(57)【要約】【課題】液晶の配向安定性を保ちつつ、開口率および光の利用効率を改善する。【解決手段】反射型表示装置２００は、複数のスイッチング素子２０１ｔを含むアクティブスイッチ層２０１ｓと、それぞれが対応するスイッチング素子２０１ｔに接続された複数の画素電極２０７と、アクティブスイッチ層２０１ｓと複数の画素電極２０７との間に形成された反射層２０５と、画素電極２０７の観察者側に設けられ、光学特性の異なる第１状態と第２状態との間で切り替えられ得る変調層２１３とを備え、反射層２０５は、複数のスイッチング素子２０１ｔおよび複数の画素電極２０７と接続されていない。【選択図】図２
2006023721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスイッチング素子を含むアクティブスイッチ層と、
それぞれが対応するスイッチング素子に接続された複数の画素電極と、
前記アクティブスイッチ層と前記複数の画素電極との間に形成された反射層と、
前記画素電極の観察者側に設けられ、光学特性の異なる第１状態と第２状態との間で切り替えられ得る変調層と
を備え、
前記反射層は、前記複数のスイッチング素子および前記複数の画素電極と接続されていない、反射型表示装置。
【請求項２】
隣接する画素電極のギャップの下に前記反射層が存在している、請求項１に記載の反射型表示装置。
【請求項３】
前記反射層は画素単位で分離されていない、請求項１または２に記載の反射型表示装置。
【請求項４】
前記反射層は複数の開口部を有しており、前記複数の画素電極と前記対応するスイッチング素子とは、前記反射層の対応する開口部を介して接続されている、請求項１から３のいずれかに記載の反射型表示装置。
【請求項５】
前記複数の画素電極と前記対応するスイッチング素子とを接続する複数のコンタクト部を備え、前記複数のコンタクト部は前記反射層の対応する開口部を介して設けられており、前記コンタクト部の径は前記開口部の径よりも小さい、請求項１から４のいずれかに記載の反射型表示装置。
【請求項６】
前記反射層は再帰反射特性を有する、請求項１から５のいずれかに記載の反射型表示装置。
【請求項７】
前記反射層は、複数の単位構造が２次元的に配列された構造を有しており、隣接する画素電極のギャップは、前記反射層の単位構造と整合していない、請求項６に記載の反射型表示装置。
【請求項８】
前記反射層の前記単位構造はキュービックコーナーキューブである請求項７に記載の反射型表示装置。
【請求項９】
各画素電極は略長方形の平面形状を有し、前記画素電極の短辺方向における配列ピッチをＰpix(S)、前記画素電極の長辺方向における配列ピッチをＰpix(L)とし、前記キュービックコーナーキューブのピッチをＰccとすると、
（（√３）／６×Ｐpix(L)×Ｐcc＋Ｐpix(S)×Ｐcc／２）／（Ｐpix(L)×Ｐpix(S)）＞０．００５を満足する請求項８に記載の反射型表示装置。
【請求項１０】
各画素電極は略長方形の平面形状を有し、前記画素電極の短辺方向における配列ピッチをＰpix(S)、前記画素電極の長辺方向における配列ピッチをＰpix(L)とし、前記キュービックコーナーキューブのピッチをＰccとすると、
（（√３）／６×Ｐpix(L)×Ｐcc＋Ｐpix(S)×Ｐcc／２）／（Ｐpix(L)×Ｐpix(S)）＞０．０１を満足する請求項８に記載の反射型表示装置。
【請求項１１】
前記画素電極のピッチをＰpixとし、前記コーナーキューブのピッチをＰccとすると、
（（√３）＋３）／６×Ｐcc／Ｐpix＞０．００５を満足する請求項８に記載の反射型表示装置。
【請求項１２】
前記画素電極のピッチをＰpixとし、前記コーナーキューブのピッチをＰccとすると、
（（√３）＋３）／６×Ｐcc／Ｐpix＞０．０１を満足する請求項８に記載の反射型表示
装置。
【請求項１３】
前記変調層は光散乱状態と光透過状態との間で切り替えられ得る、請求項６から１２のいずれかに記載の反射型表示装置。
【請求項１４】
複数のスイッチング素子を含むアクティブスイッチ層が形成された基板を用意する工程と、
前記アクティブスイッチ層の上に絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層の上に複数の開口部を有する反射層を形成する工程と、
前記反射層の上に平坦化樹脂層を形成する工程と、
前記平坦化樹脂層の上に、それぞれが対応するスイッチング素子と接続されている複数の画素電極を形成する工程と、
前記画素電極の上に、光学特性の異なる第１状態と第２状態との間で切り替えられ得る変調層を設ける工程とを包含し、
各画素電極は、前記反射層の前記開口部を介して前記スイッチング素子と接続されている反射型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、反射型表示装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周囲光を光源として利用することによって表示を行う反射型の液晶表示装置が知られている。反射型液晶表示装置は、透過型液晶表示装置とは異なりバックライトを必要としないため、軽量薄型化が要求される様々な機器に好適に用いられる。特にアクティブマトリクス駆動の反射型液晶表示装置は、画素毎にスイッチング素子を備えているため高精細で高品位の表示が可能である。
【０００３】
反射型液晶表示装置の表示性能をさらに向上させるために、周囲光を反射させる反射層として再帰性反射板を備えた再帰性反射型液晶表示装置が提案されている。「再帰性反射板」は、入射された光を複数の反射面で反射することによって入射方向にかかわらず光を元の方向に反射させる素子であり、例えば微細な単位構造を２次元的に配列した構造を有している。
【０００４】
再帰性反射型液晶表示装置は偏光板を必要としないため、偏光板を使用することによる光の利用効率の低下を抑え、より明るい表示を行うことができる。また、表示のコントラスト比を向上できる可能性があるため期待されている。
【０００５】
以下、図面を参照しながら、アクティブマトリクス駆動の再帰性反射型液晶表示装置の構成を説明する。図１（ａ）は再帰性反射型液晶表示装置の断面模式図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の表示装置における反射電極の平面形状を示す図である。図１（ａ）および（ｂ）に示すような構成は、例えば本願と同一の出願人による特許文献１に開示されている。
【０００６】
図１（ａ）に示すように、カラーフィルタ１１９、透明対向電極１１１および配向膜１１２が設けられた前面基板１１０と、前面基板１１０に対向するように配置された背面基板１０９と、これらの基板１１０、１０９の間に設けられた液晶層１１３とを備えている。背面基板１０９は、複数のスイッチング素子（ＴＦＴ）を有するＴＦＴ基板１０１、ＴＦＴ基板１０１の上に設けられ、再帰反射性を示す表面形状を有する絶縁層１０２、複数の反射電極１０５および配向層１１８を有している。反射電極１０５は、絶縁層１０２の上に形成され、絶縁層１０２の表面形状を反映した凹凸を有している。複数の反射電極１０５は、図１（ｂ）に示すように、画像表示の一単位となる画素毎に、互いに離間して配置されている。各反射電極１０５は、絶縁層１０２に形成されたコンタクトホール１０４を介して、ＴＦＴ基板１０１における対応するスイッチング素子のドレイン電極１０３と接続されている。配向層１１８は、絶縁層１０２および反射電極１０５の上に形成されており、絶縁層１０２の表面形状を反映した凹凸を有している。また、液晶層１１３は、例えば、対向電極１１１と反射電極１０５との間に印加する電圧を変化させることによって、光を透過する透過状態と光を散乱（前方散乱）する散乱状態との間でスイッチングできる散乱型液晶である。
【０００７】
このような構成の表示装置では、複数の反射電極１０５は、画素電極としての機能および再帰性反射層としての機能を発揮する。以下、この表示装置の動作を説明する。
【０００８】
液晶層１１３が透過状態に制御されていると、表示装置外部の光源や周囲からの光は、前面基板１１０および液晶層１１３を通過した後、反射電極１０５によって光が入射した方向に反射される。このとき、表示装置から観察者に届く像は観察者自身の目であるため、「黒」表示状態が得られる。
【０００９】
他方、液晶層１１３が散乱状態に制御されていると、光源や周囲からの光は前面基板１１０を通過した後、液晶層１１３で散乱される。液晶層１１３が前方散乱型液晶層の場合、散乱された光は反射層１０５で反射し、さらに散乱状態の液晶層１１３を経て観察方向に出射する。液晶層１１３による散乱によって反射層１０５の再帰性が崩されるため、入射した光は入射方向には戻らない。従って、「白」表示状態が得られる。
【００１０】
上述した再帰性反射型表示装置には、次のような問題がある。
【００１１】
第１に、図１（ｂ）に示すような平面形状の反射電極１０５は、典型的には、凹凸形状を有する金属膜をパターニングすることによって形成されるが、凹凸形状を有する金属膜に対して高精度にパターニングを行うことは困難である。特に複雑な表面形状を有する金属膜、例えば凹凸形状としてコーナーキューブアレイが形成された金属膜を用いる場合、金属膜は、コーナーキューブのサイズや配列パターンに依存してエッチングされやすいため、設計通りに反射電極１０５を形成することは難しい。従って、隣接する反射電極１０５の間隔を小さく抑えることができず、開口率が低下するという問題がある。さらに、反射電極１０５のギャップに入射した光は反射されないため、光の利用効率も低くなる。これに対し、本出願人は特許文献１で、コーナーキューブの配列パターンと整合するように反射電極１０５のパターニングを行い、隣接する反射電極１０の間隔を低減することを提案しているが、個々のコーナーキューブのサイズがより微細化されると、この方法を適用することが困難になる。また、反射電極１０５の設計の自由度が制限されてしまう。
【００１２】
第２に、背面基板１０９の配向膜１１８の表面プロファイルは凹凸形状を有しており、液晶層１１３を安定して配向させることが困難である。また、配向膜１１８の表面の凹部と凸部とのレベル差が大きいときには、液晶層１１３の厚さのばらつきが表示特性に影響を与えるおそれもある。
【００１３】
上記では再帰性反射型液晶表示装置を例示して説明したが、反射層として拡散反射特性を有する反射板を備えた反射型液晶表示装置も、図１の構成と同様に反射層と画素電極とを兼ねた反射電極を備えており、上述した問題と同様の問題を有している。
【００１４】
そのような拡散反射型液晶表示装置の構成は、例えば特許文献２に開示されている。特許文献２の構成では、表面に凹凸を有する反射電極と液晶層との間に屈折率の大きい絶縁膜が形成されている。従って、反射電極の凹凸形状は絶縁膜によってある程度平坦化されるため、上述した第２の問題は改善できると考えられる。しかしながら、代わりに、反射電極と液晶層との間に形成された絶縁膜によって電圧降下が生じるため、高い駆動電圧が必要となる。
【特許文献１】特開第２００３−１９５７８８号公報
