(57)【要約】【課題】反射電極を形成する下地膜の表面に滑らかな凹凸を透過率の低下無く形成することで、高反射効率と高透過率を備えた半透過反射型の表示装置を得る。【解決手段】第１の基板である薄膜トランジスタ基板ＳＵＢ１の主面に設ける層間絶縁層ＩＮＳに塗布型無機絶縁膜材料を用い、この塗布膜にホト工程で形成した角のある凹凸表面をリフローさせることにより、滑らかな表面凹凸ＢＵＰを得、この上に反射電極ＲＴを成膜して内面拡散板を得る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面に形成された各画素又はその一部に反射膜を有する第１の基板と、所定の間隙をもって前記第１の基板と貼り合わせた第２の基板とを有する表示装置であって、
前記反射膜は、平坦な下地の上に成膜された無機絶縁膜の表面をリフローさせることにより形成された滑らかな凹凸面上に形成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記反射膜が形成される部分を除く前記無機絶縁膜の表面は平坦面であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記無機絶縁膜の前記平坦面は光透過性であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記反射膜が形成された前記無機絶縁膜を覆って形成された保護膜を有し、該保護膜の上にさらに形成された表面絶縁層の表面に、櫛歯状の画素電極と櫛歯状の対向電極とが交互に歯合して配置されていることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記表面絶縁層が平坦化層であり、前記第２の基板の内面にカラーフィルタ層を有することを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記カラーフィルタ層の前記反射膜と対向する部分に、該反射膜で反射された光を前記第２の基板の外に出射させる開口を有することを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記表面絶縁層がカラーフィルタ層であることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項８】
前記第１の基板と前記第２の基板の間に液晶が封入されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の表示装置。
【請求項９】
主面に形成された各画素の一部に反射膜を有する第１の基板と、所定の間隙をもって前記第１の基板との間に液晶を封入して貼り合わせた第２の基板とを有する表示装置であって、
前記反射膜は、平坦な下地の上に成膜された無機絶縁膜の表面をリフローさせることにより形成された滑らかな凹凸面上に形成されており、
前記無機絶縁膜の前記反射膜が形成される部分を除く前記無機絶縁膜の表面は平坦面上に前記反射膜と電気的に接続された透明な画素電極が配置されており、
前記第２の基板の内面に、対向電極を有していることを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
主面に形成された各画素の一部に反射膜を有する第１の基板と、所定の間隙をもって前記第１の基板との間に液晶を封入して貼り合わせた第２の基板とを有する表示装置であって、
前記反射膜は、前記第１の基板の平坦な主面上に成膜された無機絶縁膜の表面をリフローさせることにより形成された滑らかな凹凸面上に形成されており、
前記無機絶縁膜の前記反射膜が形成される部分を除く前記無機絶縁膜の表面は平坦面上に前記反射膜と電気的に接続された透明な対向電極が配置されており、
