专利名称：半透射型液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及半透射型液晶显示装置，尤其是涉及IPS (In Plane Switching)方式和纵向电场方式的半透射型液晶显示装置。
背景技术：
作为便携设备用的显示器，使用了在1个子像素内具有透射部和反 射部的半透射型液晶显示装置。
在这些半透射型液晶显示装置中，对夹持在一对基板间的液晶采用 了在与 一对基板的基板平面垂直的方向上施加电场来驱动液晶的纵向
电场方式。在这种情况下，为调和透射部和反射部的特性而在透射部和 反射部设置台阶，并在偏振板和液晶层之间设置相位差板。
另一方面，作为液晶显示装置，已知有IPS方式的液晶显示装置， 在该IPS方式的液晶显示装置中，通过将像素电极(PIX)和对置电极 (CT )形成在同 一基板上并在其间施加电场以使液晶在基板平面内旋 转，来进行明暗的控制。因此，具有当斜向观看画面时显示图像的颜色 深浅不颠倒的特征。为有效利用这种特征，提出了采用IPS方式的液晶 显示装置来构成半透射型液晶显示装置的方案。
但是，当采用IPS方式的液晶显示装置构成半透射型液晶显示装置 时，例如在透射部为常黑的情况下，反射部为常白，因而存在着在透射 部和反射部明暗颠倒的问题(1 )。
因此，为解决上述问题(l),本申请人已提出了具有新像素结构的 半透射型液晶显示装置的专利申请(参照下列专利文献1 )。
在该已申请过的半透射型液晶显示装置中，作为各子像素的像素结 构，与由透射部和反射部共用的像素电极不同，使对置电极在透射部和 反射部各自独立，并施加彼此不同的基准电压(对置电压或公共电压)，
由此防止在透射部和反射部发生明暗颠倒。
在IPS方式的液晶显示装置中，像素电极(PIX)，设置在一对基板 中的一块基板的液晶侧。在这种情况下，在对置电极(CT)上开口，在 其中形成接触孔，通过接触孔对像素电极(PIX)施加驱动电压。
但是，在上述专利文献l所述的半透射型液晶显示装置中，当为了 对配置在一块基板的液晶侧的像素电极(PIX)施加驱动电压而在对置 电极(CT)上开口并在其中形成接触孔时，非显示部分增加，因而存在 着透射率低的问题(2)。
因此，为解决上述问题(2)，本申请人已申请过具有新的像素结构 的半透射型液晶显示装置(参照下列专利文献2)。
在该已申请过的半透射型液晶显示装置中，通过使用彼此相对的对
置电极(CT)的间隙作为形成接触孔所需的对置电极(CT)的开口，
来防止透射率的降低。
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专利文献1 专利文献2 专利文献3
日本特愿2005-322049 日本特愿2006-109659 日本特开平5-127195号公报
发明内容
本发明人对上述专利文献2中所述的半透射型液晶显示装置进行了 研究，结果发现了以下的问题。
图23是表示在专利文献2的半透射型液晶显示装置的液晶显示板 的像素部中将像素电极连接于有源元件的电极的连接部的结构的剖视 图，图24是表示在对适用于专利文献2的结构的情况进行研究中的半 透射型液晶显示装置的液晶显示板的外围电路部中通过ITO膜将对置电 极连接于有源元件的电极的连接部的结构的剖视图。
在图23和图24中，15、 16、 17是层间绝缘膜，CT是对置电极， DD、 DD1是起着薄膜晶体管(有源元件)的漏电极的作用的电极，PIX 是像素电极，RAL是反射电极，CH2、 CH3、 CH4是接触孔。
在专利文献2所述的半透射型液晶显示装置中，如图23所示，具 有使像素电极(PIX)通过接触孔CH3与薄膜晶体管的电极(DD)直接 接触的结构。该结构通过如下方式实现，即在层间绝缘膜16的接触孔 CH2的内侧也形成层间绝缘膜17，在该层间绝缘膜17上开孔，并利用 其图案加工下层的层间绝缘膜15而形成接触孔(CH3)。
但是，当形成接触孔CH3时，由于层间绝缘膜15和层间绝缘膜17 的膜质不同，在一起加工有时会产生缺陷，在某些情况下会发生不能使 像素电极(PIX)与薄膜晶体管的电极(DD)电连接的连接故障。
因此，本发明人研究了在加工层间绝缘膜17之前先加工层间绝缘 膜15的情况。但是，在这种情况下，在形成反射电极(RAL)的图案 时将使薄膜晶体管的电极(DD)溶解，这时也将发生像素电极(PIX) 与薄膜晶体管的电极(DD)不能电连接的连接故障。这种连接故障，成 为半透射型液晶显示装置的制造成品率降低的主要因素。
在外围电路部，当由薄膜晶体管控制提供给对置电极(CT)的电位 时，薄膜晶体管的电极(DDI)与对置电极(CT)的电连接是必要的。 当采用图23中所述的制造工艺时，如图24所示，必须使用最上层的ITO 膜20(与像素电极(PIX )在同一工序中加工)将薄膜晶体管的电极(DDI ) 与对置电极(CT)电连接，因而存在着由高电阻ITO的链电阻引起的连 接电阻增大的问题。可以设想到，如果连接电阻增大，就会使施加于对 置电极(CT)的驱动电压变化而发生显示不均等，作为结果将使显示质 量恶化。
本发明的目的是提供一种能够谋求提高半透射型液晶显示装置的 制造成品率的技术。
本发明的另一目的是提供一种能够谋求提高半透射型液晶显示装 置的显示质量的技术。
本发明的上述及其他目的和新的特征，由本说明书的记述和附图可 以明确。
在本申请书所公开的发明中，如简单地说明代表性发明的概要，则 如下所述。
