JP4932421B2 - 液晶表示装置とその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に係り、特に画素部に透過領域と反射領域を併せ持つ半透過反射型の液晶表示装置とその製造方法に関する。

液晶表示装置として、反射型、透過型、および反射型と透過型を組み合わせた半透過半反射型の液晶表示装置が知られている。この半透過反射型の液晶表示装置は、各画素部にバックライトからの光を透過する透過領域と外光を反射する反射領域を併せ持つことで、透過型液晶表示装置と反射型液晶表示装置の利点を一つの液晶表示装置で実現するものである。

半透過反射型の液晶表示装置の１つに内蔵拡散板（内面拡散反射板）を備えたものがある。内蔵拡散板は１画素の基板内面における反射領域に、表示面側から入射した外光を該表示面方向に拡散反射させる金属膜を備える。図１１は、半透過反射型の液晶表示装置の１つのカラー画素の構成例を説明する模式平面図である。カラー画素ＣＰは３個の画素（副画素、あるいはサブ画素とも言う）Ｒ、Ｇ、Ｂのトリオで構成される。各画素Ｒ、Ｇ、ＢはブラックマトリクスＢＭで区画され、それぞれＲ画素は反射部ＲＲと透過部ＴＲ、Ｇ画素は反射部ＲＧと透過部ＴＧ、Ｂ画素は反射部ＲＢと透過部ＴＢを有する。

反射部ＲＲ、ＲＧ、ＲＢの横方向サイズ（ゲート線方向サイズ）がＰＨ、縦方向（データ線方向サイズ）がＰＶで、透過部ＴＲ、ＴＧ、ＴＢの横方向サイズがＰＨ、縦方向サイズがＴＶである。そして、カラー画素の横方向行サイズはＰＣＨで、縦方向サイズはＰＶである。

図１２は、半透過反射型の液晶表示装置の構造例を説明する図１１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。図１２では、図１１における透過部ＴＲ、ＴＧ、ＴＢをまとめて透過領域ＴＡとし、図１１における反射部ＲＲ、ＲＧ、ＲＢをまとめて反射領域ＲＡと表示している。図１２において、第１基板であるＴＦＴ基板ＳＵＢ１の内面に薄膜トランジスタＴＦＴが形成されている。薄膜トランジスタＴＦＴはゲート電極ＧＴ、ゲート絶縁膜ＧＩ、シリコン半導体層（図示せず）、ソース電極（ドレイン電極）ＳＤ１、ドレイン電極（ソース電極）ＳＤ２で構成される。

薄膜トランジスタＴＦＴを覆って透明絶縁材料を好適とする保護膜ＰＡＳが形成され、その上にＩＴＯを好適とする透明導電膜の画素電極ＰＸが成膜されている。この画素電極ＰＸは保護膜ＰＡＳにあけられたコンタクトホールＣＨを通してソース電極（ドレイン電極）ＳＤ１に接続され、薄膜トランジスタＴＦＴで駆動される。この構成では、保護膜ＰＡＳの膜厚は透過領域ＴＡで薄く、反射領域ＲＡでは厚く形成されている。反射領域ＲＡの保護膜ＰＡＳの表面には金属のスパッタ膜からなる凹凸のある拡散反射電極ＭＴが形成されている。そして、透過領域ＴＡのセルギャップｇ１は反射領域のセルギャップｇ２の２倍に設定されて透過光と反射光の光学的位相を合わせるようにしてある。粒子を混入した樹脂の塗布膜を用い、粒子の径を塗布膜の膜厚よりも大きくして粒子を突出させることで表面に拡散反射電極の下地層の凹凸を形成したものとしては、特許文献１を挙げることができる。

一方、第２基板であるカラーフィルタ基板（ＣＦ基板）ＳＵＢ２の内面には、ブラックマトリクスＢＭで区画されたカラーフィルタＣＦ、オーバコート層ＯＣ、対向電極（共通電極）ＡＴが成膜されている。なお、ＴＦＴ基板とＣＦ基板の液晶層との界面には配向膜が成膜されているが、図示は省略してある。