前記反射膜と該反射膜に電気的に接続された透明な対向電極を覆って形成された絶縁膜の表面に線状部分を有する画素電極が配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
主面に形成された各画素の一部に反射膜を有する第１の基板と、所定の間隙をもって前記第１の基板と貼り合わせた第２の基板とを有する表示装置の製造方法であって、
前記第１の基板の主面に有する平坦な表面上に感光性無機系絶縁膜を塗布・乾燥する感光性無機系絶縁膜形成工程と、
乾燥した前記感光性無機系絶縁膜をハーフ露光マスクによる露光と現像処理により、該感光性無機系絶縁膜にその表面から深さ方向に前記ハーフ露光マスクのハーフ露光開口に応じた複数の掘り込みを形成する掘り込み工程と、
前記第１の基板の転移温度未満の温度で加熱するリフローで前記複数の掘り込みを滑らかな凹凸面とするリフロー工程と、
前記リフロー工程で得られた滑らかな凹凸面の上に前記反射膜を成膜する反射膜形成工程とを含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項１２】
前記感光性無機系絶縁膜はポリシラザンを主成分とし、これに感光剤を添加した感光性ポリシラザンであり、
前記リフロー工程は、前記感光性ポリシラザンに過剰な加湿を与えて前記加熱を行うことを特徴とする請求項１１に記載の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、反射型あるいは半透過反射型の液晶表示装置や電気泳動表示装置等、装置の表示面を構成する透明基板の内側に光の反射膜あるいは反射電極を備えた表示装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の表示装置は、薄膜トランジスタで構成した画素選択回路を設けた第１の基板と、表示面を構成する第２の基板を有し、第１の基板に光の反射層（膜）あるいは反射電極を備えて、第２基板を通して外部より入射した光を内面に設けた反射膜あるいは反射電極で反射させることで可視表示を行う反射型、又は各画素の一部に反射層あるいは反射電極を設けた半透過反射型（部分反射型とも称する）が知られている。これらの表示装置としては、液晶表示装置あるいは電気泳動表示装置等、少なくとも一対の基板間に液晶、あるいは電気泳動物質を封入した表示装置を挙げることができる。ここでは、この種の表示装置の典型である半透過反射型の液晶表示装置を例として説明する。
【０００３】
半透過反射型の液晶表示装置は、一つの画素の領域内に反射領域と透過領域とを有する。反射領域では、表示面側の基板である第２の基板から入射した外光を第１の基板の画素の一部に設けた反射膜あるいは反射電極で反射させて該表示面側の基板である第２の基板から出射させる。一方、透過領域では、第１の基板から入射した補助光源装置（バックライト）等からの光を液晶の層に透過させて第２の基板から出射させる。なお、第１の基板、第２の基板とも、通例は透明ガラス基板が用いられる。また、以下では、例えば「反射膜」を「反射層」と称する場合があるが、これらは同じものと解すべきである。
【０００４】
液晶表示装置には、ＴＮ方式、ＩＰＳ方式、ＶＡ方式等、その他、多様な表示方式がある。半透過反射型の液晶表示装置においては、透過表示の特性に影響を及ぼさないようにするために、反射領域のみに拡散反射用の凹凸を形成することが望まれる。さらに、第２の基板にカラーフィルタを有するものでは、カラーフィルタの一部に目明き（開口）を設けることで、反射光の出射量を高めて明るさを向上させることも行われている。この内面拡散板にはアクリル樹脂等の有機材料が用いられている。なお、半透過反射型の表示装置に関しては特許文献１、特許文献２を挙げることができる。
【特許文献１】特開２００３−５７６４０号公報
【特許文献２】特開２００３−２０７７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
