JP2003075851A - 液晶表示装置およびその製造方法ならびに電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 煩雑な工程を通すことなくマルチドメイン化
による広視野角化が図れ、偏光の利用効率にも優れ、コ
ントラストの高い液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 本発明の液晶表示装置は、ＴＦＴアレイ
基板、対向基板のそれぞれの最上層に、入射光の波長よ
りも小さいピッチで配列された複数の線状の光反射体８
５，８６を有し、一つの画素内で光反射体８５，８６の
延在方向が異なる領域を有する構造複屈折体８１，８４
がそれぞれ設けられ、液晶層を構成する液晶分子の配向
方向が前記領域における光反射体８５，８６の延在方向
に沿うように規制されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置およ
びその製造方法ならびに電子機器に関し、特に、構造複
屈折体を利用した広視野角の液晶表示装置の構成に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば携帯電話等の表示部として搭載さ
れる直視型表示装置として用いられる液晶装置は、液晶
層を挟持して対向配置され、液晶層に電圧を印加するた
めの電極を具備する一対の基板から構成されている。液
晶装置としては、一方の基板側から入射した光が、液晶
層を透過し、他方の基板側から出射された光を視認する
透過型液晶装置が知られている。透過型液晶装置におい
ては、一対の基板の外側に、特定の偏光のみを透過する
偏光子を設けることにより、電圧無印加時、電圧印加時
における液晶層内の液晶分子の配列を光学的に識別し、
表示を行う構成になっている。

【０００３】液晶表示装置、特にツイステッド・ネマテ
ィック（Twisted Nematic,以下、ＴＮと略記する）モー
ドの液晶装置では、その視野角依存性が問題となってい
る。コントラストの視野角依存性は対称性を示さず、例
えば一方向の視野角はある程度広くても、それと垂直な
方向の視野角は狭く、表示の視認性が悪いといった問題
があった。このような背景から、液晶表示装置の広視野
角化（視野角対称化）を図るための様々な構造が提案さ
れている。

【０００４】その一つに画素単位のマルチドメイン構造
がある。このマルチドメイン構造とは、各画素毎に電圧
を印加した時に液晶分子が立ち上がる方向が異なる複数
のドメイン（領域）を持たせた構造のことであり、例え
ば一つの画素内を２分割し、２分割した領域の配向膜に
それぞれ異なる方向の配向処理を施すことによってこの
構造を実現することができる。このマルチドメイン構造
により、ＴＮモードの液晶表示装置において問題となっ
ていた特有な方向での急激で非対称なコントラスト変化
が緩和されて対称化し、広視野角の液晶表示装置を実現
することができる。

【０００５】マルチドメイン構造を実現するための手法
が、例えば特開平５−１０７５４４号公報に記載されて
いる。この公報では、基板上を例えば２つの領域に分割
する場合、全面に配向膜を塗布した後、第１の分割領域
をレジストでマスクした状態で１回目のラビング処理を
施すことにより、第２の分割領域に配向規制力を付与
し、次に、第２の分割領域をレジストでマスクした状態
で１回目のラビング処理と異なる方向に第２のラビング
処理を施すことにより、第１の分割領域に第２の分割領
域とは異なる方向の配向規制力を付与する、いわゆるマ
スクラビング法を用いたマルチドメイン構造の形成方法
が記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、一つの画素
内の複数の領域毎に異なる配向処理を行う場合、上記の
ように、マスク作成のためのフォトリソグラフィー工程
とラビング工程といった工程環境が大きく異なる２つの
工程を繰り返さなければならず、著しく煩雑な工程を通
さなければならない。その結果、歩留まりの確保が困難
である、製造コストが高騰する等の問題があった。ま
た、この方法では一画素内に異なる配向方向を持つ領域
が形成されるが、その一方、偏光子の透過軸の方向は全
面にわたって一様であるから、一方向の偏光しか用いる
ことができず、広視角化に対しても充分な効果が得られ
ず、コントラストが確保できないといった問題もあっ
た。

【０００７】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、煩雑な工程を通すことなくマルチ
ドメイン化による広視野角化が図れるとともに、偏光の
利用効率にも優れ、コントラストの高い液晶表示装置と
その製造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の液晶表示装置は、一対の基板間に液晶層
が挟持され、複数の画素がマトリクス状に配置された液
晶表示装置であって、前記一対の基板のうちの少なくと
も一方の基板上に、前記液晶層に入射する光の波長より
も小さいピッチで配列された複数の線状の光反射体を有
し、一つの画素内で前記光反射体の延在方向が異なる領
域を有する構造複屈折体が設けられ、前記液晶層を構成
する液晶分子の配向方向が前記領域における前記光反射
体の延在方向に沿うように規制されていることを特徴と
する。

【０００９】本発明者は、構造複屈折体が偏光作用と液
晶配向作用の双方を持つことに着目し、この構造複屈折
体を液晶表示装置に内蔵することにより上記の目的が達
成できることに思い至った。ここで言う「構造複屈折
体」とは、「入射する光の偏光方向により有効屈折率が
異なる構造体」のことである。構造複屈折体に入射する
光の偏光方向により有効屈折率が異なることを利用し、
特定の偏光のみを透過させ、特定の偏光のみを反射させ
ることができる。

【００１０】ここで、構造複屈折体の構造について具体
的に説明する。本発明の液晶装置に備える構造複屈折体
としては、液晶層に入射する光の波長よりも小さいピッ
チでストライプ状に配列された複数の光反射体を有する
構造のものが好適である。図１６に基づいて、このよう
な構造を有する構造複屈折体が特定の偏光のみを透過
し、特定の偏光のみを反射することができる理由につい
て説明する。

【００１１】図１６に示すように、入射する光の波長よ
りも小さいピッチで、ストライプ状に配列された複数の
媒質Ａ１０１を具備した構造の構造複屈折体１００にお
いて、隣接する媒質Ａ１０１の間隙には、媒質Ａ１０１
と異なる屈折率を有する媒質Ｂ１０２が充填されている
ことが必要である。なお、媒質Ｂ１０２としては、固
体、液体、気体を問わない。

【００１２】このような構造の構造複屈折体１００にお
いては、媒質Ａ１０１の屈折率ｎ₁と媒質Ｂ１０２の屈
折率ｎ₂が異なるため、構造複屈折体１００に入射した
光の偏光方向により有効屈折率が異なる。例えば、媒質
Ａ１０１の屈折率ｎ₁が媒質Ｂ１０２の屈折率ｎ₂よりも
大きい場合には、各媒質Ａ１０１の延在方向に対して略
平行方向に振動する偏光Ａについての有効屈折率が、各
媒質Ａ１０１の延在方向に対して略垂直方向に振動する
偏光Ｂについての有効屈折率よりも大きくなる。

【００１３】媒質Ａ、媒質Ｂが誘電体からなる場合、媒
質Ａ１０１の厚みをａ、媒質Ｂ１０２の厚みをｂとする
と、構造複屈折体１００に入射する光のうち、偏光Ａに
ついての有効屈折率Ｎａ、偏光Ｂについての有効屈折率
Ｎｂはそれぞれ下記の式（１）、（２）により表される
ことが知られている（例えば、M.Born and E.Wolf :Pri
nciples of Optics, 1st ed. (Pergamon Press, New Yo
rk, 1959) p.705-708）。下記の式（１）、（２）から
分かるように、媒質Ａ１０１の厚みａと媒質Ｂ１０２の
厚みｂの比により、有効屈折率をｎ₁〜ｎ₂の範囲で変化
させることができる。

【００１４】

【数１】

【００１５】以上、構造複屈折体が光の偏光状態によっ
て異なる光学的性質を示すことを述べた。ここで、媒質
Ａとして金属や半導体のような光反射体を用いる場合、
誘電率を複素数として扱うことで、誘電体に対する有効
屈折率を求める場合と同様に扱うことができる。但し、
有効屈折率は複素数となる。Effective Medium Theory
（例えば、Dominique Lemercier−lalanne:Journal of
Modern Optics,1996,vol43,no.10,2063-2085）、より厳
密にはRigorous Coupled-Wave Analysis(M.G.Moharam:
J.Opt.Soc.Am.A,12(1995)1077 )を用いた数値計算によ
り、媒質Ａとして金属を用いた場合、偏光Ａに対する構
造複屈折体の有効屈折率の虚数部が大きな値となり、そ
の結果、入射した偏光Ａは構造複屈折体により反射され
ることが知られている。一方、偏光Ｂに対する有効屈折
率の虚数部は小さい値となり、偏光Ｂは構造複屈折体を
透過することが知られている。このように、２種類の媒
質で、波長よりも小さい周期構造を形成することによ
り、光反射型偏光子と同じ作用、すなわち構造複屈折体
の光軸（透過軸）と平行な偏光に対しては透過させ、垂
直な偏光に対しては反射させる作用を持たせることがで
きる。

