JP4166554B2 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射電極を有する液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に周囲が明るい環境では反射型液晶表示装置として使用でき、周囲が暗い環境ではバックライトを点灯して透過型液晶表示装置として使用できる反射／透過型液晶表示装置に適用可能な液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）に比べて薄く、軽量であり、低電圧で駆動できて消費電力が小さいという利点があり、テレビ、ノート型ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、ディスクトップ型ＰＣ、ＰＤＡ（携帯端末）及び携帯電話など、種々の電子機器に使用されている。特に、各サブピクセル（以下、本願では「画素」という）毎にスイッチング素子としてＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）を設けたアクティブマトリクス型液晶表示装置は、その駆動能力の高さからＣＲＴにも匹敵する優れた表示特性を示し、ディスクトップ型ＰＣやテレビなど従来ＣＲＴが使用されていた分野にも広く使用されるようになった。
【０００３】
一般的に、液晶表示装置は、２枚の透明基板の間に液晶を封入した構造を有している。２枚の透明基板のうちの一方の基板には各画素毎に画素電極及びＴＦＴ等が形成され、他方の基板には画素電極に対向するカラーフィルタと、各画素共通のコモン（共通）電極とが形成されている。以下、画素電極及びＴＦＴが形成された基板をＴＦＴ基板と呼び、ＴＦＴ基板に対向して配置される基板を対向基板と呼ぶ。なお、カラー液晶表示装置では、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の３つの画素（サブピクセル）で１つのピクセル（Pixel ）を構成する。
【０００４】
液晶表示装置には、画素毎に透過光の光量を制御して画像を表示する透過型液晶表示装置と、画素毎に反射光の光量を制御して画像を表示する反射型液晶表示装置とがある。透過型液晶表示装置にはバックライトと呼ばれる専用の光源が必要であるのに対し、反射型液晶表示装置では光源として周囲の光（自然光又は電灯光）を使用するので、透過型液晶表示装置に比べて消費電力がより一層少ないという長所がある。また、屋外では、透過型液晶表示装置よりも反射型液晶表示装置のほうが視認性が優れていることもある。以下、反射型液晶表示装置の画素電極を、反射電極ともいう。
【０００５】
例えば特開平８−３３８９９３号公報には、ＴＮ（Twisted Nematic ）型液晶を使用し、配向膜をラビング処理して液晶をツイスト配向させた反射型液晶表示装置が記載されている。また、特開平５−２３２４６５号公報には、フォトリソグラフィ法を使用して反射電極に凹凸を設けた液晶表示装置が記載されている。このように、反射電極の表面に凹凸を設けることにより光が乱反射して、パネルを見る位置によって視認性が大きく変化することを回避できる。
【０００６】
しかし、上記の方法では反射電極の表面に凹凸を形成する工程が煩雑である。そこで、本願出願人は、ポジ型フォトレジストを使用して表面に凹凸を有する反射電極を形成する方法を提案している（例えば、特開２００２−２２１７１６号公報及び特開２００２−２９６５８５号公報）。この方法では、フォトレジストに紫外線等を照射して表層のみを硬化し、その後熱処理を施すことによりレジスト膜の表面に微細な凹凸を形成する。そして、このレジスト膜の上に反射電極を形成することによって、表面に凹凸を有する反射電極を容易に形成することができる。
【０００７】
ところで、反射型液晶表示装置は、光源として周囲の光（自然光又は電灯光）を使用するので、周囲の状態により視認性が大きく変化する。即ち、周囲が明るいときは反射型液晶表示装置の視認性は良好であるが、周囲が暗くなると視認性が著しく低下する。このような欠点を解消するために、パネルの前面に光源（フロントライトユニット）を設けた反射型液晶表示装置が提案されている。しかし、この種の反射型液晶表示装置では、反射電極で反射された光がフロントライトユニットを透過する構造であるため、反射光がフロントライトユニットで減衰されてしまう。このため、フロントライトユニットがない反射型液晶表示装置に比べてコントラストが低く、視認性が十分でないという欠点がある。
【０００８】
特開平７−３３３５９８号公報には、光を半透過する金属薄膜で反射電極を形成することによって、周囲が明るいときには反射型液晶表示装置として使用でき、周囲が暗いときにはバックライトを点灯して透過型液晶表示装置として使用できる液晶表示装置（以下、「反射／透過型液晶表示装置」と呼ぶ）が提案されている。しかし、この種の反射／透過型液晶表示装置では、透過型液晶表示装置として使用した場合に、金属薄膜での光吸収が大きいので、光の利用効率が悪く、輝度の大きなバックライトを使用しないと良好な視認性が得られないという欠点がある。また、光を半透過する金属薄膜として厚さが３０ｎｍ程度のＡｌ（アルミニウム）膜を使用しているが、大型の液晶表示装置の場合、パネル全面にわたって厚さが均一のＡｌ薄膜を形成することは極めて困難である。
【０００９】
特開平１１−２８１９７２号公報には、反射電極の中央部を開口して光が透過する透過領域を設け、透過領域にＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）等の透明電極を形成した反射／透過型液晶表示装置が提案されている。
【００１０】
図１８は、この種の従来の反射／透過型液晶表示装置のＴＦＴ基板の一例を示す模式図である。
【００１１】
ＴＦＴ基板には、相互に平行に配置された複数のゲートバスライン７１と、ゲートバスライン７１に直交する複数のデータバスライン７２とが形成されている。ゲートバスライン７１とデータバスライン７２とが交差する部分の近傍にはＴＦＴ７３が形成されている。また、ゲートバスライン７１とデータバスライン７２とにより区画される矩形の領域内に、Ａｌ（アルミニウム）等の光を反射する金属膜からなる反射電極７４が形成されている。この反射電極７４の中央部には、光を透過するための開口部７４ａが設けられており、開口部７４ａにはＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）等の透明導電体からなる透明電極７５が形成されている。
【００１２】
ゲートバスライン７１、データバスライン７２及びＴＦＴ７３は、絶縁性の平坦化膜に覆われており、反射電極７４は平坦化膜上に形成され、透明電極７５は平坦化膜の下に形成される。反射電極７４を構成するＡｌと、透明電極７５を構成するＩＴＯとが直接接触すると、電池効果により腐食が発生する。このため、反射電極７４と透明電極７５とは、Ｔｉ（チタン）等のバリアメタルを介して電気的に接続される。
【００１３】
このように構成された液晶表示装置において、画像を表示する際には、複数のゲートバスライン７１に順番に走査信号を供給し、各データバスライン７２に表示信号を供給する。そうすると、走査信号が供給されたゲートバスライン７１に接続されたＴＦＴ７３はオン状態になり、ＴＦＴ７３を介して反射電極７４及び透明電極７５に表示信号が書き込まれる。これにより、反射電極７４及び透明電極７５と対向基板との間の液晶分子の向きが変わり、その結果、反射光又は透過光の光量が変化する。各画素毎に反射光又は透過光の光量を制御することにより、液晶表示装置に所望の画像が表示される。
【００１４】
この反射／透過型液晶表示装置によれば、反射型液晶表示装置として使用したとき、及び透過型液晶表示装置として使用したときのいずれの場合も、比較的良好な視認性が確保される。
【００１５】
【特許文献１】
特開平８−３３８９９３号公報
【特許文献２】
特開平５−２３２４６５号公報
【特許文献３】
特開２００２−２２１７１６号公報
【特許文献４】
特開２００２−２９６５８５号公報
【特許文献５】
特開平７−３３３５９８号公報
【特許文献６】
特開平１１−２８１９７２号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平１１−２８１９７２号公報に記載された反射／透過型液晶表示装置では、Ａｌからなる反射電極の他に、ＩＴＯからなる透明電極とバリアメタルとを形成する必要がある。従って、工程数が多く、製品コストの上昇の原因となる。
【００１７】
また、特開平１１−２８１９７２号公報に記載された反射／透過型液晶表示装置では、透過領域を拡大すれば反射領域が縮小することになり、反射特性と透過特性とがトレードオフの関係にある。高解像度の液晶表示装置では１画素の面積が小さいため、反射特性及び透過特性のいずれも良好な液晶表示装置を得ることが困難である。
【００１８】
以上から、本発明の目的は、従来に比べて容易に製造することができ、且つ反射特性及び透過特性のいずれも良好な反射／透過型液晶表示装置及びその製造方法を提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、一対の基板間に液晶を封入して構成された液晶表示装置において、前記一対の基板の一方に、走査信号が供給されるゲートバスラインと、表示信号が供給されるデータバスラインと、ゲート電極が前記ゲートバスラインと電気的に接続され、ドレイン電極が前記データバスラインと電気的に接続された薄膜トランジスタと、画素毎に分割されて表面にしわ状の凹凸を有する樹脂膜と、前記樹脂膜の上に形成されて前記樹脂膜の凹凸に倣う凹凸を有し、前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続された反射電極とを具備し、前記ゲートバスラインと前記データバスラインとの交差部及び前記薄膜トランジスタが前記反射電極の下方に配置され、隣接する反射電極間の領域が光透過領域となっていることを特徴とする液晶表示装置により解決する。
【００２１】
本発明においては、しわ状の凹凸が形成された樹脂膜が画素毎に分割されている。特開２００２−２２１７１６号公報に記載されているように、樹脂膜の表面を硬化させた後に熱処理を施すと、表面に微細なしわ状の凹凸を形成することができる。本願発明者らの実験によれば、レジスト膜のサイズが大きいときにはレジスト膜の表面に形成されるしわ状の凹凸のパターンは一定ではないが、レジスト膜のサイズを小さくすると、レジスト膜のサイズに応じた一定の凹凸パターンが形成されることが確認されている。
【００２２】
このような効果を得るためには、画素が１１０〜８５０ｐｐｉに対応するサイズとすることが好ましい。画素のサイズが大きいときには、レジスト膜及び反射電極にスリットを設け、１画素分のレジスト膜及び反射電極を複数の領域に分割することで、同様の効果を得ることができる。これにより、例えば上側から液晶パネルに入射した光がパネル面の法線方向に反射するようにレジスト膜及び反射電極の大きさを決めて凹凸パターンを形成すれば、光の利用効率が向上して視認性が向上する。
【００２３】
なお 良好な反射特性を得るためには、反射電極の表面の平均傾斜角度が５°以下である平坦化領域が５０％以上であることが好ましい。また、スリットによりレジスト膜を複数の領域に分割するときには、レジスト膜の表面に凹凸を均一なパターンで形成するために、分割された領域の短辺の長さがいずれも５μｍ以上であることが好ましい。
【００２４】
また、ゲートバスライン、データバスライン及び薄膜トランジスタとが重なるようにレジスト膜及び反射電極を形成すると、隣接する反射電極間の領域を光が透過する光透過領域とすることができ、反射／透過型液晶表示装置を実現することができる。この場合、光透過領域の液晶分子は、反射電極から横方向に漏れる電界により駆動される。
【００２５】
