JPWO2007129480A1 - 半透過型液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

アクティブマトリクス基板（２０ａ）を備えた半透過型液晶表示装置（５０ａ）であって、アクティブマトリクス基板（２０ａ）は、複数のソース線（２）と、各ソース線（２）にＴＦＴ（５）を介して接続された第１透明電極（２ｃ）と、第１透明電極（２ｃ）上に設けられ開口部（１２ａ）を有する層間絶縁膜（１２）と、層間絶縁膜（１２）上に開口部（１２ａ）を介して第１透明電極（２ｃ）に接続された反射電極（６ａ）と、反射電極（６ａ）及び第１透明電極（２ｃ）に重畳して反射電極（６ａ）及び第１透明電極（２ｃ）に接続された第２透明電極（７ａ）とを備え、各画素において、反射電極（６ａ）及び第２透明電極（７ａ）の各外周端（Ｅ）は、一致している。

Description

本発明は、半透過型液晶表示装置及びその製造方法に関するものである。

半透過型液晶表示装置は、画像の最小単位であると共にマトリクス状に配置された各画素毎に、バックライトからの光を透過して透過モードの表示を行う透過領域と、外光を反射して反射モードの表示を行う反射領域とを備えている。そのため、半透過型液晶表示装置は、周囲の明るさに影響されることなく、十分なコントラストを維持し、高い視認性を得ることができる。

また、アクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置は、複数の画素電極がマトリクス状に配設されたアクティブマトリクス基板と、そのアクティブマトリクス基板に対向して配置され共通電極を有する対向基板と、それらの両基板の間に設けられた液晶層とを備えている。そして、上記のような半透過型液晶表示装置では、各画素電極が透過領域を構成する透明電極、及び反射領域を構成する反射電極を備えている。ここで、反射電極は、アルミニウム膜などの高反射率を有する金属導電膜により形成されると共に、透明電極は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）膜などの透明導電膜により形成されることが多い。

ところで、上記金属導電膜及び透明導電膜のような各電極材料は、その材料に固有の仕事関数を有しているので、半透過型液晶表示装置では、反射電極及び透明電極の間で仕事関数が異なることになる。こうなると、反射電極及び透明電極において表面電位が異なってしまうので、フリッカが発生して、表示品位が著しく低下するおそれがある。

このフリッカの発生の原因は、以下のとおりである。

液晶表示装置は、画像の焼き付き防止のために、液晶層に印加される電圧の極性を正負に交互に切り替える交流駆動する必要がある。具体的には、画素電極に一定周期毎に極性が正負に反転する電荷を書き込むことによって、液晶層に印加される電圧の極性を正負に交互に切り替えることになる。このとき、対向基板の共通電極には、液晶層に印加される電圧が正負で実効的に等しくなるように最適対向電位が設定される。

しかしながら、半透過型液晶表示装置では、上記のような仕事関数の差によって、反射電極及び反射電極の表面電位が異なってしまうので、反射電極及び透明電極の一方に対してのみ最適対向電位が設定されることになる。このとき、最適対向電位が設定されない電極の領域側の液晶層には、直流電圧が印加されてしまうので、液晶層に印加される電圧が正負で非対称になって、周期的に輝度が変化するフリッカが発生してしまう。

そこで、半透過型液晶表示装置では、反射領域及び透過領域の電極材料の仕事関数を揃えることにより、フリッカの発生を抑制することが知られている。

例えば、特許文献１には、反射領域及び透過領域において透明電極が設けられ、その透明電極を介して液晶層に電圧を印加する液晶表示装置が開示されている。

図３９は、特許文献１の図６に開示された半透過型液晶表示装置に対応する半透過型液晶表示装置１５０ａの断面模式図である。

半透過型液晶表示装置１５０ａは、図３９に示すように、反射電極１０６ａ及び透明電極１０７ａからなる画素電極を有するアクティブマトリクス基板１２０ａと、そのアクティブマトリクス基板１２０ａに対向して配置され共通電極１２２を有する対向基板１３０ａと、それら両基板１２０ａ及び１３０ａの間に設けられた液晶層１２５とを備えている。

半透過型液晶表示装置１５０ａでは、反射電極１０６ａの下層に反射領域Ｒ及び透過領域Ｔの光路差を補償するための層間絶縁膜１１２が設けられているので、透明電極１０７ａが層間絶縁膜１１２の段差部分を介して反射領域Ｒ及び透過領域Ｔに形成されている。そのため、透明電極１０７ａが薄いときには、段差部分で導通が不良になり、一方、透明電極１０７ａが厚いときには、反射領域Ｒの反射率が低下するおそれがある。

また、特許文献２の図３には、図４０に示すような半透過型液晶表示装置１５０ｂが開示されている。

半透過型液晶表示装置１５０ｂでは、基板１１０ａ上にＩＴＯ膜からなる第１透明電極１０２が設けられ、第１透明電極１０２の上層の層間絶縁膜１１２上にアルミニウム膜などからなる反射電極１０６ａ、及びＩＺＯ膜からなる第２透明電極１０７ｂが順に積層されている。そして、反射電極１０６ａ及び第２透明電極１０７ｂの積層された領域が反射領域Ｒとなり、第１透明電極１０２における反射電極１０６ａから露出した領域が透過領域Ｔとなっている。

ここで、ＩＴＯ膜及びＩＺＯ膜の各仕事関数は、４．９ｅＶ及び４．８ｅＶであるので、反射領域Ｒ及び透過領域Ｔの電極材料の仕事関数は、一応揃っているものの、僅かにフリッカが視認されてしまうので、改善の余地がある。なお、反射電極１０６ｂを覆う第２透明電極１０７ｂとしては、可視光に対する透明性、導電性、並びに下層のアルミニウム膜とのエッチング性及び電蝕の問題などを考慮すると、ＩＺＯ膜が好適に用いられるので、製造工程の効率を優先すると、透過領域Ｔには第２透明電極１０７ｂが形成されないことになる。
特開２００３−２５５３７８号公報 特開２００４−１９１９５８号公報

ところで、液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板には、各画素に表示信号を供給するための複数のソース線が各画素の間に互いに平行に設けられている。そして、各ソース線と、そのソース線に沿って隣り合う各画素電極とは、互いに重なり合っているので、各ソース電極及び画素電極の間には、寄生容量Ｃｓｄが存在することになる。

ここで、半透過型液晶表示装置では、画素電極の周端が各々フォトリソグラフィによってパターン形成される反射電極と透明電極との積層膜により構成されていることが多いので、製造工程のばらつきなどによって、画素電極、すなわち、反射電極及び透明電極とソース線との重なり合う幅がばらつくおそれがある。そうなると、各画素毎または複数の画素毎に寄生容量Ｃｓｄの大きさがばらついて、表示画面内において輝度むらが発生して、表示品位が低下するおそれがある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、反射電極と透明電極との間の正常な導通、及び高い反射率を維持してフリッカの発生が抑制され、且つ、ソース線と反射電極及び透明電極との間の寄生容量のばらつきが抑制された半透過型液晶表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、アクティブマトリクス基板が各画素毎に設けられ各ソース線にスイッチング素子を介して接続された第１透明電極と、各画素毎に設けられ絶縁層の開口部を介して第１透明電極に接続された反射電極と、反射電極及び第１透明電極に重畳するように各画素毎に設けられた第２透明電極とを有し、反射電極及び第２透明電極の各外周端が一致するようにしたものである。

具体的に本発明に係る半透過型液晶表示装置は、互いに対向して配置されたアクティブマトリクス基板及び対向基板と、上記アクティブマトリクス基板及び対向基板の間に設けられた液晶層とを備え、各々、反射モードの表示を行う反射領域、及び透過モードの表示を行う透過領域を有する複数の画素がマトリクス状に設けられた半透過型液晶表示装置であって、上記アクティブマトリクス基板は、上記各画素の間に互いに平行に延びるように設けられた複数のソース線と、上記各画素毎に設けられ上記各ソース線にスイッチング素子を介して接続された第１透明電極と、該第１透明電極上に設けられ上記各画素毎に開口部を有する絶縁層と、該絶縁層上に上記各画素毎に設けられ上記開口部を介して上記第１透明電極に接続された反射電極と、上記各画素毎に設けられ上記反射電極及び上記第１透明電極における該反射電極から露出した領域に重畳して上記反射電極及び第１透明電極に接続された第２透明電極とを備え、上記反射電極が形成された領域、及び上記第１透明電極の上記反射電極から露出した領域は、上記反射領域及び透過領域をそれぞれ構成し、上記各画素において、上記反射電極及び上記第２透明電極の各外周端は、一致していることを特徴とする。

