(57)【要約】【課題】生産性および表示品位に優れ、信頼性が高い液晶表示装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】互いに対向するＴＦＴ基板１０および対向基板２０と、これらの間に設けられた液晶層３０とを備え、マトリクス状に配列された複数の画素領域を有する液晶表示装置である。ＴＦＴ基板１０は、複数の画素領域のそれぞれにおいて、反射電極１４と、反射電極１４上に形成されたカラーフィルタ層１５と、カラーフィルタ層１５上に形成され、反射電極１４に電気的に接続された透明電極１６とを有している。対向基板２０側から入射して反射電極１４で反射された光を用いて表示が行われる。反射電極１４は、金属層１４ａと、金属層１４ａ上に形成された透明導電層１４ｂとを有している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層とを備え、マトリクス状に配列された複数の画素領域を有し、
前記第１基板は、前記複数の画素領域のそれぞれにおいて、反射電極と、前記反射電極上に形成されたカラーフィルタ層と、前記カラーフィルタ層上に形成され、前記反射電極に電気的に接続された透明電極とを有し、
前記第２基板側から入射して前記反射電極で反射された光を用いて表示を行う液晶表示装置であって、
前記反射電極は、金属層と、前記金属層上に形成された透明導電層とを有している、液晶表示装置。
【請求項２】
前記透明電極は、前記カラーフィルタ層の形成されていない部分において前記反射電極に電気的に接続されている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層とを備え、マトリクス状に配列された複数の画素領域を有し、
前記第１基板は、前記複数の画素領域のそれぞれにおいて、反射電極と、前記反射電極上に形成されたカラーフィルタ層と、前記カラーフィルタ層上に形成された透明樹脂からなるオーバーコート層と、前記オーバーコート層上に形成され、前記反射電極に電気的に接続された透明電極とを有し、
前記第２基板側から入射して前記反射電極で反射された光を用いて表示を行う液晶表示装置であって、
前記反射電極は、金属層と、前記金属層上に形成された透明導電層とを有している、液晶表示装置。
【請求項４】
前記透明電極は、前記カラーフィルタ層および前記オーバーコート層の形成されていない部分において前記反射電極に電気的に接続されている請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記金属層は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成されている、請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記透明導電層の厚さは１ｎｍ以上２０ｎｍ以下である、請求項１から５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記透明導電層は非晶質層である、請求項１から６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記透明電極は非晶質層である、請求項１から７のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記透明導電層は、ＩＺＯ層である、請求項１から８のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記透明電極は、ＩＺＯ層である、請求項１から９のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記透明電極は、前記透明導電層を介して前記反射電極に電気的に接続されている、請求項１から１０のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方は、プラスチック基板である請求項１から１１のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記第１基板はプラスチック基板であり、前記複数の画素領域のそれぞれにおいて、前記第１基板の法線方向から見たときの前記カラーフィルタ層の面積は、前記第１基板の法線方向から見たときの前記反射電極の面積よりも小さい請求項１から１２のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記第１基板は、前記複数の画素領域のそれぞれにおいて、前記反射電極に電気的に接続されたスイッチング素子をさらに備える、請求項１から１３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層とを備え、マトリクス状に配列された複数の画素領域を有し、
前記第１基板は、前記複数の画素領域のそれぞれにおいて反射電極を有し、
前記第２基板側から入射して前記反射電極で反射された光を用いて表示を行う液晶表示装置の製造方法であって、
第１基板を用意する工程と、
前記第１基板上に金属層を形成し、その後、前記金属層上に透明導電層を形成することによって反射電極を形成する工程と、
前記反射電極上にカラーフィルタ層を形成する工程と、
前記カラーフィルタ層上に、前記反射電極に電気的に接続された透明電極を形成する工程と、
を包含する液晶表示装置の製造方法。
【請求項１６】
互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層とを備え、マトリクス状に配列された複数の画素領域を有し、
