JP2005062625A - 光反射性基板の製造方法、電気光学装置用基板の製造方法、電気光学装置用基板、電気光学装置、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 光反射層の表面に所望の光散乱用の凹凸パターンを形成可能な光反射性基板の製造方法、電気光学装置用基板の製造方法、それを用いた電気光学装置用基板、反射型あるいは半透過反射型電気光学装置、および電子機器を提供すること。
【解決手段】 基板１１１上に形成された感光性樹脂１０１を露光マスク１０２を用いてプロキシミティ露光した後、現像して凹凸形成層１１９を形成し、しかる後に光反射層１１２を形成する。その際、露光マスク１０２のマスクパターン、およびプロキシミティギャップＧを含めた露光条件と、感光性樹脂１０１に対する露光量分布との関係のシミュレーション結果に基づいて、露光条件と凹凸形成層１１９あるいは光反射層１１２の表面形状との関係を予めシミュレーションしておき、そのシミュレーション結果に基づいて、露光条件を決定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、表面に光散乱用の凹凸が形成された光反射性基板の製造方法、電気光学装置用基板の製造方法、それを用いた電気光学装置用基板、反射型あるいは半透過反射型の電気光学装置、および電子機器に関するものである。

代表的な電気光学装置の一つである液晶装置は、薄型、軽量、低消費電力という特長を有していることから、携帯電話機、モバイルコンピュータなどといった電子機器の表示装置として広く用いられている。

この種の電気光学装置では、外光を利用した反射モードでの表示を行えるように、電気光学物質としての液晶を保持する一対の基板のうちの一方の基板が、光反射層が形成された光反射性基板として構成されている。

但し、光反射性基板において、光反射層で反射された光の方向性が強いと、画像をみる角度で明るさが異なるなどの視野角依存性が顕著に出てしまう。また、観察者が外光の反射により幻惑されたり、背景の写り込みなどにより表示画面の視認性が悪化するといった問題点もある。

このような問題点を解消するために、従来、液晶装置では、感光性樹脂を基板上に塗布した後、露光、現像して、凹凸を備えた感光性樹脂からなる凹凸形成層を形成し、この凹凸形成層の表面側に光反射層を形成することにより、光反射層の表面に光散乱用の凹凸を付すことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−９８９５５号公報

しかしながら、従来は、光反射層に形成される凹凸パターンが容易に予測できないため、反射モードでの表示光量の確保と、外光の反射による不具合の解消の双方を解決することができないという問題点がある。すなわち、光反射層の表面において、凹凸が急峻すぎると、反射光の散乱角が大きくなるために鏡面反射率が低下しすぎ、画像が暗くなってしまう。逆に、凹凸がなだらか過ぎると、散乱角が小さくなるために、鏡面反射率が高くなり、画像は明るくなるが、光反射層の表面が鏡面に近くなる分、照明による幻惑や背景の写り込みが顕著になるという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、光反射層の表面に所望の光散乱用の凹凸パターンを形成可能な光反射性基板の製造方法、電気光学装置用基板の製造方法、それを用いた電気光学装置用基板、反射型あるいは半透過反射型の電気光学装置、および電子機器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、少なくとも、基板上に形成された感光性樹脂を所定のマスクパターンを備えた露光マスクを用いてプロキシミティ露光する露光工程と、露光後の前記感光性樹脂を現像する現像工程と、現像後の前記感光性樹脂を用いた凹凸形成層の表面側に光反射層を形成する光反射層形成工程とを行い、前記凹凸形成層によって前記光反射層の表面に光散乱用の凹凸パターンが付された光反射性基板の製造方法であって、前記露光マスクのマスクパターン、および前記露光マスクと前記感光性樹脂との間のプロキシミティギャップを含めた露光条件と、前記感光性樹脂に対する露光量分布との関係のシミュレーション結果に基づいて、前記露光条件と前記凹凸形成層あるいは前記光反射層の表面形状との関係を予めシミュレーションしておき、前記露光工程では、前記露光条件と前記凹凸形成層あるいは前記光反射層の表面形状との関係に基づいて、所望の表面形状を備えた前記凹凸形成層あるいは前記光反射層を形成するための露光条件を決定することを特徴とする。

本発明の別の形態では、少なくとも、基板上に形成された感光性樹脂を所定のマスクパターンを備えた露光マスクを用いてプロキシミティ露光する露光工程と、露光後の前記感光性樹脂を現像する現像工程と、現像後の前記感光性樹脂を用いた凹凸形成層の表面側に光反射層を形成する光反射層形成工程とを行い、前記凹凸形成層によって前記光反射層の表面に光散乱用の凹凸パターンが付された光反射性基板の製造方法であって、前記露光マスクのマスクパターン、および前記露光マスクと前記感光性樹脂との間のプロキシミティギャップを含めた露光条件と、前記感光性樹脂に対する露光量分布との関係のシミュレーション結果に基づいて、前記露光条件と前記露光条件と前記凹凸形成層あるいは前記光反射層の表面形状との関係、および前記光反射層での反射特性との関係を予めシミュレーションしておき、前記露光工程では、前記露光条件と前記光反射層での反射特性との関係に基づいて、所望の反射特性を備えた前記光反射層を形成するための露光条件を決定することを特徴とする。

本発明において、前記露光条件と前記露光量分布との関係のシミュレーションは、例えば、前記基板表面を分割した所定面積の有限領域に対して行い、その結果を前記基板全体に適用する。

本発明においては、前記現像工程の後、前記感光性樹脂に対して加熱処理を行って前記凹凸形成層を形成することがある。すなわち、現像した感光性樹脂に対してさらに加熱処理を行って前記凹凸形成層を形成する感光性樹脂を溶融させて表面をエッジのない、なだらかな表面形状にして、光反射層の表面に形成される光散乱用の凹凸の表面をエッジのない、なだらかな形状とすることが好ましい。

