JPH112707A

JPH112707A - 銀の増反射膜及びそれを用いた反射型液晶表示装置

Info

Publication number: JPH112707A
Application number: JP9156270A
Authority: JP
Inventors: Takashi Itoga; 隆志糸賀; Yoshihiro Takahashi; 義弘高橋
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-06-13
Filing date: 1997-06-13
Publication date: 1999-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】可視光領域全部にわたって反射率をほぼ一定
にするため、短波長域の反射率を改善した銀の増反射膜
及びそれを用いた反射型液晶表示装置を提供する。【解決手段】銀あるいは銀の合金の薄膜８の上に、可
視光領域の反射率をほぼ一定にするため、短波長域の反
射率を増加させるよう屈折率が比較的小さい第１の透光
性膜であるＳｉＯ₂膜９と、該第１の透光性膜の上に、
第１の透光性膜より屈折率が比較的大きい第２の透光性
膜であるＳｉＮ膜１０を積層したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外部から入射する
光のほとんど全部を反射することができる銀の増反射膜
及びこの銀の増反射膜を利用した液晶表示装置、特にプ
ロジェクター用の反射型液晶表示装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】反射型液晶表示プロジェクターは、外部
から入射する光の反射を有効に利用して画像を表示する
ので、透過型液晶表示プロジェクターと比べて液晶表示
装置内に発生する熱を低減し、小型化することが可能で
ある。このような利点を有することから、反射型液晶表
示プロジェクターの開発が進められてきた。

【０００３】従来の反射型液晶表示プロジェクターに使
用される反射型液晶表示装置について、薄膜トランジス
タを利用したアクティブマトリクス基板を備えた液晶表
示装置を図６を使用して以下に説明する。

【０００４】図６に示すように、反射型液晶表示プロジ
ェクターに使用されるアクティブマトリクス液晶表示装
置は、光透過性を有する一対のガラス基板２１、３３
と、それら各ガラス基板２１、３３の間に液晶３１を挟
持して構成される。

【０００５】ガラス基板３３には、液晶３１に電界を印
加するための対向透明電極３２が液晶３１と対向するよ
うに形成されている。ガラス基板２１には、画素３５を
表示するように、液晶３１に対し電界を印加する、薄膜
トランジスタ２２、ソース電極２３、ドレイン電極２
４、第２層間絶縁膜２５、遮光電極膜２６、第３層間絶
縁膜２７、および画素電極としての反射電極メタル膜２
８が形成されている。

【０００６】この反射型アクティブマトリクス液晶表示
装置では、ガラス基板３３側から入射する光の内、可視
光の利用効率を高めるために、反射電極メタル膜２８の
反射率の絶対値を大きくする必要がある。このため、可
視光領域の光の反射率が６０〜８０％と高く、製造プロ
セスやエッチング工程等の加工技術が容易で、他の薄膜
との整合性に優れたアルミニウム等の金属反射膜が反射
電極メタル膜２８として用いられている。

【０００７】アルミニウムよりなる反射電極メタル膜
は、図５（横軸は波長、縦軸は反射率を示す）に点線で
示すように、アルミニウム単膜の場合、可視光領域を含
む波長０．３〜０．８μｍの範囲に渡ってほぼ等しく８
６％の反射率が得られる。

【０００８】上記反射型アクティブマトリクス液晶表示
装置を、例えば反射型液晶表示プロジェクターに用いた
場合、従来の反射率では、表示画面に十分な明るさ、即
ち、スクリーンの明るさとして、例えば８００ＡＮＳＩ
ｌｍ（ＡｍｅｒｉｃａｎＮａｔｉｏｎａｌＳｔａｎ
ｄａｒｄｓＩｎｓｔｉｔｕｔｅが定めた光束（ルーメ
ン）である。）を得るためには、光源に例えば４００Ｗ
以上の消費電力を有する高輝度光源が必要になる。

【０００９】このように、強い光を液晶表示装置に照射
した場合、入射光の１０％以上が吸収されると、液晶表
示装置内の発熱量が大きくなり、液晶表示装置の信頼性
を低下させる原因となる。したがって、反射型液晶表示
プロジェクターの特長を十分に生かして、消費電力の低
減ができる低消費電力プロジェクターを製造することが
困難であった。