また、透過部ＴＡと反射部ＲＡの間にある段差で液晶の配向が乱され、黒表示の際に光漏れが起こる。隣接する画素のあいだにはブラックマトリクスＢＭがあるため非透過部ＮＴとなって光漏れは起こらない。しかし、画素内の段差での配向乱れは光漏れＬＫが起こり、表示品質が低下する。この対策として図１３に示した方法がある。図１３は、光漏れ対策構造を備えた半透過反射型の液晶表示装置の構造例を説明する図１２と同様の断面図である。図１３では、段差の側面に金属膜ＭＴを被覆することで、この部分を非透過部ＮＴとして光漏れを防止している。
特開２００２−３５０８４０号公報

液晶表示の高精細化に伴って、拡散反射電極も高精度に形成する必要がある。拡散反射電極の高精度化は、下地となる絶縁層の表面に形成される凹凸の高精度化が要求される。樹脂バインダに微小粒子を混入した溶液を、該樹脂バインダの膜厚を混入した微小粒子の径より薄い膜厚で塗布することで表面に凹凸を形成する従来技術ではばらつきが多く、凹凸サイズや凹凸分布の一様性、量産における均一性を保証することは難しい。また、従来の方法では高精度の拡散反射電極を低コストで製造することは難しい。

本発明の目的は、高精細表示に適応した拡散反射電極を具備した半透過反射型の液晶表示装置とその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の半透過反射型の液晶表示装置は、その拡散反射機能を持たせる反射領域に、有機絶縁層と該有機絶縁層の屈折率と同等もしくは近似の屈折率をもつ球形粒子を含む低誘電率の絶縁層で構成し、球形粒子の径を有機絶縁層の膜厚より大とすることで凹凸面を形成し、この凹凸面の表面形状に倣って成膜された金属膜で拡散反射電極を形成した。

また、本発明は、透過領域と反射領域の間に前記有機絶縁層の膜厚が前記球形粒子の径より大である前記低誘電率の絶縁層を設けることができる。さらに、本発明は、反射領域のセルギャップと透過領域のセルギャップ比を１：２とすることで、透過光と反射光の位相を合わせることができる。

また、本発明による半透過反射型の液晶表示装置の製造方法は、第１基板（通常、薄膜トランジスタ基板）の内面上に有機絶縁樹脂材に球形粒子を混合した有機絶縁膜材料を塗布し、これを乾燥して有機絶縁膜を形成し、
透過領域に開口を有して反射領域にハーフトーン露光スリットを有する露光マスクを通して露光し、前記開口による露光部を除去すると共に前記ハーフトーン露光スリットによるハーフトーン露光部の前記有機絶縁膜を減膜して前記球形粒子を露出させ、
露光後の前記有機絶縁膜を焼成して硬化させ、
硬化させた前記有機絶縁膜の上に金属薄膜を成膜して前記球形粒子の露出で形成された凹凸面に倣った凹凸面を有する拡散反射層を形成する。

また、本発明は、前記露光現像工程でのハーフトーン露光で、前記有機絶縁膜の膜厚を前記球形粒子の径の５０％相当を現像により除去することで前記球形粒子の半分を露出させることができる。

また、本発明は、前記有機絶縁膜材料の前記有機絶縁樹脂材に対する前記球形粒子の混合比で前記拡散反射層の凹凸の配列ピッチを調整することができる。

また、本発明は、前記有機絶縁樹脂材として、低誘電率で高透明性を有するアクリル樹脂、エポキシ樹脂、オレフィン樹脂、フェノール樹脂の何れかに感光剤としてナフトキノンジアジド（ＮＱＤ）を混合したもの、もしくは前記有機絶縁樹脂材に光酸発生剤を混合したものを用いることができる。

球形微粒子の粒子径と有機絶縁樹脂材との混合比で表面の凹凸の粗さやピッチを制御することができるので、表面形状にばらつきのない高精細な凹凸をもつ高精度の拡散板下地が得られる。したがって、この拡散板下地に金属膜を成膜することで、当該拡散板下地の表面形状に倣った高精度の拡散反射電極を備えた半透過反射型の液晶表示装置が得られる。

