專利名稱：顯示裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備反射機能的反射型，或半透過型顯示裝置。
因此，對于透過型LCD，對形成于基板的電極采用透明電極，且在液晶顯示面板后方或側(cè)方配置光源，由液晶面板控制該光源光線的透過量，而在黑暗的周圍中，也能完成明亮的顯示。唯因常時點亮光源以進行其顯示作業(yè)，故無法避免電力消耗，且在白晝屋外等外光相當(dāng)強烈的環(huán)境下，有無法充分確保其對比的特性。
一方面，在反射型LCD中，采用太陽或室內(nèi)燈等外光作為光源，將射入液晶面板的該周圍光線，由形成在非觀察面?zhèn)鹊幕宓姆瓷潆姌O予以反射。然后，將射入液晶層并由反射電極反射的光，藉由在各像素控制來自液晶面板的射出光量以進行顯示。如上述，在反射型LCD采用外光為光源，若無外光即無法看到顯示，但不似透過型LCD，并無因光源的消耗電力，因而，電力的消耗極少。且于屋外等周圍明亮?xí)r，也可獲得充分的對比。但于該種反射型LCD中，在色再現(xiàn)性及顯示亮度等一般顯示品質(zhì)上，有較透過型LCD不具充分的顯示問題。
另方面，對機器的低耗電化要求逐漸加強的狀況下，因該耗電較少的反射型LCD較透過型LCD為有利，因此被嘗試用于攜帶式機器的高精細監(jiān)視用途等，并加緊進行提高顯示品質(zhì)等的研發(fā)。
圖8表示在各像素具備薄膜晶體管(TFT)的習(xí)用主動矩陣型的反射型LCD一像素的的平面構(gòu)造(第1基板側(cè))，而于圖9中，表示沿該圖8C-C線位置的反射型LCD的概略剖面構(gòu)造。
反射型LCD以相隔所定間隙予以貼合的第1基板100與第2基板200間，封入液晶層300。第1及第2基板的100、200使用玻璃基板或塑料基板，而至少在本例示中，是在配置在觀察面?zhèn)鹊牡?基板200上采用透明基板。
在第1基板100的液晶側(cè)面上，是在各像素形成薄膜晶體管(TFT；Thin Film Transistor)110。在該TFT110主動層120的例如漏極區(qū)域，藉由形成于層間絕緣膜134的接觸孔，連接于向各像素供應(yīng)資料信號的資料線136，而在源極區(qū)域，藉由貫穿層間絕緣膜134及平坦化絕緣膜138所形成的接觸孔，連接于形成在各像素個別圖案的第1電極(像素電極)150。
上述第1電極150，使用具有反射機能的Al、Ag等，且于該反射電極150上，形成控制液晶層300初期配向的配向膜160。
在與第1基板100相對配置的第2基板200的液晶側(cè)，于彩色顯示裝置時，形成彩色濾光片(R、G、B)210，且在彩色濾光片210上，使用銦、錫氧化物(ITO)等透明導(dǎo)電材料形成作為第2電極的透明電極250。并在該透明電極250上形成與第1基板側(cè)同樣的配向膜260。
反射型LCD具如上述的構(gòu)成，將射入液晶面板，由反射電極150反射、再由液晶面板射出的光量，由各像素予以控制，以進行所需顯示。
但，如上述圖9，在第1電極150使用由金屬材料形成的反射電極，而在第2電極250使用ITO等透明金屬氧化材料為透明電極的反射型LCD中，因驅(qū)動條件關(guān)系，有發(fā)生顯示閃爍(flicker)狀況或液晶的殘影現(xiàn)象。此種現(xiàn)象例如在以最近報告的臨界閃爍頻率(critical flickingfrequency，CFF)以下驅(qū)動液晶時尤為顯著。所謂CFF以下的驅(qū)動，作于LCD中，為實現(xiàn)更加低耗電化的目的，將液晶的驅(qū)動頻率(第1及第2電極的相對區(qū)域中，對其分別形成各像素的液晶(液晶容量)的資料寫入頻率)嘗試使用以低于例如NTSC規(guī)格等的規(guī)定基準(zhǔn)60Hz，即可由目視感覺閃爍的CFF以下(如40Hz至30Hz)頻率來驅(qū)動。唯將習(xí)用反射型液晶面板的各像素以該CFF以下的頻率予以驅(qū)動時，即發(fā)現(xiàn)上述閃爍狀況及液晶的殘影問題尤為顯著，以致使顯示品質(zhì)大幅的降低。
