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JP2003050389A - 半透過型型液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

半透過型型液晶表示装置及びその製造方法

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JP2003050389A
JP2003050389A JP2001237887A JP2001237887A JP2003050389A JP 2003050389 A JP2003050389 A JP 2003050389A JP 2001237887 A JP2001237887 A JP 2001237887A JP 2001237887 A JP2001237887 A JP 2001237887A JP 2003050389 A JP2003050389 A JP 2003050389A
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道昭 坂本
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悟史 井樋田
Hidenori Ikeno
英徳 池野
Masaki Shinohara
正樹 篠原
Shigeru Kimura
茂 木村
Kenji Morio
健二 森尾
Kazuo Saeki
和郎 佐伯
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Abstract

(57)【要約】 【課題】透過モードと反射モードのパネルの電圧−輝度
特性を一致させることができ、また、反射電極膜及び透
過電極膜に起因する画素欠陥の発生を抑制することがで
きる半透過型液晶表示装置及びその製造方法の提供。 【解決手段】各々の画素に透過領域と反射領域とを備え
る半透過型液晶表示装置において、アクティブマトリク
ス基板１２上に、反射電極膜６の凹凸を形成する凹凸膜
１１を形成するに際し、透過領域と反射領域の双方に略
等しい膜厚で凹凸膜１１を形成し、各々の領域における
基板間ギャップを略等しくすることによりＶ−Ｔ特性を
一致させると共に、Ａｌ／Ｍｏからなる反射電極膜６を
ＩＴＯからなる透過電極膜５の外周全体にわたって２μ
ｍ以上の幅でオーバーラップさせることにより透過電極
膜５端部におけるＩＴＯとＡｌとの電食反応を抑制す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置及び
その製造方法に関し、特に、画素中に透過領域と反射領
域とを備えた半透過型のアクティブマトリクス型液晶表
示装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置は、小型、薄型、低消費電
力という特徴から、ＯＡ機器、携帯機器等の広い分野で
実用化が進められている。この液晶表示装置は透過型と
反射型に分類され、透過型の液晶表示装置は、ＣＲＴや
ＥＬ表示装置と異なり自ら発光する機能を有していない
ため、別途バックライト光源を設けており、液晶パネル
でバックライト光の透過／遮断を切り替えることにより
表示が制御される。
【０００３】このような透過型液晶表示装置では、バッ
クライト光により周囲環境によらず明るい画面を得るこ
とができるが、一般にバックライト光源の消費電力は大
きく、液晶表示装置の電力の半分近くがバックライト光
源に消費されるため、消費電力増大の要因となってしま
う。特に、液晶表示装置をバッテリーで駆動する場合に
は、動作時間の減少を招いてしまい、大型のバッテリー
を搭載すると装置全体の重量が大きくなり小型化、軽量
化の妨げとなってしまう。
【０００４】そこで、上記バックライト光源の消費電力
の問題を解決するために、周囲光を利用して表示する反
射型液晶表示装置が提案されている。この反射型液晶表
示装置は、バックライト光源の代わりに反射板を設け、
反射板による周囲光の透過／遮断を液晶パネルで切り替
えることにより表示が制御されるものであり、バックラ
イト光源を設ける必要がないため、消費電力の低減、小
型、軽量化を図ることができるが、一方、周囲が暗い場
合には視認性が著しく低下してしまうという問題を有し
ている。
【０００５】このように、透過型液晶表示装置や反射型
液晶表示装置にはそれぞれ一長一短があり、安定した表
示を得るためにはバックライト光源が必要であるが、バ
ックライトのみを光源とすると消費電力の増大は避けら
れない。そこで、バックライト光源の消費電力を抑え、
かつ周囲の環境によらず視認性を担保することができる
液晶表示装置として、各々の画素に透過領域と反射領域
とを設け、透過型の表示と反射型の表示を一つの液晶パ
ネルで実現することができる半透過型液晶表示装置が特
開平１１−１０１９９２号公報等に提案されている。
【０００６】ここで、従来の半透過型液晶表示装置につ
いて、図１８を参照して説明する。図１８は、従来の半
透過型液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【０００７】図１８に示すように、従来の半透過型液晶
表示装置は、薄膜トランジスタ３（Thin Film Transist
or、以下ＴＦＴと略す）等のスイッチング素子が形成さ
れるアクティブマトリクス基板１２と、カラーフィル
タ、ブラックマトリクス等が形成される対向基板１６
と、両基板に狭持される液晶層１７と、アクティブマト
リクス基板１２の下方に配置されるバックライト光源１
８とから構成される。
【０００８】また、アクティブマトリクス基板１２は、
ゲート線及びデータ線と、それらの交点近傍にＴＦＴ３
が配設され、ＴＦＴ３のドレイン電極２ａはデータ線
に、ソース電極２ｂは画素電極に接続されている。そし
て、画素領域はバックライト光を透過する透過領域と周
囲光を反射する反射領域とに分割され、透過領域には、
パッシベーション膜１０上に透明電極膜５が形成され、
反射領域には、有機膜からなる凹凸膜１１上に金属から
なる反射電極膜６が形成されている。
【０００９】このような構造の半透過型液晶表示装置で
は、透過領域ではアクティブマトリクス基板１２の裏面
から照射されるバックライト光が液晶層１７を通過して
対向基板１６から出射され、反射領域では対向基板１６
から入射した周囲光が一旦液晶層１７に入射して、反射
電極膜６で反射されて再び液晶層１７を通って対向基板
１６から出射されるため、透過領域と反射領域とで光路
長に差が生じてしまう。
【００１０】そこで、従来は反射領域のみに有機膜から
なる凹凸膜１１を厚く形成し、反射領域の液晶層１７の
ギャップが透過領域の液晶層１７のギャップの約半分に
なるように設定することによって、各々の領域における
液晶層１７の光路長を略等しくし、出射光の偏光状態を
調整していた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】一般に、液晶パネルの
階調−輝度特性は、透過領域と反射領域とで一致させ
て、透過モードと反射モードとで画像の見栄えを一致さ
せる必要がある。このため、透過モードと反射モードの
パネルの電圧−輝度特性（Ｖ−Ｔ特性）を一致させるこ
とが求められる。
【００１２】しかしながら、上述した従来の半透過型液
晶表示装置では、反射領域と透過領域とで液晶層１７の
ギャップ、すなわちアクティブマトリクス基板１２側の
電極と対向基板１６側の電極との間隔が異なるため、各
々の領域における液晶に印加される電界を等しくするこ
とができず、結果として各々の領域で輝度が変化してし
まい、表示品位が低下してしまうという問題がある。
【００１３】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであって、その主たる目的は、透過モードと反射モー
ドのパネルの電圧−輝度特性を一致させることができ、
また、反射電極膜及び透過電極膜に起因する画素欠陥の
発生を抑制することができる半透過型液晶表示装置及び
その製造方法を提供することにある。
【００１４】
【問題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の半透過型液晶表示装置は、第１の基板上
