JP4560924B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面凹凸が形成された反射拡散板形状の反射電極が設けられている液晶表示装置において、反射電極上に紫外線反応型の液晶配向膜を形成する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画素の反射部に、表面凹凸が形成された反射拡散板形状の反射電極を有し、画素の透過部に透明導電膜からなる透明電極を有し、半透過型液晶表示を行うアクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動側ＴＦＴ基板は、図１２に示すように製造される。なお、図１２は、ボトムゲート構造のＴＦＴを画素構造に有する液晶表示装置について製造工程を示しているが、トップゲート構造のＴＦＴを画素構造に有するものも基本的に同様の工程で製造される。
【０００３】
まず、図１２（ａ）に示すように、透明基板１上に金属膜を成膜し、フォトリソグラフ法を用いてドライエッチングすることによりゲートＧ及び補助容量電極Ｃｓを形成し、ゲート絶縁膜２を積層し、さらにポリシリコン膜３を形成する。
【０００４】
次に、ソース領域及びドレイン領域への不純物ドーピング時のチャンネル部への不純物注入防止のため、チャンネル部となるポリシリコン膜３の上にストッパ４をゲートＧに対して自己整合的に形成し、ソース領域及びドレイン領域に不純物ドーピングを行う。
【０００５】
その後、ポリシリコン膜３をフォトレジスト工程とエッチング工程を用いてアイランド状に分離し、低温ポリシリコン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成する。
【０００６】
次に、層間絶縁膜５を形成する（図１２（ｂ））。そしてこの層間絶縁膜５にコンタクトホール及び画素の透過部の開口部を形成するため、まず、層間絶縁膜５上にフォトレジスト層６を形成し、フォトマスクとして、コンタクトホールの形成部位及び画素の透過部が開口しているパターンのマスクを用いてフォトリソグラフ法によりフォトレジスト層６をパターニングし（図１２（ｃ））、これをエッチングマスクとして層間絶縁膜５をエッチングし、層間絶縁膜５にコンタクトホールＨ1と画素の透過部Ｔの開口部を形成する（図１２（ｄ））。
【０００７】
次に、金属膜をスパッタ等で成膜し、エッチング処理を施すことにより、コンタクトホールＨ1を介してＴＦＴのソースＳと通じるソース電極Ｓ1と信号配線、及びコンタクトホールＨ1を介してＴＦＴのドレインＤと通じるドレイン電極Ｄ1を形成する（図１２（ｅ））。
【０００８】
次に、反射拡散能を有する反射電極の表面凹凸形状の下地となる凹凸形状を、フォトレジスト材料からなる二つの層を用いて次のように形成する。まず、凹凸形状の基本構造を形成する第一層７を、フォトレジスト材料を用いてフォトリソグラフ法により形成する（図１２（ｆ））。このときフォトマスクとしては、ソース電極Ｓ1又はドレイン電極Ｄ1と導通をとるための第２のコンタクトホールＨ2と画素の透過部Ｔを開口するものを用いる。次に、反射特性を改善する第二層８を、第一層７と同様なフォトレジスト材料を用いてフォトリソグラフ法により形成する（図１２（ｇ））。このときマスクとしては、第一層７と同様に、ドレイン電極Ｄ1と導通をとるための第３のコンタクトホールＨ3と画素の透過部Ｔを開口するものを用いる。こうして第一層７と第二層８の２層構造からなる表面凹凸形状を形成する。
【０００９】
次に、画素の透過部Ｔの透明電極を形成する透明導電膜９をスパッタ法等を用いて成膜する。この透明導電膜９はドレイン電極Ｄ1とコンタクトホールＨ3によって接続する（図１２（ｈ））。なお、図１２（ｈ）に示したように、透明導電膜９は画素の反射部にも形成し、反射電極の下地として用いてもよい。
【００１０】
次に、画素の反射部ＲにＡｌ、Ａｇ等の反射率の高い金属膜を成膜し、フォトリソグラフ法を用いて反射電極１０を形成する（図１２（ｉ））。
【００１１】
そして、基板全面に液晶配向膜３０を塗布し、メカニカルラビング法等によって配向処理を行う（図１２（ｊ））。こうして、配向膜３０を有するＴＦＴ基板が完成する。
【００１２】
一方、カラーフィルタと対向透明電極が形成された対向基板にも液晶配向膜を塗布し、配向処理を施す。その後、双方の基板が適当なギャップを保つようにギャップ材を使用して双方の基板をシール材で貼り合わせ、液晶を注入し、封止することにより液晶表示パネルを得る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
図１２に示した従来のアクティブマトリクス型半透過型液晶表示装置の駆動側ＴＦＴ基板の製造方法では、メカニカルラビング法によって配向処理を行うためにラビング時に発塵し、基板の汚染、さらには画素電極と対向電極とのショート、ショートによる欠陥が発生し、また摩擦による静電ダメージも発生し、製造上歩留まりが低下するという問題がある。
【００１４】
このような問題に対し、メカニカルラビング法に代えて、基板上に液晶配向膜用の有機膜を塗布し、偏光紫外線を照射することにより、その有機膜に紫外線の偏光方向に応じた化学変化を生じさせ、液晶に配向の方向性とプレチルト角とを与える光配向技術が提案されている。
【００１５】
しかしながら、図１３に示したように、これまでの光配向技術で表面凹凸が形成された反射拡散板形状の反射電極１０上に液晶配向膜用組成物からなる塗膜３１を形成し、偏光紫外線Ｌ0を照射すると、その塗膜３１に対する偏光紫外線Ｌ0の入射角α1、α2が表面凹凸上の位置によって一定せず、所期のプレチルト角を得ることができない。また、液晶偏光膜用組成物からなる塗膜３１を透過した偏光紫外線Ｌ0が反射電極１０で反射され、その反射光Ｌ1が塗膜３１を再度照射するので（再照射現象）、これによっても所期の配向処理を施すことができない。
このため、表示品質が著しく低下するという問題が生じる。
【００１６】
表面凹凸が形成された反射拡散板形状の反射電極上に液晶配向膜を形成する限り、同様の問題は、一画素内に反射電極が形成されている反射部と、透明導電膜からなる透過部が形成されている半透過型液晶表示装置だけでなく、画素電極が反射電極のみからなる反射型液晶表示装置でも生じる。また、アクティブマトリクス型液晶表示装置だけでなく、パッシブ型液晶表示装置でも生じる。
【００１７】
そこで、本発明は、表面凹凸が形成された反射拡散板形状の反射電極を有する液晶表示装置において、光配向技術によって反射電極上に液晶配向膜を形成する場合に、反射電極の表面凹凸や反射電極からの再照射現象によらず、液晶に所期のプレチルト角を実現し、表示品質の優れた画像を形成できるようにすることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、表面凹凸が形成された反射拡散板形状の反射電極を有する液晶表示装置において、反射電極上に該反射電極の表面凹凸の段差を解消する保護膜を、可視光に対しては透明であるが紫外線は吸収する材料で形成し、この保護膜上に紫外線反応型の液晶配向膜用組成物の塗膜を形成し、偏光紫外線を照射して液晶配向膜を形成すると、液晶配向膜用組成物の塗膜は保護膜上で平坦に形成されるために、液晶配向膜用組成物の塗膜へ入射する偏光紫外線の入射角は、この塗膜のいずれにおいても一定となること、また、この塗膜を透過して反射電極で反射され、再度、塗膜に入射する光は、塗膜と反射電極との間にある保護膜によって、その強度が著しく弱められるため、反射電極からの反射光が塗膜の配向処理に及ぼす影響を著しく低減できること、したがって、このように液晶配向膜を形成することにより、光配向技術で反射電極上に液晶配向膜を形成するにもかかわらず、高品位の液晶表示装置を製造できることを見出した。