(1) 一种半透射型液晶显示装置，包括具有一对基板和夹持在上 述一对基板间的液晶层的液晶显示板，上述液晶显示板，包括多个各自 具有透射部和反射部的子像素，在该半透射型液晶显示装置中，上述一
对基板中的一块基板包括有源元件；设置在上述有源元件的电极的上 层并具有第一接触孔的第一绝缘膜；设置在上述第一绝缘膜的上层的对 置电极；在上述对置电极的上层并设置在上述反射部的反射电极；设置 在上述对置电极和上述反射电极的上层并具有第二接触孔的第二绝缘 膜；设置在上述第二绝缘膜的上层的像素电极；以及形成于上述第一接 触孔并与上述有源元件的电极电连接的导体，其中，上述像素电极通过 上述第二接触孔与上述导体电连接。
(2) 在上述(1)中，上述导体在上述第一接触孔的内外形成。
(3) 在上述(1)或(2)中，上述一块基板在上述有源元件的上 述电极的上层亦即上述第一绝缘膜的下层具有第三绝缘膜，上述第三绝 缘膜具有第三接触孔，上述导体通过上述第一接触孔和上述第三接触孔 与上述有源元件的上述电极电连接。
(4) 在上述(1) ~ (3)的任何一项中，上述导体与上述对置电 极在同一工序中形成，且与上述对置电极电隔离而形成。
(5) 在上述U) ~ (4)的任何一项中，上述有源元件的上述电 极，在其表面含有1%以上的上述反射电极的材料。
(6) 在上述(1) ~ (5)的任何一项中，上述有源元件的上述电 极，由用上述反射电极的蚀刻液或蚀刻气进行蚀刻的材料构成。
(7) 在上述(1)或(6)的任何一项中，上述像素电极与上述对 置电极重叠地配置，由上述像素电极、上述第二绝缘膜、上述对置电极 形成保持电容。
(8) 在上述(1) ~ (7)的任何一项中，上述多个子像素的各个 子像素，其上述像素电极由上述透射部和上述反射部共用，上述对置电 极在上述透射部和上述反射部各自独立，施加于上述对置电极的电位， 在上述透射部和上述反射部不同。
(9) 在上述(1) ~ (7)的任何一项中，在上述反射部设置有相 位差板。
(10) —种半透射型液晶显示装置，包括具有一对基板和夹持在上
述一对基板间的液晶层的液晶显示板，上述液晶显示板，包括多个各自 具有透射部和反射部的子像素，在该半透射型液晶显示装置中，上述一
对基板中的一块基板包括有源元件、设置在上述有源元件的电极的上 层并具有第一接触孔的第一绝缘膜、设置在上述第一绝缘膜的上层的公 共电极、在上述公共电极的上层并设置在上述反射部的反射电极、设置 在上述公共电极和上述反射电极的上层并具有第二接触孔的第二绝缘 膜、设置在上述第二绝缘膜的上层的像素电极、以及形成于上述第一接 触孔并与上述有源元件的电极电连接的导体，上述像素电极，通过上述 第二接触孔与上述导体电连接。
(11) 在上述(lO)中，上述导体在上述第一接触孔的内外形成。
(12) 在上述(10)或(11 )中，上述一块基板，在上述有源元件 的上述电极的上层亦即上述第一绝缘膜的下层具有第三绝缘膜，上述第 三绝缘膜，具有第三接触孔，上述导体，通过上述第一接触孔和上述第 三接触孔与上述有源元件的上述电极电连接。
(13) 在上述(10) ~ (12)的任何一项中，上述导体与上述公共 电极在同一工序中形成，且与上述公共电极电隔离地形成。
(14) 在上述(10) ~ (13)的任何一项中，上述有源元件的电极， 在其表面含有1%以上的上述反射电极的材料。
(15) 在上述(10) ~ (14)的任何一项中，上述有源元件的电极， 由用上述反射电极的蚀刻液或蚀刻气进行蚀刻的材料构成。
(16) 在上述(10) ~ (15)的任何一项中，上述像素电极与上述 公共电极重叠地配置，由上述像素电极、上述第二绝缘膜、上述共用对 置电极形成保持电容。
(17) 在上述(10) ~ (16)的任何一项中，上述一对基板中的另 一块基板具有对置电极。
(18) —种半透射型液晶显示装置，包括具有一对基板和夹持在上 述一对基板间的液晶层的液晶显示板，上述液晶显示板包括多个各自具
有透射部和反射部的子像素，在该半透射型液晶显示装置中，上述一对 基板中的一块基板，包括向对置电极提供驱动电位的有源元件、设置在 上述有源元件的电极的上层并具有第 一接触孔的第 一绝缘膜、以及设置 在上述第一绝缘膜的上层的上述对置电极，上述对置电极，通过上述第 一接触孔与上述上述有源元件的电极电连接。
(19)在上述(18)中，上述子像素在上述反射部具有反射电极， 与上述反射电极在同一工序中形成的金属膜，在上述第一接触孔的内外 与上述对置电极电连接。
如简单地说明由本申请所公开的发明中的代表性发明取得的效果， 则如下所述。
按照本发明，能够谋求提高半透射型液晶显示装置的制造成品率， 并且，能够谋求提高半透射型液晶显示装置的显示质量。
图la是表示作为本发明实施例1的半透射型液晶显示装置的子像素 的电极结构的俯-现图。
图lb是只将图la中示出的像素电极、对置电极、反射电极取出来 表示的图。
图2是表示沿图la的A-A'线的剖面结构的主要部分剖视图。 图3是表示沿图la的B-B'线的剖面结构的主要部分剖视图。 图4是表示沿图la的C-C'线的剖面结构的主要部分剖视图。 图5是表示实施例1的半透射型液晶显示装置中子像素的透射部和
反射部的剖面结构的主要部分剖视图。
图6a是表示作为本发明的实施例1的半透射型液晶显示装置的制造
工序的主要部分剖视图。
图6b是接续图6a的、表示半透射型液晶显示装置的制造工序的主
要部分剖视图。
图6c是接续图6b的、表示半透射型液晶显示装置的制造工序的主 要部分剖视图。
