JP2001272672A

JP2001272672A - 反射型液晶表示装置とその製造方法

Info

Publication number: JP2001272672A
Application number: JP2000082877A
Authority: JP
Inventors: Yasufumi Kanayama; 康文金山
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2000-03-23
Filing date: 2000-03-23
Publication date: 2001-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】アクティブマトリックス方式の反射型液晶表
示装置において、画素電極でもある金属膜の表面に複数
の多角錐を形成して反射膜となし、入射した外光を均一
に散乱させる。【解決手段】画素電極をなす金属膜１を有し、該金属
膜１が、表面に点在する複数のｎ角錐（ｎ＝３、４、・
・・）の凸部３を有し、該凸部３のｎ個の面のそれぞれ
が反射膜９になっているように反射型液晶表示装置を構
成する。このような反射膜９は、細溝22をよって放射状
にｎ分割（ｎ＝３、４、・・・）した複数の島状のレジ
ストパターンを金属膜１の上に形成し、ドライエッチン
グを行うことによって製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外部から入射した
光の反射光によって表示が可能な反射型の液晶表示装置
と、その反射型液晶表示装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】反射型の液晶表示装置は、外部から入射
した光を液晶表示装置内部に設けられた反射板によって
反射した光を表示光源として用いるので、バックライト
と呼ばれる光源を必要としない。そのため、反射型の液
晶表示装置は、液晶表示装置の特長である低消費電力や
薄型、軽量化が透過型の液晶表示装置に比べてより一層
達成できる可能性を有している。

【０００３】図４は反射型液晶表示装置の基本構成図
で、図４（Ａ）は模式的な断面図、図４（Ｂ）は（Ａ）
の一部拡大図である。

【０００４】図４（Ａ）はアクティブマトリックス方式
の反射型液晶表示装置を例示しているが、反射型液晶表
示装置で用いられる液晶表示パネル10においても、透過
型と同様に液晶５は２枚のガラスなどの透明な基板61、
62に挟まれた液晶表示パネルの構成になっている。液晶
５には、ＴＮ、ＳＴＮ、ＧＨ、ＰＤＬＣなどのいろいろ
な液晶が用いられ、反射型だからといって特に限定され
ることはない。

【０００５】一方の基板61には、例えばＩＴＯと略称さ
れるインジウム−錫酸化膜からなる透明導電膜が透明電
極７として被覆されている。この透明電極７は、液晶表
示パネル10の駆動方法が、例えば薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）を用いて駆動するアクティブマトリックス型の場
合には、共通電極として全面に被覆されており、その上
に配向膜81が被覆されて液晶５と接している。因みに、
液晶表示パネルの駆動方法が単純マトリックス型の場合
には、Ｘ方向の縞状にパターニングされたＸ電極となっ
ている。

【０００６】さらに、液晶表示装置でカラー表示を行う
液晶表示パネル10の場合には、透明電極７の下にそれぞ
れの画素に対応したドット状のＲＧＢのカラーフィルタ
82が設けられており、ＣＦ基板と呼ばれる。このＣＦ基
板のそれぞれの画素の周縁の境界には、カラーフィルタ
82の混色を防いでそれぞれの画素を区画する、ブラック
マトリックス83と呼ぶ遮光性の膜が設けられている。

【０００７】他方の基板62には、アクティブマトリック
ス型の場合には、透明電極７が、例えば、それぞれの画
素に対応するドット状に配設された画素電極１を構成し
ており、この画素電極１の上には配向膜81が被覆されて
液晶５と接している。

【０００８】画素電極１のそれぞれに電圧を断続するた
めにＴＦＴ84が設けられている。ＴＦＴ基板と呼ばれる
所以である。さらにＴＦＴ基板には、図示してないがＴ
ＦＴ84を駆動するバスラインなどが設けられている。因
みに単純マトリックス型の場合には、Ｙ方向の縞状にパ
ターニングされたＹ電極となっており、Ｘ電極との多数
の交点のそれぞれが表示画素となっている。

【０００９】ところで、反射型の液晶表示装置に用いる
液晶表示パネル10では、液晶表示パネル10の外部から照
射された光を反射する反射膜９が設けられている。この
反射膜９は、アクティブマトリックス型の液晶表示パネ
ル10の場合には、反射膜９が画素電極１の下に設けられ
が、反射膜９をアルミニウムなどの金属膜で形成して反
射膜９を画素電極１としても用いている場合が多い。因
みに、単純マトリックス型の液晶表示パネルの場合に
は、一方の基板61のＸ電極または他方の基板62のＹ電極
の下に設けられている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このような反射型の液
晶表示パネル10に用いられる反射膜９は、真っ平らであ
ればよいというものではなく、液晶表示パネル10に入射
した外光をできるだけ液晶表示パネル10の中で均一に散
乱して効率よく出射させることが望まれる。