上記の構成によれば、反射電極が絶縁層の開口部を介して第１透明電極に接続され、第２透明電極が反射電極及び第１透明電極における反射電極から露出した領域に重畳して反射電極及び第１透明電極に接続されているので、反射電極及び第２透明電極が第１透明電極にそれぞれ接続することになる。そのため、第２透明電極が薄くなっても、反射電極と第１透明電極との間の正常な導通が維持されるので、第２透明電極を薄く形成することが可能になり、反射領域において高い反射率が維持される。さらに、反射領域及び透過領域において、液晶層側に第２透明電極が設けられているので、反射領域及び透過領域における液晶層側の各電極材料の仕事関数が揃って、フリッカの発生が抑制される。

また、各画素において、絶縁層の上層で反射電極及び第２透明電極の各外周端が一致しているので、各画素の間に設けられた各ソース線と反射電極及び第２透明電極の各外周端との絶縁層を介して重なり合う幅のばらつきが抑制され、ソース線と反射電極及び第２透明電極との間の寄生容量のばらつきが抑制される。

したがって、反射電極と透明電極との間の正常な導通、及び高い反射率を維持してフリッカの発生が抑制され、且つ、ソース線と反射電極及び透明電極との間の寄生容量のばらつきが抑制された半透過型液晶表示装置が提供される。

上記第１透明電極は、酸化インジウムと酸化スズとの化合物により形成され、上記第２透明電極は、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物により形成されていてもよい。

上記の構成によれば、第１透明電極の仕事関数が４．９ｅＶとなり、第２透明電極の仕事関数が４．８ｅＶとなるが、第２透明電極が反射領域及び透過領域の双方に設けられているので、反射領域及び透過領域における液晶層側の各電極材料の仕事関数が揃って、フリッカの発生が具体的に抑制される。

上記第２透明電極の厚さは、５０Å〜３００Åであってもよい。

上記の構成によれば、第２透明電極の厚さが５０Å未満の場合には、第１透明電極及び反射電極に重畳する第２透明電極が薄くなって、第１透明電極と反射電極との間の正常な導通が困難になり、また、第２透明電極の厚さが３００Åを超えた場合には、反射電極上の第２透明電極が厚くなって反射率が低下してしまう。したがって、第２透明電極の厚さが５０Å〜３００Åである場合には、反射電極と透明電極との間の正常な導通、及び高い反射率を維持してフリッカの発生が抑制される。

上記液晶層は、電圧が印加されていないときに垂直配向状態になるように構成されていてもよい。

一般的に、液晶層に電圧が印加されていないときに液晶分子が基板面に対して実質的に垂直に配向して垂直配向状態となる垂直配向方式の液晶表示装置は、ＴＮ（Twisted Nematic）方式の液晶表示装置よりも印加電圧（Ｖ）及び透過率（Ｔ）のＶ−Ｔ曲線が視認されやすい低い透過率の領域において急峻であるので、印加電圧のばらつきに対して輝度の変化が大きい。上記の構成によれば、ソース線と反射電極及び透明電極との間の寄生容量のばらつきが抑制されるので、垂直配向方式の液晶表示装置において、寄生容量のばらつきに起因する印加電圧のばらつきが小さくなって、表示品位の低下が有効に抑制される。

上記絶縁層は、上記反射領域における液晶層の厚さが上記透過領域における液晶層の厚さの１／２になるように設定されていてもよい。

上記の構成によれば、反射領域と透過領域との間における位相差が補償される。

上記反射電極は、上記第１透明電極に接するように設けられた第１金属層と、該第１金属層に積層された第２金属層とを有し、上記第２透明電極には、上記第１透明電極の一部を露出させる開口部が形成されていてもよい。

上記の構成によれば、第２透明電極に第１透明電極の一部を露出させる開口部が形成されているので、第２透明電極の外周端及び開口部が同時に形成されることになる。そして、第２透明電極の外周端及び開口部がウエットエッチングにより形成される場合には、第１透明電極がエッチング液にさらされる。そのため、第２透明電極の外周端をエッチングにより形成する際に、第１金属層に対するエッチング速度が各画素の第２透明電極に開口部を形成させない場合よりも低下するので、エッチング時間がばらついたとしても、第１金属層のエッチングされる量がばらつきにくくなる。これにより、第１金属層の寸法精度が向上するので、第１金属層の外周端と第２金属層の外周端とが一致し易くなると共に、第１金属層及び第２金属層からなる反射電極の外周端と第２透明電極の外周端とが一致し易くなり、ソース線と反射電極及び第２透明電極との間の寄生容量のばらつきが抑制される。

また、本発明に係る半透過型液晶表示装置の製造方法は、互いに対向して配置されたアクティブマトリクス基板及び対向基板と、上記アクティブマトリクス基板及び対向基板の間に設けられた液晶層とを備え、各々、反射モードの表示を行う反射領域、及び透過モードの表示を行う透過領域を有する複数の画素がマトリクス状に設けられた半透過型液晶表示装置を製造する方法であって、基板上に互いに平行に延びるように複数のソース線、及び上記各画素毎に上記各ソース線にスイッチング素子を介して接続された第１透明電極を形成する第１透明電極形成工程と、上記第１透明電極上に上記各画素毎に開口部を有する絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、上記絶縁層を覆うように反射導電膜を成膜する反射導電膜成膜工程と、上記反射導電膜の上記開口部に対応する部分をエッチングすることにより、上記絶縁層の開口部を介して第１透明電極に接続された反射導電層を形成する第１エッチング工程と、上記反射導電層を覆うように透明導電膜を成膜する透明導電膜成膜工程と、上記反射導電層及び透明導電膜の上記画素の間に対応する部分をエッチングすることにより、上記絶縁層の開口部を介して第１透明電極に接続された反射電極と、該反射電極及び上記第１透明電極における該反射電極から露出した領域に重畳して上記反射電極及び第１透明電極に接続された第２透明電極とを形成して、上記反射電極の形成された領域、及び上記第１透明電極の上記反射電極から露出した領域がそれぞれ上記反射領域及び透過領域となる上記アクティブマトリクス基板を作製する第２エッチング工程とを備え、上記第２エッチング工程では、上記各画素において、上記反射電極及び上記第２透明電極の各外周端が一致するように、上記反射導電層及び透明導電膜をエッチングすることを特徴とする。

上記の方法によれば、反射導電膜成膜工程及び第１エッチング工程を行うことにより、反射電極が絶縁層の開口部を介して第１透明電極に接続され、また、透明導電膜成膜工程及び第２エッチング工程を行うことにより、第２透明電極が反射電極及び第１透明電極における反射電極から露出した領域に重畳して反射電極及び第１透明電極に接続されるので、反射電極及び第２透明電極が第１透明電極にそれぞれ接続することになる。そのため、第２透明電極が薄くなっても、反射電極と第１透明電極との間の正常な導通が維持されるので、第２透明電極を薄く形成することが可能になり、反射領域において高い反射率が維持される。さらに、反射領域及び透過領域において、液晶層側に第２透明電極が形成されるので、反射領域及び透過領域における液晶層側の各電極材料の仕事関数が揃って、フリッカの発生が抑制される。

また、第２エッチング工程を行うことにより、各画素において、絶縁層の上層で反射電極及び第２透明電極の各外周端が一致するので、各画素の間に設けられた各ソース線と反射電極及び第２透明電極の各外周端との絶縁層を介して重なり合う幅のばらつきが抑制され、ソース線と反射電極及び第２透明電極との間の寄生容量のばらつきが抑制される。

したがって、反射電極と透明電極との間の正常な導通、及び高い反射率を維持してフリッカの発生が抑制され、且つ、ソース線と反射電極及び透明電極との間の寄生容量のばらつきが抑制された半透過型液晶表示装置が提供される。

上記第１透明電極は、酸化インジウムと酸化スズとの化合物により形成され、上記第２透明電極は、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物により形成されていてもよい。

上記の方法によれば、第１透明電極の仕事関数が４．９ｅＶとなり、第２透明電極の仕事関数が４．８ｅＶとなるが、第２透明電極が反射領域及び透過領域の双方に設けられているので、反射領域及び透過領域における各電極材料の仕事関数が揃って、フリッカの発生が具体的に抑制される。

