(57)【要約】【課題】薄膜トランジスタ基板の内面側に凹部を有する反射層が設けられた反射型液晶表示装置において、散乱反射特性を均一とする。【解決手段】薄膜トランジスタ基板１上の下地絶縁膜１１上に、陽極酸化されると透明となるアルミニウム系金属からなるゲート電極１２、補助容量ライン６および反射層７を同時に形成する。この場合、反射層７の上面に微細で透明なほぼ薄い両凸レンズ状の陽極酸化膜８を形成すると、陽極酸化膜８下の反射層７の上面に陽極酸化膜８の下面に応じた形状の凹部９が均一に形成される。反射層７は、ゲート絶縁膜１３上に形成してもよい。また、画素電極２を上記のような反射層としてもよい。【選択図】        図１
2004184565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対向して配置された２枚の基板のうちの表示面側とは反対側の基板の内面側に陽極酸化すると透明となる金属からなる反射層が設けられ、該反射層の表面に微細で透明な陽極酸化膜が食い込んで設けられていることを特徴とする反射型表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発明において、前記陽極酸化膜はほぼ薄い両凸レンズ状であることを特徴とする反射型表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の発明において、前記反射層はアルミニウム系金属からなることを特徴とする反射型表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の発明において、前記表示面側とは反対側の基板の内面側に複数の画素電極がマトリクス状に配置され、前記反射層は前記表示面側とは反対側の基板と前記各画素電極との間にそれぞれ設けられていることを特徴とする反射型表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の発明において、前記反射層は無機材料からなる絶縁膜上に設けられていることを特徴とする反射型表示装置。
【請求項６】
請求項４に記載の発明において、前記複数の画素電極にそれぞれスイッチング素子が接続され、前記反射層は前記スイッチング素子を構成する電極のいずれかと同一の平面上に該電極と同一の材料によって形成されて設けられていることを特徴とする反射型表示装置。
【請求項７】
請求項４に記載の発明において、前記表示面側とは反対側の基板はガラスからなり、その上に無機材料からなる下地絶縁膜が設けられ、その上側に前記反射層が設けられていることを特徴とする反射型表示装置。
【請求項８】
請求項１に記載の発明において、前記反射層により、マトリクス状に配置された複数の画素電極が形成されていることを特徴とする反射型表示装置。
【請求項９】
請求項８に記載の発明において、前記画素電極は無機材料からなる絶縁膜上に設けられていることを特徴とする反射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は反射型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば反射型液晶表示装置には、相対向して配置された２枚の基板のうちの表示面側とは反対側の基板の内面側に反射層を設けたものがある。従来のこのような反射型液晶表示装置には、表示面側とは反対側の基板の内面に表面を微細な凸凹とされた絶縁膜を設け、絶縁膜の凸凹表面に反射層を絶縁膜の凸凹表面に追従させて凸凹状に設け、反射層の凸凹表面により外光を散乱反射させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１５４８１７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の反射型液晶表示装置では、微細な凸凹な表面を有する絶縁膜を得るため、表示面側とは反対側の基板の内面に塗布された感光性有機樹脂膜の表面にフォトリソグラフィ法により微細な凸凹を形成しているので、絶縁膜の凸凹表面の傾斜形状を均一にしがたく、このためその上に形成される反射層の凸凹表面にばらつきが生じ、散乱反射特性がばらついてしまうという問題があった。
そこで、この発明は、散乱反射特性を均一とすることができる反射型表示装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、相対向して配置された２枚の基板のうちの表示面側とは反対側の基板の内面側に陽極酸化すると透明となる金属からなる反射層が設けられ、該反射層の表面に微細で透明な陽極酸化膜が食い込んで設けられていることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記陽極酸化膜はほぼ薄い両凸レンズ状であることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記反射層はアルミニウム系金属からなることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記表示面側とは反対側の基板の内面側に複数の画素電極がマトリクス状に配置され、前記反射層は前記表示面側とは反対側の基板と前記各画素電極との間にそれぞれ設けられていることを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記反射層は無機材料からなる絶縁膜上に設けられていることを特徴とするものである。