反射膜の下地となる内面拡散板を形成するアクリル等の有機材料はその耐熱温度が２３０℃と低く、４００℃が必要なＬＴＰＳ（低温ポリシリコン半導体）の層間絶縁層には適用することができなかった。ａ‐ＳｉＴＦＴ（アモルファスシリコン薄膜トランジスタ）の製造においても、ＣＶＤ成膜温度はＬＴＰＳに比較して低いものの、３００℃程度であり、有機膜形成後にＣＶＤ工程に入れることができなかった。
【０００６】
一方、表示装置の第１の基板である薄膜トランジスタ基板における層間絶縁層等に用いる無機絶縁膜の場合、CVD温度である３００〜４００℃程度の耐熱性を有するものの、エッチング加工によってその表面に滑らかな凹凸形状を形成することはできなかった。
【０００７】
第１の基板に設ける反射層は、画素電極や対向電極（共通電極とも言う）の下層（第１の基板に近い側）に有する絶縁層の表面をリフローさせた滑らかな凹凸の上に成膜することで、拡散反射性を与え、均一な光反射を実現している。通常、この絶縁層は有機膜である。一般的には、内面拡散板には有機パッシベーション（ＰＡＳ）膜を用い、その表面をリフローさせることで滑らかな表面凹凸を形成している。有機ＰＡＳ膜はその耐熱性が２３０℃程度しかないことから、４００℃の耐熱性が必要な層間絶縁層に適用することは困難であった。さらに、通常、ＣＶＤ等の成膜法で形成する層間絶縁膜のＳｉ０2膜はエッチング加工により、その表面に滑らかな凹凸を形成することは困難であった。
【０００８】
本発明の目的は、反射膜あるいは反射電極を形成する下地膜の表面に滑らかな凹凸を透過率の低下無く形成することで、高反射効率と高透過率を備えた半透過反射型の表示装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
現在、高透過率の平坦化膜として適用検討している塗布型無機絶縁膜材料の一部は、そのプロセス処理上の加湿処理において、通常より過剰な水分を供給することで、無機膜にも関わらず、その表面がリフローすることが分かった。本発明では、この現象を利用してこの塗布型無機絶縁膜材料を前記の層間絶縁層等の反射膜下地に適用し、ホトプロセス等で塗布膜に形成した概して角のある凹凸表面をリフローさせることにより、滑らかな表面凹凸を有する内面拡散層を得、この表面に反射膜等を成膜して表示装置を構成する。さらに、本発明は、従来技術では不可能とされていた半透過表示モードにおける薄膜トランジスタ基板側にカラーフィルタ層を設けるカラーフィルタ・オン・アレイ構造を実現する。
【００１０】
本発明による部分透過型表示装置の代表的な特徴は、以下のとおりである。すなわち、
（１）無機絶縁膜の表面をリフローさせることにより形成した滑らかな凹凸上に反射膜を形成した内面拡散板を設けた。
（２）層間絶縁層に適用した無機絶縁膜表面に形成した凹凸上に反射膜を形成した内面拡散板を有する反射領域及び、平坦な層間絶縁層のみの透過領域上に平坦性のＰＡＳ膜を介して櫛歯状透明電極を形成した。
（３）層間絶縁層に適用した無機絶縁膜表面に形成した凹凸上に反射膜を形成した内面拡散板を有する反射領域,及び平坦な層間絶縁層上に透明電極を形成した透過領域上に平坦性のパッシベーシヨン膜を介して線状部分を有する透明電極を形成した。
（４）一部に表面凹凸形状を有する層間絶縁膜と平坦性のパッシベーション層を、共に無機塗布型絶縁膜を用いて形成した。
（５）無機膜からなるパッシベーション層を有し、その表面になだらかな凹凸を形成してその上に反射電極を有する反射領域と、表面平坦性の高い表面に透明電極を形成した透過領域とを有し、対向基板との間に垂直配向型液晶又は水平配向型液晶を封入した。
（６）層間絶縁層に適用した無機絶縁膜の表面に形成した凹凸上に反射膜を形成した内面拡散板を有する反射領域,及び平坦な層間絶縁層上に透明電極を形成した透過領域上にカラーレジスト層を有し、該カラーレジスト層上部に線状部分を有する透明電極を形成した。