上記反射導電膜成膜工程では、上記絶縁層を覆うように第１金属膜及び第２金属膜を順に成膜し、上記第２エッチング工程では、上記各画素において、上記第１透明電極の一部を露出させるように上記透明導電膜をウエットエッチングしてもよい。

上記の方法によれば、第２エッチング工程において、各画素の第１透明電極の一部を露出させるように透明導電膜がウエットエッチングされるので、第１透明電極がエッチング液にさらされる。そのため、第２エッチング工程において、第１金属膜及び第２金属膜により構成される反射導電層、並びに透明導電膜からなる積層膜の画素の間に対応する部分をエッチングする際に、第１金属膜に対するエッチング速度が各画素の第１透明電極の一部を露出させない場合よりも低下するので、第２エッチング工程のエッチング時間がばらついたとしても、第１金属膜のエッチングされる量がばらつきにくくなる。これにより、第１金属膜により形成される第１金属層の寸法精度が向上するので、第１金属膜により形成された第１金属層の外周端と第２金属膜により形成された第２金属層の外周端とが一致し易くなると共に、第１金属層及び第２金属層からなる反射電極の外周端と第２透明電極の外周端とが一致し易くなり、ソース線と反射電極及び第２透明電極との間の寄生容量のばらつきが抑制される。

本発明によれば、アクティブマトリクス基板が各画素毎に設けられ各ソース線にスイッチング素子を介して接続された第１透明電極と、各画素毎に設けられ絶縁層の開口部を介して第１透明電極に接続された反射電極と、反射電極及び第１透明電極に重畳するように各画素毎に設けられた第２透明電極とを有し、反射電極及び第２透明電極の各外周端が一致しているため、反射電極と透明電極との間の正常な導通、及び高い反射率を維持してフリッカの発生が抑制され、且つ、ソース線と反射電極及び透明電極との間の寄生容量のばらつきが抑制された半透過型液晶表示装置を提供することができる。

図１は、実施形態１に係る半透過型液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板２０ａの平面図である。 図２は、図１中のII−II線に沿った実施形態１に係る半透過型液晶表示装置５０ａの断面図である。 図３は、アクティブマトリクス基板２０ａの作製工程を示す基板２０ａ_１の平面図である。 図４は、アクティブマトリクス基板２０ａの作製工程を示す基板２０ａ_２の平面図である。 図５は、アクティブマトリクス基板２０ａの作製工程を示す基板２０ａ_３の平面図である。 図６は、アクティブマトリクス基板２０ａの作製工程を示す基板２０ａ_４の平面図である。 図７は、アクティブマトリクス基板２０ａの作製工程を示す基板２０ａ_５の平面図である。 図８は、アクティブマトリクス基板２０ａの作製工程を示す基板２０ａ_６の平面図である。 図９は、アクティブマトリクス基板２０ａの作製工程を示す基板２０ａ_７の平面図である。 図１０は、図９中のX−X線に沿った断面図である。 図１１は、図２の半透過型液晶表示装置５０ａを概略的に示す断面模式図である。 図１２は、フリッカの測定方法を示す説明図である。 図１３は、測定されたフリッカの波形の一例を示すグラフである。 図１４は、Ｖcomとフリッカ率との関係を示すグラフである。 図１５は、ＩＺＯ膜厚とΔＶcomとの関係を示すグラフである。 図１６は、ＩＺＯ膜厚と反射率との関係を示すグラフである。 図１７は、印加電圧と透過率との関係を示すグラフである。 図１８は、実施形態２に係る半透過型液晶表示装置５０ｂの断面模式図である。 図１９は、アクティブマトリクス基板２０ａの各画素Ｐ間を示す第１の断面模式図である。 図２０は、図１９に対応するアクティブマトリクス基板２０ａの各画素Ｐ間の上面を示すＳＥＭ写真である。 図２１は、図１９に対応するアクティブマトリクス基板２０ａの各画素Ｐ間の断面を示すＳＥＭ写真である。 図２２は、アクティブマトリクス基板２０ａの各画素Ｐ間を示す第２の断面模式図である。 図２３は、図２２に対応するアクティブマトリクス基板２０ａの各画素Ｐ間の上面を示すＳＥＭ写真である。 図２４は、図２２に対応するアクティブマトリクス基板２０ａの各画素Ｐ間の断面を示すＳＥＭ写真である。 図２５は、アクティブマトリクス基板２０ａ及び１２０ｂにおいて、各画素間のＩＺＯ膜、アルミニウム膜及びモリブデン膜からなる積層膜をパターニングする際のエッチング時間と、パターニングされたアルミニウム層及びモリブデン層の線幅差との関係を示すグラフである。 図２６は、実施形態１に係る第２エッチング工程でのアクティブマトリクス基板２０ａの状態を示す断面模式図である。 図２７は、アクティブマトリクス基板２０ａの局部電池反応を示す電池模式図である。 図２８は、実施形態３に係る半透過型液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板２０ｃａの平面図である。 図２９は、図２８中のXXIX−XXIX線に沿ったアクティブマトリクス基板２０ｃａの断面図である。 図３０は、実施形態３に係る半透過型液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板２０ｄａの平面図である。 図３１は、図３０中のXXXI−XXXI線に沿ったアクティブマトリクス基板２０ｄａの断面図である。 図３２は、アクティブマトリクス基板２０ｃａ及び２０ｄａにおいて、第２エッチング工程のエッチング時間と、パターニングされたアルミニウム層及びモリブデン層の線幅差との関係を示すグラフである。 図３３は、アクティブマトリクス基板２０ｃａの局部電池反応を示す電池模式図である。 図３４は、アクティブマトリクス基板２０ｄａの局部電池反応を示す電池模式図である。 図３５は、アクティブマトリクス基板２０ｃａに類似するその他のアクティブマトリクス基板２０ｃｂの平面図である。 図３６は、アクティブマトリクス基板２０ｃａに類似するその他のアクティブマトリクス基板２０ｃｃの平面図である。 図３７は、アクティブマトリクス基板２０ｃａに類似するその他のアクティブマトリクス基板２０ｃｄの平面図である。 図３８は、アクティブマトリクス基板２０ｄａに類似するその他のアクティブマトリクス基板２０ｄｂの平面図である。 図３９は、従来の半透過型液晶表示装置１５０ａの断面模式図である。 図４０は、従来の半透過型液晶表示装置１５０ｂの断面模式図である。 図４１は、図２６に対応する従来のアクティブマトリクス基板１２０ｂのエッチング工程での状態を示す断面模式図である。 図４２は、アクティブマトリクス基板１２０ｂの局部電池反応を示す電池模式図である。

符号の説明

Ｃ１，Ｃ２ 開口部
Ｅ 外周端
Ｐ 画素
Ｒ 反射領域
Ｔ 透過領域
２ ソース線
２ｃ 第１透明電極
５ ＴＦＴ（スイッチング素子）
６ 反射導電膜
６ａ 反射電極
６ａａ モリブデン層（第１金属層、第１金属膜）
６ａｂ アルミニウム層（第２金属層、第２金属膜）
６ｂ 反射導電層
７ 透明導電膜
７ａ 第２透明電極
１０ａ 絶縁基板
１２ 絶縁層
１２ａ 開口部
２０ａ，２０ｂ，２０ｃａ〜ｃｄ，２０ｄａ，２０ｄｂ アクティブマトリクス基板
２５ 液晶層
３０ａ，３０ｂ 対向基板
５０ａ，５０ｂ 半透過型液晶表示装置

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の各実施形態に限定されるものではない。

《発明の実施形態１》
図１〜図１７は、本発明に係る半透過型液晶表示装置の実施形態１を示している。ここで、図１は、本実施形態の半透過型液晶表示装置５０ａを構成するアクティブマトリクス基板２０ａの平面図であり、図２は、図１中のII−II線に沿った半透過型液晶表示装置５０ａの断面図である。

半透過型液晶表示装置５０ａは、図２に示すように、互いに対向して配置されたアクティブマトリクス基板２０ａ及び対向基板３０ａと、それら両基板２０ａ及び３０ａの間に設けられた液晶層２５とを備えている。

