(57)【要約】【課題】周囲の光を有効に利用することができて、明るく、コントラストが良好な液晶表示装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】一方のガラス基板１２１の上に、ゲートバスライン、データバスライン及びＴＦＴ等を形成する。また、ゲートバスライン及びデータバスラインのいずれか一方と同時に、ゲートバスラインと平行な直線状構造物１３２を形成する。その後、基板１２１の上方にポジ型フォトレジスト膜１３３を形成した後、レジスト膜１３３に紫外線を照射して表層のみを硬化させる。次いで、レジスト膜１３３に熱処理を施す。レジスト膜１３３の下方には直線状構造物１３２が存在するため、熱処理によりレジスト膜１３３の断面は波形になり、表面には構造物１３２と同じ方向に延びるしわ状の凹凸が形成される。その後、レジスト膜１３３の上に反射電極１３４を形成する。【選択図】  図１３
2004198600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、
直線状又は複数の直線を組み合わせた形状で前記第１の基板の上に形成された構造物と、
前記構造物の上に形成され、表面に前記構造物とほぼ同じ方向に延びるしわ状の凹凸が設けられたレジスト膜と、
前記レジスト膜の上に形成されて前記レジスト膜の表面に倣う凹凸を有する反射電極と、
前記第１の基板に対向して配置された第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に封入された液晶と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
第１の基板上に、ゲートバスラインと、データバスラインと、前記ゲートバスライン及び前記データバスラインに接続された薄膜トランジスタとをそれぞれ形成する工程と、
前記第１の基板の上側全面にフォトレジスト膜を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜の表層のみを硬化させる工程と、
熱処理を施して、前記フォトレジスト膜の表面にしわ状の凹凸を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜の上に前記薄膜トランジスタと電気的に接続する反射電極を形成する工程と、
前記第１の基板と対向させて第２の基板を配置し、それらの間に液晶を封入する工程とを有する液晶表示装置の製造方法であって、
前記ゲートバスライン及び前記データバスラインのいずれか一方と同時に直線状又は複数の直線を組み合わせた形状の構造物を形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
第１の基板と、
前記第１の基板の上に形成された断面が階段状の階段状構造物と、
前記階段状構造物の上に形成され、表面に前記階段状構造物とほぼ同じ方向に延びるしわ状の凹凸が設けられたレジスト膜と、
前記レジスト膜の上に形成されて前記レジスト膜の表面に倣う凹凸を有する反射電極と、
前記第１の基板に対向して配置された第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に封入された液晶と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
第１の基板上にゲートバスラインと、データバスラインと、前記ゲートバスライン及び前記データバスラインに接続された薄膜トランジスタと、断面が階段状の階段状構造物とをそれぞれ形成する工程と、
前記第１の基板の上側全面にフォトレジスト膜を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜の表層のみを硬化させる工程と、
熱処理を施して、前記フォトレジスト膜の表面にしわ状の凹凸を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜の上に反射電極を形成する工程と、
前記第１の基板と対向させて第２の基板を配置し、それらの間に液晶を封入する工程とを有する液晶表示装置の製造方法であって、
前記階段状構造物の少なくとも一部は、前記ゲートバスライン及び前記ゲートバスラインの少なくとも一方と同時に形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
第１の基板上に第１の導電体膜を形成し、該第１の導電体膜をパターニングして、ゲートバスラインと第１のパターンとを形成する工程と、
前記第１の基板の上側全面に第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜の上に薄膜トランジスタの動作層となる半導体膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜の上に、第２の導電体膜を形成し、該第２の導電体膜をパターニングして、前記薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極と、前記ドレイン電極に接続したデータバスラインと、前記第１のパターンよりも幅が狭く、前記第１のパターンと重なる第２のパターンとを形成する工程と、
前記第１の基板の上側全面に第２の絶縁膜を形成する工程と、
前記第２の絶縁膜の上にフォトレジスト膜を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜の表層のみを硬化させる工程と、
熱処理を施して、前記フォトレジスト膜の表面にしわ状の凹凸を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜の上に反射電極を形成する工程と、
前記第１の基板と対向させて第２の基板を配置し、それらの間に液晶を封入する工程と
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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面に微細なしわ状の凹凸が設けられた反射電極を有する液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置には、画素毎に透過光の光量を制御して画像を表示する透過型液晶表示装置と、画素毎に反射光の光量を制御して画像を表示する反射型液晶表示装置とがある。透過型液晶表示装置にはバックライトと呼ばれる専用の光源が必要であるのに対し、反射型液晶表示装置では光源として周囲の光（太陽光又は電灯光）を使用するので、透過型液晶表示装置に比べてより一層の薄型化、軽量化及び低消費電力化が可能であるとともに、長時間使用しても目の疲労が少ないという長所がある。透過型液晶表示装置では不可能な紙のようなディスプレイも、反射型液晶表示装置では実現可能である。
【０００３】
一般的に、反射型液晶表示装置は、一対の基板により構成されるパネル内にＴＮ（Twisted Nematic ）型液晶を封入し、パネルの一方の面側に偏光板を配置した構造を有している（例えば、特開昭５５−４８７３３号公報（特許文献１）、特開平２−２３６５２３号公報（特許文献２）及び特開平６−１６７７０８号公報（特許文献３））。
【０００４】
図１は、この種の反射型液晶表示装置を示す模式断面図である。第１の基板１１と第２の基板１４との間にはＴＮ型液晶１３が封入されている。少なくとも表示面側の基板（第２の基板１４）には、ガラス等の透明な板が使用される。第１の基板１１の液晶１３側の面には金属等からなる反射電極１２が形成されており、第２の基板１４の液晶１３側の面にはＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）等からなる透明電極１５が形成されている。これらの反射電極１２及び透明電極１５の表面上には、電圧が印加されていないときの液晶分子の配向方向を決める配向膜（図示せず）がそれぞれ形成されている。第２の基板１４の上側には位相差板１６が配置され、位相差板１６の上には偏光板１７が配置される。
【０００５】
図２（ａ）は、図１に示す液晶表示装置において、電極間に電圧が印加されていないときの液晶分子の配向方向を示す模式図、図２（ｂ）は電極間に電圧が印加されているときの液晶分子の配向方向を示す模式図である。但し、実際には、液晶分子１３は電極１２，１５間にらせん状にねじれながら配向しているが、図２（ａ），（ｂ）では液晶分子１３のねじれは無視している。
【０００６】
