WO2008047788A1 - Écran à cristaux liquides et procédé de fabrication associé - Google Patents

Description

明 細 書

液晶表示装置および液晶表示装置の製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、反射光を利用して表示を行うことができる、反射型または半透過型の液 晶表示装置に関する。

背景技術

[0002] 液晶表示装置には、表示用の光源として画面背面のバックライトを利用する透過型 液晶表示装置、外光の反射光を利用する反射型液晶表示装置、および外光とバック ライトの両方を光源として利用する半透過型液晶表示装置がある。反射型液晶表示 装置および半透過型液晶表示装置は、透過型液晶表示装置に比べて消費電力が 小さぐ明るい場所で画面が見やすいという特徴があり、半透過型液晶表示装置は 反射型液晶表示装置に比べて、喑!、場所でも表示が見やす!/、と!/、う特徴がある。

[0003] 図 13は、従来の反射型液晶表示装置 (例えば、特許文献 1)におけるアクティブマ トリックス基板 100の断面図である。

[0004] 図 13に示すように、アクティブマトリックス基板 100は、絶縁性基板 101と、絶縁性 基板 101の上に積層されたゲート層 102、ゲート絶縁層 104、半導体層 106、金属 層 108、および反射層 110を備えている。ゲート層 102、ゲート絶縁層 104、半導体 層 106、および金属層 108は、絶縁性基板 101の上に積層された後、 1つのマスクを 用いてエッチングが施されて、島状の積層構造を有するように形成される。その後、こ の積層構造の上に反射層 110が形成されることにより、凹凸を有する反射面 112が 形成されている。なお、アクティブマトリックス基板 100の上部には、図示していない 力 透明電極、液晶層、カラーフィルタ基板（CF基板）等が形成されている。

特許文献 1：特開平 9 54318号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 上述したアクティブマトリックス基板 100では、ゲート層 102等が形成されていない 部分（島の間の部分、以下、「間隙部」と呼ぶ）において、反射層 110の一部が、絶縁 性基板 101に到達するように形成されている。したがって、間隙部では、反射面 112 の表面は絶縁性基板 101の方向に陥没し、深い窪み（あるいは凹部）を形成する。

[0006] 反射型または半透過型の液晶表示装置において、反射光を利用して明るい表示を 行うためには、さまざまな方位から入射する光を、反射面によって、表示面全体に渡 つて、より均等に、効率的に反射させる必要がある。そのためには、反射面は完全な 平面ではなぐ適度な凹凸を有しているほうが良い。

[0007] し力、し、上述のアクティブマトリックス基板 100の反射面 112は深い窪みを有してい るため、窪みの下部に位置する反射面には光が到達しにくぐまた、光が到達したと しても、その反射光は液晶パネル側に反射されにくい。したがって、上述した従来の 液晶表示装置には、反射光が表示に有効に用いられないという問題があった。さら に、反射面 112の多くの部分力、液晶表示装置の表示面に対して大きな角度を有し ているため、その部分からの反射光が表示に有効に利用されないという問題もあった

[0008] 図 14は、反射面 112の傾きと反射光との関係を示す図である。図 14 (a)は、光が 屈折率 Naを有する媒質 aから屈折率 Nbを有する媒質 bに入射したときの入射角 αと 出射角 0との関係を表している。この場合、スネルの法則により、次の関係が成り立 つ。

Na X sin = Nb X sin [i

[0009] 図 14 (b)は、 LCDの表示面に垂直に入射した入射光力 表示面（あるいは基板） に対して Θだけ傾いた反射面によって反射された場合の、入射光と反射光の関係を 表した図である。図に示すように、表示面に垂直に入射した入射光は、表示面に対し て角度 Θだけ傾いた反射面によって反射され、出射角 φの方向に出射される。

[0010] スネルの法則に基づいて、反射面の角度 Θ毎に出射角 φを計算した結果を表 1に 示す。

[0011] [表 1] θ Φ 90-0

0 0 90

2 6.006121 83.99388

4 12.04967 77.95033

6 18.17181 71.82819

8 24.42212 65.57788

10 30.86588 59.13412

12 37.59709 52.40291

14 44.76554 45.23446

16 52.64382 37.35618

18 61.84543 28.15457

20 74.61857 15.38143

20.5 79.76542 10.23458

20.6 81.12757 8.872432

20.7 82.73315 7.266848

20.8 84.8031 1 5.19888

20.9 88.85036 1.149637

20.905 89.79914 0.200856

[0012] この表の値は、空気（air)の屈折率を 1. 0、ガラス基板および液晶層の屈折率を 1.

5として計算したものである。表 1に示すように、反射面の角度 Θ力 ¾0度を超えると、 出射角 Φが非常に大きくなり（90— φが非常に小さくなり）、出射光のほとんどが利用 者に届かなくなってしまう。したがって、反射層の反射面に凹凸をつけたとしても、反 射光を有効に用いるためには、反射面のより多くの部分において角度 Θを 20度以下 にする必要がある。

[0013] 上述のアクティブマトリックス基板 100の反射面 1 12には、表示面に対する角度が 2 0度より大き!/、部分が多!/、ため、反射光が表示にあまり有効には利用されてはレ、な!/ヽ 。この問題を解決するために、反射層 110の下に、金属層 108を覆うように絶縁層を 形成して、反射面を滑らかにすることが考えられる。しかし、この場合、絶縁層を形成 する工程、および絶縁層に反射層 110と TFTのドレインとを接続するためのコンタクト ホールを形成する工程等が必要となり、材料および工程数が増えるという問題が発 生する。

[0014] また、従来のアクティブマトリックス基板 100において、島状の積層構造の幅を比較 的広くした場合、積層構造の上に凹凸を有しない平坦な反射層 110が形成され、こ れによって、反射光の利用効率が低くなるという問題もあった。 [0015] 本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、高い反射率を有 する反射領域を備えた高画質の反射型液晶表示装置、及び半透過型液晶表示装 置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0016] 本発明による液晶表示装置は、入射光を表示面に向けて反射させる反射領域を備 えた液晶表示装置であって、前記反射領域は、金属層と、前記金属層の上に形成さ れた絶縁層と、前記絶縁層の上に形成された半導体層と、前記半導体層の上に形 成された反射層とを備え、前記金属層には、複数の凹部が形成されており、前記反 射領域における前記反射層には、前記金属層の形状を反映した凹凸が形成されて おり、前記金属層の前記複数の凹部の間には、それぞれが底面と上面と斜面とを有 する前記金属層の凸部が複数形成されており、前記複数の凸部のそれぞれの前記 底面の幅を a、前記底面と前記上面との間の厚さを x、前記斜面の前記底面に対する 傾斜角度を Θ、前記絶縁層と前記半導体層と前記反射層との厚さを合計した厚さを yとしたとき、前記金属層における前記複数の凸部の少なくとも 1つの前記底面の幅 a が、

a≤2 (x+y) /tan θ

を満たす。

[0017] ある実施形態では、前記金属層における前記複数の凸部の少なくとも 1つの前記 底面の幅が 15. 88 111以下である。また、ある実施形態では、前記金属層における 前記複数の凸部の少なくとも 1つの前記底面の幅が 1. OO ^ m以上である。また、あ る実施形態では、前記複数の凸部の前記斜面の前記底面に対する傾斜角度が 10 ° 以上 90° 未満である。

[0018] ある実施形態では、前記金属層の前記複数の凹部の間には、段差付き斜面を含 む前記金属層の凸状部分が複数形成されており、前記段差付き斜面は上部斜面と 平坦部と下部斜面とを含み、前記凸部の前記上面が前記凸状部分の上面であり、前 記凸部の前記斜面が前記段差付き斜面の前記上部斜面であり、前記凸部の前記底 面が前記段差付き斜面の前記平坦部と略同一平面上に形成されている。

