CN100412638C - 液晶显示装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示装置的制造方法，其通过当反射电极形成时保持凹凸的角分布恒定并减小凹凸尺寸和间隔，增加一定的尺寸的像素空间内凹凸所占的密度，从而改善反射模式的反射率和视角。该制造方法包括如下步骤：提供顺次形成薄膜晶体管和保护膜的透明基板；将具有在基板的上部形成凹凸的部位露出的多个开口部的荫罩进行定位；使用荫罩，在上述基板上进行溅射工序，并且溅射基团通过上述开口部的同时选择蒸镀在上述保护膜上，形成凹凸；去除荫罩；在含有凹凸的基板上形成反射电极。

Description

液晶显示装置的制造方法
技术领域
本发明涉及液晶显示装置的制造方法，更详细地说是涉及能够提高像素内反射电极凹凸的效率性能，使工序简单化的液晶显示装置的制造方法。
背景技术
众所周知，液晶显示装置根据使用的光源分为透过型(transmissiontype)和反射型(reflection type)。在此，透过型液晶显示装置具有这样的方式，即从安装在液晶板的后面的背面光源即背光(back light)发出的人造光入射到液晶，根据液晶的排列来调节光量而表示颜色。因此，由于透过型液晶显示装置使用人造的背面光源，所以具有耗电量大的缺点。
另一方面，反射型液晶显示装置由于形成光的大部分光依存于外部的自然光或人造光源的构造，所以与透过型液晶显示装置相比耗电量小。但是，反射型液晶显示装置存在暗处或阴天时不能利用外部光的限制。
这样的反射型和透过型液晶显示装置相同的是在下部基板上形成反射物质膜。下面，以这样的反射物质膜的形成工序为重点对反射型液晶显示装置及其制造方法进行如下说明。
图1是表示一般的反射型液晶显示装置的剖面图。
一般的反射型液晶显示装置，如图1所示，由滤色层(未图示)和共用电极17形成的上部基板13、形成有薄膜晶体管(未图示)和反射电极16的下部基板11和介于上部基板13和下部基板11之间的液晶19组成。
在此，上述液晶19是通过电场按规定的方向排列并控制光的流动的光学各向异性介质，也可以代替液晶19而使用具有作用类似的异方向性光学特性的广义的介质。
在上部基板13和下部基板11的外表面，配置多个光学介质，能够人为控制光的偏光状态，在上部基板13上顺次层叠散射膜21、相位差板23和偏光板25。在此，上述散射膜21是使光散射，以从观测者的角度来看提供更广的范围的视角的装置，相位差板23中对沿反射电极行进的光有影响的具有λ/4板的特性的第1相位差膜和具有λ/2板的特性的第2相位差膜粘合。上述相位差板23是在未加电压的关闭状态翻转行进的光的相位来提供相位差的方法，使更多量的光射出外部，以形成具有高亮度特性的液晶板。且上述偏光板25具有使在透过轴向振动的光透过，将残余成分吸收的功能。
下面，参照附图说明现有的液晶显示装置的制造方法。
图2是表示现有的具有形成了凹凸的反射电极的液晶显示装置的平面图。图3a至图3e是图2的I-II线的工序剖面图。
如图2和图3e所示，在下部基板11的上部的规定的部分形成了采用公开技术形成的薄膜晶体管T，上述薄膜晶体管T形成的下部基板11上形成保护膜36。此外，在保护膜36上形成具有一定间隔的树脂材质的多个凹凸37a。此时，为了改善光的反射角，在形成薄膜晶体管T的整个表面按规定间隔形成凹凸37a。
在形成有凹凸37a的保护膜36上电连接薄膜晶体管的漏极31，且形成反射电极16。此时，反射电极16由于在保护膜36上形成的凹凸37a而在表面上具有凹凸，当将从外部入射的光进而反射出去的情况下，能够在上述凹凸37a上以各种角度入射的光按一定的角度集合射出。
另一方面，在包含上述凹凸37a的下部基板11的整个面形成有机绝缘膜38，在上述有机绝缘膜38上形成反射电极16。
下面，参考图3a和图3e，对上述液晶显示装置的制造方法进行说明。
如图3a所示，在具有薄膜晶体管的下部基板11的整个面上形成保护膜36，然后在其上形成树脂膜37。在图5a中的未说明的附图标记27表示栅极、28表示栅极绝缘膜、29和31表示源极和漏极，30表示半导体层。
如图3b所示，通过曝光和显影工序构图树脂膜，按一定间隔形成多个树脂膜图案37b。此时，树脂膜图案37a也可以在其下部形成支柱，然后外涂树脂膜而形成。
如图3c所示，将上述树脂膜图案通过热处理的回流(reflow)工序形成半球形的凹凸37a。
如图3d所示，在包含上述半球型凹凸37a的下部基板11的整个面形成有机绝缘膜38，然后构图保护膜和有机绝缘膜，形成使在薄膜晶体管的漏极31的表面规定部分露出的接触孔35。