【００１１】そこで、図４（Ｂ）に示したように、例え
ば、反射膜９の表面を、粗面にしたり、傾斜角度をもっ
た曲面や凹凸面にしたり、あるいはプリズムやフレネル
レンズ、放物面レンズなどを敷き詰めた形状の高分子材
料で形成したシートを積層したり、さらに、高分子材料
を塗布した膜の表面を型押しして凹凸を設けたりする方
法などが提案されている。そうした凹凸面に金属膜を被
覆して反射膜とし、入射した外光を散乱させる。

【００１２】このように、反射膜９の表面の形状につい
ては、いろいろな提案がなされている。ところが、その
形状をどのような方法で製造するかについては、必ずし
も決定的に確立された方法がなく実用的には厄介であ
る。つまり、広い液晶表示パネル10の全面あるいは画素
電極１の対応する部位に所望の表面形状を有する反射膜
９を、入射光が均一に散乱するように、再現性よく形成
することは難しい。

【００１３】そこで本発明は、ホトリソグラフィの工程
を経て、再現性よく反射面となる多角錐を点在させた反
射膜を有する反射型液晶表示装置とその製造方法を提供
することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上で述べた課題は、画素
電極をなす金属膜を有し、該金属膜が、表面に点在する
複数のｎ角錐（ｎ＝３、４、・・・）の凸部を有し、該
凸部のｎ個の面のそれぞれが反射膜になっている反射型
液晶表示装置と、画素電極となる金属膜を形成する工程
と、次いで、該金属膜の表面にレジスト膜を形成し、該
レジスト膜をパターニングして、該金属膜の表面に点在
し、細溝をよって放射状にｎ分割（ｎ＝３、４、・・
・）した複数の島状のレジストパターンを形成する工程
と、次いで、ドライエッチングによって該金属膜の表面
に複数のｎ角錐を形成する工程と、該レジスト膜の残余
を除去する工程とを含む反射型液晶表示装置の製造方法
とによって解決できる。

【００１５】つまり、本発明では、画素電極をなす金属
膜の表面に複数のｎ角錐（ｎ＝３、４、・・・）の凸部
を設け、この凸部が反射膜の表面に点在させるようにし
ている。そして、この凸部のｎ個の面が反射面となるよ
うにしている。

【００１６】この反射面によって、液晶表示パネルに入
射した外光が散乱し、光量むらを緩和して良好な表示品
質を得ることができる。

【００１７】一方、この凸部の製造方法は、まず、画素
電極となる金属膜を通常の厚さより厚めに形成し、その
金属膜の表面に、細溝をよって放射状にｎ分割（ｎ＝
３、４、・・・）した複数の島状パターンが点在するよ
うに形成する。次いで、金属膜の表面をドライエッチン
グする。その際、エッチングガスの中に、レジスト膜を
エッチングする成分を含ませると金属膜のエッチングと
同時にレジスト膜も徐々にエッチングされて島状パター
ンが後退する。そして、細溝も拡がっていくに従って金
属膜がｎ個の傾斜面を持ってエッチングされていく。レ
ジスト膜のない部位はエッチングによって全体に膜厚が
薄くなるので、金属膜の表面にｎ角錐が凸部として点在
することになる。

【００１８】こうして、画素電極でもある金属膜の表面
に点在する小さな多角錐を作ることができる。この多角
錐が液晶表示パネルに入射した外光を散乱させるので、
反射型液晶表示装置の表示品質を向上させることができ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は本発明になる反射膜の表面
を模式的に示した説明図で、図１（Ａ）は金属膜上に多
角錐が点在する反射膜の斜視図、図１（Ｂ）は入射光の
乱反射の様子を示す反射膜の一断面図、図２はレジスト
パターンと多角錐との関係を説明する斜視図で、図２
（Ａ）はレジストパターン、図２（Ｂ）は形成される多
角錐の斜視図と正面と側面の断面図、図３は金属膜の表
面に多角錐を製造する工程図である。

【００２０】図において、１は金属膜（＝画素電極）、
２はレジスト膜、３は凸部（＝多角錐）、４は入射光、
21はレジストパターン、22は溝、31は反射面である。

【００２１】図１と図２において、アクティブマトリッ
クス方式の反射型液晶表示装置における金属膜１の材料
は、画素電極であるので導電性のよい金属であり、例え
ば、0.１μｍ程度の厚さがあればよい。こゝでは金属膜
１は反射膜でもあるので、アルミニウムやニッケル、ク
ロムなどの金属光沢を有する金属を用いることができる
が、こゝではＡｌを用いている。

【００２２】凸部３は、金属膜１をエッチングすること
によって設ける。凸部３の高さ：ｈに相当する削り代が
必要であり、削り代の厚さ：ｔは、例えば、0.２μｍ程
度である。従って、金属膜１の初期の膜厚は、例えば、
0.１（画素電極の厚さ）＋0.２（角錐の高さ）＝0.３μ
ｍである。

