JP4063733B2 - 半透過型液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、半透過型液晶表示装置及びその製造方法に係り、詳しくは、画素領域に透過領域と反射領域とを備えた半透過型液晶表示装置及びその製造方法に関する。

液晶表示装置は、小型、薄型、低消費電力という特徴から、ＯＡ(Office Automation)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、アクティブマトリクス（Active Matrix）方式と単純マトリクス（Passive Matrix）方式との２つの駆動方式が知られてれているが、高品質の画像を表示できる前者が広く採用されている。また、アクティブマトリクス方式で駆動される液晶表示装置は透過型と反射型とに分類されるが、いずれも、液晶表示装置の主要部を構成する液晶パネルが電子シャッターとして働いて外部から入射された光を通過又は遮断させることにより画像を表示することを基本的な原理としているので、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＥＬ（Electroluminescence）表示装置等と異なって、自ら発光する機能を有していない。したがって、液晶表示装置では画像を表示する場合は、いずれのタイプでも別途に光源を必要とする。例えば、透過型液晶表示装置は、液晶パネルの裏面（画像の表示面と反対の面）にバックライトから成る光源を設けて、液晶パネルでバックライトから入射した光の透過／遮断を切り替えることにより表示が制御されるように構成されている。

このような透過型液晶表示装置では、バックライト光を常に入射することにより、同透過型液晶表示装置が使用される場所の周囲の明るさに無関係に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、透過型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、透過型液晶表示装置をバッテリーで駆動するタイプのものでは使用可能時間が短くなり、使用可能時間を延長すべく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るので小型化、軽量化の妨げとなる。

そこで、透過型液晶表示装置におけるバックライト光源の消費電力の問題を解決するために、バックライト光源を不要にして、液晶表示装置が使用される場所の周囲に存在している光（以下、外部周囲光とも称する）を光源として利用するように構成した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、液晶パネルの内部に反射板を設けて、液晶パネルの内部に入射してその反射板で反射された外部周囲光の透過／遮断を切り替えることにより表示が制御されるように構成されている。この反射型液晶表示装置では、透過型液晶表示装置のようなバックライト光源が不要なので、消費電力の低減、小型、軽量化を図ることができる。しかしながら、反射型液晶表示装置は、周囲が暗い場合には外部周囲光が光源として十分に働かなくなるので、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。

このように、透過型液晶表示装置及び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欠かせなくなるが、バックライトのみを光源とすると上述したように消費電力の増大が避けられない。そこで、バックライト光源の消費電力を抑え、かつ外部周囲光が暗い場合でも視認性を向上させることができるように、液晶パネルの画素領域に透過領域と反射領域とを備えて、透過型液晶表示装置及び反射型液晶表示装置としての動作を一つの液晶パネルで実現するように構成した半透過型液晶表示装置が提案されている。

上記のような半透過型液晶表示装置によれば、液晶パネルの画素領域に透過領域と反射領域を備えることにより、外部周囲光が暗い場合にはバックライトをオンし上記透過領域を利用して透過型液晶表示装置として動作させることで、周囲が暗い場合でも視認性向上という透過型液晶表示装置の特性を発揮させることができる。一方、外部周囲光が十分に明るい場合にはバックライトをオフし上記反射領域を利用して反射型液晶表示装置として動作させることで、低消費電力という反射型液晶表示装置の特性を発揮させることができる。

この半透過型液晶表示装置において、透過型液晶表示装置として動作させるための透過領域ではバックライトからの入射光が液晶層を透過し、一方、反射型液晶表示装置として動作させるための反射領域では外部周囲光である入射光が液晶パネルの液晶層を往復して通過するために、液晶層における上記両入射光間には光路差が生ずる。このため、半透過型液晶表示装置では、後述するように、液晶層の膜厚である反射領域の第１のギャップ（反射ギャップ）寸法と透過領域の第２のギャップ（透過ギャップ）寸法を、液晶のツイスト角に応じて最適値に設定しないと、反射領域及び透過領域でのリタデーションの相違によって表示面から出射する出射光の強度を最適化できないことになる。以下、半透過型液晶表示装置における、画素領域の透過領域及び反射領域の出射光強度の最適化について説明する。

（透過領域及び反射領域の出射光強度の最適化について）
図３４は、透過領域ＰＸａ及び反射領域ＰＸｂの出射光強度の最適化を図るために必要な、半透過型液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。同半透過型液晶表示装置は、同図に示すように、アクティブマトリクス基板１１２と、対向基板１１６と、両基板１１２、１１６間に挟持された液晶層１１７と、アクティブマトリクス基板１１２の裏面に配置されたバックライト光源１１８と、アクティブマトリクス基板１１２及び対向基板１１６の各々の外側に設けられた位相差板（λ／４板）１２０ａ、１２０ｂ及び偏光板１１９ａ、１１９ｂとを備えている。ここで、アクティブマトリクス基板１１２の対向基板１１６と対向する面には、画素領域ＰＸの透過領域ＰＸａとして働く透過電極膜１０５及び反射領域ＰＸｂとして働く反射膜１０６が設けられている。このように、各光学部材を相互に配置して半透過型液晶表示装置を構成することにより、後述するように、入射光及び出射光の偏光状態を制御する。

（上側の偏光板、位相差板の配置について）
上述の半透過型液晶表示装置を、まず、反射型液晶表示装置として動作させる場合について説明する。反射領域ＰＸｂをノーマリーホワイト表示とするため、すなわち対向基板１１６の対向電極（図示せず）とアクティブマトリクス基板１１２の画素電極（図示せず）間に電圧が印加されないため液晶層１１７の液晶分子が寝ている状態（水平方向に沿って横たわっている状態）で白表示、上記対向電極と上記画素電極間に電圧が印加されて液晶分子が立っている状態（垂直に沿って立ち上がった状態）で黒表示とするため、液晶層１１７と偏光板１１９ｂとの間に位相差板１２０ｂを配置する。位相差板１２０ｂを偏光板１１９ｂの光学軸に対して４５°回転させて配置することにより、偏光板１１９ｂを通過した外部周囲光である直線偏光（水平）は、右回り円偏光となる。右回り円偏光は液晶層１１７の膜厚である反射ギャップｄｒを所定の値に選ぶことで反射膜１０６に直線偏光として到達する。反射膜１０６では直線偏光はそのまま直線偏光として反射され、この直線偏光は液晶層１１７を出射するときは右回り円偏光となる。これが位相差板１２０ｂにより直線偏光（水平）に変えられて、水平方向に光学軸を持つ偏光板１１９ｂを出射して白表示となる。一方、上記対向電極と上記画素電極間に電圧が印加された場合は液晶分子が立ち上がる。このとき、液晶層１１７に右回り円偏光として入射した光は反射膜１０６まで右回り円偏光のまま到達し、反射膜１０６により右回り円偏光は左回り円偏光に変えられて反射された。そして、左回り円偏光のまま液晶層１１７を出射したのち、位相差板１２０ｂにより直線偏光（垂直）に変えられ、偏光板１２０ｂに吸収されて光は出射しない。このため黒表示となる。

（下側の偏光板、位相差板の配置について）
次に、透過型液晶表示装置として動作する場合について説明する。電圧をかけた状態で黒表示となるように下側の位相差板１２０ａ、偏光板１１９ａの光学軸の配置角が決定される。下側の偏光板１１９ａは上側の偏光板１１９ｂ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、上側の位相差板１２０ｂの影響をキャンセル（補償）するため、下側の位相差板１２０ａもまた９０°回転して配置される。液晶分子は電圧をかけた状態では立ち上がっているため、光の偏光状態は変化しないので、結局、偏光板１１９ａ、１１９ｂ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、電圧をかけた状態で黒表示となる。以上のようにして、半透過型液晶表示装置の液晶パネルの光学部材の配置及び光学軸の配置角が決定される。

（ツイスト角の設定について）
以上の配置角で光学部材を配置し、上記液晶層１１７として屈折率異方性Δｎ＝０．０８６のネマティック液晶を用いて構成した半透過型液晶表示装置における、液晶のツイスト角φ（０°〜９０°）と、反射ギャップｄｒ及び透過ギャップｄｆ（すなわち、液晶層の膜厚）との関係を、図３５に示す。また、反射ギャップｄｒ及び透過ギャップｄｆを最適化した場合の、ツイスト角φ（０°〜９０°）と、透過率及び反射率との関係を図３６示す。一般にツイスト角が小さくなるに従い、透過モードの光の利用率が高くなる一方、視野を振った時の色シフトが大きくなる。図３５より明らかなように、白の反射率及び透過率がそれぞれ最大となる反射ギャップｄｒ及び透過ギャップｄｆは、ツイスト角φが略７２°で一致している。また、ツイスト角φが小さくなるにつれ、最適な反射ギャップｄｒの方が最適な透過ギャップｄｆよりも小さくなる。

図３５から明らかなように、液晶として屈折率異方性Δｎ＝０．０８６のネマティック液晶を用い、ツイスト角φを略７２°に設定したときの最適な反射ギャップｄｒ及び透過ギャップｄｆは、略２．７μｍで一致している。また、ツイスト角φを略０°に設定したときの最適な反射ギャップｄｒは略１．５μｍ、透過ギャップｄｆは略２．９μｍとなる。また、ツイスト角φを略６０°に設定したときの最適な反射ギャップｄｒは略２．０μｍ、透過ギャップｄｆは略２．８μｍとなる。

以上のように、画素領域ＰＸの透過領域ＰＸａ及び反射領域ＰＸｂをそれぞれ通過する両入射光間の光路差を是正して、半透過型液晶表示装置で出射光強度の最適化を図るためには、液晶のツイスト角に応じて、白の反射率及び透過率がそれぞれ最大となる最適な反射ギャップｄｒ及び透過ギャップｄｆを図３５のように設定する必要がある。したがって、後述する図３０の従来の半透過型液晶表示装置のように、反射ギャップと透過ギャップとが異なるようにアクティブマトリクス基板１１２に段差を設けたり、後述する図３３の従来の半透過型液晶表示装置のように、反射ギャップと透過ギャップとが等しくなるようにアクティブマトリクス基板１１２を形成する等の工夫を施して、所定のツイスト角に応じて、最適な反射ギャップｄｒ及び透過ギャップｄｆを得ることが従来から行われている。

以下、図３０を参照して、従来の半透過型液晶表示装置の構成について説明する。同半透過型液晶表示装置は、同図に示すように、スイッチング素子として動作する薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor:ＴＦＴ）１０３が形成されたアクティブマトリクス基板１１２と、対向基板１１６と、両基板１１２、１１６間に挟持された液晶層１１７と、アクティブマトリクス基板１１２の裏面に配置されたバックライト光源１１８とを備えている。

ここで、アクティブマトリクス基板１１２は、透明絶縁基板１０８と、透明絶縁基板１０８上に形成されたゲート線及びデータ線（図示せず）と、ゲート線に接続されたゲート電極１０１ａと、ゲート絶縁膜１０９と、半導体層１０３ａと、半導体層１０３ａの両端から引き出されてそれぞれデータ線及び画素電極に接続されたドレイン電極１０２ａ及びソース電極１０２ｂと、パッシベーション膜１１０とを備えている。そして、画素領域ＰＸはバックライト光源１１８からの入射光を透過させる透過領域ＰＸａと、入射された外部周囲光を反射させる反射領域ＰＸｂとに分割され、透過領域ＰＸａにはパッシベーション膜１１０上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等から成る透明電極膜１０５が形成され、反射領域ＰＸｂには、有機膜等の凹凸膜１１１を介してＡｌ又はＡｌ合金を含む反射電極膜１０６ａが透明電極膜１０５上に接続されるたように形成されている。凹凸膜１１１に形成されたコンタクトホール１０７を通じてソース電極１０２ｂに接続されている透明電極膜１０５及び反射電極膜１０６ａは画素電極として働き、両電極膜１０５、１０６ａ上には配向膜１２９が形成されている。ここで、ゲート電極１０１ａ、ゲート絶縁膜１０９、半導体層１０３ａ、ドレイン電極１０２ａ及びソース電極１０２ｂにより、ＴＦＴ１０３が構成されている。一方、対向基板１１６は、透明絶縁基板１１３と、カラーフィルタ１１４と、ブラックマトリクス（図示せず）と、対向電極１１５と、配向膜１２９とを備えている。

