(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された下部側基板と対向側基板に挟み込まれた液晶層を有し、前記下部側基板に設けた反射電極により、外部からの入射光を反射させて表示光源とする反射型液晶表示装置において、
前記反射電極は、表面に凹凸パターンが形成された絶縁膜の上に、前記凹凸パターンを反映させた形状を有して積層され、
前記下部側基板に形成された配線の上の、隣接する前記反射電極により形成される間隙には、前記絶縁膜の凹部を含まない凸部のみが位置し、前記凸部により画素部の周りが囲まれていることを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項２】
前記絶縁膜は、前記下部側基板に形成された凸パターンと前記凸パターンを覆う絶縁層とからなることを特徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示装置。
【請求項３】
前記配線の上の間隙に位置する前記絶縁膜の凸パターンは、画素電極部に形成された前記反射電極よりも凸部が高く形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の反射型液晶表示装置。
【請求項４】
前記配線の上に形成された前記絶縁膜の凸パターンの幅が、他の領域に形成された凸パターンの幅より広く、且つ、前記配線の幅より狭くなく形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の反射型液晶表示装置。
【請求項５】
前記配線と前記反射電極は、前記配線の端部と前記反射電極の端部が重なり合わないような位置に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の反射型液晶表示装置。
【請求項６】
前記配線と前記反射電極は、前記配線の側面と前記反射電極の端面が一致するような位置に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の反射型液晶表示装置。
【請求項７】
各画素毎にスイッチング素子としての薄膜トランジスタを設けたアクティブマトリクス方式により、液晶を駆動することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の反射型液晶表示装置。
【請求項８】
対向配置された下部側基板と対向側基板に挟み込まれた液晶層を有し、前記下部側基板に設けた反射電極により、外部からの入射光を反射させて表示光源とする反射型液晶表示装置の製造方法において、
前記下部側基板の絶縁性基板の上に、スイッチング素子及び配線を形成する工程と、
前記配線及び前記絶縁性基板の上に、前記反射電極の表面に凹凸パターンを形成するための複数個の凸パターンを、前記配線の上部における線幅が前記反射電極の凹凸パターンにおける凸パターンの凸部と比較して、広く、且つ、前記配線の幅より狭くないようにし、前記配線の上には前記絶縁膜の凹部を含まない凸部のみが位置して前記凸部により画素部の周りが囲まれているように形成する工程と、
前記凸パターンを覆うように前記絶縁性基板の上に、前記配線の上部の膜厚が、液晶表示領域の前記反射電極の凸部と比較し、同等或いはそれよりも厚くなるように前記絶縁膜を形成し、滑らかな凹凸形状とする工程と、
前記反射電極の形成位置に対応させて、前記絶縁層を覆う導電性薄膜を積層し、前記配線と重ならないように前記反射電極を形成する工程と
を有することを特徴とする反射型液晶表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記反射電極を形成する場合、前記反射電極のレジストパターンを形成した後、前記反射電極のエッチング処理を長く行うことによって、前記導電性薄膜に対する処理量を多くし、前記レジストパターンよりも出来上がりのパターンの幅を細くすることを特徴とする請求項８に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記配線の上に形成する前記凸パターンのマスクパターン幅を、前記反射電極の領域に形成する凸部の幅よりも太くすることにより、前記配線の上部の膜厚を前記反射電極の凹凸パターンの凸部と同等或いはそれよりも厚くなるように形成することを特徴とする請求項８に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、反射型液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に、外部からの入射光を反射させて表示光源とする反射型液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、装置内部に反射板を有し、この反射板により外部からの入射光を反射して表示光源とすることにより、光源としてのバックライトを備える必要のない反射型の液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）が知られている。
