JP2004029650A

JP2004029650A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2004029650A
Application number: JP2002189624A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Hasegawa; 長谷川　篤; Masahiro Tanaka; 田中　政博
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】信頼性のある保護膜を備える。
【解決手段】液晶を挟持する一対の基板と、少なくとも反射領域を有する複数の画素とを備えた液晶表示装置であって、
前記一対の基板のうち一方の基板の上に形成され、少なくとも前記反射領域において凹凸を有する第１の膜と、
前記第１の膜と少なくとも一部が重畳し、前記第１の膜よりも上層に形成され、少なくとも前記反射領域において凹凸を有する反射膜と、
前記反射膜と分離され、前記反射膜と同じ材料で同時に形成される第２の膜と、
前記第２の膜と少なくとも一部が重畳し、前記第２の膜よりも上層に形成された保護膜とを有し、
前記第１の膜が無機膜であり、前記保護膜が無機保護膜である。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置に係り、特に、少なくとも光反射型モードで用いることのできる液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
少なくとも光反射型モードで用いることのできる液晶表示装置は、その画素領域において形成される画素電極がたとえばアルミニウム等の光反射効率の良好な材料で形成されている。
【０００３】
すなわち、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、並設された複数のゲート信号線とこれら各ゲート信号線に交差して並設された複数のドレイン信号線が形成され、これら各信号線によって囲まれた領域を画素領域としている。
【０００４】
そして、これら各画素領域には、ゲート信号線からの走査信号の供給によって動作するスイッチング素子と、このスイッチング素子を介してドレイン信号線からの映像信号が供給される画素電極を少なくとも備えて画素を構成している。
【０００５】
ここで、該画素電極は、画素領域の一部あるいは全域に光反射効率の良好な材料で形成され、他方の基板の液晶側の面に形成された透光性の対向電極との間に液晶を挟んで電界を発生せしめるようになっている。
【０００６】
なお、該画素電極が画素領域の全域に形成されている場合に全反射型の液晶表示装置として用いられ、画素領域の一部に形成されている場合に一部反射型（一部透過型）の液晶表示装置として用いられるようになっている。
【０００７】
一部反射型においては、画素領域のうち光反射効率の良好な画素電極が形成されている部分以外の他の領域に前記画素電極と電気的に接続された透光性の他の画素電極も形成され、この部分において光透過型として機能するようになっている。
【０００８】
また、このような構成の液晶表示装置において、光反射効率の良好な画素電極が直接形成される下層の絶縁膜に凹部が形成される場合があり、この凹部によって該画素電極の表面に凹凸を顕在化させたものが知られている。
該画素電極によって反射される反射光を該凹凸によって充分散乱させるためである。
【０００９】
そして、光反射効率の良好な画素電極が直接形成される下層の前記絶縁膜の材料としてたとえば樹脂等からなる有機材料層を用いたものが知られている。
前記絶縁膜として有機材料層を用いることにより、その表面に形成された凹部の角が滑らかになりいわゆるｓｉｎカーブに近い凹凸が形成され、これが前記画素電極における反射光の散乱に都合がよいからである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように構成された液晶表示装置は、前記スイッチング素子の液晶との直接の接触を回避するために形成される保護膜がその機能を充分に発揮できなくなってしまうことが指摘されるに至った。
すなわち、前記保護膜によって耐湿あるいは汚染物質の侵入防止等が充分に確保されず、該スイッチング素子の特性の劣化等が発生することが見出された。
【００１１】
この理由は、光反射効率の良好な画素電極が直接形成される下層の前記絶縁膜の材料として有機材料層を用いた場合に、前記保護膜の材料としてやはり有機材料層を用いざるを得ないからである。
