WO2018159510A1 - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

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WO2018159510A1
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liquid crystal
metal film
display device
crystal display
metal
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PCT/JP2018/006838
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英二 藤本
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シャープ株式会社
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    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal display device. More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal display device having a reflective electrode.
  • Liquid crystal display devices are roughly classified into a reflective type and a transmissive type according to a method of transmitting light to the liquid crystal layer.
  • a reflection type liquid crystal display device has a reflection member (for example, a reflection electrode, a reflection plate, etc.) inside the device, reflects incident light from the outside by the reflection member, and displays the reflected light through the liquid crystal layer. I do.
  • the transmissive liquid crystal display device includes a backlight unit, and performs display by transmitting light emitted from the backlight unit through the liquid crystal layer. Since a reflective liquid crystal display device does not require a backlight unit, low power consumption, thickness reduction, and weight reduction can be achieved.
  • a transmissive liquid crystal display device since a transmissive liquid crystal display device has a light source in the device, the visibility is good even in a dark environment. Further, considering not only indoor visibility but also external light visibility, a transflective liquid crystal display device has been proposed as a liquid crystal display device having both advantages of a reflective type and a transmissive type.
  • a reflective electrode using a metal having a high reflectance such as aluminum is used as a pixel electrode arranged for each pixel.
  • a reflective electrode in which different types of metal films are laminated for example, Patent Document 1.
  • Patent Document 1 the first metal conductive film and the second metal conductive film having an etching rate slower than that of the first metal conductive film are sequentially stacked, and only the second metal conductive film is etched.
  • Disclosed is a method for manufacturing a conductive element substrate that can suppress a decrease in manufacturing yield due to peeling of an end portion of a second metal conductive film by providing two etching steps.
  • the reflective electrode is formed, for example, by forming a thin film transistor or the like on the substrate, then laminating the upper electrode film on the lower electrode film, masking with a resist, and etching the lower electrode film and the upper electrode film together can do.
  • a difference may occur in the finish of the lower electrode film and the upper electrode film after etching.
  • an electrode film using a metal having a low etching rate may not be sufficiently etched, resulting in uneven outer edge shapes.
  • the outer edge shape of the reflective electrode is not uniform, a difference occurs in the reflectance of each pixel, and such a difference in the reflectance of each pixel may be visually recognized as display unevenness of the liquid crystal display device.
  • the present invention has been made in view of the above-described present situation, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a liquid crystal display device that is simple and excellent in visibility in a bright place and in which display unevenness is suppressed. To do.
  • the inventor first studied an etching method for a laminated film in which a lower electrode film and an upper electrode film are laminated.
  • an etching method attention was focused on a method of performing additional etching after performing collective wet etching and pattern formation on the laminated film.
  • the additional etching by using an etching solution having a high etching selectivity with respect to the electrode film that is difficult to be etched, the outer edge portion of the electrode film that was uneven after the collective wet etching can be mainly etched, and the lower layer electrode It has been found that the outer edge shape of the film and the upper electrode film can be made uniform. As a result, it has been found that display unevenness of the liquid crystal display device can be significantly improved.
  • the inventor further examined the etching solution used for the additional etching.
  • the etching solution used for the additional etching is selective to the electrode film that is difficult to be etched by the collective wet etching, and is applied to the other electrode film stacked and various materials exposed on the other TFT substrate. It must be something that does not have an adverse effect.
  • the present inventor selectively etched the electrode film that is difficult to be etched by the collective wet etching by performing additional etching using an aqueous solution (ozone aqueous solution) in which ozone is dissolved. And found that the outer edge shape of the upper electrode film can be made uniform.
  • one embodiment of the present invention is a method of manufacturing a liquid crystal display device including a step of forming a reflective electrode in which a first metal film and a second metal film are laminated, and the step of forming the reflective electrode includes: Forming the first metal film using a first metal, forming the second metal film on the first metal film using a second metal having a different ionization tendency from the first metal, A step of forming a resist so as to cover the second metal film; a first etching step of wet-etching the first metal film and the second metal film; and the first metal film further after the first etching step.
  • a second etching step for wet etching, and the etching solution used in the second etching step is a method for manufacturing a liquid crystal display device which is an aqueous ozone solution.
  • the present invention it is possible to manufacture a liquid crystal display device that is excellent in visibility in a bright place and in which display unevenness is suppressed by a simple method.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a liquid crystal display device according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG. 1.
  • 4 is a flowchart illustrating an example of a manufacturing method of the liquid crystal display device according to the first embodiment.
  • 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a process of forming a first transparent electrode layer according to Embodiment 1.
  • FIG. It is a cross-sectional schematic diagram explaining an example of the process of forming the first metal film, the second metal film, and the second transparent electrode layer of the first embodiment.
  • 5 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a process for forming a resist according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a first etching process of Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a photograph showing an enlarged boundary portion between a transmission region and a reflection region after the first etching step of Embodiment 1.
  • 6 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a second etching process according to Embodiment 1.
  • FIG. 5 is an enlarged photographic view of a boundary portion between a transmissive region and a reflective region after the second etching step of the first embodiment.
  • 5 is a flowchart illustrating an example of a method for manufacturing a liquid crystal display device according to a second embodiment.
  • 6 is a schematic plan view of a liquid crystal display device according to Embodiment 3.
  • FIG. 13 is a schematic sectional view taken along line B-B ′ of FIG. 12.
  • 10 is a flowchart illustrating an example of a method for manufacturing a liquid crystal display device according to a third embodiment. It is the cross-sectional schematic diagram explaining an example of the process of forming the 1st metal film of Embodiment 3, and a 2nd metal film. It is a cross-sectional schematic diagram explaining an example of the process of forming the resist of Embodiment 3. It is a cross-sectional schematic diagram explaining an example of the first etching step of Embodiment 3. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a second etching process of Embodiment 3. FIG.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of the liquid crystal display device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic sectional view taken along the line AA ′ in FIG.
  • the liquid crystal display device 1000 is a transflective liquid crystal display device.
  • the liquid crystal display device 1000 includes a plurality of gate lines 1 extending in parallel with each other and a plurality of source lines 2 extending in parallel with each other on a first substrate 11 (not shown).
  • the source line 2 extends in a different direction from the gate line 1, and the plurality of gate lines 1 and the plurality of source lines 2 may be orthogonal to each other.
  • a thin film transistor (TFT) 3 is provided at each intersection of the gate wiring 1 and the source wiring 2.
  • Each pixel Pix surrounded by the pair of gate lines 1 and source lines 2 is provided with a pixel electrode 4 corresponding to each TFT 3.
  • the TFT 3 is provided on the semiconductor layer 7, the gate electrode 5 extending from the gate wiring 1, the source electrode 6 extending from the source wiring 2, the semiconductor layer 7, and disposed so as to face the source electrode 6.
  • the drain electrode 8 is formed.
  • the drain electrode 8 is electrically connected to the pixel electrode 4 through a contact hole 9 provided in the pixel electrode 4.
  • the semiconductor layer 7 may be an oxide semiconductor layer containing an oxide semiconductor.
  • An oxide semiconductor has high electron mobility and a small amount of leakage current. Therefore, the oxide semiconductor can be used for the semiconductor layer 7 included in the TFT to increase the speed of the liquid crystal display device 1000 and suppress power consumption. it can.
  • the oxide semiconductor layer examples include one containing at least one of indium (In), gallium (Ga), zinc (Zn), or cadmium (Cd).
  • an In—Ga—Zn—O based semiconductor an In—Sn—Zn—O based semiconductor (eg, In 2 O 3 —SnO 2 —ZnO; InSnZnO), an In—Al—Zn—O based semiconductor, In—Al—Sn—Zn—O based semiconductor, Zn—O based semiconductor, In—Zn—O based semiconductor, Zn—Ti—O based semiconductor, Cd—Ge—O based semiconductor, Cd—Pb—O based semiconductor, CdO (cadmium oxide), Mg—Zn—O based semiconductor, In—Ga—Sn—O based semiconductor, In—Ga—O based semiconductor, Zr—In—Zn—O based semiconductor, Hf—In—Zn—O based A semiconductor, an Al—Ga—Zn—O
  • the liquid crystal display device 1000 includes a transmissive region T and a reflective region R in one pixel Pix in plan view. Although details will be described later, in the transmissive region T, transmissive display is performed by transmitting the light emitted from the backlight unit 500. In the reflective region R, reflective display is performed by reflecting external light incident from the viewer side of the liquid crystal panel 400.
  • a liquid crystal display device 1000 includes a thin film transistor substrate (hereinafter referred to as a TFT substrate) 100 having pixel electrodes, a liquid crystal layer 200, and a counter substrate 300 in this order, a liquid crystal panel 400, And a backlight unit 500 arranged on the TFT substrate 100 side.
  • the TFT substrate is also referred to as an active matrix substrate.
  • the side of the liquid crystal panel 400 on which the backlight unit 500 is disposed (TFT substrate 100 side) is also referred to as “back side”, and the counter substrate 300 side is also referred to as “observer side”.
  • the TFT substrate 100 includes, in order from the first substrate 11, the first substrate 11, the gate wiring 1 (not shown) disposed on the first substrate 11, and the gate.
  • a gate insulating film 12 formed to cover the wiring 1, a first interlayer insulating film 13 formed on the gate insulating film 12, a source wiring 2 disposed on the first interlayer insulating film 13, and a source wiring 2, a second interlayer insulating film 14 formed so as to cover 2, and a pixel electrode 4 formed on the second interlayer insulating film 14.
  • a base coat layer may be provided between the first substrate 11 and the gate wiring 1.
  • the pixel electrode 4 includes, for example, a first transparent electrode layer 21 formed so as to overlap both the transmission region T and the reflection region R of each pixel Pix, and a reflection electrode 22 formed at a position overlapping the reflection region R.
  • the reflective electrode 22 has a configuration in which a first metal film 22a and a second metal film 22b are stacked from the first substrate 11 side. Furthermore, you may have the 2nd transparent electrode layer 23 in the position which overlaps with the reflective area
  • the reflective electrode 22 may be provided with an opening, and a part of the first transparent electrode layer 21 may be exposed from the opening.
  • the reflective electrode 22 may be formed so as to surround the opening. The opening may be formed at the center of the pixel Pix, and the reflective electrode 22 may be formed throughout the pixel Pix so as to surround the opening. Further, the reflective electrode 22 may be formed so as to cover the TFT 3.
  • the first transparent electrode layer 21, the first metal film 22a, the second metal film 22b, and the second transparent electrode layer 23 are stacked in order from the first substrate 11 side.