【特許文献２】特許第３１６６３７７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述したように、従来の反射型液晶表示装置では、表面に凹凸を有する金属膜のパターニングを行って、画素毎に互いに離間された反射電極を形成する必要がある。しかしながら、そのような金属膜のパターニングを高精度で行うことは困難である。また、凹凸を利用してパターニングを行う場合には、反射電極の設計の自由度が低いという問題がある。従って、反射電極間の幅を小さく抑えて、開口率や光の利用効率をさらに高めることは困難である。さらに、凹凸を有する表面上に液晶層が形成されるため、液晶層の配向を安定して制御できないという問題もある。
【００１６】
本発明は上記諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、反射型液晶表示装置において、液晶の配向安定性を保ちつつ、開口率および光の利用効率を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の反射型表示装置は、複数のスイッチング素子を含むアクティブスイッチ層と、それぞれが対応するスイッチング素子に接続された複数の画素電極と、前記アクティブスイッチ層と前記複数の画素電極との間に形成された反射層と、前記画素電極の観察者側に設けられ、光学特性の異なる第１状態と第２状態との間で切り替えられ得る変調層とを備え、前記反射層は、前記複数のスイッチング素子および前記複数の画素電極と接続されていない。
【００１８】
隣接する画素電極のギャップの下に前記反射層が存在していることが好ましい。
【００１９】
前記反射層は画素単位で分離されていないことが好ましい。
【００２０】
ある好ましい実施形態において、前記反射層は複数の開口部を有しており、前記複数の画素電極と前記対応するスイッチング素子とは、前記反射層の対応する開口部を介して接続されている。
【００２１】
ある好ましい実施形態において、前記複数の画素電極と前記対応するスイッチング素子とを接続する複数のコンタクト部を備え、前記複数のコンタクト部は前記反射層の対応する開口部を介して設けられており、前記コンタクト部の径は前記開口部の径よりも小さい。
【００２２】
ある好ましい実施形態において、前記反射層は再帰反射特性を有する。
【００２３】
前記反射層は、複数の単位構造が２次元的に配列された構造を有しており、隣接する画素電極のギャップは、前記反射層の単位構造と整合していなくてもよい。
【００２４】
前記画素電極は略長方形の平面形状を有し、前記画素電極の短辺方向における配列ピッチをＰpix(S)、前記画素電極の長辺方向における配列ピッチをＰpix(L)とし、前記キュービックコーナーキューブのピッチをＰccとすると、（（√３）／６×Ｐpix(L)×Ｐcc＋Ｐpix(S)×Ｐcc／２）／（Ｐpix(L)×Ｐpix(S)）＞０．００５を満足することが好ましく、より好ましくは、（（√３）／６×Ｐpix(L)×Ｐcc＋Ｐpix(S)×Ｐcc／２）／（Ｐpix(L)×Ｐpix(S)）＞０．０１を満足する。
【００２５】
前記画素電極のピッチをＰpixとし、前記コーナーキューブのピッチをＰccとすると、
（（√３）＋３）／６×Ｐcc／Ｐpix＞０．００５を満足することが好ましく、より好ま
しくは（（√３）＋３）／６×Ｐcc／Ｐpix＞０．０１を満足する。
【００２６】
ある好ましい実施形態において、前記変調層は光散乱状態と光透過状態との間で切り替えられ得る。
【００２７】
本発明の反射型表示装置の製造方法は、複数のスイッチング素子を含むアクティブスイッチ層が形成された基板を用意する工程と、前記アクティブスイッチ層の上に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層の上に複数の開口部を有する反射層を形成する工程と、前記反射層の上に平坦化樹脂層を形成する工程と、前記平坦化樹脂層の上に、それぞれが対応するスイッチング素子と接続されている複数の画素電極を形成する工程と、前記画素電極の上に、光学特性の異なる第１状態と第２状態との間で切り替えられ得る変調層を設ける工程とを包含し、各画素電極は、前記反射層の前記開口部を介して前記スイッチング素子と接続されている。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、反射層と画素電極とが別個に設けられるため、反射層を画素毎に離間させる必要がない。従って、反射層の面積を大きくできるので、光の利用効率を向上できる。また、反射層の凹凸形状にかかわらず画素電極のパターニングを行うことができるので、画素電極間のギャップを小さくすることにより、開口率を改善できる。従って、明るくかつコントラスト比の高い表示を実現できる。
【００２９】
さらに、反射層の凹凸形状が平坦化されるため、液晶の配向を安定して制御できる。このとき、平坦化するための層（平坦化層）は、液晶層と画素電極との間に形成されないので、平坦化層を設けることによる電圧降下の問題が生じない。
【００３０】
本発明は、再帰性反射特性を有する反射層を備えた再帰性反射型液晶表示装置に適用すると、特に有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明による反射型液晶表示装置は、スイッチング素子を含むアクティブスイッチ層と画素電極との間に、画素電極やスイッチング素子と接続されていない反射層を備えることを特徴としている。すなわち、周囲光や外部光源からの光を表示に利用するための反射層と、液晶層に電圧を印加するための画素電極とが独立して設けられている。
【００３２】
以下、図２（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、本発明による反射型液晶表示装置の構成を、再帰性反射型液晶表示装置を例に説明する。図２（ａ）は、反射型表示装置２００の平面図であり、図２（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ、図２（ａ）の平面図における２ｂ−２ｂ’断面図および２ｃ−２ｃ’断面図である。
【００３３】
反射型表示装置２００は、カラーフィルタ２１９、透明対向電極２１１および配向膜２１２が設けられた前面基板２１０と、前面基板２１０と対向する背面基板２０９と、これらの基板２１０、２０９の間に設けられた液晶層２１３とを備えている。背面基板２０９は、複数のスイッチング素子２０１ｔを含むアクティブスイッチ層２０１ｓを有する基板２０１を有している。基板２０１の上には、再帰反射性を示す形状を有する絶縁層２０２、絶縁層２０２の上に形成された反射層２０５、平坦化樹脂層２０６、複数の透明画素電極２０７、および配向層２１８がこの順で形成されている。配向層２１８の表面は液晶層２１３と接している。基板２０１は、例えば、複数の薄膜トランジスタ２０１ｔを含むアクティブスイッチ層２０１ｓを備えたＴＦＴ基板である。反射層２０５は、絶縁層２０２の表面形状を反映した凹凸を有している。この凹凸は、平坦化樹脂層２０６によって平坦化されるため、画素電極２０７および配向層２１８は略平坦な表面を有している。また、絶縁層２０２および平坦化樹脂層２０６には複数のコンタクトホール２０４が形成されている。各画素電極２０７は、それぞれ、コンタクトホール２０４を介して対応するスイッチング素子２０１ｔのドレイン電極２０３と接続されている。
【００３４】
反射層２０５は、図２（ａ）に示すように、従来の反射型表示装置（図１）における反射電極１０５と異なり、画素毎に分離されていない。また、反射層２０５は、ＴＦＴ基板２０１における表示領域に亘って形成され、コンタクトホール２０４と対応する開口部２２０を有している。また、各開口部２２０の径は対応するコンタクトホール２０４の径よりも大きいので、反射層２０５はスイッチング素子や画素電極２０７と絶縁されている。
【００３５】
液晶層２１３は、光学特性の異なる第１状態と第２状態との間で切り替えられ得る変調層であればよい。例えば、光を散乱する状態と光を透過する状態との間でスイッチング可能な散乱型液晶層であってもよいし、リタデーションの異なる２以上の状態をとり得る電界制御複屈折モード（ＥＣＢモード）の液晶層であってもよい。また、液晶層の旋光性を利用するＴＮ型液晶層などであってもよい。
【００３６】
反射型表示装置２００は、図示しないが、ＴＦＴ基板２０１の薄膜トランジスタ２０１ｔを選択的に駆動するためのゲートドライブ回路、画素電極２０７に信号を与えるソースドライバ回路などをさらに備えている。ゲートドライブ回路は、ゲートラインを介して、薄膜トランジスタ２０１ｔのゲート電極と接続されている。ソースドライブ回路は、ソースラインおよび薄膜トランジスタ２０１ｔを介して、画素電極２０７と接続されている。
【００３７】
なお、本発明の反射型液晶表示装置は、再帰性反射型液晶表示装置に限定されない。反射層２０５として、散乱反射（拡散反射ともいう）特性を有する反射層を用いた拡散反射型液晶表示装置であってもよい。
【００３８】
反射型表示装置２００は、図１を参照しながら説明した従来の反射型表示装置と比べて、以下のようなメリットを有する。
【００３９】
従来の反射型表示装置では、反射電極１０５は、光を再帰反射または拡散反射させる機能と、液晶層に電圧を印加する機能（画素電極としての機能）とを併せ持っている。光を再帰反射または拡散反射させるためには、反射電極１０５は表面に凹凸を有する必要がある。一方、画素電極として機能するためには、反射電極１０５は、画素毎に互いに離間されていなければならならず、そのような反射電極１０５は、Ａｇなどからなる反射金属層のパターニングを行うことにより形成される。しかしながら、表面に凹凸を有する反射金属層に対して、高精度なパターニングを行うことは困難である。
【００４０】
特に、コーナーキューブなどの単位構造が配列された複雑な再帰性反射形状を有する反射金属層を用いる場合、反射金属層のパターニングを単位構造の境界線に沿って行うと、隣接する反射電極１０５の間隔が比較的大きくなり、開口率が低下したり、有効反射領域が減少するという問題がある。本明細書では、「開口率」は、表示エリア全体に対する表示に寄与する面積の割合、すなわち表示エリア面積に対する画素電極面積の割合をいい、「有効反射領域」は、表示エリアにおける反射面が形成された領域をいう。しかしながら、隣接する反射電極１０５の間隔が十分小さくなるように、反射金属層の表面形状に無関係に反射金属層のパターニングを行うことは極めて困難である。また、たとえそのようなパターニングを実現できても、反射電極１０５の周縁部（パターンエッジ近傍）では、各単位構造（例えばコーナーキューブ）を構成する面のうちの一部が除去されるので、十分な再帰反射特性が得られない。
【００４１】
これに対し、反射型表示装置２００によると、反射層２０５のパターニングを行う必要がないので、上述したような問題は生じない。反射層２０５は基板２０１の表面に亘って連続的に形成されているため、画素電極２０７のパターンエッジにおいても十分な反射機能を有する。また、画素電極２０７は、平坦化樹脂層２０６の上に形成されたＩＴＯ膜などの導電膜をパターニングすることにより形成できる。このような導電膜のパターニングは、反射層２０５の凹凸による制約を受けずに自由に行うことができる。その上、この導電膜は略平坦な表面形状を有しており、導電膜に対して高精度なパターニングを比較的容易に行うことができるので、隣接する画素電極２０７の間隔を十分小さく抑えることができる。さらに、反射層２０５の表面における凹凸が平坦化されているので、配向層２１８によって、液晶層２１３の液晶を良好に配向できる。
