JP2004252071A

JP2004252071A - Liquid crystal display and method for manufacturing the same

Info

Publication number: JP2004252071A
Application number: JP2003041368A
Authority: JP
Inventors: Susumu Kobayashi; 晋小林
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-02-19
Filing date: 2003-02-19
Publication date: 2004-09-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the brightness in a reflective liquid crystal display by highly precisely forming the projecting and recessing face of a reflective pixel electrode 11 to improve the reflection characteristics and making a black matrix unnecessary to improve the aperture ratio. <P>SOLUTION: A transparent coloring material is contained in advance in an interlayer insulating film 12 which is laminated on a glass substrate 21. The projecting and recessing part is formed on the surface of the interlayer insulating film 12 by exposing the film 12. The coloring material is made to develop color after exposure of the interlayer insulating film 12. Subsequently the reflective pixel electrode 11 is laminated on the projecting and recessing face of the interlayer insulating film 12 which has developed color. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入射光を反射して表示する液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に、表示明るさを増大させるための対策に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、液晶表示装置は、小型化が容易であるため、携帯機器等の表示装置として好適に用いられている。携帯機器は、通常、バッテリーにより駆動されるため、その表示装置についても消費電力を低減することが強く望まれている。そこで、バックライト等の光源が不要であり消費電力の少ない反射型の液晶表示装置が注目されている。
【０００３】
反射型の液晶表示装置は、外部から入射した自然光を観察者側へ反射させて表示を行うように構成されている。したがって、明るい表示を得るためには、広い角度からの入射光に対し、表示画面に垂直な方向へ散乱する光の強度を増加させる必要がある。そこで、従来より、反射型液晶表示装置について、入射光を反射する反射画素電極の表面を、凹凸面に形成することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図７は、従来の反射型液晶表示装置の一部を拡大して示している。反射型液晶表示装置１０１は、スイッチング素子である薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称する）１０３がマトリクス状に設けられた第１基板１０２と、該第１基板１０２上に積層された液晶層（図示省略）と、該液晶層上に積層され、カラーフィルタ（図示省略）やブラックマトリクス（図示省略）を有する第２基板（図示省略）とを備えている。
【０００５】
上記第１基板１０２は、図７に示すように、透明な絶縁性基板であるガラス基板１２１上で上記ＴＦＴ１０３を覆う層間絶縁膜１１２と、該層間絶縁膜１１２を覆う反射画素電極１１１とを備えている。
【０００６】
上記層間絶縁膜１１２には、積層方向に延びるコンタクトホール１３０が形成されている。上記反射画素電極１１１は、コンタクトホール１３０の底部において、ＴＦＴ１０３のドレイン配線１１３に接続されている。また、層間絶縁膜１１２の表面は、複数の凹凸部を有するなだらかな凹凸面に形成されている。上記反射画素電極１１１は、この層間絶縁膜１１２の凹凸面を被覆することにより、該層間絶縁膜１１２の凹凸に対応して形成された凹凸状の反射面が形成されている。そして、反射画素電極１１１は、層間絶縁膜１１２上に複数形成されており、各反射画素電極１１１が各画素に対応している。
【０００７】
こうして、ガラス基板１２１と反射画素電極１１１との間に層間絶縁膜１１２を設けて開口率を大きくすることに加え、反射画素電極１１１の反射面を、正反射成分の少ない反射特性を有するなだらかな凹凸面に形成することによって、表示の明るさを大幅に増大させるようにしている。
【０００８】
次に、上記第１基板１０２の製造方法について、図８を参照して説明する。尚、説明のためにＴＦＴ１０３等は省略し、ドレイン配線１１３の近傍領域における製造工程を示す。
【０００９】
まず、図８（ａ）に示すように、ＴＦＴ（図示省略）やドレイン配線１１３が予め形成されたガラス基板１２１上に、層間絶縁膜１１２を構成するポジ型の感光性樹脂１１２を塗布する。該感光性樹脂１１２としては、透明性の高いアクリル系感光樹脂等が適用される。
【００１０】
次に、図８（ｂ）に示すように、上記層間絶縁膜１１２に対し、第１のフォトマスク２５を用いて比較的低照度で露光を行う。第１のフォトマスク２５は、図５に示すように、光を透過させる透過部２４と、光を遮断する多数の円形状の遮光部２３とを有している。すなわち、層間絶縁膜１１２は、透過部２４を透過する光によって部分的に比較的弱く露光される。
【００１１】
その後、図８（ｃ）に示すように、上記層間絶縁膜１１２に対し、第２のフォトマスク２６を用いて比較的高照度で露光を行う。第２のフォトマスク２６は、図６に示すように、光を透過する透過部２８が複数開口され、該透過部２８以外の部分が遮光部２７に形成されている。そして、透過部２８は、上記層間絶縁膜１１２の露光時に、ドレイン配線１１３上の所定の位置に対応して配設される。
【００１２】
続いて、図８（ｄ）に示すように、上記層間絶縁膜１１２に対して現像を行うことにより、高照度で露光された部分の感光性樹脂１１２は、完全に除去されてコンタクトホール１３０に形成される。一方、低照度で露光された部分の感光性樹脂１１２は、所定の深さだけ除去されて浅い凹部に形成される。尚、未露光部分の感光性樹脂１１２も僅かに除去される。
【００１３】
次に、図８（ｅ）に示すように、約２００℃で加熱処理を行うことにより、浅い凹部が形成された層間絶縁膜１１２の表面は、熱だれ現象により変形し、なだらかな凹凸面に形成される。
【００１４】
その後、上記層間絶縁膜１１２の表面には、導電膜である反射画素電極１１１が堆積して積層され、この反射画素電極１１１は、層間絶縁膜１１２を貫くコンタクトホール１３０を介して、ドレイン配線１１３と接続される。以上のようにして、第１基板１０２は製造される。
【００１５】
ところで、反射型液晶表示装置１０１には、通常、隣接する画素の反射画素電極１１１同士の間等から入射する外光によるＴＦＴ１０３の特性劣化を防止する目的で、上記第２基板（図示省略）に遮光膜であるブラックマトリクス（図示省略）が形成されている。しかしながら、このブラックマトリクスは、開口率の向上に対して障害となっている。また、上記反射型液晶表示装置１０１では、反射画素電極１１１の膜厚が薄いために、透明な層間絶縁膜１１２及びガラス基板１２１を介して、第１基板１０２の背面側が透けて見えてしまうという問題もある。
