JP4273697B2

JP4273697B2 - 液晶表示装置の製造方法

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Publication number: JP4273697B2
Application number: JP2002058739A
Authority: JP
Inventors: 和彦吉田; 良成佐々木; 英寿村瀬; 幸成阿蘇; 清美清井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-03-05
Filing date: 2002-03-05
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2022-03-05
Also published as: JP2003255376A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、マルチメディア情報化時代の必需品として、携帯電話、携帯端末、ノート型パーソナルコンピュータ、カメラ一体型ビデオテープレコーダ等の多くの製品に使用されている。
特に、低温ポリシリコンＴＦＴ液晶表示装置 (Low-Temperature Poly-Silicon Thin-Film-Transistor liquid-Crystal-Display) は、駆動回路であるＴＦＴ素子をガラス基板上に集積することができるため、高精細化、低消費電力化が可能となり、将来、様々な回路を集積できることで応用も広がることが期待されている。また、低温ポリシリコンＴＦＴ型の高精細液晶パネルを量産化するうえで、一層の低コスト化への要求が高まっている。
【０００３】
液晶表示装置を光の利用方法で分類すると、液晶表示装置はバックライトを利用する透過型、外光を利用する反射型、および、両方の機能を持った反射／透過型に分類される。
反射／透過型は、暗所ではバックライトを利用し、明所では外光を画素電極で反射させることにより、高輝度、省消費電力を実現している。
【０００４】
図９は、反射／透過型の液晶表示装置の駆動基板の構造の一例を示す平面図である。この液晶表示装置は、いわゆるボトムゲート型の低温ポリシリコンＴＦＴ−ＬＣＤである。
図９において、表示画素部１０１は、マトリクス状に配置されており、この表示画素部１０１は、反射用画素電極１０２とこの反射用画素電極１０２の下に形成された透過用画素電極１０３を有する。各表示画素部１０１は、透過部Ｗを備えており、また、各表示画素部１０１の一隅部には、ＴＦＴ素子１０４が形成されている。
ＴＦＴ素子１０４は、ゲート線１０６、信号線１０５、反射用画素電極１０２および透過用画素電極１０３にそれぞれ電気的に接続されている。
【０００５】
図１０は、液晶表示装置のＴＦＴ素子１０４の断面構造を示す断面図であって、図９におけるＡ−Ａ線方向の断面図である。また、図１１は液晶表示装置の透過部Ｗの周辺の構造を示す断面図であって、図９におけるＢ−Ｂ線方向の断面図である。
図１０に示すＴＦＴ素子１０４において、ガラス板等からなる絶縁性で透明な基板１１０上には、たとえば、Ｃｒ，Ｍｏ等の導電材料からなるゲート電極１０７が所定のパターンで形成されている。このゲート電極１０７は、上記したゲート線１０６に電気的に接続および図示しない蓄積容量配線に電気的に接続されている。
【０００６】
ゲート電極１０７上には、当該ゲート電極１０７を被覆するように窒化シリコンからなるバリア絶縁膜１１２が形成され、このバリア膜１１２上には酸化シリコンからなるゲート絶縁膜１１３が形成されている。
このゲート絶縁膜１１３上には、所定パターンのポリシリコン層１０８が形成されている。このポリシリコン層１０８は、図示しないコンタクトホールを通じて上記の信号線１０５および反射用画素電極１０２、透過用画素電極１０３に電気的に接続される。
ポリシリコン層１０８上には、当該ポリシリコン層１０８のゲート電極１０７上に位置する部分を被覆するためのストッパ層１１５が形成されている。ポリシリコン層１０８は、周知の方法により、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain ）領域およびＮ⁺ 領域が形成され、活性化されている。