【００１０】また、例えば特開平７−１９１３１７号公
報には、図７に示すように、基板５１の上に、高反射率
性を示す単層または複数層の金属反射層５２と、光学的
膜厚が約λ₀／４で低屈折率の透明誘電体膜５３と、光
学的膜厚が約λ₀／４で高屈折率の透明誘電体膜５４を
順に積層してなる透明誘電体層の積層反射板５０を液晶
表示パネルに貼り付けた反射型液晶表示装置が開示され
ている（λ₀／４は、設計波長を示し、光学的膜厚とは
屈折率と膜厚の積をいう）。

【００１１】上記公報によれば、金属反射層５２の前面
に低屈折率の透明誘電体膜５３と、高屈折率の透明誘電
体膜５４を積層することにより、金属反射層のみより高
反射率になる。この公報に記載された反射型液晶表示装
置は、直視型の液晶表示装置であり、プロジェクション
型ではないが、これを反射型液晶表示プロジェクターに
用いた場合には、スクリーンの明るさとして８００ＡＮ
ＳＩｌｍ以上を得ることができ、反射型液晶表示装置内
に発生する熱を低減し、投射用の光源の消費電力を抑制
できる。

【００１２】しかしながら、上記積層反射板５０は、金
属反射層５２にアルミニウムを用いており、本発明者等
の実験では、図５の実線で示すように、アルミニウム反
射層の上に、低屈折率の透明誘電体膜５３と高屈折率の
透明誘電体膜５４を積層した増反射膜は、増反射膜によ
って高反射率となるが、たかだか８４％であり、最高で
も９１％である。

【００１３】また、この積層反射板５０を用いた反射型
液晶表示装置では、増反射膜により反射電極メタル膜か
らの反射率を高めた場合、反射電極上に形成した液晶表
示素子の容量成分Ｃ_LCに直列に接続した容量成分Ｃｉを
形成し、この容量成分Ｃｉは容量成分Ｃ_LCに比べて一般
に非常に大きいため、容量成分Ｃｉが分極を生じ、残留
直流電圧を持つことにより、残像や最適対向電圧のずれ
を生じて表示画面の品質が劣化するという問題を生じて
いる。

【００１４】また、従来の反射型液晶表示装置として、
例えば、特開平６―２７３７３１号公報では、図８に示
すように、高分子６１と液晶６２が分散混合して形成さ
れた液晶高分子複合体と、これを挟んで両側に配置され
た電極６３、６４および基板６５、６６とからなる液晶
電気光学素子において、該液晶高分子複合体の片側に反
射板６８が直接接触する液晶電気光学素子が開示されて
いる。さらに、上記反射板６８からの光の反射率を増加
させるために、電極を兼ねている反射板６８の上にさら
に多層の光学薄膜を積層した液晶電気光学素子が開示さ
れている。尚、６７、６９は配向膜である。

【００１５】上記公報はプロジェクターに応用される液
晶電気光学素子を開示し、光学薄膜と液晶高分子複合体
からなる液晶セルを組み合わせることにより、液晶電気
光学素子を用いた液晶表示装置は、表示する画像のコン
トラスト等を改良できるものである。

【００１６】ところが、特開平６―２７３７３１号公報
の反射型液晶表示装置では、反射板６８上に形成される
積層膜として半導体であるＧｅや、導電体であるＣｕ、
Ａｕ等が挙げられているが、それら積層膜は、可視光領
域において非透明、つまり光の吸収極大を有するので、
表示画面が着色することがあるという問題を生じる。

【００１７】また、特開平７―４３７０８号公報には、
図９に示すように、金属反射膜７１と、この金属反射膜
７１の上に積層された透明導電膜７２を有する背面側基
板７０と、透明電極７３を有する観察者側基板７４と、
これら両基板の間に挟持された液晶７５とを備え、上記
透明導電膜７２と透明電極７３との間に電圧を印加して
液晶７５を駆動させて画面表示する反射型液晶表示装置
において、上記透明導電膜７２の屈折率と膜厚との積が
３００ｎｍ以下である反射型液晶表示装置が開示されて
いる。

【００１８】上記公報によれば、可視光領域において、
部分的な領域の光の吸収または減衰が実質的に生じない
ため、耐湿性を増大させ、またＴＡＢ実装工程等におけ
る損傷を防止できるという利点を維持したまま、表示画
面の着色を防止できるものである。

【００１９】しかし、特開平７−４３０７８号公報の反
射型液晶表示装置は、表示画面の着色を防止できるもの
であるが、太陽光や室内光等の自然光を利用する直視タ
イプの反射型液晶表示装置であり、たとえば、反射型液
晶表示プロジェクター等に用いた場合、光の利用効率に
ついて何ら考慮していないため、表示画面に充分な明る
さを得るためには、表示画面に投射する光の光源の消費
電力が大きくなる。具体的には、たとえばスクリーンの
照射面の光束を８００ＡＮＳＩｌｍにするのに４００Ｗ
以上の消費電力を有する光源が必要になる。したがっ
て、消費電力のコストが高くなる。

