(57)【要約】【課題】  製造工程を簡略化し低コスト化を容易に図ることのできる液晶表示装置を提供する。【解決手段】  ＴＦＴアレイ基板２を備え、ＴＦＴアレイ基板２には、各画素毎に光反射領域ＲＡを有する画像表示領域ＳＡが設けられ、画像表示領域ＳＡには、ＴＦＴ３に電気的に接続される画素電極４が層間絶縁膜６を介してＴＦＴアレイ基板２上に形成され、光反射領域ＲＡには、画素電極４上に凹凸パターン１５ａを具備する光反射膜１５が形成されている液晶表示装置１において、光反射膜１５の下層側に位置する層間絶縁膜６に、凹凸パターン形成手段３２を形成することで、光反射膜１５に凹凸パターン１５ａを設ける。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＦＴアレイ基板を備え、当該ＴＦＴアレイ基板には、各画素毎に光反射領域を有する画像表示領域が設けられており、当該画像表示領域には、ＴＦＴに電気的に接続される画素電極が層間絶縁膜を介して前記ＴＦＴアレイ基板上に形成されているとともに、光反射領域には、前記画素電極の上側に凹凸パターンを具備する光反射膜が形成されている液晶表示装置において、
前記光反射膜の凹凸パターンは、該光反射膜の下層側に位置する層間絶縁膜に形成される凹凸パターン形成手段により形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記層間絶縁膜が複数であり、複数の層間絶縁膜のうちの少なくとも一つの層間絶縁膜に、前記凹凸パターン形成手段が形成されている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記光反射膜の下層側に位置する前記ＴＦＴアレイ基板上に、前記光反射膜の凹凸パターンを形成する凹凸パターン形成手段が形成されている請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記凹凸パターン形成手段が、前記ＴＦＴの電極、層間絶縁膜もしくは半導体膜と同一素材により形成されている請求項１、２または３に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に、ＴＦＴ方式の反射型あるいは半透過反射型の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液晶装置は、各種機器の直視型の表示装置として用いられている。このような液晶表示装置の一種として、画素スイッチング用の非線形素子としてＴＦＴ（薄膜トランジスタ／Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３および図４は、従来のＴＦＴ方式の液晶表示装置の一例を示すものであり、従来の液晶表示装置１０１は、液晶を封入する一対の基板であるＴＦＴアレイ基板１０２および対向基板のうち、ＴＦＴアレイ基板１０２に、画素スイッチング用のＴＦＴ１０３、例えば非結晶シリコン型ＴＦＴと、このＴＦＴ１０３を介して信号配線であるソース配線１１１に電気的に接続されるＩＴＯ膜などの透明導電膜からなる画素電極１０４とが形成されている。
【０００４】
ＴＦＴアレイ基板１０２および対向基板は、透明なガラスあるいはポリカーボネートなどの透明な樹脂によりほぼ矩形の平板状に形成されている。
【０００５】
ＴＦＴ１０３は、ＴＦＴアレイ基板１０２の表面に絶縁膜を介して形成された金属導電膜からなるゲート電極１０５と、ゲート電極１０５を含むＴＦＴアレイ基板１０２の表面を覆う層間絶縁膜１０６としてのゲート絶縁膜１０６ａと、このゲート絶縁膜１０６ａの表面に形成された非結晶シリコンからなる半導体膜１０７と、この半導体膜１０７の表面に形成された金属導電膜からなるソース電極１０８およびドレイン電極１０９と、これらの半導体膜１０７、ソース電極１０８およびドレイン電極１０９を含むゲート絶縁膜１０６ａの表面を覆う層間絶縁膜１０６としてのＳｉＮｘなどからなる表面保護膜１０６ｂとを有している。また、ゲート電極１０５はゲート配線１１０に接続されており、ソース電極１０８およびドレイン電極１０９は、信号配線であるソース配線１１１に接続されている。そして、表面保護膜１０６ｂに形成された画素コンタクトホール１１２を介してＴＦＴ１０３のドレイン電極１０９に画素電極１０４が電気的に接続されている。
