JPH1073833A - 反射型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画素電極を構成する金属により非線形抵抗二
端子素子の特性に影響が生じない反射型液晶表示装置を
得る。 【解決手段】 走査線１の分岐部１ａと半導体層（非線
形抵抗層）２と素子用電極４の一部との重畳部に非線形
抵抗二端子素子が形成されている。半導体層２と素子用
電極４とは第１の層間絶縁膜に設けられたスルーホール
７において接触し、素子用電極４と画素電極６とは第２
の層間絶縁膜に設けられたスルーホール８において接触
している。このスルーホール７とスルーホール８とは基
板に垂直な方向から見て重ならないように設けられてい
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、ワードプロセッサ
ー、ラップトップ型パーソナルコンピューター、携帯用
テレビ等のＯＡ（オフィス・オートメーション）機器や
ＡＶ（オーディオ・ビジュアル）機器等に用いられる反
射型液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、上述した反射型液晶表示装置を
構成する基板の平面図であり、図６は図５のＣ−Ｃ’線
断面図である。これらに図示された基板は、反射型のア
クティブマトリクス基板であり、液晶層を挟んでもう一
方の対向基板と対向配置される。上記アクティブマトリ
クス基板は、ガラス基板１８の上に、走査線駆動用ドラ
イバ接続端子部（図示せず）を有する複数の走査線１１
が互いに平行に形成されている。

【０００３】この走査線１１の上には半導体層１２が形
成され、その半導体層１２の上には第１層間絶縁膜１３
および第２層間絶縁膜１４が形成されている。第１層間
絶縁膜１３は走査線１１およびその近傍部分を除く部分
に形成され、第１層間絶縁膜１３の上表面は、その上方
に形成される画素電極１６の反射特性を良くするために
凹凸状に形成されている。第２層間絶縁膜１４には、そ
の上に形成される素子用電極１５と半導体層１２とを接
触させるためのスルーホール１７が形成されている。

【０００４】この層間絶縁膜１４上にはスルーホール１
７を覆って素子用電極１５がマトリクス状に形成され、
その上に素子用電極１５をほぼ覆って反射機能を有する
材料からなる画素電極１６がマトリクス状の形成されて
いる。この画素電極１６の形状は、前記第１層間絶縁膜
１３の凹凸状表面に応じた凹凸状になっている。

【０００５】前記スルーホール１７の部分では、走査線
１１の一部である分岐部１１ａと半導体層１２と素子用
電極１５とが重畳しており、非線形抵抗二端子素子を構
成している。よって、上記走査線１１の分岐部１１ａは
非線形抵抗二端子素子の下部電極として機能し、半導体
層１２は非線形抵抗層として機能し、上記素子用電極１
５の一部は非線形抵抗二端子素子の上部電極として機能
している。

【０００６】この反射型アクティブマトリクス基板にお
いては、素子用電極１５と画素電極１６とが別の層とし
て設けられているので、素子用電極１５の材料として非
線形抵抗二端子素子の特性を最適化できる金属を用い、
画素電極１６の材料として反射率の高い金属を用いるこ
とができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図５および
図６に示した従来の反射型アクティブマトリクス基板に
おいて、非線形抵抗二端子素子の特性は、走査線１１の
分岐部１１ａ、半導体層１２および素子用電極１５の一
部により決定され、素子用電極１５上に形成された画素
電極１６により影響を受けることがある。即ち、素子用
電極１５を成膜する際に微小なピンホールが生じている
と、そのピンホール部を介して画素電極１６を構成する
金属が非線形抵抗層１２に達することがある。また、非
線形抵抗二端子素子を長時間にわたって動作させると、
画素電極１６を構成する金属が素子用電極１５中に拡散
して非線形抵抗層１２に達することがある。このような
場合、画素電極１６を構成する金属により非線形抵抗二
端子素子の特性に変化が生じて、反射型液晶表示装置の
表示品位が劣化する。

