JP2017021133A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】製造時に駆動ビームの下端にレジスト残渣が付着しても、光の透過/遮断制御を正常に行う表示装置を提供する。
【解決手段】複数の画素を有する表示装置は、基板11と、複数の画素それぞれに対応して設けられ、印加される電圧に応じて基板11に対して移動することによって、基板11を透過させる光量を制御するシャッター体3と、シャッター体3と電気的に接続され、印加される電圧に応じて移動することによって、シャッター体3を移動可能にする第1シャッタービーム51及び第2シャッタービーム52と、第1シャッタービーム51及び第2シャッタービーム52とそれぞれ対向する第1駆動ビーム61及び第2駆動ビーム62とを備える。第1駆動ビーム61及び第2駆動ビーム62のうちの少なくとも一方の駆動ビームの下端は、当該駆動ビームが対向するシャッタービームと接触する接触部分の下端よりも低い位置にある。
【選択図】図12
【解決手段】複数の画素を有する表示装置は、基板11と、複数の画素それぞれに対応して設けられ、印加される電圧に応じて基板11に対して移動することによって、基板11を透過させる光量を制御するシャッター体3と、シャッター体3と電気的に接続され、印加される電圧に応じて移動することによって、シャッター体3を移動可能にする第1シャッタービーム51及び第2シャッタービーム52と、第1シャッタービーム51及び第2シャッタービーム52とそれぞれ対向する第1駆動ビーム61及び第2駆動ビーム62とを備える。第1駆動ビーム61及び第2駆動ビーム62のうちの少なくとも一方の駆動ビームの下端は、当該駆動ビームが対向するシャッタービームと接触する接触部分の下端よりも低い位置にある。
【選択図】図12
Description
本発明は、表示装置に関し、特にメカニカルシャッターを用いた表示装置に関する。
近年、メカニカル(機械式)シャッターを用いた表示装置として、MEMSディスプレイ(Micro Electro Mechanical System Display)が提案されている。例えば、下記特許文献1には、透過型のMEMSディスプレイが開示されている。このMEMSディスプレイでは、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor;以下、TFTとも称する。)を備えた第1基板に、MEMSからなる複数のシャッター部が画素に対応してマトリクス状に配列される。第2基板の第1基板側に形成された遮光膜には、画素に対応してマトリクス状に並ぶ複数の開口部が設けられる。シャッター部が移動することにより、開口部を開閉し、バックライトユニットから表示面へ光を透過させたり遮断したりする。
ここで、シャッター部は、第1基板に対して移動可能なシャッター体と、シャッター体と電気的に接続されているシャッタービームと、シャッタービームと対向する駆動ビームとを備えている。印加される電圧に応じてシャッタービームと駆動ビームとが引き合うと、シャッタービームと駆動ビームは互いに接触する。
しかしながら、シャッター部の製造時に、駆動ビームの下端にレジスト残渣が付着して、駆動ビームとシャッタービームとの間にレジスト残渣が存在する場合がある。この場合、印加される電圧に応じてシャッタービームと駆動ビームとが引き合っても、間に存在するレジスト残渣によってシャッタービームと駆動ビームが完全に接触することができなくなり、光の透過/遮断制御に異常が生じる。
本発明は、製造時に駆動ビームの下端にレジスト残渣が付着しても、光の透過/遮断制御を正常に行うことができる表示装置を提供することを目的とする。
本発明の一実施形態における表示装置は、複数の画素を有する表示装置であって、基板と、前記複数の画素それぞれに対応して設けられ、印加される電圧に応じて前記基板に対して移動することによって、前記基板を透過させる光量を制御するシャッター体と、前記シャッター体と電気的に接続され、印加される電圧に応じて移動することによって、前記シャッター体を移動可能にする第1シャッタービームと、前記シャッター体と電気的に接続され、印加される電圧に応じて移動することによって、前記シャッター体を移動可能にする第2シャッタービームと、前記第1シャッタービームと対向する第1駆動ビームと、前記第2シャッタービームと対向する第2駆動ビームと、を備え、前記第1駆動ビーム及び前記第2駆動ビームのうちの少なくとも一方の駆動ビームの下端は、当該駆動ビームが前記第1シャッタービーム及び前記第2シャッタービームのうちの対向するシャッタービームと接触する接触部分の下端よりも低い位置にある。
本発明の開示によれば、製造時に駆動ビームの下端にレジスト残渣が付着して、駆動ビームとシャッタービームとの間に回り込んでも、シャッタービームを駆動ビームと接触させることができる。
本発明の一実施形態における表示装置は、複数の画素を有する表示装置であって、基板と、前記複数の画素それぞれに対応して設けられ、印加される電圧に応じて前記基板に対して移動することによって、前記基板を透過させる光量を制御するシャッター体と、前記シャッター体と電気的に接続され、印加される電圧に応じて移動することによって、前記シャッター体を移動可能にする第1シャッタービームと、前記シャッター体と電気的に接続され、印加される電圧に応じて移動することによって、前記シャッター体を移動可能にする第2シャッタービームと、前記第1シャッタービームと対向する第1駆動ビームと、前記第2シャッタービームと対向する第2駆動ビームと、を備え、前記第1駆動ビーム及び前記第2駆動ビームのうちの少なくとも一方の駆動ビームの下端は、当該駆動ビームが前記第1シャッタービーム及び前記第2シャッタービームのうちの対向するシャッタービームと接触する接触部分の下端よりも低い位置にある(第1の構成)。
第1の構成によれば、第1駆動ビーム及び第2駆動ビームのうちの少なくとも一方の駆動ビームの下端は、当該駆動ビームが対向するシャッタービームと接触する接触部分の下端よりも低い位置にあるので、当該駆動ビームの下端に付着したレジスト残渣が当該駆動ビームとシャッタービームとの間に回り込んでも、シャッタービームは、当該駆動ビームと正常に接触することができる。
第1の構成において、前記第1駆動ビーム及び前記第2駆動ビームのうちの少なくとも一方の駆動ビームを前記シャッター体の移動方向に沿って切断した断面形状は、クランク形状であってもよい(第2の構成)。
第2の構成によれば、駆動ビームの断面形状をクランク形状とすることにより、駆動ビームとシャッタービームが接触したときに、駆動ビームの下端側において、駆動ビームとシャッタービームとの間に空間が生じるので、駆動ビームの下端に付着したレジスト残渣が駆動ビームとシャッタービームとの間に回り込んでも、シャッタービームは、駆動ビームと正常に接触することができる。
第1の構成において、前記第1シャッタービーム及び前記第2シャッタービームのうちの少なくとも一方のシャッタービームを前記シャッター体の移動方向に沿って切断した断面形状は、クランク形状であってもよい(第3の構成)。
第3の構成によれば、シャッタービームの断面形状をクランク形状とすることにより、駆動ビームとシャッタービームが接触したときに、駆動ビームの下端側において、駆動ビームとシャッタービームとの間に空間が生じるので、駆動ビームの下端に付着したレジスト残渣が駆動ビームとシャッタービームとの間に回り込んでも、シャッタービームは、駆動ビームと正常に接触することができる。
第1の構成において、前記第1駆動ビーム及び前記第2駆動ビームのうちの少なくとも一方の駆動ビームを前記シャッター体の移動方向に沿って切断した断面形状はクランク形状であり、断面形状が前記クランク形状である当該駆動ビームと対向するシャッタービームを前記シャッター体の移動方向に沿って切断した断面形状はクランク形状とする構成としてもよい(第4の構成)。
第4の構成によれば、駆動ビーム及び当該駆動ビームと対向するシャッタービームの断面形状をクランク形状とすることにより、駆動ビームとシャッタービームが接触したときに、駆動ビームの下端側において駆動ビームとシャッタービームとの間に生じる空間を広くすることができるので、駆動ビームの下端に付着したレジスト残渣が駆動ビームとシャッタービームとの間に回り込んでも、シャッタービームは、より確実に駆動ビームと接触することができる。
第1の構成において、前記第1駆動ビーム及び前記第2駆動ビームのうちの少なくとも一方の駆動ビームを前記シャッター体の移動方向に沿って切断した断面形状は、上端から下端に向かうに従って対向するシャッタービームから遠ざかる曲線形状とする構成としてもよい(第5の構成)。
第5の構成によれば、駆動ビームの断面形状を上端から下端に向かうに従って対向するシャッタービームから遠ざかる曲線形状とすることにより、駆動ビームとシャッタービームが接触したときに、駆動ビームの下端側において、駆動ビームとシャッタービームとの間に空間が生じるので、駆動ビームの下端に付着したレジスト残渣が駆動ビームとシャッタービームとの間に回り込んでも、シャッタービームは、駆動ビームと正常に接触することができる。
第1の構成において、前記第1シャッタービーム及び前記第2シャッタービームのうちの少なくとも一方のシャッタービームを前記シャッター体の移動方向に沿って切断した断面形状は、上端から下端に向かうに従って対向する駆動ビームから遠ざかる曲線形状とする構成としてもよい(第6の構成)。
第6の構成によれば、シャッタービームの断面形状を上端から下端に向かうに従って対向する駆動ビームから遠ざかる曲線形状とすることにより、駆動ビームとシャッタービームが接触したときに、駆動ビームの下端側において、駆動ビームとシャッタービームとの間に空間が生じるので、駆動ビームの下端に付着したレジスト残渣が駆動ビームとシャッタービームとの間に回り込んでも、シャッタービームは、駆動ビームと正常に接触することができる。
第1の構成において、前記第1駆動ビーム及び前記第2駆動ビームのうちの少なくとも一方の駆動ビームを前記シャッター体の移動方向に沿って切断した断面形状は、上端から下端に向かうに従って対向するシャッタービームから遠ざかる曲線形状であり、断面形状が前記曲線形状である当該駆動ビームと対向するシャッタービームを前記シャッター体の移動方向に沿って切断した断面形状は、上端から下端に向かうに従って対向する駆動ビームから遠ざかる曲線形状である構成としてもよい(第7の構成)。
第7の構成によれば、駆動ビーム及び当該駆動ビームと対向するシャッタービームの断面形状を、対向するビームから遠ざかる曲線形状とすることにより、駆動ビームとシャッタービームが接触したときに、駆動ビームの下端側において駆動ビームとシャッタービームとの間に生じる空間を広くすることができるので、駆動ビームの下端に付着したレジスト残渣が駆動ビームとシャッタービームとの間に回り込んでも、シャッタービームは、より確実に駆動ビームと接触することができる。
第1の構成において、前記第1シャッタービーム及び前記第2シャッタービームのうちの少なくとも一方のシャッタービームの下端は、当該シャッタービームと対向する駆動ビームの下端よりも高い位置にある構成としてもよい(第8の構成)。
第8の構成によれば、シャッタービームの下端は、当該シャッタービームと対向する駆動ビームの下端よりも高い位置にあるので、駆動ビームの下端に付着したレジスト残渣が駆動ビームとシャッタービームとの間に回り込んでも、レジスト残渣は、駆動ビームとシャッタービームとの接触部分の下端よりも低い位置に存在するため、シャッタービームは、駆動ビームと正常に接触することができる。
[実施の形態]
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態における表示装置10の構成例を示す斜視図である。図2は、表示装置10の一部の領域における等価回路図である。表示装置10は、透過型MEMSディスプレイである。
図1は、第1の実施形態における表示装置10の構成例を示す斜視図である。図2は、表示装置10の一部の領域における等価回路図である。表示装置10は、透過型MEMSディスプレイである。
表示装置10は、第1基板11、第2基板21及びバックライト31が順に積層された構成を有する。
