(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に液晶が挟持されてなり、複数の走査線と、複数のデータ線と、前記走査線と前記データ線の交差に対応してマトリクス状に配置された反射電極およびスイッチング素子および蓄積容量とを有する液晶表示装置の製造方法であって、
前記一対の基板のうちのいずれか一方の基板上に、前記走査線と前記データ線と前記スイッチング素子と前記蓄積容量とを形成する工程と、
前記走査線、前記データ線、前記スイッチング素子、前記蓄積容量の少なくともいずれか一つの形状に起因する段差部上に感光性樹脂膜を形成する工程と、
後で形成すべき凹凸部に対応したパターンを有するフォトマスクを用いて露光装置が有する焦点深度を外れた領域にフォーカス位置を設定して前記感光性樹脂膜の露光を行う工程と、
露光済みの前記感光性樹脂膜の現像を行うことにより、前記感光性樹脂膜の表面に、前記段差部の形状を反映しない表面がなだらかな湾曲面状の凹凸部を形成する工程と、
前記凹凸部の表面を含む基板表面に金属膜を形成し、前記金属膜をパターニングすることにより、パターニングされた前記金属膜からなる反射電極を形成する工程と、を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記感光性樹脂膜を形成する工程において、前記感光性樹脂膜の膜厚を３．０μｍ以上とすることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記凹凸部を形成する工程の後に、前記感光性樹脂膜を前記スイッチング素子に達するまで開口させたコンタクトホールを形成する工程を有し、
前記反射電極を形成する工程において、前記凹凸部の表面に加えて前記コンタクトホールの内面にも前記金属膜を形成し、前記スイッチング素子の上部を覆うように前記反射電極を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記露光を行う工程において、露光時間内に前記焦点深度を外れた領域で連続的にフォーカス位置を振ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記反射膜を形成する前に前記凹凸部を形成した基板を熱処理することにより前記凹凸部の表面をなだらかな曲面に形状変化させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の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、反射板およびその製造方法、液晶表示装置およびその製造方法、電子機器に関し、特に反射特性に優れた反射板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
反射型の液晶表示装置は、バックライト等の光源を持たないために消費電力が小さく、従来から種々の携帯電子機器や装置の付属的な表示部等に多用されている。ところが、反射型の液晶表示装置は、自然光や照明光などの外光を利用して表示を行うため、外光の光量が限られた暗い場所では表示の視認性が低下する、という問題があった。よって、この種の液晶表示装置では、限られた外光をできるだけ有効利用する必要があり、従来から反射膜の表面に多数の凹凸部を形成し、反射光を散乱させることによってある程度広い視野角で明るい表示を得る技術が採用されてきた。
【０００３】
このような反射板を実現する方法としては、例えば、基板上に感光性樹脂を塗布した後、フォトリソグラフィー技術を用いて感光性樹脂膜をパターニングすることにより基板上に複数の突起を形成し、その上にさらに２層目の感光性樹脂膜を基板全体にわたって形成し、表面に複数の凹凸部を有する樹脂膜を形成した後、反射膜を形成する方法が提案されている。ところが、この方法は２層の感光性樹脂膜を形成しなければならないために工程の負荷が大きい、１層目の感光性樹脂膜のパターニングにより感光性樹脂の無駄が生じる、等の問題を抱えている。そこで、この問題を解決すべく１層の感光性樹脂で表面に凹凸部を形成する方法として、１層の感光性樹脂膜に対してハーフ露光を行う、すなわち、感光性樹脂膜の露光量を中途半端な量に留めることによって表面に複数の凹凸部を有する樹脂膜を形成する方法も提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
例えば液晶表示装置において、上記感光性樹脂膜による凹凸部を基板上に形成した後、凹凸部の上に反射膜を形成する場合、その反射膜が液晶駆動用の電極を兼ねる構成を採用することがある。そのような場合には、画素電極とその下の導電膜との間の寄生容量を極力小さくしたいという目的から、上記樹脂膜を厚く付けたいという要求がある。このように、樹脂膜の膜厚が厚くなると、ハーフ露光法を用いて凹凸部を形成するのは露光量を上げるのに限界があり、樹脂膜の表面に平坦部分が残ることになる。また、製造バラツキが大きく、再現性に劣るという問題があった。
【０００５】
また上記のように、反射膜が液晶駆動用の電極を兼ねる場合、例えばアクティブマトリクス方式の液晶表示装置であれば、反射膜の下側には薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）や薄膜ダイオード（Thin Film Diode,以下、ＴＦＤと略記する）等のスイッチング素子、もしくは走査線、データ線等の配線が形成されているため、反射膜の下地は平坦ではなく、これら素子や配線等に起因する段差部が存在している。このような状況の下、厚い樹脂膜を露光するために露光量を増加していくと、段差部形状が樹脂膜の表面に反映されて表面がなだらかな湾曲面にならず、平坦部分ができることになる。
【０００６】
