JP4019080B2

JP4019080B2 - 液晶表示装置の製造方法

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Publication number: JP4019080B2
Application number: JP2005023414A
Authority: JP
Inventors: 明寿前田; 篤山本; 知英進藤
Original assignee: NEC LCD Technologies Ltd
Current assignee: Tianma Japan Ltd
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2005-01-31
Publication date: 2007-12-05
Anticipated expiration: 2022-02-07
Also published as: JP2005141250A

Description

本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に反射電極を有する反射型液晶表示装置もしくは反射、透過型（以下半透過型と呼ぶ）液晶表示装置及びその製造方法に関する。

近年携帯、ＰＤＡ用途の小型の液晶表示装置が広く普及している。これらに用いられる液晶表示装置は軽量・薄型化、低消費電力化の要求から、反射型もしくは半透過型の液晶表示装置が用いられている。

図２４に特開２０００−２５８７８７号公報（特許文献１）に示された、一般的な反射型液晶表示装置の断面図を示す。

この反射型液晶表示装置は、石英ガラス、無アルカリガラス等からなる絶縁性基板（ＴＦＴ基板）１１０上に、スイッチング素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成する。まず、絶縁性基板１１０上にクロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属からなるゲート電極１１１、ゲート絶縁膜１１２、及び多結晶シリコン膜からなる能動層１１３を順に形成する。その能動層１１３には、ゲート電極１１１上方のチャネル１１３ｃと、チャネル１１３ｃ上に設けたストッパ絶縁膜１１４をマスクにしてチャネル１１３ｃの両側にイオン注入して形成されるソース１１３ｓ及びドレイン１１３ｄとが設けられている。

次に、ゲート絶縁膜１１２、能動層１１３及びストッパ絶縁膜１１４上の全面にＳｉＯ₂膜、ＳｉＮx膜及びＳｉＯ₂膜の順に積層された層間絶縁膜１１５を形成し、ドレイン１１３ｄに対応して設けたコンタクトホールにアルミニウム（Ａｌ）等の金属を充填してドレイン電極１１６を形成する。さらに全面に例えば有機樹脂からなり、表面を平坦にする平坦化絶縁膜１１７を形成する。そして、この平坦化絶縁膜１１７のソース１１３ｓに対応した位置にコンタクトホールを形成し、このコンタクトホールを介してソース１１３ｓと接続するＡｌからなり、ソース電極を兼ねた反射電極１１９を平坦化絶縁膜１１７上に形成する。次に、この反射電極１１９上にポリイミド等の有機樹脂からなる配向膜１２０を形成する。

また、ＴＦＴ基板１１０に対向し、絶縁性基板からなる対向基板１３０には、ＴＦＴ基板側に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色及び遮光機能を有するブラックマトリックス１３２を備えたカラーフィルタ１３１、その上に形成された樹脂からなる保護膜１３３、その全面に形成された対向電極１３４及び配向膜１３５を備えており、その反対側の面には、位相差板１４３と偏光板１４４が配置されている。そして、ＴＦＴ基板１１０及び対向基板１３０の周辺をシール材（図示せず）により接着し、それにより形成された空間にツイスティドネマティック（ＴＮ）液晶１２１が挟持される。

ここで、反射電極１１９はＡｌとネオジウム（Ｎｄ）の合金からなっている。Ｎｄ濃度を１ｗｔ％以上にすることにより、ヒロックが発生せず、平坦な表面になり、基板温度２００℃程度の温度で成膜しても、室温（非加熱）で成膜した純Ａｌと同様に高反射率の反射電極を得ることができることが述べられている。

一方、特開平５−８０３２７号公報（特許文献２）には、液晶表示用拡散反射板の製造方法として、有機膜上に反射膜を形成する際、１００℃〜２５０℃に加熱しながら行い、有機膜と反射膜との熱膨張率の違いにより有機膜にシワを発生させ、さらに、成膜時に反射膜を構成するＡｌ膜もしくは白金（Ｐｔ）膜をグレイン成長させて、反射膜に微細な凹凸を形成し、散乱反射特性を向上させることが述べられている。

また、特開２０００−１１１９０６号公報（特許文献３）には、凹凸を有する反射層が形成されている電気光学装置の製造方法として、反射層の下に凹凸を形成し、この凹凸の上に反射層となる金属膜を８０〜２５０オングストローム／ｍｉｎ、成膜温度１００℃〜３００℃の条件で形成し、さらに金属膜の形成後に加熱処理して、金属膜表面に平均ピッチ１〜２μｍ、深さ０．２μｍの微細な凹凸を形成し、散乱反射特性を向上させることが述べられている。

特開２０００−２５８７８７号公報特開平５−８０３２７号公報特開２０００−１１１９０６号公報

ところが、反射型液晶表示装置もしくは半透過型液晶表示装置の反射電極となる金属膜に特開２０００−２５８７８７号公報に述べられているようなＡｌ−Ｎｄ合金を用いても、本発明者の実験により、成膜を２００℃程度の比較的高い温度で行うと、配向膜材料によっては液晶表示装置の色味が黄変する（見栄えが黄色っぽくなる）という問題があることが判明した（後述する）。

一方、反射電極となる金属膜の成膜を非加熱または７０℃未満の低い温度で行うと、スイッチング素子と反射電極とを塗布系の層間絶縁膜を介して接続した反射型液晶表示装置もしくは半透過型液晶表示装置の場合、反射電極となる金属膜とスイッチング素子の電極となる下層金属膜との間のコンタクト抵抗が高くなり、画素電極への書き込みが悪化するという問題がある。また、反射電極となる金属膜の成膜を特に非加熱で行うと、成膜時の凝縮熱による基板の温度上昇による有機層間絶縁膜からの出ガスにより、金属膜が変質し、反射率が低下するという問題がある。この現象は反射電極となる金属膜にＡｌまたはＡｌを主体とする合金を使用した場合特に顕著で、この場合Ａｌが白濁する（白く曇り、反射率が低下する）という問題がある。

本発明の目的は、液晶表示装置の色味が黄変することを防止し、高い反射率を得ることが可能で、かつ書き込み不良のない反射型液晶表示装置もしくは半透過型液晶表示装置を提供することである。

本発明の液晶表示装置の製造方法は、基板上にバス配線と、前記バス配線に接続されるスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続されるアルミニウムを主体とする合金からなる反射電極と、前記反射電極上に配向膜を有する液晶表示装置の製造方法において、前記反射電極をガラス基板上または非塗布系の層間絶縁膜上に形成し、前記反射電極の成膜時の基板温度を１７０℃以下とし、前記反射電極の波長域２００ｎｍ乃至４００ｎｍの反射率を波長４００ｎｍでの反射率の９０％以上とすることを特徴とする。

また、本発明の液晶表示装置の製造方法は、基板上にバス配線と、前記バス配線に接続されるスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続されるアルミニウムを主体とする合金からなる反射電極と、前記反射電極上に配向膜を有する液晶表示装置の製造方法において、前記反射電極を樹脂基板上または塗布系の層間絶縁膜上に形成し、前記反射電極の成膜時の基板温度を７０℃以上１５０℃以下とし、前記反射電極の波長域２００ｎｍ〜４００ｎｍの反射率を波長４００ｎｍでの反射率の９０％以上とすることを特徴とする。

