JP2006058876A - マスク、薄膜トランジスタ基板、及び薄膜トランジスタ基板の製造方法、ならびに薄膜トランジスタ基板を有する表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マスク、薄膜トランジスタ基板、及び薄膜トランジスタ基板の製造方法、ならびに薄膜トランジスタ基板を有する表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置は、第１基板２１０に形成された電圧印加素子２２０、電圧印加素子の出力端が露出されるように形成され、光反射率を向上させるために一の面に島状に複数個形成されて互いに異なる面積を有するマイクロレンズ部を有する有機膜、ならびに有機膜上に形成された第１電極２４２及び第１電極上に形成され一部に透過窓を備えた第２電極２４４を有する画素電極を含むＴＦＴ基板と、第１基板に対向し、画素電極と対向する共通電極を含む第２基板と、第１基板と第２基板との間に介在された液晶層４００と、を含む。
【選択図】図１５

Description

本発明は、マスク、薄膜トランジスタ基板、及び薄膜トランジスタ基板の製造方法、ならびに薄膜トランジスタ基板を有する表示装置に関する。より具体的には、本発明は、光反射率を大きく向上させるためのマスク、薄膜トランジスタ基板、及び薄膜トランジスタ基板の製造方法、ならびに薄膜トランジスタ基板を有する表示装置に関する。

一般的に、表示装置は、情報処理装置で処理された電気的フォーマット形態の情報を画像に変更させる。代表的な表示装置としては、ＣＲＴ方式表示装置、液晶表示装置、及び有機電界発光表示装置などがある。

これらの表示装置のうち、液晶表示装置は光の利用方法によって透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置、及び反射−透過型液晶表示装置に分類される。

透過型液晶表示装置は、ランプなどで発生した内部光が液晶を透過するようにすることで画像を表示する。反射型液晶表示装置は、太陽及び照明などで発生した外部光を反射させて画像を表示する。反射−透過型液晶表示装置はランプなどで発生した内部光と、太陽及び照明などで発生した外部光とで画像を表示する。

反射−透過型液晶表示装置は、外部光の光量が豊富なところでは反射型液晶表示装置のように作動し、外部光の光量が不足しているところでは透過型液晶表示装置のように作動することで、消費電力を低減し、暗いところでも情報を表示することができるという長所を有する。

反射−透過型液晶表示装置及び反射型液晶表示装置は、外部光を反射させ画像を表示するために、共通的に外部光が反射される反射電極を含み、反射電極の表面には、外部光を散乱及び外部光の反射角度をより均一にするために、エンボシングパターンが形成される。

反射−透過型液晶表示装置及び反射型液晶表示装置で表示された画像の品質は、反射電極に形成されたエンボシングパターンによって大きく影響を受け、近年では、エンボシングパターンの形状を改良して反射−透過型液晶表示装置で表示された画像の品質を大きく向上させようとする努力が進行されつつある。

本発明はこのような従来技術の要求事項を勘案したもので、本発明の第１目的は、反射−透過型液晶表示装置及び反射型液晶表示装置にエンボシングパターンを形成するのに必要なマスクを提供することにある。

本発明の第２目的は、前記マスクを用いて形成された薄膜トランジスタ基板を提供することにある。

本発明の第３目的は、前記薄膜トランジスタ基板の製造方法を提供することにある。

本発明の第４目的は、前記薄膜トランジスタ基板を含む表示装置を提供することにある。

このように本発明の第１目的を具現するために、本発明によるマスクは透明基板、及び前記透明基板に島状に複数個形成され、互いに異なる形状を有する光遮断パターンを含む。

マスクが互いに異なる形状を有するために、各光遮断パターンの隣接する２辺がなす角度は、互いに異なるように形成される。また、相互に隣接した光遮断パターン間の間隔は、約２．０μｍ〜４．０μｍの範囲に含まれ、望ましくは、約２．５μｍ〜３．５μｍの範囲に含まれる。さらに、相互に隣接した光遮断パターン間の間隔は、実質的に同一である。

望ましくは、各光遮断パターンの大きさは、約３．５μｍより大きく、約５．５μｍより小さく形成される。より望ましくは、各光遮断パターンの大きさは、４．０μｍより大きく、５．０μｍより小さく形成される。

望ましくは、各光遮断パターンは、平面で見たとき、三角形、四角形、及び五角形などの多角形形状を有する。

本発明の第２目的を具現するために、本発明による薄膜トランジスタ基板は、ベース基板に形成された電圧印加素子、前記電圧印加素子の出力端が露出されるように形成され、光反射率を向上させるために一の面に島状に複数個形成されて互いに異なる形状を有するマイクロレンズ部を有する有機膜、及び前記有機膜上に形成された第１電極と当該第１電極上に形成されて一部に透過窓を備えた第２電極とを有する画素電極を含む。

望ましくは、マイクロレンズ部は、平面で見たとき、三角形、四角形、及び五角形などの多角形からなる。

また、マイクロレンズ部の各辺の長さ、及びマイクロレンズ部の隣接する２辺がなす角度は、互いに異なるように形成される。

望ましくは、相互に隣接したマイクロレンズ部間の間隔は、実質的に同一であり、マイクロレンズ部間の間隔は、約２．５μｍ〜３．５μｍであり、各マイクロレンズ部の大きさは約３．５より大きく、約５．５μｍより小さく形成される。

