JP3995476B2 - 表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射機能を備えた反射型あるいは半透過型表示装置などに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置（以下ＬＣＤという）は薄型で低消費電力であるという特徴を備え、現在、コンピュータモニターや、携帯情報機器などのモニターとして広く用いられている。このようなＬＣＤは、一対の基板間に液晶が封入され、それぞれの基板に形成され電極によって間に位置する液晶の配向を制御することで表示を行うものであり、ＣＲＴ（陰極線管）ディスプレイや、エレクトロルミネッセンス(以下、ＥＬ）ディスプレイ等と異なり、原理上自ら発光しないため、観察者に対して画像を表示するには光源を必要とする。
【０００３】
そこで、透過型ＬＣＤでは、各基板に形成する電極として透明電極を採用し、液晶表示パネルの後方や側方に光源を配置し、この光源光の透過量を液晶パネルで制御することで周囲が暗くても明るい表示ができる。しかし、常に光源を点灯させて表示を行うため、光源による電力消費が避けられないこと、また昼間の屋外のように外光が非常に強い環境下では、十分なコントラストが確保できないという特性がある。
【０００４】
一方、反射型ＬＣＤでは、太陽や室内灯等の外光を光源として採用し、液晶パネルに入射するこれらの周囲光を、非観察面側の基板に形成した反射電極によって反射する。そして、液晶層に入射し反射電極で反射された光の液晶パネルからの射出光量を画素ごとに制御することで表示を行う。このように反射型ＬＣＤは、光源として外光を採用するため、外光がないと表示が見えないが、透過型ＬＣＤと異なり光源による電力消費がなく非常に低消費電力であり、また屋外など周囲が明るいと十分なコントラストが得られる。しかし、この反射型ＬＣＤは、従来においては、色再現性や表示輝度など一般的な表示品質の点で透過型と比較すると不十分であるという課題があった。
【０００５】
他方で、機器の低消費電力化に対する要求が一段と強まる状況下では透過型ＬＣＤよりも消費電力の小さい反射型ＬＣＤは有利であるため、携帯機器の高精細モニター用途などへの採用が試みられており、表示品質の向上のための研究開発が行われている。
【０００６】
図８は、各画素ごとに薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin film Transistor）を備えた従来のアクティブマトリクス型の反射型ＬＣＤの１画素あたりの平面構造（第１基板側）を示し、図９は、この図８のＣ−Ｃ線に沿った位置での反射型ＬＣＤの概略断面構造を示している。
【０００７】
反射型ＬＣＤは所定ギャップ隔てて貼り合わされた第１基板１００と第２基板２００との間に液晶層３００が封入されて構成されている。第１及び第２基板１００及び２００としてはガラス基板やプラスチック基板などが用いられ、少なくともこの例では、観察面側に配置される第２基板２００には透明基板が採用されている。
【０００８】
第１電極１００の液晶側の面には、各画素ごとに薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin film Transistor）１１０が形成されている。このＴＦＴ１１０の能動層１２０の例えばドレイン領域には、層間絶縁膜１３４に形成されたコンタクトホールを介して各画素にデータ信号を供給するためのデータライン１３６が接続され、ソース領域は、層間絶縁膜１３４及び平坦化絶縁膜１３８を貫通するように形成されたコンタクトホールを介して、画素ごとに個別パターンに形成された第１電極（画素電極）１５０に接続されている。
【０００９】
上記第１電極１５０としては、反射機能を備えたＡｌ、Ａｇなどが用いられており、この反射電極１５０上に液晶層３００の初期配向を制御するための配向膜１６０が形成されている。
【００１０】
第１基板１００と対向配置される第２基板２００の液晶側には、カラー表示装置の場合カラーフィルタ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）２１０が形成され、カラーフィルタ２１０の上に第２電極として、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電材料が用いられた透明電極２５０が形成されている。またこの透明電極２５０の上には、第１基板側と同様の配向膜２６０が形成されている。
