JP2007003843A - 液晶表示装置および液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 光を透過する透過部および光を反射する反射部を備えた画素電極の形成工程の工程数を削減可能であるとともに画素電極について高透過率と高反射率とを同時に実現可能な半透過型の液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 液晶表示装置の液晶パネル１０は画素電極１７０を備えている。画素電極１７０は、第１基板１００の側から照射される光（バックライト）を透過する透過部１７１と、第２基板２００の側から入射する周囲の光を反射する反射部１７２とを含む。なお、反射部１７２の第２基板２００側の表面の微細な凹凸によって当該表面に入射した光が散乱する。画素電極１７０は例えば銀、銀合金、アルミニウム等から成り、したがって透過部１７１と反射部１７２とは同じ材料から成る。透過部１７１は、光が透過可能な厚さで形成されており、反射部１７２よりも薄く、画素電極１７０用の導電膜を薄膜化することによって形成される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液晶表示装置およびその製造方法に関し、具体的には、光を透過する透過部および光を反射する反射部を含む画素電極を備えた半透過型の液晶表示装置について、画素電極の形成工程の工程数を削減するための技術および画素電極の高透過率と高反射率とを同時に実現するための技術に関する。

液晶表示装置は薄型で低消費電力であるため、パーソナルコンピュータ等のＯＡ機器、電子手帳や携帯電話機等の携帯情報端末機器、カメラ一体型ＶＴＲ（Video Tape Recorder）等に広く用いられている。このような液晶表示装置には、画素電極にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電性薄膜を用いた透過型と、画素電極に金属等の反射電極を用いた反射型とがある。

透過型の液晶表示装置は、バックライトで照明して表示を行うので、明るくて高コントラストの表示を行うことができるが、消費電力が大きくなる。一方、反射型の液晶表示装置は、周囲の光により照明するのでバックライトを使用せず消費電力を小さくできるが、周囲の明るさによってコントラストが低下する。このため、周囲の光を反射して照明するとともにバックライトの光により照明することができる半透過型の液晶表示装置が実用化されている。なお、半透過型の液晶表示装置の一例が特許文献１に開示されている。

図１９に従来の半透過型の液晶表示装置５０１を説明するための断面図を示す。図１９に示すように液晶表示装置５０１は液晶パネル５１０の背面にバックライト５２０を備えている。表示パネル５１０は画素基板６００と対向基板７００との間に液晶８００が封入されている。

画素基板６００において、ガラス基板６１０上にベースコート膜６２０が形成されている。ベースコート膜６２０上にはゲート、ソースおよびドレインを有したＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子６３０が形成されている。具体的には、ベースコート膜６２０上には半導体層６３１が形成されており、当該半導体層６３１にはＴＦＴのチャネル形成領域を介してソース領域６３２およびドレイン領域６３３が形成されている。そして、半導体層６３１上にゲート絶縁膜６３４が形成されており、ゲート絶縁膜６３４上にゲート電極６３５が形成されている。

ゲート電極６３５上には層間絶縁膜６４０が形成されている。そして、層間絶縁膜６４０およびゲート絶縁膜６３４を貫くコンタクトホール６４２を介してソース領域６３２に導通するソース電極６５２が形成されている。また、層間絶縁膜６４０およびゲート絶縁膜６３４を貫くコンタクトホール６４３を介してドレイン領域６３３に導通するドレイン電極６５３が形成されている。

層間絶縁膜６４０上には透明樹脂層６６０が形成されており、透明樹脂層６６０上には当該透明樹脂層６４０のコンタクトホール６６３を介してドレイン電極６５３に導通する画素電極６７０が形成されている。画素電極６７０は、透過部６７１および反射部６７２を含んでおり、両部分６７１，６７２に共通のＩＴＯ等から成る透明電極６７８と反射部６７２上に設けられたアルミニウム等から成る反射電極６７９とから成る。なお、画素電極６７０は液晶パネル５１０においてマトリクス状に配列されている。

一方、対向基板７００において、ガラス基板７１０上には光を着色するための着色層から成るカラーフィルタ７２０が形成されている。カラーフィルタ７２０上の所定位置にマルチギャップ部７３０が形成されている。このマルチギャップ部７３０は、画素電極６７０の透過部６７１上と反射部６７２上とでセルギャップを違えるためのものであり、透明樹脂から成る。マルチギャップ部７３０およびカラーフィルタ７２０上にはＩＴＯ等から成る対向電極７４０が形成されており、対向電極７４０上にはフォトスペーサ７５０が形成されている。

なお、画素電極６７０および対向電極７４０上には液晶８００を配向する配向膜（不図示）が形成されている。

このような液晶表示装置５０１では、バックライト５２０を点灯するとバックライト５２０の出射光が透過部６７１を透過して液晶パネル５１０を照明する。バックライト５２０の消灯時には周囲の光が液晶パネル５１０に入射し、画素電極６７０の反射部６７２で反射して液晶パネル５１０を照明する。これにより、画像を視認することができる。また、カラーフィルタ７２０には画素電極６７０の反射部６７２に対向する部分に開口７２１が設けられており、当該開口７２１によって反射照明時の明度を確保するようになっている。