前記第１基板は、前記複数の画素領域のそれぞれにおいて反射電極を有し、
前記第２基板側から入射して前記反射電極で反射された光を用いて表示を行う液晶表示装置の製造方法であって、
第１基板を用意する工程と、
前記第１基板上に金属層を形成し、その後、前記金属層上に透明導電層を形成することによって反射電極を形成する工程と、
前記反射電極上にカラーフィルタ層を形成する工程と、
前記カラーフィルタ層上に透明樹脂からなるオーバーコート層を形成する工程と、
前記オーバーコート層上に、前記反射電極に電気的に接続された透明電極を形成する工程と、
を包含する液晶表示装置の製造方法。
【請求項１７】
前記カラーフィルタ層を形成する工程は、フォトリソグラフィプロセスを用いて実行される請求項１５または１６に記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置およびその製造方法に関し、特に、反射電極を備えた液晶表示装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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などのＯＡ機器、電子手帳などの携帯情報端末、あるいは液晶モニターを備えたカメラー体型ＶＴＲなどに用いられている。
【０００３】
特に、スイッチング素子として薄膜トランジスタを備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置は、高速の動画表示や精細な表示が可能であることから広く用いられており、需要が近年急増している携帯情報端末に搭載されることが多くなってきている。
【０００４】
また、液晶表示装置は、光を用いる態様に応じて、バックライトからの光を用いて表示を行う透過型と、周囲光を用いて表示を行う反射型とに大別される。携帯情報端末に反射型の液晶表示装置を搭載すると、バックライトが不要となるので、消費電力を低減することができる。
【０００５】
一般的なアクティブマトリクス型の反射型液晶表示装置では、ＴＦＴ基板に対向する対向基板上にカラーフィルタ層が設けられるので、ＴＦＴ基板と対向基板とを貼り合わせる際にアライメントずれが発生すると、ＴＦＴ基板上の反射電極と対向基板上のカラーフィルタ層との位置ずれが発生し、色のにじみや光漏れの原因となる。そのため、このような色のにじみや光漏れの発生を防止するために、両基板を精度良く貼り合わせることが必要とされ、安定な生産が困難であった。
【０００６】
そこで、特許文献１および２に開示されているようなカラーフィルタ・オン・アレイ構造が提案されている。このカラーフィルタ・オン・アレイ構造では、カラーフィルタ層がＴＦＴ基板上に形成されるので、貼り合わせの際にアラインメントずれが発生しても、反射電極とカラーフィルタ層との位置ずれは発生しない。そのため、高精度で貼り合わせを行う必要がなく、液晶表示装置の生産性が向上する。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１６２６２５号公報
【特許文献２】
特開２０００−１８７２０９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許文献１および２に開示されている構造では、以下のような問題が発生することを本願発明者は見出した。
【０００９】
反射型の液晶表示装置では、反射電極として機能する金属層の材料としては、高い反射率、優れたパターニング性、低い電気抵抗を有することから、アルミニウムやアルミニウム合金が使用されることが多い。
【００１０】
特許文献１および２に開示されている構造では、カラーフィルタ層は、反射電極として機能する金属層上に直接形成されるので、金属層としてアルミニウム層やアルミニウム合金層を用い、カラーフィルタ層をフォトリソグラフィプロセスにより形成すると、カラーフィルタ層の現像時にアルカリ性の現像液によって金属層が侵食されてしまう。金属層が侵食され、その一部が欠落し、反射電極の面積が減少したり、カラーフィルタ層自体が欠落し、表示品位が低下してしまう。
【００１１】
また、上記の構造では、カラーフィルタ層や必要に応じてカラーフィルタ層上に設けられるオーバーコート層上に、透明電極が形成され、この透明電極が、カラーフィルタ層やオーバーコート層に形成されたコンタクトホールを介して反射電極としての金属層に電気的に接続される。ところが、金属層としてアルミニウム層やアルミニウム合金層を用いた場合、これらの金属は酸化されやすいので、透明電極と反射電極との電気的な接続が不十分となりやすく、信頼性が低下してしまう。
【００１２】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、生産性および表示品位に優れ、信頼性が高い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。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明による液晶表示装置は、互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層とを備え、マトリクス状に配列された複数の画素領域を有し、前記第１基板は、前記複数の画素領域のそれぞれにおいて、反射電極と、前記反射電極上に形成されたカラーフィルタ層と、前記カラーフィルタ層上に形成され、前記反射電極に電気的に接続された透明電極とを有し、前記第２基板側から入射して前記反射電極で反射された光を用いて表示を行う液晶表示装置であって、前記反射電極は、金属層と、前記金属層上に形成された透明導電層とを有しており、そのことによって上記目的が達成される。
