CN1493908A - 电光装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题是提供可防止来自光反射膜的反射光的干涉且也可避免像素间的亮度不匀或晃眼现象的发生的电光装置和使用了该电光装置的电子设备。在反射型或半透射、反射型的电光装置的TFT阵列基板10中，通过在以矩阵状形成的各像素100a中分别形成下层侧凹凸形成膜13a，在光反射膜8a的表面上形成了光散射用的凹凸图形8g。在此，按每多个像素对像素100a进行分组，将其分成多个单元，构成为至少在单元内在每个像素100a中凹凸图形8g具有不同的形态。此时，例如使成为基准的像素的凹凸图形8g旋转移动而使该形态不同。

Description

电光装置和电子设备
技术领域
本发明涉及在基板中保持电光物质的电光装置和使用了该电光装置的电子设备。更详细地说，涉及在电光装置中使用的基板上形成光散射性的反射面用的凹凸形成技术。
背景技术
液晶装置等的电光装置作为各种设备的直视型的显示装置来使用。在这样的电光装置中的反射型或半透射、半反射型的TFT有源矩阵型的液晶装置中，如图20和图21中所示，在TFT阵列基板10的表面上以矩阵状排列的多个像素100a的每个中，分别在透明的像素电极9a的下层一侧形成了使从对向基板(未图示)的一侧入射的外部光朝向对向基板20一方反射用的光反射膜8a，将从对向基板20一侧入射的光在TFT阵列基板10一侧反射，利用从对向基板一侧射出的光来显示图像。
在进行这样的反射模式的图像显示的液晶装置中，如果被光反射膜8a反射的光的方向性强，则亮度随看图像的角度不同而不同等的视野角依赖性显著地呈现出来。因此，以往在第2层间绝缘膜5的表面上涂敷了较厚的由丙烯酸类树脂等的有机类树脂构成的感光性树脂后，利用光刻技术对该感光性树脂进行构图，在光反射膜8a的下层一侧形成具备多个凹凸的下层侧凹凸形成膜13a，其次，在下层侧凹凸形成膜13a的表面上形成上层侧凹凸形成膜7a，使凹凸成为平缓的形状，在其上层一侧形成的光反射膜8a的表面上形成了平缓的形状的光散射用的凹凸图形8g。
但是，如果在各像素100a中使光反射膜8a表面的凹凸图形8g为同一图形，则在来自光反射膜8a的反射光中发生了干涉，存在显示的等级显著地下降的问题。
因此，提出了使凹凸图形8g的形态在每个像素100a中不同的解决方案。
但是，在只是使凹凸图形8g的形态在每个像素100a中不同的情况下，起因于各像素100a中的散射反射特性的偏差，存在发生亮度不匀或晃眼现象的问题。
发明内容
鉴于以上的问题，本发明的课题在于提供可防止来自光反射膜的反射光的干涉且也可避免像素间的亮度不匀或晃眼现象的发生的电光装置和使用了该电光装置的电子设备。
为了解决上述课题，在本发明中提供下述的一种电光装置，其中，在保持电光物质的基板上以矩阵状构成的多个像素的每个中具有在分散了多个凹凸的状态下形成的凹凸形成层和在该凹凸形成层的上层一侧形成的光反射膜，在该光反射膜的表面上由上述凹凸形成层形成了光散射用的凹凸图形，其特征在于：在将上述许多像素按每多个像素分组而成为多个单元时，至少在单元内并在上述每个像素中以不同的形态形成了上述凹凸图形，同时位于该单元内的同一部位上的像素的上述凹凸图形在上述单元间是不同的，而且，控制了构成上述凹凸的凸部或凹部的平面的形状、平面的尺寸或平面的位置分布的在各像素间的偏差。
即，在电光装置的制造方法中，其特征在于：在利用光刻技术形成上述凹凸图形时，对于曝光掩模中形成构成上述凹凸的凸部或凹部用的透光部或遮光部，控制像素间的平面的形状、平面的尺寸或平面的位置分布的偏差，通过使用该偏差被控制了的曝光掩模，在将上述许多像素按每多个像素分组而成为多个单元时，至少在单元内在上述每个像素中以不同的形态形成了上述凹凸图形，同时位于该单元内的同一部位上的像素的上述凹凸图形在上述单元间是不同的。
在本发明中，由于在单元内并在每个像素中以不同的形态形成了上述凹凸图形，同时在该单元内的各凹凸图形的位置在单元间是不同的，故不会重复地出现同一凹凸图形。因此，在来自光反射膜的反射光中难以发生干涉。此外，由于在上述凹凸图形中控制了凹凸的平面的形状、平面的尺寸或平面的位置分布的偏差，故可避免像素间的亮度不匀或晃眼现象的发生。
此外，在本发明中提供下述的一种电光装置，其中，在保持电光物质的基板上以矩阵状构成的多个像素的每个中具有在分散了多个凹凸的状态下形成的凹凸形成层和在该凹凸形成层的上层一侧形成的光反射膜，在该光反射膜的表面上由上述凹凸形成层形成了光散射用的凹凸图形，其特征在于：在上述每个像素中以不同的形态形成了上述凹凸图形，而且，控制了构成上述凹凸的凸部或凹部的平面的形状、平面的尺寸或平面的位置分布的在各像素间的偏差。即，在电光装置的制造方法中，其特征在于：在利用光刻技术形成上述凹凸图形时，对于曝光掩模中形成构成上述凹凸的凸部或凹部用的透光部或遮光部，控制像素间的平面的形状、平面的尺寸或平面的位置分布的偏差，通过使用该偏差被控制了的曝光掩模，在上述多个像素的每个中以不同的形态形成上述凹凸图形。
在本发明中，由于在多个像素中分别以不同的形态形成凹凸图形，故不会重复地出现同一凹凸图形。因此，在来自光反射膜的反射光中难以发生干涉。此外，由于在上述凹凸图形中控制了凹凸的平面的形状、平面的尺寸或平面的位置分布的偏差，故可避免像素间的亮度不匀或晃眼现象的发生。
在本发明中，构成上述凹凸的凸部或凹部的平面的形状例如为圆形或多角形。即，将在曝光掩模中形成构成上述凹凸的凸部或凹部用的透光部或遮光部的形状例如定为圆形或多角形。