広い視野角で明るい反射表示を得るという観点から、前記凹凸部の表面はできる限り平坦面がなく、なだらかな湾曲面となっていることが好ましい。ところが、上述したように、特に感光性樹脂膜を厚く形成した場合や下地に段差部が存在する場合には凹凸部の表面に平坦面ができやすく、この平坦面に光が入射されると正反射が生じ、この部分では反射光が散乱しないために反射表示特性が低下する、という問題が生じている。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、特に樹脂膜を厚く形成した場合や下地に段差部が存在する場合であっても、表面がなだらかな湾曲面となった複数の凹凸部を備えた反射板が再現性良く得られる方法を提供することを目的とする。また、このような反射板を備えたことで視野角や明るさ等の表示特性に優れた反射型の液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の反射板の製造方法は、基板上に感光性樹脂膜を形成する工程と、後で形成すべき凹凸部に対応したパターンを有するフォトマスクを用いて露光装置が有する焦点深度を外れた領域にフォーカス位置を設定して前記感光性樹脂膜の露光を行う工程と、露光済みの前記感光性樹脂膜の現像を行うことにより、前記感光性樹脂膜からなる凹凸部を形成する工程と、前記凹凸部の表面を含む基板表面に反射膜を形成する工程とを有することを特徴とする。
【０００９】
上述したように、基板上に感光性樹脂膜による凹凸部を形成した後、凹凸部の上に反射膜を形成することによって反射板を作製する方法は従来から知られている。そして、従来、フォトリソグラフィー技術を用いて感光性樹脂膜をパターニングする際には、使用する露光装置におけるベストフォーカス、あるいは少なくとも焦点深度内にフォーカス位置を合わせた状態で露光を行うことが基本であり、実際そのように作業を行っていた。ここで、例えば厚い感光性樹脂膜を露光するために露光量をある程度増加していくと、露光装置が下地の段差部の形状を拾ってフォーカス合わせを行うため、図１４（Ａ）に示すように、基板７０上の構造物７１の形状が感光性樹脂膜７２の表面に反映されて平坦面７２ｆが形成されてしまい、表面がなだらかな湾曲面にならない。
【００１０】
そこで、本発明者らは、感光性樹脂膜を露光する際にフォーカスが合った状態で露光を行うのではなく、その露光装置が持つ焦点深度を外れた領域に意図的にフォーカス位置を設定する、いわゆる意図的にデフォーカスをかけた状態で感光性樹脂膜の露光を行うと、下地の段差部の形状がくっきりと再現されずに全体がぼけることによって、図１４（Ｂ）に示すように、基板７０上の構造物７１の形状が感光性樹脂膜７２の表面に反映されず、表面がなだらかな湾曲面になることを実際に確認した。例えば焦点深度を外す距離としては数十μｍ程度とするのが適当である。
【００１１】
このように、本発明の反射板の製造方法によれば、後で形成すべき凹凸部に対応したパターンを有するフォトマスクを用いて露光装置の焦点深度を外れた領域にフォーカスを設定して感光性樹脂膜の露光を行い、露光済みの感光性樹脂膜の現像を行って感光性樹脂膜からなる凹凸部を形成した後、凹凸部の表面を含む基板表面に反射膜を形成しているので、仮に感光性樹脂膜を厚く形成して露光量を上げ、下地に段差部が存在するような場合であっても、凹凸部の表面に平坦面ができにくく、反射膜の表面で入射光が充分に散乱するため、反射光の散乱特性を従来に比べて向上することができる。
【００１２】
さらに、露光工程において、露光時間内に焦点深度を外れた領域で連続的にフォーカス位置を振るようにしてもよい。
露光工程の再現性について考えた時、特に感光性樹脂膜が厚くなると、ベストフォーカスで露光量を上げて露光を行ったのでは製造バラツキが大きく、再現性の低下が避けられない。その点、本発明の方法によれば、もともとフォーカスが合っていない状態で凹凸部を形成する、言い換えると、何となくぼけた形状の凹凸部を形成するため、ベストフォーカスの場合と比べて逆に再現性が向上する。しかしながら、さらに露光時間内に焦点深度を外れた領域で連続的にフォーカス位置を振ると、異なるフォーカス位置での異なる露光光の強度分布が平均化されて感光性樹脂膜に照射されるため、強度分布の平均化の作用によって再現性をより向上させる効果が得られる。
【００１３】
本発明によれば、凹凸部の表面が充分になだらかな反射板を得ることができるが、反射膜を形成する前に凹凸部を形成した基板を熱処理することによって凹凸部の表面をよりなだらかな曲面に形状変化させることができる。特に感光性樹脂がリフローしやすい性質のものであれば、この方法を用いて容易に特性の良いものが得られる。
【００１４】
本発明の反射板は、基板上に、膜厚が３．０μｍ以上の１層の感光性樹脂膜からなり、表面がなだらかな湾曲面とされた凹凸部を有し、該凹凸部の表面を含む基板表面に反射膜が形成されたことを特徴とする。
【００１５】
上述したように、本発明の反射板の製造方法によれば、焦点深度から外れた領域で露光を行うため、焦点深度以上の膜厚を有する感光性樹脂膜を用いても凹凸部の形成が可能である。現状、液晶表示装置の製造プロセスで用いられている露光装置で形状の再現性が確認できる現実的な焦点深度は最大３．０μｍであるため、膜厚が３．０μｍ以上の１層の感光性樹脂膜からなる凹凸部を形成することができる。なお、ここで言う「膜厚が３．０μｍ以上」というのは、なだらかな湾曲面を有する凹凸部の最も高い部分の高さが３．０μｍ以上という意味である。
【００１６】
本発明の液晶表示装置は、一対の基板間に液晶が挟持されてなる液晶表示装置であって、前記一対の基板のうちのいずれか一方の基板の外面に、上記本発明の反射板を備えたことを特徴とする。あるいは、前記一対の基板のうちのいずれか一方の基板の液晶側の面に、上記本発明の反射板を備えたことを特徴とする。
【００１７】
