JP2006106780A - Electro-optical device and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多数の画素がマトリクス状に形成された電気光学装置、およびそれを用いた電子機器に関するものである。さらに詳しくは、電気光学装置の各画素の構造技術に関するものである。 The present invention relates to an electro-optical device in which a large number of pixels are formed in a matrix, and an electronic apparatus using the electro-optical device. More specifically, the present invention relates to a structure technology of each pixel of the electro-optical device.
液晶装置などの電気光学装置は、各種機器の直視型の表示装置として用いられている。このような電気光学装置のうち、反射型あるいは半透過・半反射型のTFTアクティブマトリクス型の液晶装置では、図29および図30に示すように、TFTアレイ基板10の表面にマトリクス状に配列された多数の画素100aの各々に、対向基板20の側から入射してきた外光を対向基板20の方に向けて反射するための光反射膜8aが形成されており、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、対向基板側から出射された光によって画像を表示する。
Electro-optical devices such as liquid crystal devices are used as direct-view display devices for various devices. Among such electro-optical devices, a reflective or semi-transmissive / semi-reflective TFT active matrix type liquid crystal device is arranged in a matrix on the surface of the
このような反射モードでの画像表示を行う液晶装置において、光反射膜8a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くる。そこで、従来は、第2層間絶縁膜5の表面に、アクリル樹脂などの有機系樹脂からなる感光性樹脂を厚めに塗布した後、この感光性樹脂をフォトリソグラフィ技術によりパターニングして光反射膜8aの下層側に突起あるいは孔からなる凹凸を複数、備えた下層側凹凸形成膜13aを形成し、次に、下層側凹凸形成膜13aの表面に上層側凹凸形成膜7aを形成して凹凸をなだらかな形状として、その上層側に形成される光反射膜8aの表面になだらかな形状の光散乱用の凹凸パターン8gを形成している。
In a liquid crystal device that displays an image in such a reflection mode, if the directionality of the light reflected by the
しかしながら、光反射膜8a表面の凹凸パターン8gを各画素100aで同一とすると、光反射膜8aからの反射光に干渉が発生してしまい、表示の品位が著しく低下するという問題点がある。
However, if the
そこで、凹凸パターン8gの形態を画素100a毎に相違させることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
Thus, it has been proposed to make the shape of the
また、TFTアレイ基板10において、画素スイッチング用のTFT30のドレインと透明な画素電極9aとを電気的に接続するにあたっては、いずれの画素100aにおいても、TFT30のドレイン領域に対して、ゲート絶縁膜2および第1層間絶縁膜4に形成したコンタクトホール4cを介してドレイン電極6bを電気的に接続するとともに、このコンタクトホール4cと略重なる位置において、第2の層間絶縁膜5、および上層側凹凸形成膜7aに形成したコンタクトホール5bを介してドレイン電極6bに光反射膜8aが電気的に接続し、この光反射膜8aにITO膜からなる画素電極9aが電気的に接続している。
In the
しかしながら、多数の画素100aの各々に、異なる凹凸パターン8gを形成するのは困難であり、画素100a間に凹凸の位置が重複してしまうという問題点がある。また、凹凸パターン8gの形態を画素100a毎に相違させただけでは、各画素100aにおける散乱反射特性のばらつきに起因して、輝度むらやぎらつきが発生するという問題点がある。さらに従来の電気光学装置では、コンタクトホール5bの形成位置がいずれの画素100aにおいても完全に揃っているため、凹凸パターン8gの形態を画素100a毎に相違させても、コンタクトホール5bの壁部の傾斜面からの反射光が画素単位で干渉するという問題点がある。
However, it is difficult to form different
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、光反射膜からの反射光の干渉を防止し、かつ、画素間での輝度むらやぎらつきの発生も回避することのできる電気光学装置、およびそれを用いた電子機器を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to prevent interference of reflected light from a light reflecting film, and to avoid occurrence of luminance unevenness and glare between pixels, and It is to provide an electronic device using the same.
本発明の電気光学装置は、前記光反射膜は、コンタクトホールを介して下層側あるいは上層側の導電層に電気的に接続しているとともに、前記コンタクトホール内にも前記光反射膜が形成されている場合があり、この場合、前記多数の画素では、前記コンタクトホールの形成位置が相違していることを特徴とする。このように構成すると、画素毎にコンタクトホールの形成位置が異なっているため、電気光学装置をいずれの方向から眺めてもコンタクトホールが繰り返し、出現するようなことがない。それ故、光反射膜からの反射光においてコンタクトホール、およびその周辺部分は干渉を発生させない。 In the electro-optical device according to the aspect of the invention, the light reflecting film is electrically connected to the lower or upper conductive layer through the contact hole, and the light reflecting film is also formed in the contact hole. In this case, the contact holes are formed at different positions in the large number of pixels. With this configuration, since the contact hole formation position differs for each pixel, the contact hole does not appear repeatedly even when the electro-optical device is viewed from any direction. Therefore, in the reflected light from the light reflecting film, the contact hole and its peripheral part do not generate interference.
本発明において、前記多数の画素の各々で、前記コンタクトホールの形成位置が相違している構成を採用することができる。 In the present invention, it is possible to adopt a configuration in which the contact hole is formed at different positions in each of the large number of pixels.
本発明の電気光学装置は、前記光反射膜は、コンタクトホールを介して下層側あるいは上層側の導電層に電気的に接続しているとともに、前記コンタクトホール内にも前記光反射膜が形成されている場合、前記多数の画素を複数画素ずつ、複数のユニットにグループ分けしたときに、それぞれのユニット内における前記コンタクトホールの形成位置パターンが前記複数のユニット間で相違していることを特徴とする。 In the electro-optical device according to the aspect of the invention, the light reflecting film is electrically connected to the lower or upper conductive layer through the contact hole, and the light reflecting film is also formed in the contact hole. In the case where the plurality of pixels are grouped into a plurality of units by a plurality of pixels, the contact hole formation position pattern in each unit is different among the plurality of units. To do.
本発明の電気光学装置は、前記光反射膜は、コンタクトホールを介して下層側あるいは上層側の導電層に電気的に接続しているとともに、前記コンタクトホール内にも前記光反射膜が形成されている場合、前記それぞれのユニット内では前記コンタクトホールの形成位置が画素毎に相違していることが好ましい。 In the electro-optical device according to the aspect of the invention, the light reflecting film is electrically connected to the lower or upper conductive layer through the contact hole, and the light reflecting film is also formed in the contact hole. In this case, it is preferable that the position where the contact hole is formed is different for each pixel in each unit.
本発明の電気光学装置は、複数のユニットのそれぞれにおいて同一箇所に位置する画素のコンタクトホールの形成位置が、前記複数のユニット間で相違していることを特徴とする。 The electro-optical device according to the aspect of the invention is characterized in that the formation positions of the contact holes of the pixels located at the same position in each of the plurality of units are different among the plurality of units.
本発明において、各画素に形成された前記コンタクトホールの面積が等しいことが好ましい。 In the present invention, the contact holes formed in each pixel preferably have the same area.
本発明において、前記多数の画素の各々に画素スッチング用の薄膜トランジスタが形成されているとともに、前記光反射膜は、前記コンタクトホールを介して薄膜トランジスタの前記ドレイン電極に電気的に接続している場合、前記ドレイン電極は、前記多数の画素のいずれにおいても前記光反射膜の下層側で略画素全体にわたって形成されていることが好ましい。 In the present invention, when a thin film transistor for pixel switching is formed in each of the large number of pixels, and the light reflection film is electrically connected to the drain electrode of the thin film transistor through the contact hole, The drain electrode is preferably formed over substantially the entire pixel on the lower layer side of the light reflecting film in any of the large number of pixels.
本発明のさらに別の形態では、電気光学物質を保持する基板にマトリクス状に構成された多数の画素の各々に、突起あるいは孔からなる複数の凹凸が分散した状態に形成された凹凸形成層と、該凹凸形成層の上層側に形成された光反射膜とを有し、該光反射膜の表面には前記凹凸形成層によって光散乱用の凹凸パターンが形成されてなる電気光学装置において、前記光反射膜は、コンタクトホールを介して下層側あるいは上層側の導電層に電気的に接続しているとともに、前記コンタクトホール内にも前記光反射膜が形成され、前記多数の画素間で前記コンタクトホールの形成位置が相違していることを特徴とする。 In yet another aspect of the present invention, a concavo-convex forming layer formed in a state where a plurality of concavo-convex formed of protrusions or holes are dispersed in each of a large number of pixels configured in a matrix on a substrate holding an electro-optic material. A light reflecting film formed on an upper layer side of the concavo-convex forming layer, wherein the concavo-convex pattern for light scattering is formed on the surface of the light reflecting film by the concavo-convex forming layer. The light reflecting film is electrically connected to the lower or upper conductive layer through a contact hole, and the light reflecting film is also formed in the contact hole, and the contact between the multiple pixels. The hole formation position is different.
本発明では、画素毎にコンタクトホールの形成位置が異なっているため、電気光学装置をいずれの方向から眺めてもコンタクトホールが繰り返し、出現するようなことがない。それ故、光反射膜からの反射光においてコンタクトホール、およびその周辺部分は干渉を発生させない。 In the present invention, since the contact hole formation position is different for each pixel, the contact hole does not appear repeatedly even when the electro-optical device is viewed from any direction. Therefore, in the reflected light from the light reflecting film, the contact hole and its peripheral part do not generate interference.
本発明において、前記多数の画素を複数画素ずつ、複数のユニットにグループ分けしたときに、当該ユニット内における前記コンタクトホールの形成位置パターンが前記ユニット間で異なっていることが好ましい。本発明では、ユニット内におけるコンタクトホールの形成位置パターンがユニット間で異なっているため、電気光学装置をいずれの方向から眺めてもコンタクトホールが繰り返し、出現するようなことがない。それ故、光反射膜からの反射光においてコンタクトホール、およびその周辺部分が干渉を発生させない。 In the present invention, when the large number of pixels are grouped into a plurality of units by a plurality of pixels, it is preferable that the formation pattern of the contact hole in the unit is different among the units. In the present invention, the contact hole formation position patterns in the units are different among the units, so that the contact holes do not appear repeatedly even when the electro-optical device is viewed from any direction. Therefore, the contact hole and its peripheral part do not generate interference in the reflected light from the light reflecting film.
本発明において、前記ユニット内では前記コンタクトホールの形成位置が画素毎に相違している構成を採用してもよい。このように構成すると、ユニット内では、各画素におけるコンタクトホールの形成位置が相違しているため、たとえ、ユニット間でコンタクトホールの形成パターンが同一でも、従来であれば1画素周期で光の干渉が発生していたのをユニット周期まで拡大でき、干渉を抑制することができる。 In the present invention, a configuration in which the contact hole is formed at a different position for each pixel in the unit may be adopted. With this configuration, the contact hole formation position in each pixel is different within the unit. Therefore, even if the contact hole formation pattern is the same between the units, light interference is conventionally performed in one pixel cycle. Can be expanded to the unit period, and interference can be suppressed.
