(57)【要約】  反射効率が高く高画質の半透過型および反射型の液晶表示装置を提供する。  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、前記絶縁層、及び前記半導体層の少なくとも１つに複数の凹部が形成されており、前記反射領域における反射層には、前記複数の凹部に応じた複数の窪みが形成されており、前記複数の凹部における少なくとも２つの凹部の端部間の最短距離ａが４μｍ以下である。
2008047517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、前記絶縁層、及び前記半導体層の少なくとも１つに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、前記複数の凹部に応じた複数の窪みが形成されており、
前記複数の凹部における少なくとも２つの凹部の端部間の最短距離が４μｍ以下である液晶表示装置。
【請求項２】
前記少なくとも２つの凹部の端部間の最短距離が１μｍ以上である、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記複数の凹部における少なくとも１つの凹部の最大幅が１５μｍ以下である、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの凹部の最大幅が２μｍ以上である、請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記複数の凹部における任意の１つの凹部の端部と、前記任意の１つの凹部に最も近い位置にある他の凹部の端部との間の最短距離が４μｍ以下である、請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
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、前記絶縁層、及び前記半導体層の少なくとも１つに複数の凸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、前記複数の凸部に応じた複数の隆起部が形成されており、
前記複数の凸部における少なくとも１つの凸部の最大幅が５μｍ以下である液晶表示装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの凸部の最大幅が２μｍ以上である、請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記複数の凸部における少なくとも２つの凸部の端部間の最短距離が１５μｍ以下である、請求項６または７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記少なくとも２つの凸部の端部間の最短距離が３μｍ以上である、請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記複数の凸部における任意の１つの凸部の端部と、前記任意の１つの凸部に最も近い位置にある他の凸部の端部との間の最短距離が１５μｍ以下である、請求項６から９のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
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反射層を形成するステップと、を含み、
前記金属層、前記絶縁層、及び前記半導体層の少なくとも１つに複数の凹部が形成され、
前記反射層を形成するステップにおいて、前記反射領域における前記反射層に前記複数の凹部に応じた複数の窪みが形成され、
前記複数の凹部の少なくとも２つの凹部の端部間の最短距離が４μｍ以下である液晶表示装置の製造方法。
【請求項１２】
前記少なくとも２つの凹部の端部間の最短距離が１μｍ以上である、請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記複数の凹部のうちの少なくとも１つの凹部の最大幅が１５μｍ以下である、請求項１１または１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの凹部の最大幅が２μｍ以上である請求項１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記複数の凹部における任意の１つの凹部の端部と、前記任意の１つの凹部に最も近い位置にある他の凹部の端部との間の最短距離が４μｍ以下である、請求項１１から１４のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１６】
前記金属層を形成するステップでは、フォトリソグラフ法を用いて、前記金属層に前記複数の凹部が形成されると共に、ゲートバスライン及び補助容量線の少なくとも一方が形成され、
前記複数の凹部の形成に用いられるレジスト膜の膜厚が、前記ゲートバスライン及び前記補助容量線の少なくとも一方の形成に用いられるレジスト膜の膜厚よりも薄い、請求項１１から１５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１７】
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反射層を形成するステップと、を含み、
前記金属層、前記絶縁層、及び前記半導体層の少なくとも１つに複数の凸部が形成され、
前記反射層を形成するステップにおいて、前記反射領域における前記反射層に前記複数の凸部に応じた複数の隆起部が形成され、
前記複数の凸部における少なくとも１つの凸部の最大幅が５μｍ以下である液晶表示装置の製造方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの凸部の最大幅が２μｍ以上である請求項１７に記載の製造方法。
【請求項１９】
前記複数の凸部における少なくとも２つの凸部の端部間の最短距離が１５μｍ以下である、請求項１７または１８に記載の製造方法。
【請求項２０】
前記少なくとも２つの凸部の端部間の最短距離が３μｍ以上である、請求項１９に記載の製造方法。
【請求項２１】
前記複数の凸部における任意の１つの凸部の端部と、前記任意の１つの凸部に最も近い位置にある他の凸部の端部との間の最短距離が１５μｍ以下である、請求項１７から２０のいずれかに記載の製造方法。
【請求項２２】
