JP4090594B2

JP4090594B2 - 反射型液晶表示装置およびその製造方法

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Publication number: JP4090594B2
Application number: JP29888498A
Authority: JP
Inventors: 宗人熊谷; 和式井上
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-10-20
Filing date: 1998-10-20
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2018-10-20
Also published as: JP2000122096A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、反射型液晶表示装置およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、ＣＲＴに代わるフラットパネルディスプレイの一つとして活発に研究開発が進められており、特に低消費電力および薄型であるという特徴を生かして、電池駆動の小型ＴＶ、ノートブック型コンピュータ、カーナビゲーション等に実用化されている。
液晶表示装置の駆動方法としては、高品質表示の観点から薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称する）をスイッチング素子として用いたアクティブマトリクス型のＴＦＴアレイが主として用いられている。
また、ディスプレイの構成としては、透過型と反射型のものがある。反射型のディスプレイは、透過型のディスプレイに用いられるバックライト光源が不要であることから低消費電力が実現でき、携帯端末等の用途として極めて適した構成である。
従来の反射型液晶表示装置は、透明絶縁性基板上にマトリクス状に配列形成された走査電極、信号電極、半導体層等からなるＴＦＴと反射型の画素電極、および画素電極の周りに形成された電極配線を有する第一の基板（ＴＦＴアレイ基板）と、他の透明絶縁性基板上にカラーフィルタ、ブラックマトリクス（以下、ＢＭと称する）、対向電極を有する第二の基板（対向基板）を対向させ接着すると共に、第一の基板と第二の基板の間に液晶材料を注入することにより構成されている。
【０００３】
反射型液晶表示装置の表示特性向上（高輝度化）のためには、液晶表示パネルの画素部の有効表示面積を大きくすること、すなわち画素の開口率を向上させることが有効であるが、従来の反射型液晶表示装置では、画素電極を有する第一の基板とカラーフィルタを有する第二の基板との貼り合わせ時の位置ずれを考慮して、画素電極の周辺部を覆うように形成されるＢＭの形成領域を広くすることが必要であり、また位置合わせ精度にも限界があり、画素の高開口率化を難しくしている。第一の基板と第二の基板の貼り合わせ時の位置ずれを考慮せずに反射型液晶表示装置を形成する方法として、ＴＦＴおよび反射画素電極を形成した後、カラーフィルタを反射画素電極上に形成するカラーフィルタオンアレイ構造が特開平６−１８６５４４号公報および特開平１０−１５４８１７号公報に開示されている。
【０００４】
また、高開口率のＴＦＴアレイを得る方法として、透明絶縁性基板上にＴＦＴおよび電極配線を形成した後、これらを覆うように層間絶縁膜を形成することにより平坦化し、層間絶縁膜の下層にある走査電極等とオーバーラップさせて層間絶縁膜上に広い面積を有する画素電極を形成し、画素電極とＴＦＴのドレイン電極との電気的接続は層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して行う開口率の向上と共にラビング不良による液晶分子の配向不良の抑制を目的としたＴＦＴアレイの構造も提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、高開口率ＴＦＴアレイを実現するために、第一の基板（ＴＦＴアレイ基板）と第二の基板（対向基板）の貼り合わせ時の位置ずれを考慮せずに反射型液晶表示装置を形成する方法として、カラーフィルタをＴＦＴアレイ基板の反射画素電極上に直に形成する構造が提案されているが、カラーフィルタ材料として導電性有色膜を用いた場合、隣接する画素間のカラーフィルタが接触すると画素間に短絡を生じさせるため、画素間のピッチを広くする必要があり、開口率を低下させるという問題があった。
また、画素電極上に形成されるカラーフィルタ材料として非導電性の有色膜を用いる場合、液晶を駆動する十分な電圧を印加するためには、より大きな電力が必要となるため、低消費電力の液晶表示装置に適用することは困難であった。