本発明において、前記ユニット間では、当該ユニット内における位置が同一の画素における前記コンタクトホールの形成位置が全て相違していることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that all the positions where the contact holes are formed in the pixels having the same position in the units are different between the units.
本発明において、各画素に形成された前記コンタクトホールの面積が等しいことが好ましい。 In the present invention, the contact holes formed in each pixel preferably have the same area.
本発明において、前記多数の画素の各々に画素スッチング用の薄膜トランジスタが形成されているとともに、前記光反射膜は、前記コンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタの前記ドレイン電極に電気的に接続し、前記多数の画素のいずれにおいても前記光反射膜の下層側で略画素全体にわたって形成されていることが好ましい。このように構成すると、コンタクトホールの形成位置を変えても、それに合わせて、ドレイン電極の形成領域を変更する必要がない。 In the present invention, a pixel switching thin film transistor is formed in each of the large number of pixels, and the light reflection film is electrically connected to the drain electrode of the thin film transistor through the contact hole. In any of the pixels, it is preferable that the pixel is formed over substantially the entire pixel on the lower layer side of the light reflecting film. With this configuration, even if the contact hole formation position is changed, it is not necessary to change the drain electrode formation region accordingly.
本発明の第3の形態でも、前記多数の画素の各々に前記凹凸パターンが異なる形態をもって形成されていることが好ましい。このように構成すると、電気光学装置をいずれの方向から眺めても同一の凹凸パターンが繰り返し、出現するようなことがない。それ故、光反射膜からの反射光に干渉が発生しない。 Also in the third aspect of the present invention, it is preferable that the concavo-convex pattern is formed in each of the large number of pixels in a different form. With this configuration, the same uneven pattern does not appear repeatedly even when the electro-optical device is viewed from any direction. Therefore, interference does not occur in the reflected light from the light reflecting film.
本発明において、例えば、前記基板を第1の基板とし、該第1の基板に対して第2の基板を対向配置させて当該基板間に前記電気光学物質としての液晶を保持すれば、電気光学装置として液晶装置を構成することができる。
本発明の参考例では、電気光学物質を保持する基板にマトリクス状に構成された多数の画素の各々に、突起あるいは孔からなる複数の凹凸が分散した状態に形成された凹凸形成層と、該凹凸形成層の上層側に形成された光反射膜とを有し、該光反射膜の表面には前記凹凸形成層によって光散乱用の凹凸パターンが形成されてなる電気光学装置において、前記多数の画素を複数画素ずつ、複数のユニットにグループ分けしたときに、少なくともユニット内では前記画素毎に前記凹凸パターンが異なる形態をもって形成されているとともに、当該ユニット内の同一箇所に位置する画素の前記凹凸パターンが前記ユニット間で相違していることを特徴とする。
In the present invention, for example, if the substrate is a first substrate, a second substrate is disposed opposite to the first substrate, and the liquid crystal as the electro-optical material is held between the substrates, the electro-optics A liquid crystal device can be configured as the device.
In a reference example of the present invention, a concavo-convex forming layer formed in a state in which a plurality of concavo-convex formed of protrusions or holes are dispersed in each of a large number of pixels configured in a matrix on a substrate holding an electro-optic material, A light reflecting film formed on an upper layer side of the unevenness forming layer, and a light scattering unevenness pattern is formed on the surface of the light reflecting film by the unevenness forming layer. When the pixels are grouped into a plurality of units, each pixel is formed in a different form for each pixel in at least the unit, and the projections and depressions of pixels located at the same location in the unit The pattern is different between the units.
本発明の参考例では、ユニット内では画素毎に凹凸パターンが異なる形態をもって形成されているとともに、当該ユニット内における各凹凸パターンの位置がユニット間で異なっているため、同一の凹凸パターンが繰り返し、出現するようなことがない。それ故、光反射膜からの反射光に干渉が発生しにくい。 In the reference example of the present invention, the concave / convex pattern is formed with different forms for each pixel in the unit, and the position of each concave / convex pattern in the unit is different between units, so the same concave / convex pattern is repeated, There will be no appearance. Therefore, interference hardly occurs in the reflected light from the light reflecting film.
本発明の参考例において、前記凹凸を構成する突起あるいは孔は、平面的な形状、平面的なサイズ、あるいは平面的な位置分布の各画素間でのばらつきが制御されてなることが好ましい。すなわち、電気光学装置の製造方法において、前記凹凸パターンをフォトリソグラフィ技術で形成する際に、露光マスクにおいて前記凹凸を構成する突起あるいは孔を形成するための透光部あるいは遮光部に対して、画素間での平面的な形状、平面的なサイズ、あるいは平面的な位置分布のばらつきを制御し、当該ばらつきが制御された露光マスクを用いることにより、前記多数の画素を複数画素ずつ、複数のユニットにグループ分けしたときに、少なくともユニット内では前記画素毎に前記凹凸パターンを異なる形態をもって形成するとともに、当該ユニット内の同一箇所に位置する画素の前記凹凸パターンが前記ユニット間で相違させる。このように構成すると、前記凹凸パターンにおいて、凹凸の平面的な形状、平面的なサイズ、あるいは平面的な位置分布のばらつきが制御されているため、画素間での輝度むらやぎらつきの発生を回避することができる。 In the reference example of the present invention, it is preferable that the protrusions or the holes constituting the unevenness are controlled in terms of a planar shape, a planar size, or a planar position distribution among pixels. That is, in the method of manufacturing an electro-optical device, when the concavo-convex pattern is formed by a photolithography technique, a pixel is formed with respect to a light-transmitting part or a light-shielding part for forming protrusions or holes constituting the concavo-convex in an exposure mask. By controlling the variation of the planar shape, planar size, or planar position distribution between them, and using an exposure mask in which the variation is controlled, the large number of pixels are divided into a plurality of units. When the groups are grouped, at least in the unit, the concave / convex pattern is formed in a different form for each pixel, and the concave / convex pattern of pixels located at the same location in the unit is made different between the units. With this configuration, since unevenness in the planar shape, planar size, or planar position distribution of the unevenness is controlled in the unevenness pattern, occurrence of luminance unevenness and glare between pixels is avoided. can do.
本発明の他の参考例では、電気光学物質を保持する基板にマトリクス状に構成された多数の画素の各々に、突起あるいは孔からなる複数の凹凸が分散した状態に形成された凹凸形成層と、該凹凸形成層の上層側に形成された光反射膜とを有し、該光反射膜の表面には前記凹凸形成層によって光散乱用の凹凸パターンが形成されてなる電気光学装置において、前記画素毎に前記凹凸パターンが異なる形態をもって形成され、かつ、前記凹凸を構成する突起あるいは孔は、平面的な形状、平面的なサイズ、あるいは平面的な位置分布の各画素間でのばらつきが制御されてなることを特徴とする。 In another reference example of the present invention, a concavo-convex forming layer formed in a state in which a plurality of concavo-convex formed of protrusions or holes are dispersed in each of a large number of pixels configured in a matrix on a substrate holding an electro-optic material. A light reflecting film formed on an upper layer side of the concavo-convex forming layer, wherein the concavo-convex pattern for light scattering is formed on the surface of the light reflecting film by the concavo-convex forming layer. The concavo-convex pattern is formed in a different form for each pixel, and the protrusions or holes constituting the concavo-convex are controlled in the variation in the planar shape, planar size, or planar position distribution among the pixels. It is characterized by being made.
すなわち、電気光学装置の製造方法において、前記凹凸パターンをフォトリソグラフィ技術で形成する際に、露光マスクにおいて前記凹凸を構成する突起あるいは孔を形成するための透光部あるいは遮光部に対して、画素間での平面的な形状、平面的なサイズ、あるいは平面的な位置分布のばらつきを制御し、当該ばらつきが制御された露光マスクを用いることにより、前記多数の画素の各々に前記凹凸パターンを異なる形態で形成することを特徴とする。 That is, in the method of manufacturing an electro-optical device, when the concavo-convex pattern is formed by a photolithography technique, a pixel is formed with respect to a light-transmitting part or a light-shielding part for forming protrusions or holes constituting the concavo-convex in an exposure mask. By controlling the variation of the planar shape, the planar size, or the planar position distribution between them, and using the exposure mask in which the variation is controlled, the uneven pattern is made different for each of the many pixels. It is characterized by being formed in a form.
本発明の参考例では、凹凸パターンにおいて、凹凸の平面的な形状、平面的なサイズ、あるいは平面的な位置分布のばらつきが制御されているため、画素間での輝度むらやぎらつきの発生を回避することができる。 In the reference example of the present invention, in the uneven pattern, the uneven shape of the unevenness, the planar size, or the variation in the planar position distribution is controlled, so that the occurrence of uneven brightness and glare between pixels is avoided. can do.
本発明の参考例において、前記凹凸を構成する突起あるいは孔の平面形状は、例えば、円形あるいは多角形である。すなわち、前記露光マスクにおいて前記凹凸を構成する突起あるいは孔を形成するための透光部あるいは遮光部の形状を、例えば、円形あるいは多角形とする。 In a reference example of the present invention, the planar shape of the protrusion or hole constituting the unevenness is, for example, a circle or a polygon. That is, the shape of the light transmitting part or the light shielding part for forming the projections or holes constituting the irregularities in the exposure mask is, for example, a circle or a polygon.
本発明の参考例において、前記基板に対する法線方向から10度ないし30度、傾いた方向からみたときの反射輝度の各画素間での標準偏差/平均値が10%以内であることが好ましい。 In the reference example of the present invention, it is preferable that the standard deviation / average value between the pixels of the reflected luminance when viewed from a direction inclined by 10 degrees to 30 degrees from the normal direction with respect to the substrate is within 10%.
本発明の参考例において、前記凹凸を構成する突起または孔は、1画素内に平面的なサイズの異なる複数種類が形成されていることが好ましい。すなわち、前記露光マスクにおいて前記凹凸を構成する突起あるいは孔を形成するための透光部あるいは遮光部は、1画素に相当する領域内に平面的なサイズの異なる複数種類が形成されていることが好ましい。 In the reference example of the present invention, it is preferable that a plurality of types of protrusions or holes constituting the unevenness are formed in one pixel with different planar sizes. That is, a plurality of kinds of light-transmitting portions or light-shielding portions for forming projections or holes constituting the unevenness in the exposure mask are formed in a region corresponding to one pixel and having different planar sizes. preferable.
本発明の参考例において、前記凹凸を構成する突起または孔は、1画素内で平面的なサイズが同一の突起または孔の数が前記画素間で等しいことが好ましい。すなわち、前記露光マスクにおいて前記凹凸を構成する突起あるいは孔を形成するための透光部あるいは遮光部は、1画素に相当する領域内における同一サイズの数が前記画素間で等しいことが好ましい。 In the reference example of the present invention, it is preferable that the number of protrusions or holes having the same planar size in one pixel is the same among the pixels. That is, it is preferable that the number of the same size in the area | region equivalent to 1 pixel is equal among the said pixels in the light transmission part or light shielding part for forming the processus | protrusion or hole which comprises the said unevenness | corrugation in the said exposure mask.