このような構造の半透過型液晶表示装置では、図３０において、透過領域ＰＸａではアクティブマトリクス基板１１２の裏面から入射したバックライト光が液晶層１１７を通過して対向基板１１６から出射され、反射領域ＰＸｂでは対向基板１１６から入射した外部周囲光が液晶層１１７を通過した後、反射電極膜１０６ａで反射されて再び液晶層１１７を通過して対向基板１１６から出射される。そして、凹凸膜１１１の段差を反射ギャップｄｒが透過ギャップｄｆの約半分（但し、ツイスト角φが略０°の例）になるように設けて、各々の領域をそれぞれ通過する両入射光間の光路長を略等しくすることにより出射光の偏光状態を調整している。

ここで、凹凸を有する反射板上に透明なアクリル樹脂からなる保護膜を介して透明電極を形成した構造の反射型液晶表示装置が、特開２００１−２２１９９５号公報に開示されている。同半透過型液晶表示装置は、透過表示領域と反射表示領域においてリタデーションの異なる状態の液晶を、同一の駆動電圧により配向すると高コントラストの表示を得ることができず、明るい表示を得ることが難しいという問題を解決するためになされ、透過表示を行う部分と反射表示を行う部分のリタデーションを近い範囲になるように調整した上で液晶の配向を制御するようにしている。ただし、同半透過型液晶表示装置は、この発明で問題にしている後述するような電食反応による表示欠陥や、残留ＤＣ電圧に起因するフリッカについては考慮されていない。また、同半透過型液晶表示装置は、反射電極膜（反射板）は画素の中央部に形成されており、ＴＦＴ素子は反射板で覆われていないので、この発明で取り上げている問題を解決することはできない。

しかしながら、前述したような従来の半透過型液晶表示装置では、ＩＴＯ等から成る透明電極膜１０５上にＡｌ又はＡｌ合金を含む反射電極膜１０６ａが形成されるので、反射電極膜１０６ａを加工（パターニング）するためのレジストパターン形成時に電食反応によりＡｌやＩＴＯが浸食されてしまうという問題（第１の問題）と、反射電極膜１０６ａ領域に残留ＤＣ電圧が生じてフリッカが発生するという問題（第２の問題）とが生じる。

まず、第１の電食反応の問題について説明する。例えば図３０に示したような従来の半透過型液晶表示装置の構造では、透明電極膜１０５を反射電極膜１０６ａを通じてＴＦＴ１０３のソース電極１０２ｂと接続するために、各画素の内部において透明電極膜１０５と反射電極膜１０６ａとがオーバーラップするように形成されるが、隣接する画素間では、各画素間を電気的に分離する必要があるので、或る画素の透明電極膜１０５と隣接する画素の反射電極膜１０６ａとはオーバーラップさせることができない。したがって、図３１（ａ）に示すように、反射電極膜１０６ａを加工するためのレジストパターン１２１を形成する際には、予め全面に形成した反射電極膜用導電膜の内各画素の反射領域ＰＸｂ側（図示左側）のみを覆うように形成しなければならない。しかしながら、図３１（ｂ）にも示すように、先に形成した透明電極膜１０５の端部領域（破線で囲んだ領域）上の反射電極膜１０６ａに何らかの原因で亀裂１２７が生じた場合に、この亀裂１２７から現像液１２６が浸透してしまうことになる。

ここで、反射電極膜１０６ａであるＡｌ系材料は、反応性に富み、酸素と容易に反応し易い性質を有するので、上述のように亀裂１２７から現像液１２６が浸透すると、Ａｌ系材料が透明電極膜を構成している酸化物導電体であるＩＴＯと反応する。この結果、現像液１２６を電解液として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とＩＴＯ間でコンタクト不良が生じたり、図３１（ｃ）に示すように密着性の悪い透明電極１０５とパッシベーション膜１１０間で剥離１２８が生じる。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。

（１）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。
（２）形成されたピンホールを通じて、現像液１２６が下層のＩＴＯと接触する。
（３）現像液１２６中におけるＡｌの酸化電位とＩＴＯの還元電位と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。

Ａｌ＋４ＯＨ^- → Ｈ₂ＡｌＯ₃＋Ｈ₂Ｏ＋３ｅ …（１）
Ｉｎ₂Ｏ₃＋３Ｈ₂Ｏ＋６ｅ→ ２Ｉｎ＋６ＯＨ^- …（２）

この電食反応は透明電極膜１０５と反射電極膜１０６ａのレイアウト（ＩＴＯとＡｌの重なり方）を考慮することによりある程度抑制することができるが、ＩＴＯ上にＡｌ又はＡｌ合金が形成された構造における本質的な問題であり、この電食反応の発生を確実に防止することできる構造の提案が望まれている。

次に、第２のフリッカの問題について説明する。前述したように、アクティブマトリクス方式で駆動される半透過型液晶表示装置は通常、交流電圧で駆動され、対向電極に印加する電圧を基準電圧として、画素電極には一定時間毎に正極性及び負極性に変化する電圧が供給される。液晶に印加された電圧は正の電圧波形と負の電圧波形とが対称形であることが望ましいが、画素電極に電圧波形が対称な交流電圧を印加しても、実際に液晶に印加された電圧波形は意図しない後述するようなＤＣ成分によって対称形とはならない。このため、正の電圧を印加したときの光透過率と負の電圧を印加したときの光透過率とが異なり、画素電極に印加する交流電圧の周期で輝度が変動してフリッカと呼ばれるちらつきが発生する。このフリッカは、後述するように、液晶分子を配向制御するために液晶層１１７の両側の対向基板１１６及びアクティブマトリクス基板１１２の表面に各々形成された配向膜１２９に起因して発生する。

上記配向膜１２９としては、数１００Å程度の薄膜をラビング処理するために膜自体の機械的強度が十分であること、ラビング後は水や有機溶剤で洗浄されるためにこれらの溶剤に対して耐性があること、液晶封入時にシール材として使用されるエポキシ樹脂の加熱硬化条件に対する耐熱性があること等の理由から、通常ポリイミドが用いられる。しかし、このポリイミドは、ラビング処理したり、強い光が照射されたと内部に電子が発生することが知られている。

図３０の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１１２上には透明電極膜１０５及び反射電極膜１０６ａが形成されており、その上層（液晶層１１７の介挿面側表面）にポリイミドから成る配向膜１２９が塗布されるが、上述したようにラビング処理や光の照射によりポリイミド内部に電子が発生する。反射電極膜１０６ａを構成するＡｌ表面は酸化されやすく、ポリイミドとＡｌ界面にショットキー障壁が生じて、ポリイミド内部の電子はＡｌ電極を介して外部に逃げにくい。一方、透明電極膜１０５であるＩＴＯは酸化されることがないので、ポリイミドとＩＴＯ界面にショットキー障壁は生じず、ポリイミド内部に蓄積された電子はＩＴＯから外部に逃げることができる。その結果、反射電極膜１０６ａ上の配向膜１２９であるポリイミドにのみ電子が残り、残留ＤＣ電圧が生じる。このＤＣ成分によって画素電極に印加する交流電圧の波形は対称形とならないので、フリッカが発生する。

この第２の問題も、アクティブマトリクス基板１１２の最上層にＡｌ等から成る反射電極膜１０６ａが形成され、その上面にポリイミドから成る配向膜１２９が塗布された構造における本質的な問題であり、この残留ＤＣ電圧に起因するフリッカの発生を抑制できる構造の提案が望まれている。

上記２つの問題の内、電食反応の問題に関しては、透明電極膜１０５と反射電極膜１０６ａとの平面上のレイアウトや反射電極膜１０６ａの構造を改良することによって抑制することは可能であり、この発明の発明者は先願（特願２００１−２３７８８７号）において種々の改良案を提案している。以下、上記先願に係る半透過型液晶表示装置について図３２及び図３３を参照して説明する。図３２は、同半透過型液晶表示装置の構成を示す平面図、図３３は図３２のＨ−Ｈ矢視断面図である。

同半透過型液晶表示装置に用いられるアクティブマトリクス基板１１２は、図３２及び図３３に示すように、透明絶縁基板１０８と、透明絶縁基板１０８上に形成されたゲート線１０１及びデータ線１０２と、ゲート線１０１に接続されたゲート電極１０１ａと、ゲート絶縁膜１０９と、半導体層１０３ａと、半導体層１０３ａの両端から引き出されてそれぞれデータ線１０２及び画素電極に接続されたドレイン電極１０２ａ及びソース電極１０２ｂと、パッシベーション膜１１０と、画素全面に形成された凹凸膜１１１と、透過領域ＰＸａの凹凸膜１１１上に形成された透明電極膜１０５と、透明電極膜１０５の全周囲とオーバーラップするように形成された積層構造の反射電極膜１０６ａとを備え、電食反応を抑制する手段の一つとして、透明電極膜１０５と反射電極膜１０６ａとの平面的な位置関係を調整する構造を提案している。

すなわち、電食反応は、図３１で示したように、透明電極膜１０５端部の膜厚が薄い反射電極膜１０６ａに亀裂１２７が生じ、そこから現像液１２６がしみ込むことが大きな原因である。そこで、上記先願の発明では、図３２及び図３３に示すように、反射電極膜１０６ａを透明電極膜１０５の全周囲と、例えば２μｍ以上の幅でオーバーラップさせることによって、透明電極膜１０５端部の全周囲がレジストパターン１２１で覆われるようにして、現像液１２６の侵入を防止している。

また、電食反応はＡｌのピンホールを通って現像液１２６がＡｌとＩＴＯ界面に侵入することに起因するため、反射電極膜１０６ａをモリブデン等のバリア金属膜上にＡｌ又はＡｌ合金等の金属膜を積層した構造とし、かつ、各々の金属膜を１００ｎｍ以上の膜厚で形成することによって現像液１２６がＩＴＯに到達しないようにしたり、透明電極膜１０５と凹凸膜１１１との界面での剥離を抑制するために、透明電極膜１０５を形成する前に行う凹凸膜１１１のＵＶ（Ultra-Violet）処理や酸素アッシング処理の条件を適切に設定することにより、透明電極膜１０５と凹凸膜１１１との密着性を向上させ、現像液１２６の侵入を抑制する手段を提案している。

上記先願に記載された各種構造、製造方法を用いることによって、反射電極膜１０６ａをパターニングする際のレジストパターン形成時の電食反応を抑制することができるが、このような構造の半透過型液晶表示装置の構造でも、反射電極膜（Ａｌ）１０６ａ上に配向膜（ポリイミド）１２９が形成されるため、前述したような理由で残留ＤＣ電圧に起因するフリッカの発生を防止することはできない。そこで、この発明の発明者は、電食反応とフリッカとの２つの問題点を解決する構造について鋭意検討した結果、透明電極膜１０５と反射電極膜１０６ａとの積層関係を従来とは逆に、Ａｌ又はＡｌ合金を含む反射膜１０６を下層にし、その上に直接又は絶縁膜を介してＩＴＯからなる透明電極膜１０５を形成する構造を基本とする半透過型液晶表示装置が有効であることを見出した。