【００１６】一方、構造複屈折体は、微細なピッチでス
トライプ状に配列された多数の光反射体（形状的には畝
部または溝部と見ることもできる）を有しているので、
例えば無機斜方蒸着膜からなる配向膜のように、形状作
用による配向規制力を持っている。すなわち、多数の光
反射体を形成したことによって、光反射体のストライプ
の延在方向に沿うように液晶分子を配向させることがで
きる。したがって、液晶表示装置を構成する一対の基板
のうち、一方の基板の最上層（最も液晶層側の層）に構
造複屈折体を設けることによって、配向膜を形成するこ
となく、液晶層に配向規制力を付与することができる。
また、基板の最上層でなくても、比較的上側の層に構造
複屈折体を形成し、その上に光反射体の形状が反映され
る程度の薄い膜を形成した場合でも、上記と同様、液晶
配向作用を得ることができる。以上のように、構造複屈
折体は偏光作用と液晶配向作用の双方を兼ね備えたもの
である。

【００１７】そこで、構造複屈折体の液晶配向作用に着
目すると、結局、液晶分子は光反射体の形状により配向
規制力が付与され、線状の光反射体の延在方向に沿って
液晶分子が配向することになるので、一画素の中で光反
射体の延在方向が異なるような領域を有する構造複屈折
体を設けるようにすれば、領域によって液晶の配向方向
が異なるマルチドメインを形成することができる。ま
た、構造複屈折体の液晶配向作用を利用することで配向
膜が不要となるので、ラビング処理も不要となる。した
がって、フォトリソグラフィー技術を用いて上記のよう
な光反射体を有する構造複屈折体を形成しさえすれば、
ラビング処理を行うことなく、マルチドメインを形成す
ることができる。このように、本発明によれば、煩雑な
工程を用いることなく、マルチドメイン化による広い視
野角を有する液晶表示装置を実現することができる。

【００１８】前記光反射体の各々の形状は任意に設定す
ることができるが、例えば略直線状に形成することがで
きる。この構成によれば、通常のラビング処理を用いた
配向膜と同様、光反射体の延在方向が同じ領域内ではそ
の配向方向を一方向に直線的に規定することができる。
また一般の偏光子と同様、光反射体の延在方向が同じ領
域内では偏光の透過軸方向を一方向に規定することがで
きる。

【００１９】本発明の液晶表示装置は、一対の基板のう
ちの少なくとも一方の基板上に構造複屈折体を設ければ
よいが、ＴＮ液晶モードを用いた場合、一対の基板の双
方に構造複屈折体を設け、前記光反射体の延在方向が異
なる領域の各々を見たときに、一方の基板上に設けた構
造複屈折体の光反射体の延在方向と他方の基板上に設け
た構造複屈折体の光反射体の延在方向とが平面的に略直
交する構成とすることが望ましい。

【００２０】上述したように、構造複屈折体は液晶配向
作用とともに偏光作用を持っているので、構造複屈折体
で偏光子を代用させることができ、構造複屈折体を設け
た側の基板には偏光子が要らなくなる。また、他方の基
板には構造複屈折体を設けなかったとすると、この基板
には偏光子が必要となる。特にＴＮ液晶モードを用いる
場合には、双方の基板に設ける偏光子の透過軸方向をク
ロスニコルの方向（直交方向）に合わせる必要がある。
したがって、一方の基板に構造複屈折体からなる偏光子
を設け、他方の基板に通常の偏光子を設ける場合、本発
明の構成では一画素内を分割した領域毎に光反射体の延
在方向が異なっているため、その領域毎に偏光子の透過
軸が異なることになり、通常の偏光子との間で透過軸方
向がクロスニコルの関係になるのは一部の領域のみであ
る。すると、透過軸方向がクロスニコルの関係にならな
い領域は表示ができず、全体として表示が暗くなった
り、コントラストが低下するという欠点を有することに
なる。

【００２１】これに対して、双方の基板に構造複屈折体
を設け、光反射体の延在方向が異なる領域の各々を見た
ときに、一方の基板上の光反射体の延在方向と他方の基
板上の光反射体の延在方向とが常に平面的に直交してい
る関係になるように設定すれば、どの領域を見ても双方
の基板上の偏光子の透過軸方向がクロスニコルの関係に
あることになる。したがって、この構成によれば、一画
素内にマルチドメインが形成されることで広視野角化が
図れるとともに、全ての領域が表示に寄与することがで
きるため、表示の明るさやコントラストを確保すること
ができる。

【００２２】また、一つの画素を複数の領域に分割する
形態として、液晶表示装置における通常の画素は矩形で
あるが、その画素を光反射体の延在方向が異なる４つの
領域に分割し、各基板上の互いに隣接する前記領域内の
光反射体の延在方向が略直交していることが望ましい。

【００２３】構造複屈折体によって液晶分子に配向規制
力を付与する場合、問題となるのが液晶分子にプレチル
トを与えられないことである。その場合、電圧印加時に
液晶分子の動きを規制できず、配向乱れ（ディスクリネ
ーション）が発生して表示不良が発生したり、コントラ
ストの低下を招く。これに対して、上記の４分割の構成
とすれば、液晶分子にプレチルトを与えることができる
ため、電圧印加時にディスクリネーションが発生して表
示不良が発生したり、コントラストが低下するのを抑制
することができる。上記構成によってプレチルトが与え
られる理由については発明の実施の形態の項で詳しく述
べる。

【００２４】本発明の液晶表示装置の場合、一画素内に
液晶分子の配向方向が異なる領域を形成するため、領域
の境界ではどうしてもディスクリネーションの発生が避
けられない。したがって、ディスクリネーションが発生
する恐れのある前記光反射体の延在方向が異なる領域間
には、ディスクリネーション発生部分を遮光するための
遮光部を設けることが望ましい。

【００２５】以上、光反射体が直線状である場合につい
て説明したが、光反射体の形状はそれに限ることなく、
例えば複数の光反射体を、画素の中心を中心として略同
心円状に形成した構成を採用してもよい。

【００２６】光反射体を直線状とした上記の場合と同
様、特にＴＮ液晶モードを用いる場合、一対の基板の双
方に構造複屈折体を設けることとし、一方の基板上に画
素の中心を中心として略同心円状に形成された複数の光
反射体を有する構造複屈折体を設け、他方の基板上に画
素の中心を中心として略放射状に形成された複数の光反
射体を有する構造複屈折体を設けることが望ましい。

【００２７】この構成によれば、上記の場合と同様、一
画素内の全ての領域において双方の基板上の偏光子の透
過軸方向がクロスニコルの関係にあり、全ての領域が表
示に寄与できるため、表示の明るさやコントラストを確
保することができる。さらにこの構成においては、同心
円状の光反射体と放射状の光反射体を組み合わせること
により、一画素内にマルチドメイン（複数の領域）が形
成されるというよりも配向方向が切り替わる切れ目がな
い、連続的に変化した状態となっている。その結果、デ
ィスクリネーションが発生する部位がないために遮光部
が不要となり、開口率を極めて高くできるとともに、視
角特性を完全に等方的にすることができる。

【００２８】ただし、上記の構成の場合も、同心円の中
心と放射状の中心、すなわち画素の中心だけはディスク
リネーションの発生が避けられないため、ディスクリネ
ーションによる表示不良を遮光する意味で遮光部を設け
ることが望ましい。

【００２９】直線状の光反射体、同心円状の光反射体の
いずれの場合にも、ディスクリネーション部分を遮光す
るための遮光部を形成する際には、光反射体の形成層と
は別の層で形成してもよいし、同じ層で形成してもよ
い。同層で形成した場合、基板の構成や製造工程の簡略
化を図ることができる。

【００３０】構造複屈折体を偏光子としてのみ用いる場
合には比較的基板の下層側に形成することもできるが、
本発明の場合は偏光子としてのみならず、配向機能も持
たせなくてはならないため、基板の最上層に限ることは
なくても比較的上層側に構造複屈折体を形成する必要が
ある。したがって、導電性を有する材料で光反射体を形
成するようにし、構造複屈折体が基板の上層側（すなわ
ち液晶層に近い側）に配置される構成要素である液晶駆
動用電極を兼ねる構成とすれば、基板構成を簡略化する
ことができる。

