JP4506628B2

JP4506628B2 - 半透過型液晶表示パネル

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Publication number: JP4506628B2
Application number: JP2005277245A
Authority: JP
Inventors: 公二吉田; 慎一郎田中
Original assignee: Epson Imaging Devices Corp
Current assignee: Epson Imaging Devices Corp
Priority date: 2005-09-26
Filing date: 2005-09-26
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2025-09-26
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Description

本発明は、半透過型液晶表示パネルに関し、特にコンタクトホール形成時間を短縮でき、製造効率が良好な半透過型液晶表示パネルに関する。

近年、情報通信機器のみならず一般の電気機器においても液晶表示装置の適用が急速に普及している。液晶表示装置は、自ら発光しないために、バックライトを備えた透過型の液晶表示装置が多く使用されている。しかしながら、バックライトの消費電力が大きいために、特に携帯型のものについては消費電力を減少させるためにバックライトを必要としない反射型の液晶表示装置が用いられているが、この反射型液晶表示装置は、外光を光源として用いるために、暗い室内などでは見え難くなってしまう。そこで、近年に至り特に透過型と反射型の性質を併せ持つ半透過型の液晶表示装置の開発が進められてきている。

この半透過型の液晶表示装置に使用される液晶表示パネルは、一つの画素領域内に画素電極を備えた透過部と画素電極及び反射板の両方を備えた反射部を有しており、暗い場所においてはバックライトを点灯して画素領域の透過部を利用して画像を表示し、明るい場所においてはバックライトを点灯することなく反射部において外光を利用して画像を表示しているため、常時バックライトを点灯する必要がなくなるので、消費電力を大幅に低減させることができるという利点を有している。

ところで、携帯電話等に代表されるモバイル機器における小型の表示部には、その使用者が限定されていること等から、液晶表示パネルに対する広視野角の要求は従来さほど高くはなかったが、最近ますます高機能化するモバイル機器において、表示部における液晶表示パネルの広視野角の要求が急激に高まってきている。このようなモバイル機器に対する広視野角化の要求に基づき、従来モバイル機器に多用されていたＴＮ方式の液晶表示パネルに換えて、ＭＶＡ（Multi-domain vertically aligned）方式の半透過型液晶表示パネルの開発も最近では進められてきている（下記特許文献１、２参照）。

ここで、下記特許文献２に開示されているＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネルについて図５及び図６を用いて説明する。なお、図５（ａ）はＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネル５０の概略的な構造を示す斜視図であり、図５（ｂ）は液晶層の液晶に電界を印加したときの液晶の傾斜状態を示す概略図であり、図６は図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

この半透過型液晶表示パネル５０においては、反射部５１と透過部５２との間には層間膜により形成された傾斜面又は段差５３が設けられており、反射部５１と透過部５２とは段差５３を介して連続している。この半透過型液晶表示パネル５０における第１基板５４の画素電極５５には、画素電極５５が形成されていない領域としての第１開口領域（スリット）５６が形成されている。

この第１開口領域５６が第１の配向規制手段を構成し、段差５３を挟んで反射部５１及び透過部５２にまたがって形成されている。この結果、反射部５１における画素電極５５ａと透過部５２における画素電極５５ｂとは半透過型液晶表示パネル５０の長手方向に延びる一個のライン５７を介して相互に接続されている。

第２基板５８の対向電極５９には、反射部５１における画素電極５５ａ及び透過部５２における画素電極５５ｂに対向して、それぞれ第２開口領域６０ａ、６０ｂが形成されている。この第２開口領域６０ａ、６０ｂが第２の配向規制手段を構成する。第２開口領域６０ａ、６０ｂは十字型のスリットとして構成されており、鉛直方向において、第２開口領域６０ａの中心が画素電極５５ａの中心と一致するように、更に、第２開口領域６０ｂの中心が画素電極５５ｂの中心と一致するように配置されている。

この半透過型液晶表示パネル５０によれば、図５（ｂ）及び図６に示すように、液晶層の液晶６１に電界を印加したとき、段差５３における第１開口領域５６上においては、液晶は対向電極５９側におけるライン５７の方向に傾斜し、反射部５１及び透過部５２上においては、対向電極５９における反射部５１に対応する領域の中心又は透過部５２に対応する領域の中心に傾斜する。このように、半透過型液晶表示パネル５０においては、液晶分子の配向方向が定まるので、視覚特性の悪化や応答速度の劣化を低減することができるというものである。