[0019] ある実施形態では、前記金属層の前記段差付き斜面の前記下部斜面が、さらに段 差付き斜面を含む。また、ある実施形態では、前記反射層の表面に、前記金属層の 前記段差付き斜面を反映した段差が形成されている。また、ある実施形態では、前 記反射層の表面に、第 1凹部、及び前記第 1凹部の内側に位置する第 2凹部が形成 されている。また、ある実施形態では、前記金属層における前記複数の凸部の少なく とも 1つの前記底面の幅が 14. 75 m以下である。

[0020] ある実施形態では、前記複数の凸部の前記斜面の前記底面に対する傾斜角度が 10° 以上 20° 以下であり、前記複数の凸部の少なくとも 1つの前記底面の幅が 2. 7 5 111以上 15. 88 m以下である。また、ある実施形態では、前記金属層が、液晶 表示装置の補助容量を形成する 1対の電極の一方を構成する。

[0021] 本発明による、液晶表示装置の製造方法は、入射光を表示面に向けて反射させる 反射領域を備えた液晶表示装置の製造方法であって、基板の上に金属膜を形成す るステップと、前記反射領域における前記金属膜を整形し、複数の凹部を有する金 属層を形成するステップと、前記金属層の上に絶縁層を形成するステップと、前記絶 縁層の上に半導体層を形成するステップと、前記半導体層の上に金属膜を積層し、 前記金属層の前記複数の凹部の形状を反映した凹凸を備える反射層を形成するス テツプと、を含み、前記金属層を形成するステップでは、前記複数の凹部の間に、そ れぞれが底面と上面と斜面とを有する前記金属層の凸部が複数形成され、前記複数 の凸部のそれぞれの前記底面の幅を a、前記底面と前記上面との間の厚さを x、前記 斜面の前記底面に対する傾斜角度を Θ、前記絶縁層と前記半導体層と前記反射層 との厚さを合計した厚さを yとしたとき、前記金属層を形成するステップにおいて、前 記複数の凸部の少なくとも 1つの前記底面の幅 aが、

a≤2 (x+y) /tan θ

を満たすように前記金属層が形成される。

[0022] ある実施形態では、前記複数の凸部の少なくとも 1つの前記底面の幅が 15. 88 μ m以下となるように前記金属層が形成される。また、ある実施形態では、前記複数の 凸部の少なくとも 1つの前記底面の幅が 1. 00 m以上となるように前記金属層が形 成される。また、ある実施形態では、前記複数の凸部の前記斜面の前記底面に対す る傾斜角度が 10° 以上 90° 未満となるように前記金属層が形成される。 [0023] ある実施形態において、前記金属層を形成するステップでは、前記複数の凹部の 間に、段差付き斜面を有し、上部に前記複数の凸部を含む複数の凸状部分が形成 される。また、ある実施形態において、前記金属層を形成するステップでは、前記複 数の凹部の間に、複数の段差を含む段差付き斜面を有し、上部に前記凸部を含む 凸状部分が形成される。また、ある実施形態において、前記反射層を形成するステツ プでは、前記反射層の表面に、前記金属層の前記凸状部分の前記段差付き斜面を 反映した段差が形成される。

[0024] ある実施形態において、前記反射層を形成するステップでは、前記反射層の表面 に、第 1凹部、及び前記第 1凹部の内側に位置する第 2凹部が形成される。また、あ る実施形態において、前記金属層を形成するステップでは、前記金属層における複 数の前記凸部の少なくとも 1つの前記底部の幅が 14. 75 111以下となるように前記 金属層が形成される。

[0025] ある実施形態において、前記金属層を形成するステップでは、前記複数の凸部の 前記斜面の前記底面に対する傾斜角度が 10° 以上 20° 以下であり、前記複数の 凸部の少なくとも 1つの前記底面の幅が 2· 75 m以上 15. 88 m以下となるように 前記金属層が形成される。また、ある実施形態では、前記金属層が、液晶表示装置 のスイッチング素子のゲート電極と同じ金属によって、前記ゲート電極と同時に形成 される。

[0026] 本発明による他の液晶表示装置は、入射光を表示面に向けて反射させる反射領域 を備えた液晶表示装置であって、前記反射領域は、金属層と、前記金属層の上に形 成された絶縁層と、前記絶縁層の上に形成された反射層とを備え、前記金属層には 、複数の凹部が形成されており、前記反射領域における前記反射層には、前記金属 層の形状を反映した凹凸が形成されており、前記金属層の前記複数の凹部の間に は、それぞれが底面と上面と斜面とを有する前記金属層の凸部が複数形成されてお り、前記複数の凸部のそれぞれの前記底面の幅を a、前記底面と前記上面との間の 厚さを x、前記斜面の前記底面に対する傾斜角度を Θ、前記絶縁層と前記反射層と の厚さを合計した厚さを yとしたとき、前記金属層における前記複数の凸部の少なくと も 1つの前記底面の幅 aが、 a≤2 (x+y) /tan Θ

を満たす。

[0027] 本発明による液晶表示装置の他の製造方法は、入射光を表示面に向けて反射さ せる反射領域を備えた液晶表示装置の製造方法であって、基板の上に金属膜を形 成するステップと、前記反射領域における前記金属膜を整形し、複数の凹部を有す る金属層を形成するステップと、前記金属層の上に絶縁層を形成するステップと、前 記絶縁層の上に金属膜を積層し、前記金属層における前記複数の凹部の形状を反 映した凹凸を備える反射層を形成するステップと、を含み、前記金属層を形成するス テツプでは、前記複数の凹部の間に、それぞれが底面と上面と斜面とを有する前記 金属層の凸部が複数形成され、前記複数の凸部のそれぞれの前記底面の幅を a、 前記底面と前記上面との間の厚さを x、前記斜面の前記底面に対する傾斜角度を Θ 、前記絶縁層と前記反射層との厚さを合計した厚さを yとしたとき、前記金属層を形成 するステップにおいて、前記複数の凸部の少なくとも 1つの前記底面の幅 aが、

a≤2 (x+y) /tan θ

を満たすように前記金属層が形成される。

発明の効果

[0028] 本発明によれば、高い反射率を有する反射領域を備えた高画質の反射型液晶表 示装置、及び半透過型液晶表示装置を提供することが可能になる。

図面の簡単な説明

[0029] [図 1]本発明による実施形態 1の液晶表示装置の断面形状を模式的に示す図である

〇

[図 2]実施形態 1の画素領域と反射部の構成を具体的に説明するための図であり、 (a )は画素領域の一部を表示面の上から見た場合の平面図、（b)は液晶表示装置の反 射部の構成を模式的に示す平面図である。

[図 3]実施形態 1の反射部および TFT部の構成を表す断面図であり、 (a)は反射部 の構成を、 (b)は TFT部の構成をそれぞれ表している。

[図 4]実施形態 1における、 Csメタル層の凸部の幅を求める方法を説明するための図 である。 園 5]実施形態 1の TFT部の製造方法を示す平面図である。

園 6]実施形態 1の TFT部の製造方法を示す断面図である。

[図 7]実施形態 1の反射部の製造方法を示す平面図である。

[図 8]実施形態 1の反射部の製造方法を示す断面図である。

園 9]実施形態 2の反射部の構成を表した断面図である。

[図 10]実施形態 2における、 Csメタル層の凸部の幅を求める方法を説明するための 図である。

園 11]実施形態 2の反射部と、従来の液晶表示装置の反射部との構成を比較するた めの模式図であり、（a)は反射部の断面を、（b)は従来の液晶表示装置の反射部の 断面を、 (c)は反射部の角部における表面の角度を表した図である。

