特許 5790978 半透過型液晶表示装置及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5790978

(24)【登録日】2015年8月14日

(45)【発行日】2015年10月7日

(54)【発明の名称】半透過型液晶表示装置及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1335 20060101AFI20150917BHJP

   G02F 1/1368 20060101ALI20150917BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/1335 520

   G02F1/1368

【請求項の数】8

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2013-249467(P2013-249467)

(22)【出願日】2013年12月2日

(62)【分割の表示】特願2006-138575(P2006-138575)の分割

【原出願日】2006年5月18日

(65)【公開番号】特開2014-63192(P2014-63192A)

(43)【公開日】2014年4月10日

【審査請求日】2013年12月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】303018827

【氏名又は名称】ＮＬＴテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(72)【発明者】

【氏名】松野 文彦

【審査官】 磯野 光司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−０２０９０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２１２５３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２５８４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０５２４１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−０１４６２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ １／１３３５

Ｇ０２Ｆ １／１３４３

Ｇ０２Ｆ １／１３６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

略一定の間隔をもって対向して配置される第１基板及び第２基板と、
前記第１基板及び前記第２基板の間に配置された液晶層と、
前記第１基板上で複数の画素領域の各々に対して形成されたスイッチング素子と、
前記第１基板上で前記スイッチング素子を覆うように形成された層間絶縁膜とを備え、
前記画素領域の各々は透過領域と反射領域に分割されていて、前記透過領域では前記層間絶縁膜上に透過電極が形成され、前記反射領域では前記層間絶縁膜上に反射電極が形成されている半透過型液晶表示装置において、
前記層間絶縁膜が、その表面において、前記画素領域の各々における前記透過領域と前記反射領域との間に段差を有しており、
前記反射領域で、前記層間絶縁膜は、その表面に光反射効果を高めるための凹凸部を有していると共に、前記スイッチング素子に達し、且つ、前記透過領域面と略同程度の平面に環状の面を有し、更に、ドレイン電極に達する開口したパッシベーション膜を有するコンタクトホールを有しており、
前記透過電極が、前記層間絶縁膜の表面上で前記コンタクトホールまで延在していると共に、前記コンタクトホールを介して前記スイッチング素子に電気的に接続されており、
前記反射電極が、前記透過電極の前記反射領域に属する部分を除いて前記層間絶縁膜上に直接形成されている共に、前記透過電極の前記反射領域に属する部分上に直接重ねられており、前記反射電極と前記透過電極が、それらの重なり合った部分で相互に電気的に接続されていることを特徴とする半透過型液晶表示装置。

【請求項2】

前記層間絶縁膜が、感光性を持つ透明な絶縁材料から形成されている請求項１に記載の半透過型液晶表示装置。

【請求項3】

前記層間絶縁膜が、感光性アクリル樹脂から形成されている請求項１に記載の半透過型液晶表示装置。

【請求項4】

略一定の間隔をもって対向して配置される第１基板及び第２基板と、
前記第１基板及び前記第２基板の間に配置された液晶層と、
前記第１基板上で複数の画素領域の各々に対して形成されたスイッチング素子と、
前記第１基板上で前記スイッチング素子を覆うように形成された層間絶縁膜とを備え、
前記画素領域の各々は透過領域と反射領域に分割されていて、前記透過領域では前記層間絶縁膜上に透過電極が形成され、前記反射領域では前記層間絶縁膜上に反射電極が形成されている半透過型液晶表示装置を製造する方法において、
前記第１基板上に前記層間絶縁膜を形成するための感光性を持つ絶縁材料膜を形成する工程と、
前記絶縁材料膜の表面の前記反射領域において、光反射効果を高めるための凹凸を形成する第１箇所を第１露光量で選択的に露光する工程と、
前記絶縁材料膜の前記透過領域を形成する第２箇所と、
前記絶縁材料膜の表面の前記反射領域において、前記スイッチング素子に達するコンタクトホールを形成する第３箇所を、前記第１露光量とは異なる第２露光量で選択的に露光する工程と、
前記絶縁材料膜の表面の前記反射領域において、前記スイッチング素子に達するコンタクトホールを形成する第３箇所を、前記第１露光量及び前記第２露光量とは異なる第３露光量で選択的に露光する工程と、
現像により前記絶縁材料膜の露光箇所を選択的に除去し、もって前記層間絶縁膜の表面において、前記反射領域において光反射効果を高めるための凹凸部と、
前記透過領域と前記反射領域の間の段差と、前記スイッチング素子に達し、
且つ、前記透過領域面と略同程度の平面に環状の面を有し、更にドレイン電極に達する開口したパッシベーション膜を有するコンタクトホールを形成する工程とを備えたことを特徴とする半透過型液晶表示装置の製造方法。

【請求項5】

第１露光工程で前記第１箇所、前記第２箇所及び前記第３箇所を同時に露光し、第２露光工程で前記第２箇所及び前記第３箇所を同時に露光し、第３露光工程で前記第３箇所を露光することによって、前記第１、第２及び第３の箇所に対する前記第１、第２及び第３の露光量を実現する請求項４に記載の半透過型液晶表示装置の製造方法。

【請求項6】

第１露光工程で前記第１箇所、前記第２箇所及び前記第３箇所を同時に露光することによって、前記第１箇所に対する前記第１露光量と前記第２箇所に対する前記第２露光量を同時に実現し、第２露光工程で前記第３箇所を露光することによって、前記第３箇所に対する前記第３露光量を実現する請求項４に記載の半透過型液晶表示装置の製造方法。

【請求項7】

第１露光工程で前記第１箇所、前記第２箇所及び前記第３箇所を同時に露光することによって、前記第１箇所に対する前記第１露光量を実現し、第２露光工程で前記第２箇所及び前記第３箇所を同時に露光することによって、前記第２箇所に対する前記第２露光量と前記第３箇所に対する前記第３露光量を同時に実現する請求項４に記載の半透過型液晶表示装置の製造方法。

【請求項8】

前記第１箇所、前記第２箇所及び前記第３箇所を同時に露光することによって、１回の露光工程で、前記第１箇所に対する前記第１露光量と、前記第２箇所に対する前記第２露光量と、前記第３箇所に対する前記第３露光量を同時に実現する請求項４に記載の半透過型液晶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、半透過型液晶表示装置及びその製造方法に関し、さらに言えば、複数の画素領域の各々が透過領域と反射領域とに分割されている半透過型液晶表示装置及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、携帯情報機器の普及に伴って、外光が弱い場所（暗い場所）ではバックライトを発光させて得られる光を液晶層に透過させることによって画像を表示し、外光が強い場所（明るい場所）では外光を内部の反射電極で反射させて液晶層に透過させることによって画像を表示する半透過型液晶表示装置が開発され、実用化されている。このような構成を持つ半透過型液晶表示装置は、暗い場所ではバックライトを点灯して透過モードで画像を表示することにより視認性を向上させることができると共に、明るい場所ではバックライトを消灯して反射モードで画像を表示することにより消費電力を低減することができる、という利点があり、動作時間の延長と軽量化という相反する携帯情報機器への要請を満たすものである。

【0003】

半透過型液晶表示装置には、複数の画素領域の各々が透過領域と反射領域に分割された構造を持つものがあり、その中には、全画素領域を覆うように形成された層間絶縁膜を、各画素領域内で透過領域と反射領域の双方にそのまま残しているものと、当該層間絶縁膜を反射領域にのみ残し、透過領域では除去したものとがある。この種の半透過型液晶表示装置では、透過領域には透過電極が配置され、反射領域には反射電極が配置される。換言すれば、各画素電極が透過電極と反射電極から構成される。

【0004】

特許文献１（特開２００４−１０１７９２号公報）には、当該層間絶縁膜を反射領域にのみ残し、透過領域では除去してなる半透過型液晶表示装置が開示されている。この装置に使用されているＴＦＴ（Ｔｈｉｎ−ＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ、薄膜トランジスタ）アレイ基板を、図１７に示す。図１７は、この従来の半透過型液晶表示装置の一画素の構成を示す部分断面図である。同図に示すように、当該画素に対応する画素領域Ｐは、透過領域Ｔと反射領域Ｒとに分割されている。