なお、反射時の明るさを稼ぐために電極を半透過反射膜（ハーフミラー）にする構造が特許文献２に提案されている

特開２０００−１１１９０２号公報（第５頁−第１２頁、第２図） 特開平７−３１８９２９号公報（第５頁−第１３頁、第１図）

上述の従来の液晶表示装置５０１によれば、画素電極６７０を成す透明電極６７８と反射電極６７９とを別々の材料で形成するので、さらに当該電極６７８，６７９それぞれのための工程数が多いので、画素電極６７０の形成工程の全体の工程数が多くなってしまう。

また、電極を半透過反射膜（ハーフミラー）にする構造では透過率が５〜２０％であるので（特許文献２の［００３９］参照）、半透過型液晶表示装置としては暗いと感じる場合があると思われる。

本発明は、かかる点にかんがみてなされたものであり、光を透過する透過部および光を反射する反射部を備えた画素電極の形成工程の工程数を削減可能であるとともに画素電極について高透過率と高反射率とを同時に実現可能な液晶表示装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、液晶表示装置において、液晶パネルと、前記液晶パネルを駆動制御する駆動装置と、を備え、前記液晶パネルは、光反射膜から成る反射部と、前記光反射膜と同じ材料から成り前記光反射膜よりも薄い光透過膜から成る透過部と、を有する画素電極を含むことを特徴とする。

このような構成によれば、画素電極において透過部（光透過膜）は反射部（光反射膜）と同じ材料から成り当該反射部よりも薄い。すなわち、透過部と反射部とが厚さを違えて単一の材料で形成されている。したがって、両部分で材料や構造を違える場合に比べて、画素電極の形成工程の工程数を削減することができる。さらに、画素電極は透過部（光透過膜）と反射部（光反射膜）とに分かれておりそれぞれの厚さを独立に設定することができるので、電極全体を半透過反射膜（ハーフミラー）にした場合とは異なり、画素電極について高透過率と高反射率とを同時に実現することができる。

なお、本発明の画素電極は、特許文献２の半透過反射膜（ハーフミラー）から成る電極とは異なる。すなわち、半透過反射膜は、光透過膜および光反射膜を別々に有しているのではなく、膜全体として光透過膜としての作用および光反射膜としての作用を同時に奏するものであり、このため半透過反射膜では透過率と反射率とが連動する（例えば透過率を上げれば反射率は下がる）。これに対して、本発明の画素電極は透過部を成す光透過膜と反射部を成す光反射膜とを別々に有しているので、上述のように透過部の透過率と反射部の反射率とを独立に設計可能である。

また、前記材料は銀と銀合金とのうちのいずれかであることが好ましい。このような構成によれば、高い反射率を得ることができる。

また、前記反射部は１００ｎｍ以上の厚さであり、前記透過部は２０ｎｍ以下の厚さであることが好ましい。このような構成によれば、実用的な反射率および透過率を得ることができる。

また、前記液晶パネルは、前記透過部上および前記反射部上に配置されており前記透過部上よりも前記反射部上の方が薄いカラーフィルタをさらに含むことが好ましい。このような構成によれば、カラーフィルタは透過部上よりも反射部上の方が薄いので、例えば両部分の厚さが等しい構成と比べて、反射部による照明（反射照明）を明るくすることができる。このため、反射照明と透過部による照明（透過照明）との明るさの違いを小さくまたは無くすことができる。したがって、反射照明と透過照明とのいずれについても明るさおよび色再現性に優れた液晶表示装置を提供することができる。

さらに、本発明は、光を透過する透過部および光を反射する反射部を含む画素電極を備えた液晶表示装置の製造方法において、前記画素電極用の導電膜を形成する導電膜形成工程と、前記導電膜を部分的に薄膜化することによって、当該薄膜化部分を前記透過部とし、かつ、残余の部分を前記反射部として、前記画素電極を形成する薄膜化工程と、を備えることを特徴とする。

このような構成によれば、薄膜化工程によって、単一の導電膜、換言すれば単一の材料から画素電極の厚さの異なる透過部および反射部を同時に形成することができる。このため、両部分で材料や構造を違える場合に比べて、画素電極の形成工程の工程数を削減することができる。

また、前記薄膜化工程は、前記導電膜上にレジストを形成するレジスト形成工程と、前記レジストから、前記透過部に対応する部分上の方が前記反射部に対応する部分上よりも薄いマスクを形成するマスク形成工程と、前記マスクを有した状態で前記導電膜に対してドライエッチングを行うエッチング工程と、を含むことが好ましい。このような構成によれば、マスクにおいて透過部に対応する部分上の方が反射部に対応する部分上よりも薄いので、また、当該マスクもエッチングされるので、エッチング工程においてマスクのうちで薄い部分はエッチング実施時間中に無くなり、その後引き続いて当該薄い部分の下の導電膜がエッチングされる。このため、導電膜の残存厚さはマスクの当初の厚さに相関し、これにより厚さの異なる透過部および反射部を同時に形成することができる。

