JP2003215317A - 反射板およびその製造方法、液晶表示装置およびその製造方法、電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面がなだらかな湾曲面となった複数の凹凸
部を備えた反射板が再現性良く得られる方法を提供す
る。 【解決手段】 本発明の反射板の製造方法は、基板上に
感光性樹脂膜を形成する工程と、形成すべき凹凸部に対
応したパターンを有するフォトマスクを用いて露光装置
が有する焦点深度を外れた領域にフォーカス位置を設定
して感光性樹脂膜の露光を行う工程と、露光済みの感光
性樹脂膜の現像を行うことにより感光性樹脂からなる凹
凸部を形成する工程と、凹凸部の表面を含む基板表面に
反射電極９を形成する工程とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射板およびその
製造方法、液晶表示装置およびその製造方法、電子機器
に関し、特に反射特性に優れた反射板の製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】反射型の液晶表示装置は、バックライト
等の光源を持たないために消費電力が小さく、従来から
種々の携帯電子機器や装置の付属的な表示部等に多用さ
れている。ところが、反射型の液晶表示装置は、自然光
や照明光などの外光を利用して表示を行うため、外光の
光量が限られた暗い場所では表示の視認性が低下する、
という問題があった。よって、この種の液晶表示装置で
は、限られた外光をできるだけ有効利用する必要があ
り、従来から反射膜の表面に多数の凹凸部を形成し、反
射光を散乱させることによってある程度広い視野角で明
るい表示を得る技術が採用されてきた。

【０００３】このような反射板を実現する方法として
は、例えば、基板上に感光性樹脂を塗布した後、フォト
リソグラフィー技術を用いて感光性樹脂膜をパターニン
グすることにより基板上に複数の突起を形成し、その上
にさらに２層目の感光性樹脂膜を基板全体にわたって形
成し、表面に複数の凹凸部を有する樹脂膜を形成した
後、反射膜を形成する方法が提案されている。ところ
が、この方法は２層の感光性樹脂膜を形成しなければな
らないために工程の負荷が大きい、１層目の感光性樹脂
膜のパターニングにより感光性樹脂の無駄が生じる、等
の問題を抱えている。そこで、この問題を解決すべく１
層の感光性樹脂で表面に凹凸部を形成する方法として、
１層の感光性樹脂膜に対してハーフ露光を行う、すなわ
ち、感光性樹脂膜の露光量を中途半端な量に留めること
によって表面に複数の凹凸部を有する樹脂膜を形成する
方法も提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】例えば液晶表示装置に
おいて、上記感光性樹脂膜による凹凸部を基板上に形成
した後、凹凸部の上に反射膜を形成する場合、その反射
膜が液晶駆動用の電極を兼ねる構成を採用することがあ
る。そのような場合には、画素電極とその下の導電膜と
の間の寄生容量を極力小さくしたいという目的から、上
記樹脂膜を厚く付けたいという要求がある。このよう
に、樹脂膜の膜厚が厚くなると、ハーフ露光法を用いて
凹凸部を形成するのは露光量を上げるのに限界があり、
樹脂膜の表面に平坦部分が残ることになる。また、製造
バラツキが大きく、再現性に劣るという問題があった。

【０００５】また上記のように、反射膜が液晶駆動用の
電極を兼ねる場合、例えばアクティブマトリクス方式の
液晶表示装置であれば、反射膜の下側には薄膜トランジ
スタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記す
る）や薄膜ダイオード（Thin Film Diode,以下、ＴＦＤ
と略記する）等のスイッチング素子、もしくは走査線、
データ線等の配線が形成されているため、反射膜の下地
は平坦ではなく、これら素子や配線等に起因する段差部
が存在している。このような状況の下、厚い樹脂膜を露
光するために露光量を増加していくと、段差部形状が樹
脂膜の表面に反映されて表面がなだらかな湾曲面になら
ず、平坦部分ができることになる。

【０００６】広い視野角で明るい反射表示を得るという
観点から、前記凹凸部の表面はできる限り平坦面がな
く、なだらかな湾曲面となっていることが好ましい。と
ころが、上述したように、特に感光性樹脂膜を厚く形成
した場合や下地に段差部が存在する場合には凹凸部の表
面に平坦面ができやすく、この平坦面に光が入射される
と正反射が生じ、この部分では反射光が散乱しないため
に反射表示特性が低下する、という問題が生じている。

【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、特に樹脂膜を厚く形成した場合や
下地に段差部が存在する場合であっても、表面がなだら
かな湾曲面となった複数の凹凸部を備えた反射板が再現
性良く得られる方法を提供することを目的とする。ま
た、このような反射板を備えたことで視野角や明るさ等
の表示特性に優れた反射型の液晶表示装置を提供するこ
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、本発明の反射板の製造方法は、基板上に感光性樹
脂膜を形成する工程と、後で形成すべき凹凸部に対応し
たパターンを有するフォトマスクを用いて露光装置が有
する焦点深度を外れた領域にフォーカス位置を設定して
前記感光性樹脂膜の露光を行う工程と、露光済みの前記
感光性樹脂膜の現像を行うことにより、前記感光性樹脂
膜からなる凹凸部を形成する工程と、前記凹凸部の表面
を含む基板表面に反射膜を形成する工程とを有すること
を特徴とする。