さらに、本発明の液晶表示装置の製造方法は、前記反射電極の成膜時の基板加熱を少なくとも成膜前に行うことを特徴とする。

以上のように、反射型液晶表示装置もしくは半透過型液晶表示装置の反射電極にＡｌとＮｄの合金を用い、成膜を１７０℃以下の温度で行うことにより、微細な表面凹凸の平均ピッチが１μｍ以下、望ましくは０．６μｍ以下の微細で凹凸の少ないモホロジーを有する反射電極を形成でき、これにより波長２００ｎｍ〜４００ｎｍの紫外光領域での光吸収を低減し、液晶表示装置の色味の黄変を防止することができる。なお、ここで言うモホロジーとは、反射電極を構成する金属膜の結晶組織による表面形態を指し、反射電極表面の微細な凹凸のことである。従って、反射電極が下地膜の凹凸によって反映される凹凸とは異なる。（以下同じ）
同時に、特に塗布系の層間絶縁膜上に反射電極を形成する反射型液晶表示装置もしくは半透過型液晶表示装置の場合、反射電極にＡｌとＮｄの合金を用い、基板を事前に７０℃〜１７０℃の温度に加熱して成膜を行うことにより、塗布系の層間絶縁膜からの出ガスの影響をなくし、反射電極の白濁を防止して高反射率にし、かつ反射電極となる金属膜とスイッチング素子の電極となる下層金属膜との間のコンタクト抵抗の増大を防止できる。

発明の実施の形態

本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。第１の実施形態は凹凸を有する有機層間絶縁膜上に反射電極を形成する反射型表示装置の例である。図１は、本発明の第１の実施形態の液晶表示装置に使用する薄膜トランジスタアレイ基板（ＴＦＴ基板）の構成を示す概念図である。また、図２は本発明の第１の実施形態の液晶表示装置のパネル平面図、図３は図２のＡ−Ａ線、Ｃ−Ｃ線及び一画素部分（後述する図４のＢ−Ｂ線部分の断面に対応）のパネル断面図である。

図１、図３に示すように、ＴＦＴ基板１０には、透明絶縁性基板１０ａ上に複数の走査線１１と複数の信号線１２がほぼ直交して配設され、その交点近傍にこれらに接続されてスイッチング素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１４が設けられ、これらがマトリクス状に配置されている。また走査線と平行に複数の共通配線１３が配設され、ＴＦＴ１４に接続される画素電極（反射電極）３１との間で保持容量が形成される。液晶に電圧を印加するための反射電極３１は走査線１１、信号線１２、ＴＦＴ１４とは有機層間絶縁膜３２を介して分離され、この上に設けられている。有機層間絶縁膜３２には凹凸が形成され、その形状を反映して反射電極３１にも凹凸（反射電極の表面モホロジー凹凸とは異なる）が形成される。

また、走査線１１の端部にはアドレス信号を入力する走査線端子１５が、信号線１２の端部にはデータ信号を入力する信号線端子１６がそれぞれ設けられている。また、共通配線１３は通常ＴＦＴ基板の両側で共通配線結束線１７により相互に結束され、その端部に共通配線端子１８が設けられ、対向基板２０上の対向電極３３と同電位が与えられる。ここでは、概念的に走査線端子１５と信号線端子１６がＴＦＴ基板１０のそれぞれ一辺ずつを占めるように示しているが、本発明の液晶表示装置は小型携帯用途のため、双方がＴＦＴ基板１０の一辺にまとめて設けられる。（図２参照）
一方、図２、図３に示すように、対向基板２０には、透明絶縁性基板２０ａ上に表示領域に対応してカラーフィルタ２１と液晶に電圧を印加するための対向電極３３が設けられ、周辺部にブラックマトリクス２２が設けられている。反射電極３１が遮光層も兼ねるので、表示領域にはブラックマトリクスは設けられていない。ブラックマトリクス２２は液晶表示装置の見栄えをよくする（黒をより黒らしくし、見栄えを鮮明にさせる）ためのものである。

これらのＴＦＴ基板１０と対向基板２０の対向面に液晶分子を配向させる配向膜３４が設けられ、両基板がシール材２３と面内スペーサー３５とを介して所定間隔に重ね合わされ、その中に液晶３６が挟持されている。液晶３６を注入したシール材の空間は封孔材２４で密閉されている。さらに、対向基板２０のＴＦＴ基板１０との対向面とは反対側の面には１／４波長板３７と偏向板３８が設けられ、液晶表示パネルとなる。図２には図示していないが、この後、走査線端子１５と信号線端子１６の部分に駆動回路であるＩＣチップがＣＯＧ（チップオングラス）実装され、液晶表示装置が完成される。

図３に示したように、対向基板２０の裏面側から入射した入射光３９は対向基板２０、液晶３６層を透過し、ＴＦＴ基板１０表面の所定の凹凸を有する反射電極３１上で反射され、再び液晶３６層、対向基板２０を透過して、出射光４０として外部に出射される。

次に、本発明の第１の実施形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の構成及びその製造方法について、図４〜図８を参照して詳細に説明する。図４は本実施形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の一画素部分の構成を示す平面図であり、図５、図６、図７は図４のＢ−Ｂ線部分に対応する工程断面図である。ここでは、スイッチング素子として逆スタガード構造のＴＦＴを用いた例を示し、図１の一番左側の最外周画素部の図を示す。また、図８は走査線端子１５、信号線端子１６、共通配線端子１８の短辺方向（端子は平面的に見ると細長い矩形状に配置されるので、その短辺方向という意味）の工程断面図である。

図４、図７に示すように、本実施形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の一画素部分は、互いに直交する走査線１１及び信号線１２と、これらの配線で囲まれる画素領域に各々設けられたスイッチング素子であるＴＦＴ１４と、各画素領域に入射する光を反射すると共に、対向基板２０との間に狭持された液晶３６に電圧を印加する反射電極３１と、反射電極３１に所定の凹凸を形成するための第１の絶縁膜５１及び第２の絶縁膜５２とを含み、ゲート電極４１は走査線１１に、ドレイン電極４２は信号線１２に、ソース電極４３は反射電極３１に各々接続されている。なお、この反射電極３１は、液晶に電圧を印加する画素電極としても機能するため、各画素毎に分離する必要があり、走査線１１及び信号線１２上で画素毎に分離されている。

また、ＴＦＴ側基板１０は、透明絶縁性基板１０ａ上のＴＦＴ領域にゲート電極４１が形成され、その上にゲート絶縁膜５３を介して半導体層４４（ａ−Ｓｉ層４４ａ及びｎ⁺型ａ−Ｓｉ層４４ｂ）が形成され、ｎ⁺型ａ−Ｓｉ層４４ｂ上には、ドレイン電極４２及びソース電極４３が形成されている。そして、各々の画素領域には、反射電極３１に所定の凹凸を形成するための第１の絶縁膜５１が不規則に配設され、その上には第１の絶縁膜５１の段差をなだらかにする第２の絶縁膜５２が形成されている。

ここで、第１の絶縁膜５１は、表示領域全面に渡って均一な反射光学特性を発揮するために、表示領域内部に不規則に形成されるが、表示領域の外側（図４の左側の領域）は、端子電極等を設ける領域であるために、第１の絶縁膜５１は形成されていない。一方、第２の絶縁膜５２は、コンタクトホール４５部を除く表示領域内部に連続して形成されると共に、第１の絶縁膜５１を完全に覆うように表示領域の外側にも多少の広がりをもって形成されている。そして、ＴＦＴ１４を保護するパッシベーション膜５４、第１の絶縁膜５１及び第２の絶縁膜５２の上に反射電極３１が形成され、ソース電極４３上の第２の絶縁膜５２、パッシベーション膜５４にそれぞれ設けたコンタクトホール４５、５５部においてソース電極４３と接続されている。

この反射電極３１表面は、第１の絶縁膜５１及び第２の絶縁膜５２による凹凸が反映され、反射電極３１表面の凹凸傾斜角度の構成が反射光の光学特性を決定することとなる。それゆえ、凹凸の傾斜角度は所望の反射光学特性が得られるように設計される。なお、このとき凹凸は、凸ピッチ、凹ピッチ、凸高さ、凹深さのいずれかについて、異なる２種以上の値で構成されていればよい。

