(57)【要約】【課題】製造工程数及び製造コストを低減することが可能な液晶表示装置の製造方法を提供する。【解決手段】一対の基板３、４によって液晶層５が挟持され、反射領域Ａ１と、一対の基板３、４間のギャップが反射領域Ａ１よりも大きい透過領域Ａ２と、を備えた液晶表示装置１の製造方法であって、絶縁性基板ＧＬ１上にスイッチング素子７を形成する工程と、絶縁性基板ＧＬ１上にスイッチング素子７を覆うように感光性樹脂膜１２を成膜する工程と、フォトマスクＭを用いて感光性樹脂膜１２を露光する工程と、露光された感光性樹脂膜１２を現像する工程と、を備え、スイッチング素子７上において感光性樹脂膜１２を貫通する開口部１２Ｈ、反射領域Ａ１において感光性樹脂膜１２の表面に凹凸１２Ａを有する反射部３Ａ、及び、透過領域Ａ２において反射部Ａ１との段差Ｇ３を形成する透過部３Ｂを同時に形成する液晶表示装置の製造方法。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板によって液晶層が挟持され、反射領域と、前記一対の基板間のギャップが反射領域よりも大きい透過領域と、を備えた液晶表示装置の製造方法であって、
絶縁性基板上にスイッチング素子を形成する工程と、
前記絶縁性基板上に前記スイッチング素子を覆うように感光性樹脂膜を成膜する工程と、
フォトマスクを用いて前記感光性樹脂膜を露光する工程と、
露光された前記感光性樹脂膜を現像する工程と、を備え、
前記スイッチング素子上において前記感光性樹脂膜を貫通する開口部、前記反射領域において前記感光性樹脂膜の表面に凹凸を有する反射部、及び、前記透過領域において前記反射部との段差を形成する透過部を同時に形成する液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記開口部において前記スイッチング素子に接触するとともに、前記反射部を覆う反射電極と、前記透過部を覆う透過電極と、を有する画素電極を形成する工程をさらに備えた請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記フォトマスクは、前記反射部、前記透過部、及び前記開口部を形成するようなパターンを有する請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
一対の基板によって液晶層が挟持され、反射領域と、前記一対の基板間のギャップが反射領域よりも大きい透過領域と、を備えた液晶表示装置の製造方法であって、
絶縁性基板上にスイッチング素子を形成する工程と、
前記絶縁性基板上に前記スイッチング素子を覆うように感光性樹脂膜を成膜する工程と、
フォトマスクを用いて前記感光性樹脂膜を露光する工程と、
露光された前記感光性樹脂膜を現像する工程と、を備え、
前記スイッチング素子上において前記感光性樹脂膜を貫通する開口部、及び、前記反射領域において前記感光性樹脂膜の表面に凹凸を有する反射部を形成すると同時に、前記透過領域における前記感光性樹脂膜が除去されて前記透過部を形成する液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は液晶表示装置の製造方法に関し、特に、反射領域と透過領域とを備えた半透過型の液晶表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、アレイ基板と、アレイ基板に対向する対向基板と、これら一対の基板間に光変調層として保持された液晶層とを備えた液晶表示パネルを有している。最近では、省エネルギー等のために半透過型の液晶表示パネルを有する液晶表示装置が開発されている。半透過型の液晶表示パネルは、マトリクス状の表示画素によって構成された有効表示部を備え、この有効表示部において反射領域と透過領域とを有している。
【０００３】
一般に、透過領域におけるアレイ基板と対向基板とのギャップは、反射領域におけるギャップよりも大きくなるように設定されており、例えばアレイ基板側に段差を形成するための感光性樹脂層が配置されている。スイッチング素子は、透過領域の開口率を低減しないためにも、反射領域に配置されており、感光性樹脂層によって覆われている。スイッチング素子は、感光性樹脂層を貫通するコンタクトホールを介して感光性樹脂層上の反射領域に配置された反射電極と接続されるとともに透過領域に配置された透過電極と電気的に接続されている。