上記した課題は、一対の基板間に液晶を封入して構成された液晶表示装置において、前記一対の基板の一方に、走査信号が供給されるゲートバスラインと、表示信号が供給されるデータバスラインと、ゲート電極が前記ゲートバスラインと電気的に接続され、ドレイン電極が前記データバスラインと電気的に接続された薄膜トランジスタと、画素毎に分割されて、前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタの上方に配置された樹脂膜と、前記樹脂膜の上に形成されて前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続された反射電極とを具備し、前記ゲートバスラインと前記データバスラインとの交差部及び前記薄膜トランジスタが前記反射電極の下方に配置され、隣接する反射電極間の領域が光透過領域となっていることを特徴とする液晶表示装置により解決する。
【００２６】
本発明においては、ゲートバスライン、データバスライン及び薄膜トランジスタと重なるように、画素毎に分割された樹脂膜及び反射電極を形成する。この場合、隣接する反射電極間の領域は、光が透過する光透過領域となる。従って、反射電極に開口部を形成して光透過領域とする方法に比べて、反射電極の面積が同じであっても光透過領域の面積を増大することができる。
【００２７】
上記した課題は、第１の基板上に、走査信号が供給されるゲートバスラインと、表示信号が供給されるデータバスラインと、ゲート電極が前記ゲートバスラインに接続されドレイン電極が前記データバスラインに接続された薄膜トランジスタとを形成する工程と、前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタの上方にフォトレジスト膜を形成する工程と、前記フォトレジスト膜を各画素毎に分割するとともに、前記薄膜トランジスタのソース電極に対応する位置に開口部を形成する露光／現像工程と、前記フォトレジスト膜の厚さ方向において内部応力を変化させる工程と、前記フォトレジスト膜を熱処理して表面にしわ状の凹凸を形成する工程と、前記フォトレジスト膜の上に、前記開口部を介して前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続した反射電極を形成する反射電極形成工程と、透明導電体膜からなる電極が設けられた第２の基板と前記第１の基板とを対向させて配置し、両者の間に液晶を封入する工程とを有し、前記ゲートバスラインと前記データバスラインとの交差部及び前記薄膜トランジスタを前記反射電極の下方に配置し、隣接する反射電極間の領域を光透過領域とすることを特徴とする液晶表示装置の製造方法により解決する。
【００２８】
本発明においては、フォトレジスト膜を画素毎に分割した後、熱処理を施すことにより表面に凹凸を形成する。この場合、本願発明者等の実験により、フォトレジスト膜のサイズに応じて、一定の凹凸パターンを形成することができることが確認されている。従って、液晶表示装置が実際に使用されるときの状態を考慮し、上側から液晶パネルに入射した光がパネル面の法線方向に反射するようにレジスト膜のサイズを決めて凹凸パターンを形成すれば、光の利用効率が向上して視認性が向上する。
【００２９】
上記した課題は、第１の基板上に、走査信号が供給されるゲートバスラインと、表示信号が供給されるデータバスラインと、ゲート電極が前記ゲートバスラインに接続されドレイン電極が前記データバスラインに接続された薄膜トランジスタとを形成する工程と、前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタの上方にフォトレジスト膜を形成する工程と、前記フォトレジスト膜を、前記ゲートバスラインと前記データバスラインとの交差部及び前記薄膜トランジスタに重なる反射電極形成領域毎に分割するとともに、前記薄膜トランジスタのソース電極に対応する位置に開口部を形成する露光／現像工程と、前記フォトレジスト膜の上に、前記開口部を介して前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続した反射電極を形成する反射電極形成工程と、透明導電体膜からなる電極が設けられた第２の基板と前記第１の基板とを対向させて配置し、両者の間に液晶を封入する工程とを有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法により解決する。
【００３０】
本発明においては、レジスト膜及び反射電極を、ゲートバスライン、データバスライン及び薄膜トランジスタと重なるように、画素毎に分割する。この場合、隣接する反射電極間の領域は光が透過する光透過領域となり、反射電極に開口部を形成して光透過領域とする方法に比べて、反射電極の面積が同じであっても光透過領域の面積を増大することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００３２】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置を示す平面図、図２は図１のＩ−Ｉ線の位置における模式断面図である。なお、本実施の形態は、本発明をＶＡ（垂直配向）型液晶を使用した反射／透過型液晶表示装置に適用した例を示している。
【００３３】
本実施の形態の液晶表示装置は、図２に示すように、相互に対向して配置されたＴＦＴ基板１０及び対向基板３０と、これらのＴＦＴ基板１０及び対向基板３０の間に封入された垂直配向型ネマチック液晶４０とにより構成されている。ＴＦＴ基板１０の下及び対向基板３０の上にはそれぞれ偏光板（直線偏光板、又は直線偏光＋λ／４位相差を組合せた円偏光板）３８，３９が配置される。また、ＴＦＴ基板１０の下方には、光源（バックライト：図示せず）が配置される。
【００３４】
ＴＦＴ基板１０は、図１，図２に示すように、ガラス基板１１と、ガラス基板１１上に形成されたゲートバスライン１２ａ、蓄積容量バスライン１２ｂ、データバスライン１７ａ、蓄積容量電極１７ｂ、ＴＦＴ７及び反射電極２０ａ等により構成されている。ゲートバスライン１２ａ及び蓄積容量バスライン１２ｂは水平方向に延在しており、データバスライン１７ａは垂直方向に延在している。ゲートバスライン１２ａ及び蓄積容量バスライン１２ｂはゲート絶縁膜１３に覆われており、このゲート絶縁膜１３によりデータバスライン１７ａと電気的に分離されている。
【００３５】
ゲートバスライン１２ａとデータバスライン１７ａとが交差する部分の近傍にはＴＦＴ７が形成されている。このＴＦＴ７は、ゲート絶縁膜１３上に形成されたシリコン膜（アモルファスシリコン膜又はポリシリコン膜）１４を動作層とし、ゲートバスライン１２ａの一部をゲート電極として構成されている。このＴＦＴ７のチャネル領域の上にはＳｉＮからなるチャネル保護膜１５ａが形成されている。チャネル保護膜１５ａの両側には、ドレイン電極１７ｄ及びソース電極１７ｓがそれぞれ形成されている。これらのドレイン電極１７ｄ及びソース電極１７ｓは、オーミックコンタクト層であるｎ+ 型アモルファスシリコン膜１６を介してシリコン膜１４と電気的に接続されている。また、ドレイン電極１７ｄはデータバスライン１７ａに電気的に接続され、ソース電極１７ｓは反射電極２０ａに電気的に接続されている。
【００３６】
更に、蓄積容量バスライン１２ｂの上方には、ゲート絶縁膜１３を介して蓄積容量電極１７ｂが形成されている。
【００３７】
ＴＦＴ７及び蓄積容量電極１７ｂはＳｉＮ等からなる最終保護膜（図示せず）に覆われており、その上には表面に微細な凹凸を有するレジスト膜１９が形成されている。このレジスト膜１９の上には、Ａｌ等からなる反射電極２０ａが形成されている。この反射電極２０ａは、最終保護膜及びレジスト膜１９に形成されたコンタクトホール１８ａ，１８ｂを介してＴＦＴ７のソース電極１７ｓ及び蓄積容量電極１７ｂと電気的に接続されている。また、反射電極２０ａの表面には、レジスト膜１９に倣った凹凸が設けられている。
【００３８】
本実施の形態では、レジスト膜１９は反射電極２０ａの下方のみに形成されている。また、本実施の形態の液晶表示装置の解像度は１１０〜８５０ｐｐｉであり、反射電極２０ａは解像度に応じた大きさに設定されている。更に、本実施の形態では、図１に示すように、反射電極２０ａは、ゲートバスライン１２ａ、蓄積容量バスライン１２ｂ、データバスライン１７ａ及びＴＦＴ７に重なるように形成されており、隣接する反射電極２０ａとの間は光が透過する透過領域となっている。
【００３９】
反射電極２０ａの上にはポリイミド等からなる配向膜２１が形成されている。通常、この配向膜２１の表面には、電界が印加されていないときの液晶分子の配向方向を決めるラビング処理は施していないが、ラビング処理を施してもよい。
【００４０】
一方、対向基板３０は、ガラス基板３１と、このガラス基板３１の一方の面側（図２では下側）に形成されたカラーフィルタ３２及びコモン電極３３とにより構成されている。カラーフィルタ３２には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３種類があり、１つの画素にはいずれか１色のカラーフィルタ３２が配置されている。
【００４１】
カラーフィルタ３２の下にはコモン電極３３が形成されており、このコモン電極３３の下にはポリイミド等からなる配向膜３４が形成されている。この配向膜３４の表面には、電界が印加されていないときの液晶分子の配向方向を決めるラビング処理が施されている。
【００４２】
ＴＦＴ基板１０と対向基板３０とは、両者の間隔を一定に維持するためのスペーサ（図示せず）を挟んで配置され、表示領域の外側に塗布されたシール剤（図示せず）により接合されている。
【００４３】
本実施の形態の液晶表示装置は、ゲートバスライン１２ａ及びデータバスライン１７ａの位置が従来の反射／透過型液晶表示装置と異なっており、従来の液晶表示装置で反射特性及び透過特性のいずれにも寄与していない領域、即ち隣接する反射電極間の領域を本実施の形態では透過領域として使用する。この領域の液晶分子は、反射電極２０ａから横方向に漏れる電界により駆動される。
【００４４】
また、本実施の形態では、各画素毎にレジスト膜１９が分割されている。このレジスト膜１９の表面には、後述するようにレジスト膜１９の表層のみを硬化した後、熱処理を施すことにより形成されたしわ状の凹凸が設けられている。本願発明者等の実験によれば、レジスト膜のサイズが大きいときにはレジスト膜の表面に形成されるしわ状の凹凸のパターンは一定ではないが、レジスト膜のサイズが小さいときには、レジスト膜のサイズに応じた一定の凹凸パターンが形成されることが確認されている。従って、液晶表示装置が実際に使用されるときの状態を考慮し、上側から液晶パネルに入射した光がパネル面の法線方向に反射するようにレジスト膜のサイズを決めて凹凸パターンを形成すれば、光の利用効率が向上して視認性が向上する。
【００４５】
レジスト膜のサイズが小さくなると凹凸のパターンが均一化される理由は明らかではないものの、以下のように考えることができる。すなわち、レジスト膜のサイズが大きい場合は、熱処理により凹凸が発生する位置は不定であり、しかも複数の位置で独立に凹凸が発生することもあるため、凹凸のパターンは一定ではない。しかし、レジスト膜のサイズが小さい場合は、応力が集中する位置がレジスト膜のサイズに応じて周期的に発生するため、凹凸のパターンがレジスト膜のサイズに応じて一定となる。このような効果を得るためには、画素電極２０ａのサイズを１１０〜８５０ｐｐｉの解像度に対応する大きさとすることが必要である。
【００４６】
なお、レジスト膜に形成される凹凸パターンは、レジスト膜の膜厚にも関係する。また、液晶表示装置の上側から入射する光をパネルの法線方向に効率よく反射するためには、反射電極面の平坦化領域（平均傾斜角度が５°以下である領域）が５０％以上とすることが好ましい。
【００４７】
以下、本実施の形態の液晶表示装置の製造方法について説明する。
【００４８】
図３〜図９は、本実施の形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法を工程順に示す模式断面図である。まず、図３（ａ）に示すように、スパッタ法により、ガラス基板１１の上に金属膜１２を形成し、その上に、フォトレジストを使用して所定のパターンのレジスト膜４１を形成する。
【００４９】
次に、図３（ｂ）に示すように、レジスト膜４１をマスクとして金属膜１２をエッチングし、ゲートバスライン１２ａ及び蓄積容量バスライン１２ｂを形成する。その後、レジスト膜４１を除去する。
