JP2007047495A - Reflective display device and method for manufacturing reflective display device - Google Patents
Reflective display device and method for manufacturing reflective display device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007047495A JP2007047495A JP2005232333A JP2005232333A JP2007047495A JP 2007047495 A JP2007047495 A JP 2007047495A JP 2005232333 A JP2005232333 A JP 2005232333A JP 2005232333 A JP2005232333 A JP 2005232333A JP 2007047495 A JP2007047495 A JP 2007047495A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reflective
- electrode
- layer
- display device
- contact hole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電気泳動表示装置に応用されて好適な反射型表示装置、および反射型表示装置の製造方法に関し、詳しくは素子保護層と反射膜支持層とを隔てて配置されたスイッチング素子の所定の電極と反射膜とを浅い微小なコンタクトホールで電気的に接続する技術に関する。 The present invention relates to a reflective display device suitable for application to an electrophoretic display device, and a method for manufacturing the reflective display device. More specifically, the present invention relates to a predetermined switching element disposed with an element protection layer and a reflective film support layer therebetween. The present invention relates to a technology for electrically connecting the electrode and the reflective film with a shallow minute contact hole.
画像表示面から入射した自然光や室内光の反射光を反射して液晶素子で変調させる反射型液晶装置が実用化されている。反射型液晶装置は、屋外での利用を考慮して携帯用ゲーム機や通信端末等に利用されており、バックライトに頼らず低消費電力を達成している。 A reflective liquid crystal device that reflects natural light and reflected light of room light incident from an image display surface and modulates the light by a liquid crystal element has been put into practical use. Reflective liquid crystal devices are used for portable game machines, communication terminals, and the like in consideration of outdoor use, and achieve low power consumption without depending on a backlight.
反射型液晶装置は、スイッチング素子が配置された背面基板と、透明な表面基板との間隔に光変調層としての液晶層を配置しており、背面基板には、各画素の液晶セルに対応させて無数のスイッチング素子が格子状に配列され、個々のスイッチング素子の上に液晶セルごとの反射電極が配置されている。 In the reflection type liquid crystal device, a liquid crystal layer as a light modulation layer is arranged between a rear substrate on which switching elements are arranged and a transparent front substrate, and the rear substrate is made to correspond to a liquid crystal cell of each pixel. An infinite number of switching elements are arranged in a lattice pattern, and a reflective electrode for each liquid crystal cell is arranged on each switching element.
特許文献1に示される反射型液晶装置は、微小な表面凹凸形状を形成した反射電極を備える。反射電極は、微小な表面凹凸形状を形成した反射膜支持層上に金属薄膜を積層し、この金属薄膜を液晶セルごとの反射電極に成形して形成される。反射電極は、液晶層を変調する電極を兼ねており、背面基板に形成されたスイッチング素子の所定の電極に対して、コンタクトホールを用いて電気的に接続されている。 The reflective liquid crystal device disclosed in Patent Document 1 includes a reflective electrode having a minute surface irregular shape. The reflective electrode is formed by laminating a metal thin film on a reflective film support layer having a minute surface irregularity shape, and molding the metal thin film into a reflective electrode for each liquid crystal cell. The reflective electrode also serves as an electrode that modulates the liquid crystal layer, and is electrically connected to a predetermined electrode of the switching element formed on the rear substrate using a contact hole.
特許文献2には、透過型液晶装置の光変調層(液晶層)を電気泳動セルに置き換えた電気泳動表示装置が示される。電気泳動セルは、表示セルごとに独立させた空間に遮光性の帯電粒子を分散した液体を充填しており、印加される電界状態に応じて電気泳動セル内を帯電粒子が移動することにより、電気泳動セルの遮光性や色調が変化する。
電気泳動表示装置は、光変調層として液晶層を配置する液晶表示装置に比較して表示コントラストが高く、視認性に優れる。また、表示にメモリー性があるので、さらに消費電力を低減できる。電気泳動表示装置もまた、スイッチング素子を配列した背面基板に、表示セルごとの電極を兼ねた反射電極を配置することにより、バックライトに頼らない反射型の表示装置を形成できる。 The electrophoretic display device has a higher display contrast and excellent visibility than a liquid crystal display device in which a liquid crystal layer is disposed as a light modulation layer. Further, since the display has a memory property, power consumption can be further reduced. In the electrophoretic display device, a reflective display device that does not rely on a backlight can be formed by disposing a reflective electrode that also serves as an electrode for each display cell on a rear substrate on which switching elements are arranged.
特許文献1に示される反射型液晶装置では、背面基板に形成されたスイッチング素子(TFT:薄膜トランジスタ素子)の上に絶縁膜の素子保護層が形成されており、スイッチング素子の所定の電極(ドレイン電極)は、素子保護層と反射膜支持層とを隔てて反射電極と対向しており、両者は、素子保護層と反射膜支持層とを貫通するコンタクトホールによって電気的に接続されている。 In the reflective liquid crystal device disclosed in Patent Document 1, an element protective layer of an insulating film is formed on a switching element (TFT: thin film transistor element) formed on a rear substrate, and a predetermined electrode (drain electrode) of the switching element is formed. ) Is opposed to the reflective electrode across the element protective layer and the reflective film support layer, and both are electrically connected by a contact hole penetrating the element protective layer and the reflective film support layer.
このコンタクトホールは、反射膜支持層上に金属薄膜を堆積して反射面を形成する際に、ドレイン電極に達する深い開口の内壁に金属薄膜を堆積させて筒状の導電経路を形成させている。ドレイン電極に達する深い開口は、素子保護層の上に反射膜支持層を形成した後に、素子保護層に形成した大きめの開口に位置決めして反射膜支持層に開口を形成している。 This contact hole forms a cylindrical conductive path by depositing a metal thin film on the inner wall of a deep opening that reaches the drain electrode when a metal thin film is deposited on the reflective film support layer to form a reflective surface. . The deep opening reaching the drain electrode is formed in the reflective film support layer by forming a reflective film support layer on the element protective layer and then positioning the large opening formed in the element protective layer.
従って、コンタクトホールの深さは、素子保護層の厚さと反射膜支持層の厚さとを加算した深いものとなって、反射膜支持層上に金属薄膜を堆積させる際に、開口の側面と底面の金属薄膜成長を両立させることが難しくなる。そして、開口の側面への堆積を優先した堆積条件を採用すると、反射膜支持層の開口の底の隅々にまで金属薄膜が堆積しにくくなる。また、逆に、開口の底面への堆積を優先した堆積条件を採用すると、側面で線切れやはがれを起こし易くなる。 Therefore, the depth of the contact hole is the sum of the thickness of the element protective layer and the thickness of the reflective film support layer. When depositing a metal thin film on the reflective film support layer, the side and bottom surfaces of the opening are formed. It is difficult to achieve both metal thin film growth. When the deposition condition giving priority to the deposition on the side surface of the opening is employed, it is difficult to deposit the metal thin film to every corner of the bottom of the opening of the reflective film support layer. On the other hand, if the deposition condition that prioritizes deposition on the bottom surface of the opening is adopted, line breakage or peeling is likely to occur on the side surface.
いずれにせよ、コンタクトホールによるドレイン電極と反射電極との電気的な接続が不確かなものとなり、接続不良による画素欠けを引き起して反射型液晶装置の画像品質や製造歩留まりを低下させる。 In any case, the electrical connection between the drain electrode and the reflective electrode through the contact hole becomes uncertain, causing pixel defects due to poor connection and reducing the image quality and manufacturing yield of the reflective liquid crystal device.
しかし、コンタクトホールによる電気的な接続を確実にするために、反射膜支持層の開口の口径を増大させたり、反射膜支持層の開口に大きなテーパを形成したりすると、液晶セルの面積に占めるコンタクトホールの割合が増大して、表面凹凸形状を形成した反射電極の有効反射面積が減少して反射光量が減り、反射電極による反射光の品質も低下する。 However, if the aperture of the reflection film support layer is increased or a large taper is formed in the opening of the reflection film support layer in order to ensure the electrical connection through the contact hole, it occupies the area of the liquid crystal cell. As the proportion of contact holes increases, the effective reflection area of the reflective electrode having a surface irregularity shape decreases, the amount of reflected light decreases, and the quality of reflected light from the reflective electrode also decreases.
また、大きな口径の開口をその内側に位置決めるために、素子保護層にはさらに大きな開口が形成されることとなり、開口を通じた不純物拡散や酸化によってスイッチング素子が不良となる可能性が高まる。 In addition, since an opening having a large aperture is positioned on the inside thereof, a larger opening is formed in the element protection layer, and the possibility that the switching element becomes defective due to impurity diffusion or oxidation through the opening increases.