【０００４】
従来、反射型の液晶表示装置において、スイッチング素子上に配置された感光性樹脂層の表面に凹凸パターンを形成するとともにスイッチング素子まで貫通するコンタクトホールを同時に形成する液晶表示装置の製造方法として、特許文献１に記載の技術が知られている。
【特許文献１】特開２００２−６７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、半透過型の液晶表示装置においては、感光性樹脂層のパターニング工程が確立しておらず、感光性樹脂膜を成膜した後に複数のフォトマスクを用意し複数回の露光を行う必要があった。そのため、製造工程数及び製造コストを低減するのが難しかった。
【０００６】
本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、製造工程数及び製造コストを低減することが可能な液晶表示装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様による液晶表示装置の製造方法は、一対の基板によって液晶層が挟持され、反射領域と、前記一対の基板間のギャップが反射領域よりも大きい透過領域と、を備えた液晶表示装置の製造方法であって、絶縁性基板上にスイッチング素子を形成する工程と、前記絶縁性基板上に前記スイッチング素子を覆うように感光性樹脂膜を成膜する工程と、フォトマスクを用いて前記感光性樹脂膜を露光する工程と、露光された前記感光性樹脂膜を現像する工程と、を備え、前記スイッチング素子上において前記感光性樹脂膜を貫通する開口部、前記反射領域において前記感光性樹脂膜の表面に凹凸を有する反射部、及び、前記透過領域において前記反射部との段差を形成する透過部を同時に形成する。
【０００８】
本発明の第２の態様による液晶標示装置の製造方法は、一対の基板によって液晶層が挟持され、反射領域と、前記一対の基板間のギャップが反射領域よりも大きい透過領域と、を備えた液晶表示装置の製造方法であって、絶縁性基板上にスイッチング素子を形成する工程と、前記絶縁性基板上に前記スイッチング素子を覆うように感光性樹脂膜を成膜する工程と、フォトマスクを用いて前記感光性樹脂膜を露光する工程と、露光された前記感光性樹脂膜を現像する工程と、を備え、前記スイッチング素子上において前記感光性樹脂膜を貫通する開口部、及び、前記反射領域において前記感光性樹脂膜の表面に凹凸を有する反射部を形成すると同時に、前記透過領域における前記感光性樹脂膜が除去されて前記透過部を形成する。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、製造工程数及び製造コストを低減することが可能な液晶表示装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１に示すように、液晶表示装置は、略長方形平板状の液晶表示パネル１を備えている。この液晶表示パネル１は、一対の基板、すなわちアレイ基板３及び対向基板４と、これら一対の基板の間に光変調層として保持された液晶層５と、によって構成されている。この液晶表示パネル１は、画像を表示する略長方形状の有効表示部６を備えている。有効表示部６は、マトリクス状に配置された複数の表示画素ＰＸや、各表示画素ＰＸに駆動信号を供給する複数の信号供給配線などによって構成されている。
【００１２】
アレイ基板３は、有効表示部６に配置された信号供給配線として、例えば、表示画素ＰＸの行方向（Ｘ方向）に沿って延在する複数の走査線Ｙ（１、２、３、…、ｍ）や、表示画素ＰＸの列方向（Ｙ方向）に沿って延在する複数の信号線Ｘ（１、２、３、…、ｎ）などを備えている。
【００１３】
また、アレイ基板３は、有効表示部６において、これらの信号供給配線の他に走査線Ｙと信号線Ｘとの交差部付近において表示画素ＰＸ毎に配置されたスイッチング素子７、保持容量素子１３、及びスイッチング素子７に接続された画素電極８等を備えている。
【００１４】