有機絶縁樹脂材と球形微粒子の屈折率を同等にすることで、この球形微粒子含有有機絶縁樹脂材の膜を透過領域に残した場合でも透明性を確保できる。さらに、構造上でこの有機絶縁樹脂材を残す他の部分で、含有する球形微粒子の径よりも当該有機絶縁樹脂材の膜厚を厚くすることで、当該有機絶縁樹脂材の膜の表面を平坦に形成できる。

本発明によれば、製造プロセス中の露光、現像、焼成等に多少のばらつきがあっても再現性の高い表面凹凸形状を得ることができ、量産性を向上することができる。また、ハーフトーン露光で凹凸のある反射領域と凹凸のない透過領域を同時形成、すなわち１回のホトリソグラフィー工程（１ホト）で形成することができ、量産性を向上することができる。

以下、本発明の最良の実施形態につき、実施例の図面を参照して詳細に説明する。

本発明の実施例１の液晶表示装置を製造プロセスにより説明する。全体の構造は図１１、図１２で説明したものと略々同様である。ただし、図１１、図１２に示した構造では、透過領域の画素電極ＰＸの下層にも有機絶縁樹脂材の膜を残しているのに対し、実施例１では、透過領域の画素電極ＰＸは第１基板（ＴＦＴ基板）ＳＵＢ１の内面に直接形成したものとして説明する。本発明は、図１１、図１２に示した半透過反射型の液晶表示装置にも同様に適用できるものであることは言うまでもない。

図１〜図５は、本発明の半透過反射型の液晶表示装置の実施例１の製造プロセスを模式的に説明する要部断面図である。以下、図１〜図５を順に参照して説明する。先ず、ＩＴＯを好適とする画素電極ＰＸを成膜したＴＦＴ基板ＳＵＢ１の内面に下記の組成と特性を有する有機絶縁膜材料溶液をスピンコートし、ホットプレートで乾燥する（図１）。乾燥後して得られた有機絶縁膜ＰＦの膜厚は２．５μｍとした。

有機絶縁膜材料溶液の組成
有機樹脂膜材料ＰＥＴ・・・比重１．０５、屈折率１．５０のアクリル樹脂に感光剤としてＮＱＤを混入
球形粒子ＰＴＣ・・・比重１．００、屈折率１．５０、粒子径１．６μｍのアクリル変性ポリスチレン
有機樹脂膜材料ＰＥＴと球形粒子ＰＴＣの配合・・重量比で３：１とし、総固形分量３０％、粘度２０ｍＰａ・ｓに調整。

次に、露光マスクＭＳＫを用いて有機絶縁膜ＰＦに露光を施す（図２）。露光マスクＭＳＫは所謂ハーフトーン露光マスクであり、有機絶縁膜を残す部分に遮光部ＳＨを有し、拡散反射電極の下層（下地）となる部分に１．５μｍ幅の多数のスリットＳＬからなるハーフトーン露光用開口部を有する反射領域ＲＡの露光部と、広い開口からなる透過領域ＴＡの露光部からなる。露光機は開口数（ＮＡ）は０．０８、露光量を１５０ｍＪ/ｃｍ²とした。なお、遮光部ＳＨの下側はゲート線やドレイン線の敷設に用いることができる。

本発明におけるハーフトーン露光（以下、単にハーフ露光と称する）は、露光機の限界分解能以下のスリット（上記のスリットＳＬ）を設けた露光マスクを使用して、未露光部の半分程度の有機絶縁膜厚を得る露光方法である。露光機の限界分解能以下のスリット（上記のスリットＳＬ）を設けたマスクを用いて露光すると、限界分解能以下のスリットＳＬ部分は、マスクパターン再現することができないため、スリットの遮光面積部に相当した減光量で、スリット部分全域を露光したときと同様の露光パターンが得られる。その結果、マスク透過部分の残膜０％、マスク遮光部分の残膜１００％、限界分解能以下のスリットＳＬ部分の残膜５０％を一回の露光で得ることができる。

例えば、開口数（ＮＡ）０．０８の露光機の場合は、限界分解能が２μｍ前後なので、１．５μｍ以下のスリットを設けることでハーフ露光が可能になる。開口数（ＮＡ）０．１４の露光機の場合は、０．８μｍ以下のスリットとなる。

