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JP2002202503A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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Publication number
JP2002202503A
JP2002202503A JP2001110450A JP2001110450A JP2002202503A JP 2002202503 A JP2002202503 A JP 2002202503A JP 2001110450 A JP2001110450 A JP 2001110450A JP 2001110450 A JP2001110450 A JP 2001110450A JP 2002202503 A JP2002202503 A JP 2002202503A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
crystal display
display device
insulating layer
undulation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001110450A
Other languages
English (en)
Inventor
Kohei Nagayama
耕平 永山
Yasuyuki Hanazawa
康行 花澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2001110450A priority Critical patent/JP2002202503A/ja
Priority to TW090126433A priority patent/TW594220B/zh
Priority to US09/984,291 priority patent/US20020051107A1/en
Priority to KR10-2001-0067168A priority patent/KR100474058B1/ko
Publication of JP2002202503A publication Critical patent/JP2002202503A/ja
Priority to US11/335,708 priority patent/US7310126B2/en
Pending legal-status Critical Current

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    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
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    • G02F1/136227—Through-hole connection of the pixel electrode to the active element through an insulation layer

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Abstract

(57)【要約】 【課題】良好な光学的反射特性を損なうことなく液晶の
配向不良を防止する。 【解決手段】液晶表示装置は、アレイ基板１０と、対向
基板１１と、これらアレイ基板および対向基板間に挟持
され、液晶分子配列がアレイ基板１０および対向基板１
１により各々制御される複数の画素領域ＰＸに区分され
る液晶層１２とを備え、アレイ基板１０が対向基板１１
および液晶層１２を介して入射する光を散乱させる反射
画素電極２３を含む。特に、反射画素電極２３が各画素
領域ＰＸの範囲に緩斜面を配置する第１起伏および各画
素領域ＰＸの範囲に主散乱部となる複数の凸部２３ｃを
配置する第２起伏を重畳した反射表面を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、液晶表示装置に
係り、特に、反射機能を有する反射型液晶表示装置、及
び、反射機能と透過機能とを有する半透過型液晶表示装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年では、液晶表示装置が例えばパーソ
ナルコンピュータ、テレビ、ワードプロセッサ、携帯電
話のような様々な機器に応用されている。液晶表示装置
の応用範囲がこのように広がる一方で、小型、省電力、
低コストというような高機能化の要望も高まっている。
この要望に対処するため、反射型液晶表示装置の開発が
現在進んでいる。この反射型液晶表示装置は外光を用い
て画像表示を行うことからバックライトのような内部光
源を必要としない。
【０００３】この反射型液晶表示装置では、外光が反射
板で反射し液晶層で光学変調されることにより画像とし
て表示面に表示される。外光の明るさは液晶表示装置の
設置環境に依存し、バックライト光のように安定してい
ない。従って、外光の光強度をできる限り減衰させない
ことが明るい画像を表示するために重要である。特に反
射板の反射特性は光強度の減衰に大きく影響することか
ら、あらゆる角度で入射する外光を効率良く反射する反
射特性を得るための最適化が試みられている。
【０００４】この最適化の一例として、図１０に示すよ
うな起伏を反射板の反射表面に設けることが提案されて
いる。すなわち、この反射表面の起伏は一定範囲の領域
に反射光を集中させたり、特定の観察方向に対する反射
光強度を高めたりするように反射光の散乱を制御する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】実際の製造において、
上述の反射表面は不規則に並ぶ複数の円形凸部を主散乱
部として反射板に配置して得られる。この反射板の反射
特性は、凸部の直径ｄを３〜２０μｍの範囲に設定し、
凸部の高さＨを０．６〜１．２μｍの範囲に設定するこ
とによりほぼ最適となる。しかし、反射表面の起伏、す
なわち高低差が上述の構造により１０μｍ程度の微小な
横幅に対して１μｍを越える場合、これが液晶の配向不
良を誘起し、画像コントラストの低下をもたらす。
【０００６】この対策として、反射表面の高低差を上述
の横幅に対して０．５μｍ程度に制限すれば、画質の劣
化を避けることができる。しかし、反射表面の傾斜角が
これにより減少することから、正反射付近の反射光強度
が相対的に増大し、十分な反射光強度の得られる視野角
範囲を狭める結果となる。すなわち、この対策は反射板
の反射特性を最適でなくすることから実用的でない。
【０００７】この発明は、上述した問題点に鑑みなされ
たものであって、その目的は、良好な光学特性を損なう
ことなく液晶の配向不良を防止でき、高コントラストで
表示品位が良好な液晶表示装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、請求項１に記載の液晶表示装置は、第
１および第２電極基板と、第１および第２電極基板間に
挟持され、第１および第２電極基板により液晶分子配列
を各々制御される複数の画素領域に区分される液晶層と
を備え、第１電極基板が前記第２電極基板および液晶層
を介して入射する光を散乱させる反射板を含み、反射板
が各画素領域の範囲に緩斜面を配置する第１起伏および
各画素領域の範囲に複数の主散乱部を配置する第２起伏
を重畳した反射表面を有することを特徴とする。
【０００９】請求項１５に記載の液晶表示装置は、第１
および第２電極基板と、前記第１および第２電極基板間
