JP3932844B2

JP3932844B2 - Electro-optical device and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP3932844B2
Application number: JP2001267916A
Authority: JP
Inventors: 一郎村井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-09-04
Filing date: 2001-09-04
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2021-09-04
Also published as: JP2003075853A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrooptic device which is suitably used for a portable telephone set, a mobile computer, etc., and has superior contrast in pixels during a transmission-mode display and superior reflection characteristics, and its manufacturing method. SOLUTION: The electrooptical device is equipped with a couple of substrates 10 and 20 which are arranged opposite each other while an electrooptic substance is charged and held in a gap formed by interposing spherical or granular spacers, a reflection electrode 9 which is formed on one substrate 10 between the couple of substrates 10 and 20 on the side of electrooptic substance 50 and has one or more transmission through windows 14 reflecting incident light from the other substrate 20 and transmitting light from a back light source at specific places, a transparent electrode 8 which is formed covering areas of a lower-layer side of the reflection electrode 9 corresponding to the transmission windows 14, and an alignment film 12 which is formed on the reflection electrode 9 and is characterized by that each transmission window 14 is so opened as to have one or more slits.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学装置に関する。さらに詳しくは、携帯電話機、モバイルコンピュータ等に好適に用いられる、画素内の透過モード表示におけるコントラストに優れるとともに、反射特性にも優れた電気光学装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気光学装置（例えば、液晶表示装置、ＥＬ発光表示装置等）は、携帯電話機、モバイルコンピュータ等の各種機器の直視型の表示装置として広く用いられている。このような電気光学装置のうち、例えば、アクティブマトリクス型で、半透過・半反射型の液晶表示装置においては、対向配置されたＴＦＴアレイ基板と対向基板とがシール材で貼り合わされているとともに、基板間のシール材で区画された領域内に電気光学物質としての液晶が封入、保持されている。
【０００３】
また、ＴＦＴアレイ基板の表面に、対向基板の側から入射してきた外光を対向基板の方向に反射するための反射電極が形成されており、対向基板側から入射した光をＴＦＴアレイ基板の反射電極で反射し、対向基板側から出射した光によって画像を表示する（反射モード）。また、反射電極には光を透過する透過窓が形成され、この透過窓を覆うように、反射電極の下層側に透明電極が形成され、バックライトからの光のうち透過窓を透過した光によって画像を表示する（透過モード）。
【０００４】
このような液晶表示装置に用いられるＴＦＴアレイ基板１２０としては、例えば、図１５（Ａ）に示すように、画素１１０の一部に、後述する凹凸層（図示せず）と、この凹凸層上に形成された、外光を反射して画像を表示する反射電極１０８（反射電極１０８には、凹凸層の表面凹凸形状に対応した形状の反射用の凹凸１０９が形成されている）と、反射電極１０８を形成しない部分である透過窓１０７と、透過窓１０７に対応した領域を覆うように形成されたＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）からなる透明電極（図示せず）とを備えたものとし、透過窓１０７からバックライト（図示せず）からの光を透過させて画像を表示するものが用いられている。このようなＴＦＴアレイ基板１２０は、図１５（Ｂ）に示すように（図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）におけるＣ−Ｃ’線で切断したときの断面図である）、基板１０１上に、シリコン酸化膜（ＳｉＯ_２膜）等の下地保護膜１０２、ＩＴＯ等からなる透明電極１０３及びソース線（図示せず）、薄膜トランジスタ（図示せず）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）等の保護膜１０４（この保護膜１０４は形成しない場合がある）、反射電極１０８の表面に反射用の凹凸１０９を形成するためのアクリル樹脂等の有機系の感光性樹脂の２層からなる凹凸形成層１０５及び凹凸層１０６、及びアルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、又はこれらのチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等との積層膜からなり、透過窓１０７を有する反射電極１０８等を積層して形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成の反射板を用いた液晶表示装置は、外光の明るさに影響されず、視認性に優れた液晶表示装置を提供することを可能にしたが、一方、反射電極１０８の表面に反射用の凹凸１０９を形成するために用いられるアクリル樹脂等からなる凹凸形成層１０５及び凹凸層１０６の膜厚は、２層で最大５μｍにも達するほど大きいため、凹凸形成層１０５及び凹凸層１０６が存在しない透過窓１０７の部分においては、画素全体ではかなり薄い構造になる。このためポリイミド等の配向膜の形成（塗布）時、配向膜は、透過窓１０７の部分には形成（塗布）されないことになり、表示特性に悪影響を及ぼすことになる。例えば、ノーマリホワイトの場合、電位を加えても、透過窓１０７の部分だけ黒くならず、白く見えてしまうという問題があった。
【０００６】
また、基板間のギャップ（セルギャップ）を画定するためのスペーサー（ギャップ材）（例えば、積水ファインケミカル（株）製商品名：ミクロパール）の直径は３〜５μｍと小さいため、比較的大きな透過窓１０７の部分に落下したものは、所望のセルギャップを形成することができず、液晶のコントラストを悪化させるという問題もあった。
【０００７】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであって、画素内の透過モード表示におけるコントラストに優れるとともに、反射特性にも優れた電気光学装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電気光学装置は、球状又は粒状のスペーサーを介在させることによって形成されたギャップ間に電気光学物質を保持して対向配置された一対の基板と、前記一対の基板のうちの一方の基板の他方の基板と対向する面側に形成され、前記一対の基板のうちの前記他方の基板側からの入射光を反射するとともに、前記一方の基板側からの入射光を透過する複数の透過窓を有する反射電極と、前記反射電極の前記一方の基板側の前記透過窓に対応した領域を覆うように形成された透明電極と、前記反射電極の上層に形成された配向膜とを備えた電気光学装置であって、前記透過窓の形状が、前記スペーサーの平均粒径以下の幅を有するスリット状であると共に、複数の前記透過窓は、当該透過窓の長手方向の両端が直線状に並ぶように並列されており、前記配向膜が、前記スリット状の透過窓の長手方向にラビング処理を施されてなることを特徴とする。
【０００９】
この場合、前記スリット状の透過窓の幅（最短開口長さ）は、前記スペーサーの平均粒径以下であることが好ましい。ここで、最短開口長さとは、透過窓のスリット形状が例えば、細長い長方形もしくは平行四辺形の場合、長方形もしくは平行四辺形の少なくとも一辺の長さを、また、細長い台形の場合、台形の高さ部分の長さを意味する。
【００１０】
また、前記スリット状の透過窓の幅（最短開口長さ）は、５μｍ以下であることが好ましい。
【００１１】
また、前記スリット状の透過窓の総面積の、画素の面積に対して占める割合は、透過モード表示におけるコントラストを高めるために１０〜５０％であることが好ましく、１５〜３０％であることがさらに好ましい。
【００１２】
このように構成することによって、透過窓の部分にも配向膜を十分に形成（塗布）することが可能になり、また、透過窓の部分にスペーサー（ギャップ材）が落下することもなくなり、所望のセルギャップを形成することができることから、画素内の透過モード表示におけるコントラストに優れるとともに、反射特性にも優れたに電気光学装置を提供することができる。
【００１３】
また、本発明の電気光学装置は、前記配向膜が、前記スリット状の透過窓の長手方向にラビング処理を施されてなるものであることが好ましい。
【００１４】
このように構成することによって、前記配向膜のラビング処理を十分にかつ円滑に施すことができる。
【００１５】
また、本発明の電気光学装置は、前記反射電極が、アルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、又はこれらのチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等との積層膜から構成されたものであることが好ましい。
【００１６】
このように構成することによって、光反射効率の高い電気光学装置を提供することができる。
【００１７】
また、本発明の電気光学装置は、前記透明電極が、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）膜から構成されたものであることが好ましい。
【００１８】
このように構成することによって、透過モード表示におけるコントラストの高い電気光学装置を提供することができる。
【００１９】
また、本発明の電気光学装置は、前記透明電極の形成領域が、前記反射電極の形成領域よりも広いものであることが好ましい。
【００２０】
このように構成することによって、透過モード表示におけるコントラストの高い電気光学装置を提供することができる。
【００２１】
また、本発明の電気光学装置は、前記透明電極と前記反射電極とが、前記透過窓の縁端部において電気的に接続されてなるものであることが好ましい。
【００２２】
このように構成することによって、消費電力の低減を図った電気光学装置を提供することができる。
【００２３】
また、本発明の電気光学装置は、前記透明電極が、前記透過窓の外側で電位供給線と電気的に接続されてなるものであることが好ましい。
【００２４】
このように構成することによって、消費電力の低減を図った電気光学装置を提供することができる。
【００２５】
また、本発明の電気光学装置は、前記一方の基板と前記反射電極との間に、表面に凹凸を有する凹凸層が形成され、前記反射電極が前記凹凸層の凹凸に対応した表面の凹凸形状（反射用の凹凸）を有するものであることが好ましい。
【００２６】
このように構成することによって、反射電極の表面に、反射光を適度に散乱させる表面凹凸形状（反射用の凹凸）を備え、反射特性に優れた電気光学装置を提供することができる。
【００２７】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、球状又は粒状のスペーサーを介在させることによって形成したギャップ間に電気光学物質を封入、保持して対向配置した一対の基板のうちの、一方の基板の前記電気光学物質側に、透明電極を形成する工程と、前記透明電極の上層側に、前記一対の基板のうちの他方の基板側からの入射光を反射するとともに、背面光源からの光を透過する一以上の透過窓をその所定箇所に貫通して有する反射電極を形成する工程と、前記反射電極の上に配向膜を形成する工程とを含む電気光学装置の製造方法であって、前記透明電極を、前記反射電極の前記透過窓に対応した領域を覆うように形成するとともに、前記透過窓の開口形状を、一以上のスリット形状に形成することを特徴とする。
【００２８】
この場合、前記透過窓のスリット形状を、前記スペーサーの平均粒径以下の最短開口長さを有する形状に形成することが好ましい。ここで、最短開口長さとは、スリット形状が例えば、細長い長方形もしくは平行四辺形の場合、長方形もしくは平行四辺形の少なくとも一辺の長さを、また、細長い台形の場合、台形の高さ部分の長さを意味する。
【００２９】
また、前記透過窓のスリット形状の最短開口長さを、５μｍ以下に形成することが好ましい。
【００３０】
また、前記透過窓のスリット形状の総面積の、画素の面積に対して占める割合を、１０〜５０％とすることが好ましい。
