JP4009776B2 - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は液晶表示装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は従来の反射型の液晶表示装置の一例の一部の断面図を示したものである。この液晶表示装置は、ガラス基板などからなる薄膜トランジスタ基板１を備えている。薄膜トランジスタ基板１の上面の各所定の箇所には、アルミニウムやアルミニウム合金などのアルミニウム系金属からなるゲート電極２を含む走査ライン（図示せず）が設けられている。
【０００３】
ゲート電極２などを含む薄膜トランジスタ基板１の上面全体には窒化シリコンからなるゲート絶縁膜３が設けられている。ゲート絶縁膜３の上面の所定の箇所でゲート電極２に対応する部分には真性アモルファスシリコンからなる半導体薄膜４が設けられている。半導体薄膜４の上面のほぼ中央部には窒化シリコンからなるチャネル保護膜５が設けられている。
【０００４】
チャネル保護膜５の上面両側およびその両側における半導体薄膜４の上面にはｎ型アモルファスシリコンからなるオーミックコンタクト層６、７が設けられている。一方のオーミックコンタクト層６の上面にはクロムやクロム合金などのクロム系金属からなるソース電極８が設けられている。他方のオーミックコンタクト層７の上面およびゲート絶縁膜３の上面の所定の箇所にはクロム系金属からなるドレイン電極９を含むデータライン（図示せず）が設けられている。
【０００５】
そして、ゲート電極２、ゲート絶縁膜３、半導体薄膜４、チャネル保護膜５、オーミックコンタクト層６、７、ソース電極８およびドレイン電極９により、薄膜トランジスタ１０が構成されている。
【０００６】
薄膜トランジスタ１０などを含むゲート絶縁膜３の上面全体にはポリイミドやアクリル樹脂などの有機材料からなるオーバーコート膜１１が設けられている。オーバーコート膜１１のソース電極８の所定の箇所に対応する部分にはコンタクトホール１２が設けられている。オーバーコート膜１１の上面の画素電極形成領域の大部分は、微細なテーパ付きの凹部１３が形成されていることにより、微細な凸凹となっている。
【０００７】
オーバーコート膜１１の上面の画素電極形成領域には高反射性のアルミニウム系金属からなる画素電極１４がコンタクトホール１２を介してソース電極８に接続されて設けられている。この場合、画素電極１４は、オーバーコート膜１１の上面の微細な凸凹に追従して、微細な凸凹状に形成されている。
【０００８】
ここで、画素電極１４を高反射性のアルミニウム系金属によって形成しているのは、画素電極１４に反射機能を持たせるためである。また、画素電極１４を微細な凸凹状に形成しているのは、外光を散乱反射させることにより、防眩機能（例えば、観測者自身や観測者の背後の景色などの映り込みを防止する機能）を持たせるためである。
【０００９】
次に、上記従来の液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板１側の製造方法について説明する。まず、図１５に示すように、薄膜トランジスタ基板１の上面の所定の箇所にアルミニウム系金属からなるゲート電極２を含む走査ライン（図示せず）を形成する。次に、ゲート電極２などを含む薄膜トランジスタ基板１の上面全体に窒化シリコンからなるゲート絶縁膜３、真性アモルファスシリコン膜２１および窒化シリコン膜を連続して成膜し、窒化シリコン膜をパターニングすることにより、チャネル保護膜５を形成する。次に、真性アモルファスシリコン膜２１の上面に形成された自然酸化膜（図示せず）をＮＨ４Ｆ溶液を用いて除去する。
【００１０】
次に、チャネル保護膜５を含む真性アモルファスシリコン膜２１の上面全体にｎ型アモルファスシリコン膜２２を成膜する。次に、ｎ型アモルファスシリコン膜２２および真性アモルファスシリコン膜２１を連続してパターニングすることにより、図１６に示すように、オーミックコンタクト層６、７および半導体薄膜４を形成する。
【００１１】
次に、図１７に示すように、一方のオーミックコンタクト層６の上面にクロム系金属からなるソース電極８を形成する。また、ソース電極８の形成と同時に、他方のオーミックコンタクト層７の上面およびゲート絶縁膜３の上面の所定の箇所にクロム系金属からなるドレイン電極９を含むデータライン（図示せず）を形成する。
【００１２】
次に、薄膜トランジスタ１０などを含むゲート絶縁膜３の上面全体に塗布法によりポリイミドやアクリル樹脂などの有機材料からなるオーバーコート膜１１を形成する。次に、オーバーコート膜１１のソース電極８の所定の箇所に対応する部分にコンタクトホール１２を形成する。次に、オーバーコート膜１１の上面の画素電極形成領域の大部分に、図１４に示すように、微細なテーパ付きの凹部１３を形成する。
【００１３】
ここで、微細なテーパ付きの凹部１３の形成方法について説明する（特開平１０−３１９４２２公報参照）。まず、図１７に示すように、コンタクトホール１２を含むオーバーコート膜１１の上面にレジスト膜２３をパターン形成する。この場合、レジスト膜２３の画素電極形成領域の大部分に対応する部分には微細な凸部２３ａが形成されている。
【００１４】
次に、熱処理を行うことにより、凸部２３ａの上部の角を取って当該上部を丸くする。次に、ポリイミドやアクリル樹脂などの有機材料からなるオーバーコート膜１１のうち、凸部２３ａを含むレジスト膜２３で覆われていない部分をウェットエッチングによりハーフエッチングする。すると、図１４に示すように、凸部２３ａの上部を角を取って丸くしていることにより、オーバーコート膜１１の上面の画素電極形成領域の大部分に微細なテーパ付きの凹部１３が形成される。
【００１５】
この場合、オーバーコート膜１１を窒化シリコンなどからなる無機材料をＣＶＤ法により成膜して形成すると、その上面に微細なテーパ付きの凹部１３を形成することは困難である。そこで、上述の如く、オーバーコート膜１１をポリイミドやアクリル樹脂などの有機材料を塗布法により塗布して形成している。
【００１６】
次に、レジスト膜２３を剥離する。次に、図１４に示すように、オーバーコート膜１１の上面の画素電極形成領域にアルミニウム系金属からなる画素電極２をコンタクトホール１２を介してソース電極８に接続させて形成する。この場合、画素電極１４は、オーバーコート膜１１の上面の微細な凸凹に追従して、微細な凸凹状に形成される。かくして、図１４に示す薄膜トランジスタ基板１側が得られる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記従来の液晶表示装置では、反射機能を有する凸凹な画素電極１４下のオーバーコート膜１１の上面に微細なテーパ付きの凹部１３を形成するために、オーバーコート膜１１をポリイミドやアクリル樹脂などの有機材料を塗布法により塗布して形成している。しかしながら、塗布法により塗布されたポリイミドやアクリル樹脂などの有機材料からなるオーバーコート膜１１では、ＣＶＤ法により成膜された窒化シリコンなどの無機材料からなる絶縁膜と比較して緻密さに欠けるなどのため、画素電極１４を形成するためのアルミニウム系金属膜をスパツタ法により成膜するときの耐熱性、当該アルミニウム系金属膜をウェットエッチングして画素電極１４を形成するときの耐薬品浸食性、耐湿性に問題が発生しやすいという問題があった。