上述のＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネル５０は、第１基板５４側の反射部５１と透過部５２との間に層間膜による段差５３を設けて、周知のように反射部５１におけるセルギャップｄ１と透過部におけるセルギャップｄ２との関係がｄ１＝（ｄ２）／２となるようにして、反射部５１における表示画質と透過部における表示画質が同じになるように調整されているが、このようなセルギャップ調整のための構成を第２基板側に設けたＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネルも知られている。

このセルギャップ調整のための構成であるトップコート層を第２基板側に設けた従来例に係るＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネルの一例を図７〜図８を用いて説明する。なお、図７はセルギャップ調整のためのトップコート層を第２基板側に設けた従来のＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネルの第２基板を透視して表した１画素分の平面図であり、図８は図７のＣ−Ｃ断面図である。

この半透過型液晶表示パネル７０においては、第１基板の透明な絶縁性を有するガラス基板１１上には複数の走査線１２及び信号線１３がそれぞれ直接ないし無機絶縁膜１４を介してマトリクス状に形成されている。ここで、走査線１２と信号線１３とで囲まれた領域が１画素に相当し、スイッチング素子となるＴＦＴ（Thin Film Transistor）（図示せず）がそれぞれの画素毎に形成されており、各画素のＴＦＴ等の表面は保護絶縁膜２３で被覆されている。

そして、走査線１２、信号線１３、無機絶縁膜１４、保護絶縁膜２３等を覆うようにして、反射部１５においては表面に微細な凹凸部が形成され、透過部１６においては表面が平坦に形成された有機絶縁膜からなる層間膜１７が積層されている。なお、図７及び図８においては反射部１５の凹凸部は省略してある。そして層間膜１７にはＴＦＴのドレイン電極Ｄに対応する位置にコンタクトホール２０が設けられ、それぞれの画素において、コンタクトホール２０上及び層間膜１７の表面には、反射部１５に例えばアルミニウム金属からなる反射板１８が設けられ、この反射板１８の表面及び透過部１６の層間膜１７の表面には例えばＩＴＯ(Indium Tin Oxide)ないしＩＺＯ（Indium Zinc Oxide)からなる透明な画素電極１９が形成されている。

そして、反射部１５側においては、層間膜１７の反射板１８が存在する位置の下側に補助容量線２１が配置され、また、平面視で、反射板１８及び画素電極１９は隣接する画素の反射板及び画素電極とは接しないで、かつ走査線１２及び信号線１３とは同じく光漏れを防止するために若干重なるようにして形成されており、透過部１６側における画素電極１９は隣接する画素の画素電極及び反射板とは接しないでかつ走査線１２及び信号線１３と若干重なるように形成されている。

また、この半透過型液晶表示パネル７０においては、画素電極１９の反射部１５と透過部１６の境界領域で液晶分子の配向を規制するためにスリット３３が設けられて、画素電極１９は実質的に反射部１５の画素電極１９ａと透過部１６の画素電極１９ｂに分割されており、反射部１５の画素電極１９ａと透過部１６の画素電極１９ｂとは幅の狭い部分３４を介して電気的に接続されている。そして、画素電極１９の表面には全ての画素を覆うように垂直配向膜（図示せず）が積層されている。

また、第２基板の透明な絶縁性を有するガラス基板２５の表示領域上に、それぞれの画素に対応して形成される赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のうち何れか一色からなるストライプ状のカラーフィルタ層２６が設けられている。また、反射部１５と透過部１６とで同じ厚さのカラーフィルタ層２６を使用するため、反射部１５のカラーフィルタ層２６の一部分に所定の厚さのトップコート層２７が設けられている。このトップコート層２７は、反射部１５全体にわたって設けられており、その厚さは反射部１５における液晶層の厚さ、いわゆるセルギャップｄ１が透過部１６のセルギャップｄ２の半分となるように、すなわちｄ１＝（ｄ２）／２となるようにされている。