また、前記マスクは前記画素電極に対応する部分上以外は開口していることが好ましい。このような構成によれば、エッチング工程において、透過部および反射部の同時形成のみならず、画素電極のパターニングも同時に行うことができる。このため、生産性を向上させることができる。

また、前記マスク形成工程は、前記レジストを位相シフトマスクを利用して露光する工程を含むことが好ましい。このような構成によれば、上述の厚さの異なるマスクを形成することができる。

また、前記薄膜化工程の後に、塗布によって前記画素電極上にカラーフィルタ用着色膜を形成し、前記カラーフィルタ用着色膜をパターニングしてカラーフィルタを形成するカラーフィルタ形成工程をさらに備えることが好ましい。このような構成によれば、カラーフィルタ用着色膜を塗布によって形成するので、カラーフィルタ用着色膜の上面は平坦に形成され、このためカラーフィルタの上面を平坦にすることができる。このとき、カラーフィルタ用着色膜の下地となる画素電極は反射部の方が透過部よりも厚いので、反射部上の方が透過部上よりも薄いカラーフィルタを容易に形成することができる。このようなカラーフィルタによれば、上述のように反射照明と透過照明とのいずれについても明るさおよび色再現性に優れた液晶表示装置を提供することができる。

本発明によれば、透過部および反射部を備えた画素電極の形成工程の工程数を削減可能であるとともに画素電極について高透過率と高反射率とを同時に実現可能な液晶表示装置およびその製造方法を提供することができる。

図１に実施形態に係る半透過型の液晶表示装置１を説明するための模式図を示す。図１に示すように、液晶表示装置１は、液晶パネル１０と、バックライトユニット（単に「バックライト」とも呼ぶ）２０と、駆動装置５０とを含んで構成される。バックライト２０は液晶パネル１０の背面側、すなわち表示面とは反対側に、液晶パネル１０に対して光（バックライト）を照射可能に配置されている。駆動装置５０は、液晶パネル１０およびバックライト２０に接続されて液晶パネル１０およびバックライト２０を駆動制御する。ここでは、駆動装置５０は上記駆動制御をするための回路、装置等を総称した構成とする。なお、液晶パネル１０とバックライト２０とから成る構成は「液晶ユニット」と呼ばれる場合もある。

次に、図２に液晶パネル１０を説明するための断面図を示す。図２に示すように、液晶パネル１０は、対向配置された第１基板１００および第２基板２００と、両基板１００，２００間に封入された液晶（層）３００とを含んでいる。なお、第１基板１００および第２基板２００は、いわゆる画素基板および対向基板に相当する。

第１基板１００は、硼けい酸ガラス等から成るガラス基板１１０と、ベースコート膜１２０と、ゲート、ソースおよびドレインを有したＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子１３０と、層間絶縁膜１４０と、電極１５２，１５３と、透明樹脂層１６０と、画素電極１７０と、配向膜（不図示）とを含んでいる。

詳細には、ガラス基板１１０上にベースコート膜１２０が配置されている。ベースコート膜１２０上にＴＦＴ素子１３０を成す半導体層１３１が配置されており、当該半導体層１３１にはＴＦＴのチャネル形成領域を介してソース領域１３２およびドレイン領域１３３が形成されている。半導体層１３１上にはゲート絶縁膜１３４が形成されており、当該ゲート絶縁膜１３４は半導体層１３１に被さるようにしてベースコート膜１２０上にも延在している。ゲート絶縁膜１３４上にはゲート電極１３５が配置されている。

ゲート電極１３５に被さるようにしてゲート電極１３５上およびゲート絶縁膜１３４上に層間絶縁膜１４０が形成されている。層間絶縁膜１４０およびゲート絶縁膜１３４を貫通してソース領域１３２に至るコンタクトホール１４２が形成されており、当該コンタクトホール１４２を介してソース領域１３２に導通するように層間絶縁膜１４０上にソース電極１５２が配置されている。同様に、層間絶縁膜１４０上には、層間絶縁膜１４０およびゲート絶縁膜１３４を貫通するコンタクトホール１４３を介してドレイン領域１３３に導通するようにドレイン電極１５３が配置されている。ソース電極１５２およびドレイン電極１５３に被さるようにして層間絶縁膜１４０上に、厚さ１〜３μｍ程度、好ましくは２μｍ程度の透明樹脂層１６０が配置されており、当該透明樹脂層１６０にはドレイン電極１５３に至るコンタクトホール１６３が形成されている。

そして、透明樹脂層１６０上には、コンタクトホール１６３を介してドレイン電極１５３に導通するように、画素電極１７０が配置されている。なお、画素電極１７０は、液晶パネル１０の画素（またはセル）を規定し、液晶パネル１０において例えばマトリクス状やデルタ状に配列されている。