この図２（ａ）に示すように、電極１２，１５間に電圧が印加されていないときは、液晶分子１３ａは基板１１，１４に対し平行に配列している。電極１２，１５間に十分な電圧を印加すると、液晶分子１３ａは電界に沿って垂直に配向しようとする。しかし、図２（ｂ）に示すように、基板１１，１４の近傍の液晶分子１３ａは、アンカリング効果により基板１１，１４にほぼ平行のままであるので、その影響により基板１１，１４に近い液晶分子１３ａほど基板１１，１４に対する傾きが小さくなる。このように、電圧を印加しても液晶分子の向きが変化しない部分があるとリタデーションが発生して暗表示時の輝度が高くなり、コントラスト特性が低下する。
【０００７】
このような不具合を回避するために、電圧印加時における残留リタデーションを考慮して位相差板を設計することが提案されている（Y. Itoh, N. Kimura, S.Mizushima, Y. Ishii and M. Hijikigawa, AM-LCD 2000 digest, p.243 (2000)：非特許文献１）。しかし、このような設計を行っても、全ての波長でリタデーションをなくすことは難しい。
【０００８】
図３は、従来の他の液晶表示装置の例を示す模式図である。この種の液晶表示装置は、垂直配向（Vertical Alignment）型液晶を使用することから、ＶＡ型液晶表示装置と呼ばれる。ＶＡ型液晶表示装置については、例えば米国特許第４７０１０２８号明細書；（特許文献４）に記載されている。
【０００９】
ＶＡ型液晶表示装置では、第１の基板２１と第２の基板２４との間に、垂直配向型液晶２３が封入されている。 第１の基板２１の液晶側の面には反射電極２２が形成されており、第２の基板２４の液晶側の面には透明電極２５が形成されている。これらの反射電極２２及び透明電極２５の表面は垂直配向膜（図示せず）に覆われている。
【００１０】
また、第２の基板２４の上には、位相差板（１／４波長差板）２６が配置されており、位相差板２６の上には偏光板２７が配置されている。
【００１１】
このように構成されたＶＡ型液晶表示装置においては、電極２２，２５間に電圧を印加していない状態では、図３に示すように、液晶分子２３ａは基板２１，２４に対し垂直な方向に配向する。従って、暗表示時にはリタデーションが発生せず、図１に示すＴＮ型液晶表示装置に比べて、コントラスト特性が向上する。
【００１２】
ところで、反射型液晶表示装置では、一般的に、反射電極の表面に微細な凹凸を設けて、パネルを見る位置によって画像の明るさが極端に変化することを回避している。例えば、特開平９−２９２５０４号公報（特許文献５）には、反射電極の表面に凹凸をランダム且つ高密度に発生させる技術が提案されている。これは、凹凸のランダム性を増大させることで凹凸の繰り返しパターンによる光の干渉を防止して反射光の色づきを防ぎ、凹凸の密度を増加させることで平坦部の割合を減少させて正反射成分を減少させることを目的としている。
【００１３】
また、本願出願人は、フォトレジストを使用して、反射電極の表面に微細なしわ状の凹凸を簡単な工程で形成する方法を提案している（特開２００２−２２１７１６号公報（特許文献６）及び特開２００２−２９６５８５号公報（特許文献７））。この方法では、フォトレジスト膜に紫外線等を照射してフォトレジスト膜の表層のみを硬化させた後に熱処理を施す。これにより、レジスト膜の表層と深部との熱変形特性（熱膨張率又は熱収縮率）が異なることに起因して、微細なしわ状の凹凸が形成される。その後、レジスト膜上にアルミニウム等の金属膜を形成し、この金属膜をパターニングすることにより、表面に微細な凹凸を有する反射電極を形成する。
【００１４】
反射型液晶表示装置で明るい表示を実現するためには、反射電極の反射面の最適化が重要である。即ち、液晶表示装置の使用時の状況を考慮し、上側からパネルに入射する光が主にパネルの法線方向に反射するように反射電極の反射面を形成すれば、光の利用効率が向上して明るい画像を得ることができる。
【００１５】
例えば、特開平９−１２７５０１号公報（特許文献８）には、図４（ａ）に示すように、ブレーズ（鋸歯）状の反射面を有する反射電極３２と光散乱体３６とを組み合わせた反射型液晶表示装置が提案されている。この反射型液晶表示装置では、一対の基板３１，３４間に液晶３３を封入してパネルを構成し、基板３４側に光散乱体３６を配置している。
【００１６】
しかし、特開平９−１２７５０１号公報に記載された方法では、ブレーズ状反射面を金型の転写で形成しているため、製造プロセスが極めて複雑である。しかも、ブレーズ状反射面を鏡面とし、散乱板と組み合わせて用いるために、パネルに光が入射するとき、及びパネルから光が出射するときのいずれも光が散乱されて、画像がぼけてしまう。
【００１７】
C.J.Wen, D.L.Ting, C.Y.Chen, L.S.Chuang and C.C.Chang, SID'00 digest of technical papers, p.526 (2000)（非特許文献２）には、フォトリソグラフィ法を用いて、図４（ｂ）のようなブレーズ状の反射電極の反射面に凹凸を設けた反射型液晶表示装置が提案されている。この方法では、複数回のフォトリソグラフィ工程を繰り返し実施して反射電極４２の反射面に凹凸を形成する。その後、基板４１と基板４４との間に液晶４３を封入する。
【００１８】
特開昭５７−１０２６８０号公報（特許文献９）には、散乱光を一定範囲内の領域に集光するために凹凸の平均傾斜角を限定し、明るい表示を得る技術が提案されている。更に、特許第３１８７３６９号明細書（特許文献１０）では、特定範囲の傾斜角の存在率傾斜角が増大するにつれて増加する反射電極が提案されており、有効視角内で均一な明るさが得られる反射型液晶表示装置が開示されている。
【００１９】
【特許文献１】
特開昭５５−４８７３３号公報
【特許文献２】
特開平２−２３６５２３号公報
【特許文献３】
特開平６−１６７７０８号公報
【特許文献４】
米国特許第４７０１０２８号明細書
【特許文献５】
特開平９−２９２５０４号公報
【特許文献６】
特開２００２−２２１７１６号公報
【特許文献７】
特開２００２−２９６５８５号公報
【特許文献８】
特開平９−１２７５０１号公報
【特許文献９】
特開昭５７−１０２６８０号公報
【特許文献１０】
特許第３１８７３６９号明細書
【非特許文献１】
Y.Itoh,N.Kimura,S.Mizushima,Y.Ishii and M.Hijikigawa, AM-LCD 2000 digest, p.243 (2000)
【非特許文献２】
C.J.Wen, D.L.Ting, C.Y.Chen, L.S.Chuang and C.C.Chang, SID'00 digest of technical papers, p.526 (2000)
【００２０】
【発明が解決しようとする問題点】
しかしながら、上述した従来の方法では、いずれも反射電極の反射面を所定の形状にするための工程が複雑であり、製造コストの上昇を招くという問題点がある。
【００２１】
以上から、本発明の目的は、周囲の光を有効に利用することができて、明るく、コントラストが良好な液晶表示装置及びその製造方法を提供することである。
【００２２】
また、本発明の他の目的は、表面に微細な凹凸を有するブレーズ状の反射電極を容易に形成できる液晶表示装置の製造方法を提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、第１の基板と、直線状又は複数の直線を組み合わせた形状で前記第１の基板の上に形成された構造物と、前記構造物の上に形成され、表面に前記構造物とほぼ同じ方向に延びるしわ状の凹凸が設けられたレジスト膜と、前記レジスト膜の上に形成されて前記レジスト膜の表面に倣う凹凸を有する反射電極と、前記第１の基板に対向して配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に封入された液晶とを有することを特徴とする液晶表示装置により解決する。
【００２４】
上記した課題は、第１の基板上に、ゲートバスラインと、データバスラインと、前記ゲートバスライン及び前記データバスラインに接続された薄膜トランジスタとをそれぞれ形成する工程と、前記第１の基板の上側全面にフォトレジスト膜を形成する工程と、前記フォトレジスト膜の表層のみを硬化させる工程と、熱処理を施して、前記フォトレジスト膜の表面にしわ状の凹凸を形成する工程と、前記フォトレジスト膜の上に前記薄膜トランジスタと電気的に接続する反射電極を形成する工程と、前記第１の基板と対向させて第２の基板を配置し、それらの間に液晶を封入する工程とを有する液晶表示装置の製造方法であって、前記ゲートバスライン及び前記データバスラインのいずれか一方と同時に直線状又は複数の直線を組み合わせた形状の構造物を形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法により解決する。
【００２５】