【００５０】
次に、図４（ａ）に示すように、プラズマＣＶＤ法により、ガラス基板１１の上側全面にゲート絶縁膜１３を形成し、更にその上にＴＦＴの動作層となるアモルファスシリコン膜１４及びチャネル保護膜となるＳｉＮ（窒化シリコン）膜１５を順次形成する。
【００５１】
その後、ＳｉＮ膜１５の上にポジ型フォトレジスト膜を形成する。そして、ガラス基板１１の裏面側からフォトレジスト膜を露光し、更に基板１１の表面側から所定の露光マスクを介して露光した後に現像処理を施して、ゲートバスライン１２ａの上方のチャネル保護膜形成領域を覆うレジスト膜４２を形成する。
【００５２】
次に、図４（ｂ）に示すように、レジスト膜４２をマスクとしてＳｉＮ膜１５をエッチングし、チャネル保護膜１５ａを形成する。その後、レジスト膜４２を除去する。
【００５３】
次に、図５（ａ）に示すように、ガラス基板１１の上側全面に、オーミックコンタクト層となるｎ+ 型アモルファスシリコン膜１６を形成する。その後、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition ）法により、ｎ+ 型アモルファスシリコン膜１６上にデータバスライン、ソース電極及びドレイン電極となる金属膜１７を形成する。そして、フォトレジストを使用して、金属膜１７の上に所定のパターンのレジスト膜４５を形成する。
【００５４】
次に、図５（ｂ）に示すように、レジスト膜４５をマスクとして金属膜１７、ｎ+ 型アモルファスシリコン膜１６及びシリコン膜１４をエッチングして、ＴＦＴ７の動作層となるシリコン膜１４の形状を確定するとともに、データバスライン１７ａ、ソース電極１７ｓ、ドレイン電極１７ｄ及び蓄積容量電極１７ｂを形成する。このとき、シリコン膜１４のうちＴＦＴ７のチャネルとなる部分は、チャネル保護膜１５ａにより保護される。その後、レジスト膜４５を除去する。
【００５５】
次に、図６（ａ）に示すように、ガラス基板１１の上側全面に、例えばＳｉＮにより最終保護膜１８を形成する。そして、この最終保護膜１８の上に、コンタクトホール形成部が開口されたレジスト膜４６を形成する。
【００５６】
次に、図６（ｂ）に示すように、レジスト膜４６をマスクとして最終保護膜１８をエッチングし、ソース電極１７ｓ及び蓄積容量電極１７ｂに到達するコンタクトホール１８ａ，１８ｂをそれぞれ形成する。その後、レジスト膜４６を除去する。
【００５７】
次に、図７（ａ）に示すように、ガラス基板１１の上側全面にポジ型フォトレジスト膜１９を形成し、露光及び現像処理を施して、コンタクトホール１８ａ，１８ｂが露出する開口部を形成するとともに、レジスト膜１９を各画素毎に分割する。その後、１３０〜１４５℃の温度でポストベークした後、更にレジスト膜１９の表層に紫外線（ＵＶ）を照射して、表層のポリマーを架橋させる。次に、２００℃以上の温度で熱焼成すると、レジスト膜１９の表層（架橋した部分）と深部（架橋していない部分）との熱的変形特性（熱膨張率又は熱収縮率）が異なるため、図７（ｂ）に示すように、レジスト膜１９の表面に微細なしわ状の凹凸が生成される。この場合、前述したように、本実施の形態ではレジスト膜１９が画素毎に小さく分割されているため、レジスト膜１９に形成される凹凸のパターンが均一化される。
【００５８】
なお、本実施の形態ではＵＶ照射によりレジスト膜１９の表層のみを硬化したが、熱、プラズマ、ＵＶ又はイオンビーム照射によりレジスト膜の厚さ方向の内部応力を変化させてもよい。
【００５９】
次に、図８（ａ）に示すように、ガラス基板１１の上側全面にＡｌをスパッタリングして金属膜２０を形成する。レジスト膜１９上の金属膜２０の表面には、レジスト膜１９に倣って微細な凹凸が形成される。また、この金属膜２０は、コンタクトホール１８ａ，１８ｂを介してソース電極１７ｓ及び蓄積容量電極１７ｂと電気的に接続される。その後、金属膜２０の上に、反射電極の形状を確定するためのレジスト膜４８を所定のパターンで形成する。
【００６０】
次いで、図８（ｂ）に示すように、レジスト膜４８をマスクとして金属膜２０をエッチングし、各画素毎に反射電極２０ａを形成する。その後、図９に示すようにレジスト膜４８を除去する。そして、ガラス基板１１の上側全面にポリイミド等からなる配向膜（図示せず）を形成する。このようにして、表面に微細な凹凸を有する反射電極２０ａが形成される。
【００６１】
以下、対向基板３０の製造方法について説明する。まず、ガラス基板３１の一方の面上（図２では下側の面）に、赤色感光性樹脂、緑色感光性樹脂及び青色感光性樹脂を使用して、カラーフィルタ３２を形成する。
【００６２】
次に、それらのカラーフィルタ３２の上にＩＴＯをスパッタして透明のコモン電極３３を形成する。そして、コモン電極３３の上に、ポリイミドからなる配向膜３４を形成する。このようにして対向基板３０が完成する。
【００６３】
次いで、ＴＦＴ基板１０と対向基板３０との間に両者の間隔を一定に維持するためのスペーサ（図示せず）を配置し、真空注入法又は滴下注入法によりＴＦＴ基板１０と対向基板３０との間に液晶４０を封入する。このようにして、図１，図２に示すような反射／透過型液晶表示装置が完成する。
【００６４】
図１０は、横軸に解像度（ｐｐｉ）をとり、縦軸に透過開口率（左軸）及び有効反射面積比率（右軸）をとって、図１８に示す従来の反射／透過型液晶表示装置と本実施の形態の反射／透過型液晶表示装置の解像度と透過開口率及び有効反射面積比率との関係を示す図である。但し、従来の液晶表示装置においては、解像度に拘わらず透過開口率が１４％で一定であるとしている。また、画素間隔は８μｍ、データバスラインの幅は５μｍ、蓄積容量バスラインの幅は１２μｍ、ゲートバスラインの幅は１０μｍとしている。
【００６５】
この図１０からわかるように、従来例の液晶表示装置では、解像度が１２５ｐｐｉのときの有効反射面積比率が約７４％であり、高解像度になるほど有効反射面積比率が減少する。一方、本実施の形態の液晶表示装置では、解像度が１２５ｐｐｉのときの透過開口率が約１４％、有効反射面積比率が約８５％であり、従来例に比べて有効反射面積比率が大きいことがわかる。また、本実施の形態では、解像度が約１８０ｐｐｉのときに、透過開口率が約１８％、有効反射面積比率が約７８％である。カタログ等に記載された小さな文字を認識するためには、１８０ｐｐｉ以上の解像度が必要とされている。即ち、図１０から、本実施の形態の液晶表示装置は、１８０ｐｐｉ程度の高解像度であっても反射特性及び透過特性がいずれも良好であり、視認性が優れていることがわかる。
【００６６】
図１１に、本実施の形態に係る液晶表示装置を製造し、印加電圧が０Ｖ及び２．３Ｖのときにおける反射状態及び透過状態を調べたときの顕微鏡像を示す。但し、この液晶表示装置の解像度は１８０ｐｐｉ相当である。また、セルギャップは３μｍであり、ＴＦＴ基板及び対向基板の垂直配向膜をラビング処理した後、これらの基板間にｎ型ネマチック液晶を封入している。この液晶表示装置の製造時に使用したフォトマスクの設計値も、図１１に併せて示す。また、図１２に、この液晶表示装置の反射電極のＡＦＭ（Atomic Force Microscope ; 原子間力顕微鏡）像を示す。図１１から、反射型液晶表示装置として使用したとき、及び透過型液晶表示装置として使用したときのいずれの場合であっても、良好な特性を得られることがわかる。
【００６７】
（第２の実施の形態）
図１３（ａ）は、本発明の第２の実施の形態の反射／透過型液晶表示装置を示す平面図である。なお、本実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、反射電極にスリットが設けられていることにあり、その他の構成は基本的に第１の実施の形態と同様であるので、重複する部分の説明は省略する。
【００６８】
本実施の形態においては、図１３（ａ）に示すように、反射電極５１及びその下方のレジスト膜に、ゲートバスライン１２ａと平行な複数のスリット５２が設けられている。つまり、これらのスリット５２により、１画素内でレジスト膜が複数の領域に分割されている。
【００６９】
前述したように、レジスト膜に形成される凹凸のパターンは、レジスト膜のサイズにより決まる。本実施の形態のように、反射電極５１及びその下のレジスト膜にスリット５２を設けておくことにより、反射電極５１のサイズが大きい場合であっても、反射電極５１に所望の凹凸パターンを形成することができる。また、スリット５２の部分が透過領域となり、透過開口率が高くなる。所望の凹凸パターンに応じて、図１３（ｂ），（ｃ）に示すような形状のスリット５３，５４を形成してもよい。なお、レジスト膜に一定のパターンの凹凸を確実に形成するためには、スリット５２，５２，５４により分割された領域の短辺がいずれも５μｍであることが好ましい。
【００７０】
図１４は、横軸に解像度（ｐｐｉ）をとり、縦軸に透過開口率（左軸）及び有効反射面積比率（右軸）をとって、図１８に示す従来の反射／透過型液晶表示装置と本実施の形態の反射／透過型液晶表示装置の解像度と透過開口率及び有効反射面積比率との関係を示す図である。但し、従来の液晶表示装置においては、解像度に拘わらず透過開口率が１４％で一定であるとしている。また、画素間隔は８μｍ、データバスラインの幅は５μｍ、蓄積容量バスラインの幅は１２μｍ、ゲートバスラインの幅は１０μｍとしている。
【００７１】
この図１４からわかるように、本実施の形態においては、１２５ｐｐｉ以下の反射型液晶表示装置においても、所望のパターンで凹凸を形成することができるので、従来に比べて光利用効率が高い反射／透過型液晶表示装置が実現される。
【００７２】
図１５に、本実施の形態に係る液晶表示装置を製造し、印加電圧が０Ｖ及び２．３Ｖのときにおける表示状態を調べたときの顕微鏡像を示す。また、この液晶表示装置の製造時に使用したフォトマスクの設計値も図１５に併せて示す。この図１５から、各画素に均一な凹凸パターンが形成されていることがわかる。
【００７３】
（第３の実施の形態）
図１６（ａ）は、本発明の第３の実施の形態の反射／透過型液晶表示装置を示す平面図である。なお、本実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、反射電極に凹凸が設けられていないこと、及び反射電極にスリットが設けられていることにあり、その他の構成は基本的に第１の実施の形態と同様であるので、重複する部分の説明は省略する。
【００７４】
本実施の形態においては、図１６（ａ）に示すように、反射電極６１にスリット６２を設けて、スリット６２の部分を透過領域としている。図１６（ｂ），（ｃ）に示すような形状のスリット６３，６４を設けてもよい。但し、スリットの形状は、各画素共通とすることが好ましい。また、スリットにより分割された領域の短辺がいずれも５μｍ以上であることが好ましい。
【００７５】
本実施の形態においては、反射電極６１が、ゲートバスライン１２ａ、データバスライン１７ａ及びＴＦＴ７に重なるように形成されており、隣接する反射電極６１との間の領域は光透過領域となっている。また、反射電極６１にスリット６１を設けて光透過領域としている。従って、本実施の形態の液晶表示装置は、従来に比べて透過開口率が高く、反射特性及び透過特性がいずれも向上する。
【００７６】
図１７に、本実施の形態に係る液晶表示装置を製造し、印加電圧が０Ｖ及び２．３Ｖのときにおける表示状態を調べたときの顕微鏡像を示す。また、この液晶表示装置の製造時に使用したフォトマスクの設計値も図１７に併せて示す。この図１７から、本実施の形態により、光利用率が高く、解像度が１２５ｐｐｉ以下であっても視認性が良好な反射型液晶表示装置が実現できることがわかる。
【００７７】
なお、上記実施の形態ではいずれも本発明を垂直配向（ＶＡ）型液晶表示装置に適用した場合について説明したが、これにより本発明の適用範囲が垂直配向型液晶表示装置に限定されるものではない。本発明は、水平配向型液晶表示装置及びハイブリッド配向型液晶表示装置等に適用することもできる。
【００７８】