【０００３】
図９は、従来の反射型液晶表示装置の部分断面図である。図９に示すように、反射型ＬＣＤ１は、下部側基板２と、液晶層３を介して下部側基板２に対向する対向側基板４を有している。
【０００４】
下部側基板２は、絶縁性基板２ａの上に形成された、半導体素子５、ドレイン配線６、及び凸パターン７を有している。これら半導体素子５、ドレイン配線６及び凸パターン７を覆って、絶縁層８が形成され、更に、絶縁層８の上には反射電極（反射板）９が形成されている。対向側基板４は、絶縁性基板４ａ及びその液晶層３側に形成された透明電極４ｂを有している。
【０００５】
ドレイン配線６の上部に積み重ねられた、有機材料、無機材料、或いは有機材料と無機材料からなる絶縁層８は、絶縁性基板２ａの上に凹凸を形成するときの絶縁膜或いは半導体素子５のパッシベーション膜を兼ねている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ドレイン配線６上に連続した凸パターン７が形成されないと、ドレイン配線６を覆うのが薄い絶縁層８のみになってしまう（図９参照）ため、ドレイン配線６によって反射される光の色が黄色味を帯び、反射型ＬＣＤ１の表示特性に影響を与えてしまう。
【０００７】
図１０は、図９の反射型ＬＣＤによる光の反射状態を示す説明図である。図１０に示すように、入射光Ｌｉは、対向側基板４から液晶層３を通って下部側基板２に達し、そこで反射されて反射光Ｌｒとなり、再び液晶層３を通って対向側基板４の外に出射される。
【０００８】
つまり、金属材料からなるドレイン配線６を覆うのが薄い絶縁層８のみになると、液晶層３を挟んだドレイン配線６と対向側基板４の間隔が液晶層３を挟み込む反射電極９の部分より広くなり、ドレイン配線６によって反射される反射光Ｌｒは、反射電極９によって反射される反射光Ｌｒよりも複屈折率（Δｎ・ｄ）が大きくなり、黄色味を帯びることになる。このため、白色表示時には、黄色味がかった白色が表示されてしまう。
【０００９】
この発明の目的は、反射光が黄色味を帯びるのを防止し、白色表示時に黄色味がかった白色が表示されない反射型液晶表示装置及びその製造方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明に係る反射型液晶表示装置は、対向配置された下部側基板と対向側基板に挟み込まれた液晶層を有し、前記下部側基板に設けた反射電極により、外部からの入射光を反射させて表示光源とする反射型液晶表示装置において、前記反射電極は、表面に凹凸パターンが形成された絶縁膜の上に、前記凹凸パターンを反映させた形状を有して積層され、前記下部側基板に形成された配線の上の、隣接する前記反射電極により形成される間隙には、前記絶縁膜の凹部を含まない凸部のみが位置し、前記凸部により画素部の周りが囲まれていることを特徴としている。
【００１１】
上記構成を有することにより、反射電極は、表面に凹凸パターンが形成された絶縁膜の上に凹凸パターンを反映させた形状を有して積層されることになり、下部側基板に形成された配線の上の隣接する反射電極により形成される間隙には、絶縁膜の凹部を含まない凸部のみが位置することとなり、この凸部に画素部の周りが囲まれることとなる。これにより、下部側基板に設けた反射電極により、外部からの入射光を反射させた反射光が黄色味を帯びるのを防止し、白色表示時に黄色味がかった白色が表示されることがない。
【００１２】
また、この発明に係る反射型液晶表示装置の製造方法により、上記反射型液晶表示装置を実現することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、この発明の一実施の形態に係る反射型液晶表示装置の部分断面図である。図１に示すように、反射型の液晶表示装置（ＬＣＤ）１０は、装置内部に、下部側基板１１、液晶層１２、及び液晶層１２を介して下部側基板１１に対向配置された対向側基板１３を有している。
【００１５】
この反射型ＬＣＤ１０は、例えば、薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）をスイッチング素子として各画素毎に設けた、アクティブマトリクス方式を採用している。
【００１６】
