JP4012405B2 - 薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の製造方法に関するものであり、さらに詳しくは傾斜散光表面（slant diffuser）を形成した画素電極を有する反射式薄膜トランジスタ液晶表示装置及びその反射層（reflected layer）の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜トランジスタの製造技術の急速な進歩によって、液晶表示装置は体積が小さく、軽量で、パワーの消費が少ないなどの優れた特徴を具えるようになった。このためパーソナルデジタルアシスト、ノートブックタイプのコンピュータ、高画質カラーテレビ又は携帯電話機など各種の電子製品に幅広く、かつ大量に使用されている。
【０００３】
新しい時代の反射式液晶表示装置を例に挙げると、これは外部から入射する光源を利用してディスプレー効果を得るものであって、薄膜トランジスタのドレインに対して電気的に接続した画素電極（pixel electrode）は、金属材質によって構成されて必要とされる反射特性を得る。また、外部の光源から光がこの種の画素電極に照射されると、該照射された光が反射し、液晶分子及びカラーフィルタを透かして対応する画像をディスプレーに結像する。このような液晶表示装置は、外部の光線を液晶表示装置の光源とするため、液晶表示装置を構成する上でバックライトを付加する必要がなく、従来の液晶表示装置に比してさらに軽量、薄型化を達成することができ、かつさらに大きな節電効果を得る液晶表示装置であるといえる。
【０００４】
上述の反射式液晶表示装置において技術上注意すべき点は、外部から照射される光線を光源とする点にある。即ち、如何にして画素電極の光線反射効率を高めるかが極めて重要なポイントとなる。従って、従来の反射式液晶表示装置においては、分極板などの手段を設けることによって入射光の位相を調整し、光線の反射効率を高める技術が応用されている。
【０００５】
しかしながら、分極板などの手段を付加することは、実際の生産に応用した場合、工程を増加して手間がかかるのみならず、製造コストも高くなる。
【０００６】
このため、表面の粗い画素電極を利用して反射層とする技術が常用されている。即ち、画素電極は、その粗い表面の散光特性（diffuser）によって外部から入射する光を十分に利用して、反射効率を大幅に高めて液晶表示装置の輝度を高める技術である。
【０００７】
図１に、表面に散光特性を有する従来の画素電極を開示する。図面によれば、ガラス基板（１０）にゲート電極構造（１２）を形成し、該ゲート電極構造（１２）の表面を覆う絶縁層（１２）を形成する。次いで、該ゲート電極構造（１２）の上方に当たる位置に半導体層（１６）、ドーピング半導体層（１８）と金属層との積層構造を形成する。該半導体層（１６）は無定形ケイ素（amorphous Si）を選択してもよい。また、マイクロフォトエッチングの工程を経てドレイン（２１）とソース（２２）とを形成し、薄膜トランジスタ全体の構造を形成した後、さらに別途、次の工程を進める。即ち、画素電極を形成する領域にフォトレジスト材料によって複数のバンプ（２６）を形成し、保護層（２８）を該バンプ上に形成して、画素（３０）をその上に形成する。このため、画素（３０）は凹凸形状が連続して起伏する波状の粗い表面を具えることになり、全体的な反射効率を高めることができる。
【０００８】
しかし、フォトレジスト材料によって前記バンプ（２６）を形成する場合は、フォトレジスト層をガラス基板（１０）の表面に沈着させてレジストコーティングを行ない、さらにマイクロフォトエッチングによる露光工程によってそれぞれのバンプ（２６）のパターンを形成し、ついで現像、焼き付けなどの工程を実施する。即ち、フォトマスクを利用したマイクロフォトエッチングの工程が余分に追加されることになり、液晶表示装置の製造工程が煩雑となるとともに、このように別途製造工程を追加することは液晶表示装置の製造工程に必要する時間を延長させることになり、生産性を低下させることに繋がる。
【０００９】
さらに、図１に開示するバンプ２６について言えば、反射式薄膜トランジスタ液晶表示装置の反射効率、即ち外部の光源から入射する光に対する反射効率を高めることができるが、その全体的な設計からみれば、光線を反射する角度と範囲について、適宜な調整と制限を加えていない。このため、薄膜トランジスタ液晶表示装置の画面の輝度を十分に高めるための効果が得られず、ユーザーが画面に再生される画像を見る場合、理想的な輝度を提供することができない。
【００１０】
従って、フォトマスクとマイクロフォト技術に係る工程を追加しない条件の下に在って、粗い散光面を有する画像電極を具えた薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）であって、如何にして外部から入射する光を効果的に反射するとともに、その反射光線をユーザー側から画面を見る角度の範囲内にできる限り集中させて、反射光線がその他必要のない方向に反射されて無駄になることを低減できるかが、次の時代の反射式薄膜トランジスタ液晶表示装置の設計上の重要な課題となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、粗い表面を有する画素電極を具え、外部の光源から入射する光線の反射効率が高く、液晶表示装置の輝度を高めることのできる薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の課題は、薄膜トランジスタ液晶表示装置の粗い表面を具える画素電極であり、かつ高い反射効果と、反射光線の反射角度及び反射方向の範囲を調整できる画素電極の製造方法で、マイクロフォトグラフィに係る工程を増加させることのない製造方法を提供することにもある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで、本発明者は、従来の技術に見られる欠点に鑑みて鋭意研究を重ね、透明絶縁基板にゲート電極構造と、尾根状ブロックを形成した第１金属層と、該尾根状ブロックの第１傾斜側辺に沿って第１傾斜表面を呈し、かつ該第２傾斜側辺に沿って第２傾斜表面を呈する第１絶縁層と、半導体層と、エッチングストッパー（Etching Stopper）を形成する第２絶縁層と、ソース構造とドレイン構造とを形成する第２金属層と、保護層と、画素電極とを積層してなる構造が前記課題を解決できることに着目し、かかる見地から本発明を完成させた。
【００１４】
即ち、本願の第１の発明は、透明絶縁基板に第１金属層を形成し、該第１金属層に対して第１のマイクロフォトエッチングを行なってゲート電極構造と、第１傾斜側辺と第２傾斜面側辺を有する尾根状ブロックを形成する。さらに絶縁層を形成して該ゲート電極構造と、尾根状ブロックと、透明絶縁基板の表面を被覆し、該第１絶縁層の表面に半導体層を形成し、第２絶縁層を形成して該半導体層と第１絶縁層の表面を覆う第２絶縁層を形成し、かつ該第２絶縁層に対して、第２のマイクロフォトエッチングを行ない該ゲート電極構造上方の該半導体層の表面にエッチングストッパー（Etching Stopper）を形成する。次いで、第２金属層を形成し、該第２金属層に対して第３のマイクロフォトエッチングを行ない該エッチングストッパーの両側にソース構造とドレイン構造とを形成する。さらに保護層と、画素電極を形成して薄膜トランジスタ液晶表示装置を構成することによって、本発明の課題を解決することができる。
【００１５】
かくして、第一の発明によれば、
透明絶縁基板上に傾斜散光面を有する画素電極を形成する薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の製造方法であって、
該透明絶縁基板に第１金属層を形成し、該第１金属層に対して第１のマイクロフォトエッチングを行なうことにより、ゲート電極構造を形成するとともに、画素電極を形成する画像表示領域に対応する領域に形成され、かつ第１傾斜側辺と第２傾斜面側辺を有する尾根状ブロックを形成する工程と、
該ゲート電極構造と、尾根状ブロックと、透明絶縁基板の表面を被覆するとともに、該尾根状ブロックの第１傾斜側辺に沿って第１傾斜表面を呈し、かつ該第２傾斜側辺に沿って第２傾斜表面を呈する第１絶縁層を形成する工程と、
該第１絶縁層の表面に半導体層のパターンを形成して薄膜トランジスタのチャネルエリアとする工程と、
該半導体層と第１絶縁層の表面を覆う第２絶縁層を形成し、かつ該第２絶縁層に対して、第２のマイクロフォトエッチングを行ない、該ゲート電極構造上方の該半導体層の表面にエッチングストッパー（Etching Stopper）を形成する工程と、
該エッチングストッパーと、半導体層と第１絶縁層の表面に第２金属層を形成するとともに、該第２金属層に対して第３のマイクロフォトエッチングを行ない該エッチングストッパーの両側にソース構造とドレイン構造とを形成する工程と、
さらに保護層を形成し、かつ該ソース構造とドレイン構造との一部領域を露出させる工程と、
該保護層の表面に画素電極を形成し、かつ該画素電極と該ドレイン構造とを電気的に接続する工程とを含むことを特徴とする傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法
が提供される。
【００１６】
また、第二の発明によれば、
透明絶縁基板上に傾斜散光面を有する画素電極を形成する薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の製造方法であって、
該透明絶縁基板に第１金属層を形成し、該第１金属層に対して第１のマイクロフォトエッチングを行ない、ゲート電極構造と、画素電極を形成する画像表示領域に対応する領域に形成され、かつ第１傾斜側辺と第２傾斜面側辺を有する尾根状ブロックを形成する工程と、
該ゲート電極構造と、尾根状ブロックと、透明絶縁基板の表面を被覆するとともに、該尾根状ブロックの第１傾斜側辺に沿って第１傾斜表面を呈し、かつ該第２傾斜側辺に沿って第２傾斜表面を呈する第１絶縁層を形成する工程と、
該第１絶縁層上にゲート極絶縁層と半導体層とを順に形成し、かつ第２絶縁層を該半導体層と第１絶縁層の表面に形成する工程と、
該第２絶縁層対して第２のマイクロフォトエッチングを行ない該ゲート電極構造の上方にエッチングストッパーを形成する工程と、
ケイ素層と第２金属層とを透明絶縁基板上に順に沈着させて形成し、さらに該第２金属層に第３のマイクロフォトエッチングを行なって該エッチングストッパーの両側にそれぞれソース構造とドレイン構造とを形成する工程と、
保護層を形成し、かつ該ソース構造とドレイン構造との一部領域を露出させる工程と、
該保護層の表面に画素電極を形成し、かつ該画素電極と該ドレイン構造とを電気的に接続する工程とを含むことを特徴とする傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法
が提供される。
【００１７】
さらに、第三の発明によれば、
透明絶縁基板上に傾斜散光面を有する画素電極を形成する薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の製造方法において、
該透明絶縁基板に第１金属層を形成し、該第１金属層に対して第１のマイクロフォトエッチングを行ない、ソース構造と、ドレイン構造と、画素電極を形成する画像表示領域に対応する領域に形成され、かつ第１傾斜側辺と第２傾斜面側辺を有する尾根状ブロックを形成する工程と、
該ソース構造と、ドレイン構造と、尾根状ブロックと、透明絶縁基板の表面を被覆する被覆半導体層を形成する工程と、
該半導体層上に絶縁層を形成する工程と、
該絶縁層上に第２金属層を形成する工程と、
該第２金属層と、絶縁層と、半導体層とに対して第２のマイクロフォトエッチングを行ない該ゲート電極構造のパターンを形成するとともに、該ゲート電極構造下方の一部半導体層を薄膜トランジスタのチャネルエリアとする工程と、
さらに保護層を形成し、かつ該ソース構造とドレイン構造との一部領域を露出させる工程と、
該保護層の表面に画素電極を形成し、かつ該画素電極と該ドレイン構造とを電気的に接続する工程とを含むことを特徴とする傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法
が提供される。
【００１８】
以下、本発明について詳述する。
請求項１に記載する薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の製造方法は透明絶縁基板上に傾斜散光面を有する画素電極を形成する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法であって、該透明絶縁基板に第１金属層を形成し、該第１金属層に対して第１のマイクロフォトエッチングを行なうことによって、ゲート電極構造を形成するとともに、画素電極を形成する画像表示領域に対応する領域に形成され、かつ第１傾斜側辺と第２傾斜面側辺を有する尾根状ブロックを形成する工程と、該ゲート電極構造と、尾根状ブロックと、透明絶縁基板の表面を被覆するとともに、該尾根状ブロックの第１傾斜側辺に沿って第１傾斜表面を呈し、かつ該第２傾斜側辺に沿って第２傾斜表面を呈する第１絶縁層を形成する工程と、該第１絶縁層の表面に半導体層のパターンを形成して薄膜トランジスタのチャネルエリアとする工程と、該半導体層と第１絶縁層の表面を覆う第２絶縁層を形成し、かつ該第２絶縁層に対して、第２のマイクロフォトエッチングを行ない、該ゲート電極構造上方の該半導体層の表面にエッチングストッパー（Etching Stopper）を形成する工程と、該エッチングストッパーと、半導体層と第１絶縁層の表面に第２金属層を形成するとともに、該第２金属層に対して第３のマイクロフォトエッチングを行ない該エッチングストッパーの両側にソース構造とドレイン構造とを形成する工程と、さらに保護層を形成し、かつ該ソース構造とドレイン構造との一部領域を露出させる工程と、該保護層の表面に画素電極を形成し、かつ該画素電極と該ドレイン構造とを電気的に接続する工程とを含む。