ゲート絶縁膜１１３上には、ポリシリコン層１０８およびストッパ層１１５を被覆するように、酸化シリコンからなる層間絶縁膜１１６が形成され、層間絶縁膜１１６上には窒化シリコンからなる層間絶縁膜１１７が形成されている。
【０００７】
層間絶縁膜１１７上には、表面に凹凸を有する拡散板１１８が形成されている。この拡散板１１８は、上層に形成される反射用画素電極１０２に凹凸を発生させて、当該反射用画素電極１０２に入射する光を拡散させて輝度を向上させるために設けられている。
拡散板１１８上には、平坦化層１１９が形成されている。この平坦化層１１９は、反射用画素電極１０２を形成しやすい程度に拡散板１１８の凹凸を滑らかにするために設けられている。
【０００８】
平坦化層１１９上には、透過用画素電極１０３が形成され、透過用画素電極１０３上には反射用画素電極１０２が形成されている。透過用画素電極１０３は、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)膜等の透明膜で形成され、反射用画素電極１０２はＡｌ，Ａｇ等の反射膜で形成されている。
【０００９】
基板１１０から反射用画素電極１０２までは、一連のプロセスで形成され、液晶表示装置を駆動する駆動基板を構成する。図１０に示すように、この駆動基板の表面側にＩＴＯ膜等の透明膜からなる対向電極１３４、カラーフィルタ１３５、位相差板１３６および偏光板１３７が設けられており、反射用画素電極１０２と対向電極１３４との間に液晶１３０が封入され、駆動基板の裏面側に位相差板１３３、偏光板１３２および面状光源１３１が設けられている。
図１０に示すように、外部から偏光板１３７に向かって入射する外光ＯＬは、液晶１３０を通じて反射用画素電極１０２で反射し、液晶１３０を通じて再び外部に出力可能となっている。
一方、面状光源１３１からの光ＢＬは、反射用画素電極１０２が存在するため、偏光板１３７側に出力されない。
【００１０】
一方、図１１に示すように、基板１１０上に積層されたバリア膜１１２、ゲート絶縁膜１１３、層間絶縁膜１１６，１１７、拡散板１１８および平坦化層１１９には、基板１１０にまで達する穴Ｈが形成されている。透過用画素電極１０３は、平坦化層１１９上に形成されているとともに、穴Ｈの底部である基板１１０の表面および穴Ｈの内周面を覆うように形成されている。
さらに、この透過用画素電極１０３上に形成された反射用画素電極１０２は、穴Ｈの底部において窓１０２ｗが形成されている。
このため、図１１に示すように、面状光源１３１からの光ＢＬは窓１０２ｗを通じて偏光板１３７側に出力可能となっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記構成の液晶表示装置の反射用画素電極１０２および透過用画素電極１０３を形成するには、まず、平坦化層１１９上に透明導電膜を真空雰囲気において成膜したのち、フォトリソグラフィー工程によって図９に示した所定パターンにパターニングし透過用画素電極１０３を形成する。次いで、透過用画素電極１０３上に反射導電膜を真空雰囲気において成膜したのち、フォトリソグラフィー工程によってパターニングし反射用画素電極１０２を形成する。
フォトリソグラフィー工程は、処理前洗浄・レジスト塗布・プリベーク・露光・現像・ポストベーク等の多くの工程からなりたっている。このため、反射用画素電極１０２および透過用画素電極１０３を形成するのに２つのフォトリソグラフィー工程が必要であると、量産工場においては工程数が多く、大型のコーターディベロッパーが多数必要となり設備コストが嵩み、製品の低コスト化を妨げる要因となっていた。このため、反射用画素電極１０２および透過用画素電極１０３を形成するための工程数の削減が望まれていた。
また、フォトリソグラフィー工程では、多量の薬液を使用するため、省資源化や環境汚染の防止の観点から、反射用画素電極１０２および透過用画素電極１０３の形成をいわゆるドライプロセスによって行うことが望まれていた。
