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(jī)能的反射型或半透過(guò)型顯示裝置及其制備方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置(以下稱LCD)具有薄型且低耗電為特征，目前，其已廣泛用作為計(jì)算機(jī)監(jiān)視器及移動(dòng)信息設(shè)備等的監(jiān)視器。此種LCD，封入液晶于一對(duì)基板間，并透過(guò)形成于各個(gè)基板的電極控制位于其間的液晶配向以進(jìn)行顯示，其與CRT(陰極射線管)顯示器及電激光(以下稱EL)顯示器不同，由于在原理上不自行發(fā)光，故如欲對(duì)觀看者顯示畫像則需要光源。所以，在透過(guò)型LCD中，即采用透明電極作為形成于各基板的電極，并將光源配置在液晶顯示面板的后方或側(cè)方，并透過(guò)液晶面板控制此光源的光透過(guò)量，而在周圍即使昏暗時(shí)亦能使其明亮的顯示。但是，由于需經(jīng)常使光源點(diǎn)燈以進(jìn)行顯示，故無(wú)法避免因光源帶來(lái)的電力消費(fèi)，而且，在如白晝的非常強(qiáng)烈的屋外光環(huán)境下，無(wú)法確保充分的對(duì)比等特性。
另一方面，在反射型LCD中，是采用太陽(yáng)或室內(nèi)燈等外光作為光源，并透過(guò)形成于非觀看面?zhèn)鹊幕宓姆瓷潆姌O，將入射液晶面板的周圍光予以反射。然后，入射至液晶層，并以反射電極反射的光對(duì)液晶面板的射出光量，依各像素予以控制，從而進(jìn)行顯示。如此，反射型LCD，因采用外光作為光源，故當(dāng)無(wú)外光時(shí)即無(wú)法顯示，但與透過(guò)型LCD不同，其因毋須消費(fèi)光源的電力故消費(fèi)電力極低，而且當(dāng)屋外等周圍明亮?xí)r即可獲得充分的對(duì)比。但是，此反射型LCD與透過(guò)型相較，在顏色重現(xiàn)性及顯示輝度等一般性的顯示品質(zhì)等方面并不充分，而此問(wèn)題自以往以來(lái)即已一直存在。
再一方面，在對(duì)設(shè)備低耗費(fèi)電的呼聲日益提高的狀況下，由于消費(fèi)電力較低的反射型LCD比透過(guò)型LCD更為有利，故已將其試行采用在行動(dòng)機(jī)器等高精密監(jiān)視器的用途上，而且，為提高其顯示品質(zhì)的研究開(kāi)發(fā)亦不斷在進(jìn)行當(dāng)中。
圖6，顯示在各像素具備有薄膜晶體管(TFTThin film Transistor)的公知的主動(dòng)矩陣型的反射型LCD的每一像素的平面構(gòu)造(第1基板側(cè))，圖7，則顯示沿此圖6的C-C線位置上的反射型LCD的概略剖面構(gòu)造。
反射型LCD是于隔著預(yù)定間隔而粘合的第1基板100與第2基板200之間封入液晶層300而構(gòu)成。以第1及第2基板的100以及200是采用玻璃基板及塑料基板等，至少在此例中，配置在觀看面?zhèn)鹊牡?基板200是采用透明基板。
在第1電極100的液晶側(cè)面中，在各像素形成有薄膜晶體管(TFTThin film Transistor)110。在此TFT 110的有源層120的例如漏極區(qū)域，透過(guò)形成于層間絕緣膜134的接觸孔連接用，以供給數(shù)據(jù)信號(hào)至各像素的數(shù)據(jù)線136，而源極區(qū)域則透過(guò)貫穿層間絕緣膜134以及平坦化絕緣膜138所形成的接觸孔，而連接至在各像素形成個(gè)別圖案的第1電極(像素電極)150。
以上述第1電極150而言，采用具備有反射機(jī)能的Al、Ag等，而在此反射電極150上形成用以控制液晶層300的初期配向的配向膜160。
在與第1基板100相對(duì)配置的第2基板200的液晶側(cè)，如彩色顯示裝置時(shí)形成有彩色濾光片(R、G、B)210，而在彩色濾光片210之上，則形成有采用ITO(Indium Tin Oxide)等透明導(dǎo)電材料的透明電極250，以作為第2電極。此外在此透明電極250之上，則形成有與第1基板側(cè)相同的配向膜260。
反射型LCD，具備有上述構(gòu)成，其依各像素控制入射至液晶面板，并以反射電極150反射，再由液晶面板所射出的光量以進(jìn)行所期望的顯示。
在LCD中并不以反射型為限，而均以交流電壓驅(qū)動(dòng)液晶以防止殘影在透過(guò)型LCD中，要求第1基板上的第1電極以及第2基板的第2電極均須透明，雙方均須采用ITO作為電極材料。因此，在液晶的交流驅(qū)動(dòng)之際，第1以及第2電極，可在幾乎相同條件下相互地將正、負(fù)電壓施加于液晶。