第1基板11には、画像を表示するための複数の画素Pが配置される表示領域13が設けられている。表示領域13には、光を透過する光透過領域と、光を遮光する遮光領域とが存在する。第1基板11にはまた、各画素Pの光の透過を制御する信号を供給するソースドライバ12及びゲートドライバ14が設けられている。第2基板21は、バックライト31のバックライト面を覆うように設置されている。
バックライト31は、各画素Pにバックライト光を照射するために、例えば、赤色(R)光源、緑色(G)光源、及び青色(B)光源を有している。バックライト31は、入力されるバックライト用制御信号に基づいて、所定の光源を発光させる。光源は、例えば冷陰極管(CCFL)、LED、有機EL、無機EL等である。
図2に示すように、第1基板11には、複数のデータ線15及び複数のゲート線16が設けられている。データ線15は、第1の方向に延伸しており、第1の方向と直交する第2の方向に所定の間隔で複数設けられている。ゲート線16は、第2の方向に延伸しており、第1の方向に所定の間隔で複数設けられている。
画素Pは、データ線15とゲート線16とによって区切られた領域に形成されている。各画素Pには、後述するシャッター機構Sが設けられている。
各データ線15はソースドライバ12に接続され、各ゲート線16はゲートドライバ14に接続されている。ゲートドライバ14は、各ゲート線16に、ゲート線16を選択又は非選択の状態に切り替えるゲート信号を順次入力することにより、ゲート線16を走査する。ソースドライバ12は、ゲート線16の走査に同期して、各データ線15にデータ信号を入力する。これにより、選択されたゲート線16に接続された各画素Pのシャッター機構Sに、所望の信号電圧を印加する。
図3は、1つの画素Pにおけるシャッター機構Sの詳細な構成例を示す斜視図である。シャッター機構Sは、シャッター体3と、第1電極部4aと、第2電極部4bとを備える。
シャッター体3は、板状の形状を有する。なお、図3では、図示の便宜上、シャッター体3は平面形状を有するように示しているが、実際には、後述する図5や図7の断面図に示すように、シャッター体3の長手方向(長辺方向)に折り目を有した形状である。シャッター体3の長手方向に垂直な方向、すなわち短手方向(短辺方向)がシャッター体3の駆動方向(移動方向)である。
シャッター体3は、長手方向に延びる開口3aを有する。開口3aは、シャッター体3の長手方向に長辺を持つ矩形に形成されている。
シャッター体3には、シャッタービーム51、52の一端が接続されている。シャッタービーム51、52の他端は、第1基板11に固定された支持部であるシャッタービームアンカー81、82に接続されている。シャッタービーム51、52は、弾性変形可能である。
第1シャッタービーム51(以下、単にシャッタービーム51とも呼ぶ)は、駆動方向におけるシャッター体3の一方の端部に接続され、第2シャッタービーム52(以下、単にシャッタービーム52とも呼ぶ)は、駆動方向におけるシャッター体3の他方の端部に接続されている。すなわち、第2シャッタービーム52は、第1シャッタービーム51が接続されているシャッター体3の端部と反対側の端部に接続されている。この例では、シャッター体3の2つの長辺にそれぞれ2本の第1シャッタービーム51と第2シャッタービーム52が接続されている。第1シャッタービーム51は、シャッター体3との接続箇所から外側へ延びて、第1シャッタービームアンカー81に接続されている。また、第2シャッタービーム52は、シャッター体3との接続箇所から外側へ延びて、第2シャッタービームアンカー82に接続されている。ここでは一例として、第1シャッタービーム51は一対のシャッタービームで構成されているが、1本のシャッタービームで構成することもできる。第2シャッタービーム52も同様である。
このように、シャッタービーム51、52は、第1基板11に対して固定されたシャッタービームアンカー81、82と、シャッター体3とを接続する。シャッタービーム51、52は可撓性を有するので、シャッター体3は、第1基板11に対して可動な状態で支持される。また、シャッター体3は、シャッタービームアンカー81、82及びシャッタービーム51、52を介して、第1基板11に設けられた配線(図示せず)と電気的に接続されている。
駆動ビーム61、62は、シャッター体3の駆動方向における両側に隣接して設けられている。第1駆動ビーム61(以下、単に駆動ビーム61とも呼ぶ)はシャッター体3の駆動方向における一方の端部に、第2駆動ビーム62(以下、単に駆動ビーム62とも呼ぶ)はシャッター体3の駆動方向における他方の端部に対向して設けられている。すなわち、駆動ビーム61、62は、シャッター体3に接続されたシャッタービーム51、52に対向する位置に配置されている。後述するように、シャッター体3の駆動時に、駆動ビーム61または62は、対向するシャッタービーム51または52と接触する。
本実施形態では、後述するように、駆動ビーム61の下端は、駆動ビーム61がシャッタービーム51と接触する接触部分の下端よりも低い位置にある。同様に、駆動ビーム62の下端は、駆動ビーム62がシャッタービーム52と接触する接触部分の下端よりも低い位置にある。
駆動ビーム61、62の端部は、第1基板11に固定された駆動ビームアンカー71、72にそれぞれ接続されている。駆動ビーム61、62は、駆動ビームアンカー71、72を介して、第1基板11に設けられた配線(図示せず)と電気的に接続されている。ここでは一例として、第1駆動ビーム61は一対の駆動ビームで構成されているが、1本の駆動ビームで構成することもできる。第2駆動ビーム62も同様である。
第1駆動ビーム61及び第1駆動ビームアンカー71により、第1電極部4aが構成されている。また、第2駆動ビーム62及び第2駆動ビームアンカー72により、第2電極部4bが構成されている。第1電極部4a及び第2電極部4bには、後述するように、所定の電圧が与えられる。
第1基板11は、光を透過する光透過領域TAを有する。図3に示す例では、第1基板11には、1つの画素につき2つの光透過領域TAが設けられている。光透過領域TAは、シャッター体3の開口3aに対応した矩形形状を有する。2つの光透過領域TAは、シャッター体3の短手方向に並ぶように配置されている。
本実施形態において、シャッター機構Sを制御する駆動回路は、第1電極部4aと第2電極部4bに、一定時間ごとに極性の異なる電位を供給している。また、シャッター機構Sを制御する駆動回路は、シャッター体3に対して、正の極性または負の極性の固定電位を供給する。
シャッター体3にH(High)レベルの電位が供給されている場合を例に説明すると、第1電極部4aの駆動ビーム61の電位がHレベル、第2電極部4bの駆動ビーム62の電位がL(Low)レベルのとき、静電気力によって、シャッター体3は、Lレベルの第2電極部4b側に移動する。その結果、図4及び図5に示すように、シャッター体3の開口3aが第1基板11の2つの光透過領域TAのうちの1つと重なり、バックライト31の光が第1基板11側に透過する開状態となる。ただし、図4はシャッター機構Sの平面図であり、図5は、図4のV−V線における断面図である。また、図5には、第1基板11に設けられた遮光膜201も示している。
一方、第1電極部4aの電位がLレベル且つ第2電極部4bの電位がHレベルのときには、シャッター体3は、第1電極部4a側に移動する。これにより、図6及び図7に示すように、シャッター体3の開口3a以外の部分が、光透過領域TAと重なる。この場合、バックライト31の光が第1基板11側に透過しない閉状態となる。ただし、図6は、シャッター機構Sの平面図であり、図7は、図6のVII−VII線における断面図である。また、図7には、第1基板11に設けられた遮光膜201も示している。
すなわち、本実施形態のシャッター機構Sでは、シャッター体3、第1電極部4a、及び第2電極部4bの電位を制御することにより、シャッター体3を移動させ、第1基板11の光透過領域TAの開状態と閉状態との切り替えを行うことができる。なお、シャッター体3にLレベルの電位が供給されている場合には、シャッター体3は上記とは逆の動作をする。
(第1基板)
図8は、第1基板11の断面図である。
図8は、第1基板11の断面図である。
第1基板11は、透光性基板(例えば、ガラス基板)100上に、遮光部200、TFT300、及びシャッター機構Sが形成された構成を有する。なお、図8では1つのTFTを示しているが、実際には、単一の画素Pに複数のTFTを含んでいる。
遮光部200は、遮光膜201、第1透明絶縁膜202、第2透明絶縁膜203、光透過膜204、及び第3透明絶縁膜205を含む。
TFT300は、ゲート電極301、酸化物半導体膜302、エッチストッパ層303,ソース電極304、及びドレイン電極305を含む。
遮光膜201は、透光性基板100上に設けられている。遮光膜201は、図9に示すように、表示領域13のうち、光透過領域TA以外を覆うように形成されている。これにより、表示視認側から表示装置10に進入した外光が遮光膜201よりも第2基板21側に入っていくのを抑制することができる。
遮光膜201は、光を反射しにくい材料で形成されている。これにより、表示視認側から表示装置10に進入した外光が、遮光膜201で反射して表示視認側に戻っていくのを抑制することができる。また、遮光膜201は、高抵抗の材料で形成されている。これにより、遮光膜201とTFT300等を構成する導電膜との間に大きな寄生容量が形成されるのを抑制することができる。また、遮光膜201は、TFT製造プロセスよりも前に形成されるので、遮光膜201の材料としては、後工程でのTFT製造プロセス処理においてTFT特性への影響がなく、かつTFT製造プロセス処理に耐えうる材料を選択する必要がある。このような条件を満足する遮光膜201の材料としては、例えば、カーボン粒子(カーボンブラック)を含有することによって暗色に着色された高融点樹脂膜(ポリイミドなど)やSOG(Spin On Glass)膜等が挙げられる。遮光膜201の膜厚は、例えば0.5μmである。
光透過膜204は、遮光膜201を覆って設けられている。光透過膜204は、例えば、塗布型の材料で形成されている。塗布型の材料とは、塗布により成膜可能な材料を意味する。具体的には、光透過膜204は、例えば、透明の高融点樹脂膜(ポリイミドなど)やSOG膜で形成されている。なお、光透過膜204を感光性材料で形成しても良い。
光透過膜204を塗布型材料で形成することにより、遮光膜201のパターンで生じた凹凸を平坦にすることができる。そのため、TFT300の製造工程において、パターニングするときに、レジスト等の液溜まりを無くすことができ、パターニング精度を向上させることができる。
光透過膜204の膜厚は、遮光膜201の膜厚に対して少なくとも0.5μm以上厚い。光透過膜204を塗布型材料で形成することにより、光透過膜204の厚さ(遮光膜201が形成されている部分の厚さ)を1.0〜3.0μm程度にまで厚くすることができる。これにより、遮光膜201とTFT300等を構成する導電膜との間隔を大きく確保することができ、両者の間に生じる寄生容量を低減することができる。
図10は、光透過膜204の周縁部を示す断面図である。光透過膜204は、表示領域13の外周縁部において、図10に示すように、表示領域13から離間する方向に向かうに従って膜厚が徐々に薄くなっている。つまり、表示領域13の外周縁部において、光透過膜204の表面は、透光性基板100に対して斜面を構成している。この斜面と透光性基板100とのなす角θの大きさは、20度よりも小さいことが好ましい。より好ましくは、角θの大きさは、3〜10度である。
なお、図10に示すように、第1基板11と第2基板12とは、表示領域13の周縁部においてシール材SLで接着され、両基板11、21の間に構成される空間がシール材SLによって封止されている。シール材SLは、光透過膜204の傾斜面と重ならないように、光透過膜204よりも外周側に配置されている。
