JPH11249175A

JPH11249175A - アクティブマトリクス基板およびその製造方法ならびに液晶表示パネル

Info

Publication number: JPH11249175A
Application number: JP7340998A
Authority: JP
Inventors: Takashi Inoue; 孝井上; Eiji Okamoto; 英司岡本; Takumi Seki; 琢巳関
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-03-05
Filing date: 1998-03-05
Publication date: 1999-09-17

Abstract

(57)【要約】【課題】画素領域に凹凸が形成され、入射光を適度に
散乱させることができ、優れた白色度ならびに反射特性
を有するアクティブマトリクス基板、およびこれを用い
た、コントラストが高く、明るく色純度の良好な高画質
の液晶表示パネルを提供する。【解決手段】アクティブマトリクス基板１００は、基
板３０、この基板３０上に所定のパターンで配設された
信号電極１６、この信号電極１６に接続された２端子型
非線形素子４０、およびこの２端子型非線形素子４０に
接続された画素領域２０を有する。２端子型非線形素子
４０は、基板３０上に積層された、第１の導電膜４２、
絶縁膜４４および第２の導電膜４６ａ，４６ｂを有す
る。画素領域２０は、２端子型非線形素子４０の第１の
導電膜４２と同じ成膜工程で形成され、さらに表面に凹
凸を有する第１の層２２、絶縁膜２４および画素電極お
よび反射膜として機能する第２の層２６を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング素子
として２端子型非線形素子を含むアクティブマトリクス
基板およびその製造方法ならびに液晶表示パネルに関す
る。

【０００２】

【背景技術】携帯用に好適な小型の液晶表示装置におい
ては、低電圧駆動，低電力，薄型などの特性が求められ
ている。これらの特性を達成する有効な方法の一つとし
て、バックライトを用いない、いわゆる反射型の液晶表
示装置が開発されている。

【０００３】このタイプの液晶表示装置においては、反
射膜に凹凸を設けて散乱光を発生させることにより反射
面の白色度を向上させることが行われている。例えば、
基板上に、表面に凹凸を有する樹脂層などを形成し、そ
の上に画素電極を形成する技術が知られている（例え
ば、特開平４−２１２９３１号公報、特開平５−２３２
４６５号公報参照）。この液晶表示装置においては、画
素領域の表面に凹凸を形成するために画素電極の下にパ
ターニングされた樹脂層などを設ける工程を必要とし、
プロセス数が増えるという問題がある。

【０００４】また、アクティブマトリクス方式の液晶表
示装置は、画素領域毎にスイッチング素子を設けてマト
リクスアレイを形成したアクティブマトリクス基板と、
たとえばカラーフィルタを設けた対向基板との間に液晶
を充填しておき、各画素領域毎の液晶の配向状態を制御
して、所定の画像情報を表示するものである。スイッチ
ング素子としては、一般に、薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）などの３端子素子または金属−絶縁体−金属（ＭＩ
Ｍ）型非線形素子などの２端子素子が用いられている。
そして、２端子素子を用いたスイッチング素子は、３端
子素子に比べ、クロスオーバ短絡の発生がなく、製造工
程を簡略化できるという点で優れている。

【０００５】ＭＩＭ型非線形素子は、一般的に、下電極
（第１の導電膜）としてタンタルを用い、上電極（第２
の導電膜）としてクロムなどの金属あるいはＩＴＯ膜を
用いている。ところで、タンタルは、絶縁膜上に薄膜を
成膜するとβ−タンタルとなり、その比抵抗はバルクの
場合の約１０倍となって、配線抵抗が高くなる。そのた
め、配線抵抗を下げるために、配線膜として上電極の金
属膜が用いられる。そして、上電極としては、クロムが
よく用いられるが、クロムは金属の中でも比抵抗が高
く、配線抵抗を下げるという観点からは充分とはいえな
い。そこで、配線膜として抵抗が低く安価な例えばアル
ミニウムを使用することが試みられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、画素
領域に凹凸が形成され、入射光を適度に散乱させること
ができ、優れた白色度ならびに反射特性を有するアクテ
ィブマトリクス基板、およびこれを用いた、コントラス
トが高く、明るく色純度の良好な高画質の液晶表示パネ
ルを提供することにある。