アクティブマトリクス基板２０ａは、図１に示すように、互いに平行に延びるように設けられたゲート線１と、各ゲート線１と直交する方向に互いに平行に延びるように設けられたソース線２と、ゲート線１及びソース線２の各交差部分にスイッチング素子として設けられた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５と、隣り合う一対のゲート線１及び一対のソース線２に囲まれる表示領域（画素Ｐ）毎に設けられた画素電極８とを備えている。ここで、画素電極８は、反射モードの表示を行う反射領域Ｒを構成する反射電極６ａ、第１透明電極２ｃの反射電極６ａから露出した透過モードの表示を行う透過領域Ｔを構成する部分、及び後述する第２透明電極７ａを備えている。なお、図１には、図示されていないが、アクティブマトリクス基板２０ａには、各ゲート線１の間に互いに平行に延びる容量線が設けられていてもよい。

ＴＦＴ５は、図１に示すように、ゲート線１の突出部であるゲート電極１ａと、ゲート電極１ａを覆うように設けられたゲート絶縁膜（不図示）と、そのゲート絶縁膜上でゲート電極１ａに対応する位置に島状に設けられた半導体層（不図示）と、その半導体層上で互いに対峙するように設けられ、ソース線２の突出部であるソース電極２ａ、及びドレイン電極２ｂとを備えている。なお、ドレイン電極２ｂの延設部が、第１透明電極２ｃとなっている。

また、アクティブマトリクス基板２０ａは、絶縁基板１０ａ上に、ゲート絶縁膜、保護絶縁膜１１及び層間絶縁膜１２が順に積層された多層積層構造となっている。

絶縁基板１０ａとゲート絶縁膜との層間には、ゲート線１及びゲート電極１ａが設けられている。

ゲート絶縁膜と保護絶縁膜１１との層間には、半導体層が設けられ、半導体層の上層にソース線２、ソース電極２ａ及びドレイン電極２ｂが設けられている。

保護絶縁膜１１及び層間絶縁膜１２上には、ドレイン電極２ｂ（第１透明電極２ｃ）に接続された反射電極６ａ及び第２透明電極７ａが積層されている。ここで、第２透明電極７ａは、反射電極６ａ、及びその反射電極６ａから露出した第１透明電極２ｃに重畳して反射電極６ａ及び第１透明電極２ｃにそれぞれ接続されている。また、絶縁層である保護絶縁膜１１及び層間絶縁膜１２は、反射領域Ｒと透過領域Ｔとの間の位相差を補償するために、各膜厚の和が反射領域Ｒにおける液晶層２５の厚さが、透過領域Ｔにおける液晶層２５の厚さの実質的に１／２になるように設定されている。さらに、層間絶縁膜１２は、その表面が凹凸状に形成されているので、その上層の反射電極６ａの表面形状も凹凸状になり、反射電極６ａに入射する光を適度に拡散させることができる。

また、反射電極６ａは、図１に示すように、透過領域Ｔ（第１透明電極２ｃの反射電極６ａから露出した部分）の周囲に配置され、反射領域Ｒと透過領域Ｔとの間の境界領域には、層間絶縁膜１２による段差が形成されている。そのため、反射電極６ａは、第１透明電極２ｃに層間絶縁膜１２の段差を介して接続されている。そして、反射電極６ａの外周端Ｅは、第２透明電極７ａの外周端Ｅに一致している。

さらに、第２透明電極７ａ上には、配向膜（不図示）が設けられている。

対向基板３０ａは、絶縁基板１０ｂ上に、カラーフィルタ層２１、オーバコート層（不図示）、共通電極２２及び配向膜（不図示）が順に積層された多層積層構造になっている。なお、図２には、図示されていないが、対向基板３０ａには、各画素の反射領域Ｒ及び透過領域Ｔ毎に液晶層３０側に突出したリベットが設けられている。

カラーフィルタ層２１は、アクティブマトリクス基板２０ａに配設されたゲート線１及びソース線２に重畳するように設けられたブラックマトリクス２１ｂと、ブラックマトリクス２１ｂの間でアクティブマトリクス基板２０ａに配設された各画素電極８毎に設けられ、赤色、緑色または青色に着色された着色層２１ａとを備えている。また、各画素電極８の間のおいて、ブラックマトリクス２１ｂに重畳する領域は、ブラックマトリクス領域Ｂとなっている。

液晶層２５は、電気光学特性を有するネマチック液晶であり、Δε（誘電異方性）＜０の液晶分子を含んでいる。そのため、液晶層２５に電圧が印加されていないときには、各リベットの付近の液晶分子だけがリベットを中心として放射状に傾斜配向すると共に、それ以外の各リベットから離れた液晶分子が基板面に対し実質的に垂直に配向し、また、液晶層２５に電圧が印加されているときには、各リベットから離れた液晶分子も上記放射状傾斜配向に整合するように配向すると考えられている。そして、このような液晶分子の配向によって、画像表示の際の視野角が広くなる。

この半透過型液晶表示装置５０ａは、反射領域Ｒにおいて対向基板３０ａ側から入射する光を反射電極６ａで反射すると共に、透過領域Ｔにおいてアクティブマトリクス基板２０ａ側から入射するバックライトからの光を透過するように構成されている。そして、半透過型液晶表示装置５０ａでは、各画素において、ゲート線１からゲート信号がゲート電極１ａに送られて、ＴＦＴ５がオン状態になったときに、ソース線２からソース信号がソース電極２ａに送られて、半導体層及びドレイン電極２ｂを介して、画素電極８に所定の電荷が書き込まれる。このとき、アクティブマトリクス基板２０ａの各画素電極８と対向基板３０ａの共通電極２２との間において電位差が生じ、液晶層２５に所定の電圧が印加される。そして、液晶層２５に印加された電圧の大きさによって液晶分子の配向状態を変えることにより、液晶層２５の光透過率を調整して画像が表示される。

また、半透過型液晶表示装置５０ａでは、画像の焼き付き防止のために、画素電極８の電位が一定周期毎に反転することにより、液晶層２５の印加電圧の極性を正負に交互に切り替える交流駆動がされているので、共通電極２２の電位は、液晶層２５に印加される電圧が正負で実効的に等しくなるように最適対向電位Ｖcomに設定されている。

次に、本実施形態に係る半透過型液晶表示装置５０ａの製造方法について、図３〜図９を用いて詳細に説明する。ここで、図３〜図９は、アクティブマトリクス基板作製工程の各工程における基板表面を示す平面図である。なお、本実施形態の製造方法は、アクティブマトリクス基板作製工程、対向基板作製工程、及び液晶表示装置作製工程を備える。

＜アクティブマトリクス基板作製工程＞
まず、ガラス基板などの絶縁基板１０ａ上の基板全体に、チタンなどからなる金属膜を膜厚３０００Å程度でスパッタリング法により成膜し、その後、フォトリソグラフィ技術（Photo Engraving Process、以下、「ＰＥＰ技術」と称する）によりパターン形成して、ゲート線１及びゲート電極１ａを形成する。

続いて、ゲート線１及びゲート電極１ａが形成された基板全体に、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により窒化シリコン膜などを膜厚３０００Å程度で成膜し、ゲート絶縁膜を形成する。

さらに、ゲート絶縁膜上の基板全体に、ＣＶＤ法により真性アモルファスシリコン膜（膜厚１５００Å程度）と、リンがドープされたｎ＋アモルファスシリコン膜（膜厚５００Å程度）とを連続して成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりゲート電極１ａ上に島状にパターン形成して、真性アモルファスシリコン層及びｎ＋アモルファスシリコン層からなる半導体層を形成する。

そして、半導体層が形成されたゲート絶縁膜上の基板全体に、酸化インジウムと酸化スズとの化合物であるＩＴＯ膜からなる透明導電膜を膜厚１４００Å程度でスパッタリング法により成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、ソース線２、ソース電極２ａ、ドレイン電極２ｂ及び第１透明電極２ｃを形成する（第１透明電極形成工程）。

続いて、ソース電極２ａ及びドレイン電極２ｂをマスクとして半導体層のｎ＋アモルファスシリコン層をエッチング除去することにより、チャネル部を形成する。これにより、ＴＦＴ５が形成される。

さらに、ソース電極２ａ及びドレイン電極２ｂ上の基板全体に、ＣＶＤ法を用いて窒化シリコン膜などを膜厚３０００Å程度で成膜し、その後、ＴＦＴ５を覆うようにＰＥＰ技術によりパターン形成して、保護絶縁膜１１を形成する。