前記金属層を形成するステップでは、フォトリソグラフ法によって前記金属層に前記複数の凸部が形成されると共に、ゲートバスライン及び補助容量線の少なくとも一方が形成され、
前記複数の凸部の形成に用いられるレジスト膜の膜厚が、前記ゲートバスライン及び前記補助容量線の少なくとも一方の形成に用いられるレジスト膜の膜厚よりも薄い、請求項１７から２１のいずれかに記載の製造方法。
【請求項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、
前記金属層及び前記絶縁層の少なくとも１つに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、前記複数の凹部に応じた複数の窪みが形成されており、
前記複数の凹部における少なくとも２つの凹部の端部間の最短距離が４μｍ以下である液晶表示装置。
【請求項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、
前記金属層及び前記絶縁層の少なくとも１つに複数の凸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、前記複数の凸部に応じた複数の隆起部が形成されており、
前記複数の凸部における少なくとも１つの凸部の最大幅が５μｍ以下である液晶表示装置。
【請求項２５】
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、
前記絶縁層の上に反射層を形成するステップと、を含み、
前記金属層及び前記絶縁層の少なくとも１つに複数の凹部が形成され、
前記反射層を形成するステップにおいて、前記反射領域における前記反射層に前記複数の凹部に応じた複数の窪みが形成され、
前記複数の凹部の少なくとも２つの凹部の端部間の最短距離が４μｍ以下である液晶表示装置の製造方法。
【請求項２６】
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、
前記絶縁層の上に反射層を形成するステップと、を含み、
前記金属層及び前記絶縁層の少なくとも１つに複数の凸部が形成され、
前記反射層を形成するステップにおいて、前記反射領域における前記反射層に前記複数の凸部に応じた複数の隆起部が形成され、
前記複数の凸部における少なくとも１つの凸部の最大幅が５μｍ以下である液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【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く、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、暗い場所でも表示が見やすいという特徴がある。【０００３】
図１５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１５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、凹凸を有する反射層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、図示していないが、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】
【発明が解決しようとする課題】
【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、表示面全体に渡って、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く、適度な凹凸を有しているほうが良い。【０００７】
しかし、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く、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１１０の多くの部分が、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１６は、反射面１１２の傾きと反射光との関係を示す図である。図１６（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β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×ｓｉｎα  ＝  Ｎｂ×ｓｉｎβ【０００９】
図１６（ｂ）は、ＬＣＤの表示面に垂直に入射した入射光が、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】
2008047517.tif 000003
【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が２０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１１２には、表示面に対する角度が２０度より大きい部分が多いため、反射光が表示にあまり有効には利用されてはいない。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を製造する場合、ゲート層１０２、ゲート絶縁層１０４、半導体層１０６、及び金属層１０８は、ＴＦＴのゲート、絶縁層、半導体層、及びソース・ドレイン電極と、それぞれ同時に同じ条件で形成された後、一括してエッチングされるため、各層の斜面の傾斜等を制御することは困難であった。そのため、反射層表面に所望の傾斜を与えて反射効率を向上させることが困難であった。さらに、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、前記絶縁層、及び前記半導体層の少なくとも１つに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、前記複数の凹部に応じた複数の窪みが形成されており、前記複数の凹部における少なくとも２つの凹部の端部間の最短距離が４μｍ以下である。【００１７】
ある実施形態では、前記少なくとも２つの凹部の端部間の最短距離が１μｍ以上である。また、ある実施形態では、前記複数の凹部における少なくとも１つの凹部の最大幅が１５μｍ以下である。また、ある実施形態では、前記少なくとも１つの凹部の最大幅が２μｍ以上である。また、ある実施形態では、前記複数の凹部における任意の１つの凹部の端部と、前記任意の１つの凹部に最も近い位置にある他の凹部の端部との間の最短距離が４μｍ以下である。【００１８】