光透過膜204の厚さは、例えば1.0μm以上なので、光透過膜204のパターンの外周縁部において、光透過膜204により形成される段差が大きくなる。しかしながら、光透過膜204の外周縁部において、光透過膜204の表面が透光性基板100に対して斜面を形成し、斜面と透光性基板100とのなす角θの大きさが20度より小さいので、透光性基板100の表面から光透過膜204の上に配線等が乗り上げている場合でも、配線(図10では、後述する第1導電膜M1で構成された配線)が断線するのを防止することができる。なお、第1導電膜M1で構成された配線の他、後述する第2導電膜M2や第3導電膜M3で構成された配線の場合であっても同様に、配線が断線するのを防止することができる。また、光透過膜204の表面が透光性基板100に対して斜面を形成し、斜面と透光性基板100とのなす角θの大きさが20度より小さいので、TFT製造プロセスにおける高温アニールの工程で、光透過膜204にクラックが発生するのを抑制することができる。
遮光膜201と光透過膜204との間には、第1透明絶縁膜202及び第2透明絶縁膜203が設けられている。第1透明絶縁膜202が設けられているので、遮光膜201をパターンニングするときのレジスト材料との濡れ性及び密着性を向上することができる。また、遮光膜201の全面を覆うように、第2透明絶縁膜203が設けられているので、遮光膜201中のカーボンブラック等の暗色材料が高温アニールにより酸化されて遮光膜201が透明化するのを防ぐことができる。
なお、第2透明絶縁膜203は省略可能である。また、第3透明絶縁膜205が遮光膜201の全面を覆う場合には、第3透明絶縁膜205が高温アニールによるカーボンブラックの酸化を防ぐことができるので、第1透明絶縁膜202を省略することもできる。
ゲート電極301は、第1導電膜M1で形成されている。第1導電膜M1は、TFT300のゲート電極301の他、配線111等も構成している。また、ソース電極304とドレイン電極305は、第2導電膜M2で形成されている。第2導電膜M2は、TFT300のソース電極304とドレイン電極305の他、配線112等も構成している。酸化物半導体膜302は、例えば、In−Ga−Zn−O系の酸化物半導体膜等で形成されている。
ゲート電極301は、ゲート絶縁膜101で覆われている。ソース電極304とドレイン電極305は、パッシベーション膜102で覆われている。パッシベーション膜102は、さらに、平坦化膜103及びパッシベーション膜104で覆われている。TFT300は、従来公知の構成を有する。
パッシベーション膜102、平坦化膜103及びパッシベーション膜104には、ドレイン電極305に達するコンタクトホールCH3が形成されている。パッシベーション膜104の上には、配線113が形成されている。配線113の一部113aは、コンタクトホールCH3の表面を覆って設けられ、ドレイン電極305と電気的に接続されている。配線113は、第3導電膜M3で形成されている。配線113は、シャッター機構Sの第1電極部4a、第2電極部4b、シャッター体3等に接続されている。なお、配線113の一部113aは、パッシベーション膜104の表面に設けられた透明導電膜114と電気的に接続されていてもよい。配線113は、パッシベーション膜105で覆われている。
パッシベーション膜105の上には、シャッター機構Sが設けられている。シャッター機構Sの構成は上述の通りである。なお、シャッター体3は、透光性基板100側のシャッター本体3bと金属膜3cとが積層された構成を有する。
図11Aは、図6のAA−AA線における断面図である。また、図11Bは、図6のBB−BB線における断面図である。
駆動ビーム61の下端61xは、駆動ビーム61がシャッタービーム51と接触する接触部分の下端61yよりも低い位置にある。より具体的には、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、駆動ビーム61は、第1直線部61aと、第1直線部61aと平行な第2直線部61bと、第1直線部61a及び第2直線部61bを接続する接続部61cを備えるクランク形状を有する。一方、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、シャッタービーム51は、鉛直方向に延びる直線形状を有する。駆動ビーム61の第1直線部61aは、対向するシャッタービーム51と近い側に位置し、第2直線部61bは、シャッタービーム51から遠い側に位置する。駆動ビーム61の上端は、第1直線部61aの上端であり、駆動ビーム61の下端61xは、第2直線部61bの下端である。
駆動ビーム61は、対向するシャッタービーム51と接触する際、第1直線部61aのシャッタービーム51側の面がシャッタービーム51と接触する。図11Aに示すように、駆動ビーム61がシャッタービーム51と接触する接触部分の下端61yは、駆動ビーム61の下端61xよりも高い位置にある。
ここで、駆動ビーム61とシャッタービーム51との接触部分の下端61yの高さは、レジスト残渣が駆動ビーム61の下端に付着する範囲を考慮して決定する。すなわち、駆動ビーム61の下端に付着したレジスト残渣が駆動ビーム61とシャッタービーム51との接触部分にまで到達しないように、駆動ビーム61とシャッタービーム51との接触部分の下端61yの高さを決定する。ただし、駆動ビーム61とシャッタービーム51との接触部分の下端61yの位置が高すぎると、駆動ビーム61とシャッタービーム51との接触面積が減少して、両ビーム51、61間の電磁力が弱まってしまう。従って、駆動ビーム61の下端61xから駆動ビーム61とシャッタービーム51との接触部分の下端61yまでの高さh61yは、駆動ビーム61の下端61xから駆動ビーム61の上端までの高さh61の半分以下とすることが好ましい。
一例として、駆動ビーム61の下端61xから駆動ビーム61の上端までの高さh61は2.0〜5.0μmであり、駆動ビーム61の下端61xから駆動ビーム61とシャッタービーム51との接触部分の下端61yまでの高さh61yは、0.3〜1.0μmである。
同様に、駆動ビーム62の下端62xは、駆動ビーム62がシャッタービーム52と接触する接触部分の下端62yよりも低い位置にある。より具体的には、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、駆動ビーム62は、第1直線部62aと、第1直線部62aと平行な第2直線部62bと、第1直線部62a及び第2直線部62bを接続する接続部62cを備えるクランク形状を有する。一方、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、シャッタービーム52は、鉛直方向に延びる直線形状を有する。駆動ビーム62の第1直線部62aは、対向するシャッタービーム52と近い側に位置し、第2直線部62bは、シャッタービーム52から遠い側に位置する。駆動ビーム62の上端は、第1直線部62aの上端であり、駆動ビーム62の下端62xは、第2直線部62bの下端である。
駆動ビーム62は、対向するシャッタービーム52と接触する際、第1直線部62aのシャッタービーム52側の面がシャッタービーム52と接触する。図11Bに示すように、駆動ビーム62がシャッタービーム52と接触する接触部分の下端62yは、駆動ビーム62の下端62xよりも高い位置にある。
ここで、駆動ビーム62とシャッタービーム52との接触部分の下端62yの高さは、レジスト残渣が駆動ビーム62の下端に付着する範囲を考慮して決定する。すなわち、駆動ビーム62の下端に付着したレジスト残渣が駆動ビーム62とシャッタービーム52との接触部分にまで到達しないように、駆動ビーム62とシャッタービーム52との接触部分の下端62yの高さを決定する。ただし、駆動ビーム62とシャッタービーム52との接触部分の下端62yの位置が高すぎると、駆動ビーム62とシャッタービーム52との接触面積が減少して、両ビーム52、62間の電磁力が弱まってしまう。従って、駆動ビーム62の下端62xから駆動ビーム62とシャッタービーム52との接触部分の下端62yまでの高さh62yは、駆動ビーム62の下端62xから駆動ビーム62の上端までの高さh62の半分以下とすることが好ましい。
一例として、駆動ビーム62の下端62xから駆動ビーム62の上端までの高さh62は2.0〜5.0μmであり、駆動ビーム62の下端62xから駆動ビーム62とシャッタービーム52との接触部分の下端62yまでの高さh62yは、0.3〜1.0μmである。
上述したように、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、駆動ビーム62はクランク形状を有し、駆動ビーム62の下端62xは、駆動ビーム62とシャッタービーム52との接触部分の下端62yよりも低い位置にある。従って、シャッタービーム52が駆動ビーム62と接触した際に、接触部分の下端62yより下では、シャッタービーム52と駆動ビーム62との間に空間が生じる。これにより、製造時に駆動ビーム62の下端にレジスト残渣が付着して、駆動ビーム62とシャッタービーム52との間に回り込んでも、レジスト残渣は、シャッタービーム52と駆動ビーム62との間の空間に存在するため、シャッタービーム52は、駆動ビーム62と正常に接触することができる。「正常に接触」とは、駆動ビーム62とシャッタービーム52との間にレジスト残渣が存在していない場合と同様に接触、の意味である。
図12は、レジスト残渣121が駆動ビーム62の下端に付着して、駆動ビーム62とシャッタービーム52との間に回り込んだ状態で、シャッタービーム52を駆動ビーム62側に移動させる制御を行った状態を示す断面図である。図12に示すように、駆動ビーム62の下端側において、シャッタービーム52と駆動ビーム62の間にレジスト残渣が存在しているが、シャッタービーム52は駆動ビーム62と正常に接触している。
図13は、駆動ビーム61p、62pの下端が駆動ビーム61p、62pとシャッタービーム51p、52pとの接触部分の下端と同じ位置にある従来の構成において、レジスト残渣131pが駆動ビーム62pの下端に付着して、駆動ビーム62pとシャッタービーム51pとの間に回り込んだ状態で、シャッタービーム51pを駆動ビーム62p側に移動させる制御を行った状態を示す断面図である。図13に示す従来の構成例では、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、駆動ビーム61p、62pは直線形状であり、シャッタービーム51p、52pは直線形状である。この場合、図13に示すように、駆動ビーム62pとシャッタービーム52pとの間にレジスト残渣131pが存在するために、シャッタービーム52pは駆動ビーム62pと正常に接触することができない。このため、シャッター体3pの一部が第1基板11pの光透過領域TAの一部と重なってしまうため、白色の表示制御時に、該当画素が半黒点となる。
また、上述したように、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、駆動ビーム61はクランク形状を有し、駆動ビーム61の下端61xは、駆動ビーム61とシャッタービーム51との接触部分の下端61yよりも低い位置にある。従って、シャッタービーム51が駆動ビーム61と接触した際に、接触部分の下端61yより下では、シャッタービーム51と駆動ビーム61との間に空間が生じる。これにより、製造時に駆動ビーム61の下端にレジスト残渣が付着して、駆動ビーム61とシャッタービーム51との間に回り込んでも、レジスト残渣は、シャッタービーム51と駆動ビーム61との間の空間に存在するため、シャッタービーム51は、駆動ビーム61と正常に接触することができる。「正常に接触」とは、駆動ビーム61とシャッタービーム51との間にレジスト残渣が存在していない場合と同様に接触、の意味である。
図14は、レジスト残渣141が駆動ビーム61の下端に付着して、駆動ビーム61とシャッタービーム51との間に回り込んだ状態で、シャッタービーム51を駆動ビーム61側に移動させる制御を行った状態を示す断面図である。図14に示すように、駆動ビーム61の下端側において、シャッタービーム51と駆動ビーム61の間にレジスト残渣が存在しているが、シャッタービーム51は駆動ビーム61と正常に接触している。