【００１１】
反射型ＬＣＤは、上述のような構成を備えており、液晶パネルに入射され、反射電極１５０で反射され、再び液晶パネルから射出される光の量を、画素ごと制御して所望の表示を行う。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
反射型に限らず、ＬＣＤにおいては、焼き付き防止のため液晶を交流電圧駆動している。透過型ＬＣＤでは、第１基板上の第１電極及び第２基板の第２電極のいずれも透明であることが求められており、双方とも電極材料としてＩＴＯが採用されている。従って、液晶の交流駆動に際して、第１及び第２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。
【００１３】
しかし、上記図９のように、第１電極１５０として金属材料からなる反射電極、第２電極２５０としてＩＴＯなどの透明金属酸化材料からなる透明電極を用いた反射型ＬＣＤでは、駆動条件によっては、表示のちらつき（フリッカ）が発生したり、液晶の焼き付きの問題が起こることがあった。これは、例えば最近報告されている限界フリッカ周波数（ＣＦＦ）以下で液晶を駆動した場合に顕著である。ＣＦＦ以下での駆動とは、ＬＣＤにおける一層の低消費電力化を目的として、液晶の駆動周波数（≒第１及び第２電極との対向領域にそれぞれ形成された画素それぞれにおける液晶（液晶容量）へのデータ書き込み周波数）を、例えばＮＴＳＣ規格などで基準とされている６０Ｈｚより低くするなど、人の目にフリッカとして感知され得るＣＦＦ以下、例えば４０Ｈｚ〜３０Ｈｚとする試みである。ところが、従来の反射型液晶パネルの各画素をこのようなＣＦＦ以下の周波数で駆動したところ、上記フリッカや液晶の焼き付きの問題は顕著となり、表示品質の大幅な低下を招くことがわかったのである。
【００１４】
図８、図９に示すような反射型ＬＣＤのフリッカや液晶焼き付き発生の原因について、出願人の研究の結果、これらは上述のような液晶層３００に対する第１及び第２電極の電気的性質についての非対称性が原因の一つであることが判明した。この非対称性は、第２電極２５０に用いられるＩＴＯなどの透明金属酸化物の仕事関数が４．７ｅＶ〜５．２ｅＶ程度であるのに対し、第１電極１５０に用いられるＡｌなどの金属の仕事関数が４．２ｅＶ〜４．３ｅＶ程度と差が大きいことに起因すると考えられる。仕事関数の相違は、同一電圧を各電極に印加した時に、実際に配向膜１６０，２６０を介して液晶界面に誘起される電荷に差を生じさせる。そして、このような液晶の配向膜界面に誘起される電荷の差により、液晶層内の不純物イオンなどが一方の電極側に偏り、結果として残留ＤＣ電圧が液晶層３００に蓄積される。液晶の駆動周波数が低くなればなるほど、この残留ＤＣが液晶に及ぼす影響が大きくなってフリッカや液晶の焼き付き発生が顕著となるため、特に、ＣＦＦ以下での駆動は実質的には困難であった。
【００１５】
なお、反射型ＬＣＤとしては、従来、第１第２電極に透過型ＬＣＤのようにＩＴＯを用い、第１基板の外側（液晶との非対向側）に別途反射板を設ける構造も知られている。しかし、第１基板の外側に反射板を設けた場合、透明な第１電極１５０及び透明第１基板の厚さ分だけ光路長が伸び、視差による表示品質の低下が発生しやすい。従って、高い表示品質の要求されるディスプレイ用途の反射型ＬＣＤでは、画素電極として反射電極を用いており、上述のように駆動周波数を低くするとフリッカ等を生ずるため、低消費電力化のために駆動周波数を低下させることはできなかった。
【００１６】
上記課題を解決するために本発明は、液晶層に対する第１及び第２電極の電気的特性をそろえ、フリッカや視差の影響がなく、表示品質が高くて低消費電力な反射機能を備えた表示装置を実現することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、第１電極を備える第１基板と第２電極を備える第２基板との間に液晶層が封入されて構成され画素ごとの表示を行う表示装置において、前記第１基板は、さらに、画素ごとに設けられたスイッチ素子と、前記スイッチ素子を覆う絶縁膜の上に前記スイッチ素子と絶縁されて形成され、前記液晶層に第２基板側から入射される光を反射する反射層を備え、前記第１電極は、前記反射層を直接覆って形成された透明導電材料から構成され、かつ前記スイッチ素子に電気的に接続されている。
