JP2001305532A - 反射型液晶表示装置の製造方法及びそれを用いた反射型lcd表示装置、携帯機器 - Google Patents

反射型液晶表示装置の製造方法及びそれを用いた反射型lcd表示装置、携帯機器

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JP2001305532A
JP2001305532A JP2000126556A JP2000126556A JP2001305532A JP 2001305532 A JP2001305532 A JP 2001305532A JP 2000126556 A JP2000126556 A JP 2000126556A JP 2000126556 A JP2000126556 A JP 2000126556A JP 2001305532 A JP2001305532 A JP 2001305532A
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photosensitive resin
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liquid crystal
reflection
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Yasushi Orita
泰 折田
Arisuke Yamagata
有輔 山縣
Shinji Kawabuchi
真嗣 川渕
Takao Sakamoto
孝雄 坂本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 凸凹形状形成工程が簡略で、かつ制御がしや
すく、再現性のよい反射特性を有する反射板を備えた反
射型液晶表示装置を提供することである。 【解決手段】 光感光性樹脂への露光量を連続的に変化
させて露光し、露光量の変化により凸凹曲面の角度等を
制御して形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、不規則な凸凹形状
を備えた反射板とこれを用いたバックライトを使用ない
反射型液晶表示装置の製造方法に関するものである。ま
た携帯電話機、携帯情報端末や電子手帳など携帯機器に
搭載する反射型LCD表示装置、携帯機器に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】図10は、例えば特開平4−24322
6号に示された従来の反射型LCD表示装置の反射板形
状を示す概略図である。図10において、37はガラス
基板、38は光感光性樹脂、39はホトマスク、40は
光感光性樹脂でできた凸部、41は反射膜である。
【0003】次に動作について説明する。基板37の一
方の面に光感光性樹脂38を塗布し、ホトマスク39を
用いてパターニングし、光感光性樹脂でできた凸部40
を形成する。次に熱処理を施すことにより形状に丸みを
つけ、その上に反射膜41を形成して光感光性樹脂でで
きた凸部40の形状を反映した凸部形状をもつ反射板を
形成することができる。
【0004】図11は、例えば特開平6−75237号
公報で示された従来の反射型LCD表示装置の反射板形
成過程を示す概略図である。図11において、42はガ
ラス基板、43は光感光性樹脂、44はホトマスク、4
5は光感光性樹脂でできた凸部、46は光感光性樹脂、
47は光感光性樹脂でできた滑らかな凸凹、48は反射
膜である。
【0005】次に動作について説明する。基板42の一
方の面に光感光性樹脂43を塗布し、ホトマスク44を
用いてパターニングし、光感光性樹脂でできた凸部45
を形成する。次に熱処理を施すことにより形状に丸みを
つけ、さらにその上に光感光性樹脂46を塗布して滑ら
かなな凸凹47を形成する。その上に反射膜48を形成
して光感光性樹脂でできた滑らかな凸凹47の形状を反
映した凸凹形状を有する反射板を形成することができ
る。
【0006】携帯電話機、携帯情報端末や電子手帳など
携帯機器の表示装置として、上記のような形状をした反
射板を有する反射型LCD表示装置が搭載されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の反射型LCD表
示装置の反射板は、凸部を形成する歳に露光光が透過す
る透過部と露光光が透過しない遮光部で成るホトマスク
を用いてパターン化しているので、パターン化した光感
光性樹脂をさらに丸みを帯びた形状にしなくてはなら
ず、そのために熱処理を施す必要があり、また熱処理に
よる形状の変化は制御し難いなどの問題点があった。
【0008】また、従来の反射型LCD表示装置の反射
板は、透過部と遮光部からなるホトマスクを用いてパタ
ーン化して熱処理を施した後、さらに滑らかな曲面を有
した凸凹形状にしなければならず、そのためにさらに光
感光性樹脂を塗布する必要がある。また、凸凹形成に複
数の光感光性樹脂を用いた工程が必要であるなどの問題
点があった。
【0009】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたものであり、1回のホトリソ工程で光
感光性樹脂でできた滑らかな凸凹部を得ることを目的と
しており、さらに光感光性樹脂でできた滑らかな凸凹部
を有するLCD表示装置に適した製造方法及びそれを用
いた反射型LCD表示装置、携帯機器を提供することを
