JPH1010525A

JPH1010525A - 反射型基板およびその製造方法並びに反射型液晶表示装置

Info

Publication number: JPH1010525A
Application number: JP15798296A
Authority: JP
Inventors: Yasunori Shimada; 康憲島田; Hisakazu Nakamura; 久和中村; Koji Taniguchi; 幸治谷口
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-06-19
Filing date: 1996-06-19
Publication date: 1998-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】導通の良好なコンタクトホールを得ることがで
きるとともに、良好な光散乱特性を有する反射型基板を
提供する。【解決手段】第１の金属層である引き回し電極１１ａ
と、光反射機能を有する第２の金属層である画素電極６
とを電気的に接続するコンタクトホール１７部に、凸部
１３ａを設けることにより、コンタクトホール１７部に
おける絶縁層１６の膜厚を薄くし、絶縁層１６にコンタ
クトホール１７を形成する際に、絶縁層１６の凸部上部
までエッチングしてしまったり、あるいは、絶縁層１６
が現像過多になったりすることがないようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に形成され
た金属層を用いて入射光を反射する反射型基板およびそ
の製造方法並びにその反射型基板を用いた反射型液晶表
示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ワードプロセッサ、ラップトップ
パソコン、ポケットテレビなどへの液晶表示装置の応用
が急速に進展している。特に、液晶表示装置の中でも外
部から入射した光を反射させて表示を行う反射型液晶表
示装置は、光源であるバックライトが不要であるため消
費電力が低く、薄型軽量化が可能であるため注目されて
いる。

【０００３】従来から、反射型液晶表示装置には、ＴＮ
方式と略称されるツイステッドネマティック方式、並び
にＳＴＮ方式と略称されるスーパーツイステッドネマテ
ィック方式が用いられているが、これらの方式では、偏
光板によって必然的に光強度の半分が表示に利用されな
いことになり、表示が暗くなってしまう。そこで、表示
が暗くなる原因となる偏光板を用いないで自然光のすべ
ての光線を有効に利用できるようにして表示が明るくな
るようにした表示モードが提案されている。

【０００４】このような偏光板を必要としないモードで
さらに明るい表示を得るためには、あらゆる角度からの
入射光に対し、表示画面に垂直な方向へ散乱する光の強
度を増加させる必要があり、このような光の散乱には、
それに対応した反射特性を有する反射板を作成すること
が必要となる。

【０００５】このような反射板の一つとして考えられた
ものとしては、ガラスなどを素材として基板の表面を研
磨材で粗面化し、かつ例えばフッ化水素酸でエッチング
する時間を変えることによって基板表面の凹凸形状を制
御し、そのガラス基板の表面の凹凸上に金属層としての
銀の薄膜を形成し、この金属層の表面がガラス基板の凹
凸形状に応じた形状となることにより、その金属層表面
で光を上述のように散乱させるようにした反射板があ
る。

【０００６】しかしながら、このような反射板の構造で
は、研磨材を用いてガラス基板に傷をつけることによっ
て前記凹凸を形成しているため、均一な形状の凹凸を形
成することが困難であるうえ、凹凸形状の再現性にも劣
るので液晶表示装置の表示品位がばらつくうえ、一定の
表示品位を得ることが困難なものとなる。

【０００７】そこで、一定の表示品位を確保するため
に、絶縁層としての樹脂層にフォトリソグラフィ技術を
用いて前記凹凸形状を形成することで該凹凸形状の再現
性を可能とし、この凹凸形状を有する樹脂層の上に薄い
金属層を形成することで液晶表示装置の反射板として実
施可能な機能を具備させるようにした方法が米国出願明
細書U.S.Patent４，５１９，６７８（従来技術１）およ
び特開平６―２７４８１号公報（従来技術２）に開示記
述されている。

【０００８】従来技術１に係る米国出願明細書の記述に
よれば、その一つの方法として、一方の基板上の液晶層
側に樹脂層となるポリマー系やポリイミド系の熱硬化性
樹脂を塗布し、フォトリソグラフィ技術でレジストをパ
ターン形成したうえで、該樹脂にエッチングでくぼみを
作った後に前記レジストを除去し、さらにこの樹脂を１
５０°Ｃ〜５００°Ｃで加熱することで前記凹凸形状の
ために該樹脂になだらかな凹凸曲面を形成して絶縁層と
する。

【０００９】その後、フォトリソグラフィ技術で樹脂層
からなる絶縁層に、コンタクトホールを形成し、その絶
縁層の上に金属層であるアルミニウムを成膜することに
より、この金属層をあらゆる角度からの入射光に対し、
表示画面に垂直な方向へ散乱する光の強度を増加させる
ための凹凸形状としている。

【００１０】このようにして従来の技術１によって形成
された液晶表示装置の断面構造を図１１に示す。図１１
に示される液晶表示装置において、１００は半導体基
板、１０１はＭＯＳＦＥＴ、１０２はＭＯＳコンデン
サ、１０３は樹脂層からなる絶縁層、１０４は上表面が
凹凸形状とされた光反射機能を有する金属層、１０５は
液晶層、１０６は透明電極、１０７はガラス基板、１０
８はコンタクトホールである。

【００１１】従来技術２によれば、一方の基板上の液晶
層側に、絶縁層としての感光性樹脂を塗布し、この感光
性樹脂を円形の遮光領域が配列された遮光手段を介して
露光及び現像をした後に熱処理を行い、得られた複数の
凸部の上に前記複数の凸部に沿う絶縁膜を再度感光性樹
脂を用いて形成することにより、該絶縁膜の上表面を凹
凸形状とし、遮光手段を介して露光及び現像によりコン
タクトホールを形成し、熱処理の後に、凹凸形状の前記
絶縁膜上に、光反射機能を有する金属層を形成すること
により、該金属層の上表面を凹凸形状としている。