仮に、保護膜の材料として無機材料を用いると、その成膜の際の熱処理によって前記画素電極の下層の前記絶縁膜が約２５０℃で変形してしまうことになるからである。
【００１２】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、その目的は、信頼性のある保護膜を有する液晶表示装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１４】
手段１．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、液晶を挟持する一対の基板と、少なくとも反射領域を有する複数の画素とを備えた液晶表示装置であって、
前記一対の基板のうち一方の基板の上に形成され、少なくとも前記反射領域において凹凸を有する第１の膜と、
前記第１の膜と少なくとも一部が重畳し、前記第１の膜よりも上層に形成され、少なくとも前記反射領域において凹凸を有する反射膜と、
前記反射膜と分離され、前記反射膜と同じ材料で同時に形成される第２の膜と、
前記第２の膜と少なくとも一部が重畳し、前記第２の膜よりも上層に形成された保護膜とを有し、
前記第１の膜が無機膜であり、前記保護膜が無機保護膜であることを特徴とするものである。
【００１５】
手段２．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段１の構成を前提とし、前記第２の膜は前記画素に映像信号を伝えるドレイン信号線を含み、
前記無機保護膜は前記ドレイン信号線を覆っていることを特徴とするものである。
【００１６】
手段３．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段１または２のうちいずれかの構成を前提とし、前記複数の画素の各画素はスイッチング素子を備え、前記無機保護膜は前記スイッチング素子を覆っていることを特徴とするものである。
【００１７】
手段４．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段１から３のうちいずれかの構成を前提とし、前記一方の基板の上に周辺回路を有し、前記第２の膜は前記周辺回路に用いられている膜を含み、前記無機保護膜は前記周辺回路に用いられている前記第２の膜を覆っていることを特徴とするものである。
【００１８】
手段５．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段４の構成を前提とし、前記周辺回路はスイッチング素子を備え、前記無機保護膜は前記周辺回路のスイッチング素子を覆っていることを特徴とするものである。
【００１９】
手段６．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段４、５のうちいずれかの構成を前提とし、前記周辺回路は前記液晶の存在する領域に配置されていることを特徴とするものである。
【００２０】
手段７．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段１ないし６のうちいずれかの構成を前提とし、前記無機保護膜は、前記反射膜の少なくとも一部を覆っていることを特徴とするものである。
【００２１】
手段８．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段１ないし７のうちいずれかの構成を前提とし、前記無機保護膜は、シリコン窒化膜またはシリコン酸化膜であることを特徴とするものである。
【００２２】
手段９．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段１ないし８のうちいずれかの構成を前提とし、前記一対の基板の表示面側に配置されたフロントライトを有することを特徴とするものである。
【００２３】
手段１０．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段１ないし９のうちいずれかの構成を前提とし、前記複数の画素は透過領域を有するとともに、前記一対の基板の表示面側と反対側に配置されたバックライトを有することを特徴とするものである。
なお、本発明は以上の構成に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００２４】
