JP2009093145A - Display device and method of manufacturing same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置及び表示装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a display device and a method for manufacturing the display device.
近年、ディスプレイ用電気光学素子として液晶を用いた液晶表示装置は、低消費電力、薄型等の特徴を有し、CRTに替わるフラットパネルディスプレイの1つとして、盛んに製品化されている。
液晶表示装置には、パッシブ(単純)マトリクス型液晶表示装置及びアクティブマトリクス型液晶表示装置がある。アクティブマトリクス型液晶表示装置には、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下、TFTと称する。)をスイッチング素子として用いるTFT−LCDがある。TFT−LCDは、携帯性、表示品位の点で、CRTや単純マトリクス型液晶表示装置よりも優れた特徴を有する。そのため、TFT−LCDは、ノート型パソコン等に広く実用化されている。
2. Description of the Related Art In recent years, liquid crystal display devices that use liquid crystals as display electro-optical elements have features such as low power consumption and thinness, and are actively commercialized as one of flat panel displays that replace CRTs.
The liquid crystal display device includes a passive (simple) matrix type liquid crystal display device and an active matrix type liquid crystal display device. Active matrix liquid crystal display devices include TFT-LCDs that use thin film transistors (hereinafter referred to as TFTs) as switching elements. A TFT-LCD has characteristics superior to those of a CRT or a simple matrix type liquid crystal display device in terms of portability and display quality. For this reason, TFT-LCDs are widely used in notebook personal computers and the like.
TFT−LCDでは、TFTがアレイ状に形成されたTFTアレイ基板と対向基板との間に液晶層が挟持されている。
TFT−LCDには、反射型TFT−LCD、透過型TFT−LCD、及び半透過型TFT−LCDがある。半透過型TFT−LCDは、反射型と透過型の両方の特性を備えている。反射型TFT−LCDは、TFTアレイ基板に反射層を設けて周囲光を反射することにより表示を行う。透過型TFT−LCDは、TFTアレイ基板及び対向基板に透光層を設けている。そして、透過型TFT−LCDは、背面又は側面に設けられた光源の光を透過することにより表示を行う。
反射型TFT−LCDは、屋外において良好な表示特性を有する。しかし、反射型TFT−LCDは、屋内では周囲光が暗いため、視認性が低下する。一方、透過型TFT−LCDは、屋内において良好な表示特性を有する。しかし、透過型TFT−LCDは、屋外では周囲光に比べて光源の光が暗いため、視認性が低下してしまう。
In a TFT-LCD, a liquid crystal layer is sandwiched between a TFT array substrate on which TFTs are formed in an array and a counter substrate.
The TFT-LCD includes a reflective TFT-LCD, a transmissive TFT-LCD, and a transflective TFT-LCD. The transflective TFT-LCD has both reflective and transmissive characteristics. The reflective TFT-LCD performs display by providing a reflective layer on the TFT array substrate and reflecting ambient light. In the transmissive TFT-LCD, a light transmitting layer is provided on the TFT array substrate and the counter substrate. The transmissive TFT-LCD performs display by transmitting light from a light source provided on the back surface or side surface.
The reflective TFT-LCD has good display characteristics outdoors. However, the reflective TFT-LCD has poor visibility because the ambient light is dark indoors. On the other hand, the transmissive TFT-LCD has good display characteristics indoors. However, the visibility of the transmissive TFT-LCD is lowered because the light from the light source is darker than the ambient light outdoors.
近年、携帯電話用・携帯音楽プレーヤー用の小型ディスプレイや、携帯映像プレーヤー・PDA・車載ナビゲーション用等の中型ディスプレイ等のモバイル表示装置の需要が増加している。半透過型TFT−LCDは、屋内外の両方の環境下でも良好な表示特性を有している。そのため、これらモバイル表示装置の需要増加に伴って半透過型TFT−LCDの需要が増加している。 In recent years, there has been an increasing demand for mobile display devices such as small displays for mobile phones and portable music players, and medium-sized displays such as portable video players, PDAs, and in-vehicle navigation. The transflective TFT-LCD has good display characteristics even in both indoor and outdoor environments. Therefore, with the increase in demand for these mobile display devices, the demand for transflective TFT-LCDs has increased.
TFT−LCDでは、半導体技術を用いて、ガラス基板上に、1画素毎に、信号線及びゲート線を交差させて形成している。また、TFT−LCDでは、信号線とゲート線との交点にTFTを形成している。さらに、TFT−LCDでは、1画素毎に、反射画素電極(反射層)又は透過画素電極(透光層)を形成している。このようにして、TFTアレイ基板が作成される。そのため、TFTアレイ基板の製造には、多くの工程数を必要とする。そのため、TFTアレイ基板の製造に必要な装置数が多くなり、製造コストが高くなるという問題がある。特に、半透過型TFT−LCDでは、TFTアレイ基板上に、1画素毎に、反射画素電極及び透過画素電極の両方を形成する必要がある。そのため、反射型TFT−LCDや透過型TFT−LCDに比べて工程数はさらに多くなる。半透過型TFT−LCDでは、製造コストが増大することとなる。このため、製造工程数の削減が求められている。 In the TFT-LCD, a signal line and a gate line are crossed and formed for each pixel on a glass substrate using a semiconductor technology. In the TFT-LCD, a TFT is formed at the intersection of the signal line and the gate line. Further, in the TFT-LCD, a reflective pixel electrode (reflective layer) or a transmissive pixel electrode (translucent layer) is formed for each pixel. In this way, a TFT array substrate is produced. Therefore, many processes are required for manufacturing the TFT array substrate. Therefore, there is a problem that the number of devices necessary for manufacturing the TFT array substrate increases and the manufacturing cost increases. In particular, in the transflective TFT-LCD, it is necessary to form both the reflective pixel electrode and the transmissive pixel electrode for each pixel on the TFT array substrate. Therefore, the number of processes is further increased as compared with the reflective TFT-LCD and the transmissive TFT-LCD. In the transflective TFT-LCD, the manufacturing cost increases. For this reason, reduction of the number of manufacturing processes is required.
透過型TFT−LCDでは、TFTアレイ基板上に透過画素電極が、対向基板上に対向電極が形成されている。透過画素電極及び対向電極は、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電性膜により形成される。そのため、透過画素電極と対向電極の仕事関数をほぼ同一とすることができる。これにより、液晶を交流駆動する際に、透過画素電極と対向電極は、互いに正、負電圧をほぼ同一の条件で液晶に印加することができる。一方、半透過型TFT−LCDでは、TFTアレイ基板上に透過画素電極及び反射画素電極が形成されている。また、半透過型TFT−LCDでは、対向基板上に対向電極が形成されている。透過画素電極及び対向電極は、ITO等の透明導電性膜により形成される。一方、反射画素電極は、Al等の金属膜により形成される。そのため、反射画素電極と対向電極の仕事関数が異なる。これにより、液晶駆動条件によっては、表示のちらつき(フリッカ)を生じてしまう。また、反射画素電極と対向電極の仕事関数の相違により、液晶駆動条件によっては、いわゆる焼きつきと呼ばれる現象を生じてしまう。ここで、焼きつきとは、前の画像が残像となって表示品位を低下させる現象である。 In a transmissive TFT-LCD, a transmissive pixel electrode is formed on a TFT array substrate, and a counter electrode is formed on a counter substrate. The transmissive pixel electrode and the counter electrode are formed of a transparent conductive film such as ITO (Indium Tin Oxide). Therefore, the work functions of the transmissive pixel electrode and the counter electrode can be made substantially the same. Thereby, when the liquid crystal is AC driven, the transmissive pixel electrode and the counter electrode can apply positive and negative voltages to the liquid crystal under substantially the same conditions. On the other hand, in a transflective TFT-LCD, a transmissive pixel electrode and a reflective pixel electrode are formed on a TFT array substrate. In a transflective TFT-LCD, a counter electrode is formed on a counter substrate. The transmissive pixel electrode and the counter electrode are formed of a transparent conductive film such as ITO. On the other hand, the reflective pixel electrode is formed of a metal film such as Al. Therefore, the work functions of the reflective pixel electrode and the counter electrode are different. As a result, display flickering may occur depending on the liquid crystal driving conditions. Also, due to the difference in work function between the reflective pixel electrode and the counter electrode, a so-called burn-in phenomenon occurs depending on the liquid crystal driving conditions. Here, burn-in is a phenomenon in which the previous image becomes an afterimage and the display quality is lowered.
