JP2007156489A - 半透過型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光孔のある部分と、ない部分とにおけるセルギャップ差に伴う画面の黄色化を解決するために、セルギャップが均一な液晶表示装置を提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板上に形成され凹凸パターンを有する反射電極と、前記第１基板に対向している第２基板と、前記第２基板上に形成され光孔を有する複数のカラーフィルタと、前記カラーフィルタ上に形成されている蓋膜とを備え、前記凹凸パターンを構成する凸部の大きさは、前記光孔に対向している第１領域と、他の第２領域とにおいて互いに異なっており、前記第１領域における凸部の大きさは、前記第２領域における凸部の大きさより大きいことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、半透過型液晶表示装置及びその製造方法に関する。

一般的に液晶表示装置は、電界生成電極と偏光板が設けられた一対の表示板の間に位置した液晶層を備える。電界生成電極は、液晶層に電界を生成し、このような電界の強さが変化するに伴い、液晶分子の配列が変化する。例えば、電界が印加された状態で液晶層の液晶分子はその配列を変化させ、液晶層を通る光の偏光を変化させる。偏光板は、偏光された光を適宜遮断または透過して明るい領域及び暗い領域を形成することにより、所望の画像を表示する。

液晶表示装置は自ら発光できない受光型表示装置であるため、別個設けられたバックライトユニットのランプから出る光を液晶層を通過させるか、自然光など外部から入る光を液晶層を一旦通過させてから再び反射し、液晶層を再び通過させる。前者の場合を透過型（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｖｅ）液晶表示装置といい、後者の場合を反射型（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ）液晶表示装置というが、後者は、主に中小型の表示装置に使用されている。さらに、環境によってバックライトユニット及び外部光を使用する半透過型または反射-透過型液晶表示装置が開発され、主に中小型の表示装置に適用されている。

半透過型液晶表示装置において、各画素に透過領域と反射領域を設けるが、透過領域では光がカラーフィルタを１度のみ通過し、反射領域では２度通過する。このようなカラーフィルタの通過回数の差は、表示される画面のカラーの色調に影響を与える。したがって、これを解消するために２色調（ｔｗｏ-ｔｏｎｅ）方式と、光孔（ｌｉｇｈｔ ｈｏｌｅ）方式が用いられている。２色調方式とは、反射領域よりも透過領域においてカラーフィルタを厚く形成する技法であり、光孔方式とは、反射領域に位置するカラーフィルタ部分に孔（ｈｏｌｅ）を形成する技法である。

しかし、光孔方式では、孔を形成した後にカラーフィルタの段差をなくすために蓋膜を使用して平坦化しているが、一般的な工程では完壁な平坦化は不可能である。このため、反射領域における光孔がある部分とない部分のセルギャップ（ｃｅｌｌ ｇａｐ）が互いに異なるようになり、反射領域におけるセルギャップが大きくなる。このようなセルギャップの不均一は、表示画面の黄色化（ｙｅｌｌｏｗｉｓｈ）をもたらす。
特開2005-84644号公報 特開2003-255323号公報 特開2003-279965号公報 特開2003-344838号公報 特開2004-325528号公報

そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、セルギャップが均一な液晶表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発１明の液晶表示装置は、第１基板、前記第１基板上に形成され凹凸パターンを有する反射電極を含む画素電極、前記第１基板に対向する第２基板、前記第２基板上に形成され前記反射領域に配置されている光孔を有する複数のカラーフィルタ、前記カラーフィルタ上に形成される共通電極とを備え、前記反射電極の凹凸パターンをなす凸部の大きさは、前記光孔を有する第１反射領域と、光孔を有しない第２反射領域とにおいて互いに異なっている。

このとき、光孔を有する第１反射領域では、共通電極が凹むように形成される。本発明では、光孔を有する第１反射領域と、光孔を有しない第２反射領域と、で反射電極の凸部の大きさを異ならせる。これにより、光孔が形成されることによる共通電極の凹みを補償し、第１反射領域及び第２反射領域でのセルギャップをともに同程度とすることができる。よって、セルギャップを均一化し、表示画面の黄色化を防ぐことができる。

発明２は、発明１において、前記第１反射領域における前記凸部の大きさは、前記第２反射領域における前記凸部の大きさより大きいことを特徴とする。光孔を有する第１反射領域では、共通電極が凹むように形成される。第１反射領域における前記凸部の大きさが、第２反射領域における前記凸部の大きさより大きいため、第１反射領域での共通電極の凹みを補償し、第１反射領域及び第２反射領域でのセルギャップをともに同程度とすることができる。よって、セルギャップを均一化し、表示画面の黄色化を防ぐことができる。