【0005】

図１７の従来のＴＦＴアレイ基板１２１は、絶縁性透明基板１０１上にゲート電極１０２が形成され、そのゲート電極１０２を覆うように基板１０１上にゲート絶縁膜１０４が形成されている。ゲート絶縁膜１０４上には、ゲート電極１０２と重なるように島状の半導体層１０５が形成され、その上にさらに島状の高濃度半導体層１０６ａ及び１０６ｂが形成されている。高濃度半導体層１０６ａ及び１０６ｂ上には、それらと部分的に重なるようにソース電極１０７及びドレイン電極１０８がそれぞれ形成されている。ゲート電極１０２、ゲート絶縁膜１０４、半導体層１０５、高濃度半導体層１０６ａ及び１０６ｂ、そしてソース電極１０７及びドレイン電極１０８は、ＴＦＴ１１５を構成する。

【0006】

このＴＦＴ１１５は、パッシベーション膜１１０で覆われている。パッシベーション膜１１０上には、透過電極１１３が選択的に形成されているが、この透過電極１１３は、透過領域Ｔだけではなく、反射領域Ｒまで延在している。そして、パッシベーション膜１１０に形成されたコンタクトホール１１０ａを介して、ドレイン電極１０６に接続されている。

【0007】

透過電極１１３と、透過電極１１３から露出しているパッシベーション膜１１０との上には、層間絶縁膜１１１が選択的に形成されている。層間絶縁膜１１１は、図１７に示すように、透過領域Ｔには存在せず、したがって透過領域Ｔでは透過電極１１３が露出している。層間絶縁膜１１１上には、反射電極１１４が選択的に形成されている。反射電極１１４は、反射領域Ｒのみに存在する。反射電極１１４は、層間絶縁膜１１１に形成されたコンタクトホール１１２を介して、コンタクトホール１１０ａと重なる位置で透過電極１１３に電気的・機械的に接続されている。なお、層間絶縁膜１１１の表面には凹凸が形成されているが、これはその上に形成された反射電極１１４の光反射効果を高めるためである。

【0008】

図１７に示した半透過型液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板は、次のようにして製造される。

【0009】

まず、絶縁性透明基板１０１上にゲート電極１０２を形成してから、ゲート電極１０２を覆うようにゲート絶縁膜１０４を形成する。次に、ゲート絶縁膜１０４上に、ゲート電極１０２と重なるように島状の半導体層１０５と、島状の高濃度半導体層１０６ａ及び１０６ｂをこの順に形成する。その後、高濃度半導体層１０６ａ及び１０６ｂ上に、それらと部分的に重なるようにソース電極１０７及びドレイン電極１０８を形成し、ＴＦＴ１１５を得る。そして、ＴＦＴ１１５を覆うようにゲート絶縁膜１０４上にパッシベーション膜１１０を形成してから、これにコンタクトホール１１０ａを形成した後、パッシベーション膜１１０上に選択的に透過電極１１３を形成する。この時、透過電極１１３は、パッシベーション膜１１０のコンタクトホール１１０ａを介してドレイン電極１０６に接触せしめられる。ここまでの工程はすべて、公知の方法で実施可能である。

【0010】

続いて、層間絶縁膜１１１を形成するため、透過電極１１３と、透過電極１１３から露出しているパッシベーション膜１１０との上に、感光性を持つ絶縁性有機樹脂を塗布し、得られた有機樹脂膜を露光する。その際に、有機樹脂膜が完全に除去される箇所（コンタクトホール１１２及び透過領域Ｔに対応する箇所）と、有機樹脂膜の表面に凹凸が形成される箇所（反射領域Ｒに対応する箇所。ただし、コンタクトホール１１２に対応する箇所を除く）の露光量が異なるようにマスクパターンを調整する。こうして露光された有機樹脂膜を現像すると、図１７に示すように、場所によって深さが異なる有機樹脂膜（つまり層間絶縁膜１１１）が得られる。具体的には、有機樹脂膜が完全に除去される箇所と、有機樹脂膜の表面に凹凸が形成される箇所について、異なるマスクを使用するか、半透過膜が部分的に形成されたハーフトーンマスク（グレートーンマスク）を使用することにより、有機樹脂膜が完全に除去される箇所の露光量１００％に対して、有機樹脂膜の表面に凹凸が形成される箇所の露光量を１０％〜５０％の範囲内の値に設定する。その後、こうして形成された有機樹脂膜（つまり層間絶縁膜１１１）上に、反射電極１１４を選択的に形成すると、図１７に示すＴＦＴアレイ基板１２１が得られる。

【0011】

特許文献２（特許３４１０６６５号公報）には、当該層間絶縁膜を反射領域だけでなく、透過領域にも残した半透過型液晶表示装置が開示されている。この半透過型液晶表示装置に使用されているＴＦＴアレイ基板を、図１８に示す。図１８は、この従来の半透過型液晶表示装置の一画素の構成を示す部分断面図である。同図に示すように、当該画素に対応する画素領域Ｐは、透過領域Ｔと反射領域Ｒとに分割されている。

【0012】

図１８のＴＦＴアレイ基板２２１は、絶縁性透明基板２０１上にゲート電極２０２が形成され、そのゲート電極２０２を覆うように基板２０１上にゲート絶縁膜２０４が形成されている。ゲート絶縁膜２０４上には、ゲート電極２０２と重なるように島状の半導体層２０５が形成され、その上にさらに島状の半導体コンタクト層２０６ａ及び２０６ｂが形成されている。半導体コンタクト層２０６ａ及び２０６ｂ上には、それらと部分的に重なるようにソース電極２０７及びドレイン電極２０８がそれぞれ形成されている。ゲート電極２０２、ゲート絶縁膜２０４、半導体層２０５、半導体コンタクト層２０６ａ及び２０６ｂ、そしてソース電極２０７及びドレイン電極２０８は、ＴＦＴ２１５を構成する。

【0013】

図１８のＴＦＴアレイ基板２２１では、パッシベーション膜は含まれておらず、ゲート絶縁膜２０４上に直接、層間絶縁膜２１１が形成されている。層間絶縁膜２１１は、図１８に示すように、反射領域Ｒだけでなく透過領域Ｔにも存在している。層間絶縁膜２１１上には、透過電極２１３が選択的に形成されており、透過電極２１３の上に重ねて反射電極２１４が選択的に形成されている。透過電極２１３は、透過領域Ｔ内に配置されているが、一部が反射領域Ｒまで延在しており、層間絶縁膜２１１に形成されたコンタクトホール２１２を介してドレイン電極２０８に接触せしめられている。反射電極２１４は、反射
領域Ｒのみに存在しており、また、コンタクトホール２１２内に入り込んでいる。層間絶縁膜２１１の表面に形成された凹凸は、反射領域Ｒのみに存在している。

【0014】

図１８に示した半透過型液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板２２１は、次のようにして製造される。

【0015】

まず、絶縁性透明基板２０１上にゲート電極２０２を形成してから、ゲート電極２０２を覆うようにゲート絶縁膜２０４を形成する。次に、ゲート絶縁膜２０４上に、ゲート電極２０２と重なるように島状の半導体層２０５と、半導体コンタクト層をこの順に形成する。その後、半導体コンタクト層上に、それらと部分的に重なるようにソース電極２０７及びドレイン電極２０８を形成する。そして、ソース電極２０７及びドレイン電極２０８をマスクとして半導体コンタクト層をエッチングすると、島状の半導体コンタクト層２０６ａ及び２０６ｂが得られる。こうしてＴＦＴ２１５が得られる。ここまでの工程はすべて、公知の方法で実施可能である。

【0016】

続いて、ＴＦＴ２１５とそれから露出したゲート絶縁膜２０４上に、感光性を持つ絶縁性有機樹脂を塗布して層間絶縁膜２１１とする。そして、得られた層間絶縁膜２１１を選択的に露光・現像することにより、層間絶縁膜２１１を貫通してドレイン電極２０８まで達するコンタクトホール２１２と、反射領域Ｒ内にある層間絶縁膜２１１の表面の凹凸とを形成する。こうして、図１８に示す形状の層間絶縁膜２１１が得られる。その後、こうして形成された層間絶縁膜２１１上に、透過電極２１３を選択的に形成する。そして、透過電極２１３上に反射電極２１４を選択的に形成すると、図１８に示すＴＦＴアレイ基板２２１が得られる。