加えて、透過部１６に位置するカラーフィルタ層２６の表面の一部及び反射部１５に位置するトップコート層２７の表面の一部にそれぞれ液晶の配向を規制するための突起３１及び３２がそれぞれ設けられており、カラーフィルタ層２６、トップコート層２７及び突起３１、３２の表面には共通電極及び垂直配向膜（いずれも図示せず）が順次積層されている。

そして、前記第１基板及び第２基板を互いに対向させ、両基板の周囲にシール材を設けることにより両基板を貼り合せ、両基板間に負の誘電異方性を有する液晶２９を充填することによりＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネル７０となる。なお、第１基板の下方には、図示しない周知の光源、導光板、拡散シート等を有するバックライト装置が配置されている。

これらのＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネル５０、７０においては、画素電極と対向電極間に電界が印加されない状態においては、液晶層の液晶分子は長軸が画素電極及び対向電極の表面に対して垂直をなすように配向されているため、光が透過しない状態となり、しかも、画素電極と対向電極間に電界が印加されたときには光が透過するため、透過部における光漏れはあまり表示画質に影響しなくなり、更には画素電極に設けられたスリット及び対向電極側に設けられたスリットないしは突起からなる配向規制手段の存在により、液晶分子は画素電極と対向電極間に電界が印加されたときに対向電極側に設けられた配向規制手段に向かうように傾斜するため、視野角が非常に広くなるという特性を備えている。

なお、上述のようなスリットないしは突起からなる配向規制手段を備えたＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネルだけでなく、このような配向規制手段を有しないＶＡ（Vertical Aligned)方式の半透過型液晶表示パネルやＴＮ（Twisted Nematic)方式の半透過型液晶表示パネルも知られており、このような従来のＶＡ方式の半透過型液晶表示パネルないしＴＮ方式の半透過型液晶表示パネルの半透過型液晶表示パネル８０の第２基板を透視して表した１画素分の平面図は図９に示すとおりになる。なお、図９においては、スリットや突起等からなる配向規制手段を有しない以外は図７及び図８に示した従来例のＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネル７０と実質的に同一の構成となるので、従来例のＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネル７０と同一の構成部分には同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略する。
特開２００３−１６７２５３号公報（特許請求の範囲、段落［００５０］〜［００５７］、図１）特開２００４−０６９７６７号公報（特許請求の範囲、段落［００４４］〜［００５３］、図１）

このような従来の各種方式の半透過型液晶表示パネルにおいては、一般にコンタクトホール２０は、図７〜図９に示すように、反射板１８の中央部に設けられている。そして、一般にこのコンタクトホール２０の形成は次のようにして行われる。まず最初に、例えば図８に示したように、第１基板に形成された各画素のＴＦＴ等の表面を絶縁するために表示領域全体にわたって酸化硅素ないしは窒化硅素からなる保護絶縁膜２３を被覆し、その後に反射部１５のみ或いは表示領域全体にわたりフォトレジスト等からなる層間膜１７を塗布および露光、現像し、層間膜１７のコンタクトホール部分の開口を形成する。

更に、層間膜１７の表面に全体にわたりアルミニウム金属等からなる反射板形成材料の被膜を形成し、これらの表面全体にフォトレジストを塗布した後、反射板形成材料が所定のパターンの反射板１８となるように及びコンタクトホール部分に開口ができるように設計したフォトマスクパターンを用い、露光及びエッチングすることにより所定のパターンの反射板１８及びコンタクトホール部分の開口を形成し、更に、これらの表面全体にフォトレジストを塗布した後、保護絶縁膜２３がコンタクトホール部分に開口ができるように設計したフォトマスクパターンを用い、露光及びエッチングすることにより所定のパターンの保護絶縁膜２３の開口を形成し、ＩＴＯやＩＺＯ等の透明導電性材料からなる画素電極１９を所定のパターンに形成することにより、コンタクトホール２０において画素電極１９とスイッチング素子であるドレイン電極Ｄとの電気的導通を取っている。