  • the first metal film 22a and the second metal film 22b are stacked in order from the first substrate 11 side at a position overlapping with the reflection region R, and the transmission region T and the reflection region R are stacked on the second metal film 22b.
  • the first transparent electrode layer 21 may be formed so as to overlap both. In this case, you may have the 2nd transparent electrode layer 23 formed in the position which overlaps with the reflective area
  • the second interlayer insulating film 14 may have a concavo-convex shape on the upper surface where it overlaps the reflective electrode 22. Thereby, the reflective electrode 22 formed on the second interlayer insulating film 14 is formed in an uneven shape reflecting the shape of the upper surface of the second interlayer insulating film 14. The reflective electrode 22 can scatter light incident on the reflective electrode 22 from the counter substrate 300 side by the uneven shape, and the reflectance of the reflective electrode 22 can be improved.
  • the second interlayer insulating film 14 may be an organic insulating film.
  • the liquid crystal layer 200 is formed in a region surrounded by a sealing material or the like (not shown) in plan view.
  • the liquid crystal layer 200 contains a liquid crystal material.
  • the liquid crystal material is not particularly limited, and those usually used in the field of liquid crystal display devices can be applied. Examples of the liquid crystal material include nematic liquid crystal having electro-optical characteristics.
  • An alignment film (not shown) may be formed between the liquid crystal layer 200 and the TFT substrate 100 and between the liquid crystal layer 200 and the counter substrate 300, respectively.
  • the liquid crystal display device 1000 may be a color display or a black and white display.
  • the counter substrate 300 includes, for example, the second substrate 31, the color filter layer 32 and the black matrix 33 formed on the second substrate 31 in order from the second substrate 31 side. Have.
  • the counter substrate 300 is also referred to as a color filter substrate.
  • the color filter layer 32 is provided with a colored layer of any one of red, green, and blue corresponding to each pixel Pix, and a black matrix 33 is provided between the colored layers.
  • the counter substrate 300 does not have the color filter layer 32 and is formed on the second substrate 31 and the second substrate 31 in order from the second substrate 31 side, for example.
  • a black matrix 33 is provided.
  • the liquid crystal display device 1000 When the liquid crystal display device 1000 is a liquid crystal display device in a vertical electric field mode such as a TN (Twisted Nematic) mode or a VA (Vertical Alignment) mode, it is further formed on the black matrix 33 (and the color filter layer 32). A common electrode 34 is provided. An overcoat layer (not shown) may be provided between the black matrix 33 (and the color filter layer 32) and the common electrode.
  • a vertical electric field mode such as a TN (Twisted Nematic) mode or a VA (Vertical Alignment) mode
  • Polarizing plates may be disposed on the surface of the TFT substrate 100 opposite to the liquid crystal layer 200 and the surface of the counter substrate 300 opposite to the liquid crystal layer 200, respectively.
  • the polarizing plate include an absorption-type polarizing plate, which are arranged in crossed Nicols so that the absorption axes thereof are orthogonal to each other.
  • the backlight unit 500 is not particularly limited as long as it irradiates the liquid crystal panel 400 with light, and may be a direct type or an edge light type.
  • a light source of the backlight unit 500 a general backlight light source, for example, a light source such as a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) or a light emitting diode (LED) can be used.
  • CCFL cold cathode fluorescent lamp
  • LED light emitting diode
  • a display method of the liquid crystal display device 1000 will be described below.
  • the TFT 3 is turned on, and the source signal sent from the source line 2 is sent to the pixel electrode 4 through the source electrode 6 and the drain electrode 8 in a predetermined manner.
  • Charge is written. Due to the charge, a potential difference is generated between the pixel electrode 4 and the common electrode 34, and a predetermined voltage is applied to the liquid crystal layer 200.
  • the alignment state of the liquid crystal molecules changes according to the magnitude of the voltage applied to the liquid crystal layer 200, and image display is performed by adjusting the transmittance of light incident from the outside.
  • the liquid crystal display device 1000 is a transflective liquid crystal display device, and includes a reflective region R and a transmissive region T in one pixel Pix.
  • the pixel electrode 4 arranged for each pixel includes a first transparent electrode layer 21 formed over the transmission region T and the reflection region R, and a reflection electrode 22 formed so as to overlap the reflection region R.
  • the transmissive region T where the first transparent electrode layer 21 is exposed light incident on the back side of the liquid crystal panel 400 from the backlight unit 500 is transmitted to the viewer side, and transmissive display can be performed.
  • the liquid crystal display device 1000 largely includes a TFT substrate manufacturing process, a counter substrate manufacturing process, and a liquid crystal display device manufacturing process.
  • the TFT substrate manufacturing process includes, for example, a TFT forming process and a pixel electrode forming process.
  • the gate wiring 1 and the gate electrode 5 are formed on the first substrate 11.
  • a metal film for gate wiring is formed on the first substrate 11 by sputtering or the like, and the metal film for gate wiring is processed into a desired shape by photolithography or the like, whereby the gate wiring 1 and the gate electrode are formed. 5 can be formed.
  • the gate wiring 1 and the gate electrode 5 may be integrally formed.
  • the thickness of the gate wiring metal film is, for example, not less than 50 nm and not more than 500 nm.
  • the first substrate 11 is preferably a transparent substrate. Moreover, it is preferable that it is a board
  • a glass substrate for example, a glass substrate; a silicon substrate; a resin substrate such as plastic or polycarbonate can be used.
  • Examples of the gate wiring metal film include metals such as aluminum (Al), tungsten (W), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), chromium (Cr), titanium (Ti), copper (Cu), and the like. Or a film containing these metal nitrides can be used. Alternatively, a stacked film in which a plurality of films containing the above metals, alloys thereof, or metal nitrides are stacked may be used.
  • the metal film for gate wiring include, for example, a laminated film (W / TaN) having a tantalum nitride (TaN) film having a thickness of 30 nm as a lower layer and a tungsten (W) film having a thickness of 300 nm as an upper layer. It is done.
  • a gate insulating film 12 is formed on the gate wiring 1 and the gate electrode 5.
  • a silicon oxide (SiO 2 ) layer, a silicon nitride (SiNx) layer, a silicon oxynitride (SiOxNy: x> y) layer, a silicon nitride oxide (SiNxOy; x> y) layer, or the like may be used. it can.
  • the gate insulating film 12 can be formed by a chemical vapor deposition (CVD) method or the like.
  • the gate insulating film 12 include those having a stacked structure in which a silicon nitride (SiNx) layer having a thickness of 325 nm is a lower layer and a silicon oxide (SiO 2 ) layer having a thickness of 50 nm is an upper layer.
  • SiNx silicon nitride
  • SiO 2 silicon oxide
  • a semiconductor film is formed on the gate insulating film 12 and the semiconductor layer 7 is formed by patterning the conductor film.
  • sputtering can be used to form the semiconductor film, and photolithography can be used for patterning, for example.
  • the semiconductor layer 7 is patterned in an island shape at a position overlapping the gate electrode 5.
  • Specific examples of the semiconductor layer 7 include those containing an In—Ga—Zn—O-based semiconductor containing In, Ga, and Zn at a ratio of 1: 1: 1.
  • the thickness of the semiconductor layer 7 is, for example, 50 nm.
  • a first interlayer insulating film 13 may be formed on the gate insulating film 12 and the semiconductor layer 7.
  • the first interlayer insulating film 13 for example, the same film as the gate insulating film 12 can be used.
  • the source wiring 2, the source electrode 6, and the drain electrode 8 are formed.
  • a source wiring metal film is formed on the first interlayer insulating film 13 by sputtering or the like, and the source wiring metal film is processed into a desired shape by photolithography or the like. Then, the source electrode 6 and the drain electrode 8 are formed.
  • the same metal as the gate wiring metal can be used.
  • the metal film for source wiring for example, a titanium (Ti) film having a thickness of 30 nm is used as a lower layer, and an aluminum (Al) film having a thickness of 300 nm and a titanium (Ti) film having a thickness of 50 nm are formed on the substrate 11 side. And a laminated film (Ti / Al / Ti) with the film laminated in order from the top as the upper layer.
  • a second interlayer insulating film 14 may be formed so as to cover the source wiring 2 and the TFT 3.
  • the second interlayer insulating film 14 include an acrylic resin.
  • the second interlayer insulating film 14 is formed by applying a photosensitive acrylic resin film (thickness of about 3 ⁇ m) or the like on the source wiring 2, the source electrode 6, and the drain electrode 8 by spin coating, and performing exposure.
  • a contact hole 7 is formed in a portion corresponding to 8.
  • an uneven shape may be formed on the surface of the second interlayer insulating film 14.
  • the TFT 3 is formed.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a manufacturing method of the liquid crystal display device according to the first embodiment.
  • the pixel electrode formation step for example, a step of forming a first transparent electrode layer, a step of forming a reflective electrode, Forming a second transparent electrode layer.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a process of forming the first transparent electrode layer according to the first embodiment.
  • the first transparent electrode layer 21 is shown in FIG. 4, for example, by forming a conductive film for forming the first transparent electrode layer on the second interlayer insulating film 14 and the contact hole 9, and patterning the conductive film.
  • the first transparent electrode layer 21 is formed.
  • the drain electrode 8 and the first transparent electrode layer 21 are electrically connected through the contact hole 9.
  • the first transparent electrode layer 21 is obtained, for example, by forming an ITO film having a thickness of 100 nm by a sputtering method and patterning the ITO film by photolithography.
  • Examples of the conductive film for forming the first transparent electrode layer include oxide semiconductors such as indium tin oxide (Indium Tin Oxide: ITO), indium zinc oxide (Indium Zinc Oxide: IZO), and zinc oxide (ZnO). be able to.
  • the thickness of the conductive film is, for example, 20 to 300 nm.
  • the step of forming the reflective electrode includes the following steps (a) to (e).
  • One embodiment of the present invention includes a step of forming a reflective electrode in which a first metal film and a second metal film are laminated, and the step of forming the reflective electrode includes a step of forming the first metal film ( a), a step (b) of forming a second metal film on the first metal film using a second metal having a different ionization tendency from the first metal, and a resist so as to cover the second metal film Forming step (c), first etching step (d) for wet etching the first metal film and second metal film, and further wet etching the first metal film after the first etching step.
  • the process of forming the reflective electrode will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a process of forming the first metal film, the second metal film, and the second transparent electrode layer according to the first embodiment.
  • the 1st metal film 22a is formed in a part on the 1st transparent electrode layer 21 in the said process (a).