【００１６】
そこで、従来より、ブラックマトリクスを設ける代わりに、予め、層間絶縁膜に黒色の顔料等を分散含有させて着色することが知られている（例えば、特許文献２参照）。すなわち、層間絶縁膜自体に遮光性をもたせることによりブラックマトリクスを不要とし、ＴＦＴの特性劣化を防止すると共に、開口率を可及的に向上させるようにしている。
【００１７】
【特許文献１】
特開２０００−２５８７６２号公報
【特許文献２】
特開平１０−１６１１４４号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上記特許文献１のように、反射画素電極になだらかな凹凸状の反射面を有する反射型の液晶表示装置に対し、表示明るさを更に増大させる目的で、上記特許文献２のように層間絶縁膜に黒色の顔料を含有させてブラックマトリクスを不要とし、開口率を向上させることが考えられる。
【００１９】
しかし、実際には、層間絶縁膜が黒色であると、該層間絶縁膜を充分に露光することが難しいため、その露光量を制御して層間絶縁膜に凹凸面やコンタクトホールを高精度に形成することは困難である。その結果、反射画素電極に対して、なだらかな凹凸面状の反射面を高精度に形成し、正反射成分の少ない所望の反射特性を実現することは難しいという問題がある。
【００２０】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、液晶表示装置及びその製造方法について、反射画素電極の凹凸面を高精度に形成して反射特性を向上させると共に、ブラックマトリクスを不要として開口率を向上させることにより、表示明るさを可及的に増大させることにある。
【００２１】
【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、この発明では、層間絶縁膜に透明な発色材料を予め含有させ、該発色材料を層間絶縁膜の露光中又は露光後に発色させるようにした。
【００２２】
具体的に、請求項１に係る発明は、液晶層を介して入射する光を反射して表示を行う液晶表示装置が対象である。そして、スイッチング素子が設けられた絶縁性の基板と、上記基板上にスイッチング素子を覆って積層され、露光して形成された凹凸面を有する層間絶縁膜と、上記層間絶縁膜上に積層され、該層間絶縁膜の凹凸面に沿って形成された凹凸状の反射面を有すると共に、上記スイッチング素子に導通された反射画素電極とを備え、上記層間絶縁膜は、所定の条件で透明状態から発色状態に変化する発色材料を含有している。
【００２３】
上記の発明によると、層間絶縁膜に含まれている発色材料は、所定の条件が付与される前には透明な状態になっている。すなわち、露光時に層間絶縁膜に照射された光は、強度が維持された状態で、層間絶縁膜の表面から底部へ向かって入射し易くなるため、該層間絶縁膜を充分に露光することが可能となる。
【００２４】
その結果、層間絶縁膜に所望の凹凸面を高精度に形成することができるため、該層間絶縁膜の凹凸面上に、反射画素電極の凹凸状の反射面を精度よく形成することができる。すなわち、反射画素電極の反射面に対し、正反射成分の少ない反射特性を実現することができるため、表示明るさは増大する。
【００２５】
さらに、上記層間絶縁膜の露光中又は露光後に所定の条件を付与して発色材料を発色させることにより、該層間絶縁膜及び反射画素電極の凹凸面の形成に支障をきたすことなく、層間絶縁膜を着色することができる。この着色された層間絶縁膜によって、スイッチ素子への外光の入射が抑制される。その結果、ブラックマトリクスを不要として開口率を大きくすることにより、表示明るさを一段と増大させることが可能となる。
【００２６】
請求項２に係る発明は、上記請求項１に係る発明において、上記発色材料は、所定温度以上に加熱されることにより発色することを特徴としている。
【００２７】
この発明によると、層間絶縁膜に対し、所定温度以上に加熱されることによって上記発色材料が発色し、層間絶縁膜は着色される。
【００２８】
請求項３に係る発明は、上記請求項１に係る発明において、上記発色材料は、所定の波長の光が照射されることにより発色することを特徴としている。
【００２９】
この発明によると、層間絶縁膜に対し、上記所定の波長の光を照射することによって上記発色材料が発色し、層間絶縁膜は着色される。
【００３０】
請求項４に係る発明は、上記請求項１に係る発明において、上記発色材料は、発色時に黒色を呈する。
【００３１】
この発明によると、層間絶縁膜に入射する外光は、黒色の層間絶縁膜によって効果的に遮断される。
【００３２】
請求項５に係る発明は、液晶層を介して入射する光を反射して表示を行う液晶表示装置の製造方法が対象である。そして、スイッチング素子が設けられた絶縁性の基板上に、感光性を有する層間絶縁膜を積層する第１積層工程と、上記第１積層工程で形成された層間絶縁膜に対し、部分的に露光を行う露光工程と、上記露光工程で露光された層間絶縁膜に対し、現像を行うことにより複数の凹部を形成する現像工程と、上記現像工程で形成された各凹部を加熱することにより、該層間絶縁膜上になだらかな凹凸面を形成する加熱工程と、上記加熱工程で形成された層間絶縁膜の凹凸面上に導体膜を積層することにより、凹凸状の反射面を有する反射画素電極を形成する第２積層工程とを備え、上記第１積層工程で基板上に積層される層間絶縁膜には、所定の条件で透明状態から発色状態に変化する発色材料が含有されており、上記露光工程中又は露光工程後に、上記発色材料を発色させる発色工程を備えている。
【００３３】
上記の発明によると、第１積層工程において上記基板上に積層された層間絶縁膜は、次の露光工程において、部分的に露光される。この露光時には、層間絶縁膜の発色材料が透明状態であるため、露光時に層間絶縁膜に照射された光は、強度が維持された状態で、層間絶縁膜の表面から底部へ向かって入射する。すなわち、層間絶縁膜は充分に露光される。
【００３４】
その後、層間絶縁膜は、現像工程において複数の凹部が形成された後、加熱工程においてなだらかな凹凸面が形成される。その後に、層間絶縁膜の凹凸面には、第２積層工程において凹凸状の反射面を有する反射画素電極が形成される。
【００３５】
そして、上記露光工程中又は露光工程後に、発色工程が行われて上記発色材料が発色し、層間絶縁膜は着色される。すなわち、発色工程は、露光工程中、露光工程の後に行ってもよく、現像工程中、又は現像工程の後に行ってもよく、さらに、加熱工程中、又は加熱工程の後に行ってもよい。
【００３６】
その結果、反射画素電極の凹凸状の反射面を精度よく形成し、正反射成分の少ない反射特性を実現できると共に、着色された層間絶縁膜によりブラックマトリクスを不要として開口率が向上するため、表示明るさを一段と増大させることができる。
【００３７】
請求項６に係る発明は、上記請求項５に係る発明において、上記発色材料は、所定温度以上に加熱されることにより発色するものであり、発色工程は、加熱工程において行われ、該加熱工程における層間絶縁膜の加熱により上記発色材料を発色させる。
【００３８】
この発明によると、上記発色材料は、加熱工程における層間絶縁膜の加熱を利用して発色される。すなわち、層間絶縁膜は、加熱工程（発色工程）において、なだらかな凹凸面が形成されると同時に着色される。したがって、層間絶縁膜を着色するための工程を別途追加する必要がないため、容易に製造することができる。
【００３９】
請求項７に係る発明は、上記請求項５に係る発明において、上記発色材料は、所定の波長の光が照射されることにより発色するものであり、発色工程では、露光時の光と同等の波長の光を照射することにより上記発色材料を発色させる。
【００４０】
上記の発明によると、層間絶縁膜は、発色工程において、発色材料に露光時の光と同等の波長の光が照射されることにより着色される。
【００４１】
請求項８に係る発明は、上記請求項５に係る発明において、上記発色材料は、発色工程において黒色に発色する。
【００４２】