[図 12]実施形態 3の液晶表示装置を示す断面図である。

園 13]従来の反射型 LCDにおけるアクティブマトリックス基板を示す断面図である。 園 14]液晶表示装置における反射面の傾きと反射光との関係を示す図であり、 (a)は 光が屈折率 Naを有する媒質 aから屈折率 Nbを有する媒質 bに入射したときの入射角 aと出射角 /3との関係を示しており、 (b)は LCDの表示面の角度と入射光および反 射光の関係を表している。

符号の説明

10 液晶表示装置

12 TFT基板

14 対向基板

16 液晶

18 液晶層

22 透明基板

26 層間絶縁層

28 画素電極

30、 30 ' 反射部

31 層

32 TFT部 対向電極

CF層 透明基板 表示面 反射領域

TFT領域 透過領域 凹部 画素 ソースライン ゲートライン 、 56 ' Csライン 凹部（開口） コンタクトホール ゲート絶縁層 半導体層 反射層 上部 3層 表面 、 66 上 {¾ 斜面 、 68 ' 底面 凸部 ， 上部

下部 上部斜面 平坦部 下部斜面 89 凸状部分

90 斜面

91、 92 凸部

発明を実施するための最良の形態

[0031] (実施形態 1)

以下、図面を参照しながら、本発明による液晶表示装置の第 1の実施形態を説明 する。

[0032] 図 1は、本実施形態の液晶表示装置 10の断面構造を模式的に表している。本実施 形態の液晶表示装置 10は、アクティブマトリックス方式による反射透過型の液晶表示 装置である。液晶表示装置 10は、図 1に示すように、 TFT(Thin Film Transisto r)基板 12、対向基板 14、および TFT基板 12と対向基板 14との間に封入された液 晶 16を含む液晶層 18を備えて!/、る。

[0033] TFT基板 12は、透明基板 22、層間絶縁層 26、画素電極 28を備えており、反射部

30と TFT部 32とを含んでいる。 TFT基板 12には、後述する、ゲートライン（走査線） 、ソースライン (信号線）、および Csライン (補助容量電極線)等が形成されている。

[0034] 対向基板 14は、例えばカラーフィルタ基板（CF基板）であって、対向電極 34、カラ 一フィルタ層（CF層） 36、および透明基板 38を備えている。透明基板 38の上部の面 は、液晶表示装置の表示面 40となる。なお、 TFT基板 12および対向基板 14は、そ れぞれ、配向膜および偏光板を備えている力 ここでは図示を省略している。

[0035] 液晶表示装置 10において、反射部 30が形成されている領域を反射領域 42と呼び 、 TFT部 32が形成されている領域を TFT領域 44と呼ぶ。反射領域 42では、表示面 40から入射した光が、反射部 30によって反射され、液晶層 18および対向基板 14を 通って表示面 40から出射される。液晶表示装置 10は、さらに、反射領域 42および T FT領域 44以外の領域に形成された透過領域 46を有して!/、る。透過領域 46では、 表示装置 10の光源力も発せられた光力 S、 TFT基板 12、液晶層 18、および対向基板 14を通って表示面 40から出射される。

[0036] なお、図 1に示すように、反射部 30の上部の対向基板 14の側には透過性樹脂等 力、らなる層 31が設けられており、反射領域 42における液晶層 18の厚さは、透過領域 46における液晶層 18の厚さの半分になっている。これにより、反射領域 42と透過領 域 46における光路長（液晶層 18内の光の通過距離）とが等しくなつている。なお、図 1には、層 31が対向電極 34と CF層 36との間に形成されるように示している力 層 31 は対向電極 34の液晶層 18側の面に形成してもよい。

[0037] 図 2は、液晶表示装置 10における画素領域と反射部 30の構成を、より具体的に示 す平面図である。

[0038] 図 2 (a)は、液晶表示装置 10の画素領域の一部を、表示面 40の上から見た場合の 図である。この図に示すように、液晶表示装置 10には、複数の画素 50 (長方形の太 い線で示した部分）がマトリックス状に配置されている。それぞれの画素 50には、上 述した反射部 30と TFT部 32が形成されて!/、る。

[0039] 画素 50の境界部分には、列方向（図の上下方向）にソースライン 52が延びており、 行方向（図の左右方向）にゲートライン (ゲートメタル層） 54が延びている。また、画素 50の中央部分には、行方向に Csライン（Csメタル層） 56が延びている。反射領域 30 の層間絶縁層 26には、画素電極 28と TFTのドレイン電極とを接続するためのコンタ タトホール 58が形成されている。 Csライン 56は画素電極と対となって補助容量を形 成する。

[0040] 図 2 (b)は、 Csライン 56の上部における反射部 30の構成を模式的に示す平面図で ある。この図では、図 2 (a)にて示したコンタクトホール 58は、図示を省略している。図 に示すように、反射部 30には、円形の凹部 48が複数形成されている。後述するよう に、反射部 30の上部には反射層が形成され、凹部 48の表面はこの反射層の面とし て形成される。この反射層 63は TFT部 32における TFTのドレイン電極に接続される 。このように、反射部 30に多くの凹部 48を形成することにより、反射面のより多くの部 分において角度 Θを 20度以下にすることができる。したがって、反射部における反射 効率を向上させることができる。

[0041] なお、ここでは構成を分かりやすく示すために、凹部 48は 8つのみを図示している

1S 凹部 48の数は 8つに限定されることはなぐさらに多くの凹部 48が形成され得る。 また、凹部 48は、図示するように縦横均等に配列される必要はなぐランダムに、ある いは不規則な間隔を置いて配置されてよい。本実施形態によれば、後述する方法に よって、多くの凹部 48が可能な限り密に形成され得る。

[0042] 次に、図 3を参照して、反射部 30および TFT部 32の構成をより詳細に説明する。

[0043] 図 3 (a)は、反射部 30における凹部 48の断面（図 2 (b)において矢印 Bで示した部 分の断面）を表している。図に示すように、反射部 30には、 Csメタル層（金属層） 56、 ゲート絶縁層 61、半導体層 62、および反射層 63が積層されている。半導体層 62は 、真性アモルファスシリコン層（Si (i)層）と、リンがドープされた η⁺アモルファスシリコン 層（Si (n⁺)層）とにより構成される。

[0044] 反射部 30における Csメタル層 56には図に示すように凹部ほたは開口） 57が形成 されており、凹部 57の間に Csメタル層 56の凸部 69が形成されている。反射層 63の 凹部 48は、 Csメタル層 56の凹部 57及び凸部 69の形状を反映して形成されている。 なお、反射部 30には、半導体層 62を形成しないこともあり得る。

[0045] 図 3 (b)は、 TFT部 32におけるゲートメタル層（金属層） 54、ゲート絶縁層 61、半導 体層 62、および反射層 63の構成を示す断面図である。 TFT部 32のゲートメタル層 5 4は、反射部 30の Csメタル層 56と同時に、同じ部材によって形成される。同様に、 T FT部 32のゲート絶縁層 61、半導体層 62、および反射層 63は、それぞれ、反射部 3 0のゲート絶縁層 61、半導体層 62、および反射層 63と同時に、同じ部材によって形 成される。

[0046] 次に、図 4を用いて本実施形態による反射部 30の構成をより具体的に説明する。

図 4は、 Csメタル層 56の凸部 69の底面の幅、膜厚、斜面傾斜角、及び反射層 63に おける平坦部との関係を説明するために、図 3 (a)に示した反射部 30の断面構成を より簡略化して表した図である。図中、ゲート絶縁層 61、半導体層 62、及び反射層 6 3は個別に示すことをせず、これら 3層を合わせて上部 3層 64と表して!/、る。