本発明において、前記露光マスクには、同一のマスクパターンが所定周期でマトリクス状に形成されている構成、および同一のマスクパターンがランダムに向きを変えてマトリクス状に形成されている構成を採用することができる。このような構成のうち、後者の構成を採用すれば、光反射膜表面で平坦部分が並ぶことを防止することができるので、平坦部分からの反射光同士が干渉することができる。

本発明において、前記光反射層形成工程では、前記光反射膜に対して光透過窓を形成しておくことが好ましい。このような光透過窓は、例えば、液晶装置において、バックライトを利用した透過モードでの表示を可能とする。

本発明を適用した光反射性基板は、電気光学装置において電気光学物質を保持するための電気光学装置用基板であり、このような電気光学装置用基板は、例えば、電気光学装置用基板に対向配置された別の基板との間に電気光学物質としての液晶を保持して、電気光学装置としての液晶装置を構成するのに用いられる。

本発明を適用した電気光学装置は、携帯電話機、モバイルコンピュータなどの電子機器において表示部として用いることができる。

本発明では、露光マスクのマスクパターン、および露光マスクと感光性樹脂との間のプロキシミティギャップを含めた露光条件と、感光性樹脂に対する露光量分布との関係のシミュレーション結果に基づいて、露光条件と凹凸形成層あるいは光反射層の表面形状との関係、あるいは露光条件と光反射層での反射特性との関係を予めシミュレーションしておき、そのシミュレーション結果に基づいて、露光マスクのマスクパターンやプロキシミティギャップなどの露光条件を決定する。このため、光反射層表面に所望の光散乱用の凹凸パターンを形成できるので、反射モードでの表示光量の確保と、外光の反射による不具合の解消の双方を達成できる。すなわち、凹凸が急峻すぎることに起因して反射光の散乱角が大きくなりすぎて画像が暗くなってしまうことがなく、凹凸がなだらか過ぎることに起因して鏡面反射率が高くなりすぎて背景の映り込みが発生するということもない。

以下に、本発明を適用した光反射性基板の製造方法、電気光学装置、それに用いる電気光学装置用基板の製造方法、および電子機器を順次、詳細に説明する。

［光反射性基板の製造方法１］
図１〜図６を参照して、本発明を適用した光反射性基板の製造方法を説明する。図１（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明を適用した光反射性基板の製造方法の一例を示す工程断面図である。図２は、図１（Ｂ）に示す露光工程で用いた露光マスクの説明図である。図３（Ａ）、（Ｂ）は、プロキシミティ露光における露光条件と感光性樹脂への露光状態との関係を示す説明図である。図４は、本発明において、露光マスクのマスクパターンおよびプロキシミティギャップを含めた露光条件と、感光性樹脂に対する露光量の平面的な分布との関係をシミュレーションする方法の説明図である。図５は、本発明において、および露光マスクのマスクパターンおよびプロキシミティギャップを含めた露光条件と、感光性樹脂に対する露光量の深さ方向における分布との関係をシミュレーションする方法の説明図である。図６は、本発明において、プロキシミティ露光における露光条件と、光反射膜での反射特性との関係のシミュレーション結果を示すグラフである。

本形態において、光反射性基板を製造するには、まず、図１（Ａ）に示すように、基板１１１の表面上に、アクリル樹脂などからなる感光性樹脂１０１をスピンコート法などにより塗布する。

次に、図１（Ｂ）に示すように、露光マスク１０２を用いて感光性樹脂１０１を露光する。本形態では、光源として超高圧水銀ランプを用いており、このランプの光は主に３種の波長（３６５ｎｍのｉ線、４０５ｎｍのｈ線、４３６ｎｍのｇ線）で構成されている。本形態では、感光性樹脂１０１の感度分布としては波長３６５ｎｍのｉ線に対する感度が最も高いため、この露光工程では、感光性樹脂１０１は実質的にｉ線（波長３６５ｎｍ）によって露光される。

また、本形態では、露光工程では、プロキシミティ露光を行うので、露光マスク１０２と感光性樹脂１０１とは、プロキシミティギャップＧだけ離間している。

露光マスク１０２は、ガラス等の透明基板１０２Ａの表面にＣｒ等の薄膜などで構成される遮光部１０２Ｂを形成したものであり、遮光部１０２Ｂが形成されていない領域が透光部１０２Ｃである。露光マスク１０２のマスクパターンは、感光性樹脂１０１がネガタイプかポジタイプかによって、遮光部１０２Ｂと透光部１０２Ｃとが反転する。感光性樹脂１０１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、本形態では、感光性樹脂１０１としてポジタイプの場合を例示してあり、感光性樹脂１０１を除去したい部分に対して透光部１０２Ｃから光を照射する。

従って、本形態では、感光性樹脂１０１を分散した状態に残したいので、図２に示すように、露光マスク１０２は、遮光部１０２Ｃがランダムに分散配置されたマスクパターンを備えている。

ここで、光反射性基板は、一般に、それを多数取りできる大型の基板の状態で凹凸形成層や光反射膜を形成した後、それを単品サイズに切断して製造される。それ故、図２に示すように、露光マスク１０２には、遮光部１０２Ｂおよび透光部１０２Ｃからなるマスクパターンがマトリクス状に配置されている。