【０００８】本発明はこのような従来技術の問題点を解
決するためになされたものであり、画素電極を構成する
金属により非線形抵抗二端子素子の特性に影響が生じ
ず、表示品位の劣化が生じない反射型液晶表示装置を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の反射型液晶表示
装置は、液晶層を挟んで対向配置された一対の基板のう
ちの一方の基板に、反射機能を有する画素電極がマトリ
クス状に形成されていると共に、各画素電極の周辺近傍
を通って走査線が互いに平行に配置され、該画素電極の
電位を調整する非線形抵抗二端子素子が、非線形抵抗層
を挟んで相互に重畳する該走査線の一部および素子用電
極からなる一対の電極で構成されている反射型液晶表示
装置であって、該非線形抵抗二端子素子が、該一対の電
極の一方と該非線形抵抗層との間に存在する第１の層間
絶縁膜に設けられたスルーホール部分で構成され、該一
対の電極のうちの対向基板側の電極と、これと電気的に
接続される該画素電極との間に存在する第２の層間絶縁
膜に設けられた別のスルーホール部分で該対向基板側の
電極と該画素電極とが電気的に接続され、該第１の層間
絶縁膜のスルーホールと該第２の層間絶縁膜のスルーホ
ールとが基板とほぼ垂直な方向から見て互いに重ならな
いように形成されており、そのことにより上記目的が達
成される。

【００１０】前記第２の層間絶縁膜は、前記画素電極側
の表面に凹凸が設けられていてもよい。

【００１１】以下、本発明の作用について説明する。

【００１２】本発明にあっては、非線形抵抗二端子素子
が位置する第１の層間絶縁膜のスルーホールと、画素電
極と素子用電極との接触部である第２の層間絶縁膜のス
ルーホールとが重ならないように設けているため、素子
用電極における非線形抵抗二端子素子を構成する部分と
画素電極との接触部分とが離れている。従って、素子用
電極に微小なピンホールが生じた場合に、画素電極を構
成する金属がそのピンホールを通って素子用電極の下部
まで達したとしても、そこには非線形抵抗二端子素子が
存在しないため、非線形抵抗層に到達することはない。
また、非線形抵抗二端子素子を長時間にわたって動作さ
せた場合に、画素電極を構成する金属が素子用電極中を
拡散したとしても、両スルーホールの離隔距離を調整す
ることにより非線形抵抗二端子素子の非線形抵抗層まで
到達することはない。

【００１３】また、第２の層間絶縁膜の画素電極側表面
に凹凸を設けると、その凹凸形状が第２の層間絶縁膜上
に形成される画素電極表面に精度よく伝達される。よっ
て、凹凸が複数の層を間に挟んで伝達される場合より
も、凹凸形状の精度がより高いものとなり、第２の層間
絶縁膜に干渉が起きにくいように凹凸を形成することに
より、画素電極における反射特性の向上を図ることがで
きる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００１５】図１は本発明の一実施形態である反射型液
晶表示装置を構成する反射型アクティブマトリクス基板
の平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ’線断面図であ
る。この反射型アクティブマトリクス基板は、ガラス基
板等からなる基板９の上に、走査線駆動用ドライバ接続
端子部（図示せず）を有する複数の走査線１が互いに平
行に形成され、各走査線１は各画素毎に分岐部１ａを有
している。この走査線１の上には半導体層２が形成さ
れ、その半導体層２の上には第１の層間絶縁膜３が形成
されている。第１の層間絶縁膜３における前記分岐部１
ａの上方部分には、第１の層間絶縁膜３の上に形成され
る素子用電極４と半導体層２とを接触させるためのスル
ーホール７が形成されている。

【００１６】この第１の層間絶縁膜３上には、スルーホ
ール７に一部を充填して、素子用電極４が形成されてい
る。この素子用電極４は、後述する画素電極６と同様に
マトリクス状に設けられている。このスルーホール７部
分では、走査線１の分岐部１ａと上記半導体層２と素子
用電極４とが重畳し、非線形抵抗二端子素子が構成され
ている。つまり、走査線１の分岐部１ａは非線形抵抗二
端子素子の下部電極として機能し、半導体層２は非線形
抵抗二端子素子の非線形抵抗層として機能し、素子用電
極４は非線形抵抗二端子素子の上部電極として機能して
いる。素子用電極４の材料としては非線形抵抗二端子素
子の特性を最適化する金属であるＭｏ等が用いられてい
る。