但是，如上述圖7所示，在采用金屬材料所構(gòu)成的反射電極以作為第1電極150、以及ITO等透明金屬氧化材料所構(gòu)成的透明電極以作為第2電極250的反射型LCD中，常因驅(qū)動(dòng)條件而發(fā)生顯示的閃爍(flicker)，或是發(fā)生液晶的殘影問(wèn)題。而此種問(wèn)題在最近報(bào)告的臨界閃爍頻率(CFF)以下驅(qū)動(dòng)液晶時(shí)尤為顯著。所謂在CFF以下的驅(qū)動(dòng)，是以LCD在更低的耗電為目的，而將液晶的驅(qū)動(dòng)頻率(在第1以及第2電極的相對(duì)區(qū)域?qū)€(gè)別形成的像素及個(gè)別的液晶(液晶電容)寫入數(shù)據(jù)的頻率)，予以降低到低于例如由NTSC規(guī)格等規(guī)定的基準(zhǔn)60Hz等，并嘗試將之降到人眼會(huì)感到閃爍的CFF以下，例如為40Hz至30Hz。然而，在以這種CFF以下的頻率來(lái)驅(qū)動(dòng)公知的反射型液晶面板的各像素之際，得知上述閃爍及液晶的殘影問(wèn)題將會(huì)變得更加顯著，從而引起顯示品質(zhì)的大幅降低。
針對(duì)圖6、圖7所示反射型LCD發(fā)生閃爍及液晶殘影的原因，根據(jù)申請(qǐng)人的研究結(jié)果，而得以證實(shí)第1及第2電極相對(duì)于上述液晶層300的非對(duì)稱性電氣性質(zhì)，為原因之一。此非對(duì)稱性，主要是肇因于第2電極250采用的ITO等透明金屬氧化物的功函數(shù)(work function)為4.7eV至5.2eV程度，相對(duì)于此，第1電極150采用的Al等金屬的功函數(shù)則為4.2eV至4.3eV程度，兩者差距過(guò)大所致。功函數(shù)的相異，在各電極施加相同電壓時(shí)，將使實(shí)際透過(guò)配向膜160、260而被液晶界面誘發(fā)的電荷產(chǎn)生差異。再者，由于這種液晶配向膜界面所誘發(fā)的電荷差異，會(huì)使液晶層內(nèi)的雜質(zhì)離子等偏向其中一方的電極側(cè)，結(jié)果將使殘余DC電壓儲(chǔ)存在液晶層300。由于液晶的驅(qū)動(dòng)頻率愈低，此殘余DC對(duì)于液晶的影響愈大，而發(fā)生閃爍或液晶的殘影就愈為顯著，故在CFF以下的驅(qū)動(dòng)，實(shí)質(zhì)上是有一定困難的。
而且，以反射型LCD而言，以往即已知，有人在透過(guò)型LCD上將ITO用在第1第2電極上，并于第1基板的外側(cè)(與液晶的非相對(duì)側(cè))另行設(shè)置反射板的構(gòu)造。但是，在將反射板設(shè)置在第1基板的外側(cè)時(shí)，將產(chǎn)生光路長(zhǎng)延伸到透明第1電極150以及透明第1基板的厚度，而造成因視差所導(dǎo)致的顯示品質(zhì)下降的問(wèn)題。因此，在要求高顯示品質(zhì)的顯示器用的反射型LCD中，采用反射電極作為像素電極，且如上述所示由于將驅(qū)動(dòng)頻率降低時(shí)將產(chǎn)生閃爍等，故未能為了低耗電而降低驅(qū)動(dòng)頻率。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于整合第1以及第2電極對(duì)于液晶層的電氣特性，而提供一種不會(huì)有閃爍及視差影響的，并具有高顯示品質(zhì)而又低耗電反射機(jī)理的顯示裝置。
為完成上述目的，本發(fā)明提供一種由基板、形成在該基板上的第1電極與第2電極、以及在該第1電極與第2電極之間形成的有機(jī)組件層所構(gòu)成，并進(jìn)行各像素的顯示的顯示裝置，其中，所述的基板還具備有設(shè)置于所述的各像素的開(kāi)關(guān)組件；在覆蓋所述的開(kāi)關(guān)組件的絕緣膜上形成與所述的開(kāi)關(guān)組件絕緣，并將由所述的第2電極側(cè)入射至的光予以反射的反射層；以及覆蓋所述的反射層而形成的保護(hù)膜，而透過(guò)在開(kāi)關(guān)組件對(duì)應(yīng)區(qū)域中貫穿所述的保護(hù)膜以及所述的絕緣膜而形成開(kāi)口的接觸孔，而使由透明導(dǎo)電材料所構(gòu)成的所述的第1電極電性連接至所述的開(kāi)關(guān)組件。