に挟持され、液晶分子配列が前記第１および第２電極基
板により各々制御される複数の画素領域に区分される液
晶層とを備え、前記第１電極基板は、前記第２電極基板
及び前記液晶層を介して入射する光を散乱させる反射板
が形成された反射機能を有する領域と、前記第1電極基
板を介して入射する光を透過する透過機能を有する領域
とを含み、前記反射板が各画素領域の範囲に緩斜面を配
置する第１起伏およびこの画素領域の範囲に複数の主散
乱部を配置する第２起伏を重畳した反射表面を有するこ
とを特徴とする。
【００１０】この液晶表示装置では、反射板が各画素領
域の範囲に緩斜面を配置する第１起伏および各画素領域
の範囲に複数の主散乱部を配置する第２起伏を重畳した
反射表面を有する。すなわち、第２起伏の主散乱部は各
画素領域について第１起伏により得られる緩斜面上で反
射光の散乱を制御する。
【００１１】この場合、微小な横幅に対する第２起伏の
高低差を制限しても、第１および第２起伏の重畳により
反射板の反射特性を最適に維持できる。いいかえると、
良好な光学的反射特性を損なうことなく液晶の配向不良
を防止することができる。この結果、液晶表示装置は広
視野角および高コントラストという高品質な画像を表示
できるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の液晶表示装置の
一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１３】図１は、この液晶表示装置の一実施の形態
に係る反射型液晶表示装置の画素周辺の断面構造を示
し、図２は、この反射型液晶表示装置の画素周辺の平面
構造を示し、図３は、図２に示すIII−III線に沿った断
面構造を示す。この液晶表示装置は、アレイ基板１０、
対向基板１１、これら基板１０および１１間に挟持され
る液晶層１２を備える。
【００１４】アレイ基板１０は、絶縁基板１３、マトリ
クス状に配置される複数の反射画素電極２３、これら反
射画素電極２３の列に沿って配置される複数の信号線１
４、これら反射画素電極２３の行に沿って配置される複
数の走査線１５、各々対応走査線１５および対応信号線
１４の交差位置近傍にスイッチング素子として配置され
る複数の画素用薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２４、およ
び複数の反射画素電極２３を覆う配向膜３１を含む。
【００１５】対向基板１１は、光透過性の絶縁基板３６
と、この絶縁基板３６を覆うカラーフィルタとなる着色
層３７と、この着色層３７を覆う透明対向電極３８と、
この対向電極３８を覆う配向膜３９とを有する。また、
偏光板４０が着色層３７とは反対側において透明絶縁基
板３６に貼り付けられる。
【００１６】この反射型液晶表示装置では、液晶層１２
が複数の反射画素電極２３にそれぞれ対応して複数の画
素領域ＰＸに区画され、各画素領域ＰＸが各々２本の隣
接走査線１５と２本の隣接信号線１４との間に配置され
る。各薄膜トランジスタ２４は、対応走査線１５から供
給される走査パルスに応答して導通し、対応信号線１４
の電位を対応反射画素電極２３に供給する。各反射画素
電極２３は、対応信号線１４の電位を画素電位として液
晶層１２の対応画素領域ＰＸに印加し、この画素電位と
対向電極３８の電位との電位差に基づいて画素領域ＰＸ
の透過率を制御する。
【００１７】アレイ基板１０において、各ＴＦＴ２４
は、アモルファスシリコンあるいはポリシリコンの半導
体層１６と、この半導体層１６の上方に絶縁して形成さ
れ対応走査線１５に接続されるゲート電極１８と、ゲー
ト電極１８の両側において半導体層１６にコンタクトホ
ール２１，２２を介してコンタクトし対応反射画素電極
２３および対応信号線１４にそれぞれ接続されるソース
およびドレイン電極１９，２０とを有する。
【００１８】半導体層１６は、絶縁基板１３上に形成さ
れ、絶縁基板１３と一緒にゲート絶縁膜１７により覆わ
れる。ゲート電極１８は、このゲート絶縁膜１７により
半導体層１６から絶縁され、このゲート絶縁膜１７上で
対応走査線１５と一体的に形成される。ゲート電極１８
および走査線１５は、ゲート絶縁膜１７と一緒に層間絶
縁膜３２により覆われる。
【００１９】コンタクトホール２１，２２は、ゲート電
極１８の両側において半導体層１６内に形成されるソー
ス領域１６Ｓおよびドレイン１６Ｄを露出するように層
間絶縁膜３２およびゲート絶縁膜１７に形成される。ソ
ース電極１９およびドレイン電極２０は、これらコンタ
クトホール２１，２２において半導体層１６のソース領
域１６Ｓおよびドレイン領域１６Ｄにそれぞれコンタク
トして層間絶縁膜３２上に形成される。
【００２０】ソース電極１９は、層間絶縁膜３２上で拡
張ソース電極３３と一体的に形成され、ドレイン電極２
０は、層間絶縁膜３２上で対応信号線１４と一体的に形
成される。ソース電極１９、拡張ソース電極３３、ドレ
イン電極２０、および信号線１４は、層間絶縁膜３２と
一緒に保護絶縁膜２５により覆われる。
【００２１】この保護絶縁膜２５は、拡張ソース電極３
３を部分的に露出するコンタクトホール２９を有し、有
機絶縁膜２６により覆われる。有機絶縁膜２６は、保護
絶縁膜２５のコンタクトホール２９に対応して拡張ソー
ス電極３３を部分的に露出するコンタクトホール３０を
有する。反射画素電極２３は、コンタクトホール２９，
３０において拡張ソース電極３３にコンタクトして有機
絶縁膜２６上に形成され、配向膜３１により覆われる。
【００２２】有機絶縁膜２６は、各画素領域ＰＸの範囲
において外縁から中央付近に向かって緩やかに陥没する
第１の成型用起伏およびこの画素領域ＰＸの範囲におい
て複数の位置で隆起する第２の成型用起伏を重畳した上
部表面を有する。すなわち、第１成型用起伏は、画素領
域ＰＸの範囲において外縁に沿って配置される凸部２６
ａと、この凸部２６ａによって取り囲まれる凹部２６ｂ
とから構成される。第２成型用起伏は、この画素領域Ｐ
Ｘの範囲においてランダムに配置される複数の半球状凸
部２６ｃと、これら凸部２６ｃを取り囲む凹部２６ｄと
から構成される。
【００２３】反射画素電極２３は、対向基板１１側から
液晶層１２を介して入射する光を高い反射率で散乱させ
る反射板として例えば銀、アルミニウム、あるいはこれ
らの合金のような材料を含み、有機絶縁膜２６の上部表
面に沿って所定の厚さに形成される。このため、反射画
素電極２３は、画素領域ＰＸの範囲に緩斜面を配置する
第１の起伏およびこの画素領域ＰＸの範囲に複数の主散
乱部を配置する第２の起伏を重畳した上部表面を有する
ように有機絶縁膜２６の上部表面により規定される。
【００２４】すなわち、反射画素電極２３の第１起伏
は、有機絶縁膜２６の凹部２６ｂに対応した凹部２３ｂ
および有機絶縁膜２６の凸部２６ａに対応した凸部２３
ａから構成される。反射画素電極２３の第２起伏は、有
機絶縁膜２６の凸部２６ｃに対応した凸部２３ｃおよび
有機絶縁膜２６の凹部２６ｄに対応した凹部２３ｄから
構成される。第１起伏の緩斜面は、凸部２３ａおよび凹
部２３ｂの組み合わせとして得られ、第２起伏の主散乱
部は、凸部２３ｃとして得られる。図１では、Ｈ１が凸
部２３ａの高さあるいは凹部２３ｂの深さである第１起
伏の高低差を表し、Ｈ２が凸部２３ｃの高さあるいは凹
部２３ｄの深さである第２起伏の高低差を表す。
【００２５】次に、上述した反射型液晶表示装置の製造
工程を説明する。
【００２６】図４は、アレイ基板１０の製造工程を示
す。アレイ基板１０の製造では、高歪点ガラス板や石英
板等が絶縁基板１３として用いられ、半導体層１６が例
えばアモルファスシリコンをＣＶＤ法などにより５０ｎ
ｍ程度の厚さで絶縁基板１３上に堆積し、さらにこれを
フォトエッチング法でパターニングすることにより形成
