(57)【要約】【課題】  銀の使用量を大幅に抑制しつつ高い反射率を維持すると共に耐光性も向上できる液晶表示装置を提供する。【解決手段】  画素電極１２と該画素電極を駆動する駆動回路とがマトリックス状に配列された駆動基板１４と、対向電極１６が形成された透明基板３４とを、前記画素電極と対向電極とが対向するように間に液晶ＬＣを挟んで接合してなる液晶表示装置において、前記画素電極は、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなり、該画素電極上に、銀含有薄膜５０と誘電体薄膜５１とを順次積層する。これにより、銀の使用量を大幅に抑制しつつ高い反射率を維持すると共に耐光性も向上させることができる。【選択図】  図１
2006330081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素電極と該画素電極を駆動する駆動回路とがマトリックス状に配列された駆動基板と、対向電極が形成された透明基板とを、前記画素電極と対向電極とが対向するように間に液晶を挟んで接合してなる液晶表示装置において、
前記画素電極は、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなり、該画素電極上に、銀含有薄膜と誘電体薄膜とを順次積層するように構成したことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記誘電体薄膜は酸化物膜よりなることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる画素電極と該画素電極を駆動する駆動回路とがマトリックス状に配列された駆動基板と、対向電極が形成された透明基板とを、前記画素電極と対向電極とが対向するように間に液晶を挟んで接合してなる液晶表示装置の製造方法において、
前記画素電極同士の間に絶縁材料を埋め込んで表面全体を平坦化する工程と、
表面全体に銀含有薄膜と誘電体薄膜とを順次積層する工程と、
前記銀含有薄膜と前記誘電体薄膜とを前記画素電極に対応させてパターニングする工程と、
該パターニングされた前記駆動基板と前記透明基板とを、間に前記液晶を封入して接合する工程と、
を有することを特徴とす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、ビデオプロジェクタ等の大画面ディスプレイに用いる反射型の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、屋外公衆用や管制業務用のディスプレイ、またハイビジョン等の高精細映像の表示用ディスプレイ、或いは投射プロジェクタ等のように、映像を大画面に表示するための投射型表示装置の要望が高まっている。その投射型表示装置には大別すると透過方式と反射方式のものがあるが、双方の方式とも、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、すなわち、液晶表示装置が用いられ、この液晶表示装置に読み出し光を入射させ、その入射光を映像信号に対応させて画素単位で変調することにより投射光を得るようになっている（例えば特許文献１、２）。
【０００３】
ここで反射型の液晶表示装置を用いた一般的な投射プロジェクタの一例を説明する。図８は液晶表示装置を用いたプロジェクタを示す原理図、図９は１つの画素の等価回路図、図１０は液晶表示装置の一部を示す部分拡大断面図である。図８において、このプロジェクタは、読み出し光Ｌを発生する光源２と、内部に液晶が封入されて画像信号に応じて読み出し光Ｌを変調させて反射する液晶表示装置４と、上記光源２からの読み出し光Ｌを偏光させて上記液晶表示装置４に向けて反射させると共に、上記液晶表示装置４からの変調された反射光を透過する偏光ビームスプリッタ６と、この偏光ビームスプリッタ６を透過した光を投射する投射レンズ８とよりなり、この投射レンズ８からの光をスクリーン１０上に投射することにより、このスクリーン１０に画像を表示するようになっている。