このようにして、マスクパターンをマトリクス状に配置するにあたって、同一のマスクパターンを所定周期でマトリクス状に配置してもよいが、同一のマスクパターンがランダムに向きを変えてマトリクス状に形成されている構成を採用してもよい。このような構成のうち、後者の構成を採用すれば、光反射膜表面で平坦部分が並ぶことを防止することができるので、平坦部分からの反射光同士が干渉することができる。

このように、本形態では、プロキシミティ露光を採用したので、遮光部１０２Ｂの大きさ、形状や間隔Ｄ、およびプロキシミティギャップＧを含めた露光条件を調節することにより、感光性樹脂１０１の表面に沿った露光強度分布が滑らかに増減変化する。

その際、例えば、図３（Ａ）に示すように、遮光部１０２Ｂの間隔Ｄを広く、かつ、プロキシミティギャップＧを広く設定すれば、図３（Ｂ）に示すように、遮光部１０２Ｂの間隔Ｄを狭く、かつ、プロキシミティギャップＧを狭く設定した場合と比較して、感光性樹脂１０１において遮光部１０２と平面的に重なる領域にまで光が大きく回り込む。

このようにして露光工程を行った後は、現像工程において、感光性樹脂１０１を所定の現像液により現像することにより、図１（Ｃ）に示すように、露光マスク１０２の透光部１０２Ｃに対応する領域と、遮光部１０２Ｂに対応する領域との間に凹凸状の段差を形成する。すなわち、露光強度分布に応じた量の感光性樹脂１０１が表面から除去されるので、表面が比較的なだらかな凹凸１１９Ａを有する凹凸形成層１１９を得る。

次に、凹凸形成層１１９の表面上にアルミニウム、銀、銀合金（ＡＰＣ合金など）、クロムなどの金属からなる光反射性の薄膜を形成した後、パターニングし、光反射層１１２とする。ここで、光反射層１１２は、その下地である凹凸形成層１１９が表面に凹凸１１９Ａを備えているので、その凹凸１１９Ａを反映した凹凸パターン１１２Ａを備えた反射面（表面形状）を備えている。

以上の工程により、光反射層１１２が表面に光散乱用の凹凸パターン１１２Ａを備えた光反射性基板１００を製造することができる。

なお、光反射層１１２に光透過窓を形成する場合には、光反射層１１２を形成する際、フォトリソグラフィ技術を用いて光反射層１１２を選択的にエッチングして光反射層１１２に開口を形成すればよい。また、光反射層１１２の光透過窓から凹凸形成層１１９にエッチングを行って、光透過窓と平面的に重なる領域から凹凸形成層１１２を除去してもよい。

また、現像工程の後、感光性樹脂に対して加熱処理を行って凹凸形成層１１９を形成してもよい。すなわち、現像した感光性樹脂に対してさらに加熱処理を行って感光性樹脂を溶融させて表面をエッジのない、なだらかな表面形状に整形した凹凸形成層１１９を形成することにより、光反射層１１２の表面に形成される光散乱用の凹凸パターン１１２Ａの表面をエッジのない、よりなだらかな形状としてもよい。

（露光条件の最適化のための構成）
このようにして光反射性基板１００を製造するにあたって、本形態では、露光マスクのマスクパターン（遮光部１０２Ｂおよび透光部１０２Ｃの形状、大きさ、分布）、および露光マスク１０２と感光性樹脂１０１との間のプロキシミティギャップＧを含めた露光条件と、感光性樹脂１０９に対する露光量分布との関係をシミュレーションしておき、そのシミュレーション結果に基づいて、露光条件と、凹凸形成層１１９の表面形状との関係を予めシミュレーションしておく。そして、露光工程では、露光条件と凹凸形成層１１９の表面形状との関係のシミュレーション結果に基づいて、所望の表面形状を備えた凹凸形成層１１９を形成するための露光条件を決定する。

また別の形態では、露光条件と、感光性樹脂１０９に対する露光量分布との関係をシミュレーションしておき、そのシミュレーション結果に基づいて、露光条件と、光反射層１１２の表面形状との関係を予めシミュレーションしておく。そして、露光工程では、露光条件と光反射層１１２の表面形状との関係のシミュレーション結果に基づいて、所望の表面形状を備えた光反射層１１２を形成するための露光条件を決定する。

さらに別の形態では、露光条件と、感光性樹脂１０９に対する露光量分布との関係をシミュレーションしておき、そのシミュレーション結果に基づいて、露光条件と凹凸形成層１１９あるいは光反射層１１２の表面形状との関係、さらには、光反射層１１２の反射特性との関係を予めシミュレーションしておく。そして、露光工程では、露光条件と光反射層１１２の反射特性との関係のシミュレーション結果に基づいて、所望の反射特性を備えた光反射層１１２を形成するための露光条件を決定する。

ここで、反射特性とは、例えば、光反射性基板１００の法線方向に対して所定の角度分だけ傾いた方向から光を光反射性基板１００に照射し、そのときの反射光量を、光の入射方向を変えながら観測した結果などであり、光反射層１１２の表面に形成した凹凸形成パターン１１２Ａの形状から計算することができる。

これらいずれの形態においても、露光マスクのマスクパターン（透光領域１０２Ｃの形状、大きさ、分布）、および露光マスク１０２と感光性樹脂１０１との間のプロキシミティギャップＧからなる露光条件と、感光性樹脂１０９に対する露光量分布との関係をシミュレーションするので、そのシミュレーション方法を説明しておく。

このシミュレーションの基本的な原理は以下の内容である。例えば、図４に示すように、遮光部１０２Ｂと透光部１０２Ｃとがマトリクス状に配置されている露光マスク１０２を用いて感光性樹脂１０１を露光すると、その露光量の面内分布は、図５（Ａ）に示すようにシミュレーションできる。このようなシミュレーションは、所定の領域をさらに細分化して、その微小領域毎に光線解析を行う。そして、光量分布と樹脂の膜減りデータに基づいて、図５（Ｂ）に示すように、感光性樹脂１０１に対する露光深さの分布をシミュレーションする。