【００３１】
このように構成することによって、画素内の透過モード表示におけるコントラストに優れるとともに、反射特性にも優れたに電気光学装置を効率よくかつ低コストで提供することができる。
【００３２】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、前記配向膜に、前記透過窓の開口形状（スリット形状）の長手方向にラビング処理を施こすことが好ましい。
【００３３】
このように構成することによって、ラビング処理が十分にかつ円滑に施された配向膜を形成することができる。
【００３４】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、前記反射電極を、アルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、又はこれらのチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等との積層膜から構成することが好ましい。
【００３５】
このように構成することによって、光反射効率の高い電気光学装置を効率よくかつ低コストで提供することができる。
【００３６】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、前記透明電極を、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）膜から構成することが好ましい。
【００３７】
このように構成することによって、透過モード表示におけるコントラストの高い電気光学装置を効率よくかつ低コストで提供することができる。
【００３８】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、前記透明電極の形成領域を、前記反射電極の形成領域よりも広く形成することが好ましい。
【００３９】
このように構成することによって、透過モード表示におけるコントラストの高い電気光学装置を効率よくかつ低コストで提供することができる。
【００４０】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、前記透明電極と前記反射電極とを、前記透過窓の縁端部において電気的に接続することが好ましい。
【００４１】
このように構成することによって、消費電力の低減を図った電気光学装置を効率よくかつ低コストで提供することができる。
【００４２】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、前記透明電極を、前記透過窓の外側で電位供給線と電気的に接続することが好ましい。
【００４３】
このように構成することによって、このように構成することによって、消費電力の低減を図った電気光学装置を効率よくかつ低コストで提供することができる。
【００４４】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、前記一方の基板と前記反射電極との間に、表面に凹凸を有する凹凸層を形成し、前記反射電極に前記凹凸層の凹凸に対応した反射光を散乱させる表面凹凸形状を形成することが好ましい。
【００４５】
このように構成することによって、反射電極の表面に、反射光を適度に散乱させる表面凹凸形状（反射用の凹凸）を備え、反射特性に優れた電気光学装置を簡易にかつ低コストで提供することができる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電気光学装置及びその製造方法の実施の形態を図面を参照しつつ、具体的に説明する。
【００４７】
（電気光学装置の基本的な構成）
図１は、本発明の電気光学装置の一の実施の形態である液晶表示装置を、各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図であり、図２は、図１におけるＨ−Ｈ’線で切断したときの断面図である。図３は、電気光学装置（液晶表示装置）の画像表示領域においてマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。なお、本形態の説明に用いた各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
【００４８】
図１及び図２において、本実施の形態の電気光学装置（液晶表示装置）１００は、ＴＦＴアレイ基板１０（第１の基板）と対向基板２０（第２の基板）とがシール材５２によって貼り合わされ、このシール材５２によって区画された領域（液晶封入領域）内には、電気光学物質としての液晶５０が封入、保持されている。シール材５２の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる周辺見切り５３が形成されている。シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路２０１、及び実装端子２０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路２０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路２０４の間を接続するための複数の配線２０５が設けられており、さらに、周辺見切り５３の下側等を利用して、プリチャージ回路や検査回路が設けられることもある。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための基板間導通材２０６が配設されている。
【００４９】
なお、データ線駆動回路２０１及び走査線駆動回路２０４をＴＦＴアレイ基板１０の上に形成する代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（テープオートメイテッドボンディング）基板とＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。なお、電気光学装置１００おいては、使用する液晶５０の種類、すなわち、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーＴＮ）モード等々の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板等が所定の向きに配置されるが、ここでは図示を省略している。
【００５０】
また、電気光学装置１００をカラー表示用として構成する場合には、対向基板２０において、ＴＦＴアレイ基板１０の後述する各画素電極に対向する領域に、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタをその保護膜とともに形成する。
【００５１】
このような構造を有する電気光学装置１００の画像表示領域においては、図３に示すように、複数の画素１００ａがマトリクス状に構成されているとともに、これらの画素１００ａの各々には、画素スイッチング用のＴＦＴ３０が形成されており、画素信号Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎを供給するデータ線６ａがＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画素信号Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎは、この順に線順次で（線番号の順番で）供給してもよく、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。また、ＴＦＴ３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、・・・Ｇｍをこの順に線順次で（線番号の順番で）印加するように構成されている。反射電極９及び透明電極８は、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけオン状態とすることにより、データ線６ａから供給される画素信号Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎを各画素に所定のタイミングで書き込む。このようにして反射電極９及び透明電極８を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画素信号Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎは、図２に示す対向基板２０の対向電極２１との間で一定期間保持される。
【００５２】
ここで、液晶５０は、印加される電圧レベルによって分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ノーマリホワイトモードであれば、印加された電圧に応じて入射光がこの液晶５０の部分を通過する光量が低下し、ノーマリブラックモードであれば、印加された電圧に応じて入射光がこの液晶５０の部分を通過する光量が増大する。その結果、全体として電気光学装置１００からは画素信号Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎに応じたコントラストを持つ光が出射される。
【００５３】
なお、保持された画素信号Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎがリークするのを防ぐために、反射電極９と対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量６０（図３参照）を付加することがある。例えば、反射電極９及び透明電極８の電圧は、ソース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ蓄積容量６０により保持される。これにより、電荷の保持特性は改善され、コントラスト比の高い電気光学装置１００を実現することができる。なお、蓄積容量６０を形成する方法としては、図３に示すように、蓄積容量６０を形成するための配線である容量線３ｂとの間に形成する場合、及び前段の走査線３ａとの間に形成する場合のいずれであってもよい。
【００５４】
（ＴＦＴアレイ基板の構成）
図４は、本実施の形態に用いたＴＦＴアレイ基板の相互に隣接する複数の画素群の平面図である。図５は、図４に示す電気光学装置の画素の一部を図４におけるＡ−Ａ’線で切断したときの断面図である。
【００５５】
図４において、ＴＦＴアレイ基板上には、アルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、又はこれらのチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等との積層膜から構成された反射電極９がマトリクス状に形成されており（図４においては一画素を示す）、これら各反射電極９に対して、画素スイッチング用のＴＦＴ３０がそれぞれ透明電極８を介して電気的に接続している。また、反射電極９を形成する領域の縦横の境界に沿って、データ線６ａ、走査線３ａ、及び容量線３ｂが形成され、ＴＦＴ３０は、データ線６ａ及び走査線３ａに対して接続している。すなわち、データ線６ａは、コンタクトホールを介してＴＦＴ３０の高濃度ソース領域１ａに電気的に接続し、透明電極８は、コンタクトホールを介してＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｄに電気的に接続している。また、ＴＦＴ３０のチャネル形成用領域１ａ’に対向するように走査線３ａが延びている。なお、蓄積容量６０（蓄積容量素子）は、画素スイッチング用のＴＦＴ３０を形成するための半導体膜１の延設部分１ｆを導電化したものを下電極とし、この下電極１ｆに、走査線３ｂと同層の容量線３ｂが上電極として重なった構造になっている。
【００５６】
図４に示すように、このように構成した各画素１００ａにおいては、反射電極９が形成されている領域のうち、透過窓１４が形成された領域は、後述する凹凸形成層及び反射電極９は形成されていないが、透明電極８によって透過窓１４に対応する領域が覆われた、透過モードで画像表示を行う透過領域であり、その他の領域は、後述する凹凸形成層（図示せず）、凹凸層（図示せず）及び反射電極９を備えた反射領域であり、ここでは反射モードで画像表示を行う。
【００５７】
この場合、透過窓１４は、４つの長方形状のスリット１４ａから形成され、それぞれの短辺の長さは、４μｍに設定している。このため、平均粒径が、５μｍのスペーサー（例えば、積水ファインケミカル（株）製商品名：ミクロパール）が透過窓１４の中に落下することを有効に防止することができる。なお、透過窓１４の外側には、後述する凹凸層７の開口１４ｂが形成されている。
【００５８】
図５に示すように、この反射領域のＡ−Ａ’線で切断したときの断面は、ＴＦＴアレイ基板１０の基体としての透明な基板１０’の表面に、厚さが１００ｎｍ〜５００ｎｍのシリコン酸化膜（絶縁膜）からなる下地保護膜１１が形成され、この下地保護膜１１の表面には、厚さが３０ｎｍ〜１００ｎｍの島状の半導体膜１が形成されている。半導体膜１の表面には、厚さが約５０〜１５０ｎｍのシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜２が形成され、このゲート絶縁膜２の表面に、厚さが３００ｎｍ〜８００ｎｍの走査線３ａがゲート電極として通っている。半導体膜１のうち、走査線３ａに対してゲート絶縁膜２を介して対向する領域がチャネル形成用領域１ａ’になっている。このチャネル形成用領域１ａ’に対して一方側には、低濃度ソース領域１ｂ及び高濃度ソース領域１ａを備えるソース領域が形成され、他方側には低濃度ドレイン領域１ｃ及び高濃度ドレイン領域１ｄを備えるドレイン領域が形成されている。
【００５９】
画素スイッチング用のＴＦＴ３０（図３参照）の表面側には、厚さが３００ｎｍ〜８００ｎｍのシリコン酸化膜からなる第１層間絶縁膜４、及び厚さが１００ｎｍ〜８００ｎｍのシリコン窒化膜からなる第２層間絶縁膜５（表面保護膜）が形成されている（この第２層間絶縁膜５（表面保護膜）は形成しなくてもよい）。第１層間絶縁膜４の表面には、厚さが３００ｎｍ〜８００ｎｍのデータ線６ａが形成され、このデータ線６ａは、第１層間絶縁膜４に形成されたコンタクトホールを介して高濃度ソース領域１ａに電気的に接続している。第１層間絶縁膜４の表面にはデータ線６ａと同時形成されたドレイン電極６ｂが形成され、このドレイン電極６ｂは、第１層間絶縁膜４に形成されたコンタクトホールを介して高濃度ドレイン領域１ｄに電気的に接続している。
