(57)【要約】【課題】表面に微細で高密度な凹凸を有する反射膜を備えた液晶表示装置を提供する。【解決手段】反射電極３３の下方の金属膜、半導体膜及び絶縁膜等のうちの少なくとも１つの膜に形成された円形又は多角形の開口部により、反射電極３３の表面に微細な凹凸が高密度に形成されている。この場合に、単位面積当たりの開口部の外周寸法で定義される線密度が０．２以上であることが必要である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、
前記第１の基板に対向して配置されて光を透過する第２の基板と、
前記第１の基板上に形成され、前記第２の基板を透過した光を反射する反射膜と、
前記第１の基板と前記反射膜との間に積層された複数の膜と、
前記第１及び第２の基板間に封入された液晶とを有し、
前記反射膜の表面に、前記複数の膜のうちの少なくとも１つの膜に形成された開口部による凹凸が形成され、単位面積当たりの前記開口部の外周寸法の総和で定義される線密度が０．２以上であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記開口部の形状が円形又は多角形であり、前記開口部の直径又は全幅寸法をＳ、開口部間の間隙寸法をＬとしたときに、Ｌ／Ｓの値が１以下であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第２の基板側に、前記反射膜の少なくとも一部に対向する部分に開口部が設けられたカラーフィルタと、前記カラーフィルタの開口部を埋め込み且つ前記カラーフィルタの上に形成されたギャップ調整膜と、前記カラーフィルタの開口部の中央部に対向する位置であって前記ギャップ調整膜上に形成された配向制御用突起とを有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記ギャップ調整膜及び前記配向制御用突起の少なくとも一方に、光を拡散する拡散粒子が含有されていることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外光を利用して映像の表示を行う反射型又は半透過型液晶表示装置に関し、特に反射膜の表面に微細な凹凸を設けた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、薄くて軽量であるとともに低電圧で駆動できて消費電力が少ないという長所があり、各種電子機器に広く利用されている。特に、画素毎にスイッチング素子としてＴＦＴ(Thin Film Transistor ：薄膜トランジスタ）が設けられたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置は、表示品質の点でもＣＲＴ(Cathode-Ray Tube)に匹敵するほど優れているため、テレビやパーソナルコンピュ−タ等のディスプレイに広く使用されている。
【０００３】
一般的な液晶表示装置は、相互に対向して配置された２枚の基板の間に液晶を封入した構造を有している。一方の基板にはＴＦＴ及び画素電極等が形成され、他方の基板にはカラーフィルタ及びコモン（共通）電極等が形成されている。以下、ＴＦＴ及び画素電極等が形成された基板をＴＦＴ基板と呼び、ＴＦＴ基板に対向して配置される基板を対向基板と呼ぶ。
【０００４】
液晶表示装置には、バックライトを光源とし液晶パネルを透過する光により映像を表示する透過型液晶表示装置と、外光（自然光又は電灯光）の反射を利用して映像を表示する反射型液晶表示装置と、暗いところではバックライトを使用し、明るいところでは外光の反射を利用して映像を表示する半透過型液晶表示装置とがある。
【０００５】
反射型液晶表示装置は、バックライトが不要なため、透過型液晶表示装置よりも消費電力が小さいという利点がある。また、周囲が明るい場所では、バックライトを利用する透過型液晶表示装置よりも、外光を利用する反射型液晶表示装置又は半透過型液晶表示装置のほうが映像が綺麗に見えることが多い。
【０００６】
ところで、反射型液晶表示装置及び半透過型液晶表示装置では、光を反射させる膜（反射膜）の表面が平坦であると、映像を綺麗に見ることができる範囲（視野角）が極端に狭くなるとともに、映り込みなどの問題が発生する。従って、反射膜の表面に微細な凹凸を設けて、光を散乱させることが必要となる。
【０００７】
従来から、反射膜の表面に微細な凹凸を形成する方法が提案されている。例えば特開平５−１７３１５８号公報には、フォトリソグラフィ法及びドライエッチング法を用いて有機絶縁膜（ポリイミド膜）の表面に凹凸を形成し、その上に反射膜を形成することが記載されている。また、特許第２９９００４６号明細書には、スイッチング素子（ＴＦＴ）の形成に使用する金属膜、絶縁膜及び半導体膜のうち少なくとも１つの膜を利用して凹凸を形成し、その上に絶縁膜を介して反射膜を形成することが記載されている。
【特許文献１】特開平５−１７３１５８号公報
【特許文献２】特許第２９９００４６号明細書
【特許文献３】特開２００２−３６５６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、本願発明者等は、上述した従来技術には、以下に示す問題点があると考える。すなわち、特開平５−１７３１５８号公報に開示された技術では、有機絶縁膜の上に感光性樹脂（フォトレジスト）を塗布する工程や、露光及び現像工程や、ドライエッチング工程が必要となる。このため、工程数の増加に伴い製造コストが増加するとともに、歩留りが低下する。
【０００９】
特許第２９９００４６号明細書に記載された技術では、金属膜、絶縁膜及び半導体膜を積層し、フォトリソグラフィ法によりこれらの膜をエッチングして、ＴＦＴと同時に凹凸を形成した後、全面に絶縁膜を形成し、更にその上に反射膜を形成している。このようにＴＦＴと同時に凹凸を形成することにより、製造工程の増加を回避することができる。しかし、この技術では、凹凸の密度がフォトリソグラフィの解像度に依存するため、凹凸を高密度に形成することが困難である。
【００１０】
また、特許第２９９００４６号明細書に記載された実施形態の一部では、ガラス基板をエッチングしている。しかし、ガラス基板をエッチングすると、ガラス基板に含有されている不純物が溶出して液晶を汚染し、表示品質を著しく損なうおそれがある。
【００１１】
以上から、本発明の目的は、表面に微細で高密度な凹凸を有する反射膜を備えた液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記した課題は、第１の基板と、前記第１の基板に対向して配置されて光を透過する第２の基板と、前記第１の基板上に形成され、前記第２の基板を透過した光を反射する反射膜と、前記第１の基板と前記反射膜との間に積層された複数の膜と、前記第１及び第２の基板間に封入された液晶とを有し、前記反射膜の表面に、前記複数の膜のうちの少なくとも１つの膜に形成された開口部による凹凸が形成され、単位面積当たりの前記開口部の外周寸法の総和で定義される線密度が０．２以上であることを特徴とする液晶表示装置により解決する。
【００１３】
本発明においては、反射膜と第１の基板との間に積層された複数の膜のうちの少なくとも１つの膜に開口部を形成し、この開口部により反射膜の表面に凹凸を形成する。本願発明者等の実験・研究により、反射型液晶表示装置として必要な反射率を得るためには、単位面積当たりのパターン（開口部又は島状パターン）の外周寸法で定義される線密度を０．２以上とすることが必要であることが判明している。液晶表示装置の製造工程で一般的に使用されているノボラック系ポジ型フォトレジストの場合、露光時に光の回り込みが発生するため、開口部の出来上がり寸法はマスクパターンの寸法よりも若干大きくなる。一方、ノボラック系ポジ型フォトレジストを使用して島状パターン（突起）を形成する場合は、島状パターンの出来上がり寸法はマスクパターンの寸法よりも若干小さくなる。従って、マスクパターンの寸法が同じであるとすると、開口部のほうが島状パターンよりも線密度を大きくすることができる。換言すれば、開口部により反射膜の表面に凹凸を形成するほうが、島状パターンにより反射膜の表面に凹凸を形成するよりも、微細な凹凸を形成することができる。