ここで、図５（Ａ）、（Ｂ）には、露光量が等しい領域を等高線のように線で結んで表してあるので、現像により露光量が所定レベル以上の感光性樹脂が除去されるので、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す等高線に対応する表面形状を備えた凹凸形成層１１９が形成されることになる。従って、露光条件と感光性樹脂１０９に対する露光量分布との関係のシミュレーション結果に基づいて、露光条件と凹凸形成層１１９あるいは光反射層１１２の表面形状との関係をシミュレーションすることができる。

また、露光条件と光反射層１１２の反射特性との関係をシミュレーションすることもできる。例えば、露光マスク１０２のマスクパターンにおいて、遮光部１０２Ｂの間隔Ｄを７．５μｍ、１０．０μｍ、１２．０μｍとした場合において、露光ギャップＧと鏡面反射率との関係をシミュレーションすると、図６に示すように、遮光部１０２Ｂの間隔Ｄが小さい場合、露光ギャップＧが小さい範囲では鏡面反射率が低くなるが、露光ギャップＧを大きくすると急速に鏡面反射率が増大するなどの結果が得られる。

それ故、本形態では、露光工程を行う際には、露光条件と凹凸形成層１１９あるいは光反射層１１２の表面形状との関係のシミュレーション結果、さらには、露光条件と光反射層１１２の反射特性とのシミュレーション結果に基づいて、所望の表面形状を備えた凹凸形成層１１９あるいは光反射層１１２を形成するための露光条件、すなわち、所望の反射特性を備えた光反射層１１２を形成するための露光条件を決定する。よって反射モードでの表示光量の確保と、外光の反射による不具合の解消の双方を達成できるので、凹凸パターン１１２Ａが急峻すぎることに起因して反射光の散乱角が大きくなりすぎて画像が暗くなってしまうことがなく、凹凸パターン１１２Ａがなだらか過ぎることに起因して鏡面反射率が高くなりすぎて背景の映り込みが発生するということもない。

なお、露光条件と露光量分布との関係のシミュレーションするにあたっては、例えば、基板表面を分割した所定面積の有限領域に対して行い、その結果を基板全体に適用すればよい。

［光反射性基板の製造方法２］
図１を参照して説明した上記形態に係る製造方法では、１層の感光性樹脂から凹凸形成層を形成したが、図７を参照して説明するように、２層の感光性樹脂から凹凸形成層を形成する場合に本発明を適用してもよい。

本形態では、図７（Ａ）に示すように、基板１１１の表面上に、アクリル樹脂などからなる感光性樹脂１０１をスピンコート法などにより塗布する。

次に、図７（Ｂ）に示すように、露光マスク１０２を用いて感光性樹脂１０１をプロキシミティ露光する。この際、露光マスク１０２と感光性樹脂１０１とはプロキシミティギャップＧだけ離間させる。

次に、現像工程において、感光性樹脂１０１を所定の現像液により現像することにより、図７（Ｃ）に示すように、露光マスク１０２の遮光部１０２Ｂに対応する領域に感光性樹脂１０１からなる下層側凹凸形成層１２９をドット状に形成する。この下層側凹凸形成層１２９によって凹凸１２９Ａが形成されるが、本形態では、図７（Ｄ）に示すように、下層側凹凸形成層１２９の表面に、流動性の高い感光性樹脂１０４をさらに塗布した後、硬化させて、あるいは、露光、現像の後、硬化させて、上層側凹凸形成層１０５を形成する。

このようにして、２層構造の凹凸形成層１０６を形成した後、図７（Ｅ）に示すように、凹凸形成層１０６の表面上に光反射性の薄膜を形成した後、パターニングし、光反射層１１２とする。ここで、光反射層１１２は、その下地である凹凸形成層１０６が表面に凹凸１０６Ａを備えているので、その凹凸１０６Ａを反映した凹凸パターン１１２Ａを備えた反射面（表面形状）を備えている。それ故、以上の工程により、光反射層１１２が表面に光散乱用の凹凸パターン１１２Ａを備えた光反射性基板１００を製造することができる。

このようにして光反射性基板１００を製造するにあたっても、上記形態と同様、露光マスクのマスクパターン（遮光部１０２Ｂおよび透光部１０２Ｃの形状、大きさ、分布）、および露光マスク１０２と感光性樹脂１０１との間のプロキシミティギャップＧを含めた露光条件と、感光性樹脂１０１に対する露光量分布との関係をシミュレーションしておき、そのシミュレーション結果に基づいて、露光条件と下層側凹凸形成層１２９（凹凸形成層１０６）あるいは光反射層１１２の表面形状との関係、あるいは露光条件と光反射層１１２の反射特性との関係を予めシミュレーションしておく。そして、露光工程では、露光条件と下層側凹凸形成層１２９（凹凸形成層１０６）あるいは光反射層１１２の表面形状との関係、あるいは露光条件と光反射層１１２の反射特性との関係のシミュレーション結果に基づいて、所望の表面形状を備えた下層側凹凸形成層１２９（凹凸形成層１０６）および光反射層１１２を形成するための露光条件、すなわち、所望の反射特性を備えた光反射層１１２を形成するための露光条件を決定する。それ故、本形態によれば、反射モードでの表示光量の確保と、外光の反射による不具合の解消の双方を達成できる。