そこで、この発明は、凸凹な反射層下の絶縁層の上面を微細な凸凹ではなくほぼ平坦とすることができる液晶表示装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、２枚の基板間に液晶が封入された液晶表示装置において、前記２枚の基板のうちの表示面側とは反対側の基板の内面側に表示面側が微細な凸凹でその反対側がほぼ平坦な多結晶状態の金属からなる反射層が設けられるとともに、前記表示面側とは反対側の基板の内面側に複数の画素電極がマトリクス状に配置され、前記複数の画素電極にそれぞれスイッチング素子が接続され、前記反射層は前記スイッチング素子を構成する電極のいずれかと同一の平面上に該電極と同一の材料によって形成されて設けられていることを特徴とするものである。請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記反射層は前記表示面側とは反対側の基板と前記各画素電極との間にそれぞれ設けられていることを特徴とするものである。請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記反射層と前記画素電極との間に無機材料からなる絶縁膜が設けられていることを特徴とするものである。請求項４に記載の発明は、２枚の基板間に液晶が封入された液晶表示装置の製造方法において、前記２枚の基板のうちの表示面側とは反対側の基板の内面側に表示面側およびその反対側がほぼ平坦な多結晶状態の金属からなる反射層を形成し、前記表示面側とは反対側の基板の内面側に複数の画素電極をマトリクス状に形成し、前記反射層を前記複数の画素電極にそれぞれ接続されるスイッチング素子を構成するいずれかの電極の形成と同時に該電極と同一の材料によって形成し、該反射層の表示面側に異方性エッチングにより微細な凹部を形成することを特徴とするものである。請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記反射層を、前記複数の画素電極にそれぞれ対応するように形成することを特徴とするものである。請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記反射層上に無機材料からなる絶縁膜を形成し、その上に前記画素電極を形成することを特徴とするものである。請求項７に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記反射層と同時に形成する前記電極の表面に陽極酸化膜を形成することを特徴とするものである。請求項８に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記異方性エッチングは加工液を用いたハーフエッチングであることを特徴とするものである。請求項９に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記反射層をアルミニウム系金属によって形成することを特徴とするものである。請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記異方性エッチングはふっ酸系溶液を用いたハーフエッチングであることを特徴とするものである。請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、前記ふっ酸系溶液はＮＨ４Ｆ溶液であることを特徴とするものである。そして、この発明によれば、表示面とは反対側がほぼ平坦な反射層の表示面側を微細な凸凹としているので、凸凹な反射層下の絶縁層の上面を微細な凸凹とする必要はなく、従って凸凹な反射層下の絶縁層の上面をほぼ平坦とすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１はこの発明の第１実施形態としての液晶表示装置の要部の断面図を示し、図２は同液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板側の要部の透過平面図を示したものである。ただし、この場合、図１は図２のＡ−Ａ線に沿う部分に相当する断面図である。
【００２０】
この液晶表示装置は、ガラス基板などからなる薄膜トランジスタ基板３１および対向基板５１を備えている。薄膜トランジスタ基板３１の上面側には、マトリクス状に配置された複数の画素電極３２と、これらの画素電極３２にそれぞれ接続された複数の薄膜トランジスタ３３と、行方向に配置され、薄膜トランジスタ３３に走査信号を供給する複数の走査ライン３４と、列方向に配置され、薄膜トランジスタ３３にデータ信号を供給する複数のデータライン３５と、行方向に配置され、各画素電極３２と重合する部分で補助容量部を形成する複数の補助容量ライン３６と、各画素電極３２のほぼ中央部と重合する位置に配置された複数の反射層３７とが設けられている。
【００２１】
すなわち、薄膜トランジスタ基板３１の上面の各所定の箇所には、高反射性のアルミニウム系金属からなるゲート電極３８を含む走査ライン３４、補助容量ライン３６および反射層３７が設けられている。この場合、ゲート電極３８を含む走査ライン３４の表面および補助容量ライン３６の表面にはそれぞれ陽極酸化膜３９、４０が設けられているが、反射層３７の表面には陽極酸化膜は設けられていない。また、反射層３７の上面は、微細な凹部３７ａが形成されていることにより、微細な凸凹状となっている。
【００２２】
ゲート電極３８などを含む薄膜トランジスタ基板３１の上面全体には窒化シリコンからなるゲート絶縁膜４１が設けられている。ゲート絶縁膜４１の上面の所定の箇所でゲート電極３８に対応する部分には真性アモルファスシリコンからなる半導体薄膜４２が設けられている。半導体薄膜４２の上面のほぼ中央部には窒化シリコンからなるチャネル保護膜４３が設けられている。
【００２３】
チャネル保護膜４３の上面両側およびその両側における半導体薄膜４２の上面にはｎ型アモルファスシリコンからなるオーミックコンタクト層４４、４５が設けられている。一方のオーミックコンタクト層４４の上面にはクロム系金属からなるソース電極４６が設けられている。他方のオーミックコンタクト層４５の上面およびゲート絶縁膜４１の上面の所定の箇所にはクロム系金属からなるドレイン電極４７を含むデータライン３５が設けられている。
【００２４】
そして、ゲート電極３８、陽極酸化膜３９、ゲート絶縁膜４１、半導体薄膜４２、チャネル保護膜４３、オーミックコンタクト層４４、４５、ソース電極４６およびドレイン電極４７により、薄膜トランジスタ３３が構成されている。
【００２５】
薄膜トランジスタ３３などを含むゲート絶縁膜４１の上面全体には窒化シリコンからなるオーバーコート膜４８が設けられている。オーバーコート膜４８のソース電極４６の所定の箇所に対応する部分にはコンタクトホール４９が設けられている。オーバーコート膜４８上には、反射層３７の全体を覆うＩＴＯからなる画素電極３２が設けられ、該画素電極３２はコンタクトホール４９を介してソース電極４６に接続されている。画素電極３２を含むオーバーコート膜４８の上面には配向膜５０が設けられている。
【００２６】
一方、対向基板５１の下面にはブラックマスク５２および赤、緑、青のカラーフィルタ５３が設けられ、その下面には対向電極５４が設けられ、その下面には配向膜５５が設けられている。そして、薄膜トランジスタ基板３１と対向基板５１とはシール材（図示せず）を介して互いに貼り合わされている。また、シール材の内側における両基板３１、５１の配向膜５０、５５間には液晶５６が封入されている。なお、図２において、反射層３７よりも小さめの一点鎖線で囲まれた領域は、ブラックマスク５２の開口部５２ａである。
【００２７】
このように、この液晶表示装置では、画素電極３２の中央部下にオーバーコート膜４８およびゲート絶縁膜４１を介して反射層３７を設け、且つ、図２に示すように、反射層３７を画素電極３２よりも小さめでブラックマスク５２の開口部５２ａよりも大きめとしている。この場合、反射層３７は、できるだけ大きくした方が望ましい。従って、図２において、反射層３７の上辺を補助容量ライン３６に可及的に近づけ、左右辺を画素電極３２の左右辺と一致させまたはその外側に配置し、下辺を走査ライン３４に可及的に近づけるようにしてもよい。
【００２８】
そして、この反射型の液晶表示装置では、対向基板５１の上面側（表示面側）から入射された外光が対向基板５１、カラーフィルタ５３、対向電極５４、配向膜５５、液晶５６、配向膜５０、画素電極３２および両絶縁膜４８、４１を透過して反射層３７の微細な凸凹な上面で散乱反射され、この散乱反射光が上記とは逆の光路を経て対向基板５１の上面側に出射され、これにより表示を行う。
【００２９】