図15は、駆動ビーム61p、62pの下端が駆動ビーム61p、62pとシャッタービーム51p、52pとの接触部分の下端と同じ位置にある従来の構成において、レジスト残渣151pが駆動ビーム61pの下端に付着して、駆動ビーム61pとシャッタービーム51pとの間に回り込んだ状態で、シャッタービーム51pを駆動ビーム61p側に移動させる制御を行った状態を示す断面図である。この場合、図15に示すように、駆動ビーム61pとシャッタービーム51pとの間にレジスト残渣151pが存在するために、シャッタービーム51pは駆動ビーム61pと正常に接触することができない。このため、第1基板11pの光透過領域TAは、シャッター体3pと完全に重ならずに光が漏れるため、黒色の表示制御時に、該当画素が輝点となる。
本実施形態におけるシャッター機構Sの製造方法について説明する。上述したように、シャッター体3は、折り目を有する形状であるが、ここでは、平板形状であるものとして説明する。
まず始めに、シャッター機構Sを除く第1基板11上に、1層目のレジストパターン161を形成し、その上に犠牲層162を成膜して、所定の形状にパターニングする(図16参照)。また、犠牲層162は、例えばアルミニウム(Al)、モリブデン(Mo)等の金属膜をスパッタリングにより成膜し、リン酸、硝酸、酢酸の混合液等のエッチャントを用いたウェットエッチングによりパターニングする。
次に、レジストパターン161及び犠牲層162の一部の上に、フォトレジストを用いて、シャッター機構Sの「型」となる2層目のレジストパターン171を形成する(図17参照)。フォトレジストは、一般的なネガ型のフォトレジスト、及びポジ型のフォトレジストのどちらを用いてもよい。
次に、リン酸、硝酸、酢酸の混合液等のエッチャントを用いて、犠牲層162をウェットエッチングにより除去する(図18参照)。
次に、レジストパターン161及びレジストパターン171の表面に、シャッター機構Sを構成する積層膜191を成膜する。積層膜191は、例えばアモルファスシリコンであり、その厚さは、例えば200〜500nmである。また、図示は省略するが、積層膜191の上に遮光性の金属膜を成膜する。さらに積層膜191の上に、フォトレジストを用いて、シャッター体3を形成するためのレジストパターン192を形成する(図19参照)。
続いて、異方性ドライエッチングよってパターニングを行う。異方性ドライエッチングにより、レジストパターン171の側壁部に成膜された膜はエッチングされずに残る(図20参照)。なお、シャッター体3を構成する遮光性の金属膜は、先にウェットエッチングしてもよい。
続いて、O2プラズマによるアッシング処理を行い、レジストパターン161、171、192を除去する。これにより、第1基板11上に、シャッター体3、シャッタービーム51、52、及び駆動ビーム61、62からなるシャッター機構Sが形成される(図21参照)。
ここで、駆動ビーム61,62の下端にレジスト残渣が付着する理由について説明する。シャッター機構Sの製造工程のうち、図20に示す工程まで行った後、O2プラズマによるアッシング処理を行う。図22は、アッシング処理の途中の状態を示す図であり、レジストパターン161、171、192が部分的に除去された状態を示している。
アッシング処理の途中で駆動ビーム61,62がレジストパターン171から離脱する際に、膜応力の解放により一時的に駆動ビーム61,62が移動する場合がある。このとき、駆動ビーム61,62が存在する高さの位置に2層目のレジストパターン171の一部が残留しているため、駆動ビーム61,62の移動量が大きい場合に、駆動ビーム61,62とレジストパターン171とが再度接触する場合がある(図23参照)。この場合、レジストパターン171は、駆動ビーム61,62の長手方向に沿って駆動ビーム61,62と接触することがある。
このとき、1層目のレジストパターン161と2層目のレジストパターン171の界面の密着性は弱いため、駆動ビーム61,62が元の位置に戻る際に、接触部分の2層目のレジストパターン171が1層目のレジストパターン161から剥離して、駆動ビーム61,62の下端に付着した状態となる(図24参照)。駆動ビーム61,62に付着したレジスト残渣は、アッシング処理で除去されにくい。上述したように、レジストパターン171が駆動ビーム61,62の長手方向に沿って接触した場合、このレジスト残渣は、紐状の形状となる。
上述した理由により、駆動ビーム61,62の下端に、レジスト残渣が付着すると考えられる。また、駆動ビーム61の長手方向に沿って付着したレジスト残渣の一部が剥離すると、駆動ビーム62とシャッタービーム52との間にレジスト残渣が回り込むことがあると考えられる。
(製造方法)
以下では、図25〜図30を参照しながら、第1の実施形態における表示装置10の製造方法について説明する。
以下では、図25〜図30を参照しながら、第1の実施形態における表示装置10の製造方法について説明する。
まず始めに、透光性基板100の上に、スピンコート法を用いて、遮光膜を形成するためのSOG膜を成膜する。そして、SOG膜を200〜350℃の雰囲気で1時間程度焼成する。なお、スピンコート法の他、スリットコート法を用いてSOG膜を成膜してもよい。
次に、遮光膜201を覆うように、PECVD法を用いて、透光性基板100上にSiO2膜を成膜する。成膜時の温度は、例えば、200〜350℃である。得られたSiO2膜の厚さは、例えば、50〜200nmである。
SOG膜及びSiO2膜に対して、窒素雰囲気下で高温アニール処理を行う。高温アニール処理を行う温度は、例えば、400〜500℃である。アニール時間は、例えば、1時間程度である。なお、窒素雰囲気下でアニールする他、例えば、大気中(CDA)でアニールしてもよい。ここでは、後の工程におけるTFTの酸化物半導体のアニール温度と同じかまたは高い温度でアニールすることが好ましい。遮光膜201を形成するためのSOG膜を予めアニール処理しておくことにより、後のTFT製造での高温アニールする工程において、遮光膜201にクラックが発生するのが抑制される。SOG膜は、SiO2膜で覆われているので、カーボンブラック等の暗色材料が高温アニールにより酸化されて透明化するのを防ぐことができる。
そして、フォトリソグラフィによって、SOG膜及びSiO2膜をパターンニングする。具体的には、CF4ガス及びO2ガスを用いてドライエッチングをする。これにより、遮光膜201及び第1透明絶縁膜202を形成する(図25参照)。
続いて、第1透明絶縁膜202及び遮光膜201の全面を覆うように、透光性基板100上にPECVD法を用いてSiO2膜を成膜することによって、第2透明絶縁膜203を形成する(図25参照)。成膜時の温度は、例えば、200〜350℃である。得られたSiO2膜の厚さは、例えば、50〜200nmである。
続いて、スピンコート法を用いて、光透過膜を成膜する。そして、200〜350℃の雰囲気で約1時間程度焼成する。そして、グレートーンマスクを用いたパターンニングや、マスクを用いないパターンニングをすることにより、表示領域13の周縁部の光透過膜を除去し、光透過膜204を形成する(図25参照)。このとき、グレートーンマスクを用いたパターンニングや、マスクを用いないパターンニングを行うことにより、図10のテーパー形状を形成することができる。なお、スピンコート法の他、スリットコート法を用いて光透過膜204を成膜してもよい。また、光透過膜204は、例えば、感光性を有する材料で形成されていてもよい。感光性を有する材料で光透過膜204を形成することにより、製造工程を削減することができる。
次に、光透過膜204を覆うように、PECVD法を用いてSiO2膜を成膜する。得られたSiO2膜の厚さは、例えば、50〜200nmである。そして、フォトリソグラフィによって、SiO2膜が表示領域13において光透過膜204と同一のパターンとなるようにSiO2膜をパターンニングする。具体的には、CF4ガス及びO2ガスを用いてドライエッチングをする。これにより、第3透明絶縁膜205を形成する(図25参照)。
そして、形成した第3透明絶縁膜205に対して、窒素雰囲気下で高温アニール処理を行う。高温アニール処理を行う温度は、例えば、400〜500℃である。アニール時間は、例えば、1時間程度である。なお、窒素雰囲気下でアニールする他、例えば、大気中(CDA)でアニールしてもよい。光透過膜204を予めアニール処理しておくことにより、後のTFT製造での高温アニールする工程において、光透過膜204にクラックが発生するのが抑制される。
これまで説明したアニール処理の温度については、後のTFT300を製造する工程の処理温度(CVDの成膜温度やアニール温度)以上の温度であることが好ましい。TFTプロセスの温度以上の温度でアニールすることで、光透過膜204に含まれた水分などがTFT300に浸み出して、TFT300が不良となることを防ぐことができる
次に、スパッタ法により、アルミニウム(Al)膜、タングステン(W)膜、モリブデン(Mo)膜、タンタル(Ta)膜、クロム(Cr)膜、チタン(Ti)膜、銅(Cu)等の金属膜及びその合金を含む膜のいずれかからなる単層膜又は積層膜を積層した後、パターニングを行い、第1導電膜M1を形成する(図25参照)。上述したように、第1導電膜M1には、ゲート電極301及び配線111を含む。第1導電膜M1の厚さは、例えば50〜500nm程度である。
次に、図26に示すように、第1導電膜M1を覆うように、PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)法を用いてSiNx膜を成膜することにより、ゲート絶縁膜101を形成する。ゲート絶縁膜101は、酸素を含むシリコン系無機膜(SiO2膜等)や、SiO2膜及びSiNx膜との積層膜であってもよい。得られたゲート絶縁膜101の厚さは、例えば100〜500nmである。
次に、例えばスパッタ法を用いて、酸化物半導体膜を成膜する。そして、酸化物半導体膜をパターニングして、薄膜トランジスタに対応する領域に、酸化物半導体膜302を形成する(図26参照)。
続いて、形成した酸化物半導体膜302に対して、窒素雰囲気下で高温アニール処理を行う。高温アニール処理を行う温度は、例えば、400〜500℃である。アニール時間は、例えば、1時間程度である。なお、窒素雰囲気下でアニールする代わりに、例えば、大気中(CDA)でアニールしてもよい。
次に、図27に示すように、ゲート絶縁膜101及び酸化物半導体膜302を覆うように、PECVD法を用いてSiO2膜を成膜することにより、エッチストッパ層303を形成する。SiO2膜の厚さは、例えば、100〜500nmである。そして、TFT300のソース電極304及びドレイン電極305が酸化物半導体膜302に達するためのコンタクトホールCH1、CH2を形成する。
続いて、スパッタ法により、アルミニウム(Al)膜、タングステン(W)膜、モリブデン(Mo)膜、タンタル(Ta)膜、クロム(Cr)膜、チタン(Ti)膜、銅(Cu)等の金属膜及びその合金を含む膜のいずれかからなる単層膜又は積層膜を積層し、第2導電膜M2を形成する。そして、第2導電膜M2をフォトリソグラフィによりパターニングして、ソース電極304,ドレイン電極305、配線112、信号線(不図示)等を形成する。第2導電膜M2の厚さは、例えば、50〜500nmである。
次に、ゲート絶縁膜101及び酸化物半導体膜302を覆うように、PECVD法を用いてSiO2膜を成膜することにより、パッシベーション膜102を形成する。SiO2膜の厚さは、例えば100〜500nmである。
次に、図28に示すように、スピン法を用いて感光性樹脂膜を成膜することにより、平坦化膜103を形成する。ここで、形成する平坦化膜103の厚さは、例えば0.5〜3μmである。
次に、平坦化膜103を覆うように、PECVD法を用いてSiNx膜を成膜することにより、パッシベーション膜104を形成する。SiNx膜の厚さは、例えば、100〜500nmである。そして、パッシベーション膜102、平坦化膜103及びパッシベーション膜104をエッチングして、パッシベーション膜104の表面からドレイン電極305に達するコンタクトホールCH3を形成する。
次に、例えばスパッタ法を用いて、パッシベーション膜104の表面であってコンタクトホールCH3の近傍に、透明導電膜114を形成する。
