JP2003098537A - 電気光学装置及びその製造方法並びに電子機器 - Google Patents

電気光学装置及びその製造方法並びに電子機器

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JP2003098537A
JP2003098537A JP2001287397A JP2001287397A JP2003098537A JP 2003098537 A JP2003098537 A JP 2003098537A JP 2001287397 A JP2001287397 A JP 2001287397A JP 2001287397 A JP2001287397 A JP 2001287397A JP 2003098537 A JP2003098537 A JP 2003098537A
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pixel
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Katsuya Ide
勝也 井出
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Seiko Epson Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内面反射方式の反射型又は半透過反射型の電
気光学装置において、鏡面反射等を避けるための絶縁膜
を作り込みつつ、これに起因した画素電極等におけるパ
ターン不良や剥離を低減する。 【解決手段】 反射型の電気光学装置は、TFTアレイ
基板(10)上に、絶縁膜(241)と、この上に形成
された反射電極(242)と、この上に形成された透明
導電性膜(243)とを備える。透明導電性膜は、平面
的に見て画素毎に絶縁膜の凹凸領域よりも輪郭が大き
い。或いは、半透過反射型の電気光学装置は、TFTアレ
イ基板(10)上に、絶縁膜(242)と、この上に形
成された半透過反射電極(242’)と、この上に形成
された透明導電性膜(243’)とを備える。透明導電
性膜は、平面的に見て画素毎に絶縁膜の凹凸領域よりも
輪郭が大きい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内面反射方式によ
る反射型又は半透過反射型の液晶装置等の電気光学装置
及びその製造方法、並びにそのような電気光学装置を具
備してなる電子機器の技術分野に属する。
【0002】
【背景技術】この種の内面反射方式による反射型の電気
光学装置では、例えばTFT(ThinFilm Transistor)
アレイ基板などの液晶等の電気光学物質に対向する側の
表面に、Al(アルミニウム)等からなる反射電極が、
画素毎に配置された画素電極として設けられる。そし
て、対向基板側からの入射光を電気光学物質を介して反
射電極により反射させ、対向基板側へ出射させること
で、反射型表示を行うように構成されている。
【0003】また、この種の内面反射方式による半透過
反射型の電気光学装置では、透明なアレイ基板における
電気光学物質に対向する側の表面に、窓や孔などの光透
過領域を有する半透過反射電極が設けられる。そして、
明所ではバックライト等の光源をオフにして、対向基板
側からの外光を電気光学物質を介して、この半透過反射
電極の光反射領域により反射させ、対向基板側から出射
させることで、反射型表示を行う。暗所では光源をオン
にして、光源光をアレイ基板の裏側から半透過反射電極
の光透過領域を介して透過させ、更に電気光学物質を介
して対向基板側から出射させることで、透過型表示を行
うように構成されている。
【0004】これらの内面反射方式による反射型又は半
透過反射型の電気光学装置では、反射型表示時に鏡面表
示とならないように或いは視野角を広げるように、反射
電極又は半透過反射電極の反射面に、光散乱用の凹凸を
付けることがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
如く反射面に凹凸を付けると以下の問題が生じる。
【0006】即ち、凹凸の反射面上に画素電極を形成す
べく、例えばスパッタリング等により透明導電膜等を形
成し、更にこれに対してエッチングによりパターニング
を行う場合、下地に凹凸が成形されていると、スパッタリ
ング等で成膜される透明導電膜等には、密着の悪い個所
や微細な隙間が発生する。そして、これらの凹凸界面に
おける密着の悪い個所や微細な隙間からエッチャントが
進入し、島状にパターン化された透明導電膜等の周縁が
ギザギザになったり、透明導電膜等が剥離する。即ち、
エッチングによりパターニングする透明導電膜等におけ
るパターン不良が発生し、表示不良或いは信頼性が低下
するという問題点がある。特に、近時における高品位画
像の表示という一般的な要請下で画素ピッチの微細化を
進めると、このようなパターン不良の発生は顕在化して
くるため、この問題は、表示画像の高品位化を推し進め
る上で極めて重大である。
【0007】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、内面反射方式の反射型又は半透過反射型の電気光
学装置において、鏡面反射等を避けるための凹凸を持つ
絶縁膜を作り込みつつ、これに起因したパターン不良や
剥離が低減可能である電気光学装置及びその製造方法、
並びにそのような電気光学装置を具備してなる電子機器
を提供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するために手段】本発明の電気光学装置は
上記課題を解決するために、基板上に、画素毎に凹凸領
域を有する絶縁膜と、該絶縁膜上に画素毎に形成された
反射又は半透過反射電極と、該反射又は半透過反射電極
上に画素毎に形成された透明導電性膜とを備えており、
前記透明導電性膜は、平面的に見て画素毎に前記凹凸領
域よりも輪郭が大きい。
【0009】本発明の電気光学装置によれば、基板上に
おいて、絶縁膜上に、画素毎の画素電極として形成され
た反射又は半透過反射電極と、この上に、同じく画素毎
に形成された透明導電性膜とにより、内面反射方式によ
る反射型又は半透過反射型の電気光学装置が実現され
る。この際、透明導電性膜を、画素電極として複数設け
ると共に、例えば薄膜トランジスタ(以下適宜TFT(T
hin Film Transistor)と称す)、薄膜ダイオード(以
下適宜TFD(Thin Film Diode)と称す)等の能動素
子を画素毎に設けることにより、所謂アクティブマトリ
クス駆動が可能となる。
【0010】そして、基板上において、凹凸領域におけ
る絶縁膜により、反射又は半透過反射電極の表面に凹凸
を付けられるので、鏡面表示ではなく、白紙状の反射型
表示が可能となると共に視野角を広げられる。
【0011】このように凹凸領域における絶縁膜の凹凸
面上に反射又は半透過反射電極及が形成され、更に、こ
の反射又は半透過反射電極の凹凸面上に透明導電性膜が
形成されているが、例えばスパッタリング等にて透明導
電性膜の成膜を行うと、この透明導電性膜のつきまわり
が凹部と凸部とで相異なり、一般的に凹部の方がつきま
わるが悪くなる(即ち、カバレッジが悪くなる)。この
結果、反射又は半透過反射電極と透明導電性膜との間に
ある凹凸界面において、つきまわりが悪い個所が発生し
たり、微細な隙間が発生する。
【0012】従って仮に、透明導電性膜が、凹凸領域よ
りも輪郭が小さいか或いは両者の輪郭が同じであるとす
れば、前述した背景技術の如く、成膜後における透明導
電性膜のパターニングの際に、上記つきまわりの悪い個
所或いは微細な隙間にエッチャントが進入し、パターン
不良を発生してしまうのである。
【0013】しかるに、本発明によれば、絶縁膜は画素
毎に凹凸領域を有しており、透明導電性膜は画素毎にこ
の凹凸領域よりも輪郭が大きいので、凹凸領域から外れ
た領域で透明導電性膜のパターニングを行うことにな
る。従って、当該透明導電性膜のパターニングの際に、つ
きまわりの悪い個所或いは微細な隙間にエッチャントが
進入することを効果的に防止し得、パターン不良の発生
を防止し得る。
【0014】このため、島状の透明導電性膜の周縁や、
島状の反射又は半透過反射電極の周縁がギザギザになっ
たり、透明導電性膜や反射又は半透過反射電極が剥離す
ることを効果的に阻止し得る。これらの結果、エッチン
グによりパターニングされる透明導電性膜や反射又は半
透過反射電極におけるパターン不良が低減され、歩留ま
りが向上可能となると共に信頼性が格段に高まる。特
に、近時における高品位画像の表示という一般的な要請
下で画素ピッチの微細化を進めても、このようなパター
ン不良の発生を効率的に阻止できるので、本発明の電気
光学装置は、表示画像の高品位化を推し進める上で極め
て有利である。
【0015】加えて、絶縁膜については、基板のほぼ一
面に形成されることで、反射又は半透過反射電極或いは
透明導電性膜に対する下地絶縁膜としても機能する。即
ち、絶縁膜については好ましくは、反射又は半透過反射
電極或いは透明導電性膜が形成される各画素の開口領域
及び非開口領域を含めた、画像表示領域の大部分に形成
される。そして、絶縁性が要求されない基板上の特定領
域については、当該絶縁膜を局所的に形成しないことは
可能である。
【0016】また、絶縁膜は、各画素の開口領域の全領
域が凹凸領域であってもよい。或いは、画素毎に一部が
凹凸領域であり他の部分が平坦な形状であってもよい。