本発明の参考例において、前記凹凸パターンの形成領域を微小面に区切って各微小面が前記基板平面となす角度を1画素内における存在率でヒストグラム表示したとき、当該角度が3°〜10°である微小面の存在率の合計の各画素間での標準偏差/平均値が10%以内であることが好ましい。 In the reference example of the present invention, when the formation area of the uneven pattern is divided into minute surfaces and the angle between each minute surface and the substrate plane is displayed as a histogram with the presence rate in one pixel, the angle is 3 ° to 10 °. It is preferable that the standard deviation / average value between each pixel of the total presence ratio of the minute surfaces is within 10%.
本発明の参考例において、前記凹凸を構成する突起あるいは孔の総面積の各画素間での標準偏差/平均値が5%以内であることが好ましい。すなわち、前記露光マスクにおいて前記凹凸を構成する突起あるいは孔を形成するための透光部あるいは遮光部の総面積の各画素間での標準偏差/平均値が5%以内であることが好ましい。 In the reference example of the present invention, it is preferable that the standard deviation / average value between the pixels of the total area of the protrusions or holes constituting the unevenness is within 5%. That is, it is preferable that the standard deviation / average value between the pixels of the total area of the light-transmitting part or the light-shielding part for forming the projections or holes constituting the unevenness in the exposure mask is within 5%.
本発明の参考例において、前記凹凸を構成する突起あるいは孔のうち、ブラックマトリクスが形成される領域を除く領域内に位置する当該突起あるいは孔の総面積の各画素間での標準偏差/平均値が5%以内であることが好ましい。すなわち、前記露光マスクにおいて前記凹凸を構成する突起あるいは孔を形成するための透光部あるいは遮光部のうち、ブラックマトリクスが形成される領域を除く領域内に位置する当該透光部あるいは遮光部の総面積の各画素間での標準偏差/平均値が5%以内であることが好ましい。 In the reference example of the present invention, the standard deviation / average value between the pixels of the total area of the protrusions or holes located in a region excluding the region where the black matrix is formed among the protrusions or holes constituting the unevenness. Is preferably within 5%. That is, of the light-transmitting part or the light-shielding part for forming the projections or holes constituting the irregularities in the exposure mask, the light-transmitting part or the light-shielding part located in a region excluding the region where the black matrix is formed. The standard deviation / average value between the pixels of the total area is preferably within 5%.
本発明の参考例において、前記凹凸を構成する突起あるいは孔の中心の位置座標に基づいてドロネイ図を描いたとき、各ドロネイ線長さの標準偏差/平均値が35%以下であることが好ましい。すなわち、前記露光マスクにおいて前記凹凸を構成する突起あるいは孔を形成するための透光部あるいは遮光部の中心の位置座標に基づいてドロネイ図を描いたとき、ドロネイ線長さの標準偏差/平均値が35%以下であることが好ましい。 In a reference example of the present invention, when a Delaunay diagram is drawn based on the position coordinates of the projections or the centers of the holes constituting the unevenness, the standard deviation / average value of each Delaunay line length is preferably 35% or less. . That is, when the Delaunay diagram is drawn based on the position coordinates of the center of the light transmitting part or the light shielding part for forming the projections or holes constituting the unevenness in the exposure mask, the standard deviation / average value of the Delaunay line length Is preferably 35% or less.
本発明の参考例において、前記凹凸を構成する突起あるいは孔のうち、前記画素の端部で途切れた当該突起あるいは孔の面積の合計が当該突起あるいは孔の面積の整数倍であることが好ましい。すなわち、前記露光マスクにおいて前記凹凸を構成する突起あるいは孔を形成するための透光部あるいは遮光部のうち、前記画素の端部で途切れた当該透光部あるいは遮光部の面積の合計が当該透光部あるいは遮光部の面積の整数倍であることが好ましい。このように構成すると、画素の端部で凹凸が途切れた場合でも、1画素内に形成されている凹凸の数、および面積を実質、同一とすることができる。 In the reference example of the present invention, it is preferable that the total area of the protrusions or holes interrupted at the end of the pixel among the protrusions or holes constituting the unevenness is an integral multiple of the area of the protrusions or holes. That is, the total area of the light-transmitting portion or the light-shielding portion, which is interrupted at the end of the pixel, of the light-transmitting portion or the light-shielding portion for forming the projections or holes constituting the projections and depressions in the exposure mask. It is preferably an integral multiple of the area of the light part or the light shielding part. With this configuration, even when the unevenness is interrupted at the end of the pixel, the number and area of the unevenness formed in one pixel can be made substantially the same.
本発明の参考例において、前記凹凸を構成する突起あるいは孔の前記画素間での重複率が50%以上であることが好ましい。すなわち、前記露光マスクにおいて前記凹凸を構成する突起あるいは孔を形成するための透光部あるいは遮光部の前記画素間での重複率が50%以上であることが好ましい
本発明の参考例においては、例えば、1つの画素よりも大きな凹凸形成用パターンを基準パターンとし、当該基準パターンを所定の位置を中心に回転移動させて得た凹凸パターンによって、各画素に対し、前記凹凸を構成する突起および孔の位置を決定する。すなわち、1つの画素よりも大きな凹凸形成用パターンを基準パターンとし、当該基準パターンを所定の位置を中心に回転移動させて得た凹凸パターンに基づいて、透光部あるいは遮光部の位置を決定した露光マスクを用いて前記凹凸を構成する突起および孔を形成する。
In the reference example of the present invention, it is preferable that the overlapping rate between the pixels of the protrusions or holes constituting the unevenness is 50% or more. That is, it is preferable that the overlapping rate between the pixels of the light transmitting part or the light shielding part for forming the projections or holes constituting the unevenness in the exposure mask is 50% or more. For example, projections and holes constituting the projections and depressions are formed for each pixel by a projection / depression pattern obtained by using a projection / depression pattern larger than one pixel as a reference pattern and rotating the reference pattern around a predetermined position. Determine the position. That is, the position of the light-transmitting part or the light-shielding part is determined based on the concave / convex pattern obtained by using the concave / convex forming pattern larger than one pixel as a reference pattern and rotating the reference pattern around a predetermined position. Using an exposure mask, protrusions and holes constituting the irregularities are formed.
本発明の参考例においては、例えば、前記ユニットを構成するm個×n個分の画素を合計した面積よりも大きな凹凸形成用パターンを基準パターンとし、当該基準パターンを所定の位置を中心に回転移動させて得たm個×n個分の画素の凹凸パターンによって、各画素に対し、前記凹凸を構成する突起および孔の位置を決定する。すなわち、m個×n個分の画素を合計した面積よりも大きな凹凸形成用パターンを基準パターンとし、当該基準パターンを所定の位置を中心に回転移動させて得たm個×n個分の画素の凹凸パターンによって透光部あるいは遮光部の位置を決定した露光マスクを用いて前記凹凸を構成する突起および孔を形成する。 In the reference example of the present invention, for example, an irregularity formation pattern larger than the total area of m × n pixels constituting the unit is used as a reference pattern, and the reference pattern is rotated around a predetermined position. The positions of the protrusions and the holes constituting the unevenness are determined for each pixel by the unevenness pattern of m × n pixels obtained by moving the pixel. That is, an unevenness forming pattern larger than the total area of m × n pixels is used as a reference pattern, and m × n pixels obtained by rotating the reference pattern around a predetermined position. Protrusions and holes constituting the unevenness are formed using an exposure mask in which the position of the light transmitting part or the light shielding part is determined by the uneven pattern.
このような基準パターンを利用して各画素の凹凸パターンを決定すれば、前記凹凸パターンにおいて、凹凸の平面的な形状、平面的なサイズ、あるいは平面的な位置分布のばらつきを制御できるため、画素間での輝度むらやぎらつきの発生を容易に回避することができる。 By determining the concavo-convex pattern of each pixel using such a reference pattern, in the concavo-convex pattern, it is possible to control variations in the planar shape, planar size, or planar position distribution of the irregularities. It is possible to easily avoid the occurrence of uneven brightness and glare.
本発明の参考例において、回転移動の際に前記回転の中心を移動させることにより、各画素に異なる凹凸パターンを形成することが好ましい。 In the reference example of the present invention, it is preferable to form different concavo-convex patterns in each pixel by moving the center of rotation during the rotational movement.
この場合、前記凹凸を構成する突起あるいは孔からずれた位置に前記回転の中心を設定することが好ましい。すなわち、露光マスクにおいて、前記凹凸を構成する突起あるいは孔を形成する透光部あるいは遮光部からずれた位置に前記回転の中心を設定して、透光部あるいは遮光部の位置を決定した露光マスクを用いて前記凹凸を構成する突起および孔を形成することが好ましい。 In this case, it is preferable to set the center of rotation at a position deviated from the protrusion or hole constituting the unevenness. That is, in the exposure mask, the position of the light transmitting portion or the light shielding portion is determined by setting the center of rotation at a position shifted from the light transmitting portion or the light shielding portion forming the projections or holes constituting the unevenness. It is preferable to form the projections and holes constituting the irregularities using
本発明の参考例において、前記光反射膜は、コンタクトホールを介して下層側あるいは上層側の導電層に電気的に接続し、前記コンタクトホール内を避けて前記光反射膜が形成されている場合がある。このような場合、前記回転の中心を前記コンタクトホールと重なる位置に設定することが好ましい。すなわち、前記光反射膜がコンタクトホールを介して下層側あるいは上層側の導電層に電気的に接続しているとともに、前記コンタクトホール内を避けて前記光反射膜が形成されている場合には、前記回転の中心を前記コンタクトホールと重なる位置に設定して透光部あるいは遮光部を決定した露光マスクを用いて前記凹凸を構成する突起および孔を形成することが好ましい。 In the reference example of the present invention, the light reflecting film is electrically connected to a lower or upper conductive layer through a contact hole, and the light reflecting film is formed avoiding the contact hole. There is. In such a case, it is preferable to set the center of rotation at a position overlapping the contact hole. That is, when the light reflecting film is electrically connected to the lower layer or the upper conductive layer through a contact hole, and the light reflecting film is formed avoiding the inside of the contact hole, It is preferable that the projections and the holes constituting the unevenness are formed using an exposure mask in which the center of rotation is set to a position overlapping the contact hole and the light transmitting portion or the light shielding portion is determined.