申請人就圖8、圖9所示反射型LCD的閃爍及液晶殘影發(fā)生原因探究的結(jié)果、判定為第1及第2電極對上述液晶層300的非對稱性電氣性質(zhì)為原因之一。該非對稱性系起因于用在第2電極250的ITO等透明金屬氧化物的工作函數(shù)為4.7至5.2eV程度，而用于第1電極150的Al等金屬的工作函數(shù)為4.2至4.3eV程度，的差距過大。該工作函數(shù)的差異，以同一電壓施加于各電極時，實際上會藉由配向膜160、260而于液晶界面激起電荷差。然后，由在液晶配向膜界面激起的、該電荷差使液晶層內(nèi)的雜質(zhì)離子等偏向于一方電極側(cè)，該結(jié)果，致使殘留DC電壓儲存于液晶層300。且在液晶驅(qū)動頻率愈低時，該殘留DC影響液晶愈大，致使閃爍狀況及液晶的殘影問題尤為顯著，因而，在CFF以下的驅(qū)動實質(zhì)上有其困難。
另外，于反射型LCD，向來有在第1及第2電極使用如透過型LCD的ITO，而在第1基板外側(cè)(液晶的非相對側(cè))另設(shè)反射板。但是，若于第1基板外側(cè)設(shè)置反射板時，將使光路延長透明第1電極150及透明第1基板的厚度，而容易發(fā)生因視差招致的顯示品質(zhì)下降。因此，被要求為高顯示品質(zhì)的顯示器用反射型LCD，是以反射電極作為像素電極，若如上述將驅(qū)動頻率降低，則會發(fā)生閃爍現(xiàn)象，因此，無法為低耗電化而降低該驅(qū)動頻率。
為解決上述問題，本發(fā)明將第1及第2電極對液晶層的電氣特性予以弄成一致，其目的在實現(xiàn)解除閃爍及視差影響，具有高顯示品質(zhì)、低耗電化機能的顯示裝置。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明在具有第1電極的第1基板與具備第2電極的第2基板間，封入構(gòu)成液晶層進行各并像素顯示的顯示裝置，其中，上述第1基板具有設(shè)置于每像素的開關(guān)元件；在覆蓋于上述開關(guān)元件的絕緣膜上，形成與上述開關(guān)元件為絕緣，且可將由第2基板側(cè)射入的光線反射于液晶層的反射層，而上述第1電極，以直接覆蓋在上述反射層所形成的透明導(dǎo)電材料構(gòu)成，且電氣性連接于上述開關(guān)元件。
在上述第1基板側(cè)中，于液晶層側(cè)配置具有與第2基板的第2電極同樣特性的透明第1電極，且在該第1電極的下層，層間絕緣膜或平坦化絕緣膜等絕緣膜之上，形成并配置與各像素的開關(guān)元件為絕緣的反射層，即可藉由第1電極及第2電極對液晶層予以良好的對稱性驅(qū)動。尤于將各像素的液晶層驅(qū)動頻率設(shè)定在低于例如60Hz時，可進行不會發(fā)生閃爍現(xiàn)象等的高品質(zhì)顯示。
于本發(fā)明的另一個方案的上述顯示裝置，系于覆蓋上述開關(guān)元件的上述絕緣膜形成接觸孔，并在該孔內(nèi)形成連接用金屬層，且將上述開關(guān)元件與上述第1電極藉由該連接用金屬層予以電氣連接。
本發(fā)明的另一個方案，是在上述顯示裝置中的上述連接用金屬層，至少在與上述第1電極的接觸面，使用高融點金屬材料。
而于本發(fā)明的再一個方案，是在上述顯示裝置中、使上述第1電極的上述透明導(dǎo)電材料的工作函數(shù)、與形成在上述第2基板液晶層側(cè)的上述第2電極的透明導(dǎo)電材料的工作函數(shù)差，為0.5eV以下。