【0017】

特許文献３（特開２００２−２２９０４９号公報）には、特許文献２と同様に、層間絶縁膜を反射領域だけでなく透過領域にも残した半透過型液晶表示装置が開示されている。この半透過型液晶表示装置は、画素電極を透明電極層と半透過電極層との少なくとも２層からなる積層構造とし、当該積層構造を一回のフォトレジスト加工で同時に成形することによって画素電極を得るようにしたものである。好適に使用できる半透過電極層としては、厚さ２０ｎｍ以下のＡｌ、Ａｌ合金、Ａｇ、Ａｇ合金が挙げられているが、これらは高反射率であると共に、所望の透過率を持つ画素電極が得られることをその理由としている。透明電極層としては、インジュウム錫酸化物が挙げられているが、これは低抵抗で透明な電極層が得られることをその理由としている。

【0018】

このように、特許文献３の半透過型液晶表示装置は、画素電極が透明電極層と半透過電極層からなる積層構造であるから、層間絶縁膜が反射領域だけでなく透過領域にも残されてはいるが、各画素領域Ｐが透過領域Ｔと反射領域Ｒに分割されていないものである。したがって、この点で特許文献２（図１８参照）の半透過型液晶表示装置とは明らかに構成が異なっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0019】

【特許文献1】特開２００４−１０１７９２号公報（図１〜３、段落００５２〜００５８、段落００６３〜００６７）

【特許文献2】特許３４１０６６５号公報（図１〜４、段落００１５〜００１６）

【特許文献3】特開２００２−２２９０４９号公報（図１〜２、段落００１０〜００１３）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0020】

特許文献１（図１７）に記載の半透過型液晶表示装置では、層間絶縁膜１１１が反射領域Ｒだけに存在し、透過領域Ｔには残されていないため、反射領域Ｒに残された層間絶縁膜１１１の厚さを調整することにより、液晶層を透過する光の光路長を容易に調整することができる。したがって、反射領域Ｒと透過領域Ｔの各々において液晶層を透過する光の光路長を整合させて、反射特性と透過特性の双方を最適化することが容易である。しかし、透過領域Ｔに層間絶縁膜１１１が存在しないため、画素電極（つまり透過電極１１３）を配線上に延在させることができず、したがって開口率が低下してしまう、という問題がある。

【0021】

特許文献２（図１８）に記載の半透過型液晶表示装置では、層間絶縁膜２１１が反射領域Ｒだけでなく透過領域Ｔにも存在するため、特許文献１（図１７）に記載の半透過型液晶表示装置とは逆に、画素電極（つまり透過電極２１３）を配線上にも延在させることができ、したがって開口率を上昇させることが可能である。しかし、反面、画素領域Ｐの全体に層間絶縁膜２１１が存在するため、反射領域Ｒと透過領域Ｔの間に所望の段差を形成することが容易でない。その結果、反射領域Ｒと透過領域Ｔの各々において液晶層を透過する光の光路長を整合させて、反射特性（反射モード）と透過特性（透過モード）の双方を最適化することが困難である、という問題がある。

【0022】

特許文献３に記載の半透過型液晶表示装置では、各画素領域が透過領域と反射領域に分割されていないため、特許文献２（図１８）に記載の半透過型液晶表示装置と同様に、反射特性（反射モード）と透過特性（透過モード）の双方を最適化することが容易でない、という問題がある。

【0023】

本発明はこれらの問題を考慮してなされたものであって、その目的とするところは、高い開口率を保持しながら、反射特性（反射モード）と透過特性（透過モード）の双方を容易に最適化して、表示品位を改善することができる、複数の画素領域の各々が透過領域と反射領域とに分割された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。

【0024】

ここに明記しない本発明の他の目的は、以下の説明及び添付図面から明らかであろう。

【課題を解決するための手段】

【0025】

（１）本発明の第１の観点による半透過型液晶表示装置は、
略一定の間隔をもって対向して配置される第１基板及び第２基板と、
前記第１基板及び前記第２基板の間に配置された液晶層と、
前記第１基板上で複数の画素領域の各々に対して形成されたスイッチング素子と、
前記第１基板上で前記スイッチング素子を覆うように形成された層間絶縁膜とを備え、
前記画素領域の各々は透過領域と反射領域に分割されていて、前記透過領域では前記層間絶縁膜上に透過電極が形成され、前記反射領域では前記層間絶縁膜上に反射電極が形成されている半透過型液晶表示装置において、
前記層間絶縁膜が、その表面において、前記画素領域の各々における前記透過領域と前記反射領域との間に段差を有しており、
前記反射領域において、前記層間絶縁膜が、その表面に光反射効果を高めるための凹凸を有していると共に、前記スイッチング素子に達するコンタクトホールを有しており、
前記透過電極が、前記層間絶縁膜の表面上で前記コンタクトホールまで延在していると共に、前記コンタクトホールを介して前記スイッチング素子に電気的に接続されており、
前記反射電極が、前記透過電極の前記反射領域に属する部分を除いて前記層間絶縁膜上に直接形成されていると共に、前記透過電極の前記反射領域に属する部分上に直接重ねられており、
前記反射電極と前記透過電極が、それらの重なり合った部分で相互に電気的に接続されていることを特徴とするものである。

【0026】

本発明の第１の観点による半透過型液晶表示装置では、上述したように、前記層間絶縁膜が、前記画素領域の各々において前記透過領域及び前記反射領域の双方を覆っており、前記層間絶縁膜の表面には、前記画素領域の各々における前記透過領域と前記反射領域との間に段差を有している。よって、前記層間絶縁膜上にある画素電極すなわち前記透過電極及び前記反射電極を、その周囲の配線上にも延在させることができるため、図１８に示した従来の半透過型液晶表示装置と同様の高い開口率を保持できる。さらに、前記透過領域における前記層間絶縁膜のその表面からの除去量（除去深さ）と前記反射領域における前記層間絶縁膜のその表面からの除去量（除去深さ）を調整することにより、前記透過領域と前記反射領域との間の前記段差の大きさを変更することができるため、前記透過領域と前記反射領域において前記液晶層を透過する光の光路長を整合させることが容易である。

【0027】

このように、高い開口率を保持しながら反射特性（反射モード）と透過特性（透過モード）の双方を最適化することができるので、表示品位の改善が容易である。
また、前記反射領域において、前記層間絶縁膜が、その表面に光反射効果を高めるための凹凸を有していると共に、前記スイッチング素子に達するコンタクトホールを有している。そして、前記透過電極が、前記層間絶縁膜の表面上で前記コンタクトホールまで延在していると共に、前記コンタクトホールを介して前記スイッチング素子に電気的に接続されており、前記反射電極が、前記透過電極の前記反射領域に属する部分を除いて前記層間絶縁膜上に直接形成されていると共に、前記透過電極の前記反射領域に属する部分上に直接重ねられていて、前記反射電極と前記透過電極が、それらの重なり合った部分で相互に電気的に接続されている。
よって、前記層間絶縁膜の前記凹凸を形成すべき箇所に第１露光量を照射し、前記層間絶縁膜の前記透過領域に対応する箇所に前記第１露光量とは異なる第２露光量を照射し、前記層間絶縁膜の前記コンタクトホールに対応する箇所に前記第１露光量及び前記第２露光量とは異なる第３露光量を照射するだけで、前記層間絶縁膜に対して前記透過領域と前記反射領域とで異なる厚さを与えると共に、前記凹凸と前記コンタクトホールも形成することができる。
さらに、一般にステップカバレッジ特性の悪い材料からなる前記透過電極が、前記反射領域の前記コンタクトホールまで延在しているので、前記反射電極との重なり部分が広くなり、その結果、前記透過電極と前記反射電極との間の接続不良が生じる恐れがない。

【0028】

本発明の第１の観点による半透過型液晶表示装置の好ましい例では、前記層間絶縁膜が、感光性を持つ透明な絶縁材料から形成される。この例では、場所に応じて露光量を変えて露光工程を実施するだけで、成膜工程やエッチング工程を増加させずに前記層間絶縁膜を得ることができるため、製造工程の複雑化を回避できる、という利点がある。

【0029】

（２）本発明の第２の観点による半透過型液晶表示装置の製造方法は、
略一定の間隔をもって対向して配置される第１基板及び第２基板と、
前記第１基板及び前記第２基板の間に配置された液晶層と、
前記第１基板上で複数の画素領域の各々に対して形成されたスイッチング素子と、
前記第１基板上で前記スイッチング素子を覆うように形成された層間絶縁膜とを備え、
前記画素領域の各々は透過領域と反射領域に分割されていて、前記透過領域では前記層間絶縁膜上に透過電極が形成され、前記反射領域では前記層間絶縁膜上に反射電極が形成されている半透過型液晶表示装置を製造する方法において、
前記第１基板上に前記層間絶縁膜を形成するための感光性を持つ絶縁材料膜を形成する工程と、
前記絶縁材料膜の前記透過領域に対応する箇所と前記反射領域に対応する箇所を異なる露光量でそれぞれ露光する工程と、
現像により前記絶縁材料膜の露光箇所を選択的に除去し、もって前記層間絶縁膜の表面において前記透過領域と前記反射領域の間に段差を形成する工程とを備えたことを特徴とするものである。