本発明の参考例において、前記光反射膜には、透過モードでの表示を行うための光透過孔が形成されている場合には、当該光透過孔内に前記回転の中心を設定することが好ましい。すなわち、前記光反射膜には、透過モードでの表示を行うための光透過孔が形成されている場合には、当該光透過孔内に前記回転の中心を設定して透光部あるいは遮光部を決定した露光マスクを用いて前記凹凸を構成する突起および孔を形成することが好ましい。 In the reference example of the present invention, when the light reflection film has a light transmission hole for displaying in the transmission mode, the center of rotation may be set in the light transmission hole. preferable. That is, in the case where a light transmission hole for performing display in a transmission mode is formed in the light reflection film, the center of rotation is set in the light transmission hole and the light transmission portion or the light shielding portion is set. It is preferable to form the projections and the holes constituting the irregularities using the exposure mask that determines the above.
本発明の参考例においては、例えば、左端と右端のパターンおよび上端と下端のパターンがそれぞれ連続性を有した凹凸パターンを備えた矩形領域を基本パターンとし、該基本パターンからの切り出し領域を端部でのパターンの連続性を保ちつつ上下左右に平行移動して得た複数の凹凸パターンによって、前記画素に対し、前記凹凸を構成する突起および孔の位置を決定する。 In the reference example of the present invention, for example, a rectangular area having a concavo-convex pattern in which a left end pattern and a right end pattern and a top end pattern and a bottom end pattern have continuity is set as a basic pattern, and a cut-out area from the basic pattern is set as an end The positions of the projections and the holes constituting the projections and depressions are determined with respect to the pixel by a plurality of projections and depressions obtained by parallel movement in the vertical and horizontal directions while maintaining the continuity of the pattern.
この場合、前記切り出し領域は、複数画素分であることが好ましい。 In this case, it is preferable that the cutout region is for a plurality of pixels.
本発明の参考例において、前記切り出し領域が1画素分である場合には、当該切り出し領域の寸法は、画素で遮光膜が形成されている領域を除く開口領域に相当する寸法であることが好ましい。 In the reference example of the present invention, when the cutout region is one pixel, the size of the cutout region is preferably a size corresponding to an opening region excluding a region where a light shielding film is formed in pixels. .
本発明に係る電気光学装置は、例えば、携帯電話機あるいはモバイルコンピュータなどといった電子機器の表示部として用いられる。 The electro-optical device according to the present invention is used as a display unit of an electronic apparatus such as a mobile phone or a mobile computer.
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[実施の形態1]
(電気光学装置の基本的な構成)
図1は、本発明を適用した電気光学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のH−H′断面図である。図3は、電気光学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多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では、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。
[Embodiment 1]
(Basic configuration of electro-optical device)
FIG. 1 is a plan view of an electro-optical device to which the present invention is applied as viewed from the side of a counter substrate together with each component, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line HH ′ of FIG. FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of various elements and wirings in a large number of pixels formed in a matrix in the image display region of the electro-optical device. Note that, in each drawing used in the description of the present embodiment, each layer and each member have different scales so that each layer and each member can be recognized on the drawing.
図1および図2において、本形態の電気光学装置100(液晶装置)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52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が挟持されている。シール材52の形成領域の内側領域には、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52の外側の領域には、データ線駆動回路101、および実装端子102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104が形成されている。TFTアレイ基板10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104の間をつなぐための複数の配線105が設けられており、更に、周辺見切り53の下などを利用して、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106が形成されている。
1 and 2, the electro-optical device 100 (liquid crystal device) according to this embodiment includes a TFT array substrate 10 (first substrate) and a counter substrate 20 (second substrate) bonded together by a sealing
なお、データ線駆動回路101および走査線駆動回路104をTFTアレイ基板10の上に形成する代わりに、たとえば、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)基板をTFTアレイ基板10の周辺部に形成された端子群に対して異方性導電膜を介して電気的およ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では、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、偏光板などが所定の向きに配置されるが、ここでは図示を省略してある。
Instead of forming the data line driving
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、TFTアレイ基板10の各画素電極(後述する)に対向する領域にRGBのカラーフィルタをその保護膜とともに形成する。
When the electro-
このような構造を有する電気光学装置100の画像表示領域においては、図3に示すように、多数の画素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、画素電極9a、およびこの画素電極9aを駆動するための画素スイッチング用のTFT30が形成されており、画素信号S1、S2・・・Snを供給するデータ線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に書き込む画素信号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印加するように構成されている。画素電極9a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。このようにして画素電極9aを介して液晶に書き込まれた所定レベルの画素信号S1、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。
In the image display area of the electro-
ここで、液晶50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、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、ノーマリー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していく。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。
Here, the
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、画素電極9a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を付加することがある。例えば、画素電極9a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が実現できる。なお、蓄積容量60を形成する方法としては、図3に例示するように、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、あるいは前段の走査線3aとの間に形成する場合もいずれであってもよい。
In order to prevent the retained pixel signals S1, S2,... Sn from leaking, a
(TFTアレイ基板の構成)
図4は、本形態の電気光学装置に用いた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5は、電気光学装置の画素の一部を図4のA−A′線に相当する位置で切断したときの断面図である。
(Configuration of TFT array substrate)
FIG. 4 is a plan view of a plurality of pixel groups adjacent to each other on the TFT array substrate used in the electro-optical device of this embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view of a part of the pixel of the electro-optical device cut at a position corresponding to the line AA ′ in FIG.
図4において、TFTアレイ基板10上には、複数の透明なITO(Indium Tin Oxide)膜からなる画素電極9aがマトリクス状に形成されており、これら各画素電極9aに対して画素スイッチング用のTFT30がそれぞれ接続している。また、画素電極9aの縦横の境界に沿って、データ線6a、走査線3a、および容量線3bが形成され、TFT30は、データ線6aおよび走査線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4dを介してTFT30の高濃度ソース領域1dに電気的に接続し、画素電極9aは、コンタクトホール4c、5bを介してTFT3の高濃度ドレイン領域1eに電気的に接続している。また、TFT30のチャネル領域1a′に対向するように走査線3aが延びている。なお、蓄積容量60(蓄積容量素子)は、画素スイッチング用のTFT30を形成するための半導体膜1の延設部分1fを導電化したものを下電極とし、この下電極41に、走査線3bと同層の容量線3bが上電極として重なった構造になっている。
In FIG. 4,
このように構成した各画素100aには、後述するように、画素電極9aの下層側に、この画素電極9aと略重なる領域に光反射膜8aが形成されている。
In each of the
このように構成した画素100aのA−A′線における断面は、図5に示すように、TFTアレイ基板10の基体たる透明な基板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11の表面には、厚さが50nm〜100nmの島状の半導体膜1aが形成されている。半導体膜1a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2aが形成され、このゲート絶縁膜2a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1aのうち、走査線3aに対してゲート絶縁膜2aを介して対峙する領域がチャネル領域1a′になっている。このチャネル領域1a′に対して一方側には、低濃度ソース領域1bおよび高濃度ソース領域1dを備えるソース領域が形成され、他方側には低濃度ドレイン領域1cおよび高濃度ドレイン領域1eを備えるドレイン領域が形成されている。
The cross section taken along the line AA ′ of the
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、および厚さが100nm〜300nmのシリコン窒化膜からなる第2層間絶縁膜5(表面保護膜)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4dを介して高濃度ソース領域1d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4cを介して高濃度ドレイン領域1eに電気的に接続している。
On the surface side of the
第2層間絶縁膜5の上層には、有機系樹脂などの感光性樹脂からなる下層側凹凸形成膜13a、およびポリシラザンや有機系樹脂などからなる上層側凹凸形成膜7aがこの順に形成され、上層側凹凸形成膜7aの表面には、アルミニウム膜などからなる光反射膜8aが形成されている。
On the upper layer of the second
光反射膜8aの上層には、ITO膜からなる透明な画素電極9aが形成されている。画素電極9aは、光反射膜8aの表面に直接、積層され、画素電極9aと光反射膜8aとは電気的に接続されている。また、画素電極9aは、上層側凹凸形成膜7aおよび第2層間絶縁膜5に形成されたコンタクトホール5bを介してドレイン電極6bに電気的に接続している。
A
ここで、光反射膜8aは、コンタクトホール5b内には形成されていないが、画素電極9aに接しており、実質、画素電極9aおよびコンタクトホール5bを介してドレイン電極6bに電気的に接続している状態にある。
Here, the
画素電極9a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は、ポリイミド膜に対してラビング処理が施された膜である。
An
また、高濃度ドレイン領域1eからの延設部分1f(下電極)に対しては、ゲート絶縁膜2a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。
Further, the extension portion 1f (lower electrode) extending from the high-concentration drain region 1e has a capacitance in the same layer as the
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、およ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およ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。
The
また、本形態では、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。この際、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)、あるい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出来る。これらのゲート電極の少なくとも1個をLDD構造或い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。
In this embodiment, a single gate structure is employed in which only one gate electrode (scanning
(凹凸パターンの構成)
図4および図5において、TFTアレイ基板10では、各画素100aの反射領域には、光反射膜8aの表面のうち、TFT30の形成領域から外れた領域(光反射膜形成領域)には、凸部8bおよび凹部8cを備えた凹凸パターン8gが形成されている。
(Structure of uneven pattern)
4 and 5, in the
このような凹凸パターン8gを構成するにあたって、本形態のTFTアレイ基板10では、光反射膜8aの下層側のうち、光反射膜8aと平面的に重なる領域には、有機系の感光性樹脂からなる下層側凹凸形成膜13aが第2層間絶縁膜5の表面に複数の柱状突起(凹凸)として所定の分布をもって形成され、この下層側凹凸形成膜13aの上層には、ポリシラザンや有機系樹脂などといった流動性材料から形成された絶縁膜からなる上層側凹凸形成膜7aが積層されている。このため、反射膜8aの表面には、下層側凹凸形成膜13aの凹凸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、上層側凹凸形成膜7aによって、下層側凹凸形成膜13aのエッジなどが出ないようになっている。
In constructing such a concavo-
なお、上層側凹凸形成膜7aを形成せずに、下層側凹凸形成膜13aを形成した後、ベーク工程を行うことにより、下層側凹凸形成膜13aの凹凸(孔13b)の縁を滑らかにすることもある。
In addition, after forming the lower layer side
ここで、下層側凹凸形成膜13aで凹凸を形成する柱状突起は、円形、あるいは略多角形の平面形状を有している。
Here, the columnar protrusions that form the unevenness in the lower-layer
(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に形成されている画素電極9a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、あるいはブラックストライプなど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、この配向膜22は、ポリイミド膜に対してラビング処理が施された膜である。
(Configuration of counter substrate)
In FIG. 5, in the
(TFTの製造方法)
本形態に係るTFTアレイ基板10を製造する方法を、図6および図7を参照して説明する。
(TFT manufacturing method)
A method for manufacturing the
図6および図7はいずれも、本形態のTFTアレイ基板11の製造方法を示す工程断面図であり、いずれの図においても、TFT形成領域、および光反射膜形成領域の断面を示してある。
FIGS. 6 and 7 are process cross-sectional views showing the manufacturing method of the
なお、本形態のTFTアレイ基板10を製造するにあたって、TFT30などの製造工程は、いわゆる低温プロセスと称せられる方法が採用され、このような方法については、すでに周知であるため、本形態のTFTアレイ基板10の特徴と関連する工程のみを説明する。
In manufacturing the
本形態のTFTアレイ基板10を製造するにあたっては、図6(A)に示すように、ガラス製等の基板10′の表面にTFT30を形成した以降、第2層間絶縁膜5にコンタクトホール5bを形成する。
In manufacturing the
次に、第2層間絶縁膜5の表面に、有機系の感光性樹脂13を厚めに塗布した後、感光性樹脂13を露光マスク510を介して露光する。ここで、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、図6(A)には、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。
Next, after thickly applying the organic
次に、露光した感光性樹脂13を現像して、図6(B)に示すように、光反射膜8aの下層側のうち、光反射膜8aと平面的に重なる領域に、図5を参照して説明した柱状突起、およびコンタクトホール5bを備えた下層側凹凸形成膜13aを形成する。
Next, the exposed
次に、図6(C)に示すように、第2層間絶縁膜5および下層側凹凸形成膜13aの表面側に、ペルヒドロポリシラザンまたはこれを含む組成物を塗布した後、焼成して、あるいは有機系樹脂からなる流動性材料7を塗布した後、図6(D)に示すように、フォトリソグラフィ技術を利用してのパターニング、あるいは露光、現像により、コンタクトホール5bを備えた上層側凹凸形成膜7aを形成する。
Next, as shown in FIG. 6C, after applying perhydropolysilazane or a composition containing the same to the surface side of the second
なお、ペルヒドロポリシラザンとは無機ポリシラザンの一種であり、大気中で焼成することによってシリコン酸化膜に転化する塗布型コーティング材料である。たとえば、東燃(株)製のポリシラザンは、−(SiH2 NH)−を単位とする無機ポリマーであり、キシレンなどの有機溶剤に可溶である。従って、この無機ポリマーの有機溶媒溶液(たとえば、20%キシレン溶液)を塗布液としてスピンコート法(たとえば、2000rpm、20秒間)で塗布した後、450℃の温度で大気中で焼成すると、水分や酸素と反応し、CVD法で成膜したシリコン酸化膜と同等以上の緻密な非晶質のシリコン酸化膜を得ることができる。 Perhydropolysilazane is a kind of inorganic polysilazane, and is a coating type coating material that is converted into a silicon oxide film by baking in the air. For example, polysilazane manufactured by Tonen Corporation is an inorganic polymer having a unit of-(SiH 2 NH)-and is soluble in an organic solvent such as xylene. Accordingly, when this inorganic polymer organic solvent solution (for example, 20% xylene solution) is applied as a coating solution by a spin coating method (for example, 2000 rpm, 20 seconds) and then baked in the atmosphere at a temperature of 450 ° C., moisture and A dense amorphous silicon oxide film equivalent to or better than a silicon oxide film formed by a CVD method by reacting with oxygen can be obtained.