【００１４】
前記透明電極は、前記カラーフィルタ層の形成されていない部分において前記反射電極に電気的に接続されていてもよい。
【００１５】
あるいは、本発明による液晶表示装置は、互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層とを備え、マトリクス状に配列された複数の画素領域を有し、前記第１基板は、前記複数の画素領域のそれぞれにおいて、反射電極と、前記反射電極上に形成されたカラーフィルタ層と、前記カラーフィルタ層上に形成された透明樹脂からなるオーバーコート層と、前記オーバーコート層上に形成され、前記反射電極に電気的に接続された透明電極とを有し、前記第２基板側から入射して前記反射電極で反射された光を用いて表示を行う液晶表示装置であって、前記反射電極は、金属層と、前記金属層上に形成された透明導電層とを有しており、そのことによって上記目的が達成される。
【００１６】
前記透明電極は、前記カラーフィルタ層および前記オーバーコート層の形成されていない部分において前記反射電極に電気的に接続されていてもよい。
【００１７】
前記金属層は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成されていてもよい。
【００１８】
前記透明導電層の厚さは１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１９】
前記透明導電層は非晶質層であることが好ましい。
【００２０】
前記透明電極は非晶質層であることが好ましい。
【００２１】
ある好適な実施形態において、前記透明導電層は、ＩＺＯ層である。
【００２２】
ある好適な実施形態において、前記透明電極は、ＩＺＯ層である。
【００２３】
前記透明電極は、前記透明導電層を介して前記反射電極に電気的に接続されていてもよい。
【００２４】
前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方は、プラスチック基板であってもよい。
【００２５】
前記第１基板はプラスチック基板であり、前記複数の画素領域のそれぞれにおいて、前記第１基板の法線方向から見たときの前記カラーフィルタ層の面積は、前記第１基板の法線方向から見たときの前記反射電極の面積よりも小さい構成を採用してもよい。
【００２６】
ある好適な実施形態において、前記第１基板は、前記複数の画素領域のそれぞれにおいて、前記反射電極に電気的に接続されたスイッチング素子をさらに備えている。
【００２７】
本発明による液晶表示装置の製造方法は、互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層とを備え、マトリクス状に配列された複数の画素領域を有し、前記第１基板は、前記複数の画素領域のそれぞれにおいて反射電極を有し、前記第２基板側から入射して前記反射電極で反射された光を用いて表示を行う液晶表示装置の製造方法であって、第１基板を用意する工程と、前記第１基板上に金属層を形成し、その後、前記金属層上に透明導電層を形成することによって反射電極を形成する工程と、前記反射電極上にカラーフィルタ層を形成する工程と、前記カラーフィルタ層上に、前記反射電極に電気的に接続された透明電極を形成する工程と、を包含し、そのことによって上記目的が達成される。
【００２８】
あるいは、本発明による液晶表示装置の製造方法は、互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層とを備え、マトリクス状に配列された複数の画素領域を有し、前記第１基板は、前記複数の画素領域のそれぞれにおいて反射電極を有し、前記第２基板側から入射して前記反射電極で反射された光を用いて表示を行う液晶表示装置の製造方法であって、第１基板を用意する工程と、前記第１基板上に金属層を形成し、その後、前記金属層上に透明導電層を形成することによって反射電極を形成する工程と、前記反射電極上にカラーフィルタ層を形成する工程と、前記カラーフィルタ層上に透明樹脂からなるオーバーコート層を形成する工程と、前記オーバーコート層上に、前記反射電極に電気的に接続された透明電極を形成する工程と、を包含し、そのことによって上記目的が達成される。
【００２９】
前記カラーフィルタ層を形成する工程は、フォトリソグラフィプロセスを用いて実行されてもよい。
【００３０】
以下、本発明の作用を説明する。
【００３１】
本発明による液晶表示装置においては、液晶表示装置を構成する一対の基板のうちの一方（第１基板）が、複数の画素領域のそれぞれにおいて、反射電極と、反射電極上に形成されたカラーフィルタ層と、カラーフィルタ層上に形成され、反射電極に電気的に接続された透明電極とを有しており、一対の基板のうちの他方（第２基板）側から入射して反射電極で反射された光を用いて表示が行われる。
【００３２】
あるいは、本発明による液晶表示装置においては、液晶表示装置を構成する一対の基板のうちの一方（第１基板）が、複数の画素領域のそれぞれにおいて、反射電極と、反射電極上に形成されたカラーフィルタ層と、カラーフィルタ層上に形成された透明樹脂からなるオーバーコート層と、オーバーコート層上に形成され、反射電極に電気的に接続された透明電極とを有しており、一対の基板のうちの他方（第２基板）側から入射して反射電極で反射された光を用いて表示が行われる。