（付記１）一対の基板間に液晶を封入して構成された液晶表示装置において、前記一対の基板の一方に、走査信号が供給されるゲートバスラインと、表示信号が供給されるデータバスラインと、ゲート電極が前記ゲートバスラインと電気的に接続され、ドレイン電極が前記データバスラインと電気的に接続された薄膜トランジスタと、画素毎に分割されて表面にしわ状の凹凸を有する樹脂膜と、前記樹脂膜の上に形成されて前記樹脂膜の凹凸に倣う凹凸を有し、前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続された反射電極とを具備することを特徴とする液晶表示装置。
【００７９】
（付記２）前記樹脂膜が、ポジ型フォトレジストにより形成されていることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【００８０】
（付記３）前記反射電極及び前記樹脂膜は、スリットにより複数の領域に分割されていることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【００８１】
（付記４）前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタが前記反射電極の下方に配置され、隣接する反射電極間の領域が光透過領域となっていることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【００８２】
（付記５）一対の基板間に液晶を封入して構成された液晶表示装置において、前記一対の基板の一方に、走査信号が供給されるゲートバスラインと、表示信号が供給されるデータバスラインと、ゲート電極が前記ゲートバスラインと電気的に接続され、ドレイン電極が前記データバスラインと電気的に接続された薄膜トランジスタと、画素毎に分割されて、前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタの上方に配置された樹脂膜と、前記樹脂膜の上に形成されて前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続された反射電極とを具備することをことを特徴とする液晶表示装置。
【００８３】
（付記６）隣接する反射電極間の領域が光透過領域となっていることを特徴とする付記５に記載の液晶表示装置。
【００８４】
（付記７）前記樹脂膜が、ポジ型フォトレジストにより形成されていることを特徴とする付記５に記載の液晶表示装置。
【００８５】
（付記８）第１の基板上に、走査信号が供給されるゲートバスラインと、表示信号が供給されるデータバスラインと、ゲート電極が前記ゲートバスラインに接続されドレイン電極が前記データバスラインに接続された薄膜トランジスタとを形成する工程と、前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタの上方にフォトレジスト膜を形成する工程と、前記フォトレジスト膜を各画素毎に分割するとともに、前記薄膜トランジスタのソース電極に対応する位置に開口部を形成する露光／現像工程と、前記フォトレジスト膜の厚さ方向において内部応力を変化させる工程と、前記フォトレジスト膜を熱処理して表面にしわ状の凹凸を形成する工程と、前記フォトレジスト膜の上に、前記開口部を介して前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続した反射電極を形成する反射電極形成工程と、透明導電体膜からなる電極が設けられた第２の基板と前記第１の基板とを対向させて配置し、両者の間に液晶を封入する工程とを有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００８６】
（付記９）前記反射電極を、前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタと重なる位置に形成することを特徴とする付記８に記載の液晶表示装置の製造方法。
【００８７】
（付記１０）前記露光／現像工程では、前記１画素分のレジスト膜を更に複数の領域に分割するスリットを形成し、前記反射電極形成工程では前記スリットに対応する部分を開口して光透過領域とすることを特徴とする付記８に記載の液晶表示装置の製造方法。
【００８８】
（付記１１）第１の基板上に、走査信号が供給されるゲートバスラインと、表示信号が供給されるデータバスラインと、ゲート電極が前記ゲートバスラインに接続されドレイン電極が前記データバスラインに接続された薄膜トランジスタとを形成する工程と、前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタの上方にフォトレジスト膜を形成する工程と、前記フォトレジスト膜を、前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタに重なる反射電極形成領域毎に分割するとともに、前記薄膜トランジスタのソース電極に対応する位置に開口部を形成する露光／現像工程と、前記フォトレジスト膜の上に、前記開口部を介して前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続した反射電極を形成する反射電極形成工程と、透明導電体膜からなる電極が設けられた第２の基板と前記第１の基板とを対向させて配置し、両者の間に液晶を封入する工程とを有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００８９】
（付記１２）隣接する反射電極間の領域を光透過領域とすることを特徴とする付記１１に記載の液晶表示装置。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、樹脂膜が画素毎に分割されているので、樹脂膜の表面の凹凸が樹脂膜の大きさに応じた一定のパターンとなる。これにより、光の利用効率が向上し、従来に比べて反射特性が優れた反射型液晶表示装置を製造することができる。
【００９１】
また、ゲートバスライン、データバスライン及び薄膜トランジスタに重なるように樹脂膜及び反射電極を形成すると、隣接する反射電極間の領域を光透過領域として使用することができる。これにより、反射／透過型液晶表示装置に適用することが可能になり、従来の反射電極に開口部を設けた反射／透過型液晶表示装置に比べて、反射特性及び透過特性をいずれも向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置を示す平面図である。
【図２】図２は図１のＩ−Ｉ線の位置における模式断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法を工程順に示す模式断面図（その１）である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法を工程順に示す模式断面図（その２）である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法を工程順に示す模式断面図（その３）である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法を工程順に示す模式断面図（その４）である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法を工程順に示す模式断面図（その５）である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法を工程順に示す模式断面図（その６）である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法を工程順に示す模式断面図（その７）である。
【図１０】図１０は、従来の反射／透過型液晶表示装置と第１の実施の形態の反射／透過型液晶表示装置の解像度と透過開口率及び有効反射面積比率との関係を示す図である。
【図１１】図１１は、第１の実施の形態に係る液晶表示装置を製造し、印加電圧が０Ｖ及び２．３Ｖのときにおける反射状態及び透過状態を調べたときの顕微鏡像を示す図である。
【図１２】図１２は、第１の実施の形態に係る液晶表示装置の反射電極のＡＦＭ像を示す図である。
【図１３】図１３（ａ）〜（ｃ）は、いずれも本発明の第２の実施の形態の反射／透過型液晶表示装置を示す平面図である。
【図１４】図１４は、従来の反射／透過型液晶表示装置と第２の実施の形態の反射／透過型液晶表示装置の解像度と透過開口率及び有効反射面積比率との関係を示す図である。
【図１５】図１５は、第２の実施の形態に係る液晶表示装置を製造し、印加電圧が０Ｖ及び２．３Ｖのときにおける表示状態を調べたときの顕微鏡像を示す図である。
【図１６】図１６（ａ）〜（ｃ）は、いずれも本発明の第３の実施の形態の反射／透過型液晶表示装置を示す平面図である。
【図１７】図１７は、第３の実施の形態に係る液晶表示装置を製造し、印加電圧が０Ｖ及び２．３Ｖのときにおける表示状態を調べたときの顕微鏡像を示す図である。
【図１８】図１８は、従来の反射／透過型液晶表示装置のＴＦＴ基板の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
７，７３…ＴＦＴ、
１０…ＴＦＴ基板、
１１，３１…ガラス基板、
１２，１７…金属膜、
１２ａ，７１…ゲートバスライン、
１２ｂ…蓄積容量バスライン、
１３…ゲート絶縁膜、
１４…シリコン膜、
１５…ＳｉＮ膜、
１６…ｎ+ 型アモルファスシリコン膜、
１７ａ，７２…データバスライン、
１７ｂ…蓄積容量電極、
１７ｄ…ドレイン電極、
１７ｓ…ソース電極、
１８…最終保護膜、
１８ａ，１８ｂ…コンタクトホール、
１９，４１，４２，４５，４８…レジスト膜、
２０ａ，５１，６１，７４…反射電極、
２１，３４…配向膜
３０…対向基板、
３２…カラーフィルタ、
３３…コモン電極、
３８，３９…偏光板、
４０…液晶、
５２，５３，５４，６２，６３，６４…スリット、
７４ａ…開口部、
７５…透明電極。
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射電極を有する液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に周囲が明るい環境では反射型液晶表示装置として使用でき、周囲が暗い環境ではバックライトを点灯して透過型液晶表示装置として使用できる反射／透過型液晶表示装置に適用可能な液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）に比べて薄く、軽量であり、低電圧で駆動できて消費電力が小さいという利点があり、テレビ、ノート型ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、ディスクトップ型ＰＣ、ＰＤＡ（携帯端末）及び携帯電話など、種々の電子機器に使用されている。特に、各サブピクセル（以下、本願では「画素」という）毎にスイッチング素子としてＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）を設けたアクティブマトリクス型液晶表示装置は、その駆動能力の高さからＣＲＴにも匹敵する優れた表示特性を示し、ディスクトップ型ＰＣやテレビなど従来ＣＲＴが使用されていた分野にも広く使用されるようになった。
【０００３】
一般的に、液晶表示装置は、２枚の透明基板の間に液晶を封入した構造を有している。２枚の透明基板のうちの一方の基板には各画素毎に画素電極及びＴＦＴ等が形成され、他方の基板には画素電極に対向するカラーフィルタと、各画素共通のコモン（共通）電極とが形成されている。以下、画素電極及びＴＦＴが形成された基板をＴＦＴ基板と呼び、ＴＦＴ基板に対向して配置される基板を対向基板と呼ぶ。なお、カラー液晶表示装置では、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の３つの画素（サブピクセル）で１つのピクセル（Pixel ）を構成する。
【０００４】
液晶表示装置には、画素毎に透過光の光量を制御して画像を表示する透過型液晶表示装置と、画素毎に反射光の光量を制御して画像を表示する反射型液晶表示装置とがある。透過型液晶表示装置にはバックライトと呼ばれる専用の光源が必要であるのに対し、反射型液晶表示装置では光源として周囲の光（自然光又は電灯光）を使用するので、透過型液晶表示装置に比べて消費電力がより一層少ないという長所がある。また、屋外では、透過型液晶表示装置よりも反射型液晶表示装置のほうが視認性が優れていることもある。以下、反射型液晶表示装置の画素電極を、反射電極ともいう。