【００２０】また、上記公報に記載の構成では、金属反
射膜７１の上に積層される絶縁膜中の電子が分極するた
め、液晶７５を交流駆動するために金属反射膜７１に印
加される電圧の損失が極めて大きくなる。したがって、
液晶表示装置の駆動電圧が高くなる。さらに、液晶表示
装置の駆動電圧が高いため、液晶分子の反転駆動による
横方向電界が大きくなり、液晶分子の配向の乱れが大き
くなることから、液晶表示装置の表示画面の品質が劣化
する。

【００２１】アルミニウムより反射率の高い材料とし
て、銀が知られており、例えば、特開平７−１９１３１
７号公報でも銀を金属反射層に使用することが示唆され
ている。

【００２２】図４（横軸は入射光波長、縦軸は反射率を
示す。）は、アルミニウムと銀の反射率を示し、アルミ
ニウム単膜の反射率は長い点線で示すように、入射波長
が０．３〜０．８μｍまでほぼ一定の８６％の反射率が
得られるが、銀単膜は短い点線で示すように、０．３４
μｍで立ち上がり、０．４μｍまで急激に増加し、０．
４〜０．６μｍまで漸増し、０．６μｍ以上で一定にな
る特性を持つ。このように、銀単膜は０．４５μｍ以下
の短波長域の反射率が低い問題を有している。

【００２３】このため、例えば銀単膜の反射膜を有する
液晶表示素子を用いて３枚式プロジェクションを構成す
る場合、波長０．６５μｍを中心とする赤色用パネル
と、波長０．５５μｍを中心とする緑色用パネルと、波
長０．４５μｍを中心とする青色用パネルが必要となる
が、上記図４に示すように、銀単膜の反射特性が短波長
域の反射率が低いため、青色用パネルの明るさが、赤色
用パネルや緑色用パネルに比べて暗くなり、色バランス
を保てなくなる。この問題を解決するために青色用パネ
ルだけ特別仕様で作る必要がある。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、非常
に反射率が高く、特に可視光領域の反射率をほぼ一定に
するため、短波長域の反射率を改善した銀の増反射膜で
あり、この増反射膜を利用することにより、充分なコン
トラストおよび明るさを有すると共に、残像や着色がな
く、消費電力を一層低減でき、かつ表示画面の品質を向
上できる反射型液晶表示プロジェクターに用いられる反
射型液晶表示装置を提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に記載の
反射膜は、上記の課題を解決するために、銀あるいはそ
の合金膜の上に、可視光領域の反射率をほぼ一定にする
ため、短波長域の反射率を増加させるよう屈折率が比較
的小さい第１の透光性膜と、該第１の透明性膜の上に、
第１の透光性膜より屈折率が比較的大きい第２の透光性
膜を積層したことを特徴とする。

【００２６】上記の構成によれば、短波長域の分光反射
率を高めることができ、その結果、銀本来の高い反射率
を保ったまま、可視光領域のほとんどの領域でほぼ等し
い反射率を得ることができる。本発明の実施例では、９
８％の反射率を得ている。

【００２７】請求項２の発明に記載の銀の増反射膜は、
上記透光性膜のうち、第１の透光性膜は、窒化シリコン
膜（ＳｉＮ）、ＴｉＯ₂膜、ＩＴＯ膜の中から選ばれる
一つであり、上記第２の透光性膜は、酸化シリコン膜で
あることを特徴とする。

【００２８】上記構成によれば、非常に安定で安価な材
料を使用することができ、製造を容易に行うことができ
る。

【００２９】請求項３の発明に記載の銀の増反射膜は、
上記第１の透光性膜及び第２の透光性膜は、（２ｍ＋
１）λ／４ｎ（ここで、ｍは０以上の整数、λは入射光
の波長）で決定されることを特徴とする。

【００３０】上記の構成によれば、第１光学薄膜および
第２光学薄膜の膜厚を設定することにより、第１光学薄
膜および第２光学薄膜の光透過性を確保すると共に、可
視光領域における光の分光反射率を、向上させることを
安定化できる。したがって、液晶表示装置に必要なコン
トラストおよび明るさの向上を確実化できる。