そこで、このようなフリッカや焼きつきを回避するため、反射画素電極上に対向電極と同じ材料の透明導電性膜を形成する技術が特許文献1に記載されている。特許文献1では、まず、反射画素電極を形成する金属膜を成膜する。次に、当該金属膜上に透明導電性膜を成膜する。そして、同じマスクパターンを用いて、同じエッチング液により一括ウェットエッチングする。これにより、反射画素電極上に、当該反射画素電極と同一パターン形状を有する透明導電性膜を形成している。 In order to avoid such flicker and burn-in, Patent Document 1 discloses a technique for forming a transparent conductive film made of the same material as the counter electrode on the reflective pixel electrode. In Patent Document 1, first, a metal film for forming a reflective pixel electrode is formed. Next, a transparent conductive film is formed on the metal film. Then, collective wet etching is performed with the same etching solution using the same mask pattern. As a result, a transparent conductive film having the same pattern shape as the reflective pixel electrode is formed on the reflective pixel electrode.
しかしながら、特許文献1の方法により、金属膜と透明導電性膜とを一括ウェットエッチングすると、透明導電性膜の端部が金属膜の端部より側方に延出して庇状に残ることがある。図9に、特許文献1にかかる半透過型液晶表示装置のTFTアレイ基板の製造工程の一部を模式的に示した断面図を示す。
特許文献1の方法では、まず、TFT(図示省略)、走査信号線(図示省略)及び表示信号線(図示省略)の上部に層間絶縁膜21を形成する。次に、層間絶縁膜21の上に、透過画素電極となる下部透明導電性膜22を成膜する。次に、パターニングを行って、透過画素電極を形成する(図9(a))。次に、下部透明導電性膜22を覆うように反射画素電極となる金属膜23を成膜する。次に、金属膜23の上に、フリッカ及び焼きつき対策として、上部透明導電性膜24を成膜する。次に、上部透明導電性膜24の上に所望の形状でレジスト25を形成する(図9(b))。そして、金属膜23及び上部透明導電性膜24を一括してウェットエッチングする(図9(c))。次に、レジスト25を除去する(図9(d))。
そして、図9(d)に示すように、特許文献1の方法により多層薄膜パターンを形成すると、上層の上部透明導電性膜24の端部が下層の金属膜23の端部よりも側方に突出した庇状となる。特に、ウェットエッチング等の等方性エッチングを用いて一括エッチングを行うと、上部透明導電性膜24の端部が庇状となって残りやすい。
However, when the metal film and the transparent conductive film are collectively wet-etched by the method of Patent Document 1, the end of the transparent conductive film may extend laterally from the end of the metal film and remain in a bowl shape. . FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a part of the manufacturing process of the TFT array substrate of the transflective liquid crystal display device according to Patent Document 1.
In the method of Patent Document 1, first, an interlayer
Then, as shown in FIG. 9D, when the multilayer thin film pattern is formed by the method of Patent Document 1, the end of the upper transparent
そして、上述のように、上部透明導電性膜24の端部が庇状に形成されると、後工程において当該庇部分が剥がれる。特に、ラビング処理等の基板を擦る工程において、当該庇部分が剥がれやすい。そして、剥がれた庇部分が異物発生の原因となる。また、剥がれた庇部分が隣接する画素間のショートや画素電極(透過画素電極、反射画素電極)とのショートを引き起こす。そのため、剥がれた庇部分は、表示不良の原因となる。また、多層薄膜パターンにおいて当該庇部分が形成されると、当該多層薄膜パターンを被覆膜により被覆する場合に、当該庇部分により段切れが生じてしまう。そして、被覆膜が保護絶縁膜である場合には段切れの箇所で絶縁不良が生じる。また、被覆膜が導電膜である場合には段切れの箇所で接続不良が生じる。今後、画素サイズは隣接する画素間隔が小さくなると、庇部分の形成をより効果的に防止することが必要となる。
Then, as described above, when the end portion of the upper transparent
さらに、特許文献1では、下部透明導電性膜を成膜してパターニングを行うプロセスを備える。その後に、金属膜及び上部透明導電性膜を成膜して一括ウェットエッチングを行うプロセスを備える。そのため、製造プロセスが多いためコスト高となる。また、製造プロセスが多いことにより、異物などによる欠陥発生機会が増え、歩留りが低下する。 Furthermore, Patent Document 1 includes a process of forming a lower transparent conductive film and performing patterning. Thereafter, a process of forming a metal film and an upper transparent conductive film and performing batch wet etching is provided. Therefore, there are many manufacturing processes, resulting in high costs. In addition, due to the large number of manufacturing processes, the chance of occurrence of defects due to foreign matters increases and the yield decreases.
そこで、製造プロセス数を削減して半透過型TFT−LCDを製造する技術が特許文献2に記載されている。従来、TFTアレイ基板は、6回のフォトリソグラフィープロセスで形成されていた。特許文献2には、TFTアレイ基板を5回のフォトリソグラフィープロセスで形成する方法が開示されている。詳しくは、特許文献2では、ハーフトーン露光技術を用いてフォトマスク(感光性樹脂パターン)を形成する。そして、1枚の当該フォトマスクを用いて、反射画素電極と透過画素電極とを形成する。これにより製造工程を削減している。
Therefore,
具体的には、特許文献2では、まず、基板上にゲート電極・配線、絶縁膜、半導体層、ソースドレイン電極・配線、有機平坦化層、及びこれらの層間に形成するコンタクトホール等を形成する。その後、透過画素電極となる透明導電性膜を成膜する。そして、透明導電性膜の上に金属膜を成膜する。その後、ハーフトーン露光技術を用いてフォトマスクを形成する。このとき、反射画素電極が形成される反射部のフォトマスクの膜厚は、透過部のフォトマスクに比べて厚く形成される。ここで、透過部とは、画素領域のうち、反射部以外の部分である。次に、金属膜をエッチングして、フォトマスクにより保護されている領域以外の透明導電性膜を露出させる。次に、アッシング処理を行って、フォトマスクの膜厚を減じる。これにより、透過部の金属膜を露出させる。ここで、アッシング処理とは、ドライエッチャー等によりレジストを酸化分解する灰化除去する処理、すなわち酸素プラズマ処理である。このとき、反射部には、膜減りしたフォトマスクが残っている。次に、フォトマスク及び透過部の金属膜により保護されている領域以外の透明導電性膜をエッチングする。次に、透過部の金属膜をエッチングして、透過画素電極を形成する。さらに、レジスト剥離液を用いて、反射部に残っているフォトマスクを除去して、反射画素電極を形成する。
しかし、特許文献2のTFTアレイ基板の製造方法では、アッシング処理を行う際に、透明導電性膜が露出している。透明導電性膜表面が露出した状態でアッシング処理を行うと、異常放電が発生する。これにより、透明導電性膜だけでなく、その下層に形成されている凹凸層、絶縁層、さらに下層の配線層にダメージを与える。そのため、絶縁破壊やパターン断線による表示不良を引き起こしてしまう。
However, in the manufacturing method of the TFT array substrate of
そこで、上述したアッシング処理による不具合を回避する方法として、フォトマスク形成後に、ウェットエッチングを行い、その後にアッシング処理を行う方法について、図10の製造工程断面図を用いつつ説明する。 Therefore, as a method for avoiding the above-described problems caused by the ashing process, a method of performing wet etching after the photomask is formed and then performing the ashing process will be described with reference to the manufacturing process sectional view of FIG.