【０００６】
したがって、この液晶表示装置１０１における層間絶縁膜１０６は、複数層構造、詳しくは、ゲート絶縁膜１０６ａからなる最下層の層間絶縁膜１０６と、表面保護膜１０６ｂからなる最上層の層間絶縁膜１０６との２層構造とされている。
【０００７】
なお、半導体膜１０７の最上層にはリンなどのドナーとなる不純物を高濃度にドープしたアモルファスシリコンなどのオーミックコンタクト膜１１３が形成されている。
【０００８】
また、ＴＦＴアレイ基板１０２上には、ゲート配線１１０とソース配線１１１とがマトリクスを構成し、その交点にＴＦＴ１０３が形成されており、ゲート配線１１０とソース配線１１１とにより囲まれた画素内に情報を画像として表示する画像表示領域ＳＡが設けられている。なお、ＴＦＴ１０３は、ゲート配線１１０とソース配線１１１とにより囲まれた画素内の画像表示領域ＳＡの外側に設けられたＴＦＴ形成領域ＴＡに形成されている。また、ゲート配線１１０とソース配線１１１とにより囲まれた画素内の画像表示領域ＳＡの外側には、蓄積容量のための専用の蓄積容量電極１１４が、ゲート電極１０５およびゲート配線１１０と同層に設けられている。
【０００９】
画像表示領域ＳＡにおいては、ＴＦＴアレイ基板１０２の表面に、層間絶縁膜１０６、詳しくはゲート絶縁膜１０６ａと表面保護膜１０６ｂとがこの順に形成されている。この層間絶縁膜１０６の表面には、前記画素電極１０４が形成されており、画素電極１０４は、表面保護膜１０６ｂに形成された画素コンタクトホール１１２を介してドレイン電極１０９に電気的に接続されている。
【００１０】
画像表示領域ＳＡには、対向基板側から入射してきた外光を対向基板に向けて反射するための金属膜からなる光反射膜１１５が画素電極１０４の上層側に感光樹脂などからなり表面に凹凸パターン１１６ａを設けた樹脂凹凸膜１１６を介して形成されており、対向基板側から入射した光を光反射膜１１５で反射し、対向基板側へ反射された光によって画像を表示することができるようになっている。この光反射膜１１５は、画像表示領域ＳＡのうちの光反射領域ＲＡに形成されている。なお、反射型においては画像表示領域ＳＡの全面が光反射領域ＲＡとされており、半透過反射型においては、画像表示領域ＳＡの一部が光反射領域ＲＡとされ、残りの領域が透過領域とされている。
【００１１】
また、樹脂凹凸膜１１６は、表面保護膜１０６ｂの表面に、アクリル樹脂などの感光性樹脂を厚めに塗布した後、フォトリソグラフィ技術を用いて感光樹脂の表面に所望の凹凸パターンを設け、その後凹凸パターンの安定化を図るための熱処理を施すことにより形成されており、この樹脂凹凸膜１１６の表面に形成された凹凸パターン１０６ａにより、光反射膜１１５に凹凸パターン１１５ａが付与されている。
【００１２】
このように光反射膜１１５に所望の凹凸パターン１１５ａを形成することで、反射表示を行う際に、正規反射方向のみならず幅広の角度に光を反射させて視野範囲を広げることができるようになっている。半透過反射型の液晶表示装置においては、光反射膜１１５で反射された光を散乱、すなわち光の方向性を弱くして、画像をみる角度で明るさが異なるなどの視野角依存性が顕著に出てしまうのを防止することができるようになっている。
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−１５１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、近年においては各種装置の低コスト化が求められており、各種装置の低コスト化の一つとして、液晶表示装置１０１においても低コスト化が求められている。