【００１８】
以上のように第１基板側において、液晶層側に第２基板の第２電極と同様の特性を備える透明な第１電極を配置し、この第１電極の下層であって、層間絶縁膜や平坦化絶縁膜などの絶縁膜の上に形成され、各画素のスイッチ素子とは絶縁された反射層を配置することで、液晶層を第１電極と第２電極とによって対称性よく駆動することができる。特に、各画素における液晶層の駆動周波数を例えば６０Ｈｚより低く設定した場合でも、フリッカなどを発生することなく高品質な表示が可能である。
【００１９】
本発明の他の態様では、上記表示装置において、前記スイッチ素子を覆う前記絶縁膜に形成されたコンタクトホール内には接続用金属層が形成され、前記スイッチ素子と前記第１電極とは、該接続用金属層を介して電気的に接続される。
【００２０】
本発明の他の態様では、上記表示装置において、前記接続用金属層には、少なくとも前記第１電極との接触面において、高融点金属材料が用いられている。
【００２１】
本発明の他の態様では、上記表示装置において、前記第１電極の前記透明導電性材料の仕事関数と、前記第２基板の液晶層側に形成される前記第２電極の透明導電性材料の仕事関数との差は、０．５ｅＶ以下である。
【００２２】
本発明の他の態様では、透明な第１電極を備える第１基板と透明な第２電極を備える第２基板との間に液晶層が封入されて構成された表示装置の製造方法であって、前記第１基板上に薄膜トランジスタを形成し、前記薄膜トランジスタを覆って少なくとも一層の絶縁膜を形成し、前記絶縁膜の前記薄膜トランジスタの能動層に対応する領域にコンタクトホールを形成し、前記コンタクトホール領域に接続用金属層を形成し、前記絶縁膜及び前記接続用金属層上を覆って反射材料層を形成し、前記接続用金属層上を除く所定画素領域に該材料層が残るようにパターニングして反射層を形成し、前記反射層及び前記接続用金属層を覆って透明導電材料からなる第１電極を形成し、前記薄膜トランジスタに前記接続用金属層を介して前記第１電極を電気的に接続する。
【００２３】
このように、液晶側に第１電極を配置した構成において、薄膜トランジスタと第１電極の間に接続用金属層を介在させることにより、第１電極の下層に形成される上記反射層のパターニング時に、薄膜トランジスタの電極や能動層などが劣化することを防止でき、反射層の上に形成される第１電極と薄膜トランジスタとを確実に接続することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の好適な実施の形態（以下実施形態という）について説明する。
【００２５】
図１は、本実施形態に係る反射型ＬＣＤとして反射型アクティブマトリクスＬＣＤの第１基板側の平面構成の一部、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った位置におけるＬＣＤの概略断面構成を示している。アクティブマトリクス型ＬＣＤでは、表示領域内にマトリクス状に複数の画素が設けられ、各画素に対してＴＦＴなどのスイッチ素子が設けられる。スイッチ素子は、第１及び第２基板の一方、例えば第１基板１００側に画素ごとに形成され、このスイッチ素子に個別パターンに形成された画素電極（第１電極）５０が接続されている。
【００２６】
第１及び第２基板１００，２００には、ガラスなどの透明基板が用いられ、第１基板１００と対向する第２基板２００側には、従来と同様に、カラータイプの場合にはカラーフィルタ２１０が形成され、このカラーフィルタ２１０上に透明導電材料からなる第２電極２５０が形成されている。第２電極２５０の透明導電材料としては、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）やＩＴＯなどが採用される。なお、アクティブマトリクス型では、この第２電極２５０は各画素に対する共通電極として形成されている。また、このような第２電極２５０の上には、ポリイミドなどからなる配向膜２６０が形成されている。