【００１１】
なお、本発明は、特許請求の範囲に記載された構成、上記の構成、および後述する実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変更が可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、液晶の旋回や電気泳動を用いた部分反射型表示装置における輝度が向上する。特に、単一液晶ギャップ間隔を有する全ての半透過液晶モードの部分反射型表示装置、例えばツイスト型半透過ＩＰＳ(Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ)、シングルギャップ半透過ＶＡ(Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｌｉｇｎｍｅｎｔ)に本発明による内面拡散層を下地とした反射膜あるいは反射電極を設けることにより、その透過表示モードでの輝度およびコントラストも向上する。
【００１３】
画素内の反射領域において、反射光の透過するカラーフィルタ部の一部に光透過用の穴を形成することで、透過領域での色純度を落とすことなく、反射輝度を向上させることができる。
【００１４】
透過領域に有機材料より高透過率の無機材料を用いることにより、透過部の透過率を向上するとともに有機材料のような短波長側での光吸収がなくなるため、黄色の着色を防止することが可能となる。
【００１５】
また、反射電極及び透過電極を形成した後、平坦化層としてアレイ基板上にカラーフィルタを形成し、その上層に櫛歯状電極を形成することで、半透過表示装置のカラーフィルタを薄膜トランジスタ基板（アレイ基板）上に形成することができる。その結果、アレイ基板と対向基板との重ね合わせ裕度が大幅に向上し、部分反射型表示装置の開口率を大幅に向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の最良の実施形態について、本発明を液晶表示装置に適用した実施例を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の実施例１を説明する液晶表示装置の１画素付近の構成を示す断面図である。図１において、透明絶縁性の第１の基板（薄膜トランジスタ基板）ＳＵＢ１上にシリコン膜ＳＩを形成後、レーザアニ一ルにて結晶化（ポリシリコン化）する。ゲート絶縁膜ＧＩとしてＴＥＯＳ−Ｓｉ０2膜を成膜後、ゲート電極ＧＴを成膜、加工する。
【００１８】
層間絶縁層ＩＮＳとして、塗布型の絶縁膜材料であるポリシラザンを塗布・露光し、現像する。この際、ポリシラザン膜中の窒素成分除去のために、加湿処理を実施する。順序は、塗布―露光―加湿（１）―現像―全面露光―加湿（２）―焼成の順である。通常、窒素除去に必要な加湿（２）時間は約４分であるが、ここでは加湿処理を８分程度で実施する。通常、ポリシラザンを塗布した第１の基板を基板面を垂直に近い状態に維持したまま焼成される。この焼成時に過剰な加湿を施すことで表面がリフローして角が取れ、角が丸い形状となる。
【００１９】
コンタクトホール部ＣＨは、適正露光量の光を照射し、層間絶縁層ＩＮＳからゲート絶縁膜ＧＩまで穴が貫通した状態まで現像する。一方、内面拡散領域ＲＦＡの層間絶縁層ＩＮＳではハーフ露光ホトマスクのハーフ露光パターンを用い、アンダー露光の状態を実現する現像を施して下層の膜残り状態とすることで概して角をもつ凹凸とする。次に、上記過剰加湿処理と焼成を実施することにより、層間絶縁層ＩＮＳの表面に滑らかな表面凹凸ＢＵＰを形成することができる。
【００２０】