【００１２】このようにして形成された液晶表示装置を
図１２に示す。図１２に示される液晶表示装置におい
て、２００はガラス基板、２０１はＭＯＳＦＥＴ、２０
２、２０３は前記凹凸形状を付与するための凸部、２０
４は凸部２０２，２０３で凹凸形状を付与された高分子
樹脂からなる絶縁層、２０５は光反射機能を有する金属
層からなる画素電極、２０６ａ、２０６ｂは液晶配向
膜、２０７は透明電極、２０８はカラーフィルタ板、２
０９はガラス基板、２１０は液晶層である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術１のように絶縁層１０３の材料として熱硬化性樹
脂を用いて、これに例えば、ＲＩＥ等のドライエッチン
グでコンタクトホール１０８を形成する場合には、マス
クパターンとして用いられるレジストと熱硬化性樹脂と
が共に有機膜であるため、そのエッチング選択比はほぼ
１である。したがって、基板全体でコンタクトホール１
０８の良好な導通が得られるようにエッチングを続けよ
うとすると、絶縁層１０３の凸部上層のレジストの厚み
が薄いためにその凸部上部までがエッチングされてしま
い、所要の凹凸形状とならず、良好な光反射特性が得ら
れなくなるという課題がある。

【００１４】このようなエッチングを防ぐために、単に
レジスト厚みを厚くしたのではコンタクトホール１０８
の形成のためのマスクパターンの精細度を上げることが
難しくなり、その結果小さなコンタクトホールを精度高
く形成しにくくなるといった別の課題が生じてしまうの
みならず、レジスト塗布、露光、現像の各工程において
は、本パターニングのために専用の条件を設定する必要
が生じるなど、装置運用上の課題も多々発生してしま
う。

【００１５】すなわち、従来技術１では、コンタクトホ
ールを形成する際のレジストの厚みを厚くすることな
く、良好な光反射特性を維持しながら導通の良好なコン
タクトホールを得るのが困難であるという難点がある。

【００１６】一方、従来技術２のように絶縁層２０４と
して感光性樹脂を用いて高分子樹脂膜を形成する場合に
は、露光および現像によって選択的に残される部分であ
っても現像によって高分子樹脂膜の膜減りが生じる。

【００１７】したがって、現像時間が高分子樹脂膜から
なる絶縁層２０４のなだらかな断面の凹凸部分の形成に
与える影響が大きくなる。その反面、オーバー現像時間
が長くなるほどコンタクトホールの導通性は良好にな
る。例えば３００×３００ｍｍといったサイズが大きな
基板を用いる場合では、サイズが大きいために基板全体
にわたって歩留まりよく導通の良好なコンタクトホール
を得るために十分な時間的余裕のある現像を行おうとす
ると、高分子樹脂膜からなる絶縁層２０４は、現像過多
になり、その結果、画素電極２０５は、上述の凹凸形状
が得られず、むしろ鏡面状態に近付いてしまい、これで
はあらゆる角度からの入射光に対し、表示画面に垂直な
方向へ散乱させようとする光の強度が減ってしまう結
果、液晶表示装置の表示品位が暗くなってしまうという
課題がある。

【００１８】すなわち、従来技術２においても、良好な
光反射特性を維持しながら導通の良好なコンタクトホー
ルを得るのが困難であるという難点がある。

【００１９】本発明は、上述の技術的課題に鑑みて為さ
れたものであって、サイズの大きな基板であっても、歩
留まりよく導通の良好なコンタクトホールを得ることが
できるとともに、良好な光散乱特性を有する反射型基板
およびその製造方法並びにそれを用いた反射型液晶表示
装置を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。

【００２１】すなわち、本発明の反射型基板は、複数の
凸部が形成された基板上に、少なくとも第１の金属層、
絶縁層および光反射機能を有する第２の金属層が形成さ
れるとともに、前記第１の金属層および前記第２の金属
層を電気的に接続するコンタクトホールが形成され、前
記複数の凸部の一部は、前記コンタクトホールの形成領
域に設けられている。

【００２２】また、本発明の反射型基板の製造方法は、
基板上に、複数の凸部を形成する工程と、該凸部が形成
された基板上に、第１の金属層を形成する工程と、第１
の金属層が形成された基板上に、絶縁層を形成する工程
と、前記凸部が形成されている領域の前記絶縁層に、コ
ンタクトホールを形成する工程と、前記コンタクトホー
ルが形成された基板上に、光反射機能を有する第２の金
属層を形成する工程とを含んでいる。

【００２３】本発明の反射型液晶表示装置は、光反射機
能を有する画素電極を備える反射型基板と、前記反射型
基板に対向配置される対向基板と、前記両基板間に封入
される液晶層とを備える反射型液晶表示装置であって、
前記反射型基板は、複数の凸部が形成された基板上に、
少なくとも電圧印加用電極、絶縁層および前記画素電極
が形成されるとともに、前記電圧印加用電極および前記
画素電極を電気的に接続するコンタクトホールが形成さ
れ、前記複数の凸部の少なくとも一部は、前記コンタク
トホールの形成領域に設けられている。

