(57)【要約】　　　（修正有）【課題】反射光強度の視角依存性がなく、コントラスト、信頼性及び歩留まりが向上し、製造コストが低い。【解決手段】基板表面の画素容量領域表面にサンドブラスト法により微細な凹凸を形成し、基板全面にＡｌ−Ｎｄ合金からなる反射層を形成し、反射層の上はＳｉＯ２を積層して層間絶縁層を形成し、層間絶縁層の上には透明電極を形成する。以上により、反射層は基板に直接形成されるため、全体的に起伏がなくなるとともに反射光強度の視角依存性が無くなり、サンドブラスト法のためフォトエッチングをもちいるよりもコスト的に有利である。凹凸に加工された領域を画素容量領域のみとするため、画素容量領域外で反射された光は別の方向へ射出され視認されなくなる。すなわち、画素容量領域外では反射層はブラックマスクとして機能する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、第１の透明電極と、前記第１の透明電極と異なる層に形成されたＡｌ−Ｎｄ合金からなる反射層と、を有することを特徴とするアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項２】
前記反射層の表面は微細な凹凸状に加工されていることを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項３】
前記第１の透明電極は、前記反射層を覆い表面を平坦にする層間絶縁膜上に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項４】
基板上に第１の透明電極及び反射層を有し、
　前記第１の透明電極は平坦に形成されており、
　前記反射層は表面が微細な凹凸状に加工されており、
　前記基板の上方から入力された光が前記反射層で反射され、前記基板の上方に出力されることを特徴とするアクティブマトリクス表示装置。
【請求項５】
前記反射層はＡｌ−Ｎｄ合金からなることを特徴とする請求項４に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項６】
前記第１の透明電極に対応してスイッチング素子がそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれかに記載のアクティブマトリクス表示装置。
【請求項７】
前記スイッチング素子は、前記第１の透明電極と同一材料からなるソース電極及びドレイン電極と、前記ソース電極及びドレイン電極上に同一形状で積層された半導体層、絶縁層及びゲート電極とからなることを特徴とする請求項６に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項８】
前記反射層の表面は、前記第１の透明電極に対応する領域のみが微細な凹凸状に加工されていることを特徴とする請求項２から請求項７のいずれかに記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項９】
前記反射層は前記基板上に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項１０】
前記第１の透明電極に対応する第２の透明電極を更に有し、
　前記第１の透明電極及び前記第２の透明電極は透明電極からなり、
　前記第１の透明電極と前記第２の透明電極の間に少なくとも液晶層を有することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【請求項１１】
前記第１の透明電極及び第２の透明電極と前記液晶層の間に配向膜を有することを特徴とする請求項１０に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、反射層を内蔵した表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
　液晶表示装置は小型、薄型、低消費電力などの利点があり、ＯＡ機器、ＡＶ機器などの分野で実用化が進んでいる。特に、スイッチング素子として、薄膜電界効果トランジスタ（以下、ＴＦＴと略す）を用いたアクティブマトリクス型は、線順次走査駆動により、原理的にデューティ比１００％のスタティック駆動をマルチプレクス的に行うことができ、高精細、高コントラスト比の動画表示を可能にしている。