【０００４】
上記液晶表示装置４は、表面にマトリックス状に反射型の複数の画素電極（反射電極）１２が設けられた駆動基板１４と、共通になされた透明な対向電極１６との間に液晶ＬＣを封入して構成されており、結果的に複数の画素がマトリックス状に縦横方向に配列されていることになる。従って、上記各画素電極１２は、所定の画素間幅だけ離間させて縦横方向へマトリックス状に配列される。
図９は１つの画素の等価回路図を示しており、１つの画素は例えばＣＭＯＳトランジスタよりなるスイッチングトランジスタＴｒと、このスイッチングトランジスタＴｒのドレインＤに接続される保持容量Ｃとを有し、上記ドレインＤは画素電極１２にも接続されている。
【０００５】
そして、上記スイッチングトランジスタＴｒのソースＳは、画像信号が伝送される信号線１８に接続され、ゲートＧはゲート線２０に接続される。これにより、信号線１８に画像信号を印加した状態で、ゲート線２０によりゲートＧをオンしてこの画素を周期的に選択することにより、上記画像信号は保持容量Ｃに蓄積され、ゲートＧをオフしても所定の時間はこの保持容量Ｃに蓄積された電荷が画素電極１２に供給されて、この画素の液晶ＬＣを駆動表示することになる。
【０００６】
ここで図１０を参照して液晶表示装置４の断面構造について説明する。前述したように、この液晶表示装置４は、駆動基板１４と、対向電極１６と、これらの間に封入された液晶ＬＣとを有している。具体的には、上記駆動基板１４は、例えばＰ型シリコン基板よりなる半導体基板２２を有しており、この表面にソースＳ、ドレインＤ、ゲートＧよりなるスイッチングトランジスタＴｒが形成され、このトランジスタＴｒに隣接して保持容量Ｃを形成し、これにより上記画素電極１２を駆動する駆動回路を構成している。
【０００７】
また、上記駆動基板１４の表面（上面）には、複数の画素電極１２がマトリックス状に配置されており、隣り合う画素電極２同士間には僅かな隙間２４が設けられており、互いに絶縁状態になされている。この隙間２４の幅が画素間幅となる。そして、この画素電極２の下方には、例えばＳｉＯ２ よりなる絶縁層２８Ａを介して配線も兼ねる遮光層２６が設けられており、上記隙間２４を介して半導体基板２２側へ入ってくる侵入光をできるだけ遮断するようになっている。この遮光層２６は、例えばアルミニウムやアルミニウム合金により形成される。
【０００８】
また上記遮光層２６の下方には、例えばＳｉＯ２ よりなる絶縁層２８Ｂを介して配線層３０が形成されている。当然のこととして、上記配線層３０は複数に分割されており、一部は信号線１８（図９参照）としてソースＳに接続され、他の一部はドレインＤと保持容量Ｃとを接続すると共に、上記遮光層２６を介して画素電極１２へも接続している。そして、上記画素電極２の上面には配向膜３２が形成されている。
【０００９】
一方、上記対向電極１６は、例えば透明なガラス板よりなる透明基板３４の表面に形成されており、この対向電極１６の表面（図中下側）にも配向膜３６が形成されている。そして、上述のように形成された画素電極１２はこの駆動基板１４と対向電極１６付きの透明基板３４との間にスペーサ（図示せず）を介して液晶ＬＣを封入して液晶表示装置を形成している。そして、上記反射方式の液晶表示装置は、スイッチングトランジスタＴｒや保持容量Ｃ等の駆動回路を画素電極１２の下に形成できるため透過方式の液晶表示装置と比較して開口率（表示領域全面に対する光変調に係わる画素領域の占める割合）を大きくとることができ、この効果は画素の大きさが小さくなる程、顕著になる。しかし、この反射型の液晶表示装置でも画素電極同士は互いに隙間２４を隔てて形成しなればならず、原理的にも開口率を１００％にすることはできない。例えば、実際の液晶表示装置では画素電極１２同士間の隙間２４の間隔（画素間幅）Ｌ１は０．５〜１μｍ程度であり、画素ピッチが１０μｍ程度になると、単純に開口率を計算しても８１〜９０％程度となる。