また、第１の絶縁膜５１の膜厚の下限は、上記反射光学特性により規定されると共に、寄生容量の観点からも制限される。すなわち、第１の絶縁膜５１が薄く形成されると、入射光の反射方向を大きく変化させることができなくなると共に、反射電極３１と走査線１１、信号線１２との間隔が狭くなるため、これらの配線との間の寄生容量が大きくなり、信号の遅延を引き起こして正しい信号の送信ができなくなったり、信号線と画素との間の電界が強まるため、付近の液晶に影響を及ぼし液晶分子の配向方向に乱れが生じたり、応答が遅くなる等、表示品位を損ねることになる。従って、第１の絶縁膜５１は１〜３μｍ程度の膜厚で形成される。一方、第２の絶縁膜５２は、第１の絶縁膜５１の凹凸を適度に緩和し、表面をなだらかな曲面とするために設けるものであるため、薄すぎると上記効果を発揮することができず、また、厚すぎると第１の絶縁膜５１の凹凸を相殺して平坦化してしまうことになる。従って、第２の絶縁膜５２の膜厚としては、０．３〜１．５μｍ程度の範囲が好ましい。

次に、上記構成のＴＦＴ基板の製造方法について説明する。図５（ａ）〜図７及び図８に示すように、この製造工程は、大別すると、（１）ゲート電極４１の金属膜の成膜、パターンニング、（２）ゲート絶縁膜５３、ａ−Ｓｉ層４４ａ、ｎ⁺型ａ−Ｓｉ層４４ｂの成膜、パターンニング、（３）ドレイン電極４２、ソース電極４３の金属膜の成膜、パターンニング、（４）パッシベーション膜５４の成膜、パターンニング、（５）端子部接続電極６３の透明導電膜の成膜、パターンニング、（６）第１の絶縁膜５１の成膜、パターンニング及び表面形状変換処理、（７）第２の絶縁膜５２の成膜、パターンニング、（８）反射電極３１の金属膜の成膜、パターンニングの全部で８工程からなる。

まず、厚さ０．５ｍｍの無アルカリガラスからなる透明絶縁性基板１０ａ上に、スパッタにより厚さ１００ｎｍ〜３００ｎｍのＣｒ等の金属膜を成膜し、公知のフォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いて、ゲート電極４１、走査線１１（図示せず）、共通配線１３（図示せず）、走査線端子１５、信号線端子１６、共通配線端子１８の端子部金属膜６１を形成する。なお、配線材料としては、Ｃｒに限らず、ＭｏやＡｌもしくはＡｌ合金上にＣｒ、Ｍｏ、チタン（Ｔｉ）等のバリアメタルを形成した積層構造の配線膜のように、抵抗が低く、薄膜形成及びフォトリソグラフィー技術によるパターンニングが容易な材料であればよい。（図５（ａ）、図８（ａ））
次に、プラズマＣＶＤにより厚さ３００ｎｍ〜５００ｎｍの窒化シリコン（ＳｉＮx）からなるゲート絶縁膜５３を成膜し、引き続きプラズマＣＶＤによりゲート絶縁膜５３上に厚さ１５０ｎｍ〜３００ｎｍのドーピングされていないアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）と厚さ３０ｎｍ〜５０ｎｍのｎ⁺型にドーピングされたアモルファスシリコン（ｎ⁺型ａ−Ｓｉ）を成膜し、フォトリソ工程を通してパターンニングし、ａ−Ｓｉ層４４ａとｎ⁺型ａ−Ｓｉ層４４ｂからなる半導体層４４を形成する。ａ−Ｓｉ層４４ａはＴＦＴ１４の能動層となるものであり、ｎ⁺型ａ−Ｓｉ層４４ｂはドレイン電極４２及びソース電極４３とａ−Ｓｉ層４４ａとのオーミックコンタクトを確保するためのものである。（図５（ｂ）、図８（ｂ））
次に、スパッタにより厚さ１００ｎｍ〜３００ｎｍのＣｒ等の金属膜を成膜、フォトリソ工程を通してパターンニングし、ドレイン電極４２、ソース電極４３、信号線１２を形成する。その後、ドレイン電極４２、ソース電極４３をマスクにしてドライエッチングを行い、ドレイン電極４２とソース電極４３の間のｎ⁺型ａ−Ｓｉ層４４ｂを除去する。これは、ドレイン電極４２とソース電極４３との間をｎ⁺型ａ−Ｓｉ層１３ｂを介して直接電流が流れるのを防止するためである。ここでも配線材料としては、Ｃｒに限らず、ＭｏやＡｌもしくはＡｌ合金の上下にＣｒ、Ｍｏ、Ｔｉ等のバリアメタルを形成した積層構造の配線膜のように、抵抗が低く、薄膜形成及びフォトリソグラフィー技術によるパターンニングが容易な材料であればよい。（図５（ｃ）、図８（ｂ））
次に、プラズマＣＶＤにより厚さ１００ｎｍ〜３００ｎｍの窒化シリコンを成膜してパッシベーション膜５４を形成し（図８（ｃ））、ソース電極４３上のパッシペーション膜５４と、走査線端子１５、信号線端子１６、共通配線端子１８の端子部金属膜６１上のパッシペーション膜５４及びゲート絶縁膜５３とをパターニングして、それぞれコンタクトホール５５および端子部コンタクトホール６２を開口する。このとき、図示していないが、共通配線１３の端部上のパッシベーション膜５４およびゲート絶縁膜５３と、信号線端子１６の端子部金属膜６１端部上のパッシベーション膜５４及びゲート絶縁膜５３と、信号線端子１６側の信号線１２端部上のパッシベーション膜５４とを同時にパターンニングして開口する。このパッシベーション膜５４は、イオン等の不純物がａ−Ｓｉ層４４ａに拡散し、ＴＦＴ１４が動作不良を起こすのを防ぐためのものである。（図５（ｄ）、図８（ｄ））次に、スパッタにより厚さ４０ｎｍ〜１００ｎｍのＩＴＯ等の透明導電膜を成膜、フォトリソ工程を通してパターンニングし、走査線端子１５、信号線端子１６、共通配線端子１８の端子部金属膜６１上に接続電極６３と、共通配線１３の端部上に共通配線結束線１７（図示せず）と、信号線端子１６の端子部金属膜６１と信号線１２とを接続するための接続電極（図示せず）とを形成する。このとき、表示領域には透明導電膜のパターンは形成しない。従って、ソース電極４３にＭｏやＡｌもしくはＡｌ合金の上下にＭｏを積層したような金属膜を用いた場合、ＩＴＯのパターニングはシュウ酸等のＭｏをエッチングしないエッチング液で行う必要がある。ソース電極４３にＣｒやＡｌもしくはＡｌ合金の上下にＣｒやＴｉを積層したような金属膜を用いた場合は、王水系や塩化第２鉄系のエッチング液を用いてもさしつかえない。ここで、表示領域には透明導電膜のパターンは形成しないのは、コンタクトホール５５部において、後述するＩＴＯ−Ａｌ間の電池作用による透明導電膜の剥がれの危険性をできるだけ回避するためである。また、走査線端子１５、信号線端子１６、共通配線端子１８の端子部金属膜６１上に透明導電膜で接続電極６３を形成するのは、ＣＯＧ実装時の端子部での接続信頼性を確保するためである。（図５（ｄ）、図８（ｅ））
次に、例えば、感光性ノボラック樹脂を厚さ１〜３μｍ塗布し、フォトリソ工程を通しアルカリ現像液でパターニングして、表示領域内部に不規則に第１の絶縁膜５１を形成する。第１の絶縁膜５１としては、感光性を有さない樹脂又は感光性を有する樹脂のいずれを用いることもでき、感光性を有さない樹脂を用いる場合の形成工程は、基板上への（１）第１の絶縁膜５１の塗布、（２）第１の絶縁膜５１のパターンニング用レジスト塗布、（３）露光、（４）現像、（５）第１の絶縁膜５１のエッチング、（６）レジスト剥離の各工程処理からなる。一方、感光性を有する樹脂を用いる場合の形成工程は、基板上への（１）第１の絶縁膜５１の塗布、（２）露光、（３）現像の各工程処理からなり、パターンニング用レジストの塗布、剥離の工程を省略することができる。（図６（ａ）、図８（ｅ））次に、この第１の絶縁膜５１に所定の表面形状変換処理を施して、なだらかな凸形状にする。これは、８０℃〜２００℃程度の温度で熱処理を行うことで、パターン形成後の第１の絶縁膜５１表面をメルトさせ、滑らかな形状に変換するものである。表面形状変換処理は熱処理に限定されず、例えば、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）のような薬品による溶融処理等を用いてもよい。表面形状変換処理後、２００℃〜２５０℃程度の温度で再度焼成を行う。（図６（ｂ）、図８（ｅ））
次に、例えば、感光性ノボラック樹脂を厚さ０．３〜１．５μｍ塗布し、フォトリソ工程を通しアルカリ現像液でパターニングし、２００℃〜２５０℃程度の温度で焼成して、第２の絶縁膜５２を形成すると共に、ソース電極４３上のパッシベーション膜５４に開口されたコンタクトホール５５に対応して、画素部コンタクトホール４５を形成する。（図６（ｃ）、図８（ｅ））
ここでは、第１の絶縁膜５１と第２の絶縁膜５２はノボラック系の有機樹脂材料を用いた例を示した。例えば、ＪＳＲ製のＰＣ４０３等を用いることができる。しかし、これらの材料は、同じ種類である必要はなく、異なる種類であってもよい。また、ノボラック樹脂のみではなく、アクリル樹脂とポリイミド樹脂、シリコン窒化膜とアクリル樹脂、シリコン酸化膜とポリイミド樹脂等の無機系樹脂と有機系樹脂の組み合わせを用いても、あるいはその逆の組み合わせを用いても、所望の凹凸を形成することができる。