【００１２】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、画素電極をフォトリソグラフィー工程によらず形成可能な反射／透過型の液晶表示装置の製造方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本願発明の液晶表示装置の製造方法は、透明な基板上に、所定形状にパターニングされた光を透過する透過用画素電極と光を通過させる開口を備えて光を反射する反射用画素電極とを備えた液晶表示装置の製造方法であって、光を透過する基板上に導電性反射膜を形成する工程と、前記導電性反射膜を所定形状にパターニングし、光を通過させる開口を備える反射用画素電極を形成する工程と、前記反射用画素電極を被覆するように前記基板上にレーザ光を用いた加工によって選択的に除去するのに必要なレーザ光のエネルギー密度が前記導電性反射膜よりも小さく、かつ線膨張係数が前記導電性反射膜よりも小さく、エネルギー密度の設定により前記導電性反射膜に対して選択的に除去可能な材料からなる導電性透過膜を形成する工程と、前記導電性反射膜を選択的に除去するのに必要なエネルギー密度よりも小さく、前記導電性透過膜を選択的に除去可能なエネルギー密度のレーザ光を前記導電性透過膜に照射して前記導電性透過膜と前記導電性反射膜との界面に歪みを生じさせ、前記導電性透過膜を前記導電性反射膜に対して選択的に除去して所定形状にパターニングし、少なくとも前記開口を覆う透過用画素電極を形成する工程とを有する。
【００１８】
好適には、本発明の液晶表示装置の製造方法は、前記反射用画素電極を形成する工程において、前記導電性反射膜をレーザ光を用いた加工により所定形状にパターニングする。
【００１９】
本発明では、導電性反射膜からなる反射用画素電極と導電性透過膜からなる透過用画素電極とを備え、透過用画素電極のパターニング、さらには反射用画素電極のパターニングを、レーザ光を用いた加工により行う。これにより、フォトリソグラフィー工程が削減される。
また、導電性透過膜に、レーザ光を用いた加工によって選択的に除去するのに必要なレーザ光のエネルギー密度が導電性反射膜よりも小さい材料を用いることで、導電性透過膜をレーザ光により加工した際に、下層の導電性反射膜まで除去されることがない。
さらに、導電性透過膜に、線膨張係数が導電性反射膜よりも小さい材料を用いることで、導電性透過膜をレーザ光により加工した際に、熱膨張差により導電性反射膜と導電性透過膜との界面に歪みが生じ、上層にある線膨張係数が小さい導電性透過膜のみ除去される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置における駆動基板の構成を示す平面図である。
図１に示すように、駆動基板１は、マトリクス状に配列された画素電極部２と、各画素電極部２に対して設けられたＴＦＴ(Thin Film Transistor)素子３０とを有する。各画素電極部２の間には、信号線５およびゲート線６が設けられている。
【００２１】
画素電極部２は、反射用画素電極１０と、この反射用画素電極１０上に形成された透過用画素電極１２とを有する。また、反射用画素電極１０には、開口１０ｗが形成されており、この開口１０ｗと透過用画素電極１２とによって透過部３が構成されている。
【００２２】
ＴＦＴ素子３０は、ゲート電極７とこのゲート電極７に交差するように配置されたポリシリコン層８とを有している。ゲート電極７は、ゲート線６に電気的に接続されている。ポリシリコン層８の一端部は信号線５に電気的に接続され、他端部は反射用画素電極１０に電気的に接続されている。
なお、ゲート線６はＴＦＴ素子３０に走査信号を供給するための配線であり、信号線５はＴＦＴ素子３０に信号電圧を印加するための配線である。
【００２３】
図２は、本実施形態に係る液晶表示装置のＴＦＴ素子３０の周辺の断面構造を示す断面図であって、図１におけるＡ−Ａ線方向の断面を示している。また、図３は、本実施形態に係る液晶表示装置の駆動基板の透過部３の周辺の断面構造を示す断面図であって、図１におけるＢ−Ｂ線方向の断面図である。