次に、図１および図２に示す液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板３１側の製造方法の一例について説明する。まず、図３に示すように、薄膜トランジスタ基板３１の上面全体にスパッタ法によりアルミニウム系金属膜を成膜し、アルミニウム系金属膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより、ゲート電極３８を含む走査ライン３４、補助容量ライン３６および反射層３７を形成する。この場合のパターニングは、ゲート電極３８を含む走査ライン３４および補助容量ライン３６は次の工程で陽極酸化を行うため、配線により電気的に接続され、反射層３７は、いずれの配線とも接続されないよう電気的に分離された島状に形成する。
【００３０】
この状態では、反射層３７の下面は薄膜トランジスタ基板３１の平坦な上面に追従して平坦であり、上面もほぼ平坦である。また、この場合、反射層３７を、ゲート電極３８などの形成と同時にゲート電極３８などと同一の材料つまり高反射性のアルミニウム系金属膜によって形成しているので、プロセスの増加は生じない。
【００３１】
次に、陽極酸化処理を行うことにより、ゲート電極３８を含む走査ライン３４の表面および補助容量ライン３６の表面にそれぞれ陽極酸化膜３９、４０を形成する。この場合、反射層３７は島状であるため、反射層３７には陽極酸化用電流が供給されず、従って反射層３７の表面には陽極酸化膜は形成されない。このように、陽極酸化処理の前にパターニングしておくと、非陽極酸化部分である反射層３７上にレジスト膜を形成することなく陽極酸化処理を行うことが可能となり、プロセスの増加は生じない。
【００３２】
次に、図４に示すように、陽極酸化膜３９、４０などを含む薄膜トランジスタ基板３１の上面にレジスト膜６１をパターン形成する。この場合、レジスト膜６１の反射層３７に対応する部分には開口部６２が形成されている。次に、ふっ酸系溶液例えばＮＨ４Ｆ溶液を用いてハーフエッチングを行うと、図５に示すように、反射層３７の上面に微細な凹部３７ａが形成される。
【００３３】
ここで、微細な凹部３７ａの形成を考察するに、第１に、例えばアルミニウム合金膜は多結晶状態であり、このアルミニウム合金膜に対するＮＨ４Ｆ溶液によるエッチングは異方性であるため、アルミニウム合金膜の結晶方位毎にエッチレートが異なる。第２に、アルミニウム合金膜の結晶粒界に不純物が偏析しているため、アルミニウム合金膜の結晶粒界のエッチング速度が他の部分よりも早い。以上の２点から、ＮＨ４Ｆ溶液を用いてハーフエッチングを行うと、反射層３７の上面に微細な凹部３７ａが形成されるものと思われる。
【００３４】
次に、レジスト膜６１を剥離する。次に、図６に示すように、ゲート電極３８などを含む薄膜トランジスタ基板３１の上面全体にＣＶＤ法により窒化シリコンからなるゲート絶縁膜４１、真性アモルファスシリコン膜６３および窒化シリコン膜を連続して成膜し、窒化シリコン膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより、チャネル保護膜４３を形成する。次に、真性アモルファスシリコン膜３１の上面に形成された自然酸化膜（図示せず）をＮＨ４Ｆ溶液を用いて除去する。
【００３５】
次に、チャネル保護膜４３を含む真性アモルファスシリコン膜６３の上面全体にＣＶＤ法によりｎ型アモルファスシリコン膜６４を成膜する。次に、ｎ型アモルファスシリコン膜６４および真性アモルファスシリコン膜６３をフォトリソグラフィ法により連続してパターニングすることにより、図７に示すように、オーミックコンタクト層４４、４５および半導体薄膜４２を形成する。
【００３６】
次に、図８に示すように、半導体薄膜４２およびオーミックコンタクト層４４、４５を含むゲート絶縁膜４１の上面全体にスパッタ法によりクロム系金属膜を成膜し、クロム系金属膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより、ソース電極４６およびドレイン電極４７を含むデータライン３５を形成する。
【００３７】
次に、薄膜トランジスタ３３などを含むゲート絶縁膜４１の上面全体にＣＶＤ法により窒化シリコンからなるオーバーコート膜４８を成膜する。次に、オーバーコート膜４８のソース電極４６の所定の箇所に対応する部分にフォトリソグラフィ法によりコンタクトホール４９を形成する。
【００３８】
次に、図１に示すように、コンタクトホール４９内を含むオーバーコート膜４８の上面全体にスパッタ法によりＩＴＯ膜を成膜し、ＩＴＯ膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより、画素電極３２をコンタクトホール４９を介してソース電極４６に接続させて形成する。次に、画素電極３２を含むオーバーコート膜４８の上面に配向膜５０を形成する。かくして、図１に示す薄膜トランジスタ基板３１側が得られる。
【００３９】
このように、この製造方法では、薄膜トランジスタ基板３１上に、高反射性のアルミニウム系金属により、上面に微細な凹部３７ａを有する反射層３７を形成しているので、反射層３７下の薄膜トランジスタ基板３１の上面に微細な凹部を形成する必要はない。また、ＩＴＯからなる画素電極３２は反射機能を備えていないので微細な凸凹状とする必要はなく、従ってその下のオーバーコート膜４８の上面に微細な凹部を形成する必要もない。この結果、オーバーコート膜４８を窒化シリコンなどからなる無機材料をＣＶＤ法により成膜して形成しても、何ら支障はなく、オーバーコート膜４８の耐熱性、耐薬品浸食性、耐湿性を向上することができる。
【００４０】
（第２実施形態）
図９はこの発明の第２実施形態としての液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板３１側の図１同様の断面図を示したものである。この液晶表示装置において、図１に示す場合と異なる点は、反射層３７を、薄膜トランジスタ基板３１上ではなく、ゲート絶縁膜４１上に設けたことである。
【００４１】
次に、この液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板３１側の製造方法の一例の一部について説明する。この場合、図７に示す状態において、当然のことながら、薄膜トランジスタ基板３１上には反射層３７は形成されていない。そして、図７に示す状態において、半導体薄膜４２およびオーミックコンタクト層４４、４５を含むゲート絶縁膜４１の上面全体にスパッタ法によりアルミニウム系金属膜を成膜し、アルミニウム系金属膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより、図１０に示すように、ソース電極４６およびドレイン電極４７などを形成し、その形成と同時に、ゲート絶縁膜４１の上面の所定の箇所に反射層３７を形成する。パターニングは、反射層３７が、ソース電極４６、およびドレイン電極４７を含むデータライン３５などのいずれの配線にも接続されないよう電気的に分離された島状に形成する。
【００４２】
この状態では、反射層３７の下面はゲート絶縁膜４１のほぼ平坦な上面に追従してほぼ平坦であり、上面もほぼ平坦である。また、この場合、反射層３７を、ソース電極４６およびドレイン電極４７などの形成と同時にソース電極４６およびドレイン電極４７などと同一の材料つまり高反射性のアルミニウム系金属膜によって形成しているので、プロセスの増加は生じない。
【００４３】
次に、図１１に示すように、薄膜トランジスタ３３およびデータライン３５などを含むゲート絶縁膜４１の上面にレジスト膜７１をパターン形成する。この場合、レジスト膜７１の反射層３７に対応する部分には開口部７２が形成されている。次に、ふっ酸系溶液例えばＮＨ４Ｆ溶液を用いてハーフエッチングを行うと、反射層３７の上面に微細な凹部３７ａが形成される。次に、レジスト膜７１を剥離する。
【００４４】
次に、図９に示すように、薄膜トランジスタ３３などを含むゲート絶縁膜４１の上面全体にＣＶＤ法により窒化シリコンからなるオーバーコート膜４８を成膜する。次に、オーバーコート膜４８のソース電極４６の所定の箇所に対応する部分にフォトリソグラフィ法によりコンタクトホール４９を形成する。
【００４５】
次に、コンタクトホール４９内を含むオーバーコート膜４８の上面全体にスパッタ法によりＩＴＯ膜を成膜し、ＩＴＯ膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより、画素電極３２をコンタクトホール４９を介してソース電極４６に接続させて形成する。次に、画素電極３２を含むオーバーコート膜４８の上面に配向膜５０を形成する。かくして、図９に示す薄膜トランジスタ基板３１側が得られる。