【００１９】
請求項２に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１の第１のマイクロフォトエッチング工程において、該第１金属層を沈着によって成膜した後、さらにフォトレジスト材料を該第１金属層の表面に塗布し、ハーフトーン・フォトマスクを利用するか、スリット・フォトマスクを利用する又は複数回露光する方式から選択されるマイクロフォト工程によって該フォトレジスト材料にパターンを形成し、該フォトレジスト材料を露光して現像した後のパターンがゲート極フォトレジストブロックと、尾根状パターンブロックとを含むようにする。
【００２０】
請求項３に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１における記第２絶縁層に対して第２のマイクロフォトエッチングを行なう場合、該第２絶縁層によって前記エッチングストッパーを形成すると同時に、該第２絶縁層によってなる複数の絶縁バンプであって、前記尾根状ブロックの第１傾斜表面に分布する複数の絶縁バンプを同時に形成する。
【００２１】
請求項４に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項３における複数の絶縁バンプを尾根状ブロックの第１傾斜表面に形成した後、該第２金属層に対して第３のマイクロフォトエッチングを行ないソース構造とドレイン構造を形成する場合、該第２金属層によって同時に該複数の絶縁バンプと交錯して配列され該第１傾斜表面に分布する複数の金属バンプを形成する。
【００２２】
請求項５に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項４における複数の金属バンプが、それぞれ個々の金属バンプがいずれも２つの前記絶縁ブロックの間に形成されて、該絶縁ブロックに隣接するように形成される。
【００２３】
請求項６に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項３における第１絶縁層上の複数の絶縁バンプが、前記第１傾斜表面と、第２傾斜表面のいずれにも均一に分布するように形成される。
【００２４】
請求項７に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項６における複数の絶縁バンプを該尾根状ブロックの第１傾斜表面と、第２傾斜のいずれにも形成した後、該第２金属層に対して第３のマイクロフォトエッチングを行ないソース構造とドレイン構造を形成する場合、該第２金属層によって同時に該複数の絶縁バンプと交錯して配列され該第１傾斜表面と第２傾斜表面のいずれにも分布する複数の金属バンプを形成する。
【００２５】
請求項８に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１における第1金属層と第２金属とがアルミニウム、チタン、クロム、タングステン又はタンタルから選択される。
【００２６】
請求項９に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１における第1金属層と第２金属とがアルミニウム、チタン、クロム、タングステン又はタンタルから任意に選択される少なくとも二以上の合金である。
【００２７】
請求項１０に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、透明絶縁基板上に傾斜散光面を有する画素電極を形成する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法であって、該透明絶縁基板に第１金属層を形成し、該第１金属層に対して第１のマイクロフォトエッチングを行ない、ゲート電極構造と、画素電極を形成する画像表示領域に対応する領域に形成され、かつ第１傾斜側辺と第２傾斜面側辺を有する尾根状ブロックを形成する工程と、該ゲート電極構造と、尾根状ブロックと、透明絶縁基板の表面を被覆するとともに、該尾根状ブロックの第１傾斜側辺に沿って第１傾斜表面を呈し、かつ該第２傾斜側辺に沿って第２傾斜表面を呈する第１絶縁層を形成する工程と、該第１絶縁層上にゲート極絶縁層と半導体層とを順に形成し、かつ第２絶縁層を該半導体層と第１絶縁層の表面に形成する工程と、該第２絶縁層対して第２のマイクロフォトエッチングを行ない該ゲート電極構造の上方にエッチングストッパーを形成する工程と、ケイ素層と第２金属層とを透明絶縁基板上に順に沈着させて形成し、さらに該第２金属層に第３のマイクロフォトエッチングを行なって該エッチングストッパーの両側にそれぞれソース構造とドレイン構造とを形成する工程と、保護層を形成し、かつ該ソース構造とドレイン構造との一部領域を露出させる工程と、該保護層の表面に画素電極を形成し、かつ該画素電極と該ドレイン構造とを電気的に接続する工程とを含む。
【００２８】
請求項１１に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１０における第１のマイクロフォトエッチング工程が、前記第１金属層を沈着によって成膜した後、フォトレジスト材料を該第１金属層の表面に塗布し、ハーフトーン・フォトマスクを利用するか、スリット・フォトマスクを利用する又は複数回露光する方式から選択されるマイクロフォト工程によって該フォトレジスト材料にパターンを形成し、該フォトレジスト材料を露光して現像した後のパターンがゲート極フォトレジストブロックと、尾根状パターンブロックとを含むようにする工程である。
【００２９】
請求項１２に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１０における第２金属層に対して第３のマイクロフォトエッチングを行なう場合、該第１絶縁層表面に該第２金属層によってなる複数の金属バンプを形成する。
【００３０】
請求項１３に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１２おける金属バンプが、所定の間隔を以って前記第１傾斜表面に分布する。
【００３１】
請求項１４に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１０における第1金属層と第２金属とがアルミニウム、チタン、クロム、タングステン又はタンタルから選択される。
【００３２】
請求項１５に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１０における第1金属層と第２金属とがアルミニウム、チタン、クロム、タングステン又はタンタルから任意に選択される少なくとも２以上の合金である。
【００３３】
請求項１６に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、透明絶縁基板上に傾斜散光面を有する画素電極を形成する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法であって、該透明絶縁基板に第１金属層を形成し、該第１金属層に対して第１のマイクロフォトエッチングを行ない、ソース構造と、ドレイン構造と、画素電極を形成する画像表示領域に対応する領域に形成され、かつ第１傾斜側辺と第２傾斜面側辺を有する尾根状ブロックを形成する工程と、該ソース構造と、ドレイン構造と、尾根状ブロックと、透明絶縁基板の表面を被覆する被覆半導体層を形成する工程と、該半導体層上に絶縁層を形成する工程と、該絶縁層上に第２金属層を形成する工程と、該第２金属層と、絶縁層と、半導体層とに対して第２のマイクロフォトエッチングを行ない該ゲート電極構造のパターンを形成するとともに、該ゲート電極構造下方の一部半導体層を薄膜トランジスタのチャネルエリアとする工程と、さらに保護層を形成し、かつ該ソース構造とドレイン構造との一部領域を露出させる工程と、該保護層の表面に画素電極を形成し、かつ該画素電極と該ドレイン構造とを電気的に接続する工程とを含む。
【００３４】
請求項１７に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１６における第１のマイクロフォトエッチング工程が、前記第１金属層を沈着によって成膜した後、フォトレジスト材料を該第１金属層の表面に塗布し、ハーフトーン・フォトマスクを利用するか、スリット・フォトマスクを利用するか又は複数回露光する方式から選択されるマイクロフォト工程によって該フォトレジスト材料にパターンを形成し、該フォトレジスト材料を露光して現像した後のパターンがゲート極フォトレジストブロックと、尾根状パターンブロックとを含むようにする工程である。
【００３５】
請求項１８に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１６における第２のマイクロフォトエッチングを行なう場合、同時に前記第２金属層と、絶縁層と、半導体層とによってなる複数のバンプを前記尾根状ブロックの表面に堆積させて形成する。
【００３６】
請求項１９に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１６における第２のマイクロフォトエッチングを行なう場合、同時に前記第２金属層によってなる複数の金属バンプを前記尾根状ブロックの表面に形成する。
【００３７】
請求項２０に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１６における第２のマイクロフォトエッチングを行なう場合、同時に前記半導体層によってなる複数の半導体バンプを前記尾根状ブロックの表面に形成する。
【００３８】
請求項２１に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１６における第1金属層と第２金属とがアルミニウム、チタン、クロム、タングステン又はタンタルから選択される。
【００３９】
請求項２２に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１６における記第1金属層と第２金属とがアルミニウム、チタン、クロム、タングステン又はタンタルから任意に選択される少なくとも二以上の合金である。
【００４０】
【発明の実施の形態】
本発明は、傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜液晶表示装置、及びその製造方法に関し、薄膜トランジスタを構成する各層のパターンを形成する場合、画素電極を形成する領域に尾根形状バンプを形成して、外部の光源から入射する光の反射角度を調整する。また、該尾根形状バンプの表面に密集して分布する絶縁バンプと、金属バンプを形成して入射光線の反射効率を高める。よって、その後の工程によって例えば、保護層、画素電極層などを沈着させる場合、これらブロックの表面の起伏に沿って堆積されて反射式液晶表示装置の設計に必要とされる凹凸構造の散光表面を形成する。
かかる反射式薄膜トランジスタ液晶表示装置の構造と特徴を説明するために、具体的な実施例を挙げ、図面を参照にして以下に詳述する。
【００４１】
【実施例】
実施例１
図２に開示するように透明絶縁基板（５０）上に第1金属層（５２）を形成する。該透明絶縁基板（５０）としては、例えばガラス、石英又はその他透過性を有する透明絶縁材料が用いられる。また、第１金属層（５２）を成膜する工程は、例えばスパッタリングなどの物理的蒸着（ＰＶＤ）工程によって該透明絶縁基板（５０）の表面に金属フィルムを形成する。該第1金属層（５２）はアルミニウム、チタン、クロム、タングステン又はタンタルから選択される。または、これら金属から任意に選択される少なくとも２以上の金属の合金であってもよい。
【００４２】
次いで、第１マイクロフォトエッチング工程によってゲート電極構造（５６）と尾根状ブロック（５８）を形成する。好ましくは、先にフォトレジスト材料を第１金属層（５２）の表面に塗布し、露光、現像などの工程を経てフォトレジストブロック（５４）（５５）を第１金属層（５２）上に形成する。ここにおいて形成されるフォトレジストブロック（５４）はゲート電極のパターン構造を形成するためのものであり、フォトレジストブロック（５５）は傾斜側辺を有する尾根状構造を有し、後続のエッチング工程によって尾根状の金属ブロック（５８）を形成するためのものである。即ち、フォトレジストブロック（５４）（５５）をエッチングのマスクとし、第１金属層（５２）に対して例えば、イオン反応エッチング（RIE）などのドライエッチングによる第１マイクロフォトエッチング工程を施し、透明絶縁基板（５０）上にゲート電極構造（５６）と複数の尾根状ブロック（５８）を同時に形成する。
【００４３】
好ましくはハーフトーン・フォトマスク又はスリット・フォトマスクを利用するか、複数回露光する方式で、フォトレジストを傾斜したブロックに形成し、さらにドライエッチングによって下層の金属構造を形成する。ここで形成される尾根状ブロック（５８）を形成するためのフォトレジストブロック（５５）は、画面の表示領域に対応した位置に形成される。即ち、尾根状ブロック（５８）の位置は後続の工程によって画素電極が形成される領域（A）に対応する位置に形成される。それぞれの尾根状ブロック（５８）はいずれも長い傾斜辺（５８a）と短い傾斜辺（５８b）とを有する。当業者であれば分かるようにゲート電極構造（５６）を形成する第１マイクロフォトエッチングの工程においては、通常透明絶縁基板（５０）の表面にコンデンサ電極、走査線構造（いずれも図示しない）等をついでに形成する。
【００４４】
余剰のフォトレジストブロック（５４）（５５）を除去した後、図３に開示するようにゲート電極構造（５６）と、尾根状ブロック（５８）と、透明絶縁基板（５０）の表面に第１絶縁層（６０）を沈着させて成膜する。該第１絶縁層（６０）は尾根状ブロック（５８）の長い傾斜辺（５８a）に沿って長い傾斜表面（６０a）を形成し、短い傾斜辺（５８b）に沿って短い傾斜表面（６０b）を形成する。好ましくは、該第１絶縁層（６０）は酸化ケイ素（SiO2）、窒化ケイ素(SiNx)又は窒酸化ケイ素(SiON)等の適宜な絶縁材料によって構成され、例えば、低温化学蒸着（CVD）などによって窒化ケイ素材料を沈着させて該第１絶縁層（６０）を形成する。