また、ハーフ膜厚を得るためには、感光剤にナフトキノンジアジド（ＮＱＤ）もしくは光酸発生剤を用いたポジ型フォト機能を持つ有機絶縁膜材料が必要となる。上記感光剤を用いたポジ型フォトレジストは、照射された光量に相当した現像溶解性が出現するため、露光量の制御によって任意の膜厚を得ることができる。

こうして露光した有機絶縁膜ＰＦを、液温２５℃の０．４％テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）で８０秒現像後、水洗した。このときの未露光部分の膜厚は２．３μｍである。そして、露光量３００ｍＪ/ｃｍ²で基板内面の全面を露光して感光剤を透明化した後、２３０℃に設定したオーブンで３０分加熱し、有機絶縁膜ＰＦを硬化させた（図３）。

硬化された反射領域に対応する領域の凹凸面の凹部の厚み、すなわち有機絶縁膜ＰＦの膜厚は１μｍ、凸部の半径すなわち球形粒子の半径は１μｍ、凸部の高さは１μｍ、凸部ピーク間ピッチが２μｍであった。また、遮光部ＳＨで覆われた未露光部分に対応する領域ＢＤの膜厚は２μｍで、平坦な表面状態であった。すなわち、領域ＢＤでは球形粒子の表面からの飛び出しはなかった（図４）。

この上にアルミニウムをスパッタし、フォトリソ−エッチング処理で反射領域ＲＡに拡散反射電極ＭＴを形成する（図５）。この拡散反射電極ＭＴの反射領域は下層の有機絶縁膜ＰＦに混入された球形粒子ＰＴＣによる表面凹凸形状に倣った表面凹凸形状を有する。この拡散反射電極ＭＴは透過領域との隣接部分で画素電極ＰＸに電気的に接続している。なお、後述の実施例２を含めて、アルミニウムをスパッタする前にモリブデンなどの高反射性金属膜をスパッタして金属膜を多層化してもよい。

実施例１により、表面形状にばらつきのない高精細な凹凸をもつ高精度の拡散板下地が得られる。したがって、この拡散板下地にスパッタを好適とする方法で薄い金属膜を成膜することにより、当該拡散板下地の表面形状に倣った高精度の拡散反射電極を備えた半透過反射型の液晶表示装置が得られる。

図６は、本発明による半透過反射型の液晶表示装置の実施例２を模式的に説明する要部断面図である。実施例２の有機絶縁膜材料溶液の組成は以下のとおりである。すなわち、
有機樹脂膜材料ＰＥＴ・・・比重１．０５、屈折率１．５０のアクリル樹脂に感光剤としてＮＱＤを混入
球形粒子ＰＴＣ・・・比重２．６５、屈折率１．４５、粒子径１．８μｍの石英ビーズ
有機樹脂膜材料ＰＥＴと球形粒子ＰＴＣの配合・・・重量比で１：１とし、総固形分量４０％、粘度２０ｍＰａ・ｓに調整。

ＩＴＯを好適とする画素電極ＰＸを成膜したＴＦＴ基板ＳＵＢ１の内面に上記の組成と特性を有する有機絶縁膜材料溶液をスピンコートし、ホットプレートで乾燥した。乾燥後して得られた有機絶縁膜ＰＦの膜厚は２．５μｍとした。

実施例１と同様のハーフ露光マスクを用いて有機絶縁膜ＰＦを露光し、液温２５℃の０．４％ＴＭＡＨで８０秒現像後、水洗した。このときの未露光部の膜厚は２．３μｍであった。これに、露光量３００ｍＪ／ｃｍ²を全面に照射して感光剤を透明化した後、２３０℃に設定したオーブンで３０分加熱して膜を硬化させた。完成した凹凸部は、その凹部の膜厚が１μｍ、凸部の高さが１μｍ、球形微粒子の半径が１μｍ、凸部のピーク間のピッチが２μｍであった。また、未露光部分の膜厚は２μｍで、表面には粒子の飛び出しがなく、平坦面となっていた。