まず、ガラス基板31上にスパッタ装置を用いてMo膜を250nmの厚みで成膜する。次に、写真製版装置を用いてレジストをパターニングする。次に、ウェットエッチング処理を行って、レジストにより保護されていないMo膜を除去する。次に、レジスト剥離処理を行って、レジストを除去する。これにより、ゲート配線32を形成する(図10(a);ゲート形成工程)。
First, a Mo film is formed to a thickness of 250 nm on the
次に、CVD装置を用いて、絶縁膜(SiN:膜厚400nm)33及び半導体膜(a−Si(i):膜厚130nm、a−Si(n):膜厚50nm)を成膜する。次に、写真製版装置を用いてレジストをパターニングする。次に、ドライエッチング処理を行って、レジストにより保護されていない半導体膜を除去する。次に、レジスト剥離処理を行って、レジストを除去する。これにより、半導体層34を形成する(図10(b);半導体層形成工程)。
Next, an insulating film (SiN:
次に、スパッタ装置を用いてMo膜を300nmの厚みで成膜する。次に、写真製版装置を用いてレジストをパターニングする。次に、ウェットエッチング処理を行って、レジストにより保護されていないMo膜を除去する。次に、ドライエッチング処理を行って、レジストにより保護されていない半導体膜(a−Si(n))を除去する。次に、レジスト剥離処理を行って、レジストを除去する。これにより、ソースドレイン配線35を形成する(図10(c);ソースドレイン及びチャネル形成工程)。
Next, a Mo film is formed to a thickness of 300 nm using a sputtering apparatus. Next, the resist is patterned using a photoengraving apparatus. Next, a wet etching process is performed to remove the Mo film not protected by the resist. Next, dry etching is performed to remove the semiconductor film (a-Si (n)) that is not protected by the resist. Next, a resist stripping process is performed to remove the resist. Thereby, the source /
次に、CVD装置を用いて、絶縁膜(SiN:膜厚100nm)36を成膜する(図10(c))。次に、感光性有機樹脂膜を塗布形成する。次に、凹凸パターン形成用のフォトマスクを用いて、写真製版装置により、凹凸形状を有する有機平坦化膜37を形成する。ここで、凹凸形状は、反射部に形成される。次に、ドライエッチングを行い、コンタクトホール開口部の絶縁膜を除去する(図10(d);有機平坦化膜形成工程)。
Next, an insulating film (SiN:
次に、スパッタ装置を用いて、下部透明導電性膜(ITO(Indium Tin Oxide)膜:膜厚80nm)38、金属膜(Mo:膜厚50nm、AlCu:膜厚300nm)39、上部透明導電性膜(ITO:膜厚5nm)40を順次成膜する(図10(e))。下部透明導電性膜38は、透過画素電極を構成する。また、金属膜39は反射画素電極を構成する。
次に、ハーフトーン露光技術を用いて、レジスト41をパターニングする。ここで、レジスト41の反射部に相当する部分の厚さは、透過部に相当する部分の厚さよりも厚い。また、反射部以外の領域及び透過部以外の領域でレジスト41を残す部分のレジスト41の厚さは、反射部における厚さと同じかそれ以上となっている。次に、ウェットエッチング処理を行う。これにより、レジスト41により保護されていない上部透明導電性膜40、金属膜39、下部透明導電性膜38を除去する(図10(f))。
次に、アッシング処理を行って、レジスト41の膜厚を減じる。これにより、透過部に形成されているレジスト41を除去する。このとき、反射部には、膜減りしたレジスト41が残る。また、反射部と同じ厚さ又はそれ以上の膜厚のレジスト41が形成された領域には、膜減りしたレジスト41が残る。同時に、この工程では、膜厚方向において、有機平坦化膜37の一部が除去される。よって、例えば、TFTの上層の有機平坦化膜37の膜厚が薄くなる(図10(g))。次に、ウェットエッチング処理を行う。これにより、透過部に積層されている上部透明導電性膜40及び金属膜39を除去する。これにより、透過画素電極を形成する。次に、レジスト剥離処理を行って、レジスト41を除去する。これにより、反射画素電極を形成する(図10(h))。以上により、TFTアレイ基板が形成される。
Next, using a sputtering apparatus, a lower transparent conductive film (ITO (Indium Tin Oxide) film: film thickness 80 nm) 38, a metal film (Mo: film thickness 50 nm, AlCu:
Next, the resist 41 is patterned using a halftone exposure technique. Here, the thickness of the portion corresponding to the reflective portion of the resist 41 is thicker than the thickness of the portion corresponding to the transmissive portion. Further, the thickness of the resist 41 where the resist 41 is left in the region other than the reflection portion and the region other than the transmission portion is equal to or greater than the thickness in the reflection portion. Next, a wet etching process is performed. Thus, the upper transparent
Next, an ashing process is performed to reduce the film thickness of the resist 41. Thereby, the resist 41 formed in the transmission part is removed. At this time, the resist 41 with a reduced film remains in the reflecting portion. In addition, the resist 41 with the reduced film remains in the region where the resist 41 having the same thickness as or more than the reflective portion is formed. At the same time, in this step, a part of the
しかしながら、上述した方法においても、図10(h)に示すウェットエッチング処理において上部透明導電性膜が金属膜とともに一括エッチングされる。そのため、反射画素電極において上部透明導電性膜の端部が金属膜の端部より側方に延出して残り、庇状となってしまう。 However, also in the method described above, the upper transparent conductive film is etched together with the metal film in the wet etching process shown in FIG. Therefore, in the reflective pixel electrode, the end portion of the upper transparent conductive film extends laterally from the end portion of the metal film and remains in a bowl shape.
また、上述の方法におけるTFTアレイ基板の製造方法では、下部透明導電性膜、金属膜、上部透明導電性膜が連続して積層成膜される。そして、アッシング処理後のウェットエッチング処理において(図10(h))、上部透明導電性膜及び金属膜をエッチングする。このとき、下部透明導電性膜はエッチングしないように選択的にエッチングしなければならない。そのため、プロセス自由度が低いという問題がある。 Moreover, in the manufacturing method of the TFT array substrate in the above-described method, the lower transparent conductive film, the metal film, and the upper transparent conductive film are successively laminated. Then, in the wet etching process after the ashing process (FIG. 10H), the upper transparent conductive film and the metal film are etched. At this time, the lower transparent conductive film must be selectively etched so as not to be etched. Therefore, there is a problem that the degree of process freedom is low.
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、製造コストが削減されるとともに、歩留りが向上された表示装置及び表示装置の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and it is an object of the present invention to provide a display device and a display device manufacturing method in which the manufacturing cost is reduced and the yield is improved.
本発明にかかる液晶表示装置の製造方法は、第1の基板と、前記第1の基板と対向して配置される第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に挟持される表示材料と、を備える表示装置の製造方法であって、前記第1の基板上に下地膜を形成するステップと、前記下地膜の上に反射画素電極を形成するステップと、前記下地膜に段差を形成するステップと、前記反射画素電極を形成するステップの後に、前記下地膜の段差において分断されるように透明導電性膜を成膜するステップと、を備えるものである。 The method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention includes a first substrate, a second substrate disposed opposite to the first substrate, and between the first substrate and the second substrate. A display material sandwiched between the substrate, a step of forming a base film on the first substrate, a step of forming a reflective pixel electrode on the base film, A step of forming a step in the base film, and a step of forming a transparent conductive film so as to be divided at the step of the base film after the step of forming the reflective pixel electrode.
本発明によれば、製造コストが削減されるとともに、歩留りが向上される。 According to the present invention, the manufacturing cost is reduced and the yield is improved.
以下に、本発明を適用可能な実施の形態を説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。なお、以下の実施形態では、表示装置として液晶表示装置を例示して説明する。
[実施形態1]
Hereinafter, embodiments to which the present invention can be applied will be described. Note that the present invention is not limited to the following embodiments. In the following embodiments, a liquid crystal display device will be described as an example of the display device.
