JP2004126612A - Liquid crystal display and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ワードプロセッサやパーソナルコンピューターなどのOA機器や、電子手帳などの携帯情報機器、あるいは液晶モニターを備えたカメラ一体型VTRなどに用いられる液晶表示装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device used for OA equipment such as a word processor or a personal computer, portable information equipment such as an electronic organizer, or a camera-integrated VTR equipped with a liquid crystal monitor, and a method of manufacturing the same.
近年、液晶表示装置は、薄型で低消費電力であるという特徴を生かして、ワードプロセッサやパーソナルコンピュータ、テレビ、ビデオカメラ、スチルカメラ、車載モニター、携帯OA機器、携帯ゲーム機などに広く用いられている。 In recent years, liquid crystal display devices have been widely used in word processors, personal computers, televisions, video cameras, still cameras, in-vehicle monitors, portable OA devices, portable game machines, etc., taking advantage of their features of being thin and having low power consumption. .
このような液晶表示装置には、画素電極にITO(Indium Tin Oxide)などの透明電極を用いた透過型の液晶表示装置と、画素電極に金属などの反射電極を用いた反射型の液晶表示装置とがある。 Such a liquid crystal display device includes a transmission type liquid crystal display device using a transparent electrode such as ITO (Indium Tin Oxide) as a pixel electrode and a reflection type liquid crystal display device using a reflection electrode such as a metal as a pixel electrode. There is.
本来、液晶表示装置はCRT(ブラウン管)やEL(エレクトロルミネッセンス)などとは異なり、自ら発光する自発光型の表示装置ではないため、透過型の液晶表示装置の場合には、液晶表示装置の背後に蛍光管などの照明装置、所謂バックライトを配置して、そこから入射される光によって表示を行っている。また、反射型の液晶表示装置の場合には、外部からの入射光を反射電極によって反射させることによって表示を行っている。 Originally, a liquid crystal display device is not a self-luminous display device that emits light by itself, unlike a CRT (CRT) or EL (electroluminescence) device. An illumination device such as a fluorescent tube, a so-called backlight, is arranged in the display, and display is performed by light incident from the illumination device. In the case of a reflection type liquid crystal display device, display is performed by reflecting external incident light with a reflection electrode.
ここで、透過型の液晶表示装置の場合は、上述のようにバックライトを用いて表示を行うために、周囲の明るさにさほど影響されることなく、明るくて高コントラストを有する表示を行うことができるという利点を有しているものの、通常バックライトは液晶表示装置の全消費電力のうち50%以上を消費することから、消費電力が大きくなってしまうという問題も有している。 Here, in the case of a transmissive liquid crystal display device, since a display is performed using a backlight as described above, a display having a high contrast without being affected by the surrounding brightness is performed. However, since the backlight consumes 50% or more of the total power consumption of the liquid crystal display device, there is also a problem that the power consumption increases.
また、反射型の液晶表示装置の場合は、上述のようにバックライトを使用しないために、消費電力を極めて小さくすることができるという利点を有しているものの、周囲の明るさなどの使用環境あるいは使用条件によって表示の明るさやコントラストが左右されてしまうという問題も有している。 In addition, in the case of a reflective liquid crystal display device, since the backlight is not used as described above, there is an advantage that power consumption can be extremely reduced. Another problem is that the display brightness and contrast are affected by the use conditions.
このように、反射型の液晶表示装置においては、周囲の明るさなどの使用環境、特に外光が暗い場合には視認性が極端に低下するという欠点を有しており、また、一方の透過型の液晶表示装置においても、これとは逆に外光が非常に明るい場合、例えば晴天下などでの視認性が低下してしまうというような問題を有していた。 As described above, the reflection type liquid crystal display device has a drawback that the visibility is extremely reduced in the use environment such as ambient brightness, particularly when the external light is dark. On the other hand, the liquid crystal display device of the type also has a problem that, when the external light is very bright, the visibility in, for example, a clear sky is reduced.
こうした問題点を解決するための手段として、反射型と透過型との両方の機能を合わせ持った液晶表示装置が、例えば特願平9−201176号などにより提案されている。この特許出願により提案された液晶表示装置は、1つの表示画素に外光を反射する反射部とバックライトからの光を透過する透過部とを作り込むことにより、周囲が真っ暗の場合には、バックライトからの透過部を透過する光を利用して表示を行なう透過型液晶表示装置として、また、外光が暗い場合には、バックライトからの透過部を透過する光と光反射率の比較的高い膜により形成した反射部により反射する光との両方を利用して表示を行う両用型液晶表示装置として、さらに、外光が明るい場合には、光反射率の比較的高い膜により形成した反射部により反射する光を利用して表示を行う反射型液晶表示装置として用いることができるというような構成の反射透過両用型の液晶表示装置である。 As a means for solving these problems, a liquid crystal display device having both functions of a reflection type and a transmission type has been proposed, for example, in Japanese Patent Application No. 9-201176. The liquid crystal display device proposed by this patent application has a display unit in which a reflective portion that reflects external light and a transmissive portion that transmits light from the backlight are formed in one display pixel. As a transmissive liquid crystal display device that performs display using the light transmitted through the transmissive part from the backlight, and when the external light is dark, a comparison between the light transmitted through the transmissive part from the backlight and the light reflectance As a dual-purpose liquid crystal display device that performs display using both light reflected by a reflective portion formed by a high film, and a film having a relatively high light reflectance when external light is bright. The liquid crystal display device is a transflective liquid crystal display device that can be used as a reflection type liquid crystal display device that performs display using light reflected by a reflection portion.