【００４５】
次いで、図４に開示するように、第１絶縁層（６０）を沈着させて形成した後、ゲート電極構造（５６）の上方にゲート極絶縁層（６２）と半導体層（６４）のパターンを形成する。即ち、第１絶縁層（６０）の表面にゲート極絶縁層（６２）と半導体層（６４）とを順に沈着させ、更にエッチングの工程によってゲート電極構造（５６）の上方に所望のパターンを形成して、後続の工程によって形成する薄膜トランジスタ（TFT）素子のチャネルとする。また、その他部分の半導体層（６４）とゲート極絶縁層（６２）は除去して第１絶縁層（６０）の表面を露出させる。一般にはゲート極絶縁層（６２）は窒酸化ケイ素などの絶縁材料を選択して形成する。半導体層（６４）は無定形ケイ素材料などによってなる。ついで第２絶縁層（６６）を形成し、半導体層（６４）と第１絶縁層（６０）の表面を覆う。
【００４６】
次に、図４に示す第２絶縁層（６６）に対して、マイクロフォトエッチングの工程を施し、図５に示すようにゲート電極構造（５６）上方の半導体層（６４）の表面にエッチングストッパー（Etching Stopper）（６７）を形成する。次いでドーピングケイ素層（６８）と第２金属層（７０）を該エッチングストッパー（Etc hing Stopper）（６７）と、半導体層（６４）、及び第１絶縁層（６０）の表面に形成する。
【００４７】
次に、図６に開示するように第２金属層（７０）と、ドーピングケイ素層（６８）に対してマイクロフォトエッチング工程を進行させ、エッチングストッパー（Etching Stopper）（６７）の両側に位置する半導体層（６４）の表面にそれぞれソース構造（７２）とドレイン構造（７４）とを形成する。該エッチングストッパー（Etching Stopper）（６７）の作用はソース構造（７２）とドレイン構造（７４）を形成するマイクロフォトエッチングの工程を進行させる場合、その下方をチャネルとして使用する半導体層（６４）に傷害を与えることを防ぐことにある。ソース構造（７２）とドレイン構造（７４）を形成した後透明絶縁基板（５０）上に更に保護層（７６）を形成する。次いでエッチングによってソース構造（７２）とドレイン構造（７４）の一部表面を露出させる。即ち、後続の工程において、電気的接続を行なうための金属コンタクトホールを形成する。好ましくは、該保護層（７６）は窒化ケイ素材料によって形成する。
【００４８】
図７に開示する工程においては、保護層（７６）の表面にドレイン構造（７４）に対して電気的に接続する画素電極（７８）を形成する。反射式薄膜トランジスタ液晶表示装置においては、画素電極（７８）は同時に反射層としての作用も有する。よってその材質は好ましい反射特性を有する金属材料などを選択する。好ましくはアルミニウム材料を選択する。
【００４９】
ここで注目すべき点は、前記ゲート電極構造（５６）を形成する第１マイクロフォトエッチング工程において、ゲート電極構造（５６）を形成する以外に画素電極（７８）を形成する領域に複数の尾根状ブロック（５８）を同時に形成する点にある。この為後続の工程によって沈着させ形成する例えば第１絶縁層（６０）等の各層は該尾根状ブロック（５８）の形状に沿ってその表面に沈着し、同様の外形を形成する。よって長い傾斜表面（６０a）と短い傾斜表面（６０b）とを具える。また、次いで形成される保護層（７６）も相対する起伏表面を有する。この為形成される画素電極（７８）は保護層（７６）の表面に沿って起伏し、設計上の要求に符合する粗い散光表面が形成される。
【００５０】
実施例２
図８に本発明の実施例２を開示する。実施例２は、上述の実施例１による製造方法とほぼ同様である。先ず、透明絶縁基板（５０）上に第１金属層を形成し、該第１金属層に対して第１マイクロフォトエッチング工程を進行させ、透明絶縁基板（５０）上にゲート電極構造（５６）と尾根状ブロック（５８）を形成する。該尾根状ブロック（５８）を形成する位置は、実施例１と同様に後続の工程によって画素電極を形成する領域（A）内である。次いで、第２絶縁層（６６）を形成して半導体層（６４）と第１絶縁層（６０）の表面を覆う。
【００５１】
次いで、図９に開示するように第２絶縁層（６６）に対してマイクロフォトエッチングの工程を進行させ、ゲート電極構造（５６）の上方にエッチングストッパー（Etching Stopper）（６７）を形成すると同時に、複数の尾根状ブロック（５８）上方の第１絶縁層（６０）の表面に複数の絶縁バンプ（６９）を形成する。該絶縁バンプ（６９）は、柱体状に形成され、第１絶縁層（６０）の長い傾斜表面（６０a）に沿って所定の間隔で分布するように形成される。当然のことながら、製造工程の必要性又は関連事項を考慮し該絶縁バンプ（６９）を第１絶縁層（６０）の短い傾斜表面（６０b）に分布させても良い。また、長い傾斜表面（６０a）と短い傾斜表面（６０b）のいずれに分布させてもよい。また、絶縁バンプ（６９）の形状、大きさ又は間隔などは、いずれも実際の必要に基づき変更することができる。
【００５２】
次いで、図１０に開示するように、第２絶縁層（６６）のパターンを形成した後、実施例１に開示するように透明絶縁基板（５０）上にドーピングケイ素層（６８）と第２金属層（７０）とを順に沈着させて形成し、更にマイクロフォトエッチングの工程を進行させて該エッチングストッパー（Etching Stopper）（６７）の両側にそれぞれソース構造（７２）とドレイン構造（７４）とを形成する。次いで薄膜トランジスタと絶縁バンプ（６９）の表面に保護層（７６）を形成する。そしてマイクロフォトエッチングの工程を進行させて、ソース構造（７２）とドレイン構造（７４）の一部表面を露出させる。次いで画素電極（７８）を保護層（７６）の表面に形成し、ドレイン構造（７４）と電気的に接続する。この為エッチングストッパー（Etching Stopper）（６７）を形成するマイクロフォトエッチング工程において、第１絶縁層（６０）の長い傾斜表面（６０a）上に複数の絶縁バンプ（６９）を同時に形成する。よって絶縁バンプ（６９）と第１絶縁層（６０）の表面に沈着させて形成する保護層（７６）も同様に対応する起伏表面を具えることになる。また、後続の工程によって形成される画素電極（７８）も保護層（７６）の表面の起伏に沿って形成され、粗い散光表面を有する画素電極（７８）が形成される。
【００５３】
図１０に開示するように、画素電極（７８）はその下方の尾根状ブロック（５８）の形状に対応して起伏が形成されるのみならず、長短両傾斜表面（６０a）（６０b）にも対応し、また、絶縁バンプ（６９）の起伏にも対応する。よって凹凸が更に密集して形成される粗い表面となる。
【００５４】
実施例３
図１１に本発明の実施例３を開示する。実施例３は実施例１とほぼ同様である。先ず、透明絶縁基板（５０）上に第１金属層（５２）を形成し、該第１金属層（５２）に対して第１マイクロフォトエッチング工程を進行させ、透明絶縁基板（５０）上にゲート電極構造（５６）と尾根状ブロック（５８）を同時に形成する。第１絶縁層（６０）を透明絶縁基板（５０）上に形成し、第２絶縁層（６６）を半導体層（６４）と第１絶縁層（６０）の表面に形成する。
【００５５】
次いで、第２絶縁層（６６）に対してマイクロフォトエッチングの工程を進行させ、ゲート電極構造（５６）の上方にエッチングストッパー（Etching Stopper）（６７）を形成する。次いでドーピングケイ素層（６８）と第２金属層（７０）とを透明絶縁基板（５０）上に順に沈着させて形成し、更にマイクロフォトエッチングの工程を別途進行させて該エッチングストッパー（Etching Stopper）（６７）の両側にそれぞれソース構造（７２）とドレイン構造（７４）とを形成する。また、複数の金属バンプ（７１）を尾根状ブロック（５８）上の第１絶縁層（６０）の表面に形成する。これら複数の金属バンプ（７１）は第１絶縁層（６０）の長い傾斜表面（６０a）に沿って所定の間隔で分布するように形成される。当然のことながら、該金属バンプ（７１）は、絶縁層（６０）の短い傾斜表面（６０b）に分布させても良い。また、長い傾斜表面（６０a）と短い傾斜表面（６０b）のいずれに分布させてもよい。また、金属バンプ（７１）の形状、大きさ又は間隔などは、いずれも実際の必要に基づき変更することができる。
【００５６】
次いで保護層（７６）のパターンを薄膜トランジスタと金属バンプ（７１）上に形成した後、画素電極（７８）を保護層（７６）の表面に形成し、ドレイン構造（７４）と電気的に接続する。この場合第１絶縁層（６０）の長い傾斜表面（６０a）上に複数の金属バンプ（７１）が形成される為、金属バンプ（７１）と第１絶縁層（６０）の表面に沈着させて形成する保護層（７６）も同様に対応する起伏表面を具えることになる。また、図面に開示するように画素電極（７８）も尾根状ブロック（５８）の形状に対応して起伏する以外に、金属ブロック（７１）に沿って起伏し、更に凹凸が密集した粗い散光表面を有する画素電極（７８）が形成される。
【００５７】
実施例４
図１２に本発明の実施例４を開示する。実施例４において、注目すべき点は第２絶縁層（６６）に対してマイクロフォトエッチングの工程を進行させる場合、ゲート電極構造（５６）の上方にエッチングストッパー（Etching Stopper）（６７）を形成する以外に、上述の複数の絶縁バンプ（６９）を長い傾斜表面（６０a）に形成する点にある。また、後続のマイクロフォトエッチングの工程において、ソース構造（７２）とドレイン構造（７４）を形成する以外に複数の金属バンプ（７１）を長い傾斜表面（６０a）上に同時に形成する。該金属バンプ（７１）と絶縁バンプ（６９）は交差して配列され、第１絶縁層（６０）の表面に分布する。それぞれの金属バンプ（７１）は左右の隣合う位置にいずれも絶縁バンプ（６９）が存在し、それぞれの絶縁バンプ（６９）は左右の隣り合う位置にいずれも金属バンプ（７１）が存在する。また、同様にこれら絶縁バンプ（６９）と金属バンプ（７１）とは第１絶縁層（６０）の短い傾斜表面（６０b）に分布させても良い。また、長い傾斜表面（６０a）と短い傾斜表面（６０b）のいずれに分布させてもよい。また、絶縁バンプ（６９）と金属バンプ（７１）の形状、大きさ、若しくは間隔などは、いずれも実際の必要に基づき変更することができる。よって長い傾斜表面（６０a）上には絶縁バンプ（６９）と金属バンプ（７１）とが密集して形成される。この為保護層（７６）のパターンを形成した後形成される画素電極（７８）は極めて粗い散光表面を有することになる。
【００５８】
ここにおいて、特に説明を要することは、上述のそれぞれの実施例においては、エッチングストッパーを薄膜トランジスタ素子の形成に応用しているが、本発明の特徴と精神は、バック・チャネル・エッチング（Back Channel Etching）を含む製造工程に応用することができる。即ち、図１３に開示するように、上述の実施例の方法を応用し、ゲート電極構造（５６）と、尾根状ブロック（５８）とを形成し、第１絶縁層（６０）を該ゲート電極構造（５６）と、尾根状ブロック（５８）上に形成し、さらに沈着とエッチングの工程によってゲート極絶縁層（６２）と半導体層（６４）のパターンをゲート電極構造（５６）上に形成する。このような工程においては、エッチングストッパー（６７）を形成することなく、ドーピングケイ素層（６８）と半導体層（６４）とを第１絶縁層（６０）の表面に形成する。
【００５９】
次いで、バック・チャネル・エッチングのバック照射方式によって第２金属層（７０）と、ドーピングケイ素層（６８）とに対してマイクロフォトエッチングを行ない、半導体層（６４）上にソース構造（７２）とドレイン構造（７４）とをそれぞれ形成する。次いで、透明絶縁基板（５０）上に保護層（７６）を沈着によって形成し、以上のそれぞれの構造部を含む各層を均一に被覆し、さらにエッチングによって保護層にコンタクトホールを形成してソース構造（７２）とドレイン構造（７４）の一部表面を露出して、後続の工程における電気的接続に供する。次いで、画素電極（７８）を保護層（７６）上の表面に形成してドレイン極構造（７４）と電気的に接続する。
【００６０】
当然のことながら、図１５に開示するように、散光効果を高めるために、上述のソース構造（７２）とドレイン構造（７４）を形成するマイクロフォトエッチングの工程において、同時に複数の金属バンプ（７１）を尾根状ブロック（５８）上の第１絶縁層（６０）の表面に形成する。これら複数の金属バンプ（７１）は柱状を呈し、第１絶縁層（６０）の長い傾斜表面（６０a）に沿って所定の間隔で分布するように形成される。同様に、該金属バンプ（７１）は、絶縁層（６０）の短い傾斜表面（６０b）に分布させても良い。また、長い傾斜表面（６０a）と短い傾斜表面（６０b）のいずれに分布させてもよい。また、金属バンプ（７１）の形状、大きさ又は間隔などは、いずれも実際の必要に基づき変更することができる。
【００６１】
また、本発明の特徴はトップゲートタイプにおける関連製造工程に応用することができる。即ち、図１８に開示するように、上述の実施例における各層を沈着させて形成した後、マイクロフォトエッチングを図１７に示す第２金属層（１１２）、絶縁層（１１０）、無定形ケイ素層（１０８）の順に施して、ゲート電極構造（１１３）、ゲート極絶縁層（１１）及びトランジスタチャネル（１０９）のパターンをゲート構造（１０２）と、ドレイン構造（１０４）上に形成する。ついで、厚めの保護層（１１４）を透明絶縁基板（１００）上に形成してゲート電極構造（１１３）、ゲート極絶縁層（１１）、トランジスタチャネル（１０９）及び尾根状ブロック（１０６）を十分に被覆する。また、同様に保護層（１１４）に対してエッチングを進行させ、複数のコンタクトホールを形成してゲート電極構造（１１３）、ソース構造（１１１）及びドレイン構造（１０４）の一部を露出させて、後続の電気的接続の工程に供する。ついで、保護層（１１４）の表面に画素電極（１１６）を形成し、対応するコンタクトホールを介してドレイン構造（１０４）に接続する。この場合、第１のマイクロフォトエッチングの工程において、ソース構造（１１１）とドレイン構造（１０４）を形成する他、画素電極（１１６）に対応する領域に複数の尾根状ブロック（１０６）を形成する。よって、後続の工程によって沈着されて成膜される保護層（１１４）と画素電極（１１６）は尾根状ブロック（１０６）表面に沿って形成され、上述の実施例のとおり尾根状の外観を呈する。このため、画素電極（１１６）は、設計上の要求に適合した粗い散光表面を具えることになり、これを反射層として利用することができる。