【０００７】さらに、本発明の他の目的は、上述した優
れた特性を有するアクティブマトリクス基板の製造方法
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るアクティブ
マトリクス基板は、基板、この基板上に所定のパターン
で配設された信号電極、この信号電極に接続された２端
子型非線形素子、およびこの２端子型非線形素子に接続
された画素領域を備え、前記２端子型非線形素子は、前
記基板上に積層された、第１の導電膜、絶縁膜および第
２の導電膜を含み、前記画素領域は、前記２端子型非線
形素子の第１の導電膜、絶縁膜および第２の導電膜の少
なくとも１つの膜と同じ成膜工程で形成され、さらに表
面に凹凸を有する第１の層、および前記第１の層の上に
形成され、画素電極および反射膜として機能する第２の
層、を含む。

【０００９】このアクティブマトリクス基板において
は、表面に凹凸を有する第１の層の上に、画素電極およ
び反射膜として機能する第２の層を形成することによ
り、画素領域を形成している。そして、前記第２の層は
前記第１の層の凹凸に沿って形成されるため、画素領域
の表面に前記第１の層の凹凸に対応した凹凸が形成され
ることになる。

【００１０】このような凹凸を有する画素領域において
は、外部から入射した光の一部は、表面の凹凸によって
散乱される。その結果、反射面の白色度が高くなり、コ
ントラストの優れた画像表示が可能となる。

【００１１】前記画素領域の第１の層は、その表面の凹
凸が周期的に形成されることが望ましく、この凹凸の平
均周期は、一周期の凹凸の高さをＨ、幅をＰとするとそ
の比（Ｐ／Ｈ）が好ましくは５〜２０、より好ましくは
７〜１５であることが望ましい。一周期の凹凸の高さと
幅とを前記範囲に設定することにより、散乱光の角度の
範囲を広くすることができ、視角特性、すなわち、液晶
表示パネルの視角領域が広くなること、画素電極面での
パネル周辺にある物の写り込みが無くなること、などの
点で優れる。

【００１２】また、前記画素領域の第１の層は、その凸
部の縦断面の形状が下記（式１）で表されるカーブにで
きるだけ沿った形状となることが望ましい。

【００１３】（式１）Ｙ＝ｓｉｎ²Ｘここで、Ｘは断面の基板面に平行な部分の長さを示し、
Ｙは断面の高さを示す。

【００１４】そして、該第１の層の凹凸をエッチングに
よって形成する場合には、その縦断面の形状はほぼ矩形
あるいは台形であることが望ましい。さらに、前記第１
の層の縦断面の形状は、側面に段差を有することが望ま
しい。このような段差を設けることにより、前記第１の
層の縦断面の形状は前記式１のカーブにより近似し、反
射面の散乱特性および反射特性がより向上する。その結
果、反射面において、散乱光に依存する白レベル（白色
度）と、反射光に依存する黒レベルとをバランスよく設
定することができ、明るくコントラストの高い画像表示
が可能となる。

【００１５】そして、画素領域の表面形状を決定する第
１の層は、画素電極が形成される前の工程で形成される
膜によって形成される。具体的には、前記第１の層は、
前記２端子型非線形素子の第１の導電膜、絶縁膜および
第２の導電膜の少なくとも１つの膜と同じ工程で形成さ
れ、好ましくは、第１の導電膜と同じ成膜工程で形成さ
れる。このように２端子型非線形素子を構成する膜と同
じ工程で画素領域の第１の層を形成すれば、成膜工程を
増加させることなく、該第１の層を形成することができ
る。

【００１６】前記画素領域の第２の層は、前記２端子型
非線形素子の第２の導電膜と同じ成膜工程で形成される
ことが望ましい。さらに、前記信号電極も、これらの第
２の層および第２の導電膜と同じ成膜工程で形成される
ことが望ましい。このように３者の成膜を同一工程で行
うことにより製造工程をより少なくすることができる。
また、前記第２の層と前記第２の導電膜とを同じ膜で構
成することにより、異種金属の接触による電気化学的な
腐食などの問題を発生することがなく、電気的接続の点
からも好ましい。

【００１７】前記第２の層および前記第２の導電膜は、
反射率が高く、さらにマイグレーションなどを考慮する
と、例えばアルミニウム、銀およびこれらの金属の合金
から選択される物質が好ましい。