【００１４】
第２の基板側には、反射膜の少なくとも一部に対向する部分に開口部が設けられたカラーフィルタと、そのカラーフィルタの開口部を埋め込み且つカラーフィルタ上に形成されたギャップ調整膜と、カラーフィルタの開口部の中央部に対向する位置であってギャップ調整膜上に形成された配向制御用突起とを有することが好ましい。半透過型液晶表示装置の場合、透過領域では光がカラーフィルタを１回透過するのに対し、反射領域では光がカラーフィルタを２回（往復）透過するので、透過領域と反射領域とで色度の差が生じる。上記のように反射領域のカラーフィルタの一部に開口部を設けることにより、透過領域と反射領域との色度の差を小さくすることができる。
【００１５】
また、ギャップ調整膜を設けることにより、反射領域の液晶層を通る光の光路長（往復の光路長）を透過領域の液晶層を通る光の光路長に近づけることができる。これにより黒表示時における光学補償条件を透過領域と反射領域とで同じにすることができる。
【００１６】
更に、ギャップ調整膜及び配向制御用突起のうちの少なくとも一方に、光を拡散する拡散粒子を含有させてもよい。これにより、反射領域における視野角特性を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明について、添付の図面を参照して説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態の液晶表示装置の概要を示す断面図、図２は同じくその液晶表示装置の１画素を示す平面図である。本実施形態は、本発明をチャネル保護タイプのＴＦＴを有する半透過型液晶表示装置に適用した例を示している。
【００１９】
本実施形態の液晶表示装置は、図１に示すように、相互に対向して配置されたＴＦＴ基板１０及び対向基板４０と、これらのＴＦＴ基板１０及び対向基板４０の間に封入された垂直配向型液晶（誘電率異方性が負の液晶）５０とにより構成されている。ＴＦＴ基板１０の下側にはλ／４波長板（位相差板）５１ａ及び偏光板５２ａが配置され、更に下方にはバックライト（図示せず）が配置される。一方、対向基板４０の上側にはλ／４波長板（位相差板）５１ｂ及び偏光板５２ｂが配置される。λ／４波長板５１ａ，５１ｂは遅相軸が相互に直交するように配置され、偏光板５２ａ，５２ｂは透過軸が相互に直交するように配置される。
【００２０】
ＴＦＴ基板１０には、図２に示すように、Ｘ方向（水平方向）に延びる複数のゲートバスライン１３と、Ｙ方向（垂直方向）に延びる複数のデータバスライン２２とが形成されている。ゲートバスライン１３はＹ方向に例えば約３００μｍのピッチで並んで配列されており、データバスライン２２はＸ方向に例えば約１００μｍのピッチで並んで配列されている。これらのゲートバスライン１３及びデータバスライン２２により区画される矩形の領域がそれぞれ画素領域である。
【００２１】
ＴＦＴ基板１０には、ゲートバスライン１３と平行に配置されて画素領域の中央を横断する補助容量バスライン１４が形成されている。ゲートバスライン１３及び補助容量バスライン１４とデータバスライン２２との間には第１の絶縁膜（ゲート絶縁膜）１６が形成されており、この第１の絶縁膜１６によりゲートバスライン１３とデータバスライン２２との間、及び補助容量バスライン１４とデータバスライン２２との間が電気的に分離されている。
【００２２】
また、ＴＦＴ基板１０には、各画素領域毎にＴＦＴ２３が形成されている。このＴＦＴ２３は、図２に示すように、ゲートバスライン１３の一部をゲート電極としており、ゲートバスライン１３の上に第１の絶縁膜１６を介して形成された所定の大きさの半導体膜（図示せず）を活性層としている。また、ゲートバスライン１３の上方にはチャネル保護膜（第２の絶縁膜）１９が選択的に形成されており、ゲートバスライン１３の幅方向の両側にはソース電極２３ａ及びドレイン電極２３ｂが相互に対向して配置されている。ＴＦＴ２３のドレイン電極２３ｂはデータバスライン２２に接続している。
【００２３】
一つの画素領域は、データバスライン２２に沿って並ぶ３つの領域に分割されている。以下、これらの３つの領域のうちの中央の領域を反射領域Ｂと呼び、反射領域Ｂを挟む２つの領域を第１の透過領域Ａ１及び第２の透過領域Ａ２と呼ぶ。これらの第１の透過領域Ａ１、第２の透過領域Ａ２及び反射領域Ｂには、それぞれ角部が湾曲した略矩形の透明電極３２ａが形成されている。これらの透明電極３２ａはいずれもＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）等の透明導電体により形成され、透明電極３２ａと同時に形成された透明導電体からなる接続部を介して相互に電気的に接続されている。
【００２４】
また、反射領域Ｂの透明電極３２ａの上又は下には、角部が湾曲した略矩形の反射電極（反射膜）３３が形成されている。この反射電極３３の表面には、微細でランダムな凹凸が、後述する方法によって高密度に形成されている。更に、反射電極３３の下方には、後述するように、補助容量バスライン１４及び第１の絶縁膜１６とともに補助容量を構成する補助容量電極２４と、反射電極３３の表面に凹凸を形成するための開口部が設けられた第１及び第２の金属膜パターン１４ａ，２４ａ、半導体膜（図示せず）及び第３の絶縁膜２７等が形成されている。
【００２５】
ＴＦＴ２３のソース電極２３ａは透過領域Ａ１の透明電極３２ａの中央部の下方まで延び出し、コンタクトホール２７ａを介して透明電極３２ａと電気的に接続している。
【００２６】
透明電極３２ａの表面は、例えばポリイミドからなる垂直配向膜（図示せず）に覆われている。
【００２７】
一方、図１に示すように、対向基板４０の一方の面上（図１では下側）には、ブラックマトリクス（図示せず）及びカラーフィルタ４３が形成されている。ブラックマトリクスは例えばＣｒ（クロム）等の遮光性材料からなり、ＴＦＴ基板１０側のゲートバスライン１３、データバスライン２２及びＴＦＴ２３に対向する位置に配置されている。カラーフィルタ４３には赤色、緑色及び青色の３種類があり、各画素毎に赤色、緑色及び青色のいずれか一色のカラーフィルタが配置される。本実施形態では、Ｘ方向に相互に隣接して配置された赤色、緑色及び青色の３つの画素により１つのピクセルが構成される。
【００２８】
カラーフィルタ４３上（図１では下側）には、ＩＴＯ等の透明導電体からなるコモン電極４４が形成されている。このコモン電極４４の上（図１では下側）には、例えば樹脂等の誘電体からなる円錐状の配向制御用突起４５が形成されている。この配向制御用突起４５は、透過領域Ａ１，Ａ２及び反射領域Ｂの中央の位置にそれぞれ配置されている。また、コモン電極４４及び配向制御用突起４５の表面は、例えばポリイミドからなる垂直配向膜（図示せず）に覆われている。
【００２９】
図３は、本実施形態の液晶表示装置の１画素の等価回路図である。この図３に示すように、画素電極（透明電極３２ａ及び反射電極３３）と、コモン電極４４と、それらの間の液晶５０とにより構成される容量ＣＬＣに対し、補助容量バスライン１４と補助容量電極２４とにより構成される補助容量Ｃｓが並列接続され、ＴＦＴ２３を介して画素電極に書き込まれる表示電圧の低下を抑制している。
【００３０】
上述したように構成された本実施形態の液晶表示装置において、室内等で使用するときにはＴＦＴ基板１０の下方に配置されたバックライトを点灯して液晶パネルを透過する光により映像を表示する。また、明るい場所で使用するときにはバックライトを消灯し、反射電極３３により反射された光により映像の表示を行う。この場合、反射電極３３の表面には微細な凹凸が高密度に形成されているので、視野角特性が良好であり、比較的広い範囲で良好な映像を鑑賞することができる。
【００３１】
本実施形態においては、反射電極３３の下方の金属膜、絶縁膜及び半導体膜のうちの少なくとも１つの膜に円形又は多角形の開口部を形成することによって反射電極３３の表面に凹凸を形成する。このとき、単位面積当たりの開口部の外周寸法の総和で定義される線密度を０．２以上とする。本願発明者らの実験・研究から、後述するように線密度と反射率とは密接な関係があり、線密度を０．２以上とすることにより良好な反射特性を得ることが判明している。
【００３２】