  • the second metal film 22b is formed on the first metal film 22a.
  • the first metal film 22a, the second metal film 22b, and the second transparent electrode layer 23 are laminated in this order on the second interlayer insulating film 14 and the first transparent electrode layer 21. To do.
  • the 1st metal film 22a is formed on the 2nd interlayer insulation film 14, for example.
  • the first metal is preferably molybdenum.
  • the first metal may contain a metal other than molybdenum, but the molybdenum content in the first metal is more preferably 90% or more.
  • the thickness of the first metal film 22a may be, for example, 10 to 100 nm.
  • a more preferable lower limit of the first metal film 22a is 30 nm, and a more preferable upper limit is 60 nm.
  • a second metal having a different ionization tendency from the first metal is used for the second metal film 22b.
  • the outer edge shapes of the first metal film 22a and the second metal film 22b after the first etching step vary.
  • the outer edge shape of the first metal film 22a and the second metal film 22b can be made uniform by performing additional etching (second etching step).
  • the second metal may have a greater ionization tendency than the first metal.
  • first metal film 22a which is the lower electrode
  • defects in transmission unevenness and reflection unevenness are more visible than when the shape variation occurs in the second metal film 22b, which is the upper electrode.
  • the lower layer electrode when a metal film that contains a metal having a low ionization tendency and is difficult to be etched is used as the lower layer electrode, it is possible to effectively suppress the occurrence of transmission unevenness and reflection unevenness.
  • the second metal examples include aluminum, an alloy of aluminum and another metal, or aluminum nitride. Of these, the second metal is preferably aluminum.
  • the second metal may contain a metal other than aluminum, but the aluminum content in the second metal is more preferably 90% or more.
  • the thickness of the second metal film 22b may be, for example, 30 to 150 nm.
  • a more preferable lower limit of the second metal film 22b is 40 nm, and a more preferable upper limit is 100 nm.
  • the reflective electrode 22 include, for example, a film in which a molybdenum film with a thickness of 30 nm is formed as the first metal film 22a and an aluminum film with a thickness of 60 nm is stacked as the second metal film 22b.
  • the first metal film 22a and the second metal film 22b can be formed by, for example, a sputtering method.
  • the reflective electrode 22 may further include another metal layer between the first metal film 22a and the second metal film 22b. Moreover, you may have another metal layer in the lower layer of the 1st metal film 22a, and / or the upper layer of the 2nd metal film 22b. Even when having another metal layer between the first metal film 22a and the second metal film 22b, by eliminating the variation in the outer edge shape of the first metal film 22a protruding from the outer edge of the second metal film 22b, Variations in reflectance and transmittance for each pixel can be reduced.
  • the outer edge shape of the other metal layer is preferably aligned with the outer edge shape of the second metal film 22b.
  • the second transparent electrode layer 23 is formed on the second metal film 22b between the step (b) of forming the second metal film and the step (c) of forming a resist. You may have a process.
  • the second transparent electrode layer 23 By forming the second transparent electrode layer 23 on the second metal film 22b, the work functions of the surface of the first transparent electrode layer 21 and the surface of the reflective electrode 22 (second transparent electrode layer 23) can be made uniform. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of display defects such as flicker due to different work functions.
  • the second transparent electrode layer 23 can be formed, for example, by forming a conductive film for forming a second transparent electrode layer on the second metal film 22b by sputtering and patterning it.
  • the film thickness of the conductive film for forming the second transparent electrode layer is preferably in the range of 1 to 20 nm from the viewpoint of display quality of the liquid crystal display device.
  • the film thickness of the conductive film is several hundreds of nanometers, the thick conductive film absorbs the light to be reflected, and the display quality may be deteriorated.
  • the upper limit of the film thickness of the conductive film is preferably 20 nm.
  • the lower limit of the film thickness of the conductive film is preferably 1 nm or more.
  • the conductive film for forming the second transparent electrode layer the same conductive film as that for forming the first transparent electrode layer can be used. From the viewpoint of aligning the work functions, when an ITO film is used for the first transparent electrode layer 21, it is preferable to use an IZO film that has a work function close to that of the ITO film and is easy to process.
  • Specific examples of the second transparent electrode layer 23 include an IZO film having a thickness of 10 nm.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a process for forming the resist according to the first embodiment.
  • a resist is formed so as to cover the second metal film 22b.
  • the resist is formed on the second transparent electrode layer 23, and the second transparent electrode layer 23 is formed on the second metal film 22b. If not, it is formed on the second metal film 22b.
  • FIG. 6 the case where the 2nd transparent electrode layer 23 is formed on the 2nd metal film 22b is demonstrated.
  • a resist 24 is formed in a portion corresponding to the reflection region R on the second transparent electrode layer 23.
  • the resist 24 is not particularly limited.
  • a photoresist made of a photosensitive resin can be used. Specifically, for example, first, a positive photoresist containing a novolac resin is applied to the entire surface of the second transparent electrode layer 23 to a thickness of 1.2 to 2.4 ⁇ m, and the portion corresponding to the reflective region R is applied. A photomask is provided and exposure is performed. As a result, the portion of the photoresist exposed from the photomask is easily dissolved.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of the first etching process of the first embodiment.
  • FIG. 7A shows the state before the first etching step
  • FIG. 7B shows the state after the first etching step.
  • the first metal film 22a, the second metal film 22b, and the second transparent electrode layer 23 can be wet etched in a lump. .
  • Examples of the etchant used in the first etching step include those containing at least one acid selected from the group consisting of phosphoric acid, nitric acid, and acetic acid. Specifically, an aqueous solution (weakly acidic etching solution) containing nitric acid, acetic acid and phosphoric acid is preferably used.
  • the ionization tendency is different between the first metal used for the first metal film 22a and the second metal used for the second metal film 22b. Therefore, when wet etching is performed in a lump, there is a difference in etching between the first metal film 22a and the second metal film 22b due to the difference in the etching rate of the metal used.
  • a molybdenum film is used as the first metal film 22a
  • an aluminum film is used as the second metal film 22b
  • an IZO film is used as the second transparent electrode layer 23, it can be etched in a batch with an aqueous solution containing nitric acid, acetic acid and phosphoric acid.
  • the first metal film 22a after the first etching step often has an irregular outer edge shape at the outer peripheral portion of the reflection region R and at the boundary portion between the transmission region T and the reflection region R.
  • FIG. 8 is a photograph showing an enlarged boundary portion between the transmission region and the reflection region after the first etching step of the first embodiment.
  • FIG. 8 is a plan photograph corresponding to the portion surrounded by the dotted line in FIG.
  • a part of the first metal film 22 a that could not be etched protrudes outward from the outer peripheral portion of the reflection region R and further protrudes to the transmission region T. If there is such a protrusion, the transmittance in the transmission region T is reduced.
  • the transmittance in addition, in a transflective liquid crystal display device, in addition to the variation in reflectance for each pixel, the transmittance also varies, so that it is visually recognized as display unevenness.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of the second etching process of the first embodiment.
  • FIG. 9A shows the state before the second etching step
  • FIG. 9B shows the state after the second etching step.
  • the first metal film 22a is further etched, and the outer peripheral portion of the reflection region R and the boundary portion between the transmission region T and the reflection region R are The variation in the outer edge shape of the single metal film 22a is eliminated.
  • An etching solution (hereinafter referred to as a second etching solution) used in the second etching step is an aqueous ozone solution.
  • an aqueous ozone solution used in the second etching step, the first transparent electrode layer 21, the second metal film 22b, the second transparent electrode layer 23, and other members exposed on the TFT substrate (for example, terminal portions, insulating films, etc.)
  • the first metal film 22a can be effectively etched without adversely affecting the above.
  • an aqueous ozone solution is preferably used as the second etching solution.
  • Aluminum is a metal with low drug resistance, but it is difficult to dissolve in an aqueous ozone solution.
  • molybdenum is soluble in an ozone aqueous solution, the first metal film 22a using molybdenum can be selectively etched.
  • FIG. 10 is a photograph showing an enlarged boundary portion between the transmissive region and the reflective region after the second etching step of the first embodiment.
  • FIG. 10 is a plan photograph corresponding to the portion surrounded by the dotted line in FIG.
  • a part of the first metal film 22 a that protrudes outward from the outer peripheral part of the reflection region R and the transmission region T are protruded.
  • a part of the first metal film 22a is etched.
  • the TFT substrate 100 can be manufactured by removing the resist 24.
  • the second etching step may be before the resist 24 is peeled off or after the resist 24 is peeled off.
  • the black matrix 33 is formed on the second substrate 31, and then the color filter layer 32 is formed.
  • the black matrix 33 can be formed, for example, by forming a chromium thin film on the second substrate 31 and then forming a pattern by photolithography.
  • the color filter layer 32 can be formed by patterning any one of red, green and blue colored layers between the black matrices 33.
  • an acrylic resin or the like is applied on the color filter layer 32 and the black matrix 33 to form an overcoat layer, and a conductive film for forming a common electrode is formed on the overcoat layer by a sputtering method. To do. Then, if necessary, an opening or a notch may be provided for each pixel by photolithography.
  • the conductive film for forming the common electrode the same conductive film as for forming the first transparent electrode layer can be used. Through the above steps, the counter substrate 300 can be manufactured.
  • ⁇ Liquid Crystal Display Manufacturing Process An example of a manufacturing process of the liquid crystal display device 1000 will be described.
  • An alignment film is formed on the surfaces of the thin film transistor substrate 100 and the counter substrate 300 obtained above, and an alignment process is performed on the alignment film.
  • the kind of the alignment film and the alignment treatment method are not particularly limited, and an alignment film and an alignment treatment method that are usually used in the field of liquid crystal display devices can be applied.
  • a liquid crystal material is dropped and bonded to the other substrate to cure the sealing material.
  • Both substrates may be bonded together except for the liquid crystal injection port, and after the sealing material is cured, the liquid crystal material may be injected from the liquid crystal injection port. Thereby, the liquid crystal layer 200 sandwiched between both substrates is formed, and the liquid crystal panel 400 is manufactured.
  • polarizing plates are arranged on the surface of the liquid crystal panel 400 opposite to the liquid crystal layer 200 of the thin film transistor substrate 100 and the surface of the counter substrate 300 opposite to the liquid crystal layer 200, respectively. Furthermore, by disposing the backlight unit 500 on the thin film transistor substrate 100 side of the liquid crystal panel 400, the liquid crystal display device 1000 can be manufactured.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a manufacturing method of the liquid crystal display device according to the second embodiment.