目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明に係る反射型液
晶表示装置の製造方法は、ホトマスクを透過する露光光
が連続的に変化するようなマスクを用いて、光感光性樹
脂でできた絶縁膜表面に照射される露光量を連続的に変
化させ、1回のホトリソ工程のみで光感光性樹脂に滑ら
かかつ連続した形状を形成するものである。
【0011】この発明に係る反射型液晶表示装置の製造
方法は、反射型LCD表示装置において、スイッチング
素子、配線が形成された基板上に感光性有機樹脂ででき
た層間絶縁膜を形成する工程、マスクを透過する露光光
が連続的に変化するホトマスクを用いて露光・現像して
感光性有機樹脂でできた絶縁膜表面に連続的な凸凹を形
成する工程、該凸凹上に入射光を反射する複数の画素電
極を形成する工程を備えたものである。
【0012】この発明に係る反射型LCD表示装置は、
請求項1記載の方法で製造された該反射板と透明電極を
形成した絶縁基板との間に封入された液晶層とを備えた
ものである。
【0013】この発明に係る携帯機器は、請求項3に記
載の表示装置を備えたものである。
【0014】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は、この発明
の実施の形態1による光感光性樹脂でできた滑らかな凸
凹部を説明するための図であり、より具体的には光感光
性樹脂でできた滑らかな凸凹部を形成している過程を示
した断面図である。
【0015】図1において、1は透過する露光光が連続
的に変化するホトマスク、2はガラス基板、3は光感光
性樹脂膜、4は光感光性樹脂2の感光部、5は光感光性
樹脂2の未感光部、6は光感光性樹脂でできた滑らかな
凸凹部である。
【0016】光感光性樹脂でできた滑らかな凸凹部6を
設けるには例えば透過する露光光が連続的に変化するホ
トマスク1を用いて露光量を連続的に変化させ、1回の
ホトリソ工程のみで形成することができる。
【0017】図2は、この発明の実施の形態1による反
射型LCD表示装置を説明するための図であり、より具
体的にはガラス基板上にスイッチング素子を形成し、配
線、反射板を形成している部分の断面図である。
【0018】図2において、7は反射型液晶表示装置、
8はガラス基板、9は多結晶シリコン、10はゲート絶
縁膜、11はゲート電極、12は保持電極、13は絶縁
膜、14はソース電極、15はドレイン電極、16は薄
膜トランジスタ(TFT)、17は絶縁膜、18は光感
光性樹脂膜、19はコンタクトホール、20は光感光性
樹脂でできた凸凹部、21は反射膜、22は配向膜、2
3はガラス基板、24はカラーフィルタ、25はブラッ
クマトリックス、26は透明電極、27は配向膜、28
は液晶である。
【0019】多結晶シリコンから成る半導体層9を覆っ
て基板8上の全面に、窒化シリコン(SiNx)、酸化
シリコン(SiOx)などから成るゲート絶縁膜10が
形成されている。ゲート絶縁膜10の上には、クロム、
タンタルなどから成るゲートバス配線とゲートバス配線
から分岐しているゲート電極11、保持電極12が形成
されている。ゲートバス配線は走査線として機能してお
り、保持電極12は半導層9の一部と反射膜21の電位
を保持するための容量を保持する。ゲート電極11を挟
むようにゲート絶縁膜にコンタクトホールが形成され、
一方のコンタクトホール上には、チタン、モリブデン、
アルミニウム、クロムなどから成るソース電極14形成
され、もう一方のコンタクトホール上には、ソース電極
と同様にチタン、モリブデン、アルミニウム、クロムな
どから成るドレイン電極15が形成されている。ソース
電極14には、前述のゲートバス配線に前述のゲート絶
縁膜を挟んで交差するソース配線が接続されている。ソ
ース配線は、信号線として機能している。ソースバス配
線もソース電極と同様の金属で形成されている。半導体
層9、ゲート絶縁膜10、ゲート電極11、ソース電極
14、ドレイン電極15は、薄膜トランジスタ(以下T
FTと記す16を構成し、該TFT16は、スイッチン
グ素子の機能を有する。
【0020】TFT16が形成された基板8の上に窒化
シリコン(SiNx)、酸化シリコン(SiOx)など
から成る絶縁膜17を全面に形成した上にさらに光感光
性樹脂膜18を全面に形成し、その光感光性樹脂膜18
上にコンタクトホール19が形成される領域以外に凹部
20が不規則的に形成されている。ドレイン電極15部
分には、コンタクトホール19が形成されている。光感
光性樹脂膜18上にアルミニウム、銀などから成る反射
膜21が形成され、反射膜21はコンタクトホール19
においてドレイン電極と接続される。反射膜21は、そ
の上には、配向膜22が形成される。
【0021】基板23上には、カラーフィルタ24が形
成される。カラーフィルタ24の反射電極に対向しない
位置にブラックマトリックス25が形成される。カラー
フィルタ上の全面には、ITO(Indium Tin Oxide)な
どから成る透明電極26、さらにその上には配向膜27
が形成される。
【0022】両基板8,23は、反射膜21とカラーフ
ィルタ24が一致するように対向して貼り合わされ、そ
の間に液晶28が注入されて液晶表示装置7が完成す
る。
【0023】本実施の形態の凹部形成では、図3のよう
な遮光領域29の中に円形の透過領域30を有するマス
クを用いた。この円形は、1種類でもそれ以上の種類で
もよい。透過領域に露光・現像後に光感光性樹脂が0.