【００１９】
即ち、本発明は、駆動基板に、表面凹凸が形成された反射拡散板形状の反射電極が設けられ、その反射電極上に紫外線反応型の液晶配向膜が形成されている液晶表示装置を製造する方法であって、次の工程（１）〜（３）、
（１）駆動基板上の反射電極上に、可視光に対して透明で、紫外線を吸収する材料からなる保護膜を、反射電極の表面凹凸の段差を解消するように形成する工程、
（２）保護膜上に紫外線反応型の液晶配向膜用組成物を塗布する工程、
（３）液晶配向膜用組成物の塗膜に偏光紫外線を基板面に対して斜め方向から照射することにより液晶配向膜を形成する工程、
を行うことを特徴とする液晶表示装置の製造方法を提供する。
【００２０】
また、駆動基板に、表面凹凸が形成された反射拡散板形状の反射電極が設けられ、その反射電極上に紫外線反応型の液晶配向膜が形成されている液晶表示装置であって、可視光に対して透明で、紫外線を吸収する材料からなる保護膜が、反射電極の表面凹凸の段差を解消するように形成されており、その保護膜上に紫外線反応型の液晶配向膜が形成されている液晶表示装置を提供する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明を詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は、同一又は同等の構成要素を表している。
【００２２】
図１は、ボトムゲート構造のＴＦＴの画素構造を有する、半透過型液晶表示装置を製造する本発明の一態様の工程説明図である。この図１の方法は、図１２に示した従来の方法に比して、反射電極１０上に特定の保護膜１２を形成し、その上に紫外線反応型の液晶配向膜３２を形成する点で大きく異なるが、さらに、反射電極１０の形成を以下に詳述する工程（Ａ）〜（Ｅ）によって行うことにより、反射電極１０の下層の絶縁層を、図１２に示した三層積層構成（層間絶縁膜５、フォトレジスト材料からなる第一層７、第二層８）から単層構成（層間絶縁膜５）とし、また、反射電極１０、ソース電極Ｓ1及びドレイン電極Ｄ1を同時に形成することにより、ＴＦＴ基板の製造工程を著しく簡略化し、生産性を向上させたものである。
【００２３】
この方法ではまず、図１（ａ）に示すように、透明基板１上にＭｏ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔａ、Ｗ等の単層膜又は積層膜を成膜し、フォトリソグラフ法を用いてドライエッチングすることによりゲートＧ及び補助容量電極Ｃｓを形成し、スパッタ法又はＣＶＤ法によりゲート絶縁膜２として窒化シリコン膜、酸化シリコン膜又はこれらの積層膜等を形成し、さらにポリシリコン膜３を形成する。このポリシリコン膜３の形成方法としては、例えば、まず、ゲート絶縁膜２上に半導体層を形成し、次に、半導体層の水素濃度を下げるために高温処理の脱水素工程を行い、エキシマレーザによる結晶化を行い、半導体層をポリシリコン膜に変換する。
なお、水素濃度が１atom％以下である場合、脱水素工程は省いても良い。また、膜質を安定化させるために、ゲート絶縁膜と半導体層とは連続成膜することが好ましい。
【００２４】
次に、ソース領域及びドレイン領域への不純物ドーピング時の注入防止のため、チャンネル部となるポリシリコン膜３の上にストッパ４をゲートＧに対して自己整合的に形成する。ここで、ストッパ４は、ゲート絶縁膜２上に酸化シリコンからなるストッパ膜を成膜し、その上にレジストを塗布し、このレジスト層をゲートＧをマスクとして裏面露光することにより、ゲートＧと自己整合的にチャンネル形成部分にレジストをパターニングし、さらにこのレジストをマスクとしてストッパ膜をエッチングし、チャンネル形成部分にストッパ膜を残すことにより形成する。
【００２５】
その後、イオンインプランテーション法やイオンドーピング法を用いてソース領域及びドレイン領域に不純物ドーピングを行って、ソースＳ及びドレインＤを形成する。そして、ポリシリコン膜をフォトレジスト工程とエッチング工程を用いてアイランド状に分離し、ＴＦＴを形成する。なお、以上のＴＦＴの形成方法は、低温ポリシリコン薄膜トランジスタの形成方法であるが、本発明の製造方法は、アモルファスシリコン薄膜トランジスタを形成する場合にも同様に適用される。
【００２６】
次に、反射電極１０の形成工程として、次の工程（Ａ）〜（Ｅ）を行う。
【００２７】
工程（Ａ） ＣＶＤ法又はスパッタ法により、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、これらの積層膜等の無機絶縁物質からなる層間絶縁膜５を形成する（図１（ｂ））。
【００２８】
工程（Ｂ） 層間絶縁膜５にフォトレジスト層６を形成する。
【００２９】
工程（Ｃ） フォトレジスト層６をフォトリソグラフ法によりパターニングする（図１（ｃ））。この場合、ソースＳ又はドレインＤ上の層間絶縁膜５に形成するコンタクトホールＨ1の形成部位と画素の透過部Ｔに対応したフォトレジスト層６は完全に除去でき、反射電極の形成部位に対応したフォトレジスト層６には表面凹凸が形成されるように、フォトレジスト層６のフォトマスクとして、反射電極の形成部位にステッパーの解像度限界以下のパターンが形成されているマスクを使用する。
【００３０】
フォトマスクのより具体的な形状は、フォトマスクのパターンと、フォトレジスト層の膜厚の減少量と露光時間との関係を実験的に求めることにより定めることができる。例えば、ステッパーで図５に示すようなライン／スペース（以下、Ｌ／Ｓと略する）のパターンを露光する場合、フォトレジスト層の膜厚の減少量と露光時間との関係は、図６に示すように、Ｌ／Ｓに応じて変化する。なお、図６において、グラフ枠外のWindowは、Ｓが露光機の解像度以上である場合を示しており、×等の符号の右側の数値は、Ｌ（μｍ）／Ｓ（μｍ）を示している。図６から、フォトレジスト層のコンタクトホールの形成部位が完全に開口する露光量が１２００ｓｅｃの場合、Ｌ＝０．２５μｍ、Ｓ＝０．５０μｍに選ぶと、フォトレジスト層の膜厚の減少量を０．６μｍにできることがわかる。
【００３１】
このように実験的にフォトレジスト層の膜厚の減少量を求める場合に、図５のＬ／Ｓのパターンに代えて、図７に示すようなドットパターンを用いてもよい。
【００３２】
この他、フォトマスクのより具体的な形状は、光学系の定数から計算することができ、フォトマスクの実効透過率によって、フォトレジスト層の膜厚を制御することができる。
【００３３】