【００３１】講求項４記載の発明に記載の反射型液晶表
示装置は、絶縁性基板上に複数のゲートバスライン及び
ソースバスラインがマトリクス状に配置され、その交差
部付近にスイッチング素子および画素電極の対を配置し
た液晶表示装置において、上記画素電極は、銀あるいは
その合金からなる反射電極により構成され、該反射電極
の上に可視光領域の反射率をほぼ一定にするため、短波
長域の反射率を増加させるよう屈折率が比較的小さい第
１の透光性膜と、該第１の透明性膜の上に、第１の透光
性膜より屈折率が比較的大きい第２の透光性膜を積層し
たことを特徴とする。

【００３２】上記の構成によれば、充分なコントラスト
および明るさを有すると共に、残像や着色がなく、消費
電力を一層低減でき、かつ反射型液晶表示プロジェクタ
ーに用いられる反射型液晶表示装置の温度上昇を少なく
して表示画面の品質を向上することができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
ｌないし図３に基づいて説明すれば、以下のとおりであ
る。

【００３４】最初に、本実施の形態にかかる反射型液晶
表示装置の構成概略を、図１および図２を参照しながら
その製造方法と共に説明する。

【００３５】図１および図２（ａ）に示すように、本実
施の形態のアクティブマトリクス基板は、ピクセルオン
パッシベーション構造を有しており、このため、先ず、
例えばガラス等からなる第１基板としての透明基板１上
にＳｉＮ等からなるパッシベーション膜（図示しない）
をプラズマＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等により形成する。上記パッシベ
ーション膜は、透明基板１を構成する構成元素が、例え
ば後述する薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）２
や液晶１１に侵入することを防止するものである。

【００３６】次に、透明基板ｌ上に、液晶１１を駆動す
るためのＴＦＴ２を形成する。ＴＦＴ２はマトリクス表
示するため数１００個×数１００個が縦方向と横方向に
配置されるが、ここでは１個と、隣接するＴＦＴ２の半
分だけを示す。

【００３７】ＴＦＴ２を構成する半導体材料としては、
非晶質シリコン（アモルファスシリコン、ａ−Ｓｉ）、
多結晶シリコン（ポリシリコン、ｐ−Ｓｉ）を用いる。
ポリシリコンはアモルファスシリコンを熱処理又はレー
ザー照射して結晶化させることにより、ポリシリコンと
したものである。この半導体材料をマトリクス配置に対
応して、島状領域に分離する。この島状の半導体領域
に、ソース電極３と、ドレイン電極４とがフォトリソグ
ラフィ法によるエッチングによってそれぞれ形成され
る。

【００３８】図示しないが、ＴＦＴ２には、ゲートバス
ラインに接続されたゲート電極が設けられ、ゲートバス
ラインに走査信号が供給される。また、ソース電極３
は、液晶１１を駆動するためのデータ信号が供給される
ソースバスラインに接続されている。

【００３９】図１および図２においてはＴＦＴ２を簡略
化して示しているが、ＴＦＴ２の詳細は図３に示すよう
に、透明基板１の上に島状に形成された半導体膜１７の
上にＳｉＯ₂よりなるゲート絶縁膜１８を形成し、その
上にアルミニウムあるいはポリシリコン等の導電材料よ
りなるゲート電極１６を配置して、その上に第１層間絶
縁膜１４を形成する。この第１層間絶縁膜１４にコンタ
クトホールを開けて、ソース電極３とドレイン電極４を
形成する。

【００４０】続いて、図１および図２（ｂ）に示すよう
に、透明基板１上に、絶縁材料としてのアクリル樹脂等
の熱硬化性樹脂をスピン塗布し、あるいはＳｉＯ₂膜を
形成することにより第２層間絶縁膜５を形成する。

【００４１】すなわち、粘性が１１０ｃｐ（センチポア
ズ）のアクリル樹脂よりなる熱硬化性樹脂を透明基板１
上に塗布し、回転数を、例えば約３０００ｒｐｍで３０
秒間透明基板１を回転させる。これにより、遠心力によ
って膜厚が約２μｍの上記熱硬化性樹脂の膜が形成され
る。続いて、上記の膜を２００〜３００℃の温度でベー
キングして、樹脂を熱硬化させることにより、ＴＦＴ２
や走査信号線、データ信号線によって生じる段差を吸収
して表面が平坦な絶縁膜を形成する。