に、互いに略直交する複数の走査線及び複数の信号線
と、前記走査線と前記信号線との交点近傍に配設される
スイッチング素子とを備え、前記走査線と前記信号線と
で包囲される各々の画素に、透明電極膜が形成される透
過領域と反射電極膜が形成される反射領域とを有し、前
記第１の基板と該第１の基板に対向配置される第２の基
板とのギャップに液晶が狭持されてなる半透過型液晶表
示装置において、前記反射電極膜下層に配設され、該反
射電極膜の凹凸を形成する有機膜が、前記透明電極膜下
層においても略等しい膜厚で凹凸状に形成され、前記透
過領域及び前記反射領域における前記ギャップが略等し
く設定されるものである。
【００１５】また、本発明においては、前記反射電極膜
が、前記各々の画素を分割した場合に前記スイッチング
素子が配設される側に形成され、該スイッチング素子の
端子と前記反射電極膜とが前記有機膜に設けたスルーホ
ールを介して接続され、前記透明電極膜が、前記反射電
極膜とのオーバーラップ領域において接続されている構
成とすることもできる。
【００１６】また、本発明においては、前記第１の基板
周囲の、前記信号線をゲート層により引き出す部分（Ｇ
−Ｄ変換部）が、前記反射電極膜又は前記透明電極膜の
いずれかに一方により接続されている構成とすることも
できる。
【００１７】また、本発明においては、前記第１の基板
及び前記第２の基板の、前記液晶狭持面と反対側の面
に、前記基板側からλ／４板と偏光板がこの順に配設さ
れ、前記第１の基板外側の前記偏光板と前記第２の基板
外側の前記偏光板とが、偏光軸が直交するように設定さ
れ、かつ、前記液晶のツイスト角が略７２°に設定され
ていることが好ましい。
【００１８】本発明の製造方法は、互いに略直交する複
数の走査線及び複数の信号線と、前記走査線と前記信号
線との交点近傍に配設されるスイッチング素子とを備え
る第１の基板の、前記走査線と前記信号線とで包囲され
る各々の画素に、反射電極膜を有する反射領域と透明電
極膜を有する透過領域とを形成し、前記第１の基板と該
第１の基板に対向配置される第２の基板とのギャップに
液晶を狭持する半透過型液晶表示装置の製造方法におい
て、前記反射電極膜下層及び前記透明電極膜下層に、略
等しい膜厚の凹凸状の有機膜を形成するに際し、透過部
と遮光部と半透過部とを有するハーフトーンマスクを用
いて、前記凹凸と前記有機膜を完全に除去する部分とを
同時に形成するものである。
【００１９】また、本発明の製造方法は、互いに略直交
する複数の走査線及び複数の信号線と、前記走査線と前
記信号線との交点近傍に配設されるスイッチング素子と
を備える第１の基板の、前記走査線と前記信号線とで包
囲される各々の画素に、反射電極膜を有する反射領域と
透明電極膜を有する透過領域とを形成し、前記第１の基
板と該第１の基板に対向配置される第２の基板とのギャ
ップに液晶を狭持する半透過型液晶表示装置の製造方法
において、前記反射電極膜下層及び前記透明電極膜下層
に、略等しい膜厚の凹凸状の有機膜を形成するに際し、
第１の有機膜を散点状に形成し、所定の熱処理を施して
凸部を形成し、第２の有機膜で該凸部をなだらかに埋め
て所定の凹凸を形成するものである。
【００２０】本発明においては、前記反射電極膜の一部
を除去して前記透過領域を規定する窓部を形成するに際
し、前記基板の法線方向から見て、前記窓部の全周にお
いて、前記透過電極膜と所定の幅でオーバーラップする
ように前記反射電極膜をエッチングする構成とすること
ができ、前記オーバーラップの幅が略２μｍ以上となる
ようにエッチングを行うことが好ましい。
【００２１】また、本発明においては、前記反射電極膜
をバリア金属膜と反射金属膜の２層構造とし、各々の金
属膜を略１００ｎｍ以上、又は、略２００ｎｍ以上の膜
厚で形成することが好ましい。
【００２２】また、本発明においては、前記バリア金属
膜又は前記反射金属膜の少なくとも一方を形成するに際
し、金属膜を所定の膜厚まで一旦成膜した後、アルカリ
洗浄を行い、その後、再度成膜して所望の膜厚の金属膜
を形成する構成とすることもできる。
【００２３】また、本発明においては、前記バリア金属
膜としてＭｏを用い、前記反射金属膜としてＡｌを用い
ることが好ましい。
【００２４】また、本発明においては、前記透明電極を
形成する前の、ＵＶ光を用いた洗浄工程において、該Ｕ
Ｖ光の照射量を１００ｍＪ未満に制限する構成とするこ
ともできる。
【００２５】また、本発明の半透過型アクティブマトリ
クス基板の製造方法は、互いに略直交する複数の走査線
及び複数の信号線と、前記走査線と前記信号線との交点
近傍に配設されるスイッチング素子とを備え、前記走査
線と前記信号線とで包囲される各々の画素に、反射電極
膜を有する反射領域と透明電極膜を有する透過領域とを
形成する半透過型アクティブマトリクス基板の製造方法
であって、前記走査線と前記信号線と前記スイッチング
素子とを形成した基板上に、パッシベーション膜を堆積
し、前記基板周囲に設ける、前記信号線をゲート層によ
り引き出す部分（Ｇ−Ｄ変換部）に第１のコンタクトホ
ールを形成する工程と、該第１のコンタクトホールに所
定の導電部材を埋設して前記Ｇ−Ｄ変換部を接続する工
程と、前記透過領域と前記反射領域とに有機膜を略等し
い膜厚で堆積した後、表面に凹凸を形成すると共に前記
スイッチング素子の端子上の前記有機膜を除去して第２
のコンタクトホールを形成する工程と、前記透過領域の
前記有機膜上に透明電極膜を形成する工程と、前記透明
電極膜の全周にわたって所定の幅でオーバーラップする
ように反射電極膜を形成し、前記第２のコンタクトホー
ルを介して前記端子と前記反射電極膜とを接続する工程
とを少なくとも有するものである。
【００２６】また、本発明の半透過型アクティブマトリ
クス基板の製造方法は、互いに略直交する複数の走査線
及び複数の信号線と、前記走査線と前記信号線との交点
近傍に配設されるスイッチング素子とを備え、前記走査
線と前記信号線とで包囲される各々の画素に、反射電極
膜を有する反射領域と透明電極膜を有する透過領域とを
形成する半透過型アクティブマトリクス基板の製造方法
であって、前記走査線と前記信号線と前記スイッチング
素子とを形成した基板上に、パッシベーション膜を堆積
し、前記基板周囲に設ける、前記信号線をゲート層によ
り引き出す部分（Ｇ−Ｄ変換部）に第１のコンタクトホ
ールを形成する工程と、前記透過領域と前記反射領域と
に有機膜を略等しい膜厚で堆積した後、表面に凹凸を形
成すると共に前記スイッチング素子の端子上の前記有機
膜を除去して第２のコンタクトホールを形成する工程
と、前記透過領域の前記有機膜上に透明電極膜を形成す
ると共に前記第１のコンタクトホールを該透明電極膜で
埋設して前記Ｇ−Ｄ変換部を接続する工程と、前記透明
電極膜の全周にわたって所定の幅でオーバーラップする
ように反射電極膜を形成し、前記第２のコンタクトホー
ルを介して前記端子と前記反射電極膜とを接続する工程
とを少なくとも有するものである。
【００２７】このように、本発明は上記構成により、透
過領域と反射領域とで液晶層のギャップを略等しくする
ことができるため、透過モードと反射モードとでＶ−Ｔ
特性を一致させることができ、また、透明電極膜の密着
性を向上させ、透明電極膜端部の保護を確実に行うこと
により、反射電極膜形成用ＰＲ工程の現像液に起因して
生じる欠陥の発生を抑制することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】本発明に係る半透過型液晶表示装
置の各態様について、図面を参照して以下に説明する。
【００２９】前述したように、一般に半透過型液晶表示
装置においては、パネルの階調−輝度特性は、透過部と
反射部で一致させて、透過モードと反射モードで画像の
見栄えを一致させる必要がある。このため、透過モード
と反射モードのパネルの電圧−輝度特性（Ｖ−Ｔ特性）
を一致させることが求められる。
【００３０】そこで、本発明者は先願（特願２００１−
１３２７４４号）において、反射領域のみならず透過領
域にも所定の膜厚の絶縁膜を設け、透過領域と反射領域
の各々の領域における液晶層のギャップを略等しくなる
ようにし、かつ、液晶パネルの両側に偏光板及び位相差
板からなる偏光調整手段を設けて、これらの光学部材の
光学的特性及び液晶のツイスト角を調整することによっ
て良好な表示を可能とする半透過型液晶表示装置を提案