［電気光学装置への適用］
以下、本発明を半透過反射型の電気光学装置の対向基板に適用した例を説明する。

（全体構成）
図８は、本発明が適用される電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。図９および図１０はそれぞれ、図８に示す電気光学装置の構成を示す分解斜視図、およびその一部を拡大して示す拡大断面図である。図１１は、電気光学装置において、ＴＦＤ素子を含む数画素分のレイアウトを示す平面図であり、図１２は、そのＡ−Ａ’線に沿って示す断面図である。

本発明を適用した電気光学装置は、ネマチック液晶を用いたアクティブマトリクス型の半透過反射型液晶装置であり、図８に示すように、複数本の走査線３１が行（Ｘ）方向に形成され、複数本のデータ線２１が列（Ｙ）方向に形成されている。また、走査線３１とデータ線２１との各交差部分には、画素１１が形成されている。各画素１１では、ネマチック液晶からなる液晶層１２と、二端子型アクティブ素子たるＴＦＤ素子４０とが直列接続している。ここに示す例では、液晶層１２が走査線３１の側に接続され、ＴＦＤ素子４０がデータ線２１の側に接続されている。各走査線３１は、走査線駆動回路３５０によって駆動される一方、各データ線２１は、データ線駆動回路２５０によって駆動される構成となっている。

図９に示すように、電気光学装置１では、一対の透光性基板を所定の間隙を介して貼り合わされた駆動用液晶セル１０が用いられているとともに、上側偏光板２、第１の上側位相差板３、第２の上側位相差板４、駆動用液晶セル１０、第１の下側位相差板５、第２の下側位相差板６、およびバックライト装置９が上方から下方にこの順に重ねて配置されている。

駆動用液晶セル１０において、一方の透光性基板は、アクティブ素子が形成される素子側基板２０であり、他方の透光性基板は、素子側基板２０に対向する対向基板３０（電気光学装置用基板／光反射性基板）である。素子側基板２０と対向基板３０とは、スペーサ（図示省略）を含むシール材１４によって一定の間隙を保って接合されるとともに、この間隙に、液晶層１２が封入、保持された構成となっている。

電気光学装置１では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）技術により、素子側基板２０の表面に直接、データ線駆動回路２５０を構成する液晶駆動用ＩＣ（ドライバ）が実装され、対向基板３０の表面にも直接、走査線駆動回路３５０を構成する液晶駆動用ＩＣ（ドライバ）が実装されている。なお、ＣＯＧ技術に限られず、それ以外の技術を用いて、ＩＣチップと電気光学装置とが接続された構成としても良い。例えば、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）技術を用いて、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）の上にＩＣチップがボンディングされたＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）を電気光学装置に電気的に接続する構成としても良い。また、ＩＣチップをハード基板にボンディングするＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）技術を用いても良い。

図１０および図１１に示すように、素子側基板２０の内側表面には下地膜２５が形成されているとともに、この下地膜２５の表面には、複数本のデータ線２１と、それらのデータ線２１に接続された複数のＴＦＤ素子４０と、それらのＴＦＤ素子４０と１対１に接続される画素電極２３とが形成されている。画素電極２３は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などの透光性導電膜から形成されている。各データ線２１は、直線的に延びている一方、ＴＦＤ素子４０および画素電極２３は、ドットマトリクス状に配列されている。画素電極２３などの表面には、ラビング処理が施された配向膜２４が形成されている。この配向膜２４は、一般にポリイミド樹脂等から形成される。

一方、対向基板３０の内側表面には、後述する凹凸形成層５０の上層側に、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金などの単層膜、あるいは複層膜からなる光反射層３３と、ストライプ配列された赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルタ層３４と、オーバーコート層３５と、ＩＴＯなどの透光性導電膜からなる帯状の対向電極３６と、ポリイミド樹脂等から配向膜３７とが形成されている。光反射層３３は、反射モードでの表示用であり、この光反射層３３には、透過モードでの表示を可能とする光透過窓３３０が形成されている。

カラーフィルタ層３４の隙間には、ブラックマトリクス３８が形成されており、カラーフィルタ層３４の隙間からの入射光を遮蔽する構成となっている。オーバーコート層３５は、カラーフィルタ層３４およびブラックマトリクス３８の表面において、カラーフィルタ層３４およびブラックマトリクス３８の平滑性を高めて、対向電極３６の断線を防止する目的などで形成されている。ここで、対向電極３６は、走査線３１として機能し、データ線２１と直交する方向に形成されている。

図１１および図１２に示すように、ＴＦＤ素子４０は、第１のＴＦＤ素子４０ａおよび第２のＴＦＤ素子４０ｂからなり、素子基板２０の表面に形成された絶縁膜２５上において、第１金属膜４２と、この第１金属膜４２の表面に陽極酸化によって形成された絶縁体たる酸化膜４４と、この表面に形成されて相互に離間した第２金属膜４６ａ、４６ｂとから構成されている。また、第２金属膜４６ａは、そのままデータ線２１となる一方、第２金属膜４６ｂは、画素電極２３に接続されている。

第１のＴＦＤ素子４０ａは、データ線２１の側からみると順番に、第２金属膜４６ａ／酸化膜４４／第１金属膜４２となって、金属（導電体）／絶縁体／金属（導電体）のサンドイッチ構造を採るため、正負双方向のダイオードスイッチング特性を有することになる。一方、第２のＴＦＤ素子４０ｂは、データ線２１の側からみると順番に、第１金属膜４２／酸化膜４４／第２金属膜４６ｂとなって、第１のＴＦＤ素子４０ａとは、反対のダイオードスイッチング特性を有することになる。従って、ＴＦＤ素子４０は、２つのダイオードを互いに逆向きに直列接続した形となっているため、１つのダイオードを用いる場合と比べると、電流−電圧の非線形特性が正負の双方向にわたって対称化されることになる。なお、このように非線形特性を厳密に対称化する必要がないのであれば、１つのＴＦＤ素子４０のみを用いても良い。