この発明によると、層間絶縁膜に入射する外光は、発色工程で黒色に着色された層間絶縁膜によって、効果的に遮断される。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４４】
（実施形態１）
図１〜図３は、本発明に係る液晶表示装置の実施形態１を示している。この液晶表示装置１は、液晶層（図示省略）を介して入射する外光を反射して表示を行う反射型の液晶表示装置である。
【００４５】
図２は、液晶表示装置１の一部を拡大して示す平面図であり、図１は、図２におけるＩ−Ｉ線断面を示している。
【００４６】
液晶表示装置１は、スイッチング素子であるＴＦＴ３がマトリクス状に設けられた第１基板２と、該第１基板２上に積層された液晶層（図示省略）と、該液晶層上に積層された第２基板（図示省略）とを備えている。つまり、上記液晶層は、対向する一対の基板間に介装されている。また、上記第２基板は、カラー表示用のＲＧＢのカラーフィルタ（図示省略）や、ＩＴＯ等により形成された透明電極（図示省略）等を有している。
【００４７】
上記第１基板２は、図１に示すように、透明な絶縁性の基板であるガラス基板２１と、該ガラス基板２１上に上記ＴＦＴ３を覆って積層された層間絶縁膜１２と、該層間絶縁膜１２上に積層された反射画素電極１１とを備えている。図２に示すように、第１基板２には、平行に延びる複数のソース配線１４と、該ソース配線１４に垂直に延びる複数のゲート配線１０とが設けられている。これらのソース配線１４とゲート配線１０とにより区画された領域には、複数の画素５が形成されている。上記ＴＦＴ３及び反射画素電極１１は、各画素５毎にそれぞれ設けられている。
【００４８】
上記ＴＦＴ３は、各画素５の隅部に設けられ、信号電圧が供給されるソース電極１６と、反射画素電極１１に信号電圧を供給するためのドレイン電極１５と、上記ソース電極１６からドレイン電極１５への通電状態を切り換えるためのゲート電極２０とを備えている。
【００４９】
上記ゲート電極２０は、各画素毎にガラス基板２１上にパターン形成されている。また、ガラス基板２１上には、ゲート電極２０を覆うゲート絶縁膜１９が積層されている。さらに、ゲート絶縁膜１９上には、半導体層１８が、ゲート電極２０に対応して重なるように設けられている。半導体層１８は、例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等により構成されている。この半導体層１８上の略中央部には、チャネル保護層１７が設けられている。
【００５０】
上記ソース電極１６は、チャネル保護層１７の一端部と、半導体層１８の一部を覆うｎ^＋Ｓｉ層に形成されている。一方、上記ゲート電極１９は、チャネル保護層１７の他端部と、半導体層１８の一部を覆うｎ^＋Ｓｉ層に形成されている。
【００５１】
図１及び図２に示すように、ソース電極１６には、上記ソース配線１４が接続される一方、ドレイン電極１５には、ドレイン配線１３が接続されている。ドレイン配線１３の先端は、ドレイン電極１５から反射画素電極１１の略中央へ延びている。また、ゲート電極２０には、上記ゲート配線１０が接続されている。
【００５２】
上記層間絶縁膜１２は、感光性を有しており、その表面が露光して形成されたなだらかな凹凸面に形成されている。層間絶縁膜１２には、画素５の略中方部において積層方向に延びるコンタクトホール３０が形成されている。コンタクトホール３０は、層間絶縁膜１２を貫通しており、該コンタクトホール３０下端位置には、上記ドレイン配線１３の先端部が配置されている。
【００５３】
上記反射画素電極１１は、層間絶縁膜１２の凹凸面を被覆して設けられ、該層間絶縁膜の凹凸面に沿って形成された凹凸状の反射面を有している。つまり、反射画素電極１１の反射面の凹凸は、層間絶縁膜１２の凹凸に対応して形成されている。さらに、反射画素電極１１は、コンタクトホール３０の内周面と、該コンタクトホール３０の下側のドレイン配線１３とを被覆している。すなわち、反射画素電極１１は、コンタクトホール３０の底部において、ドレイン配線１３を介してＴＦＴ３に導通している。
【００５４】
そして、本発明の特徴として、上記層間絶縁膜１２は、透明性の高い例えばアクリル系感光樹脂などの有機薄膜により構成されると共に、所定の条件で透明状態から発色状態に不可逆的に変化する発色材料を含有している。発色材料は、ワンダイブラック等の示温顔料により構成され、層間絶縁膜１２中に均一に分散されている。そして、発色材料は、層間絶縁膜１２の凹凸面を形成するための露光後に、発色するように構成されている。本実施形態では、発色材料は、所定温度（例えば、約１２０〜１８０℃）以上に加熱されることにより発色し、その発色時に黒色を呈するようになっている。
【００５５】
−液晶表示装置の製造方法−
次に、液晶表示装置１の製造方法について、図３を参照して説明する。尚、説明のため、ＴＦＴ３等の図示は省略し、ドレイン配線１３の近傍領域における製造工程を示す。
【００５６】
本実施形態に係る液晶表示装置１の製造方法は、第１基板２の製造方法に特徴があり、第１積層工程と、露光工程と、現像工程と、加熱工程と、発色工程と、第２積層工程とを備えている。そして、上記発色工程は、露光工程よりも後に行う。
【００５７】
まず、第１積層工程では、図３（ａ）に示すように、ＴＦＴ（図示省略）やドレイン配線１３が予め設けられたガラス基板２１上に、層間絶縁膜１２を構成するポジ型の感光性樹脂１２を塗布して積層する。
【００５８】
次に、露光工程では、図３（ｂ）に示すように、上記第１積層工程で形成された層間絶縁膜１２に対し、第１のフォトマスク２５を用いて比較的低照度で部分的に露光を行う。第１のフォトマスク２５は、図５に示すように、光を透過させる透過部２４と、光を遮断する多数の円形状の遮光部２３とを有している。すなわち、層間絶縁膜１２は、透過部２４を透過する光によって部分的に比較的弱く露光される。
【００５９】
その後、図３（ｃ）に示すように、上記層間絶縁膜１１２に対し、第２のフォトマスク２６を用いて比較的高照度で部分的に露光を行う。第２のフォトマスク２６は、図６に示すように、光を透過する透過部２８が複数開口され、該透過部２８以外の部分が遮光部２７に形成されている。そして、透過部２８は、上記層間絶縁膜１１２の露光時に、ドレイン配線１１３上の所定の位置に対応して配設される。
【００６０】
続いて、現像工程では、図３（ｄ）に示すように、上記露光工程で露光された層間絶縁膜１２に対し、現像を行うことにより複数の凹部を形成する。すなわち、高照度で露光された部分の感光性樹脂１２は、完全に除去されて、コンタクトホール３０が形成される。一方、低照度で露光された部分の感光性樹脂１２は、所定の深さだけ除去されて、複数の浅い凹部３１が形成される。尚、未露光部分の感光性樹脂１２も現像により僅かに除去される。
【００６１】
次に、加熱工程と発色工程とを行う。加熱工程では、図３（ｅ）に示すように、上記現像工程で形成された各凹部３１を約２００℃に加熱する。このことにより、層間絶縁膜１２の表面を熱だれ現象により変形させ、該層間絶縁膜１２上になだらかな凹凸面を形成する。そして、発色工程は、この加熱工程において行う。すなわち、発色工程では、加熱工程における層間絶縁膜１２の加熱により、発色材料を黒色に発色させる。
【００６２】
その後、第２積層工程では、図３（ｆ）に示すように、上記加熱工程で形成された層間絶縁膜１２の凹凸面上に導体膜１１を積層することにより、凹凸状の反射面を有する反射画素電極１１を形成する。このとき、コンタクトホール３０の内周面と、ドレイン配線１３とは、反射画素電極１１によって覆われる。
【００６３】
そして、このように製造された第１基板２に対して、液晶層（図示省略）及び第２基板（図示省略）を積層し、液晶表示装置を製造する。
【００６４】
−実施形態１の効果−
以上説明したように、この実施形態１によると、層間絶縁膜１２に含まれている発色材料は、層間絶縁膜１２の露光前には透明な状態になっている。すなわち、露光工程時に層間絶縁膜１２に照射された光を、その強度を維持した状態で、層間絶縁膜１２の表面から底部へ向かって入射させることができるため、該層間絶縁膜１２を充分に露光することができる。
【００６５】