【００３１】本発明の液晶表示装置の製造方法は、光反
射体を直線状とし、一画素内を光反射体の延在方向が互
いに直交する４つの領域に分割した形態の上記液晶表示
装置の製造方法であって、光反射性を有する金属膜を基
板上に形成する工程と、前記金属膜上に第１のネガ型フ
ォトレジストを塗布した後、２光束干渉露光を行うこと
により、前記液晶層に入射する光の波長よりも小さいピ
ッチで配列された複数の線状の第１の露光領域を形成す
る第１の露光工程と、前工程で２光束干渉露光を行った
第１のネガ型フォトレジストに対してマスク露光を行う
ことにより、前記一つの画素内の前記光反射体の延在方
向が異なる複数の領域のうちの一部の領域に相当する第
２の露光領域を形成する第２の露光工程と、前記第１の
ネガ型フォトレジストの現像を行い、前記第１の露光領
域および前記第２の露光領域に対応する領域が残存した
第１のレジストパターンを形成する工程と、前記第１の
レジストパターンをマスクとして前記金属膜のエッチン
グを行う工程と、前記エッチングが施された金属膜を覆
う第２のネガ型フォトレジストを塗布した後、２光束干
渉露光を行うことにより、前記液晶層に入射する光の波
長よりも小さいピッチで配列され、前記第１の露光領域
と略直交する方向に延在する複数の線状の第３の露光領
域を形成する第３の露光工程と、前工程で２光束干渉露
光を行った第２のネガ型フォトレジストに対してマスク
露光を行うことにより、前記第２の露光工程で露光され
なかった側の領域に相当する第４の露光領域を形成する
第４の露光工程と、前記第２のネガ型フォトレジストの
現像を行い、前記第３の露光領域および前記第４の露光
領域に対応する領域が残存した第２のレジストパターン
を形成する工程と、前記第２のレジストパターンをマス
クとして前記金属膜のエッチングを行うことにより前記
光反射体を形成する工程とを有することを特徴とする。

【００３２】上記の製造方法は、ネガ型フォトレジスト
を用いる場合の製造方法であって、４回の露光工程（２
光束干渉露光が２回、マスク露光が２回）を含むフォト
リソグラフィー工程を通るだけでラビング処理を行うこ
となく、液晶配向機能と偏光機能を合わせ持つ構造複屈
折体を高歩留まりで形成することができる。なお、製造
工程の詳細は後で詳しく述べる。

【００３３】本発明の他の液晶表示装置の製造方法は、
光反射性を有する金属膜を基板上に形成する工程と、前
記金属膜上に第１のポジ型フォトレジストを塗布した
後、２光束干渉露光を行うことにより、前記液晶層に入
射する光の波長よりも小さいピッチで配列された複数の
線状の第１の露光領域を形成する第１の露光工程と、前
記第１のポジ型フォトレジストの現像を行い、前記第１
の露光領域に対応する第１のレジストパターンを形成す
る工程と、前記第１のレジストパターンを覆う第２のポ
ジ型フォトレジストを塗布した後、該第２のポジ型フォ
トレジストに対してマスク露光を行うことにより、前記
一つの画素内の前記光反射体の延在方向が異なる複数の
領域のうちの一部の領域に相当する第２の露光領域を形
成する第２の露光工程と、前記第２のポジ型フォトレジ
ストの現像を行い、前記第２の露光領域に対応する領域
が残存した第２のレジストパターンを形成する工程と、
前記第１のレジストパターンおよび前記第２のレジスト
パターンをマスクとして前記金属膜のエッチングを行う
工程と、前記エッチングが施された金属膜上に第３のポ
ジ型フォトレジストを塗布した後、２光束干渉露光を行
うことにより、前記液晶層に入射する光の波長よりも小
さいピッチで配列され、前記第１の露光領域と略直交す
る方向に延在する複数の線状の第３の露光領域を形成す
る第３の露光工程と、前記第３のポジ型フォトレジスト
の現像を行い、前記第３の露光領域に対応する第３のレ
ジストパターンを形成する工程と、前記第３のレジスト
パターンを覆う第４のポジ型フォトレジストを塗布した
後、該第４のポジ型フォトレジストに対してマスク露光
を行うことにより、前記第２の露光工程で露光されなか
った側の領域に相当する第４の露光領域を形成する第４
の露光工程と、前記第４のポジ型フォトレジストの現像
を行い、前記第４の露光領域に対応する領域が残存した
第４のレジストパターンを形成する工程と、前記第３の
レジストパターンおよび前記第４のレジストパターンを
マスクとして前記金属膜のエッチングを行うことにより
前記光反射体を形成する工程とを有することを特徴とす
る。

【００３４】上記の製造方法は、ポジ型フォトレジスト
を用いる場合の製造方法であって、ポジ型フォトレジス
トを用いる場合には露光された領域のレジストが除去さ
れてしまうので、露光工程毎にレジストを塗布しなけれ
ばならず、ネガ型フォトレジストを用いる場合に比べて
現像工程とレジスト塗布工程が増えるという欠点はある
ものの、ラビング処理を行うことなく、液晶配向機能と
偏光機能を合わせ持つ構造複屈折体を高歩留まりで形成
することができるという上記と同様の効果を得ることが
できる。

【００３５】本発明の電子機器は、上記本発明の液晶表
示装置を備えたことを特徴とする。この構成によれば、
広い視野角を持ち、表示品位に優れた液晶表示部を備え
た電子機器を実現することができる。

【００３６】

【発明の実施の形態】[第１の実施の形態]以下、本発明
の第１の実施の形態の液晶表示装置について図面を用い
て説明する。本実施の形態の液晶表示装置は、スイッチ
ング素子としてＴＦＴ（Thin-FilmTransistor）を用い
たアクティブマトリクス型の透過型液晶表示装置であ
る。また、本実施の形態では、表示モードとしてＴＮモ
ードを採用した場合を例として説明する。本実施の形態
ではＴＦＴアレイ基板の画素電極上、および対向基板の
共通電極上にそれぞれ構造複屈折体を形成しており、こ
れが液晶配向作用と偏光作用を有するため、通常用いら
れる配向膜がなく、偏光子も持たない構成となってい
る。

【００３７】まず、図１〜図４に基づいて、本実施の形
態の液晶表示装置の構造について説明する。図１は本実
施の形態の液晶表示装置の画像表示領域を構成するマト
リクス状に配置された複数の画素におけるスイッチング
素子、信号線等の等価回路図、図２はデータ線、走査
線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接
する複数の画素群の構造を示す平面図、図３は同、液晶
表示装置の構造を示す断面図であって、図２のＡ−Ａ’
線に沿う断面図、図４（ａ）、（ｂ）は各基板上の一画
素の構造複屈折体のみを取り出して示す平面図、であ
る。なお、図４においては、図示上側が光入射側、図示
下側が視認側（観察者側）である場合について図示して
いる。また、各図においては、各層や各部材を図面上で
認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に
縮尺を異ならせてある。

【００３８】本実施の形態の液晶表示装置において、図
１に示すように、画像表示領域を構成するマトリクス状
に配置された複数の画素には、画素電極９と当該画素電
極９を制御するためのスイッチング素子であるＴＦＴ素
子３０がそれぞれ形成されており、画像信号が供給され
るデータ線６ａが当該ＴＦＴ素子３０のソースに電気的
に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ
１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給される
か、あるいは相隣接する複数のデータ線６ａに対してグ
ループ毎に供給される。

【００３９】また、走査線３ａがＴＦＴ素子３０のゲー
トに電気的に接続されており、複数の走査線３ａに対し
て走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングで
パルス的に線順次で印加される。また、画素電極９はＴ
ＦＴ素子３０のドレインに電気的に接続されており、ス
イッチング素子であるＴＦＴ素子３０を一定期間だけオ
ンすることにより、データ線６ａから供給される画像信
号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込
む。

【００４０】画素電極９を介して液晶に書き込まれた所
定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、後述する
共通電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加さ
れる電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化する
ことにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ここ
で、保持された画像信号がリークすることを防止するた
めに、画素電極９と共通電極との間に形成される液晶容
量と並列に蓄積容量７０が付加されている。

【００４１】（平面構造）次に、図２に基づいて、本実
施の形態の液晶表示装置の平面構造について説明する。
図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板上に、矩形状の画
素電極９（点線部９Ａにより輪郭を示す）が複数、マト
リクス状に設けられており、画素電極９の縦横の境界に
各々沿ってデータ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂが
設けられている。本実施形態において、各画素電極９及
び各画素電極９を囲むように配設されたデータ線６ａ、
走査線３ａ、容量線３ｂ等により区画された領域が一つ
の画素であり、マトリクス状に配置された各画素毎に表
示を行うことが可能な構造になっている。なお、本実施
の形態では、画素電極９上に構造複屈折体が形成されて
いるが、図２においては図示を省略する。