【００６０】
第２層間絶縁膜（表面保護膜）５の上層には、透明電極８が形成され、透明電極８の上層には、有機系樹脂等の感光性樹脂からなる凹凸形成層１３及び凹凸層７がこの順に形成され、凹凸層７の表面には、アルミニウム膜等からなる反射電極９が形成されている。反射電極９の表面には、凹凸層７の表面凹凸形状に対応した凹凸パターン９ｇが形成されている。
【００６１】
反射電極９は、透過窓１４を介して透過窓１４の端部において透明電極８と電気的に接続し、さらに透明電極８を介してドレイン電極６ｂに電気的に接続している。
【００６２】
反射電極９の表面側にはポリイミド膜からなる配向膜１２が形成されている。この配向膜１２には、透過窓１４の開口形状（スリット形状）の長手方向にラビング処理が施されている。
【００６３】
また、高濃度ドレイン領域１ｄからの延設部分１ｆ（下電極）に対しては、ゲート絶縁膜２と同時形成された絶縁膜（誘電体膜）を介して、走査線３ａと同層の容量線３ｂが上電極として対向することにより、蓄積容量６０（図３参照）が構成されている。
【００６４】
ここで、透過窓１４の開口形状は、図４に示すような長方形状であってもよく、図６に示すような、平行四辺形、台形であってもよく、又はこれらの組み合せであってもよい。
【００６５】
なお、ＴＦＴ３０は、好ましくは上述のようにＬＤＤ構造をもつが、低濃度ソース領域１ｂ、及び低濃度ドレイン領域１ｃに相当する領域に不純物イオンの打ち込みを行わないオフセット構造を有していてもよい。また、ＴＦＴ３０は、ゲート電極（走査線３ａの一部）をマスクとして高濃度で不純物イオンを打ち込み、自己整合的に高濃度のソース及びドレイン領域を形成したセルフアライン型のＴＦＴであってもよい。
【００６６】
また、本実施の形態では、ＴＦＴ３０のゲート電極（走査線３ａ）をソース−ドレイン領域の間に２個配置したデュアルゲート（ダブルゲート）構造としたが、１個配置したシングルゲート構造であってもよく、また、これらの間に３個以上のゲート電極を配置したトリプルゲート以上の構造であってもよい。複数個配置した場合、各々のゲート電極には同一の信号が印加されるようにする。このようにデュアルゲート（ダブルゲート）、又はトリプルゲート以上でＴＦＴ３０を構成すれば、チャネルとソース−ドレイン領域の接合部でのリーク電流を防止でき、オフ時の電流を低減することができる。これらのゲート電極の少なくとも１個をＬＤＤ構造又はオフセット構造にすれば、さらに、オフ電流を低減でき、安定したスイッチング素子を得ることができる。
【００６７】
図４〜図５において、ＴＦＴアレイ基板１０では、各画素１００ａの反射領域には、反射電極９の表面のうち、ＴＦＴ３０の形成領域及び透過窓１４から外れた領域（反射電極形成領域）には、前述のように凹凸パターン９ｇが形成されている。
【００６８】
このような凹凸パターン９ｇを構成するにあたって、本実施の形態のＴＦＴアレイ基板１０では、反射電極９の下層側のうち、反射電極９と平面的に重なる領域には、アクリル樹脂等の有機系の感光性樹脂からなる凹凸形成層１３が第２層間絶縁膜５の表面に１〜３μｍの厚さで例えば、スピンコートによって形成され、この凹凸形成層１３の上層には、アクリル樹脂等の有機系の感光性樹脂等のような流動性材料から形成された絶縁膜からなる凹凸層７が１〜２μｍの厚さで例えば、スピンコートによって積層されている。
【００６９】
凹凸形成層１３には、多数の凹凸が形成されている。このため、図５に示すように、反射電極９の表面には、凹凸層７の表面凹凸形状に対応する凹凸パターン９ｇが形成され、この凹凸パターン９ｇでは、凹凸層７によって、凹凸形成層１３のエッジ等が現れないようになっている。なお、凹凸層７を形成せずに、凹凸形成層１３を形成した後、ベーク工程を行うことにより、凹凸形成層１３の凹凸の縁を滑らかにしてもよい。
【００７０】
（対向基板の構成）
図５において、対向基板２０では、ＴＦＴアレイ基板１０に形成されている反射電極９の縦横の境界領域と対向する領域にブラックマトリクス、又はブラックストライプ等と称せられる遮光膜２３が形成され、その上層側には、ＩＴＯ膜からなる対向電極２１が形成されている。また、対向電極２１の上層側には、ポリイミド膜からなる配向膜２２が形成される。なお、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、液晶５０が、保持、封入されている。
【００７１】
（本形態の電気光学装置の作用）
このように構成した電気光学装置１００（図１参照）では、アルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、又はこれらのチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等との積層膜からなる反射電極９が形成されているため、対向基板２０側から入射した光をＴＦＴアレイ基板１０側で反射し、対向基板２０側から出射することができるので、この間に液晶５０によって各画素１００ａ毎で光変調を行えば、外光を利用して所望の画像を表示することができる（反射モード）。
【００７２】
また、電気光学装置１００においては、図４において、反射電極９に設けられた透過窓１４を覆うように透明電極８が形成されているため、透過型の液晶表示装置としても機能する。すなわち、ＴＦＴアレイ基板１０の側に配置されたバックライト装置（図示せず）から出射された光は、ＴＦＴアレイ基板１０の側に入射した後、各画素１００ａ（図３参照）において反射電極９が形成されている領域のうち、反射電極９が形成されていない透過領域（透明電極８によって覆われた透過窓１４）を経由して対向基板２０側に透過する。このため、液晶５０によって各画素１００ａ毎で光変調を行えば、バックライト装置から出射された光を利用して所望の画像を表示することができる（透過モード）。
【００７３】
また、本実施の形態では、反射電極９の下層側のうち、反射電極９と平面的に重なる領域に凹凸形成層１３を形成し、この凹凸形成層１３の凹凸を利用して、反射電極９の表面に光散乱用の凹凸パターン９ｇを形成している。また、凹凸パターン９ｇでは、凹凸層７によって、凹凸形成層１３のエッジ等が現れないようになっている。従って、反射モードで画像を表示したとき、散乱反射光で画像を表示するため、視野角依存性が小さい。
【００７４】
さらに、透過窓１４の部分にも配向膜１２を十分に形成（塗布）することが可能になり、また、透過窓１４の部分にスペーサー（図示せず）が落下することもなくなり、所望のセルギャップを形成することができることから、画素内の透過モード表示におけるコントラストに優れるとともに、反射特性にも優れたに電気光学装置を提供することができる。
【００７５】
［ＴＦＴの製造方法］
このような構成のＴＦＴアレイ基板１０を製造する方法を、図７〜図１１を参照しつつ、具体的に説明する。
【００７６】
図７〜図１１はいずれも、本実施の形態のＴＦＴアレイ基板の製造方法を工程順に示す断面図である。
【００７７】
まず、図７（Ａ）に示すように、超音波洗浄等により清浄化したガラス製等の基板１０’を準備した後、基板温度が１５０℃〜４５０℃の温度条件下で、基板１０’の全面に、シリコン酸化膜からなる下地保護膜１１をプラズマＣＶＤ法により１００ｎｍ〜５００ｎｍの厚さに形成する。このときの原料ガスとしては、例えば、モノシランと笑気ガス（一酸化二窒素）との混合ガスやＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン：Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４）と酸素、又はジシランとアンモニアを用いることができる。
【００７８】
次に、基板温度が１５０℃〜４５０℃の温度条件下で、基板１０’の全面に、非晶質シリコン膜からなる半導体膜１をプラズマＣＶＤ法により３０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さに形成する。このときの原料ガスとしては、例えば、ジシランやモノシランを用いることができる。次に、半導体膜１に対してレーザ光を照射してレーザアニールを施す。その結果、アモルファスの半導体膜１は、一度溶融し、冷却固化過程を経て結晶化する。この際には、各領域へのレーザ光の照射時間が非常に短時間であり、かつ、照射領域も基板全体に対して局所的であるため、基板全体が同時に高温に熱せられることがない。それゆえ、基板１０’としてガラス基板等を用いても熱による変形や割れ等が生じない。
【００７９】
次に、半導体膜１の表面にフォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスク５５１を介して半導体膜１をエッチングすることにより、図７（Ｂ）に示すように、島状の半導体膜１（能動層）を形成するための半導体膜を各々分離した状態に形成する。
【００８０】
次に、３５０℃以下の温度条件下で、基板１０’の全面に、ＣＶＤ法等により半導体膜１の表面に、シリコン酸化膜等からなるゲート絶縁膜２を５０ｎｍ〜１５０ｎｍの厚さに形成する。このときの原料ガスは、例えば、ＴＥＯＳと酸素ガスとの混合ガスを用いることができる。ここで形成するゲート絶縁膜２は、シリコン酸化膜に代えてシリコン窒化膜であってもよい。
【００８１】
次に、図示を省略するが、所定のレジストマスクを介して半導体膜１の延設部分１ｆに不純物イオンを打ち込んで、容量線３ｂとの間に蓄積容量６０を構成するための下電極を形成する（図４及び図５参照）。
【００８２】
次に、図７（Ｃ）に示すように、スパッタ法等により、基板１０’の全面に、走査線３ａ等を形成するためのアルミニウム、タンタル、モリブデン等からなる金属膜、又はこれらの金属のいずれかを主成分とする合金膜からなる導電膜３を３００ｎｍ〜８００ｎｍの厚さに形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスク５５２を形成する。
【００８３】
次に、レジストマスクを介して導電膜３をドライエッチングし、図７（Ｄ）に示すように、走査線３ａ（ゲート電極）、容量線３ｂ等を形成する。
【００８４】
次に、画素ＴＦＴ部及び駆動回路のＮチャネルＴＦＴ部（図示せず）の側には、走査線３ａやゲート電極をマスクとして、約０．１×１０^１３／ｃｍ^２〜約１０×１０^１３／ｃｍ^２のドーズ量で低濃度の不純物イオン（リンイオン）を打ち込んで、走査線３ａに対して自己整合的に低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃを形成する。ここで、走査線３ａの真下に位置しているため、不純物イオンが導入されなかった部分は半導体膜１のままのチャネル形成用領域１ａ’となる。
【００８５】
次に、図８（Ａ）に示すように、画素ＴＦＴ部では、走査線３ａ（ゲート電極）より幅の広いレジストマスク５５３を形成して高濃度の不純物イオン（リンイオン）を約０．１×１０^１５／ｃｍ^２〜約１０×１０^１５／ｃｍ^２のドーズ量で打ち込み、高濃度ソース領域１ａ及びドレイン領域１ｄを形成する。
【００８６】
これらの不純物導入工程に代えて、低濃度の不純物の打ち込みを行わずにゲート電極より幅の広いレジストマスクを形成した状態で高濃度の不純物（リンイオン）を打ち込み、オフセット構造のソース領域及びドレイン領域を形成してもよい。また、走査線３ａをマスクにして高濃度の不純物を打ち込んで、セルフアライン構造のソース領域及びドレイン領域を形成してもよい。
【００８７】
なお、図示を省略するが、このような工程によって、周辺駆動回路部のＮチャネルＴＦＴ部を形成するが、この際には、ＰチャネルＴＦＴ部をマスクで覆っておく。また、周辺駆動回路のＰチャネルＴＦＴ部を形成する際には、画素部及びＮチャネルＴＦＴ部をレジストで被覆保護して、ゲート電極をマスクとして、約０．１×１０^１５／ｃｍ^２〜約１０×１０^１５／ｃｍ^２のドーズ量でボロンイオンを打ち込むことにより、自己整合的にＰチャネルのソース・ドレイン領域を形成する。
【００８８】
この際、ＮチャネルＴＦＴ部の形成時と同様、ゲート電極をマスクとして、約０．１×１０^１３／ｃｍ^２〜約１０×１０^１３／ｃｍ^２のドーズ量で低濃度の不純物（ボロンイオン）を導入して、ポリシリコン膜に低濃度領域を形成した後、ゲート電極より幅の広いマスクを形成して高濃度の不純物（ボロンイオン）を約０．１×１０^１５／ｃｍ^２〜約１０×１０^１５／ｃｍ^２のドーズ量で打ち込んで、ＬＤＤ構造（ライトリー・ドープト・ドレイン構造）のソース領域及びドレイン領域を形成してもよい。また、低濃度の不純物の打ち込みを行わずに、ゲート電極より幅の広いマスクを形成した状態で高濃度の不純物（ボロンイオン）を打ち込み、オフセット構造のソース領域及びドレイン領域を形成してもよい。これらのイオン打ち込み工程によって、ＣＭＯＳ化（相補型化：ＣｏｍｐｌｉｍｅｎｔａｒｙＭＯＳ化）が可能になり、周辺駆動回路の同一基板内への内蔵が可能になる。
【００８９】
次に、図８（Ｂ）に示すように、走査線３ａの表面側にＣＶＤ法等により、シリコン酸化膜等からなる層間絶縁膜４を３００ｎｍ〜８００ｎｍの厚さに形成する。このときの原料ガスは、例えば、ＴＥＯＳと酸素ガスとの混合ガスを用いることができる。
【００９０】
次に、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスク５５４を形成する。
【００９１】
次に、レジストマスク５５４を介して層間絶縁膜４にドライエッチングを行い、図８（Ｃ）に示すように、層間絶縁膜４においてソース領域及びドレイン領域に対応する部分等にコンタクトホールをそれぞれ形成する。
【００９２】
次に、図８（Ｄ）に示すように、層間絶縁膜４の表面側に、データ線６ａ（ソース電極）等を構成するためのアルミニウム膜、チタン膜、窒化チタン膜、タンタル膜、モリブデン膜、又はこれらの金属のいずれかを主成分とする合金膜又は積層膜からなる導電膜６をスパッタ法等で３００ｎｍ〜８００ｎｍの厚さに形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスク５５５を形成する。