手段１１．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段１ないし１０のうちいずれかの構成を前提とし、前記無機保護膜と重畳する位置に前記一対の基板の間のギャップを保持するスペーサを有することを特徴とするものである。
なお、本発明は以上の構成に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による液晶表示装置の実施例を図面を用いて説明をする。
【００２６】
実施例１．
《全体の概略構成》
図２は本発明による液晶表示装置のうち液晶表示パネルＰＮＬの一実施例を示す全体の概略構成図である。
同図は、液晶を介して対向配置される各基板のうち一方の基板ＳＵＢ１の液晶側の面の構成の一実施例を示した平面図である。
同図において、前記基板ＳＵＢ１の液晶側の面には、そのｘ方向に延在しｙ方向に並設されたゲート信号線ＧＬとｙ方向に延在しｘ方向に並設されたドレイン信号線ＤＬとが形成されている。
【００２７】
各ゲート信号線ＧＬと各ドレイン信号線ＤＬとで囲まれた領域は画素領域を構成するとともに、これら各画素領域のマトリクス状の集合体は液晶表示部ＡＲを構成するようになっている。
【００２８】
各画素領域には、図３に示すように、その片側のゲート信号線ＧＬからの走査信号によって作動される薄膜トランジスタＴＦＴと、この薄膜トランジスタＴＦＴを介して片側のドレイン信号線ＤＬからの映像信号が供給される画素電極ＰＸが形成されて画素を構成している。そして、この画素電極ＰＸと他方のゲート信号線ＧＬとの間には容量素子Ｃａｄｄが接続されている。この容量素子Ｃａｄｄは画素電極ＰＸに供給された映像信号を比較的長い時間蓄積させるため等に設けられたものである。なお、このような容量素子Ｃａｄｄを用いるかわりに、別途容量信号線を形成し、画素電極ＰＸとの間で容量素子を形成してもよい。
該薄膜トランジスタＴＦＴはその半導体層がたとえば多結晶のＳｉ（ｐ−Ｓｉ）から構成されたものとなっている。
【００２９】
また、画素電極ＰＸは、他方の基板の液晶側の面に各画素領域に共通に形成した対向電極（図示せず）との間に電界を発生させ、この電界によって液晶の光透過率を制御させるようになっている。
【００３０】
前記ゲート信号線ＧＬのそれぞれの一端は基板ＳＵＢ１の周辺にまで及んで延在され、その延在端は基板ＳＵＢ１の表面に形成された周辺回路の一つである走査信号駆動回路Ｖに接続されるようになっている。この垂直走査駆動回路Ｖは多数のＭＩＳ（ｍｅｔａｌ　ｉｎｓｕｌａｔｏｒ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型トランジスタとそれらを接続させる配線層を有している。
【００３１】
同様に、前記ドレイン信号線ＤＬのそれぞれの一端も基板ＳＵＢ１の周辺に及ぶまで延在され、その延在端は該基板ＳＵＢ１の表面に形成された周辺回路の一つである映像信号駆動回路Ｈｅに接続されるようになっている。この映像信号駆動回路Ｈｅも多数のＭＩＳ型トランジスタとそれらを接続させる配線層を有している。
【００３２】
ここで、前記走査信号駆動回路Ｖおよび映像信号駆動回路Ｈｅを構成するＭＩＳ型トランジスタは、その半導体層が画素における前記薄膜トランジスタＴＦＴのそれと同様に多結晶層で形成されている。このため、該ＭＩＳ型トランジスタの形成においては画素の薄膜トランジスタの形成と並行してなされるのが通常である。
前記各ゲート信号線ＧＬは、走査信号駆動回路Ｖからの走査信号によって、その一つが順次選択されるようになっている。
【００３３】
また、前記各ドレイン信号線ＤＬのそれぞれには、映像信号駆動回路Ｈｅによって、前記ゲート信号線ＧＬの選択のタイミングに合わせて映像信号が供給されるようになっている。
【００３４】
なお、このように構成された基板ＳＵＢ１の液晶側の面には、他の基板（図示せず）が、液晶を介して前記液晶表示部ＡＲの領域あるいは前記走査信号駆動回路Ｖおよび映像信号駆動回路Ｈｅの領域をも含んで対向配置されている。
この基板はその周辺において形成されたシール材によって前記基板ＳＵＢ１と固着されている。該シール材は前記液晶を封入する機能をも有している。
【００３５】
《画素の構成》
図１（ａ）は上述した画素の構成の一実施例を示す平面図である。また、図１（ｂ）は図１（ａ）のｂ−ｂ線における断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のｃ−ｃ線における断面図を示している。
ここで、この画素はその全域に及んで光反射領域となっており、このため液晶表示装置はその光源として外来光を利用するいわゆる反射型として構成されている。