発明３は、発明２において、前記凸部の大きさは、前記第１反射領域の中央部で最も大きく、前記中央部から遠くなるほど次第に小さくなることを特徴とする。光孔を有する第１反射領域では、特に中央部において最も共通電極が凹むように形成される。よって、第１反射領域の中央部で最も大きく、前記中央部から遠くなるほど次第に小さくなるように凸部を形成することで、第１反射領域の中央部での共通電極の凹みを補償し、第１反射領域及び第２反射領域でのセルギャップをともに同程度とすることができる。

発明４は、発明２において、前記第１反射領域に配置されている凸部の大きさと、前記第２反射領域に配置されている凸部の大きさは、各々均一であることを特徴とする。
発明５は、発明２〜４のいずれかにおいて、前記第１反射領域におけるセルギャップと、前記第２反射領域におけるセルギャップとは実質的に同一であることを特徴とする。
発明６は、発明２において、前記複数のカラーフィルタは、赤色、緑色及び青色のカラーフィルタを含み、前記光孔の大きさは、緑色カラーフィルタで最も大きく、青色カラーフィルタで最も小さいことを特徴とする。これにより、均一な色再現性を達成することができる。

発明７は、発明６において、前記光孔の中心部に対向する凸部の直径は、前記緑色のカラーフィルタが有する光孔で最も大きく、前記青色カラーフィルタが有する光孔で最も小さいことを特徴とする。
発明８は、発明７において、前記光孔は、四角形または円形に形成することができる。
発明９は、発明１において、前記反射電極は、前記反射領域に配置されてもよい。

本発明１０に係る液晶表示装置は、第１基板、前記第１基板上に形成されるゲート線及びデータ線、前記ゲート線及びデータ線に接続される薄膜トランジスタ、前記第１基板上に形成される上部保護膜及び下部保護膜、前記薄膜トランジスタと接続され、前記上部保護膜上に形成されて透明電極と反射電極を含む画素電極、前記第１基板に対向する第２基板、前記第２基板上に形成され、前記反射領域に配置されている光孔を有する複数のカラーフィルタを備え、前記上部保護膜及び前記反射電極は凹凸パターンを有し、前記凹凸パターンをなす凸部の大きさは、前記光孔を有する第１反射領域と、光孔を有しない第２反射領域とにおいて互いに異なっている。発明１と同様の作用効果を奏する。

発明１１は、発明１０において、前記第１反射領域における前記凸部の大きさは、前記第２反射領域における前記凸部の大きさより大きいことを特徴とする。
発明１２は、発明１１において、前記凸部の大きさは、前記第１反射領域の中央部で最も大きく、前記中央部から遠くなるほど次第に小さくなることを特徴とする。
発明１３は、発明１１において、前記第１反射領域に配置されている凸部の大きさと、前記第２反射領域に配置されている凸部の大きさは、各々均一であることを特徴とする。

発明１４は、発明１１において、前記複数のカラーフィルタは、赤色、緑色及び青色のカラーフィルタを含み、前記光孔の大きさは、緑色のカラーフィルタで最も大きく、青色のカラーフィルタで最も小さいことを特徴とする。
発明１５は、発明１４において、前記光孔の中心部に対向する凸部の直径は、前記緑色のカラーフィルタが有する光孔で最も大きく、前記青色のカラーフィルタが有する光孔で最も小さいことを特徴とする。

発明１６は、発明１１において、前記光孔は、四角形または円形に形成することができる。
発明１７は、発明１０において、前記透明電極は、前記透過領域及び前記反射領域に形成され、前記反射電極は前記反射領域に形成され、前記反射電極は前記透明電極上に形成されることを特徴とする。

発明１８は、発明１１において、前記上部保護膜は、前記下部保護膜の一部を露出させる開口部を有することを特徴とする。
発明１９は、発明１１において、前記液晶表示装置は、前記第２基板上に形成される遮光部材と、前記遮光部材及び前記カラーフィルタ上に形成される共通電極をさらに備えることを特徴とする。

発明２０は、発明１０〜１９のいずれかにおいて、前記第１反射領域におけるセルギャップと、前記第２反射領域におけるセルギャップとは、実質的に同一であることを特徴とする。

本発明によれば、液晶表示装置のセルギャップを一定に維持することができる。

次に、本発明に係る液晶表示装置を実施するための最良の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
しかし、本発明は、多様な形態で実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。
図面は、各種層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示している。明細書全体を通じて類似した部分については同一な参照符号を付けている。層、膜、領域、板などの部分が、他の部分の“上に”あるとする時、これは他の部分の“すぐ上に”ある場合に限らず、その中間に更に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の“すぐ上に”あるとする時、これは中間に他の部分がない場合を意味する。