層間絶縁層ＩＮＳの上に、ソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２、及び反射電極（ここでは、反射膜）ＲＴをソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２と同一金属膜を用いて形成する。反射電極を形成する都合上、表面の反射率の高い配線構造が好ましい。例えば、この反射電極と同じソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２の材料としては、シリコン膜とのコンタクト用に下地にチタン又はモリブデンを用い、その上層には高反射率であるアルミニウム又は銀を用いるのが良い。
【００２１】
そして、このソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２および反射電極ＲＴの上に、保護膜として、ＣＶＤ法で形成するプラズマＳｉＮ膜ＰＡＳの上に絶縁膜を塗布して表面平坦化膜ＯＣを形成する。表面平坦化膜ＯＣを形成する塗布型絶縁膜としては、有機膜及び無機膜のどちらでも良い。表面平坦化膜ＯＣに感光性材料を用いた場合は、露光現像で形成したスルーホールＴＨをマスクとして無機の保護膜ＰＡＳを加工してソース電極ＳＤ１に達する開口を形成すれば良い。
【００２２】
ソース電極ＳＤ１にコンタクト層ＣＮＴを介してＩＴＯの画素電極ＰＸ用櫛歯電極を接続する。この画素電極ＰＸと交互に歯合する対向電極ＣＴをＩＴＯで形成する。ＩＰＳモードで液晶ＬＣに基板面に略平行な横電界を印加し、反射領域ＲＦＡでは反射電極ＲＴ上の液晶を駆動し、外光からの入射光をスイッチングして反射光にコントラストを発生させる。
【００２３】
透過領域ＴＲＡでも同様に、横電界で櫛歯電極（画素電極ＰＸと対向電極ＣＴ）間の液晶を駆動し、第１の基板ＳＵＢ１の背面に設置される図示しないバックライトからの光をスイッチングする。
【００２４】
第２の基板（対向基板、カラーフィルタ基板）ＳＵＢ２の主面（内面）に形成したカラーフィルタＣＦには、反射領域ＲＦＡにおいて外部からの入射光が２回通過する。カラーフィルタＣＦの一部に穴ＷＮを加工し、光が透過するようにしておく。これによって、１回しか光がカラーフィルタを通過しない透過領域ＴＲＡに対して反射光量のバランスを保つことができる。第１の基板ＳＵＢ１、第２の基板の配向膜は図示を省略した。
【００２５】
以上のように、実施例１では、反射領域ＲＦＡと透過領域ＴＲＡとを明確に分割することができるので、カラーフィルタヘの穴加工によって反射特性と透過特性のバランスを調整することができる。
【００２６】
従来では、内面拡散層の表面に成膜した反射電極（ここでは反射膜）ＲＴの凹凸は下層の有機膜である上記内面拡散層の表面に形成した凹凸に倣って形成される。この有機膜は耐熱性が低く、２３０℃以上の加熱で膜劣化が発生し、膜の光透過率が急激に劣化する。実施例１では、反射電極ＲＴの下層に無機絶縁膜を用いて表面凹凸を形成することで、熱処理による光透過率の劣化を回避できる。
【００２７】
実施例１により、反射領域ＲＦＡと透過領域ＴＲＡとで液晶がほぼ同一ギャップ間隔で駆動するようなシングルギャップ構造の液晶ディスプレイにおいて、無機絶縁膜を用いて内面拡散板を形成すると、透過領域の透過率を低下させることなく、透過表示特性を向上させることができる。
【００２８】
図２は、無機系の塗布型絶縁膜を用いて滑らかな凹凸表面を有する拡散反射層（下地層）の形成プロセスの説明図である。無機系の塗布型絶縁膜材料として感光性ポリシラザンを用いる。この感光性ポリシラザン膜は、露光時に、その感光部に酸が発生し、かつ加湿によりＳｉ−Ｎ結合をＳｉ−Ｏ結合に変化させることでアルカリ現像液に可溶となる。そこで、図２（ａ）に示したように、コンタクトホール部は、ハーフ露光ホトマスクＭＳＫの完全露光開口パターン部ＦＨＬを用いて膜下層まで感光させて貫通孔ＦＰＮとなるようにし、反射膜を形成する凹凸形成部はハーフ露光ホトマスクＭＳＫのハーフ露光開口パターン部ＨＨＬを用いて途中まで感光させて掘り込み部ＨＰＮとなるように露光する。次に、これに加熱・加湿を施し、これをアルカリ現像液に浸すことにより、図２(ａ)の下側に示すような角をもつ凹凸構造を層間絶縁層ＩＮＳに形成する。