したがって、加熱工程において、層間絶縁膜１２に所望の凹凸面を高精度に形成することができ、該層間絶縁膜１２の凹凸面上に、反射画素電極１１の凹凸状の反射面を精度よく形成することができる。その結果、反射画素電極１１の反射面に対して、正反射成分の少ない反射特性を実現し、表示明るさを増大させることができる。
【００６６】
そのことに加え、露光工程における層間絶縁膜１２の露光後に、発色材料を黒色に発色させるようにしたので、黒色の層間絶縁膜１２が露光の障害とならないようにすることができる。そして、この黒色の層間絶縁膜１２によって、ＴＦＴ３への外光を遮蔽することができるため、第２基板（図示省略）にブラックマトリクス等の遮光膜を不要として開口率を大きくすることが可能となる。
【００６７】
その結果、反射画素電極１１の反射特性を向上させると共に、画素５の開口率を向上させることができるため、液晶表示装置１の表示明るさを一段と増大させることができる。
【００６８】
さらに、発色材料を、加熱工程における層間絶縁膜の加熱を利用して発色させるようにしたので、層間絶縁膜を着色するための工程を別途追加する必要がなく、液晶表示装置を容易に製造することができる。
【００６９】
また、層間絶縁膜１２が黒色に着色されているため、反射画素電極１１の膜厚が薄くても、該層間絶縁膜１２を介して第１基板２の背面側が透けて見えないようにすることができる。すなわち、表示画質の向上を図ることができる。
【００７０】
（実施形態２）
図４は、本発明に係る液晶表示装置の実施形態２を示している。尚、この実施形態において、図１〜図３、図５及び図６と同じ部分については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００７１】
この実施形態２では、層間絶縁膜１２に含まれている発色材料は、該層間絶縁膜１２を露光する光と同等の所定の波長の光が照射されることにより発色するように構成されている。この発色材料には、例えば、ポリシラン及びロイコ染料等を含有する感光性発色組成物が適用される。
【００７２】
すなわち、露光工程で層間絶縁膜１２を露光する際に照射される光の波長、及び、発色材料が発色する光の波長は、例えば、３００〜４５０ｎｍの波長を有する紫外光である。
【００７３】
−液晶表示装置の製造方法−
次に、液晶表示装置１の製造方法について、図３及び図４を参照して説明する。この実施形態２では、発色工程は、露光工程において行うと共に、加熱工程の後にも行う。
【００７４】
第１積層工程については、図３（ａ）に示すように、上記実施形態１と同様に行われる。その後、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、露光工程では、フォトマスク２５，２６を介して露光を行う。このとき、発色工程が露光工程中に行われ、層間絶縁膜１２の発色材料は、露光時の光により部分的に発色する。
【００７５】
続いて、上記実施形態１と同様に、現像工程を行った後に、図４（ａ）に示す加熱工程が行われる。加熱工程では、現像工程で形成された各凹部３１を約２００℃に加熱し、層間絶縁膜１２の表面になだらかな凹凸面を形成する。
【００７６】
その後、さらに発色工程を行い、図４（ｂ）に示すように、上記加熱工程で凹凸面が形成された層間絶縁膜１２の全体に対し、上記露光時の光と同等の所定の波長の光を一様に照射することにより、発色材料を黒色に発色させる。
【００７７】
続いて、第２積層工程では、図４（ｃ）に示すように、着色された層間絶縁膜１２の凹凸面上に、反射画素電極１１を積層する。このことにより、層間絶縁膜１２の凹凸に対応する凹凸を有する反射面を形成する。
【００７８】
−実施形態２の効果−
したがって、この実施形態２によると、露光前に透明な層間絶縁膜１２に対し、露光工程中の発色工程から露光工程後の発色工程にかけて、段階的に黒色に着色するようにしたので、上記実施形態１と同様に、反射画素電極１１の凹凸状の反射面を精度よく形成して反射特性を向上させると共に、ブラックマトリックスを不要として画素５の開口率を向上させることができるため、液晶表示装置１の表示明るさを増大させることができる。
【００７９】
尚、上記実施形態２では、発色工程を、露光工程と、加熱工程の後との双方において行うようにしたが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、発色工程を露光工程中においてのみ行うようにし、該発色工程における発色材料の発色によって層間絶縁膜１２の着色を完了させるようにしてもよい。このことにより、工程数を低減して製造コストを低下させることが可能となる。
【００８０】
また、上記各実施形態では、発色材料を、黒色に発色するように構成したが、その他に、例えば灰色等の透明以外の色に発色するように構成してもよい。ただし、遮光の観点から、黒色に発色することが望ましい。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、層間絶縁膜に予め含有させた透明な発色材料を、層間絶縁膜の露光中又は露光後に発色させることにより、反射画素電極の凹凸面を高精度に形成して反射特性を向上できると共に、ブラックマトリクスを不要として開口率を向上させることができる。その結果、表示明るさをより一段と増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１の第１基板を拡大して示す断面図である。
【図２】第１基板を拡大して示す平面図である。
【図３】（ａ）は、第１積層工程を示す断面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は、露光工程を示す断面図であり、（ｄ）は、現像工程を示す断面図であり、（ｅ）は、加熱工程及び発色工程を示す断面図であり、（ｆ）は、第２積層工程を示す断面図である。
【図４】（ａ）は、加熱工程を示す断面図であり、（ｂ）は、発色工程を示す断面図であり、（ｃ）は、第２積層工程を示す断面図である。
【図５】第１のフォトマスクを示す平面図である。
【図６】第２のフォトマスクを示す平面図である。
【図７】従来の第１基板を示す断面図である。
【図８】（ａ）は、第１積層工程を示す断面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は、露光工程を示す断面図であり、（ｄ）は、現像工程を示す断面図であり、（ｅ）は、加熱工程を示す断面図であり、（ｆ）は、第２積層工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１液晶表示装置
３ＴＦＴ（スイッチング素子）
１１反射画素電極
１２層間絶縁膜
２１ガラス基板（基板）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device for displaying by reflecting incident light and a method for manufacturing the same, and particularly to a measure for increasing display brightness.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a liquid crystal display device has been suitably used as a display device of a portable device or the like because it can be easily miniaturized. Since mobile devices are usually driven by batteries, it is strongly desired to reduce the power consumption of their display devices. Therefore, a reflection type liquid crystal display device that does not require a light source such as a backlight and consumes less power has attracted attention.