下部側基板１１は、絶縁性基板１４、ＴＦＴ１５、ドレイン配線１６、凸パターン１７、絶縁層１８、及び反射電極１９を有している。絶縁性基板１４の上に形成された、ＴＦＴ１５、ドレイン配線１６及び凸パターン１７は、絶縁層１８に覆われており、絶縁層１８には、ＴＦＴ１５のソース電極に達するコンタクトホールが開けられている。
【００１７】
この絶縁層１８の上には、ドレイン配線１６上に形成された凸パターン１７を覆う部分を除いて、反射電極１９が形成されている。即ち、ドレイン配線１６は、凸パターン１７と絶縁層１８に覆われており、この絶縁層１８に反射電極１９が積層されている。
【００１８】
反射電極１９は、ＴＦＴ１５のソース電極又はドレイン電極に接続され、反射板及び画素電極としての機能を有しており、この反射電極１９により、外部からの入射光を反射させて、表示光源としている。
【００１９】
対向側基板１３は、絶縁性基板２０、その液晶層１２側に位置させた透明電極２１を有しており、対向側基板１３に入射した光は、液晶層１２を通って下部側基板１１に達し、そこで反射され、再び液晶層１２を通って対向側基板１３から出射される。
【００２０】
図２は、図１の凸パターン１画素分の形成例を示す平面図である。図２に示すように、凸パターン１７は、長方形状の枠体からなる平面内に無作為に配置された、互いに任意の屈曲角度を持って接続する複数の直線状凸部１７ａにより形成されている。
【００２１】
即ち、この凸パターン１７からなる凹凸パターンが表面に形成された絶縁層上に、反射電極１９が積層されて、反射電極１９の表面は、凹凸パターンを反映させた形状を有することになる。
【００２２】
凸パターン１７の枠体部分は、ドレイン配線１６を覆うことができるように、その幅が、他の領域に形成された直線状凸部１７ａの幅より広い枠体用凸部１７ｂにより形成されて、ドレイン配線１６の上に配置されている。この凸パターン１７を覆って絶縁層１８が形成される。
【００２３】
このように、反射型ＬＣＤ１０の絶縁層１８は、有機材料、無機材料、或いは有機材料と無機材料の何れかで構成され、且つ、ドレイン配線１６の上部の膜厚が、液晶表示領域である反射電極１９の凹凸パターンの凸部と比較し、同等或いはそれよりも厚くなる（ドレイン配線１６上の凸高さ≧反射電極１９の凹凸の凸部）ように形成されている。
【００２４】
よって、ドレイン配線１６に、凸パターン１７を形成する膜と絶縁層１８を形成する膜を積層することにより、ドレイン配線１６の上層には、先端に丸みを帯びた凸形状を有する凹凸パターンの絶縁層が形成されることになり、ドレイン配線１６の上層を液晶表示領域の凹凸パターンの凸部と同じ膜厚にして、少なくとも凹凸パターンの凹部よりも低くならないようにすることができる。
【００２５】
図３は、図１の反射型ＬＣＤによる光の反射状態を示す説明図である。図３に示すように、対向側基板１３に入射し、液晶層１２を通って下部側基板１１に達した入射光Ｌｉは、ドレイン配線１６で反射されて反射光Ｌｒとなり、再び液晶層１２を通って対向側基板１３の外に出射される。
【００２６】
このとき、反射型ＬＣＤ１０では、ドレイン配線１６の上層も、液晶表示領域である反射電極１９の凹凸パターンの凸部と同じ膜厚を有することになるので、液晶層１２を挟んだドレイン配線１６と対向側基板１３の間隔が他の部分より広くなることはない。
【００２７】
即ち、対向側基板１３と、反射電極１９或いは反射電極１９が形成された下部側基板１１との、それぞれの間隔が同一となるように、下部側基板１１の液晶層１２との接触面が面一状態に形成されている。
【００２８】
従って、ドレイン配線１６によって反射される反射光Ｌｒと、反射電極１９によって反射される反射光Ｌｒが、異なった複屈折率（Δｎ・ｄ）になる（図９参照）ことがない。このため、ドレイン配線１６からの反射光Ｌｒの色味が黄色から青色へシフトし、黄色味を帯びるのを防止することができる。
【００２９】
図４は、図１の反射型ＬＣＤによるドレイン配線と画素電極の位置関係を示す断面図である。図４に示すように、反射型ＬＣＤ１０の場合、ドレイン配線１６の上の、凸パターン１７を覆う絶縁層１８の表面、即ち、下部側基板１１に形成されたドレイン配線１６の上の、隣接する反射電極１９により形成される間隙には、凸パターン１７と絶縁層１８が位置しており、ドレイン配線１６と反射電極（画素電極）１９が重なることなく形成されている（（ａ）参照）。
【００３０】
つまり、反射型ＬＣＤ１０のドレイン配線１６と反射電極１９の位置関係は、ドレイン配線１６の端部と反射電極１９の端部が同一線上にある重なり合った状態（（ｂ）点線参照）ではなく、ドレイン配線１６の端部と反射電極１９の端部が同一線上にはない両者が離間した状態（（ａ）点線参照）にある。
【００３１】