この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、反射電極膜と透明電極膜の電食反応を防止し、かつ、反射電極膜の残留ＤＣ電圧に起因するフリッカの発生を抑制することができるようにし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を目的としている。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、第１の方向に沿って互いに平行に配列された複数の信号電極と、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って互いに平行に配列された複数の走査電極と、前記信号電極と前記走査電極との交点と１対１に対応して設けられた複数のＴＦＴ付き画素領域とを備えるアクティブマトリックス基板と、前記アクティブマトリックス基板に対向して配置され、対向電極を備える対向基板と、前記アクティブマトリックス基板と前記対向基板との間に介挿された液晶層と、該液晶層に光を投入するバックライト光源とを備えると共に、前記各画素領域には、反射表示モード動作時、外部周囲光を受けて反射表示するための反射膜を備える反射領域と、透過表示モード動作時、前記バックライト光源を透過して透過表示するための透明電極膜を備える透過領域とが設けられている半透過型液晶表示装置に係り、前記各画素領域において、前記反射膜が、凹凸状の第１の絶縁膜の上に設けられていると共に、前記透明電極膜が、第２の絶縁膜を介して、前記反射膜の一部又は全部を覆う態様で、前記反射膜にまで延設されていて、かつ、前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜とを貫いて形成された第１のコンタクトホールを通じて、前記透明電極膜と、前記第１の絶縁膜の下に形成された前記ＴＦＴのソース電極とが接続され、前記第１の絶縁膜のみを貫いて形成された第２のコンタクトホールを通じて前記反射膜と前記ソース電極とが接続され、前記ソース電極を介して前記反射膜と前記透明電極膜とが電気的に接続されていることを特徴としている。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の半透過型液晶表示装置に係り、前記反射膜がＡｌ又はＡｌ合金を含む導電材料から成り、前記透明電極膜がＩＴＯから成ることを特徴としている。

また、請求項３記載の発明は、第１の方向に沿って互いに平行に配列された複数の信号電極と、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って互いに平行に配列された複数の走査電極と、前記信号電極と前記走査電極との交点と１対１に対応して設けられた複数のＴＦＴ付き画素領域とを備えるアクティブマトリックス基板と、前記アクティブマトリックス基板に対向して配置され、対向電極を備える対向基板と、前記アクティブマトリックス基板と前記対向基板との間に介挿された液晶層と、該液晶層に光を投入するバックライト光源とを備えると共に、前記各画素領域が、反射表示モード動作時、外部周囲光を受けて反射表示するための反射膜を備える反射領域と、透過表示モード動作時、前記バックライト光源を透過して透過表示するための透明電極膜を備える透過領域とが設けられている半透過型液晶表示装置に係り、前記各画素領域において、前記反射膜は、凹凸状の第１の絶縁膜の上に設けられ、かつ、前記透明電極膜は、第２の絶縁膜を介して、前記反射膜の一部又は全部を覆う態様で、前記反射膜にまで延設されていて、かつ、前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜とを貫いて形成された第１のコンタクトホールを通じて、前記透明電極膜と、前記第１の絶縁膜の下に形成された前記ＴＦＴのソース電極とが接続され、前記第１の絶縁膜のみを貫いて形成された第２のコンタクトホールを通じて前記反射膜と前記ソース電極とが接続され、前記ソース電極を介して前記反射膜と前記透明電極膜とが電気的に接続されていると共に、前記反射領域の第１のギャップと前記透過領域の第２のギャップとが、前記液晶層のツイスト角に応じて、白表示における反射率及び透過率が最大となるように調整されることを特徴としている。

また、請求項４記載の発明は、請求項３記載の半透過型液晶表示装置に係り、前記液晶のツイスト角が略７２°に設定された場合、前記反射領域の第１のギャップ及び前記透過領域の第２のギャップが略一致するように調整されることを特徴としている。

また、請求項５記載の発明は、請求項３記載の半透過型液晶表示装置に係り、前記液晶のツイスト角が略０°に設定された場合、前記反射領域の第１のギャップが前記透過領域の第２のギャップの略半分になるように調整されることを特徴としている。

また、請求項６記載の発明は、請求項３記載の半透過型液晶表示装置に係り、前記液晶のツイスト角が略６０°に設定された場合、前記反射領域の第１のギャップが前記透過領域の第２のギャップの略７０％になるように調整されることを特徴としている。

また、請求項７記載の発明は、第１の方向に沿って互いに平行に配列された複数の信号電極と、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って互いに平行に配列された複数の走査電極と、前記信号電極と前記走査電極との交点と１対１に対応して設けられた複数のＴＦＴ付き画素領域とを備えるアクティブマトリックス基板と、前記アクティブマトリックス基板に対向して配置され、対向電極を備える対向基板と、前記アクティブマトリックス基板と前記対向基板との間に介挿された液晶層と、該液晶層に光を投入するバックライト光源とを備えると共に、前記各画素領域が、反射表示モード動作時、外部周囲光を受けて反射表示するための反射膜を凹凸膜上に備える反射領域と、透過表示モード動作時、前記バックライト光源を透過して透過表示するための透明電極膜を備える透過領域とが設けられている半透過型液晶表示装置の製造方法に係り、前記アクティブマトリックス基板の前記対向基板との対向面であって、該対向面上に予め形成された凹凸状の第１の絶縁膜を貫く第２のコンタクトホールを形成する工程と、前記第１の絶縁膜の上に前記反射領域を構成する前記反射膜を形成すると共に、前記第２のコンタクトホールを通じて、前記反射膜と、前記第１の絶縁膜の下に予め形成された前記ＴＦＴの前記ソース電極とを接続する工程と、前記反射膜の上に第２の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜とを貫く第１のコンタクトホールを形成する工程と、前記透過領域を構成する前記透明電極膜が、前記反射膜にまで延設されて前記反射膜の一部又は全部を覆う態様で、前記第２の絶縁膜の上に前記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通じて前記透明電極膜と前記ソース電極とを接続し、前記ソース電極を介して前記反射膜と前記透明電極膜とを電気的に接続する工程と、を含むことを特徴としている。

また、請求項８記載の発明は、第１の方向に沿って互いに平行に配列された複数の信号電極と、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って互いに平行に配列された複数の走査電極と、前記信号電極と前記走査電極との交点と１対１に対応して設けられた複数のＴＦＴ付き画素領域とを備えるアクティブマトリックス基板と、前記アクティブマトリックス基板に対向して配置され、対向電極を備える対向基板と、前記アクティブマトリックス基板と前記対向基板との間に介挿された液晶層と、該液晶層に光を投入するバックライト光源とを備えると共に、前記各画素領域が、反射表示モード動作時、外部周囲光を受けて反射表示するための反射膜を備える反射領域と、透過表示モード動作時、前記バックライト光源を透過して透過表示するための透明電極膜を備える透過領域とが設けられている半透過型液晶表示装置の製造方法に係り、前記アクティブマトリックス基板の前記対向基板との対向面であって、該対向面上に予め形成された凹凸状の第１の絶縁膜を貫く第２のコンタクトホールを形成する工程と、前記第１の絶縁膜の上に、前記反射領域を構成する前記反射膜を形成すると共に、前記第２のコンタクトホールを通じて、前記反射膜と、前記第１の絶縁膜の下に予め形成された前記ＴＦＴの前記ソース電極とを接続する工程と、前記反射膜の上に第２の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜とを貫く第１のコンタクトホールを形成する工程と、前記透過領域を構成する前記透明電極膜が、前記反射膜にまで延設されて前記反射膜の一部又は全部を覆う態様で、前記第２の絶縁膜の上に前記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通じて前記透明電極膜と前記ソース電極とを接続し、前記ソース電極を介して前記反射膜と前記透明電極膜とを電気的に接続する工程とを少なくとも含んで完成させた前記アクティブマトリックス基板と、予め完成させた前記対向基板とを用いて、両基板により前記液晶層を介挿して、該液晶層のツイスト角に応じて、前記反射領域の第１のギャップと前記透過領域の第２のギャップとが、白表示における反射率及び透過率が最大となるように調整することを特徴としている。

また、請求項９記載の発明は、請求項８記載の半透過型液晶表示装置の製造方法に係り、前記アクティブマトリックス基板の前記対向基板との対向面に表面に前記第１の絶縁膜を介して前記反射膜を形成することにより、前記液晶層のツイスト角に応じて、前記反射領域の第１のギャップと前記透過領域の第２のギャップとが、白表示における反射率及び透過率が最大となるように調整することを特徴としている。

また、請求項１０記載の発明は、請求項８記載の半透過型液晶表示装置の製造方法に係り、前記アクティブマトリックス基板の前記対向基板との対向面を加工することにより、前記液晶のツイスト角に応じて、前記反射領域の第１のギャップと前記透過領域の第２のギャップとが、白表示における反射率及び透過率が最大となるように調整することを特徴としている。

また、請求項１１記載の発明は、請求項９記載の半透過型液晶表示装置の製造方法に係り、前記第１の絶縁膜の膜厚を前記透過領域と前記反射領域とで異ならせることを特徴としている。

この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、Ａｌ又はＡｌ合金等から成る反射膜を下層にし、その上に直接又は絶縁膜を介してＩＴＯ等から成る透明電極膜を形成する構造を基本として半透過型液晶表示装置を構成するので、反射電極膜と透明電極膜の電食反応を防止し、かつ、反射電極膜の残留ＤＣ電圧に起因するフリッカの発生を抑制することができる。

Ａｌ又はＡｌ合金等から成る反射膜を下層にし、その上に絶縁膜（パッシベーション膜）を介してＩＴＯ等から成る透明電極膜を形成する。

図１は、この発明の第１実施例である半透過型液晶表示装置の構成を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図３及び図４は同半透過型液晶表示装置の製造方法を工程順に示す工程図、図５は同半透過型液晶表示装置に用いられるアクティブマトリクス基板の他の構造を示す断面図、また、図６は同半透過型液晶表示装置の第１の変形例（ツイスト角が略０°）を示す断面図、図７は同半透過型液晶表示装置の第２の変形例（ツイスト角が略６０°）を示す断面図である。なお、この例では、ツイスト角を略７２°に設定した例で、すなわち反射ギャップと透過ギャップとが等しい場合の例で説明する。
この例の半透過型液晶表示装置は、図１及び図２に示すように、スイッチング素子として動作するＴＦＴ３が形成されたアクティブマトリクス基板１２と、対向基板１６と、両基板１２、１６間に介挿された液晶層１７と、アクティブマトリクス基板１２の裏面に配置されたバックライト光源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た位相差板（λ／４板）２０ａ、２０ｂ及び偏光板１９ａ、１９ｂとを備えている。

