JP2009092800A - 反射型液晶装置の製造方法、反射型液晶装置、電子機器、および投射型表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】工程数を増やすことなく、素子基板に対して対向基板との隙間寸法を制御する柱状突起を光反射層の間に形成することのできる反射型液晶装置の製造方法、反射型液晶装置、電子機器、および投射型表示装置を提供すること。
【解決手段】反射型液晶装置100の素子基板10に柱状突起11を形成するにあたって、樹脂塗布工程でネガタイプの感光性樹脂13を塗布した後、露光工程で第2面10y側から感光性樹脂13を露光すると、素子基板10の透光領域10tの感光性樹脂13のみが露光されるので、現像後、画素電極9aの上層には感光性樹脂層13aが形成されない。従って、現像後の感光性樹脂層13aをエッチングマスクとして用いて下層側の絶縁膜12をエッチングして柱状突起11を形成した場合、柱状突起11が画素電極9aの上層に形成されない。
【選択図】図4
【解決手段】反射型液晶装置100の素子基板10に柱状突起11を形成するにあたって、樹脂塗布工程でネガタイプの感光性樹脂13を塗布した後、露光工程で第2面10y側から感光性樹脂13を露光すると、素子基板10の透光領域10tの感光性樹脂13のみが露光されるので、現像後、画素電極9aの上層には感光性樹脂層13aが形成されない。従って、現像後の感光性樹脂層13aをエッチングマスクとして用いて下層側の絶縁膜12をエッチングして柱状突起11を形成した場合、柱状突起11が画素電極9aの上層に形成されない。
【選択図】図4
Description
本発明は、対向基板に対向配置された素子基板上に画素スイッチング素子および光反射層が形成された反射型液晶装置の製造方法、当該反射型液晶装置、当該反射型電極光学装置を備えた電子機器および投射型表示装置に関するものである。
反射型液晶装置では、支持基板上に薄膜トランジスタなどの画素スイッチング素子および反射層が形成された素子基板と、対向基板とが対向配置されているとともに、素子基板と対向基板との間に液晶層が保持されている。
このような反射型液晶装置の製造方法において、素子基板に対して対向基板との隙間寸法を制御する柱状突起を形成するにあたっては、光反射層の間の下層側に光吸収層を形成しておき、素子基板の上層に形成したポジタイプの感光性樹脂をその表面側から露光することにより、レジストマスクを形成した後、このレジストマスクによって、絶縁膜をパターニングし、柱状突起を形成することが提案されており、かかる構成によれば、表示に直接、寄与しない光反射層の間に柱状突起を形成することができる(特許文献1参照)。
特開平08−248425号公報
しかしながら、特許文献1に開示の構成では、表示に直接寄与しない光吸収層を形成する必要があるため、工程数が増える分、生産性が低下するという問題点がある。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、工程数を増やすことなく、素子基板に対して対向基板との隙間寸法を制御する柱状突起を光反射層の間に形成することのできる反射型液晶装置の製造方法、反射型液晶装置、電子機器、および投射型表示装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明では、支持基板の第1面上の複数の画素の各々に画素スイッチング素子および光反射層を備えた素子基板と、該素子基板に所定の隙間を介して貼り合わされた対向基板とを有する反射型液晶装置の製造方法において、前記支持基板は透光性基板であり、前記素子基板は、前記画素スイッチング素子および前記光反射層と重なる領域が遮光領域になっているとともに、当該遮光領域に挟まれた領域が透光領域になっており、前記素子基板において前記画素スイッチング素子および前記光反射層より上層側で前記対向基板に向けて突出して前記隙間寸法を制御する柱状突起を形成する柱状突起形成工程では、少なくとも、前記画素スイッチング素子および前記光反射層より上層側にネガタイプの感光性樹脂を塗布する樹脂塗布工程と、前記透光性基板において前記第1面とは反対側に位置する第2面側から前記感光性樹脂を露光する露光工程と、露光後の前記感光性樹脂を現像する現像工程と、を行なうことを特徴とする。
本発明では、素子基板に用いた支持基板は透光性基板であるため、素子基板は、画素スイッチング素子および前記光反射層と重なる領域が遮光領域になっているとともに、当該遮光領域に挟まれた領域が透光領域になっている。このため、樹脂塗布工程でネガタイプの感光性樹脂を塗布した後、露光工程で第2面側から感光性樹脂を露光すると、透光領域の感光性樹脂のみが露光されるので、現像後、反射層の上層には感光性樹脂層が形成されない。従って、現像後の感光性樹脂層をエッチングマスクとして用いて下層側の絶縁膜をエッチングして柱状突起を形成した場合、あるいは現像後の感光性樹脂層をそのまま柱状突起として用いた場合のいずれにおいても、柱状突起が反射層の上層に形成されない。それ故、反射モードで画像を表示した場合、画像の品位を柱状突起が低下させることがない。また、工程数を増やすことなく柱状突起を形成することができるので、高い生産性を実現することができる。