このため、ドレイン配線１６と反射電極１９が重なった場合（（ｂ）参照）には、寄生容量が大きくなって画素電圧の変動が生じてしまうのが避けられなかったのが、寄生容量が大きくならず画素電圧の変動が生じないので、ゲートライン反転駆動のように２本のドレイン配線の電圧極性が同じ場合に、表示特性に悪影響を与えてしまうということがない。
【００３２】
図５は、図１に示す反射型ＬＣＤの製造工程における反射電極製造工程を示す説明図である。図５に示すように、先ず、絶縁性基板１４の上に、ＴＦＴ１５及びドレイン配線１６を形成する（（ａ）参照）。
【００３３】
次に、ドレイン配線１６が形成された絶縁性基板１４の上に、例えば、有機樹脂を塗布した後、露光・現像処理を行って、凸パターン形成マスクにより、反射電極１９の表面に凹凸パターンを形成するための複数個の凸パターン１７を形成する（（ｂ）参照）。このとき、ドレイン配線１６の上に凸パターン１７の枠体部分が位置するようにする。
【００３４】
次に、凸パターン１７を覆うように、有機樹脂からなる絶縁層１８を形成して、滑らかな凹凸形状とした後、露光・現像処理を行ってコンタクトホールを開ける（（ｃ）参照）。絶縁層１８の形成時、凸パターン１７により、ドレイン配線１６の上部の膜厚は、液晶表示領域である反射電極１９の凹凸パターンの凸部と比較し、同等或いはそれよりも厚く形成される。
【００３５】
次に、反射電極１９の形成位置に対応させて、コンタクトホールと共に絶縁層１８を覆うアルミニウム（Ａｌ）薄膜を形成した後、露光・現像処理を行って、反射画素電極としての反射電極１９を形成する（（ｄ）参照）。
【００３６】
この反射電極１９の形成に際し、ドレイン配線１６と反射電極１９が重なり合う位置関係にならないようにする。なお、反射電極１９の材料は、Ａｌに限るものではなく、他の導電性材料により形成しても良い。
【００３７】
図６は、図５の反射電極製造工程における製造方法（その１）の説明図である。図６に示すように、反射電極１９を形成する場合、反射電極１９のレジストパターン２２を形成した（（ａ）参照）後、反射電極１９のエッチング処理を長く行うことによって、Ａｌ薄膜に対する処理量を多くし、レジストパターン２２よりも出来上がりのパターンの幅を細くする（（ｂ）参照）。これにより、反射電極１９がドレイン配線１６と重なるのを防止するとができる。
【００３８】
図７は、図５の反射電極製造工程における製造方法（その２）の説明図である。図７に示すように、この製造方法の場合、反射電極１９のレジストパターン２２を、ドレイン配線１６と重ならないパターンに形成するが、これには、マスク設計の段階で重ならないようにする（（ａ）参照）、或いは、レジスト現像の段階で現像時間を長くし重ならないようにする（（ｂ）参照）ことにより行う。これにより、反射電極１９がドレイン配線１６と重なるのを防止する。
【００３９】
また、ドレイン配線１６の上部の膜厚を、反射電極１９の凹凸パターンの凸部と同等或いはそれよりも厚くなるように形成する方法を、以下に説明する。
【００４０】
図８は、マスクパターン幅と凸パターンの断面形状の関係を示す説明図である。図８に示すように、マスクパターンの幅を４μｍにした場合、幅が約７μｍで段差が約２．２μｍとなり、マスクパターンの幅を１０μｍにした場合、幅が約１０μｍで段差が約２．８μｍとなる。
【００４１】
つまり、マスクパターンの幅が太くなるに連れて、凸パターン１７の膜厚が厚くなるため、ドレイン配線１６上に形成する凸パターン１７のマスクパターン幅を、反射電極１９の領域に形成する凸部の幅よりも太くすることによって、膜厚が厚い絶縁膜を形成することができる。
【００４２】
同様に、凸パターン形成膜にアクリル樹脂を用いても、ドレイン配線１６の上部の膜厚を、反射電極１９の凹凸パターンの凸部と同等或いはそれよりも厚くなるように形成することができる。
【００４３】
アクリル樹脂を用いた場合、フォトレジストによって形成したライン幅が広くなる程、焼成後の段差が高くなる特徴があるため、この現象を利用することによって、ドレイン配線１９の上部に形成する凸パターン１７を、液晶表示領域のものよりも幅の広いパターンにし、凹凸パターンの凸部よりも膜厚の厚い層を形成することができる。
【００４４】
上述したように、反射型ＬＣＤ１０は、第１に、ドレイン配線１６の上に、先端に丸みを有する凸形状の絶縁層が形成され、第２に、反射電極１９とドレイン配線１６が、重なり合っていない位置関係にあり、第３に、ドレイン配線１６の上に形成される凸パターン１７が、反射電極１９と重なる領域に形成されるものよりも広い幅のパターンで形成されることにより、反射電極１９のある領域よりも凸部が高く形成されている、という構成を有している。
【００４５】
つまり、ドレイン配線１６上に、液晶層１２の厚さの均一化を図るために、凸パターン１７とこれを覆う絶縁層１８を形成し、同時に、寄生容量を低減させるために、ドレイン配線１６とその上方に位置する反射電極１９とが重なり合わないように、隣接する反射電極１９間に絶縁層１８を配置している。