【００２９】
次に、角をもつ凹凸構造をもつ層間絶縁層ＩＮＳに対し、さらに加湿と共に加熱を施すことにより、膜中のＳｉ−Ｎ結合とＳｉ−Ｏ結合に変化させる。この際、通常より過剰な量の水分を供給すると、膜中のＳｉ−Ｏ結合が増えるだけでなく、膜のＳｉ−Ｏのネットワークが切れ、細かいＳｉ−Ｏ結合の集合体となり、焼成時の加熱により熱変形しやすくなる。
【００３０】
この現象を利用することにより、有機系材料が焼成時にガラス転移点を超えることで、リフロー(熱変形)するのと同様なリフローをポリシラザン等の無機系材料でも起こすことが可能になる。ポリシラザン膜に通常は４分程度の加湿時間を８分程度まで施し、その後４００℃で焼成した場合の膜形状を図２（ｂ）に示す。以上のように、耐熱性の必要な部分に無機膜を適用し、かつその表面を滑らかな凹凸ＢＵＰを有する状態に加工することができる。このプロセスは以下の各実施例についても同様である。
【実施例２】
【００３１】
図３は、本発明の実施例２を説明する液晶表示装置の１画素付近の構成を示す断面図である。図３において、実施例２は、実施例１と同様に、単一の液晶ギャップ幅を有する反射領域と透過領域を有するシングルギャップ構造において、ＶＡ液晶表示モードを適用したものである。図１と同一符号は同一機能部分に対応する。図１と共通する部分は説明を省略する。
【００３２】
高透過率の塗布型無機材料としてポリシラザンを用いたオーバコート層ＯＣ上に、反射領域ＲＦＡと透過領域ＴＲＡに配置される反射電極ＲＴと透明画素電極ＰＸとがそれぞれ形成される。反射電極ＲＴと透明画素電極ＰＸとは電気的に接続され、図示しない部分で薄膜トランジスタのソース電極ＳＤ１に接続される。反射電極ＲＴの下地層となるオーバコート層ＯＣには、上記の塗布型無機絶縁膜のリフローを用いて滑らかな表面凹凸ＢＵＰを有する表面（内面拡散層）が形成されている。そして、対向基板ＳＵＢ２の内面に形成したカラーフィルタＣＦ上に配向制御用突起ＰＪを形成し、垂直配向する液晶ＬＣを封入する。第１の基板ＳＵＢ１、第２の基板には図示しない配向膜が形成されている。配向制御用突起ＰＪの代わりに、対向電極ＣＴにスリットを設けてもよい。
【００３３】
ポリシラザンを用いたオーバコート層ＯＣは、透過領域ＴＲＡでは、通常のアクリル樹脂等の有機材料で形成した平坦化膜に比較して短波長側で８%、長波長側で３%高透過率が実現できるため、透過輝度を向上することができる。また、ポリシラザンを用いたオーバコート層ＯＣは有機材料に比較して短波長側での吸収に起因する黄色着色がないため、着色のない、色度の良好な透過特性を実現できる。なお、実施例２では、ＶＡモードの場合で説明したが、ＴＮ型などの水平配向モードにも適用可能である。その場合、水平配向膜を用いる。液晶は、例えばＴＮ型を用いる。配向制御用突起ＰＪは省略も可である。
【実施例３】
【００３４】
図４は、本発明の実施例３を説明する液晶表示装置の１画素付近の構成を示す断面図である。図４では対向基板は図示を省略した。本実施例はアモルファスシリコンを用いた薄膜トランジスタ（TFT）を画素スイッチに用いた場合の液晶表示装置である。先ず、各実施例と同様に、ガラスを好適とする透明な第１の基板ＳＵＢ１の上に、無機塗布型絶縁膜ＩＮＳとしてのポリシラザン膜を形成する。無機塗布型絶縁膜ＩＮＳの反射領域ＲＦＡには滑らかな凹凸表面ＢＵＰを形成すると共に、透過領域ＴＲＡは平坦な表面に設定する。そして、この表面にゲート電極ＧＴ、反射電極ＲＣＴを形成する。本実施例ではフリンジ電界を発生させるための、ＩＴＯなどの透明電極で構成する対向電極ＴＣＴをゲート電極ＧＴ、および反射電極ＲＣＴと同層に形成する。反射電極ＲＣＴと対向電極ＴＣＴは、例えば面状に形成されている。
【００３５】