している。本願発明について説明する前に、まず、この
先願に係る技術について、図１６及び図１７を参照して
説明する。図１６は、先願に係る半透過型液晶表示装置
のアクティブマトリクス基板の構成を示す平面図であ
り、図１７は、図１６のＣ−Ｃ′線における断面図であ
る。
【００３１】図１６及び図１７に示すように、上記先願
に係る半透過型液晶表示装置は、アクティブマトリクス
基板１２と、対向基板１６と、両基板間に狭持されてい
る液晶層１７と、アクティブマトリクス基板１２の下方
に配置されているバックライト光源１８と、アクティブ
マトリクス基板１２及び対向基板１６の各々の外側に設
けられる複数の位相差板２０ａ、２０ｂ及び偏光板１９
ａ、１９ｂとから構成されている。
【００３２】また、アクティブマトリクス基板１２は、
透明絶縁基板８上に形成されるゲート線１、ゲート電極
１ａ、コモンストレージ線４、補助容量電極４ａと、ゲ
ート絶縁膜９を介して形成される半導体層、データ線
２、ソース／ドレイン電極、容量用蓄積電極２ｃと、こ
れらを覆うパッシベーション膜１０と、パッシベーショ
ン膜１０上に散在して形成される第１の絶縁膜１１ａ
と、第１の絶縁膜の間を埋めて表面に適度な凹凸を形成
する第２の絶縁膜１１ｂと、第２の絶縁膜１１ｂ上に形
成される反射電極膜６と、第２の絶縁膜１１ｂ上におい
て反射電極膜６と一部が重なり合うように形成される透
明電極膜５とから構成される。
【００３３】この第１の絶縁膜１１ａは、反射領域にお
いて散点状に形成され、透過領域においては平坦に形成
されており、第１の絶縁膜１１ａの表面形状を反映し
て、反射領域では第２の絶縁膜１１ｂ上に形成される反
射電極膜６は凹凸状に、透過領域では第２の絶縁膜１１
ｂ上に形成される透明電極膜５は平坦に形成されてい
る。
【００３４】そして、両基板の外側に設けられる位相差
板２０ａ、２０ｂの配置角、偏光板１９ａ、１９ｂの偏
光角、両基板のラビング角、液晶のツイスト角、液晶層
１７のギャップ等の各部位の光学的特性を適宜設定する
ことにより、残留リタデーションを排除すると共に、広
い帯域での位相差補償を可能とし、高いコントラスト比
を得ることができる。
【００３５】しかしながら、上記先願では、第１の絶縁
膜１１ａを反射領域において散点状に形成した後、所定
の条件で熱処理を加えることによって所望の凸形状を形
成しているが、透過領域と反射領域とで熱処理前の第１
の絶縁膜１１ａのパターン形状が異なるために、熱処理
後の第１の絶縁膜１１ａの膜厚が、反射領域では薄く、
透過領域では厚くなり、従って、各々の領域で液晶層１
７のギャップに微妙な差が生じてしまう。
【００３６】また、図１６に示すように、各画素の中央
部において、反射電極膜６は透明電極膜５とオーバーラ
ップするように形成されているが、隣接画素との境界部
分（例えば、図上側のゲート線１上）において両電極は
オーバーラップしていないため、反射電極膜６形成用Ｐ
Ｒ時において、透明電極膜５端部の反射電極膜６の亀裂
から現像液がしみ込み、反射電極膜６を構成するＡｌと
透明電極膜５を構成するＩＴＯとの間で電食反応が起こ
り、ＡｌやＩＴＯが浸食されてしまう可能性がある。
【００３７】更に、導電シールにより対向電極１５とア
クティブマトリクス基板１２側の電極パッドとの接続を
行う場合、導電シールが引き出し配線上を走るため、液
晶パネル外側の封止領域近傍におけるショートを防止す
るために、データ線２をゲート層と接続してゲート層で
引き出す（以降、Ｇ−Ｄ変換と呼ぶ。）を行うことが好
ましい。そのためにはＧ−Ｄ変換をゲート、ドレインメ
タルの上層メタルを用いて接続する必要があり、コンタ
クト抵抗を低減し、上記ＡｌとＩＴＯの電食反応を抑制
しつつ、少ないＰＲ数で製造可能なプロセスを確立する
必要がある。
【００３８】そこで、本願発明では、透過領域と反射領
域とでギャップを均一にしてＶ−Ｔ特性を一致させ、か
つ、反射電極膜６と透明電極膜５との電食反応を抑制す
ることができる半透過型液晶表示装置の構造及びその製
造方法について提案する。以下に図面を参照して詳述す
る。
【００３９】［実施形態１］まず、本発明の第１の実施
形態に係る半透過型液晶表示装置の原理及び構造につい
て、図１乃至図５を参照して説明する。図１は、第１の
実施形態に係る半透過型液晶表示装置の構成を示す平面
図であり、図２は、図１のＡ−Ａ′線における断面図で
ある。また、図３は本実施形態の半透過型液晶表示装置
の各部位における偏光状態を示す図であり、図４は、ギ
ャップと液晶のツイスト角との関係を示す図、図５は、
各条件におけるＶ−Ｔ特性を示す図である。なお、本実
施形態は、透過領域と反射領域のギャップを等しくする
ために透過領域にも反射領域と同様に凹凸膜を形成する
ことを特徴とするものである。
【００４０】図１及び図２に示すように、本実施形態の
半透過型液晶表示装置は、アクティブマトリクス基板１
２と、対向基板１６と、両基板間に狭持されている液晶
層１７と、アクティブマトリクス基板１２の下方に配置
されているバックライト光源１８と、アクティブマトリ
クス基板１２及び対向基板１６の各々の外側に設けられ
る位相差板２０ａ、２０ｂ及び偏光板１９ａ、１９ｂと
から構成されている。
【００４１】また、アクティブマトリクス基板１２は、
透明絶縁基板８上に、ゲート線１及びゲート電極１ａ、
コモンストレージ線４、補助容量電極４ａ、ゲート絶縁
膜９、半導体層、データ線２及びソース／ドレイン電
極、容量用蓄積電極２ｃが各々形成され、それらを覆う
パッシベーション膜１０上には透過領域と反射領域の双
方の領域に同一形状の凹凸膜１１が配設されている。そ
して、透過領域にはＩＴＯ等からなる透明電極膜５が形
成され、反射領域にはＡｌ／Ｍｏ等の金属からなる反射
電極膜６が形成されている。このように、反射領域と透
過領域とで凹凸膜１１の形状は同一であるため両領域の
高さは略同一（具体的には、高さの差が１μｍ以下）と
なり、従って液晶層１７のギャップも略同一となる。
【００４２】ここで、図３乃至図５を参照して、両基板
の外側の偏光板及び位相差板の配置、液晶のツイスト角
の設定について説明した後、反射領域と超過領域におけ
るギャップを略同一とすることの意義について説明す
る。
【００４３】（上側の偏光板、λ／４板の配置）反射領
域をノーマリーホワイト、すなわち対向基板と画素電極
間に電圧がかからずに液晶がねている状態で白、液晶が
立っている状態で黒とするため、液晶層１７と偏光板１
９ｂとの間に位相差板（λ／４板）２０ｂを配置する。
λ／４板２０ｂを偏光板１９ｂの光学軸に対して４５°
回転させて挟むことにより、偏光板１９ｂを通過した直
線偏光（水平）は、右まわり円偏光となる。右回り円偏
光となった光は液晶のギャップｄ１を所定の値にするこ
とで反射電極膜６に直線偏光として到達する。反射電極
膜６では直線偏光は直線偏光として反射され、液晶層１
７を出射するときは右まわり円偏光となる。これがλ／
４板２０ｂにより直線偏光（水平）となり、水平方向に
光学軸を持つ偏光板１９ｂを出射し、白表示となる。
【００４４】次に、液晶層１７に電圧がかかった場合は
液晶が立つ。このとき、液晶層１７に右回り円偏光とし
て入射した光は反射電極膜６まで右周り円偏光のまま到
達し、反射電極膜６により右まわり円偏光は左まわり円
偏光として反射する。そして、左周り円偏光のまま液晶
層１７を出射したのち、λ／４板２０ｂにより直線偏光
（垂直）として変換され、偏光板２０ｂに吸収されて光
は出射しない。このため黒表示となる。
【００４５】（下側のλ／４板、偏光板の配置）透過の
場合、電圧のかけた状態で黒表示となるように下側のλ
／４板２０ａ、偏光板１９ａの光学軸の配置角が決定さ
れる。下側偏光板１９ａは上側の偏光板１９ｂとクロス
ニコルに、すなわち９０°回転した方向に配置される。
また、上側のλ／４板２０ｂの影響をキャンセル（補
償）するため、下側のλ／４板２０ａもまた９０°回転
して配置される。液晶は電圧をかけた状態では立ってい
るため、光の偏光状態は変化しないので、結局、偏光板
１９ａ、１９ｂがクロスニコルに配置されていることと
光学的には等価となり、電圧がかけた状態で黒表示とな
る。以上のようにして、半透過液晶パネルの光学部材の
配置、および光学軸の配置角が決定される。
【００４６】以上の配置角で光学部材を配置し、液晶の
ツイスト角φを０°〜９０°の範囲で変化させた時の、