される。
【００２７】続いて、ゲート絶縁膜１７がＳｉＯｘをＣ
ＶＤ法によりを１００ｎｍから１５０ｎｍ程度の厚さで
半導体層１６および絶縁基板１３上に堆積することによ
り形成される。
【００２８】続いて、ゲート電極１８および走査線１５
がＴａ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｏ，ＷおよびＣｕなどの単体又
はその積層膜あるいは合金膜をゲート絶縁膜１７上に２
００ｎｍから４００ｎｍ程度の厚さで堆積し、これをフ
ォトエッチング法でパターニングすることにより一体的
に形成される。この後、例えばリンのような不純物がゲ
ート電極１８をマスクとして用いたイオン注入やイオン
ドーピング法で半導体層１６に注入される。ここでは、
リンが例えばＰＨ３／Ｈ２の雰囲気において加速電圧８
０ｋｅＶで加速され、ドーズ量５×１０１５ａｔｏｍｓ
／ｃｍ２という高濃度で注入される。この不純物注入領
域は半導体層１６をアニーリングすることにより活性化
され、薄膜トランジスタ２４のソースおよびドレインを
構成する。
【００２９】図４の（ａ）に示す工程では、層間絶縁膜
３２が例えばＰＥＣＶＤ法を用いてＳｉＯｘを５００ｎ
ｍから７００ｎｍ程度の厚さでゲート電極１８、走査線
１５、およびゲート酸化膜１７上に堆積することにより
形成される。層間絶縁膜３２はフォトエッチング法で半
導体層１６のソースおよびドレインを露出させるように
パターニングされ、これによりコンタクトホール２１お
よび２２を形成する。
【００３０】図４の（ｂ）に示す工程では、Ｔａ，Ｃ
ｒ，Ａｌ，Ｍｏ，Ｗ，Ｃｕなどの単体又はその積層膜あ
るいは合金膜が５００ｎｍ〜７００ｎｍ程度の厚さで層
間絶縁膜３２上に堆積され、フォトエッチング法で所定
の形状にパターンニングされ、これにより信号線１４、
ソース電極１９、拡張ソース電極３３、信号線１４のよ
うな配線を形成する。
【００３１】図４の（ｃ）に示す工程では、保護絶縁膜
２５がＳｉＮｘをＰＥＣＶＤ法でこれら配線および層間
絶縁膜３２上に堆積することにより形成され、コンタク
トホール２９が保護絶縁膜２５をフォトエッチング法で
パターニングすることにより形成される。
【００３２】図４の（ｄ）に示す工程では、有機絶縁膜
２６がポジ型感光性樹脂を保護絶縁膜２５上にスピンコ
ート法などによって１μｍから４μｍ程度の厚さで塗布
し、アレイ基板１０をプリベークすることにより形成さ
れる。感光性樹脂の粘度とスピンの回転数を最適化する
ことで、２本の隣接信号線１４と２本の隣接走査線１５
に囲まれた画素領域ＰＸの範囲に凸部２６ａおよび凹部
２６ｂの第１成型用起伏を形成できる。具体的には、
０．１μｍ〜０．５μｍ程度の高低差が走査線１５およ
び信号線１４のような配線材の厚さに依存して有機絶縁
膜２６の上部表面に生じ、各画素領域ＰＸの外縁、すな
わち隣接画素領域との境界に凸部２６ａを配置し、この
凸部２６ａに囲まれるように凹部２６ｂを配置する。従
って、凹部２６ｂの寸法Ｄ１は通常２０μｍ〜４００μ
ｍ程度の画素ピッチに実質的に一致する。
【００３３】図４の（ｅ）に示す工程では、有機絶縁膜
２６が第１のフォトマスクを用いてコンタクトホール２
９に対応する範囲で部分的に露光される。拡張ソース電
極３３を露出するコンタクトホール３０として有機絶縁
膜２６を開口するため、露光量ｉは２００ｍＪ〜１００
０ｍＪ程度であることが好ましい。
【００３４】続いて、有機絶縁膜２６が画素領域ＰＸの
範囲において信号線１４および走査線１５に重ならない
ようにしてランダムに配置された円形の遮光部を持つ第
２のフォトマスク３４を用いて露光される。ここで、遮
光部の直径は上述した凹部２６ｂの寸法Ｄ１よりも小さ
い２μｍ〜２０μｍ程度に設定され、露光量は１０ｍＪ
〜２００ｍＪに設定される。有機絶縁膜２６の起伏、す
なわち凹凸形状および凹凸密度はこのフォトマスク３４
の開口形状、密度、露光量等により制御可能である。
【００３５】図４の（ｆ）に示す工程では、有機絶縁膜
２６が上述の露光部分を除去するために現像され、これ
により複数の凸部２６ｃ’およびこれら凹部２６ｄ’を
コンタクトホール３０と共に有機絶縁膜２６に形成す
る。尚、第２フォトマスク３４を用いた露光では、露光
量が１０〜２００ｍＪであるため、凹部２６ｄ’の底が
有機絶縁膜２６の下地となる保護絶縁膜２５に達するこ
とはなく、有機絶縁膜２６の上部表面付近にとどまる。
【００３６】図４の（ｇ）に示す工程では、アレイ基板
１０の加熱処理が行われ、これにより有機絶縁膜２６の
凸部２６ｃ’および凹部２６ｄ’が角のとれた滑らかな
半球状の凸部２６ｃおよびこの凸部２６ｃを取り囲む凹
部２６ｄに変化して第２成型用起伏となる。凸部２６ｃ
の直径Ｄ２は遮光部の直径に対応して凹部２６ｂの寸法
Ｄ１よりも小さい値に設定される。
【００３７】図４の（ｈ）に示す工程では、Ａｌ，Ｎ
ｉ，ＣｒおよびＡｇ等の金属膜がスパッタ法により１０
０ｎｍ程度の厚さで有機絶縁膜２６上に堆積され、フォ
トエッチング法で所定の形状にパターニングされ、これ
により反射画素電極２３を形成する。
【００３８】他方、対向基板１１の製造では、高歪点ガ
ラス板や石英板等が光透過性の絶縁基板３６として用い
られ、顔料などを分散させた着色層３７がこの絶縁基板
３６上に形成される。透明な対向電極３８は例えば１Ｔ
Ｏをスパッタ法で着色層３７上に堆積することにより形
成される。
【００３９】これらアレイ基板１０および対向基板１１
は、配向膜３１および３９の形成後に一体化される。配
向膜３１は、低温キュア型のポリイミドを印刷により反
射画素電極２３および有機絶縁膜２６を覆うように塗布
しこれをラビング処理することにより形成される。ま
た、配向膜３９は、低温キュア型のポリイミドを印刷に
より透明対向電極３８を覆うように塗布しこれをラビン
グ処理することにより形成される。
【００４０】アレイ基板１０および対向基板１１が上述
のようにして得られると、これら配向膜３１および３９
を内側にして向かい合わされ、所定の間隙を残して周縁
シール材によって貼り合わされる。液晶層１２は、アレ
イ基板１０および対向基板１１間において周縁シール材
で囲まれた液晶注入空間をセルとし、ネマチック液晶の
ような液晶組成物をこのセルに注入し封止することによ
り得られる。偏光板４０は、こうして液晶層１２がアレ
イ基板１０および対向基板１１間に挟持された状態で、
着色層３７とは反対側において透明絶縁基板３６に貼り
付けられる。反射型液晶表示装置は上述のようにして完
成する。
【００４１】第１実施形態の液晶表示装置では、反射画
素電極２３が反射板を構成し、その反射表面が高低差Ｈ
１の第１起伏および高低差Ｈ２の第２起伏を重畳した状
態となる。第１起伏は、各画素領域ＰＸの範囲において
外縁に沿って配置される凸部２３ａと、この凸部２３ａ
によって取り囲まれる凹部２３ｂとから構成される。第
２起伏は、各画素領域ＰＸの範囲においてランダムに配
置される複数の半球状凸部２３ｃと、これら凸部２３ｃ
を取り囲む凹部２３ｄとから構成される。
【００４２】すなわち、第１起伏は、各画素領域ＰＸの
範囲において外縁から中央付近に向かって緩やかに陥没
して、各画素領域ＰＸの範囲に緩斜面を配置する。ま
た、第２起伏は、各画素領域ＰＸの範囲において複数の
位置で隆起して、各画素領域ＰＸの範囲に複数の主散乱
部を配置する。
【００４３】反射表面の反射光は、第１起伏により得ら
れる傾斜角に第２起伏により得られる傾斜角を上乗せし
た傾斜角で散乱されることになる。このため、第２起伏
により得られる傾斜角が小さくても最適な反射特性を得
ることができる。他方、微小範囲の高低差をＨ２のよう
な従来よりも十分小さい値にできるため、この高低差に
起因する液晶配向不良を防止することができる。この結