すなわち、本発明の液晶表示装置の形態としては、液晶を挟持する一対の基板からなる液晶セルの外面に上記反射板を備えた、いわゆる外付け反射板タイプのものと、液晶セルを構成する一方の基板の内面側に上記反射板を備えた、いわゆる内蔵反射板タイプの双方が考えられる。いずれにしても、上記本発明の反射板を備えたことで、ある程度広い視野角で明るい反射表示が得られる液晶表示装置を実現することができる。なお、外付け反射板タイプの場合には本発明の反射板が単体で存在していると考えて良いが、内蔵反射板タイプの場合には、本明細書においては液晶セルを構成する一対の基板のうち、一方の基板上の感光性樹脂膜からなる凹凸部と反射膜の部分のみを「反射板」と定義することにする。
【００１８】
本発明の他の液晶表示装置は、一対の基板間に液晶が挟持されてなり、複数の走査線と、複数のデータ線と、前記走査線と前記データ線の交差に対応してマトリクス状に配置された画素電極およびスイッチング素子とを有する液晶表示装置であって、前記一対の基板のうちのいずれか一方の基板の前記走査線、前記データ線、前記画素電極、前記スイッチング素子の少なくともいずれか一つの形状に起因する段差部上に、該段差部の形状を反映しない表面がなだらかな湾曲面状の凹凸部を有する樹脂膜が形成され、前記凹凸部の表面を含む前記樹脂膜の表面に反射膜が形成されたことを特徴とする。
【００１９】
言い換えると、上記の液晶表示装置はＴＦＴ、ＴＦＤ等のスイッチング素子を備えた内蔵反射板型のアクティブマトリクス方式の液晶表示装置であり、この種の液晶表示装置に本発明が適用可能である。アクティブマトリクス方式の液晶表示装置の場合、走査線、データ線等の配線や、画素電極、スイッチング素子等の各種構成要素の存在に起因して反射板の下地に段差部が生じる場合があるが、そのような場合でも、本発明によれば、平坦部が少なく反射光の散乱特性に優れた反射板が形成でき、広い視野角で明るい反射表示が得られる液晶表示装置を実現することができる。
【００２０】
本発明の他の液晶表示装置は、一対の基板間に液晶が挟持されてなり、前記一対の基板のうちの一方の基板に複数の走査電極が設けられ、他方の基板に前記複数の走査電極に交差する複数のデータ電極が設けられた液晶表示装置であって、前記一対の基板のうちのいずれか一方の基板上の前記走査電極、前記データ電極の少なくともいずれか一つの形状に起因する段差部上に、該段差部の形状を反映しない表面がなだらかな湾曲面状の凹凸部を有する樹脂膜が形成され、前記凹凸部の表面を含む前記樹脂膜の表面に反射膜が形成されたことを特徴とする。
【００２１】
言い換えると、上記の液晶表示装置は走査電極（コモン電極とも言う）、データ電極（セグメント電極とも言う）を各基板上に備えた内蔵反射板型のパッシブマトリクス方式の液晶表示装置であり、この種の液晶表示装置にも本発明が適用可能である。この場合も上記と同様、反射板の下地に段差部が生じていても平坦部が少なく反射光の散乱特性に優れた反射板が形成でき、広い視野角で明るい反射表示が得られる液晶表示装置を実現することができる。
【００２２】
上記いずれの場合も、上記反射膜が液晶駆動用の電極（アクティブマトリクス方式で言えば画素電極、パッシブマトリクス方式で言えば走査電極やデータ電極）を兼ねる構成とすることができる。その場合、膜厚が非常に厚い感光性樹脂膜が電極とその下の導電膜との間に介在することになるため、寄生容量が小さくなることで信号なまり等を防止でき、表示特性に優れた液晶表示装置を得ることができる。
【００２３】
本発明の液晶表示装置の製造方法は、上記本発明の反射板の製造方法を含むことを特徴とする。
本発明の液晶表示装置の製造方法においては、上記本発明の反射板の製造方法を用いて反射板を製造するため、１層の感光性樹脂膜を用いるだけで特性に優れた反射板が得られ、工程数の増加を招くことがなく、また、感光性樹脂の無駄を低減することができる。
【００２４】
本発明の電子機器は、上記本発明の液晶表示装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、広い視野角で明るい反射表示が視認可能な液晶表示部を備えた電子機器を実現することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１〜図１０を参照して説明する。
本実施の形態では、素子基板上の画素電極が反射板を兼ねた内蔵反射板タイプのアクティブマトリクス方式の液晶表示装置の例を挙げて説明する。
図１は本実施の形態の液晶表示装置を各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図であり、図２は図１のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。図３は、電気光学装置（液晶表示装置）の画像表示領域においてマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。なお、以下の説明に用いた各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００２６】
[液晶表示装置の全体構成]
図１および図２において、本実施の形態の液晶表示装置１００は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とがシール材５２によって貼り合わされ、このシール材５２によって区画された領域内に液晶５０が封入、保持されている。シール材５２の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる周辺見切り５３が形成されている。シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路２０１および実装端子２０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路２０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路２０４の間を接続するための複数の配線２０５が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための基板間導通材２０６が配設されている。