それぞれ白の反射率および透過率が最大となる最適な反
射領域のギャップｄ１及び透過領域のギャップｄ２を図
４に示す。図４より、透過領域と反射領域の最適ギャッ
プは、液晶のツイスト角７２°で一致し、液晶のツイス
ト角が小さくなるにつれ、反射領域の最適ギャップの方
が透過領域の最適ギャップよりも小さくなる。
【００４７】そこで、本発明では、液晶としてΔｎ＝
０．０８６のネマティック液晶を用い、図４から、ギャ
ップ値ｄ１＝ｄ２＝２．７μｍ、ツイスト角を７２°に
設定した。この条件における透過モードと反射モードの
パネルの電圧−輝度特性（Ｖ−Ｔ特性）を図５（ａ）に
示す。また、比較例として従来例の条件（ツイスト角度
０°、ｄ１＝１．５μｍ、ｄ２＝２．７μｍ）における
Ｖ−Ｔ特性を図５（ｂ）に示す。
【００４８】図５から分かるように、本実施形態の構成
では、透過モードと反射モードとでＶ−Ｔ特性がよく一
致しており、凹凸膜１１を画素領域全面にわたって同一
形状で形成することによって、反射領域と透過領域とに
おける液晶層のギャップが略同一となり、Ｖ−Ｔ特性を
各々の領域で等しくし、表示品位を向上させることがで
きる。
【００４９】なお、本実施形態では、反射領域のみなら
ず透過領域にも同一形状の凹凸膜１１を形成したが、反
射領域と透過領域とでギャップが略等しくなる限りにお
いて、凹凸膜１１の形状は異なってもよい。例えば、前
記先願の構成において第１の絶縁膜を２回に分けて形成
し、散点状に形成する反射領域では熱処理による第１の
絶縁膜の形状の変化を考慮してやや厚めに形成し、第２
の絶縁膜を含めた合計の膜厚が両領域で略等しくなるよ
うに形成することもできる。
【００５０】［実施形態２］次に、本発明の第２の実施
形態に係る半透過型液晶表示装置について、図６及び図
７を参照して説明する。なお、本実施形態は、ＩＴＯ等
の透明電極膜とＡｌ／Ｍｏ等の反射電極膜との反応を抑
制するために、各々の電極膜の位置関係を規定したこと
を特徴とするものである。
【００５１】本実施形態の半透過型液晶表示装置１２
は、アクティブマトリクス基板１２と、対向基板１６
と、それらに挟まれた液晶層１７から構成され、アクテ
ィブマトリクス基板１２及び対向基板１６の外側には、
λ／４板、偏向板が前述した光学軸の配置角にて配置さ
れる。液晶層としては、例えばチッソ製、ＮＲ５２３７
ＬＡ（Δｎ＝０．０８６）のネマティック液晶を用いる
ことができ、前述したように、ギャップ値２．７μｍ、
ツイスト角７２°に設定されている。また、対向基板は
カラーフィルタと、基準電位を供給する対向電極とから
構成されている。
【００５２】図６及び図７に示すように、アクティブマ
トリクス基板１２には、走査信号を供給するためのゲー
ト線１及び容量を形成するコモンストレージ線４、補助
容量電極４ａと、映像信号を供給するためのデータ線２
と、それらの交点にはスイッチング素子としてのＴＦＴ
３が接続され、さらに各トランジスタに画素電極がマト
リクス状に配置されている。ＴＦＴ３のゲート電極１ａ
にはゲート線１が接続され、ドレイン電極にはデータ線
２が接続される。
【００５３】また、ＴＦＴ３上にはＴＦＴ３を保護する
ためにパッシベーション膜１０が設けられ、その上に反
射電極膜６の凹凸の下地となる凹凸層１１が感光性アク
リル樹脂などで形成される。そして、その上にＩＴＯな
どの透明性導電膜で透明電極膜５が形成され、さらにそ
の上にＡＬなどの反射率の高い金属により反射電極膜６
が形成される。
【００５４】ここで、前述したように本発明者の先願
（図１６及び図１７）では、隣接する画素間の領域で、
透明電極膜５と反射電極膜６とが離間しており、この領
域において、反射電極膜６をパターニングする際に透明
電極膜５端部が浸食され、画素欠陥が生じる場合があっ
た。
【００５５】そこで、本願発明では、この反射電極膜６
と透明電極膜５との電食反応を抑制すべく、種々の施策
を施している。その一つが、反射電極膜６と透明電極膜
５の位置関係の調整である。具体的には、図６に示すよ
うに各々の画素において反射電極膜６に透過領域となる
窓部を設け、その窓部の全周にわたって反射電極膜６が
透明電極膜５とオーバーラップするように両者の位置関
係を設定している。
【００５６】すなわち、浸食が起こる一つの要因とし
て、透明電極膜５の端部において、その上に堆積する反
射電極膜６に亀裂が入ったりカバレッジが不十分とな
り、反射電極膜６加工用のレジストパターン形成の際
に、上記カバレッジ不良部分から現像液がしみ込むこと
が考えられる。そこで、透明電極膜５と反射電極膜６と
の間に所定のオーバーラップ領域を設けることによっ
て、透明電極膜５端部をレジストパターンで覆い、現像
液が直接触れないようにして、透明電極膜５の浸食を防
止することができる。なお、このオーバーラップ量はカ
バレッジ不良部分を覆うことができればよく、本発明者
の実験によれば、２μｍ程度あればよいことを確認して
いる。
【００５７】また、透明電極膜５の全周にわたって反射
電極膜６をオーバーラップさせることによって透明電極
膜５と反射電極膜６との接触面積を大きくすることがで
きるという効果もある。すなわち、反射領域をＴＦＴ３
側に配置する場合、ＴＦＴ３のソース電極と反射電極膜
６とを凹凸層１１およびパッシベーション膜１０に設け
たコンタクトホール７を介して接続し、透明電極膜５を
反射電極膜６に接続することによってソース電極と透明
電極膜５とを接続することになるため、全周にわたって
オーバーラップさせることにより透明電極膜５と反射電
極膜６との接触抵抗を減少させることができる。更に、
透明電極膜５の全周を接続することにより、透明電極膜
５の電位を均一にする効果が期待でき、液晶に印加する
電圧を正確に制御することが可能となる。
【００５８】なお、上記実施形態では、反射電極膜６の
窓部として矩形状の窓部を一つ設けた構成について記載
したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではな
く、透明電極膜５の全周にわたって反射電極膜６がオー
バーラップすればよく、窓部の形状は多角形、円形、楕
円形等任意の形状とすることができ、各々の画素に複数
の窓部を設けてもよい。また、図７では、凹凸膜１１を
反射領域では凹凸状に、透過領域では平坦に形成した
が、図２に示すように、両方の領域で凹凸膜１１を凹凸
状にしてもよく、透明電極膜５及び反射電極膜６の表面
は任意の形状とすることができる。
【００５９】［実施形態３］次に、本発明の第３の実施
形態に係る半透過型液晶表示装置の製造方法について、
図８乃至図１０を参照して説明する。図８乃至図１０
は、アクティブマトリクス基板の製造における問題点を
説明するための図である。なお、本実施形態は、透明電
極膜と反射電極膜との間に生じる電食反応を製造条件に
より抑制することを特徴とするものである。
【００６０】前記した第２の実施形態では、図８（ｂ）
（図８（ａ）の不良部分の拡大図）に示すように、反射
電極膜６加工用のＰＲ工程の際、透明電極膜５端部の反
射電極膜６の亀裂から現像液がしみ込むという不具合
を、反射電極膜６と透明電極膜５の平面的な位置関係を
調整することにより抑制した。しかしながら、反射電極
膜６と透明電極膜５との間の電食反応をより確実に抑制
するためには、透明電極膜５の密着性を向上させ、透明
電極膜５端部領域における反射電極膜６のカバレッジを
向上させる必要がある。そこで、本実施形態では、反射
電極の厚さの調整、及び、透明電極膜５形成前の洗浄工
程の最適化により、反射電極膜６と透明電極膜５間の電
食反応を抑制することを特徴とする。以下に、透明電極
膜５を構成するＩＴＯと反射電極膜６を構成するＡｌと
の電食反応のメカニズムと、その抑制の対策について述
べる。
【００６１】（１）ＩＴＯ−Ａｌの電食反応のメカニズ
ム 反応性に富み、酸素と容易に反応して酸化膜（Ａｌ２Ｏ
３）を形成するＡｌ系材料と酸化物導電体であるＩＴＯ
との相性は非常に悪い。特に、上層Ａｌ／下層ＩＴＯの
積層膜上にポジ型レジストパターンを形成する場合に
は、電食反応と呼ばれるＡｌの腐食（酸化）とＩＴＯの
溶解（還元）が発生し、Ａｌ／ＩＴＯ間でコンタクト不
良を生じさせる（図８（ｂ）参照）。この電食反応は、
以下に述べるようなメカニズムにより発生するものと考
えられる。
【００６２】格子欠陥や不純物の多いＡｌ部分が局部
