CN1307248A - 液晶显示设备、布线基板及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

液晶显示设备(100)包括基本基板(10)上的反射电极(12)。反射电极(12)具有双层结构,包含Mo的第一金属层(16)和在第一金属层(16)上形成的包含Al的第二金属层(14)。通过形成第一金属层(16)使表面上的Mo的最大颗粒尺寸为60nm或更小,可以抑制在第二金属层(14)中产生小孔。在诸如用碱性去除剂除去抗蚀图案的过程中,可以抑制/防止在小孔周围的位置发生第二金属层(14)的部分损耗。

Description

液晶显示设备、布线基板及其制作方法
本发明涉及一种液晶显示设备、布线基板和制作该液晶显示设备和布线基板的方法。更特别地说，本发明涉及一种液晶显示设备和制作这类液晶显示设备的一种方法。该液晶显示设备能够利用环境光来实现反射模式的显示。
近几年，在将液晶显示(LCD)设备应用于文字处理器、便携式计算机和袖珍电视机等产品的领域中已获取迅速的进展。在各种LCD设备中，一种能够通过反射环境光来实现显示的反射类型的LCD设备因其可以减少功耗、厚度和重量(因为不需要背后照明)而尤其得到人们的关注。如今，还开发了一种双重模式的LCD设备，它能够以反射和发射的模式来实现显示。
按照惯例，在LCD设备中，反射环境光的一个反射器或反射层安放在基板(一个TFT基板或离观察者更远的一个基板)的外表面上。但是，由于像素尺寸随着LCD设备的容量的增加而变得更小，这种构造引起以下的问题。也就是说，由于来自滤色器(像素部分)和反射器(反射层)的距离差别而产生了视差，这损害了显示质量。
为了解决以上问题，将一个反射层安放在面向一个液晶层的基板表面上的构造已广为运用。在此构造中，该反射层本身还用作一个对液晶层施加电压的电极(例如，作为使用TFTs的LCD设备中的一个像素电极)。由于铝(Al)的反射系数高、容易形成图案且电阻低，因此，铝Al(和一种Al合金)经常被用作该反射层的材料。
众所周知，当ITO层与Al层相互接触并一起暴露于一种碱性溶液时，ITO与Al之间会发生电化腐蚀，从而导致ITO层与Al层的部分损耗。注意，在以下的描述中，“ITO层”的表达不仅包括形成图案前的ITO层，而且包括形成图案后的ITO层(除非有其他定义)。
日本特开平公报(号码：3-246524)揭示了一种解决部分损耗问题的方法。也就是说，按照惯例，显示电极或互连采用Al层/ITO层的双层结构来代替原来的单个ITO层，以减小显示电极或互连的电阻。但是，采用这种双层结构后，在用碱性溶液在AL层上形成抗蚀层的过程中，一部分ITO层趋于被损坏。该公报披露了在ITO层与Al层之间提供由钼(Mo)或一种Mo合金(例如，Mo-Ti)构成的一个抗蚀层。通过提供此抗蚀层，即使Al层中存在一个小孔，以上ITO层部分损耗的问题也能够得到解决。
但是，本发明的发明者发现，以上日本特开平公报3-246524)描述的方法存在以下一个问题。ITO层与Al层之间形成的一个Mo层(包括一个Mo合金层)可以防止ITO与Al之间的电化腐蚀。但是，如果Al层中存在一个小孔，则当Al层暴露于一种碱性显影剂、去除剂或蚀刻剂时，该小孔周围部分的Al层会被腐蚀，从而导致Al层的部分损耗。注意，上述公报所揭示的方法不是针对抑制/防止Al层中小孔的形成，而是针对防止ITO与Al之间的电蚀，并且，出于这个目的，可以与Al层一起蚀刻的一个Mo层(或一个Mo合金层)作为阻止Al层与ITO层之间直接接触的一个中间层。
如果在将Al层用作反射电极部分的制造过程中部分损耗了Al层，则形成的反射电极(反射层)的区域会减小，从而损害了反射环境光的功能。为了更具体地陈述，在制作一种液晶显示设备(包括用作反射层的Al层)的方法中，该Al层经历两个过程。一个过程是：用一种碱性显影剂来显影抗蚀层(resistlayer)，以便形成一种抗蚀图案，用作Al层图案形成中的掩模；另一个过程是：在Al层图案形成后，用碱性去除剂除去该抗蚀图案。当Al层有一个小孔并暴露于以上过程中的这种碱性显影剂或去除剂时，小孔(通常是直径为2～5μm的一个圆圈)周围的一部分Al层会受到损失。在去除过程中，Al层的这部分损耗(小孔增大)比在制作过程中产生的损耗更突出。这是因为去除剂具有比显影剂更大的分解抗蚀层的能力，暴露于去除剂的Al层的表面区域还大于暴露于显影剂的Al层的表面区域。
在Al层的图案形成过程中，Al层部分损耗的现象还引起一个问题：形成图案的Al层的周边呈锯齿状(如同邮票的边缘)。可以用各种材料(碱性和酸性溶液等类似物)通过各种方法来完成Al层的图案形成。当采用蚀刻时，所发生的Al层的部分损耗在湿蚀刻中(可用相同的蚀刻剂方便地蚀刻Al层/Mo层的层状结构)比在干蚀刻中更加突出。
当Al层暂时沉积于作为一个端电极的顶层的ITO层上、然后被除去时，部分ITO层可能由于ITO与Al之间的电蚀而受到不利的损失。例如，有一种情况：ITO层作为一个端电极(例如，一个端区域中的扫描线端电极)的顶层，形成反射层的Al层暂时沉积于ITO层上。当用蚀刻剂去除暂时沉积的Al层时，ITO层可能会因电蚀而受到部分损耗，因此，可能会削弱该端电极的可靠性。
不仅在将Al层用作反射层的LCD设备中，而且在各种LCD设备或包括互连、电极等类似物(具有Al层/ITO层的双层结构)的其它设备(例如，使用有机电致发光(EL)的显示设备和太阳能电池)中，Al层部分损耗的问题都是不利的。例如，在使用TFT(包括具有Al层/ITO层的双层结构的信号线)的有源矩阵LCD设备中，如果Al层部分损耗的范围很大，则Al层可能会过度缩小或破裂。因此，Al层可能会无法充分补充ITO层的导电性。如果信号线的导电性减小，则可能会因信号延迟或类似原因而无法获得正常显示。注意，在下面的描述中，除互连完全破裂的情况外，术语“破裂”有时还指这种情况：互连(例如信号线)的导电性减小到无法进行正常显示的程度。
本发明的目的是提供一种液晶显示设备、布线基板，以及制作该液晶显示设备与布线基板的方法。该液晶显示设备与布线基板可以抑制/防止Mo层上的Al层因Al层中的小孔而发生部分损耗。
本发明的液晶显示设备包括一对基板、置于这对基板之间的液晶层，以及通过该液晶层相互面对的多个电极对。每对电极对中的一个电极是用于实现反射模式显示的反射电极。其中，反射电极包括包含Mo的第一金属层(也称作Mo层)和在第一金属层上形成的包含Al的第二金属层(也称作Al层)。第一金属层是含有最大颗粒表面尺寸为60nm或更小的晶体颗粒的晶体层或者是非晶层。
第一金属层最好由Mo构成。
反射电极部分可以在由ITO构成的透明导电层上形成。
本发明的液晶显示设备的制作方法是一种制作包括一对基板、置于这对基板之间的一个液晶层和通过该液晶层相互面对的多个电极对的液晶显示设备的方法。多个电极对中的每对电极对的一个电极是用于实现反射模式的显示的反射电极。反射电极的制作方法包括以下步骤：在一个基板上形成包含Mo的第一金属层，第一金属层是含有最大颗粒表面尺寸为60nm或更小的晶体颗粒的晶体层或者是非晶层；在第一金属层上形成包含Al的第二金属层；形成第一金属层和第二金属层的图案。
在上述方法中，第一金属层最好由Mo构成。
形成第一金属层的步骤可以包括在包含氮的大气中形成第一非晶金属层。
该方法还可包括这个步骤：在形成第一金属层的步骤之前，在基板上形成由ITO构成的透明导电层，并且至少有部分第一金属层可以形成于透明导电层上。
第二金属层中的小孔的密度最好是20pcs./10000μm2或更小。