【００１８】前記画素電極は、さらに、前記第１の層と
前記第２の層との間に、前記２端子型非線形素子の絶縁
膜と同じ工程で形成される絶縁膜を有することが好まし
い。このように第１の層と第２の層との間に絶縁膜を介
在させることにより異種の金属膜が直接接触することに
よる電気化学的な腐食を発生することがない。そして、
前記絶縁膜は、前記２端子型非線形素子の絶縁膜と同じ
工程で形成されるため、工程数を増加する必要がない。

【００１９】本発明のアクティブマトリクス基板は、た
とえば、以下の工程（ａ）〜（ｇ）を含む製造方法によ
って得られる。

【００２０】（ａ）基板上に、２端子型非線形素子を構
成する第１の導電膜を形成する工程、（ｂ）前記第１の
導電膜上に、２端子型非線形素子を構成する絶縁膜を形
成する工程、（ｃ）前記絶縁膜上に、２端子型非線形素
子を構成する第２の導電膜を形成する工程、（ｄ）前記
２端子型非線形素子の第１の導電膜、絶縁膜および第２
の導電膜の少なくとも１つの膜と同じ成膜工程で、画素
領域を構成する第１の層を形成する工程、（ｅ）フォト
リソグラフィおよびエッチングによって、前記画素領域
を構成する第１の層の表面に凹凸を形成する工程、
（ｆ）前記第１の層の上に、画素電極および反射膜とし
て機能する第２の層を形成する工程、および（ｇ）信号
電極を形成する工程。

【００２１】本発明の製造方法によれば、工程（ｄ）
で、前記２端子型非線形素子の第１の導電膜、絶縁膜お
よび第２の導電膜の少なくとも１つの膜と同じ成膜工程
で画素領域を構成する第１の層を形成することができ
る。そのため、別個の成膜工程を要せずに本発明のアク
ティブマトリクス基板を従来の方法と同様の成膜工程に
より簡易に製造することができる。

【００２２】また、前記工程（ａ）および（ｄ）は、同
一の工程で行われることが望ましい。そうすることによ
り、画素領域を構成する第１の層は、２端子型非線形素
子の第１の導電膜と同じ成膜工程で形成された後に、フ
ォトリソグラフィおよびエッチングの工程を付加するこ
とにより、所定の形状を有する凹凸を表面に形成するこ
とができる。なお、この製造方法におけるその他の成膜
工程の共通化によるプロセス簡略化については既に述べ
たので、記載を省略する。

【００２３】さらに、本発明の液晶表示パネルは、上述
したアクティブマトリクス基板を備えたことを特徴と
し、より具体的には、請求項１〜８のいずれかに記載の
アクティブマトリクス基板、前記アクティブマトリクス
基板に対向して配置される対向基板、および前記アクテ
ィブマトリクス基板と前記対向基板との間に封入された
液晶層、を含む。

【００２４】この液晶表示パネルによれば、反射面の白
色度が高く、かつコントラストが高く、従って高品質の
画像表示が可能である。この液晶表示パネルは、幅広い
用途、特に携帯が可能な液晶表示装置に好適である。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照しながら説明する。

【００２６】（アクティブマトリクス基板および液晶表
示パネル）図１は、本発明の実施の形態にかかるアクテ
ィブマトリクス基板の液晶駆動領域の１単位を模式的に
示す平面図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ線に沿
った部分を模式的に示す断面図、図３は、図１における
Ｂ−Ｂ線に沿った部分を模式的に示す断面図、および図
４は、図１におけるＣ−Ｃ線に沿った部分を模式的に示
す断面図である。

【００２７】アクティブマトリクス基板１００を構成す
る２端子型非線形素子４０は、バック・ツー・バック
（ｂａｃｋ−ｔｏ−ｂａｃｋ）構造を有する。つまり、
２端子型非線形素子４０は、第１の２端子型非線形素子
４０ａと第２の２端子型非線形素子４０ｂとを、極性を
反対にして直列に接続した構造を有する。

【００２８】具体的には、図２に示すように、２端子型
非線形素子４０は、絶縁性を有する、たとえばガラス，
プラスチックなどからなる基板３０の表面に絶縁膜３２
を介して積層された、タンタルあるいはタンタル合金か
らなる第１の導電膜４２と、この第１の導電膜４２の表
面に形成された絶縁膜４４と、この絶縁膜４４の表面に
形成され、相互に離間した第２の導電膜４６ａ，４６ｂ
とから構成されている。そして、第１の導電膜４２、絶
縁膜４４および一方の第２の導電膜４６ａから第１の２
端子型非線形素子４０ａが構成され、第１の導電膜４
２、絶縁膜４４および他方の第２の導電膜４６ｂから第
２の２端子型非線形素子４０ｂが構成されている。