【００６２】
同様に、散光効果を高めるために、上述のゲート電極構造（１１３）と、ソース構造（１１１）と、ドレイン構造（１０４）とを形成するエッチングの工程において、複数のバンプを尾根状ブロック（１０６）の表面に形成する。該バンプは第２金属層（１１２）、絶縁層（１１０）か、無定形ケイ素層（１０８）か又はこれらを任意に組み合わせて堆積させて尾根状ブロック（１０６）上に形成する。例えば、無定形ケイ素層（１０８）に対してエッチングを行ない、トランジスタチャネル（１０９）を形成する工程において、同時に無定形ケイ素層（１０８）によってなる複数の半導体ブロックを尾根状ブロック（１０６）の長い傾斜表面（１０６a）か、短い傾斜表面（１０６b）上に形成する。又は先にトランジスタチャネル（１０９）とゲート極絶縁層（１１）を形成し、さらに第２金属層を形成し、マイクロフォトエッチングによってゲート極絶縁層（１１）上にゲート電極構造（１１３）を形成すると同時に、複数の金属バンプを尾根状ブロック（１０６）上に形成する。
【００６３】
以上は本発明の好ましい具体的な実施例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなしえる修正又は変更であって、本発明と共通の技術思想を有し、本発明に対して均等の効果を有するものは、いずれも本発明の特許請求の範囲に含まれるものである。
【００６４】
【発明の効果】
本発明による方法によって製造された薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）は、多くの長所を具える。先ず、傾斜側面を有するフォトレジストブロックを形成し、第１金属層に対してエッチングを行なう工程において、形成された尾根状ブロックの形状は完全に該フォトレジストの形状に基づいて形成される。このため、形成される複数の尾根状ブロックは、長い傾斜面がいずれも同様の角度でされ、特定の効果的な角度によってほとんどの入射光を反射する目的を達成することができる。従って、薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の輝度をさらに高めることができる。
【００６５】
また、本発明においては第２絶縁層と、第２金属層に対してエッチングを行なう工程において、絶縁バンプと金属バンプとを長い傾斜表面上に形成する。このため、密集させて配列した凸構造によって画素電極が凹凸構造の散光面を具えることになり、外部の光源からの入射光を効果的に反射して、十分に反射光を利用する効果を得ることができる。また、特筆すべきは、尾根状ブロックであろうと、絶縁バンプ又は金属バンプであろうと、いずれも製造工程において行なわれるマイクロフォトエッチングを利用して形成される。従って、本発明による製造方法によれば、別途フォトマスクと焼付けなどの工程を追加する必要がない。
【００６６】
言い換えれば、本発明による製造方法によれば、外部の光源からの入射光に対する利用効率を高めることができる。また長い傾斜表面を利用してほとんどの反射光をユーザーのディスプレーに対する目視角度の範囲内に反射することができ、薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の輝度を一層高めることができる。さらに、製造工程において別途製造工程を追加することがないため、本発明による散光表面を有する画素電極を形成する場合、製造工程全体の生産能力を維持することができる。
【００６７】
また、本発明における尾根状ブロック、絶縁バンプ又は金属バンプの大きさ、形状又は間隔などは、いずれも実際の必要に応じて任意に堆積したり、変更したりすることができ、画素表面の凹凸構造の程度、反射光線の反射角度を制御し、調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の透明絶縁基板上に形成された粗い反射面を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の断面図である。
【図２】 発明の薄膜トランジスタ液晶表示装置において透明絶縁基板上に第１金属層を形成し、フォトレジストブロックを形成した状態の断面図である。
【図３】 図２の第１金属層に対して第１のマイクロフォトエッチングを行ないゲート電極構造と尾根状ブロックを形成し、第１絶縁層を形成して被覆した状態を表わす断面図である。
【図４】 図３の第１絶縁層の表面に半導体層のパターンを形成し第２絶縁層を形成して被覆した状態を表わす断面図である。
【図５】 図４の第２絶縁層によってエッチングストッパーを形成し、第２金属層を形成した状態を表わす断面図である。
【図６】 図５の第２金属層によってソース構造とドレイン構造とを形成した状態の断面図である。
【図７】 図６の該ソース構造とドレイン構造を保護層で被覆し、画素電極を形成した状態を表わす断面図である。
【図８】 実施例２において、透明絶縁基板に第１金属層によってゲート電極構造と、尾根状ブロックを形成し第１絶縁層によって被覆した状態を表わす断面図である。
【図９】 図８の第１絶縁層上にゲート極絶縁層と半導体層とエッチングストッパーと、絶縁バンプを形成した状態を表わす断面図である。
【図１０】 図９の状態からさらにソース構造とドレイン構造とを形成し、保護層と画素電極を形成した状態を表わす断面図である。
【図１１】 実施例３による透明絶縁基板上に形成した薄膜トランジスタ液晶表示装置の構造の断面図である。
【図１２】 実施例４による透明絶縁基板上に形成した薄膜トランジスタ液晶表示装置の構造の断面図である。
【図１３】 バック・チャネル・エッチングを含む工程に、本発明を応用した例を表わす透明絶縁基板上に形成した薄膜トランジスタ液晶表示装置の構造の断面図である。
【図１４】 図１３の状態から、さらに保護層と画素電極を形成した状態の断面図である。
【図１５】 図１３の状態から、さらに第２金属層と保護層と画素電極を形成した状態の断面図である。
【図１６】 トップゲートタイプのトランジスタに、本発明を応用した例であって、ソース構造とドレイン構造と、尾根状ブロックを透明絶縁基板上に形成した状態を表わす断面図である。
【図１７】 図１６の状態から、さらに半導体層と、絶縁層と、第２金属層を形成した状態を表わす断面図である。
【図１８】 図１７の状態から、さらに画素電極を形成した状態を表わす断面図である。
【符号の説明】
１０ ガラス基板
１００ 透明絶縁基板
１０２ ゲート構造
１０４ ドレイン構造
１０６ 尾根状ブロック
１０６ａ 長い傾斜表面
１０６ｂ 短い傾斜表面
１０８ 無定形ケイ素層
１０９ トランジスタチャネル
１１ ゲート極絶縁層
１１０ 絶縁層
１１１ ソース構造
１１２ 第２金属層
１１３ ゲート電極構造
１１４ 保護層
１１６ 画素電極
１２ ゲート電極構造
１６ 半導体層
１８ ドーピング半導体層
２１ ドレイン
２２ ソース
２６ バンプ
２８ 保護層
３０ 画素
５０ 透明絶縁基板
５２ 第１金属層
５４ フォトレジストブロック
５５ フォトレジストブロック
５６ ゲート電極構造
５８ 尾根状ブロック
５８a 長い傾斜辺
５８ｂ 短い傾斜辺
６０ 第１絶縁層
６０ａ 長い傾斜表面
６０ｂ 短い傾斜表面
６２ ゲート極絶縁層
６４ 半導体層
６６ 第２絶縁層
６７ エッチングストッパー
６８ ドーピングケイ素層
６９ 絶縁バンプ
７０ 第２金属層
７１ 金属バンプ
７２ ソース構造
７４ ドレイン構造
７６ 保護層
７８ 画素電極
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の製造方法に関するものであり、さらに詳しくは傾斜散光表面（slant diffuser）を形成した画素電極を有する反射式薄膜トランジスタ液晶表示装置及びその反射層（reflected layer）の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜トランジスタの製造技術の急速な進歩によって、液晶表示装置は体積が小さく、軽量で、パワーの消費が少ないなどの優れた特徴を具えるようになった。このためパーソナルデジタルアシスト、ノートブックタイプのコンピュータ、高画質カラーテレビ又は携帯電話機など各種の電子製品に幅広く、かつ大量に使用されている。
【０００３】
新しい時代の反射式液晶表示装置を例に挙げると、これは外部から入射する光源を利用してディスプレー効果を得るものであって、薄膜トランジスタのドレインに対して電気的に接続した画素電極（pixel electrode）は、金属材質によって構成されて必要とされる反射特性を得る。また、外部の光源から光がこの種の画素電極に照射されると、該照射された光が反射し、液晶分子及びカラーフィルタを透かして対応する画像をディスプレーに結像する。このような液晶表示装置は、外部の光線を液晶表示装置の光源とするため、液晶表示装置を構成する上でバックライトを付加する必要がなく、従来の液晶表示装置に比してさらに軽量、薄型化を達成することができ、かつさらに大きな節電効果を得る液晶表示装置であるといえる。
【０００４】
上述の反射式液晶表示装置において技術上注意すべき点は、外部から照射される光線を光源とする点にある。即ち、如何にして画素電極の光線反射効率を高めるかが極めて重要なポイントとなる。従って、従来の反射式液晶表示装置においては、分極板などの手段を設けることによって入射光の位相を調整し、光線の反射効率を高める技術が応用されている。
【０００５】
しかしながら、分極板などの手段を付加することは、実際の生産に応用した場合、工程を増加して手間がかかるのみならず、製造コストも高くなる。
【０００６】
このため、表面の粗い画素電極を利用して反射層とする技術が常用されている。即ち、画素電極は、その粗い表面の散光特性（diffuser）によって外部から入射する光を十分に利用して、反射効率を大幅に高めて液晶表示装置の輝度を高める技術である。
【０００７】
図１に、表面に散光特性を有する従来の画素電極を開示する。図面によれば、ガラス基板（１０）にゲート電極構造（１２）を形成し、該ゲート電極構造（１２）の表面を覆う絶縁層（１２）を形成する。次いで、該ゲート電極構造（１２）の上方に当たる位置に半導体層（１６）、ドーピング半導体層（１８）と金属層との積層構造を形成する。該半導体層（１６）は無定形ケイ素（amorphous Si）を選択してもよい。また、マイクロフォトエッチングの工程を経てドレイン（２１）とソース（２２）とを形成し、薄膜トランジスタ全体の構造を形成した後、さらに別途、次の工程を進める。即ち、画素電極を形成する領域にフォトレジスト材料によって複数のバンプ（２６）を形成し、保護層（２８）を該バンプ上に形成して、画素（３０）をその上に形成する。このため、画素（３０）は凹凸形状が連続して起伏する波状の粗い表面を具えることになり、全体的な反射効率を高めることができる。
【０００８】
しかし、フォトレジスト材料によって前記バンプ（２６）を形成する場合は、フォトレジスト層をガラス基板（１０）の表面に沈着させてレジストコーティングを行ない、さらにマイクロフォトエッチングによる露光工程によってそれぞれのバンプ（２６）のパターンを形成し、ついで現像、焼き付けなどの工程を実施する。即ち、フォトマスクを利用したマイクロフォトエッチングの工程が余分に追加されることになり、液晶表示装置の製造工程が煩雑となるとともに、このように別途製造工程を追加することは液晶表示装置の製造工程に必要する時間を延長させることになり、生産性を低下させることに繋がる。
【０００９】
さらに、図１に開示するバンプ２６について言えば、反射式薄膜トランジスタ液晶表示装置の反射効率、即ち外部の光源から入射する光に対する反射効率を高めることができるが、その全体的な設計からみれば、光線を反射する角度と範囲について、適宜な調整と制限を加えていない。このため、薄膜トランジスタ液晶表示装置の画面の輝度を十分に高めるための効果が得られず、ユーザーが画面に再生される画像を見る場合、理想的な輝度を提供することができない。
【００１０】
従って、フォトマスクとマイクロフォト技術に係る工程を追加しない条件の下に在って、粗い散光面を有する画像電極を具えた薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）であって、如何にして外部から入射する光を効果的に反射するとともに、その反射光線をユーザー側から画面を見る角度の範囲内にできる限り集中させて、反射光線がその他必要のない方向に反射されて無駄になることを低減できるかが、次の時代の反射式薄膜トランジスタ液晶表示装置の設計上の重要な課題となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、粗い表面を有する画素電極を具え、外部の光源から入射する光線の反射効率が高く、液晶表示装置の輝度を高めることのできる薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の課題は、薄膜トランジスタ液晶表示装置の粗い表面を具える画素電極であり、かつ高い反射効果と、反射光線の反射角度及び反射方向の範囲を調整できる画素電極の製造方法で、マイクロフォトグラフィに係る工程を増加させることのない製造方法を提供することにもある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで、本発明者は、従来の技術に見られる欠点に鑑みて鋭意研究を重ね、透明絶縁基板にゲート電極構造と、尾根状ブロックを形成した第１金属層と、該尾根状ブロックの第１傾斜側辺に沿って第１傾斜表面を呈し、かつ該第２傾斜側辺に沿って第２傾斜表面を呈する第１絶縁層と、半導体層と、エッチングストッパー（Etching Stopper）を形成する第２絶縁層と、ソース構造とドレイン構造とを形成する第２金属層と、保護層と、画素電極とを積層してなる構造が前記課題を解決できることに着目し、かかる見地から本発明を完成させた。