また、金属薄膜の材料や堆積条件を材料の回り込みが良くなる方向に変更すると、反射電極の反射性能が高まる材料や堆積条件を選択できなくなって、反射電極の反射性能が低下する可能性が高まるし、そのような変更によって液晶セルの性能に悪影響を及ぼす可能性がある。 Also, if the material and deposition conditions of the metal thin film are changed in a direction that improves the wraparound of the material, it becomes impossible to select materials and deposition conditions that improve the reflective performance of the reflective electrode, and the possibility that the reflective performance of the reflective electrode will deteriorate increases. However, such a change may adversely affect the performance of the liquid crystal cell.
また、電気泳動表示装置では、表示セルの界面に深いコンタクトホール(窪み)が形成されると、コンタクトホールの窪みに帯電粒子がトラップされて、自由に泳動できる帯電粒子が減ってしまい、表示セルのコントラストが低下したり、表示切替速度が低下したりする。 In addition, in an electrophoretic display device, when a deep contact hole (dent) is formed at the interface of the display cell, charged particles are trapped in the contact hole recess, and the number of charged particles that can freely migrate decreases. The contrast of the display is reduced, and the display switching speed is reduced.
そこで、コンタクトホールの窪みを埋める新たな工程を追加することが提案されたが、窪みを埋めた材料によって表示セルの性能が低下したり、新たな工程の追加による製造歩留まりの低下や製造コスト高を引き起したりする。 Therefore, it has been proposed to add a new process for filling the recess in the contact hole. However, the performance of the display cell is reduced by the material filling the recess, and the production yield is reduced and the manufacturing cost is increased due to the addition of a new process. Or cause
ところで、近年、反射型表示装置には、その表示画像の一層の精細化が求められており、表示セルの密度増大(すなわち面積縮小)に伴って、表示セルごとの反射電極の面積も縮小され、反射電極のコンタクトホールの面積も縮小することが求められている。しかし、コンタクトホールの面積を縮小すると、上述したように、コンタクトホールによる電気的な接続の不良が増えて、反射型表示装置の品質低下や製造歩留まり低下を引き起す。 Incidentally, in recent years, there has been a demand for further refinement of the display image of the reflective display device, and the area of the reflective electrode for each display cell is also reduced as the density of the display cell is increased (that is, the area is reduced). There is also a demand for reducing the contact hole area of the reflective electrode. However, when the area of the contact hole is reduced, as described above, the electrical connection failure due to the contact hole increases, which causes the quality of the reflective display device and the manufacturing yield.
本発明は、コンタクトホールの面積を縮小してもコンタクトホールによる電気的な接続が確実に確保され、明るく精細で高品質な表示画像を実現できる反射型表示装置を高い製造歩留まりで提供することを目的としている。 It is an object of the present invention to provide a reflective display device with a high production yield, which can ensure electrical connection through a contact hole even when the area of the contact hole is reduced and can realize a bright, fine and high-quality display image. It is aimed.
本発明の反射型表示装置では、薄膜形成されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子を覆って形成された絶縁性の素子保護層と、前記素子保護層を覆って配置された絶縁性の反射膜支持層とを備えた反射型表示装置において、前記素子保護層に形成された開口を通じて前記スイッチング素子の所定の電極に電気的に接続して前記素子保護層上に形成され、前記反射膜支持層に形成された開口に達する連結電極部材を備え、前記反射膜支持層上に形成された導電性の反射膜は、前記反射膜支持層に形成された開口を通じて、前記連結電極部材と電気的に接続しているものである。 In the reflective display device of the present invention, the switching element formed as a thin film, the insulating element protective layer formed so as to cover the switching element, and the insulating reflective film support disposed so as to cover the element protective layer A reflective display device comprising: a layer; and an electrical connection to a predetermined electrode of the switching element through an opening formed in the element protective layer. A conductive electrode film formed on the reflective film support layer is electrically connected to the connection electrode member through the opening formed in the reflective film support layer. It is what you are doing.
本発明の反射型表示装置では、深さ方向の電気的な接続を連結電極部材で中継するので、反射膜支持層に形成されるコンタクトホールの深さは、反射膜支持層の厚み以上とはなり得ず、特許文献1に示されるコンタクトホールよりも素子保護層の厚みだけ浅くなる。また、素子保護層に形成されるコンタクトホールの深さは、素子保護層の厚み以上とはなり得ず、特許文献1に示されるコンタクトホールよりも反射膜支持層の厚みだけ浅くなる。 In the reflective display device of the present invention, since the electrical connection in the depth direction is relayed by the connecting electrode member, the depth of the contact hole formed in the reflective film support layer is equal to or greater than the thickness of the reflective film support layer. In other words, the thickness of the element protection layer is shallower than the contact hole disclosed in Patent Document 1. In addition, the depth of the contact hole formed in the element protective layer cannot be greater than the thickness of the element protective layer, and is shallower than the contact hole disclosed in Patent Document 1 by the thickness of the reflective film support layer.
従って、深さが浅くなっただけ、反射膜支持層に形成された開口の内壁や底への導電性材料の回り込みが良好となり、コンタクトホールの入口から底までの電気的な接続が確実になる。 Therefore, as the depth becomes shallower, the conductive material wraps around the inner wall and bottom of the opening formed in the reflective film support layer, and the electrical connection from the entrance to the bottom of the contact hole is ensured. .
また、素子保護層のコンタクトホールよりも面積が大きい連結電極部材に位置決めして反射膜支持層の開口を形成するので、開口形成時の位置決め精度が低くても、反射膜支持層のコンタクトホールと連結電極部材との確実な重ね合わせとこれによる電気的な接続とを確保できる。 Further, since the opening of the reflective film support layer is formed by positioning the connecting electrode member having a larger area than the contact hole of the element protective layer, the contact hole of the reflective film support layer Secure overlay with the connecting electrode member and electrical connection thereby can be ensured.
また、連結電極部材の平面的な広がりによって、スイッチング素子の所定の電極の位置に拘束されることなく、反射膜支持層のコンタクトホールの位置を設定できるので、表示セルの表示機能に影響を及ぼさない位置に反射膜支持層のコンタクトホールを設定して、表示セルの表示機能を高めることができる。 In addition, the planar expansion of the connecting electrode member allows the position of the contact hole in the reflective film support layer to be set without being constrained by the position of the predetermined electrode of the switching element, thereby affecting the display function of the display cell. The display function of the display cell can be enhanced by setting a contact hole in the reflective film support layer at a position where the display cell does not exist.
また、反射膜支持層を形成する以前の段階で、スイッチング素子は、素子絶縁層と連結電極部材とで完全に覆われているので、素子絶縁層の開口を通じて所定の電極が酸化したり不純物が拡散したりしない。従って、連結電極部材を形成した仕掛り状態で背面基板を長距離輸送したり、長期保管したりしても、スイッチング素子の不良は発生しにくく、製造歩留まりに悪影響が及ばない。 In addition, since the switching element is completely covered with the element insulating layer and the connecting electrode member before the formation of the reflective film support layer, a predetermined electrode is oxidized or impurities are not formed through the opening of the element insulating layer. Does not spread. Therefore, even if the rear substrate is transported for a long distance or stored for a long time in a state where the connection electrode member is formed, the switching element is unlikely to be defective, and the production yield is not adversely affected.
また、小さな面積のコンタクトホールでも電気的な接続を確実に行えるので、反射電極の面積に対するコンタクトホールの面積比を小さくして有効反射面積を増大し、微小な表面凹凸形状による拡散反射性能を十分に発揮させることができる。 In addition, since the electrical connection can be ensured even with a small area contact hole, the effective reflection area is increased by reducing the area ratio of the contact hole to the area of the reflective electrode, and the diffuse reflection performance due to the minute surface irregularities is sufficient. Can be demonstrated.
また、小さな面積のコンタクトホールであれば、導電性の反射膜の堆積で窪みを埋めることも可能だし、窪みのまま残しても表示セルの表示性能に悪影響を及ぼさないで済むので、窪みを埋めるためだけの新たな工程を追加する必要が無い。 In addition, if the contact hole has a small area, it is possible to fill the dent by depositing a conductive reflective film, and even if the dent is left as it is, it does not adversely affect the display performance of the display cell, so the dent is filled. Therefore, it is not necessary to add a new process only for this purpose.