【００３３】
本発明による液晶表示装置では、カラーフィルタ層と反射電極とが同一の基板（第１基板）上に形成されているので、基板同士を貼り合わせる際にアライメントずれが発生しても、そのことによってカラーフィルタ層と反射電極との位置ずれが発生することはない。そのため、本発明による液晶表示装置は、基板同士の貼り合わせを高精度で行う必要がなく、生産性に優れている。
【００３４】
また、本発明による液晶表示装置では、反射電極が、金属層と、金属層上に形成された透明導電層とを有しているので、反射電極上に形成されるカラーフィルタ層は、金属層上に直接形成されず、透明導電層上に形成される。従って、カラーフィルタ層をフォトリソグラフィプロセスを用いて形成しても、現像液による金属層の侵食を抑制することができる。そのため、金属層の材料として現像液に侵食されやすい材料（例えばアルミニウムやアルミニウム合金）を用いても、金属層の一部が欠落したり、カラーフィルタ層自体が欠落することによる表示品位の低下を抑制できる。
【００３５】
さらに、反射電極が透明導電層を有しているので、透明電極を、この透明導電層を介して反射電極に電気的に接続することができる。そのため、金属層の材料として酸化されやすい材料（例えばアルミニウムやアルミニウム合金）を用いても、透明電極登坂者電極との良好な電気的接続を実現することができ、液晶表示装置の信頼性が向上する。
【００３６】
本発明は、金属層が、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成されている場合に特に高い効果が得られる。アルミニウムやアルミニウム合金は、酸化されやすく、また、フォトリソグラフィプロセスにおいて用いられる現像液によって侵食されやすいからである。
【００３７】
製造の容易さおよび表示品位のさらなる向上の観点からは、透明導電層の厚さは１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。透明導電層の厚さが１ｎｍ未満であると、スパッタ法での均一な成膜が困難となることがある。また、透明導電層の厚さが２０ｎｍを超えると、低波長域の光の透過率が８０％以下となることがあるので、反射率の低下や色づきが発生することがある。
【００３８】
透明導電層及び透明電極が非晶質層（アモルファス層）であると、金属層をエッチングするための１つのエッチャントを用いて透明電極、透明導電層、金属層を同時にパターニングすることができる。
【００３９】
透明導電層がＩＺＯ層であると、非晶質の透明導電層が容易に得られる。透明導電層の材料としてＩＺＯを用いることで、例えば、室温でスパッタ法を用いて非晶質の透明導電層を形成できる。
【００４０】
また、透明電極がＩＺＯ層であると、非晶質の透明電極が容易に得られる。透明電極の材料としてＩＺＯを用いることで、例えば、室温でスパッタ法を用いて非晶質の透明電極を形成できる。
【００４１】
本発明は、第１基板および第２基板の少なくとも一方がプラスチック基板である構成において高い効果が得られ、第１基板および第２基板の両方がプラスチック基板である場合に特に高い効果が得られる。プラスチック基板は、熱や水分により伸縮が発生しやすいので、第１基板および／または第２基板がプラスチック基板であると、基板同士を貼り合わせる際のアライメントずれが発生しやすいからである。
【００４２】
第１基板がプラスチック基板である場合には、第１基板の伸縮によって、反射電極上にカラーフィルタ層を形成する際に位置ずれが発生することが考えられるが、各画素領域において、第１基板の法線方向から見たときのカラーフィルタ層の面積が、第１基板の法線方向から見たときの反射電極の面積よりも小さい構成を採用することによって、カラーフィルタ層の位置ずれに対するマージンを確保することができ、反射電極が形成された領域内にカラーフィルタ層をおさめることができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明による実施形態の液晶表示装置を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００４４】
まず、図１および図２を参照しながら、本発明による実施形態の液晶表示装置１００の構造を説明する。液晶表示装置１００は、マトリクス状に配列された複数の画素領域を有しており、図１および図２は、それぞれ、液晶表示装置１００の１つの画素領域を模式的に示す断面図および上面図である。
【００４５】
なお、本願明細書においては、表示の最小単位である「画素」に対応する液晶表示装置の領域を「画素領域」と呼ぶ。アクティブマトリクス型液晶表示装置においては、画素電極とそれに対向する対向電極とによって画素領域が規定され、単純マトリクス型液晶表示装置においては、ストライプ状の列電極（信号電極）と行電極（走査電極）との交差部によって画素領域が規定される。
【００４６】
液晶表示装置１００は、図１に示すように、互いに対向するアクティブマトリクス基板（以下、「ＴＦＴ基板」と称する。）１０および対向基板２０と、これらの間に設けられた液晶層３０とを備えている。
【００４７】
ＴＦＴ基板１０は、各画素領域に、スイッチング素子としてのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１１と、反射電極１４と、反射電極１４上に形成されたカラーフィルタ層１５と、カラーフィルタ層１５上に形成された透明電極１６とを有している。
【００４８】
ＴＦＴ基板１０の構成を以下により詳しく説明する。