在本发明中，在从离对于上述基板的法线方向倾斜了10度至30度的方向看时的反射亮度的在各像素间的标准偏差/平均值最好为10％以内。
在本发明中，在1个像素内最好形成了平面的尺寸不同的多种构成上述凹凸的凸部或凹部。即，最好在相当于1个像素的区域内形成了平面的尺寸不同的多种在上述曝光掩模中形成构成上述凹凸的凸部或凹部用的透光部或遮光部。
在本发明中，构成上述凹凸的凸部或凹部的在1个像素内的平面的尺寸为同一的凸部或凹部的数目在上述像素间最好是相等的。即，在上述曝光掩模中形成构成上述凹凸的凸部或凹部用的透光部或遮光部在相当于1个像素的区域内的同一尺寸的数目在上述像素间最好是相等的。
在本发明中，在将上述凹凸图形的形成区域划分为微小平面时，在用1个像素内的存在率以直方图的方式来表示各微小面与上述基板平面构成的角度时，该角度为30～10°的微小面的存在率的合计的在各像素间的标准偏差/平均值最好为10％以内。
在本发明中，构成上述凹凸的凸部或凹部的总面积的在各像素间的标准偏差/平均值最好为5％以内。即，在上述曝光掩模中形成构成上述凹凸的凸部或凹部用的透光部或遮光部的总面积的在各像素间的标准偏差/平均值最好为5％以内。
在本发明中，构成上述凹凸的凸部或凹部中的位于除了被形成黑色矩阵的区域外的区域内的该凸部或凹部的总面积的在各像素间的标准偏差/平均值最好为5％以内。即，在上述曝光掩模中形成构成上述凹凸的凸部或凹部用的透光部或遮光部中的位于除了被形成黑色矩阵的区域外的区域内的该透光部或遮光部的总面积的在各像素间的标准偏差/平均值最好为5％以内。
在本发明中，在根据构成上述凹凸的凸部或凹部的中心的位置坐标来描绘德劳内(Delaunay)图时，各德劳内线长度的标准偏差/平均值最好为35％以下。即，在根据上述曝光掩模中形成构成上述凹凸的凸部或凹部用的透光部或遮光部的中心的位置坐标来描绘德劳内图时，德劳内线长度的标准偏差/平均值最好为35％以下。
在本发明中，构成上述凹凸的凸部或凹部中的在上述像素的端部被中途截断的该凸部或凹部的面积的合计最好为该凸部或凹部的面积的整数倍。即，在上述曝光掩模中形成构成上述凹凸的凸部或凹部用的透光部或遮光部中在上述像素的端部被中途截断的该透光部或遮光部的面积的合计最好为该透光部或遮光部的面积的整数倍。如果这样来构成，则即使在像素的端部凹凸被中途截断的情况下，也可使在1个像素内形成的凹凸的数目和面积实质上为相同。
在本发明中，构成上述凹凸的凸部或凹部的在上述像素间的重复率最好为50％以上。即，在上述曝光掩模中形成构成上述凹凸的凸部或凹部用的透光部或遮光部的在上述像素间的重复率最好为50％以上。
在本发明中，以比1个像素大的凹凸形成用图形为基准图形，利用以规定的位置为中心使该基准图形旋转移动得到的凹凸图形对于各像素来决定构成上述凹凸的凸部或凹部的位置。即，以比1个像素大的凹凸形成用图形为基准图形，使用根据以规定的位置为中心使该基准图形旋转移动得到的凹凸图形决定了透光部或遮光部的位置的曝光掩模来形成构成上述凹凸的凸部及凹部。
在本发明中，例如以比合计了m个×n个部分的像素的面积大的凹凸形成用图形为基准图形，利用以规定的位置为中心使该基准图形旋转移动得到的m个×n个部分的像素的凹凸图形对于各像素来决定构成上述凹凸的凸部或凹部的位置。即，以比合计了m个×n个部分的像素的面积大的凹凸形成用图形为基准图形，使用根据以规定的位置为中心使该基准图形旋转移动得到的m个×n个部分的像素的凹凸图形决定了透光部或遮光部的位置的曝光掩模来形成构成上述凹凸的凸部及凹部。
在本发明中，最好在上述旋转移动时，通过使上述旋转的中心移动，在各像素中形成了不同的凹凸图形。此时，最好在偏离了构成上述凹凸的凸部或凹部的位置上设定上述旋转的中心。即，最好使用在曝光掩模中在偏离了形成构成上述凹凸的凸部或凹部用的透光部或遮光部的位置上设定上述旋转的中心而决定了透光部或遮光部的位置的曝光掩模来形成构成上述凹凸的凸部及凹部。
在本发明中，在经接触孔将上述光反射膜电连接到下层一侧或上层一侧的导电层上，同时以避开上述接触孔内的方式形成了上述光反射膜的情况下，最好在与上述接触孔重叠的位置上设定上述旋转的中心。即，在经接触孔将上述光反射膜电连接到下层一侧或上层一侧的导电层上，同时以避开上述接触孔内的方式形成了上述光反射膜的情况下，最好使用在与上述接触孔重叠的位置上设定了述旋转的中心而决定了透光部或遮光部的位置的曝光掩模来形成构成上述凹凸的凸部及凹部。
在本发明中，在上述光反射膜中形成了进行透射模式下的显示用的光透射窗的情况下，最好在该光透射窗内设定上述旋转的中心。即，在上述光反射膜中形成了进行透射模式下的显示用的光透射窗的情况下，最好使用在该光透射窗内设定上述旋转的中心而决定了透光部或遮光部的位置的曝光掩模来形成构成上述凹凸的凸部及凹部。
在本发明中，例如以具备左端和右端的图形以及上端和下端的图形分别具有连续性的凹凸图形的矩形区域为基本图形，利用一边保持在端部上的图形的连续性一边使来自该基本图形的截取区域平行地移动得到的多个凹凸图形对于上述像素来决定构成上述凹凸的凸部及凹部的位置。
此时，上述截取区域最好是多个像素部分的区域。
在本发明中，上述截取区域是1个像素部分时，该截取区域的尺寸最好是相当于在像素中除形成了遮光膜的区域外的开口区域的尺寸。
在本发明中，例如，如果将上述基板定为第1基板，相对于该第1基板对向地配置第2基板，在该基板间保持作为上述电光物质的液晶，则可构成液晶装置作为电光装置。
本发明的电光装置例如作为移动电话机或移动型计算机等的电子设备的显示部来使用。
附图说明