【００２９】前記第１の２端子型非線形素子４０ａの第
２の導電膜４６ａは、信号電極（走査線またはデータ
線）１６の一部によって構成され、前記第２の２端子型
非線形素子４０ｂの第２の導電膜４６ｂは、画素領域２
０を構成する画素電極２６に一体的に接続されている。
また、信号電極１６は、端子７０に接続されている。

【００３０】前記画素領域２０は、前記絶縁膜３２上に
積層された、複数の凸部２８を有する第１の層２２と、
この第１の層２２上に形成された絶縁膜２４と、この絶
縁膜２４の上に形成され、反射膜および画素電極として
機能する第２の層２６とから構成されている。

【００３１】前記第１の層２２を構成する各凸部（単位
凸部）２８は、図３に示すように、その断面形状はほぼ
台形を成し、さらに段差部２８ａを有する。このように
段差部２８ａを有することにより、第２の層２６の散乱
および反射特性が向上し、より高い白色度およびコント
ラストを得ることができる。また、単位凹凸部２５の平
均周期の幅をＰとし、高さ（膜厚）をＨとすると、両者
の比（Ｐ／Ｈ）は５〜２０が好ましい。そして、前記第
１の層２２の膜厚は、３００〜１５００ｎｍであること
が望ましい。前記膜厚の下限値は、主として光の散乱を
適正なものとするのに必要な最低限の凹凸の高さを得る
のに必要である。また、第１の層２２の膜厚が前記膜厚
の上限値を超えると、その膜自体によるストレスによ
り、クラックなどの不都合が生ずることがある。

【００３２】そして、後に詳述するように、前記第１の
層２２は、前記２端子型非線形素子の第１の導電膜４２
と同一の工程によって成膜され、その後フォトリソグラ
フィおよびエッチングによって表面に凹凸が形成され
る。

【００３３】前記画素領域２０を構成する第２の層２６
は、画素電極として機能するための導電性を有するだけ
でなく、反射膜として機能する必要があるため、高い反
射率が要求され、例えば、アルミニウム、銀およびこれ
らの金属の合金から選択されることが望ましく、特にア
ルミニウムあるいはアルミニウム合金から構成されるこ
とが望ましい。前記第２の層２６は、前記第１の層２２
の凹凸形状に沿った凹凸表面を有し、前記段差部２８ａ
に対応する段差部２９を有する。

【００３４】前記絶縁膜３２は、たとえば酸化タンタル
から構成されている。前記絶縁膜３２は、第２の導電膜
４６ａ，４６ｂの堆積後に行われる熱処理よって第１の
導電膜４２の剥離が生じないこと、および基板３０から
の第１の導電膜４２への不純物の拡散を防止することを
目的として形成されているので、これらのことが問題に
ならない場合は必ずしも必要でない。

【００３５】前記第１の導電膜４２は、タンタル単体、
あるいはタンタルを主成分とし、これに周期律表で６，
７および８族に属する元素を含ませた合金膜としてもよ
い。合金に添加される元素としては、たとえばタングス
テン，クロム，モリブデン，レニウム，イットリウム，
ランタン，ディスプロリウムなどを好ましく例示するこ
とができる。特に、前記元素としてはタングステンが好
ましく、その含有割合はたとえば０．１〜６原子％であ
ることが好ましい。また、前記画素領域２０を構成する
第１の層２２は、前記第１の導電膜４２と同一工程で形
成される。

【００３６】前記絶縁膜４４は、前記第１の導電膜４２
を陽極酸化することによって得られる酸化膜から構成さ
れている。また、前記画素領域２０を構成する絶縁膜２
４は、前記絶縁膜４４と同一の工程によって形成され
る。このように画素領域２０を構成する第１の層２２と
第２の層２６との間に絶縁膜２４を形成することによ
り、異なる種類の金属が直接接触する時に生ずる電気化
学的な腐食などの問題を回避することができる。

【００３７】また、第２の導電膜４６ａ，４６ｂ、第２
の層（画素電極）２６および信号電極１６は、同一の導
電膜によって構成されている。このように第２の導電
膜、画素電極および信号電極を単一の膜で形成すること
により、膜形成に要する製造工程を少なくすることがで
きるだけでなく、２端子型非線形素子の第２の導電膜４
６ｂと画素電極２６とを異種の導電体で接合する場合に
比べて接触抵抗を小さくすることができるだけでなく、
電気化学的な腐食などの問題を回避することができ、良
好な電気的接続が可能となる。