好ましくは、開口部の直径又は全幅寸法をＳ、開口部間の間隙寸法をＬとしたときに、Ｌ／Ｓの値が１以下となるように開口部を配置する。これにより、開口部の線密度が高くなり、反射電極３３に形成される凹凸がより一層微細になる。
【００３３】
図４（ａ），（ｂ）は本実施形態の液晶表示装置の反射領域Ｂを示す平面図である。本実施形態では、反射電極３３の下方の膜に開口部（開口パターン）を形成することにより反射電極の表面に凹凸を形成するとともに、単位面積当たりの開口部の外周寸法の総和で定義される線密度を０．２以上とすることによって反射電極（反射膜）による反射光の利用効率を最適化している。
【００３４】
図４（ａ）には、反射電極３３の下方に形成された補助容量バスライン１４の幅広部とその幅方向の両側に配置された第１の金属膜パターン１４ａとに、それぞれ直径がＳの複数の開口部１１５ａが間隙寸法Ｌで配置されている場合の例を示している。
【００３５】
２以上の膜にそれぞれ開口部を形成する場合には、例えばそれぞれの膜の開口部の線密度及びＬ／Ｓ値を同じとし、それぞれの膜の開口部を１／２ピッチずらして配置する。これにより、それぞれの膜の開口部の重なりを最小限とし、線密度を最大にすることができる。図４（ｂ）には、図４（ａ）に示す第１の金属膜パターン１４ａの上の絶縁膜パターン１１９ａ（第２の絶縁膜）にも、直径がＳの開口部１１５ｂを開口部１１５ａに対し１／２ピッチ（Ｐ／２）だけずらして配置した例を示している。
【００３６】
また、線密度を大きくするためには各開口部の中心点を結ぶ線が正三角形を描くように配置することが基本であるが、三角形の特定の辺に平行な方向におけるＬ／Ｓ値を他の辺に平行な方向におけるＬ／Ｓ値よりも小さくしてもよい。これにより、特定の方向に光を優先的に反射させることが可能になる。その結果、特定の方向における液晶表示装置の表示性能が向上する。図５（ａ）には、横方向（ゲートバスラインに平行な方向）の間隙Ｌ１を斜め方向の間隙Ｌ２よりも小さくして横方向のＬ／Ｓ値と斜め方向のＬ／Ｓ値とが異なるように開口部１１５ａを配置した例を示している。
【００３７】
一方向に並んだ円形又は多角形の開口部の一部が重なる（すなわち、開口部が連結する）ように配置しても、同様に特定の方向における表示性能を向上させることができる。図５（ｂ）には、横方向に並んだ開口部１１５ａの一部が重なっている例を示している。
【００３８】
更にまた、一方の膜の開口部の大きさと他方の膜の開口部の大きさとが異なっていてもよい。但し、少なくとも１つの膜において、単位面積当たりの開口部の外周寸法の総和で定義される線密度が０．２以上であることが重要である。図６には、第１の金属膜パターン１４ａに形成した開口部１１５ａよりも絶縁膜パターン１１９ａに形成した開口部１１５ｂを大きくした例を示している。
【００３９】
以下、本実施形態の液晶表示装置について、具体的に説明する。
【００４０】
図７，図８は、図６に示す反射電極を有する液晶表示装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【００４１】
まず、図７（ａ）に示すように、ＴＦＴ基板１０のベースとなるガラス基板１１の上に、例えばＡｌ／ＭｏＮ／Ｍｏの３層構造の第１の金属膜１１２を形成する。その後、図７（ｂ），図６に示すように、フォトリソグラフィ法により第１の金属膜１１２をパターニングして、ゲートバスライン１３及び補助容量バスライン１４を形成するとともに、補助容量バスライン１４をその幅方向の両側から挟む位置にそれぞれ第１の金属膜パターン１４ａを形成する。
【００４２】
このとき、図６に示すように、補助容量バスライン１４の幅広部及び第１の金属膜パターン１４ａにそれぞれ複数の円形の開口部１１５ａを形成する。例えば、開口部１１５ａの直径Ｓは４μｍ、間隙寸法Ｌは１．７５μｍとする。また、各々の開口部１１５ａの中心点を結ぶ線が正三角形を描くようにする。この場合、単位面積当たりの開口部の外周寸法の総和で定義される線密度は０．４４となる。
【００４３】
次に、図７（ｃ）に示すように、ガラス基板１１の上側全面に例えばＳｉＮからなる第１の絶縁膜（ゲート絶縁膜）１６を形成する。次に、図７（ｄ）に示すように、第１の絶縁膜１６の上に、例えばＣＶＤ法により非晶質シリコンからなる第１の半導体膜１１７を形成し、続けて図８（ａ），図６に示すように、例えばＳｉＮからなる第２の絶縁膜１１８を形成する。そして、フォトリソグラフィ法により第２の絶縁膜１１８をパターニングしてチャネル保護膜１９を形成するとともに、図８（ｂ）に示すように、第１の金属パターン１４ａの上に絶縁膜パターン１１９ａを形成する。
【００４４】
この絶縁膜パターン１１９ａには、例えば直径Ｓが９μｍ、間隙寸法Ｌが５μｍの複数の開口部１１５ｂを形成する。これらの開口部１１５ｂは、各々の中心点を結ぶ線が正三角形を描くように配置する。この場合、単位面積当たりの開口部の外周寸法の総和で定義される線密度は０．５６となる。
【００４５】
その後、ガラス基板１１の上側全面に、オーミックコンタクト層となる高密度ｎ型不純物非晶質シリコンからなる第２の半導体膜を例えば３０ｎｍの厚さに形成する。続けて、第２の半導体膜の上に例えばＴｉ／Ａｌ／Ｔｉからなる第２の金属膜を形成し、フォトリソグラフィ法により第２の金属膜をパターニングして、データバスライン２２、ＴＦＴ２３のソース電極２３ａ、ドレイン電極２３ｂ及び補助容量電極２４を同時に形成する。データバスライン２２の幅は例えば７μｍとする。また、ソース電極２３ａは、図２に示すように第１の透過領域Ａ１の中央部まで引き出して、その先端に例えば一辺が１５μｍの正方形の接続部を形成する。
【００４６】
次に、ガラス基板１１の上側全面に、例えばＳｉＮからなる第３の絶縁膜２７を約３３０ｎｍの厚さに形成し、データバスライン２２、ＴＦＴ２３及び補助容量電極２４の上を覆う。そして、フォトリソグラフィ法により、第３の絶縁膜２７に、ソース電極２２ａの接続部に通じるコンタクトホール２７ａを形成する。
【００４７】
次に、ガラス基板１１の上側前面に第３の金属膜を形成し、この第３の金属膜をパターニングして、反射領域Ｂに反射電極３３を形成する。
【００４８】
この反射電極３３の表面には、前述した補助容量バスライン１４の幅広部及び第１の金属膜パターン１４ａの開口部１１５ａと、絶縁膜パターン１１９ａの開口部１１５ｂとにより微細な凹凸が形成される。
【００４９】
次いで、ガラス基板１１の上側全面にＩＴＯ等の透明導電体により第４の金属膜を形成する。この第４の金属膜の厚さは例えば７０ｎｍとする。そして、この第４の金属膜をパターニングして、透明電極３２ａを形成する。更に、透明電極３２ａの上にポリイミドを塗布して、垂直配向膜を形成する。
【００５０】
このようにして、ＴＦＴ基板１０が完成する。なお、上記の説明では反射電極３３の上に透明電極３２ａを形成するものとしたが、透明電極３２ａの上に反射電極３３を形成してもよい。
【００５１】
以下、対向基板４０の製造方法について、図１を参照して説明する。
【００５２】
まず、対向基板４０のベースとなるガラス基板４１の上（図１では下側の面）に例えばＣｒ等の金属膜を形成し、この金属膜をパターニングしてブラックマトリクスを形成する。その後、赤色感光性樹脂、緑色感光性樹脂及び青色感光性樹脂を使用して、赤色、緑色及び青色のカラーフィルタ４３を形成する。なお、ブラックマトリクスは黒色の樹脂により形成してもよく、赤色、緑色及び青色のカラーフィルタのうち２色以上のカラーフィルタを重ねてブラックマトリクスとしてもよい
次に、ガラス基板の上側全面に例えばＩＴＯ等の透明導電体をスパッタリングして、コモン電極４４を形成する。その後、コモン電極４４の上に感光性樹脂を塗布し、露光及び現像処理を行って、配向制御用突起４５を形成する。配向制御用突起４５は、透過領域Ａ１，Ａ２及び反射領域Ｂの中心位置に形成する。これらの配向制御用突起４５は、例えば直径が１０μｍ、高さが２．５μｍとする。
【００５３】
次いで、コモン電極４４及び配向制御用突起４５の表面に例えばポリイミドを塗布して、垂直配向膜（図示せず）を形成する。このようにして、対向基板４０が完成する。
【００５４】