図２および図３に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置は、駆動基板１、この駆動基板１の電極形成面側に対向して配置された、対向電極６２、カラーフィルタ６４、位相差板６６および偏光板６８と、駆動基板１の裏面側に配置された位相差板７０、偏光板７２および面状光源７４とを有する。
【００２４】
駆動基板１は、基板４０と、ゲート電極７と、バリア膜４４と、ゲート絶縁膜４６と、ポリシリコン層８と、ストッパ層５０と、層間絶縁膜４８，５２と、拡散板５４と、平坦化層５６と、反射用画素電極１０と、透過用画素電極１２とを有する。
【００２５】
基板４０は、たとえば、ガラス材料等の光を透過する材料で形成されている。
ゲート電極７は、基板４０上に上記したゲート線６とともにパターニングされている。このゲート電極７は、たとえば、Ｃｒ（クロム）等の導電材料を基板４０上にスパッタリングにより成膜し、このＣｒの薄膜を、たとえば、フォトリソグラフィーによってパターニングすることにより得られる。
【００２６】
バリア膜４４は、ゲート電極７を被覆するように基板４０上に成膜されている。このバリア膜４４は、たとえば、プラズマＣＶＤ法により、窒化シリコンを基板４０上に成膜したものである。
ゲート絶縁膜４６は、バリア膜４４上に形成されており、たとえば、酸化シリコンをプラズマＣＶＤ法により成膜したものである。
【００２７】
ポリシリコン層８は、ゲート絶縁膜４６上にパターニングされている。このポリシリコン層８は、たとえば、非晶質シリコンをゲート絶縁膜４６上にプラズマＣＶＤ法により成膜したのち、アニール処理を施して非晶質シリコンに含まれる水素を除去し、ポリシリコンに転換させ、このポリシリコンを、たとえば、フォトリソグラフィーによりパターニングすることにより得られる。
また、ポリシリコン層８のストッパ層５０の両側には、たとえば、リン（Ｐ）等の不純物が所定の濃度で注入され、活性化されることによりＬＤＤ（LightlyDoped Drain ）領域およびＮ⁺ 領域が形成されている。
【００２８】
ストッパ層５０は、たとえば、酸化シリコンで形成されている。このストッパ層５０は、たとえば、ＣＶＤ法によりポリシリコン層８を覆うようにゲート絶縁膜４６上に酸化シリコンを成膜したのち、この酸化シリコンをゲート電極７をマスクとしてセルフアライメントによりパターニングすることにより得られる。このため、ストッパ層５０は、ポリシリコン層８のゲート電極７上に位置する部分を被覆している。
なお、上記のＬＤＤ領域は、このストッパ層５０をマスクとして不純物がイオン注入されることにより形成される。また、このストッパ層５０および当該ストッパ層５０の周辺をフォトレジストによりマスクしたのち、不純物をポリシリコン層８にイオン注入することにより、Ｎ⁺ 領域が形成される。その後、アニール処理により、不純物の活性化を図る。
【００２９】
層間絶縁膜４８は、ストッパ層５０およびポリシリコン層８を覆うようにゲート絶縁膜４６上に形成されている。この層間絶縁膜４８は、たとえば、酸化シリコンがＣＶＤ法により成膜されている。
層間絶縁膜５２は、層間絶縁膜４８上に形成されている。この層間絶縁膜４８は、たとえば、窒化シリコンがＣＶＤ法により成膜されている。
【００３０】
拡散板５４は、層間絶縁膜５２上に形成されている。この拡散板５４は、表面に凹凸を有している。この凹凸により、当該拡散板５４上層に形成される反射用電極１０に凹凸を形成し、当該反射用電極１０に入射する光を拡散させて輝度を向上させるために設けられている。
拡散板５４は、層間絶縁膜５２上にアクリル樹脂等からなるレジストをスピンコートにより塗布し、ポストベーク処理によりレジストを下地層に定着させ溶媒を除去し、このレジストの表面に凹凸を形成することにより得られる。レジスト表面への凹凸の加工は、たとえば、フォトリソグラフィーあるいはレーザ加工によって行われる。
【００３１】
平坦化層５６は、拡散板５４上に形成されており、拡散板５４の表面の凹凸を滑らかにし、反射用画素電極１０が定着しやすいようにするために設けられている。このため、平坦化層５６の表面は拡散板５４の表面よりも滑らかになっている。
【００３２】
