JP5245028B2

JP5245028B2 - 液晶表示装置およびその製造方法

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Inventors: 泰樹工藤
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Description

本発明は、液晶表示装置およびその製造方法に関し、特に半透過型の液晶表示装置およびその製造方法に関する。

最近の携帯電話に代表されるモバイル機器や、デジタルビデオカメラ、デジタルカメラなどに搭載されるディスプレイ（表示部）には半透過型の液晶表示装置を採用する例が多くなってきている。その理由は、ノートパソコンのディスプレイやデスクトップパソコンのモニターに用いられる通常の透過型液晶表示装置の場合、日差しの強い場所では液晶表示装置表面での光の反射により表示が見えづらいという欠点があるためである。

半透過型液晶表示装置は、屋内ではバックライトを光源とし、屋外では日光などの周囲光を光源とするため屋内でも屋外でも見やすい。また、消費電力も低くできるため前記モバイル機器やカメラのディスプレイとして最適である。

近年のモバイル機器、特に携帯電話などは電話としての用途だけでなくテレビ放送の視聴やデジタルカメラとしての機能も併せ持つようになってきている。このような用途では液晶表示装置の使い方として、通常の縦表示の他に横表示でも使用する機会が多くなっている。このような用途の場合、液晶表示装置の視野角（見える範囲）が狭いと縦表示と横表示の表示品位が著しく異なり、表示が見難くなってしまう。したがって、小型の半透過型液晶表示装置でも広視野角化の要求が多くなってきている。

半透過型液晶表示装置を広視野角化する方法としては、次に述べるような方法がある。一般的なツイステッドネマチック（ＴＮ）型の液晶を用いた液晶表示装置は視野角が狭く、視野角を広げる方策として光学補償フィルムを用いることが多い。この方法では、横方向の視野角はある程度広がるが、縦方向の視野角はあまり広がらないため縦表示と横表示で視野角が異なってしまう。モニターのように固定して使用する表示装置の場合問題にならないが、縦でも横でも使うモバイル機器の場合見難くなってしまう。そこで近年モバイル機器に多く用いられ始めているのが、誘電率異方性が負の液晶を用いた垂直配向（Vertical Alignment、以下ＶＡ）方式の液晶表示装置である。ＶＡ方式の液晶表示装置では、電圧が印加されない状態では液晶分子がガラス基板に対して垂直に配向しており、電圧を加えると印加される電圧値により液晶分子が傾斜して光学異方性を発現する。しかし、液晶分子に対して何も規制しないと液晶分子の倒れる方向が一定しない。そのために、液晶分子の倒れる方向を規制する必要がある。その際、液晶分子が、あらゆる方向に均等に倒れるように配向分割することにより視野角の広い特性を得ることができる。通常は２方向あるいは４方向に分割するのが一般的である。

液晶分子の配向分割の方法としては、対向する基板間の電気力線を変化させて液晶分子の倒れる方向を制御するのが一般的である。対向する基板間の電気力線を変化させる具体的名方法として、特許文献１等に記載の有機絶縁膜等で突起をつける方法と、特許文献２等に記載の画素電極にスリットを設ける方法の２つがある。これらの２つの方法は、単独、あるいは組み合わせて使用される。突起による配向分割は、有機絶縁膜を使う必要があるため電極スリットに比べると製造コストが高い。そのため、液晶表示装置を形成する一対の基板のうち一方の基板に突起を、もう一方の基板に画素スリットを設ける例が多い。いずれの方式を用いるにしてもＶＡ方式の液晶表示装置は、ＴＮ型液晶を用いる場合に比べて製造プロセスが増加するため製造コストの増加は避けられなかった。

突起やスリットを用いない例として画素電極を対向する共通電極よりも小面積で対称性のよい形状とする方法が特許文献３等に提案されている。しかし、この方法では、分割配向した液晶の中心点を固定できないため液晶分子の配向が安定しないという課題があった。