【００４２】データ線６ａは、ＴＦＴ素子３０を構成す
る例えばポリシリコン膜からなる半導体層１ａのうち、
後述のソース領域にコンタクトホール５を介して電気的
に接続されており、画素電極９は、半導体層１ａのう
ち、後述のドレイン領域にコンタクトホール８を介して
電気的に接続されている。また、半導体層１ａのうち、
後述のチャネル領域（図中左上がりの斜線の領域）に対
向するように走査線３ａが配置されており、走査線３ａ
はチャネル領域に対向する部分でゲート電極として機能
する。

【００４３】容量線３ｂは、走査線３ａに沿って略直線
状に伸びる本線部（すなわち、平面的に見て、走査線３
ａに沿って形成された第１領域）と、データ線６ａと交
差する箇所からデータ線６ａに沿って前段側（図中上向
き）に突出した突出部（すなわち、平面的に見て、デー
タ線６ａに沿って延設された第２領域）とを有する。そ
して、図２中、右上がりの斜線で示した領域には、第１
遮光膜１１ａが設けられている。

【００４４】より具体的には、第１遮光膜１１ａは、各
々、半導体層１ａのチャネル領域を含むＴＦＴ素子３０
をＴＦＴアレイ基板側から見て覆う位置に設けられてお
り、さらに、容量線３ｂの本線部に対向して走査線３ａ
に沿って直線状に伸びる本線部と、データ線６ａと交差
する箇所からデータ線６ａに沿って隣接する後段側（す
なわち、図中下向き）に突出した突出部とを有する。第
１遮光膜１１ａの各段（画素行）における下向きの突出
部の先端は、データ線６ａ下において次段における容量
線３ｂの上向きの突出部の先端と重なっている。この重
なった箇所には、第１遮光膜１１ａと容量線３ｂとを相
互に電気的に接続するコンタクトホール１３が設けられ
ている。すなわち、本実施形態では、第１遮光膜１１ａ
は、コンタクトホール１３により前段あるいは後段の容
量線３ｂに電気的に接続されている。

【００４５】（断面構造）次に、図３に基づいて、本実
施の形態の液晶表示装置の断面構造について説明する。
図３に示すように、本実施の形態の液晶表示装置におい
ては、ＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置される
対向基板２０との間に液晶層５０が挟持されている。Ｔ
ＦＴアレイ基板１０は、石英等の透光性材料からなる基
板本体１０Ａとその液晶層５０側表面に形成された画素
電極９、ＴＦＴ素子３０などから構成されており、対向
基板２０はガラスや石英等の透光性材料からなる基板本
体２０Ａとその液晶層５０側表面に形成されたカラーフ
ィルター８０、共通電極２１などから構成されている。

【００４６】より詳細には、ＴＦＴアレイ基板１０にお
いて、基板本体１０Ａの液晶層５０側表面にはインジウ
ム錫酸化物（Indium Tin Oxide, 以下、ＩＴＯと略記す
る）等の透明導電膜からなる画素電極９が設けられ、各
画素電極９に隣接する位置に、各画素電極９をスイッチ
ング制御する画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０が設け
られている。画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０は、Ｌ
ＤＤ（Lightly DopedDrain）構造を有しており、走査線
３ａ、当該走査線３ａからの電界によりチャネルが形成
される半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、走査線３ａ
と半導体層１ａとを絶縁するゲート絶縁膜２、データ線
６ａ、半導体層１ａの低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度
ドレイン領域１ｃ、半導体層１ａの高濃度ソース領域１
ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。

【００４７】また、上記走査線３ａ上、ゲート絶縁膜２
上を含む基板本体１０Ａ上には、高濃度ソース領域１ｄ
へ通じるコンタクトホール５、及び高濃度ドレイン領域
１ｅへ通じるコンタクトホール８が開孔した第２層間絶
縁膜４が形成されている。つまり、データ線６ａは、第
２層間絶縁膜４を貫通するコンタクトホール５を介して
高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。さら
に、データ線６ａ上及び第２層間絶縁膜４上には、高濃
度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が開孔
した第３層間絶縁膜７が形成されている。つまり、高濃
度ドレイン領域１ｅは、第２層間絶縁膜４及び第３層間
絶縁膜７を貫通するコンタクトホール８を介して画素電
極９に電気的に接続されている。

【００４８】また、本実施形態では、ゲート絶縁膜２を
走査線３ａに対向する位置から延設して誘電体膜として
用い、半導体膜１ａを延設して第１蓄積容量電極１ｆと
し、更にこれらに対向する容量線３ｂの一部を第２蓄積
容量電極とすることにより、蓄積容量７０が構成されて
いる。

【００４９】また、ＴＦＴアレイ基板１０の基板本体１
０Ａの液晶層５０側表面において、各画素スイッチング
用ＴＦＴ素子３０が形成された領域には、ＴＦＴアレイ
基板１０を透過し、ＴＦＴアレイ基板１０の図示下面
（ＴＦＴアレイ基板１０と空気との界面）で反射され
て、液晶層５０側に戻る戻り光が、少なくとも半導体層
１ａのチャネル領域１ａ’及び低濃度ソース、ドレイン
領域（ＬＤＤ領域）１ｂ、１ｃに入射することを防止す
るための第１遮光膜１１ａが設けられている。また、第
１遮光膜１１ａと画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０と
の間には、画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０を構成す
る半導体層１ａを第１遮光膜１１ａから電気的に絶縁す
るための第１層間絶縁膜１２が形成されている。また、
図２に示したように、ＴＦＴアレイ基板１０に第１遮光
膜１１ａを設けるのに加えて、コンタクトホール１３を
介して第１遮光膜１１ａは、前段あるいは後段の容量線
３ｂに電気的に接続するように構成されている。

【００５０】また、ＴＦＴアレイ基板１０上の画素電極
９を覆うように、全面にわたって第４層間絶縁膜１６が
形成され、第４層間絶縁膜１６上に、電圧無印加時にお
ける液晶層５０内の液晶分子の配向を規制する配向膜と
ＴＦＴアレイ基板１０側の偏光子（検光子）の機能を合
わせ持つ構造複屈折体８１が設けられている。構造複屈
折体８１の構成については後述する。

【００５１】他方、対向基板２０においては、基板本体
２０Ａの液晶層５０側表面に、一般にブラックマトリク
スなどと呼ばれる第２遮光膜３１ａとＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の異なる３色の色材層８２からなるカ
ラーフィルター８０が形成されている。そして、カラー
フィルター８０の第２遮光膜３１ａと色材層８２との間
の段差を緩和するとともにカラーフィルター８０を保護
するためのオーバーコート膜８３が形成され、オーバー
コート膜８３上にＩＴＯ等からなる共通電極２１が形成
され、共通電極２１上には電圧無印加時における液晶層
５０内の液晶分子の配向を規制する配向膜と対向基板２
０側の偏光子の機能を合わせ持つ構造複屈折体８４が設
けられている。

【００５２】（構造複屈折体の構成）ここで、図３、図
４を用いて構造複屈折体８１，８４の構成について詳述
する。構造複屈折体８１，８４は、光反射性を有する導
電性材料、例えば、アルミニウム、銀、銀合金等により
構成されている。図４（ａ）、（ｂ）は構造複屈折体８
１，８４のうち、一画素に対応する部分のみを取り出し
て示す図であり、図４（ａ）はＴＦＴアレイ基板側の構
造複屈折体８１、図４（ｂ）は対向基板側の構造複屈折
体８４をそれぞれ示している。

【００５３】これらの図に示すように、構造複屈折体８
１，８４は、液晶層５０への入射光の波長よりも小さい
ピッチで配列された多数の線状の光反射体８５，８６を
有しており、一つの画素内が光反射体８５，８６の延在
方向が異なる４つの領域に分割され、例えば図４（ａ）
のＴＦＴアレイ基板１０上の構造複屈折体８１の場合、
右上の領域が横方向、左上の領域が縦方向、左下の領域
が横方向、右下の領域が縦方向というように隣接する領
域で光反射体８５の延在方向が９０°ずつ異なってい
る。一方、図４（ｂ）の対向基板２０上の構造複屈折体
８４の場合、右上の領域が縦方向、左上の領域が横方
向、左下の領域が縦方向、右下の領域が横方向というよ
うに、ＴＦＴアレイ基板１０側と同様、隣接する領域で
光反射体８６の延在方向が９０°ずつ異なっている。ま
た、ＴＦＴアレイ基板１０側と対向基板２０側の対応す
る領域同士も、光反射体８５，８６の延在方向が９０°
ずつ異なっている。なお、図４（ａ）のパターンを対向
基板２０側、図４（ｂ）のパターンをＴＦＴアレイ基板
１０側としてもかまわない。