本發(fā)明的又一個方案中，是在具備第1電極的第1基板，與具備第2電極的第2基板間封入液晶層而構(gòu)成顯示裝置的制造方法中，于上述第1基板上形成薄膜晶體管，覆蓋上述薄膜晶體管至少形成一層絕緣膜，且于對應(yīng)上述絕緣膜的上述薄膜晶體管主動層的區(qū)域，形成接觸孔，而于上述接觸孔區(qū)域形成連接用金屬層，且于覆蓋上述絕緣膜及上述連接用金屬層上，形成反射材料層，在上述連接用金屬層上以外的所定像素區(qū)域形成殘留該材料層的圖案化反射層，再覆蓋上述反射層，及上述連接用金屬層，形成由透明導(dǎo)電材料所構(gòu)成的第1電極，藉由上述連接用金屬層將上述第1電極電氣連接上述薄膜晶體管。
如上述，在液晶側(cè)配置第1電極的構(gòu)成中，藉由使連接用金屬層存在于薄膜晶體管與第1電極間，而于第1電極的下層形成上述反射層的圖案時，得防止薄膜晶體管的電極，或主動層等的劣化，因而，得以確實將形成于反射層上的第1電極與薄膜晶體管予以連接。
圖2為沿

圖1A-A線位置的反射型LCD的概略剖面構(gòu)造圖。
圖3為沿圖1A-A線位置的反射型LCD的其它概略剖面構(gòu)造圖(A)。
圖4為沿圖1A-A線位置的反射型LCD的其它概略剖面構(gòu)造圖(B)。
圖5為有關(guān)本發(fā)明實施形態(tài)的主動矩陣型的半透過型LCD的第1基板側(cè)的概略平面構(gòu)成圖。
圖6為沿圖5B-B線位置的半透過型LCD的概略剖面構(gòu)造圖。
圖7為本發(fā)明的主動矩陣型有機EL顯示器的概略剖面構(gòu)造圖。
圖8為習(xí)用主動矩陣型的反射型LCD的第1基板側(cè)的一部分的平面構(gòu)成圖。
圖9為沿圖8C-C線位置的習(xí)用反射型LCD的概略剖面構(gòu)造圖?！紙D號說明〗20 主動層(p-Si層) 30 柵極絕緣膜32 柵極電極(柵極線) 34 層間絕緣膜36、37 漏極電極(資料線) 38、39 平坦化絕緣膜40、41 源極電極 42、43 連接用金屬層44 反射層46 自然氧化膜50 第1電極 60、260 配向膜80 陽極(第1電極) 82 空穴輸送層83 發(fā)光層84 電子輸送層86 陰極(第2電極) 88 有機元件層90 有機EL元件100 第1基板110 TFT 120 主動層134 層間絕緣層136 資料線138 平坦化絕緣膜 150 第1電極160 配向膜200 第2基板210彩色濾光片 250第2電極(透明)300液晶層在第1及第2基板100、200使用玻璃等透明基板，而于與第1基板100相對的第2基板200側(cè)，系與習(xí)用一樣，于彩色型時，形成彩色濾光片210，且系于該彩色濾光片210上形成由透明導(dǎo)電材料所構(gòu)成的第2電極250。第2電極250的透明導(dǎo)電材料，系采用IZO(Indium ZincOxide)或ITO等。又于主動矩陣型，該第2電極250系形成作為對各像素的共同電極。又于該第2電極250上，形成由聚亞醯胺(polyimide)等構(gòu)成的配向膜260。
對如上述構(gòu)成的第2基板側(cè)，在本實施形態(tài)中，系采用對第1基板側(cè)的液晶層300具同樣電氣特性的電極構(gòu)造。具體上，如圖2所示，系于第1基板100上的配向膜下方不配置如習(xí)用的反射電極，而由類似于第2電極250工作函數(shù)的材料(即如；IZO或ITO等)形成與第2電極250同樣由透明導(dǎo)電材料所構(gòu)成的第1電極50。然后，為作成反射型LCD，在該第1電極50下層形成反射來自第2基板的入射光的反射層44。