しかしながら、反射板形成材料の被膜の表面に塗布されたフォトレジストは、層間膜１７に形成されたコンタクトホール部分の開口内にも入り込むため、露光すべきフォトレジストの厚さは反射板間の厚さよりもコンタクトホール部分の開口内の方が厚くなる。そのため、従来はコンタクトホール部分の露光と反射板間の露光とを別々に行い、一例としてコンタクトホール部分の露光時間は約１０秒であり、反射板間の露光時間は約５秒が採用されていた。

このように、従来は同じ反射板に対するコンタクトホール部分の露光と反射板間の露光とが別々に行なわれているため、露光に時間がかかるという問題点が存在している。ここで、反射板形成材料の表面に設けられたフォトレジストに対してコンタクトホール部分の露光と反射板間の露光とを同時に行うようにするため、例えばコンタクトホール部分の露光に必要な時間である約１０秒を採用すると、反射板間に存在しているフォトレジストの厚さは薄いために露光時間が多すぎてしまい、結果として反射板間距離が設計値よりも広がってしまうという問題点が生じる。この露光時間が長くかかると、液晶表示パネルの大量生産の場合には、露光時間が累積される結果、製造効率の低下として現れるため、各工程における露光時間の短縮を成し遂げることは急務である。

本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、その目的は、コンタクトホールの形成位置を見直し、反射板形成材料上に塗布されたフォトレジストを露光して所定のパターンの反射板及びコンタクトホール部の開口を形成する際に、コンタクトホール部分の露光と反射板間の露光とを同時に行うようにできるようにした半透過型液晶表示パネルを提供することにある。

本発明の上記目的は以下の構成により達成し得る。すなわち、請求項１に係る半透過型液晶表示パネルの発明は、マトリクス状に配置された信号線及び走査線により区画されるそれぞれの位置にスイッチング素子及び画素電極が設けられ、前記それぞれの画素電極に反射部と透過部とが形成された第１基板と、カラーフィルタ層及び共通電極を備える第２基板と、前記第１基板及び第２基板の間に液晶層が封入された半透過型液晶表示装置において、
前記第１基板の少なくとも反射部には、前記画素電極とスイッチング素子とを隔てる層間膜が形成されているとともに、前記画素電極の下部に反射板を備え、
前記反射板は周辺に切欠部を有し
前記反射部の画素電極は、前記切欠部に対応する位置の層間膜に形成されたコンタクトホールを介して前記スイッチング素子の電極と電気的に接続されていることを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の半透過型液晶表示パネルにおいて、前記画素電極及び反射板は前記第１基板の表示領域全体にわたって設けられた層間膜上に設けられているとともに、前記第２基板の反射部に対応する位置にはトップコート層が設けられていることを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の半透過型液晶表示パネルにおいて、前記画素電極は前記透過部と反射部との間にスリットを有し、
前記第２基板は少なくとも前記透過部に対応する位置に配向規制手段を備え、
前記第１基板及び第２基板の表面には垂直配向膜が積層されており、
前記液晶層は誘電率異方性が負の液晶からなることを特徴とする。

また、請求項４に係る発明は、請求項３に記載の半透過型液晶表示パネルにおいて、前記反射板の切欠部は前記画素電極の幅が狭くなっている部分と対向するように設けられていることを特徴とする。

また、請求項５に係る発明は、請求項３又は４に記載の半透過型液晶表示パネルにおいて、前記配向規制手段は、前記垂直配向膜の下部に設けられた突起からなることを特徴とする。

また、請求項６に係る発明は、請求項３又は４に記載の半透過型液晶表示パネルにおいて、前記配向規制手段は、前記共通電極に設けられたスリットからなることを特徴とする。

また、請求項７に係る発明は、請求項５又は６に記載の半透過型液晶表示パネルにおいて、前記透過部の画素電極はスリットにより複数個に区画されていることを特徴とする。

更に、請求項８に係る発明は、請求項３〜７のいずれかに記載の半透過型液晶表示パネルにおいて、前記透過部の画素電極は、平面視において前記信号線とは重複しておらず、前記走査線に沿って重複していることを特徴とする。