第一和第二金属层的图案形成步骤可包括以下各个步骤：在第一和第二金属层上形成抗蚀层；使该抗蚀层曝光；通过用一种碱性显影剂显影被曝光的抗蚀层形成一个具有预定图案的抗蚀图案；利用抗蚀图案作为掩模形成第一和第二金属层的图案；用一种碱性去除剂来除去该抗蚀图案。
形成第一和第二金属层图案的步骤可包括蚀刻第一和第二金属层中的至少一个金属层的步骤。
形成第一和第二金属层图案的步骤最好包括用一种普通的蚀刻剂来湿蚀刻第一和第二金属层的步骤。
换句话说，本发明的液晶显示设备的制作方法是一种制作包括一对基板、置于这对基板之间的液晶层和在这对基板中的至少一个基板上形成的ITO透明导电层的一种液晶显示设备的方法。该方法包括以下各个步骤：通过在一对基板中的至少一个基板上沉积ITO层和形成ITO层图案的过程来形成透明导电层；在ITO层或该透明导电层上形成包含Mo的第一金属层，第一金属层是含有最大颗粒表面尺寸为60nm或更小的晶体颗粒的晶体层或者是非晶层；在第一金属层上形成包含Al的第二金属层；以及，形成第一和第二金属层的图案。
在以上变换的方法中，透明导电层可以作为连接到显示区中的互连的一个端电极的顶层。
在以上变换的方法中，液晶显示设备可以是一种TFT有源矩阵液晶显示设备，信号线、源电极和漏电极中至少有一个可以具有一种包括顺序分层的透明导电层、第一金属层和第二层的结构。
在以上变换的方法中，可以通过在ITO层上形成抗蚀图案和将该抗蚀图案用作掩模湿蚀刻ITO层来形成ITO层的图案，并且，可以通过在第一和第二金属层上形成一个不同的抗蚀图案和将该不同的抗蚀图案用作掩模湿蚀刻第一和第二金属层，来形成第一和第二金属层的图案(与ITO层的图案形成分开进行)。
本发明的布线基板包括基板上形成的互连或电极。该互连或电极具有一个包括由ITO构成的透明导电层的多层结构。该互连或电极包括在透明导电层上形成的包含Mo的第一金属层和在第一金属层上形成的包含Al的第二金属层。第一金属层是含有最大颗粒表面尺寸为60nm或更小的晶体颗粒的晶体层或者是非晶层。
本发明的布线基板的制作方法是一种制作包括一个基板上的互连或电极、具有多层结构的互连或电极(包括由ITO构成的透明导电层)的布线基板的方法。该方法包括以下步骤：通过在基板上沉积ITO层和形成ITO层图案的过程，形成透明导电层；在ITO层或透明导电层上形成包含Mo的第一金属层，第一金属层是含有最大颗粒表面尺寸为60nm或更小的晶体颗粒的晶体层或者是非晶层；在第一金属层上形成包含Al的第二金属层；形成第一和第二金属层的图案。
在上述制作布线基板的方法中，可以通过在ITO层上形成抗蚀图案和将该抗蚀图案用作掩模湿蚀刻ITO层来形成ITO层的图案，并且，可以通过在第一和第二金属层上形成一个不同的抗蚀图案和将该不同的抗蚀图案用作掩模湿蚀刻第一和第二金属层，来形成第一和第二金属层的图案(与ITO层的图案形成分开进行)。
本发明基于本发明者深入研究Mo层的表面结构(构造)与在Mo层上沉积的Al层中产生的小孔的密度量(有时也称作“小孔的密度”)之间的关系后获得的结果。
当Mo层通过喷射沉积时，Mo的柱状晶体(通常称作多晶体)会正常生长。当Al层沉积于Mo层上时，小孔主要在以柱状晶体形式的Mo层表面上的颗粒边界区域中产生。如果Mo层表面上的晶体颗粒尺寸是60nm或更小，则Al层中产生的小孔的密度减小到20pcs./10000μm2或更小。此外，如果Mo层表面的晶体颗粒尺寸是30nm或更小，则可充分防止小孔的产生。Al层中小孔的密度还取决于Al层的厚度。为了实现良好的反射特性，Al层的厚度最好是50nm或更大。只有当Al层的厚度至少为50nm时，以上描述的Mo层的晶体颗粒尺寸与Al层中小孔的密度之间的关系才能成立。
这里所使用的“晶体层”代表包括晶体颗粒的一个层，并且不仅包括由多个晶体颗粒构成的多晶层，而且包括其中许多晶体颗粒(岛)散布在一个非晶状态(海)(海岛结构)中的一个层。这里所使用的“颗粒边界”不仅包括多晶层中的晶体颗粒之间的分界，而且包括一个非晶状态(海)与晶体颗粒(岛)之间的分界。这里使用的“Mo层表面的晶体颗粒的尺寸”是指通过观察Mo层的表面构造而获得的二维平面中的晶体颗粒(通常是柱状的晶体颗粒)的纵向长度(除非有其他的定义)。例如，利用光学显微镜或电子显微镜来观察该表面构造。“Mo层表面的晶体颗粒的尺寸”有时仅称作“表面颗粒尺寸”或“颗粒尺寸”。
Mo层的颗粒尺寸可以通过调整Mo层的薄膜形成条件(通常是气压等喷射条件、提供的电力和薄膜的厚度)来加以控制。例如，通过增加在喷射过程中提供的电力，可以减小Mo层的颗粒尺寸。如果所提供的电力大得使被沉积的Mo层的颗粒尺寸还不到约4nm，则控制薄膜的厚度可能会变得较难。此外，Mo层中可能会产生污迹(splash)。如果产生污迹，则Mo层不能充分发挥作为抗蚀层的功能。当Mo层的颗粒尺寸在4nm～60nm的范围之内时，可以通过喷射方便地将Mo层设置为规定的厚度，而不产生污迹。
可以形成一个非晶态Mo层，来代替形成具有一个小的表面颗粒尺寸的晶态Mo层。非晶态Mo层的表面上不存在颗粒边界。所以，在非晶态Mo层上沉积的Al层中基本上不产生小孔。例如，通过在包含氮气的大气中沉积Mo，可以形成这种非晶态Mo层。因此，严格来说，用这种方法获得的非晶态Mo层包含微量的氮。
当非晶态Mo层的氮含量较高时，Mo层的电阻较低。因此，Mo层的氮含量可以根据待制作的液晶显示设备的结构和性能来进行适当的调整。如果氮含量低，则Mo的柱状晶体会增加。但是，在此情况下，可以通过为薄膜形成而调整大气中氮气的浓度和其他形成薄膜的条件，来获得60nm或更小的颗粒尺寸。
Mo层的厚度最好是约40nm或更大，以便充分发挥抗蚀层的功能。Mo层可以是一个由晶体层构成的分层结构。该晶体层包括具有作为底层的尺寸大于60nm的晶体颗粒和具有60nm或更小的颗粒尺寸的一个晶态Mo层，或作为顶层的非晶态Mo层。实际上，分层结构可以由一个具有60nm或更小的颗粒尺寸的晶态Mo层和一个非晶态Mo层构成。
在本发明的液晶显示设备的制作方法中，由于Mo层上形成的Al层中的小孔的密度低(或者，实质上没有小孔存在)，所以，在通过湿蚀刻形成Al层图案的过程中，以及用一种碱性去除剂除去在形成Al层图案中采用的蚀刻掩模的过程中，可以抑制/防止在小孔周围的部分发生Al层的部分损耗。此外，在ITO层位于Mo层以下的构造中，Mo层阻止由蚀刻剂或碱性显影剂或去除剂引起的ITO与Al之间的电蚀。这防止了ITO层与Al层的部分损耗。
图1A和1B分别是横截面图和平面图，示意性地表示本发明实施例1中的一种液晶显示设备100。
图2A和2B分别是平面图和横截面图，示意性地表示在实施例1中的液晶显示设备100的一种反射电极基板100a。
图3A至3C是横截面图，示意性地表示在实施例1中的液晶显示设备100的反射电极基板100a的制作过程。
图4A和4B示意性表示在制作实施例1中的液晶显示设备100中使用的遮光膜的一些例子。
图5示意性表示用显微镜对实施例1中形成的Mo层16观察的结果。
图6是实施例1中的液晶显示设备100的扫描线端电极22T的示意性横截面视图。
图7A～7C是横截面视图，示意性表示在实施例1中的液晶显示设备100的扫描线端电极22T的制作过程。
图8是实施例3中一个TFT基板200a的示意性横截面视图。
图9A～9G是示意性横截面视图，描述了在实施例3中为获得一个源极侧的透明导电层30s、一个Mo层16和TFT 126的一个Al层14而进行的图案形成过程。
图10A～10F是示意性横截面视图，描述了在实施例4中为获得源极侧的透明导电层30s、一个Mo层16和TFT 126的一个Al层14而进行的图案形成过程。
图11是示意性横截面视图，表示另一个实施例中的一个源极侧的透明导电层30s、一个Mo层16和TFT 126的一个Al层14而进行的后蚀刻状态。