【００３８】前記第２の導電膜４６ａ，４６ｂ、画素電
極２６および信号電極１６を構成する金属としては、例
えばアルミニウム、銀およびこれらの合金などを例示す
ることができ、導電性およびコストの点でアルミニウム
あるいはアルミニウムの合金が好ましい。アルミニウム
の合金としては、例えば、Ａｌ−Ｓｃ、Ａｌ−Ｃｕ、Ａ
ｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｃｕ−Ｔｉ−Ｂ、
Ａｌ−ＮｄおよびＡｌ−Ｍｇなどを例示することができ
る。

【００３９】前記端子７０は、図４に示すように、下層
の導電膜７２と、上層の導電膜７４とから構成されてい
る。下層の導電膜７２は特に限定されないが、例えば前
記２端子型非線形素子４０の第１の導電膜４２と同一の
工程で形成され、タンタルあるいはタンタル合金からな
ることがプロセスの点から望ましい。ただし、下層の導
電膜７２は、陽極酸化によって表面が酸化されることを
避けるために、前記第１の導電膜４２および第１の層２
２を陽極酸化するのに用いられる配線電極６０ａ，６０
ｂ，６０ｃ（図１参照）とは電気的に分離された状態で
形成される。また、上層の導電膜７４は特に限定されな
いが、信号電極１６、画素電極２６および第２の導電膜
４６ａ，４６ｂの成膜と同時に形成されることがプロセ
スの点から望ましい。

【００４０】本実施の形態に係るバック・ツー・バック
構造のＭＩＭ型非線形素子は、図５に示すように、機能
的には、容量４８と、双方向非線形素子４９とを並列に
接続した回路と見なすことができる。バック・ツー・バ
ック構造の２端子型非線形素子４０は、電圧−電流特性
の対称性が、クロス型の２端子型非線形素子に比べて優
れている。電圧−電流特性の対称性がよいとは、ある電
圧において、信号線たとえばデータ線から画素電極に電
流を流すときと、画素電極からデータ線に電流を流すと
きとの電流の絶対値の差が十分に小さいことである。

【００４１】次に、前記２端子型非線形素子４０を用い
た液晶表示パネルの一例について説明する。

【００４２】図５は、前記２端子型非線形素子４０を用
いたアクティブマトリクス方式の液晶表示パネルの等価
回路の一例を示す。この液晶表示パネル１０は、走査信
号駆動回路１２０およびデータ信号駆動回路１１０を含
む。液晶表示パネル１０には、信号線、すなわち複数の
走査線１２および複数のデータ線１４が設けられ、前記
走査線１２は前記走査信号駆動回路１２０により、前記
データ線１４は前記データ信号駆動回路１１０により駆
動される。そして、各単位画素１８において、走査線１
２とデータ線１４との間に２端子型非線形素子４０と液
晶表示要素（液晶層）４１とが直列に接続されている。
なお、図５では、２端子型非線形素子４０が走査線１２
側に接続され、液晶表示要素４１がデータ線１４側に接
続されているが、これとは逆に２端子型非線形素子４０
をデータ線１４側に、液晶表示要素４１を走査線１２側
に設ける構成としてもよい。

【００４３】図６は、本実施の形態にかかる液晶表示パ
ネルの構造の一例を模式的に示す斜視図である。この液
晶表示パネル１０は、２枚の基板、すなわちアクティブ
マトリクス基板１００と対向基板２００とが対向して設
けられ、これらの基板１００，２００間に液晶が封入さ
れている。前記アクティブマトリクス基板１００は、前
述したように、基板３０上に、絶縁膜３２が形成されて
いる。この絶縁膜３２の表面には、一方の信号電極１６
（走査線１２）が複数設けられている。そして、対向基
板２００は、基板３４の一方の表面に、前記走査線１２
に交差するようにデータ線１４が短冊状に複数形成さ
れ、他方の表面には偏光板３６が設けられている。さら
に、画素電極２６は２端子型非線形素子４０を介して走
査線１２に接続されている。なお、図６において、２端
子型非線形素子４０および画素領域２０については、図
１〜図３に示す部材と同一部材には同一の符号を付して
示している。