【0030】

本発明の第２の観点による半透過型液晶表示装置の製造方法では、上述したように、前記第１基板上に形成した感光性を持つ前記絶縁材料膜について、前記透過領域に対応する箇所と前記反射領域に対応する箇所を異なる露光量でそれぞれ露光し、その後、現像により前記絶縁材料膜の露光箇所を選択的に除去して、前記層間絶縁膜の表面において前記透過領域と前記反射領域との間に段差を形成する。よって、本発明の第１の観点による半透過型液晶表示装置を製造することが可能である。

【0031】

また、場所に応じて露光量を変えて前記絶縁材料膜を露光することにより、前記層間絶縁膜が得られるので、成膜工程やエッチング工程を増加させずに済む。その結果、製造工程の複雑化を回避することができる。

【0032】

本発明の第２の観点による半透過型液晶表示装置の製造方法の好ましい例では、前記絶縁材料膜の表面の前記反射領域に対応する第１箇所を第１露光量で選択的に露光して当該箇所に光反射効果を高めるための凹凸を形成し、前記絶縁材料膜の前記透過領域に対応する第２箇所を前記第１露光量とは異なる第２露光量で選択的に露光して当該箇所に前記透過領域を形成し、前記絶縁材料膜の第３箇所を前記第１露光量及び前記第２露光量とは異なる第３露光量で選択的に露光して前記スイッチング素子に達するコンタクトホールを形成する。この例では、これらの３種類の露光量を適切に設定するだけで、前記透過領域と前記反射領域との間に所望の段差を持つ前記層間絶縁膜を得ることができると共に、前記凹凸と前記コンタクトホールも得ることができる、という利点がある。

【0033】

本発明の第２の観点による半透過型液晶表示装置の製造方法の他の好ましい例では、第１露光工程で前記第１箇所、前記第２箇所及び前記第３箇所を同時に露光し、第２露光工程で前記第２箇所及び前記第３箇所を同時に露光し、第３露光工程で前記第３箇所を露光することによって、前記第１、第２及び第３の箇所に対する前記第１、第２及び第３の露光量を実現する。この例では、前記第３箇所は前記第１、第２及び第３の露光工程で３回露光され、前記第２箇所は前記第１及び第２の露光工程で２回露光され、前記第１箇所は前記第１露光工程で１回露光される。そして、それによって、前記第１箇所に対する第１
露光量と、前記第２箇所に対する第２露光量と、前記第３箇所に対する第３露光量が実現される。前記第１〜前記第３の箇所のそれぞれに対してそれぞれの露光工程で露光を行ってもよいが、この例のように除去量が大きい箇所に複数回の露光を行うことで、処理タクトを短くできる、という利点がある。また、前記第１〜第３の露光工程で使用するマスクとして、透過光減衰膜（半透過膜、露光解像度限界以下の遮光膜等）を有しない、構造が簡単なマスクを使用できるので、それらマスクの製造が容易である、という利点もある。

【0034】

本発明の第２の観点による半透過型液晶表示装置の製造方法のさらに他の好ましい例では、第１露光工程で前記第１箇所、前記第２箇所及び前記第３箇所を同時に露光することによって、前記第１箇所に対する前記第１露光量と前記第２箇所に対する前記第２露光量を同時に実現し、第２露光工程で前記第３箇所を露光することによって、前記第３箇所に対する前記第３露光量を実現する。この例では、前記第３箇所は前記第１及び第２の露光工程で２回露光され、前記第１箇所及び前記第２箇所は前記第１露光工程で１回露光される。そして、それによって、前記第１箇所に対する第１露光量と、前記第２箇所に対する第２露光量と、前記第３箇所に対する第３露光量が実現される。したがって、この例では、露光工程数を１回減らすことができる、という利点がある。なお、前記第１露光工程は、透過光減衰膜（半透過膜、露光解像度限界以下の遮光膜等）を有する単一のマスクを用いることにより、容易に実現することができる。

【0035】

本発明の第２の観点による半透過型液晶表示装置の製造方法のさらに他の好ましい例では、第１露光工程で前記第１箇所、前記第２箇所及び前記第３箇所を同時に露光することによって、前記第１箇所に対する前記第１露光量を実現し、第２露光工程で前記第２箇所及び前記第３箇所を同時に露光することによって、前記第２箇所に対する前記第２露光量と前記第３箇所に対する前記第３露光量を同時に実現する。この例では、前記第２箇所及び前記第３箇所は前記第１及び第２の露光工程で２回露光され、前記第１箇所は前記第１露光工程で１回露光される。そして、それによって、前記第１箇所に対する第１露光量と、前記第２箇所に対する第２露光量と、前記第３箇所に対する第３露光量が実現される。したがって、この例では、露光工程数を１回減らすことができる、という利点がある。なお、前記第２露光工程は、透過光減衰膜（半透過膜、露光解像度限界以下の遮光膜等）を有する単一のマスクを用いることにより、容易に実現することができる。

【0036】

本発明の第２の観点による半透過型液晶表示装置の製造方法のさらに他の好ましい例では、前記第１箇所、前記第２箇所及び前記第３箇所を同時に露光することによって、１回の露光工程で、前記第１箇所に対する前記第１露光量と、前記第２箇所に対する前記第２露光量と、前記第３箇所に対する前記第３露光量を同時に実現する。この例では、露光工程数を１回にすることができる、という利点がある。なお、前記露光工程は、透過率の異なる少なくとも２種類の透過光減衰膜（半透過膜、露光解像度限界以下の遮光膜等）を有する単一のマスクを用いることにより、容易に実現することができる。

【0037】

（３）本発明の第１の観点による半透過型液晶表示装置で使用される感光性及び絶縁性を持つ透明材料としては、感光性アクリル樹脂（例えば、ＪＳＲ製のＰＣ４０３、４１５Ｇ、４０５Ｇ等）が好ましい。しかし、感光性及び絶縁性を有すると共に、前記層間絶縁膜の前記透過領域と前記反射領域との間に段差を形成することができるものであれば、感光性アクリル樹脂以外の樹脂やその他の有機材料も使用可能である。

【0038】

本発明の第２の観点による半透過型液晶表示装置の製造方法において使用される感光性を持つ絶縁材料膜としても、本発明の第１の観点による半透過型液晶表示装置で使用される感光性を持つ絶縁材料と同じ材料の膜が使用可能である。

【発明の効果】

【0039】

本発明の第１の観点による半透過型液晶表示装置によれば、高い開口率を保持しながら、反射特性（反射モード）と透過特性（透過モード）の双方を容易に最適化することができるので、表示品位を容易に改善することができる、という効果が得られる。

【0040】

本発明の第２の観点による半透過型液晶表示装置の製造方法によれば、本発明の第１の観点による半透過型液晶表示装置を容易に製造することができる、という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0041】

【図1】本発明の第１実施形態に係る半透過型液晶表示装置に使用されるＴＦＴアレイ基板の構成を示す平面図である。

【図2】図１のＡ−Ａ‘線に沿った部分断面図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係る半透過型液晶表示装置の構成を示す図１のＡ−Ａ‘線に沿った部分断面図である。

【図4】本発明の第１実施形態に係る半透過型液晶表示装置に使用されるＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す、図１のＡ−Ａ‘線に沿った部分断面図である。

【図5】本発明の第１実施形態に係る半透過型液晶表示装置に使用されるＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す、図１のＡ−Ａ‘線に沿った部分断面図であり、図４の続きである。

【図6】本発明の第１実施形態に係る半透過型液晶表示装置に使用されるＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す、図１のＡ−Ａ‘線に沿った部分断面図であり、図５の続きである。

【図7】本発明の第１実施形態に係る半透過型液晶表示装置に使用されるＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す、図１のＡ−Ａ‘線に沿った部分断面図であり、図６の続きである。

【図8】本発明の第１実施形態に係る半透過型液晶表示装置に使用されるＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す、図１のＡ−Ａ‘線に沿った部分断面図であり、図７の続きである。