【０００３】
　アクティブマトリクス型液晶表示装置は、基板上に複数形成された液晶駆動用の画素電極にＴＦＴを接続形成し、液晶層を挟んで対向位置に配された基板上に設けられた共通電極間で形成された各画素容量に異なる電圧を印加して保持させる構成になっている。液晶は画素容量ごとに配向状態が変化して光を変調し、これらの透過光の巨視的な合成により、表示画面を作り出す。
【０００４】
　図２は従来の反射型液晶表示装置の断面図である。ガラスなどの絶縁性基板（５０）上に、Ｃｒなどからなるゲート電極（５１）が形成され、ゲート電極（５１）を覆う全面にはＳｉＮＸなどのゲート絶縁層（５２）が形成されている。ゲート絶縁層（５２）上、ゲート電極（５１）に対応する領域には、島状の半導体層（５３）が形成され、半導体層（５３）の両端には、ソース電極（５４）及びドレイン電極（５５）が接続され、ＴＦＴを構成している。更に、ＴＦＴを覆う全面にはポリイミド樹脂やアクリル樹脂などの有機絶縁膜、あるいは、ＳＯＧ膜などからなる層間絶縁層（５６）が形成され、層間絶縁層（５６）上には、Ａｌからなる画素電極（５７）が形成され、層間絶縁層（５６）中に開口されたコンタクトホール（ＣＴ）によりソース電極（５４）に接続されている。層間絶縁層（５６）は、フォトエッチにより表面に微細な凹凸パターンが形成され、画素電極（５７）もこれに従って微細な波状にうねった形状にされている。更に、画素電極（５７）を覆う全面には、ポリイミドなどの配向膜（５８）が形成されている。
【０００５】
　一方、液晶層（７０）を挟んで対向配置された透明基板（６０）には、カラーフィルター層（６１）が形成され、これを覆う全面にはＩＴＯからなる共通電極（６２）、及び、ポリイミドなどの配向膜（６３）が形成されている。
【０００６】
　このような構成を有した反射型液晶表示装置は、特に、透過型にあって消費電力の大半を占めていたバックライトが不要であることから、消費電力が著しく低減される。即ち、Ａｌの画素電極（５７）が反射層を兼ね、カラーフィルター（６１）側から入射した環境光が液晶層（７０）を往復する間に変調されて射出され再認識される構成である。
【特許文献１】特開昭５９−７２４７９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
　従来は、視角に依存する環境光の反射率分布を低減する目的で、画素電極（５７）の下地となる層間絶縁層（５６）に、フォトエッチにより表面に微細な凹凸を形成し、これに従って波状にうねらされた状態の反射層の表面に適度な粗さを持たせて乱反射させていた。このため、図２の構造の液晶表示装置では、ＴＦＴ基板の製造におけるフォトエッチ工程は、ゲート電極（５１）、半導体層（５３）、ソース・ドレイン電極（５４，５５）、画素電極（５７）の各パターニングと、ゲート絶縁層（５２）、層間絶縁層（５６）のコンタクトホール形成と、層間絶縁層（５６）の表面加工の、最低７回を要していた。１回のフォトエッチ工程は、前洗浄、レジスト塗布、プリベーク、露光、現像、ポストベーク、エッチング、レジスト剥離、後洗浄など多くの工程よりなり、コストが高く、フォトエッチ工程の削減が望まれる。
【０００８】
　また、画素電極（５７）が反射層を兼用しているため、乱反射のための波状のうねりの分、画素電極（５７）の面積が大きくなり、抵抗を高め、結果的に充電特性の悪化などを引き起こしていた。
【０００９】
　更に、画素電極（５７）上には液晶の配向を制御するための配向膜（５８）が印刷などにより形成されるが、波状の画素電極（５７）の表面との密着性や被覆性が悪くなっている。加えて、画素電極（５７）は、層間絶縁層（５６）の凹凸状の表面に対応して段切れを防ぐために比較的厚くされる上に、開口率の向上のために各画素電極（５７）間がせばめられており、この部分で配向膜（５８）の密着性や被覆性が更に低下することとなっていた。
【００１０】