上述のようにしてＴＦＴ基板１０及び対向基板４０を形成した後、真空注入法又は滴下注入法によりＴＦＴ基板１０と対向基板４０との間に誘電率異方性が負（Δε＜０）の液晶５０を封入して、液晶パネルを形成する。その後、液晶パネルの両面にそれぞれλ／４波長板５１ａ，５１ｂ及び偏光板５２ａ，５２ｂを配置し、バックライトユニットを取り付ける。このようにして、本実施形態の液晶表示装置が完成する。
【００５５】
本実施形態においては、上述したように、反射電極３３の表面の凹凸を、補助容量バスライン１４の幅広部及びその幅方向の両側に配置した第１の金属膜パターン１４ａの開口部１１５ａと、絶縁膜パターン１１９ａの開口部１１５ｂとにより形成している。また、開口部１１５ａ，１１５ｂの線密度をいずれも０．２以上としている。以下に、開口部１１５ａ，１１５ｂの大きさ及び線密度を上記のように決定した理由について説明する。
【００５６】
本実施形態では、開口部１１５ａの直径Ｓを４μｍ、間隙寸法Ｌを１．７５μｍとし、開口部１１５ｂの直径Ｓを９μｍ、間隙寸法Ｌを５μｍとしている。第１の金属膜１１２のパターニングには寸法精度が要求されるため、レチクルマスクを用いたステッパー露光法が使用される。一方、第２の絶縁膜１１８のパターニングには寸法精度が要求されないため、大型マスクを用いたプロキシミティー露光法が使用される。ステッパー露光の解像度（露光限界寸法）は２．７５〜３μｍ程度であり、プロキシミティー露光の解像度は７μｍ程度である。
【００５７】
ところで、液晶表示装置の製造には、通常ノボラック系のポジ型フォトレジストが使用される。ポジ型フォトレジストでは露光した部分が現像により剥離される。露光時には光の回り込みが発生するため、開口部の出来上がり寸法はマスクパターンの寸法よりも若干大きくなる。本実施形態においては、開口部１１５ａを形成する際に使用したレチクルマスクのパターン（開口部に対応する円形のパターン）の直径Ｓｍは３μｍ、間隙寸法Ｌｍは２．７５μｍである。従って、開口部１１５ａの出来上がり寸法Ｓはマスクパターンの直径Ｓｍよりも１μｍ大きく、開口部１１５ａの間隙寸法Ｌはマスクパターンの間隙寸法Ｌｇよりも１μｍ小さくなっている。
【００５８】
一方、開口部１１５ｂを形成する際に使用した大型マスクのマスクパターンの直径Ｓｍは７μｍ、間隙寸法Ｌｍは７μｍである。従って、開口部１１５ｂの出来上がり寸法Ｓはマスクパターンの直径Ｓｍよりも２μｍ大きく、開口部１１５ｂの間隙寸法Ｌはマスクパターンの間隙寸法Ｌｍよりも２μｍ小さくなっている。
【００５９】
開口部とマスクパターンとの寸法差は、主にパターニングする膜の厚さに依存する。この例の場合、膜厚が薄い金属膜では開口部の出来上がり寸法とマスクパターンの寸法との差が１μｍであり、膜厚が厚い絶縁膜では開口部の出来上がり寸法とマスクパターンの寸法との差が２μｍとなっている。図９に、金属膜及び絶縁膜に円形の開口部を形成したときのマスクパターンの寸法と出来上がり寸法及び線密度との関係を示す。
【００６０】
但し、図９において、Ｇ層はゲートバスライン形成用の金属膜（第１の金属膜）を示し、Ｉ層はデータバスライン及びソース／ドレイン電極形成用の金属膜（第２の金属膜）を示し、ＳＡ層はチャネル保護膜形成用絶縁膜（第２の絶縁膜）を示し、Ｃ層は最終保護膜形成用絶縁膜（第３の絶縁膜）を示している。また、Ｇ層及びＩ層（第１及び第２の金属膜）の厚さは０．１μｍとし、いずれもレチクルマスクを用いたステッパー露光法により開口部を形成するものとしている。更に、ＳＡ層（第２の絶縁膜）の厚さは０．３〜０．４μｍとし、大型マスクを用いたプロキシミティー露光法により開口部を形成するものとしている。更にまた、Ｃ層（第３の絶縁膜）の厚さは０．３〜０．４μｍとし、レチクルマスクを用いたステッパー露光法により開口部を形成するものとしている。更にまた、Ｓは開口部の直径（出来上がり寸法）、Ｌは開口部の間隙寸法（出来上がり寸法）を示し、Ｓｍはマスクパターン（開口部に対応する円形のパターン）の直径、Ｌｍはマスクパターンの間隙寸法を示している。また、参考のために、図９には、円形の開口部に替えて円形の突起（島状パターン）を形成したときの線密度も示している。この場合、遮光部と透過部とが開口部形成用マスクと逆になるだけで、マスクパターンの大きさは同じとしている。
【００６１】
この図９からわかるように、開口部及び突起の線密度はＬ及びＳの値が小さくなるほど大きくなり、解像度が低いプロキシミティー露光よりも解像度が高いステッパー露光のほうが線密度を大きくすることができる。
【００６２】
また、前述したように、開口部の出来上がり寸法Ｓはマスクパターンの寸法Ｓｍよりも１〜２μｍ大きくなるのに対し、突起の出来上がり寸法Ｓはマスクパターンの寸法Ｓｍよりも１〜２μｍ小さくなる。このことから、マスクパターンの寸法が同じ場合は、開口部のほうが突起よりも線密度が大きくなることがわかる。すなわち、突起により反射電極の表面に凹凸を形成するよりも、開口部により反射電極に凹凸を形成するほうが、より一層微細な凹凸を形成することができる。
【００６３】
前述の例では開口部１１５ａ形成用レチクルマスクのパターンの直径Ｓｍを３μｍ、間隙寸法Ｌｍを２．７５μｍとしている。これは、マスクパターンの直径Ｓｍ及び間隙寸法Ｌｍをいずれも２．７５μｍとするよりもプロセスマージンが大きくなり、且つ線密度の低下が比較的小さいことから採用したものである。
【００６４】
以下、本実施形態に係る液晶表示装置を実際に製造し、その反射特性を調べた結果について説明する。
【００６５】
図１０（ａ）〜（ｄ）は、いずれも本実施形態に係る液晶表示装置の反射領域における平面図を示している。これらの液晶表示装置においては、いずれも第１の金属膜パターン１４ａ（Ｇ層）とその上の絶縁膜パターン１１９ａ（ＳＡ層）とに開口部１１５ａ，１１５ｂを形成し、これらの開口部１１５ａ，１１５ｂにより反射電極３３の表面に微細な凹凸を形成している。
【００６６】
図１０（ａ）に示す液晶表示装置（実施例１）においては、開口部１１５ａ，１１５ｂを、中心点を結ぶ線が正三角形を描くように配置している。但し、開口部１１５ａの直径及び間隙寸法は開口部１１５ｂの直径及び間隙寸法よりも小さく設定している。
【００６７】
図１０（ｂ）に示す液晶表示装置（実施例２）においても、開口部１１５ａ，１１５ｂを、中心点を結ぶ線が正三角形を描くように配置している。また、開口部１１５ａの直径及び間隙寸法は開口部１１５ｂの直径及び間隙寸法よりも小さく設定している。なお、実施例２の液晶表示装置では、補助容量を構成する電極（補助容量バスライン１４の一部）を、第１の金属膜パターン１４ａの周囲に配置している。これは、開口部１１５ａの寸法が変動しても補助容量電極の面積（換言すると、補助容量の容量値）が変動しないようにするためである。補助容量は、補助容量バスライン１４の一部（リング状の部分）と、反射電極３３のうち第１の絶縁膜を挟んで補助容量バスライン１４の一部（リング状の部分）に対向する部分とにより構成される。
【００６８】
図１０（ｃ）に示す液晶表示装置（実施例３）では、横方向のＬ／Ｓ値を０．２５（＝１．０μｍ／４．０μｍ）とし、他の方向のＬ／Ｓ値を０．４４（＝１．７５μｍ／４．０μｍ）としている。
【００６９】
図１０（ｄ）に示す液晶表示装置（実施例４）では、横方向に並ぶ開口部の一部が重なる（開口部が横方向に連結する）ように開口部１１５ａを配置している。絶縁膜パターン１１９ａの開口部１１５ｂは、中心点を結ぶ線が正三角形を描くように配置している。
【００７０】
なお、反射電極３３はＡｌ／Ｔｉ又はＡｌ／Ｍｏからなる金属膜をパターニングして形成するが、表面にＴｉ又はＭｏ膜があると反射率が著しく低下する。このため、図１０（ａ）〜（ｄ）に示す境界線１４０の内側のＴｉ又はＭｏ膜を除去してＡｌ膜を露出させ、その上にＩＴＯからなる透明電極を形成している。Ａｌ膜上にＩＴＯ膜（透明電極３２ａ）を形成するとＡｌ膜単独の場合と比べて反射率が若干低下するが、ＩＴＯ膜がないと対向基板側のＩＴＯ膜（コモン電極）とＴＦＴ基板側のＡｌ膜とで電気陰性度（イオン化傾向）が異なるため、液晶表示装置を使用したときに電荷の偏りが発生して、信頼性が低下する。従って、Ａｌ膜の上にはＩＴＯ等の透明導電体からなる膜を形成することが好ましい。
【００７１】