【００１４】
即ち、本願の第１の発明は、透明絶縁基板に第１金属層を形成し、該第１金属層に対して第１のマイクロフォトエッチングを行なってゲート電極構造と、第１傾斜側辺と第２傾斜面側辺を有する尾根状ブロックを形成する。さらに絶縁層を形成して該ゲート電極構造と、尾根状ブロックと、透明絶縁基板の表面を被覆し、該第１絶縁層の表面に半導体層を形成し、第２絶縁層を形成して該半導体層と第１絶縁層の表面を覆う第２絶縁層を形成し、かつ該第２絶縁層に対して、第２のマイクロフォトエッチングを行ない該ゲート電極構造上方の該半導体層の表面にエッチングストッパー（Etching Stopper）を形成する。次いで、第２金属層を形成し、該第２金属層に対して第３のマイクロフォトエッチングを行ない該エッチングストッパーの両側にソース構造とドレイン構造とを形成する。さらに保護層と、画素電極を形成して薄膜トランジスタ液晶表示装置を構成することによって、本発明の課題を解決することができる。
【００１５】
かくして、第一の発明によれば、
透明絶縁基板上に傾斜散光面を有する画素電極を形成する薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の製造方法であって、
該透明絶縁基板に第１金属層を形成し、該第１金属層に対して第１のマイクロフォトエッチングを行なうことにより、ゲート電極構造を形成するとともに、画素電極を形成する画像表示領域に対応する領域に形成され、かつ第１傾斜側辺と第２傾斜面側辺を有する尾根状ブロックを形成する工程と、
該ゲート電極構造と、尾根状ブロックと、透明絶縁基板の表面を被覆するとともに、該尾根状ブロックの第１傾斜側辺に沿って第１傾斜表面を呈し、かつ該第２傾斜側辺に沿って第２傾斜表面を呈する第１絶縁層を形成する工程と、
該第１絶縁層の表面に半導体層のパターンを形成して薄膜トランジスタのチャネルエリアとする工程と、
該半導体層と第１絶縁層の表面を覆う第２絶縁層を形成し、かつ該第２絶縁層に対して、第２のマイクロフォトエッチングを行ない、該ゲート電極構造上方の該半導体層の表面にエッチングストッパー（Etching Stopper）を形成する工程と、
該エッチングストッパーと、半導体層と第１絶縁層の表面に第２金属層を形成するとともに、該第２金属層に対して第３のマイクロフォトエッチングを行ない該エッチングストッパーの両側にソース構造とドレイン構造とを形成する工程と、
さらに保護層を形成し、かつ該ソース構造とドレイン構造との一部領域を露出させる工程と、
該保護層の表面に画素電極を形成し、かつ該画素電極と該ドレイン構造とを電気的に接続する工程とを含むことを特徴とする傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法
が提供される。
【００１６】
また、第二の発明によれば、
透明絶縁基板上に傾斜散光面を有する画素電極を形成する薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の製造方法であって、
該透明絶縁基板に第１金属層を形成し、該第１金属層に対して第１のマイクロフォトエッチングを行ない、ゲート電極構造と、画素電極を形成する画像表示領域に対応する領域に形成され、かつ第１傾斜側辺と第２傾斜面側辺を有する尾根状ブロックを形成する工程と、
該ゲート電極構造と、尾根状ブロックと、透明絶縁基板の表面を被覆するとともに、該尾根状ブロックの第１傾斜側辺に沿って第１傾斜表面を呈し、かつ該第２傾斜側辺に沿って第２傾斜表面を呈する第１絶縁層を形成する工程と、
該第１絶縁層上にゲート極絶縁層と半導体層とを順に形成し、かつ第２絶縁層を該半導体層と第１絶縁層の表面に形成する工程と、
該第２絶縁層対して第２のマイクロフォトエッチングを行ない該ゲート電極構造の上方にエッチングストッパーを形成する工程と、
ケイ素層と第２金属層とを透明絶縁基板上に順に沈着させて形成し、さらに該第２金属層に第３のマイクロフォトエッチングを行なって該エッチングストッパーの両側にそれぞれソース構造とドレイン構造とを形成する工程と、
保護層を形成し、かつ該ソース構造とドレイン構造との一部領域を露出させる工程と、
該保護層の表面に画素電極を形成し、かつ該画素電極と該ドレイン構造とを電気的に接続する工程とを含むことを特徴とする傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法
が提供される。
【００１７】
さらに、第三の発明によれば、
透明絶縁基板上に傾斜散光面を有する画素電極を形成する薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の製造方法において、
該透明絶縁基板に第１金属層を形成し、該第１金属層に対して第１のマイクロフォトエッチングを行ない、ソース構造と、ドレイン構造と、画素電極を形成する画像表示領域に対応する領域に形成され、かつ第１傾斜側辺と第２傾斜面側辺を有する尾根状ブロックを形成する工程と、
該ソース構造と、ドレイン構造と、尾根状ブロックと、透明絶縁基板の表面を被覆する被覆半導体層を形成する工程と、
該半導体層上に絶縁層を形成する工程と、
該絶縁層上に第２金属層を形成する工程と、
該第２金属層と、絶縁層と、半導体層とに対して第２のマイクロフォトエッチングを行ない該ゲート電極構造のパターンを形成するとともに、該ゲート電極構造下方の一部半導体層を薄膜トランジスタのチャネルエリアとする工程と、
さらに保護層を形成し、かつ該ソース構造とドレイン構造との一部領域を露出させる工程と、
該保護層の表面に画素電極を形成し、かつ該画素電極と該ドレイン構造とを電気的に接続する工程とを含むことを特徴とする傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法
が提供される。
【００１８】
以下、本発明について詳述する。
請求項１に記載する薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の製造方法は透明絶縁基板上に傾斜散光面を有する画素電極を形成する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法であって、該透明絶縁基板に第１金属層を形成し、該第１金属層に対して第１のマイクロフォトエッチングを行なうことによって、ゲート電極構造を形成するとともに、画素電極を形成する画像表示領域に対応する領域に形成され、かつ第１傾斜側辺と第２傾斜面側辺を有する尾根状ブロックを形成する工程と、該ゲート電極構造と、尾根状ブロックと、透明絶縁基板の表面を被覆するとともに、該尾根状ブロックの第１傾斜側辺に沿って第１傾斜表面を呈し、かつ該第２傾斜側辺に沿って第２傾斜表面を呈する第１絶縁層を形成する工程と、該第１絶縁層の表面に半導体層のパターンを形成して薄膜トランジスタのチャネルエリアとする工程と、該半導体層と第１絶縁層の表面を覆う第２絶縁層を形成し、かつ該第２絶縁層に対して、第２のマイクロフォトエッチングを行ない、該ゲート電極構造上方の該半導体層の表面にエッチングストッパー（Etching Stopper）を形成する工程と、該エッチングストッパーと、半導体層と第１絶縁層の表面に第２金属層を形成するとともに、該第２金属層に対して第３のマイクロフォトエッチングを行ない該エッチングストッパーの両側にソース構造とドレイン構造とを形成する工程と、さらに保護層を形成し、かつ該ソース構造とドレイン構造との一部領域を露出させる工程と、該保護層の表面に画素電極を形成し、かつ該画素電極と該ドレイン構造とを電気的に接続する工程とを含む。
【００１９】
請求項２に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１の第１のマイクロフォトエッチング工程において、該第１金属層を沈着によって成膜した後、さらにフォトレジスト材料を該第１金属層の表面に塗布し、ハーフトーン・フォトマスクを利用するか、スリット・フォトマスクを利用する又は複数回露光する方式から選択されるマイクロフォト工程によって該フォトレジスト材料にパターンを形成し、該フォトレジスト材料を露光して現像した後のパターンがゲート極フォトレジストブロックと、尾根状パターンブロックとを含むようにする。
【００２０】
請求項３に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１における記第２絶縁層に対して第２のマイクロフォトエッチングを行なう場合、該第２絶縁層によって前記エッチングストッパーを形成すると同時に、該第２絶縁層によってなる複数の絶縁バンプであって、前記尾根状ブロックの第１傾斜表面に分布する複数の絶縁バンプを同時に形成する。
【００２１】
請求項４に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項３における複数の絶縁バンプを尾根状ブロックの第１傾斜表面に形成した後、該第２金属層に対して第３のマイクロフォトエッチングを行ないソース構造とドレイン構造を形成する場合、該第２金属層によって同時に該複数の絶縁バンプと交錯して配列され該第１傾斜表面に分布する複数の金属バンプを形成する。
【００２２】
請求項５に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項４における複数の金属バンプが、それぞれ個々の金属バンプがいずれも２つの前記絶縁ブロックの間に形成されて、該絶縁ブロックに隣接するように形成される。
【００２３】
請求項６に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項３における第１絶縁層上の複数の絶縁バンプが、前記第１傾斜表面と、第２傾斜表面のいずれにも均一に分布するように形成される。
【００２４】
請求項７に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項６における複数の絶縁バンプを該尾根状ブロックの第１傾斜表面と、第２傾斜のいずれにも形成した後、該第２金属層に対して第３のマイクロフォトエッチングを行ないソース構造とドレイン構造を形成する場合、該第２金属層によって同時に該複数の絶縁バンプと交錯して配列され該第１傾斜表面と第２傾斜表面のいずれにも分布する複数の金属バンプを形成する。
【００２５】
請求項８に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１における第1金属層と第２金属とがアルミニウム、チタン、クロム、タングステン又はタンタルから選択される。
【００２６】
請求項９に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１における第1金属層と第２金属とがアルミニウム、チタン、クロム、タングステン又はタンタルから任意に選択される少なくとも二以上の合金である。
【００２７】
請求項１０に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、透明絶縁基板上に傾斜散光面を有する画素電極を形成する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法であって、該透明絶縁基板に第１金属層を形成し、該第１金属層に対して第１のマイクロフォトエッチングを行ない、ゲート電極構造と、画素電極を形成する画像表示領域に対応する領域に形成され、かつ第１傾斜側辺と第２傾斜面側辺を有する尾根状ブロックを形成する工程と、該ゲート電極構造と、尾根状ブロックと、透明絶縁基板の表面を被覆するとともに、該尾根状ブロックの第１傾斜側辺に沿って第１傾斜表面を呈し、かつ該第２傾斜側辺に沿って第２傾斜表面を呈する第１絶縁層を形成する工程と、該第１絶縁層上にゲート極絶縁層と半導体層とを順に形成し、かつ第２絶縁層を該半導体層と第１絶縁層の表面に形成する工程と、該第２絶縁層対して第２のマイクロフォトエッチングを行ない該ゲート電極構造の上方にエッチングストッパーを形成する工程と、ケイ素層と第２金属層とを透明絶縁基板上に順に沈着させて形成し、さらに該第２金属層に第３のマイクロフォトエッチングを行なって該エッチングストッパーの両側にそれぞれソース構造とドレイン構造とを形成する工程と、保護層を形成し、かつ該ソース構造とドレイン構造との一部領域を露出させる工程と、該保護層の表面に画素電極を形成し、かつ該画素電極と該ドレイン構造とを電気的に接続する工程とを含む。
【００２８】
請求項１１に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１０における第１のマイクロフォトエッチング工程が、前記第１金属層を沈着によって成膜した後、フォトレジスト材料を該第１金属層の表面に塗布し、ハーフトーン・フォトマスクを利用するか、スリット・フォトマスクを利用する又は複数回露光する方式から選択されるマイクロフォト工程によって該フォトレジスト材料にパターンを形成し、該フォトレジスト材料を露光して現像した後のパターンがゲート極フォトレジストブロックと、尾根状パターンブロックとを含むようにする工程である。
【００２９】
請求項１２に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１０における第２金属層に対して第３のマイクロフォトエッチングを行なう場合、該第１絶縁層表面に該第２金属層によってなる複数の金属バンプを形成する。
【００３０】
請求項１３に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１２おける金属バンプが、所定の間隔を以って前記第１傾斜表面に分布する。
【００３１】
請求項１４に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１０における第1金属層と第２金属とがアルミニウム、チタン、クロム、タングステン又はタンタルから選択される。