【０００６】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、液晶表示装置を構成する二枚の基板の貼り合わせ時の位置ずれを考慮することなく、低消費電力かつ高品質かつ高開口率の反射型液晶表示装置を高歩留りで得ることを目的とする。さらにこの装置に適した製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる反射型液晶表示装置は、透明絶縁性基板と、透明絶縁性基板上で行方向に形成された複数本の走査線と、走査線と交差する列方向に形成された複数本の信号線と、平行する各々二本の走査線と信号線で区画された画素領域に形成されたスイッチング素子と、走査線、信号線およびスイッチング素子より上層に形成され、走査線、信号線およびスイッチング素子の段差を吸収する層間絶縁膜と、層間絶縁膜上の各画素領域に形成され、層間絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介してスイッチング素子と電気的に接続された高反射金属膜からなる反射画素電極と、反射画素電極上に形成されたカラーフィルタを有する第一の基板と、第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備え、層間絶縁膜は画素領域が凹形状にエッチングされ、隣接する画素間は層間絶縁膜の突部により隔離された構造を有し、反射画素電極およびカラーフィルタは層間絶縁膜の突部で隔離された凹形状部内に形成されているものである。
また、カラーフィルタは、導電性を有する有色樹脂により構成されているものである。
【０００８】
また、透明絶縁性基板と、透明絶縁性基板上で行方向に形成された複数本の走査線と、走査線と交差する列方向に形成された複数本の信号線と、平行する各々二本の走査線と信号線で区画された画素領域に形成されたスイッチング素子と、走査線、信号線およびスイッチング素子より上層に形成され、走査線、信号線およびスイッチング素子の段差を吸収する層間絶縁膜と、層間絶縁膜上の各画素領域に形成された高反射金属膜からなる反射膜と、反射膜上で各画素領域に整合して形成されたカラーフィルタと、カラーフィルタ上に形成され、層間絶縁膜およびカラーフィルタに設けられたコンタクトホールを介してスイッチング素子と電気的に接続された透明画素電極を有する第一の基板と、第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備え、層間絶縁膜は画素領域が凹形状にエッチングされ、隣接する画素間は層間絶縁膜の突部により隔離された構造を有し、反射膜、カラーフィルタおよび透明画素電極は層間絶縁膜の突部で隔離された凹形状部内に形成されているものである。
【０００９】
また、高反射金属膜は、Ａｌ膜あるいはＡｇ膜により構成されているものである。
また、層間絶縁膜は、不透明な黒色樹脂により構成されているものである。
また、層間絶縁膜の凹形状部の深さは、凹形状部内に形成される反射画素電極とカラーフィルタの厚みを合わせた厚み、もしくは反射膜、カラーフィルタおよび透明画素電極の厚みを合わせた厚みの±２００ｎｍ以内である。
また、層間絶縁膜の突部の幅は、走査線および信号線の幅より小さく形成され、層間絶縁膜の凹形状部内に形成される反射画素電極およびカラーフィルタ、あるいは反射膜、カラーフィルタおよび透明画素電極は上記走査線および信号線にオーバーラップして形成されるものである。
また、層間絶縁膜の凹形状部内に形成される反射画素電極あるいは反射膜は、下層にＩＴＯ膜、上層に高反射金属膜あるいは下層に高反射金属膜、上層にＩＴＯ膜からなる二層膜構造を有し、ＩＴＯ膜の膜厚は数ｎｍ〜数十ｎｍである。
【００１０】
さらに、反射型液晶表示装置の製造方法は、少なくともいずれか一方には電極が形成されている二枚の透明絶縁性基板を対向させて接着すると共に、二枚の透明絶縁性基板の間には液晶材料が挟持されている反射型液晶表示装置の製造方法において、二枚の透明絶縁性基板の一方に行方向に複数本の走査線と、走査線と交差する列方向に複数本の信号線と、平行する各々二本の走査線と信号線で区画された画素領域にスイッチング素子を形成する工程と、走査線、信号線およびスイッチング素子より上層に感光性を有する樹脂を塗布し、露光、現像により所定の位置にコンタクトホールを有する層間絶縁膜を形成する工程と、レジストを形成し、層間絶縁膜の画素領域を凹形状にエッチングして隣接する画素間に層間絶縁膜の突部を形成する工程と、層間絶縁膜上およびコンタクトホール内に高反射金属膜を成膜し、層間絶縁膜の突部上の高反射金属膜をエッチングしてスイッチング素子とコンタクトホールを介して電気的に接続された反射画素電極を層間絶縁膜の凹形状の底部に形成する工程と、層間絶縁膜の突部により隔離された凹形状部内に有色樹脂を塗布し、反射画素電極上にカラーフィルタを形成する工程を含むものである。
【００１１】