【００４６】
このように、この製造方法では、ゲート絶縁膜４１上に、高反射性のアルミニウム系金属により、上面に微細な凹部３７ａを有する反射層３７を形成しているので、反射層３７下のゲート絶縁膜４１の上面に微細な凹部を形成する必要はない。また、ＩＴＯからなる画素電極３２は反射機能を備えていないので微細な凸凹状とする必要はなく、従ってその下のオーバーコート膜４８の上面に微細な凹部を形成する必要もない。この結果、この場合も、オーバーコート膜４８を窒化シリコンなどからなる無機材料をＣＶＤ法により成膜して形成しても、何ら支障はなく、オーバーコート膜４８の耐熱性、耐薬品浸食性、耐湿性を向上することができる。
【００４７】
（第３実施形態）
図１２はこの発明の第３実施形態としての液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板３１側の図１同様の断面図を示したものである。この液晶表示装置において、図１に示す場合と異なる点は、画素電極３２に反射板としての機能を持たせたことである。
【００４８】
次に、この液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板３１側の製造方法の一例の一部について説明する。この場合、図８に示す状態において、当然のことながら、薄膜トランジスタ基板３１上には反射層３７は形成されていない。そして、図８に示す状態において、コンタクトホール４９内を含むオーバーコート膜４８の上面全体にスパッタ法によりアルミニウム系金属膜を成膜し、アルミニウム系金属膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより、図１３に示すように、画素電極３２をコンタクトホール４９を介してソース電極４６に接続させて形成する。
【００４９】
この状態では、画素電極３２の下面はゲート絶縁膜４１のほぼ平坦な上面に追従してほぼ平坦であり、上面もほぼ平坦である。また、この場合、画素電極３２を高反射性のアルミニウム系金属膜によって形成しているだけであるので、プロセスの増加は生じない。
【００５０】
次に、ふっ酸系溶液例えばＮＨ４Ｆ溶液を用いてハーフエッチングを行うと、図１２に示すように、画素電極３２の上面に微細な凹部３２ａが形成される。次に、画素電極３２を含むオーバーコート膜４８の上面に配向膜５０を形成する。かくして、図１２に示す薄膜トランジスタ基板３１側が得られる。
【００５１】
このように、この製造方法では、オーバーコート膜４８上に、高反射性のアルミニウム系金属により、上面に微細な凹部３２ａを有する画素電極３２を形成しているので、画素電極３２下のオーバーコート膜４８の上面に微細な凹部を形成する必要はない。従って、この場合も、オーバーコート膜４８を窒化シリコンなどからなる無機材料をＣＶＤ法により成膜して形成しても、何ら支障はなく、オーバーコート膜４８の耐熱性、耐薬品浸食性、耐湿性を向上することができる。また、画素電極３２の上面に微細な凹部３２ａを形成するとき、レジスト膜を用いていないので、上記第１、第２実施形態の場合と比較して、製造工程数を少なくすることができる。
【００５２】
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態では、チャネル保護タイプのアモルファスシリコン薄膜トランジスタについて説明したが、これに限らず、チャネルエッチタイプのアモルファスシリコン薄膜トランジスタやボトムゲートタイプのポリシリコン薄膜トランジスタなどであってもよい。また、スイッチング素子として、薄膜トランジスタの他、ＭＩＭなどの非線形素子を用いた液晶表示装置にも適用可能である。さらに、スイッチング素子を用いた液晶表示装置に限らず、単純マトリクス型の液晶表示装置などにも適用可能である。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、表示面とは反対側がほぼ平坦な反射層の表示面側を微細な凸凹としているので、凸凹な反射層下の絶縁層の上面を微細な凸凹とする必要はなく、従って凸凹な反射層下の絶縁層の上面をほぼ平坦とすることができる。この結果、画素電極下の絶縁膜（オーバーコート膜）を窒化シリコンなどの無機材料によって形成することが可能となり、画素電極下の絶縁膜の耐熱性、耐薬品浸食性、耐湿性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態としての液晶表示装置の要部の断面図。
【図２】図１に示す液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板側の透過平面図。
【図３】図１および図２に示す液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板側の製造に際し、当初の製造工程の断面図。
【図４】図３に続く製造工程の断面図。
【図５】図４に続く製造工程の断面図。
【図６】図５に続く製造工程の断面図。
【図７】図６に続く製造工程の断面図。
【図８】図７に続く製造工程の断面図。
【図９】この発明の第２実施形態としての液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板側の図１同様の断面図。
【図１０】図９に示す薄膜トランジスタ基板側の製造に際し、所定の製造工程の断面図。
【図１１】図１０に続く製造工程の断面図。
【図１２】この発明の第３実施形態としての液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板側の図１同様の断面図。
【図１３】従来の液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板側の透過平面図。
【図１４】図１３に示す薄膜トランジスタ基板側の製造に際し、当初の製造工程の断面図。
【図１５】図１４に続く製造工程の断面図。
【図１６】図１５に続く製造工程の断面図。
【図１７】図１６に続く製造工程の断面図。
【符号の説明】
３１ 薄膜トランジスタ基板
３２ 画素電極
３２ａ 凹部
３３ 薄膜トランジスタ
３７ 反射層
３７ａ 凹部
３８ ゲート電極
４１ ゲート絶縁膜
４６ ソース電極
４７ ドレイン電極
４８ オーバーコート膜
５１ 対向基板
５６ 液晶
【発明の属する技術分野】
この発明は液晶表示装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は従来の反射型の液晶表示装置の一例の一部の断面図を示したものである。この液晶表示装置は、ガラス基板などからなる薄膜トランジスタ基板１を備えている。薄膜トランジスタ基板１の上面の各所定の箇所には、アルミニウムやアルミニウム合金などのアルミニウム系金属からなるゲート電極２を含む走査ライン（図示せず）が設けられている。
【０００３】
ゲート電極２などを含む薄膜トランジスタ基板１の上面全体には窒化シリコンからなるゲート絶縁膜３が設けられている。ゲート絶縁膜３の上面の所定の箇所でゲート電極２に対応する部分には真性アモルファスシリコンからなる半導体薄膜４が設けられている。半導体薄膜４の上面のほぼ中央部には窒化シリコンからなるチャネル保護膜５が設けられている。
【０００４】
チャネル保護膜５の上面両側およびその両側における半導体薄膜４の上面にはｎ型アモルファスシリコンからなるオーミックコンタクト層６、７が設けられている。一方のオーミックコンタクト層６の上面にはクロムやクロム合金などのクロム系金属からなるソース電極８が設けられている。他方のオーミックコンタクト層７の上面およびゲート絶縁膜３の上面の所定の箇所にはクロム系金属からなるドレイン電極９を含むデータライン（図示せず）が設けられている。
【０００５】
そして、ゲート電極２、ゲート絶縁膜３、半導体薄膜４、チャネル保護膜５、オーミックコンタクト層６、７、ソース電極８およびドレイン電極９により、薄膜トランジスタ１０が構成されている。
【０００６】