【００４２】
なお、隣接する画素電極２０７の間隔は１μｍ以上であることが好ましい。１μｍ以上であれば、画素電極２０７の間で十分な絶縁性を確保できる。また、隣接する画素電極２０７の間隔の上限値は画素電極２０７のピッチＰpixによっても異なるが、例えば３０μｍ以下であれば、十分大きい開口率を確保できる。
【００４３】
また、開口部２２０の径はコンタクトホール２０４の径よりも大きければよいが、好ましくは、十分な有効反射領域（反射層２０５の面積）を確保できる程度に小さく、表示装置の解像度にもよるが例えば３０μｍ以下である。一方、コンタクトホール２０４の径は、好ましくは、コンタクトホール２０４の内部に設けられた導電材料からなるコンタクト部と確実に絶縁できる程度に大きく、例えば１μｍ以上である。
【００４４】
反射型表示装置２００における背面基板２０９は、例えば以下に説明する方法で作製できる。
【００４５】
まず、図３（ａ）に示すように、複数のＴＦＴを有するＴＦＴ基板２０１の表面に、再帰性反射形状を有する絶縁層２０２を形成した後、絶縁層２０２に、ＴＦＴ基板２０１におけるＴＦＴのドレイン電極２０３に達する複数のコンタクトホール２０４ａを形成する。なお、ＴＦＴ基板２０１の代わりに、他のタイプのスイッチング素子を有する基板を用いても良い。
【００４６】
この後、図３（ｂ）に示すように、コンタクトホール２０４ａの内部および絶縁層２０２の上に、反射層用の金属（例えばＡｇ）２０５’を堆積する。
【００４７】
次いで、図３（ｃ）に示すように、金属２０５’のうちコンタクトホール２０４の内部およびコンタクトホール２０４の上に位置する部分を除去することにより、開口部２２０を形成する。開口部２２０の径は、コンタクトホール２０４の径よりも大きくなるように設定される。これにより、反射層２０５が得られる。
【００４８】
続いて、図３（ｄ）に示すように、反射層２０５の再帰反射形状における凹凸を均すように平坦化樹脂層２０６を形成する。平坦化樹脂層２０６にも、絶縁層２０２におけるコンタクトホール２０４ａと略整合するようにコンタクトホール２０４ｂを形成する。
【００４９】
この後、図３（ｅ）に示すように、平坦化樹脂層２０６の上およびコンタクトホール２０４ａおよび２０４ｂの内部に、ＩＴＯ膜などの透明導電膜を形成し、パターニングを行う。これにより、画素電極２０７が形成される。画素電極２０７は、コンタクトホール２０４ａおよび２０４ｂを介してＴＦＴのドレイン電極２０３と電気的に接続される。画素電極２０７および平坦化樹脂層２０６の上には、液晶を配向させるための配向層２１８を形成する。これにより、背面基板２０９が得られる。
【００５０】
反射型表示装置２００は、上記のようにして得られた背面基板２０９を用いて、従来の反射型液晶表示装置を製造する際に行う工程と同様の工程で製造され得る。具体的には、背面基板２０９と、ＲＧＢの色パターンをブラックで縁取りしたカラーフィルタ層２１９、透明導電膜２１１および配向層２１２を有する前面基板２１０とを貼り合せ、これらの基板２０９、２１０の間に液晶層２１３を形成する。
【００５１】
（第１の実施形態）
以下、本発明による反射型液晶表示装置の第１の実施形態を説明する。
【００５２】
図４（ａ）は、本実施形態の反射型液晶表示装置における背面基板（ＴＦＴ側基板）３００の構成を示す平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す平面図における４ｂ−４ｂ’断面図である。
【００５３】
背面基板３００は、基板３０１の上に、アクティブスイッチ層３０１ｓと、絶縁層３０７と、反射層３０８と、平坦化樹脂層３０９と、画素電極３１０とがこの順で形成された構成を有している。本実施形態では、アクティブスイッチ層３０１ｓは複数の薄膜トランジスタ３０１ｔを含んでいる。各薄膜トランジスタ３０１ｔは、例えば、ゲート電極３０２と、ゲート電極３０２を覆うゲート絶縁膜３０３と、ゲート絶縁膜３０３の上に形成された半導体層３０４と、ソースラインおよびソースバス３０５と、ドレイン電極３０６とを有している。薄膜トランジスタ３０１ｔはボトムゲート構造を有するが、トップゲート構造であってもよい。絶縁層３０７の表面は、複数のコーナーキューブが配列された再帰性反射形状を有している。従って、反射層３０８は再帰性反射層である。画素電極３１０は、平坦化樹脂層３０９および絶縁膜３０３に設けられたコンタクト部３１１を介して、薄膜トランジスタ３０１ｔのドレイン電極３０６と接続されている。反射層３０８は、コンタクト部３１１と接しないように開口部３１１’を有しているため、反射層３０８および画素電極３１０は導通していない。
【００５４】
画素電極３１０のサイズは、例えば６０μｍ×１８０μｍであり、隣接する画素電極３１０のギャップ幅は、例えば３μｍ以上８μｍ以下である。また、再帰性反射層３０８における単位構造（コーナーキューブ）の配列ピッチは例えば３μｍ〜２０μｍであり、再帰性反射層３０８における凹部と凸部とのレベル差は例えば３μｍ〜１６μｍである。
【００５５】
反射型液晶表示装置における背面基板３００は、例えば図３を参照しながら前述した方法と同様の方法で作製できる。以下、図面を参照しながら、背面基板３００の形成方法をより具体的に説明する。図５（ａ）〜（ｃ）は、背面基板３００の形成工程を説明するための平面図であり、図６（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図５（ａ）〜（ｃ）の６ａ−６ａ’、６ｂ−６ｂ’、６ｃ−６ｃ’断面図である。
【００５６】
まず、図５（ａ）および図６（ａ）に示すように、ＴＦＴ基板を形成する。ＴＦＴ基板は、例えば以下のようにして形成できる。基板３０１の上にタンタル（Ｔａ）等からなるゲートラインおよびゲートバス３０２を形成した後、その上にタンタルの酸化膜等によりゲート絶縁膜３０３を形成する。この後、アモルファスシリコン等からなる半導体層３０４を形成する。半導体層３０４の一方の端部と接するようにチタン（Ｔｉ）等からなるソースラインおよびソースバス３０５を形成し、また、半導体層３０４の他方の端部と接するようにドレイン電極３０６を形成する。プロセスを簡略にするため、ソースラインおよびソースバス３０５とドレイン電極３０６とは同一層で形成されることが好ましい。この後、ＴＦＴの信頼性を高めるために、窒化シリコン等の絶縁膜を形成してもよい。
【００５７】
次いで、図５（ｂ）および図６（ｂ）に示すように、コンタクトホール３１１ａを有する絶縁層３０７と、絶縁層３０７の上に形成され、コンタクトホール３１１ａよりも大きい開口部３１１’を有する反射層３０８とを形成する。絶縁層３０７および反射層３０８は、具体的には次のようにして形成できる。
【００５８】
絶縁層３０７（厚さ：例えば５μｍ）は、ＴＦＴ基板の上に転写樹脂材料からなる樹脂層を形成した後、凹凸形状を有するマスタ（型）を用いて、樹脂層にマスタの形状を型押し法などで転写することによって形成できる。絶縁層３０７の材料は特に限定されないが、例えばアクリル樹脂である。その後、絶縁層３０７の上にフォトリソグラフィ法等を用いてレジストマスクを形成し、それを用いて絶縁層３０７をエッチングすることにより、ＴＦＴのドレイン電極３０６に達するコンタクトホール（直径：例えば５μｍ）３１１を形成する。
【００５９】
反射層３０８は、絶縁層３０７のコンタクトホール３１１ａおよび絶縁層３０７の表面に亘って、反射金属からなる層（例えばＡｇ層）を堆積し、Ａｇ層のうちコンタクトホール３１１ａの内部およびその上に位置する部分をエッチングすることにより形成される。反射層３０８は、後からコンタクトホール３１１ａに形成される導電層と接触しないように、コンタクトホール３１１ａの上に、コンタクトホール３１１ａよりも大きい直径（例えば１０μｍ）を有する開口部３１１’を有する必要がある。そのような反射層３０８は、例えば、Ａｇ層のうち開口部３１１’が形成される部分を露出するようなエッチングマスクを形成し、それを用いてドライエッチングまたはウェットエッチングを行うことによって形成できる。あるいは、絶縁層３０７にコンタクトホール３１１ａを形成する際に用いたレジストマスクと略同じ形状のエッチングマスクを用いて、Ａｇ層に対するウェットエッチングを行うと、オーバーエッチングによって、Ａｇ層にコンタクトホール３１１ａよりも大きい開口部３１１を形成できる。
【００６０】
この後、図５（ｃ）および図６（ｃ）に示すように、平坦化樹脂層３０９と画素電極３１０を形成することにより、背面基板３００を得る。
【００６１】
平坦化樹脂層３０９は、反射層３０８を覆う樹脂層を形成した後、樹脂層にコンタクトホール３１１ｂを形成するとによって得られる。コンタクトホール３１１ｂは、コンタクトホール３１１ａと位置合せされ、かつ略同じ大きさである。平坦化樹脂層３０９の材料としては、コンタクトホール３１１ｂを容易に形成できる材料を用いること好ましく、例えばフォトリソグラフィが可能な樹脂材料を用いることができる。また、反射層３０８における再帰反射特性を低下させないように、高透過率の材料を用いる必要がある。フォトリソグラフィが可能で高透過率の材料として、例えば紫外線露光によりパターン化が可能なアクリル樹脂を使用することができる。平坦化樹脂層３０９は、反射層３０８における再帰反射形状を均すことができるように十分に厚い（例えば５μｍ以上）ことが好ましい。
【００６２】
一方、画素電極３１０は、平坦化樹脂層３０９の上およびコンタクトホール３１１ａ、３１１ｂ（併せて「コンタクトホール３１１」とする）の内部にインジウム・錫酸化物（ＩＴＯ）等を用いて透明導電膜を形成し、透明導電膜を画素電極形状にパターン化することによって形成できる。このとき、コンタクトホール３１１の段差（コンタクトホール３１１ａおよび３１１ｂの合計段差）Ｌが数マイクロメーター以下と小さい場合や、コンタクトホール３１１が順テーパの断面形状を有する場合は、スパッタ等を用いた通常の蒸着方法により、コンタクトホール３１１の内部に透明導電膜を形成することができる。しかし、段差Ｌが大きく、例えばコンタクトホール３１１の直径ｄの２倍以上（Ｌ／ｄ≧２）の場合には、蒸着法によって、コンタクトホール３１１の内部にドレイン電極３０６の表面に達する透明導電膜を形成することは困難である。このような場合には、透明導電膜の材料として溶液タイプの導電性材料を使用し、インクジェット法によってコンタクトホール３１１の内部に透明導電膜を形成することが好ましい。
【００６３】
また、透明導電膜のうちコンタクトホール３１１の内部に形成されるコンタクト部と、平坦化樹脂層３０９の上に形成される画素電極形成部とをそれぞれ異なる材料を用いて形成してもよい。例えば、コンタクト部を厚膜形成可能な材料を用いて形成し、画素電極形成部を蒸着等で形成可能な材料を用いて形成してもよい。なお、透明導電膜（画素電極３１０）の材料は、その形成方法にかかわらず、反射層３０８の再帰反射特性を低下させないように高い透過率を有することが必要である。
【００６４】
本実施形態の反射型液晶表示装置は、上記のようにして得られた背面基板３００を用いて、従来の反射型液晶表示装置を製造する際に行う工程と同様の工程で製造され得る。具体的な方法を以下に説明する。
【００６５】