【００２４】本発明の反射基板あるいはその製造方法に
よれば、凸部を有する基板上に形成された光反射機能を
有する第２の金属層の上表面は、凹凸形状となって良好
な光反射特性を得ることができるとともに、第１の金属
層と第２の金属層とを電気的に接続するコンタクトホー
ルは、凸部が設けられている領域に形成されるので、第
１の金属層と第２の金属層との間に介在する絶縁層の膜
厚を、コンタクトホール部において薄くできることにな
り、これによって、前記絶縁層にコンタクトホールを形
成する際に、従来技術のように、絶縁層の凸部上部まで
エッチングしてしまったり、あるいは、絶縁層が現像過
多になったりすることなく、導通の良好なコンタクトホ
ールを得ることができる。

【００２５】本発明の反射型液晶表示装置によれば、凸
部を有する基板上に形成される光反射機能を有する画素
電極の上表面は、凹凸形状となって良好な光反射特性を
得ることができるとともに、電圧印加用電極と画素電極
とを電気的に接続するコンタクトホールは、凸部が設け
られている領域に形成されるので、電圧印加用電極と画
素電極との間に介在する絶縁層の膜厚を、コンタクトホ
ール部において薄くすることができ、これによって、従
来技術のように、絶縁層の凸部上部までエッチングして
しまったり、あるいは、絶縁層が現像過多になったりす
ることなく、導通の良好なコンタクトホールを得ること
ができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面によって本発明の実施
の形態について、詳細に説明する。

【００２７】（実施の形態１）図１は、本発明の一つの
実施の形態に係る反射型液晶表示装置の一部の断面図で
あり、図２は、図１に示される下側基板の平面図であ
る。

【００２８】この実施の形態の液晶表示装置は、スイッ
チング素子が薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であって、感
光性樹脂を用いて絶縁層を形成したものであり、この液
晶表示装置１は、ＴＦＴが形成された下側基板（反射型
アクティブマトリクス基板）１ａと、上側基板（対向基
板）１ｂと、両基板間１ａ，１ｂに封入された液晶層２
とを備えている。

【００２９】反射型のアクティブマトリクス基板である
下側基板１ａは、ガラス等から成る絶縁性の基板３上
に、走査線としての複数のゲートバス配線４と、信号線
としてのソースバス配線５とが相互に交差して設けられ
ている。各ゲートバス配線４および各ソースバス配線５
によって囲まれた矩形の領域内には、光反射機能を有す
る材料、例えばＡｌからなる第２の金属層としての画素
電極６が配置されている。

【００３０】ゲートバス配線４からはゲート電極７が分
岐して設けられており、このゲートバス配線４およびゲ
ート電極７は、クロム、タンタルなどの材料からなり、
また、５０原子％以上の窒素を含有するタンタル、モリ
ブデンを含有するタンタルなどの材料を用いてもよい。

【００３１】ゲートバス配線４を覆って基板３上の全面
に、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸化シリコン（ＳｉＯ
ｘ）などから成るゲート絶縁膜８が形成されている。ゲ
ート電極７の上方のゲート絶縁膜８上には、非晶質シリ
コン（以下、ａ―ｓｉと記す）、多結晶シリコン（以
下、ｐ―ｓｉと記す）などから成る半導体層９が形成さ
れている。半導体層９の両端には、ａ―ｓｉ、ｐ―ｓｉ
などからなるｎ⁺あるいはｐ⁺のコンタクト層１５がそれ
ぞれ形成され、半導体層９の一方の端部には、チタン、
モリブデン、アルミなどからなるソース電極１０が重畳
形成されている。

【００３２】また、半導体層９の他方の端部には、ソー
ス電極１０と同様にチタン、モリブデン、アルミなどか
らなるドレイン電極１１と、第１の金属層としての電圧
印加用電極である引き回し電極１１ａが重畳形成されて
いる。ドレイン電極１１及び引き回し電極１１ａは、一
体的に形成されていてもよい。引き回し電極１１ａの他
方の端部は、基板３上に形成されたパッド１２上に重畳
している。

【００３３】この実施の形態においては、光反射機能を
有する画素電極６が形成される領域には、該画素電極６
の上表面が、連続した波状、すなわち、凹凸形状となっ
て良好な反射特性を得ることができるように、有機絶縁
膜からなる先細状で先端部の断面形状が円形の高さの異
なる凸部１３ａ，１３ｂを形成しており、その後に、パ
ッド１２をゲート電極７と同じ材料で形成している。
尚、ゲート絶縁膜８は、パッド１２上から除かれてい
る。ゲート電極７、半導体層９、ソース電極１０及びド
レイン電極１１によって、スイッチング素子としてのＴ
ＦＴ１４が形成される。

【００３４】ＴＦＴ１４が形成された基板３上全面に
は、絶縁層としての有機絶縁膜１６が形成されている。
この有機絶縁膜１６の上表面は、上述の凸部１３ａ，１
３ｂによって連続した波状、すなわち、凹凸形状となっ
ており、この有機絶縁膜１６には、引き回し電極１１ａ
の部分に、コンタクトホール１７が形成されている。

【００３５】この有機絶縁膜１６上には、断面円形の凸
部１３ａ，１３ｂが形成された領域及びコンタクトホー
ル１７を覆うように、光反射機能を有する材料であるア
ルミからなる画素電極６が形成されており、この画素電
極６の上表面は、凸部１３ａ，１３ｂによって凹凸形状
となっている有機絶縁膜１６に応じた凹凸形状となって
おり、これによって、良好な光反射特性を得ることがで
きる。また、この画素電極６は、コンタクトホール１７
においてパッド１２を介して引き回し電極１１ａと接続
される。