また、少なくともいずれか一方には電極が形成されている二枚の透明絶縁性基板を対向させて接着すると共に、二枚の透明絶縁性基板の間には液晶材料が挟持されている反射型液晶表示装置の製造方法において、二枚の透明絶縁性基板の一方に行方向に複数本の走査線と、走査線と交差する列方向に複数本の信号線と、平行する各々二本の走査線と信号線で区画された画素領域にスイッチング素子を形成する工程と、走査線、信号線およびスイッチング素子より上層に感光性を有する樹脂を塗布し、露光、現像により所定の位置にコンタクトホールを有する層間絶縁膜を形成する工程と、レジストを形成し、層間絶縁膜の画素領域を凹形状にエッチングして隣接する画素間に層間絶縁膜の突部を形成する工程と、層間絶縁膜上に高反射金属膜を成膜し、エッチングにより層間絶縁膜の凹形状の底部に反射膜を形成する工程と、層間絶縁膜の突部により隔離された凹形状部内に有色樹脂を塗布し、層間絶縁膜のコンタクトホールと同位置に開口部を有するカラーフィルタを反射膜上に形成する工程と、カラーフィルタを有する層間絶縁膜上およびコンタクトホール内と開口部内に透明導電膜を成膜し、エッチングによりスイッチング素子とコンタクトホールおよび開口部を介して電気的に接続された透明画素電極をカラーフィルタ上に形成する工程を含むものである。
【００１２】
また、少なくともいずれか一方には電極が形成されている二枚の透明絶縁性基板を対向させて接着すると共に、二枚の透明絶縁性基板の間には液晶材料が挟持されている反射型液晶表示装置の製造方法において、二枚の透明絶縁性基板の一方に行方向に複数本の走査線と、走査線と交差する列方向に複数本の信号線と、平行する各々二本の上記走査線と信号線で区画された画素領域にスイッチング素子を形成する工程と、走査線、信号線およびスイッチング素子より上層に感光性を有しない樹脂を塗布し層間絶縁膜を形成する工程と、レジストを形成し、層間絶縁膜の画素領域を凹形状にエッチングして隣接する画素間に層間絶縁膜の突部を形成する工程と、層間絶縁膜上に高反射金属膜を成膜し、レジストを形成して高反射金属膜をエッチングし、上記層間絶縁膜の凹形状の底部に所定の位置に開口パターンを有する反射膜を形成する工程と、反射膜をマスクとして層間絶縁膜をエッチングし、反射膜の開口パターンと同位置にコンタクトホールを形成する工程と、層間絶縁膜の突部により隔離された凹形状部内に有色樹脂を塗布し、層間絶縁膜のコンタクトホールと同位置に開口部を有するカラーフィルタを反射膜上に形成する工程と、カラーフィルタを有する層間絶縁膜上およびコンタクトホール内と開口部内に透明導電膜を成膜し、エッチングによりスイッチング素子とコンタクトホールおよび開口部を介して電気的に接続された透明画素電極をカラーフィルタ上に形成する工程を含むものである。
【００１３】
また、少なくともいずれか一方には電極が形成されている二枚の透明絶縁性基板を対向させて接着すると共に、二枚の透明絶縁性基板の間には液晶材料が挟持されている反射型液晶表示装置の製造方法において、二枚の透明絶縁性基板の一方に行方向に複数本の走査線と、走査線と交差する列方向に複数本の信号線と、平行する各々二本の上記走査線と信号線で区画された画素領域にスイッチング素子を形成する工程と、走査線、信号線およびスイッチング素子より上層に感光性を有しない樹脂を塗布し層間絶縁膜を形成する工程と、レジストを形成し、層間絶縁膜の画素領域を凹形状にエッチングして隣接する画素間に層間絶縁膜の突部を形成する工程と、層間絶縁膜上に高反射金属膜を成膜する工程と、層間絶縁膜の突部により隔離された凹形状部内に有色樹脂を塗布し、レジストを形成して有色樹脂をエッチングし、層間絶縁膜の凹形状の底部に所定の位置に開口部を有するカラーフィルタを形成する工程と、カラーフィルタをマスクとして反射膜および層間絶縁膜をエッチングし、カラーフィルタの開口部と同位置にコンタクトホールを形成する工程と、カラーフィルタを有する層間絶縁膜上およびコンタクトホール内と開口部内に透明導電膜を成膜し、エッチングによりスイッチング素子とコンタクトホールおよび開口部を介して電気的に接続された透明画素電極をカラーフィルタ上に形成する工程を含むものである。
【００１４】
有色樹脂は導電性を有し、反射画素電極を電極として電着法により塗布されるものである。
また、有色樹脂は、インクジェット法、顔料分散法等により塗布されるものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の一実施の形態である反射型液晶表示装置およびその製造方法を図について説明する。図１は本発明の実施の形態１によるスイッチング素子としてＴＦＴを搭載した液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板を示す概略平面図、図２は図１のＴＦＴアレイ基板の製造工程の一部を示す断面図である。
