JP2003098538A - 電気光学装置及びその製造方法 - Google Patents

電気光学装置及びその製造方法

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JP2003098538A JP2001287399A JP2001287399A JP2003098538A JP 2003098538 A JP2003098538 A JP 2003098538A JP 2001287399 A JP2001287399 A JP 2001287399A JP 2001287399 A JP2001287399 A JP 2001287399A JP 2003098538 A JP2003098538 A JP 2003098538A
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Toshiaki Yoshida
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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、液晶にかかる実効電圧が高く、高コント
ラスト表示が可能で、かつ反射電極の変質が防止された
電気光学装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 液晶50を封入、保持して対向配置され
た一対の基板10、20と、一対の基板10、20のう
ちの一方の基板10の液晶50側に形成され、一対の基
板10、20のうちの他方の基板20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
の開口部14をその所定箇所に有する反射板8とを備え
た電気光学装置であって、反射板8の上に透明電極9が
形成され、この透明電極9が、電位供給線6b又は半導
体層1と電気的に接続されてなることを特徴とする電気
光学装置100。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気光学装置及び
その製造方法に関する。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、液晶にか
かる実効電圧が高く、高コントラスト表示が可能で、か
つ反射電極及び反射板の変質が防止された電気光学装置
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
ュータ等の各種電気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
るための反射板が形成されており、対向基板側から入射
した光をTFTアレイ基板の反射板で反射し、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、反射板には光を透過する開口部が形成さ
れ、この開口部を覆うように、反射板の下層側に透明電
極が形成され、バックライトからの光のうち開口部を透
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TF
Tアレイ基板120は、例えば、図15に示すように、
基板101上に、シリコン酸化膜(SiO膜)等の下
地保護膜102、薄膜トランジスタ(TFT)103等
からなるスイッチング素子、ゲート絶縁膜103a、ソ
ース線104、層間絶縁膜105、シリコン窒化膜等の
保護膜105a(この保護膜105aは形成しない場合
がある)、後述する透明電極108の下層に反射用の凹
凸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106及び凹凸層107、
ITO(Indium Tin Oxide)膜からな
る透明電極108、並びにアルミニウムや銀、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板109等
を積層して形成されている。ここで、ソース線104と
透明電極108とは、凹凸層107に形成されたコンタ
クト孔110によって電気的に接続されている。一方、
対向基板130には、基板131上に、ITO(Ind
ium Tin Oxide)膜からなる透明電極13
2が形成されている。また、TFTアレイ基板120及
び対向基板130のそれぞれ液晶50に対向する側に配
向膜111、133がそれぞれ形成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の液晶表示装置においては、液晶50にかかる
電圧は、透明電極132と、透明電極108を介した反
射板109との間に印加されるため、反射板109部分
で電圧降下が生じ、実効電圧が低下し、表示におけるコ
ントラストが低下するという問題があった。また、反射
板109が、液晶に対向する側で剥き出しの状態に曝さ
れるため、反射板109を構成する金属膜が変質し易い
という問題もあった。
【0006】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
のであって、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、液晶にかかる実効電圧が高く、高コン
トラスト表示が可能で、かつ反射電極の変質が防止され
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。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の電気光学装置は、電気光学物質を封入、
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前記電気光学物質側に形成され、
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
開口部をその所定箇所に有する反射板とを備えた電気光
学装置であって、前記反射板の上に透明電極が形成さ
れ、この透明電極が、電位供給線又は半導体層と電気的
に接続されてなることを特徴とする。
【0008】このように構成することによって、液晶に
かかる実効電圧を高めて、高コントラスト表示を可能に
するとともに、反射板の変質を防止することができる。
【0009】また、本発明の電気光学装置は、電気光学
物質を封入、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前記電気光学物質側
に形成され、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
する一以上の開口部をその所定箇所に貫通して有する反
射板とを備えた電気光学装置であって、前記反射板の上
に形成された透明電極をさらに備えるとともに、前記反
射板が、電位供給線又は半導体層と電気的に接続されて
なる反射電極であることを特徴とするものであってもよ
い。
【0010】このように構成することによって、反射板
の変質を防止することができる。
【0011】この場合、前記反射板としては、アルミニ
ウム、銀、アルミニウム及び銀の少なくともいずれかを
含む合金、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。また、前記透明電極としては、ITO
(Indium Tin Oxide)膜から構成され
たものであることが好ましい。
【0012】このように構成することによって、光反射
効率を高めることができる。
【0013】また、前記透明電極としては、ITO(I
ndium Tin Oxide)膜から構成されたも
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、透過モ
ードにおける表示のコントラストを高めることができ