【００３６】また、この実施の形態では、良好な光反射
特性を維持しながらコンタクトホール１７の良好な導通
が得られるようにするために、コンタクトホール１７が
形成される領域に、上述の凸部１３ａを形成し、これに
よって、コンタクトホール１７が形成される部分の有機
絶縁膜１６の膜厚を薄くしている。

【００３７】次に、反射型液晶表示装置１の製造方法
を、下側基板１ａである反射型アクティブマトリクス基
板の形成方法を中心に図面を参照しながら説明する。

【００３８】尚、図３（ａ）〜（ｈ）においては、各素
子の記載を省略している。

【００３９】先ず、図３（ａ）に示すように、ガラス基
板３の上に、感光性樹脂からなる有機絶縁膜１３をスピ
ンコート方式により形成する。この実施の形態では、ガ
ラス基板３としては、例えばコーニング社製の商品名が
７０５９である厚さ１.１ｍｍのものを用いており、ま
た、有機絶縁膜１３としては、アクリル系の感光性樹脂
を用い、スピンコート方式により、好ましくは５００ｒ
ｐｍから３０００ｒｐｍで形成している。この実施の形
態では１３００ｒｐｍで３０秒間回転させ、有機絶縁膜
１３の厚みが約２.５μｍになるように塗布している。

【００４０】次に、有機絶縁膜１３が形成されたガラス
基板３を、例えば９０°Ｃで３０秒間プリベークする。
続いて、図３（ｂ）に示すように、フォトマスク１８を
有機絶縁膜１３の上方に配置し、フォトマスク１８の上
方から図３（ｂ）に矢印で示すように光線を照射する
（露光）。フォトマスク１８として、例えば、図４
（ａ）に示すように、板体１８ｃに２種類の大きさの円
形のパターン１８ａ，１８ｂが形成されているフォトマ
スク１８を使用することができる。

【００４１】この実施の形態のフォトマスク１８におい
ては、直径５μｍのパターン１８ａ及び直径３μｍのパ
ターン１８ｂがランダムに配置されており、相互に近接
するパターンの間隔は、少なくとも２μｍ以上である。
但し、パターンを離し過ぎると、有機絶縁膜１３の上に
形成する有機絶縁膜１６の上表面が連続的な波状となり
にくいため、パターン間隔は適切に設定することが必要
である。また、素子形成プロセスに支障を来さないよう
に、少なくとも配線や素子が形成される領域には、凸部
１３ａ，１３ｂを形成しない。

【００４２】次に、例えば、東京応化社製のＴＭＤＨ濃
度２.３８％の現像液を使用して有機絶縁膜１３の現像
を行う。これにより、図３（Ｃ）に示すように、基板３
の表面には、パターン１８ａ，１８ｂに対応して、微細
な凸部１３ａ’，１３ｂ’が多数形成される。現像され
たままの状態では、凸部１３ａ’，１３ｂ’の上端部は
角張っている。

【００４３】次に、凸部１３ａ’，１３ｂ’を形成した
基板３を約２００℃で約６０秒加熱して熱処理を行う。
これによって、凸部１３ａ’，１３ｂ’の上端部の角部
を軟化させて丸くし、図３（ｄ）に示すように、上端部
の断面が略円形状の凸部１３ａ，１３ｂを形成する。こ
の実施の形態では、直径５μｍのパターン１８ａによっ
て高さ２.４８μｍの凸部１３ａが形成され、直径３μ
ｍのパターン１８ｂによって高さ１.６４μｍの凸部１
３ｂが形成された。このように凸部１３ａ，１３ｂの高
さを異ならせることによって、同一とした場合に比べ
て、隣合う凸部の上に形成される画素電極６の上表面に
おいて反射される光の干渉を抑制することができる。な
お、本発明の他の実施の形態として、凸部の高さを同一
としてもよい。

【００４４】次に、スイッチング素子であるＴＦＴ１４
を形成する際に、コンタクトホール１７が形成されるこ
ととなる部分には、少なくともコンククトホール１７よ
り広い面積を有する金属層であるパッド１２を形成す
る。さらにその上には、ゲート絶縁膜８を積層し、パッ
ド１２上のゲート絶縁膜８を取り除いた後に、引き回し
電極１１ａを積層する。

【００４５】パッド１２は、コンタクトホール１７部に
おける下層金属層となり、この実施の形態においては、
ＴＦＴ１４のゲートバス配線４と同じ材料、好ましくは
タンタルを用いて形成している。このことにより、ゲー
トバス配線４、ゲート電極７及びパッド１２を同時にパ
ターニングして形成することができる。また、引き回し
電極１１ａは、コンタクトホール１７部における上層金
属層となり、ＴＦＴ１４のソース電極１０及びドレイン
電極１１と同じ材料を用い、好ましくはチタンを用いて
いる。ソース電極１０、ドレイン電極１１、及び引き回
し電極１１ａは同時にパターニングしてもよい。

【００４６】上記のように各素子が形成された基板３の
上に、有機絶縁膜１３と同じ感光性樹脂をスピンコート
方式によって塗布し、絶縁層としての有機絶縁膜１６を
形成する。好ましくは、１０００ｒｐｍから３０００ｒ
ｐｍでスピンコートする。この実施の形態では、２００
０ｒｐｍで３０秒回転してスピンコートした。

【００４７】これによって、上表面が連続した波状、す
なわち、凹凸形状をした有機絶縁膜１６が形成される。
このとき凸部の頂においては、塗布される樹脂の膜厚は
凹部に比べ薄くなる。