果、反射型液晶表示装置は広視野角および高コントラス
トという高品質な画像を表示できるようになる。
【００４４】第１実施形態において第２起伏は反射画素
電極２３間のスペースに存在しないが、これは反射表面
の反射特性を実質的に劣化させる原因とならないだけで
なく、有機絶縁膜２６側の第２成型用起伏もこのスペー
スの範囲で不要にできる。このため、パターニング不良
が反射画素電極２３の形成工程で有機絶縁膜２６を下地
として堆積される金属膜をパターニングする際に発生せ
ず、画素電極２３間のショートによる点欠陥不良を低減
できる。また、第２成型用起伏は走査線１５および信号
線１４に重ならないように配置されるため、走査線１５
および画素電極２３間並びに信号線１４および画素電極
２３間の寄生容量が低減される。従って、クロストーク
等による表示品質の悪化を防止できる。
【００４５】次に、この発明の第２実施形態に係る反射
型液晶表示装置を説明する。図５は、この反射型液晶表
示装置の画素周辺の平面構造を示し、図６は、図５に示
すＶI−ＶI線に沿った断面構造を示す。この液晶表示装
置は、以下の構造を除いて第１実施形態と同様に構成さ
れる。このため、図５および図６において、第１実施形
態と同様な部分を同一参照符号で示し、その説明を省略
する。
【００４６】この液晶表示装置では、図５に示すよう
に、保護絶縁膜２５が反射画素電極２３に対応する領域
内で層間絶縁膜３２を露出し複数の島５０を残すように
選択的に除去され、有機絶縁膜２６がこの保護絶縁膜２
５および層間絶縁膜３２を下地として形成される。この
場合、第１成型用起伏が上述の構成に依存して有機絶縁
膜２６の上部表面に得られ、反射画素電極２３がこの上
部表面に沿って形成される。これにより、複数の主散乱
部、すなわち凸部２３ｃが図６に示すように緩斜面に配
置された反射画素電極２３の反射表面が得られる。反射
画素電極２３がこの上部表面に沿って図６に示すように
形成される。
【００４７】本実施形態の反射型液晶表示装置は、第１
実施形態と同様に、良好な光学的反射特性を損なうこと
なく液晶の配向不良を防止することができる。また、こ
れら島５０の間隔は任意に変更可能であるため、画素ピ
ッチが大きな場合でもこの光学反射特性の最適化できな
い状況になりにくい。さらに、これら島５０の配置をラ
ンダムにすることで、光散乱パターンの規則性に起因し
て生じるような光の干渉を防止して反射光の色付きを低
減することができる。
【００４８】次に、本発明の第３実施形態に係る反射型
液晶表示装置を説明する。図７は、この反射型液晶表示
装置の画素周辺の平面構造を示し、図８は、図７に示す
ＶIII−ＶIII線に沿った断面構造を示す。この液晶表示
装置は、以下の構造を除いて第１実施形態と同様に構成
される。このため、図７および図８において第１実施形
態と同様な部分を同一参照符号で示し、その説明を省略
する。
【００４９】この液晶表示装置では、図７に示すよう
に、各走査線１５が対応反射画素電極２３の下方におい
てこの反射画素電極２３の中央を横切るように配置され
る。層間絶縁膜３２、保護絶縁膜２５、および有機絶縁
膜２６が走査線１５を覆って順次形成されると、第１成
型用起伏が上述の構成に依存して有機絶縁膜２６の上部
表面に得られ、反射画素電極２３がこの上部表面に沿っ
て形成される。これにより、複数の主散乱部、すなわち
凸部２３ｃが図８に示すように緩斜面に配置された反射
画素電極２３の反射表面が得られる。
【００５０】本実施形態の反射型液晶表示装置は、第１
実施形態と同様に、良好な光学的反射特性を損なうこと
なく液晶の配向不良を防止することができる。さらに、
走査線１５が反射画素電極２３間にないので、走査線１
５の表面で反射する光を抑えられ、高コントラストであ
る高品質な画像を表示できる。
【００５１】次に、本発明の第４実施形態に係る反射型
液晶表示装置を説明する。図９は、この反射型液晶表示
装置の製造工程を示す。この液晶表示装置は、以下の構
造を除いて第１実施形態と同様に構成される。このた
め、図８において第１実施形態と同様な部分を同一参照
符号で示し、その説明を省略する。
【００５２】アレイ基板１０の製造では、高歪点ガラス
板や石英板等が絶縁基板１３として用いられ、半導体層
１６が例えばアモルファスシリコンをＣＶＤ法などによ
り５０ｎｍ程度の厚さで絶縁基板１３上に堆積し、さら
にこれをフォトエッチング法でパターニングすることに
より形成される。
【００５３】続いて、ゲート絶縁膜１７がＳｉＯｘをＣ
ＶＤ法によりを１００ｎｍから１５０ｎｍ程度の厚さで
半導体層１６および絶縁基板１３上に堆積することによ
り形成される。
【００５４】続いて、ゲート電極１８および走査線１５
がＴａ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｏ，ＷおよびＣｕなどの単体又
はその積層膜あるいは合金膜をゲート絶縁膜１７上に２
００ｎｍから４００ｎｍ程度の厚さで堆積し、これをフ
ォトエッチング法でパターニングすることにより一体的
に形成される。この後、例えばリンのような不純物がゲ
ート電極１８をマスクとして用いたイオン注入やイオン
ドーピング法で半導体層１６に注入される。ここでは、
リンが例えばＰＨ３／Ｈ２の雰囲気において加速電圧８
０ｋｅＶで加速され、ドーズ量５×１０１５ａｔｏｍｓ
／ｃｍ２という高濃度で注入される。この不純物注入領
域は半導体層１６をアニーリングすることにより活性化
され、薄膜トランジスタ２４のソースおよびドレインを
構成する。
【００５５】続いて、アレイ基板１０は、図９の（ａ）
〜（ｄ）に示す工程で順次処理される。図９の（ａ）〜
（ｄ）に示す工程は、第１実施形態で説明した図４の
（ａ）〜（ｄ）に示す工程と同様である。従って、０．
１μｍ〜０．５μｍ程度の高低差が走査線１５および信
号線１４のような配線材の厚さに依存して有機絶縁膜２
６の上部表面に生じ、各画素領域ＰＸの外縁、すなわち
隣接画素領域との境界に凸部２６ａを配置し、この凸部
２６ａに囲まれるように凹部２６ｂを配置する。従っ
て、凹部２６ｂの寸法Ｄ１は、通常２０μｍ〜４００μ
ｍ程度の画素ピッチに実質的に一致する。
【００５６】図９の（ｅ）に示す工程では、有機絶縁膜
６３が感光性樹脂を有機絶縁膜２６上にスピンコート法
によって０．６μｍの厚さで塗布し、アレイ基板１０を
プリベークすることにより形成される。
【００５７】図９の（ｆ）に示す工程では、有機絶縁膜
６３が画素領域ＰＸの範囲において信号線１４および走
査線１５に重ならないようにしてランダムに配置された
円形の透光部を持つフォトマスク６４を用いて露光され
る。ここで、透光部の直径は、上述した凹部２６ｂの寸
法Ｄ１よりも小さい２μｍ〜２０μｍ程度に設定され、
露光量は、５０ｍＪ〜４０００ｍＪに設定される。有機
絶縁膜６３の起伏、すなわち凹凸形状および凹凸密度
は、このフォトマスク６４の開口形状、密度、露光量等
により制御可能である。
【００５８】図９の（ｇ）に示す工程では、有機絶縁膜
６３が現像され、上述の露光部分を有機絶縁膜２６から
除去することにより複数の微細な円形凹部６３ｂ’およ
びこれら凹部６３ｂ’を取り囲む凸部６３ａ’を形成す
る。
【００５９】図９の（ｈ）に示す工程では、アレイ基板
１０の加熱処理が行われ、これにより有機絶縁膜６３の
凹部６３ｂ’および凸部６３ａ’が角のとれた滑らかな
凹部６３ｂおよびこの凹部６３ｂを取り囲む凸部６３ａ
に変化する。
【００６０】図９の（ｉ）に示す工程では、有機絶縁膜
６７が有機絶縁膜６３の形成で用いたものと同様な感光
性樹脂をスピンコート法によって凹部６３ｂおよび凸部
６３ａを覆うように有機絶縁膜２６上に０．３μｍの厚
さで塗布し、アレイ基板１０をプリベークすることによ
り形成される。これにより、有機絶縁膜６７に第２成型