藉由將使用于第1電極50的材料相同于第2電極250的材料，對于液晶層300，由于同一工作函數(shù)的電極，系介配向膜60、260配置于其間，因而，可藉由第1電極50及第2電極250而得以良好對稱性對液晶層300進行交流驅(qū)動。唯于第1電極50及第2電極250，即使該工作函數(shù)不是完全相同，但是只要能使液晶層300達到極近似于良好對稱性驅(qū)動的數(shù)值即可。例如；若將兩電極的工作函數(shù)差訂為0.5eV以下，則液晶的驅(qū)動頻率為上述CFF以下時，也無閃爍及液晶殘影現(xiàn)象，得為高品質(zhì)的顯示。
為滿足該條件的第1電極50及第2電極250，例如可由IZO(工作函數(shù)4.7至5.2eV)形成第1電極，而以ITO(工作函數(shù)4.7至5.0eV)形成第2電極，或以相反的配置。關(guān)于材料的選擇上，可考慮透過率、圖案化精度等制程上的特性、制造成本等，分別選擇使用于各電極的材料。
反射層44系將Al、Ag或該合金(本實施形態(tài)中為Al-Nd合金)等反射特性優(yōu)異的材料，至少用于該表面?zhèn)?液晶層側(cè))。也得僅用Al等的金屬材料單獨層為反射層44。也可設(shè)置Mo等高融點金屬層為與平坦化絕緣膜38相接的底部層。若形成該底部層、則可提高反射層44與平坦化絕緣膜38的密著性而能提高元件可靠度。又于圖2的構(gòu)成中，系于平坦化絕緣膜38的各像素區(qū)域內(nèi)形成所需角度的傾斜面。再覆蓋該平坦化絕緣膜38堆積反射層44，使于反射層44表面也形成同樣傾斜面。若能以最佳角度、位置形成該傾斜面，即可由各像素將外光予以聚光射出，因而，能使顯示器在其正面位置的顯示亮度提高。當(dāng)然。該傾斜面的存在也可不為必需。
反射層44如上述，系由Al等導(dǎo)電性材料予以構(gòu)成，但與堆積在反射層44上的第1電極50為電氣上的絕緣。該為絕緣的理由，是在第1電極50的材料使用IZO或ITO等時，系以濺鍍(sputtering)方式成膜，亦即，該由Al等形成的反射層44在曝露于濺鍍環(huán)境中時，于其表面發(fā)生氧化反應(yīng)，由自然氧化膜予以覆蓋。因而，于本實施形態(tài)中，不像習(xí)用反射型LCD將該反射層44利用為驅(qū)動液晶的第1電極，而是將形成于反射層44上的透明導(dǎo)電層作為第1電極50，對液晶層300施加對應(yīng)于顯示內(nèi)容的電壓。
唯因，最近有所謂具有光透過及反射兩機能的半透過型LCD的提案，該半透過型與透過型一樣，先將ITO等像素電極予以形成后，以覆蓋該透明電極的一部分區(qū)域，堆積Al等反射電極而構(gòu)成。在該半透過型LCD中，若由基板側(cè)依序堆積透明電極層/反射電極層，即可將兩電極層連接成具1個像素電極的機能。但如上述，是在液晶層側(cè)配置反射電極，因而，由于與第2電極的工作函數(shù)差異，而會有無法對液晶層300進行良好對稱性驅(qū)動的問題產(chǎn)生。更為提高電氣上的對稱性，雖可考慮反向堆積電極順序，唯于上述反射電極使用的Al、Ag是金屬材料，在其表面上容易形成自然氧化膜，尤于形成該金屬層后，在形成透明導(dǎo)電材料層的濺鍍等的曝露中，會被自然氧化膜覆蓋其表面，而造成金屬層與透明電極的絕緣。因此、僅以改變電極的堆積順序，無法于第1基板側(cè)利用透明電極驅(qū)動液晶，結(jié)果也無法在第1基板側(cè)與第2基板側(cè)取得對液晶的一致電氣特性。
對此，在本實施形態(tài)是將反射層44對第1電極50及TFT110的任何方予以絕緣，且將連接用金屬層42介存于第1電極50及TFT110(如TFT110的源極電極40)間，因而，得以將第1電極50及TFT110予以確實連接。而且在第1基板側(cè)，也與第2基板側(cè)一樣，可藉由配置在鄰近于液晶層，且由透明導(dǎo)電材料所構(gòu)成的第1電極50，得以驅(qū)動液晶。