ここで、アクティブマトリクス基板１２は、透明絶縁基板８と、透明絶縁基板８上に形成されたゲート線（走査電極）１及びデータ線（信号電極）２と、ゲート線１に接続されたゲート電極１ａと、コモンストレージ線及び補助容量電極４ａと、ゲート絶縁膜９と、半導体層３ａと、半導体層３ａの両端から引き出されてそれぞれデータ線２及び画素電極（透明電極膜５）に接続されたドレイン電極２ａ及びソース電極２ｂと、容量用蓄積電極２ｃと、パッシベーション膜１０とを備えている。ここで、画素電極は、信号電極２と走査電極１との交点と１対１に対応して設けられている。そして、画素領域ＰＸには、バックライト光源１８からの入射光を透過させる透過領域ＰＸａと、入射された外部周囲光を反射させる反射領域ＰＸｂとが設けられて、各領域は有機膜等の凹凸膜１１により覆われている。反射領域ＰＸｂにはＡｌ又はＡｌ合金を含む反射膜６（この例では反射領域ＰＸｂに形成する金属膜は電極として用いる必要がないため反射膜６と呼ぶ。）が上記凹凸膜１１の上に形成され、反射膜６を覆う態様で各画素領域ＰＸ全面に、第２のパッシベーション膜２４を介して、ＩＴＯ等からなる透明電極膜５が形成されている。コンタクトホール７を通じてソース電極２ｂに接続されている透明電極膜５は画素電極として働き、この透明電極膜５上にはポリイミド等から成る配向膜２９が形成されている。ここで、ゲート電極１ａ、ゲート絶縁膜９、半導体層３ａ、ドレイン電極２ａ及びソース電極２ｂにより、ＴＦＴ３が構成されている。一方、対向基板１６は、透明絶縁基板１３と、カラーフィルタ１４と、ブラックマトリクス（図示せず）と、対向電極１５と、配向膜２９とを備えている。

この例のように、反射膜６上に第２のパッシベーション膜２４を介して、透明電極膜５を形成することにより、反射膜６を加工する際のレジストパターン形成時には透明電極膜５であるＩＴＯが形成されていないため、現像液がＡｌのピンホールから侵入した場合であっても電食反応は起こらず、剥離等の画素欠陥の発生を防止することができる。しかしながら、このように反射膜６及び透明電極膜５の上下関係を単に従来例と逆にしただけでは、透明電極膜５加工用のレジストパターン形成時に、反射膜６端部で透明電極膜５によるカバレッジが不十分な領域が生じた場合、下層のＡｌが現像液に接触して電食反応が起こり、ＡｌやＩＴＯが浸食されてしまう場合がある。

そこで、この例では、反射膜６の上層に透明電極膜５を形成する際に、反射膜６の全周囲にわたって透明電極膜５がオーバーラップするように両者をレイアウトしている。具体的には、図１及び図２に示すように、反射膜６をＴＦＴ３の上層を含む反射領域ＰＸｂに形成し、透明電極膜５を反射膜６を完全に覆うように画素全体に形成している。

したがって、透明電極膜５加工用のレジストパターン形成に際して、反射膜６は第２のパッシベーション膜２４を介して透明電極膜５で完全に覆われているため、Ａｌと現像液との接触を防止することができる。これにより、ＡｌとＩＴＯとの電食反応を確実に防止することができ、電食反応に起因する不良の発生を防止することができる。

なお、上述したようにＴＦＴ３を反射膜６で覆うことにより、外部周囲光がＴＦＴ３に入射した場合にこの入射光を反射膜６で遮蔽することができる。これにより、その入射光に起因して生ずる光電効果によりＴＦＴ３のオフ電流が増加して、誤動作を引き起こすという不具合を防止することができる。しかしながら、反射膜６とＴＦＴ３との距離が短いと、ＴＦＴ３に印加される電圧（特に、ゲート電圧）の影響で、電気的に浮いている反射膜６の電位が変化して、液晶の制御電界を乱してしまう恐れがある。そこで、この例では、凹凸膜１１をＴＦＴ３上にも形成して、凹凸膜１１を介在させることでＴＦＴ３と反射膜６との距離を稼ぐことにより、上記ＴＦＴ３に印加される電圧による反射膜６に対する影響を緩和している。

また、反射膜６が第２のパッシベーション膜２４を介して透明電極膜５で覆われているため、アクティブマトリクス基板１２の上面に形成された配向膜２９であるポリイミドと反射膜６であるＡｌとが接触することがないので、ポリイミド内部の電荷の蓄積を抑制し、残留ＤＣ電圧に起因するフリッカの発生を防止して、電食反応とフリッカの問題をも同時に解決している。

なお、この例の構造では、反射膜６であるＡｌと配向膜２９であるポリイミドとは接触することはないが、透明導電膜５であるＩＴＯがアクティブマトリクス基板１２の上面に形成されているため、ＩＴＯはポリイミドに接触する。しかしながら、ＩＴＯは酸化されることがないので、ポリイミドとＩＴＯ界面にショットキー障壁はできず、ラビング処理等で発生した電子はＩＴＯから外部に逃げるため、残留ＤＣ電圧が発生することはない。

次に、図３及び図４を参照して、この例の半透過型液晶表示装置の製造方法を工程順に説明する。なお、この例の半透過型液晶表示装置の製造方法では、上記画素構造の製造方法に加えて、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（Gate）−Ｄ(Drain)変換部の具体的な構造の製造方法についても説明する。
ここで、Ｇ−Ｄ変換部は、ドレイン電極２ａを電気的に外部に引き出す必要がある場合に、構造上の制約によりショートが起き易くて直接に引き出すのが困難なので、透明電極膜を介してゲート線により引き出すために設けられている。
まず、図３（ａ）に示すように、ガラス等の透明絶縁基板８上にＣｒ等の金属を全面に堆積した後、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不要の金属を除去してゲート線１、ゲート電極１ａ、コモンストレージ線４及び補助容量電極４ａを形成する。なお、図３に図示されていない構成部は、図１に図示している。次に、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ_ｘ、_ＳｉＯｘ等のゲート絶縁膜９を全面に形成する。次に、ａ（amorphous）−Ｓｉ等を全面に堆積した後島状にパターニングして半導体層３ａを形成する。次に、Ｃｒ等の金属を全面に堆積した後、パターニングして、データ線２、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。以上により、ＴＦＴ３を形成する。その後、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition)法等によりＳｉＮ_ｘ膜等から成るパッシベーション膜１０を全面に堆積して、ＴＦＴ３を保護する。また、透明絶縁基板８上の画素領域ＰＸの外側に、上記Ｇ−Ｄ変換部及び端子部を設定する。

次に、図３（ｂ）に示すように、スピン塗布法によりパッシベーション膜１０上に感光性のアクリル樹脂、例えばＪＳＲ製ＰＣ４０３、４１５Ｇ、４０５Ｇ等を塗布して、画素領域ＰＸに凹凸膜１１を形成する。この凹凸膜１１は、外部周囲光である入射光が後述の反射膜６により反射される際に、この反射光の視認性を高めるために形成する。また、感光性アクリル樹脂は、凹凸膜１１における凹部は比較的少ない光量により露光し、一方、凸部は未露光とし、また、コンタクトホール７を形成する領域、Ｇ−Ｄ変換部及び端子部となる領域は比較的多い光量により露光する。

このような露光を行うには、例えば、上記凸部に対応する部分には反射膜、コンタクトホール７、Ｇ−Ｄ変換部及び端子部に対応する部分には透過膜、凹部に対応する部分には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い。このような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、反射膜と透過膜とをフォトマスクとして用いても、あるいはコンタクトホール７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。

その後、アルカリ現像液を用い、凹部、凸部、コンタクトホール７等のそれぞれのアルカリ溶液による溶解速度の差を利用して凹凸を形成する。なお、図では反射領域ＰＸｂ、透過領域ＰＸａを含む画素領域ＰＸの全体にわたって凹凸膜１１を形成しているが、透過領域ＰＸａに形成する凹凸膜１１の表面には凹凸を設けずに平坦にしてもよい。また、透過領域ＰＸａにも凹凸膜１１を形成する場合は、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、２２０℃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を形成する。

ここで、前述したように、ＴＦＴ３とその上に形成する反射膜６との間隔が狭いと、ＴＦＴ３に印加されるゲート電圧等によって反射膜６の電位が変動し、液晶の制御電界が乱れて表示品位を劣化させる恐れがある。そこで、この例では、ＴＦＴ３上にも凹凸膜１１を形成する。

次に、図３（ｃ）に示すように、スパッタ法又は蒸着法等を用いて全面にＡｌを堆積した後、画素領域ＰＸの内反射領域ＰＸｂのみをレジストパターンで覆い、露出したＡｌを部分的にドライエッチング又はウェットエッチングして反射膜６を形成する。その際、ＴＦＴ３に対して外部周囲光が入射しないように、ＴＦＴ３上にも反射膜６を形成する。この場合、ゲート線１やデータ線２の影響を抑え、さらにこの後に透明電極膜５で完全に覆うことできるように、反射膜６をゲート線１やデータ線２の内側の領域に形成する。なお、この反射膜６として通常Ａｌ又はＡｌ合金が用いられるが、これらの材料に限らずに、反射率が高く、液晶プロセスに適合する任意の金属を用いることができる。

次に、図４（ａ）に示すように、プラズマＣＶＤ法等によりＳｉＯ_ｘ等から成る絶縁膜を全面に堆積した後、この絶縁膜上にレジストパターンを形成して、第２のパッシベーション膜２４を形成する。次に、第２のパッシベーション膜２４、パッシベーション膜１０及びゲート絶縁膜９の露出した部分を選択的にエッチングして、コンタクトホール７を介してソース電極２ｂを露出させると共に、Ｇ−Ｄ変換部及び端子部にもコンタクトホールを形成する。

次に、図４（ｂ）に示すように、スパッタ法により全面にＩＴＯ等の透明性導電膜を堆積した後、レジストパターンを用いて各々の画素全面を覆う透明電極膜５、Ｇ−Ｄ変換電極２２及び端子電極２３を同時に形成する。その際、下層の反射膜６の電食反応を防止するために、反射膜６全面を覆うように、例えば、ゲート線１やデータ線２上まで透明電極膜５を形成する。このような反射膜６と透明電極膜５との積層構造及びレイアウト構造により、反射膜６が現像液に接触することを防止することができる。

この例では、反射膜６と透明電極膜５との間に第２のパッシベーション膜２４が形成されており、反射膜６は電気的に浮いた状態となっているため、ＴＦＴ３に印加されるゲート電圧等により反射膜６の電位が変動することが懸念されるが、上述したように、ＴＦＴ３上にも凹凸膜１１を形成し、この凹凸膜１１によってＴＦＴ３と反射膜６との距離を確保して、ＴＦＴ３の反射膜６に対する影響を十分に緩和することができる。

その後、透明電極膜５上にポリイミドから成る配向膜２９を形成してアクティブマトリクス基板１２を完成させる。次に、透明絶縁基板１３上に順次にカラーフィルタ１４、ブラックマトリクス、対向電極１５、配向膜２９等を形成して完成させた対向基板１６を用意する。そして、両基板１２、１６間に液晶層１７を介挿し、各々の基板１２、１６の両側に位相差板２０ａ、２０ｂと偏光板１９ａ、１９ｂとを配設し、アクティブマトリクス基板１２側の偏光板１９ａの裏面にバックライト光源１８を設置することにより、図１及び図２に示したような、この例の半透過型液晶表示装置を製造する。

このように、この例の半透過型液晶表示装置及びその製造方法によれば、反射膜６の上層（液晶介挿面側）に第２のパッシベーション膜２４を介して透明電極膜５が形成されるため、ＡｌとＩＴＯとの電食反応を防止し画素欠陥の発生を防止することができ、また、Ａｌとポリイミドとを接触させないことにより、残留ＤＣ電位に起因するフリッカの発生を防止することができると共に、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。

