JP2006293307A - ディスプレイデバイス、反射型液晶ディスプレイデバイス、及び半透過型液晶ディスプレイデバイスの反射層の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】現像剤と反射層との間の反応により生じる問題を回避するように機能する保護層を反射層上に形成して、反射層の剥離又は貫通孔のような欠陥、及びブライトスポットのような画素の不良をなくす。
【解決手段】反射型及び半透過型液晶ディスプレイデバイス、並びにその製造方法を提供する。この製造方法は以下のステップを具えている。先ず、反射型又は半透過型液晶ディスプレイデバイスの基板構体を用立てる。次に、基板構体上に反射層を形成し、この反射層上に保護層を形成し、そしてこの保護層上にフォトレジスト層を形成する。次いで、フォトレジスト層をパターン化してパターン化したフォトレジスト層を形成し、保護層をパターン化してパターン化した保護層を形成し、そして反射層をパターン化してパターン化した反射層を形成する。この後、パターン化したフォトレジスト層を除去する。
【選択図】図1
【解決手段】反射型及び半透過型液晶ディスプレイデバイス、並びにその製造方法を提供する。この製造方法は以下のステップを具えている。先ず、反射型又は半透過型液晶ディスプレイデバイスの基板構体を用立てる。次に、基板構体上に反射層を形成し、この反射層上に保護層を形成し、そしてこの保護層上にフォトレジスト層を形成する。次いで、フォトレジスト層をパターン化してパターン化したフォトレジスト層を形成し、保護層をパターン化してパターン化した保護層を形成し、そして反射層をパターン化してパターン化した反射層を形成する。この後、パターン化したフォトレジスト層を除去する。
【選択図】図1
Description
本発明は、一般にディスプレイデバイスの反射層の製造方法に関する。特に、本発明は、ディスプレイデバイス、反射型液晶ディスプレイデバイス、及び半透過型液晶ディスプレイデバイスの反射層の製造方法に関する。
一般に、慣例のLCDは、LCDの光源のタイプによって、透過型LCD、反射型LCD、及び半透過型LCDに分類することができる。反射型LCDの場合には、周囲環境からの光又は光モジュールからの光を反射するための反射層を、液晶パネルの背後に配置している。半透過型LCDの場合には、液晶パネルの背後にバックライトモジュールを配置し、かつLCDの周囲環境の光が液晶パネルを通過するようにしている。更に、液晶パネルとバックライトモジュールとの間には、反射領域及び半透過領域を含む層を配置している。
したがって、反射型LCD及び半透過型LCDの電力消費を大幅に低減させることができる。特に、携帯型の電気製品は、しばしば屋外で使用される。一般に、周囲環境の照明が明るい場合は、背景の輝度が高いために、透過型LCDのコントラスト比は低くなる。しかしながら、反射型LCD又は半透過型LCDでは、周囲環境の光が光源として用いられるため、反射型LCD又は半透過型LCDのコントラスト比は影響を受けない。
慣例の反射型LCD又は半透過型LCDの製造処理においては、反射層を製造する際に問題が生じる。一般に、非パターン化反射層を形成し、かつこの非パターン化反射層上にフォトレジスト層を形成し、次いでこのフォトレジスト層をパターン化する。フォトレジスト層を現像するため、現像剤溶液と反射層又は反射層の下側の薄膜層との間で、化学反応又は電気化学反応が生ずることがある。したがって、反射層には、剥離又は貫通孔のような多数の欠陥が生じるため、これらの欠陥によりLCDの画素がダメージを受けたり、又はいくつかのブライトスポットが生成したりする。したがって、歩留まりを向上させるためには、反射型LCD又は半透過型LCDの製造処理を改善する必要がある。
本発明の目的は、現像剤と反射層との間の反応により生じる問題を回避するように機能する保護層を反射層上に形成することで、反射層の剥離又は貫通孔のような欠陥、及びブライトスポットのような画素の不良をなくすことができる、ディスプレイデバイスの反射層の製造方法を提供することにある。反射層は、保護層をエッチング処理することにより破損されないようにすることができる。このようにしてディスプレイの歩留まりを向上させることができる。