【００５４】また、図４（ａ）、（ｂ）の外枠の部分は
遮光部８７であり、データ線６ａ、走査線３ａなどが配
置された配線領域に対応しており、画素電極９の形成領
域に合わせて光反射体８５，８６が形成されている。ま
た、光反射体８５，８６が形成された４つの領域の間の
領域にも、格子状の遮光部８９，９０が形成されてい
る。これら遮光部８９，９０は、異なる配向方向を有す
るドメインの間で発生するディスクリネーションによる
光漏れを遮光するためのものである。

【００５５】ここで、各部の寸法の一例を挙げると、例
えば一つの画素のピッチＰが２００μｍ程度、画素間の
遮光部８７，８８の幅Ｗ１が５〜２０μｍ程度、領域間
の遮光部８９，９０の幅Ｗ２が１〜３μｍ程度、光反射
体８５，８６の幅は５０〜９０ｎｍ程度、ピッチは１０
０〜１５０ｎｍ程度に設定される。

【００５６】また、図３に示すように、隣接する光反射
体８５，８６の間の領域には、液晶層５０の一部が存在
している。そして、互いに屈折率が異なる光反射体８
５，８６と液晶層５０が入射光の波長よりも小さいピッ
チで交互にストライプ状に配列されたことにより、構造
複屈折体８１，８４として機能する。したがって、構造
複屈折体８１，８４に入射した光のうち、光反射体８
５，８６の延在方向に対して略平行方向に振動する偏光
については反射させ、光反射体８５，８６の延在方向に
対して略垂直方向に振動する偏光については透過させる
ことができ、構造複屈折体８１，８４を偏光子として機
能させることができる。

【００５７】一方、構造複屈折体８１，８４は、微細な
ピッチでストライプ状に配列された多数の光反射体８
５，８６を有しているので、形状作用による配向規制力
を持つことになる。すなわち、多数の光反射体８５，８
６を形成したことによって、光反射体８５，８６のスト
ライプの延在方向に沿うように液晶分子を配向させるこ
とができる。したがって、本実施の形態では液晶表示装
置を構成するＴＦＴアレイ基板１０、対向基板２０の双
方の最上層（最も液晶層側の層）に構造複屈折体８１，
８４を設けたことによって配向膜を形成することなく、
液晶層５０に充分な配向規制力を付与することができ
る。

【００５８】本実施の形態の液晶表示装置においては、
構造複屈折体８１，８４の光反射体８５，８６の形状に
より液晶層５０に配向規制力が付与され、線状の光反射
体８５，８６の延在方向に沿って液晶分子が配向するこ
とになるので、一画素の中で光反射体８５，８６の延在
方向が異なる４つの領域で液晶の配向方向が異なるマル
チドメインを形成することができる。また、構造複屈折
体８１，８４の液晶配向作用を利用することで配向膜が
不要となるので、ラビング処理も不要となる。したがっ
て、後述するフォトリソグラフィー技術を用いて上記の
ような光反射体８５，８６を有する構造複屈折体８１，
８４を形成しさえすれば、ラビング処理を行うことな
く、マルチドメインを形成することができる。このよう
に、本実施の形態によれば、煩雑な工程を用いることな
く、マルチドメイン化による広い視野角を有する液晶表
示装置を実現することができる。

【００５９】また本実施の形態の場合、表示方式にＴＮ
液晶モードを用いているが、ＴＦＴアレイ基板１０、対
向基板２０の双方に構造複屈折体８１，８４を設け、光
反射体８５，８６の延在方向が異なる４つの領域の各々
を見たときに、ＴＦＴアレイ基板１０上の光反射体８５
の延在方向と対向基板２０上の光反射体８６の延在方向
が直交の関係にあり、どの領域を見ても双方の基板上の
偏光子の透過軸方向がクロスニコルの関係にあることに
なる。したがって、一画素内にマルチドメインが形成さ
れることで広視野角化が図れるばかりでなく、全ての領
域でＴＮモードの表示が可能であり、表示の明るさやコ
ントラストを充分確保して表示品位を高めることができ
る。

【００６０】さらに本実施の形態の場合、一画素を４分
割した４つの領域を右回り、または左回りに見ていく
と、光反射体８５，８６の延在方向が９０°ずつ回転し
た構成となっている。この構成としたことにより、液晶
分子にプレチルトを与えることができる。その理由は、
以下の通りである。

【００６１】図５（ａ）は、図４（ａ）に示したＴＦＴ
アレイ基板１０側の構造複屈折体８１を模式的に示した
図である。破線の延びる方向が光反射体８５の延在方向
を示しており、矢印の先端の方向が液晶分子の立ち上が
る側を示している。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−
Ａ’線に沿う断面図である。この断面を示した部分にお
いては、図の左側では光反射体８５が紙面に平行な方向
に延び、図の右側では光反射体８５が紙面に垂直な方向
に延びている。したがって、液晶分子５０ａはそれぞれ
光反射体８５の延在方向に沿うように配向するが、ただ
単に光反射体８５の形状作用のみでは液晶分子５０にプ
レチルトは付与できないはずである。

【００６２】しかしながら、本実施の形態の場合、隣接
する領域間を区画する遮光部８９の幅、言い換えると、
領域間の間隔が１〜３μｍしかないので、各領域の境界
近傍ではディスクリネーションが発生してしまう。ディ
スクリネーションは一般に表示不良につながるものとさ
れているが、この場合、この領域で発生したディスクリ
ネーションがきっかけとなって、液晶層５０に電圧を印
加した瞬間に液晶分子５０ａの一端がディスクリネーシ
ョン発生領域に引っ張られるようにして立ち上がろうと
する。この時、４つの領域間の境界部分のいずれかで早
くディスクリネーションが発生し、これに隣接する領域
でいずれかの方向に液晶分子５０ａが立ち上がると、そ
れに隣接する領域では隣の液晶分子５０ａの立ち上がり
方に影響を受けて一定の方向に液晶分子５０ａが立ち上
がろうとする。その結果、図５（ａ）に矢印で示したよ
うに、４つの領域で順に回転する方向に液晶分子５０ａ
が立ち上がることになり、立ち上がり方向が一義的に決
まる。

【００６３】つまり、液晶層５０に電圧を印加しない状
態では液晶分子５０ａは基板に平行に寝ており、通常の
プレチルトはないが、電圧を印加した瞬間には領域間の
ディスクリネーションをきっかけとして各領域内の液晶
分子５０ａは一定方向に揃って立ち上がる。したがっ
て、このような動作をさせるためには、領域間の間隔を
意図的にディスクリネーションが発生する範囲に設定す
る必要がある。また、領域間の間隔を画素間の間隔より
も小さくし、領域間の部分でディスクリネーションが発
生するようにする必要がある。このように、液晶分子の
動作を規制することによって元々のディスクリネーショ
ン発生領域以上に表示不良が拡がるのを防止することが
できる。

【００６４】ただし、ディスクリネーション発生領域自
体はやはり表示不良となるので、遮光部８９で遮光する
必要があるが、本実施の形態の場合、遮光部８９を構造
複屈折体８１と一体に同層で形成しているので、基板の
構成が簡単になり、製造工程も簡略化することができ
る。

【００６５】（液晶表示装置の製造方法）次に、上記実
施の形態の液晶表示装置の製造方法の一例について、図
７〜図１２を参照して説明する。なお、図７〜図１１
は、各工程におけるＴＦＴアレイ基板の一部分を、図３
と同様に、図２のＡ−Ａ’断面に対応させて示す工程図
である。

【００６６】はじめに、石英、ハードガラス等からなる
基板本体１０Ａを用意し、基板本体１０Ａをアニール処
理する。次に、図７（ａ）に示すように、基板本体１０
Ａ表面の全面に、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ及びＰｂ
のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属
シリサイド等を、スパッタリング法、ＣＶＤ法、電子ビ
ーム加熱蒸着法などにより堆積した後、フォトリソグラ
フィー法を用いてパターニングすることにより、第１遮
光膜１１ａを形成する。次に、第１遮光膜１１ａを形成
した基板本体１０Ａ表面に、酸化シリコン、シリケート
ガラス等をスパッタリング法、ＣＶＤ法などにより堆積
した後、表面をＣＭＰ（化学的機械研磨）法等を用いて
研磨することにより、第１層間絶縁膜１２を形成する。

【００６７】次に、図７（ｂ）に示すように、約４５０
〜５５０℃、好ましくは約５００℃の比較的低温環境中
で、モノシランガス、ジシランガス等を用いた減圧ＣＶ
Ｄ法等により、アモルファスシリコン膜を成膜し、その
後、窒素雰囲気中、約６００〜７００℃でアニール処理
を施すことにより、結晶粒を成長させてポリシリコン膜
とする。得られたポリシリコン膜をフォトリソグラフィ
ー法を用いてパターニングして、半導体層１ａ及び半導
体層１ａから延設された第１蓄積容量電極１ｆを形成す
る。次に、半導体層１ａ及び第１蓄積容量電極１ｆを熱
酸化することにより、約６０ｎｍの比較的薄い厚さの熱
酸化シリコン膜を形成し、画素スイッチング用ＴＦＴ素
子３０のゲート絶縁膜２と共に容量形成用のゲート絶縁
膜２を形成する。