图6d是接续图6c的、表示半透射型液晶显示装置的制造工序的主 要部分剖视图。
图6e是接续图6d的、表示半透射型液晶显示装置的制造工序的主 要部分剖视图。
图6f是接续图6e的、表示半透射型液晶显示装置的制造工序的主 要部分剖视图。
图7是表示作为本发明的实施例1的半透射型液晶显示装置的液晶 显示板的像素部的等效电路的图。
图8是表示图7中示出的子像素(PXL (n、 k))的电压波形的图。
图9是表示在实施例1的半透射型液晶显示装置中液晶显示板的外 围电路部的等效电路的图。
图IO是表示图9中示出的用虚线包围的连接部的剖面结构的主要 部分剖视图。
图11是表示本发明实施例1的半透射型液晶显示装置的子像素的电
极结构的俯视图。
图12是表示在本发明实施例1的半透射型液晶显示装置中施加于
透射部的对置电极和反射部的对置电极的基准电压的图。
图13是表示作为本发明实施例2的半透射型液晶显示装置的子像
素的电极结构的俯视图。
图14是表示沿图13的D-D'线的剖面结构的主要部分剖视图。 图15是表示沿图13的E-E'线的剖面结构的主要部分剖视图。 图16是表示沿图13的F-F线的剖面结构的主要部分剖视图。 图17是表示本发明实施例2的半透射型液晶显示装置中子像素的
透射部和反射部的剖面结构的主要部分剖视图。
图18是表示作为本发明实施例3的半透射型液晶显示装置的子像
素的电极结构的俯视图。
图19是表示沿图18的G-G'线的剖面结构的主要部分剖视图。 图20是表示沿图18的H-H'线的剖面结构的主要部分剖视图。 图21是表示沿图18的I-I'线的剖面结构的主要部分剖视图。
图22是表示现有的VA方式的半透射型液晶显示装置中的子像素的 透射部和反射部的剖面结构的主要部分剖视图。
图23是表示在专利文献2的半透射型液晶显示装置中将薄膜晶体 管的电极和像素电极电连接的连接部的剖面结构的主要部分剖视图。
图24是表示在对适用于专利文献2的结构的情况进行研究中的半 透射型液晶显示装置的液晶显示板的外围电路部中将薄膜晶体管的电 极和对置电极电连接的连接部的剖面结构的主要部分剖视图。
具体实施例方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施例。
此外，在用于说明实施例的所有图中，对具有相同功能的部分标以 同一符号，其重复的说明从略。 [实施例1]
图ll和图12是关于本发明实施例1的半透射型液晶显示装置的图， 图11是表示子像素的电极结构的俯视图，图12是表示施加于透射部的 对置电极和反射部的对置电极上的基准电压的图。
在图11中，30是构成透射型液晶显示板的透射部，31是构成反射 型液晶显示板的反射部。但是，透射部30为常黑，反射部为常白。
在本实施例中，在1个子像素内像素电极(PIX)是共用的，但对 置电极(CT)在透射部30和反射部31各自独立。即对置电极(CT) 被分割为透射部用和反射部用的2个部分。而且在反射部31的对置电 极(CT)上形成有反射电极(RAL)。
此外，在图11中，图示出由共用的电极构成邻接的2条显示线中的 一条显示线(具有用图11的A表示的子像素的显示线)的反射部31的 对置电极(CT)和另一条显示线(具有用图11的B表示的子像素的显 示线)的透射部30的对置电极(CT)的情况。另外，图11的箭头C表 示扫描方向。
接着，如图12所示，在1个子像素内对透射部30的对置电极(CT) 和反射部31的对置电极(CT)施加不同的基准电压。
例如，在用图11的A表示的子像素中，对透射部30的对置电极(CT) 施加High(高)电平(以下，称H电平)的基准电压(V-CT-H),对反 射部31的对置电极(CT)施加Low (低)电平(以下，称L电平)的 基准电压(V-CT-L)。
另夕卜，在该用图11的A表示的子像素中，对像素电极(PIX)施加 了在透射部30观察时为负极性、在反射部31观察时为正极性的图像电 压(V-PX)。此外，此处所谓的负极性意味着像素电极(PIX)的电位低 于对置电极(CT)的电位，而不管像素电极(PIX)的电位大于OV或 小于OV。同样，此处所谓的正极性意味着像素电极(PIX)的电位高于 对置电极(CT)的电位，而不管像素电极(PIX)的电位大于OV或小 于0V。
同样，在用图11的B表示的子像素中，对透射部30的对置电极(CT) 施加L电平的基准电压(V-CT-L),对反射部31的对置电极(CT)施加 H电平的基准电压(V-CT-H)。另夕卜，在该用图11的B表示的子像素中， 对像素电极(PIX)施加了在透射部30观察时为正极性、在反射部31 观察时为负极性的图像电压(V-PX)。
此处，施加于像素电极(PIX)的图像电压(V-PX),为H电平的 基准电压(V-CT-H)和L电平的基准电压(V-CT-L)之间的电位。
所以，在用图11的A、 B表示的子像素中，在透射部30，像素电 极(PIX)和对置电极(CT)之间的电位差(图12的Va)大，在反射 部31,像素电极(PIX)和对置电极(CT)之间的电位差(图12的Vb)
因此，当施加了图12中示出的电位时，在透射部30,像素电极(PIX) 和对置电极(CT)之间的电位差Va大，因此变亮。这时，在反射部31, 像素电极(PIX)和对置电极(CT)之间的电位差Vb小，因此同样地 变亮。
另外，在透射部30,在将像素电极(PIX)的电位(图像信号的电 位)改变为与图12不同的电位而使像素电极(PIX)和对置电极(CT) 之间的电位差Va进一步增大时，在反射部31，像素电极(PIX)和对置