更に、本発明の目的は、反射層上に保護層を形成することで、反射層の剥離又は貫通孔のような欠陥、及びブライトスポットのような画素の不良をなくすことができる、反射型液晶ディスプレイデバイス及び半透過型液晶ディスプレイデバイスを提供することにある。保護層は透明とするのが好適であり、こうすることで性能に影響が及ばないため、この保護層は除去する必要がない。このようにして、ディスプレイの歩留まりを向上させることができる。
本発明の一実施例によると、反射型又は半透過型液晶ディスプレイデバイスの反射層の製造方法は、次の諸ステップを具えている。先ず、反射型又は半透過型液晶ディスプレイデバイスの基板構体を用立てる。次に、基板構体上に、反射層、保護層、及びフォトレジスト層を形成する。次いで、フォトレジスト層、保護層、及び反射層をパターン化する。その後、パターン化したフォトレジスト層を除去する。
本発明の一実施例によると、反射型液晶ディスプレイデバイスは、第1の透明電極を含む第1の基板、第2の基板、第1の透明電極と第2の基板との間の液晶層、光源モジュール、偏光子、反射層、及び保護層を具えている。反射層は、第2の基板の、液晶層側の表面上に配置させることができ、反射層は反射領域を具えている。保護層は、反射層の、液晶層側の表面上に配置させることができる。
本発明の一実施例によると、半透過型液晶ディスプレイデバイスは、第1の透明電極を含む第1の基板、第2の透明電極を含む第2の基板、第1及び第2の透明電極間の液晶層、光源モジュール、第1の偏光子、第2の偏光子、反射層、及び保護層を具えている。反射層は、第2の透明電極の、液晶層側の表面上に配置させることができ、反射層は反射領域及び透明領域を具えている。保護層は、反射層の、液晶層側の表面上に配置させることができる。
なお、前述の一般的な説明及び後述の詳細な説明は例示であり、請求の範囲に記載された発明を更に説明すべく意図したものである。
添付の図面は、発明を更に理解するためのもので、本明細書の一部をなすものである。これらの図面は発明の実施例を例示し、明細書の記述と共に、本発明の原理を説明するものである。
以下、本発明を、発明の実施例を示す添付の図面につき詳細に説明する。しかしながら、本発明は多くの異なる形態で実施することが可能であり、ここで説明する実施例に限定されるものとして解釈されるべきものではない。本実施例は、本発明の開示が充分で完全なものとなり、かつ当業者に発明の範囲が充分に伝わるものとなるために提供されるものである。同様の参照番号は、全体を通して同じような要素を示すものとする。
図1は、本発明の一実施例による反射型LCDを示す概略断面図である。図1を参照するに、反射型LCD100は、例えばこれに限定されるものでなく、光源モジュール102、偏光子104、第1の基板106、第1の透明電極108、複数の液晶分子116を含む液晶層110、第2の基板112、反射層122、及び反射層122上に形成される保護層124を具えている。なお、反射層122は、液晶分子116の偏光方向を変えるべく、第1の透明電極108と協働する電極とすることができる。
図1を参照するに、光源モジュール102から放射される光132は、光源モジュール102を経て直接外部環境に通過はせずに、表面102aにより反射されて光134を形成することができる。光134は、反射層122により反射されて、光136を形成することができる。更に、光源モジュール102の表面102a上方の周囲環境からの光138もまた、反射層122により反射されて、光140を形成する。光136又は140が偏光子104を通過する場合に、ビューワは光136又は140を見ることができる。したがって、周囲環境からの光もしくは光源モジュール102からの光のうち一方又は双方を、反射型LCD100の光源とすることができる。
図1を参照するに、光134又は138を偏光するために偏光子104を用いて、光134又は138は、偏光子104を通過した後では、特定の偏光方向を有するようになる。その後、光134(もしくは光138)又は光134(もしくは光138)の反射光136(もしくは光140)の偏光方向が、液晶分子116によって変化しない場合には、光136(又は光140)は、偏光子104及び光源モジュール102を経てビューワに伝わり、さもなければ、ビューワには光136(もしくは光140)の一部のみが見えるか、又は全く何も見ることができない。特に、光136(又は光140)の偏光方向が偏光子104の偏光方向に対して垂直の場合には、光136(又は光140)は偏光子104を通過することができず、したがってビューワには光は見えなくなる。