また、ここではフォトリソ法を用いて第１の絶縁膜５１と第２の絶縁膜５２を形成する方法を述べたが、印刷法を用いてもよい。この場合は製造工程が簡略化できる。さらに、液相成長法などの湿式処理、プラズマ重合法などの乾式処理を用いて形成することもできる。即ち、本願でいう塗布系の絶縁膜（層間絶縁膜）とは出ガスを生じる絶縁膜の総称である。

次に、スパッタにより厚さ５０ｎｍ〜２００ｎｍのＭｏ膜と厚さ１００ｎｍ〜３００ｎｍのＡｌ−Ｎｄ合金膜を順次成膜し、フォトリソ工程を通してパターンニングし、高反射率の反射電極３１を形成する。このパターニングは、４０℃〜６０℃に加熱したリン酸、酢酸及び硝酸からなる混酸によるウェットエッチングにより行う。このとき、反射電極３１は、各々の画素のソース電極４３と接続され、画素電極としても機能するために、各々の画素領域の間（走査線１１上、及び信号線１２上）で除去されると共に、表示領域の外側も合わせて除去される。従って、走査線端子１５、信号線端子１６、共通配線端子１８の各端子部上にはＭｏとＡｌ−Ｎｄ合金膜は残っていない。ここで、Ｍｏ膜は端子部の接続電極６３である透明導電膜（ＩＴＯ膜）とＡｌ−Ｎｄ合金膜とのバリアメタルであり、フォトリソ工程の現像時に現像液がしみ込んで発生するＩＴＯ−Ａｌ間の電池作用による透明導電膜の剥がれを防止する役割があり、この電池作用を防止するために十分な膜厚が必要になる。（図６（ｄ）、図８（ｅ））
次に、反射電極３１となる金属膜の成膜方法について詳細に述べる。スパッタ装置において、図６（ｃ）、図８（ｅ）の状態のＴＦＴ基板１０をまず加熱室に搬送し、７０℃〜１７０℃の温度に加熱して、１〜２分間程度第１及び第２の絶縁膜に含まれる水分を十分放出させる。次にＴＦＴ基板１０を成膜室に搬送し、速やかにＭｏ膜とＡｌ−Ｎｄ合金膜の成膜を連続して行う。ここで、加熱室と成膜室は異なるチャンバーで独立に真空排気される方が望ましい。これはＴＦＴ基板１０の塗布系の絶縁膜（第１及び第２の絶縁膜）からの出ガスが、Ｍｏ膜やＡｌ−Ｎｄ合金膜の膜質や下層の金属膜との間のコンタクト抵抗に悪影響を与えないようにするためである。加熱と成膜が同じチャンバーで行われる場合は、加熱時間を２〜５分程度に長めにとり、基板加熱（保温）の最中にチャンバーを十分排気することが大切である。これにより、白濁のない高反射率のＡｌ−Ｎｄ合金膜が得られ、同時にソース電極４３と反射電極３１の間のコンタクト抵抗を低く安定化できる（後述する）。

なお、上記でＭｏ膜成膜時の基板加熱とＡｌ−Ｎｄ合金膜成膜時の基板加熱は必ずしも同じ温度で行う必要はなく、例えば、Ｍｏ膜成膜時を１５０℃、Ａｌ−Ｎｄ合金膜成膜時を１２０℃のように、Ｍｏ膜成膜時の基板加熱温度を高く制御してもよい。これはＭｏ膜成膜時の基板加熱温度が低いと、Ｍｏ膜の結晶性が悪くなり、Ａｌ−Ｎｄ合金膜の膜質やＡｌ−Ｎｄ合金／Ｍｏ膜のエッチング性に悪影響を与えるためである。

また、Ａｌ−Ｎｄ合金膜のＮｄ濃度は０．５ｗｔ％以上とするのが望ましい。これにより、後工程の配向膜焼成等の熱処理工程でのヒロックを抑制でき、高反射率の反射電極３１が得られる。さらに、成膜時の基板温度を１７０℃以下にすることにより、反射電極３１の表面モホロジー（微細な凹凸）を平均ピッチ１μｍ以下に制御でき、波長域２００ｎｍ〜４００ｎｍの反射率を可視光領域の反射率の９０％以上にすることできる。これにより、配向膜の種類にかかわらず、黄変のない反射電極３１を得ることができる（後述する）。一方、Ｎｄ濃度は１０ｗｔ％以下とするのが望ましい。これにより、高反射率のＡｌ−Ｎｄ合金膜が得られる（後述する）。

なお、ここでは、反射電極３１の材料として、反射率が高くＴＦＴプロセスとの整合性がよいＡｌ−Ｎｄ合金を用いた例を示したが、これに限定されるものではなく、反射率の高い金属であれば良く、例えば、Ａｌ−Ｔｉ合金やＡｌ−Ｍｏ合金等の他のＡｌ合金、あるいは、さらに高反射率の銀（Ａｇ）もしくは銀合金を用いてもよい。

次に、上記ＴＦＴ基板１０の上に、印刷により厚さ５０ｎｍ〜１００ｎｍの配向膜３４を形成し、２００℃〜２３０℃程度の温度で焼成し、配向処理を行う。一方、透明絶縁性基板２０ａ上に表示領域に対応して、カラーフィルタ２１とその上にＩＴＯ等の透明導電膜からなる対向電極３３が形成され、周辺部にブラックマトリクス２２が形成された対向基板２０の上に、同様に、印刷により厚さ５０ｎｍ〜１００ｎｍの配向膜３４を形成し、２００℃〜２３０℃程度の温度で焼成し、配向処理を行う。ここで、配向膜は波長域３００ｎｍ〜６００ｎｍの光透過率が９５％以上であるものを用いるのが望ましい。これにより、黄変のない反射電極３１を得ることができる（後述する）。