かかる製造方法により得た反射型液晶装置は、支持基板上の複数の画素の各々に画素トランジスタおよび光反射層を備えた素子基板と、該素子基板に所定の隙間を介して貼り合わされた対向基板とを有しており、前記支持基板は透光性基板であり、前記素子基板は、前記画素スイッチング素子および前記光反射層と重なる領域が遮光領域になっているとともに、当該遮光領域に挟まれた領域が透光領域になっており、前記素子基板には、前記透光領域内で前記画素スイッチング素子および前記光反射層より上層側で前記対向基板に向けて突出して前記隙間寸法を制御する柱状突起が形成されている。この場合、前記柱状突起は、前記遮光領域の外周縁と重なる少なくとも2辺を備えた平面形状を有している。
本発明において、前記露光工程では、前記透光領域の一部のみと重なる露光用透光部を備えた露光マスクを介して前記感光性樹脂を露光することが好ましい。このように構成すると、透光領域の所定領域のみに柱状突起を形成することができる。
本発明において、前記柱状突起形成工程では、前記樹脂塗布工程の前に、前記信号線、前記画素スイッチング素子および前記光反射層より上層側に絶縁膜を形成し、前記現像工程の後、前記絶縁膜上に残った感光性樹脂層をマスクにして前記絶縁膜をエッチングして前記柱状突起を形成する方法を採用することができる。
本発明において、前記柱状突起形成工程では、前記現像工程の後に残った感光性樹脂層を前記柱状突起とする方法を採用してもよい。
本発明を適用した反射型液晶装置は、携帯電話機やモバイルコンピュータなどの電子機器の他、投射型表示装置のライトバルブとして用いることができる。この場合、投射型表示装置は、本発明を適用した反射型液晶装置に光を供給するための光源部と、前記反射型液晶装置によって光変調された光を被投射面に投射する投射光学系とを備えている。
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、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。なお、薄膜トランジスタを流れる電流の方向が反転する場合、ソースとドレインとが入れ替わるが、以下の説明では、便宜上、画素電極が接続されている側をドレインとし、データ線が接続されている側をソースとして説明する。
[実施の形態1]
(全体構成)
図1は、本発明を適用した反射型液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。図1に示すように、反射型液晶装置100は、液晶パネル100pを有しており、液晶パネル100pは、その中央領域に複数の画素100aがマトリクス状に配列された画素領域10bを備えている。かかる液晶パネル100pにおいて、後述する素子基板10には、画素領域10bの内側で複数本のデータ線6aおよび複数本の走査線3aが縦横に延びており、それらの交点に対応する位置に画素100aが構成されている。複数の画素100aの各々には、画素スイッチング素子としての薄膜トランジスタ30、および後述する画素電極9aが形成されている。薄膜トランジスタ30のソースにはデータ線6aが電気的に接続され、薄膜トランジスタ30のゲートには走査線3aが電気的に接続され、薄膜トランジスタ30のドレインには、画素電極9aが電気的に接続されている。
(全体構成)
図1は、本発明を適用した反射型液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。図1に示すように、反射型液晶装置100は、液晶パネル100pを有しており、液晶パネル100pは、その中央領域に複数の画素100aがマトリクス状に配列された画素領域10bを備えている。かかる液晶パネル100pにおいて、後述する素子基板10には、画素領域10bの内側で複数本のデータ線6aおよび複数本の走査線3aが縦横に延びており、それらの交点に対応する位置に画素100aが構成されている。複数の画素100aの各々には、画素スイッチング素子としての薄膜トランジスタ30、および後述する画素電極9aが形成されている。薄膜トランジスタ30のソースにはデータ線6aが電気的に接続され、薄膜トランジスタ30のゲートには走査線3aが電気的に接続され、薄膜トランジスタ30のドレインには、画素電極9aが電気的に接続されている。
素子基板10において、画素領域10bの外側領域には走査線駆動回路104およびデータ線駆動回路101が構成されている。データ線駆動回路101は各データ線6aの一端に電気的に接続しており、画像処理回路から供給される画像信号を各データ線6aに順次供給する。走査線駆動回路104は、各走査線3aに電気的に接続しており、走査信号を各走査線3aに順次供給する。