　また、図２の構造では、開口率の向上のために層間絶縁層（５６）を介在させることにより、ＴＦＴよりも上層に画素電極（５７）を形成している。層間絶縁層（５６）は、半導体層（５３）への影響が少なく、比較的手軽に成膜できる樹脂膜のコーティングにより形成している。しかし、このような材質の層間絶縁層（５６）は、例えば塗布により成膜する場合、下地の各種メタルとの接触における相性により膜厚にばらつきがでたり、また、ＴＦＴ部の段差が画素電極（５７）の一部を隆起させることもあって反射面の平坦性が損なわれ、反射率分布に視角依存性が生じたりするなどの問題があった。
【００１１】
　また、ＴＦＴを覆う層間絶縁層（５６）を成す有機絶縁膜は、液状樹脂材料の塗布及び２００℃程度の焼成などにより形成されるが、ＴＦＴが形成された基板を熱処理するため、ａ−Ｓｉの特性が変化してしまうなどの問題があった。また、層間絶縁層（５６）としてＳＯＧ膜を用いる場合、焼成により体積減少及び内部応力が大きくなり膜にクラックが生じる。更に、膜質を向上するためには、７００〜９００℃の高温での焼成が要されるため、ガラスの耐熱性にも問題が生じ、信頼性及び歩留まりの低下を招いていた。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
　本発明は以上の課題を解決するために成され、第１に、基板上の第１の透明電極と、前記第１の透明電極と異なる層に形成されたＡｌ−Ｎｄ合金からなる反射層とを有する構成とした。第２に、第１の構成において、前記反射層の表面は微細な凹凸状に加工されている構成とした。また、第３に、第１または第２の構成において、前記第１の透明電極は、前記反射層を覆い表面を平坦にする層間絶縁膜上に形成されている構成とした。
【００１３】
　第４に、基板上に第１の透明電極及び反射層を有し、前記第１の透明電極は平坦に形成されており、前記反射層は表面が微細な凹凸状に加工されており、基板上方から入力された光が前記反射層で反射され、前記基板上方に出力される構成とした。
【００１４】
　第５に、第４の構成において、前記反射層はＡｌ−Ｎｄ合金からなる構成とした。また、第６に、第３から第５の構成において、前記第１の透明電極にスイッチング素子がそれぞれ接続されている構成とした。また、第７に、第６の構成において、前記スイッチング素子は、前記第１の透明電極と同一材料からなるソース電極及びドレイン電極と、前記ソース電極及びドレイン電極上に同一形状で積層された半導体層、絶縁層及びゲート電極とからなる構成とした。また、第８に、第２から第７の構成において、前記反射層の表面は、前記第１の電極に対応する領域のみが微細な凹凸状に加工されている構成とした。また、第９に、第１から第８の構成において、前記反射層は前記基板上に形成されている構成とした。
【００１５】
　第１０に、第１から第９の構成において、前記第１の透明電極に対応する透明電極からなる第２の透明電極を更に有し、前記第１の透明電極と前記第２の透明電極との間に少なくとも液晶層を有する構成とした。また、第１１に、第１０の構成において、前記第１の透明電極及び第２の透明電極と前記液晶層の間に配向膜を有する構成とした。
【発明の効果】
【００１６】
　本発明によれば、反射層を、Ａｌに微量のＮｄを含有させた材料により形成することにより耐熱性が高まるため、後の各成膜工程や熱処理によって高温にさらされてもヒロックの発生が抑えられ、層間ショートが防がれる。
【００１７】
　また、反射層の表面は微細な凹凸状に加工されているので、乱反射が行われ、全体として反射光強度の視野角依存性がなくなる。また、画素容量の外側に反射層を形成することにより、画素容量電極や薄膜トランジスタと無関係に反射層を形成できる。これにより、反射層の平坦性が損なわれることがなくなるとともに、乱反射のために表面加工された反射層が液晶の配向膜と接触することが避けられ、配向膜の下地との密着性が向上する。
【００１８】
　また、反射層上には、気相成長法、蒸着法、スパッタリング法など、下地形状への適応性の高い各種の堆積法により形成された層間絶縁層を介在させて、画素電極や薄膜トランジスタ層が形成されるので、反射層表面に乱反射のために表面に微細な凹凸が加工された構造でも、密着性や被覆性の低下が防がれる。
【００１９】