上述の実施例１〜４のＴＦＴ基板の反射電極における反射率を測定した。但し、光はＴＦＴ基板の法線に対し上側２５°の方向から入射するようにした。そして、基板面の右方向を方位０°、上方向を方位９０°、左方向を方位１８０°、下方向を方位２７０°というように定義し、基板法線に対する観察方向の角度を一定にして全方位における反射率を測定した。その結果を図１１に示す。
【００７２】
この図１１からわかるように、実施例１，２では全方位で反射率がほぼ一定であったが、実施例３，４では９０°及び２７０°の方位では反射率が高く、０°及び１８０°の方位では反射率が低くなった。このことから、実施例３，４では光を特定の方向に優先的に反射させることができることが確認できた。実施例３，４に示す構造は、液晶パネルを見る方位が９０°又は２７０°の近傍に限定される場合に、表示特性を向上させるための有効な手段となる。また、実施例３では横（水平）方向の開口部のＬ／Ｓ値を小さくしており、実施例４では開口部を横方向に連結させているが、０°及び１８０°の方位における反射率を高くする場合は、縦（垂直）方向のＬ／Ｓ値を小さくするか、又は開口部を縦方向に連結すればよい。
【００７３】
なお、円形又は多角形の開口部に替えて、横方向に延びる棒状の開口部を形成することも考えられる。しかし、その場合は視線の方位が９０°又は２７０°のときは反射率が高すぎて金属光沢のある表示になってしまうだけでなく、視線の方位が９０°又は２７０°からわずかにずれただけで反射率が大きく低下して画面が見にくくなってしまう。従って、開口部の形状は円形又は多角形とすることが好ましい。
【００７４】
図１２に、線密度と反射率の関係を示す。この図１２は、図９に示した大きさの円形の開口部（開口パターン）及び突起（島状パターン）を図１０（ａ）に示す実施例１と同様の配列でＴＦＴ基板に形成し、その反射率を測定して線密度と反射率との関係をプロットしたものである。開口部の線密度は概ね０．２以上であり、突起の線密度はいずれも０．２未満である。反射率の測定から、マスク寸法が同じ場合でも、開口部と突起とでは反射率が最大で３倍以上違うことが判明した。これらのことから、液晶パネルの反射率を効果的に改善するには、開口パターンで凹凸を形成し、線密度を０．２以上とすることが重要であると判断した。また、突起により線密度を０．２以上とすることは困難であることが判明した。更に、開口部の場合はＬ／Ｓ値を１以下にすると線密度を０．２以上とすることが容易であり、２以上の膜にそれぞれ開口部を形成することにより線密度がより一層大きくなることが判明した。
【００７５】
図１３（ａ），（ｂ）は、本実施形態の液晶表示装置の変形例１を示す平面図である。図１３（ａ）はＴＦＴ基板の平面を示し、図１３（ｂ）は対向基板の平面を示している。
【００７６】
ＴＦＴ基板には、水平方向に延びる複数のゲートバスライン１１３と、垂直方向に延びる複数のデータバスライン１２２とが形成されている。ゲートバスライン１１３は例えば約３００μｍのピッチで形成されており、データバスライン１２２は例えば約１００μｍのピッチで形成されている。これらのゲートバスライン１１３及びデータバスライン１２２により区画された矩形の領域がそれぞれ画素領域である。１つの画素領域は、第１の透明領域Ａ１、反射領域Ｂ及び第２の透明領域Ａ２に分割されている。第１の透明領域Ａ１、反射領域Ｂ及び第２の透明領域Ａ２は、データバスライン１２２に沿って上側からこの順に配置されている。
【００７７】
反射領域Ｂには、図１０（ａ）〜（ｄ）のいずれかに示す構造により表面に凹凸が設けられた反射電極１３３が配置されている。第１及び第２の透過領域Ａ１，Ａ２にはそれぞれＩＴＯ等の透明導電体からなる透明電極１３２ａ，１３２ｃが形成されている。また、反射電極１３３の上にも、透明導電体からなる透明電極１３２ｂが形成されている。これらの透明電極１３２ａ〜１３２ｃ及び反射電極１３３は相互に電気的に接続されている。また、透明電極１３２ａは、コンタクトホール１２７を介してＴＦＴ１２３のソース電極に電気的に接続されている。
【００７８】
一方、対向基板には、ブラックマトリクス１５１と、カラーフィルタ１５２と、ギャップ調整膜１５３と、コモン電極（図１３（ｂ）には図示せず）と、配向制御用突起１５５とが形成されている。ブラックマトリクス１５１は例えばＣｒ等の金属膜又は黒色樹脂からなり、ＴＦＴ基板側のゲートバスライン１１３、データバスライン１２２及びＴＦＴ１２３の形成領域に対向する位置に配置されている。
【００７９】
カラーフィルタ１５２には赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の３種類があり、画素毎にいずれか１色のカラーフィルタが配置される。カラーフィルタ１５２の厚さは例えば１．３μｍであり、図１４の模式断面図に示すように、反射電極１３３の中央部に対向する位置には開口部１５２ａが設けられている。この開口部１５２ａは、透過領域では光がカラーフィルタ１５２を１回通過するだけであるのに対し、反射領域では光がカラーフィルタ１５２を２回（往復）通ることに起因する色純度の差を補償するためのものである。開口部１５２ａの大きさは、例えば反射電極１３３の大きさの２５％とする。なお、図１４において、１１０はＴＦＴ基板のベースとなるガラス基板を示し、１５０は対向基板のベースとなるガラス基板を示している。
【００８０】
開口部１５２ａの内側には、ギャップ調整膜１５３を構成する無色透明の樹脂が埋め込まれている。ギャップ調整膜１５３は、反射電極１３３に対向する位置に例えば２μｍの厚さに形成する。カラーフィルタ１５２及びギャップ調整膜１５３の上（図１４では下側）には、ＩＴＯ等の透明導電体からなるコモン電極１５４が形成されている。
【００８１】
コモン電極１５４の上（図１４では下側）には、第１及び第２の透過領域Ａ１，Ａ２及び反射領域Ｂの中央部に対向する位置に、それぞれ配向制御用突起１５５が形成されている。本実施形態では誘電率異方性が負の液晶を使用するが、この場合配向制御用突起１５５の近傍の液晶分子は突起１５５の面に垂直な方向に配向する。これにより、画素内の液晶分子は電圧印加時に配向制御用突起１５５に向って傾斜するようになり、いわゆるマルチドメインが達成されて視野角特性が向上する。
【００８２】
また、反射領域Ｂに配置された配向制御用突起１５５は、図１４に示すようにＴＦＴ基板に接触し、ＴＦＴ基板と対向基板との間隔を一定に維持するためのスペーサとしての機能を果たしている。配向制御用突起１５５の高さは、ギャップ調整膜１５３の厚さと同じに設定する。これにより、反射領域Ｂのセルギャップが透過領域Ａ１，Ａ２のセルギャップの１／２となり、透過領域Ａ１，Ａ２の液晶層を通る光の光路長と反射領域Ｂの液晶層を通る光の光路長とが同じになる。その結果、透過領域Ａ１，Ａ２を透過してパネル前面側に出射する光と反射領域Ｂで反射されてパネル前面側に出射する光の位相差条件が同じになり、黒表示時の光学補償条件を透過領域と反射領域とで同じにすることができる。
【００８３】
上記のように構成されたＴＦＴ基板及び対向基板にポリイミドからなる垂直配向膜を塗布し、誘電率異方性が負の液晶を封入して液晶パネルを構成する。その後、液晶パネルの両側にそれぞれ円偏光板を配置し、バックライト及び駆動回路を取り付けて液晶表示装置が完成する。なお、円偏光板は直線偏光子とλ／４波長板とを貼合わせて構成される。ＴＦＴ基板側の直線偏光子と対向基板側の直線偏光子は、その吸収軸を相互に直交させて配置される。また、ＴＦＴ基板側のλ／４波長板と対向基板側のλ／４波長板は、その遅相軸を相互に直交させて配置される。
【００８４】
図１５（ａ），（ｂ）は、本実施形態の液晶表示装置の変形例２を示す平面図である。図１５（ａ）はＴＦＴ基板の平面を示し、図１５（ｂ）は対向基板の平面を示している。なお，図１５（ａ），（ｂ）において、図１３（ａ），（ｂ）と同一物には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００８５】
変形例２においては、１つの画素領域が、透過領域Ａ、第１の反射領域Ｂ１及び第２の反射領域Ｂ２に分割されている。透過領域Ａ、第１の反射領域Ｂ１及び第２の反射領域Ｂ２はデータバスライン１２２に沿って上側からこの順に配置されている。
【００８６】