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、前記絶縁層、及び前記半導体層の少なくとも１つに複数の凸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、前記複数の凸部に応じた複数の隆起部が形成されており、前記複数の凸部における少なくとも１つの凸部の最大幅が５μｍ以下である。【００１９】
ある実施形態では、前記少なくとも１つの凸部の最大幅が２μｍ以上である。また、ある実施形態では、前記複数の凸部における少なくとも２つの凸部の端部間の最短距離が１５μｍ以下である。また、ある実施形態では、前記少なくとも２つの凸部の端部間の最短距離が３μｍ以上である。また、ある実施形態では、前記複数の凸部における任意の１つの凸部の端部と、前記任意の１つの凸部に最も近い位置にある他の凸部の端部との間の最短距離が１５μｍ以下である。【００２０】
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反射層を形成するステップとを含み、前記金属層、前記絶縁層、及び前記半導体層の少なくとも１つに複数の凹部が形成され、前記反射層を形成するステップにおいて、前記反射領域における前記反射層に前記複数の凹部に応じた複数の窪みが形成され、前記複数の凹部の少なくとも２つの凹部の端部間の最短距離が４μｍ以下である。【００２１】
ある実施形態では、前記少なくとも２つの凹部の端部間の最短距離が１μｍ以上である。また、ある実施形態では、前記複数の凹部のうちの少なくとも１つの凹部の最大幅が１５μｍ以下である。また、ある実施形態では、前記少なくとも１つの凹部の最大幅が２μｍ以上である。また、ある実施形態では、前記複数の凹部における任意の１つの凹部の端部と、前記任意の１つの凹部に最も近い位置にある他の凹部の端部との間の最短距離が４μｍ以下である。【００２２】
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、フォトリソグラフ法を用いて、前記金属層に前記複数の凹部が形成されると共に、ゲートバスライン及び補助容量線の少なくとも一方が形成され、前記複数の凹部の形成に用いられるレジスト膜の膜厚が、前記ゲートバスライン及び前記補助容量線の少なくとも一方の形成に用いられるレジスト膜の膜厚よりも薄い。【００２３】
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反射層を形成するステップと、を含み、前記金属層、前記絶縁層、及び前記半導体層の少なくとも１つに複数の凸部が形成され、前記反射層を形成するステップにおいて、前記反射領域における前記反射層に前記複数の凸部に応じた複数の隆起部が形成され、前記複数の凸部における少なくとも１つの凸部の最大幅が５μｍ以下である。【００２４】
ある実施形態では、前記少なくとも１つの凸部の最大幅が２μｍ以上である。また、ある実施形態では、前記複数の凸部における少なくとも２つの凸部の端部間の最短距離が１５μｍ以下である。また、ある実施形態では、前記少なくとも２つの凸部の端部間の最短距離が３μｍ以上である。また、ある実施形態では、前記複数の凸部における任意の１つの凸部の端部と、前記任意の１つの凸部に最も近い位置にある他の凸部の端部との間の最短距離が１５μｍ以下である。【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、フォトリソグラフ法によって前記金属層に前記複数の凸部が形成されると共に、ゲートバスライン及び補助容量線の少なくとも一方が形成され、前記複数の凸部の形成に用いられるレジスト膜の膜厚が、前記ゲートバスライン及び前記補助容量線の少なくとも一方の形成に用いられるレジスト膜の膜厚よりも薄い。【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、前記金属層及び前記絶縁層の少なくとも１つに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、前記複数の凹部に応じた複数の窪みが形成されており、前記複数の凹部における少なくとも２つの凹部の端部間の最短距離が４μｍ以下である。【００２７】
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、前記金属層及び前記絶縁層の少なくとも１つに複数の凸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、前記複数の凸部に応じた複数の隆起部が形成されており、前記複数の凸部における少なくとも１つの凸部の最大幅が５μｍ以下である。【００２８】
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、前記絶縁層の上に反射層を形成するステップと、を含み、前記金属層及び前記絶縁層の少なくとも１つに複数の凹部が形成され、前記反射層を形成するステップにおいて、前記反射領域における前記反射層に前記複数の凹部に応じた複数の窪みが形成され、前記複数の凹部の少なくとも２つの凹部の端部間の最短距離が４μｍ以下である。【００２９】
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、前記絶縁層の上に反射層を形成するステップと、を含み、前記金属層及び前記絶縁層の少なくとも１つに複数の凸部が形成され、前記反射層を形成するステップにおいて、前記反射領域における前記反射層に前記複数の凸部に応じた複数の隆起部が形成され、前記複数の凸部における少なくとも１つの凸部の最大幅が５μｍ以下である。
【発明の効果】
【００３０】
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】
【００３１】
【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。
【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のＴＦＴ部の製造方法を示す平面図である。
【図５】実施形態１のＴＦＴ部の製造方法を示す断面図である。
【図６】実施形態１の反射部の製造方法を示す平面図である。
【図７】実施形態１の反射部の製造方法を示す断面図である。