続いて、スパッタ法により、アルミニウム(Al)膜、タングステン(W)膜、モリブデン(Mo)膜、タンタル(Ta)膜、クロム(Cr)膜、チタン(Ti)膜、銅(Cu)等の金属膜及びその合金を含む膜のいずれかからなる単層膜又は積層膜を積層し、第3導電膜M3を形成する。そして、第3導電膜M3をフォトリソグラフィによりパターニングして、光透過領域TA以外の領域に、配線113等を形成する。
次に、図29に示すように、配線113及び透明導電膜114等を覆うように、パッシベーション膜104上に、PECVD法を用いてSiNx膜を成膜することにより、パッシベーション膜105を形成する。SiNx膜の厚さは、例えば、100〜500nmである。そして、パッシベーション膜105をエッチングして、パッシベーション膜105の表面から透明導電膜114に達するコンタクトホールCH4を形成する。
この後、上述した方法により、シャッター機構Sを製造する。なお、シャッター本体3bの上層に設ける金属膜3cは、例えば、スパッタ法により、アルミニウム(Al)膜、タングステン(W)膜、モリブデン(Mo)膜、タンタル(Ta)膜、クロム(Cr)膜、チタン(Ti)膜、銅(Cu)膜等の金属膜又はその合金を含む膜を積層することにより形成する。
以上の工程を経ることにより、第1基板11が作製される(図30参照)。
[第1の実施形態の変形例1]
図31Aは、第1の実施形態の変形例1の構成であって、図6のAA−AA線における断面図である。また、図31Bは、第1の実施形態の変形例1の構成であって、図6のBB−BB線における断面図である。ここでは、図11Aに示すシャッタービーム51及び駆動ビーム61、及び図11Bに示すシャッタービーム52及び駆動ビーム62と区別するために、符号にRを付している。
図31Aは、第1の実施形態の変形例1の構成であって、図6のAA−AA線における断面図である。また、図31Bは、第1の実施形態の変形例1の構成であって、図6のBB−BB線における断面図である。ここでは、図11Aに示すシャッタービーム51及び駆動ビーム61、及び図11Bに示すシャッタービーム52及び駆動ビーム62と区別するために、符号にRを付している。
第1の実施形態の変形例1の構成では、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、駆動ビーム61Rは直線形状である。一方、シャッタービーム51Rは、第1直線部51Raと、第1直線部51Raと平行な第2直線部51Rbと、第1直線部51Ra及び第2直線部51Rbを接続する接続部51Rcを備えるクランク形状を有する。第1直線部51Raは、対向する駆動ビーム61Rと近い側に位置し、第2直線部51Rbは、駆動ビーム61Rから遠い側に位置する。
シャッタービーム51Rは、対向する駆動ビーム61Rと接触する際、第1直線部51Raの駆動ビーム61R側の面が駆動ビーム61Rと接触する。すなわち、駆動ビーム61Rの下端61Rxは、駆動ビーム61Rがシャッタービーム51Rと接触する接触部分の下端61Ryよりも低い位置にある。
ここで、駆動ビーム61Rとシャッタービーム51Rとの接触部分の下端61Ryの高さは、レジスト残渣が駆動ビーム61Rの下端に付着する範囲を考慮して決定する。すなわち、駆動ビーム61Rの下端に付着したレジスト残渣が駆動ビーム61Rとシャッタービーム51Rとの接触部分にまで到達しないように、駆動ビーム61Rとシャッタービーム51Rとの接触部分の下端61Ryの高さを決定する。ただし、駆動ビーム61Rとシャッタービーム51Rとの接触部分の下端61Ryの位置が高すぎると、駆動ビーム61Rとシャッタービーム51Rとの接触面積が減少して、両ビーム51R、61R間の電磁力が弱まってしまう。従って、駆動ビーム61Rの下端61Rxから駆動ビーム61Rとシャッタービーム51Rとの接触部分の下端61Ryまでの高さh61Ryは、駆動ビーム61Rの下端61Rxから駆動ビーム61Rの上端までの高さh61Rの半分以下とすることが好ましい。
一例として、駆動ビーム61Rの下端61Rxから駆動ビーム61Rの上端までの高さh61Rは2.0〜5.0μmであり、駆動ビーム61Rの下端61Rxから駆動ビーム61Rとシャッタービーム51Rとの接触部分の下端61Ryまでの高さh61Ryは、0.3〜1.0μmである。
また、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、駆動ビーム62Rは直線形状である。一方、シャッタービーム52Rは、第1直線部52Raと、第1直線部52Raと平行な第2直線部52Rbと、第1直線部52Ra及び第2直線部52Rbを接続する接続部52Rcを備えるクランク形状を有する。第1直線部52Raは、対向する駆動ビーム62Rと近い側に位置し、第2直線部52Rbは、駆動ビーム62Rから遠い側に位置する。
シャッタービーム52Rは、対向する駆動ビーム62Rと接触する際、第1直線部52Raの駆動ビーム62R側の面が駆動ビーム62Rと接触する。すなわち、駆動ビーム62Rの下端62Rxは、駆動ビーム62Rがシャッタービーム52Rと接触する接触部分の下端62Ryよりも低い位置にある。
ここで、駆動ビーム62Rとシャッタービーム52Rとの接触部分の下端62Ryの高さは、レジスト残渣が駆動ビーム62Rの下端に付着する範囲を考慮して決定する。すなわち、駆動ビーム62Rの下端に付着したレジスト残渣が駆動ビーム62Rとシャッタービーム52Rとの接触部分にまで到達しないように、駆動ビーム62Rとシャッタービーム52Rとの接触部分の下端62Ryの高さを決定する。ただし、駆動ビーム62Rとシャッタービーム52Rとの接触部分の下端62Ryの位置が高すぎると、駆動ビーム62Rとシャッタービーム52Rとの接触面積が減少して、両ビーム52R、62R間の電磁力が弱まってしまう。従って、駆動ビーム62Rの下端62Rxから駆動ビーム62Rとシャッタービーム52Rとの接触部分の下端62Ryまでの高さh62Ryは、駆動ビーム62Rの下端62Rxから駆動ビーム62Rの上端までの高さh62Rの半分以下とすることが好ましい。
一例として、駆動ビーム62Rの下端62Rxから駆動ビーム62Rの上端までの高さh62Rは2.0〜5.0μmであり、駆動ビーム62Rの下端62Rxから駆動ビーム62Rとシャッタービーム52Rとの接触部分の下端62Ryまでの高さh62Ryは、0.3〜1.0μmである。
上述したように、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、シャッタービーム52Rはクランク形状を有し、駆動ビーム62Rの下端62Rxは、駆動ビーム62Rとシャッタービーム52Rとの接触部分の下端62Ryよりも低い位置にある。従って、駆動ビーム62Rがシャッタービーム52Rと接触した際に、接触部分の下端62Ryより下では、シャッタービーム52Rと駆動ビーム62Rとの間に空間が生じる。これにより、製造時に駆動ビーム62Rの下端にレジスト残渣が付着して、駆動ビーム62Rとシャッタービーム52Rとの間に回り込んでも、レジスト残渣は、シャッタービーム52Rと駆動ビーム62Rとの間の空間に存在するため、シャッタービーム52Rは、駆動ビーム62Rと正常に接触することができる。「正常に接触」とは、駆動ビーム62Rとシャッタービーム52Rとの間にレジスト残渣が存在していない場合と同様に接触、の意味である。
図32は、レジスト残渣321が駆動ビーム62Rの下端に付着して、駆動ビーム62Rとシャッタービーム52Rとの間に回り込んだ状態で、シャッタービーム52Rを駆動ビーム62R側に移動させる制御を行った状態を示す断面図である。図32に示すように、駆動ビーム62Rの下端側において、シャッタービーム52Rと駆動ビーム62Rの間にレジスト残渣321が存在しているが、シャッタービーム52Rは駆動ビーム62Rと正常に接触している。
また、上述したように、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、シャッタービーム51Rはクランク形状を有し、駆動ビーム61Rの下端61Rxは、駆動ビーム61Rとシャッタービーム51Rとの接触部分の下端61Ryよりも低い位置にある。従って、駆動ビーム61Rがシャッタービーム51Rと接触した際に、接触部分の下端61Ryより下では、シャッタービーム51Rと駆動ビーム61Rとの間に空間が生じる。これにより、製造時に駆動ビーム61Rの下端にレジスト残渣が付着して、駆動ビーム61Rとシャッタービーム51Rとの間に回り込んでも、レジスト残渣は、シャッタービーム51Rと駆動ビーム61Rとの間の空間に存在するため、シャッタービーム51Rは、駆動ビーム61Rと正常に接触することができる。「正常に接触」とは、駆動ビーム61Rとシャッタービーム51Rとの間にレジスト残渣が存在していない場合と同様に接触、の意味である。
第1の実施形態の変形例1のシャッター機構Sの製造方法について説明する。シャッター体3は、折り目を有する形状であるが、ここでは、平板形状であるものとして説明する。
まず始めに、シャッター機構Sを除く第1基板11上に、1層目のレジストパターン331を形成し、その上に犠牲層332を成膜して、所定の形状にパターニングする(図33参照)。また、犠牲層332は、例えばアルミニウム(Al)、モリブデン(Mo)等の金属膜をスパッタリングにより成膜し、リン酸、硝酸、酢酸の混合液等のエッチャントを用いたウェットエッチングによりパターニングする。犠牲層332は、シャッタービーム51R,52Rを形成する側に形成する。
次に、レジストパターン331及び犠牲層332の一部の上に、フォトレジストを用いて、シャッター機構Sの「型」となる2層目のレジストパターン341を形成する(図34参照)。フォトレジストは、一般的なネガ型のフォトレジスト、及びポジ型のフォトレジストのどちらを用いてもよい。
次に、リン酸、硝酸、酢酸の混合液等のエッチャントを用いて、犠牲層332をウェットエッチングにより除去する(図35参照)。
この後の処理は、第1の実施形態のシャッター機構Sの製造方法と同じである。すなわち、レジストパターン331及びレジストパターン341の表面に、シャッター機構Sを構成する積層膜を成膜し、さらに積層膜の上に、フォトレジストを用いて、シャッター体3を形成するためのレジストパターンを形成する。そして、異方性ドライエッチングよってパターニングを行った後、O2プラズマによるアッシング処理を行い、レジストパターンを除去する。これにより、第1基板11上に、シャッター体3、シャッタービーム51R、52R、及び駆動ビーム61R、62Rからなるシャッター機構Sが形成される(図36参照)。
[第1の実施形態の変形例2]
図37Aは、第1の実施形態の変形例2の構成であって、図6のAA−AA線における断面図である。また、図37Bは、第1の実施形態の変形例2の構成であって、図6のBB−BB線における断面図である。ここでは、図11Aに示すシャッタービーム51及び駆動ビーム61、及び図11Bに示すシャッタービーム52及び駆動ビーム62と区別するために、符号にSを付している。
図37Aは、第1の実施形態の変形例2の構成であって、図6のAA−AA線における断面図である。また、図37Bは、第1の実施形態の変形例2の構成であって、図6のBB−BB線における断面図である。ここでは、図11Aに示すシャッタービーム51及び駆動ビーム61、及び図11Bに示すシャッタービーム52及び駆動ビーム62と区別するために、符号にSを付している。
第1の実施形態の変形例2の構成では、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、駆動ビーム61Sは第1直線部61Saと、第1直線部61Saと平行な第2直線部61Sbと、第1直線部61Sa及び第2直線部61Sbを接続する接続部61Scを備えるクランク形状を有する。第1直線部61Saは、対向するシャッタービーム51Sと近い側に位置し、第2直線部61Sbは、シャッタービーム51Sから遠い側に位置する。駆動ビーム61Sの上端は、第1直線部61Saの上端であり、駆動ビーム61Sの下端61Sxは、第2直線部61Sbの下端である。
一方、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、シャッタービーム51Sは、第1直線部51Saと、第1直線部51Saと平行な第2直線部51Sbと、第1直線部51Sa及び第2直線部51Sbを接続する接続部51Scを備えるクランク形状を有する。第1直線部51Saは、対向する駆動ビーム61Sと近い側に位置し、第2直線部51Sbは、駆動ビーム61Sから遠い側に位置する。