电极(CT)之间的电位差Vb进一步减小，因此，透射部30和反射部 31都变得更为明亮。
相反，在透射部30，在将像素电极(PIX)的电位(图像信号的电 位)改变为与图12不同的电位而使像素电极(PIX)和对置电极(CT) 之间的电位差Va减小时，在反射部31,像素电极(PIX )和对置电极(CT) 之间的电位差Vb增大，因此，透射部30和反射部31都变暗。
这样，在l个子像素内，将对置电极(CT)分割为透射部用和反射 部用的2个部分，并对透射部30的对置电极(CT)和反射部31的对置 电极(CT)施加彼此为相反极性的基准电压(此处所谓相反极性意味着 一方为H电平时另一方为L电平)，因此，可以防止在透射部30和反射 部31发生明暗颠倒。即虽然透射部30为常黑，反射部31为常白，但 通过精心设定施加于反射部31的对置电极(CT)上的电压，解决了明 暗颠倒的问题。
图la是表示本发明实施例1的半透射型液晶显示装置的子像素的电 极结构的俯视图。
图lb是只将图la中示出的像素电极、对置电极、反射电极取出来 表示的图。而且，在图lb中，由A、 B的虚线框示出的部分分别表示1 个子像素。
如图lb所示，在本实施例1中，在1个子像素内，像素电极(PIX) 是共用的，但对置电极(CT)在透射部30和反射部31各自独立。即对 置电极(CT)被分割为透射部用和反射部用的2个部分。而且，在反射 部31的对置电极(CT)上形成反射电极(RAL)。
在图lb中，图示出由共用的电极构成邻接的2条显示线中的一条 显示线(具有用图lb的A表示的子像素的显示线)的反射部31的对置 电极(CT)和另 一条显示线(具有用图lb的B表示的子像素的显示线) 的透射部30的对置电极(CT)的情况。另外，图lb的箭头C表示扫描 方向。
像素电极(PIX)由联结部53、在联结部53的两侧形成的透射部用 的梳齿电极(多个线状部分)51和反射部用的梳齿电极(多个线状部分)
52构成。而且，在联结部53的区域中形成后述的接触孔。
另夕卜，在对置电极(CT)的彼此相对的边上设有用于形成接触孔的 凹部54。
图2是表示沿图la的A-A'线的剖面结构的主要部分剖视图，图3 是表示沿图la的B-B'线的剖面结构的主要部分剖视图，图4是表示沿 图la的C-C'线的剖面结构的主要部分剖视图，图5是表示子像素的透 射部和反射部的剖面结构的主要部分剖视图。
在图5中，(a)示出透射部30的剖面结构，(b)示出反射部31的 剖面结构。
以下，用图2~图5说明本实施例1的半透射型液晶显示装置的整 体结构。
在本实施例1中，如图5所示，中间隔着包含多个液晶分子的液晶 层(LC )设置一对玻璃基板(SUB1 、 SUB2 )。图中，玻璃基板(SUB2 ) 的主表面侧为观察侧。
在透射部30 (图5的(a))的玻璃基板(SUB2)侧，从玻璃基板 (SUB2 )到液晶层(LC )按顺序形成黑色矩阵(未图示)和滤色片(FIR)、 绝缘膜18、取向膜(0R2)。
反射部31 (图5的(b))的玻璃基板(SUB2)侧的结构，除了在 绝缘膜18和取向膜(OR2)之间形成有台阶形成层(MR)以外，与透 射部30相同。图中，在玻璃基板(SUB2 )的外侧配置有偏振板(POL2 )。
另外，在透射部30 (图5的(a))的玻璃基板(SUB1 )侧，从玻 璃基板(SUB1 )到液晶层(LC)按顺序形成层间绝缘膜(11 ~ 16)、对 置电极(CT)、层间绝缘膜17、像素电极(PIX)、取向膜(ORl)。
此外，反射部31 (图5的(b))的玻璃基板(SUB1 )侧的结构， 除了在对置电极(CT)和层间绝缘膜17之间形成有反射电极(RAL) 以外，与透射部30相同。图中，在玻璃基板(SUB1 )的外侧也配置有 偏振板(POL1 )。
在图la 图5中，D是图像线(也称源极线)，G是扫描线(也称 栅极线)，Poly-Si是半导体层，DD是作为薄膜晶体管(有源元件)的漏
电极起作用的电极，CH1、 CH2a、 CH3a、 CH4a是接触孔，EFS是电力 线。
像素电极(PIX)和对置电极(CT),例如由ITO( Indium Tin Oxide: 氧化铟锡)等的透明导电膜构成。
另外，对置电极(CT)形成为面状，并且，像素电极(PIX)和对 置电极(CT)隔着层间绝缘膜17而重叠，由此形成保持电容。
台阶形成层(MR)用于调整反射部31的液晶层(LC)的单元间隙 长度(d),以使反射部31中的光的光程为与人/4波长相当的光程。而 且，反射电极(RAL)，例如由铝(Al)的金属膜构成，但不限于此， 例如也可以是下层为钼(Mo)、上层为铝(Al)的2层结构。
薄膜晶体管的电极(DD)，例如具有自上而下为钛(Ti) /铝(Al) /钬(Ti)的3层结构。
当像本实施例这样在1个像素内将对置电极(CT)在透射部30和 反射部31分割开时，由于彼此施加的电压不同，在相对的对置电极(CT) 的间隙(或缝隙)10，在像素电极(PIX)上将产生不能控制的电场。
例如，在黑显示时，这会在彼此相对的对置电极(CT)的间隙10 附近的透射部30形成漏光部位，作为结果，将使透射部30的对比度降 低。
因此，通过在彼此相对的对置电极(CT)的间隙IO上将像素电极 (PIX)覆盖，即使在彼此相对的对置电极(CT)的间隙10中也可以由 像素电极(PIX)和彼此相对的对置电极(CT)之间的电场控制液晶的 驱动，从而能够抑制漏光。