その後、実施例１と同様にアルミニウムをスパッタし、フォトリソ−エッチング処理で反射領域ＲＡに拡散反射電極ＭＴを形成する。この拡散反射電極ＭＴの反射領域は下層の有機絶縁膜ＰＦに混入された球形粒子ＰＴＣによる表面凹凸形状に倣った表面凹凸形状を有する。この拡散反射電極ＭＴは透過領域との隣接部分で画素電極ＰＸに電気的に接続している。

実施例２によっても、表面形状にばらつきのない高精細な凹凸をもつ高精度の拡散板下地が得られる。したがって、この拡散板下地に薄い金属膜を成膜することで、当該拡散板下地の表面形状に倣った高精度の拡散反射電極を備えた半透過反射型の液晶表示装置が得られる。

次に、本発明の上記各実施例を評価するための比較例１，２，３について説明し、その後に本発明の実施例と比較して評価する。

比較例１

図７は、本発明に対する比較例１の半透過反射型の液晶表示装置を模式的に説明する要部断面図である。比較例１では、有機樹脂膜材料ＰＥＴとして、比重１．０５、屈折率１．５０のアクリル樹脂に感光剤としてＮＱＤを混入したものを用い、球形粒子の混入はしなかった。この有機絶縁膜材料溶液をＴＦＴ基板ＳＵＢ１の内面にスピンコートし、ホットプレートで乾燥して膜厚が２．５μｍの有機絶縁膜ＰＦを得た。

透過領域に開口を有し、実施例１と同様に膜を残す部分を遮光すると共に反射領域も全て遮光した露光マスクを用いて有機絶縁膜ＰＦを露光し、液温２５℃の０．４％ＴＭＡＨで８０秒現像後、水洗した。このときの未露光部の膜厚は２．３μｍであった。これに、露光量３００ｍＪ／ｃｍ²を全面に照射して感光剤を透明化した後、２３０℃に設定したオーブンで３０分加熱して膜を硬化させた。未露光部分の膜厚は２μｍで、反射領域も含め表面は平坦面となっていた。

その後、実施例１と同様にアルミニウムをスパッタし、フォトリソ−エッチング処理で反射領域ＲＡに拡散反射電極ＭＴを形成した。この拡散反射電極ＭＴの反射領域は下層の有機絶縁膜ＰＦの表面形状に倣って平坦面形状となっていた。反射電極ＭＴは透過領域との隣接部分で画素電極ＰＸに電気的に接続している。

比較例２

図８は、本発明に対する比較例２の半透過反射型の液晶表示装置を模式的に説明する要部断面図である。比較例２では、有機樹脂膜材料ＰＥＴとして、比重１．０５、屈折率１．５０、総固形分量３０％、粘度２５ｍＰａ・ｓに調整したアクリル樹脂に感光剤としてＮＱＤを混入したものを使用し、球形粒子の混入はしなかった。この有機絶縁膜材料溶液をＴＦＴ基板ＳＵＢ１の内面にスピンコートし、ホットプレートで乾燥して膜厚が２．５μｍの有機絶縁膜ＰＦを形成した。

透過領域に開口を有し、実施例１と同様に膜を残す部分を遮光し、反射領域に凹凸を形成させるための凹部を形成する部分には１．５μｍ幅のスリットを入れ、その上に１０μｍ□の遮光部を２０μｍピッチで配置したハーフ露光マスクを用いて、開口数ＮＡ０．０８の露光機で露光量１５０ｍＪ／ｃｍ²で露光した。露光後、液温２５℃の０．４％ＴＭＡＨで８０秒現像後、水洗した。このときの未露光部の膜厚は２．３μｍであった。これに、露光量３００ｍＪ／ｃｍ²を全面に照射して感光剤を透明化した後、２３０℃に設定したオーブンで３０分加熱して膜を硬化させた。完成した凹凸部は、凹部も膜厚が１μｍで緩やかな凹凸面となっており、未露光部分の膜厚は２μｍであった。