ここで、上層側凹凸形成膜7a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、上層側凹凸形成膜7aの表面には、下層側凹凸形成膜13aの凹凸を適度に打ち消して、エッジのない、なだらかな形状の凹凸パターン8gが形成される。
Here, since the upper layer side
なお、上層側凹凸形成膜7aを形成せずに、なだらかな形状の凹凸パターン8gを形成する場合には、図6(B)に示す状態でベーク工程を行って、下層側凹凸形成膜13aの縁を滑らかな形状にすればよい。
In addition, when forming the uneven |
次に、図7(A)に示すように、スパッタ法などによって、上層側凹凸形成膜7aの表面にアルミニウム膜などといった反射性を備えた金属膜8を形成した後、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。
Next, as shown in FIG. 7A, after a
次に、レジストマスク557を介して金属膜8にエッチングを行い、図7(B)に示すように、所定領域に光反射膜8aを残す。このようにして形成した光反射膜8aの表面には、下層側凹凸形成膜13aの孔13b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、上層側凹凸形成膜7aによって、エッジのない、なだらかな形状になっている。
Next, the
次に、図7(C)に示すように、光反射膜8aの表面側に、厚さが40nm〜200nmのITO膜9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。
Next, as shown in FIG. 7C, an
次に、レジストマスク558を介してITO膜9にエッチングを行って、図7(D)に示すように、ドレイン電極6bに電気的に接続する画素電極9aを形成する。
Next, the
しかる後には、図5に示すように、画素電極9a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。
Thereafter, as shown in FIG. 5, a polyimide film (alignment film 12) is formed on the surface side of the
その結果、TFTアレイ基板10が完成する。
As a result, the
(凹凸および凹凸パターンの構成)
図8は、TFTアレイ基板上において多数の画素を複数画素ずつ、複数のユニットにグループ分けしたときに、少なくともユニット内では画素毎に凹凸パターンが異なる形態をもって形成されているとともに、ユニット内で同一箇所にある画素の凹凸パターン(凹凸の平面的な位置分布)がユニット間で異なっている様子を示す説明図である。図9、図10、図11、および図12は、本形態の電気光学装置のTFTアレイ基板に付した凹凸パターンの説明図である。図14は、凹凸の相対距離関係を評価するためのドロネイ三角形の説明図である。
(Structure of unevenness and unevenness pattern)
FIG. 8 shows that when a large number of pixels are grouped into a plurality of units on the TFT array substrate, at least in the unit, the concavo-convex pattern is formed differently for each pixel, and the same in the unit. It is explanatory drawing which shows a mode that the uneven | corrugated pattern (planar positional distribution of an unevenness | corrugation) of the pixel in a location differs between units. 9, FIG. 10, FIG. 11, and FIG. 12 are explanatory diagrams of the concavo-convex pattern attached to the TFT array substrate of the electro-optical device of this embodiment. FIG. 14 is an explanatory diagram of Delaunay triangles for evaluating the relative distance relationship between the projections and depressions.
本形態の電気光学装置100では、画素電極9aの下層側にアルミニウム膜などからなる光反射膜8aが形成されている。このため、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)。
In the electro-
また、本形態では、光反射膜8aの下層側のうち、光反射膜8aと平面的に重なる領域に下層側凹凸形成膜13aを形成し、この下層側凹凸形成膜13aに対応する凹凸を利用して、光反射膜8a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、上層側凹凸形成膜7aによって、下層側凹凸形成膜13aのエッジなどが出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。
Further, in this embodiment, the lower layer side
但し、光反射膜8a表面の凹凸パターン8gを各画素100aで完全同一とすると、光反射膜8aからの反射光に干渉が発生してしまう。
However, if the concavo-
そこで、本形態では、図8に示すように、マトリクス状に形成された多数の画素100aを複数画素ずつ、複数のユニット101a、102a、103a・・にグループ分けし、少なくともユニット101a、102a、103a・・内では画素100a毎に、凹凸パターン8gが異なる形態をもって形成された構成としている。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 8, a large number of
すなわち、各画素100aに下層側凹凸形成層13aを形成する際、ユニット101a、102a、103a・・に属する各画素100aに対して、下層側凹凸形成層13aが形成する柱状突起(凹凸)の平面的な形状、平面的なサイズ、平面的な位置分布を変えた凹凸パターン8g(凹凸パターンA〜L)を形成するように、露光マスク510を設計してある。
That is, when the lower layer side
ここで、凹凸は、平面的なサイズが異なるものが複数種類が形成されているが、図4および図5には、同一サイズで図示してある。 Here, a plurality of types of projections and depressions having different planar sizes are formed, but they are shown in the same size in FIGS.
また、ユニット101a、102a、103a・・内における各凹凸パターンA〜Lの位置がユニット101a、102a、103a・・間で異ならせてある。すなわち、第1番目のユニット101aでは、例えば、上段で左から右に向かって凹凸パターンA、凹凸パターンB、凹凸パターンC・・と並んでるのに対して、第2番目のユニット102aでは、上段で左から右に向かって凹凸パターンG、凹凸パターンA、凹凸パターンH・・と並び、第3番目のユニット103aでは、上段で左から右に向かって凹凸パターンE、凹凸パターンJ、凹凸パターンA・・と並んでいる。従って、ユニット内で同一箇所にある画素の凹凸パターン(凹凸の平面的な位置分布)がユニット間で異なっている
このような複数種類の凹凸パターンを形成するにあたっては、図6(A)に示した露光マスク510を設計する際、例えば、図9(A)に示す画素100aを基準画素100a′とし、この基準画素100a′に形成される凹凸パターンAの凹凸を、画素領域内の所定の位置O1を中心に矢印Xで示すように回転移動させ、それにより得られる図9(B)、(C)に示すような凹凸パターンB、C・・を他の画素100aに形成することにより、各画素100aに異なる凹凸パターン8gを形成するように、露光マスク510の透光部分511を決定する。
Further, the positions of the uneven patterns A to L in the
ここで、回転中心O1は、画素領域内に設定されているが、このような場合、凹凸を構成する下層側凹凸形成膜13aの中心からずれた位置に回転中心を設定することが好ましい。また、回転中心を下層側凹凸形成膜13aの外周を規定する円上からずれた位置に設定することが好ましい。このように設定すると、各凹凸パターンA〜Lにおいて、回転中心となった箇所に下層側凹凸形成膜13aが常に形成されてしまうのを防止することができる。
Here, the rotation center O1 is set in the pixel region. In such a case, it is preferable to set the rotation center at a position shifted from the center of the lower-layer uneven forming
このような回転移動によって各種の凹凸パターンを形成する際、平行移動を組み合わせてもよい。すなわち、図10(A)に示す基準画素100a′を、図10(B)に示すように、中心となる位置O1を移動させながら、位置O1を中心に凹凸パターン8gを矢印Xで示すように回転移動させ、また、図10(C)に示すように、中心となる位置O1を図10(B)とは反対側に移動させながら、位置O1を中心に凹凸パターン8gを矢印Xで示すようにさらに回転移動させて、凹凸位置を決定してもよい。
When forming various concavo-convex patterns by such rotational movement, parallel movement may be combined. That is, as shown in FIG. 10B, the
また、露光マスク510を設計する際、図11(A)に示す画素100aを基準画素100a′とし、この基準画素100a′に形成される凹凸パターンAの凹凸を、画素領域外の所定の位置O2を中心に矢印Xで示すように回転移動させ、それにより得られる図11(B)、(C)に示すような凹凸パターンB、C・・を他の画素100aに形成することにより、各画素100aに異なる凹凸パターン8gを形成してもよい。
Further, when designing the
さらに、露光マスク510を設計する際、図12(A)に示す画素100aを基準画素100a′とし、この基準画素100a′に形成される凹凸パターンAの凹凸を、画素領域内のコンタクトホール5bの形成位置O3を中心に矢印Xで示すように回転移動させ、それにより得られる図12(B)、(C)に示すような凹凸パターンB、C・・を他の画素100aに形成することにより、各画素100aに異なる凹凸パターン8gを形成してもよい。この場合も、図5を参照して説明したように、光反射膜8aがコンタクトホール5b内に形成されていないので、コンタクトホール5bが各画素の同一位置に繰り返し出現してきても、光反射膜8aからの反射光に干渉が発生しない。
Further, when designing the
なお、図11および図12を参照して説明した方法を行う際にも、図10を参照して説明したように、回転移動の際に回転の中心を移動させることにより、回転移動と平行移動とを組み合わせて、各画素に異なる凹凸パターンを形成してもよい。 Even when the method described with reference to FIGS. 11 and 12 is performed, as described with reference to FIG. 10, the center of rotation is moved during the rotational movement, so that the rotational movement and the parallel movement are performed. May be combined to form different uneven patterns on each pixel.