望ましくは、電圧印加素子は、出力端を有する薄膜トランジスタ及び指定されたタイミングに電圧を出力端に出力するために薄膜トランジスタに連結された信号線を含む。

本発明の第３目的を具現するために、本発明による薄膜トランジスタ基板の製造方法は、第１基板に出力端を有する電圧印加素子を形成し、第１基板に電圧印加素子を覆う有機膜を形成し、前記有機膜の上方に隣接する辺の長さが互いに異なる多角形形状を有する薄膜状の光遮断パターンを有するマスクを配置し、前記光遮断パターンを介して前記有機膜を露光して有機膜上に平面で見たときに互いに異なる形状を有するマイクロレンズ部を形成し、有機膜上に第１電極を形成し、及び第１電極上に当該第１電極の一部を露出させる透過窓を備えた第２電極を形成する。

望ましくは、光遮断パターンは、平面で見たとき、三角形、四角形、及び五角形などの多角形からなる。

望ましくは、各光遮断パターンの各辺の長さ及び各光遮断パターンの隣接する２辺がなす角度は互いに異なる。

望ましくは、相互に隣接した光遮断パターン間の間隔は実質的に同一であり、間隔は、約２．５〜３．５μｍであり、各光遮断パターンの大きさは約３．５μｍより大きく、約５．５μｍより小さい。

本発明の第４目的を具現するために、本発明による表示装置は、第１基板に形成された電圧印加素子、電圧印加素子の出力端が露出されるように形成され、光反射率を向上させるために一の面に島状に複数個形成されて互いに異なる面積を有する複数個マイクロレンズ部を有する有機膜、ならびに有機膜上に形成された第１電極及び第１電極上に形成されて一部に透過窓を備えた第２電極を有する画素電極を含むＴＦＴ基板と、第１基板に対向し、画素電極と対向する共通電極を含む第２基板と、第１基板と第２基板との間に介在された液晶層と、を含む。

望ましく、マイクロレンズ部は、平面で見たとき、三角形、四角形、及び五角形などの多角形からなる。

望ましく、マイクロレンズ部の各辺の長さ及びマイクロレンズ部の隣接する２辺がなす角度は互いに異なるように形成される。

望ましくは、相互に隣接したマイクロレンズ部間の間隔は実質的に同一であり、間隔は、約２．５μｍ〜３．５μｍであり、各マイクロレンズ部の大きさは、約３．５μｍより大きく、約５．５μｍより小さく形成される。

本発明によると、光を反射させる電極の構造を改良して電極から反射される光量及び光の反射率をより向上させ、表示装置から発生した画像の表示品質をより向上させることができる。

以下、図面を参照して、本発明の望ましい実施の形態をより詳細に説明する。

（マスク）
図１は、本発明の第１の実施の形態によるマスクの一部を示す平面図である。

本実施の形態によるマスクによって、薄膜トランジスタ基板に形成された感光膜（または感光性有機膜）は部分的にパターニングされ、パターニングされた感光膜の上面に反射電極が形成される。これにより、反射電極には光の反射率を向上させる凹凸が形成される。

図１に示すように、本実施の形態によるマスク１００は、透明基板１１０及び光遮断パターン１２０を含む。例えば、本実施の形態によるマスク１００は、ポジティブ型感光膜を露光及び現象するのに適合した構成を有する。

透明基板１１０は、光の透過率が非常に高い基板を含む。例えば、本実施の形態による透明基板１１０は、望ましくはガラス基板である。

光遮断パターン１２０は、透明基板１１０の上面または下面に形成されることができる。光遮断パターン１２０は、透明基板１１０に向かう光を部分的に遮断する。

従って、光遮断パターン１２０の形状によって、光遮断パターン１２０を通過した光の形状が決定され、この結果、マスク１００の下方に配置された感光膜には光遮断パターン１２０の形状と実質的に同一のパターンが形成される。

本実施の形態において、光遮断パターン１２０は、透明基板１１０の上面に薄膜状に形成される。各光遮断パターン１２０は、透明基板１１０の上面に島状に複数個形成され、平面で見たとき、互いに異なる形状を有する。本実施の形態において、各光遮断パターン１２０は、平面で見たとき、互いに異なる形状、例えば、三角形、四角形、五角形、及び六角形などの多角形形状に形成される。他にも、各光遮断パターン１２０は円形、または、楕円形形状を有することができる。

本実施の形態において、各光遮断パターン１２０が互いに異なる形状を有するようにするために、光遮断パターン１２０は、例えば、全部相似形を有し、各光遮断パターン１２０の各辺はランダムな長さを有する。

また、各光遮断パターン１２０が互いに異なる形状を有するようにするために、光遮断パターン１２０は、全部相似形を有し、各光遮断パターン１２０の隣接する２つの辺が成す角度はランダムに形成されることができる。

また、各光遮断パターン１２０が互いに異なる形状を有するために、各光遮断パターン１２０は、平面で見たとき、三角形及び四角形などの多角形形状が混合された形状を有することができる。このとき、互いに異なる形状を有する各光遮断パターン１２０の各辺の長さ及び２つの隣接した辺が形成する角度は、互いに異なるように形成されることが望ましい。

また、各光遮断パターン１２０は、相互離隔され配置される。例えば、各光遮断パターン１２０は、約２．０μｍ〜４．０μｍの範囲内で相互離隔されて配置され、望ましくは、約２．５μｍ〜３．５μｍの範囲内で配置される。また、望ましくは、各光遮断パターン１２０は、実質的に同一の間隔を有する。

一方、各光遮断パターン１２０の大きさは、各光遮断パターン１２０の任意の大きさを測定したとき、約３．５μｍより大きく、約５．５μｍより小さく形成されることができる。望ましくは、光遮断パターンの大きさは、約４．０μｍより大きく、約５．０μｍより小さく形成されることができる。

本実施の形態において、望ましくは、光遮断パターン１２０の大きさと、相互に隣接する光遮断パターン１２０間の間隔との比率は、約１０：４〜１０：１０であることが望ましい。