【０００５】
例えば特開平８−３３８９９３号公報には、ＴＮ（Twisted Nematic ）型液晶を使用し、配向膜をラビング処理して液晶をツイスト配向させた反射型液晶表示装置が記載されている。また、特開平５−２３２４６５号公報には、フォトリソグラフィ法を使用して反射電極に凹凸を設けた液晶表示装置が記載されている。このように、反射電極の表面に凹凸を設けることにより光が乱反射して、パネルを見る位置によって視認性が大きく変化することを回避できる。
【０００６】
しかし、上記の方法では反射電極の表面に凹凸を形成する工程が煩雑である。そこで、本願出願人は、ポジ型フォトレジストを使用して表面に凹凸を有する反射電極を形成する方法を提案している（例えば、特開２００２−２２１７１６号公報及び特開２００２−２９６５８５号公報）。この方法では、フォトレジストに紫外線等を照射して表層のみを硬化し、その後熱処理を施すことによりレジスト膜の表面に微細な凹凸を形成する。そして、このレジスト膜の上に反射電極を形成することによって、表面に凹凸を有する反射電極を容易に形成することができる。
【０００７】
ところで、反射型液晶表示装置は、光源として周囲の光（自然光又は電灯光）を使用するので、周囲の状態により視認性が大きく変化する。即ち、周囲が明るいときは反射型液晶表示装置の視認性は良好であるが、周囲が暗くなると視認性が著しく低下する。このような欠点を解消するために、パネルの前面に光源（フロントライトユニット）を設けた反射型液晶表示装置が提案されている。しかし、この種の反射型液晶表示装置では、反射電極で反射された光がフロントライトユニットを透過する構造であるため、反射光がフロントライトユニットで減衰されてしまう。このため、フロントライトユニットがない反射型液晶表示装置に比べてコントラストが低く、視認性が十分でないという欠点がある。
【０００８】
特開平７−３３３５９８号公報には、光を半透過する金属薄膜で反射電極を形成することによって、周囲が明るいときには反射型液晶表示装置として使用でき、周囲が暗いときにはバックライトを点灯して透過型液晶表示装置として使用できる液晶表示装置（以下、「反射／透過型液晶表示装置」と呼ぶ）が提案されている。しかし、この種の反射／透過型液晶表示装置では、透過型液晶表示装置として使用した場合に、金属薄膜での光吸収が大きいので、光の利用効率が悪く、輝度の大きなバックライトを使用しないと良好な視認性が得られないという欠点がある。また、光を半透過する金属薄膜として厚さが３０ｎｍ程度のＡｌ（アルミニウム）膜を使用しているが、大型の液晶表示装置の場合、パネル全面にわたって厚さが均一のＡｌ薄膜を形成することは極めて困難である。
【０００９】
特開平１１−２８１９７２号公報には、反射電極の中央部を開口して光が透過する透過領域を設け、透過領域にＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）等の透明電極を形成した反射／透過型液晶表示装置が提案されている。
【００１０】
図１８は、この種の従来の反射／透過型液晶表示装置のＴＦＴ基板の一例を示す模式図である。
【００１１】
ＴＦＴ基板には、相互に平行に配置された複数のゲートバスライン７１と、ゲートバスライン７１に直交する複数のデータバスライン７２とが形成されている。ゲートバスライン７１とデータバスライン７２とが交差する部分の近傍にはＴＦＴ７３が形成されている。また、ゲートバスライン７１とデータバスライン７２とにより区画される矩形の領域内に、Ａｌ（アルミニウム）等の光を反射する金属膜からなる反射電極７４が形成されている。この反射電極７４の中央部には、光を透過するための開口部７４ａが設けられており、開口部７４ａにはＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）等の透明導電体からなる透明電極７５が形成されている。
【００１２】
ゲートバスライン７１、データバスライン７２及びＴＦＴ７３は、絶縁性の平坦化膜に覆われており、反射電極７４は平坦化膜上に形成され、透明電極７５は平坦化膜の下に形成される。反射電極７４を構成するＡｌと、透明電極７５を構成するＩＴＯとが直接接触すると、電池効果により腐食が発生する。このため、反射電極７４と透明電極７５とは、Ｔｉ（チタン）等のバリアメタルを介して電気的に接続される。
【００１３】
このように構成された液晶表示装置において、画像を表示する際には、複数のゲートバスライン７１に順番に走査信号を供給し、各データバスライン７２に表示信号を供給する。そうすると、走査信号が供給されたゲートバスライン７１に接続されたＴＦＴ７３はオン状態になり、ＴＦＴ７３を介して反射電極７４及び透明電極７５に表示信号が書き込まれる。これにより、反射電極７４及び透明電極７５と対向基板との間の液晶分子の向きが変わり、その結果、反射光又は透過光の光量が変化する。各画素毎に反射光又は透過光の光量を制御することにより、液晶表示装置に所望の画像が表示される。
【００１４】
この反射／透過型液晶表示装置によれば、反射型液晶表示装置として使用したとき、及び透過型液晶表示装置として使用したときのいずれの場合も、比較的良好な視認性が確保される。
【００１５】
【特許文献１】
特開平８−３３８９９３号公報
【特許文献２】
特開平５−２３２４６５号公報
【特許文献３】
特開２００２−２２１７１６号公報
【特許文献４】
特開２００２−２９６５８５号公報
【特許文献５】
特開平７−３３３５９８号公報
【特許文献６】
特開平１１−２８１９７２号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平１１−２８１９７２号公報に記載された反射／透過型液晶表示装置では、Ａｌからなる反射電極の他に、ＩＴＯからなる透明電極とバリアメタルとを形成する必要がある。従って、工程数が多く、製品コストの上昇の原因となる。
【００１７】
また、特開平１１−２８１９７２号公報に記載された反射／透過型液晶表示装置では、透過領域を拡大すれば反射領域が縮小することになり、反射特性と透過特性とがトレードオフの関係にある。高解像度の液晶表示装置では１画素の面積が小さいため、反射特性及び透過特性のいずれも良好な液晶表示装置を得ることが困難である。
【００１８】
以上から、本発明の目的は、従来に比べて容易に製造することができ、且つ反射特性及び透過特性のいずれも良好な反射／透過型液晶表示装置及びその製造方法を提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、一対の基板間に液晶を封入して構成された液晶表示装置において、前記一対の基板の一方に、走査信号が供給されるゲートバスラインと、表示信号が供給されるデータバスラインと、ゲート電極が前記ゲートバスラインと電気的に接続され、ドレイン電極が前記データバスラインと電気的に接続された薄膜トランジスタと、画素毎に分割されて表面にしわ状の凹凸を有する樹脂膜と、前記樹脂膜の上に形成されて前記樹脂膜の凹凸に倣う凹凸を有し、前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続された反射電極とを具備し、前記ゲートバスラインと前記データバスラインとの交差部及び前記薄膜トランジスタが前記反射電極の下方に配置され、隣接する反射電極間の領域が光透過領域となっていることを特徴とする液晶表示装置により解決する。
【００２１】
本発明においては、しわ状の凹凸が形成された樹脂膜が画素毎に分割されている。特開２００２−２２１７１６号公報に記載されているように、樹脂膜の表面を硬化させた後に熱処理を施すと、表面に微細なしわ状の凹凸を形成することができる。本願発明者らの実験によれば、レジスト膜のサイズが大きいときにはレジスト膜の表面に形成されるしわ状の凹凸のパターンは一定ではないが、レジスト膜のサイズを小さくすると、レジスト膜のサイズに応じた一定の凹凸パターンが形成されることが確認されている。
【００２２】
このような効果を得るためには、画素が１１０〜８５０ｐｐｉに対応するサイズとすることが好ましい。画素のサイズが大きいときには、レジスト膜及び反射電極にスリットを設け、１画素分のレジスト膜及び反射電極を複数の領域に分割することで、同様の効果を得ることができる。これにより、例えば上側から液晶パネルに入射した光がパネル面の法線方向に反射するようにレジスト膜及び反射電極の大きさを決めて凹凸パターンを形成すれば、光の利用効率が向上して視認性が向上する。
【００２３】
なお 良好な反射特性を得るためには、反射電極の表面の平均傾斜角度が５°以下である平坦化領域が５０％以上であることが好ましい。また、スリットによりレジスト膜を複数の領域に分割するときには、レジスト膜の表面に凹凸を均一なパターンで形成するために、分割された領域の短辺の長さがいずれも５μｍ以上であることが好ましい。
【００２４】
また、ゲートバスライン、データバスライン及び薄膜トランジスタとが重なるようにレジスト膜及び反射電極を形成すると、隣接する反射電極間の領域を光が透過する光透過領域とすることができ、反射／透過型液晶表示装置を実現することができる。この場合、光透過領域の液晶分子は、反射電極から横方向に漏れる電界により駆動される。
【００２５】
上記した課題は、一対の基板間に液晶を封入して構成された液晶表示装置において、前記一対の基板の一方に、走査信号が供給されるゲートバスラインと、表示信号が供給されるデータバスラインと、ゲート電極が前記ゲートバスラインと電気的に接続され、ドレイン電極が前記データバスラインと電気的に接続された薄膜トランジスタと、画素毎に分割されて、前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタの上方に配置された樹脂膜と、前記樹脂膜の上に形成されて前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続された反射電極とを具備し、前記ゲートバスラインと前記データバスラインとの交差部及び前記薄膜トランジスタが前記反射電極の下方に配置され、隣接する反射電極間の領域が光透過領域となっていることを特徴とする液晶表示装置により解決する。
【００２６】
本発明においては、ゲートバスライン、データバスライン及び薄膜トランジスタと重なるように、画素毎に分割された樹脂膜及び反射電極を形成する。この場合、隣接する反射電極間の領域は、光が透過する光透過領域となる。従って、反射電極に開口部を形成して光透過領域とする方法に比べて、反射電極の面積が同じであっても光透過領域の面積を増大することができる。
【００２７】
上記した課題は、第１の基板上に、走査信号が供給されるゲートバスラインと、表示信号が供給されるデータバスラインと、ゲート電極が前記ゲートバスラインに接続されドレイン電極が前記データバスラインに接続された薄膜トランジスタとを形成する工程と、前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタの上方にフォトレジスト膜を形成する工程と、前記フォトレジスト膜を各画素毎に分割するとともに、前記薄膜トランジスタのソース電極に対応する位置に開口部を形成する露光／現像工程と、前記フォトレジスト膜の厚さ方向において内部応力を変化させる工程と、前記フォトレジスト膜を熱処理して表面にしわ状の凹凸を形成する工程と、前記フォトレジスト膜の上に、前記開口部を介して前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続した反射電極を形成する反射電極形成工程と、透明導電体膜からなる電極が設けられた第２の基板と前記第１の基板とを対向させて配置し、両者の間に液晶を封入する工程とを有し、前記ゲートバスラインと前記データバスラインとの交差部及び前記薄膜トランジスタを前記反射電極の下方に配置し、隣接する反射電極間の領域を光透過領域とすることを特徴とする液晶表示装置の製造方法により解決する。