【００１０】
また、このような液晶表示装置では、画像品質の向上を目的として、次のような平坦化処理が行われる場合が多い。すなわち、図１１は、従来の液晶表示装置の画素電極の一部を拡大したものを示し、図１０中のＡ部の拡大図を示している。ここで、図１１（Ａ）に示すように、画素電極１２はパターンニングにより形成されたものであり、画素間に高さＨ１が２００〜３００ｎｍ程度の段差がある。そして配向膜３２を形成して、このまま基板として用いて液晶表示装置を組み立てても良いが、段差が大きいとそこで配向乱れが生じ、画像品質を悪化させる場合がある。そこで、一般には画質劣化を防止するため、図１１（Ｂ）に示すように段差をＳｉＯ２ 等の絶縁材料４０で埋め込んで平坦化処理してから使用される場合が多い。この平坦化処理はＬＳＩプロセスでは通常用いられている手法である。
【００１１】
ところで、プロジェクタなどでは、その表示性能として明るさが非常に重要である。明るさを向上する方法としては、光源や光学系の効率が高いことが必要であると同時に、用いられる反射型の液晶表示装置では画素電極の反射率が高いことが基本的に重要である。一般に画素電極１２としてはＡｌまたはＡｌＣｕ、ＡｌＳｉＣｕなどのアルミニウム合金膜で作られているが、液晶中でのこの画素電極１２の反射率は８５〜８９％程度であってかならずしも十分とはいえない。
【００１２】
そして、反射率を向上する方法としては、低屈折率と高屈折率の誘電体を積層した増反射膜を画素電極に付与するのが一般的である。しかし増反射膜のような誘電体積層膜を画素電極１２と液晶ＬＣの間に付加すると、駆動電圧が高くなり、その結果、チャージアップが起こり易くなるなどの問題が発生する。これらは、デバイスの信頼性や歩留り低下につながるものである。
【００１３】
この問題を回避するには、画素電極１２に本来反射率の高い銀を用いる方法が考えられている。純銀は一般に用いられる金属材料の中では最も反射率が高いが、製法により反射率がばらついたり、酸化物や硫化物をつくり易いため、実際にはそれほど高い反射率が得られないか、または得られても高反射率を継続して維持できないのが現状である。これらの点を解決する方法としては銀に微量の貴金属などを添加する方法が開発されている。（特許文献３、４）。また画素電極１２に保護膜を付与することで耐湿性を改善する方法も開示されている（特許文献５）。
【００１４】
【特許文献１】特開平１１−１３５４７９号公報
【特許文献２】特開２０００−１９３９９４号公報
【特許文献３】特開２００３−２７９７１５号公報
【特許文献４】特開２００３−２９３０５５号公報
【特許文献５】特許第３４９８７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述のように、画素電極１２の主体的材料として銀または銀合金を用いることは、アルミニウム合金に対してコスト上昇を余儀なくされてしまう、という問題があった。
また高輝度表示を行う時には、画素電極１２に照射される光のパワーは１Ｗ／ｃｍ２ 以上に達する場合があり、このような高い光パワーのものでは、銀または銀合金を主体とする画素電極１２では、光による反射率低下が発生する問題があった。この場合、耐食性や高温安定性を改善した銀合金であっても反射率の劣化を抑制できなかった。
【００１６】
従来方法のように反射率を向上させるためには、画素電極１２を形成するときに電極材料を銀合金に変えることになるが、銀合金は上記した問題点の他にアルミニウム合金と異なってエッチングに最適なガスが存在しないため微細加工が難しい問題がある。この問題を解決する方法として特許第３４１０６６７号公報に開示されているようなメッキ法がある。