【図８】実施形態１におけるゲートライン、ゲート電極、Ｃｓライン、及びＣｓメタル層の整形方法を示す断面図である。
【図９】実施形態１の凹部５７の形状及び配置の例を表した図である。
【図１０】実施形態２の反射部の構成を表した断面図である。
【図１１】実施形態２の凸部１６９の形状及び配置の例を表した図である。
【図１２】実施形態３の反射部の構成を表した断面図である。
【図１３】実施形態３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１４】実施形態４の液晶表示装置を示す断面図である。
【図１５】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。
【図１６】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αと出射角β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】
【００３２】
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    反射部
３１    層
３２    ＴＦＴ部
３４    対向電極
３６    ＣＦ層
３８    透明基板
４０    表示面
４２    反射領域
４４    ＴＦＴ領域
４６    透過領域
４８    凹部
４８’    凸部
５０    画素
５２    ソースライン
５４    ゲートライン
５６    Ｃｓライン
５７    凹部
５８    コンタクトホール
６１    ゲート絶縁層
６２    半導体層
６３    反射層
６７    斜面
６９    凸部
６９’    上部
７０    下部
８５    上部斜面
８６    平坦部
８７    下部斜面
９０    斜面
９１、９２    凹部
９９    フォトレジスト
１４８、１５７    凹部
１６９    凸部
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
（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。【００３４】
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  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）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を備えている。【００３５】
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。【００３６】
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、カラーフィルタ層（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が、ここでは図示を省略している。【００３７】
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ＴＦＴ領域４４以外の領域に形成された透過領域４６を有している。透過領域４６では、表示装置１０の光源から発せられた光が、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。【００３８】
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からなる層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）とが等しくなっている。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が、層３１は対向電極３４の液晶層１８側の面に形成してもよい。【００３９】
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。【００４０】
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が形成されている。【００４１】
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。反射部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クトホール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。【００４２】
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（窪み）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ており、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。【００４３】
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が、凹部４８の数は８つに限定されることはなく、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く、ランダムに、あるいは不規則な間隔を置いて配置されてもよい。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。【００４４】
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。【００４５】
図３（ａ）は、反射部３０の断面（図２（ｂ）において矢印Ｃ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ｎ+アモルファスシリコン層（Ｓｉ（ｎ+）層）とにより構成される。【００４６】
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（または開口）５７が形成されており、凹部５７の間には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を形成しないこともあり得る。【００４７】