また、この理由から基板ＳＵＢ１は透明であってもよいが、不透明の材料で構成されていてもよい。
【００３６】
図１において、まず、基板ＳＵＢ１の表面の画素領域の図中左下にはたとえばポリシリコン層からなる半導体層ＰＳが形成されている。この半導体層ＰＳはたとえばプラズマＣＶＤ装置によって成膜したアモルファスＳｉ膜をエキシマレーザによって多結晶化したものである。
この半導体層ＰＳは後述する薄膜トランジスタＴＦＴの半導体層として形成されるようになっている。
【００３７】
そして、このように半導体層ＰＳが形成された基板ＳＵＢ１の表面には、該半導体層ＰＳをも覆ってたとえばシリコン酸化膜（たとえばＳｉＯ２）あるいはシリコン窒化膜（たとえばＳｉＮ）からなる第１絶縁膜ＧＩが形成されている。
この第１絶縁膜ＧＩは前記薄膜トランジスタＴＦＴのゲート絶縁膜として機能するようになっている。
【００３８】
そして、第１絶縁膜ＧＩの上面には、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、このゲート信号線ＧＬは後述するドレイン信号線ＤＬとともに矩形状の画素領域を画するようになっている。
【００３９】
なお、このゲート信号線ＧＬは耐熱性を有する導電膜であればよく、たとえばＡｌ、Ｃｒ、Ｔａ、ＴｉＷ等が選択される。この実施例ではゲート信号線ＧＬとしてたとえばＴｉＷが用いられている。
このゲート信号線ＧＬはその一部が画素領域内に延在され、前記半導体層ＰＳに交差するようにして重畳されている。このゲート信号線ＧＬの延在部は薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電極ＧＴとして形成されている。
【００４０】
なお、このゲート信号線ＧＬの形成後は、第１絶縁膜ＧＩを介して不純物のイオン打ち込みをし、前記半導体層ＰＳにおいて前記ゲート電極ＧＴの直下を除く領域を導電化させることによって、薄膜トランジスタＴＦＴのソース領域およびドレイン領域が形成されるようになっている。
【００４１】
前記ゲート信号線ＧＬをも被って前記第１絶縁膜ＧＩの上面には第２絶縁膜ＩＮがたとえばシリコン酸化膜（たとえばＳｉＯ_２）あるいはシリコン窒化膜（たとえばＳｉＮ）からなる無機材料層によって形成されている。
【００４２】
そして、この第２絶縁膜ＩＮは各画素領域において多数の凹部ＤＮＴが散在的に形成されている。この凹部ＤＮＴは、次に示すように、該第２絶縁膜ＩＮ上に形成する画素電極ＰＸの表面に凹凸を形成するためである。
【００４３】
すなわち、該第２絶縁膜ＩＮの上面には、画素領域のほぼ全域を占めるようにして画素電極ＰＸが形成され、その表面には凹凸が形成される。前記第２絶縁膜ＩＮの凹部ＤＮＴが画素電極ＰＸの表面に顕在化されるからである。
【００４４】
この画素電極ＰＸの材料としてたとえばアルミゥウム、ＴｉＷを下地層としたアルミニウム、ＭｏＳｉを下地層としたアルミニウムが用いられている。アルミニウムがポリシリコン層と直接に接触するとたとえば４００℃以上のプロセス温度では導通不良を生ずる場合があることから、上述のような下地層を形成することが有効となる。
【００４５】
この画素電極ＰＸは反射膜を兼ね、それが形成された領域において、すなわち画素領域のほぼ全域にわたって光反射部を形成するようになっている。
この画素電極ＰＸは前記薄膜トランジスタＴＦＴに近接する部分において、前記第２絶縁膜ＩＮおよび第１絶縁膜ＧＩに形成されたコンタクトホールＣＨ１を通して前記半導体層ＰＳの一端側の領域に接続されている。
【００４６】
画素電極ＰＸに接続される半導体層ＰＳの領域は薄膜トランジスタＴＦＴのソース領域（画素電極ＰＸと接続される側をソース領域とこの明細書では定義する）に相当する部分となっており、これに対して該薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン領域は前記ゲート電極ＧＴと重畳される部分を間にして他端側の半導体層ＰＳの領域に形成され、この部分にてコンタクトホールＣＨ２を通して後述するドレイン信号線ＤＬに接続されるようになっている。
【００４７】
また、第２絶縁層ＩＮの上面には、図中ｙ方向に延在しｘ方向に並設されるドレイン信号線ＤＬが形成されている。このドレイン信号線ＤＬは前述したゲート信号線ＧＬとで画素領域を画するようになっている。
【００４８】
ドレイン信号線ＤＬは、前記画素電極ＰＸと同様に、たとえばアルミニウム、ＴｉＷを下地層としたアルミニウム、ＭｏＳｉを下地層としたアルミニウムが用いられている。アルミニウムがポリシリコン層と直接に接触するとたとえば４００℃以上のプロセス温度では導通不良を生ずる場合があることから、上述のような下地層を形成することが有効となる。