【００１７】
しかしメッキ法を行うには、種膜となる中間層が必要となって工程数が増加するのみならず、希望する組成の合金が必ずしもできない、といった問題がある。またメッキ法は従来のＬＳＩ工程と全く異なるため、技術的な難しさや製造設備が返って高くなるなどの問題もある。
また上記平坦化処理は、画素電極形成後、例えば４５０℃以上の温度でＳｉＯ２ などのＣＶＤ膜を厚く成膜した後、このＣＶＤ膜を機械研磨やエッチバックにより電極面と画素間を平らにするものである。このため、画素電極１２は高温にさらされるため粒界の成長などにより反射率が低下する、といった問題もあった。
【００１８】
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、銀の使用量を大幅に抑制しつつ高い反射率を維持すると共に耐光性も向上できる液晶表示装置とその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
請求項１に係る発明は、画素電極と該画素電極を駆動する駆動回路とがマトリックス状に配列された駆動基板と、対向電極が形成された透明基板とを、前記画素電極と対向電極とが対向するように間に液晶を挟んで接合してなる液晶表示装置において、前記画素電極は、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなり、該画素電極上に、銀含有薄膜と誘電体薄膜とを順次積層するように構成したことを特徴とする液晶表示装置である。
【００２０】
この場合、請求項２に規定するように、前記誘電体薄膜は酸化物膜よりなる。
請求項３に係る発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる画素電極と該画素電極を駆動する駆動回路とがマトリックス状に配列された駆動基板と、対向電極が形成された透明基板とを、前記画素電極と対向電極とが対向するように間に液晶を挟んで接合してなる液晶表示装置の製造方法において、前記画素電極同士の間に絶縁材料を埋め込んで表面全体を平坦化する工程と、表面全体に銀含有薄膜と誘電体薄膜とを順次積層する工程と、前記銀含有薄膜と前記誘電体薄膜とを前記画素電極に対応させてパターニングする工程と、該パターニングされた前記駆動基板と前記透明基板とを、間に前記液晶を封入して接合する工程と、を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る液晶表示装置及びその製造方法によれば、銀の使用量を大幅に抑制しつつ高い反射率を維持すると共に耐光性も向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明に係る液晶表示装置及びその製造方法の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る液晶表示装置の画素電極の一部を拡大した拡大図、図２は本発明に係る液晶表示装置の主要部を製造するための工程を説明する工程図である。尚、図８〜図１１に示す構成部分と同一構成部分については、同一参照符号を付してその説明を省略する。
【００２３】
本発明に係る液晶表示装置は、画素電極１２上に銀含有薄膜と誘電体薄膜とを積層した点を除き、図８〜図１１を参照して説明した従来の液晶表示装置と全く同様に構成されているので、その説明を省略し、ここでは画素電極１２上の積層膜の形成について詳しく説明する。
すなわち、本発明の液晶表示装置においては、図１に示すように、駆動基板１４の絶縁層２８Ａ上に形成された方形状の画素電極１２同士の隙間２４（図１０参照）は絶縁材料４０で埋め込まれて、その表面全面が平坦化されている。
【００２４】