以下、本発明の一実施形態である反射型表示装置5A〜5Dについて、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態の反射型表示装置5A〜5Dは、アクティブマトリクス型・反射型・電気泳動・表示装置であるが、本発明は、アクティブマトリクス型以外の表示セル駆動方式を採用してもよく、また、画像表示面から入射した外光を光変調層により変調し、表示セルごとに形成した反射電極により画像表示面側に反射させて2以上の階調表示を行う反射型表示装置、例えば光変調層として液晶層や画素ごとのシャッター素子を採用した反射型表示装置へ広く応用可能である。
Hereinafter,
以下の説明では、特許文献1、特許文献2に示される表示装置の一般的な構造、一般的な製造方法、例えば、屈折率の調整層、表示セルおよび配線の格子配列、ドライバを含む画像表示回路、画像信号処理、成膜プロセス、パターン形成プロセス等については、本発明の趣旨と隔たりがあるので、煩雑を避けるべく、一部図示を省略して詳細な説明も省略している。
In the following description, the general structure of the display device disclosed in Patent Document 1 and
<第1実施形態>
図1は本発明の一実施形態である第1実施形態の反射型表示装置の表示セルの断面図である。第1実施形態の反射型表示装置5Aでは、発明のスイッチング素子が薄膜トランジスタ16、素子保護層が絶縁層18、反射膜支持層が感光性フィルム21、素子保護層に形成された開口が開口18h、所定の電極がドレイン電極15、反射膜支持層に形成された開口が開口21h、連結電極部材が連結電極17、導電性の反射膜が反射電極22にそれぞれ対応しているが、本発明は、これらの構成によるこのような組み合わせには限定されず、これらの構成と他の代替的な構成とから選択した任意の組み合わせによって種々の実施形態を組み立て可能である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a cross-sectional view of a display cell of a reflective display device according to a first embodiment which is an embodiment of the present invention. In the
図1に示すように、第1実施形態の反射型表示装置5Aは、背面基板10上に無数の表示セル6Aを格子状に配列している。背面基板10上には、共通の層間絶縁膜12を形成した上に、表示セル6Aごとの薄膜トランジスタ(TFT)16が形成され、薄膜トランジスタ16を覆って共通の絶縁層(層間絶縁層)18が形成されている。
As shown in FIG. 1, the reflective display device 5 </ b> A of the first embodiment has an infinite number of display cells 6 </ b> A arranged on a
絶縁層18の上には、所定の微細な表面凹凸形状を形成した感光性フィルム21が配置される。なお、感光性フィルム21には、少なくともその形成過程で表面を平坦化できるものが望ましい。何故なら、感光性フィルム21の平坦化作用によって、薄膜トランジスタ16やその配線パターンによる凸凹を相殺して表面高さの揃った反射面を形成できるからである。しかし、感光性フィルム21の表面に下層の凹凸パターンが浮き出てこないようにするために、連結電極17を形成した絶縁層18の上に不図示の平坦化層を別途形成し、平坦化層の平坦な表面に感光性フィルム21を形成してもよい。
On the insulating
感光性フィルム21の上には、表示セル6Aの駆動電極を兼ねた金属薄膜の反射電極22が表示セル6Aごとに形成される。反射電極22は、感光性フィルム21の微細な表面凹凸形状に倣った表面凹凸形状を有しており、表面基板20側から入射した外光を散乱させつつ表面基板20側へ折り返す。
On the
反射電極22の上には、平坦化層23が形成され、平坦化層23と表面基板20との間隔には、帯電粒子31を分散させた絶縁性液体32が充填される。背面基板10と表面基板20との対向間隔を囲む外周の縁は、不図示の接着剤シールによって密閉している。
A
表面基板20から入射した光は、絶縁性液体32に分布している帯電粒子31により散乱あるいは吸収されて反射電極22に達し、反射電極22面で反射された光が前方に向けられてさらに帯電粒子31により散乱あるいは吸収されて、表面基板20から射出するので、観察者は、表面基板20を通じて、表示セル6Aの泳動空間における帯電粒子31の分布に応じて変化する所定の反射強度を視認できる。このようにして、画素(表示セル6A)単位で制御した帯電粒子31の分布に応じて反射型表示装置5Aに画像表示が作られる。
Light incident from the
絶縁性液体32中の帯電粒子31の分布は、反射電極22と隔壁電極25との間に印加する電圧によって制御される。絶縁性液体32に分散している帯電粒子31の帯電がプラス極性である場合、反射電極22にプラス極性の電圧を、隔壁電極25にマイナス極性の電圧をそれぞれ印加すると、帯電粒子31は、隔壁電極25側に集合するので、表面基板20から入射した外光は、高い割合で反射電極22に到達して反射される。これにより明るい画素を表示できる。
The distribution of the charged
一方、反射電極22にマイナス極性の電圧を、隔壁電極25にプラス極性の電圧をそれぞれ印加すると、帯電粒子31は、反射電極22を覆うように移動するので、表面基板20から入射した外光は、帯電粒子31で吸収され、表示セル6Aは、帯電粒子31の色味を表示することができる。例えば、帯電粒子31が黒色であれば、表示セル6Aは、黒い画素を表示する。
On the other hand, when a negative polarity voltage is applied to the
図1に示すように、無アルカリガラスの背面基板10上には、アルミニウム合金とモリブデンからなるゲート線11を形成し、窒化シリコンからなる層間絶縁層12で覆っている。層間絶縁層12上には、モリブデン合金からなるソース線14およびドレイン電極15が格子状に配置され、ゲート電極11とソース線14との交差部分にアモルファスシリコン13からなるボトムゲート型の薄膜トランジスタ16が形成されている。反射型表示装置5Aの解像度は、画素(表示セル6A)ピッチで40μm相当に設定している。
As shown in FIG. 1, a
このようにして形成された薄膜トランジスタ16の上には、窒化シリコンからなる無機の絶縁層(層間絶縁層)18が形成されている。絶縁層18は、薄膜トランジスタ16上の保護膜として機能するとともに、背面基板10の縁に設定されたドライバ実装部での電極保護膜としても機能する。
An inorganic insulating layer (interlayer insulating layer) 18 made of silicon nitride is formed on the
絶縁層18には、フォトレジストと所定のフォトマスクを用いて紫外線を照射することにより所定のレジストパターンを形成し、その後、ドライエッチングにより絶縁層18をエッチングして、絶縁層18にはドレイン電極15上に位置する開口18hが形成される。開口18hの径はφ4μmとした。なお、窒化シリコンのエッチングにはフッ素系ガスを用い、開口18hの側面を順テーパになるようエッチングした。
A predetermined resist pattern is formed on the insulating
絶縁層18上には、膜厚3000Å(0.3μm)のモリブデン層を成膜後、フォトレジストと所定のフォトマスクを用いて紫外線を照射することで、所定のレジストパターンを形成し、その後、燐酸系エッチング液でモリブデン層をウェットエッチングすることにより、連結電極17を形成した。連結電極17は、絶縁層18の上に形成された導電薄膜パターンで、絶縁層18の開口18hに形成したコンタクトホール17eによって、ドレイン電極15と電気的に安定に接続されている。
On the insulating
連結電極17を形成した絶縁層18の上には、所望の凹凸構造が形成された感光性フィルム21を貼り付けている。感光性フィルム21は、フォトマスクを介して紫外線を照射することにより、連結電極17に位置決めた開口21hを含む所定の輪郭パターンを形成している。使用した感光性フィルム21はネガ型タイプで、その膜厚はおよそ3μmであった。
On the insulating
感光性フィルム21に形成した開口21hは、絶縁層18のコンタクトホール17eとは重ならない平面配置とした。開口21hの口径はφ8μmなので、表示セル6Aのピッチ40μmを考慮すると、図1に示されるよりも比率的に大きく形成されている。
The
連結電極17を含む絶縁層18の表面には、連結電極17や薄膜トランジスタ16の配線パターンに沿って0.1μmから1μm程度の起伏があるが、感光性フィルム21によって、それらの起伏は平坦化され、感光性フィルム21表面には、連結電極17を含む絶縁層18の表面形状は反映されない。
The surface of the insulating
その後、微細な表面凹凸形状を有する感光性フィルム21上に膜厚1000Å(0.1μm)のアルミニウム薄膜を基板温度130℃の条件で成膜した。このとき、開口21hの内壁および底に堆積したアルミニウム材料によってコンタクトホール22eが形成される。
Thereafter, an aluminum thin film having a film thickness of 1000 mm (0.1 μm) was formed on the
その後、フォトレジストを全面塗布し、所定のフォトマスクを用いて紫外線を照射することで所定のレジストパターンを形成し、燐酸系エッチング液でアルミニウム薄膜をウェットエッチングすることにより、表示セル6Aごとの反射電極22の輪郭を形成した。膜厚1000Åのアルミニウム薄膜は、蒸着直後で99%の高い鏡面反射率であった。
Thereafter, a photoresist is applied on the entire surface, a predetermined resist pattern is formed by irradiating ultraviolet rays using a predetermined photomask, and the aluminum thin film is wet-etched with a phosphoric acid-based etchant, thereby reflecting each
反射電極22は、画素形状に合わせてパターニングした電極であって、感光性フィルム21のコンタクトホール22eを介して連結電極17と安定して電気的に接続し、これによって反射電極22はドレイン電極15とも電気的に接続できた状態になる。
The
その後、反射電極22を含む全面に低い粘性液体の感光性アクリル樹脂(例えば、JSR株式会社製optmerPC415)を塗布して平坦化層23を形成し、表面を平坦化させた。最低膜厚2μmの平坦化層23によって、感光性フィルム21のコンタクトホール22eの凹み(深さ3μm)がほぼ平坦に埋められる。
Thereafter, a low-viscous liquid photosensitive acrylic resin (for example, optmer PC415 manufactured by JSR Corporation) was applied to the entire surface including the
