JP4814862B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
透過電極と反射電極を備えた液晶表示装置に関する。
従来の液晶表示装置のアクティブマトリクス基板の１画素の断面図を図５に示す。アクティブマトリクス基板は、ゲート電極２、ゲート絶縁膜４、半導体層５、半導体コンタクト層６、透過電極８、ソース電極９ｂ、ドレイン電極９ｃ、層間絶縁膜１０、反射電極１１、コンタクト部１２を備えている。
液晶表示装置は、図示しない対向基板と上記アクティブマトリクス基板の間に液晶層を介在させて、アクティブマトリクス基板の透明電極８及び反射電極１１と対向基板に形成された対向電極の間に電圧を印加して液晶の配向状態を変化させて表示を行う。
反射電極１１では外光等を反射電極１１にて反射させて表示を行い、反射電極１１が形成されていない透過電極８の領域では下方に設置されたバックライト等からの光を上方に透過させ表示を行う。
従って、図５のアクティブマトリクス基板を備えた液晶表示装置は、バックライトの光と外光を利用して明るい表示が得られる。
透過電極８に用いられる酸化インジュウム系の薄膜は、カバレッジ特性が悪いため、ドレイン電極との接続部であるコンタクト部で断線が生じやすく、断線が生じた場合、スイッチング素子から透過電極８や反射電極１１に液晶駆動用の電圧が印加されず表示不良となる。
また、反射電極１１上に透過電極８を形成する場合、反射電極１１の端部では透過電極８が反射電極１１を乗り越える形になるため、カバレッジ特性の悪い透過電極８に断線等が発生や抵抗値が増大して表示不良となる。
本発明は、絶縁性基板に形成されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子と電気的に接続された絵素電極とを備えた液晶表示装置において、前記絵素電極は透過材料と反射材料とで形成され、前記絵素電極が形成された領域は透過表示領域と反射表示領域とを有し、前記透過表示領域では前記反射材料を形成することなく前記透過材料によって前記絵素電極が形成され、前記透過表示領域と前記反射表示領域との境界領域では前記反射材料が前記透過材料の上層に積層され、前記反射表示領域では前記透過材料を形成することなく前記反射材料によって前記絵素電極が形成されていることを特徴とする。
また、透過材料は、酸化インジュウムを主成分とする材料であってもよい。また、反射材料は、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉのいづれかの金属、及びこれらの金属を主成分とする材料であってもよい。
以下に本発明による作用について説明する。
一般的に透過電極として使われる酸化インジュウム系薄膜は、カバレッジ特性が悪い。
本発明によれば、反射電極と透過電極からなる絵素電極において、透過電極上に反射電極が形成されているため、カバレッジ特性の悪い透過電極に反射電極による段差が形成されないため、段差での断切れが軽減される。
また、層間絶縁膜のコンタクト部を介して、反射電極と透過電極からなる絵素電極と、スイッチング素子とを接続する場合に、コンタクト部上にカバレッジ特性の優れた金属層からなる反射電極を形成すれば、絵素電極とスイッチング素子との接続信頼性を向上させることができる。
本発明によれば、反射電極と透過電極からなる絵素電極において、透過電極上に反射電極が形成されているため、カバレッジ特性の悪い透過電極に反射電極による段差が形成されないため、段差での断切れが軽減される。
また、層間絶縁膜のコンタクト部を介して、反射電極と透過電極からなる絵素電極と、スイッチング素子とを接続する場合に、コンタクト部上にカバレッジ特性の優れた金属層からなる反射電極を形成すれば、絵素電極とスイッチング素子との接続信頼性を向上させることができる。
（実施形態１）
図１に、透過反射両用型液晶表示装置のアクティブマトリクス基板の１絵素の構成を示す。図２に図１のＡ−Ａ断面を示す。
図１に、透過反射両用型液晶表示装置のアクティブマトリクス基板の１絵素の構成を示す。図２に図１のＡ−Ａ断面を示す。