【００９３】
次に、レジストマスク５５５を介して導電膜６にドライエッチングを行い、図９（Ａ）に示すように、データ線６ａ、及びドレイン電極６ｂを形成する。
【００９４】
次に、図９（Ｂ）に示すように、シリコン窒化膜からなる第２層間絶縁膜５を、データ線６ａ、及びドレイン電極６ｂの表面側にＣＶＤ法等により、１００ｎｍ〜８００ｎｍの膜厚に形成する。次に、エッチング技術を用いて、第２層間絶縁膜５にコンタクト孔１５を形成する。
【００９５】
次に、図９（Ｃ）に示すように、ＩＴＯからなる金属膜８ａを約５０〜２００ｎｍの厚さで、プラズマＣＶＤ法によって成膜する。
【００９６】
次に、図９（Ｄ）に示すように、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、所定のパターンの透明電極８を形成する。この場合、後述する透過窓１４の形成領域を覆うように、また、反射電極９の形成領域よりも広く形成することが好ましい。
【００９７】
次に、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、アクリル樹脂等の有機系の感光性樹脂１３ａを１〜３μｍの厚さにスピンコートで塗布した後、感光性樹脂１３ａをフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることによって、後述する反射電極９の下層側に、厚さが１μｍ〜３μｍの凹凸形成層１３を形成する。次いで、角をとるためベーク工程を行ってもよい。
【００９８】
このようなフォトリソグラフィ技術を利用して凹凸形成層１３を形成する際、感光性樹脂１３ａとしてはネガタイプ及びポジタイプのいずれを用いてもよいが、図１０（Ａ）には、感光性樹脂１３ａとしてポジタイプの場合を例示してあり、感光性樹脂１３ａを除去したい部分に対して、所定の露光マスクの透光部分を介して紫外線を照射する。
【００９９】
次に、図１０（Ｃ）に示すように、透明電極８及び凹凸形成層１３の表面側に、アクリル樹脂等の有機系の感光性樹脂７ａをスピンコートで１μｍ〜２μｍの厚さに塗布する。
【０１００】
次に、図１０（Ｄ）に示すように、フォトリソグラフィ技術を利用して、感光性樹脂７ａを透明電極８の表面に達するまで貫通、開口させて、後述する反射電極９の透過窓１４を形成することができるように開口１４ｂを形成するとともに、この開口１４ｂを備えた厚さが１μｍ〜２μｍの凹凸層７を形成する。
【０１０１】
ここで、凹凸層７は、流動性を有する材料を塗布したものから形成されるため、凹凸層７の表面には、凹凸形成層１３の凹凸を適度に打ち消して、エッジのない、滑らかな形状の凹凸パターンが形成される。
【０１０２】
なお、凹凸層７を形成せずに、滑らかな形状の凹凸パターンを形成する場合には、図１０（Ｂ）に示す状態でベーク工程を行って、凹凸形成層１３の縁を滑らかな形状にしてもよい。
【０１０３】
次に、図１１（Ａ）に示すように、スパッタリング法等によって、凹凸層７及び開口１４ｂの表面に、５０ｎｍ〜２００ｎｍの厚さの、アルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、又はこれらのチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等との積層膜のような反射性を備えた金属膜９ａを形成する。
【０１０４】
次に、図１１（Ｂ）に示すように、微細加工法を用いて透過窓１４となる部分及び隣接する画素との間を選択的に除去して、透過窓１４を備えた反射電極９を形成する。このようにして形成した反射電極９は、透明電極８と、透過窓１４の縁端部において電気的に接続している。この場合、透過窓１４の形状は、短辺が５μｍの長方形のスリットとし、スリットの総面積等を考慮して必要な個数を開口させている（スリットであれば長方形でなくてもよい）。スリットの長手方向の向きは、後述する配向膜１２のラビング方向と一致させている。また、反射電極９の表面には、凹凸形成層１３及び凹凸層７からなる凹凸によって５００ｎｍ以上、さらには８００ｎｍ以上の凹凸パターン９ｇが形成され、かつ、この凹凸パターン９ｇは、凹凸層７によって、エッジのない、滑らかな形状になっている。
【０１０５】
その後、反射電極９の表面側に配向膜（ポリイミド膜）１２を形成する。それには、ブチルセロソルブやｎ−メチルピロリドン等の溶媒に５〜１０重量％のポリイミドやポリアミド酸を溶解させたポリイミド・ワニスをフレキソ印刷した後、加熱・硬化（焼成）する。そして、ポリイミド膜を形成した基板をレーヨン系繊維からなるパフ布で一定方向に擦り、ポリイミド分子を表面近傍で一定方向に配列させる（ラビング処理を施す）。その結果、後で充填した液晶分子とポリイミド分子との相互作用により液晶分子が一定方向に配列する。このラビング処理の方向は、前述のように、スリットの長手方向の向きと一致させることが好ましい。
【０１０６】
以上のようにして、ＴＦＴアレイ基板１０が完成する。
【０１０７】
上記のいずれの形態も、画素スイッチング素子としてＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置を例に説明したが、画素スイッチング素子としてＴＦＤを用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置、又はパッシブマトリクス型の液晶表示装置、さらには液晶以外の電気光学物質（例えば、ＥＬ発光素子）を用いた電気光学装置に本発明を適用してもよい。
【０１０８】
［電気光学装置の電子機器への応用］
このように構成した半反射・半透過型の電気光学装置１００は、各種の電子機器の表示部として用いることができるが、その一例を、図１２〜図１４を参照しつつ具体的に説明する。
【０１０９】
図１２は、本発明に係る電気光学装置を表示装置として用いた電子機器の回路構成を示すブロック図である。
【０１１０】
図１３において、電子機器は、表示情報出力源７０、表示情報処理回路７１、電源回路７２、タイミングジェネレータ７３、及び液晶表示装置７４を有する。また、液晶表示装置７４は、液晶表示パネル７５及び駆動回路７６を有する。液晶装置７４としては、前述した電気光学装置１００を用いることができる。
【０１１１】
表示情報出力源７０は、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等のようなメモリ、各種ディスク等のようなストレージユニット、デジタル画像信号を同調出力する同調回路等を備え、タイミングジェネレータ７３によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等のような表示情報を表示情報処理回路７１に供給する。
【０１１２】
表示情報処理回路７１は、シリアル−パラレル変換回路や、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等のような周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像信号をクロック信号ＣＬＫと共に駆動回路７６へ供給する。電源回路７２は、各構成要素に所定の電圧を供給する。
【０１１３】
図１３は、本発明に係る電子機器の一実施形態であるモバイル型のパーソナルコンピュータを示している。ここに示すパーソナルコンピュータ８０は、キーボード８１を備えた本体部８２と、液晶表示ユニット８３とを有する。液晶表示ユニット８３は、前述した電気光学装置１００を含んで構成される。
【０１１４】
図１４は、他の電子機器である携帯電話機を示している。ここに示す携帯電話機９０は、複数の操作ボタン９１と、前述した電気光学装置１００からなる表示部とを有している。
【０１１５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によって、携帯電話機、モバイルコンピュータ等に好適に用いられる、画素内の透過モード表示におけるコントラストに優れるとともに、反射特性にも優れた電気光学装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気光学装置の一の実施の形態を対向基板の側から見たときの平面図である。
【図２】図１におけるＨ−Ｈ’線で切断したときの断面図である。
【図３】本発明の電気光学装置の一の実施の形態において、マトリクス状に配置された複数の画素に形成された各種素子、配線等の等価回路図である。
【図４】本発明の電気光学装置の一の実施の形態において、ＴＦＴアレイ基板に形成された各画素の構成を示す平面図である。
【図５】図４におけるＡ−Ａ’線で切断したときの画素の断面図である。
【図６】本発明の電気光学装置の一の実施の形態において、透過窓の形状（スリット形状）を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の電気光学装置の製造方法の一の実施の形態において、ＴＦＴアレイ基板の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図８】図７に示す工程以降のＴＦＴアレイ基板の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図９】図８に示す工程以降のＴＦＴアレイ基板の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図１０】図９に示す工程以降のＴＦＴアレイ基板の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図１１】図１０に示す工程以降のＴＦＴアレイ基板の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図１２】本発明に係る電気光学装置を表示装置として用いた電子機器の回路構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の電気光学装置を用いた電子機器の一例としてのモバイル型のパーソナルコンピュータを示す説明図である。
【図１４】本発明の電気光学装置を用いた電子機器の他の例としての携帯電話機の説明図である。
【図１５】従来の電気光学装置における画素の一部を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１…半導体膜
１ａ…高濃度ソース領域
１ａ’…チャネル形成用領域
１ｂ…低濃度ソース領域
１ｃ…低濃度ドレイン領域
１ｄ…高濃度ドレイン領域
１ｆ…半導体膜の延設部分
２…ゲート絶縁膜
３ａ…走査線
３ｂ…容量線
４…第１層間絶縁膜
５…第２層間絶縁膜（表面保護膜）
６…導電膜
６ａ…データ線
６ｂ…ドレイン電極
７…凹凸層
７ａ…凹凸層を形成するための感光性樹脂
８…透明電極
８ａ…金属膜
９…反射電極
９ａ…金属膜
９ｇ…凹凸パターン（表面凹凸形状）
１０…ＴＦＴアレイ基板
１０’…基板
１１…下地保護膜
１２…配向膜
１３…凹凸形成層
１３ａ…凹凸形成層を形成するための感光性樹脂
１４…透過窓
１４ａ…スリット形状の透過窓
１４ｂ…凹凸層の開口
１５…コンタクト孔
２０…対向基板
２０’…基板
２１…対向電極
２２…配向膜
３０…画素スイッチング用のＴＦＴ
５０…液晶
５２…シール材
５３…周辺見切り
６０…蓄積容量
７０…表示情報出力源
７１…表示情報処理回路
７２…電源回路
７３…タイミングジェネレータ
７４…液晶表示装置
７５…液晶表示パネル
７６…駆動回路
８０…パーソナルコンピュータ
８１…キーボード
８２…本体部
８３…液晶表示ユニット
９０…携帯電話機
９１…操作ボタン
１００…電気光学装置
１００ａ…画素
１０１…基板
１０２…下地保護膜
１０３…透明電極
１０４…保護膜
１０５…凹凸形成層
１０６…凹凸層
１０７…透過窓
１０８…反射電極
１０９…反射用の凹凸
１１０…画素
１２０…ＴＦＴアレイ基板
２０１…データ線駆動回路
２０２…実装端子
２０４…走査線駆動回路
２０５…配線
２０６…基板間導通材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electro-optical device. More specifically, the present invention relates to an electro-optical device that is preferably used for a mobile phone, a mobile computer, and the like, and has excellent contrast in transmissive mode display within a pixel and excellent in reflection characteristics, and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
Electro-optical devices (for example, liquid crystal display devices, EL light-emitting display devices, etc.) are widely used as direct-view display devices for various devices such as mobile phones and mobile computers. Among such electro-optical devices, for example, in an active matrix type, semi-transmissive / semi-reflective liquid crystal display device, a TFT array substrate and a counter substrate which are arranged to face each other are bonded together with a sealing material, Liquid crystal as an electro-optical material is sealed and held in a region partitioned by a sealing material between the substrates.