る。
【0015】また、前記透明電極の形成領域は、前記反
射板の形成領域よりも広いことが好ましい。
【0016】このように構成することによって、反射板
の変質を防止することができる。
【0017】また、前記反射板及び前記透明電極の下層
に形成された、表面に凹凸を有する凹凸層をさらに備
え、前記反射板が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有する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、反射特
性を向上させることができる。
【0019】本発明の電気光学装置の製造方法は、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、反射板を形
成する工程と、前記反射板の所定箇所に、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開口部を形成
する工程と、前記反射板の上に、透明電極を、前記反射
板の前記開口部に対応した領域を覆うように形成する工
程と、前記透明電極を、電位供給線又は半導体層と電気
的に接続する工程とを含むことを特徴とする。
【0020】このように構成することによって、液晶に
かかる実効電圧が高く、高コントラスト表示が可能であ
るとともに、反射板の変質が防止された電気光学装置を
効率よく低コストで製造することができる。
【0021】本発明の電気光学装置の製造方法は、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、反射板を形
成する工程と、前記反射板の所定箇所に、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開口部を形成
する工程と、前記反射板を、電位供給線又は半導体層と
電気的に接続し、反射電極とする工程と、該反射電極の
上に、透明電極を、前記反射電極の前記開口部に対応し
た領域を覆うように形成する工程とを含むことを特徴と
するものであってもよい。
【0022】このように構成することによって、反射電
極の変質が防止された電気光学装置を効率よく低コスト
で製造することができる。
【0023】この場合、前記反射電極として、アルミニ
ウム、銀、アルミニウム及び銀の少なくともいずれかを
含む合金、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を用いることが好ましい。
【0024】このように構成することによって、光反射
効率を高めた電気光学装置を効率よく低コストで製造す
ることができる。
【0025】また、前記透明電極として、ITO(In
dium Tin Oxide)膜を用いることが好ま
しい。
【0026】このように構成することによって、透過モ
ードにおける表示のコントラストを高めた電気光学装置
を効率よく低コストで製造することができる。
【0027】また、前記透明電極を形成する工程におい
て、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。
【0028】このように構成することによって、反射電
極の変質を防止した電気光学装置を効率よく低コストで
製造することができる。
【0029】また、前記反射電極を形成する工程の前
に、前記一方の基板の上に、表面に凹凸を有する凹凸層
を形成する工程をさらに含むことが好ましい。
【0030】このように構成することによって、反射特
性を向上させた電気光学装置を効率よく低コストで製造
することができる。
【0031】
【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。
【0032】(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。
【0033】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5
2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5
2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1
0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2
05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。
【0034】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T
FT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においては、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。
【0035】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、TF
T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。
【0036】このような構造を有する電気光学装置10
0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、S
2、・・・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8及び透明電極9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8及び透明電極9
を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画素信号S
1、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。
【0037】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。
【0038】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、透明電極(画素
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、透明電極9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。
【0039】(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。
【0040】図4において、TFTアレイ基板上には、
アルミニウム、もしくはその合金、又はそのチタン、窒
化チタン、モリブデン、タンタル等との積層膜から構成
された反射板8がマトリクス状に形成されており、これ
ら各反射板8の上に透明電極9が形成されている。透明
電極9は、画素スイッチング用のTFT30のドレイン
電極6bと電気的に接続している。また、反射板8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TF
T30における半導体膜1の濃度ソース領域1aに電気
的に接続し、透明電極9は、TFT3における半導体膜
1の高濃度ドレイン領域1dに電気的に接続している。
【0041】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、反射板8が形成されている領
域のうち、開口部14が形成された領域は、透明電極9
によって開口部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、反射板8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。