[0047] 図に示すように、反射部 30における上部 3層 64の表面（反射層の表面） 65には、 C sメタル層 56の形状を反映した凹凸が形成されている。凸部 69の底面 68の幅を a、 底面 68と凸部 69の上面 66との間の距離（凸部 69の厚さ）を χ、凸部 69の斜面 67の 底面 68に対する傾斜角度を Θ、上部 3層 64の厚さを yとしたときの、底面 68の幅 aは 、次の式（1)で表される。

a = 2 (x+y) /tan 0 · · · (!) [0048] ここで、式（1)は次のようにして求めた。まず、斜面 67の延長線が上部 3層 64の表 面 65と交わる点から底面 68に下ろした垂線の足 bを決める。凸部 69の上部に積層さ れた上部 3層 64の表面 65には、斜面 67の形状を反映した曲面が形成される力 ここ では、その曲面の断面形状を断面曲線 59によって表す。この断面曲線 59を円弧と みなした場合の、その円弧を含む円の中心を上部 3層 64の積層中心とし、その積層 中心の位置が垂線の足 bにあるとした。このとき、斜面 67と底面 68との交点 cと垂線 の足 bとの間の距離は (x + y) /tan Θとなる。

[0049] 次に、凸部 69の上に形成される上部 3層 64の表面 65における平坦部分の距離を αとした。 αは、凸部 69の上の 2つの断面曲線 59の上端の間の距離でもある力 こ こではこの αを 0と設定することにより、上述の式（1)を得ている。

[0050] α力 SOであるということは、凸部 69の上部における上部 3層 64の表面 65に平坦部 分が形成されないことを意味する。したがって、凸部 69の幅 aを式（1)に従って設定 すれば、表面 65に平坦部が形成されることがない。もちろん、そのようにして求めた 幅 aよりも小さい値を採用したとしても、平坦部を有しない表面 65が得られる。すなわ ち、次の不等式（2)を満たす aを凸部 69の幅として採用した場合でも、平坦部を有し ない表面 65が得られる。

a≤2 (x+y) /tan 0 · · · (2)

[0051] 本実施形態の反射部 30では、凸部 69は、幅 aが不等式（2)を満たすように形成さ れている。これにより、凸部 69の上の反射層 63の表面に平坦部が形成されないため 、平坦部が形成された液晶表示装置と比べて、反射部 30における光の反射効率を 上げること力 Sできる。なお、反射部 30における全ての凸部 69の幅 aが不等式（2)を満 足している必要はなぐ少なくとも 1つの幅 aが不等式（2)を満足していたとしても、反 射効率を向上させることができる。また、幅 aをこのように設定することにより、反射層 6 3に形成される複数の凹部 48の相互間隔を狭めることができる。これにより、凹部 48 を密に形成することができ、反射層 63表面に傾斜が 20度以下の面を多く形成するこ とが可能となる。したがって、より反射効率の高い反射部 30が得られる。

[0052] 実施形態 1において、凸部 69の厚さ x、上部 3層 64の厚さ y、及び傾斜角度 Θの好 ましい範囲は、それぞれ、 200〜500腹、 500〜900腹、及び 10〜90° である。 表 2に、 x = 200nm、 y=300nm、 θ =10— 90° とした場合（第 1のケース： MIN)、 x=500應、 y=900應、 Θ =10—90° とした場合（第 2のケース： MAX)、及び x = 350nm、y=600nm、 θ =10〜90° とした場合（第 3のケース： MID)のそれぞ れにおける、式（1)を用いて得られた幅 aの値を示す。

[表 2]

第 1のケースは、凸部 69の厚さ X及び上部 3層 64の厚さ yを、それぞれ反射部 30に 適用可能な最小の値に設定したものであり、第 2のケースは、 X及び yを、それぞれ適 用可能な最大の値に設定したものである。また、第 3のケースは、 X及び yを、それぞ れ、第 1のケースと第 2のケースの中間のィ直に設定したものである。

[0055] 表2カ、らゎカ、るょぅに、 = 5001 111、 = 9001 111、 6 = 10° とした場合、 aの最大ィ直 である 15. 88が得られる。従って、凸部 69の底面 aの幅を 15. 88 m以下に設定す れば、各層の膜厚及び斜面 67の角度をどのように選んだとしても、反射層 63の表面 65に平坦部が形成されないようにすることができる。これにより、反射層 63による反 射効率を上げること力できる。また、そのような幅 aを採用することにより、反射層 63に おける凹部 48相互の間隔が狭まるため、凹部 48をより密に形成することができる。し たがって、反射部 30の反射効率をより高めることができる。

[0056] 表 2において、 x = 200nm、 y= 300nm、 Θ = 50° 以上とした場合、 x= 500nm、 y = 900腹、 θ = 80° 以上とした場合、または χ= 350腹、 y= 600應、 Θ = 70 ° 以上とした場合の幅 aの値は、 1. 00よりも小さくなつている。しかし、製造上の限界 から、幅 aは 1. 00 m以上とすることが適切である。したがって、実施形態において 好ましい幅 aの範囲は 1. 00〃m以上 15. 88〃m以下となる。なお、 xと yのィ直を適切 に選択すれば、斜面 67の傾斜角度は 10° 以上 90° 未満とすることが可能である。

[0057] 次 ίこ、表 3ίこ、 x = 200〜500nm、 y= 300〜900nm、 Θ = 5〜20° の範囲 ίこお いて式（ 1 )を用レ、て得た aの値を示す。実施形態における Csメタル層 56の厚さ Xの好 ましレヽ範囲 (ま 200〜500nmであり、上き 層 64の厚さ yの好ましレヽ範囲 (ま 300〜90 Onmである。また、 Csメタル層 56を整形する場合、 Θを 10° 未満とすることは現実 白勺で (まなレヽ。したカつて、 x = 200〜500nm、 y= 300〜900nm、 Θ = 10—20° の 範囲において計算した aの値がより好ましい aの値の範囲と考えられる。

[0058] [表 3]

X y Θ Θ

tan 9 a [um]

[nm] [nm] [deg.] [rad.]

200 300 5 0.087 0.087 1 1.43

200 300 10 0.175 0.176 5.67

200 300 15 0.262 0.268 3.73

200 300 20 0.349 0.364 2.75

200 900 5 0.087 0.087 25.15

200 900 10 0.175 0.176 12.48

200 900 15 0.262 0.268 8.21

200 900 20 0.349 0.364 6.04

500 300 5 0.087 0.087 18.29

500 300 10 0.175 0.176 9.07

500 300 15 0.262 0.268 5.97

500 300 20 0.349 0.364 4.40

500 900 5 0.087 0.087 32.00

500 900 10 0.175 0.176 15.88

500 900 15 0.262 0.268 10.45

500 900 20 0.349 0.364 7.69

[0059] この範囲における aの最大ィ直は、 x= 500nm、 y= 900nm、 Θ = 10° の場合の 15 . 88〃mであり、最 /Jヽィ直は、 x = 200nm、y= 300nm、 Θ = 20° の場合の 2. 75 μ mである。よって、 aのより好ましい範囲は、 2. 75〃 m以上 15. 88〃m以下となる。