本発明は上述のような構成を備えることにより以下に述べるような優れた効果を奏する。すなわち、請求項１に係る発明によれば、反射板は周辺に切欠部を有しこの切欠部に対応する位置にコンタクトホールが設けられているため、たとえ反射板形成時に反射板形成材料の被膜の表面に塗布されたフォトレジストの厚さが反射板間の厚さよりもコンタクトホール部分の開口内の方が厚くなるとしても、フォトレジスト露光用のマスクは反射部の切欠部に対向する位置に透過部側ないしは隣り合う反射板側に向かって開放端が形成されることとなるので、この開放端側から露光光の一部が散乱によりコンタクトホール部分の開口内に漏れてくる。そのため、反射板形成材料の表面に設けられたフォトレジストに対してコンタクトホール部分の露光と反射板間の露光とを従来例に比すると短時間で同時に行うことができるようになるので、半透過型液晶表示パネルの製造効率が向上する。

また、請求項２に係る発明によれば、第１基板に設けられた層間膜の表面は平坦化されているので、その表面に設けられた画素電極及び反射板の表面も平坦化できるため、液晶分子の配向の乱れが少なくなり、しかも、トップコート層により容易に反射部でのセルギャップを所定の値に設定できるため、表示画質の良好な半透過型液晶表示パネルが得られる。

また、請求項３に係る発明によれば、視野角が広く、液晶分子の配向の乱れが少ない表示画質が良好で、応答速度が速いＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネルが得られる。なお、配向規制手段は少なくとも第２基板の透過部に対応する位置に設けられていればよく、反射部に設けるかどうかは適宜決定すればよい。

また、請求項４に係る発明によれば、反射板の切欠部が画素電極の幅が狭くなっている部分と対向するように設けられているから、画素電極の幅が狭くなっている部分に反射板のエッジ部分に起因する段差は生じなくなるので、製造時ないしは使用時この画素電極の幅が狭くなっている部分が断線する虞が少なくなり、請求項３に係る発明の効果を奏しながらも、製造効率が良好で長寿命のＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネルが得られる。

また、請求項５及び請求項６に係る発明によれば、簡単な構成の配向規制手段により視野角が広く、応答速度が速いＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネルが得られる。

また、請求項７に係る発明によれば、透過部の画素電極の面積が大きくても、所望の面積となるように複数に分割してそれぞれの分割された画素電極毎に配向規制手段を設けたため、透過部全体にわたり液晶分子の配向を所望の方向に規制することができるので、明るく、広視野角かつ高コントラストで表示画質の優れたＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネルが得られる。

また、ＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネルでは、透過部において走査線及び信号線と画素電極とは、平面視において重複していなくても、電界無印加時に光漏れの虞はない。しかしながら、走査線に印加される電圧は大きく変化するので、液晶分子に対して影響を与えるため、透過部の走査線近傍では液晶分子の配向に乱れが生じて光漏れすることがあるが、請求項８に係る発明によれば、走査線による電界は画素電極によって遮られるため、液晶分子に影響を与えることがなくなり、透過部での光漏れの少ない高コントラストで表示画質に優れたＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネルが得られる。

以下、実施例及び図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明するが、以下に示す実施例は本発明をここに記載したものに限定することを意図するものではなく、本発明は特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行ったものにも均しく適用し得るものである。

実施例のＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネル１０を図１及び図２を用いて説明する。なお、図１はＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネル１０の第２基板を透視して表した１画素分の平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図であり、また、図３は反射板形成材料を露光する際のコンタクトホール形成部分近傍のフォトレジスト及びフォトマスクの位置関係を示す図である。ただし、図７及び図８に記載された従来例のＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネル７０と同一の構成部分には同一の参照符号を付与して、その詳細な説明は省略する。

このＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネル１０が図７及び図８に記載した従来のＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネル７０と構成が相違している点は、反射部側に設けられたコンタクトホール２０の位置及び反射板１８の形状である。すなわち、従来のＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネル７０においては、コンタクトホール２０は反射部１６の中央部に設けられており、反射板１８にはコンタクトホール２０の部分に開口が設けられていた。それに対し、この実施例のＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネル１０においては、反射板１８の周辺部に切欠部３５が設けられ、この切欠部３５に対応する位置にコンタクトホール２０が設けられている。