【００４４】そして、走査線１２とデータ線１４とに印
加された信号に基づいて、液晶表示要素４１を表示状
態，非表示状態またはその中間状態に切り替えて表示動
作を制御する。表示動作の制御方法については、一般的
に用いられる方法を適用できる。

【００４５】（アクティブマトリクス基板の製造プロセ
ス）次に、たとえば図１〜図４に示すアクティブマトリ
クス基板１００の製造方法について説明する。アクティ
ブマトリクス基板１００は、たとえば以下のプロセスに
よって製造される。

【００４６】（ａ）まず、基板３０上に酸化タンタルか
らなる絶縁膜３２が形成される。絶縁膜３２は、たとえ
ばスパッタリング法で堆積したタンタル膜を熱酸化する
方法、あるいは酸化タンタルからなるターゲットを用い
たスパッタリングやコスパッタリング法により形成する
ことができる。この絶縁膜３２は、第１の導電膜４２の
密着性を向上させ、さらに基板３０からの不純物の拡散
を防止するために設けられるものであるので、たとえば
５０〜２００ｎｍ程度の膜厚で形成される。

【００４７】次いで、絶縁膜３２上に、タンタルあるい
はタンタル合金からなる第１の導電膜４２のための導電
膜が形成される。そして、この第１の導電膜４２の形成
工程と同じ工程で、画素領域２０の第１の層２２のため
の導電膜および端子７０の下層導電膜７２のための導電
膜が形成される。この導電膜は、スパッタリング法や電
子ビーム蒸着法で形成することができ、さらに、一般に
用いられているフォトリソグラフィおよびエッチング技
術によってパターニングされ、第１の導電膜４２、第１
の層２２のための導電膜および下層導電膜７２のための
導電膜が形成される。そして、下層導電膜７２のための
導電膜は、前記第１の導電膜４２および第１の層２２の
ための導電膜と分離してパターニングされる。

【００４８】前記第１の導電膜４２および第１の層２２
のための導電膜の膜厚は、２端子型非線形素子の特性お
よび第１の層の高さＨ（図３参照）を考慮して好適な値
が選択され、好ましくは３００〜１５００ｎｍ、より好
ましくは５００〜１０００ｎｍとされる。タンタル合金
からなる第１の導電膜を形成する方法としては、混合タ
ーゲットを用いたスパッタリング法、コスパッタリング
法あるいは電子ビーム蒸着法などを用いることができ
る。タンタル合金に含まれる元素としては、周期律表で
６，７および８族の元素、好ましくはタングステン、ク
ロム、モリブデン、レニウムなどの前述した元素を選択
することができる。

【００４９】（ｂ）ついで、前記第１の層２２のための
導電膜を、一般に用いられているフォトリソグラフィお
よびエッチング技術によってパターニングすることによ
り、表面に所定の凹凸形状を有する第１の層（凹凸膜）
２２を形成する。この時、少なくとも、２端子型非線形
素子４０の第１の導電膜４２の表面が前記エッチングに
よって悪影響を受けないように、該２端子型非線形素子
の形成領域はマスキングされる。

【００５０】本実施の形態においては、前記第１の層２
２の単位凸部２８は、その断面形状が所定形状を成すよ
うに、複数回にわたってフォトリソグラフィおよびエッ
チングが繰り返されることが望ましい。例えば、図３に
示すように、単位凸部２８が段差部２８ａを有する場合
には、少なくとも２回のパターニングが必要となる。

【００５１】（ｃ）ついで、２端子型非線形素子４０を
構成する第１の導電膜４２および画素領域２０を構成す
る第１の層２２上に、酸化タンタルからなる絶縁膜４４
および２４が形成される。この絶縁膜４４および２４
は、陽極酸化法を用いて前記第１の導電膜４２および第
１の層２２の表面を酸化させることにより形成される。
陽極酸化に用いられる化成液は特に限定されないが、例
えば０．０１〜０．１重量％のクエン酸水溶液を用いる
ことができる。前記絶縁膜４４は、２端子型非線形素子
の特性などによって好ましい膜厚が選択され、たとえば
２０〜７０ｎｍ程度とされる。そして、第１の導電膜４
２および第１の層２２を陽極酸化する際に電極として用
いられた配線電極６０ａ，６０ｂ，６０ｃ（図１参照）
は、通常のフォトリソグラフィおよびエッチング技術に
よって除去される。