アノードとして溶解し、ピンホールが発生する、 形成されたピンホールを通じて現像液が下層のＩＴＯ
と接触する、 現像液中におけるＡｌの酸化電位とＩＴＯの還元電位
の電位差が反応の駆動力となって、次式で示すＡｌの酸
化とＩＴＯの還元が促進される。
【００６３】 Ａｌ＋４ＯＨ− → Ｈ２ＡｌＯ３＋Ｈ２Ｏ＋３ｅ …（１） Ｉｎ２Ｏ３＋３Ｈ２Ｏ＋６ｅ→ ２Ｉｎ＋６ＯＨ− …（２）
【００６４】（２）バリアメタルとしてのＭｏの膜厚な
ど 上述のＡｌ／ＩＴＯ間の電食反応は、Ａｌ／ＩＴＯ間に
Ｍｏ等をバリアメタルとして挿入することによってある
程度抑制可能である。しかしながら、通常スパッタ法で
堆積されるＡｌ、Ｍｏは柱状の結晶であるため、Ａｌ、
Ｍｏ共に十分に膜厚をとらないと、柱のすきまから現像
液がしみ込み、電食反応がおきることとなる。そこで、
本発明者は、ＩＴＯ上に形成するＡｌの膜厚とＭｏの膜
厚を各々変えた場合の電食反応の程度について調査し
た。その相関を下表に示す。なお下表中、×は電食反応
大、△は部分的に電食反応、○はほぼ電食反応無し、◎
は電食反応無しを表している。
【００６５】
【表１】
【００６６】表１より、電食反応を抑制するには、Ｍ
ｏ、Ａｌ共に１００ｎｍ（１０００Ａ）以上、好ましく
は２００ｎｍ以上の膜厚が必要であることがわかった。
また、ＭｏやＡｌの成膜は、例えば１度に２００ｎｍ形
成するよりも、１００ｎｍをつけた後に１回アルカリ洗
浄を行い、さらに１００ｎｍ成膜した方がバリア性が増
すことがわかった。その理由については明確ではない
が、アルカリ洗浄によりＭｏ表面が溶融してＭｏ表面の
柱状性が緩和されたため、又は、Ｍｏを一旦大気に曝し
たり洗浄液に接触させることによってＭｏ表面に薄膜が
形成され、２回目の成膜時の結晶性が変化したためと考
えられる。
【００６７】（３）凹凸膜（有機膜）上のＩＴＯの密着
性など （１）、（２）において、バリアメタルの性能を上げる
ための施策について示した。しかしながら、いくらバリ
アメタルの性能を上げても、下地の凹凸膜１１上のＩＴ
Ｏからなる透明電極膜５が密着性よくパターニングでき
ていないと、図８（ｃ）に示すように、反射電極膜６の
隙間から現像液がしみ込んでしまい、電食反応はおきて
しまう。
【００６８】一般に、ＩＴＯのスパッタ前には、油など
の有機物を分解するためにＵＶ光をあてた後に純水や弱
アルカリ溶液により洗浄を行っているが、この洗浄工程
がＩＴＯの密着性に関係があることを本発明者は実験に
より確認した。表２はＩＴＯスパッタ前の洗浄工程にお
けるＵＶ洗浄の有無と電食反応との相関関係を表したも
のである。なお、ＵＶ光としては３００ｎｍ以下のＵＶ
光を０ｍＪ〜１Ｊまで照射したときの関係である。
【００６９】
【表２】
【００７０】表２の結果より、ＵＶ照射量を１００ｍＪ
以上とすると電食反応がおこりやすいことがわかる。こ
のメカニズムは、ＵＶ光によりアクリル等の有機膜から
なる凹凸膜１１の表面のポリマーネットワークが破壊さ
れ、その上にＩＴＯ膜を成膜し、フォトリソグラフィ
（ＰＲ）によりパターニングすると、剥離工程でポリマ
ーネットワークの破壊された凹凸膜１１の表面が剥離液
に溶け、ＩＴＯの端部が浮き上がるためと考えられる。
【００７１】このようにＩＴＯが剥離してしまうと、反
射電極膜６にバリアメタルを設けても浮き上がりを完全
に被覆することができない。特に、図８に示すようなＩ
ＴＯ端部に反射電極膜６がオーバーラップされていない
構成の場合には、反射電極膜６加工用のレジストパター
ン２１がＩＴＯ端部を覆わないため、現像工程で電極間
に現像液がしみこみ、電食反応がおこることがわかっ
た。
【００７２】これに対して、図９に示すように、ＩＴＯ
端部の全てが反射電極膜６に覆われる本実施形態の場合
は、反射電極膜６のエッチング用レジストパターン２１
がＩＴＯ端部を被覆するため、レジストパターン２１に
より現像液がブロックされ、現像工程で現像液がしみ込
むという不具合を防止することができる。
【００７３】以上より、ＩＴＯのスパッタ前の洗浄工程
において、ＵＶ光照射量を１００ｍＪ未満に制限または
ＵＶ光の照射をやめ、また、反射電極膜６のバリアメタ
ル及びＡｌの膜厚を各々１００ｎｍ以上、好ましくは２
００ｎｍ以上に設定することにより、ＩＴＯとＡｌとの
電食反応を有効に抑制することができ、従来例において
生じていたＩＴＯとＡｌの溶解（図１０の顕微鏡写真参
照）を防止することができる。
【００７４】なお、上記説明では、反射電極膜６のバリ
アメタルとしてＭｏを用いた例について記載したが、バ
リアメタルは上記金属に限定されるものではなく、Ｍｏ
に代えてＣｒ、Ｔｉ、Ｗ等を用いることができる。ま
た、Ａｌ、Ｍｏの膜厚として１００ｎｍ以上、好ましく
は２００ｎｍ以上としたが、スパッタ等の成膜条件に応
じて最適膜厚は適宜調整可能である。
【００７５】［実施形態４］次に、本発明の第４の実施
形態に係る半透過型液晶表示装置の製造方法について、
図１１乃至図１３を参照して説明する。図１１及び図１
２は、本発明の第４の実施形態に係る半透過型液晶表示
装置のアクティブマトリクス基板の製造方法を示す工程
断面図であり、図１３は、他の凹凸膜形成方法を示す工
程断面図である。なお、本実施形態は、上記実施形態に
示した条件を加味し、更に、導電シールによる引き出し
配線のショートを防止するためのＧ−Ｄ変換を可能とす
る具体的な製造方法について記載するものである。以下
に、図面を参照して説明する。
【００７６】まず、図１１（ａ）に示すように、ガラス
等の透明絶縁性基板８上にＣｒ等の金属を堆積し、公知
のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて
パターニングしてゲート線、ゲート電極１ａ、コモンス
トレージ線及び補助容量電極４ａを形成する。次に、Ｓ
ｉＯ２、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＮ等のゲート絶縁膜９を介し
てａ−Ｓｉ等の半導体層を堆積し島状にパターニングし
た後、Ｃｒ等の金属を堆積、パターニングして、データ
線、ドレイン電極２ａ、ソース電極２ｂ及び容量用蓄積
電極２ｃを形成する。
【００７７】次に、図１１（ｂ）に示すように、ＴＦＴ
３を保護するパッシベーション膜１０としてＳｉＮｘ膜
等をプラズマＣＶＤ法などにより形成した後、Ｇ−Ｄ変
換部及び端子部のゲート絶縁膜９及びパッシベーション
膜１０を部分的に除去してコンタクトホールを形成す
る。その後、ＩＴＯ、Ａｌ等の導電材料を堆積してＧ−
Ｄ変換部のドレイン層とゲート層を接続するＧ−Ｄ変換
電極２２と端子電極２３とを形成する。
【００７８】次に、図１１（ｃ）に示すように、パッシ
ベーション膜１０の上に反射光の視認性を高める反射電
極膜６の凹凸を形成するために、凹凸膜１１を形成す
る。この凹凸膜１１は、感光性のアクリル樹脂、例えば
ＪＳＲ製ＰＣ４０３、４１５Ｇ、４０５Ｇ等をスピン塗
布法により塗布して形成する。また、感光性アクリル樹
脂は、凹凸部分の凹部は少なめの露光量によりアンダー
露光し、凸部は未露光とし、また、コンタクトホールは
十分な露光量により露光する。
【００７９】このような露光を行うには、例えば、凸部
に対応する部分に反射膜、コンタクトホール部に対応す
る部分に透過膜、凹部に対応する部分に半透過膜が形成
されたハーフトーン（グレートーン）マスクを用いれば
よく、ハーフトーンマスクを用いることにより、１回の
露光で凹凸を形成することができる。なお、反射膜／透
過膜のみで形成される通常のフォトマスクを用いても、
コンタクトホール部と凹部とを別々に露光し、その露光
量を変えることによっても凹凸を形成することができ
る。
【００８０】次に、アルカリ現像を用い、凹部、凸部、
コンタクトホール部それぞれのアルカリ溶液への溶解速
度の差を利用して凹凸を形成する。なお、本発明では、
透過領域にも凹凸膜１１を形成するため、凹凸膜１１に
よる透過光の減衰を抑制するために、全面に露光処理を
施してアクリル膜の脱色を行う。その後、例えば、２２
０℃で１時間程度キュアすることにより所望の形状の凹
凸膜１１が形成される。
【００８１】なお、この凹凸膜１１は、上述したように
感光性アクリル樹脂を１層形成し、部分的に露光量を変
えて形成してもよいが、複数層の感光性アクリル樹脂を
用いて形成することもできる。例えば、図１３（ａ）に