フォトマスクの実際のパターンとしては、ステッパーが解像できないパターンを段階的又は連続的に設ける。例えば、図８のフォトマスク２０に示したように、露光によりフォトレジスト層を完全に開口させる部分２１と、フォトレジスト層に表面凹凸を形成する部分を形成する場合に、表面凹凸を形成する個々のパターン部分２２は、図９（ａ）に示すパターン２２ａのように、ステッパーが解像できない細かい複数の同心円状の環状パターンとすることができる。このようなフォトマスクを用いてフォトレジスト層を露光し、現像することにより、フォトレジスト層に、完全に開口した部分と表面凹凸形状が形成された部分とを作ることができるが、現像後、さらに加熱しリフローすることにより、図９（ｂ）に示すように、フォトレジスト層６の表面凹凸を形成する個々のパターンの形状を滑らかにすることができる。
【００３４】
フォトマスクのパターンとしては、反射電極の反射率を特定方向で高くする表面凹凸が層間絶縁膜５に形成されるように、その表面凹凸の形状に対応した特定のパターンとしてもよい。例えば、図１０（ａ）に示すように、複数の環状パターンを偏心させる。このフォトマスクを用いてフォトレジスト層６を露光し、現像し、さらに必要に応じてリフローすることにより、図１０（ｂ）に示すように、フォトレジスト層６の表面凹凸を形成する個々のパターンの形状において、一方の側面の傾斜を急にし、他方の側面の傾斜を緩やかにすることができる。
【００３５】
また、反射電極の反射率は、図１１に示すようにフォトレジスト層６に形成するパターンの段差に依存し、パターンの段差は、フォトマスクのパターン形状、露光量等によるので、フォトマスクのパターンやフォトレジスト層６の露光量は、反射電極が所定の反射率を得られる段差に形成されるように適宜設定する。
【００３６】
こうしてパターニングしたフォトレジスト層６をエッチングマスクとして、層間絶縁膜５をドライエッチングすると、フォトレジスト層６の形状は、層間絶縁膜５に転写される。そこで、次の工程（Ｄ）を行う。
【００３７】
工程（Ｄ） 上述の工程（Ｃ）でパターニングしたフォトレジスト層を６エッチングマスクとして、コンタクトホールＨ1の形成部位及び画素の透過部の層間絶縁膜は完全に開口し、反射電極の形成部位の層間絶縁膜には表面凹凸が形成されるように、ＲＩＥ法又はＩＣＰ法等のレジスト後退法のドライエッチング法により層間絶縁膜５をエッチングする（図１（ｄ））。
【００３８】
工程（Ｄ）で層間絶縁膜５を形成した後は、反射電極１０の表面凹凸形状を形成するために、さらに絶縁膜を積層することは不要である。したがって、次の工程（Ｅ）により反射電極１０を形成する。
【００３９】
工程（Ｅ） Ａｌ、Ａｇ、Ａｌ合金、Ａｇ合金等の反射率の高い金属をスパッタ法等を用いて成膜することにより金属膜１１を形成し、次いでフォトリソグラフ法によりパターニングし、エッチングすることにより、コンタクトホールＨ1を介してソースＳと導通するソース電極Ｓ1と信号配線、及びコンタクトホールＨ1を介してドレインＤと導通するドレイン電極Ｄ1と反射電極１０を同時に形成する（図１（ｅ））。この場合、金属膜１１としては、Ａｌ、Ａｇ、Ａｌ合金、Ａｇ合金等の反射率の高い導電性膜とＣｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｗ等の金属膜との多層構造としてもよい。
【００４０】
反射電極１０を形成した後は、以下に示す工程（１）〜（３）により、反射電極１０上に紫外線反応型の液晶配向膜が形成されている液晶表示装置を次のように製造する。
【００４１】
工程（１） 反射電極１０上に、保護膜１２を、反射電極１０の表面凹凸の段差を解消するように形成する。この保護膜１２は、可視光に対しては透明であるが、紫外線を吸収する材料から形成する。保護膜１２の具体的な形成材料としては、例えば、ＪＳＲ社製４０５Ｇ、４１５Ｇ、４２０Ｇ等の有機系のフォトレジスト材料を使用することができる。図１４に、これらのフォトレジスト材料の透過特性を示す。
【００４２】
保護膜１２には、フォトリソグラフ工程により、ドレイン電極Ｄ1の形成部位に対応したコンタクトホールＨ2と、画素の透過部Ｔに対応した開口部をパターニングする（図１（ｆ））。
【００４３】
保護膜１２の厚さは、液晶表示セルのセルギャップが画素の透過部で１／２λ、反射部で１／４λとなるように設定することが好ましい。なお、このような液晶表示セルのセルギャップは、画面を明るくする点から一般に要請されているが、本発明においては、保護膜１２の厚さを調整することにより、容易にかかるセルギャップに形成することができる。
【００４４】
本発明においては、工程（１）で保護膜１２を形成した後は、工程（２）で保護膜１２上に紫外線反応型の液晶配向膜用組成物を塗布するが、好ましくは、工程（２）で紫外線反応型の液晶配向膜用組成物を塗布する前に、図１（ｇ）に示すように、保護膜１２上に透明導電膜９を、画素の透過部Ｔと画素の反射部Ｒを含むパターンとなるように形成し、画素の透過部Ｔの透明電極を形成すると共に、透明導電膜９が反射電極１０を覆い、かつこの透明導電膜９が、コンタクトホールＨ2を介して反射電極１０と電気的に導電位に接続されるようにする。透明導電膜９のパターンは、画素の透過部、及び画素の透過部と反射部とのコンタクト部にのみ形成してもよいが、上述のように、透明導電膜９を、反射電極１０を覆うように形成し、透明導電膜９と反射電極１０とを電気的に導電位に接続することにより、液晶表示セルにおいて、反射電極１０を形成するＡｇが対向基板に転写される、所謂、焼付現象を防止できる。
【００４５】
透明導電膜９は、例えば、ＩＴＯをスパッタ法により成膜し、フォトリソグラフ工程とエッチング工程によりパターニングすることにより形成する。
【００４６】
透明導電膜９の形成後、工程（２）として、図１（ｈ）に示すように、紫外線反応型の液晶配向膜用組成物の塗膜３１を形成する。
【００４７】
紫外線反応型の液晶配向膜用組成物としては、例えば、米国特許第５７３１４０５号明細書に開示されているポリイミド型光配向材料であるポリアミック酸系高分子材料を使用することができる。この塗膜３１の厚さは、通常０．０２〜０．０８μｍとする。
【００４８】
工程（３） 工程（２）で形成した塗膜３１に、偏光紫外線Ｌを基板面に対して斜め方向から照射することにより、液晶配向膜３２の形成されたＴＦＴ基板を得る（図１（ｉ））。
【００４９】
偏光紫外線の照射は、液晶の配向方向を規制する第１照射と、プレチルト角を発現させる第２照射の２回にわたって行うことが好ましい。
【００５０】
第１照射における偏光紫外線Ｌの照射角度、コントラスト低下の防止のため、基板面に対する照射角θが、４０°≦θ＜９０°となるようにすることが好ましい。また、第２照射は、第１照射に対して、基板面を４５〜９０°回転させて行うことが好ましい。第２照射の照射角度は、基板面に対する照射角θが、４０°≦θ＜９０°となるようにすることが好ましい。この範囲をはずれるとプレチルト角が小さくなる。
【００５１】
本発明においては、紫外線反応型の液晶配向膜用組成物の塗膜３１が、反射電極１０上にあるにもかかわらず、保護膜１２により平坦に形成されているため、偏光紫外線Ｌは紫外線反応型の液晶配向膜用組成物の塗膜３１を一定の入射角で照射する。