如上所述，將具備有與第2電極相同特性的透明第1電極配置于較反射層更接近基板側(cè)，且在此第1電極之下，在覆蓋開(kāi)關(guān)組件之層間絕緣膜及平坦化絕緣膜等絕緣膜之上，配置與開(kāi)關(guān)組件絕緣，并由保護(hù)膜所覆蓋的反射層。以采用此種構(gòu)成方式，可透過(guò)第2電極以及連接于各像素的開(kāi)關(guān)組件的第1電極，而得以良好對(duì)稱性地驅(qū)動(dòng)有機(jī)組件層。尤其是，即使在將各像素中的驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)定成低于例如60Hz時(shí)，由于電性構(gòu)造在第1電極與第2電極也都一致，故不會(huì)發(fā)生閃爍等而能有高品質(zhì)的顯示。由于反射層是以保護(hù)膜覆蓋，使其在與第1電極與開(kāi)關(guān)組件的連接時(shí)得以防止反射層的反射面惡化，而獲得具良好反射特性的顯示裝置。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例的上述顯示裝置中，所述的開(kāi)關(guān)組件，為有源層采用硅的薄膜晶體管，而第1電極，是直接與該薄膜晶體管之所述的有源層接觸。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例之上述顯示裝置中，所述的第1電極之所述的透明導(dǎo)電材料的功函數(shù)，與所述的第2電極透明導(dǎo)電材料的功函數(shù)之間的差，在0.5eV以下。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例，是在由基板、形成在該基板上的第1電極與第2電極、以及在該第1電極與第2電極之間形成的有機(jī)組件層所構(gòu)成的顯示裝置的制造方法上，在所述的基板上形成薄膜晶體管，并在所述的薄膜晶體管上覆蓋形成至少一層的絕緣膜，并于所述的絕緣膜上覆蓋形成反射材料層，并進(jìn)行圖案化以使該材料層殘留在與所述的薄膜晶體管的有源層相對(duì)應(yīng)的區(qū)域以外的預(yù)定像素區(qū)域，而形成反射層，并覆蓋所述的反射層而形成保護(hù)膜，并在所述的薄膜晶體管的有源層對(duì)應(yīng)區(qū)域形成貫穿所述的保護(hù)膜以及所述的絕緣膜的接觸孔，以使所述的有源層露出，并以覆蓋所述的保護(hù)膜以及所述的露出的有源層的方式形成由透明導(dǎo)電材料所構(gòu)成之所述的第1電極，并透過(guò)所述的接觸孔而連接所述的第1電極與所述的有源層。
如此，在將第1電極配置在基板側(cè)的構(gòu)成中，由于是以保護(hù)膜覆蓋反射層的方式，而在其后所實(shí)行的薄膜晶體管的有源層與第1電極予以連接之際的蝕刻過(guò)程中，可以一面防止因反射層的反射面曝露而使反射特性惡化，并同時(shí)可將有源層與第1電極予以確實(shí)的連接。


圖1、顯示與本發(fā)明的實(shí)施方案有關(guān)的主動(dòng)矩陣型的反射型LCD第1基板側(cè)的概略平面構(gòu)成圖；圖2、顯示沿圖1A-A線位置的反射型LCD的概略剖面構(gòu)成圖；圖3、顯示與本發(fā)明實(shí)施方案有關(guān)的主動(dòng)矩陣型的半透過(guò)型LCD第1基板側(cè)的概略平面構(gòu)成圖；圖4、顯示沿圖3B-B線位置的半透過(guò)型LCD的概略剖面構(gòu)成圖；圖5、本發(fā)明的主動(dòng)矩陣型的有機(jī)EL顯示器的概略剖面構(gòu)造圖；圖6、顯示公知的主動(dòng)矩陣型的反射型LCD中第1基板側(cè)的部分平面構(gòu)造圖；圖7、顯示沿圖6的C-C線位置的公知反射型LCD的概略剖面構(gòu)造圖。
附圖中的標(biāo)號(hào)說(shuō)明如下20 有源層(p-Si層)30 柵極絕緣膜32 柵極電極(柵極線) 34 層間絕緣膜36 漏極電極(數(shù)據(jù)線) 38 平坦化絕緣膜40 第2接觸孔 41 第3接觸孔43 第4接觸孔 44 反射層
46 保護(hù)膜 50 第1電極60、260 配向膜80 陽(yáng)極(第1電極)82 電洞傳輸層 83 發(fā)光層84 電子傳輸層 86 陰極(第2電極)88 有機(jī)組件層 90 有機(jī)EL組件100 第1基板 110 TFT200 第2基板 210 彩色濾光片250 第2電極 300 液晶層具體實(shí)施方式
以下，茲采用附圖針對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施方案(以下稱實(shí)施方案)進(jìn)行說(shuō)明。
圖1，顯示作為與本實(shí)施方案有關(guān)的反射型LCD的反射型主動(dòng)矩陣LCD的第1基板側(cè)的平面構(gòu)成的一部分，圖2，是顯示沿圖1的A-A線的位置的LCD概略剖面構(gòu)成。在主動(dòng)矩陣型LCD中，于顯示區(qū)域內(nèi)設(shè)有矩陣狀的多數(shù)的像素，在此，針對(duì)各像素設(shè)有TFT 110作為開(kāi)關(guān)組件。TFT110，是依各像素形成于第1以及第2基板的其中一方，例如第1基板100側(cè)，并在此TFT 110分別連接至形成個(gè)別圖案的像素電極(第1電極)50。