[0003]
In addition, a reflective electrode is formed on the surface of the TFT array substrate to reflect external light incident from the counter substrate side in the direction of the counter substrate, and the light incident from the counter substrate side is reflected by the TFT array substrate. An image is displayed by light reflected from the electrode and emitted from the counter substrate side (reflection mode). In addition, a transparent electrode is formed on the reflective electrode to transmit light, and a transparent electrode is formed on the lower layer side of the reflective electrode so as to cover the transparent window, and light from the backlight is transmitted by the light transmitted through the transparent window. Display an image (transparent mode).
[0004]
As a TFT array substrate 120 used in such a liquid crystal display device, for example, as shown in FIG. 15 (A), an uneven layer (not shown), which will be described later, is formed on a part of the pixel 110, and the uneven layer A reflective electrode 108 that reflects external light and displays an image (reflective electrode 108 is formed with reflective unevenness 109 having a shape corresponding to the surface uneven shape of the uneven layer), reflective A transmission window 107 that is a part where the electrode 108 is not formed, and a transparent electrode (not shown) made of ITO (Indium Tin Oxide) formed so as to cover a region corresponding to the transmission window 107 are provided. A device that displays an image by transmitting light from a backlight (not shown) through the window 107 is used. Such a TFT array substrate 120 is formed on the substrate 101 as shown in FIG. 15B (FIG. 15B is a cross-sectional view taken along the line CC ′ in FIG. 15A). In addition, a silicon oxide film (SiO ₂ Protective film 104 such as a film), a transparent electrode 103 made of ITO or the like, a source line (not shown), a thin film transistor (not shown), a protective film 104 such as a silicon nitride film (SiN film) (this protective film 104 is May not be formed), the concavo-convex forming layer 105 and the concavo-convex layer 106 made of two layers of an organic photosensitive resin such as an acrylic resin for forming the concavo-convex 109 for reflection on the surface of the reflective electrode 108, aluminum, It is made of a laminated film of silver, or an alloy thereof, or titanium, titanium nitride, molybdenum, tantalum, or the like, and is formed by laminating a reflective electrode 108 having a transmission window 107.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The liquid crystal display device using the reflection plate having such a configuration can provide a liquid crystal display device with excellent visibility without being affected by the brightness of external light. Since the film thickness of the concavo-convex forming layer 105 and the concavo-convex layer 106 made of acrylic resin or the like used for forming the reflective concavo-convex 109 is as large as 2 layers, the concavo-convex forming layer 105 and the concavo-convex layer In the portion of the transmissive window 107 where the 106 does not exist, the entire pixel has a considerably thin structure. For this reason, when an alignment film such as polyimide is formed (applied), the alignment film is not formed (applied) on the portion of the transmission window 107, which adversely affects display characteristics. For example, in the case of normally white, there is a problem that even if a potential is applied, only the portion of the transmission window 107 does not become black but appears white.
[0006]
Moreover, since the diameter of the spacer (gap material) for defining the gap (cell gap) between the substrates (for example, product name: Micropearl manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.) is as small as 3 to 5 μm, a relatively large transmission window Those falling on the portion 107 have a problem that a desired cell gap cannot be formed and the contrast of the liquid crystal is deteriorated.
[0007]
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an electro-optical device having excellent contrast in transmissive mode display in a pixel and excellent in reflection characteristics, and a method for manufacturing the same. .
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an electro-optical device according to the present invention includes a pair of substrates disposed opposite to each other while holding an electro-optical material between gaps formed by interposing spherical or granular spacers. One of the substrates is formed on the surface facing the other substrate, reflects incident light from the other substrate side of the pair of substrates, and incident from the one substrate side A reflective electrode having a plurality of transmissive windows that transmit light, a transparent electrode formed to cover a region corresponding to the transmissive window on the one substrate side of the reflective electrode, and formed on an upper layer of the reflective electrode An electro-optical device provided with the alignment film, wherein the shape of the transmission window is a slit shape having a width equal to or smaller than the average particle diameter of the spacer, and the plurality of transmission windows are the length of the transmission window. Both directions There are parallel so as to be arranged in a straight line, the alignment layer is characterized by comprising been subjected to rubbing treatment in the lengthwise direction of the slit-shaped transparent window.
[0009]
In this case, Width of slit-shaped transmission window (shortest opening length) Is preferably equal to or less than the average particle size of the spacer. Here, the shortest aperture length is Transparent window For example, when the slit shape is an elongated rectangle or parallelogram, it means the length of at least one side of the rectangle or parallelogram, and when the slit shape is an elongated trapezoid, it means the length of the height of the trapezoid.
[0010]
Also, the above Width of slit-shaped transmission window (shortest opening length) Is preferably 5 μm or less.
[0011]
Also, the above Slit-shaped transmission window The ratio of the total area to the area of the pixel is preferably 10 to 50% and more preferably 15 to 30% in order to increase the contrast in the transmissive mode display.
[0012]
With this configuration, it is possible to sufficiently form (apply) the alignment film on the transmission window portion, and the spacer (gap material) does not fall on the transmission window portion. Therefore, it is possible to provide an electro-optical device having excellent contrast in transmissive mode display in a pixel and excellent reflection characteristics.
[0013]
In the electro-optical device according to the aspect of the invention, the alignment film may include the alignment film. Slit-shaped transmission window It is preferable that a rubbing treatment is performed in the longitudinal direction.
[0014]
By comprising in this way, the rubbing process of the said alignment film can be performed sufficiently and smoothly.
[0015]
In the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the reflective electrode is composed of aluminum, silver, or an alloy thereof, or a laminated film of titanium, titanium nitride, molybdenum, tantalum, or the like. .
[0016]
With this configuration, an electro-optical device with high light reflection efficiency can be provided.
[0017]
In the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the transparent electrode is an ITO (Indium Tin Oxide) film.
[0018]
With this configuration, it is possible to provide an electro-optical device with high contrast in transmissive mode display.
[0019]
In the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that a region where the transparent electrode is formed is wider than a region where the reflective electrode is formed.
[0020]
With this configuration, it is possible to provide an electro-optical device with high contrast in transmissive mode display.
[0021]
In the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the transparent electrode and the reflective electrode are electrically connected at an edge portion of the transmission window.
[0022]
With this configuration, it is possible to provide an electro-optical device that reduces power consumption.
[0023]
In the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the transparent electrode is electrically connected to a potential supply line outside the transmission window.
[0024]
With this configuration, it is possible to provide an electro-optical device that reduces power consumption.
[0025]
In the electro-optical device according to the aspect of the invention, an uneven layer having an uneven surface is formed between the one substrate and the reflective electrode, and the reflective electrode corresponds to the uneven surface of the uneven layer. of It is preferable to have a concavo-convex shape (reflection concavo-convex).
[0026]
With this configuration, it is possible to provide an electro-optical device that has a surface uneven shape (reflection unevenness) that appropriately scatters reflected light on the surface of the reflective electrode and is excellent in reflection characteristics.
[0027]
In addition, the method of manufacturing the electro-optical device according to the present invention includes one substrate out of a pair of substrates disposed opposite to each other by enclosing and holding an electro-optical material between gaps formed by interposing a spherical or granular spacer. Forming a transparent electrode on the electro-optic material side, and reflecting the incident light from the other substrate side of the pair of substrates on the upper side of the transparent electrode, and receiving light from a back light source A method of manufacturing an electro-optical device, comprising: a step of forming a reflective electrode having one or more transmissive windows that pass through the predetermined portion; and a step of forming an alignment film on the reflective electrode. The transparent electrode is formed so as to cover a region corresponding to the transmission window of the reflective electrode, and the opening shape of the transmission window is formed into one or more slit shapes.
[0028]
In this case, it is preferable to form the slit shape of the transmission window into a shape having the shortest opening length that is equal to or less than the average particle diameter of the spacer. Here, the shortest opening length is, for example, when the slit shape is an elongated rectangle or parallelogram, the length of at least one side of the rectangle or parallelogram, and when it is an elongated trapezoid, the length of the height of the trapezoid Means.
[0029]
Moreover, it is preferable to form the slit-shaped shortest opening length of the transmission window to be 5 μm or less.
[0030]
Further, it is preferable that the ratio of the total area of the slit shape of the transmission window to the area of the pixel is 10 to 50%.
[0031]
With this configuration, it is possible to provide an electro-optical device efficiently and at low cost with excellent contrast in transmissive mode display within the pixel and excellent reflection characteristics.
[0032]
In the method of manufacturing the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the alignment film is rubbed in the longitudinal direction of the opening shape (slit shape) of the transmission window.
[0033]
By comprising in this way, the alignment film to which the rubbing process was fully and smoothly performed can be formed.
[0034]
In the electro-optical device manufacturing method of the present invention, it is preferable that the reflective electrode is composed of a laminated film of aluminum, silver, or an alloy thereof, or titanium, titanium nitride, molybdenum, tantalum, or the like.
[0035]
With this configuration, an electro-optical device with high light reflection efficiency can be provided efficiently and at low cost.
[0036]
In the method of manufacturing the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the transparent electrode is composed of an ITO (Indium Tin Oxide) film.
[0037]
With this configuration, an electro-optical device with high contrast in transmissive mode display can be provided efficiently and at low cost.
[0038]
In the method of manufacturing the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that a region where the transparent electrode is formed is wider than a region where the reflective electrode is formed.
[0039]
With this configuration, an electro-optical device with high contrast in transmissive mode display can be provided efficiently and at low cost.
[0040]
In the electro-optical device manufacturing method according to the aspect of the invention, it is preferable that the transparent electrode and the reflective electrode are electrically connected at an edge portion of the transmission window.
[0041]
With this configuration, it is possible to provide an electro-optical device with reduced power consumption efficiently and at low cost.
[0042]
In the method of manufacturing the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the transparent electrode is electrically connected to a potential supply line outside the transmission window.
[0043]
With such a configuration, it is possible to provide an electro-optical device with reduced power consumption efficiently and at low cost.
[0044]
In the electro-optical device manufacturing method according to the aspect of the invention, an uneven layer having an uneven surface is formed between the one substrate and the reflective electrode, and the reflective electrode has a reflective surface corresponding to the uneven surface of the uneven layer. It is preferable to form an uneven surface shape that scatters light.
[0045]
With this configuration, the surface of the reflective electrode is provided with an uneven surface shape (reflection unevenness) that appropriately scatters reflected light, and an electro-optical device having excellent reflection characteristics can be provided easily and at low cost. be able to.
[0046]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an electro-optical device and a manufacturing method thereof according to the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
[0047]
(Basic configuration of electro-optical device)
FIG. 1 is a plan view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the electro-optical device of the present invention as viewed from the counter substrate side together with each component, and FIG. 2 is a view taken along line HH ′ in FIG. It is sectional drawing when cut | disconnecting with a line. FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of various elements and wirings in a plurality of pixels formed in a matrix in the image display region of the electro-optical device (liquid crystal display device). Note that, in each drawing used in the description of the present embodiment, each layer and each member have different scales so that each layer and each member can be recognized on the drawing.
[0048]
1 and 2, the electro-optical device (liquid crystal display device) 100 according to the present embodiment has a TFT array substrate 10 (first substrate) and a counter substrate 20 (second substrate) attached by a sealing material 52. The liquid crystal 50 as an electro-optical material is sealed and held in the region (liquid crystal sealing region) partitioned by the sealing material 52. A peripheral parting 53 made of a light shielding material is formed in a region inside the region where the sealing material 52 is formed. A data line driving circuit 201 and a mounting terminal 202 are formed along one side of the TFT array substrate 10 in a region outside the sealing material 52, and the scanning line driving circuit 204 is formed along two sides adjacent to the one side. Is formed. On the remaining one side of the TFT array substrate 10, a plurality of wirings 205 for connecting the scanning line driving circuits 204 provided on both sides of the image display area are provided, and the lower side of the peripheral parting line 53 and the like. In some cases, a precharge circuit or an inspection circuit is provided. Further, at least one corner of the counter substrate 20 is provided with an inter-substrate conductive material 206 for establishing electrical continuity between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20.