画素電極１７０は、光を反射可能である一方で薄膜化によって光が透過可能な導電材料、例えば銀、銀合金、アルミニウム等から成る。このとき、画素電極１７０は、光が透過する厚さの光透過膜から成る透過部１７１と、当該光透過膜（透過部１７１）よりも厚く光を反射する光反射膜から成る反射部１７２とを含んでいる。透過部１７１および反射部１７２の厚さについては後述する。両部分１７１，１７２は繋がっており（連続しており）、同じ材料から成る。反射部１７２はＴＦＴ素子１３０や画素電極１７０のうちでコンタクトホール１６３内の部分に対向するように設けられている一方、透過部１７１はＴＦＴ素子１３０等の遮光性の要素を避けて設けられている。

反射部１７２の第２基板２００側の表面には微細な凹凸が形成されており、これにより当該表面に入射した光が所定角度範囲に散乱し、効率良く周囲光を利用することができる。この凹凸は透明樹脂層１６０の表面（画素電極１７０との界面を成す）に凹凸を施すことにより形成可能である（後述する）。なお、画素電極１７０上には液晶８００を配向する配向膜（不図示）が配置されている。

一方、第２基板２００は、硼けい酸ガラス等から成るガラス基板２１０と、着色層から成るカラーフィルタ２２０と、透明樹脂から成るマルチギャップ部２３０と、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）等の透明導電材料から成る対向電極２４０と、フォトスペーサ２５０と、金属や樹脂から成るブラックマトリックス（不図示）と、配向膜（不図示）とを含んでいる。

詳細には、ガラス基板２１０上にカラーフィルタ２２０およびブラックマトリクス（不図示）が配置されている。カラーフィルタ２２０は、画素電極１７０に対向して設けられており、このため画素電極１７０の配列に対応して例えばマトリクス状やデルタ状に配列されている。なお、カラーフィルタ２２０は画素電極１７０の反射部１７２の凹凸に対向する位置に開口２２１を有している。ブラックマトリクスは、隣接するカラーフィルタ２２０間に配置されて各カラーフィルタ２２０を区画する部分と、液晶パネル１０の周縁に設けられた部分（いわゆる額縁部分）とから成る。

カラーフィルタ２２０上には当該カラーフィルタ２２０の開口２２１を塞ぐようにかつ画素電極１７０の反射部１７２に対向するようにマルチギャップ部２３０が配置されている。マルチギャップ部２３０は画素電極１７０の透過部１７１上と反射部１７２上とでセルギャップを違えるためのものである。マルチギャップ部２３０に被さるようにしてマルチギャップ部２３０上およびカラーフィルタ２２０上に対向電極２４０が配置されており、当該対向電極２４０は全ての画素電極１７０に対向する大きさを有し画面の一面（全面）に渡っている。

対向電極２４０を介してマルチギャップ部２３０上にフォトスペーサ２５０が配置されている。フォトスペーサ２５０は反射部１７２上の液晶層３００の厚さを均一にするためのものである。なお、対向電極２４０上には液晶８００を配向する配向膜（不図示）が配置されている。

このような両基板１００，２００はガラス基板１１０，２１０が外側になるように対向配置されており、両基板１００，２００間のすき間に液晶３００が封入されている。

このような液晶パネル１０すなわち液晶表示装置１では、ＴＦＴ素子１３０をスイッチングして画素電極１７０と対向電極２４０との間に電圧を印加することによって、各画素ごとに液晶層３００に映像信号が書き込まれる。このとき、図３に示すように、バックライト２０を点灯するとバックライト２０からの出射光２１が画素電極１７０の透過部１７１を透過して液晶パネル１０を照明する（透過照明）。一方、バックライト２０の消灯時には周囲の光３０が液晶パネル１０に入射し、画素電極１７０の反射部１７２で反射して液晶パネル１０を照明する（反射照明）。これにより、画像を視認することができる。

ここで、図４に、画素電極１７０（ここでは銀から成る）について、膜厚と透過率および反射率との関係を示すグラフを示す。なお、例えば銀合金、アルミニウム等も図４のグラフと同様の傾向を示す。上述のように画素電極１７０において透過部１７１と反射部１７２とは同じ材料、例えば銀、銀合金、アルミニウム等から成る。このとき、透過部１７１（を成す光透過膜）はバックライト２０からの出射光２１を透過させる必要があるが（図３参照）、図４および発明者の実験から約２０ｎｍ以下、望ましくは約１０ｎｍ以下の厚さであれば実用的な明るさを得ることができた。一方、反射部１７２（を成す光反射膜）は周囲光３０を反射させる必要があるが（図３参照）、図４および発明者の実験から約１００ｎｍ以上の厚さであれば実用的な明るさを得ることができた。特に銀または銀合金を用いれば、高い反射率を得ることができる。

このように、液晶パネル１０およびこれが適用された液晶表示装置１は、従来より周囲光を反射させるための反射電極の材料として認識されてきた銀等を、薄膜化によって光透過膜としても利用するものである。

このとき、画素電極１７０は透過部１７１と反射部１７２とに分かれておりそれぞれの厚さを独立に設定することができるので、電極全体を半透過反射膜（ハーフミラー）にした場合とは異なり、画素電極１７０によれば高透過率と高反射率とを同時に実現することができる。