【００１５】
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、製造工程の簡略化とその簡略化による歩留まりの向上により低コスト化を容易に図ることのできる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前述した目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項１に係る本発明の液晶表示装置の特徴は、ＴＦＴアレイ基板を備え、当該ＴＦＴアレイ基板には、各画素毎に光反射領域を有する画像表示領域が設けられており、当該画像表示領域には、ＴＦＴに電気的に接続される画素電極が層間絶縁膜を介して前記ＴＦＴアレイ基板上に形成されているとともに、光反射領域には、前記画素電極の上側に凹凸パターンを具備する光反射膜が形成されている液晶表示装置において、前記光反射膜の凹凸パターンは、該光反射膜の下層側に位置する層間絶縁膜に形成される凹凸パターン形成手段により形成されている点にある。
【００１７】
また、請求項２に係る本発明の液晶表示装置の特徴は、請求項１において、前記層間絶縁膜が複数であり、複数の層間絶縁膜のうちの少なくとも一つの層間絶縁膜に、前記凹凸パターン形成手段が形成されている点にある。
【００１８】
また、請求項３に係る本発明の液晶表示装置の特徴は、請求項１または２において、前記光反射膜の下層側に位置する前記ＴＦＴアレイ基板上に、前記光反射膜の凹凸パターンを形成する凹凸パターン形成手段が形成されている点にある。
【００１９】
また、請求項４に係る本発明の液晶表示装置の特徴は、請求項１，２または３において、前記凹凸パターン形成手段が、前記ＴＦＴの電極、層間絶縁層もしくは半導体膜と同一素材により形成されている点にある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の液晶表示装置によれば、製造工程の簡略化とその簡略化による歩留まりの向上により低コスト化を容易に図ることができるなどの極めて優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。
【００２２】
図１および図２は本発明に係る液晶表示装置の実施形態の要部を示すものであり、図１はＴＦＴアレイ基板の画素を示す正面図、図２は図１のＢ−Ｂ線に沿った断面を誇張して示す拡大断面図である。
【００２３】
本実施形態の液晶表示装置は、ＴＦＴ方式の反射型の液晶表示装置を示している。
【００２４】
図１および図２に示すように、本実施形態の液晶表示装置１は、液晶を封入する一対の基板であるＴＦＴアレイ基板２および対向基板のうち、ＴＦＴアレイ基板２に、画素スイッチング用のＴＦＴ３、例えば非結晶シリコン型ＴＦＴと、このＴＦＴ３を介して信号線であるソース配線１１に電気的に接続されるＩＴＯ膜などの透明導電膜からなる画素電極４とが形成されている。
【００２５】
前記ＴＦＴアレイ基板２および対向基板は、透明なガラスあるいはポリカーボネートなどの透明な樹脂によりほぼ矩形の平板状に形成されている。
【００２６】
前記ＴＦＴ３は、ＴＦＴアレイ基板２の表面に絶縁膜を介して形成されたゲート電極５と、ゲート電極５を含むＴＦＴアレイ基板２の表面を覆う層間絶縁膜６としてのゲート絶縁膜６ａと、このゲート絶縁膜６ａの表面に形成された非結晶シリコンからなる半導体膜７と、この半導体膜７の表面に形成された金属導電膜からなるソース電極８およびドレイン電極９と、これらの半導体膜７、ソース電極８およびドレイン電極９を含むゲート絶縁膜６ａの表面を覆う層間絶縁膜６としてのＳｉＮｘなどからなる表面保護膜６ｂとを有している。また、ゲート電極５はゲート配線１０に接続されており、ソース電極８およびドレイン電極９は、信号配線であるソース配線１１に接続されている。そして、表面保護膜６ｂに形成された画素コンタクトホール１２を介してＴＦＴ３のドレイン電極９に画素電極４が電気的に接続されている。