如图3e所示，在含有上述接触孔35的下部基板11的整个面蒸镀具有优良反射特性的导电性不透明金属膜(未图示)，然后构图导电性不透明金属膜，与漏极31连接，同时在像素区域上形成作为像素电极的反射电极16。此时，上述反射电极16形成具有由上述多个凹凸37a形成的凹凸形态。
但是，如上所述，因为现有采用树脂形成凹凸，尽管能够得到希望的凹凸的角分布，但制造直径小于或等于10μm的凹凸困难多。因此，由于必须维持具有大于或等于10μm的直径凹凸间的间隔，所有存在不能最大限度利用像素内空间的问题。此外，因为使用树脂而必须追加进行辐透(ホト)工序和热处理工序，所以不仅使工序复杂，而且由于使用树脂而增加了制造成本。
发明内容
因此，本发明是鉴于上述问题而研发的，其目的在于提供一种当反射电极形成时维持凹凸的角分布恒定，且缩小凹凸的尺寸和间隔，以增加一定尺寸的像素空间内凹凸所占的密度，从而改善反射模式的反射率和视角的液晶显示装置的制造方法。
此外，本发明的另一个目的在于提供通过使用荫罩形成凹凸，省略由于使用树脂所需的辐透工序和热处理工序，使工序简化，从而能够节省制造成本的液晶显示装置的制造方法。
为实现上述目的，本发明的液晶显示装置的制造方法包括如下步骤：提供顺次形成薄膜晶体管和保护膜的透明基板；将荫罩进行定位，该荫罩具有在其上形成的多个开口，以露出在所述基板的上部上形成的凹凸的部位；使用荫罩，在上述基板上进行溅射工序，且溅射基团通过上述开口部，同时选择蒸镀在上述保护膜上，形成凹凸；去除荫罩；在含有凹凸的基板上形成反射电极。
上述开口部规则配置形成在荫罩的整个面上，或不规则配置形成在荫罩的整个面上。或者，上述开口部以相同尺寸配置在荫罩的整个面上，或以多种尺寸混合配置在荫罩的整个面上。
上述溅射工序，通过调节上述溅射基团的蒸镀方向的倾斜度和时间形成希望的凹凸形态。
形成上述凹凸的步骤，通过使荫罩和基板中的任一个在平面上转动，来调节通过上述开口部在基板上蒸镀的基板单位面积上的溅射基团的密度，或通过使荫罩和基板中的任一个在平面上振动，来调节通过上述开口部在基板上蒸镀的基板单位面积上的溅射基团的密度。而在形成上述凹凸的步骤中，也能够利用斜向蒸镀法来进行。上述凹凸具有小于或等于10μm的直径。
上述反射电极使用传导性物质。使用铝及铝合金中的任一种作为传导性物质。
本发明的液晶显示装置的制造方法包括如下步骤：提供顺次形成薄膜晶体管和保护膜的透明基板；将荫罩进行定位，该荫罩具有在其上形成的多个开口，以露出在所述基板的上部上形成的凹凸的部位；上述荫罩和上述基板中的任一个在平面上移动，同时使用上述荫罩，在上述基板上进行溅射工序，且溅射基团通过上述开口部，同时选择蒸镀在上述保护膜上，形成凹凸；去除上述荫罩；在上述含有凹凸的基板上形成反射电极。
本发明的液晶显示装置的制造方法包括如下步骤：提供顺次形成薄膜晶体管和保护膜的透明基板；将荫罩进行定位，该荫罩具有在其上形成的多个开口，以露出在所述基板的上部上形成的凹凸的部位；上述荫罩和上述基板中的任一个在平面上振动，同时使用上述荫罩，在上述保护膜上进行溅射工序，且溅射基团通过上述开口部，同时选择蒸镀在上述保护膜上，形成凹凸；去除上述荫罩；在上述含有凹凸的基板上形成反射电极。
本发明的液晶显示装置的制造方法包括如下步骤：提供顺次形成薄膜晶体管和绝缘膜的透明基板；将荫罩进行定位，该荫罩具有在其上形成的多个开口，以露出在所述基板的上部上形成的凹凸的部位；使用上述遮在上述基板上进行斜向蒸镀工序，使蒸镀方向与上述基板倾斜，且溅射基团通过上述开口部，同时选择蒸镀在上述保护膜上，形成凹凸；去除上述荫罩；在上述含有凹凸的基板上形成反射电极。
如上所述，本发明通过在将荫罩或基板在平面上移动的状态，在基板上进行溅射工序，使溅射基团通过荫罩的开口部，同时选择蒸镀在基板上，具有形成希望的形态和大小的凹凸。此时，凹凸的形态和大小取决于荫罩的开口部的形态、尺寸和间隔。
因此，本发明使用荫罩，而凹凸能够形成得比现有使用树脂形成的凹凸的尺寸小，使像素内的反射电极使用效率极大化。此外，本发明能够省略现有由于使用树脂而所需的辐透工序和热处理工序，使工序简单化，节省制造成本。
另一方面，本发明使用荫罩进行斜向蒸镀，使蒸镀方向与基板倾斜，能够形成具有希望的形态和大小的凹凸。此时，凹凸的形态和大小取决于荫罩的开口部的形态、大小和间隔。
附图说明
图1是表示一般的反射型液晶显示装置的剖面图；
图2是表示现有具有形成有凹凸的反射电极的液晶显示装置；
图3a至图3e是图2的I-II线的工序的其他剖面图；