【００２７】
以上のような構成の第２基板側に対し、本実施形態では、第１基板側の液晶層３００に対する電気的特性を揃えるような電極構造が採用されている。具体的には、図２に示すように、第１基板１００上の配向膜の直下に、従来のような反射金属電極ではなく、第２電極２５０と仕事関数の類似した材料、即ち、ＩＺＯやＩＴＯなど、第２電極２５０と同様の透明導電材料からなる第１電極５０を形成している。そして、反射型ＬＣＤとするため、この第１電極５０の下層には、第２基板側からの入射光を反射する反射層４４が形成されている。
【００２８】
第１電極５０として用いる材料は、第２電極２５０の材料と同一とすることにより、液晶層３００に対し、同一の仕事関数の電極が、間に配向膜６０，２６０を介して配置されることになるため、第１電極５０と第２電極２５０とにより液晶層３００を非常に対称性よく交流駆動することが可能となる。但し、第１電極５０と第２電極２５０とはその仕事関数が完全に同一でなくても、液晶層３００を対称性よく駆動可能な限り近似していればよい。例えば、両電極の仕事関数の差を０．５ｅＶ程度以下とすれば、液晶の駆動周波数を上述のようなＣＦＦ以下とした場合であっても、フリッカや液晶の焼き付きなく、高品質な表示が可能となる。
【００２９】
このような条件を満たす第１電極５０及び第２電極２５０としては、例えば、第１電極５０にＩＺＯ（仕事関数４．７ｅＶ〜５．２ｅＶ）、第２電極２５０にＩＴＯ（仕事関数４．７ｅＶ〜５．０ｅＶ）、あるいはその逆などが可能であり、材料の選択にあたっては、透過率、パターニング精度などプロセス上の特性や、製造コストなどを考慮して各電極に用いる材料をそれぞれ選択してもよい。
【００３０】
反射層４４としては、Ａｌ、Ａｇ、これらの合金（本実施形態ではＡｌ−Ｎｄ合金）など、反射特性に優れた材料を少なくともその表面側（液晶層側）に用いる。また、反射層４４はＡｌ等の金属材料の単独層であってもよいが、平坦化絶縁膜３８と接する下地層としてＭｏ等の高融点金属層を設けてもよい。このような下地層を形成すれば、反射層４４と平坦化絶縁膜３８との密着性が向上するため、素子の信頼性向上を図ることができる。なお、図２の構成では、平坦化絶縁膜３８の各画素領域内に所望の角度の傾斜面が形成されており、この平坦化絶縁膜３８を覆って反射層４４を積層することで、反射層４４の表面に同様な傾斜が形成されている。このような傾斜面を最適な角度、位置で形成すれば、各画素毎に外光を集光して射出することができ、例えばディスプレイの正面位置での表示輝度の向上を図ることが可能である。もちろん、このような傾斜面は必ずしも存在しなくてもよい。
【００３１】
反射層４４は以上のようにＡｌなど導電性材料によって構成されるが、この反射層４４上に積層される第１電極５０と、反射層４４とは電気的に絶縁される。絶縁される理由は、第１電極５０の材料としてＩＺＯや、ＩＴＯ等を採用する場合、これらがスパッタリングによって成膜されることによる。即ち、Ａｌなどからなる反射層４４は、スパッタリング雰囲気に晒されることで、表面で酸化反応が起き、自然酸化膜で覆われるためである。そこで、本実施形態では、この反射層４４は従来の反射型ＬＣＤのように液晶を駆動するための第１電極としては利用せず、反射層４４の上に形成した透明導電層を第１電極５０として用いて液晶層３００に表示内容に応じた電圧を印加することとしている。
【００３２】
ところで、最近、光透過機能と反射機能の両方を備えたいわゆる半透過型ＬＣＤが提案されており、この半透過型としては、透過型ＬＣＤと同様、ＩＴＯなどの画素電極が先に形成されて、この透明電極の一部領域を覆ってＡｌなどの反射電極を積層する構成が知られている。このような半透過型ＬＣＤでは、基板側から透明電極層／反射電極層を順に積層すれば２つの電極層は電気的に接続されて１つの画素電極として機能する。しかし、上述のように、液晶層側に反射電極が配置されるので、第２電極との仕事関数の相違から、液晶層３００を対称性よく駆動できないという問題が生じてしまう。さらに、電気的な対称性を向上させるため、この電極の積層順を逆にすることが考えられるが、上述のように反射電極に用いられるＡｌやＡｇ系の金属材料は、その表面に自然酸化膜が形成されやすく、特に、これらの金属層の形成後に、透明導電材料層を形成するためのスパッタリングなどに晒されることで自然酸化膜に表面が覆われ、金属層と透明電極とが絶縁されてしまう。従って、単に電極の積層順を変えただけでは、第１基板側では、透明電極によって液晶を駆動することができず、結局、第１基板側と第２基板側とで液晶に対する電気的特性を揃えることができないのである。