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記複数の画素電極にそれぞれスイッチング素子が接続され、前記反射層は前記スイッチング素子を構成する電極のいずれかと同一の平面上に該電極と同一の材料によって形成されて設けられていることを特徴とするものである。
請求項７に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記表示面側とは反対側の基板はガラスからなり、その上に無機材料からなる下地絶縁膜が設けられ、その上側に前記反射層が設けられていることを特徴とするものである。
請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記反射層により、マトリクス状に配置された複数の画素電極が形成されていることを特徴とするものである。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、前記画素電極は無機材料からなる絶縁膜上に設けられていることを特徴とするものである。
そして、この発明によれば、表示面側とは反対側の基板の内面側に陽極酸化すると透明となる金属からなる反射層を設け、該反射層の表面に微細で透明な陽極酸化膜を食い込ませて設けているので、反射層の表面を局部的に陽極酸化することにより、反射層の表面に食い込んで形成された微細で透明な陽極酸化膜の下面に応じて反射層の表面に形成される微細な凹部の傾斜形状を均一とすることができ、ひいては散乱反射特性を均一とすることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１はこの発明の第１実施形態としての反射型液晶表示装置の要部の断面図を示し、図２は同反射型液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板側の要部の透過平面図を示したものである。ただし、この場合、図１は図２のＡ−Ａ線に沿う部分に相当する断面図である。
【０００７】
この反射型液晶表示装置は、ガラスからなる薄膜トランジスタ基板１および対向基板３１を備えている。薄膜トランジスタ基板１の内面側（対向基板３１との対向面側）には、マトリクス状に配置された複数の画素電極２と、これらの画素電極２にそれぞれ接続された複数の薄膜トランジスタ（スイッチング素子）３と、行方向に配置され、薄膜トランジスタ３に走査信号を供給する複数の走査ライン４と、列方向に配置され、薄膜トランジスタ３にデータ信号を供給する複数のデータライン５と、行方向に配置され、各画素電極２と重合する部分で補助容量部を形成する複数の補助容量ライン６と、各画素電極２のほぼ中央部と重合する位置に配置された複数の反射層７とが設けられている。
【０００８】
すなわち、薄膜トランジスタ基板１の上面（内面）には酸化シリコン（無機材料）からなる下地絶縁膜１１が設けられている。下地絶縁膜１１の上面の各所定の箇所には、高反射性のアルミニウム系金属からなるゲート電極１２を含む走査ライン４、補助容量ライン６および反射層７が設けられている。この場合、後で詳述するが、反射層７の上面の所定の複数箇所には微細な平面円形状で透明な陽極酸化物（Ａｌ２Ｏ３）からなるほぼ薄い両凸レンズ状の陽極酸化膜８が反射層７の上面に食い込んで設けられている。したがって、陽極酸化膜８下の反射層７の上面には、陽極酸化膜８の下面に応じた形状の凹部９が形成されている。
【０００９】
ゲート電極１２などを含む下地絶縁膜１１の上面には窒化シリコン（無機材料）からなるゲート絶縁膜１３が設けられている。ゲート絶縁膜１３の上面の所定の箇所でゲート電極１２に対応する部分には真性アモルファスシリコンからなる半導体薄膜１４が設けられている。半導体薄膜１４の上面のほぼ中央部には窒化シリコンからなるチャネル保護膜１５が設けられている。
【００１０】
チャネル保護膜１５の上面両側およびその両側における半導体薄膜１４の上面にはｎ型アモルファスシリコンからなるオーミックコンタクト層１６、１７が設けられている。一方のオーミックコンタクト層１６の上面にはクロム系金属からなるソース電極１８が設けられている。他方のオーミックコンタクト層１７の上面およびゲート絶縁膜１３の上面の所定の箇所にはクロム系金属からなるドレイン電極１９を含むデータライン５が設けられている。
【００１１】
そして、ゲート電極１２、ゲート絶縁膜１３、半導体薄膜１４、チャネル保護膜１５、オーミックコンタクト層１６、１７、ソース電極１８およびドレイン電極１９により、薄膜トランジスタ３が構成されている。
【００１２】
薄膜トランジスタ３などを含むゲート絶縁膜１３の上面には窒化シリコンからなるオーバーコート膜２０が設けられている。オーバーコート膜２０のソース電極１８の所定の箇所に対応する部分にはコンタクトホール２１が設けられている。オーバーコート膜２０上には、反射層７の全体を覆うＩＴＯからなる画素電極２が設けられている。画素電極２はコンタクトホール２１を介してソース電極１８に接続されている。画素電極２を含むオーバーコート膜２０の上面には配向膜２２が設けられている。