图1是从对向基板一侧看电光装置时的平面图。
图2是图1的H-H’剖面图。
图3是示出在电光装置中以矩阵状配置的多个像素中形成的各种元件、布线等的等效电路图。
图4是示出在应用了本发明的电光装置中在TFT阵列基板上形成的各像素的结构的平面图。
图5是在相当于图4的A-A’线的位置上切断了时的像素的剖面图。
图6(A)～(D)是应用了本发明的电光装置的TFT阵列基板的制造方法的工序剖面图。
图7(A)～(D)是应用了本发明的电光装置的TFT阵列基板的制造方法中在图6中示出的工序之后进行的各工序的工序剖面图。
图8是示出在应用了本发明的电光装置中对于像素的各单元配置了不同的凹凸图形的状况的说明图。
图9是示出在应用了本发明的电光装置中在像素中形成的凹凸图形的差别的说明图。
图10是示出在应用了本发明的电光装置中在像素中形成的凹凸图形的差别的说明图。
图11是示出在应用了本发明的电光装置中在像素中形成的凹凸图形的差别的说明图。
图12是示出在应用了本发明的电光装置中在像素中形成的凹凸图形的差别的说明图。
图13(A)～(D)分别是在应用了本发明的电光装置中将上述凹凸图形的形成区域划分为微小平面的状态的说明图、各微小面与基板平面(水平面)构成的角度θ的说明图、该角度θ的像素内的存在率的直方图和另外的像素中的角度θ的存在率的直方图。
图14是评价凹凸的相对距离关系用的德劳内三角形的说明图。
图15是示出在像素的端部凹凸被中途截断的状况的说明图。
图16是示出在半透射、反射型的电光装置的像素上附加了凹凸图形时的对旋转中心的制约的说明图。
图17是在应用了本发明的电光装置中利用平行移动形成各种凹凸图形时的说明图。
图18是示出将本发明的电光装置作为显示装置使用的电子设备的电路结构的框图。
图19(A)、(B)分别是作为使用了本发明的电光装置的电子设备的一实施形态的移动型的个人计算机和移动电话机的说明图。
图20是在现有的电光装置中使用的TFT阵列基板的像素的平面图。
图21是现有的电光装置的像素的一部分的剖面图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施例。
(电光装置的基本结构)
图1是从对向基板一侧看应用了本发明的电光装置以及各构成要素时的平面图，图2是图1的H-H’剖面图。图3是示出在电光装置的图像显示区域中以矩阵状形成的多个像素中的各种元件、布线等的等效电路图。再有，在本形态的说明中使用的各图中，为了使各层和各构件成为在图面上可识别的程度的大小，对于各层和各构件使比例尺不同。
在图1和图2中，利用密封材料52贴合了TFT阵列基板10(第1基板)与对向基板20(第2基板)，在由密封材料52区分的区域(液晶封入区域)内夹持了作为电光物质的液晶50。在密封材料52的形成区域的内侧区域中形成了由遮光性材料构成的外围划分部53。在密封材料52的外侧的区域中，沿TFT阵列基板10的一边设置了数据线驱动电路101和安装端子102，沿与该一边邻接的2边设置了扫描线驱动电路104，在TFT阵列基板10的剩下的一边上设置了多条布线105，用来连接设置在图像显示区域10a的两侧的扫描线驱动电路104间。再者，有时也利用外围划分部53下等设置预充电电路或检查电路。此外，在对向基板20的角部的至少1个部位上形成了基板间导通材料106，该导通材料106用来在TFT阵列基板10与对向基板20之间进行电导通。
再有，也可例如对于在TFT阵列基板10的周边部上形成的端子组经各向异性导电膜以导电性的方式和机械方式连接例如安装了驱动用LSI的TAB(带自动键合)基板，来代替在TFT阵列基板10上形成数据线驱动电路101和扫描线驱动电路104。再有，在电光装置100中，根据所使用的液晶50的种类、即，TN(扭曲向列)模式、STN(超扭曲向列)模式等的工作模式及常白模式/常黑模式的区别，在规定的方向上配置偏振膜、相位差膜、偏振片等。但在此省略了图示。
此外，在将电光装置100作为彩色显示用来构成的情况下，在对向基板20上并在与TFT阵列基板10的各像素电极(后述)对向的区域中与其保护膜一起形成RGB的滤色层。
在具有这样的结构的电光装置100的图像显示区域中，如图3中所示，以矩阵状构成多个像素100a，在这些像素100a中分别形成了像素电极9a和驱动该像素电极9a用的像素开关用的TFT30，被供给像素信号的数据线6a与该TFT30的源电连接。写入到数据线6a中的像素信号S1、S2、…、Sn可按该顺序以线顺序的方式来供给，也可对于相邻接的多条数据线6a相互间对每个组来供给。此外，扫描线3a与TFT30的栅电连接，被构成为以规定的时序并以脉冲方式以线顺序的方式按该顺序对扫描线3a施加扫描信号G1、G2、…、Gm。像素电极9a与TFT30的漏电连接，通过在一定期间内使作为开关元件的TFT30成为导通状态，以规定的时序写入从数据线6a供给的像素信号S1、S2、…、Sn。以这种方式经像素电极9a对液晶写入的规定电平的像素信号S1、S2、…、Sn在与图2中示出的对向基板20的对向电极21之间在一定期间内被保持。
在此，通过利用被施加的电压电平使分子集合的取向或秩序变化，液晶50对光进行调制，可进行灰度等级显示。如果是常白模式，则根据所施加的电压，入射光通过该液晶50的部分的光量下降，如果是常黑模式，则根据所施加的电压，入射光通过该液晶50的部分的光量增大。其结果，作为整体，从电光装置100射出具有与像素信号S1、S2、…、Sn对应的对比度的光。