このように、液晶パネル１０および液晶表示装置１によれば、画素電極１７０において透過部１７１（光透過膜）は反射部１７２（光反射膜）と同じ材料から成り当該反射部１７２よりも薄い。すなわち、透過部１７１と反射部１７２とが厚さを違えて単一の材料で形成されている。したがって、両部分で材料や構造を違える構成、例えば従来の液晶表示装置５０１（図１９参照）のように反射部６７２を透明電極６７８と反射電極６７９の２層にする構成に比べて、画素電極の形成工程の工程数を削減することができる。かかる工程数削減の具体的手法について次に説明する。

図５〜図１０に液晶表示装置１の製造方法、ここでは特に液晶パネル１０の第１基板１００の製造方法を説明するための断面図を示す。まず、一般的な製造方法によって、ガラス基板１１０上に、ベースコート膜１２０、ＴＦＴ素子１３０、層間絶縁膜１４０および電極１５２，１５３を形成する（図５参照）。

そして、層間絶縁膜１４０上に電極１５２，１５３に被さるように透明樹脂層１６０用の樹脂層を１〜３μｍ程度、好ましくは２μｍ程度の厚さで塗布等により形成する。その後、当該樹脂層にコンタクトホール１６３および画素電極１７０の反射部１７２の凹凸の下地となる凹凸を形成することによって、透明樹脂層１６０を形成する（図５参照）。コンタクトホール１６３はフォトリソグラフィー技術等によって形成可能である。また、上記凹凸の形成は例えば特許文献１の［００９０］に開示される形成方法を利用可能である。具体的には、上記樹脂層を土台となる第１の層と凹凸形状のための第２の層とに分け、第２の層として透明で感光性を有するアクリル樹脂を用い、当該第２の層を多数の円形にパターニングした後、上記アクリル樹脂のガラス転移点以上の温度に加熱し溶融させることによって、凹凸を形成することができる。また、第２の層に被さるように第３の層を設けることにより凸間を埋めて滑らかな凹凸を形成するようにしてもよい。なお、第１ないし第３の層は同じ材料を用いることが好ましい。

次に、透明樹脂層１６０上に銀、銀合金、アルミニウム等の画素電極１７０用の導電膜１７９をスパッタ法により全面的に形成する（図６参照）。このとき、導電膜１７９を、コンタクトホール１６３内にも配置されかつ当該コンタクトホール１６３内においてドレイン電極１５３に接触するように形成する。その後、導電膜１７９上にレジストを塗布し、当該レジストをフォトリソグラフィー技術を用いて画素電極１７０の平面パターンに対応した形状にパターニングすることにより、レジスト４０１を形成する（図７参照）。そして、当該レジスト４０１をマスクにしてウエットエッチングまたはドライエッチングを行うことにより導電膜１７９をパターニングして、導電膜１７８を形成する（図８参照）。

その後、フォトリソグラフィー技術を用いて、導電膜１７８のうちで画素電極１７０の反射部１７２に対応する部分を覆うパターンを有する、換言すれば画素電極１７０の透過部１７１に対応する部分が露出するパターンを有するレジスト４０２を形成する（図９参照）。そして、レジスト４０２をマスクにしてウエットエッチングまたはドライエッチングを行うことにより、導電膜１７８のうちの露出部分を薄膜化して画素電極１７０の透過部１７１を形成する（図１０参照）。このとき、透過部１７１は約２０ｎｍ以下、望ましくは約１０ｎｍ以下になるようにエッチング条件を設定する。導電膜１７８のうちでレジスト４０２（換言すればマスク４０２）で覆われていた部分は、エッチングされずに残り、透過部１７１よりも厚い反射部１７２を構成する。

かかる製造方法では、透明樹脂層１６０上の導電膜１７９，１７８（図６および図８参照）を、マスク４０２（図９参照）の形成工程および当該マスク４０２を利用したエッチング工程を含む薄膜化工程によって、部分的に薄膜化する。この薄膜化工程によれば、単一の導電膜１７９，１７８、換言すれば単一の材料から、当該薄膜化された部分から成る透過部１７１と残余の部分から成る反射部１７２とを同時に形成することができる。したがって、両部分で材料や構造を違える構成、例えば従来の液晶表示装置５０１（図１９参照）のように反射部６７２を透明電極６７８と反射電極６７９の２層にする構成に比べて、画素電極の形成工程の工程数を削減することができる。

薄膜化工程は次のような製造方法でも可能である。かかる製造方法を図１１および図１２の断面図を参照しつつ説明する。まず、上述の製造方法と同様にして、画素電極１７０用の導電膜１７９まで形成する（図６参照）。そして、導電膜１７９上にレジスト４０３を全面的に形成し、位相シフトマスク４１３を用いて露光し（図１１参照）、現像することによりレジスト４０４を形成する（図１２参照）。このとき、位相シフトマスク４１３や露光条件等の設定によって、レジスト４０４を、画素電極１７０の反射部１７２に対応する部分上よりも透過部１７１に対応する部分上の方が薄くなるように形成することができ、かつ、画素電極１７０に対応する部分以外が露出するように（当該対応部分上以外が開口するように）形成することができる。なお、位相シフトマスク４１３の代わりに、微細なスリットパターンを有するフォトマスクを用いても上述のようなレジスト４０４を形成することは可能である。