【００２７】
なお、データ線駆動回路２０１および走査線駆動回路２０４をＴＦＴアレイ基板１０の上に形成する代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（Tape Automated Bonding）基板とＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的および機械的に接続するようにしてもよい。なお、液晶表示装置１００においては、使用する液晶５０の種類、すなわち、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード等の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、位相差板、偏光板等が所定の向きに配置されるが、ここでは図示を省略する。
【００２８】
また、液晶表示装置１００をカラー表示用として構成する場合には、対向基板２０において、ＴＦＴアレイ基板１０の後述する各画素電極に対向する領域に、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタをその保護膜とともに形成する。
【００２９】
このような構造を有する液晶表示装置１００の画像表示領域においては、図３に示すように、複数の画素１００ａがマトリクス状に構成されているとともに、これらの画素１００ａの各々には、画素スイッチング用のＴＦＴ３０が形成されており、画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを供給するデータ線６ａがＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次で供給してもよく、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。また、ＴＦＴ３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍをこの順に線順次で印加するように構成されている。反射電極９は、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけオン状態とすることにより、データ線６ａから供給される画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを各画素に所定のタイミングで書き込む。このようにして反射電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、図２に示す対向基板２０の対向電極２１との間で一定期間保持される。
【００３０】
なお、保持された画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防ぐために、反射電極９と対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量６０が付加されている。例えば、反射電極９の電圧は、ソース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ蓄積容量６０により保持される。これにより、電荷の保持特性は改善され、コントラスト比の高い液晶表示装置１００を実現することができる。なお、蓄積容量６０を形成する方法としては、図３に示すように、蓄積容量６０を形成するための配線である容量線３ｂとの間に形成する場合、または前段の走査線３ａとの間に形成する場合のいずれであってもよい。
【００３１】
〔ＴＦＴアレイ基板の構成〕
図４は、本実施の形態に用いたＴＦＴアレイ基板の一つの画素を示す平面図である。図５は、図４のＡ−Ａ’線における画素の断面図である。なお、図４及び図５においては、感光性樹脂を用いて複数の凸部を形成する場合を例として図示している。
図４において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、アルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、または上記の金属膜とチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等の金属膜との積層膜から構成された反射電極９がマトリクス状に形成されており、これら各反射電極９に対して画素スイッチング用のＴＦＴ３０がそれぞれ電気的に接続されている。また、反射電極９が形成された領域の縦横の境界に沿って、データ線６ａ、走査線３ａおよび容量線３ｂが形成され、ＴＦＴ３０がデータ線６ａおよび走査線３ａに対して接続されている。すなわち、データ線６ａは、コンタクトホール８を介してＴＦＴ３０の高濃度ソース領域１ａに電気的に接続され、反射電極９は、コンタクトホール１５およびドレイン電極６ｂを介してＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｄに電気的に接続されている。また、ＴＦＴ３０のチャネル形成用領域１ａ'に対向するように走査線３ａが延びている。なお、蓄積容量６０（蓄積容量素子）は、画素スイッチング用のＴＦＴ３０を形成するための半導体膜１の延設部分１ｆを導電化したものを下電極とし、この下電極１ｆに、走査線３ａと同層の容量線３ｂが上電極として重なった構造になっている。図４に示すように、このように構成した各画素１００ａ毎に反射電極９が形成され、それらの表面は平坦ではなく、後述する平面視円形の複数の凸部パターン９ｇがランダムに形成されている。