薄膜トランジスタ１０などを含むゲート絶縁膜３の上面全体にはポリイミドやアクリル樹脂などの有機材料からなるオーバーコート膜１１が設けられている。オーバーコート膜１１のソース電極８の所定の箇所に対応する部分にはコンタクトホール１２が設けられている。オーバーコート膜１１の上面の画素電極形成領域の大部分は、微細なテーパ付きの凹部１３が形成されていることにより、微細な凸凹となっている。
【０００７】
オーバーコート膜１１の上面の画素電極形成領域には高反射性のアルミニウム系金属からなる画素電極１４がコンタクトホール１２を介してソース電極８に接続されて設けられている。この場合、画素電極１４は、オーバーコート膜１１の上面の微細な凸凹に追従して、微細な凸凹状に形成されている。
【０００８】
ここで、画素電極１４を高反射性のアルミニウム系金属によって形成しているのは、画素電極１４に反射機能を持たせるためである。また、画素電極１４を微細な凸凹状に形成しているのは、外光を散乱反射させることにより、防眩機能（例えば、観測者自身や観測者の背後の景色などの映り込みを防止する機能）を持たせるためである。
【０００９】
次に、上記従来の液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板１側の製造方法について説明する。まず、図１５に示すように、薄膜トランジスタ基板１の上面の所定の箇所にアルミニウム系金属からなるゲート電極２を含む走査ライン（図示せず）を形成する。次に、ゲート電極２などを含む薄膜トランジスタ基板１の上面全体に窒化シリコンからなるゲート絶縁膜３、真性アモルファスシリコン膜２１および窒化シリコン膜を連続して成膜し、窒化シリコン膜をパターニングすることにより、チャネル保護膜５を形成する。次に、真性アモルファスシリコン膜２１の上面に形成された自然酸化膜（図示せず）をＮＨ４Ｆ溶液を用いて除去する。
【００１０】
次に、チャネル保護膜５を含む真性アモルファスシリコン膜２１の上面全体にｎ型アモルファスシリコン膜２２を成膜する。次に、ｎ型アモルファスシリコン膜２２および真性アモルファスシリコン膜２１を連続してパターニングすることにより、図１６に示すように、オーミックコンタクト層６、７および半導体薄膜４を形成する。
【００１１】
次に、図１７に示すように、一方のオーミックコンタクト層６の上面にクロム系金属からなるソース電極８を形成する。また、ソース電極８の形成と同時に、他方のオーミックコンタクト層７の上面およびゲート絶縁膜３の上面の所定の箇所にクロム系金属からなるドレイン電極９を含むデータライン（図示せず）を形成する。
【００１２】
次に、薄膜トランジスタ１０などを含むゲート絶縁膜３の上面全体に塗布法によりポリイミドやアクリル樹脂などの有機材料からなるオーバーコート膜１１を形成する。次に、オーバーコート膜１１のソース電極８の所定の箇所に対応する部分にコンタクトホール１２を形成する。次に、オーバーコート膜１１の上面の画素電極形成領域の大部分に、図１４に示すように、微細なテーパ付きの凹部１３を形成する。
【００１３】
ここで、微細なテーパ付きの凹部１３の形成方法について説明する（特開平１０−３１９４２２公報参照）。まず、図１７に示すように、コンタクトホール１２を含むオーバーコート膜１１の上面にレジスト膜２３をパターン形成する。この場合、レジスト膜２３の画素電極形成領域の大部分に対応する部分には微細な凸部２３ａが形成されている。
【００１４】
次に、熱処理を行うことにより、凸部２３ａの上部の角を取って当該上部を丸くする。次に、ポリイミドやアクリル樹脂などの有機材料からなるオーバーコート膜１１のうち、凸部２３ａを含むレジスト膜２３で覆われていない部分をウェットエッチングによりハーフエッチングする。すると、図１４に示すように、凸部２３ａの上部を角を取って丸くしていることにより、オーバーコート膜１１の上面の画素電極形成領域の大部分に微細なテーパ付きの凹部１３が形成される。
【００１５】
この場合、オーバーコート膜１１を窒化シリコンなどからなる無機材料をＣＶＤ法により成膜して形成すると、その上面に微細なテーパ付きの凹部１３を形成することは困難である。そこで、上述の如く、オーバーコート膜１１をポリイミドやアクリル樹脂などの有機材料を塗布法により塗布して形成している。
【００１６】
次に、レジスト膜２３を剥離する。次に、図１４に示すように、オーバーコート膜１１の上面の画素電極形成領域にアルミニウム系金属からなる画素電極２をコンタクトホール１２を介してソース電極８に接続させて形成する。この場合、画素電極１４は、オーバーコート膜１１の上面の微細な凸凹に追従して、微細な凸凹状に形成される。かくして、図１４に示す薄膜トランジスタ基板１側が得られる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記従来の液晶表示装置では、反射機能を有する凸凹な画素電極１４下のオーバーコート膜１１の上面に微細なテーパ付きの凹部１３を形成するために、オーバーコート膜１１をポリイミドやアクリル樹脂などの有機材料を塗布法により塗布して形成している。しかしながら、塗布法により塗布されたポリイミドやアクリル樹脂などの有機材料からなるオーバーコート膜１１では、ＣＶＤ法により成膜された窒化シリコンなどの無機材料からなる絶縁膜と比較して緻密さに欠けるなどのため、画素電極１４を形成するためのアルミニウム系金属膜をスパツタ法により成膜するときの耐熱性、当該アルミニウム系金属膜をウェットエッチングして画素電極１４を形成するときの耐薬品浸食性、耐湿性に問題が発生しやすいという問題があった。
そこで、この発明は、凸凹な反射層下の絶縁層の上面を微細な凸凹ではなくほぼ平坦とすることができる液晶表示装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、２枚の基板間に液晶が封入された液晶表示装置において、前記２枚の基板のうちの表示面側とは反対側の基板の内面側に表示面側が微細な凸凹でその反対側がほぼ平坦な多結晶状態の金属からなる反射層が設けられるとともに、前記表示面側とは反対側の基板の内面側に複数の画素電極がマトリクス状に配置され、前記複数の画素電極にそれぞれスイッチング素子が接続され、前記反射層は前記スイッチング素子を構成する電極のいずれかと同一の平面上に該電極と同一の材料によって形成されて設けられていることを特徴とするものである。請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記反射層は前記表示面側とは反対側の基板と前記各画素電極との間にそれぞれ設けられていることを特徴とするものである。請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記反射層と前記画素電極との間に無機材料からなる絶縁膜が設けられていることを特徴とするものである。請求項４に記載の発明は、２枚の基板間に液晶が封入された液晶表示装置の製造方法において、前記２枚の基板のうちの表示面側とは反対側の基板の内面側に表示面側およびその反対側がほぼ平坦な多結晶状態の金属からなる反射層を形成し、前記表示面側とは反対側の基板の内面側に複数の画素電極をマトリクス状に形成し、前記反射層を前記複数の画素電極にそれぞれ接続されるスイッチング素子を構成するいずれかの電極の形成と同時に該電極と同一の材料によって形成し、該反射層の表示面側に異方性エッチングにより微細な凹部を形成することを特徴とするものである。請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記反射層を、前記複数の画素電極にそれぞれ対応するように形成することを特徴とするものである。請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記反射層上に無機材料からなる絶縁膜を形成し、その上に前記画素電極を形成することを特徴とするものである。請求項７に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記反射層と同時に形成する前記電極の表面に陽極酸化膜を形成することを特徴とするものである。