用起伏が得られる。この第２成型用起伏は、凹部６７ｂ
およびこれら凹部６７ｂを取り囲む凸部６７ａにより構
成される。
【００６１】図９の（ｊ）に示す工程では、Ａｌ，Ｎ
ｉ，ＣｒおよびＡｇ等の金属膜がスパッタ法により１０
０ｎｍ程度の厚さで有機絶縁膜６７上に堆積され、フォ
トエッチング法で所定の形状にパターニングされ、これ
により反射画素電極２３を形成する。
【００６２】本実施形態の反射型液晶表示装置では、反
射画素電極２３が反射板を構成し、その反射表面が高低
差Ｈ１の第１起伏および高低差Ｈ２の第２起伏を重畳し
た状態となる。第１起伏は、各画素領域ＰＸの範囲にお
いて外縁に沿って配置される凸部２３ａと、この凸部２
３ａによって取り囲まれる凹部２３ｂとから構成され
る。第２起伏は、各画素領域ＰＸの範囲においてランダ
ムに配置される複数の半球状凹部２３ｅと、これら凹部
２３ｅを取り囲む凸部２３ｆとから構成される。すなわ
ち、第１起伏は、各画素領域ＰＸの範囲において外縁か
ら中央付近に向かって緩やかに陥没して、各画素領域Ｐ
Ｘの範囲に緩斜面を配置する。また、第２起伏は、各画
素領域ＰＸの範囲において複数の位置で陥没して、各画
素領域の範囲に複数の主散乱部を配置する。
【００６３】上述のような構成でも、第１実施形態と同
様に、良好な光学的反射特性を損なうことなく液晶の配
向不良を防止することができる。
【００６４】次に、この発明の他の実施の形態について
説明する。
【００６５】図１１は、この液晶表示装置の一実施の形
態に係る半透過型液晶表示装置の画素周辺の断面構造を
示し、図１２は、この半透過型液晶表示装置の画素周辺
の平面構造を示し、図１３は図１２に示すＡ−Ｂ線に沿
った断面構造を示す。この半透過型液晶表示装置は、ア
レイ基板１０、対向基板１１、これら基板１０および１
１間に挟持される液晶層１２を備え、対向基板１１及び
液晶層１２を介して入射する光を散乱させる反射板が形
成された反射機能を有するとともに、アレイ基板１０を
介して入射する光を透過する透過機能を有する。
【００６６】アレイ基板１０は、絶縁基板１３、マトリ
クス状に配置される複数の反射画素電極２３、これら反
射画素電極２３の列に沿って配置される複数の信号線１
４、これら反射画素電極２３の行に沿って配置される複
数の走査線１５、各々対応走査線１５および対応信号線
１４の交差位置近傍にスイッチング素子として配置され
る複数の画素用薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２４、およ
び複数の反射画素電極２３を覆う配向膜３１を含む。
【００６７】対向基板１１は、光透過性の絶縁基板３６
と、この絶縁基板３６を覆うカラーフィルタとなる着色
層３７と、この着色層３７を覆う透明対向電極３８と、
この対向電極３８を覆う配向膜３９とを有する。また、
偏光板４０は、着色層３７とは反対側において透明絶縁
基板３６に貼り付けられる。
【００６８】この半透過型液晶表示装置では、液晶層１
２が複数の反射画素電極２３にそれぞれ対応して複数の
画素領域ＰＸに区画され、各画素領域ＰＸが各々２本の
隣接走査線１５と２本の隣接信号線１４との間に配置さ
れる。各薄膜トランジスタ２４は、対応走査線１５から
供給される走査パルスに応答して導通し、対応信号線１
４の電位を対応反射画素電極２３に供給する。各反射画
素電極２３は、対応信号線１４の電位を画素電位として
液晶層１２の対応画素領域ＰＸに印加し、この画素電位
と対向電極３８の電位との電位差に基づいて画素領域Ｐ
Ｘの透過率を制御する。
【００６９】アレイ基板１０において、各ＴＦＴ２４
は、アモルファスシリコンあるいはポリシリコンの半導
体層１６と、この半導体層１６の上方に絶縁して形成さ
れ対応走査線１５に接続されるゲート電極１８と、ゲー
ト電極１８の両側において半導体層１６のソース領域１
６Ｓ及びドレイン領域１６Ｄにコンタクトホール２１，
２２を介してコンタクトし対応反射画素電極２３および
対応信号線１４にそれぞれ接続されるソース電極１９お
よびドレイン電極２０とを有する。
【００７０】半導体層１６は、絶縁基板１３上に形成さ
れ、絶縁基板１３と一緒にゲート絶縁膜１７により覆わ
れる。ゲート電極１８は、このゲート絶縁膜１７により
半導体層１６から絶縁され、このゲート絶縁膜１７上で
対応走査線１５と一体的に形成される。ゲート電極１８
および走査線１５は、ゲート絶縁膜１７と一緒に層間絶
縁膜３２により覆われる。コンタクトホール２１，２２
は、ゲート電極１８の両側において半導体層１６内に形
成されるソース領域１６Ｓおよびドレイン１６Ｄを露出
するように層間絶縁膜３２およびゲート絶縁膜１７に形
成される。
【００７１】ソース電極およびドレイン電極１９，２０
は、これらコンタクトホール２１，２２において半導体
層１６のソース領域１６Ｓおよびドレイン１６Ｄにそれ
ぞれコンタクトして層間絶縁膜３２上に形成される。ソ
ース電極１９は、層間絶縁膜３２上で拡張ソース電極３
３と一体的に形成され、ドレイン電極２０は、層間絶縁
膜３２上で対応信号線１４と一体的に形成される。ソー
ス電極１９、拡張ソース電極３３、ドレイン電極２０、
および信号線１４は、層間絶縁膜３２と一緒に保護絶縁
膜２５により覆われる。
【００７２】この保護絶縁膜２５は、拡張ソース電極３
３を部分的に露出するコンタクトホール２９を有し、有
機絶縁膜２６により覆われる。有機絶縁膜２６は、保護
絶縁膜２５のコンタクトホール２９に対応して拡張ソー
ス電極３３を部分的に露出するコンタクトホール３０を
有する。反射画素電極２３は、コンタクトホール２９，
３０において拡張ソース電極３３にコンタクトして有機
絶縁膜２６上に形成され、配向膜３１により覆われる。
【００７３】有機絶縁膜２６は、各画素領域ＰＸの範囲
において外縁から中央付近に向かって緩やかに陥没する
第１の成型用起伏およびこの画素領域ＰＸの範囲におい
て複数の位置で隆起する第２の成型用起伏を重畳した上
部表面を有する。すなわち、第１成型用起伏は、画素領
域ＰＸの範囲において外縁に沿って配置される凸部２６
ａと、この凸部２６ａによって取り囲まれる凹部２６ｂ
とから構成される。第２成型用起伏は、この画素領域Ｐ
Ｘの範囲においてランダムに配置される複数の半球状凸
部２６ｃと、これら凸部２６ｃを取り囲む凹部２６ｄと
から構成される。
【００７４】反射画素電極２３は、対向基板１１側から
液晶層１２を介して入射する光を高い反射率で散乱させ
る反射板として例えば銀、アルミニウム、あるいはこれ
らの合金のような材料を含み、有機絶縁膜２６の上部表
面に沿って所定の厚さに形成される。このため、反射画
素電極２３は、画素領域ＰＸの範囲に緩斜面を配置する
第１の起伏およびこの画素領域ＰＸの範囲に複数の主散
乱部を配置する第２の起伏を重畳した上部表面を有する
ように有機絶縁膜２６の上部表面により規定される。
【００７５】また、この反射画素電極２３は、アレイ基
板１０を介して入射する光を透過可能とする透過用孔２
３ｅを備えている。
【００７６】すなわち、反射画素電極２３の第１起伏
は、有機絶縁膜２６の凹部２６ｂに対応した凹部２３ｂ
および有機絶縁膜２６の凸部２６ａに対応した凸部２３
ａから構成される。反射画素電極２３の第２起伏は、有
機絶縁膜２６の凸部２６ｃに対応した凸部２３ｃおよび
有機絶縁膜２６の凹部２６ｄに対応した凹部２３ｄから
構成される。第１起伏の緩斜面は、凸部２３ａおよび凹
部２３ｂの組み合わせとして得られ、第２起伏の主散乱
部は、凸部２３ｃとして得られる。図１１では、Ｈ１が
凸部２３ａの高さあるいは凹部２３ｂの深さである第１
起伏の高低差を表し、Ｈ２が凸部２３ｃの高さあるいは
凹部２３ｄの深さである第２起伏の高低差を表す。
【００７７】次に、上述した反射型液晶表示装置の製造