ここで、図9〜図12に示す例では、基準画素100a′に形成される凹凸パターンAの凹凸を回転移動させたが、1つの画素よりも大きな凹凸形成用パターンを基準パターンとし、当該基準パターンを所定の位置を中心に回転移動させて得た凹凸パターンによって、各画素に対し、前記凹凸を構成する突起および孔の位置を決定してもよい。
Here, in the examples shown in FIGS. 9 to 12, the unevenness of the uneven pattern A formed on the
また、ユニットを構成するm個×n個分の画素100aを合計した面積よりも大きな凹凸形成用パターンを基準パターンとし、当該基準パターンを所定の位置を中心に回転移動させて得たm個×n個分の画素の凹凸パターンによって、各画素に対し、前記凹凸を構成する突起および孔の位置を決定してもよい。
In addition, a concave / convex forming pattern larger than the total area of m × n
[本形態の効果]
このように本形態のTFTアレイ基板10を用いた電気光学装置100では、ユニット101a、102a、103a・・内で画素100a毎に凹凸パターン8gが異なる形態をもって形成されているとともに、ユニット内における各凹凸パターン8gの位置がユニット101a、102a、103a・・間で異なっているため、同一の凹凸パターン8gが繰り返し、出現するようなことがない。それ故、光反射膜8aからの反射光に干渉が発生しない。
[Effect of this embodiment]
As described above, in the electro-
また、本形態では、各画素100aに対して、形態の異なる凹凸パターン8gを形成するにあたって、基準画素100a′に形成されている凹凸を所定の位置を中心に回転移動させた凹凸パターン8gを他の画素100aに形成している。このため、本形態によれば、各画素100aにおいて、下層側凹凸形成膜13aの平面的な形状、平面的なサイズ、あるいは平面的な位置分布のばらつきが制御されている。すなわち、本形態では、基準画素100aの凹凸を回転させた上で転写したものに相当するため、基準画素100aに形成された下層側凹凸形成膜13aの平面的な形状、平面的なサイズ、あるいは平面的な位置分布のばらつきは、他の画素100aと同一であり、画素間でのばらつきが小さい。
In this embodiment, when the
例えば、本形態において、下層側凹凸形成膜13aは、1画素内に平面的なサイズの異なる複数種類が形成されているが、このような1画素内での同一サイズの下層側凹凸形成膜13aの数は、画素間で等しい。
For example, in the present embodiment, the lower layer side
また、図13(A)に示すように、凹凸パターン8gの形成領域を微小平面に区切って、図13(B)に示すように、各微小面8hが基板平面(水平面)となす角度θを測定し、この角度θの1画素内における存在率をヒストグラム表示すると、図13(C)、(D)に示すように表わされ、各画素間で多少の相違が発生する。このようなばらつきに関して、本形態では、この角度θが3°〜10°である微小面の存在率の合計の各画素間での標準偏差/平均値が10%以内に設定されている。
Further, as shown in FIG. 13A, the formation area of the concave /
さらに、下層側凹凸形成膜13aが形成されている総面積の各画素間での標準偏差/平均値が5%以内である。ここで、各画素には、表示品位を高めるためのブラックマトリクス(遮光膜)が形成される場合があり、このような場合、ブラックマトリクスが形成されている領域を除く領域内に位置する柱状突起の総面積の各画素間での標準偏差/平均値が5%以内であればよい。
Further, the standard deviation / average value between the pixels of the total area on which the lower side
さらにまた、図14に示すように、複数の下層側凹凸形成膜13aの中心の位置座標からドロネイ三角形を描いたとき、各ドロネイ線長さの標準偏差/平均値がいずれの画素においても、35%以下である。
Furthermore, as shown in FIG. 14, when a Delaunay triangle is drawn from the position coordinates of the centers of the plurality of lower side
従って、TFTアレイ基板10に対する法線方向から10度ないし30度、傾いた方向からみたときの反射輝度の各画素間での標準偏差/平均値が10%以内である。それ故、画素間での輝度むらやぎらつきの発生を回避することができる。
Therefore, the standard deviation / average value between the pixels of the reflected luminance when viewed from the direction inclined by 10 to 30 degrees from the normal direction with respect to the
なお、図15に示すように、画素100aの端部で下層側凹凸形成膜13aが途切れたパターンとなる場合には、途切れた部分を反対側の辺に出現させて、下層側凹凸形成膜13aの面積の合計が、このサイズの下層側凹凸形成膜13aの正規の面積の整数倍であることが好ましい。このように構成すると、画素100aの端部で下層側凹凸形成膜13aが途切れた場合でも、1画素内に形成されている下層側凹凸形成膜13aの数、および面積を実質、同一とすることができる。
As shown in FIG. 15, when the lower layer side
[実施の形態1に対する変形例]
上記形態において、図9〜図12に示すように凹凸パターンを回転させるにあたって、図16に示すように、光反射膜8aに、透過モードでの表示を行うための光透過孔8dが形成されている場合には、光透過孔8d内に回転中心とすることが好ましい。このように構成すると、光透過孔8dには光反射膜8aが形成されていないので、光透過孔8dが各画素の同一位置に繰り返し出現してきても、光反射膜8aからの反射光に干渉が発生しない。
[Modification to Embodiment 1]
In the above embodiment, when the concave / convex pattern is rotated as shown in FIGS. 9 to 12, as shown in FIG. 16, a light transmission hole 8d for displaying in the transmission mode is formed in the
また、図9〜図12に示すように凹凸パターンを回転させる方法に限らず、凹凸パターンを平行移動させる構成であってもよい。すなわち、図17に示すように、上下左右の境界のパターンが連続した基準パターンを、例えば、9個つなげて配置し、このパターンから基準パターンと同一面積の切り出し枠(点線で示す)を平行移動させながら、各場所でパターンを切り出してもよい。 Moreover, as shown in FIGS. 9-12, it is not restricted to the method of rotating an uneven | corrugated pattern, The structure which translates an uneven | corrugated pattern may be sufficient. That is, as shown in FIG. 17, for example, nine reference patterns in which the patterns of the upper, lower, left, and right borders are connected are connected, and a cutout frame (shown by a dotted line) having the same area as the reference pattern is translated from this pattern The pattern may be cut out at each location.
このような方法によれば、いずれの場所で切り出されたパターンも、上下左右の連続性が確保され、かつ、枠内のパターンは、座標が平行移動したパターンを得ることができる。ここで、切り出し枠の大きさについては、画素1つ分の大きさに限らず、基準パターンの大きさによっては、画素複数個分であってもよい。 According to such a method, the pattern cut out at any location can ensure continuity in the vertical and horizontal directions, and the pattern in the frame can obtain a pattern whose coordinates are translated. Here, the size of the cutout frame is not limited to the size of one pixel, and may be a plurality of pixels depending on the size of the reference pattern.
また、上記形態では、平面形状が円の柱状突起を形成する下層側凹凸形成膜13aを例に説明したが、柱状突起の平面形状については、六角形、6八角形、その他の多角形でもよい。但し、マスクデータおよび散乱特性を考慮すると、平面形状は円形、正六角形ないし正八角形が好ましい。さらに、凹凸を形成するにあたっては、下層側凹凸形成膜13aを柱状突起として形成する代わりに、略全面に下層側凹凸形成膜13aを形成するとともに、この下層側凹凸形成膜13aに孔を形成して凹凸を形成してもよい。
In the above embodiment, the lower side
また、上記形態では、ユニット内では画素毎に凹凸パターンが異なる形態をもって形成されているとともに、ユニット内における各凹凸パターンの位置がユニット間で異なっている構成であったが、多数の画素の各々に凹凸パターンが異なる形態をもって形成されている構成であってもよい。 Further, in the above embodiment, the concave / convex pattern is formed differently for each pixel in the unit, and the position of each concave / convex pattern in the unit is different among the units. The concavo-convex pattern may be formed in a different form.
さらにまた、上記のいずれの形態も、画素スイッチング素子としてトップゲート型のTFTを用いたアクティブマトリクス型の液晶装置を例に説明したが、ボトムゲート型のTFTを用いたアクティブマトリクス型の液晶装置に本発明を適用してもよい。また、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装置、あるいはパッシブマトリクス型の液晶装置、さらには液晶以外の電気光学物質を用いた電気光学装置に本発明を適用してもよい。 Furthermore, in each of the above embodiments, an active matrix liquid crystal device using a top gate TFT as a pixel switching element has been described as an example. However, an active matrix liquid crystal device using a bottom gate TFT is used as an example. The present invention may be applied. The present invention may also be applied to an active matrix liquid crystal device using TFD as a pixel switching element, a passive matrix liquid crystal device, or an electro-optical device using an electro-optical material other than liquid crystal.
[実施の形態2]
実施の形態1では、各画素において凹凸パターンを相違させたが、本形態では、各画素で凹凸パターンを相違させるとともに、各画素でコンタクトホールの位置を相違させた形態を説明する。なお、本形態の電気光学装置は、基本的な構成が実施の形態1と同様であるため、共通する部分については、同一の符号を付して図示するとともに、それらの説明を省略する。
[Embodiment 2]
In the first embodiment, the concavo-convex pattern is made different for each pixel, but in this embodiment, the concavo-convex pattern is made different for each pixel and the contact hole position is made different for each pixel. The basic configuration of the electro-optical device according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment. Therefore, common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図18は、本形態の電気光学装置に用いた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19は、電気光学装置の画素の一部を図18のA−A′線に相当する位置で切断したときの断面図である。 FIG. 18 is a plan view of a plurality of pixel groups adjacent to each other on the TFT array substrate used in the electro-optical device of this embodiment. FIG. 19 is a cross-sectional view of a part of the pixel of the electro-optical device cut at a position corresponding to the line AA ′ in FIG.