【0042】図5に示すように、図4における反射領域
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300nm〜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1
1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
側には低濃度領域1b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。図中1cは高濃度
領域を示している。
【0043】画素スイッチング用のTFT30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が形成されている。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。
【0044】第1層間絶縁膜4の上層には、シリコン窒
化膜もしくはシリコン酸化膜の単膜又はシリコン窒化膜
及びシリコン酸化膜の二つの膜等からなるからなる厚さ
が100nm〜800nmの第2層間絶縁膜(表面保護
膜)5が形成されている(この第2層間絶縁膜(表面保
護膜)5は形成しなくてもよい)。この第2層間絶縁膜
(表面保護膜)5の上層に、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、透過用の開口部14を有する
アルミニウム膜等からなる反射板8が形成されている。
反射板8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8gが形成されている。
【0045】反射板8の上には、ITO膜を約50〜2
00nmの厚さで積層した透明電極9が形成され、この
透明電極9は、コンタクト孔15を介してドレイン電極
6bに電気的に接続している。
【0046】透明電極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、ラビング処理が施されている。
【0047】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が構成されている。
【0048】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。
【0049】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。
【0050】図4〜図5において、TFTアレイ基板1
0では、各画素100aの反射領域には、反射板8の表
面のうち、TFT30の形成領域及び開口部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8gが形成されている。
【0051】このような凹凸パターン8g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、
反射板8の下層側のうち、反射板8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。
【0052】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、反射板8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8gが形成され、この凹凸パターン8g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。
【0053】(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に形成されている透
明電極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が封入、保持されている。
【0054】(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
ミニウム膜等からなる反射電極8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)。
【0055】また、電気光学装置100においては、図
4において開口部14を避けるように反射電極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、T
FTアレイ基板10の側に入射した後、各画素100a
(図3参照)において反射板8が形成されている領域の
うち、反射電極8が形成されていない透過領域(透明電
極9によって覆われた開口部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)。
【0056】また、本実施の形態では、反射板8の下層
側のうち、反射板8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、
反射板8の表面に光散乱用の凹凸パターン8gを形成し
ている。また、凹凸パターン8g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。
【0057】また、反射板8が透明電極9によってその
表面を被覆されるため、反射板8の変質を防止すること
ができる。
【0058】なお、本実施の形態においては、透明電極
と、電位供給線(ソース線)とを電気的に接続した場合
を示しているが、透明電極と、半導体層とを電気的に接
続したものであってもよい。
【0059】図6は、本発明の電気光学装置の他の実施
の形態である液晶表示装置を模式的に示す断面図であ
る。図6に示す液晶表示装置が図5に示す液晶表示装置
と異なる点は、透明電極9に代えて、反射電極8’によ
って、ドレイン電極6bと電気的に接続していることで
ある。この場合も、反射電極8’は透明電極9によって
その表面を被覆されるため、反射電極8’の変質を防止
することができる。
【0060】なお、この実施の形態においても、反射電
極と、電位供給線(ソース線)とを電気的に接続した場
合を示しているが、反射電極と、半導体層とを電気的に
接続したものであってもよい。
【0061】[TFTの製造方法]このような構成のT
FT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。
【0062】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。
【0063】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〜500n
m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
)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。
【0064】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。
【0065】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)、及び蓄積容量部を
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。
【0066】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50n
m〜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。
【0067】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)。
【0068】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。