平坦化層23の上には、高粘度ネガ型レジスト(例えば、Micro Chemical Co.製SU8)を塗布してパターニングすることにより、表示セル6Aごとの隔壁24を立てた。隔壁24の高さはおよそ20μm、幅は5μmとし、その周期は40μmピッチとした。
On the
その後、隔壁24および平坦化層23を含む全面に黒色の酸化クロムとクロムを連続蒸着し、蒸着面にフォトレジストを塗布して、所定のフォトマスクを用いて紫外線を照射することで所定のレジストパターンを形成し、続いて、硝酸系エッチング液で蒸着層をウェットエッチングすることにより、隔壁24の表面を覆う隔壁電極25をパターニングした。隔壁電極25は、平坦化層23によって反射電極22から絶縁され、反射電極22と共働して液晶セル6Aを駆動するとともに、表示セル6Aを囲んで格子状に配置されていることから、画素間からの不必要な射出光を遮断するブラックマトリクスとしての機能も併せ持っている。
Thereafter, black chromium oxide and chromium are continuously vapor-deposited on the entire surface including the
その後、隔壁24で囲まれた各表示セル6Aに、所定の濃度で帯電粒子31を分散させた透明な絶縁性液体32を所定の分量で充填し、さらに表面基板20を隔壁24と密着させることで各画素に帯電粒子31を分散させた透明な絶縁性液体32を封止し、第1実施形態の反射型表示装置5Aを製作した。
Thereafter, each
第1実施形態の反射型表示装置5Aでは、反射電極22を薄膜トランジスタ16のドレイン電極15と電気的に接続するために連結電極17を形成している。ドレイン電極15は、薄膜トランジスタ16を保護する絶縁層18に形成されたコンタクトホール17eを通じて連結電極17と電気的に接続し、反射電極22は、感光性フィルム21に形成したコンタクトホール22eを通じて連結電極17と電気的に接続している。
In the reflective display device 5 </ b> A of the first embodiment, the connecting
そして、感光性フィルム21のコンタクトホール22eと、絶縁層18のコンタクトホール17eとは、表示セル6Aの平面内で異なる座標位置に配置され、コンタクトホール22eとコンタクトホール17eとは平面的に重なり合わない。従って、コンタクトホール22eの設計においては、コンタクトホール17eの口径や配置に制約されることがなく、また、コンタクトホール17eの設計においては、コンタクトホール22eの口径や配置に制約されることがない。
The
また、連結電極17は、反射電極22の下に隠されて表示セル6Aの表示性能に影響を及ぼさないので、連結電極17の面積は、コンタクトホール22eの口径に比較して十分に広く設計できる。従って、薄膜トランジスタ16に対する反射電極22のアライメントずれに強い設計となり、その結果、反射電極22とドレイン電極16との間のコンタクト不良などの欠陥を防止できる。
Further, since the connecting
また、コンタクトホール17eとコンタクトホール22eとは、表示セル6Aの平面内で異なる座標位置に設定されているので、コンタクトホール22eの深さは、感光フィルム21の厚さよりも浅いものとなり、帯電粒子31の泳動空間の界面に形成されたコンタクトホール22eによる窪みの深さを浅くする設計が可能である。そして、標準的な感光性フィルム21は、微細な表面凹凸形状を含めて厚さが0.5〜3μm程度であり、これは、帯電粒子31の粒径と同等程度であるから、コンタクトホール22eに帯電粒子31がはまり込むことによる表示の不具合は起きにくい。
Further, since the
また、連結電極17を採用したことで、コンタクトホール17eの深さは絶縁層18の厚み以下、コンタクトホール22eの深さは感光性フィルム21の厚み以下といずれも浅いので、蒸着材料の回り込みと蒸着面への接合が確実なものとなり、無数の表示セル6Aを配列した反射型表示装置5Aのすべての表示セル6Aについて、コンタクトホール17e、22eの接触不良はなかった。そして、反射電極22においては、膜厚に制約させることなく、最適な蒸着条件を選択し蒸着できたので、反射型表示装置5Aにおける高い反射率の表示を実現できた。
In addition, since the
また、画素ピッチを40μmと高解像度に設定したため、薄膜トランジスタ16の配置密度が高まり、ドレイン電極15も小さくなって絶縁層18のコンタクトホール17eの径をΦ4μmとする必要を生じたが、感光性フィルム21のコンタクトホール22eを絶縁層18の開口18hに重ねて配置する特許文献1の接続形態のように、感光性フィルム21のコンタクトホール22eの径を絶縁層18のコンタクトホール17eよりも小さくする設計は必要なく、感光性フィルム21のコンタクトホール22eをφ8μmとすることができた。
Further, since the pixel pitch is set to a high resolution of 40 μm, the arrangement density of the
このことから、高解像度による製造歩留まりの低下を抑制できた。そして、感光性フィルム21のコンタクトホール22eは、絶縁層18のコンタクトホール17eと重ならない位置に配置したので、1層の平坦化層23のみで感光性フィルム21のコンタクトホール22eがつくる凹みを埋めることができた。これにより、帯電粒子が泳動空間の界面の凹みにはまり込むなどして起こる表示不良を抑制できた。
From this, it was possible to suppress a decrease in manufacturing yield due to high resolution. Since the
<第2実施形態>
図2は第2実施形態の反射型表示装置の表示セルの断面図である。第2実施形態の反射型表示装置5Bは、表示セル6Bにおける連結電極17より下の構成、および反射電極22より上の構成が第1実施形態の反射型表示装置5Aと同一である。言い換えれば、微細な表面凹凸形状を有する反射膜支持層(感光性フィルム21)の作り方のみが第1実施形態の反射型表示装置5Aとは異なっている。従って、図2において図1と共通する部材には共通の符号を付して詳細な説明を省略する。
Second Embodiment
FIG. 2 is a cross-sectional view of a display cell of the reflective display device of the second embodiment. The
図2に示すように、反射電極22に所定の微細な表面凹凸形状を形成するための反射膜支持層の形成方法としては、フォトレジストを用いて露光・現像を行うことにより、凸状のドットパターンに形成する方法がある。この場合も連結電極17を形成してドレイン電極15と反射電極22との電気的な接続を中継させることが望ましい。
As shown in FIG. 2, as a method of forming a reflective film support layer for forming a predetermined fine surface irregularity shape on the
無アルカリガラスの背面基板10上には、第1実施形態の反射型表示装置5Aと同様な製造プロセスを経て連結電極17までが形成された後、連結電極17を含む絶縁層18の全面に感光性アクリル樹脂(例えば、JSR株式会社製optmerPC415)を塗布して、約3μmの膜厚の有機絶縁層21Bを形成した。有機絶縁層21Bは、低粘性の液体状態で塗布され、下層の薄膜トランジスタ16やその配線パターンによる凸凹を相殺して平坦な表面を形成する。
On the
次に、フォトマスクを介して有機絶縁層21Bに紫外線を照射することで、ペレット配列状のレジストパターンを形成し、その後、加熱を行ってペレット型のレジストパターンをメルトさせることにより、連結電極17を形成した絶縁層18の上に、高さと大きさの揃った直径約5μmΦの滑らかならドーム型突起を無数に配列させた微小な表面凹凸形状が形成される。
Next, the organic insulating layer 21B is irradiated with ultraviolet rays through a photomask to form a pellet-arranged resist pattern, and then heated to melt the pellet-type resist pattern. On the insulating
なお、図2では、絶縁層18の開口18hに重ねてコンタクトホール22fが形成されているように見えるが、実際は、開口18に一部重複する平面領域でレジストパターンを現像除去しているため、偶然、開口18hに重なる位置で反射電極22と連結電極17とが電気的な接触を達成しているに過ぎない。開口18hを含む平面領域はアルミニウム材料で覆われた平坦な反射面となっている。
In FIG. 2, it appears that the contact hole 22 f is formed so as to overlap the
従って、レジストパターンの除去位置を隔壁24に近い位置に変更することにより、開口18hの近傍でもレジストパターンを残して鏡面の表面凹凸形状を形成し、これにより、第1実施形態の反射型表示装置5Aと同等な反射電極22の反射性能を確保することも可能である。
Therefore, by changing the removal position of the resist pattern to a position close to the
微小な表面凹凸形状を形成した有機絶縁層21Bの上に、第1実施形態と同様なプロセスにより膜厚1000Åのアルミニウム薄膜を形成し、フォトレジストを全面塗布して、所定のフォトマスクを用いて紫外線を照射することでレジストパターンを形成し、その後、燐酸系エッチング液でアルミニウム薄膜をウェットエッチングすることにより、反射電極22を形成した。これ以降の作製工程は第1実施形態と同様に行った。
An aluminum thin film having a thickness of 1000 mm is formed on the organic insulating layer 21B having the minute surface irregularities by the same process as in the first embodiment, and a photoresist is applied on the entire surface, and a predetermined photomask is used. A resist pattern was formed by irradiating ultraviolet rays, and then the aluminum thin film was wet etched with a phosphoric acid-based etchant, thereby forming the
第2実施形態の反射型表示装置5Bもまた、連結電極17を採用したことにより、上述した第1実施形態の場合と同様な種々の改善効果を実現できた。
Since the
<第3実施形態>
図3は第3実施形態の反射型表示装置の表示セルの断面図である。第3実施形態の反射型表示装置5Cは、表示セル6Cにおける反射電極22より下の構成が第1実施形態の反射型表示装置5Aと同一である。従って、図3においても図1と共通する部材には共通の符号を付して詳細な説明を省略する。