図18において、TFTアレイ基板10上には、実施の形態1と同様、各画素100aに、複数の透明なITO膜からなる画素電極9aがマトリクス状に形成されており、これら各画素電極9aに対して画素スイッチング用のTFT30がそれぞれ接続している。また、画素電極9aの縦横の境界に沿って、データ線6a、走査線3a、および容量線3bが形成され、TFT30は、データ線6aおよび走査線3aに対して接続している。また、TFT30のチャネル領域1a′に対向するように走査線3aが延びている。
In FIG. 18, on the
データ線6aは、コンタクトホール4dを介してTFT30の高濃度ソース領域1dに電気的に接続し、画素電極9aは、コンタクトホール5bを介してTFT3のドレイン電極6bに電気的に接続し、ドレイン電極6bは、コンタクトホール4cを介してTFT3の高濃度ドレイン領域1eに電気的に接続している。
The
本形態では、ドレイン電極6bは、略画素全体にわたって形成されているとともに、ドレイン領域6bが形成されている領域の任意の位置にコンタクトホール5bが形成される。
In this embodiment, the
このように構成した画素100aのA−A′線における断面は、図19に示すように表され、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、および厚さが100nm〜300nmのシリコン窒化膜からなる第2層間絶縁膜5(表面保護膜)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4dを介して高濃度ソース領域1dに電気的に接続している。
A cross section taken along the line AA ′ of the
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4cを介して高濃度ドレイン領域1eに電気的に接続している。
A
第2層間絶縁膜5の上層には、有機系樹脂などの感光性樹脂からなる下層側凹凸形成膜13a、およびポリシラザンや有機系樹脂などからなる上層側凹凸形成膜7aがこの順に形成され、上層側凹凸形成膜7aの表面には、アルミニウム膜などからなる光反射膜8aが形成されている。
On the upper layer of the second
光反射膜8aの上層には、ITO膜からなる透明な画素電極9aが形成されている。画素電極9aは、光反射膜8aの表面に直接、積層され、画素電極9aと光反射膜8aとは電気的に接続されている。
A
ここで、光反射膜8aは、上層側凹凸形成膜7aおよび第2層間絶縁膜5に形成されたコンタクトホール5b内にも形成され、このコンタクトホール5bを介してドレイン電極6bに電気的に接続している。また、ITO膜からなる画素電極9aは、光反射膜8aを介してドレイン電極6bに電気的に接続している状態にある。
Here, the
また、TFT30のドレイン電極6bは、光反射膜8aの下層側において画素100aの略全体にわたって形成されている。このため、後述するように、コンタクトホール5bの位置を画素100a毎に変えたとしても、ドレイン電極6bについては形成位置や形成範囲などを変更する必要がない。また、光反射膜8aの下層側であれば、ドレイン電極6bを広い範囲にわたって形成しても、表示に寄与する光量が減少することもない。
The
(凹凸パターン8gの構成)
図18および図19において、本形態でも、TFTアレイ基板10では、各画素100aの反射領域には、光反射膜8aの表面のうち、TFT30の形成領域から外れた領域(光反射膜形成領域)に、凸部8bおよび凹部8cを備えた凹凸パターン8gが形成されている。
(Structure of
18 and 19, also in this embodiment, in the
このような凹凸パターン8gを構成するにあたって、本形態のTFTアレイ基板10では、光反射膜8aの下層側のうち、光反射膜8aと平面的に重なる領域には、有機系の感光性樹脂からなる下層側凹凸形成膜13aが第2層間絶縁膜5の表面に複数の柱状突起(凹凸)として所定の分布をもって形成され、この下層側凹凸形成膜13aの上層には、ポリシラザンや有機系樹脂などといった流動性材料から形成された絶縁膜からなる上層側凹凸形成膜7aが積層されている。
In constructing such a concavo-
ここで、下層側凹凸形成膜13aにおいて凹凸を形成する柱状突起は、円形、あるいは略多角形の平面形状を有している。また、下層側凹凸形成膜13aにおいて凹凸を形成する柱状突起は、平面的なサイズが異なるものが複数種類、形成されているが、図18および図19には、同一サイズで図示してある。
Here, the columnar protrusions that form irregularities in the lower-layer-side
このように、凹凸パターン8gの形状、サイズ、および分布は、柱状突起を構成する下層側凹凸形成膜13aの形状、サイズ、および分布によって規定される。
Thus, the shape, size, and distribution of the concave /
(TFTの製造方法)
本形態に係るTFTアレイ基板10を製造する方法を、図20ないし図22を参照して説明する。
(TFT manufacturing method)
A method for manufacturing the
図20、図21および図22はいずれも、本形態のTFTアレイ基板11の製造方法を示す工程断面図であり、いずれの図においても、TFT形成領域、および光反射膜形成領域の断面を示してある。
20, FIG. 21 and FIG. 22 are all process cross-sectional views showing the manufacturing method of the
なお、本形態のTFTアレイ基板10を製造するにあたって、TFT30などの製造工程は、いわゆる低温プロセスと称せられる方法が採用され、このような方法については、すでに周知であるため、本形態のTFTアレイ基板10の特徴と関連する工程のみを説明する。
In manufacturing the
本形態のTFTアレイ基板10を製造するにあたっては、図20(A)に示すように、ガラス製等の基板10′の表面にTFT30を形成した以降、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、タンタル膜、モリブデン膜、また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をスパッタ法などで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。
In manufacturing the
次に、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、図20(B)に示すように、データ線6a、およびドレイン電極6bを形成する。
Next, dry etching is performed on the
次に、図20(C)に示すように、データ線6a、およびドレイン電極6bの表面側に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5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5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。
Next, as shown in FIG. 20C, the second
次に、レジストマスク556を介して第2層間絶縁膜5にドライエッチングを行い、図20(D)に示すように、第2層間絶縁膜5のうち、ドレイン電極6bに対応する部分にコンタクトホール5bを形成する。
Next, dry etching is performed on the second
次に、図21(A)に示すように、第2層間絶縁膜5の表面に、有機系の感光性樹脂13を厚めに塗布した後、感光性樹脂13を露光マスク510を介して露光する。ここで、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、図21(A)には、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。
Next, as shown in FIG. 21A, after applying a thick organic
次に、露光した感光性樹脂13を現像して、図21(B)に示すように、光反射膜8aの下層側のうち、光反射膜8aと平面的に重なる領域に、図19を参照して説明した柱状突起、、およびコンタクトホール5bを備えた下層側凹凸形成膜13aを形成する。
Next, the exposed
次に、図21(C)に示すように、第2層間絶縁膜5および下層側凹凸形成膜13aの表面側に、流動性材料7を塗布した後、図21(D)に示すように、フォトリソグラフィ技術を利用してのパターニング、あるいは露光、現像により、コンタクトホール5bを備えた上層側凹凸形成膜7aを形成する。
Next, as shown in FIG. 21C, after the
次に、図22(A)に示すように、スパッタ法などによって、上層側凹凸形成膜7aの表面にアルミニウム膜などといった反射性を備えた金属膜8を形成した後、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。
Next, as shown in FIG. 22A, a
次に、レジストマスク557を介して金属膜8にエッチングを行い、図22(B)に示すように、所定領域に光反射膜8aを残す。このようにして形成した光反射膜8aの表面には、下層側凹凸形成膜13a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、上層側凹凸形成膜7aによって、エッジのない、なだらかな形状になっている。
Next, the
次に、図22(C)に示すように、光反射膜8aの表面側に、厚さが40nm〜200nmのITO膜9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。
Next, as shown in FIG. 22C, an
次に、レジストマスク558を介してITO膜9にエッチングを行って、図22(D)に示すように、コンタクトホール5bを介してドレイン電極6bに電気的に接続する画素電極9aを形成する。
Next, the
(凹凸および凹凸パターンの構成)
本形態の電気光学装置100でも、実施の形態1と同様、画素電極9aの下層側にアルミニウム膜などからなる光反射膜8a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)。
(Structure of unevenness and unevenness pattern)
Also in the electro-
但し、本形態でも、光反射膜8a表面の凹凸パターン8gを各画素100aで完全同一とすると、光反射膜8aからの反射光に干渉が発生してしまうので、実施の形態1において、図8を参照して説明したように、マトリクス状に形成された多数の画素100aを複数画素ずつ、複数のユニット101a、102a、103a・・にグループ分けし、少なくともユニット101a、102a、103a・・内では画素100a毎に、凹凸パターン8gが異なる形態をもって形成された構成としている。すなわち、各画素100aに下層側凹凸形成層13aを形成する際、図9〜図12を参照して説明した凹凸パターンの設計手法を利用して、ユニット101a、102a、103a・・に属する各画素100aに対して、下層側凹凸形成層13aが形成する柱状突起(凹凸)の平面的な形状、平面的なサイズ、平面的な位置分布を変えた凹凸パターン8g(凹凸パターンA〜L)を形成するように、露光マスク510を設計してある。
However, also in this embodiment, if the
(コンタクトホール5bと画素100aとの関係)
また、本形態では、図9〜図12を参照して説明した凹凸パターンの設計手法を利用して、コンタクトホール5bの形成位置を各画素100aで相違させてある。
(Relationship between
Further, in the present embodiment, the formation positions of the
すなわち、各画素100aに対するコンタクトホール5bの形成位置パターンを設計する際、図8に示すように、マトリクス状に形成された多数の画素100aを複数画素ずつ、複数のユニット101a、102a、103a・・にグループ分けし、少なくともユニット101a、102a、103a・・内では画素100a毎にコンタクトホール5bが異なる位置に形成されるように、光反射膜8aに対するパターニング用露光マスクを設計してある。すなわち、ユニット101a、102a、103a・・内におけるコンタクトホール5bの形成位置パターンを凹凸パターンA〜Lに対応させてユニット101a、102a、103a・・間で異ならせてある。
That is, when designing the formation position pattern of the
しかも、ユニット101a、102a、103a・・間では、ユニット内における位置が同一の画素100aにおけるコンタクトホール5bの形成位置が全て相違している。
In addition, the
このようにコンタクトホール5bの形成位置パターンを画素毎に相違させるにあたっては、コンタクトホール5bを形成するための露光マスクを設計する際、凹凸パターンを決定するときと同様、図23(A)に示す画素100aを基準画素100a′とし、この基準画素100a′に形成されるコンタクトホール5bの位置を、画素領域内の所定の位置O1を中心に矢印Xで示すように回転移動させ、それにより得られる図23(B)、(C)に示すコンタクトホール5bの形成位置に対応するように、他の画素100aを形成する露光マスクの透光部分などを決定すればよい。このような方法を採用すれば、各画素100aにおいてコンタクトホール5bの面積は等しいが、コンタクトホール5bの形成位置を相違させることができる。
As shown in FIG. 23A, when the exposure mask for forming the
また、このような回転移動によって各種の凹凸パターンやコンタクトホール5bの形成位置を設定する際、平行移動を組み合わせてもよい。すなわち、図24(A)に示す基準画素100a′を、図24(B)に示すように、中心となる位置O1を移動させながら、位置O1を中心にコンタクトホール5bの位置を矢印Xで示すように回転移動させ、また、図24(C)に示すように、中心となる位置O1を図24(B)とは反対側に移動させながら、位置O1を中心にコンタクトホール5bの位置を矢印Xで示すようにさらに回転移動させて、凹凸位置を決定してもよい。
Moreover, when setting the formation position of various uneven | corrugated patterns and the
また、図25(A)に示す画素100aを基準画素100a′とし、この基準画素100a′に形成されるコンタクトホール5bの位置を、画素領域外の所定の位置O2を中心に矢印Xで示すように回転移動させ、それにより得られる図25(B)、(C)に示すようなコンタクトホール5bを他の画素100aに適用してもよい。
Further, the
さらに、露光マスク510を設計する際、図26(A)に示す画素100aを基準画素100a′とし、この基準画素100a′に形成されるコンタクトホール5bの位置を、画素領域内のコンタクトホール4cの形成位置O3を中心に矢印Xで示すように回転移動させ、それにより得られる図26(B)、(C)に示すようなコンタクトホール5bを他の画素100aに形成することにより、各画素100aに異なる凹凸パターン8gを形成してもよい。
Further, when designing the
このように本形態のTFTアレイ基板10を用いたアクティブマトリクス型の電気光学装置100では、実施の形態1と同様、ユニット101a、102a、103a・・内で画素100a毎に凹凸パターン8gが異なる形態をもって形成されているとともに、ユニット内における各凹凸パターン8gの位置がユニット101a、102a、103a・・間で異なっているため、同一の凹凸パターン8gが繰り返し、出現するようなことがない。それ故、光反射膜8aからの反射光に干渉が発生しない。また、各画素100aに対して、形態の異なる凹凸パターン8gを形成するにあたって、基準画素100a′に形成されている凹凸を所定の位置を中心に回転移動させた凹凸パターン8gを他の画素100aに形成している。このため、本形態によれば、各画素100aにおいて、下層側凹凸形成膜13aの平面的な形状、平面的なサイズ、あるいは平面的な位置分布のばらつきが制御されている。
As described above, in the active matrix type electro-