なお、例えば、本実施の形態において、光遮断パターン１２０の大きさは次のように定義することができる。

光遮断パターン１２０が、例えば、正六角形形状の場合、光遮断パターン１２０の大きさは正六角形の任意の頂点及び当該任意の頂点に対向する頂点の間の距離で定義することができる。

より具体的に、光遮断パターン１２０が正六角形ではなく六角形の場合、頂点は６個であり、三対の対向する頂点が存在するので、この場合、光遮断パターン１２０の大きさは、三対の頂点の間の距離を足した後、その和を３で分けることで光遮断パターン１２０の大きさを算出することができる。このような方法は、光遮断パターン１２０が六角形以外の形状を有しても適用することができる。

このように、透明基板１１０上に形成された各光遮断パターン１２０の形状を全部異なるように形成、及び光遮断パターン１２０の大きさを、約３．５μｍより大きく、約５．５μｍより小さく形成することで、マスク１００の下方に形成された感光膜に、互いに異なる形状のマイクロレンズを形成することができる。

また、感光膜の上面にマイクロレンズと同一の形状を有するエンボシングパターンを有する反射電極を形成することで、反射電極から反射される光の光学特性をより向上させることができる。

（薄膜トランジスタ基板）
図２は、本発明の第２の実施の形態による薄膜トランジスタ基板の平面図である。図３は、図２のＩ_１−Ｉ_２線に沿って切断した断面図である。図４は、図２のＩＩ_１−ＩＩ_２線に沿って切断した断面図である。

図２ないし図４に示すように、薄膜トランジスタ基板２００は、ベース基板２１０上に形成された電圧印加素子２２０、有機膜２３０、及び画素電極２４０を含む。

本実施の形態において、ベース基板２１０は、望ましくは、透明な基板（例えば、ガラス基板）である。

ベース基板２１０上に形成された電圧印加素子２２０は、第１信号線２２１、第２信号線２２２、及び出力端子を含む薄膜トランジスタＴＲを含む。

第１信号線２２１は、ベース基板２１０上に配置され、図２に定義された第１方向ＦＤに延長され、第１方向ＦＤと実質的に直交する第２方向ＳＤに沿って複数個が並列配置される。

例えば、解像度が１０２４×７６４である薄膜トランジスタ基板２００の場合、第１信号線２２１は、約７６４個からなる。第１信号線２２１は、外部から印加されたターンオン信号またはターンオフ信号を薄膜トランジスタＴＲに出力する。

第２信号線２２２は、ベース基板２１０上に配置され、図２に定義された第２方向ＳＤに延長され、第１方向ＦＤに複数個が並列配置される。

例えば、解像度が１０２４×７６４である薄膜トランジスタ基板２００の場合、第２信号線２２２は、約１０２４×３個からなる。第２信号線２２２は、外部から印加されたデータ信号を薄膜トランジスタＴＲに出力する。

薄膜トランジスタＴＲは、ゲート電極部Ｇ、チャンネル層Ｃ、ソース電極部Ｓ、及び出力端子であるドレイン電極Ｄを含む。

薄膜トランジスタＴＲのゲート電極部Ｇは、第１信号線２２１から第２方向ＳＤに一部延長されて形成される。ゲート電極部Ｇは、絶縁層２２１ａによって絶縁される。

チャンネル層Ｃは、ゲート電極部Ｇの上面を覆うように絶縁層２２１ａ上に形成される。チャンネル層Ｃは、アモルファスシリコンを含むアモルファスシリコンパターン、または、アモルファスシリコンパターン及びアモルファスシリコンパターン上に形成されたｎ^＋アモルファスシリコンパターンを含むことができる。

チャンネル層Ｃは、第１信号線２２１から入力されたターンオン信号によって不導体から導電体に電気的特性が変更され、第１信号線２２１から入力されたターンオフ信号によって導電体から不導体に電気的特性が変更される。

ソース電極部Ｓは、第２信号線２２２からチャンネル層Ｃに向かって延長され、ソース電極部Ｓは、チャンネル層Ｃの上面に電気的に連結される。

ドレイン電極Ｄは、チャンネル層Ｃ上に配置され、ソース電極部Ｓと離隔され配置される。第２信号線２２２に印加されたデータ信号は第１信号線２２１に印加されたターンオン信号によって導電体特性を有するチャンネル層Ｃを通じてドレイン電極Ｄに出力される。言い換えれば、薄膜トランジスタＴＲに連結された第１および第２信号線２２１，２２２によって、指定されたタイミングに、薄膜トランジスタＴＲの出力端から電圧が出力される。

有機膜２３０は、ベース基板２１０上に形成される。有機膜２３０は、感光物質を含み、ベース基板２１０に形成された電圧印加素子２２０を覆うように形成される。このとき、有機膜２３０のうち電圧印加素子２２０のドレイン電極Ｄと対応する部分は、ドレイン電極Ｄが露出されるように開口される。

有機膜２３０の上面には、マイクロレンズ部２３２が形成される。マイクロレンズ部２３２は、有機膜２３０の上面に島状に複数個形成され、平面で見たとき、互いに異なる形状を有する。

望ましくは、マイクロレンズ部２３２は、平面から見た場合、三角形、四角形、及び五角形などの多角形形状を有する。例えば、本実施の形態によるマイクロレンズ部２３２は、三角形、四角形、及び五角形などの多角形形状が混合された形状を有することができる。

