JP3975758B2

JP3975758B2 - Manufacturing method of liquid crystal display device

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Publication number: JP3975758B2
Application number: JP2002015890A
Authority: JP
Inventors: 博世良; 徹二村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-01-24
Filing date: 2002-01-24
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2022-01-24
Also published as: JP2003215317A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射板およびその製造方法、液晶表示装置およびその製造方法、電子機器に関し、特に反射特性に優れた反射板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
反射型の液晶表示装置は、バックライト等の光源を持たないために消費電力が小さく、従来から種々の携帯電子機器や装置の付属的な表示部等に多用されている。ところが、反射型の液晶表示装置は、自然光や照明光などの外光を利用して表示を行うため、外光の光量が限られた暗い場所では表示の視認性が低下する、という問題があった。よって、この種の液晶表示装置では、限られた外光をできるだけ有効利用する必要があり、従来から反射膜の表面に多数の凹凸部を形成し、反射光を散乱させることによってある程度広い視野角で明るい表示を得る技術が採用されてきた。
【０００３】
このような反射板を実現する方法としては、例えば、基板上に感光性樹脂を塗布した後、フォトリソグラフィー技術を用いて感光性樹脂膜をパターニングすることにより基板上に複数の突起を形成し、その上にさらに２層目の感光性樹脂膜を基板全体にわたって形成し、表面に複数の凹凸部を有する樹脂膜を形成した後、反射膜を形成する方法が提案されている。ところが、この方法は２層の感光性樹脂膜を形成しなければならないために工程の負荷が大きい、１層目の感光性樹脂膜のパターニングにより感光性樹脂の無駄が生じる、等の問題を抱えている。そこで、この問題を解決すべく１層の感光性樹脂で表面に凹凸部を形成する方法として、１層の感光性樹脂膜に対してハーフ露光を行う、すなわち、感光性樹脂膜の露光量を中途半端な量に留めることによって表面に複数の凹凸部を有する樹脂膜を形成する方法も提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
例えば液晶表示装置において、上記感光性樹脂膜による凹凸部を基板上に形成した後、凹凸部の上に反射膜を形成する場合、その反射膜が液晶駆動用の電極を兼ねる構成を採用することがある。そのような場合には、画素電極とその下の導電膜との間の寄生容量を極力小さくしたいという目的から、上記樹脂膜を厚く付けたいという要求がある。このように、樹脂膜の膜厚が厚くなると、ハーフ露光法を用いて凹凸部を形成するのは露光量を上げるのに限界があり、樹脂膜の表面に平坦部分が残ることになる。また、製造バラツキが大きく、再現性に劣るという問題があった。
【０００５】
また上記のように、反射膜が液晶駆動用の電極を兼ねる場合、例えばアクティブマトリクス方式の液晶表示装置であれば、反射膜の下側には薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）や薄膜ダイオード（Thin Film Diode,以下、ＴＦＤと略記する）等のスイッチング素子、もしくは走査線、データ線等の配線が形成されているため、反射膜の下地は平坦ではなく、これら素子や配線等に起因する段差部が存在している。このような状況の下、厚い樹脂膜を露光するために露光量を増加していくと、段差部形状が樹脂膜の表面に反映されて表面がなだらかな湾曲面にならず、平坦部分ができることになる。
【０００６】
広い視野角で明るい反射表示を得るという観点から、前記凹凸部の表面はできる限り平坦面がなく、なだらかな湾曲面となっていることが好ましい。ところが、上述したように、特に感光性樹脂膜を厚く形成した場合や下地に段差部が存在する場合には凹凸部の表面に平坦面ができやすく、この平坦面に光が入射されると正反射が生じ、この部分では反射光が散乱しないために反射表示特性が低下する、という問題が生じている。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、特に樹脂膜を厚く形成した場合や下地に段差部が存在する場合であっても、表面がなだらかな湾曲面となった複数の凹凸部を備えた反射板が再現性良く得られる方法を提供することを目的とする。また、このような反射板を備えたことで視野角や明るさ等の表示特性に優れた反射型の液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の反射板の製造方法は、基板上に感光性樹脂膜を形成する工程と、後で形成すべき凹凸部に対応したパターンを有するフォトマスクを用いて露光装置が有する焦点深度を外れた領域にフォーカス位置を設定して前記感光性樹脂膜の露光を行う工程と、露光済みの前記感光性樹脂膜の現像を行うことにより、前記感光性樹脂膜からなる凹凸部を形成する工程と、前記凹凸部の表面を含む基板表面に反射膜を形成する工程とを有することを特徴とする。
【０００９】