本发明的各个实施例将在以下参照附图加以描述(将反射类型的液晶显示(LCD)设备和发射类型的LCD设备用作一个例子)。除包括一个Mo层和该Mo层上形成的一个Al层的电极和互连外，LCD设备的已知构造也可以广泛地被本发明LCD设备的部件采用。所以，在下面的描述中，将忽略有关这些已知部件及其制作方法的详细内容。此外，应注意，在这些附图中，用相同的参照号表示的部件实质上是由相同材料构成的。
实施例1
图1A和1B分别是一幅示意横截面视图和一幅示意平面视图，显示了本发明实施例1中的一种LCD设备100。该LCD设备100是一种使用TFT的反射类型的有源矩阵LCD设备。
LCD设备100包括一个反射电极基板100a、一个反向基板100b和置于反射电极基板100a与反向基板100b之间的一个液晶层60。该液晶层60用密封剂62密封于基板100a与100b之间。
例如，反射电极基板100a包括玻璃基本基板10上的一个反射电极12。该反射电极12实质上由一个Al层14(一个包含Al的金属层)和一个位于下面的Mo层16(一个包含Mo的金属层)构成。以下，反射电极12的这种结构也称作Al层/Mo层的双层结构。虽然反射电极12被示意性地表示为图1A中的一个层，但是，它实际上由安排在连接到一个TFT(未示出)的矩阵中的多个像素电极构成。反射电极12具有一个波状(凹凸外形)的表面，使环境光在一个适当的角度分布下漫反射(或“散射”)。在所示的例子中，一个具有波状表面的树脂层18首先形成，接着，在该树脂层18上依次形成Mo层16和Al层14，以便获得具有波状表面的反射电极12。反射电极12的Mo层16的表面上的Mo的最大颗粒尺寸是60nm或更小。在Mo层16上形成的Al层14具有规定的面积和厚度，因此，拥有规定的反射特性。反射电极12的构造和形成方法将在以后详细描述。
反向基板100b包括一个由氧化铟锡(ITO)构成的透明反向电极52或面对液晶层60的透明基本基板50的表面上的类似物。反向电极52是一个面对作为多个电极(像素电极)的反射电极12的单个普通电极。反向电极52和反射电极12的表面上形成排列成行的薄膜(未示出)。液晶层60中的液晶分子(未示出)扭曲90°。对扭曲的液晶向列(TN)模式显示而言，四分之一波(λ/4)板72和极化板74被沉积于面对观察者(在液晶层60的侧面的对方)的反向基板100b的侧面。可以按要求形成滤色器层(未示出)。
在LCD设备100中，液晶层60中的液晶分子的取向状态根据施加到反向电极52与每个反射电极12之间的电压而发生变化。根据取向状态中的变化，反射光的强度得到调整，从而实现显示。每个反射电极12面对反向电极52的区域定义一个像素区域(对应于作为一个最小显示单位的一个像素)。当形成一个黑矩阵时，黑矩阵的每个开口定义一个像素区域。
在LCD设备100中，包括多个像素区域(其中，实现显示)的一个区称作显示区10A，位于显示区10A外围的各个区称作终端区10T。在该终端区，形成用于将电压施加到TFT的扫描线和信号线(均未示出)的端电极。如以下将描述的，根据本发明，反射电极12的Al层/Mo层的双层结构及其形成方法也有利于形成端电极。也就是说，一个ITO层作为端电极的顶层而形成，以防止接触电阻因氧化作用而增大。在LCD设备100的制作过程中，可能会产生这种情况：一个Al层必须暂时沉积在ITO层上，然后再形成图案。在这种情况下，部分ITO层可能会因ITO与Al之间的电蚀而受到损失。根据本发明，端电极的ITO层部分损耗的这个问题可以通过采用具有Al层/Mo层的双层结构的反射电极12得到避免(将在以后详细描述)。
以下，将参照图2A和2B来详细描述反射电极12的结构和形成方法。图2A是关于一个像素区域的LCD设备100的反射电极基板100a的平面视图。图2B是图2A中沿线2B-2B’的横截面视图。
反射电极基板100a包括多个相互平行的扫描线(控制极总线)22、多个相互平行且越过扫描线22的信号线(源极总线)24，以及在扫描线22和信号线24(都在基本基板10上)各自的交会处形成的多个TFT 26。反射电极12连接到各自的TFT 26。
参照图2B，扫描线和控制极电极22(一般整体形成，因此，由相同的参照号表示)在基本基板10上形成。一个控制极绝缘层32用于覆盖扫描线和控制极电极22。在控制极绝缘层32上形成一个半导体层34、一个源接触层36s与漏接触层36d，以及一个源电极38s和一个漏电极38d，从而构成每个TFT 26。在覆盖每个TFT 26的大致整个表面上形成了一个钝化层40。形成具有波状表面的树脂层18，以覆盖该钝化层40。反射电极12在树脂层18上形成。
对每个TFT而言，由ITO构成的电极30s和30d分别在源接触层36s与源电极38s之间和漏接触层36d与漏电极38d之间形成。漏极侧上的电极30d(这个电极也称作连接电极)经由通过树脂层18形成的一个接触孔18a和通过钝化层40形成的一个接触孔40a与反射电极12电连接。
除反射电极12外的部件可以用已知的各种方法由已知材料制成。例如，在所示的例子中，钽(Ta)用于形成扫描线与控制极电极22、信号线24、源电极38s和漏电极38d。另外，只要获得理想的布线基板，就可以使用其他的材料(金属、掺杂半导体及其分层结构)。如果材料允许与Mo层16有良好的电阻接触，则漏电极38d可以暴露于接触孔40a。例如，控制极绝缘层32可以由氧化硅形成，半导体层34可以由非晶硅(a-Si)形成，源接触层36s和漏接触层36d可以由n+-Si形成，钝化层40可以由氮化硅(SiNx)形成。这些薄膜可以通过重复形成薄膜、光刻、蚀刻和去除抗蚀层的过程来形成。换句话说，可以采用连续的薄膜形成、分批蚀刻等。
钝化层40形成之后的制作过程将参照图3A～3C来描述。
参照图3A，形成的树脂层18使形成的基本基板10的表面覆盖上TFT和其上形成的类似物。尤其是，例如，正的感光树脂(例如，由东京Ohka Kogyo有限公司制作的OFPR-800)被施加到其上形成TFT 26和钝化层40(有诸如1.5μm的所需厚度)的基本基板10上。
在约100℃下，预烘干形成的基本基板10约达30秒，然后，经历两次曝光的过程，也就是说，通过图4B中所示的一个遮光膜80b，在400 mJ(高照明曝光)下曝光，以及通过图4A中所示的一个遮光膜80a在180mJ(低照明曝光)下曝光。可以颠倒这两次曝光过程的顺序。
图4A和4B中分别所示的遮光膜80a和遮光膜80b分别包括遮光部分82a与82b，以及透光部分84a和84b。图4A和4B示意性表示对应于一个像素的遮光膜80a和80b的各个部分。在图4A的遮光膜80a中，遮光部分82a最好占据反射电极的整个区域的约20％～40％，每个相邻的遮光部分82a应该彼此相隔约5～50μm，最好相隔约10～20μm(如在其各个中心之间的测量)。各个遮光部分82a的中心被随意安排在平面上。遮光部分82a的形状不局限于所显示的圆形，也可以是多边形。在图4B的遮光膜80b中，透光部分84b用于形成接触孔18a和40a。虽然未示出，但遮光膜80b在对应于反射电极基板100a上的端电极部分(扫描线端电极部分和信号线端电极部分)的部分还具有各个透光部分。
然后，用显影剂(例如，由东京Ohka Kogyo有限公司制作的TMA(四甲基氢氧化铵))对曝光的正感光树脂显影，来除去对应于遮光膜80b的透光部分的感光树脂的高照明曝光部分。遮光膜80b的透光部分对应于接触孔形成部分和端电极部分。在此制作过程中，约40％的初始薄膜厚度保存于感光树脂的低照明曝光部分(对应于遮光膜80a的透光部分84a)中，而约80％的初始薄膜x厚度保存于感光树脂的非曝光部分(对应于遮光膜80a的遮光部分82a)中。