望ましくは、本実施の形態において、マイクロレンズ部２３２の各辺は互いに異なる長さを有し、これによりマイクロレンズ部２３２は互いに異なる形状を有する。

これとは異なり、マイクロレンズ部２３２が互いに異なる形状を有するようにするために、マイクロレンズ部２３２の隣接する２つの辺が形成する角度は、互いに異なるように形成することができる。

これとは異なり、マイクロレンズ部２３２は、全部同一の形状を有し、大きさのみ互いに異なるように相似形に形成されることもできる。

本実施の形態において、相互に隣接したマイクロレンズ部２３２間の間隔は、実質的に同一であり、マイクロレンズ部２３２の間の間隔は、約２．５μｍ〜３．５μｍであることが望ましい。

一方、各マイクロレンズ部２３２の大きさは、上記で定義されたように算出され、約３．５μｍより大きく、約５．５μｍより小さい。望ましくは、各マイクロレンズ部２３２の大きさは、約４．０μｍより大きく、約５．０μｍより小さい。

本実施の形態において、望ましくは、マイクロレンズ部２３２の大きさと、相互に隣接するマイクロレンズ部２３２間の間隔との比率は、約１０：４〜１０：１０である。

画素電極２４０は、望ましくは、有機膜２３０の上面に形成された第１電極２４２及び第１電極２４２の上面に形成された第２電極２４４からなる。

本実施の形態においては、望ましくは、画素電極２４０は、第１電極２４２及び第２電極２４４からなる。しかしながら、これとは異なり、有機膜２３０上に第１電極２４２のみを形成してもよい。

本実施の形態において、第１電極２４２は、有機膜２３０上に直接形成される。第１電極２４２は、例えば、透明で導電性を有するインジウム錫酸化膜（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ ｆｉｌｍ）、インジウム亜鉛酸化膜（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ ｆｉｌｍ）、及びアモルファスインジウム錫酸化膜などを含むことができる。

第２電極２４４は、第１電極２４２の上面に形成される。第２電極２４４は、光反射率が優れた金属、例えば、アルミニウム及びアルミニウム合金などから製作される。第２電極２４４は、第１電極２４２を露出させる透過窓２４４ａを有する。

本実施の形態において、有機膜２３０の上面に形成されたマイクロレンズ部２３２の形状に対応して、第１電極２４２及び第１電極２４２の上面に形成された第２電極２４４には、エンボシングパターン２４５が形成される。

以下、第２電極２４４に形成されたエンボシングパターン２４５の形状による反射率差異を説明することにする。

図５は、規則性が約１であるエンボシングパターンを示す平面図である。図６は、規則性が約０．５であるエンボシングパターンを示す平面図である。図７は、規則性が約０であるエンボシングパターンを示す平面図である。

図５ないし図７に示すように、本実施の形態において、第２電極２４４に形成されたエンボシングパターン２４５の規則性（以下、ＡＲと称する）は、有機膜２３０上に形成されたマイクロレンズ部２３２の形状によって決定される。

本実施の形態において、規則性ＡＲは任意の基準によって設定される。

例えば、規則性ＡＲは、有機膜２３０上に形成された全マイクロレンズ部２３２のうち同一の形状を有するマイクロレンズ部２３２の個数によって決定される。

これとは異なり、有機膜２３０上に形成されたマイクロレンズ部２３２が六角形形状を有すると仮定した場合、規則性ＡＲはマイクロレンズ部２３２の形状が六角形形状からのその差異の程度を測定することで算出することができる。

本実施の形態において、規則性ＡＲが大体１であるということの意味は、有機膜２３０上に形成された各マイクロレンズ部２３２が全部実質的に同一の形状、例えば、全部六角形形状を有することを意味する。また、規則性ＡＲが大体１であるということの意味は、マイクロレンズ部２３２の各辺の長さが全部実質的に同一であることを意味する。また、規則性ＡＲが大体１であるということの意味は、２つの辺がなす角度が実質的に同一であり、マイクロレンズ部２３２の面積が実質的に同一であることを意味することができる。

また、本実施の形態において、規則性ＡＲが大体０であるという意味は、有機膜２３０上に形成された各マイクロレンズ部２３２が全部互いに異なる形状を有することを意味することができる。また、規則性ＡＲが大体０であるいうことの意味は、マイクロレンズ部２３２の各辺の長さが互いに異なることを意味することができる。また、規則性ＡＲが大体０であるということの意味は、隣接した２つの辺がなす角度が互いに異なり、マイクロレンズ部２３２の面積が互いに異なることを意味する。

また、本実施の形態において、規則性ＡＲが大体０．５であるということの意味は、有機膜２３０上に形成された各マイクロレンズ部２３２の半分は同一の形状を有し、残りの半分は互いに異なる形状を有することを意味することができる。また、規則性ＡＲが大体０．５であるということの意味は、マイクロレンズ部２３２の各辺の長さが半分は同一であり、残りの半分は互いに異なることを意味することができる。また、規則性ＡＲが大体０．５であるということの意味は、マイクロレンズ部２３２の隣接した２つの辺がなす角度が全個数のうち半分は同一であり、残りの半分は互いに異なり、マイクロレンズ部２３２の面積が一部は互いに同一で、一部は互いに異なることを意味することができる。

即ち、規則性ＡＲが大体１であるマイクロレンズ部２３２は実質的に全部同一な形状を有し、規則性ＡＲが大体０であるマイクロレンズ部２３２は実質的に全部異なる形状を有し、規則性ＡＲが大体０．５であるマイクロレンズ部２３２は、一部は同一で、一部は異なる形状を有することを意味する。

図８は、規則性を大体１から０に変更させながら、第２電極における光反射率を測定したグラフである。

図８に示すように、光反射率は、規則性が大体１から大体０に漸次減少されることによって大きな変化はない。しかしながら、規則性が大体０で最も優れた光反射率を有することが実験結果として得られた。