在此，为了防止已被保持的像素信号S1、S2、…、Sn漏泄，有时与在像素电极9a与对向电极之间被形成的液晶电容并联地附加存储电容器60。例如，利用存储电容器60在比被施加了源电压的时间长3个数量级的时间内保持像素电极9a的电压。由此，可改善电荷的保持特性，可实现对比度高的电光装置100。再有，作为形成存储电容器60的方法，如在图3中例示那样，可以是在与作为形成存储电容器60用的布线的电容线3b之间形成的情况或在与前级的扫描线3a之间形成的情况的任一种情况。
(TFT阵列基板的结构)
图4是在本形态的电光装置中使用的TFT阵列基板的相邻接的多个像素组的平面图。图5是在与图4的A-A’线相当的位置上切断了电光装置的像素的一部分时的剖面图。
在图4中，在TFT阵列基板10上以矩阵状形成了多个透明的由ITO(铟锡氧化物)膜构成的像素电极9a，像素开关用的TFT30分别连接到该各像素电极9a上。此外，沿像素电极9a的纵横的边界，形成了数据线6a、扫描线3a和电容线3b，TFT30连接到数据线6a和扫描线3a上。即，数据线6a经接触孔电连接到TFT30的TFT30的高浓度源区1d上，像素电极9a经接触孔电连接到TFT30的高浓度漏区1e上。此外，扫描线3a以与TFT30的沟道区1a’对向的方式延伸。再有，存储电容器60(存储电容元件)的结构如下：将形成像素开关用的TFT30用的半导体膜1的延伸部分1f进行了导电化处理作为下电极，在该下电极41上重叠了与扫描线3a为相同的层的电容线3b作为上电极。
在以这种方式构成的各像素100a中，如后述那样，在像素电极9a的下层一侧并在与该像素电极9a大体重叠的区域中形成了光反射膜8a。
关于以这种方式构成的像素100a的A-A’线中的剖面，如图5中所示，在作为TFT阵列基板10的基体的透明的基板10’的表面上形成了由厚度为300nm～500nm的氧化硅膜(绝缘膜)构成的基底保护膜11，在该基底保护膜11表面上形成了由厚度为50nm～100nm的岛状的半导体层1a。在半导体膜1a的表面上形成了由厚度为50～150nm的氧化硅膜构成的栅绝缘膜2a，厚度为300nm～800nm的扫描线3a作为栅电极通过了该栅绝缘膜2a的表面。半导体膜1a中的相对于扫描线3a经栅绝缘膜2a对峙的区域成为沟道区1a’。相对于该沟道区1a’来说，在一侧形成了具备低浓度源区1b和高浓度源区1d的源区，在另一侧形成了具备低浓度漏区1c和高浓度漏区1e的漏区。
在像素开关用的TFT30的表面一侧形成了由厚度为300nm～800nm的氧化硅膜构成的第1层间绝缘膜4和由厚度为100nm～300nm的氮化硅膜构成的第2层间绝缘膜5(表面保护膜)。在第1层间绝缘膜4的表面上形成了厚度为300nm～800nm的数据线6a，该数据线6a经在第1层间绝缘膜4中形成的接触孔电连接到高浓度源区1d上。在第1层间绝缘膜4的表面上形成了与数据线6a同时形成的漏电极6b，该漏电极6b经在第1层间绝缘膜4中形成的接触孔电连接到高浓度漏区1e上。
在第2层间绝缘膜5的上层，按下述顺序形成了由有机类树脂等的感光性树脂构成的下层侧凹凸形成膜13a和由聚硅氮烷或有机类树脂等构成的上层侧凹凸形成膜7a，在上层侧凹凸形成膜7a的表面上形成了由铝膜构成的光反射膜8a。
在光反射膜8a的上层，形成了由ITO膜构成的透明的像素电极9a。像素电极9a直接层叠在光反射膜8a的表面上，电连接了像素电极9a与光反射膜8a。此外，像素电极9a经在上层侧凹凸形成膜7a和第2层间绝缘膜5中形成的接触孔5b电连接到漏电极6b上。在此，光反射膜8a没有在接触孔5b内形成，但与像素电极9a相接，实质上成为经像素电极9a和接触孔5b电连接到漏电极6b上的状态。
在像素电极9a的表面一侧形成了由聚酰亚胺膜构成的取向膜12。该取向膜是相对于聚酰亚胺膜进行了研磨处理的膜。
此外，相对于来自高浓度漏区1e的的延伸部分1f(下电极)，通过与扫描线3a为同一层的电容线3b作为上电极经与栅绝缘膜2a同时形成的绝缘膜(电介质膜)而对向，构成了存储电容器60。
再有，TFT30如上所述那样最好具有LDD结构，但也可具有不对与低浓度源区1b和低浓度漏区1c相当的区域进行杂质离子注入的偏移(offset)结构。此外，TFT30也可以是自对准型的TFT，其中，以由栅电极(扫描线3a的一部分)作为掩模，以高浓度注入杂质离子，以自对准的方式形成高浓度源和漏区。
此外，在本形态中，作成了在源-漏区之间只配置了1个TFT30的栅电极(扫描线3a)的单栅结构，但也可在其间配置2个以上的栅电极。此时，对各个栅电极施加同一信号。如果以这种方式用双栅或三栅以上构成TFT30，则可防止沟道与源-漏区接合部的漏泄电流，可减少关断时的电流。如果将这些栅电极的至少1个作成LDD结构或偏移结构，则可进一步减少关断电流，可得到稳定的开关元件。
(凹凸图形的结构)
在图4和图5中，在TFT阵列基板10上，在各像素100a的反射区域中，在光反射膜8a的表面中偏离TFT30的形成区域的区域(光反射膜形成区域)中形成了具备凸部8b和凹部8c的凹凸图形8g。
在构成这样的凹凸图形8g时，在本形态的TFT阵列基板10中，在光反射膜8a的下层一侧中与光反射膜8a在平面上重叠的区域中在第2层间绝缘膜5的表面上作为多个柱状凸部(凹凸)以规定的分布形成了由有机类的感光性树脂构成的下层侧凹凸形成膜13a，在该下层侧凹凸形成膜13a的上层，层叠了由用聚硅氮烷或有机类树脂等流动性材料形成的绝缘膜构成的上层侧凹凸形成膜7a。因此，在光反射膜8a的表面上形成了与下层侧凹凸形成膜13a的凹凸对应的凹凸图形8g，在该凹凸图形8g中，利用上层侧凹凸形成膜7a使下层侧凹凸形成膜13a的边缘等不伸出。