駆動ビーム61Sは、対向するシャッタービーム51Sと接触する際、第1直線部61Saのシャッタービーム51S側の面がシャッタービーム51Sと接触する。すなわち、駆動ビーム61Sの下端61Sxは、駆動ビーム61Sがシャッタービーム51Sと接触する接触部分の下端61Syよりも低い位置にある。
ここで、駆動ビーム61Sとシャッタービーム51Sとの接触部分の下端61Syの高さは、レジスト残渣が駆動ビーム61Sの下端に付着する範囲を考慮して決定する。すなわち、駆動ビーム61Sの下端に付着したレジスト残渣が駆動ビーム61Sとシャッタービーム51Sとの接触部分にまで到達しないように、駆動ビーム61Sとシャッタービーム51Sとの接触部分の下端61Syの高さを決定する。ただし、駆動ビーム61Sとシャッタービーム51Sとの接触部分の下端61Syの位置が高すぎると、駆動ビーム61Sとシャッタービーム51Sとの接触面積が減少して、両ビーム51S、61S間の電磁力が弱まってしまう。従って、駆動ビーム61Sの下端61Sxから駆動ビーム61Sとシャッタービーム51Sとの接触部分の下端61Syまでの高さh61Syは、駆動ビーム61Sの下端61Sxから駆動ビーム61Sの上端までの高さh61Sの半分以下とすることが好ましい。
一例として、駆動ビーム61Sの下端61Sxから駆動ビーム61Sの上端までの高さh61Sは2.0〜5.0μmであり、駆動ビーム61Sの下端61Sxから駆動ビーム61Sとシャッタービーム51Sとの接触部分の下端61Syまでの高さh61Syは、0.3〜1.0μmである。
また、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、駆動ビーム62Sは第1直線部62Saと、第1直線部62Saと平行な第2直線部62Sbと、第1直線部62Sa及び第2直線部62Sbを接続する接続部62Scを備えるクランク形状を有する。第1直線部62Saは、対向するシャッタービーム52Sと近い側に位置し、第2直線部62Sbは、シャッタービーム52Sから遠い側に位置する。駆動ビーム62Sの上端は、第1直線部62Saの上端であり、駆動ビーム62Sの下端62Sxは、第2直線部62Sbの下端である。
一方、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、シャッタービーム52Sは、第1直線部52Saと、第1直線部52Saと平行な第2直線部52Sbと、第1直線部52Sa及び第2直線部52Sbを接続する接続部52Scを備えるクランク形状を有する。第1直線部52Saは、対向する駆動ビーム62Sと近い側に位置し、第2直線部52Sbは、駆動ビーム62Sから遠い側に位置する。
駆動ビーム62Sは、対向するシャッタービーム52Sと接触する際、第1直線部62Saのシャッタービーム52S側の面がシャッタービーム52Sと接触する。すなわち、駆動ビーム62Sの下端62Sxは、駆動ビーム62Sがシャッタービーム52Sと接触する接触部分の下端62Syよりも低い位置にある。
ここで、駆動ビーム62Sとシャッタービーム52Sとの接触部分の下端62Syの高さは、レジスト残渣が駆動ビーム62Sの下端に付着する範囲を考慮して決定する。すなわち、駆動ビーム62Sの下端に付着したレジスト残渣が駆動ビーム62Sとシャッタービーム52Sとの接触部分にまで到達しないように、駆動ビーム62Sとシャッタービーム52Sとの接触部分の下端62Syの高さを決定する。ただし、駆動ビーム62Sとシャッタービーム52Sとの接触部分の下端62Syの位置が高すぎると、駆動ビーム62Sとシャッタービーム52Sとの接触面積が減少して、両ビーム52S、62S間の電磁力が弱まってしまう。従って、駆動ビーム62Sの下端62Sxから駆動ビーム62Sとシャッタービーム52Sとの接触部分の下端62Syまでの高さh62Syは、駆動ビーム62Sの下端62Sxから駆動ビーム62Sの上端までの高さh62Sの半分以下とすることが好ましい。
一例として、駆動ビーム62Sの下端62Sxから駆動ビーム62Sの上端までの高さh62Sは2.0〜5.0μmであり、駆動ビーム62Sの下端62Sxから駆動ビーム62Sとシャッタービーム52Sとの接触部分の下端62Syまでの高さh62Syは、0.3〜1.0μmである。
上述したように、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、シャッタービーム52S及び駆動ビーム62Sはクランク形状を有し、駆動ビーム62Sの下端62Sxは、シャッタービーム52Sと駆動ビーム62Sとの接触部分の下端62Syよりも低い位置にある。従って、駆動ビーム62Sがシャッタービーム52Sと接触した際に、接触部分の下端62Syより下では、シャッタービーム52Sと駆動ビーム62Sとの間に空間が生じる。この空間は、第1の実施形態の変形例1の構成よりも広い。
これにより、製造時に駆動ビーム62Sの下端にレジスト残渣が付着して、シャッタービーム52Sと駆動ビーム62Sとの間に回り込んでも、シャッタービーム52Sは、駆動ビーム62Sと正常に接触することができる。「正常に接触」とは、駆動ビーム62Sとシャッタービーム52Sとの間にレジスト残渣が存在していない場合と同様に接触、の意味である。
図38は、レジスト残渣381が駆動ビーム62Sの下端に付着して、駆動ビーム62Sとシャッタービーム52Sとの間に回り込んだ状態で、シャッタービーム52Sを駆動ビーム62S側に移動させる制御を行った状態を示す断面図である。図38に示すように、駆動ビーム62Sの下端側において、シャッタービーム52Sと駆動ビーム62Sの間にレジスト残渣381が存在しているが、シャッタービーム52Sは駆動ビーム62Sと正常に接触している。
また、上述したように、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、シャッタービーム51S及び駆動ビーム61Sはクランク形状を有し、駆動ビーム61Sの下端61Sxは、シャッタービーム51Sと駆動ビーム61Sとの接触部分の下端61Syよりも低い位置にある。従って、駆動ビーム61Sがシャッタービーム51Sと接触した際に、接触部分の下端61Syより下では、シャッタービーム51Sと駆動ビーム61Sとの間に空間が生じる。この空間は、第1の実施形態の変形例1の構成よりも広い。
これにより、製造時に駆動ビーム61Sの下端にレジスト残渣が付着して、シャッタービーム51Sと駆動ビーム61Sとの間に回り込んでも、シャッタービーム51Sは、駆動ビーム61Sと正常に接触することができる。「正常に接触」とは、駆動ビーム61Sとシャッタービーム51Sとの間にレジスト残渣が存在していない場合と同様に接触、の意味である。
第1の実施形態の変形例2のシャッター機構Sの製造方法について説明する。シャッター体3は、折り目を有する形状であるが、ここでは、平板形状であるものとして説明する。
まず始めに、シャッター機構Sを除く第1基板11上に、1層目のレジストパターン391を形成し、その上に犠牲層392を成膜して、所定の形状にパターニングする(図39参照)。また、犠牲層392は、例えばアルミニウム(Al)、モリブデン(Mo)等の金属膜をスパッタリングにより成膜し、リン酸、硝酸、酢酸の混合液等のエッチャントを用いたウェットエッチングによりパターニングする。犠牲層392は、シャッタービーム51S,52Sを形成する側及び駆動ビーム61S,62Sを形成する側の両方に位置するように形成する。
次に、レジストパターン391及び犠牲層392の一部の上に、フォトレジストを用いて、シャッター機構Sの「型」となる2層目のレジストパターン401を形成する(図40参照)。フォトレジストは、一般的なネガ型のフォトレジスト、及びポジ型のフォトレジストのどちらを用いてもよい。
次に、リン酸、硝酸、酢酸の混合液等のエッチャントを用いて、犠牲層392をウェットエッチングにより除去する(図41参照)。
この後の処理は、第1の実施形態のシャッター機構Sの製造方法と同じである。すなわち、レジストパターン391及びレジストパターン401の表面に、シャッター機構Sを構成する積層膜を成膜し、さらに積層膜の上に、フォトレジストを用いて、シャッター体3を形成するためのレジストパターンを形成する。そして、異方性ドライエッチングよってパターニングを行った後、O2プラズマによるアッシング処理を行い、レジストパターンを除去する。これにより、第1基板11上に、シャッター体3、シャッタービーム51S、52S、及び駆動ビーム61S、62Sからなるシャッター機構Sが形成される(図42参照)。
[第2の実施形態]
第2の実施形態における表示装置は、第1の実施形態における表示装置と比べて、シャッター機構Sの構成が異なる。
第2の実施形態における表示装置は、第1の実施形態における表示装置と比べて、シャッター機構Sの構成が異なる。
図43Aは、第2の実施形態において、図6のAA−AA線における断面図である。また、図43Bは、第2の実施形態において、図6のBB−BB線における断面図である。ここでは、図11Aに示すシャッタービーム51及び駆動ビーム61、及び図11Bに示すシャッタービーム52及び駆動ビーム62と区別するために、符号にTを付している。
第2の実施形態では、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、駆動ビーム61Tは、直線形状の直線部61Taと、曲線形状の曲線部61Tbとを有する。直線部61Taは、対向するシャッタービーム51Tと接触する部分であり、駆動ビーム61Tの上側に位置する。曲線部61Tbは、直線部61Taよりも下側に位置し、直線部61Taとの境界部分から下方に向かうにつれて、シャッタービーム51Tから遠ざかる方向に曲がっている。
また、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、シャッタービーム51Tは、直線形状の直線部51Taと、曲線形状の曲線部51Tbとを有する。直線部51Taは、対向する駆動ビーム61Tと接触する部分であり、シャッタービーム51Tの上側に位置する。曲線部51Tbは、直線部51Taよりも下側に位置し、直線部51Taとの境界部分から下方に向かうにつれて、駆動ビーム61Tから遠ざかる方向に曲がっている。
駆動ビーム61Tは、対向するシャッタービーム51Tと接触する際、直線部61Taのシャッタービーム51T側の面がシャッタービーム51Tの直線部51Taと接触する。すなわち、駆動ビーム61Tの下端61Txは、駆動ビーム61Tがシャッタービーム51Tと接触する接触部分の下端61Tyよりも低い位置にある。
ここで、駆動ビーム61Tとシャッタービーム51Tとの接触部分の下端61Tyの高さは、レジスト残渣が駆動ビーム61Tの下端に付着する範囲を考慮して決定する。すなわち、駆動ビーム61Tの下端に付着したレジスト残渣が駆動ビーム61Tとシャッタービーム51Tとの接触部分にまで到達しないように、駆動ビーム61Tとシャッタービーム51Tとの接触部分の下端61Tyの高さを決定する。ただし、駆動ビーム61Tとシャッタービーム51Tとの接触部分の下端61Tyの位置が高すぎると、駆動ビーム61Tとシャッタービーム51Tとの接触面積が減少して、両ビーム51T、61T間の電磁力が弱まってしまう。従って、駆動ビーム61Tの下端61Txから駆動ビーム61Tとシャッタービーム51Tとの接触部分の下端61Tyまでの高さh61Tyは、駆動ビーム61Tの下端61Txから駆動ビーム61Tの上端までの高さh61Tの半分以下とすることが好ましい。
一例として、駆動ビーム61Tの下端61Txから駆動ビーム61Tの上端までの高さh61Tは2.0〜5.0μmであり、駆動ビーム61Tの下端61Txから駆動ビーム61Tとシャッタービーム51Tとの接触部分の下端61Tyまでの高さh61Tyは、0.3〜1.0μmである。