[Embodiment 1]
まず、本発明の実施形態1にかかる液晶表示装置400の構成について、図1、図2を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施形態1にかかる液晶表示装置400の液晶表示パネル部分を示す部分断面図である。図2は、本発明の実施形態1にかかるTFTアレイ基板100の画素の構成を示す平面図である。
First, the configuration of the liquid
本実施形態1にかかる液晶表示装置400は、図1に示すように、TFTアレイ基板100(第1の基板)と、TFTアレイ基板100と対向して配置される対向基板200(第2の基板)と、TFTアレイ基板100と当該対向基板200との間に挟持される液晶層300(表示材料)とを備えて構成されている。なお、図1において、TFTアレイ基板100と対向基板200との間に挟持された液晶層300、TFTアレイ基板100と対向基板200との間隔を一定に保つためのシール材及びスペーサの図示を省略する。
As shown in FIG. 1, the liquid
TFTアレイ基板100には、TFT(Thin Film Transistor)1がアレイ状に形成されている。具体的には、TFTアレイ基板100では、透明絶縁性基板(以下、ガラス基板と称する。)10上に、1画素毎に、ゲート配線2及びソースドレイン配線3が交差されて形成されている(図2参照)。そして、ゲート配線2及びソースドレイン配線3の交点部分にTFT1が形成されている。さらに、TFTアレイ基板100には、ガラス基板10上に、1画素毎に、透過画素電極4を有する透過部5、反射画素電極6を有する反射部7、保持容量配線8、コンタクトホール9等が形成されている(図2参照)。そして、透過部5及び反射部7により画素領域が形成される。
A TFT (Thin Film Transistor) 1 is formed in an array on the
ゲート配線2は、ゲート電極として、スイッチング素子となるTFT1を構成する。また、保持容量配線8はゲート配線2と平行に配置され、画素領域の中央近傍にある。保持容量配線8は透過画素電極4及び反射画素電極6に印加される電圧を一定時間保持するための保持容量を構成する。TFTアレイ基板100には、外部からの各種信号が供給されるドライバICが配置されている。そして、ゲート配線2の端部は、ゲート端子として、ドライバICに設けられているパッドと電気的に接続されている。これにより、外部からの画像走査信号をゲート配線2に入力する。そして、ゲート配線2はTFT1に画像走査信号を伝送する。
The
そして、透明性無機絶縁材料からなる絶縁膜11は、ゲート配線2、保持容量配線8、を覆うように形成されている。半導体層12は絶縁膜11を介してゲート配線2上に形成され、TFT1を構成する。また、ゲート配線2上に形成された半導体層12の一部を除去することにより、TFTチャネル部を構成している。
The insulating
ソースドレイン配線3は、ソース電極として、TFT1を構成する。また、ソースドレイン配線3の端部は、ソース端子として、ドライバICに設けられているパッドと電気的に接続されている。これにより、外部からの画像信号をソースドレイン配線3に入力する。そして、ソースドレイン配線3はTFT1に画像信号を伝送する。そして、隣接するゲート配線2とソースドレイン配線3とで囲まれた領域が画素領域となり、TFTアレイ基板100上には画素がマトリクス状に配列される。
The source /
また、ソースドレイン配線3は、ドレイン電極として、TFT1を構成している。また、ソースドレイン配線3の少なくとも一部は絶縁膜11を介して下層の保持容量配線8とオーバーラップしている。これにより保持容量配線8とソースドレイン配線3との間に電荷が蓄えられ、保持容量を形成できる。
Further, the source /
絶縁膜13は透明性無機絶縁材料からなり、TFT1、ゲート配線2、及びソースドレイン配線3を覆うように形成される。有機平坦化膜14(下地膜)は透明性有機樹脂材料からなり、絶縁膜13を覆うように形成される。
The insulating
また、有機平坦化膜14の一部には、反射光を散乱させるための凹凸形状14Aが複数個形成されている。各画素領域内のゲート配線2近傍から保持容量配線8までの領域のうちTFT1を除く領域に凹凸形状14Aが形成されている(図2参照)。これにより、有機平坦化膜14の表面に反射特性を決める凹凸が形成される。
In addition, a plurality of concavo-
そして、反射導電性膜である金属膜16が有機平坦化膜14の凹凸形状14Aの上に形成される。すなわち、金属膜16は凹凸形状14Aとほぼ同じ領域に設けられ、TFT1を除いて各画素領域の略半分に形成される。金属膜16が形成された領域が反射部7となる。これにより、視認側から入射してきた光が金属膜16により反射され、視認側に出射する。
Then, a
透過画素電極4を構成する下部透明導電性膜15は、TFT1を除いて各画素領域の略全体に設けられている。また、下部透明導電性膜15の上に金属膜16が配置されている。換言すれば、有機平坦化膜14の上に下部透明導電性膜15が形成され、下部透明導電性膜15の上に金属膜16が形成されている。そして、各画素領域において、下部透明導電性膜15の上に金属膜16が形成されていない領域は透過部5、下部透明導電性膜15の上に金属膜16が形成されている領域は反射部7となる。具体的には、下部透明導電性膜15の一部が、金属膜16が配置された領域からはみ出して形成されている。そして、金属膜16が配置された領域からはみ出した下部透明導電性膜15の部分が透過部5となる。また、下部透明導電性膜15は透明性導電材料からなる。そして、下部透明導電性膜15により形成される透過画素電極4は、液晶層300に信号電位を与える。
The lower transparent
そして、ソースドレイン配線3の上には、コンタクトホール9が形成されている。コンタクトホール9は絶縁膜13、有機平坦化膜14を貫通するように形成されている。そして、透過画素電極4はコンタクトホール9を介して下層のソースドレイン配線3に接続されている。
A contact hole 9 is formed on the source /
対向基板200は、図1に示すように、ガラス基板200A、カラーフィルタ層200B、対向電極200Cを有している。カラーフィルタ層200Bは、例えばブラックマトリクス(BM)と、赤(R)緑(G)青(B)の着色層とを有している。カラーフィルタ層200Bは、ガラス等からなるガラス基板200Aの下面の画素領域に形成され、カラー表示を行う。対向電極200Cは、対向基板200の液晶層300側に配置され、液晶層300に信号電位を供給するための共通電位を与える。また、TFTアレイ基板100と対向基板200とをシール材を用いて対向して貼り合わせ、その間に液晶層300を入れて封止する。
As shown in FIG. 1, the
また、TFTアレイ基板100と対向基板200の表面には、液晶を配向させるための液晶配向膜(図示せず)が塗布形成されている。液晶配向膜としては、現在、一般的に広く適用されているラビング法を用いることができる。本実施形態1に係る半透過型液晶表示パネルは以上のように構成されている。
In addition, a liquid crystal alignment film (not shown) for aligning liquid crystals is applied and formed on the surfaces of the
なお、液晶配向膜の形成方法として、ラビング法に代えて、光配向法、無機配向膜(垂直配向法)、斜方蒸着法、イオンビーム配向法、ナノインプリント法などを適用してもよい。これらの方法によれば、原理的に段差部などでの配向不良領域を、ラビング法に比してより少なくすることができる。その結果、有効画素領域を広く確保することができる。また、ラビング法の欠点である異物発生による歩留まり低下を防止することができる。さらに、静電気による素子へのダメージを低減することができる。しかも、異物除去のためのラビング後の洗浄工程を削減できるので、生産性が向上するというメリットを有する。 As a method for forming the liquid crystal alignment film, a photo-alignment method, an inorganic alignment film (vertical alignment method), an oblique deposition method, an ion beam alignment method, a nanoimprint method, or the like may be applied instead of the rubbing method. According to these methods, it is possible in principle to reduce the number of misalignment regions in stepped portions and the like as compared with the rubbing method. As a result, a wide effective pixel area can be secured. In addition, it is possible to prevent a decrease in yield due to the generation of foreign matter, which is a drawback of the rubbing method. Furthermore, damage to the element due to static electricity can be reduced. Moreover, since the cleaning process after rubbing for removing foreign substances can be reduced, there is a merit that productivity is improved.