【００４９】
ＴＦＴ基板１０は、絶縁性基板２を有し、この絶縁性基板２上に、ゲート配線３、ゲート電極３ａ、補助容量配線１７などが形成されている。さらに、これらを覆うようにゲート絶縁膜４が形成されている。そして、ゲート電極３ａ上に位置するゲート絶縁膜４上に、真性半導体層５、導電性半導体層６、ソース電極７ａおよびドレイン電極８が形成されており、これらがＴＦＴ１１を構成している。ＴＦＴ１１のゲート電極３ａはゲート配線３に、ソース電極７ａはソース配線７に、ドレイン電極８は反射電極１４に、それぞれ電気的に接続されている。また、導電性半導体層６は、真性半導体層５上に形成されており、チャネル部９によって分離されている。
【００５０】
また、ＴＦＴ１１を覆うように保護絶縁膜１２が形成されており、さらにこの保護絶縁膜１２上に、絶縁性基板２のほぼ全面を覆うように層間絶縁膜１３が形成されている。
【００５１】
この層間絶縁膜１３上に、反射電極１４が形成されている。本発明による液晶表示装置１００では、反射電極１４は、図１に示すように、金属層１４ａと、金属層１４ａ上に形成された透明導電層１４ｂとを有している。反射電極１４の金属層１４ａは、保護絶縁膜１２および層間絶縁膜１３に形成されたコンタクトホール１２ａおよび１３ａにおいてドレイン電極８に接触しており、そのことによって反射電極１４とＴＦＴ１１とが電気的に接続されている。
【００５２】
反射電極１４の透明導電層１４ｂ上には、反射電極１４を覆うようにカラーフィルタ層１５が形成されている。カラーフィルタ層１５は、典型的には、赤色層、緑色層または青色層である。
【００５３】
また、カラーフィルタ層１５上に、カラーフィルタ層１５を覆うように透明電極１６が形成されている。透明電極１６は、カラーフィルタ層１５に形成されたコンタクトホール１５ａにおいて反射電極１４の透明導電層１４ｂと接触して電気的に接続されており、そのことによって、反射電極１４に電気的に接続されている。
【００５４】
次に、上述したＴＦＴ基板１０に対向するように設けられた対向基板２０の構成を説明する。
【００５５】
対向基板２０は、図１に示すように、透明絶縁性基板２１と、透明絶縁性基板２１上に形成された対向電極２２とを有している。対向電極２２は、例えば、複数の画素に共通に設けられる単一のべた電極であり、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などからなる透明導電膜である。
【００５６】
上述したＴＦＴ基板１０と対向基板２０とは、複数の画素領域を含む表示領域の周囲に設けられたシール材を介して貼り合わされる。なお、ここでは図示しないが、ＴＦＴ基板１０および対向基板２０の液晶層３０側の表面には、ポリイミド樹脂などからなる配向膜が形成されている。
【００５７】
上述した構成を有する液晶表示装置１００は、対向基板２０側から入射して反射電極１４で反射された光を用いて表示を行う反射型の液晶表示装置である。対向基板２０側から入射した周囲光（外光）は、液晶層３０を通過して反射電極１４で反射された後、再び液晶層３０を通過して対向基板２０から出射する。光はその過程で液晶層３０によって変調され、そのことによって表示が行われる。
【００５８】
次に、液晶表示装置１００の製造方法を説明する。
【００５９】
まず、ＴＦＴ基板１０を以下のようにして作製する。
【００６０】
まず、絶縁性基板２を用意し、この絶縁性基板２上に複数のＴＦＴ１１を形成する。絶縁性基板２上にＴＦＴを形成する工程は、公知の材料を用いて公知の手法により行うことができる。
【００６１】
例えば、まず、ガラスからなる絶縁性基板２上に、Ａｌからなる金属膜を厚さが約２００ｎｍとなるようにスパッタ法を用いて成膜し、その後、この金属膜をフォトリソグラフィプロセスおよびエッチングによりパターニングすることで、ゲート配線３、ゲート電極３ａおよび補助容量配線１７を形成する。なお、金属膜の材料としてはＡｌに限定されず、Ａｌ合金、Ｔａ、ＴａＮ／Ｔａ／ＴａＮ、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉなどを用いてもよい。
【００６２】
次に、ゲート配線３、ゲート電極３ａおよび補助容量配線１７上に、プラズマＣＶＤ法を用いてＳｉＮｘからなるゲート絶縁膜４を形成する。
【００６３】
続いて、ゲート絶縁膜４上に、プラズマＣＶＤ法を用いてノンドープのａ−Ｓｉ膜とリンがドープされたｎ＋型ａ−Ｓｉ膜とを連続して堆積し、その後、フォトリソグラフィプロセスおよびエッチングにより島状にパターニングすることによって、真性半導体層５と導電性半導体層６とを形成する。
【００６４】
さらに、真性半導体層５と導電性半導体層６とが形成されたゲート絶縁膜４上に、Ｔｉからなる金属膜をスパッタ法を用いて成膜し、その後、この金属膜をフォトリソグラフィプロセスおよびエッチングによりパターニングすることで、ソース配線７、ソース電極７ａおよびドレイン電極８を形成する。なお、金属膜の材料としてはＴｉに限定されず、Ｍｏ、Ａｌ／Ｔｉ、Ａｇなどを用いてもよい。
【００６５】
次に、ソース電極７ａおよびドレイン電極８をマスクとして導電性半導体層６と真性半導体層５の上部をエッチング除去することによって、チャネル部９を形成する。
【００６６】
続いて、ソース電極７ａおよびドレイン電極上に、プラズマＣＶＤ法を用いてＳｉＮｘからなる保護絶縁膜１２を形成し、その後、フォトリソグラフィプロセスを用いて保護絶縁層１２のドレイン電極８上に位置する部分にコンタクトホール１２ａを形成する。
【００６７】