上記した課題は、第１の基板と、前記第１の基板の上に形成された断面が階段状の階段状構造物と、前記階段状構造物の上に形成され、表面に前記階段状構造物とほぼ同じ方向に延びるしわ状の凹凸が設けられたレジスト膜と、前記レジスト膜の上に形成されて前記レジスト膜の表面に倣う凹凸を有する反射電極と、前記第１の基板に対向して配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に封入された液晶とを有することを特徴とする液晶表示装置により解決する。
【００２６】
上記した課題は、第１の基板上にゲートバスラインと、データバスラインと、前記ゲートバスライン及び前記データバスラインに接続された薄膜トランジスタと、断面が階段状の階段状構造物とをそれぞれ形成する工程と、前記第１の基板の上側全面にフォトレジスト膜を形成する工程と、前記フォトレジスト膜の表層のみを硬化させる工程と、熱処理を施して、前記フォトレジスト膜の表面にしわ状の凹凸を形成する工程と、前記フォトレジスト膜の上に反射電極を形成する工程と、前記第１の基板と対向させて第２の基板を配置し、それらの間に液晶を封入する工程とを有する液晶表示装置の製造方法であって、前記階段状構造物の少なくとも一部は、前記ゲートバスライン及び前記ゲートバスラインの少なくとも一方と同時に形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法により解決する。
【００２７】
上記した課題は、第１の基板上に第１の導電体膜を形成し、該第１の導電体膜をパターニングして、ゲートバスラインと第１のパターンとを形成する工程と、前記第１の基板の上側全面に第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜の上に薄膜トランジスタの動作層となる半導体膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜の上に、第２の導電体膜を形成し、該第２の導電体膜をパターニングして、前記薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極と、前記ドレイン電極に接続したデータバスラインと、前記第１のパターンよりも幅が狭く、前記第１のパターンと重なる第２のパターンとを形成する工程と、前記第１の基板の上側全面に第２の絶縁膜を形成する工程と、前記第２の絶縁膜の上にフォトレジスト膜を形成する工程と、前記フォトレジスト膜の表層のみを硬化させる工程と、熱処理を施して、前記フォトレジスト膜の表面にしわ状の凹凸を形成する工程と、前記フォトレジスト膜の上に反射電極を形成する工程と、前記第１の基板と対向させて第２の基板を配置し、それらの間に液晶を封入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により解決する。
【００２８】
本発明においては、基板上に、直線状、複数の直線を組み合わせた形状又は階段状の構造物を形成する。その後、基板上に、構造物を覆うようにしてフォトレジストを形成し、このフォトレジストの表層のみを硬化させた後、熱処理を施して、しわ状の凹凸を形成する。
【００２９】
構造物がないときにはしわ状の凹凸はランダムに形成されるが、本発明のように構造物を設けた場合、しわ状の凹凸は構造物とほぼ同じ方向に延びて形成される。従って、構造物によってしわ状の凹凸の紋様を制御することができる。その後、レジスト膜の上に反射電極を形成する。この反射電極の表面には、レジスト膜の表面と同様に、構造物とほぼ同じ方向に延びるしわ状の凹凸が形成される。
【００３０】
つまり、本発明では、構造物によって反射電極の表面に形成されるしわ状の凹凸の紋様を制御できるので、上方からの光を有効に利用して明るく、コントラストが良好な液晶表示装置を実現することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態の原理について説明する。
【００３２】
本願発明者等は液晶表示装置を事務所内で使用する状況を想定し、事務所内の光源分布を測定した。その結果を、図５に示す。但し、図５では、鉛直方向を入射角の基準（入射角０°）とし、水平面における特定の方位を方位の基準（方位０°）としている。
【００３３】
この図５から、事務所内では３０°以下の入射角（入射コーン角）で入射する１つの光源と、３０°を超える入射角から入射する複数の光源とが存在すると考えることができる。両者のエネルギーを計算した結果、前者のほうが後者よりも約２．５倍大きなエネルギーを有することが判明した。従って、明るい画像を得るためには、入射角が３０°以下の光を有効に利用するように液晶表示装置の反射電極を最適化することが好ましい。
【００３４】
携帯電話及びＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の小型の機器（以下、単に「携帯情報端末」という）を使用する場合、図６に示すような使用状態が想定できる。図６では、携帯情報端末８１には、３０°の入射コーン角を有するリング状の光源８０から光が入射するものとしている。この場合、携帯情報端末８１が使用者（人間）よりも小さいため使用者が障害物となって、使用者が存在する方向からの光は携帯情報端末８１には入射されない。従って、使用者が存在しない方位からの光による最適化が重要になる。
【００３５】
反射電極の表面にランダムに凹凸を設けた従来の液晶表示装置では、図７に示すように凹凸８３のパターンを円形と考えることができる。この場合、反射電極で反射された光のうち使用者の視線の方向に向う光の割合は少ない。
【００３６】
一方、本実施の形態では、例えば、図８（ａ）に平面図、図８（ｂ）に断面図を示すように、基板８４の上に直線（水平方向に延びる直線、垂直方向に延びる直線及びその他の方向に延びる直線）状又は２以上の直線を組み合わせて構成される形状の構造物８５を形成し、その上にフォトレジスト膜８６を形成した後、熱処理を施してレジスト膜８６の表面にしわ状の凹凸を形成する。このような方法によれば、構造物８５とほぼ同じ方向に延びるしわ状の凹凸が形成される。このレジスト膜８６の上に形成された反射電極には、レジスト膜８６と同じパターン（紋様）の凹凸が形成される。このようにしてしわ状の凹凸のパターンを制御することにより、反射電極で反射された光のうち使用者の視線の方向に向う光の割合を多くすることが可能であり、上方からの光を有効に利用することができる。
【００３７】
図９（ａ）に示すように直線状の凹凸８８が設けられた反射電極８９に、図９（ｂ）に示すような入射コーン角が３０°、リング照明角がφr のリング状光源９０から光が入射した場合の反射特性をシミュレーションにより求めた。但し、反射電極８９には、ｎ種類（但し、ｎは１から１９までの奇数）の方位をもつ直線状の凹凸が設けられているものとした。つまり、ｎ＝１のときの凹凸の方位は０°の１種類、ｎ＝３のときの凹凸の方位は０°及び±１０°の３種類、ｎ＝５のときの凹凸の方位は、０°，±１０°及び±２０°の５種類である。一般式で示すと、ｎのときの凹凸の方位は、０°，±１０°，…，±５（ｎ−１）°のｎ種類である。
【００３８】
シミュレーション結果を、図１０に示す。なお、図１０では、ランダムな凹凸（従来例に相当）の場合の反射率を１とし、それとの比較により反射率を示している。
【００３９】
図１０からわかるように、方位の種類が多くなるほど最大反射率が低下する。また、リング状光源の照明角φr が大きくなるほど反射率が低下する。液晶表示装置を使用する環境のリング照明角φr を４０°以下とすると、従来例よりも２倍以上の反射率を得るためには、方位が９種類以下の直線状の凹凸を形成すればよい。
【００４０】
実際の使用環境では、前述したように光源がリング状と考えられるため、反射電極上の凹凸の方位に関しては平均化が発生する。そのため、凹凸の方位を規定する必要はなく、複数の直線を組み合わせて構成された構造物の場合は、それらの直線の方位の数だけで反射特性が決まる。
【００４１】
以下、第１の実施の形態の液晶表示装置の構造について説明する。
【００４２】
図１１は第１の実施の形態の液晶表示装置を示すブロック図である。この液晶表示装置は、制御回路１０１、データドライバ１０２、ゲートドライバ１０３及び表示部１０４により構成されている。この液晶表示装置には、コンピュータ等の外部装置（図示せず）から表示信号（Ｒ（赤）信号、Ｇ（緑）信号及びＢ（青）信号）、水平同期信号Ｈsync及び垂直同期信号Ｖsync等の信号が供給され、電源（図示せず）から高電圧（例えば、１８Ｖ）ＶH 、低電圧ＶL （例えば、３．３Ｖ又は５Ｖ）及び接地電位Ｖgnd が供給される。
【００４３】
表示部１０４には、水平方向及び垂直方向に多数の画素（サブピクセル）が配列されている。一つの画素は、ＴＦＴ１０５と、このＴＦＴ１０５のソース電極に接続された表示セル１０６及び蓄積容量１０７とにより構成される。表示セル１０６は、一対の電極（反射電極及びコモン電極）と、それらの電極間の液晶ととにより構成される。表示部１０４の上には、後述するように、位相差板及び偏光板が配置される。