このような構成の液晶表示装置は、外光の明るさに関わらず、常に視認性が優れた液晶表示装置の提供を可能にしたものであるが、透過型と反射型との両方で明るく色純度の高いカラー表示を実現するためには、あらゆる角度からの入射光に対し、表示画面に垂直な方向へ散乱する光の強度を増加させる必要がある。そのためには、最適な反射特性を有する反射板を作製することが必要であり、ガラスなどからなる基板の表面に、最適な反射特性を有するために制御された凹凸を形成し、その上に、金属膜などからなる薄膜を形成した反射板を形成する必要がある。 The liquid crystal display device having such a configuration has always made it possible to provide a liquid crystal display device having excellent visibility regardless of the brightness of external light. In order to realize a color display with high purity, it is necessary to increase the intensity of light scattered in a direction perpendicular to the display screen with respect to incident light from all angles. For that purpose, it is necessary to produce a reflector having an optimal reflection characteristic, and on the surface of a substrate made of glass or the like, forming irregularities controlled so as to have an optimal reflection characteristic, on which, It is necessary to form a reflector having a thin film formed of a metal film or the like.
実施されている方法としては、例えば、基板上に感光性樹脂を塗布し、円形の遮光領域が配列された遮光手段を介して感光性樹脂を露光および現像した後に熱処理を行うことにより、複数の凸部を形成する。そして、この凸部の上に凸部の形状に沿って絶縁体保護膜を形成し、その絶縁体保護膜上に金属薄膜からなる反射板を形成する方法である。 Examples of the method include, for example, applying a photosensitive resin on a substrate, exposing and developing the photosensitive resin through a light-shielding unit in which circular light-shielding regions are arranged, and then performing a heat treatment, so that a plurality of A convex portion is formed. Then, an insulating protective film is formed on the convex portion along the shape of the convex portion, and a reflector made of a metal thin film is formed on the insulating protective film.
また、反射板を基板の外側(液晶層とは反対側)に形成することで問題となるガラス厚みの影響による二重映りの発生は、反射板を基板の内部に形成して画素電極と兼ねる構造、つまり反射電極とすることで解決している。 In addition, when the reflection plate is formed outside the substrate (on the side opposite to the liquid crystal layer), which causes double reflection due to the influence of the glass thickness, the reflection plate is formed inside the substrate and also serves as a pixel electrode. The problem is solved by using a structure, that is, a reflective electrode.
上述したような従来の反射光を利用して表示を行う液晶表示装置においては、反射電極としては反射率が高い材料で構成することが好ましいのは勿論であり、その意味からはAgが最適であるが、AgはSi層への拡散率が高い材料であるため、下地への拡散および反応の問題が大きい。 In the conventional liquid crystal display device which performs display using reflected light as described above, it is preferable that the reflective electrode is made of a material having a high reflectance, and in that sense, Ag is optimal. However, since Ag is a material having a high diffusion rate into the Si layer, there is a large problem of diffusion into the base and reaction.
これに対して、Alは下地への拡散および反応の可能性が小さく、また、集積回路におけるメタライゼーションに広く用いられ、エッチング条件などの特性も良いことから反射電極にはAlが用いられることが多い。そして、この様なAlによる反射電極膜をエッチングして反射電極を形成する場合には、硝酸+酢酸+リン酸+水からなるエッチング液をエッチャントとするウェットエッチング法が適用されている。 On the other hand, Al has a low possibility of diffusion and reaction to the underlayer, is widely used for metallization in integrated circuits, and has good characteristics such as etching conditions. Many. When a reflective electrode is formed by etching such a reflective electrode film of Al, a wet etching method using an etchant composed of nitric acid + acetic acid + phosphoric acid + water as an etchant is applied.
また、上述した従来の技術における透明な電極部分などにはITOが多く用いられており、このときのフォトリソグラフィー技術で使用されるフォトレジスト(レジスト)を除去するためには、アミン系の剥離液が使用されている。 In addition, ITO is often used for the transparent electrode portion and the like in the above-described conventional technology, and in order to remove the photoresist (resist) used in the photolithography technology at this time, an amine-based stripping solution is used. Is used.