【0017】本発明の電気光学装置の一態様では、前記
絶縁膜は、前記基板上で規則的又は不規則な複数の凸部
若しくは複数の凹部が前記凹凸領域に形成されてなる。
【0018】この態様によれば、規則的又は不規則な配
置や形状を有する複数の凸部によって、若しくは規則的
又は不規則な配置や形状を有する複数の凹部によって、
反射又は半透過反射電極の表面に凹凸を付けられるの
で、比較的簡単に白紙状の反射型表示が可能となると共
に視野角を広げられる。
【0019】本発明の電気光学装置の他の態様では、前
記透明導電性膜は、平面的に見て画素毎に前記反射又は
半透過反射電極よりも輪郭が大きい。
【0020】この態様によれば、透明導電性膜は、平面
的に見て画素毎に凹凸領域のみならず、反射又は半透過
反射電極よりも輪郭が大きい。従って、透明導電性膜を
エッチングする際に凹凸の存在しないところでパターニ
ングを行うことになる。よって、透明導電性膜と反射又
は半透過反射電極膜との間、若しくは反射又は半透過反
射電極膜と絶縁膜との間などにおける、凹凸界面におけ
るつきまわりの悪い個所或いは微細な隙間にエッチャン
トが進入することを、輪郭の大きい透明導電性膜により
阻止し得る。このため特に、反射又は半透過反射電極の
周縁がギザギザになったり、反射又は半透過反射電極が
剥離することを効果的に阻止し得る。
【0021】この態様では、前記透明導電性膜は、IT
O(Indium Tin Oxide)膜からなり、前記反射又は半透
過反射電極は、Al(Aluminum)膜からなってもよい。
【0022】一般にITOとAlとが露出したところに
アルカリ現像液等を使ってパターニングすると電蝕が発
生する。しかるに、この態様では反射又は半透過反射電
極膜上に透明導電性膜を覆うように形成するため、透明
導電性膜と反射又は半透過反射電極膜とが同時に露出す
ることがないので、電蝕の発生を防止できる。
【0023】本発明の電気光学装置の他の態様では、前
記半透過反射電極は、画素毎に、光透過用の複数の孔又
は窓が開けられており、前記透明導電性膜は、前記半透
過反射電極上に代えて又は加えて、前記孔又は窓内に形
成されている。
【0024】この態様によれば、例えば基板の半透過反
射電極と反対側に設けられた光源をオンすれば、光源光
を、半透過反射電極に画素毎に開けられた複数の孔又は
窓を透過させることにより、透過型表示を行える。尚、
このような複数の孔の大きさや配置は、不規則的でも規
則的でもよい。或いは、このような窓の形や位置は任意
であり、画素毎に一つの窓が開けられてもよいし、複数の
窓が開けられてもよい。
【0025】この態様では、前記孔又は窓内に形成され
た透明導電性膜は、前記絶縁膜上に形成されて、その表
面に凹凸があるように構成してもよい。
【0026】このように構成すれば、これら複数の孔又
は窓内に形成されている透明導電性膜には、絶縁膜に応
じた凹凸が付けられているので、反射部と透過部の高さ
をほぼ均一にできるため、次工程のラビング工程にて表
示領域全体にわたって均一にラビングができるので、配
向不良がおさえられて表示品質が向上する。
【0027】本発明の電気光学装置の他の態様では、前
記絶縁膜は、凹凸を有する第1有機樹脂膜と、該第1有
機樹脂膜上に形成されており前記凹凸の段差を緩和する
第2有機樹脂膜とを含んでなる。
【0028】この態様によれば、例えばアクリル等の2
つの有機樹脂膜を用いて、凹凸における段差或いは急峻
度を調整することが可能となり、これにより、光散乱特
性に優れた反射又は半透過反射電極を構築できる。
【0029】この態様では、前記第1有機樹脂膜は、画
素毎に前記凹凸領域内にのみ設けられており、第2有機
樹脂膜は、前記画像表示領域の一面に形成されているよ
うに構成してもよい。
【0030】このように構成すれば、画素毎に凹凸領域
内に点在する多数の凸部からなる第1有機樹脂膜によ
り、或いは、画素毎に凹凸領域に形成され且つ多数の凹
部を含む島状の第1有機樹脂膜により、凹凸が得られ
る。更に、第2有機樹脂膜によって、この凹凸の段差を緩
和できると共に、画像表示領域の一面における反射又は
半透過反射電極或いは透明導電性膜の下地絶縁膜として
の機能を良好に発揮しえる。
【0031】本発明の電気光学装置の他の態様では、前
記基板上に、前記透明導電性膜に接続された薄膜トラン
ジスタと、該薄膜トランジスタに接続された走査線及び
データ線とを更に備える。
【0032】この態様によれば、走査線及びデータ線に
走査信号及び画像信号を夫々供給しつつ、薄膜トランジ
スタにより、画素電極として設けられた反射又は半透過
反射電極をスイッチング制御することが可能であり、信
頼性の高いTFTアクティブマトリクス駆動方式の電気
光学装置を実現できる。
【0033】本発明の電気光学装置の他の態様では、前
記基板に対向配置された対向基板と、前記基板と該対向
基板との間に挟持された電気光学物質とを備える。
【0034】この態様によれば、一対の基板間に、液晶
等の電気光学物質が挟持されてなる液晶装置等を実現で
きる。
【0035】この態様では、前記対向基板には、前記透
明導電性膜と同一種類の膜からなる対向電極が形成され
てもよい。
【0036】このように構成すれば、一対の基板の内側
に夫々形成された同一種類の透明導電性膜により、これ
ら両者間にある電気光学物質に対して良好な電界の印加
が可能となる。仮に種類の異なる電極によってでは、例
えば一方がAl膜からなる電極であり且つ他方がITO
膜からなる電極である場合など、これら両者間にある電
気光学物質に対してバランス良く電圧を印加することは
困難である。
【0037】本発明の電気光学装置の製造方法は上記課
題を解決するために、基板上に、画素毎に凹凸領域を有
する絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜上に画素毎に反
射又は半透過反射電極を形成する工程と、該反射又は半
透過反射電極上に画素毎に透明導電性膜を形成する工程
とを備えており、前記透明導電性膜を形成する工程は、
前記透明導電性膜を、平面的に見て画素毎に前記凹凸領
域よりも輪郭が大きくなるようにエッチングによりパタ
ーニングする工程を含む。
【0038】本発明の電気光学装置の製造方法によれ
ば、基板上にて、画素毎に凹凸領域を有する絶縁膜を形
成する。次に、この絶縁膜上に、画素毎に、反射又は半
透過反射電極を形成する。次に、この反射又は半透過反
射電極上に、画素毎に透明導電性膜を形成する。これに
より、画素毎に設けられた画素電極として、表面に凹凸
を持つ反射電極又は半透過反射電極が得られる。そして
特に透明導電性膜を形成する工程は、透明導電性膜を凹
凸領域よりも輪郭が大きくなるようにエッチングにより
パターニングする工程を含む。従って、絶縁膜上に、例
えばスパッタリング等により、透明導電性膜を形成し更
にこれをエッチングによりパターニングして透明導電性
膜を形成する際に、凹凸領域から外れた領域で透明導電
性膜のパターニングを行うことになる。よって、透明導
電性膜と反射又は半透過反射電極膜との間、若しくは反
射又は半透過反射電極膜と絶縁膜との間などの、凹凸に
起因した微細な隙間にエッチャントが進入することを阻
止し得る。このため、画素電極を構成する、透明導電性
膜の周縁や反射又は半透過反射電極の周縁がギザギザに
なったり、透明導電性膜や反射又は半透過反射電極が剥
離することを効果的に阻止し得る。特に画素ピッチの微
細化を進めても、このようなパターン不良の発生を効率
的に阻止できる。
【0039】本発明の電気光学装置の製造方法の一態様
では、前記透明導電性膜を形成する工程は、前記エッチ
ング前に透明導電性膜をスパッタリングで形成する工程
を含む。
【0040】この態様によれば、透明導電性膜を形成す
る工程では、先ず絶縁膜上に、スパッタリングにより、
透明導電性膜を形成する。続いて、これを凹凸領域から
外れた領域でエッチングによりパターニングして透明導
電性膜を形成するので、凹凸に起因した微細な隙間にエ
ッチャントが進入することを阻止し得る。
【0041】本発明の電気光学装置の製造方法の他の態
様では、前記反射又は半透過反射電極を形成する工程
は、前記反射又は半透過反射電極をAl膜から形成する
工程を含み、前記透明導電性膜を形成する工程は、前記
透明導電性膜をITO(IndiumTin Oxide)膜から形成
すると共に、前記透明導電性膜を平面的に見て画素毎
に、前記反射又は半透過反射電極よりも輪郭が大きくな
るように前記エッチングによりパターニングする工程を
含む。
【0042】一般にITOとAlとが露出したところに
アルカリ現像液等を使ってパターニングすると電蝕が発
生する。しかるに、この態様では、反射又は半透過反射
電極膜上に透明導電性膜を覆うように形成するため、透
明導電性膜と反射又は半透過反射電極膜とが同時に露出
することがないので、電蝕の発生を防止できる。
【0043】本発明の電気光学装置の製造方法の他の態
様では、前記絶縁膜を形成する工程は、凹凸を有する第
1有機樹脂膜を画素毎に前記凹凸領域に形成する工程
と、前記第1有機樹脂膜を形成後における前記画像表示
領域の一面に、前記凹凸の段差を緩和する第2有機樹脂
膜を形成する工程とを含む。
【0044】この態様によれば、画素毎に凹凸領域内に
点在する多数の凸部からなる第1有機樹脂膜により、或
いは、画素毎に凹凸領域に形成され且つ多数の凹部を含
む島状の第1有機樹脂膜により、凹凸が得られる。更
に、第2有機樹脂膜によって、この凹凸の段差を緩和でき
ると共に、画像表示領域の一面における反射又は半透過