また、半透過型液晶表示装置ではＶＡ方式に限らず透過表示部と反射表示部では最適な光学特性が得られる条件（リタデーション値）が異なる。そのために、特許文献４等に記載のように、透過表示部と反射表示部の液晶層厚が異なるマルチギャップ構造を用いる必要があった。さらに、半透過型液晶表示装置で反射表示を行う場合、拡散反射特性を得るために凹凸の表面形状を有する反射電極を形成する必要があり、その凹凸形状を形成するに当たって感光性有機膜を用いるのが一般的である。その凹凸形状を形成するための有機膜とマルチギャップ構造を形成するための液晶層厚調整層とを兼ねる方法が上記の特許文献４に開示されている。

特開平１１−２４２２２５号公報（図９，００１７〜００１８）特開２００４−０６９７６７号公報（図１、００４４〜００５３）特開２００３−２８７７５４号公報（図１、００６２〜００６７）特開平１１−２４２２２６号公報（図１、０１４６〜０１５２）特開２００４−２４６３２８号公報（図３（ｂ）、００３８〜００５０）

以上説明したように、ＶＡ方式の半透過型液晶表示装置では一方の基板上にマルチギャップ形成のための液晶層厚調整層、拡散反射用凹凸、液晶分子の配向分割を行うための突起あるいは画素スリットのどちらか一方、の３つを設ける必要がある。これらの形成方法として拡散反射用凹凸と液晶分子の配向分割を行うための突起を同時に形成する方法が、特許文献５に開示されている。しかしながら、特許文献５の方法は、さらに液晶層厚調整層を別に形成するために有機絶縁膜を２回形成する必要があり、製造工程が煩雑であった。また、液晶層厚調整層と突起の必要な基板面からの高さが異なるため、同時に形成できないことが、液晶層厚調整層が別に必要な理由のひとつとなっていた。

本発明は、上記の従来技術の課題を解決した、半透過型の液晶表示装置を提供することにある。

本発明の半透過型の液晶表示装置は、反射表示部には有機膜材料からなる凹凸と、該凹凸上に反射電極と、を備える。そして、透過表示部には液晶層の液晶分子の配向を空間的に分割するための有機膜材料からなる突起を備えている。本発明の半透過型液晶表示装置は、反射表示部の凹凸と、透過表示部の突起は同一の有機膜材料からなる。この有機膜材料は感光性有機膜から形成される。そして、反射表示部の凹凸は、反射表示部と透過表示部の液晶層の厚さを異ならせるための液晶層厚調整層を兼ねることを特徴とする。本発明の半透過型液晶表示装置では、液晶層として、誘電率異方性が負の液晶が使用される。

上記の本発明の半透過型液晶表示装置では、突起は前記画素電極の上または下に設けることができる。

上記の本発明の半透過型の液晶表示装置では、凹凸の高さと突起の高さは異なるように形成することができる。そして、反射表示部の凹凸の高さは、透過表示部の突起の高さより高くすることができる。

本発明の半透過型の液晶表示装置では、透過表示部の透過電極と反射表示部の反射電極は、次のように形成される。即ち、絶縁性基板上に透明膜からなる透過電極を形成した後、絶縁性基板上に感光性有機膜を塗布する。そして、フォトマスクを用いて感光性有機膜を露光した後、現像し、絶縁性基板上の反射表示部および透過表示部の領域にそれぞれ感光性有機膜からなる凹凸と突起を同時に形成する。そして、この凹凸上に反射膜からなる反射電極を形成する。凹凸と突起の高さは、積算露光量を制御することで調整できる。なお、透過電極は、感光性有機膜で凹凸および突起を形成した後に、突起を含む透過表示部領域に形成するようにしてもよい。

本発明の半透過型の液晶表示装置は、誘電率異方性が正のツイステッドネマチック型の液晶を用いた通常の半透過型と同じ製造工程で垂直配向液晶の配向分割用の突起と液晶層厚調整層を兼ねる反射表示部の凹凸を同時に形成することができる。従って、本発明では、低コストで広視野角、高コントラストの半透過型液晶表示装置が得られる。