ここで、上述したような反射透過両用型の液晶表示装置における透明電極と反射電極との境界領域について、図面を用いて簡単に説明する。図9および図10は、従来の液晶表示装置の画素部分における透明電極と反射電極との境界領域を示した断面図である。 Here, the boundary region between the transparent electrode and the reflective electrode in the above-mentioned transflective liquid crystal display device will be briefly described with reference to the drawings. 9 and 10 are cross-sectional views showing a boundary region between a transparent electrode and a reflective electrode in a pixel portion of a conventional liquid crystal display device.
この従来の液晶表示装置の画素部分における透明電極と反射電極との境界領域は、図9に示すように、基板1上に形成された透明電極であるITO2と反射電極であるAl4とが電気的に接触した状態となっているか、または、図10に示すように、透明電極であるITO2と反射電極であるAl4とがさらに他の金属膜5(例えば、Mo:モリブデンなど)を介して電気的に接触した状態となっているのが一般的である。
As shown in FIG. 9, a transparent region formed between the transparent electrode ITO2 and the reflective electrode Al4 formed on the
しかしながら、上述したようにITOとAlとが電気的に接続してしまうと、以下に示すような問題が生じてしまうことが分かった。 However, it has been found that the following problems occur when ITO and Al are electrically connected as described above.
それは、反射電極を形成する際のレジストを除去するためのアミン系剥離液→水洗という処理工程の水洗工程において、ITOとAlとの間に生じる電食反応である。この電食反応は、剥離槽において基板に付着したアミン系の剥離液が、水洗槽で水と混ざることによってアルカリ性が強くなるために生じる反応である。すなわち、ITOとAlとが隣接または接触した状態でアルカリ性溶液の中に浸けられた状態になるためであり、その結果、反射電極であるAlや透明電極であるITO2の表面が腐食されたり(電食)、透明電極であるITO2が還元されて黒化してしまうという問題が生じてしまう。 It is an electrolytic corrosion reaction that occurs between ITO and Al in a water washing process of an amine-based stripping solution for removing a resist when forming a reflective electrode → water washing. This electrolytic corrosion reaction is a reaction that occurs because the amine-based stripping solution that has adhered to the substrate in the stripping tank mixes with water in the washing tank to increase alkalinity. In other words, this is because ITO and Al are immersed in an alkaline solution in a state of being adjacent or in contact with each other, and as a result, the surface of the reflective electrode Al or the transparent electrode ITO2 is corroded (electrode). Eclipse), a problem occurs in that ITO2, which is a transparent electrode, is reduced and blackened.
このように、従来の液晶表示装置では、画素部分における透明電極と反射電極との境界領域においてITOとAlとが腐食、溶解されてしまい、この電食反応により液晶表示装置の製造歩留まりを大幅に低下させてしまうという問題を有していた。 As described above, in the conventional liquid crystal display device, ITO and Al are corroded and dissolved in the boundary region between the transparent electrode and the reflective electrode in the pixel portion, and this electrolytic corrosion reaction greatly reduces the production yield of the liquid crystal display device. There was a problem of lowering.
本発明は、以上のような従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、反射透過両用型の液晶表示装置の画素部分における透明電極と反射電極との電食反応を防止することにより製造歩留まりを容易に向上させることができる反射透過両用型の液晶表示装置およびその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide an electrolytic corrosion reaction between a transparent electrode and a reflective electrode in a pixel portion of a transflective liquid crystal display device. It is an object of the present invention to provide a transflective liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, which can easily improve the production yield by preventing the above.
上述した目的を達成するための本発明の液晶表示装置は、液晶層を挟んで互いに対向して配置される一対の基板のうちの一方側の基板上に、外光を反射する反射部と背面光源からの光を透過する透過部とを1画素内に構成する画素電極が形成されてなる液晶表示装置において、前記反射部と透過部とはそれぞれ電極材料により構成されてなり、これらの電極材料は互いの境界領域において層間膜を介して一部または全部を重畳して形成されていることを特徴としている。 A liquid crystal display device of the present invention for achieving the above-mentioned object has a reflecting portion for reflecting external light and a back surface on one of a pair of substrates disposed opposite to each other with a liquid crystal layer interposed therebetween. In a liquid crystal display device in which a pixel electrode that forms a transmission part for transmitting light from a light source in one pixel is formed, the reflection part and the transmission part are each made of an electrode material. Are characterized in that they are formed in such a manner that part or all of them are overlapped with each other via an interlayer film in a boundary region between them.