そして、保護絶縁膜１１上の基板全体に、感光性アクリル樹脂などを厚さ１．８μｍ程度で塗布し、その後、ＰＥＰ技術により保護絶縁膜１１を覆うようにパターン形成して、図３の基板２０ａ_１に示すように、各画素（形成部）Ｐ毎に開口部１２ａを有する層間絶縁膜１２を形成する（絶縁層形成工程）。

続いて、層間絶縁膜１２上の基板全体に、図４の基板２０ａ_２に示すように、第１金属膜としてモリブデン膜（膜厚５００Å程度）、及び第２金属膜としてアルミニウム膜（膜厚１０００Å程度）をスパッタリング法により順に積層して、反射導電膜６を成膜する（反射導電膜成膜工程）。

さらに、反射導電膜６上の基板全体に感光性樹脂を塗布した後、図５の基板２０ａ_３に示すように、層間絶縁膜１２の開口部１２ａに対応して、各画素（形成部）Ｐ毎に開口部１５ａを有するレジストパターン１５を形成する。

そして、基板２０ａ_３に対し、レジストパターン１５を介して、例えば、硝酸、リン酸及び酢酸の混合液によるウエットエッチングを行い、図６の基板２０ａ_４に示すように、レジストパターン１５の開口部１５ａに対応する部分で第１透明電極２ｃが露出した反射導電層６ｂを形成する（第１エッチング工程）。ここで、反射導電層６ｂを構成するアルミニウム膜と第１透明電極２ｃを構成するＩＴＯ膜との間には、モリブデン膜が挟持されているので、アルミニウム膜に対してＰＥＰ技術の現像を行う際に、アルミニウム膜とＩＴＯ膜との間で局部電池を形成して電気的に腐食（電蝕）するのを防ぐことができる。

続いて、反射導電層６ｂ上の基板全体に、図７の基板２０ａ_５に示すように、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）膜からなる透明導電膜７を膜厚５０Å〜３００Å（好ましくは、１００Å程度）でスパッタリング法により成膜する（透明導電膜成膜工程）。ここで、透明導電膜７として、上記ＩＺＯ膜の他に、ＡＺＯ（Aluminium Zinc Oxide）膜及びＧＺＯ（Gallium Zinc Oxide）膜などを用いてもよい。

さらに、透明導電膜７上の基板全体に感光性樹脂を塗布した後、図８の基板２０ａ_６に示すように、各画素（形成部）Ｐの間に開口部１６ａを有するレジストパターン１６を形成する。

そして、基板２０ａ_６に対し、レジストパターン１６を介して、例えば、硝酸、リン酸及び酢酸の混合液によるウエットエッチングを行い、図９の基板２０ａ_７に示すように、レジストパターン１６の開口部１６ａに対応する部分で層間絶縁膜１２が露出した反射電極６ａ及び第２透明電極７ａを形成する（第２エッチング工程）。ここで、第２透明電極７ａの外周端Ｅは、図１０の断面図に示すように、反射電極６ａの外周端Ｅに一致している。なお、第２透明電極７ａの外周端Ｅが反射電極６ａの外周端Ｅに一致するとは、透明導電膜７及び反射導電層６ｂが同時にエッチングされることにより、第２透明電極７ａの外周端Ｅと反射電極６ａの外周端Ｅとの差が±０．２μｍ以内になることである。

これに対して、従来の製造方法では、上記第１エッチング工程において、反射導電層（６ｂ）の外周端もパターン形成され、第２エッチング工程において、そのパターン形成された反射導電層（６ｂ）の外周端に対して位置合わせして第２透明電極を形成する必要があるので、アライメント誤差が大きくなり、第２透明電極（７ａ）の外周端と反射電極（６ａ）の外周端との差が±２．０μｍ以上になってしまう。

最後に、第２透明電極７ａ上の基板全体に、ポリイミド樹脂を塗布して、配向膜を形成する。

以上のようにしてアクティブマトリクス基板２０ａを作製することができる。

なお、上述のアクティブマトリクス基板２０ａの作製工程では、半導体層を、アモルファスシリコン膜から形成させる方法を例示したが、ポリシリコン膜から形成させてもよく、さらには、アモルファスシリコン膜及びポリシリコン膜にレーザアニール処理を行って結晶性を向上させてもよい。

＜対向基板作製工程＞
まず、ガラス基板などの絶縁基板１０ｂ上の基板全体に、クロム薄膜を成膜した後、ＰＥＰ技術によりパターン形成してブラックマトリクス２１ｂを形成する。

続いて、ブラックマトリクス２１ｂ間のそれぞれに、赤色、緑色または青色に着色された着色層２１ａをパターン形成してカラーフィルタ層２１を形成する。

その後、カラーフィルタ層２１上の基板全体に、アクリル樹脂を塗布してオーバコート層を形成する。

さらに、オーバコート層上の基板全体に、ＩＴＯ膜を膜厚１０００Å程度で成膜して共通電極２２を形成する。

最後に、共通電極２２上の基板全体に、ポリイミド樹脂を塗布して、配向膜を形成する。

以上のようにして、対向基板３０ａを作製することができる。

＜液晶表示装置作製工程＞
まず、アクティブマトリクス基板２０ａ及び対向基板３０ａの一方にスクリーン印刷により、熱硬化性エポキシ樹脂などからなるシール材料を液晶注入口の部分を欠いた枠状パターンに塗布し、他方の基板に液晶層２５の厚さに相当する直径を持ち、樹脂またはシリカからなる球状のスペーサーを散布する。

続いて、アクティブマトリクス基板２０ａと対向基板３０ａとを貼り合わせ、シール材料を硬化させ、空セルを形成する。

さらに、空セルのアクティブマトリクス基板２０ａ及び対向基板３０ａの基板間に、減圧法により液晶材料を注入し液晶層２５を形成する。ここで、反射領域Ｒの液晶層２５の厚さは、２μｍ程度であり、透過領域Ｔの液晶層２５の厚さは、４μｍ程度である。

最後に、液晶注入口にＵＶ硬化樹脂を塗布した後、ＵＶ照射により液晶注入口を封止する。

以上のようにして、本実施形態の半透過型液晶表示装置５０ａを製造することができる。

次に、具体的に行った実験について説明する。

まず、フリッカの測定方法について図１２を用いて説明する。

フリッカの測定では、図１２に示すように、半透過型液晶表示装置５０ａの下方にバックライト６０を、斜め上方に蛍光ランプ８０を、上方にフリッカ測定器７０（例えば、横河電機製、マルチメディアテスタ３２９８Ｆ）をそれぞれ配置させた後、半透過型液晶表示装置５０ａにバックライト６０（または蛍光ランプ８０）からの光を入射させると共に、アクティブマトリクス基板２０ａの各画素電極８に中間階調の画像信号を、対向基板３０ａの共通電極２２に所定の対向電位Ｖcomをそれぞれ入力して、半透過型液晶表示装置５０ａからの透過光ｒ（または反射光ｒ）の輝度をフリッカ測定器７０によって測定する。これにより、図１３に示すようなフリッカの波形が得られ、平均輝度Ｌ及びフリッカ振幅ΔＬが算出されると共に、フリッカ率（％）＝ΔＬ／Ｌという関係式によって、所定の対向電位Ｖcomのときのフリッカ率が算出される。

ここで、フリッカの測定では、図１４に示すように、バックライト６０からの光を入射させる透過モードの表示、及び蛍光ランプ８０からの光を入射させる反射モードの表示において、１．７５Ｖ〜２．２５Ｖ及び１．４５Ｖ〜１．９５Ｖの対向電位Ｖcomをそれぞれ入力した。なお、図１４では、丸印が透過モードにおけるフリッカ率であり、四角印が反射モードにおけるフリッカ率である。そして、透過モードにおいて最低のフリッカ率になったときのＶcomと反射モードにおいて最低のフリッカ率になったときのＶcomとの差ΔＶcomがフリッカ電圧差となる。なお、このフリッカ電圧差ΔＶcomは、その数値が小さいほどフリッカの発生が抑制されると考えられる。