【００４４】
また、表示部１０４には、水平方向に延びる複数のゲートバスライン１０８ａと、垂直方向に延びる複数のデータバスライン１０９ａとが設けられている。水平方向に並ぶ画素の各ＴＦＴ１０５のゲート電極は同一のゲートバスライン１０８ａに接続され、垂直方向に並ぶ画素の各ＴＦＴ１０５のドレイン電極は同一のデータバスライン１０９ａに接続されている。
【００４５】
制御回路１０１は、水平同期信号Ｈsync及び垂直同期信号Ｖsyncを入力し、１水平同期期間の開始時にアクティブになるデータスタート信号DSI と、１水平同期期間を一定の間隔に分割するデータクロックDCLKと、１垂直同期期間の開始時にアクティブになるゲートスタート信号GSI と、１垂直同期期間を一定の間隔に分割するゲートクロックGCLKとを出力する。
【００４６】
データドライバ１０２は、シフトレジスタ１０２ａ、レベルシフタ１０２ｂ及びアナログスイッチ１０２ｃにより構成されている。
【００４７】
シフトレジスタ１０２ａは複数の出力端子を有している。このシフトレジスタ１０２ａはデータスタート信号DSI により初期化され、データクロックDCLKに同期したタイミングで各出力端子から順番に低電圧のアクティブ信号を出力する。
【００４８】
レベルシフタ１０２ｂは複数の入力端子と複数の出力端子とを備えている。そして、シフトレジスタ１０２ａから出力された低電圧のアクティブ信号を、高電圧に変換して出力する。
【００４９】
アナログスイッチ１０２ｃも、複数の入力端子と複数の出力端子とを有している。アナログスイッチ１０２ｃの各出力端子は、それぞれ対応するデータバスライン１０９ａに接続されている。アナログスイッチ１０２ｃは、レベルシフタ１０２ｂからアクティブ信号を入力すると、アクティブ信号を入力した入力端子に対応する出力端子に表示信号（Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号のいずれか１つ）を出力する。
【００５０】
すなわち、データドライバ１０２は、１水平同期期間内にデータクロックDCLKに同期したタイミングで、表示部１０４のデータバスライン１０９ａに表示信号（Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号）を順番に出力する。
【００５１】
ゲートドライバ１０３は、シフトレジスタ１０３ａ、レベルシフタ１０３ｂ及び出力バッファ１０３ｃにより構成されている。
【００５２】
シフトレジスタ１０３ａは複数の出力端子を有している。このシフトレジスタ１０３ａはゲートスタート信号GSI により初期化され、ゲートクロックGCLKに同期したタイミングで各出力端子から順番に低電圧の走査信号を出力する。
【００５３】
レベルシフタ１０３ｂは、複数の入力端子と複数の出力端子とを備えている。そして、シフトレジスタ１０３ａから入力された低電圧の走査信号を、高電圧に変換して出力する。
【００５４】
出力バッファ１０３ｃも、複数の入力端子と複数の出力端子とを有している。出力バッファ１０３ｃの各出力端子は、それぞれ対応するゲートバスライン１０８ａに接続されている。出力バッファ１０３ｃは、レベルシフタ１０３ｂから入力された走査信号を、入力端子に対応する出力端子を介してゲートバスライン１０８ａに供給する。
【００５５】
すなわち、ゲートドライバ１０３からは、１垂直同期期間内にゲートクロックGCLKに同期したタイミングで、表示部１０４のゲートバスライン１０８ａに走査信号を順番に供給する。
【００５６】
表示部１０４のＴＦＴ１０５は、ゲートバスライン１０８ａに走査信号が供給されるとオンとなる。このとき、データバスライン１０９ａに表示信号（Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号のいずれか１つ）が供給されると、表示セル１０６及び蓄積容量１０７に表示信号が書き込まれる。表示セル１０６では、書き込まれた表示信号により液晶分子の傾きが変化し、その結果表示セル１０６の光反射率が変化する。各画素毎に表示セル１０６の光反射率を制御することによって、所望の画像が表示される。
【００５７】
図１２は、上述した本実施の形態の反射型液晶表示装置の１画素を示す平面図、図１３は図１２のＩ−Ｉ線による断面図である。
【００５８】
本実施の形態の液晶表示装置は、図１３に示すように、相互に対向して配置されたＴＦＴ基板１２０及び対向基板１５０と、これらのＴＦＴ基板１２０及び対向基板１５０の間に封入された液晶１８０と、対向基板１５０の上に配置された位相差板１６１及び偏光板１６２とにより構成されている。
【００５９】
ＴＦＴ基板１２０は、図１２，図１３に示すように、ガラス基板１２１と、ガラス基板１２１上に形成されたゲートバスライン１０８ａ、蓄積容量バスライン１０８ｂ、データバスライン１０９ａ、ＴＦＴ１０５、蓄積容量電極１２９ｃ及び反射電極１３４等により構成されている。
【００６０】
ゲートバスライン１０８ａとデータバスライン１０９ａとの間にはゲート絶縁膜（図示せず）が形成されており、このゲート絶縁膜によりゲートバスライン１０８ａとデータバスライン１０９ａとの間が電気的に分離されている。
【００６１】
また、データバスライン１０９ａと同じ配線層には、ゲートバスライン１０８ａと同じ方向に延びる複数の直線状構造物１３２が形成されている。これらのゲートバスライン１０８ａ、データバスライン１０９ａ、直線状構造物１３２及びＴＦＴ１０５の上にはＳｉＮからなる絶縁膜（図示せず）が形成されており、この絶縁膜の上にはレジスト膜１３３が形成されている。図１３に示すように、レジスト膜１３３の断面形状は、直線状構造物１３２のために波形となっており、レジスト膜１３３の表面には直線状構造物１３２とほぼ同じ方向に延びる微細なしわ状の凹凸が設けられている。
【００６２】
このレジスト膜１３３の上には、反射電極１３４が形成されている。この反射電極１３４も、レジスト膜１３３に倣って波形であり、表面には直線状構造物１３２とほぼ同じ方向に延びるしわ状の凹凸が設けられている。
【００６３】
蓄積容量バスライン１０８ｂは、ゲートバスライン１０８ａ及び直線状構造物１３２と同じ配線層に、ゲートバスライン１０８ａと平行に形成されている。蓄積容量電極１２９ｃは、前述したゲート絶縁膜を介して蓄積容量バスライン１０８ｂ上に形成されており、これらの蓄積容量電極１２９ｃ、蓄積容量バスライン１０８ｂ及びそれらの間のゲート絶縁膜により、図１１に示す蓄積容量１０７を構成している。蓄積容量電極１２９ｃは、コンタクトホール１３１ｂを介して反射電極１３４と電気的に接続されている。
【００６４】
更に、本実施の形態では、図１２に示すように、ゲートバスライン１０８ａの一部がＴＦＴ１０５のゲート電極となっており、ＴＦＴ１０５のソース電極１２９ａはコンタクトホール１３１ａを介して反射電極１３４に電気的に接続され、ドレイン電極１２９ｂはデータバスライン１０９ａに電気的に接続されている。更にまた、反射電極１３４の上には、電界が印加されていないときの液晶分子の配向方向を決める配向膜（図示せず）が形成されている。
【００６５】
一方、対向基板１５０は、ガラス基板（透明基板）１５１と、このガラス基板１５１の一方の面側（図１３では下側）に形成されたブラックマトリクス（図示せず）、カラーフィルタ１５３及びコモン電極１５４とにより構成されている。カラーフィルタ１５３は、各画素毎に、赤色、緑色及び青色のいずれか１色が配置されている。更に、カラーフィルタ１５３の下にコモン電極１５４が形成されており、このコモン電極１５４の下には配向膜（図示せず）が形成されている。
【００６６】
これらのＴＦＴ基板１２０及び対向基板１５０は、配向膜が形成された面を相互に対向させて配置されており、両者の間に封入された液晶１８０とともに液晶表示パネルを構成する。なお、制御回路１０１、データドライバ１０２及びゲートドライバ１０３は、液晶表示パネルと一体的に形成してもよいし、他の基板上にこれらの回路を形成し、フレキシブル基板等を介して液晶表示パネルに電気的に接続してもよい。
【００６７】
以下、本実施の形態の液晶表示装置の製造方法について説明する。
【００６８】
最初に、ＴＦＴ基板１２０の製造方法を、図１２の平面図、図１４，図１５の断面図を参照して説明する。なお、図１４，図１５は製造方法を工程順に示す断面図であり、図１２のＩ−Ｉ線の位置における断面に対応している。
【００６９】