反射用画素電極１０は、平坦化層５６上にパターニングされている。この反射用画素電極１０は、たとえば、Ａｌ，Ａｇ等の導電性の反射膜で形成されている。後述するように、反射用画素電極１０は、導電性の反射膜を平坦化層５６上にスパッタリングしたのち、後述するレーザ光によるアブレーション及び熱的加工によりパターニングされる。
【００３３】
また、反射用画素電極１０は、図３に示すように、透過部３において開口１０ｗが形成されている。
反射用画素電極１０は、透過部３において、基板４０上に積層されたバリア膜４２、ゲート絶縁膜４６、層間絶縁膜４８，５２、拡散板５４および平坦化層５６に形成された基板４０にまで達する穴Ｈの底部である基板４０の表面および穴Ｈの内周面を覆うように形成されている。基板４０の表面に形成された反射用画素電極１０に開口１０ｗが形成されている。
なお、反射用画素電極１０の形成方法については後述する。
【００３４】
透過用画素電極１２は、基板４０の表面に形成された反射用画素電極１０上に形成されており、開口１０ｗおよびこの開口１０ｗの周縁部のみを覆っている。この透過用画素電極１２は、たとえば、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)等の導電性の透過膜によって形成されている。なお、透過用画素電極１２の形成方法については後述する。
【００３５】
対向電極６２、カラーフィルタ６４、位相差板６６および偏光板６８は、一体化されて駆動基板１の画素電極形成側に対向配置される。
対向電極６２は、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)等の導電性の透過膜によって形成されており、反射用画素電極１０および透過用画素電極１２との間で電界を形成する。
【００３６】
偏光板６８および７２は、入射する光を直線偏光にする。
位相差板６６，７０は、液晶表示装置のコントラストの向上、色変化の低減、防止のために、偏光板６８または７２を通じて入射する直線偏光を円偏光にする光学補償を行う。
カラーフィルタ６４は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色の微細な着色層とブラックマトリックスと呼ばれる遮光層とが所定パターンに形成されたものである。
面状光源７４は、たとえば、冷陰極蛍光管等の光源を内蔵しており、面状の光ＢＬを基板４０側に向けて出力する。
【００３７】
対向電極６２と反射用画素電極１０および透過用画素電極１２との間に封入される液晶６０には、たとえば、ツイスティッドネマティック（ＴＮ）液晶が使用される。
【００３８】
上記構成の液晶表示装置では、偏光板６８側から入射した外光ＯＬは、偏光板６８、位相差板６６、カラーフィルタ６４および対向電極６２を通過して反射用画素電極１０に入射し、この反射用画素電極１０で反射されて偏光板６８から外部に再び出力される。反射用画素電極１０の表面は、拡散板５４の凹凸により凹凸を有しているので、反射用画素電極１０に入射された外光ＯＬは、散乱し画面の輝度が向上する。
また、反射用画素電極１０上には、透過部３を除いて透過用画素電極１２が存在しないため、反射用画素電極１０に入射する外光ＯＬの反射が妨げられることがなく、さらに高輝度の画面が得られる。
【００３９】
一方、面状光源７４から出力された光ＢＬは、図２に示すように、反射用画素電極１０が存在する領域では、反射用画素電極１０によって遮断され、偏光板６８から外部へ出力されないが、図３に示すように、透過用画素電極１２に入射した光ＢＬは、透過用画素電極１２を通過し、対向電極６２、カラーフィルタ６４、位相差板６６および偏光板６８を通じて外部に出力される。
この結果、暗所では面状光源７４を利用し、明所では外光を反射用画素電極１０で反射させることにより、高輝度で省消費電力化された液晶表示装置が得られる。
【００４０】
次に、上述した反射用画素電極１０および透過用画素電極１２の形成方法について説明する。
図４は、反射用画素電極１０および透過用画素電極１２のパターニングに用いるレーザ加工装置の概略構成の一例を示す図である。
図４に示すレーザ加工装置２００は、レーザ光源２０１と、複数のミラー２０２，２０３，２０４と、ビーム整形器２０５と、マスク２０６と、縮小投影レンズ２０７と、ステージ２０８とを有する。