<Third Embodiment>
FIG. 3 is a cross-sectional view of a display cell of the reflective display device of the third embodiment. The reflective display device 5C of the third embodiment is the same as the
図3に示すように、表示セル6Cにおける帯電粒子31の泳動空間の界面には、界面における帯電粒子31の吸着性を正確に制御する、あるいは、反射電極22上に形成された絶縁性コート層(カラーレジスト26)に蓄えられる残留電化対策などの観点から、泳動空間の壁面全体に低抵抗材料の抵抗膜27を被覆している。抵抗膜27と反射電極22とは、反射電極22上に配置されたカラーレジスト26に設けられたコンタクトホール27eを通じて電気的に接続してある。
As shown in FIG. 3, at the interface of the migration space of the charged
反射電極22上には、R(赤)、G(緑)、B(青)のカラーフィルタであるカラーレジスト26をパターニングしており、3つの表示セル6Cを用いて1個の画素のカラー表示をする。カラーレジスト26は、反射電極22上に形成された絶縁性コート層の一例であるが、絶縁性コート層としては、カラーレジスト26を保護する透明絶縁膜等もあり得る。
A color resist 26, which is a color filter of R (red), G (green), and B (blue), is patterned on the
カラーレジスト26に設けられたコンタクトホール27eと感光性フィルム21のコンタクトホール22eとは、表示セル6Cの平面内で異なる座標位置に配置するのが好ましい。何故なら、帯電粒子31の泳動空間の壁面にコンタクトホール27eが作る窪みの深さをできるだけ小さくするためである。
The contact hole 27e provided in the color resist 26 and the
無アルカリガラスの背面基板10上には、第1実施形態の反射型表示装置5Aと同様な製造プロセスを経て反射電極22までが形成された後、反射電極22上に顔料分散型の感光性カラーレジスト材料を塗布し、フォトマスクを用いて紫外線を照射することで一列の表示セル6Cを貫通するストライプ状に順次赤、緑、青のレジストパターンを形成した。
On the
各色の感光性カラーレジスト材料は、表示セル6Cごとに塗り分けられており、表示セル6C上に配置されたカラーレジスト26には、開口26hがパターニングされている。開口26hは、その下層に設けた感光性フィルム21のコンタクトホール22eとは重ならない位置に設けられている。その後、カラーレジスト26上には、実施例1と同様にして隔壁24及び隔壁電極25を形成した。
The photosensitive color resist material of each color is separately applied to each
さらに、隔壁電極25を含む全面に抵抗膜27を蒸着した。抵抗膜27は、隔壁電極25と反射電極22との間を直列に接続している。抵抗膜27の抵抗値は、隔壁電極25及び反射電極22にそれぞれ異なる電圧を印加した際に、両電極の電位を独立に制御できる値で規定した。抵抗膜27としては、ダイアモンドライクカーボン(体積抵抗率1x10(−8乗)Ω・cm)を用いた。
Further, a
その後、第1実施形態で説明したプロセスを用いて、帯電粒子31を分散させた透明な絶縁性液体32を充填し、表面基板20で密閉した。
After that, using the process described in the first embodiment, the transparent insulating
第3実施形態の反射型表示装置5Cでは、泳動空間の界面に抵抗膜27を形成し、抵抗膜27の一端を隔壁電極25に接続し、他端を反射電極22に電気的に接続しておくことが必要要件であり、そのために反射電極22上に積層している絶縁性のカラーレジスト26にコンタクトホール27eを設けている。
In the reflective display device 5C of the third embodiment, a
そして、カラーレジスト26のコンタクトホール27eの位置を、感光性フィルム21のコンタクトホール22eとずらして配置することで、帯電粒子31の泳動空間の界面に作られる凹み深さを浅くする設計を行った。実質上、凹みの深さは、カラーレジスト26膜厚となっているので、帯電粒子31が泳動空間の界面に作られる凹みにはまり込むなどして起こる表示不良を抑制することができた。
The position of the contact hole 27e of the color resist 26 is shifted from the
また、連結電極17を採用したことにより、第3実施形態の反射型表示装置5Cでも、第1実施形態の反射型表示装置5Aと同様な種々の改善効果を実現できた。
In addition, by adopting the
<第4実施形態>
図4は第4実施形態の反射型表示装置の表示セルの断面図である。第4実施形態の反射型表示装置5Dは、アクティブマトリクスタイプ電気泳動表示装置の表示セル6Dにおける層間絶縁層12より上の構成、言い換えれば背面基板10D以外の構成が第1実施形態の反射型表示装置5Aと同一である。従って、図4においても図1と共通する部材には共通の符号を付して詳細な説明を省略する。
<Fourth embodiment>
FIG. 4 is a cross-sectional view of a display cell of the reflective display device of the fourth embodiment. In the
薄膜トランジスタ16が形成される背面基板としては、一般に使用されているガラス基板のほかに、フレキシブル性を有する樹脂や金属の薄板材を使うこともできる。例えば、SUS、Ti、ジュラルミン、その他合金などの金属材料や、PES、PEN、PETなどのプラスチック材料で作られた薄板材を採用できる。
As a back substrate on which the
図4に示すように、第4実施形態の反射型表示装置5Dでは、背面基板10Dとして、板厚0.2mmのSUS基板を用い、その上に無機膜と有機膜の積層で成る絶縁層40を形成した。SUS基板の背面基板10D上にポリイミド樹脂を塗布し、380℃で10時間の条件で高温炉にて焼成した後にその表面を研磨し、研磨面に膜厚300nmのSiO2を成膜した。この後、第1実施形態と同様にして薄膜トランジスタ16の形成を行い、以降の工程も同様に実施してアクティブマトリクス駆動の反射型の電気泳動表示装置を作製した。
As shown in FIG. 4, in the
一般に、背面基板10Dにガラス基板よりも熱膨張率の大きなSUS板を用いることで、積層工程おけるパターン位置合わせ精度出しがガラス基板よりも難しくなるが、第4実施形態における表示セル6Dでは、薄膜トランジスタ16のドレイン電極15と反射電極22との間に大きな面積の連結電極17を配置したことで、パターン位置合わせ精度のズレ幅許容値を大きくなっており、結果として、ドレイン電極15と反射電極22との間の電気的な接続不良の欠陥が発生することはなかった。これにより、SUS基板を用いても、表示欠陥を抑制した反射型表示装置5Dを製作できた。
In general, by using a SUS plate having a thermal expansion coefficient larger than that of the glass substrate for the
<発明との対応>
第1実施形態の反射型画像表示装置5Aは、薄膜形成された薄膜トランジスタ16と、薄膜トランジスタ16を覆って形成された絶縁性の絶縁層18と、絶縁層18を覆って配置された絶縁性の感光性フィルム21とを備えた反射型表示装置5Aにおいて、絶縁層18に形成された開口18hを通じて薄膜トランジスタ16のドレイン電極15に電気的に接続して絶縁層18上に形成され、感光性フィルム21に形成された開口21hに達する連結電極17を備えている。そして、感光性フィルム21上に形成された導電性の反射電極22は、感光性フィルム21に形成された開口21hを通じて、連結電極17と電気的に接続している。言い換えれば、深さ方向の電気的な接続を連結電極17により中継している。従って、感光性フィルム21に形成されるコンタクトホール22eの深さは、感光性フィルム21の厚み以上とはなり得ず、特許文献1に示されるコンタクトホールよりも絶縁層18の厚みだけ浅くなる。また、絶縁層18に形成されるコンタクトホール17eの深さは、絶縁層18の厚み以上とはなり得ず、特許文献1に示されるコンタクトホールよりも感光性フィルム21の厚みだけ浅くなる。
<Correspondence with Invention>
The reflective
従って、深さが浅くなっただけ、感光性フィルム21に形成された開口21hの内壁や底へのアルミニウム粒子の回り込みが良好となり、反射率を優先した成膜条件を採用しても、コンタクトホール22eの入口から底までの電気的な接続が確実になる。言い換えれば、反射率の高い反射電極22の成膜条件を見出しやすくなる。
Therefore, as the depth becomes shallower, the aluminum particles wrap around the inner wall and the bottom of the
また、絶縁層18のコンタクトホール17eよりも面積が大きい連結電極17に位置決めして感光性フィルム21の開口21hを形成するので、開口21h形成時の位置決め精度が低くても、感光性フィルム21のコンタクトホール22eと連結電極17との確実な重ね合わせとこれによる電気的な接続とを確保できる。言い換えれば、高精細化などによるコンタクトホール17e、22eの微細化に対して、感光性フィルム21のパターン解像度への要求は従来と同等程度で良いため、新たな材料設計に対する負荷を低減できる。
Further, since the
また、連結電極17の平面的な広がりによって、薄膜トランジスタ16のドレイン電極15の位置に拘束されることなく、感光性フィルム21のコンタクトホール22eの位置を設定できるので、表示セル6Aの表示機能に影響を及ぼさない位置に感光性フィルム21のコンタクトホール22eを設定して、表示セル6Aの表示機能を高めることができる。
Further, since the position of the
また、感光性フィルム21を形成する以前の段階で、薄膜トランジスタ16は、絶縁層18と連結電極17とで完全に覆われているので、絶縁層18の開口18hを通じてドレイン電極15が酸化したり不純物が拡散したりしない。従って、連結電極17を形成した仕掛り状態で背面基板10を長距離輸送したり、長期保管したりしても、薄膜トランジスタ16の不良は発生しにくく、製造歩留まりに悪影響が及ばない。
Further, since the
また、小さな面積のコンタクトホール22e、17eでも電気的な接続を確実に行えるので、反射電極22の面積に対するコンタクトホール22eの面積比を小さくして有効反射面積を増大し、微小な表面凹凸形状による拡散反射性能を十分に発揮させることができる。