反射電極或いは透明導電性膜の下地絶縁膜としての機能
を良好に発揮しえる。
【0045】この態様では、前記第1有機樹脂膜を形成
する工程は、前記第1有機樹脂膜の材料膜を形成する工
程と、該材料膜を画素毎に前記凹凸領域にのみ残すと共
に前記凹凸を有するようにエッチングする工程とを含ん
でもよい。
【0046】このように、第1有機樹脂の材料膜を形成
し、これに対してエッチングを行って凹凸領域にのみ残
して第1有機樹脂膜を形成し、その後、画像表示領域の
一面に第2有機樹脂膜を形成することによって、緩やか
な段差を有し且つ反射又は半透過反射電極或いは透明導
電性膜の下地絶縁膜として良好に機能し得る絶縁膜を形
成できる。
【0047】本発明の電子機器は上記課題を解決するた
めに、上述した本発明の電気光学装置(その各種態様も
含む)を具備してなる。
【0048】この態様によれば、上述した本発明の電気
光学装置を具備してなるので、装置信頼性が高く且つ高
品位の画像表示が可能な電気光学装置を表示部として有
する、投射型表示装置或いはプロジェクタ、液晶テレ
ビ、パソコンやモバイル或いは携帯端末のモニター部、
ページャ、携帯電話の表示部、カメラのファインダ部な
どの各種電子機器を実現できる。
【0049】本発明のこのような作用及び他の利得は次
に説明する実施の形態から明らかにされる。
【0050】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。以下の第1実施形態は、本発明をT
FTアクティブマトリクス駆動方式の反射型液晶装置に
適用したものであり、第2実施形態は、本発明をTFT
アクティブマトリクス駆動方式の半透過反射型の液晶装
置に夫々適用したものである。また、第3実施形態は、
本発明をこのような液晶装置を具備してなる各種電子機
器に適用したものである。
【0051】(第1実施形態)本発明の第1実施形態に
ついて、図1から図10を参照して説明する。
【0052】先ず第1実施形態に係る反射型の電気光学
装置の構成について、図1から図7を参照して説明す
る。ここに、図1は、電気光学装置の画像表示領域を構
成する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、配線等の等価回路である。図2は、データ線、
走査線、画素電極等が形成されたTFTアレイ基板の相
隣接する複数の画素群の平面図である、図3は、図2の
A−A'断面図である。図4は、本実施形態における一
つの画素電極を抽出して示す平面図であり、図5は、図
4のE−E’断面図である。また、図6は、本実施形態
における画素電極の製造方法の一例を示す工程図であ
り、図7は、比較例における図4のE−E’断面に対応
する個所における断面図である。尚、図2から図7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。
【0053】図1において、本実施形態における電気光
学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成さ
れた複数の画素には夫々、画素電極243と当該画素電
極243をスイッチング制御するためのTFT30とが
形成されており、画像信号が供給されるデータ線6aが
当該TFT30のソースに電気的に接続されている。デ
ータ線6aに書き込む画像信号S1、S2、…、Sn
は、この順に線順次に供給しても構わないし、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
するようにしても良い。また、TFT30のゲートに走
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、この順に線順次で印加するように構成されてい
る。画素電極243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
を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、デー
タ線6aから供給される画像信号S1、S2、…、Sn
を所定のタイミングで書き込む。画素電極243を介し
て電気光学物質の一例としての液晶に書き込まれた所定
レベルの画像信号S1、S2、…、Snは、対向基板
(後述する)に形成された対向電極(後述する)との間
で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベル
により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。ノーマリーホワイト
モードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じ
て入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラック
モードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じ
て入射光に対する透過率が増加され、全体として電気光
学装置からは画像信号に応じたコントラストを持つ光が
出射する。ここで、保持された画像信号がリークするの
を防ぐために、画素電極243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70を付加する。
【0054】図2において、電気光学装置のTFTアレ
イ基板上には、マトリクス状に複数の画素電極243
(点線部9a'により輪郭が示されている)が設けられ
ており、画素電極243の縦横の境界に各々沿ってデー
タ線6a及び走査線3aが設けられている。更に容量線
3bが、走査線3aに並んでストライプ状に設けられて
いる。より具体的には、容量線3bは、走査線3aに平
行な本線部と、この本線部におけるデータ線6aに交差
する個所からデータ線6aに沿って図中上側に突出した
突出部とを有する。
【0055】また、半導体層1aのうち図中右下がりの
斜線領域で示したチャネル領域1a'に対向するように
走査線3aが配置されており、走査線3aはゲート電極
として機能する。このように、走査線3aとデータ線6
aとの交差する個所には夫々、チャネル領域1a'に走
査線3aがゲート電極として対向配置された画素スイッ
チング用のTFT30が設けられている。
【0056】図2及び図3に示すように、データ線6a
は、コンタクトホール5を介して半導体層1aのうち高
濃度ソース領域1dに電気的に接続されている。他方、
画素電極9aは、コンタクトホール8を介して半導体層
1aのうち高濃度ドレイン領域1eに電気的に接続され
ている。
【0057】また、高濃度ドレイン領域1eから延設さ
れた画素電位側容量電極1fと容量線3bの固定電位側
容量電極としての部分とが、誘電体膜としての絶縁膜2
を介して対向配置されることにより、蓄積容量70が構
築されている。容量線3bは、画素電極243が配置さ
れた画像表示領域からその周囲に延設され、定電位源と
電気的に接続されて、固定電位とされる。
【0058】図3において、電気光学装置は、透明又は
不透明なTFTアレイ基板10と、これに対向配置され
る透明な対向基板20とを備えている。TFTアレイ基
板10は、例えば石英基板、ガラス基板、シリコン基板
からなり、対向基板20は、例えばガラス基板や石英基
板からなる。
【0059】本実施形態では特に、TFTアレイ基板1
0には、凹凸の第1有機樹脂膜241a及びこの凹凸を
緩和する第2有機樹脂膜241bの二層構造を有する凹
凸形成用の絶縁膜241が、第2層間絶縁膜7上に形成
されている。更に、この絶縁膜241の凹凸面上に、Al
膜からなる反射電極242及びITO膜とからなる画素
電極243が形成されている。これらの絶縁膜241、
反射電極242及び画素電極243の構成及び作用効果
については、後に図4から図7を参照して詳述する。
【0060】図3において、画素電極243上には、ラ
ビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜16が
設けられている。配向膜16は例えば、ポリイミド膜な
どの有機膜からなる。
【0061】他方、対向基板20には、その全面に渡っ
て対向電極21が設けられており、その下側には、ラビ
ング処理等の所定の配向処理が施された配向膜22が設
けられている。対向電極21は例えば、ITO膜などの
透明導電性膜からなる。また配向膜22は、ポリイミド
膜などの有機膜からなる。更に、対向基板20には、各
画素の非開口領域に、一般にブラックマスク或いはブラ
ックマトリクス(BM)と称される遮光膜23が設けられ
ている。このため、対向基板20の側から入射光が画素
スイッチング用のTFT30の半導体層1aのチャネル
領域1a'や低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン
領域1cに侵入することは殆どない。更に、遮光膜23
は、コントラスト比の向上、カラーフィルタを形成した
場合における色材の混色防止などの機能を有する。尚、
本実施形態では、Al等からなる遮光性のデータ線6a
で、各画素の非開口領域のうちデータ線6aに沿った部
分を遮光することにより、各画素の開口領域のうちデー
タ線6aに沿った輪郭部分を規定してもよいし(この場
合には、走査線3aに沿ったストライプ状の遮光膜23
を設ければよいし)、このデータ線6aに沿った非開口
領域についても冗長的に又は単独で対向基板20に設け