各画素100aにおいて、画素電極9aは、後述する対向基板に形成された共通電極と液晶を介して対向し、液晶容量50aを構成している。また、各画素100aには、液晶容量50aで保持される画像信号の変動を防ぐために、液晶容量50aと並列に保持容量60が付加されている。本形態では、保持容量60を構成するために、複数の画素100aに跨って走査線3aと並行して延びた容量線3bが形成されている。
(液晶パネルおよび素子基板の構成)
図2(a)、(b)は各々、本発明を適用した反射型液晶装置100の液晶パネル100pを各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのH−H′断面図である。図2(a)、(b)に示すように、反射型液晶装置100の液晶パネル100pでは、所定の隙間を介して素子基板10と対向基板20とが所定の隙間を介してシール材107によって貼り合わされており、シール材107は対向基板20の縁に沿うように配置されている。シール材107は、光硬化樹脂や熱硬化性樹脂などからなる接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー、あるいはガラスビーズ等のギャップ材が配合されている。
図2(a)、(b)は各々、本発明を適用した反射型液晶装置100の液晶パネル100pを各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのH−H′断面図である。図2(a)、(b)に示すように、反射型液晶装置100の液晶パネル100pでは、所定の隙間を介して素子基板10と対向基板20とが所定の隙間を介してシール材107によって貼り合わされており、シール材107は対向基板20の縁に沿うように配置されている。シール材107は、光硬化樹脂や熱硬化性樹脂などからなる接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー、あるいはガラスビーズ等のギャップ材が配合されている。
本形態において、素子基板10の支持基板は透光性基板10dであり、対向基板20の支持基板は透光性基板20dである。
素子基板10において、シール材107の外側領域では、素子基板10の一辺に沿ってデータ線駆動回路101および複数の端子102が形成されており、この一辺に隣接する他の辺に沿って走査線駆動回路104が形成されている。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、素子基板10と対向基板20との間で電気的導通をとるための上下導通材109が形成されている。
詳しくは後述するが、素子基板10には、光反射性の画素電極9aがマトリクス状に形成されている。これに対して、対向基板20には、シール材107の内側領域に遮光性材料からなる額縁108が形成され、その内側が画像表示領域10aとされている。また、対向基板20には、ITO(Indium Tin Oxide)膜からなる共通電極21が形成されている。なお、対向基板20には画素電極9a間と対向する位置にブラックマトリクスあるいはブラックストライプと称せられる遮光膜(図示せず)が形成されることがある。また、画素領域10bには、額縁108と重なる領域にダミーの画素が構成される場合があり、この場合、画素領域10bのうち、ダミー画素を除いた領域が画像表示領域10aとして利用されることになる。なお、対向基板の額縁108を無くし、素子基板側に遮光性材料からなる額縁を形成しても良い。
このように形成した反射型液晶装置100では、対向基板20の側から入射した光が画素電極9aで反射して再び、対向基板20の側から出射される間に液晶層50によって画素毎に光変調される結果、画像が表示される。ここで、反射型液晶装置100は、モバイルコンピュータ、携帯電話機などといった電子機器のカラー表示装置として用いることができ、この場合、対向基板20には、カラーフィルタ(図示せず)や保護膜が形成される。また、対向基板20および素子基板10の光入射側の面には、使用する液晶層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。さらに、反射型液晶装置100は、後述する投射型表示装置(液晶プロジェクタ)において、RGB用のライトバルブとして用いることができる。この場合、RGB用の各反射型液晶装置100の各々には、RGB色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が投射光として各々入射されることになるので、カラーフィルタは形成されない。また、対向基板20に何層もの屈折率の異なる干渉層を積層することにより、光の干渉作用を利用して、RGB色をつくり出すダイクロイックフィルタを形成してもよい。このダイクロイックフィルタ付きの対向基板によれば、より明るいカラー表示を行うことができる。
ここで、素子基板10には、対向基板20との隙間寸法(液晶層50の層厚)を制御するための柱状突起11が形成されており、かかる柱状突起11の詳細な構成については後述する。