まず、背面基板３００の上にポリイミド膜を形成し、それを布でこする（ラビングする）ことによって、液晶の向きを規定する配向層を形成する。一方、カラーフィルタ層、透明導電膜および配向層を有する前面基板を形成する。前面基板における配向層も、背面基板３００における配向層と同様の方法で形成できる。次いで、背面基板３００および前面基板を貼り合わせ、その間に液晶層を形成する。液晶層は、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）から形成されていてもよい。また、電圧無印加時に透明である、いわゆるリバース型ＰＤＬＣを用いることが好ましい。これにより、本実施形態の反射型液晶表示装置が製造される。
【００６６】
本実施形態における液晶層は、高分子構造に液晶骨格（メソゲン基）を有するリバース型ＰＤＬＣから形成されており、次に説明するように、液晶層に印加する電圧を変化させることにより、黒表示と白表示とのスイッチングを行うことができる。以下にその動作を説明する。
【００６７】
液晶層に印加する電圧が十分に低いとき（電圧無印加時）、液晶層は透明状態となる。このとき、高分子のメソゲン基と、ネマチック液晶との配向性が十分に高いと、視野角に依存せずに透明性が得られるので、再帰反射性能を最大限に利用することができ、良好な黒特性が実現できる。一方、液晶層に所定の電圧が印加されると、ネマチック液晶は電界に依存して動くが、高分子構造中のメソゲン基は動きにくい。その結果、ネマチック液晶とメソゲン基との間で屈折率差が生じて液晶層に入射した光を散乱させるので、白特性が得られる。
【００６８】
なお、上記「電圧無印加時」は、液晶層に印加する電圧が０Ｖの場合、および液晶層に印加する電圧が、液晶層に光学変化を生じさせ、液晶層に入射した光の散乱が観察されるようになる電圧よりも低い場合を含む。
【００６９】
上述したようなリバース型ＰＤＬＣは、低分子液晶組成物と未重合プレポリマーとを相溶させたプレポリマー液晶混合物を紫外線で照射し、未重合プレポリマーを重合させることによって形成できる。ここでは、低分子液晶材料にメソゲン基を有するモノアクリレート４％、メソゲン基を有するジアクリレート２％、反応開始剤１％を加えたプレポリマー液晶混合物を、紫外線（例えば１ｍＷ／ｃｍ2）で２０分間照射することによって得られ
る。ただし、液晶材料の組成や硬化条件は上記の組成や条件に限定されない。
【００７０】
リバース型ＰＤＬＣの代わりに、高分子構造に液晶骨格を含まないノーマル型の散乱液晶を用いてもよい。液晶層は電圧無印加時に散乱状態、電圧印加時に透明状態となる。ノーマル型ＰＤＬＣもリバース型ＰＤＬＣと同様に高分子構造にネマチック液晶が入り込んだ構成を有するが、リバース型ＰＤＬＣと異なり高分子構造にメソゲン基を持たない。この場合、電圧無印加時では、液晶分子はランダムに配列されるので、液晶層は光を散乱し（散乱状態）、白表示が得られる。一方、電圧印加時には、電界に依存して配向したネマチック液晶の屈折率と高分子の屈折率とがマッチングするため、液晶層は透明状態となり、黒表示が得られる。このとき、複屈折性を有するネマチック液晶の屈折率と複屈折性を持たない高分子の屈折率とを視野角全体に亘って合せることは極めて困難であり、特に斜め視野角からの透明性は低くなりやすいという問題がある。しかしながら、その透明性は十分実用レベルであること、また電圧無印加状態に高い散乱特性が得られることから、ノーマル型ＰＤＬＣは使用用途によっては優位である。
【００７１】
ノーマル型ＰＤＬＣを形成する場合は、一般的には配向処理を施さない。ただし、必要に応じて、例えば液晶層が形成される側の基板表面にポリイミド等の有機膜を塗布しておいてもよい。
【００７２】
液晶層を構成する材料としてＰＤＬＣを用いる場合、平坦化層に要求される平坦性は、他の材料（例えば後述するコレステリック液晶)を用いる場合よりも低くてもよい。また
、平坦化層の厚さは、反射金属と画素電極とが導通しない程度の厚さ以上であれば良く、例えば３μｍである。
【００７３】
散乱型液晶としてＰＤＬＣの他に、赤外領域に反射帯域を有するコレステリック液晶を利用することもできる。コレステリック液晶は、ネマチック液晶材料にキラル中心を持ったカイラル剤を添加することによって形成される。カイラル剤の添加量は、所望の帯域の光を反射する螺旋ピッチが得られるように調整される。コレステリック液晶を用いた液晶層では、厚さによって駆動電圧や散乱特性が異なるため、液晶層の厚さのバラツキを小さく抑えることが好ましい。
【００７４】
本実施形態は散乱型表示モードの液晶表示装置であるが、本発明の液晶表示装置は、表示モードとして動的散乱モードやその他の相転移型モードを用いてもよい。
【００７５】
本実施形態の反射型液晶表示装置は、反射層および画素電極としての機能を併せ持つ反射電極を有する反射型液晶表示装置（例えば図１に示す表示装置）と比べて、電極間の幅を小さくできるという利点を有している。これについて、以下に詳しく説明する。
【００７６】
まず、図７を参照する。図７は、図１に示す従来の表示装置における画素電極７０１の形状を説明するための平面図である。従来の表示装置における画素電極７０１は、再帰性反射形状を有する反射金属層（例えばＡｇからなる層）をパターニングすることによって形成される。反射金属層は単位構造７０２が配列された形状を有している。単位構造７０２は、例えばコーナーキューブ、好ましくはキュービックコーナーキューブである。再帰性反射形状を有する反射金属層から、点線７０３で示すように設計された画素電極を形成しようとすると、反射金属層は凹凸が大きく、かつその再帰性によってフォトリソグラフィに用いられる光を再帰しようとするため、画素電極パターンエッジを設計した通りに、すなわち点線７０３に沿って形成することはかなり難しい。パターニングによって実際に形成される画素電極７０１のパターンエッジは、単位構造７０２の形状に依存して点線７０３からずれる。その結果、隣接する画素電極７０１のギャップ７０１ｇは単位構造７０２と整合し、設計よりもかなり大きくなってしまう。具体的にはギャップ７０１ｇの幅は、単位構造のピッチと等しいか、またはそのｎ倍（ｎは２以上の整数）となる。
【００７７】
より詳しく説明すると、設計上のギャップの幅が単位構造のピッチ以下の場合は、実際に形成される画素電極７０１のギャップ７０１ｇの幅は、単位構造のピッチと等しいか、またはそのｎ倍（ｎは２以上の整数）となる。設計上のギャップの幅が単位構造のピッチの（ｍ−１）倍（ｍは２以上の整数）より大きくｍ倍以下の場合、実際に得られるギャップの幅７０１ｇは、単位構造のピッチのｍ倍と等しいか、または単位構造のピッチの（ｍ+ｋ）倍（ｋは１以上の整数）となる。例えば、設計上のギャップの幅が６μｍで単位構
造のピッチが１０μｍのとき、ギャップの幅７０１ｇは１０μｍ、あるいは１０μｍのｎ倍（２０μｍ、３０μｍなど）となり、設計上のギャップの幅が１０μｍで単位構造のピッチが６μｍのとき、ギャップの幅７０１ｇは１２μｍ、あるいは６μｍの（２＋ｋ）倍（１８μｍ、２４μｍなど）となる。
【００７８】
次に、図８を参照する。図８は、本実施形態における画素電極８０１の形状を説明するための平面図である。本実施形態では、画素電極８０１は、単位構造８０２が配列された再帰性反射層の上に平坦化樹脂層を介して設けられる。画素電極８０１の形成は、平坦化樹脂層上に透明導電膜を形成し、透明導電膜をパターニングすることによって行う。透明導電膜は平坦化された表面を有するので、透明導電膜をパターニングする際のフォトリソグラフィは、再帰性反射層の凹凸形状の影響を受けず、通常の解像度で行われる。従って、点線７０３で示すように画素電極パターンを設計すると、ほぼその設計通りに透明導電膜をパターニングできるので、隣接する画素電極８０１のギャップ８０１ｇの幅を小さく抑えることができる。
【００７９】
このように、隣接する画素電極８０１のギャップ８０１ｇの幅は、単位構造のピッチに依存せずに決まり、例えば、設計上のギャップの幅が６μｍで単位構造のピッチが１０μｍのとき、実際に形成される画素電極８０１のギャップの幅８０１ｇは６μｍとなり、設計上のギャップの幅が１０μｍで単位構造のピッチが６μｍのとき、ギャップの幅８０１ｇは１０μｍとなる。
【００８０】
従って、本実施形態によると、画素電極８０１のギャップ８０１ｇの幅を従来より小さくできるので、表示装置の開口率を改善できる。
【００８１】
次に、図面を参照しながら、反射金属層や再帰反射層における単位構造７０２、８０２が互いに直交する略正方形の３面から構成されたキュービックコーナーキューブである場合における、画素電極のギャップの幅の設計値と実際の値との関係をさらに詳しく述べる。なお、以下の説明におけるサイズは平面図におけるサイズに相当する。
【００８２】
図１６（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、従来の表示装置において、ｘ方向およびｙ方向に沿って設けられた画素電極のギャップの幅の設計値と実際の値との関係を説明するための図であり、図７に示す従来の表示装置の平面図をさらに拡大した平面図である。また、図１７（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本実施形態において、ｘ方向およびｙ方向に沿って設けられた画素電極のギャップの幅の設計値と実際の値との関係を示す図であり、図８に示す本実施形態の表示装置の平面図をさらに拡大した平面図である。
【００８３】
以下の説明では、隣接するコーナーキューブ７０２’、８０２’の底点７０２ｂ、８０２ｂの間の距離をコーナーキューブ７０２’、８０２’のピッチＰccとし、隣接するコーナーキューブ７０２’、８０２’の底点７０２ｂ、８０２ｂを一直線上に並ぶ方向をｘ方向、ｘ方向に直交する方向をｙ方向とする。各コーナーキューブ７０２’、８０２’を構成する正方形の１辺の長さは、（√３）／３×Ｐｃｃである。なお、画素電極は、概略短辺または長辺がｘ方向に平行な長方形状となるように設計されている。従って、画素電極間のギャップは、ｘ方向に延びるギャップおよびｙ方向に延びるギャップによって構成される。
【００８４】
まず、図１６（ａ）を参照しながら、画素電極間のギャップのうちｘ方向に延びるギャップについて説明する。
【００８５】
従来の表示装置では、画素電極は、コーナーキューブ７０２’が配列された金属反射層の上にレジストパターンを形成し、これをマスクとして用いて金属反射層をエッチングすることによって得られる。レジストパターンは、金属反射層上に形成されたレジスト膜を露光した後、現像することによって形成できる。レジスト膜の露光は、フォトマスクを用いて行う。ここでは、フォトマスクで規定されるｘ方向に延びるギャップの幅（以下、「ギャップ設計値」と呼ぶ）Ｄｄxがコーナーキューブ７０２’の１辺の長さ以下（Ｄｄx≦（√３）／３×Ｐcc）となるように設計されたフォトマスクを用いる。また、フォトマスクで規定されるｘ方向のギャップが、行Ｘを構成するコーナーキューブ７０２の鞍点を結んだ直線Ａｄ１およびＡｕ１の間に位置するように、フォトマスクを配置する。
【００８６】
このようなフォトマスクを用いて、金属反射層上のレジスト膜をパターニングしようとすると、フォトリソグラフィで用いる光が各コーナーキューブの凹部内で再帰反射するため、レジスト膜のうち、フォトマスクの設計上、除去される領域よりも広い領域が除去されてしまう。その結果、現像後に実際に得られるレジストパターンで規定される画素電極７０１のギャップの幅（以下、「レジストパターンのギャップ幅」）Ｄｒxは、ギャップ