【００５２】
また、偏光紫外線Ｌは、この塗膜３１と保護膜１２を透過し、反射電極１０で反射されるが、偏光紫外線は保護膜１２で吸収されるので、反射電極１０からの反射光には偏光紫外線は含まれない。したがって、塗膜３１での再照射現象を防止することができる。よって、本発明によれば安定した液晶配向膜３２を得ることができる。
【００５３】
一方、カラーフィルタと対向透明電極が形成された対向基板にも同様に紫外線反応型の液晶配向膜を形成する。そして、前述の液晶配向膜３２を形成したＴＦＴ基板と対向基板とが適当なギャップを保つようにギャップ材を使用して双方の基板をシール材で貼り合わせ、液晶を注入し、封止することにより液晶表示装置を得る。
【００５４】
以上、半透過型液晶表示を行う液晶表示装置の製造方法を、反射電極１０を工程（Ａ）〜（Ｅ）によって形成し、その上に紫外線反応型の液晶配向膜３２を工程（１）〜（３）によって形成する場合について説明したが、本発明は、図１２に示した従来の方法で反射電極を形成し、その上に紫外線反応型の液晶配向膜を形成する場合にも適用することができる。
【００５５】
この場合、画素の反射部Ｒに反射電極１０が形成され、透過部Ｔに透明導電膜９からなる透明電極が形成されている基板（図１２（ｉ））に対し、図２（ａ）に示すように、可視光に対して透明で、紫外線を吸収する材料からなる保護膜１２を、反射電極１０の表面凹凸の段差を解消するように形成する。次いで、紫外線反応型の液晶配向膜用組成物の塗膜３１を形成し（図２（ｂ））、偏光紫外線Ｌを照射することにより液晶配向膜３２を形成する（図２（ｃ））。
【００５６】
また、本発明は、画素の反射部Ｒに反射電極を有し、画素の透過部Ｔに透明電極を有する半透過型液晶表示装置だけでなく、画素電極として、反射電極のみが形成されている反射型液晶表示装置にも同様に適用することができる。
【００５７】
この場合、反射型液晶表示装置の反射電極１０の形成方法は、図１に示した半透過型液晶表示装置の製造方法における、工程（Ａ）〜（Ｅ）の反射電極１０の形成方法に準じることができる。これにより、図３に示すように、反射電極１０上に、保護膜１２が、反射電極１０の表面凹凸を解消するように形成され、この保護膜１２上に紫外線反応型の液晶配向膜３２を有するＴＦＴ基板を製造することができる。
【００５８】
また、反射型液晶表示装置の反射電極１０の形成方法は、図１２に示したように、反射電極１０の下層の絶縁層を三層積層構成（層間絶縁膜５、フォトレジスト材料からなる第一層７、第二層８）とする方法によってもよい。この場合には、図４に示すように、反射電極１０上に保護膜１２が形成され、さらに保護膜１２上に紫外線反応型の液晶配向膜３２を有するＴＦＴ基板を製造することができる。
【００５９】
以上、図面を参照しつつ本発明を説明したが、本発明は、さらに種々の態様をとることができる。例えば、図では、ボトムゲート構造のＴＦＴを画素構造に有する液晶表示装置について示したが、本発明は、トップゲート構造のＴＦＴを画素構造に有する液晶表示装置にも同様に適用することができる。また、アクティブマトリクス型液晶表示装置だけでなく、パッシブ型液晶表示装置にも適用することができる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、液晶表示装置に紫外線反応型の液晶配向膜を設けるので、メカニカルラビング法による液晶配向膜を設ける場合のような、発塵による汚染、欠陥、摩擦による静電ダメージ等がなく、歩留まりが向上する。
【００６１】
さらに、保護膜が反射電極の表面凹凸を平坦化し、かつ保護膜が反射電極からの反射光による再照射現象を防止するので、光配向技術によって反射電極上に液晶配向膜を形成するにもかかわらず、液晶に所期のプレチルト角を実現し、表示品質の優れた画像を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の液晶表示装置の製造方法の工程説明図である。
【図２】 本発明の液晶表示装置の製造方法の工程説明図である。
【図３】 本発明の製造方法により得られるＴＦＴ基板の断面図である。
【図４】 本発明の製造方法により得られるＴＦＴ基板の断面図である。
【図５】 Ｌ／Ｓパターンを有するフォトマスクの平面図である。
【図６】 フォトレジスト層のフォトリソグラフ工程における、フォトマスクのＬ／Ｓと、露光時間と、フォトレジスト層の膜厚の減少量との関係図である。
【図７】 ドットパターンを有するフォトマスクの平面図である。
【図８】 フォトレジスト層に使用するフォトマスクの平面図である。
【図９】 フォトレジスト層に表面凹凸を形成するフォトマスクのパターンの平面図（同図（ａ））及びそのマスクを用いて形成されるフォトレジスト層の表面凹凸の側面図（同図（ｂ））である。
【図１０】 フォトレジスト層に表面凹凸を形成するフォトマスクのパターンの平面図（同図（ａ））及びそのマスクを用いて形成されるフォトレジスト層の表面凹凸の側面図（同図（ｂ））である。
【図１１】 反射電極の表面凹凸の段差と反射率との関係図である。
【図１２】 従来のアクティブマトリクス型半透過型液晶表示装置の製造工程図である。
【図１３】 従来の反射電極とその上に設けた紫外線反応型の液晶配向膜用組成物塗膜の作用の説明図である。
【図１４】 保護膜を形成するフォトレジスト材料の透過率特性図である。
【符号の説明】
１…透明基板、 ２…ゲート絶縁膜、 ３…ポリシリコン膜、 ４…ストッパ、 ５…層間絶縁膜、 ６…フォトレジスト層、 ７…第一層、 ８…第二層、９…透明導電膜、 １０…反射電極、 １１…金属膜、 １２…保護膜、 ２０…フォトマスク、３０…メカニカルラビングによる液晶配向膜、３１…紫外線反応型の液晶配向膜用組成物の塗膜、 ３２…紫外線反応型の液晶配向膜、 Ｄ…ドレイン、 Ｄ1…ドレイン電極、 Ｇ…ゲート、 Ｓ…ソース、 Ｓ1…ソース電極、 Ｔ…層間絶縁膜の開口部
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面凹凸が形成された反射拡散板形状の反射電極が設けられている液晶表示装置において、反射電極上に紫外線反応型の液晶配向膜を形成する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画素の反射部に、表面凹凸が形成された反射拡散板形状の反射電極を有し、画素の透過部に透明導電膜からなる透明電極を有し、半透過型液晶表示を行うアクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動側ＴＦＴ基板は、図１２に示すように製造される。なお、図１２は、ボトムゲート構造のＴＦＴを画素構造に有する液晶表示装置について製造工程を示しているが、トップゲート構造のＴＦＴを画素構造に有するものも基本的に同様の工程で製造される。
【０００３】
まず、図１２（ａ）に示すように、透明基板１上に金属膜を成膜し、フォトリソグラフ法を用いてドライエッチングすることによりゲートＧ及び補助容量電極Ｃｓを形成し、ゲート絶縁膜２を積層し、さらにポリシリコン膜３を形成する。