【００４２】さらに、この第２層間絶縁膜５の上に、フ
ォトレジストを塗布して、コンタクトホールを形成する
ためのマスクを用いて、露光、現像を行う。このように
して形成したレジストマスクを用いてエッチングを行
う。フォトリソグラフィ法により、上記膜厚が約２μｍ
の第２層間絶縁膜５を所定の形状にパターニングし、ド
レイン電極４側に開孔するコンタクトホール５ａを形成
するようにドライエッチングする。ドライエッチングに
は、Ｏ₂ガスを用いる。必要に応じてＣＦ₄ガスを添加す
ることにより、エッチングレートを大きくすることがで
きる。

【００４３】このようにして、図２（ｂ）に示すよう
に、ドレイン電極４上に開孔したコンタクトホール５ａ
を有する第２層間絶縁膜５が、透明基板１、ＴＦＴ２お
よびソース電極３上を覆うように形成される。

【００４４】次に、図１および図２（ｃ）に示すよう
に、ドレイン電極４および画素電極８（後述する）の間
を接続すると共に、外部光から保護するためにＴＦＴ２
上を覆う反射電極膜６を形成する。つまり、銀（Ａｇ）
あるいは銀の合金（例えば、Ｐｄ（パラジウム）１ａｔ
ｍ％以下添加した合金）からなる、膜厚が約３００ｎｍ
の薄膜を、例えばスパッタリング法、真空蒸着法等によ
ってコンタクトホール５ａの内部を含めて第２層間絶縁
膜５上に形成する。

【００４５】そして、銀あるいは銀の合金の薄膜上にフ
ォトレジストを塗布し、電極パターンを持つマスクを用
いて、露光、現像を行い、レジストマスクを介してエッ
チングすることにより、反射電極膜６をパターン形成す
る。ここではウェットエッチングを行うが、エッチング
液には、硝酸のメチルアルコール希釈液を用いる。

【００４６】これにより、図２（ｃ）に示すように、断
面略Ｔ字状の反射電極膜６が、ドレイン電極４および第
２層間絶縁膜５上に形成される。

【００４７】続いて、図１および図２（ｄ）に示すよう
に、絶縁材料としてのアクリル樹脂等の熱硬化性樹脂を
スピン塗布し、熱硬化させることにより、第３層間絶縁
膜７を、第２層間絶縁膜５および反射電極膜６上に形成
する。

【００４８】すなわち、第２層間絶縁膜５を構成する熱
硬化性樹脂と同程度の粘度である、１１０ｃｐ程度のア
クリル樹脂よりなる熱硬化性樹脂を透明基板１上に塗布
し、回転数約３０００ｒｐｍで３０秒間、透明基板１を
回転させる。これにより、遠心力によって膜厚が約２μ
ｍの上記熱硬化性樹脂の膜が形成され、熱硬化により第
３層間絶縁膜７が形成される。

【００４９】次に、上記第３層間絶縁膜７をフォトリソ
グラフィ法により、上記膜厚が約２μｍの第３層間絶縁
膜７をドライエッチングにより所定の形状にパターニン
グし、上記絶縁材料に対し、反射電極膜６上に開孔する
コンタクトホール７ａを形成する。ドライエッチング
は、Ｏ₂ガスを用いて行う。必要に応じてＣＦ₄ガスを添
加してもよい。

【００５０】これにより、図２（ｄ）に示すように、反
射電極膜６上の一部を開孔により露出した第３層間絶縁
膜７が、第２層間絶縁膜５および反射電極膜６上に形成
される。

【００５１】その後、図１および図２（ｅ）に示すよう
に、スパッタリング法、あるいは真空蒸着法等により膜
厚が３００ｎｍの銀あるいは銀の合金による薄膜８を第
３層間絶縁膜７の上に形成する。このようにして形成さ
れた銀は多結晶質であり、粒径を波長λの１／４程度以
下の大きさに形成することにより、望ましい光学特性を
得ることができ、膜厚を３０００Å程度以下とすること
により表面状態を滑らかにすることができる。この銀あ
るいは銀の合金の薄膜８の空気に対する分光反射率は、
通常、空気中において可視光領域で９６％である。

【００５２】次に、上記銀あるいは銀の合金の薄膜８を
形成後、この銀あるいは銀の合金の薄膜８のパターニン
グを行わずに、増反射膜を銀あるいは銀の合金の薄膜８
上に積層した。すなわち、第１の透光性膜としてＳｉＯ
₂膜９と、第２の透光性膜としてＳｉＮ膜１０とを銀あ
るいは銀の合金の薄膜８の上に順次積層した。ＳｉＯ₂
膜９、ＳｉＮ膜１０は、例えばＥＢ蒸着法やスパッタリ
ング法により成膜するのがよい。