この実施例のＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネル１０のコンタクトホール２０の製造工程を図３を用いて説明する。まず、従来例の場合と同様にして、第１基板の表面に形成された各画素のスイッチング素子であるＴＦＴ等の表面を絶縁するために表示領域全体にわたって酸化硅素ないしは窒化硅素からなる保護絶縁膜２３を被覆し、その後に反射部１５のみ或いは表示領域全体にわたりフォトレジスト等からなる層間膜１７を塗布および露光、現像し、層間膜１７のコンタクトホール部分の開口を形成する。

更に、層間膜１７の表面に全体にわたりアルミニウム金属等からなる反射板形成材料の被膜４０を形成し、これらの表面全体にフォトレジスト４１を塗布すると、フォトレジスト４１はコンタクトホール形成部分の開口４２の内部にまで入り込むため、この開口４２内の露光しなければならないフォトレジストの厚さは厚くなる。そのため、従来例ではコンタクトホール形成部分の開口４２内のフォトレジストの露光時間としては約１０秒が採用され、反射板間をパターンニングするためのフォトレジストの露光時間としては約５秒が採用され、両者は別々に露光されていた。

しかしながら、この実施例においては、反射板の周辺に切欠部３５（図１参照）を形成するようにしたパターンのフォトマスク４３を用い、コンタクトホール形成部分の開口４２内のフォトレジスト及び反射板間のフォトレジストを同時に露光する。そしてその露光時間は、従来のコンタクトホール形成部分の開口４２内のフォトレジストの露光時間と反射板間をパターンニングするためのフォトレジストの露光時間との間の露光時間、例えば約８秒を採用する。

この約８秒という露光時間は、反射板間をパターンニングするためのフォトレジストの最適な露光時間よりは長いが、露光後の反射板形成材料の被膜４０のエッチング時に反射板形成材料の被膜４０が設計値を超えて過剰にエッチングされてしまうことがないような時間であり、かつ、本来はコンタクトホール形成部分の開口４２内のフォトレジストを完全に露光するには短い時間であり、この最適な露光時間は光源の種類、フォトレジストの種類、フォトレジストの膜厚等を勘案の上で実験的に定めることができる。

このように、本来はコンタクトホール形成部分の開口４２内のフォトレジストを完全に露光するには短い時間であってもこのレジストを完全に露光できることの理由は次のとおりである。すなわち、この実施例では、コンタクトホールの形成位置からして、反射板の周辺に切欠部３５を形成できるようにしたパターンのフォトマスク４３を使用せざるを得ないが、このフォトマスク４３の切欠部３５に対応する部分は透過部１６側が開放されている。フォトマスク４３は透過部１６側には存在していないから、透過部１６側のフォトレジスト４１には大量の露光光が照射されることとなる。そして、露光光は完全に直進する成分だけではなく、散乱光４４の成分が含まれるため、透過部１６側のフォトレジスト４１側から多量の散乱光４４が発生し、この散乱光４４の一部が透過部１６側からフォトマスク４３の開放端へ向かって進むため、コンタクトホール形成部分の開口４２内のフォトレジスト４１の露光量が実質的に多くなるためである。

このような散乱光４４によるコンタクトホール形成部分の開口４２内のフォトレジスト４１の露光効果は、従来例のような反射板１８の中央部にコンタクトホール２０が存在しているような場合には、コンタクトホール形成部分の開口４２の周囲全体がフォトマスク４３により覆われているため散乱光量が少ないので、生じることがない。

そして、所定の露光が終了した後、現像後に反射板形成材料の被膜４０をエッチング処理して所定のパターンの反射板１８を形成するとともに、更に、これらの表面全体にフォトレジストを塗布した後、保護絶縁膜２３がコンタクトホール部分に開口ができるように設計したフォトマスクパターンを用い、露光及びエッチングすることにより所定のパターンの保護絶縁膜２３の開口を形成し、ＩＴＯやＩＺＯ等の透明導電性材料からなる画素電極１９を所定のパターンに形成することにより、コンタクトホール２０において画素電極１９とドレイン電極Ｄとの電気的導通をとる。