このドレイン信号線ＤＬはその一部が前記コンタクトホールＣＨ２を通して前記薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン領域に接続されている。
【００４９】
そして、第２絶縁膜ＩＮの上面には、前記画素電極ＰＸの周辺を除く中央部に開口を有する保護膜（第３絶縁膜）ＰＳＶが形成されている。この保護膜ＰＳＶはたとえばシリコン酸化膜（たとえばＳｉＯ２）あるいはシリコン窒化膜（ＳｉＮ）からなる無機材料層により形成されている。
このため、この保護膜ＰＳＶは薄膜トラジスタＴＦＴはもちろんのこと、ドレイン信号線ＤＬをも充分に被った構成となっている。
【００５０】
また、図示していないが、該保護膜ＰＳＶおよびこの保護膜ＰＳＶの開口から露出された画素電極ＰＸを被って配向膜が形成されている。この配向膜は液晶と直接に接触し該液晶の分子の初期配向を決定するようになっている。
このように構成された液晶表示装置は、まず第２絶縁膜ＩＮを無機材料層で構成したものとなっている。
【００５１】
このため、画素電極ＰＸおよびドレイン信号線ＤＬの形成後に形成する保護膜ＰＳＶは無機材料層で構成することができる。上述したように第２絶縁膜ＩＮを有機材料層とした場合、該有機材料層は保護膜ＰＳＶを無機材料層で構成する際にその熱処理で変形してしまうからである。
【００５２】
これにより、前記保護膜ＰＳＶはその下層に配置される薄膜トランジスタＴＦＴに対して耐湿が向上でき、また異物の侵入を信頼性よく防止でき、該薄膜トランジスタＴＦＴの特性劣化を回避することができる。
同様に、ドレイン信号線ＤＬも前記保護膜ＰＳＶによって保護され、その腐食等の不都合を回避することができる。
【００５３】
この場合において、第２絶縁膜ＩＮを無機材料層で構成したため、その表面に形成する凹凸は有機材料層と比較した場合に滑らかに形成することは困難となるが、たとえば該凹凸の数を増大させる等をすることによって解決することができる。
【００５４】
《信号駆動回路》
図４は、上述した走査信号駆動回路Ｖあるいは映像信号駆動回路Ｈｅの形成領域の一部における断面図を示している。
走査信号駆動回路Ｖあるいは映像信号駆動回路Ｈｅはそのいずれも相補型に接続された一対のＭＩＳ型トランジスタが多数接続された構成を有し、図４は、このうち一対のＭＩＳ型トランジスタを構成するｐ型ＭＩＳトランジスタＰＴＲとｎ型ＭＩＳトランジスタＮＴＲを示している。
【００５５】
ここで、ｐ型ＭＩＳトランジスタＰＴＲとｎ型ＭＩＳトランジスタＮＴＲは、いずれも各画素領域の薄膜トランジスタＴＦＴと同様の層構造によって形成されている。
このため、薄膜トランジスタＴＦＴと同材料からなる層は該薄膜トランジスタＴＦＴの形成と並行して形成されるようになっている。
【００５６】
したがって、ｐ型ＭＩＳトランジスタＰＴＲとｎ型ＭＩＳトランジスタＮＴＲにおける第２絶縁膜ＩＮは液晶表示部ＡＲの第２絶縁膜ＩＮと同一の材料で構成されている。
【００５７】
また、ｐ型ＭＩＳトランジスタＰＴＲとｎ型ＭＩＳトランジスタＮＴＲを相補的に接続させる配線層ＷＬは画素領域の薄膜トランジスタＴＦＴの画素電極ＰＸおよびドレイン信号線ＤＬ等と同一の材料で構成されている。
さらに、ｐ型ＭＩＳトランジスタＰＴＲとｎ型ＭＩＳトランジスタＮＴＲを被う保護膜ＰＳＶは液晶表示部ＡＲの保護膜ＰＳＶと同一の材料で構成されている。
【００５８】
なお、配線層ＷＬは相補的に接続する目的以外にも回路の構成要素同士の配線にも用いられている。また、本実施例のようにｎ型とｐ型を混在させるのではなく、ｎ型またはｐ型のいずれか一方のみを用いてもよい。この場合にも配線層ＷＬは存在する。
【００５９】
《製造方法》
図５（ａ）ないし（ｄ）は、前記液晶表示装置のうち基板ＳＵＢ１の液晶側の面の構成の製造方法の一実施例を示す工程図で、図１（ｂ）に示す部分に対応している。
以下、工程順に説明する。
【００６０】
工程１．（図５（ａ））
基板ＳＵＢ１の液晶側の面に多結晶からなるｉ型の半導体層ＰＳを薄膜トランジスタＴＦＴの形成領域に形成する。その後、この半導体層ＰＳをも被って第１絶縁膜膜ＧＩを形成する。
【００６１】
工程２．（図５（ｂ））
第１絶縁膜ＧＩにゲート信号線ＧＬを形成する。このゲート信号線ＧＬの一部には延在部を有し、その延在部が前記半導体層ＰＳを跨ぐようにして形成されることにより、薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電極ＧＴが形成される。