上述したように、基板上に感光性樹脂膜による凹凸部を形成した後、凹凸部の上に反射膜を形成することによって反射板を作製する方法は従来から知られている。そして、従来、フォトリソグラフィー技術を用いて感光性樹脂膜をパターニングする際には、使用する露光装置におけるベストフォーカス、あるいは少なくとも焦点深度内にフォーカス位置を合わせた状態で露光を行うことが基本であり、実際そのように作業を行っていた。ここで、例えば厚い感光性樹脂膜を露光するために露光量をある程度増加していくと、露光装置が下地の段差部の形状を拾ってフォーカス合わせを行うため、図１４（Ａ）に示すように、基板７０上の構造物７１の形状が感光性樹脂膜７２の表面に反映されて平坦面７２ｆが形成されてしまい、表面がなだらかな湾曲面にならない。
【００１０】
そこで、本発明者らは、感光性樹脂膜を露光する際にフォーカスが合った状態で露光を行うのではなく、その露光装置が持つ焦点深度を外れた領域に意図的にフォーカス位置を設定する、いわゆる意図的にデフォーカスをかけた状態で感光性樹脂膜の露光を行うと、下地の段差部の形状がくっきりと再現されずに全体がぼけることによって、図１４（Ｂ）に示すように、基板７０上の構造物７１の形状が感光性樹脂膜７２の表面に反映されず、表面がなだらかな湾曲面になることを実際に確認した。例えば焦点深度を外す距離としては数十μｍ程度とするのが適当である。
【００１１】
このように、本発明の反射板の製造方法によれば、後で形成すべき凹凸部に対応したパターンを有するフォトマスクを用いて露光装置の焦点深度を外れた領域にフォーカスを設定して感光性樹脂膜の露光を行い、露光済みの感光性樹脂膜の現像を行って感光性樹脂膜からなる凹凸部を形成した後、凹凸部の表面を含む基板表面に反射膜を形成しているので、仮に感光性樹脂膜を厚く形成して露光量を上げ、下地に段差部が存在するような場合であっても、凹凸部の表面に平坦面ができにくく、反射膜の表面で入射光が充分に散乱するため、反射光の散乱特性を従来に比べて向上することができる。
【００１２】
さらに、露光工程において、露光時間内に焦点深度を外れた領域で連続的にフォーカス位置を振るようにしてもよい。
露光工程の再現性について考えた時、特に感光性樹脂膜が厚くなると、ベストフォーカスで露光量を上げて露光を行ったのでは製造バラツキが大きく、再現性の低下が避けられない。その点、本発明の方法によれば、もともとフォーカスが合っていない状態で凹凸部を形成する、言い換えると、何となくぼけた形状の凹凸部を形成するため、ベストフォーカスの場合と比べて逆に再現性が向上する。しかしながら、さらに露光時間内に焦点深度を外れた領域で連続的にフォーカス位置を振ると、異なるフォーカス位置での異なる露光光の強度分布が平均化されて感光性樹脂膜に照射されるため、強度分布の平均化の作用によって再現性をより向上させる効果が得られる。
【００１３】
本発明によれば、凹凸部の表面が充分になだらかな反射板を得ることができるが、反射膜を形成する前に凹凸部を形成した基板を熱処理することによって凹凸部の表面をよりなだらかな曲面に形状変化させることができる。特に感光性樹脂がリフローしやすい性質のものであれば、この方法を用いて容易に特性の良いものが得られる。
【００１４】
本発明の反射板は、基板上に、膜厚が３．０μｍ以上の１層の感光性樹脂膜からなり、表面がなだらかな湾曲面とされた凹凸部を有し、該凹凸部の表面を含む基板表面に反射膜が形成されたことを特徴とする。
【００１５】
上述したように、本発明の反射板の製造方法によれば、焦点深度から外れた領域で露光を行うため、焦点深度以上の膜厚を有する感光性樹脂膜を用いても凹凸部の形成が可能である。現状、液晶表示装置の製造プロセスで用いられている露光装置で形状の再現性が確認できる現実的な焦点深度は最大３．０μｍであるため、膜厚が３．０μｍ以上の１層の感光性樹脂膜からなる凹凸部を形成することができる。なお、ここで言う「膜厚が３．０μｍ以上」というのは、なだらかな湾曲面を有する凹凸部の最も高い部分の高さが３．０μｍ以上という意味である。
【００１６】
本発明の液晶表示装置は、一対の基板間に液晶が挟持されてなる液晶表示装置であって、前記一対の基板のうちのいずれか一方の基板の外面に、上記本発明の反射板を備えたことを特徴とする。あるいは、前記一対の基板のうちのいずれか一方の基板の液晶側の面に、上記本発明の反射板を備えたことを特徴とする。
【００１７】
すなわち、本発明の液晶表示装置の形態としては、液晶を挟持する一対の基板からなる液晶セルの外面に上記反射板を備えた、いわゆる外付け反射板タイプのものと、液晶セルを構成する一方の基板の内面側に上記反射板を備えた、いわゆる内蔵反射板タイプの双方が考えられる。いずれにしても、上記本発明の反射板を備えたことで、ある程度広い視野角で明るい反射表示が得られる液晶表示装置を実現することができる。なお、外付け反射板タイプの場合には本発明の反射板が単体で存在していると考えて良いが、内蔵反射板タイプの場合には、本明細書においては液晶セルを構成する一対の基板のうち、一方の基板上の感光性樹脂膜からなる凹凸部と反射膜の部分のみを「反射板」と定義することにする。
【００１８】
本発明の他の液晶表示装置は、一対の基板間に液晶が挟持されてなり、複数の走査線と、複数のデータ線と、前記走査線と前記データ線の交差に対応してマトリクス状に配置された画素電極およびスイッチング素子とを有する液晶表示装置であって、前記一対の基板のうちのいずれか一方の基板の前記走査線、前記データ線、前記画素電極、前記スイッチング素子の少なくともいずれか一つの形状に起因する段差部上に、該段差部の形状を反映しない表面がなだらかな湾曲面状の凹凸部を有する樹脂膜が形成され、前記凹凸部の表面を含む前記樹脂膜の表面に反射膜が形成されたことを特徴とする。
【００１９】