In addition, since the electrical connection can be reliably performed even with the
また、小さな面積のコンタクトホールであれば、反射電極22のアルミニウム堆積で窪みを埋めることも可能だし、窪みのまま残しても帯電粒子31よりも小さければ表示セル6Aの表示性能に悪影響を及ぼさないで済むので、窪みを埋めるためだけの新たな工程を追加する必要が無い。
In addition, if the contact hole has a small area, it is possible to fill the recess by depositing aluminum on the
なお、薄膜トランジスタ16のドレイン電極15に出力される電気信号に応じて透過光の性質や量を変化させる変調層としては、絶縁性液体32に帯電粒子31を分散した電気泳動層に代えて、特許文献1に示されるような液晶層やその他の変調層を採用してもよい。
As the modulation layer that changes the property and amount of transmitted light according to the electrical signal output to the
また、絶縁層18に形成された開口18hと、感光性フィルム21に形成された開口21hとは、重なり合わない位置に配置されているので、開口18hと開口21hとが偶然重なって深いコンタクトホール22e、17eが形成される可能性が皆無である。言い換えれば、コンタクトホール17eによる窪みとコンタクトホール22eによる窪みとが重ならないので、帯電粒子31の泳動空間の界面に形成される窪み深さを従来よりも低減することが可能となる。さらには、コンタクトホール17e、22eを重ねる必要がないことから、従来よりもアライメントマージンを広げた素子設計が可能となる。これにより歩留まりを向上できる他に、ガラス基板に比べて加熱による基板伸縮などにともなう変形が大きいフレキシブル基板を使ったプロセスへの対応性も向上する。
In addition, since the
また、感光性フィルム21は、微小な表面凹凸形状を持たせて前記素子保護層上に形成されているので、反射電極22には、微小な表面凹凸形状が形成されて反射光が拡散され、白色度、視認性、視野角に優れた反射型表示装置5Aを提供できる。
In addition, since the
そして、反射電極22は、感光性フィルム21に形成された開口21hの底で連結電極17に直接接触しているので、開口21hにコンタクトホール22eを形成するための別の工程を要することなく、反射電極22のアルミニウム薄膜形成によってコンタクトホール22eを同時形成できる。また、表面凹凸形状分割り増しされた厚さの感光性フィルム21でも、小さな面積のコンタクトホール22e、17eによって、反射電極22とドレイン電極15との確実な電気的接触を確保して、無数の表示セル6Aを配列した反射型表示装置5Aにもかかわらず、電気的な接触不良に起因する画素抜けや輝度階調のばらつきを防止できる。
And since the
第4実施形態の反射型表示装置5Dは、背面基板10Dがフレキシブル性を有する金属基板であるから、軽量、薄型で耐衝撃性に優れた反射型表示装置5Dを提供できる。
The
第3実施形態の反射型表示装置5Cは、反射電極22を形成した背面基板10と透明な表面基板20との間隔に、帯電粒子31を分散させた絶縁性液体32を配置した反射型表示装置6Cにおいて、反射電極22上に配置されたカラーレジスト26の上に導電性材料の抵抗膜27が形成され、抵抗膜27と反射電極22とを電気的に接続するコンタクトホール27eとは平面位置をずらせて、下層から反射電極22に電気信号を供給するコンタクトホール22eを配置している。言い換えれば、反射電極22上に形成された絶縁性のカラーレジスト26と、カラーレジスト26を覆って形成され、カラーレジスト26に形成された開口26hを通じて反射電極22に直接接触する抵抗膜27とを備え、カラーレジスト26に形成された開口26hは、感光性フィルム21に形成された開口21hと重なり合わない位置に配置されている。従って、コンタクトホール22eの窪みとコンタクトホール27eとが重なって深い窪みを形成して、表示セル6Cの動作、耐久性、表示品質等に悪影響を及ぼすことが無い。
In the reflective display device 5C of the third embodiment, a reflective display device in which an insulating
<各実施形態の背景>
従来、TFTバックプレーン上に形成された反射型表示装置においては、反射板での反射率を高める方法として、反射電極の表面に凹凸を設け、光拡散機能を付与して表示を行う方式が知られている。反射電極の表面に凹凸を形成するためには、凹凸群を有機系材料で形成し、その上に反射性の高い電極材料を反射電極として設ける方法が知られており、微細な表面凹凸形状の反射電極(文献では反射板と記載されている)としては、次のような構成が知られている。
<Background of each embodiment>
Conventionally, in a reflective display device formed on a TFT backplane, as a method for increasing the reflectivity of a reflective plate, there is known a method in which unevenness is provided on the surface of a reflective electrode to provide a light diffusing function for display. It has been. In order to form irregularities on the surface of the reflective electrode, a method is known in which a group of irregularities is formed of an organic material, and a highly reflective electrode material is provided thereon as a reflective electrode. As the reflective electrode (described as a reflector in the literature), the following configuration is known.
反射電極は凹凸構造体上に反射率の高い導電材料で形成されており、反射電極自身は電気的にトランジスタのドレイン電極と接続されている。このときの凹凸構造には、たとえば凸状あるいは凹み状のドットパターンをもつフォトレジスト材料や、所望の凹凸構造を予め形成しておいた感光性フィルムで作ることができる。また、反射率の高い導電材料としては、Al、Al合金、Ag、Ag合金などを好適に用いることができる。 The reflective electrode is formed of a highly reflective conductive material on the concavo-convex structure, and the reflective electrode itself is electrically connected to the drain electrode of the transistor. The concavo-convex structure at this time can be made of, for example, a photoresist material having a convex or concave dot pattern, or a photosensitive film in which a desired concavo-convex structure is formed in advance. Moreover, Al, Al alloy, Ag, Ag alloy etc. can be used suitably as a highly reflective conductive material.
ところで、反射電極とドレイン電極を電気的に接続するには、少なくともトランジスタの保護膜に設けられたコンタクトホールを経由する必要がある。つまり、反射電極の薄膜には、保護膜のコンタクトホールでできる段差に対するステップカバレッジ性が要求される。このため、反射電極の薄膜には、高い反射率と同時に十分なステップカバレッジ性が必要となるが、両方の要求特性を満足できる反射電極の成膜条件を見出すことは、一般に困難である。なぜならば、ステップカバレッジ性を保証するには、反射電極の膜厚を厚くすることが求められ、一方で、反射率の高い反射電極の成膜条件の一つとして、不純物を極力抑制した蒸着が重要なので、短時間での成膜が求められるからである。そして、一般的な蒸着装置では、蒸着時間を短縮することと、膜厚を厚くすることは相反する条件になっている。 By the way, in order to electrically connect the reflective electrode and the drain electrode, it is necessary to go through at least a contact hole provided in the protective film of the transistor. That is, the thin film of the reflective electrode is required to have step coverage with respect to the step formed by the contact hole of the protective film. For this reason, the thin film of the reflective electrode needs to have a high reflectivity and sufficient step coverage, but it is generally difficult to find a film formation condition of the reflective electrode that can satisfy both required characteristics. This is because in order to guarantee the step coverage, it is required to increase the thickness of the reflective electrode. On the other hand, as one of the film forming conditions for the reflective electrode having a high reflectivity, vapor deposition that suppresses impurities as much as possible is used. This is because it is important to form a film in a short time. In a general vapor deposition apparatus, shortening the vapor deposition time and increasing the film thickness are contradictory conditions.