工程を説明する。
【００７８】図１４の（ａ）乃至（ｈ）は、アレイ基板
１０の製造工程を示す。アレイ基板１０の製造では、高
歪点ガラス板や石英板等が絶縁基板１３として用いら
れ、画素ＴＦＴ２４のチャネル層となる半導体層１６が
例えばアモルファスシリコンをＣＶＤ法などにより５０
ｎｍ程度の厚さで絶縁基板１３上に堆積し、さらにこれ
をフォトエッチング法でパターニングすることにより形
成される。
【００７９】続いて、ゲート絶縁膜１７がＳｉＯｘをＣ
ＶＤ法によりを１００ｎｍから１５０ｎｍ程度の厚さで
半導体層１６および絶縁基板１３上に堆積することによ
り形成される。
【００８０】続いて、ゲート電極１８および走査線１５
がＴａ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｏ，ＷおよびＣｕなどの単体又
はその積層膜あるいは合金膜をゲート絶縁膜１７上に２
００ｎｍから４００ｎｍ程度の厚さで堆積し、これをフ
ォトエッチング法でパターニングすることにより一体的
に形成される。この後、例えばリンのような不純物がゲ
ート電極１８をマスクとして用いたイオン注入やイオン
ドーピング法で半導体層１６に注入される。ここでは、
リンが例えばＰＨ３／Ｈ２の雰囲気において加速電圧８
０ｋｅＶで加速され、ドーズ量５×１０１５ａｔｏｍｓ
／ｃｍ２という高濃度で注入される。この不純物注入領
域は、半導体層１６をアニーリングすることにより活性
化され、薄膜トランジスタ２４のソース領域１６Ｓおよ
びドレイン１６Ｄを構成する。
【００８１】図１４の（ａ）に示す工程では、層間絶縁
膜３２が例えばＰＥＣＶＤ法を用いてＳｉＯｘを５００
ｎｍから７００ｎｍ程度の厚さでゲート電極１８、走査
線１５、およびゲート酸化膜１７上に堆積することによ
り形成される。層間絶縁膜３２は、フォトエッチング法
で半導体層１６のソース領域１６Ｓおよびドレイン１６
Ｄを露出させるようにパターニングされ、これによりコ
ンタクトホール２１および２２を形成する。
【００８２】図１４の（ｂ）に示す工程では、Ｔａ，Ｃ
ｒ，Ａｌ，Ｍｏ，Ｗ，Ｃｕなどの単体又はその積層膜あ
るいは合金膜が５００ｎｍ〜７００ｎｍ程度の厚さで層
間絶縁膜３２上に堆積され、フォトエッチング法で所定
の形状にパターンニングされ、これにより信号線１４、
ソース電極１９、ドレイン電極２０、拡張ソース電極３
３のような配線を形成する。
【００８３】図１４の（ｃ）に示す工程では、透明な保
護絶縁膜２５がＳｉＮｘをＰＥＣＶＤ法でこれら配線お
よび層間絶縁膜３２上に堆積することにより形成され、
コンタクトホール２９が保護絶縁膜２５をフォトエッチ
ング法でパターニングすることにより形成される。
【００８４】図１４の（ｄ）に示す工程では、有機絶縁
膜２６がポジ型感光性樹脂を保護絶縁膜２５上にスピン
コート法などによって１μｍから４μｍ程度の厚さで塗
布し、アレイ基板１０をプリベークすることにより形成
される。感光性樹脂の粘度とスピンの回転数を最適化す
ることで、２本の隣接信号線１４と２本の隣接走査線１
５に囲まれた画素領域ＰＸの範囲に凸部２６ａおよび凹
部２６ｂの第１成型用起伏を形成する。具体的には、
０．１μｍ〜０．５μｍ程度の高低差が走査線１５およ
び信号線１４のような配線材の厚さに依存して有機絶縁
膜２６の上部表面に生じ、各画素領域ＰＸの外縁、すな
わち隣接画素領域との境界に凸部２６ａを配置し、この
凸部２６ａに囲まれるように凹部２６ｂを配置する。従
って、凹部２６ｂの寸法Ｄ１は、通常２０μｍ〜４００
μｍ程度の画素ピッチに実質的に一致する。
【００８５】図１４の（ｅ）に示す工程では、有機絶縁
膜２６が第１のフォトマスクを用いてコンタクトホール
２９に対応する範囲で部分的に露光される。拡張ソース
電極３３を露出するコンタクトホール３０として有機絶
縁膜２６を開口するため、露光量ｉは２００ｍＪ〜１０
００ｍＪ程度であることが好ましい。
【００８６】続いて、有機絶縁膜２６が画素領域ＰＸの
範囲において信号線１４および走査線１５に重ならない
ようにしてランダムに配置された円形の遮光部を持つ第
２のフォトマスク３４を用いて露光される。ここで、遮
光部の直径は、上述した凹部２６ｂの寸法Ｄ１よりも小
さい２μｍ〜２０μｍ程度に設定され、露光量は、１０
ｍＪ〜２００ｍＪに設定される。有機絶縁膜２６の起
伏、すなわち凹凸形状および凹凸密度は、このフォトマ
スク３４の開口形状、密度、露光量等により制御可能で
ある。
【００８７】図１４の（ｆ）に示す工程では、有機絶縁
膜２６が上述の露光部分を除去するために現像され、こ
れにより複数の凸部２６ｃ’およびこれら凹部２６ｄ’
をコンタクトホール３０と共に有機絶縁膜２６に形成す
る。尚、第２フォトマスク３４を用いた露光では、露光
量が１０〜２００ｍＪであるため、凹部２６ｄ’の底が
有機絶縁膜２６の下地となる保護絶縁膜２５に達するこ
とはなく、有機絶縁膜２６の上部表面付近にとどまる。
【００８８】図１４の（ｇ）に示す工程では、アレイ基
板１０の加熱処理が行われ、これにより有機絶縁膜２６
の凸部２６ｃ’および凹部２６ｄ’が角のとれた滑らか
な半球状の凸部２６ｃおよびこの凸部２６ｃを取り囲む
凹部２６ｄに変化して第２成型用起伏となる。凸部２６
ｃの直径Ｄ２は、遮光部の直径に対応して凹部２６ｂの
寸法Ｄ１よりも小さい値に設定される。
【００８９】図１４の（ｈ）に示す工程では、Ａｌ，Ｎ
ｉ，ＣｒおよびＡｇ等の金属膜がスパッタ法により１０
０ｎｍ程度の厚さで有機絶縁膜２６上に堆積され、フォ
トエッチング法で所定の形状にパターニングされ、これ
により反射画素電極２３を形成する。このとき、同時
に、反射画素電極２３の一部に透過用孔２３ｅを形成す
る。
【００９０】他方、対向基板１１の製造では、高歪点ガ
ラス板や石英板等が光透過性の絶縁基板３６として用い
られ、顔料などを分散させた着色層３７がこの絶縁基板
３６上に形成される。透明な対向電極３８は、例えば１
ＴＯをスパッタ法で着色層３７上に堆積することにより
形成される。
【００９１】これらアレイ基板１０および対向基板１１
は、配向膜３１および３９の形成後に一体化される。配
向膜３１は、低温キュア型のポリイミドを印刷により反
射画素電極２３および有機絶縁膜２６を覆うように塗布
しこれをラビング処理することにより形成される。ま
た、配向膜３９は、低温キュア型のポリイミドを印刷に
より透明対向電極３８を覆うように塗布しこれをラビン
グ処理することにより形成される。
【００９２】アレイ基板１０および対向基板１１が上述
のようにして得られると、これら配向膜３１および３９
を内側にして向かい合わされ、所定の間隙を残して周縁
シール材によって貼り合わされる。液晶層１２は、アレ
イ基板１０および対向基板１１間において周縁シール材
で囲まれた液晶注入空間をセルとし、ネマチック液晶の
ような液晶組成物をこのセルに注入し封止することによ
り得られる。偏光板４０は、こうして液晶層１２がアレ
イ基板１０および対向基板１１間に挟持された状態で、
着色層３７とは反対側において透明絶縁基板３６に貼り
付けられる。半透過型液晶表示装置は、上述のようにし
て完成する。
【００９３】上述した第１実施形態に係る半透過型液晶
表示装置では、反射画素電極２３が反射板を構成し、そ
の反射表面が高低差Ｈ１の第１起伏および高低差Ｈ２の
第２起伏を重畳した状態となる。第１起伏は、各画素領
域ＰＸの範囲において外縁に沿って配置される凸部２３
ａと、この凸部２３ａによって取り囲まれる凹部２３ｂ
とから構成される。第２起伏は、各画素領域ＰＸの範囲
においてランダムに配置される複数の半球状凸部２３ｃ
と、これら凸部２３ｃを取り囲む凹部２３ｄとから構成
される。
【００９４】すなわち、第１起伏は、各画素領域ＰＸの
範囲において外縁から中央付近に向かって緩やかに陥没