そして、この平坦化された面上に、上記画素電極１２に対応させて、この上に銀含有薄膜５０と誘電体薄膜５１とをこの順序で積層している。この場合、この銀含有薄膜５０と誘電体薄膜５１の寸法は、下層の画素電極１２と同一寸法になるように設定されており、画素電極１２における反射率を向上し得るようになっている。このように、銀含有薄膜５０の厚さは、例えば１０〜６０ｎｍ程度であって非常に薄く、画素電極１２を銀自体で形成した場合と比較してその使用量を大幅に抑制することができる。
【００２５】
この場合、画素電極１２をアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成する。また銀含有薄膜５０としては、銀膜または例えば５％未満のＡｕ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ等の貴金属を含む銀合金膜を用いることができる。また誘電体薄膜５１としては、ＳｉＯ２ 、Ａｌ２ Ｏ３ 、ＺｒＯ２ 、ＣｅＯ２ 、ＨｆＯ２ 、Ｙ２ Ｏ３ 等の酸化物膜や、それ以外の誘電体物質を用いることができる。この誘電体薄膜５１の厚さは、例えば８〜１００ｎｍ程度である。そして、この表面全体に、すなわち、上記両薄膜５０、５１の形成された画素電極１２と絶縁材料４０の全体を含む表面全体に配向膜３２（図１１（Ｂ）参照）が形成されることになる。
【００２６】
次に、図２を参照して上記した主要部分の製造方法について説明する。
まず、図２（Ａ）に示すように、従来方法と同様にして、画素電極１２間の隙間に絶縁材料４０を埋め込み、全面に亘って平坦化する。
次に、図２（Ｂ）に示すように、上記平坦化された面の全体に亘って、例えばスパッタリング法により銀含有薄膜５０の材料として例えば銀合金膜を所定の厚さで形成する。この銀合金膜５０の厚さは例えば２５ｎｍである。更に、この銀合金膜５０の上に、誘電体膜５１の材料として例えばＳｉＯ２ 膜をスパッタリング法により形成する。
【００２７】
次に、図２（Ｃ）に示すように、上記誘電体薄膜５１上にレジストを塗布してフォトリソ法により電極パターン化することにより、パターン化されたマスク５８を形成する。このマスク５８としては、例えばフォトレジストを用いることができる。このマスク５８のパターンは、下地の画素電極１２に重ね合わさるようにする。
次に、図２（Ｄ）に示すように、エッチングを施して露出している不要な部分、すなわち絶縁材料４０の部分に対応するＳｉＯ２ 膜５１と銀合金薄膜５０とを除去する。この時、エッチングガスとしては例えばＣＨＦ３ やＡｒ＋ を用いることができる。次に、アッシング処理を施すことによって、上記マスク５８を取り除くことにより、図２（Ｅ）に示すようにパターン化されたＳｉＯ２ 膜（誘電体薄膜）５１と銀合金膜（銀含有薄膜）５０とを完成させる。このようにして、駆動基板を作成することができる。
【００２８】
このようにして作製した駆動基板と比較例として従来の駆動基板とを、ＩＴＯ電極膜（対向電極）付きガラス基板を対向の透明基板として、それぞれの電極面に斜方蒸着法によりＳｉＯ２ の配向膜を形成し、スペーサを介して張り合わせ、液晶を注入して液晶表示装置を作製した。作製された液晶表示装置は図３に示す光学系を用いて明るさを評価した。
【００２９】
＜評価光学系の説明＞
図３に評価に用いた光学系を示す。プロジェクタは赤色緑色青色の三原色光を発する光源（図示せず）と、表示デバイスを含む色分解合成系（光学系６０）と、プロジェクションレンズ、駆動回路等を有する。上記光学系６０は、何れも赤色光、緑色光及び青色光の内、緑色光の偏光面を９０度回転させる第１の偏光板６１と、緑色光を透過し、赤色光及び青色光を反射する第１の偏光ビームスプリッタ６２と、第１の偏光ビームスプリッタ６２で反射された赤色光及び青色光の内、赤色光の偏光面を９０度回転させる第２の偏光板６３と、を有している。
【００３０】