同様に、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、駆動ビーム62Tは、直線形状の直線部62Taと、曲線形状の曲線部62Tbとを有する。直線部62Taは、対向するシャッタービーム52Tと接触する部分であり、駆動ビーム62Tの上側に位置する。曲線部62Tbは、直線部62Taよりも下側に位置し、直線部62Taとの境界部分から下方に向かうにつれて、シャッタービーム52Tから遠ざかる方向に曲がっている。
また、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、シャッタービーム52Tは、直線形状の直線部52Taと、曲線形状の曲線部52Tbとを有する。直線部52Taは、対向する駆動ビーム62Tと接触する部分であり、シャッタービーム52Tの上側に位置する。曲線部52Tbは、直線部52Taよりも下側に位置し、直線部52Taとの境界部分から下方に向かうにつれて、駆動ビーム62Tから遠ざかる方向に曲がっている。
駆動ビーム62Tは、対向するシャッタービーム52Tと接触する際、直線部62Taのシャッタービーム52T側の面がシャッタービーム52Tの直線部52Taと接触する。すなわち、駆動ビーム62Tの下端62Txは、駆動ビーム62Tがシャッタービーム52Tと接触する接触部分の下端62Tyよりも低い位置にある。
ここで、駆動ビーム62Tとシャッタービーム52Tとの接触部分の下端62Tyの高さは、レジスト残渣が駆動ビーム62Tの下端に付着する範囲を考慮して決定する。すなわち、駆動ビーム62Tの下端に付着したレジスト残渣が駆動ビーム62Tとシャッタービーム52Tとの接触部分にまで到達しないように、駆動ビーム62Tとシャッタービーム52Tとの接触部分の下端62Tyの高さを決定する。ただし、駆動ビーム62Tとシャッタービーム52Tとの接触部分の下端62Tyの位置が高すぎると、駆動ビーム62Tとシャッタービーム52Tとの接触面積が減少して、両ビーム52T、62T間の電磁力が弱まってしまう。従って、駆動ビーム62Tの下端62Txから駆動ビーム62Tとシャッタービーム52Tとの接触部分の下端62Tyまでの高さh62Tyは、駆動ビーム62Tの下端62Txから駆動ビーム62Tの上端までの高さh62Tの半分以下とすることが好ましい。
一例として、駆動ビーム62Tの下端62Txから駆動ビーム62Tの上端までの高さh62Tは2.0〜5.0μmであり、駆動ビーム62Tの下端62Txから駆動ビーム62Tとシャッタービーム52Tとの接触部分の下端62Tyまでの高さh62Tyは、0.3〜1.0μmである。
上述したように、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、駆動ビーム61Tは、上端から下端に向かうにつれてシャッタービーム51Tから遠ざかる方向に曲がる曲線部61Tbを有する曲線形状を有し、駆動ビーム61Tの下端61Txは、駆動ビーム61Tとシャッタービーム51Tとの接触部分の下端61Tyよりも低い位置にある。従って、駆動ビーム61Tがシャッタービーム51Tと接触した際に、接触部分の下端61Tyより下では、シャッタービーム51Tと駆動ビーム61Tとの間に空間が生じる。これにより、製造時に駆動ビーム61Tの下端にレジスト残渣が付着して、駆動ビーム61Tとシャッタービーム51Tとの間に回り込んでも、レジスト残渣は、シャッタービーム51Tと駆動ビーム61Tとの間の空間に存在するため、シャッタービーム51Tは、駆動ビーム61Tと正常に接触することができる。「正常に接触」とは、駆動ビーム61Tとシャッタービーム51Tとの間にレジスト残渣が存在していない場合と同様に接触、の意味である。
同様に、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、駆動ビーム62Tは、上端から下端に向かうにつれてシャッタービーム52Tから遠ざかる方向に曲がる曲線部62Tbを有する曲線形状を有し、駆動ビーム62Tの下端62Txは、駆動ビーム62Tとシャッタービーム52Tとの接触部分の下端62Tyよりも低い位置にある。従って、駆動ビーム62Tがシャッタービーム52Tと接触した際に、接触部分の下端62Tyより下では、シャッタービーム52Tと駆動ビーム62Tとの間に空間が生じる。これにより、製造時に駆動ビーム62Tの下端にレジスト残渣が付着して、駆動ビーム62Tとシャッタービーム52Tとの間に回り込んでも、レジスト残渣は、シャッタービーム52Tと駆動ビーム62Tとの間の空間に存在するため、シャッタービーム52Tは、駆動ビーム62Tと正常に接触することができる。「正常に接触」とは、駆動ビーム62Tとシャッタービーム52Tとの間にレジスト残渣が存在していない場合と同様に接触、の意味である。
第2の実施形態のシャッター機構Sの製造方法について説明する。シャッター体3は、折り目を有する形状であるが、ここでは、平板形状であるものとして説明する。
まず始めに、シャッター機構Sを除く第1基板11上に、1層目のレジストパターン441を形成する(図44参照)。
続いて、レジストパターン441の上に、ネガ型のフォトレジストを用いて、シャッター機構Sの「型」となる2層目のレジストパターン451を形成する(図45参照)。ここでは、フォトリソグラフィの露光条件を、最適な露光に対して光の量が少ないアンダー露光とする。これにより、2層目のレジストパターン451の形状を、図45に示すような上層側に比べて下層側が小さくなる形状とすることができる。
この後の処理は、第1の実施形態のシャッター機構Sの製造方法と同じである。すなわち、レジストパターン441及びレジストパターン451の表面に、シャッター機構Sを構成する積層膜を成膜し、さらに積層膜の上に、フォトレジストを用いて、シャッター体3を形成するためのレジストパターンを形成する。そして、異方性ドライエッチングよってパターニングを行った後、O2プラズマによるアッシング処理を行い、レジストパターンを除去する。これにより、第1基板11上に、シャッター体3、シャッタービーム51T、52T、及び駆動ビーム61T、62Tからなるシャッター機構Sが形成される(図46参照)。
第2の実施形態の構成によれば、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、駆動ビーム61Tは、上端から下端に向かうにつれてシャッタービーム51Tから遠ざかる方向に曲がる曲線部61Tbを有する曲線形状を有し、駆動ビーム61Tの下端61Txは、駆動ビーム61Tとシャッタービーム51Tとの接触部分の下端61Tyよりも低い位置にある。これにより、製造時に駆動ビーム61Tの下端にレジスト残渣が付着して、駆動ビーム61Tとシャッタービーム51Tとの間に回り込んでも、シャッタービーム51Tは、駆動ビーム61Tと正常に接触することができる。
また、第2の実施形態の構成によれば、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、シャッタービーム51Tも上端から下端に向かうにつれて駆動ビーム61Tから遠ざかる方向に曲がる曲線部61Tbを有する曲線形状を有する。これにより、駆動ビーム61Tとシャッタービーム51Tが接触した際に、駆動ビーム61Tとシャッタービーム51Tとの接触部分の下端61Tyよりも低い位置において、駆動ビーム61Tとシャッタービーム51Tとの間隔を十分にとることができる。従って、駆動ビーム61Tの下端に付着したレジスト残渣が駆動ビーム61Tとシャッタービーム51Tとの間に回り込んでも、シャッタービーム51Tは、駆動ビーム61Tと正常に接触することができる。
また、第2の実施形態の構成によれば、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、駆動ビーム62Tは、上端から下端に向かうにつれてシャッタービーム52Tから遠ざかる方向に曲がる曲線部62Tbを有する曲線形状を有し、駆動ビーム62Tの下端62Txは、駆動ビーム62Tとシャッタービーム52Tとの接触部分の下端62Tyよりも低い位置にある。これにより、製造時に駆動ビーム62Tの下端にレジスト残渣が付着して、駆動ビーム62Tとシャッタービーム52Tとの間に回り込んでも、シャッタービーム52Tは、駆動ビーム62Tと正常に接触することができる。
また、第2の実施形態の構成によれば、シャッター体3の駆動方向に沿って切断した断面図において、シャッタービーム52Tも上端から下端に向かうにつれて駆動ビーム62Tから遠ざかる方向に曲がる曲線部62Tbを有する曲線形状を有する。これにより、駆動ビーム62Tとシャッタービーム52Tが接触した際に、駆動ビーム62Tとシャッタービーム52Tとの接触部分の下端62Tyよりも低い位置において、駆動ビーム62Tとシャッタービーム52Tとの間隔を十分にとることができる。従って、駆動ビーム62Tの下端に付着したレジスト残渣が駆動ビーム62Tとシャッタービーム52Tとの間に回り込んでも、シャッタービーム52Tは、駆動ビーム62Tと正常に接触することができる。
さらに、第2の実施形態によれば、第1の実施形態のシャッター機構Sの製造工程において必要である、犠牲層162を成膜して、所定の形状にパターニングする工程(図16参照)、及び2層目のレジストパターン171の形成後に、犠牲層162をウェットエッチングにより除去する工程(図18参照)が不要となる。従って、第1の実施形態と比べて、シャッター機構Sを製造する際の製造コストを低減することができる。
[第3の実施形態]
第3の実施形態における表示装置は、第1の実施形態における表示装置と比べて、シャッター機構Sの構成が異なる。
第3の実施形態における表示装置は、第1の実施形態における表示装置と比べて、シャッター機構Sの構成が異なる。
図47Aは、第3の実施形態において、図6のAA−AA線における断面図である。また、図47Bは、第3の実施形態において、図6のBB−BB線における断面図である。ここでは、図11Aに示すシャッタービーム51及び駆動ビーム61、及び図11Bに示すシャッタービーム52及び駆動ビーム62と区別するために、符号にUを付している。
シャッタービーム51Uの高さh1は、駆動ビーム61Uの高さh2よりも低い。ただし、シャッタービーム51Uの上端は、対向する駆動ビーム61Uの上端と同じ高さの位置にあり、シャッタービーム51Uの下端51Uxは、対向する駆動ビーム61Uの下端61Uxよりも高い位置にある。従って、駆動ビーム61Uの下端61Uxは、駆動ビーム61Uとシャッタービーム51Uとの接触部分の下端61Uyよりも低い位置にある。
ここで、駆動ビーム61Uとシャッタービーム51Uとの接触部分の下端61Uyの高さ(シャッタービーム51Uの下端51Uxの高さ)は、レジスト残渣が駆動ビーム61Uの下端に付着する範囲を考慮して決定する。すなわち、駆動ビーム61Uの下端にレジスト残渣が付着しても、シャッタービーム51Uが駆動ビーム61Uと正常に接触できるように、駆動ビーム61Uとシャッタービーム51Uとの接触部分の下端61Uyの高さ(シャッタービーム51Uの下端51Uxの高さ)を決定する。ただし、駆動ビーム61Uとシャッタービーム51Uとの接触部分の下端61Uyの位置が高すぎると、駆動ビーム61Uとシャッタービーム51Uとの接触面積が減少して、両ビーム51U、61U間の電磁力が弱まってしまう。従って、駆動ビーム61Uの下端61Uxから駆動ビーム61Uとシャッタービーム51Uとの接触部分の下端61Uyまでの高さh61Uyは、駆動ビーム61Uの高さh2の半分以下とすることが好ましい。
一例として、駆動ビーム61Uの高さh2は2.0〜5.0μmであり、駆動ビーム61Uの下端61Uxから駆動ビーム61Uとシャッタービーム51Uとの接触部分の下端61Uyまでの高さh61Uyは、0.3〜1.0μmである。
これにより、製造時に駆動ビーム61Uの下端にレジスト残渣が付着して、シャッタービーム51Uと駆動ビーム61Uとの間に回り込んでも、レジスト残渣は、駆動ビーム61Uとシャッタービーム51Uとの接触部分の下端61Uyよりも低い位置に存在するため、シャッタービーム51Uは、駆動ビーム61Uと正常に接触することができる。「正常に接触」とは、駆動ビーム61Uとシャッタービーム51Uとの間にレジスト残渣が存在していない場合と同様に接触、の意味である。