[0049]
Instead of forming the data line driving circuit 201 and the scanning line driving circuit 204 on the TFT array substrate 10, for example, a TAB (tape automated bonding) substrate on which a driving LSI is mounted and the periphery of the TFT array substrate 10 The terminal group formed in the part may be electrically and mechanically connected via an anisotropic conductive film. In the electro-optical device 100, the type of the liquid crystal 50 to be used, that is, depending on the operation mode such as the TN (twisted nematic) mode, the STN (super TN) mode, and the normally white mode / normally black mode. A polarizing film, a retardation film, a polarizing plate, and the like are arranged in a predetermined direction, but are not shown here.
[0050]
In the case where the electro-optical device 100 is configured for color display, for example, red (R), green (G), A blue (B) color filter is formed together with the protective film.
[0051]
In the image display area of the electro-optical device 100 having such a structure, as shown in FIG. 3, a plurality of pixels 100a are arranged in a matrix, and each of these pixels 100a has a pixel switching area. TFT 30 is formed, and a data line 6 a for supplying pixel signals S 1, S 2,... Sn is electrically connected to the source of the TFT 30. The pixel signals S1, S2,... Sn written to the data line 6a may be supplied line-sequentially (in the order of line numbers) in this order, and each group of data lines 6a adjacent to each other may be supplied. You may make it supply to. Further, the scanning line 3a is electrically connected to the gate of the TFT 30, and the scanning signals G1, G2,... Gm are pulse-sequentially applied to the scanning line 3a in this order (line number) at a predetermined timing. (In order). The reflective electrode 9 and the transparent electrode 8 are electrically connected to the drain of the TFT 30, and by turning on the TFT 30 serving as a switching element for a certain period, the pixel signals S1, S2,. ... Sn is written to each pixel at a predetermined timing. The pixel signals S1, S2,... Sn at a predetermined level written in the liquid crystal through the reflective electrode 9 and the transparent electrode 8 in this way are constant between the counter electrode 21 of the counter substrate 20 shown in FIG. Hold for a period.
[0052]
Here, the liquid crystal 50 modulates light and enables gradation display by changing the orientation and order of the molecular assembly depending on the applied voltage level. In the normally white mode, the amount of incident light passing through the portion of the liquid crystal 50 is reduced according to the applied voltage. In the normally black mode, the incident light is changed according to the applied voltage. The amount of light passing through the portion of the liquid crystal 50 increases. As a result, light having a contrast corresponding to the pixel signals S1, S2,... Sn is emitted from the electro-optical device 100 as a whole.
[0053]
In order to prevent the retained pixel signals S1, S2,... Sn from leaking, a storage capacitor 60 (see FIG. 3) is provided in parallel with the liquid crystal capacitor formed between the reflective electrode 9 and the counter electrode. May be added. For example, the voltages of the reflective electrode 9 and the transparent electrode 8 are held by the storage capacitor 60 for a time that is three orders of magnitude longer than the time when the source voltage is applied. As a result, the charge retention characteristics are improved, and the electro-optical device 100 with a high contrast ratio can be realized. As a method of forming the storage capacitor 60, as shown in FIG. 3, the storage capacitor 60 is formed between the storage capacitor 60 and the capacitor line 3b which is a wiring for forming the storage capacitor 60, and between the scanning line 3a in the previous stage. Any of the above may be used.
[0054]
(Configuration of TFT array substrate)
FIG. 4 is a plan view of a plurality of pixel groups adjacent to each other on the TFT array substrate used in the present embodiment. 5 is a cross-sectional view of a part of the pixel of the electro-optical device shown in FIG. 4 taken along the line AA ′ in FIG.
[0055]
In FIG. 4, on the TFT array substrate, a reflective electrode 9 made of a laminated film of aluminum, silver, or an alloy thereof, or titanium, titanium nitride, molybdenum, tantalum, or the like is formed in a matrix. The pixel switching TFTs 30 are electrically connected to the reflective electrodes 9 via the transparent electrodes 8 respectively (one pixel is shown in FIG. 4). A data line 6a, a scanning line 3a, and a capacitor line 3b are formed along the vertical and horizontal boundaries of the region where the reflective electrode 9 is formed, and the TFT 30 is connected to the data line 6a and the scanning line 3a. . That is, the data line 6a is electrically connected to the high concentration source region 1a of the TFT 30 through the contact hole, and the transparent electrode 8 is electrically connected to the high concentration drain region 1d of the TFT 30 through the contact hole. Yes. Further, the scanning line 3 a extends so as to face the channel formation region 1 a ′ of the TFT 30. Note that the storage capacitor 60 (storage capacitor element) is obtained by making the extended portion 1f of the semiconductor film 1 for forming the pixel switching TFT 30 conductive, and using the lower electrode 1f as a scanning line 3b. The capacitor line 3b in the same layer is overlapped as the upper electrode.
[0056]
As shown in FIG. 4, in each pixel 100 a configured as described above, among the regions where the reflective electrode 9 is formed, the region where the transmissive window 14 is formed is the uneven layer and the reflective electrode 9 described later. Although not formed, the transparent electrode 8 covers the region corresponding to the transmissive window 14 and is a transmissive region that performs image display in the transmissive mode, and the other region is a concavo-convex forming layer (not shown), which will be described later, This is a reflective region provided with a concavo-convex layer (not shown) and a reflective electrode 9, and here, an image is displayed in a reflective mode.
[0057]
In this case, the transmission window 14 is formed of four rectangular slits 14a, and the length of each short side is set to 4 μm. For this reason, it is possible to effectively prevent a spacer (for example, trade name: Micropearl manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.) having an average particle diameter of 5 μm from falling into the transmission window 14. Note that an opening 14b of the concavo-convex layer 7 to be described later is formed outside the transmission window 14.
[0058]
As shown in FIG. 5, the cross section of the reflective region taken along the line AA ′ is a surface of a transparent substrate 10 ′ serving as a base of the TFT array substrate 10, and silicon oxide having a thickness of 100 nm to 500 nm. A base protective film 11 made of a film (insulating film) is formed, and an island-like semiconductor film 1 having a thickness of 30 nm to 100 nm is formed on the surface of the base protective film 11. A gate insulating film 2 made of a silicon oxide film having a thickness of about 50 to 150 nm is formed on the surface of the semiconductor film 1, and a scanning line 3 a having a thickness of 300 nm to 800 nm is formed on the surface of the gate insulating film 2. It passes as an electrode. In the semiconductor film 1, a region facing the scanning line 3a via the gate insulating film 2 is a channel formation region 1a ′. A source region having a low concentration source region 1b and a high concentration source region 1a is formed on one side of the channel forming region 1a ', and a low concentration drain region 1c and a high concentration drain region 1d are formed on the other side. A drain region is provided.
[0059]
On the surface side of the pixel switching TFT 30 (see FIG. 3), a first interlayer insulating film 4 made of a silicon oxide film having a thickness of 300 nm to 800 nm and a second layer made of a silicon nitride film having a thickness of 100 nm to 800 nm. An interlayer insulating film 5 (surface protective film) is formed (the second interlayer insulating film 5 (surface protective film) may not be formed). A data line 6 a having a thickness of 300 nm to 800 nm is formed on the surface of the first interlayer insulating film 4, and the data line 6 a is connected to the high concentration source region through a contact hole formed in the first interlayer insulating film 4. It is electrically connected to 1a. A drain electrode 6b formed simultaneously with the data line 6a is formed on the surface of the first interlayer insulating film 4, and this drain electrode 6b is connected to the high concentration drain region through a contact hole formed in the first interlayer insulating film 4. It is electrically connected to 1d.
[0060]
A transparent electrode 8 is formed on the upper layer of the second interlayer insulating film (surface protective film) 5, and a concavo-convex forming layer 13 and a concavo-convex layer 7 made of a photosensitive resin such as an organic resin are formed on the transparent electrode 8. A reflective electrode 9 made of an aluminum film or the like is formed on the surface of the concavo-convex layer 7 formed in this order. On the surface of the reflective electrode 9, a concavo-convex pattern 9 g corresponding to the surface concavo-convex shape of the concavo-convex layer 7 is formed.
[0061]
The reflective electrode 9 is electrically connected to the transparent electrode 8 at the end of the transmissive window 14 via the transmissive window 14, and is further electrically connected to the drain electrode 6 b via the transparent electrode 8.
[0062]
An alignment film 12 made of a polyimide film is formed on the surface side of the reflective electrode 9. The alignment film 12 is rubbed in the longitudinal direction of the opening shape (slit shape) of the transmission window 14.
[0063]
Further, the extension portion 1f (lower electrode) extending from the high-concentration drain region 1d has a capacitance in the same layer as the scanning line 3a through an insulating film (dielectric film) formed simultaneously with the gate insulating film 2. The storage capacitor 60 (see FIG. 3) is configured by the line 3b facing as an upper electrode.
[0064]
Here, the opening shape of the transmission window 14 may be a rectangular shape as shown in FIG. 4, a parallelogram, a trapezoid as shown in FIG. 6, or a combination thereof. Also good.
[0065]
The TFT 30 preferably has an LDD structure as described above, but may have an offset structure in which impurity ions are not implanted into regions corresponding to the low concentration source region 1b and the low concentration drain region 1c. . The TFT 30 may be a self-aligned TFT in which impurity ions are implanted at a high concentration using a gate electrode (a part of the scanning line 3a) as a mask to form high concentration source and drain regions in a self-aligning manner. .
[0066]
In this embodiment, the dual gate (double gate) structure in which two gate electrodes (scanning lines 3a) of the TFT 30 are arranged between the source and drain regions is used. Alternatively, a triple gate or more structure in which three or more gate electrodes are arranged between them may be used. When a plurality of gate electrodes are arranged, the same signal is applied to each gate electrode. If the TFT 30 is configured with dual gates (double gates) or triple gates or more in this way, leakage current at the junction between the channel and the source-drain region can be prevented, and the current during OFF can be reduced. If at least one of these gate electrodes has an LDD structure or an offset structure, the off-current can be further reduced and a stable switching element can be obtained.
[0067]
4 to 5, in the TFT array substrate 10, the reflective region of each pixel 100 a has a region of the surface of the reflective electrode 9 that is out of the formation region of the TFT 30 and the transmission window 14 (reflective electrode formation region). As described above, the uneven pattern 9g is formed.
[0068]
In constructing such a concavo-convex pattern 9g, in the TFT array substrate 10 of the present embodiment, an area of the lower layer side of the reflective electrode 9 that overlaps the reflective electrode 9 in a plane is made of an organic material such as acrylic resin. A concavo-convex forming layer 13 made of a photosensitive resin is formed on the surface of the second interlayer insulating film 5 with a thickness of 1 to 3 μm, for example, by spin coating, and an organic system such as an acrylic resin is formed on the concavo-convex forming layer 13. A concavo-convex layer 7 made of an insulating film made of a fluid material such as a photosensitive resin is laminated with a thickness of 1 to 2 μm, for example, by spin coating.