(各画素の構成)
図3(a)、(b)は各々、本発明を適用した反射型液晶装置100に用いた素子基板10において相隣接する画素の平面図、およびそのA−A′線に相当する位置で素子基板10を切断したときの断面図である。なお、図3(a)において、画素電極9aについては長い点線で示し、データ線6aについては一点鎖線で示し、走査線3aおよび容量線3bは実線で示し、半導体層1aは短くて細い点線で示してある。
図3(a)、(b)は各々、本発明を適用した反射型液晶装置100に用いた素子基板10において相隣接する画素の平面図、およびそのA−A′線に相当する位置で素子基板10を切断したときの断面図である。なお、図3(a)において、画素電極9aについては長い点線で示し、データ線6aについては一点鎖線で示し、走査線3aおよび容量線3bは実線で示し、半導体層1aは短くて細い点線で示してある。
図3(a)、(b)に示すように、素子基板10には、石英基板やガラス基板などからなる透光性基板10d(支持基板)の第1面10xおよび第2面10yのうち、対向基板20側に位置する第1面10xにシリコン酸化膜などからなる透光性の下地絶縁層15が形成されているとともに、その上層側において、画素電極9aと重なる位置にNチャネル型の薄膜トランジスタ30が形成されている。薄膜トランジスタ30は、島状のポリシリコン膜からなる半導体層1aに対して、チャネル領域1g、低濃度ソース領域1b、高濃度ソース領域1d、低濃度ドレイン領域1c、および高濃度ドレイン領域1eが形成されたLDD構造を備えている。半導体層1aの表面側には、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなる透光性のゲート絶縁層2が形成されており、ゲート絶縁層2の表面に、金属膜やドープトシリコン膜からなるゲート電極(走査線3a)が形成されている。なお、本形態において、薄膜トランジスタ30はLDD(Lightly Doped Drain)構造を備えていたが、高濃度ソース領域および高濃度ドレイン領域が走査線3aに自己整合的に形成されている構造を採用してもよい。
また、本形態では、半導体層1aにおける高濃度ドレイン領域1eからの延設部分には、ゲート絶縁層2を介して容量線3bが対向し、保持容量60が形成されている。
薄膜トランジスタ30の上層側には、層間絶縁層7、8が形成されている。層間絶縁層7の表面には金属膜やドープトシリコン膜からなるデータ線6aが形成され、データ線6aは、層間絶縁層7に形成されたコンタクトホール7aを介して高濃度ソース領域1dに電気的に接続している。
層間絶縁層8の表面には、アルミニウム単体膜、アルミニウム合金膜、銀単体膜、銀合金膜、あるいはそれらの積層膜からなる光反射性の画素電極9a(反射層)が形成され、その上層には配向膜16が形成されている。なお、画素電極9aをITO膜などの透光性の薄膜で形成し、その下層側にアルミニウム単体膜、アルミニウム合金膜、銀単体膜、銀合金膜、あるいはそれらの積層膜からなる光反射層を形成する場合もある。また、層間絶縁層8の表面に凹凸を形成し、かかる凹凸を画素電極9aの表面に反映させることもある。このように構成すると、画素電極9aの表面に光散乱性が付与されるので、画素電極9aでの正反射を防止でき、背景などの写り込みを防止することができる。
このように構成した素子基板10は、図2(b)に示すように、画素電極9aと共通電極21とが対面するように対向基板20に対向配置され、かつ、これらの基板間には、シール材107により囲まれた空間内に電気光学物質としての液晶層50が封入されている。液晶層50は、画素電極9aからの電界が印加されていない状態で、素子基板10および対向基板20に形成された配向膜(図2(b)では図示せず)により所定の配向状態をとる。液晶層50は、例えば一種または数種のネマティック液晶を混合したものなどからなる。
(柱状突起11の構成)
本形態の反射型液晶装置100において、素子基板10では、層間絶縁膜8の上層(画素電極9aおよび薄膜トランジスタ30の上層側)に柱状突起11が形成されており、かかる柱状突起11は、上端部が対向基板20に当接することにより、素子基板10と対向基板20との隙間寸法(液晶層50の層厚)を制御している。ここで、柱状突起11は、隣接する画素電極9aの間に形成されており、画素電極9aと重なる位置には形成されていない。また、柱状突起11は、隣接する画素電極9aの間のうち、走査線3a、容量線3bおよびデータ線6aを避けた位置に形成され、走査線3a、容量線3bおよびデータ線6aと重なる位置には形成されていない。
本形態の反射型液晶装置100において、素子基板10では、層間絶縁膜8の上層(画素電極9aおよび薄膜トランジスタ30の上層側)に柱状突起11が形成されており、かかる柱状突起11は、上端部が対向基板20に当接することにより、素子基板10と対向基板20との隙間寸法(液晶層50の層厚)を制御している。ここで、柱状突起11は、隣接する画素電極9aの間に形成されており、画素電極9aと重なる位置には形成されていない。また、柱状突起11は、隣接する画素電極9aの間のうち、走査線3a、容量線3bおよびデータ線6aを避けた位置に形成され、走査線3a、容量線3bおよびデータ線6aと重なる位置には形成されていない。