【００１７】上記素子用電極４の上には第２の層間絶縁
膜５が形成され、第２の層間絶縁膜５には、その上に形
成される画素電極６と素子用電極４とを接触させるため
のスルーホール８が、前記スルーホール７とは基板にほ
ぼ垂直な方向から見て重ならないように設けられてい
る。また、第２の層間絶縁膜５の上表面は凹凸状に形成
されている。

【００１８】この第２の層間絶縁膜５の上には、スルー
ホール８に一部を充填し、かつ、素子用電極４をほぼ覆
うように画素電極６がマトリクス状に形成されている。
この画素電極６の表面は、第２の層間絶縁膜５の凹凸状
表面に応じた凹凸状となっており、反射特性の向上が図
られている。つまり、平坦な画素電極の場合に生じる光
の干渉が凹凸表面により防止されていると共に、従来と
は異なって第２の層間絶縁膜５の直ぐ上に画素電極６が
設けられているので、反射特性の向上が図られている。
画素電極６の材料としては反射率の高い金属であるＡｌ
等が用いられている。

【００１９】このように構成されたアクティブマトリク
ス基板は、絶縁性基板上に複数の信号線（図示せず）が
互いに平行に形成された対向基板と、走査線１および信
号線が交差するように貼り合わせられ、両基板間隙に液
晶層が挟持されて反射型液晶表示装置を構成する。

【００２０】この反射型表示装置表示装置は、例えば以
下のようにして作製することができる。

【００２１】まず、ガラス板等の基板９上の全面にＴａ
薄膜をスパッタリング法により成膜し、フォトリソグラ
フィー法によりパターン形成して複数の走査線１および
その一部である分岐部１ａを形成する。

【００２２】次に、基板全面にＺｎＳ薄膜をスパッタリ
ング法により成膜し、フォトリソグラフィー法により走
査線駆動用ドライバ端子部上のＺｎＳ薄膜を除去して半
導体層２を形成する。

【００２３】続いて、基板全面に感光性樹脂膜をスピン
ナーにより形成し、フォトリソグラフィー法によりスル
ーホール７を形成すると共に、走査線駆動用ドライバ端
子部上の感光性絶縁膜を除去して第１の層間絶縁膜３を
形成する。

【００２４】その後、基板全面にＭｏ薄膜を成膜し、そ
の上に感光性樹脂膜をスピンナーにより形成する。この
感光性樹脂膜にフォトリソグラフィー法によりスルーホ
ール８を形成すると共に、走査線１の上およびその間を
覆い、かつ、スルーホール８を１つずつ含むマトリクス
状に分かれるように感光性樹脂膜をパターニングし、さ
らに走査線駆動用ドライバ端子部上の感光性樹脂膜を除
去して第２の層間絶縁膜５を形成する。

【００２５】次に、基板全面にＡｌ薄膜を形成し、フォ
トリソグラフィー法によりＡｌ薄膜および上記Ｍｏ薄膜
を連続的にパターン形成して素子用電極４および画素電
極６を形成する。

【００２６】以上により、走査線１の分岐部１ａと半導
体層２と素子用電極４の一部とが重畳するスルーホール
７部に非線形抵抗二端子素子が形成され、かつ、素子用
電極４と画素電極６とを接触させるスルーホール８が、
非線形抵抗二端子素子を形成させるためのスルーホール
７とは基板にほぼ垂直な方向から見て重ならないように
設けられたアクティブマトリクス基板が完成する。

【００２７】このアクティブマトリクス基板と、複数の
信号線が互いに平行に形成された対向側基板とを貼り合
わせ、両基板の間隙に表示媒体として液晶を注入し、注
入口を封止することにより反射型液晶表示装置が完成す
る。

【００２８】本実施形態の反射型液晶表示装置において
は、非線形抵抗二端子素子が形成される第１の層間絶縁
膜３のスルーホール７と、画素電極６と素子用電極４と
を接触させるための第２の層間絶縁膜５のスルーホール
８とが基板にほぼ垂直な方向から見て重ならないため、
画素電極６を構成する金属が非線形抵抗二端子素子の特
性に影響を及ぼすことはなく、本実施形態の反射型液晶
表示装置を長時間動作させても表示品位が劣化すること
はなかった。また、素子用電極４には非線形抵抗二端子
素子の特性を最適化する金属を用い、画素電極６には反
射率の高い金属を用いることができるので、非線形抵抗
二端子素子の特性が良好で、明るい表示が得られる反射
型液晶表示装置とすることができた。さらに、第２の層
間絶縁膜５に凹凸が設けられているので、画素電極６の
反射特性をさらに向上することができた。