【００３３】
これに対し、本実施形態では、反射層４４は第１電極５０及びＴＦＴ１１０のいずれからも絶縁し、かつ接続用金属層４２を第１電極５０とＴＦＴ１１０（例えばＴＦＴ１１０のソース電極４０）との間に介在させるので第１電極５０とＴＦＴ１１０とを確実に接続できる。また、第２基板側と同様に、第１基板側でも液晶層に近接配置された透明導電材料からなる第１電極５０によって、液晶を駆動することが可能となっている。
【００３４】
ここで、第１電極５０とＴＦＴ１１０とを接続するために本実施形態において採用する上記金属層４２に求められる条件は、
（ｉ）ＩＺＯやＩＴＯなどからなる第１電極５０との電気的接続がとれること、（ｉｉ）ＴＦＴ１１０に図２のように例えばＡｌなどのソース電極４０が設けられる場合、このソース電極４０と電気的にコンタクトでき、ソース電極４０が省略される場合には、半導体（ここでは多結晶シリコン）能動層と電気的接続できること、
（ｉｉｉ）画素ごとの個別形状に反射層４４をパターニングする際に、この反射層４４のエッチング液によって除去されないこと、
などである。このような金属層４２としては、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｒなどの高融点金属材料を用いることが好適である。
【００３５】
以下、本実施形態のような第１電極５０と対応するＴＦＴ１１０とを確実に接続するための構造、及びこの構造を実現する製造方法について説明する。
【００３６】
ＴＦＴ１１０としては、トップゲート型を採用しており、また、能動層２０としてアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）をレーザアニールで多結晶化して得た多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）を用いている。もちろん、ＴＦＴ１１０は、トップゲート型ｐ−Ｓｉに限定されるものではなく、ボトムゲート型でもよいし、能動層にａ−Ｓｉが採用されていてもよい。ＴＦＴ１１０の能動層２０のソース・ドレイン領域２０ｓ、２０ｄにドープされる不純物は、ｎ導電型、ｐ導電型のいずれでもよいが、本実施形態ではリンなどのｎ導電型不純物をドープし、ｎ−ｃｈ型のＴＦＴ１１０を採用している。
【００３７】
ＴＦＴ１１０の能動層２０はゲート絶縁膜３０に覆われ、ゲート絶縁膜３０上にＣｒなどからなりゲートラインを兼用するゲート電極３２が形成されている。そして、このゲート電極３２形成後、このゲート電極をマスクとして能動層２０には上記不純物がドープされてソース及びドレイン領域２０ｓ、２０ｄ、そして不純物がドープされないチャネル領域２０ｃが形成される。次に、このＴＦＴ１１０全体を覆って層間絶縁膜３４が形成し、この層間絶縁膜３４にコンタクトホールを形成した後、電極材料が形成され、このコンタクトホールを介して、それぞれ、上記ｐ−Ｓｉ能動層２０のソース領域２０ｓにソース電極４０が接続され、ドレイン領域２０ｄにドレイン電極３６が接続される。なお、本実施形態では、ドレイン電極３６は、各ＴＦＴ１１０に表示内容に応じたデータ信号を供給するデータラインを兼用している。一方、ソース電極４０は、後述するように画素電極である第１電極５０に接続される。
【００３８】
ソース電極４０及びドレイン電極３６の形成後、基板全面を覆ってアクリル樹脂などの樹脂材料からなる平坦化絶縁膜３８が形成され、ソース電極４０の形成領域にコンタクトホールが形成され、ここに接続用金属層４２が形成され、ソース電極４０とこの金属層４２とが接続される。ソース電極４０としてＡｌなどが用いられている場合に、金属層４２としてＭｏ等の金属材料を採用することで、ソース電極４０との接続は良好なオーミックコンタクトとなる。なお、図３に示すように、ソース電極４０を省略することも可能であり、この場合、金属層４２は、ＴＦＴ１１０のシリコン能動層２０と接することとなるが、Ｍｏ等の金属は、このような半導体材料との間でオーミックコンタクトを確立することができる。