ガラスからなる絶縁性基板１の上にＴａからなる導電性の薄膜を形成し、フォトリソグラフィ技術を用いて、前記導電性の薄膜をパターニングしてゲート配線３およびゲート電極２を形成する。絶縁性基板１は他の透明な絶縁性材料でもよく、またゲート材料についてもＡｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕ、Ｔｉ等の導電性を有する他の材料を用いてもよい。
次にゲート絶縁膜４としてＳｉＮｘ、半導体層５としてアモルファスＳｉ、半導体コンタクト層６としてＰをドープしたｎ＋型アモルファスＳｉをＣＶＤ法で連続成膜した。そしてフォトリソグラフィ技術を用いて半導体層５と半導体コンタクト層６をパターニングする。
次にＣｒからなる導電膜を成膜し、フォトリソグラフィ技術を用いて該導電膜をパターニングしてソース配線９ａ、ソース電極９ｂ、ドレイン電極９ｃを形成する。本実施形態では該導電膜としてＣｒを用いるがＡｌ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕ、Ｔｉ等の導電性を有する他の材料を用いてもよい。
次にソース電極９ｂ、ドレイン電極９ｃをマスクとして半導体コンタクト層６をエッチングし、半導体コンタクト層６をソース側６ａとドレイン側６ｂに分けることによりＴＦＴ７が形成される。
次に有機樹脂膜からなる層間絶縁膜１０を成膜し、フォトリソグラフィ技術を用いてドレインコンタクトホール１２等の層間絶縁膜１０の不要部分を削除する。このとき、反射電極１１を形成する部分の層間絶縁膜１０に入射光を散乱させるための凹凸部１４を形成する。本実施形態では層間絶縁膜１０に有機樹脂膜を用いたが、層間絶縁膜１０は異なる材料の積層膜であってもよく、また表面に凹凸を形成しなくてもよい。
次に透過電極材料を成膜し、フォトリソグラフィ技術を用いて透過電極材料をパターニングし透過電極８を形成する。本実施形態では該透過電極材料にＩＴＯ（Ｉｎ−Ｓｎ−０）を用いた。
次に反射電極材料を成膜し、フォトリソグラフィ技術によって反射電極材料をパターニングし反射電極１１を形成する。本実施形態では、反射電極１１にＡｌを用いた。
以上により本実施形態のアクティブマトリクス基板が得られる。
本実施形態の液晶表示装置は、図示しない対向基板と上記アクティブマトリクス基板の間に液晶層を介在させて、アクティブマトリクス基板の透明電極８及び反射電極１１と対向基板に形成された対向電極の間に電圧を印加して液晶の配向状態を変化させて表示を行う。
反射電極１１では外光等を反射電極１１にて反射させて表示を行い、反射電極１１が形成されていない透過電極８の領域では下方に設置されたバックライト等からの光を上方に透過させ表示を行う。
従って、本実施形態の液晶表示装置は、バックライトの光と外光を利用して明るい表示が得られる。
ドレインコンタクト部１２においてドレイン電極９ｃとの接続を反射電極１１で行うことにより、別に接続用の金属を形成することなくドレイン接続の信頼性を高めた透過電極と反射電極を備えた液晶表示装置が形成できる。
透過電極８は、ＩＴＯ膜からなる酸化膜の場合、成膜時に下層膜が酸化される導電材料であればその表面を酸化させるため、酸化絶縁膜によってＩＴＯ膜と下層膜のコンタクトが悪化する。特に絶縁性の高い酸化膜を形成するＡｌやＴａではコンタクト抵抗が大きくなる。
また、反射電極１１が透過電極８を覆い、カバレッジ特性の悪い透過電極８を反射電極１１の下層にすることにより、透過電極８の断線等が少なく透過電極８と反射電極１１の電気的接続に優れ、段切れ等の不良の発生を抑えることのできる透過反射両用液晶表示装置が形成できる。
（実施形態２）
図３に実施形態２のアクティブマトリクス基板を示す。実施形態１と同一構成には同一の符号を付している。
図３に実施形態２のアクティブマトリクス基板を示す。実施形態１と同一構成には同一の符号を付している。
ガラスからなる絶縁性基板１の上にＴａからなる導電性の薄膜を形成し、フォトリソグラフィ技術を用いて該導電性の薄膜をパターニングして、ゲート配線３及びゲート電極２を形成する。絶縁性基板１は、他の透明基板を用いてもよく、またゲート材料についてもＡｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕ、Ｔｉ等の導電性を有する他の材料を用いてもよい。
次にゲート絶縁膜４としてＳｉＮｘ、半導体層５としてアモルファスＳｉ、半導体コンタクト層６としてＰをドープしたｎ＋型アモルファスＳｉをＣＶＤ法で連続成膜した。そしてフォトリソグラフィ技術を用いて半導体層５と半導体コンタクト層６をパターニングする。