液晶表示パネル１は、有効表示部６の外側に位置する外周部１０に配置された、第１接続部３１及び第２接続部３２を備えている。第１接続部３１は、信号供給配線に駆動信号を供給する信号供給源として機能する駆動ＩＣ１１と接続可能である。第２接続部３２は、信号供給源として機能するフレキシブル配線基板ＦＰＣと接続可能である。図１に示した例では、これら第１接続部３１及び第２接続部３２は、対向基板４の端部４Ａより外方に延在したアレイ基板３の延在部１０Ａ上に配置されている。駆動ＩＣ１１と第１接続部３１とは、例えば異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続される。
【００１５】
駆動ＩＣ１１は、信号線Ｘに駆動信号を供給する信号線駆動部１１Ｘ、及び走査線Ｙに駆動信号を供給する走査線駆動部１１Ｙを有している。走査線駆動部１１Ｙは、接続配線ＷＹを介して各走査線Ｙ（１、２、３、…）と電気的に接続されている。つまり、走査線駆動部１１Ｙから出力された駆動信号は、各接続配線ＷＹを介して対応する各走査線Ｙ（１、２、３、…）に供給される。各行の各表示画素ＰＸに含まれるスイッチング素子７は、対応する走査線Ｙから供給された走査信号に基づいてオン・オフ制御される。
【００１６】
また、信号線駆動部１１Ｘは、接続配線ＷＸを介して各信号線Ｘ（１、２、３、…）と電気的に接続されている。つまり、信号線駆動部１１Ｘから出力された駆動信号は、各接続配線ＷＸを介して対応する各信号線Ｘ（１、２、３、…）に供給される。各列の各表示画素ＰＸに含まれるスイッチング素子７は、オンしたタイミングで対応する信号線Ｘから供給された映像信号を画素電極８に書き込む。
【００１７】
図２に示すように、各表示画素ＰＸは、反射領域Ａ１と透過領域Ａ２とを有している。反射領域Ａ１において、アレイ基板３と対向基板４との間にはギャップＧ１が形成され、透過領域Ａ２において、アレイ基板３と対向基板４との間にはギャップＧ２が形成されている。ギャップＧ２はギャップＧ１よりも大きく、例えばＧ２はＧ１の略２倍となっている。
【００１８】
各表示画素ＰＸにおいて、アレイ基板３は液晶表示パネル１の反射領域Ａ１と透過領域Ａ２とにそれぞれ対応した、反射部３Ａ及び透過部３Ｂを有している。反射部３Ａにおいて、アレイ基板３の透明な絶縁性基板ＧＬ１上にはスイッチング素子７や保持容量素子１３などの他に各種配線が配置されている。スイッチング素子７は、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等で構成されている。
【００１９】
このスイッチング素子７のゲート電極７Ｇは、対応する走査線Ｙに電気的に接続されている（あるいは走査線と一体に形成されている）。ゲート電極７Ｇ上には、反射部３Ａ及び透過部３Ｂにわたってゲート絶縁膜１４が配置され、ゲート絶縁膜１４を介してゲート電極７Ｇ上に半導体層７Ａが配置されている。スイッチング素子７のソース電極７Ｓは、半導体層７Ａに接触するとともに、対応する信号線Ｘに電気的に接続されている（あるいは信号線と一体に形成されている）。スイッチング素子７のドレイン電極７Ｄは、半導体層７Ａに接触している。保持容量素子１３は、スイッチング素子７のゲート電極７Ｇと同一の層に形成された電極を有し、スイッチング素子７のドレイン電極７Ｄをスイッチング素子７と共有している。
【００２０】
反射部３Ａにおいて、スイッチング素子７及び保持容量素子１３上には、有機絶縁性膜１２が配置されている。有機絶縁性膜１２は感光性の樹脂によって形成され、ドレイン電極７Ｄ上で貫通するコンタクトホール１２Ｈを有している。また、有機絶縁性膜１２はその表面１２Ａに凹凸を有している。さらに、有機絶縁性膜１２は反射部３Ａと透過部３Ｂとの間に、ギャップＧ１とＧ２との実質的な差に相当する段差Ｇ３を形成する。
【００２１】
画素電極８は、反射部３Ａにおいて有機絶縁性膜１２の凹凸に沿って配置された反射電極８Ａと、反射電極８Ａ上に配置され反射部３Ａ及び透過部３Ｂを覆う透過電極８Ｂとを有している。反射電極８Ａは、アルミニウム等の光反射性を有する金属によって形成され、対向基板４側から反射領域Ａ１に入射した光を対向基板４側に反射させる。透過電極はＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の光透過性を有する金属によって形成されている。この画素電極８はコンタクトホール１２Ｈを介してスイッチング素子７のドレイン電極７Ｄに接触している。
【００２２】