【００１３】
一方、対向基板３１の下面にはブラックマスク３２および赤、緑、青のカラーフィルタ３３が設けられ、その下面にはＩＴＯからなる対向電極３４が設けられ、その下面には配向膜３５が設けられている。そして、薄膜トランジスタ基板１と対向基板３１とはシール材（図示せず）を介して互いに貼り合わされている。また、シール材の内側における両基板１、３１の配向膜２２、３５間には液晶３６が封入されている。なお、図２において、反射層７よりも小さめの一点鎖線で囲まれた領域は、ブラックマスク３２の開口部３２ａである。
【００１４】
このように、この反射型液晶表示装置では、画素電極２の中央部下にオーバーコート膜２０およびゲート絶縁膜１３を介して反射層７を設け、且つ、図２に示すように、反射層７を画素電極２よりも小さめでブラックマスク３２の開口部３２ａよりも大きめとしている。この場合、反射層７は、できるだけ大きくした方が望ましい。したがって、図２において、反射層７の上辺を補助容量ライン６に可及的に近づけ、左右辺を画素電極２の左右辺と一致させまたはその外側に配置し、下辺を走査ライン４に可及的に近づけるようにしてもよい。
【００１５】
そして、この反射型液晶表示装置では、対向基板３１の外面側（表示面側）から入射された外光が対向基板３１、カラーフィルタ３３、対向電極３４、配向膜３５、液晶３６、配向膜２２、画素電極２、オーバーコート膜２０、ゲート絶縁膜１３、陽極酸化膜８を透過して反射層７の微細な凹部９の底面で散乱反射され、この散乱反射光が上記とは逆の光路を経て対向基板３１の外面側に出射され、これにより表示を行う。この場合、外光は、ほぼ薄い両凸レンズ状の陽極酸化膜８によっても散乱される。
【００１６】
次に、図１および図２に示す反射型液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板１側の製造方法の一例について説明する。まず、図３に示すように、薄膜トランジスタ基板１の上面全体にＣＶＤ法により酸化シリコンからなる下地絶縁膜１１を成膜する。次に、下地絶縁膜１１の上面全体に、スパッタ法により、陽極酸化されると透明となるアルミニウムやアルミニウム合金からなるアルミニウム系金属膜４１を成膜する。
【００１７】
次に、アルミニウム系金属膜４１の上面にフォトレジスト膜４２をパターン形成する。この場合、陽極酸化膜８形成領域に対応する部分におけるフォトレジスト膜４２には円形状の開口部４３が形成されている。ここで、一例として、アルミニウム系金属膜４１の厚さは３０００Å程度である。開口部４３の直径は、形成すべき陽極酸化膜８の直径よりもやや小さく、２μｍ程度である。
【００１８】
次に、アルミニウム系金属膜４１に電流を流して陽極酸化を行なうと、図４に示すように、フォトレジスト膜４２の開口部４３を介して露出されたアルミニウム系金属膜４１の表面側が陽極酸化されて透明な陽極酸化物（Ａｌ２Ｏ３）に変化し、陽極酸化膜８が形成される。この場合、アルミニウム系金属膜４１の表面側では陽極酸化膜が外方にも成長し、また開口部４３の周囲におけるフォトレジスト膜４２下のアルミニウム系金属膜４１の表面側にも陽極酸化膜がほぼくさび状に成長する。
【００１９】
この結果、陽極酸化膜８は開口部４３よりもやや大きめのほぼ薄い両凸レンズ状となり、これに応じた形状の凹部９がアルミニウム系金属膜４１の表面に形成される。また、各開口部４３の部分において陽極酸化膜が均一に成長するため、凹部９の外周部の傾斜形状および中央部の深さを均一とすることができ、ひいては散乱反射特性を均一とすることができる。
【００２０】
次に、フォトレジスト膜４２を剥離する。次に、図５に示すように、陽極酸化膜８を含むアルミニウム系金属膜４１の上面にフォトレジスト膜４４をパターン形成する。次に、フォトレジスト膜４４をマスクとしてアルミニウム系金属膜４１をエッチングすると、図６に示すように、フォトレジスト膜４４下にゲート電極１２を含む走査ライン４、補助容量ライン６および反射層７が形成される。
【００２１】
次に、図７に示すように、ゲート電極１２などを含む下地絶縁膜１１の上面全体にＣＶＤ法により窒化シリコンからなるゲート絶縁膜１３、真性アモルファスシリコン膜４５および窒化シリコン膜を連続して成膜し、窒化シリコン膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより、チャネル保護膜１５を形成する。
【００２２】
次に、チャネル保護膜１５を含む真性アモルファスシリコン膜４５の上面全体にＣＶＤ法によりｎ型アモルファスシリコン膜４６を成膜する。次に、ｎ型アモルファスシリコン膜４６および真性アモルファスシリコン膜４５をフォトリソグラフィ法により連続してパターニングすることにより、図８に示すように、オーミックコンタクト層１６、１７および半導体薄膜１４を形成する。
【００２３】
