JP2002174821A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
のうち一方の基板の液晶側の各画素領域に他方の基板を
介して入射される外来光を反射させる画素電極を備え、
この画素電極はその表面に凸部が散在されて形成されて
いるとともに、前記各凸部は該画素電極を平面的に観た
場合に異なる形状のものが2種以上ある。
Description
り、特に、入射した外来光の反射光を用いて表示を行う
いわゆる反射型と称されるタイプ又は透過型と反射型を
兼ねたタイプのアクティブ・マトリクス型の液晶表示装
置に関する。
置は、液晶を介して対向配置される各基板のうち一方の
基板の液晶側の面にたとえばx方向に延在しy方向に並
設されるゲート信号線とy方向に延在しx方向に並設さ
れるドレイン信号線とで囲まれる領域を画素領域とし、
これら各画素領域に、片側のゲート信号線からの走査信
号の供給により駆動する薄膜トランジスタと、この薄膜
トランジスタを介して片側のドレイン信号線からの映像
信号が供給される画素電極とを備えている。
に形成された対向電極との間に該映像信号に対応した強
さの電界を発生せしめ、液晶の光透過率を制御するよう
になっている。
素電極を前記他方の基板(観察者側に位置づけられる基
板)を介して入射される外来光を反射させる材料(たと
えばAl)で構成することによって、いわゆる反射型と
して用いるものが知られている。
散在的に位置づけさせるようにして、該材料層の凸部を
該画素電極の表面に顕在させるようにし、均一で光散乱
性の良好な反射特性を有するものも知られている(特開
2000−98375号公報、特開平11−33796
1号公報参照)。
うに構成された液晶表示装置は、画素電極の下層側に形
成される島状の各材料層が、平面的に観察した場合にす
べて同一の形状(相似的なものも含む)からなるため、
これら各材料層によって該画素電極の表面に顕在された
凸部の側面は全て同一のテーパ角を有するようになる。
する光同士は互いに干渉し、これによって発生する干渉
光が、表示品質の向上において不都合を生じせしめるこ
とが指摘されるに到った。本発明は、このような事情に
基づいてなされたものであり、その目的は、干渉光の発
生を抑制できる液晶表示装置を提供することにある。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
液晶を介して互いに対向配置される基板のうち一方の基
板の液晶側の各画素領域に他方の基板を介して入射され
る外来光を反射させる画素電極を備え、この画素電極は
その表面に凸部が散在されて形成されているとともに、
前記各凸部は該画素電極を平面的に観た場合に異なる形
状のものが2種以上あることを特徴とするものである。
素電極の表面に形成された凸部において、該画素電極を
平面的に観た場合に異なる形状のものを2種以上存在さ
せることによって、該画素電極の凸部の側面にて反射す
る光同士は互いに干渉し難くなる。このため、表示品質
の向上が図れる。
の実施例を図面を用いて説明をする。
置の画素の一実施例を示す平面図である。また、図2の
I−I線における断面図を図1に示している。
画素のうちの一つを示すもので、この画素の左右および
上下のそれぞれに配置される他の画素も同様の構成とな
っている。
液晶側の面に図中x方向に延在しy方向に並設されるゲ
ート信号線GLが形成されている。
ウム(Al)から形成され、その表面は陽極酸化されて
Alの酸化膜AOが形成されている。その後の熱処理に
よってヒロックが生じたとえばドレイン信号線DLとの
電気的ショート等が発生するのを回避するためである。
と後述の隣接する一対のドレイン信号線DLとで囲まれ
る領域となる画素領域内には、幾つかの島状のAl層が
形成されている。
層とで積層されて画素領域内に凸部PRを形成する層で
あり、この実施例では第1凸部PR1と称する。また、
後の説明でいう第n凸部PRn(n=1、2、3、…)
とは積層体から構成される凸部PRの一つの材料層を示
すことを意味する。
Rは、この実施例では図2に示すように規則正しく整列