因此，為連接第1電極50及TFT110，于本實施形態(tài)中采用的上述金屬層42的所需條件為(i)能與IZO或ITO等所構(gòu)成的第1電極50形成電氣連接。
(ii)在TFT110中，如圖2所示，設(shè)置Al等的源極電極40時，得以能與該源極電極40形成電氣觸接，而于省略源極電極40時，可與半導(dǎo)體(在此為多晶硅)主動層形成電氣連接。
(iii)于每一像素的個別形狀形成圖案化的反射層44時，不致為該反射層44的蝕刻液去除，等等。
上述金屬層42，以使用Mo、Ti、Cr等高融點金屬材料為宜。
茲將能確實連接本實施形態(tài)的第1電極50其所對應(yīng)的TFT110的構(gòu)造，及實現(xiàn)該構(gòu)造的制造方法說明如下TFT110采用頂柵(top-gate)型，且主動層20使用非晶硅(a-Si)以激光退火獲得多晶化的多晶硅(p-Si)。當(dāng)然不限定TFT110為頂柵型多晶硅，也得為底柵型(bottom gate)，而且主動層也可采用非晶硅。在TFT110的主動層20的源·漏極區(qū)域20s、20d摻雜的雜質(zhì)，也得為n導(dǎo)電型、或p導(dǎo)電型中的任何一種，唯于本實施形態(tài)中，系摻雜磷等n導(dǎo)電型雜質(zhì)，采用n-ch型的TFT110。
TFT110的主動層20是由柵極絕緣膜30覆蓋，且于柵極絕緣膜30上形成由Cr等構(gòu)成的，兼用為柵極線的柵極電極32。然后，于形成后該柵極電極32，以該柵極電極為屏蔽，在主動層20進行上述雜質(zhì)的摻雜作業(yè)，形成源·漏極區(qū)域20s、20d及未摻雜部分的溝道區(qū)域20c。其次，覆蓋該TFT110全部，形成層間絕緣膜34，并于該層間絕緣膜34形成接觸孔后，形成電極材料，藉由該接觸孔，分別將上述多晶硅主動層20的源極區(qū)域20s連接于源極電極40，而將漏極區(qū)域20d連接于漏極電極36。又于本實施形態(tài)，漏極電極36系兼用為供應(yīng)對應(yīng)顯示內(nèi)容的資料信號給各TFT110的資料線。另一方面，源極電極40連接于如后述像素電極的第1電極50。
形成源極電極40及漏極電極36后，以丙烯酸樹脂等樹脂材料覆蓋整個基板形成平坦化絕緣膜38，又于形成源極電極40的區(qū)域形成接觸孔，在該處形成連接用金屬層42，以將源極電極40及該金屬層42予以連接。使用Al等作為源極電極40時，若采用Mo等金屬材料作為金屬層42，則和源極電極40的連接可獲得良好的歐姆接觸。也可如圖3所示，省略源極電極40，此時，金屬層42與TFT110的硅主動層20連接，而Mo等金屬可與該半導(dǎo)體材料間建立歐姆接觸。
在堆積·圖案連接用金屬層42之后，由構(gòu)成反射層44的Al-Nd合金，或Al等的反射特性優(yōu)異材料，以蒸鍍或濺鍍方式積層在整個基板。堆積成的反射材料，至少以不妨礙金屬層42與之后形成的第1電極50的觸接，且以不殘存在TFT110源極區(qū)域附近(金屬層42的形成區(qū)域)方式，予以蝕刻去除，而于各像素形成如圖1所示的圖案化反射層44。而且為防止于TFT110(尤為溝道區(qū)域20c)照射光線而發(fā)生泄漏電流，且為盡量擴大可反射的區(qū)域(即、顯示區(qū)域)，在本實施形態(tài)中，如圖1所示，積極地將反射層44形成于TFT110的溝道上方區(qū)域。