これらのＴＦＴ基板１０と対向基板２０とを、エポキシ系樹脂接着剤からなるシール材２３（図示せず）及びプラスチック粒子等からなる面内スペーサー３５（図示せず）を介して、各々の膜面が対向するようにして所定間隔に重ね合わせる。その後、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０との間に液晶３６を注入し、液晶３６を注入したシール材２３（図示せず）の空間（注入口）をＵＶ硬化型アクリレート系樹脂からなる封孔材２４（図示せず）で密閉する。最後に、対向基板２０の膜面とは反対側の面に、１／４波長板３７と偏向板３８を貼って、液晶表示パネルを完成する。（図７）
この後、図示していないが、走査線端子１５部、信号線端子１６部、共通配線端子１８部に駆動回路となるＩＣチップをＣＯＧ実装し、液晶表示装置を完成する。以上のようにして、高反射率で黄変がなく、書き込み不良の問題のない反射型液晶表示装置が得られる。

次に、本発明の第２の実施形態について図面を参照して説明する。第２の実施形態も凹凸を有する有機層間絶縁膜上に反射電極を形成する反射型表示装置の例である。本実施形態は、ＴＦＴ基板の製造工程の簡略化を目的とするものであり、他の部分の構造、製造方法については、前述した第１の実施形態と全く同様である。

本発明の第２の実施形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の構成及びその製造方法について、図４、図５、図８〜図１０を参照して詳細に説明する。図４は本実施形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の一画素部分の構成を示す平面図であり、図５、図９〜図１０は図４のＢ−Ｂ線部分に対応する工程断面図である。ここでは、スイッチング素子として逆スタガード構造のＴＦＴを用いた例を示し、図１の一番左側の最外周画素部の図を示す。また、図８は走査線端子１５、信号線端子１６、共通配線端子１８の短辺方向の工程断面図である。

本実施形態では、図１０（ｂ）に示すように、反射電極３１に所定の凹凸を形成するため、絶縁膜７１が一体的に形成され、不規則にかつなだらかに配設されている。即ち、第１の実施形態における第１の絶縁膜と第２の絶縁膜の役割が、本実施形態の絶縁膜７１に持たされている。

上記構成のＴＦＴ基板の製造工程は、図５（ａ）〜図５（ｃ）、図９（ａ）〜図１０（ｂ）及び図８に示すように、大別すると、（１）ゲート電極４１の金属膜の成膜・パターンニング、（２）ゲート絶縁膜５３、ａ−Ｓｉ層４４ａ、ｎ⁺型ａ−Ｓｉ層４４ｂの成膜、パターンニング、（３）ドレイン電極４２、ソース電極４３の金属膜の成膜、パターンニング、（４）パッシベーション膜５４の成膜、パターンニング、（５）端子部接続電極６３の透明導電膜の成膜、パターンニング、（６）絶縁膜７１の成膜、パターンニング及び表面形状変換処理、（７）反射電極３１の金属膜の成膜、パターンニングの全部で７工程からなる。

工程（１）〜（５）は、第１の実施形態と全く同様であり、透明絶縁性基板１０ａ上にＴＦＴ１４と、走査線端子１５、信号線端子１６、共通配線端子１８を形成する。（図９（ａ）、図８（ｅ））
次に、例えば、感光性ノボラック樹脂からなる絶縁膜７１を厚さ２〜４．５μｍ塗布する。そして、この絶縁膜７１を露光、現像して凹凸を形成するが、本実施形態では、フォトマスクとして露光の光を透過する透過領域と、所定の量だけ減衰して透過する半透過領域と、遮光領域とが形成されたハーフトーンマスクを用いることを特徴とする。即ち、凸部を形成する領域７２ａには遮光領域が対応し、凹部を形成する領域７２ｂには半透過領域が対応し、絶縁膜７１を完全に除去する領域７２ｃには透過領域が対応するように位置合わせをして露光を行う。（図９（ｂ））
次に、現像を行い、遮光領域では絶縁膜７１はそのまま残り、半透過領域ではある程度絶縁膜７１がエッチングされるために、絶縁膜７１に所定の凹凸が形成される。なお、絶縁膜７１を完全に除去する領域（透過領域７２ｃ）の隣には、必ずある程度の膜が残る領域（半透過領域７２ｂ）を配置するようにし、絶縁膜７１によって急峻な段差が生じないようにしている。このように、露光の際に、ハーフトーンマスクを用いて、長い時間露光するか強い光を当てて、絶縁膜７１を完全に感光させて現像にて絶縁膜７１を完全に除去する領域、短い時間露光するか弱い光を当てて、絶縁膜７１をある程度残す領域、光を当てずに膜を除去しない領域をつくることにより、第１の実施形態の第１の絶縁膜５１と第２の絶縁膜５２の形成工程を一つの工程で行うことができる。（図９（ｃ））
次に、第１の実形態と同様に、表面形状変換処理を行う。これは、８０℃〜２００℃程度の温度で熱処理を行うことにより、パターン形成後の絶縁膜７１の表面をメルトさせ、滑らかな形状に変換させる。なお、表面形状変換処理では熱処理に限定されず、例えば、薬品による溶融処理等を用いてもよい。表面形状変換処理後、２００℃〜２５０℃程度の温度で再度焼成を行う。（図１０（ａ））
次に、第１の実形態と同様に、スパッタにより厚さ５０ｎｍ〜２００ｎｍのＭｏ膜と厚さ１００ｎｍ〜３００ｎｍのＡｌ−Ｎｄ合金膜を順次成膜し、フォトリソ工程を通してパターンニングし、高反射率の反射電極３１を形成し、ＴＦＴ基板を完成させる。高反射率の反射電極３１の形成方法は第１の実施形態と全く同様である。（図１０（ｂ）、図８（ｅ））
このように、ハーフトーンマスクを用いることにより、凹凸を有する絶縁膜７１を一工程で形成することができ、第１の実施形態に比べて工程の削減を図ることができる。

なお、本実施形態では、ハーフトーンマスクを用いて凹凸を形成する方法について述べたが、ハーフトーンマスクを用いる方法の他にも、半残し領域と全残し領域用に別々のマスクを用い、露光量を変えることによって同様の凹凸を形成する方法や、露光の解像能力の限界よりも微細にパターンを配置することで、擬似的に半透過とする方法で、絶縁膜７１に照射する露光量を場所によって変える方法を適用することもできる。

次に、本発明の第３の実施形態について図面を参照して説明する。第３の実施形態は凹凸を有する有機層間絶縁膜上に反射電極を形成し、かつ透明導電膜からなる画素電極も形成する半透過型液晶表示装置の例である。本実施形態は、ＴＦＴ基板の製造工程に透明導電膜からなる画素電極の形成工程が追加されるだけで、他の部分の構造、製造方法については、前述した第１の実施形態と全く同様である。

本発明の第３の実施形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の構成及びその製造方法について、図１１〜図１５及び図８を参照して詳細に説明する。図１１は本実施形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の一画素部分の構成を示す平面図であり、図１２〜図１５は図１１のＢ−Ｂ線部分に対応する工程断面図である。ここでは、スイッチング素子として逆スタガード構造のＴＦＴを用いた例を示し、図１の一番左側の最外周画素部の図を示す。また、図８は走査線端子１５、信号線端子１６、共通配線端子１８の短辺方向の工程断面図である。