本実施形態1に係る液晶表示装置400では、下部透明導電性膜15から構成されている透過画素電極4を駆動するため、それぞれの画素にはスイッチング素子であるTFT1が配置されている。そして、ソースドレイン配線3には、透過画素電極4が電気的に接続されている。また、TFT1はゲート配線2に接続されている。そして、ゲート配線2から入力される信号によってTFT1のONとOFFが制御されている。また、TFT1はソースドレイン配線3に接続されている。そして、TFT1に接続されたソースドレイン配線3から透過画素電極4に表示電圧が印加される。
In the liquid
これにより、透過画素電極4と、対向電極200Cとの間に、表示電圧に応じた電界が生じる。基板間で生じた電界によって、液晶は駆動される。すなわち、基板間の液晶の配向方向が変化し、液晶層300を通過する光の偏光状態が変化する。また、ソースドレイン配線3に印加する表示電圧を任意に制御することにより液晶に実際にかかる電圧(駆動電圧)を変えることができる。液晶に加える電圧はソースドレイン配線3で制御できるため、液晶駆動状態については、液晶の中間的な透過率も自由に設定できる。
Thereby, an electric field corresponding to the display voltage is generated between the
さらに、TFTアレイ基板100と対向基板200の外面には、偏光板(図示省略)、及び位相差板(図示省略)等が設けられる。また、液晶表示パネルの反視認側には、バックライトユニット(図示省略)等が配設される。偏光板は、一方向に振動する光を吸収し、他の一方向に振動する光だけを通過させ、直線偏光を作る。位相差板とは、主としてλ/2やλ/4のような特定な位相差を生じさせるものである。これらはそれぞれλ/2板、λ/4板と呼ばれる。このような位相差板は、光学補償のために用いられ、視野角拡大のためにも使われる。
Further, a polarizing plate (not shown), a retardation plate (not shown), and the like are provided on the outer surfaces of the
透過部5では、バックライトから入射した光がTFTアレイ基板100側の偏光板を通過して直線偏光となり、位相差板を通過して特定の位相差が生じる。さらに、ガラス基板10を通過し、液晶層300に入射する。液晶層300を通過することにより、光の偏光状態が変化する。その後、ガラス基板200A、位相差板、及び偏光板を通過し、直線偏光となって視認側へ出射する。
In the
反射部7では、視認側から入射した光が対向基板200側の偏光板を通過して直線偏光となり、位相差板を通過して特定の位相差が生じる。さらに、ガラス基板200Aを通過し、液晶層300に入射する。液晶層300を通過することにより、光の偏光状態が変化する。そして、液晶層300に入射した光は、金属膜16で反射される。これにより、再び液晶層300を通過し、光の偏光状態が変化する。その後、ガラス基板200A、位相差板、及び偏光板を通過し、直線偏光となって視認側へ出射する。
In the reflecting
また、液晶層300を通過する光の偏光状態によって、対向基板200側の偏光板を通過する光量が変化する。すなわち、バックライトユニットから液晶表示パネルを透過する透過光及び外部から入射した光の反射光のうち、視認側の偏光板を通過する光の光量が変化する。液晶の配向方向は、印加される表示電圧によって変化する。従って、表示電圧を制御することによって、視認側の偏光板を通過する光量を変化させることができる。すなわち、画素毎に表示電圧を変えることによって、所望の画像を表示することができる。
Further, the amount of light passing through the polarizing plate on the
次に、本発明の実施形態1にかかる液晶表示装置400の製造方法について説明する。ここでは、特に、液晶表示装置400の製造方法のうち、TFTアレイ基板100の製造方法について図3を用いて説明する。図3は、本実施形態1にかかるTFTアレイ基板100の製造工程を示す工程断面図である。なお、図3は、図2のIII−III断面に加えてゲート端子部の断面及びソース端子部の断面を示す断面図となっている。
Next, a method for manufacturing the liquid
まず、ガラス基板10上にスパッタ装置を用いてMo膜を250nmの厚みで成膜する。次に、写真製版装置を用いてレジストをパターニングする。すなわち、フォトリソグラフィー法によりレジストパターンを形成する。次に、ウェットエッチング処理を行って、レジストにより保護されていないMo膜を除去する。次に、レジスト剥離処理を行って、レジストを除去する。これにより、ゲート配線2及び保持容量配線8を形成する(図3(a);ゲート形成工程)。
First, a Mo film is formed on the
次に、CVD装置を用いて、絶縁膜(SiN:膜厚400nm)11及び半導体膜(a−Si(i):膜厚130nm、a−Si(n):膜厚50nm)を成膜する。次に、写真製版装置を用いてレジストをパターニングする。次に、ドライエッチング処理を行って、レジストにより保護されていない半導体膜を除去する。次に、レジスト剥離処理を行って、レジストを除去する。これにより、半導体層12を形成する(図3(b);半導体層形成工程)。
Next, an insulating film (SiN:
次に、スパッタ装置を用いてMo膜を300nmの厚みで成膜する。次に、写真製版装置を用いてレジストをパターニングする。次に、ウェットエッチング処理を行って、レジストにより保護されていないMo膜を除去する。次に、ドライエッチング処理を行って、レジストにより保護されていない半導体膜(a−Si(n))を除去する。次に、レジスト剥離処理を行って、レジストを除去する。これにより、ソースドレイン配線3を形成する(図3(c);ソースドレイン及びチャネル形成工程)。
Next, a Mo film is formed to a thickness of 300 nm using a sputtering apparatus. Next, the resist is patterned using a photoengraving apparatus. Next, a wet etching process is performed to remove the Mo film not protected by the resist. Next, dry etching is performed to remove the semiconductor film (a-Si (n)) that is not protected by the resist. Next, a resist stripping process is performed to remove the resist. Thus, the source /
次に、CVD装置を用いて、絶縁膜(SiN:膜厚100nm)13を成膜する(図3(c))。次に、感光性有機樹脂膜を塗布形成する。次に、凹凸パターン形成用のフォトマスクを用いて、写真製版装置により、凹凸形状14Aを有する有機平坦化膜14を形成する。ここで、凹凸形状14Aは、反射画素電極6が形成される反射部7に形成される。また、同時に、コンタクトホール9となるコンタクトホール開口部がゲート端子部、ソース端子部、画素/ドレインコンタクト部に形成される。次に、ドライエッチングを行いコンタクトホール開口部の絶縁膜13と絶縁膜11を除去する(図3(d);有機平坦化膜形成工程)。ここまでの工程は、従来と略同じである。
Next, an insulating film (SiN:
次に、スパッタ装置を用いて、下部透明導電性膜(ITO(Indium Tin Oxide)膜:膜厚80nm)15、反射導電性膜である金属膜(Mo:膜厚50nm、AlCu:膜厚300nm)16を順次成膜する(図3(e))。下部透明導電性膜15により、透過画素電極4が構成されている。また、金属膜16により、反射画素電極6が構成されている。
Next, using a sputtering apparatus, a lower transparent conductive film (ITO (Indium Tin Oxide) film: film thickness 80 nm) 15, a metal film that is a reflective conductive film (Mo: film thickness 50 nm, AlCu:
次に、ハーフトーン露光技術を用いて、レジスト17をパターニングする。ここで、レジスト17の反射部7に相当する部分の厚さは、透過部5に相当する部分の厚さよりも厚い。ここで、透過部5とは、画素領域のうち、反射部7以外の領域である。また、反射部7以外の領域及び透過部5以外の領域でレジスト17を残す部分のレジスト17の厚さは、反射部7における厚さと同じかそれ以上となっている。
Next, the resist 17 is patterned using a halftone exposure technique. Here, the thickness of the portion corresponding to the reflecting
次に、金属膜16のウェットエッチング処理を行う。本実施形態1においては、レジストパターン端面を用いて、等方性エッチングを行う。従って、金属膜16の厚さ方向の断面形状は、非テーパー形状に加工される。金属膜16のウェットエッチング処理後、下部透明導電性膜15のウエットエッチング処理を行う。本実施形態1においては、同一のエッチング液により、一括してエッチング処理を行った。無論、別の薬液を用いてそれぞれをエッチングすることも可能である。これにより、レジスト17が被覆されていない金属膜16、及び下部透明導電性膜15が除去せしめられる(図3(f))。
Next, a wet etching process for the
次に、アッシング処理を行って、レジスト17の膜厚を減じて、透過部5に形成されているレジスト17を除去する。これにより、透過部5の金属膜16が露出する。このとき、反射部7には、膜減りしたレジスト17が残る。また、反射部7と同じ厚さ又はそれ以上の膜厚のレジスト17が形成された領域には、膜減りしたレジスト17が残る。従って、反射部7の金属膜16はレジスト17により覆われている。
Next, an ashing process is performed to reduce the film thickness of the resist 17 and remove the resist 17 formed in the
同時に、この工程では、露出している有機平坦化膜14が、膜厚方向において一部除去される。よって、例えば、TFT1の上層の有機平坦化膜14の膜厚が薄くなる。ここでは、下部透明導電性膜15の下面から、アッシングにより除去された有機平坦化膜14までの間の段差を十分に確保する。これは、後述する上部透明導電性膜18を形成した際に、有機平坦化膜14上に積層された上部透明導電性膜18が下部透明導電性膜15と接触しないようにするためである。具体的には、アッシングによる有機平坦化膜14の膜減りによる段差を100nm以上設けるのが望ましい。本実施例では500nmの段差を設ける(図3(g))。