また、光学系６０は、赤色光を変調する赤色光用反射型液晶表示素子６４と、青色光を変調する青色光用反射型液晶表示素子６５と、第２の偏光板６３からの赤色光及び青色光の内、赤色光を透過して青色光を反射し、赤色用反射型液晶表示素子６４で変調された赤色光を反射し、青色用反射型液晶表示素子６５で変調された青色光を透過する第２の偏光ビームスプリッタ６６と、を有している。
【００３１】
さらに、光学系６０は、緑色光を変調する緑色光用反射型液晶表示素子６８と、第１の偏光ビームスプリッタ６２を透過した緑色光を透過し、緑色光用反射型液晶表示素子６８で変調された緑色光を反射する第３の偏光ビームスプリッタ６７と、を有している。
さらにまた、光学系６０は、第２の偏光ビームスプリッタ６６からの赤色光及び青色光の内、赤色光の偏光面を９０度回転させる第３の偏光板６９と、第３の偏光板６９からの赤色光及び青色光を透過し、第３の偏光ビームスプリッタ６７で反射された緑色光を反射する第４の偏光ビームスプリッタ７０と、第４の偏光ビームスプリッタ７０からの赤色光、緑色光及び青色光の内、緑色光の偏光面を９０度回転させる第４の偏光板７１と、を有している。
【００３２】
光学系６０に入射したＳ波の赤色光は、第１の変調板６１を透過し、第１の偏光ビームスプリッタ６２で反射され、第２の偏光板６３でＰ波に変換され、第２の偏光ビームスプリッタ６６を透過し、赤色光用変調素子６４で変調されＳ波となり、第２の偏光ビームスプリッタ６６で反射され、第３の偏光板６９でＰ波に変換され、第４の偏光ビームスプリッタ７０及び第４の偏光板７１を透過する。
光学系６０に入射したＳ波の緑色光は、第１の変調板６１でＰ波に変換され、第１の偏光ビームスプリッタ６２及び第３の偏光ビームスプリッタ６７を透過し、赤色用液晶表示素子６８で変調されＳ波となり、第３の偏光ビームスプリッタ６７で反射され、第４の偏光ビームスプリッタ７０で反射され、第４の偏光板７１でＰ波に変換される。
【００３３】
光学系６０に入射したＳ波の青色光は、第１の偏光板６１を透過し、第１の偏光ビームスプリッタ６２で反射され、第２の偏光板６３を透過し、第２の偏光ビームスプリッタ６６で反射され、青色光用液晶表示素子６５で変調されてＰ波となり、第２の偏光ビームスプリッタ６６、第３の偏光板６９、第４の偏光ビームスプリッタ７０及び第４の偏光板７１を透過する。
第４の偏光板７１を透過した３原色の光はプロジェクションレンズを通してスクリーンに投影される。また、光源のランプはたとえば発光効率の高い超高圧水銀ランプが使用される。
【００３４】
上述の評価機に作製した液晶表示装置を取り付け、投影された画像の明るさを測定した。白色を表示して明るさを比較したところ平均９％の輝度アップが確認できた。また１０００Ｈｒ後の明るさの比にも変化がなかった。
【００３５】
図４にＡｌ合金の画素電極上にＡ社製銀合金ターゲットを用いて銀合金膜（銀含有薄膜）を成膜した時の電極の反射率の膜厚変化を示す。図５はＡｌ合金の画素電極上にＢ社製銀合金ターゲットを用いて銀合金膜（銀含有薄膜）を成膜した時の電極の反射率の膜厚変化を示す。いずれも液晶中での測定で、銀合金膜が１０〜６０ｎｍの膜厚で反射率向上の効果が確認できた。銀合金膜が７０ｎｍ以上の厚みでは反射率は飽和しており、短波長では逆に反射率が低下する場合があった。また加工後の段差もそれなりに大きくなることから銀合金膜はあまり厚くするのは好ましくない。したがって最適な膜厚は１０〜６０ｎｍと考えられる。
【００３６】
図６は銀合金膜（銀含有薄膜）上にＳｉＯ２ 膜（誘電体薄膜）を付加（厚さ：８ｎｍ）した場合と、付加しない場合の光照射前後の空気中での反射率変化の例を示す。
照射テストは空気中で行い、光照射パワーは８Ｗ／ｃｍ２ 、基板の温度は６０℃である。誘電体薄膜としてＳｉＯ２ 膜が付与された画素電極は、はじめにわずかな反射率の低下があるものの、その後は測定誤差の範囲であった。一方、ＳｉＯ２ 膜の無い基板は時間と共に反射率が低下した。このようにＳｉＯ２ 膜を付与することにより光劣化を防止できることが確認できた。ただし膜厚が５ｎｍ以下では反射率の低下が止まらない傾向にあった。