図において、１はガラス基板等の透明絶縁性基板、２は透明絶縁性基板１上に形成された走査線（ゲート電極配線）、２ａはゲート電極配線２から延長して形成されたゲート電極、３は透明絶縁性基板１上に形成された共通電極配線、３ａは共通電極配線３から延長して形成された共通電極、４はゲート電極配線２、ゲート電極２ａ、共通電極配線３および共通電極３ａ上に形成されたゲート絶縁膜、５はゲート絶縁膜４を介してゲート電極２ａ上に形成された半導体層、６は半導体層５上に形成されたオーミックコンタクト層、７はオーミックコンタクト層６上に形成された信号線（ソース電極配線）、７ａはソース電極配線７から延長して形成されたソース電極、８はオーミックコンタクト層６上に形成されたソース電極７ａと対を成すドレイン電極、９はチャネル部、１０はＴＦＴを保護するためのパッシベーション膜、１１はパッシベーション膜１０上に形成された層間絶縁膜、１１ａは層間絶縁膜１１の突部、１２はパッシベーション膜１０および層間絶縁膜１１に形成されたコンタクトホール、１３は層間絶縁膜１１上に形成された反射画素電極で、コンタクトホール１２を介してドレイン電極８と電気的に接続される。１４はカラーフィルタで、１４ａは赤、１４ｂは緑、１４ｃは青のカラーフィルタを示している。１５は遮光膜パターンを有するマスク、１６はレジストをそれぞれ示している。
【００１６】
次に、本実施の形態による反射型液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造工程について説明する。まず、透明絶縁性基板１の表面にスパッタ法等を用いてＣｒを成膜し、フォトリソグラフィ法により形成したレジストを用いてパターニングし、ゲート電極配線２、ゲート電極２ａ、共通電極配線３および共通電極３ａを形成する。
次に、プラズマＣＶＤ法等を用いてゲート絶縁膜４となるシリコン窒化膜、アモルファスシリコン膜、不純物がドープされた低抵抗アモルファスシリコン膜を順次成膜した後、フォトリソグラフィ法により形成したレジストを用いてパターニングし、半導体層５およびオーミックコンタクト層６を形成する。
次に、スパッタ法による成膜およびフォトリソグラフィ法によるパターニングを行い、オーミックコンタクト層６上にソース電極配線７、ソース電極７ａおよびドレイン電極８を形成すると共に、ソース電極７ａとドレイン電極８に覆われていない部分の低抵抗アモルファスシリコン膜（オーミックコンタクト層６）をエッチングしてチャネル部９を形成し、ＴＦＴを形成する。
なお、ドレイン電極８の一端は、無機絶縁膜からなるゲート絶縁膜４を挟み低抵抗金属からなる共通電極３ａと対向し、反射画素電極１３の形成領域内で容量（コンデンサ）を形成している。
【００１７】
次に、ＴＦＴを保護するためのパッシベーション膜１０をＣＶＤ法等により成膜する。次に、感光性を有するアクリル系黒色樹脂をＴＦＴおよび電極配線（ゲート電極配線２、共通電極配線３、ソース電極配線７等）による段差を吸収して表面が平坦化されるように塗布し、所定の部分に遮光膜パターンを有するマスク１５を介して露光処理を施し（図２（ａ））、ドレイン電極８がゲート絶縁膜４を介して共通電極３と対向し保持容量を形成している部分上にコンタクトホールおよび端子コンタクト用の開口部（図示せず）を形成する。その後、焼成を行い層間絶縁膜１１を形成する。
次に、図２（ｂ）に示すように、隣接する画素の境界部分にレジスト１６を形成し、画素部（反射画素電極１３が形成される領域）の層間絶縁膜１１を凹形状にエッチング（図２（ｂ）の点線形状）し、隣接する画素の境界部分に層間絶縁膜１１の突部１１ａを形成する。続けて、層間絶縁膜１１をマスクとして層間絶縁膜１１に設けられたコンタクトホールにより露出したパッシベーション膜１０をエッチングし、コンタクトホール１２内にドレイン電極８を露出させる。同時に端子コンタクト部のパッシベーション膜１０も除去する。なお、層間絶縁膜１１を凹形状にエッチングして突部１１ａを形成する前に層間絶縁膜１１をマスクとしてパッシベーション膜１０をエッチングし、コンタクトホール１２内にドレイン電極８を露出させてもよい。
【００１８】
次に、図２（ｃ）に示すように、層間絶縁膜１１上にＡｌ等の高反射金属膜を成膜した後、フォトリソグラフィ法により形成したレジストを用いてパターニングし、層間絶縁膜１１の凹形状の底部に反射画素電極１３を形成する。このとき、反射画素電極１３はコンタクトホール１２を介してドレイン電極８と電気的に接続される。
次に、図２（ｄ）に示すように、導電性有色樹脂からなるカラーフィルタ１４（赤（Ｒ）１４ａ、緑（Ｇ）１４ｂ、青（Ｂ）１４ｃ）を画素電極１３を電極として層間絶縁膜１１の凹形状部内に順次選択的に電着させる。このとき、各カラーフィルタ１４は層間絶縁膜１１の突部１１ａにより隔離され、隣接画素間における接触を防止することができる。
【００１９】
以上の工程により形成されたＴＦＴアレイ基板（第一の基板）と、他の透明絶縁性基板上に対向電極が形成された対向基板（第二の基板）の表面に配向膜を形成後対向させ、この間に液晶材料を注入することにより反射型液晶表示素子を構成する。
【００２０】
なお、層間絶縁膜１１に形成される凹形状部の深さ、すなわち層間絶縁膜１１の突部１１ａの高さｈは、凹形状内に形成される反射画素電極１３とカラーフィルタ１４の厚みを合わせた厚みの±２００ｎｍ以内とする。