在第1以及第2基板100、200中采用玻璃等的透明基板，而在與第1基板100相對(duì)的第2基板200側(cè)，與公知的相同，在彩色型態(tài)時(shí)形成彩色濾光片210，并于此彩色濾光片210上形成有由透明導(dǎo)電材料所構(gòu)成的第2電極250。以第2電極250的透明導(dǎo)電材料而言，采用IZO(Indium ZincOxide)及ITO等。另外，在主動(dòng)矩陣型中，此第2電極250形成為對(duì)應(yīng)各像素的共通電極。此外在此第2電極250的上，形成有由聚亞酰胺等所組成的配向膜260。
相對(duì)于以上所示構(gòu)成的第2基板側(cè)，在本實(shí)施方案中，采用使第1基板側(cè)對(duì)于液晶層300的電氣特性一致的電極構(gòu)造。具體而言，如圖2所示，在第1基板100上的配向膜的正下方，形成并非公知的反射金屬電極，而是功函數(shù)與第2電極250類似的材料，即，形成由與IZO及ITO等、第2電極250相同的透明導(dǎo)電材料所組成的第1電極50。再者，由于設(shè)成為反射型LCD，故在較此第1電極50更下層，形成有將來(lái)自第2基板側(cè)的反射光予以反射的反射層44。
采用作為第1電極50的材料，是透過(guò)采用與第2電極250相同的材料，而使相同功函數(shù)的電極，針對(duì)液晶層300在其間隔著配向膜60、260而配置，故可透過(guò)第1電極50與第2電極250，以良好對(duì)稱性交流驅(qū)動(dòng)液晶層300。但是，即使第1電極50與第2電極250在功函數(shù)上不完全相同，但只要是能以良好對(duì)稱性盡可能驅(qū)動(dòng)液晶層300者的近似即可。例如，將兩電極的功函數(shù)的差設(shè)定在0.5eV程度以下，即使將液晶的驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)成為上述所示CFF以下時(shí)，亦可有高品質(zhì)的顯示，而不會(huì)出現(xiàn)閃爍及液晶的殘影。
對(duì)滿足這種條件的第1電極50和第2電極250而言，例如可在第1電極50采用IZO(功函數(shù)4.7eV至5.2eV)、在第2電極250采用ITO(功函數(shù)4.7eV至5.0eV)，或亦可相反，在材料選擇之際，亦可考慮透過(guò)率、圖案化精密度等工藝上的特性及制造成本等來(lái)分別選擇用于各電極的材料。
以反射層44而言，是將Al、Ag、此等合金(在本實(shí)施方案中為Al-Nd合金)等反射特性絕佳的材料，至少用于該表面?zhèn)?液晶層側(cè))。此外，反射層44亦可是Al等金屬材料的單獨(dú)層，但亦可設(shè)置Mo等高熔點(diǎn)金屬層作為與平坦化絕緣膜38相接的基底層。如形成這種基底層，由于能升高反射層44與平坦化絕緣膜38之間的密著性，故可提升組件的可靠度。此外，在圖2的構(gòu)成上，是于平坦化絕緣膜38的各像素區(qū)域內(nèi)形成所期望角度的傾斜面，并以覆蓋此平坦化絕緣膜38而層積反射層44的方式，于反射層44的表面形成同樣的傾斜。如在最佳角度、位置形成此種傾斜面，則可依各像素將外光予以聚光而射出，且可提高例如在顯示器正面位置上的顯示輝度。當(dāng)然，這種傾斜面亦未必須存在。
在本實(shí)施方案中，于上述反射層44與第1電極50之間，覆蓋反射層44而形成保護(hù)膜46。此保護(hù)膜46，是采用例如丙烯酸樹脂及SiO2等。保護(hù)膜46，是用以保護(hù)反射層44的膜，尤其是，在用以連接TFT 110的有源層20與第1電極50的接觸孔底面，具備有保護(hù)反射層44的反射面的機(jī)能，免于受到用于使有源層20露出的輕度蝕刻的蝕刻液的影響。
以保護(hù)膜46而言，僅需具備可保護(hù)上述反射層44不受蝕刻處理影響，而能維持良好反射特性的機(jī)能即可，其材質(zhì)不以上述樹脂及SiO2等為限，而且膜厚度，只要是能夠發(fā)揮此保護(hù)機(jī)能的程度即可。此外，在由將形成于此保護(hù)膜46上層的第1電極50的形成面予以平坦化的觀點(diǎn)而言，以采用上述丙烯酸樹脂等具備有上面的平坦化機(jī)能的材料最佳。此外，保護(hù)膜46的膜厚以及材質(zhì)，是透過(guò)選擇最佳厚度與折射率，而亦可利用作為例如具備有著色補(bǔ)償、提高反射率機(jī)能等的光學(xué)緩沖層。