【００２８】
本発明においては、フォトレジスト膜を画素毎に分割した後、熱処理を施すことにより表面に凹凸を形成する。この場合、本願発明者等の実験により、フォトレジスト膜のサイズに応じて、一定の凹凸パターンを形成することができることが確認されている。従って、液晶表示装置が実際に使用されるときの状態を考慮し、上側から液晶パネルに入射した光がパネル面の法線方向に反射するようにレジスト膜のサイズを決めて凹凸パターンを形成すれば、光の利用効率が向上して視認性が向上する。
【００２９】
上記した課題は、第１の基板上に、走査信号が供給されるゲートバスラインと、表示信号が供給されるデータバスラインと、ゲート電極が前記ゲートバスラインに接続されドレイン電極が前記データバスラインに接続された薄膜トランジスタとを形成する工程と、前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタの上方にフォトレジスト膜を形成する工程と、前記フォトレジスト膜を、前記ゲートバスラインと前記データバスラインとの交差部及び前記薄膜トランジスタに重なる反射電極形成領域毎に分割するとともに、前記薄膜トランジスタのソース電極に対応する位置に開口部を形成する露光／現像工程と、前記フォトレジスト膜の上に、前記開口部を介して前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続した反射電極を形成する反射電極形成工程と、透明導電体膜からなる電極が設けられた第２の基板と前記第１の基板とを対向させて配置し、両者の間に液晶を封入する工程とを有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法により解決する。
【００３０】
本発明においては、レジスト膜及び反射電極を、ゲートバスライン、データバスライン及び薄膜トランジスタと重なるように、画素毎に分割する。この場合、隣接する反射電極間の領域は光が透過する光透過領域となり、反射電極に開口部を形成して光透過領域とする方法に比べて、反射電極の面積が同じであっても光透過領域の面積を増大することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００３２】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置を示す平面図、図２は図１のＩ−Ｉ線の位置における模式断面図である。なお、本実施の形態は、本発明をＶＡ（垂直配向）型液晶を使用した反射／透過型液晶表示装置に適用した例を示している。
【００３３】
本実施の形態の液晶表示装置は、図２に示すように、相互に対向して配置されたＴＦＴ基板１０及び対向基板３０と、これらのＴＦＴ基板１０及び対向基板３０の間に封入された垂直配向型ネマチック液晶４０とにより構成されている。ＴＦＴ基板１０の下及び対向基板３０の上にはそれぞれ偏光板（直線偏光板、又は直線偏光＋λ／４位相差を組合せた円偏光板）３８，３９が配置される。また、ＴＦＴ基板１０の下方には、光源（バックライト：図示せず）が配置される。
【００３４】
ＴＦＴ基板１０は、図１，図２に示すように、ガラス基板１１と、ガラス基板１１上に形成されたゲートバスライン１２ａ、蓄積容量バスライン１２ｂ、データバスライン１７ａ、蓄積容量電極１７ｂ、ＴＦＴ７及び反射電極２０ａ等により構成されている。ゲートバスライン１２ａ及び蓄積容量バスライン１２ｂは水平方向に延在しており、データバスライン１７ａは垂直方向に延在している。ゲートバスライン１２ａ及び蓄積容量バスライン１２ｂはゲート絶縁膜１３に覆われており、このゲート絶縁膜１３によりデータバスライン１７ａと電気的に分離されている。
【００３５】
ゲートバスライン１２ａとデータバスライン１７ａとが交差する部分の近傍にはＴＦＴ７が形成されている。このＴＦＴ７は、ゲート絶縁膜１３上に形成されたシリコン膜（アモルファスシリコン膜又はポリシリコン膜）１４を動作層とし、ゲートバスライン１２ａの一部をゲート電極として構成されている。このＴＦＴ７のチャネル領域の上にはＳｉＮからなるチャネル保護膜１５ａが形成されている。チャネル保護膜１５ａの両側には、ドレイン電極１７ｄ及びソース電極１７ｓがそれぞれ形成されている。これらのドレイン電極１７ｄ及びソース電極１７ｓは、オーミックコンタクト層であるｎ+ 型アモルファスシリコン膜１６を介してシリコン膜１４と電気的に接続されている。また、ドレイン電極１７ｄはデータバスライン１７ａに電気的に接続され、ソース電極１７ｓは反射電極２０ａに電気的に接続されている。
【００３６】
更に、蓄積容量バスライン１２ｂの上方には、ゲート絶縁膜１３を介して蓄積容量電極１７ｂが形成されている。
【００３７】
ＴＦＴ７及び蓄積容量電極１７ｂはＳｉＮ等からなる最終保護膜（図示せず）に覆われており、その上には表面に微細な凹凸を有するレジスト膜１９が形成されている。このレジスト膜１９の上には、Ａｌ等からなる反射電極２０ａが形成されている。この反射電極２０ａは、最終保護膜及びレジスト膜１９に形成されたコンタクトホール１８ａ，１８ｂを介してＴＦＴ７のソース電極１７ｓ及び蓄積容量電極１７ｂと電気的に接続されている。また、反射電極２０ａの表面には、レジスト膜１９に倣った凹凸が設けられている。
【００３８】
本実施の形態では、レジスト膜１９は反射電極２０ａの下方のみに形成されている。また、本実施の形態の液晶表示装置の解像度は１１０〜８５０ｐｐｉであり、反射電極２０ａは解像度に応じた大きさに設定されている。更に、本実施の形態では、図１に示すように、反射電極２０ａは、ゲートバスライン１２ａ、蓄積容量バスライン１２ｂ、データバスライン１７ａ及びＴＦＴ７に重なるように形成されており、隣接する反射電極２０ａとの間は光が透過する透過領域となっている。
【００３９】
反射電極２０ａの上にはポリイミド等からなる配向膜２１が形成されている。通常、この配向膜２１の表面には、電界が印加されていないときの液晶分子の配向方向を決めるラビング処理は施していないが、ラビング処理を施してもよい。
【００４０】
一方、対向基板３０は、ガラス基板３１と、このガラス基板３１の一方の面側（図２では下側）に形成されたカラーフィルタ３２及びコモン電極３３とにより構成されている。カラーフィルタ３２には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３種類があり、１つの画素にはいずれか１色のカラーフィルタ３２が配置されている。
【００４１】
カラーフィルタ３２の下にはコモン電極３３が形成されており、このコモン電極３３の下にはポリイミド等からなる配向膜３４が形成されている。この配向膜３４の表面には、電界が印加されていないときの液晶分子の配向方向を決めるラビング処理が施されている。
【００４２】
ＴＦＴ基板１０と対向基板３０とは、両者の間隔を一定に維持するためのスペーサ（図示せず）を挟んで配置され、表示領域の外側に塗布されたシール剤（図示せず）により接合されている。
【００４３】
本実施の形態の液晶表示装置は、ゲートバスライン１２ａ及びデータバスライン１７ａの位置が従来の反射／透過型液晶表示装置と異なっており、従来の液晶表示装置で反射特性及び透過特性のいずれにも寄与していない領域、即ち隣接する反射電極間の領域を本実施の形態では透過領域として使用する。この領域の液晶分子は、反射電極２０ａから横方向に漏れる電界により駆動される。
【００４４】
また、本実施の形態では、各画素毎にレジスト膜１９が分割されている。このレジスト膜１９の表面には、後述するようにレジスト膜１９の表層のみを硬化した後、熱処理を施すことにより形成されたしわ状の凹凸が設けられている。本願発明者等の実験によれば、レジスト膜のサイズが大きいときにはレジスト膜の表面に形成されるしわ状の凹凸のパターンは一定ではないが、レジスト膜のサイズが小さいときには、レジスト膜のサイズに応じた一定の凹凸パターンが形成されることが確認されている。従って、液晶表示装置が実際に使用されるときの状態を考慮し、上側から液晶パネルに入射した光がパネル面の法線方向に反射するようにレジスト膜のサイズを決めて凹凸パターンを形成すれば、光の利用効率が向上して視認性が向上する。
【００４５】
レジスト膜のサイズが小さくなると凹凸のパターンが均一化される理由は明らかではないものの、以下のように考えることができる。すなわち、レジスト膜のサイズが大きい場合は、熱処理により凹凸が発生する位置は不定であり、しかも複数の位置で独立に凹凸が発生することもあるため、凹凸のパターンは一定ではない。しかし、レジスト膜のサイズが小さい場合は、応力が集中する位置がレジスト膜のサイズに応じて周期的に発生するため、凹凸のパターンがレジスト膜のサイズに応じて一定となる。このような効果を得るためには、画素電極２０ａのサイズを１１０〜８５０ｐｐｉの解像度に対応する大きさとすることが必要である。
【００４６】
なお、レジスト膜に形成される凹凸パターンは、レジスト膜の膜厚にも関係する。また、液晶表示装置の上側から入射する光をパネルの法線方向に効率よく反射するためには、反射電極面の平坦化領域（平均傾斜角度が５°以下である領域）が５０％以上とすることが好ましい。
【００４７】
以下、本実施の形態の液晶表示装置の製造方法について説明する。
【００４８】
図３〜図９は、本実施の形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法を工程順に示す模式断面図である。まず、図３（ａ）に示すように、スパッタ法により、ガラス基板１１の上に金属膜１２を形成し、その上に、フォトレジストを使用して所定のパターンのレジスト膜４１を形成する。
【００４９】
次に、図３（ｂ）に示すように、レジスト膜４１をマスクとして金属膜１２をエッチングし、ゲートバスライン１２ａ及び蓄積容量バスライン１２ｂを形成する。その後、レジスト膜４１を除去する。
【００５０】
次に、図４（ａ）に示すように、プラズマＣＶＤ法により、ガラス基板１１の上側全面にゲート絶縁膜１３を形成し、更にその上にＴＦＴの動作層となるアモルファスシリコン膜１４及びチャネル保護膜となるＳｉＮ（窒化シリコン）膜１５を順次形成する。
【００５１】
その後、ＳｉＮ膜１５の上にポジ型フォトレジスト膜を形成する。そして、ガラス基板１１の裏面側からフォトレジスト膜を露光し、更に基板１１の表面側から所定の露光マスクを介して露光した後に現像処理を施して、ゲートバスライン１２ａの上方のチャネル保護膜形成領域を覆うレジスト膜４２を形成する。
【００５２】
次に、図４（ｂ）に示すように、レジスト膜４２をマスクとしてＳｉＮ膜１５をエッチングし、チャネル保護膜１５ａを形成する。その後、レジスト膜４２を除去する。
【００５３】
次に、図５（ａ）に示すように、ガラス基板１１の上側全面に、オーミックコンタクト層となるｎ+ 型アモルファスシリコン膜１６を形成する。その後、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition ）法により、ｎ+ 型アモルファスシリコン膜１６上にデータバスライン、ソース電極及びドレイン電極となる金属膜１７を形成する。そして、フォトレジストを使用して、金属膜１７の上に所定のパターンのレジスト膜４５を形成する。
【００５４】
次に、図５（ｂ）に示すように、レジスト膜４５をマスクとして金属膜１７、ｎ+ 型アモルファスシリコン膜１６及びシリコン膜１４をエッチングして、ＴＦＴ７の動作層となるシリコン膜１４の形状を確定するとともに、データバスライン１７ａ、ソース電極１７ｓ、ドレイン電極１７ｄ及び蓄積容量電極１７ｂを形成する。このとき、シリコン膜１４のうちＴＦＴ７のチャネルとなる部分は、チャネル保護膜１５ａにより保護される。その後、レジスト膜４５を除去する。
【００５５】
次に、図６（ａ）に示すように、ガラス基板１１の上側全面に、例えばＳｉＮにより最終保護膜１８を形成する。そして、この最終保護膜１８の上に、コンタクトホール形成部が開口されたレジスト膜４６を形成する。
【００５６】
次に、図６（ｂ）に示すように、レジスト膜４６をマスクとして最終保護膜１８をエッチングし、ソース電極１７ｓ及び蓄積容量電極１７ｂに到達するコンタクトホール１８ａ，１８ｂをそれぞれ形成する。その後、レジスト膜４６を除去する。