まず、図１４（ａ）に示すように、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition ）法により、ガラス基板１２１上に第１の金属膜を形成し、フォトリソグラフィ法により第１の金属膜をパターニングしてゲートバスライン１０８ａ、直線状構造物１３２及び蓄積容量バスライン１０８ｂを形成する。その後、ガラス基板１２１の上側全面にゲート絶縁膜を形成し、その上にＴＦＴ１０５の動作層となる第１のシリコン膜と、チャネル保護膜１２３となるＳｉＮ膜とを形成する。その後、フォトリソグラフィ法によりＳｉＮ膜をパターニングして、ゲートバスライン１０８ａの上方の所定の領域にチャネル保護膜１２３を形成する。
【００７０】
次に、ガラス基板１２１の上側全面に、オーミックコンタクト層となる不純物が高濃度に導入された第２のシリコン膜を形成し、続けて第２のシリコン膜の上に第２の金属膜を形成する。そして、フォトリソグラフィ法により第２の金属膜、第２のシリコン膜及び第１のシリコン膜をパターニングして、ＴＦＴ１０５の動作層となる第１のシリコン膜の形状を確定するとともに、データバスライン１０９ａ、ソース電極１２９ａ、ドレイン電極１２９ｂ及び蓄積容量電極１２９ｃを形成する。
【００７１】
次に、ガラス基板１２１の上側全面に、ＳｉＮ絶縁膜（図示せず）を形成し、このＳｉＮ絶縁膜の所定の位置にソース電極１２９ａ及び蓄積容量電極１２９ｃが露出する開口部を形成する。
【００７２】
次に、図１４（ｂ）に示すように、ガラス基板１２１の上側全面にノボラック系ポジ型フォトレジストを約３μｍの厚さに塗布してレジスト膜１３３を形成した後、９０℃の温度で３０分間プリベークする。その後、露光及び現像処理を施して、レジスト膜１３３の表面からＳｉＮ絶縁膜の開口部を介してソース電極１２９ａ及び蓄積容量電極１２９ｃに到達するコンタクトホール１３１ａ，１３１ｂを形成する。
【００７３】
次に、レジスト膜１３３を、１３５℃の温度で８０分間ポストベークする。その後、紫外線（ＵＶ）を例えば２６００ｍＪ／ｃｍ2 のエネルギーで照射して、レジスト膜１３３の表層のみを硬化させる。
【００７４】
次に、２１５℃の温度で６０分間熱処理をする。これにより、図１５（ａ）に示すように、レジスト膜１３３の表面に、直線状構造物１３２に倣った波形の凹凸が形成されるとともに、直線状構造物１３２と同じ方向に延びる微細なしわ状の凹凸が形成される。
【００７５】
次いで、真空蒸着法により、ガラス基板１２１の上側全面にアルミニウムを約２０００Åの厚さに堆積して金属膜を形成し、フォトリソグラフィ法により金属膜をパターニングして、図１５（ｂ）に示すように、反射電極１３４を形成する。その後、反射電極１３４の上に配向膜を形成する。このようにして、本実施の形態に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板１２０が完成する。
【００７６】
以下、対向基板１５０の製造方法について簡単に説明する。まず、ガラス基板１５１の上にＣｒ（クロム）等の金属膜を形成し、この金属膜をパターニングして画素間の領域及びＴＦＴ形成領域を遮光するブラックマトリクスを形成する。その後、ガラス基板１５１の上にカラーフィルタ１５３を形成する。カラーフィルタ１５３は、各画素毎に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のうちのいずれか１色を配置する。
【００７７】
次いで、カラーフィルタ１５３の上に、ＩＴＯ等の透明導電体によりコモン電極１５４を形成する。その後、コモン電極１５４の上に、ポリイミド等により配向膜を形成する。このようにして、対向基板１５０が完成する。
【００７８】
次いで、図１３に示すように、ＴＦＴ基板１２０及び対向基板１５０をスペーサ（図示せず）を挟んで配置し、両者の間に液晶１８０を封入してパネルを構成する。その後、パネルの上に位相差板１６１及び偏光板１６２を配置する。これにより、本実施の形態の反射型液晶表示装置が完成する。
【００７９】
図１６は、上述した方法により形成した反射電極の表面の顕微鏡写真像（倍率２０倍）である。この図１６から、反射電極の表面には、直線状構造物とほぼ同じ方向に延びる微細なしわ状の凹凸が形成されていることが確認できる。
【００８０】
しわ状の凹凸の表面形状をＡＦＭ（Atomic Force Microscope ）で測定し、凹凸の表面の方位角分布を調べた。つまり、図１７に示すようにしわ状の凹凸の表面上に微小な鏡面を想定し、微小鏡面の法線ベクトルの方位角分布を計算した。その結果を図１８に示す。
【００８１】
図１８からわかるように、０°方向（垂直方向に相当）の存在確率が最大となる。これは、しわ状の凹凸が液晶表示パネルの水平方向（左右方向）に延びていることを示している。なお、 図１８では、直線状構造物の方位が１種類の場合（ゲートバスラインと平行な直線状構造物のみの場合）と、３種類及び７種類の場合（方位が相互に異なる３種類の直線により構成される構造物を設けた場合、及び方位が相互に異なる７種類の直線により構成される構造物を設けた場合）の方位角と０°方向の存在確率との関係を示している。
【００８２】
このような反射電極を有する基板を用いて、実施例１〜６の液晶表示パネルを製造した。実施例１〜４の液晶表示パネルでは、２枚の基板の間に屈折率異方性Δｎが０．１（Δｎ＝０．１）の垂直配向型（ｎ型）液晶を封入した。セル厚は３μｍ、ツイスト角は０°である。また、実施例５，６の液晶表示パネルでは、２枚の基板の間に屈折率異方性Δｎが０．０６８（Δｎ＝０．０６８）の水平配向型（ｐ型）液晶を封入した。セル厚は３μｍ、ツイスト角は７０°である。
【００８３】
また、直線状構造物がないこと以外は実施例１〜６と同様にして、比較例１，２の液晶表示パネルを製造した。比較例１の液晶表示パネルでは、２枚の基板の間に屈折率異方性Δｎが０．１（Δｎ＝０．１）の垂直配向型（ｎ型）液晶を封入した。セル厚は３μｍ、ツイスト角は０°である。比較例２の液晶表示パネルでは、２枚の基板の間に屈折率異方性Δｎが０．０６８（Δｎ＝０．０６８）の水平配向型（ｐ型）液晶を封入した。セル厚は３μｍ、ツイスト角は７０°である。なお、比較例１，２の液晶表示パネルでは、凹凸はランダムに形成されている。
【００８４】
実施例１〜６及び比較例１，２の液晶表示パネルの上には、それぞれアートンからなる１／２板及び１／４板（住友化学製）を組み合わせた広帯域１／４波長板を配置し、その上に偏光板（Ｇ１２２０ＤＵ：日東電工製）を、図１９に示すような軸角度で配置した。そして、反射率及びコントラストを測定した。その結果を図２０に示す。
【００８５】
図２０から明らかなように、本実施の形態に係る液晶表示パネル１〜６では、いずれも比較例１，２に比べて反射率が高く、反射特性が優れている。特に、ｎ型液晶を用いた実施例１〜４のパネルは、コントラスト特性も良好である。一方、比較例１は、コントラスト特性は良好であるものの、反射率は最も低い値となった。また、比較例２は、反射率及びコントラスト特性がいずれも十分でなかった。
【００８６】
このような液晶表示パネルを組み込んだ液晶表示装置を事務所内で使用して、視認性を調べた。その結果、本実施の形態のように水平方向又は垂直方向に延びるしわ状の凹凸を形成した場合は、明るい表示が得られることを確認した。垂直方向に延びるしわ状凹凸を形成した場合は、頭上の左右方向からの光を有効に利用することができ、水平方向に延びるしわ状の凹凸を形成した場合は、頭上の前方向からの光を有効に利用することができる。
【００８７】
事務所などでは、蛍光灯などの光源を一定の間隔でライン上に配置しているので、本実施の形態のようにしわ状の凹凸を形成することにより、光源からの光を有効に利用することができて、明るくコントラストが良好な液晶表示装置を実現することができる。
【００８８】
なお、図２１に示すように、直線状構造物１３２の間のガラス基板１２１をエッチングして溝を形成すると、直線状構造物１３２の実質的な高さが増加し、しわ状の凹凸のパターン制御性が向上する。
【００８９】
更に、図２２に示すように、反射電極１３４に開口部１３４ａを設けて、この開口部１３４ａを光透過領域とすることにより、周囲が明るい環境では反射型液晶表示装置として使用でき、周囲が暗い環境ではバックライトを点灯して透過型液晶表示装置として使用できる透過／反射型液晶表示装置とすることができる。光の利用効率を向上させるために、反射電極１３４の開口部１３４ａは、直線状構造物１３２がない領域に形成することが好ましい。
【００９０】
（変形例１）
しわ状凹凸パターンの傾斜の方位に関する存在確率分布を上下方向で最大にするためには、図２３に示すように、画素１１０内のしわ状の凹凸１８１の延びる方向を水平方向にする必要がある。そのためには、熱処理時にレジスト膜が垂直方向に大きく収縮することが必要である。図２４に示すように、パネルの水平方向（左右方向）に延びる直線状の構造物１８３を形成するとともに、画素１１０の長辺の近傍に垂直方向（上下方向）に延びる直線状構造物１８４を設けることで、このような収縮を効果的に発生させることができる。