以下に本発明の液晶表示装置の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１（Ａ）〜（Ｇ）は本発明の第１の実施例の半透過型液晶表示装置の製造工程を示す縦断面図である。まず、ガラス基板１１上にクロム（Ｃｒ）膜をスパッタリングする。このＣｒ膜をパターニングして、画素をスイッチングするために用いる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のゲート電極１２および走査線（図示せず）を形成する（図１（Ａ））。

その後、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法により、ガラス基板１１の全面にゲート絶縁膜１３としてシリコン窒化（ＳｉＮｘ）膜を成膜する。続けて、ＣＶＤ法により、半導体膜としてアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜、オーミック接続層としてリンドープアモルファスシリコン（ｎ^＋ａ−Ｓｉ）膜を成膜する。その後、フォトリソグラフィによりａ−Ｓｉ膜とｎ^＋ａ−Ｓｉ膜をアイランド状にパターニングして半導体膜１４を形成する。その後Ｃｒ膜をスパッタリングしてパターニングし、ＴＦＴのソース電極１５Ｂとドレイン電極１５Ａと信号線（図示せず）を形成する（図１（Ｂ））。そして、半導体膜１４のソース電極１５Ｂとドレイン電極１５Ａ間に残ったｎ^＋ａ−Ｓｉ膜を除去した後、ＣＶＤ法により、パッシベーション膜１６としてＳｉＮｘ膜を成膜する。

その後、パッシベーション膜１６にコンタクトホール１７を形成する。その後、透過電極１８を酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜で形成する。なお、ＩＴＯ膜はスパッタリング法で形成する。透過電極１８はコンタクトホール１７によりＴＦＴのソース電極１５Ｂと電気的に接続される（図１（Ｃ））。次に、スピンコート法により、有機膜１９としてポジ型の感光性のアクリル樹脂をガラス基板１１の全面に塗布する（図１（Ｄ））。そして、フォトマスク３０を用いて露光を行う（図１（Ｅ））。なお、図１（Ｅ）のフォトマスク３０の部分に記載される矢印は、フォトマスク３０を透過する光の量をイメージ的に表したものである。

その後、現像と熱処理を行い、拡散反射特性を得るための凹凸２０と、液晶を分割配向するための突起２１を同時に形成する（図１（Ｆ））。この際、液晶表示装置完成後の透過部１の液晶層の厚さが、反射部２の液晶層の厚さのおよそ２倍となるようにする。そのために透過部１と反射部２の液晶層の厚さの差分を形成するために凹凸の基板面からの高さを適当に調整して液晶層厚調整層として用いる必要がある。凹凸の基板面からの高さは、感光性アクリル樹脂の、塗布膜厚と露光量を適当に選ぶことにより調整する。また、同時に形成される突起２１は液晶層厚調整層ほどの高さは必要ないが同じ感光性アクリル樹脂で形成するので凹凸２０よりも露光量を多くすることにより凹凸２０よりも高さを低く形成することができる。

その後、反射電極２２を上からアルミニウム（Ａｌ）とモリブデン（Ｍｏ）などの積層膜で凹凸２０と突起２１の上に形成する（図１（Ｇ））。この際、透過電極１８と反射電極２２を一部で積層させて電気的に接続する。なお、Ａｌ膜やＭｏ膜はスパッタリング法で形成する。反射電極の材質としてはＡｌ膜とＭｏ膜の積層膜の他に、銀（Ａｇ）等の金属が使用できる。積層膜は２層以上でもよい。また、ＡｌやＭｏは他の金属との合金でもよい。

この後、ＴＦＴ基板１０にポリイミド樹脂からなる配向膜４３を塗布する。そして、同じく配向膜４３を塗布した、カラーフィルタ４２が形成されたカラーフィルタ基板４０（対向基板ともいう）と、規定のギャップを形成するためのスペーサ（表示していない）を介して重ねる。そして、両基板間に液晶を注入し、周囲をシール材により封止して液晶層６０を形成し、液晶表示装置１００が完成する（図２）。

