構成するTFTアレイ基板の主要部分を示す断面図である。なお、本実施の形態3におけるTFTアレイ基板の1つの画素部分を示す平面図は、上記実施の形態1とほぼ同様であるので図1を流用する。図中、同一、相当部分には同一符号を付している。
第1工程〜第4工程を経て、薄膜トランジスタT、ゲート配線2bおよびソース配線6b等が形成され、さらにこれらを覆うように形成された第2の絶縁膜8にコンタクトホール9a、9b、9cが形成された透明絶縁性基板1上に、スパッタリング法等により、光の半透過性を有する下層金属膜と、高い光反射性を有する上層金属膜とを順次成膜する。
2d ゲート端子部、3 第1の絶縁膜(ゲート絶縁膜)、4 半導体能動膜、
5 オーミックコンタクト膜、6a ソース電極、6b ソース配線、
6c ドレイン電極、6d ソース端子部、7 チャネル、8 第2の絶縁膜、
9a 画素ドレイン接続部コンタクトホール、
9b ゲート端子接続部コンタクトホール、9c ソース端子接続部コンタクトホール、10a 反射画素電極、10b ゲート端子パッド、
10c ソース端子パッド、11、11a、11b、11c、11d、11e 開口部(透過部)、12 絶縁性樹脂膜、13 凹部、14 下層金属膜(透過画素電極)、
15 レジスト、15a 第1のレジストパターン、15b 第2のレジストパターン、
20、20a、20b、20c、20d、20e、21、21a、22 TFTアレイ基板。
Claims (12)
- 液晶層を挟んで互いに対向して配置された第1基板と第2基板を備え、前記第1基板上の表示領域に光反射性を有する金属膜からなる画素電極を設け、また前記第2基板上の表示領域に透明導電性膜からなる対向電極を設けた液晶表示装置であって、
前記画素電極は、その一画素あたりの開口率がほぼ一定となるように規則的に配置された複数の開口部を有し、これら複数の開口部の形状および配列により前記表示領域の有効視野角を制御するようにしたことを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項1に記載の液晶表示装置であって、前記表示領域は略長方形であり、前記複数の開口部は、前記表示領域の短辺に平行な縦長スリット形状または長辺に平行な横長スリット形状が単独あるいは組み合わされて配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項1に記載の液晶表示装置であって、前記光反射性を有する金属膜として、Al、Agまたはそれらを主成分とする合金を用いたことを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項1に記載の液晶表示装置であって、前記光反射性を有する金属膜は、膜厚100〜300nmであることを特徴とする液晶表示装置。
- 液晶層を挟んで互いに対向して配置された第1基板と第2基板を備え、前記第1基板上の表示領域に金属膜からなる画素電極を設け、また前記第2基板上の表示領域に透明導電性膜からなる対向電極を設けた液晶表示装置であって、
前記画素電極は、半透過性を有するように薄い膜厚に形成された下層金属膜と、この下層金属膜上に形成された光反射性を有する上層金属膜からなる二層構造であり、また、前記上層金属膜には、その一画素あたりの開口率がほぼ一定となるように複数の開口部が設けられていることを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項5に記載の液晶表示装置であって、前記複数の開口部は規則的に配置されており、これら複数の開口部の形状および配列により前記表示領域の有効視野角を制御するようにしたことを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項5に記載の液晶表示装置であって、前記下層金属膜として、Ti、Cr、Ta、Wのいずれか1種類の金属またはそれらを主成分とする合金を用いたことを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項5に記載の液晶表示装置であって、前記下層金属膜は、膜厚2.5〜50nmであることを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項5に記載の液晶表示装置であって、前記上層金属膜として、Al、Agまたはそれらを主成分とする合金を用いたことを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項5に記載の液晶表示装置であって、前記上層金属膜は、膜厚100〜300nmであることを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項1または請求項5に記載の液晶表示装置であって、画素総面積に対する前記開口部の面積比は10〜90%であることを特徴とする液晶表示装置。
- 液晶層を挟んで互いに対向して配置された第1基板と第2基板を備え、前記第1基板上の表示領域に下層金属膜と上層金属膜の二層構造で前記上層金属膜に複数の開口部が形成れた画素電極を設け、また前記第2基板上の表示領域に透明導電性膜からなる対向電極を設けた液晶表示装置の製造方法であって、前記第1基板上に前記画素電極を形成する画素電極形成工程を有し、この画素電極形成工程が、
前記下層金属膜を半透過特性を有するように膜厚2.5〜50nmに成膜する工程、
前記下層金属膜上に光反射性を有する上層金属膜を膜厚100〜300nmに成膜する工程、
前記上層金属膜上にフォトレジストを塗布し、写真製版工程により少なくとも2種類以上の露光量で露光を行った後に現像を行い、少なくとも2種類以上の異なる膜厚部分を有するように前記フォトレジストを形成し、このレジストパターンを用いて前記下層金属膜および前記上層金属膜をそれぞれ適当なエッチング液を用いてエッチングして前記画素電極全体のパターンを形成する工程、
前記2種類以上の異なる膜厚部分のうち膜厚の薄い部分のフォトレジストをレジストアッシング処理等により除去し、膜厚の厚い部分のフォトレジストを残存させる工程、
前記残存した膜厚の厚い部分のレジストパターンを用いて前記上層金属膜をエッチングし、前記上層金属膜に複数の開口部を形成する工程、
前記残存したレジストパターンを除去して、前記下層金属膜と前記上層金属膜の二層構造で前記上層金属膜に複数の開口部が設けられた上記画素電極を形成する工程を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
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