ゲート絶縁層兼層間絶縁層ＧＩとしてＳｉＮ膜、半導体層としてａ‐Ｓｉ膜ＳＩ、コンタクト層としてｎ+ａ-Ｓｉ膜をＣＶＤにて連続形成する。Ｓｉ膜を島状に加工し、その上に金属膜にてソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２を形成する。保護層ＰＡＳとして塗布型絶縁膜を形成し、スルーホールＴＨを形成する。
【００３６】
反射領域ＲＦＡ、透過領域ＴＲＡともＩＴＯの線状部分を有する（例えば、櫛歯状の）画素電極ＰＸを形成する。本実施例の構造では、反射領域ＲＦＡ、透過領域ＴＲＡは共に下層に位置する反射電極ＲＣＴ、対向電極ＴＣＴに向かってフリンジ電界を発生させ、横電界対応の液晶ＬＣを基板面と略平行な平面内で回転させることができる。パッシベーンヨン層ＰＡＳとして用いる塗布型平坦化絶縁膜は有機材料でも、また無機材料でも良いが、無機絶縁膜を用いることで膜の透過率を向上させることができ、かつ膜の着色がなくなる。
【実施例４】
【００３７】
図５は、本発明の実施例４を説明する液晶表示装置の１画素付近の構成を示す断面図である。この実施例４は、所謂カラーフィルタ・オン・アレイ構造を有する半透過液晶表示装置に本発明を適用したものである。実施例４は、図１で説明した実施例１と同様の断面構造において、平坦化膜の部分にカラーフィルタ層ＣＦを形成した点で実施例１と異なる。
【００３８】
実施例４の構造では、反射領域ＲＦＡではカラーフィルタ層ＣＦの下層に拡散反射板（反射膜）があり、カラーフィルタ層ＣＦの上にＩＴＯの櫛歯電極（画素電極ＰＸ、対向電極ＣＴ）を有するため、反射モードにおいてもカラーフィルタ・オン・アレイ構造が実現できる。透過部ＴＲＡは通常のカラーフィルタ・オン・アレイ構造である。液晶ＬＣと直接接する部分には図示しない配向膜が形成されている。なお、カラーフィルタ・オン・アレイ構造は実施例３にも適用可である。
【００３９】
ここで、比較のため、通常のマルチギャップ構造の場合について説明する。ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence：電界制御複屈折）半透過液晶モードを用いた場合、マルチギャップ構造は反射部と透過部との液晶ギャップが異なるマルチギャップ構造となっている。このような構造においては、カラーフィルタ・オン・アレイ構造を適用すると、透過領域では問題ないが、反射領域においてはカラーフィルタを反射電極の下に設置されることになるためカラーレジストが機能しなくなってしまう。
【００４０】
これに対し、本発明によれば図５に示すようなシングルギャップ構造において、半透過のカラーフィルタ・オン・アレイ構造が実現できる。そのために、反射電極ＲＴの下層に位置する層間絶縁層ＩＮＳに本発明の滑らかな凹凸を有する無機系塗布型絶縁層が不可欠となる。
【００４１】
図５における反射領域ＲＦＡでは、反射電極ＲＴがあるため、この間にもフリンジ電界が発生し、ＩＴＯの櫛歯電極上の液晶も配向軸が回転するようになる。したがって、低電圧でも反射率が向上する。なお、図示しないが、透過領域ＴＲＡにおいても絶縁膜ＩＮＳの上にフリンジ電界発生用のＩＴＯの対向電極を形成しても良い。
【００４２】
図５では、透過領域ＴＲＡのカラーフィルタの下層には上記したような電極がないが、前述のように透過領域ＴＲＡに透過性であるＩＴＯの対向電極を形成することで、反射領域ＲＦＡと同様にフリンジ電界を発生させることができ、ＩＴＯの櫛歯電極上の透過率も向上する。この場合、フリンジ電界を液晶に十分印加するためには、カラーフィルタ材料の誘電率を高く設定する必要がある。
【００４３】
通常のカラーレジスト材料の誘電率は３〜４しかないため、このままでは十分な電界を液晶に印加することができない。誘電率を１０程度に設定することで、液晶に対して効率的に電界が印加され、低電圧での駆動が可能となる。高誘電率化するためには、カラーフィルタ中に無色の高誘電率材料を分散させるのが良い。例えば、酸化チタンや酸化タンタルはその誘電率が５０〜１００と大きく、少量の分散で高誘電率カラーフィルタを得ることができる。