【００５２】（ｄ）ついで、信号電極１６、第２の導電
膜４６ａ，４６ｂおよび画素電極２６のための、例えば
アルミニウム膜からなる導電膜が形成される。この導電
膜の膜厚は、２端子型非線形素子の特性などによって好
適な値が選択され、通常３０〜２００ｎｍとされる。こ
の導電膜は、スパッタリング法や電子ビーム蒸着法で形
成することができる。そして、前記信号電極１６、第２
の導電膜４６ａ，４６ｂおよび画素電極２６は、一般に
用いられているフォトリソグラフィおよびエッチング技
術によってパターニングされる。また、この工程におい
て、前記端子７０を構成する上部導電膜７４も同時に形
成される。

【００５３】（実験例）次に、本発明の画素領域におけ
る凹凸形状が散乱光に与える影響を調べるために行った
実験について述べる。実験に用いたサンプルおよび測定
法は以下の通りである。

【００５４】（ａ）サンプル画素領域を構成する第１の層の平均周期の高さと幅との
比（Ｐ／Ｈ）（図３参照）が、それぞれ、６，１０およ
び３０である３種のサンプル（サンプル１，２および
３）を形成した。また比較用のサンプルとして、反射型
液晶表示装置において反射板として用いられる市販品Ｍ
タイプ反射板（日東電工社製）を用いた。

【００５５】（ｂ）測定法図８に示すように、資料台に固定したサンプルＳに対し
て、その法線方向から３０゜の角度で光源４００から平
行光を入射させ、サンプルＳの表面を０゜として、法線
方向に検出器３００を０゜から９５゜まで移動させて、
散乱光の強度を検出した。検出器３００には、光電子増
倍管を用いた。なお、図８において、符号５００はスリ
ットを示す。

【００５６】以上の測定結果を図７に示す。図７におい
て、横軸は検出器の角度を示し、縦軸は光の散乱強度に
比例する、検出器の出力電圧を示す。図７において符号
ａはサンプル１を、符号ｂはサンプル２を、符号ｃはサ
ンプル３を、および符号ｄは比較サンプルの結果を示
す。

【００５７】図７から、Ｐ／Ｈが３０、１０および６と
小さくなるに従って、散乱光の指向性が弱くなっていく
ことがわかる。Ｐ／Ｈが６であるサンプル１は、散乱光
の指向性が弱く広い散乱角度を有するが、正反射方向の
散乱強度が小さいために暗くなってしまう。したがっ
て、このサンプル１は、昼間の屋外などの太陽光以外の
特定の光源が無く、あらゆる角度からの光を有効に利用
する場合に向いている。また、Ｐ／Ｈが３０であるサン
プル３は、散乱特性に非常に強い指向性を有するため
に、正反射方向では明るいものの、正反射方向から少し
角度がずれると充分な散乱強度が得られず、表示画像が
見え難くなる。したがって、このサンプル３は、観測方
向を限定した用途に向いていることがわかる。これらの
サンプルのなかで、Ｐ／Ｈが１０であるサンプル２は、
サンプル１とサンプル３との中間的な特性を有してお
り、比較例とよく近似した反射特性を有し、実用上有用
であることが分かる。

【００５８】上述した実施の形態においては、２端子型
非線形素子として、いわゆるバック・ツー・バック構造
の素子を用いたが、これに限定されず、いわゆる単一の
導電膜−絶縁膜−導電膜から成るクロス型の２端子型非
線形素子を用いてもよい。

【００５９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るアクティブマトリク
ス基板の要部を模式的に示す平面図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図３】図１におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