られた遮光膜23で遮光する(この場合には、格子状の
遮光膜23を設ける)ように構成してもよい。このよう
な遮光に代えて又は加えて、TFTアレイ基板10上の
積層体内に、高融点金属膜等からなる内蔵遮光膜を設け
て各画素の開口領域の一部或いは全部を規定してもよ
い。
【0062】図3に示すように、以上の如く構成され
た、画素電極243と対向電極21とが対面するように
配置されたTFTアレイ基板10と対向基板20との間
には、後述のシール材により囲まれた空間に電気光学物
質の一例である液晶が封入され、液晶層50が形成され
る。液晶層50は、画素電極243からの電界が印加さ
れていない状態で配向膜16及び22により所定の配向
状態をとる。液晶層50は、例えば一種又は数種類のネ
マティック液晶を混合した液晶からなる。シール材は、
TFTアレイ基板10及び対向基板20をそれらの周辺
で貼り合わせるための、例えば光硬化性樹脂や熱硬化性
樹脂からなる接着剤であり、両基板間の距離を所定値と
するためのグラスファイバー或いはガラスビーズ等のギ
ャップ材が混入されている。
【0063】更に、画素スイッチング用のTFT30の
下には、下地絶縁膜12が設けられている。下地絶縁膜
12は、TFTアレイ基板10の全面に形成されること
により、TFTアレイ基板10の表面の研磨時における
荒れや、洗浄後に残る汚れ等で画素スイッチング用のT
FT30の特性の劣化を防止する機能を有する。
【0064】画素スイッチング用のTFT30は、LD
D(Lightly Doped Drain)構造を有しており、走査線
3a、当該走査線3aからの電界によりチャネルが形成
される半導体層1aのチャネル領域1a'、走査線3a
と半導体層1aとを絶縁するゲート絶縁膜を含む絶縁膜
2、半導体層1aの低濃度ソース領域1b及び低濃度ド
レイン領域1c、半導体層1aの高濃度ソース領域1d
並びに高濃度ドレイン領域1eを備えている。
【0065】走査線3a上には、高濃度ソース領域1d
へ通じるコンタクトホール5及び高濃度ドレイン領域1
eへ通じるコンタクトホール8が各々開孔された第1層
間絶縁膜4が形成されている。第1層間絶縁膜4上には
データ線6aが形成されており、この上には、コンタク
トホール8が開孔された第2層間絶縁膜7が形成されて
いる。
【0066】尚、本実施形態では特に、コンタクトホール
8は、第1層間絶縁膜4に開孔されたコンタクトホール
8aと第2層間絶縁膜7に開孔されたコンタクトホール
8bとが連通してなり、ITO膜からなる画素電極24
3は、直接高濃度ドレイン領域1eに接続されるのでは
なく、データ線6aと同一のアルミニウム膜等からなる
中継層(ドレイン電極)6bを中継して高濃度ドレイン
領域1eに接続されている。
【0067】次に、図4から図7を参照して、本実施形
態における凹凸形成用の絶縁膜241、反射電極242
及び画素電極243の構成及び作用効果について詳述す
る。
【0068】図4及び図5に示すように、本実施形態で
は、画素毎に第2層間絶縁膜7上における、各画素の開口
領域(即ち、各画素において実際に表示に寄与する光が
液晶層50を介して反射される領域)に対応する矩形領
域に、凸部が多数点在してなる第1有機樹脂膜241a
が設けられている。第1有機樹脂膜241aは、例えば
アクリル等からなり、規則的な多数の凸部からなっても
よいし、不規則的な多数の凸部からなってもよい。或い
は、規則的な多数の凹部からなってもよいし、不規則的
な多数の凹部からなってもよい。更に、これらの凹部と
凸部とが混在してあってもよい。更にまた、凸部の先端
については、丸みを帯びていてもよいし、尖っていても
よい。そして、このように画素毎に設けられた凹凸を有
する第1有機樹脂膜241a上には、例えば第1有機樹
脂膜241aと同じ又は異なるアクリル等からなる第2
有機樹脂膜241bが積層されており、二層構造を有す
る凹凸形成用の絶縁膜241が構築されている。そし
て、第2有機樹脂膜241bは、各画素の開口領域のみ
ならず、画像表示領域の一面に渡って形成されており、
画素電極243の下地となる絶縁膜としても機能してい
る。これらの結果、各画素に対応する矩形領域では比較
的なだらかな凹凸パターン241Vを多数有すると共に
各画素の間隙では平坦である絶縁膜241が、第2層間
絶縁膜7上の一面に構築される。
【0069】更に、絶縁膜241上には、画素毎に、高反
射率のAl膜を用いた反射電極242が形成されてお
り、この上に、透明導電性膜の一例たるITO膜により
形成された画素電極243が構築されている。これらの
結果、絶縁膜241の凹凸パターン241Vに応じて、
画素電極243内にある反射電極242の表面は、比較
的なだらかな多数の凹凸を有する。
【0070】従って、本実施形態によれば、Al膜によ
り形成された凹凸表面を有する反射電極242及び画素
電極243により、内面反射方式による反射型液晶装置
が実現される。そして、反射電極242の凹凸表面によ
り、鏡面表示ではなく、白紙状の反射型表示が可能とな
ると共に視野角を広げられる。
【0071】ここで、図6の工程図を参照して、図4及
び図5に示した如き構成を有する絶縁膜241及び画素
電極234における顕著な効果が発揮される、これら絶
縁膜241及び画素電極234の製造方法について説明
する。尚、第1実施形態の電気光学装置全体の製造プロ
セスについては別途後述する。
【0072】図6において先ず工程(1)では、第2層
間絶縁膜7上に、アクリル系、エポキシ系などの第1有
機樹脂膜13をスピンコート、印刷等により塗布する。
次に工程(2)では、各画素の開口領域に対応する矩形
領域に、第1有機樹脂膜13からなる凸部を残すように
マスクを用いて露光及び現像を行ない、続いてポストベ
ークを行って樹脂を硬化させると共に各凸部の先端に若
干丸みを持たせる。これらにより、急峻な凹凸を持つ第
1有機樹脂膜241aを画素毎に矩形の凹凸領域にのみ
形成する。次に工程(3)では、このように形成した第
1有機樹脂膜241a上に、これと同一材料からなる第
2有機樹脂膜241bをスピンコート、印刷等により塗
布し、露光及び現像を行なった後、ポストベークを行っ
て樹脂を硬化させる。これにより、第1有機樹脂膜24
1a及び第2有機樹脂膜241bからなり、適度に緩や
かとなった凹凸形状を有する絶縁膜241が形成され
る。次に工程(4)では、このように形成された絶縁膜
241上に、スパッタリング、蒸着等によりAl膜を形成
し、図3及び図4に示した如き矩形にパターニングし
て、画素毎に矩形の反射電極242を形成する。尚、反
射電極242はAl膜に代えて、Ag(銀)やCr(ク
ロム)等の他の金属を主成分とする膜としてもよいし、
多層膜としてもよい。次に工程(5)では、このように
形成された反射電極242上に、スパッタリング等によ
り、ITO膜を一面に形成し、更に図3及び図4に示した
如き矩形にパターニングして、画素毎に矩形のITO膜
を形成し、反射電極242を有する画素電極243を完
成させる。
【0073】以上図6に例示した画素電極243の製造
では特に、画素電極243を構成するITO膜の輪郭は、
絶縁膜241の凹凸領域よりも大きいので、画素電極2
43のパターニングは、凹凸領域から外れた領域で行わ
れる。このため、画素電極243と反射電極242との
間、画素電極243と絶縁膜241との間、若しくは反
射電極242と絶縁膜241との間などにおける、凹凸
界面の微細な隙間に、ITO膜をパターニングするため
のエッチャントが進入することを阻止し得る。これらの
結果、画素電極243や反射電極242におけるパター
ン不良が低減され、歩留まりが向上可能となると共に信
頼性が格段に高まる。
【0074】例えば図7に示す比較例の如く、ITO膜
243cと、反射電極242及び絶縁膜241における
凹凸領域の輪郭を同じにしてしまうと、ITO膜をエッ
チングによりパターニングしてITO膜243cを形成
する際に、凹凸に応じてつきまわりが悪く微細な隙間が
存在する界面14a及び14bに、エッチャントが進入
する。このため、ITO膜243cの周縁や反射電極2
42の周縁がエッチング後に、ガタガタになったり、剥離
してしまう。
【0075】これに対して、本実施形態では、図4から図
6に示したように、画素電極243は、平面的に見て絶
縁膜241の凹凸領域よりも輪郭が大きいので、各画素
電極243を構成するITO膜や反射電極242におけ
るパターン不良が低減されるのである。
【0076】尚、このような画素電極243と絶縁膜2
41の凹凸領域との輪郭差としては、例えば凹凸パター
ン241VにおけるTFTアレイ基板10に垂直方向の
段差が10μm以下である場合、画素電極243の輪郭
の縁が基板面に沿って1μm程度以上大きければ、上述
のパターン不良を防ぐ効果が顕著に現れる。
【0077】また、第1実施形態では、対向基板たる対
向基板20に配置された透明電極21と、TFTアレイ
基板10上に形成された画素電極243を構成するIT
O膜とは、共にITO膜からなるので、これら両者間に
ある液晶層50に対してバランス良く電界を印加可能と
されている。
【0078】更にまた本実施形態では特に、図6の工程
(1)〜工程(3)で、2つの有機樹脂膜を用いて絶縁
膜241を形成しているので、凹凸における段差或いは
急峻度を調整することが可能となり、これにより、光散
乱特性に優れた画素電極243を構築できる。
【0079】加えて本実施形態では特に、図6の工程
(5)において、画素電極243が反射電極242より
も輪郭が大きくなるようにパターニングしている。従っ