【００２７】
したがって、本実施形態における層間絶縁膜６は、複数層構造、詳しくは、ゲート絶縁膜６ａからなる最下層の層間絶縁膜６と、表面保護膜６ｂからなる最上層の層間絶縁膜６との２層構造とされている。
【００２８】
なお、半導体膜７の最上層にはリンなどのドナーとなる不純物を高濃度にドープしたアモルファスシリコンなどのオーミックコンタクト膜１３が形成されている。
【００２９】
前記ＴＦＴアレイ基板２上には、ゲート配線１０とソース配線１１とがマトリクスを構成し、その交点にＴＦＴ３が形成されており、ゲート配線１０とソース配線１１とにより囲まれた画素内に情報を画像として表示する画像表示領域ＳＡが設けられている。なお、ＴＦＴ３は、ゲート配線１０とソース配線１１とにより囲まれた画素内の画像表示領域ＳＡの外側に設けられたＴＦＴ形成領域ＴＡに形成されている。また、ゲート配線１０とソース配線１１とにより囲まれた画素内の画像表示領域ＳＡの外側には、蓄積容量のための専用の蓄積容量電極１４が、ゲート電極５およびゲート配線１０と同層に設けられている。
【００３０】
前記画像表示領域ＳＡにおいては、ＴＦＴアレイ基板２の表面に、層間絶縁膜６、詳しくはゲート絶縁膜６ａと表面保護膜６ｂとがこの順に形成されている。この層間絶縁膜６の表面には、前記画素電極４が形成されており、画素電極４は、表面保護膜６ｂに形成された画素コンタクトホール１２を介してドレイン電極９に電気的に接続されている。
【００３１】
本実施形態の画像表示領域ＳＡには、対向基板側から入射してきた外光を対向基板に向けて反射するための金属膜からなる光反射膜１５が画素電極４の上層側に直接形成されている。この光反射膜１５は、画像表示領域ＳＡのうちの光反射領域ＲＡに形成されている。なお、反射型においては画像表示領域ＳＡの全面が光反射領域ＲＡとされており、半透過反射型においては、画像表示領域ＳＡの一部が光反射領域ＲＡとされ、残りの領域が透過領域とされている。
【００３２】
前記光反射膜１５には、反射した光を散乱させるための凹凸パターン１５ａが付与されている。
【００３３】
前記光反射膜１５の凹凸パターン１５ａは、２層の層間絶縁膜６のうちの最下層であるゲート絶縁膜６ａに形成された第１凹部２１としての厚さ方向に貫通する貫通孔２２と、２層の層間絶縁膜６のうちの最上層である表面保護膜６ｂに形成された第２凹部２３としての凹部２４とを単独もしくは組み合わせることにより凹凸パターン形成手段が形成されている。
【００３４】
本実施形態においては貫通孔２２により形成された第１凹部２１の上方に第２凹部２３を配置することで最も深い最大凹部２５が形成されている。この最大凹部２５においては、第１凹部２１の貫通孔２２内に、第２凹部２３の底部が位置する構成とするとよい。
【００３５】
なお、図２には、第１凹部２１の上方に第２凹部２３を配置した最も深い最大凹部２５を誇張して示してある。
【００３６】
前記第１凹部２１および第２凹部２３の形状や大きさとしては、設計コンセプトなどの必要に応じて選択使用することができる。例えば形状としては、平面形状が円形、楕円形、三角形、四角形、矩形、多角形などの貫通孔または凹部を単独もしくは組み合わせて使用することができる。また、形状としては、周辺が傾斜面を有する形状とすることが、光の散乱を大きくすることができるという意味で好ましい。勿論、傾斜面の傾斜角度の大きいものと小さいものとが混在する構成としてもよい。
【００３７】
前記第１凹部２１は、ゲート絶縁膜６ａの形成工程においてフォトリソグラフィ技術を用いて同時に形成されている。すなわち、第１凹部２１は、ゲート絶縁膜６ａを、フォトリソグラフィ技術を用いて所定パターンとする際に、画像表示領域ＳＡに配置されたゲート絶縁膜６ａを、所定の形状および深さの凹部２４、あるいは厚さ方向に貫通する貫通孔２２とすることで形成されている。すなわち、第１凹部２１としては、ゲート絶縁膜６ａに形成された凹部２４あるいは厚さ方向に貫通する貫通孔２２の少なくとも一方であればよい。なお、図２には、貫通孔２２により形成された第１凹部２１を誇張して示してある。