本実施形態では、図１１、図１５に示すように、本実施形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の一画素部分は、互いに直交する走査線１１及び信号線１２と、これらの配線で囲まれる画素領域に各々設けられたスイッチング素子であるＴＦＴ１４と、各画素領域に入射する光を反射、透過すると共に、対向基板２０との間に狭持された液晶３６に電圧を印加する反射電極３１、透明導電膜からなる画素電極８１と、反射電極３１に所定の凹凸を形成するための第１の絶縁膜５１及び第２の絶縁膜５２とを含み、ゲート電極４１は走査線１１に、ドレイン電極４２は信号線１２に、ソース電極４３は反射電極３１に、反射電極３１は透明導電膜からなる画素電極８１に各々接続されている。

ここで、反射電極３１は画素電極８１の周囲を囲むようにして形成され、画素電極８１を構成する透明導電膜の周囲が反射電極３１を構成する金属膜で被覆され、この部分で電気的接続がとられるようになっている。

上記構成のＴＦＴ基板の製造工程は、図１２（ａ）〜図１５及び図８に示すように、大別すると、（１）ゲート電極４１の金属膜の成膜・パターンニング、（２）ゲート絶縁膜５３、ａ−Ｓｉ層４４ａ、ｎ⁺型ａ−Ｓｉ層４４ｂの成膜、パターンニング、（３）ドレイン電極４２、ソース電極４３の金属膜の成膜、パターンニング及びパッシベーション膜５４の成膜、（４）第１の絶縁膜５１の成膜、パターンニング及び表面形状変換処理、（５）第２の絶縁膜５２の成膜、パターンニング、（６）パッシベーション膜５４のパターンニング、（７）画素電極８１及び端子部接続電極６３の透明導電膜の成膜、パターンニング、（８）反射電極３１の金属膜の成膜、パターンニングの全部で８工程からなる。

工程（１）〜（３）は、第１の実施形態のパッシベーション膜５４成膜までの工程と全く同様であり、透明絶縁性基板１０ａ上にＴＦＴ１４を形成する。パッシベーション膜５４の開口はこの時点では行わない。（図１２（ｄ）、図８（ｃ））工程（４）〜（５）は、第１の実施形態の工程（６）〜（７）と全く同様である。但し、本実施形態は半透過型液晶表示装置のため、第１の絶縁膜５１と第２の絶縁膜５２の色つきを防止するため、現像後に全面露光を行うことが、第１の実施形態と異なる。（図１３（ｃ）、図８（ｃ））
次に、ソース電極４３上のパッシべーション膜５４と、走査線端子１５、信号線端子１６、共通配線端子１８の端子部金属膜６１上のパッシベーション膜５４及びゲート絶縁膜５３とをパターンニングして、それぞれコンタクトホール５５、端子部コンタクトホール６２を開口する。このとき、図示していないが、共通配線１３の端部上のパッシベーション膜５４及びゲート絶縁膜５３と、信号線端子１６の端子部金属膜６１端部上のパッシペーション膜５４及びゲート絶縁膜５３と、信号線端子１６側の信号線１２端部上のパッシペーション膜５４とを、同時にパターンニングして開口する。（図１４（ａ）、図８（ｄ））
次に、スパッタにより厚さ４０ｎｍ〜１００ｎｍのＩＴＯ等の透明導電膜を成膜、フォトリソ工程を通してパターンニングし、画素電極８１と、走査線端子１５、信号線端子１６、共通配線端子１８の端子部金属膜６１上に接続電極６３と、共通配線１３の端部上に共通配線結束線１７（図示せず）と、信号線端子１６の端子部金属膜６１と信号線１２とを接続するための接続電極（図示せず）とを形成する。このとき、透明導電膜の成膜も、第１の実施形態で述べた反射電極３１となる金属膜の成膜と同様な方法で行ない、出ガスの影響を避けることが望ましい。また、ソース電極４３上の画素部コンタクトホール４５上には透明導電膜のパターンは形成しないのも第１の実施形態で述べた通りである。（図１４（ｂ）、図８（ｅ））
次に、第１の実施形態と同様に、スパッタにより厚さ５０ｎｍ〜２００ｎｍのＭｏ膜と厚さ１００ｎｍ〜３００ｎｍのＡｌ−Ｎｄ合金膜を順次成膜し、フォトリソ工程を通してパターンニングし、高反射率の反射電極３１を形成し、ＴＦＴ基板を完成させる。高反射率の反射電極３１の形成方法は第１の実形態と全く同様である。このとき、反射電極３１は、各々の画素のソース電極４３及び画素電極８１と接続され、各々の画素領域の間（走査線１１上、及び信号線１２上）で除去されると共に、表示領域の外側も合わせて除去される。従って、走査線端子１５、信号線端子１６、共通配線端子１８の各端子部上にはＭｏとＡｌ−Ｎｄ合金膜は残っていない。この事情も、第１の実施形態と全く同様である。また、画素電極８１を構成する透明導電膜（ＩＴＯ膜）の周囲を反射電極３１を構成する金属膜（Ａｌ−Ｎｄ合金／Ｍｏ膜）で被覆するようにしているので、フォトリソ工程の現像時に現像液が金属膜を通して透明導電膜の端部からしみ込む危険性がなく（透明導電膜の端部上はフォトレジストが現像されず、金属膜が現像液にさらされることがないため）、ＩＴＯ−Ａｌ間の電池作用による透明導電膜の剥がれを防止することができ、液晶表示装置の点欠陥不良を大幅に低減できる。（図１４（ｃ）、図８（ｅ））
以降、第１の実施形態と全く同様にして、液晶表示パネルを製造し（図１５）、液晶表示装置を完成する。以上のようにして、高反射率で黄変がなく、書き込み不良の問題のない半透過型液晶表示装置が得られる。

次に、本発明の第４の実施形態について図面を参照して説明する。第４の実施形態は、第１から第３までの実施形態のように、出射光の散乱を凹凸を有する反射電極で行うのではなく、対向基板２０側のカラーフィルタ２１上につけた散乱膜９１で行う反射型液晶表示装置の例である。本実施形態では、ＴＦＴ基板１０に凹凸を有する絶縁膜を形成する工程がない。即ち、反射電極３１は、パッシベーション膜５４上に直接形成される。

本発明の第４の実施形態の液晶表示装置の構成及びその製造方法について、図１６を参照して簡単に説明する。図１６は本実施形態の液晶表示装置のパネル断面図であり、図２のＡ−Ａ線、Ｃ−Ｃ線及び一画素部分の断面図である（Ｂ−Ｂ線部分は図４に示される断面に対応している）。

上記構成の液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造工程は、大別すると、（１）ゲート電極４１の金属膜の成膜・パターンニング、（２）ゲート絶縁膜５３、ａ−Ｓｉ層４４ａ、ｎ⁺型ａ−Ｓｉ層４４ｂの成膜、パターンニング、（３）ドレイン電極４２、ソース電極４３の金属膜の成膜、パターンニング、（４）パッシベーション膜５４の成膜、パターンニング、（５）端子部接続電極６３の透明導電膜の成膜、パターンニング、（６）反射電極３１の金属膜の成膜、パターンニングの全部で６工程からなる。これは、第１の実施形態から工程（６）〜工程（７）を削除したものであるので、説明は省略する。

但し、反射電極３１が、塗布系の絶縁膜でなく、プラズマＣＶＤにより形成された窒化シリコンからなるパッシベーション膜５４上に形成されるため、反射電極となる金属膜の成膜方法が第１の実施形態と少し異なる。つまり、本実施形態では、スパッタ装置において、図５（ｄ）、図８（ｅ）の状態のＴＦＴ基板１０をまず加熱室に搬送し、室温のまま、または１７０℃以下の温度に加熱した後、ＴＦＴ基板１０を成膜室に搬送し、速やかにＭｏ膜とＡｌ−Ｎｄ合金膜の成膜を連続して行う。ここで、加熱室と成膜室は同じチャンバーであっても、異なるチャンバーであってもよい。これは第１の実施形態と異なり、ＴＦＴ基板１０には塗布系の絶縁膜が存在せず、出ガスの影響がほとんどないためである。これにより、白濁のない高反射率のＡｌ−Ｎｄ合金膜が得られる（後述する）。本実施形態では、パッシベーション膜５４の膜厚を３００ｎｍ〜８００ｎｍ程度に厚くするのが望ましい。なお、パッシベーション膜５４上を塗布系の絶縁膜で平坦化する場合は、第１の実施形態で工程（６）（第１の絶縁膜５１による凹凸形成工程）が削除されるだけであり、反射電極となる金属膜の成膜方法は第１の実施形態と同じになるので、出ガスの影響をほとんどなくすという目的を有する本実施形態にはそぐわない。