その後、実施例１と同様にアルミニウムをスパッタし、フォトリソ−エッチング処理で反射領域ＲＡに拡散反射電極ＭＴを形成した。この拡散反射電極ＭＴの反射領域は下層の有機絶縁膜ＰＦの表面形状に倣って緩やかな凹凸面形状となっていた。反射電極ＭＴは透過領域との隣接部分で画素電極ＰＸに電気的に接続している。

比較例３

図９は、本発明に対する比較例３の半透過反射型の液晶表示装置を模式的に説明する要部断面図である。比較例３では、有機樹脂膜材料ＰＥＴとして、比重１．０５、屈折率１．５０、総固形分量３０％、粘度２５ｍＰａ・ｓに調整したアクリル樹脂に感光剤としてＮＱＤを混入したものを用い、球形粒子の混入はしなかった。この有機絶縁膜材料溶液をＴＦＴ基板ＳＵＢ１の内面にスピンコートし、ホットプレートで乾燥して膜厚が２．５μｍの有機絶縁膜ＰＦを得た。

透過領域に開口を有し、実施例１と同様に膜を残す部分を遮光し、反射領域に凹凸を形成させるための凹部を形成する部分には１．５μｍ幅のスリットを入れ、その上に５μｍ□の遮光部を１０μｍピッチで配置したハーフ露光マスクを用いて、開口数ＮＡが０．０８の露光機で露光量１５０ｍＪ／ｃｍ²で露光した。露光後、液温２５℃の０．４％ＴＭＡＨで８０秒現像後、水洗した。このときの未露光部の膜厚は２．３μｍであった。これに、露光量３００ｍＪ／ｃｍ²を全面に照射して感光剤を透明化した後、２３０℃に設定したオーブンで３０分加熱して膜を硬化させた。完成した凹凸部は、凹部の膜厚が１.３μｍ、凸部の先端で１.５μｍ（これは、露光光の回折と樹脂材料の溶けに起因する）となり、拡散に十分な凹凸とはならず、緩やかな凹凸面となっており、未露光部分の膜厚は２μｍであった。また、未露光部分の膜厚は２μｍであった。

その後、実施例１と同様にアルミニウムをスパッタし、フォトリソ−エッチング処理で反射領域ＲＡに拡散反射電極ＭＴを形成した。この拡散反射電極ＭＴの反射領域は下層の有機絶縁膜ＰＦの表面形状に倣って緩やかな凹凸面形状となっていた。反射電極ＭＴは透過領域との隣接部分で画素電極ＰＸに電気的に接続している。

以上説明した比較例と本発明の実施例とにおける反射領域での正面への反射率を、光の入射角を変えて測定した結果を表１に示す。

表１は、光の入射角度を変えたときの、拡散板下地の正面反射率を測定したものである。反射型表示素子の場合、光源は外光（太陽光や室内光）になるので、光が正面よりも少し角度が付いた所から入射されることが圧倒的に多い。よって、５°、１０°の入射角度における正面反射率が高い方が、反射部の画素視認性が高いと判定することができる。

実施例１，２では、十分な性能を持つ拡散板下地を得ることができた。スリット中に凸部を形成するための遮光部を設ける必要がなく、画素寸法に対する制約がないので、画素寸法が約２０μｍの高精細品種だけでなく、更に細かい画素への対応が可能である。

比較例１は、拡散板下地が平坦なため、正反射光が多く、拡散反射光が少ないという、拡散板としては不十分な性能を持つものであった。

比較例２は、従来の方法で、スリットの中に１０μｍ□の遮光部を設けて拡散板下地を形成したケースである。十分な性能が得られており、画素寸法が約４０μｍの中精細品種であれば十分対応可能であることを証明している。しかし、比較例２と同じ方法で、スリット中に５μｍ□の遮光部を設けた比較例３では、高精細化によって、凸部が露光光の回折により痩せてしまったことと、樹脂材料のメルト（溶け）により、拡散板下地の凹凸が維持できず平坦化してしまったことで、正反射光が多く、拡散反射光が少ないという、不十分な性能の拡散板下地しか得ることができなかった。これでは、画素寸法が約２０μｍの高精細品種への対応は不可能である。