【００６８】次に、Ｐチャネルの半導体層１ａへのＶ族
元素のドーピング、Ｎチャネルの半導体層１ａへのIII
族元素のドーピング、第１蓄積容量電極１ｆの低抵抗化
のためのドーピングなどを行った後、図８（ｃ）に示す
ように、第１層間絶縁膜１２に第１遮光膜１１ａに至る
コンタクトホール１３を反応性エッチング、反応性イオ
ンビームエッチング等のドライエッチング、或いはウエ
ットエッチングにより形成する。次に、減圧ＣＶＤ法等
によりポリシリコン膜３を成膜した後、リン（Ｐ）を熱
拡散し、ポリシリコン膜３を導電化する。

【００６９】次に、図８（ｄ）に示すように、フォトリ
ソグラフィー法を用いてポリシリコン膜３をパターニン
グし、図２に示したパターンの走査線３ａと容量線３ｂ
を形成する。

【００７０】次に、ＴＦＴ素子３０のソース領域、ドレ
イン領域（ＬＤＤ構造）を形成するためのドーピングを
行った後、図９（ｅ）に示すように、画素スイッチング
用ＴＦＴ素子３０における走査線３ａと容量線３ｂを覆
うように、例えば、常圧、減圧ＣＶＤ法等によりシリケ
ートガラス、窒化シリコン、酸化シリコン等からなる第
２層間絶縁膜４を成膜する。

【００７１】次に、図１０（ｆ）に示すように、データ
線６ａに対するコンタクトホール５を、反応性エッチン
グ、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチン
グにより或いはウエットエッチングにより形成する。ま
た、走査線３ａや容量線３ｂを図示しない配線と接続す
るためのコンタクトホールも、コンタクトホール５と同
一の工程により第２層間絶縁膜４に開孔する。次いで、
第２層間絶縁膜４の上に、スパッタリング法等により、
遮光性のアルミニウム等の低抵抗金属や金属シリサイド
等を堆積し、金属膜６を成膜する。

【００７２】さらに、図１０（ｇ）に示すように、フォ
トリソグラフィー法を用いて金属膜６をパターニング
し、データ線６ａを形成する。

【００７３】次に、図１０（ｈ）に示すように、データ
線６ａ上を覆うように、例えば常圧、減圧ＣＶＤ法等を
用いてシリケートガラス、窒化シリコン、酸化シリコン
等からなる第３層間絶縁膜７を成膜する。

【００７４】次に、図１１（ｉ）に示すように、画素ス
イッチング用ＴＦＴ素子３０において、画素電極９と高
濃度ドレイン領域１ｅとを電気的に接続するためのコン
タクトホール８を、反応性エッチング、反応性イオンビ
ームエッチング等のドライエッチングにより形成する。
次いで、第３層間絶縁膜７上に、スパッタリング法等に
よりＩＴＯ等の透明導電膜９０を成膜する。

【００７５】次に、図１１（ｊ）に示すように、フォト
リソグラフィー法を用いて透明導電膜９０をパターニン
グし、画素電極９を形成する。

【００７６】次に、図１１（ｋ）に示すように、例えば
常圧、減圧ＣＶＤ法等を用いてシリケートガラス、窒化
シリコン、酸化シリコン等からなる第４層間絶縁膜１６
を成膜した後、アルミニウム、銀、銀合金等の光反射性
を有する導電性材料を約５０〜２００ｎｍの厚さに堆積
して金属膜を成膜し、更にフォトリソグラフィー法を用
いて金属膜をパターニングし、多数の光反射体８５を有
する構造複屈折体８１を形成する。以上の工程により、
ＴＦＴアレイ基板１０が完成する。

【００７７】ここで、構造複屈折体を形成する際のフォ
トリソグラフィー工程について図１２を用いて詳しく説
明する。図１２は、図４の１点鎖線の円Ｂで囲んだ部分
を拡大視した平面図である。まず、光反射性を有する金
属膜を第４層間絶縁膜１６上に形成し、金属膜上に第１
のネガ型フォトレジスト９１を塗布した後、レーザ光等
を用いた２光束干渉露光を行うことにより、図１２
（ａ）に示すように、入射光の波長よりも小さいピッチ
で配列された複数の線状の第１の露光領域９１ａを形成
する（第１の露光工程）。

【００７８】次に、前工程で２光束干渉露光を行った第
１のネガ型フォトレジスト９１に重ねてマスク露光を行
うことにより、図１２（ｂ）に示すように、一つの画素
内の光反射体８５の延在方向が異なる複数の領域のうち
の一部の領域に相当する第２の露光領域９１ｂ（図にお
ける右側の斜線部の領域）を形成する（第２の露光工
程）。

【００７９】次に、２回の露光を行った第１のネガ型フ
ォトレジスト９１の現像を行うことにより、第１の露光
領域９１ａおよび第２の露光領域９１ｂに対応する領域
が残存した第１のレジストパターンを形成した後、この
第１のレジストパターンをマスクとして金属膜のエッチ
ングを行うことにより、図１２（ｃ）に示すような形状
の金属膜パターン９２を形成する。

【００８０】次に、前記金属膜パターン９２を覆う第２
のネガ型フォトレジスト９３を塗布した後、レーザ光等
を用いた２光束干渉露光を行うことにより、図１２
（ｄ）に示すように、入射光の波長よりも小さいピッチ
で配列され、第１の露光領域９１ａと直交する方向に延
在する複数の線状の第３の露光領域９３ａを形成する
（第３の露光工程）。

【００８１】次に、前工程で２光束干渉露光を行った第
２のネガ型フォトレジスト９３に重ねてマスク露光を行
うことにより、図１２（ｅ）に示すように、第２の露光
工程で露光されなかった側の領域に相当する第４の露光
領域９３ｂ（図における左側の斜線部の領域）を形成す
る（第４の露光工程）。

【００８２】次に、２回の露光を行った第２のネガ型フ
ォトレジスト９３の現像を行うことにより、第３の露光
領域９３ａおよび第４の露光領域９３ｂに対応する領域
が残存した第２のレジストパターンを形成した後、この
第２のレジストパターンをマスクとして図１２（ｃ）に
示した金属膜パターン９２のエッチングを行うことによ
り、図１２（ｆ）に示すような光反射体８５を含む構造
複屈折体８１が形成される。

【００８３】ここで説明した製造方法は、ネガ型フォト
レジストを用いた場合の製造方法である。この製造方法
によれば、４回の露光工程（２光束干渉露光が２回、マ
スク露光が２回）を含むフォトリソグラフィー工程を通
るだけでラビング処理を行うことなく、液晶配向機能と
偏光機能を合わせ持つ構造複屈折体を高歩留まりで形成
することができる。

【００８４】なお、ポジ型フォトレジストを用いること
もできる。その製造方法はネガ型フォトレジストの場合
とほぼ同様であるが、露光の度に現像を行い、新たにフ
ォトレジストを塗布し直す点が異なっている。パターン
形状等についてはネガ型フォトレジストの場合と同様で
あるため、図示は省略して簡単に説明する。

【００８５】ポジ型フォトレジストを用いる場合、金属
膜上に第１のポジ型フォトレジストを塗布した後、２光
束干渉露光を行うことにより、入射光の波長よりも小さ
いピッチで配列された複数の線状の第１の露光領域を形
成する（第１の露光工程）。そして、第１のポジ型フォ
トレジストの現像を行い、第１の露光領域に対応する第
１のレジストパターンを形成する。

【００８６】次に、第１のレジストパターンを覆う第２
のポジ型フォトレジストを塗布した後、第２のポジ型フ
ォトレジストに対してマスク露光を行うことにより、光
反射体の延在方向が異なる複数の領域のうちの一部の領
域に相当する第２の露光領域を形成する（第２の露光工
程）。次いで、第２のポジ型フォトレジストの現像を行
い、第２の露光領域に対応する領域が残存した第２のレ
ジストパターンを形成する。

【００８７】次に、第１のレジストパターンとその上に
積層された第２のレジストパターンをマスクとして金属
膜のエッチングを行うことにより、図１２（ｃ）に示し
たような形状の金属膜パターンを形成する。

【００８８】次に、金属膜パターン上に第３のポジ型フ
ォトレジストを塗布した後、２光束干渉露光を行うこと
により、入射光の波長よりも小さいピッチで配列され、
第１の露光領域と直交する方向に延在する複数の線状の
第３の露光領域を形成する（第３の露光工程）。そし
て、第３のポジ型フォトレジストの現像を行い、第３の
露光領域に対応する第３のレジストパターンを形成す
る。