【図9】本発明の第１実施形態に係る半透過型液晶表示装置に使用されるＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す、図１のＡ−Ａ‘線に沿った部分断面図であり、図８の続きである。

【図10】本発明の第１実施形態に係る半透過型液晶表示装置に使用されるＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す、図１のＡ−Ａ‘線に沿った部分断面図であり、図９の続きである。

【図11】本発明の第１実施形態に係る半透過型液晶表示装置に使用されるＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す、図１のＡ−Ａ‘線に沿った部分断面図であり、図１０の続きである。

【図12】本発明の第２実施形態に係る半透過型液晶表示装置に使用されるＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す、図１のＡ−Ａ‘線に沿った部分断面図である。

【図13】本発明の第２実施形態に係る半透過型液晶表示装置に使用されるＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す、図１のＡ−Ａ‘線に沿った部分断面図であり、図１２の続きである。

【図14】本発明の第３実施形態に係る半透過型液晶表示装置に使用されるＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す、図１のＡ−Ａ‘線に沿った部分断面図である。

【図15】本発明の第３実施形態に係る半透過型液晶表示装置に使用されるＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す、図１のＡ−Ａ‘線に沿った部分断面図であり、図１４の続きである。

【図16】本発明の第４実施形態に係る半透過型液晶表示装置に使用されるＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す、図１のＡ−Ａ‘線に沿った部分断面図である。

【図17】従来の半透過型液晶表示装置に使用されるＴＦＴアレイ基板の構成を示す部分断面図である。

【図18】従来の他の半透過型液晶表示装置に使用されるＴＦＴアレイ基板の構成を示す部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0042】

以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

【0043】

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る半透過型液晶表示装置に使用されるＴＦＴアレイ基板の概略構成を示す平面図であり、図２はそのＡ−Ａ‘線に沿った部分断面図である。図３は、同液晶表示装置の全体構成を示す図１のＡ−Ａ‘線に沿った部分断面図である。図４〜図１１は、それぞれ、図１及び図２に示したＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す、図１のＡ−Ａ‘線に沿った部分断面図である。これらの図はいずれも、一つの画素領域Ｐについてのみ示している。

【0044】

図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る半透過型液晶表示装置に使用されるＴＦＴアレイ基板２１では、一画素に対応する画素領域Ｐは、図１の左右方向に延在する複数のゲート線３と、図１の上下方向に延在する複数のデータ線９とによって画定される複数の矩形領域の一つである。画素領域Ｐは、透過領域Ｔと反射領域Ｒに分割されており、透過領域Ｔには透過電極１３が形成され、反射領域Ｒには反射電極１４が形成されている。透過電極１３と反射電極１４は、電気的に相互接続されている。したがって、画素電極は、透過電極１３と反射電極１４から構成されている。

【0045】

ゲート線３とデータ線９の交差部の各々には、ＴＦＴ１５が形成されている。ＴＦＴ１５のドレイン電極８は、層間絶縁膜１１とパッシベーション膜１０（図２参照）を貫通するコンタクトホール１２を介して、透過電極１３に電気的・機械的に接続されている。透過電極１３は略矩形のパターンを有していて、透過領域Ｔ内にある。コンタクトホール１２は、反射領域Ｒ内にあるが、透過電極１３の一部が図１に示すようにコンタクトホール１２まで延在されているため、その延在された部分の端部でドレイン電極８に接続されている。反射領域Ｒ内にある反射電極１４は、透過電極１３の延在された部分の上に重ねられていて相互に接触しており、両電極１４及び１３はこうして電気的に相互接続されている。なお、図示していないが、ＴＦＴ１５のソース電極７は、データ線９に電気的に接続され、ＴＦＴ１５のゲート電極２は、ゲート線３に電気的に接続されている。

【0046】

ＴＦＴアレイ基板２１の断面構成は、図２に示した通りである。すなわち、ＴＦＴアレイ基板２１は、絶縁性透明基板（例えばガラス基板）１を備えており、その上にゲート電極２及びゲート線３が形成されている。ゲート電極２及びゲート線３は、基板１上に形成されたゲート絶縁膜４で覆われている。ゲート絶縁膜４上には、ゲート電極２と重なるように島状の半導体層５が形成されており、その上にさらに島状の高濃度半導体層６ａ及び６ｂが形成されている。高濃度半導体層６ａ及び６ｂ上には、それらと部分的に重なるようにソース電極７及びドレイン電極８がそれぞれ形成されている。ゲート電極２、ゲート絶縁膜４、半導体層５、高濃度半導体層６ａ及び６ｂ、そしてソース電極７及びドレイン電極８は、ＴＦＴ１５を構成する。ゲート絶縁膜４上には、さらにデータ線９も形成されている。ＴＦＴ１５とデータ線９は、パッシベーション膜１０で覆われている。

【0047】

パッシベーション膜１０上には、透過領域Ｔと反射電極Ｒの双方を覆うように層間絶縁膜１１が形成されている。層間絶縁膜１１の上には、透過電極１３と反射電極１４の双方が選択的に形成されている。透過電極１３は、透過領域Ｔの内部に配置されているが、図１に示すような略矩形のパターンを有しており、その一部が反射領域Ｒまで延在している。層間絶縁膜１１とパッシベーション膜１０には、それらを貫通してＴＦＴ１５のドレイン電極８まで達するコンタクトホール１２が形成されており、透過電極１３の矩形の延在部がこのコンタクトホール１２を介してドレイン電極８に電気的・機械的に接続されている。反射電極１４は、反射領域Ｒの内部に配置されているが、図１に示すような略矩形パターンを有していて、透過電極１３の延在部と重なっている。反射領域Ｒ内の層間絶縁膜１１の表面には、入射光の反射効果を高めるための凹凸が形成されているので、それを反映して反射電極１４にも凹凸が形成されている。

【0048】

層間絶縁膜１１には、図２に示すように、透過領域Ｔと反射領域Ｒの間に段差が形成されている。すなわち、透過領域Ｔにおける透過電極１３の表面の基板１からの高さが、反射領域Ｒにおける反射電極１４の表面の基板１からの高さよりも小さくなっている。換言すれば、透過領域Ｔにおける層間絶縁膜１１の表面の基板１からの高さが、反射領域Ｒにおける層間絶縁膜１１の表面の基板１からの高さよりも小さくなっている。なお、反射領域Ｒの層間絶縁膜１１の表面には凹凸があるので、反射領域Ｒにおける高さは、その凹凸を平均化して得られる平均高さとする。

【0049】

本発明の第１実施形態に係る半透過型液晶表示装置は、図３に示すように、以上の構成を持つＴＦＴアレイ基板２１を、対向基板２５及び液晶層２７と組み合わせたものである。

【0050】

対向基板２５は、図３に示すように、絶縁性透明基板（例えばガラス基板）２２を備えており、その上にカラーフィルタ２３と対向電極２４がこの順に形成されている。対向電極２４の上には、配向膜２６ｂが形成されている。

【0051】

また、ＴＦＴアレイ基板２１の透過電極１３及び反射電極１４の上には、配向膜２６ａが形成されている。そして、略一定の間隔をもって配向膜２６ａ及び２６ｂを対向させて、ＴＦＴアレイ基板２１と対向基板２５が相互に接合されており、両基板２１及び２５の間には液晶層２７が配置されている。また、両基板２１及び２５には偏光板（図示せず）が配置されている。こうしてこうして得られる構造体は、液晶表示パネルを構成する。この液晶表示パネルのＴＦＴアレイ基板２１の側には、間隔をあけてバックライト２８が設けられている。

【0052】

本発明の第１実施形態に係る半透過型液晶表示装置は、以上述べたような構成を有しており、画素電極（透過電極１４及び反射電極１４）と対向電極２４との間に信号電圧を印加し、液晶層２７中の液晶分子の配向状態を変化させることによって所望の画像を表示する。透過モードでは、バックライト２８から放射された光を液晶層２７に透過させて画像を表示する。反射モードでは、反射電極１４で反射した外光を液晶層２７に透過させて画像を表示する。したがって、図３から明らかなように、透過モードと反射モードでは、液晶層２７を透過して伝播する光の距離に差が生じてしまう。しかし、この半透過型液晶表示装置では、透過領域Ｔと反射領域Ｒの間で層間絶縁膜１１の表面に段差が形成されており、換言すれば、透過電極１３と反射電極１４の間に段差が形成されており、それによって光路長を等しくすることができる。