図９は、光反射率が最も優れた規則性が大体０であるマイクロレンズ部の大きさを変更させながら光反射率を測定したグラフである。

図９に示すように、第２電極２４４に形成されたエンボシングパターン２４５の光反射率は、有機膜２３０に形成されたマイクロレンズ部２３２の大きさによって決定される。

望ましくは、マイクロレンズ部２３２の大きさが、約３．５μｍより大きく約５．５μｍより小さい範囲で、第２電極２４４から反射される光反射率が最も大きいことが実験結果として得られた。

マイクロレンズ部２３２の大きさが、約３．５μｍより小さい場合、マイクロレンズ部２３２の形状を精密に形成しにくいので光反射率を向上させることが難しく、マイクロレンズ部２３２の大きさが約５．５μｍより大きい場合、マイクロレンズ部２３２の表面積がかえって減少され、光反射率が減少される。

望ましくは、マイクロレンズ部２３２の大きさが、４．０μｍより大きく、約５．０μｍより小さく形成されることで、第２電極２４４において光反射率をより大きく向上させることができる。

本実施の形態によると、第２電極２４４における光反射率を増加させるために、第２電極２４４のエンボシングパターン２４５の規則性ＡＲを実質的に大体０に近くように形成し、マイクロレンズ部２３２の大きさを約３．５μｍより大きく、約５．５μｍより小さく形成することが最も望ましい。

（薄膜トランジスタ基板の製造方法）
図１０は、本発明の第３の実施の形態による薄膜トランジスタ基板の製造方法によってベース基板に電圧印加素子を形成した処理を示す断面図である。

図１０に示すように、ベース基板２１０上には、第１信号線（図示せず）が形成される。

第１信号線をベース基板２１０上に形成するために、ベース基板２１０上には金属薄膜が形成される。金属薄膜は、フォトリソグラフィ工程によってパターニングされ、ベース基板２１０には第１信号線が形成される。第１信号線には、ベース基板２１０に沿ってゲート電極部（図示せず）が延長される。

例えば、解像度が１０２４×７６４である薄膜トランジスタ基板２００の場合、ベース基板２００には約７６４個からなる第１信号線が形成される。第１信号線には、外部から印加されたターンオン信号またはターンオフ信号が印加される。

続いて、ベース基板２１０には、第１信号線を覆うように絶縁層２２１ａが形成される。

チャンネル層Ｃは、絶縁層２２１ａ上全域に形成され、フォトリソグラフィ工程によってパターニングされる。従って、チャンネル層Ｃは、第１信号線のゲート電極部Ｇを覆うように絶縁層２２１ａ上に形成される。本実施の形態において、チャンネル層Ｃは、アモルファスシリコン薄膜をパターニングしてなる。

チャンネル層Ｃは、第１信号線からターンオン信号が入力されると、チャンネル層Ｃは不導体から導電体に電気的特性が変更され、第１信号線からターンオフ信号が入力されると、チャンネル層Ｃは導電体から不導体に電気的特性が変更される。

第２信号線（図示せず）は、ベース基板２１０上に配置される。第２信号線を形成するためにベース基板２１０には金属薄膜が全面に形成され、金属薄膜は、フォトリソグラフィ工程によってパターンニングされる。このとき、第２信号線は、第１信号線と実質的に交差する方向に延長され、第２信号線にはベース基板２１０上に沿ってソース電極部Ｓが延長される。ソース電極部Ｓは、チャンネル層Ｃの一側に連結される。例えば、解像度１０２４×７６４である薄膜トランジスタ基板２００の場合、第２信号線は、約１０２４×３個に形成される。第２信号線には、外部から印加されたデータ信号が印加される。

第２信号線を形成するために、金属薄膜がフォトリソグラフィ工程によってパターニングされる途中、ベース基板２１０上にはドレイン電極Ｄが形成される。ドレイン電極Ｄはチャンネル層Ｃの他側に連結される。

図１１は、本発明の第３の実施の形態による薄膜トランジスタ基板の製造方法によってベース基板に有機膜が形成されることを示す断面図である。

図１１に示すように、有機膜２３０ａはベース基板２１０上に形成される。有機膜２３０ａは、感光物質、例えば、ポジティブ型感光物質を含み、ベース基板２１０に形成された電圧印加素子２２０を覆うように形成される。有機膜２３０ａは、スピンコーティング及びスリットコーティングなどの方法によってベース基板２１０上に電圧印加素子２２０を覆うように形成される。

図１２は、本発明の第３の実施の形態による薄膜トランジスタ基板の製造方法によって、有機膜の上方にマスクが配置されたことを示した断面図である。

図１２に示すように、有機膜２３０ａ上にはマスク１００が配置される。マスク１００は、透明基板１１０及び光遮断パターン１２０を含む。例えば、本実施の形態によるマスク１００は、ポジティブ型感光物質を含む有機膜２３０を露光及び現象するのに適合した構成を有する。

透明基板１１０は、光の透過率が非常に高い基板を含む。例えば、本実施の形態による透明基板１１０は、ガラス基板である。

光遮断パターン１２０は、透明基板１１０の上面または下面に形成される。光遮断パターン１２０は、透明基板１１０に向かう光を遮断する。

従って、光遮断パターン１２０の形状によって光遮断パターン１２０を通過した光の形状が決定され、この結果、マスク１００の下方に配置された有機膜２３０ａには、光遮断パターン１２０の形状通りにパターンが形成される。