【００２９】これに対して、図５および図６に示した従
来の反射型液晶表示装置では、非線形抵抗二端子素子が
形成されるスルーホール１７部分で、素子用電極１５と
画素電極１６とが重なっているため、素子用電極１５と
してＭｏを用い、画素電極１６としてＡｌを用いた場
合、反射型液晶表示装置を長時間動作させると表示品位
の劣化が見られた。また、この従来の反射型液晶表示装
置において、素子用電極１５および画素電極１６に共に
Ｍｏを使用した場合、画素電極１６の反射率が低いた
め、充分に明るい表示が得られなかった。

【００３０】さらに、本実施形態の反射型液晶表示装置
を、図５および図６に示した従来の反射型液晶表示装置
と比べると、素子用電極４を構成する金属層を第２の層
間絶縁膜５の形成前に成膜しているだけであるので、製
造工程が増加することはなかった。

【００３１】さらに、本発明は、反射型液晶表示装置
に、図３および図４に示すようなアクティブマトリクス
基板を用いることも可能である。図３は、そのアクティ
ブマトリクス基板の平面図であり、図４は図３のＢ−
Ｂ’線断面図である。このアクティブマトリクス基板
は、ガラス基板等からなる基板２９の上に、走査線駆動
用ドライバ接続端子部（図示せず）を有する複数の走査
線２１が互いに平行に形成されている。この走査線２１
の上には半導体層２２が形成され、その半導体層２２の
上には第１の層間絶縁膜２３が形成されている。第１の
層間絶縁膜２３には、その上に形成される素子用電極２
４と半導体層２２とを接触させるためのスルーホール２
７が形成されている。

【００３２】この第１の層間絶縁膜２３上には、スルー
ホール２７に一部を充填し、かつ、走査線２１の分岐部
２１ａを覆うように素子用電極２４が形成されている。
この素子用電極２４は、図１および図２の場合とは異な
り、一部にパターン形成されている。上記スルーホール
２７部分で非線形抵抗二端子素子が構成されている。つ
まり、上記走査線２１の分岐部２１ａは非線形抵抗二端
子素子の下部電極として機能し、半導体層２２は非線形
抵抗二端子素子の非線形抵抗層として機能し、素子用電
極２４の一部は非線形抵抗二端子素子の上部電極として
機能している。素子用電極２４の材料としては非線形抵
抗二端子素子の特性を最適化する金属であるＭｏ等が用
いられている。

【００３３】素子用電極２４の上には、第２の層間絶縁
膜２５が形成されている。第２の層間絶縁膜２５には、
その上に形成される画素電極２６と素子用電極２４とを
接触させるためのスルーホール２８が形成されると共
に、上表面が凹凸状に形成されている。上記スルーホー
ル２８は、前記第１の層間絶縁膜２３のスルーホール２
７とは基板にほぼ垂直な方向から見て重ならないように
設けられている。

【００３４】この第２の層間絶縁膜２５上には、スルー
ホール２８に一部を充填して画素電極２６がマトリクス
状に形成されている。この画素電極２６は、前記第２の
層間絶縁膜２５に設けられた凹凸に応じて凹凸状に形成
され、また、画素電極２６の材料としては反射率の高い
金属であるＡｌ等が用いられている。

【００３５】この図３および図４に示したアクティブマ
トリクス基板は、第２の層間絶縁膜２５を形成する前に
素子用電極２４を走査線２１の分岐部２１ａを一部覆う
ようにパターニングする以外は、図１および図２に示し
たアクティブマトリクス基板と同様にして作製すること
ができる。