【００３２】
図５に示すように、この反射領域のＡ−Ａ’線で切断したときの断面は、ＴＦＴアレイ基板１０の基体としての透明なＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’の表面に、厚さが１００ｎｍ〜５００ｎｍのシリコン酸化膜（絶縁膜）からなる下地保護膜１１が形成され、この下地保護膜１１の表面には、厚さが３０ｎｍ〜１００ｎｍの島状の半導体膜１が形成されている。半導体膜１の表面には、厚さが約５０〜１５０ｎｍのシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜２が形成され、このゲート絶縁膜２の表面に、厚さが１００ｎｍ〜８００ｎｍの走査線３ａがゲート電極として形成されている。半導体膜１のうち、走査線３ａに対してゲート絶縁膜２を介して対向する領域がチャネル形成用領域１ａ'になっている。このチャネル形成用領域１ａ'に対して一方側には、低濃度領域１ｂおよび高濃度ソース領域１ａを備えるソース領域が形成され、他方側には低濃度領域１ｂおよび高濃度ドレイン領域１ｄを備えるドレイン領域が形成され、その中間には、ソース、ドレインのどちらの領域にも属さない高濃度領域１ｃが形成されている。
【００３３】
画素スイッチング用のＴＦＴ３０の表面側には、厚さが３００ｎｍ〜８００ｎｍのシリコン酸化膜からなる第１層間絶縁膜４、および厚さが１００ｎｍ〜８００ｎｍのシリコン窒化膜からなる第２層間絶縁膜５（表面保護膜）が形成されている（この第２層間絶縁膜５（表面保護膜）は形成しなくてもよい）。第１層間絶縁膜４の表面には厚さが１００ｎｍ〜８００ｎｍのデータ線６ａが形成され、このデータ線６ａは、第１層間絶縁膜４に形成されたコンタクトホール８を介して高濃度ソース領域１ａに電気的に接続されている。
【００３４】
第２層間絶縁膜５の上層には、例えばアクリル樹脂等に代表される有機系樹脂等の感光性樹脂からなる凸部形成層７が形成され、凸部形成層７の表面にはなだらかな湾曲面を有する凸部パターンが形成されている。そして、凸部形成層７の上層には、アルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、またはこれらの金属膜とチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等の金属膜との積層膜からなる反射電極９が形成されている。反射電極９の表面には、凸部形成層７の表面形状に対応した複数の凸部パターン９ｇが形成されている。
【００３５】
また、反射電極９の表面側にはポリイミド膜からなる配向膜１２が形成されている。この配向膜１２の表面側には、ラビング処理が施されている。
【００３６】
なお、ＴＦＴ３０は、好ましくは上述のようにＬＤＤ構造（Lightly Doped Drain構造）を持つが、低濃度領域１ｂに相当する領域に不純物イオンの打ち込みを行わないオフセット構造を有していてもよい。また、ＴＦＴ３０は、ゲート電極（走査線３ａの一部）をマスクとして高濃度で不純物イオンを打ち込み、自己整合的に高濃度のソースおよびドレイン領域を形成したセルフアライン型のＴＦＴであってもよい。
【００３７】
また、本実施の形態では、ＴＦＴ３０のゲート電極（走査線３ａ）をソース−ドレイン領域の間に２個配置したデュアルゲート（ダブルゲート）構造としたが、１個配置したシングルゲート構造であってもよく、また、これらの間に３個以上のゲート電極を配置したトリプルゲート以上の構造であってもよい。ゲート電極を複数個配置した場合、各々のゲート電極には同一の信号が印加されるようにする。このようにデュアルゲート（ダブルゲート）、またはトリプルゲート以上でＴＦＴ３０を構成すれば、チャネルとソース−ドレイン領域の接合部でのリーク電流を防止でき、オフ時の電流を低減することができる。これらのゲート電極の少なくとも１個をＬＤＤ構造またはオフセット構造にすれば、さらにオフ電流を低減でき、安定したスイッチング素子を得ることができる。
【００３８】
図４、図５において、ＴＦＴアレイ基板１０における反射電極９の表面のうち、ＴＦＴ３０の形成領域およびコンタクトホール１５から外れた領域には、前述のように凸部パターン９ｇが形成されている。
このような凸部パターン９ｇを構成するにあたって、本実施の形態のＴＦＴアレイ基板１０では、アクリル樹脂等の有機系の透光性の感光性樹脂からなる凸部形成層７が第２層間絶縁膜５上に３．０μｍ以上の厚さで例えばスピンコート法によって塗布され、後述する本発明特有の方法によって露光、現像されることにより表面に凸部パターン９ｇが形成される。
【００３９】
〔対向基板の構成〕
図５に示すように、対向基板２０においては、対向基板側のガラス基板２０’上の、ＴＦＴアレイ基板１０上の反射電極９の縦横の境界領域と対向する領域にブラックマトリクス、またはブラックストライプと称せられる遮光膜２３が形成され、その上層側にはＩＴＯ膜からなる対向電極２１が形成されている。また、対向電極２１の上層側には、ポリイミド膜からなる配向膜２２が形成されている。そして、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、液晶５０が封入されている。
【００４０】
［液晶表示装置の製造方法］
上記構成の液晶表示装置１００を製造する方法を、図６〜図１０を参照しつつ具体的に説明する。図６〜図１０は、本実施の形態のＴＦＴアレイ基板１０の製造方法を工程順に示す断面図である。
【００４１】