次に、上記実施形態と同一の方法で半透過型液晶表示装置を作製してフリッカ電圧差ΔＶcomを測定した。具体的に、本発明の実施例として、図１１に示すように、第２透明電極７ａを構成するＩＺＯ膜の膜厚が５０Å〜３００Å（４００）Åであるアクティブマトリクス基板２０ａを備えた各半透過型液晶表示装置５０ａを、本発明の比較例として、図２０に示すように、第２透明電極１０７ｂを構成するＩＺＯ膜の膜厚が５０Å〜４００Åであるアクティブマトリクス１２０ｂを備えた各半透過型表示装置１５０ｂをそれぞれ作製して、各フリッカ電圧差ΔＶcomを測定した。なお、図１１は、図２の半透過型液晶表示装置５０ａを概略的に図示した断面模式図である。

以下に、フリッカ電圧差ΔＶcomの測定結果について図１５を用いて説明する。

実施例では、図中の各丸印が示すように、ＩＺＯ膜の膜厚に関係することなく、フリッカ電圧差ΔＶcomが０ｍＶ付近であり、フリッカの発生が確認されなかった。

比較例では、図中の各三角印が示すように、ＩＺＯ膜の膜厚が大きくなるにつれてフリッカ電圧差ΔＶcomが低下する傾向があった。そして、比較例では、フリッカ電圧差ΔＶcomが１２０ｍＶ程度までしか低下しなかったので、フリッカの発生が確認された。これは、反射領域Ｒ及び透過領域Ｔの間において仕事関数が０．１ｅＶ（＝４．９ｅＶ−４．８ｅＶ）違うことに起因する。

次に、上記実施例で作製した各半透過型液晶表示装置について、反射領域Ｒにおける反射率を測定した。

実施例の各半透過型液晶表示装置では、図１６に示すように、ＩＺＯ膜の膜厚が大きくなるにつれて反射率が低下し、特に、ＩＺＯ膜の膜厚が３００Åを超えると極端に低下した。なお、ＩＺＯ膜の膜厚が５０Å未満の場合には、反射率が高いものの、第２透明電極の下層に配置する第１透明電極及び反射電極の間の導通が不良になるおそれがあった。

したがって、上記フリッカ電圧差ΔＶcomの測定結果、及び反射率の測定結果などを考慮すると、第２透明電極を構成するＩＺＯ膜の膜厚は、５０Å〜３００Åが適切であった。

以上説明したように、本実施形態の半透過型液晶表示装置５０ａによれば、反射電極６ａが層間絶縁膜１２の開口部１２ａを介して第１透明電極２ｃに接続され、第２透明電極７ａが反射電極６ａ及び第１透明電極２ｃにおける反射電極６ａから露出した領域に重畳して反射電極６ａ及び第１透明電極２ｃに接続されているので、反射電極６ａ及び第２透明電極７ａが第１透明電極２ｃにそれぞれ接続することになる。そのため、第２透明電極７ａが薄くなっても、反射電極６ａと第１透明電極２ｃとの間の正常な導通を維持することができるので、第２透明電極７ａを薄く形成することができ、反射領域Ｒにおいて反射率を高く維持することができる。さらに、反射領域Ｒ及び透過領域Ｔにおいて、液晶層２５側に第２透明電極７ａが設けられているので、反射領域Ｒ及び透過領域Ｔにおける液晶層２５側の各電極材料の仕事関数が揃って、フリッカの発生を抑制することができる。

また、各画素において、層間絶縁膜１２の上層で反射電極６ａ及び第２透明電極７ａの各外周端Ｅが一致しているので、各画素Ｐの間に設けられた各ソース線２と反射電極６ａ及び第２透明電極７ａの各外周端Ｅとの保護絶縁膜１１及び層間絶縁膜１２からなる絶縁層を介して重なり合う幅のばらつきを抑制することができ、ソース線２と反射電極６ａ及び第２透明電極７ａとの間の寄生容量Ｃｓｄのばらつきを抑制することができる。

したがって、反射電極と第１透明電極との間の正常な導通、及び高い反射率を維持してフリッカの発生が抑制され、且つ、ソース線と反射電極及び透明電極との間の寄生容量のばらつきが抑制された半透過型液晶表示装置を提供することができる。

上記実施形態では、垂直配向方式の半透過型液晶表示装置について説明したが、本発明は、ＴＮ方式の半透過型液晶表示装置にも適用することができる。ここで、垂直配向方式の液晶表示装置は、図１７に示すように、ＴＮ方式の半透過型液晶表示装置よりも印加電圧（Ｖ）及び透過率（Ｔ）のＶ−Ｔ曲線が視認されやすい低い透過率の領域（０％〜２０％）において急峻であるので、印加電圧のばらつきに対して輝度の変化が大きいことがよく知られている。なお、図１７では、太実線の曲線が垂直配向方式の液晶表示装置のＶ−Ｔ曲線であり、細実線の曲線がＴＮ方式の液晶表示装置のＶ−Ｔ曲線である。そのため、上記実施形態のような垂直配向方式の半透過型液晶表示装置では、ソース線と反射電極及び透明電極との間の寄生容量Ｃｓｄのばらつきが抑制されるので、寄生容量Ｃｓｄのばらつきに起因する印加電圧のばらつきが小さくなって、ＴＮ方式の半透過型液晶表示装置よりも表示品位の低下を有効に抑制することができる。

また、本実施形態の半透過型液晶表示装置５０ａによれば、第２透明電極７ａが反射電極６ａと第１透明電極２ｃとの間の冗長部となっているので、画素電極８の欠損が抑制でき、半透過型液晶表示装置の製造歩留まりの低下を抑制することができる。

さらに、本実施形態の半透過型液晶表示装置５０ａによれば、第２エッチング工程において、透明導電膜７及び反射導電層６ｂが同時にエッチングして、第２透明電極７ａ及び反射電極６ａの各外周端Ｅが一致するので、反射電極６ａを面積を大きく設計することができる。例えば、本実施形態の半透過型液晶表示装置５０ａでは、第２透明電極７ａの外周端Ｅを反射電極６ａの外周端Ｅに重畳させるだけでフリッカの発生を防止することができるので、反射電極６ａを画素Ｐに対して最大５０％（透過領域Ｔ：３０％）で設計することができる。これに対して、従来の半透過型液晶表示装置１５０ｂでは、フリッカの発生を防止するために、第２透明電極１０７ｂによって反射電極１０６ａを完全に覆う必要があるので、反射電極１０６ａを画素Ｐに対して最大４３％（透過領域Ｔ：３０％）となる。

《発明の実施形態２》
本発明は、上記実施形態１について、以下のような構成としてもよい。なお、以下の各実施形態において、図１〜図１７と同じ部分については、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図１８は、本実施形態に係る半透過型液晶表示装置５０ｂの図１１に対応する断面模式図である。

半透過型液晶表示装置５０ｂでは、上記実施形態１において反射領域Ｒ及び透過領域Ｔの間の位相差を補償するために設けられた層間絶縁膜１２の代わりに、対向基板３０ｂの反射領域Ｒに透明層２３が設けられている。

《発明の実施形態３》
ここで、上記実施形態１の半透過型液晶表示装置５０ａを構成するアクティブマトリクス基板２０ａでは、正常部において、図１９〜図２１に示すように、層間絶縁膜１２上でモリブデン膜により形成されたモリブデン層（第１金属層）６ａａ、アルミニウム膜に形成されたアルミニウム層（第２金属層）６ａｂ及び第２透明電極７ａの各外周端Ｅ（例えば、モリブデン層６ａａの外周端Ｅ_Ｍ、及びアルミニウム層６ａｂの外周端Ｅ_Ａ）が一致しているものの、基板面内において、図２２〜図２４に示すように、モリブデン層６ａａの外周端Ｅ_Ｍがアルミニウム層６ａｂの外周端Ｅ_Ａから突出している部分が含まれるおそれがあるので、改善の余地がある。なお、図１９及び図２２は、アクティブマトリクス基板２０ａの各画素Ｐ間を示す断面模式図である。そして、図２０及び図２３は、アクティブマトリクス基板２０ａの各画素Ｐ間の上面を示すＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）写真であり、図２１及び図２４は、アクティブマトリクス基板２０ａの各画素Ｐ間の断面を示すＳＥＭ写真である。このように、モリブデン層６ａａのアルミニウム層６ａｂから突出した線幅が基板面内においてばらついてしまうと、各画素Ｐ毎または複数の画素Ｐ毎に寄生容量Ｃｓｄの大きさがばらつき、中間調表示において、輝度むらが発生するおそれがある。そこで、輝度むらの発生を抑制するために、モリブデン層６ａａのアルミニウム層６ａｂから突出した線幅を基板面内で一定にする方法を検討した。