  • a liquid crystal display device obtained by the method for manufacturing a liquid crystal display device according to Embodiment 2 includes, as pixel electrodes, a first transparent electrode layer formed in a transmissive region and a reflective region, and a reflective region on the first transparent electrode layer.
  • FIG. 12 is a schematic plan view of the liquid crystal display device according to the third embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic sectional view taken along line BB ′ of FIG.
  • a liquid crystal display device 3000 according to Embodiment 3 includes a liquid crystal panel 3400 including a thin film transistor substrate 3100.
  • the liquid crystal display device 3000 according to the third embodiment is a reflective type and does not have a transmissive region. Therefore, unlike the liquid crystal display device 1000, the pixel electrode 304 is not provided with an opening. As illustrated in FIG. 13, in the third embodiment, the pixel electrode 304 disposed for each pixel is a reflective electrode 322.
  • the reflective electrode 322 may have a configuration in which a first metal film 322a and a second metal film 322b are stacked from the first substrate 11 side.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of a manufacturing method of the liquid crystal display device according to the third embodiment.
  • FIG. 15 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a process for forming the first metal film and the second metal film according to the third embodiment.
  • the first metal film 322a is formed on the second interlayer insulating film 14 in the step (a).
  • the second metal film 322b is stacked on the first metal film 322a.
  • FIG. 16 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a process for forming a resist according to the third embodiment.
  • the second transparent electrode layer is not formed on the second metal film 322b. Therefore, a resist 324 is formed on the second metal film 322b.
  • the resist 324 since no transmissive region is formed, the resist 324 may be formed on the entire surface of the pixel second metal film 322b.
  • FIG. 17 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of the first etching process of the third embodiment.
  • FIG. 17A shows the state before the first etching step
  • FIG. 17B shows the state after the first etching step.
  • the first metal film 322a and the second metal film 322b can be collectively wet etched.
  • the outer edge portion of the first metal film 22a is often uneven.
  • FIG. 18 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of the second etching process of the third embodiment.
  • FIG. 18A shows the state before the second etching step
  • FIG. 18B shows the state after the second etching step.
  • the first metal film 22a is further etched to eliminate the variation in the outer edge shape of the first metal film 22a in the outer peripheral portion of the reflection region R.
  • FIG. 19B after the second etching step, a part of the first metal film 22a protruding outward from the outer peripheral portion of the reflective region R is etched.
  • the display nonuniformity of the liquid crystal display device 3000 can be improved notably.
  • liquid crystal display device 3000 is a reflective liquid crystal display device, display can be performed without arranging a backlight unit on the back surface of the liquid crystal panel 3400.
  • a polarizing plate may not be disposed on the surface of the liquid crystal panel 3400 opposite to the liquid crystal layer 200 of the TFT substrate 3100.
  • the polarizing plate is disposed on the surface of the counter substrate 300 opposite to the liquid crystal layer 200.
  • One embodiment of the present invention is a method of manufacturing a liquid crystal display device including a step of forming a reflective electrode in which a first metal film and a second metal film are laminated, and the step of forming the reflective electrode includes: Forming the first metal film using a metal, forming the second metal film on the first metal film using a second metal having a different ionization tendency from the first metal, and the first Forming a resist so as to cover the two metal films, a first etching process for wet etching the first metal film and the second metal film, and further wet the first metal film after the first etching process.
  • An etching solution used in the second etching step is a method for manufacturing a liquid crystal display device which is an ozone aqueous solution.
  • the second metal may have a greater ionization tendency than the first metal.
  • the first metal may be molybdenum.
  • the second metal may be aluminum.
  • the etching solution used in the first etching step may contain at least one acid selected from the group consisting of phosphoric acid, nitric acid, and acetic acid.
  • the liquid crystal display device is a transflective liquid crystal display device, and further includes a step of forming a first transparent electrode layer before the step of forming the reflective electrode, and the first metal film includes the first metal film You may form in a part on one transparent electrode layer.
  • the reflective electrode may be provided with an opening, and a part of the first transparent electrode layer may be exposed from the opening.