　また、薄膜トランジスタ層の形成前に層間絶縁層を形成するため、高温の工程によっても薄膜トランジスタの特性が変化することが防がれる。また、ゲート電極を上層に配した薄膜トランジスタ構造により、画素電極と反射層との距離が大きくなり過ぎず、パララックスが防がれる。即ち、ゲート電極を下層に配した構造では、層間絶縁層の膜厚にゲート絶縁層の膜厚分が加わった厚さにより画素電極と反射層の離間距離が大きくなるが、ゲート電極を上層に配した構造により離間距離の増大が防がれる。
【００２０】
　また、画素容量領域のみで反射層が乱反射により再発光されるとともに、画素容量の領域外では、反射光が一方向へ射出されて視認に入らず、ブラックマトリクスとして機能され、コントラスト比が向上する。
【００２１】
　また、反射層は、基板上に直接形成されることにより高い平坦性が得られる。また、サンドブラスト法を用いて基板表面を適度に荒らすことにより、比較的容易に、微細な凹凸を形成することができ、この凹凸に従って反射層が波状にうねった状態にされ、乱反射が行われる。また、サンドブラスト時に、画素容量に対応する領域以外をレジストなどで保護して凹凸が形成されないようにすることにより、画素容量領域のみで乱反射発光が行われ、画素容量外の領域では発光せず、コントラスト比が向上する。
【００２２】
　また、画素容量の一方を成す透明電極と反射層の重畳部で電圧保持用の補助容量を形成することにより、画素容量へ印加された電圧の保持率が向上する。
【００２３】
　本発明により、表示品位を落とすこと無く、低コストで、高信頼性及び高歩留まりの表示装置が得られた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
　本発明の実施例を図１を参照しながら説明する。まず、ガラスなどの絶縁性の基板（１０）の画素容量領域表面が、サンドブラスト法により微細な凹凸状に荒らされている。この際、フォトリソグラフィーにより、基板（１０）の画素容量外領域表面にレジストを形成した状態で、Ａｒガスの高圧雰囲気中で、０．５〜２．０μｍ径のＳｉ系結晶微粒子の吹き付けを行い、基板（１０）表面に微細な凹凸状の荒れを形成する。
【００２５】
　レジストを剥離した後、スパッタリングにより、Ａｌに１〜２ａｔｍ％のＮｄを含有させた堆積層を形成し、反射層（１１）としている。反射層（１１）は基板（１０）上に全面形成されるが、画素容量領域では、基板（１０）表面の凹凸に従って波状にうねらされ、乱反射を行うようにされている。このような反射層（１１）を成すＡｌ−Ｎｄ合金は高耐熱性材であり、後の高温工程でもヒロックやボイドが発生するといった問題がない。
【００２６】
　反射層（１１）上には、プラズマＣＶＤによりＳｉＯ2を積層し、層間絶縁層（１２）を形成し、層間絶縁層（１２）上にはＩＴＯのスパッタリングとフォトエッチによりドレイン電極（１３Ｄ）、ソース電極（１３Ｓ）及び画素電極（１３Ｐ）が形成されている。基板（１０）の凹凸を形成する領域は、アライメントマージン及び周縁遮光のため、画素電極（１３Ｐ）に対応する領域よりも２〜３μｍ程度小さく形成されている。また、層間絶縁層（１２）をプラズマ膜で形成することにより、下地との密着性や被覆性を良くでき、反射層（１１）の凹凸にも適応して信頼性が向上される。反射層（１１）はまた、補助容量電極を兼ね、画素電極（１３Ｐ）間で層間絶縁層（１２）を誘電層として補助容量を構成する。補助容量は画素電極（１３Ｐ）の全面に形成され、大きな容量値を得ることができるので、層間絶縁層（１２）を厚く、１μｍ程度に成膜することにより、反射層（１１）表面の形状に従う凹凸が無くされ、ソース・ドレイン電極配線（１３）の下地面が滑らかにされるとともに、反射層（１１）とドレイン電極（１３Ｄ）間の寄生容量も低減され、信号歪みが防止される。
【００２７】
　この場合、反射層（１１）は、基板端部に形成されたコンタクトホールにより層間絶縁層（１２）上に取り出されて電気的に制御されるか、あるいは、コンデンサーを介して層間絶縁層（１２）上に取り出されて電界効果により制御されて電圧が印加される。
【００２８】