本実施の形態において、光遮断パターン１２０は、透明基板１１０の上面に島状に薄膜状に形成され、各光遮断パターン１２０は、平面で見たとき、互いに異なる形状を有する。

本実施の形態において、各光遮断パターン１２０は、平面から見た場合、互いに異なる形状、例えば、三角形、四角形、五角形、及び六角形などの多角形形状に形成される。他にも各光遮断パターン１２０は、円形または楕円形形状を有することができる。

本実施の形態において、各光遮断パターン１２０が互いに異なる形状を有するようにするために、各光遮断パターン１２０が相似形を有するものの、各光遮断パターンの大きさはランダムである。

また、各光遮断パターン１２０が互いに異なる形状を有するために、光遮断パターン１２０は全部相似形を有し、各光遮断パターン１２０の隣接した２つの辺が形成する角度はランダムに形成されることができる。

また、各光遮断パターン１２０が互いに異なる形状を有するようにするために、各光遮断パターン１２０は、平面から見た場合、三角形及び四角形などの多角形形状が混合された形状を有することができる。このとき、互いに異なる形状を有する各光遮断パターン１２０の各辺の長さ及び隣接する２つの辺の間に形成された角度は互いに異なるように形成されることが望ましい。

また、各光遮断パターン１２０は、相互離隔され配置される。例えば、各光遮断パターン１２０は、約２．０μｍ〜４．０μｍの範囲内で相互離隔されて配置される。望ましくは、各光遮断パターン１２０は実質的に同一の間隔を有することが望ましい。

一方、各光遮断パターン１２０の大きさは、各光遮断パターン１２０の任意の大きさを測定したとき、約３．５μｍより大きく、約５．５μｍより小さく形成されることができる。望ましくは、光遮断パターン１２０の大きさは、約４．０μｍより大きく、約５．０μｍより小さく形成されることができる。

本実施の形態において、望ましくは、光遮断パターン１２０の大きさと、光遮断パターン１２０間の間隔との比率は、約１０：４〜１０：１０であることが望ましい。

このように、透明基板１１０上に形成された各光遮断パターン１２０の形状を全部異なるように形成、及び光遮断パターン１２０の大きさを約３．５μｍより大きく、約５．５μｍより小さく形成することで、マスク１００の下方に形成された有機膜２３０ａに互いに異なる形状を有するマイクロレンズ部２３２を形成することができる。また、有機膜２３０ａに形成されたマイクロレンズ部２３２の上面にマイクロレンズ部２３２と同一の形状を有するエンボシングパターンを有する反射電極を形成することで、反射電極から反射される光の光学特性をより向上させることができる。

図１３は、本発明の第３の実施の形態による薄膜トランジスタ基板の製造方法によって有機膜をパターニングすることを示した断面図である。

有機膜２３０ａの上部にマスク１００が配置された状態で、マスク１００には有機膜２３０ａに向かって光が提供され、これにより、有機膜２３０ａの上面は露光される。続いて、有機膜２３０ａが現象液によって現象されることで、図１３に示すように、有機膜２３０ａの上面にはマイクロレンズ部２３２が形成され、有機膜２３０ａのうち電圧印加素子２２０のドレイン電極Ｄと対応する部分は、ドレイン電極Ｄが露出されるように開口される。

有機膜２３０ａの上面に島状に複数個形成されたマイクロレンズ部２３２を平面で見たとき、各マイクロレンズ部２３２は、互いに異なる形状を有する。

望ましくは、マイクロレンズ部２３２は、平面で見たとき、三角形、四角形、五角形、及び六角形などの多角形形状を有する。例えば、本発明によるマイクロレンズ部２３２は、三角形、四角形、及び五角形などの多角形形状が混合された形状を有することができる。

望ましくは、本発明において、マイクロレンズ部２３２の各辺は互いに異なる長さを有し、これにより、マイクロレンズ部２３２は互いに異なる形状を有する。

これとは異なり、マイクロレンズ部２３２が互いに異なる形状を有するようにするためにマイクロレンズ部２３２において、隣接した２つの辺が形成する角度は、それぞれ互いに異なるように形成されることができる。

これとは異なり、マイクロレンズ部２３２は全部同一の形状を有し、大きさのみ互いに異なるように相似形に形成されてもよい。

本実施の形態において、相互に隣接したマイクロレンズ部２３２間の間隔は実質的に同一であり、マイクロレンズ部２３２間の間隔は、約２．５〜３．５μｍであることが望ましい。

一方、各マイクロレンズ部２３２の大きさは、約３．５μｍより大きく、約５．５μｍより小さく、望ましくは、各マイクロレンズ部２３２の大きさは、約４．０より大きく、約５．０μｍより小さい。

図１４は、本発明の第３の実施の形態による薄膜トランジスタ基板の製造方法によって有機膜の上面に画素電極を形成したことを示す断面図である。

画素電極２４０は、望ましくは、有機膜２３０ａの上面に形成された第１電極２４２及び第１電極２４２の上面に形成された第２電極２４４からなる。本実施の形態において、望ましくは画素電極２４０が第１電極２４２及び第２電極２４４からなる。しかしながら、これとは異なり、画素電極２４０は、第１電極２４２のみから形成されてもよい。

本実施の形態において、第１電極２４２は、有機膜２３０ａの上面に直接形成される。第１電極２４２は、例えば、透明で導電性を有するインジウム錫酸化膜、インジウム亜鉛酸化膜、及びアモルファスインジウム錫酸化膜などを含むことができる。

第２電極２４４は、第１電極２４２の上面に形成される。第２電極２４４は、光反射率が優れた金属、例えば、アルミニウム及びアルミニウム合金などから製作される。第２電極２４４は、第１電極２４２を露出させる透過窓２４４ａを有する。