設計値Ｄｄxよりも大きく、かつ、コーナーキューブ７０２’のｙ方向の幅（２√３）／
３×Ｐcc以下となる。
【００８７】
典型的には、レジストパターンのギャップ幅Ｄｒxは、コーナーキューブ７０２’の外
周におけるｙ方向の幅に沿って（√３）／３×Ｐccから（２√３）／３×Ｐccの間で変化する。この場合、レジストパターンのギャップの面積は、フォトマスクで規定されるギャップの面積よりも行Ｘのコーナーキューブ７０２’における三角形Ｓ１およびＳ２の面積以上大きくなる。三角形Ｓ１およびＳ２は、図示するようにコーナーキューブ７０２’のうち直線Ａｕ１およびＡｄ１の間に位置する領域以外の領域であり、これらの三角形Ｓ１、Ｓ２の面積の和ΔＳ（ｘ）は（√３）／６×Ｐcc2である。従って、表示領域のうち表示に利用できない領域の面積は、設計上の表示に利用できない領域の面積よりも、行Ｘのコーナーキューブ１個あたり（√３）／６×Ｐcc2以上増大してしまう。
【００８８】
続いて、図１６（ｂ）を参照しながら、画素電極間のギャップのうちｙ方向に延びるギャップについて説明する。ここでは、レジスト膜を露光する際に用いるフォトマスクは、ｙ方向のギャップの幅（ギャップ設計値）ＤｄyがＰcc／２以下となるように設計されている場合を考える。また、フォトマスクは、フォトマスクで規定されるｙ方向のギャップが、底点７０２ｂ、頂点および鞍点を通る直線Ａｌ１およびＡｒ１（直線Ａｌ１とＡｒ１との間隔をＰcc／２とする）の間に位置するように、配置される。
【００８９】
このフォトマスクを用いてレジスト膜をパターニングすると、図１６（ａ）と同様に、レジストパターンのギャップ幅Ｄｒyは、ギャップ設計値Ｄｄyよりも大きく、かつ、コーナーキューブ７０２’のｘ方向における幅（すなわちピッチＰcc）以下となる。
【００９０】
典型的には、レジストパターンのギャップ幅Ｄｒyは、コーナーキューブ７０２’のピ
ッチＰccと等しくなり、この場合、ギャップが形成される位置にあるコーナーキューブにおけるレジストパターンのギャップの面積は、フォトマスクで規定されるギャップの面積よりも、ｙ方向の長さが（√３）×Ｐccあたり、台形Ｓ３およびＳ４の面積以上大きくなる。台形Ｓ３およびＳ４は、図示するように、コーナーキューブ７０２’のうち、直線Ａｌ１およびＡｒ１の間に位置する領域以外の領域であり、その面積の和ΔＳ（ｙ）は（√３）／２×Ｐcc2である。従って、表示領域のうち表示に利用できない領域の面積は、設
計上の表示に利用できない領域の面積よりも、ギャップにおけるｙ方向の長さが（√３）×Ｐccあたり、（√３）／２×Ｐcc2以上増大してしまう。
【００９１】
一方、本実施形態では、図８を参照しながら上述したように、画素電極は、コーナーキューブ８０２’が配列された再帰反射層の上に平坦膜を介して透明導電膜を形成し、これをパターニングすることによって形成される。透明導電膜のパターニングは、次のようにして行う。まず、透明導電膜上にレジスト膜を形成し、レジスト膜を露光・現像することにより、レジスト膜のパターニングを行う。このとき、レジスト膜は、再帰反射層におけるコーナーキューブ８０２’の形状や配列にかかわらず、フォトマスクで規定されるパターンと略同じ形状にパターニングされる。この後、レジストパターンをマスクとして透明導電膜のエッチングを行う。
【００９２】
従って、図１７（ａ）および（ｂ）に示すように、透明導電膜をパターニングする際に用いるレジストパターンのギャップの幅Ｄｒx、Ｄｒyは、フォトマスクにおけるギャップ設計値Ｄｄx、Ｄｄyと略等しくなる。よって、ギャップ設計値Ｄｄxが（√３）／３×Ｐcc以下であれば、レジストパターンのギャップ幅Ｄｒxも（√３）／３×Ｐcc以下に抑えることができる。また、ギャップ設計値ＤｄyがＰcc／２以下であれば、レジストパターン
のギャップ幅ＤｒyもＰcc／２以下に抑えることができる。このように、本実施形態によ
ると、従来の表示装置における表示に利用することのできない領域を低減できるので、開口率を向上できる。
【００９３】
ここで、開口率をより効果的に向上させるための画素電極のピッチＰpixおよびコーナ
ーキューブのピッチＰccの関係について検討する。
【００９４】
従来の表示装置において、実際の画素電極間のギャップの面積は、設計上の画素電極間のギャップの面積よりも増加するが、１画素あたりの増加分の面積ΔＳ＝ΔＳ（ｘ）＋ΔＳ（ｙ）は、下式（１）に示すように、画素電極のピッチＰpixおよびコーナーキューブ
のピッチＰccによって変化する。画素電極におけるｘ方向のピッチをＰpix(x)、ｙ方向におけるピッチをＰpix(y)とすると、
ΔＳ＝ΔＳ（ｘ）＋ΔＳ（ｙ）＝Ｐpix(x)／Ｐcc×（Ｓ１＋Ｓ２）＋Ｐpix(y)／（（√３）×Ｐcc）×（Ｓ３＋Ｓ４）
＝Ｐpix(x)／Ｐcc×（√３）／６×Ｐcc2＋Ｐpix(y)／（（√３）×Ｐcc）×（√３）／２×Ｐcc2
よって、ΔＳ＝（√３）／６×Ｐpix(x)×Ｐcc＋Ｐpix(y)×Ｐcc／２    （１）
【００９５】
上記増加分の面積ΔＳの画素面積（Ｐpix(x)×Ｐpix(y)）に対する割合が０．５％、より好ましくは１％を超えると、開口率を従来よりも大幅に向上させることができる。従って、画素電極のピッチＰpix（Ｐpix(x)あるいはＰpix(y)）およびコーナーキューブのピ
ッチＰccは、下記式（２）を満足することが好ましく、より好ましくは下記式（３）を満足する。これにより、従来よりも明るい表示を実現できる。
ΔＳ／（Ｐpix(x)×Ｐpix(y)）
＝（（√３）／６×Ｐpix(x)×Ｐcc＋Ｐpix(y)×Ｐcc／２）／（Ｐpix(x)×Ｐpix(y)）＞０．００５                                                        （２）
ΔＳ／（Ｐpix(x)×Ｐpix(y)）
＝（（√３）／６×Ｐpix(x)×Ｐcc＋Ｐpix(y)×Ｐcc／２）／（Ｐpix(x)×Ｐpix(y)）＞０．０１                                                          （３）
【００９６】
なお、画素電極におけるｘ方向のピッチＰpix(x)とｙ方向におけるピッチＰpix(y)とが互いに等しい場合（Ｐpix(x)×Ｐpix(y)＝Ｐpix）には、上式（２）および（３）は、それぞれ次式のようになる。
（（√３）＋３）／６×Ｐcc／Ｐpix＞０．００５                          （４）
（（√３）＋３）／６×Ｐcc／Ｐpix＞０．０１                            （５）
【００９７】
例を挙げて説明すると、表示装置の解像度が２００ｐｐｉ（ｐｐｉ：ｐｉｘｅｌｓ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ）程度であれば、コーナーキューブのピッチＰccが１μｍ以上で従来よりも開口率を大幅に改善でき、また、コーナーキューブのピッチＰccが２μｍ程度であれば、表示装置の解像度が８５ｐｐｉ程度以上の場合に開口率を大幅に改善できる。
【００９８】
上記では、長方形状を有する画素電極がｘ方向およびｙ方向と平行な辺を有する場合について説明しているが、本実施形態では、画素電極の長辺または短辺の方向がコーナーキューブにおけるｘ方向やｙ方向と一致していなくても良く、その場合でも上記（２）、（３）式と同様の関係が成立する。すなわち、画素電極における短辺方向の配列ピッチをＰpix(S)、長辺方向の配列ピッチをＰpix(L)とすると、下式（４）、より好ましくは下式（５）を満足すれば、開口率を効果的に向上できる。
（（√３）／６×Ｐpix(L)×Ｐcc＋Ｐpix(S)×Ｐcc／２）／（Ｐpix(L)×Ｐpix(S)）＞０．００５                                                        （６）
（（√３）／６×Ｐpix(L)×Ｐcc＋Ｐpix(S)×Ｐcc／２）／（Ｐpix(L)×Ｐpix(S)）＞０．０１                                                          （７）
【００９９】
さらに、本実施形態によると、以下に詳しく説明するように、従来の再帰性反射型表示装置よりも優れた表示特性を実現できる。
【０１００】
図９（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、従来の再帰性反射型表示装置の黒状態および白状態を示す模式的な断面図であり、図１０（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本実施形態の再帰性反射型表示装置の黒状態および白状態を示す模式的な断面図である。いずれの表示装置も、ＴＦＴをスイッチング素子として用いたアクティブマトリクス駆動型である。
【０１０１】
従来の再帰性反射型表示装置は、図１を参照しながら前述した構成と同様の構成を有している。すなわち、背面基板５０９と、前面基板５１０と、背面基板５０９および前面基板５１０に狭持された液晶層５０５とを備えている。背面基板５０９は、表面に複数の薄膜トランジスタ５０１ｔを有するＴＦＴ基板５０１と、ＴＦＴ基板５０１上に形成された再帰性反射特性を有する電極（反射電極）５０３とを有している。反射電極５０３は画素に対応して互いに離間されており、隣接する反射電極５０３の間には、反射機能を示さない非反射層５０４を有している。前面基板５１０の液晶層５０５の側の表面には、カラーフィルタ５０７とブラックマスク５０６とが形成されている。カラーフィルタ５０７は画素と対応して配置されている。ブラックマスク５０６は、隣接するカラーフィルタ５０７の間に、非反射層５０４を覆うように配置されている。この図では、非反射層５０４の下に薄膜トランジスタ５０１ｔが配置されているが、非反射層５０４の下にＴＦＴ基板５０１の配線（ソース配線）のみが配置されている場合もある。液晶層５０５は、例えばＰＤＬＣから形成され、液晶層５０５が透明状態のときに「黒」、散乱状態のときに「白」が表示される。
【０１０２】
ここで、従来の拡散反射型液晶表示装置の表示の原理を説明する。まず、黒表示の動作について説明する。光源５００から光を入射させると、入射光は一般的に図９（ａ）に矢印５００ａで示す経路で反射される。すなわち、光源５００からの光は、カラーフィルタ５０７を通過した後、透明状態の液晶層５０５を通過して再帰性反射板５０３で反射され、また液晶層５０５およびカラーフィルタ５０７を通過して光源５００の方向へ戻っていく。このとき、観察者は自分の目の像を認識するため、黒表示となる。
【０１０３】
一方、光源５００からの光のうちカラーフィルタ５０７の端部（ブラックマスク５０６の近傍）に斜めから入射する光は、矢印５００ｂで示すように、カラーフィルタ５０７および透明状態の液晶層５０５を通過した後、非反射層５０４に入射する。この光は、非反射層５０４を透過して薄膜トランジスタ５０１ｔの表面に到達し、そこで反射される。なお、非反射層５０４の下に薄膜トランジスタ５０１ｔが配置されておらず、代わりにＴＦＴ基板５０１における配線が配置されている場合もあるが、この場合には、非反射層５０４を透過した光は配線の表面で反射される。薄膜トランジスタ５０１ｔや配線の表面における反射は通常は金属反射である。パネルの設計にもよるが、薄膜トランジスタ５０１ｔなどの表面で反射された光の大部分はブラックマスク５０６に吸収される。しかしながら、表示の明るさを向上させる目的でブラックマスク５０６の幅を小さく設定している場合などは、薄膜トランジスタ５０１ｔなどの表面で反射された光の一部は、入射時に通過したカラーフィルタ５０７と異なるカラーフィルタ５０７を通過して出射し（矢印５００ｂ’）、黒特性を低下させる。