＜発明の概要＞
本発明によれば、透過領域と反射領域を有する半透過型液晶表示装置は、第１基板と、第１基板上に形成され凹凸パターンを有する反射電極を含む画素電極と、第１基板に対向している第２基板と、第２基板上に形成され、反射領域に配置されている光孔を有する複数のカラーフィルタと、カラーフィルタ上に形成されている共通電極とを備える。ここで、反射電極の凹凸パターンを構成する凸部の大きさは、光孔を有する第１反射領域と、光孔を有しない第２反射領域とにおいて互いに異なっている。共通電極は、光孔及び光孔を囲むカラーフィルタ上に沿うように形成される。このとき、光孔を有する第１反射領域では、共通電極が凹むように形成される。本発明では、光孔を有する第１反射領域と、光孔を有しない第２反射領域と、で反射電極の凸部の大きさを異ならせる。例えば、第１反射領域の凸部の大きさは、第２反射領域の凸部の大きさよりも大きく形成する。これにより、光孔が形成されることによる共通電極の凹みを補償し、第１反射領域及び第２反射領域でのセルギャップをともに同程度とすることができる。よって、セルギャップを均一化し、表示画面の黄色化を防ぐことができる。

＜実施形態＞
以下に、本発明の実施形態に係る液晶表示装置について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の概略断面図である。図１に示すように、液晶表示装置は、互いに対向する薄膜トランジスタ表示板１００と共通電極表示板２００、及びこれらの間に挟持された液晶層３を備えている。

薄膜トランジスタ表示板１００において、絶縁基板１１０上にスイッチング素子（図示せず）、保護膜１８０、及び画素電極１９１が形成されている。画素電極１９１は、透明電極１９２と透明電極１９２の一部の上の反射電極１９４を含む。保護膜１８０の表面には凹凸が形成され、反射電極１９４に凹凸パターンを誘導する。反射電極１９４の凹凸パターンは、光の乱反射を誘導して画面に物体が映る現象を防止する。

共通電極表示板２００において、絶縁基板２１０上にカラーフィルタ２３０及び共通電極２７０が形成されている。
半透過型液晶表示装置は、透明電極１９２及び反射電極１９４によってそれぞれ定義される透過領域（ＴＡ）及び反射領域（ＲＡ）に区画される。具体的には、薄膜トランジスタ表示板１００、共通電極表示板２００、及び液晶層３等において、透明電極１９２の露出した部分の下上に位置する部分は透過領域（ＴＡ）となり、反射電極１９４の下上に位置する部分は反射領域（ＲＡ）となる。透過領域（ＴＡ）では、液晶表示装置の後面、つまり薄膜トランジスタ表示板１００側から入射する光が液晶層３を通過し前面、つまり共通電極表示板２００に出ることによって表示を行い、反射領域（ＲＡ）では、前面から入る光が液晶層３に入り、その後、反射電極１９４によって反射されて液晶層３を再び通過して前面に出ることによって表示を行う。

カラーフィルタ２３０は、反射領域（ＲＡ）の色相トーンを調節するための開口部、つまり光孔２４０を有する。
一方、反射電極１９４の凹凸パターンをなす凸部の大きさは、光孔２４０を有しない周辺領域に比して、光孔２４０に対向している部分で大きく、特に、光孔２４０の中心部で最も大きい。ここで、光孔２４０に蓋膜２５０が流れ込むように形成されることで、光孔２４０の中央部分において蓋膜２５０が凹むように形成される。よって、この光孔２４０における蓋膜２５０の凹みに応じて、凹みが一番大きな光孔２４０の中央部では保護膜１８０表面の凸部を大きく形成し、光孔２４０の周辺に行くほど凸部の大きさを小さく形成する。このように光孔２４０に対向する反射領域（ＲＡ）における凸部の大きさを調節することによって、光孔２４０が形成される反射領域（ＲＡ）におけるセルギャップ（ｄ１、ｄ２、ｄ３）が光孔２４０が形成されない反射領域（ＲＡ）におけるセルギャップ（ｄ）と同様になる。このようにして、蓋膜２５０によって完全に平坦化しない光孔２４０領域におけるセルギャップの差を補償することができる。

次に、図１に示した液晶表示装置の例について図２〜図４を参照してより詳細に説明する。
図２は本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の配置図であり、図３及び図４は各々図２に示した液晶表示装置のIV-IV線及びＶ-Ｖ線に沿った断面図である。
本実施形態に係る液晶表示装置は、薄膜トランジスタ表示板１００と、これと対向している共通電極表示板２００と、これらの間に挟持された液晶分子を有する液晶層３とから構成される。

まず、薄膜トランジスタ表示板１００について説明する。
透明なガラスまたはプラスチックなどからなる絶縁基板１１０上に、複数のゲート線１２１及び複数の維持電極線１３１が形成されている。
ゲート線１２１は、ゲート信号を伝達し、図２中、主に横方向に延びている。各ゲート線１２１は、上方に突出した複数のゲート電極１２４と、他の層または外部駆動回路との接続のために面積が広い端部１２９とを含む。ゲート信号を生成するゲート駆動回路（図示せず）は、基板１１０上に付着されるフレキシブル印刷回路膜（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｆｉｌｍ）（図示せず）上に装着されたり、基板１１０上に直接装着されたり、基板１１０に集積される。ゲート駆動回路が基板１１０上に集積されている場合は、ゲート線１２１が延びてこれと直接接続される。