【００４６】
この結果、ドレイン配線１６上で、凸パターン１７を覆って形成された絶縁層１８は、両側の反射電極１９の各端面がドレイン配線１６の両側面延長線と重ならない位置で、且つ、両側の反射電極１９と面一となる高さに、形成され配置されている。
【００４７】
画素電極（反射電極１９）間の距離がドレイン配線１６の幅よりも広いという構成は、理想的状態であるが、反射電極１９の各端面とドレイン配線１６の両側面とが一致する状態でもよく、少なくとも、両側の反射電極１９の各端面がドレイン配線１６の両側面延長線内に入り込むオーバーラップ状態に無ければよく、例えば、目合わせのずれ等により片方のみが重なった状態でも、面一状態であれば必要な効果を得ることが可能である。
【００４８】
このように、この発明によれば、ドレイン配線１６の上部の凸パターン１７及び絶縁層１８を、反射電極１９の凹凸形状を形成するパターンの一部として利用し、反射電極１９がドレイン配線１６と重ならず、且つ、絶縁層１８と反射電極１９が面一となるように、液晶表示部分の凸部よりも高く形成している。
【００４９】
この結果、ドレイン配線１６により反射される反射光Ｌｒが黄色味を帯びてしまう色付きを抑えて、白色表示時に黄色味がかった白色が表示されてしまうのを改善することができる。
【００５０】
即ち、ゲートライン反転駆動のように２本のドレイン配線の電圧極性が同じ場合に、表示特性に悪影響を与えてしまう寄生容量を低減させることだけでなく、ドレイン配線１６で反射される光の色味を改善し、表示特性を向上させることができる。
【００５１】
なお、上記実施の形態において、スイッチング素子はＴＦＴ１５に限るものではなく、例えば、ダイオード等、その他のスイッチング素子を用いても良い。また、ドレイン配線１６に限らず、金属材料からなる他の配線の上部に、凸パターン１７を形成する膜と絶縁層１８を形成する膜を積層することにより、膜厚を調整しても良い。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、反射電極は、表面に凹凸パターンが形成された絶縁膜の上に凹凸パターンを反映させた形状を有して積層されることになり、下部側基板に形成された配線の上の隣接する反射電極により形成される間隙には、絶縁膜の凹部を含まない凸部のみが位置することとなり、この凸部に画素部の周りが囲まれることとなるので、下部側基板に設けた反射電極により、外部からの入射光を反射させた反射光が黄色味を帯びるのを防止し、白色表示時に黄色味がかった白色が表示されることがない。
【００５３】
また、この発明に係る反射型液晶表示装置の製造方法により、上記反射型液晶表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係る反射型液晶表示装置の部分断面図である。
【図２】図１の凸パターン１画素分の形成例を示す平面図である。
【図３】図１の反射型ＬＣＤによる光の反射状態を示す説明図である。
【図４】図１の反射型ＬＣＤによるドレイン配線と画素電極の位置関係を示す断面図である。
【図５】図１に示す反射型液晶表示装置の製造工程における反射電極製造工程を示す説明図である。
【図６】図５の反射電極製造工程における製造方法（その１）の説明図である。
【図７】図５の反射電極製造工程における製造方法（その２）の説明図である。
【図８】マスクパターン幅と凸パターンの断面形状の関係を示す説明図である。
【図９】従来の反射型液晶表示装置の部分断面図である。
【図１０】図９の反射型ＬＣＤによる光の反射状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０  反射型ＬＣＤ
１１  下部側基板
１２  液晶層
１３  対向側基板
１４  絶縁性基板
１５  ＴＦＴ
１６  ドレイン配線
１７  凸パターン
１７ａ  直線状凸部
１７ｂ  枠体用凸部
１８  絶縁層
１９  反射電極
２０  絶縁性基板
２１  透明電極
２２  レジストパターン
Ｌｉ  入射光
Ｌｒ  反射光
【図１】
0003583120.tif 000002
【図２】
0003583120.tif 000003
【図３】
0003583120.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003583120.tif 000007
【図７】
0003583120.tif 000008
【図８】
0003583120.tif 000009
【図９】
0003583120.tif 000010
【図１０】
0003583120.tif 000011