本発明の一実施例においては、第1の基板106は、例えば、ガラス基板のような透明基板とすることができる。第2の基板112は、例えば、ガラス基板又はシリコン基板のような透明又は不透明の基板とすることができる。第1の透明電極108は第1の基板106上に形成し、かつ反射層122は第2の基板112上に形成する。第1の透明電極108の材料は、インジウムスズ酸化物(ITO)又は酸化インジウム亜鉛(IZO)で構成することができる。液晶分子116を含む液晶層110は、第1の透明電極108と保護層124との間に充填させる。
本発明の一実施例においては、反射層122を第2の基板112の表面上に形成し、かつこの材料を金属又は合金とすることができる。保護層124は反射層上に形成し、かつこの材料は有機材料、導電性無機材料、又は非導電性無機材料とすることができる。有機材料は、例えば、樹脂又は有機ポリマとすることができ、かつこれは例えばコーティング法により形成することができる。導電性無機材料は、例えば、インジウムスズ酸化物(ITO)又は酸化インジウム亜鉛(IZO)とすることができ、かつこれは例えば物理蒸着(PVD)法により形成することができる。非導電性無機材料は、例えば、完全に透明な非導電性無機材料とすることができ、かつこれは例えばPVD法又は化学蒸着(CVD)法により形成することができる。
本発明の他の実施例では、反射層122の表面に陽極酸化処理を直接施すことにより、保護層124を形成することができ、こうして反射層122の表面上の陽極酸化層を保護層124として使用する。
本発明の一実施例においては、反射層122と第2の基板112との間に、半導体コンポーネント層118を更に設けることができる。この半導体コンポーネント層118は、例えば、反射型LCD100を駆動するための薄膜トランジスタ(TFT)120を具えることができる。
図2は、図1に示した反射型LCD100のA−A’線上での概略断面図である。図2を参照するに、反射層122は、半導体コンポーネント層118の表面上に形成され、この半導体コンポーネント層118にて各画素は反射層122の領域によって覆われる。本発明の一実施例において、画素は、単一色の画素又は三原色(赤、緑又は青)の何れか1色を有するサブ画素とすることができる。図2にて点線で示したブロック120は、薄膜トランジスタ(TFT)120を表しており、これは、この薄膜トランジスタ(TFT)120を含む反射層122に対応する画素を駆動するためのものである。なお、図1に示した反射型LCD100の断面図は、図2に示したB−B’線上での断面図である。
図3A〜3Fは、本発明の一実施例による反射層及び保護層の製造処理を説明する概略断面図である。図3Aを参照するに、基板構体300aを以下の諸ステップにより形成する。先ず、例えばガラス基板又はシリコン基板のような、透明又は不透明の基板からなる第2の基板112を用立てる。本発明の他の実施例においては、第2の基板112上に、例えば薄膜トランジスタ120を具える半導体コンポーネント層118を形成することができる。
次に図3Bを参照するに、基板構体300a上に、反射層322、保護層324、及びフォトレジスト層326を形成することができる。かくして、基板構体300bを形成する。
本発明の一実施例においては、反射層322の材料は、金属又は合金とすることができる。保護層324の材料は有機材料、導電性無機材料、又は非導電性無機材料とすることができる。有機材料は、例えば、樹脂又は有機ポリマとすることができ、かつこれは例えばコーティング法により形成することができる。導電性無機材料は、例えば、インジウムスズ酸化物(ITO)又は酸化インジウム亜鉛(IZO)とすることができ、かつこれは例えば物理蒸着(PVD)法により形成する。非導電性無機材料は、例えば、完全に透明な非導電性無機材料とすることができ、かつこれは例えばPVD法又は化学蒸着(CVD)法により形成することができる。
本発明の他の実施例においては、反射層322の表面に陽極酸化処理を直接施すことができ、かくして反射層322の表面上の陽極酸化層を保護層324として使用する。
この後、図3Cを参照するに、基板構体300b上のフォトレジスト層326をパターン化して(例えばマスキング及びエッチングのステップを含む)、パターン化したフォトレジスト層326aを形成する。この後、基板構体300cが得られる。
図3Dを参照するに、パターン化したフォトレジスト層326aをマスクとして使用して、基板構体300c上の保護層324をエッチングし、パターン化した保護層324aを形成する。こうして、基板構体300dが得られる。