【００５３】ＥＢ蒸着法はＳｉＯ₂又はＳｉＮの蒸着材
料をるつぼに入れ、このるつぼに真空中で電子ビームを
照射することにより成膜するものである。スパッタリン
グ法はＳｉＯ₂又はＳｉのターゲットに真空中でＡｒ⁺イ
オンをあてて、できたＳｉＯ₂を基板上に被着させるも
のである。ＳｉＮの場合は窒素（Ｎ₂）雰囲気中でＡｒ⁺
イオンをあてて、Ｓｉ原子と窒素原子を反応させてＳｉ
Ｎを形成し、これを基板上に被着させるものである。

【００５４】このときのＳｉＯ₂膜９、ＳｉＮ膜１０は
非晶質であり、屈折率と膜厚ｄの積で表される光学的膜
厚ｎｄは、ｎｄ＝λ／４（波長λは、だいたい０．５μ
ｍに設定）にして可視光域でメタル単体より反射率が大
きくなる。

【００５５】上記ＳｉＯ₂膜９およびＳｉＮ膜１０の膜
厚は、それぞれ（２ｍ＋１）λ／４ｎ₁および（２ｍ＋
１）λ／４ｎ₂に設定されている。ここで、ｍは０を含
む正の整数であり、ｎ₁およびｎ₂はそれぞれＳｉＯ₂膜
９およびＳｉＮ膜１０の屈折率であり、λは設定波長
（ｎｍ）である。

【００５６】このことから、本実施の形態では、可視光
領域の光透過性を確保すると共に、銀あるいは銀の合金
の薄膜８からの分光反射率を向上させるために、ＳｉＯ
₂膜９およびＳｉＮ膜１０の膜厚は、それぞれｍ＝０お
よびλ＝５００ｎｍとして計算することにより算出され
る。

【００５７】すなわち、本実施の形態では、ＳｉＯ₂膜
９およびＳｉＮ膜１０の膜厚がそれぞれ８５ｎｍ、６５
ｎｍになるように、すなわちＳｉＯ₂膜９の膜厚は７０
〜１００ｎｍの範囲内であり、ＳｉＮ膜１０の膜厚は５
０〜８０ｎｍの範囲内となるように積層する。

【００５８】ここで、図４に示すように、銀薄膜の単膜
の場合の空気に対する分光反射率が可視光領域で９６％
であったが、上記増反射膜構造を備えていることによっ
て９８％に増加し、液晶材料中から見た可視光領域の全
部分で銀単膜より高い分光反射率が得られ、特に短波長
側（４００〜５００ｎｍ）の分光反射率の低下を抑える
ことができる。この短波長域の光の吸収が発熱源となる
ため、本発明の増反射膜構造により、この短波長域の反
射率を上げることは有効である。

【００５９】次に、ＳｉＯ₂膜９、ＳｉＮ膜１０、およ
び銀あるいは銀の合金の薄膜８を一括してフォトリソグ
ラフィ法によりエッチングを行い、金属反射膜としての
画素電極と、増反射膜としてのＳｉＯ₂膜９およびＳｉ
Ｎ膜１０とを有する画素１５を形成する。

【００６０】エッチングは、ＳｉＯ₂膜９のドライエッ
チングと、銀あるいは銀の合金の薄膜８のウェットエッ
チングを併用して一括してエッチングを行う。エッチン
グを行うため、まず、フォトレジストを塗布し、画素１
５のパターンを有するマスクを用いて、露光、現像を行
い、エッチングマスクを形成する。このエッチングマス
クを用いてＳｉＯ₂膜９とＳｉＮ膜１０の２層一括エッ
チングを行う。エッチングは、ＣＦ₄／Ｏ₂＝ｌ５０／２
０ＳＣＣＭ、圧力１３３Ｐａ、ＲＦＰｏｗｅｒ１５
０Ｗの条件で約１分間放電することにより行う。次に、
銀あるいは銀の合金の薄膜８のエッチングは、硝酸のメ
チルアルコール希釈液等に浸漬させて行う。

【００６１】この一括エッチングにより、図２（ｅ）に
示すように、銀あるいは銀の合金の薄膜８、第１の透光
性膜としてのＳｉＯ₂膜９、および第２の透光性膜とし
てのＳｉＮ膜１０が互いに積層されて形成される。画素
１５のパターンはＴＦＴ２の上方、ゲートバスライン、
ソースバスラインの上方にまで延長されて形成される。