その後、レジスト４０４をマスクとしＣＦ₄等のガスを用いて、当該レジスト４０４（換言すればマスク４０４）を有した状態で導電膜１７９に対してドライエッチングを行う。かかるエッチングにより導電膜１７９のうちでレジスト４０４から露出した部分が除去されて、導電膜１７９から画素電極１７０がパターニングされる（各画素電極１７９が分離される）。

このエッチングでは、導電膜１７９のみならずレジスト４０４もエッチングされるので、マスク４０４のうちで薄い部分はエッチング実施時間中に無くなり、その後引き続いて当該薄い部分の下の導電膜１７９がエッチングされる。導電膜１７９のうちでマスク４０４に覆われた部分はエッチング後においても残存するが、その残存厚さはマスク４０４の当初の厚さに相関し、これにより画素電極１７０において厚さの異なる透過部１７１および反射部１７２が同時に形成される。

かかる製造方法によれば、透明樹脂層１６０上に全面的に形成された導電膜１７９（図６参照）を、マスク４０４（図１２参照）の形成工程および当該マスク４０４を利用したエッチング工程を含む薄膜化工程によって、部分的に薄膜化する。この薄膜化工程によれば、単一の導電膜１７９、換言すれば単一の材料から、当該薄膜化された部分から成る透過部１７１と残余の部分から成る反射部１７２とを同時に形成することができる。したがって、両部分で材料や構造を違える構成、例えば従来の液晶表示装置５０１（図１９参照）のように反射部６７２を透明電極６７８と反射電極６７９の２層にする構成に比べて、画素電極の形成工程の工程数を削減することができる。

しかも、マスク４０４は画素電極１７０に対応する部分上以外は開口しているので、エッチング工程において、透過部１７１および反射部１７２の同時形成のみならず、画素電極１７０のパターニングも同時に（並行して）行うことができる。このため、既述の図７〜図１０の製造方法のように画素電極１７０のパターニング工程と透過部１７１および反射部１７２の形成工程とを別々に（順次に）行う場合と比べて、工程数が削減でき、生産性が向上する。

なお、本製造方法によればマスク４０４の開口の有無およびマスク４０４の厚さの設定によって導電膜１７９のエッチング開始に時間差を与えることができることができるが、画素電極１７０間の不要部分（上述のマスク４０４からの露出部分）の除去完了と透過部１７１の所定厚さ（約２０ｎｍ以下、望ましくは約１０ｎｍ以下）への到達とがほぼ同時刻になるように、かつ、当該時刻においても反射部１７２上のマスク４０４が残存するように、マスク４０４やエッチングガス種等を設計することによって、エッチング工程の短縮化および反射部１７２の凹凸の確保を図ることができる。

次に、図１３に本発明の実施形態に係る他の液晶パネル１０Ｂを説明するための断面図を示す。なお、液晶パネル１０Ｂは、既述の液晶パネル１０に替えて図１の液晶表示装置１に適用可能である。図１３に示すように、液晶パネル１０Ｂは、対向配置された第１基板１００Ｂおよび第２基板２００Ｂと、両基板１００Ｂ，２００Ｂ間に封入された液晶（層）３００とを含んでいる。なお、第１基板１００Ｂおよび第２基板２００Ｂは、いわゆるカラーフィルタ（ＣＦ）・オン・ＴＦＴ基板（カラーフィルタ・オン・アレイ基板とも呼ばれる）および対向基板に相当する。

第１基板１００Ｂは、既述の第１基板１００（図２参照）に加え、着色層から成るカラーフィルタ２２０Ｂと、透明樹脂から成るマルチギャップ部２３０Ｂと、ＩＴＯやＩＺＯ等の透明導電材料から成る透明電極１８０と、フォトスペーサ２５０Ｂとをさらに含んでいる。

詳細には、既述の第１基板１００（図２参照）の各画素電極１７０上に、したがって透過部１７１上および反射部１７２上に所定色のカラーフィルタ２２０Ｂが配置されている。カラーフィルタ２２０Ｂは後述のように塗布等によって形成されるので、カラーフィルタ２２０Ｂの上面（第２基板２００Ｂ側の表面、換言すれば第１基板１００Ｂの画素電極１７０等から遠い側の表面）２２１Ｂは平坦である。このとき、下地となる画素電極１７０において反射部１７２の方が透過部１７１よりも厚いので、カラーフィルタ２２０Ｂにおいて反射部１７２上の部分の方が透過部１７１上の部分よりも薄い。より具体的には、カラーフィルタ２２０Ｂにおいて反射部１７２上の部分の厚さは透過部１７１上の部分の例えば１０％〜４０％である。なお、この比率は透過部１７１および反射部１７２の各厚さの調整により容易に変更できる。