  • a step of forming a second transparent electrode layer on the second metal film may be provided between the step of forming the second metal film and the step of forming the resist.

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Abstract

本発明は、簡易な方法で、明所での視認性に優れ、かつ、表示ムラが抑制された液晶表示装置の製造方法を提供する。本発明の液晶表示装置の製造方法は、第一金属膜と第二金属膜とが積層された反射電極を形成する工程を有する液晶表示装置の製造方法であって、上記反射電極を形成する工程は、第一金属を用いて上記第一金属膜を形成する工程と、上記第一金属膜上に、上記第一金属とイオン化傾向が異なる第二金属を用いて第二金属膜を形成する工程と、上記第二金属膜を覆うようにレジストを形成する工程と、上記第一金属膜及び上記第二金属膜をウェットエッチングする第一エッチング工程と、上記第一エッチング工程後に、更に上記第一金属膜をウェットエッチングする第二エッチング工程とを有し、上記第二エッチング工程で用いるエッチング液は、オゾン水溶液である。

Description

液晶表示装置の製造方法
本発明は、液晶表示装置の製造方法に関する。より詳しくは、反射電極を備えた液晶表示装置の製造方法に関するものである。
液晶表示装置は、液晶層への光の透過方法により、反射型と透過型に大別される。反射型の液晶表示装置は、装置内部に反射部材（例えば、反射電極、反射板等）を有し、外部からの入射光を反射部材で反射し、反射光が液晶層を透過することで表示を行う。透過型の液晶表示装置は、バックライトユニットを備え、バックライトユニットから出射された光が液晶層を透過することで表示を行う。反射型の液晶表示装置は、バックライトユニットを必要としないため、低消費電力化、薄型化、軽量化が達成できる。一方で、透過型の液晶表示装置は、装置内に光源を有するため、暗い環境下でも視認性がよい。更に、室内での視認性だけでなく、外光視認性も考慮し、反射型と透過型の両方の利点を併せもつ液晶表示装置として、半透過型の液晶表示装置が提案されている。
反射型の液晶表示装置、及び、半透過型の液晶表示装置では、画素毎に配置される画素電極として、アルミニウム等の反射率の高い金属を用いた反射電極が用いられる。また、反射電極について、種類の異なる金属膜を積層した反射電極を用いることも検討されている（例えば、特許文献１）。
特許文献１では、第１金属導電膜と、その第１金属導電膜よりもエッチングレートの遅い第２金属導電膜とが順に積層された積層導電膜について、第２金属導電膜のみをエッチングする第２エッチング工程を備えることで、第２金属導電膜の端部の剥がれによる製造歩留まりの低下を抑止することができる導電素子基板の製造方法が開示されている。
特開２００５－３１６３９９号公報
反射電極は、例えば、基板上に薄膜トランジスタ等を形成した後、下層電極膜上に上層電極膜を形積層し、レジストでマスキングして下層電極膜と上層電極膜とを一括でエッチングすることにより形成することができる。
下層電極膜に用いる金属と上層電極膜に用いる金属とで、エッチングレートに差がある場合、エッチング後の下層電極膜と上層電極膜の仕上がりに差が発生することがあった。特に、エッチングレートが低い金属を用いた電極膜が充分にエッチングされず、外縁形状が不揃いとなることがあった。反射電極の外縁形状が不揃いであると、画素毎の反射率に差が生じ、このような画素毎の反射率の差が液晶表示装置の表示ムラとして視認されることがあった。
エッチング工程における反射電極の外縁形状のバラツキを解消するための方法としては、例えば、ドライエッチングを用いること、一括ウェットエッチングに使用する薬液の組成変更等が考えられる。しかしながら、ドライエッチングでは、下地層までエッチングしてしまうおそれがある。一方で、ウェットエッチングを用いた場合には、下層電極膜と上層電極膜とで、イオン化傾向の差が大きい金属を用いると、ガルバニック反応により、イオン化傾向が小さい方の金属のエッチングレートがより低下することがあった。また、ウェットエッチングの薬液組成を変更しても、充分な効果が得られないことも多く、特殊な薬液を用いると、汎用性が低くなり、他のレイヤー処理との共通エッチングができない場合もある。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、簡易な方法で、明所での視認性に優れ、かつ、表示ムラが抑制された液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とするものである。
本発明者は、まず、下層電極膜と上層電極膜とが積層された積層膜に対するエッチング方法を検討した。エッチング方法として、上記積層膜に対して一括ウェットエッチングを行い、パターン形成を行った後、追加エッチングを行う方法に着目した。そして、追加エッチングにおいて、エッチングされ難い電極膜に対してエッチング選択比が高いエッチング液を用いることで、一括ウェットエッチング後に不揃いであった電極膜の外縁部分をメインにエッチングすることができ、下層電極膜と上層電極膜との外縁形状を揃えることができることを見出した。これにより、液晶表示装置の表示ムラを大幅に改善できることを見出した。
本発明者は、更に、上記追加エッチングに用いるエッチング液について検討を行った。上記追加エッチングに用いるエッチング液は、上記一括ウェットエッチングでエッチングされ難い電極膜に対して選択的であり、かつ、積層された他方の電極膜、及び、その他のＴＦＴ基板上に露出した各種材料に悪影響を与えないものである必要がある。本発明者は、検討を重ねた結果、オゾンが溶解した水溶液（オゾン水溶液）を用いて追加エッチングを行うことで、上記一括ウェットエッチングでエッチングされ難い電極膜を選択的にエッチングし、下層電極膜と上層電極膜との外縁形状を揃えることができることを見出した。
すなわち、本発明の一態様は、第一金属膜と第二金属膜とが積層された反射電極を形成する工程を有する液晶表示装置の製造方法であって、上記反射電極を形成する工程は、第一金属を用いて上記第一金属膜を形成する工程と、上記第一金属膜上に、上記第一金属とイオン化傾向が異なる第二金属を用いて第二金属膜を形成する工程と、上記第二金属膜を覆うようにレジストを形成する工程と、上記第一金属膜及び上記第二金属膜をウェットエッチングする第一エッチング工程と、上記第一エッチング工程後に、更に上記第一金属膜をウェットエッチングする第二エッチング工程とを有し、上記第二エッチング工程で用いるエッチング液は、オゾン水溶液である液晶表示装置の製造方法である。
本発明によれば、簡易な方法で、明所での視認性に優れ、かつ、表示ムラが抑制された液晶表示装置を製造することができる。
実施形態１に係る液晶表示装置の平面模式図である。 図１のＡ－Ａ’線に沿った断面模式図である。 実施形態１に係る液晶表示装置の製造方法の一例を示したフローチャートである。 実施形態１の第一透明電極層を形成する工程を説明した断面模式図である。 実施形態１の第一金属膜、第二金属膜、及び、第二透明電極層を形成する工程の一例を説明した断面模式図である。 実施形態１のレジストを形成する工程の一例を説明した断面模式図である。 実施形態１の第一エッチング工程の一例を説明した断面模式図である。 実施形態１の第一エッチング工程後の、透過領域と反射領域との境界部分を拡大した写真図である。 実施形態１の第二エッチング工程の一例を説明した断面模式図である。 実施形態１の第二エッチング工程後の、透過領域と反射領域との境界部分を拡大した写真図である。 実施形態２に係る液晶表示装置の製造方法の一例を示したフローチャートである。 実施形態３に係る液晶表示装置の平面模式図である。 図１２のＢ－Ｂ’線に沿った断面模式図である。 実施形態３に係る液晶表示装置の製造方法の一例を示したフローチャートである。 実施形態３の第一金属膜及び第二金属膜を形成する工程の一例を説明した断面模式図である。 実施形態３のレジストを形成する工程の一例を説明した断面模式図である。 実施形態３の第一エッチング工程の一例を説明した断面模式図である。 実施形態３の第二エッチング工程の一例を説明した断面模式図である。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態及び実施例を説明するが、本発明は、以下の実施形態及び実施例に限定されるものではない。また、各実施形態及び実施例の構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。なお、各図面において、同様の機能を発揮する部材には同じ符号を付している。
［実施形態１］
図１及び図２を用いて、実施形態１に係る液晶表示装置の製造方法により製造される液晶表示装置１０００（以下、実施形態１に係る液晶表示装置ともいう）を説明する。図１は、実施形態１に係る液晶表示装置の平面模式図である。図２は、図１のＡ－Ａ’線に沿った断面模式図である。液晶表示装置１０００は、半透過型の液晶表示装置である。
図１に示したように、液晶表示装置１０００は、第一基板１１（図示せず）上に、互いに平行に伸びる複数のゲート配線１と、互いに平行に伸びる複数のソース配線２とを備える。ソース配線２は、ゲート配線１とは異なる方向に延び、複数のゲート配線１と複数のソース配線２とは、互いに直交してもよい。ゲート配線１とソース配線２との各交差部には、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）３が設けられる。また、一対のゲート配線１及びソース配線２で囲われる各画素Ｐｉｘには、各ＴＦＴ３に対応して、画素電極４が設けられる。
ＴＦＴ３は、ゲート配線１から延伸されたゲート電極５と、ソース配線２から延伸されたソース電極６と、半導体層７と、半導体層７上に設けられ、ソース電極６と対向するように配置されたドレイン電極８から構成される。ドレイン電極８は、画素電極４に設けられたコンタクトホール９を介して、画素電極４と電気的に接続される。
半導体層７は、酸化物半導体を含有する酸化物半導体層であってもよい。酸化物半導体は、電子の移動度が高く、かつ、リーク電流量が少ないため、ＴＦＴを構成する半導体層７に用いることで、液晶表示装置１０００を高速化し、かつ、電力消費を抑制することができる。
上記酸化物半導層は、例えば、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、又は、カドミウム（Ｃｄ）の少なくとも一つを含むものが挙げられる。具体的には、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系半導体、Ｉｎ－Ｓｎ－Ｚｎ－Ｏ系半導体（例えば、Ｉｎ２Ｏ３－ＳｎＯ２－ＺｎＯ；ＩｎＳｎＺｎＯ）、Ｉｎ－Ａｌ－Ｚｎ－Ｏ系半導体、Ｉｎ－Ａｌ－Ｓｎ－Ｚｎ－Ｏ系半導体、Ｚｎ－Ｏ系半導体、Ｉｎ－Ｚｎ－Ｏ系半導体、Ｚｎ－Ｔｉ－Ｏ系半導体、Ｃｄ－Ｇｅ－Ｏ系半導体、Ｃｄ－Ｐｂ－Ｏ系半導体、ＣｄＯ（酸化カドミウム）、Ｍｇ－Ｚｎ－Ｏ系半導体、Ｉｎ－Ｇａ－Ｓｎ－Ｏ系半導体、Ｉｎ－Ｇａ－Ｏ系半導体、Ｚｒ－Ｉｎ－Ｚｎ－Ｏ系半導体、Ｈｆ－Ｉｎ－Ｚｎ－Ｏ系半導体、Ａｌ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系半導体、Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系半導体等が挙げられる。なかでも、上記酸化物半導層は、インジウム、ガリウム及び亜鉛を含む酸化物半導体（Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系半導体）を含むことが好ましい。
液晶表示装置１０００は、平面視において、一つの画素Ｐｉｘ内に透過領域Ｔと反射領域Ｒとを有する。詳細は後述するが、透過領域Ｔでは、バックライトユニット５００からの射出光を透過することで、透過表示を行う。反射領域Ｒでは、液晶パネル４００の観察者側から入射された外光を反射することで、反射表示を行う。