反射層44，是由Al等導(dǎo)電性材料所構(gòu)成，但在本實(shí)施方案中，此反射層44，是自TFT 110與第1電極50的接觸區(qū)域去除。透過(guò)如此自接觸區(qū)域去除的方式，而可消除(a)由Al等所構(gòu)成的反射層44易于在表面形成自然氧化膜，若在接觸區(qū)域存在有反射層44，則至少在此接觸區(qū)域中如不將反射層44上面的自然氧化膜去除，即無(wú)法與上層的第1電極50作電性連接；(b)如進(jìn)行用以自反射層44去除自然氧化膜的蝕刻處理時(shí)，將使反射層44的上面亦即反射面變得粗糙，造成反射率降低；(c)如為了防止反射層44的反射率的下降，而設(shè)定成僅在接觸區(qū)域去除反射層44上面的自然氧化膜，則將因?yàn)槿绱硕毑捎霉馕⒂凹夹g(shù)的曝光、蝕刻工藝等問(wèn)題。再者，由于如上述所示反射層44以保護(hù)膜46所覆蓋，故能防止反射層44的表面曝露在形成接觸孔的蝕刻液等，并在使第1電極50與TFT 110直接接觸的構(gòu)造中，反射層44可在第1電極50的下層維持良好的反射特性。此外，由于反射層44如上述所示與第1電極50以及TFT 110的任一者均絕緣，故未必需形成如圖1所示各像素的個(gè)別圖案，而亦可采用在以各像素共通連接第1電極50與TFT 110的第2接觸孔區(qū)域中所開(kāi)口的圖案。
然而，在最近，已有關(guān)于具備光透過(guò)機(jī)能與反射機(jī)能兩者的所謂半透過(guò)型LCD的提案，以此半透過(guò)型而言，與透過(guò)型LCD同樣，已知有先形成ITO等像素電極，并覆蓋此透明電極的部分區(qū)域而層積Al等反射電極的構(gòu)成。在這種半透過(guò)型LCD中，如自基板側(cè)依序地層積透明電極層/反射電極層，則2個(gè)電極層將電性連接而發(fā)揮作用為1個(gè)像素電極的機(jī)能。但是，如上述所示，由于在液晶層側(cè)配置反射電極，故與第2電極相異的功函數(shù)，將產(chǎn)生無(wú)法以良好對(duì)稱性驅(qū)動(dòng)液晶層300的問(wèn)題。再者，為了提高電性的對(duì)稱性，雖也可調(diào)換電極的層積順序，但如上述所示采用的反射電極的Al及Ag系的金屬材料，易于在該表面形成自然氧化膜，尤其是在此等金屬層形成后，將曝露在用以形成透明導(dǎo)電材料層的濺鍍工藝等，而使表面被自然氧化模覆蓋，并使金屬層與透明電極絕緣。因此，僅是單以改變電極的層積順序，并無(wú)法在第1基板側(cè)，透過(guò)透明電極驅(qū)動(dòng)液晶，其結(jié)果，將無(wú)法在第1基板側(cè)與第2基板側(cè)使的對(duì)于液晶具有一致的電氣特性。
因此，在本實(shí)施方案中，如上所示，可將確實(shí)連接于TFT 110的第1電極50配置于液晶層側(cè)而驅(qū)動(dòng)液晶，而且，可將具備良好反射面的反射層44配置在第1電極50的下層，實(shí)現(xiàn)絕佳的反射型LCD。
以下，就用以確實(shí)連接如本實(shí)施方案所示與第1電極50相對(duì)應(yīng)的TFT 110構(gòu)造，以及實(shí)現(xiàn)此構(gòu)造的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
首先，在本實(shí)施方案中，以TFT 110而言，是采用頂柵極型，而且，是采用以激光退火將非晶硅(a-Si)多結(jié)晶化所獲得的多晶硅(p-Si)以作為有源層20。當(dāng)然，TFT 110，并不以頂柵極型p-Si為限，也可以是底柵極型，或也可在有源層采用a-Si。此外，摻雜在TFT 110有源層20的源極、漏極區(qū)域20s、20d的雜質(zhì)，可以是n導(dǎo)電型、p導(dǎo)電型的任一種，但在本實(shí)施形態(tài)中是摻雜磷等的n導(dǎo)電型雜質(zhì)，并為采用n-ch型的TFT 110。
TFT 110的有源層20系由柵極絕緣膜30所覆蓋，并在柵極絕緣膜30之上，形成Cr等所構(gòu)成的柵極電極32之后，以此柵極電極32為屏蔽而在此有源層20上摻雜上述雜質(zhì)，并在有源層20形成源極區(qū)域20s、漏極區(qū)域20d以及未摻雜雜質(zhì)的信道區(qū)域20c。之后，并覆蓋第1基板整體而形成層間絕緣膜34，在此例中，并透過(guò)濕式蝕刻，于層間絕緣膜34的漏極對(duì)應(yīng)區(qū)域形成第1接觸孔，并于源極對(duì)應(yīng)區(qū)域形成第2接觸孔40。其次，層積漏極電極材料，并以圖案化方式，在p-Si有源層20的此處于漏極區(qū)域20d，在借第1接觸孔連接的各TFT 110形成對(duì)應(yīng)顯示內(nèi)容供應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)的兼作數(shù)據(jù)線的漏極電極36。