示すように、１層目の感光性アクリル樹脂を島状に形成
した後、熱処理を施して第１の絶縁膜１１ａを形成し、
その上に所定の粘度の感光性アクリル樹脂からなる第２
の絶縁膜１１ｂを塗布し、島状の第１の絶縁膜１１ａの
間をなだらかに埋めて、所望の凹凸を形成することもで
きる。
【００８２】次に、図１２（ａ）に示すように、ＩＴＯ
などの透明性導電膜をスパッタ法により成膜するが、成
膜前の洗浄に際して、前記した第３の実施形態で示した
ように、ＵＶ照射量は１００ｍＪ以下とすることが好ま
しい。その後、成膜したＩＴＯを所定の形状にパターニ
ングして透過領域の透明電極膜５を形成する。
【００８３】次に、図１２（ｂ）に示すように、ＩＴＯ
と反射電極であるＡｌとの電食反応を抑制するためのバ
リアメタルとしてＭｏを用い、バリアメタルであるＭｏ
と反射メタルであるＡｌを連続成膜する。その際、前記
した第３の実施形態に示したように、Ｍｏ及びＡｌの膜
厚は各々１００ｎｍ以上、好ましくは２００ｎｍ以上と
なるようにし、成膜はスパッタによる柱状結晶の成長を
抑制するために２回に分けて行うことが好ましい。そし
て、Ａｌ／Ｍｏをウェットエッチングにより一括エッチ
ングして、反射電極膜６のパターニングを行う。その
際、第２の実施形態で示したように、現像液によるＩＴ
Ｏ端部の剥がれを抑制するために、ＩＴＯの全周にわた
ってＡｌ／Ｍｏがオーバーラップするように両者の位置
関係を設定することが好ましい。
【００８４】このように、上記アクティブマトリクス基
板の製造方法によれば、透明電極膜５の剥がれ、透明電
極膜５と反射電極膜６の電食反応を抑制して画素欠陥の
発生を防止し、かつ、液晶パネル外周においてＧ−Ｄ変
換が施された半透過型液晶表示装置を得ることができ
る。
【００８５】［実施形態５］次に、本発明の第５の実施
形態に係る半透過型液晶表示装置の製造方法について、
図１４及び図１５を参照して説明する。図１４及び図１
５は、本発明の第５の実施形態に係る半透過型液晶表示
装置のアクティブマトリクス基板の製造方法を示す工程
断面図である。なお、本実施形態は、第４の実施形態よ
りも工程を簡略化した製造方法について記載するもので
ある。以下に、図面を参照して説明する。
【００８６】まず、前記した第４の実施形態と同様に、
図１４（ａ）に示すように、ガラス等の透明絶縁性基板
上にゲート線、ゲート電極１ａ、コモンストレージ線及
び補助容量電極４ａを形成し、その上に、ゲート絶縁膜
９、半導体層、データ線、ドレイン電極、ソース電極及
び容量用蓄積電極２ｃを順次形成する。さらに、ＴＦＴ
３を保護するパッシベーション膜１０を形成した後、Ｇ
−Ｄ変換部及び端子部のゲート絶縁膜９及びパッシベー
ション膜１０を除去し、コンタクトホールを形成する。
【００８７】ここで、前記した第４の実施形態では、コ
ンタクトホール形成後、Ｇ−Ｄ変換のためのＩＴＯ、Ａ
ｌ等の導電材料を成膜、パターニングしたが、本実施形
態では製造工程を簡略化するために以降の工程で形成す
る透明電極膜５及び反射電極膜６を用いて、Ｇ−Ｄ変換
部のドレイン層とゲート層の接続及び端子電極の形成を
行う。
【００８８】次に、図１４（ｂ）に示すように、反射電
極膜６の凹凸を形成するための凹凸膜１１を形成する。
例えば、感光性アクリル樹脂は凹凸部分の凹部は少なめ
の露光量によりアンダー露光、凸部は未露光、コンタク
トホール７は十分な露光量により露光した後、アルカリ
現像により、溶解速度の差を利用して凹凸形状を形成す
る。その後、全面に露光処理を施してアクリル膜の脱色
を行った後、例えば、２２０℃で１時間程度キュアする
ことにより凹凸膜１１がえられる。
【００８９】次に、ＵＶ照射量１００ｍＪ以下の条件で
洗浄した後、図１４（ｃ）に示すように、ＩＴＯなどの
透明性導電膜をスパッタ法により成膜し、パターニング
して透過領域の透明電極膜５を形成する。その際、端子
部にもＩＴＯを形成し端子電極２３を形成する。
【００９０】次に、図１４（ｄ）に示すように、膜厚１
００ｎｍ以上、好ましくは２００ｎｍ以上のＭｏと膜厚
１００ｎｍ以上、好ましくは２００ｎｍ以上のＡｌを連
続成膜する。さらにＡｌ／Ｍｏをウェットエッチングに
より一括エッチングして、反射電極膜６のパターニング
を行う。その際、ＡＬ／ＭｏをＧ−Ｄ変換部にも形成
し、Ｇ−Ｄ変換部のドレイン層とゲート層を接続する。
【００９１】このように、上記製造方法によれば、Ｇ−
Ｄ変換部の接続を反射電極膜６で行い、端子電極２３の
形成を透明電極膜５で行うため、前記した第４の実施形
態に比べてＧ−Ｄ変換用のＩＴＯ等の成膜、パターニン
グ工程を省略することができる。
【００９２】ここで、上記した製造方法では、コンタク
トホール７に反射電極膜６を堆積してソース電極と接続
し、反射電極膜６と透明電極膜５とをオーバーラップ部
で接続しているが、コンタクトホール７は段差の大きい
凹凸膜１１に形成するため、反射電極膜６のみでは十分
なコンタクトが得られない場合がある。そこで、コンタ
クトをより確実なものとするために、以下の方法で製造
することもできる。
【００９３】まず、図１５（ａ）に示すように、透明絶
縁性基板８上にゲート線、ゲート電極１ａ及び補助容量
電極４ａ、ゲート絶縁膜９、半導体層、データ線、ドレ
イン電極２ａ、ソース電極２ｂ及び容量用蓄積電極２ｃ
を順次形成する。さらに、ＴＦＴ３を保護するパッシベ
ーション膜１０を形成し、Ｇ−Ｄ変換部及び端子部のゲ
ート絶縁膜９及びパッシベーション膜１０を除去してコ
ンタクトホールを形成する。
【００９４】次に、図１５（ｂ）に示すように、反射板
の凹凸を形成するための凹凸膜１１を形成する。例え
ば、感光性アクリル樹脂は凹凸部分の凹部は少なめの露
光量によりアンダー露光、凸部は未露光、コンタクトホ
ールは十分な露光量により露光した後、アルカリ現像に
より、溶解速度の差を利用して凹凸形状を形成する。そ
の後、全面に露光処理を施してアクリル膜の脱色を行っ
た後、例えば、２２０℃で１時間程度キュアすることに
より凹凸膜１１がえられる。
【００９５】次に、ＵＶ照射量１００ｍＪ以下の条件で
洗浄した後、図１５（ｃ）に示すように、ＩＴＯなどの
透明性導電膜をスパッタ法により成膜、パターニングし
て透過領域の透明電極膜５及び端子電極２３を形成す
る。その際、コンタクトホール７部分にもＩＴＯを堆積
し、コンタクトホール内部全面又は一部をＩＴＯで埋設
する。
【００９６】次に、図１５（ｄ）に示すように、各々膜
厚１００ｎｍ以上、好ましくな２００ｎｍ以上のＭｏと
反射メタルであるＡｌを連続成膜する。さらにＡｌ／Ｍ
ｏをウェットエッチングにより一括エッチングして、反
射電極膜６のパターニングを行う。その際、反射電極膜
６をＧ−Ｄ変換部にも形成し、Ｇ−Ｄ変換部のドレイン
層とゲート層とを接続する。ここで、コンタクトホール
７には透明電極膜５が堆積されているため、アスペクト
比が大きいコンタクトホール７であっても確実にソース
電極と反射電極膜６とのコンタクトをとることができ
る。
【００９７】このように、上記製造方法によれば、ＴＦ
Ｔ３のソース電極２ｃ上に設けたコンタクトホール７を
透明電極膜５と反射電極膜６とで接続するため、凹凸膜
１１の膜厚が厚く、コンタクトホール７のアスペクト比
が大きい場合であっても、確実にコンタクトをとること
ができる。
【００９８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半透過型
液晶表示装置及びその製造方法によれば下記記載の効果
を奏する。
【００９９】本発明の第１の効果は、透過モードと反射
モードとでＶ−Ｔ特性を一致させ、表示品位を向上させ
ることができるということである。
【０１００】その理由は、凹凸膜を画素領域全面にわた
って同一形状で形成することによって、反射領域と透過
領域とにおける液晶層のギャップを略等しくしているか
らである。
【０１０１】また、本発明の第２の効果は、ＩＴＯ等の
透明電極膜とＡｌ等の反射電極膜との間に生じる電食反
応を抑制し、表示欠陥の発生を防止することができると
いうことである。
【０１０２】その理由は、ＩＴＯ端部の全周にわたって
反射電極膜を形成する構成とし、反射電極膜加工用レジ
スト形成に際し、ＩＴＯ端部をレジストで覆って現像液
との接触を防止しているからである。
【０１０３】また、反射電極膜のバリアメタルとしてＭ
ｏを用い、Ｍｏ及びＡｌの各々の膜厚を所定の値以上と