即ち、本発明の液晶表示装置によれば、透過部と反射部との境界領域において、透過部を構成する電極材料と反射部を構成する電極材料とが互いに接触した状態または他の金属膜等を介して電気的に接続した状態とならないように、それらの間に層間膜を介した構造としていることにより、電極材料の電食による腐食や還元による黒化の問題を解決している。これは、層間膜を介した構造としていることで透過部を構成する電極材料と反射部を構成する電極材料との間の電気抵抗が高くなり、電解溶液中に浸した場合においても電食や還元を起こりにくくすることが可能となっている。 That is, according to the liquid crystal display device of the present invention, in the boundary region between the transmission part and the reflection part, the electrode material forming the transmission part and the electrode material forming the reflection part are in contact with each other or other metal films or the like. In order to prevent the electrodes from being electrically connected to each other, a structure in which an interlayer film is interposed therebetween solves the problem of corrosion due to electrolytic corrosion of the electrode material and blackening due to reduction. This is because the electric resistance between the electrode material constituting the transmission part and the electrode material constituting the reflection part becomes high by adopting the structure via the interlayer film, and even when immersed in the electrolytic solution, the electrolytic corrosion and It is possible to make reduction less likely to occur.
また、上述した目的を達成するための本発明の液晶表示装置の製造方法は、液晶層を挟んで互いに対向して配置される一対の基板のうちの一方側の基板上に、外光を反射する反射部と背面光源からの光を透過する透過部とを1画素内に構成する画素電極が形成されてなる液晶表示装置の製造方法において、前記少なくとも透過部を構成する領域を含む一方側の基板上に、透明電極材料をパターニングして形成する工程と、前記少なくとも反射部を構成する領域を含む前記透明電極上に、層間膜をパターニングして形成する工程と、前記層間膜上の反射部を構成する領域に、反射電極材料をパターニングして形成する工程と、を有することを特徴としている。 In addition, the method for manufacturing a liquid crystal display device of the present invention for achieving the above-described object reflects external light on one of a pair of substrates arranged to face each other with a liquid crystal layer interposed therebetween. In a method for manufacturing a liquid crystal display device, in which a pixel electrode that forms a reflection portion and a transmission portion that transmits light from a back light source in one pixel is formed, one side including at least a region that forms the transmission portion is provided. A step of patterning and forming a transparent electrode material on a substrate; a step of patterning and forming an interlayer film on the transparent electrode including at least a region constituting the reflecting portion; and a reflecting portion on the interlayer film. And forming a reflective electrode material by patterning in the region constituting the above.
即ち、本発明の液晶表示装置の製造方法によれば、透過部と反射部との境界領域において、層間膜や電極材料のパターニングの際にフォトマスクなどの位置合わせずれが発生しても、層間膜上に反射電極材料を形成していることにより、透過部を構成する電極材料と反射部を構成する電極材料とが層間膜を介した状態で、アミン系剥離液→水洗などのレジストを除去する工程を経ることになるので、電解溶液中に浸した場合においても電食や還元による問題を起こりにくくすることが可能となっている。 That is, according to the method of manufacturing a liquid crystal display device of the present invention, even if a misalignment of a photomask or the like occurs during the patterning of the interlayer film or the electrode material in the boundary region between the transmission portion and the reflection portion, the interlayer is not affected By forming a reflective electrode material on the film, the electrode material forming the transmitting part and the electrode material forming the reflecting part are interposed with the interlayer film, and the resist such as amine-based peeling liquid → water washing is removed. Therefore, even when immersed in an electrolytic solution, it is possible to make it difficult for problems caused by electrolytic corrosion and reduction to occur.
以上の説明のように、本発明の液晶表示装置およびその製造方法によれば、透過部と反射部との境界領域において、透過部を構成する電極材料と反射部を構成する電極材料とが互いに接触した状態または他の金属膜等を介して電気的に接続した状態とならないように、それらの間に層間膜を介した構造としていることにより、電極材料の電食による腐食や還元による黒化の問題を解決している。これは、層間膜を介した構造としていることで透過部を構成する電極材料と反射部を構成する電極材料との間の電気抵抗が高くなり、電解溶液中に浸した場合においても電食や還元を起こりにくくすることが可能となっている。 As described above, according to the liquid crystal display device and the method of manufacturing the same of the present invention, in the boundary region between the transmission section and the reflection section, the electrode material forming the transmission section and the electrode material forming the reflection section are mutually separated. A structure with an interlayer film between them so that they do not come into contact with each other or electrically connected via another metal film, etc. Has solved the problem. This is because the electric resistance between the electrode material constituting the transmission part and the electrode material constituting the reflection part becomes high by adopting the structure via the interlayer film, and even when immersed in the electrolytic solution, the electrolytic corrosion and It is possible to make reduction less likely to occur.
以下、本発明における実施の形態1について図面に基づいて説明する。
Hereinafter,
図1は、本実施の形態1における液晶表示装置の画素部分の構成を示した断面図であり、図2(a)〜(d)および図3(e)〜(h)は、本実施の形態1における液晶表示装置の画素部分における透過部と反射部とのプロセスを示した断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a pixel portion of the liquid crystal display device according to the first embodiment. FIGS. 2 (a) to 2 (d) and 3 (e) to 3 (h) show FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a process of a transmission part and a reflection part in a pixel portion of the liquid crystal display device according to the first embodiment.