【００３９】
接続用金属層４２の積層・パターニング後、基板全面に反射層４４を構成する、Ａｌ−Ｎｄ合金や、Ａｌなどの反射特性に優れた材料が蒸着やスパッタリングなどによって積層される。積層されたこの反射材料は、少なくとも、金属層４２と後に形成される第１電極５０とのコンタクトを妨げないようＴＦＴ１１０のソース領域付近（金属層４２の形成領域）に残存しないようにエッチング除去され、図１に示すようなパターンの反射層４４が各画素に形成される。なお、ＴＦＴ１１０（特にチャネル領域２０ｃ）に光が照射されてリーク電流が発生してしまうことを防止し、かつ反射可能な領域（つまり表示領域）をできるだけ広くするために、本実施形態では、反射層４４は、図１のように、ＴＦＴ１１０のチャネル上方領域にも積極的に形成している。
【００４０】
このような反射層４４のパターニングに際し、上記Ｍｏ等からなる金属層４２は、十分な厚さ（例えば０．２μｍ）を備え、かつエッチング液に対して十分な耐性を備える。従って、金属層４２上の反射層４４をエッチング除去した後もこの金属層４２は完全に除去されずにコンタクトホール内に残存することができる。また、多くの場合、ソース電極４０等には、反射層４４と同様な材料（Ａｌ等）から構成されるため、上記金属層４２が存在しないと、ソース電極４０が反射層４４のエッチング液に浸食されて断線等が発生してしまう。しかし、本実施形態のように金属層４２を設けることで、反射層４４のパターニングに耐えて、ソース電極４０との良好な電気的接続を維持することができる。
【００４１】
反射層４４のパターニング後、透明導電層がスパッタリングによって反射層４４を含む基板全面を覆うように積層される。ここで、上述のようにＡｌなどからなる反射層４４の表面は、このとき絶縁性の自然酸化膜（図３の符号４６参照）で覆われるが、Ｍｏ等の高融点金属は、スパッタリング雰囲気に晒されても表面は酸化されない。従って、コンタクト領域において露出した金属層４２は、この金属層４２の上に積層される第１電極用の透明導電層との間でオーミックコンタクトすることができる。なお、透明導電層は、成膜後、図１に示すように画素毎に独立した形状にパターニングされ、これにより画素電極（第１電極）５０が得られる。また、各画素領域に第１電極５０が形成された後、基板全面を覆うようにポリイミドなどからなる配向膜６０が形成され第１基板側が完成する。後は、配向膜２６０まで形成した第２基板２００とこの第１基板１００とを一定のギャップに離して基板の周辺部分で貼り合わせ、基板間に液晶を封入して、液晶表示装置を得る。
【００４２】
本実施形態の金属層４２は、図４に示すように、ソース電極４１がＭｏ等の高融点金属層によってＡｌ層が挟まれた多層構造を備える場合においても、ソース電極４１と良好な接続を維持できる。図４に示すソース電極４１（データラインを兼用するドレイン電極３７も同様）は、能動層２０側から順にＭｏ層４１ａ／Ａｌ層４１ｂ／Ｍｏ層４１ｃが積層されて構成されており、ｐ−Ｓｉからなる能動層２０側にＭｏ層４１ａが形成されていることで、Ａｌ層４１ｂ中にＳｉ原子が移動して能動層に欠陥が生ずることを防止しており、また最上層にＭｏ層４１ｃが形成されていることで、コンタクト形成、金属層４２の形成・エッチング工程を経ても、金属層４２との間の電気的接続が良好に維持すること可能としている。もちろん、本実施形態では、金属層４２として、ソース電極４１の最上層と同様なＭｏ等を用いるので、図４に示すようなソース電極４１とも非常に良好にコンタクトすることができる。
【００４３】
また、本実施形態の金属層４２が、図４に示すソース電極４１のような多層構造を備えていてもよい。このような金属層４２の多層構造としては、例えば下層から順にＭｏ等の高融点金属層／Ａｌ等の導電層／Ｍｏ等の高融点金属層の３層構造、あるいはＡｌ等の導電層／Ｍｏ等の高融点金属層の２層構造が採用できる。このような多層の金属層４２が採用される場合に、下に配置されるソース電極４０としては、図４のような上記多層構造であってもよいし、Ａｌなどの単層構造であってもよい。さらに、図３に示すように金属層４３を能動層２０と直接コンタクトさせる場合においては、金属層４３として、上記同様の３層または２層構造を採用することも可能である。いずれの場合においても、金属層４２，４３は、反射層４４のエッチングに耐え、かつ該第１電極５０形成時に表面に絶縁膜が形成されずに安定かつ電気的接続特性を維持する必要があり、少なくとも、第１電極５０と接する表面側に高融点金属層が形成されていることが好適である。