維持電極線１３１は、所定電圧の印加を受けてゲート線１２１とほぼ平行に延びている。各維持電極線１３１は、隣接した二つのゲート線１２１の間に位置し、二つのゲート線１２１のうち、図２中の下側のゲート線１２１に近接するように配置されている。維持電極線１３１は、下上に拡張された維持電極１３３を含む。しかし、維持電極線１３１の形状及び配置は種々に変更することができる。

ゲート線１２１及び維持電極線１３１は、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金などアルミニウム系金属、銀（Ａｇ）や銀合金など銀系金属、銅（Ｃｕ）や銅合金など銅系金属、モリブデン（Ｍｏ）やモリブデン合金などモリブデン系金属、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、及びチタニウム（Ｔｉ）などからなることができる。しかし、これらは物理的性質が異なる二つの導電膜（図示せず）を含む多重膜構造を有することもできる。このうちの一つの導電膜は、信号遅延や電圧降下を減らすことができるように比抵抗が低い金属、例えば、アルミニウム系金属、銀系金属、銅系金属などからなる。これと異なり、もう一つの導電膜は、他の物質、特にＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）及びＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）との物理的、化学的、電気的接触特性に優れた物質、例えば、モリブデン系金属、クロム、タンタル、チタニウムなどからなる。このような組み合わせの好適例としては、クロム下部膜とアルミニウム（合金）上部膜、及びアルミニウム（合金）下部膜とモリブデン（合金）上部膜がある。しかし、ゲート線１２１及び維持電極線１３１は、これ以外にも様々な金属または導電体からなることができる。

ゲート線１２１及び維持電極線１３１の側面は、基板１１０面に対して傾斜しており、その傾斜角は約３０°〜約８０°であることが好ましい。ゲート線１２１及び維持電極線１３１上には、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）または酸化シリコン（ＳｉＯｘ）などからなるゲート絶縁膜１４０が形成されている。
ゲート絶縁膜１４０上には、水素化非晶質シリコン（非晶質シリコンはａ-Ｓｉと略称する。）または多結晶シリコンなどからなる複数の線状半導体１５１が形成されている。線状半導体１５１は、主に縦方向に延びてゲート電極１２４に向かって延びている複数の突出部１５４を有し、突出部１５４から複数の拡張部１５７が延びている。線状半導体１５１は、ゲート線１２１及び維持電極線１３１近傍で幅が広くなり、これらを幅広く覆っている。

半導体１５１上には、複数の線状及び島状オーミック接触部材１６１、１６３、１６５が形成されている。オーミック接触部材１６１、１６３、１６５は、リンなどのｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ+水素化非晶質シリコンなどの物質からなるか、シリサイドからなることができる。線状オーミック接触部材１６１は、複数の突出部１６３を有し、この突出部１６３と島状オーミック接触部材１６５が対をなして半導体１５１の突出部１５４上に配置されている。

また、半導体１５１、１５４、１５７とオーミック接触部材１６１、１６３、１６５の側面は基板１１０面に対して傾斜しており、傾斜角は３０°〜８０°程度である。オーミック接触部材１６１、１６３、１６５及びゲート絶縁膜１４０上には、複数のデータ線１７１とこれから分離されている複数のドレイン電極１７５が形成されている。データ線１７１は、データ信号を伝達し、図２中、主に縦方向に延びてゲート線１２１と交差している。各データ線１７１は、ゲート電極１２４に向かって延びた複数のソース電極１７３と、他の層または外部駆動回路との接続のために面積が広い端部１７９を有する。データ信号を生成するデータ駆動回路（図示せず）は、基板１１０上に付着されるフレキシブル印刷回路膜（図示せず）上に装着されたり、基板１１０上に直接装着されたり、基板１１０に集積されたりする。データ駆動回路が基板１１０上に集積される場合は、データ線１７１が延びてこれと直接接続される。

ドレイン電極１７５はデータ線１７１と分離されており、ゲート電極１２４を中心としてソース電極１７３と対向している。各ドレイン電極１７５は面積が広い一端部１７７と、棒形の他側端部を有している。広い端部１７７は維持電極１３３と重畳され、棒形の端部は屈曲したソース電極１７３で一部囲まれている。
一つのゲート電極１２４、一つのソース電極１７３、及び一つのドレイン電極１７５は、半導体１５１の突出部１５４と共に一つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成し、薄膜トランジスタのチャネルは、ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間の突出部１５４に形成されている。