そして、保護絶縁膜１２上にアクリル系の感光性有機樹脂を塗布することによって、層間絶縁膜１３を形成し、その後、フォトリソグラフィプロセスを用いて層間絶縁層１３のドレイン電極８上に位置する部分にコンタクトホールを形成する。
【００６８】
上述のようにして、絶縁性基板２上にＴＦＴ１１を形成することができる。その後の工程を図３（ａ）〜（ｄ）および図４（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。
【００６９】
まず、図３（ａ）に示すように、層間絶縁膜１３が形成された基板２上に金属層１４ａを形成し、その後、金属層１４ａ上に透明導電層１４ｂを形成することによって、反射電極１４を形成する。例えば、室温で圧力０．１Ｐａの条件下、スパッタ法を用いて、金属層１４ａとしてのＡｌ膜を厚さ１００ｎｍで、透明導電層１４ｂとしてのＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）膜を厚さ１０ｎｍで連続して層間絶縁膜１３上に堆積することによって、反射電極１４を形成する。なお、ＩＺＯは、Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ（組成比９０：１０ｗｔ％）であらわされる六方晶層状化合物であり、室温でスパッタ法を用いて堆積することで非晶質膜（アモルファス膜）が容易に得られる。
【００７０】
次に、反射電極１４上にカラーフィルタ層１５を形成する。例えば、まず、図３（ｂ）に示すように、赤色の顔料を含むレジスト層（ここではネガ型のレジスト層）１５’を反射電極１４上に形成する。次に、図３（ｃ）に示すように、フォトマスク４０を介してレジスト層１５’を露光する。続いて、現像液（例えば水酸化カリウム水溶液）を用いて現像を行い、その後、焼成することによって、図３（ｄ）に示すように、赤色のカラーフィルタ層１５が形成される。
【００７１】
同様に、緑色の顔料を含むレジスト層を形成し、レジスト層をフォトリソグラフィプロセスを用いてパターニングした後に焼成することによって、緑色のカラーフィルタ層１５を形成することができる。また、青色のカラーフィルタ層１５についても同様にして形成することができる。なお、カラーフィルタ層１５を形成する方法としては、顔料分散法、染色法、インクジェット法、ラミネート法などを用いることができる。また、本実施形態では、図３（ｄ）に示したように、レジスト層１５’をパターニングする工程で、コンタクトホール１５ａが形成される。つまり、カラーフィルタ層１５を形成する工程においてコンタクトホール１５ａも形成される。言い換えると、後述する透明電極１６を形成する工程の前に、カラーフィルタ層１５にコンタクトホール１５ａを形成する工程が実行される。
【００７２】
続いて、カラーフィルタ層１５上に、反射電極１４に電気的に接続された透明電極１６を形成する。例えば、まず、図４（ａ）に示すように、カラーフィルタ層１５上にスパッタ法を用いてＩＺＯを堆積することによって透明導電膜１６’を形成する。次に、図４（ｂ）に示すように、透明導電膜１６’上へのフォトレジスト４２の塗布と、フォトマスク４４を介したフォトレジスト４２の露光とを行う。続いて、図４（ｃ）に示すように、現像を行うことによって、カラーフィルタ層１５に重なるようにフォトレジスト４２をパターニングする。そして、フォトレジスト４２をマスクとしてエッチングを行うことによって、図４（ｄ）に示すように、画素領域ごとに電気的に独立した透明電極１６を形成する。透明電極１６は、カラーフィルタ層１５に形成されたコンタクトホール１５ａにおいて反射電極１４の透明導電層１４ｂと接触し、そのことによって、反射電極１４に電気的に接続されることとなる。なお、透明電極１６のエッチングの際、例えば４０℃の条件下でリン酸：硝酸：酢酸の混合液を用いて、透明電極１６と、反射電極１４を構成する金属層１４ａおよび透明導電層１４ｂとを単一のマスク（ここではフォトレジスト４２）で同時にエッチングすることができる。
【００７３】
上述のようにして、ＴＦＴ基板１０が完成する。
【００７４】
対向基板２０は、公知のアクティブマトリクス型液晶表示装置が備える対向基板と同様に、公知の材料を用いて公知の手法により作製することができる。例えば、ガラスからなる厚さ０．７ｍｍの透明絶縁性基板２１上に、スパッタ法により透明導電膜（例えばＩＴＯ膜）を成膜することによって対向電極２２を形成することによって作製される。
【００７５】
このようにして用意したＴＦＴ基板１０と対向基板２０とを、接着性シール材を用いて貼り合わせ、その後、両基板の間隙に液晶材料（例えばＴＮモード用の公知の液晶材料）を注入・封止して液晶層３０を形成することによって、液晶表示装置１００が完成する。なお、ＴＦＴ基板１０および対向基板２０の液晶層３０側の表面には、必要に応じてポリイミド樹脂などからなる配向膜が形成される。
【００７６】
上述のようにして、液晶表示装置１００を製造することができる。
【００７７】
本発明による液晶表示装置１００では、図１に示したように、カラーフィルタ層１５と反射電極１４とが同一の基板（ＴＦＴ基板１０）上に形成されているので、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０とを貼り合わせる際にアライメントずれが発生しても、そのことによってカラーフィルタ層１５と反射電極１４との位置ずれが発生することはない。そのため、液晶表示装置１００は、基板同士の貼り合わせを高精度で行う必要がなく、生産性に優れている。
【００７８】