請求項８に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記異方性エッチングは加工液を用いたハーフエッチングであることを特徴とするものである。請求項９に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記反射層をアルミニウム系金属によって形成することを特徴とするものである。請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記異方性エッチングはふっ酸系溶液を用いたハーフエッチングであることを特徴とするものである。請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、前記ふっ酸系溶液はＮＨ４Ｆ溶液であることを特徴とするものである。そして、この発明によれば、表示面とは反対側がほぼ平坦な反射層の表示面側を微細な凸凹としているので、凸凹な反射層下の絶縁層の上面を微細な凸凹とする必要はなく、従って凸凹な反射層下の絶縁層の上面をほぼ平坦とすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１はこの発明の第１実施形態としての液晶表示装置の要部の断面図を示し、図２は同液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板側の要部の透過平面図を示したものである。ただし、この場合、図１は図２のＡ−Ａ線に沿う部分に相当する断面図である。
【００２０】
この液晶表示装置は、ガラス基板などからなる薄膜トランジスタ基板３１および対向基板５１を備えている。薄膜トランジスタ基板３１の上面側には、マトリクス状に配置された複数の画素電極３２と、これらの画素電極３２にそれぞれ接続された複数の薄膜トランジスタ３３と、行方向に配置され、薄膜トランジスタ３３に走査信号を供給する複数の走査ライン３４と、列方向に配置され、薄膜トランジスタ３３にデータ信号を供給する複数のデータライン３５と、行方向に配置され、各画素電極３２と重合する部分で補助容量部を形成する複数の補助容量ライン３６と、各画素電極３２のほぼ中央部と重合する位置に配置された複数の反射層３７とが設けられている。
【００２１】
すなわち、薄膜トランジスタ基板３１の上面の各所定の箇所には、高反射性のアルミニウム系金属からなるゲート電極３８を含む走査ライン３４、補助容量ライン３６および反射層３７が設けられている。この場合、ゲート電極３８を含む走査ライン３４の表面および補助容量ライン３６の表面にはそれぞれ陽極酸化膜３９、４０が設けられているが、反射層３７の表面には陽極酸化膜は設けられていない。また、反射層３７の上面は、微細な凹部３７ａが形成されていることにより、微細な凸凹状となっている。
【００２２】
ゲート電極３８などを含む薄膜トランジスタ基板３１の上面全体には窒化シリコンからなるゲート絶縁膜４１が設けられている。ゲート絶縁膜４１の上面の所定の箇所でゲート電極３８に対応する部分には真性アモルファスシリコンからなる半導体薄膜４２が設けられている。半導体薄膜４２の上面のほぼ中央部には窒化シリコンからなるチャネル保護膜４３が設けられている。
【００２３】
チャネル保護膜４３の上面両側およびその両側における半導体薄膜４２の上面にはｎ型アモルファスシリコンからなるオーミックコンタクト層４４、４５が設けられている。一方のオーミックコンタクト層４４の上面にはクロム系金属からなるソース電極４６が設けられている。他方のオーミックコンタクト層４５の上面およびゲート絶縁膜４１の上面の所定の箇所にはクロム系金属からなるドレイン電極４７を含むデータライン３５が設けられている。
【００２４】
そして、ゲート電極３８、陽極酸化膜３９、ゲート絶縁膜４１、半導体薄膜４２、チャネル保護膜４３、オーミックコンタクト層４４、４５、ソース電極４６およびドレイン電極４７により、薄膜トランジスタ３３が構成されている。
【００２５】
薄膜トランジスタ３３などを含むゲート絶縁膜４１の上面全体には窒化シリコンからなるオーバーコート膜４８が設けられている。オーバーコート膜４８のソース電極４６の所定の箇所に対応する部分にはコンタクトホール４９が設けられている。オーバーコート膜４８上には、反射層３７の全体を覆うＩＴＯからなる画素電極３２が設けられ、該画素電極３２はコンタクトホール４９を介してソース電極４６に接続されている。画素電極３２を含むオーバーコート膜４８の上面には配向膜５０が設けられている。
【００２６】
一方、対向基板５１の下面にはブラックマスク５２および赤、緑、青のカラーフィルタ５３が設けられ、その下面には対向電極５４が設けられ、その下面には配向膜５５が設けられている。そして、薄膜トランジスタ基板３１と対向基板５１とはシール材（図示せず）を介して互いに貼り合わされている。また、シール材の内側における両基板３１、５１の配向膜５０、５５間には液晶５６が封入されている。なお、図２において、反射層３７よりも小さめの一点鎖線で囲まれた領域は、ブラックマスク５２の開口部５２ａである。
【００２７】
このように、この液晶表示装置では、画素電極３２の中央部下にオーバーコート膜４８およびゲート絶縁膜４１を介して反射層３７を設け、且つ、図２に示すように、反射層３７を画素電極３２よりも小さめでブラックマスク５２の開口部５２ａよりも大きめとしている。この場合、反射層３７は、できるだけ大きくした方が望ましい。従って、図２において、反射層３７の上辺を補助容量ライン３６に可及的に近づけ、左右辺を画素電極３２の左右辺と一致させまたはその外側に配置し、下辺を走査ライン３４に可及的に近づけるようにしてもよい。
【００２８】
そして、この反射型の液晶表示装置では、対向基板５１の上面側（表示面側）から入射された外光が対向基板５１、カラーフィルタ５３、対向電極５４、配向膜５５、液晶５６、配向膜５０、画素電極３２および両絶縁膜４８、４１を透過して反射層３７の微細な凸凹な上面で散乱反射され、この散乱反射光が上記とは逆の光路を経て対向基板５１の上面側に出射され、これにより表示を行う。
【００２９】
次に、図１および図２に示す液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板３１側の製造方法の一例について説明する。まず、図３に示すように、薄膜トランジスタ基板３１の上面全体にスパッタ法によりアルミニウム系金属膜を成膜し、アルミニウム系金属膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより、ゲート電極３８を含む走査ライン３４、補助容量ライン３６および反射層３７を形成する。この場合のパターニングは、ゲート電極３８を含む走査ライン３４および補助容量ライン３６は次の工程で陽極酸化を行うため、配線により電気的に接続され、反射層３７は、いずれの配線とも接続されないよう電気的に分離された島状に形成する。
【００３０】
この状態では、反射層３７の下面は薄膜トランジスタ基板３１の平坦な上面に追従して平坦であり、上面もほぼ平坦である。また、この場合、反射層３７を、ゲート電極３８などの形成と同時にゲート電極３８などと同一の材料つまり高反射性のアルミニウム系金属膜によって形成しているので、プロセスの増加は生じない。
【００３１】
次に、陽極酸化処理を行うことにより、ゲート電極３８を含む走査ライン３４の表面および補助容量ライン３６の表面にそれぞれ陽極酸化膜３９、４０を形成する。この場合、反射層３７は島状であるため、反射層３７には陽極酸化用電流が供給されず、従って反射層３７の表面には陽極酸化膜は形成されない。このように、陽極酸化処理の前にパターニングしておくと、非陽極酸化部分である反射層３７上にレジスト膜を形成することなく陽極酸化処理を行うことが可能となり、プロセスの増加は生じない。
【００３２】
次に、図４に示すように、陽極酸化膜３９、４０などを含む薄膜トランジスタ基板３１の上面にレジスト膜６１をパターン形成する。この場合、レジスト膜６１の反射層３７に対応する部分には開口部６２が形成されている。次に、ふっ酸系溶液例えばＮＨ４Ｆ溶液を用いてハーフエッチングを行うと、図５に示すように、反射層３７の上面に微細な凹部３７ａが形成される。
【００３３】