[0003]
The reflection type liquid crystal display device is configured to reflect natural light incident from the outside toward the observer to perform display. Therefore, in order to obtain a bright display, it is necessary to increase the intensity of light scattered in a direction perpendicular to the display screen with respect to incident light from a wide angle. Therefore, it has been conventionally known to form a surface of a reflective pixel electrode that reflects incident light on an uneven surface in a reflective liquid crystal display device (for example, see Patent Document 1).
[0004]
FIG. 7 shows an enlarged part of a conventional reflection type liquid crystal display device. The reflective liquid crystal display device 101 includes a first substrate 102 on which thin film transistors (hereinafter, referred to as TFTs) 103 as switching elements are provided in a matrix, and a liquid crystal layer (not shown) laminated on the first substrate 102. And a second substrate (not shown) laminated on the liquid crystal layer and having a color filter (not shown) and a black matrix (not shown).
[0005]
As shown in FIG. 7, the first substrate 102 includes an interlayer insulating film 112 covering the TFT 103 on a glass substrate 121, which is a transparent insulating substrate, and a reflective pixel electrode 111 covering the interlayer insulating film 112. ing.
[0006]
In the interlayer insulating film 112, a contact hole 130 extending in the stacking direction is formed. The reflective pixel electrode 111 is connected to the drain wiring 113 of the TFT 103 at the bottom of the contact hole 130. Further, the surface of the interlayer insulating film 112 is formed as a gentle uneven surface having a plurality of uneven portions. The reflective pixel electrode 111 covers the uneven surface of the interlayer insulating film 112 to form an uneven reflective surface formed corresponding to the unevenness of the interlayer insulating film 112. A plurality of reflective pixel electrodes 111 are formed on the interlayer insulating film 112, and each reflective pixel electrode 111 corresponds to each pixel.
[0007]
In this manner, in addition to providing the interlayer insulating film 112 between the glass substrate 121 and the reflective pixel electrode 111 to increase the aperture ratio, the reflective surface of the reflective pixel electrode 111 has a gentle reflection characteristic with a small regular reflection component. The brightness of the display is greatly increased by forming it on the uneven surface.
[0008]
Next, a method of manufacturing the first substrate 102 will be described with reference to FIG. Note that, for the sake of explanation, the TFT 103 and the like are omitted, and a manufacturing process in a region near the drain wiring 113 is shown.
[0009]
First, as shown in FIG. 8A, a positive photosensitive resin 112 constituting an interlayer insulating film 112 is applied on a glass substrate 121 on which a TFT (not shown) and a drain wiring 113 are formed in advance. As the photosensitive resin 112, an acrylic photosensitive resin having high transparency is applied.
[0010]
Next, as shown in FIG. 8B, the interlayer insulating film 112 is exposed with a relatively low illuminance using the first photomask 25. As shown in FIG. 5, the first photomask 25 has a transmitting portion 24 for transmitting light and a large number of circular light shielding portions 23 for blocking light. That is, the interlayer insulating film 112 is partially exposed relatively weakly by the light transmitted through the transmission part 24.
[0011]
Thereafter, as shown in FIG. 8C, the interlayer insulating film 112 is exposed with a relatively high illuminance using the second photomask 26. As shown in FIG. 6, the second photomask 26 has a plurality of openings for transmitting portions 28 that transmit light, and portions other than the transmitting portions 28 are formed in the light shielding portion 27. The transmissive portion 28 is provided at a predetermined position on the drain wiring 113 when the interlayer insulating film 112 is exposed.
[0012]
Subsequently, as shown in FIG. 8D, by developing the interlayer insulating film 112, the photosensitive resin 112 in a portion exposed to high illuminance is completely removed and It is formed. On the other hand, the portion of the photosensitive resin 112 exposed at low illuminance is removed by a predetermined depth to form a shallow concave portion. The unexposed portion of the photosensitive resin 112 is also slightly removed.
[0013]
Next, as shown in FIG. 8E, by performing a heat treatment at about 200 ° C., the surface of the interlayer insulating film 112 in which the shallow concave portion is formed is deformed by the heat dripping phenomenon, and becomes a smooth uneven surface. It is formed.
[0014]
Thereafter, on the surface of the interlayer insulating film 112, a reflective pixel electrode 111, which is a conductive film, is deposited and laminated. The reflective pixel electrode 111 is connected to a drain wiring 113 through a contact hole 130 penetrating the interlayer insulating film 112. Is connected to As described above, the first substrate 102 is manufactured.
[0015]
By the way, the reflection type liquid crystal display device 101 is usually provided on the second substrate (not shown) for the purpose of preventing the characteristic of the TFT 103 from deteriorating due to external light entering from between the reflection pixel electrodes 111 of adjacent pixels. A black matrix (not shown) as a light shielding film is formed. However, this black matrix hinders the improvement of the aperture ratio. Further, in the reflective liquid crystal display device 101, since the thickness of the reflective pixel electrode 111 is small, the back side of the first substrate 102 can be seen through the transparent interlayer insulating film 112 and the glass substrate 121. There are also problems.
[0016]
Therefore, conventionally, instead of providing a black matrix, it is known that a black pigment or the like is dispersed and contained in an interlayer insulating film in advance and colored (for example, see Patent Document 2). That is, by providing a light-shielding property to the interlayer insulating film itself, a black matrix is not required, deterioration of TFT characteristics is prevented, and an aperture ratio is improved as much as possible.
[0017]
[Patent Document 1]
JP 2000-258762 A
[Patent Document 2]
JP-A-10-161144
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, in contrast to the reflection type liquid crystal display device having a reflective pixel electrode having a gently uneven reflection surface as in Patent Document 1, in order to further increase the display brightness, an interlayer as in Patent Document 2 is used. It is conceivable to make the insulating film contain a black pigment to eliminate the need for a black matrix and improve the aperture ratio.
[0019]
However, in actuality, if the interlayer insulating film is black, it is difficult to sufficiently expose the interlayer insulating film, so that the amount of exposure is controlled to form an uneven surface or a contact hole in the interlayer insulating film with high precision. It is difficult to do. As a result, there is a problem that it is difficult to form a reflection surface having a smooth uneven surface with high precision on the reflection pixel electrode and to realize a desired reflection characteristic with a small regular reflection component.
[0020]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, in which a concave and convex surface of a reflective pixel electrode is formed with high precision to improve reflection characteristics. Another object of the present invention is to increase the display brightness as much as possible by improving the aperture ratio without using a black matrix.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, a transparent coloring material is previously contained in the interlayer insulating film, and the coloring material is colored during or after the exposure of the interlayer insulating film.
[0022]
Specifically, the invention according to claim 1 is directed to a liquid crystal display device that performs display by reflecting light incident through a liquid crystal layer. And an insulating substrate provided with the switching element, an interlayer insulating film having a concave-convex surface formed by exposure, laminated on the substrate to cover the switching element, and laminated on the interlayer insulating film, A reflective pixel electrode having an uneven reflecting surface formed along the uneven surface of the interlayer insulating film, and a reflective pixel electrode electrically connected to the switching element, wherein the interlayer insulating film develops a color from a transparent state under predetermined conditions. Contains a coloring material that changes to a state.