【図４】図１におけるＣ−Ｃ線に沿った断面図である。

【図５】本発明に係る液晶表示パネルの等価回路を示す
図である。

【図６】本発明に係る液晶表示パネルの斜視図である。

【図７】本発明に係るアクティブマトリクス基板につい
て求めた、散乱光に関する測定結果を示す図である。

【図８】本発明に係るアクティブマトリクス基板につい
て求めた、散乱光に関する測定に用いられた装置を示す
図である。

【符号の説明】

１０液晶表示パネル１２走査線１４データ線１６信号電極２０画素領域２２第１の層（凹凸膜）２４絶縁膜２６第２の層（画素電極）３０基板３２絶縁膜４０２端子型非線形素子４０ａ第１の２端子型非線形素子４０ｂ第２の２端子型非線形素子４２第１の導電膜４４絶縁膜４６ａ，４６ｂ第２の導電膜１００アクティブマトリクス基板２００対向基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板、この基板上に所定のパターンで配
設された信号電極、この信号電極に接続された２端子型
非線形素子、およびこの２端子型非線形素子に接続され
た画素領域を備え、前記２端子型非線形素子は、前記基板上に積層された、
第１の導電膜、絶縁膜および第２の導電膜を含み、前記画素領域は、前記２端子型非線形素子の第１の導電膜、絶縁膜および
第２の導電膜の少なくとも１つの膜と同じ成膜工程で形
成され、さらに表面に凹凸を有する第１の層、および前
記第１の層の上に形成され、画素電極および反射膜とし
て機能する第２の層、を含むアクティブマトリクス基
板。
【請求項２】請求項１において、前記画素領域の第１の層は、前記２端子型非線形素子の
第１の導電膜と同じ成膜工程で形成されるアクティブマ
トリクス基板。
【請求項３】請求項１または２において、前記画素領域の第２の層は、前記２端子型非線形素子の
第２の導電膜と同じ成膜工程で形成されるアクティブマ
トリクス基板。
【請求項４】請求項３において、前記第２の層は、アルミニウム、銀およびこれらの金属
の合金から選択される物質からなるアクティブマトリク
ス基板。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかにおいて、前記画素領域は、さらに、前記第１の層と第２の層との
間に、絶縁膜を有するアクティブマトリクス基板。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかにおいて、前記画素領域の第１の層は、その凹凸が周期的に形成さ
れ、前記凹凸の平均周期は、一周期の凹凸の高さと幅と
の比（幅／高さ）が５〜２０であるアクティブマトリク
ス基板。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかにおいて、前記画素領域の第１の層は、その凸部の縦断面の形状が
ほぼ矩形あるいは台形であるアクティブマトリクス基
板。
【請求項８】請求項７において、前記画素領域の第１の層は、その凸部の縦断面の形状が
段差を有するアクティブマトリクス基板。
【請求項９】以下の工程（ａ）〜（ｇ）を含むことを特
徴とするアクティブマトリクス基板の製造方法。（ａ）基板上に、２端子型非線形素子を構成する第１の
導電膜を形成する工程、（ｂ）前記第１の導電膜上に、
２端子型非線形素子を構成する絶縁膜を形成する工程、
（ｃ）前記絶縁膜上に、２端子型非線形素子を構成する
第２の導電膜を形成する工程、（ｄ）前記２端子型非線
形素子の第１の導電膜、絶縁膜および第２の導電膜の少
なくとも１つの膜と同じ成膜工程で、画素領域を構成す
る第１の層を形成する工程、（ｅ）フォトリソグラフィ
およびエッチングによって、前記画素領域を構成する第
１の層の表面に凹凸を形成する工程、（ｆ）前記第１の
層の上に、画素電極および反射膜として機能する第２の
層を形成する工程、および（ｇ）信号電極を形成する工
程。
【請求項１０】請求項９において、前記工程（ａ）および（ｄ）は、同一の工程で行われる
アクティブマトリクス基板の製造方法。
【請求項１１】請求項９または１０において、前記工程（ｃ）および（ｆ）は、同一の工程で行われる
アクティブマトリクス基板の製造方法。
【請求項１２】請求項９〜１１のいずれかにおいて、前記工程（ｂ）は、前記第１の導電膜を陽極酸化するこ
とによって行われるアクティブマトリクス基板の製造方
法。
【請求項１３】請求項１２において、前記工程（ｂ）と同一の工程で、前記画素領域を構成す
る前記第１の層と前記第２の層との間に絶縁膜が形成さ
れるアクティブマトリクス基板の製造方法。
【請求項１４】請求項９〜１３のいずれかにおいて、前記工程（ｅ）において、複数回のフォトリソグラフィ
およびエッチングを行うことによって、前記第１の層の
凸部の縦断面形状が段差を有するように形成されるアク
ティブマトリクス基板の製造方法。
【請求項１５】請求項９〜１４のいずれかにおいて、前記画素領域の第２の層、前記２端子型非線形素子の第
２の導電膜および前記信号電極は、アルミニウム、銀、
およびこれらの金属の合金から選択される物質からなる
アクティブマトリクス基板の製造方法。
【請求項１６】請求項１〜８のいずれかに記載のアク
ティブマトリクス基板、前記アクティブマトリクス基板に対向して配置される対
向基板、および前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に
封入された液晶層、を含む液晶表示パネル。