【００３２】
請求項１５に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１０における第1金属層と第２金属とがアルミニウム、チタン、クロム、タングステン又はタンタルから任意に選択される少なくとも２以上の合金である。
【００３３】
請求項１６に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、透明絶縁基板上に傾斜散光面を有する画素電極を形成する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法であって、該透明絶縁基板に第１金属層を形成し、該第１金属層に対して第１のマイクロフォトエッチングを行ない、ソース構造と、ドレイン構造と、画素電極を形成する画像表示領域に対応する領域に形成され、かつ第１傾斜側辺と第２傾斜面側辺を有する尾根状ブロックを形成する工程と、該ソース構造と、ドレイン構造と、尾根状ブロックと、透明絶縁基板の表面を被覆する被覆半導体層を形成する工程と、該半導体層上に絶縁層を形成する工程と、該絶縁層上に第２金属層を形成する工程と、該第２金属層と、絶縁層と、半導体層とに対して第２のマイクロフォトエッチングを行ない該ゲート電極構造のパターンを形成するとともに、該ゲート電極構造下方の一部半導体層を薄膜トランジスタのチャネルエリアとする工程と、さらに保護層を形成し、かつ該ソース構造とドレイン構造との一部領域を露出させる工程と、該保護層の表面に画素電極を形成し、かつ該画素電極と該ドレイン構造とを電気的に接続する工程とを含む。
【００３４】
請求項１７に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１６における第１のマイクロフォトエッチング工程が、前記第１金属層を沈着によって成膜した後、フォトレジスト材料を該第１金属層の表面に塗布し、ハーフトーン・フォトマスクを利用するか、スリット・フォトマスクを利用するか又は複数回露光する方式から選択されるマイクロフォト工程によって該フォトレジスト材料にパターンを形成し、該フォトレジスト材料を露光して現像した後のパターンがゲート極フォトレジストブロックと、尾根状パターンブロックとを含むようにする工程である。
【００３５】
請求項１８に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１６における第２のマイクロフォトエッチングを行なう場合、同時に前記第２金属層と、絶縁層と、半導体層とによってなる複数のバンプを前記尾根状ブロックの表面に堆積させて形成する。
【００３６】
請求項１９に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１６における第２のマイクロフォトエッチングを行なう場合、同時に前記第２金属層によってなる複数の金属バンプを前記尾根状ブロックの表面に形成する。
【００３７】
請求項２０に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１６における第２のマイクロフォトエッチングを行なう場合、同時に前記半導体層によってなる複数の半導体バンプを前記尾根状ブロックの表面に形成する。
【００３８】
請求項２１に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１６における第1金属層と第２金属とがアルミニウム、チタン、クロム、タングステン又はタンタルから選択される。
【００３９】
請求項２２に記載する傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、請求項１６における記第1金属層と第２金属とがアルミニウム、チタン、クロム、タングステン又はタンタルから任意に選択される少なくとも二以上の合金である。
【００４０】
【発明の実施の形態】
本発明は、傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜液晶表示装置、及びその製造方法に関し、薄膜トランジスタを構成する各層のパターンを形成する場合、画素電極を形成する領域に尾根形状バンプを形成して、外部の光源から入射する光の反射角度を調整する。また、該尾根形状バンプの表面に密集して分布する絶縁バンプと、金属バンプを形成して入射光線の反射効率を高める。よって、その後の工程によって例えば、保護層、画素電極層などを沈着させる場合、これらブロックの表面の起伏に沿って堆積されて反射式液晶表示装置の設計に必要とされる凹凸構造の散光表面を形成する。
かかる反射式薄膜トランジスタ液晶表示装置の構造と特徴を説明するために、具体的な実施例を挙げ、図面を参照にして以下に詳述する。
【００４１】
【実施例】
実施例１
図２に開示するように透明絶縁基板（５０）上に第1金属層（５２）を形成する。該透明絶縁基板（５０）としては、例えばガラス、石英又はその他透過性を有する透明絶縁材料が用いられる。また、第１金属層（５２）を成膜する工程は、例えばスパッタリングなどの物理的蒸着（ＰＶＤ）工程によって該透明絶縁基板（５０）の表面に金属フィルムを形成する。該第1金属層（５２）はアルミニウム、チタン、クロム、タングステン又はタンタルから選択される。または、これら金属から任意に選択される少なくとも２以上の金属の合金であってもよい。
【００４２】
次いで、第１マイクロフォトエッチング工程によってゲート電極構造（５６）と尾根状ブロック（５８）を形成する。好ましくは、先にフォトレジスト材料を第１金属層（５２）の表面に塗布し、露光、現像などの工程を経てフォトレジストブロック（５４）（５５）を第１金属層（５２）上に形成する。ここにおいて形成されるフォトレジストブロック（５４）はゲート電極のパターン構造を形成するためのものであり、フォトレジストブロック（５５）は傾斜側辺を有する尾根状構造を有し、後続のエッチング工程によって尾根状の金属ブロック（５８）を形成するためのものである。即ち、フォトレジストブロック（５４）（５５）をエッチングのマスクとし、第１金属層（５２）に対して例えば、イオン反応エッチング（RIE）などのドライエッチングによる第１マイクロフォトエッチング工程を施し、透明絶縁基板（５０）上にゲート電極構造（５６）と複数の尾根状ブロック（５８）を同時に形成する。
【００４３】
好ましくはハーフトーン・フォトマスク又はスリット・フォトマスクを利用するか、複数回露光する方式で、フォトレジストを傾斜したブロックに形成し、さらにドライエッチングによって下層の金属構造を形成する。ここで形成される尾根状ブロック（５８）を形成するためのフォトレジストブロック（５５）は、画面の表示領域に対応した位置に形成される。即ち、尾根状ブロック（５８）の位置は後続の工程によって画素電極が形成される領域（A）に対応する位置に形成される。それぞれの尾根状ブロック（５８）はいずれも長い傾斜辺（５８a）と短い傾斜辺（５８b）とを有する。当業者であれば分かるようにゲート電極構造（５６）を形成する第１マイクロフォトエッチングの工程においては、通常透明絶縁基板（５０）の表面にコンデンサ電極、走査線構造（いずれも図示しない）等をついでに形成する。
【００４４】
余剰のフォトレジストブロック（５４）（５５）を除去した後、図３に開示するようにゲート電極構造（５６）と、尾根状ブロック（５８）と、透明絶縁基板（５０）の表面に第１絶縁層（６０）を沈着させて成膜する。該第１絶縁層（６０）は尾根状ブロック（５８）の長い傾斜辺（５８a）に沿って長い傾斜表面（６０a）を形成し、短い傾斜辺（５８b）に沿って短い傾斜表面（６０b）を形成する。好ましくは、該第１絶縁層（６０）は酸化ケイ素（SiO2）、窒化ケイ素(SiNx)又は窒酸化ケイ素(SiON)等の適宜な絶縁材料によって構成され、例えば、低温化学蒸着（CVD）などによって窒化ケイ素材料を沈着させて該第１絶縁層（６０）を形成する。
【００４５】
次いで、図４に開示するように、第１絶縁層（６０）を沈着させて形成した後、ゲート電極構造（５６）の上方にゲート極絶縁層（６２）と半導体層（６４）のパターンを形成する。即ち、第１絶縁層（６０）の表面にゲート極絶縁層（６２）と半導体層（６４）とを順に沈着させ、更にエッチングの工程によってゲート電極構造（５６）の上方に所望のパターンを形成して、後続の工程によって形成する薄膜トランジスタ（TFT）素子のチャネルとする。また、その他部分の半導体層（６４）とゲート極絶縁層（６２）は除去して第１絶縁層（６０）の表面を露出させる。一般にはゲート極絶縁層（６２）は窒酸化ケイ素などの絶縁材料を選択して形成する。半導体層（６４）は無定形ケイ素材料などによってなる。ついで第２絶縁層（６６）を形成し、半導体層（６４）と第１絶縁層（６０）の表面を覆う。
【００４６】
次に、図４に示す第２絶縁層（６６）に対して、マイクロフォトエッチングの工程を施し、図５に示すようにゲート電極構造（５６）上方の半導体層（６４）の表面にエッチングストッパー（Etching Stopper）（６７）を形成する。次いでドーピングケイ素層（６８）と第２金属層（７０）を該エッチングストッパー（Etc hing Stopper）（６７）と、半導体層（６４）、及び第１絶縁層（６０）の表面に形成する。
【００４７】
次に、図６に開示するように第２金属層（７０）と、ドーピングケイ素層（６８）に対してマイクロフォトエッチング工程を進行させ、エッチングストッパー（Etching Stopper）（６７）の両側に位置する半導体層（６４）の表面にそれぞれソース構造（７２）とドレイン構造（７４）とを形成する。該エッチングストッパー（Etching Stopper）（６７）の作用はソース構造（７２）とドレイン構造（７４）を形成するマイクロフォトエッチングの工程を進行させる場合、その下方をチャネルとして使用する半導体層（６４）に傷害を与えることを防ぐことにある。ソース構造（７２）とドレイン構造（７４）を形成した後透明絶縁基板（５０）上に更に保護層（７６）を形成する。次いでエッチングによってソース構造（７２）とドレイン構造（７４）の一部表面を露出させる。即ち、後続の工程において、電気的接続を行なうための金属コンタクトホールを形成する。好ましくは、該保護層（７６）は窒化ケイ素材料によって形成する。
【００４８】
図７に開示する工程においては、保護層（７６）の表面にドレイン構造（７４）に対して電気的に接続する画素電極（７８）を形成する。反射式薄膜トランジスタ液晶表示装置においては、画素電極（７８）は同時に反射層としての作用も有する。よってその材質は好ましい反射特性を有する金属材料などを選択する。好ましくはアルミニウム材料を選択する。
【００４９】
ここで注目すべき点は、前記ゲート電極構造（５６）を形成する第１マイクロフォトエッチング工程において、ゲート電極構造（５６）を形成する以外に画素電極（７８）を形成する領域に複数の尾根状ブロック（５８）を同時に形成する点にある。この為後続の工程によって沈着させ形成する例えば第１絶縁層（６０）等の各層は該尾根状ブロック（５８）の形状に沿ってその表面に沈着し、同様の外形を形成する。よって長い傾斜表面（６０a）と短い傾斜表面（６０b）とを具える。また、次いで形成される保護層（７６）も相対する起伏表面を有する。この為形成される画素電極（７８）は保護層（７６）の表面に沿って起伏し、設計上の要求に符合する粗い散光表面が形成される。
【００５０】
実施例２
図８に本発明の実施例２を開示する。実施例２は、上述の実施例１による製造方法とほぼ同様である。先ず、透明絶縁基板（５０）上に第１金属層を形成し、該第１金属層に対して第１マイクロフォトエッチング工程を進行させ、透明絶縁基板（５０）上にゲート電極構造（５６）と尾根状ブロック（５８）を形成する。該尾根状ブロック（５８）を形成する位置は、実施例１と同様に後続の工程によって画素電極を形成する領域（A）内である。次いで、第２絶縁層（６６）を形成して半導体層（６４）と第１絶縁層（６０）の表面を覆う。
【００５１】
次いで、図９に開示するように第２絶縁層（６６）に対してマイクロフォトエッチングの工程を進行させ、ゲート電極構造（５６）の上方にエッチングストッパー（Etching Stopper）（６７）を形成すると同時に、複数の尾根状ブロック（５８）上方の第１絶縁層（６０）の表面に複数の絶縁バンプ（６９）を形成する。該絶縁バンプ（６９）は、柱体状に形成され、第１絶縁層（６０）の長い傾斜表面（６０a）に沿って所定の間隔で分布するように形成される。当然のことながら、製造工程の必要性又は関連事項を考慮し該絶縁バンプ（６９）を第１絶縁層（６０）の短い傾斜表面（６０b）に分布させても良い。また、長い傾斜表面（６０a）と短い傾斜表面（６０b）のいずれに分布させてもよい。また、絶縁バンプ（６９）の形状、大きさ又は間隔などは、いずれも実際の必要に基づき変更することができる。
【００５２】
次いで、図１０に開示するように、第２絶縁層（６６）のパターンを形成した後、実施例１に開示するように透明絶縁基板（５０）上にドーピングケイ素層（６８）と第２金属層（７０）とを順に沈着させて形成し、更にマイクロフォトエッチングの工程を進行させて該エッチングストッパー（Etching Stopper）（６７）の両側にそれぞれソース構造（７２）とドレイン構造（７４）とを形成する。次いで薄膜トランジスタと絶縁バンプ（６９）の表面に保護層（７６）を形成する。そしてマイクロフォトエッチングの工程を進行させて、ソース構造（７２）とドレイン構造（７４）の一部表面を露出させる。次いで画素電極（７８）を保護層（７６）の表面に形成し、ドレイン構造（７４）と電気的に接続する。この為エッチングストッパー（Etching Stopper）（６７）を形成するマイクロフォトエッチング工程において、第１絶縁層（６０）の長い傾斜表面（６０a）上に複数の絶縁バンプ（６９）を同時に形成する。よって絶縁バンプ（６９）と第１絶縁層（６０）の表面に沈着させて形成する保護層（７６）も同様に対応する起伏表面を具えることになる。また、後続の工程によって形成される画素電極（７８）も保護層（７６）の表面の起伏に沿って形成され、粗い散光表面を有する画素電極（７８）が形成される。