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５４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、ＴＦＴ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３０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。【００４８】
図３（ａ）におけるａは、Ｃｓメタル層５６の２つの凹部５７の間隔を表している。本実施形態では、凹部５７の間隔ａとは、隣り合う２つの凹部５７の端部（Ｃｓメタル層５６の上面における凹部の淵）の間の最短距離を意味している。反射部３０における反射効率を高めるためには、反射層６３の表面により多くの凹部４８を設けたほうが良い。そうすることにより、反射層６３の表面に傾斜が２０度以下の面をより多く形成することができるからである。それには、Ｃｓメタル層５６にもより多くの凹部５７を設ける必要がある。よって、本実施形態では間隔ａを４μｍ以下に、また、凹部５７の最大幅ｂ（Ｃｓメタル層５６の上面における開口の最大幅）を１５μｍ以下に設定している。間隔ａの下限は、製造上の限界を考えて１μｍとし、同じ理由により、幅ｂの下限は２μｍとしている。すなわち、好ましい間隔ａの設定範囲は１μｍ以上４μｍ以下であり、幅ｂの設定範囲は２μｍ以上１５μｍ以下である。【００４９】
反射効率を向上させるためには、隣り合う任意の２つの凹部５７の間隔ａを上述の設定範囲内に収めることが好ましい。しかし、これに限られることなく、任意の凹部５７と、それに最も近い位置にある他の凹部５７との間の間隔ａを設定範囲内の値とすることによっても、反射効率を向上させることができる。また、反射部３０に形成される凹部５７の５０％以上に対して、その凹部と、それに最も近い位置にある他の凹部との間の間隔ａを設定範囲内の値とすることによっても、反射効率を向上させることができる。また、反射部３０における少なくとも２つの凹部５７の間隔ａを設定範囲内の値にしても、反射効率を向上させ得る。【００５０】
また、反射効率を向上させるためには、全ての凹部５７の幅ｂを上述の設定範囲内に収めることが好ましい。しかし、これに限られることなく、反射部３０に形成される凹部５７の５０％以上の幅ｂを設定範囲内に収めることによっても、反射効率を向上させることができる。また、反射部３０における少なくとも１つの凹部５７の幅ｂを設定範囲内の値にしても、反射効率を向上させ得る。【００５１】
図１５に示した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、凹部が、ゲート層１０２、ゲート絶縁層１０４、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。【００５２】
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の整形形状に応じて形成されるので、反射層に比較的浅い窪みを容易に形成することができる。これにより、反射層表面における反射効率が向上する。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４８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。【００５３】
また、本実施形態によれば、Ｃｓメタル層５６における凹部５７の間隔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。また、凹部５７自身の幅も可能な限り小さく形成することができる。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を形成することが可能となる。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。【００５４】
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。【００５５】
図４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５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いる。【００５６】
図４（ａ）および図５（ａ）に示すように、まず、洗浄した透明基板２２の上にＡｌ（アルミニウム）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、Ａｌの他、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｔａ（タンタル）、Ｗ（タングステン）、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。【００５７】
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、ドライまたはウェットエッチングを施して、ゲートメタル層５４（ゲート電極およびゲートラインを含む）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。【００５８】
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。【００５９】
次に、図４（ｂ）および図５（ｂ）に示すように、Ｐ−ＣＶＤ法により、ＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2の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、ＳｉＯ2（酸化シリコン）、Ｔａ2Ｏ5（酸化タンタル）、Ａｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム）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６１も同時に形成される。【００６０】
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２０〜１００ｎｍ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。【００６１】
次に、図４（ｃ）および図５（ｃ）に示すように、スパッタリング法等によりＡｌ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３０〜１０００ｎｍである。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。【００６２】