[0060] 従来の液晶表示装置では、凹部がゲート層 102、ゲート絶縁層 104、および半導 体層 106を除去した部分に形成されるので、凹部の底面は深い位置に形成されてい る。よって、凹部内面の傾斜角が大きくなり、凹部内に傾斜 20度以下の有効反射面 を多く形成することが困難であった。また、この凹部は、ゲート層 102、ゲート絶縁層 1 04、半導体層 106を形成した後で、これらの層を一括して除去することにより形成さ れるため、凹部内面の形状や斜面の傾斜角をコントロールすることができず、有効反 射面を増やすことは困難であった。

[0061] 本実施形態によれば、反射層 63の凹部 48 (窪み）が Csメタル層 56の整形形状を 反映することによって形成されるので、反射層に比較的浅い窪みを容易に形成する ことができ、反射層表面における反射効率を向上させることができる。また、凹部 48 の形状、深さ、斜面傾斜角等を容易に調節することができるので、反射層 63の凹部 4 8の斜面の傾斜角度を 20度以下に形成することも容易である。したがって、製造コス トを上げることなく有効反射面の面積を増やすことができる。

[0062] また、本実施形態によれば、 Csメタル層 56の凸部 69の幅を実用的範囲において 可能な限り狭く設定することができる。これにより、反射部 30に Csメタル層 56の凹部 57をより多く配置することができるため、反射層 63により多くの凹部 48を形成するこ と力 Sできる。よって、反射層 63の表面における傾斜 20度以下の面の面積が増え、反 射効率が向上する。さらに、反射層 63の表面における平坦部の面積を少なくするこ とができるので、反射効率をより向上させることができる。

[0063] 次に、本実施形態における TFT基板 12の製造方法を説明する。

[0064] 図 5は、 TFT部 32における TFT基板 12の製造方法を示す平面図である。また図 6 は、 TFT部 32における TFT基板 12の製造方法を示す断面図であり、図 2 (a)の矢 印 Aで示した部分の断面を表して!/、る。

[0065] 図 5 (a)および図 6 (a)に示すように、まず、洗浄した透明基板 22の上に A1 (アルミ 二ゥム）による金属薄膜をスパッタリング等の方法により成膜する。なお、この金属薄 膜は、 A1の他、 Ti (チタン）、 Cr (クロム）、 Mo (モリブデン）、 Ta (タンタル）、 W (タンダ ステン）、あるいはこれらの合金等を用いて形成することもでき、これらの材料による層 と窒化膜との積層物によって形成することもできる。

[0066] その後、金属薄膜の上にレジスト膜を形成し、露光 ·現像工程によりレジストパター ンを作成した後、ドライまたはウエットエッチングを施して、ゲートメタル層（金属層） 54 を作成する。ゲートメタル層 54の厚さは、例えば 200〜500nmである。

[0067] このようにフォトリソグラフ法によって形成されたゲートメタル層 54は、 TFTのゲート 電極となる。なお、この工程では、図 2 (a)で示したゲートライン（ゲートメタル層） 54、 および図 3 (a)で示した反射部 30の Csメタル層 56も同一金属で同時に形成される。

[0068] 次に、図 5 (b)および図 6 (b)に示すように、 P— CVD法により、 SiH、 NH、 Nの

4 3 2 混合ガスを使用して、 SiN (窒化シリコン)からなるゲート絶縁層 61を、基板全面に作 成する。ゲート絶縁層 61は、 SiO (酸化シリコン）、 Ta O (酸化タンタル）、 Al O (酸

2 2 5 2 3 化アルミニウム）等によって形成されても良い。ゲート絶縁層 61の厚さは、例えば 300 〜500nmである。なお、この工程では、図 3 (a)で示した反射部 30のゲート絶縁層 6 1も同時に形成される。 [0069] 次に、ゲート絶縁層 61の上に、真性アモルファスシリコン (a— Si)膜（Si (i)膜）、お よびアモルファスシリコンにリン (P)をドーピングした n⁺a— Si膜（Si (n⁺)膜）を形成す る。 a— Si膜の厚さは、例えば 30〜300nmであり、 n⁺a— Si膜の厚さは、例えば 20〜 lOOnmである。その後、これらの膜をフォトリソグラフ法により整形することにより、半 導体層 62が形成される。なお、この工程では、図 3 (a)で示した反射部 30の半導体 層 62も同時に形成される。

[0070] 次に、図 5 (c)および図 6 (c)に示すように、スパッタリング法等により A1等による金 属薄膜を基板全面に形成し、フォトリソグラフ法を施して、反射層 63を形成する。な お、金属薄膜には、ゲートメタル層 54の材料として上に列挙した材料が用いられ得る 。反射層 63の厚さは、例えば 30〜； !OOOnmである。

[0071] TFT部 32において、反射層 63は TFTのソース電極およびドレイン電極を形成す る。このとき、図 2 (a)におけるソースライン 52も反射層 63の一部として形成され、図 3 (a)で示した反射部 30の反射層 63も同時に形成される。

[0072] 次に、図 5 (d)および図 6 (d)に示すように、感光性アクリル樹脂をスピンコートにより 塗布して、層間絶縁層（層間樹脂層） 26が形成される。層間絶縁層 26の厚さは、例 えば 0. 3〜5 111である。なお、反射層 63と層間絶縁層 26との間には、 P— CVD法 によって SiN、 SiO等の薄膜が保護膜として形成され得るが、ここでは図示を省略し ている。保護膜の厚さは、例えば 50〜； !OOOnmである。層間絶縁層 26および保護 膜は、 TFT部 32だけでなぐ反射部 30も含めた透明基板 22の上部全面に形成され

[0073] 次に、図 5 (e)および図 6 (e)に示すように、層間絶縁層 26の上に、 ITOや IZO等の 透明電極膜力スパッタリング法等により形成される。この透明電極膜を、フォトリソダラ フ法によりパターン整形して、画素電極 28が形成される。画素電極 28は、 TFT部 32 だけでなぐ反射部 30も含め、画素の上部全面に形成される。

[0074] 次に、図 7および図 8を用いて、反射部 30における TFT基板 12の製造方法につい て説明する。

[0075] 図 7は、反射部 30における TFT基板 12の製造方法を示す平面図である。図 8は、 反射部 30における TFT基板 12の製造方法を示す断面図であり、図 2 (b)における 矢印 Bで示した部分の断面を表している。図 7および図 8における（a)〜（e)の工程は 、それぞれ図 5および図 6における（a)〜（e)の工程に対応している。

[0076] 図 7 (a)および図 8 (a)に示すように、 TFT部 32のゲートメタル層 54と同一金属で同 時に、同様の方法によって、反射部 30の Csメタル層 56が形成される。ここで、フォトリ ソグラフ法によって金属薄膜を整形するとき、 Csメタル層 56には複数の凹部 57が形 成される。 2つの凹部 57の間に形成される凸部 69の幅 aには、上述の式（1)によって 計算した値、あるいは式（2)によって求めた範囲内の値が適用される。

[0077] 次に、図 7 (b)および図 8 (b)に示すように、 TFT部 32と同様の方法によって、 Csメ タル層 56の上にゲート絶縁層 61が形成され、その後、半導体層 62が形成される。な お、 TFT部 32には半導体層 62を形成する力 パターユング時に半導体材料を除去 するなどして、反射部 30には半導体層 62を形成しないこともあり得る。

[0078] 次に、図 7 (c)および図 8 (c)に示すように、 TFT部 32と同様の方法によって、半導 体層 62の上に（半導体層を形成しない場合にはゲート絶縁層 61の上に）反射層 63 が形成される。反射層 63の表面には、 Csメタル層 56の凹部 57及び凸部 69を反映し て凹部 48が形成される。