次に、図９に示すように、半導体薄膜１４およびオーミックコンタクト層１６、１７を含むゲート絶縁膜１３の上面全体にスパッタ法によりクロム系金属膜を成膜し、クロム系金属膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより、ソース電極１８およびドレイン電極１９を含むデータライン５を形成する。
【００２４】
次に、薄膜トランジスタ３などを含むゲート絶縁膜１３の上面全体にＣＶＤ法により窒化シリコンからなるオーバーコート膜２０を成膜する。次に、オーバーコート膜２０のソース電極１８の所定の箇所に対応する部分にフォトリソグラフィ法によりコンタクトホール２１を形成する。
【００２５】
次に、図１に示すように、コンタクトホール２１内を含むオーバーコート膜２０の上面全体にスパッタ法によりＩＴＯ膜を成膜し、ＩＴＯ膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより、画素電極２をコンタクトホール２１を介してソース電極１８に接続させて形成する。次に、画素電極２を含むオーバーコート膜２０の上面に配向膜２２を形成する。かくして、図１および図２に示す薄膜トランジスタ基板１側が得られる。
【００２６】
このように、この製造方法では、薄膜トランジスタ基板１上の下地絶縁膜１１上に、陽極酸化すると透明となる高反射性のアルミニウム系金属により、反射層７を形成するとともに、反射層７の上面に微細なほぼ薄い両凸レンズ状の陽極酸化膜８を形成すると、陽極酸化膜８下の反射層７の上面に陽極酸化膜８の下面に応じた形状の凹部９が形成されるため、反射層７下の下地絶縁膜１１の上面に微細な凹部を形成する必要がない。
【００２７】
ここで、ガラスからなる薄膜トランジスタ基板１上に酸化シリコンなどの無機材料からなる下地絶縁膜１１を設けているのは、ガラスからなる薄膜トランジスタ基板１からアルカリイオンが出てくるのを防止するためと、ガラスからなる薄膜トランジスタ基板１の実質的な内面を平坦化するためである。
【００２８】
したがって、上記従来例のように、表示面側とは反対側の基板の内面に表面を微細な凸凹とされた絶縁膜を設け、絶縁膜の凸凹表面に反射層を絶縁膜の凸凹表面に追従させて凸凹状に設ける場合において、表示面側とは反対側の基板をガラス基板によって形成すると、ガラス基板上に無機材料からなる下地絶縁膜を設け、その上に表面を微細な凸凹とされた感光性有機樹脂からなる絶縁膜を設けることとなる。
【００２９】
これに対して、上記実施形態では、反射層７自体を凸凹状とする必要がないので、その下に表面が平坦な無機材料からなる下地絶縁膜１１のみを設ければよく、したがって使用材料を少なくすることができる。
【００３０】
なお、図３に示す製造工程において、ゲート電極１２を含む走査ライン４および補助容量ライン６を形成すべき領域に対応する部分におけるフォトレジスト膜４２に開口部を形成した場合には、ゲート電極１２を含む走査ライン４の表面および補助容量ライン６の表面に陽極酸化膜を形成することができる。
【００３１】
この場合、ゲート電極１２などをパターン形成した後に陽極酸化処理を行なうようにしてもよい。すなわち、まず、アルミニウム系金属膜４１をパターニングして、ゲート電極１２を含む走査ライン４、補助容量ライン６および反射層７を形成する。この場合、陽極酸化用の電流路を確保するため、反射層７の一部を走査ライン４あるいは補助容量ライン６のどこかと接続しておく。
【００３２】
次に、反射層７の上面に図３に示すようなフォトレジスト膜４２を形成する。次に、陽極酸化処理を行なうと、反射層７の上面に陽極酸化膜８が形成されるとともに、ゲート電極１２を含む走査ライン４の側面を含む表面全体および補助容量ライン６の側面を含む表面全体に陽極酸化膜が形成される。次に、反射層７の一部と走査ライン４あるいは補助容量ライン６のどこかとの接続部分を切断する。
【００３３】
（第２実施形態）
図１０はこの発明の第２実施形態としての反射型液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板１側の図１同様の断面図を示したものである。この反射型液晶表示装置において、図１に示す場合と異なる点は、反射層７を、下地絶縁膜１１上ではなく、ゲート絶縁膜１３上に設けたことである。
【００３４】
次に、この反射型液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板１側の製造方法の一例の一部について説明する。この場合、図８に示す状態において、当然のことながら、下地絶縁膜１１上には反射層７は形成されていない。そして、図８に示す状態において、半導体薄膜１４およびオーミックコンタクト層１６、１７を含むゲート絶縁膜１３の上面全体にスパッタ法によりアルミニウム系金属膜を成膜し、図４に示すような陽極酸化工程後に、アルミニウム系金属膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすると、ソース電極１８およびドレイン電極１９などが形成され、その形成と同時に、ゲート絶縁膜１３の上面の所定の箇所に、表面に陽極酸化膜８を有する反射層７を形成される。
【００３５】