【００４４】
次に、半透過型ＬＣＤについて説明する。以上では、反射層４４が１画素領域内のほぼ全域に形成された反射型ＬＣＤを例に説明した。しかし本発明は反射型としてだけでなく半透過型ＬＣＤにも適用することが可能である。
【００４５】
図５は、このような半透過型アクティブマトリクスＬＣＤの一画素あたりの平面構成、図６は、図５のＢ−Ｂ線に沿った位置におけるＬＣＤの概略断面構成を示している。上記図１及び図２に示した反射型ＬＣＤにおいて、反射層４４は、１画素領域のほぼ全て（ＴＦＴとのコンタクト領域は除く）に形成されている。これに対し、図５及び図６に示すような半透過型ＬＣＤでは、１画素内に反射層４４及び透明第１電極５０が積層された反射領域と、反射層４４が除去されて、透明第１電極５０しか存在しない光透過領域とが形成されている。
【００４６】
このような半透過型ＬＣＤにおいても、第１電極５０を反射層４４よりも液晶層側に配置しつつ、反射層４４は、その直上に形成される第１電極５０と自然酸化膜４６によって絶縁し、またＴＦＴ１１０と第１電極５０とのコンタクトを妨げないようこの領域から除去する。従って、この半透過型ＬＣＤによっても、仕事関数の近似した第１電極５０及び第２電極２５０によって、それぞれ配向膜を間に挟んで液晶層３００を対称性よく交流駆動でき、かつ、周囲光の強さ等に応じて光源を切り替えることで、反射表示、透過表示のいずれも行うことができる。
【００４７】
以上、反射層４４を備える反射または半透過型のＬＣＤについて説明したが、本発明に係るスイッチ素子（ＴＦＴ）、接続用金属層、反射層及び透明第１電極の構成を、ＥＬディスプレイに適用することで、反射機能を透明な第１電極の下部に設けつつ、この第１電極と下層のＴＦＴとを確実に接続することができる。図７は本実施形態に係るアクティブマトリクス型のＥＬディスプレイの各画素における部分断面構造を示す。
【００４８】
図７のＥＬディスプレイにおいて採用された素子は、発光材料として有機化合物を用いた有機ＥＬ素子９０であり、陽極８０と陰極８６との間に有機素子層８８が形成されている。有機素子層８８は、少なくとも有機発光機能分子を含む発光層８３を備え、有機化合物の特性、発光色などにより単層構造、２層、３層またはそれ以上の多層構造から構成することができる。図７の例では、有機素子層８８は、基板側１００に配置される陽極８０側から正孔輸送層８２／発光層８３／電子輸送層８４がこの順に形成され、発光層８３は陽極８０と同様に画素ごとに個別パターンとされ、正孔輸送層８２及び電子輸送層８４が陰極８６と同様に全画素共通で形成されている。なお、隣接する画素間で各陽極８０を絶縁し、また陽極８０のエッジ領域において上層の陰極８６とのショートを防止する目的で、隣接画素の陽極間領域には平坦化絶縁膜３９が形成されている。
【００４９】
以上のような構成の有機ＥＬ素子９０は、陽極８０から注入される正孔と陰極８６から注入される電子とが発光層８３で再結合して有機発光分子が励起され、これが基底状態に戻る際に光が放射される。このように有機ＥＬ素子９０は電流駆動型の発光素子であり、陽極８０は、有機素子層８８に対して十分な正孔注入能力を備える必要があり、仕事関数の高いＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明導電材料が用いられることが多い。従って、多くの場合、発光層８３からの光は、この透明な陽極８０側から透明な基板１００を透過して外部に射出される。しかし、図７に示すアクティブマトリクス型有機ＥＬディスプレイでは、陰極側から光を射出することができる。
【００５０】