図3Eを参照するに、次に、パターン化したフォトレジスト層326a及びパターン化した保護層324aをマスクとして使用して、基板構体300d上の反射層322をエッチングし、パターン化した反射層322aを形成する。こうして、基板構体300eが得られる。
図3Fを参照するに、この後、基板構体300e上のパターン化したフォトレジスト層326aを除去し、こうして基板構体300fが得られる。本発明の一実施例においては、基板構体300fを、図1に示すような基板300として用立てることができる。したがって、基板構体300fの概略頂面図は、例えばこれに限定されるものでなく、図2に示す線図のようにすることができ、ここで、反射層322a及びパターン化した保護層324aの輪郭は、それぞれ図1に示す反射層122及び保護層124とすることができる。
反射層122の厚さの範囲は限定されるものではない。本発明の一実施例においては、保護層124の厚さは、約10nm〜約1μmの範囲とすることができ、好適には1000nm以下とする。
したがって、本発明においては、フォトレジスト層326と反射層322との間に保護層324を形成するため、フォトレジスト層326を現像する際に、現像剤と、反射層322(及び反射層322の下の薄膜層、例えば第2の基板112又は半導体コンポーネント層118)の表面との間の反応により生じる問題を回避することができる。したがって、反射層の剥離又は貫通孔のような欠陥をなくすことができ、かつブライトスポットのような画素の不良をなくすことができる。したがって、ディスプレイの歩留まりを向上させることができる。
図4は、本発明の一実施例による半透過型LCDを説明する概略断面図である。図4を参照するに、半透過型LCD400は、例えばこれに限定されるものでなく、第1の偏光子402、第1の基板404、第1の透明電極406、液晶層408、第2の基板410、第2の透明電極412、第2の偏光子414、光源モジュール416、並びに、例えば反射層424、反射層424上の保護層426、及び透明領域428を具える半透過層を具えている。
図4を参照するに、光源モジュール416から放射される光432は完全に反射されて光434を形成することができる。光434の一部は透明領域428を通過することができ、かつ光434の偏光方向は、液晶層408によって変えることができる。更に、偏光子402上方の周囲環境からの光436は液晶層408を通過することができ、かつ反射層424により反射されて光438を形成することができる。この後、偏光した光434又は438が第1の偏光子402を通過する場合には、ビューワは偏光した光434又は438を見ることができる。したがって、周囲環境からの光又は光源モジュール416からの光のうち何れか一方又は双方を、半透過型LCD400の光源とすることができる。
図4を参照するに、第1の基板404及び第2の基板410は、例えば、ガラス基板のような透明基板とすることができる。第1の透明電極406は第1の基板404上に形成し、かつ第2の透明電極412は第2の基板410上に形成する。透明電極の材料は、インジウムスズ酸化物(ITO)又は酸化インジウム亜鉛(IZO)で構成することができる。液晶分子418を含む液晶層408は、第1の透明電極406と第2の透明電極412との間に充填させる。
反射層424を第2の透明電極412の表面上に形成し、かつこの材料は金属又は合金とすることができる。保護層426は反射層424上に形成し、かつこの材料は有機材料、導電性無機材料、又は非導電性無機材料とすることができる。保護層426の材料及び製造方法は、保護層124の場合と同様であり、繰り返しの記載は省略する。
本発明の他の実施例では、反射層424の表面に陽極酸化処理を直接施すことにより、保護層426を形成することができ、こうして反射層424の表面上の陽極酸化層を保護層426として使用する。
本発明の一実施例においては、第2の透明電極412と第2の基板410との間に、半導体コンポーネント層420を更に設けることができる。この半導体コンポーネント層420は、例えば、反射型LCD400を駆動するための薄膜トランジスタ(TFT)422を具えることができる。