図１（Ｅ）に示した有機膜１９の露光に用いるフォトマスク３０は、凹凸２０の凸部にあたる領域に不透明膜３２、同じく凹部に当たる領域と、突起２１にあたる領域に半透過膜３１が形成されている。半透過膜３１は主にＣｒのような金属の薄膜やタングステン（Ｗ）あるいはＭｏのシリサイド膜、金属酸化膜などの半透明膜を用いることが多い。半透過膜３１の透過率と露光量を適当に選ぶことにより凹凸２０の基板面からの高さと突起２１の基板面からの高さを所望の値にすることができる。また、凹凸２０にあたる領域の半透過膜と、突起２１にあたる領域の半透過膜の透過率を異ならせることによりプロセス条件の幅を広げることができる。たとえば、突起にあたる領域の半透過膜の透過率を凹凸にあたる領域の半透過膜の透過率よりも高くすれば同じ露光量で突起２１の高さを凹凸２０の高さよりも低くできる。

なお、有機膜１９の材料としてポジ型の感光性のアクリル樹脂を例にあげたが、ノボラック樹脂等の不透明な有機膜でも、それ以外の有機膜材料でもかまわない。また、ネガ型の感光性樹脂でもかまわない。

また、露光装置の解像限界以下のパターンを半透過膜３１の代わりに用いることができる。例えば、露光装置の解像限界が３μｍの場合、フォトマスク上に１μｍのライン／スペースや格子を設けるか、１μｍのドットを並べると半透過膜と同じ効果が得られる。この方法は一般に半透過膜を用いるハーフトーンに対してグレートーンと言われている。グレートーンマスクは、ライン／スペースのライン幅とスペース幅あるいはドットの大きさと間隔を適当に選ぶことにより透過率を制御することができる。グレートーンマスクはハーフトーンマスクに比べて製造プロセスが少ないためマスクの製造コストが安価になるというメリットがある。グレートーンマスクを使用する場合も凹凸２０に対応する領域と突起２１に対応する領域のグレートーンマスクの透過率を変え、それぞれの高さを制御することができる。

次に図面を参照して本発明の液晶の配向分割への効果について説明する。図３は本発明の第１の実施例の単位画素の平面図である。図４は、図３のＡ−Ａ’縦断面図である。図３より単位画素は反射表示部１と透過表示部２からなる。反射表示部には凹凸２０上に反射電極２２が形成され、透過表示部には透過電極１８が形成されている。反射電極２２と透過電極１８は、電気的に接続されている。透過電極１８は対称性の良い形状が連なった形状をしている。図３の例では正方形が２個連なった形状をしている。正方形のほぼ中央には突起２１が形成されている。突起２１は四角錐状をしており、その面に沿って液晶分子５１が配向する。図３の例では図の上下左右方向に液晶分子５１が配向する。図３の例の他に四角錐を４５度回転して設置しても良い。この場合視野角の広がる方向が４５度ずれるが、どの方向の視野角が必要かにより適宜選ぶことができる。また、突起２１の形状は球形でもよく、その場合は球の面に沿って液晶が全周にわたり均一に配向する。