なお、ＴＦＤ素子４０は、ダイオード素子としての一例であり、他に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）バリスタや、ＭＳＩ（Ｍｅｔａｌ Ｓｅｍｉ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）などを用いた素子や、これらの素子を、単体、または、逆向きに直列接続もしくは並列接続したものなどが適用可能である。

（各画素の詳細な構成）
図１０および図１１において、本形態の電気光学装置１では、バックライト装置９から出射された光は、駆動用液晶セル１０に入射した後、光反射層３３の光透過窓３３０からカラーフィルタ層３４を通って液晶層１２に入射し、素子基板２０の側から出射される。その際に、表示光は、各画素１１において液晶層１２によって光変調されて、透過モードでのカラー画像を表示する。

一方、素子基板２０の側から入射した外光は、液晶層１２およびカラーフィルタ層３４を通って光反射層３３で反射し、再び、カラーフィルタ層３４および液晶層１２を通って素子基板２０の側から出射される。その際に、表示光は、各画素１１において液晶層１２によって光変調されて、反射モードでのカラー画像を表示する。

このように、反射モードではカラーフィルタ層３４を２度、通過するが、透過モードでは光がカラーフィルタ層３４を１度しか通過しない。このため、透過モードでカラー画像を表示すると、反射モードでカラー画像を表示した場合と比較して、色が薄くなるおそれがあるので、本形態では、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルタ層３４のいずれについても、光反射層３３と平面的に重なる領域には、反射表示用のカラーフィルタ層３４１が形成されている一方、光透過窓３３０と平面的に重なる領域には、反射表示用のカラーフィルタ層３４１よりも着色性の強い透過表示用のカラーフィルタ層３４２が形成されている。

また、本形態の電気光学装置１において、光反射層３３で反射された光の方向性が強いと、画像をみる角度で明るさが異なるなどの視野角依存性が顕著に出てしまう。そこで、対向基板３０の表面側には、光反射層３３の下層側に凹凸形成層５０が形成され、この凹凸形成層５０によって光反射層３３の表面に光散乱用の微小な凹凸を形成してある。凹凸形成層５０は、後述するように、１層あるいは２層の感光性樹脂層により形成される。なお、各画素１１において、光反射層３３と平面的に重なる領域には、凹凸形成層５０が形成されているが、光透過窓３３０と平面的に重なる領域については凹凸形成層５０が形成されていない非形成領域５５になっている。

（電気光学装置の製造方法１）
図１３を参照して、本形態の電気光学装置１の製造工程のうち、対向基板３０に対して凹凸形成層５０を形成する工程を中心に説明する。

図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、本形態の電気光学装置１に用いた対向基板３０に凹凸形成層５０を形成する方法を示す工程断面図である。

まず、図１３（Ａ）に示すように、ガラス製等の透光性の対向基板３０の表面に感光性樹脂５３を厚めに塗布した後、感光性樹脂５３を露光マスク５３０を介して露光する。ここで、感光性樹脂５３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、図１３（Ａ）には、感光性樹脂５３としてポジタイプの場合を例示してあり、感光性樹脂５３を除去したい部分に対して、露光マスク５３０の透光部分５３１を介して紫外線が照射される。

次に、露光した感光性樹脂５３を現像して、図１３（Ｂ）に示すように、凹凸形成層５０を形成する。

次に、そのまま、あるいは、必要に応じて、図１３（Ｃ）に示すように、凹凸形成層５０を加熱、溶融して凹凸形成層５０の表面をなだらかな形状にした後、成膜工程およびパターニング工程を行って、図１０に示すように、凹凸形成層５０の表面に、光透過窓３３０を備えた光反射層３３を形成する。

次に、光透過窓３３０から凹凸形成層５０を除去して、光透過窓３３０と平面的に重なる領域については、凹凸形成層５０の非形成領域５５とする。

しかる後には、フォトリソグラフィ技術、フレキソ印刷あるいはインクジェット法を用いて、ブラックマトリクス３８、および赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルタ層３４（反射表示用のカラーフィルタ層３４１、透過表示用のカラーフィルタ層３４２）を形成する。次に、スピンコート法などによりオーバーコート層３５を形成した後、成膜工程およびパターニング工程を行って、対向電極３６を形成し、しかる後に、フレキソ印刷あるいはスピンコート法を利用して、配向膜３７を形成する。その結果、対向基板３０が完成する。

このようにして対向基板２０を製造するにあたっても、図１〜図６を参照して説明したように、露光マスク５３０のマスクパターン、および露光マスク５３０と感光性樹脂５３との間のプロキシミティギャップを含めた露光条件と、感光性樹脂５３に対する露光量分布との関係をシミュレーションしておき、そのシミュレーション結果に基づいて、露光条件と、凹凸形成層５０の表面形状、光反射層３３の表面形状、あるいは光反射層３３の反射特性との関係をシミュレーションしておく。そして、露光工程では、そのシミュレーション結果に基づいて、所望の表面形状を備えた凹凸形成層５０もしくは光反射層３３を形成するための露光条件、すなわち、所望の反射特性を備えた光反射層３３を形成するための露光条件を決定する。よって反射モードでの表示光量の確保と、外光の反射による不具合の解消の双方を達成できるなどの効果を奏する。

［電気光学装置の製造方法２］
図１４（Ａ）〜（Ｄ）は、本形態の電気光学装置１に用いた対向基板３０に、２層の感光性樹脂から凹凸形成層５０を形成する工程を示す工程断面図である。