合成的感光树脂在90℃下预热一分钟，然后，在约200℃下热处理约60分钟。通过此热处理，感光树脂的截面形状因热下沉现象而发生变形，形成一个光滑的凹凸外形的表面。
结果，如图3B所示，形成了具有波状表面的树脂层18和将反射电极12与连接电极30d电连接的接触孔18a。此后，在反射电极12形成之前，可以用O2等离子体去渣(除去浮渣的过程)。180mJ的曝光量通过形成树脂层18的波状表面的遮光膜80a被用于曝光过程中。但是，由于所需的漫射特性(漫射-反射光的角度分布)根据LCD设备的面板尺寸而发生变化，因此，这个量可以适当改变。反射电极基板100a也可以用除上述方法之外的另一种方法(例如，号码为6-75238的日本特开平公报所揭示的方法)来制作。
参照图3C，具有Mo层16和Al层14的双层结构的反射电极12在合成的基板上形成。这里，作为实施例1中的具体例子，两种类型的晶体层作为Mo层16形成；表面颗粒尺寸为30nm或更小的一个Mo层(例1)和表面颗粒尺寸为60nm或更小的一个Mo层(例2)。为了比较，还形成表面颗粒尺寸为90nm或更小的一个Mo层(比较例1)。这些例子中的各个Mo层均用相同的喷射装置形成。以下的表1显示了通过用光学显微镜或电子显微镜观察每个例子而得到的Mo层16的沉淀条件和合成Mo层16的表面上的最大颗粒尺寸。图5示意性地显示通过表面观察获得的Mo层16的表面构造。从图5可一目了然，观察到的Mo的柱状晶体颗粒为椭圆形。将每个椭圆的主轴LA的长度定义为颗粒尺寸，从而确定了Mo层16表面上的最大的颗粒尺寸。更具体地说，通过观察Mo层16的表面来确定最大的颗粒尺寸，观察是在每个面积为2.3μm×1.7μm的一些部分进行，它们分布在基板的中心和外围区域。表1
环境压力 提供的电力 薄膜厚度 表面颗粒尺寸
    例1     0.5Pa     15KW     50nm  30nm或更小
    例2     0.5Pa     10KW     50nm  60nm或更小
比较例1     0.5Pa     15KW    150nm  90nm或更小
然后，Al层14通过喷射被沉积于每个合成的Mo层16之上。对于所有的例子而言，沉积Al层14的条件是：环境压力是0.2Pa，提供的电力是10KW，薄膜厚度是100nm。当在这些条件下沉积Mo层16以获得60nm的表面颗粒尺寸时，沉积Mo层16后可连续沉积Al层14，而不中断喷射装置的真空。通过显微镜的观察，可以确定合成的Al层14中产生的小孔的密度量。更具体地说，Al层14中产生的小孔的密度量是通过计算对应于典型像素尺寸的面积为100μm×100μm的小孔的数量来确定。
在例1的Mo层16上的Al层14中没有观察到小孔，而在例2的Mo层16上的Al层14中观察到5～10pcs./10000μm2的小孔。在比较例1的Mo层上的Al层中观察到200～300pcs./10000μm2的小孔。
这样形成的Mo层16和Al层14被形成图案，以获得具有图2B中所示的形状的反射电极12。Mo层16和Al层14的图案形成用以下方式进行。
首先，通过正常的光刻过程来形成具有预定图案的一个抗蚀层。将抗蚀膜用作掩模，通过该抗蚀层的各个开口曝光的Mo层16和Al层14的部分用一种混合酸的蚀刻剂(由醋酸、磷酸和硝酸与水混合配置而成)一次除去。
此后，作为掩模的抗蚀层用碱性去除剂(例如，由东京Ohka Kogyo有限公司制作的去除剂106)除去。
以下的表2显示了用光学显微镜或电子显微镜对合成的反射电极12观察的结果，以及对于例1、例2和比较例1每个例子的反射系数的测量。反射系数被评估为刚刚沉积(图案形成之前)的Al层14的反射系数的减小。表2
表面颗粒尺寸 反射电极的损失 反射系数的减小
    例1  30nm或更小     无     无
    例2  60nm或更小 圆空隙/边缘空隙     无
比较例1  90nm或更小 圆空隙/边缘空隙     约10％
在例1中，没有观察到Mo层16中有小孔，在反射电极12(Al层14)中没有产生空隙，因此，没有发现反射系数减小。在例2中，产生了一些边缘空隙(其中，反射电极12的各条边下沉)和以后将描述的圆空隙，但是，没有发现反射系数减小。相反，在比较例1中，在小孔周围的部分观察到直径为2～5μm的圆空隙，反射系数减小了8％～13％。图1A和1B中所示的反射类型的LCD设备利用合成的反射电极基板制作而成，显示特性得到评估。因此，比较例1中的LCD设备的反射系数比例1和例2中的LCD设备差约10％。
从以上描述的结果来看，Mo层16的表面上的Mo颗粒尺寸肯定与Al层14中产生的小孔数量相关。此外，还发现了以下情况。当Mo层的表面颗粒尺寸是60nm或更小时，不会产生实际的问题。当表面颗粒尺寸是30nm或更小时，不会产生小孔，从而可以形成具有良好反射特性的一个反射电极。
如在图2B中所示，部分反射电极12与由一个ITO层构成的连接电极30d直接接触。根据本发明，由于Al层14/Mo层16的双层结构被反射电极12采用，因此，可以防止连接电极30d的ITO层因上述反射电极12的图案形成和除去抗蚀层的过程中的电蚀而受到部分损耗。
根据本发明，通过采用Al层/Mo层的双层结构，还可以防止作为反射电极基板100a的每个端电极的顶层的一个ITO层因ITO与Al之间的电蚀而受到部分损耗。
图6示意性地表示出在终端区(图1A和1B中的10T)中形成的一个扫描线端电极22T(连接到显示区(在图1A和1B中)中的一个互连(扫描线))的横截面结构。虽然未示出，但连接到显示区中的信号线的信号线端电极实质上具有相同的结构。图6中所示的扫描线端电极22T与基本基板10上的扫描线和控制极电极22整体形成。覆盖扫描线端电极22T的控制极绝缘层32具有一个开口32a。该开口32a中形成的ITO层30T与扫描线端电极22T电连接。ITO层30T用于阻止扫描线端电极22T的表面与空气发生氧化，从而保持低连接电阻。例如，TTO层30T在相同的过程中与上述的连接电极30d一起形成。
在反射电极基板100a的制作过程中，形成反射电极12的各层(Mo层16和Al层14)也暂时沉积于ITO层30T上。如果Al层14在ITO层30T上形成(如同传统的情况)，则部分ITO层30T将会因在除去Al层14的过程中Al与ITO之间的电蚀而受到损失。但是，根据本发明，通过采用Al层/Mo层的双层结构，可以避免ITO层30T部分因电蚀而受到损失的这个麻烦。
将参照图7A～7C，来描述形成扫描线端电极22T的一种方法。图7A、7B和7C示出图3A、3B和3C所示的各个步骤中的一个扫描线端电极部分的横截面结构。
参照图7A，形成树脂层18的正感光树脂用于覆盖扫描线端电极部分(包括作为顶层的ITO层30T)(见图3A)。
参照图7B，在正感光树脂的曝光与制作过程中，包括作为顶层的ITO层30T的扫描线端电极部分未被覆盖(见图3B)。也就是说，正感光树脂的曝光过程中使用的遮光膜80b在对应于扫描线端电极部分的位置处具有一个透光部分。
参照图7C，形成反射电极12的Mo层16和Al层14暂时沉积于合成的基本基板10(包括曝光的ITO层30T)的整个表面上。此后，如参照图3C的上述内容，在光刻过程中，通过使用形成反射电极12的一个抗蚀层(具有Al层/Mo层的双层结构)，Mo层16和Al层14被成型为预定的形状。在此过程中，覆盖扫描线端电极部分的Mo层16和Al层14被一次除去。
根据本发明，Al层14经由Mo层16被沉积于ITO层30T上。这防止了Al层14在形成反射电极12的图案形成过程(蚀刻Mo层16和Al层14的过程)中与ITO层30T直接接触，从而防止ITO层30T因ITO与Al之间的电蚀而受到部分损耗。