【００４１】
レーザ光源２０１は、レーザビームＬＢを出力する。このレーザ光源２０１から出力されるレーザビームＬＢによって加工対象物２１０の被加工面２１０ｆが加工される。
レーザ光源１には、たとえば、エキシマレーザや、ＹＡＧレーザが用いられる。エキシマレーザには、レーザ媒質の異なる複数の種類が存在する。レーザ媒質としては、波長の長いほうからＸｅＦ（３５１ｎｍ）、ＸｅＣｌ（３０８ｎｍ）、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）、Ｆ₂ （１５７ｎｍ）が存在する。エキシマレーザは、熱エネルギーを利用した加工を行うＹＡＧレーザ（１．０６μｍ）、ＣＯ₂ レーザ（１０．６μｍ）と大きく異なる点は、発振波長が紫外線の領域にあることである。エキシマレーザは、本質的にパルスでのみ発振し、パルス幅は数ｎｓ〜数十ｎｓでありレーザビームの形は長方形である。
一般に、また、エキシマレーザは、アブレーションと呼ばれる、光化学的に直接結合を解離する熱的な影響を受けにくい加工を行うため、被加工面のエッジの仕上がりが非常にシャープとなる。これに対して、ＹＡＧレーザ、ＣＯ₂ レーザでは加工部分が溶融後蒸発するため、熱の影響で周辺部が丸くなりきれいな端面とならない。
さらに、エキシマレーザは、初期のビームの断面が約１０×１０mmの寸法を有し、このレーザビームを後述するビーム整形器により長面積化、大面積化することにより比較的広い面積を一括して加工できる。したがって、大面積の領域を同時に加工するのにエキシマレーザは適している。
【００４２】
ビーム整形器２０５は、ミラー２０２および２０３によって反射されたレーザ光源２０１からのレーザビームＬＢを拡大整形し、ミラー２０４に向けて出力する。
【００４３】
マスク２０６は、ビーム整形器２０５で整形されミラー２０４で反射されたレーザビームＬＢを通過させる所定パターンを有している。このマスク２０６は、たとえば、金属材料で形成されたマスク、透明なガラス材料や透明な樹脂で形成されたマスク、誘電体材料で形成されたマスク等が用いられる。
【００４４】
縮小投影レンズ２０７は、マスク２０６のパターンを通過したレーザビームＬＢを所定倍率で縮小してステージ２０８上の加工対象物２１０の被加工面２１０ｆに投影する。
【００４５】
ステージ２０８は、縮小投影レンズ２０７から投影されるレーザビームＬＢが加工対象物２１０の被加工面２１０ｆに合焦するように縮小投影レンズ２０７に対して配置されている。このステージ２０８は、加工対象物を固定する、たとえば、真空チャック等の固定手段を備えており、レーザビームＬＢを加工対象物２１０の被加工面２１０ｆ上の所望の位置に照射し、かつ、レーザビームＬＢを被加工面２１０ｆ上で合焦させることが可能なように、ｘ、ｙ，ｚ方向およびθ方向に移動位置決めが可能となっている。
【００４６】
上記構成のレーザ加工装置２００では、加工対象物２１０の被加工面２１０ｆにマスク２０６で規定される所定パターンのレーザビームＬＢが照射され、被加工面２１０ｆがアブレーション加工される。
【００４７】
次に、上記レーザ加工装置２００を用いた反射用画素電極１０および透過用画素電極１２のパターニングについて説明する。
図５は、駆動基板１の透過部３において、基板４０上に積層されたバリア膜４２、ゲート絶縁膜４６、層間絶縁膜４８，５２、拡散板５４および平坦化層５６にエッチングによって穴Ｈを形成したのち、平坦化層５６上に導電性反射膜１１を形成した状態を示している。
導電性反射膜１１は、たとえば、Ａｌ，Ａｇ等の金属材料をスパッタリングすることによって形成される。
【００４８】
次いで、図５に示す状態の駆動基板１をレーザ加工装置２００のステージ２０８に設置し、さらに、反射用画素電極１０を形成するのに必要なマスク２０６をレーザ加工装置２００にセットする。
【００４９】
レーザ加工装置２００によって、所定パターンのレーザビームＬＢを導電性反射膜１１に導電性反射膜１１の除去に必要なエネルギー密度で照射すると、導電性反射膜１１が選択的に除去され、図６に示すように、開口１０ｗをもつ反射用画素電極１０が形成される。なお、図示しないが、このレーザ加工により隣接する反射用画素電極１０間のギャップも同時に加工される。