まず、図１４（Ａ）に示すように、ガラス製等の透光性の対向基板３０の表面に感光性樹脂５１を厚めに塗布した後、感光性樹脂５１を露光マスク５１０を介して露光する。ここで、感光性樹脂５１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、図１４（Ａ）には、感光性樹脂５１としてポジタイプの場合を例示してあり、感光性樹脂５１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。

次に、露光した感光性樹脂５１を現像して、図１４（Ｂ）に示すように、下層側凹凸形成層５１ａを形成する。

次に、そのまま、あるいは、必要に応じて、下層側凹凸形成層５１ａを加熱、溶融して下層側凹凸形成層５１ａの表面をなだらかな形状にした後、図１４（Ｃ）に示すように、下層側凹凸形成層５１ａの上層側に感光性樹脂５２を塗布し、次に、感光性樹脂５２を露光マスク５２０を介して露光する。ここでも、感光性樹脂５２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、図１４（Ｃ）には、感光性樹脂５２としてポジタイプの場合を例示してあり、感光性樹脂５２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。

次に、露光した感光性樹脂５２を現像して、図１４（Ｄ）に示すように、上層側凹凸形成層５２ａを形成する。

このようにして下層側凹凸形成層５１ａおよび上層側凹凸形成層５２ａからなる２層構造の凹凸形成層５０を形成した後、図１０に示すように、成膜工程およびパターニング工程を行って、光透過窓３３０を備えた光反射層３３を形成する。

次に、フォトリソグラフィ技術、フレキソ印刷あるいはインクジェット法を用いて、ブラックマトリクス３８、および赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルタ層３４（反射表示用のカラーフィルタ層３４１、透過表示用のカラーフィルタ層３４２）を形成する。次に、スピンコート法などによりオーバーコート層３５を形成した後、成膜工程およびパターニング工程を行って、対向電極３６を形成し、しかる後に、フレキソ印刷あるいはスピンコート法を利用して、配向膜３７を形成する。その結果、対向基板３０が完成する。

なお、本形態では、図１４（Ｃ）、（Ｄ）に示す工程で、感光性樹脂５２を除去して凹凸形成層５０の非形成領域を形成したが、図１０に示すように、光透過窓３３０を備えた光反射層３３を形成した後、この光透過窓３３０からエッチングを行って、光透過窓３３０と平面的に重なる領域から凹凸形成層５０を除去してもよい。

このようにして対向基板２０を製造するにあたっても、図７を参照して説明したように、露光マスク５１０のマスクパターン、および露光マスク５１０と感光性樹脂５１との間のプロキシミティギャップを含めた露光条件と、感光性樹脂５１に対する露光量分布との関係をシミュレーションしておき、そのシミュレーション結果に基づいて、露光条件と、下層側凹凸形成層５１ａ（凹凸形成層５０）の表面形状、光反射層３３の表面形状、あるいは光反射層３３の反射特性との関係をシミュレーションしておく。そして、露光工程では、そのシミュレーション結果に基づいて、所望の表面形状を備えた下層側凹凸形成層５１ａ（凹凸形成層５０）もしくは光反射層３３を形成するための露光条件、すなわち、所望の反射特性を備えた光反射層３３を形成するための露光条件を決定する。よって反射モードでの表示光量の確保と、外光の反射による不具合の解消の双方を達成できるなどの効果を奏する。

［その他の実施の形態］
上記形態では、カラーフィルタがストライプ配列された対向基板３０に本発明を適用したが、カラーフィルタがデルタ配列あるいはモザイク配列された対向基板３０に本発明を適用してもよい。

また、上記形態では、アクティブ素子としてＴＦＤ素子４０を用いた例であったが、アクティブ素子としてＴＦＴを用いた電気光学装置、さらにはパッシブマトリクス型の電気光学装置に本発明を適用してよい。

さらにまた、エレクトロルミネッセンス表示装置やプラズマディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイなどの種々の電気光学装置に本発明を適用してもよい。

［電子機器への搭載例］
図１５は、本形態の電気光学装置１を搭載した電子機器の一例としての携帯電話の構成を示す斜視図である。

図１５において、携帯電話１４００は、複数の操作ボタン１４０２のほか、受話口１４０４、送話口１４０６とともに、電気光学装置１を備えるものである。この電気光学装置１にも、必要に応じてその背面にバックライト装置が設けられる。

なお、本形態の電気光学装置１を搭載可能な電子機器としては、携帯電話機の他、モバイルコンピュータ、液晶テレビや、ビューファインダ型、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、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。

本発明では、光反射性基板を製造するにあたって、露光マスクのマスクパターン、および露光マスクと感光性樹脂との間のプロキシミティギャップを含めた露光条件と、感光性樹脂に対する露光量分布との関係のシミュレーション結果に基づいて、露光条件と凹凸形成層あるいは光反射層の表面形状との関係、あるいは露光条件と光反射層での反射特性との関係を予めシミュレーションしておき、そのシミュレーション結果に基づいて、露光マスクのマスクパターンやプロキシミティギャップなどの露光条件を決定する。このため、光反射層表面に所望の光散乱用の凹凸パターンを形成できる。