这样，在本发明的这个实施例中，因小孔存在而发生的Al层的部分损耗在反射电极12的形成过程中得到防止。此外，当反射电极12必须在ITO层上形成时，可以防止ITO层和Al层因ITO与Al之间的电蚀而受到部分损耗。而且，在形成作为端电极顶层的ITO层的构造中，可以防止ITO层因在除去Al层(已暂时在ITO层上形成)的过程中ITO与Al之间的电蚀而受到部分损耗。结果，该实施例可以制作具有规定的反射特性的反射电极，也可以制作具有高可靠性的端电极。
在这个实施例中，描述了作为端电极的顶层的ITO层的形成情况。本发明并不局限于这种情况，但是，上述的功能和效果也提供给其他情况，例如，使作为互连和电极的顶层的ITO层在显示区中形成。
在此实施例中，纯Mo和纯Al分别用于Mo层16和Al层14。换句话说，可以向每层的材料添加少量其他的金属，而不损害本发明的效果。所添加的金属的种类和数量根据电的特性(电阻系数等)、图案形成的容易程度等来适当地确定。在此实施例中，使用一个正抗蚀层来形成树脂层18。另外，也可以使用一个负抗蚀层。否则，该树脂层可以由一种非感光的绝缘材料构成。但是，在这种情况下，分开要求一个抗蚀层来形成接触孔和提供表面上的波状外形。以上可供选择的方法也适用于实施例2(下面将作描述)。
Mo层16的晶体颗粒如何增加取决于下面的层的材料。也就是说，Mo的晶体颗粒可能无法根据下面的层的材料来建立一个明确的柱状晶体形状。即使在这种情况下，只要Mo层16的表面上的晶体颗粒的最大颗粒尺寸是60nm或更小，就能够获得本发明的效果。
实施例2
在实施例2中，通过在含氮气的大气中进行喷射薄膜的形成过程，Mo层16由非晶Mo构成。除了Mo层16由非晶Mo构成以外，这个实施例与实施例1相同，因此，这里忽略对此实施例的详细描述(除了Mo层16外)。
由非晶Mo构成的Mo层16的形成方法可以是：例如，在所提供的电力为10KW、环境压力为0.5Pa和流动氮气(N2)的流量为20sccm的条件下，将Mo的厚度设置为50nm。用光学显微镜或电子显微镜来观察由非晶Mo构成的合成Mo层16的表面。结果，发现只有结构比实施例1的例1中的Mo层16表面上的结构(颗粒尺寸为30nm或更小)精细。这是因为非晶状态具有每个原子的键耦合在一起的结构，从而实质上不包括晶体颗粒。
如同在实施例1中一样，Al层14在合成的Mo层16上形成。然后，将Al层14/Mo层16的结构形成图案，形成图案中使用的抗蚀层被除去。在合成的Al层14中没有观察到小孔，没有发现反射系数减少。包括用以上方法形成的反射电极12的合成LCD设备100展示了与实施例1的例1中同样优良的显示特性。在氮气中形成的Mo层16包含少许量的氮。但是，没有观察到显示特性因电阻的减小而受到破坏。在这个实施例中，Mo层16在氮气流量为20sccm的条件下形成。氮气的流量不局限于此值，但是，可以在合成的Mo层16具有理想值或更小的电阻的范围内作适当的调整。
以上描述的实施例1和2中所用的薄膜形成条件对于本发明的发明者所使用的喷射装置是特定的。所以，薄膜形成条件不局限于上面的各项值，但可以根据所用的喷射装置的规格等(例如，室容量等)而变化。
实施例3
作为本发明的实施例3的LCD设备，将描述使用TFT的发射类型的有源矩阵LCD设备。在此实施例中，图8是一幅TFT基板200a的示意横截面视图。在TFT基板200a中，信号线和源电极、漏电极具有一个包括顺序分层的ITO透明导电层、Mo层16和Al层14的结构。
注意，在此实施例和以后描述的实施例4中，图案形成后的ITO层被特别地称作为透明导电层，它表示了该设备的一个部件。ITO层经图案形成后作为部分源电极和漏电极的透明导电层，每个源电极的侧面上的透明导电层(源极侧的透明导电层)由30s表示，而每个漏电极的侧面上的透明导电层(漏极侧透明导电层)由30d表示。不由Mo层16和Al层14覆盖的透明导电层30d部分用作像素电极。源极侧的透明导电层30s、Mo层16和Al层14形成一个垂直于图8的平面延伸的一根信号线(源极总线)。
在此实施例中，图8所示的TFT 126的形成过程与实施例1中的相同，直至形成半导体层34。也就是说，用实施例1中所述的方法，通过形成薄膜、光刻、蚀刻和除去抗蚀层的过程，来形成每个TFT的扫描线与控制极电极22、控制极绝缘层32、半导体层34、源接触层36s和漏接触层36d。
在包括半导体层34的合成基本基板10上，用一种喷射装置或类似物将ITO层沉积为约100nm的厚度。然后，通过喷射，在ITO层上形成Mo层16。如同实施例2的例3与例4和比较例2，在与实施例1中采用的条件相同的薄膜形成条件下，形成的Mo层16具有30nm或更小(例3)、60nm或更小(例4)和90nm或更小(比较例2)的表面颗粒尺寸。此后，通过喷射等，在Mo层16上形成Al层14。在例3、例4和比较例1中，在与实施例1中采用的条件相同的条件下，通过喷射沉积形成的Al层14的厚度约为100nm。
此后，将参照图9A～9G来描述每个TFT 126的源电极一侧上的ITO层130、Mo层16和Al层14的图案形成过程。图9A～9G是描述这些层的图案形成过程的示意横截面视图。注意，在图案形成源极侧的透明导电层30s之前，用130表示ITO层。在图9A～9G中，图8中所示的基本基板10、控制极电极22和半导体层34被简化忽略。这些部件也在以后参照图10A～10F和图11中省略。
在依序形成ITO层130,Mo层16、Al层14(见图9A)后，一个抗蚀层被施加到合成的基本基板，并通过光刻进行图案形成，以形成对Mo层16和Al层14进行图案形成的抗蚀图案150(此后，这个抗蚀图案也称作用于Al/Mo图案形成的抗蚀图案)(见图9B)。将用于Al/Mo图案形成的抗蚀图案150用作掩模，通过该抗蚀图案150的各个开口曝光的Mo层和Al层的部分用一种混合酸的蚀刻剂(由醋酸、磷酸和硝酸与水混合配置而成)一次除去(见图9C)。然后，用一种碱性去除剂除去抗蚀图案150(见图9D)。
其后，一个抗蚀层被施加到合成的基本基板的整个表面，并通过光刻形成图案，以形成抗蚀图案151，对ITO层130形成图案(此后，这个抗蚀图案也称作用于ITO图案形成的抗蚀图案)。用于ITO图案形成的抗蚀图案151覆盖已经形成图案的Mo层16和Al层14，以便防止其各个边部分被暴露(见图9E)。将用于ITO图案形成的抗蚀图案151用作掩模，通过该抗蚀图案151的各个开口曝光的ITO层130的部分用一种氯化铁和盐酸的混合溶液的蚀刻剂来除去(见图9F)。然后，用一种碱性去除剂除去抗蚀图案151。这样，形成了具有包括顺序分层的透明导电层30s、Mo层16和Al层14的结构的源电极(见图9G)。
虽然未示出，但是，在源电极形成时，形成了具有包括顺序分层的源极侧的透明导电层30s、Mo层16、Al层14的结构的信号线(源极总线)，以及具有包括顺序分层的漏极侧透明导电层30d、Mo层16和Al层14的结构的漏电极。不被Mo层16和AL层14覆盖的漏极侧透明导电层30d的部分用作像素电极。
在此实施例中，Al层14通过Mo层16在透明导电层30d上形成。所以，当透明导电层30d上的Al层14为形成一个像素电极而除去时，可以防止因蚀刻剂或碱性显影剂或去除剂而发生的ITO与Al之间的电蚀，从而防止透明导电层30d受到部分损耗。
在此实施例的图案形成过程中，用于ITO图案形成的抗蚀图案151覆盖Mo层16和Al层14，以便防止其各个边部分被暴露。所以，当蚀刻ITO层130时，Mo层16和Al层14不会暴露于蚀刻剂。因此，在从抗蚀图案151的边缩小各层的线宽度的方向上，Mo层16和Al层14的边部分将不会被过度蚀刻。