再有，在不形成上层侧凹凸形成膜7a的情况下，也有在形成了下层侧凹凸形成膜13a后通过进行烘烤工序使下层侧凹凸形成膜13a的凹凸(凹部13b)的边缘变得平滑的情况。
在此，在下层侧凹凸形成膜13a中形成凹凸的柱状凸部具有圆形或大致多角形的平面形状。
(对向基板的结构)
在图5中，在对向基板20中，在与在TFT阵列基板10上形成的像素电极9a的纵横的边界区域对向的区域上形成了被称为黑色矩阵或黑条等的遮光膜23，在其上层一侧形成了由ITO膜构成的对向电极21。此外，在对向电极21的上层一侧形成了由聚酰亚胺膜构成的取向膜22，该取向膜22是相对于聚酰亚胺膜进行了研磨处理的膜。
(TFT的制造方法)
参照图6和图7说明制造本形态的TFT阵列基板10的方法。
图6和图7都是示出本形态的TFT阵列基板10的制造方法的工序剖面图，在任一图中都示出了TFT形成区域和光反射膜形成区域的剖面。
再有，在制造本形态的TFT阵列基板10时，对于TFT30等的制造工序来说，采用了被称为所谓的低温工艺的方法，由于关于这样的方法已经是众所周知的，故只说明与本形态的TFT阵列基板10的特征有关联的工序。
在制造本形态的TFT阵列基板10时，如图6(A)中所示，在玻璃等制的基板10’的表面上形成了TFT30以后，在第2层间绝缘膜5中形成了接触孔5b。
其次，在第2层间绝缘膜5的表面上涂敷了较厚的有机类的感光性树脂13后，经曝光掩模510对感光性树脂13进行曝光。在此，作为感光性树脂13，可使用正型和负型的任一种，但在图6(A)中例示了使用正型的树脂作为感光性树脂13的情况，对于打算除去感光性树脂13的部分，经曝光掩模510的透光部分511照射紫外线。
其次，对已曝光的感光性树脂13进行显影，如图6(B)中所示，在光反射膜8a的下层一侧中与光反射膜8a在平面上重叠区域中形成具备参照图5已说明的柱状凸部和接触孔5b的下层侧凹凸形成膜13a。
其次，如图6(C)中所示，在第2层间绝缘膜5和下层侧凹凸形成膜13a的表面一侧涂敷了全氢化聚硅氮烷或包含该化合物的组成物后进行烧固，或在涂敷了由有机类树脂构成的流动性材料7后，如图6(D)中所示，采用利用光刻技术的构图或曝光、显影，形成具备接触孔5b的上层侧凹凸形成膜7a。
再有，所谓全氢化聚硅氮烷是无机聚硅氮烷的一种，是通过在大气中进行烧固转化为氧化硅膜的涂敷型覆盖材料。例如，东燃(株)公司制的聚硅氮烷是以-(SiH2NH)-为单位的无机聚合物，在二甲苯等的有机溶剂中是可溶的。因而，在用旋转涂敷法(例如，2000rpm，20秒间)涂敷了该无机聚合物的有机溶剂溶液(例如，20％二甲苯溶液)作为涂敷液后，如果在450℃的温度下并在大气中烧固，则与水分或氧反应，可得到与用CVD法进行了成膜的氧化硅膜同等以上的致密的非晶质的氧化硅膜。
在此，由于上层侧凹凸形成膜7a由涂敷了具有流动性的材料的膜来形成，故在上层侧凹凸形成膜7a的表面上适度地抵消了下层侧凹凸形成膜13a的凹凸，形成具有无边缘的平缓的形状的凹凸图形8g。
再有，在不形成上层侧凹凸形成膜7a的前提下形成平缓的形状的凹凸图形8g的情况下，在图6(B)中示出的状态下进行烘烤工序，使下层侧凹凸形成膜13a的边缘成为平滑的形状即可。
其次，如图7(A)中所示，在利用溅射法等在上层侧凹凸形成膜7a的表面上形成了铝膜等的具备反射性的金属膜8后，使用光刻技术形成抗蚀剂掩模557。
其次，经抗蚀剂掩模557对金属膜8进行刻蚀，如图7(B)中所示，在规定的区域中留下光反射膜8a。在以这种方式形成的光反射膜8a的表面上，利用由下层侧凹凸形成膜13a的凹部13b构成的凹凸形成了500nm以上、进而800nm以上的凹凸图形8g，而且，由于上层侧凹凸形成膜7a的缘故，该凹凸图形8g的形状成为无边缘的平缓的形状。
其次，如图7(C)中所示，在利用溅射法等在光反射膜8a的表面一侧形成了厚度为40nm～200nm的ITO膜9后，利用光刻技术形成抗蚀剂掩模558。
其次，经抗蚀剂掩模558对ITO膜9进行刻蚀，如图7(D)中所示，形成电连接到漏电极6b上的像素电极9a。
其后，如图5中所示，在像素电极9a的表面一侧形成聚酰亚胺膜(取向膜12)。其中，在以苯胺方式印刷了使5～10重量％的聚酰亚胺或聚酰胺酸溶解在丁基溶纤剂或N-甲基吡咯烷酮等的溶剂中的聚酰亚胺、清漆后，进行加热、硬化(烧固)。然后，用由人造丝类纤维构成的软布在一定的方向上摩擦形成了聚酰亚胺膜的基板，使聚酰亚胺分子在表面附近并在一定的方向上排列。其结果，利用在之后充填的液晶分子与聚酰亚胺分子的相互作用，液晶分子在一定的方向上排列。
其结果，完成了TFT阵列基板10。
(凹凸和凹凸图形的结构)
图8是示出在TFT阵列基板上将许多像素按每多个像素分组为多个单元时至少在单元内在每个像素中以不同的形态形成了凹凸图形、同时在单元内处于同一部位的像素的凹凸图形(凹凸的平面的位置分布)在单元间不同的状况的说明图。图9、图10、图11和图12是在本形态的电光装置的TFT阵列基板上附加了凹凸图形的说明图。图14是评价凹凸的相对距离关系用的德劳内三角形的说明图。
在本形态的电光装置100中，在像素电极9a的下层一侧形成了由铝膜等构成的光反射膜8a。因此，由于能在TFT阵列基板10一侧反射从对向基板20一侧入射的光而使其从对向基板20一侧射出，故如果在该期间内利用液晶50对每个像素100a进行光调制，则可利用外部光显示所希望的图像(反射模式)。