【００５７】
次に、図７（ａ）に示すように、ガラス基板１１の上側全面にポジ型フォトレジスト膜１９を形成し、露光及び現像処理を施して、コンタクトホール１８ａ，１８ｂが露出する開口部を形成するとともに、レジスト膜１９を各画素毎に分割する。その後、１３０〜１４５℃の温度でポストベークした後、更にレジスト膜１９の表層に紫外線（ＵＶ）を照射して、表層のポリマーを架橋させる。次に、２００℃以上の温度で熱焼成すると、レジスト膜１９の表層（架橋した部分）と深部（架橋していない部分）との熱的変形特性（熱膨張率又は熱収縮率）が異なるため、図７（ｂ）に示すように、レジスト膜１９の表面に微細なしわ状の凹凸が生成される。この場合、前述したように、本実施の形態ではレジスト膜１９が画素毎に小さく分割されているため、レジスト膜１９に形成される凹凸のパターンが均一化される。
【００５８】
なお、本実施の形態ではＵＶ照射によりレジスト膜１９の表層のみを硬化したが、熱、プラズマ、ＵＶ又はイオンビーム照射によりレジスト膜の厚さ方向の内部応力を変化させてもよい。
【００５９】
次に、図８（ａ）に示すように、ガラス基板１１の上側全面にＡｌをスパッタリングして金属膜２０を形成する。レジスト膜１９上の金属膜２０の表面には、レジスト膜１９に倣って微細な凹凸が形成される。また、この金属膜２０は、コンタクトホール１８ａ，１８ｂを介してソース電極１７ｓ及び蓄積容量電極１７ｂと電気的に接続される。その後、金属膜２０の上に、反射電極の形状を確定するためのレジスト膜４８を所定のパターンで形成する。
【００６０】
次いで、図８（ｂ）に示すように、レジスト膜４８をマスクとして金属膜２０をエッチングし、各画素毎に反射電極２０ａを形成する。その後、図９に示すようにレジスト膜４８を除去する。そして、ガラス基板１１の上側全面にポリイミド等からなる配向膜（図示せず）を形成する。このようにして、表面に微細な凹凸を有する反射電極２０ａが形成される。
【００６１】
以下、対向基板３０の製造方法について説明する。まず、ガラス基板３１の一方の面上（図２では下側の面）に、赤色感光性樹脂、緑色感光性樹脂及び青色感光性樹脂を使用して、カラーフィルタ３２を形成する。
【００６２】
次に、それらのカラーフィルタ３２の上にＩＴＯをスパッタして透明のコモン電極３３を形成する。そして、コモン電極３３の上に、ポリイミドからなる配向膜３４を形成する。このようにして対向基板３０が完成する。
【００６３】
次いで、ＴＦＴ基板１０と対向基板３０との間に両者の間隔を一定に維持するためのスペーサ（図示せず）を配置し、真空注入法又は滴下注入法によりＴＦＴ基板１０と対向基板３０との間に液晶４０を封入する。このようにして、図１，図２に示すような反射／透過型液晶表示装置が完成する。
【００６４】
図１０は、横軸に解像度（ｐｐｉ）をとり、縦軸に透過開口率（左軸）及び有効反射面積比率（右軸）をとって、図１８に示す従来の反射／透過型液晶表示装置と本実施の形態の反射／透過型液晶表示装置の解像度と透過開口率及び有効反射面積比率との関係を示す図である。但し、従来の液晶表示装置においては、解像度に拘わらず透過開口率が１４％で一定であるとしている。また、画素間隔は８μｍ、データバスラインの幅は５μｍ、蓄積容量バスラインの幅は１２μｍ、ゲートバスラインの幅は１０μｍとしている。
【００６５】
この図１０からわかるように、従来例の液晶表示装置では、解像度が１２５ｐｐｉのときの有効反射面積比率が約７４％であり、高解像度になるほど有効反射面積比率が減少する。一方、本実施の形態の液晶表示装置では、解像度が１２５ｐｐｉのときの透過開口率が約１４％、有効反射面積比率が約８５％であり、従来例に比べて有効反射面積比率が大きいことがわかる。また、本実施の形態では、解像度が約１８０ｐｐｉのときに、透過開口率が約１８％、有効反射面積比率が約７８％である。カタログ等に記載された小さな文字を認識するためには、１８０ｐｐｉ以上の解像度が必要とされている。即ち、図１０から、本実施の形態の液晶表示装置は、１８０ｐｐｉ程度の高解像度であっても反射特性及び透過特性がいずれも良好であり、視認性が優れていることがわかる。
【００６６】
図１１に、本実施の形態に係る液晶表示装置を製造し、印加電圧が０Ｖ及び２．３Ｖのときにおける反射状態及び透過状態を調べたときの顕微鏡像を示す。但し、この液晶表示装置の解像度は１８０ｐｐｉ相当である。また、セルギャップは３μｍであり、ＴＦＴ基板及び対向基板の垂直配向膜をラビング処理した後、これらの基板間にｎ型ネマチック液晶を封入している。この液晶表示装置の製造時に使用したフォトマスクの設計値も、図１１に併せて示す。また、図１２に、この液晶表示装置の反射電極のＡＦＭ（Atomic Force Microscope ; 原子間力顕微鏡）像を示す。図１１から、反射型液晶表示装置として使用したとき、及び透過型液晶表示装置として使用したときのいずれの場合であっても、良好な特性を得られることがわかる。
【００６７】
（第２の実施の形態）
図１３（ａ）は、本発明の第２の実施の形態の反射／透過型液晶表示装置を示す平面図である。なお、本実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、反射電極にスリットが設けられていることにあり、その他の構成は基本的に第１の実施の形態と同様であるので、重複する部分の説明は省略する。
【００６８】
本実施の形態においては、図１３（ａ）に示すように、反射電極５１及びその下方のレジスト膜に、ゲートバスライン１２ａと平行な複数のスリット５２が設けられている。つまり、これらのスリット５２により、１画素内でレジスト膜が複数の領域に分割されている。
【００６９】
前述したように、レジスト膜に形成される凹凸のパターンは、レジスト膜のサイズにより決まる。本実施の形態のように、反射電極５１及びその下のレジスト膜にスリット５２を設けておくことにより、反射電極５１のサイズが大きい場合であっても、反射電極５１に所望の凹凸パターンを形成することができる。また、スリット５２の部分が透過領域となり、透過開口率が高くなる。所望の凹凸パターンに応じて、図１３（ｂ），（ｃ）に示すような形状のスリット５３，５４を形成してもよい。なお、レジスト膜に一定のパターンの凹凸を確実に形成するためには、スリット５２，５２，５４により分割された領域の短辺がいずれも５μｍであることが好ましい。
【００７０】
図１４は、横軸に解像度（ｐｐｉ）をとり、縦軸に透過開口率（左軸）及び有効反射面積比率（右軸）をとって、図１８に示す従来の反射／透過型液晶表示装置と本実施の形態の反射／透過型液晶表示装置の解像度と透過開口率及び有効反射面積比率との関係を示す図である。但し、従来の液晶表示装置においては、解像度に拘わらず透過開口率が１４％で一定であるとしている。また、画素間隔は８μｍ、データバスラインの幅は５μｍ、蓄積容量バスラインの幅は１２μｍ、ゲートバスラインの幅は１０μｍとしている。
【００７１】
この図１４からわかるように、本実施の形態においては、１２５ｐｐｉ以下の反射型液晶表示装置においても、所望のパターンで凹凸を形成することができるので、従来に比べて光利用効率が高い反射／透過型液晶表示装置が実現される。
【００７２】
図１５に、本実施の形態に係る液晶表示装置を製造し、印加電圧が０Ｖ及び２．３Ｖのときにおける表示状態を調べたときの顕微鏡像を示す。また、この液晶表示装置の製造時に使用したフォトマスクの設計値も図１５に併せて示す。この図１５から、各画素に均一な凹凸パターンが形成されていることがわかる。
【００７３】
（第３の実施の形態）
図１６（ａ）は、本発明の第３の実施の形態の反射／透過型液晶表示装置を示す平面図である。なお、本実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、反射電極に凹凸が設けられていないこと、及び反射電極にスリットが設けられていることにあり、その他の構成は基本的に第１の実施の形態と同様であるので、重複する部分の説明は省略する。
【００７４】
本実施の形態においては、図１６（ａ）に示すように、反射電極６１にスリット６２を設けて、スリット６２の部分を透過領域としている。図１６（ｂ），（ｃ）に示すような形状のスリット６３，６４を設けてもよい。但し、スリットの形状は、各画素共通とすることが好ましい。また、スリットにより分割された領域の短辺がいずれも５μｍ以上であることが好ましい。
【００７５】
本実施の形態においては、反射電極６１が、ゲートバスライン１２ａ、データバスライン１７ａ及びＴＦＴ７に重なるように形成されており、隣接する反射電極６１との間の領域は光透過領域となっている。また、反射電極６１にスリット６１を設けて光透過領域としている。従って、本実施の形態の液晶表示装置は、従来に比べて透過開口率が高く、反射特性及び透過特性がいずれも向上する。
【００７６】
図１７に、本実施の形態に係る液晶表示装置を製造し、印加電圧が０Ｖ及び２．３Ｖのときにおける表示状態を調べたときの顕微鏡像を示す。また、この液晶表示装置の製造時に使用したフォトマスクの設計値も図１７に併せて示す。この図１７から、本実施の形態により、光利用率が高く、解像度が１２５ｐｐｉ以下であっても視認性が良好な反射型液晶表示装置が実現できることがわかる。
【００７７】
なお、上記実施の形態ではいずれも本発明を垂直配向（ＶＡ）型液晶表示装置に適用した場合について説明したが、これにより本発明の適用範囲が垂直配向型液晶表示装置に限定されるものではない。本発明は、水平配向型液晶表示装置及びハイブリッド配向型液晶表示装置等に適用することもできる。
【００７８】
（付記１）一対の基板間に液晶を封入して構成された液晶表示装置において、前記一対の基板の一方に、走査信号が供給されるゲートバスラインと、表示信号が供給されるデータバスラインと、ゲート電極が前記ゲートバスラインと電気的に接続され、ドレイン電極が前記データバスラインと電気的に接続された薄膜トランジスタと、画素毎に分割されて表面にしわ状の凹凸を有する樹脂膜と、前記樹脂膜の上に形成されて前記樹脂膜の凹凸に倣う凹凸を有し、前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続された反射電極とを具備することを特徴とする液晶表示装置。
【００７９】
（付記２）前記樹脂膜が、ポジ型フォトレジストにより形成されていることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【００８０】
（付記３）前記反射電極及び前記樹脂膜は、スリットにより複数の領域に分割されていることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【００８１】
（付記４）前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタが前記反射電極の下方に配置され、隣接する反射電極間の領域が光透過領域となっていることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【００８２】
（付記５）一対の基板間に液晶を封入して構成された液晶表示装置において、前記一対の基板の一方に、走査信号が供給されるゲートバスラインと、表示信号が供給されるデータバスラインと、ゲート電極が前記ゲートバスラインと電気的に接続され、ドレイン電極が前記データバスラインと電気的に接続された薄膜トランジスタと、画素毎に分割されて、前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタの上方に配置された樹脂膜と、前記樹脂膜の上に形成されて前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続された反射電極とを具備することをことを特徴とする液晶表示装置。
【００８３】
（付記６）隣接する反射電極間の領域が光透過領域となっていることを特徴とする付記５に記載の液晶表示装置。
【００８４】
（付記７）前記樹脂膜が、ポジ型フォトレジストにより形成されていることを特徴とする付記５に記載の液晶表示装置。
【００８５】