[0023]
According to the above invention, the coloring material contained in the interlayer insulating film is in a transparent state before a predetermined condition is given. That is, the light applied to the interlayer insulating film at the time of exposure is easily incident from the surface of the interlayer insulating film toward the bottom while maintaining the intensity, so that the interlayer insulating film can be sufficiently exposed. It becomes.
[0024]
As a result, a desired uneven surface can be formed on the interlayer insulating film with high accuracy, and thus the uneven reflecting surface of the reflective pixel electrode can be formed accurately on the uneven surface of the interlayer insulating film. That is, since the reflection characteristics with less regular reflection components can be realized on the reflection surface of the reflection pixel electrode, the display brightness increases.
[0025]
Further, by applying a predetermined condition during or after the exposure of the interlayer insulating film to develop the color-forming material, the formation of the uneven surface of the interlayer insulating film and the reflective pixel electrode does not hinder the formation of the interlayer insulating film. Can be colored. The colored interlayer insulating film suppresses external light from entering the switch element. As a result, the display brightness can be further increased by increasing the aperture ratio without using the black matrix.
[0026]
The invention according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the coloring material develops a color when heated to a predetermined temperature or higher.
[0027]
According to the present invention, the coloring material is colored by heating the interlayer insulating film to a predetermined temperature or higher, and the interlayer insulating film is colored.
[0028]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the color-forming material is colored by being irradiated with light having a predetermined wavelength.
[0029]
According to the present invention, by irradiating the interlayer insulating film with the light having the predetermined wavelength, the coloring material is colored, and the interlayer insulating film is colored.
[0030]
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the color-forming material exhibits black color at the time of coloring.
[0031]
According to the present invention, external light incident on the interlayer insulating film is effectively blocked by the black interlayer insulating film.
[0032]
The invention according to claim 5 is directed to a method for manufacturing a liquid crystal display device that performs display by reflecting light incident through a liquid crystal layer. Then, a first laminating step of laminating a photosensitive interlayer insulating film on the insulating substrate provided with the switching element, and partially exposing the interlayer insulating film formed in the first laminating step to the first laminating step. Exposure step, the developing step of forming a plurality of recesses by performing development on the interlayer insulating film exposed in the exposure step, by heating each recess formed in the development step, A heating step of forming a smooth uneven surface on the interlayer insulating film, and a conductive pixel film laminated on the uneven surface of the interlayer insulating film formed in the heating step, thereby forming a reflective pixel electrode having an uneven reflecting surface. Forming a second laminating step, wherein the interlayer insulating film laminated on the substrate in the first laminating step contains a coloring material that changes from a transparent state to a colored state under predetermined conditions. In process or exposure process In, and a coloring step of coloring the coloring material.
[0033]
According to the above invention, the interlayer insulating film laminated on the substrate in the first laminating step is partially exposed in the next exposing step. At the time of this exposure, since the coloring material of the interlayer insulating film is in a transparent state, the light applied to the interlayer insulating film at the time of exposure enters the surface of the interlayer insulating film from the surface to the bottom while maintaining the intensity. That is, the interlayer insulating film is sufficiently exposed.
[0034]
Thereafter, in the interlayer insulating film, after a plurality of concave portions are formed in the developing step, a gentle uneven surface is formed in the heating step. After that, on the uneven surface of the interlayer insulating film, a reflective pixel electrode having an uneven reflective surface is formed in the second laminating step.
[0035]
Then, during or after the exposing step, a coloring step is performed, whereby the coloring material is colored, and the interlayer insulating film is colored. That is, the color forming step may be performed during or after the exposure step, may be performed during or after the developing step, and may be performed during or after the heating step.
[0036]
As a result, the uneven reflection surface of the reflection pixel electrode can be formed with high precision, the reflection characteristics with less regular reflection component can be realized, and the aperture ratio is improved by eliminating the need for the black matrix by the colored interlayer insulating film. Brightness can be further increased.
[0037]
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the invention, the coloring material is colored by being heated to a predetermined temperature or higher, and the coloring step is performed in a heating step. The color forming material is colored by heating the interlayer insulating film in the step (1).
[0038]
According to the present invention, the coloring material is colored by utilizing the heating of the interlayer insulating film in the heating step. That is, the interlayer insulating film is colored simultaneously with the formation of the gentle uneven surface in the heating step (coloring step). Therefore, it is not necessary to separately add a step for coloring the interlayer insulating film, so that the interlayer insulating film can be easily manufactured.
[0039]
In the invention according to claim 7, in the invention according to claim 5, the color-forming material emits light when irradiated with light having a predetermined wavelength. By irradiating light of the wavelength, the coloring material is colored.
[0040]
According to the above invention, the interlayer insulating film is colored by irradiating the coloring material with light having the same wavelength as the light at the time of exposure in the coloring step.
[0041]
According to an eighth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the invention, the color-forming material develops black in a color-forming step.
[0042]
According to the present invention, external light incident on the interlayer insulating film is effectively blocked by the interlayer insulating film colored black in the coloring step.
[0043]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0044]
(Embodiment 1)
1 to 3 show a first embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention. The liquid crystal display device 1 is a reflection type liquid crystal display device that performs display by reflecting external light incident through a liquid crystal layer (not shown).
[0045]
FIG. 2 is an enlarged plan view showing a part of the liquid crystal display device 1, and FIG. 1 is a cross-sectional view taken along line II in FIG.
[0046]
The liquid crystal display device 1 includes a first substrate 2 on which TFTs 3 serving as switching elements are provided in a matrix, a liquid crystal layer (not shown) laminated on the first substrate 2, and a liquid crystal layer laminated on the liquid crystal layer. A second substrate (not shown). That is, the liquid crystal layer is interposed between the pair of substrates facing each other. The second substrate has an RGB color filter (not shown) for color display, a transparent electrode (not shown) formed of ITO or the like, and the like.
[0047]
As shown in FIG. 1, the first substrate 2 includes a glass substrate 21 which is a transparent insulating substrate, an interlayer insulating film 12 laminated on the glass substrate 21 so as to cover the TFT 3, and And a reflective pixel electrode 11 laminated on the film 12. As shown in FIG. 2, the first substrate 2 is provided with a plurality of source wirings 14 extending in parallel and a plurality of gate wirings 10 extending perpendicular to the source wirings 14. A plurality of pixels 5 are formed in a region defined by the source line 14 and the gate line 10. The TFT 3 and the reflective pixel electrode 11 are provided for each pixel 5.
[0048]
The TFT 3 is provided at a corner of each pixel 5 and is supplied with a signal voltage, a drain electrode 15 for supplying a signal voltage to the reflective pixel electrode 11, and a drain electrode 15 from the source electrode 16. And a gate electrode 20 for switching a current supply state to the gate electrode 20.
[0049]
The gate electrode 20 is patterned on a glass substrate 21 for each pixel. On the glass substrate 21, a gate insulating film 19 covering the gate electrode 20 is laminated. Further, the semiconductor layer 18 is provided on the gate insulating film 19 so as to overlap with the gate electrode 20. The semiconductor layer 18 is made of, for example, amorphous silicon (a-Si). A channel protection layer 17 is provided substantially at the center of the semiconductor layer 18.