図１０は、本発明による半透過反射型の液晶表示装置の一例を説明する模式断面図である。第１基板ＳＵＢ１には、走査信号配線（ゲート線）や表示信号配線（データ線）および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等の画素選択回路や画素回路オン・オフ制御回路が作り込まれている。この第１基板ＳＵＢ１の内面には、薄膜トランジスタＴＦＴで駆動されるＩＴＯを好適とする透明導電膜の画素電極ＰＸを有している。第１基板ＳＵＢ１に形成される配線や薄膜トランジスタの構造の詳細は図示していない。

この構成では、薄膜トランジスタＴＦＴの領域に層間絶縁膜ＩＮＳを有し、この層間絶縁膜ＩＮＳの上に画素電極ＰＸが形成されている。そして、反射領域ＲＡに有機樹脂膜材料ＰＥＴに球形微粒子ＰＴＣを混入した有機絶縁膜ＰＦが形成されている。この有機絶縁膜ＰＦの表面には球形微粒子ＰＴＣの飛び出しによる微細な凹凸が形成されている。この有機絶縁膜ＰＦの上にアルミニウムを好適とする金属膜ＭＴが成膜されている。金属膜ＭＴは下層の表面形状に倣った微細凹凸表面を有する拡散反射電極を構成する。この拡散反射電極は薄膜トランジスタのソース電極（又は、ドレイン電極）ＳＤ１に接続した画素電極ＰＸと接続して反射部ＲＡを構成する。画素電極ＰＸは透明基板である第１基板ＳＵＢ１の内面における透過部ＴＡの全域に成膜される。そして、画素領域の全域を覆って第１の配向膜ＯＲＩ１が形成されている。

一方、第２基板ＳＵＢ２の内面には、ブラックマトリクスＢＭで隣接画素と区画されたカラーフィルタＣＦ、共通電極（対向電極）ＡＴが形成され、その上に第２の配向膜ＯＲＩ２が形成されている。第１の配向膜と第２の配向膜の間に液晶層ＬＣが封入されている。なお、第２基板ＳＵＢ２の外面には偏光板ＰＯＬ２および、必要に応じて位相差板、反射防止膜が貼付されている。第１基板ＳＵＢ１の外面にも第１の偏光板ＰＯＬ１などが貼付されている。そして、背面には照明装置（バックライト）ＢＬＴが設置されている。この液晶表示装置によれば、高精細な半透過反射型の画像表示を得ることができる。

なお、本発明は、半透過反射型液晶表示装置に限らず、全反射型液晶表面装置にも同様に適用できる。

本発明による半透過反射型の液晶表示装置の実施例１の製造プロセスを模式的に説明する要部断面図である。 本発明による半透過反射型の液晶表示装置の実施例１の製造プロセスを模式的に説明する図１に続く要部断面図である。 本発明による半透過反射型の液晶表示装置の実施例１の製造プロセスを模式的に説明する図２に続く要部断面図である。 本発明による半透過反射型の液晶表示装置の実施例１の製造プロセスを模式的に説明する図３に続く要部断面図である。 本発明による半透過反射型の液晶表示装置の実施例１の製造プロセスを模式的に説明する図４に続く要部断面図である。 本発明による半透過反射型の液晶表示装置の実施例２を模式的に説明する要部断面図である。 本発明に対する比較例１の半透過反射型の液晶表示装置を模式的に説明する要部断面図である。 本発明に対する比較例２の半透過反射型の液晶表示装置を模式的に説明する要部断面図である。 本発明に対する比較例３の半透過反射型の液晶表示装置を模式的に説明する要部断面図である。 本発明による半透過反射型の液晶表示装置の一例を説明する模式断面図である。 半透過反射型の液晶表示装置の１つのカラー画素の構成例を説明する模式平面図である。 半透過反射型の液晶表示装置の構造例を説明する図１１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。 光漏れ対策構造を備えた半透過反射型の液晶表示装置の構造例を説明する図１２と同様の断面図である。

符号の説明

ＳＵＢ１・・・第１基板、ＳＵＢ２・・・第２基板、ＰＸ・・・透明画素電極、ＭＴ・・・金属電極、ＴＡ・・・透過部、ＲＡ・・・反射部、ＰＥＴ・・・機樹脂膜材料、ＰＴＣ・・・球形粒子、ＭＳＫ・・・露光マスク。