対向基板４は、有効表示部６において、全表示画素ＰＸに共通の対向電極９等を備えている。アレイ基板３及び対向基板４は、全表示画素ＰＸの画素電極８と対向電極９とを対向させた状態で配設される。このとき、アレイ基板３の反射部３Ａの上面と透過部３Ｂの上面との段差Ｇ３によって、透過領域Ａ２におけるギャップＧ２は反射領域Ａ１におけるギャップＧ１よりも大きくなる。
【００２３】
カラー表示タイプの液晶表示装置では、液晶表示パネル１は、複数種類の表示画素、例えば赤（Ｒ）を表示する赤色画素、緑（Ｇ）を表示する緑色画素、青（Ｂ）を表示する青色画素を有している。すなわち、赤色画素は、赤色の主波長の光を透過する赤色カラーフィルタを備えている。緑色画素は、緑色の主波長の光を透過する緑色カラーフィルタを備えている。青色画素は、青色の主波長の光を透過する青色カラーフィルタを備えている。これらカラーフィルタは、アレイ基板３または対向基板４の主面に配置される。
【００２４】
上記の液晶表示パネル１の製造方法について図３〜図６を用いて説明する。最初に、アレイ基板３を製造する。透明な絶縁性基板ＧＬ１を用意し、この絶縁性基板ＧＬ１上に金属膜や絶縁膜の成膜とパターニングとを繰り返して、図３に示すようにスイッチング素子７及び保持容量素子１３を形成する。さらに、スイッチング素子７及び保持容量素子１３上に有機絶縁性膜１２を形成するための感光性樹脂膜１５を成膜する。
【００２５】
続いて、図４に示すように、フォトマスクＭを用いて感光性樹脂膜１５を露光する。このフォトマスクＭは、アレイ基板３の反射部３Ａ、透過部３Ｂ、及びコンタクトホール１２Ｈを形成するためのパターンを有している。すなわち、フォトマスクＭは、反射部３Ａに対応したパターンＭ１と、透過部３Ｂに対応したパターンＭ２と、コンタクトホール１２Ｈに対応したパターンＭ３と、を有している。これらのパターンＭ１乃至Ｍ３は、露光量を調節するための遮光体１７を備えている。遮光体１７は、例えば径１.５μｍ乃至２.５μｍの円柱形又は多角柱形であり、４μｍ乃至５μｍのピッチで配置されている。遮光体１７の径やピッチは、必要な露光量に応じてそれぞれのパターン毎に決定される。図４に示した例では、パターンＭ１に遮光体１７を備え、パターンＭ２及びパターンＭ３には、遮光体１７を配置していないが、この例に限定されるものではない。
【００２６】
上記のようなフォトマスクＭを用いて感光性樹脂膜１５を露光すると、パターン毎に露光量の差が生ずる。すなわち、パターンＭ１では、パターンＭ２及びパターンＭ３に比べて露光量が小さくなる。また、パターンＭ２及びパターンＭ３では、略同等の比較的高い露光量が得られる。
【００２７】
続いて、図５に示すように、露光された感光性樹脂膜１５を現像する。すなわち、上記のフォトマスクＭを用いて感光性樹脂膜１５を露光した後に所定の現像液を用いて所定の現像条件により感光性樹脂膜１５を現像すると、コンタクトホール１２Ｈ及び透過部３Ｂに対応する感光性樹脂膜１５は除去される。また、反射部３Ａに対応する感光性樹脂膜１５は除去されず、表面１２Ａに凹凸を有する有機絶縁性膜１２が形成される。
【００２８】
続いて、図６に示すように、アルミニウム等の金属を有機絶縁性膜１２上に成膜した後にパターンニングすることにより反射部３Ａの凹凸に沿って反射電極８Ａを形成する。さらに、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明金属膜を成膜した後にパターンニングすることにより、コンタクトホール１２Ｈにおいてスイッチング素子７に接触するとともに、反射部３Ａ及び透過部３Ｂを覆う透過電極８Ｂを形成し、反射電極８Ａ及び透過電極８Ｂを備えた画素電極８を形成する。つまり、アレイ基板３の反射部３Ａの上面と透過部３Ｂの上面との間には段差Ｇ３が形成される。
【００２９】
次に、対向基板４を製造する。透明な絶縁性基板ＧＬ２を用意する。この絶縁性基板ＧＬ２上に、金属膜の成膜とパターニングとして対向電極９を備えた対向基板４を形成する。
【００３０】
続いて、図２に示すようにアレイ基板３と対向基板４とを全ての画素電極８と対向電極９とが対向するように配置し、アレイ基板３と対向基板４との間に液晶層５を封入するための空間を形成した状態でシール部材によってこれらを貼り合せる。液晶層５は、アレイ基板３と対向基板４とのギャップに封止された液晶組成物によって形成され、液晶表示パネル１が製造される。