【００４８】次に、有機絶縁膜１６が形成された基板３
を、例えば９０°Ｃで３０秒プリベークする。続いて、
図３（ｆ）に示すように、フォトマスク１９を有機絶縁
膜１６の上方に配置し、フォトマスク１９の上方から光
線を照射して露光を行う。フォトマスク１９は、例え
ば、図４（ｂ）に示すように、板体１９ｃにコンタクト
ホールのパターン１９ａが形成されているものを用い
る。上述の凸部１３ａ，１３ｂを形成する工程と同様に
して、図３（ｇ）に示すように有機絶縁膜１６にコンタ
クトホール１７が形成される。

【００４９】ここで、コンタクトホール１７部におい
て、凸部１３ａが形成されている部分は、塗布された樹
脂の膜厚が、凹部に比べて薄いために、現像による樹脂
の除去が最も早く終了し、オーバー現像が最も長く行わ
れることになる。

【００５０】次に、コンタクトホール１７が形成された
基板３を、２００°Ｃで６０秒加熱処理し、凸部１３
ａ，１３ｂを形成する工程と同様にして、コンタクトホ
ール１７の縁（端部）をなだらかにして段差を軽減す
る。

【００５１】このとき、コンタクトホール１７の縁（端
部）１７ａは、図５（ａ）及びその切断面線Ａ−Ａから
見た断面図である同図（ｂ）に示すように、凸部１３ａ
のコンタクトホール１７の外側への傾斜を有する斜面１
３ａ₁に形成されるのが望ましい。すなわち、凸部１３
ａの頂点部分１３ａ₀が、コンタクトホール１７の形成
領域内に位置するように形成されるのが望ましい。

【００５２】例えば、図６に示すように、凸部１３ａの
頂点部分１３ａ₀が、コンタクトホール１７の形成領域
外に位置してコンタクトホール１７の内側への傾斜を有
する斜面１３ａ₂にコンタクトホール１７の縁１７ａを
形成すると、段差を軽減するために上述の加熱処理を行
ったときに、有機絶縁膜１６は、コンタクトホール１７
の内側へと流れ、コンタクトホール１７の面積を減少さ
せることとなり、導通の良好なコンタクトホールが得ら
れない虞れがある。

【００５３】また、液晶層２の厚みを測定するなどの理
由で、コンタクトホール１７の底部に平坦性が必要な場
合には、図７に示すように、コンタクトホール１７の周
縁部に沿って連続するような凸部１３₀を形成してもよ
い。

【００５４】次に、図３（ｇ）に示されるガラス基板３
を、コンタクトホール１７部に積層した金属層の最上層
の金属である引き回し電極１１ａのエッチング液に浸漬
してもよい。チタンが最上層であるこの実施の形態の場
合は、弗酸と硝酸の比が１：１００から１：４００であ
る２５°Ｃの混合液に３０秒浸漬した。コンタクトホー
ル１７部の有機絶縁膜１６の現像残渣は、残渣の間隙か
らのエッチング液の染み込みによる上層金属層１１ａの
エッチングにより、リフトオフされる。

【００５５】凸部１３ａ，１３ｂにおいては、有機絶縁
膜１６を形成するために、２度目に塗布する感光性樹脂
の膜厚が薄くなる、したがって、コンタクトホール１７
が形成される領域の有機絶縁膜１６の膜厚が薄くなるた
めに、コンタクトホール１７の良好な導通を得るために
現像時間を長くする必要がなく、したがって、現像過多
及び膜減りを防止することができ、良好な光反射特性を
維持できることになる。すなわち、基板全体にわたって
良好なコンタクトホールの導通及び良好な光反射特性を
実現することができる。

【００５６】このエッチング処理工程において、有機絶
縁膜１６の現像残渣がない部分の上層金属１１ａは急速
にエッチングされることになるが、上層金属１１ａと下
層金属１２とのエッチング選択比により、下層金属１２
表面においてエッチングを実質的に停止させることがで
きる。例えば、上層金属である引き回し電極１１ａがチ
タンで、下層金属であるパッド１２がタンタルであるチ
タン／タンタルの積層の場合には、エッチングの選択比
は５００：１以上であるためタンタル表面でエッチング
は停止する。このとき、凸部１３ａ，１３ｂによって、
感光性樹脂からなる有機絶縁膜１６の膜厚はなだらかに
薄くなるため、エッチングによって発生する段差は、ほ
ぼ引き回し電極１１ａの膜厚と同じになるため、Ａｌか
らなる画素電極６は断線しない。

【００５７】尚、ゲートバス配線４（ゲート電極７及び
引き回し電極１１ａ）の材料としては、上記のほかに、
タンタル中にモリブデン、、タングステン、ニオブを添
加した材料や、アルミをタンタルで被覆した構造などが
知られている。

【００５８】タンタルに不純物を添加した場合は、チタ
ンとのエッチング選択比の変化は僅かであり、多層構造
のゲート配線の場合は、パッド表面がタンタルであれば
チタンとの選択的エッチングは良好に行える。

【００５９】但し、コンタクトホール１７部に設けられ
た凸部１３ａの形状の効果により、良好な導通が得られ
るのであれば、コンタクトホール１７部のエッチング処
理を行う必要はなく、この場合、パッド１２が不要であ
るのは明らかである。

【００６０】最後に、図３（ｈ）に示すように、この有
機絶縁膜１６の上の所定の箇所にアルミからなる画素電
極６を、例えば、この実施の形態では、スパッタリング
法により形成した。画素電極６に使用する材料は、光を
反射する導電性材料であればよく、例えば、銀、ニッケ
ル、クロムなどでもよい。