て、ITO膜の形成時に、これらの二つの膜が同時にアル
カリ現像液等のエッチング液に露出することがない。こ
のため、これら両者のアルカリ現像液等に対する同時露
出による電蝕の発生を未然に防げる。
【0080】以上説明した実施形態では、スイッチング
用TFT30は、チャネル部1a'、低濃度ソース領域
1b及び低濃度ドレイン領域1c、さらに高濃度ソース
領域1d及び高濃度ドレイン領域1eは半導体材料から
なり、多結晶構造もしくは単結晶構造を持つ。さらに画
素スイッチング用TFT30は、好ましくは図3に示し
たようにLDD構造を持つが、低濃度ソース領域1b及
び低濃度ドレイン領域1c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持ってよいし、走査線3aの
一部からなるゲート電極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ソース及びドレ
イン領域を形成するセルフアライン型のTFTであって
もよい。また本実施形態では、画素スイッチング用のT
FT30のゲート電極を高濃度ソース領域1d及び高濃
度ドレイン領域1e間に1個のみ配置したシングルゲー
ト構造としたが、これらの間に2個以上のゲート電極を
配置してもよい。このようにデュアルゲート或いはトリ
プルゲート以上でTFTを構成すれば、チャネルとソー
ス及びドレイン領域との接合部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。
【0081】次に、以上説明した第1実施形態の変形形
態について、図8から図10を参照して説明する。ここ
に、図8は、第1実施形態の一の変形形態に係る図4の
E−E’断面に対応する部分における断面図であり、図
9は、第1実施形態の他の変形形態に係る図4のE−
E’断面に対応する部分における断面図であり、図10
は、第1実施形態の更に他の変形形態に係る図4のE−
E’断面に対応する部分における断面図である。
【0082】先ず図8に示すように、絶縁膜241を構
成する第2有機樹脂膜241bを、第2層間絶縁膜7の
一面ではなく、反射電極242と同様に画素毎に矩形に
設けてもよい。このように構成しても、凹凸パターン2
41Vを構築する機能は、第1実施形態の場合と同様に
発揮される。
【0083】或いは図9に示すように、絶縁膜241を
構成する第1有機樹脂膜241aを、各画素に対応する
矩形領域内に多数点在する凸部からではなく、表面が荒
らされた一枚の島状の膜として、反射電極242と同様
に、画素毎に矩形に設けてもよい。このように構成して
も、凹凸パターン241Vを構築する機能は、発揮され
る。
【0084】或いは図10に示すように、Al膜で構成
された反射電極242を、画素毎に凹凸領域と同一輪郭
ではなく、画素毎に凹凸領域よりも一回り大きい輪郭を
有するように形成してもよい。更に、この際、ITO膜で
構成された画素電極243を、反射電極242よりも一
回り大きい輪郭を有するように形成してもよい。このよ
うに構成しても、画素電極243のパターニングの際に
おける、エッチャントの進入を防ぐ効果は、第1実施形
態の場合と同様に得られる。
【0085】(第1実施形態の製造プロセス)次に、以
上のように構成された第1実施形態に係る電気光学装置
の製造プロセスについて、TFTアレイ基板10側のプ
ロセスを中心に、図11から図15を参照して説明す
る。ここに図11から図15は、画像表示領域10a内
のうち図3で中央付近に示したと同様のTFT形成領域
の各製造工程における断面構造と、図3で端部付近に示
したと同様の光反射膜形成領域の各製造工程における断
面構造とを、順を追って示す一連の工程図である。
【0086】先ず図11の工程(1)では、超音波洗浄
等により清浄化したガラス製等の大型基板10′を準備
した後、基板温度が150℃〜450℃の温度条件下
で、大型基板10′の全面に、シリコン酸化膜からなる
下地絶縁膜12をプラズマCVD法により50nm〜1
00nmの厚さに形成する。このときの原料ガスとして
は、たとえばモノシランと臭気ガスとの混合ガスやTE
OSと酸素、あるいはジシランとアンモニアを用いるこ
とができる。
【0087】続いて、基板温度が150℃〜450℃の
温度条件下で、大型基板10′の全面に、アモルファス
シリコン膜からなる半導体膜1をLP−CVD法により
50nm〜100nmの厚さに形成する。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。それ故、
大型基板10′としてガラス基板などを用いても熱によ
る変形や割れ等が生じない。
【0088】続いて、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を形成する。
【0089】次に工程(2)では、このレジストマスク
551を介して半導体膜1をエッチングする。これによ
り、TFT形成領域内の所定領域に島状の半導体膜1a
(能動層)を残す。その後、レジストマスク551を剥
離除去する。
【0090】続いて、350℃以下の温度条件下で、大
型基板10′の全面に、CVD法などによりシリコン酸
化膜などからなるゲート絶縁膜を含む絶縁膜2を50n
m〜100nmの厚さに形成する。このときの原料ガス
は、たとえば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。
【0091】続いて、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1aの延設部分に不純物イオ
ンを打ち込んで、容量線3bとの間に蓄積容量60を構
成するための画素電位側容量電極1fを形成する。
【0092】次に工程(3)では、スパッタ法などによ
り、大型基板10′の全面に、走査線3aなどを形成す
るためのアルミニウム膜、ポリシリコン膜などからなる
導電膜3を500nm〜1000nm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5
52を形成する。
【0093】次に工程(4)では、レジストマスク55
2を介して導電膜3をドライエッチングし、走査線3a
(ゲート電極)、容量線3bなどを形成する。その後、
レジストマスク552を剥離除去する。
【0094】続いて、TFT形成領域及び周辺領域にお
ける駆動回路のNチャネルTFT部(図示せず)におい
て、走査線3aやゲート電極をマスクとして、約0.1
×1013/cm2 〜約10×1013/cm2 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
およ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1aのままのチャネル領
域1a′となる。
【0095】次に、図12の工程(5)では、TFT形
成領域において、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0.1×1015/cm2〜約10
×1015/cm2のドーズ量で打ち込み、高濃度ソース
領域1d及び高濃度ドレイン領域1eを形成する。他
方、レジストマスク553で覆われた低濃度ソース領域
1b及び低濃度ドレイン領域1cにおける不純物濃度は
低いままに維持される。
【0096】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およ
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およびドレイン領域を形成しても
よいことは勿論である。
【0097】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、画素部および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
0.1×1015/cm2〜約10×1015/cm2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。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0.1×1013/cm2〜約10×1
13/cm2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0.1×1015/cm2
〜約10×1015/cm2のドーズ量で打ち込んで、L
DD構造(ライトリー・ドープト・ドレイン構造)のソ
ース領域およ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(リン
イオン)を打ち込み、オフセット構造のソース領域およ
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となる。
【0098】次に工程(6)では、大型基板10′の全
面にCVD法などにより、シリコン酸化膜などからなる
第1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、たとえばTEOSと酸
素ガスとの混合ガスを用いることができる。
【0099】続いて、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。
【0100】次に工程(7)では、レジストマスク55
4を介して第1層間絶縁膜4にドライエッチングを行
い、第1層間絶縁膜4においてソース領域およびドレイ