なお、この例では、第２のパッシベーション膜２４を反射領域ＰＸｂと透過領域ＰＸａの双方に設けた例で説明したが、この第２のパッシベーション膜２４は反射膜６と透明電極膜５とを直接接触させないために設けるものであるため、図５に示したように、第２のパッシベーション膜２４を反射膜６上のみに形成してもよい。この場合は、図４（ａ）の工程でＳｉＮ_ｘを成膜した後、ソース電極２ｂ上、Ｇ−Ｄ変換部及び端子部にコンタクトホールを形成する前に、レジストパターンをマスクにして透過領域ＰＸａの第２のパッシベーション膜２４を除去する。あるいは図３（ｃ）の工程でＡｌとＳｉＮ_ｘとを連続して成膜し、レジストパターンをマスクにして透過領域ＰＸａの第２のパッシベーション膜２４と反射膜６とを同時に除去して、その後上述した工程と略同様の工程を行う。これにより、最終的に図５に示すような構造のアクティブマトリクス基板１２を完成させて、このアクティブマトリクス基板１２を用いた半透過型液晶表示装置を製造することができる。

また、この例の半透過型液晶表示装置は、液晶のツイスト角が略７２°の液晶を用いた例であるため、反射ギャップｄｒと透過ギャップｄｆとを等しく、つまり、反射領域ＰＸｂと透過領域ＰＸａの両方に略等しい膜厚の凹凸膜１１を形成している。しかしながら、従来技術で示したように液晶のツイスト角を略０°又は略６０°に設定しても反射ギャップｄｒと透過ギャップｄｆとを変えることにより最適な出射光強度を得ることができる。

図６は、この例の半透過型液晶表示装置の第１の変形例を示す断面図である。同半透過型液晶表示装置は、同図に示すように、液晶のツイスト角を略０°に設定して、凹凸膜１１を反射領域ＰＸｂにのみに形成して、その膜厚を略１．４μｍ（２．９μｍ−１．５μｍ）に設定することにより、反射ギャップを略１．５μｍに最適化したものである。この構造を実現するには、例えば、図３（ｂ）の工程で凹凸膜１１を形成する際に、感光性のアクリル樹脂の塗布条件を調整して略１．４μｍの膜厚となるように設定し、ソース電極２ｂ上にコンタクトホール７を形成する際に同時に透過領域ＰＸａの凹凸膜１１を除去すれば良い。その後、上述の工程と略同様の工程を行うことにより、最終的に図６に示すようにツイスト角が略０°に対応した、反射ギャップｄｒが略１．５μｍ、透過ギャップｄｆが略２．９μｍの半透過型液晶表示装置を製造する。

図７は、この例の半透過型液晶表示装置の第２の変形例を示す断面図である。同半透過型液晶表示装置は、同図に示すように、液晶のツイスト角を略６０°に設定して、凹凸膜１１を反射領域ＰＸｂ及び透過領域ＰＸａの双方に形成して、透過領域ＰＸａの凹凸膜１１の膜厚をやや薄く設定することにより、反射ギャップｄｒを略２．０μｍ、透過ギャップｄｆを略２．８μｍに最適化したものである。この場合、反射ギャップｄｒは透過ギャップｄｆの略７０％となる。この構造を実現するには、感光性のアクリル樹脂の厚さを正確に制御することが難しいので、図７に示すように、凹凸膜１１を反射領域ＰＸｂと透過領域ＰＸａの双方に形成し（透過領域ＰＸａの表面の凹凸はあってもなくてもよい）た上で、対向基板１６の透過領域ＰＸａのみに深さ略０．８μｍ（２．８μｍ−２．０μｍ）の窪みを設けて透過ギャップを調整する構成とすることが望ましい。また、この構造を実現するには、例えば、カラーフィルタ１４を形成する工程でカラーフィルタ１４に窪みを設けたり、透明絶縁性基板１３に予め窪みを形成すれば良い。その後、上述の工程と略同様の工程を行うことにより、最終的に図７に示すようなツイスト角が略６０°に対応した、反射ギャップｄｒが略２．０μｍ、透過ギャップｄｆが略２．８μｍの半透過型液晶表示装置を製造する。

図８は、この発明の第２実施例である半透過型液晶表示装置の構成を示す断面図、図９及び図１０は同半透過型液晶表示装置の製造方法を工程順に示す工程図、図１１は同半透過型液晶表示装置の第１の変形例（ツイスト角が略０°）を示す断面図、図１２は同半透過型液晶表示装置の第２の変形例（ツイスト角が略６０°）を示す断面図である。この第２実施例の半透過型液晶表示装置の構成が、上述の第１実施例のそれと大きく異なるところは、プロセスを簡略化するために第２のパッシベーション膜を不要にして反射膜上に直接に透明電極膜を形成するようにした点である。なお、この例では、ツイスト角を略７２°に設定した例で、すなわち反射ギャップと透過ギャップとが等しい場合の例で説明する。
この例の半透過型液晶表示装置は、図８に示すように、反射領域ＰＸｂにはＡｌ又はＡｌ合金を含む反射膜６が形成され、反射膜６を覆う態様で各画素領域ＰＸ全面に、ＩＴＯ等からなる透明電極膜５が形成されている。なお、この例では、後述するように、反射膜６は透明電極膜５と接続されて画素電極の一部として用いられる。
これ以外は、上述した第１実施例と略同様である。それゆえ、図８において、図１の構成部分と対応する各部には、同一の番号を付してその説明を省略する。

次に、図９及び図１０を参照して、この例の半透過型液晶表示装置の製造方法を工程順に説明する。
前記した第１の実施例と同様に、まず、図９（ａ）に示すように、第１実施例と略同様な方法で、ガラス等の透明絶縁基板８上にゲート線１、ゲート電極１ａ、コモンストレージ線４及び補助容量電極４ａを形成した後、ゲート絶縁膜９を介して半導体層３ａを形成する。次に、データ線２、ドレイン電極２ａ、ソース電極２ｂ及び容量用蓄積電極２ｃを形成してＴＦＴ３を形成した後、パッシベーション膜１０を形成する。図９に図示されていない構成部は、対応した図１に図示されている。

次に、図９（ｂ）に示すように、第１実施例と略同様な方法で、パッシベーション膜１０上に感光性のアクリル樹脂を塗布した後、コンタクトホール７、画素領域ＰＸ外部のＧ−Ｄ変換部及び端子部のアクリル樹脂を除去してＴＦＴ３を含む反射領域ＰＸｂ及び透過領域ＰＸａに凹凸膜１１を形成する。この場合、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ことが好ましい。

次に、図９（ｃ）に示すように、第１実施例と略同様な方法で、全面にＡｌを成膜した後、レジストパターンをマスクとして透過領域ＰＸａのＡｌを除去し、反射領域ＰＸｂのみに反射膜６を形成する。その際、ＴＦＴ３に外部からの光が入射しないように、ＴＦＴ上にも反射膜６を形成することが好ましい。

次に、図１０（ａ）に示すように、コンタクトホール７下のパッシベーション膜１０、Ｇ−Ｄ変換部及び端子部のパッシベーション膜１０及びゲート絶縁膜９を選択的にエッチングして、ソース電極２ｂを露出させると共に、Ｇ−Ｄ変換部及び端子部にもコンタクトホールを形成する。

次に、図１０（ｂ）に示すように、全面にＩＴＯを形成し、レジストパターンをマスクとして、反射膜６と透過領域ＰＸａとを含む各々の画素全面を覆う透明電極膜５とＧ−Ｄ変換電極２２と端子電極２３とを同時に形成する。この例では、反射膜６が第１実施例のように第２のパッシベーション膜２４で覆われていないため、反射膜６が透明電極膜５で覆われていない部分があると、透明電極膜加工用レジストパターン形成時に、反射膜６端部で透明電極膜５によるカバレッジが不十分な領域が生じた場合、反射膜６が露出した部分で電食反応が生じる恐れがあるため、反射膜６全面を覆うように透明電極膜５を形成する（すなわち、反射膜６全面にレジストパターンが残るようにする）ことが重要である。

また、第１実施例では、反射膜６と透明電極膜５との間に第２のパッシベーション膜２４が形成されており、反射膜６は電気的に浮いた状態となっているため、ＴＦＴ３に印加されるゲート電圧等により反射膜６の電位が変動することが懸念されるが、この例では、反射膜６は透明電極膜５と直接に接触して導通しているため、反射膜６の電位が変動することはない。したがって、ＴＦＴ３と反射膜６との距離を確保する必要がないため、ＴＦＴ３上には凹凸膜１１を形成しなくてもよい。

その後、第１実施例と略同様な方法で、透明電極膜５上にポリイミドから成る配向膜２９を形成してアクティブマトリクス基板１２を完成させる。次に、透明絶縁基板１３上に順次にカラーフィルタ１４、ブラックマトリクス、対向電極１５、配向膜２９等を形成して完成させた対向基板１６を用意する。そして、両基板１２、１６間に液晶層１７を介挿し、第１実施例と略同様に、各々の基板１２、１６の両側に位相差板２０ａ、２０ｂと偏光板１９ａ、１９ｂとを配設し、アクティブマトリクス基板１２側の偏光板１９ａの裏面にバックライト光源１８を設置することにより、図８に示したような、この例の半透過型液晶表示装置を製造する。すなわち、第１実施例と略同様に、両基板１２、１６間にツイスト角が略７２°の液晶を介挿し、反射領域ＰＸｂと透過領域ＰＸａに段差がない（反射ギャップｄｒと透過ギャップｄｆが共に略２．７μｍで一致）の半透過型液晶表示装置を製造する。ただし、図８においては、位相差板２０ａ、２０ｂ、偏光板１９ａ、１９ｂ及びバックライト光源１８の図示を省略している。

このように、この例の半透過型液晶表示装置及びその製造方法によっても、反射膜６の上層に、反射膜６を覆うように透明電極膜５が形成されるため、ＡｌとＩＴＯとの電食反応を防止し画素欠陥の発生を防止することができ、また、Ａｌとポリイミドとを接触させないことにより、残留ＤＣ電圧に起因するフリッカの発生を防止することができると共に、液晶パネル外周においてＧ−Ｄ変換部が形成された半透過型液晶表示装置を得ることができる。

なお、この例においても第１実施例と同様に、液晶のツイスト角を略０°又は略６０°に設定した変形例を得ることができる。図１１は、この例の半透過型液晶表示装置の第１の変形例（ツイスト角が略０°）を示す断面図である。この構造を実現するには、図９（ｂ）の工程で凹凸膜１１を形成する際に、感光性のアクリル樹脂の塗布条件を調整して略１．４μｍの膜厚となるように設定し、ソース電極２ｂ上にコンタクトホール７を形成する際に透過領域ＰＸａの凹凸膜１１を除去すれば良い。その後、上述の工程と略同様の工程を行うことにより、最終的に図１１に示すようなツイスト角が略０°に対応した、反射ギャップｄｒが略１．５μｍ、透過ギャップｄｆが略２．９μｍの半透過型液晶表示装置を製造する。

図１２は、この例の半透過型液晶表示装置の第２の変形例（ツイスト角が略６０°）を示す断面図である。この構造を実現するには、図１２に示すように、凹凸膜１１は反射領域ＰＸｂと透過領域ＰＸａの両方に形成し（透過領域ＰＸａの表面の凹凸はあってもなくてもよい）、対向基板１６の透過領域ＰＸａに窪みを設けてギャップを調整すれば良い。その後、上述の工程と略同様の工程を行うことにより、ツイスト角が略６０°に対応した、反射ギャップｄｒが略２．０μｍ、透過ギャップｄｆが略２．８μｍの半透過型液晶表示装置を製造する。