在漏極電極30形成后，即覆蓋含有已開(kāi)孔的第2接觸孔40的基板全面而形成由丙烯酸樹脂等樹脂材料所構(gòu)成的平坦化絕緣膜38。其次，并透過(guò)濕式蝕刻將被此平坦化絕緣層38所埋的上述第2接觸孔40附近予以選擇性地去除，并與此第2接觸孔40重疊，形成口徑較該第2接觸孔小(平坦化絕緣層材料覆蓋接觸孔內(nèi)壁)的第3接觸孔41。第3接觸孔41形成后，在含有此第3接觸孔41的平坦化絕緣膜38之上，透過(guò)蒸鍍或?yàn)R鍍等而將Al-Nd合金或Al等反射特性絕佳的材料予以層積作為反射層44。所層積的此反射材料，接下來(lái)，為不妨礙第1電極50與TFT 110的源極區(qū)域20s間的接觸，而從第3接觸孔41以及源極區(qū)域附近予以蝕刻去除。借此而如圖1所示的圖案的反射層44即形成在各像素。另外，為了防止光照射在TFT 110(特別是信道區(qū)域20c)而發(fā)生漏電電流，且盡量擴(kuò)大可反射的區(qū)域(亦即顯示區(qū)域)，在本實(shí)施形態(tài)中，反射層44，如圖1所示，亦積極地形成在TFT 110的信道上方區(qū)域。
在反射層44的形成、圖案化終了后，在覆蓋此反射層44的基板全面，形成由丙烯酸樹脂等所構(gòu)成的保護(hù)膜46。然后，透過(guò)濕式蝕刻將被此保護(hù)膜46所埋沒(méi)的第3接觸孔41附近予以選擇性去除，并與第3接觸孔41重疊，形成口徑較該第3接觸孔41小(保護(hù)膜材料覆蓋接觸孔內(nèi)壁)的第4接觸孔43。借此，而使各TFT 110的源極區(qū)域20s露出第4接觸孔43的底部。在此，如本實(shí)施形態(tài)般使ITO等的第1電極50直接接觸于p-Si有源層20時(shí)，為了降低接觸阻抗，需要將形成在p-Si有源層20表面的SiO2柵極絕緣膜30或在之后的制備形成在露出的有源層表面的氧化膜予以確實(shí)地去除。因此在本實(shí)施方案中，在形成第4接觸孔43貫穿掩埋第3接觸孔43的保護(hù)膜46之后，再施以采用HF(氫氟酸)的輕度蝕刻。此氫氟酸雖然也用于蝕刻反射層44的Al等金屬材料，但在本實(shí)施方案中，在進(jìn)行此輕度蝕刻時(shí)，經(jīng)犧牲覆蓋反射層44的充分厚度的保護(hù)膜46，而得以防止反射層44的表面暴露在此種氫氟酸等情況。
以上述方式形成第4接觸孔43，并進(jìn)行輕度蝕刻后，透明導(dǎo)電層即透過(guò)濺鍍而層積于包含第4接觸孔區(qū)域的基板全面。在此，如上述所示由Al等所構(gòu)成的反射層44，因已被保護(hù)膜46覆蓋，故在濺鍍時(shí)幾乎不會(huì)在反射層表面形成自然氧化膜。當(dāng)然即使形成自然氧化膜形成，在本實(shí)施形態(tài)中由于反射層44原本即已與TFT 110以及第1電極50絕緣，故不會(huì)造成電氣特性的變化。在基板全面所形成的透明導(dǎo)電層，在之后如圖1所示依各像素形成獨(dú)立的圖案化形狀，借此而可獲得透過(guò)第4接觸孔43而與TFT 110的有源層20連接的像素電極(第1電極)50。而且，在各像素區(qū)域形成第1電極50之后，即形成由聚亞酰胺等所構(gòu)成的配向膜以覆蓋基板全面，完成第1基板側(cè)的構(gòu)造體。之后，將配向膜260的第2基板200與此第1基板100隔開(kāi)一定間距，而在基板的周邊部分予以粘合，并在基板間封入液晶，可獲得液晶顯示裝置。另外，制造過(guò)程的種類以及制備順序未必以上述說(shuō)明者為限，亦可采用例如第2至第4接觸孔在層積到保護(hù)膜46之后，透過(guò)干式蝕刻等同時(shí)一并貫穿保護(hù)膜、平坦化絕緣膜、層間絕緣膜、柵極絕緣膜以形成接觸孔的方法。
其次，茲就半透過(guò)型LCD進(jìn)行說(shuō)明。以上，是以反射層44形成在1像素區(qū)域內(nèi)的幾乎全區(qū)域的反射型LCD為例進(jìn)行說(shuō)明。但本發(fā)明亦可適用于半透過(guò)型LCD而非僅有反射型。圖3，顯示此種半透過(guò)型主動(dòng)矩陣LCD之一像素的平面構(gòu)成，圖4，顯示沿圖3的B-B線位置上LCD的概略剖面構(gòu)成。在上述圖1以及圖2所示反射型LCD中，反射層44是形成于1像素區(qū)域的幾乎全部(不含與TFT的接觸區(qū)域)。針對(duì)此點(diǎn)，在圖3及圖4所揭示的半透過(guò)型LCD中，于1像素內(nèi)形成有層積了反射層44、保護(hù)膜46以及透明第1電極50的反射區(qū)域，以及去除反射層44而僅存透明第1電極50(保護(hù)膜46亦可存在亦可去除)的光透過(guò)區(qū)域。