【0053】

次に、図４〜図１１を参照しながら、この半透過型液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板２１の製造方法について説明する。

【0054】

まず、ガラス基板等の透明基板１上に、スパッタリングあるいはＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、化学的気相体積）による導電膜または絶縁膜を成膜し、その後、フォトリソグラフィ及びエッチングにより当該導電膜または絶縁膜のパターニングすることにより、図４に示す構成を形成する。

【0055】

具体的に言えば、まず、透明基板１上に、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）あるいはこれらのいずれかを主成分とする合金からなる単層膜、あるいはそれらの積層膜を形成した後、それをパターニングして、透明基板１上にゲート電極２及びゲート線３を形成する。次に、ゲート電極２及びゲート線３を覆うゲート絶縁膜４として、窒化シリコン（ＳｉＮ_ｘ）の単層膜、またはＳｉＮ_ｘ膜と酸化シリコン（ＳｉＯ_２）膜の積層膜を透明基板１上に形成する。

【0056】

次に、ゲート絶縁膜４上に、半導体層５として、ゲート電極２と重なるように非晶質シリコン（Ｓｉ）膜または多結晶Ｓｉ膜を形成する。続いてその上に、燐（Ｐ）を高濃度にドープした非晶質Ｓｉ膜または多結晶Ｓｉ膜を形成する。その後、これら二つの半導体膜を島状にパターニングしてから、その上にＡｌ、Ｍｏ、Ｃｒあるいはこれらを主成分とする合金からなる膜を形成し、この膜をパターニングして、ゲート絶縁膜４上にソース電極７及びドレイン電極８とデータ線９とを形成する。次に、ソース電極７及びドレイン電極８をマスクとして、Ｐを高濃度にドープした非晶質Ｓｉ膜または多結晶Ｓｉ膜をパターニングする。こうして、図４に示すような、島状の半導体層５、島状の高濃度半導体層６ａ及び６ｂ、そしてソース電極７及びドレイン電極８からなるＴＦＴ１５と、データ線９とが、ゲート絶縁膜４上に形成される。

【0057】

次に、パッシベーション膜１０としてＳｉＮ_ｘ膜を形成し、ＴＦＴ１５とデータ線９を覆う。こうして、図４に示す構成が得られる。

【0058】

続いて、図５に示すように、パッシベーション膜１０上に層間絶縁膜１１を形成する。例えば、感光性のアクリル樹脂をスピンコート法で塗布し、アクリル樹脂膜（層間絶縁膜１１）を得る。この時、アクリル樹脂膜の表面は平坦化されるから、その厚さは一定ではない。すなわち、ＴＦＴ１５と重ならない箇所では厚さが大きく、ＴＦＴ１５と重なっている箇所では厚さが小さい。

【0059】

次に、図６に示すようなパターンを持つ第１フォトマスク１６を使用して、アクリル樹脂膜（層間絶縁膜１１）に対して所定の紫外光を照射し、層間絶縁膜１１を選択的に露光する。これを「第１露光工程」と呼ぶ。第１フォトマスク１６は、図６に示すようにパターン化された遮光膜３０ａを有しており、領域１、領域２及び領域３の三つの部分に分割されている。遮光膜３０ａは、当該紫外光を遮断する。遮光膜３０ａの存在しない箇所は、紫外光が透過可能である。第１フォトマスク１６の領域１は、反射領域Ｒに反射効果の改善のための凹部を形成するための領域である。同マスク１６の領域２は、透過領域Ｔの
不要部を除去する（段差を形成する）ための領域である。同マスク１６の領域３は、コンタクトホール１２及び表示部以外にある不要部を除去するためのものである。

【0060】

第１露光工程における層間絶縁膜１１の露光量は、現像後に領域１に対応する箇所（反射領域Ｒ）において層間絶縁膜１１の表面に所望の凹部が形成されるように設定される。第１露光工程により、層間絶縁膜１１には、図６に示すように、第１フォトマスク１６の領域１、領域２及び領域３に対応する箇所に、それら領域１、領域２及び領域３の紫外光透過部と同じ平面形状で複数の被照射領域２０が形成される。各被照射領域２０の層間絶縁膜１１の表面からの深さは、いずれもｄ１である。なお、各被照射領域２０は、所定の現像液によって溶解可能な部分であるから、現像液可溶領域とも言うことができる。

【0061】

次に、図７に示すような第２フォトマスク１７を使用して、層間絶縁膜１１に対して所定の紫外光を再度照射し、層間絶縁膜１１を選択的に露光する。これを「第２露光工程」と呼ぶ。第２フォトマスク１７は、図７に示すようにパターン化された遮光膜３０ｂを有しており、その領域１はすべて紫外光遮断部とされ、その領域２及び領域３にのみ紫外光透過部が設けられている。第２フォトマスク１７の領域２の紫外光透過部の平面形状は、第１フォトマスク１６の領域２のそれと同一である。同マスク１７の領域３の紫外光透過部の平面形状は、第１フォトマスク１６の領域３のそれより少し狭くなっている。

【0062】

第２露光工程における層間絶縁膜１１の露光量は、現像後に第２フォトマスク１７の領域２に対応する箇所（透過領域Ｔ）において層間絶縁膜１１が所望の残存厚さとなるように設定される。第２露光工程により、層間絶縁膜１１には、図７に示すように、第２フォトマスク１７の領域２及び領域３に対応する箇所に、それら領域２及び領域３の紫外光透過部と同じ平面形状で複数の被照射領域２０ａが形成される。各被照射領域２０ａの層間絶縁膜１１の表面からの深さは、いずれもｄ２（ｄ２＞ｄ１）である。

【0063】

次に、図８に示すような第３フォトマスク１８を使用して、層間絶縁膜１１に対して所定の紫外光をさらに照射し、層間絶縁膜１１を選択的に露光する。これを「第３露光工程」と呼ぶ。第３フォトマスク１８は、図８に示すようにパターン化された遮光膜３０ｃを有しており、その領域１及び領域２はすべて紫外光遮断部とされ、その領域３にのみ紫外光透過部が設けられている。第３フォトマスク１８の領域３の紫外光透過部の平面形状は、コンタクトホール１２に対応する箇所については、コンタクトホール１２の形成に必要な範囲に限定されており、第１フォトマスク１６の領域３のそれよりかなり狭くなっているが、表示部以外にある不要部については、第１フォトマスク１６の領域３のそれと同じである。

【0064】

第３露光工程における層間絶縁膜１１の露光量は、現像後に領域３に対応する箇所（コンタクトホール１２及び表示部以外の箇所）において層間絶縁膜１１がすべて除去されるように設定される。第３露光工程により、層間絶縁膜１１には、図８に示すように、第３フォトマスク１８の領域３に対応する箇所に、その領域３の紫外光透過部と同じ平面形状で複数の被照射領域２０ｂが形成される。図８には、コンタクトホール１２に対応する箇所の被照射領域２０ｂのみを示してあり、表示部以外にある不要部に対応する箇所の被照射領域２０ｂは省略している。各被照射領域２０ｂの層間絶縁膜１１の表面からの深さは、いずれもｄ３（ｄ３＞ｄ２＞ｄ１）である。

【0065】

第３露光工程の終了後、所定の現像液を用いて層間絶縁膜１１の現像を行う。すると、図８に示された層間絶縁膜１１の被照射領域２０、２０ａ及び２０ｂが選択的に除去され、図９のような形状の層間絶縁膜１１が得られる。これは、被照射領域２０、２０ａ及び２０ｂが現像掖に溶解可能となっているからである。次に、残存した層間絶縁膜１１の焼成を行い、これを熱硬化させる。その結果、層間絶縁膜１１の表面の凹凸部の角が取れて滑らかになる。また、コンタクトホール１２に対応する箇所では、パッシベーション膜１０が露出する。この時の状態は、図１０に示すようになる。

【0066】

なお、上記の第１〜第３の露光工程の実施順序は、ここで述べたものに限定されず、適宜変更が可能である。被照射領域２０、２０ａ及び２０ｂの深さは、露光総量によって決まるため、それら露光工程の実施順序が変わっても同じ効果が得られるからである。

【0067】

続いて、図１０に示す状態にある層間絶縁膜１１に対してコンタクトホール１２や端子等の開口箇所（図示せず）を形成するために、層間絶縁膜１１から露出せしめられたパッシベーション膜１０を、フォトリソグラフィ及びエッチングによって選択的に除去する。