図４（Ａ）は電圧無印加の場合の液晶分子の配向状態を示す縦断面図であり、図４（Ｂ）は透過電極１８と共通電極４８の間に電圧を印加した場合の液晶分子の配向状態を示す縦断面図である。図４（Ａ），（Ｂ）で図１と同じ符号は、図１と同じものを指す。図４（Ａ），（Ｂ）の符号１５は、信号線を表している。カラーフィルタ基板４０はガラス基板４１に通常赤、青、緑色の光のそれぞれの波長を透過する色レジストにより形成されるカラーフィルタ４２が画素ごとに設けられている。カラーフィルタ４２の上に共通電極４８として、ＩＴＯ膜が設けられている。ＴＦＴ基板１０、カラーフィルタ基板４０のそれぞれの表面には垂直配向用の配向膜４３が形成される。配向膜４３の材料としてはポリイミド樹脂等が使用される。そして、両基板間には誘電率異方性が負の液晶層６０が挿入されている。なお、図４の符号５１は液晶分子を模式的に表したものである。電圧無印加の場合（図４（Ａ））、液晶分子５１は配向膜表面に対して垂直に配向する。したがって、透過電極１８と共通電極４８上の比較的平坦な部分では、液晶分子は基板面に対して垂直に配向している。しかし、突起２１部分では液晶分子は、傾斜した表面に対して垂直に配向するため基板面に対しては斜めに配向することになる。透過電極１８と共通電極４８間に電圧を印加した場合（図４（Ｂ））、図のように、突起２１と透過電極１８の端部の効果により電気力線５２が発生する。誘電率異方性が負の液晶層６０中の液晶分子５１は、電気力線に対して長手方向が垂直になるように配向しようとするので、図４（Ｂ）のように傾斜する。この際、図３で示したように突起２１が四角錐の場合、４つの面に対して液晶が配向するため４方向に分割された配向状態に制御できる。このとき透過電極１８が図３に示した正方形のように対称性の良い形状であり、共通電極４８が透過電極１８よりも大きいことにより電気力線５２が透過電極１８の四辺に沿って対象になる。そのために液晶分子の配向は、同じく４方向に分割される。突起２１の各面と透過電極１８の各辺が対応することにより液晶分子の配向は安定して４方向に分割される。この際、透過電極１８の中心に突起２１が無い場合には分割線の中心が固定されないため液晶分子の配向が不安定になる。本実施例では、突起２１を透過電極１８の中心に置くことにより液晶分子の配向を４方向に分割するのを助けるとともに分割線の中心を固定し、液晶分子の配向を安定化させる作用がある。

以上、透過表示部２について説明してきたが、反射表示部１に関しては凹凸２０が形成されているため、一つ一つの凸部分が透過表示部２の突起２１と同じ役割を果たすことにより、液晶分子の配向が分割される。したがって反射表示部１には必ずしも透過表示部２のように突起を設ける必要はない。しかし、液晶分子の配向を安定化させるために、反射電極２２か反射電極２２に対向する部分の共通電極４８に分割のためのスリットを設けても良い。

ここで凹凸２０と突起２１の高さについて具体的な数字をあげて説明する。透過表示部２の液晶層の厚さを４μｍに設定した場合、反射表示部１の液晶層の厚さは透過表示部２の１／２、すなわち２μｍとなるため、液晶層厚調整層を兼ねる凹凸２０の高さを約２μｍとする必要がある。それに対して配向分割を行う突起２１の高さは、１μｍ以下で十分である。逆に凹凸２０と同じく２μｍの高さがあると基板面に対する突起２１の斜面の角度（以下傾斜角）が急になりすぎて液晶の配向が不安定になる。また、突起２１の高さが２μｍのままで傾斜角を小さくしようとすれば必然的に突起２１の底面積が大きくなる。しかし、突起２１部では図４（Ａ）に示したように電圧無印加時に液晶分子５１が基板面に対して斜めに配向しているため、複屈折が発生し黒表示で光が漏れてしまい白と黒のコントラスト比（以下コントラスト）が低下する。そこで突起２１上に遮光膜として反射電極２２と同じ金属膜を形成しているが、その分白表示時の透過率は低下してしまう。以上のことから突起２１は液晶の配向分割に問題の無い範囲で高さを低く、小さい形状が望ましい。そのため、液晶層厚調整層を兼ねているために高さが決まってしまう凹凸２０に対して突起２１の高さを変える必要がある。