図5は、図4に示した半透過型LCD400のC−C’線上での概略断面図である。図5を参照するに、反射層424及び透明領域428は、第2の透明電極412の表面上に形成され、この透明電極412にて各画素は反射層424の領域によって覆われる。図4に示すように、透明領域428は、光源モジュール416からの光434を通過させるために用い、かつ反射層424は、周囲環境からの光436を反射するために設けられている。本発明の一実施例において、画素は、単一色の画素又は三原色(赤、緑又は青)の何れか1色を有するサブ画素を具えることができる。図5にて点線で示したブロック422は、薄膜トランジスタ(TFT)422を表しており、これは、この薄膜トランジスタ(TFT)422を具える反射層424に対応する画素を駆動するためのものである。なお、図4に示した半透過型LCD400の断面図は、図5に示したD−D’線上での断面図である。
図6A〜6Fは、本発明の一実施例による反射層、保護層及び透過領域の製造処理を説明する概略断面図である。図6Aを参照するに、基板構体600aを以下の諸ステップにより形成する。先ず、例えばガラス基板のような、透明基板からなる第2の基板410を用立てる。次いで、第2の基板410上に第2の透明電極412を形成する。第2の透明電極412の材料は、例えば、インジウムスズ酸化物(ITO)又は酸化インジウム亜鉛(IZO)で構成することができる。本発明の他の実施例においては、第2の基板410上に、例えば薄膜トランジスタ422を具える半導体コンポーネント層420を形成することができ、次いでこの半導体コンポーネント層420上に、第2の透明電極412を形成することができる。
次に図6Bを参照するに、基板構体600a上に、反射層624、保護層626、及びフォトレジスト層628を形成することができる。かくして、基板構体600bを形成する。反射層624、保護層626、及びフォトレジスト層628の材料及び製造方法は、反射層322、保護層324、及びフォトレジスト層326の場合と同様であり、したがって繰り返しの記載は省略する。
本発明の他の実施例では、反射層624の表面に陽極酸化処理を直接施すことができ、こうして反射層624の表面上の陽極酸化層を保護層626として使用する。
この後、図6Cを参照するに、基板構体600b上のフォトレジスト層628をパターン化して(例えばマスキング及びエッチングのステップを含む)、パターン化したフォトレジスト層628aを形成する。その後、基板構体600cが得られる。
図6Dを参照するに、パターン化したフォトレジスト層628aをマスクとして使用して、基板構体600c上の保護層626をエッチングし、パターン化した保護層626aを形成する。こうして、基板構体600dが得られる。
図6Eを参照するに、パターン化したフォトレジスト層628a及びパターン化した保護層626aをマスクとして使用して、基板構体600d上の反射層624をエッチングし、パターン化した反射層624aを形成する。こうして、基板構体600eが得られる。
図6Fを参照するに、この後、基板構体600e上のパターン化したフォトレジスト層628aを除去し、こうして基板構体600fが得られる。本発明の一実施例においては、基板構体600fを、図4に示すような基板600として用立てることができる。したがって、基板構体600fの概略頂面図は、例えばこれに限定されるものでなく、図5に示す線図のようにすることができ、ここで、反射層624a、パターン化した保護層626a及び透明領域632の輪郭は、それぞれ図4に示す反射層424、保護層426及び透明領域428とすることができる。
反射層424の厚さの範囲は限定されるものではない。本発明の一実施例においては、保護層426の厚さは、約10nm〜約1μmの範囲とすることができ、好適には1000nm以下とする。
したがって、本発明においては、フォトレジスト層628と反射層624との間に、現像剤と反射層624(及び反射層624の下の薄膜層、例えば第2の透明電極412)との間の反応により生じる問題を回避するように機能する新規な保護層626を形成するため、フォトレジスト層628を現像する際に、反射層の剥離又は貫通孔のような欠陥をなくすことができ、かつブライトスポットのような画素の不良をなくすことができる。したがって、ディスプレイの歩留まりを向上させることができる。