また、本形態では、ユニット101a、102a、103a・・内で画素100a毎にコンタクトホール5bの形成位置が相違しているとともに、ユニット内における各コンタクトホール5bの形成位置パターンがユニット101a、102a、103a・・間で異なっている。しかも、ユニット101a、102a、103a・・間では、ユニット内における位置が同一の画素100aにおけるコンタクトホール5bの形成位置が全て相違している。このため、電気光学装置100をいずれの方向から眺めてもコンタクトホール5bが各画素100aの同一位置に繰り返し、出現するようなことがない。それ故、コンタクトホール5b内にも光反射膜8aが形成されている場合でも、コンタクトホール5bの内壁の斜面部からの反射光に起因する干渉が発生しない。
In the present embodiment, the formation positions of the
さらに、本形態では、各画素100aに対して、コンタクトホール5bを異なる位置に形成するにあたって、基準画素100a′のコンタクトホール5bの位置を所定の位置を中心に回転移動、あるいはそれに平行移動を組み合わせて他の画素100aにコンタクトホール5bを形成している。このため、本形態によれば、各画素100aにおいて、コンタクトホール5bの形成位置は相違してても、コンタクトホール5bが占める面積は各画素100aで等しい。さらに、コンタクトホール5bと、下層側凹凸形成膜13dにおいて凹凸を形成する柱状突起との相対位置も各画素100aで等しい。
Furthermore, in this embodiment, when the
[実施の形態2の変形例]
上記形態では、ユニット内ではコンタクトホール5bが異なる位置に形成されているとともに、ユニット内におけるコンタクトホール5bの形成位置パターンがユニット間で異なっている構成であったが、多数の画素の各々において、コンタクトホール5bの形成位置が相違している構成であってもよい。
[Modification of Embodiment 2]
In the above embodiment, the
また、ユニット内では各画素におけるコンタクトホールの形成位置が相違しているが、ユニット間でコンタクトホールの形成パターンが同一であってもよい。このように構成すると、従来であれば1画素周期で光が干渉が発生していたのをユニット周期まで拡大でき、干渉を抑制することができる。 Further, although the contact hole formation position in each pixel is different within the unit, the contact hole formation pattern may be the same between the units. If comprised in this way, it can be expanded to the unit period that the interference had generate | occur | produced with the pixel period in the past, and interference can be suppressed.
さらに、上記形態では、ユニット内では画素毎に凹凸パターンが異なる形態をもって形成されているとともに、ユニット内における各凹凸パターンの位置がユニット間で異なっている構成であったが、多数の画素の各々に凹凸パターンが異なる形態をもって形成されている構成であってもよい。 Furthermore, in the above embodiment, the concave / convex pattern is formed differently for each pixel in the unit, and the position of each concave / convex pattern in the unit is different between units. The concavo-convex pattern may be formed in a different form.
なお、上記形態では、平面形状が例えば円の柱状突起を形成する下層側凹凸形成膜13aを例に説明したが、柱状突起の平面形状については、六角形、6八角形、その他の多角形でもよい。但し、マスクデータおよび散乱特性を考慮すると、平面形状は円形、正六角形ないし正八角形が好ましい。また、柱状突起に代えて孔を形成してもよい。
In the above embodiment, the lower side
さらにまた、上記形態では、全反射型の電気光学装置に本発明を適用した例であったが、光反射膜の一部に光透過穴を形成して半透過反射型の電気光学装置を構成する場合にも本発明を適用することができる。 Furthermore, in the above embodiment, the present invention is applied to a total reflection type electro-optical device. However, a transflective electro-optical device is configured by forming a light transmission hole in a part of the light reflection film. In this case, the present invention can be applied.
また、上記形態では、全反射型および半透過・反射型のいずれにも適用できるように光反射膜8aの上層にITO膜からなる画素電極8aを形成した例を説明したが、全反射型であれば、光反射膜を画素電極としてもよく、また、ITO膜からなる画素電極の上層に光反射膜を形成してもよい。また、ITO膜は透過領域のみに形成しても良く、この場合は透過部と反射部の境界にITO膜と反射膜との重なり領域を設けて、反射膜の上層あるいは下層にITO膜を形成し、電気接続をとるのが好ましい。これらいずれの場合にもコンタクトホール内に光反射膜が形成されている場合に本発明を適用すると効果的である。
In the above embodiment, the example in which the
[電気光学装置の電子機器への適用]
このように構成した反射型、あるいは半透過・半反射型の電気光学装置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27、図28(A)、(B)を参照して説明する。
[Application of electro-optical device to electronic equipment]
The reflection-type or semi-transmission / semi-reflection type electro-
図27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。 FIG. 27 is a block diagram illustrating a circuit configuration of an electronic apparatus using the electro-optical device according to the invention as a display device.
図27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、そして液晶装置74を有する。また、液晶装置74は、液晶表示パネル75および駆動回路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。
27, the electronic device includes a display
表示情報出力源70は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等といったメモリ、各種ディスク等といった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といった表示情報を表示情報処理回路71に供給する。
The display
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、クランプ回路等といった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。
The display
図28(A)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。
FIG. 28A shows a mobile personal computer which is an embodiment of an electronic apparatus according to the invention. The
図28(B)は、本発明に係る電子機器の他の実施形態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。
FIG. 28B shows a mobile phone which is another embodiment of the electronic apparatus according to the invention. A
〔発明の効果〕
以上のとおり、本発明では、ユニット内では画素毎に凹凸パターンが異なる形態をもって形成されているとともに、当該ユニット内における各凹凸パターンの位置がユニット間で異なっているため、同一の凹凸パターンが繰り返し、出現するようなことがない。それ故、光反射膜からの反射光に干渉が発生しない。また、前記凹凸パターンにおいて、凹凸の形状、サイズ、あるいは分布のばらつきが制御されているため、画素間での輝度むらやぎらつきの発生を回避することができる。
〔The invention's effect〕
As described above, in the present invention, the concave / convex pattern is formed differently for each pixel in the unit, and the positions of the concave / convex patterns in the unit are different among the units. There is no such thing as appearing. Therefore, interference does not occur in the reflected light from the light reflecting film. In addition, since unevenness of the uneven shape, size, or distribution is controlled in the uneven pattern, it is possible to avoid occurrence of luminance unevenness and glare between pixels.
また、本発明の別の形態では、画素毎にコンタクトホールの形成位置が異なっているため、電気光学装置をいずれの方向から眺めても画素の同一位置にコンタクトホールが繰り返し、出現するようなことがない。それ故、コンタクトホール内に光反射膜が形成されている場合でも、コンタクトホールの内壁の傾斜部分からの反射光に起因する干渉が発生しない。 In another embodiment of the present invention, the contact hole formation position differs for each pixel, so that the contact hole appears repeatedly at the same position of the pixel when viewed from any direction. There is no. Therefore, even when a light reflecting film is formed in the contact hole, interference caused by reflected light from the inclined portion of the inner wall of the contact hole does not occur.
1a 半導体膜、1a′ チャネル形成用領域、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、5b コンタクトホール、6a データ線、6b ドレイン電極、7a 上層側凹凸形成膜、8a 光反射膜、8g 凹凸パターン、9a 画素電極、10 TFTアレイ基板、11 下地保護膜、13a 下層側凹凸形成膜、20 対向基板、21 対向電極、30 画素スイッチング用のTFT、50 液晶、60 蓄積容量、100 電気光学装置、100a 画素、100a 基準画素
1a semiconductor film, 1a 'channel formation region, 2 gate insulating film, 3a scanning line, 3b capacitance line, 4th first interlayer insulating film, 5th second interlayer insulating film, 5b contact hole, 6a data line, 6b drain electrode, 7a Upper layer side unevenness formation film, 8a Light reflection film, 8g Concavity and convexity pattern, 9a Pixel electrode, 10 TFT array substrate, 11 Base protection film, 13a Lower layer side unevenness formation film, 20 Counter substrate, 21 Counter electrode, 30 For pixel switching TFT, 50 liquid crystal, 60 storage capacity, 100 electro-optical device, 100a pixel, 100a reference pixel
Claims (9)
前記光反射膜は、コンタクトホールを介して下層側あるいは上層側の導電層に電気的に接続しているとともに、前記コンタクトホール内にも前記光反射膜が形成され、
前記多数の画素間で前記コンタクトホールの形成位置が相違していることを特徴とする電気光学装置。 A concavo-convex forming layer formed in a state where a plurality of concavo-convex formed of protrusions or holes are dispersed in each of a large number of pixels arranged in a matrix on a substrate holding an electro-optic material, and an upper layer side of the concavo-convex forming layer. In an electro-optical device having a light reflecting film formed thereon, and a light scattering uneven layer is formed on the surface of the light reflecting film by the uneven forming layer.
The light reflecting film is electrically connected to the lower layer side or the upper layer side conductive layer through a contact hole, and the light reflecting film is also formed in the contact hole,
An electro-optical device, wherein the contact holes are formed at different positions among the plurality of pixels.
前記多数の画素のいずれにおいても前記光反射膜の下層側で略画素全体にわたって形成されていることを特徴とする電気光学装置。 5. The pixel switching thin film transistor is formed in each of the plurality of pixels, and the light reflecting film is electrically connected to the drain electrode of the thin film transistor through the contact hole. Connected to
In any of the large number of pixels, an electro-optical device is formed over substantially the entire pixel on the lower layer side of the light reflecting film.
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