[0050]
The source electrode 16 covers one end of the channel protection layer 17 and a part of the semiconductor layer 18. ⁺ It is formed on the Si layer. On the other hand, the gate electrode 19 covers the other end of the channel protective layer 17 and a part of the semiconductor layer 18. ⁺ It is formed on the Si layer.
[0051]
As shown in FIGS. 1 and 2, the source electrode 16 is connected to the source wiring 14, while the drain electrode 15 is connected to the drain wiring 13. The tip of the drain wiring 13 extends from the drain electrode 15 to substantially the center of the reflective pixel electrode 11. Further, the gate wiring 20 is connected to the gate electrode 20.
[0052]
The interlayer insulating film 12 has photosensitivity, and its surface is formed on a gentle uneven surface formed by exposure. In the interlayer insulating film 12, a contact hole 30 extending in the laminating direction is formed substantially in the middle of the pixel 5. The contact hole 30 penetrates the interlayer insulating film 12, and the tip of the drain wiring 13 is disposed at the lower end position of the contact hole 30.
[0053]
The reflective pixel electrode 11 is provided so as to cover the uneven surface of the interlayer insulating film 12, and has an uneven reflective surface formed along the uneven surface of the interlayer insulating film. That is, the unevenness of the reflective surface of the reflective pixel electrode 11 is formed corresponding to the unevenness of the interlayer insulating film 12. Further, the reflective pixel electrode 11 covers the inner peripheral surface of the contact hole 30 and the drain wiring 13 below the contact hole 30. That is, the reflection pixel electrode 11 is electrically connected to the TFT 3 via the drain wiring 13 at the bottom of the contact hole 30.
[0054]
As a feature of the present invention, the interlayer insulating film 12 is formed of an organic thin film having high transparency, for example, an acrylic photosensitive resin, and irreversibly changes from a transparent state to a colored state under predetermined conditions. Contains material. The coloring material is made of a thermochromic pigment such as one-die black and is uniformly dispersed in the interlayer insulating film 12. The coloring material is configured to develop a color after exposure for forming the uneven surface of the interlayer insulating film 12. In this embodiment, the coloring material develops a color when heated to a predetermined temperature (for example, about 120 to 180 ° C.) or more, and exhibits a black color when the coloring material is developed.
[0055]
-Manufacturing method of liquid crystal display device-
Next, a method for manufacturing the liquid crystal display device 1 will be described with reference to FIG. For the sake of explanation, illustration of the TFT 3 and the like is omitted, and a manufacturing process in a region near the drain wiring 13 is shown.
[0056]
The method for manufacturing the liquid crystal display device 1 according to the present embodiment is characterized by the method for manufacturing the first substrate 2, and includes a first laminating step, an exposing step, a developing step, a heating step, a coloring step, and a second step. And a laminating step. The color forming step is performed after the exposing step.
[0057]
First, in the first laminating step, as shown in FIG. 3A, a positive type photosensitive film forming the interlayer insulating film 12 is formed on a glass substrate 21 on which a TFT (not shown) and a drain wiring 13 are provided in advance. The resin 12 is applied and laminated.
[0058]
Next, in the exposing step, as shown in FIG. 3B, the interlayer insulating film 12 formed in the first laminating step is partially covered with a relatively low illuminance using a first photomask 25. Perform exposure. As shown in FIG. 5, the first photomask 25 has a transmitting portion 24 for transmitting light and a large number of circular light shielding portions 23 for blocking light. That is, the interlayer insulating film 12 is partially exposed relatively weakly by light transmitted through the transmission portion 24.
[0059]
Thereafter, as shown in FIG. 3C, the interlayer insulating film 112 is partially exposed at a relatively high illuminance using the second photomask 26. As shown in FIG. 6, the second photomask 26 has a plurality of openings for transmitting portions 28 that transmit light, and portions other than the transmitting portions 28 are formed in the light shielding portion 27. The transmissive portion 28 is provided at a predetermined position on the drain wiring 113 when the interlayer insulating film 112 is exposed.
[0060]
Subsequently, in a developing step, as shown in FIG. 3D, a plurality of recesses are formed by performing development on the interlayer insulating film 12 exposed in the exposure step. That is, the portions of the photosensitive resin 12 exposed to the high illuminance are completely removed, and the contact holes 30 are formed. On the other hand, a portion of the photosensitive resin 12 exposed at low illuminance is removed by a predetermined depth to form a plurality of shallow concave portions 31. The unexposed portion of the photosensitive resin 12 is also slightly removed by development.
[0061]
Next, a heating step and a coloring step are performed. In the heating step, as shown in FIG. 3E, each concave portion 31 formed in the developing step is heated to about 200 ° C. As a result, the surface of the interlayer insulating film 12 is deformed by the heat dripping phenomenon, and a smooth uneven surface is formed on the interlayer insulating film 12. The coloring step is performed in this heating step. That is, in the coloring step, the coloring material is colored black by heating the interlayer insulating film 12 in the heating step.
[0062]
Then, in the second laminating step, as shown in FIG. 3 (f), the conductor film 11 is laminated on the concave and convex surface of the interlayer insulating film 12 formed in the heating step, thereby having a concave and convex reflecting surface. The reflection pixel electrode 11 is formed. At this time, the inner peripheral surface of the contact hole 30 and the drain wiring 13 are covered with the reflective pixel electrode 11.
[0063]
Then, a liquid crystal layer (not shown) and a second substrate (not shown) are laminated on the first substrate 2 manufactured in this way, and a liquid crystal display device is manufactured.
[0064]
-Effects of Embodiment 1-
As described above, according to the first embodiment, the coloring material contained in the interlayer insulating film 12 is in a transparent state before the exposure of the interlayer insulating film 12. That is, the light applied to the interlayer insulating film 12 during the exposure step can be made to enter from the surface of the interlayer insulating film 12 toward the bottom while maintaining its intensity. Can be exposed.
[0065]
Therefore, in the heating step, a desired uneven surface can be formed on the interlayer insulating film 12 with high accuracy, and the uneven reflecting surface of the reflective pixel electrode 11 can be formed accurately on the uneven surface of the interlayer insulating film 12. can do. As a result, it is possible to realize a reflection characteristic with a small regular reflection component on the reflection surface of the reflection pixel electrode 11, and to increase display brightness.
[0066]
In addition, since the coloring material is colored black after the exposure of the interlayer insulating film 12 in the exposure step, the black interlayer insulating film 12 can be prevented from hindering the exposure. Since the external light to the TFT 3 can be shielded by the black interlayer insulating film 12, the aperture ratio can be increased by eliminating the need for a light-shielding film such as a black matrix on the second substrate (not shown). Become.
[0067]
As a result, the reflection characteristics of the reflective pixel electrode 11 can be improved, and the aperture ratio of the pixel 5 can be improved, so that the display brightness of the liquid crystal display device 1 can be further increased.
[0068]
Further, since the coloring material is colored by utilizing the heating of the interlayer insulating film in the heating step, there is no need to add a separate step for coloring the interlayer insulating film, and the liquid crystal display device can be easily manufactured. be able to.