次にＣｒからなる導電膜を成膜し、フォトリソグラフィ技術を用いて該導電膜をパターニングしてソース配線９ａ、ソース電極９ｂ及びドレイン電極９ｃを形成する。本実施形態では該導電膜としてＣｒを用いるがＡｌ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕ、Ｔｉ等の導電性を有する他の材料を用いてもよい。
次にソース電極９ｂ、ドレイン電極９ｃをマスクとして半導体コンタクト層６をエッチングし、半導体コンタクト層６のソース側６ａとドレイン側６ｂに分けることによりＴＦＴ７が形成される。
次に有機樹脂膜からなる層間絶縁膜１０を成膜し、フォトリソグラフィ技術を用いてドレインコンタクトホール１２等の層間絶縁膜１０の不要部分を削除する。このとき、反射電極１１を形成する部分の層間絶縁膜１０に入射光を散乱させるための凹凸部１４を形成する。本実施形態では層間絶縁膜１０に有機樹脂膜を用いたが、層間絶縁膜１０は異なる材料の積層膜であってもよく、また表面に凹凸を形成しなくてもよい。
以下の工程を図３を用いて順を追って説明する。
次に透過電極材料１５を成膜し、次に連続して反射電極材料１６を成膜する。本実施形態では透過電極材料１５にＩＴＯ（Ｉｎ−Ｓｎ−０）を、反射電極材料１６にＡｌを用いた（図３ａ）。
次にフォトリソグラフィ技術を用いて透過電極材料１５と反射電極材料１６とを、反射電極、透過電極を含めた絵素電極形状に、連続して同様の形状にパターニングする。本実施形態では、エッチング溶液として塩酸系エッチャントを使用した（図３ｂ）。
次にフォトリソグラフィ技術を用いて、透過領域１３上を覆っている反射電極材料１６を除去し、透過電極８と反射電極１１を形成する。本実施形態ではエッチング溶液としてリン酸一硝酸一酢酸の混酸を用いた（図３ｃ）。
以上により透過電極８と反射電極１１の電気的接続に優れ、段切れ等の不良の発生を抑えることのできる液晶表示装置が得られる。
また、コンタクト部１２では透過電極上に反射電極が形成されるため、透過電極のカバレッジが悪くドレイン電極と透過電極の電気的接続が不十分であっても、反射電極によってドレイン電極との電気的接続が得られる。
（実施形態３）
図４に実施形態３のアクティブマトリクス基板を示す。実施形態１と同一構成には同一の符号を付している。
図４に実施形態３のアクティブマトリクス基板を示す。実施形態１と同一構成には同一の符号を付している。
ガラスからなる絶縁性基板１の上にＴａからなる導電性の薄膜を形成し、フォトリソグラフィ技術を用いて該導電性の薄膜をパターニングして、ゲート配線３及びゲート電極２を形成する。絶縁性基板１は、他の透明基板を用いてもよく、またゲート材料についてもＡｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕ、Ｔｉ等の導電性を有する他の材料を用いてもよい。
次にゲート絶縁膜４としてＳｉＮｘ、半導体層５としてアモルファスＳｉ、半導体コンタクト層６としてＰをドープしたｎ＋型アモルファスＳｉをＣＶＤ法で連続成膜した。そしてフォトリソグラフィ技術を用いて半導体層５と半導体コンタクト層６をパターニングする。
次にＣｒからなる導電膜を成膜し、フォトリソグラフィ技術を用いて該導電膜をパターニングしてソース配線９ａ、ソース電極９ｂ及びドレイン電極９ｃを形成する。本実施形態では該導電膜としてＣｒを用いるがＡｌ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕ、Ｔｉ等の導電性を有する他の材料を用いてもよい。
次にソース電極９ｂ、ドレイン電極９ｃをマスクとして半導体コンタクト層６をエッチングし、半導体コンタクト層６のソース側６ａとドレイン側６ｂに分けることによりＴＦＴ７が形成される。
次に有機樹脂膜からなる層間絶縁膜１０を成膜し、フォトリソグラフィ技術を用いてドレインコンタクトホール１２等の層間絶縁膜１０の不要部分を削除する。このとき、反射電極１１を形成する部分の層間絶縁膜１０に入射光を散乱させるための凹凸部１４を形成する。本実施形態では層間絶縁膜１０に有機樹脂膜を用いたが、層間絶縁膜１０は異なる材料の積層膜であってもよく、また表面に凹凸を形成しなくてもよい。
以下の工程を図４を用いて順を追って説明する。