カラーフィルタ２２０Ｂは画素電極１７０の反射部１７２上に開口２２２Ｂを有しており、当該開口２２２Ｂ内に反射部１７２の凹凸が現れている。開口２２２Ｂの開口面積によって反射部１７２の明度及び彩度を調整可能なので、液晶パネル１０Ｂおよびこれが適用された液晶表示装置１の使用目的等に応じて当該開口面積が決められる。

そして、カラーフィルタ２２０Ｂ上であって当該層２２０Ｂの開口２２２Ｂ付近にマルチギャップ部２３０Ｂが配置されている。マルチギャップ部２３０の厚さは液晶層３００の厚さの約１／２である。マルチギャップ部２３０Ｂは、カラーフィルタ２２０の開口２２２Ｂ内にも及んでいるが当該開口２２２Ｂを埋め尽くしてはおらず、開口２２２Ｂに重なる開口２３１Ｂを有している。当該開口２３１Ｂ内には反射部１７２の凹凸が現れている。

マルチギャップ部２３０に被さるようにしてマルチギャップ部２３０上およびカラーフィルタ２２０Ｂ上に透明電極１８０が配置されている。透明電極１８０は、平面視において画素電極１７０とほぼ同じ寸法・形状をしており、画素電極１７０に重なるように配置されている。このとき、透明電極１８０は、マルチギャップ部２３０の開口２３１Ｂ内にも存在し、当該開口２３１Ｂ内において画素電極１７０に接触している。

透明電極１８０を介してマルチギャップ部２３０Ｂ上にフォトスペーサ２５０Ｂが配置されている。なお、透明電極１８０上に配向膜（不図示）が配置されている。

一方、第２基板２００Ｂは、ガラス基板２１０と、ＩＴＯやＩＺＯ等の透明導電材料から成る対向電極２４０Ｂと、配向膜（不図示）とを含んでいる。詳細には、ガラス基板２１０上に、全ての画素電極１７０および透明電極１８０に対向する大きさの対向電極２４０が全面に渡って設けられており、対向電極２４０上に配向膜（不図示）が配置されている。

このような両基板１００Ｂ，２００Ｂはガラス基板１１０，２１０が外側になるように対向配置されており、両基板１００Ｂ，２００Ｂ間のすき間に液晶３００が封入されている。なお、マルチギャップ部２３０Ｂがカラーフィルタ２２０Ｂ上に設けられているので、第１基板１００Ｂと第２基板２００Ｂとの位置合せのずれによる開口率の低下や歩留りの低下を防止することができ、これにより液晶パネル１０Ｂ、さらにはこれを用いた液晶表示装置１の高精細化を図ることができる。

このような液晶パネル１０Ｂおよびこれが適用された液晶表示装置１では、画素電極１７０から透明電極１８０へ電圧が供給される。このため、ＴＦＴ素子１３０のスイッチングによって透明電極１８０と対向電極２４０との間に電圧を印加され、これにより各画素ごとに液晶層３００に映像信号が書き込まれる。このとき、バックライト２０を点灯するとバックライト２０からの出射光２１が画素電極１７０の透過部１７１を透過して液晶パネル１０を照明する（透過照明。図３参照）。一方、バックライト２０の消灯時には周囲の光３０が液晶パネル１０に入射し、画素電極１７０の反射部１７２で反射して液晶パネル１０を照明する（反射照明。図３参照）。これにより、画像を視認することができる。

上述のようにカラーフィルタ２２０Ｂは透過部１７１上の部分よりも反射部１７２上の部分の方が薄いので、例えば両部分の厚さが等しい構成と比べて、反射部１７２による照明（反射照明）を明るくすることができる。このため、反射照明と透過部１７１による照明（透過照明）との明るさの違いを小さくまたは無くすことができる。したがって、液晶パネル１０およびこれが適用された液晶表示装置１によれば、反射照明と透過照明とのいずれについても明るさおよび色再現性において優れる。

次に、図１４〜図１８の断面図を参照しつつ、液晶パネル１０Ｂの製造方法、ここでは特に第１基板１００Ｂの製造方法を説明する。まず、既述の製造方法によって図１０の第１基板１００を準備する。

その後、カラーフィルタ用材料、例えば感光性樹脂組成物に顔料を分散させた樹脂を画素電極１７０上に塗布等することにより、感光性のカラーフィルタ用着色膜２２８Ｂを成膜する（図１４参照）。そして、当該着色膜２２８Ｂをフォトリソグラフィー技術によってパターニングして各カラーフィルタ２２０Ｂを形成する（図１５参照）。このとき、上述の開口２２２Ｂも同時にパターニングする。なお、カラーフィルタ層２２０Ｂの色の数だけこれらの工程を繰り返す。

カラーフィルタ２２０Ｂのこのような形成工程によれば、カラーフィルタ用材料を塗布等によって画素電極１７０上に配置するので、カラーフィルタ用着色膜２２８Ｂの上面（塗布後の最表面）２２９Ｂは平坦に形成され、このためカラーフィルタ２２０Ｂの上面２２１Ｂ（図１３参照）も平坦になる。このときカラーフィルタ用着色膜２２８Ｂの下地となる画素電極１７０は反射部１７２の方が透過部１７１よりも厚いので、かかる塗布等によればカラーフィルタ２２０Ｂにおいて透過部１７１上よりも反射部１７２上を容易に薄くすることができる。