【００９１】
しかし、図２５に示すように、構造物１８３の近傍では水平方向に延びるしわ状の凹凸１９１が形成されるのに対し、構造物１８４の近傍では垂直方向に延びるしわ状の凹凸１９２が形成されるので、これらが交差する部分では凹凸の方位が乱れて、反射光の損失が発生する。
【００９２】
図２６のように、水平方向に延びる構造物１８３を画素の表示領域１９３内に形成し、垂直方向に延びる構造物１９４を画素の非表示領域（ブラックマトリクス等により遮光される領域）１９４内に形成することにより、反射光の損失を低減できる。
【００９３】
また、図２７のように、垂直方向に延びる構造物１８４の高さを水平方向に延びる構造物１８３よりも低くすれば、水平方向に延びる凹凸と垂直方向に延びる凹凸とが交差する部分の光の損失を低減することができる。
【００９４】
（変形例２）
極角方向の平均傾斜が異なるしわ状凹凸パターンで構成された反射電極を用いた場合の反射特性を図２８に示す。この図２８より、反射電極の表面のしわ状の凹凸の平均傾斜角を５〜１５°にすることで、高い反射率を実現できることがわかる。従って、極角方向と方位方向とを同時に制御することにより、大幅な反射率の改善が可能になる。
【００９５】
（第２の実施の形態）
図２９は本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置の１画素を示す平面図、図３０（ａ）は図２９のII−II線による断面図、図３０（ｂ）は階段状構造物２０１の構成をより詳細に示す模式図である。なお、図２９，図３０において、図１２，図１３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。
【００９６】
本実施の形態においては、ガラス基板１２１の上に、断面が階段状の複数の構造物（以下、階段状構造物という）２０１が形成されている。これらの階段状構造物２０１はいずれもゲートバスライン１０８ａと平行であり、垂直方向に並んでいる。本実施の形態では階段状構造物２０１の段数は２段であり、幅が広い第１のパターン２０１ａと、ゲート絶縁膜２１２を介して第１のパターン２０１ａの上に形成された幅が狭い第２のパターン２０１ｂとにより構成されている。図２９において、第２のパターン２０１ａは第１のパターンの下側半分に重なっている。
【００９７】
これらの階段状構造物２０１は、レジスト膜２０２に覆われている。階段状構造物２０１があるため、レジスト膜２０２の断面形状はブレーズ状になっている。また、レジスト膜２０２の表面には、階段状構造物２０１とほぼ同じ方向に延びる微細なしわ状の凹凸が設けられている。
【００９８】
レジスト膜２０２の上には、反射電極２０３が形成されている。この反射電極２０３も、レジスト膜２０２に倣ってブレーズ状に形成されており、表面には階段状構造物２０１と同じ方向に延びるしわ状の凹凸が設けられている。
【００９９】
以下、図２９の平面図、図３１，図３２の断面図を参照して、本実施の形態の液晶表示装置の製造方法について説明する。
【０１００】
まず、図３１（ａ）に示すように、ガラス基板１２１の上に第１の金属膜を形成し、フォトリソグラフィ法により第１の金属膜をパターニングして、ゲートバスライン１０８ａと、蓄積容量バスライン１０８ｂと、階段状構造物２０１の下層となる第１のパターン２０１ａとを形成する。
【０１０１】
次に、ガラス基板１２１の上側全面にゲート絶縁膜２１２を形成し、その上にＴＦＴ１０５の動作層となる第１のシリコン膜と、チャネル保護膜１２３となるＳｉＮ膜とを形成する。その後、フォトリソグラフィ法によりＳｉＮ膜をパターニングして、ゲートバスライン１０８ａの上方の所定の領域にチャネル保護膜１２３を形成する。
【０１０２】
次に、ガラス基板１２１の上側全面に、オーミックコンタクト層となる不純物が高濃度に導入された第２のシリコン膜を形成し、続けて第２のシリコン膜の上に第２の金属膜を形成する。そして、フォトリソグラフィ法により第２の金属膜、第２のシリコン膜及び第１のシリコン膜をパターニングして、ＴＦＴ１０５の動作層となる第１のシリコン膜の形状を確定するとともに、データバスライン１０９ａと、ソース電極１２９ａと、ドレイン電極１２９ｂと、蓄積容量電極１２９ｃと、階段状構造物２０１の上層となる第２のパターン２０１ｂとを形成する。この場合に、図３１（ｂ）に示すように、第２のパターン２０１ｂは第１のパターン２０１ａの上に重なり、第１のパターン２０１ａよりも狭い幅で形成する。
【０１０３】
このようにして、第１のパターン２０１ａ及び第２のパターン２０１ｂにより階段状構造物２０１を形成した後、ガラス基板１２１の上側全面にＳｉＮ絶縁膜（図示せず）を形成する。そして、ＳｉＮ絶縁膜に、ソース電極１２９ａ及び蓄積容量電極１２９ｃが露出する開口部を形成する。その後、図３１（ｃ）に示すように、ガラス基板１２１の上側全面にポジ型フォトレジストを塗布して、厚さが約３μｍのフォトレジスト膜２０２を形成する。
【０１０４】
次に、フォトレジスト膜２０２を９０℃の温度で３０分間プリベークする。そして、このフォトレジスト膜２０２を露光及び現像処理して、レジスト膜２０２の表面からＳｉＮ絶縁膜の開口部を介してソース電極１２９ａ及び蓄積容量電極１２９ｃに到達するコンタクトホール１３１ａ，１３１ｂを形成する。
【０１０５】
次に、フォトレジスト膜２０２を１３５℃の温度で８０分間ポストベークする。その後、図３２（ａ）に示すように、レジスト膜２０２にＵＶ（紫外線）を、２６００ｍＪ／ｃｍ2 のエネルギーで照射する。これにより、レジスト膜２０２の表層のみが硬化する。
【０１０６】
次に、レジスト膜２０２を２００℃の温度で６０分間ベークする。これにより、図３２（ｂ）に示すように、レジスト膜２０２の断面形状が階段状構造物２０１に倣ってブレーズ状になり、且つレジスト膜２０２の表面には微細なしわ状の凹凸が形成される。このしわ状の凹凸は、階段状構造物２０１とほぼ同じ方向に延びる。
【０１０７】
次いで、図３２（ｃ）に示すように、ガラス基板１２１の上側全面にアルミニウムを真空蒸着して厚さが２０００Åのアルミニウム膜を形成し、このアルミニウム膜をパターニングして反射電極２０３を形成する。その後、反射電極２０３の上に、ポリイミド等により配向膜を形成する。このようにして、断面がブレーズ状であり、表面に微細なしわ状の凹凸が設けられた反射電極２０３を有するＴＦＴ基板１２０が完成する。
【０１０８】
一方、第１の実施の形態と同様にして、対向基板を形成する。次いで、図３０（ａ）に示すように、スペーサ（図示せず）を挟んでＴＦＴ基板１２０と対向基板１５０とを対向させて配置し、両者の間に液晶１８０を封入する。そして、対向基板１５０の上に位相差板１６１及び偏光板１６２を配置する。これにより、本実施の形態の液晶表示装置が完成する。
【０１０９】
以下、上述した方法により反射電極を形成し、反射特性を調べた結果について説明する。但し、ここでは反射特性を調べるだけであるので、基板上に直接階段状構造物を形成した後、階段状構造物を覆うレジスト膜を形成し、その上に反射電極を形成した。
【０１１０】
図３３に示すように、第１のパターン２０１ａの幅は８μｍ、ピッチは８μｍ、高さは０．５μｍとし、第２のパターン２０１ｂの幅は３μｍ、高さは０．５μｍとした。そして、上述した方法により表面にしわ状の凹凸を有するレジスト膜を形成し、その上にアルミニウムを蒸着して反射電極とした。図３４に、このようにして形成した反射電極の表面の顕微鏡写真像（倍率２０倍）を示す。
【０１１１】
次に、反射電極の反射特性を調べた。図３５のように、階段状構造物２１２及び反射電極２１３を形成した一方の基板２１１と他方の基板２１６との間に屈折率が１．５のイマージョンオイル２１５を封入して、実施例のパネルとした。そして、このパネルの法線に対し３０°の方向から光を照射し、パネルの法線方向にディテクタ２１７を配置して反射率を測定した。また、階段状構造物がないこと以外は実施例と同様にして比較例のパネルを形成し、その反射率を測定した。但し、反射率は、反射板として標準白色板を使用したときの反射強度を１００％とし、標準白色板に対する相対値で評価した。
【０１１２】
その結果、階段状構造物を設けていない比較例のパネルでは１８１．２％の反射率が得られたのに対し、実施例のパネルでは３５３．２％と、約２倍の明るさを得ることができた。
【０１１３】
実施例のパネルのほうが比較例のパネルに比べて明るい理由は次のように考えることができる。つまり、反射板の表示面には微細な凹凸が設けられているので反射板に入射した光は乱反射するものの、正反射方向が強度分布の中心となり、正反射方向から角度がずれるほど反射強度が低下する。
【０１１４】