【0069】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。
【0070】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0.1×1013/cm
約10×1013/cm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領域1b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。
【0071】次に、図8(A)に示すように、画素TF
T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0.1×1015/cm〜約10×1
15/cm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。
【0072】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。
【0073】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
0.1×1015/cm〜約10×1015/cm
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。
【0074】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
cm〜約10×1013/cm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/cm〜約10×1015/cm
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:Complimentary MOS
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。
【0075】次に、図8(B)に示すように、走査線3
aの表面側にCVD法等により、シリコン酸化膜等から
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、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。
【0076】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。
【0077】次に、レジストマスク554を介して第1
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、第1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。
【0078】次に、図8(D)に示すように、第1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。
【0079】次に、図9(A)に示すように、所定のレ
ジストマスクを介して導電膜6にドライエッチングを行
い、データ線6a、及びドレイン電極6bを形成する。
【0080】次に、図9(B)に示すように、第1層間
絶縁膜4の上層に、シリコン窒化膜もしくはシリコン酸
化膜の単膜又はシリコン窒化膜及びシリコン酸化膜の二
つの膜等からなるからなる厚さが100nm〜300n
m程度の厚さの第2層間絶縁膜(表面保護膜)5をプラ
ズマCVD法によって成膜することによって形成する
(この第2層間絶縁膜5は形成しなくてもよい)。
【0081】次に、図10(A)、(B)に示すよう
に、第2層間絶縁膜(表面保護膜)5の表面に、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8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。
【0082】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。
【0083】次に、図10(C)に示すように、第2層
間絶縁膜(表面保護膜)5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。
【0084】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、第2層間絶縁膜(表面保
護膜)5の表面に達するまで貫通、開口させた(この部
分が最終的にコンタクト孔15を形成することになる)
厚さが1μm〜2μmの凹凸層7を形成する。
【0085】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。
【0086】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。
【0087】次に、図11(A)に示すように、凹凸層
7をマスクとして第2層間絶縁膜(表面保護膜)5をド
ライエッチング技術を用いて除去してコンタクト孔15
を形成し、後述する透明電極9とドレイン電極6bとが
電気的に接続できるようにする。
【0088】次に、図11(B)に示すように、スパッ
タリング法等によって、50nm〜200nmの厚さ
の、前述のアルミニウム膜等のような反射性を備えた金
属膜8aを形成する。
【0089】次に、図11(C)に示すように、微細加
工法を用いて開口部14部分と隣接する画素との間を選
択的に除去して、開口部14を有する反射板8を形成す
る。
【0090】次に、図11(D)に示すように、スパッ
タリング法等によって、ITO膜9aを約50〜200
nmの厚さで成膜する。
【0091】次に、図11(E)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9を形成する。この場合、反射板8
の形成領域よりも広く形成することが好ましい。このよ
うにして、透明電極9とドレイン電極6bとが電気的に
接続される。このようにして形成した反射板8及び透明
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8gが形成され、かつ、この凹凸パタ
ーン8g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。
【0092】その後、透明電極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。
【0093】以上のようにして、TFTアレイ基板10
が完成する。
【0094】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。
【0095】[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。
【0096】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。
【0097】図12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。
【0098】表示情報出力源70は、ROM(Read
Only Memory)、RAM(Random
Access Memory)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。
【0099】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。
【0100】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。
【0101】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。
【0102】