データ線１７１及びドレイン電極１７５は、モリブデン、クロム、タンタル、及びチタニウムなど耐火性金属、またはこれらの合金からなることが好ましく、耐火性金属膜（図示せず）と低抵抗導電膜（図示せず）を含む多重膜構造を有することができる。多重膜構造の例としては、クロムまたはモリブデン（合金）下部膜とアルミニウム（合金）上部膜の二重膜、モリブデン（合金）下部膜とアルミニウム（合金）中間膜とモリブデン（合金）上部膜の三重膜がある。しかし、データ線１７１及びドレイン電極１７５はこれ以外にも種々の金属または導電体からなることができる。

さらに、データ線１７１及びドレイン電極１７５は、その側面が基板１１０面に対して３０°〜８０°程度の傾斜角で傾斜していることが好ましい。オーミック接触部材１６１、１６３、１６５はその下の半導体１５１、１５４、１５７と、その上のデータ線１７１及びドレイン電極１７５の間にのみ存在し、これらの間の接触抵抗を低くする。殆どの部分において線状半導体１５１がデータ線１７１より狭いが、上述のように、ゲート線１２１と重畳する部分で幅が広くなり表面のプロファイルを滑らかにすることによって、データ線１７１が断線することを防止する。半導体１５４には、ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間をはじめとして、データ線１７１及びドレイン電極１７５で覆われず露出している部分１５４がある。

データ線１７１、ドレイン電極１７５、及び露出している半導体１５４部分上には、保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０は窒化シリコンや酸化シリコンなどの無機絶縁物からなる下部膜１８０ｐと、有機絶縁物からなる上部膜１８０ｑを含む。上部保護膜１８０ｑは４．０以下の誘電定数を有することが好ましく、感光性を有してもよく、その表面には、凹凸が形成されている。凹凸を構成する凸部の大きさは位置によって異なる。また、上部保護膜１８０ｑには、下部保護膜１８０ｐの一部を露出させる開口部が形成されている。しかし、保護膜１８０は無機絶縁物または有機絶縁物などからなる単一膜の構造を有することもできる。

保護膜１８０には、データ線１７１の端部１７９と、ドレイン電極１７５とをそれぞれ露出させる複数のコンタクトホール（接触孔）１８２、１８５が形成されており、保護膜１８０とゲート絶縁膜１４０には、ゲート線１２１の端部１２９を露出させる複数のコンタクトホール１８１が形成されている。そして、保護膜１８０上には、複数の画素電極１９１及び複数の接触補助部材８１、８２が形成されている。

各画素電極１９１は上部保護膜１８０ｑの凹凸に沿って屈曲しており、透明電極１９２及びその上の反射電極１９４を含む。透明電極１９２はＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質からなり、反射電極１９４はアルミニウム、銀、クロム、またはその合金などの反射性金属からなる。しかし、反射電極１９４はアルミニウム、銀、またはその合金などの低抵抗反射性上部膜（図示せず）と、モリブデン系金属、クロム、タンタル、及びチタニウムなどのＩＴＯまたはＩＺＯと接触特性が良好な下部膜（図示せず）の二重膜構造を有することができる。

反射電極１９４は透明電極１９２一部の上にのみ存在し、透明電極１９２の他の部分を露出させ、透明電極１９２の露出している部分は透過窓１９５に位置している。
画素電極１９１はコンタクトホール１８５を介してドレイン電極１７５と物理的、電気的に接続され、ドレイン電極１７５からデータ電圧の印加を受けている。データ電圧が印加された画素電極１９１は、共通電圧の印加を受ける共通電極表示板２００の共通電極２７０と共に、電場を生成することによって二つの電極１９１、２７０間の液晶層３の液晶分子の方向を決定する。このように決定された液晶分子の方向によって液晶層３を通過する光の偏光が変わる。画素電極１９１と共通電極２７０はキャパシタ（以下、液晶キャパシタという。）を構成し、薄膜トランジスタが非導通された後にも印加された電圧を維持する。

薄膜トランジスタ表示板１００、共通電極表示板２００、及び液晶層３などを備える半透過型液晶表示装置は、透明電極１９２及び反射電極１９４によってそれぞれ定義される透過領域（ＴＡ）と、反射領域（ＲＡ）とに区画される。詳細には、透過窓１９５の下上に位置する部分が透過領域（ＴＡ）となる。
透過領域（ＴＡ）において、液晶表示装置の後面、つまり、薄膜トランジスタ表示板１００側から入射する光が液晶層３を通過して前面、つまり、共通電極表示板２００側に出ることによって表示を行う。反射領域（ＲＡ）において、前面から入る光が液晶層３に入り、その後反射電極１９４によって反射され、液晶層３を再び通過して前面に出ることによって表示を行う。この時、反射電極１９４の屈曲は光の乱反射を誘導し、画面に物体が映る現象を防止する。