【０００９】上述したように、基板上に感光性樹脂膜に
よる凹凸部を形成した後、凹凸部の上に反射膜を形成す
ることによって反射板を作製する方法は従来から知られ
ている。そして、従来、フォトリソグラフィー技術を用
いて感光性樹脂膜をパターニングする際には、使用する
露光装置におけるベストフォーカス、あるいは少なくと
も焦点深度内にフォーカス位置を合わせた状態で露光を
行うことが基本であり、実際そのように作業を行ってい
た。ここで、例えば厚い感光性樹脂膜を露光するために
露光量をある程度増加していくと、露光装置が下地の段
差部の形状を拾ってフォーカス合わせを行うため、図１
４（Ａ）に示すように、基板７０上の構造物７１の形状
が感光性樹脂膜７２の表面に反映されて平坦面７２ｆが
形成されてしまい、表面がなだらかな湾曲面にならな
い。

【００１０】そこで、本発明者らは、感光性樹脂膜を露
光する際にフォーカスが合った状態で露光を行うのでは
なく、その露光装置が持つ焦点深度を外れた領域に意図
的にフォーカス位置を設定する、いわゆる意図的にデフ
ォーカスをかけた状態で感光性樹脂膜の露光を行うと、
下地の段差部の形状がくっきりと再現されずに全体がぼ
けることによって、図１４（Ｂ）に示すように、基板７
０上の構造物７１の形状が感光性樹脂膜７２の表面に反
映されず、表面がなだらかな湾曲面になることを実際に
確認した。例えば焦点深度を外す距離としては数十μｍ
程度とするのが適当である。

【００１１】このように、本発明の反射板の製造方法に
よれば、後で形成すべき凹凸部に対応したパターンを有
するフォトマスクを用いて露光装置の焦点深度を外れた
領域にフォーカスを設定して感光性樹脂膜の露光を行
い、露光済みの感光性樹脂膜の現像を行って感光性樹脂
膜からなる凹凸部を形成した後、凹凸部の表面を含む基
板表面に反射膜を形成しているので、仮に感光性樹脂膜
を厚く形成して露光量を上げ、下地に段差部が存在する
ような場合であっても、凹凸部の表面に平坦面ができに
くく、反射膜の表面で入射光が充分に散乱するため、反
射光の散乱特性を従来に比べて向上することができる。

【００１２】さらに、露光工程において、露光時間内に
焦点深度を外れた領域で連続的にフォーカス位置を振る
ようにしてもよい。露光工程の再現性について考えた
時、特に感光性樹脂膜が厚くなると、ベストフォーカス
で露光量を上げて露光を行ったのでは製造バラツキが大
きく、再現性の低下が避けられない。その点、本発明の
方法によれば、もともとフォーカスが合っていない状態
で凹凸部を形成する、言い換えると、何となくぼけた形
状の凹凸部を形成するため、ベストフォーカスの場合と
比べて逆に再現性が向上する。しかしながら、さらに露
光時間内に焦点深度を外れた領域で連続的にフォーカス
位置を振ると、異なるフォーカス位置での異なる露光光
の強度分布が平均化されて感光性樹脂膜に照射されるた
め、強度分布の平均化の作用によって再現性をより向上
させる効果が得られる。

【００１３】本発明によれば、凹凸部の表面が充分にな
だらかな反射板を得ることができるが、反射膜を形成す
る前に凹凸部を形成した基板を熱処理することによって
凹凸部の表面をよりなだらかな曲面に形状変化させるこ
とができる。特に感光性樹脂がリフローしやすい性質の
ものであれば、この方法を用いて容易に特性の良いもの
が得られる。

【００１４】本発明の反射板は、基板上に、膜厚が３．
０μｍ以上の１層の感光性樹脂膜からなり、表面がなだ
らかな湾曲面とされた凹凸部を有し、該凹凸部の表面を
含む基板表面に反射膜が形成されたことを特徴とする。

【００１５】上述したように、本発明の反射板の製造方
法によれば、焦点深度から外れた領域で露光を行うた
め、焦点深度以上の膜厚を有する感光性樹脂膜を用いて
も凹凸部の形成が可能である。現状、液晶表示装置の製
造プロセスで用いられている露光装置で形状の再現性が
確認できる現実的な焦点深度は最大３．０μｍであるた
め、膜厚が３．０μｍ以上の１層の感光性樹脂膜からな
る凹凸部を形成することができる。なお、ここで言う
「膜厚が３．０μｍ以上」というのは、なだらかな湾曲
面を有する凹凸部の最も高い部分の高さが３．０μｍ以
上という意味である。

【００１６】本発明の液晶表示装置は、一対の基板間に
液晶が挟持されてなる液晶表示装置であって、前記一対
の基板のうちのいずれか一方の基板の外面に、上記本発
明の反射板を備えたことを特徴とする。あるいは、前記
一対の基板のうちのいずれか一方の基板の液晶側の面
に、上記本発明の反射板を備えたことを特徴とする。

【００１７】すなわち、本発明の液晶表示装置の形態と
しては、液晶を挟持する一対の基板からなる液晶セルの
外面に上記反射板を備えた、いわゆる外付け反射板タイ
プのものと、液晶セルを構成する一方の基板の内面側に
上記反射板を備えた、いわゆる内蔵反射板タイプの双方
が考えられる。いずれにしても、上記本発明の反射板を
備えたことで、ある程度広い視野角で明るい反射表示が
得られる液晶表示装置を実現することができる。なお、
外付け反射板タイプの場合には本発明の反射板が単体で
存在していると考えて良いが、内蔵反射板タイプの場合
には、本明細書においては液晶セルを構成する一対の基
板のうち、一方の基板上の感光性樹脂膜からなる凹凸部
と反射膜の部分のみを「反射板」と定義することにす
る。