パネルの法線方向にユーザの視線があるとすると、階段状構造物を設けていない場合は、例えば、図３６（ａ）のようにパネルの法線に対し斜めの方向から光が入射すると、パネルの法線方向には弱い反射光しか得ることができない。
【０１１５】
一方、階段状構造物を設けた場合は、図３６（ｂ）のように、反射電極の反射面の傾き分だけ正反射方向がシフトするため、パネルの法線方向に強い反射光が得られる。一般的に、反射型液晶表示装置を使用するときの状況を考慮すると、パネルの上方に光源（太陽光又は電灯光）があると考えられる。この光源からの光を有効に利用するためには、使用時のパネルの傾きを考慮し、パネルの法線方向に光を反射させることが必要である。これを実現するためには、本実施の形態で説明したように、反射電極の反射面を傾斜させるように階段状構造物を形成すればよい。
【０１１６】
本実施の形態は、水平配向型液晶（ｐ型液晶）及び垂直配向型液晶（ｎ型液晶）のどちらを使用してもよい。しかし、垂直配向型液晶を使用した場合に、特に良好な表示特性を示す。以下、水平配向型液晶を使用したＴＮ型液晶表示装置と、垂直配向型液晶を使用したＶＡ型液晶表示装置とを製造し、表示特性を調べた結果について説明する。
【０１１７】
一方の基板に、上述した方法により階段状構造物及び反射電極とを形成した。その後、一方の基板と他方の基板とを対向させて配置し、両者の間に垂直配向型液晶を封入して、ＶＡ型液晶表示パネルとした。垂直配向型液晶の屈折率異方性Δｎは０．１（Δｎ＝０．１）であり、ツイスト角は０°、セル厚の制御には直径が３μｍのスペーサを使用した。
【０１１８】
これと同様にして、一対の基板間に水平配向型液晶を封入したＴＮ型液晶表示パネルを製造した。水平配向型液晶の屈折率異方性Δｎは０．０７（Δｎ＝０．０７）であり、ツイスト角は７０°、セル厚の制御には直径が３μｍのスペーサを使用した。
【０１１９】
液晶表示パネルの上には、アートンからなる１／２板及び１／４板（住友化学製）と、偏光板（Ｇ１２２０ＤＵ：日東電工製）とを、図３７に示すような軸角度で配置した。そして、反射率及びコントラストを、図３５に示すような方法で測定した。その結果、水平配向型液晶を使用したＴＮ型液晶表示装置では、反射率が５８．３％、コントラストが１４．２であるのに対し、垂直配向型液晶を使用したＶＡ型液晶表示装置では、反射率が５７．９％、コントラストが６８．８であった。両者の反射率はほぼ等しいが、コントラストは垂直配向型液晶を使用したＶＡ型液晶表示装置のほうが極めて優れている。このことから、本発明をＶＡ型液晶表示装置に適用した場合に、明るくコントラストが良好な画像を表示できることがわかる。
【０１２０】
なお、本実施の形態では階段状構造物を金属膜により形成する場合について説明したが、階段状構造物をフォトレジスト膜により形成してもよい。
【０１２１】
（変形例１）
図３８は、第２の実施の形態の変形例１を示す模式図である。しわ状の凹凸のパターンの制御性を向上させるためには、階段状構造物２０１の高さを高くすることが好ましい。
【０１２２】
例えば、ガラス基板１２１の階段状構造物２０１間の領域をエッチングすることにより、階段状構造物２０１の実質的な高さを高くすることができる。
【０１２３】
（変形例２）
図３９は、第２の実施の形態の変形例２を示す模式図である。本実施の形態においては、反射電極２０３に開口部２０３ａを設けて、パネルの裏面側からの光が透過するようにしている。この場合、パネルの裏面側には偏光板とバックライトとを配置する。これにより、周囲が明るいときには反射型液晶表示装置として使用でき、周囲が暗いときにはバックライトを点灯して透過型液晶表示装置として使用することができる。
【０１２４】
なお、光の利用効率を向上させるために、反射電極２０３の開口部２０３ａは階段状突起物２０１がない領域に形成することが好ましい。
【０１２５】
（付記１）第１の基板と、直線状又は複数の直線を組み合わせた形状で前記第１の基板の上に形成された構造物と、前記構造物の上に形成され、表面に前記構造物とほぼ同じ方向に延びるしわ状の凹凸が設けられたレジスト膜と、前記レジスト膜の上に形成されて前記レジスト膜の表面に倣う凹凸を有する反射電極と、前記第１の基板に対向して配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に封入された液晶とを有することを特徴とする液晶表示装置。
【０１２６】
（付記２）前記構造物が、フォトレジストにより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３）前記構造物が、前記反射電極に信号を供給する配線と同じ材料により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４）前記構造物として、水平方向に延び、垂直方向に並んだ複数の第１の構造物と、垂直方向に延び、前記複数の第１の構造物を水平方向の両側から挟む２本の第２の構造物を有し、１画素内に、前記第１の構造物及び前記第２の構造物の両方が設けら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。
【０１２９】
（付記５）前記第１の構造物の高さが、前記第２の構造物よりも高いことを特徴とする付記４に記載の液晶表示装置。
【０１３０】
（付記６）前記反射電極には、光を透過するための開口部が設けら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。
【０１３１】
（付記７）第１の基板上に、ゲートバスラインと、データバスラインと、前記ゲートバスライン及び前記データバスラインに接続された薄膜トランジスタとをそれぞれ形成する工程と、前記第１の基板の上側全面にフォトレジスト膜を形成する工程と、前記フォトレジスト膜の表層のみを硬化させる工程と、熱処理を施して、前記フォトレジスト膜の表面にしわ状の凹凸を形成する工程と、前記フォトレジスト膜の上に前記薄膜トランジスタと電気的に接続する反射電極を形成する工程と、前記第１の基板と対向させて第２の基板を配置し、それらの間に液晶を封入する工程とを有する液晶表示装置の製造方法であって、前記ゲートバスライン及び前記データバスラインのいずれか一方と同時に直線状又は複数の直線を組み合わせた形状の構造物を形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【０１３２】
（付記８）第１の基板と、前記第１の基板の上に形成された断面が階段状の階段状構造物と、前記階段状構造物の上に形成され、表面に前記階段状構造物とほぼ同じ方向に延びるしわ状の凹凸が設けられたレジスト膜と、前記レジスト膜の上に形成されて前記レジスト膜の表面に倣う凹凸を有する反射電極と、前記第１の基板に対向して配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に封入された液晶とを有することを特徴とする液晶表示装置。
【０１３３】
（付記９）前記階段状構造物の長手方向に直交する断面が非対称であることを特徴とする付記８に記載の液晶表示装置。
【０１３４】
（付記１０）前記反射電極の表面の凹凸の方位の存在確率が、水平方向で最大となることを特徴とする付記８に記載の液晶表示装置。
【０１３５】
（付記１１）前記階段状構造物がフォトレジストにより形成されていることを特徴とする付記８に記載の液晶表示装置。
【０１３６】
（付記１２）前記階段状構造物の少なくとも一部が、前記反射電極に信号を供給する配線と同じ材料により形成されていることを特徴とする付記８に記載の液晶表示装置。
【０１３７】
（付記１３）前記反射電極には、光を透過するための開口部が設けられていることを特徴とする付記８に記載の液晶表示装置。
【０１３８】
（付記１４）第１の基板上にゲートバスラインと、データバスラインと、前記ゲートバスライン及び前記データバスラインに接続された薄膜トランジスタと、断面が階段状の階段状構造物とをそれぞれ形成する工程と、
前記第１の基板の上側全面にフォトレジスト膜を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜の表層のみを硬化させる工程と、
熱処理を施して、前記フォトレジスト膜の表面にしわ状の凹凸を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜の上に反射電極を形成する工程と、
前記第１の基板と対向させて第２の基板を配置し、それらの間に液晶を封入する工程とを有する液晶表示装置の製造方法であって、
前記階段状構造物の少なくとも一部は、前記ゲートバスライン及び前記ゲートバスラインの少なくとも一方と同時に形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【０１３９】
（付記１５）前記階段状構造物を、フォトレジストにより形成することを特徴とする付記１４に記載の液晶表示装置の製造方法。
