JP2007178810A - 液晶表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】反射型の反射率が低下しない構造のＴＦＴ型液晶表示装置を得る。
【解決手段】反射金属を液晶セル内に持ち、少なくとも反射表示を行うＴＦＴ型液晶表示装置であって、パターニングされたゲート電極層２、パターニングされたアクティブ層４、パターニングされたソース電極層５のパターニングされた端面を利用して、これらの上方に形成されたＳｉＮ層６に凸凹を形成すると共に、その上に形成した反射金属層７に凸凹形状を与える。または、パターニングされたゲート電極層２、パターニングされたアクティブ層４、パターニングされたソース電極層５、パターニングされたＳｉＮ層６のパターニングされた端面を利用して、これらの層の上方に形成した反射金属層７に凸凹の形状を与える。
【選択図】図１

Description

本発明は、アルミなどの反射金属を液晶セル内に持ち、少なくとも反射表示を行うＴＦＴ型液晶表示装置に関するものである。
液晶表示装置は、携帯電話から大型ＴＶまで広く用いられるようになっている。この中で、携帯電話のような屋内、屋外色々な場所で用いられる用途に対して半透過型と呼ばれる液晶表示装置が提案されている。この技術は一つの画素の中に透過表示部分と反射表示部分とが混在してなり、屋内では透過表示で用い、屋外であっても反射表示部分の働きにより良好な表示を実現するものである。
従来、この半透過型液晶表示装置の典型的な第１の従来例として、ＴＦＴ基板側の構造を説明すると次の通りである。ＴＦＴを形成した上にはアクリル樹脂の層が設けられていて、その表面は凸凹にされている。この凸凹部分の上部にはアルミの反射層が設けられている。そして、最表面にはＩＴＯ透明電極が設けられていて、液晶層に電圧が印加出来るようになっている。ここで、アルミ電極が形成されている部分では入射光は反射されて反射表示に利用される。アルミ電極が形成されていない部分では、バックライトの光が通過して透過表示に利用される。この第１の従来例にあっては、アクリル樹脂の形成とアルミ電極との形成が必要であり、コストが高いものとなっていた。
この問題点を解決するために、第２の従来例として、アクリル樹脂もなくアルミ電極もない構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１では、凸凹としてはゲート電極層を用い、反射金属層としてはソースドレイン電極（アルミ電極）を用いている。これにより、工程が短くなりコストの安い半透過型液晶表示装置が実現されている。
特開２００５−１７３０３７号公報
しかしながら、上述した第２の従来例としての特許文献１にあっては、凸凹を形成するのがゲート電極およびａ−Ｓｉ層のみであり、傾斜の部分はゲート電極層のパターンのエッジに限られてしまう。このため、反射型の反射率が低いという問題が生じていた。
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、反射型の反射率が低下しない構造のＴＦＴ型液晶表示装置を得ることを目的とする。
本発明に係る液晶表示装置は、反射金属を液晶セル内に持ち、少なくとも反射表示を行うＴＦＴ型液晶表示装置であって、パターニングされたゲート電極層、パターニングされたアクティブ層、パターニングされたソース電極層のパターニングされた端面を利用して、これらの上方に形成されたＳｉＮ層に凸凹を形成すると共に、その上に形成した反射金属層に凸凹形状を与えてなることを特徴とする。
また、他の発明に係る液晶表示装置は、反射金属を液晶セル内に持ち、少なくとも反射表示を行うＴＦＴ型液晶表示装置であって、パターニングされたゲート電極層、パターニングされたアクティブ層、パターニングされたソース電極層、パターニングされたＳｉＮ層のパターニングされた端面を利用して、これらの層の上方に形成した反射金属層に凸凹の形状を与えてなることを特徴とする。
本発明によれば、パターニングされたゲート電極、パターニングされたアクティブ層、パターニングされたソース電極層、または、パターニングされたＳｉＮ層のパターニングされた端面を利用して、これらの上方に形成されたＳｉＮ層に凸凹を形成すると共に、その上に形成した反射金属層に凸凹形状を与えることで、反射型の反射率が低下しない構造のＴＦＴ型液晶表示装置を得ることができる。
図１は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置におけるＴＦＴ基板の断面図である。
図１に示すように、最初に、ガラス基板１上にＡｌＮｄ、Ｍｏの順に形成したものをフォトエッチングによりパターニングし、ゲート電極層２を形成した。次に、ＳｉＮ膜３を形成した。次に、ａ−Ｓｉ層、Ｍｏ層を連続して形成した後、ハーフ露光の技術を用いてＴＦＴのアクティブ層４とソース＆ドレイン電極層５とを形成した。