【００３１】
上記のように、反射部３Ａを形成するためのパターンＭ１、透過部３Ｂを形成するためのパターンＭ２、及び、コンタクトホール１２Ｈを形成するためのパターンＭ３を有する１枚のフォトマスクＭを用いて感光性樹脂膜１５を露光した後に現像することによって、１回のフォトリソグラフィプロセスにより反射部３Ａ、コンタクトホール１２Ｈ、及び、透過部３Ｂを同時に形成することが可能となる。
【００３２】
すなわち、本発明によれば、反射部３Ａ、コンタクトホール１２Ｈ、及び透過部３Ｂを形成するために、複数のフォトマスクを用いる必要が無く、製造工程数を低減することができるため、液晶表示装置の製造コストを抑えることができる。
【００３３】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、上記の実施形態では、図２に示したように、透過部３Ｂの感光性樹脂膜１５を除去することによって透過領域と反射領域との段差を形成しているが、透過部３Ｂの感光性樹脂膜１５は完全に除去されなくても良い。すなわち、段差の大きさは、反射領域における必要なギャップと、透過領域における必要なギャップとの差によって設定すればよい。このため、感光性樹脂膜の成膜時の膜厚より小さな段差を形成することが要求されることもある。
【００３４】
このような要求に対して、本発明は、反射部３Ａに対応したパターンＭ１、透過部３Ｂに対応したパターンＭ２、及び、コンタクトホール１２Ｈに対応したパターンＭ３のそれぞれの露光量を独立に制御可能なフォトマスクを適用しているため、上述した実施の形態と同様に、１枚のフォトマスクを介した１回のフォトリソグラフィプロセスにより、感光性樹脂膜を貫通するコンタクトホール、感光性樹脂膜の表面に微小な凹凸を形成した反射部、及び、感光性樹脂膜を貫通することなく反射部に対して必要な大きさの段差を形成する透過部を同時に形成することが可能である。
【００３５】
すなわち、この場合に適用されるフォトマスクは、透過部３Ｂに対応するパターンＭ２が露光量を調節するための遮光体を備えており、各パターンの露光量の関係は、パターンＭ１＞パターンＭ２＞パターンＭ３のような関係になっている。これにより、反射部３Ａの上面と透過部３Ｂの上面との間に所望する段差が形成され、各表示画素ＰＸの透過領域Ａ２におけるギャップＧ２が反射領域Ａ１におけるギャップＧ１よりも大きくなる。
【００３６】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の一実施形態に係る液晶表示装置の液晶表示パネルを概略的に示す図。
【図２】図１に示した液晶表示パネルの表示画素の断面を概略的に示す図。
【図３】図２に示した液晶表示パネルのアレイ基板の製造方法を説明する図。
【図４】図２に示した液晶表示パネルのアレイ基板の製造方法を説明する図。
【図５】図２に示した液晶表示パネルのアレイ基板の製造方法を説明する図。
【図６】図２に示した液晶表示パネルのアレイ基板の製造方法を説明する図。
【図７】この発明の他の実施形態に係る液晶表示装置のアレイ基板を概略的に示す断面図。
【符号の説明】
【００３８】
ＰＸ…表示画素、Ｙ（１、２、…、ｍ）…走査線、Ｘ（１、２、…、ｎ）…信号線、１…液晶表示パネル、３…アレイ基板、３Ａ…反射部、３Ｂ…透過部、４…対向基板、５…液晶層、６…有効表示部、７…スイッチング素子、７Ｇ…ゲート電極、７Ｓ…ソース電極、７Ｄ…ドレイン電極、７Ａ…半導体層、８…画素電極、８Ａ…反射電極、８Ｂ…透過電極、９…対向電極、１０…外周部、１０Ａ…延在部、１１…駆動ＩＣ、１１Ｘ…信号線駆動部、１１Ｙ…走査線駆動部、１２…有機絶縁性膜、１２Ｈ…コンタクトホール、１３…保持容量、１４…ゲート絶縁膜、１５…感光性樹脂膜、１７…遮光体、Ａ１…反射領域、Ａ２…透過領域、ＷＸ、ＷＹ…接続配線、Ｍ…フォトマスク、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３…マスクパターン、ＧＬ１、ＧＬ２…絶縁性基板
【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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