【実施例５】
【００４４】
図６は、本発明の実施例５を説明する液晶表示装置の１画素付近の構成を示す断面図である。実施例６では、反射領域になだらかな凹凸ＢＵＰを有する無機塗布型絶縁膜上に、まずＩＴＯからなるコモン電極ＣＴ及び反射領域には反射電極ＲＴを形成し、その上にＣＶＤ法で成膜したプラズマＳｉＮ膜ＩＬで絶縁膜（容量膜）を形成する。その上部にＩＴＯからなる画素電極である櫛歯電極ＰＸを形成し、櫛歯電極ＰＸとＩＴＯのコモン電極ＣＴ間にフリンジ電極を印加させる。この電界に対して液晶が両基板に主に平行に回転するような液晶を封入する。画素電極は櫛歯状に限るものではなく、線状部分を有していればよい。
【００４５】
反射領域ＲＦＡには、塗布型絶縁膜を用いて実施例１〜４と同様な工程によって凹凸を形成し、その上部に反射膜ＲＴを形成することで内面拡散板を形成する。ＣＶＤ法を用いて層間絶縁膜を形成する為、凹凸形状に応じた一定膜厚の層間絶縁膜ＩＬを形成できるため、反射領域、透過領域を問わず、均一な上下電界を印加することができるという特徴がある。
【００４６】
実施例５のように、内面拡散板上にＣＶＤ膜で層間絶縁膜形成するためには、その下地の耐熱性が必要であり、無機塗布型絶縁膜を用いて凹凸を印加することにより、その上に安定した膜質のプラズマＳｉＮ膜を形成することが可能となる。
【００４７】
有機膜上にプラズマＳｉＮ膜を成膜した場合、プラズマダメージにより有機膜が変質し、着色してしまうという問題点が発生するとともに、成膜したＳｉＮ膜が有機膜からの脱ガスにより不安定な膜質となり、加工上の不具合が生じる問題点も起きる。
【００４８】
しかし、本発明によれば、高い耐熱性を有する無機塗布型絶縁膜を適用することで、このような問題点も一掃することが可能となる。
【００４９】
実施例１乃至５では、凹凸ＢＵＰを形成する塗布型無機絶縁膜を平坦な下地の上に形成することが可能である。これによって、わざわざ凹凸を有する下地の上に塗布型無機絶縁膜を形成する必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施例１を説明する液晶表示装置の１画素付近の構成を示す断面図である。
【図２】無機系塗布型絶縁膜を用いて滑らかな凹凸表面を有する拡散反射板の形成プロセスの説明図である。
【図３】本発明の実施例２を説明する液晶表示装置の１画素付近の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例３を説明する液晶表示装置の１画素付近の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例４を説明する液晶表示装置の１画素付近の構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例５を説明する液晶表示装置の１画素付近の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
ＳＵＢ１・・・第１の基板、ＳＵＢ２・・・第２の基板、ＳＩ・・・シリコン膜、ＧＩ・・・ゲート絶縁層、ＧＴ・・・ゲート電極、ＩＮＳ・・・層間絶縁層、ＣＨ・・・コンタクトホール、ＢＵＰ・・・滑らかな凹凸、ＲＴ・・・反射電極（反射膜、内面拡散板）、ＰＡＳ・・・パッシベーション層、ＯＣ・・・平坦化層、ＴＨ・・・スルーホール、ＣＮＴ・・・コンタクト層、ＰＸ・・・画素電極、ＣＴ・・・対向電極（共通電極）、ＣＦ・・・カラーフィルタ層、ＩＬ・・・ＣＶＤ層間絶縁膜。
【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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