在以上所述的图案形成过程后，在合成的基本基板上设置一个钝化层40，并通过光刻进行图案形成，以获得图8所示的TFT基板200a。使用该实施例的例3与例4和比较例2中获得的三种类型的TFT基板，用一种已知的方法来制作发射类型TN模式LCD设备(每个设备有100个面板)。对于例3与例4和比较例2的每一个，都对会产生信号线断裂的面板的数目计数。此外，对于每个面板的发光点的数目(个数/面板)的计算方法是：相加制作的所有面板中的发光点的数目，然后，将此和除以100。下面的表3中示出了各种结果。表3
表面颗粒尺寸 产生信号线断裂的面板的数目 发光点的数目
    例3  30nm或更小     2     0.03
    例4  60nm或更小     3     0.04
比较例2  90nm或更小     24     1.5
关于比较例2中的LCD设备，则对产生这些中断的原因进行研究。结果，发现对于面板19而言，原因是Al层中的小孔扩展。在比较例2中，信号线的Mo层具有90nm或更小的表面颗粒尺寸，所以，Mo层上的Al层具有较高密度量的小孔。Al层中的小孔因一种蚀刻剂、一种碱性去除剂或类似物而扩展，小孔的扩展导致了Al层和Mo层的部分损耗。当小孔的密度量较高时，部分损耗的范围很大。因为这个原因，断裂趋于容易在比较例2中产生。
相反，在例3和例4中，Mo层16具有30nm或更小(例3)或60nm或更小(例4)的表面颗粒尺寸，所以，Mo层16上形成的Al层14具有低密度量的小孔。由于小孔的密度量低，所以，由Al层14中小孔的扩展引起的Al层14和Mo层16的部分损耗的范围很小。因为这个原因，所以，不容易产生断裂。在此实施例中，抗蚀图案150和151用碱性去除剂进行两次抗蚀图案去除过程。所以，Al层14在延长的一段时期暴露于一种碱性去除剂。也就是说，在促进Al层中的小孔扩展的条件下，进行该实施例中的图案形成。但是，该实施例能够提供这些效果：不容易产生断裂和提高产量。
在这个实施例的具体例子中，Mo层16的表面颗粒尺寸设置为30nm或更小(例3)或60nm或更小(例4)。换句话说，Mo层16可以由非晶Mo构成，或者，可以具有实施例1中所述的分层结构。在这些可供选择的方法中，还能够获得上述的各种效果。在此实施例中，蚀刻Mo层16和Al层14后，立即用一种碱性去除剂除去用于Al/Mo图案形成的抗蚀图案150(见图9D)。换句话说，可以形成用于ITO图案形成的抗蚀图案151，然后，可以在除去抗蚀图案150之前蚀刻ITO层130。此后，可以同时除去抗蚀图案150和151。
实施例4
本发明实施例4的LCD设备的构造与实施例3的LCD设备相同，但是，在形成透明导电层30s与30d、Mo层16和Al层14的图案形成过程中有所不同。更具体地说，对ITO层130形成图案后，Al/Mo双层沉积于合成的透明导电层30s与30d上。然后，对Al/Mo双层形成图案。其后，将参照图10A～10F来描述该实施例中的图案形成过程。沉积ITO层130之前的过程与实施例3中的相同，所以，这里忽略了其描述。
图10A～10F是示意横截面视图，用于描述形成该实施例中TFT 126的源极侧的透明导电层30s、Mo层16和Al层14的图案形成过程。首先，一个抗蚀层施加到合成的基本基板的整个表面，用于ITO图案形成的一个抗蚀图案151通过光刻形成(见图10B)。将抗蚀图案151用作掩模，通过该抗蚀图案151的各个开口暴露的ITO层130的部分用一种氯化铁和盐酸的混合溶液的蚀刻剂来除去。然后，用一种碱性去除剂来除去抗蚀图案151(见图10C)。
此后，通过喷射来顺序形成Mo层16和Al层14(见图10D)。一个抗蚀层施加到合成的基本基板，并通过光刻进行图案形成，以形成用于Al/Mo图案形成的抗蚀图案150。将抗蚀图案150用作掩模，通过该抗蚀图案150的各个开口暴露的Mo层16和Al层14的部分用一种混合酸的蚀刻剂(由醋酸、磷酸和硝酸与水混合配置而成)一次除去。由于作为透明导电层30s的材料的ITO不容易在该混合酸中溶解。透明导电层30s缩小或断裂的可能性很小。在图案形成Al层14和Mo层16之后，用一种碱性去除剂来除去抗蚀图案150(见图10F)。
如同在实施例3中一样，使用这个实施例的具体例子中获得的TFT基板来制作发射类型的TN模式LCD设备。对于每个制作的LCD设备而言，计算已在一根信号线中产生断裂的面板的数目，并计算每个面板的发光点的数目(如同在实施例3中一样)。结果与实施例3中获得的结果一样。
如同在实施例3中一样，在此实施例中，Mo层16具有60nm或更小的表面颗粒尺寸，所以，Mo层16上的Al层14具有较低密度量的小孔。由于小孔密度量低，所以，因Al层14的小孔扩展导致的Al层14和和Mo层16的部分损耗的范围很小。因为这个原因，所以不容易产生断裂。在此实施例中，抗蚀图案150和151用碱性去除剂进行两次抗蚀图案去除过程。因此，Al层14在延长的一段时期暴露于一种碱性去除剂。也就是说，在促进Al层中的小孔扩展的条件下，进行该实施例中的图案形成。但是，该实施例能够提供这些效果：不容易产生断裂和提高产量。
在实施例3和4中，ITO层130和Al层14/Mo层16在分开的光刻过程和分开的蚀刻过程中进行图案形成。但是，ITO层130和Al层14/Mo层16的分开图案形成并不是本发明液晶显示设备的制作方法中的必要条件。例如，在实施例3中，在图案形成和用混合酸(由醋酸、磷酸和硝酸与水混合配置而成)蚀刻Al/Mo的抗蚀图案150形成后，可以用氯化铁和盐酸的混合溶液来进行下一次蚀刻，而不除去抗蚀图案150。
但是，当浸入氯化铁和盐酸的混合溶液时，Al和Mo溶解于该混合溶液的速度高于ITO(尤其是，Mo的溶解速度相当高)。所以，Al层14/Mo层16的侧面蚀刻比ITO层130的侧面蚀刻更有力，可能会导致Al层14/Mo层16的边缘如图11中显示的那样显著收缩。由于Al层14/Mo层16的缩小，将很难控制源-漏极距离和总线一类的线宽。
在实施例3和4中，Al层14/Mo层16被用于ITO图案形成的抗蚀图案151覆盖，或者，在蚀刻ITO层130后形成Al层14/Mo层16。这可以防止Al层14/Mo层16暴露于氯化铁和盐酸的混合溶液。所以，在实施例3和4中，容易控制源-漏距离和总线等的线宽。
在实施例1和2中，使用反射类型的LCD设备来描述本发明的各个实施例。本发明不局限于这种类型的LCD设备，但是，也可以应用于发射/反射类型的LCD设备。在此LCD设备中，一个像素电极的部分组成一个反射电极(反射层)(见号码为11-101992的日本特开平公报)。此外，本发明不局限于使用以上例示的TFT的LCD有源矩阵设备，但是，也可以应用于使用MIM元件和一个简单矩阵LCD设备的一个LCD有源矩阵设备。该显示模式不局限于以上例示的TN模式，但可以采用其他利用反射光实现显示的已知显示模式(例如，诸如客机-主机模式的吸光模式，诸如用于聚合体漫射LCD设备的散光模式，诸如超扭曲的液晶向列(STN)模式的ECB模式，以及铁电的液晶模式)。
在实施例3和4中，所有信号线、源电极和漏电极的结构包括顺序分层的ITO透明导电层、Mo层和Al层。但是，如果信号线、源电极和漏电极中的至少一个具有Al层/Mo层/透明导电层的三层结构，则可以应用本发明。
在实施例3和4中，描述了包括控制极绝缘层上的像素电极的发射类型的LCD设备。本发明也适用于具有高孔径结构的发射类型的LCD设备(其中，覆盖TFT的透明有机绝缘层存在于控制极绝缘层上，像素电极在有机绝缘层上形成)。