ここで、微細な凹部３７ａの形成を考察するに、第１に、例えばアルミニウム合金膜は多結晶状態であり、このアルミニウム合金膜に対するＮＨ４Ｆ溶液によるエッチングは異方性であるため、アルミニウム合金膜の結晶方位毎にエッチレートが異なる。第２に、アルミニウム合金膜の結晶粒界に不純物が偏析しているため、アルミニウム合金膜の結晶粒界のエッチング速度が他の部分よりも早い。以上の２点から、ＮＨ４Ｆ溶液を用いてハーフエッチングを行うと、反射層３７の上面に微細な凹部３７ａが形成されるものと思われる。
【００３４】
次に、レジスト膜６１を剥離する。次に、図６に示すように、ゲート電極３８などを含む薄膜トランジスタ基板３１の上面全体にＣＶＤ法により窒化シリコンからなるゲート絶縁膜４１、真性アモルファスシリコン膜６３および窒化シリコン膜を連続して成膜し、窒化シリコン膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより、チャネル保護膜４３を形成する。次に、真性アモルファスシリコン膜３１の上面に形成された自然酸化膜（図示せず）をＮＨ４Ｆ溶液を用いて除去する。
【００３５】
次に、チャネル保護膜４３を含む真性アモルファスシリコン膜６３の上面全体にＣＶＤ法によりｎ型アモルファスシリコン膜６４を成膜する。次に、ｎ型アモルファスシリコン膜６４および真性アモルファスシリコン膜６３をフォトリソグラフィ法により連続してパターニングすることにより、図７に示すように、オーミックコンタクト層４４、４５および半導体薄膜４２を形成する。
【００３６】
次に、図８に示すように、半導体薄膜４２およびオーミックコンタクト層４４、４５を含むゲート絶縁膜４１の上面全体にスパッタ法によりクロム系金属膜を成膜し、クロム系金属膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより、ソース電極４６およびドレイン電極４７を含むデータライン３５を形成する。
【００３７】
次に、薄膜トランジスタ３３などを含むゲート絶縁膜４１の上面全体にＣＶＤ法により窒化シリコンからなるオーバーコート膜４８を成膜する。次に、オーバーコート膜４８のソース電極４６の所定の箇所に対応する部分にフォトリソグラフィ法によりコンタクトホール４９を形成する。
【００３８】
次に、図１に示すように、コンタクトホール４９内を含むオーバーコート膜４８の上面全体にスパッタ法によりＩＴＯ膜を成膜し、ＩＴＯ膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより、画素電極３２をコンタクトホール４９を介してソース電極４６に接続させて形成する。次に、画素電極３２を含むオーバーコート膜４８の上面に配向膜５０を形成する。かくして、図１に示す薄膜トランジスタ基板３１側が得られる。
【００３９】
このように、この製造方法では、薄膜トランジスタ基板３１上に、高反射性のアルミニウム系金属により、上面に微細な凹部３７ａを有する反射層３７を形成しているので、反射層３７下の薄膜トランジスタ基板３１の上面に微細な凹部を形成する必要はない。また、ＩＴＯからなる画素電極３２は反射機能を備えていないので微細な凸凹状とする必要はなく、従ってその下のオーバーコート膜４８の上面に微細な凹部を形成する必要もない。この結果、オーバーコート膜４８を窒化シリコンなどからなる無機材料をＣＶＤ法により成膜して形成しても、何ら支障はなく、オーバーコート膜４８の耐熱性、耐薬品浸食性、耐湿性を向上することができる。
【００４０】
（第２実施形態）
図９はこの発明の第２実施形態としての液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板３１側の図１同様の断面図を示したものである。この液晶表示装置において、図１に示す場合と異なる点は、反射層３７を、薄膜トランジスタ基板３１上ではなく、ゲート絶縁膜４１上に設けたことである。
【００４１】
次に、この液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板３１側の製造方法の一例の一部について説明する。この場合、図７に示す状態において、当然のことながら、薄膜トランジスタ基板３１上には反射層３７は形成されていない。そして、図７に示す状態において、半導体薄膜４２およびオーミックコンタクト層４４、４５を含むゲート絶縁膜４１の上面全体にスパッタ法によりアルミニウム系金属膜を成膜し、アルミニウム系金属膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより、図１０に示すように、ソース電極４６およびドレイン電極４７などを形成し、その形成と同時に、ゲート絶縁膜４１の上面の所定の箇所に反射層３７を形成する。パターニングは、反射層３７が、ソース電極４６、およびドレイン電極４７を含むデータライン３５などのいずれの配線にも接続されないよう電気的に分離された島状に形成する。
【００４２】
この状態では、反射層３７の下面はゲート絶縁膜４１のほぼ平坦な上面に追従してほぼ平坦であり、上面もほぼ平坦である。また、この場合、反射層３７を、ソース電極４６およびドレイン電極４７などの形成と同時にソース電極４６およびドレイン電極４７などと同一の材料つまり高反射性のアルミニウム系金属膜によって形成しているので、プロセスの増加は生じない。
【００４３】
次に、図１１に示すように、薄膜トランジスタ３３およびデータライン３５などを含むゲート絶縁膜４１の上面にレジスト膜７１をパターン形成する。この場合、レジスト膜７１の反射層３７に対応する部分には開口部７２が形成されている。次に、ふっ酸系溶液例えばＮＨ４Ｆ溶液を用いてハーフエッチングを行うと、反射層３７の上面に微細な凹部３７ａが形成される。次に、レジスト膜７１を剥離する。
【００４４】
次に、図９に示すように、薄膜トランジスタ３３などを含むゲート絶縁膜４１の上面全体にＣＶＤ法により窒化シリコンからなるオーバーコート膜４８を成膜する。次に、オーバーコート膜４８のソース電極４６の所定の箇所に対応する部分にフォトリソグラフィ法によりコンタクトホール４９を形成する。
【００４５】
次に、コンタクトホール４９内を含むオーバーコート膜４８の上面全体にスパッタ法によりＩＴＯ膜を成膜し、ＩＴＯ膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより、画素電極３２をコンタクトホール４９を介してソース電極４６に接続させて形成する。次に、画素電極３２を含むオーバーコート膜４８の上面に配向膜５０を形成する。かくして、図９に示す薄膜トランジスタ基板３１側が得られる。
【００４６】
このように、この製造方法では、ゲート絶縁膜４１上に、高反射性のアルミニウム系金属により、上面に微細な凹部３７ａを有する反射層３７を形成しているので、反射層３７下のゲート絶縁膜４１の上面に微細な凹部を形成する必要はない。また、ＩＴＯからなる画素電極３２は反射機能を備えていないので微細な凸凹状とする必要はなく、従ってその下のオーバーコート膜４８の上面に微細な凹部を形成する必要もない。この結果、この場合も、オーバーコート膜４８を窒化シリコンなどからなる無機材料をＣＶＤ法により成膜して形成しても、何ら支障はなく、オーバーコート膜４８の耐熱性、耐薬品浸食性、耐湿性を向上することができる。
【００４７】
（第３実施形態）
図１２はこの発明の第３実施形態としての液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板３１側の図１同様の断面図を示したものである。この液晶表示装置において、図１に示す場合と異なる点は、画素電極３２に反射板としての機能を持たせたことである。
【００４８】
次に、この液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板３１側の製造方法の一例の一部について説明する。この場合、図８に示す状態において、当然のことながら、薄膜トランジスタ基板３１上には反射層３７は形成されていない。そして、図８に示す状態において、コンタクトホール４９内を含むオーバーコート膜４８の上面全体にスパッタ法によりアルミニウム系金属膜を成膜し、アルミニウム系金属膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより、図１３に示すように、画素電極３２をコンタクトホール４９を介してソース電極４６に接続させて形成する。