図２に示したように、液晶表示装置１０００は、画素電極を有する薄膜トランジスタ基板（以下、ＴＦＴ基板）１００と、液晶層２００と、対向基板３００とをこの順に備えた液晶パネル４００と、液晶パネル４００のＴＦＴ基板１００側に配置されたバックライトユニット５００とを備える。ＴＦＴ基板は、アクティブマトリクス基板ともいう。液晶パネル４００のバックライトユニット５００が配置された側（ＴＦＴ基板１００側）を「背面側」、対向基板３００側を「観察者側」ともいう。
ＴＦＴ基板１００は、例えば、図２に示したように、第一基板１１側から順に、第一基板１１と、第一基板１１上に配置されたゲート配線１（図示せず）と、上記ゲート配線１を覆うように形成されたゲート絶縁膜１２と、ゲート絶縁膜１２に形成された第一層間絶縁膜１３と、第一層間絶縁膜１３に配置されたソース配線２と、ソース配線２を覆うように形成された第二層間絶縁膜１４と、第二層間絶縁膜１４上に形成された画素電極４とを有する。第一基板１１とゲート配線１との間には、ベースコート層を有してもよい。
画素電極４は、例えば、各画素Ｐｉｘの透過領域Ｔと反射領域Ｒの両方に重なるように形成された第一透明電極層２１と、反射領域Ｒと重なる位置に形成された反射電極２２とを有する。反射電極２２は、第一基板１１側から第一金属膜２２ａと、第二金属膜２２ｂとが積層された構成を有する。更に、第二金属膜２２ｂ上には、反射領域Ｒと重なる位置に第二透明電極層２３を有してもよい。図１に示したように、例えば、平面視において、上記反射電極２２には開口が設けられ、上記開口から上記第一透明電極層２１の一部が露出してもよい。また、反射電極２２は、上記開口を囲むように形成されてもよい。上記開口は画素Ｐｉｘの中央に形成され、反射電極２２は、上記開口を囲むように画素Ｐｉｘ全域に形成されてもよい。また、反射電極２２は、ＴＦＴ３を覆うように形成されてもよい。
図２では、第一基板１１側から順に、第一透明電極層２１と、第一金属膜２２ａと、第二金属膜２２ｂと、第二透明電極層２３とが積層された構成を示したが、反射領域Ｒと重なる位置に、第一基板１１側から順に、第一金属膜２２ａと、第二金属膜２２ｂとが積層され、第二金属膜２２ｂ上に、透過領域Ｔと反射領域Ｒの両方に重なるように第一透明電極層２１が形成されてもよい。この場合、第二金属膜２２ｂと第一透明電極層２１との間に、反射領域Ｒと重なる位置に形成された第二透明電極層２３を有してもよい。
第二層間絶縁膜１４は、反射電極２２と重なる位置の上面に凹凸形状を有してもよい。これにより、第二層間絶縁膜１４上に形成される反射電極２２は、第二層間絶縁膜１４の上面形状が反映され、凹凸形状に形成される。反射電極２２が上記凹凸形状によって、対向基板３００側から反射電極２２に入射する光を散乱させることが可能となり、反射電極２２の反射率が向上させることができる。第二層間絶縁膜１４は、有機絶縁膜であってもよい。
液晶層２００は、平面視において、シール材等（図示せず）に囲まれた領域に形成される。液晶層２００は、液晶材料を含有する。上記液晶材料としては、特に限定されず、液晶表示装置の分野において通常用いるものを適用することができる。上記液晶材料としては、例えば、電気光学特性を有するネマチック液晶が挙げられる。液晶層２００とＴＦＴ基板１００との間、及び、液晶層２００と対向基板３００との間には、それぞれ、配向膜（図示せず）が形成されてもよい。
液晶表示装置１０００は、カラー表示であってもよく、白黒表示であってもよい。液晶表示装置１０００がカラー表示である場合、対向基板３００は、例えば、第二基板３１側から順に、第二基板３１と、第二基板３１上に形成されたカラーフィルタ層３２とブラックマトリクス３３を有する。この場合、対向基板３００は、カラーフィルタ基板ともいう。カラーフィルタ層３２には、各画素Ｐｉｘに対応して赤、緑及び青のうち、いずれか一色の着色層が設けられ、各着色層の間に、ブラックマトリクス３３が設けられる。液晶表示装置１０００が白黒表示である場合、対向基板３００は、カラーフィルタ層３２を有さず、例えば、第二基板３１側から順に、第二基板３１と、第二基板３１上に形成されたブラックマトリクス３３とを有する。液晶表示装置１０００が、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード等の縦電界モードの液晶表示装置である場合、更に、ブラックマトリクス３３（及び、カラーフィルタ層３２）上に形成された共通電極３４を有する。ブラックマトリクス３３（及び、カラーフィルタ層３２）と、共通電極３４との間には、オーバコート層（図示せず）が設けられてもよい。
ＴＦＴ基板１００の液晶層２００と反対側の面、及び、対向基板３００の液晶層２００と反対側の面には、それぞれ、偏光板（図示せず）が配置されてもよい。上記偏光板としては、例えば、吸収型の偏光板が挙げられ、互いの吸収軸が直交するようにクロスニコルに配置される。
バックライトユニット５００は、液晶パネル４００に対して光を照射するものであれば特に限定されず、直下型でもよいし、エッジライト型でもよい。バックライトユニット５００の光源としては、一般的なバックライト光源、例えば、冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の光源を使用することができる。
液晶表示装置１０００の表示方法について、以下に説明する。ゲート配線１からゲート電極５を介してゲート信号が送られると、ＴＦＴ３がオン状態となり、ソース配線２から送られたソース信号がソース電極６及びドレイン電極８を介して、画素電極４に所定の電荷が書き込まれる。上記電荷により、画素電極４と共通電極３４との間で電位差が生じ、液晶層２００に所定の電圧が印加される。液晶表示装置１０００では、液晶層２００に印加された電圧の大きさに応じて液晶分子の配向状態が変化し、外部から入射する光の透過率を調整することにより、画像表示を行う。
液晶表示装置１０００は、半透過型の液晶表示装置であり、一画素Ｐｉｘ内に反射領域Ｒと透過領域Ｔとを有する。画素毎に配置された画素電極４は、透過領域Ｔと反射領域Ｒに渡って形成された第一透明電極層２１と、反射領域Ｒと重なるように形成された反射電極２２とを有する。第一透明電極層２１が露出した透過領域Ｔでは、バックライトユニット５００から、液晶パネル４００の背面側に入射された光が観察者側に透過し、透過表示を行うことができる。反射電極２２が配置された反射領域Ｒでは、液晶パネル４００の観察者側から入射した外光が、液晶層２００を通過した後、反射電極２２で反射し、再び液晶層２００を通過して観察者側に射出されることで、反射表示を行うことができる。なお、隣接する画素の境界部分Ｐは、ソース配線２により遮光されるため、バックライトユニット５００から射出された光は透過しない。
以下に、実施形態１に係る液晶表示装置１０００の製造方法について説明する。液晶表示装置１０００は、大きく、ＴＦＴ基板作製工程と、対向基板作製工程と、液晶表示装置作製工程とを含む。上記ＴＦＴ基板作製工程は、例えば、ＴＦＴ形成工程と、画素電極形成工程とを含む。
＜＜ＴＦＴ基板作製工程＞＞
＜ＴＦＴ形成工程＞
まず、第一基板１１上に、ゲート配線１及びゲート電極５を形成する。例えば、第一基板１１上に、スパッタリング法等によって、ゲート配線用の金属膜を形成し、フォトリソグラフィー等により、ゲート配線用金属膜を所望の形状に加工することで、ゲート配線１及びゲート電極５を形成することができる。ゲート配線１及びゲート電極５は、一体的に形成されてもよい。上記ゲート配線用金属膜の厚さは、例えば、５０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下である。
第一基板１１は、透明基板であることが好ましい。また、耐熱性を有する基板であることが好ましい。第一基板１１としては、例えば、ガラス基板；シリコン基板；プラスチック、ポリカーボネート等の樹脂基板等を用いることができる。
上記ゲート配線用金属膜としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）等の金属又はこれらの合金、若しくは、これらの金属窒化物を含む膜を用いることができる。また、上記金属又はこれらの合金、若しくは、これらの金属窒化物を含む膜を複数積層した積層膜を用いてもよい。上記ゲート配線用金属膜の具体例としては、例えば、厚さ３０ｎｍの窒化タンタル（ＴａＮ）膜を下層とし、厚さ３００ｎｍのタングステン（Ｗ）膜を上層とする積層膜（Ｗ／ＴａＮ）が挙げられる。
次いで、ゲート配線１及びゲート電極５上に、ゲート絶縁膜１２を形成する。ゲート絶縁膜１２としては、酸化珪素（ＳｉＯ２）層、窒化珪素（ＳｉＮｘ）層、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ：ｘ＞ｙ）層、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ；ｘ＞ｙ）層等を用いることができる。ゲート絶縁膜１２は、化学気相成長（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）法等により形成することができる。ゲート絶縁膜１２の具体例としては、例えば、厚さ３２５ｎｍの窒化珪素（ＳｉＮｘ）層を下層とし、厚さ５０ｎｍの酸化珪素（ＳｉＯ２）層を上層とする積層構造を有するものが挙げられる。
次いで、ゲート絶縁膜１２上に半導体膜を形成し、上記導体膜をパターニングすることで半導体層７を形成する。上記半導体膜の形成は、例えば、スパッタリング法を用いることができ、上記パターニングは、例えば、フォトリソグラフィーを用いることができる。半導体層７は、ゲート電極５と重なる位置に島状にパターン形成される。半導体層７の具体例としては、例えば、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎを１：１：１の割合で含むＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系半導体を含むものが挙げられる。半導体層７の厚さは、例えば、５０ｎｍである。
ゲート絶縁膜１２及び半導体層７上に、第一層間絶縁膜１３を形成してもよい。第一層間絶縁膜１３としては、例えば、ゲート絶縁膜１２と同様のものを用いることができる。
次いで、ソース配線２、ソース電極６及びドレイン電極８を形成する。例えば、第一層間絶縁膜１３上に、スパッタリング法等によって、ソース配線用の金属膜を形成し、フォトリソグラフィー等により、ソース配線用金属膜を所望の形状に加工することで、ソース配線２、ソース電極６及びドレイン電極８を形成する。ソース配線用金属としては、上記ゲート配線用金属と同様のものを用いることができる。上記ソース配線用金属膜の具体例としては、例えば、厚さ３０ｎｍのチタン（Ｔｉ）膜を下層とし、厚さ３００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）膜及び厚さ５０ｎｍのチタン（Ｔｉ）膜を基板１１側から順に積層した膜を上層とした積層膜（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ）が挙げられる。
更に、ソース配線２及びＴＦＴ３を覆うように、第二層間絶縁膜１４を形成してもよい。第二層間絶縁膜１４としては、例えば、アクリル樹脂等が挙げられる。第二層間絶縁膜１４は、例えば、ソース配線２、ソース電極６及びドレイン電極８上に、スピンコート法により感光性アクリル樹脂膜（厚さ３μｍ程度）等を塗布し、露光を行い、ドレイン電極８に対応する部分に、コンタクトホール７を形成する。また、第二層間絶縁膜１４上に形成される反射電極２２の反射率を向上させるために、第二層間絶縁膜１４の表面に凹凸形状を形成してもよい。以上により、ＴＦＴ３が形成される。
＜画素電極形成工程＞
以下に、図３～図１０を用いて、画素電極形成工程について説明する。図３は、実施形態１に係る液晶表示装置の製造方法の一例を示したフローチャートである。図３に示したように、実施形態１に係る液晶表示装置１０００の製造方法は、画素電極形成工程としては、例えば、第一透明電極層を形成する工程と、反射電極を形成する工程と、第二透明電極層を形成する工程とを含む。
（第一透明電極層を形成する工程）