また、シャッタービーム52Uの高さh3は、駆動ビーム62Uの高さh4よりも低い。ただし、シャッタービーム52Uの上端は、対向する駆動ビーム62Uの上端と同じ高さの位置にあり、シャッタービーム52Uの下端52Uxは、対向する駆動ビーム62Uの下端61Uxよりも高い位置にある。従って、駆動ビーム62Uの下端62Uxは、駆動ビーム62Uとシャッタービーム52Uとの接触部分の下端62Uyよりも低い位置にある。
ここで、駆動ビーム62Uとシャッタービーム52Uとの接触部分の下端62Uyの高さ(シャッタービーム52Uの下端52Uxの高さ)は、レジスト残渣が駆動ビーム62Uの下端に付着する範囲を考慮して決定する。すなわち、駆動ビーム62Uの下端にレジスト残渣が付着しても、シャッタービーム52Uが駆動ビーム62Uと正常に接触できるように、駆動ビーム62Uとシャッタービーム52Uとの接触部分の下端62Uyの高さ(シャッタービーム52Uの下端52Uxの高さ)を決定する。ただし、駆動ビーム62Uとシャッタービーム52Uとの接触部分の下端62Uyの位置が高すぎると、駆動ビーム62Uとシャッタービーム52Uとの接触面積が減少して、両ビーム52U、62U間の電磁力が弱まってしまう。従って、駆動ビーム62Uの下端62Uxから駆動ビーム62Uとシャッタービーム52Uとの接触部分の下端62Uyまでの高さh62Uyは、駆動ビーム62Uの高さh4の半分以下とすることが好ましい。
一例として、駆動ビーム62Uの高さh4は2.0〜5.0μmであり、駆動ビーム62Uの下端62Uxから駆動ビーム62Uとシャッタービーム52Uとの接触部分の下端62Uyまでの高さh62Uyは、0.3〜1.0μmである。
これにより、製造時に駆動ビーム62Uの下端にレジスト残渣が付着して、シャッタービーム52Uと駆動ビーム62Uとの間に回り込んでも、レジスト残渣は、駆動ビーム62Uとシャッタービーム52Uとの接触部分の下端62Uyよりも低い位置に存在するため、シャッタービーム52Uは、駆動ビーム62Uと正常に接触することができる。「正常に接触」とは、駆動ビーム62Uとシャッタービーム52Uとの間にレジスト残渣が存在していない場合と同様に接触、の意味である。
第3の実施形態のシャッター機構Sの製造方法について説明する。シャッター体3は、折り目を有する形状であるが、ここでは、平板形状であるものとして説明する。
まず始めに、シャッター機構Sを除く第1基板11上に、1層目のレジストパターン481を形成し、その上に、ポジ型のフォトレジストを用いて、シャッター機構Sの「型」となる2層目のレジストパターン482a、482bを形成する(図48参照)。2層目のレジストパターン482a、482bのうち、シャッタービーム52Uを形成するためのレジストパターン482bは、多階調のグレートーンマスクを使用することによって、図48に示すように、下層側がなめらかな斜面を有する形状となるように形成する。
この後の処理は、第1の実施形態のシャッター機構Sの製造方法と同じである。すなわち、レジストパターン481及びレジストパターン482a、482bの表面に、シャッター機構Sを構成する積層膜を成膜し、さらに積層膜の上に、フォトレジストを用いて、シャッター体3を形成するためのレジストパターンを形成する。そして、異方性ドライエッチングよってパターニングを行った後、O2プラズマによるアッシング処理を行い、レジストパターンを除去する。これにより、第1基板11上に、シャッター体3、シャッタービーム51U、52U、及び駆動ビーム61U、62Uからなるシャッター機構Sが形成される(図49参照)。
第3の実施形態の構成によれば、シャッタービーム51Uの下端51Uxは、シャッタービーム51Uと対向する駆動ビーム61Uの下端61Uxよりも高い位置にある。これにより、駆動ビーム61Uの下端61Uxは、駆動ビーム61Uとシャッタービーム51Uとの接触部分の下端61Uyよりも低い位置にある。従って、製造時に駆動ビーム61Uの下端にレジスト残渣が付着して、駆動ビーム61Uとシャッタービーム51Uとの間に回り込んでも、シャッタービーム51Uは、駆動ビーム61Uと正常に接触することができる。
また、第3の実施形態の構成によれば、シャッタービーム52Uの下端52Uxは、シャッタービーム52Uと対向する駆動ビーム62Uの下端62Uxよりも高い位置にある。これにより、駆動ビーム62Uの下端62Uxは、駆動ビーム62Uとシャッタービーム52Uとの接触部分の下端62Uyよりも低い位置にある。従って、製造時に駆動ビーム62Uの下端にレジスト残渣が付着して、駆動ビーム62Uとシャッタービーム52Uとの間に回り込んでも、シャッタービーム52Uは、駆動ビーム62Uと正常に接触することができる。
さらに、第3の実施形態によれば、第1の実施形態のシャッター機構Sの製造工程において必要である、犠牲層162を成膜して、所定の形状にパターニングする工程(図16参照)、及び2層目のレジストパターン171を形成後に、犠牲層162をウェットエッチングにより除去する工程(図18参照)が不要となる。従って、第1の実施形態と比べて、シャッター機構Sを製造する際の製造コストを低減することができる。
以上、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
上述した第1の実施形態において、駆動ビーム61の下端61xは、駆動ビーム61がシャッタービーム51と接触する接触部分の下端61yよりも低い位置にあり、駆動ビーム62の下端62xは、駆動ビーム62がシャッタービーム52と接触する接触部分の下端62yよりも低い位置にある構成であった。しかし、駆動ビーム61及び駆動ビーム62のうちの一方の駆動ビームの下端が対向するシャッタービームと接触する接触部分の下端よりも低い位置にある構成であってもよい。
同様に、第1の実施形態の変形例1、変形例2、第2の実施形態、及び第3の実施形態においても、シャッター体3の両側に位置する駆動ビームのうちの一方の駆動ビームの下端が、対向するシャッタービームと接触する接触部分の下端よりも低い位置にある構成であってもよい。
第2の実施形態では、シャッタービーム51Tは、駆動ビーム61Tと線対称な形であったが、他の形状、例えば鉛直方向に延びる直線形状であってもよい。また、シャッタービーム51Tが上端から下端に向かうに従って対向する駆動ビーム61Tから遠ざかる曲線形状を有している場合、駆動ビーム61Tは、他の形状、例えば鉛直方向に延びる直線形状であってもよい。
同様に、シャッタービーム52Tは、駆動ビーム62Tと線対称な形であったが、他の形状、例えば鉛直方向に延びる直線形状であってもよい。また、シャッタービーム52Tが上端から下端に向かうに従って対向する駆動ビーム62Tから遠ざかる曲線形状を有している場合、駆動ビーム62Tは、他の形状、例えば鉛直方向に延びる直線形状であってもよい。
上述した各実施形態及びその変形例における駆動ビーム及びシャッタービームの構成は、本発明の構成例であって、本発明がそれらの構成に限定されることはない。すなわち、シャッター体と電気的に接続される第1駆動ビーム及び第2駆動ビームのうちの少なくとも一方の駆動ビームの下端が、当該駆動ビームが対向するシャッタービームと接触する接触部分の下端よりも低い位置にある構成であれば、本発明の表示装置に含まれる。
3…シャッター体、10…表示装置、11…第1基板、21…第2基板、51、51R、51S、51T、51U…第1シャッタービーム、52、52R、52S、52T、52U…第2シャッタービーム、61、61R、61S、61T、61U…第1駆動ビーム、62、62R、62S、62T、62U…第2駆動ビーム、71…第1駆動ビームアンカー、72…第2駆動ビームアンカー、81…第1シャッタービームアンカー、82…第2シャッタービームアンカー
Claims (8)
- 複数の画素を有する表示装置であって、
基板と、
前記複数の画素それぞれに対応して設けられ、印加される電圧に応じて前記基板に対して移動することによって、前記基板を透過させる光量を制御するシャッター体と、
前記シャッター体と電気的に接続され、印加される電圧に応じて移動することによって、前記シャッター体を移動可能にする第1シャッタービームと、
前記シャッター体と電気的に接続され、印加される電圧に応じて移動することによって、前記シャッター体を移動可能にする第2シャッタービームと、
前記第1シャッタービームと対向する第1駆動ビームと、
前記第2シャッタービームと対向する第2駆動ビームと、
を備え、
前記第1駆動ビーム及び前記第2駆動ビームのうちの少なくとも一方の駆動ビームの下端は、当該駆動ビームが前記第1シャッタービーム及び前記第2シャッタービームのうちの対向するシャッタービームと接触する接触部分の下端よりも低い位置にある、表示装置。 - 前記第1駆動ビーム及び前記第2駆動ビームのうちの少なくとも一方の駆動ビームを前記シャッター体の移動方向に沿って切断した断面形状は、クランク形状である、請求項1に記載の表示装置。
- 前記第1シャッタービーム及び前記第2シャッタービームのうちの少なくとも一方のシャッタービームを前記シャッター体の移動方向に沿って切断した断面形状は、クランク形状である、請求項1に記載の表示装置。
- 前記第1駆動ビーム及び前記第2駆動ビームのうちの少なくとも一方の駆動ビームを前記シャッター体の移動方向に沿って切断した断面形状はクランク形状であり、断面形状が前記クランク形状である当該駆動ビームと対向するシャッタービームを前記シャッター体の移動方向に沿って切断した断面形状はクランク形状である、請求項1に記載の表示装置。
- 前記第1駆動ビーム及び前記第2駆動ビームのうちの少なくとも一方の駆動ビームを前記シャッター体の移動方向に沿って切断した断面形状は、上端から下端に向かうに従って対向するシャッタービームから遠ざかる曲線形状である、請求項1に記載の表示装置。
- 前記第1シャッタービーム及び前記第2シャッタービームのうちの少なくとも一方のシャッタービームを前記シャッター体の移動方向に沿って切断した断面形状は、上端から下端に向かうに従って対向する駆動ビームから遠ざかる曲線形状である、請求項1に記載の表示装置。
- 前記第1駆動ビーム及び前記第2駆動ビームのうちの少なくとも一方の駆動ビームを前記シャッター体の移動方向に沿って切断した断面形状は、上端から下端に向かうに従って対向するシャッタービームから遠ざかる曲線形状であり、断面形状が前記曲線形状である当該駆動ビームと対向するシャッタービームを前記シャッター体の移動方向に沿って切断した断面形状は、上端から下端に向かうに従って対向する駆動ビームから遠ざかる曲線形状である、請求項1に記載の表示装置。
- 前記第1シャッタービーム及び前記第2シャッタービームのうちの少なくとも一方のシャッタービームの下端は、当該シャッタービームと対向する駆動ビームの下端よりも高い位置にある、請求項1に記載の表示装置。
Priority Applications (1)
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JP2015137644A JP2017021133A (ja) | 2015-07-09 | 2015-07-09 | 表示装置 |
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ID=57888573
Family Applications (1)
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JP2015137644A Pending JP2017021133A (ja) | 2015-07-09 | 2015-07-09 | 表示装置 |
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JP (1) | JP2017021133A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018004992A (ja) * | 2016-07-04 | 2018-01-11 | エドワード・パクチャン | Memsディスプレイのための光変調器 |
-
2015
- 2015-07-09 JP JP2015137644A patent/JP2017021133A/ja active Pending
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