次に、図４（ｄ）および図５（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０．３〜５μｍ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ＳｉＮx、ＳｉＯ2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５０〜１０００ｎｍである。層間絶縁層２６および保護膜は、ＴＦＴ部３２だけでなく、反射部３０も含めた透明基板２２の上部全面に形成される。【００６３】
次に、図４（ｅ）および図５（ｅ）に示すように、層間絶縁層２６の上に、ＩＴＯやＩＺＯ等の透明電極膜が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、フォトリソグ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だけでなく、反射部３０も含め、画素の上部全面に形成される。【００６４】
次に、図６および図７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。【００６５】
図６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７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Ｃで示した部分の断面を表している。図６および図７における（ａ）〜（ｅ）の工程は、それぞれ図４および図５における（ａ）〜（ｅ）の工程に対応している。【００６６】
図６（ａ）および図７（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、フォトレジストの開口に応じて、２つの凹部５７の間隔ａ及び各凹部５７の幅ｂが上述した設定範囲内となるように形成される。凹部５７のより具体的な形成方法については、後に説明する。【００６７】
次に、図６（ｂ）および図７（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。ここで、ＴＦＴ部３２には半導体層６２を形成するが、パターニ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。【００６８】
次に、図６（ｃ）および図７（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６２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。【００６９】
次に、図６（ｄ）および図７（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。【００７０】
次に、図６（ｅ）および図７（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。【００７１】
次に、図８を用いて、本実施形態のＣｓメタル層５６、及びゲートライン（ゲートバスライン）５４、及びＴＦＴ部におけるゲート電極の製造方法をより詳細に説明する。【００７２】
図８（ａ）は、ゲートライン５４を形成するときに用いるフォトレジスト９９の形状を表した図であり、図２（ａ）の矢印Ｂで示す位置における断面形状を表している。また、図８（ｂ）は、反射部３０においてＣｓメタル層５６を形成するときに用いるフォトレジスト９９の形状を表した図であり、図２（ｃ）の矢印Ｄで示す位置における断面形状を表している。【００７３】
上述したように、Ｃｓメタル層５６の形成時には、ＴＦＴ部３２におけるゲート電極及びゲートライン５４も同時に同じ金属でフォトリソグラフ法によって形成される。ゲートライン（及びゲート電極）５４の整形においては、図８（ａ）に示すように高さｘのフォトレジストが用いられるが、反射部３０におけるＣｓメタル層５６の整形にはｘよりも薄い高さｙのフォトレジストが用いられる。フォトレジストは、ＴＦＴ部３２及び反射部３０を含めて基板面上にｘの高さで一様に成膜された後、反射部３０において、例えば露光条件やベーク条件を適切に設定することにより、その上部がｙの高さを有する膜となる。【００７４】
このように、凹部５７の形成に用いられるレジスト膜の膜厚が、ゲートライン５４の形成に用いられるレジスト膜の膜厚よりも薄くなるため、エッチングによる膜整形時に、凹部５７の端部には緩やかな斜面が形成され、ゲートライン５４の端部には急峻な切り立った斜面が形成される。なお、図８（ｂ）に示すように、反射部３０の外側のＣｓメタル層５６に対しては、高さｘのフォトレジスト９９が用いられるため、Ｃｓライン５６の端部の斜面も急峻な斜面となる。【００７５】
このような方法を用いることにより、同一のフォトリソグラフ工程によって、凹部５７の斜面を例えば２０°以下に緩やかに形成すると共に、ゲートライン５４及びＣｓライン５６を高い加工精度で整形することが容易に可能となる。また、凹部５７の大きさや形状、斜面の傾斜、及び凹部５７相互の間隔が容易に制御可能となるため、工程を増やすことなく、所望の凹部５７を得ることができる。よって、反射層６３に傾斜２０°以下の面が多く形成された、高反射率を有する液晶表示装置を効率よく製造することが可能となる。【００７６】
次に、図９を用いて凹部５７の形状及び配置方法の変形例について説明する。【００７７】
図９の（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ凹部５７を基板面に垂直に見た場合の、凹部５７の端部形状及び配置の例を表している。図９の（ａ）〜（ｃ）及び（ｅ）に示すように、凹部５７は円形に形成してもよく、また、図９（ｄ）に示すように、６角形に形成してもよい。なお、凹部５７の形状は、ここに示すものに限られることはなく、楕円形、多角形、あるいはそれ以外の形状で形成してもよい。また、凹部５７の配置も、図９（ａ）〜（ｄ）に示すような規則的配置としてもよく、図９（ｅ）に示すような不規則あるいはランダムな配置としても良い。いずれの場合においても、凹部５７の間隔ａは、図示するように、隣り合った２つの凹部５７の端部の最短距離として定義され、凹部５７の幅ｂは、凹部５７の端部の最大幅として定義される。【００７８】