【００１８】本発明の他の液晶表示装置は、一対の基板
間に液晶が挟持されてなり、複数の走査線と、複数のデ
ータ線と、前記走査線と前記データ線の交差に対応して
マトリクス状に配置された画素電極およびスイッチング
素子とを有する液晶表示装置であって、前記一対の基板
のうちのいずれか一方の基板の前記走査線、前記データ
線、前記画素電極、前記スイッチング素子の少なくとも
いずれか一つの形状に起因する段差部上に、該段差部の
形状を反映しない表面がなだらかな湾曲面状の凹凸部を
有する樹脂膜が形成され、前記凹凸部の表面を含む前記
樹脂膜の表面に反射膜が形成されたことを特徴とする。

【００１９】言い換えると、上記の液晶表示装置はＴＦ
Ｔ、ＴＦＤ等のスイッチング素子を備えた内蔵反射板型
のアクティブマトリクス方式の液晶表示装置であり、こ
の種の液晶表示装置に本発明が適用可能である。アクテ
ィブマトリクス方式の液晶表示装置の場合、走査線、デ
ータ線等の配線や、画素電極、スイッチング素子等の各
種構成要素の存在に起因して反射板の下地に段差部が生
じる場合があるが、そのような場合でも、本発明によれ
ば、平坦部が少なく反射光の散乱特性に優れた反射板が
形成でき、広い視野角で明るい反射表示が得られる液晶
表示装置を実現することができる。

【００２０】本発明の他の液晶表示装置は、一対の基板
間に液晶が挟持されてなり、前記一対の基板のうちの一
方の基板に複数の走査電極が設けられ、他方の基板に前
記複数の走査電極に交差する複数のデータ電極が設けら
れた液晶表示装置であって、前記一対の基板のうちのい
ずれか一方の基板上の前記走査電極、前記データ電極の
少なくともいずれか一つの形状に起因する段差部上に、
該段差部の形状を反映しない表面がなだらかな湾曲面状
の凹凸部を有する樹脂膜が形成され、前記凹凸部の表面
を含む前記樹脂膜の表面に反射膜が形成されたことを特
徴とする。

【００２１】言い換えると、上記の液晶表示装置は走査
電極（コモン電極とも言う）、データ電極（セグメント
電極とも言う）を各基板上に備えた内蔵反射板型のパッ
シブマトリクス方式の液晶表示装置であり、この種の液
晶表示装置にも本発明が適用可能である。この場合も上
記と同様、反射板の下地に段差部が生じていても平坦部
が少なく反射光の散乱特性に優れた反射板が形成でき、
広い視野角で明るい反射表示が得られる液晶表示装置を
実現することができる。

【００２２】上記いずれの場合も、上記反射膜が液晶駆
動用の電極（アクティブマトリクス方式で言えば画素電
極、パッシブマトリクス方式で言えば走査電極やデータ
電極）を兼ねる構成とすることができる。その場合、膜
厚が非常に厚い感光性樹脂膜が電極とその下の導電膜と
の間に介在することになるため、寄生容量が小さくなる
ことで信号なまり等を防止でき、表示特性に優れた液晶
表示装置を得ることができる。

【００２３】本発明の液晶表示装置の製造方法は、上記
本発明の反射板の製造方法を含むことを特徴とする。本
発明の液晶表示装置の製造方法においては、上記本発明
の反射板の製造方法を用いて反射板を製造するため、１
層の感光性樹脂膜を用いるだけで特性に優れた反射板が
得られ、工程数の増加を招くことがなく、また、感光性
樹脂の無駄を低減することができる。

【００２４】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。本発明によれば、広
い視野角で明るい反射表示が視認可能な液晶表示部を備
えた電子機器を実現することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
１〜図１０を参照して説明する。本実施の形態では、素
子基板上の画素電極が反射板を兼ねた内蔵反射板タイプ
のアクティブマトリクス方式の液晶表示装置の例を挙げ
て説明する。図１は本実施の形態の液晶表示装置を各構
成要素とともに対向基板の側から見た平面図であり、図
２は図１のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。図３は、電
気光学装置（液晶表示装置）の画像表示領域においてマ
トリクス状に形成された複数の画素における各種素子、
配線等の等価回路図である。なお、以下の説明に用いた
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。

【００２６】[液晶表示装置の全体構成]図１および図２
において、本実施の形態の液晶表示装置１００は、ＴＦ
Ｔアレイ基板１０と対向基板２０とがシール材５２によ
って貼り合わされ、このシール材５２によって区画され
た領域内に液晶５０が封入、保持されている。シール材
５２の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる
周辺見切り５３が形成されている。シール材５２の外側
の領域には、データ線駆動回路２０１および実装端子２
０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って形成されて
おり、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路
２０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の残る
一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動
回路２０４の間を接続するための複数の配線２０５が設
けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少な
くとも１箇所においては、ＴＦＴアレイ基板１０と対向
基板２０との間で電気的導通をとるための基板間導通材
２０６が配設されている。

【００２７】なお、データ線駆動回路２０１および走査
線駆動回路２０４をＴＦＴアレイ基板１０の上に形成す
る代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ
（Tape Automated Bonding）基板とＴＦＴアレイ基板１
０の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介し
て電気的および機械的に接続するようにしてもよい。な
お、液晶表示装置１００においては、使用する液晶５０
の種類、すなわち、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、
ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード等の動作モー
ドや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモー
ドの別に応じて、位相差板、偏光板等が所定の向きに配
置されるが、ここでは図示を省略する。

【００２８】また、液晶表示装置１００をカラー表示用
として構成する場合には、対向基板２０において、ＴＦ
Ｔアレイ基板１０の後述する各画素電極に対向する領域
に、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフ
ィルタをその保護膜とともに形成する。