また、図２（ｃ）に示すように、層間絶縁膜１１の突部１１ａの幅ｗを、突部１１ａの下方にあるゲート電極２ａの幅ｗ１およびゲート電極配線（図示せず）あるいはソース電極配線（図示せず）の幅より小さい構造とすることにより、反射画素電極１３およびカラーフィルタ１４はゲート電極配線２およびソース電極配線７とオーバーラップして形成する。
【００２１】
本実施の形態では、層間絶縁膜１１として感光性を有する黒色樹脂を用いたが、感光性を有しない黒色樹脂を用い、フォトリソグラフィ法により形成したレジストを使用したエッチング法により層間絶縁膜１１にコンタクトホールおよび凹形状部を形成してもよい。
また、反射画素電極１３は、銀膜等の他の高反射膜を用いて形成してもよい。また、カラーフィルタ１４を構成する有色樹脂は、インクジェット法、顔料分散法等を用いて塗布してもよい。
また、本実施の形態ではパッシベーション膜１０を設けたが、パッシベーション膜１０を有しない構造の反射型液晶表示装置においても同様の効果が得られる。
さらに、本構成は、単純マトリクス型の液晶駆動方式を採用した反射型液晶表示装置に適用した場合においても同様の効果を得ることができる。
【００２２】
この発明によれば、カラーフィルタ１４をＴＦＴアレイ基板側の隣接する画素の境界部分に形成された層間絶縁膜１１の突部１１ａにより隔離された領域内に形成するため、カラーフィルタ１４を各画素部に整合させて形成することができ、ＴＦＴアレイ基板と対向基板との貼り合わせ時の位置ずれを考慮する必要がなくなり、画素の開口率を向上できる。
また、層間絶縁膜１１を不透明樹脂（黒色樹脂）膜を用いて形成することにより、ＢＭ機能を有し、不要部分からの反射を防止することができる。
また、ＴＦＴや電極配線による段差を層間絶縁膜１１により平坦化すると共に、層間絶縁膜１１に形成する凹形状部の深さｈを、凹形状部内の形成される反射画素電極１３およびカラーフィルタ１４を合わせた厚みと同等にすることによりＴＦＴアレイ基板の表面を平坦化できるため、ラビング不良を防止して液晶分子の配向異常による表示不良が防止できる。さらに、反射画素電極１３を層間絶縁膜１１上に形成することにより、反射画素電極１３およびカラーフィルタ１４をゲート電極配線２やソース電極配線７とオーバーラップして形成できるため、画素の開口率を向上できる。
【００２３】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２による反射型液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板を示す断面図である。図において、１２ａはパッシベーション膜１０および層間絶縁膜１１に形成されるコンタクトホール１２に連通するカラーフィルタ１４に形成された開口部、１８は反射膜、１９は透明画素電極である。なお、図１および図２と同一部分には同符号を付し説明を省略する。
【００２４】
次に、本実施の形態による反射型液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法について説明する。
実施の形態１と同様の方法により透明絶縁性基板１上にゲート電極配線２、ゲート電極２ａ、共通電極配線３、共通電極３ａ、ゲート絶縁膜４、半導体層５、オーミックコンタクト層６、ソース電極７、ソース電極配線７ａ、ドレイン電極８、チャネル部９、パッシベーション膜１０および画素部が凹形状にエッチングされ隣接する画素の境界部分に突部１１ａを有する層間絶縁膜１１を順次形成する。なお、パッシベーション膜１０および層間絶縁膜１１には、ドレイン電極８がゲート絶縁膜４を介して共通電極３ａと対向し保持容量を形成している部分上にコンタクトホール１２および端子コンタクト用の開口部（図示せず）が形成され、コンタクトホール１２および開口部を介してドレイン電極８が露出している。
【００２５】
次に、層間絶縁膜１１上に高反射金属（Ａｌ、Ａｇ等）を成膜した後、フォトリソグラフィ法により形成したレジストを用いてパターニングし、層間絶縁膜１１の凹形状の底部に反射膜１８を形成する。
次に、カラーフィルタ１４（赤（Ｒ）１４ａ、緑（Ｇ）１４ｂ、青（Ｂ）１４ｃ）を構成する有色樹脂をインクジェット法、顔料分散法あるいはラミネート法等により層間絶縁膜１１の凹形状部内に各画素に整合させて形成した後、コンタクトホール１２内の有色樹脂を除去すると共に開口部１２ａを有するカラーフィルタ１４を形成する。
次に、ＩＴＯ等の透明導電膜を成膜した後、フォトリソグラフィ法により形成したレジストを用いてパターニングし、層間絶縁膜１１の凹形状部内のカラーフィルタ１４上に透明画素電極１９を形成する。このとき、透明画素電極１９はカラーフィルタ１４に設けられた開口部１２ａおよびコンタクトホール１２を介してドレイン電極８と電気的に接続される。
以上の工程により形成されたＴＦＴアレイ基板を用い、実施の形態１と同様の方法により反射型液晶表示素子を構成する。
【００２６】