されたものとして形成されている。しかし、第1凸部P
R1からなるAl層はこれら各凸部PRを形成すべき位
置に全て形成する必要はなく、ある凸部PRには該第1
凸部PR1が形成され、他の凸部PRには該第1凸部P
R1が形成されていないというようになっている。
第1凸部PR1に重畳するようにしてたとえばITO
(Indium-Tin-Oxide)膜からなる第2凸部PR2が形成
されている。この第2凸部PR2はこの実施例では第1
凸部PR1に対して中心がずれて形成されている。この
ようにした理由は他の凸部PRと比較して平面的に観た
形状をなるべく異ならしめるようにするとする趣旨から
である。
所であって、第1凸部PR1が形成されていない領域に
おいて前記第2凸部PR2が形成されている部分もあ
る。
1、第2凸部PR2をも被って透明基板SUB1の面に
たとえばSiNからなる絶縁膜GIが形成されている。
DLに対してはゲート信号線GLとの層間絶縁膜として
の機能、後述の薄膜トランジスタTFTに対してはその
ゲート絶縁膜としての機能、後述の容量素子Caddに
対してはその誘電体膜としての機能を有するようになっ
ている。
全域にわたって形成されるのが通常であるが、この実施
例では、画素領域内の凸部PRの形成領域にて選択的に
形成され、その周囲の部分はエッチングがなされたもの
として形成されている(図1参照)。このようにした理
由は、画素領域内に形成する各凸部PRにおいて、この
絶縁膜GIをもその一部すなわち第3凸部PR3として
構成しようとせんがためである。
号線GLと重畳する前記絶縁膜GI上において、たとえ
ばa−Siからなるi型(真性:導電型決定不純物がド
ープされていない)の半導体層ASが形成されている。
極およびドレイン電極を形成することによって、前記ゲ
ート信号線GLの一部をゲート電極とするMIS型の薄
膜トラシジスタTFTの半導体層となるものである。
の実施例では、画素領域内の凸部PRの形成領域にて選
択的に形成されている(図1参照)。前記絶縁膜GIと
同様に各凸部PRにおいて該半導体層ASを第4凸部P
R4として構成しようとせんがためである。
1およびドレイン電極SD2は、前記絶縁膜GI上に形
成されるドレイン信号線DLと同時に形成されるように
なっている。
並設されるドレイン信号線DLが形成され、このドレイ
ン信号線DLの一部を前記半導体層ASの上面にまで延
在させて形成することにより、その延在部は薄膜トラン
ジスタTFTのドレイン電極SD2として形成される。
部分の領域にわたって形成される画素電極PIXと一体
に形成されるようになっている。
素電極PIX(ソース電極)は、いずれも同一の材料層
で形成され、この実施例の場合、クロム(Cr)とアル
ミニウム(Al)の順次積層体によって形成されてい
る。下層としてクロムを用いたのは半導体層ASとの接
続を考慮し、また上層としてアルミニウムを用いたのは
反射電極として機能させる画素電極PIXの反射効率を
考慮したためである。
極PIXの表面には前記凸部PRの形状がほぼそのまま
に表面に顕在化するようになる。そして、これら各凸部
PRは層の数の異なるものもあり、また平面的に観た形
状の異なるものもあるように構成されていることから、
反射光の方向がランダムになり、これらが干渉し合うよ
うなことはなくなる。したがって、表示の品質を向上さ
せることができる効果を奏する。
D1の半導体層ASとの界面には不純物がドープされた
半導体層が形成され、この半導体層はコンタクト層とし
て機能するようになっている。
に不純物がドープされた膜厚の薄い半導体層を形成し、
ドレイン電極SD2およびソース電極SD1を形成した
後に、前記各電極をマスクとして、それから露出された
不純物がドープされた半導体層をエッチングすることに
より、上述した構成とすることができる。
よび画素電極PIX等が形成された透明基板SUB1の
表面には、該ドレイン信号線DL等をも被ってたとえば
SiNからなる保護膜PSVが形成されている。この保
護膜PSVは薄膜トランジスタTFTの液晶との直接の
接触を回避するため等に設けられるものである。