このようにして製造されたこの実施例のＭＶＡ方式の半透過型液晶表示装置１０によれば、コンタクトホール形成部分の開口４２内のフォトレジスト及び反射板間のフォトレジストを同時にしかも短時間の露光で行うことができるため、従来例に比すると露光時間を約１／２と大幅に短縮することができるので、半透過型液晶表示パネルの製造効率が向上する。

加えて、この実施例においては、コンタクトホール２０の形成位置、すなわち反射板１８の切欠部３５を透過部１６と対向する側で、かつスリット３３により形成された画素電極１９の幅が狭くなっている部分と対向するように設けているから、画素電極１９の幅が狭くなっている部分３４に反射板１８のエッジ部分が接することがなくなり、画素電極１９の幅が狭くなっている部分３４に反射板１８の存在に起因する段差が生じないので、製造時ないしは使用時に画素電極の幅が狭くなっている部分が断線する虞が少なくなるという効果も生じる。

なお、この実施例においては、反射板１８の切欠部３５の形成位置、すなわちコンタクトホール２０の形成位置を透過部１６と対向する側に設けた例を示したが、反射板１８の周縁に切欠部３５を設ければ、反射板形成材料の被膜４０上に設けられたフォトレジストの露光時に使用するフォトマスク４３としては、必然的に一方側が開放されたパターンのものを使用せざるを得なくなるので、同様の効果を奏することができる。従って、反射板１８の周縁設ける切欠部３５は、信号線１３と対向する側に設けてもよいし、走査線１２と対向する側に設けても良い。

なお、実施例のＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネル１０としては、反射部１５における反射板１８及び画素電極１９は隣接する画素の反射板及び画素電極とは接しないで、かつ走査線１２及び信号線１３とは同じく光漏れを防止するために若干重なるようにして形成されており、透過部１６側における画素電極１９は隣接する画素の画素電極及び反射板とは接しないでかつ走査線１２及び信号線１３と若干重なるように形成したが、本来ＭＶＡ方式の液晶表示パネルにおいては、液晶分子に電界が印加されていない状態で垂直に配向されている限りは液晶層を光が透過することはない。

従って、実施例のＭＶＡ方式の液晶表示パネル１０においては、透過部１６の画素電極１９ｂと走査線及び信号線とが平面視において重複していなくても、この部分には垂直配向膜が設けられているから、本来は光を透過することがない。そのため、少なくとも透過部１６の画素電極１９ｂと走査線及び信号線とを平面視において重複させなくてもよい。このような構成を採用すると、走査線及び信号線を細くできるため、透過部の開口率が向上するので、明るいＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネルが得られる。同様に、画素電極１９に設けられたスリット３３にも垂直配向膜が設けられているので光が透過することがないため、この実施例のＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネル１０としては、補助容量が大きくなるようにするために、補助容量線２１を反射板１８の下部から更に透過部１６側に延長してスリット３３側にまで延長してある。

ただし、走査線１２に印加される電圧は振幅が大きいため、この走査線１２に印加される電圧によって液晶分子の配向状態が影響を受けることがあるため、少なくとも透過部１６の画素電極１９ｂが走査線１２に沿っている部分は、走査線と平面視において重複するようにした方がよい。また、透過部１６の画素電極１９ｂとして長方形状のものを使用した例を示したが、液晶分子の配向状態の乱れをより少なくするため、長方形の角を切り落とした形状としたり円形状とすることもできるが、この場合も少なくとも走査線１２と沿っている部分は部分的に走査線と平面視において重複するようにした方がよい。

なお、実施例に係るＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネル１０は、画素電極１９をスリット３３により反射部１５の画素電極１９ａと透過部１６の画素電極１９ｂとに区画した例を示したが、半透過型液晶表示パネルを実際に使用する際にはバックライトを点灯して透過部１６を使用する機会の方が多い。そのため、透過部１６の画素電極１９ｂの面積を反射部１５の画素電極１９ａの面積よりも大きくする場合もある。このような場合には、透過部１６全体にわたり液晶分子の配向に乱れが生じないようにするため、透過部の画素電極１９ｂを別途スリットにより複数個に区画し、それぞれの区画ごとに配向規制手段を設けることもできる。