まず、図６（Ａ）に示すように、超音波洗浄等により清浄化したＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’を準備した後、基板温度が１５０℃〜４５０℃の温度条件下で、ＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’の全面に、シリコン酸化膜からなる下地保護膜１１をプラズマＣＶＤ法により１００ｎｍ〜５００ｎｍの厚さに形成する。このときの原料ガスとしては、例えば、モノシランと笑気ガス（一酸化二窒素）との混合ガスやＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン：Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4）と酸素、またはジシランとアンモニアを用いることができる。
【００４２】
次に、基板温度が１５０℃〜４５０℃の温度条件下で、ＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’の全面に、非晶質シリコン膜からなる半導体膜１をプラズマＣＶＤ法により３０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さに形成する。このときの原料ガスとしては、例えばジシランやモノシランを用いることができる。次に、半導体膜１に対してレーザ光を照射してレーザアニールを施す。その結果、アモルファスの半導体膜１は、一度溶融し、冷却固化過程を経て結晶化する。
【００４３】
次に、半導体膜１の表面にフォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスク５５１を介して半導体膜１をエッチングすることにより、図６（Ｂ）に示すように、島状の半導体膜１（能動層）を形成するための半導体膜を各々分離した状態に形成する。
【００４４】
次に、３５０℃以下の温度条件下で、半導体膜１の表面を含むＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’の全面に、ＣＶＤ法等によりシリコン酸化膜等からなるゲート絶縁膜２を５０ｎｍ〜１５０ｎｍの厚さに形成する。このときの原料ガスは、例えばＴＥＯＳと酸素ガスとの混合ガスを用いることができる。このゲート絶縁膜２は、シリコン酸化膜に代えて、シリコン窒化膜であってもよい。
【００４５】
次に、図示を省略するが、所定のレジストマスクを介して半導体膜１の延設部分１ｆに不純物イオンを打ち込んで、容量線３ｂとの間に蓄積容量６０を構成するための下電極を形成する（図４および図５参照）。
【００４６】
次に、図６（Ｃ）に示すように、スパッタ法等により、ＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’の全面に、走査線３ａ等を形成するためのアルミニウム、タンタル、モリブデン等からなる金属膜、またはこれらの金属のいずれかを主成分とする合金膜からなる導電膜３を１００ｎｍ〜８００ｎｍの厚さに形成した後、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスク５５２を形成する。
【００４７】
次に、レジストマスクを介して導電膜３をドライエッチングし、図６（Ｄ）に示すように、走査線３ａ（ゲート電極）、容量線３ｂ等を形成する。
【００４８】
次に、画素ＴＦＴ部および駆動回路のＮチャネルＴＦＴ部（図示せず）の側には、走査線３ａやゲート電極をマスクとして、約０．１×１０13／ｃｍ2〜約１０×１０13／ｃｍ2のドーズ量で低濃度の不純物イオン（リンイオン）を打ち込んで、走査線３ａに対して自己整合的に低濃度領域１ｂを形成する。ここで、走査線３ａの真下に位置し、不純物イオンが導入されなかった部分は半導体膜１のままのチャネル形成用領域１ａ’となる。
【００４９】
次に、図７（Ａ）に示すように、画素ＴＦＴ部では、走査線３ａ（ゲート電極）より幅の広いレジストマスク５５３を形成して高濃度の不純物イオン（リンイオン）を約０．１×１０15／ｃｍ2〜約１０×１０15／ｃｍ2のドーズ量で打ち込み、高濃度ソース領域１ａ、高濃度領域１ｃおよび高濃度ドレイン領域１ｄを形成する。
【００５０】
これらの不純物導入工程に代えて、低濃度の不純物の打ち込みを行わずにゲート電極より幅の広いレジストマスクを形成した状態で高濃度の不純物（リンイオン）を打ち込み、オフセット構造のソース領域およびドレイン領域を形成してもよい。また、走査線３ａをマスクにして高濃度の不純物を打ち込んで、セルフアライン構造のソース領域およびドレイン領域を形成してもよい。
【００５１】
次に、図７（Ｂ）に示すように、走査線３ａの表面側に、ＣＶＤ法等により、シリコン酸化膜等からなる層間絶縁膜４を３００ｎｍ〜８００ｎｍの厚さに形成する。このときの原料ガスは、例えば、ＴＥＯＳと酸素ガスとの混合ガスを用いることができる。次に、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスク５５４を形成する。
【００５２】
次に、レジストマスク５５４を介して層間絶縁膜４のドライエッチングを行い、図７（Ｃ）に示すように、層間絶縁膜４においてソース領域およびドレイン領域に対応する部分等にコンタクトホールをそれぞれ形成する。
【００５３】
次に、図７（Ｄ）に示すように、層間絶縁膜４の表面側に、データ線６ａ（ソース電極）等を構成するためのアルミニウム膜、チタン膜、窒化チタン膜、タンタル膜、モリブデン膜、またはこれらの金属のいずれかを主成分とする合金膜、または積層膜からなる金属膜６をスパッタ法等で１００ｎｍ〜８００ｎｍの厚さに形成した後、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスク５５５を形成する。
【００５４】
次に、レジストマスク５５５を介して金属膜６にドライエッチングを行い、図８（Ａ）に示すように、データ線６ａおよびドレイン電極６ｂを形成する。
【００５５】
次に、図８（Ｂ）に示すように、シリコン窒化膜からなる第２層間絶縁膜５を、データ線６ａおよびドレイン電極６ｂの表面側にＣＶＤ法等により１００ｎｍ〜８００ｎｍの膜厚に形成する。