透過領域（ＴＡ）には、上部保護膜１８０ｑがないので、透過領域（ＴＡ）における液晶層３の厚さ、またはセルギャップ（ｃｅｌｌ ｇａｐ）が反射領域（ＲＡ）におけるセルギャップよりも大きい。特に、透過領域（ＴＡ）におけるセルギャップが反射領域（ＲＡ）におけるセルギャップの２倍であることが好ましい。これは、透過領域（ＴＡ）を通過する光は液晶層３を１回のみ通過し、反射領域（ＲＡ）を通過する光は液晶層３を２回通過するため、反射領域（ＲＡ）の光の通過距離は透過領域（ＴＡ）の光の通過距離の約２倍となるためである。

画素電極１９１及びこれと電気的に接続されているドレイン電極１７５は維持電極線１３１と重畳されている。画素電極１９１及びこれと電気的に接続されているドレイン電極１７５が維持電極線１３１と重畳されてなすキャパシタをストレージキャパシタとし、ストレージキャパシタは液晶キャパシタの電圧維持能力を強化する。
接触補助部材８１、８２はそれぞれコンタクトホール１８１、１８２を介してゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９と接続されている。接触補助部材８１、８２はゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９と外部装置との接着性を補完し、これらを保護している。

次に、共通電極表示板２００について説明する。
透明なガラスまたはプラスチックなど絶縁物質からなる基板２１０上に、遮光部材２２０が形成されている。遮光部材２２０は、ブラックマトリックスともいい、画素電極１９１と対向している複数の開口領域を定義する一方、画素電極１９１間の光漏れを防止する。また、基板２１０上には、複数のカラーフィルタ２３０が形成され、遮光部材２２０で囲まれた開口領域内にほとんど入るように配置されている。カラーフィルタ２３０は画素電極１９１に沿って縦方向に長く延びている帯状に形成できる。各カラーフィルタ２３０は赤色、緑色及び青色の三原色など基本色のうちの一つを表示することができる。

各カラーフィルタ２３０には、反射領域（ＲＡ）に光孔２４０が形成され、透過領域（ＴＡ）と反射領域（ＲＡ）とにおける光がカラーフィルタ２３０を通過する回数の差に伴う色調差を補償することができる。光孔２４０の大きさは、緑色のカラーフィルタ２３０で最も大きく、青色のカラーフィルタ２３０で最も小さいことが好ましい。これにより、均一な色再現性を達成することができる。

カラーフィルタ２３０及び遮光部材２２０上には、有機物質などからなる蓋膜（ｏｖｅｒｃｏａｔ）２５０が形成されている。蓋膜２５０はカラーフィルタ２３０を保護する役割を有し、これは省略してもよい。
一方、反射電極１９４の凹凸パターンを構成する凸部の大きさは、光孔２４０を有しない周辺領域に比して、光孔２４０に対向している部分で大きく、特に、光孔２４０の中心部で最も大きい。即ち、このように光孔２４０に対向している反射領域（ＲＡ）における凸部の大きさを調節することによって、光孔２４０が形成される反射領域（ＲＡ）におけるセルギャップと、光孔２４０が形成されていない反射領域（ＲＡ）におけるセルギャップとを同一にすることができる。このようにして、蓋膜２５０により完全に平坦化されていない光孔２４０領域におけるセルギャップの差を補償することができる。蓋膜２５０上には、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質からなっている共通電極２７０が形成されている。

次に、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の反射電極１９４の凹凸パターンを誘導する保護膜１８０の凹凸パターンについて、図５及び図６を参照してより詳細に説明する。
図５及び図６は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の反射領域における凹凸パターンの例である。図５及び図６の上部には、凹凸パターンの平面を概略的に示し、下部には光孔２４０と対向する保護膜１８０の断面を概略的に示した。

図５に示すように、光孔２４０は四角形状に形成されており、凹凸パターンは、光孔２４０の上下中央部で凸部の大きさが最も大きく形成され、中央部から遠くなるほどその大きさが小さくなる。
本実施形態において、図５（ａ）に示すように光孔２４０が横方向に長方形である場合は、横方向の長辺に交差するに中央線Ａ−Ａ’を基準として凸部の大きさが次第に小さくなるように形成している。つまり、凸部１、２、３・・・の順に凸部の大きさが次第に小さくなる。一方、図５（ｂ）に示すように光孔２４０が縦方向に長い長方形である場合には、長辺と平行な中央線Ｂ−Ｂ’、つまり、縦方向の中央線Ｂ−Ｂ’を基準として凸部１、２、３・・・の大きさが次第に小さくなるように形成する。ここで、光孔２４０に蓋膜２５０が流れ込むように形成されることで、光孔２４０の中央部分において蓋膜２５０が凹むように形成される。よって、光孔２４０による段差は、図１に示すように光孔２４０の中央部で最も大きい。そのため、前述のような光孔２４０の中央部で凸部の大きさが最も大きく、中央部から離れるほど凸部が小さくなるような凹凸パターンによれば、保護膜１８０の高さが光孔２４０による段差を補償するようによって変化し、セルギャップを一定に維持することができる。