【００５０】
次いで、図６に示した反射用画素電極１０が形成された状態の駆動基板をレーザ加工装置２００から搬出し、図７に示すように、反射用画素電極１０を覆うように、導電性透過膜１３を形成する。
ここで、導電性透過膜１３の形成材料には、レーザ加工装置２００において選択的に除去するのに必要なレーザビームＬＢのエネルギー密度が上記の導電性反射膜１１の形成材料よりも小さいものを用いる。
さらに、導電性透過膜１３の形成材料には、線膨張係数が導電性反射膜１１よりも小さい材料を用いる。
具体的には、たとえば、導電性反射膜１１の形成材料にＡｌを用いた場合には、導電性透過膜１３には、たとえば、ＩＴＯを用いる。Ａｌの線膨張係数は約２．３７×１０^-5／Ｋであり、ＩＴＯの線膨張係数は約５×１０^-6／Ｋであり、ＡｌのほうがＩＴＯよりも約５倍大きい。
【００５１】
導電性透過膜１３を反射用画素電極１０を覆うように形成すると、図７に示すように、導電性透過膜１３は反射用画素電極１０の開口１０ｗを覆い、開口１０ｗ内において基板４０の表面に接した状態となる。また、図示しないが、隣接する反射用画素電極１０のギャップ間にも導電性透過膜１３は形成される。
【００５２】
次いで、図７に示した状態の駆動基板をレーザ加工装置２００のステージ２０８に設置し、透過用画素電極１２をパターニングするのに必要なマスク２０６をセットする。
【００５３】
上記の状態において、レーザ加工装置２００によって、図８に示すように、所定パターンのレーザビームＬＢを導電性透過膜１３に当該導電性透過膜１３の除去に必要なエネルギー密度で照射する。なお、上述したように、このレーザビームＬＢのエネルギー密度は、導電性反射膜１１を除去するのに必要なエネルギー密度よりも小さい。
【００５４】
このとき、所定パターンのレーザビームＬＢがＩＴＯからなる導電性透過膜１３に照射されると、導電性透過膜１３およびＡｌからなる反射用画素電極１０のレーザビームＬＢの照射領域の温度が上昇し、導電性透過膜１３および反射用画素電極１０に熱膨張が発生する。
導電性透過膜１３の形成材料であるＩＴＯは、線膨張係数が反射用画素電極１０の形成材料であるＡｌよりも小さいので、導電性透過膜１３と反射用画素電極１０との間には熱膨張差が発生する。このため、導電性透過膜１３と反射用画素電極１０との界面に歪みが生じ、上層にある線膨張係数が小さい導電性透過膜１３のみが選択的に除去される。
【００５５】
さらに、導電性透過膜１３に、導電性反射膜１１の加工に必要なエネルギー密度よりも小さいエネルギー密度のレーザビームＬＢを照射しているので、除去される導電性透過膜１３の下層にある反射用画素電極１０までレーザビームＬＢの照射により除去されることがない。
【００５６】
以上のように、本実施形態によれば、導電性透過膜１３をレーザビームＬＢにより加工して透過用画素電極１２を形成した際に、下層の反射用画素電極１０まで除去されることがないため、反射用画素電極１０および透過用画素電極１２の双方のパターニングをレーザ加工により行うことが可能となる。この結果、反射用画素電極１０および透過用画素電極１２の形成にフォトリソグラフィーが不要となり、工程数の大幅な削減が可能となる。
また、本実施形態に係る液晶表示装置は、反射用画素電極１０上に透過用画素電極１２が形成される構造を有するため、反射用画素電極１０および透過用画素電極１２のレーザ加工によるパターニングが可能になる。
さらに、本実施形態に係る液晶表示装置は、透過用画素電極１２が反射用画素電極１０の開口１０ｗおよびその周縁部のみを覆っているため、透過用画素電極１２が反射用画素電極１０の光の反射を妨げることがなく、高輝度の画面が得られる。
【００５７】
本発明は上述した実施形態に限定されない。
上述した実施形態では、反射用画素電極１０および透過用画素電極１２のパターニングをレーザ加工によって行ったが、反射用画素電極１０および透過用画素電極１２の一方のパターニングにのみレーザ加工を使用し、他方にフォトリソグラフィーを用いても電極形成に必要な工程数の削減は可能である。