At the same time, in this step, the exposed
次に、ウェットエッチング処理を行って、透過部5に積層されている金属膜16を除去する。これにより、透過画素電極4及び反射画素電極6を形成する(図3(h))。次に、レジスト剥離処理を行って、レジスト17を除去する。これにより、反射画素電極6が露出する。次に、上部透明導電性膜(ITO膜:膜厚5nm)18を成膜する(図3(i))。以上により、TFTアレイ基板100が形成される。
Next, a wet etching process is performed to remove the
図3(i)の画素ドレインコンタクト部を含む反射部7と透過部5の拡大図を図4に示す。なお、図4において、画素ドレインコンタクト部及び反射画素電極6の凹凸形状14Aの図示を省略する。
FIG. 4 shows an enlarged view of the
上部透明導電性膜18の膜厚は、例えば、5nmとする。上部透明導電性膜18は、TFTアレイ基板100上の段差部分において分断されて成膜されている。例えば、上部透明導電性膜18は、図4に示すように、反射画素電極6及び透過画素電極4の外周部における段差において分断されている。すなわち、上部透明導電性膜18は、1画素毎に分断されて成膜されている。
The film thickness of the upper transparent
また、図3(i)に示すように、ゲート端子部やソース端子部の端部においても同様に分断されて成膜されている。反射画素電極6及び透過画素電極4の外周部やゲート端子部及びソース端子部の外周部における段差は、反射画素電極6を構成する金属膜16、下部透明導電性膜15、アッシング処理により膜減りした有機平坦化膜14の段差の合計となる。よって、反射画素電極6及び透過画素電極4の外周部やゲート端子部及びソース端子部の外周部における段差は、上部透明導電性膜18の膜厚よりはるかに大きい。そのため、上部透明導電性膜18は、反射画素電極6及び透過画素電極4の外周部やゲート端子部及びソース端子部の外周部における段差を乗り越えることができない。
Further, as shown in FIG. 3I, the gate terminal portion and the end portion of the source terminal portion are similarly divided and formed. The steps in the outer peripheral portions of the
具体的には、本実施形態1では、アッシング処理前の有機平坦化膜14の表面とアッシング処理により膜減りした有機平坦化膜14の表面との段差は略500nmである。よって、反射画素電極6及び透過画素電極4の外周部やゲート端子部及びソース端子部の外周部における段差は、930nmとなる。上部透明導電性膜18の膜厚5nmは、当該段差の約1/180以下となっている。そのため、上部透明導電性膜18は、当該段差を乗り越えることができない。従って、上部透明導電性膜18をパターニングせずに、反射画素電極6上の上部透明導電性膜18と、有機平坦化膜14の段差に形成された上部透明導電性膜18とを電気的、物理的に分断することができる。
Specifically, in the first embodiment, the level difference between the surface of the
また、図3(i)に示すように、反射部7に成膜された上部透明導電性膜18の面積は、反射部7の面積と略同じか、反射部7の面積よりも僅かに狭い。また、透過部5に成膜された上部透明導電性膜18の面積は、透過部5の面積と略同じか、透過部5の面積よりも僅かに狭い。換言すれば、図4に示すように、反射部7と透過部5との境界部分において、反射画素電極6上の上部透明導電性膜18の端部の位置は、反射画素電極6のパターン端部と同じ位置か、当該パターン端部よりも内側に位置している。また、反射部7と透過部5との境界部分において、透過画素電極4上の上部透明導電性膜18の端部の位置は、透過部5の端部と同じ位置か、透過部5の端部よりも内側に位置している。すなわち、上部透明導電性膜18の端部は、反射画素電極6のパターン端部よりも側方に延出しておらず庇状とはなっていない。
Further, as shown in FIG. 3I, the area of the upper transparent
なお、上部透明導電性膜18は、対向基板200上に形成される対向電極200Cと略同じ仕事関数を有する材料で形成される。ここで、「略同じ仕事関数」とは、その差が02以下であるものを含む趣旨であり、両電極付近の電位差が抑えられ、より好適に効果を発揮することができる。従って、上部透明導電性膜18は、例えば、対向電極200Cと同じ材料で形成すればよい。上記例においては、上部透明導電性膜18としてITOを用いる例について説明したが、IZO、ITZO、ITSO等の透明導電性膜により形成してもよい。
The upper transparent
以上、説明したように、本発明の実施形態1にかかる液晶表示装置400及び液晶表示装置400の製造方法では、TFTアレイ基板100上に有機平坦化膜14を形成し、次いで、有機平坦化膜14の上に透過画素電極4及び反射画素電極6を形成し、その形成過程において、有機平坦化膜14に段差を形成し、その後に、上部透明導電性膜18を成膜する。ここで、上部透明導電性膜18は、有機平坦化膜14の段差において分断される。より具体的には、上部透明導電性膜18は、反射画素電極6及び透過画素電極4の外周部やゲート端子部及びソース端子部の外周部における段差において分断される。また、上部透明導電性膜18の端部が反射画素電極6及び透過画素電極4の外周部やゲート端子部及びソース端子部の外周部より側方に延出しておらず庇状とならない。これにより、従来における、反射画素電極上の透明導電性膜の庇状部分が後工程において剥がれて生じる欠片を原因とする不具合を生じない。従って、液晶表示装置400の歩留りを向上させることができる。
As described above, in the liquid
また、反射画素電極6の上に対向電極200Cと略同じ仕事関数を有する上部透明導電性膜18が形成される。これにより、反射画素電極6を金属膜16等の対向電極200Cと異なる材料を用いて形成しても、フリッカや焼きつきが発生しない。よって、表示品質のよい液晶表示装置400を製造できる。
In addition, the upper transparent
さらに、上部透明導電性膜18は、有機平坦化膜14の段差よりも薄く成膜される。そのため、上部透明導電性膜18は、有機平坦化膜14の段差において分断されるように成膜される。すなわち、上部透明導電性膜18は、反射画素電極6及び透過画素電極4の外周部やゲート端子部及びソース端子部の外周部における段差において分断されている。これにより、上部透明導電性膜18をパターニングする必要がない。従って、エッチングプロセスを削減することができる。これにより、製造コストを削減することができる。
Further, the upper transparent
また、上部透明導電性膜18は、反射画素電極6及び透過画素電極4を形成した後に成膜される。従って、アッシング処理の後では、反射画素電極6となる金属膜16のみをエッチング処理すればよい。よって、図10に示す例のように、上部透明導電性膜18と金属膜16とを、金属膜16の下層に形成された下部透明導電性膜15を残しつつエッチング処理するという制約がなくなる。これにより、プロセス自由度を向上させることができる。
The upper transparent
また、有機平坦化膜14の膜厚を減じた部分に形成された上部透明導電性膜18は、本液晶表示装置400において広範囲にわたり導電層を形成する。そのため、パネル組み立て製造工程中などに発生する静電気被害を防止する効果を有する。
In addition, the upper transparent
また、本実施形態1においては、ソース端子部、及びゲート端子部上に金属膜16を残すようにした。具体的には、画素電極透過部のパターニングのようにハーフトーン露光部とせずに、反射領域と同様に通常の残しパターンとした。端子部等の深さのあるコンタクトホール等の孔開口部において、ハーフトーン露光を行うと、レジスト膜厚が不均一性になりやすく、ハーフトーン露光プロセスが不安定になる恐れがある。本実施形態1においては、前述したように、ソース端子部、及びゲート端子部上に金属膜16を残しているので、パターン不良を低減し歩留まりを向上させることができる。
In the first embodiment, the
なお、本実施形態1では、透過画素電極4が有機平坦化膜14上に形成されるシングルギャップ構造を例示して説明したが、透過画素電極4が有機平坦化膜14を除去した部分に形成されるデュアルギャップ構造であってもよい。
また、ゲート配線2、ソースドレイン配線3、反射画素電極6、絶縁膜11,13、透過画素電極4を各々形成する材料は、本実施形態1に示した材料に限られない。特に、透過画素電極4を形成する下部透明導電性膜15としては、ITOの他に、IZO、ITZO、ITSO等の透明導電性膜が使用されてもよい。また、単層構造のほか、多層構造としてもよい。上部透明導電性膜においても同様である。また、反射導電性膜の例として、2層の金属膜を積層した例について説明したが、単層構造としてもよいし、3層以上積層してもよい。多層構造とする場合の積層膜は、同一種類であっても異なる種類であってもよい。なお、上部透明導電性膜と下部透明導電性膜の直接的な接続は、これらが積層構造である場合には、少なくとも1層が直接的に接続されていればよい。
また、本実施形態1では、液晶表示装置400として反射画素電極6及び透過画素電極4の両方を備える半透過型液晶表示装置を例示したが、透過画素電極4を備えず、画素電極として反射画素電極6のみを備える反射型液晶表示装置であっても本発明を適用可能である。
また、本実施形態1では、下地膜として有機平坦化膜14を例示したが、これに限られるものではない。
また、第1の基板と、第2の基板の間隙に挟持される表示材料は液晶材料に限定されるものではなく、有機EL等の表示材料を適用することもできる。
In the first embodiment, the single gap structure in which the
The materials for forming the
In the first embodiment, the liquid
In the first embodiment, the
In addition, the display material sandwiched between the first substrate and the second substrate is not limited to the liquid crystal material, and a display material such as an organic EL can also be applied.