このように、この製造方法では、ゲート絶縁膜１３上に、高反射性のアルミニウム系金属により、表面に陽極酸化膜８を有する反射層７を形成しているので、反射層７下のゲート絶縁膜１３の上面に微細な凹部を形成する必要がない。したがって、ゲート絶縁膜１３を窒化シリコンなどからなる無機材料で形成することができ、使用材料を少なくすることができる。
【００３６】
（第３実施形態）
図１１はこの発明の第３実施形態としての反射型液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板１側の図１同様の断面図を示したものである。この反射型液晶表示装置において、図１に示す場合と異なる点は、画素電極２Ａに反射板としての機能を持たせたことである。
【００３７】
次に、この反射型液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板１側の製造方法の一例の一部について説明する。この場合、図９に示す状態において、当然のことながら、下地絶縁膜１１上には反射層７は形成されていない。そして、図９に示す状態において、コンタクトホール２１内を含むオーバーコート膜２０の上面全体にスパッタ法によりアルミニウム系金属膜を成膜し、図４に示すような陽極酸化工程後に、アルミニウム系金属膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすると、表面に陽極酸化膜８を有する画素電極２Ａがコンタクトホール２１を介してソース電極１８に接続されて形成される。
【００３８】
このように、この製造方法では、オーバーコート膜２０上に、高反射性のアルミニウム系金属により、表面に陽極酸化膜８を有する画素電極２Ａを形成しているので、画素電極２Ａ下のオーバーコート膜２０の上面に微細な凹部を形成する必要がない。したがって、オーバーコート膜２０を窒化シリコンなどからなる無機材料によって形成することができ、使用材料を少なくすることができる。
【００３９】
（その他の実施形態）
上記各実施形態では、チャネル保護タイプのアモルファスシリコン薄膜トランジスタについて説明したが、これに限らず、チャネルエッチタイプのアモルファスシリコン薄膜トランジスタやボトムゲートタイプのポリシリコン薄膜トランジスタなどであってもよい。また、スイッチング素子として、薄膜トランジスタの他、ＭＩＭなどの非線形素子を用いた反射型液晶表示装置にも適用可能である。さらに、スイッチング素子を用いた反射型液晶表示装置に限らず、単純マトリクス型の反射型液晶表示装置などにも適用可能である。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、表示面側とは反対側の基板の内面側に陽極酸化すると透明となる金属からなる反射層を設け、該反射層の表面に微細で透明な陽極酸化膜を食い込ませて設けているので、反射層の表面を局部的に陽極酸化することにより、反射層の表面に食い込んで形成された微細で透明な陽極酸化膜の下面に応じて反射層の表面に形成される微細な凹部の傾斜形状を均一とすることができ、ひいては散乱反射特性を均一とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態としての反射型液晶表示装置の要部の断面図。
【図２】図１に示す反射型液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板側の透過平面図。
【図３】図１および図２に示す反射型液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板側の製造に際し、当初の製造工程の断面図。
【図４】図３に続く製造工程の断面図。
【図５】図４に続く製造工程の断面図。
【図６】図５に続く製造工程の断面図。
【図７】図６に続く製造工程の断面図。
【図８】図７に続く製造工程の断面図。
【図９】図８に続く製造工程の断面図。
【図１０】この発明の第２実施形態としての反射型液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板側の図１同様の断面図。
【図１１】この発明の第３実施形態としての反射型液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板側の図１同様の断面図。
【符号の説明】
１  薄膜トランジスタ基板
２、２Ａ  画素電極
３  薄膜トランジスタ
７  反射層
８  凹部
９  陽極酸化膜
１１  下地絶縁膜
１２  ゲート電極
１３  ゲート絶縁膜
１８  ソース電極
１９  ドレイン電極
２０  オーバーコート膜
３１  対向基板
３６  液晶
【図１】
2004184565.tif 000003
【図２】
2004184565.tif 000004
【図３】
2004184565.tif 000005
【図４】
2004184565.tif 000006
【図５】
2004184565.tif 000007
【図６】
2004184565.tif 000008
【図７】
2004184565.tif 000009
【図８】
2004184565.tif 000010
【図９】
2004184565.tif 000011
【図１０】
2004184565.tif 000012
【図１１】
2004184565.tif 000013