【００３７】
またＳｉＯ２ 膜は厚い分には効果は問題ないが、あまり厚いとエッチングに時間がかかったり、段差が大きくなって再平坦化しないと表示品質が低下するなどの問題が発生する。またプロジェクタによる評価テストでは、表示品質としてはＳｉＯ２ 膜の厚さが１００ｎｍ以下ではほとんど問題ないことが確認できた。従って、誘電体薄膜であるＳｉＯ２ 膜の膜厚としては８〜１００ｎｍが好ましいと考えられる。
【００３８】
上記実施例では、誘電体薄膜５１としてＳｉＯ２ 膜を形成した場合について説明したが、ここで誘電体薄膜として種々の材料（誘電体）について検討したので、その検討結果について説明する。
【００３９】
図７は種々の材料の誘電体薄膜を付与した場合の画素電極の液晶中における反射率を示す。ここでは誘電体としてＳｉＯ２ 、Ａｌ２ Ｏ３ 、ＴｉＯ２ 、ＺｒＯ２ 、ＴｉＯ２ を用いている。また参考として、Ａｌ合金（画素電極）のみの場合と、誘電体薄膜を形成しない場合（Ａｇ合金：２５ｎｍ）も示している。誘電体薄膜としてＳｉＯ２ 膜の場合は、銀合金膜だけの場合より反射率は上昇している。一方、他の薄膜の場合は反射率の減少が見られ、Ａｌ２ Ｏ３ 膜は、僅かだがＺｒＯ２ 膜よりやや大きく、ＴｉＯ２ 膜では１０ｎｍの厚さでもＡｌ２ Ｏ３ 膜の３０ｎｍを下回り、３０ｎｍでは短波長では銀合金膜なしの場合より低下している。ＳｉＯ２ 膜のｎ（屈折率）は１．４６程度、Ａｌ２ Ｏ３ 膜のｎは１．６３程度、ＺｒＯ２ 膜のｎは２．０程度、ＴｉＯ２ 膜のｎは２．２８程度であり、膜の屈折率によって反射率が上昇したり、低下している。この原因は液晶の屈折率ｎが１．５〜１．６であるためであり、これよりｎが大きい場合は反射率が低下し、逆に小さい場合は反射率が向上する。
【００４０】
そして、ｎの大きい材料では膜厚による影響が大きく、ＴｉＯ２ 膜では１０ｎｍ以上にすることはＡｇ合金を付加する効果を打ち消してしまうことにもなる。基本的に膜厚は薄いほどよい。
上述のように誘電体薄膜は光劣化防止に効果的である。光劣化の原因は表面が酸化などの化学変化を起こすのではなく、微粒子の成長によるものと考えられるが、誘電体薄膜はそれを抑えるだけの膜厚があればよいといえる。しかし本発明では、誘電体薄膜は微細加工時の保護膜としても用いることから、その機能を果たす膜厚は必要である。エッチングガスにもよるが、プロセス中の減少を考えると、少なくとも８ｎｍ以上の膜厚が必要であることがわかった。したがって、誘電体の屈折率があまり大きいものは有効な膜厚の範囲が狭くなり、生産上不都合である。したがって本発明では、ｎの値が２以下の材料を用いることが好ましい。そしてその場合も膜厚は２０ｎｍ以下が好ましいといえる。
【００４１】
一方、ＳｉＯ２ 膜のようなｎが媒質より小さい薄膜の場合は反射率がもとの基材の値を下回ることはない。しかし理論的にも光学膜厚が１／４λの時に反射率は最大になるため、それ以上の厚みは特に必要ではないと考えられる。むしろ膜厚が厚くなるとエッチング時間が長くなること、膜厚ムラを吸収するために、オーバーエッチングをより多くする必要から、さらにエッチング雰囲気にさらされている時間が長くなる。それにより銀合金膜がサイドエッチング等のダメージを受け易くなるためか、反射率の低下が見られることがわかった。そのほか膜厚が１００ｎｍ以上の厚さになると、再平坦化処理が必要になる場合がある。以上のことから誘電体薄膜のｎが１．６以下であれば、膜厚は８〜１００ｎｍが最適であると考えられる。
【００４２】
上記の実施例では誘電体薄膜の材料として、ＳｉＯ２ 、Ａｌ２ Ｏ３ 、ＺｒＯ２ がｎ＝２以下の材料として示されたが、その他、誘電体薄膜の材料として、ＭｇＦ２ 、ＣａＦ２ 、ＣｅＦ３ 、ＬａＦ３ 、ＣｅＯ２ 、ＨｆＯ２ 、Ｙ２ Ｏ３ およびこれらを含む混合材料でも使用可能である。