本実施の形態において、有機膜２３０ａの上面に形成されたマイクロレンズ部２３２の形状に対応して第１電極２４２及び第１電極２４２の上面に形成された第２電極２４４には、エンボシングパターンが形成される。エンボシングパターンは、マイクロレンズ部２３２の上面に形成されるのでエンボシングパターンは、マイクロレンズ部２３２と同一の形状を有する。

（表示装置）
図１５は、本発明の第４の実施の形態による表示装置の断面図である。本実施の形態による薄膜トランジスタ基板（ＴＦＴ基板）は、カラーフィルター基板及び液晶層を除いては前述した第２の実施の形態と同一である。従って、第２の実施の形態と同一の部分に対する重複された説明は省略し、同一の構成要素については同一の名称及び参照符号を使用することにする。

図１５に示すように、表示装置５００は、薄膜トランジスタ基板２００、カラーフィルター基板３００、及び液晶層４００を含む。

本実施の形態によるカラーフィルター基板３００は、薄膜トランジスタ基板２００と対向して配置される。

カラーフィルター基板３００は、透明なベース基板３１０、カラーフィルター３２０、及び共通電極３３０を含む。

カラーフィルター基板３００に形成されたカラーフィルター３２０は、赤色光を通過させる赤色カラーフィルター、緑色光を通過させる緑色カラーフィルター、及び青色光を通過させる青色カラーフィルターを含む。カラーフィルター基板３２０は、薄膜トランジスタ基板２００に形成された画素電極２４０と対向する位置に形成される。

共通電極３３０は、ベース基板３１０上に、赤色、緑色、及び青色カラーフィルターからなるカラーフィルター３２０を覆うように形成され、薄膜トランジスタ基板２００に形成された画素電極２４０と対向するように形成される。

液晶層４００は、カラーフィルター基板３００と薄膜トランジスタ基板２００との間に介在され、薄膜トランジスタ基板２００の画素電極２４０の透過窓２４４ａを通過した内部光またはカラーフィルター基板３００を通過した外部光の透過率を画素電極２４０と共通電極３３０との間に形成された電界差に対応して変更させ、その結果、情報が含まれた画像を表示する。

以上、詳細に説明したように、本発明によれば、表示装置の画素電極に形成された反射層に形成されたエンボシングパターンから反射される光量を大きく向上させ、表示装置から発生した画像の表示品質をより向上させる効果を有する。

以上、本発明の実施の形態によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。

本発明の第１の実施の形態によるマスクの一部を示す平面図である。 本発明の第２の実施の形態による薄膜トランジスタ基板の平面図である。 図２のＩ_１−Ｉ_２線に沿って切断した断面図である。 図２のＩＩ_１−ＩＩ_２線に沿って切断した断面図である。 規則性が１であるエンボシングパターンを示す平面図である。 規則性が０．５であるエンボシングパターンを示す平面図である。 規則性が０であるエンボシングパターンを示す平面図である。 規則性を１から０に変更させながら第２電極で光反射率を測定したグラフである。 光反射質が最も優れた規則性が０であるマイクロレンズ部の大きさを変更しながら光反射率を測定したグラフである。 本発明の第３の実施の形態による薄膜トランジスタ基板の製造方法によってベース基板に電圧印加素子を形成したことを示す断面図である。 本発明の第３の実施の形態による薄膜トランジスタ基板の製造方法によってベース基板に有機膜が形成されたことを示す断面図である。 本発明の第３の実施の形態による薄膜トランジスタ基板の製造方法によって有機膜の上部にマスクが整列されたことを示す断面図である。 本発明の第３の実施の形態による薄膜トランジスタ基板の製造方法によって有機膜をパターニングすることを示す断面図である。 本発明の第３の実施の形態による薄膜トランジスタ基板の製造方法によって有機膜の上面に画素電極を形成することを示す断面図である。 本発明の第４の実施の形態による表示装置の断面図である。

符号の説明

１００ マスク、
１１０ 透明基板、
１２０ 光遮断パターン、
２００ 薄膜トランジスタ基板、
２１０ ベース基板、
２２０ 電圧印加素子、
２２１ 第１信号線、
２２１ａ 絶縁層、
２２２ 第２信号線、
２３０ 有機膜、
２４０ 画素電極、
２４２ 第１電極、
２４４ 第２電極、
２４５ エンボシングパターン、
３００ カラーフィルター基板、
３１０ ベース基板、
３２０ カラーフィルター、
３３０ 共通電極、
４００ 液晶層、
５００ 表示装置。

Claims (33)