而于圖案化該反射層44時，上述由Mo等金屬所構(gòu)成的金屬層42具備充分的厚度(例如0.2μm)，及對蝕刻液的充分耐蝕性。因此，在將金屬層42上的反射層44，以蝕刻去除后，也不會完全去除該金屬層42，而得以殘留在接觸孔內(nèi)。又因，通常于源極電極40等部分使用與反射層44同樣的材料(如Al等)，故若上述金屬層42不存在時，則源極電極40將會被反射層44的蝕刻液侵蝕而發(fā)生斷線等現(xiàn)象。但，可如本實施形態(tài)般設(shè)置金屬層42，使反射層44得以耐圖案化，而能維持與源極電極40的良好電氣接觸。
于反射層44的圖案化后，藉由濺鍍作業(yè)將透明導(dǎo)電層堆積及覆蓋于包括反射層44的整個基板。此時、如上述，由Al等所構(gòu)成的反射層44表面，雖被絕緣性自然氧化膜(參照圖3的符號46)覆蓋，但Mo等高融點金屬雖曝露于濺鍍作業(yè)環(huán)境中，其表面也不致以氧化。因此，在接觸區(qū)域中曝露于外的金屬層42，得以與堆積在該金屬層42上的第l電極用透明導(dǎo)電層間，具有良好的歐姆接觸。又因透明導(dǎo)電層系于成膜后，如圖1所示，在各像素進行獨立形狀的圖案化，因而可得像素電極(第1電極)50。又于各像素區(qū)域形成第1電極50后，即由聚亞醯胺等形成覆蓋整個基板的配向膜60，以完成第1基板側(cè)的構(gòu)造。之后，將已形成配向膜260的第2基板200與該第1基板100，以一定的間隙分隔，將基板周邊部分予以貼合，封入液晶完成液晶顯示裝置。
本實施形態(tài)的金屬層42，如圖4所示，源極電極41雖具有由Mo等高融點金屬層包夾Al層的多層構(gòu)造，但也能維持與源極電極41的良好連接。而于圖4所示的源極電極41(兼用為資料線的漏極電極亦同)是由主動層20側(cè)，以Mo層41a/Al層41b/Mo層41c般依序堆積構(gòu)成。且藉由于多晶硅所構(gòu)成的主動層20側(cè)形成Mo層41a，而得以防止Si原子在Al層41b中的移動所發(fā)生的主動層缺陷，另外因于最上層形成Mo層41c，即使歷經(jīng)接觸形成、金屬層42形成·蝕刻制程等，也能維持與金屬層42間的良好電氣連接。當(dāng)然地，在本實施形態(tài)中金屬層42，是使用與源極電極41最上層相同的Mo等，因而，能獲得與圖4所示源極電極41非常良好的連接。
本實施形態(tài)的金屬層42，可具備如圖4所示源極電極41的多層構(gòu)造。該金屬層42的多層構(gòu)造，例如可采用由下層依序堆積Mo等高融點金屬層/Al等導(dǎo)電層/Mo等高融點金屬層的三層構(gòu)造，或Al等導(dǎo)電層/Mo等高融點金屬層的兩層構(gòu)造。采用該多層金屬層42時，配置在下方的源極電極40可如圖4的上述多層構(gòu)造，也得為使用Al等的單層構(gòu)造。若于圖3所示的金屬層43，直接觸接于主動層20時，金屬層43也可采用與上述同樣的3層或兩層構(gòu)造。而于任何一種狀態(tài)下，該金屬層42、43需承受得住反射層44的蝕刻作業(yè)，且在形成該第1電極50時，得不在表面形成絕緣膜，并能安定地維持其電氣連接性，且至少于接觸第1電極50的表面?zhèn)?，由高融點金屬形成為宜。
其次，就半透過型LCD說明于后上述是以反射層44形成在1像素區(qū)域內(nèi)的大致整個區(qū)域的反射型LCD為事例予以說明的。但本發(fā)明不僅適用于反射型也可適用在的外的半透過型LCD。
圖5為該半透過型主動矩陣LCD的一像素平面構(gòu)造。圖6為沿圖5B-B線位置的LCD概略剖面構(gòu)造。在上述圖1及圖2所示的反射型LCD中，反射層44形成于一像素區(qū)域內(nèi)的大致整個區(qū)域(與TFT的觸接區(qū)域除外)。但在圖5及圖6所示的半透過型LCD中，于一像素內(nèi)形成有堆積反射層44及透明第1電極50的反射區(qū)域，及去除反射層44，僅存透明第1電極50的光透過區(qū)域。