【００６２】
そして、前記ゲート電極ＧＴをマスクとしてｎ型不純物をドーピングする。該ｎ型不純物はゲート電極ＧＴの直下の領域を除く他の半導体層ＰＳの領域にドープされてソース領域およびドレイン領域を形成する。これにより、該薄膜トラジスタＴＦＴはｎ型ＭＩＳトランジスタとして形成されることになる。
【００６３】
なお、この後、実際には、前記走査信号駆動回路Ｖ等の周辺回路にはｎ型ＭＩＳトランジスタの他にｐ型ＭＩＳトランジスタも含まれていることから、このｐ型ＭＩＳトランジスタの形成領域におけるｐ型不純物のドーピング時に、該周辺回路のｎ型ＭＩＳトランジスタおよび画素領域における前記薄膜トランジスタＴＦＴの形成領域はその全域にわたってたとえばフォトレジスト膜によってマスクされることになる。
その後、ゲート信号線ＧＬ（ゲート電極ＧＴ）をも被って第２絶縁膜ＩＮを形成する。
【００６４】
工程３．（図５（ｃ））
前記第２絶縁膜ＩＮおよびその下層の第１絶縁膜ＧＩを貫通する孔を形成することによりコンタクトホールＣＨ１、ＣＨ２を形成する。コンタクトホールＣＨ１は薄膜トランジスタＴＦＴのソース領域の一部を露出させ、コンタクトホールＣＨ２は該薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン領域の一部を露出させる。
この場合、前記第２絶縁膜ＩＮのほぼ全域にわたって散在された多数の凹部ＤＮＴも同時に形成する。
コンタクトホールＣＨ１、ＣＨ２および前記凹部ＤＮＴの形成は、たとえばハーフ露光技術を用いることによって同時に形成することができる。
【００６５】
すなわち、第２絶縁膜ＩＮの孔開けのマスクとなるフォトレジスト膜に露光強度に差をもたせた露光を行い、前記コンタクトホールＣＨ１、ＣＨ２に相当する部分には完全な孔開けを行なうとともに、前記凹部ＤＮＴに相当する部分には孔開けには至らない凹部を形成する。そして、このように形成された前記フォトレジスト膜を用いて前記第２絶縁膜ＩＮを選択エッチングする。
しかしこれに限定されることはなく、フォトリソグラフィ技術による選択エッチングを２回に分けて行なうようにしても同様の結果を得ることができる。
【００６６】
工程４．（図５（ｄ））
前記第２絶縁膜ＩＮをも被うようにして金属層を形成し、これをフォトリソグラフィ技術による選択エッチングをすることにより、ドレイン信号線ＤＬ（およびドレイン電極）、および画素電極ＰＸ（およびソース電極）を形成する。
この場合、画素電極ＰＸは第２絶縁膜ＩＮの表面に形成した凹部ＤＮＴが顕在化し表面に多数の凹凸が形成されるようになる。
【００６７】
なお、ドレイン信号線ＤＬは前記コンタクトホールＣＨ２を通して薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン領域と接続され、画素電極ＰＸは前記コンタクトホールＣＨ１を通して薄膜トランジスタＴＦＴのソース領域と接続されるようになる。
その後、前記ドレイン信号線ＤＬおよび画素電極ＰＸをも被って保護膜ＰＳＶを形成し、この保護膜ＰＳＶに、該画素電極ＰＸの周辺を除く中央部を露出させるための孔開けを施す。
【００６８】
本実施例によれば、反射膜として機能し凹凸を有する画素電極ＰＸと、この反射膜と分離され、反射膜と同時に形成される第２の膜（たとえばドレイン信号線ＤＬや周辺回路の配線層ＷＬなど）を備える、すなわち、反射膜と第２の膜を同一工程で形成することにより、工程数を削減できる。
【００６９】
また、反射膜及び第２の膜は第２絶縁膜ＩＮよりも上層に形成される。その際に、第２絶縁膜ＩＮを無機膜で形成することによって、第２の膜と少なくとも一部が重畳し、第２の膜よりも上層に形成する保護膜ＰＳＶを成膜に高温を必要とする無機膜とすることが可能になるので、有機膜の場合に比べて水分や汚染物質の浸入を効果的に防止できる。これによって、信頼性の高い保護が可能となる。特に、周辺回路を液晶中に配置した場合には無機材料の保護膜ＰＳＶで覆うことが重要になる。
さらに、有機膜形成プロセスには新たな装置が必要になるが、本実施例では有機膜を必要としないので生産設備にかかるコストを低減できる。
【００７０】
また、画素領域あるいは周辺回路における薄膜トランジスタＴＦＴを無機材料の保護膜ＰＳＶで覆うことができるので信頼性の高い保護が可能になる。