【0068】

その後、層間絶縁膜１１の表面に、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜等の導電膜を形成した後、これをパターニングして、透過領域Ｔ内に図１及び図１１に示すようなパターンを持つ透過電極１３を形成する。この時、透過電極１３は、コンタクトホール１２を介してドレイン電極８に接続せしめられる。

【0069】

続いて、層間絶縁膜１１の表面にＡｌ膜またはＡｌ合金膜等の導電膜を形成した後、これをパターニングして、反射領域Ｒ内に図１及び図１１に示すようなパターンを持つ反射電極１４を形成する。反射電極１４と透過電極１３は、一部が重なっているから、その重なり部によって両者は電気的に相互接続される。

【0070】

反射電極１４には、その全面にわたって、層間絶縁膜１１の表面の凹凸を反映して凹凸が形成されている。透過電極１３の反射電極１４との重なり部にも、同様の凹凸が形成されている。

【0071】

なお、透過電極をＩＴＯ膜で形成し、反射電極１４をＡｌまたはＡｌ合金膜で形成した場合、両者の直接の接触は避けることが好ましいため、反射電極１４の下位にＭｏあるいはその合金、クロム（Ｃｒ）等の膜を配置し、当該膜とＡｌまたはＡｌ合金膜との２層構造とするのが好ましい。

【0072】

以上の工程により、図１及び図２に示す構成のＴＦＴアレイ基板２１が得られる。その後は、ＴＦＴアレイ基板２１と対向基板２５との接合、両基板２１及び２５の間の隙間への液晶の充填・密封等を行うことにより、液晶表示パネルが得られる。そして、この液晶表示パネルにバックライト２８を組み込めば、図３に示す構成の本発明の第１実施形態に係る半透過型液晶表示装置が得られる。

【0073】

以上説明したように、本発明の第１実施形態に係る半透過型液晶表示装置では、ＴＦＴアレイ基板２１上の層間絶縁膜１１が、画素領域Ｐの各々において透過領域Ｔ及び反射領域Ｒの双方を覆っており、画素領域Ｐの各々における透過領域Ｔと反射領域Ｒとの間に段差を有している。この段差は、上記領域１〜領域３に対する露光工程における露光量を変えて、透過領域Ｔにおける層間絶縁膜１１のその表面からの除去量（除去深さ）と反射領域Ｒにおける層間絶縁膜１１のその表面からの除去量（除去深さ）を調整することにより、透過領域Ｔと反射領域Ｒとの間の前記段差の大きさを変更することが容易である。よって、透過領域Ｔと反射領域Ｒにおいて液晶層２７を透過する光の光路長を整合（合致）させて、反射特性（反射モード）と透過特性（透過モード）の双方を最適化することが容易である。

【0074】

他方、層間絶縁膜１１は、透過領域Ｔ及び反射領域Ｒの双方を覆っているため、画素電極すなわち透過電極１３及び反射電極１４をその周囲の配線上にも延在させることができる。したがって、図１８に示した従来の半透過型液晶表示装置と同様の高い開口率が得られる。

【0075】

このように、高い開口率を保持しながら反射特性（反射モード）と透過特性（透過モード）の双方を最適化することができるので、表示品位の改善が容易に行える。

【0076】

さらに、コンタクトホール１２や端子等の開口箇所を除いて、層間絶縁膜１１は上記第１〜第３の露光工程によって除去されないため、これらの露光工程において露光装置のステージからの反射光の影響を受けて層間絶縁膜１１に当該ステージの形状が転写される、という現象も防止できる。

【0077】

なお、層間絶縁膜１１の透過領域Ｔと反射領域Ｒとの間の前記段差は、層間絶縁膜１１の厚さを一定としておいて、反射電極１４の厚さを増すことによっても形成することが可能である。しかし、反射電極１４の厚さを増すと、膜応力に起因して反射電極１４に割れが生じたり、成膜温度が上昇することによって反射電極１４の反射率が低下したりする、という懸念がある。また、反射電極１４の厚さに応じて、成膜装置に与えられる負荷が大きくなる、という難点もある。これに対し、透過領域Ｔと反射領域Ｒにおける層間絶縁膜１１の厚さの調整によって前記段差が得られる本実施形態では、このような懸念や難点がないため、好ましい。

【0078】

（第２実施形態）
図１２〜図１３は、それぞれ、本発明の第２実施形態に係る半透過型液晶表示装置に使用されるＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す、図１のＡ−Ａ‘線に沿った部分断面図である。これらの図も、一つの画素領域Ｐについてのみ示している。

【0079】

本発明の第１実施形態に係る半透過型液晶表示装置の製造方法では、上述したように、層間絶縁膜１１を第１〜第３の露光工程によって露光している。つまり、マスクを変えて露光工程を３回実施している。本発明の第２実施形態に係る半透過型液晶表示装置の製造方法では、この露光工程の回数を２回に減少することができる。

【0080】

まず、第１実施形態の製造方法と同様にして、層間絶縁膜１１として、パッシベーション膜１０上に感光性のアクリル樹脂をスピンコート法で塗布し、図５の構成を得る。

【0081】

次に、図１２に示すようなパターンを持つ第１フォトマスク１９を使用して、アクリル樹脂膜（層間絶縁膜１１）に対して所定の紫外光を照射し、層間絶縁膜１１を選択的に露光する（第１露光工程）。第１フォトマスク１９は、図１２に示すようにパターン化された半透過膜２９と遮光膜３０ｄを有しており、領域１、領域２及び領域３の三つの部分に分割されている。半透過膜２９は、当該紫外光の一部を透過する。遮光膜３０ｄは、当該紫外光を遮断する。半透過膜２９及び遮光膜３０ｄの存在しない箇所は、紫外光が透過可能である。第１フォトマスク１９の領域１、領域２及び領域３は、それぞれ、第１フォトマスク１６の領域１、領域２及び領域３（図６参照）と同じである。

【0082】

第１露光工程における層間絶縁膜１１の露光量は、現像後に、領域２に対応する箇所（透過領域Ｔ）において層間絶縁膜１１が所望の残存厚さとなるように設定される。また、半透過膜２９による減衰した紫外光の透過量は、現像後に、領域１及び領域３に対応する箇所（反射領域Ｒ）において層間絶縁膜１１に所望深さの凹部が形成されるように設定される。第１露光工程により、層間絶縁膜１１には、図１２に示すように、第１フォトマスク１９の領域１、領域２及び領域３に対応する箇所に、それら領域１、領域２及び領域３の紫外光透過部と同じ平面形状で複数の被照射領域２０または２０ａが形成される。各被照射領域２０の層間絶縁膜１１の表面からの深さはｄ１、各被照射領域２０ａの層間絶縁膜１１の表面からの深さはｄ２（ｄ２＞ｄ１）である。

【0083】

第２実施形態の第１露光工程は、第１実施形態における第１露光工程及び第２露光工程を組み合わせたものに相当する。

【0084】

次に、第１実施形態における第３露光工程で使用した第３フォトマスク１８（図８参照）を使用して、層間絶縁膜１１に対して所定の光を再度照射し、層間絶縁膜１１を選択的に露光する（第２露光工程）。この露光工程により、層間絶縁膜１１には、第３フォトマスク１８の領域３に対応する箇所に、図１３に示すような形状で被照射領域２０ｂが形成される。層間絶縁膜１１の表面からの被照射領域２０ｂの深さは、ｄ３（ｄ３＞ｄ２）である。

【0085】

その後の工程は、第１実施形態の場合と同じである。

【0086】

以上説明したように、本発明の第２実施形態に係る半透過型液晶表示装置では、上述した第１実施形態の場合と同じ効果が得られると共に、２回（第１実施形態の場合より１回少ない）の露光工程で層間絶縁膜１１に対して所望の被照射領域２０、２０ａ及び２０ｂを形成することができる、という効果も得られる。

【0087】

なお、上記第１〜第２の露光工程の実施順序は、逆にしてもよい。また、半透過膜２９に代えて、露光解像度限界以下の遮光膜を使用してもよい。

【0088】

（第３実施形態）
図１４〜図１５は、それぞれ、本発明の第３実施形態に係る半透過型液晶表示装置に使用されるＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す、図１のＡ−Ａ‘線に沿った部分断面図である。これらの図も、一つの画素領域Ｐについてのみ示している。