また、液晶表示装置１００では、図１に示したように、反射電極１４が、金属層１４ａと、金属層１４ａ上に形成された透明導電層１４ｂとを有しているので、反射電極１４上に形成されるカラーフィルタ層１５は、金属層１４ａ上に直接形成されず、透明導電層１４ｂ上に形成される。従って、カラーフィルタ層１５をフォトリソグラフィプロセスを用いて形成しても、現像液による金属層１４ａの侵食を抑制することができる。そのため、金属層１４ａの材料として現像液に侵食されやすい材料を用いても、金属層１４ａの一部が欠落したり、カラーフィルタ層１５が欠落することによる表示品位の低下を抑制できる。
【００７９】
さらに、反射電極１４が透明導電層１４ｂを有しているので、透明電極１６を、この透明導電層１４ｂを介して反射電極１４に電気的に接続することができる。そのため、金属層１４ａの材料として酸化されやすい材料を用いても、透明電極１６と反射電極１４との良好な電気的接続を実現することができデバイスとしての信頼性が向上する。
【００８０】
液晶表示装置１００では、反射電極１４の金属層１４ａの材料として、高い反射率、優れたパターニング性、低い電気抵抗を有するアルミニウムやアルミニウム合金を好適に用いることができる。アルミニウムやアルミニウム合金は、酸化されやすく、また、フォトリソグラフィプロセスにおいて用いられる現像液によって侵食されやすいが、液晶表示装置１００では、上述したように、アルミニウムやアルミニウム合金を用いた場合の表示品位や信頼性の低下が抑制される。
【００８１】
金属層１４ａ上に形成される透明導電層１４ｂの厚さは、製造の容易さおよび表示品位のさらなる向上の観点からは、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。透明導電層１４ｂの厚さが１ｎｍ未満であると、スパッタ法での均一な成膜が困難となることがある。また、透明導電層１４ｂの厚さが２０ｎｍを超えると、低波長域の光の透過率が８０％以下となることがあるので、反射率の低下や色づきが発生することがある。
【００８２】
透明導電層１４ｂは、結晶層であってもよいし、非晶質層（アモルファス層）であってもよいが、透明導電層１４ｂが非晶質層であると、金属層をパターニングするエッチャントを用いて、透明導電層、金属層を同時にパターニングすることができる。また、透明電極１６も、結晶層であってもよいし、非晶質層（アモルファス層）であってもよいが、透明電極１６が非晶質層であると、金属層をパターニングするエッチャントを用いて、透明電極、透明導電層、金属層を同時にパターニングすることができる。
【００８３】
透明導電層１４ｂや透明電極１６の材料としては、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）などを用いることができる。ＩＺＯは、室温でスパッタ法を用いて堆積されることによって、非晶質の透明導電膜を安定に形成するので、透明導電層１４ｂや透明電極１６の材料としてＩＺＯを用いると、非晶質の透明導電層１４ｂ、非晶質の透明電極１６を容易に得ることができる。
【００８４】
本実施形態では、絶縁性基板２および透明絶縁性基板２１としてガラス基板を例示したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、ＴＦＴ基板１０および／または対向基板２０の基板本体がプラスチック基板である場合において高い効果を奏する。プラスチック基板は、熱や水分により伸縮しやすいので、プラスチック基板を用いると、基板同士を貼り合わせる際のアライメントずれが発生しやすいが、本発明の液晶表示装置１００は、基板同士を高精度で貼り合わせる必要はないので、プラスチック基板を用いた場合でも生産が容易である。
【００８５】
なお、ＴＦＴ基板１０の絶縁性基板２がプラスチック基板である場合には、絶縁性基板２の伸縮によって、反射電極１４上にカラーフィルタ層１５を形成する際に位置ずれが発生することが考えられる。この位置ずれによる表示品位の低下は、カラーフィルタ層１５を反射電極１４よりも小さく形成することによって抑制できる。
【００８６】
具体的には、図５および図６に示す液晶表示装置２００のように、各画素領域において、ＴＦＴ基板１０の法線方向から見たときのカラーフィルタ層１５の面積が、ＴＦＴ基板１０の法線方向から見たときの反射電極１４の面積よりも小さい構成を採用することによって、カラーフィルタ層１５の位置ずれに対するマージンを確保することができ、反射電極１４が形成された領域内にカラーフィルタ層１５をおさめることができる。
【００８７】
液晶表示装置２００では、図５および図６に示したように、反射電極１４が、その外周部にカラーフィルタ層１５と重ならない領域１４’を額縁状に有している。従って、この領域１４’の幅、すなわち反射電極１４の側端からカラーフィルタ層１５の側端までの距離Ｄを、基板の伸縮に伴う反射電極１４とカラーフィルタ層１５との位置ずれの大きさよりも大きく設定することによって、カラーフィルタ層１５を反射電極１４上に精度良く位置させることができる。
【００８８】
また、図１および図２に示した液晶表示装置１００では、透明電極１６が、カラーフィルタ層１５に形成されたコンタクトホール１５ａにおいて反射電極１４に電気的に接続されているが、図５および図６に示した液晶表示装置２００のように、透明電極１６が、反射電極１４の外周部に位置する領域１４’において反射電極１４と電気的に接続されている構成としてもよい。
【００８９】