次に本発明の第２の実施例について図面を参照して説明する。図５（Ａ）〜（Ｆ）は本発明の第２の実施例の液晶表示装置の製造工程を示す縦断面図である。ガラス基板１１上にＴＦＴのゲート電極１２および走査線（図示せず）をＣｒ膜で形成する（図５（Ａ））。Ｃｒ膜はスパッタリング法で形成する。その後、ＣＶＤ法により、ゲート絶縁膜１３としてＳｉＮｘ膜を成膜する。続けてＣＶＤ法により、半導体膜としてａ−Ｓｉ膜、オーミック接続層としてｎ⁺ａ−Ｓｉ膜を成膜し、その後、フォトリソグラフィによりａ−Ｓｉ膜とｎ⁺ａ−Ｓｉ膜をアイランド状にパターン化し半導体膜１４を形成する。その後Ｃｒ膜をスパッタリングしてパターニングし、ＴＦＴのソース電極１５Ｂとドレイン電極１５Ａと信号線（図示せず）を形成する（図５（Ｂ））。

そして、半導体膜１４のソース電極１５Ｂとドレイン電極１５Ａ間に残ったｎ^＋ａ−Ｓｉ膜を除去した後、パッシベーション膜１６としてＳｉＮｘ膜を成膜する。その後、有機膜１９としてポジ型の感光性を有するアクリル樹脂を基板全面に塗布する（図５（Ｃ））。その後、有機膜１９の露光、現像を行う。そして、有機膜１９を熱処理することにより拡散反射特性を得るための凹凸２０と、液晶分子を分割配向するための突起２１と、凹凸２０を貫通するコンタクトホール１７を形成する。その後さらにパッシベーション膜１６を貫通するコンタクトホール１７をドライエッチング法で形成する（図５（Ｄ））。その後、透過電極１８としてＩＴＯ膜をスパッタリング法で形成する（図５（Ｅ））。

その後、反射電極２２を、上からＡｌ膜とＭｏ膜の積層膜で凹凸２０上に形成する。なお、Ａｌ膜とＭｏ膜はスパッタリング法で形成する。反射電極２２はコンタクトホール１７によりソース電極１５Ｂと電気的に接続され、透過電極１８は反射電極２２と電気的に接続される（図５（Ｆ））。

図６（Ａ）および図６（Ｂ）に本発明の第２の実施例の液晶表示装置の縦断面図を示す。図６（Ａ）は、電圧無印加の場合の液晶分子の配向状態を示す。図６（Ｂ）は、透過電極１８と共通電極４８の間に電圧を印加した場合の液晶分子の配向状態を示す。本実施例の液晶表示装置の動作と作用は、上記の本発明の第１の実施例と同じであるが、本実施例では突起２１が透過電極１８の下に形成されている点で上記の本発明の第１の実施例と相違する。突起２１部では図６（Ａ）に示したように電圧無印加時でも液晶分子５１が斜めに配向しているため複屈折が発生する。そのために、黒表示で光が漏れてしまいコントラストが低下する原因となる。そこで、第１の実施例のように突起２１部分を反射膜で遮光すればコントラストの低下は防げる。しかし、白表示時の光の通る部分の面積（開口率）が低下するため透過率が低下し、液晶表示装置としての表面輝度は低下する。したがって、表面輝度とコントラストのどちらを優先するかで遮光膜を付けるか付けないかを選択すればよい。

本発明の第２の実施例の構造で突起２１部分に遮光膜を設ける場合、遮光膜は、突起２１下にゲート電極１２あるいはソース電極（ドレイン電極）形成時にこれらと同じ材料のＣｒ膜を残すことで形成できる。また、反射電極２２を形成時に反射電極２２と同じ材料のＡｌ膜／Ｍｏ膜の積層膜を突起２１上に残すことでも形成できる。

次に本発明の第３の実施例の液晶表示装置について図を参照して説明する。図７は本発明の第３の実施例のＴＦＴ基板１０の縦断面図である。本実施例では突起２１が透過電極１８上に形成されており、なおかつ突起２１上には反射電極が形成されていない。図７では遮光膜は形成されていないが、上記の本発明の第２の実施例で説明したように、突起２１の下層か対向基板側に遮光膜を設けても良い。