言い換えると、上記の液晶表示装置はＴＦＴ、ＴＦＤ等のスイッチング素子を備えた内蔵反射板型のアクティブマトリクス方式の液晶表示装置であり、この種の液晶表示装置に本発明が適用可能である。アクティブマトリクス方式の液晶表示装置の場合、走査線、データ線等の配線や、画素電極、スイッチング素子等の各種構成要素の存在に起因して反射板の下地に段差部が生じる場合があるが、そのような場合でも、本発明によれば、平坦部が少なく反射光の散乱特性に優れた反射板が形成でき、広い視野角で明るい反射表示が得られる液晶表示装置を実現することができる。
【００２０】
本発明の他の液晶表示装置は、一対の基板間に液晶が挟持されてなり、前記一対の基板のうちの一方の基板に複数の走査電極が設けられ、他方の基板に前記複数の走査電極に交差する複数のデータ電極が設けられた液晶表示装置であって、前記一対の基板のうちのいずれか一方の基板上の前記走査電極、前記データ電極の少なくともいずれか一つの形状に起因する段差部上に、該段差部の形状を反映しない表面がなだらかな湾曲面状の凹凸部を有する樹脂膜が形成され、前記凹凸部の表面を含む前記樹脂膜の表面に反射膜が形成されたことを特徴とする。
【００２１】
言い換えると、上記の液晶表示装置は走査電極（コモン電極とも言う）、データ電極（セグメント電極とも言う）を各基板上に備えた内蔵反射板型のパッシブマトリクス方式の液晶表示装置であり、この種の液晶表示装置にも本発明が適用可能である。この場合も上記と同様、反射板の下地に段差部が生じていても平坦部が少なく反射光の散乱特性に優れた反射板が形成でき、広い視野角で明るい反射表示が得られる液晶表示装置を実現することができる。
【００２２】
上記いずれの場合も、上記反射膜が液晶駆動用の電極（アクティブマトリクス方式で言えば画素電極、パッシブマトリクス方式で言えば走査電極やデータ電極）を兼ねる構成とすることができる。その場合、膜厚が非常に厚い感光性樹脂膜が電極とその下の導電膜との間に介在することになるため、寄生容量が小さくなることで信号なまり等を防止でき、表示特性に優れた液晶表示装置を得ることができる。
【００２３】
本発明の液晶表示装置の製造方法は、上記本発明の反射板の製造方法を含むことを特徴とする。
本発明の液晶表示装置の製造方法においては、上記本発明の反射板の製造方法を用いて反射板を製造するため、１層の感光性樹脂膜を用いるだけで特性に優れた反射板が得られ、工程数の増加を招くことがなく、また、感光性樹脂の無駄を低減することができる。
【００２４】
本発明の電子機器は、上記本発明の液晶表示装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、広い視野角で明るい反射表示が視認可能な液晶表示部を備えた電子機器を実現することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１〜図１０を参照して説明する。
本実施の形態では、素子基板上の画素電極が反射板を兼ねた内蔵反射板タイプのアクティブマトリクス方式の液晶表示装置の例を挙げて説明する。
図１は本実施の形態の液晶表示装置を各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図であり、図２は図１のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。図３は、電気光学装置（液晶表示装置）の画像表示領域においてマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。なお、以下の説明に用いた各図においては、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せてある。
【００２６】
[液晶表示装置の全体構成]
図１および図２において、本実施の形態の液晶表示装置１００は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とがシール材５２によって貼り合わされ、このシール材５２によって区画された領域内に液晶５０が封入、保持されている。シール材５２の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる周辺見切り５３が形成されている。シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路２０１および実装端子２０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路２０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路２０４の間を接続するための複数の配線２０５が設けられている。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、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための基板間導通材２０６が配設されている。
【００２７】
なお、データ線駆動回路２０１および走査線駆動回路２０４をＴＦＴアレイ基板１０の上に形成する代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（Tape Automated Bonding）基板とＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的および機械的に接続するようにしてもよい。なお、液晶表示装置１００においては、使用する液晶５０の種類、すなわち、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード等の動作モードや、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、位相差板、偏光板等が所定の向きに配置されるが、ここでは図示を省略する。
【００２８】