【０１０４】
次に、白表示の動作について説明する。光源５００からの光を入射すると、図９（ｂ）に矢印５００ｃで示すように、入射光の一部は、カラーフィルタ５０７を通過した後、散乱状態の液晶層５０５で散乱される。液晶層（ＰＤＬＣ）５０５が前方散乱特性を有する場合、液晶層５０５に入射した光は再帰反射板５０３の方向へ散乱（前方散乱）し、再帰性反射板５０３で反射する。反射光は、再び液晶層５０５およびカラーフィルタ５０７を通って観察者の目に届く。液晶層５０５が後方散乱特性を有する場合、入射光の多くは液晶層５０５で観察方向へ散乱されるが、入射光の一部は前方に散乱されて再帰反射板５０３で反射し、観察者の目に届く。何れの場合でも、再帰反射板５０３で反射された光の再帰性は、液晶層５０５の散乱特性によって崩されるため、反射光の大部分は光源５００の方向へ戻らず、白表示に寄与する。
【０１０５】
一方、光源５００からの光のうちカラーフィルタ５０７の端部（ブラックマスク５０６の近傍）に斜めから入射する光は、矢印５００ｄで示すように、カラーフィルタ５０７を通過して液晶層５０５で散乱されるが、散乱された光の一部は、隣接する反射電極５０３の間の非反射層５０４に入射して薄膜トランジスタ５０１ｔの表面に到達し、そこで反射（金属反射）する。反射光はブラックマスク５０６で吸収されるように設計されている。しかし、液晶層５０５で散乱された光が薄膜トランジスタ５０１ｔの表面で反射され、さらに液晶層５０５で散乱されるため、反射光のうちブラックマスク５０６で吸収されず、カラーフィルタ５０７を通過して観察者側に出射する光も存在する。このうち、入射時に通過したカラーフィルタ５０７と異なるカラーフィルタ５０７を通過して出射する光は、混色の原因となる。なお、反射光のうち入射時と同じカラーフィルタ５０７を再び通過して表示に利用される光量は極めて少ない。
【０１０６】
これに対し、本実施形態の再帰性反射型表示装置は次のように動作する。まず、図１０（ａ）を参照しながら、黒表示の動作について説明する。図１０（ａ）に示す再帰性反射表示装置は、図４を参照しながら説明した背面基板３００を用いて形成されている。液晶層や前面基板の構成は、上述した従来の表示装置における液晶層５０５や前面基板５１０と同様である。
【０１０７】
光源５００から光を入射すると、入射光は一般的に図１０（ａ）に矢印６００ａで示す経路で反射される。すなわち、光源５００からの光は、カラーフィルタ５０７を通り、透明状態の液晶層５０５、透明画素電極３１０および平坦化樹脂層３０９を通過した後、再帰反射板３０８で反射され、再び平坦化樹脂層３０９、画素電極３１０、液晶層５０５およびカラーフィルタ５０７を通過して光源５００の方向へ戻る。
【０１０８】
一方、光源５００からの光のうち、カラーフィルタ５０７の端部（ブラックマスク５０６の近傍）に入射する光は、矢印６００ｂで示すように、カラーフィルタ５０７、透明状態の液晶層５０５、透明画素電極３１０および平坦化樹脂層３０９を通過した後、再帰反射板３０８で反射され、ブラックマスク５０６で吸収される。ただし、再帰反射板３０８で反射された光の一部はブラックマスク５０６に入射せず、再度カラーフィルタ５０７を通過して光源５００の方向へ戻る。このように、カラーフィルタ５０７の端部を通過した光はブラックマスク５０６で吸収されるか、または再帰性反射によって光源５００の方向へ戻り、観察方向に出射しないので、良好な黒表示特性が得られる。
【０１０９】
次に、白表示の動作について説明する。光源５００からの光は、図１０（ｂ）に矢印６００ｃで示すように、カラーフィルタ５０７を通った後、液晶層５０５で散乱される。このとき、液晶層５０５が前方散乱特性を有する場合、液晶層５０５に入射した光は再帰反射板５０３の方向へ散乱（前方散乱）し、透明画素電極３１０および平坦化樹脂層３０９を通過した後、再帰性反射板５０３で反射する。液晶層５０５が後方散乱特性を有する場合には、入射光の多くは液晶層５０５で観察方向へ散乱され、カラーフィルタ５０７を通って出射するが、入射光の一部は前方に散乱されて再帰反射板５０３で反射する。何れの場合でも、再帰反射板５０３で反射された光の再帰性は、液晶層５０５の散乱特性によって崩されるため、再帰反射板５０３で反射された光の大部分は、再度カラーフィルタ５０７を通って観察方向へ出射する。また、液晶層５０５で光源５００の方向へ散乱され、表示に寄与しない光もあるが、その光量はごくわずかである。
【０１１０】
一方、光源５００からの光のうちカラーフィルタ５０７の端部（ブラックマスク５０６の近傍）に入射する光は、矢印６００ｄで示すように、カラーフィルタ５０７を通って液晶層５０５で散乱される。液晶層５０５の散乱特性（前方散乱型、後方散乱型）にかかわらず、散乱された光の一部は、透明画素電極３１０、平坦化樹脂層３０９を通って再帰反射板３０８で反射される。反射光の一部はブラックマスク５０６で吸収されるが、残りの光はブラックマスク５０６に入射せず、入射時と同じカラーフィルタ５０７を通って観察方向へ出射する。このように、光源５００からの光のうち、画素領域からカラーフィルタ５０７の端部を通過してブラックマスク領域へ向かう光も再帰反射特性を利用して観察方向へ戻るため、光の利用効率が向上し、より明るい表示を実現できる。
【０１１１】
上述してきたように、本実施形態の再帰性反射型液晶表示装置によると、ブラックマスク５０６の端部から入射した光による表示特性の低下を抑制できる。そのため、黒表示状態において良好な表示特性が得られるとともに、白表示状態においても、混色を抑制しつつ、より明るい表示が実現できる。
【０１１２】
さらに、本実施形態によると、以下のようなメリットもある。
【０１１３】
従来の反射型表示装置（図９）では、液晶層５０５の背面基板側表面は凹凸形状を有するため、液晶層５０５が均一な配向状態となる場合でも、凹部内に存在するＰＤＬＣの散乱により、黒表示特性が低下するという問題がある。これは、凹部を形成する複数の面で光が反射され、凹部内のＰＤＬＣに異なる方向から入射した光がＰＤＬＣの複屈折性によって散乱されるためである。液晶層５０５と反射電極５０３との間に平坦化層を設けると黒表示特性の低下を抑制できるが、平坦化層によって電圧ロスが生じてしまう。これに対し、本実施形態では、液晶層５０５の背面基板側表面が平坦化されており、上記のようなＰＤＬＣの散乱が生じないため、黒表示特性を向上でき、コントラストの高い表示を実現できる。また、画素電極３０８と薄膜トランジスタ５０１ｔのドレイン電極３０６とをコンタクト（導通）させているので平坦化樹脂層３０９による電圧ロスもない。
【０１１４】
本実施形態の再帰性反射型液晶表示装置の構成や製造方法は、上記の構成や方法に限定されない。例えば、本実施形態における背面基板３００を、コンタクトホールと対応する形状を有する柱状のレジストパターン（レジスト柱）を利用して作製することもできる。以下、図面を参照しながら、レジスト柱を用いた作製方法を説明する。
【０１１５】
まず、図１１（ａ）に示すように、ＴＦＴ基板１２００のドレイン電極１２０２の上に、フォトリソグラフィ法によって、形成しようとするコンタクトホールのサイズ（例えば直径５μｍ）に対応したレジストパターン（レジスト柱）１２０３を形成する。レジスト柱１２０３の高さは、後の工程で形成する絶縁層１２０４の厚さよりも大きくなるように設定され、例えば８μｍである。
【０１１６】
次に、図１１（ｂ）に示すように、ＴＦＴ基板１２００にアクリル樹脂などの転写樹脂１２０４’を塗布する。
【０１１７】
この後、図１１（ｃ）に示すように、型押し法などによって転写樹脂１２０４’にマスタ１２２０の表面形状を転写する。具体的には、転写樹脂１２０４’に対して、表面にコーナーキューブアレイ形状を有するマスタ１２２０を貼付し、転写樹脂１２０４’を硬化させる。転写樹脂の硬化は、熱可塑性、熱硬化性、光硬化性などを利用して行うことができる。例えば、転写樹脂１２０４’としてアクリル樹脂を用いる場合、転写樹脂１２０４’を紫外線で照射することにより硬化させることができる。転写樹脂１２０４には、必要に応じて硬化促進剤が添加されていてもよい。
【０１１８】
転写樹脂１２０４’の硬化方法や硬化条件は特に限定されないが、転写樹脂１２０４の硬化工程においてレジスト柱１２０３の硬化が進行すると、後述する工程でレジスト柱１２０３を剥離することが困難になるので留意する必要がある。例えば、ポジ型レジスト材料を用いてレジスト柱１２０３を形成した場合、光硬化性樹脂材料を用いて転写樹脂１２０４’を形成し、転写樹脂１２０４’を光で照射することによって硬化させると良い。転写樹脂１２０４’の硬化工程において、レジスト柱１２０３も光で照射されるが、これによってレジスト柱１２０３の硬化が進行することはないからである。一方、レジスト柱１２０３は、本焼成されていなければ比較的容易に剥離できるため、熱硬化性樹脂材料を用いて転写樹脂１２０４’を形成し、レジスト柱１２０３の本焼成温度よりも低い温度で転写樹脂１２０４’を硬化させてもよい。なお、光硬化性を利用して転写樹脂１２０４’を硬化させる場合、熱硬化性を利用して硬化させる場合よりもプロセス時間を短縮できるメリットがある。
【０１１９】
次いで、ＴＦＴ基板１２００とマスタ１２２０とを離型すると、図１１（ｄ）に示すように、コーナーキューブアレイ形状を有する絶縁層１２０４が得られる。この絶縁層１２０４の表面に、図１１（ｅ）に示すように、反射金属層（例えばＡｇ層）１２０５を例えばスパッタ法や蒸着法によって形成する。
【０１２０】
続いて、図１１（ｆ）に示すように、反射金属層１２０５の上に平坦化材料を塗布して平坦化樹脂層１２０７をし、フォトリソグラフィ法によって、平坦化樹脂層１２０７にコンタクトホール１２０７ｃを形成する。コンタクトホール１２０７ｃは、レジスト柱１２０３と位置合わせされる。例えば、レジスト柱１２０３を形成した際に用いたマスクと同一のマスクを用いてもよい。
【０１２１】
この後、図１１（ｇ）に示すように、反射金属層１２０５に、コンタクトホール１２０７ｃよりも大きい開口部（直径：例えば８μｍ）１２０５ｃを形成する。具体的には、平坦化樹脂層１２０７をエッチングマスクとして利用し、例えばウェットエッチングにより反射金属層１２０５の一部を除去する。このとき、反射金属層１２０５のうちコンタクトホール１２０７ｃによって露出されている部分よりも広い部分が除去されるように（オーバーエッチング）、エッチング時間やエッチング液などを選択する。
【０１２２】
金属反射層１２０５のエッチング後、図１１（ｈ）に示すように、レジスト柱１２０３を溶融させる溶液（剥離液）を用いてレジスト柱１２０３を剥離する。剥離液としては、例えば有機アミン系のアルカリ溶液や、アセトン等の極性溶媒を用いてもよい。これにより、絶縁層１２０４にコンタクトホール１２０４ｃが形成される。コンタクトホール１２０４ｃは平坦化樹脂層１２０７に形成されたコンタクトホール１２０７ｃと連結するので、絶縁層１２０４および平坦化樹脂層１２０７を貫通し、ドレイン電極１２０２に達する１つのコンタクトホール１２０８が得られる。