在該半透過型LCD中，將第1電極50配置于較反射層44更靠近于液晶層側(cè)，反射層44系藉由自然氧化膜65與形成在其上方的第1電極50絕緣，又為不妨礙TFT110與第1電極50的觸接，而由該區(qū)域予以去除。因此，在該半透過型LCD，藉由工作函數(shù)近似的第1電極50及第2電極250，分別包夾配向膜于其間將可以極對稱性的交流驅(qū)動液晶層300，而且，藉由對應(yīng)周圍光線的強度等切換其光源即可進行反射顯示及透過顯示的任何一種。
上述，就具有反射層44的反射或半透過型LCD予以說明。但也可將有關(guān)本發(fā)明的開關(guān)元件(TFT)、連接用金屬層、反射層及透明第1電極的構(gòu)成適用于電場發(fā)光(electroluminecence，EL)顯示器，將反射機能設(shè)于透明第1電極下部，即可將該第1電極與下層的TFT確實連接。圖7為表示有關(guān)本實施形態(tài)的主動矩陣型EL顯示器各像素的部分剖面構(gòu)造者。
在圖7的EL顯示器所采用的元件，使用有機化合物的有機EL元件90為發(fā)光材料，在陽極80及陰極86間形成有機元件層88。而于有機元件層88具備至少含有有機發(fā)光機能分子的發(fā)光層83，且由有機化合物的特性、發(fā)光色等可構(gòu)成單層、雙層、3層或更為多層的構(gòu)造。在圖7的事例中，有機元件層88系由配置于基板100側(cè)的陽極80側(cè)起，依序形成空穴輸送層82/發(fā)光層83/電子輸送層84。發(fā)光層83系與陽極80一樣，于每像素分別形成圖案，而空穴輸送層82及電子輸送層84與陰極86一樣，是以全像素共同方式形成。又于鄰接像素間絕緣各陽極80，且在陽極80的邊緣區(qū)域，為防止與上層的陰極86的短路，在鄰接像素的陽極間區(qū)域形成平坦化絕緣膜39。
如上述構(gòu)成的有機EL元件90，將由陽極80注入的空穴，及由陰極86注入的電子在發(fā)光層83再結(jié)合時，激勵有機發(fā)光分子，于其回歸基底狀態(tài)時放光。該有機EL元件90為一種電流驅(qū)動式發(fā)光元件。陽極80即需對有機元件層88具有充分的空穴注入機能，因而，多使用工作函數(shù)較高的ITO、IZO等透明導(dǎo)電材料。因此，通常是將發(fā)光層83的光線經(jīng)由透明的陽極80側(cè)，穿透透明基板100射于外部。但，在圖7所示的主動矩陣型有機EL顯示器，可由陰極側(cè)射出光線。
上述圖7的顯示器，采用為驅(qū)動上述有機EL元件90的TFT110、金屬層42、反射層44，以及有機EL元件90的陽極80，是采用如圖2所示的上述TFT110、金屬層42、反射層44，及第1陽極50一樣的構(gòu)成。因此，在陽極80使用透明導(dǎo)電材料時，于陽極80下層，可設(shè)置與該陽極80絕緣的由Al或Al-Nd合金等反射性優(yōu)異的材料構(gòu)成的反射層44。為此，有機EL元件90的陰極86，也可使用與陽極80同樣的ITO及IZO等透明導(dǎo)電材料，或使用可透過光線厚薄的Al、Ag等金屬材料予以形成(可設(shè)置開口部)，即容易實現(xiàn)將來自發(fā)光層83的光線，由陰極86側(cè)向外部射出的頂部發(fā)射(top-emission)型構(gòu)造。也就是，如圖7所示，在陽極80下層配置反射層44，將進入陽極80側(cè)的光線，以反射層44予以反射，即可將在發(fā)光層83獲得的光線，由陰極86側(cè)射出。