【００２９】このような構造を有する液晶表示装置１０
０の画像表示領域においては、図３に示すように、複数
の画素１００ａがマトリクス状に構成されているととも
に、これらの画素１００ａの各々には、画素スイッチン
グ用のＴＦＴ３０が形成されており、画素信号Ｓ１、Ｓ
２、…、Ｓｎを供給するデータ線６ａがＴＦＴ３０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
む画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次で
供給してもよく、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に
対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。ま
た、ＴＦＴ３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続
されており、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス
的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍをこの順に線順次で
印加するように構成されている。反射電極９は、ＴＦＴ
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ＴＦＴ３０を一定期間だけオン状態とする
ことにより、データ線６ａから供給される画素信号Ｓ
１、Ｓ２、…、Ｓｎを各画素に所定のタイミングで書き
込む。このようにして反射電極９を介して液晶に書き込
まれた所定レベルの画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、
図２に示す対向基板２０の対向電極２１との間で一定期
間保持される。

【００３０】なお、保持された画素信号Ｓ１、Ｓ２、
…、Ｓｎがリークするのを防ぐために、反射電極９と対
向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量６
０が付加されている。例えば、反射電極９の電圧は、ソ
ース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ蓄
積容量６０により保持される。これにより、電荷の保持
特性は改善され、コントラスト比の高い液晶表示装置１
００を実現することができる。なお、蓄積容量６０を形
成する方法としては、図３に示すように、蓄積容量６０
を形成するための配線である容量線３ｂとの間に形成す
る場合、または前段の走査線３ａとの間に形成する場合
のいずれであってもよい。

【００３１】〔ＴＦＴアレイ基板の構成〕図４は、本実
施の形態に用いたＴＦＴアレイ基板の一つの画素を示す
平面図である。図５は、図４のＡ−Ａ’線における画素
の断面図である。なお、図４及び図５においては、感光
性樹脂を用いて複数の凸部を形成する場合を例として図
示している。図４において、ＴＦＴアレイ基板１０上に
は、アルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、または
上記の金属膜とチタン、窒化チタン、モリブデン、タン
タル等の金属膜との積層膜から構成された反射電極９が
マトリクス状に形成されており、これら各反射電極９に
対して画素スイッチング用のＴＦＴ３０がそれぞれ電気
的に接続されている。また、反射電極９が形成された領
域の縦横の境界に沿って、データ線６ａ、走査線３ａお
よび容量線３ｂが形成され、ＴＦＴ３０がデータ線６ａ
および走査線３ａに対して接続されている。すなわち、
データ線６ａは、コンタクトホール８を介してＴＦＴ３
０の高濃度ソース領域１ａに電気的に接続され、反射電
極９は、コンタクトホール１５およびドレイン電極６ｂ
を介してＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｄに電気的
に接続されている。また、ＴＦＴ３０のチャネル形成用
領域１ａ'に対向するように走査線３ａが延びている。
なお、蓄積容量６０（蓄積容量素子）は、画素スイッチ
ング用のＴＦＴ３０を形成するための半導体膜１の延設
部分１ｆを導電化したものを下電極とし、この下電極１
ｆに、走査線３ａと同層の容量線３ｂが上電極として重
なった構造になっている。図４に示すように、このよう
に構成した各画素１００ａ毎に反射電極９が形成され、
それらの表面は平坦ではなく、後述する平面視円形の複
数の凸部パターン９ｇがランダムに形成されている。

【００３２】図５に示すように、この反射領域のＡ−
Ａ’線で切断したときの断面は、ＴＦＴアレイ基板１０
の基体としての透明なＴＦＴアレイ基板用のガラス基板
１０’の表面に、厚さが１００ｎｍ〜５００ｎｍのシリ
コン酸化膜（絶縁膜）からなる下地保護膜１１が形成さ
れ、この下地保護膜１１の表面には、厚さが３０ｎｍ〜
１００ｎｍの島状の半導体膜１が形成されている。半導
体膜１の表面には、厚さが約５０〜１５０ｎｍのシリコ
ン酸化膜からなるゲート絶縁膜２が形成され、このゲー
ト絶縁膜２の表面に、厚さが１００ｎｍ〜８００ｎｍの
走査線３ａがゲート電極として形成されている。半導体
膜１のうち、走査線３ａに対してゲート絶縁膜２を介し
て対向する領域がチャネル形成用領域１ａ'になってい
る。このチャネル形成用領域１ａ'に対して一方側に
は、低濃度領域１ｂおよび高濃度ソース領域１ａを備え
るソース領域が形成され、他方側には低濃度領域１ｂお
よび高濃度ドレイン領域１ｄを備えるドレイン領域が形
成され、その中間には、ソース、ドレインのどちらの領
域にも属さない高濃度領域１ｃが形成されている。

【００３３】画素スイッチング用のＴＦＴ３０の表面側
には、厚さが３００ｎｍ〜８００ｎｍのシリコン酸化膜
からなる第１層間絶縁膜４、および厚さが１００ｎｍ〜
８００ｎｍのシリコン窒化膜からなる第２層間絶縁膜５
（表面保護膜）が形成されている（この第２層間絶縁膜
５（表面保護膜）は形成しなくてもよい）。第１層間絶
縁膜４の表面には厚さが１００ｎｍ〜８００ｎｍのデー
タ線６ａが形成され、このデータ線６ａは、第１層間絶
縁膜４に形成されたコンタクトホール８を介して高濃度
ソース領域１ａに電気的に接続されている。

【００３４】第２層間絶縁膜５の上層には、例えばアク
リル樹脂等に代表される有機系樹脂等の感光性樹脂から
なる凸部形成層７が形成され、凸部形成層７の表面には
なだらかな湾曲面を有する凸部パターンが形成されてい
る。そして、凸部形成層７の上層には、アルミニウムや
銀、もしくはこれらの合金、またはこれらの金属膜とチ
タン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等の金属膜と
の積層膜からなる反射電極９が形成されている。反射電
極９の表面には、凸部形成層７の表面形状に対応した複
数の凸部パターン９ｇが形成されている。