図６に示すように、円形に形成されている光孔２４０の場合、円の中心から凸部の直径を最も大きくし、円周に近くなるほど凸部の直径を相対的に小さくする。つまり、凸部１、２、３・・・の順に凸部の大きさが次第に小さくなる。このような形状に凹凸パターンを形成することによって、図５と同様にセルギャップを一定に維持することができる。
一方、光孔２４０の大きさは、緑色のカラーフィルタ２３０で最も大きく、青色のカラーフィルタ２３０で最も小さいことが好ましいので、緑色のカラーフィルタ２３０対応して光孔２４０の大きさが大きい場合は凸部の大きさを相対的に大きくし、青色のカラーフィルタ２３０に対応して光孔２４０の大きさが小さい場合は凸部の大きさを相対的に小さくする。即ち、緑色のカラーフィルタ２３０が有する光孔２４０と対向する領域で凸部の大きさが相対的に最も大きく、青色のカラーフィルタ２３０が有する光孔２４０と対向する領域に配置されている凸部の大きさが最も小さいことが好ましい。これは、光孔２４０が大きいほど図１に示す光孔２４０の段差も大きくなるため、凸部の大きさを大きくするのが好ましく、光孔２４０が小さいほど光孔２４０の段差が小さくなるため、凸部の大きさを小さくするのが好ましいからである。このようにすれば、光孔２４０の大きさに伴う段差の差を補償し、各カラーフィルタ２３０におけるセルギャップを一定に維持することができる。

次に、本発明の実施形態に基づいて反射電極１９４の凹凸を誘導する凹凸パターンの凸部を形成する方法について図７を参照して説明する。図７は本発明の一実施形態に係る光孔と対向する領域の凹凸パターンを形成するために用いるマスクの平面図と、これによって形成された凹凸パターンの断面図である。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の反射領域における凹凸パターンを形成するためにフォト工程を利用するが、フォト工程で用いられるマスクの一部が図７（ａ）に示され、図７（ａ）のマスクを用いて露光及び現像することによって形成される凹凸パターンの一例が図７（ｂ）に示されている。

図７（ａ）に示すように、マスク９５０の表面は光を通過させない不透明領域９５１（黒色部分）と、光を通過させる透明領域９５２（白色部分）とに分けられる。マスク９５０を構成する基本板としては透明な石英板を使用することができ、不透明領域９５１には、クロム（Ｃｒ）、エマルジョン（ｅｍｕｌｓｉｏｎ）、酸化鉄、シリコンなどの物質が石英板上に形成されることができる。本発明の実施形態に係るマスク９５０において、図７（ｂ）に示した凹凸パターンを構成する凸部の中心部Ｃ、つまり光孔２４０の中心部では透明領域９５２は極めて小さく配置され、中心から遠い周辺部Ｄほど透明領域９５２が次第に大きく配置されている。また、図７（ｂ）に示した凹凸パターンの凸部の大きさが最も大きい中央凸部の中心部Ｃに比して、凸部の大きさが次第に減少する周辺部Ｄでは透明領域９５２が相対的に広く配置されている。

このようなマスク９５０を用いることにより、フォト工程の露光段階において感光性膜に達する光量が凸部の中心部Ｃで少なく、周辺部に向かうほど増加するので、凸部の周辺部Ｄでは有機膜が多く除去され、中心部Ｃでは除去されず等方形の凸部が形成されている。また、マスク９５０の中央から周辺に向かうほど光を通過させる領域９５２が相対的に広く配置され、凹凸パターンを構成する凸部の半径は、マスクの中央部Ｃで最も大きく、周辺部Ｄに向かうほど次第に小さくなる。

以上、正の感光性を有する有機膜を使用した場合を例示したものであり、負の感光性を有する有機膜を使用する場合には、マスクの透明部９５２と不透明部９５１の配置が図７の（ａ）と逆になる。
このように、光孔２４０と対向している領域において画素電極１９１の凹凸パターンを構成する凸部の大きさを、光孔２４０の中央部で最も大きく形成し、周辺に向かうほど小さく形成することによって、光孔２４０による段差を補償することができる。

なお、光孔２４０上の共通電極２７０の凹みがあまり無い場合には、光孔２４０が形成されている反射領域に配置されている凸部の大きさと、光孔２４０が形成されていない反射領域に配置されている凸部の大きさと、は各々均一であっても良い。
尚、本発明は、上述の実施例に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の配置図である。 図２に示した液晶表示装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図２に示した液晶表示装置のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 （ａ）本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の反射領域における凹凸パターンの例を示す図（１）である。（ｂ）本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の反射領域における凹凸パターンの例を示す図（２）である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の反射領域における凹凸パターンの例を示す図（３）。 本発明の一実施形態で用いるマスクの平面図と、製造された凹凸パターンの断面図である。