图4a至图4d是本发明的一实施例的液晶显示装置的制造方法的工序的另一剖面图；
图5是针对荫罩的移动的平面图；
图6是表示图5的一部分的平面图；
图7是图6的开口部位置的凹凸的蒸镀剖面图；
图8是说明本发明的另一实施例的液晶显示装置的制造方法的工序的另一剖面图；
图9和图10是表示本发明的荫罩的开口部形状的平面图。
附图标记说明
11、41下部基板
13上部基板
16、59反射电极
17共用电极
19液晶
21散射膜
23相位差板
25偏光板
29、48源极
30、47半导体层
31、49漏极
35、50接触孔
36、51保护膜
37a、55凹凸
38、57有机绝缘膜
37树脂膜
37b树脂膜图案
41基板
43、48、49晶体管
53荫罩
具体实施方式
下面，参考附图对本发明的适用实施例进行详细说明。
图4a至图4d是说明本发明的一实施例的反射型液晶显示装置的制造方法的工序的另一剖面图。另外，图5是针对荫罩的移动的平面图。图6是表示图5的一部分的图面，图7是表示图6的开口部的位置的凹凸的蒸镀的厚度的剖面图。
本发明的液晶显示装置的制造方法，如图4a所示，在设置有薄膜晶体管的下部基板41的整个面形成保护膜51。在图4a中，未说明的附图标记43表示栅极、附图标记45表示栅极绝缘膜，附图标记48、49表示源极和漏极，附图标记47表示半导体层。
如图4b所示，使具有在设置有保护膜51的基板的上部形成凹凸的位置露出的多个开口部53a的荫罩53定位。然后，使荫罩53和基板41中的任一个在平面上转动，同时使用荫罩在基板的保护膜51上进行溅射工序61。在此，使荫罩和基板中的任一个在平面上转动的理由是调节通过开口部53a而蒸镀在基板上的基板的单位面积上的溅射基团的密度。
此外，代替荫罩53和基板41中的任一个在平面上转动，也可以使荫罩和基板中任一个在平面上振动来调节通过开口部的溅射基团的密度。
对于上述溅射基团工序61，如图5所示，溅射基团通过转动或振动的荫罩的开口部53a，同时选择蒸镀在保护膜51上，形成半球形的凹凸55。此时，凹凸55具有小于或等于10μm的直径。
另一方面可知，如图6和图7所示，上述凹凸55中，移动的荫罩的开口部重叠的部位(b)与不重叠的(a)、(c)部位相比，凹凸的厚度更厚。
接着，在去除荫罩之后，如图4c所示，在基板的整个面形成有机绝缘膜57后，构图保护膜和有机绝缘膜，形成使薄膜晶体管的漏极49在表面规定部位露出的接触孔50。
如图4d所示，在含有上述接触孔50的下部基板11的整个面蒸镀铝或铝合金等反射特性优良的导电性不透明金属膜(未图示)，然后构图导电性不透明金属膜，与漏极49连接，同时在像素区域内形成作为像素电极的反射电极59。此时，反射电极59由于上述多个凹凸55而具有凹凸的形态。
图8是本发明的另一实施例的反射型液晶显示装置的制造方法的工序的另一剖面图。
如图8所示，本发明的另一实施例的反射型液晶显示装置的制造方法中，首先提供形成有晶体管43、48、49和保护膜51的基板41。接着，将具有在基板41的上部形成凹凸的部位露出的多个开口部53a的荫罩53进行定位。然后使用荫罩在基板保护膜51之上进行斜向蒸镀工序71。在此，斜向蒸镀工序是将氧化物(根据情况也可以是金属或氟化物)倾相对于基板倾斜蒸镀，蒸镀物质一般是SiOx。此时，蒸镀角、蒸镀速度、真空度、基板温度、膜厚等蒸镀条件和蒸镀物质不同，则蒸镀出来的薄膜的剖面形状和薄膜的特性就不同。一般来说，斜向蒸镀膜由于自荫效应(sel-shadowing effect)，不是各向同性，而是以表面形状为首各种物性值表现各向异性。
在本发明的另一实施例中，斜向蒸镀工序71的结果，溅射基团通过开口部，选择蒸镀在基板上的保护膜51上，形成半球形的凹凸55。此时，凹凸55的形态和尺寸取决于荫罩的开口部的形态、大小和间隔。
以后的工序，按本发明第一实施例同样的状态进行。
图9和图10是表示本发明的荫罩的开口部的形状的平面图。
如图9所示，开口部53a能够以相同的尺寸规则配置在荫罩53的整个面上，或如图10所示，以多种尺寸不规则配置在荫罩53的整个面上。
根据本发明，使用荫罩形成凹凸，能够得到希望的凹凸的角分布，且能够最大限度地活用像素内的空间。因此，不需要现有的树脂工序，使工序简化，降低了采用树脂而伴随的工序成本。

Claims (15)