[0069]
A large number of irregularities are formed in the irregularity forming layer 13. For this reason, as shown in FIG. 5, a concavo-convex pattern 9 g corresponding to the surface concavo-convex shape of the concavo-convex layer 7 is formed on the surface of the reflective electrode 9. No edges appear. In addition, after forming the uneven | corrugated formation layer 13 without forming the uneven | corrugated layer 7, you may smooth the edge of the unevenness | corrugation of the uneven | corrugated formation layer 13 by performing a baking process.
[0070]
(Configuration of counter substrate)
In FIG. 5, in the counter substrate 20, a light shielding film 23 called a black matrix or a black stripe is formed in a region facing the vertical and horizontal boundary regions of the reflective electrode 9 formed on the TFT array substrate 10, and an upper layer thereof. On the side, a counter electrode 21 made of an ITO film is formed. An alignment film 22 made of a polyimide film is formed on the upper layer side of the counter electrode 21. A liquid crystal 50 is held and sealed between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20.
[0071]
(Operation of the electro-optical device of this embodiment)
In the electro-optical device 100 (see FIG. 1) configured as described above, a reflective electrode 9 made of a laminated film of aluminum, silver, or an alloy thereof, or titanium, titanium nitride, molybdenum, tantalum, or the like is formed. Therefore, the light incident from the counter substrate 20 side can be reflected from the TFT array substrate 10 side and emitted from the counter substrate 20 side. A desired image can be displayed using light (reflection mode).
[0072]
Further, in the electro-optical device 100, since the transparent electrode 8 is formed so as to cover the transmission window 14 provided in the reflective electrode 9 in FIG. 4, it also functions as a transmissive liquid crystal display device. That is, light emitted from a backlight device (not shown) arranged on the TFT array substrate 10 side is incident on the TFT array substrate 10 side, and then the reflective electrode 9 in each pixel 100a (see FIG. 3). In the region where the reflective electrode 9 is formed, the light passes through the transmissive region (the transmissive window 14 covered with the transparent electrode 8) where the reflective electrode 9 is not formed, and is transmitted to the counter substrate 20 side. For this reason, if light modulation is performed for each pixel 100a by the liquid crystal 50, a desired image can be displayed using light emitted from the backlight device (transmission mode).
[0073]
Further, in the present embodiment, the concavo-convex forming layer 13 is formed in a region that overlaps the reflective electrode 9 in the lower layer side of the reflective electrode 9, and the concavo-convex of the concavo-convex forming layer 13 is used to make the reflective electrode 9 An uneven pattern 9g for light scattering is formed on the surface. In the uneven pattern 9g, the uneven layer 7 prevents the edges of the uneven forming layer 13 from appearing. Therefore, when an image is displayed in the reflection mode, the image is displayed with scattered reflected light, and thus the viewing angle dependency is small.
[0074]
Further, it is possible to sufficiently form (apply) the alignment film 12 on the portion of the transmission window 14, and a spacer (not shown) does not fall on the portion of the transmission window 14, so that a desired cell can be formed. Since the gap can be formed, the electro-optical device can be provided with excellent contrast in the transmission mode display in the pixel and excellent reflection characteristics.
[0075]
[TFT manufacturing method]
A method of manufacturing the TFT array substrate 10 having such a configuration will be specifically described with reference to FIGS.
[0076]
7 to 11 are cross-sectional views showing the manufacturing method of the TFT array substrate of this embodiment in the order of steps.
[0077]
First, as shown in FIG. 7A, after preparing a substrate 10 ′ made of glass or the like cleaned by ultrasonic cleaning or the like, the substrate temperature of the substrate 10 ′ is changed under a temperature condition of 150 ° C. to 450 ° C. A base protective film 11 made of a silicon oxide film is formed on the entire surface to a thickness of 100 nm to 500 nm by plasma CVD. As the source gas at this time, for example, a mixed gas of monosilane and laughing gas (dinitrogen monoxide) or TEOS (tetraethoxysilane: Si (OC ₂ H ₅ ) ₄ ) And oxygen, or disilane and ammonia.
[0078]
Next, the semiconductor film 1 made of an amorphous silicon film is formed to a thickness of 30 nm to 100 nm on the entire surface of the substrate 10 ′ under the temperature condition of 150 ° C. to 450 ° C. by plasma CVD. As the source gas at this time, for example, disilane or monosilane can be used. Next, laser annealing is performed by irradiating the semiconductor film 1 with laser light. As a result, the amorphous semiconductor film 1 is once melted and crystallized through a cooling and solidifying process. At this time, the irradiation time of the laser beam to each region is very short, and the irradiation region is also local to the entire substrate, so that the entire substrate is not heated to a high temperature at the same time. Therefore, even if a glass substrate or the like is used as the substrate 10 ', deformation or cracking due to heat does not occur.
[0079]
Next, the semiconductor film 1 is etched on the surface of the semiconductor film 1 through the resist mask 551 by using a photolithography technique, so that the island-shaped semiconductor film 1 (active layer) is formed as shown in FIG. The semiconductor films for forming are separated from each other.
[0080]
Next, a gate insulating film 2 made of a silicon oxide film or the like is formed to a thickness of 50 nm to 150 nm on the entire surface of the substrate 10 ′ on the surface of the semiconductor film 1 by a CVD method or the like under a temperature condition of 350 ° C. or lower. . As the source gas at this time, for example, a mixed gas of TEOS and oxygen gas can be used. The gate insulating film 2 formed here may be a silicon nitride film instead of the silicon oxide film.
[0081]
Next, although not shown, impurity ions are implanted into the extended portion 1f of the semiconductor film 1 through a predetermined resist mask, and a lower electrode for forming the storage capacitor 60 is formed between the capacitor line 3b. (See FIGS. 4 and 5).
[0082]
Next, as shown in FIG. 7C, a metal film made of aluminum, tantalum, molybdenum or the like for forming the scanning line 3a or the like on the entire surface of the substrate 10 'or the like by sputtering or the like, After the conductive film 3 made of an alloy film containing any one of the main components is formed to a thickness of 300 nm to 800 nm, a resist mask 552 is formed using a photolithography technique.
[0083]
Next, the conductive film 3 is dry-etched through a resist mask to form a scanning line 3a (gate electrode), a capacitor line 3b, and the like as shown in FIG.
[0084]
Next, on the side of the pixel TFT portion and the N-channel TFT portion (not shown) of the driving circuit, about 0.1 × 10 6 using the scanning line 3a and the gate electrode as a mask. ¹³ / Cm ² ~ About 10 × 10 ¹³ / Cm ² A low concentration impurity region (phosphorus ion) is implanted at a dose of 1 to form a low concentration source region 1b and a low concentration drain region 1c in a self-aligned manner with respect to the scanning line 3a. Here, since it is located immediately below the scanning line 3 a, the portion where the impurity ions are not introduced becomes the channel forming region 1 a ′ that remains the semiconductor film 1.
[0085]
Next, as shown in FIG. 8A, in the pixel TFT portion, a resist mask 553 wider than the scanning line 3a (gate electrode) is formed, and high-concentration impurity ions (phosphorus ions) are about 0.1 ×. 10 ¹⁵ / Cm ² ~ About 10 × 10 ¹⁵ / Cm ² Then, a high concentration source region 1a and a drain region 1d are formed.
[0086]
Instead of these impurity introduction steps, a high concentration impurity (phosphorus ion) is implanted in a state where a resist mask wider than the gate electrode is formed without implanting the low concentration impurity, and the source region and drain region of the offset structure May be formed. Alternatively, a source region and a drain region having a self-aligned structure may be formed by implanting high concentration impurities using the scanning line 3a as a mask.
[0087]
Although not shown, the N-channel TFT portion of the peripheral drive circuit portion is formed by such a process. In this case, the P-channel TFT portion is covered with a mask. Further, when forming the P-channel TFT portion of the peripheral drive circuit, the pixel portion and the N-channel TFT portion are covered and protected with a resist, and the gate electrode is used as a mask to provide about 0.1 × 10 ¹⁵ / Cm ² ~ About 10 × 10 ¹⁵ / Cm ² By implanting boron ions at a dose of P, source / drain regions of the P channel are formed in a self-aligned manner.
[0088]
At this time, similarly to the formation of the N-channel TFT portion, about 0.1 × 10 10 using the gate electrode as a mask. ¹³ / Cm ² ~ About 10 × 10 ¹³ / Cm ² After introducing a low concentration impurity (boron ions) at a dose of a low concentration region in the polysilicon film, a mask wider than the gate electrode is formed to reduce the high concentration impurities (boron ions). 0.1 × 10 ¹⁵ / Cm ² ~ About 10 × 10 ¹⁵ / Cm ² The source region and drain region of the LDD structure (lightly doped drain structure) may be formed by implanting at a dose amount of Alternatively, a source region and a drain region having an offset structure may be formed by implanting high-concentration impurities (boron ions) in a state where a mask wider than the gate electrode is formed without implanting low-concentration impurities. . By these ion implantation steps, CMOS (complementary: Complementary MOS) can be realized, and a peripheral drive circuit can be built in the same substrate.
[0089]
Next, as shown in FIG. 8B, an interlayer insulating film 4 made of a silicon oxide film or the like is formed to a thickness of 300 nm to 800 nm on the surface side of the scanning line 3a by a CVD method or the like. As the source gas at this time, for example, a mixed gas of TEOS and oxygen gas can be used.
[0090]
Next, a resist mask 554 is formed using a photolithography technique.
[0091]
Next, dry etching is performed on the interlayer insulating film 4 through the resist mask 554, and contact holes are formed in portions corresponding to the source region and the drain region in the interlayer insulating film 4, as shown in FIG. 8C. To do.
[0092]
Next, as shown in FIG. 8D, an aluminum film, a titanium film, a titanium nitride film, a tantalum film, and a molybdenum film for forming the data line 6a (source electrode) and the like on the surface side of the interlayer insulating film 4 Or a conductive film 6 made of an alloy film or a laminated film containing either of these metals as a main component is formed to a thickness of 300 nm to 800 nm by sputtering or the like, and then a resist mask 555 is formed using a photolithography technique. To do.
[0093]
Next, dry etching is performed on the conductive film 6 through the resist mask 555, so that the data line 6a and the drain electrode 6b are formed as illustrated in FIG.
[0094]
Next, as shown in FIG. 9B, the second interlayer insulating film 5 made of a silicon nitride film is formed to a thickness of 100 nm to 800 nm on the surface side of the data line 6a and the drain electrode 6b by a CVD method or the like. Form. Next, a contact hole 15 is formed in the second interlayer insulating film 5 using an etching technique.
[0095]
Next, as shown in FIG. 9C, a metal film 8a made of ITO is formed to a thickness of about 50 to 200 nm by plasma CVD.
[0096]
Next, as shown in FIG. 9D, a transparent electrode 8 having a predetermined pattern is formed by using a photolithography technique and an etching technique. In this case, it is preferable to form a wider area than the formation area of the reflective electrode 9 so as to cover the formation area of the transmission window 14 described later.
[0097]
Next, as shown in FIGS. 10A and 10B, an organic photosensitive resin 13a such as an acrylic resin is applied to a thickness of 1 to 3 μm by spin coating, and then the photosensitive resin 13a is photolithography. By patterning using a technique, an unevenness forming layer 13 having a thickness of 1 μm to 3 μm is formed on the lower layer side of a reflective electrode 9 described later. Next, a baking process may be performed to take corners.