図7は、コンピュータシステムのような電子デバイスを示している。電子デバイス700は、例えばコンピュータシステム、テレビシステム、監視システム、携帯電話等とすることができる。コンピュータシステムを一例とする。コンピュータシステム700は、制御ユニット702及びLCDユニット704を具えている。制御ユニット702は、電子デバイスの動作を制御する。LCDユニット704は、本発明による構造を有しかつ前述の説明により形成される表示パネル706を具えている。換言するに、本発明の表示パネルは、少なくとも、任意の情報を表示するためのLCDデバイスを有する電子デバイスに組み込むことができる。
本発明の範囲又は精神から逸脱することなく、本発明の構成に種々の修正及び変更をなし得ることは、当業者には明らかである。前述の記載に鑑みて、本発明の修正及び変更が特許請求の範囲及びそれらの均等の範囲内にある限り、本発明は当該修正及び変更にも適用されるものである。
Claims (20)
- 基板構体を用立てるステップと、
前記基板構体上に反射層を設けるステップと、
前記反射層上に保護層を設けるステップと、
前記保護層をパターン化して、パターン化した保護層を形成するステップと、
前記パターン化した保護層をマスクとして用いて反射層をパターン化し、パターン化した反射層を形成するステップと、
を具えている、液晶ディスプレイデバイスの反射層構体を形成する方法。 - 前記保護層をパターン化する前記ステップは、保護層上にフォトレジスト層を設けるステップと、フォトレジスト層をパターン化して、保護層をパターン化するためのマスクとして、パターン化したフォトレジスト層を形成するステップと、を具えている、請求項1記載の方法。
- 請求項1記載の反射層構体を形成するステップと、
前記反射層構体上に液晶層を設けるステップと、
前記液晶層上に透明電極構体を設けるステップと、
を具えている、液晶デバイスを製造する方法。 - 前記反射層の材料は、金属又は合金とする、請求項1記載の製造方法。
- 前記保護層の材料は、有機材料、導電性無機材料又は非導電性無機材料とする、請求項1記載の製造方法。
- 前記有機材料は、樹脂又は有機ポリマとする、請求項5記載の製造方法。
- 前記導電性無機材料は、インジウムスズ酸化物(ITO)又は酸化インジウム亜鉛(IZO)で構成するようにする、請求項6記載の製造方法。
- 前記保護層を、前記反射層の表面に陽極酸化法を施すことにより形成する、請求項1記載の製造方法。
- 前記反射層を反射型液晶ディスプレイデバイスに用いる際に、前記パターン化した反射層は反射領域を具えるようにする、請求項1記載の製造方法。
- 前記反射層を半透過型液晶ディスプレイデバイスに用いる際に、前記パターン化した反射層は反射領域及び透明領域を具えるようにする、請求項1記載の製造方法。
- 基板構体と、
前記基板構体上のパターン化した反射層と、
前記反射層上のパターン化した保護層であって、
前記パターン化した反射層を、前記パターン化した保護層をマスクとして使用してパターン化して、パターン化した反射層を形成した保護層と、
透明電極基板構体と、
前記基板構体と前記透明電極基板構体との間に配置される液晶層と、
を具えている液晶ディスプレイパネル。 - 前記透明電極基板構体の、液晶層から離れた側に配置した光源を更に具えている、請求項11記載の液晶ディスプレイパネル。
- 請求項11記載の液晶ディスプレイパネルを具えている、液晶ディスプレイデバイス。
- 前記基板構体の、前記液晶層から離れた側に配置した光源を更に具えている、請求項13記載の液晶ディスプレイデバイス。
- 前記液晶ディスプレイデバイスは、反射型液晶ディスプレイデバイスを具えるようにした、請求項13記載の液晶ディスプレイデバイス。
- 前記保護層の材料は、有機材料、導電性無機材料、又は非導電性無機材料とした、請求項15記載の液晶ディスプレイデバイス。
- 前記液晶ディスプレイデバイスは、半透過型液晶ディスプレイデバイスを具えるようにした、請求項13記載の液晶ディスプレイデバイス。
- 前記保護層の材料は、有機材料、導電性無機材料、又は非導電性無機材料とした、請求項17記載の液晶ディスプレイデバイス。
- 電子デバイスであって、請求項15記載の反射型液晶ディスプレイデバイス、及び請求項17記載の半透過型液晶ディスプレイデバイスのうち少なくとも1つと、
当該電子デバイスの動作を制御するための制御ユニットと、
を具えている、電子デバイス。 - 前記保護層の材料は、有機材料、導電性無機材料、又は非導電性無機材料とした、請求項19記載の電子デバイス。
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