在此種半透過(guò)型LCD中，第1電極50亦配置在較反射層44更接近液晶層側(cè)，而反射層44，則以保護(hù)膜46覆蓋，而且從TFT 110與第1電極50的接觸區(qū)域去除。因此，透過(guò)此半透過(guò)型LCD，亦可確實(shí)連接TFT 110與第1電極50，并透過(guò)功函數(shù)近似的第1電極50以及第2電極250，而分別將配向膜挾于其間并可良好的對(duì)稱性交流驅(qū)動(dòng)液晶層300。當(dāng)然，也可將反射區(qū)域，設(shè)置于第1電極50的下方，透過(guò)具有良好反射面的反射層44而將入射至液晶面板內(nèi)的光予以反射。
以上，茲就具備反射層44的反射或半透過(guò)型的LCD進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明有關(guān)的開(kāi)關(guān)組件(TFT)、反射層以及透明第1電極的構(gòu)成，可適用在EL顯示器，并將反射機(jī)能設(shè)置于透明第1電極的下部，而確實(shí)將此第1電極與下層的TFT予以連接。圖5顯示與本實(shí)施方案有關(guān)的主動(dòng)矩陣型的EL顯示器的各像素中的部分剖面構(gòu)造。
在圖5的EL顯示器所采用的組件，采用有機(jī)化合物作為發(fā)光材料的有機(jī)EL組件90，其于陽(yáng)極80與陰極86之間形成有有機(jī)組件層88。有機(jī)組件層88，具備有至少包含有機(jī)發(fā)光機(jī)能分子的發(fā)光層83，可透過(guò)有機(jī)化合物的特性、發(fā)光色等而由單層構(gòu)造、2層、3層或更多的多層構(gòu)造構(gòu)成。在圖5中，有機(jī)組件層88，由配置在基板側(cè)100的陽(yáng)極80側(cè)起，依電洞傳輸層82/發(fā)光層83/電子傳輸層84的順序而形成，發(fā)光層83與陽(yáng)極80同樣依各像素形成個(gè)別圖案，而電洞傳輸層82以及電子傳輸層84與陰極86同樣全像素共通形成。另外，在相鄰接的像素間將各陽(yáng)極80絕緣，而且為防止陽(yáng)極80的邊緣區(qū)域與上層陰極86產(chǎn)生短路的目的，而于鄰接像素的陽(yáng)極間區(qū)域形成平坦化絕緣膜39。
如以上所構(gòu)成的有機(jī)EL組件90，將使得由陽(yáng)極80所注入的電洞與由陰極86所注入的電子在發(fā)光層83再結(jié)合而激起有機(jī)發(fā)光分子，并使光在此回到基底狀態(tài)的際放射。如此，有機(jī)EL組件90是電流驅(qū)動(dòng)型的發(fā)光組件，陽(yáng)極80需具備有對(duì)于有機(jī)組件層88的充分的電洞注入能力，其大多是采用功函數(shù)高的ITO、IZO等透明導(dǎo)電材料。因此，大多數(shù)場(chǎng)合，來(lái)自發(fā)光層83的光，是由此透明陽(yáng)極80側(cè)透過(guò)透明基板100射出至外部。但是，在如圖5所示的主動(dòng)矩陣型有機(jī)EL顯示器中，可由陰極側(cè)射出光。
這種圖5的顯示器，在采用驅(qū)動(dòng)上述有機(jī)EL組件90的TFT 110之外，還有反射層44、覆蓋反射層44的保護(hù)膜46，而有機(jī)EL組件90的陽(yáng)極80，即，例如采用圖2所示的TFT 110、反射層44、保護(hù)膜46以及與第1電極50同樣的構(gòu)成。換言之，在陽(yáng)極80采用透明導(dǎo)電材料時(shí)，在此陽(yáng)極80的下層，設(shè)有被保護(hù)膜46覆蓋并由與該陽(yáng)極80絕緣的Al或Al-Nd合金等具有絕佳反射特性材料所構(gòu)成的反射層44。因此，可與陽(yáng)極80同樣地采用ITO或IZO等透明導(dǎo)電材料，或是采用薄到可透過(guò)光的程度的Al、Ag等金屬材料以形成有機(jī)EL組件90的陰極86的方式(亦可設(shè)置開(kāi)口部)，而得以容易實(shí)現(xiàn)自陰極86側(cè)將來(lái)自發(fā)光層83的光向外部射出的頂發(fā)射(emission)型的構(gòu)造。亦即，如圖5所示，由于在陽(yáng)極80的下層配置有反射層44，故進(jìn)入陽(yáng)極80側(cè)的光在反射層44被反射，其結(jié)果可將發(fā)光層83所獲得的光從陰極86側(cè)射出。