【００６１】次に、図１に示すように配向膜材料を、印
刷あるいはスピンコーターなどにより少なくとも液晶表
示装置１の画素電極６上に塗布し、１６０〜１８０°Ｃ
で焼成し硬化させ、配向膜２０を形成する。垂直配向を
得るのであれば、垂直配向膜材料を用いればよく、水平
配向を得るのであれば、配向膜の焼成・硬化の後にラビ
ング処理などを施す。

【００６２】他方の基板２１上には、カラーフィルタ２
２が形成される。カラーフィルタ２２の画素電極６に対
向する位置には、マゼンタまたは緑のフィルタ２２ａが
形成され、画素電極６に対向しない位置には、ブラック
のフィルタ２２ｂが形成される。カラーフィルタ２２上
の全面には、ＩＴＯ等から成る透明電極２３、さらにそ
の上には配向膜２４が形成される。両基板３，２１は、
画素電極６とフィルタ２２ａとが一致するように対向し
て張り合わせられ、その間に液晶２が注入されて反射型
液晶表示装置１が完成する。

【００６３】（実施の形態２）この実施の形態では、ス
イッチング素子がＭＩＭ（Metal-Insulater-Metal）素
子であり、非感光性樹脂を用いて絶縁層を形成した反射
型液晶表示装置に適用して説明する。

【００６４】図８は、スイッチング素子（ＭＩＭ）が形
成された下側基板である反射型アクティブマトリクス基
板の平面図であり、図９は図８の切断面線Ｂ−Ｂから見
た基板の断面図である。

【００６５】下側基板３０ａは、ガラス等の絶縁性の基
板３１上に、タンタル等からなる走査線としての複数の
第１の配線３２が互いに平行に設けられ、この第１の配
線３２からは第１の電極３３が分岐して設けられてい
る。

【００６６】上述の実施の形態１と同様に、コンタクト
ホール３４が形成される部分には、基板３１上に凸部３
５ａが形成され、さらに、少なくともコンタクトホール
３４よりも広い面積を有するパッド３６が形成されてい
る。パッド３６は、第１の配線３２と同じ材料を用いて
形成され、引き回し電極３７の下層金属層となる。

【００６７】図８に示すように、第１の配線３２及び第
１の電極３３を被覆するように絶縁膜３８が形成されて
いる。この実施の形態では、絶縁膜３８は、第１の配線
３２及び第１の電極３３の材料であるタンタルを２５Ｖ
〜４０Ｖの電圧で陽極酸化することにより形成してい
る。絶縁膜３８で被覆された第１の電極３３には、チタ
ン、モリブデン、アルミ等からなる第２の電極３９が形
成されている。第１の電極３２、絶縁膜３８及び第２の
電極３９によってＭＩＭ素子４５が形成される。

【００６８】また、基板３１上のコンタクトホール３４
が形成される部分には、電圧印加用電極としての引き回
し電極３７がパッド３６を被覆するように形成されてお
り、この引き回し電極３７は、第２の電極３９に接続さ
れている。この実施の形態では、第２の電極３９のパタ
ーニングと同時に引き回し電極３７を形成しており、引
き回し電極３７は第２の電極３９と一体的に形成されて
いる。

【００６９】絶縁膜３８で被覆された第１の配線３２及
び第１の電極３３、第２の電極３９、及び引き回し電極
３７を覆うように、基板３１上の全面に、ポリイミド系
の非感光性樹脂からなる絶縁層としての有機絶縁膜４０
が形成されている。有機絶縁膜４０の引き回し電極３７
部分には、コンタクトホール３４が形成されている。ま
た、有機絶縁膜４０の画素電極４１が形成される領域に
は、凸部３５ａ，３５ｂが形成されている。有機絶縁膜
４０上には、凸部３５ａ，３５ｂが形成された領域及び
コンタクトホール３４を覆うように、アルミなどからな
る画素電極４１が形成されている。

【００７０】次に、この実施の形態の反射型液晶表示装
置の製造方法を、反射型アクティプマトリクス基板の形
成方法を中心に図面を参照しながら説明する。

【００７１】尚、図１０（ａ）〜（ｇ）においては、各
素子の記載を省略している。

【００７２】先ず、ガラスなどからなる絶縁性基板３１
の上に、図１０（ａ）に示すように、非感光性樹脂をス
ピンコート方式により塗布し、ポストベークを行って有
機絶縁膜３５を形成する。有機絶縁膜３５としては、ポ
リイミド系の非感光性樹脂を用い、スピンコート方式に
より、好ましくは、５００ｒｐｍから３０００ｒｐｍで
形成している。この実施の形態では１３００ｒｐｍで３
０秒間回転させ、有機絶縁膜３５の厚さが約２.５μｍ
になるように塗布している。また、ポストペークは２３
０°Ｃで９０秒行った。

【００７３】次に、有機絶縁膜３５が形成されたガラス
基板３１上に、ＭＩＭ素子を形成するときに用いるフォ
トレジストと同じフォトレジストをスピンコート方式に
より塗布し、例えば９０℃で６０秒プリベークする。こ
の実施の形態においては、フォトレジストとして東京応
化社製のＯＦＰＲ８ＯＯを用い、厚さは３.２μｍとし
た。