[0079] 次に、図 7 (d)および図 8 (d)に示すように、感光性アクリル樹脂によって層間絶縁 層 26が形成される。その後、露光装置を用いた現像処理により、反射部 30の中心付 近にコンタクトホール 58が形成される。

[0080] 次に、図 7 (e)および図 8 (e)に示すように、画素電極 28が形成される。反射部 30で は、画素電極 28は、層間絶縁層 26およびコンタクトホール 58の上に形成され、画素 電極 28の金属部材はコンタクトホール 58を介して反射層 63に接する。したがって、 TFT部 32における TFTのドレイン電極は、コンタクトホール 58を介して画素電極 28 と電気的に接続される。

[0081] 上述の実施形態において、反射部 30には半導体層 62を形成しないこともあり得る 。その場合、上述の値 yは、反射部 30におけるゲート絶縁層 61の厚さと反射層 63の 厚さとの合計の厚さとする。

[0082] (実施形態 2)

次に、本発明による液晶表示装置の第 2の実施形態を説明する。第 2の実施形態 は、図 1に示した液晶表示装置 10における反射部 30を、以下に説明する反射部 30 'に置き換えたものであり、それ以外の構成は実施形態 1と同じである。従って、以下 、反射部 30 'の構成についてのみ説明する。なお、以下の説明において実施形態 1 の構成要素と同じ構成要素には同じ参照番号を付し、その説明を省略する。

[0083] 図 9は、実施形態 2の反射部 30 'における凹部 48の断面（図 2 (b)において矢印 B で示した部分の断面）を表している。図に示すように、反射部 30 'には、 Csメタル層（ 金属層） 56 '、ゲート絶縁層 61、半導体層 62、および反射層 63が積層されている。

[0084] 反射部 30 'における Csメタル層 56 'には、図に示すように凹部ほたは開口） 57が 複数形成されており、凹部 57の間に Csメタル層 56 'の凸状部分 89が形成されてい る。凸状部分 89の斜面 67には段差が形成されており、斜面 67は上部斜面 85と平坦 部 86と下部斜面 87とからなる。平坦部 86は、基板面に略平行に形成されている。凸 状部分 89の、平坦部 86が含まれる面よりも上の部分を上部 69 'と呼び、下の部分を 下部 70と呼ぶ。反射層 63の凹部 48は、 Csメタル層 56 'の開口 57及び凸状部分 89 の形状に応じて形成されている。なお、反射部 30 'には、半導体層 62を形成しない ことああり得る。

[0085] 反射部 30 'は、図 7及び 8を用いて説明したものと同様の方法で製造される。ただし 、 Csメタル層 56の整形工程において、凸状部分 89は、その上部 69 'の底面の幅が 、実施形態 1の凸部 69の底面の幅と同じ条件を満たす値となるように形成される。こ の上部 69 'の底面の幅の決め方を、図 10を用いて説明する。

[0086] 図 10は、 Csメタル層 56の凸状部分 89の底面の幅、膜厚、斜面傾斜角、及び反射 層 63における平坦部との関係を説明するために、図 9に示した反射部 30 'の断面構 成をより簡略化して表した図である。図中、ゲート絶縁層 61、半導体層 62、及び反射 層 63は個別に示すことをせず、これら 3層を合わせて上部 3層 64としている。

[0087] 図に示すように、反射部 30 'における上部 3層 64の表面（反射層の表面） 65には、 Csメタル層 56 'の形状を反映した凹凸が形成されている。ここで、凸状部分 89の上 部 69 'の底面 68 'の幅を a、底面 68 'と上部 69 'の上面 66 'との間の距離（上部 69 ' の厚さ）を χ、上部 69 'の斜面（上部斜面） 85の底面 68 'に対する傾斜角度を Θ、上 部 3層 64の厚さを yとした場合、底面 68 'の幅 aは、上述した式（1)を満たす値、ある いは不等式（2)を満たす値に設定される。式（1)及び不等式（2)の求め方は、実施 形態 1において説明したとおりである。つまり、凸状部分 89の上部 69'の底面の幅は 、実施形態 1の凸部 69の底面の幅を決める方法と同じ方法で決定される（底面の幅 を決定するにおいて、凸状部分 89の上部 68'は実施形態 1の凸部 69に相当するも のと考える）。

[0088] 実施形態 2において、上部 69'の厚さ x、上部 3層 64の厚さ y、及び傾斜角度 Θの 好ましい範囲は、それぞれ、 50〜400腹、 300〜900應、及び 10〜90° である。 表 4に、 x=50nm、 y=300nm、 θ =10—90° とした場合（第 1のケース： ΜΙΝ)、 χ = 400nm、y=900nm、 θ =10〜90° とした場合（第 2のケース： MAX)、及び χ = 225nm、y=600nm、 θ =10〜90° とした場合（第 3のケース： MID)それぞれ における、式（1)を用いて計算した幅 aの値を示す。

[0089] [表 4]

y Θ Θ

tan Θ a [um]

[nm] [nm] [deg.] [rad.]

10 0.175 0.176 3.97

15 0.262 0.268 2.61

20 0.349 0.364 1.92

30 0.524 0.577 1.21

50 300 40 0.698 0.839 0.83

(MIN) (MIN) 50 0.873 1.192 0.59

60 1.047 1.732 0.40

70 1.222 2.747 0.25

80 1.396 5.671 0.12

90 1.571 - 一

10 0.175 0.176 14.75

15 0.262 0.268 9 70

20 0.349 0.364 7.14

30 0.524 0.577 4.50

400 900 40 0.698 0.839 3.10

(MAX) (MAX) 50 0.873 1.192 2.18

60 1.047 1.732 1.50

70 1.222 2.747 0.95

80 1.396 5.671 0.46

90 1.571 - -

10 0.175 0.176 9.36

15 0.262 0.268 6.1 6

20 0.349 0.364 4.53

30 0.524 0.577 2.86

225 600 40 0.698 0.839 1.97

(MID) (MID) 50 0.873 1.192 1.38

60 1.047 1.732 0.95

70 1.222 2.747 0.60

80 1.396 5.671 0.29

90 1.571 - -

[0090] 第 1のケースは、上部 69 'の厚さ X及び上部 3層 64の厚さ yを、それぞれ反射部 30 ' に適用可能な最小の値に設定したものであり、第 2のケースは、 X及び yを、それぞれ 適用可能な最大の値に設定したものである。第 3のケースでは、 X及び yを、それぞれ 、第 1のケースと第 2のケースの中間の値に設定している。

[0091] 表4カ、らゎカ、るょぅに、 = 4001 111、 = 9001 111、 6 = 10。 とした場合、 aの最大ィ直 である 14. 75が得られる。従って、上部 69 'の底面 aの幅が 14. 75〃m以下となるよ うに金属層 56を形成することにより、 x、 y、及び Θをどのように選んだとしても、上部 6 9 'の上の反射層 63の表面 65に平坦部が形成されないようにすることができる。これ により、反射層 63による反射効率を上げることができる。

[0092] 表 4において、 x= 50nm、 y = 300nm、 Θ =40° 以上とした場合、 x = 400nm、 y = 900腹、 Θ = 70° 以上とした場合、または x= 225應、 y= 600應、 Θ = 60° 以上とした場合の幅 aの値は 1. 00よりも小さくなつている。しかし、製造上の限界から 、幅 aは 1. 00 m以上とすることが適切である。したがって、実施形態 2において好 ましい幅 aの範囲は 1. 00〃 m以上 14. 75〃 m以下となる。