液晶表示装置１０００の製造方法は、半透過型の液晶表示装置であるため、反射電極２２を形成する工程の前に第一透明電極層２１を形成する工程を有してもよい。図４は、実施形態１の第一透明電極層を形成する工程を説明した断面模式図である。第一透明電極層２１は、例えば、第二層間絶縁膜１４及びコンタクトホール９上に、第一透明電極層形成用の導電膜を形成し、上記導電膜をパターニングすることによって、図４に示したように、第一透明電極層２１が形成される。これにより、コンタクトホール９を介して、ドレイン電極８と第一透明電極層２１とが電気的に接続される。具体的には、第一透明電極層２１は、例えば、スパッタリング法により厚さ１００ｎｍのＩＴＯ膜を形成し、フォトリソグラフィーにより上記ＩＴＯ膜をパターニングすることによって得られる。
上記第一透明電極層形成用の導電膜としては、例えば、酸化インジウムスズ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ：ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の酸化物半導体を用いることができる。上記導電膜の厚さは、例えば、２０～３００ｎｍである。
（反射電極を形成する工程）
図３に示したように、反射電極を形成する工程は、以下の工程（ａ）～（ｅ）を含む。本発明の一形態は、第一金属膜と第二金属膜とが積層された反射電極を形成する工程を有し、上記反射電極を形成する工程は、上記第一金属膜を形成する工程（ａ）と、上記第一金属膜上に、上記第一金属とイオン化傾向が異なる第二金属を用いて第二金属膜を形成する工程（ｂ）と、上記第二金属膜を覆うようにレジストを形成する工程（ｃ）と、上記第一金属膜及び上記第二金属膜をウェットエッチングする第一エッチング工程（ｄ）と、上記第一エッチング工程後に、更に上記第一金属膜をウェットエッチングする第二エッチング工程（ｅ）とを有する液晶表示装置の製造方法である。以下に図５～図８を用いて、上記反射電極を形成する工程について説明する。
図５は、実施形態１の第一金属膜、第二金属膜、及び、第二透明電極層を形成する工程の一例を説明した断面模式図である。反射電極を形成する工程の前に第一透明電極層を形成する工程を有する場合、上記工程（ａ）では、第一金属膜２２ａは、第一透明電極層２１上の一部に形成される。上記工程（ｂ）では、第一金属膜２２ａ上に、第二金属膜２２ｂを形成する。
図５に示したように、まず、第二層間絶縁膜１４及び第一透明電極層２１上に、第一金属膜２２ａ、第二金属膜２２ｂ、及び、第二透明電極層２３をこの順に積層する。なお、反射電極を形成する工程の前に第一透明電極層を形成する工程を有さない場合には、第一金属膜２２ａは、例えば、第二層間絶縁膜１４上に形成される。
上記第一金属としては、例えば、モリブデン又はモリブデンと他の金属との合金、若しくは、窒化モリブデン等が挙げられる。なかでも、上記第一金属は、モリブデンであることが好ましい。上記第一金属は、モリブデン以外の金属を含んでもよいが、上記第一金属中のモリブデンの含有量は、９０％以上であることがより好ましい。
第一金属膜２２ａの厚みは、例えば、１０～１００ｎｍであってもよい。第一金属膜２２ａのより好ましい下限は３０ｎｍであり、より好ましい上限は６０ｎｍである。
第二金属膜２２ｂには、上記第一金属とイオン化傾向が異なる第二金属を用いる。イオン化傾向が異なる金属を用いることで、第一エッチング工程後の第一金属膜２２ａと第二金属膜２２ｂとの外縁形状にバラつきが発生する。本発明では追加エッチング（第二エッチング工程）を行うことで、第一金属膜２２ａと第二金属膜２２ｂとの外縁形状を揃えることができる。
上記第二金属は、上記第一金属よりもイオン化傾向が大きくてもよい。下層電極である第一金属膜２２ａに形状バラツキが発生すると、上層電極である第二金属膜２２ｂに形状バラツキが発生した場合よりも、透過ムラや反射ムラの不具合が視認されやすい。そのため、イオン化傾向が小さい金属を含有し、エッチングされ難い金属膜を下層電極とした場合に、特に、効果的に透過ムラや反射ムラの発生を抑制することができる。
上記第二金属としては、例えば、アルミニウム又はアルミニウムと他の金属との合金、若しくは、窒化アルミニウム等が挙げられる。なかでも、上記第二金属は、アルミニウムであることが好ましい。上記第二金属は、アルミニウム以外の金属を含んでもよいが、上記第二金属中のアルミニウムの含有量は、９０％以上であることがより好ましい。
第二金属膜２２ｂの厚みは、例えば、３０～１５０ｎｍであってもよい。第二金属膜２２ｂのより好ましい下限は４０ｎｍであり、より好ましい上限は１００ｎｍである。
反射電極２２の具体例としては、例えば、第一金属膜２２ａとして、厚さ３０ｎｍのモリブデン膜を形成し、第二金属膜２２ｂとして、厚さ６０ｎｍのアルミニウム膜を積層したものが挙げられる。第一金属膜２２ａ及び第二金属膜２２ｂは、例えば、スパッタリング法によって形成することができる。
反射電極２２は、更に、第一金属膜２２ａと第二金属膜２２ｂとの間に、他の金属層を有してもよい。また、第一金属膜２２ａの下層、及び／又は、第二金属膜２２ｂ上層に、更に他の金属層を有してもよい。第一金属膜２２ａと第二金属膜２２ｂとの間に他の金属層を有する場合でも、第二金属膜２２ｂの外縁からはみ出した第一金属膜２２ａの外縁形状のバラつきを解消することで、画素毎の反射率及び透過率のバラつきを低減することができる。他の金属層の外縁形状も、第二金属膜２２ｂの外縁形状と揃えることが好ましい。
（第二透明電極層を形成する工程）
液晶表示装置１０００の製造方法は、第二金属膜を形成する工程（ｂ）とレジストを形成する工程（ｃ）との間に、第二金属膜２２ｂ上に第二透明電極層２３を形成する工程を有してもよい。第二金属膜２２ｂ上に第二透明電極層２３を形成することで、第一透明電極層２１の表面と反射電極２２の表面（第二透明電極層２３）との仕事関数を揃えることができるため、仕事関数が異なることに起因するフリッカ等の表示不良の発生を抑制することができる。第二透明電極層２３は、例えば、第二金属膜２２ｂ上に、スパッタリング法によって第二透明電極層形成用の導電膜を形成し、パターニングすることにより形成することができる。
上記第二透明電極層形成用の導電膜の膜厚は、液晶表示装置の表示品位の観点から、１～２０ｎｍの範囲であることが望ましい。例えば、上記導電膜の膜厚が数１００ｎｍである場合には、反射すべき光を厚肉の上記導電膜が吸収してしまい表示品位が低下するおそれがある。また、色味が膜厚に依存するため、上記導電膜が２０ｎｍを超える場合には、着色が発生して表示品位が低下するおそれがある。そのため、上記導電膜の膜厚の上限は、２０ｎｍであることが好ましい。一方で、第一透明電極層２１の表面と反射電極２２の表面との仕事関数を揃える観点からは、上記導電膜の膜厚の下限は、１ｎｍ以上であることが好ましい。
上記第二透明電極層形成用の導電膜としては、上記第一透明電極層形成用の導電膜と同様のものを用いることができる。仕事関数を揃える観点からは、第一透明電極層２１にＩＴＯ膜を用いる場合、第二透明電極層２３としては、ＩＴＯ膜と仕事関数が近く、加工しやすいＩＺＯ膜を用いることが好ましい。第二透明電極層２３の具体例としては、例えば、厚さ１０ｎｍのＩＺＯ膜が挙げられる。
図６は、実施形態１のレジストを形成する工程の一例を説明した断面模式図である。上記工程（ｃ）では、第二金属膜２２ｂを覆うようにレジストを形成する。上記レジストは、第二金属膜２２ｂ上に第二透明電極層２３を形成する場合には、第二透明電極層２３上に形成され、第二金属膜２２ｂ上に第二透明電極層２３を形成しない場合には、第二金属膜２２ｂ上に形成される。図６では、第二金属膜２２ｂ上に第二透明電極層２３を形成する場合について説明する。
図６に示したように、第二透明電極層２３上の反射領域Ｒに対応する部分にレジスト２４を形成する。レジスト２４は、特に限定されないが、例えば、感光性樹脂からなるフォトレジストを用いることができる。具体的には、例えば、まず、第二透明電極層２３上全面に、ノボラック樹脂を含有するポシ型フォトレジストを厚さ１．２～２．４μｍ塗布し、反射領域Ｒに対応する部分にフォトマスクを設け、露光を行う。これによって、フォトマスクから露出した部分のフォトレジストは、易溶化する。次に、現像液として、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）が２．３８重量％含有されたアルカリ水溶液を用いて現像を行い、レジストパターンを形成する。なお、ネガ型のフォトレジストを用いる場合には、反射領域Ｒに対応する部分以外をフォトマスクでマスクすればよい。
図７は、実施形態１の第一エッチング工程の一例を説明した断面模式図である。図７（ａ）は、第一エッチング工程前を表し、図７（ｂ）は、第一エッチング工程後を表す。図７（ａ）に示したように、上記第一エッチング工程（ｄ）では、第一金属膜２２ａ、第二金属膜２２ｂ、及び、第二透明電極層２３を一括でウェットエッチングすることができる。
上記第一エッチング工程で用いるエッチング液（以下、第一エッチング液）としては、リン酸、硝酸、及び、酢酸からなる群から選択される少なくとも一種の酸を含有するものが挙げられる。具体的には、硝酸、酢酸及びリン酸を含有する水溶液（弱酸性エッチング液）が好適に用いられる。
本発明では、第一金属膜２２ａに用いる第一金属と第二金属膜２２ｂに用いる第二金属とは、イオン化傾向が異なる。そのため、一括でウェットエッチングを行うと、用いる金属のエッチングレート差により、第一金属膜２２ａと第二金属膜２２ｂとでは、エッチングに差が出る。第一金属膜２２ａとしてモリブデン膜、第二金属膜２２ｂとしてアルミニウム膜、第二透明電極層２３としてＩＺＯ膜を用いると、硝酸、酢酸及びリン酸を含有する水溶液で一括にエッチングできるため好適な組み合わせであるが、モリブデンとアルミニウムとはイオン化傾向の差が大きいため、モリブデンとアルミニウムとの間で、ガルバニック反応が起こり、モリブデンを用いた第一金属膜２２ａのエッチングレートが顕著に低下する。その結果、第一エッチング工程後の第一金属膜２２ａは、反射領域Ｒの外周部分、及び、透過領域Ｔと反射領域Ｒとの境界部分において、外縁形状が不揃いとなることが多い。
図８は、実施形態１の第一エッチング工程後の、透過領域と反射領域との境界部分を拡大した写真図である。図８は、図７（ｂ）の点線で囲んだ部分に対応する平面写真図である。図８に示したように、エッチングできなかった第一金属膜２２ａの一部が、反射領域Ｒの外周部分よりも外側に突出し、更に、透過領域Ｔにまでも突出している。このような突出部があると、透過領域Ｔでの透過率の低下を招く。また、半透過型の液晶表示装置では、画素毎に、反射率のバラつきに加えて、透過率にもバラつきが出るため、表示ムラとして視認される。
液晶表示装置１０００の製造方法では、第一エッチング工程後に、更に第一金属膜２２ａをウェットエッチングする第二エッチング工程を有する。図９は、実施形態１の第二エッチング工程の一例を説明した断面模式図である。図９（ａ）は、第二エッチング工程前を表し、図９（ｂ）は、第二エッチング工程後を表す。図９（ａ）に示したように、第二エッチング工程では、更に第一金属膜２２ａをエッチングし、反射領域Ｒの外周部分、及び、透過領域Ｔと反射領域Ｒとの境界部分における、第一金属膜２２ａの外縁形状のバラつきを解消する。
上記第二エッチング工程で用いるエッチング液（以下、第二エッチング液）は、オゾン水溶液である。第二エッチング工程でオゾン水溶液を用いることで、第一透明電極層２１、第二金属膜２２ｂ、第二透明電極層２３、その他ＴＦＴ基板上に露出した部材（例えば、端子部、各絶縁膜等）に悪影響を与えずに、第一金属膜２２ａを効果的にエッチングすることができる。特に、第一金属膜２２ａとしてモリブデン膜、第二金属膜２２ｂとしてアルミニウム膜を用いた場合に、第二エッチング液としてオゾン水溶液を用いることが好ましい。アルミニウムは薬剤耐性が低い金属であるが、オゾン水溶液には溶解し難い。一方で、モリブデンはオゾン水溶液に可溶であるため、モリブデンを用いた第一金属膜２２ａを選択的にエッチングすることができる。
図１０は、実施形態１の第二エッチング工程後の、透過領域と反射領域との境界部分を拡大した写真図である。図１０は、図９（ｂ）の点線で囲んだ部分に対応する平面写真図である。図９（ｂ）及び図１０に示したように、第二エッチング工程後には、反射領域Ｒの外周部分よりも外側に突出した第一金属膜２２ａの一部、及び、透過領域Ｔにまで突出した第一金属膜２２ａの一部がエッチンングされる。これにより、画素毎の反射率のばらつきを抑えることができるため、液晶表示装置１０００の表示ムラを顕著に改善することができる。更に、透過領域Ｔの透過率を向上させ、かつ、画素毎の透過率のばらつきを抑えることができることから、液晶表示装置１０００の透過率を向上させることができる。