ここで、ハーフ露光について説明する。まず、ａ−Ｓｉ層とＭｏ層とを前面に形成した後、レジストを前面に塗布する。次に、所謂、ハーフ露光用のマスクを用意し、ａ−Ｓｉ層もソース電極層をも残さない部分には強い光を照射し、ａ−Ｓｉ層は残すが、Ｍｏ層は残さない部分に弱い光（ハーフ露光の光）を照射する。そして、現像を行い、まず、何も残さない部分からレジストを完全に除去し、ａ−Ｓｉ層とＭｏ層とをエッチングする。
次に、レジストが厚く残っている部分（ａ−Ｓｉ層とソースドレイン電極との両方を残す部分）、薄く残っている部分（ａ−Ｓｉ層のみを残す部分）がある。ドライエッチングにより、薄く残っているレジストを除去する。この場合、厚くレジストが残っている部分ではレジストは完全には除去されず残ることになる。ここで、Ｍｏをエッチングする。
これにより、レジストがもともと薄く残っていた部分のみにおいて、Ｍｏがエッチングされ、ａ−Ｓｉ層のみとなる。レジストが厚く残っていた部分においてはａ−Ｓｉ層およびＭｏ層が残る。このようにして、ａ−Ｓｉ層のエッジに加えて、ソース電極のエッジも凸凹形成に寄与することとなる。
次に、ＴＦＴの保護膜としてのＳｉＮ膜６を形成し、さらに、Ａｌ／ＮｄあるいはＡｇにより反射金属層７を形成した。次に、ＳｉＮ膜８を形成し、ＴＦＴとのコンタクト用のホール９を形成した。最後に表示用のＩＴＯ透明電極層１０を形成した。
すなわち、図１に示す実施の形態１では、凹凸を形成する構造物として、ゲート電極層２、ａ−Ｓｉ層でなるアクティブ層４に加えて、ソース＆ドレイン電極層５を用いた。
製造工程としては、次の工程を経ることになる。
ゲート電極層２の形成（フォト工程）→ゲート絶縁膜（ＳｉＮ３形成）→ａ−Ｓｉアクティブ層４の形成（フォト工程）→ソース＆ドレイン電極層５の形成→ＳｉＮ絶縁膜６の形成→アルミ反射金属層７の形成（フォト工程）→ＳｉＮ絶縁膜８の形成→コンタクトホール９の形成（フォト工程）→ＩＴＯ透明電極１０の形成（フォト工程）のように６工程を経ることになる。
従って、実施の形態１によれば、第１の従来例にあっては、有機絶縁膜があり、しかもこの有機絶縁膜に凹凸を形成するための特別な工程が必要であったが、この工程を完全になくすことができる。そして、端子部、表示面の最表面がＩＴＯ透明電極１０となっている利点はそのまま生きている。
また、ソース電極を反射金属として用いていた第２の従来例の構成に比べると、アルミ反射金属層７が加わって工程は増えているように見えるが、この構成にあっては、ａ−Ｓｉアクティブ層４の形成工程とソース＆ドレイン電極層５の形成の工程とをハーフ露光マスクを用いて一体化することができるので、５工程とすることが可能である。
その結果、第２の従来例の構成に比べると、工程は増えることがなく、且つ、反射金属層７への凹凸を形成するための凹凸部分としてソース電極層５が加わり、より反射率の高いディスプレイが実現されている。また、電極としての最表面がＩＴＯ透明電極１０となっており、カラーフィルタ基板の対向電極がＩＴＯ透明電極であるので、対称構造となり、信頼性の高いフリッカーのない表示を実現することができる。
次に、図２は、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置におけるＴＦＴ基板の断面図である。この実施の形態２にあっては、実施の形態１に加えて、ＳｉＮ層６の凸凹を反射金属層７の凸凹に寄与させるものである。
ソースドレイン電極層５の形成までは実施の形態１と全く同じ製造工程を経る。
すなわち、ゲート電極層２の形成（フォト工程）→ゲート絶縁膜（ＳｉＮ３の形成）→ａ−Ｓｉアクティブ層４の形成（フォト工程）→ソース＆ドレイン電極層５の形成の工程を経る。
次に、ＳｉＮ膜６を形成し、コンタクトホール９を形成する。このコンタクトホール９を形成する工程において、同時に反射領域においてＳｉＮ層８に穴１１を形成した。ここで、反射領域でのＳｉＮ膜８への穴１１の形成であるが、ゲート電極層２、ａ−Ｓｉ層でなるアクティブ層４、ソースドレイン電極層５のいずれかが形成されている部分の上部に形成することが重要である。外れた場所に形成すると、最下層のガラス基板１にまで穴の形成が達してしまう問題の生じることがある。
次に、アルミあるいは銀の反射金属層７を形成した。そして、最後にＩＴＯ透明電極層１０を形成した。ここで、アルミ電極を完全に覆う形でＩＴＯ透明電極層１０を形成する構成とし、電池効果によりアルミ電極あるいはＩＴＯ電極が腐食されてしまうのを防止した。
以上の工程を記載すると、次の通りである。