1. 一种液晶显示装置的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：提供顺次形成薄膜晶体管和保护膜的透明基板；将荫罩进行定位，该荫罩具有在其上形成的多个开口，以露出在所述基板的上部上形成的凹凸的部位；使用上述荫罩，在上述基板上进行溅射工序，且溅射基团通过上述开口部的同时，选择蒸镀在上述保护膜上，形成凹凸；去除上述荫罩；在上述含有凹凸的基板上形成反射电极。
2. 如权利要求书1所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，上述开口部规则配置在上述荫罩的整个面上。
3. 如权利要求书1所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，上述开口部不规则配置在上述的荫罩的整个面上。
4. 如权利要求书1所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，上述开口部以相同大小配置在上述的荫罩的整个面上。
5. 如权利要求书1所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，上述开口部以多种尺寸混合配置在上述的荫罩的整个面上。
6. 如权利要求书1所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，上述溅射工序，调节上述溅射基团的蒸镀方向的倾斜程度和时间，形成希望的凹凸形态。
7. 如权利要求书1所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，形成上述凹凸的步骤，使上述荫罩和基板中任一个在平面上转动，以调节通过上述开口部而蒸镀在基板上的基板单位面积上的溅射基团的密度。
8. 如权利要求书1所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，形成上述凹凸的步骤中，上述荫罩和基板中任一个在平面上振动，调节通过上述开口部而蒸镀在基板上的基板单位面积上的溅射基团的密度。
9. 如权利要求书1所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，上述凹凸具有小于或等于10μm的直径。
10. 如权利要求书1所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，形成上述凹凸的步骤由斜向蒸镀法进行。
11. 如权利要求书1所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，上述反射电极采用了传导性物质。
12. 如权利要求书11所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，上述传导性物质使用铝及铝合金中的任一种。
13. 一种液晶显示装置的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：提供顺次形成薄膜晶体管和保护膜的透明基板；将荫罩进行定位，该荫罩具有在其上形成的多个开口，以露出在所述基板的上部上形成的凹凸的部位；上述荫罩和上述基板中的任一个在平面上移动，同时使用上述荫罩，在上述保护膜上进行溅射工序，且溅射基团通过上述开口部的同时选择蒸镀在上述保护膜上，形成凹凸；去除上述荫罩；在上述含有凹凸的基板上形成反射电极。
14. 一种液晶显示装置的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：提供顺次形成薄膜晶体管和保护膜的透明基板；将荫罩进行定位，该荫罩具有在其上形成的多个开口，以露出在所述基板的上部上形成的凹凸的部位；上述荫罩和上述基板中的任一个在平面上振动，同时使用上述荫罩，在上述基板上进行溅射工序，且溅射基团通过上述开口部的同时，选择蒸镀在上述保护膜上，形成凹凸；去除上述荫罩；在上述含有凹凸的基板上形成反射电极。
15. 一种液晶显示装置的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：提供顺次形成薄膜晶体管和绝缘膜的透明基板；将荫罩进行定位，该荫罩具有在其上形成的多个开口，以露出在所述基板的上部上形成的凹凸的部位；使用上述荫罩，在上述基板上进行斜向蒸镀工序，使蒸镀方向与上述基板倾斜，且溅射基团通过上述开口部的同时，选择蒸镀在上述保护膜上，形成凹凸；去除上述荫罩；在上述含有凹凸的基板上形成反射电极。
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