【００６２】図示しないが、マトリクス液晶パネルの周
囲に形成されるゲートバスライン、ソースバスラインの
端子部の表面絶縁膜を除去するエッチング処理を行っ
て、アクティブマトリクス基板を完成する。

【００６３】上記ＳｉＮ膜１０は、ＴｉＯ₂膜、又はＩ
ＴＯ膜に代えることができる。またＳｉＮの組成は、そ
の組成比を制御して要求される屈折率（１．８〜２．
１）に変化させることができる。

【００６４】さらに、図１に示すように、対向電極とし
てのＩＴＯ等からなる対向透明電極１２を表面全体に有
し、光透過性を有する第２基板としてのガラス基板１
３、および透明基板１にそれぞれ配向膜（図示しない）
を塗布し、形成する。そして、上記各配向膜を所定方向
に配向させるために、ラビングをそれぞれ行う。これに
より、上記各配向膜は、液晶分子を液晶１１の動作モー
ドに適した配列や傾きに制御できる。さらに、液晶１１
の層の厚みを一定にし、かつ安定したものにするため
に、スペーサー散布を行う。

【００６５】その後、シール剤を印刷した透明基板１と
ガラス基板１３とをシール剤によって貼り合わせた後、
ガラス分断を行い、さらに、液晶１１を注入し、注入口
封止工程の処理をして、本実施の形態にかかる液晶パネ
ルを得る。

【００６６】上記液晶ｌ１としては、特に限定されるも
のではない。具体的には、例えば、ツイストネマチック
液晶、ゲスト−ホスト型のネマチック液晶、スメクチッ
ク液晶、コレステリック液晶等のサーモトロピック液
晶：ライオトロピック液晶等が挙げられる。上記例示の
内、ツイストネマチック液晶、およびゲスト−ホスト型
のネマチック液晶は、液晶分子全てが透明基板１に平
行、かつ、らせん状に配列しているので好ましい。

【００６７】上記液晶１１として、例えばツイストネマ
チック液晶を用いた場合、液晶１１の動作モードは以下
のように説明できる。すなわち、透明基板１とガラス基
板１３との間で液晶１１のツイスト角は４５°であり、
電圧の無印加時には、ＴＮ効果により、入射光は偏光方
向の変化がなく反射され、黒表示となる。電圧印加時に
は、複屈折効果により、入射光は偏光方向が変えられて
反射され、上記画素１５が白表示となる。

【００６８】上記本実施の形態にかかる銀の増反射膜
は、銀あるいは銀の合金の薄膜８の上に、増反射膜とし
てのＳｉＯ₂膜９（膜厚：８５ｎｍ）およびＳｉＮ膜１
０（膜厚：６５ｎｍ）が形成されている。この構造を有
していることにより、液晶材料中から見た銀の増反射膜
の反射率は図４から明らかなように、増反射膜を省いた
場合（同図中、短い点線で示す）と比らべて、本実施の
形態の銀の増反射膜（同図中、実線で示す）は、その分
光反射率が最大で約９８％となり、約２％の分光反射率
が向上していることが分かる。

【００６９】また、アルミニウム単膜の反射率（同図
中、長い点線で示す）が８６％程度であるのと比べる
と、格段に反射率が向上している。すなわち、光を反射
する銀あるいは銀の合金の薄膜８の上に、第１の透光性
膜としてのＳｉＯ₂膜９および第２透光性膜としてのＳ
ｉＮ膜１０を形成することにより、可視光領域（４００
〜７２０ｎｍ）、特に画像表示に重要な５００ｎｍ以上
の大半領域で、銀の単膜より高い分光反射率が得られ
る。

【００７０】特に、銀特有の短波長側（４００〜５００
ｎｍ）の分光反射率の低下を抑えることができ、ほぼ一
定の反射率が得られている。この短波長域の光が吸収さ
れて発熱源となるので、増反射膜により短波長域の反射
率を上げることは、反射型液晶表示装置の発熱を低減す
る目的にとって、非常に有効である。

【００７１】ところで、増反射膜を用いた液晶パネルを
反射型液晶表示プロジェクターに使用すると、２５０Ｗ
以下の消費電力の光源を使用して、８００ＡＮＳＩｌｍ
程度の十分な明るさを得ることができる。これにより、
本発明にかかる液晶パネルは、光源の光の消費電力を一
層低減し、さらに、反射率を最大で９８％にすることが
可能になり、得られる表示画像におけるコントラストや
明るさを改善することができる。