UBと液晶を介して対向配置される透明基板の液晶側の
面には、各画素領域を画するようにしてブラックマトリ
クス(図2において点線枠BMで示している)が形成さ
れている。
が薄膜トランジスタTFTに照射するのを回避させるた
めと、表示のコントラストを良好にするために設けられ
ている。
(光が透過する領域となり、実質的な画素領域となる)
には各画素領域に対応した色を有するカラーフィルタが
形成されている。
並設される各画素領域において同色のフィルタが用いら
れ、x方向の各画素領域毎にたとえば赤(R)、緑
(G)、青(B)のフィルタが順番に繰り返されて配列
されている。
の製造方法の一実施例を図3(a)ないし(e)を用い
て説明する。
リング方法を用いて約300nmの厚さに形成する。ホ
トリソグラフィ技術を用いてホトレジスト樹脂膜による
マスクパターンを該Al層上に形成する(以下、ホト工
程と称す)。
択エッチングした後、該ホトレジスト樹脂膜を剥離す
る。
よって、ゲート信号線GL、および画素電極の表面に顕
在させる複数の散在された第1凸部PR1を形成する。
酸化し、これにより厚さ約180nmの陽極酸化膜AO
を形成する。
(Indium-Tin-Oxide)膜をたとえばスパッタリング方法
により厚さ約100nmで形成し、ホト工程を経て、該
ITO膜を王水溶液で選択エッチングする。
凸部PR1のうち幾つかの第1凸部PR1上の第2凸部
PR2として形成され、あるいは前記第1凸部PR1の
形成されていない部分において第2凸部PR2として形
成される。
えばCVD方法を用いて厚さ約240nmに堆積する。
この窒化シリコン膜SiNは絶縁膜GIとして構成され
る。
り厚さ約200nmに堆積させた後、燐(P)を約1%
ドーピングしたn(+)非晶質シリコン層を厚さ約35
nmに堆積する。これら非晶質シリコン層およびn
(+)非晶質シリコン層の順次積層体は半導体層ASと
して構成される。
記半導体層ASと絶縁膜GIを一括ドライエッチングす
る。
度の方が、下層の絶縁膜のエッチング速度よりも速いた
め、絶縁膜の端部が約4°の順テーパ角となるのに対し
て、半導体層の端部は約70°の順テーパ角となる。
縁膜GIのドライ選択エッチングにおいては、前記第1
凸部PR1(あるいは第2凸部PR2)上に重畳される
ように絶縁膜GIと半導体層ASの積層体からなる第3
凸部PR3、および第4凸部PR4が形成されるように
なる。
部PR4は全ての第1凸部PR1(あるいは第2凸部P
R2)上に重畳して形成されているが、これに限定され
ることはなく、第1凸部PR1(あるいは第2凸部PR
2)のうち選択された幾つかのものに重畳して形成する
ようにしてもよい。
パッタリング方法を用いて厚さ約30nmに堆積し、さ
らにアルミニウム(Al)を厚さ約200nmに堆積す
る。これらCrとAlの積層体はドレイン信号線DL
(薄膜トランジスタTFTのドレイン電極SD1、ソー
ス電極SD2)あるいは画素電極PIXとして構成され
る。
を用いてAlを選択エッチングし、硝酸セリウム第二ア
ンモン溶液を用いてCrを選択エッチングする。
D1およびソース電極SD2から露出されたn(+)非
晶質シリコン層を6フッ化硫黄ガスを用いてドライエッ
チングによって除去する。
とえばCVD方法を用いて厚さ約300nmに堆積す
る。このSiN膜は保護膜PSVとして構成される。
ライエッチングによりパターニングする。このパターニ
ングは、図示されていないが、画素領域の集合からなる
表示部の領域外においてゲート信号線GLあるいはドレ
イン信号線DLの端子を露出するための孔開けとなる。
置の画素の他の実施例を示す平面図で、図2と対応した
図となっている。図5は図4のV−V線における断面図を
示している。
トランジスタTFTのソース電極SD2(ドレイン電極
SD1、ドレイン信号線DLも同様)と画素電極PIX
は保護膜PSVを介して異なる層に位置づけられ、該画
素電極PIXは保護膜PSVに形成されたコンタクト孔
CHを通してソース電極SD2に接続されていることに
ある。
の下層側には多数の平面的形状の異なる凸部PRが形成