【００３５】また、反射電極９の表面側にはポリイミド
膜からなる配向膜１２が形成されている。この配向膜１
２の表面側には、ラビング処理が施されている。

【００３６】なお、ＴＦＴ３０は、好ましくは上述のよ
うにＬＤＤ構造（Lightly Doped Drain構造）を持つ
が、低濃度領域１ｂに相当する領域に不純物イオンの打
ち込みを行わないオフセット構造を有していてもよい。
また、ＴＦＴ３０は、ゲート電極（走査線３ａの一部）
をマスクとして高濃度で不純物イオンを打ち込み、自己
整合的に高濃度のソースおよびドレイン領域を形成した
セルフアライン型のＴＦＴであってもよい。

【００３７】また、本実施の形態では、ＴＦＴ３０のゲ
ート電極（走査線３ａ）をソース−ドレイン領域の間に
２個配置したデュアルゲート（ダブルゲート）構造とし
たが、１個配置したシングルゲート構造であってもよ
く、また、これらの間に３個以上のゲート電極を配置し
たトリプルゲート以上の構造であってもよい。ゲート電
極を複数個配置した場合、各々のゲート電極には同一の
信号が印加されるようにする。このようにデュアルゲー
ト（ダブルゲート）、またはトリプルゲート以上でＴＦ
Ｔ３０を構成すれば、チャネルとソース−ドレイン領域
の接合部でのリーク電流を防止でき、オフ時の電流を低
減することができる。これらのゲート電極の少なくとも
１個をＬＤＤ構造またはオフセット構造にすれば、さら
にオフ電流を低減でき、安定したスイッチング素子を得
ることができる。

【００３８】図４、図５において、ＴＦＴアレイ基板１
０における反射電極９の表面のうち、ＴＦＴ３０の形成
領域およびコンタクトホール１５から外れた領域には、
前述のように凸部パターン９ｇが形成されている。この
ような凸部パターン９ｇを構成するにあたって、本実施
の形態のＴＦＴアレイ基板１０では、アクリル樹脂等の
有機系の透光性の感光性樹脂からなる凸部形成層７が第
２層間絶縁膜５上に３．０μｍ以上の厚さで例えばスピ
ンコート法によって塗布され、後述する本発明特有の方
法によって露光、現像されることにより表面に凸部パタ
ーン９ｇが形成される。

【００３９】〔対向基板の構成〕図５に示すように、対
向基板２０においては、対向基板側のガラス基板２０’
上の、ＴＦＴアレイ基板１０上の反射電極９の縦横の境
界領域と対向する領域にブラックマトリクス、またはブ
ラックストライプと称せられる遮光膜２３が形成され、
その上層側にはＩＴＯ膜からなる対向電極２１が形成さ
れている。また、対向電極２１の上層側には、ポリイミ
ド膜からなる配向膜２２が形成されている。そして、Ｔ
ＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、液晶５
０が封入されている。

【００４０】［液晶表示装置の製造方法］上記構成の液
晶表示装置１００を製造する方法を、図６〜図１０を参
照しつつ具体的に説明する。図６〜図１０は、本実施の
形態のＴＦＴアレイ基板１０の製造方法を工程順に示す
断面図である。

【００４１】まず、図６（Ａ）に示すように、超音波洗
浄等により清浄化したＴＦＴアレイ基板用のガラス基板
１０’を準備した後、基板温度が１５０℃〜４５０℃の
温度条件下で、ＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’
の全面に、シリコン酸化膜からなる下地保護膜１１をプ
ラズマＣＶＤ法により１００ｎｍ〜５００ｎｍの厚さに
形成する。このときの原料ガスとしては、例えば、モノ
シランと笑気ガス（一酸化二窒素）との混合ガスやＴＥ
ＯＳ（テトラエトキシシラン：Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄）と
酸素、またはジシランとアンモニアを用いることができ
る。

【００４２】次に、基板温度が１５０℃〜４５０℃の温
度条件下で、ＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’の
全面に、非晶質シリコン膜からなる半導体膜１をプラズ
マＣＶＤ法により３０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さに形成す
る。このときの原料ガスとしては、例えばジシランやモ
ノシランを用いることができる。次に、半導体膜１に対
してレーザ光を照射してレーザアニールを施す。その結
果、アモルファスの半導体膜１は、一度溶融し、冷却固
化過程を経て結晶化する。

【００４３】次に、半導体膜１の表面にフォトリソグラ
フィ技術を用いてレジストマスク５５１を介して半導体
膜１をエッチングすることにより、図６（Ｂ）に示すよ
うに、島状の半導体膜１（能動層）を形成するための半
導体膜を各々分離した状態に形成する。

【００４４】次に、３５０℃以下の温度条件下で、半導
体膜１の表面を含むＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１
０’の全面に、ＣＶＤ法等によりシリコン酸化膜等から
なるゲート絶縁膜２を５０ｎｍ〜１５０ｎｍの厚さに形
成する。このときの原料ガスは、例えばＴＥＯＳと酸素
ガスとの混合ガスを用いることができる。このゲート絶
縁膜２は、シリコン酸化膜に代えて、シリコン窒化膜で
あってもよい。

【００４５】次に、図示を省略するが、所定のレジスト
マスクを介して半導体膜１の延設部分１ｆに不純物イオ
ンを打ち込んで、容量線３ｂとの間に蓄積容量６０を構
成するための下電極を形成する（図４および図５参
照）。