1. 透明基板と、
   前記透明基板に島状に複数個形成され、互いに異なる形状を有する光遮断パターンと、
   を含むことを特徴とするマスク。
2. 前記各光遮断パターンは、平面で見たとき、三角形、四角形、五角形、及び六角形などの多角形形状を有することを特徴とする請求項１記載のマスク。
3. 相互に隣接した前記光遮断パターン間の間隔は、２．５μｍ〜３．５μｍの範囲に含まれることを特徴とする請求項１記載のマスク。
4. 前記相互に隣接した光遮断パターン間の間隔は、実質的に同一であることを特徴とする請求項３記載のマスク。
5. 前記各光遮断パターンの大きさは、３．５μｍより大きく、５．５μｍより小さいことを特徴とする請求項１記載のマスク。
6. 前記各光遮断パターンの大きさは、４．０μｍより大きく、５．０μｍより小さいことを特徴とする請求項１記載のマスク。
7. 前記光遮断パターンの大きさと、相互に隣接した前記光遮断パターン間の間隔との比率は、１０：４〜１０：１０であることを特徴とする請求項１記載のマスク。
8. 前記各光遮断パターンの隣接する２辺がなす角度は、互いに異なることを特徴とする請求項２記載のマスク。
9. ベース基板に形成された電圧印加素子と、
   前記電圧印加素子の出力端が露出されるように形成され、光反射率を向上させるために一の面に島状に複数個形成されて互いに異なる形状を有するマイクロレンズ部を有する有機膜と、
   前記有機膜上に形成された第１電極及び当該第１電極上に形成されて一部に透過窓を備えた第２電極を有する画素電極と、
   を含む薄膜トランジスタ基板。
10. 前記マイクロレンズ部は、平面で見たとき、三角形、四角形、五角形、及び六角形などの多角形形状を有することを特徴とする請求項９記載の薄膜トランジスタ基板。
11. 前記マイクロレンズ部の各辺の長さは、互いに異なることを特徴とする請求項１０記載の薄膜トランジスタ基板。
12. 前記マイクロレンズ部の隣接する２辺がなす角度は、互いに異なることを特徴とする請求項１０記載の薄膜トランジスタ基板。
13. 相互に隣接した前記マイクロレンズ部間の間隔は、実質的に同一であり、
    前記間隔は、２．５μｍ〜３．５μｍであることを特徴とする請求項９記載の薄膜トランジスタ基板。
14. 前記各マイクロレンズ部の大きさは、３．５μｍより大きく、５．５μｍより小さいことを特徴とする請求項９記載の薄膜トランジスタ基板。
15. 前記各マイクロレンズ部の大きさは、４．０μｍより大きく、５．０μｍより小さいことを特徴とする請求項９記載の薄膜トランジスタ基板。
16. 前記マイクロレンズ部の大きさと、相互に隣接した前記マイクロレンズ部間の間隔との比率は、１０：４〜１０：１０であることを特徴とする請求項９記載の薄膜トランジスタ基板。
17. 前記電圧印加素子は、
    前記出力端を有する薄膜トランジスタと、
    指定されたタイミングに電圧を前記出力端に出力するために前記薄膜トランジスタに連結された信号線と、
    を含むことを特徴とする請求項９記載の薄膜トランジスタ基板。
18. 第１基板に出力端を有する電圧印加素子を形成する段階と、
    前記第１基板に電圧印加素子を覆う有機膜を形成する段階と、
    前記有機膜の上方に、隣接する辺の長さが互いに異なる多角形形状を有する薄膜状の光遮断パターンを有するマスクを配置する段階と、
    前記光遮断パターンを介して前記有機膜を露光し、前記有機膜上に平面で見たときに互いに異なる形状を有するマイクロレンズ部を形成する段階と、
    前記有機膜上に第１電極を形成する段階と、
    前記第１電極上に当該第１電極の一部を露出させる透過窓を備えた第２電極を形成する段階と、
    を含むことを特徴とする薄膜トランジスタ基板の製造方法。
19. 前記光遮断パターンは、平面で見たとき、三角形、四角形、五角形、及び六角形などの多角形形状を有することを特徴とする請求項１８記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
20. 前記各光遮断パターンの各辺の長さは、互いに異なることを特徴とする請求項１８記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
21. 前記各光遮断パターンの隣接する２辺がなす角度は、互いに異なることを特徴とする請求項１８記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
22. 相互に隣接した前記光遮断パターン間の間隔は、実質的に同一であり、
    前記間隔は、２．５μｍ〜３．５μｍであることを特徴とする請求項１８記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
23. 前記各光遮断パターンの大きさは、３．５μｍより大きく、５．５μｍより小さいことを特徴とする請求項１８記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
24. 前記各光遮断パターンの大きさは、４．０μｍより大きく、５．０μｍより小さいことを特徴とする請求項１８記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
25. 前記光遮断パターンの大きさと、相互に隣接した前記光遮断パターン間の間隔との比率は、１０：４〜１０：１０であることを特徴とする請求項１８記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
26. 第１基板に形成された電圧印加素子、前記電圧印加素子の出力端が露出されるように形成され、光反射率を向上させるために一の面に島状に複数個形成されて互いに異なる面積を有するマイクロレンズ部を有する有機膜、ならびに前記有機膜上に形成された第１電極及び当該第１電極上に形成されて一部に透過窓を備えた第２電極を有する画素電極を含むＴＦＴ基板と、
    前記第１基板に対向し、前記画素電極と対向する共通電極を含む第２基板と、
    前記第１基板と第２基板との間に介在された液晶層と、
    を含むことを特徴とする表示装置。
27. 前記マイクロレンズ部は、平面で見たとき、三角形、四角形、五角形、及び六角形などの多角形形状を有することを特徴とする請求項２６記載の表示装置。
28. 前記マイクロレンズ部の各辺の長さは、互いに異なることを特徴とする請求項２７記載の表示装置。
29. 前記マイクロレンズ部の隣接する２辺がなす角度は、互いに異なることを特徴とする請求項２７記載の表示装置。
30. 相互に隣接した前記マイクロレンズ部間の間隔は、実質的に同一であり、
    前記間隔は、２．５μｍ〜３．５μｍであることを特徴とする請求項２６記載の表示装置。
31. 前記各マイクロレンズ部の大きさは、３．５μｍより大きく、５．５μｍより小さいことを特徴とする請求項２６記載の表示装置。
32. 前記各マイクロレンズ部の大きさは、４．０μｍより大きく、５．０μｍより小さいことを特徴とする請求項２６記載の表示装置。
33. 前記マイクロレンズ部の大きさと、相互に隣接した前記マイクロレンズ部間の間隔との比率は、１０：４〜１０：１０であることを特徴とする請求項２６記載の薄膜トランジスタ基板。

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