図８は本発明の第３の実施例の単位画素の平面図である。また、図９は図８のＢ−Ｂ’線に沿った縦断面図である。本発明の第３の実施例では突起２１は図８に示すようにリブ状に形成されている。また、図９のように、カラーフィルタ基板４０側にも突起４４が設けられており、ＴＦＴ基板１０側、カラーフィルタ基板４０側の両方の突起で液晶分子の配向を分割する。なお、本実施例では透過電極１８の上に突起２１があるため、電気力線５２の曲がり方が実施例１、２とは異なる。そのため、液晶分子５１の倒れ方も異なっているが配向分割の方法は原理的に同じである。また、本実施例の突起２１と凹凸２２は、上記の本発明の第１の実施例と同様な方法によって形成できる。なお、図８の符号４４Ａで示した点線は、ＴＦＴ基板１０に対向するカラーフィルタ基板４０に設けられる突起４４の配置位置を示す。

（Ａ）〜（Ｇ）は本発明の第１の実施例の液晶表示装置の製造工程を説明するための縦断面図である。第１の実施例の液晶表示装置の断面図である。本発明の第１の実施例の液晶表示装置の単位画素の平面図である。（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第１の実施例の液晶表示装置の動作を示す縦断面図である。（Ａ）〜（Ｆ）は本発明の第２の実施例の液晶表示装置の製造工程を説明するための縦断面図である。（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第２の実施例の液晶表示装置の動作を示す縦断面図である。本発明の第３の実施例の液晶表示装置の縦断面図である。本発明の第３の実施例の液晶表示装置の平面図である。本発明の第３の実施例の液晶表示装置の動作を示す縦断面図である。

符号の説明

１反射表示部
２透過表示部
１０ＴＦＴ基板
１１ガラス基板
１２ゲート電極
１３ゲート絶縁膜
１４半導体膜
１５信号線
１５Ａソース電極
１５Ｂドレイン電極
１６パッシベーション膜
１７コンタクトホール
１８透過電極
１９有機膜
２０凹凸
２１，４４突起
２２反射電極
３０フォトマスク
３１半透過膜
３２不透明膜
４０カラーフィルタ基板
４１ガラス基板
４２カラーフィルタ
４３配向膜
４４Ａカラーフィルタ基板に設けられる突起の配置位置
４８共通電極
５１液晶分子
５２電気力線
６０液晶層
１００液晶表示装置