【００４６】次に、図６（Ｃ）に示すように、スパッタ
法等により、ＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’の
全面に、走査線３ａ等を形成するためのアルミニウム、
タンタル、モリブデン等からなる金属膜、またはこれら
の金属のいずれかを主成分とする合金膜からなる導電膜
３を１００ｎｍ〜８００ｎｍの厚さに形成した後、フォ
トリソグラフィー技術を用いてレジストマスク５５２を
形成する。

【００４７】次に、レジストマスクを介して導電膜３を
ドライエッチングし、図６（Ｄ）に示すように、走査線
３ａ（ゲート電極）、容量線３ｂ等を形成する。

【００４８】次に、画素ＴＦＴ部および駆動回路のＮチ
ャネルＴＦＴ部（図示せず）の側には、走査線３ａやゲ
ート電極をマスクとして、約０．１×１０¹³／ｃｍ²〜
約１０×１０¹³／ｃｍ²のドーズ量で低濃度の不純物イ
オン（リンイオン）を打ち込んで、走査線３ａに対して
自己整合的に低濃度領域１ｂを形成する。ここで、走査
線３ａの真下に位置し、不純物イオンが導入されなかっ
た部分は半導体膜１のままのチャネル形成用領域１ａ’
となる。

【００４９】次に、図７（Ａ）に示すように、画素ＴＦ
Ｔ部では、走査線３ａ（ゲート電極）より幅の広いレジ
ストマスク５５３を形成して高濃度の不純物イオン（リ
ンイオン）を約０．１×１０¹⁵／ｃｍ²〜約１０×１０
¹⁵／ｃｍ²のドーズ量で打ち込み、高濃度ソース領域１
ａ、高濃度領域１ｃおよび高濃度ドレイン領域１ｄを形
成する。

【００５０】これらの不純物導入工程に代えて、低濃度
の不純物の打ち込みを行わずにゲート電極より幅の広い
レジストマスクを形成した状態で高濃度の不純物（リン
イオン）を打ち込み、オフセット構造のソース領域およ
びドレイン領域を形成してもよい。また、走査線３ａを
マスクにして高濃度の不純物を打ち込んで、セルフアラ
イン構造のソース領域およびドレイン領域を形成しても
よい。

【００５１】次に、図７（Ｂ）に示すように、走査線３
ａの表面側に、ＣＶＤ法等により、シリコン酸化膜等か
らなる層間絶縁膜４を３００ｎｍ〜８００ｎｍの厚さに
形成する。このときの原料ガスは、例えば、ＴＥＯＳと
酸素ガスとの混合ガスを用いることができる。次に、フ
ォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスク５５４を
形成する。

【００５２】次に、レジストマスク５５４を介して層間
絶縁膜４のドライエッチングを行い、図７（Ｃ）に示す
ように、層間絶縁膜４においてソース領域およびドレイ
ン領域に対応する部分等にコンタクトホールをそれぞれ
形成する。

【００５３】次に、図７（Ｄ）に示すように、層間絶縁
膜４の表面側に、データ線６ａ（ソース電極）等を構成
するためのアルミニウム膜、チタン膜、窒化チタン膜、
タンタル膜、モリブデン膜、またはこれらの金属のいず
れかを主成分とする合金膜、または積層膜からなる金属
膜６をスパッタ法等で１００ｎｍ〜８００ｎｍの厚さに
形成した後、フォトリソグラフィー技術を用いてレジス
トマスク５５５を形成する。

【００５４】次に、レジストマスク５５５を介して金属
膜６にドライエッチングを行い、図８（Ａ）に示すよう
に、データ線６ａおよびドレイン電極６ｂを形成する。

【００５５】次に、図８（Ｂ）に示すように、シリコン
窒化膜からなる第２層間絶縁膜５を、データ線６ａおよ
びドレイン電極６ｂの表面側にＣＶＤ法等により１００
ｎｍ〜８００ｎｍの膜厚に形成する。

【００５６】次に、図９（Ａ）に示すように、アクリル
樹脂等の有機系の透光性の感光性樹脂７ａを３．０μｍ
以上の厚さに例えばスピンコート法で塗布した後、感光
性樹脂７ａをフォトリソグラフィー技術を用いてパター
ニングすることによって、図９（Ｂ）に示すように、表
面に複数の凸部パターン７ｇが形成された凸部形成層７
を形成する。

【００５７】この際、形成すべき凸部パターン７ｇに対
応したパターンを有するフォトマスクを用いるが、仮に
ポジタイプの感光性樹脂を用いる場合には凸部パターン
７ｇの個所が遮光パターンとなったフォトマスクを用い
ればよい。また、ネガタイプの感光性樹脂を用いる場合
には凸部パターン７ｇの個所が透光パターンとなったフ
ォトマスクを用いればよい。このようなフォトマスクを
用いて、当該製造プロセスで使用する露光装置が持って
いる焦点深度を外れた領域にフォーカス位置を設定して
感光性樹脂７ａの露光を行う。例えば、焦点深度を外す
距離としては数十μｍ程度とするのが望ましい。その
後、露光済みの感光性樹脂７ａの現像を行うことによ
り、感光性樹脂７ａの表面に凸部パターン７ｇが形成さ
れる。

【００５８】次に、図９（Ｃ）に示すように、フォトリ
ソグラフィー技術を利用して感光性樹脂７ａ（図９
（Ｃ）参照）をドレイン電極６ｂの表面に達するまで開
口させて、コンタクトホール１５を形成する。

【００５９】次に、図１０（Ａ）に示すように、凸部形
成層７およびコンタクトホール１５の表面に、スパッタ
リング法等によってアルミニウムや銀、もしくはこれら
の合金、またはチタン、窒化チタン、モリブデン、タン
タル等との積層膜のような反射性を備えた金属膜９ａを
形成する。