次に透過電極材料１５を成膜し、次に連続して反射電極材料１６を成膜する。本実施形態では透過電極材料１５にＩＴＯ（Ｉｎ−Ｓｎ−０）を、反射電極材料１６にＡｌを用いた（図４ａ）。
次にフォトリソグラフィ技術を用いて、反射電極材料１６を反射電極１１の形状にパターニングする。本実施形態では、エッチング溶液としてリン酸一硝酸一酢酸の混酸を用いた（図４ｂ）。
次にフォトリソグラフィ技術を用いて、透過電極材料１５を透過電極８の形状にパターニングする。本実施形態ではエッチング溶液として塩酸系エッチャントを用いた（図４ｃ）。
以上により透過電極８と反射電極１１の電気的接続に優れ、段切れ等の不良の発生を抑えることのできる液晶表示装置が得られる。
反射電極材料１６をパターニングする際に、透過電極材料１５をパターニングしないため、透過電極材料１５が層間絶縁膜１０の保護層として作用するので、層間絶縁膜１０のエッチングによるダメージによる表示荒れや絵素間リークを防ぐことができる。
また、コンタクト部１２では透過電極上に反射電極が形成されるため、透過電極のカバレッジが悪くドレイン電極と透過電極の電気的接続が不十分であっても、反射電極によってドレイン電極との電気的接続が得られる。
１ 絶縁性基板
２ ゲート電極
３ ゲート配線
４ ゲート絶縁膜
５ 半導体層
６ａ 半導体コンタクト層（ソース電極側）
６ｂ 半導体コンタクト層（ドレイン電極側）
７ ＴＦＴ部
８ 透過電極
９ａ ソース配線
９ｂ ソース電極
９ｃ ドレイン電極
１０ 層間絶縁膜
１１ 反射電極
１２ コンタクト部
１３ 透過領域
１４ 反射電極凹凸部
１５ 透過電極材料
１６ 反射電極材料
２ ゲート電極
３ ゲート配線
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６ａ 半導体コンタクト層（ソース電極側）
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９ｂ ソース電極
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１１ 反射電極
１２ コンタクト部
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１４ 反射電極凹凸部
１５ 透過電極材料
１６ 反射電極材料
Claims (1)
- 絶縁性基板に形成されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子と電気的に接続された絵素電極とを備えた液晶表示装置において、
前記絵素電極は透過材料と反射材料とで形成され、前記絵素電極が形成された領域は透過表示領域と反射表示領域とを有し、前記透過表示領域では前記反射材料を形成することなく前記透過材料によって前記絵素電極が形成され、前記透過表示領域と前記反射表示領域との境界領域では前記反射材料が前記透過材料の上層に積層され、前記反射表示領域では前記透過材料を形成することなく前記反射材料によって前記絵素電極が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2007302882A JP4814862B2 (ja) | 2007-11-22 | 2007-11-22 | 液晶表示装置 |
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| JP2007302882A JP4814862B2 (ja) | 2007-11-22 | 2007-11-22 | 液晶表示装置 |
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| JP2007302882A Expired - Lifetime JP4814862B2 (ja) | 2007-11-22 | 2007-11-22 | 液晶表示装置 |
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2007
- 2007-11-22 JP JP2007302882A patent/JP4814862B2/ja not_active Expired - Lifetime
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