另外，为将位于对置电极(CT)下侧的薄膜晶体管的电极(DD) 和位于对置电极(CT)上侧的像素电极(PIX)电连接，必须在对置电 极(CT)上形成开口并在其中形成将薄膜晶体管的电极(DD)和像素 电极(PIX)连接的接触孔。
因此，通过使用彼此相对的对置电极(CT)的间隙IO作为形成接 触孔所需的对置电极(CT)的开口，能够减小液晶驱动效率低的部位的 占有面积，从而能够在实质上提高开口率。
如图3所示，像素电极(PIX),通过形成于接触孔的导体(PD)与 薄膜晶体管的电极(DD)电连接，在本实施例1中，层间绝缘膜15具 有接触孔CH2a,层间绝缘膜16具有接触孔CH3a，层间绝缘膜17具有 接触孔CH4a，导体(PD)通过接触孔CH2a和CH3a与薄膜晶体管的 电极(DD)电连接，像素电极(PIX)通过接触孔CH4a与导体(PD) 电连接。
另外，导体(PD),与对置电极(CT)在同一工序中、且与对置电 极(CT)电隔离地形成。并且，导体(PD)在接触孔CH3a的内外形成。
用图6a~图6f说明图2~图5中的各部分的制造方法。此外，(1) 以前的工序与通常的工序相同因此省略。
(1 )图像线(D)、薄膜晶体管的电极(DD)和层间绝缘膜15 (参 照图6a):
为形成图像线(D)、薄膜晶体管的电极(DD)，形成下层Ti、中间 层A1、上层Ti的材料，进行图案加工而形成图像线(D)、薄膜晶体管 的电极(DD )。之后，用CVD法按200nm的厚度形成SiN膜。 (2 )接触孔(CH2a)(参照图6a):
在形成了层间绝缘膜15后，涂敷感光性抗蚀剂，将描绘了所需图 案的遮光模作为掩模进行曝光，用碱性显影液将抗蚀剂部分地除去(在 正型抗蚀剂的情况下，将曝光后的部分除去)。将抗蚀剂的图案作为掩 模，用(SF6+02)气或CF2气进行干法蚀刻而将层间绝缘膜15的一部 分除去。
当关注到像素部时，为了将薄膜晶体管的电极(DD )和在以下的工 艺中形成的像素电极(PIX)连接，在电极部(DD )形成接触孔(CH2a)。
在形成了接触孔(CH2a)后，为了用氬消除配置在薄膜晶体管的电 极(DD)的下层的Poly-Si的缺陷，在H2气氛下实施了 400°C、 1小时 的退火处理。
(3 )层间绝缘膜16和接触孔(CH3a)(参照图6b): 在形成了接触孔(CH2a)后，涂敷感光性树脂，将描绘了所需图案 的遮光模作为掩模进行曝光，用碱性显影液将抗蚀剂部分地除去。这时，
将与接触孔(CH3a)对应的部位的抗蚀剂除去。
可以根据树脂的烧结条件控制基板表面的凹凸，在本实施例1中， 为使除接触孔部分外的基板表面变得大致平坦，将烧结条件设定为 230°C、 60分钟。
此外，层间绝缘膜16的膜厚，在烧结后约为1.8|im (像素电极表面 平坦部(除接触孔部分以外))。
也可以利用半色调曝光等在反射部上形成凹凸。按照这种方式， RAL变为凹凸形状，因而能进行漫反射。
(4)对置电极(CT)和导体(PD)(参照图6c):
在溅射形成了非晶ITO (77nm)后，涂敷感光性抗蚀剂。将描绘了 所需图案的遮光模作为掩模进行曝光，用碱性显影液将抗蚀剂部分地除 去(在正型抗蚀剂的情况下，将曝光后的部分除去)。将抗蚀剂的图案 作为掩模，用蚀刻ITO的蚀刻液(例如草酸)进行除去。在本实施例1 中，精心设计图案，使导体(PD)留在用于将薄膜晶体管的电极(DD) 和像素电极(PIX)连接的接触孔所在的部位。
之后，用抗蚀剂剥离液(例如，MEA ( —乙醇胺))将抗蚀剂除去。 最后，为了非晶ITO不被加工下一个工序中形成的反射电极(RAL:上 层AlSi/下层MoW)时使用的酸液溶解，实施230。C、 60分钟的热处理， 使非晶ITO结晶化。
在面板驱动中，上述的导体(PD),其电位与位于其周边的对置电 极(CT)不同，因此要空出一定以上的间隔(对置电极(CT)和导体 (PD)的间隔l|im以上)。
(5 )反射电极(RAL )(参照图6d):
在按Mo (50nm)、 Al (150nm)的顺序溅射形成后，涂敷感光性抗 蚀剂。将描绘了所需图案的遮光模作为掩模进行曝光，用碱性显影液将 抗蚀剂部分地除去(在正型抗蚀剂的情况下，将曝光后的部分除去)。 将抗蚀剂的图案作为掩模，用能够一起加工Mo和Al的蚀刻液(例如， 磷酸和硝酸的混合液)进行除去。
之后，用抗蚀剂剥离液(例如，MEA ( —乙醇胺))将抗蚀剂除去。
(6 )层间绝缘膜17和接触孔(CH4a)(参照图6e ):: 用与层间绝缘膜16相同的方法形成。但是，在本实施例1中，将 导体(PD)上的层间绝缘膜17开口而形成了接触孔(CH4a)。
即使是在反射电极(RAL)上形成了用于漫反射的凹凸的情况下， 由于采用了涂敷型的绝缘膜，层间绝缘膜17的表面仍可以变得平坦。 (7)像素电极(PIX)(参照图6f): 在溅射形成了 ITO (77nm)后，涂敷感光性抗蚀剂。将描绘了所需 图案的遮光模作为掩模进行曝光，用碱性显影液将抗蚀剂部分地除去 (在正型抗蚀剂的情况下，将曝光后的部分除去)。将抗蚀剂的图案作 为掩模，用蚀刻ITO的蚀刻液(例如草酸)进行除去。之后，用抗蚀剂 剥离液(例如，MEA ( —乙醇胺))将抗蚀剂除去。像素电极(PIX), 在对置电极(CT)上按梳齿图案形成。
图7示出本实施例1的半透射型液晶显示装置的液晶显示板的等效 电路。