図２６は、上記実施形態１のアクティブマトリクス基板２０ａを作製する際の第２エッチング工程における基板の状態を示す断面模式図であり、図４１は、図２６に対応する従来のアクティブマトリクス基板１２０ｂのエッチング工程における基板の状態を示す断面模式図である。そして、図２５は、アクティブマトリクス基板２０ａ及びアクティブマトリクス基板１２０ｂにおいて、各画素間のＩＺＯ膜、アルミニウム膜及びモリブデン膜からなる積層膜をパターニングする際のエッチング時間と、パターニングされたアルミニウム層及びモリブデン層の線幅差との関係を示すグラフである。なお、図２５において、各三角印がアクティブマトリクス基板２０ａでの結果であり、各丸印がアクティブマトリクス基板１２０ｂでの結果である。

アクティブマトリクス基板２０ａでは、図２６に示すように、透過領域ＴのＩＴＯ膜からなる第１透明電極２ｃがＩＺＯ膜からなる第２透明電極７ａに覆われているので、ＩＴＯ膜がエッチング液Ｅ（例えば、上記実施形態１に記載した硝酸、リン酸及び酢酸の混合液）にさらされていなく、図２７の電池模式図に示す局部電池反応により、比較的高速でエッチングされる。また、アクティブマトリクス基板１２０ｂでは、図４１に示すように、透過領域ＴのＩＴＯ膜からなる第１透明電極１０２がエッチング液Ｅにさらされているので、図４２の電池模式図に示す局部電池反応により、比較的低速でエッチングされる。

そのため、アクティブマトリクス基板２０ａでは、モリブデン層６ａａのエッチング速度が速いので、エッチング液Ｅに浸漬されている時間がばらつくと、アルミニウム層６ａｂ及びモリブデン層６ａａの線幅差にばらつきが発生し（図２５の三角印参照）、アクティブマトリクス基板１２０ｂでは、モリブデン層１０６ａａのエッチング速度が遅いので、エッチング液Ｅに浸漬されている時間がばらついても、アルミニウム層１０６ａｂ及びモリブデン層１０６ａａの線幅差が安定する（図２５の丸印参照）と考えられる。

このように、本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、モリブデン層６ａａのエッチング速度が、その下層のＩＴＯ膜からなる第１透明電極２ｃに依存することを独自に見出したので、図２８の平面図、及び図２９の断面図に示すアクティブマトリクス基板２０ｃａ、並びに図３０の平面図、及び図３１の断面図に示すアクティブマトリクス基板２０ｄａをそれぞれ作製して、その際のエッチング時間とアルミニウム層及びモリブデン層の線幅差との関係を検証した。

アクティブマトリクス基板２０ｃａでは、図２８に示すように、各ゲート線１の間で互いに平行に延びるように容量線１ｂが設けられ、各画素Ｐにおいて、容量線１ｂを挟んで両側に透過領域Ｔがそれぞれ構成され、各透過領域Ｔの周りに反射領域Ｒが構成されている。そして、各透過領域Ｔは、図２８に示すように、略矩形状に形成され、その各辺に沿って、第２透明電極７ａには、図２９に示すように、第１透明電極２ｃの一部を露出させる開口部Ｃ１が形成されている。また、容量線１ｂは、各画素Ｐ毎に側方に突出した突出部を有し、第１透明電極２ｃと、それらの間に介在するゲート絶縁膜と共に補助容量を構成している。ここで、各画素Ｐにおいて、ゲート線１の間隔は、例えば、３２７μｍであり、ソース線２の間隔は、例えば、１０９μｍである。また、各透過領域Ｔは、例えば、縦７０μｍ及び横８０μｍの略矩形状であり、その４隅が、例えば、縦５μｍ及び横５μｍの大きさで面取りされた形状になっている。さらに、開口部Ｃ１の大きさは、例えば、幅方向が５μｍであり、長さ方向が３０μｍ〜４５μｍである。

また、アクティブマトリクス基板２０ｄａでは、図３０及び図３１に示すように、各透過領域Ｔの第２透明電極７ａに第１透明電極２ｃの中央の一部を露出させる開口部Ｃ２が形成されている。なお、開口部Ｃ２は、例えば、縦１０μｍ及び横１５μｍの矩形状に形成されている。

図３２は、アクティブマトリクス基板２０ｃａ及びアクティブマトリクス基板２０ｄａにおいて、第２エッチング工程におけるエッチング時間と、パターニングされたアルミニウム層及びモリブデン層の線幅差との関係を示すグラフである。なお、図３２において、各丸印がアクティブマトリクス基板２０ｃａでの結果であり、各四角印がアクティブマトリクス基板２０ｄａでの結果である。

アクティブマトリクス基板２０ｃａでは、図２９に示すように、透過領域ＴのＩＴＯ膜からなる第１透明電極２ｃの一部が開口部Ｃ１によって露出しているので、モリブデン膜（モリブデン層６ａａ）及びＩＴＯ膜（第１透明電極２ｃ）が直接接触した状態でＩＴＯ膜（第１透明電極２ｃ）がエッチング液Ｅにさらされ、図３３の電池模式図に示す局部電池反応により、比較的低速でエッチングされる。そのため、アクティブマトリクス基板２０ｃａでは、図３２の丸印に示すように、エッチング液Ｅに浸漬されている時間（１０秒〜３０秒）がばらついてもアルミニウム層６ａｂ及びモリブデン層６ａａの線幅差が０．１μｍ〜０．２μｍとなり、アルミニウム層６ａｂ及びモリブデン層６ａａの線幅差が安定した。

また、アクティブマトリクス基板２０ｄａでは、図３１に示すように、透過領域ＴのＩＴＯ膜からなる第１透明電極２ｃの一部が開口部Ｃ２によって露出しているので、モリブデン膜（モリブデン層６ａａ）及びＩＴＯ膜（第１透明電極２ｃ）がエッチング液Ｅを介して接触した状態でＩＴＯ膜（第１透明電極２ｃ）がエッチング液Ｅにさらされ、図３４の電池模式図に示す局部電池反応により、比較的低速でエッチングされる。そのため、アクティブマトリクス基板２０ｄａでは、図３２の四角印に示すように、エッチング液Ｅに浸漬されている時間（１０秒〜３０秒）がばらついても、アルミニウム層６ａｂ及びモリブデン層６ａａの線幅差が０．６μｍ〜０．７μｍとなり、アルミニウム層６ａｂ及びモリブデン層６ａａの線幅差が安定した。なお、このアルミニウム層６ａｂ及びモリブデン層６ａａの線幅差（０．６μｍ〜０．７μｍ）では、上記実施形態１で例示した第２透明電極７ａの外周端Ｅと反射電極６ａの外周端Ｅとの差（±０．２μｍ以内）の範囲に入らないが、基板面内でアルミニウム層６ａｂ及びモリブデン層６ａａの線幅差が一定（０．６μｍ〜０．７μｍ）であるので、モリブデン層６ａａ及びアルミニウム層６ａｂからなる反射電極６ａの外周端Ｅと第２透明電極７ａの外周端Ｅとの差も一定になる。そのため、各画素Ｐの間に設けられた各ソース線２と反射電極６ａ及び第２透明電極７ａの各外周端Ｅとの保護絶縁膜１１及び層間絶縁膜１２からなる絶縁層を介して重なり合う幅のばらつきを抑制することができる。

上記アクティブマトリクス基板２０ｃａ及び２０ｄａの結果が示すように、透過領域ＴのＩＴＯ膜からなる第１透明電極２ｃの一部を露出させるようにＩＺＯ膜をウエットエッチングすることにより、反射電極６ａを構成するアルミニウム層６ａｂ及びモリブデン層６ａａの各外周端Ｅの線幅差のばらつきを抑制できることが検証された。

ここで、図３５〜図３７は、図２８のアクティブマトリクス基板２０ｃａに類似し、アルミニウム層６ａｂ及びモリブデン層６ａａの線幅差のばらつきを抑制することが可能なその他のアクティブマトリクス基板の例を示している。

アクティブマトリクス基板２０ｃｂでは、図３５に示すように、各透過領域Ｔの上辺部及び下辺部の第２透明電極７ａにおいて、第１透明電極２ｃの一部を露出させる一対の開口部Ｃ１が形成されている。