【００５３】
図１０に開示するように、画素電極（７８）はその下方の尾根状ブロック（５８）の形状に対応して起伏が形成されるのみならず、長短両傾斜表面（６０a）（６０b）にも対応し、また、絶縁バンプ（６９）の起伏にも対応する。よって凹凸が更に密集して形成される粗い表面となる。
【００５４】
実施例３
図１１に本発明の実施例３を開示する。実施例３は実施例１とほぼ同様である。先ず、透明絶縁基板（５０）上に第１金属層（５２）を形成し、該第１金属層（５２）に対して第１マイクロフォトエッチング工程を進行させ、透明絶縁基板（５０）上にゲート電極構造（５６）と尾根状ブロック（５８）を同時に形成する。第１絶縁層（６０）を透明絶縁基板（５０）上に形成し、第２絶縁層（６６）を半導体層（６４）と第１絶縁層（６０）の表面に形成する。
【００５５】
次いで、第２絶縁層（６６）に対してマイクロフォトエッチングの工程を進行させ、ゲート電極構造（５６）の上方にエッチングストッパー（Etching Stopper）（６７）を形成する。次いでドーピングケイ素層（６８）と第２金属層（７０）とを透明絶縁基板（５０）上に順に沈着させて形成し、更にマイクロフォトエッチングの工程を別途進行させて該エッチングストッパー（Etching Stopper）（６７）の両側にそれぞれソース構造（７２）とドレイン構造（７４）とを形成する。また、複数の金属バンプ（７１）を尾根状ブロック（５８）上の第１絶縁層（６０）の表面に形成する。これら複数の金属バンプ（７１）は第１絶縁層（６０）の長い傾斜表面（６０a）に沿って所定の間隔で分布するように形成される。当然のことながら、該金属バンプ（７１）は、絶縁層（６０）の短い傾斜表面（６０b）に分布させても良い。また、長い傾斜表面（６０a）と短い傾斜表面（６０b）のいずれに分布させてもよい。また、金属バンプ（７１）の形状、大きさ又は間隔などは、いずれも実際の必要に基づき変更することができる。
【００５６】
次いで保護層（７６）のパターンを薄膜トランジスタと金属バンプ（７１）上に形成した後、画素電極（７８）を保護層（７６）の表面に形成し、ドレイン構造（７４）と電気的に接続する。この場合第１絶縁層（６０）の長い傾斜表面（６０a）上に複数の金属バンプ（７１）が形成される為、金属バンプ（７１）と第１絶縁層（６０）の表面に沈着させて形成する保護層（７６）も同様に対応する起伏表面を具えることになる。また、図面に開示するように画素電極（７８）も尾根状ブロック（５８）の形状に対応して起伏する以外に、金属ブロック（７１）に沿って起伏し、更に凹凸が密集した粗い散光表面を有する画素電極（７８）が形成される。
【００５７】
実施例４
図１２に本発明の実施例４を開示する。実施例４において、注目すべき点は第２絶縁層（６６）に対してマイクロフォトエッチングの工程を進行させる場合、ゲート電極構造（５６）の上方にエッチングストッパー（Etching Stopper）（６７）を形成する以外に、上述の複数の絶縁バンプ（６９）を長い傾斜表面（６０a）に形成する点にある。また、後続のマイクロフォトエッチングの工程において、ソース構造（７２）とドレイン構造（７４）を形成する以外に複数の金属バンプ（７１）を長い傾斜表面（６０a）上に同時に形成する。該金属バンプ（７１）と絶縁バンプ（６９）は交差して配列され、第１絶縁層（６０）の表面に分布する。それぞれの金属バンプ（７１）は左右の隣合う位置にいずれも絶縁バンプ（６９）が存在し、それぞれの絶縁バンプ（６９）は左右の隣り合う位置にいずれも金属バンプ（７１）が存在する。また、同様にこれら絶縁バンプ（６９）と金属バンプ（７１）とは第１絶縁層（６０）の短い傾斜表面（６０b）に分布させても良い。また、長い傾斜表面（６０a）と短い傾斜表面（６０b）のいずれに分布させてもよい。また、絶縁バンプ（６９）と金属バンプ（７１）の形状、大きさ、若しくは間隔などは、いずれも実際の必要に基づき変更することができる。よって長い傾斜表面（６０a）上には絶縁バンプ（６９）と金属バンプ（７１）とが密集して形成される。この為保護層（７６）のパターンを形成した後形成される画素電極（７８）は極めて粗い散光表面を有することになる。
【００５８】
ここにおいて、特に説明を要することは、上述のそれぞれの実施例においては、エッチングストッパーを薄膜トランジスタ素子の形成に応用しているが、本発明の特徴と精神は、バック・チャネル・エッチング（Back Channel Etching）を含む製造工程に応用することができる。即ち、図１３に開示するように、上述の実施例の方法を応用し、ゲート電極構造（５６）と、尾根状ブロック（５８）とを形成し、第１絶縁層（６０）を該ゲート電極構造（５６）と、尾根状ブロック（５８）上に形成し、さらに沈着とエッチングの工程によってゲート極絶縁層（６２）と半導体層（６４）のパターンをゲート電極構造（５６）上に形成する。このような工程においては、エッチングストッパー（６７）を形成することなく、ドーピングケイ素層（６８）と半導体層（６４）とを第１絶縁層（６０）の表面に形成する。
【００５９】
次いで、バック・チャネル・エッチングのバック照射方式によって第２金属層（７０）と、ドーピングケイ素層（６８）とに対してマイクロフォトエッチングを行ない、半導体層（６４）上にソース構造（７２）とドレイン構造（７４）とをそれぞれ形成する。次いで、透明絶縁基板（５０）上に保護層（７６）を沈着によって形成し、以上のそれぞれの構造部を含む各層を均一に被覆し、さらにエッチングによって保護層にコンタクトホールを形成してソース構造（７２）とドレイン構造（７４）の一部表面を露出して、後続の工程における電気的接続に供する。次いで、画素電極（７８）を保護層（７６）上の表面に形成してドレイン極構造（７４）と電気的に接続する。
【００６０】
当然のことながら、図１５に開示するように、散光効果を高めるために、上述のソース構造（７２）とドレイン構造（７４）を形成するマイクロフォトエッチングの工程において、同時に複数の金属バンプ（７１）を尾根状ブロック（５８）上の第１絶縁層（６０）の表面に形成する。これら複数の金属バンプ（７１）は柱状を呈し、第１絶縁層（６０）の長い傾斜表面（６０a）に沿って所定の間隔で分布するように形成される。同様に、該金属バンプ（７１）は、絶縁層（６０）の短い傾斜表面（６０b）に分布させても良い。また、長い傾斜表面（６０a）と短い傾斜表面（６０b）のいずれに分布させてもよい。また、金属バンプ（７１）の形状、大きさ又は間隔などは、いずれも実際の必要に基づき変更することができる。
【００６１】
また、本発明の特徴はトップゲートタイプにおける関連製造工程に応用することができる。即ち、図１８に開示するように、上述の実施例における各層を沈着させて形成した後、マイクロフォトエッチングを図１７に示す第２金属層（１１２）、絶縁層（１１０）、無定形ケイ素層（１０８）の順に施して、ゲート電極構造（１１３）、ゲート極絶縁層（１１）及びトランジスタチャネル（１０９）のパターンをゲート構造（１０２）と、ドレイン構造（１０４）上に形成する。ついで、厚めの保護層（１１４）を透明絶縁基板（１００）上に形成してゲート電極構造（１１３）、ゲート極絶縁層（１１）、トランジスタチャネル（１０９）及び尾根状ブロック（１０６）を十分に被覆する。また、同様に保護層（１１４）に対してエッチングを進行させ、複数のコンタクトホールを形成してゲート電極構造（１１３）、ソース構造（１１１）及びドレイン構造（１０４）の一部を露出させて、後続の電気的接続の工程に供する。ついで、保護層（１１４）の表面に画素電極（１１６）を形成し、対応するコンタクトホールを介してドレイン構造（１０４）に接続する。この場合、第１のマイクロフォトエッチングの工程において、ソース構造（１１１）とドレイン構造（１０４）を形成する他、画素電極（１１６）に対応する領域に複数の尾根状ブロック（１０６）を形成する。よって、後続の工程によって沈着されて成膜される保護層（１１４）と画素電極（１１６）は尾根状ブロック（１０６）表面に沿って形成され、上述の実施例のとおり尾根状の外観を呈する。このため、画素電極（１１６）は、設計上の要求に適合した粗い散光表面を具えることになり、これを反射層として利用することができる。
【００６２】
同様に、散光効果を高めるために、上述のゲート電極構造（１１３）と、ソース構造（１１１）と、ドレイン構造（１０４）とを形成するエッチングの工程において、複数のバンプを尾根状ブロック（１０６）の表面に形成する。該バンプは第２金属層（１１２）、絶縁層（１１０）か、無定形ケイ素層（１０８）か又はこれらを任意に組み合わせて堆積させて尾根状ブロック（１０６）上に形成する。例えば、無定形ケイ素層（１０８）に対してエッチングを行ない、トランジスタチャネル（１０９）を形成する工程において、同時に無定形ケイ素層（１０８）によってなる複数の半導体ブロックを尾根状ブロック（１０６）の長い傾斜表面（１０６a）か、短い傾斜表面（１０６b）上に形成する。又は先にトランジスタチャネル（１０９）とゲート極絶縁層（１１）を形成し、さらに第２金属層を形成し、マイクロフォトエッチングによってゲート極絶縁層（１１）上にゲート電極構造（１１３）を形成すると同時に、複数の金属バンプを尾根状ブロック（１０６）上に形成する。
【００６３】
以上は本発明の好ましい具体的な実施例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなしえる修正又は変更であって、本発明と共通の技術思想を有し、本発明に対して均等の効果を有するものは、いずれも本発明の特許請求の範囲に含まれるものである。
【００６４】
【発明の効果】
本発明による方法によって製造された薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）は、多くの長所を具える。先ず、傾斜側面を有するフォトレジストブロックを形成し、第１金属層に対してエッチングを行なう工程において、形成された尾根状ブロックの形状は完全に該フォトレジストの形状に基づいて形成される。このため、形成される複数の尾根状ブロックは、長い傾斜面がいずれも同様の角度でされ、特定の効果的な角度によってほとんどの入射光を反射する目的を達成することができる。従って、薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の輝度をさらに高めることができる。
【００６５】
また、本発明においては第２絶縁層と、第２金属層に対してエッチングを行なう工程において、絶縁バンプと金属バンプとを長い傾斜表面上に形成する。このため、密集させて配列した凸構造によって画素電極が凹凸構造の散光面を具えることになり、外部の光源からの入射光を効果的に反射して、十分に反射光を利用する効果を得ることができる。また、特筆すべきは、尾根状ブロックであろうと、絶縁バンプ又は金属バンプであろうと、いずれも製造工程において行なわれるマイクロフォトエッチングを利用して形成される。従って、本発明による製造方法によれば、別途フォトマスクと焼付けなどの工程を追加する必要がない。
【００６６】
言い換えれば、本発明による製造方法によれば、外部の光源からの入射光に対する利用効率を高めることができる。また長い傾斜表面を利用してほとんどの反射光をユーザーのディスプレーに対する目視角度の範囲内に反射することができ、薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の輝度を一層高めることができる。さらに、製造工程において別途製造工程を追加することがないため、本発明による散光表面を有する画素電極を形成する場合、製造工程全体の生産能力を維持することができる。
【００６７】
また、本発明における尾根状ブロック、絶縁バンプ又は金属バンプの大きさ、形状又は間隔などは、いずれも実際の必要に応じて任意に堆積したり、変更したりすることができ、画素表面の凹凸構造の程度、反射光線の反射角度を制御し、調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の透明絶縁基板上に形成された粗い反射面を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の断面図である。
【図２】 発明の薄膜トランジスタ液晶表示装置において透明絶縁基板上に第１金属層を形成し、フォトレジストブロックを形成した状態の断面図である。
【図３】 図２の第１金属層に対して第１のマイクロフォトエッチングを行ないゲート電極構造と尾根状ブロックを形成し、第１絶縁層を形成して被覆した状態を表わす断面図である。
【図４】 図３の第１絶縁層の表面に半導体層のパターンを形成し第２絶縁層を形成して被覆した状態を表わす断面図である。
【図５】 図４の第２絶縁層によってエッチングストッパーを形成し、第２金属層を形成した状態を表わす断面図である。
【図６】 図５の第２金属層によってソース構造とドレイン構造とを形成した状態の断面図である。
【図７】 図６の該ソース構造とドレイン構造を保護層で被覆し、画素電極を形成した状態を表わす断面図である。
【図８】 実施例２において、透明絶縁基板に第１金属層によってゲート電極構造と、尾根状ブロックを形成し第１絶縁層によって被覆した状態を表わす断面図である。
【図９】 図８の第１絶縁層上にゲート極絶縁層と半導体層とエッチングストッパーと、絶縁バンプを形成した状態を表わす断面図である。
【図１０】 図９の状態からさらにソース構造とドレイン構造とを形成し、保護層と画素電極を形成した状態を表わす断面図である。
【図１１】 実施例３による透明絶縁基板上に形成した薄膜トランジスタ液晶表示装置の構造の断面図である。
【図１２】 実施例４による透明絶縁基板上に形成した薄膜トランジスタ液晶表示装置の構造の断面図である。
【図１３】 バック・チャネル・エッチングを含む工程に、本発明を応用した例を表わす透明絶縁基板上に形成した薄膜トランジスタ液晶表示装置の構造の断面図である。