また、Ａｌ−Ｎｄ合金膜のＮｄ濃度については、第１の実施形態と全く同様に、０．５ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下とするのが望ましい。さらに、成膜時の基板温度を１７０℃以下にすることにより、反射電極の表面モホロジー（微細な凹凸）を平均ピッチ１μｍ以下に制御でき、波長域２００ｎｍ〜４００ｎｍの反射率を波長４００ｎｍでの反射率の９０％以上にすることできる。これにより、後工程の配向膜焼成等の熱処理工程でのヒロックを抑制でき、高反射率の反射電極３１が得られると同時に、配向膜の種類にかかわらず、黄変のない反射電極３１を得ることができる（後述する）。

以降、第１の実施形態と同様にして、液晶表示パネルを製造し、液晶表示装置を完成するが、第１の実施形態と異なるのは、対向基板２０のカラーフィルタ２１上に散乱膜９１を設けていることである。この散乱膜９１は、例えば、ノボラック系樹脂の中にプラスチック粒子等からなるビーズを混入したものから構成されている。プラスチック粒子の径や配合割合を最適化することにより、凹凸を形成した反射電極と同様な散乱効果が得られる。以上のようにして、高反射率で黄変がなく、書き込み不良の問題のない反射型液晶表示装置が得られる。

なお、以上の実施形態では、スイッチング素子として逆スタガードチャネルエッチ型のＴＦＴを用いた例を述べたが、チャネル保護型のＴＦＴや順スタガード型のＴＦＴを用いてもよい。また、これらスタガード型のＴＦＴのみならずコプレナー型のＴＦＴを用いてもよく、さらに、ポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）ＴＦＴを用いてもよい。また、スイッチング素子として、ＴＦＴでなく、ＭＩＭダイオードを用いてもよい。また、スイッチング素子を有する基板と対向基板は、ガラス基板でなく、これ以外の基板、例えばプラスチック基板、セラミックス基板、半導体基板（半透過型液晶表示装置の場合は除く）等を用いてもよい。

さらに、本発明は、アクティブマトリックス型液晶表示装置のみならず、ＳＴＮ液晶表示装置等にも適用できる。また、第４の実施形態の反射電極となる金属膜の成膜方法は、下地に塗布系の絶縁膜を用いない、例えば、反射電極の凹凸を粗面化したガラス基板で形成するような、反射型もしくは半透過型液晶表示装置全般に広く応用できることは言うまでもない。

次に、本発明の数値限定の根拠について、図１７〜図２３を参照して以下に説明する。

図１７は、Ａｌ−Ｎｄ合金成膜時の基板温度とＡｌ−Ｎｄ合金膜の微細な表面凹凸の平均ピッチとの関係を示すグラフの一例である。ここで、Ａｌ−Ｎｄ合金の組成はＮｄ４．５ｗｔ％のものを用い、これをガラス基板上にスパッタにより基板温度を変えて成膜し、サンプルとした。表面凹凸は５万倍の真上からのＳＥＭ写真を撮り、定規で計測して求めた。サンプルの斜め方向からのＳＥＭ写真から、Ａｌの表面モホロジーは基板温度が下がるにつれて微細になり、凹凸の大きさ、深さ共小さくなることを確認した。基板温度が２００℃のときは、凹凸の平均ピッチは１．５μｍ程度だが、１５０℃で０．９μｍ程度、１００℃以下で０．５μｍ以下となることがわかった。一方、凹凸の深さは、正確ではないが、基板温度が２００℃のとき０．５μｍ程度、１５０℃のとき０．３μｍ程度、１００℃以下で０．１μｍ〜０．２μｍ程度になっている。

図１８は、図１７の成膜により得られたＡｌ−Ｎｄ合金膜の反射率を示すグラフの一例である。ここで、反射率は測定装置に付属しているＡｌ蒸着膜の反射率を１００％として規格化している。成膜時の基板温度が１２０℃のときは、短波長側になるにつれて、反射率が徐々に上がっていることがわかる。一方、成膜時の基板温度が２００℃のときは、４００ｎｍ程度までは、同じ傾向を示すが、２００ｎｍ〜４００ｎｍの波長域で急激に反射率が低下することがわかった。

図１９、図２０は、Ａｌ−Ｎｄ合金膜の膜厚がそれぞれ１５０ｎｍ、３００ｎｍのときの、成膜時の基板温度による反射率を示すグラフの一例である。この反射率は図１８で成膜時の基板温度が１２０℃のときのサンプルの反射率を１００％として規格化した相対的な反射率である。グラフ中でＲＴは室温で成膜したデータである。成膜時の基板温度が１５０℃以上では、２００ｎｍ〜４００ｎｍの波長域で反射率が低下する傾向が見られ、特に、２００℃のときは急激に低下することがわかる。また、Ａｌ膜厚が厚いほど、この傾向が大きいことがわかる。

図２１は配向膜の透過率を示すグラフの一例である。ここでは、日産化学製の配向膜とＪＳＲ製の一般的な配向膜を用いた。配向膜によっては、６００ｎｍより短波長側の透過率が低下するものがあることがわかった。成分であるポリイミド等に色がつきやすい材料を用いた場合、このような透過率特性になると推定される。

図２２はＡｌ−Ｎｄ合金のＮｄ濃度と熱処理によるヒロック及び反射率との関係を示す表である。ここで、ヒロックは、配向膜焼成と同等の２３０℃、１時間の熱処理行い、光学顕微鏡により観察した。Ｎｄ濃度が０．１ｗｔ％のときはヒロックが発生した（×印）が、０．５ｗｔ％以上では発生しなかった（○印）。また、反射率は、Ｎｄ濃度が０．１ｗｔ％〜５ｗｔ％では、室温で成膜した純Ａｌと同等の反射率を維持できたが、１０ｗｔ％では波長４００ｎｍで約６〜８％低下し、さらに、２０ｗｔ％では、波長４００ｎｍで１０％以上低下した。

図２３はＡｌ−Ｎｄ合金（Ｎｄ濃度４．５ｗｔ％）の成膜時の基板温度と製造した液晶表示装置の色見、反射率及び下層金属膜と反射電極となる金属膜とのコンタクト抵抗との関係を示す表である。色見については、Ａｌ−Ｎｄ合金の成膜時の基板温度が２００℃のときで、かつ、配向膜を図２１に示した配向膜Ｂのような透過率特性を持つものを用いたときのみ、黄変が観察された（×印）。また、反射率については、基板温度が１７０℃、２００℃では、波長４００ｎｍで約１〜５％低下した（△印）（図１９、図２０参照）。基板温度が２０℃（室温）では、ガラス上では全く問題ないが、有機絶縁膜上では、出ガスの影響で白濁を生じ、波長４００ｎｍで５％程度低下した（△印）。また、コンタクト抵抗については、基板温度が７０℃以上の場合は問題なかったが、基板温度が２０℃（室温）では、出ガスの影響でコンタクト抵抗の増大が確認された（×印）。