【００７４】続いて、実施の形態１において感光性樹脂
層を露光した場合と同様にして、フォトマスクを用いて
フォトレジストを露光する。例えば図４（ａ）に示すよ
うに、板体１８ｃに２種類の大きさの円形のパターン１
８ａ，１８ｂが形成されているフォトマスク１８を使用
することができる。また、コンタクトホール３４に対応
する部分には、少なくとも円形パターン１８ａ，１８ｂ
がコンタクトホール３４の形成領域内、望ましくは、コ
ンタクトホール３４の縁にかかるように、フォトマスク
１８に円形パターン１８ａ，１８ｂを配置する。

【００７５】次に、例えば、東京応化社製のＴＭＤＨ濃
度２.３８％の現像液を使用してフォトレジストの現像
を行う。これにより、図１０（ｂ）に示すように、有機
絶縁膜３５の上には、パターンに対応して、フォトレジ
ストの微細な凸部４２ａ，４２ｂが多数形成される。

【００７６】次に、フォトレジストの凸部４２ａ，４２
ｂをマスクとして有機絶縁膜３５のドライエッチングを
行い、凸部４２ａ，４２ｂを有機絶縁膜３５に転写す
る。その後、アルカリ系の剥離液を用いてフォトレジス
トの凸部４２ａ，４２ｂを取り除く。これによって、図
１０（Ｃ）に示されるように、基板３１上には、有機絶
縁膜３５からパターニングされた凸部３５ａ，３５ｂが
形成される。この実施の形態においては、ドライエッチ
ングにＯ₂ガスを使用しており、フォトレジストと有機
絶縁膜３５の選択比は１：１である。エッチングが終了
した状態で、凸部３５ａ，３５ｂの上端部は角張ってい
る。

【００７７】次に、通常の方法によって、ＭＩＭ素子４
５、パッド３６、引き回し電極３７などの素子を形成す
る。この実施の形態においては、基板３１として、例え
ばコーニング社製の商品名が７０５９である厚さ１.１
ｍｍのガラス基板を用いている。

【００７８】ＭＩＭ素子４５を形成する際に、コンタク
トホール３４が形成されることになる部分には、コンタ
クトホール３４より広い面積を有する金属層であるパッ
ド３６を形成する。更に、その上には、引き回し電極３
７を積層する。

【００７９】パッド３６は、コンタクトホール３４部に
おける下層金属層となり、この実施の形態においては、
ＭＩＭ素子４５の第１の電極３２と同じ材料、好ましく
はタンタルを用いて形成している。このことにより、第
１の配線３２、第１の電極３３、及びパッド３６を同時
に形成することができる。

【００８０】また、引き回し電極３７は、コンタクトホ
ール３４部における上層金属層となる。引き回し電極３
７は、ＭＩＭ素子４５の第２の電極３９と同じ材料を用
い、好ましくはチタンを用いて形成している。第２の電
極３９及び引き回し電極３７は同時にパターニングして
もよい。このようにして、図１０（ｄ）に示されるよう
に、コンタクトホール３４が形成される部分には、異な
る金属からなる２つの層３６，３７が積層される。

【００８１】上記のように、各素子が形成された基板の
上に、図１０（ｅ）に示されるように、有機絶縁膜３５
と同じ非感光性樹脂をスピンコート方式によって塗布
し、絶縁層としての有機絶縁膜４０を形成する。好まし
くは、１０００ｒｐｍから３０００ｒｐｍでスピンコー
トする。この実施の形態においては、２０００ｒｐｍで
３０秒回転してスピンコートし、２３０℃で９０秒ポス
トベークした。

【００８２】次に、有機絶縁膜４０が形成されたガラス
基板３１上に、フォトレジスト４３をスピンコートし、
例えば９０°Ｃで６０秒のプリベークを行う。

【００８３】続いて、例えば、図４（ｂ）に示すフォト
マスク１９のような、コンタクトホールのパターン１９
ａが形成されたフォトマスク１９を用いて、フォトレジ
スト４３を露光・現像する。これによって、有機絶縁膜
４０の上には、図１０（ｆ）に示すようなフォトレジス
ト４３のコンタクトホールパターンが形成される。この
フォトレジストのパターンをマスクとして、上述の凸部
の形成と同様のドライエッチング工程を行うことによ
り、有機絶縁膜１０３にコンタクトホール３４を形成す
る。

【００８４】以上の処理により、図１０（ｇ）に示すよ
うに、有機絶縁膜３５から形成された凸部３５ａ，３５
ｂとこれらの凸部３５ａ，３５ｂの上に形成された有機
絶縁膜４０とからなる、なだらかな凹凸面が形成され
る。

【００８５】ここで、コンタクトホール３４を形成する
ドライエッチング工程におけるプラズマ密度差により、
基板周辺部のエッチング速度が多少遅くとも、コンタク
トホール３４の凸部３５ａ，３５ｂにかかる部分におい
ては、有機絶縁膜４０の膜厚は薄いために、プラズマ密
度が高い基板中央部分で、有機絶縁膜４０の上層に形成
したフォトレジスト４３がエッチングされ、有機絶縁膜
４０表面が現れる前に、基板周辺部のコンタクトホール
３４の形成は終了する。したがって、従来技術のよう
に、絶縁層である有機絶縁膜４０の凸部上部までエッチ
ングしてしまうことがない。

【００８６】以下の工程は、実施の形態１の場合と同様
である。

【００８７】基板３１をコンタクトホール３４部に積層
した２層の金属層の最上層（この実施の形態においては
引き回し電極３７）をエッチングするエッチング液に浸
漬してもよい。上層金属と下層金属（この実施の形態に
おいては、パッド３６）とのエッチング選択比により、
下層金属表面においてエッチングが実質的に停止する。