なお、上述した実施形態では、凹部５７はＣｓメタル層（金属層）５６に形成されるとしたが、凹部５７は反射部３０におけるゲート絶縁層６１あるいは半導体層６２に形成されてもよく、また、これらの層の２つあるいは全ての層に形成されてもよい。さらに、これらの層の１つ又は２つに凹部５７を設け、その他の１つまたは２つの層に実施形態２で述べるような凸部を形成してもよい。また、反射部３０において半導体層６２は形成しなくてもよい。凹部５７は、各層の形成時に、上述したフォトリソグラフ法などによって形成され得る。本発明の実施形態にはこれらの例も含まれるものとする。【００７９】
（実施形態２）
次に、図１０及び１１を用いて、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、図３（ａ）に示したものから図１０に示すものに置き換えた液晶表示装置である。それ以外の構成は実施形態１と同じであるので、以下、異なる点についてのみを説明する。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。【００８０】
図１０は、実施形態２の反射部３０における断面（図２（ｂ）において矢印Ｃで示した部分の断面）を表している。図１０に示す反射部３０において、図２（ｂ）に示した凹部４８は、凸部（隆起部）４８’に対応している。つまり、実施形態１と実施形態２では反射部３０の表面の凹凸パターンが反転しており、図３（ａ）で円形の凹部として示された凹部４８が、実施形態２では凸部４８’となる。【００８１】
反射部３０におけるＣｓメタル層５６には図に示すように複数の凸部１６９が形成されており、２つの凸部１６９の間にはＣｓメタル層５６の凹部１５７が形成されている。反射層６３の凸部４８’は、Ｃｓメタル層５６の凸部１６９の形状に応じて形成されている。【００８２】
図１０におけるｃは、凸部１６９の幅を表している。この最大幅ｃとは、Ｃｓメタル層５６の底面における凸部１６９の最大幅を意味する。また、ｄは、Ｃｓメタル層５６の２つの凸部１６９の間隔を表している。この間隔ｄとは、隣り合う２つの凸部１６９の端部（Ｃｓメタル層５６の下面における凸部１６９の淵）の間の最短距離を意味している。反射部３０における反射効率を高めるためには、反射層６３の表面により多くの凸部４８’及び凹部１４８を設けたほうが良い。そうすることにより、反射層６３の表面に傾斜が２０度以下の面をより多く形成することができるからである。それには、Ｃｓメタル層５６にもより多くの凸部１６９及び凹部１５７を設ける必要がある。よって、本実施形態では凸部１６９の幅ｃを５μｍ以下に、また、間隔ｄを１５μｍ以下に設定している。幅ｃの下限は、製造上の限界を考えて２μｍとし、同じ理由により、間隔ｄの下限は２μｍとしている。すなわち、好ましい幅ｃの設定範囲は２μｍ以上５μｍ以下であり、間隔ｄの設定範囲は２μｍ以上１５μｍ以下である。【００８３】
反射効率を向上させるためには、隣り合う任意の２つの凸部１６９の間隔ｄを上述の設定範囲内に収めることが好ましい。しかし、これに限られることなく、任意の凸部１６９と、それに最も近い位置にある他の凸部１６９との間の間隔ｄを設定範囲内の値とすることによっても、反射効率を向上させることができる。また、反射部３０に形成される凸部１６９の５０％以上に対して、その凸部と、それに最も近い位置にある他の凸部との間の間隔ｄを上述の設定範囲内の値とすることによっても反射効率を向上させることができる。また、反射部３０における少なくとも２つの凸部１６９の間隔ｄを設定範囲内の値にしても、反射効率を向上させ得る。【００８４】
また、反射効率を向上させるためには、全ての凸部１６９の幅ｃを上述の設定範囲内に収めることが好ましい。しかし、これに限られることなく、反射部３０に形成される凸部１６９の５０％以上の幅ｃを上述の設定範囲内に収めることによっても、反射効率を向上させることができる。また、反射部３０における少なくとも１つの凸部１６９の幅ｃを設定範囲内の値にしても、反射効率を向上させ得る。【００８５】
上述のＣｓメタル層５６は、実施形態１で説明した方法と同様の方法によって形成され得る。ただし、Ｃｓメタル層５６の整形時には、レジストマスクとして、実施形態１で用いたパターンを反転させたパターンを有するマスクが用いられる。これにより、実施形態１では、いわゆる「抜きパターン」によって形成された凹部５７が、実施形態２では「残しパターン」によって凸部１６９として形成される。【００８６】
次に、図１１を用いて凸部１６９の形状及び配置方法の変形例について説明する。【００８７】
図１１の（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ凸部１６９を基板面に垂直に見た場合の端部形状及び配置の例を表している。図１１の（ａ）及び（ｃ）に示すように、凸部１６９は円形に形成してもよく、また、（ｂ）に示すように６角形に形成してもよい。また、（ｄ）及び（ｅ）に示すように、内側に凹部を有する円形あるいは６角形の凸部１６９であってもよく、（ｆ）に示すように十字型であってもよい。なお、凸部１６９の形状は、ここに示すものに限られることはなく、楕円形、多角形、あるいはそれ以外の形状で形成してもよい。また、凸部１６９の配置は、（ａ）及び（ｂ）に示すような規則的配置としてもよく、（ｃ）に示すように、不規則あるいはランダムな配置としても良い。いずれの場合においても、凸部１６９の幅ｃは凸部１６９の最大幅として定義され、間隔ｄは、隣り合った２つの凸部１６９の端部の最短距離として定義される。なお、（ｄ）〜（ｆ）に示すような、凸部１６９が線状に延びる形状を有する場合、その幅ｃは、その線状部分の最大幅と定義される。【００８８】
本実施形態によれば、反射層６３の凸部４８’（隆起部）がＣｓメタル層５６の整形形状に応じて形成されるので、反射層に比較的低い隆起部を容易に形成することができる。これにより、反射層表面における反射効率が向上する。また、凸部４８’の形状、高さ、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の表面に傾斜角度を２０度以下の斜面を多く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。【００８９】
また、本実施形態によれば、Ｃｓメタル層５６における凸部１６９の幅及び間隔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の凸部１６９をより多く配置することができるため、反射層６３にもより多くの凸部４８’を形成することが可能となる。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もできるので、反射効率をより向上させることができる。【００９０】