されており、該凸部PRが画素電極PIXの表面に顕在
化されている。
装置の製造方法の一実施例を図6を用いて説明する。な
お、この製造方法は、実施例1(図3)に示す構成の製
造方法において、工程5(図3(e))までは同じとな
っているため、それ以降の工程について説明する。
ト工程を経てソース電極SD2の延在部の一部を露出さ
せて、コンタクト孔CHを形成する。
パッタリング方法を用いて厚さ約30nmに堆積し、さ
らにアルミニウム(Al)を厚さ約200nmに堆積す
る。これらCrとAlの積層体は画素電極PIXとして
構成される。
を用いてAlを選択エッチングし、硝酸セリウム第二ア
ンモン溶液を用いてCrを選択エッチングする。
に画素電極PIXを形成することにより、実施例1で形
成されたクロムとアルミニウムとの順次積層体は画素電
極としての機能が損なわれるようになる。
示装置として何ら弊害はないが、凸部PRの形成領域に
おいて島状に選択的に形成するようにしてもよい。
電極SD1)、ソース電極を形成する際に、その金属層
(CrとAlの順次積層体)によって、第5凸部PR5
を形成することによって、該凸部PRの形状に変化をも
たせることができる。図7はこのようにした場合の構成
図である。
とえばCVD方法を用いて厚さ約300nmに堆積す
る。このSiN膜は保護膜PSV1として構成される。
ライエッチングによりパターニングする。このパターニ
ングは、図示されていないが、画素領域の集合からなる
表示部の領域外においてゲート信号線GLあるいはドレ
イン信号線DLの端子を露出するための孔開けとなる。
位置づけられる各凸部PRは、該画素電極PIXを平面
的に観察した場合に、少なくとも2種の形状のものが含
まれているように構成したものである。
態様を図8ないし図10を用いて説明をする。各図は、
多数散在する凸部PRのうちたとえば隣接する3個を選
択し、それら3個の凸部PRの形状を示しており、各図
(a)は平面図を、(b)は(a)のb−b線における
断面図を示している。
て用いて凸部PRを形成しているがこの形状に限らず、
矩形、多角形あるいはその他の特殊な形状であってもよ
いことはいうまでもない。
からなるともに、一層目の凸部も二層目の凸部も円形形
状からなっている。
して中心をずらして配置させていることにある。
比較した場合、それらの側壁におけるテーパ角が異な
り、また同じであったとしても方向が異なるようにテー
パが配置されることになる。
の材料からなるもの、二層の材料からなるもの、三層の
材料からなるものがあり、それらが混在して配置されて
いる。
した場合、それらの側壁におけるテーパ角が異なるよう
になる。
料層からなるともに、二層目の材料はそれぞれ形状が異
なったものとなっている。
場合、それらの側壁におけるテーパ角が異なるようにな
る。そして、本願発明の実施において、上述した基本的
な各構成を組み合わせるようにして形成してもよいこと
はいうまでもない。
下層に形成する保護膜PSVはSiN等の無機膜とした
ものであるが、たとえば樹脂膜等の有機膜であってもよ
く、また、無機膜と有機膜との順次積層体であってもよ
い。そして、これらを凸部PRにおける島状の材料層と
して形成する場合、該凸部PRはその頂部が滑らかな形
状となることから、それが顕在化された画素電極PIX
の表面に反射する光は方向がばらつき拡散性がよくなる
効果を奏する。
極PIX上に保護膜PSV、実施例2では表示領域の画
素電極PIX上に保護膜PSV1を設けているが、少な
くともTFT部を被膜する構成としても、本願発明の効
果は変わらない。
画素においてその大部分の領域に反射電極からなる画素
電極を形成したものである。しかし、各画素においてほ
ぼ半分の領域に透明電極からなる画素電極と残りの他の
部分の領域に反射電極からなる画素電極を形成し、いわ
ゆる透過型と反射型を兼ねた液晶表示装置においても適
用できることはいうまでもない。
本発明による液晶表示装置によれば、干渉光の発生を抑
制できるようになる。
部構成図で、図2のI−I線における断面図である。
示す平面図である。
例を示す工程図である。
を示す平面図である。