Claims

一対の基板間に液晶層を挟持してなり、１つの単位画素に反射表示部と透過表示部とが設けられ、前記反射表示部の金属膜からなる反射電極と、前記透過表示部の透明導電膜からなる透過電極とにより前記単位画素の画素電極が形成され、前記反射表示部と前記透過表示部における前記液晶層の厚さが異なる液晶表示装置において、前記反射表示部には有機膜材料からなる凹凸と、該凹凸上に前記反射電極とを備え、前記透過表示部には前記液晶層の液晶分子の配向を空間的に分割するための有機膜材料からなる突起を備えており、前記反射表示部の凹凸と、前記透過表示部の突起は同一の有機膜材料からなり、前記反射表示部の凹凸は、前記反射表示部と前記透過表示部の液晶層の厚さを異ならせるための液晶層厚調整層を兼ね、前記突起表面に前記反射電極の金属膜と同じ材料からなる金属膜を備えることを特徴とする液晶表示装置。
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記載の液晶表示装置。
前記突起は前記画素電極の下に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
前記突起は前記画素電極の上に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
前記反射表示部の凹凸が形成された基板面から、前記凹凸の凹部の底までの距離と、前記基板面から前記凹凸の凸部の先端までの距離の平均を前記反射表示部の凹凸の高さとし、前記透過表示部の突起が形成された基板面から前記突起の先端までの距離を前記透過表示部の突起の高さとした場合、前記凹凸の高さと前記突起の高さが異なることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の液晶表示装置。
前記反射表示部の凹凸が形成された基板面から、前記凹凸の凹部の底までの距離と、前記基板面から前記凹凸の凸部の先端までの距離の平均を前記反射表示部の凹凸の高さとし、前記透過表示部の突起が形成された基板面から前記突起の先端までの距離を前記透過表示部の突起の高さとした場合、前記反射表示部の前記凹凸の高さは、前記透過表示部の前記突起の高さより高いことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の液晶表示装置。
前記突起が半球状または四角錘状の形状を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
前記有機膜材料は感光性有機膜から形成されたものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
前記透過電極は対称形状が連なった形状であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
一対の基板の間に液晶層を挟持してなり、１つの単位画素に反射表示部と透過表示部とが設けられ、前記反射表示部の反射電極と、前記透過表示部の透過電極とにより前記単位画素の画素電極が形成され、前記反射表示部と前記透過表示部における前記液晶層の厚さが異なる液晶表示装置の製造方法において、基板上に透明導電膜からなる透過電極を形成する工程と、前記基板上に感光性有機膜を塗布する工程と、フォトマスクを用いて前記感光性有機膜を露光した後、現像することにより、前記基板上の前記反射表示部および前記透過表示部の領域にそれぞれ前記感光性有機膜からなる凹凸と突起を同時に形成する工程と、前記凹凸表面上に金属膜からなる反射電極を形成する工程と、を含み、前記反射電極を形成する工程において、前記反射電極と同じ金属膜を前記突起表面にも同時に形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
前記凹凸と前記突起をそれぞれ異なる積算露光量で露光することにより、それぞれ異なった高さに形成することを特徴とする請求項１０記載の液晶表示装置の製造方法。
前記フォトマスクの一部に半透過膜を用いたことを特徴とする請求項１０または１１記載の液晶表示装置の製造方法。
前記フォトマスクの半透過膜のうち前記凹凸にあたる部分の半透過膜の透過率と前記突起にあたる部分の半透過膜の透過率が異なることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の液晶表示装置の製造方法。
前記フォトマスクの一部に露光の解像限界以下のパターンを用いたことを特徴とする請求項１０または１１に記載の液晶表示装置の製造方法。
前記凹凸上に前記反射膜を形成すると同時に前記突起上にも前記反射膜が形成されることを特徴とする請求項１０記載の液晶表示装置の製造方法。
一対の基板の間に液晶層を挟持してなり、１つの単位画素に反射表示部と透過表示部とが設けられ、前記反射表示部の反射電極と、前記透過表示部の透過電極とにより前記単位画素の画素電極が形成され、前記反射表示部と前記透過表示部における前記液晶層の厚さが異なる液晶表示装置の製造方法において、基板上に感光性有機膜を塗布する工程と、フォトマスクを用いて前記感光性有機膜を露光した後、現像することにより、前記基板上の前記反射表示部および前記透過表示部の領域にそれぞれ前記感光性有機膜からなる凹凸と突起を同時に形成する工程と、前記透過表示部に透明導電膜からなる透過電極を形成する工程と、前記凹凸表面上に金属膜からなる反射電極を形成する工程と、を含み、前記反射電極を形成する工程において、前記反射電極と同じ金属膜を前記突起表面にも同時に形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
前記凹凸と前記突起をそれぞれ異なる積算露光量で露光することにより、それぞれ異なった高さに形成することを特徴とする請求項１６記載の液晶表示装置の製造方法。
前記フォトマスクの一部に半透過膜を用いたことを特徴とする請求項１６または１７に記載の液晶表示装置の製造方法。
前記フォトマスクの半透過膜のうち前記凹凸にあたる部分の半透過膜の透過率と前記突起にあたる部分の半透過膜の透過率が異なることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の液晶表示装置の製造方法。
前記フォトマスクの一部に露光の解像限界以下のパターンを用いたことを特徴とする請求項１６または１７に記載の液晶表示装置の製造方法。