なお、上述した実施形態では、凸部１６９はＣｓメタル層（金属層）５６に形成されるとしたが、そのような凸部は反射部３０におけるゲート絶縁層６１あるいは半導体層６２に形成されてもよく、また、これらの層の２つあるいは全ての層に形成されてもよい。【００９１】
さらに、これらの層の１つ又は２つに凸部１６９を設け、その他の１つまたは２つの層に実施形態１で述べるような凹部を形成してもよい。また、反射部３０において半導体層６２は形成しなくてもよい。凸部１６９は、各層の形成時に、上述したフォトリソグラフ法などによって形成され得る。本発明の実施形態にはこれらの例も含まれるものとする。【００９２】
（実施形態３）
次に、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。第３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、図３（ａ）に示したものから図１２に示すものに置き換えた液晶表示装置である。それ以外の構成は実施形態１と同じであるので、以下、反射部３０の異なる点についてのみを説明する。実施形態１及び２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。【００９３】
図１２は、実施形態３の反射部３０における凹部４８の断面（図２（ｂ）において矢印Ｃ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、及び反射層６３が積層されている。【００９４】
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（または開口）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とからなっている。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の凹部５７’の形状に応じて形成されている。【００９５】
反射部３０’は、図６〜８を用いて説明したものと同様の方法で製造され得る。ここでは、実施形態１で示した間隔ａは、２つの凹部５７’の最上部の端部間の最短距離であり、幅ｂは凹部５７’の最上部の端部の最大幅である。なお、間隔ａを、平坦部８６を含む面における凹部５７’の端部間の最短距離とし、幅ｂを同面における凹部５７’の端部の最大幅と考えてもよい。また、実施形態３の凹凸パターンを反転させた形状のＣｓメタル層５６を用いても良い。実施形態１及び２のＣｓメタル層５６の凹部及び凸部に、本実施形態で示したような段差を形成したものも本発明の実施形態に含まれる。さらに、Ｃｓメタル層５６、ゲート絶縁層６１、及び半導体層６２の１つあるいは２つに凹部を設け、他の１つまたは２つの層に凸部を設ける構成、および、これらの層の１つあるいは２つに凸部を設け、他の１つまたは２つの層に凹部を設ける構成も本発明の実施形態に含まれる。また、反射部３０’に半導体層を設けない構成も本発明の実施形態に含まれる。【００９６】
本実施形態によれば、実施形態１及び２で述べた利点に加えて、次のような利点も得られる。【００９７】
図１３は、本実施形態の反射部３０と、図１５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１３（ａ）は、本実施形態の反射部３０の断面構造を、図１３（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。【００９８】
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１３（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１３（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。【００９９】
図１３（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。【０１００】
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。この場合、反射層６３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り、さらに高い反射効率を得ることが可能となる。【０１０１】
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９１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、これによって有効反射面を広げることが可能となる。【０１０２】
（実施形態４）
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４の実施形態を説明する。なお、実施形態１〜３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１４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１〜３の液晶表示装置から層間絶縁層２６を除いたものであり、以下に述べる点以外は実施形態１〜３の表示装置と同じである。なお、図１４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６３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１〜３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ものとしたが、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。【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】
【０１０９】
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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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