[0069]
In addition, since the interlayer insulating film 12 is colored black, even if the reflective pixel electrode 11 is thin, the back side of the first substrate 2 should not be seen through the interlayer insulating film 12. Can be. That is, display quality can be improved.
[0070]
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows a second embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention. In this embodiment, the same portions as those in FIGS. 1 to 3, 5 and 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0071]
In the second embodiment, the coloring material included in the interlayer insulating film 12 is configured to emit color when irradiated with light having a predetermined wavelength equivalent to light for exposing the interlayer insulating film 12. . As the coloring material, for example, a photosensitive coloring composition containing polysilane and leuco dye is applied.
[0072]
That is, the wavelength of light emitted when exposing the interlayer insulating film 12 in the exposure step and the wavelength of light emitted by the coloring material are, for example, ultraviolet light having a wavelength of 300 to 450 nm.
[0073]
-Manufacturing method of liquid crystal display device-
Next, a method for manufacturing the liquid crystal display device 1 will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, the coloring step is performed in the exposure step and also after the heating step.
[0074]
The first laminating step is performed in the same manner as in the first embodiment, as shown in FIG. Thereafter, as shown in FIGS. 3B and 3C, in the exposure step, exposure is performed via photomasks 25 and 26. At this time, the color forming step is performed during the exposure step, and the color forming material of the interlayer insulating film 12 is partially colored by light at the time of exposure.
[0075]
Subsequently, as in the first embodiment, after performing the developing process, the heating process illustrated in FIG. 4A is performed. In the heating step, each concave portion 31 formed in the developing step is heated to about 200 ° C. to form a gentle uneven surface on the surface of the interlayer insulating film 12.
[0076]
Thereafter, a color developing step is further performed, and as shown in FIG. 4B, light of a predetermined wavelength equivalent to the light at the time of the exposure is applied to the entire interlayer insulating film 12 on which the uneven surface is formed in the heating step. Is uniformly irradiated to cause the coloring material to develop a black color.
[0077]
Subsequently, in the second laminating step, as shown in FIG. 4C, the reflective pixel electrode 11 is laminated on the uneven surface of the colored interlayer insulating film 12. Thus, a reflection surface having irregularities corresponding to the irregularities of the interlayer insulating film 12 is formed.
[0078]
-Effect of Embodiment 2-
Therefore, according to the second embodiment, the transparent interlayer insulating film 12 is colored black in a stepwise manner from the color forming step during the exposure step to the color forming step after the exposure step before the exposure. As in the first embodiment, the unevenness of the reflective pixel electrode 11 is accurately formed to improve the reflection characteristics, and the aperture ratio of the pixel 5 can be improved by eliminating the need for a black matrix. 1 can increase the display brightness.
[0079]
In the second embodiment, the color forming step is performed both in the exposing step and after the heating step. However, the present invention is not limited to this. That is, the coloring step may be performed only during the exposure step, and the coloring of the interlayer insulating film 12 may be completed by the coloring of the coloring material in the coloring step. This makes it possible to reduce the number of steps and reduce the manufacturing cost.
[0080]
Further, in each of the above embodiments, the color-forming material is configured to emit black, but may be configured to emit a color other than transparent, such as gray, for example. However, from the viewpoint of light shielding, it is desirable to develop a black color.
[0081]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a transparent coloring material previously contained in the interlayer insulating film is colored during or after exposure of the interlayer insulating film, thereby forming the uneven surface of the reflective pixel electrode with high precision. As a result, the reflection characteristics can be improved, and the aperture ratio can be improved by eliminating the need for the black matrix. As a result, the display brightness can be further increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view illustrating a first substrate according to a first embodiment.
FIG. 2 is an enlarged plan view showing a first substrate.
3A is a cross-sectional view illustrating a first laminating step, FIGS. 3B and 3C are cross-sectional views illustrating an exposing step, and FIG. 3D is a cross-sectional view illustrating a developing step. FIG. 4E is a cross-sectional view illustrating a heating step and a color forming step, and FIG. 4F is a cross-sectional view illustrating a second laminating step.
4A is a sectional view showing a heating step, FIG. 4B is a sectional view showing a coloring step, and FIG. 4C is a sectional view showing a second laminating step.
FIG. 5 is a plan view showing a first photomask.
FIG. 6 is a plan view showing a second photomask.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional first substrate.
8A is a cross-sectional view illustrating a first laminating step, FIGS. 8B and 8C are cross-sectional views illustrating an exposing step, and FIG. 8D is a cross-sectional view illustrating a developing step. FIG. 4E is a cross-sectional view illustrating a heating step, and FIG. 4F is a cross-sectional view illustrating a second laminating step.
[Explanation of symbols]
1 Liquid crystal display device
3 TFT (switching element)
11 Reflection pixel electrode
12 interlayer insulating film
21 Glass substrate (substrate)

Claims

A liquid crystal display device that performs display by reflecting light incident through a liquid crystal layer,
An insulating substrate provided with a switching element;
An interlayer insulating film having a concave-convex surface formed by exposing, laminated on the substrate, covering the switching element,
A reflective pixel electrode that is stacked on the interlayer insulating film and has an uneven reflective surface formed along the uneven surface of the interlayer insulating film, and a reflective pixel electrode that is electrically connected to the switching element;
The liquid crystal display device, wherein the interlayer insulating film contains a coloring material that changes from a transparent state to a colored state under a predetermined condition.

In claim 1,
A liquid crystal display device, wherein the coloring material develops a color when heated to a predetermined temperature or higher.

In claim 1,
A liquid crystal display device, wherein the coloring material is colored when irradiated with light of a predetermined wavelength.

In claim 1,
The liquid crystal display device, wherein the coloring material exhibits black color when coloring.

A method for manufacturing a liquid crystal display device that performs display by reflecting light incident through a liquid crystal layer,
A first laminating step of laminating a photosensitive interlayer insulating film on an insulating substrate provided with a switching element;
An exposure step of partially exposing the interlayer insulating film formed in the first laminating step;
A developing step of forming a plurality of recesses by performing development on the interlayer insulating film exposed in the exposure step;
By heating each concave portion formed in the developing step, a heating step of forming a smooth uneven surface on the interlayer insulating film,
A second laminating step of forming a reflective pixel electrode having a concave-convex reflective surface by laminating a conductive film on the concave-convex surface of the interlayer insulating film formed in the heating step,
The interlayer insulating film laminated on the substrate in the first laminating step contains a coloring material that changes from a transparent state to a colored state under predetermined conditions,
A method for producing a liquid crystal display device, comprising a color forming step of coloring the color forming material during or after the exposure step.

In claim 5,
The coloring material is one that develops color when heated to a predetermined temperature or higher,
The method for producing a liquid crystal display device, wherein the coloring step is performed in a heating step, and the coloring material is colored by heating the interlayer insulating film in the heating step.

In claim 5,
The coloring material is a material that develops color when irradiated with light of a predetermined wavelength,
In the color forming step, a method for manufacturing a liquid crystal display device, characterized in that the color forming material is colored by irradiating light having the same wavelength as light at the time of exposure.

In claim 5,
The method for manufacturing a liquid crystal display device, wherein the coloring material develops a black color in a coloring step.