[0093] 本実施形態によれば、反射層 63の凹部 48 (窪み）が Csメタル層 56の整形形状を 反映することによって形成されるので、反射層に比較的浅い窪みを容易に形成する ことができ、反射層表面における反射効率を向上させることができる。また、凹部 48 の形状、深さ、斜面傾斜角等を容易に調節することができるので、反射層 63の凹部 4 8の斜面の傾斜角度を 20度以下に形成することも容易である。したがって、製造コス トを上げることなく有効反射面の面積を増やすことができる。

[0094] また、本実施形態によれば、 Csメタル層 56の凸部 69の幅を実用的範囲において 可能な限り狭く設定することができる。これにより、反射部 30に Csメタル層 56の凹部 57をより多く配置することができるため、反射層 63により多くの凹部 48を形成するこ と力 Sできる。よって、反射層 63の表面における傾斜 20度以下の面の面積が増え、反 射効率が向上する。さらに、反射層 63の表面における平坦部の面積を少なくするこ とができるので、反射効率をより向上させることができる。

[0095] 更に、実施形態 2によれば、次のような利点も得られる。

[0096] 図 11は、本実施形態の反射部 30 'と、図 13に示した従来の液晶表示装置におけ る反射部の構造を比較するための図である。図 11 (a)は、本実施形態の反射部 30 ' の断面構造を、図 11 (b)は、従来の液晶表示装置の反射部の断面構造を、それぞ れ、模式的に表している。これらの図に示すように、本実施形態における反射層 63の 表面には、 Csメタル層 56 'の凸状部分 89の斜面を反映させた、段差付きの斜面 90 が形成される。これにより、反射層 63には凹部 91、および凹部 91の内側に位置する 凹部 92が形成される。ここでは、図 2 (b)に示した凹部 48は、凹部 91及び凹部 92に よって構成される。

[0097] 断面形状で見た場合、 1つの凹部 48には 8つの角部（図中、点線で示した部分）が 形成される。一方、従来の液晶表示装置では、図 11 (b)に示すように、 1つの凹部に は 4つの角部しか形成されない。反射層の角部には、図 11 (c)に示すように、基板に 平行な面から基板に対して 20度よりも大きい角度（この図では、例として 30度として 表している）を有する面が連続的に形成される。したがって、反射部により多くの凹部 を形成すれば、反射層 63の表面に、より多くの有効反射面（基板に対する角度が 20 度以下である面）を形成することができる。

[0098] 図 11 (a)および (b)からわかるように、本実施形態の反射層 63には段差を有する 2 重の凹部が形成されるので、反射層 63の表面は、従来の反射部に比べて、より多く の角部を有することになる。したがって、反射層 63の表面に、より多くの有効反射面 が形成されるため、反射部 30 'の反射効率を向上させることができる。また、凹部 91 および凹部 92が、 Csメタル層 56 'の整形形状に応じて形成されるので、凹部の形状 、深さ、および斜面傾斜角を容易に調節することができる。

[0099] 本実施形態では、 Csメタル層 56 'の凸状部分 89を、上部 69 'と下部 70とからなる 2 重構造としたが、凸状部分 89を 3重以上の段差をつけて形成することもできる。その ような場合であっても、凸状部分 89の最上部には実施形態 2の上部 69 'が位置する ものとする。よって、この場合、凸状部分 89の下部 70が 2重以上の段差を有すること となり、下部斜面 87がさらに段差付き斜面を含むことになる。またこの場合、反射層 6 3に形成された、凹部 92の内側にさらに凹部が形成されることになる。

[0100] 上述の実施形態では、反射層 63の表面に形成される凹部 91および凹部 92は、基 板に垂直に見た場合、同心円状に形成されるとした。しかし、これに限られることはな く、凹部 91と凹部 92との中心を異なるように配置することも可能である。また、凹部 9 1と凹部 92の周囲の一部が重なっていてもよい。これらの場合も、反射層 63の表面 には段差を有する凹凸が多数形成され、これによつて有効反射面を広げることが可 能となる。

[0101] なお、上述の実施形態において、反射部 30 'には半導体層 62を形成しないことも あり得る。その場合、上述の値 yは、反射部 30 'におけるゲート絶縁層 61の厚さと反 射層 63の厚さとの合計の厚さとする。

[0102] (実施形態 3) 以下、図面を参照しながら、本発明による液晶表示装置の第 3の実施形態を説明 する。なお、実施形態 1及び 2における構成要素と同じ要素には同一の参照番号を 付け、その説明を省略する。

[0103] 図 12は、本実施形態の液晶表示装置の断面形状を模式的に示す図である。この 液晶表示装置は、実施形態 1及び 2の液晶表示装置から層間絶縁層 26を除!/、たも のであり、以下に述べる点以外は実施形態 1及び 2の表示装置と同じである。なお、 図 12では、対向基板 14の詳細な構造、および TFT部 32については図示を省略し ている。

[0104] 図に示すように、本実施形態の液晶表示装置では、層間絶縁層が形成されないた め、画素電極 28が図示しない絶縁膜を介して反射部 30および TFT部 32の反射層 6 3の上に形成される。反射部 30及び TFT部 32の構造および製造方法は、層間絶縁 層 26が除かれる点以外は、実施形態 1の液晶表示装置と同様である。また、液晶表 示装置における画素配置や配線構造も、図 2 (a)に示したものと同様である。

[0105] この構成によっても、実施形態 1と同様、反射層 63の有効反射面の面積が広がり、 より多くの光を表示面 40に反射させることができる。

[0106] 上述の実施形態では、 Csメタル層 56の凹部 57が円形に形成されるとしていたが、 凹部 57は、楕円形、三角形、四角形等の多角形、凹部の淵が鋸歯状であるもの、あ るいは、それらを組み合わせたものなど、様々な形状に形成してもよい。いずれにせ よ、 Csメタル層 56の凸部 69 (及び凸状部分 89の上部 68 ' )の底面の幅 aは、隣り合う 凹部に挟まれた凸部の最も狭い部分の幅である。

[0107] 本発明による液晶表示装置には、液晶パネルを利用したディスプレイ装置、テレビ 、携帯電話等も含まれる。また、本実施形態は半透過型の液晶表示装置を例として 用いたが、上述した反射部と同様の形態を有する反射型液晶表示装置等も本願発 明の一形態に含まれる。

[0108] 本願発明の液晶表示装置は、上述した製造方法で形成されるため、透過型の液晶 表示装置と同じ材料および工程で製造することができる。したがって、低コストで、反 射効率の高い液晶表示装置を提供することが可能となる。

産業上の利用可能性 本発明によれば、低コストで高画質の半透過型および反射型の液晶表示装置が提 供される。本発明による液晶表示装置は、例えば、携帯電話、カーナビ等の車載表 示装置、 ATMや販売機等の表示装置、携帯型表示装置、ノート型 PCなど、反射光 を利用して表示を行う半透過型および反射型の液晶表示装置に好適に用いられる。

Claims

請求の範囲

[1] 入射光を表示面に向けて反射させる反射領域を備えた液晶表示装置であって、 前記反射領域は、金属層と、前記金属層の上に形成された絶縁層と、前記絶縁層 の上に形成された半導体層と、前記半導体層の上に形成された反射層とを備え、 前記金属層には、複数の凹部が形成されており、

前記反射領域における前記反射層には、前記金属層の形状を反映した凹凸が形 成されており、

前記金属層の前記複数の凹部の間には、それぞれが底面と上面と斜面とを有する 前記金属層の凸部が複数形成されており、

前記複数の凸部のそれぞれの前記底面の幅を a、前記底面と前記上面との間の厚 さを x、前記斜面の前記底面に対する傾斜角度を Θ、前記絶縁層と前記半導体層と 前記反射層との厚さを合計した厚さを yとしたとき、