また、無機材料の保護膜ＰＳＶで覆うことによって、表示のために液晶の駆動が不要な部分（例えばドレイン信号線ＤＬ、画素領域や周辺回路の薄膜トランジスタＴＦＴ、周辺回路の配線層ＷＬ、反射膜の少なくとも一部（例えば画素電極ＰＸの凹凸の形成されていない部分やドレイン電極など）など）において液晶が反応してしまう（駆動されてしまう）のを低減できるので、画質が向上するという効果もある。
【００７１】
《フロントライト》
上述した液晶表示パネルＰＮＬは、上述したように全反射型と称されるものであることから、たとえば太陽光のような外来光等を光源として用いることもできるが、図６に示すように、該液晶表示パネルＰＮＬの前方（観察者に対して）にフロントライトＦＬを配置させるようにしてもよいことはいうまでもない。
【００７２】
すなわち、図６に示すように、該フロントライトＦＬは、少なくとも液晶表示パネルＰＮＬの液晶表示部ＡＲに対向して配置される導光板ＣＬと、この導光板ＣＬの少なくとも一辺の端壁面に配置されるたとえば冷陰極線管ＣＴと、この冷陰極線管からの光を該端壁面側へ反射させる反射板ＲＦとから構成されている。
【００７３】
導光板ＣＬ内に照射された冷陰極線管ＣＴからの光は、液晶表示パネルＰＮＬと対向する面から出射され、該液晶表示パネルＰＮＬの各画素の画素電極ＰＸに反射され、前記導光板ＣＬを通して観察者の眼ＥＹに至るようになる。
なお、光源としては冷陰極線管ＣＴのかわりに発光ダイオード（ＬＥＤ）などを用いてもよい。
【００７４】
実施例２．
図７は、本発明による液晶表示装置の画素の他の実施例を示す構成図で、図１に対応した図となっている。
図１の場合と比較して異なる構成は、その画素領域において、画素領域が２つに区分され、一方の領域を光透過領域、他方の領域を光反射領域として形成され、いわゆる光透過モードと光反射モードを切り替えて使用できるようになっている。
【００７５】
すなわち、画素領域の一部に形成される光反射領域には、図１の場合と同様に、光反射効率の良好な材料からなる画素電極ＰＸ（Ｒ）が形成され、他の部分に形成される光透過領域には、たとえばＩＴＯ　（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ　（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ）、ＳｎＯ２（酸化スズ）、Ｉｎ２Ｏ３（酸化インジウム）等の透光性の材料からなる画素電極ＰＸ（Ｔ）が形成されている。
【００７６】
光透過領域の画素電極ＰＸ（Ｔ）は、光反射領域の画素電極ＰＸ（Ｒ）と重ね合わされて形成され、これにより該画素電極ＰＸ（Ｒ）と電気的に接続されて構成されている。
【００７７】
この場合にあっても、光反射領域の画素電極ＰＸ（Ｒ）はその下層の無機材料からなる第２絶縁膜ＩＮの表面に形成された凹部ＤＮＴによって表面に凹凸が形成され、また、保護膜ＰＳＶの材料として無機材料が用いられている。
また、図８は、このような画素構成を有する液晶表示パネルＰＮＬとモジュール化されるバックライトＢＬの配置構成を示した図である。
【００７８】
該バックライトＢＬは液晶表示パネルＰＮＬの背面（観察者に対して）に配置され、光透過モードにおいて、該バックライトＢＬからの光は各画素の光透過領域の画素電極ＰＸ（Ｔ）を通して観察者の眼に至るようになる。また、光反射モードにおいては、たとえば太陽等の外来光が各画素の光反射領域の画素電極ＰＸ（Ｒ）に反射されて観察者の眼ＥＹに至るようになる。
【００７９】
ここで、バックライトＢＬの構成は図６に示したフロントライトＦＬの構成とほぼ同様となっている。光源に発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることができる点も同様である。
【００８０】
実施例３．
この実施例では、上述した各実施例の構成を前提として、基板ＳＵＢ１側あるいは該基板ＳＵＢ１と対向する他の基板側に支柱状のスペーサを設け、このスペーサは光反射機能を有する画素電極ＰＸ、ＰＸ（Ｒ）の形成領域を回避した他の領域に位置づけられるようにして形成したことにある。特に、保護膜ＰＳＶと重畳する位置に配置するのが効果的である。
【００８１】
ここで、支柱状のスペーサとは、基板の表面に形成した材料層をフォトリソグラフィ技術で選択エッチングすることにより形成されるスペーサで、所定の位置に所定の高さで形成できる効果を有するものである。
【００８２】
支柱状のスペーサが形成される個所は、有機膜と比べて膜質の硬い無機材料の第２絶縁膜ＩＮおよび無機材料の保護膜ＰＳＶが重畳されて表面が比較的平坦な部分であることから、有機膜を使った場合に比べてスペーサがめり込み難くなり該支柱状のスペーサによって基板ＳＵＢ１および該基板ＳＵＢ１と対向する他の基板とのギャップ出しの精度の向上が図れるという効果を奏する。