また、層間絶縁膜１１を構成する黒色樹脂として感光性を有しない樹脂を用い、層間絶縁膜１１上に形成される反射膜１８あるいはカラーフィルタ１４をマスクとして層間絶縁膜１１にコンタクトホール１２を形成してもよい。この場合、安価な黒色樹脂を用いて層間絶縁膜１１を形成できると共に、写真製版工程を省略でき、さらにカラーフィルタ１４に形成される開口部１２ａと層間絶縁膜１１のコンタクトホール１２との位置合わせを必要としない。
【００２７】
なお、層間絶縁膜１１に形成される凹形状部の深さ、すなわち層間絶縁膜１１の突部１１ａの高さは、凹形状内に形成される反射膜１８、カラーフィルタ１４と透明画素電極１９の厚みを合わせた厚みの±２００ｎｍ以内とする。
また、透明画素電極１９をカラーフィルタ１４上に形成するため、カラーフィルタ１４を絶縁性を有する有色樹脂を用いて形成してもよい。
また、透明画素電極１９としては、酸化インジウム膜、酸化スズ等の他の透明導電膜を用いて形成してもよい。
本実施の形態によっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００２８】
実施の形態３．
実施の形態１では反射画素電極１３、実施の形態２では反射膜１８を高反射金属膜による単層膜で構成したが、下層にＩＴＯ膜、上層に高反射金属膜あるいは下層に高反射金属膜、上層にＩＴＯ膜の二層膜構造とし、ＩＴＯ膜の膜厚を数ｎｍ〜数十ｎｍ厚と薄くすることにより、ＩＴ
Ｏ膜の表面凹凸を利用し、実施の形態１と同様の効果を得られると共に反射特性を向上できる。
なお、以上の各実施の形態においては、ＴＦＴを構成する半導体層としてアモルファスシリコン膜の例を示したが、これに限定されることなく、多結晶シリコン膜、あるいはその他の半導体膜を用いてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ＴＦＴアレイ基板のＴＦＴや電極配線上に形成され表面を平坦化する層間絶縁膜の画素部（画素電極の形成領域）を凹形状にエッチングすることにより隣接する画素の境界部分に突部を形成し、この突部により隔離された領域内にカラーフィルタを形成することにより、カラーフィルタを各画素部に整合させて形成することができるため、ＴＦＴアレイ基板と対向基板との張り合わせ時の位置ずれを考慮する必要がなくなり、高品質かつ高開口率の反射型液晶表示装置を高歩留りで得ることができる。
【００３０】
また、ＴＦＴや電極配線による段差を層間絶縁膜により平坦化すると共に、層間絶縁膜に形成する凹形状部の深さを、凹形状部内の形成される画素電極およびカラーフィルタを合わせた厚みと同等にすることによりＴＦＴアレイ基板の表面を平坦化できるため、ラビング不良を防止して液晶分子の配向異常による表示不良が防止できる。さらに、画素電極を層間絶縁膜上に形成することにより、画素電極およびカラーフィルタをゲート電極配線やソース電極配線とオーバーラップして形成できるため、画素の開口率を向上できる。
また、層間絶縁膜を不透明樹脂（黒色樹脂）膜を用いて構成することにより、ＢＭ機能を有し、光漏れや不要な反射を防止でき、表示品位を向上できる。
また、反射画素電極あるいは反射膜を、ＩＴＯ膜および高反射金属膜の二層膜構造とし、ＩＴＯ膜の膜厚を数ｎｍ〜数十ｎｍ厚と薄くすることにより、ＩＴＯ膜の表面凹凸により反射特性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による反射型液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板を示す概略平面図である。
【図２】この発明の実施の形態１による反射型液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す断面図である。
【図３】この発明の実施の形態２による反射型液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板を示す断面図である。
【符号の説明】
１透明絶縁性基板、２ゲート電極配線、２ａゲート電極、
３共通電極配線、３ａ共通電極、４ゲート絶縁膜、５半導体層、
６オーミックコンタクト層、７ソース電極配線、７ａソース電極、
８ドレイン電極、９チャネル部、１０パッシベーション膜、
１１層間絶縁膜、１１ａ突部、１２コンタクトホール、
１３反射画素電極、１４カラーフィルタ、１４ａ赤、１４ｂ緑、
１４ｃ青、１５マスク、１６レジスト、１８反射膜、
１９透明画素電極。

Claims

透明絶縁性基板と、
上記透明絶縁性基板上で行方向に形成された複数本の走査線と、
この走査線と交差する列方向に形成された複数本の信号線と、
平行する各々二本の上記走査線と信号線で区画された画素領域に形成されたスイッチング素子と、
上記走査線、信号線およびスイッチング素子より上層に形成され、上記走査線、信号線およびスイッチング素子の段差を吸収する層間絶縁膜と、