アクティブマトリクス基板２０ｃｃでは、図３６に示すように、各透過領域Ｔの周端部の第２透明電極７ａにおいて、第１透明電極２ｃの一部を露出させる環状の開口部Ｃ１が形成されている。

アクティブマトリクス基板２０ｃｄでは、図３７に示すように、各透過領域Ｔの４隅に反射領域Ｒを構成する反射電極６ａが長方形状に延長された遮光部を有し、その各遮光部の内側に開口部Ｃ１が形成されている。ここで、上記遮光部は、層間絶縁膜１２の矩形状の開口部１２ａの４隅に配置され、液晶分子の配向状態が不連続となってしまう領域である。そのため、アクティブマトリクス基板２０ｃｄでは、反射電極６ａが延設された遮光部によって、液晶分子の応答速度が局部的に遅くなる領域を遮光して表示に寄与させないようにすることができる。

また、図３８は、図３０のアクティブマトリクス基板２０ｄａに類似し、アルミニウム層６ａｂ及びモリブデン層６ａａの線幅差のばらつきを抑制することが可能なその他のアクティブマトリクス基板の例を示している。

アクティブマトリクス基板２０ｄｂでは、図３８に示すように、各透過領域Ｔの第２透明電極７ａにおいて、第１透明電極２ｃの一部を露出させる２つの開口部Ｃ２が形成されている。

以上説明したように、本実施形態の半透過型液晶表示装置の製造方法によれば、第２エッチング工程において、各画素Ｐの第１透明電極２ｃの一部を露出させるようにＩＺＯ膜がウエットエッチングされるので、第１透明電極２ｃがエッチング液にさらされる。そのため、第２エッチング工程において、モリブデン膜及びアルミニウム膜により構成される反射導電層６ｂ、並びにＩＺＯ膜からなる積層膜の画素Ｐの間に対応する部分をエッチングする際に、モリブデン膜（モリブデン層６ａａ）に対するエッチング速度が各画素Ｐの第１透明電極２ｃの一部を露出させない場合よりも低下するので、第２エッチング工程のエッチング時間がばらついたとしても、モリブデン膜（モリブデン層６ａａ）のエッチングされる量がばらつきにくくなる。これにより、モリブデン膜により形成されるモリブデン層６ａａの寸法精度が向上するので、モリブデン層６ａａの外周端とアルミニウム層６ａｂの外周端とが一致し易くなると共に、モリブデン層６ａａ及びアルミニウム層６ａｂからなる反射電極６ａの外周端と第２透明電極７ａの外周端とが一致し易くなり、各画素Ｐの間に設けられた各ソース線２と反射電極６ａ及び第２透明電極７ａの各外周端Ｅとの保護絶縁膜１１及び層間絶縁膜１２からなる絶縁層を介して重なり合う幅のばらつきを抑制することができ、ソース線２と反射電極６ａ及び第２透明電極７ａとの間の寄生容量のばらつきを抑制することができる。したがって、反射電極と第１透明電極との間の正常な導通、及び高い反射率を維持してフリッカの発生が抑制され、且つ、ソース線と反射電極及び透明電極との間の寄生容量のばらつきが抑制された半透過型液晶表示装置を提供することができる。

なお、本実施形態は、上記実施形態２にも適用することができる。

以上説明したように、本発明は、半透過型液晶表示装置におけるフリッカを視認されにくくすることができるので、高い表示品位が求められる半透過型液晶表示装置について有用である。

Claims (9)

1. 互いに対向して配置されたアクティブマトリクス基板及び対向基板と、
   上記アクティブマトリクス基板及び対向基板の間に設けられた液晶層とを備え、
   各々、反射モードの表示を行う反射領域、及び透過モードの表示を行う透過領域を有する複数の画素がマトリクス状に設けられた半透過型液晶表示装置であって、
   上記アクティブマトリクス基板は、上記各画素の間に互いに平行に延びるように設けられた複数のソース線と、上記各画素毎に設けられ上記各ソース線にスイッチング素子を介して接続された第１透明電極と、該第１透明電極上に設けられ上記各画素毎に開口部を有する絶縁層と、該絶縁層上に上記各画素毎に設けられ上記開口部を介して上記第１透明電極に接続された反射電極と、上記各画素毎に設けられ上記反射電極及び上記第１透明電極における該反射電極から露出した領域に重畳して上記反射電極及び第１透明電極に接続された第２透明電極とを備え、
   上記反射電極が形成された領域、及び上記第１透明電極の上記反射電極から露出した領域は、上記反射領域及び透過領域をそれぞれ構成し、
   上記各画素において、上記反射電極及び上記第２透明電極の各外周端は、一致していることを特徴とする半透過型液晶表示装置。
2. 請求項１に記載された半透過型液晶表示装置において、
   上記第１透明電極は、酸化インジウムと酸化スズとの化合物により形成され、
   上記第２透明電極は、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物により形成されていることを特徴とする半透過型液晶表示装置。
3. 請求項２に記載された半透過型液晶表示装置において、
   上記第２透明電極の厚さは、５０Å〜３００Åであることを特徴とする半透過型液晶表示装置。
4. 請求項１に記載された半透過型液晶表示装置において、
   上記液晶層は、電圧が印加されていないときに垂直配向状態になるように構成されていることを特徴とする半透過型液晶表示装置。
5. 請求項１に記載された半透過型液晶表示装置において、
   上記絶縁層は、上記反射領域における液晶層の厚さが上記透過領域における液晶層の厚さの１／２になるように設定されていることを特徴とする半透過型液晶表示装置。
6. 請求項１に記載された半透過型液晶表示装置において、
   上記反射電極は、上記第１透明電極に接するように設けられた第１金属層と、該第１金属層に積層された第２金属層とを有し、
   上記第２透明電極には、上記第１透明電極の一部を露出させる開口部が形成されていることを特徴とする半透過型液晶表示装置。
7. 互いに対向して配置されたアクティブマトリクス基板及び対向基板と、
   上記アクティブマトリクス基板及び対向基板の間に設けられた液晶層とを備え、
   各々、反射モードの表示を行う反射領域、及び透過モードの表示を行う透過領域を有する複数の画素がマトリクス状に設けられた半透過型液晶表示装置を製造する方法であって、
   基板上に互いに平行に延びるように複数のソース線、及び上記各画素毎に上記各ソース線にスイッチング素子を介して接続された第１透明電極を形成する第１透明電極形成工程と、
   上記第１透明電極上に上記各画素毎に開口部を有する絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
   上記絶縁層を覆うように反射導電膜を成膜する反射導電膜成膜工程と、
   上記反射導電膜の上記開口部に対応する部分をエッチングすることにより、上記絶縁層の開口部を介して第１透明電極に接続された反射導電層を形成する第１エッチング工程と、
   上記反射導電層を覆うように透明導電膜を成膜する透明導電膜成膜工程と、
   上記反射導電層及び透明導電膜の上記画素の間に対応する部分をエッチングすることにより、上記絶縁層の開口部を介して第１透明電極に接続された反射電極と、該反射電極及び上記第１透明電極における該反射電極から露出した領域に重畳して上記反射電極及び第１透明電極に接続された第２透明電極とを形成して、上記反射電極の形成された領域、及び上記第１透明電極の上記反射電極から露出した領域がそれぞれ上記反射領域及び透過領域となる上記アクティブマトリクス基板を作製する第２エッチング工程とを備え、
   上記第２エッチング工程では、上記各画素において、上記反射電極及び上記第２透明電極の各外周端が一致するように、上記反射導電層及び透明導電膜をエッチングすることを特徴とする半透過型液晶表示装置の製造方法。
8. 請求項７に記載された半透過型液晶表示装置の製造方法において、
   上記第１透明電極は、酸化インジウムと酸化スズとの化合物により形成され、
   上記第２透明電極は、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物により形成されていることを特徴とする半透過型液晶表示装置の製造方法。
9. 請求項７に記載された半透過型液晶表示装置の製造方法において、
   上記反射導電膜成膜工程では、上記絶縁層を覆うように第１金属膜及び第２金属膜を順に成膜し、
   上記第２エッチング工程では、上記各画素において、上記第１透明電極の一部を露出させるように上記透明導電膜をウエットエッチングすることを特徴とする半透過型液晶表示装置の製造方法。

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