【０００４】
次に、ソース領域及びドレイン領域への不純物ドーピング時のチャンネル部への不純物注入防止のため、チャンネル部となるポリシリコン膜３の上にストッパ４をゲートＧに対して自己整合的に形成し、ソース領域及びドレイン領域に不純物ドーピングを行う。
【０００５】
その後、ポリシリコン膜３をフォトレジスト工程とエッチング工程を用いてアイランド状に分離し、低温ポリシリコン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成する。
【０００６】
次に、層間絶縁膜５を形成する（図１２（ｂ））。そしてこの層間絶縁膜５にコンタクトホール及び画素の透過部の開口部を形成するため、まず、層間絶縁膜５上にフォトレジスト層６を形成し、フォトマスクとして、コンタクトホールの形成部位及び画素の透過部が開口しているパターンのマスクを用いてフォトリソグラフ法によりフォトレジスト層６をパターニングし（図１２（ｃ））、これをエッチングマスクとして層間絶縁膜５をエッチングし、層間絶縁膜５にコンタクトホールＨ1と画素の透過部Ｔの開口部を形成する（図１２（ｄ））。
【０００７】
次に、金属膜をスパッタ等で成膜し、エッチング処理を施すことにより、コンタクトホールＨ1を介してＴＦＴのソースＳと通じるソース電極Ｓ1と信号配線、及びコンタクトホールＨ1を介してＴＦＴのドレインＤと通じるドレイン電極Ｄ1を形成する（図１２（ｅ））。
【０００８】
次に、反射拡散能を有する反射電極の表面凹凸形状の下地となる凹凸形状を、フォトレジスト材料からなる二つの層を用いて次のように形成する。まず、凹凸形状の基本構造を形成する第一層７を、フォトレジスト材料を用いてフォトリソグラフ法により形成する（図１２（ｆ））。このときフォトマスクとしては、ソース電極Ｓ1又はドレイン電極Ｄ1と導通をとるための第２のコンタクトホールＨ2と画素の透過部Ｔを開口するものを用いる。次に、反射特性を改善する第二層８を、第一層７と同様なフォトレジスト材料を用いてフォトリソグラフ法により形成する（図１２（ｇ））。このときマスクとしては、第一層７と同様に、ドレイン電極Ｄ1と導通をとるための第３のコンタクトホールＨ3と画素の透過部Ｔを開口するものを用いる。こうして第一層７と第二層８の２層構造からなる表面凹凸形状を形成する。
【０００９】
次に、画素の透過部Ｔの透明電極を形成する透明導電膜９をスパッタ法等を用いて成膜する。この透明導電膜９はドレイン電極Ｄ1とコンタクトホールＨ3によって接続する（図１２（ｈ））。なお、図１２（ｈ）に示したように、透明導電膜９は画素の反射部にも形成し、反射電極の下地として用いてもよい。
【００１０】
次に、画素の反射部ＲにＡｌ、Ａｇ等の反射率の高い金属膜を成膜し、フォトリソグラフ法を用いて反射電極１０を形成する（図１２（ｉ））。
【００１１】
そして、基板全面に液晶配向膜３０を塗布し、メカニカルラビング法等によって配向処理を行う（図１２（ｊ））。こうして、配向膜３０を有するＴＦＴ基板が完成する。
【００１２】
一方、カラーフィルタと対向透明電極が形成された対向基板にも液晶配向膜を塗布し、配向処理を施す。その後、双方の基板が適当なギャップを保つようにギャップ材を使用して双方の基板をシール材で貼り合わせ、液晶を注入し、封止することにより液晶表示パネルを得る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
図１２に示した従来のアクティブマトリクス型半透過型液晶表示装置の駆動側ＴＦＴ基板の製造方法では、メカニカルラビング法によって配向処理を行うためにラビング時に発塵し、基板の汚染、さらには画素電極と対向電極とのショート、ショートによる欠陥が発生し、また摩擦による静電ダメージも発生し、製造上歩留まりが低下するという問題がある。
【００１４】
このような問題に対し、メカニカルラビング法に代えて、基板上に液晶配向膜用の有機膜を塗布し、偏光紫外線を照射することにより、その有機膜に紫外線の偏光方向に応じた化学変化を生じさせ、液晶に配向の方向性とプレチルト角とを与える光配向技術が提案されている。
【００１５】
しかしながら、図１３に示したように、これまでの光配向技術で表面凹凸が形成された反射拡散板形状の反射電極１０上に液晶配向膜用組成物からなる塗膜３１を形成し、偏光紫外線Ｌ0を照射すると、その塗膜３１に対する偏光紫外線Ｌ0の入射角α1、α2が表面凹凸上の位置によって一定せず、所期のプレチルト角を得ることができない。また、液晶偏光膜用組成物からなる塗膜３１を透過した偏光紫外線Ｌ0が反射電極１０で反射され、その反射光Ｌ1が塗膜３１を再度照射するので（再照射現象）、これによっても所期の配向処理を施すことができない。
このため、表示品質が著しく低下するという問題が生じる。
【００１６】
表面凹凸が形成された反射拡散板形状の反射電極上に液晶配向膜を形成する限り、同様の問題は、一画素内に反射電極が形成されている反射部と、透明導電膜からなる透過部が形成されている半透過型液晶表示装置だけでなく、画素電極が反射電極のみからなる反射型液晶表示装置でも生じる。また、アクティブマトリクス型液晶表示装置だけでなく、パッシブ型液晶表示装置でも生じる。
【００１７】
そこで、本発明は、表面凹凸が形成された反射拡散板形状の反射電極を有する液晶表示装置において、光配向技術によって反射電極上に液晶配向膜を形成する場合に、反射電極の表面凹凸や反射電極からの再照射現象によらず、液晶に所期のプレチルト角を実現し、表示品質の優れた画像を形成できるようにすることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、表面凹凸が形成された反射拡散板形状の反射電極を有する液晶表示装置において、反射電極上に該反射電極の表面凹凸の段差を解消する保護膜を、可視光に対しては透明であるが紫外線は吸収する材料で形成し、この保護膜上に紫外線反応型の液晶配向膜用組成物の塗膜を形成し、偏光紫外線を照射して液晶配向膜を形成すると、液晶配向膜用組成物の塗膜は保護膜上で平坦に形成されるために、液晶配向膜用組成物の塗膜へ入射する偏光紫外線の入射角は、この塗膜のいずれにおいても一定となること、また、この塗膜を透過して反射電極で反射され、再度、塗膜に入射する光は、塗膜と反射電極との間にある保護膜によって、その強度が著しく弱められるため、反射電極からの反射光が塗膜の配向処理に及ぼす影響を著しく低減できること、したがって、このように液晶配向膜を形成することにより、光配向技術で反射電極上に液晶配向膜を形成するにもかかわらず、高品位の液晶表示装置を製造できることを見出した。
【００１９】
即ち、本発明は、駆動基板に、表面凹凸が形成された反射拡散板形状の反射電極が設けられ、その反射電極上に紫外線反応型の液晶配向膜が形成されている液晶表示装置を製造する方法であって、次の工程（１）〜（３）、
（１）駆動基板上の反射電極上に、可視光に対して透明で、紫外線を吸収する材料からなる保護膜を、反射電極の表面凹凸の段差を解消するように形成する工程、
（２）保護膜上に紫外線反応型の液晶配向膜用組成物を塗布する工程、