【００２３】レジスト膜２は、金属膜１の上に、例え
ば、ポジティブレジストを1.４μｍの厚さに被覆する。
そして、それぞれの画素電極に対応する金属膜１の上
に、複数のレジストパターン21が点在するように設け
る。数十〜数百μｍ□の画素電極に対して、２０〜３０
個を点在させる。このレジストパターン21は、外形が円
形でも方形でもよいが、こゝでは１５μｍφの円形で例
示している。

【００２４】凸部３をｎ角錐にするには、ｎ本の細溝22
が放射状に刻まれた形状にする。細溝22の幅は例えば１
μｍである。ｎ本の細溝22をｎ等分割した放射状に設け
れば正ｎ角錐となる。こゝでは、ｎ＝４で４角錐の凸部
３を設ける例なので、４本の細溝22を十字形に４等分割
した形状になっている。

【００２５】正３角錐の凸部３を形成する場合には、レ
ジストパターン21を３本の細溝22で３等分割すればよ
く、５角錐の凸部３を形成する場合には、５本の細溝22
で５分割すればよい。

【００２６】レジストパターン21と形成されるｎ角錐と
の位置関係は、図２に示したとおりで、細溝22の部分が
角錐の面に対応する。従って、図２（Ａ）に示したよう
なレジストパターン21に対して、図２（Ｂ）に示したよ
うな角錐が形成される。

【００２７】Ａｌからなる金属膜１の表面に凸部３を形
成するエッチングには、Ｃｌ₂＋ＢＣｌ₃＋Ｏ₂の混合
ガスを用いて行う。Ｏ₂を含むのは、レジストパターン
21を少しずつエッチングするためで、細溝22と周縁から
順次エッチングが進行してレジストパターン21がやせ細
ってくるに従い、下地の金属膜１が角錐状の形状を形成
しながらエッチングされていく。約２分間で0.２μｍ程
度の高さの４角錐が形成でき、４面の反射面31が得られ
る。

【００２８】この反射面31は、入射光４をいろいろな方
向に反射する。図１（Ｂ）では入射光４が反射する様子
を一断面で示したが、紙面の前後方向にも反射する。従
って、入射光４は複数個の凸部３の反射面31によって全
体としては四方八方に乱反射することになる。

【００２９】図３には、金属膜の表面にｎ角錐を製造す
る工程を示したが、前段の工程は上で述べたとおりであ
り、最後にエッチングし切れずに残った残余レジストを
剥離すれば、金属膜１をエッチングして角錐を設ける工
程が終了する。

【００３０】こゝでは、金属膜にＡｌを用いたが、Ａｌ
以外にもいろいろな金属が用いられることはいうまでも
ない。また、凸部を何角錐にするかは任意に選択できる
が、ｎは３〜５程度がよく、あまり大きくすると稜線が
だれて円錐に近くなる。ただし、そのことは本発明の作
用・効果を減ずるものではない。さらに、角錐の大きさ
や個数については種々の変形が可能である。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、反射型液晶表示装置の
反射膜を、画素電極の上に設けた金属膜をホトリソグラ
フィを用いてエッチングし、再現性よく反射面となる多
角錐を点在させた反射膜を形成することができる。

【００３２】その結果、液晶表示パネルに入射した光を
効率よくできるだけ均一に乱反射させることが可能とな
り、反射型液晶表示装置の今後の発展に対して、本願発
明は寄与するところが大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる反射膜の表面を模式的に示した
説明図で、図１（Ａ）は金属膜上に多角錐が点在する反
射膜の斜視図、図１（Ｂ）は入射光の乱反射の様子を示
す反射膜の一断面図である。

【図２】レジストパターンと多角錐との関係を説明す
る斜視図で、図２（Ａ）はレジストパターン、図２
（Ｂ）は形成される多角錐の斜視図と正面と側面の断面
図である。

【図３】金属膜の表面に多角錐を製造する工程図であ
る。

【図４】反射型液晶表示装置の基本構成図で、図４
（Ａ）は模式的な断面図、図４（Ｂ）は（Ａ）の一部拡
大図である。

【符号の説明】

１金属膜（＝画素電極）２レジスト膜 21 レジストパターン
22 細溝３凸部（＝多角錐） 31 反射面４入射光

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画素電極をなす金属膜を有し、該金属膜が、表面に点在する複数のｎ角錐（ｎ＝３、
４、・・・）の凸部を有し、該凸部のｎ個の面のそれぞ
れが反射膜になっていることを特徴とする反射型液晶表
示装置。
【請求項２】画素電極となる金属膜を形成する工程
と、次いで、該金属膜の表面にレジスト膜を形成し、該レジ
スト膜をパターニングして、該金属膜の表面に点在し、
細溝をよって放射状にｎ分割（ｎ＝３、４、・・・）し
た複数の島状パターンを形成する工程と、次いで、ドライエッチングによって該金属膜の表面に複
数のｎ角錐を形成する工程と、該レジスト膜の残余を除去する工程とを含むことを特徴
とする反射型液晶表示装置の製造方法。