【００５６】
次に、図９（Ａ）に示すように、アクリル樹脂等の有機系の透光性の感光性樹脂７ａを３．０μｍ以上の厚さに例えばスピンコート法で塗布した後、感光性樹脂７ａをフォトリソグラフィー技術を用いてパターニングすることによって、図９（Ｂ）に示すように、表面に複数の凸部パターン７ｇが形成された凸部形成層７を形成する。
【００５７】
この際、形成すべき凸部パターン７ｇに対応したパターンを有するフォトマスクを用いるが、仮にポジタイプの感光性樹脂を用いる場合には凸部パターン７ｇの個所が遮光パターンとなったフォトマスクを用いればよい。また、ネガタイプの感光性樹脂を用いる場合には凸部パターン７ｇの個所が透光パターンとなったフォトマスクを用いればよい。このようなフォトマスクを用いて、当該製造プロセスで使用する露光装置が持っている焦点深度を外れた領域にフォーカス位置を設定して感光性樹脂７ａの露光を行う。例えば、焦点深度を外す距離としては数十μｍ程度とするのが望ましい。その後、露光済みの感光性樹脂７ａの現像を行うことにより、感光性樹脂７ａの表面に凸部パターン７ｇが形成される。
【００５８】
次に、図９（Ｃ）に示すように、フォトリソグラフィー技術を利用して感光性樹脂７ａ（図９（Ｃ）参照）をドレイン電極６ｂの表面に達するまで開口させて、コンタクトホール１５を形成する。
【００５９】
次に、図１０（Ａ）に示すように、凸部形成層７およびコンタクトホール１５の表面に、スパッタリング法等によってアルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、またはチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等との積層膜のような反射性を備えた金属膜９ａを形成する。
【００６０】
次に、図１０（Ｂ）に示すように、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて、金属膜９ａをパターニングして反射電極９を形成する。このようにして形成した反射電極９は、ドレイン電極６ｂと電気的に接続されるとともに、その表面には、凸部形成層７表面の凸部パターン７ｇによって平坦部のない、なだらかな形状の凸部パターン９ｇが形成されている。
【００６１】
その後、反射電極９上にポリイミドからなる配向膜１２を形成する。それには、ポリイミド膜を形成した後、ラビング処理を施せばよい。以上の工程を経て、ＴＦＴアレイ基板１０が完成する。
【００６２】
一方、対向基板２０については、ガラス等からなる基板本体２０’を用意し、基板本体２０’表面の画素間に対応する領域に遮光膜２３を形成した後、スパッタリング法等によりＩＴＯ等の透明導電性材料を堆積し、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることにより、基板本体２０’のほぼ全面に共通電極２１を形成する。さらに、共通電極２１の全面に、配向膜形成用の塗布液を塗布した後、ラビング処理を施すことにより、配向膜２２を形成し、対向基板２０が製造される。
【００６３】
上述のようにして製造されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを、配向膜１２，２２が互いに対向するようにシール材を介して貼り合わせ、真空注入法などの方法により両基板間の空間に液晶を注入し、液晶層５０を形成する。最後に、こうしてできた液晶セルの外側に必要に応じて位相差板、偏光板等を貼付し、本実施の形態の液晶表示装置１００が完成する。
【００６４】
本実施の形態の液晶表示装置１００の製造プロセスにおいては、反射電極９の下地となる感光性樹脂７ａを露光する際にフォーカスが合った状態で露光を行うのではなく、その露光装置が持つ焦点深度を外れた領域に意図的にフォーカス位置を設定する、いわゆる意図的にデフォーカスをかけた状態で感光性樹脂７ａの露光を行うようにしている。これにより、下地の段差部の形状がくっきりと再現されずに全体がぼけ、例えば図５における容量線３ｂの上方に位置する凸部パターン９ｇのように、基板上の構造物の形状が感光性樹脂７ａの表面に反映されず、表面がなだらかな湾曲面を形成することができる。
【００６５】
このように、露光装置の焦点深度を外れた領域にフォーカスを設定して感光性樹脂７ａの露光を行い、この感光性樹脂７ａの現像を行って凸部パターン７ｇを形成した後、凸部パターン７ｇの表面を含む全面に反射電極９を形成しているので、３．０μｍ以上といった厚い膜厚に感光性樹脂７ａを形成して露光量を上げ、下地に段差部が存在するような場合であっても、凸部パターン９ｇの表面に平坦面ができにくく、反射電極９の表面で入射光が充分に散乱するため、反射光の散乱特性を従来に比べて向上することができる。その結果、広い視野角で明るい反射表示が得られる液晶表示装置を実現することができる。また、膜厚が非常に厚い感光性樹脂７ａが反射電極９の下に介在することになるため、寄生容量が小さくなることで信号なまり等を防止でき、表示特性に優れた液晶表示装置を得ることができる。
【００６６】
さらに、露光工程において、露光時間内に焦点深度を外れた領域で連続的にフォーカス位置を振るようにしてもよい。露光工程の再現性について考えた時、特に感光性樹脂７ａが厚くなると、ベストフォーカスで露光量を上げて露光を行ったのでは製造バラツキが大きく、再現性の低下が避けられない。その点、本実施の形態の方法によれば、もともとフォーカスが合っていない状態でぼけた形状の凸部パターン７ｇを形成するため、ベストフォーカスの場合と比べて逆に再現性が向上する効果が得られるが、さらに露光時間内に焦点深度を外れた領域で連続的にフォーカス位置を振ると、異なるフォーカス位置での異なる露光光の強度分布が平均化されて感光性樹脂７ａに照射されるため、強度分布の平均化の作用によって再現性をより向上することができる。