ン領域に対応する部分などにコンタクトホール5、8a
等を形成する。その後、レジストマスク554を剥離除
去する。
【0101】次に工程(8)では、第1層間絶縁膜4の
表面側に、データ線6a(ソース電極)などを構成する
ためのアルミニウム膜などからなる導電膜6をスパッタ
法などで500nm〜1000nm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5
55を形成する。
【0102】次に図13の工程(9)では、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、データ線6a及び中継層6bを形成する。その後、
レジストマスク555を剥離除去する。
【0103】次に工程(10)では、大型基板10′の
全面にCVD法などにより、シリコン窒化膜などからな
る第2層間絶縁膜7を100nm〜300nmの膜厚に
形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、第2層
間絶縁膜7にコンタクトホールなどを形成するためのレ
ジストマスク556を形成する。
【0104】次に工程(11)では、レジストマスク5
56を介して第2層間絶縁膜7にドライエッチングを行
い、第2層間絶縁膜7のうち、中継層6bに至るコンタ
クトホールを開孔する。その後、レジストマスク556
を剥離除去する。
【0105】次に図14の工程(12)では、大型基板
10′の全面にアクリル樹脂等の感光性樹脂13を2μ
m〜3μmの厚さに塗布した後、感光性樹脂13を、露
光マスク510を介してUV光(紫外線)により露光す
る。
【0106】次に工程(13)では、露光された感光性
樹脂13を現像することによって、反射電極242の下
層側のうち、反射電極242と平面的に重なる領域に第
1有機樹脂膜241aを形成する。続いてポストベーク
を行って、第1有機樹脂膜241aの膜質を高めると共
に、先端部に若干丸みを持たせる。
【0107】このようなフォトリソグラフィ技術を利用
して第1有機樹脂膜241aを形成する際、感光性樹脂
13としてはネガタイプおよびポジタイプのいずれを用
いてもよいが、ここでは、感光性樹脂13としてポジタ
イプの場合を例示してあり、感光性樹脂13を除去した
い部分に対して露光マスク510の透光部分511を介
して紫外線が照射される。
【0108】次に工程(14)では、第2層間絶縁膜7
及び第1有機樹脂膜241aの表面側にアクリル樹脂等
の感光性樹脂241mを1μm〜2μmの厚さに塗布し
た後、感光性樹脂241mを、露光マスク520を介し
てUV光(紫外線)により露光する。
【0109】次に工程(15)では、露光された感光性
樹脂241mを現像することによって、コンタクトホー
ル8bが開孔された第2有機樹脂膜241bを形成す
る。続いてポストベークを行って、第2有機樹脂膜24
1bの膜質を高める。
【0110】このようなフォトリソグラフィ技術を利用
して、感光性樹脂からなる第2有機樹脂膜241bを形
成する際も、感光性樹脂としてはネガタイプおよびポジ
タイプのいずれを用いてもよいが、ここでは、感光性樹
脂としてポジタイプの場合を例示してあり、感光性樹脂
241mを除去したい部分に対して露光マスク520の
透光部分521を介して紫外線が照射される。
【0111】ここで、第2有機樹脂膜241bは、流動
性を有する樹脂材料から形成されるため、第2有機樹脂
膜241bは、第1有機樹脂膜241aの凹凸を適度に
打ち消す。このため、後に形成される反射電極242の
表面には、エッジのない、滑らかな形状の凹凸パターン
241Vが形成される。なお、第2有機樹脂膜241b
を形成せずに、第1有機樹脂膜241aのみから凹凸パ
ターン241Vを形成してもよい。
【0112】次に図15の工程(16)では、スパッタ
法などによって、大型基板10′の全面に、Al膜24
2mを500nm〜1000nm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557
を形成する。
【0113】次に工程(17)では、レジストマスク5
57を介してAl膜242mにエッチングを行い、所定
領域にAl膜からなる反射電極242を残す。その後、
レジストマスク557を剥離除去する。このようにして
形成した反射電極242の表面には、第1有機樹脂膜2
41aの凹凸によって段差500nm以上、さらには段
差800nm以上の凹凸パターンが形成され、かつ、こ
の凹凸パターンは、第2有機樹脂膜241aによって、
エッジのない、なだらかな形状になっている。
【0114】次に工程(18)では、反射電極242の
表面側に、画素電極243を形成するために、厚さが4
0nm〜200nmのITO膜をスパッタ法などで形成
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558を形成する。
【0115】次に工程(19)では、レジストマスク5
58を介してITO膜をパターニングして画素電極24
3を形成し、中継層6bに電気的に接続する。その後、
レジストマスク558を剥離除去する。このようにし
て、反射電極242を有する画素電極を形成する。
【0116】しかる後には、図3に示すように、画素電
極243の表面側にポリイミド膜(配向膜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
ドンなどの溶媒に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。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。
【0117】その結果、TFTアレイ基板10を多数取
りできる大型基板10′が完成する。
【0118】このようにして製造した大型基板10′に
ついては、同じく対向基板20を多数取りできる大型基
板とシール材52を介して貼り合わせて大型のパネル構
造体を形成し、しかる後に、大型パネル構造体を単品サ
イズに切断する。
【0119】以上の製造プロセスによって、前述した第
1実施形態の電気光学装置が製造される。
【0120】本製造プロセスでは特に、既に図6を参照
して説明したように、図15の工程(18)及び工程
(19)におけるITO膜243mをパターニングする
際に、画素電極243の輪郭は絶縁膜241の凹凸領域
よりも大きいので、ITO膜243mのパターニング
は、凹凸領域から外れた領域で行われる。このため、画
素電極243と反射電極242との間、画素電極243
と絶縁膜241との間、若しくは反射電極242と絶縁
膜241との間などにおける、凹凸界面の微細な隙間
に、ITO膜243mをパターニングするためのエッチ
ャントが進入することを阻止し得る。
【0121】加えて、図15の工程(18)及び工程
(19)では、画素電極243が反射電極242よりも
輪郭が大きくなるようにパターニングしている。従っ
て、画素電極243の形成時に、これらの二つの膜が同時
にアルカリ現像液等のエッチング液に露出することがな
い。このため、これら両者のアルカリ現像液等に対する
同時露出による電蝕の発生を未然に防げる。
【0122】(第1実施形態の全体構成)以上のように
構成された第1実施形態における電気光学装置の全体構
成を図16及び図17を参照して説明する。尚、図16
は、TFTアレイ基板10をその上に形成された各構成
要素と共に対向基板20の側から見た平面図であり、図
17は、図16のH−H'断面図である。
【0123】図16において、TFTアレイ基板10の
上には、シール材52がその縁に沿って設けられてお
り、その内側に並行して、例えば前述した遮光膜23と
同じ或いは異なる材料から成る画像表示領域10aの周
辺を規定する額縁としての遮光膜53が設けられてい
る。シール材52の外側の領域には、データ線6aに画
像信号を所定タイミングで供給することによりデータ線
6aを駆動するデータ線駆動回路101及び外部回路接
続端子102がTFTアレイ基板10の一辺に沿って設
けられており、走査線3aに走査信号を所定タイミング
で供給することにより走査線3aを駆動する走査線駆動
回路104が、この一辺に隣接する2辺に沿って設けら
れている。走査線3aに供給される走査信号遅延が問題
にならないのならば、走査線駆動回路104は片側だけ
でも良いことは言うまでもない。また、データ線駆動回
路101を画像表示領域10aの辺に沿って両側に配列
してもよい。更にTFTアレイ基板10の残る一辺に
は、画像表示領域10aの両側に設けられた走査線駆動
回路104間をつなぐための複数の配線105が設けら
れている。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との間で電気的に導通をとるための導通材106が
設けられている。そして、図17に示すように、図16
に示したシール材52とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板2
0が当該シール材52によりTFTアレイ基板10に固
着されている。
【0124】尚、TFTアレイ基板10上には、これら
のデータ線駆動回路101、走査線駆動回路104等に
加えて、複数のデータ線6aに画像信号を所定のタイミ
ングで印加するサンプリング回路、複数のデータ線6a
に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行