本発明によれば、画像表示装置の反射率が向上し、これは同時に吸収熱量が少なることであり、したがってより高出力の光源が使用できるようになる。そして耐光性も高いことから長期にわたって、明るい画像が表示できる効果がある。  
【００４３】
通常、銀合金単独で反射率をアルミニウム合金以上にするには膜厚は７０ｎｍ以上必要であり、画素電極そのものを銀合金に置き換えると、画素電極はスイッチング素子の光による誤動作を防止する遮光膜としての役割もあるため、従来２００ｎｍ以上の厚みが必要になっていたが、本発明では、アルミニウムまたはアルミニウム合金膜よりなる画素電極上に中間層を入れず直接付加することにより１０〜６０ｎｍの膜厚で反射率の増加と遮光が達成できる。そのため、銀資源の使用量が大幅に節約できる効果があり、コスト削減を図ることができる。また誘電体薄膜を最適に加えることにより、従来の方法でも反射率低下のない製造ができるため、特別な設備の追加が不要であり、この点より製造コストが抑えられる効果もある。
【００４４】
更に、上述のように、銀合金膜の膜厚が薄いことから、特殊なガスを開発しなくともエッチングが容易にできる。そして誘電体薄膜を、光劣化防止膜だけでなく加工時の保護膜としても機能させることによりアッシングによるレジスト除去も可能である。そのため従来困難であったフォトリソ法で微細化工ができるようになる。したがって平坦化した基板にフォトリソ工程を追加するだけで銀含有薄膜による高反射率化ができ、特別な設備の導入も不要である。
【００４５】
また従来の製造方法では、平坦化処理は電極形成後、例えば４５０℃以上の温度でＳｉＯ２ などのＣＶＤ膜を厚く成膜した後に、機械研磨やエッチバックにより電極面と画素間を平坦にするようにしていることから、画素電極は高温にさらされるため粒界の成長などにより反射率が低下するが、本発明では駆動基板の平坦化処理後に銀含有薄膜を形成するので、上記のような問題は発生せず、追加した膜の厚みが薄いため再度平坦化処理する必要もない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の画素電極の一部を拡大した拡大図である。
【図２】本発明に係る液晶表示装置の主要部を製造するための工程を説明する工程図である。
【図３】液晶表示装置の明るさを評価する光学系を示す図である。
【図４】Ａｌ合金の画素電極上にＡ社製銀合金ターゲットを用いて銀合金膜（銀含有薄膜）を成膜した時の電極の反射率の膜厚変化を示すグラフである。
【図５】Ａｌ合金の画素電極上にＢ社製銀合金ターゲットを用いて銀合金膜（銀含有薄膜）を成膜した時の電極の反射率の膜厚変化を示すグラフである。
【図６】銀合金膜（銀含有薄膜）上にＳｉＯ２ 膜（誘電体薄膜）を付加した場合と、付加しない場合の光照射前後の空気中での反射率変化の一例を示すグラフである。
【図７】種々の材料の誘電体薄膜を付与した場合の画素電極の液晶中における反射率を示すグラフである。
【図８】液晶表示装置を用いたプロジェクタを示す原理図である。
【図９】１つの画素を示す等価回路図である。
【図１０】液晶表示装置の一部を示す部分拡大断面図である。
【図１１】従来の液晶表示装置の画素電極の一部を示す拡大図である。
【符号の説明】
【００４７】
２…光源、４…液晶表示装置、６…偏光ビームスプリッタ、８…投射レンズ、１０…スクリーン、１２…画素電極、１４…駆動基板、１６…対向電極、３４…透明基板、５０…銀含有薄膜、５１…誘電体薄膜、ＬＣ…液晶。
【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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