【0089】

本発明の第３実施形態に係る半透過型液晶表示装置の製造方法においても、上記露光工程の回数を２回に減少することができる。

【0090】

まず、第１実施形態の製造方法と同様にして、層間絶縁膜１１として、パッシベーション膜１０上に感光性のアクリル樹脂をスピンコート法で塗布し、図５の構成を得る。

【0091】

次に、第１実施形態の第１露光工程で使用した第１フォトマスク１６（図６参照）を使用して、アクリル樹脂膜（層間絶縁膜１１）に対して所定の紫外光を照射し、層間絶縁膜１１を選択的に露光する（第１露光工程）。

【0092】

第１露光工程における層間絶縁膜１１の露光量は、第１実施形態の場合と同様に、現像後に、領域１に対応する箇所（反射領域Ｒ）において層間絶縁膜１１の表面に所望の凹部が形成されるように設定される。第１露光工程により、層間絶縁膜１１には、図１４に示すように、第１フォトマスク１６の領域１、領域２及び領域３に対応する箇所に、それら領域１、領域２及び領域３の紫外光透過部と同じ平面形状で複数の被照射領域２０が形成される。各被照射領域２０の層間絶縁膜１１の表面からの深さはｄ１である。

【0093】

次に、図１５に示すようなパターンを持つ第２フォトマスク１９ａを使用して、アクリル樹脂膜（層間絶縁膜１１）に対して所定の紫外光を照射し、層間絶縁膜１１を選択的に露光する（第２露光工程）。第２フォトマスク１９ａは、図１５に示すようにパターン化された半透過膜２９ａと遮光膜３０ｅを有している。半透過膜２９ａは、当該紫外光の一部を透過する。遮光膜３０ｅは、当該紫外光を遮断する。半透過膜２９ａ及び遮光膜３０ｅの存在しない箇所は、紫外光が透過可能である。

【0094】

第２露光工程における層間絶縁膜１１の露光量は、現像後に、領域３のコンタクトホール１２に対応する箇所において層間絶縁膜１１が完全に除去されるように設定される。また、半透過膜２９ａによる減衰した紫外光の透過量は、現像後に、領域２に対応する箇所（透過領域Ｔ）において層間絶縁膜１１が所望の残存厚さとなるように設定される。第２露光工程により、層間絶縁膜１１には、図１５に示すように、領域２及び領域３に対応する箇所に、それら領域２及び領域３の紫外光透過部と同じ平面形状で複数の被照射領域２０ａまたは２０ｂが形成される。各被照射領域２０ａの層間絶縁膜１１の表面からの深さはｄ２、各被照射領域２０ｂの層間絶縁膜１１の表面からの深さはｄ３（ｄ３＞ｄ２＞ｄ１）である。

【0095】

第３実施形態の第２露光工程は、第１実施形態における第２露光工程及び第３露光工程を組み合わせたものに相当する。

【0096】

その後の工程は、第１実施形態の場合と同じである。

【0097】

以上説明したように、本発明の第３実施形態に係る半透過型液晶表示装置では、上述した第１実施形態の場合と同じ効果が得られると共に、上述した第１実施形態の場合と同様に、２回（第１実施形態の場合より１回少ない）の露光工程で層間絶縁膜１１に対して所望の被照射領域２０、２０ａ及び２０ｂを形成することができる、という効果も得られる。

【0098】

なお、上記第１〜第２の露光工程の実施順序は、逆にしてもよい。また、半透過膜２９ａに代えて、露光解像度限界以下の遮光膜を使用してもよい。

【0099】

（第４実施形態）
図１６は、本発明の第４実施形態に係る半透過型液晶表示装置に使用されるＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す、図１のＡ−Ａ‘線に沿った部分断面図である。この図も、一つの画素領域Ｐについてのみ示している。

【0100】

本発明の第４実施形態に係る半透過型液晶表示装置の製造方法では、上記露光工程の回数を１回に減少することができる。

【0101】

本第４実施形態では、図１６に示すようなパターンを持つフォトマスク１９ｂを使用して、アクリル樹脂膜（層間絶縁膜１１）に対して所定の紫外光を照射し、層間絶縁膜１１を選択的に露光する。フォトマスク１９ｂは、図１６に示すようにパターン化された紫外光透過率の異なる２種類の半透過膜２９ｂ及び２９ｃと、遮光膜３０ｆとを有している。半透過膜２９ｂと２９ｃは、いずれも、当該紫外光の一部を透過するが、その紫外光透過率は、半透過膜２９ｃの方が半透過膜２９ｂよりも高い。遮光膜３０ｅは、当該紫外光を遮断する。半透過膜２９ｂと２９ｃ及び遮光膜３０ｆの存在しない箇所は、紫外光が透過可能である。

【0102】

この露光工程における層間絶縁膜１１の露光量は、現像後に、領域３のコンタクトホール１２に対応する箇所において層間絶縁膜１１が完全に除去されるように設定される。また、半透過膜２９ｂによる減衰した紫外光の透過量は、現像後に、領域１に対応する箇所（反射領域Ｒ）において層間絶縁膜１１に所望の凹部が形成されるように設定される。半透過膜２９ｃによる減衰した紫外光の透過量は、現像後に、領域２に対応する箇所（透過領域Ｔ）において層間絶縁膜１１が所望の残存厚さとなるように設定される。この露光工程により、層間絶縁膜１１には、図１６に示すように、領域１、領域２及び領域３に対応する箇所に、それら領域１、領域２及び領域３の紫外光透過部と同じ平面形状で複数の被照射領域２０、２０ａまたは２０ｂが形成される。各被照射領域２０の層間絶縁膜１１の表面からの深さはｄ１、各被照射領域２０ａの層間絶縁膜１１の表面からの深さはｄ２、各被照射領域２０ｂの層間絶縁膜１１の表面からの深さはｄ３（ｄ３＞ｄ２＞ｄ１）である。

【0103】

第４実施形態の当該露光工程は、第１実施形態における第１〜第３の露光工程を組み合わせたものに相当する。

【0104】

その後の工程は、第１実施形態の場合と同じである。

【0105】

以上説明したように、本発明の第４実施形態に係る半透過型液晶表示装置では、上述した第１実施形態の場合と同じ効果が得られると共に、１回（第１実施形態の場合より２回少ない）の露光工程で層間絶縁膜１１に対して所望の被照射領域２０、２０ａ及び２０ｂを形成することができる、という効果も得られる。

【0106】

なお、半透過膜２９ｂまたは２９ｃに代えて、露光解像度限界以下の遮光膜を使用してもよい。

【0107】

（変形例）
上述した第１〜第４の実施形態は本発明を具体化した例を示すものである。したがって、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を外れることなく種々の変形が可能であることは言うまでもない。

【0108】

例えば、上記実施形態では、感光性アクリル樹脂を使用して層間絶縁膜を形成しているが、本発明は感光性アクリル樹脂には限定されない。感光性と絶縁性と透明性を有する樹脂等の有機材料であれば、任意の材料を使用することが可能である。

【0109】

また、上記実施形態では、ＴＦＴがボトムゲート構造とされているが、本発明はこれに限定されない。層間絶縁膜の構成及び形成法が上記したものと同じであれば、ＴＦＴをトップゲート構造としてもよい。また、上記実施形態では、透過電極がＴＦＴのドレイン電極と電気的に接続されているが、反射電極がＴＦＴのドレイン電極と電気的に接続され、その反射電極と透過電極が電気的に相互接続されていてもよい。

【符号の説明】

【0110】

１ 透明基板
２ ゲート電極
３ ゲート線
４ ゲート絶縁膜
５ 半導体膜
６ａ、６ｂ 高濃度半導体膜
７ ソース電極
８ ドレイン電極
９ データ線
１０ パッシベーション膜
１１ 層間絶縁膜
１２ コンタクトホール
１３ 透過電極
１４ 反射電極
１５ ＴＦＴ
１６、１７、１８、１９，１９ａ、１９ｂ フォトマスク
２０、２０ａ、２０ｂ 被照射領域（現像液可溶領域）
２１ ＴＦＴアレイ基板
２２ 透明基板
２３ カラーフィルタ
２４ 対向電極
２５ 対向基板
２６ａ、２６ｂ 配向膜
２７ 液晶層
２８ バックライト
２９、２９ａ、２９ｂ、２９ｃ 半透過膜
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ 遮光膜
ｄ１、ｄ２、ｄ３ 被照射領域（現像液可溶領域）の深さ
Ｔ 透過領域
Ｒ 反射領域
Ｐ 画素領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】