このような図７のディスプレイは、上記有機ＥＬ素子９０を駆動するためのＴＦＴ１１０、金属層４２、反射層４４、そして、有機ＥＬ素子９０の陽極８０は、例えば図２に示すような上述のＴＦＴ１１０、金属層４２、反射層４４及び第１電極５０と同様の構成が採用されている。従って、陽極８０に透明導電材料を用いた場合において、この陽極８０の下層に、該陽極８０と絶縁されたＡｌやＡｌ−Ｎｄ合金など反射特性に優れた材料かからなる反射層４４を設けることができる。このため、有機ＥＬ素子９０の陰極８６として、陽極８０と同様にＩＴＯやＩＺＯなどの透明導電材料を用いるか、または光を透過可能な程度薄くＡｌ、Ａｇなどの金属材料を用いて形成することで（開口部を設けてもよい）、発光層８３からの光を陰極８６側から外部に射出するトップエミッション型構造を容易に実現することができる。即ち、図７に示すように、陽極８０の下層には反射層４４が配置されているため、陽極８０側に進んだ光は反射層４４で反射され、結局発光層８３で得られた光を陰極８６側から射出することが可能となる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明では、反射型または半透過型ＬＣＤのように一方の基板側に射層を形成する必要がある場合においても、同等な特性を有する第１電極と第２電極とを液晶層に対して同等な位置に配置できる。従って、液晶を対称性よく交流駆動することができる。このため、液晶の駆動周波数を例えばＣＦＦ以下に設定したような場合であっても、フリッカの発生なく、また焼き付きを発生させることなく高品質な表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係るアクティブマトリクス型の反射型ＬＣＤの第１基板側の概略平面構成を示す図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ線に沿った位置における反射型ＬＣＤの概略断面構成を示す図である。
【図３】 図１のＡ−Ａ線に沿った位置における反射型ＬＣＤの他の概略断面構成を示す図である。
【図４】 図１のＡ−Ａ線に沿った位置における反射型ＬＣＤの他の概略断面構成を示す図である。
【図５】 本発明の実施形態に係るアクティブマトリクス型の半透過型ＬＣＤの第１基板側の概略平面構成を示す図である。
【図６】 図５のＢ−Ｂ線に沿った位置における半透過型ＬＣＤの概略断面構成を示す図である。
【図７】 本発明のアクティブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイの概略断面構造を示す図である。
【図８】 従来のアクティブマトリクス型の反射型ＬＣＤにおける第１基板側の一部平面構造を示す図である。
【図９】 図８のＣ−Ｃ線に沿った位置における従来の反射型ＬＣＤの概略断面構造を示す図である。
【符号の説明】
２０ 能動層（ｐ−Ｓｉ層）、３０ ゲート絶縁膜、３２ ゲート電極（ゲートライン）、３４ 層間絶縁膜、３６，３７ ドレイン電極（データライン）、３８，３９ 平坦化絶縁膜、４０，４１ ソース電極、４２、４３ 接続用金属層、４４ 反射層、４６ 自然酸化膜、５０ 第１電極、６０，２６０ 配向膜、８０ 陽極（第１電極）、８２ 正孔輸送層、８３ 発光層、８４ 電子輸送層、８６ 陰極（第２電極）、８８ 有機素子層、９０ 有機ＥＬ素子、１００第１基板、１１０ ＴＦＴ、２００ 第２基板、２１０ カラーフィルタ、２５０ 第２電極、３００ 液晶層。

Claims (1)

1. 透明な第１電極を備える第１基板と透明な第２電極を備える第２基板との間に液晶層が封入されて構成される表示装置の製造方法であって、
   前記第１基板上に薄膜トランジスタを形成し、
   前記薄膜トランジスタを覆って少なくとも一層の絶縁膜を形成し、
   前記絶縁膜の前記薄膜トランジスタの能動層に対応する領域にコンタクトホールを形成し、
   前記コンタクトホールに高融点金属からなる接続用金属層を形成し、
   前記絶縁膜及び前記接続用金属層上を覆って、前記接続用金属層とは異なる金属からなる反射材料層を形成し、
   前記接続用金属層と該材料層が絶縁するようにパターニングして反射層を形成し、
   スパッタリング装置を用いることにより、前記反射材料層表面に自然酸化膜を形成し、かつ前記自然酸化膜及び前記接続用金属層を覆って、透明導電材料からなる第１電極を形成し、前記薄膜トランジスタに前記接続用金属層を介して前記第１電極を電気的に接続することを特徴とする表示装置の製造方法。

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