（３）液晶配向膜用組成物の塗膜に偏光紫外線を基板面に対して斜め方向から照射することにより液晶配向膜を形成する工程、
を行うことを特徴とする液晶表示装置の製造方法を提供する。
【００２０】
また、駆動基板に、表面凹凸が形成された反射拡散板形状の反射電極が設けられ、その反射電極上に紫外線反応型の液晶配向膜が形成されている液晶表示装置であって、可視光に対して透明で、紫外線を吸収する材料からなる保護膜が、反射電極の表面凹凸の段差を解消するように形成されており、その保護膜上に紫外線反応型の液晶配向膜が形成されている液晶表示装置を提供する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明を詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は、同一又は同等の構成要素を表している。
【００２２】
図１は、ボトムゲート構造のＴＦＴの画素構造を有する、半透過型液晶表示装置を製造する本発明の一態様の工程説明図である。この図１の方法は、図１２に示した従来の方法に比して、反射電極１０上に特定の保護膜１２を形成し、その上に紫外線反応型の液晶配向膜３２を形成する点で大きく異なるが、さらに、反射電極１０の形成を以下に詳述する工程（Ａ）〜（Ｅ）によって行うことにより、反射電極１０の下層の絶縁層を、図１２に示した三層積層構成（層間絶縁膜５、フォトレジスト材料からなる第一層７、第二層８）から単層構成（層間絶縁膜５）とし、また、反射電極１０、ソース電極Ｓ1及びドレイン電極Ｄ1を同時に形成することにより、ＴＦＴ基板の製造工程を著しく簡略化し、生産性を向上させたものである。
【００２３】
この方法ではまず、図１（ａ）に示すように、透明基板１上にＭｏ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔａ、Ｗ等の単層膜又は積層膜を成膜し、フォトリソグラフ法を用いてドライエッチングすることによりゲートＧ及び補助容量電極Ｃｓを形成し、スパッタ法又はＣＶＤ法によりゲート絶縁膜２として窒化シリコン膜、酸化シリコン膜又はこれらの積層膜等を形成し、さらにポリシリコン膜３を形成する。このポリシリコン膜３の形成方法としては、例えば、まず、ゲート絶縁膜２上に半導体層を形成し、次に、半導体層の水素濃度を下げるために高温処理の脱水素工程を行い、エキシマレーザによる結晶化を行い、半導体層をポリシリコン膜に変換する。
なお、水素濃度が１atom％以下である場合、脱水素工程は省いても良い。また、膜質を安定化させるために、ゲート絶縁膜と半導体層とは連続成膜することが好ましい。
【００２４】
次に、ソース領域及びドレイン領域への不純物ドーピング時の注入防止のため、チャンネル部となるポリシリコン膜３の上にストッパ４をゲートＧに対して自己整合的に形成する。ここで、ストッパ４は、ゲート絶縁膜２上に酸化シリコンからなるストッパ膜を成膜し、その上にレジストを塗布し、このレジスト層をゲートＧをマスクとして裏面露光することにより、ゲートＧと自己整合的にチャンネル形成部分にレジストをパターニングし、さらにこのレジストをマスクとしてストッパ膜をエッチングし、チャンネル形成部分にストッパ膜を残すことにより形成する。
【００２５】
その後、イオンインプランテーション法やイオンドーピング法を用いてソース領域及びドレイン領域に不純物ドーピングを行って、ソースＳ及びドレインＤを形成する。そして、ポリシリコン膜をフォトレジスト工程とエッチング工程を用いてアイランド状に分離し、ＴＦＴを形成する。なお、以上のＴＦＴの形成方法は、低温ポリシリコン薄膜トランジスタの形成方法であるが、本発明の製造方法は、アモルファスシリコン薄膜トランジスタを形成する場合にも同様に適用される。
【００２６】
次に、反射電極１０の形成工程として、次の工程（Ａ）〜（Ｅ）を行う。
【００２７】
工程（Ａ） ＣＶＤ法又はスパッタ法により、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、これらの積層膜等の無機絶縁物質からなる層間絶縁膜５を形成する（図１（ｂ））。
【００２８】
工程（Ｂ） 層間絶縁膜５にフォトレジスト層６を形成する。
【００２９】
工程（Ｃ） フォトレジスト層６をフォトリソグラフ法によりパターニングする（図１（ｃ））。この場合、ソースＳ又はドレインＤ上の層間絶縁膜５に形成するコンタクトホールＨ1の形成部位と画素の透過部Ｔに対応したフォトレジスト層６は完全に除去でき、反射電極の形成部位に対応したフォトレジスト層６には表面凹凸が形成されるように、フォトレジスト層６のフォトマスクとして、反射電極の形成部位にステッパーの解像度限界以下のパターンが形成されているマスクを使用する。
【００３０】
フォトマスクのより具体的な形状は、フォトマスクのパターンと、フォトレジスト層の膜厚の減少量と露光時間との関係を実験的に求めることにより定めることができる。例えば、ステッパーで図５に示すようなライン／スペース（以下、Ｌ／Ｓと略する）のパターンを露光する場合、フォトレジスト層の膜厚の減少量と露光時間との関係は、図６に示すように、Ｌ／Ｓに応じて変化する。なお、図６において、グラフ枠外のWindowは、Ｓが露光機の解像度以上である場合を示しており、×等の符号の右側の数値は、Ｌ（μｍ）／Ｓ（μｍ）を示している。図６から、フォトレジスト層のコンタクトホールの形成部位が完全に開口する露光量が１２００ｓｅｃの場合、Ｌ＝０．２５μｍ、Ｓ＝０．５０μｍに選ぶと、フォトレジスト層の膜厚の減少量を０．６μｍにできることがわかる。
【００３１】
このように実験的にフォトレジスト層の膜厚の減少量を求める場合に、図５のＬ／Ｓのパターンに代えて、図７に示すようなドットパターンを用いてもよい。
【００３２】
この他、フォトマスクのより具体的な形状は、光学系の定数から計算することができ、フォトマスクの実効透過率によって、フォトレジスト層の膜厚を制御することができる。
【００３３】
フォトマスクの実際のパターンとしては、ステッパーが解像できないパターンを段階的又は連続的に設ける。例えば、図８のフォトマスク２０に示したように、露光によりフォトレジスト層を完全に開口させる部分２１と、フォトレジスト層に表面凹凸を形成する部分を形成する場合に、表面凹凸を形成する個々のパターン部分２２は、図９（ａ）に示すパターン２２ａのように、ステッパーが解像できない細かい複数の同心円状の環状パターンとすることができる。このようなフォトマスクを用いてフォトレジスト層を露光し、現像することにより、フォトレジスト層に、完全に開口した部分と表面凹凸形状が形成された部分とを作ることができるが、現像後、さらに加熱しリフローすることにより、図９（ｂ）に示すように、フォトレジスト層６の表面凹凸を形成する個々のパターンの形状を滑らかにすることができる。
【００３４】
フォトマスクのパターンとしては、反射電極の反射率を特定方向で高くする表面凹凸が層間絶縁膜５に形成されるように、その表面凹凸の形状に対応した特定のパターンとしてもよい。例えば、図１０（ａ）に示すように、複数の環状パターンを偏心させる。このフォトマスクを用いてフォトレジスト層６を露光し、現像し、さらに必要に応じてリフローすることにより、図１０（ｂ）に示すように、フォトレジスト層６の表面凹凸を形成する個々のパターンの形状において、一方の側面の傾斜を急にし、他方の側面の傾斜を緩やかにすることができる。