在图7中，Dn、 Dn+1、 Dn+2，分别为第n、第(n+l)、第(n+2) 图像线，Gm、 Gm+1，分别为第m、第m+l扫描线，CTk、 CTk+l、 CTk+2， 分别为第k、第(k+l)、第(k+2)对置电极(CT)。 A为l个子像素， CLCT为透射部30的液晶电容，CLCR为反射部31的液晶电容。
图像线(D)延伸的方向与扫描线(G)、对置电极(CT)延伸的方 向交叉或正交。而且，对置电极(CT)按条状配置。
薄膜晶体管(TFT)的源电极与图像线(D)连接，漏电极(电极 (DD))与像素电极(PIX)连接，通过薄膜晶体管(TFT)对像素电极 (PIX)提供图像线(D)的电压。
薄膜晶体管(TFT)的栅电极，与扫描线(G)连接，扫描线(G), 使薄膜晶体管(TFT)导通、截止。
在本实施例中，在1个像素内，像素电极(PIX)在透射部30和反 射部31是共用的，但对置电极(CT)不同，而且，其电位也不同。
通过使扫描线(Gm)的电压为High电平，使薄膜晶体管(TFT) 导通，将图像电位写入像素电极(PIX (n、 k))。
扫描线(Gm)的电压变为Low电平后，在High电平期间写入的电 压，由在子像素(PXL )内所设的保持电容在下一帧保持直到扫描线(Gm) 变为High电平。如上所述，保持电容，由按面状形成的对置电极(CT)、 像素电极(PIX),在对置电极(CT)和像素电极(PIX)之间形成的层 间绝缘膜17构成。
对置电极(CTk)和对置电极(CTk+l)的电压电平各不相同，例 如，当对置电极(CTk)为H电平时，对置电极(CTk+l )变为Low电 平(但是，扫描线(Gm)变为H电平之前除外)。
透射部30的液晶层(LC)，由对置电极(CTk)和像素电极(PIX (n、 k))的电位差驱动，反射部31的液晶层(LC ),由对置电极(CTk+l ) 和像素电极(PIX (n、 k))驱动。
在本实施例1中，按照如上方式控制施加于透射部30和反射部31 的各自的液晶分子的电压。
在图像线(D)和薄膜晶体管(TFT)的漏电极之间形成的寄生电 容(Cds)的存在，成为在薄膜晶体管(TFT)截止时像素电极电位与图 像线(D )的电位变化联动所引起的显示不均的原因。当寄生电容(Cds ) 分散在子像素之间时，该显示深浅不均发生得尤为显著。在以上的说明 中，通过将寄生电容(Cds)设计得足够小，使得像素电极电位不发生 变化。
图8中示出图7所示的子像素(PXL (n、 k))的电压波形。在图8 中，Va为透射部30的像素电极(PIX)和对置电极(CT)之间的电位 差，Vb为反射部31的像素电极(PIX)和对置电极(CT)之间的电位 差。而且，H为1水平扫描期间，V为1垂直扫描期间(帧期间)，Gm 为扫描信号，Dn为图像信号，PIX(n、 k)为像素电极的电压。
此处，在本实施例1的制造工艺中，薄膜晶体管的电极(DD),在 加工反射电极(RAL)时，利用由与对置电极(CT)相同的材料构成的 导体(PD)覆盖，因此在形成反射电极(RAL)的图案时不会溶解。
位于薄膜晶体管的电极(DD)的最上层的Ti本来不会溶解于加工 反射电极(RAL)时使用的磷酸和硝酸的混合液。因此，也许会认为不
需要导体(PD )。但是按照形成了薄膜晶体管的电极(DD )之后的工艺， 作为基底的Al要向Ti内扩散，而使其表面的Al达到1%以上，因此， 在没有导体(PD)而使薄膜晶体管的电极(DD)露出的情况下，当进 行反射电极(RAL)的蚀刻时，随着存在于电极(DD)的表面的Al的 溶解，有时使电极(DD)受到伤损或使Ti剥离。
具体地说，在基板(SUB1)的形成工序中，在形成了层间绝缘膜 15之后，为消除Poly-Si的缺陷，在H2气氛中实施了 40(TC的退火，但 此时Ti因吸留H而变脆。因此，作为电极(DD)基底的Al易于向作 为电极(DD)最上层的Ti内扩散而到达表面，所以，当表面的A1的浓 度达到1%以上时，如果在加工反射电极(RAL)时使薄膜晶体管的电 极(DD)露出，电极(DD)就会溶解。
从以上的原因可知，在薄膜晶体管的电极(DD)的表面上是否存在 着作为构成反射电极(RAL)的主要材料的Al或Mo，成为在用于将薄 膜晶体管的电极(DD)和像素电极(PIX)连接的接触孔处是否需要导 体(PD)的判断基准。特别是，由于到达1%以上时很容易溶解，最好 设置导体(PD )。
这样，通过形成于接触孔的导体(PD)将薄膜晶体管的电极(DD) 和像素电极(PIX)电连接，由此在加工反射电极(RAL)时利用由与 对置电极(CT)相同的材料构成的导体(PD)覆盖薄膜晶体管的电极
(DD)，因此薄膜晶体管的电极(DD)在反射电极(RAL)的图形化时 不会溶解。其结果是，能够抑制薄膜晶体管的电极(DD)和像素电极
(PIX)的连接故障，因此能够谋求提高半透射型液晶显示装置的制造 成品率。
在将Al和ITO直接连接时，在其界面上将形成由Al和ITO中的氧 构成的绝缘性的氧化铝，从而使连接电阻变得不稳定(连接可靠性降 低)。因此，薄膜晶体管的电极(DD)和导体(PD)的连接，用Ti和 ITO进行，基于同样的理由，最好不要用铝形成导体(PD)。这是由于 与像素电极(PIX)的ITO的连接变得不稳定。
在外围电路部，如果用薄膜晶体管(TFT2)控制提供给对置电极
(CT)的电位，对置电极(CT)和薄膜晶体管(TFT2)的电极(DDI) 的连接(接触孔)是必要的。
图9是表示实施例1的半透射型液晶显示装置中液晶显示板的外围 电路部的等效电路的图，图IO是表示图9中示出的用虚线S所围的连 接部的剖面结构的主要部分剖视图。