此外，在本形态中，在光反射膜8a的下层一侧中与光反射膜8a在平面上重叠的区域中形成下层侧凹凸形成膜13a，利用与该下层侧凹凸形成膜13a对应的凹凸，在光反射膜8a的表面上形成了光散射用的凹凸图形8g。此外，在凹凸图形8g中，由于上层侧凹凸形成膜7a的缘故，下层侧凹凸形成膜13a的边缘等不呈现出来。因而，在用反射模式显示了图像时，由于用散射反射光来显示图像，故视野角依赖性减小。
但是，如果在各像素100a中使光反射膜8a表面的凹凸图形8g完全相同，则在来自光反射膜8a的反射光中发生了干涉。
因此，在本形态中，如图8中所示，按每多个像素将以矩阵状形成的许多像素100a分组为多个单元101a、102a、103a、…，作成了至少在单元101a、102a、103a、…内在每个像素100a中以不同的形态形成了凹凸图形8g的结构。
即，在各像素100a中形成下层侧凹凸形成膜13a时，对于属于单元101a、102a、103a、…的各像素100a，设计了曝光掩模510，以便形成改变了下层侧凹凸形成膜13a所形成的柱状凸部(凹凸)的平面的形状、平面的尺寸、平面的位置分布的凹凸图形8g(凹凸图形A～L)。
在此，形成了多种平面的尺寸不同的凹凸，但在图4和图5中以同一尺寸进行了图示。
此外，使单元101a、102a、103a、…内的各凹凸图形A～L的位置在单元101a、102a、103a、…间不同。即，在第1单元101a中，例如，在上段中从左朝向右并排了凹凸图形A、凹凸图形B、凹凸图形C、…，而在第2单元102a中，例如，在上段中从左朝向右并排了凹凸图形G、凹凸图形A、凹凸图形H、…，在第3单元103a中，例如，在上段中从左朝向右并排了凹凸图形E、凹凸图形J、凹凸图形A、…。因而，在单元内处于同一部位的像素的凹凸图形(凹凸的平面的位置分布)在单元间不同。
在形成这样的多种凹凸图形中，在设计图6(A)中示出的曝光掩模510时，在本形态中，例如将图9(A)中示出的像素100a定为基准像素100a’，以像素区域内的规定的位置01为中心使在该基准像素100a’中形成的凹凸图形A的凹凸如箭头×所示那样旋转移动，通过在其它的像素100a中形成由此得到的如图9(B)、(C)中示出的凹凸图形B、C、…来决定曝光掩模510的透光部分511，以便形成在各像素100a中不同的凹凸图形8g。
在此，将旋转中心01设定在像素区域内，但在这样的情况下，最好将旋转中心设定在偏离构成凹凸的下层侧凹凸形成膜13a的中心的位置上。此外，最好将旋转中心设定在偏离规定下层侧凹凸形成膜13a的外周的圆上的位置上。如果这样来设定，则在凹凸图形A～L中可防止下层侧凹凸形成膜13a总是被形成在成为旋转中心的部位上。
在利用这样的旋转移动形成各种凹凸图形时，也可组合了平行移动。即，可如图10(B)中所示，一边使图10(A)中示出的基准像素100a’的成为中心的位置01移动，一边以位置01为中心使凹凸图形8g如箭头×所示那样旋转移动，也可如图10(C)中所示，一边使成为中心的位置01在与图10(B)相反一侧移动，一边以位置01为中心再使凹凸图形8g如箭头×所示那样旋转移动，来决定凹凸位置。
此外，在设计曝光掩模510时，也可将图11(A)中示出的像素100a定为基准像素100a’，以像素区域外的规定的位置02为中心使在该基准像素100a’中形成的凹凸图形A的凹凸如箭头×所示那样旋转移动，通过在其它的像素100a中形成由此得到的如图11(B)、(C)中示出的凹凸图形B、C、…，在各像素100a中形成不同的凹凸图形8g。
再者，在设计曝光掩模510时，也可将图12(A)中示出的像素100a定为基准像素100a’，以像素区域内的接触孔5b的形成位置03为中心使在该基准像素100a’中形成的凹凸图形A的凹凸如箭头×所示那样旋转移动，通过在其它的像素100a中形成由此得到的如图12(B)、(C)中示出的凹凸图形B、C、…，在各像素100a中形成不同的凹凸图形8g。此时，也如参照图5已说明的那样，由于没有在接触孔5b内形成光反射膜8a，故即使在各像素的同一位置上重复地出现接触孔5b，在来自光反射膜8a的反射光中也不发生干涉。
再有，在进行参照图11和图12已说明的方法时，如参照图10已说明的那样，也可在旋转移动时使旋转的中心移动，将旋转移动与平行移动组合起来，在各像素中形成不同的凹凸图形。
在此，在图9～图12中示出的例子中，使在基准像素100a’中形成的凹凸图形A的凹凸旋转移动，但也可将比1个像素大的凹凸形成用图形定为基准图形，利用以规定的位置为中心使该基准图形旋转移动得到的凹凸图形，对于各像素来决定构成上述凹凸的凸部和凹部的位置。此外，也可将比合计了m个×n个部分的像素的面积大的凹凸形成用图形定为基准图形，利用以规定的位置为中心使该基准图形旋转移动得到的m个×n个部分的像素的凹凸图形，对于各像素来决定构成上述凹凸的凸部和凹部的位置。
〔本形态的效果〕
在以这种方式使用了本形态的TFT阵列基板10的电光装置100中，由于在单元101a、102a、103a、…内在每个像素100a中以不同的形态形成了凹凸图形8g，同时单元内的各凹凸图形8g的位置在单元101a、102a、103a、…间不同，故不会重复地出现同一凹凸图形8g。因此，在来自光反射膜8a的反射光中不发生干涉。
此外，在本形态中，对于各像素100a来说，在形成形态不同的凹凸图形8g时，在其它的像素100a中形成了以规定的位置为中心使基准像素100a’中形成的凹凸进行了旋转移动的凹凸图形8g。
因此，按照本形态，在各像素100a中控制了下层侧凹凸形成膜13a的平面的形状、平面的尺寸或平面的位置分布的偏差。即，在本形态中，由于相当于在使像素100a的凹凸旋转了的基础上进行了复制，在基准像素100a’上形成的下层侧凹凸形成膜13a的平面的形状、平面的尺寸或平面的位置分布的偏差与其它的像素100a是相同的，故像素间的偏差减小。