本実施の形態1における液晶表示装置の画素部分を構成する透過部および反射部においては、まず、図2(a)に示すように、絶縁性基板1上にベースコート膜としてTa2O5、Si02などの絶縁膜を形成し(図示せず)、その後、絶縁性基板1に、Al、Mo、Taなどからなる金属薄膜をスパッタリング法にて作成し、パターニングしてゲート電極8を形成する。
In the transmissive portion and the reflective portion constituting the pixel portion of the liquid crystal display device according to the first embodiment, first, as shown in FIG. 2A, Ta 2 O 5 , Si 0 An insulating film such as 2 is formed (not shown), and thereafter, a metal thin film made of Al, Mo, Ta, or the like is formed on the insulating
次に、上述したゲート電極8を覆って絶縁性基板1上にゲート絶縁膜10を積層する。本実施の形態1では、P−CVD法により、SiNx膜を3000Å積層してゲート絶縁膜10とした。なお、絶縁性を高めるために、ゲート電極8を陽極酸化して、この陽極酸化膜を第1のゲート絶縁膜9とし、SiNなどの絶縁膜10をCVD法により形成して、第2の絶縁膜10としてもよい。
Next, a
次に、チャネル層11(アモルファスSi)と電極コンタクト層12(リン等の不純物をドーピングしたアモルファスSiまたは微結晶Si)とをゲート絶縁膜10上に連続してCVD法により、それぞれ1500Åと500Å積層し、電極コンタクト層12とチャネル層11との両Si膜をHCl+SF6混合ガスによるドライエッチング法などによりパターニングして形成する。
Next, a channel layer 11 (amorphous Si) and an electrode contact layer 12 (amorphous Si or microcrystalline Si doped with an impurity such as phosphorus) are successively stacked on the
その後、図2(b)に示すように、スパッタリング法により透過部を構成する電極材料として透明導電膜(ITO)2、13を1500Å積層し、続いて、Al、Mo、Ta膜等の金属薄膜14、15を積層する。そして、これらをパターニングすることにより、ソース電極13、14並びにドレイン電極2、15を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 2 (b), a transparent conductive film (ITO) 2, 13 is laminated as an electrode material constituting the transmission portion by sputtering at 1500 ° by a sputtering method, and subsequently, a metal thin film such as an Al, Mo, Ta film or the like is formed. 14 and 15 are laminated. Then, by patterning these,
次に、図2(c)に示すように、SiNなどの絶縁膜をCVD法にて3000Å積層した後、パターニングして層間膜7を形成する。
Next, as shown in FIG. 2C, an insulating film of SiN or the like is deposited at a thickness of 3000 by the CVD method, and then patterned to form an
次に、図2(d)に示すように、この層間膜7上に感光性樹脂膜3を塗布し、この感光性樹脂3を露光および現像した後に熱処理を行なうことにより、複数の凹凸部、コンタクト部、透過部を形成する。
Next, as shown in FIG. 2 (d), a
次に、図3(e)に示すように、層間膜7および感光性樹脂3を含む基板1上に、反射部を構成する電極材料としてAl/Mo膜4、5をスパッタリング法により1000/500Åの膜厚により成膜する。
Next, as shown in FIG. 3 (e), Al /
そして、図3(f)に示すように、反射部を構成する電極材料上に、フォトリソグラフィー工程を用いて所定の形状にフォトレジスト16を形成する。このとき、透過部を構成する電極材料であるITO2と反射部を構成する電極材料であるAl4との間にはMo5が存在しているので、フォトレジスト16の現像時にAl4の膜欠陥部から電解質溶液がしみ込んでも、このMo5がバリアメタルとして機能するため電食反応が起こることはない。
(3) Then, as shown in FIG. 3 (f), a
また、このとき、次の工程で反射部を構成する電極材料をパターニングする際に、透過部と反射部との境界領域におけるITO2とAl4/Mo5とが直接接触しないようにする必要がある。すなわち、図1の断面図に示すように、層間膜7と反射電極4との位置合わせずれを考慮して、透過部を構成する電極材料と反射部を構成する電極材料との境界領域における前記フォトレジスト16の端部が、前記層間膜7の端部よりも反射部側になるよう前記フォトレジスト16を露光現像する。
(4) At this time, when patterning the electrode material constituting the reflective portion in the next step, it is necessary to prevent the ITO2 and Al4 / Mo5 in the boundary region between the transmissive portion and the reflective portion from coming into direct contact. That is, as shown in the cross-sectional view of FIG. 1, in consideration of misalignment between the
次に、図3(g)に示すように、硝酸+酢酸+リン酸+水からなるエッチャントを使用して、反射部を構成する電極材料であるAl/Moを同時にエッチングして反射電極を形成する。 Next, as shown in FIG. 3 (g), using an etchant composed of nitric acid + acetic acid + phosphoric acid + water, Al / Mo, which is an electrode material constituting the reflecting portion, is simultaneously etched to form a reflecting electrode. I do.