して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時
の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検
査回路等を形成してもよい。
【0125】(第2実施形態)次に、本発明の第2実施
形態に係る半透過反射型液晶装置について、図18及び
図19を参照して説明する。ここに図18は、第2実施
形態の構成を示す電気光学装置全体の断面図であり、図
19は、第2実施形態における画素電極の各種具体例を
示す平面図である。尚、図1から図17に示した第1実
施形態と同様の構成要素については同様の参照符号を付
し、その説明は適宜省略する。
【0126】図18において、第2実施形態の半透過反
射型液晶装置は、第1実施形態における反射型の画素電
極9aに代えて、半透過反射型の画素電極9a’を備え
るとともに、第1実施形態の構成に加えて、TFTアレ
イ基板10の液晶層50と反対側に、蛍光管119と、
蛍光管119からの光を偏光板107から液晶パネル内
に導くための導光板118とを備えている。また、TF
Tアレイ基板10は、ガラス基板、石英基板等の透明な基
板から構成されている。その他の構成については、第1
実施形態の場合と同様である。
【0127】特に、画素電極9a’は、図4及び図5に
示した第1実施形態の場合と同様に凹凸242Vを有す
る絶縁膜241を下地としているが、第1実施形態の場
合とは異なり、そのAl膜には光透過用の複数の孔又は
窓が開けられており、この孔又は窓内にも、ITO膜が
形成されている。
【0128】このような半透過反射型の画素電極9a’
の各種具体例について図19を参照して説明する。ここ
に図19(a)、(b)及び(c)は夫々、孔や窓等の
光透過用領域を有するAl膜242’上にITO膜24
3’が重ねられてなる画素電極9a’の拡大平面図であ
る。
【0129】図19(a)に示すように、Al膜24
2’の脇がくびれて光透過用の開口部とされており、こ
のくびれ部分にITO膜243’の一部が形成されるこ
とで、半透過反射型の画素電極9a’が構成されてもよ
い。
【0130】図19(b)に示すように、Al膜24
2’に多数の孔が光透過用に開けられて、この孔にIT
O膜243’の一部が形成されることで、半透過反射型
の画素電極が構成されてもよい。
【0131】図19(c)に示すように、Al膜24
2’の中央に比較的大きな窓が一つ光透過用に開けられ
て、この窓にITO膜243’の一部が形成されること
で、半透過反射型の画素電極9a’が構成されてもよ
い。
【0132】このようなAl膜242’における開口部
等は、レジストを用いたフォト工程/現像工程/剥離工
程で容易に作製することができる。開口部の平面形状
は、図示のほかにも、正方形でもよいし、或いは、多角
形、楕円形、不規則形でもよい。また、Al膜242’
をパターニングするときに同時に開口部等を開孔するこ
とも可能であり、このようにすれば製造工程数を増やさ
ず済む。尚、このような開口部等を設ける以外に、例え
ば、間隙を光が透過可能なように対向基板20に垂直な
方向から平面的に見て相互に分断された単一層のAl膜
242’としてもよい。尚、Al膜242’は、第1実
施形態における反射電極242と同じくCr膜、多層膜
等であってもよい。
【0133】再び図18において、蛍光管119と共に
バックライトを構成する導光板118は、裏面全体に散
乱用の粗面が形成された、或いは散乱用の印刷層が形成
されたアクリル樹脂板などの透明体であり、光源である
蛍光管119の光を端面にて受けて、図の上面からほぼ
均一な光を放出するようになっている。
【0134】尚、透過型表示時に点灯される光源として
は、小型の液晶装置用には、LED(Light Emitting D
iode)素子や、EL(Electro-Luminescence)素子等が
適しており、大型の液晶装置用には、導光板を介して側
方から光を導入する蛍光管119等が適している。TF
Tアレイ基板10と導光板118との間には、更に、偏
光板、位相差板、反射偏光子等を配置してもよい。
【0135】以上のように第2実施形態によれば、画素
電極9a’は、高反射率のAl膜242’を有するの
で、明所における反射型表示時には、対向基板20の側
から入射する光を反射可能である。他方、画素電極9
a’を構成するAl膜242’には光透過領域が設けら
れているので、暗所における透過型表示時には、蛍光管1
19から発せられ偏光板118で導かれるTFTアレイ
基板10側からの光源光を透過可能である。
【0136】以上図1から図19を参照して説明した各
実施形態では、データ線駆動回路101及び走査線駆動
回路104をTFTアレイ基板10の上に設ける代わり
に、例えばTAB(Tape Automated bonding)基板上に
実装された駆動用LSIに、TFTアレイ基板10の周
辺部に設けられた異方性導電フィルムを介して電気的及
び機械的に接続するようにしてもよい。また、対向基板
20における液晶層50と反対側や、TFTアレイ基板
10における液晶層50と反対側には、例えば、TN
(Twisted Nematic)モード、STN(Super Twisted N
ematic)モード、VA(Vertically Aligned)モード、
PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)モード等
の動作モードや、ノーマリーホワイトモード/ノーマリ
ー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、偏光板などが所定の方向で配置される。
【0137】加えて各実施形態において、画素電極9a
に対向する所定領域にRGBのカラーフィルタをその保
護膜と共に、対向基板20上に又はTFTアレイ基板1
0上に形成してもよい。また、各実施形態において、特
開平9−127497号公報、特公平3−52611号
公報、特開平3−125123号公報、特開平8−17
1101号公報等に開示されているように、TFTアレ
イ基板10上において画素スイッチング用TFT30に
対向する位置(即ち、TFTの下側)にも、例えば高融
点金属からなる遮光膜を設けてもよい。また、対向基板
20上に1画素1個対応するようにマイクロレンズを形
成してもよい。更にまた、対向基板20上に、何層もの
屈折率の相違する干渉層を堆積することで、光の干渉を
利用して、RGB色を作り出すダイクロイックフィルタ
を形成してもよい。このダイクロイックフィルタ付き対
向基板によれば、より明るいカラー電気光学装置が実現
できる。
【0138】更に、以上説明した各実施形態では、反射電
極或いは半透過反射電極は、画素スイッチング用TFT
と接続された画素電極として構成されているが、これに
限らず、TFDをスイッチング素子として用いてもよ
い。また、反射電極或いは半透過反射電極をストライプ
状の表示電極として構成することにより、パッシブマト
リクス駆動方式の反射型又は半透過反射型の電気光学装
置を構築することも可能である。この場合には、ストラ
イプ状に延びる反射電極或いは半透過反射電極におけ
る、その長手方向に垂直な断面構造が、図5或いは図8
から図10に示した如き構造となっていれば、ITO膜
のパターニングの際に、ITO膜とその下地となる絶縁
膜或いはAl膜との界面に、エッチャントが進入する事
態を、図4から図7を参照して説明したのと同様に効果
的に防止できる。
【0139】(第3実施形態)次に、本発明の第3実施
形態について、図20を参照して説明する。第3実施形
態は、上述した本発明の第1又は第2実施形態の反射型
又は半透過反射型液晶装置を適用した各種の電子機器か
らなる。
【0140】先ず、第1又は第2実施形態における液晶
装置を、例えば図20(a)に示すような携帯電話10
00の表示部1001に適用すれば、視差が殆ど無く高
精細のカラー表示を行う省エネルギ型の携帯電話を実現
できる。
【0141】また、図20(b)に示すような腕時計1
100の表示部1101に適用すれば、視差が殆ど無く
高精細のカラー表示を行う省エネルギ型の腕時計を実現
できる。
【0142】更に、図20(c)に示すようなパーソナ
ルコンピュータ(或いは、情報端末)1200におい
て、キーボード1202付きの本体1204に開閉自在
に取り付けられるカバー内に設けられる表示画面120
6に適用すれば、視差が殆ど無く高精細のカラー表示を
行う省エネルギ型のパーソナルコンピュータを実現でき
る。
【0143】以上図20に示した電子機器の他にも、液
晶テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデ
オテープレコーダ、カーナビゲーション装置、電子手
帳、電卓、ワードプロセッサ、エンジニアリング・ワー
クステーション(EWS)、テレビ電話、POS端末、
タッチパネルを備えた装置等などの電子機器にも、第1
又は第2実施形態の反射型又は半透過反射型液晶装置を
適用可能である。
【0144】本発明は、上述した各実施形態に限られる
ものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れ
る発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能
であり、そのような変更を伴なう電気光学装置及びその
製造方法並びに電子機器もまた本発明の技術的範囲に含
まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施形態の電気光学装置における画像表