して、各画素領域ＰＸの範囲に緩斜面を配置する。ま
た、第２起伏は、各画素領域ＰＸの範囲において複数の
位置で隆起して、各画素領域ＰＸの範囲に複数の主散乱
部を配置する。
【００９５】反射表面の反射光は、第１起伏により得ら
れる傾斜角に第２起伏により得られる傾斜角を上乗せし
た傾斜角で散乱されることになる。このため、第２起伏
により得られる傾斜角が小さくても最適な反射特性を得
ることができる。他方、微小範囲の高低差をＨ２のよう
な従来よりも十分小さい値にできるため、この高低差に
起因する液晶配向不良を防止することができる。この結
果、反射型液晶表示装置は広視野角および高コントラス
トという高品質な画像を表示できるようになる。
【００９６】第１実施形態において、第２起伏は、反射
画素電極２３間のスペースに存在しないが、これは反射
表面の反射特性を実質的に劣化させる原因とならないだ
けでなく、有機絶縁膜２６側の第２成型用起伏もこのス
ペースの範囲で不要にできる。このため、パターニング
不良が反射画素電極２３の形成工程で有機絶縁膜２６を
下地として堆積される金属膜をパターニングする際に発
生せず、画素電極２３間のショートによる点欠陥不良を
低減できる。また、第２成型用起伏は、走査線１５およ
び信号線１４に重ならないように配置されるため、走査
線１５および画素電極２３間並びに信号線１４および画
素電極２３間の寄生容量が低減される。従って、クロス
トーク等による表示品質の悪化を防止できる。
【００９７】次に、第２実施形態に係る半透過型液晶表
示装置を説明する。
【００９８】図１５は、この半透過型液晶表示装置の断
面構造を示す。この半透過型液晶表示装置は、以下の構
造を除いて第１実施形態と同様に構成される。このた
め、図１５において第１実施形態と同様な部分を同一参
照符号で示し、その説明を省略する。
【００９９】この半透過型液晶表示装置は、図１５に示
すように、反射画素電極２３の透過用孔２３ｅに対応す
る領域にＩＴＯなどの透明導電性部材によって形成され
た透明画素電極２３ｆを備えている。この透過用孔２３
ｅに対応する領域は、下地として凹凸を有する有機絶縁
膜２６を備え、透明画素電極２３ｆは、この有機絶縁膜
２６上に配置されている。
【０１００】また、この半透過型液晶表示装置は、アレ
イ基板１０側から照明するバックライトユニット４２を
備えている。さらに、この半透過型液晶表示装置は、バ
ックライトユニット４２に対向するアレイ基板１０表面
に偏光板４１を備えている。この偏光板４１は、例えば
対向基板１１に配置された偏光板４０と偏光面が直交す
るように配置される。
【０１０１】このような半透過型液晶表示装置におい
て、反射型として利用する場合には、上述した実施の形
態と同様に、対向基板１１及び液晶層１２を介して入射
する外部光を反射電極２３によって反射し、選択的に対
向基板１１側から出射することにより、画像を表示す
る。
【０１０２】また、このような半透過型液晶表示装置に
おいて、透過型として利用する場合には、バックライト
ユニット４２からアレイ基板１０を介して入射するバッ
クライト光を透過用孔２３ｅを介して選択的に対向基板
１１側から出射することにより、画像を表示する。
【０１０３】このような半透過型液晶表示装置は、以下
のように製造される。すなわち、上述した第１実施形態
と同様に、図１４の（ａ）乃至（ｇ）に示すような工程
を経た後、有機絶縁膜２６上に、スパッタ法により例え
ばＩＴＯからなる透明性導電膜を約１００ｎｍ程度の膜
厚に成膜し、フォトエッチング法により所定の形状にパ
ターニングされ、これにより透明画素電極２３ｆを形成
する。この後、図１４の（ｈ）に示すように、透過用孔
２３ｅを有する反射画素電極２３を形成する。その後の
工程は、上述した第１実施形態と同様である。
【０１０４】このような構成の半透過型液晶表示装置に
おいても、上述した第１実施形態と同様の効果が得られ
る。また、透過型として利用する場合、透過用孔２３ｅ
付近における透過領域において、液晶層１２に作用する
電界が高くなる。すなわち、上述した第１実施形態と比
較して透過用孔２３ｅに対応して透明画素電極２３ｆを
配置したことにより、液晶層１２対して透明画素電極２
３ｆと対向電極３８との間の電界が直接的に作用する。
このため、透過型として利用した場合、コントラストが
高くなり、より表示品位の良好な液晶表示装置を得るこ
とが可能となる。
【０１０５】次に、第３実施形態に係る半透過型液晶表
示装置を説明する。
【０１０６】図１６は、この半透過型液晶表示装置の断
面構造を示す。この半透過型液晶表示装置は、以下の構
造を除いて図１５に示した第２実施形態と同様に構成さ
れる。このため、図１６において第２実施形態と同様な
部分を同一参照符号で示し、その説明を省略する。
【０１０７】この半透過型液晶表示装置は、図１６に示
すように、反射画素電極２３の透過用孔２３ｅに対応す
る領域にＩＴＯなどの透明導電性部材によって形成され
た透明画素電極２３ｆを備えている。この透過用孔２３
ｅに対応する領域は、凹凸を有する有機絶縁膜２６が除
去され、平坦化された保護絶縁膜２５を下地として備え
ている。透明画素電極２３ｆは、この保護絶縁膜２５上
に配置されている。
【０１０８】また、この半透過型液晶表示装置は、アレ
イ基板１０側から照明するバックライトユニット４２を
備えている。さらに、この半透過型液晶表示装置は、バ
ックライトユニット４２に対向するアレイ基板１０表面
に偏光板４１を備えている。この偏光板４１は、例えば
対向基板１１に配置された偏光板４０と偏光面が直交す
るように配置される。
【０１０９】このような半透過型液晶表示装置は、以下
のように製造される。すなわち、上述した第１実施形態
と同様に、図１４の（ａ）乃至（ｇ）に示すような工程
を経た後、フォトエッチング法により一部の有機絶縁膜
２６を除去して一部の保護絶縁膜２５を露出する。続い
て、有機絶縁膜２６及び保護絶縁膜２５上に、スパッタ
法により例えばＩＴＯからなる透明性導電膜を約１００
ｎｍ程度の膜厚に成膜し、フォトエッチング法により所
定の形状にパターニングされ、これにより透明画素電極
２３ｆを形成する。この後、図１４の（ｈ）に示すよう
に、有機絶縁膜２６を除去した領域に対応して透過用孔
２３ｅを有する反射画素電極２３を形成する。その後の
工程は、上述した第１実施形態と同様である。
【０１１０】このような構成の半透過型液晶表示装置に
おいても、上述した第１実施形態と同様の効果が得られ
る。また、透過領域と反射領域とにおけるそれぞれの液
晶層１２の厚みを独立に制御することができる。このた
め、透過型として利用する場合及び反射型として利用す
る場合、ともに光学条件を最適化することが可能とな
り、それぞれの場合においてともに表示品位の良好な液
晶表示装置を得ることが可能となる。
【０１１１】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、良好な光学的反射特性を損なうことなく液晶の配向
不良を防止することができ、この結果として液晶表示装
置は広視野角および高コントラストという高品質な画像
を表示できる液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の第１実施形態に係る反射型
液晶表示装置の画素周辺の断面構造を示す図である。
【図２】図２は、図１に示す画素周辺の平面構造を示す
図である。
【図３】図３は、図２に示すIII−III線に沿った断面構
造を示す。
【図４】図４の（ａ）乃至（ｈ）は、図１に示すアレイ
基板の製造工程を示す図である。
【図５】図５は、この発明の第２実施形態に係る反射型
液晶表示装置の画素周辺の平面構造を示す図である。
【図６】図６は、図５に示すＶI−ＶI線に沿った断面構