し、また、ＩＴＯ成膜前の洗浄工程において、ＵＶ照射
量を所定の値以下に制限することにより、ＩＴＯ膜の密
着性を向上させ、エッチング液や現像液のしみ込みを防
止しているからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半透過型液晶表
示装置の構成を示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る半透過型液晶表
示装置の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る半透過型液晶表
示装置の入射光及び反射光の偏光状態を示す図である。
【図４】液晶のツイスト角と透過ギャップ及び反射ギャ
ップとの関係を示す図である。
【図５】所定の液晶のツイスト角、透過ギャップ及び反
射ギャップにおけるＶ−Ｔ特性を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る半透過型液晶表
示装置の構成を示す平面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る半透過型液晶表
示装置の構成を示す断面図である。
【図８】従来の半透過型液晶表示装置の問題を示す断面
図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る半透過型液晶表
示装置の効果を示す断面図である。
【図１０】従来の半透過型液晶表示装置の表示欠陥を示
す顕微鏡写真である。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る半透過型液晶
表示装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る半透過型液晶
表示装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係る半透過型液晶
表示装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１４】本発明の第５の実施形態に係る半透過型液晶
表示装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１５】本発明の第５の実施形態に係る半透過型液晶
表示装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１６】本発明者の先願に係る半透過型液晶表示装置
の構造を示す平面図である。
【図１７】本発明者の先願に係る半透過型液晶表示装置
の構造を示す断面図である。
【図１８】従来の半透過型液晶表示装置の構造を示す断
面図である。
【符号の説明】
１ ゲート線 １ａ ゲート電極 ２ データ線 ２ａ ドレイン電極 ２ｂ ソース電極 ２ｃ 容量用蓄積電極 ３ ＴＦＴ ４ コモンストレージ線 ４ａ 補助容量電極 ５ 透明電極膜 ６ 反射電極膜 ７ コンタクトホール ８ 透明絶縁基板 ９ ゲート絶縁膜 １０ パッシベーション膜 １１ 凹凸膜 １１ａ 第１の絶縁膜 １１ｂ 第２の絶縁膜 １２ アクティブマトリクス基板 １３ 透明絶縁基板 １４ カラーフィルタ １５ 対向電極 １６ 対向基板 １７ 液晶層 １８ バックライト光源 １９ａ、１９ｂ 偏光板 ２０ａ、２０ｂ 位相差板 ２１ レジストパターン ２２ Ｇ−Ｄ変換電極 ２３ 端子電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/1333 ５０５ Ｇ０２Ｆ 1/1333 ５０５ ５Ｃ０９４ 1/1343 1/1343 ５Ｆ１１０ 1/1368 1/1368 Ｇ０９Ｆ 9/30 ３３８ Ｇ０９Ｆ 9/30 ３３８ 9/35 9/35 Ｈ０１Ｌ 21/336 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６１２Ｄ 29/786 (72)発明者 池野 英徳 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 篠原 正樹 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 木村 茂 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 森尾 健二 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 佐伯 和郎 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 Ｆターム(参考） 2H042 DA01 DA02 DA12 DA14 DA22 DC01 DC02 DD00 DE00 2H049 BA02 BA03 BA07 BB03 BC12 BC22 2H090 HA03 HA04 HB07X HC11 HD05 JA05 LA01 LA04 LA08 LA09 LA20 2H091 FA08 FA11 FD08 GA03 GA07 GA13 GA16 KA03 LA18 2H092 GA16 GA17 GA29 HA03 HA04 HA05 JA24 JB07 JB57 KB13 KB25 MA09 MA14 NA13 NA15 PA01 PA06 PA10 PA11 PA12 5C094 AA03 AA42 AA43 AA44 AA55 BA03 BA43 CA19 EA04 EA05 EA06 EA07 FA04 5F110 AA30 BB01 CC07 DD02 EE04 EE42 FF02 FF03 FF04 GG02 GG15 GG42 HK04 HK33 HL03 HL07 NN03 NN24 NN27 NN35 NN36 NN40 NN73 QQ01

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１の基板上に、互いに略直交する複数の
    走査線及び複数の信号線と、前記走査線と前記信号線と
    の交点近傍に配設されるスイッチング素子とを備え、前
    記走査線と前記信号線とで包囲される各々の画素に、透
    明電極膜が形成される透過領域と反射電極膜が形成され
    る反射領域とを有し、前記第１の基板と該第１の基板に
    対向配置される第２の基板とのギャップに液晶が狭持さ
    れてなる半透過型液晶表示装置において、 前記反射電極膜下層に配設され、該反射電極膜の凹凸を
    形成する有機膜が、前記透明電極膜下層においても略等
    しい膜厚で凹凸状に形成され、前記透過領域及び前記反
    射領域における前記ギャップが略等しく設定されること
    を特徴とする半透過型液晶表示装置。
  2. 【請求項２】前記反射電極膜が、前記各々の画素を分割
    した場合に前記スイッチング素子が配設される側に形成
    され、該スイッチング素子の端子と前記反射電極膜とが
    前記有機膜に設けたスルーホールを介して接続され、前
    記透明電極膜が、前記反射電極膜とのオーバーラップ領
    域において接続されていることを特徴とする請求項１記
    載の半透過型液晶表示装置。
  3. 【請求項３】前記第１の基板周囲の、前記信号線をゲー
    ト層により引き出す部分（Ｇ−Ｄ変換部）が、前記反射
    電極膜又は前記透明電極膜のいずれかに一方により接続
    されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半
    透過型液晶表示装置。
  4. 【請求項４】前記第１の基板及び前記第２の基板の、前
    記液晶狭持面と反対側の面に、前記基板側からλ／４板
    と偏光板がこの順に配設され、前記第１の基板外側の前
    記偏光板と前記第２の基板外側の前記偏光板とが、偏光
    軸が直交するように設定され、かつ、前記液晶のツイス
    ト角が略７２°に設定されていることを特徴とする請求
    項１乃至３のいずれか一に記載の半透過型液晶表示装
    置。
  5. 【請求項５】互いに略直交する複数の走査線及び複数の
    信号線と、前記走査線と前記信号線との交点近傍に配設
    されるスイッチング素子とを備える第１の基板の、前記
    走査線と前記信号線とで包囲される各々の画素に、反射