如以上所說(shuō)明，在本發(fā)明中，如EL顯示裝置所示即使需使基板側(cè)具有反射機(jī)能，亦可一面具有良好反射特性，一面具有同等特性的第1電極與第2電極以良好對(duì)稱性交流驅(qū)動(dòng)有機(jī)組件層。因此，即使是將各像素的驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)定成例如在CFF以下時(shí)，還能夠進(jìn)行不會(huì)發(fā)生閃爍，不會(huì)發(fā)生殘影的高品質(zhì)顯示。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，是由基板、形成在該基板上的第1電極與第2電極、以及在該第1電極與第2電極之間形成的有機(jī)組件層所構(gòu)成，并進(jìn)行各像素的顯示的顯示裝置，其特征在于，所述的基板，還具備有開(kāi)關(guān)組件，設(shè)置于所述的各像素；反射層，形成在覆蓋所述的開(kāi)關(guān)組件的絕緣膜上并與所述的開(kāi)關(guān)組件絕緣，而將由所述的第2電極側(cè)入射的光予以反射；以及保護(hù)膜，覆蓋所述的反射層而形成；透過(guò)在開(kāi)關(guān)組件對(duì)應(yīng)區(qū)域中貫穿所述的保護(hù)膜以及所述的絕緣膜而形成開(kāi)口的接觸孔，而使由透明導(dǎo)電材料所構(gòu)成的所述的第1電極電性連接至所述的開(kāi)關(guān)組件。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，所述的開(kāi)關(guān)組件是采用硅于有源層的薄膜晶體管，而所述的第1電極，直接與該薄膜晶體管的所述的有源層接觸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的顯示裝置，其特征在于，所述的第1電極的所述的透明導(dǎo)電材料的功函數(shù)，與所述的第2電極的透明導(dǎo)電材料的功函數(shù)之間的差，在0.5eV以下。
4.如權(quán)利要求1或2所述的顯示裝置，其特征在于，在各像素中的驅(qū)動(dòng)頻率，低于60Hz。
5.如權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其特征在于，在各像素中的驅(qū)動(dòng)頻率，低于60Hz。
6.一種顯示裝置的制造方法，該顯示裝置是由基板、形成在該基板上的第1電極與第2電極、以及在該第1電極與第2電極之間形成的有機(jī)組件層所構(gòu)成，其特征在于在所述的基板上形成薄膜晶體管；覆蓋所述的薄膜晶體管而形成至少一層的絕緣膜；覆蓋所述的絕緣膜上而形成反射材料層，并進(jìn)行圖案化以使該材料層殘留在與所述的薄膜晶體管的有源層相對(duì)應(yīng)的區(qū)域以外的預(yù)定像素區(qū)域，而形成反射層；覆蓋所述的反射層而形成保護(hù)膜；在所述的薄膜晶體管的有源層對(duì)應(yīng)區(qū)域形成貫穿所述的保護(hù)膜以及所述的絕緣膜的接觸孔，以使所述的有源層露出；以覆蓋所述的保護(hù)膜以及所述的露出的有源層的方式形成由透明導(dǎo)電材料所構(gòu)成的所述的第1電極，并透過(guò)所述的接觸孔而連接所述的第1電極與所述的有源層。
全文摘要
本發(fā)明是以實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)化的EL顯示裝置為目的。其特征為在基板100上，形成依各像素所設(shè)置的TFT110、覆蓋此TFT 110的絕緣膜34、38、以及在絕緣膜上與TFT 110絕緣并將來(lái)自陰極86側(cè)的入射光予以反射的反射層44。反射層44是由保護(hù)膜46所覆蓋，在此保護(hù)膜46上形成由具備有與陰極86同樣功函數(shù)的由ITO等透明導(dǎo)電材料所構(gòu)成的陰極80，并與TFT 110連接。透過(guò)覆蓋反射層44的保護(hù)膜46而可使反射層44的反射面，在處理TFT110與陰極80之間的接觸時(shí)，受到保護(hù)并防止反射特性的惡化。而且，透過(guò)特性類似的陰極80、陰極86可以良好對(duì)稱性地交流驅(qū)動(dòng)有機(jī)組件層88。
文檔編號(hào)G02F1/1362GK1595271SQ20041008371
公開(kāi)日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2002年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月28日
發(fā)明者小田信彥, 石田聰, 山田努 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社