【００３８】
前記第２凹部２３は、前記第１凹部２１と同様に、表面保護膜６ｂの形成工程においてフォトリソグラフィ技術を用いて同時に形成されている。すなわち、第２凹部２３は、表面保護膜６ｂを、フォトリソグラフィ技術を用いて所定パターンとする際に、画像表示領域ＳＡに配置された表面保護膜６ｂを、所定の形状および深さの凹部２４とすることで形成されている。
【００３９】
前記第１凹部２１および第２凹部２３のうちの少なくとも一方により、本実施形態の凹凸パターン形成手段３２が構成されている。
【００４０】
すなわち、凹凸パターン形成手段３２は、ゲート絶縁膜６ａあるいは表面保護膜６ｂの少なくとも一方に形成されていればよい。
【００４１】
前記光反射膜１５の凹凸パターン１５ａは、ＴＦＴアレイ基板２の表面に形成された第１凸部１７と、ゲート絶縁膜６ａの表面に形成された第２凸部１８とを単独もしくは組み合わせた凹凸パターン形成手段により形成されており、本実施形態においては、第１凸部１７の上方に第２凸部１８を配置することで最も高い最大凸部１９が形成されている。この最大凸部１９においては、第１凸部１７の上面の大きさと、第２凸部１８の底面の大きさをほぼ同等とするとよい。
【００４２】
なお、図２には、第１凸部１７の上方に第２凸部１８を配置した最も高い最大凸部１９と、第２凸部１８を配置した小凸部２０との２つを誇張して示してある。
【００４３】
前記第１凸部１７および第２凸部１８の形状や大きさとしては、設計コンセプトなどの必要に応じて選択使用することができる。例えば形状としては、平面形状が円形、楕円形、三角形、四角形、矩形、多角形などを単独もしくは組み合わせて使用することができる。また、形状としては、周辺がなだらか、例えば、ＴＦＴアレイ基板２の表面とのなす傾斜角度が７度程度の傾斜面を有する形状とすることが、光の散乱を大きくすることができるという意味で好ましい。勿論、傾斜角度の大きいものと小さいものとが混在する構成としてもよい。
【００４４】
前記第１凸部１７は、ゲート電極５を形成する際に、ゲート電極５と同一素材によりゲート電極５と同層に形成されている。すなわち、第１凸部１７は、ゲート電極５の形成工程においてフォトリソグラフィ技術を用いて同時に形成されている。
【００４５】
前記第２凸部１８は、ゲート絶縁膜６ａの表面に、ソース電極８およびドレイン電極９、あるいは半導体膜７と同一素材により、ソース電極８およびドレイン電極９、あるいは半導体膜７と同層に形成されている。すなわち、第２凸部１８は、第１凸部１７と同様に、ソース電極８およびドレイン電極９の形成工程、あるいは半導体膜７の形成工程においてフォトリソグラフィ技術を用いて同時に形成されている。
【００４６】
前記第１凸部１７および第２凸部１８のうちの少なくとも一方と、層間絶縁膜６の凹凸パターン１６により、本実施形態の光反射膜１５の凹凸パターン１５ａを形成する凹凸パターン形成手段３１が構成されている。
【００４７】
このように、光反射膜１５の下層側に位置する層間絶縁膜６に凹凸パターン１６を設けることにより、画素電極４とともに光反射膜１５に所定の凹凸パターン１５ａが形成されている。
【００４８】
その他の構成については、従来公知のＴＦＴ方式の反射型あるいは半透過反射型の液晶表示装置と同様とされているので、その詳しい説明および図示は省略する。
【００４９】
つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について説明する。
【００５０】
本実施形態の液晶表示装置１によれば、反射表示を行う場合には、対向基板側から入射した光を、画像表示領域ＳＡのうちの光反射領域ＲＡに設けた所定パターンの凹凸が付与された光反射膜１５で散乱させることができる。