上記層間絶縁膜上の上記各画素領域に形成され、上記層間絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して上記スイッチング素子と電気的に接続された高反射金属膜からなる反射画素電極と、
上記反射画素電極上に形成されたカラーフィルタを有する第一の基板と、
上記第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備え、
上記層間絶縁膜は上記画素領域が凹形状にエッチングされ、隣接する画素間は上記層間絶縁膜の突部により隔離された構造を有し、上記反射画素電極およびカラーフィルタは上記層間絶縁膜の突部で隔離された凹形状部内に形成されていることを特徴とする反射型液晶表示装置。
カラーフィルタは、導電性を有する有色樹脂により構成されていることを特徴とする請求項１記載の反射型液晶表示装置。
透明絶縁性基板と、
上記透明絶縁性基板上で行方向に形成された複数本の走査線と、
この走査線と交差する列方向に形成された複数本の信号線と、
平行する各々二本の上記走査線と信号線で区画された画素領域に形成されたスイッチング素子と、
上記走査線、信号線およびスイッチング素子より上層に形成され、上記走査線、信号線およびスイッチング素子の段差を吸収する層間絶縁膜と、
上記層間絶縁膜上の上記各画素領域に形成された高反射金属膜からなる反射膜と、
上記反射膜上で上記各画素領域に整合して形成されたカラーフィルタと、
上記カラーフィルタ上に形成され、上記層間絶縁膜およびカラーフィルタに設けられたコンタクトホールを介して上記スイッチング素子と電気的に接続された透明画素電極を有する第一の基板と、
上記第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備え、
上記層間絶縁膜は上記画素領域が凹形状にエッチングされ、隣接する画素間は上記層間絶縁膜の突部により隔離された構造を有し、上記反射膜、カラーフィルタおよび透明画素電極は上記層間絶縁膜の突部で隔離された凹形状部内に形成されていることを特徴とする反射型液晶表示装置。
高反射金属膜は、Ａｌ膜あるいはＡｇ膜により構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の反射型液晶表示装置。
層間絶縁膜は、不透明な黒色樹脂により構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の反射型液晶表示装置。
層間絶縁膜の凹形状部の深さは、上記凹形状部内に形成される反射画素電極とカラーフィルタの厚みを合わせた厚み、もしくは反射膜、カラーフィルタお
よび透明画素電極の厚みを合わせた厚みの±２００ｎｍ以内であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一
項記載の反射型液晶表示装置。
層間絶縁膜の突部の幅は、走査線および信号線の幅より小さく形成され、上記層間絶縁膜の凹形状部内に形成される反射画素電極およびカラーフィルタ、あるいは反射膜、カラーフィルタおよび透明画素電極は上記走査線および信号線にオーバーラップして形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の反射型液晶表示装置。
層間絶縁膜の凹形状部内に形成される反射画素電極あるいは反射膜は、下層にＩＴＯ膜、上層に高反射金属膜あるいは下層に高反射金属膜、上層にＩＴＯ膜からなる二層膜構造を有し、上記ＩＴＯ膜の膜厚は数ｎｍ〜数十ｎｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載の反射型液晶表示装置。
少なくともいずれか一方には電極が形成されている二枚の透明絶縁性基板を対向させて接着すると共に、上記二枚の透明絶縁性基板の間には液晶材料が挟持されている反射型液晶表示装置の製造方法において、
上記二枚の透明絶縁性基板の一方に行方向に複数本の走査線と、この走査線と交差する列方向に複数本の信号線と、平行する各々二本の上記走査線と信号線で区画された画素領域にスイッチング素子を形成する工程と、
上記走査線、信号線およびスイッチング素子より上層に感光性を有する樹脂を塗布し、露光、現像により所定の位置にコンタクトホールを有する層間絶縁膜を形成する工程と、
レジストを形成し、上記層間絶縁膜の上記画素領域を凹形状にエッチングして隣接する画素間に上記層間絶縁膜の突部を形成する工程と、
上記層間絶縁膜上および上記コンタクトホール内に高反射金属膜を成膜し、上記層間絶縁膜の突部上の上記高反射金属膜をエッチングして上記スイッチング素子と上記コンタクトホールを介して電気的に接続された反射画素電極を上記層間絶縁膜の凹形状の底部に形成する工程と、
上記層間絶縁膜の突部により隔離された凹形状部内に有色樹脂を塗布し、上記反射画素電極上にカラーフィルタを形成する工程を含むことを特徴とする反射型液晶表示装置の製造方法。
少なくともいずれか一方には電極が形成されている二枚の透明絶縁性基板を対向させて接着すると共に、上記二枚の透明絶縁性基板の間には液晶材料が挟持されている反射型液晶表示装置の製造方法において、