本形態において、柱状突起11は略矩形の平面形状を有しており、データ線6aが延びている方向で相対向する辺111、112は、画素電極9aの外周縁(矩形の辺部分)と重なっている。
(柱状突起11の製造工程)
以下、図4を参照して柱状突起11の製造工程を説明しながら、柱状突起11の詳細な構成を説明する。図4(a)、(b)、(c)、(d)は各々、本発明の実施の形態1の反射型液晶装置100の製造工程のうち、柱状突起11を形成する工程(柱状突起形成工程)での露光工程を模式的に示す断面図、現像工程後の様子を模式的に示す断面図、その平面的な構成を示す説明図、および柱状突起1つ分を拡大して示す平面図である。なお、図4(a)、(b)は、図3(b)に対応し、図4(c)は図3(a)に対応する。図4(d)には、露光用マスクの遮光部分を右下がりの斜線領域で示し、素子基板10の遮光領域を右上がりの斜線領域で示してある。
以下、図4を参照して柱状突起11の製造工程を説明しながら、柱状突起11の詳細な構成を説明する。図4(a)、(b)、(c)、(d)は各々、本発明の実施の形態1の反射型液晶装置100の製造工程のうち、柱状突起11を形成する工程(柱状突起形成工程)での露光工程を模式的に示す断面図、現像工程後の様子を模式的に示す断面図、その平面的な構成を示す説明図、および柱状突起1つ分を拡大して示す平面図である。なお、図4(a)、(b)は、図3(b)に対応し、図4(c)は図3(a)に対応する。図4(d)には、露光用マスクの遮光部分を右下がりの斜線領域で示し、素子基板10の遮光領域を右上がりの斜線領域で示してある。
本発明を適用した反射型液晶装置100において、素子基板10の支持基板が透光性基板10dであるため、図4(c)に示すように、薄膜トランジスタ30および画素電極9a(反射層)と重なる領域が遮光領域10r(図4(c)に右上がりの斜線を付した領域)になっているとともに、遮光領域10rに挟まれた帯状領域は、透光領域10tになっている。本形態では、データ線6a、容量線3b、およびデータ線6aが金属膜やドープトシリコン膜からなるため、データ線6a、容量線3b、データ線6aなどの配線が形成されている領域も遮光領域10rに含まれている。
このような構成を利用して、本発明を適用した反射型液晶装置100の製造工程のうち、柱状突起11を形成する工程(柱状突起形成工程)では、まず、図4(a)に示すように、透光性基板10dの第1面10x上に下地保護層15、薄膜トランジスタ30、走査線3a、容量線3b、データ線6a、ゲート絶縁層2、層間絶縁膜7、8、画素電極9aを形成した後、配向膜16を形成する前に、層間絶縁膜8および画素電極9aを覆うように、シリコン酸化膜などからなる厚い絶縁膜12を形成する。ここで、絶縁膜12の厚さは、素子基板10と対向基板20との隙間寸法に相当する。次に、絶縁膜12の上層にネガタイプの感光性樹脂13を塗布する(樹脂塗布工程)。
次に、透光性基板10dの第2面10yの側から感光性樹脂13を露光する(露光工程)。その際、透光領域10tの一部のみと重なる露光用透光部14aを備えた露光マスク14を介して感光性樹脂13を露光する。本形態では、露光マスク14の露光用透光部14aは、データ線6aが延びている方向に長い矩形形状を有しており、露光用透光部14aは透光領域10tを跨いでいる。従って、矢印L10で示す露光光のうち、矢印L12で示す光は、露光用透光部14aを透過した後、遮光領域10r(画素電極9a)で遮られるのに対して、矢印L11で示す光は、露光用透光部14aを透過した後、透光領域10tを通って感光性樹脂13に到達する。
従って、感光性樹脂13を現像すると、図4(b)、(d)に示すように、露光用透光部14aと透光領域10tとの重畳部分に重なる領域に感光性樹脂層13aが残る。それ故、感光性樹脂層13aをマスクにして絶縁膜12をエッチングすると、透光領域10tのみに絶縁膜12aが残り、かかる絶縁膜12aによって、図3(a)、(b)に示す柱状突起11が形成される。かかる柱状突起11は、略矩形の平面形状を有しており、データ線6aが延びている方向で相対向する辺111、112は、遮光領域10rの周縁(画素電極9aの外周縁)と重なっており、他の辺113、114は、露光マスク14の露光用透光部14aの端縁と重なっている。