[0098]
When the concavo-convex formation layer 13 is formed using such a photolithography technique, either a negative type or a positive type may be used as the photosensitive resin 13a, but FIG. 10A shows the photosensitive resin 13a. A positive type is illustrated as an example, and a portion where the photosensitive resin 13a is to be removed is irradiated with ultraviolet rays through a light-transmitting portion of a predetermined exposure mask.
[0099]
Next, as shown in FIG. 10C, an organic photosensitive resin 7a such as an acrylic resin is applied to the surface side of the transparent electrode 8 and the unevenness forming layer 13 by spin coating to a thickness of 1 μm to 2 μm. .
[0100]
Next, as shown in FIG. 10D, using a photolithography technique, the photosensitive resin 7a is penetrated and opened until reaching the surface of the transparent electrode 8, and a transmission window 14 of the reflective electrode 9 described later is formed. The opening 14b is formed so as to be formed, and the uneven layer 7 having a thickness of 1 μm to 2 μm including the opening 14b is formed.
[0101]
Here, since the concavo-convex layer 7 is formed by applying a material having fluidity, the surface of the concavo-convex layer 7 has a smooth shape with no edges by appropriately canceling the concavo-convex of the concavo-convex formation layer 13. The concavo-convex pattern is formed.
[0102]
In addition, when forming a concavo-convex pattern having a smooth shape without forming the concavo-convex layer 7, a baking process is performed in the state shown in FIG. 10B to make the edge of the concavo-convex formation layer 13 a smooth shape. May be.
[0103]
Next, as shown in FIG. 11 (A), the surface of the concavo-convex layer 7 and the opening 14b is made of aluminum or silver having a thickness of 50 nm to 200 nm, or an alloy thereof, or these titanium by sputtering or the like. A metal film 9a having reflectivity like a laminated film with titanium nitride, molybdenum, tantalum or the like is formed.
[0104]
Next, as shown in FIG. 11B, the portion that becomes the transmission window 14 and the adjacent pixels are selectively removed using a fine processing method, and the reflective electrode 9 having the transmission window 14 is removed. Form. The reflective electrode 9 formed in this way is electrically connected to the transparent electrode 8 at the edge of the transmissive window 14. In this case, the shape of the transmission window 14 is a rectangular slit having a short side of 5 μm, and a necessary number is opened in consideration of the total area of the slit and the like (the slit may not be rectangular). The direction of the slit in the longitudinal direction is matched with the rubbing direction of the alignment film 12 described later. In addition, a concavo-convex pattern 9g of 500 nm or more, further 800 nm or more is formed on the surface of the reflective electrode 9 by the concavo-convex formed by the concavo-convex forming layer 13 and the concavo-convex layer 7, and the concavo-convex pattern 9g is formed by the concavo-convex layer 7. It has a smooth shape with no edges.
[0105]
Thereafter, an alignment film (polyimide film) 12 is formed on the surface side of the reflective electrode 9. For this purpose, flexographic printing is performed on a polyimide varnish in which 5 to 10% by weight of polyimide or polyamic acid is dissolved in a solvent such as butyl cellosolve or n-methylpyrrolidone, followed by heating and curing (firing). Then, the substrate on which the polyimide film is formed is rubbed in a certain direction with a puff cloth made of rayon fibers, and polyimide molecules are arranged in a certain direction in the vicinity of the surface (rubbing is performed). As a result, the liquid crystal molecules are aligned in a certain direction by the interaction between the liquid crystal molecules filled later and the polyimide molecules. As described above, the rubbing treatment direction is preferably matched with the longitudinal direction of the slit.
[0106]
As described above, the TFT array substrate 10 is completed.
[0107]
In any of the above embodiments, an active matrix type liquid crystal display device using TFT as a pixel switching element has been described as an example. However, an active matrix type liquid crystal display device using TFD as a pixel switching element, or a passive matrix type liquid crystal display device. The present invention may be applied to a liquid crystal display device, and an electro-optical device using an electro-optical material other than liquid crystal (for example, an EL light emitting element).
[0108]
[Application of electro-optical device to electronic equipment]
The semi-reflective / semi-transmissive electro-optical device 100 configured as described above can be used as a display unit of various electronic devices, and an example thereof will be specifically described with reference to FIGS. .
[0109]
FIG. 12 is a block diagram illustrating a circuit configuration of an electronic apparatus using the electro-optical device according to the invention as a display device.
[0110]
In FIG. 13, the electronic device includes a display information output source 70, a display information processing circuit 71, a power supply circuit 72, a timing generator 73, and a liquid crystal display device 74. The liquid crystal display device 74 includes a liquid crystal display panel 75 and a drive circuit 76. As the liquid crystal device 74, the above-described electro-optical device 100 can be used.
[0111]
The display information output source 70 includes a memory such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory), a storage unit such as various disks, a tuning circuit that tunes and outputs a digital image signal, and the like. Display information such as an image signal of a predetermined format is supplied to the display information processing circuit 71 based on the various clock signals generated by 73.
[0112]
The display information processing circuit 71 includes various known circuits such as a serial-parallel conversion circuit, an amplification / inversion circuit, a rotation circuit, a gamma correction circuit, and a clamp circuit, and executes processing of input display information, The image signal is supplied to the drive circuit 76 together with the clock signal CLK. The power supply circuit 72 supplies a predetermined voltage to each component.
[0113]
FIG. 13 shows a mobile personal computer which is an embodiment of an electronic apparatus according to the present invention. The personal computer 80 shown here has a main body 82 provided with a keyboard 81 and a liquid crystal display unit 83. The liquid crystal display unit 83 includes the electro-optical device 100 described above.
[0114]
FIG. 14 illustrates a mobile phone which is another electronic device. A cellular phone 90 shown here includes a plurality of operation buttons 91 and a display unit including the electro-optical device 100 described above.
[0115]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an electro-optical device that is suitably used for a mobile phone, a mobile computer, and the like, has excellent contrast in transmissive mode display within a pixel, and has excellent reflection characteristics, and a method for manufacturing the same. can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of an electro-optical device according to an embodiment of the present invention as viewed from a counter substrate side.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line HH ′ in FIG.
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of various elements and wirings formed in a plurality of pixels arranged in a matrix in an embodiment of the electro-optical device of the invention.
FIG. 4 is a plan view showing a configuration of each pixel formed on a TFT array substrate in one embodiment of the electro-optical device of the invention.
5 is a cross-sectional view of a pixel when cut along line AA ′ in FIG. 4;
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the shape (slit shape) of a transmission window in one embodiment of the electro-optical device of the invention.
7 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a TFT array substrate in the order of steps in an embodiment of a method of manufacturing an electro-optical device according to the invention. FIG.
8 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing the TFT array substrate after the step shown in FIG. 7 in order of steps.
9 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing the TFT array substrate subsequent to the step shown in FIG. 8 in order of steps.
10 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing the TFT array substrate after the step shown in FIG. 9 in order of steps.
11 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a TFT array substrate subsequent to the step shown in FIG. 10 in order of steps.
FIG. 12 is a block diagram illustrating a circuit configuration of an electronic apparatus using the electro-optical device according to the invention as a display device.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a mobile personal computer as an example of an electronic apparatus using the electro-optical device of the invention.
FIG. 14 is an explanatory diagram of a mobile phone as another example of an electronic apparatus using the electro-optical device of the invention.
FIG. 15 is a cross-sectional view schematically showing a part of a pixel in a conventional electro-optical device.
[Explanation of symbols]
1 ... Semiconductor film
1a: High concentration source region
1a '... Channel forming region
1b ... low concentration source region
1c: low concentration drain region
1d: High concentration drain region
1f: Extension portion of semiconductor film
2 ... Gate insulation film
3a ... scan line
3b ... Capacity line
4. First interlayer insulating film
5. Second interlayer insulating film (surface protective film)
6 ... Conductive film
6a ... Data line
6b ... Drain electrode
7 ... Uneven layer
7a: Photosensitive resin for forming an uneven layer
8 ... Transparent electrode
8a ... Metal film
9 ... Reflective electrode
9a ... Metal film
9g ... Uneven pattern (surface uneven shape)
10 ... TFT array substrate
10 '... substrate
11 ... Underlying protective film
12 ... Alignment film
13: Concavity and convexity formation layer
13a: Photosensitive resin for forming the unevenness forming layer
14 ... Transparent window
14a: slit-shaped transmission window
14b ... Opening of the uneven layer
15 ... Contact hole
20 ... Counter substrate
20 '... substrate
21 ... Counter electrode
22 ... Alignment film
30 ... TFT for pixel switching
50 ... Liquid crystal
52 ... Sealing material
53.
60 ... Storage capacity
70: Display information output source
71 ... Display information processing circuit
72. Power supply circuit
73 ... Timing generator
74 ... Liquid crystal display device
75 ... Liquid crystal display panel
76 ... Drive circuit
80 ... Personal computer
81 ... Keyboard
82 ... Body part
83 ... Liquid crystal display unit
90 ... mobile phone
91 ... Operation buttons
100: Electro-optical device
100a ... Pixel
101 ... Board
102: Base protective film
103 ... Transparent electrode
104 ... Protective film
105: Concavity and convexity formation layer
106 ... uneven layer
107 ... Transparent window
108: Reflective electrode
109 ... irregularities for reflection
110 ... pixel
120 ... TFT array substrate
201: Data line driving circuit
202 ... Mounting terminal
204 Scanning line drive circuit
205 ... Wiring
206 ... Inter-substrate conductive material

Claims

A pair of substrates disposed opposite to each other while holding an electro-optic material between gaps formed by interposing spherical or granular spacers on the pixels;
One of the pair of substrates is formed on a surface facing the other substrate, reflects incident light from the other substrate side of the pair of substrates, and from the one substrate side. A reflective electrode having a plurality of transmission windows that transmit the incident light;
A transparent electrode formed to cover a region corresponding to the transmission window on the one substrate side of the reflective electrode;
An electro-optical device comprising the reflective electrode and an alignment film formed on an upper layer of the transparent electrode,
The shape of the transmission window is a slit shape having a width equal to or less than the average particle diameter of the spacer, and the plurality of transmission windows are arranged in parallel so that both ends in the longitudinal direction of the transmission windows are arranged in a straight line. ,
An electro-optical device, wherein the alignment film is rubbed in the longitudinal direction of the slit-shaped transmission window.

The electro-optical device according to claim 1, wherein a width of the slit-shaped transmission window is 5 μm or less.

The electro-optical device according to claim 1, wherein a ratio of a total area of the slit-shaped transmission windows to a pixel area is 10 to 50%.

The electro-optical device according to claim 1, wherein the reflective electrode is made of aluminum, silver, an alloy thereof, or a laminated film of titanium, titanium nitride, molybdenum, tantalum, or the like.

The electro-optical device according to claim 1, wherein the transparent electrode is made of an ITO (Indium Tin Oxide) film.

The electro-optical device according to claim 1, wherein a formation region of the transparent electrode is wider than a formation region of the reflective electrode.

The electro-optical device according to claim 1, wherein the transparent electrode and the reflective electrode are electrically connected at an edge portion of the transmission window.

The electro-optical device according to claim 1, wherein the transparent electrode is electrically connected to a potential supply line outside the transmission window.

The uneven | corrugated layer which has an unevenness | corrugation on the surface is formed between said one board | substrate and the said reflective electrode, The said reflective electrode has the unevenness | corrugation of the surface corresponding to the unevenness | corrugation of the said uneven | corrugated layer. The electro-optical device described.