造を示す図である。
【図７】図７は、この発明の第３実施形態に係る反射型
液晶表示装置の画素周辺の平面構造を示す図である。
【図８】図８は、図７に示すＶIII−ＶIII線に沿った断
面構造を示す図である。
【図９】図９の（ａ）乃至（ｊ）は、この発明の第４実
施形態に係る反射型液晶表示装置のアレイ基板の製造工
程を示す図である。
【図１０】図１０は、従来の反射型液晶表示装置の画素
周面の断面構造を示す図である。
【図１１】図１１は、この発明の他の実施の形態に係る
半透過型液晶表示装置の画素周辺の断面構造を示す図で
ある。
【図１２】図１２は、図１１に示す画素周辺の平面構造
を示す図である。
【図１３】図１３は、図１２に示すＡ−Ｂ線に沿った断
面構造を示す。
【図１４】図１４の（ａ）乃至（ｈ）は、図１１に示す
アレイ基板の製造工程を示す図である。
【図１５】図１５は、この発明の第２実施形態に係る半
透過型液晶表示装置の画素周辺の断面構造を示す図であ
る。
【図１６】図１６は、この発明の第３実施形態に係る半
透過型液晶表示装置の画素周辺の断面構造を示す図であ
る。
【符号の説明】
１０…アレイ基板 １１…対向基板 １２…液晶層 １４…信号線 １５…走査線 ２３…反射画素電極 ２３ａ…第１起伏の凸部 ２３ｂ…第１起伏の凹部 ２３ｃ…第２起伏の凸部 ２３ｄ…第２起伏の凹部 ２３ｅ…透過用孔 ２３ｆ…透明画素電極 ３８…対向電極 ＰＸ…画素領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H042 BA04 BA12 BA14 BA15 BA20 DA02 DA03 DA04 DA11 DA21 DC02 2H090 HA02 HB07X LA15 LA16 2H091 FA02Y FA14Z FA16Z FA41Z FB08 GA13 LA17

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１および第２電極基板と、前記第１およ
    び第２電極基板間に挟持され、液晶分子配列が前記第１
    および第２電極基板により各々制御される複数の画素領
    域に区分される液晶層とを備え、 前記第１電極基板が前記第２電極基板および液晶層を介
    して入射する光を散乱させる反射板を含み、 前記反射板が各画素領域の範囲に緩斜面を配置する第１
    起伏およびこの画素領域の範囲に複数の主散乱部を配置
    する第２起伏を重畳した反射表面を有することを特徴と
    する液晶表示装置。
  2. 【請求項２】前記第１電極基板は、各々対応画素領域に
    画素電位を印加する複数の画素電極を含み、前記第２起
    伏はこれら画素電極の間隙を除くように配置されること
    を特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項３】前記反射板は、前記複数の画素電極で構成
    されることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装
    置。
  4. 【請求項４】前記第１電極基板は、前記反射板の下地と
    して絶縁層を含むことを特徴とする請求項１に記載の液
    晶表示装置。
  5. 【請求項５】前記第１電極基板は、前記絶縁層により覆
    われる配線部材を含み、前記第１起伏の傾斜角が前記配
    線部材の厚さに依存することを特徴とする請求項４に記
    載の液晶表示装置。
  6. 【請求項６】前記第１電極基板は、前記絶縁層により覆
    われる配線部材を含み、前記主散乱部が前記配線部材の
    上方を除いて配置されることを特徴とする請求項４に記
    載の液晶表示装置。
  7. 【請求項７】前記絶縁層は、前記第１起伏および前記第
    ２起伏を規定する有機絶縁層を含むことを特徴とする請
    求項４に記載の液晶表示装置。
  8. 【請求項８】前記有機絶縁層は、感光性樹脂から構成さ
    れることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
  9. 【請求項９】前記有機絶縁層は、前記第１起伏を規定す
    る第１有機絶縁膜および前記第２起伏を規定する第２有
    機絶縁膜の積層体を含むことを特徴とする請求項７に記
    載の液晶表示装置。
  10. 【請求項１０】前記第１有機絶縁膜および第２有機絶縁
    膜は、いずれも感光性樹脂から構成されることを特徴と
    する請求項９に記載の液晶表示装置。
  11. 【請求項１１】前記絶縁層は、さらに前記有機絶縁層の
    下地として無機絶縁層を含むことを特徴とする請求項７
    に記載の液晶表示装置。
  12. 【請求項１２】前記無機絶縁層は、各画素領域範囲の外
    縁よりも内側に配置される複数の島部分を含み、前記第
    １起伏の傾斜角が前記複数の島部分の厚さに依存するこ
    とを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
  13. 【請求項１３】各主散乱部は、ランダムに配置される凸
    部であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装
    置。
  14. 【請求項１４】各主散乱部は、ランダムに配置される凹
    部であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装
    置。
  15. 【請求項１５】第１および第２電極基板と、前記第１お
    よび第２電極基板間に挟持され、液晶分子配列が前記第
    １および第２電極基板により各々制御される複数の画素
    領域に区分される液晶層とを備え、 前記第１電極基板は、前記第２電極基板及び前記液晶層
    を介して入射する光を散乱させる反射板が形成された反
    射機能を有する領域と、前記第1電極基板を介して入射
    する光を透過する透過機能を有する領域とを含み、 前記反射板が各画素領域の範囲に緩斜面を配置する第１
    起伏およびこの画素領域の範囲に複数の主散乱部を配置
    する第２起伏を重畳した反射表面を有することを特徴と
    する液晶表示装置。
  16. 【請求項１６】前記透過機能を有する領域は、前記反射
    板に透過用孔を備えたことを特徴とする請求項１５に記
    載の液晶表示装置。
  17. 【請求項１７】前記透過機能を有する領域は、各々対応
    画素領域に画素電位を印加する複数の透明電極を備えた
    ことを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装置。
  18. 【請求項１８】前記透明電極は、凹凸を有する絶縁層上
    に配置されたことを特徴とする請求項１７に記載の液晶
    表示装置。
  19. 【請求項１９】前記絶縁層は、前記第１起伏および前記
    第２起伏を規定する有機絶縁層を含むことを特徴とする
    請求項１８に記載の液晶表示装置。
  20. 【請求項２０】前記有機絶縁層は、感光性樹脂から構成
    されることを特徴とする請求項１９に記載の液晶表示装
    置。
  21. 【請求項２１】前記透明電極は、平坦化された絶縁層上
    に配置されたことを特徴とする請求項１７に記載の液晶
    表示装置。
  22. 【請求項２２】前記絶縁層は、有機絶縁層の下地として
    無機絶縁層を含み、前記透明電極は、無機絶縁層上に配
    置されたことを特徴とする請求項２１に記載の液晶表示
    装置。
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