【図１４】 図１３の状態から、さらに保護層と画素電極を形成した状態の断面図である。
【図１５】 図１３の状態から、さらに第２金属層と保護層と画素電極を形成した状態の断面図である。
【図１６】 トップゲートタイプのトランジスタに、本発明を応用した例であって、ソース構造とドレイン構造と、尾根状ブロックを透明絶縁基板上に形成した状態を表わす断面図である。
【図１７】 図１６の状態から、さらに半導体層と、絶縁層と、第２金属層を形成した状態を表わす断面図である。
【図１８】 図１７の状態から、さらに画素電極を形成した状態を表わす断面図である。
【符号の説明】
１０ ガラス基板
１００ 透明絶縁基板
１０２ ゲート構造
１０４ ドレイン構造
１０６ 尾根状ブロック
１０６ａ 長い傾斜表面
１０６ｂ 短い傾斜表面
１０８ 無定形ケイ素層
１０９ トランジスタチャネル
１１ ゲート極絶縁層
１１０ 絶縁層
１１１ ソース構造
１１２ 第２金属層
１１３ ゲート電極構造
１１４ 保護層
１１６ 画素電極
１２ ゲート電極構造
１６ 半導体層
１８ ドーピング半導体層
２１ ドレイン
２２ ソース
２６ バンプ
２８ 保護層
３０ 画素
５０ 透明絶縁基板
５２ 第１金属層
５４ フォトレジストブロック
５５ フォトレジストブロック
５６ ゲート電極構造
５８ 尾根状ブロック
５８a 長い傾斜辺
５８ｂ 短い傾斜辺
６０ 第１絶縁層
６０ａ 長い傾斜表面
６０ｂ 短い傾斜表面
６２ ゲート極絶縁層
６４ 半導体層
６６ 第２絶縁層
６７ エッチングストッパー
６８ ドーピングケイ素層
６９ 絶縁バンプ
７０ 第２金属層
７１ 金属バンプ
７２ ソース構造
７４ ドレイン構造
７６ 保護層
７８ 画素電極
Claims (22)
- 透明絶縁基板上に傾斜散光面を有する画素電極を形成する薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の製造方法であって、
該透明絶縁基板に第１金属層を形成し、該第１金属層に対して第１のマイクロフォトエッチングを行なうことにより、ゲート電極構造を形成するとともに、画素電極を形成する画像表示領域に対応する領域に形成され、かつ第１傾斜側辺と第２傾斜面側辺を有する尾根状ブロックを形成する工程と、
該ゲート電極構造と、尾根状ブロックと、透明絶縁基板の表面を被覆するとともに、該尾根状ブロックの第１傾斜側辺に沿って第１傾斜表面を呈し、かつ該第２傾斜側辺に沿って第２傾斜表面を呈する第１絶縁層を形成する工程と、
該第１絶縁層の表面に半導体層のパターンを形成して薄膜トランジスタのチャネルエリアとする工程と、
該半導体層と第１絶縁層の表面を覆う第２絶縁層を形成し、かつ該第２絶縁層に対して、第２のマイクロフォトエッチングを行ない、該ゲート電極構造上方の該半導体層の表面にエッチングストッパー(Etching Stopper)を形成する工程と、
該エッチングストッパーと、半導体層と第１絶縁層の表面に第２金属層を形成するとともに、該第２金属層に対して第３のマイクロフォトエッチングを行ない該エッチングストッパーの両側にソース構造とドレイン構造とを形成する工程と、
さらに、該尾根状ブロックを覆う第１絶縁層上と、該ソース構造上と、該ドレイン構造上に保護層を形成し、かつ該ソース構造とドレイン構造との一部領域を露出させる工程と、
該保護層の表面に画素電極を形成し、かつ該画素電極と該ドレイン構造とを電気的に接続する工程とを含むことを特徴とする傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法。 - 前記第１のマイクロフォトエッチング工程は、前記第１金属層を沈着によって成膜した後、フォトレジスト材料を該第１金属層の表面に塗布し、ハーフトーン・フォトマスクを利用するか、スリット・フォトマスクを利用するか又は複数回露光する方式から選択されるマイクロフォト工程によって該フォトレジスト材料にパターンを形成し、該フォトレジスト材料を露光して現像した後のパターンがゲート極フォトレジストブロックと、尾根状パターンブロックとを含むようにする工程であることを特徴とする請求項１に記載の傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法。
- 前記第２絶縁層に対して第２のマイクロフォトエッチングを行なう場合、該第２絶縁層によって前記エッチングストッパーを形成すると同時に、該第２絶縁層によってなる複数の絶縁バンプであって、前記尾根状ブロックの第１傾斜表面に分布する複数の絶縁バンプを同時に形成することを特徴とする請求項１に記載の傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法。
- 前記複数の絶縁バンプを尾根状ブロックの第１傾斜表面に形成した後、該第２金属層に対して第３のマイクロフォトエッチングを行ないソース構造とドレイン構造を形成する場合、該第２金属層によって同時に該複数の絶縁バンプと交錯して配列され該第１傾斜表面に分布する複数の金属バンプを形成することを特徴とする請求項３に記載の傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法。
- 前記複数の金属バンプは、それぞれ個々の金属バンプがいずれも２つの前記絶縁バンプの間に形成されて、該絶縁バンプに隣接するように形成されることを特徴とする請求項４に記載の傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法。
- 前記第１絶縁層上の複数の絶縁バンプが、前記該尾根状ブロックの第１傾斜表面と、第２傾斜のいずれにも均一に分布するように形成されることを特徴とする請求項３に記載の傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法。
- 前記複数の絶縁バンプを該尾根状ブロックの第１傾斜表面と、第２傾斜のいずれにも形成した後、該第２金属層に対して第３のマイクロフォトエッチングを行ないソース構造とドレイン構造を形成する場合、該第２金属層によって同時に該複数の絶縁バンプと交錯して配列され該第１傾斜表面と第２傾斜表面のいずれにも分布する複数の金属バンプを形成することを特徴とする請求項６に記載の傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1金属層と第２金属とがアルミニウム、チタン、クロム、タングステン又はタンタルから選択されることを特徴とする請求項１に記載の傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1金属層と第２金属とがアルミニウム、チタン、クロム、タングステン又はタンタルから任意に選択される少なくとも２以上の合金であることを特徴とする請求項１に記載の傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法。
- 透明絶縁基板上に傾斜散光面を有する画素電極を形成する薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の製造方法であって、
該透明絶縁基板に第１金属層を形成し、該第１金属層に対して第１のマイクロフォトエッチングを行ない、ゲート電極構造と、画素電極を形成する画像表示領域に対応する領域に形成され、かつ第１傾斜側辺と第２傾斜面側辺を有する尾根状ブロックを形成する工程と、
該ゲート電極構造と、尾根状ブロックと、透明絶縁基板の表面を被覆するとともに、該尾根状ブロックの第１傾斜側辺に沿って第１傾斜表面を呈し、かつ該第２傾斜側辺に沿って第２傾斜表面を呈する第１絶縁層を形成する工程と、
該第１絶縁層上にゲート極絶縁層と半導体層とを順に形成し、かつ第２絶縁層を該半導体層と第１絶縁層の表面に形成する工程と、
該第２絶縁層対して第２のマイクロフォトエッチングを行ない該ゲート電極構造の上方にエッチングストッパーを形成する工程と、
ケイ素層と第２金属層とを透明絶縁基板上に順に沈着させて形成し、さらに該第２金属層に第３のマイクロフォトエッチングを行なって該エッチングストッパーの両側にそれぞれソース構造とドレイン構造とを形成する工程と、
該ソース構造上及び該ドレイン構造上に保護層を形成し、かつ該ソース構造とドレイン構造との一部領域を露出させる工程と、
該保護層の表面に画素電極を形成し、かつ該画素電極と該ドレイン構造とを電気的に接続する工程とを含むことを特徴とする傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法。 - 前記第１のマイクロフォトエッチング工程は、前記第１金属層を沈着によって成膜した後、フォトレジスト材料を該第１金属層の表面に塗布し、ハーフトーン・フォトマスクを利用するか、スリット・フォトマスクを利用するか又は複数回露光する方式から選択されるマイクロフォト工程によって該フォトレジスト材料にパターンを形成し、該フォトレジスト材料を露光して現像した後のパターンがゲート極フォトレジストブロックと、尾根状パターンブロックとを含むようにする工程であることを特徴とする請求項１０に記載の傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法。
- 前記第２金属層に対して第３のマイクロフォトエッチングを行なう場合、前記第１絶縁層表面に該第２金属層によってなる複数の金属バンプを形成することを特徴とする請求項１０に記載の傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法。
- 前記金属バンプは、所定の間隔を以って前記第１傾斜表面に分布することを特徴とする請求項１２に記載の傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1金属層と第２金属とがアルミニウム、チタン、クロム、タングステン又はタンタルから選択されることを特徴とする請求項１０に記載の傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1金属層と第２金属とがアルミニウム、チタン、クロム、タングステン又はタンタルから任意に選択される少なくとも２以上の合金であることを特徴とする請求項１０に記載の傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法。
- 透明絶縁基板上に傾斜散光面を有する画素電極を形成する薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の製造方法において、
該透明絶縁基板に第１金属層を形成し、該第１金属層に対して第１のマイクロフォトエッチングを行ない、ソース構造と、ドレイン構造と、画素電極を形成する画像表示領域に対応する領域に形成され、かつ第１傾斜側辺と第２傾斜面側辺を有する尾根状ブロックを形成する工程と、
該ソース構造と、ドレイン構造と、尾根状ブロックと、透明絶縁基板の表面を被覆する被覆半導体層を形成する工程と、
該半導体層上に絶縁層を形成する工程と、
該絶縁層上に第２金属層を形成する工程と、
該第２金属層と、絶縁層と、半導体層とに対して第２のマイクロフォトエッチングを行ない該ゲート電極構造のパターンを形成するとともに、該ゲート電極構造下方の一部半導体層を薄膜トランジスタのチャネルエリアとする工程と、
さらに、該ソース構造上及び該ドレイン構造上に保護層を形成し、かつ該ソース構造とドレイン構造との一部領域を露出させる工程と、
該保護層の表面に画素電極を形成し、かつ該画素電極と該ドレイン構造とを電気的に接続する工程とを含むことを特徴とする傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法。 - 前記第１のマイクロフォトエッチング工程は、前記第１金属層を沈着によって成膜した後、フォトレジスト材料を該第１金属層の表面に塗布し、ハーフトーン・フォトマスクを利用するか、スリット・フォトマスクを利用する又は複数回露光する方式から選択されるマイクロフォト工程によって該フォトレジスト材料にパターンを形成し、該フォトレジスト材料を露光して現像した後のパターンがゲート極フォトレジストブロックと、尾根状パターンブロックとを含むようにする工程であることを特徴とする請求項１６に記載の傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法。
- 前記第２のマイクロフォトエッチングを行なう場合、同時に前記第２金属層と、絶縁層と、半導体層とによってなる複数のバンプを前記尾根状ブロックの表面に堆積させて形成することを特徴とする請求項１６に記載の傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法。
- 前記第２のマイクロフォトエッチングを行なう場合、同時に前記第２金属層によってなる複数の金属バンプを前記尾根状ブロックの表面に形成することを特徴とする請求項１６に記載の傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法。
- 前記第２のマイクロフォトエッチングを行なう場合、同時に前記半導体層によってなる複数の半導体バンプを前記尾根状ブロックの表面に形成することを特徴とする請求項１６に記載の傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1金属層と第２金属とがアルミニウム、チタン、クロム、タングステン又はタンタルから選択されることを特徴とする請求項１６に記載の傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1金属層と第２金属とがアルミニウム、チタン、クロム、タングステン又はタンタルから任意に選択される少なくとも２以上の合金であることを特徴とする請求項１６に記載の傾斜散光面を形成した画素電極を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法。
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