2μm以上1μm以下除去されるような露光量になるよ
うにする。その際、透過領域に配置するパターン形状
は、使用する露光機の解像度以下のパターンルールでス
トライプ、格子、円形などなんでもよい。円形の透過領
域内の透過する露光光にグラデーションをつけるには、
図4のような半径の異なる同心円形にするのが最も望ま
しい。グラデーションは、透過領域の中心が最も透過光
強度が強く、外周に近くなるほど弱くなるように透過部
31の幅を変化させる。
【0024】例えば、感光性有機保護膜に光源がg線の
露光機で0.5μmライン/0.75μmスペースのマ
スクでグラデーション露光をした場合、約0.75μm
除去され、0.75μmライン/0.5μmスペースの
マスクでグラデーション露光をした場合、約0.28μ
m除去される。
【0025】本実施例の凹部は、最大傾斜角度θ1が約
5.5deg.、凹部の深さdが約0.45μm、凹部
間距離L1が6μmになるように形成したものである。
本実施の形態の反射板に直接平行光を照射したときの反
射率を図5に示す。入射光の角度−15deg.に対し
15deg.の反射光が正反射成分であり、他の角度の
反射光が凹部の影響で散乱した反射光の散乱成分であ
る。反射率は、L1を大きくすると散乱成分が増加し、
θやdを小さくすると正反射成分が増加する傾向にあ
る。このようにθ1、d、L1を変えることで、反射特
性を制御することができる。
【0026】反射光を散乱させるために反射型LCD表
面に張り合わせる散乱フィルムは、透過効率を低下させ
る要因の1つでもある。反射板に凹部を形成して反射光
の散乱成分を発生させることにより散乱フィルムが不要
となり、反射型LCDの輝度を確保することができる。
実際にパネルに組み立てて液晶を注入した後のLCDパ
ネルの反射率は、散乱フィルム付き反射型LCDパネル
の2.3%に対し、凹部を形成した散乱反射板を適用し
た反射型LCDパネルは48.3%と20倍輝度が向上
した。
【0027】実施の形態2.図6は、この発明の実施の
形態2による光感光性樹脂で形成した非対称な反射面を
説明するための図であり、より具体的には光感光性樹脂
で形成した非対称な反射面を説明するためのモデル図で
ある。
【0028】図6において、32はガラス基板、33は
光感光性樹脂、34は光感光性樹脂でできた非対称形状
の斜面である。本実施例の傾斜面は、傾斜角度θ2が約
7deg.、傾斜面の繰り返しピッチL2が10μmに
なるように形成したものである。本実施例の反射板に直
接平行光を照射したときの反射率を図7に示す。入射光
の角度−15deg.に対し2〜3deg.の反射光が
傾斜面により変角された正反射成分である。このように
反射光の正反射成分を意図する方向に変角する反射面を
簡便に形成することが可能である。
【0029】実施の形態3.図7は、この発明の実施の
形態3による光感光性樹脂で形成した非対称な反射面を
説明するための図であり、より具体的には光感光性樹脂
で形成した非対称な反射面を説明するためのモデル図で
ある。
【0030】図8において、35はガラス基板、36は
光感光性樹脂、37は光感光性樹脂でできた非対称形状
の凹曲面、38は光感光性樹脂でできた非対称形状の凸
曲面である。これらの形状もマスクのグラデーションを
変えることにより、上記の実施の形態1,2と同様に形
成することができる。
【0031】実施の形態4.図9は、この発明の実施の
形態4による携帯電話機の正面図である。図9において
この携帯電話機39は、テンキー40を備えるととも
に、電源、保留、リダイアルといった各種の機能キー4
1を備えており、機能キー41よりも上方位置には、番
号やメッセージ等を表示する液晶表示部42が設けられ
ている。
【0032】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、反射
型TFTLCD製造過程において、拡散反射板形成の際
に光感光性樹脂への露光量を連続的に変化させて露光し
たので、凸凹曲面の角度等を意図的に形成することがで
き、また反射板の反射特性を制御するものが得られる効
果がある。
【0033】この発明によれば、露光量を連続的に変化
させて露光して凸凹形状を得たので、熱処理による形状
変化や光感光性樹脂の多層化といった工程を省くことが
でき、工程の省略化が図れる効果がある。
【0034】この発明によれば、形成した反射型TFT
LCD表示装置にいずれかの接続構造を備えることによ
り、明るい表示装置を搭載した携帯電話などの携帯機器
が実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による反射型液晶表
示装置を構成する反射板の製造工程を示す工程図であ
る。
【図2】 図1で示した反射板を使用した本発明の反射