【００３５】
また、反射電極の反射率は、図１１に示すようにフォトレジスト層６に形成するパターンの段差に依存し、パターンの段差は、フォトマスクのパターン形状、露光量等によるので、フォトマスクのパターンやフォトレジスト層６の露光量は、反射電極が所定の反射率を得られる段差に形成されるように適宜設定する。
【００３６】
こうしてパターニングしたフォトレジスト層６をエッチングマスクとして、層間絶縁膜５をドライエッチングすると、フォトレジスト層６の形状は、層間絶縁膜５に転写される。そこで、次の工程（Ｄ）を行う。
【００３７】
工程（Ｄ） 上述の工程（Ｃ）でパターニングしたフォトレジスト層を６エッチングマスクとして、コンタクトホールＨ1の形成部位及び画素の透過部の層間絶縁膜は完全に開口し、反射電極の形成部位の層間絶縁膜には表面凹凸が形成されるように、ＲＩＥ法又はＩＣＰ法等のレジスト後退法のドライエッチング法により層間絶縁膜５をエッチングする（図１（ｄ））。
【００３８】
工程（Ｄ）で層間絶縁膜５を形成した後は、反射電極１０の表面凹凸形状を形成するために、さらに絶縁膜を積層することは不要である。したがって、次の工程（Ｅ）により反射電極１０を形成する。
【００３９】
工程（Ｅ） Ａｌ、Ａｇ、Ａｌ合金、Ａｇ合金等の反射率の高い金属をスパッタ法等を用いて成膜することにより金属膜１１を形成し、次いでフォトリソグラフ法によりパターニングし、エッチングすることにより、コンタクトホールＨ1を介してソースＳと導通するソース電極Ｓ1と信号配線、及びコンタクトホールＨ1を介してドレインＤと導通するドレイン電極Ｄ1と反射電極１０を同時に形成する（図１（ｅ））。この場合、金属膜１１としては、Ａｌ、Ａｇ、Ａｌ合金、Ａｇ合金等の反射率の高い導電性膜とＣｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｗ等の金属膜との多層構造としてもよい。
【００４０】
反射電極１０を形成した後は、以下に示す工程（１）〜（３）により、反射電極１０上に紫外線反応型の液晶配向膜が形成されている液晶表示装置を次のように製造する。
【００４１】
工程（１） 反射電極１０上に、保護膜１２を、反射電極１０の表面凹凸の段差を解消するように形成する。この保護膜１２は、可視光に対しては透明であるが、紫外線を吸収する材料から形成する。保護膜１２の具体的な形成材料としては、例えば、ＪＳＲ社製４０５Ｇ、４１５Ｇ、４２０Ｇ等の有機系のフォトレジスト材料を使用することができる。図１４に、これらのフォトレジスト材料の透過特性を示す。
【００４２】
保護膜１２には、フォトリソグラフ工程により、ドレイン電極Ｄ1の形成部位に対応したコンタクトホールＨ2と、画素の透過部Ｔに対応した開口部をパターニングする（図１（ｆ））。
【００４３】
保護膜１２の厚さは、液晶表示セルのセルギャップが画素の透過部で１／２λ、反射部で１／４λとなるように設定することが好ましい。なお、このような液晶表示セルのセルギャップは、画面を明るくする点から一般に要請されているが、本発明においては、保護膜１２の厚さを調整することにより、容易にかかるセルギャップに形成することができる。
【００４４】
本発明においては、工程（１）で保護膜１２を形成した後は、工程（２）で保護膜１２上に紫外線反応型の液晶配向膜用組成物を塗布するが、好ましくは、工程（２）で紫外線反応型の液晶配向膜用組成物を塗布する前に、図１（ｇ）に示すように、保護膜１２上に透明導電膜９を、画素の透過部Ｔと画素の反射部Ｒを含むパターンとなるように形成し、画素の透過部Ｔの透明電極を形成すると共に、透明導電膜９が反射電極１０を覆い、かつこの透明導電膜９が、コンタクトホールＨ2を介して反射電極１０と電気的に導電位に接続されるようにする。透明導電膜９のパターンは、画素の透過部、及び画素の透過部と反射部とのコンタクト部にのみ形成してもよいが、上述のように、透明導電膜９を、反射電極１０を覆うように形成し、透明導電膜９と反射電極１０とを電気的に導電位に接続することにより、液晶表示セルにおいて、反射電極１０を形成するＡｇが対向基板に転写される、所謂、焼付現象を防止できる。
【００４５】
透明導電膜９は、例えば、ＩＴＯをスパッタ法により成膜し、フォトリソグラフ工程とエッチング工程によりパターニングすることにより形成する。
【００４６】
透明導電膜９の形成後、工程（２）として、図１（ｈ）に示すように、紫外線反応型の液晶配向膜用組成物の塗膜３１を形成する。
【００４７】
紫外線反応型の液晶配向膜用組成物としては、例えば、米国特許第５７３１４０５号明細書に開示されているポリイミド型光配向材料であるポリアミック酸系高分子材料を使用することができる。この塗膜３１の厚さは、通常０．０２〜０．０８μｍとする。
【００４８】
工程（３） 工程（２）で形成した塗膜３１に、偏光紫外線Ｌを基板面に対して斜め方向から照射することにより、液晶配向膜３２の形成されたＴＦＴ基板を得る（図１（ｉ））。
【００４９】
偏光紫外線の照射は、液晶の配向方向を規制する第１照射と、プレチルト角を発現させる第２照射の２回にわたって行うことが好ましい。
【００５０】
第１照射における偏光紫外線Ｌの照射角度、コントラスト低下の防止のため、基板面に対する照射角θが、４０°≦θ＜９０°となるようにすることが好ましい。また、第２照射は、第１照射に対して、基板面を４５〜９０°回転させて行うことが好ましい。第２照射の照射角度は、基板面に対する照射角θが、４０°≦θ＜９０°となるようにすることが好ましい。この範囲をはずれるとプレチルト角が小さくなる。
【００５１】
本発明においては、紫外線反応型の液晶配向膜用組成物の塗膜３１が、反射電極１０上にあるにもかかわらず、保護膜１２により平坦に形成されているため、偏光紫外線Ｌは紫外線反応型の液晶配向膜用組成物の塗膜３１を一定の入射角で照射する。
【００５２】
また、偏光紫外線Ｌは、この塗膜３１と保護膜１２を透過し、反射電極１０で反射されるが、偏光紫外線は保護膜１２で吸収されるので、反射電極１０からの反射光には偏光紫外線は含まれない。したがって、塗膜３１での再照射現象を防止することができる。よって、本発明によれば安定した液晶配向膜３２を得ることができる。
【００５３】
一方、カラーフィルタと対向透明電極が形成された対向基板にも同様に紫外線反応型の液晶配向膜を形成する。そして、前述の液晶配向膜３２を形成したＴＦＴ基板と対向基板とが適当なギャップを保つようにギャップ材を使用して双方の基板をシール材で貼り合わせ、液晶を注入し、封止することにより液晶表示装置を得る。
【００５４】
以上、半透過型液晶表示を行う液晶表示装置の製造方法を、反射電極１０を工程（Ａ）〜（Ｅ）によって形成し、その上に紫外線反応型の液晶配向膜３２を工程（１）〜（３）によって形成する場合について説明したが、本発明は、図１２に示した従来の方法で反射電極を形成し、その上に紫外線反応型の液晶配向膜を形成する場合にも適用することができる。