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態では、素子基板10に用いた支持基板は透光性基板10dであるため、素子基板10は、薄膜トランジスタ30、画素電極9a(反射層)、データ線6a、容量線3b、データ線6aが形成されている領域が遮光領域10rになっているとともに、遮光領域10rに挟まれた領域が透光領域10tになっている。このため、樹脂塗布工程でネガタイプの感光性樹脂13を塗布した後、露光工程で第2面10y側から感光性樹脂13を露光すると、透光領域10tの感光性樹脂13のみが露光されるので、現像後、画素電極9aの上層には感光性樹脂層13aが形成されない。従って、現像後の感光性樹脂層13aをエッチングマスクとして用いて下層側の絶縁膜12をエッチングして柱状突起11を形成した場合、柱状突起11が画素電極9aの上層に形成されない。それ故、反射モードで画像を表示した場合、画像の品位を柱状突起11が低下させることがない。また、工程数を増やすことなく柱状突起11を形成することができるので、高い生産性を実現することができる。
以上説明したように、本形態では、素子基板10に用いた支持基板は透光性基板10dであるため、素子基板10は、薄膜トランジスタ30、画素電極9a(反射層)、データ線6a、容量線3b、データ線6aが形成されている領域が遮光領域10rになっているとともに、遮光領域10rに挟まれた領域が透光領域10tになっている。このため、樹脂塗布工程でネガタイプの感光性樹脂13を塗布した後、露光工程で第2面10y側から感光性樹脂13を露光すると、透光領域10tの感光性樹脂13のみが露光されるので、現像後、画素電極9aの上層には感光性樹脂層13aが形成されない。従って、現像後の感光性樹脂層13aをエッチングマスクとして用いて下層側の絶縁膜12をエッチングして柱状突起11を形成した場合、柱状突起11が画素電極9aの上層に形成されない。それ故、反射モードで画像を表示した場合、画像の品位を柱状突起11が低下させることがない。また、工程数を増やすことなく柱状突起11を形成することができるので、高い生産性を実現することができる。
[実施の形態1の変形例]
図5(a)、(b)、(c)、(d)は各々、本発明の実施の形態1の変形例に係る反射型液晶装置100の製造工程のうち、柱状突起11を形成する工程(柱状突起形成工程)での露光工程を模式的に示す断面図、現像工程後の様子を模式的に示す断面図、その平面的な構成を示す説明図、および柱状突起1つ分を拡大して示す平面図である。なお、本形態は基本的な構成が、図3および図4を参照して説明した形態と同一であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。また、図5(a)、(b)は、図3(b)および図4(a)、(b)に対応し、図5(c)は図3(a)および図4(c)に対応する。図5(d)には、露光用マスクの遮光部分を右下がりの斜線領域で示し、素子基板10の遮光領域を右上がりの斜線領域で示してある。
図5(a)、(b)、(c)、(d)は各々、本発明の実施の形態1の変形例に係る反射型液晶装置100の製造工程のうち、柱状突起11を形成する工程(柱状突起形成工程)での露光工程を模式的に示す断面図、現像工程後の様子を模式的に示す断面図、その平面的な構成を示す説明図、および柱状突起1つ分を拡大して示す平面図である。なお、本形態は基本的な構成が、図3および図4を参照して説明した形態と同一であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。また、図5(a)、(b)は、図3(b)および図4(a)、(b)に対応し、図5(c)は図3(a)および図4(c)に対応する。図5(d)には、露光用マスクの遮光部分を右下がりの斜線領域で示し、素子基板10の遮光領域を右上がりの斜線領域で示してある。
実施の形態1では、データ線6aが延びている方向で遮光領域10rに挟まれた領域に平面矩形の柱状突起11を形成したが、図5(a)、(b)、(c)、(d)に示すように、露光工程では、素子基板10の透光領域10tの交差部分を含む領域に矩形の露光用透光部14aを備えた露光マスク14を介して感光性樹脂13を露光する。このように構成すると、露光用透光部14aと透光領域10tとの重畳部分に重なる領域に平面十字形状の感光性樹脂層13aが残る結果、感光性樹脂層13aをマスクにして絶縁膜12をエッチングすると、透光領域10tに平面十字形状の絶縁膜12aが残り、かかる絶縁膜12aによって、図3(a)、(b)を参照して説明した柱状突起11が形成される。
[実施の形態2]
図6(a)、(b)は各々、本発明の実施の形態2に係る反射型液晶装置100の製造工程のうち、柱状突起11を形成する工程(柱状突起形成工程)での露光工程を模式的に示す断面図、および現像工程後の様子を模式的に示す断面図ある。なお、本形態は基本的な構成が、実施の形態1と同一であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。また、図6(a)は、図3(b)および図4(a)、(b)に対応し、図6(b)は図3(a)および図4(b)に対応する。