上記二枚の透明絶縁性基板の一方に行方向に複数本の走査線と、この走査線と交差する列方向に複数本の信号線と、平行する各々二本の上記走査線と信号線で区画された画素領域にスイッチング素子を形成する工程と、
上記走査線、信号線およびスイッチング素子より上層に感光性を有する樹脂を塗布し、露光、現像により所定の位置にコンタクトホールを有する層間絶縁膜を形成する工程と、
レジストを形成し、上記層間絶縁膜の上記画素領域を凹形状にエッチングして隣接する画素間に上記層間絶縁膜の突部を形成する工程と、
上記層間絶縁膜上に高反射金属膜を成膜し、エッチングにより上記層間絶縁膜の凹形状の底部に反射膜を形成する工程と、
上記層間絶縁膜の突部により隔離された凹形状部内に有色樹脂を塗布し、上記層間絶縁膜のコンタクトホールと同位置に開口部を有するカラーフィルタを上記反射膜上に形成する工程と、
上記カラーフィルタを有する上記層間絶縁膜上および上記コンタクトホール内と上記開口部内に透明導電膜を成膜し、エッチングにより上記スイッチング素子と上記コンタクトホールおよび上記開口部を介して電気的に接続された透明画素電極を上記カラーフィルタ上に形成する工程を含むことを特徴とする反射型液晶表示装置の製造方法。
少なくともいずれか一方には電極が形成されている二枚の透明絶縁性基板を対向させて接着すると共に、上記二枚の透明絶縁性基板の間には液晶材料が挟持されている反射型液晶表示装置の製造方法において、
上記二枚の透明絶縁性基板の一方に行方向に複数本の走査線と、この走査線と交差する列方向に複数本の信号線と、平行する各々二本の上記走査線と信号線で区画された画素領域にスイッチング素子を形成する工程と、
上記走査線、信号線およびスイッチング素子より上層に感光性を有しない樹脂を塗布し層間絶縁膜を形成する工程と、
レジストを形成し、上記層間絶縁膜の上記画素領域を凹形状にエッチングして隣接する画素間に上記層間絶縁膜の突部を形成する工程と、
上記層間絶縁膜上に高反射金属膜を成膜し、レジストを形成して上記高反射金属膜をエッチングし、上記層間絶縁膜の凹形状の底部に所定の位置に開口パターンを有する反射膜を形成する工程と、
上記反射膜をマスクとして上記層間絶縁膜をエッチングし、上記反射膜の開口パターンと同位置にコンタクトホールを形成する工程と、
上記層間絶縁膜の突部により隔離された凹形状部内に有色樹脂を塗布し、上記層間絶縁膜のコンタクトホールと同位置に開口部を有するカラーフィルタを上記反射膜上に形成する工程と、
上記カラーフィルタを有する上記層間絶縁膜上および上記コンタクトホール内と上記開口部内に透明導電膜を成膜し、エッチングにより上記スイッチング素子と上記コンタクトホールおよび上記開口部を介して電気的に接続された透明画素電極を上記カラーフィルタ上に形成する工程を含むことを特徴とする反射型液晶表示装置の製造方法。
少なくともいずれか一方には電極が形成されている二枚の透明絶縁性基板を対向させて接着すると共に、上記二枚の透明絶縁性基板の間には液晶材料が挟持されている反射型液晶表示装置の製造方法において、
上記二枚の透明絶縁性基板の一方に行方向に複数本の走査線と、この走査線と交差する列方向に複数本の信号線と、平行する各々二本の上記走査線と信号線で区画された画素領域にスイッチング素子を形成する工程と、
上記走査線、信号線およびスイッチング素子より上層に感光性を有しない樹脂を塗布し層間絶縁膜を形成する工程と、
レジストを形成し、上記層間絶縁膜の上記画素領域を凹形状にエッチングして隣接する画素間に上記層間絶縁膜の突部を形成する工程と、
上記層間絶縁膜上に高反射金属膜を成膜する工程と、
上記層間絶縁膜の突部により隔離された凹形状部内に有色樹脂を塗布し、レジストを形成して上記有色樹脂をエッチングし、上記層間絶縁膜の凹形状の底部に所定の位置に開口部を有するカラーフィルタを形成する工程と、
上記レジストおよびカラーフィルタのいずれか一方または両方をマスクとして上記反射膜および上記層間絶縁膜をエッチングし、上記カラーフィルタの開口部と同位置にコンタクトホールを形成する工程と、
上記カラーフィルタを有する上記層間絶縁膜上および上記コンタクトホール内と上記開口部内に透明導電膜を成膜し、エッチングにより上記スイッチング素子と上記コンタクトホールおよび上記開口部を介して電気的に接続された透明画素電極を上記カラーフィルタ上に形成する工程を含むことを特徴とする反射型液晶表示装置の製造方法。
有色樹脂は導電性を有し、反射画素電極を電極として電着法により塗布されることを特徴とする請求項９記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
有色樹脂は、インクジェット法、顔料分散法等により塗布されることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一項記載の反射型液晶表示装置の製造方法。