【００５５】
この場合、画素の反射部Ｒに反射電極１０が形成され、透過部Ｔに透明導電膜９からなる透明電極が形成されている基板（図１２（ｉ））に対し、図２（ａ）に示すように、可視光に対して透明で、紫外線を吸収する材料からなる保護膜１２を、反射電極１０の表面凹凸の段差を解消するように形成する。次いで、紫外線反応型の液晶配向膜用組成物の塗膜３１を形成し（図２（ｂ））、偏光紫外線Ｌを照射することにより液晶配向膜３２を形成する（図２（ｃ））。
【００５６】
また、本発明は、画素の反射部Ｒに反射電極を有し、画素の透過部Ｔに透明電極を有する半透過型液晶表示装置だけでなく、画素電極として、反射電極のみが形成されている反射型液晶表示装置にも同様に適用することができる。
【００５７】
この場合、反射型液晶表示装置の反射電極１０の形成方法は、図１に示した半透過型液晶表示装置の製造方法における、工程（Ａ）〜（Ｅ）の反射電極１０の形成方法に準じることができる。これにより、図３に示すように、反射電極１０上に、保護膜１２が、反射電極１０の表面凹凸を解消するように形成され、この保護膜１２上に紫外線反応型の液晶配向膜３２を有するＴＦＴ基板を製造することができる。
【００５８】
また、反射型液晶表示装置の反射電極１０の形成方法は、図１２に示したように、反射電極１０の下層の絶縁層を三層積層構成（層間絶縁膜５、フォトレジスト材料からなる第一層７、第二層８）とする方法によってもよい。この場合には、図４に示すように、反射電極１０上に保護膜１２が形成され、さらに保護膜１２上に紫外線反応型の液晶配向膜３２を有するＴＦＴ基板を製造することができる。
【００５９】
以上、図面を参照しつつ本発明を説明したが、本発明は、さらに種々の態様をとることができる。例えば、図では、ボトムゲート構造のＴＦＴを画素構造に有する液晶表示装置について示したが、本発明は、トップゲート構造のＴＦＴを画素構造に有する液晶表示装置にも同様に適用することができる。また、アクティブマトリクス型液晶表示装置だけでなく、パッシブ型液晶表示装置にも適用することができる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、液晶表示装置に紫外線反応型の液晶配向膜を設けるので、メカニカルラビング法による液晶配向膜を設ける場合のような、発塵による汚染、欠陥、摩擦による静電ダメージ等がなく、歩留まりが向上する。
【００６１】
さらに、保護膜が反射電極の表面凹凸を平坦化し、かつ保護膜が反射電極からの反射光による再照射現象を防止するので、光配向技術によって反射電極上に液晶配向膜を形成するにもかかわらず、液晶に所期のプレチルト角を実現し、表示品質の優れた画像を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の液晶表示装置の製造方法の工程説明図である。
【図２】 本発明の液晶表示装置の製造方法の工程説明図である。
【図３】 本発明の製造方法により得られるＴＦＴ基板の断面図である。
【図４】 本発明の製造方法により得られるＴＦＴ基板の断面図である。
【図５】 Ｌ／Ｓパターンを有するフォトマスクの平面図である。
【図６】 フォトレジスト層のフォトリソグラフ工程における、フォトマスクのＬ／Ｓと、露光時間と、フォトレジスト層の膜厚の減少量との関係図である。
【図７】 ドットパターンを有するフォトマスクの平面図である。
【図８】 フォトレジスト層に使用するフォトマスクの平面図である。
【図９】 フォトレジスト層に表面凹凸を形成するフォトマスクのパターンの平面図（同図（ａ））及びそのマスクを用いて形成されるフォトレジスト層の表面凹凸の側面図（同図（ｂ））である。
【図１０】 フォトレジスト層に表面凹凸を形成するフォトマスクのパターンの平面図（同図（ａ））及びそのマスクを用いて形成されるフォトレジスト層の表面凹凸の側面図（同図（ｂ））である。
【図１１】 反射電極の表面凹凸の段差と反射率との関係図である。
【図１２】 従来のアクティブマトリクス型半透過型液晶表示装置の製造工程図である。
【図１３】 従来の反射電極とその上に設けた紫外線反応型の液晶配向膜用組成物塗膜の作用の説明図である。
【図１４】 保護膜を形成するフォトレジスト材料の透過率特性図である。
【符号の説明】
１…透明基板、 ２…ゲート絶縁膜、 ３…ポリシリコン膜、 ４…ストッパ、 ５…層間絶縁膜、 ６…フォトレジスト層、 ７…第一層、 ８…第二層、９…透明導電膜、 １０…反射電極、 １１…金属膜、 １２…保護膜、 ２０…フォトマスク、３０…メカニカルラビングによる液晶配向膜、３１…紫外線反応型の液晶配向膜用組成物の塗膜、 ３２…紫外線反応型の液晶配向膜、 Ｄ…ドレイン、 Ｄ1…ドレイン電極、 Ｇ…ゲート、 Ｓ…ソース、 Ｓ1…ソース電極、 Ｔ…層間絶縁膜の開口部
Claims (8)
- 駆動基板に、表面凹凸が形成された反射拡散板形状の反射電極が設けられ、その反射電極上に紫外線反応型の液晶配向膜が形成されている液晶表示装置を製造する方法であって、次の工程（１）〜（３）、
（１）駆動基板上の反射電極上に、可視光に対して透明で、紫外線を吸収する材料からなる保護膜を、反射電極の表面凹凸の段差を解消するように形成する工程、
（２）保護膜上に紫外線反応型の液晶配向膜用組成物を塗布する工程、
（３）液晶配向膜用組成物の塗膜に偏光紫外線を基板面に対して斜め方向から照射することにより液晶配向膜を形成する工程、
を行うことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 工程（３）において、紫外線の照射角θを、基板面に対して４０°≦θ＜９０°とする請求項１記載の製造方法。
- 工程（１）で保護膜を形成した後、工程（２）の液晶配向膜用組成物の塗布の前に、保護膜上に透明導電膜を、反射電極を覆うようにかつ反射電極と電気的に導電位になるように形成し、その透明導電膜上に工程（２）の液晶配向膜用組成物を塗布する請求項１又は２記載の製造方法。
- 駆動基板に画素の反射部の画素電極として反射電極を形成し、画素の透過部の画素電極として透明導電膜からなる透明電極を形成し、半透過型液晶表示を行う液晶表示装置を製造する請求項１記載の製造方法。
- 駆動基板に画素電極として反射電極のみを形成し、反射型液晶表示を行う液晶表示装置を製造する請求項１記載の製造方法。
- 駆動基板に、表面凹凸が形成された反射拡散板形状の反射電極が設けられ、その反射電極上に紫外線反応型の液晶配向膜が形成されている液晶表示装置であって、可視光に対して透明で、紫外線を吸収する材料からなる保護膜が、反射電極の表面凹凸の段差を解消するように形成されており、その保護膜上に紫外線反応型の液晶配向膜が形成されている液晶表示装置。
- 駆動基板に、画素の反射部の画素電極として反射電極が形成され、画素の透過部の画素電極として、透明導電膜からなる透明電極が形成され、半透過型液晶表示を行う請求項６記載の液晶表示装置。
- 駆動基板上に画素電極として反射電極のみが形成され、反射型液晶表示を行う請求項６記載の液晶表示装置。
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