在图9中，从外部输入的固定电位VcomH、 VcomL,表示有2值的 对置电极(CT)的High电平的电位和Low电平的电位。提供给对置电 极(CT )的电位，由在VH或VL的电压下导通/截止的薄膜晶体管(TFT2 ) 控制。而VH、 VL都由外部提供。
在外围电路部，如图IO所示，薄膜晶体管的电极(DDI )和对置电 极(CT)的连接，通过在层间绝缘膜15上形成的接触孔(CH2b)以及 在层间绝缘膜16上形成的接触孔(CH3b)进行。接触孔(CH2b)与像 素部的接触孔(CH2a)在同一工序中形成。接触孑L (CH3b)与像素部 的接触孔(CH3a)在同一工序中形成。
这样，如应用本实施例1的制造工艺，除可以^提高成品率以外，如 图24所示，由于不需要使用高电阻的ITO连接对置电极和薄膜晶体管 的电极，还能够抑制连接电阻的增加。其结果是，能够抑制施加于对置 电极(CT)的驱动电压变化而产生的显示不均等，因此，能够谋求提高 半透射型液晶显示装置的显示质量。
另外，还能够抑制连接所需的面积增大(即非显示部分的扩大)。
在图10中，为减小布线电阻而与反射电极(RAL)在同一工序中 形成的金属膜(RAL2)，在接触孔(CH3b)的内外与对置电极(CT) 电连接，但金属膜(RAL2)也不一定在接触孔(CH3b)内与对置电极 (CT)连接。
图22是表示现有的VA方式的半透射型液晶显示装置中的子像素的 透射部和反射部的剖面结构的主要部分剖视图，图22的30表示透射部， 31表示反射部。
在现有的VA方式的半透射型液晶显示装置中，中间隔着液晶层 (LC)设置一对玻璃基板(SUB1、 SUB2)，在图22所示的半透射型液 晶显示装置中，玻璃基板(SUB2:也称CF基板)的主表面侧为观察侧。 在玻璃基板(SUB2)的液晶层侧，从玻璃基板(SUB2)到液晶层 (LC)按顺序形成有遮光膜(BM)和红、绿、蓝的滤色片层(CFR)、 保护膜(OC)、台阶形成层(MR)和取向控制凸起(DPR)、对置电极 (CT)、取向膜(OR2)，在玻璃基板(SUB2)的外侧配置有相位差板 (RET2 )和偏振板(POL2 )。
另外，在玻璃基板(SUB1:也称TFT基板)的液晶层侧，从玻璃 基板(SUB1 )到液晶层(LC )按顺序形成有绝缘膜(PAS4 )、栅极绝缘 膜(GI )、扫描线(G )、层间绝缘膜(PAS3 )、图像线、层间绝缘膜(PAS 1 )、 像素电极(PIX)、反射电极(RAL)、取向膜(ORl)。此外，在玻璃基 板(SUB1 )的外侧，配置有相位差板(RET1 )、偏振板(POL1 )。
在本实施例中，在基板(SUB1)侧，形成平面状的像素电极(PIX)， 在玻璃基板(SUB2)侧，按平面状公共地形成对置电极(CT),利用在 像素电极(PIX)和对置电极(CT)之间形成的纵向电场改变液晶层(LC) 的取向。液晶层(LC)的初始取向为垂直取向，由纵向电场将液晶分子 放倒排列以使其平行于基板。将液晶分子放倒的方向，由用于控制取向 方向的装置、例如取向控制凸起(DPR)进行控制。
图18~图22是关于本发明的实施例3的半透射型液晶显示装置的 图，图18是表示半透射型液晶显示装置的子像素的电极结构的俯视图， 图19是表示沿图18的G-G'线的剖面结构的主要部分剖视图。图20是 表示沿图18的H-H'线的剖面结构的主要部分剖视图，图21是表示沿图 18的I-I'线的剖面结构的主要部分剖视图。
本实施例3的半透射型液晶显示装置，是将本发明应用于TN方式、 ECB方式或VA方式等纵向电场方式的半透射型液晶显示装置的实施 例。
此外，在本实施例中，玻璃基板(SUB2)侧的结构与图22所示的 半透射型液晶显示装置相同或类似，因而其图示从略。在本实施例中， 将对置电极(CT)配置在与形成有像素电极(PIX)的玻璃基板(SUB1 ) 相对的玻璃基板(SUB2)侧。对置电极(CT)可以按每1条显示线分 割地形成，或也可以在1个面上形成。
本实施例3的半透射型液晶显示装置与通常的纵向电场方式的不同 之处为以下2点。
(1 )在像素电极(PIX)下方配置公共电极(COM)而形成保持电容。
(2 )像素电极(PIX)下方的公共电极(COM)不按每个像素分割， 因此可以由公共电极(COM)屏蔽在公共电极(COM)下方产生的电 场(例如来自图像线(D)的电场)。
在公共电极(COM)上重叠着反射电极(RAL )，在公共电极(COM) 和反射电极(RAL)之间不存在膜。
在按如上方式构成的本实施例3中，也能够与上述实施例1同样地 谋求提高半透射型液晶显示装置的制造成品率并提高半透射型液晶显 示装置的显示质量。
在前面的专利文献3中，记载着在纵向电场方式的液晶显示装置中 配置由透明导电膜构成的屏蔽电极且在像素电极之间形成电容元件的 内容，但在该专利文献3中没有关于半透射型液晶显示装置的记载，而
极通过导体(PD)连接的结构。
以上，根据上述实施例具体地说明了由本发明人所做的发明，但本 发明并不限定于上述实施例，在不脱离其主旨的范围内当然可以进行各 种变更。
例如，在上述实施例1 3中，说明了在薄膜晶体管的电极(DD) 和对置电极(CT)或公共电极(COM)之间设置有层间绝缘膜15和16 的例子，但本发明在不设置层间绝缘膜15的情况下、即只有层间绝缘
膜16时也能够应用
权利要求