（付記８）第１の基板上に、走査信号が供給されるゲートバスラインと、表示信号が供給されるデータバスラインと、ゲート電極が前記ゲートバスラインに接続されドレイン電極が前記データバスラインに接続された薄膜トランジスタとを形成する工程と、前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタの上方にフォトレジスト膜を形成する工程と、前記フォトレジスト膜を各画素毎に分割するとともに、前記薄膜トランジスタのソース電極に対応する位置に開口部を形成する露光／現像工程と、前記フォトレジスト膜の厚さ方向において内部応力を変化させる工程と、前記フォトレジスト膜を熱処理して表面にしわ状の凹凸を形成する工程と、前記フォトレジスト膜の上に、前記開口部を介して前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続した反射電極を形成する反射電極形成工程と、透明導電体膜からなる電極が設けられた第２の基板と前記第１の基板とを対向させて配置し、両者の間に液晶を封入する工程とを有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００８６】
（付記９）前記反射電極を、前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタと重なる位置に形成することを特徴とする付記８に記載の液晶表示装置の製造方法。
【００８７】
（付記１０）前記露光／現像工程では、前記１画素分のレジスト膜を更に複数の領域に分割するスリットを形成し、前記反射電極形成工程では前記スリットに対応する部分を開口して光透過領域とすることを特徴とする付記８に記載の液晶表示装置の製造方法。
【００８８】
（付記１１）第１の基板上に、走査信号が供給されるゲートバスラインと、表示信号が供給されるデータバスラインと、ゲート電極が前記ゲートバスラインに接続されドレイン電極が前記データバスラインに接続された薄膜トランジスタとを形成する工程と、前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタの上方にフォトレジスト膜を形成する工程と、前記フォトレジスト膜を、前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタに重なる反射電極形成領域毎に分割するとともに、前記薄膜トランジスタのソース電極に対応する位置に開口部を形成する露光／現像工程と、前記フォトレジスト膜の上に、前記開口部を介して前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続した反射電極を形成する反射電極形成工程と、透明導電体膜からなる電極が設けられた第２の基板と前記第１の基板とを対向させて配置し、両者の間に液晶を封入する工程とを有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００８９】
（付記１２）隣接する反射電極間の領域を光透過領域とすることを特徴とする付記１１に記載の液晶表示装置。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、樹脂膜が画素毎に分割されているので、樹脂膜の表面の凹凸が樹脂膜の大きさに応じた一定のパターンとなる。これにより、光の利用効率が向上し、従来に比べて反射特性が優れた反射型液晶表示装置を製造することができる。
【００９１】
また、ゲートバスライン、データバスライン及び薄膜トランジスタに重なるように樹脂膜及び反射電極を形成すると、隣接する反射電極間の領域を光透過領域として使用することができる。これにより、反射／透過型液晶表示装置に適用することが可能になり、従来の反射電極に開口部を設けた反射／透過型液晶表示装置に比べて、反射特性及び透過特性をいずれも向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置を示す平面図である。
【図２】図２は図１のＩ−Ｉ線の位置における模式断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法を工程順に示す模式断面図（その１）である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法を工程順に示す模式断面図（その２）である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法を工程順に示す模式断面図（その３）である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法を工程順に示す模式断面図（その４）である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法を工程順に示す模式断面図（その５）である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法を工程順に示す模式断面図（その６）である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法を工程順に示す模式断面図（その７）である。
【図１０】図１０は、従来の反射／透過型液晶表示装置と第１の実施の形態の反射／透過型液晶表示装置の解像度と透過開口率及び有効反射面積比率との関係を示す図である。
【図１１】図１１は、第１の実施の形態に係る液晶表示装置を製造し、印加電圧が０Ｖ及び２．３Ｖのときにおける反射状態及び透過状態を調べたときの顕微鏡像を示す図である。
【図１２】図１２は、第１の実施の形態に係る液晶表示装置の反射電極のＡＦＭ像を示す図である。
【図１３】図１３（ａ）〜（ｃ）は、いずれも本発明の第２の実施の形態の反射／透過型液晶表示装置を示す平面図である。
【図１４】図１４は、従来の反射／透過型液晶表示装置と第２の実施の形態の反射／透過型液晶表示装置の解像度と透過開口率及び有効反射面積比率との関係を示す図である。
【図１５】図１５は、第２の実施の形態に係る液晶表示装置を製造し、印加電圧が０Ｖ及び２．３Ｖのときにおける表示状態を調べたときの顕微鏡像を示す図である。
【図１６】図１６（ａ）〜（ｃ）は、いずれも本発明の第３の実施の形態の反射／透過型液晶表示装置を示す平面図である。
【図１７】図１７は、第３の実施の形態に係る液晶表示装置を製造し、印加電圧が０Ｖ及び２．３Ｖのときにおける表示状態を調べたときの顕微鏡像を示す図である。
【図１８】図１８は、従来の反射／透過型液晶表示装置のＴＦＴ基板の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
７，７３…ＴＦＴ、
１０…ＴＦＴ基板、
１１，３１…ガラス基板、
１２，１７…金属膜、
１２ａ，７１…ゲートバスライン、
１２ｂ…蓄積容量バスライン、
１３…ゲート絶縁膜、
１４…シリコン膜、
１５…ＳｉＮ膜、
１６…ｎ+ 型アモルファスシリコン膜、
１７ａ，７２…データバスライン、
１７ｂ…蓄積容量電極、
１７ｄ…ドレイン電極、
１７ｓ…ソース電極、
１８…最終保護膜、
１８ａ，１８ｂ…コンタクトホール、
１９，４１，４２，４５，４８…レジスト膜、
２０ａ，５１，６１，７４…反射電極、
２１，３４…配向膜
３０…対向基板、
３２…カラーフィルタ、
３３…コモン電極、
３８，３９…偏光板、
４０…液晶、
５２，５３，５４，６２，６３，６４…スリット、
７４ａ…開口部、
７５…透明電極。
Claims (4)
- 一対の基板間に液晶を封入して構成された液晶表示装置において、前記一対の基板の一方に、
走査信号が供給されるゲートバスラインと、
表示信号が供給されるデータバスラインと、
ゲート電極が前記ゲートバスラインと電気的に接続され、ドレイン電極が前記データバスラインと電気的に接続された薄膜トランジスタと、
画素毎に分割されて表面にしわ状の凹凸を有する樹脂膜と、
前記樹脂膜の上に形成されて前記樹脂膜の凹凸に倣う凹凸を有し、前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続された反射電極とを具備し、
前記ゲートバスラインと前記データバスラインとの交差部及び前記薄膜トランジスタが前記反射電極の下方に配置され、隣接する反射電極間の領域が光透過領域となっていることを特徴とする液晶表示装置。 - 一対の基板間に液晶を封入して構成された液晶表示装置において、前記一対の基板の一方に、
走査信号が供給されるゲートバスラインと、
表示信号が供給されるデータバスラインと、
ゲート電極が前記ゲートバスラインと電気的に接続され、ドレイン電極が前記データバスラインと電気的に接続された薄膜トランジスタと、
画素毎に分割されて、前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタの上方に配置された樹脂膜と、
前記樹脂膜の上に形成されて前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続された反射電極とを具備し、
前記ゲートバスラインと前記データバスラインとの交差部及び前記薄膜トランジスタが前記反射電極の下方に配置され、隣接する反射電極間の領域が光透過領域となっていることを特徴とする液晶表示装置。 - 第１の基板上に、走査信号が供給されるゲートバスラインと、表示信号が供給されるデータバスラインと、ゲート電極が前記ゲートバスラインに接続されドレイン電極が前記データバスラインに接続された薄膜トランジスタとを形成する工程と、
前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタの上方にフォトレジスト膜を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜を各画素毎に分割するとともに、前記薄膜トランジスタのソース電極に対応する位置に開口部を形成する露光／現像工程と、
前記フォトレジスト膜の厚さ方向において内部応力を変化させる工程と、
前記フォトレジスト膜を熱処理して表面にしわ状の凹凸を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜の上に、前記開口部を介して前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続した反射電極を形成する反射電極形成工程と、
透明導電体膜からなる電極が設けられた第２の基板と前記第１の基板とを対向させて配置し、両者の間に液晶を封入する工程とを有し、
前記ゲートバスラインと前記データバスラインとの交差部及び前記薄膜トランジスタを前記反射電極の下方に配置し、隣接する反射電極間の領域を光透過領域とすることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 第１の基板上に、走査信号が供給されるゲートバスラインと、表示信号が供給されるデータバスラインと、ゲート電極が前記ゲートバスラインに接続されドレイン電極が前記データバスラインに接続された薄膜トランジスタとを形成する工程と、
前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタの上方にフォトレジスト膜を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜を、前記ゲートバスラインと前記データバスラインとの交差部及び前記薄膜トランジスタに重なる反射電極形成領域毎に分割するとともに、前記薄膜トランジスタのソース電極に対応する位置に開口部を形成する露光／現像工程と、
前記フォトレジスト膜の上に、前記開口部を介して前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続した反射電極を形成する反射電極形成工程と、
透明導電体膜からなる電極が設けられた第２の基板と前記第１の基板とを対向させて配置し、両者の間に液晶を封入する工程と
を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
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