[実施形態2]
次に、上記実施形態1とは異なる液晶表示装置の一例について説明する。なお、以降の説明において、上記実施形態と同一の要素部材には同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
[Embodiment 2]
Next, an example of a liquid crystal display device different from the first embodiment will be described. In the following description, the same reference numerals are assigned to the same element members as those in the above embodiment, and the description thereof is omitted as appropriate.
本実施形態2にかかる液晶表示装置は、以下の点を除く基本的な構造及び製造方法は、上記実施形態1と同様である。すなわち、上記実施形態1にかかる液晶表示装置は、反射画素電極に設けられた反射導電性膜である金属膜のパターン側壁が非テーパー形状であったのに対し、本実施形態2にかかる液晶表示装置は、反射画素電極に設けられた反射導電性膜である金属膜のパターン側壁が順テーパー形状である点において相違する。そして、本実施形態2にかかる液晶表示装置においては、下部透明導電性膜と、上部透明導電性膜が直接的に電気的、かつ物理的にコンタクトしている点において相違する。 The basic structure and manufacturing method of the liquid crystal display device according to the second embodiment are the same as those of the first embodiment except for the following points. That is, in the liquid crystal display device according to the first embodiment, the pattern side wall of the metal film, which is the reflective conductive film provided on the reflective pixel electrode, has a non-tapered shape, whereas the liquid crystal display according to the second embodiment. The apparatus is different in that the pattern side wall of the metal film, which is a reflective conductive film provided on the reflective pixel electrode, has a forward tapered shape. The liquid crystal display device according to the second embodiment is different in that the lower transparent conductive film and the upper transparent conductive film are in direct electrical and physical contact.
図5に、本実施形態2にかかる液晶表示装置400aの液晶表示パネルの部分断面図を示す。なお、図5において、TFTアレイ基板100aと対向基板200との間に挟持された液晶層300、TFTアレイ基板100aと対向基板200との間隔を一定に保つためのシール材及びスペーサの図示を省略する。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the liquid crystal display panel of the liquid
TFT本実施形態2にかかる反射導電性膜である金属膜16aは、パターン側壁が順テーパー形状19となっている。透過画素電極4となる下部透明導電性膜15は、上記実施形態1と同様に、TFT1を除いて各画素領域の略全体に設けられている。本実施形態2においては、下部透明導電性膜15と上部透明導電性膜18aとが物理的、かつ電気的に直接コンタクトされている。
The
具体的には、有機平坦化膜14の段差部との境界部近傍に位置する下部透明導電性膜15は、平面視上、金属膜16aの外側に区画される領域に少なくとも縁状の延在領域A1が配設されている。そして、その延在領域A1の上層、順テーパー形状の金属膜16aのパターン側壁、及び金属膜16aの上層全体を一体的に被覆するように、上部透明導電性膜18aが被覆されている。これにより、下部透明導電性膜15と上部透明導電性膜18aとが直接的に接触する。
Specifically, the lower transparent
次に、本実施形態2にかかる液晶表示装置400aのTFTアレイ基板100aの製造方法について図6を用いて説明する。図6は、本実施形態2にかかるTFTアレイ基板100aの製造工程を示す工程断面図であり、上記実施形態1の図3と同様の領域の工程断面図となっている。図3(a)〜(e)までの工程、すなわち、金属膜16aを成膜するプロセスまでは、上記実施形態1と同様であるので図示、及び説明を割愛する。
Next, a manufacturing method of the
上記実施形態1と同様にして、有機平坦化膜14上に、下部透明導電性膜15、金属膜16aを順次成膜した後、ハーフトーン露光技術を用いて上記実施形態1と同様にレジスト17をパターニングする。その後、金属膜16aのウエットエッチング処理を行う。本実施形態2においては、レジストパターン端面を用いて、金属膜16aの側壁が順テーパー形状となるようにエッチングする。エッチング液としては、例えば、燐酸、酢酸、硝酸及び水の混合薬液を用いることができる。燐酸、酢酸、硝酸及び水の混合薬液は、一般的なAlやMo等のエッチング液としても用いられるが、エッチング液の組成比率として硝酸の比率を大きくすることによって、レジストパターン端面においてエッチングする金属膜の厚さ方向の断面形状を順テーパー形状に加工することができる。これにより、レジスト17により保護されていない金属膜16aを除去し、かつ、パターン側壁をテーパー形状とすることができる。
In the same manner as in the first embodiment, a lower transparent
次に、下部透明導電性膜15のウェットエッチング処理を行う。エッチング液として、例えば、蓚酸を用いることができる。場合によっては、塩酸と硝酸と水との混合薬液を用いてもよい。これにより、レジスト17により保護されていない下部透明導電性膜15を除去することができる(図6(a)参照)。
Next, a wet etching process for the lower transparent
続いて、アッシング処理を行って、レジスト17の膜厚を減じて、透過部5に形成されているレジスト17を除去する。これにより、透過部5の金属膜16aが露出し、反射部7には、膜減りしたレジスト17が残る(図6(b)参照)。また、反射部7と同じ厚さ又はそれ以上の膜厚のレジスト17が形成された領域には、膜減りしたレジスト17が残る。
Subsequently, an ashing process is performed to reduce the film thickness of the resist 17 and remove the resist 17 formed in the
同時に、この工程では、膜厚方向において、有機平坦化膜14の一部が除去される(図6(b))。よって、例えば、TFT1の上層の有機平坦化膜14の膜厚が薄くなる。ここでは、上記実施形態1と同様に、下部透明導電性膜15の下面から、アッシングにより除去された有機平坦化膜14までの間の段差を十分に確保する。具体的には、アッシングによる有機平坦化膜14の膜減りによる段差を100nm以上設けるのが望ましい。本実施例では500nmの段差を設ける。
At the same time, in this step, a part of the
次に、ウェットエッチング処理を行って、透過部5に積層されている金属膜16aを除去する。これにより、透過画素電極4及び反射画素電極6aを形成する(図6(c))。次に、レジスト剥離処理を行って、レジスト17を除去する。これにより、反射画素電極6aが露出する。次に、上部透明導電性膜(ITO膜:膜厚5nm)18aを成膜する(図6(d))。以上により、TFTアレイ基板100aが形成される。
Next, a wet etching process is performed to remove the
図6(d)の画素ドレインコンタクト部を含む反射部7と透過部5の拡大図を図7に、ゲート端子部、ソース端子部の拡大図を図8に示す。なお、図7において、画素ドレインコンタクト部及び反射画素電極6aの凹凸形状14Aの図示を省略する。
FIG. 7 is an enlarged view of the
上部透明導電性膜18aの膜厚は、例えば、5nmとする。上部透明導電性膜18aは、前述したように、下部透明導電性膜15とは、直接的に接触している。その一方で、上部透明導電性膜18aは、図7に示すように、TFTアレイ基板100a上の有機平坦化膜14との段差部分において分断されて成膜されている。すなわち、上部透明導電性膜18aは、1画素毎に分断されて成膜されている。また、ゲート端子部やソース端子部の端部においても同様に、有機平坦化膜14との段差部分において分断されて成膜されている。
The film thickness of the upper transparent
透過画素電極4の外周部や、ゲート端子部及びソース端子部の外周部における段差は、下部透明導電性膜15、アッシング処理により膜減りした有機平坦化膜14の段差の合計となる。よって、透過画素電極4の外周部やゲート端子部及びソース端子部の外周部における段差は、上部透明導電性膜18aの膜厚よりはるかに大きい。そのため、上部透明導電性膜18aは、透過画素電極4の外周部やゲート端子部及びソース端子部の外周部における段差を乗り越えることができない。また、図7や図8に示すように、上部透明導電性膜18aの端部は、反射画素電極6aのパターン端部よりも側方に延出しておらず庇状とはなっていない。
The steps at the outer peripheral portion of the
本実施形態2によれば、上記実施形態1と同様に、反射画素電極上の透明導電性膜の庇状部分が後工程において剥がれて生じる欠片を原因とする不具合を生じない。従って、液晶表示装置の歩留りを向上させることができる。また、フリッカや焼きつきが発生しないので、表示品質のよい液晶表示装置400を製造できる。さらに、上部透明導電性膜18aをパターニングする必要がないので、エッチングプロセスを削減することができる。また、図10で示した例のように、上部透明導電性膜と金属膜とを、金属膜の下層に形成された下部透明導電性膜を残しつつエッチング処理するという工程がないので、プロセス自由度を向上させることができる。しかも、広範囲に亘り上部透明導電性膜18aを形成しているので、パネル組み立て製造工程中などに発生する静電気被害を防止する効果を有する。
According to the second embodiment, similarly to the first embodiment, there is no problem caused by a piece formed by peeling off the ridge-shaped portion of the transparent conductive film on the reflective pixel electrode in a subsequent process. Therefore, the yield of the liquid crystal display device can be improved. Further, since flicker and burn-in do not occur, the liquid
また、本実施形態2によれば、金属膜16aのパターン側壁をテーパー形状とし、かつ、金属膜16aの外側に区画される領域に、少なくとも縁状の下部透明導電性膜15の延在領域A1を形成している。そして、金属膜16aの上層から、金属膜16aのパターン側壁、及び下部透明導電性膜15の延在領域A1に一体的に上部透明導電性膜18aを成膜している。これにより、上部透明導電性膜18aと下部透明導電性膜15が直接的に接触する。その結果、各電極や端子接触面の電気抵抗を低くすることが可能となり、反射電極の材料の選択肢を拡大させることができる。このため、プロセス自由度が向上する。例えば、上部透明導電性膜18aと接触する金属膜16aを選定するに当たって、界面での電気抵抗が高い材料とを選ぶことも可能となる。従って、金属膜16aの材料として反射率の高い材料を優先して選定し、反射率の優れた明るい表示装置を提供することもできる。逆に、同じ明るさであれば、機器の消費電力を削減することができる。
Further, according to the second embodiment, the pattern side wall of the