【００３６】上記説明においては、非線形抵抗二端子素
子の上部電極としても機能する素子用電極の材料として
Ｍｏ薄膜を用いたが、下部電極としても機能する走査線
の材料や成膜条件等および非線形抵抗層の材料や成膜条
件等を考慮して非線形抵抗二端子素子の特性を最適化す
る金属を選択することができ、例えば、Ｍｏ以外にＴ
ｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｃｒ、ＺｎまたはＮｉ等を用いた構成
にも本発明は適用可能である。また、画素電極の材料と
してＡｌ薄膜を用いたが、Ａｌ以外にＡｇ等の反射率の
高い金属材料を用いた構成にも本発明は適用可能であ
る。下部電極としても機能する走査線の材料や成膜方法
等および非線形抵抗層となる半導体層の材料や成膜方法
等も上記実施形態に示したものに限られず、また、非線
形抵抗層を絶縁体層とした構成にも本発明は適用可能で
ある。さらに、液晶以外の表示媒体を用いた構成にも本
発明は適用可能である。

【００３７】また、上記説明においては、非線形抵抗層
の上に第１の層間絶縁膜を形成し、そのスルーホールに
おいて非線形抵抗層と素子用電極とを接触させたが、走
査線の上に第１の層間絶縁膜を形成し、そのスルーホー
ルにおいて走査線と非線形抵抗層とを接触させた構成に
も本発明は適用可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、画素電極を構成する金属が非線形抵抗二端子
素子の特性に影響を及ぼすことがないので、表示品位が
高く、信頼性の高い反射型液晶表示装置を得ることがで
きる。また、素子用電極には非線形抵抗二端子素子の特
性を最適化する金属を用い、画素電極には反射率の高い
金属を用いることができるので、非線形抵抗二端子素子
の特性が良好で、明るい表示の反射型液晶表示装置を得
ることができる。また、第２の層間絶縁膜に凹凸が設け
られているので、画素電極の反射特性を向上させて、よ
り明るい表示の反射型液晶表示装置を得ることができ
る。さらに、従来の反射型液晶表示装置と比較して製造
工程が増加することはなく、優れた特性の反射型液晶表
示装置を低いコストで提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である反射型液晶表示装置
を構成する、非線形抵抗二端子素子を形成した側のアク
ティブマトリクス基板の平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ’線断面図である。

【図３】本発明の他の実施形態である反射型液晶表示装
置を構成する、非線形抵抗二端子素子を形成した側のア
クティブマトリクス基板の平面図である。

【図４】図３のＢ−Ｂ’線断面図である。

【図５】従来の反射型液晶表示装置を構成する、非線形
抵抗二端子素子を形成した側のアクティブマトリクス基
板の平面図である。

【図６】図５のＣ−Ｃ’線断面図である。

【符号の説明】

１、２１ 走査線 １ａ、２１ａ 分岐部 ２、２２ 半導体層 ３、２３ 第１の層間絶縁膜 ４、２４ 素子用電極 ５、２５ 第２の層間絶縁膜 ６、２６ 画素電極 ７、２７ スルーホール ８、２８ スルーホール ９、２９ 基板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶層を挟んで対向配置された一対の基
   板のうちの一方の基板に、反射機能を有する画素電極が
   マトリクス状に形成されていると共に、各画素電極の周
   辺近傍を通って走査線が互いに平行に配置され、該画素
   電極の電位を調整する非線形抵抗二端子素子が、非線形
   抵抗層を挟んで相互に重畳する該走査線の一部および素
   子用電極からなる一対の電極で構成されている反射型液
   晶表示装置であって、 該非線形抵抗二端子素子が、該一対の電極の一方と該非
   線形抵抗層との間に存在する第１の層間絶縁膜に設けら
   れたスルーホール部分で構成され、該一対の電極のうち
   の対向基板側の電極と、これと電気的に接続される該画
   素電極との間に存在する第２の層間絶縁膜に設けられた
   別のスルーホール部分で該対向基板側の電極と該画素電
   極とが電気的に接続され、該第１の層間絶縁膜のスルー
   ホールと該第２の層間絶縁膜のスルーホールとが基板と
   ほぼ垂直な方向から見て互いに重ならないように形成さ
   れている反射型液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記第２の層間絶縁膜における前記画素
   電極側の表面に凹凸が設けられている請求項１に記載の
   反射型液晶表示装置。