図6(a)、(b)は各々、本発明の実施の形態2に係る反射型液晶装置100の製造工程のうち、柱状突起11を形成する工程(柱状突起形成工程)での露光工程を模式的に示す断面図、および現像工程後の様子を模式的に示す断面図ある。なお、本形態は基本的な構成が、実施の形態1と同一であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。また、図6(a)は、図3(b)および図4(a)、(b)に対応し、図6(b)は図3(a)および図4(b)に対応する。
実施の形態1では、柱状突起11は、シリコン酸化膜などの絶縁膜により構成されていたが、本形態は、以下に説明するよう、感光性樹脂層によって柱状突起11を形成する。
まず、図6(a)に示すように、透光性基板10dの第1面10x上に下地保護層15、薄膜トランジスタ30、走査線3a、容量線3b、データ線6a、ゲート絶縁層2、層間絶縁膜7、8、画素電極9aを形成した後、配向膜16を形成する前に、ネガタイプの感光性樹脂13を形成する。ここで、感光性樹脂13の厚さは、現像後、素子基板10と対向基板20との隙間寸法となるように設定する(樹脂塗布工程)。
次に、透光性基板10dの第2面10yの側から感光性樹脂13を露光する(露光工程)。その際、実施の形態1と同様、透光領域10tの一部のみと重なる露光用透光部14aを備えた露光マスク14を介して感光性樹脂13を露光する。従って、矢印L10で示す露光光のうち、矢印L11で示す光のみが、露光用透光部14aを透過した後、透光領域10tを通って感光性樹脂13に到達する。
従って、感光性樹脂13を現像すると、図6(d)に示すように、露光用透光部14aと透光領域10tとの重畳部分に重なる領域に感光性樹脂層13aが残る。かかる感光性樹脂層13aによって、図3(a)、(b)に示す柱状突起11が形成される。かかる柱状突起11は、図3(a)を参照して説明したように、略矩形の平面形状を有しており、データ線6aが延びている方向で相対向する辺111、112は、遮光領域10rの周縁(画素電極9aの外周縁)と重なっており、他の辺113、114は、露光マスク14の露光用透光部14aの端縁と重なっている。
このように本形態では、樹脂塗布工程でネガタイプの感光性樹脂13を塗布した後、露光工程で第2面10y側から感光性樹脂13を露光し、透光領域10tの感光性樹脂13のみを露光するので、現像後、画素電極9aの上層には感光性樹脂層13aが形成されない。従って、感光性樹脂層13aを柱状突起11として利用すると、柱状突起11が画素電極9aの上層に形成されないことになるので、反射モードで画像を表示した場合、画像の品位を柱状突起11が低下させることがない。また、工程数を増やすことなく柱状突起11を形成することができるので、高い生産性を実現することができる。
[他の実施の形態]
上記実施の形態では、1つの画素100aに1つの柱状突起11を形成したが、柱状突起11の数などについては限定されない。また、上記実施の形態では、素子基板10上に同一形状の柱状突起11を形成したが、例えば、図4に示す形状の柱状突起11と、図5に示す形状の柱状突起11とを同一の素子基板10上に形成してもよい。
上記実施の形態では、1つの画素100aに1つの柱状突起11を形成したが、柱状突起11の数などについては限定されない。また、上記実施の形態では、素子基板10上に同一形状の柱状突起11を形成したが、例えば、図4に示す形状の柱状突起11と、図5に示す形状の柱状突起11とを同一の素子基板10上に形成してもよい。
[電子機器への搭載例]
本発明に係る反射型液晶装置100は、図7(a)に示す投射型表示装置(液晶プロジェクタ/電子機器)や、図7(b)、(c)に示す携帯用電子機器に用いることができる。
本発明に係る反射型液晶装置100は、図7(a)に示す投射型表示装置(液晶プロジェクタ/電子機器)や、図7(b)、(c)に示す携帯用電子機器に用いることができる。
図7(a)に示す投射型表示装置1000は、システム光軸Lに沿って配置した光源部810、インテグレータレンズ820および偏光変換素子830を備えた偏光照明装置800と、この偏光照明装置800から出射されたS偏光光束をS偏光光束反射面841により反射させる偏光ビームスプリッタ840と、偏光ビームスプリッタ840のS偏光光束反射面841から反射された光のうち、青色光(B)の成分を分離するダイクロイックミラー842と、青色光が分離された後の光束のうち、赤色光(R)の成分を反射させて分離するダイクロイックミラー843とを有している。また、投射型表示装置1000は、各色光が入射する3枚の反射型液晶装置100(反射型液晶装置100R、100G、100B)を備えている。さらに、投射型表示装置1000は、3つの反射型液晶装置100R、100G、100Bにて変調された光をダイクロイックミラー842、843、および偏光ビームスプリッタ840にて合成した後、この合成光をスクリーン860に投写する。