示領域を構成するマトリクス状の複数の画素に設けられ
た各種素子、配線等の等価回路である。
【図2】 第1実施形態の電気光学装置におけるデータ
線、走査線、画素電極等が形成されたTFTアレイ基板
の相隣接する複数の画素群の平面図である。
【図3】 図2のA−A'断面図である。
【図4】 第1実施形態における画素電極を拡大して示
す部分拡大平面図である。
【図5】 図4のE−E’断面図である。
【図6】 第1実施形態の反射型液晶装置を構成するT
FTアレイ基板上に形成される画素電極の製造プロセス
を示す工程図である。
【図7】 比較例に係る図4のE−E’断面に対応する
部分における断面図である。
【図8】 第1実施形態の一変形形態に係る図4のE−
E’断面に対応する部分における断面図である。
【図9】 第1実施形態の他の変形形態に係る図4のE
−E’断面に対応する部分における断面図である。
【図10】 第1実施形態の更に他の変形形態に係る図
4のE−E’断面に対応する部分における断面図であ
る。
【図11】 第1実施形態に係る電気光学装置を構成す
るTFTアレイ基板の製造方法を示す工程図(その1)
である。
【図12】 第1実施形態に係る電気光学装置を構成す
るTFTアレイ基板の製造方法を示す工程図(その2)
である。
【図13】 第1実施形態に係る電気光学装置を構成す
るTFTアレイ基板の製造方法を示す工程図(その3)
である。
【図14】 第1実施形態に係る電気光学装置を構成す
るTFTアレイ基板の製造方法を示す工程図(その4)
である。
【図15】 第1実施形態に係る電気光学装置を構成す
るTFTアレイ基板の製造方法を示す工程図(その5)
である。
【図16】 第1実施形態の電気光学装置におけるTF
Tアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対
向基板の側から見た平面図である。
【図17】 図16のH−H'断面図である。
【図18】 本発明の第2実施形態に係る電気光学装置
におけるTFTアレイ基板の断面図である。
【図19】 第2実施形態における半透過反射型の画素
電極の各種具体例を示す拡大平面図である。
【図20】 本発明の第3実施形態である各種電子機器
の外観図である。
【符号の説明】
1a…半導体層 1a'…チャネル領域 1b…低濃度ソース領域 1c…低濃度ドレイン領域 1d…高濃度ソース領域 1e…高濃度ドレイン領域 1f…画素電位側容量電極 2…絶縁膜 3a…走査線 3b…容量線 4…第1層間絶縁膜 5…コンタクトホール 6a…データ線 6b…中継層 7…第2層間絶縁膜 8、8a、8b…コンタクトホール 9a…画素電極(反射型) 9a’…画素電極(半透過反射型) 10…TFTアレイ基板 12…下地絶縁膜 16…配向膜 20…対向基板 21…対向電極 22…配向膜 23…遮光膜 30…TFT 50…液晶層 70…蓄積容量 118…導光板 119…蛍光管 241…絶縁膜 241a…第1有機樹脂膜 241b…第2有機樹脂膜 241V…凹凸パターン 242…反射電極 243…画素電極 242’…Al膜 243’…ITO膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H092 GA17 HA04 JA24 JA46 JB57 JB58 KA04 KA05 KA12 KB25 MA05 MA13 MA30 MA48 PA10 PA11 QA07 QA10 QA15 5C094 AA02 AA43 BA03 CA19 DA14 DA15 DB01 DB04 EA04 EA05 EA06 EA07 ED11 ED15 FB12 FB14 FB15

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に、 画素毎に凹凸領域を有する絶縁膜と、 該絶縁膜上に画素毎に形成された反射又は半透過反射電
    極と、 該反射又は半透過反射電極上に画素毎に形成された透明
    導電性膜とを備えており、 前記透明導電性膜は、平面的に見て画素毎に前記凹凸領
    域よりも輪郭が大きいことを特徴とする電気光学装置。
  2. 【請求項2】 前記絶縁膜は、前記基板上で規則的又は
    不規則な複数の凸部若しくは複数の凹部が前記凹凸領域
    に形成されてなることを特徴とする請求項1に記載の電
    気光学装置。
  3. 【請求項3】 前記透明導電性膜は、平面的に見て画素
    毎に前記反射又は半透過反射電極よりも輪郭が大きいこ
    とを特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置。
  4. 【請求項4】 前記透明導電性膜は、ITO(Indium T
    in Oxide)膜からなり、前記反射又は半透過反射電極
    は、Al(Aluminum)膜からなることを特徴とする請求
    項3に記載の電気光学装置。
  5. 【請求項5】 前記半透過反射電極は、画素毎に光透過
    用の複数の孔又は窓が開けられており、 前記透明導電性膜は、前記半透過反射電極上に代えて又
    は加えて、前記孔又は窓内に形成されていることを特徴
    とする請求項1から4のいずれか一項に記載の電気光学
    装置。
  6. 【請求項6】 前記孔又は窓内に形成された透明導電性
    膜は、前記絶縁膜上に形成されて、その表面に凹凸があ
    ることを特徴とする請求項5に記載の電気光学装置。
  7. 【請求項7】 前記絶縁膜は、凹凸を有する第1有機樹
    脂膜と、該第1有機樹脂膜上に形成されており前記凹凸
    の段差を緩和する第2有機樹脂膜とを含んでなることを
    特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の電気
    光学装置。
  8. 【請求項8】 前記第1有機樹脂膜は、画素毎に前記凹
    凸領域内にのみ設けられており、第2有機樹脂膜は、前
    記画像表示領域の一面に形成されていることを特徴とす
    る請求項7に記載の電気光学装置。
  9. 【請求項9】 前記基板上に、前記透明導電性膜に接続
    された薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタに接続
    された走査線及びデータ線とを更に備えたことを特徴と
    する請求項1から8のいずれか一項に記載の電気光学装
    置。
  10. 【請求項10】 前記基板に対向配置された対向基板
    と、 前記基板と該対向基板との間に挟持された電気光学物質
    とを備えたことを特徴とする請求項1から9のいずれか
    一項に記載の電気光学装置。
  11. 【請求項11】 前記対向基板には、前記透明導電性膜
    と同一種類の膜からなる対向電極が形成されていること
    を特徴とする請求項10に記載の電気光学装置。
  12. 【請求項12】 基板上に、画素毎に凹凸領域を有する
    絶縁膜を形成する工程と、 該絶縁膜上に画素毎に反射又は半透過反射電極を形成す
    る工程と、 該反射又は半透過反射電極上に画素毎に透明導電性膜を
    形成する工程とを備えており、 前記透明導電性膜を形成する工程は、前記透明導電性膜
    を、平面的に見て画素毎に前記凹凸領域よりも輪郭が大
    きくなるようにエッチングによりパターニングする工程
    を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
  13. 【請求項13】 前記透明導電性膜を形成する工程は、
    前記エッチング前に透明導電性膜をスパッタリングで形
    成する工程を含むことを特徴とする請求項11に記載の
    電気光学装置の製造方法。
  14. 【請求項14】 前記反射又は半透過反射電極を形成す
    る工程は、前記反射又は半透過反射電極をAl膜から形
    成する工程を含み、 前記透明導電性膜を形成する工程は、前記透明導電性膜
    をITO(Indium TinOxide)膜から形成すると共に、
    前記透明導電性膜を平面的に見て画素毎に前記反射又は
    半透過反射電極よりも輪郭が大きくなるように前記エッ
    チングによりパターニングする工程を含むことを特徴と
    する請求項11又は12に記載の電気光学装置の製造方
    法。
  15. 【請求項15】 前記絶縁膜を形成する工程は、凹凸を
    有する第1有機樹脂膜を画素毎に前記凹凸領域に形成す
    る工程と、前記第1有機樹脂膜を形成後における前記画
    像表示領域の一面に、前記凹凸の段差を緩和する第2有
    機樹脂膜を形成する工程とを含むことを特徴とする請求
    項11から14のいずれか一項に記載の電気光学装置の
    製造方法。
  16. 【請求項16】 前記第1有機樹脂膜を形成する工程
    は、前記第1有機樹脂膜の材料膜を形成する工程と、該材
    料膜を画素毎に前記凹凸領域にのみ残すと共に前記凹凸
    を有するようにエッチングする工程とを含むことを特徴
    とする請求項15に記載の電気光学装置の製造方法。
  17. 【請求項17】 請求項1から11のいずれか一項に記
    載の電気光学装置を具備してなることを特徴とする電子
    機器。
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