第１及び第２の反射領域Ｂ１，Ｂ２には、図１０（ａ）〜（ｄ）のいずれかに示す構造により表面に凹凸が設けられた反射電極１３３ａ，１３３ｂが配置されている。透過領域ＡにはＩＴＯ等の透明導電体からなる透明電極１３２ａが形成されている。また、反射電極１３３ａ，１３３ｂの上にも、透明導電体からなる透明電極１３２ｂ，１３２ｃが形成されている。これらの透明電極１３２ａ〜１３２ｃ及び反射電極１３３ａ，１３３ｂは相互に電気的に接続されている。また、透明電極１３２ａは、コンタクトホール１２７を介してＴＦＴ１２９のソース電極に電気的に接続されている。
【００８７】
一方、対向基板のカラーフィルタ１５２には、反射電極１３３ａ，１３３ｂの中心部に対応する位置に開口部１５２ａ，１５２ｂが形成されている。また、対向基板の第１及び第２の反射領域Ｂ１，Ｂ２にはそれぞれ無色透明の樹脂からなるギャップ調整膜１５３が形成されている。これらのギャップ調整膜１５３により、第１及び第２の反射領域Ｂ１，Ｂ２のセルギャップが透過領域Ａのセルギャップの１／２に設定されている。
【００８８】
更に、対向基板には、透過領域Ａ、第１の反射領域Ｂ１及び第２の反射領域Ｂ２の中央に対応する位置にそれぞれ配向制御用突起１５５が形成されている。第１の反射領域Ｂ１及び第２の反射領域Ｂ２の突起１５５のうちの少なくとも一方はＴＦＴ基板に接触して、スペーサとしても機能している。
【００８９】
（第２の実施形態）
図１６は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の反射領域の断面を示す模式図である。本実施形態が図１３，図１４に示す第１の実施形態の変形例１の液晶表示装置と異なる点は、ギャップ調整膜中に光を拡散する拡散粒子を含有させていることにあり、その他の基本的な構造は第１の実施形態の変形例１の液晶表示装置と同様であるので、図１６において図１４と同一物には同一符号を付して、重複する部分の説明は省略する。
【００９０】
本実施形態においては、反射領域のセルギャップを調整するギャップ調整膜１５３の母材となる樹脂中に、架橋ポリメタクル酸メチル（以下、ＰＭＭＡという）からなる粒径が１．５〜２μｍの拡散粒子１７３ａ（積水化成品工業製）を１０ｗｔ％の割合で添加している。このようにギャップ調整膜１５３中に拡散粒子１７３ａを添加することにより、反射領域を通る光が拡散され、反射型液晶表示装置として使用したときの視野角特性をより一層改善することができる。
【００９１】
従来、例えば液晶パネルと偏光板との間に光散乱膜を配置して視野角特性を向上させた反射型液晶表示装置が知られている。しかし、半透過型液晶表示装置にこの構造を適用すると、透過領域に過剰な拡散能が付与されて透過率が低下し、その結果コントラスト比が小さくなるという問題が発生する。特開２００２−３６５６２２号公報には、図１７に示すように、対向基板１６２の反射領域に非晶質微粒子を含有する光散乱膜１６３を形成し、その上にカラーフィルタ１６４を形成した液晶表示装置が提案されている。なお、図１７において、１６１はＴＦＴ基板を示し、１６５はＴＦＴ基板１６１と対向基板１６２との間に封入された液晶を示している。
【００９２】
この液晶表示装置では、透過領域の透過率を低下させることなく反射領域の視野角特性を改善することができる。また、この液晶表示装置では、反射領域のカラーフィルタ１６４の厚さが透過領域のカラーフィルタ１６４の厚さよりも光散乱膜１６３の分だけ薄くなるので、反射領域の色純度を透過領域の色純度に近づけることができる。しかし、この特開２００２−３６５６２２号公報に記載された液晶表示装置には、以下に示す問題点がある。
【００９３】
光を十分に散乱させるためには光散乱膜１６３をある程度以上の厚さで形成する必要があるが、特開２００２−３６５６２２号公報に記載された液晶表示装置では、光散乱膜１６３をカラーフィルタ１６４の厚さよりも厚くすることはできない。通常の透過型液晶表示装置では、カラーフィルタの厚さは１．２〜１．８μｍ程度である。従って、光を十分に散乱させ、且つ反射領域の色純度を透過領域の色純度とほぼ同じにするためには、光散乱膜１６３の厚さを０．６〜０．９μｍとすることが必要となり、この光散乱膜１６３中に添加可能な拡散粒子は粒径が０．６〜０．９μｍ以下であることが必要となる。しかしながら、このように微細な非晶質微粒子の製造は難しく、材料の選択範囲が著しく限定されるとともに、材料コストも上昇する。
【００９４】
一方、本実施形態においては、図１６に示すように、カラーフィルタ１５２に開口部１５２ａを形成し、その上に拡散粒子１７３ａを含有するギャップ調整膜１５３を形成するので、拡散粒子１７３ａの粒径がカラーフィルタ１５２の膜厚により制限されることがない。これにより、拡散粒子の選択範囲が広がり、コストの上昇を抑えることができる。
【００９５】
ところで、拡散能の大きさ、すなわちヘイズ値は、ギャップ調整膜と拡散粒子との屈折率差と、拡散粒子の含有率とで規定される。屈折率差が大きいほど、また拡散粒子の含有率が高いほどヘイズ値は大きくなり、ヘイズ値が大きいほど反射率は大きくなる。しかし、ヘイズ値が大きすぎると後方散乱によって迷光が発生し、反射型液晶表示装置として使用したときにコントラスト比が低下してしまう。
【００９６】
以下、本実施形態に係る液晶表示装置を製造し、その反射率及びコントラスト比を調べた結果について説明する。
【００９７】
実施例１として、図１６に示すように拡散粒子（ＰＭＭＡ）を１０ｗｔ％の含有率で含有するギャップ調整膜を有する液晶表示装置を製造した。ギャップ調整膜のヘイズ値を調べたところ、ヘイズ値は４０％であった。また、この液晶表示装置の反射領域における反射率は、ギャップ調整膜中に拡散粒子を含有していない液晶表示装置、すなわち図１３，図１４に示す第１の実施形態の変形例１の液晶表示装置（以下、比較例１という）の反射率の１．３倍となった。一方、反射型液晶表示装置として使用したときのコントラスト比を調べたところ、比較例１の液晶表示装置の０．９倍であり、コントラスト比の低下は小さいものであった。
【００９８】
実施例２として、ギャップ調整膜中の拡散粒子の含有率が２０ｗｔ％であること以外は実施例１と同様の液晶表示装置を製造した。このギャップ調整膜のヘイズ値を調べたところ、ヘイズ値は８０％であった。また、この液晶表示装置の反射領域における反射率は、比較例１の液晶表示装置の反射率の１．７倍となった。これは、反射電極の表面の平坦部（凹凸パターン間の領域）からの反射光が拡散粒子により拡散されたことによるものであると推測される。反射型液晶表示装置として使用したときのコントラスト比を調べたところ、比較例１の液晶表示装置の０．６倍となった。
【００９９】
比較例２として、図１８に示すように、対向基板のベースとなるガラス基板１５０と偏光板（図示せず）との間にシリカ粒子を添加した拡散膜１７１を有し、且つギャップ調整膜１５３中に拡散粒子１７３ａが含有されていないこと以外は実施例１と同様の構造の液晶表示装置を製造した。拡散膜１７１のヘイズ値を調べたところ、ヘイズ値は８０％であった。この液晶表示装置の反射率及びコントラスト比を測定した結果、比較例１の液晶表示装置に比べて反射率は改善したが、コントラスト比は０．６倍となった。
【０１００】
実施例３として、図１９に示すように、対向基板のベースとなるガラス基板１５０と偏光板（図示せず）との間にシリカ粒子を添加した拡散膜１７１を有すること以外は実施例１と同様の構造の液晶表示装置を製造した。ギャップ調整膜１５３のヘイズ値は４０％、拡散膜１７１のヘイズ値は４０％である。この液晶表示装置の反射率及びコントラスト比を測定した結果、比較例１の液晶表示装置に比べて反射率は約１．７倍となり、コントラスト比は０．８倍となった。
【０１０１】
実施例１と実施例２との比較から、ギャップ調整膜１５３のヘイズ値は４０％程度とすることが好ましいことが判明した。また、実施例３から、ヘイズ値が４０％のギャップ調整膜１５３とヘイズ値が４０％の拡散膜１７１とを組み合わせて使用した場合は、実施例１よりも反射率を更に改善することができ、且つコントラストの低下が比較的少ないことが判明した。
【０１０２】
（第３の実施形態）