【００４９】
この状態では、画素電極３２の下面はゲート絶縁膜４１のほぼ平坦な上面に追従してほぼ平坦であり、上面もほぼ平坦である。また、この場合、画素電極３２を高反射性のアルミニウム系金属膜によって形成しているだけであるので、プロセスの増加は生じない。
【００５０】
次に、ふっ酸系溶液例えばＮＨ４Ｆ溶液を用いてハーフエッチングを行うと、図１２に示すように、画素電極３２の上面に微細な凹部３２ａが形成される。次に、画素電極３２を含むオーバーコート膜４８の上面に配向膜５０を形成する。かくして、図１２に示す薄膜トランジスタ基板３１側が得られる。
【００５１】
このように、この製造方法では、オーバーコート膜４８上に、高反射性のアルミニウム系金属により、上面に微細な凹部３２ａを有する画素電極３２を形成しているので、画素電極３２下のオーバーコート膜４８の上面に微細な凹部を形成する必要はない。従って、この場合も、オーバーコート膜４８を窒化シリコンなどからなる無機材料をＣＶＤ法により成膜して形成しても、何ら支障はなく、オーバーコート膜４８の耐熱性、耐薬品浸食性、耐湿性を向上することができる。また、画素電極３２の上面に微細な凹部３２ａを形成するとき、レジスト膜を用いていないので、上記第１、第２実施形態の場合と比較して、製造工程数を少なくすることができる。
【００５２】
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態では、チャネル保護タイプのアモルファスシリコン薄膜トランジスタについて説明したが、これに限らず、チャネルエッチタイプのアモルファスシリコン薄膜トランジスタやボトムゲートタイプのポリシリコン薄膜トランジスタなどであってもよい。また、スイッチング素子として、薄膜トランジスタの他、ＭＩＭなどの非線形素子を用いた液晶表示装置にも適用可能である。さらに、スイッチング素子を用いた液晶表示装置に限らず、単純マトリクス型の液晶表示装置などにも適用可能である。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、表示面とは反対側がほぼ平坦な反射層の表示面側を微細な凸凹としているので、凸凹な反射層下の絶縁層の上面を微細な凸凹とする必要はなく、従って凸凹な反射層下の絶縁層の上面をほぼ平坦とすることができる。この結果、画素電極下の絶縁膜（オーバーコート膜）を窒化シリコンなどの無機材料によって形成することが可能となり、画素電極下の絶縁膜の耐熱性、耐薬品浸食性、耐湿性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態としての液晶表示装置の要部の断面図。
【図２】図１に示す液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板側の透過平面図。
【図３】図１および図２に示す液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板側の製造に際し、当初の製造工程の断面図。
【図４】図３に続く製造工程の断面図。
【図５】図４に続く製造工程の断面図。
【図６】図５に続く製造工程の断面図。
【図７】図６に続く製造工程の断面図。
【図８】図７に続く製造工程の断面図。
【図９】この発明の第２実施形態としての液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板側の図１同様の断面図。
【図１０】図９に示す薄膜トランジスタ基板側の製造に際し、所定の製造工程の断面図。
【図１１】図１０に続く製造工程の断面図。
【図１２】この発明の第３実施形態としての液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板側の図１同様の断面図。
【図１３】従来の液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板側の透過平面図。
【図１４】図１３に示す薄膜トランジスタ基板側の製造に際し、当初の製造工程の断面図。
【図１５】図１４に続く製造工程の断面図。
【図１６】図１５に続く製造工程の断面図。
【図１７】図１６に続く製造工程の断面図。
【符号の説明】
３１ 薄膜トランジスタ基板
３２ 画素電極
３２ａ 凹部
３３ 薄膜トランジスタ
３７ 反射層
３７ａ 凹部
３８ ゲート電極
４１ ゲート絶縁膜
４６ ソース電極
４７ ドレイン電極
４８ オーバーコート膜
５１ 対向基板
５６ 液晶
Claims (11)
- ２枚の基板間に液晶が封入された液晶表示装置において、前記２枚の基板のうちの表示面側とは反対側の一の基板の内面側に表示面側が微細な凸凹でその反対側がほぼ平坦な多結晶状態の金属からなる反射層が設けられるとともに、前記表示面側とは反対側の基板の内面側に複数の画素電極がマトリクス状に配置され、前記複数の画素電極にそれぞれスイッチング素子が接続され、前記反射層は前記スイッチング素子を構成する電極のいずれかと同一の平面上に該電極と同一の材料によって形成されて設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項１に記載の発明において、前記反射層は前記表示面側とは反対側の基板と前記各画素電極との間にそれぞれ設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項１に記載の発明において、前記反射層と前記画素電極との間に無機材料からなる絶縁膜が設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
- ２枚の基板間に液晶が封入された液晶表示装置の製造方法において、前記２枚の基板のうちの表示面側とは反対側の基板の内面側に表示面側およびその反対側がほぼ平坦な多結晶状態の金属からなる反射層を形成し、前記表示面側とは反対側の基板の内面側に複数の画素電極をマトリクス状に形成し、前記反射層を前記複数の画素電極にそれぞれ接続されるスイッチング素子を構成するいずれかの電極の形成と同時に該電極と同一の材料によって形成し、該反射層の表示面側に異方性エッチングにより微細な凹部を形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
- 請求項４に記載の発明において、前記反射層を、前記複数の画素電極にそれぞれ対応するように形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
- 請求項４に記載の発明において、前記反射層上に無機材料からなる絶縁膜を形成し、その上に前記画素電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
- 請求項４に記載の発明において、前記反射層と同時に形成する前記電極の表面に陽極酸化膜を形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
- 請求項４に記載の発明において、前記異方性エッチングは加工液を用いたハーフエッチングであることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
- 請求項４に記載の発明において、前記反射層をアルミニウム系金属によって形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
- 請求項９に記載の発明において、前記異方性エッチングはふっ酸系溶液を用いた前記反射層に対するハーフエッチングであることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
- 請求項１０に記載の発明において、前記ふっ酸系溶液はＮＨ４Ｆ溶液であることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
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