　ソース・ドレイン電極（１３Ｓ，１３Ｄ）上には、チャンネル層となるａ−Ｓｉ（１４）、ＳｉＮXのゲート絶縁層（１５）、及び、ＡｌまたはＡｌ−Ｎｄ合金からなるゲート電極（１６）が同一パターンで積層され、ＴＦＴを構成している。ａ−ＳｉとＳｉＮXはプラズマＣＶＤで真空を破ることなく連続で成膜し、これに引き続いて、Ａｌ（Ａｌ−Ｎｄ）はスパッタリングにより成膜し、Ａｌ（Ａｌ−Ｎｄ）、ＳｉＮX、ａ−Ｓｉをゲート電極（１６）のマスクを用いてエッチングする。これらを覆う全面にはポリイミドなどの配向膜（１７）が形成されている。
【００２９】
　一方、液晶層（３０）を挟んだ対向位置には、ガラスなどの絶縁性基板（２０）が配置され、この基板（２０）上に、ＲＧＢなどのカラーフィルター層（２１）及びＩＴＯの共通電極（２２）が全面に形成され、更に、ポリイミドの配向膜（２３）が全面に形成されている。
【００３０】
　以上、本発明の構成により、反射層（１１）は基板（１０）上に直接形成されるため、全面的に起伏が無くなるとともに、基板（１０）の画素容量領域表面に加工された凹凸に伴って反射層（１１）が小さな波状にうねった状態になるので、乱反射が行われ、全体としても反射光強度の視角依存性が無くなる。また、反射層（１１）の乱反射加工は、サンドブラスト法を用いて基板（１０）に対して行われるので、フォトエッチを用いるよりも、コスト的に有利である。
【００３１】
　また、凹凸に加工する領域を画素容量領域のみとすることにより、反射層（１１）の乱反射によって再発光された光が画素容量により微変調されて射出されるとともに、画素容量領域外で反射された光は別の方向へ射出されて視認されなくなる。即ち、画素容量領域外では反射層（１１）はブラックマトリクスとして機能するので、コントラスト比が向上する。
【００３２】
　また、反射層（１１）を画素容量の外部に配置する場合、ＴＦＴとして、ゲート電極（１６）を上層に配した正スタガー型を採用することにより、ゲート絶縁層（１５）が画素電極（１３Ｐ）よりも上にくるため、反射層（１１）と画素電極（１３Ｐ）の離間距離は層間絶縁層（１２）の膜厚分のみとされて離れ過ぎない。このため、画素容量層で構成される表示画像と、反射層（１１）上に写った表示画像の影との間に生じる視差、即ち、パララックスが抑えられる。また、ゲート電極を下層に配した逆スタガー型において、パララックスを無くそうとすると、ゲート絶縁層（１５）の膜厚分、層間絶縁層（１２）を薄くして反射層（１１）と画素電極（１３Ｐ）の離間距離を小さくしなければならず、ゲート電極線と反射層間でできる寄生容量が大きくなり、ゲート電極信号に歪みが生じ、コントラスト比の低下などの問題を招く。
【００３３】
　また、ＴＦＴは反射層（１１）及び層間絶縁層（１２）よりも上層に形成されるため、ａ−Ｓｉ（１６）の半導体層が成膜や熱処理などの高温にさらされることが少なくなり、ＴＦＴの特性劣化などが防がれ、信頼性や歩留まりが向上した。
【００３４】
　更に、画素電極（１３Ｐ）は、層間絶縁層（１２）の滑らかで平坦な表面を下地として形成されるので、画素電極（１３Ｐ）も滑らかで平坦になり、配線抵抗の上昇が防がれた。また、配向膜（１７）は、ポリイミド樹脂の印刷などにより形成されるので、一般的に、スパッタ膜やＣＶＤ膜に比べてステップカヴァレッジが悪いが、本発明では、滑らかで平坦な画素電極（１３Ｐ）を下地として形成されるので、配向膜（１７）との密着性や被覆性が良く、信頼性が向上した。
【００３５】
　また、この構造により、ＴＦＴ基板の製造に要されるマクス枚数は、基板（１０）のサンドブラスト時のレジストのパターニング、ソース・ドレイン電極配線となるＩＴＯのパターニング、及び、ＴＦＴとなるゲート電極配線（１６）のパターニングの、最低３枚であり、製造コストが低い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施例に係る液晶表示装置の断面図である。
【図２】従来の液晶表示装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
　１０，２０　絶縁基板
　１１　反射層
　１２　層間絶縁層
　１３　ソース・ドレイン電極配線
　１４　ａ−Ｓｉ
　１５　ゲート絶縁層
　１６　ゲート電極配線
　１７，２３　配向膜
【図１】
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【図２】
2004094228.tif 000004