（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明を適用した光反射性基板の製造方法の一例を示す工程断面図である。 図１（Ｂ）に示す露光工程で用いた露光マスクの説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、プロキシミティ露光における露光条件と感光性樹脂への露光状態との関係を示す説明図である。 本発明において、露光マスクのマスクパターンおよびプロキシミティギャップを含めた露光条件と、感光性樹脂に対する露光量の平面的な分布との関係をシミュレーションする方法の説明図である。 本発明において、露光マスクのマスクパターンおよびプロキシミティギャップを含めた露光条件と、感光性樹脂に対する露光量の深さ方向における分布との関係をシミュレーションする方法の説明図である。 本発明において、プロキシミティ露光における露光条件と、光反射膜での反射特性との関係のシミュレーション結果を示すグラフである。 （Ａ）〜（Ｅ）は、本発明を適用した光反射性基板の別の製造方法を示す工程断面図である。 本発明が適用される電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。 図８に示す電気光学装置の構成を示す分解斜視図である。 図８に示す電気光学装置の一部を拡大して示す拡大断面図である。 図８に示す電気光学装置において、ＴＦＤ素子を含む数画素分のレイアウトを示す平面図である。 図１１のＡ−Ａ’線に沿って示す断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、本発明に係る電気光学装置に用いた対向基板に凹凸形成層を形成する別の工程を示す工程断面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、本発明に係る電気光学装置に用いた対向基板に凹凸形成層を形成する工程を示す工程断面図である。 本発明を適用した電気光学装置を搭載した電子機器の一例としての携帯電話の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ 電気光学装置、９ バックライト装置、１０ 駆動用液晶セル、１１ 画素、１２ 液晶層、２０ 素子側基板、２１ データ線、２３ 画素電極、３０ 対向基板、３１ 走査線、３３、１１２ 光反射層、３４ カラーフィルタ層、３６ 対向電極、４０ ＴＦＤ素子（アクティブ素子）、５０、１０６、１１９ 凹凸形成層、５１、５３、１０１ 感光性樹脂、５１ａ 下層側凹凸形成層、５５ 凹凸形成層の非形成領域、１０２、５１０、５３０ 露光マスク、１０２Ｃ、５１１、５３１ 光透過部、１０６Ａ、１１９Ａ 凹凸形成層表面の凹凸、１１１ 基板、１１２Ａ 光反射層表面の凹凸パターン、３３０ 光透過窓、３４１ 反射表示用のカラーフィルタ層、３４２ 透過表示用のカラーフィルタ層

Claims (11)

1. 少なくとも、基板上に形成された感光性樹脂を所定のマスクパターンを備えた露光マスクを用いてプロキシミティ露光する露光工程と、露光後の前記感光性樹脂を現像する現像工程と、現像後の前記感光性樹脂を用いた凹凸形成層の表面側に光反射層を形成する光反射層形成工程とを行い、前記凹凸形成層によって前記光反射層の表面に光散乱用の凹凸パターンが付された光反射性基板の製造方法であって、
   前記露光マスクのマスクパターン、および前記露光マスクと前記感光性樹脂との間のプロキシミティギャップを含めた露光条件と、前記感光性樹脂に対する露光量分布との関係のシミュレーション結果に基づいて、前記露光条件と前記凹凸形成層あるいは前記光反射層の表面形状との関係を予めシミュレーションしておき、
   前記露光工程では、前記露光条件と前記凹凸形成層あるいは前記光反射層の表面形状との関係に基づいて、所望の表面形状を備えた前記凹凸形成層あるいは前記光反射層を形成するための露光条件を決定することを特徴とする光反射性基板の製造方法。
2. 少なくとも、基板上に形成された感光性樹脂を所定のマスクパターンを備えた露光マスクを用いてプロキシミティ露光する露光工程と、露光後の前記感光性樹脂を現像する現像工程と、現像後の前記感光性樹脂を用いた凹凸形成層の表面側に光反射層を形成する光反射層形成工程とを行い、前記凹凸形成層によって前記光反射層の表面に光散乱用の凹凸パターンが付された光反射性基板の製造方法であって、
   前記露光マスクのマスクパターン、および前記露光マスクと前記感光性樹脂との間のプロキシミティギャップを含めた露光条件と、前記感光性樹脂に対する露光量分布との関係のシミュレーション結果に基づいて、前記露光条件と前記凹凸形成層あるいは前記光反射層の表面形状との関係、および前記光反射層での反射特性との関係を予めシミュレーションしておき、
   前記露光工程では、前記露光条件と前記光反射層での反射特性との関係に基づいて、所望の反射特性を備えた前記光反射層を形成するための露光条件を決定することを特徴とする光反射性基板の製造方法。
3. 請求項１または２において、前記露光条件と前記露光量分布との関係のシミュレーションは、前記基板表面を分割した所定面積の有限領域に対して行い、その結果を前記基板全体に適用することを特徴とする光反射性基板の製造方法。
4. 請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記現像工程の後、前記感光性樹脂に対して加熱処理を行って前記凹凸形成層を形成することを特徴とする光反射性基板の製造方法。
5. 請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記露光マスクには、同一のマスクパターンが所定周期でマトリクス状に形成されていることを特徴とする光反射性基板の製造方法。
6. 請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記露光マスクには、同一のマスクパターンがランダムに向きを変えてマトリクス状に形成されていることを特徴とする光反射性基板の製造方法。
7. 請求項１ないし６のいずれかにおいて、前記光反射層形成工程では、前記光反射膜に対して光透過窓を形成しておくことを特徴とする光反射性基板の製造方法。
8. 請求項１ないし７のいずれかに規定する方法により電気光学装置用基板を製造する方法であって、前記基板として、電気光学物質を保持するための基板を用いることを特徴とする電気光学装置用基板の製造方法。
9. 請求項８に規定する電気光学装置用基板によって、電気光学物質が保持されていることを特徴とする電気光学装置。
10. 請求項８に規定する電気光学装置用基板と、該電気光学装置用基板に対向配置された別の基板との間に、電気光学物質としての液晶が保持されていることを特徴とする電気光学装置。
11. 請求項９または１０に規定する電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器。

Images