すなわち、→ＳｉＮ膜６の形成→コンタクトホール９の形成（フォト工程）→反射金属層７の形成（フォト工程）→ＩＴＯ透明電極１０の形成（フォト工程）の工程を経る。
次に、図３は、本発明の実施の形態２に係るＴＦＴ基板（図２）とカラーフィルタ基板とを組み合わせた場合の断面図である。なお、図３において、１２〜１５は、カラーフィルタ基板側のガラス基板、カラーフィルタ、透明樹脂層、ＩＴＯ透明電極層をそれぞれ示す。
図３に示すように、反射金属層７が形成されている反射部分のセル厚ｄ１が透過部分のセル厚ｄ２（ｄ１＝ｄ２／２）の半分になるように、カラーフィルタ基板側に透明樹脂層１４を設けた。基板最表面には液晶を垂直に立たせる、いわゆる垂直配向膜を形成した。そして、誘電率異方性が負の液晶を注入した。カラーフィルタ基板側には液晶の配向方向を調整するための突起物を形成した。垂直配向膜を用いたディスプレイあるいは突起を設けたディスプレイに限られることはなく、凸凹形状の反射金属層７を利用する全ての液晶表示装置に適用可能な技術であることは言うまでもない。
本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置におけるＴＦＴ基板の断面図である。 本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置におけるＴＦＴ基板の断面図である。 本発明の実施の形態２に係るＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板とを組み合わせた場合の断面図である。
符号の説明
１ ガラス基板、２ ゲート電極層、３ ＳｉＮ膜、４ アクティブ層、５ ソース＆ドレイン電極層、６ ＳｉＮ膜、７ 反射金属層、８ ＳｉＮ膜、９ コンタクトホール、１０ ＩＴＯ透明電極層、１１ ＳｉＮ層８に形成した穴、１２ ガラス基板、１３ カラーフィルタ、１４ 透明樹脂層、１５ ＩＴＯ透明電極層。

Claims (9)

  1. 反射金属を液晶セル内に持ち、少なくとも反射表示を行うＴＦＴ型液晶表示装置であって、
    パターニングされたゲート電極層、パターニングされたアクティブ層、パターニングされたソース電極層のパターニングされた端面を利用して、これらの上方に形成されたＳｉＮ層に凸凹を形成すると共に、その上に形成した反射金属層に凸凹形状を与えてなる
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 反射金属を液晶セル内に持ち、少なくとも反射表示を行うＴＦＴ型液晶表示装置であって、
    パターニングされたゲート電極層、パターニングされたアクティブ層、パターニングされたソース電極層、パターニングされたＳｉＮ層のパターニングされた端面を利用して、これらの層の上方に形成した反射金属層に凸凹の形状を与えてなる
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  3. 前記ソース電極層は、ハーフ露光技術を用いて前記アクティブ層の上にパターニングする
    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。
  4. 前記ＳｉＮ層は、ＳｉＮを除去する部位としてアクティブ層あるいはソース電極層、あるいはゲート電極層の何れかの上に位置させてパターニングする
    ことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
  5. 前記反射金属層の上方にＩＴＯ透明電極を形成してなる
    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。
  6. 前記反射金属層と前記ＩＴＯ電極とは、接触して重なってなる
    ことを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
  7. 前記反射金属層の上にＳｉＮが形成されていて、その上に前記ＩＴＯ透明電極が形成されてなる
    ことを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
  8. 前記反射金属層として、アルミあるいは銀が用いられている
    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。
  9. カラーフィルタ基板側に、反射部分のセル厚が透過部分の約半分であって、セル厚を半分にするための透明の樹脂が形成されている
    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。
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