図１３は、この発明の第３実施例である半透過型液晶表示装置の構成を示す平成図、図１４及び図１５は同半透過型液晶表示装置の製造方法を工程順に示す工程図である。この第３実施例の半透過型液晶表示装置の構成が、上述の第１実施例のそれと大きく異なるところは、反射膜の電位変動を防止するために、コンタクトホール（反射膜接続部）を介して反射膜と透明電極膜とを接続するようにした点である。
この例の半透過型液晶表示装置は、図１３に示すように、反射領域ＰＸｂにはＡｌ又はＡｌ合金を含む反射膜６が形成され、この反射膜６は第２のパッシベーション膜２４に形成された反射膜接続部２５を介して透明電極膜５と接続されている。
これ以外は、上述した第１実施例と略同様である。それゆえ、図１３において、図１の構成部分と対応する各部には、同一の番号を付してその説明を省略する。

次に、図１４及び図１５を参照して、この例の半透過型液晶表示装置の製造方法を工程順に説明する。なお、図１４及び図１５は図１３のＢ−Ｂ矢視断面図で示している。
まず、図１４（ａ）に示すように、第１及び第２実施例と略同様な方法で、ガラス等の透明絶縁性基板８上にゲート線１、ゲート電極１ａ、コモンストレージ線４及び補助容量電極４ａを形成した後、ゲート絶縁膜９を介して半導体層３ａを形成する。次に、データ線２、ドレイン電極２ａ、ソース電極２ｂ及び容量用蓄積電極２ｃを形成してＴＦＴ３を形成した後、パッシベーション膜１０を形成する。

次に、図１４（ｂ）に示すように、第１及び第２実施例と略同様に、パッシベーション膜１０上に感光性のアクリル樹脂を塗布し、コンタクトホール７、画素領域ＰＸ外部のＧ−Ｄ変換部及び端子部のアクリル樹脂を除去してＴＦＴ３を含む反射領域ＰＸｂ及び透過領域ＰＸａに凹凸膜１１を形成する。この場合、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ことが好ましい。

次に、図１４（ｃ）に示すように、第１及び第２実施例と略同様に、全面にＡｌを成膜した後、レジストパターンをマスクとして透過領域ＰＸａのＡｌを除去し、反射領域ＰＸｂに反射膜６を形成する。その際、ＴＦＴ３に外部からの光が入射しないように、ＴＦＴ上にも反射膜６を形成することが好ましい。

次に、図１５（ａ）に示すように、プラズマＣＶＤ法等によりＳｉＯ_ｘ等から成る絶縁膜を全面に堆積した後、この絶縁膜上にレジストパターンを形成して、第２のパッシベーション膜２４を形成する。次に、コンタクトホール７下の第２のパッシベーション膜２４、Ｇ−Ｄ変換部及び端子部の第２のパッシベーション膜２４を選択的にエッチングし、同時に、第２のパッシベーション膜２４に反射膜６を露出するための反射膜接続部２５を形成する。続いて、コンタクトホール７下のパッシベーション膜１０、Ｇ−Ｄ変換部及び端子部のパッシベーション膜１０及びゲート絶縁膜９を選択的にエッチングして、ソース電極２ｂを露出させると共に、Ｇ−Ｄ変換部及び端子部にもコンタクトホールを形成する。なお、反射膜接続部２５は反射膜６上の任意の場所に形成することができるが、反射膜接続部２５のエッチングの際にＡｌが現像液に触れて浸食される恐れもあるため、図１３に示すように、画素の周辺部に形成することが好ましい。また、第２のパッシベーション膜２４のエッチングと、パッシベーション膜１０及びゲート絶縁膜９のエッチングとを同時に行ってもよい。

次に、図１５（ｂ）に示すように、スパッタ法により全面にＩＴＯ等の透明性導電膜を堆積した後、レジストパターンをマスクとして用いて各々の画素全面を覆う透明電極膜５、Ｇ−Ｄ変換電極２２及び端子電極２３を同時に形成する。このような反射膜６と透明電極膜５との積層構造及びレイアウト構造により、反射膜６が現像液に接触することを防止することができる。

なお、第１実施例では反射膜６は電気的に浮いた状態となっているため、ＴＦＴ３に印加されるゲート電圧等により反射膜６の電位が変動することが懸念されるが、この例では、第２実施例と同様に、反射膜６は透明電極膜５と導通しているため、反射膜６の電位が変動することはない。したがって、この例においてもＴＦＴ３と反射膜６との距離を確保する必要がないため、ＴＦＴ３上には凹凸膜１１を形成しなくてもよい。

その後、透明電極膜５上にポリイミドから成る配向膜２９を形成してアクティブマトリクス基板１２を完成させる。次に、透明絶縁基板１３上に順次にカラーフィルタ１４、ブラックマトリクス、対向電極１５、配向膜２９等を形成して完成させた対向基板１６を用意する。そして、両基板１２、１６間に液晶層１７を介挿し、各々の基板１２、１６の両側に位相差板２０ａ、２０ｂと偏光板１９ａ、１９ｂとを配設し、アクティブマトリクス基板１２側の偏光板１９ａの裏面にバックライト光源１８を設置することにより、図１３に示したような、この例の半透過型液晶表示装置を製造する。

このように、この例の半透過型液晶表示装置及びその製造方法によっても、反射膜６の上層に、反射膜６を覆うように透明電極膜５が形成されるため、ＡｌとＩＴＯとの電食反応を防止し画素欠陥の発生を防止することができ、また、Ａｌとポリイミドとを接触させないことにより、残留ＤＣ電圧に起因するフリッカの発生を防止することができると共に、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。

図１６は、この発明の第４実施例である半透過型液晶表示装置の構成を示す平成図、図１７は図１６のＣ−Ｃ矢視断面図、図１８は同半透過型液晶表示装置の主要部の拡大構造を示す平面図、図１９は図１８のＤ−Ｄ矢視断面図、また、図２０及び図２１は同半透過型液晶表示装置の製造方法を工程順に示す工程図である。この第４実施例の半透過型液晶表示装置の構成が、上述の第３実施例のそれと大きく異なるところは、反射膜の電位変動を防止するために、第２のパッシベーション膜に形成したコンタクトホール内の異なる二個所においてソース電極に対してそれぞれ反射膜及び透明電極膜を接続するようにした点である。
この例の半透過型液晶表示装置は、図１６乃至図１９に示すように、第１実施例のように反射膜６を第２のパッシベーション膜２４を介して透明電極膜５が形成され、第３実施例のように反射膜６と透明電極膜５とが接続された構成において、第２のパッシベーション膜２４及びパッシベーション膜１０に形成されたコンタクトホール７内の第１の領域７ａでソース電極２ｂと反射膜６とが接続されるとともに、第２の領域７ｂでソース電極２ｂと透明電極膜５とが接続されている。
これ以外は、上述した第３実施例と略同様である。それゆえ、図１６及び図１７において、図１３の構成部分と対応する各部には、同一の番号を付してその説明を省略する。

反射膜６の電位変動を防止するために、第３実施例のように反射膜６と透明電極膜５とを接続する場合、前述したように反射膜６を構成するＡｌと透明電極膜５を構成するＩＴＯとを組み合わせると、プロセスによってはＡｌとＩＴＯの海面に酸化Ａｌ等の不導体が形成されることがあり、反射膜６と透明電極膜５との接触抵抗が１０ＭΩ以上にも高くなることがある。したがって、この場合には、液晶パネルの製造工程において静電気特性により反射膜６の電位変動を十分に抑えることができなくなるので、表示品位が劣化するおそれがある。

そこで、この例では、第２のパッシベーション膜２４に形成したコンタクトホール７内の異なる二個所（第１及び第２の領域７ａ、７ｂ）において、ソース電極２ｂに対してそれぞれ反射膜６及び透明電極膜５を接続している。これにより、反射膜６と透明電極膜５とが直接接続されないので、上述したように高い接触抵抗が形成されることはなくなり、反射膜６の電位変動を十分に抑えることができるので、表示品位の劣化を防止することができるようになる。

次に、図２０及び図２１を参照して、この例の半透過型液晶表示装置の製造方法を工程順に説明する。なお、図２０及び図２１は図１６のＣ−Ｃ矢視断面図で示している。
まず、図２０（ａ）に示すように、第１乃至第３実施例と略同様な方法で、ガラス等の透明絶縁性基板８上にゲート線１、ゲート電極１ａ、コモンストレージ線４及び補助容量電極４ａを形成した後、ゲート絶縁膜９を介して半導体層３ａを形成する。次に、データ線２、ドレイン電極２ａ、ソース電極２ｂ及び容量用蓄積電極２ｃを形成してＴＦＴ３を形成した後、パッシベーション膜１０を形成する。

次に、図２０（ｂ）に示すように、第１乃至第３実施例と略同様に、パッシベーション膜１０上に感光性のアクリル樹脂を塗布し、コンタクトホール７、画素領域ＰＸ外部のＧ−Ｄ変換部及び端子部のアクリル樹脂を除去してＴＦＴ３を含む反射領域ＰＸｂ及び透過領域ＰＸａに凹凸膜１１を形成する。この場合、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ことが好ましい。

次に、図２０（ｃ）に示すように、凹凸膜１１上に形成したレジストパターンをマスクとして、コンタクトホール７下のパッシベーション膜１０を除去して、ソース電極２ｂのみを露出させる。このとき、Ｇ−Ｄ変換部及び端子部のパッシベーション膜１０及びゲート絶縁膜９は除去しない。

次に、図２０（ｄ）に示すように、全面にＡｌを成膜した後、レジストパターンをマスクとして透過領域ＰＸａのＡｌを除去し、反射領域ＰＸｂに反射膜６を形成する。その際、ＴＦＴ３に外部からの光が入射しないように、ＴＦＴ上にも反射膜６を形成することが好ましい。

次に、図２１（ａ）に示すように、プラズマＣＶＤ法等によりＳｉＯ_ｘ等から成る絶縁膜を全面に堆積した後、この絶縁膜上にレジストパターンを形成して、第２のパッシベーション膜２４を形成する。次に、コンタクトホール７下の第２のパッシベーション膜２４、Ｇ−Ｄ変換部及び端子部の第２のパッシベーション膜２４を選択的にエッチングする。続いて、コンタクトホール７下のパッシベーション膜１０、Ｇ−Ｄ変換部及び端子部のパッシベーション膜１０及びゲート絶縁膜９を選択的にエッチングして、ソース電極２ｂを露出させると共に、Ｇ−Ｄ変換部及び端子部にもコンタクトホールを形成する。なお、第２のパッシベーション膜２４のエッチングと、パッシベーション膜１０及びゲート絶縁膜９のエッチングとを同時に行ってもよい。

次に、図２１（ｂ）に示すように、スパッタ法により全面にＩＴＯ等の透明性導電膜を堆積した後、レジストパターンをマスクとして用いて各々の画素全面を覆う透明電極膜５、Ｇ−Ｄ変換電極２２及び端子電極２３を同時に形成する。

その後、透明電極膜５上にポリイミドから成る配向膜２９を形成してアクティブマトリクス基板１２を完成させる。次に、透明絶縁基板１３上に順次にカラーフィルタ１４、ブラックマトリクス、対向電極１５、配向膜２９等を形成して完成させた対向基板１６を用意する。そして、両基板１２、１６間に液晶層１７を介挿し、各々の基板１２、１６の両側に位相差板２０ａ、２０ｂと偏光板１９ａ、１９ｂとを配設し、アクティブマトリクス基板１２側の偏光板１９ａの裏面にバックライト光源１８を設置することにより、図１６及び図１７に示したような、この例の半透過型液晶表示装置を製造する。