型液晶表示パネルの断面図である。
【図3】 図1で示した反射板を形成する際に用いるホ
トマスクの概略図である。
【図4】 図3で示したホトマスクのパターンの詳細図
である。
【図5】 この発明の実施の形態1による反射板の反射
率を示す図である。
【図6】 この発明の実施の形態2による反射面を説明
するための図である。
【図7】 この発明の実施の形態3による反射面を説明
するための図である。
【図8】 この発明の実施の形態3による反射板断面図
である。
【図9】 この発明の実施の形態4による携帯電話機の
正面図である。
【図10】 従来の反射板の一例を示す概略図である。
【図11】 従来の反射板の他の例を示す概略図であ
る。
【符号の説明】
1 透過する露光光が連続的に変化するホトマスク、2
ガラス基板、3 光感光性樹脂膜、4 光感光性樹脂
の感光部、5 光感光性樹脂の未感光部、6光感光性樹
脂でできた滑らかな凸凹部、7 反射型液晶表示装置、
8 ガラス基板、9 多結晶シリコン、10 ゲート絶
縁膜、11 ゲート電極、12 保持電極、13 絶縁
膜、14 ソース電極、15 ドレイン電極、16 薄
膜トランジスタ(TFT)、17 絶縁膜、18 光感
光性樹脂膜、19 コンタクトホール、20 光感光性
樹脂でできた凸凹部、21 反射膜、22 配向膜、2
3 ガラス基板、24 カラーフィルタ、25 ブラッ
クマトリックス、26透明電極、27 配向膜、28
液晶、29 遮光領域、30 透過領域、31透過部、
32 ガラス基板、33 光感光性樹脂膜、34 光感
光性樹脂でできた非対称な形状の斜面、35 ガラス基
板、36 光感光性樹脂、37 光感光性樹脂でできた
非対称な形状の凹曲面、38 光感光性樹脂でできた非
対称な形状の凸曲面、39 携帯電話機、40 テンキ
ー、41 機能キー、42 液晶表示部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09F 9/30 348 G02F 1/136 500 (72)発明者 川渕 真嗣 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 坂本 孝雄 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 2H042 BA04 BA15 BA20 2H091 FA02Y FA07X FA14Y FA35Y FB08 FC10 GA02 GA06 GA13 LA12 LA19 2H092 GA13 HA05 JA24 JA46 JB07 KA04 KB04 KB11 KB25 KB26 MA14 MA17 NA25 PA12 5C094 AA07 AA43 BA03 BA43 CA19 CA24 DA14 DA15 EA04 EA07 EB02 ED03 ED11 FB12 FB15 HA10 5G435 AA03 AA17 BB12 BB16 EE33 FF03 FF13 KK05

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ホトマスクを透過する露光光が連続的に
    変化するようなマスクを用いて、光感光性樹脂でできた
    絶縁膜表面に照射される露光量を連続的に変化させ、1
    回のホトリソ工程のみで光感光性樹脂に滑らかかつ連続
    した形状を形成することを特徴とする反射型液晶表示装
    置の製造方法。
  2. 【請求項2】 反射型LCD表示装置において、スイッ
    チング素子、配線が形成された基板上に感光性有機樹脂
    でできた層間絶縁膜を形成する工程、マスクを透過する
    露光光が連続的に変化するホトマスクを用いて露光・現
    像して感光性有機樹脂でできた絶縁膜表面に連続的な凸
    凹を形成する工程、該凸凹上に入射光を反射する複数の
    画素電極を形成する工程を備えたことを特徴とする請求
    項1記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の方法で製造された該反射
    板と透明電極を形成した絶縁基板との間に封入された液
    晶層とを備えた反射型LCD表示装置。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の表示装置を備えること
    を特徴とする携帯機器。
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JP2006309056A (ja) * 2005-05-02 2006-11-09 Fuji Xerox Co Ltd 多階調光書込み装置
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