次に、カラーフィルタ層２２０Ｂ上に絶縁体から成る透明樹脂を塗布等して、液晶層３００（図１３参照）の約１／２の厚さの透明樹脂層を形成する。このとき、カラーフィルタ２２０Ｂの開口２２２Ｂ内にも透明樹脂が充填される。そして、当該透明樹脂層をフォトリソグラフィー技術によってパターニングしてマルチギャップ部２３０Ｂを形成する（図１６参照）。このとき、マルチギャップ部２３０Ｂの開口２３１Ｂも同時にパターニングする。

続いて、マルチギャップ部２３０Ｂに被さるように、かつ、マルチギャップ部２３０Ｂの開口２３１Ｂ内にも成膜されるように、カラーフィルタ２２０Ｂ上にスパッタ法によりＩＴＯやＩＺＯ等から成る透明導電膜を成膜する。そして、当該透明導電膜上にレジストを塗布し、透明電極１８０に対応の形状にパターニングする。パターニングされたレジストをマスクとするウエットエッチングまたはドライエッチングによって透明導電膜をパターニングして透明電極１８０を形成する（図１７参照）。

その後、透明電極１８０上に透明樹脂を塗布し、フォトリソグラフィー技術によってパターニングすることにより、マルチギャップ部２３０Ｂ上にフォトスペーサ２５０Ｂを形成する（図１８参照）。

以上の説明では液晶パネル１０，１０Ｂおよびこれらを適用した液晶表示装置１を例示したが、本発明は、半透過型の液晶表示装置を用いたパーソナルコンピュータ等のＯＡ機器、電子手帳や携帯電話機等の携帯情報端末機器、カメラ一体型ＶＴＲ等に利用することができる。

は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置を説明するための模式図である。 は、本発明の実施形態に係る液晶パネルを説明するための断面図である。 は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置を説明するための断面図である。 は、本発明の実施形態に係る画素電極について膜厚と透過率および反射率との関係を示すグラフである。 は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。 は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。 は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。 は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。 は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。 は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。 は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の他の製造方法を説明するための断面図である。 は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の他の製造方法を説明するための断面図である。 は、本発明の実施形態に係る他の液晶パネルを説明するための断面図である。 は、本発明の実施形態に係る他の液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。 は、本発明の実施形態に係る他の液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。 は、本発明の実施形態に係る他の液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。 は、本発明の実施形態に係る他の液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。 は、本発明の実施形態に係る他の液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。 は、従来の液晶表示装置を説明するための断面図である。

符号の説明

１，１Ｂ 液晶表示装置
１０，１０Ｂ 液晶パネル
５０ 駆動装置
１７０ 画素電極
１７１ 透過部
１７２ 反射部
１７９ 導電膜
２２０Ｂ カラーフィルタ
２２８Ｂ カラーフィルタ用着色膜
４０３ レジスト
４０４ レジスト（マスク）
４１３ 位相シフトマスク

Claims (9)

1. 液晶パネルと、
   前記液晶パネルを駆動制御する駆動装置と、を備え、
   前記液晶パネルは、光反射膜から成る反射部と、前記光反射膜と同じ材料から成り前記光反射膜よりも薄い光透過膜から成る透過部と、を有する画素電極を含むことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記材料は銀と銀合金とのうちのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記反射部は１００ｎｍ以上の厚さであり、前記透過部は２０ｎｍ以下の厚さであることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記液晶パネルは、前記透過部上および前記反射部上に配置されており前記透過部上よりも前記反射部上の方が薄いカラーフィルタをさらに含むことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. 光を透過する透過部および光を反射する反射部を含む画素電極を備えた液晶表示装置の製造方法であって、
   前記画素電極用の導電膜を形成する導電膜形成工程と、
   前記導電膜を部分的に薄膜化することによって、当該薄膜化部分を前記透過部とし、かつ、残余の部分を前記反射部として、前記画素電極を形成する薄膜化工程と、を備えることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
6. 前記薄膜化工程は、
   前記導電膜上にレジストを形成するレジスト形成工程と、
   前記レジストから、前記透過部に対応する部分上の方が前記反射部に対応する部分上よりも薄いマスクを形成するマスク形成工程と、
   前記マスクを有した状態で前記導電膜に対してドライエッチングを行うエッチング工程と、を含むことを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置の製造方法。
7. 前記マスクは前記画素電極に対応する部分上以外は開口していることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置の製造方法。
8. 前記マスク形成工程は、前記レジストを位相シフトマスクを利用して露光する工程を含むことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の液晶表示装置の製造方法。
9. 前記薄膜化工程の後に、塗布によって前記画素電極上にカラーフィルタ用着色膜を形成し、前記カラーフィルタ用着色膜をパターニングしてカラーフィルタを形成するカラーフィルタ形成工程をさらに備えることを特徴とする請求項５ないし請求項８のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。

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