【００６７】
また本実施の形態によれば、凸部パターン９ｇの表面が充分になだらかな反射電極９を得ることができるが、反射電極９を形成する前に凸部パターン７ｇを形成した感光性樹脂７ａ付きの基板を熱処理することによって凸部パターン７ｇの表面をよりなだらかな曲面に形状変化させることができる。
なお、本実施の形態においては、図４及び図５に示したように、感光性樹脂により複数の凸部を形成する場合を例として説明したが、複数の凸部の代わりに複数の凹部を形成する場合にも、全く同様に応用することができる。
【００６８】
［電子機器］
上記実施の形態の液晶表示装置を備えた電子機器の例について説明する。
図１１は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１１において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の液晶表示装置を用いた液晶表示部を示している。
【００６９】
図１２は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１２において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は上記の液晶表示装置を用いた液晶表示部を示している。
【００７０】
図１３は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１３において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置本体、符号１２０６は上記の液晶表示装置を用いた液晶表示部を示している。
【００７１】
図１１〜図１３に示す電子機器は、上記実施の形態の液晶表示装置を用いた液晶表示部を備えているので、広い視野角で明るい反射表示が視認可能な液晶表示部を備えた電子機器を実現することができる。
【００７２】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施の形態ではＴＦＴをスイッチング素子としたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置に本発明を適用した例を示したが、その他、ＴＦＤをスイッチング素子としたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置、あるいは一対の基板の各々に走査電極、データ電極を備えたパッシブマトリクス方式の液晶表示装置に本発明を適用することも可能である。また、上記実施の形態では内蔵反射板タイプの液晶表示装置に本発明の反射板を適用した例を示したが、反射板を基板上に単体で形成し、液晶セルの外面に外付けしたタイプの液晶表示装置に本発明を適用することもできる。
【００７３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、特に感光性樹脂膜を厚く形成した場合や下地に段差部が存在する場合であっても、表面がなだらかな湾曲面となった複数の凹凸部を備えた反射板を再現性良く得ることができる。また、このような反射板を備えたことで視野角や明るさ等の反射表示特性に優れた液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態の液晶表示装置を各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図である。
【図２】  図１のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。
【図３】  同、液晶表示装置の画像表示領域においてマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。
【図４】  同、液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の一つの画素を示す平面図である。
【図５】  図４のＡ−Ａ'線における画素の断面図である。
【図６】  同、液晶表示装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図７】  同、工程断面図の続きである。
【図８】  同、工程断面図の続きである。
【図９】  同、工程断面図の続きである。
【図１０】  同、工程断面図の続きである。
【図１１】  本発明の電子機器の一例を示す斜視図である。
【図１２】  同、電子機器の他の例を示す斜視図である。
【図１３】  同、電子機器のさらに他の例を示す斜視図である。
【図１４】  （Ａ）本発明の反射板の製造方法における露光工程の作用を説明するための図、（Ｂ）従来の方法における露光工程の作用を説明するための図である。
【符号の説明】
７  凸部形成層
７ａ  感光性樹脂
９  反射電極
１０  ＴＦＴアレイ基板
２０  対向基板
３０  ＴＦＴ
５０  液晶
１００  液晶表示装置
【図１】
0003975758.tif 000002
【図２】
0003975758.tif 000003
【図３】
0003975758.tif 000004
【図４】
0003975758.tif 000005
【図５】
0003975758.tif 000006
【図６】
0003975758.tif 000007
【図７】
0003975758.tif 000008
【図８】
0003975758.tif 000009
【図９】
0003975758.tif 000010
【図１０】
0003975758.tif 000011
【図１１】
0003975758.tif 000012
【図１２】
0003975758.tif 000013
【図１３】
0003975758.tif 000014
【図１４】
0003975758.tif 000015