また、図7(b)に示す携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001、スクロールボタン3002、並びに表示ユニットとしての反射型液晶装置100を備える。スクロールボタン3002を操作することによって、反射型液晶装置100に表示される画面がスクロールされる。図7(c)に示す情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistants)は、複数の操作ボタン4001、電源スイッチ4002、並びに表示ユニットとしての反射型液晶装置100を備えており、電源スイッチ4002を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が反射型液晶装置100に表示される。
さらに、対向基板20などにカラーフィルタを形成すれば、カラー表示可能な反射型液晶装置100を形成することができる。また、カラーフィルタを形成した反射型液晶装置100を用いれば、単板式の投射型表示装置を構成することもできる。
9a・・画素電極(反射層)、10・・素子基板、10d・・透光性基板、10r・・素子基板の遮光領域、10t・・素子基盤の透光領域、10x・・透光性基板の第1面、10y・・透光性基板の第2面、11・・柱状突起、12・・絶縁膜、13・・感光性樹脂、13a・・感光性樹脂層、14・・露光マスク、14a・・露光用透光部、30・・薄膜トランジスタ、50・・液晶、100・・反射型液晶装置、100a・・画素
Claims (9)
- 支持基板の第1面上の複数の画素の各々に画素スイッチング素子および光反射層を備えた素子基板と、該素子基板に所定の隙間を介して貼り合わされた対向基板とを有する反射型液晶装置の製造方法において、
前記支持基板は透光性基板であり、前記素子基板は、前記画素スイッチング素子および前記光反射層と重なる領域が遮光領域になっているとともに、当該遮光領域に挟まれた領域が透光領域になっており、
前記素子基板において前記画素スイッチング素子および前記光反射層より上層側で前記対向基板に向けて突出して前記隙間寸法を制御する柱状突起を形成する柱状突起形成工程では、
少なくとも、
前記画素スイッチング素子および前記光反射層より上層側にネガタイプの感光性樹脂を塗布する樹脂塗布工程と、
前記透光性基板において前記第1面とは反対側に位置する第2面側から前記感光性樹脂を露光する露光工程と、
露光後の前記感光性樹脂を現像する現像工程と、
を行なうことを特徴とする反射型液晶装置の製造方法。 - 前記露光工程では、前記透光領域の一部のみと重なる露光用透光部を備えた露光マスクを介して前記感光性樹脂を露光することを特徴とする請求項1に記載の反射型液晶装置の製造方法。
- 前記柱状突起形成工程では、前記樹脂塗布工程の前に、前記信号線、前記画素スイッチング素子および前記光反射層より上層側に絶縁膜を形成し、
前記現像工程の後、前記絶縁膜上に残った感光性樹脂層をマスクにして前記絶縁膜をエッチングして前記柱状突起を形成することを特徴とする請求項1または2に記載の反射型液晶装置の製造方法。 - 前記柱状突起形成工程では、前記現像工程の後に残った感光性樹脂層を前記柱状突起とすることを特徴とする請求項1または2に記載の反射型液晶装置の製造方法。
- 請求項1乃至4の何れか一項に記載の製造方法により製造されたことを特徴とする反射型液晶装置。
- 支持基板上の複数の画素の各々に画素トランジスタおよび光反射層を備えた素子基板と、該素子基板に所定の隙間を介して貼り合わされた対向基板とを有する反射型液晶装置において、
前記支持基板は透光性基板であり、前記素子基板は、前記画素スイッチング素子および前記光反射層と重なる領域が遮光領域になっているとともに、当該遮光領域に挟まれた領域が透光領域になっており、
前記素子基板には、前記透光領域内で前記画素スイッチング素子および前記光反射層より上層側で前記対向基板に向けて突出して前記隙間寸法を制御する柱状突起が形成されていることを特徴とする反射型液晶装置。 - 前記柱状突起は、前記遮光領域の外周縁と重なる少なくとも2辺を備えた平面形状を有していることを特徴とする請求項6に記載の反射型液晶装置。
- 請求項5乃至7の何れか一項に記載の反射型電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器。
- 請求項5乃至7の何れか一項に記載の反射型液晶装置を備え、
当該反射型液晶装置に光を供給するための光源部と、前記反射型液晶装置によって光変調された光を被投射面に投射する投射光学系とを備えていることを特徴とする投射型表示装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007261661A JP2009092800A (ja) | 2007-10-05 | 2007-10-05 | 反射型液晶装置の製造方法、反射型液晶装置、電子機器、および投射型表示装置 |
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2007
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