符号の説明

３ 液晶層
８１、８２ 接触補助部材
１００ 薄膜トランジスタ表示板
１１０ 基板
１２１、１２９ ゲート線
１２４ ゲート電極
１３１ 維持電極線
１３３ 維持電極
１４０ ゲート絶縁膜
１５１、１５４、１５７ 半導体
１６１、１６３、１６５ オーミック接触層
１７１、１７９ データ線
１７３ ソース電極
１７５ ドレイン電極
１８０ 保護膜
１８１、１８２、１８５ コンタクトホール
１９１ 画素電極
１９２ 透明電極
１９４ 反射電極
１９５ 透過窓
２００ カラーフィルタ表示板
２１０ 基板
２２０ 遮光部材
２３０ カラーフィルタ
２４０ 光孔
２５０ 蓋膜
２７０ 共通電極

Claims (20)

1. 透過領域と反射領域を有する半透過型液晶表示装置であって、
   第１基板と、
   前記第１基板上に形成され凹凸パターンを有する反射電極を含む画素電極と、
   前記第１基板に対向している第２基板と、
   前記第２基板上に形成され、前記反射領域に配置されている光孔を有する複数のカラーフィルタと、
   前記カラーフィルタ上に形成されている共通電極とを備え、
   前記反射電極の凹凸パターンを構成する凸部の大きさは、前記光孔を有する第１反射領域と、光孔を有しない第２反射領域とにおいて互いに異なっていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第１反射領域における前記凸部の大きさは、前記第２反射領域における前記凸部の大きさより大きいことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記凸部の大きさは、前記第１反射領域の中央部で最も大きく、前記中央部から遠くなるほど次第に小さくなることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記第１反射領域に配置されている凸部の大きさと、前記第２反射領域に配置されている凸部の大きさは、各々均一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。
5. 前記第１反射領域におけるセルギャップと、前記第２反射領域におけるセルギャップとは実質的に同一であることを特徴とする請求項２〜請求項４のうちいずれか一項に記載の液晶表示装置。
6. 前記複数のカラーフィルタは赤色、緑色及び青色のカラーフィルタを含み、前記光孔の大きさは、緑色のカラーフィルタで最も大きく、青色のカラーフィルタで最も小さいことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
7. 前記光孔の中心部に対向している凸部の直径は、前記緑色のカラーフィルタが有する光孔で最も大きく、前記青色のカラーフィルタが有する光孔で最も小さいことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記光孔は、四角形または円形に形成されることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 前記反射電極は、前記反射領域に配置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。
10. 透過領域と反射領域を有する半透過型液晶表示装置であって、
    第１基板と、
    前記第１基板上に形成されているゲート線及びデータ線と、
    前記ゲート線及びデータ線に接続されている薄膜トランジスタと、
    前記第１基板上に形成される上部保護膜及び下部保護膜と、
    前記薄膜トランジスタに接続され、前記上部保護膜上に形成されて透明電極と反射電極を含む画素電極と、
    前記第１基板に対向している第２基板と、
    前記第２基板上に形成され、前記反射領域に配置されている光孔を有する複数のカラーフィルタとを備え、
    前記上部保護膜及び前記反射電極は凹凸パターンを有しており、
    前記凹凸パターンを構成する凸部の大きさは、前記光孔を有する第１反射領域と、光孔を有しない第２反射領域とにおいて互いに異なっていることを特徴とする液晶表示装置。
11. 前記第１反射領域における前記凸部の大きさは、前記第２反射領域における前記凸部の大きさより大きいことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
12. 前記凸部の大きさは、前記第１反射領域の中央部で最も大きく、前記中央部から遠くなるほど次第に小さくなることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
13. 前記第１反射領域に配置されている凸部の大きさと、前記第２反射領域に配置されている凸部の大きさは、各々均一であることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
14. 前記複数のカラーフィルタは、赤色、緑色及び青色のカラーフィルタを含み、前記光孔の大きさは、緑色のカラーフィルタで最も大きく、青色のカラーフィルタで最も小さいことを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
15. 前記光孔の中心部に対向している凸部の直径は、前記緑色のカラーフィルタが有する光孔で最も大きく、前記青色のカラーフィルタが有する光孔で最も小さいことを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
16. 前記光孔は、四角形または円形に形成されることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
17. 前記透明電極は前記透過領域及び前記反射領域に形成され、前記反射電極は前記反射領域に形成され、前記反射電極は前記透明電極上に形成されることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
18. 前記上部保護膜は、前記下部保護膜の一部を露出させる開口部を有することを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
19. 前記第２基板上に形成される遮光部材と、
    前記遮光部材及び前記カラーフィルタの上に形成される共通電極をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
20. 前記第１反射領域におけるセルギャップと、前記第２反射領域におけるセルギャップとは実質的に同一であることを特徴とする請求項１０〜請求項１９のうちのいずれか一項に記載の液晶表示装置。
    

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