また、反射電極は、トランジスタを保護するための絶縁膜として使われる絶縁層と、上述の微細な表面凹凸形状を有する感光性フィルム層との2種類の層を経由して電気的に薄膜トランジスタのドレイン電極に接続されている必要がある。従来は、感光性フィルムに設けられたコンタクトホールは、薄膜トランジスタ保護絶縁層に設けられたコンタクトホールと同じ位置に重なるように配置されていた。 In addition, the reflective electrode is electrically connected to the drain of the thin film transistor via two types of layers, an insulating layer used as an insulating film for protecting the transistor and the photosensitive film layer having the fine surface irregularities described above. Must be connected to an electrode. Conventionally, the contact hole provided in the photosensitive film is disposed so as to overlap with the contact hole provided in the thin film transistor protective insulating layer.
このように2段のコンタクトホールを積層する構成では、薄膜トランジスタを保護する無機の絶縁層のコンタクトホールがつくる急峻な段差部分で反射電極の段切れ(ステップカバレッジ欠陥)を防止する目的で、薄膜トランジスタ保護絶縁層がつくる段差部分は凹凸群を有する有機膜で被覆し、コンタクトホールでできる段差部での傾斜を緩やかにする構成がとられる。 In such a structure in which two contact holes are stacked, the thin film transistor is protected in order to prevent the reflection electrode from being disconnected (step coverage defect) at the steep step formed by the contact hole of the inorganic insulating layer protecting the thin film transistor. The step portion formed by the insulating layer is covered with an organic film having a concavo-convex group, and the inclination at the step portion formed by the contact hole is made gentle.
こうすれば、高い反射率の反射電極を成膜しやすくなる。ただし、薄膜トランジスタ保護絶縁層のコンタクトホール径は、感光性フィルムのコンタクトホール径よりも大きめに設計されることになる。このような構成をとる場合、表示の高精細化や高い視認性を達しえるなどの目的で、表示画素に形成されるコンタクトホール径を小さくしていく要求が発生したとき、コンタクトホールの設計上、凹凸群を有する層に高いパターン解像度が必要となる。 This makes it easier to form a reflective electrode having a high reflectance. However, the contact hole diameter of the thin film transistor protective insulating layer is designed to be larger than the contact hole diameter of the photosensitive film. When such a configuration is used, when there is a demand to reduce the diameter of the contact hole formed in the display pixel for the purpose of achieving high definition and high visibility, the design of the contact hole In addition, a high pattern resolution is required for a layer having a concavo-convex group.
なぜならば、感光性フィルム層は、薄膜トランジスタ保護絶縁層のコンタクトホールのパターン解像度以上で設計する必要があるからである。それには、感光性フィルムには高いパターン解像性をもつ材料が要求され、さらに、それを作製するための製造装置にもより高いスペックが要求されることになる。つまり、解像度を高くするにともない製造コストが高くなる関係が課題となっている。 This is because the photosensitive film layer needs to be designed with a pattern resolution higher than that of the contact hole of the thin film transistor protective insulating layer. For this purpose, a material having a high pattern resolution is required for the photosensitive film, and a higher specification is required for a manufacturing apparatus for manufacturing the material. In other words, the problem is that the manufacturing cost increases as the resolution is increased.
また、電気泳動を用いた反射型表示装置においては、コンタクトホールが帯電粒子の泳動空間の界面に存在する局所的な穴となる。従来の電気泳動を用いた反射型表示装置においては、その粒子径(Φ1〜10μm)に比べて凹凸群を有する層のコンタクトホール径(Φ5〜20μm)は1〜10倍程度であるため、このコンタクトホール深さが粒子径に比べて十分に深い場合には、穴の中に粒子が完全にはまり込んでしまい、このことに起因した表示品位の低下を招くことが課題となっていた。従って、電気泳動を用いた反射型表示装置においては、コンタクトホールの深さを浅くできる設計が必要となっている。 Further, in a reflective display device using electrophoresis, the contact hole is a local hole existing at the interface of the charged particle migration space. In the reflection type display device using conventional electrophoresis, the contact hole diameter (Φ5 to 20 μm) of the layer having the concavo-convex group is about 1 to 10 times the particle diameter (Φ1 to 10 μm). When the contact hole depth is sufficiently deeper than the particle diameter, the particles are completely trapped in the hole, which causes a problem of deterioration of display quality due to this. Therefore, in a reflective display device using electrophoresis, a design that can reduce the depth of the contact hole is required.
上述した各実施形態の反射型表示装置5A〜5Dは、このような相反する課題を解決するために、少なくともマトリックス状に配置された薄膜トランジスタ16を有する反射型表示装置において、反射電極22と薄膜トランジスタ16のドレイン電極15とを連結電極17により電気的に接続する構成としている。
In order to solve such conflicting problems, the
これによると、反射電極22は、反射率の高い成膜条件を見出しやすくなる。また、高精細化に対して、凹凸群を有する層のパターン解像度に対する要求も従来と同等程度となるため、新たな材料設計に対する負荷も低減できる。また、薄膜トランジスタ16を保護する絶縁層18と感光性フィルム21とでコンタクトホール22e、17eが重ならないので、コンタクトホール22eが帯電粒子31の泳動空間の界面に形成する窪み深さを従来よりも低減できる。さらには、コンタクトホール22e、17eを重ねる必要がないことから、従来よりもアライメントマージンを広げた素子設計が可能となる。これによりガラス基板に比べて加熱による基板伸縮などにともなう変形が大きいフレキシブル基板を使ったプロセスへの対応性も向上する。
According to this, it becomes easy for the
5A、5B、5C、5D 反射型表示装置
6A、6B、6C、6D 表示セル
10 背面基板
15 所定の電極(ドレイン電極)
16 スイッチング素子(TFT:薄膜トランジスタ)
17 連結電極部材(連結電極)
18 素子保護層(絶縁層)
18h 素子保護層に形成された開口(開口)
20 表面基板
21 反射膜支持層(感光性フィルム)
21h 反射膜支持層に形成された開口
22 導電性の反射膜(反射電極)
23 平坦化層
24 隔壁
25 隔壁電極
26 絶縁性のカラーフィルタ層(カラーレジスト)
26h カラーフィルタ層に形成された開口
27 抵抗性の界面層(抵抗膜)
31 帯電粒子
32 絶縁性液体
5A, 5B, 5C, 5D
16 Switching element (TFT: Thin film transistor)
17 Connection electrode member (connection electrode)
18 Element protective layer (insulating layer)
18h Opening (opening) formed in element protection layer
20
21h Openings formed in the reflective
23
26h Openings formed in the
31
Claims (8)
前記スイッチング素子を覆って形成された絶縁性の素子保護層と、
前記素子保護層を覆って配置された絶縁性の反射膜支持層と、を備えた反射型表示装置において、
前記素子保護層に形成された開口を通じて前記スイッチング素子の所定の電極に電気的に接続して前記素子保護層上に形成され、前記反射膜支持層に形成された開口に達する連結電極部材を備え、
前記反射膜支持層上に形成された導電性の反射膜は、前記反射膜支持層に形成された開口を通じて、前記連結電極部材と電気的に接続していることを特徴とする反射型表示装置。 A switching element formed in a thin film;
An insulating element protective layer formed to cover the switching element;
In a reflective display device comprising an insulating reflective film support layer disposed so as to cover the element protective layer,
A connection electrode member is formed on the element protection layer by being electrically connected to a predetermined electrode of the switching element through an opening formed in the element protection layer and reaches the opening formed in the reflection film support layer. ,
A reflective display device, wherein the conductive reflective film formed on the reflective film support layer is electrically connected to the connection electrode member through an opening formed in the reflective film support layer. .
前記反射膜は、前記反射膜支持層に形成された開口の底で前記連結電極部材に直接接触していることを特徴とする請求項1または2記載の反射型表示装置。 The reflective film support layer is formed on the element protective layer with a minute surface uneven shape,
3. The reflective display device according to claim 1, wherein the reflective film is in direct contact with the connection electrode member at a bottom of an opening formed in the reflective film support layer.
前記所定の電極は、前記薄膜トランジスタ素子のドレイン電極であることを特徴とする請求項1乃至3いずれか1項記載の反射型表示装置。 The switching element is a thin film transistor element arranged in a grid pattern on a back substrate,
4. The reflection type display device according to claim 1, wherein the predetermined electrode is a drain electrode of the thin film transistor element.
前記カラーフィルタ層を覆って形成され、前記カラーフィルタ層に形成された開口を通じて前記反射膜に直接接触する抵抗性の界面層と、を備え、
前記カラーフィルタ層に形成された開口は、前記反射膜支持層に形成された開口と重なり合わない位置に配置されることを特徴とする請求項1乃至5いずれか1項記載の反射型表示装置。 An insulating color filter layer formed on the reflective film;
A resistive interface layer formed over the color filter layer and in direct contact with the reflective film through an opening formed in the color filter layer;
6. The reflective display device according to claim 1, wherein the opening formed in the color filter layer is disposed at a position that does not overlap with the opening formed in the reflective film support layer. .