また、上述した実施形態に係る液晶表示装置のＴＦＴ素子３０は、いわゆるボトムゲート構造であったが、トップゲート構造のＴＦＴ素子を備える液晶表示装置の製造にも本発明は適用可能である。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、反射／透過型の液晶表示装置における２つの画素電極をフォトリソグラフィー工程によらずドライプロセスにより形成可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置における駆動基板の構成を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置のＴＦＴ素子３０の周辺の断面構造を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の駆動基板の透過部３の周辺の断面構造を示す断面図である。
【図４】反射用画素電極１０および透過用画素電極１２のパターニングに用いるレーザ加工装置の概略構成の一例を示す図である。
【図５】電極形成工程を説明するための図であって、平坦化層５６上に導電性反射膜１１を形成した状態を示す断面図である。
【図６】電極形成工程を説明するための図であって、導電性反射膜１１をレーザ加工によりパターニングする状態を示す断面図である。
【図７】電極形成工程を説明するための図であって、反射用画素電極１０上に導電性透過膜１３を形成した状態を示す断面図である。
【図８】電極形成工程を説明するための図であって、導電性透過膜１３をレーザ加工によりパターニングする状態を示す断面図である。
【図９】反射／透過型の液晶表示装置の駆動基板の構造の一例を示す平面図である。
【図１０】液晶表示装置のＴＦＴ素子１０４の断面構造を示す断面図であって、図９におけるＡ−Ａ線方向の断面図である。
【図１１】液晶表示装置の透過部Ｗの周辺の構造を示す断面図であって、図９におけるＢ−Ｂ線方向の断面図である。
【符号の説明】
１…駆動基板、２…画素電極部、５…信号線、６…ゲート線、７…ゲート電極、８…ポリシリコン層、１０…反射用画素電極、１２…透過用画素電極、３０…ＴＦＴ素子、４０…基板、４２…バリア膜、４６…ゲート絶縁膜、４８，５２…層間絶縁膜、５４…拡散板、５６…平坦化層、６０…液晶、６２…対向電極、６４…カラーフィルタ、６６，７０…位相差板、６８，７２…偏光板、７４…面状光源。

Claims

透明な基板上に、所定形状にパターニングされた光を透過する透過用画素電極と光を通過させる開口を備えて光を反射する反射用画素電極とを備えた液晶表示装置の製造方法であって、
光を透過する基板上に導電性反射膜を形成する工程と、
前記導電性反射膜を所定形状にパターニングし、光を通過させる開口を備える反射用画素電極を形成する工程と、
前記反射用画素電極を被覆するように前記基板上にレーザ光を用いた加工によって選択的に除去するのに必要なレーザ光のエネルギー密度が前記導電性反射膜よりも小さく、かつ線膨張係数が前記導電性反射膜よりも小さく、エネルギー密度の設定により前記導電性反射膜に対して選択的に除去可能な材料からなる導電性透過膜を形成する工程と、
前記導電性反射膜を選択的に除去するのに必要なエネルギー密度よりも小さく、前記導電性透過膜を選択的に除去可能なエネルギー密度のレーザ光を前記導電性透過膜に照射して前記導電性透過膜と前記導電性反射膜との界面に歪みを生じさせ、前記導電性透過膜を前記導電性反射膜に対して選択的に除去して所定形状にパターニングし、少なくとも前記開口を覆う透過用画素電極を形成する工程と
を有する液晶表示装置の製造方法。
前記反射用画素電極を形成する工程において、前記導電性反射膜をレーザ光を用いた加工により所定形状にパターニングする
請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
前記透過用画素電極を形成する工程は、前記導電性透過膜の前記反射用画素電極の開口および当該開口の周縁部を覆う領域以外を選択的に除去する
請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。