図２０は、本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置の反射領域の断面を示す模式図である。本実施形態が図１３，図１４に示す第１の実施形態の変形例１の液晶表示装置と異なる点は、反射領域の配向制御用突起中に光を拡散する拡散粒子を含有させていることにあり、その他の基本的な構成は第１の実施形態の変形例１の液晶表示装置と同様であるので、図２０において図１４と同一物には同一符号を付して、重複する部分の説明は省略する。
【０１０３】
本実施形態においては、反射領域の配向制御用突起１５５の母材となる樹脂中に、ＰＭＭＡからなる拡散粒子１７３ａを１０ｗｔ％の割合で添加している。このように配向制御用突起１５５に拡散粒子１７３ａを含有させることにより、配向制御用突起１５５に拡散能を付与するとともに、後方散乱の影響を小さくして反射型液晶表示装置として使用したときのコントラスト比の低下を最小限に抑えるためである。
【０１０４】
図２１に示すように、更にガラス基板１５０と偏光板（図示せず）との間にシリカ粒子を含有する樹脂からなる拡散膜１７１を配置してもよい。この図２１に示す構造の液晶表示装置を製造して反射率及びコントラスト比を調べた。その結果、図１３，図１４に示す第１の実施形態の変形例１の液晶表示装置に比べて、反射率が約１．５倍であり、コントラスト比は０．９倍であった。
【０１０５】
（第４の実施形態）
図２２（ａ）は本発明の第４の実施形態の液晶表示装置の反射領域を示す平面図であり、図２２（ｂ）は同じくその反射領域の補助容量バスライン１４の幅広部及び第１の金属膜パターン１４ａと第２の絶縁膜：絶縁膜パターン１１９ａとの開口部の重なりを示す平面図、図２２（ｃ）は同じくその反射領域の第３の絶縁膜に形成された開口部の配列を示す平面図である。本実施形態の液晶表示装置が図６に示す第１の実施形態の液晶表示装置と異なる点は、データバスライン及びＴＦＴ等の上に形成される第３の絶縁膜にも開口部を設けたことにあり、その他の基本的な構造は第１の実施形態の液晶表示装置と同様であるので、図２２（ａ）〜（ｃ）において、図６と同一物には同一符号を付して、重複する部分の説明を省略する。
【０１０６】
なお、以下の説明において、Ｇ層はゲートバスライン及び補助容量バスライン形成用金属膜（第１の金属膜）を示し、ＳＡ層はゲート絶縁膜（第１の絶縁膜）上に形成されるチャネル保護膜形成用絶縁膜（第２の絶縁膜）を示し、Ｉ層はデータバスライン、ＴＦＴのソース／ドレイン電極及び補助容量電極形成用金属膜（第２の金属膜）を示し、Ｃ層はデータバスライン、ＴＦＴ及び補助容量電極を覆う絶縁膜（第３の絶縁膜）を示し、ＰＥ層は反射電極形成用金属膜を示し、Ｐｘ層は透明電極形成用の透明導電体膜を示す。
【０１０７】
本実施形態においても、補助容量バスライン１４の幅広部及びその両側に配置された第１の金属膜パターン１４ａ（いずれもＧ層）に形成する開口部１１５ａの直径Ｓは４μｍ、間隙寸法Ｌは１．７５μｍ（いずれも出来上がり寸法）である。また、第１の金属膜パターン１４ａの上の絶縁膜パターン１１９ａ（ＳＡ層）に形成する開口部１１５ｂの直径Ｓは９μｍ、間隙寸法Ｌは５μｍである。更に、本実施形態においては、データバスライン及びＴＦＴ等を覆う第３の絶縁膜（Ｃ層）に直径Ｓが５μｍの開口部１１５ｃを、水平方向及び斜め方向の間隙寸法Ｌが２μｍで形成している。
【０１０８】
第３の絶縁膜（Ｃ層）のパターニングは、前述したようにステッパー露光により行う。この場合、解像度により決定されるマスク寸法の下限値は２．７５〜３μｍである。しかし、第３の絶縁膜の膜厚は金属膜に比べて厚いので、形成後の開口部の断面形状は逆台形（順テーパ形状）となり、上部（トップ）の寸法と下部（ボトム）の寸法とが異なってしまう。このため、開口部形成時のマスク寸法を解像度により決定される下限値又はその近傍に設定すると、隣接する開口部１１５ｃの上部（トップ）が連結してしまう。
【０１０９】
すなわち、解像度により決定されるマスク寸法の下限値は開口部のボトム寸法に対応するが、開口部のトップ寸法はボトム寸法よりも２μｍ程度大きくなるため、開口部のトップを連結させないようにするには、マスク寸法で３μｍ以上、出来上がり寸法で２μｍ以上離す必要がある。一方向に並んだ開口部１５２ｃのトップ又はボトムを連結させることにより反射率に方位依存性を付与することも考えられるが、本実施形態では全方位における反射率を均一化するために上述の如く開口部１５２ｃの直径及び間隙寸法を設定して、開口部１５２ｃの上部（トップ）が連結しない構造としている。
【０１１０】
なお、本実施形態においては、第３の絶縁膜（Ｃ層）の上にＭｏ／Ａｌ膜からなる反射電極形成層（ＰＥ層）と透明電極形成層（Ｐｘ層）とを積層している。補助容量は、第２の絶縁膜（ＳＡ層）を介して相互に対向して配置された補助容量バスライン（Ｇ層）と補助容量電極（Ｉ層）とにより構成される。また、補助容量電極（Ｉ層）と透明電極（Ｐｘ層）のコンタクトは、第３の絶縁膜（Ｃ層）の開口部１５２ｃを介して行い、透明電極（Ｐｘ層）と反射電極（ＰＥ層）とのコンタクトはＭｏ膜を介して行っている。
【０１１１】
本実施形態の液晶表示装置の反射領域における線密度は０．９であり、図６に示す第１の実施形態の液晶表示装置に比べて約２倍となり、反射率も約２倍になっている。本実施形態は、図６に示す第１の実施形態の液晶表示装置に比べて開口部１１５ｃを形成する分だけプロセスが多くなるが、拡散膜がなくても明るい反射表示が可能である。
【０１１２】
（第５の実施形態）
図２３（ａ）は本発明の第５の実施形態の液晶表示装置の反射領域を示す平面図であり、図２３（ｂ）は同じくその反射領域のＧ層（補助容量バスライン１４の幅広部及び第１の金属膜パターン１４ａ）及びＳＡ層（第２の絶縁膜：絶縁膜パターン１１９ａ）の開口部の重なりを示す平面図、図２３（ｃ）は補助容量電極（Ｉ層）及び第３の絶縁膜（Ｃ層）の開口部の重なりを示す平面図である。本実施形態が図２２（ａ）〜（ｃ）に示す第４の実施形態と異なる点は、Ｉ層にも開口部を設けたことにあり、その他の基本的な構造は第４の実施形態と同様であるので、図２３（ａ）〜（ｃ）において、図２２（ａ）〜（ｃ）と同一物には同一符号を付して、重複する部分の説明を省略する。
【０１１３】
本実施形態においては、補助容量電極（Ｉ層）の開口部１５２ｄは、直径Ｓを４μｍ、間隙寸法Ｌを１．７５としており、Ｌ／Ｓ値は０．４４（Ｌ／Ｓ＝０．４４）である。ここで、開口部１５２ｄの出来上がり寸法及びマスク寸法はＧ層の補助容量バスライン及び第１の金属膜パターンの開口部１１５ａと同じであるが、Ｉ層の開口部１１５ｄはＧ層の開口部１１５ａに対し１／２ピッチずらして配置している。
【０１１４】
なお、本実施形態においては、第３の絶縁膜（Ｃ層）の上にＭｏ／Ａｌ膜からなる反射電極形成層（ＰＥ層）と透明電極形成層（Ｐｘ層）とを積層している。また、補助容量は、第２の絶縁膜（ＳＡ層）を介して相互に対向して配置された補助容量バスライン（Ｇ層）と補助容量電極（Ｉ層）及び反射電極（ＰＥ層）とにより構成されている。また、補助容量電極（Ｉ層）と透明電極（Ｐｘ層）とのコンタクトは、第３の絶縁膜（Ｃ層）の開口部１５２ｃを介して行い、透明電極（Ｐｘ層）と反射電極（ＰＥ層）とのコンタクトはＭｏ膜を介して行っている。
【０１１５】
本実施形態の液晶表示装置の反射領域における線密度は１．０であり、図６に示す第１の実施形態の液晶表示装置に比べて約２．５倍となっている。本実施形態は、図６に示す第１の実施形態の液晶表示装置に比べて開口部１１５ｃを形成する分だけプロセスが多くなるが、拡散膜がなくても明るい反射表示が可能である。
【０１１６】
なお、上記第１〜第５の実施形態においては、本発明を半透過型液晶表示装置に適用した例について説明したが、本発明は反射型液晶表示装置に適用できることは勿論である。また、本発明は、第１〜第５の実施形態において説明した構造の液晶表示装置に限定されず、その他の反射膜を有する液晶表示装置に適用することができる。
【０１１７】
以下、本発明の諸態様を、付記としてまとめて記載する。
【０１１８】
（付記１）第１の基板と、
前記第１の基板に対向して配置されて光を透過する第２の基板と、
前記第１の基板上に形成され、前記第２の基板を透過した光を反射する反射膜と、