如上說明，本發(fā)明即使于如反射型或半透過型LCD等有必要在其一方基板側(cè)形成反射層時，也得以具有同等特性的第1及第2電極，對液晶層配置為同等位置。因此，得將液晶以良好的對稱性予以交流驅(qū)動。為此，即將液晶的驅(qū)動頻率設(shè)定于CFF以下，也不至于發(fā)生閃爍或液晶的殘影現(xiàn)象而能進行高品質(zhì)的顯示。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，其特征在于于具備第1電極的第1基板，與具備第2電極的第2基板間，封入液晶層予以構(gòu)成并進行各像素顯示的顯示裝置，其中，上述第1基板，另外具備于每像素設(shè)置有開關(guān)元件，及在覆蓋于上述開關(guān)元件的絕緣膜上，形成與上述開關(guān)元件絕緣，且可將由第2基板側(cè)射入的光線反射于液晶層的反射層，而上述第1電極，系由直接覆蓋上述反射層而形成的透明導(dǎo)電材料所構(gòu)成，且以電氣連接于上述開關(guān)元件。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于于形成在覆蓋上述開關(guān)元件的上述絕緣膜的接觸孔內(nèi)形成連接用金屬層，且將上述開關(guān)元件與上述第1電極藉由該連接用金屬層，予以電氣連接。
3.如權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于上述連接用金屬層，至少在與上述第1電極的接觸面，使用高融點金屬材料。
4.如權(quán)利要求1至3中任何一項所述的顯示裝置，其特征在于上述第1電極的上述透明導(dǎo)電材料的工作函數(shù)、與形成在上述第2基板液晶層側(cè)的上述第2電極的透明導(dǎo)電材料的工作函數(shù)差，為0.5eV以下。
5.如權(quán)利要求4所述的液晶顯示裝置，其特征在于各像素的液晶層驅(qū)動頻率低于60Hz。
6.一種顯示裝置的制造方法，其特征在于于具備透明第1電極的第1基板，與具備透明第2電極的第2基板間，封入液晶層予以構(gòu)成顯示裝置的制造方法中，于上述第1基板上形成薄膜晶體管，覆蓋上述薄膜晶體管至少形成一層絕緣膜，且于對應(yīng)上述絕緣膜的上述薄膜晶體管主動層的區(qū)域，形成接觸孔，而于上述接觸孔區(qū)域形成連接用金屬層，且覆蓋上述絕緣膜及上述連接用金屬層上，形成反射材料層，并在上述連接用金屬層上以外的所定像素區(qū)域?qū)嵤埩粼摬牧蠈拥膱D案化，予以形成反射層，再覆蓋上述反射層，及上述連接用金屬層，形成由透明導(dǎo)電材料所構(gòu)成的第1電極，藉由上述連接用金屬層，將上述第1電極電氣連接至上述薄膜晶體管。
全文摘要
本發(fā)明提供一種顯示裝置，其實現(xiàn)反射型或半透過型LCD的高品質(zhì)化。本發(fā)明于第1基板100，形成設(shè)置在各像素的開關(guān)元件TFT110，并在覆蓋TFT110的絕緣膜上，形成與TFT110為絕緣，且能將由第2基板200側(cè)穿過ITO等所構(gòu)成的第2電極250射入的光線予以反射的反射層44。而于較反射層44更近于液晶層300的一側(cè)方，形成具有與第2電極250相同的工作函數(shù)，而以ITO等透明導(dǎo)電材料構(gòu)成的第1電極50，且與TFT110連接。透過該構(gòu)造，得以藉由第1、第2電極50、250能以較佳的對稱性交流驅(qū)動液晶層300。且第1電極50及TFT110，藉由高融點金屬所構(gòu)成的連接用金屬層42確實予以連接。
文檔編號H01L51/52GK1432854SQ0215960
公開日2003年7月30日 申請日期2002年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月28日
發(fā)明者井上和弘, 小間德夫, 小川真司, 山下徹, 小田信彥, 石田聰, 山田努 申請人:三洋電機株式會社