その後、レジスト２４を剥離することで、ＴＦＴ基板１００を作製することができる。上記第二エッチング工程は、レジスト２４の剥離前であってもよいし、レジスト２４の剥離後であってもよい。
＜＜対向基板作製工程＞＞
対向基板３００の作製工程の一例について説明する。まず、第二基板３１上にブラックマトリクス３３を形成し、その後、カラーフィルタ層３２を形成する。ブラックマトリクス３３は、例えば、第二基板３１上にクロム薄膜を成膜した後、フォトリソグラフィーによりパターン形成して形成することができる。カラーフィルタ層３２は、ブラックマトリクス３３間のそれぞれに、赤、緑及び青の何れかの着色層をパターン形成して形成することができる。
次いで、カラーフィルタ層３２及びブラックマトリクス３３上に、アクリル樹脂等を塗布してオーバコート層を形成し、上記オーバコート層上に、共通電極形成用の導電膜をスパッタリング法により共通電極３４を形成する。その後、必要に応じて、フォトリソグラフィーにより、画素毎に開口部又は切り欠き部を設けてもよい。上記共通電極形成用の導電膜としては、上記第一透明電極層形成用の導電膜と同様のものを用いることができる。以上により、対向基板３００を作製することができる。
＜＜液晶表示装置作製工程＞＞
液晶表示装置１０００の作製工程の一例について説明する。上記で得られた薄膜トランジスタ基板１００及び対向基板３００の表面に、配向膜を形成し、上記配向膜に対して配向処理を行う。上記配向膜の種類、及び、配向処理方法は、特に限定されず、液晶表示装置の分野において通常用いられる配向膜、及び、配向処理方法を適用することができる。
薄膜トランジスタ基板１００及び対向基板３００のいずれか一方に、シール材を塗布し、スペーサーを散布した後、液晶材料を滴下し、他方の基板と張り合わせ、シール材を硬化させる。両基板を、液晶注入口を除いて貼り合わせ、シール材を硬化させた後に、液晶注入口から液晶材料を注入してもよい。これにより、両基板間に挟持された液晶層２００を形成し、液晶パネル４００を作製する。
次いで、液晶パネル４００の薄膜トランジスタ基板１００の液晶層２００と反対側の面、及び、対向基板３００の液晶層２００と反対側の面に、それぞれ偏光板を配置する。更に、液晶パネル４００の薄膜トランジスタ基板１００側にバックライトユニット５００を配置することで、液晶表示装置１０００を作製することができる。
［実施形態２］
実施形態２に係る液晶表示装置の製造方法は、第二金属膜を形成する工程（ｂ）とレジストを形成する工程（ｃ）との間に、第二金属膜上に第二透明電極層を形成する工程を有さない点以外は、実施形態１に係る液晶表示装置の製造方法と同様である。図１１は、実施形態２に係る液晶表示装置の製造方法の一例を示したフローチャートである。実施形態２に係る液晶表示装置の製造方法により得られる液晶表示装置は、画素電極として、透過領域及び反射領域に形成された第一透明電極層と、上記第一透明電極層上の反射領域に形成され、第一金属膜と第二金属膜とが積層された反射電極とを有する。実施形態２においても、第一エッチング工程後に第一金属膜の端部にバラつきが発生するが、第二エッチング工程により、第一金属膜の透過領域側に突出した部分がエッチングされる。そのため、実施形態１と同様に、透過率が高く、表示ムラが抑制された液晶表示装置を作製することができる。
［実施形態３］
実施形態１及び２では、半透過型の液晶表示装置について説明したが、本発明の液晶表示装置の製造方法は、反射型の液晶表示装置の製造方法にも適用できる。図１２及び図１３を用いて、実施形態３に係る液晶表示装置の製造方法により製造される液晶表示装置３０００（以下、実施形態３に係る液晶表示装置ともいう）を説明する。図１２は、実施形態３に係る液晶表示装置の平面模式図である。図１３は、図１２のＢ－Ｂ’線に沿った断面模式図である。実施形態３に係る液晶表示装置３０００は、薄膜トランジスタ基板３１００を備えた液晶パネル３４００を有する。
図１２に示したように、実施形態３に係る液晶表示装置３０００は、反射型であり、透過領域を有さない。そのため、液晶表示装置１０００とは異なり、画素電極３０４には開口が設けられていない。図１３に示したように、実施形態３では、画素毎に配置される画素電極３０４は、反射電極３２２である。反射電極３２２は、第一基板１１側から第一金属膜３２２ａと、第二金属膜３２２ｂとが積層された構成を有してもよい。
以下に、実施形態３に係る液晶表示装置３０００の製造方法について説明する。ＴＦＴ基板作製工程のＴＦＴ形成工程、対向基板作製工程、及び、液晶表示装置作製工程は実施形態１と同様であるため、以下に、図１４～図１８を用いて、ＴＦＴ基板作製工程の画素電極形成工程について説明する。図１４は、実施形態３に係る液晶表示装置の製造方法の一例を示したフローチャートである。
図１５は、実施形態３の第一金属膜及び第二金属膜を形成する工程の一例を説明した断面模式図である。実施形態３では、第一透明電極層を形成しないため、工程（ａ）では、第一金属膜３２２ａは、第二層間絶縁膜１４上に形成される。次いで、第一金属膜３２２ａ上に第二金属膜３２２ｂを積層する。
図１６は、実施形態３のレジストを形成する工程の一例を説明した断面模式図である。実施形態３では、第二金属膜３２２ｂ上に第二透明電極層を形成しない。そのため、第二金属膜３２２ｂ上にレジスト３２４を形成する。実施形態３では、透過領域を形成しないため、レジスト３２４は画素第二金属膜３２２ｂ全面に形成してもよい。
図１７は、実施形態３の第一エッチング工程の一例を説明した断面模式図である。図１７（ａ）は、第一エッチング工程前を表し、図１７（ｂ）は、第一エッチング工程後を表す。図１７（ａ）に示したように、実施形態３の第一エッチング工程（ｄ）では、第一金属膜３２２ａ及び第二金属膜３２２ｂを一括でウェットエッチングすることができる。例えば、第一金属膜２２ａとしてモリブデン膜、第二金属膜２２ｂとしてアルミニウム膜を用いた場合には、図１７（ｂ）に示したように、第一エッチング工程後には、反射領域Ｒの外周部分において、第一金属膜２２ａの外縁部分が不揃いとなることが多い。
図１８は、実施形態３の第二エッチング工程の一例を説明した断面模式図である。図１８（ａ）は、第二エッチング工程前を表し、図１８（ｂ）は、第二エッチング工程後を表す。図１８（ａ）に示したように、第二エッチング工程では、更に第一金属膜２２ａをエッチングし、反射領域Ｒの外周部分における、第一金属膜２２ａの外縁形状のバラつきを解消する。図１９（ｂ）に示したように、第二エッチング工程後には、反射領域Ｒの外周部分よりも外側に突出した第一金属膜２２ａの一部がエッチンングされる。これにより、画素毎の反射率のばらつきを抑えることができるため、液晶表示装置３０００の表示ムラを顕著に改善することができる。
液晶表示装置３０００は反射型の液晶表示装置であるため、液晶パネル３４００の背面にバックライトユニットを配置しなくとも表示を行うことができる。また、液晶パネル３４００のＴＦＴ基板３１００の液晶層２００と反対側の面には、偏光板を配置しなくてもよい。偏光板は、対向基板３００の液晶層２００と反対側の面に配置される。
［付記］
本発明の一形態は、第一金属膜と第二金属膜とが積層された反射電極を形成する工程を有する液晶表示装置の製造方法であって、上記反射電極を形成する工程は、第一金属を用いて上記第一金属膜を形成する工程と、上記第一金属膜上に、上記第一金属とイオン化傾向が異なる第二金属を用いて第二金属膜を形成する工程と、上記第二金属膜を覆うようにレジストを形成する工程と、上記第一金属膜及び上記第二金属膜をウェットエッチングする第一エッチング工程と、上記第一エッチング工程後に、更に上記第一金属膜をウェットエッチングする第二エッチング工程とを有し、上記第二エッチング工程で用いるエッチング液は、オゾン水溶液である液晶表示装置の製造方法である。
上記第二金属は、上記第一金属よりもイオン化傾向が大きくてもよい。上記第一金属は、モリブデンであってもよい。また、上記第二金属は、アルミニウムであってもよい。
上記第一エッチング工程で用いるエッチング液は、リン酸、硝酸、及び、酢酸からなる群から選択される少なくとも一種の酸を含有してもよい。
上記液晶表示装置は、半透過型の液晶表示装置であり、更に、上記反射電極を形成する工程の前に第一透明電極層を形成する工程を有し、上記第一金属膜は、上記第一透明電極層上の一部に形成されてもよい。
平面視において、上記反射電極には開口が設けられ、上記開口から上記第一透明電極層の一部が露出してもよい。
更に、上記第二金属膜を形成する工程と上記レジストを形成する工程との間に、上記第二金属膜上に第二透明電極層を形成する工程を有してもよい。
１：ゲート配線
２：ソース配線
３：薄膜トランジスタ
４、３０４：画素電極
５：ゲート電極
６：ソース電極
７：半導体層
８：ドレイン電極
９：コンタクトホール
１１：第一基板
１２：ゲート絶縁膜
１３：第一層間絶縁膜
１４：第二層間絶縁膜
２１：第一透明電極層
２２、３２２：反射電極
２２ａ、３２２ａ：第一金属膜
２２ｂ、３２２ｂ：第二金属膜
２３：第二透明電極層
２４、３２４：レジスト
３１：第二基板
３２：カラーフィルタ層
３３：ブラックマトリクス
３４：共通電極
１００、３１００：薄膜トランジスタ基板
２００：液晶層
３００：対向基板
４００、３４００：液晶パネル
５００：バックライトユニット
１０００、３０００：液晶表示装置
Ｐｉｘ：画素
Ｐ：隣接する画素の境界部分
Ｒ：反射領域
Ｔ：透過領域

Claims (8)

  1. 第一金属膜と第二金属膜とが積層された反射電極を形成する工程を有する液晶表示装置の製造方法であって、
    前記反射電極を形成する工程は、
    第一金属を用いて前記第一金属膜を形成する工程と、
    前記第一金属膜上に、前記第一金属とイオン化傾向が異なる第二金属を用いて第二金属膜を形成する工程と、
    前記第二金属膜を覆うようにレジストを形成する工程と、
    前記第一金属膜及び前記第二金属膜をウェットエッチングする第一エッチング工程と、
    前記第一エッチング工程後に、更に前記第一金属膜をウェットエッチングする第二エッチング工程とを有し、
    前記第二エッチング工程で用いるエッチング液は、オゾン水溶液であることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  2. 前記第二金属は、前記第一金属よりもイオン化傾向が大きいことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
  3. 前記第一金属は、モリブデンであることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置の製造方法。
  4. 前記第二金属は、アルミニウムであることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
  5. 前記第一エッチング工程で用いるエッチング液は、リン酸、硝酸、及び、酢酸からなる群から選択される少なくとも一種の酸を含有することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
  6. 前記液晶表示装置は、半透過型の液晶表示装置であり、
    更に、前記反射電極を形成する工程の前に第一透明電極層を形成する工程を有し、
    前記第一金属膜は、前記第一透明電極層上の一部に形成されることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
  7. 平面視において、前記反射電極には開口が設けられ、前記開口から前記第一透明電極層の一部が露出することを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置の製造方法。
  8. 更に、前記第二金属膜を形成する工程と前記レジストを形成する工程との間に、
    前記第二金属膜上に第二透明電極層を形成する工程を有することを特徴とする請求項６又は７に記載の液晶表示装置の製造方法。
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