このように、この例の半透過型液晶表示装置及びその製造方法によれば、反射膜６上に第２のパッシベーション膜２４を介して透明電極膜５が形成されている構成において、反射膜６の電位変動を防止するために第２のパッシベーション膜２４に形成したコンタクトホール７内の異なる二個所７ａ、７ｂにおいてソース電極２ｂに対してそれぞれ反射膜６及び透明電極膜５を接続するようにして、反射膜と透明電極膜との接続抵抗を低下させるようにしたので、表示品位を向上させることができる。

図２２は、この発明の第５実施例である半透過型液晶表示装置の構成を示す平成図、図２３は図２２のＥ−Ｅ矢視断面図、図２４は同半透過型液晶表示装置の異なる主要部の拡大構造を示す平面図、図２５は図２４のＦ−Ｆ矢視断面図、図２６は同半透過型液晶表示装置の他の主要部の拡大構造を示す平面図、図２７は図２６のＧ−Ｇ矢視断面図、また、図２８及び図２９は同半透過型液晶表示装置の製造方法を工程順に示す工程図である。この第５実施例の半透過型液晶表示装置の構成が、上述の第４実施例のそれと大きく異なるところは、反射膜の電位変動を防止するために、第２のパッシベーション膜に二つのコンタクトホールを形成して、それぞれのコンタクトホールにおいてソース電極に対してそれぞれ反射膜及び透明電極膜を接続するようにした点である。
この例の半透過型液晶表示装置は、図２２乃至図２７に示すように、第１実施例のように反射膜６を第２のパッシベーション膜２４を介して透明電極膜５が形成され、第４実施例のようにソース電極２ｂに対してそれぞれ反射膜６及び透明電極膜５が接続された構成において、第２のパッシベーション膜２４に形成された第１のコンタクトホール７Ａを介してソース電極２ｂと透明電極膜５とが接続されるとともに、第２のコンタクトホール７Ｂを介してソース電極２ｂと反射膜６とが接続されている。

また、第１及び第２のコンタクトホール７Ａ、７Ｂにおけるパッシベーション膜１０、凹凸膜１１、反射膜９、第２のパッシベーション膜２４及び透明電極膜５の位置関係は、図２４乃至図２７に示すようになっている。すなわち、第１のコンタクトホール７Ａでは、凹凸膜１１が最外周に配置され、凹凸膜１１の内側に反射膜６、パッシベーション膜１０及び第２のパッシベーション膜２４及び透明電極膜５が配置される。第２のコンタクトホール７Ｂでは、凹凸膜１１が最外周に配置され、凹凸膜１１の内側にパッシベーション膜１０、反射膜６、第２のパッシベーション膜２４及び透明電極膜５が配置される。そして、図２５に示すように、ソース電極２ｂに透明電極膜５が接続されると共に、図２７に示すようににソース電極２ｂに反射膜６が接続される。なお、図２５に示すように第１のコンタクトホール７Ａにおいて、反射膜９を凹凸膜１１の外側に配置した場合、反射膜６の段差と凹凸膜１１の凹凸による急傾斜により透明電極膜５が段切れを起こす可能性があるので、第１のコンタクトホール７Ａにおいて、反射膜６は凹凸膜１１の内側に配置することが好ましい。

反射膜６の電位変動を防止するために、第４実施例のように第２のパッシベーション膜２４に形成したコンタクトホール７内の異なる二個所（第１及び第２の領域７ａ、７ｂ）において、ソース電極２ｂに対してそれぞれ反射膜６及び透明電極膜５を接続すると、コンタクトホール７の径を大きく形成しなければならなず、コンタクトホール７の配置位置の自由度が少なくなるので、反射特性が低下する。

そこで、この例では、第２のパッシベーション膜２４に形成した第１及び第２のコンタクトホール７Ａ、７Ｂにおいて、ソース電極２ｂに対してそれぞれ反射膜６及び透明電極膜５を接続している。これにより、第１及び第２のコンタクトホール７Ａ、７Ｂの径を小さくすることができるので、各コンタクトホール７Ａ、７Ｂの配置位置の自由度を増加する。したがって、反射膜６の凹凸部の内、反射特性に寄与しない位置（凹凸部の平坦な部分）に各コンタクトホール７Ａ、７Ｂを配置することができるので、反射特性を低下させることなく反射膜６をＴＦＴ３と接続することができるようになる。

次に、図２８及び図２９を参照して、この例の半透過型液晶表示装置の製造方法を工程順に説明する。なお、図２８及び図２９は図２２のＥ−Ｅ矢視断面図で示している。
まず、図２８（ａ）に示すように、第１乃至第４実施例と略同様な方法で、ガラス等の透明絶縁性基板８上にゲート線１、ゲート電極１ａ、コモンストレージ線４及び補助容量電極４ａを形成した後、ゲート絶縁膜９を介して半導体層３ａを形成する。次に、データ線２、ドレイン電極２ａ、ソース電極２ｂ及び容量用蓄積電極２ｃを形成してＴＦＴ３を形成した後、パッシベーション膜１０を形成する。

次に、図２８（ｂ）に示すように、パッシベーション膜１０上に感光性のアクリル樹脂を塗布し、第１のコンタクトホール７Ａ、第２のコンタクトホール７Ｂ、画素領域ＰＸ外部のＧ−Ｄ変換部及び端子部のアクリル樹脂を除去してＴＦＴ３を含む反射領域ＰＸｂ及び透過領域ＰＸａに凹凸膜１１を形成する。この場合、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ことが好ましい。

次に、図２８（ｃ）に示すように、凹凸膜１１上に形成したレジストパターンをマスクとして、第２のコンタクトホール７Ｂ下のパッシベーション膜１０を除去して、ソース電極２ｂのみを露出させる。このとき、第４実施例と異ならせて、Ｇ−Ｄ変換部及び端子部のパッシベーション膜１０及びゲート絶縁膜９を除去する。

次に、図２８（ｄ）に示すように、全面にＡｌを成膜した後、レジストパターンをマスクとして透過領域ＰＸａのＡｌを除去し、反射領域ＰＸｂに反射膜６を形成する。その際、ＴＦＴ３に外部からの光が入射しないように、ＴＦＴ上にも反射膜６を形成することが好ましい。さらに、Ｇ−Ｄ変換電極２２を反射膜により形成する。第４実施例と異なり、Ｇ−Ｄ変換電極２２を反射膜により形成した理由は、予めＧ−Ｄ変換部を形成することにより、ＳｉＯ_Ｘ等から成る第２のパッシベーション膜２４をスパッタ法により形成する場合に、そのＧ−Ｄ変換部を利用してＴＦＴアレイやデータ線等をグランド電位に落したり、シャントトランジスタを形成することにより、ＴＦＴアレイがスパッタ時のプラズマダメージの影響によりＴＦＴアレイの特性劣化を抑制するためである。

次に、図２９（ａ）に示すように、プラズマＣＶＤ法等によりＳｉＯ_ｘ等から成る絶縁膜を全面に堆積した後、この絶縁膜上にレジストパターンを形成して、第２のパッシベーション膜２４を形成する。次に、第１のコンタクトホール７Ａ下の第２のパッシベーション膜２４、端子部の第２のパッシベーション膜２４を選択的にエッチングする。続いて、端子部のパッシベーション膜１０及びゲート絶縁膜９を選択的にエッチングして、第１のソース電極２ｂを露出させると共に、Ｇ−Ｄ変換部及び端子部にもコンタクトホールを形成する。なお、端子部のパッシベーション膜１０及びゲート絶縁膜９の除去は、図２８（ｃ）の第２のコンタクトホール７Ｂ下のパッシベーション膜１０を除去する工程と同時に行ってもよい。

次に、図２９（ｂ）に示すように、スパッタ法により全面にＩＴＯ等の透明性導電膜を堆積した後、レジストパターンをマスクとして用いて各々の画素全面を覆う透明電極膜５、Ｇ−Ｄ変換電極２２及び端子電極２３を同時に形成する。

その後、透明電極膜５上にポリイミドから成る配向膜２９を形成してアクティブマトリクス基板１２を完成させる。次に、透明絶縁基板１３上に順次にカラーフィルタ１４、ブラックマトリクス、対向電極１５、配向膜２９等を形成して完成させた対向基板１６を用意する。そして、両基板１２、１６間に液晶層１７を介挿し、各々の基板１２、１６の両側に位相差板２０ａ、２０ｂと偏光板１９ａ、１９ｂとを配設し、アクティブマトリクス基板１２側の偏光板１９ａの裏面にバックライト光源１８を設置することにより、図２３及び図２４に示したような、この例の半透過型液晶表示装置を製造する。

なお、この例では、反射膜６上に第２のパッシベーション膜２４を介して透明電極膜５を形成する例で説明したが、第２のパッシベーション膜がない構成でも反射膜６と透明電極膜５との接触抵抗が高くなる可能性があるので、その場合でもこの例の構造を採用することにより、反射膜の電位変動を抑制することができる。

このように、この例の半透過型液晶表示装置及びその製造方法によれば、反射膜６の電位変動を防止するために第２のパッシベーション膜２４に形成したコンタクトホール７を利用してソース電極２ｂに対してそれぞれ反射膜６及び透明電極膜５を接続するようにしている構成において、第２のパッシベーション膜２４に形成した第１及び第２のコンタクトホール７Ａ、７Ｂを介してソース電極２ｂに対してそれぞれ反射膜６及び透明電極膜５を接続するようにしたので、第１及び第２のコンタクトホール７Ａ、７Ｂの径を小さくすることができ、各コンタクトホール７Ａ、７Ｂの配置位置の自由度を増加させることができる。したがって、反射特性を低下させることなく反射膜６をＴＦＴ３と接続することができるようになる。
また、この例によれば、第２のパッシベーション膜２４の形成前に、Ｇ−Ｄ変換電極２２を反射膜により形成してＴＦＴアレイやデータ線等をグランド電位に落すことができるので、第２のパッシベーション膜２４の形成時のプラズマダメージによるＴＦＴアレイの特性劣化を抑制することができる。

以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあってもこの発明に含まれる。例えば、実施例では液晶のツイスト角を略０°、略６０°及び略７２°に設定した場合の透過ギャップ及び反射ギャップを最適化する例で説明したが、ツイスト角は上記値に限らず他の値に設定して、これらのツイスト角に応じて透過ギャップ及び反射ギャップを最適化するようにしてもよい。また、反射膜としてはＡｌ又はＡｌ合金を含む材料を用い、透明電極膜としてはＩＴＯを用いる例で説明したが、反射膜と透明電極膜との間でレジストパターン形成時に電食反応が生じ易い材料の組み合わせになっていれば、Ａｌ又はＡｌ合金を含む材料とＩＴＯとの組み合わせに限ることはない。また、スイッチング素子としてのＴＦＴをアクティブマトリクス基板に形成する例で説明したが、ＴＦＴは必ずしもアクティブマトリクス基板側に形成する必要はない。なお、上述したようなこの例の半透過型液晶表示装置における反射膜と透明電極膜との関係は、各画素に限らず、画素を構成する各サブ画素に対しても適用される。