前記金属層における前記複数の凸部の少なくとも 1つの前記底面の幅 aが、

a≤2 (x+ y) /tan θ

を満たす液晶表示装置。

[2] 前記金属層における前記複数の凸部の少なくとも 1つの前記底面の幅が 1 5. 88 m以下である、請求項 1に記載の液晶表示装置。

[3] 前記金属層における前記複数の凸部の少なくとも 1つの前記底面の幅が 1 . 00 μ m以上である、請求項 1または 2に記載の液晶表示装置。

[4] 前記複数の凸部の前記斜面の前記底面に対する傾斜角度が 10° 以上 90° 未満 である、請求項 1から 3の!/、ずれかに記載の液晶表示装置。

[5] 前記金属層における前記複数の凹部の間には、段差付き斜面を含む前記金属層 の凸状部分が複数形成されており、前記段差付き斜面は上部斜面と平坦部と下部 斜面とを含み、前記凸部の前記上面が前記凸状部分の上面であり、前記凸部の前 記斜面が前記段差付き斜面の前記上部斜面であり、前記凸部の前記底面が前記段 差付き斜面の前記平坦部と略同一平面上に形成されている、請求項 1から 4のいず れかに記載の液晶表示装置。

[6] 前記金属層の前記段差付き斜面の前記下部斜面が、さらに段差付き斜面を含む、 請求項 5に記載の液晶表示装置。

[7] 前記反射層の表面に、前記金属層の前記段差付き斜面を反映した段差が形成さ れている、請求項 5または 6に記載の液晶表示装置。

[8] 前記反射層の表面に、第 1凹部、及び前記第 1凹部の内側に位置する第 2凹部が 形成されている、請求項 7に記載の液晶表示装置。

[9] 前記金属層における前記複数の凸部の少なくとも 1つの前記底面の幅が 14. 75 m以下である、請求項 5から 8のいずれかに記載の液晶表示装置。

[10] 前記複数の凸部の前記斜面の前記底面に対する傾斜角度が 10° 以上 20° 以下 であり、前記複数の凸部の少なくとも 1つの前記底面の幅が 2. 75 111以上 15. 88

11 m以下である、請求項 1から 9のいずれかに記載の液晶表示装置。

[11] 前記金属層が、液晶表示装置の補助容量を形成する 1対の電極の一方を構成す る、請求項 1から 10のいずれかに記載の液晶表示装置。

[12] 入射光を表示面に向けて反射させる反射領域を備えた液晶表示装置の製造方法 でめって、

基板の上に金属膜を形成するステップと、

前記反射領域における前記金属膜を整形し、複数の凹部を有する金属層を形成

前記半導体層の上に金属膜を積層し、前記金属層における前記複数の凹部の形 状を反映した凹凸を備える反射層を形成するステップと、を含み、

前記金属層を形成するステップでは、前記複数の凹部の間に、それぞれが底面と 上面と斜面とを有する前記金属層の凸部が複数形成され、

前記複数の凸部のそれぞれの前記底面の幅を a、前記底面と前記上面との間の厚 さを x、前記斜面の前記底面に対する傾斜角度を Θ、前記絶縁層と前記半導体層と 前記反射層との厚さを合計した厚さを yとしたとき、

前記金属層を形成するステップにおいて、前記複数の凸部の少なくとも 1つの前記 底面の幅 aが、 a≤2 (x+y) /tan Θ

を満たすように前記金属層が形成される液晶表示装置の製造方法。

[13] 前記複数の凸部の少なくとも 1つの前記底面の幅が 15. 88 m以下となるように前 記金属層が形成される、請求項 12に記載の製造方法。

[14] 前記複数の凸部の少なくとも 1つの前記底面の幅が 1. 00 m以上となるように前 記金属層が形成される、請求項 12または 13に記載の製造方法。

[15] 前記複数の凸部の前記斜面の前記底面に対する傾斜角度が 10° 以上 90° 未満 となるように前記金属層が形成される、請求項 12から 14のいずれかに記載の製造方 法。

[16] 前記金属層を形成するステップでは、前記複数の凹部の間に、段差付き斜面を有 し、上部に前記複数の凸部を含む複数の凸状部分が形成される、請求項 12から 15 のレ、ずれかに記載の製造方法。

[17] 前記金属層を形成するステップでは、前記複数の凹部の間に、複数の段差を含む 段差付き斜面を有し、上部に前記凸部を含む凸状部分が形成される、請求項 12か ら 15の 、ずれかに記載の製造方法。

[18] 前記反射層を形成するステップでは、前記反射層の表面に、前記金属層の前記凸 状部分の前記段差付き斜面を反映した段差が形成される、請求項 16または 1 7に記 載の製造方法。

[19] 前記反射層を形成するステップでは、前記反射層の表面に、第 1凹部、及び前記 第 1凹部の内側に位置する第 2凹部が形成される、請求項 18に記載の製造方法。

[20] 前記金属層を形成するステップでは、前記金属層における複数の前記凸部の少な くとも 1つの前記底部の幅が 14. 75 in以下となるように前記金属層が形成される、 請求項 16から 19のいずれかに記載の製造方法。

[21] 前記金属層を形成するステップでは、前記複数の凸部の前記斜面の前記底面に 対する傾斜角度が 10° 以上 20° 以下であり、前記複数の凸部の少なくとも 1つの前 記底面の幅が 2· 75 111以上 15. 88 m以下となるように前記金属層が形成される 、請求項 12から 20のいずれかに記載の製造方法。

[22] 前記金属層が、液晶表示装置のスイッチング素子のゲート電極と同じ金属によって 、前記ゲート電極と同時に形成される、請求項 12から 21のいずれかに記載の製造方 法。

[23] 入射光を表示面に向けて反射させる反射領域を備えた液晶表示装置であって、 前記反射領域は、金属層と、前記金属層の上に形成された絶縁層と、前記絶縁層 の上に形成された反射層とを備え、

前記金属層には、複数の凹部が形成されており、

前記反射領域における前記反射層には、前記金属層の形状を反映した凹凸が形 成されており、

前記金属層の前記複数の凹部の間には、それぞれが底面と上面と斜面とを有する 前記金属層の凸部が複数形成されており、

前記複数の凸部のそれぞれの前記底面の幅を a、前記底面と前記上面との間の厚 さを x、前記斜面の前記底面に対する傾斜角度を Θ、前記絶縁層と前記反射層との 厚さを合計した厚さを yとしたとき、

前記金属層における前記複数の凸部の少なくとも 1つの前記底面の幅 aが、

a≤2 (x+y) /tan θ

を満たす液晶表示装置。

[24] 入射光を表示面に向けて反射させる反射領域を備えた液晶表示装置の製造方法 でめって、

基板の上に金属膜を形成するステップと、

前記反射領域における前記金属膜を整形し、複数の凹部を有する金属層を形成 前記金属層の上に絶縁層を形成するステップと、

前記絶縁層の上に金属膜を積層し、前記金属層における前記複数の凹部の形状 を反映した凹凸を備える反射層を形成するステップと、を含み、

前記金属層を形成するステップでは、前記複数の凹部の間に、それぞれが底面と 上面と斜面とを有する前記金属層の凸部が複数形成され、

前記複数の凸部のそれぞれの前記底面の幅を a、前記底面と前記上面との間の厚 さを x、前記斜面の前記底面に対する傾斜角度を Θ、前記絶縁層と前記反射層との 厚さを合計した厚さを yとしたとき、

前記金属層を形成するステップにおいて、前記複数の凸部の少なくとも 1つの前記 底面の幅 aが、

a≤2 (x+y) /ta d

を満たすように前記金属層が形成される液晶表示装置の製造方法。