前記反射電極上に配置された絶縁層の上に導電性材料の抵抗膜が形成され、
前記抵抗膜と前記反射電極とを電気的に接続するコンタクトホールとは平面位置をずらせて、下層から前記反射電極に電気信号を供給するコンタクトホールを配置したことを特徴とする反射型表示装置。 In a reflective display device in which an insulating liquid in which charged particles are dispersed is arranged in the interval between the back substrate on which the reflective electrode is formed and the transparent surface substrate,
A resistive film of a conductive material is formed on the insulating layer disposed on the reflective electrode;
A reflective display device, wherein a contact hole for electrically connecting the resistive film and the reflective electrode is shifted in plane and a contact hole for supplying an electrical signal from the lower layer to the reflective electrode is disposed.
前記素子保護層に開口を形成した後に、この開口を通じて前記所定の電極に直接接触する導電性の薄膜を前記素子保護層上に形成し、この薄膜を所定平面形状の連結電極部材に成形する下コンタクトホール工程と、
前記連結電極部材が形成された前記素子保護層上に前記反射膜支持層を形成する反射膜支持層工程と、
前記反射膜支持層に開口を形成した後に、この開口を通じて前記連結電極部材に直接接触する導電性の薄膜を前記上層絶縁層上に形成する上コンタクトホール工程と、を備えることを特徴とする反射型表示装置の製造方法。
An insulating element protective layer formed so as to cover the switching element formed on the rear substrate, and an insulating reflective film support layer formed on the element protective layer with a minute surface irregularity shape. In a manufacturing method of a reflective display device, wherein a predetermined electrode of the switching element and a conductive reflective film formed on the reflective film support layer are electrically connected to each other through a contact hole having a small area. ,
After forming an opening in the element protective layer, a conductive thin film that directly contacts the predetermined electrode through the opening is formed on the element protective layer, and the thin film is formed into a connecting electrode member having a predetermined planar shape. Contact hole process;
A reflective film support layer step of forming the reflective film support layer on the element protective layer on which the connection electrode member is formed;
And an upper contact hole step of forming on the upper insulating layer a conductive thin film that directly contacts the connection electrode member through the opening after forming the opening in the reflective film support layer. Manufacturing method of type display device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005232333A JP2007047495A (en) | 2005-08-10 | 2005-08-10 | Reflective display device and method for manufacturing reflective display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005232333A JP2007047495A (en) | 2005-08-10 | 2005-08-10 | Reflective display device and method for manufacturing reflective display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007047495A true JP2007047495A (en) | 2007-02-22 |
Family
ID=37850363
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005232333A Pending JP2007047495A (en) | 2005-08-10 | 2005-08-10 | Reflective display device and method for manufacturing reflective display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007047495A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011040440A1 (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-07 | 大日本印刷株式会社 | Substrate for flexible device, thin film transistor substrate for flexible device, flexible device, substrate for thin film element, thin film element, thin film transistor, method for manufacturing substrate for thin film element, method for manufacturing thin film element, and method for manufacturing thin film transistor |
JP2011097007A (en) * | 2009-09-30 | 2011-05-12 | Dainippon Printing Co Ltd | Substrate for flexible device, thin-film transistor substrate for flexible device and flexible device |
CN102576735A (en) * | 2009-09-30 | 2012-07-11 | 大日本印刷株式会社 | Substrate for flexible device, thin film transistor substrate for flexible device, flexible device, substrate for thin film element, thin film element, thin film transistor, method for manufacturing substrate for thin film element, method for manufac |
KR101563084B1 (en) * | 2014-04-17 | 2015-10-26 | 하이디스 테크놀로지 주식회사 | Reflective Type Display With Multi-Function Electrode and Method For Manufacturing the Same |
JP2017058581A (en) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | セイコーエプソン株式会社 | Substrate for display unit, display unit, electronic apparatus, and manufacturing method of substrate for display unit |
CN106990638A (en) * | 2017-05-05 | 2017-07-28 | 大连龙宁科技有限公司 | A kind of high-contrast electrophoresis type display device |
CN110596984A (en) * | 2019-08-09 | 2019-12-20 | 信利半导体有限公司 | Electrophoresis display device |
-
2005
- 2005-08-10 JP JP2005232333A patent/JP2007047495A/en active Pending
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101728573B1 (en) * | 2009-09-30 | 2017-04-19 | 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 | Substrate for flexible device, thin film transistor substrate for flexible device, flexible device, substrate for thin film element, thin film element, thin film transistor, method for manufacturing substrate for thin film element, method for manufacturing thin film element, and method for manufacturing thin film transistor |
JP2011097007A (en) * | 2009-09-30 | 2011-05-12 | Dainippon Printing Co Ltd | Substrate for flexible device, thin-film transistor substrate for flexible device and flexible device |
CN102576735A (en) * | 2009-09-30 | 2012-07-11 | 大日本印刷株式会社 | Substrate for flexible device, thin film transistor substrate for flexible device, flexible device, substrate for thin film element, thin film element, thin film transistor, method for manufacturing substrate for thin film element, method for manufac |
CN104157694A (en) * | 2009-09-30 | 2014-11-19 | 大日本印刷株式会社 | Substrate for flexible device, flexible device, thin film transistor and method for manufacturing same |
US9024312B2 (en) | 2009-09-30 | 2015-05-05 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Substrate for flexible device, thin film transistor substrate for flexible device, flexible device, substrate for thin film element, thin film element, thin film transistor, method for manufacturing substrate for thin film element, method for manufacturing thin film element, and method for manufacturing thin film transistor |
WO2011040440A1 (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-07 | 大日本印刷株式会社 | Substrate for flexible device, thin film transistor substrate for flexible device, flexible device, substrate for thin film element, thin film element, thin film transistor, method for manufacturing substrate for thin film element, method for manufacturing thin film element, and method for manufacturing thin film transistor |
KR101563084B1 (en) * | 2014-04-17 | 2015-10-26 | 하이디스 테크놀로지 주식회사 | Reflective Type Display With Multi-Function Electrode and Method For Manufacturing the Same |
JP2017058581A (en) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | セイコーエプソン株式会社 | Substrate for display unit, display unit, electronic apparatus, and manufacturing method of substrate for display unit |
CN106814515A (en) * | 2015-09-18 | 2017-06-09 | 精工爱普生株式会社 | Base board for display device, display device, electronic equipment and its manufacture method |
CN106814515B (en) * | 2015-09-18 | 2021-11-05 | 伊英克公司 | Substrate for display device, electronic apparatus, and method for manufacturing the same |
US11194218B2 (en) | 2015-09-18 | 2021-12-07 | E Ink Corporation | Display device substrate, display device, electronic apparatus, and method for manufacturing display device substrate |
CN113917759A (en) * | 2015-09-18 | 2022-01-11 | 伊英克公司 | Substrate for display device, electronic apparatus, and method for manufacturing the same |
US11657771B2 (en) | 2015-09-18 | 2023-05-23 | E Ink Corporation | Display device substrate, display device, electronic apparatus, and method for manufacturing display device substrate |
CN106990638A (en) * | 2017-05-05 | 2017-07-28 | 大连龙宁科技有限公司 | A kind of high-contrast electrophoresis type display device |
CN110596984A (en) * | 2019-08-09 | 2019-12-20 | 信利半导体有限公司 | Electrophoresis display device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100907479B1 (en) | Color filter substrate and liquid crystal display having the same | |
US10094962B2 (en) | Color filter array substrate, method for fabricating the same and display device | |
JP2006251417A (en) | Liquid crystal display device | |
TWI464507B (en) | Active matrix substrate and display device | |
JP2007047495A (en) | Reflective display device and method for manufacturing reflective display device | |
JP4176452B2 (en) | Electrophoretic display device | |
JP2008020772A (en) | Liquid crystal display panel | |
WO2023246492A1 (en) | Display panel, display device, and vehicle-mounted display system | |
JP2007241294A (en) | Method of manufacturing common electrode display plate and liquid crystal display device | |
JP2008076702A (en) | Method of manufacturing display device | |
JP5011479B2 (en) | Manufacturing method of display device | |
JP2004199034A (en) | Semi-transmission type liquid crystal display device with different cell gaps | |
JP2007114770A (en) | Array substrate, method of manufacturing the same and liquid crystal display device having the same | |
US9740040B2 (en) | Display panel, display apparatus having the same and method of manufacturing the same | |
JP4359155B2 (en) | Electrophoretic display device | |
JP2007057724A (en) | Particle transfer type display apparatus | |
KR20090061470A (en) | Electrophoretic display device and method for fabricating the same | |
KR102522531B1 (en) | Mirror display panel | |
JP2007133013A (en) | Particle movement type display device | |
WO2007077644A1 (en) | Liquid crystal display device | |
US11018164B2 (en) | Thin-film transistor substrate, display panel, and display device | |
JP2007086112A (en) | Transflective type liquid crystal display | |
JP2008233137A (en) | Liquid crystal display device | |
JP2007155879A (en) | Particle moving type display device and its manufacturing method | |
KR100995581B1 (en) | Color filter substrate, liquid crystal display apparatus having the same and method for manufacturing the same |