最後に、図3(h)に示すように、フォトリソグラフィーにより形成されたフォトレジスト16をバッチ式の剥離装置を用いて除去することで、本実施の形態1における液晶表示装置の画素部分は完成する。
Finally, as shown in FIG. 3H, the
ここで、前記フォトリソグラフィーにより形成されたフォトレジスト16を除去するために用いたバッチ式の剥離装置について図4を用いて説明する。図4(a)〜(c)は、本実施の形態1におけるバッチ式のフォトレジスト16の剥離工程を示した概略図である。
Here, a batch type peeling apparatus used for removing the
図4(a)〜(c)に示すように、上述したような工程を経た基板20は、アミンとしてMEA(モノエタノールアミン)を60wt%含有する剥離液21に浸けられ、その後、基板20表面の剥離液21を取り除くために水22に浸けられて水洗される。この時、図4(b)に示すような基板20が剥離槽から水洗槽へ搬送される過程においては、基板20表面には剥離液21が付着した状態となっており、この基板20を水洗槽に浸けることにより、基板20表面でMEA21と水22とが混ざりアルカリ性が強くなる。
As shown in FIGS. 4A to 4C, the
したがって、従来のような構成の液晶表示装置においては、フォトレジスト16を除去する際に、透過部と反射部との境界領域において透過部を構成する電極材料であるITO2と反射部を構成する電極材料であるAl4/Mo5とが隣接して構成されているため電食が生じてしまう。
Therefore, in the liquid crystal display device having the conventional configuration, when the
しかしながら、本実施の形態1では、上述したように透過部と反射部との境界領域において、図1の断面図に示すように、透過部を構成する電極材料であるITO2と反射部を構成する電極材料であるAl4/Mo5とが直接接触しないように、層間膜7と反射電極材料4、7とがパターニングされているので、透明電極材料であるITOと反射電極材料であるAlとの間に電食を起こすことなくフォトレジスト16を除去することができる。
However, in the first embodiment, as described above, in the boundary region between the transmitting portion and the reflecting portion, as shown in the cross-sectional view of FIG. 1, ITO2 as an electrode material forming the transmitting portion and the reflecting portion are formed. The
なお、透過部において液晶層にかかる電荷が多少減少しても支障が無い場合には、層間膜7を透過部を構成する電極材料であるITO上全面に形成しても構わない。このような構成の場合には、層間膜7の膜厚を制御することにより透過部と反射部とのリタデーションを最適値に設定することが可能になるという利点を有することになる。
If there is no problem even if the electric charge applied to the liquid crystal layer in the transmission part is slightly reduced, the
以上のようにして製造された画素部分を有するTFT基板と、透明電極が形成された透明な対向基板(図示せず)とのそれぞれに配向膜を塗布して焼成する。そして、この配向膜にラビング処理を施し、スペーサーを散布してからシール樹脂でこれらの両基板を貼り合せ、真空注入法により液晶を注入して、液晶表示素子を作成する。なお、本実施の形態1では、水平配向の液晶モードで動作させるために、それぞれのラビング方向が平行となるように設定し、誘電率異方性が正のネマチック液晶を注入した。最後に、偏光板と位相差板とをそれぞれ液晶表示素子の両側に1枚ずつ設置し、背面にバックライトを設置して本実施の形態1における反射透過両用型の液晶表示装置は完成する。 (4) An alignment film is applied to each of the TFT substrate having the pixel portion manufactured as described above and the transparent counter substrate (not shown) on which the transparent electrode is formed, and baked. Then, a rubbing treatment is applied to the alignment film, and spacers are scattered. Then, the two substrates are bonded together with a sealing resin, and liquid crystal is injected by a vacuum injection method to produce a liquid crystal display element. In the first embodiment, in order to operate in the liquid crystal mode of horizontal alignment, the rubbing directions are set to be parallel, and nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is injected. Finally, one polarizing plate and one retardation plate are provided on both sides of the liquid crystal display element, respectively, and a backlight is provided on the back surface, thereby completing the transflective liquid crystal display device according to the first embodiment.