前記第１の基板と前記反射膜との間に積層された複数の膜と、
前記第１及び第２の基板間に封入された液晶とを有し、
前記反射膜の表面に、前記複数の膜のうちの少なくとも１つの膜に形成された開口部による凹凸が形成され、単位面積当たりの前記開口部の外周寸法の総和で定義される線密度が０．２以上であることを特徴とする液晶表示装置。
【０１１９】
（付記２）前記反射膜に表示電圧が供給され、前記第２の基板に前記反射膜に対向するコモン電極が形成されていることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【０１２０】
（付記３）前記開口部の形状が円形又は多角形であり、前記開口部の直径又は全幅寸法をＳ、開口部間の間隙寸法をＬとしたときに、Ｌ／Ｓの値が１以下であることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【０１２１】
（付記４）前記複数の膜のうちの２つの膜にそれぞれ開口部が形成され、それらの一方の膜の開口部の前記Ｌ／Ｓ値と他方の膜の前記Ｌ／Ｓ値とがほぼ等しく、且つ一方の膜の開口部は他方の膜の開口部に対しほぼ１／２ピッチずれた位置に配置されていることを特徴とする付記３に記載の液晶表示装置。
【０１２２】
（付記５）前記開口部の特定方位におけるＬ／Ｓ値が他の方位におけるＬ／Ｓ値よりも小さいことを特徴とする付記３に記載の液晶表示装置。
【０１２３】
（付記６）前記開口部が、特定方位において部分的に連結していることを特徴とする付記３に記載の液晶表示装置。
【０１２４】
（付記７）前記特定方位が水平方向又は垂直方向であることを特徴とする付記５又は６に記載の液晶表示装置。
【０１２５】
（付記８）前記開口部が形成された領域に補助容量電極が形成されていることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【０１２６】
（付記９）前記開口部が形成された領域の周囲に補助容量電極が形成されていることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【０１２７】
（付記１０）前記反射膜の上に透明導電体膜が形成されていることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【０１２８】
（付記１１）前記第２の基板側に、前記反射膜の少なくとも一部に対向する部分に開口部が設けられたカラーフィルタと、前記カラーフィルタの開口部を埋め込み且つ前記カラーフィルタの上に形成されたギャップ調整膜と、前記カラーフィルタの開口部の中央部に対向する位置であって前記ギャップ調整膜上に形成された配向制御用突起とを有することを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【０１２９】
（付記１２）前記ギャップ調整膜及び前記配向制御用突起の少なくとも一方に、光を拡散する拡散粒子が含有されていることを特徴とする付記１１に記載の液晶表示装置。
【０１３０】
（付記１３）前記配向制御用突起が、前記第１の基板に接触してスペーサとして機能することを特徴とする付記１１に記載の液晶表示装置。
【０１３１】
（付記１４）１画素領域内に、前記反射膜で反射された光により表示を行う反射領域と、前記第１及び第２の基板を透過する光により表示を行う透過領域とを有することを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【０１３２】
（付記１５）前記第２の基板の前記液晶に対向する面と反対側の面上に、光を拡散させる拡散膜が配置されていることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態の液晶表示装置を示す断面図である。
【図２】図２は、第１の実施形態の液晶表示装置の平面図である。
【図３】図３は、第１の実施形態の液晶表示装置の１画素の等価回路図である。
【図４】図４（ａ），（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の液晶表示装置の反射領域を示す平面図である。
【図５】図５（ａ）は横方向の間隙を斜め方向の間隙よりも小さくして横方向のＬ／Ｓ値と斜め方向のＬ／Ｓ値とが異なるように開口部を配置した例を示す模式図、図５（ｂ）は横方向に並んだ開口部の一部が重なっている例を示す模式図である。
【図６】図６は、第１の金属膜パターンに形成した開口部よりも絶縁膜パターンに形成した開口部を大きくした例を示す模式図である。
【図７】図７は、第１の実施形態の液晶表示装置の製造方法を示す断面図（その１）である。
【図８】図８は、第１の実施形態の液晶表示装置の製造方法を示す断面図（その２）である。
【図９】図９は、金属膜及び絶縁膜に円形の開口部を形成したときのマスクパターンの寸法と出来上がり寸法及び線密度との関係を示す図である。
【図１０】図１０（ａ）〜（ｄ）は、いずれも第１の実施形態に係る液晶表示装置の反射領域における平面図を示している。
【図１１】図１１は、図１０（ａ）〜（ｄ）に示す反射電極の反射率を示す図である。
【図１２】図１２は、線密度と反射率との関係を示す図である。
【図１３】図１３（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の液晶表示装置の変形例１を示す平面図である。
【図１４】図１４は、第１の実施形態の液晶表示装置の変形例１の模式断面図である。
【図１５】図１５（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の液晶表示装置の変形例２を示す平面図である。
【図１６】図１６は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の反射領域の断面を示す模式図である。
【図１７】図１７は、対向基板の反射領域に非晶質微粒子を含有する光散乱膜を形成し、その上にカラーフィルタを形成した液晶表示装置（従来例）を示す模式図である。
【図１８】図１８は、第２の実施形態における比較例２の液晶表示装置の構造を示す断面図である。
【図１９】図１９は、第２の実施形態における実施例３の液晶表示装置の構造を示す断面図である。
【図２０】図２０は、本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置の反射領域の断面を示す模式図である。
【図２１】図２１は、本発明の第３の実施形態の変形例の液晶表示装置の断面を示す模式図である。
【図２２】図２２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第４の実施形態の液晶表示装置の反射領域を示す平面図である。
【図２３】図２３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第５の実施形態の液晶表示装置の反射領域を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１３４】
１０，１６１…ＴＦＴ基板、
１１，４１，１５０…ガラス基板、
１２…金属膜、
１３，１１３…ゲートバスライン、
１４…補助容量バスライン、
１４ａ，２４ａ…金属膜パターン、
１６，２７，１１８…絶縁膜、
１９…チャネル保護膜、
２２，１２２…データバスライン、
２３，１２３…ＴＦＴ、
２３ａ…ソース電極、
２３ｂ…ドレイン電極、
２４…補助容量電極、
３２ａ，１３２ａ〜１３２ｃ…透明電極、
３３，１３３…反射電極、
４０，１６２…対向基板、
４３，１５２，１６４…カラーフィルタ、
４４，１５４…コモン電極、
４５，１５５…配向制御用突起、
５０，１６５…液晶、
５１ａ，５１ｂ…λ／４波長板、
５２ａ，５２ｂ…偏光板、
１１５ａ〜１１５ｄ…開口部、
１１７…半導体膜、
１１９ａ…絶縁膜パターン、
１５１…ブラックマトリクス、
１５３…ギャップ調整膜、
１６３，１７１…光散乱膜、
１７３ａ…拡散粒子。
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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