例如，在本形态中，在1个像素内形成了平面的尺寸不同的多种下层侧凹凸形成膜13a，但这样的在1个像素内的同一尺寸的下层侧凹凸形成膜13a的数目在像素间是相等的。
此外，如果如图13(A)中所示，将凹凸图形8g的形成区域区分为微小平面，如图13(B)中所示，测定各微小面8h与基板平面(水平面)构成的角度θ，用直方图显示该角度θ的在1个像素内的存在率，则如图13(C)、(D)中所示那样来表示，在各像素间发生一些差别。关于这样的偏差，在本形态中，将该该角度为3°～10°的微小面的存在率的合计的在各像素间的标准偏差/平均值设定为10％以内。
再者，形成了下层侧凹凸形成膜13a的总面积的在各像素间的标准偏差/平均值为5％以内。在此，有时在各像素中形成提高显示等级用的黑色矩阵，在这样的情况下，只要位于除了被形成黑色矩阵的区域外的区域内的柱状凸部的总面积的在各像素间的标准偏差/平均值为5％以内即可。
再者，如图14中所示，在从多个下层侧凹凸形成膜13a的中心的位置坐标起描绘德劳内三角形时，各德劳内线长度的标准偏差/平均值在任一个像素中都为35％以下。
因而，在从离对于TFT阵列基板10的法线方向倾斜了10度至30度的方向看时的反射亮度的在各像素间的标准偏差/平均值为10％以内。因此，可避免像素间的亮度不匀或晃眼现象的发生。
再有，如图15中所示，在像素100a的端部下层侧凹凸形成膜13a成为被中途截断的图形情况下，使被中途截断的部分在相反一侧边上出现，下层侧凹凸形成膜13a的面积的合计最好为该尺寸的下层侧凹凸形成膜13a的正常的面积的整数倍。如果这样来构成，则即使在像素100a的端部下层侧凹凸形成膜13a被中途截断的情况下，也可使在1个像素内形成的下层侧凹凸形成膜13a的数目和面积实质上为相同的。
〔其它的实施例〕
在上述形态中，如图9～图12中所示，在使凹凸图形旋转时，如图16中所示，在光反射膜8a中形成了进行透射模式的显示用的光透射窗8d的情况下，最好在光透射窗8d内确定旋转中心。如果这样来构成，则由于在光透射窗8d中没有形成光反射膜8a，故即使在各像素的同一位置上重复地出现光透射窗8d，在来自光反射膜8a的反射光中也不发生干涉。
此外，不限于如图9～图12中所示那样使凹凸图形旋转的方法，也可以是使凹凸图形平行移动的结构。即，如图17中所示，也可例如将9个上下左右的边界的图形连续的基准图形连接起来配置，一边使从该图形截取的与基准图形为同一的面积的截取框(用虚线示出)平行移动，一边在各场所截取图形。按照这样的方法，可得到在任一个场所截取的图形都确保上下左右的连续性且框内的图形可得到坐标平行移动了的图形。在此，关于截取框的大小，不限于1个像素部分的大小，根据基准图形的大小，也可以是多个像素部分。
此外，在上述形态中，以形成平面形状为圆形的柱状凸部的下层侧凹凸形成膜13a为例进行了说明，但关于柱状凸部的平面形状可以是六角形、八角形以及其它的多角形。但是，如果考虑掩模数据和散射特性，则平面形状最好为圆形、正六角形乃至正八角形。再者，在形成凹凸时，也可在大致整个面上形成下层侧凹凸形成膜13a，同时在该下层侧凹凸形成膜13a上形成凹部以形成凹凸，来代替将下层侧凹凸形成膜13a作为柱状凸部来形成。
此外，在上述形态中，是在单元内在每个像素中以不同的形态形成了凹凸图形、同时在单元内的各凹凸图形的位置在单元间不同的结构，但也可以是在多个像素的每个中以不同的形态形成了凹凸图形的结构。
再者，在上述任一种形态中都以使用了TFT作为像素开关元件的有源矩阵型的液晶装置为例进行了说明，但也可将本发明应用于使用了TFD作为像素开关元件的有源矩阵型的液晶装置或无源矩阵型的液晶装置、进而是应用于使用了液晶以外的电光物质的电光装置。
〔电光装置的对于电子设备的应用〕
可将以这种方式构成的反射型或半透射、半反射型的电光装置100作为各种电子设备的显示部来使用，但参照图18、图19(A)、(B)来说明其一例。
在图18中，电子设备具有：显示信息输出源70；显示信息处理电路71；电源电路72；时序发生器73；以及液晶装置74。此外，液晶装置74具有液晶显示面板75和驱动电路76。作为液晶装置74，可使用上述的电光装置100。
显示信息输出源70具备：ROM(只读存储器)或RAM(随机存取存储器)等的存储器；各种盘等的存储单元；以及对数字图像信号进行调谐并输出的调谐电路等。根据由时序发生器73生成的各种时钟信号，将规定格式的图像信号等的显示信息供给显示信息处理电路71。
显示处理电路71具备：串一并变换电路；放大、倒相电路；偏转电路；灰度系数(γ)校正电路；以及箝位电路等众所周知的各种处理电路，它执行所输入的显示信息的处理，将该图像信号与时钟信号CLK一起供给驱动电路76。电源电路72将规定的电压供给各构成要素。
图19(A)示出了作为本发明的电子设备的一实施形态的移动型的个人计算机。在此示出的个人计算机80具备键盘81的本体部82和液晶显示单元83。液晶显示单元83包含上述的电光装置100而被构成。
图19(B)示出了作为本发明的电子设备的另一实施例的移动电话机。在此示出的移动电话机90具有多个操作按钮91和由上述的电光装置100构成的显示部。
如上所述，在本发明中，由于在单元内在每个像素中以不同的形态形成了凹凸图形、同时在该单元内的各凹凸图形的位置在单元间不同，故不会重复地出现同一凹凸图形。因此，在来自光反射膜的反射光中不发生干涉。此外，由于在上述凹凸图形中控制了凹凸的形状、尺寸或分布的偏差，故可避免像素间的亮度不匀或晃眼现象的发生。