【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、液晶にかかる実効電圧が高く、高コントラスト
表示が可能で、かつ反射電極の変質が防止された電気光
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他の実施の形態にお
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…低濃度領域 1c…高濃度領域 1d…高濃度ドレイン領域 1f…高濃度ドレイン領域からの延設部分 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…反射板 8’…反射電極 8a…金属膜 9…透明電極 9a…ITO膜 8g…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…開口部 15…コンタクト孔 20…対向基板 20’…基板 21…対向電極 22…配向膜 23…遮光膜 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 100…電気光学装置 100a…画素 101…基板 102…下地保護膜 103…薄膜トランジスタ(TFT) 103a…ゲート絶縁膜 104…ソース線 105…層間絶縁膜 105a…保護膜 106…凹凸形成層 107…凹凸層 108…透明電極 109…反射板 109’…反射電極 110…コンタクト孔 111…配向膜 120…TFTアレイ基板 130…対向基板 131…基板 132…透明電極 133…配向膜 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
───────────────────────────────────────────────────── 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 9/30 330 G09F 9/30 330Z 349 349D 9/35 9/35 Fターム(参考) 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA14Y FB08 FC10 FC14 FC26 GA03 GA06 GA13 HA06 HA07 HA10 LA12 LA16 2H092 GA13 GA17 GA21 GA25 GA26 HA04 HA05 HA06 JA46 KA18 KB04 KB25 MA05 MA14 MA15 MA19 MA27 NA27 NA29 PA10 PA11 PA12 5C094 AA10 AA43 AA44 BA03 BA43 CA19 EA04 EA05 EA06 EA07 EB02 EB04 ED11 FA04 HA08 5G435 AA03 AA17 AA18 BB12 BB15 BB16 CC09 KK05 KK09 KK10 LL07 LL08

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気光学物質を封入、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
    板の前記電気光学物質側に形成され、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開口部をその所定
    箇所に有する反射板とを備えた電気光学装置であって、 前記反射板の上に透明電極が形成され、この透明電極
    が、電位供給線又は半導体層と電気的に接続されてなる
    ことを特徴とする電気光学装置。
  2. 【請求項2】 電気光学物質を封入、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
    板の前記電気光学物質側に形成され、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開口部をその所定
    箇所に貫通して有する反射電極とを備えた電気光学装置
    であって、 前記反射電極の上に形成された透明電極をさらに備える
    とともに、前記反射電極が、電位供給線又は半導体層と
    電気的に接続されてなることを特徴とする電気光学装
    置。
  3. 【請求項3】 前記反射電極及び反射板が、アルミニウ
    ム、銀、アルミニウム及び銀の少なくともいずれかを含
    む合金、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】 前記透明電極が、ITO(Indium
    Tin Oxide)膜から構成された請求項1〜3
    のいずれかに記載の電気光学装置。
  5. 【請求項5】 前記透明電極の形成領域が、前記反射電
    極及び反射板の形成領域よりも広い請求項1〜4のいず
    れかに記載の電気光学装置。
  6. 【請求項6】 前記反射電極ないしは反射板及び前記透
    明電極の下層に形成された、表面に凹凸を有する凹凸層
    をさらに備え、前記反射電極が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有する請求項1
    〜5のいずれかに記載の電気光学装置。
  7. 【請求項7】 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、反射板を形成する工程と、 前記反射板の所定箇所に、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開口部を形成する工程と、 前記反射板の上に、透明電極を、前記反射板の前記開口
    部に対応した領域を覆うように形成する工程と、 前記透明電極を、電位供給線又は半導体層と電気的に接
    続する工程とを含むことを特徴とする電気光学装置の製
    造方法。
  8. 【請求項8】 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、反射電極を形成する工程と、 前記反射電極の所定箇所に、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開口部を形成する工程と、 前記反射電極を、電位供給線又は半導体層と電気的に接
    続する工程と、 前記反射電極の上に、透明電極を、前記反射電極の前記
    開口部に対応した領域を覆うように形成する工程とを含
    むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
  9. 【請求項9】 前記反射電極及び反射板として、アルミ
    ニウム、銀、アルミニウム及び銀の少なくともいずれか
    を含む合金、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を用いる請求項7又は8に
    記載の電気光学装置の製造方法。
  10. 【請求項10】 前記透明電極として、ITO(Ind
    ium Tin Oxide)膜を用いる請求項7〜9
    のいずれかに記載の電気光学装置の製造方法。
  11. 【請求項11】 前記透明電極を形成する工程におい
    て、前記透明電極の形成領域を、前記反射電極及び反射
    板の形成領域よりも広く形成する請求項7〜10のいず
    れかに記載の電気光学装置の製造方法。
  12. 【請求項12】 前記反射電極及び反射板を形成する工
    程の前に、前記一方の基板の上に、表面に凹凸を有する
    凹凸層を形成する工程をさらに含む請求項7〜11のい
    ずれかに記載の電気光学装置の製造方法。
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