本发明的布线/电极基板也适用于除液晶显示设备外的其他显示设备(例如，使用有机EL的显示设备)。它甚至适用于太阳能电池等类似物。在有机EL的显示设备和太阳能电池中，由ITO构成的透明导电层用作与控制和利用光有关的一个电极。为了补充透明导电层的电导系数，Al或Al合金层在透明导电层的一个部分上形成。根据本发明的布线/电极基板(其中，具有分层结构的互连或电极在基板上形成)，可以防止分层结构的Al层过度缩小或断裂。所以，通过使有机EL显示设备和太阳能电池采用本发明的布线/电极基板，可以抑制/防止互连或电极的电导系数减小，从而抑制不合格产品的产生。
这样，根据本发明，Mo层上的Al层中的小孔得到了抑制/防止。这抑制/防止了因Al层中存在小孔而产生的Al层的部分损耗。由于用作反射层的Al层被抑制/防止在制作过程中发生部分损耗，所以，可以制作具有规定的反射特性的液晶显示设备。
此外，可以抑制/防止具有Al层/Mo层/透明导电层的三层结构的互连或电极的电导系数减小或发生断裂。这提供了抑制产生不合格产品和提高产量的效果。
而且，根据本发明，通过采用Al层/Mo层的双层结构，当除去暂时沉积于ITO层上的Al层时，可以防止因ITO与Al之间的电蚀而发生的ITO层的部分损耗。因此，当作为一个端电极的顶层的ITO层形成时，可以抑制/防止当除去暂时沉积于ITO层上的Al层时发生的ITO层的部分损耗。这样，就可以形成具有高可靠性的一个端电极。
虽然已在一个较佳实施例中描述了本发明，但是，对于本领域的熟练人员而言，可以用许多方法对本发明进行变换，并且，本发明可以采用除以上具体阐述的实施例外的许多实施例。因此，所附的权利要求书意在包括本发明所有的实施例而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (18)

1．一种液晶显示设备，其特征在于包括一对基板、置于该对基板之间的液晶层和经由该液晶层一一相互面对的多个电极对，多个电极对中的每对的一个电极是实现反射模式显示的反射电极，
其中，反射电极包括包含Mo的第一金属层和包含第一金属层上的Al的第二金属层，第一金属层是含有最大颗粒表面尺寸为60nm或更小的晶体颗粒的晶体层或者是一个非晶层。
2．如权利要求1的设备，其特征在于，第一金属层由Mo构成。
3．如权利要求1的设备，其特征在于，部分反射电极在由ITO构成的透明导电层上形成。
4．一种液晶显示设备的制作方法，所述设备包括一对基板、置于这对基板之间的一个液晶层和经由该液晶层一一相互面对的多个电极对，多个电极对中的每对的一个电极是实现反射模式显示的反射电极，其特征在于该反射电极的形成方法包括以下各个步骤：
在一个基板上形成包含Mo的第一金属层，第一金属层是含有最大颗粒表面尺寸为60nm或更小的晶体颗粒的晶体层或者是一个非晶层；
在第一金属层上形成包含Al的第二金属层；以及
图案形成第一和第二金属层。
5．如权利要求4的方法，其特征在于，第一金属层由Mo构成。
6．如权利要求4的方法，其特征在于，形成第一金属层的步骤包括在含氮的大气中形成非晶的第一金属层。
7．如权利要求4的方法，其特征在于还包括这个步骤：在形成第一金属层的步骤之前，在基板上形成由ITO构成的一个透明导电层，其中，至少第一金属层的一部分在透明导电层上形成。
8．如权利要求4的方法，其特征在于，在第二金属层中形成的小孔的密度是20pcs./10000μm2或更小。
9．如权利要求4的方法，其特征在于，图案形成第一和第二金属层的步骤包括以下步骤：
在第一和第二金属层上形成一个抗蚀层；
使该抗蚀层曝光；
通过用一种碱性显影剂显影该曝光的抗蚀层，来形成具有预定图案的一个抗蚀图案；
将该抗蚀图案用作掩模，来图案形成第一和第二金属层；以及
用一种碱性去除剂来除去该抗蚀图案。
10．如权利要求4的方法，其特征在于，图案形成第一和第二金属层的步骤包括蚀刻第一和第二金属层中的至少一个金属层的步骤。
11．如权利要求4的方法，其特征在于，图案形成第一和第二金属层的步骤包括用普通的蚀刻剂来湿蚀刻第一和第二金属层的步骤。
12．一种液晶显示设备的制作方法，所述设备包括一对基板、置于这对基板之间的一个液晶层，以及在至少一对基板上形成的由ITO构成的透明导电层，其特征在于所述方法包括以下步骤：
通过在至少一对基板上沉积一个ITO层和图案形成该ITO层的过程来形成透明导电层；
在ITO层或透明导电层上形成包含Mo的第一金属层，第一金属层是含有最大颗粒表面尺寸为60nm或更小的晶体颗粒的晶体层或者是一个非晶层；
在第一金属层上形成包含Al的第二金属层；以及
图案形成第一和第二金属层。
13．如权利要求12的方法，其特征在于，形成作为一个端电极的顶层的透明导电层，端电极被连接到显示区中形成的互连上。
14．如权利要求12的方法，其特征在于，液晶显示设备是一个TFT有源矩阵液晶显示设备，信号线、源电极和漏电极中的至少一个具有一种结构，该结构包括顺序分层的透明导电层、第一金属层和第二层。
15．如权利要求12的方法，其特征在于，通过在ITO层上形成一个抗蚀图案和将该抗蚀图案用作掩模湿蚀刻ITO层来图案形成ITO层，以及
通过在第一和第二金属层上形成一个不同的抗蚀图案和将该不同的抗蚀图案用作掩模湿蚀刻第一和第二金属层，与ITO层的图案形成分开进行第一和第二金属层的图案形成。
16．一种布线基板，其特征在于包括在一个基板上形成的互连或电极，和具有一个多层结构的互连或电极，所述多层结构包括由ITO构成的透明导电层，其特征在于，
互连或电极包括在该透明导电层上形成的包含Mo的第一金属层和在第一金属层上形成的包含Al的第二金属层，第一金属层是含有最大颗粒表面尺寸为60nm或更小的晶体颗粒的晶体层或者是一个非晶层。
17．一种布线基板的制作方法，包括在一个基板上形成的互连或电极和具有一个多层结构的互连或电极，所述多层结构包含一个由ITO构成的透明导电层，其特征在于该方法包括以下步骤：
通过在该基板上沉积一个ITO层和图案形成该ITO层的过程来形成透明导电层；
在ITO层或透明导电层上形成包含Mo的第一金属层，第一金属层是含有最大颗粒表面尺寸为60nm或更小的晶体颗粒的晶体层或者是一个非晶层；
在第一金属层上形成包含Al的第二金属层；以及
图案形成第一和第二金属层。
18．如权利要求17的方法，其特征在于，通过在ITO层上形成一个抗蚀图案和将该抗蚀图案用作掩模湿蚀刻ITO层来图案形成ITO层，以及
通过在第一和第二金属层上形成一个不同的抗蚀图案和将该不同的抗蚀图案用作掩模湿蚀刻第一和第二金属层，与ITO层的图案形成分开地图案形成第一和第二金属层。
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI300150B (en) * 2000-02-16 2008-08-21 Toshiba Matsushita Display Tec Reflective-type display element, reflector and method of producing the same
JP3384398B2 (ja) * 2000-05-25 2003-03-10 セイコーエプソン株式会社 液晶装置、その製造方法および電子機器
KR100766493B1 (ko) * 2001-02-12 2007-10-15 삼성전자주식회사 박막트랜지스터 액정표시장치
KR100476050B1 (ko) * 2001-09-01 2005-03-10 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 반사형 액정표시장치 및 그의 제조방법
JP4368096B2 (ja) * 2001-10-02 2009-11-18 シャープ株式会社 液晶表示装置