1.一种半透射型液晶显示装置，包括具有一对基板和夹持在上述一对基板间的液晶层的液晶显示板，上述液晶显示板具有多个各自具有透射部和反射部的子像素，其特征在于，上述一对基板中的一块基板包括 有源元件； 设置在上述有源元件的电极的上层并具有第一接触孔的第一绝缘 膜；设置在上述第一绝缘膜的上层的对置电极；在上述对置电极的上层并设置在上述反射部上的反射电极；设置在上述对置电极和上述反射电极的上层并具有第二接触孔的第二绝缘膜；设置在上述第二绝缘膜的上层的像素电极；以及形成于上述第一接触孔并与上述有源元件的电极电连接的导体，其中，上述像素电极通过上述第二接触孔与上述导体电连接。
2. 根据权利要求1所述的半透射型液晶显示装置，其特征在于 上述导体形成在上述第一接触孔的内外。
3. 根据权利要求1所述的半透射型液晶显示装置，其特征在于 上述一块基板在上述有源元件的上述电极的上层亦即上述第一绝缘膜的下层具有第三绝缘膜，上述第三绝缘膜具有第三接触孔，上述导体通过上述第 一接触孔和上述第三接触孔而与上述有源元 件的上述电极电连接。
4. 根据权利要求1所述的半透射型液晶显示装置，其特征在于 上述导体与上述对置电极在同 一工序中形成，且与上述对置电极电隔离而形成。
5. 根据权利要求1所述的半透射型液晶显示装置，其特征在于 上述有源元件的上述电极的表面含有1%以上的上述反射电极的材料。
6. 根据权利要求1所述的半透射型液晶显示装置，其特征在于行蚀刻的材料来构成。
7. 根据权利要求1所述的半透射型液晶显示装置，其特征在于 上述像素电极与上述对置电极重叠而配置，由上述像素电极、上述第二绝缘膜以及上述对置电极形成保持电容。
8. 根据权利要求1所述的半透射型液晶显示装置，其特征在于 在上述多个子像素的各个子像素中，上述像素电极在上述透射部和上述反射部为共用，而上述对置电极在上述透射部和上述反射部分别独 立，施加在上述对置电极上的驱动电压在上述透射部和在上述反射部 是不同的。
9. 根据权利要求1所述的半透射型液晶显示装置，其特征在于 在上述反射部设置有相位差板。
10. —种半透射型液晶显示装置，包括具有一对基板和夹持在上述一 对基板间的液晶层的液晶显示板，上述液晶显示板具有多个各自具有透 射部和反射部的子像素，其特征在于，上述一对基板中的一块基板包括 有源元件；设置在上述有源元件的电极的上层并具有第一接触孔的第一绝缘膜；设置在上述第一绝缘膜的上层的公共电极； 在上述公共电极的上层且设置在上述反射部的反射电极； 设置在上述公共电极和上述反射电极的上层并具有第二接触孔的 第二绝缘膜；设置在上述第二绝缘膜的上层的像素电极；以及 形成于上述第一接触孔并与上述有源元件的电极电连接的导体， 其中，上述像素电极通过上述第二接触孔与上述导体电连接。
11. 根据权利要求IO所述的半透射型液晶显示装置，其特征在于 上述导体形成在上述第一接触孔的内外。
12. 根据权利要求IO所述的半透射型液晶显示装置，其特征在于缘膜的下层具有第三绝缘膜，上述第三绝缘膜具有第三接触孔，上述导体通过上述第一接触孔和上述第三接触孔而与上述有源元 件的上述电极电连接。
13. 根据权利要求IO所述的半透射型液晶显示装置，其特征在于 上述导体与上述公共电极在同 一工序中形成，且与上述公共电极电隔离而形成。
14. 根据权利要求IO所述的半透射型液晶显示装置，其特征在于 上述有源元件的电极的表面含有1%以上的上述反射电极的材料。
15. 根据权利要求IO所述的半透射型液晶显示装置，其特征在于刻的材料来构成。
16. 根据权利要求IO所述的半透射型液晶显示装置，其特征在于 上述像素电极与上述公共电极重叠而配置，由上述像素电极、上述第二绝缘膜以及上述公共电极形成保持电容。
17. 根据权利要求10所述的半透射型液晶显示装置，其特征在于 上述一对基板中的另 一块基板具有对置电极。
18. —种半透射型液晶显示装置，包括具有一对基板和夹持在上述一 对基板间的液晶层的液晶显示板，上述液晶显示板具有多个各自具有透 射部和反射部的子像素，其特征在于，上述一对基板中的 一块基板包括 向对置电极提供驱动电位的有源元件；设置在上述有源元件的电极的上层并具有第一接触孔的第一绝缘 膜；以及设置在上述第一绝缘膜的上层的上述对置电极， 其中，上述对置电极通过上述第一接触孔与上述有源元件的电极电 连接。
19.根据权利要求18所述的半透射型液晶显示装置，其特征在于 上述子像素在上述反射部具有反射电极，与上述反射电极在同一工序中形成的金属膜，在上述第一接触孔的 内外与上述对置电极电连接。
全文摘要
本发明提供一种半透射型液晶显示装置，包括具有一对基板和夹持在上述一对基板间的液晶层的液晶显示板，上述液晶显示板包括多个各自具有透射部和反射部的子像素，上述一对基板中的一块基板包括有源元件、设置在上述有源元件的电极的上层并具有第一接触孔的第一绝缘膜、设置在上述第一绝缘膜的上层的对置电极、在上述对置电极的上层并设置在上述反射部的反射电极、设置在上述对置电极和上述反射电极的上层并具有第二接触孔的第二绝缘膜、设置在上述第二绝缘膜的上层的像素电极、形成于上述第一接触孔并与上述有源元件的电极电连接的导体，上述像素电极通过上述第二接触孔与上述导体电连接。根据本发明的半透射型液晶显示装置，能提高制造成品率。
文档编号G02F1/133GK101101422SQ20071012692
公开日2008年1月9日 申请日期2007年7月3日 优先权日2006年7月7日
发明者三宅秀和, 仲尾贵之, 佐佐木亨, 园田大介, 宫泽敏夫, 槙正博, 落合孝洋 申请人:株式会社日立显示器