【００８８】このとき、コンタクトホール３４におい
て、有機絶縁膜４０の膜厚は、コンタクトホール３４の
凸部３５ａ，３５ｂにかかる部分で薄くなっているた
め、段差が小さく、画素電極４１として形成するＡｌ等
の金属膜は断線を起こさずにすむ。

【００８９】尚、コンタクトホール３４部における下層
金属層としては、上記のタンタルのほかに、実施の形態
１において既に説明したように、タンタルに不純物を添
加したものを用いてもよい。

【００９０】例えば、特開平７ー２０５００号公報に開
示されているように、ＭＩＭ素子の第１電極として、シ
リコン、アルミなどの４価以下の元素のうちから１種
類、及びタングステン、クロム、鉄、マンガン、レニウ
ム等の６価以上の元素のうちから１種類の不純物を添加
したタンタルを用いてもよい。

【００９１】また、特開平７―９２５０２号公報に開示
されているように、ＭＩＭ素子の第１電極のタンタルに
ジルコニウムを添加してもよい。このようなタンタルを
主成分とした材料もチタンとは十分大きなエッチングの
選択比を有しており、本発明の液晶表示装置における第
１の電極の材料に用いることができる。

【００９２】次に、コンタクトホール３４が形成された
有機絶縁膜４０の上の所定の領域にアルミからなる画素
電極４１を形成する。画素電極４１は、例えば、この実
施の形態ではスパッタリングにより形成した。画素電極
４１に使用する材料は、光を反射する導電性材料であれ
ばよく、例えば、銀、ニッケル、クロムなどでもよい。
この画素電極４１は、コンタクトホール３４内におい
て、パッド３６によって引き回し電極３７に接続され
る。

【００９３】このようにして、図９に示される反射型ア
クティブマトリクス基板３０ａが完成する。

【００９４】尚、本発明は上記実施の形態１及び２に限
られるものではなく、例えばＭＩＭ素子が形成されたア
クティブマトリクス基板上に感光性樹脂を用いて反射板
を形成してもよい。

【００９５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、凸部をコ
ンタクトホールの形成領域に設けているので、電圧印加
用電極である第１の金属層と、光反射機能を有する画素
電極である第２金属層との間に介在する絶縁層の膜厚
を、前記コンタクトホール部において薄くできることに
なり、これによって、前記絶縁層にコンタクトホールを
形成する際に、従来技術のように、絶縁層の凸部上部ま
でエッチングしてしまったり、あるいは、絶縁層が現像
過多になったりすることがなく、したがって、良好な光
反射特性を得ることができるとともに、大きなサイズの
基板であっても導通の良好なコンタクトホールを得るこ
とができ、しかも、コンタクトホール部での絶縁層の段
差が軽減できるので、画素電極の断線歩留まりが向上す
ることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施の形態に係る液晶表示装置
の断面図である。

【図２】図１の下側基板の平面図である。

【図３】図１の製造方法の工程を示す断面図である。

【図４】本発明の製造方法に用いられるフォトマスクの
平面図である。

【図５】コンタクトホール部分を示す平面図および断面
図である。

【図６】コンタクトホール部分を示す断面図である。

【図７】他の実施の形態のコンタクトホール部分を示す
平面図および断面図である。

【図８】本発明の他の実施の形態に係る反射型液晶表示
装置の基板の平面図である。

【図９】図８の切断面線Ｂ−Ｂから見た断面図である。

【図１０】図８の製造方法の工程を示す断面図である。

【図１１】従来例の断面図である。

【図１２】他の従来例の断面図である。

【符号の説明】

１液晶表示装置１ａ，３０ａ下側基板２液晶層６，４１画素電極１１ａ，３７引き回し電極１２，３６パッド１３ａ，１３ｂ，３５ａ，３５ｂ凸部１６有機絶縁膜１７，３４コンタクトホール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の凸部が形成された基板上に、少な
くとも第１の金属層、絶縁層および光反射機能を有する
第２の金属層が形成されるとともに、前記第１の金属層
および前記第２の金属層を電気的に接続するコンタクト
ホールが形成され、前記複数の凸部の一部は、前記コン
タクトホールの形成領域に設けられることを特徴とする
反射型基板。
【請求項２】前記複数の凸部の一部は、前記コンタク
トホールの形成領域と該形成領域外とに跨って形成され
るとともに、前記凸部の頂点部分が、前記コンタクトホ
ールの形成領域内に位置する請求項１記載の反射型基
板。
【請求項３】基板上に、複数の凸部を形成する工程
と、該凸部が形成された基板上に、第１の金属層を形成する
工程と、第１の金属層が形成された基板上に、絶縁層を形成する
工程と、前記凸部が形成されている領域の前記絶縁層に、コンタ
クトホールを形成する工程と、前記コンタクトホールが形成された基板上に、光反射機
能を有する第２の金属層を形成する工程と、を含むことを特徴とする反射型基板の製造方法。
【請求項４】光反射機能を有する画素電極を備える反
射型基板と、前記反射型基板に対向配置される対向基板
と、前記両基板間に封入される液晶層とを備える反射型
液晶表示装置であって、前記反射型基板は、複数の凸部が形成された基板上に、
少なくとも電圧印加用電極、絶縁層および前記画素電極
が形成されるとともに、前記電圧印加用電極および前記
画素電極を電気的に接続するコンタクトホールが形成さ
れ、前記複数の凸部の少なくとも一部は、前記コンタク
トホールの形成領域に設けられることを特徴とする反射
型液晶表示装置。