【００６０】次に、図１０（Ｂ）に示すように、フォト
リソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて、金
属膜９ａをパターニングして反射電極９を形成する。こ
のようにして形成した反射電極９は、ドレイン電極６ｂ
と電気的に接続されるとともに、その表面には、凸部形
成層７表面の凸部パターン７ｇによって平坦部のない、
なだらかな形状の凸部パターン９ｇが形成されている。

【００６１】その後、反射電極９上にポリイミドからな
る配向膜１２を形成する。それには、ポリイミド膜を形
成した後、ラビング処理を施せばよい。以上の工程を経
て、ＴＦＴアレイ基板１０が完成する。

【００６２】一方、対向基板２０については、ガラス等
からなる基板本体２０’を用意し、基板本体２０’表面
の画素間に対応する領域に遮光膜２３を形成した後、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２０’のほぼ全面に共通電極２
１を形成する。さらに、共通電極２１の全面に、配向膜
形成用の塗布液を塗布した後、ラビング処理を施すこと
により、配向膜２２を形成し、対向基板２０が製造され
る。

【００６３】上述のようにして製造されたＴＦＴアレイ
基板１０と対向基板２０とを、配向膜１２，２２が互い
に対向するようにシール材を介して貼り合わせ、真空注
入法などの方法により両基板間の空間に液晶を注入し、
液晶層５０を形成する。最後に、こうしてできた液晶セ
ルの外側に必要に応じて位相差板、偏光板等を貼付し、
本実施の形態の液晶表示装置１００が完成する。

【００６４】本実施の形態の液晶表示装置１００の製造
プロセスにおいては、反射電極９の下地となる感光性樹
脂７ａを露光する際にフォーカスが合った状態で露光を
行うのではなく、その露光装置が持つ焦点深度を外れた
領域に意図的にフォーカス位置を設定する、いわゆる意
図的にデフォーカスをかけた状態で感光性樹脂７ａの露
光を行うようにしている。これにより、下地の段差部の
形状がくっきりと再現されずに全体がぼけ、例えば図５
における容量線３ｂの上方に位置する凸部パターン９ｇ
のように、基板上の構造物の形状が感光性樹脂７ａの表
面に反映されず、表面がなだらかな湾曲面を形成するこ
とができる。

【００６５】このように、露光装置の焦点深度を外れた
領域にフォーカスを設定して感光性樹脂７ａの露光を行
い、この感光性樹脂７ａの現像を行って凸部パターン７
ｇを形成した後、凸部パターン７ｇの表面を含む全面に
反射電極９を形成しているので、３．０μｍ以上といっ
た厚い膜厚に感光性樹脂７ａを形成して露光量を上げ、
下地に段差部が存在するような場合であっても、凸部パ
ターン９ｇの表面に平坦面ができにくく、反射電極９の
表面で入射光が充分に散乱するため、反射光の散乱特性
を従来に比べて向上することができる。その結果、広い
視野角で明るい反射表示が得られる液晶表示装置を実現
することができる。また、膜厚が非常に厚い感光性樹脂
７ａが反射電極９の下に介在することになるため、寄生
容量が小さくなることで信号なまり等を防止でき、表示
特性に優れた液晶表示装置を得ることができる。

【００６６】さらに、露光工程において、露光時間内に
焦点深度を外れた領域で連続的にフォーカス位置を振る
ようにしてもよい。露光工程の再現性について考えた
時、特に感光性樹脂７ａが厚くなると、ベストフォーカ
スで露光量を上げて露光を行ったのでは製造バラツキが
大きく、再現性の低下が避けられない。その点、本実施
の形態の方法によれば、もともとフォーカスが合ってい
ない状態でぼけた形状の凸部パターン７ｇを形成するた
め、ベストフォーカスの場合と比べて逆に再現性が向上
する効果が得られるが、さらに露光時間内に焦点深度を
外れた領域で連続的にフォーカス位置を振ると、異なる
フォーカス位置での異なる露光光の強度分布が平均化さ
れて感光性樹脂７ａに照射されるため、強度分布の平均
化の作用によって再現性をより向上することができる。

【００６７】また本実施の形態によれば、凸部パターン
９ｇの表面が充分になだらかな反射電極９を得ることが
できるが、反射電極９を形成する前に凸部パターン７ｇ
を形成した感光性樹脂７ａ付きの基板を熱処理すること
によって凸部パターン７ｇの表面をよりなだらかな曲面
に形状変化させることができる。なお、本実施の形態に
おいては、図４及び図５に示したように、感光性樹脂に
より複数の凸部を形成する場合を例として説明したが、
複数の凸部の代わりに複数の凹部を形成する場合にも、
全く同様に応用することができる。

【００６８】［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１１は、
携帯電話の一例を示した斜視図である。図１１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液晶表示部を示してい
る。

【００６９】図１２は、腕時計型電子機器の一例を示し
た斜視図である。図１２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
た液晶表示部を示している。

【００７０】図１３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１３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液晶
表示部を示している。

【００７１】図１１〜図１３に示す電子機器は、上記実
施の形態の液晶表示装置を用いた液晶表示部を備えてい
るので、広い視野角で明るい反射表示が視認可能な液晶
表示部を備えた電子機器を実現することができる。

【００７２】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
えば上記実施の形態ではＴＦＴをスイッチング素子とし
たアクティブマトリクス方式の液晶表示装置に本発明を
適用した例を示したが、その他、ＴＦＤをスイッチング
素子としたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置、
あるいは一対の基板の各々に走査電極、データ電極を備
えたパッシブマトリクス方式の液晶表示装置に本発明を
適用することも可能である。また、上記実施の形態では
内蔵反射板タイプの液晶表示装置に本発明の反射板を適
用した例を示したが、反射板を基板上に単体で形成し、
液晶セルの外面に外付けしたタイプの液晶表示装置に本
発明を適用することもできる。