Claims (7)

1. 画素内に反射領域とを有する複数の画素をマトリクス状に配列した液晶表示装置であって、
   前記反射領域は、有機絶縁膜材料に当該有機絶縁膜材料の屈折率と同等の屈折率をもつ粒子を含有した有機絶縁膜を有し、
   前記粒子の径が前記有機絶縁膜の膜厚より大であることで凹凸面が形成されており、
   前記凹凸面の表面形状に倣って成膜された金属膜で形成された拡散反射電極を有し、
   前記画素内に、前記反射領域と共に透過領域を有し、
   前記反射領域の前記粒子を含有した前記有機絶縁膜は、前記透過領域と前記反射領域との境界領域まで延在し、
   前記境界領域における前記有機絶縁膜の膜厚が、前記粒子の径より大きいことを特徴とする液晶表示装置。
2. 請求項１において、
   前記反射領域のセルギャップと前記透過領域のセルギャップ比が１：２であることを特徴とする液晶表示装置。
3. 薄膜トランジスタおよび画素電極を形成した第１基板と、前記第１基板と対向する第２基板とを有し、画素内に反射領域を有する複数の画素をマトリクス状に配列した液晶表示装置の製造方法であって、
   前記第１基板の内面上に、有機絶縁樹脂材に粒子を混合した有機絶縁膜材料を塗布し、その後乾燥させ、有機絶縁膜を形成する有機絶縁膜形成工程と、
   ハーフトーン露光スリットを有する露光マスクを通して、前記ハーフトーン露光スリットを前記反射領域に対応させて前記有機絶縁膜を露光し、その後現像して、前記ハーフトーン露光スリットによるハーフトーン露光部の前記有機絶縁膜を減膜して前記粒子の一部を露出させる露光現像工程と、
   前記有機絶縁膜を焼成して硬化させる有機絶縁膜硬化工程と、
   硬化させた前記有機絶縁膜の上層に金属薄膜を成膜して前記粒子の露出で形成された凹凸面に倣った凹凸面を有する拡散反射層を形成する拡散反射層形成工程とを含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
4. 薄膜トランジスタおよび画素電極を形成した第１基板と、前記第１基板と対向する第２基板とを有し、画素内に透過領域と反射領域とを有する複数の画素をマトリクス状に配列した液晶表示装置の製造方法であって、
   前記第１基板の内面上に、有機絶縁樹脂材に粒子を混合した有機絶縁膜材料を塗布し、その後乾燥させ、有機絶縁膜を形成する有機絶縁膜形成工程と、
   開口とハーフトーン露光スリットとを有する露光マスクを通して、前記開口を前記透過領域に対応させ、且つ前記ハーフトーン露光スリットを前記反射領域に対応させて、前記有機絶縁膜を露光し、その後現像して、前記開口による露光部の前記有機絶縁膜を除去すると共に前記ハーフトーン露光スリットによるハーフトーン露光部の前記有機絶縁膜を減膜して前記粒子の一部を露出させる露光現像工程と、
   前記有機絶縁膜を焼成して硬化させる有機絶縁膜硬化工程と、
   硬化させた前記有機絶縁膜の上層に金属薄膜を成膜して前記粒子の露出で形成された凹凸面に倣った凹凸面を有する拡散反射層を形成する拡散反射層形成工程とを含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
5. 請求項３又は４において、
   前記露光工程でのハーフトーン露光で、前記有機絶縁膜の膜厚を前記粒子の径の５０％相当を現像により除去することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
6. 請求項３乃至５の何れか１項において、
   前記有機絶縁膜材料の前記有機絶縁樹脂材に対する前記粒子の混合比で前記拡散反射層の凹凸の配列ピッチを調整することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
7. 請求項３乃至６の何れか１項において、
   前記有機絶縁樹脂材が、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、オレフィン樹脂、フェノール樹脂の何れかに感光剤としてナフトキノンジアジドを混合したもの、もしくは前記有機絶縁樹脂材に光酸発生剤を混合したものであることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
   
   
   

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