    電極膜を有する反射領域と透明電極膜を有する透過領域
    とを形成し、前記第１の基板と該第１の基板に対向配置
    される第２の基板とのギャップに液晶を狭持する半透過
    型液晶表示装置の製造方法において、 前記反射電極膜下層及び前記透明電極膜下層に、略等し
    い膜厚の凹凸状の有機膜を形成するに際し、透過部と遮
    光部と半透過部とを有するハーフトーンマスクを用い
    て、前記凹凸と前記有機膜を完全に除去する部分とを同
    時に形成することを特徴とする半透過型液晶表示装置の
    製造方法。
  6. 【請求項６】互いに略直交する複数の走査線及び複数の
    信号線と、前記走査線と前記信号線との交点近傍に配設
    されるスイッチング素子とを備える第１の基板の、前記
    走査線と前記信号線とで包囲される各々の画素に、反射
    電極膜を有する反射領域と透明電極膜を有する透過領域
    とを形成し、前記第１の基板と該第１の基板に対向配置
    される第２の基板とのギャップに液晶を狭持する半透過
    型液晶表示装置の製造方法において、 前記反射電極膜下層及び前記透明電極膜下層に、略等し
    い膜厚の凹凸状の有機膜を形成するに際し、第１の有機
    膜を散点状に形成し、所定の熱処理を施して凸部を形成
    し、第２の有機膜で該凸部をなだらかに埋めて所定の凹
    凸を形成することを特徴とする半透過型液晶表示装置の
    製造方法。
  7. 【請求項７】前記反射電極膜の一部を除去して前記透過
    領域を規定する窓部を形成するに際し、前記基板の法線
    方向から見て、前記窓部の全周において、前記透過電極
    膜と所定の幅でオーバーラップするように前記反射電極
    膜をエッチングすることを特徴とする請求項５又は６に
    記載の半透過型液晶表示装置の製造方法。
  8. 【請求項８】前記オーバーラップの幅が略２μｍ以上と
    なるようにエッチングを行うことを特徴とする請求項７
    記載の半透過型液晶表示装置の製造方法。
  9. 【請求項９】前記反射電極膜をバリア金属膜と反射金属
    膜の２層構造とし、各々の金属膜を略１００ｎｍ以上の
    膜厚で形成することを特徴とする請求項５乃至８のいず
    れか一に記載の半透過型液晶表示装置の製造方法。
  10. 【請求項１０】前記反射電極膜をバリア金属膜と反射金
    属膜の２層構造とし、各々の金属膜を略２００ｎｍ以上
    の膜厚で形成することを特徴とする請求項５乃至８のい
    ずれか一に記載の半透過型液晶表示装置の製造方法。
  11. 【請求項１１】前記バリア金属膜又は前記反射金属膜の
    少なくとも一方を形成するに際し、金属膜を所定の膜厚
    まで一旦成膜した後、アルカリ洗浄を行い、その後、再
    度成膜して所望の膜厚の金属膜を形成することを特徴と
    する請求項９又は１０に記載の半透過型液晶表示装置の
    製造方法。
  12. 【請求項１２】前記バリア金属膜としてＭｏを用い、前
    記反射金属膜としてＡｌを用いることを特徴とする請求
    項９乃至１１のいずれか一に記載の半透過型液晶表示装
    置の製造方法。
  13. 【請求項１３】前記透明電極膜を形成する前の、ＵＶ光
    を用いた洗浄工程において、該ＵＶ光の照射量を１００
    ｍＪ未満に制限することを特徴とする請求項５乃至１２
    のいずれか一に記載の半透過型液晶表示装置の製造方
    法。
  14. 【請求項１４】互いに略直交する複数の走査線及び複数
    の信号線と、前記走査線と前記信号線との交点近傍に配
    設されるスイッチング素子とを備え、前記走査線と前記
    信号線とで包囲される各々の画素に、反射電極膜を有す
    る反射領域と透明電極膜を有する透過領域とを形成する
    半透過型アクティブマトリクス基板の製造方法であっ
    て、 前記走査線と前記信号線と前記スイッチング素子とを形
    成した基板上に、パッシベーション膜を堆積し、前記基
    板周囲に設ける、前記信号線をゲート層により引き出す
    部分（Ｇ−Ｄ変換部）に第１のコンタクトホールを形成
    する工程と、該第１のコンタクトホールに所定の導電部
    材を埋設して前記Ｇ−Ｄ変換部を接続する工程と、前記
    透過領域と前記反射領域とに有機膜を略等しい膜厚で堆
    積した後、表面に凹凸を形成すると共に前記スイッチン
    グ素子の端子上の前記有機膜を除去して第２のコンタク
    トホールを形成する工程と、前記透過領域の前記有機膜
    上に透明電極膜を形成する工程と、前記透明電極膜の全
    周にわたって所定の幅でオーバーラップするように反射
    電極膜を形成し、前記第２のコンタクトホールを介して
    前記端子と前記反射電極膜とを接続する工程とを少なく
    とも有することを特徴とする半透過型アクティブマトリ
    クス基板の製造方法。
  15. 【請求項１５】互いに略直交する複数の走査線及び複数
    の信号線と、前記走査線と前記信号線との交点近傍に配
    設されるスイッチング素子とを備え、前記走査線と前記
    信号線とで包囲される各々の画素に、反射電極膜を有す
    る反射領域と透明電極膜を有する透過領域とを形成する
    半透過型アクティブマトリクス基板の製造方法であっ
    て、 前記走査線と前記信号線と前記スイッチング素子とを形
    成した基板上に、パッシベーション膜を堆積し、前記基
    板周囲に設ける、前記信号線をゲート層により引き出す
    部分（Ｇ−Ｄ変換部）に第１のコンタクトホールを形成
    する工程と、前記透過領域と前記反射領域とに有機膜を
    略等しい膜厚で堆積した後、表面に凹凸を形成すると共
    に前記スイッチング素子の端子上の前記有機膜を除去し
    て第２のコンタクトホールを形成する工程と、前記透過
    領域の前記有機膜上に透明電極膜を形成すると共に前記
    第１のコンタクトホールを該透明電極膜で埋設して前記
    Ｇ−Ｄ変換部を接続する工程と、前記透明電極膜の全周
    にわたって所定の幅でオーバーラップするように反射電
    極膜を形成し、前記第２のコンタクトホールを介して前
    記端子と前記反射電極膜とを接続する工程とを少なくと
    も有することを特徴とする半透過型アクティブマトリク
    ス基板の製造方法。
  16. 【請求項１６】互いに略直交する複数の走査線及び複数
    の信号線と、前記走査線と前記信号線との交点近傍に配
    設されるスイッチング素子とを備え、前記走査線と前記
    信号線とで包囲される各々の画素に、反射電極膜を有す
    る反射領域と透明電極膜を有する透過領域とを形成する
    半透過型アクティブマトリクス基板の製造方法であっ
    て、 前記走査線と前記信号線と前記スイッチング素子とを形
    成した基板上に、パッシベーション膜を堆積し、前記基
    板周囲に設ける、前記信号線をゲート層により引き出す
    部分（Ｇ−Ｄ変換部）に第１のコンタクトホールを形成
    する工程と、前記透過領域と前記反射領域とに有機膜を
    略等しい膜厚で堆積した後、表面に凹凸を形成すると共
    に前記スイッチング素子の端子上の前記有機膜を除去し
    て第２のコンタクトホールを形成する工程と、前記透過
    領域の前記有機膜上に透明電極膜を形成する工程と、前
    記透明電極膜の全周にわたって所定の幅でオーバーラッ
    プするように反射電極膜を形成し、前記第２のコンタク
    トホールを介して前記端子と前記反射電極膜とを接続す
    ると共に前記第１のコンタクトホールを該反射電極膜で
    埋設して前記Ｇ−Ｄ変換部を接続する工程とを少なくと
    も有することを特徴とする半透過型アクティブマトリク
    ス基板の製造方法。
  17. 【請求項１７】前記透明電極膜を形成するに際し、前記
    第２のコンタクトホールに前記透明電極膜を配設するこ
    とを特徴とする請求項１６記載の半透過型アクティブマ
    トリクス基板の製造方法。
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