上述した実施の形態1では、フォトリソグラフィーにより形成されたフォトレジスト16をバッチ式の剥離装置を用いて除去する方法について説明したが、本実施の形態2では、フォトリソグラフィーにより形成されたフォトレジスト16を枚葉式の剥離装置を用いて除去する方法について説明する。
In the first embodiment described above, the method of removing the
図5(a)〜(d)は、本実施の形態2におけるフォトレジスト16の剥離工程を示した概略図である。なお、本実施の形態2における液晶表示装置の製造工程は、フォトレジスト16の剥離工程以外は、上述した実施の形態1と同様のフローにより行うことになる。
FIGS. 5A to 5D are schematic views showing a step of removing the
図5(a)〜(d)に示すように、実施の形態1における図2および図3の工程を経た基板20は、アミンとしてMEA(モノエタノールアミン)を60wt%含有する剥離液21に浸けられ、その後、基板20表面の剥離液21を取り除くために水22に浸けられて水洗される。この時、図5(c)に示すような基板20が剥離槽から水洗槽へ搬送される過程においては、基板20表面には剥離液21が付着した状態となっており、この基板20を水洗槽に浸けことにより、基板20表面でMEA21と水22とが混ざるりアルカリ性が強くなる。
As shown in FIGS. 5 (a) to 5 (d), the
したがって、従来のような構成の液晶表示装置においては、フォトレジスト16を除去する際に、透過部と反射部との境界領域において透過部を構成する電極材料であるITO2と反射部を構成する電極材料であるAl4/Mo5とが隣接して構成されているため電食が生じてしまうが、本実施の形態2においても、上述したように透過部と反射部との境界領域において、図1の断面図に示すように、透過部を構成する電極材料であるITO2と反射部を構成する電極材料であるAl4/Mo5とが直接接触しないように、層間膜7と反射電極材料4、7とがパターニングされているので、透明電極材料であるITOと反射電極材料であるAlとの間に電食を起こすことなくフォトレジスト16を除去することができる。
Therefore, in the liquid crystal display device having the conventional configuration, when the
以下、本発明における実施の形態3について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図6は、本実施の形態3における液晶表示装置の画素部分の構成を示した断面図であり、図7(a)〜(d)および図8(e)〜(g)は、本実施の形態3における液晶表示装置の画素部分における透過部と反射部とのプロセスを示した断面図である。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a pixel portion of the liquid crystal display device according to the third embodiment. FIGS. 7A to 7D and FIGS. FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a process of a transmission part and a reflection part in a pixel portion of a liquid crystal display device according to a third embodiment.
本実施の形態3における液晶表示装置の画素部分を構成する透過部および反射部においては、まず、図7(a)に示すように、絶縁性基板1上にベースコート膜としてTa2O5、Si02などの絶縁膜を形成し(図示せず)、その後、絶縁性基板1に、Al、Mo、Taなどからなる金属薄膜をスパッタリング法にて作成し、パターニングしてゲート電極8を形成する。
In the transmissive portion and the reflective portion constituting the pixel portion of the liquid crystal display device according to the third embodiment, first, as shown in FIG. 7A, Ta 2 O 5 , Si 0 An insulating film such as 2 is formed (not shown), and thereafter, a metal thin film made of Al, Mo, Ta, or the like is formed on the insulating
次に、上述したゲート電極8を覆って絶縁性基板1上にゲート絶縁膜10を積層する。本実施の形態3では、P−CVD法により、SiNx膜を3000Å積層してゲート絶縁膜10とした。なお、絶縁性を高めるために、ゲート電極8を陽極酸化して、この陽極酸化膜を第1のゲート絶縁膜9とし、SiNなどの絶縁膜10をCVD法により形成して、第2の絶縁膜10としてもよい。
Next, a
次に、チャネル層11(アモルファスSi)と電極コンタクト層12(リン等の不純物をドーピングしたアモルファスSiまたは微結晶Si)とをゲート絶縁膜10上に連続してCVD法により、それぞれ1500Åと500Å積層し、電極コンタクト層12とチャネル層11との両Si膜をHCl+SF6混合ガスによるドライエッチング法などによりパターニングして形成する。
Next, a channel layer 11 (amorphous Si) and an electrode contact layer 12 (amorphous Si or microcrystalline Si doped with an impurity such as phosphorus) are successively stacked on the
その後、図7(b)に示すように、スパッタリング法により透過部を構成する電極材料として透明導電膜(ITO)2、13を1500Å積層し、続いて、Al、Mo、Ta膜等の金属薄膜14、15を積層する。そして、これらをパターニングすることにより、ソース電極13、14並びにドレイン電極2、15を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 7 (b), transparent conductive films (ITO) 2, 13 are laminated as an electrode material constituting the transmission portion by sputtering at 1500 ° by a sputtering method, and subsequently, a metal thin film such as an Al, Mo, Ta film or the like is formed. 14 and 15 are laminated. Then, by patterning these,
次に、図7(c)に示すように、このITO2上に感光性樹脂膜3を塗布し、この感光性樹脂3を露光および現像した後に熱処理を行なうことにより、複数の凹凸部、コンタクト部、透過部を形成する。
Next, as shown in FIG. 7C, a
次に、図7(d)に示すように、この感光性樹脂3を含む基板1上に、反射部を構成する電極材料としてAl/Mo膜4、5をスパッタリング法により1000/500Åの膜厚により成膜する。
Next, as shown in FIG. 7D, on the
そして、図8(e)に示すように、反射部を構成する電極材料上に、フォトリソグラフィー工程を用いて所定の形状にフォトレジスト16を形成する。このとき、透過部を構成する電極材料であるITO2と反射部を構成する電極材料であるAl4との間にはMo5が存在しているので、フォトレジスト16の現像時にAl4の膜欠陥部から電解質溶液がしみ込んでも、このMo5がバリアメタルとして機能するため電食反応が起こることはない。
(8) Then, as shown in FIG. 8 (e), a