この発明の第１実施例である半透過型液晶表示装置の構成を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ矢視断面図である。 同半透過型液晶表示装置の製造方法を工程順に示す工程図である。 同半透過型液晶表示装置の製造方法を工程順に示す工程図である。 同半透過型液晶表示装置に用いられるアクティブマトリクス基板の他の構造を示す断面図である。 同半透過型液晶表示装置の第１の変形例（ツイスト角が略０°）を示す断面図である。 同半透過型液晶表示装置の第２の変形例（ツイスト角が略６０°）を示す断面図である。 この発明の第２実施例である半透過型液晶表示装置の構成を示す断面図である。 同半透過型液晶表示装置の製造方法を工程順に示す工程図である。 同半透過型液晶表示装置の製造方法を工程順に示す工程図である。 同半透過型液晶表示装置の第１の変形例（ツイスト角が略０°）を示す断面図である。 同半透過型液晶表示装置の第２の変形例（ツイスト角が略６０°）を示す断面図である。 この発明の第３実施例である半透過型液晶表示装置の構成を示す平面図である。 同半透過型液晶表示装置の製造方法を工程順に示す工程図である。 同半透過型液晶表示装置の製造方法を工程順に示す工程図である。 この発明の第４実施例である半透過型液晶表示装置の構成を示す平面図である。 図１６のＣ−Ｃ矢視断面図である。 同半透過型液晶表示装置の主要部の拡大構造を示す平面図である。 図１８のＤ−Ｄ矢視断面図である。 同半透過型液晶表示装置の製造方法を工程順に示す工程図である。 同半透過型液晶表示装置の製造方法を工程順に示す工程図である。 この発明の第５実施例である半透過型液晶表示装置の構成を示す平面図である。 図２２のＥ−Ｅ矢視断面図である。 同半透過型液晶表示装置の主要部の拡大構造を示す平面図である。 図２４のＦ−Ｆ矢視断面図である。 同半透過型液晶表示装置の主要部の拡大構造を示す平面図である。 図２４のＧ−Ｇ矢視断面図である。 同半透過型液晶表示装置の製造方法を工程順に示す工程図である。 同半透過型液晶表示装置の製造方法を工程順に示す工程図である。 従来の半透過型液晶表示装置の構造を示す平面図である。 従来の半透過型液晶表示装置における問題点を示す図である。 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。 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。 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。 半透過型液晶表示装置における液晶のツイスト角と液晶層の膜厚（ギャップ）との関係を示す図である。 半透過型液晶表示装置における液晶のツイスト角と光透過率及び反射率との関係を示す図である。

符号の説明

１ ゲート線（走査電極）
１ａ ゲート電極
２ データ線（信号電極）
２ａ ドレイン電極
２ｂ ソース電極
２ｃ 容量用蓄積電極
３ ＴＦＴ
３ａ 半導体層
４ コモンストレージ線
４ａ 補助容量電極
５ 透明電極膜
６ 反射膜
７ コンタクトホール
７Ａ 第１のコンタクトホール
７Ｂ 第２のコンタクトホール
７ａ 第１の領域
７ｂ 第２の領域
８、１３ 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
１２ アクティブマトリクス基板（第１の基板）
１４ カラーフィルタ
１５ 対向電極
１６ 対向基板（第２の基板）
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
２４ 第２のパッシベーション膜
２５ 反射膜接続部（コンタクトホール）
２６ 現像液
２７ 亀裂
２８ 剥離
２９ 配向膜

Claims (11)

1. 第１の方向に沿って互いに平行に配列された複数の信号電極と、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って互いに平行に配列された複数の走査電極と、前記信号電極と前記走査電極との交点と１対１に対応して設けられた複数のＴＦＴ付き画素領域とを備えるアクティブマトリックス基板と、前記アクティブマトリックス基板に対向して配置され、対向電極を備える対向基板と、前記アクティブマトリックス基板と前記対向基板との間に介挿された液晶層と、該液晶層に光を投入するバックライト光源とを備えると共に、前記各画素領域には、反射表示モード動作時、外部周囲光を受けて反射表示するための反射膜を備える反射領域と、透過表示モード動作時、前記バックライト光源を透過して透過表示するための透明電極膜を備える透過領域とが設けられている半透過型液晶表示装置であって、
   前記各画素領域において、前記反射膜が、凹凸状の第１の絶縁膜の上に設けられていると共に、前記透明電極膜が、第２の絶縁膜を介して、前記反射膜の一部又は全部を覆う態様で、前記反射膜にまで延設されていて、かつ、
   前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜とを貫いて形成された第１のコンタクトホールを通じて、前記透明電極膜と、前記第１の絶縁膜の下に形成された前記ＴＦＴのソース電極とが接続され、前記第１の絶縁膜のみを貫いて形成された第２のコンタクトホールを通じて前記反射膜と前記ソース電極とが接続され、前記ソース電極を介して前記反射膜と前記透明電極膜とが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。
2. 前記反射膜がＡｌ又はＡｌ合金を含む導電材料から成り、前記透明電極膜がＩＴＯから成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. 第１の方向に沿って互いに平行に配列された複数の信号電極と、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って互いに平行に配列された複数の走査電極と、前記信号電極と前記走査電極との交点と１対１に対応して設けられた複数のＴＦＴ付き画素領域とを備えるアクティブマトリックス基板と、前記アクティブマトリックス基板に対向して配置され、対向電極を備える対向基板と、前記アクティブマトリックス基板と前記対向基板との間に介挿された液晶層と、該液晶層に光を投入するバックライト光源とを備えると共に、前記各画素領域が、反射表示モード動作時、外部周囲光を受けて反射表示するための反射膜を備える反射領域と、透過表示モード動作時、前記バックライト光源を透過して透過表示するための透明電極膜を備える透過領域とが設けられている半透過型液晶表示装置であって、
   前記各画素領域において、前記反射膜は、凹凸状の第１の絶縁膜の上に設けられ、かつ、前記透明電極膜は、第２の絶縁膜を介して、前記反射膜の一部又は全部を覆う態様で、前記反射膜にまで延設されていて、かつ、
   前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜とを貫いて形成された第１のコンタクトホールを通じて、前記透明電極膜と、前記第１の絶縁膜の下に形成された前記ＴＦＴのソース電極とが接続され、前記第１の絶縁膜のみを貫いて形成された第２のコンタクトホールを通じて前記反射膜と前記ソース電極とが接続され、前記ソース電極を介して前記反射膜と前記透明電極膜とが電気的に接続されていると共に、
   前記反射領域の第１のギャップと前記透過領域の第２のギャップとが、前記液晶層のツイスト角に応じて、白表示における反射率及び透過率が最大となるように調整されることを特徴とする半透過型液晶表示装置。
4. 前記液晶のツイスト角が略７２°に設定された場合、前記反射領域の第１のギャップ及び前記透過領域の第２のギャップが略一致するように調整されることを特徴とする請求項３記載の半透過型液晶表示装置。
5. 前記液晶のツイスト角が略０°に設定された場合、前記反射領域の第１のギャップが前記透過領域の第２のギャップの略半分になるように調整されることを特徴とする請求項３記載の半透過型液晶表示装置。
6. 前記液晶のツイスト角が略６０°に設定された場合、前記反射領域の第１のギャップが前記透過領域の第２のギャップの略７０％になるように調整されることを特徴とする請求項３記載の半透過型液晶表示装置。
7. 第１の方向に沿って互いに平行に配列された複数の信号電極と、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って互いに平行に配列された複数の走査電極と、前記信号電極と前記走査電極との交点と１対１に対応して設けられた複数のＴＦＴ付き画素領域とを備えるアクティブマトリックス基板と、前記アクティブマトリックス基板に対向して配置され、対向電極を備える対向基板と、前記アクティブマトリックス基板と前記対向基板との間に介挿された液晶層と、該液晶層に光を投入するバックライト光源とを備えると共に、前記各画素領域が、反射表示モード動作時、外部周囲光を受けて反射表示するための反射膜を凹凸膜上に備える反射領域と、透過表示モード動作時、前記バックライト光源を透過して透過表示するための透明電極膜を備える透過領域とが設けられている半透過型液晶表示装置の製造方法であって、
   前記アクティブマトリックス基板の前記対向基板との対向面であって、該対向面上に予め形成された凹凸状の第１の絶縁膜を貫く第２のコンタクトホールを形成する工程と、
   前記第１の絶縁膜の上に前記反射領域を構成する前記反射膜を形成すると共に、前記第２のコンタクトホールを通じて、前記反射膜と、前記第１の絶縁膜の下に予め形成された前記ＴＦＴの前記ソース電極とを接続する工程と、
   前記反射膜の上に第２の絶縁膜を形成する工程と、
   前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜とを貫く第１のコンタクトホールを形成する工程と、
   前記透過領域を構成する前記透明電極膜が、前記反射膜にまで延設されて前記反射膜の一部又は全部を覆う態様で、前記第２の絶縁膜の上に前記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通じて前記透明電極膜と前記ソース電極とを接続し、前記ソース電極を介して前記反射膜と前記透明電極膜とを電気的に接続する工程と、を含むことを特徴とする半透過型液晶表示装置の製造方法。
8. 第１の方向に沿って互いに平行に配列された複数の信号電極と、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って互いに平行に配列された複数の走査電極と、前記信号電極と前記走査電極との交点と１対１に対応して設けられた複数のＴＦＴ付き画素領域とを備えるアクティブマトリックス基板と、前記アクティブマトリックス基板に対向して配置され、対向電極を備える対向基板と、前記アクティブマトリックス基板と前記対向基板との間に介挿された液晶層と、該液晶層に光を投入するバックライト光源とを備えると共に、前記各画素領域が、反射表示モード動作時、外部周囲光を受けて反射表示するための反射膜を備える反射領域と、透過表示モード動作時、前記バックライト光源を透過して透過表示するための透明電極膜を備える透過領域とが設けられている半透過型液晶表示装置の製造方法であって、
   前記アクティブマトリックス基板の前記対向基板との対向面であって、該対向面上に予め形成された凹凸状の第１の絶縁膜を貫く第２のコンタクトホールを形成する工程と、前記第１の絶縁膜の上に、前記反射領域を構成する前記反射膜を形成すると共に、前記第２のコンタクトホールを通じて、前記反射膜と、前記第１の絶縁膜の下に予め形成された前記ＴＦＴの前記ソース電極とを接続する工程と、前記反射膜の上に第２の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜とを貫く第１のコンタクトホールを形成する工程と、前記透過領域を構成する前記透明電極膜が、前記反射膜にまで延設されて前記反射膜の一部又は全部を覆う態様で、前記第２の絶縁膜の上に前記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通じて前記透明電極膜と前記ソース電極とを接続し、前記ソース電極を介して前記反射膜と前記透明電極膜とを電気的に接続する工程とを少なくとも含んで完成させた前記アクティブマトリックス基板と、予め完成させた前記対向基板とを用いて、両基板により前記液晶層を介挿して、該液晶層のツイスト角に応じて、前記反射領域の第１のギャップと前記透過領域の第２のギャップとが、白表示における反射率及び透過率が最大となるように調整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。
9. 前記アクティブマトリックス基板の前記対向基板との対向面に表面に前記第１の絶縁膜を介して前記反射膜を形成することにより、前記液晶層のツイスト角に応じて、前記反射領域の第１のギャップと前記透過領域の第２のギャップとが、白表示における反射率及び透過率が最大となるように調整することを特徴とする請求項８記載の半透過型液晶表示装置の製造方法。
10. 前記アクティブマトリックス基板の前記対向基板との対向面を加工することにより、前記液晶のツイスト角に応じて、前記反射領域の第１のギャップと前記透過領域の第２のギャップとが、白表示における反射率及び透過率が最大となるように調整することを特徴とする請求項８記載の半透過型液晶表示装置の製造方法。
11. 前記第１の絶縁膜の膜厚を前記透過領域と前記反射領域とで異ならせることを特徴とする請求項９記載の半透過型液晶表示装置の製造方法。

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