【００７２】更に、図５に示すように、アルミニウムを
使用した場合は、液晶中での反射率は８６％であり、Ｓ
ｉＮ膜とＳｉＯ₂膜の増反射膜を形成しても、最大９１
％の反射率であるのと比べて、本発明は９８％を達成す
ることができる。

【００７３】

【発明の効果】本発明の銀の増反射膜の構成によれば、
短波長域の分光反射率を高めることができ、その結果、
銀本来の高い反射率を保ったまま、可視光領域のほとん
どの領域でほぼ等しい反射率を得ることができる。本発
明の実施例では、９８％の反射率を得ている。

【００７４】また、本発明の銀の増反射膜によれば、非
常に安定で安価な材料を使用することができ、製造を容
易に行うことができる。

【００７５】また、本発明の銀の反射膜によれば、第１
光学薄膜および第２光学薄膜の膜厚を設定することによ
り、第１光学薄膜および第２光学薄膜の光透過性を確保
すると共に、可視光領域における光の分光反射率を、向
上させることを安定化できる。したがって、液晶表示装
置に必要なコントラストおよび明るさの向上を確実化で
きる。

【００７６】更に、本発明の反射型液晶表示装置によれ
ば、充分なコントラストおよび明るさを有すると共に、
残像や着色がなく、消費電力を一層低減でき、かつ反射
型液晶表示プロジェクターに用いられる反射型液晶表示
装置の温度上昇を少なくして表示画面の品質を向上する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を利用した反射型液晶表示
装置を示す断面図である。

【図２】（ａ）〜（ｅ）は本発明のアクティブマトリク
ス基板の製造工程を説明する図である。

【図３】ＴＦＴの断面図である。

【図４】本発明による銀の増反射膜とアルミニウム反射
膜の液晶材料中から見た反射率を比較して示す図であ
る。

【図５】アルミニウムの液晶材料中から見た反射率を示
す図である。

【図６】従来の反射型液晶表示装置の断面図である。

【図７】従来の増反射膜の断面図である。

【図８】従来の増反射膜を備えた液晶表示装置の断面図
である。

【図９】従来の増反射膜を備えた液晶表示装置の断面図
である。

【符号の説明】

１、１３、２１、３３ガラス基板２、２２ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）３、２３ソース電極４、２４ドレイン電極５、２５第２層間絶縁膜５ａ、７ａコンタクトホール６反射電極膜７、２７第３層間絶縁膜８銀あるいは銀の合金の薄膜９ＳｉＯ₂膜１０ＳｉＮ膜１１、３１、６２、７５液晶１２、３２対向透明電極１５、３５画素２６遮光電極膜２８反射電極メタル膜５０積層反射板５１、６５、６６基板５２金属反射層５３低屈折率の透明誘電体膜５４高屈折率の透明誘電体膜６１高分子６３、６４電極６７、６９配向膜６８反射板７０背面側基板７１金属反射膜７２透明導電膜７３透明電極７４観察者側基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】銀あるいはその合金膜の上に、可視光領
域の反射率をほぼ一定にするため、短波長域の反射率を
増加させるよう屈折率が比較的小さい第１の透光性膜
と、該第１の透光性膜の上に、第１の透光性膜より屈折
率が比較的大きい第２の透光性膜を積層したことを特徴
とする銀の増反射膜。
【請求項２】上記透光性膜のうち、第１の透光性膜
は、窒化シリコン膜、ＴｉＯ₂膜、ＩＴＯ膜の中から選
ばれる一つであり、上記第２の透光性膜は、酸化シリコ
ン膜であることを特徴とする請求項１記載の銀の増反射
膜。
【請求項３】上記第１の透光性膜及び第２の透光性膜
は、（２ｍ＋１）λ／４ｎ（ここで、ｍは０以上の整
数、λは入射光の波長）で決定されることを特徴とする
請求項１記載の銀の増反射膜。
【請求項４】絶縁性基板上に複数のゲートバスライン
及びソースバスラインがマトリクス状に配置され、その
交差部付近にスイッチング素子および画素電極の対を配
置した液晶表示装置において、上記画素電極は、銀あるいはその合金からなる反射電極
により構成され、該反射電極の上に可視光領域の反射率
をほぼ一定にするため、短波長域の反射率を増加させる
よう屈折率が比較的小さい第１の透光性膜と、該第１の
透光性膜の上に、第１の透光性膜より屈折率が比較的大
きい第２の透光性膜を積層したことを特徴とする反射型
液晶表示装置。