また、このとき、次の工程で反射部を構成する電極材料をパターニングする際に、透過部と反射部との境界領域におけるITO2とAl4/Mo5とが直接接触しないようにする必要がある。すなわち、図6の断面図に示すように、感光性樹脂3と反射電極4との位置合わせずれを考慮して、透過部を構成する電極材料と反射部を構成する電極材料との境界領域における前記フォトレジスト16の端部が、前記感光性樹脂3の端部よりも反射部側になるよう前記フォトレジスト16を露光現像する。
(4) At this time, when patterning the electrode material constituting the reflective portion in the next step, it is necessary to prevent the ITO2 and Al4 / Mo5 in the boundary region between the transmissive portion and the reflective portion from coming into direct contact. That is, as shown in the cross-sectional view of FIG. 6, in consideration of the misalignment between the
次に、図8(f)に示すように、硝酸+酢酸+リン酸+水からなるエッチャントを使用して、反射部を構成する電極材料であるAl/Moを同時にエッチングして反射電極を形成する。 Next, as shown in FIG. 8F, using an etchant composed of nitric acid + acetic acid + phosphoric acid + water, Al / Mo, which is an electrode material forming the reflection portion, is simultaneously etched to form a reflection electrode. I do.
最後に、図8(g)に示すように、フォトリソグラフィーにより形成されたフォトレジスト16をバッチ式の剥離装置を用いて除去することで、本実施の形態3における液晶表示装置の画素部分は完成する。
Finally, as shown in FIG. 8G, the
本実施の形態3においても、上述したように透過部と反射部との境界領域において、図6の断面図に示すように、透過部を構成する電極材料であるITO2と反射部を構成する電極材料であるAl4/Mo5とが直接接触しないように、感光性樹脂3と反射電極材料4、7とがパターニングされているので、透明電極材料であるITOと反射電極材料であるAlとの間に電食を起こすことなくフォトレジスト16を除去することができる。
Also in the third embodiment, as described above, in the boundary region between the transmission part and the reflection part, as shown in the cross-sectional view of FIG. 6, ITO2, which is an electrode material forming the transmission part, and the electrode forming the reflection part The
1 ガラス基板
2 透明電極材料(ITO)
3 感光性樹脂膜
4 反射電極材料(Al)
5 反射電極材料(Mo)
6 透過部
7 絶縁膜
8 ゲート電極
9 陽極酸化膜
10 ゲート絶縁膜
11 チャネル層
12 電極コンタクト層
13 ソース電極(ITO)
14 ソース電極(Ta)
15 ドレイン電極(Ta)
16 フォトレジスト
20 基板
21 剥離液
22 水
1
3
5 Reflective electrode material (Mo)
Reference Signs List 6
14. Source electrode (Ta)
15 Drain electrode (Ta)
16
Claims (2)
前記反射部と透過部とはそれぞれ電極材料により構成されてなり、これらの電極材料は互いの境界領域において層間膜を介して一部または全部を重畳して形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 A reflective portion for reflecting external light and a transmissive portion for transmitting light from a back light source are formed in one pixel on one of a pair of substrates disposed opposite to each other with a liquid crystal layer interposed therebetween. In a liquid crystal display device in which a pixel electrode is formed,
The reflection part and the transmission part are each made of an electrode material, and these electrode materials are formed so as to partially or entirely overlap with each other via an interlayer film in a boundary region of each other. Display device.
前記少なくとも透過部を構成する領域を含む一方側の基板上に、透明電極材料をパターニングして形成する工程と、
前記少なくとも反射部を構成する領域を含む前記透明電極上に、層間膜をパターニングして形成する工程と、
前記層間膜上の反射部を構成する領域に、反射電極材料をパターニングして形成する工程と、
を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
A reflective portion for reflecting external light and a transmissive portion for transmitting light from a back light source are formed in one pixel on one of a pair of substrates disposed opposite to each other with a liquid crystal layer interposed therebetween. In a method of manufacturing a liquid crystal display device having a pixel electrode formed thereon,
A step of patterning and forming a transparent electrode material on one side of the substrate including a region constituting at least the transmitting portion;
A step of patterning and forming an interlayer film on the transparent electrode including a region constituting at least the reflection portion;
A step of patterning and forming a reflective electrode material in a region constituting a reflective portion on the interlayer film;
A method for manufacturing a liquid crystal display device, comprising:
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