なお、本実施形態2においては、上部透明導電性膜18aと下部透明導電性膜15とを直接的にコンタクトさせる方法として、反射導電性膜である金属膜のパターン側壁をテーパー形状とし、かつ、金属膜16aの外側に区画される領域に縁状の下部透明導電性膜15の延在領域A1を形成し、当該延在領域A1、金属膜16aのパターン側壁、及び金属膜16aの上層に亘って一体的に上部透明導電性膜18aを被覆する例について説明したが、上部透明導電性膜18aと下部透明導電性膜15とが直接的にコンタクトできればよく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。例えば、下部透明導電性膜15としては、そのパターン側壁が非テーパー形状である例について説明したが、下部透明導電性膜15のパターン側壁も金属膜16aと同様に順テーパー形状とし、下部透明導電性膜のパターン側壁と、金属膜のテーパー形状のパターン側壁に上部透明導電性膜を被覆させることにより、上部透明導電性膜と下部透明導電性膜とを直接的にコンタクトさせてもよい。
In the second embodiment, as a method of directly contacting the upper transparent
また、レジスト17のパターン端は、図6(a)に示すように、金属膜16aがテーパー形状に加工された量に対応して若干庇状になるが、レジスト17は、透過画素電極4や反射画素電極6aを形成した後に除去するものであるので、特に問題となることはない。なお、図3及び図10においても、レジスト17のパターン端は、若干庇状となっている(不図示)が、同様に、透過画素電極4や反射画素電極6を形成した際に除去するものであるので特に問題となることはない。
Further, as shown in FIG. 6A, the pattern edge of the resist 17 has a slightly ridge shape corresponding to the amount of the
4 透過画素電極
5 透過部
6 反射画素電極
7 反射部
14 有機平坦化膜(下地膜)
15 下部透明導電性膜
16 金属膜
17 レジスト
18 上部透明導電性膜(透明導電性膜)
19 テーパー形状
100 TFTアレイ基板(第1の基板)
200 対向基板(第2の基板)
200C 対向電極
300 液晶層(表示材料)
400 液晶表示装置(表示装置)
4
15 Lower transparent
19
200 Counter substrate (second substrate)
400 Liquid crystal display device (display device)
Claims (12)
前記第1の基板上に下地膜を形成するステップと、
前記下地膜の上に反射画素電極を形成するステップと、
前記下地膜に段差を形成するステップと、
前記反射画素電極を形成するステップの後に、前記下地膜の段差において分断されるように上部透明導電性膜を成膜するステップと、を備える表示装置の製造方法。 A display device comprising: a first substrate; a second substrate disposed opposite to the first substrate; and a display material sandwiched between the first substrate and the second substrate. A manufacturing method of
Forming a base film on the first substrate;
Forming a reflective pixel electrode on the base film;
Forming a step in the base film;
And a step of forming an upper transparent conductive film so as to be divided at a step of the base film after the step of forming the reflective pixel electrode.
前記上部透明導電性膜を成膜するステップにおいては、少なくとも前記反射画素電極及び前記透過画素電極の上に、前記上部透明導電性膜を成膜することを特徴とする請求項1に記載の表示装置の製造方法。 Forming a transmissive pixel electrode on the first substrate so as to protrude from the pattern of the reflective pixel electrode;
2. The display according to claim 1, wherein, in the step of forming the upper transparent conductive film, the upper transparent conductive film is formed on at least the reflective pixel electrode and the transmissive pixel electrode. Device manufacturing method.
前記上部透明導電性膜を成膜するステップにおいて、前記下部透明導電性膜と、前記上部透明導電性膜とが直接的に接触するように、前記反射導電性膜のパターン側壁に前記上部透明導電性膜を被覆させる請求項3に記載の表示装置の製造方法。 In the step of forming the transmissive pixel electrode, a lower transparent conductive film is formed as a lower layer of the reflective conductive film and an upper layer of the base film,
In the step of forming the upper transparent conductive film, the upper transparent conductive film is formed on a pattern side wall of the reflective conductive film so that the lower transparent conductive film and the upper transparent conductive film are in direct contact with each other. The method for manufacturing a display device according to claim 3, wherein the conductive film is coated.
前記上部透明導電性膜は、前記対向電極と略同じ仕事関数を有する請求項1乃至4の何れか一項に記載の表示装置の製造方法。 The second substrate has a counter electrode provided on the first substrate side,
The display device manufacturing method according to claim 1, wherein the upper transparent conductive film has substantially the same work function as the counter electrode.
前記第1の基板と対向して配置された第2の基板と、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に挟持された表示材料と、
前記第1の基板上に形成され、段差を有する下地膜と、
前記下地膜の上に形成された反射画素電極と、
前記反射画素電極の上層に、前記下地膜の段差において分断されて形成された上部透明導電性膜と、
を備える表示装置。 A first substrate;
A second substrate disposed opposite the first substrate;
A display material sandwiched between the first substrate and the second substrate;
An underlying film formed on the first substrate and having a step;
A reflective pixel electrode formed on the base film;
An upper transparent conductive film formed on the reflective pixel electrode by being divided at the step of the base film,
A display device comprising:
前記上部透明導電性膜は、少なくとも前記反射画素電極及び前記透過画素電極の上層に形成される請求項7に記載の表示装置。 A transmissive pixel electrode formed on the first substrate so as to protrude from the pattern of the reflective pixel electrode;
The display device according to claim 7, wherein the upper transparent conductive film is formed at least above the reflective pixel electrode and the transmissive pixel electrode.
当該反射導電性膜のパターン側壁は、順テーパー形状である請求項7又は8に記載の表示装置。 The reflective pixel electrode is composed of at least one layer of a reflective conductive film,
The display device according to claim 7, wherein a pattern side wall of the reflective conductive film has a forward tapered shape.
前記上部透明導電性膜と前記下部透明導電性膜とが直接的に接触するように、前記反射導電性膜の上層、前記反射導電性膜のパターン側壁、及び前記反射導電性膜のパターン側壁から延在される前記下部透明導電性膜に亘って前記上部透明導電性膜が被覆されている請求項9に記載の表示装置。 The transmissive pixel electrode is an upper layer of the base film, and includes a lower transparent conductive film formed in a lower layer of the reflective conductive film,
From the upper layer of the reflective conductive film, the pattern sidewall of the reflective conductive film, and the pattern sidewall of the reflective conductive film so that the upper transparent conductive film and the lower transparent conductive film are in direct contact with each other The display device according to claim 9, wherein the upper transparent conductive film is covered over the extended lower transparent conductive film.
前記透明導電性膜は、前記対向電極と略同じ仕事関数を有する請求項7乃至10の何れか一項に記載の表示装置。 The second substrate has a counter electrode provided on the first substrate side,
The display device according to claim 7, wherein the transparent conductive film has substantially the same work function as the counter electrode.
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JP2014027274A (en) * | 2012-07-24 | 2014-02-06 | Planse Se | Etchant composition, and method for etching multi-layered metal film |
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JPWO2018037676A1 (en) * | 2016-08-25 | 2019-01-31 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Optical device |
JP2022160411A (en) * | 2016-12-27 | 2022-10-19 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Display device |
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