【００５１】
また、本実施形態の液晶表示装置１によれば、光反射膜１５の下層側に位置する層間絶縁膜６に凹凸パターン形成手段３２が、層間絶縁膜６の形成工程と同時に形成されているので、従来の液晶表示装置１０１における樹脂凹凸膜１１６の形成を行うことなく、すなわち製造工程数を減少させて光反射膜１５の表面に凹凸パターン１５ａを容易かつ確実に形成することができる。
【００５２】
したがって、本実施形態の液晶表示装置１によれば、製造工程を簡略化でき、歩留まりが向上することにより低コスト化を容易に図ることができる
【００５３】
さらに、本実施形態の液晶表示装置１によれば、層間絶縁膜６が複数、詳しくはゲート絶縁膜６ａおよび表面保護膜６ｂの２層であり、これらの層間絶縁膜６の両者に凹凸パターン形成手段３２、詳しくは最下層のゲート絶縁膜６ａに貫通孔２２、最上層の表面保護膜６ｂに凹部２４が形成されているので、光反射膜１５の表面に凹凸パターン１５ａを形成することができるとともに、貫通孔２２と凹部２４とを重ねる構成とすることで、異なる深さの凹凸部を容易かつ確実に得ることができる。
【００５４】
また、本実施形態の液晶表示装置１によれば、光反射膜１５の下層側に位置するＴＦＴアレイ基板２上に凹凸パターン形成手段３１が、ゲート電極５の形成工程と同時に形成されているので、工程数を増加させることなく光反射膜１５の表面に凹凸パターン１５ａを形成することができる。
【００５５】
さらに、本実施形態の液晶表示装置１によれば、光反射膜１５の下層側に位置するＴＦＴアレイ基板２上およびゲート絶縁膜６ａの両者に、凹凸パターン形成手段３１、詳しくはＴＦＴアレイ基板２上に第１凸部１７、ゲート絶縁膜６ａ上に第２凸部１８が形成されているので、工程数を増加させることなく光反射膜１５の表面に凹凸パターン１５ａを形成することができるとともに、第１凸部１７と第２凸部１８とを組み合わせる構成とすることで、異なる高さの凹凸部を容易かつ確実に得ることができる。
【００５６】
また、本実施形態の液晶表示装置１によれば、第１凸部１７がＴＦＴ３０のゲート電極５、第２凸部１８がＴＦＴ３０のソース電極８およびドレイン電極９と同一素材により形成されているので、コストの増加を招くことがない。
【００５７】
したがって、本実施形態の液晶表示装置１によれば、光反射膜１５の表面に、所定の凹凸パターン１５ａを、容易かつ確実に形成することができるとともに、低コスト化を容易に図ることができる。
【００５８】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の実施形態のＴＦＴアレイ基板の画素の要部を示す正面図
【図２】図１のＢ−Ｂ線に沿った断面を誇張して示す拡大断面図
【図３】従来の液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の画素の要部を示す正面図
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿った断面を誇張して示す拡大断面図
【符号の説明】
【００６０】
１  液晶表示装置
２  ＴＦＴアレイ基板
３  ＴＦＴ
４  画素電極
５  ゲート電極
６  層間絶縁膜
６ａ  ゲート絶縁膜
６ｂ  表面保護膜
７  半導体膜
８  ソース電極
９  ドレイン電極
１５  光反射膜
１５ａ  （光反射膜の）凹凸パターン
１６  （層間絶縁膜の）凹凸パターン
１７  第１凸部
１８  第２凸部
２１  第１凹部
２２  第２凹部
３１、３２  凹凸パターン形成手段
ＳＡ  画像形成領域
ＲＡ  光反射領域
【図１】
2005164748.tif 000003
【図２】
2005164748.tif 000004
【図３】
2005164748.tif 000005
【図４】
2005164748.tif 000006