【０１２３】
なお、レジスト柱１２０３を溶融でき、かつ反射金属層１２０５のエッチング液としても使用できるように調整された溶液を用いて、図１１（ｇ）に示す反射金属層１２０５のオーバーエッチング工程および図１１（ｈ）に示すレジスト柱の除去工程を同時に行うこともできる。
【０１２４】
この後、図１１（ｉ）に示すように、平坦化樹脂層１２０７およびコンタクトホール１２０８の内部に塗布型のＩＴＯを塗布してＩＴＯ膜１２０９’を形成する。続いて、図１１（ｊ）に示すように、ＩＴＯ膜１２０９’をパターニングすることにより、画素電極１２０９を形成する。各画素電極１２０９は、コンタクトホール１２０８の内部に形成されたコンタクト部１２１０を介して対応する薄膜トランジスタのドレイン電極１２０２と電気的に接続される。このようにして、背面基板１２３０が完成する。
【０１２５】
上記では、反射金属層１２０５としてコーナーキューブアレイ形状を有する再帰性反射層を形成したが、同様の方法で、他の形状の再帰性反射層を形成してもよいし、拡散反射層を形成してもよい。
【０１２６】
また、レジスト柱１２０３の代わりに、導電性材料を用いて導電性の柱を形成してもよい。この場合、完成後の背面基板において、導電性の柱は画素電極とスイッチング素子とを接続するコンタクト部の一部を構成する。以下に、導電性の柱（導電部）を形成する場合の背面基板の作製方法を説明する。
【０１２７】
まず、図１２（ａ）に示すように、ＴＦＴ基板１２００のドレイン電極１２０２の上に柱状の導電部１２４０を形成する。導電部１２４０は、例えば導電性材料を堆積し、パターニングすることによって形成できる。導電部１２４０のサイズや厚さは、上述したレジスト柱１２０３のサイズや厚さと同じであってもよい。
【０１２８】
導電性材料としては、絶縁性樹脂（アクリル樹脂など）に導電材料（カーボン、アルミニウムなど）を分散させた導電材料分散樹脂や、高分子そのものが導電性を有する有機導電性化合物（ポリアセチレンなど）を用いても構わない。絶縁性樹脂として光硬化性のアクリル樹脂等を含む導電材料分散樹脂を用いると、フォトリソグラフィ法を利用したパターニングが可能となり、導電部１２４０の形成工程を簡略化できる。
【０１２９】
続いて、図１１（ｂ）〜（ｇ）を参照しながら説明したように、型押し法により絶縁層１２０４を形成した後、開口部１２０５ｃを有する金属反射層１２０５、およびコンタクトホール１２０７ｃを有する平坦化樹脂層１２０７を形成する（図１２（ｂ）〜（ｇ））。
【０１３０】
この後、図１２（ｈ）に示すように、平坦化樹脂層１２０７およびコンタクトホール１２０７ｃの内部に塗布型のＩＴＯを塗布したＩＴＯ膜１２１１’を形成する。続いて、図１２（ｉ）に示すように、ＩＴＯ膜１２１１’をパターニングすることにより、画素電極１２１１を形成する。画素電極１２１１は、コンタクトホール１２０７ｃの内部に形成されたＩＴＯ膜と導電部１２４０とから構成されるコンタクト部によって、対応する薄膜トランジスタのドレイン電極１２０２と電気的に接続される。このようにして、背面基板１２５０が完成する。
【０１３１】
（第２の実施形態）
以下、本発明による第２の実施形態の反射型表示装置を説明する。
【０１３２】
図１３（ａ）は、本実施形態の反射型液晶表示装置における背面基板（ＴＦＴ側基板）４００の構成を示す平面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示す平面図における１３ｂ−１３ｂ’断面図である。
【０１３３】
背面基板４００は、図４（ａ）および（ｂ）を参照しながら説明した背面基板３００と同様の構成を有する。ただし、絶縁層４０７は、再帰性反射形状ではなく拡散反射形状を有しており、反射層４０８は、再帰性反射特性の代わりに散乱型反射特性を有する点で異なっている。
【０１３４】
本実施形態の背面基板４００は、例えば以下に説明する方法で形成できる。
【０１３５】
まず、図５（ａ）および図６（ａ）を参照しながら説明した方法と同様の方法でＴＦＴ基板を形成する。次に、ＴＦＴ基板上に、例えばアクリル系紫外線硬化樹脂を用いてランダムなパターンを有する樹脂層を形成する。ランダムなパターンは、複数の島状パターン（各島状パターンのサイズ：例えば１０μｍ×１０μｍ）であってもよい。次いで、樹脂層を例えば１０５℃まで加熱し、樹脂層を熱変形（熱だれ）させると、表面に凹凸を有する絶縁層４０７が形成される。
【０１３６】
続いて、図５（ｂ）および図６（ｂ）を参照しながら説明した方法と同様の方法で、絶縁層４０７にコンタクトホール３１１を形成した後、絶縁層４０７の上にＡｇ層などの反射金属層を形成する。この反射金属層に、コンタクトホール３１１よりも大きい直径を有する開口部３１１’を設ける。これにより、拡散反射特性を有する反射層４０８が形成される。
【０１３７】
この後、図５（ｃ）および図６（ｃ）を参照しながら説明した方法と同様の方法で、平坦化樹脂層３０９および画素電極３１０を形成することにより、背面基板４００が得られる。
【０１３８】
本実施形態の反射型液晶表示装置は、上記のようにして得られた背面基板４００を用いて、従来の反射型液晶表示装置を製造する際に行う工程と同様の工程で製造され得る。具体的な方法を以下に説明する。
【０１３９】
まず、背面基板４００の上にポリイミド膜を形成し、それを布でこする（ラビングする）ことによって、液晶の向きを規定する配向層を形成する。一方、カラーフィルタ層、透明導電膜および配向層を有する前面基板を形成する。前面基板における配向層も、背面基板４００における配向層と同様の方法で形成できる。次いで、背面基板４００および前面基板を貼り合わせ、その間に例えば複屈折モードの液晶層を形成する。また、実施形態１の再帰性反射型液晶表示装置と異なり前面基板の表面に、偏光板と、液晶層の位相差に対応した位相差板とを貼付する。これにより、本実施形態の反射型液晶表示装置が得られる。
【０１４０】
なお、本実施形態の背面基板４００および表示装置の製造方法は上記の方法に限定されない。例えば、図１１を参照しながら説明したレジスト柱を利用する方法や、図１２を参照しながら説明した柱状の導電部を利用する方法と同様の方法で背面基板４００を作製してもよい。
【０１４１】
以下、図面を参照しながら、本実施形態の拡散反射型液晶表示装置が、従来の拡散反射型表示装置と比べて有利な点を説明する。図１４（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、従来の拡散反射型液晶表示装置の白状態および黒状態を示す模式的な断面図であり、図１５（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本実施形態の拡散反射型液晶表示装置の白状態および黒状態を示す模式的な断面図である。いずれの表示装置も、ＴＦＴをスイッチング素子として用いたアクティブマトリクス駆動型である。また、表示モードの一例として偏光板、位相差板、液晶層、および反射層からなる一枚偏光板モードを使用する。以下の例では、電圧無印加時に「白」表示状態となるように設計された電界制御複屈折モードの液晶層を用いている。なお、液晶層は電圧無印加時に「黒」表示状態となるように設計されていてもよい。
【０１４２】
従来の拡散反射型液晶表示装置は、背面基板９０９と、前面基板９１０と、背面基板９０９および前面基板９１０に狭持された液晶層９０５とを備えている。背面基板９０９は、表面に複数の薄膜トランジスタ９０１ｔを有するＴＦＴ基板９０１と、ＴＦＴ基板９０１の上に形成された拡散反射特性を有する電極（反射電極）９０３とを有している。反射電極９０３は画素に対応して設けられており、隣接する反射電極９０３の間に非反射層９０４を有している。前面基板９１０の液晶層９０５の側の表面には、カラーフィルタ９０７とブラックマスク９０６とが形成されている。カラーフィルタ９０７は画素と対応して配置されており、ブラックマスク９０６は隣接するカラーフィルタ９０７の間に、非反射層９０４を覆うように配置されている。また、前面基板９１０の観察者側表面には、位相差板９２１および偏光板９２０がこの順で設けられている。
【０１４３】
ここで、従来の拡散反射型液晶表示装置の表示の原理を説明する。まず、白表示の動作について説明する。表示装置に光源９００から光を入射させると、入射光は一般的に図１４（ａ）に矢印９００ａで示す経路で反射される。光源９００からの光は、偏光板９２０を通過することにより、偏光板９２０の透過軸方向と平行な直線偏光Ａ１となった後、位相差板９２１を通過して、例えば右回りの円偏光Ｂ１となる。この円偏光Ｂ１はカラーフィルタ９０７を通過した後、液晶層（リタデーションΔｎｄ＝λ／４）９０５を通ることにより直線偏光Ａ１となって、拡散反射板９０３で反射される。反射された光は、再び液晶層９０５を通って円偏光Ｂ１となり、カラーフィルタ９０７を通過した後、位相差板９２１で直線偏光Ａ１となるので、偏光板９２０から観察方向へ出射する。
【０１４４】
一方、光源９００からの光のうちカラーフィルタ９０７の端部（ブラックマスク９０６の近傍）に斜めから入射する光は、矢印９００ｂで示すように、液晶層９０５を通過した後、隣接する反射電極９０３の間の非反射層９０４に入射する。このような光は、非反射層９０４を通過して薄膜トランジスタ９０１の表面に到達し、そこで反射される。薄膜トランジスタ９０１の表面における反射は通常は金属反射である。パネルの設計にもよるが、薄膜トランジスタ９０１の表面で反射された光の大部分はブラックマスク９０６に吸収される。しかしながら、カラーフィルタ９０７と反射面である薄膜トランジスタ９０１の表面との距離は、カラーフィルタ９０７と拡散反射板９０３との距離よりも長いため、薄膜トランジスタ９０１の表面で反射した光の一部は、ブラックマスク９０６ではなく、入射時に通過したカラーフィルタ９０７と異なるカラーフィルタ９０７を通過してしまう（矢印９００ｂ’）。入射時と異なるカラーフィルタ９０７を通過した光は、位相差板９２１によって直線偏光Ａ１となり、偏光板９２０を通過して観察方向に戻るので、混色の原因となる。
【０１４５】
続いて、黒表示の動作について説明する。図１４（ｂ）に矢印９００ｃで示すように、光源９００からの光は、偏光板９２０通過することにより、偏光板９２０の透過軸方向と平行な直線偏光Ａ１となった後、位相差板９２１を通過して、例えば右回りの円偏光Ｂ１となる。この円偏光Ｂ１はカラーフィルタ９０７を経て液晶層９０５を通過する。このとき、液晶層９０５に所定の電圧（飽和電圧以上）が印加されていると、液晶層９０５のリタデーションΔｎｄは略ゼロなので、液晶層９０５を通過する光の偏光状態は保持される。この場合、液晶層９０５を通過した円偏光Ｂ１は拡散反射板９０３で反射されて左回りの円偏光Ｂ２となり、再び液晶層９０５およびカラーフィルタ９０７を通過する。カラーフィルタ９０７を通過した光（円偏光Ｂ２）は、位相差板９２１を通過することにより、直線偏光Ａ１と直交する直線偏光Ａ２となる。直線偏光Ａ２は偏光板９２０の透過軸方向と直交し、偏光板９２０で吸収されるので、黒状態となる。
【０１４６】