KR100572824B1 (ko) * 2001-11-15 2006-04-25 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시장치용 어레이기판 제조방법
JP3995476B2 (ja) * 2001-12-28 2007-10-24 三洋電機株式会社 表示装置及びその製造方法
JP3953320B2 (ja) * 2001-12-28 2007-08-08 三洋電機株式会社 表示装置及びその製造方法
TWI296062B (en) * 2001-12-28 2008-04-21 Sanyo Electric Co Liquid crystal display device
KR100462376B1 (ko) * 2001-12-31 2004-12-17 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 반사형 액정표시장치 및 그 제조방법
TWI230304B (en) * 2002-03-04 2005-04-01 Sanyo Electric Co Display device with reflecting layer
AU2003221122A1 (en) * 2002-03-19 2003-09-29 Koninklijke Philips Electronics N.V. Semiconductor device manufacturing method, semiconductor device, and liquid crystal display
JP4060125B2 (ja) * 2002-05-30 2008-03-12 シャープ株式会社 液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置及びその製造方法
KR100965175B1 (ko) * 2002-12-06 2010-06-24 삼성전자주식회사 박막 트랜지스터 기판, 이의 제조 방법 및 이를 갖는액정표시장치
KR100770472B1 (ko) * 2003-03-27 2007-10-26 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 액정표시소자용 어레이기판의 제조방법
JP2005216705A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Toppan Printing Co Ltd 有機ｅｌ表示素子およびその製造方法
KR101000451B1 (ko) * 2004-02-05 2010-12-13 삼성전자주식회사 Ｔｆｔ ｌｃｄ 기판의 알루미늄 배선 형성방법과 이에의한 ｔｆｔ ｌｃｄ 기판
KR100615222B1 (ko) * 2004-06-17 2006-08-25 삼성에스디아이 주식회사 전계 발광 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법
JP2006301089A (ja) * 2005-04-18 2006-11-02 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 液晶表示装置およびその製造方法
JP5162952B2 (ja) * 2007-04-26 2013-03-13 日本電気株式会社 液晶表示装置用反射板の製造方法、液晶表示装置及び液晶表示装置用アレイ基板
WO2010122782A1 (ja) * 2009-04-24 2010-10-28 パナソニック株式会社 有機ｅｌディスプレイおよびその製造方法
JP6078438B2 (ja) * 2013-08-30 2017-02-08 株式会社Kelk 熱電発電モジュール
US10410934B2 (en) * 2017-12-07 2019-09-10 Micron Technology, Inc. Apparatuses having an interconnect extending from an upper conductive structure, through a hole in another conductive structure, and to an underlying structure

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2673460B2 (ja) * 1990-02-26 1997-11-05 キヤノン株式会社 液晶表示素子
JP2793076B2 (ja) * 1992-05-20 1998-09-03 シャープ株式会社 反射型液晶表示装置およびその製造方法
BR9407741A (pt) * 1993-10-04 1997-02-12 Catalina Coatings Inc Revestimento de acrilato
JPH08179252A (ja) * 1994-12-22 1996-07-12 Hitachi Ltd 液晶パネル及びその製造方法
JPH10133216A (ja) * 1996-11-01 1998-05-22 Hitachi Ltd アクティブマトリクス型液晶表示装置
JP3413000B2 (ja) * 1996-01-25 2003-06-03 株式会社東芝 アクティブマトリックス液晶パネル
US6195140B1 (en) * 1997-07-28 2001-02-27 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display in which at least one pixel includes both a transmissive region and a reflective region
US6011605A (en) * 1997-08-04 2000-01-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Liquid crystal display with a metallic reflecting electrode having a two layer film of Ti and Al alloy
US6184960B1 (en) * 1998-01-30 2001-02-06 Sharp Kabushiki Kaisha Method of making a reflective type LCD including providing a protective metal film over a connecting electrode during at least one portion of the manufacturing process
JPH11242240A (ja) * 1998-02-25 1999-09-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd アクティブマトリックス基板及びそれを用いた液晶表示装置
JP2000047201A (ja) * 1998-07-31 2000-02-18 Sanyo Electric Co Ltd 反射型液晶表示装置

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