以上の実験結果を総合すると、液晶表示装置の反射電極を構成するＡｌ−Ｎｄ合金膜に関し、下地がプラズマＣＶＤ法で形成された窒化シリコンのような絶縁膜の場合は、その成膜温度は１７０℃以下であることが望ましい。一方、下地が樹脂のような塗布系の絶縁膜の場合は、７０℃以上１７０℃以下であることが望ましい。これにより、配向膜に図２１の配向膜Ｂのような透過率特性のものを用いた場合でも、液晶表示装置の色見の黄変を防止し、高反射率にすることができる。同時に、下層金属膜と反射電極となる金属膜とのコンタクト不良を防止することができる。このとき、図１７から、反射電極を構成するＡｌ−Ｎｄ合金膜の表面モホロジーは、その微細な凹凸の平均ピッチが１μｍ以下であることが望ましく、さらに望ましくは、０．６μｍ以下であればよい。即ち、このような表面モホロジーに制御する必要がある。また、図１９、図２０から、反射電極を構成するＡｌ−Ｎｄ合金膜の反射率は、波長域２００ｎｍ〜４００ｎｍの反射率が波長４００ｎｍでの反射率の９５％以上であることが望ましい。すなわち、このような反射率特性を有する膜質に制御する必要がある。

一方、反射電極を構成するＡｌ−Ｎｄ合金膜のＮｄ組成は０．５ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることが望ましく、さらに望ましくは、０．５ｗｔ％以上５ｗｔ％以下であればよい。これにより、後工程での熱処理による反射電極へのヒロックの発生を防止でき（従って、配向処理時のラビングロールの汚染等を防止でき）、同時に、高反射率の液晶表示装置にすることができる。

また、液晶表示装置の反射電極上に形成される配向膜は、波長域３００ｎｍ〜６００ｎｍの光透過率が９５％以上であることが望ましい。これにより、液晶表示装置の色見の黄変を防止することができる。

反射電極の表面モホロジーと配向膜との組合せで、反射型もしくは半透過型液晶表示装置の色見の黄変が発生するのは、いまだ明確ではないが、次のようなメカニズムが推定される。即ち、反射電極表面の凹凸が大きいと、この中に配向膜が入りこみ、配向膜を通過する光路が実効的に長くなり、その分、図２１の配向膜Ｂのような吸収を受けやすくなるためと考えられる。特に、反射型液晶表示装置では、配向膜を光が計４回通過するため、透過型液晶表示装置よりも配向膜による光吸収が多くなる。紫外光領域での光吸収が増えた結果、液晶表示装置の色見が黄変すると考えられる。

ここで述べた事情は、反射電極がＡｌ−Ｎｄ合金や他のＡｌ合金の場合のみならず、他の反射電極材料、例えば、Ａｌよりも反射率の高い銀、銀合金の場合も全く同じように当てはまると考えられる。

以上説明したように、本発明によれば、高反射率で色見に黄変がなく、ソース電極と反射電極間のコンタクト抵抗に起因する書き込み不良のない反射型もしくは半透過型液晶表示装置を高歩留で提供することができる。

本発明の第１の実施形態の液晶表示装置に使用する薄膜トランジスタアレイ基板（ＴＦＴ基板）の構成を示す概念図である。（第２、第３及び第４の実施形態と共通）本発明の第１の実施形態の液晶表示装置のパネル平面図である。（第２、第３及び第４の実施形態と共通）図２のＡ−Ａ線、Ｃ−Ｃ線及び一画素部分（図４のＢ−Ｂ線部分の断面に対応）のパネル断面図である。本発明の第１の実施形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の一画素部分の構成を示す平面図である。（第２の実施形態と共通）図４のＢ−Ｂ線部分に対応する工程断面図である。（第２の実施形態と共通）図５に続く製造工程を示す工程断面図である。（第２の実施形態と共通）図６に続く製造工程を示す工程断面図であり、パネル断面図である。本発明の第１の実施形態の液晶表示装置の走査線端子１５、信号線端子１６、共通配線端子１８の短辺方向の工程断面図である。（第２及び第３の実施形態と共通）本発明の第２の実施形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造工程を示す工程断面図であり、図４のＢ−Ｂ線部分に対応し、図５の工程（ｃ）に続く工程断面図である。図９に続く製造工程を示す工程断面図である。本発明の第３の実施形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の一画素部分の構成を示す平面図である。図１１のＢ−Ｂ線部分に対応する工程断面図である。図１２に続く製造工程を示す工程断面図である。図１３に続く製造工程を示す工程断面図である。図１４に続く製造工程を示す工程断面図であり、パネル断面図である。本発明の第４の実施形態の液晶表示装置のパネル断面図であり、図２のＡ−Ａ線、Ｃ−Ｃ線及び一画素部分（図４のＢ−Ｂ線部分の断面に対応）の断面図である。Ａｌ−Ｎｄ合金成膜時の基板温度とＡｌ−Ｎｄ合金膜の表面凹凸の平均ピッチとの関係を示すグラフの一例である。図１７の成膜により得られたＡｌ−Ｎｄ合金膜の反射率を示すグラフの一例である。Ａｌ−Ｎｄ合金膜の膜厚が１５０ｎｍのときの、成膜時の基板温度による反射率を示すグラフの一例である。Ａｌ−Ｎｄ合金膜の膜厚が３００ｎｍのときの、成膜時の基板温度による反射率を示すグラフの一例である。配向膜の透過率を示すグラフの一例である。Ａｌ−Ｎｄ合金のＮｄ濃度と熱処理によるヒロック及び反射率との関係を示す表である。Ａｌ−Ｎｄ合金（Ｎｄ濃度４．５ｗｔ％）の成膜時の基板温度と製造した液晶表示装置の色見、反射率及び下層金属膜と反射電極となる金属膜とのコンタクト抵抗との関係を示す表である。従来の一般的な反射型液晶表示装置の断面図である。

符号の説明

１０ＴＦＴ基板
１１走査線
１２信号線
１３共通配線
１４ＴＦＴ
１５走査線端子
１６信号線端子
１７共通配線結束線
１８共通配線端子
２０対向基板
２１カラーフィルタ
２２ブラックマトリクス
２３シール材
２４封孔材
３１反射電極
３２有機層間絶縁膜
３３対向電極
３４配向膜
３５面内スペーサー
３６液晶
３７１／４波長板
３８偏向板
４１ゲート電極
４２ドレイン電極
４３ソース電極
４４半導体層
４５画素部コンタクトホール
５１第１の絶縁膜
５２第２の絶縁膜
５３ゲート絶縁膜
５４パッシベーション膜
５５コンタクトホール
６１端子部金属膜
６２端子部コンタクトホール
６３接続電極
７１絶縁膜
８１画素電極
９１散乱膜

Claims

基板上にバス配線と、前記バス配線に接続されるスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続されるアルミニウムを主体とする合金からなる反射電極と、前記反射電極上に配向膜を有する液晶表示装置の製造方法において、
前記反射電極をガラス基板上または非塗布系の層間絶縁膜上に形成し、前記反射電極の成膜時の基板温度を１７０℃以下とし、前記反射電極の波長域２００ｎｍ乃至４００ｎｍの反射率を波長４００ｎｍでの反射率の９０％以上とすることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
基板上にバス配線と、前記バス配線に接続されるスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続されるアルミニウムを主体とする合金からなる反射電極と、前記反射電極上に配向膜を有する液晶表示装置の製造方法において、
前記反射電極を樹脂基板上または塗布系の層間絶縁膜上に形成し、前記反射電極の成膜時の基板温度を７０℃以上１５０℃以下とし、前記反射電極の波長域２００ｎｍ〜４００ｎｍの反射率を波長４００ｎｍでの反射率の９０％以上とすることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
前記反射電極の成膜時の基板加熱を少なくとも成膜前に行うことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置の製造方法。