一方、光源９００からの光のうちカラーフィルタ９０７の端部（ブラックマスク９０６の近傍）に斜めから入射する光は、矢印９００ｄで示すように、液晶層９０５を通過した後に非反射層９０４に入射する。このような光は、非反射層９０４を通過して薄膜トランジスタ９０１の表面に到達し、そこで金属反射される。薄膜トランジスタ９０１の表面における反射は通常は金属反射である。パネルの設計にもよるが、薄膜トランジスタ９０１の表面で反射された光の大部分はブラックマスク９０６に吸収される。薄膜トランジスタ９０１の表面で反射された光の一部は、ブラックマスク９０６で吸収されずに入射時と異なるカラーフィルタ９０７を通過するが、偏光板９２０で吸収されるので黒表示の品位を低下させることはない。
【０１４７】
なお、液晶層９０５に印加する電圧をゼロから飽和電圧までの範囲で変化させることにより、中間調表示も実現できる。印加電圧がゼロであれば、上述したように液晶層９０５のリタデーションΔｎｄはλ／４となるので、拡散反射板９０３で反射された後に液晶層９０５を通過した光は右回りの円偏光Ｂ１である。液晶層９０５に飽和電圧よりも小さい電圧を印加すると、拡散反射板９０３で反射された後に液晶層９０５を通過した光は楕円偏光となり、楕円偏光の一部は偏光板９２０を通過しないため、中間調が表示される。液晶層９０５に印加する電圧が大きいほど、液晶層９０５のリタデーションΔｎｄは小さくなり、拡散反射板９０３で反射された光のうち偏光板９２０から出射される光の割合が増加するので、黒表示に近づく。
【０１４８】
次に、図１５（ａ）および（ｂ）を参照しながら、本実施形態の拡散反射型液晶表示装置の動作を説明する。図１５に示す拡散反射表示装置は、図１３を参照しながら説明した背面基板４００を用いて形成されている。液晶層や前面基板の構成は、上述した従来の表示装置における液晶層９０５や前面基板９１０と同様である。
【０１４９】
まず、白状態の動作について説明する。表示装置に光源９００から光を入射させると、入射光は一般的に図１５（ａ）に矢印１０００ａで示す経路で反射される。光源９００からの光は、偏光板９２０を通過することにより、偏光板９２０の透過軸方向と平行な直線偏光Ａ１となった後、位相差板９２１を通過して、例えば右回りの円偏光Ｂ１となる。この円偏光Ｂ１はカラーフィルタ９０７を通過した後、液晶層（リタデーションΔｎｄ＝λ／４）９０５を通ることにより直線偏光Ａ１となり、平坦化樹脂層３０９を経て、拡散反射板４０８で反射される。反射された光は、平坦化樹脂層３０９を通った後、液晶層９０５を通過することにより円偏光Ｂ１となる。円偏光Ｂ１は、カラーフィルタ９０７を通過して、位相差板９２１で直線偏光Ａ１となる。よって、反射光（直線偏光Ａ１）は偏光板９２０を通過して観察方向へ出射する。
【０１５０】
一方、光源９００からの光のうちカラーフィルタ９０７の端部（ブラックマスク９０６の近傍）に斜めから入射する光は、矢印１０００ａで示す経路と同様の経路で液晶層９０５および平坦化樹脂層３０９を通過した後に拡散反射板４０８で反射されるが、その反射光のほとんどはブラックマスク９０６に吸収される（矢印１０００ｂ）。ここで、反射光のうちブラックマスク９０６に吸収されずに、入射時と異なるカラーフィルタ９０７を通過する光の割合は、従来の表示装置（図１４（ａ））における割合よりも極めて小さい。これは、本実施形態では、ブラックマスク９０６および反射面（拡散反射板４０８の表面）の間隔が、カラーフィルタ９０７および反射面の間隔と等しいので、反射光の広がりを抑制でき、反射光が入射時と異なるカラーフィルタ９０７を通過する割合を低減できるからである。従って、従来の表示装置で問題となる混色を抑制できる。
【０１５１】
次に、黒表示の動作について説明する。図１５（ｂ）に矢印１０００ｃで示すように、光源９００からの光は、偏光板９２０を通過することにより、偏光板９２０の透過軸方向と平行な直線偏光Ａ１となった後、位相差板９２１を通過して、例えば右回りの円偏光Ｂ１となる。この円偏光Ｂ１はカラーフィルタ９０７を経て液晶層９０５を通過する。このとき、液晶層９０５に所定の電圧（飽和電圧以上）が印加されていると、液晶層９０５のリタデーションΔｎｄは略ゼロなので、液晶層９０５を通過する光の偏光状態は保持される。この場合、液晶層９０５を通過した円偏光Ｂ１は、平坦化樹脂層３０９を経て、拡散反射板４０８で反射されて左回りの円偏光Ｂ２となり、再び平坦化樹脂層３０９、液晶層９０５およびカラーフィルタ９０７を通過する。カラーフィルタ９０７を通過した光（円偏光Ｂ２）は、位相差板９２１を通過することにより、直線偏光Ａ１と直交する直線偏光Ａ２となる。直線偏光Ａ２は偏光板９２０で吸収されるので、黒状態となる。
【０１５２】
一方、光源９００からの光のうちカラーフィルタ９０７の端部（ブラックマスク９０６の近傍）に斜めから入射する光は、矢印１０００ｃで示す経路と同様の経路で液晶層９０５および平坦化樹脂層３０９を通過し、拡散反射板４０８で反射されるが、その反射光のほとんどはブラックマスク９０６で吸収される。拡散反射板４０８で反射された光の一部は、ブラックマスク９０６で吸収されずにカラーフィルタ９０７を通過するが、偏光板９２０で吸収されるので黒表示の品位を低下させることはない。
【０１５３】
上述してきたように、本実施形態の拡散反射型液晶表示装置によると、ブラックマスク９０６の端部から入射した光による表示特性の低下を抑制できる。そのため、黒表示状態において良好な表示特性が得られるとともに、白表示状態においても、混色を抑制しつつ、より明るい表示が実現できる。
【０１５４】
また、本実施形態によると、以下のようなメリットもある。
【０１５５】
一般的に、拡散反射型液晶表示装置では、黒状態（ここでは電圧印加状態）において液晶層９０５の液晶分子は電界方向に沿って配向する。そのため、液晶層９０５における屈折率異方性が小さくなり、理想的には位相差（リタデーションΔｎｄ）がゼロとなる。実際には、液晶層９０５の表面に、印加電圧を変えても配向状態が変わらない層（アンカリング層）が存在するため、液晶層９０５のリタデーションΔｎｄをゼロまで減少させることはできないが、アンカリング層を薄くすることにより、液晶層９０５のリタデーションΔｎｄをより小さくできる。
【０１５６】
図１４に示す従来の表示装置では、凹凸形状を有する反射電極９０３の上に、典型的には配向膜（図示せず）が形成され、配向膜上に液晶層９０５が設けられる。配向膜は、反射電極９０３の形状を反映する表面形状を有している。凹凸を有する表面に液晶層９０５を設けると、凹凸の近傍では液晶分子の配向方向が不均一になりやすく、電圧を印加しても電界方向に配向しない液晶分子の層が見掛け上厚くなってしまう。その結果、液晶層９０５のリタデーションΔｎｄ（位相差）を十分に低減できないので、優れた黒（暗）特性が得られない。
【０１５７】
これに対し、本実施形態によると、平坦化樹脂層３０９の上に配向膜を形成しており、液晶層９０５と接する配向面は平坦である。従って、液晶層９０５における表面層を、従来の表示装置における表面層よりも薄くすることができるので、黒特性を大幅に改善できる。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
本発明によれば、液晶の配向安定性を保ちつつ、開口率および光の利用効率が改善された反射型液晶表示装置を提供できる。本発明の反射型液晶表示装置は、高い表示特性を有するので、従来よりも高品位な表示を実現できる。
【０１５９】
本発明は、再帰性反射特性を有する反射層を備えた再帰性反射型液晶表示装置に好適に適用される。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】（ａ）は従来の再帰性反射型液晶表示装置の構成を示す断面模式図であり、（ｂ）は図１（ａ）の表示装置における反射電極の平面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明による反射型液晶表示装置の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ、２ｂ−２ｂ’断面図および２ｃ−２ｃ’断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は、本発明における背面基板の作製方法の一例を説明するための工程断面図できる。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明による第１の実施形態における背面基板の構成を示す平面図および４ｂ−４ｂ’断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明による第１の実施形態における背面基板の形成工程を説明するための平面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図５（ａ）〜（ｃ）の６ａ−６ａ’、６ｂ−６ｂ’、６ｃ−６ｃ’断面図である。
【図７】従来の再帰反射型液晶表示装置における画素電極の形状を説明するための平面図である。
【図８】本発明による第１の実施形態の再帰反射型液晶表示装置における画素電極の形状を説明するための平面図である。
【図９】（ａ）および（ｂ）は、従来の再帰反射型液晶表示装置における動作を説明するための図である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は、第１の実施形態の再帰反射型液晶表示装置における動作を説明するための図である。
【図１１】（ａ）〜（ｊ）は、第１の実施形態における背面基板の他の作製方法を説明するための工程断面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｉ）は、第１の実施形態における背面基板のさらに他の作製方法を説明するための工程断面図である。
【図１３】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明による第２の実施形態における背面基板の構成を示す平面図および１３ｂ−１３ｂ’断面図である。
【図１４】（ａ）および（ｂ）は、従来の拡散反射型液晶表示装置における動作を説明するための図である。
【図１５】（ａ）および（ｂ）は、第２の実施形態の拡散反射型液晶表示装置における動作を説明するための図である。
【図１６】（ａ）および（ｂ）は、従来の再帰反射型液晶表示装置における画素電極のギャップの幅の設計値と実際の値との関係を説明するための拡大模式図である。
【図１７】（ａ）および（ｂ）は、第１の実施形態の再帰反射型液晶表示装置における画素電極のギャップの幅の設計値と実際の値との関係を説明するための拡大模式図である。
【符号の説明】
【０１６１】
２００      再帰反射型表示装置
２０１      ＴＦＴ基板
２０１ｓ    アクティブスイッチ層
２０１ｔ    ＴＦＴ（スイッチング素子）
２０３      ドレイン電極
２０４      コンタクトホール
２０５      反射層
２０６      平坦化樹脂層
２０７      画素電極
２０９      背面基板
２１０      前面基板
２１１      透明対向電極
２１２、２１８      配向膜
２１３      液晶層（変調層）
２１９      カラーフィルタ
２２０      開口部
【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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