【００８９】次に、第３のレジストパターンを覆う第４
のポジ型フォトレジストを塗布した後、第４のポジ型フ
ォトレジストに対してマスク露光を行うことにより、第
２の露光工程で露光されなかった側の領域に相当する第
４の露光領域を形成する（第４の露光工程）。次いで、
第４のポジ型フォトレジストの現像を行い、第４の露光
領域に対応する領域が残存した第４のレジストパターン
を形成する。

【００９０】次に、第３のレジストパターンとその上に
積層された第４のレジストパターンをマスクとして金属
膜パターンのエッチングを行うことにより、光反射体を
含む構造複屈折体が形成される。

【００９１】ポジ型フォトレジストを用いた場合には露
光された領域のレジストが除去されてしまうので、露光
工程毎にフォトレジストを塗布しなければならず、ネガ
型フォトレジストを用いる場合に比べて現像工程とレジ
スト塗布工程が増えるという欠点はあるものの、ラビン
グ処理を行うことなく、液晶配向機能と偏光機能を合わ
せ持つ構造複屈折体を高歩留まりで形成することができ
るという上記と同様の効果を得ることができる。

【００９２】なお、このような２光束干渉露光とマスク
露光を組み合わせた露光方法の他、電子ビームによる直
接描画法、Ｘ線を用いたマスク露光などを用いてもよ
い。特に後者の方法によれば、全てのレジストパターン
を１回の露光で形成することができる。

【００９３】一方、対向基板２０については、ガラス等
からなる基板本体２０Ａを用意し、周知の方法により第
２遮光膜３１ａと色材層８２からなるカラーフィルター
８０を形成する。その後、オーバーコート膜８３を形成
した後、その全面にスパッタリング法等によりＩＴＯ等
の透明導電性材料を堆積し、フォトリソグラフィー法を
用いてパターニングすることにより、基板本体２０Ａの
ほぼ全面に共通電極２１を形成する。さらに、ＴＦＴア
レイ基板１０側と同様の方法によって構造複屈折体８４
を形成することにより、対向基板２０が完成する。

【００９４】上述のように製造されたＴＦＴアレイ基板
１０と対向基板２０とを、構造複屈折体８１，８４同士
が互いに対向するようにシール材（図示略）を介して貼
り合わせ、真空吸引法などの方法により、両基板間の空
間に液晶を吸引して、液晶層５０を形成する。以上の工
程により、本実施の形態の液晶表示装置が完成する。

【００９５】[第２の実施の形態]以下、本発明の第２の
実施の形態の液晶表示装置について図６を用いて説明す
る。本実施の形態の液晶表示装置の基本構成は第１の実
施の形態と全く同様であり、構造複屈折体の構成のみが
異なっている。すなわち、第１の実施の形態では一画素
を４分割し、各領域に直線状に延在する光反射体を設け
た例を挙げたが、本実施の形態では光反射体を同心円状
および放射状に形成した例を取り上げる。したがって、
本実施の形態では構造複屈折体の構成のみについて説明
し、他の共通部分の説明は省略する。

【００９６】本実施の形態も第１の実施の形態と同様、
表示方式はＴＮ液晶モードを用いるものとする。図６
（ａ）、（ｂ）は構造複屈折体のうち、一画素に対応す
る部分のみを取り出して示す図であり、図６（ａ）はＴ
ＦＴアレイ基板１０側、図６（ｂ）は対向基板２０側の
構造複屈折体をそれぞれ示している。

【００９７】本実施の形態の場合、ＴＦＴアレイ基板１
０側の構造複屈折体９４は、図６（ａ）に示すように、
入射光の波長よりも小さいピッチで配列され、画素の中
心を中心とした同心円状の多数の光反射体９５を有して
いる。一方、対向基板２０側の構造複屈折体９６は、図
６（ｂ）に示すように、入射光の波長よりも小さいピッ
チで配列され、画素の中心を中心として放射状に配置さ
れた多数の光反射体９７を有している。第１の実施の形
態では一画素内が光反射体の延在方向が異なる４つの領
域に分割されていたのに対し、本実施の形態では光反射
体９５，９７の延在方向が連続的に変化している点で異
なっている。ただし、ＴＦＴアレイ基板１０側と対向基
板２０側の光反射体９５，９７を重ね合わせてみると、
光反射体９５，９７の延在方向が平面的に直交している
点は第１の実施の形態と同様である。なお、図６（ａ）
のパターンを対向基板２０側、図６（ｂ）のパターンを
ＴＦＴアレイ基板１０側としてもかまわない。

【００９８】本実施の形態の液晶表示装置によれば、一
画素内の全ての領域において双方の基板上の構造複屈折
体９４，９６からなる偏光子の透過軸方向がクロスニコ
ルの関係にあり、全ての領域が表示に寄与できるため、
表示の明るさやコントラストを確保することができる。
さらにこの構成においては、同心円状の光反射体９５と
放射状の光反射体９７を組み合わせることにより、一画
素内にマルチドメイン（複数の領域）が形成されるとい
うよりも、液晶の配向方向が連続的に変化した状態とな
っている。その結果、ディスクリネーションが発生する
部位がないために遮光部が必要ないので、開口率を極め
て高くできるとともに、視角特性を完全に等方的にする
ことができる。

【００９９】ただし、上記の構成の場合も、同心円の中
心と放射状の中心、すなわち画素の中心だけはディスク
リネーションの発生が避けられないため、表示不良を遮
光する意味で円形の遮光部９８，９９を設けている。

【０１００】［電子機器］上記実施の形態の液晶表示装
置を備えた電子機器の例について説明する。図１３は、
携帯電話の一例を示した斜視図である。図１３におい
て、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１
は上記の液晶表示装置を用いた表示部を示している。

【０１０１】図１４は、腕時計型電子機器の一例を示し
た斜視図である。図１４において、符号１１００は時計
本体を示し、符号１１０１は上記の液晶表示装置を用い
た表示部を示している。

【０１０２】図１５は、ワープロ、パソコンなどの携帯
型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１５に
おいて、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２は
キーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置
本体、符号１２０６は上記の液晶表示装置を用いた表示
部を示している。

【０１０３】図１３〜図１５に示す電子機器は、上記実
施の形態の液晶表示装置を備えているので、広い視野角
を持ち、表示品位に優れた液晶表示部を備えた電子機器
を実現することができる。

【０１０４】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば上記第１の実施の形態では一画素を４分割し、各領
域毎に光反射体の延在方向を９０°ずつ回転させた構造
複屈折体の例を挙げたが、領域の分割数や光反射体の延
在方向などはこれに限ることなく、適宜変更が可能であ
る。また、各基板の最上層に構造複屈折体を設けた場合
を示したが、光反射体の形状が表面に反映されて液晶配
向作用が現れる程度であれば、必ずしも最上層である必
要はなく、薄い膜が形成されていてもよい。

【０１０５】また、上記実施の形態ではスイッチング素
子にＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装
置に本発明を適用したが、スイッチング素子にＴＦＤ
（ThinFilm Diode）を用いたアクティブマトリクス型液
晶表示装置やパッシブマトリクス型液晶表示装置に本発
明を適用してもよい。また、直視型の液晶表示装置のみ
ならず、投射型表示装置の光変調手段に用いる液晶ライ
トバルブに本発明を適用してもよい。さらに、上記実施
の形態で例示した液晶表示装置の各構成要素に関する具
体的な記載についても適宜変更が可能である。

【０１０６】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、一画素の中で光反射体の延在方向が異なる領域
を有する構造複屈折体を設けたことによって、その領域
によって液晶の配向方向が異なるマルチドメインを形成
することができ、構造複屈折体の液晶配向作用を利用す
ることで配向膜が不要となるので、ラビング処理も不要
となる。したがって、本発明においては、煩雑な工程を
用いることなく、マルチドメイン化による広い視野角を
有する液晶表示装置を実現することができる。また、光
反射体の延在方向が異なる領域毎に偏光による表示を実
現できるので、光の利用効率が高く、コントラスト等の
表示品位も向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の
画像表示領域を構成する複数の画素における等価回路図
である。

【図２】 同、液晶表示装置を構成するＴＦＴアレイ基
板の隣接する複数の画素群の構造を示す平面図である。

【図３】 同、液晶表示装置の断面構造を示す図であっ
て、図２のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。