【０１４０】
（付記１６）第１の基板上に第１の導電体膜を形成し、該第１の導電体膜をパターニングして、ゲートバスラインと第１のパターンとを形成する工程と、前記第１の基板の上側全面に第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜の上に薄膜トランジスタの動作層となる半導体膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜の上に、第２の導電体膜を形成し、該第２の導電体膜をパターニングして、前記薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極と、前記ドレイン電極に接続したデータバスラインと、前記第１のパターンよりも幅が狭く、前記第１のパターンと重なる第２のパターンとを形成する工程と、前記第１の基板の上側全面に第２の絶縁膜を形成する工程と、前記第２の絶縁膜の上にフォトレジスト膜を形成する工程と、前記フォトレジスト膜の表層のみを硬化させる工程と、熱処理を施して、前記フォトレジスト膜の表面にしわ状の凹凸を形成する工程と、前記フォトレジスト膜の上に反射電極を形成する工程と、前記第１の基板と対向させて第２の基板を配置し、それらの間に液晶を封入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。
【０１４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基板上に、直線状、複数の直線を組み合わせた形状又は階段状の構造物を形成し、この構造物により反射電極の表面に形成されるしわ状の凹凸の紋様を制御するので、上方からの光を有効に利用して明るく、コントラストが良好な液晶表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来の反射型液晶表示装置を示す模式断面図である。
【図２】図２（ａ）は電極間に電圧が印加されていないときの液晶分子の配向方向を示す模式図、図２（ｂ）は電極間に電圧が印加されているときの液晶分子の配向方向を示す模式図である。
【図３】図３は、従来の他の反射型液晶表示装置の例を示す模式図である。
【図４】図４（ａ）はブレーズ状の反射電極を有する反射型液晶表示装置の一例を示す模式図、図４（ｂ）はブレーズ状の反射電極を有する反射型液晶表示装置の他の例を示す模式図である。
【図５】図５は、事務所内の光源分布を測定した結果を示す図である。
【図６】図６は、携帯情報端末を使用するときの状態を示す模式図である。
【図７】図７は、従来の反射電極の表面の凹凸のパターンを等価的な円のパターンで示す模式図である。
【図８】図８（ａ）は構造物の例を示す平面図、図８（ｂ）は構造物とその上のレジスト膜に形成された凹凸とを示す断面図である。
【図９】図９（ａ）は反射特性をシミュレーションしたときの反射電極の形状を示す平面図、図９（ｂ）は反射特性をシミュレーションしたときの光源を示す平面図である。
【図１０】図１０は、反射特性をシミュレーションした結果を示す図である。
【図１１】図１１は本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置を示すブロック図である。
【図１２】図１２は第１の実施の形態の反射型液晶表示装置の１画素を示す平面図である。
【図１３】図１３は図１２のＩ−Ｉ線による断面図である。
【図１４】図１４は、第１の実施の形態の反射型液晶表示装置の製造方法を示す図（その１）である。
【図１５】図１５は、第１の実施の形態の反射型液晶表示装置の製造方法を示す図（その２）である。
【図１６】図１６は、第１の実施の形態の方法により形成した反射電極の表面の顕微鏡写真像（倍率２０倍）である。
【図１７】図１７は、しわ状の凹凸の方位面を示す模式図である。
【図１８】図１８は、方位角方向の存在確率分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図１９】図１９は位相差板及び偏光板の配置状態を示す模式図である。
【図２０】図２０は実施例及び比較例のパネルの反射率及びコントラストを測定した結果を示す図である。
【図２１】図２１は、直線状構造物の間に溝を形成した例を示す断面図である。
【図２２】図２２は、反射電極に光を透過させるための開口部を設けた例を示す断面図である。
【図２３】図２３は、しわ状の凹凸の延びる方向を水平方向にした例を示す平面図である。
【図２４】図２４は、画素内に、水平方向に延びる直線状構造物と、垂直方向に延びる直線状構造物とを設けた例を示す平面図である。
【図２５】図２５は、図２４に示す構造物を形成したときに反射電極の表面に形成されるしわ状の凹凸を示す平面図である。
【図２６】図２６は、画素内の表示領域に水平方向に延びる直線状構造物を形成し、画素内の非表示領域に垂直方向に延びる直線状構造物を形成した例を示す平面図である。
【図２７】図２７は、水平方向に延びる直線状構造物を、垂直方向に延びる直線状構造物よりも高く形成した例を示す断面図である。
【図２８】図２８は、しわ状の凹凸の平均傾斜角と反射率との関係を示す図である。
【図２９】図２９は本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置の１画素を示す平面図である。
【図３０】図３０（ａ）は図２９のII−II線による断面図、図３０（ｂ）は階段状構造物の構成をより詳細に示す模式図である。
【図３１】図３１は、第２の実施の形態の反射型液晶表示装置の製造方法を示す図（その１）である。
【図３２】図３２は、第２の実施の形態の反射型液晶表示装置の製造方法を示す図（その２）である。
【図３３】図３３は、階段状構造物を構成する第１及び第２のパターンのサイズの例を示す模式図である。
【図３４】図３４は、第２の実施の形態の方法により形成した反射電極の表面の顕微鏡写真像（倍率２０倍）を示す図である。
【図３５】図３５は、反射率及びコントラストの測定方法を示す模式図である。
【図３６】図３６（ａ）はブレーズ化されていない反射電極の表面のしわ状凹凸によりパネルの法線方向に反射される光の強度を示す模式図、図３６（ｂ）はブレーズ化された反射電極の表面のしわ状凹凸によりパネルの法線方向に反射される光の強度を示す模式図である。
【図３７】図３７は位相差板及び偏光板の配置状態を示す模式図である。
【図３８】図３８は、階段状構造物の間に溝を形成した例を示す断面図である。
【図３９】図３９は、反射電極に光を透過させるための開口部を設けた例を示す断面図である。
【符号の説明】
１１，１４，２１，２４，３１，３４，４１，４４…基板、
１２，２２，３２，４２，１３４，２０３…反射電極、
１３，２３，３３，４３，１８０…液晶、
１５，２５…透明電極、
１６，２６，１６１…位相差板、
１７，２７，１６２…偏光板、
１０１…制御回路、
１０２…データドライバ、
１０３…ゲートドライバ、
１０４…表示部、
１０５…ＴＦＴ、
１０６…表示セル、
１０７…蓄積容量、
１０８ａ…ゲートバスライン、
１０８ｂ…蓄積容量バスライン、
１０９ａ…データバスライン、
１２０…ＴＦＴ基板、
１２１，１５１…ガラス基板、
１２４…絶縁膜、
１２５，１３３，２０２…レジスト膜、
１２９ｃ…蓄積容量電極、
１３２，１８３，１８４…直線状構造物、
１５０…対向基板、
１５１…カラーフィルタ、
１５４…コモン電極、
２０１…階段状構造物。
【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】
2004198600.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004198600.tif 000009
【図８】
2004198600.tif 000010
【図９】
2004198600.tif 000011
【図１０】
2004198600.tif 000012
【図１１】
2004198600.tif 000013
【図１２】
2004198600.tif 000014
【図１３】
2004198600.tif 000015
【図１４】
2004198600.tif 000016
【図１５】
2004198600.tif 000017
【図１６】
2004198600.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
2004198600.tif 000020
【図１９】
2004198600.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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