施例を示す工程図である。
要部断面図である。
説明図である。
説明図である。
す説明図である。
ドレイン信号線、TFT……薄膜トランジスタ、PIX
……画素電極、PR……凸部、PR1……第1凸部、P
R2……第2凸部、PR3……第3凸部、PR4……第
4凸部、PR5……第5凸部。
Claims (12)
- 【請求項1】 液晶を介して互いに対向配置される基板
のうち一方の基板の液晶側の各画素領域に他方の基板を
介して入射される外来光を反射させる画素電極を備え、 この画素電極はその表面に凸部が散在されて形成されて
いるとともに、前記各凸部は該画素電極を平面的に観た
場合に異なる形状のものが2種以上あることを特徴とす
る液晶表示装置。 - 【請求項2】 画素電極の表面に形成される凸部は、該
画素電極の下層側に位置づけられる島状の多層の材料層
によって形成されていることを特徴とする請求項1に記
載の液晶表示装置。 - 【請求項3】 島状の多層の各材料層は、その側壁に形
成されるテーパにて角度の異なるものが存在することを
特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。 - 【請求項4】 島状の多層の各材料層は、その層の数が
異なるものが存在することを特徴とする請求項2に記載
の液晶表示装置。 - 【請求項5】 島状の多層の各材料層は、その一の層の
形状が他の島状の多層の材料層の一の層の形状と異なる
ものが存在することを特徴とする請求項2に記載の液晶
表示装置。 - 【請求項6】 島状の多層の各材料層は、その一の層の
形状の中心位置が他の層の形状の中心位置に対してずれ
ていることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装
置。 - 【請求項7】 液晶を介して互いに対向配置される基板
のうち一方の基板の液晶側の各画素領域に他方の基板を
介して入射される外来光を反射させる画素電極を備え、 この画素電極はその表面に凸部が散在されて形成されて
いるとともに、前記各凸部はそれぞれの側壁における形
状が該画素電極を平面的に観た場合に異なるものが2種
以上あることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項8】 一方の基板の液晶側の面に隣接して配置
されるゲート信号線と隣接して配置されるドレイン信号
線とで囲まれた領域を画素領域とし、この画素領域に片
側のゲート信号線からの走査信号の供給によって駆動さ
れる薄膜トランジスタと、この薄膜トランジスタを介し
て片側のドレイン信号線からの映像信号が供給される画
素電極が備えられている請求項1あるいは7に記載の液
晶表示装置。 - 【請求項9】 画素電極は画素領域の大部分に形成され
ていることを特徴とする請求項7に記載の液晶表示装
置。 - 【請求項10】 画素電極は画素領域の一部分に形成さ
れていることを特徴とする請求項7に記載の液晶表示装
置。 - 【請求項11】 一方の基板の液晶側の面に隣接して配
置されるゲート信号線と隣接して配置されるドレイン信
号線とで囲まれた領域を画素領域とし、この画素領域に
片側のゲート信号線からの走査信号の供給によって駆動
される薄膜トランジスタと、この薄膜トランジスタを介
して片側のドレイン信号線からの映像信号が供給される
画素電極が備えられ、 この画素電極はその表面に凸部が散在されて形成され、
この凸部は該画素電極の下層側に位置づけられる前記ゲ
ート信号線と同一の材料層、薄膜トラシジスタのゲート
絶縁膜と同一の材料層、ドレイン信号線と同一の材料
層、薄膜トランジスタを被う保護膜と同一の材料層のう
ち少なくとも2つの材料層の積層体によって形成されて
いることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 - 【請求項12】 保護膜は有機材料、あるいは無機材料
と有機材料の順次積層体からなることを特徴とする請求
項11に記載の液晶表示装置。
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