【００８３】
また、他の実施例として、基板ＳＵＢ１および該基板ＳＵＢ１と対向する他の基板とのギャップ出しのスペーサとしていわゆるビーズ状のものを用いてもよいことはもちろんである。
【００８４】
ビーズ状のスペーサの幾つかは凹凸のある画素電極ＰＸ、ＰＸ（Ｒ）上にも配置されるが、その領域以外の部分（特に保護膜ＰＳＶと重畳する位置）にも配置されて、上述したと同様の理由でギャップ出しの精度の向上が図れるからである。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明による液晶表示装置によれば、信頼性に優れた保護膜を備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示装置の画素の一実施例を示す構成図である。
【図２】
本発明による液晶表示装置の一実施例を示す構成図である。
【図３】
本発明による液晶表示装置の画素の一実施例を示す等価回路図である。
【図４】
本発明による液晶表示装置の周辺回路の一実施例を示す断面図である。
【図５】
本発明による液晶表示装置の製造方法の一実施例を示す工程図である。
【図６】
本発明による液晶表示装置の液晶表示パネルとフロントライトの位置関係を示
す構成図である。
【図７】
本発明による液晶表示装置の画素の他の実施例を示す構成図である。
【図８】
本発明による液晶表示装置の液晶表示パネルとバックライトの位置関係を示す
構成図である。
【符号の説明】
ＳＵＢ１……基板、ＧＬ……ゲート信号線、ＧＴ……ゲート電極、ＤＬ……ドレイン信号線、ＴＦＴ……薄膜トランジスタ、ＰＸ……画素電極、ＧＩ……第１絶縁膜、ＩＮ……第２絶縁膜、ＰＳＶ……保護膜、ＤＮＴ……凹部、Ｖ……走査信号駆動回路、Ｈｅ……映像信号駆動回路。

Claims

液晶を挟持する一対の基板と、少なくとも反射領域を有する複数の画素とを備えた液晶表示装置であって、
前記一対の基板のうち一方の基板の上に形成され、少なくとも前記反射領域において凹凸を有する第１の膜と、
前記第１の膜と少なくとも一部が重畳し、前記第１の膜よりも上層に形成され、少なくとも前記反射領域において凹凸を有する反射膜と、
前記反射膜と分離され、前記反射膜と同じ材料で同時に形成される第２の膜と、
前記第２の膜と少なくとも一部が重畳し、前記第２の膜よりも上層に形成された保護膜とを有し、
前記第１の膜が無機膜であり、前記保護膜が無機保護膜であることを特徴とする液晶表示装置。
前記第２の膜は前記画素に映像信号を伝えるドレイン信号線を含み、
前記無機保護膜は前記ドレイン信号線を覆っ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。
前記複数の画素の各画素はスイッチング素子を備え、
前記無機保護膜は前記スイッチング素子を覆っていることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
前記一方の基板の上に周辺回路を有し、
前記第２の膜は前記周辺回路に用いられている膜を含み、
前記無機保護膜は前記周辺回路に用いられている前記第２の膜を覆っていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の液晶表示装置。
前記周辺回路はスイッチング素子を備え、
前記無機保護膜は前記周辺回路のスイッチング素子を覆っていることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
前記周辺回路は前記液晶の存在する領域に配置されていることを特徴とする請求項４または５に記載の液晶表示装置。
前記無機保護膜は、前記反射膜の少なくとも一部を覆っていることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の液晶表示装置。
前記無機保護膜は、シリコン窒化膜またはシリコン酸化膜であることを特徴とする請求項１から７のうち何れかに記載の液晶表示装置。
前記一対の基板の表示面側に配置されたフロントライトを有することを特徴とする請求項１から８のうち何れかに記載の液晶表示装置。
前記複数の画素は透過領域を有するとともに、前記一対の基板の表示面側と反対側に配置されたバックライトを有することを特徴とする請求項１から９のうち何れかに記載の液晶表示装置。
前記無機保護膜と重畳する位置に前記一対の基板の間のギャップを保持するスペーサを有することを特徴とする請求項１から１０のうちいずれかに記載の液晶表示装置。