Claims (23)

1.一种电光装置，在保持电光物质的基板上以矩阵状构成的多个像素的各个上具有在分散多个凹凸的状态下形成的凹凸形成层和在该凹凸形成层的上层侧形成的光反射膜，在该光反射膜的表面上由上述凹凸形成层形成了光散射用的凹凸图形，其特征在于：
在将上述许多像素按每多个像素分组为多个单元时，至少在单元内在上述每个像素中上述凹凸图形具有不同的形态而形成，同时位于该单元内的同一部位上的像素的上述凹凸图形在上述单元间是不同的，
并且，控制了构成上述凹凸的凸部或凹部的平面的形状、平面的尺寸或平面的位置分布的在各像素间的偏差。
2.一种电光装置，在保持电光物质的基板上以矩阵状构成的多个像素的各个上具有在分散多个凹凸的状态下形成的凹凸形成层和在该凹凸形成层的上层侧形成的光反射膜，在该光反射膜的表面上由上述凹凸形成层形成了光散射用的凹凸图形，其特征在于：
在上述每个像素中上述凹凸图形具有不同的形态而形成，
而且，控制了构成上述凹凸的凸部或凹部的平面的形状、平面的尺寸或平面的位置分布的在各像素间的偏差。
3.如权利要求1或2中所述的电光装置，其特征在于：
构成上述凹凸的凸部或凹部的平面的形状为圆形或多边形。
4.如权利要求1至3的任一项中所述的电光装置，其特征在于：
在从离对于上述基板的法线方向倾斜10度至30度的方向看时的反射亮度的在各像素间的标准偏差/平均值为10％或10％以内。
5.如权利要求1至4的任一项中所述的电光装置，其特征在于：
构成上述凹凸的凸部或凹部在1个像素内形成平面的尺寸不同的多种。
6.如权利要求5中所述的电光装置，其特征在于：
构成上述凹凸的凸部或凹部的在1个像素内的平面的尺寸为同一的凸部或凹部的数目在上述像素间是相等的。
7.如权利要求1至6的任一项中所述的电光装置，其特征在于：
在将上述凹凸图形的形成区域划分为微小平面时，在用1个像素内的存在率以直方图的方式来表示各微小面与上述基板平面构成的角度时，该角度为3°～10°的微小面的存在率的合计的在各像素间的标准偏差/平均值为10％或10％以内。
8.如权利要求1至7的任一项中所述的电光装置，其特征在于：
构成上述凹凸的凸部或凹部的总面积的在各像素间的标准偏差/平均值为5％或5％以内。
9.如权利要求1至7的任一项中所述的电光装置，其特征在于：
构成上述凹凸的凸部或凹部中的位于除去形成黑色矩阵的区域的区域内的该凸部或凹部的总面积的在各像素间的标准偏差/平均值为5％或5％以内。
10.如权利要求1至9的任一项中所述的电光装置，其特征在于：
在根据构成上述凹凸的凸部或凹部的中心的位置坐标来描绘德劳内(DELAUNAY)图时，各德劳内线长度的标准偏差/平均值为35％或35％以下。
11.如权利要求1至10的任一项中所述的电光装置，其特征在于：
构成上述凹凸的凸部或凹部中的在上述像素的端部被中途截断的该凸部或凹部的面积的合计为该凸部或凹部的面积的整数倍。
12.如权利要求1至11的任一项中所述的电光装置，其特征在于：
构成上述凹凸的凸部或凹部的在上述像素间的重复率为50％或50％以上。
13.如权利要求1至12的任一项中所述的电光装置，其特征在于：
以比1个像素大的凹凸形成用图形为基准图形，利用以规定的位置为中心使该基准图形旋转移动得到的凹凸图形对于各像素来决定构成上述凹凸的凸部及凹部的位置。
14.如权利要求1至12的任一项中所述的电光装置，其特征在于：
以比合计m个×n个部分的像素的面积大的凹凸形成用图形为基准图形，利用以规定的位置为中心使该基准图形旋转移动所得到的m个×n个部分的像素的凹凸图形，对于各像素来决定构成上述凹凸的凸部及凹部的位置。
15.如权利要求13或14中所述的电光装置，其特征在于：
在上述旋转移动时，通过使上述旋转的中心移动，在各像素中形成了不同的凹凸图形。
16.如权利要求13或14中所述的电光装置，其特征在于：
在偏离了构成上述凹凸的凸部或凹部的位置上设定了上述旋转的中心。
17.如权利要求13或14中所述的电光装置，其特征在于：
经接触孔将上述光反射膜电连接到下层侧或上层侧的导电层上，同时以避开上述接触孔内的方式形成了上述光反射膜，
在与上述接触孔重叠的位置上设定了上述旋转的中心。
18.如权利要求13或14中所述的电光装置，其特征在于：
在上述光反射膜中形成了进行以透射模式显示用的光透射窗，在该光透射窗内设定了上述旋转的中心。
19.如权利要求1至12的任一项中所述的电光装置，其特征在于：
以具备左端和右端的图形以及上端和下端的图形分别具有连续性的凹凸图形的矩形区域为基本图形，利用一边保持在端部上的图形的连续性一边使来自该基本图形的截取区域上下左右地平行移动而得到的多个凹凸图形，对于上述像素来决定构成上述凹凸的凸部及凹部的位置。
20.如权利要求19中所述的电光装置，其特征在于：
上述截取区域是多个像素部分。
21.如权利要求19中所述的电光装置，其特征在于：
上述截取区域是1个像素部分，该截取区域的尺寸是相当于除去在像素中形成了遮光膜的区域之外的开口区域的尺寸。
22.如权利要求1至21的任一项中所述的电光装置，其特征在于：
将上述基板作为第1基板，相对于该第1基板对向地配置第2基板，在该基板间保持作为上述电光物质的液晶。
23.一种电子设备，其特征在于：
具备在权利要求1至19的任一项中规定的电光装置作为显示部而构成。
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