また、ここでは、カラーフィルタ層１５上に直接透明電極１６が形成されている場合について説明したが、図７に示す液晶表示装置３００のように、カラーフィルタ層１５上にオーバーコート層１８を設けてもよい。
【００９０】
液晶表示装置３００は、図７に示したように、カラーフィルタ層１５上に形成された透明樹脂からなるオーバーコート層１８を有し、透明電極１６がこのオーバーコート層１８上に形成されている点において、図１および図２に示した液晶表示装置１００と異なっている。オーバーコート層１８をカラーフィルタ層１５上に形成すると、カラーフィルタ層１５表面の段差を平坦化することができる。液晶表示装置３００では、透明電極１６は、カラーフィルタ層１５およびオーバーコート層１８に形成されたコンタクトホール１５ａおよび１８ａにおいて反射電極１４に電気的に接続されている。
【００９１】
液晶表示装置３００は、カラーフィルタ層１５上にオーバーコート層１８を形成する工程と、オーバーコート層１８上に透明電極１６を形成する工程とを経る以外は、液晶表示装置１００とほぼ同様にして製造することができる。
【００９２】
なお、ここでは、ＴＦＴを備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置を例に本発明を説明したが、本発明はこれに限定されず、ＴＦＴ以外のスイッチング素子を備えたアクティブマトリクス基板に用いられるし、また、単純マトリクス型の液晶表示装置にも用いられる。
【００９３】
【発明の効果】
本発明によると、生産性および表示品位に優れ、信頼性が高い液晶表示装置およびその製造方法が提供される。
【００９４】
本発明による液晶表示装置では、カラーフィルタ層と反射電極とが同一の基板上に形成されているので、基板同士を貼り合わせる際にアライメントずれが発生しても、そのことによってカラーフィルタ層と反射電極との位置ずれが発生することはない。そのため、本発明による液晶表示装置は、基板同士の貼り合わせを高精度で行う必要がなく、生産性に優れている。
【００９５】
また、本発明による液晶表示装置では、反射電極が、金属層と、金属層上に形成された透明導電層とを有しているので、反射電極上に形成されるカラーフィルタ層は、金属層上に直接形成されず、透明導電層上に形成される。従って、カラーフィルタ層をフォトリソグラフィプロセスを用いて形成しても、現像液による金属層の侵食を抑制することができる。そのため、金属層の材料として現像液に侵食されやすい材料を用いても、金属層の一部が欠落する、またはカラーフィルタ層自体が欠落することによる表示品位の低下を抑制できる。
【００９６】
さらに、反射電極が透明導電層を有しているので、透明電極を、この透明導電層を介して反射電極に電気的に接続することができる。そのため、金属層の材料として酸化されやすい材料を用いても、透明電極と反射電極との良好な電気的接続を実現することができ、液晶表示装置の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施形態の液晶表示装置１００の１つの画素に対応する領域を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明による実施形態の液晶表示装置１００の１つの画素に対応する領域を模式的に示す上面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明による実施形態の液晶表示装置１００の製造方法を模式的に示す工程断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明による実施形態の液晶表示装置１００の製造方法を模式的に示す工程断面図である。
【図５】本発明による実施形態の他の液晶表示装置２００の１つの画素に対応する領域を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明による実施形態の他の液晶表示装置２００の１つの画素に対応する領域を模式的に示す上面図である。
【図７】本発明による実施形態のさらに他の液晶表示装置３００の１つの画素に対応する領域を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
２  絶縁性基板
３  ゲート配線
３ａ  ゲート電極
４  ゲート絶縁膜
５  真性半導体層
６  導電性半導体層
７  ソース配線
７ａ  ソース電極
８  ドレイン電極
９  チャネル部
１０  アクティブマトリクス基板（ＴＦＴ基板）
１１  薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
１２  保護絶縁膜
１２ａ  コンタクトホール
１３  層間絶縁膜
１３ａ  コンタクトホール
１４  反射電極
１４ａ  金属層
１４ｂ  透明導電層
１５  カラーフィルタ層
１５’  レジスト層
１５ａ  コンタクトホール
１６  透明電極
１６’透明導電膜
１７  補助容量配線
１８  オーバーコート層
１８ａ  コンタクトホール
２０  対向基板
２１  透明絶縁性基板
２２  対向電極
３０  液晶層
４２  フォトレジスト
４４  フォトマスク
１００、２００、３００  液晶表示装置
【図１】
2004219515.tif 000003
【図２】
2004219515.tif 000004
【図３】
2004219515.tif 000005
【図４】
2004219515.tif 000006
【図５】
2004219515.tif 000007
【図６】
2004219515.tif 000008
【図７】
2004219515.tif 000009