【図４】 同、液晶表示装置の一画素の構造複屈折体の
みを取り出して示す平面図であり、（ａ）ＴＦＴアレイ
基板側、（ｂ）対向基板側の構造複屈折体をそれぞれ示
す。

【図５】 同、実施の形態の構成によってプレチルトが
付与できる理由を説明するための模式図である。

【図６】 本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置の
一画素の構造複屈折体のみを取り出して示す平面図であ
り、（ａ）ＴＦＴアレイ基板側、（ｂ）対向基板側の構
造複屈折体をそれぞれ示す。

【図７】 本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の
製造方法を示す工程断面図である。

【図８】 同、工程断面図の続きである。

【図９】 同、工程断面図の続きである。

【図１０】 同、工程断面図の続きである。

【図１１】 同、工程断面図の続きである。

【図１２】 構造複屈折体の形成方法を工程順を追って
示す平面図である。

【図１３】 本発明の電子機器の一例を示す斜視図であ
る。

【図１４】 同、電子機器の他の例を示す斜視図であ
る。

【図１５】 同、電子機器のさらに他の例を示す斜視図
である。

【図１６】 構造複屈折体の偏光作用の原理を説明する
ための図である。

【符号の説明】

９ 画素電極 １０ ＴＦＴアレイ基板 ２０ 対向基板 ２１ 共通電極 ５０ 液晶層 ５０ａ 液晶分子 ８１，８４，９４，９６ 構造複屈折体 ８５，８６，９５，９７ 光反射体 ８７〜９０，９８，９９ 遮光部

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H090 KA05 LA04 LA20 MA06 MA08 MA10 MB14 2H091 FA14Y FA19Y FA34Y GA13 HA07 LA17 LA19 2H092 GA13 HA04 JA25 JA34 JA37 JA41 JA46 JB07 JB22 JB31 JB51 JB57 KA04 MA25 MA27 NA01 NA07 QA07

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の基板間に液晶層が挟持され、複数
   の画素がマトリクス状に配置された液晶表示装置であっ
   て、 前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板上に、前
   記液晶層に入射する光の波長よりも小さいピッチで配列
   された複数の線状の光反射体を有し、一つの画素内で前
   記光反射体の延在方向が異なる領域を有する構造複屈折
   体が設けられ、前記液晶層を構成する液晶分子の配向方
   向が前記領域における前記光反射体の延在方向に沿うよ
   うに規制されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記光反射体の各々が略直線状に形成さ
   れてい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】 前記液晶層としてツイステッドネマティ
   ック液晶が用いられるとともに、前記一対の基板の双方
   に前記構造複屈折体が設けられ、前記各領域毎に一方の
   基板上に設けられた前記構造複屈折体の光反射体の延在
   方向と他方の基板上に設けられた前記構造複屈折体の光
   反射体の延在方向とが平面的に略直交していることを特
   徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記一つの画素が、前記光反射体の延在
   方向が異なる４つの領域に分割され、各基板上の互いに
   隣接する前記領域内の前記光反射体の延在方向が略直交
   していることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装
   置。
5. 【請求項５】 前記光反射体の延在方向が異なる領域間
   に遮光部が設けられていることを特徴とする請求項３ま
   たは４に記載の液晶表示装置。
6. 【請求項６】 前記複数の光反射体が、前記画素の中心
   を中心として略同心円状に形成されていることを特徴と
   する請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 【請求項７】 前記液晶層としてツイステッドネマティ
   ック液晶が用いられるとともに、前記一対の基板の双方
   に前記構造複屈折体が設けられ、一方の基板上に前記画
   素の中心を中心として略同心円状に形成された複数の光
   反射体を有する構造複屈折体が設けられ、他方の基板上
   に前記画素の中心を中心として略放射状に形成された複
   数の光反射体を有する構造複屈折体が設けられたことを
   特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 【請求項８】 前記画素の中心を覆う遮光部が設けられ
   てい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】 前記遮光部は前記光反射体と同層で形成
   されていることを特徴とする請求項５または８に記載の
   液晶表示装置。
10. 【請求項１０】 前記光反射体が導電性を有し、前記構
    造複屈折体が前記液晶層を駆動するための電極を兼ねる
    ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記
    載の液晶表示装置。
11. 【請求項１１】 一対の基板間に液晶層が挟持され、複
    数の画素がマトリクス状に配置された液晶表示装置であ
    って、 前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板上に、前
    記液晶層に入射する光の波長よりも小さいピッチで配列
    された複数の光反射体を有し、偏光作用と液晶配向作用
    とを有する構造複屈折体が設けられ、一つの画素内に前
    記液晶層を構成する液晶分子の配向方向が異なる領域を
    有することを特徴とする液晶表示装置。
12. 【請求項１２】 請求項４に記載の液晶表示装置の製造
    方法であって、 光反射性を有する金属膜を基板上に形成する工程と、 前記金属膜上に第１のネガ型フォトレジストを塗布した
    後、２光束干渉露光を行うことにより、前記液晶層に入
    射する光の波長よりも小さいピッチで配列された複数の
    線状の第１の露光領域を形成する第１の露光工程と、 前工程で２光束干渉露光を行った第１のネガ型フォトレ
    ジストに対してマスク露光を行うことにより、前記一つ
    の画素内の前記光反射体の延在方向が異なる複数の領域
    のうちの一部の領域に相当する第２の露光領域を形成す
    る第２の露光工程と、 前記第１のネガ型フォトレジストの現像を行い、前記第
    １の露光領域および前記第２の露光領域に対応する領域
    が残存した第１のレジストパターンを形成する工程と、 前記第１のレジストパターンをマスクとして前記金属膜
    のエッチングを行う工程と、 前記エッチングが施された金属膜を覆う第２のネガ型フ
    ォトレジストを塗布した後、２光束干渉露光を行うこと
    により、前記液晶層に入射する光の波長よりも小さいピ
    ッチで配列され、前記第１の露光領域と略直交する方向
    に延在する複数の線状の第３の露光領域を形成する第３
    の露光工程と、 前工程で２光束干渉露光を行った第２のネガ型フォトレ
    ジストに対してマスク露光を行うことにより、前記第２
    の露光工程で露光されなかった側の領域に相当する第４
    の露光領域を形成する第４の露光工程と、 前記第２のネガ型フォトレジストの現像を行い、前記第
    ３の露光領域および前記第４の露光領域に対応する領域
    が残存した第２のレジストパターンを形成する工程と、 前記第２のレジストパターンをマスクとして前記金属膜
    のエッチングを行うことにより前記光反射体を形成する
    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。
13. 【請求項１３】 請求項４に記載の液晶表示装置の製造
    方法であって、 光反射性を有する金属膜を基板上に形成する工程と、 前記金属膜上に第１のポジ型フォトレジストを塗布した
    後、２光束干渉露光を行うことにより、前記液晶層に入
    射する光の波長よりも小さいピッチで配列された複数の
    線状の第１の露光領域を形成する第１の露光工程と、 前記第１のポジ型フォトレジストの現像を行い、前記第
    １の露光領域に対応する第１のレジストパターンを形成
    する工程と、 前記第１のレジストパターンを覆う第２のポジ型フォト
    レジストを塗布した後、該第２のポジ型フォトレジスト
    に対してマスク露光を行うことにより、前記一つの画素
    内の前記光反射体の延在方向が異なる複数の領域のうち
    の一部の領域に相当する第２の露光領域を形成する第２
    の露光工程と、 前記第２のポジ型フォトレジストの現像を行い、前記第
    ２の露光領域に対応する領域が残存した第２のレジスト
    パターンを形成する工程と、 前記第１のレジストパターンおよび前記第２のレジスト
    パターンをマスクとして前記金属膜のエッチングを行う
    工程と、 前記エッチングが施された金属膜上に第３のポジ型フォ
    トレジストを塗布した後、２光束干渉露光を行うことに
    より、前記液晶層に入射する光の波長よりも小さいピッ
    チで配列され、前記第１の露光領域と略直交する方向に
    延在する複数の線状の第３の露光領域を形成する第３の
    露光工程と、 前記第３のポジ型フォトレジストの現像を行い、前記第
    ３の露光領域に対応する第３のレジストパターンを形成
    する工程と、 前記第３のレジストパターンを覆う第４のポジ型フォト
    レジストを塗布した後、該第４のポジ型フォトレジスト
    に対してマスク露光を行うことにより、前記第２の露光
    工程で露光されなかった側の領域に相当する第４の露光
    領域を形成する第４の露光工程と、 前記第４のポジ型フォトレジストの現像を行い、前記第
    ４の露光領域に対応する領域が残存した第４のレジスト
    パターンを形成する工程と、 前記第３のレジストパターンおよび前記第４のレジスト
    パターンをマスクとして前記金属膜のエッチングを行う
    ことにより前記光反射体を形成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。
14. 【請求項１４】 請求項１ないし１１のいずれか一項に
    記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする電子機
    器。