【００７３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、特に感光性樹脂膜を厚く形成した場合や下地に
段差部が存在する場合であっても、表面がなだらかな湾
曲面となった複数の凹凸部を備えた反射板を再現性良く
得ることができる。また、このような反射板を備えたこ
とで視野角や明るさ等の反射表示特性に優れた液晶表示
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態の液晶表示装置を各構成
要素とともに対向基板の側から見た平面図である。

【図２】 図１のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。

【図３】 同、液晶表示装置の画像表示領域においてマ
トリクス状に形成された複数の画素における各種素子、
配線等の等価回路図である。

【図４】 同、液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の一つ
の画素を示す平面図である。

【図５】 図４のＡ−Ａ'線における画素の断面図であ
る。

【図６】 同、液晶表示装置の製造方法を示す工程断面
図である。

【図７】 同、工程断面図の続きである。

【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】 本発明の電子機器の一例を示す斜視図であ
る。

【図１２】 同、電子機器の他の例を示す斜視図であ
る。

【図１３】 同、電子機器のさらに他の例を示す斜視図
である。

【図１４】 （Ａ）本発明の反射板の製造方法における
露光工程の作用を説明するための図、（Ｂ）従来の方法
における露光工程の作用を説明するための図である。

【符号の説明】

７ 凸部形成層 ７ａ 感光性樹脂 ９ 反射電極 １０ ＴＦＴアレイ基板 ２０ 対向基板 ３０ ＴＦＴ ５０ 液晶 １００ 液晶表示装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/1368 Ｇ０２Ｆ 1/1368 Ｇ０３Ｆ 7/20 ５０１ Ｇ０３Ｆ 7/20 ５０１ Ｆターム(参考） 2H042 BA04 BA12 BA15 BA20 DA02 DA04 DA11 DC08 2H088 EA22 FA19 HA01 HA06 MA06 MA07 MA20 2H091 FA16Y FB02 FC22 FC26 GA01 LA12 LA16 LA19 MA10 2H092 GA17 GA29 HA05 JA24 JB07 NA01 NA29 RA10 2H097 BA01 FA01 LA20

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に感光性樹脂膜を形成する工程
   と、 後で形成すべき凹凸部に対応したパターンを有するフォ
   トマスクを用いて露光装置が有する焦点深度を外れた領
   域にフォーカス位置を設定して前記感光性樹脂膜の露光
   を行う工程と、 露光済みの前記感光性樹脂膜の現像を行うことにより、
   前記感光性樹脂膜からなる凹凸部を形成する工程と、 前記凹凸部の表面を含む基板表面に反射膜を形成する工
   程とを有することを特徴とする反射板の製造方法。
2. 【請求項２】 前記露光を行う工程において、露光時間
   内に前記焦点深度を外れた領域で連続的にフォーカス位
   置を振ることを特徴とする請求項１に記載の反射板の製
   造方法。
3. 【請求項３】 前記反射膜を形成する前に前記凹凸部を
   形成した基板を熱処理することにより前記凹凸部の表面
   をなだらかな曲面に形状変化させることを特徴とする請
   求項１または２に記載の反射板の製造方法。
4. 【請求項４】 基板上に、膜厚が３．０μｍ以上の１層
   の感光性樹脂膜からなり、表面がなだらかな湾曲面とさ
   れた凹凸部を有し、該凹凸部の表面を含む基板表面に反
   射膜が形成されたことを特徴とする反射板。
5. 【請求項５】 一対の基板間に液晶が挟持されてなる液
   晶表示装置であって、前記一対の基板のうちのいずれか
   一方の基板の外面に、請求項４に記載の反射板を備えた
   ことを特徴とする液晶表示装置。
6. 【請求項６】 一対の基板間に液晶が挟持されてなる液
   晶表示装置であって、前記一対の基板のうちのいずれか
   一方の基板の液晶側の面に、請求項４に記載の反射板を
   備えたことを特徴とする液晶表示装置。
7. 【請求項７】 一対の基板間に液晶が挟持されてなり、
   複数の走査線と、複数のデータ線と、前記走査線と前記
   データ線の交差に対応してマトリクス状に配置された画
   素電極およびスイッチング素子とを有する液晶表示装置
   であって、 前記一対の基板のうちのいずれか一方の基板の前記走査
   線、前記データ線、前記画素電極、前記スイッチング素
   子の少なくともいずれか一つの形状に起因する段差部上
   に、該段差部の形状を反映しない表面がなだらかな湾曲
   面状の凹凸部を有する樹脂膜が形成され、前記凹凸部の
   表面を含む前記樹脂膜の表面に反射膜が形成されたこと
   を特徴とする液晶表示装置。
8. 【請求項８】 一対の基板間に液晶が挟持されてなり、
   前記一対の基板のうちの一方の基板に複数の走査電極が
   設けられ、他方の基板に前記複数の走査電極に交差する
   複数のデータ電極が設けられた液晶表示装置であって、 前記一対の基板のうちのいずれか一方の基板上の前記走
   査電極、前記データ電極の少なくともいずれか一つの形
   状に起因する段差部上に、該段差部の形状を反映しない
   表面がなだらかな湾曲面状の凹凸部を有する樹脂膜が形
   成され、前記凹凸部の表面を含む前記樹脂膜の表面に反
   射膜が形成されたことを特徴とする液晶表示装置。
9. 【請求項９】 請求項１ないし３のいずれか一項に記載
   の反射板の製造方法を含むことを特徴とする液晶表示装
   置の製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項５ないし８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。