また、実施例に係るＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネル１０は、配向規制手段として透過部においては十字状の突起、反射部においては逆Ｙ字状の突起を設けた例を示したが、これに限らず、突起をバー状ないし砲弾状としたり、或いは、上記特許文献２に開示されているもののように、共通電極に配向規制手段としてのスリットを設けても良い。

更に、この実施例においては、ＶＡ方式の半透過型液晶表示装置１０に適用した例を示したが、図４に示したような、配向規制手段３１、３２を備えていないＶＡ方式ないしはＴＮ方式の半透過型液晶表示パネル１０Ａに対しても適用可能である。この場合においても反射板１８の切欠部３５の形成位置、すなわちコンタクトホール２０の形成位置を透過部１６と対向する側に設けてもよいし、信号線１３と対向する側に設けてもよく、また、走査線１２と対向する側に設けても良い。

実施例のＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネルの第２基板を透視して表した１画素分の平面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。反射板形成材料を露光する際のコンタクトホール形成部分近傍のフォトレジスト及びフォトマスクの位置関係を示す図である。他の実施例の半透過型液晶表示パネルの第２基板を透視して表した１画素分の平面図である。図５（ａ）は従来のＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネルの概略的な構造を示す斜視図であり、図５（ｂ）は液晶層の液晶に電界を印加したときの液晶の傾斜状態を示す概略図である。図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。セルギャップ調整のためのトップコート層を第２基板側に設けた従来の半透過型液晶表示パネルの第２基板を透視して表した１画素分の平面図である。図７のＣ−Ｃ断面図である。別の従来例の半透過型液晶表示パネルの第２基板を透視して表した１画素分の平面図である。

符号の説明

１０、５０、７０ＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネル
１０Ａ、８０ＶＡ方式ないしはＴＮ方式の半透過型液晶表示パネル
１１、２５ガラス基板
１２走査線
１３信号線
１４無機絶縁膜
１５反射部
１６透過部
１７層間膜
１８反射板
１９、１９ａ、１９ｂ画素電極
２０コンタクトホール
２１補助容量線
２６カラーフィルタ層
２７トップコート層
２９液晶
３１、３２突起
３３スリット
３４画素電極の幅の狭い部分
３５切欠部

Claims

マトリクス状に配置された信号線及び走査線により区画されるそれぞれの位置にスイッチング素子及び画素電極が設けられ、前記それぞれの画素電極に反射部と透過部とが形成された第１基板と、カラーフィルタ層及び共通電極を備える第２基板と、前記第１基板及び第２基板の間に液晶層が封入された半透過型液晶表示装置において、
前記第１基板の少なくとも反射部には、前記画素電極とスイッチング素子とを隔てる層間膜が形成されているとともに、前記画素電極の下部に反射板を備え、
前記反射板は周辺に切欠部を有し
前記反射部の画素電極は、前記切欠部に対応する位置の層間膜に形成されたコンタクトホールを介して前記スイッチング素子の電極と電気的に接続されていることを特徴とする半透過型液晶表示パネル。
前記画素電極及び反射板は前記第１基板の表示領域全体にわたって設けられた層間膜上に設けられているとともに、前記第２基板の反射部に対応する位置にはトップコート層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半透過型液晶表示パネル。
前記画素電極は前記透過部と反射部との間にスリットを有し、
前記第２基板は少なくとも前記透過部に対応する位置に配向規制手段を備え、
前記第１基板及び第２基板の表面には垂直配向膜が積層されており、
前記液晶層は誘電率異方性が負の液晶からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の半透過型液晶表示パネル。
前記反射板の切欠部は前記画素電極の幅が狭くなっている部分と対向するように設けられていることを特徴とする請求項３に記載の半透過型液晶表示パネル。
前記配向規制手段は、前記垂直配向膜の下部に設けられた突起からなることを特徴とする請求項３又は４に記載の半透過型液晶表示パネル。
前記配向規制手段は、前記共通電極に設けられたスリットからなることを特徴とする請求項３又は４に記載の半透過型液晶表示パネル。
前記透過部の画素電極はスリットにより複数個に区画されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の半透過型液晶表示パネル。
前記透過部の画素電極は、平面視において前記信号線とは重複しておらず、前記走査線に沿って重複していることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載の半透過型液晶表示パネル。