また、液晶表示装置１００をカラー表示用として構成する場合には、対向基板２０において、ＴＦＴアレイ基板１０の後述する各画素電極に対向する領域に、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタをその保護膜とともに形成する。
【００２９】
このような構造を有する液晶表示装置１００の画像表示領域においては、図３に示すように、複数の画素１００ａがマトリクス状に構成されているとともに、これらの画素１００ａの各々には、画素スイッチング用のＴＦＴ３０が形成されており、画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを供給するデータ線６ａがＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次で供給してもよく、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。また、ＴＦＴ３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍをこの順に線順次で印加するように構成されている。反射電極９は、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけオン状態とすることにより、データ線６ａから供給される画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを各画素に所定のタイミングで書き込む。このようにして反射電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、図２に示す対向基板２０の対向電極２１との間で一定期間保持される。
【００３０】
なお、保持された画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防ぐために、反射電極９と対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量６０が付加されている。例えば、反射電極９の電圧は、ソース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ蓄積容量６０により保持される。これにより、電荷の保持特性は改善され、コントラスト比の高い液晶表示装置１００を実現することができる。なお、蓄積容量６０を形成する方法としては、図３に示すように、蓄積容量６０を形成するための配線である容量線３ｂとの間に形成する場合、または前段の走査線３ａとの間に形成する場合のいずれであってもよい。
【００３１】
〔ＴＦＴアレイ基板の構成〕
図４は、本実施の形態に用いたＴＦＴアレイ基板の一つの画素を示す平面図である。図５は、図４のＡ−Ａ’線における画素の断面図である。なお、図４及び図５においては、感光性樹脂を用いて複数の凸部を形成する場合を例として図示している。
図４において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、アルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、または上記の金属膜とチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等の金属膜との積層膜から構成された反射電極９がマトリクス状に形成されており、これら各反射電極９に対して画素スイッチング用のＴＦＴ３０がそれぞれ電気的に接続されている。また、反射電極９が形成された領域の縦横の境界に沿って、データ線６ａ、走査線３ａおよび容量線３ｂが形成され、ＴＦＴ３０がデータ線６ａおよび走査線３ａに対して接続されている。すなわち、データ線６ａは、コンタクトホール８を介してＴＦＴ３０の高濃度ソース領域１ａに電気的に接続され、反射電極９は、コンタクトホール１５およびドレイン電極６ｂを介してＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｄに電気的に接続されている。また、ＴＦＴ３０のチャネル形成用領域１ａ'に対向するように走査線３ａが延びている。なお、蓄積容量６０（蓄積容量素子）は、画素スイッチング用のＴＦＴ３０を形成するための半導体膜１の延設部分１ｆを導電化したものを下電極とし、この下電極１ｆに、走査線３ａと同層の容量線３ｂが上電極として重なった構造になっている。図４に示すように、このように構成した各画素１００ａ毎に反射電極９が形成され、それらの表面は平坦ではなく、後述する平面視円形の複数の凸部パターン９ｇがランダムに形成されている。
【００３２】
図５に示すように、この反射領域のＡ−Ａ’線で切断したときの断面は、ＴＦＴアレイ基板１０の基体としての透明なＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’の表面に、厚さが１００ｎｍ〜５００ｎｍのシリコン酸化膜（絶縁膜）からなる下地保護膜１１が形成され、この下地保護膜１１の表面には、厚さが３０ｎｍ〜１００ｎｍの島状の半導体膜１が形成されている。半導体膜１の表面には、厚さが約５０〜１５０ｎｍのシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜２が形成され、このゲート絶縁膜２の表面に、厚さが１００ｎｍ〜８００ｎｍの走査線３ａがゲート電極として形成されている。半導体膜１のうち、走査線３ａに対してゲート絶縁膜２を介して対向する領域がチャネル形成用領域１ａ'になっている。このチャネル形成用領域１ａ'に対して一方側には、低濃度領域１ｂおよび高濃度ソース領域１ａを備えるソース領域が形成され、他方側には低濃度領域１ｂおよび高濃度ドレイン領域１ｄを備えるドレイン領域が形成され、その中間には、ソース、ドレインのどちらの領域にも属さない高濃度領域１ｃが形成されている。
【００３３】
画素スイッチング用のＴＦＴ３０の表面側には、厚さが３００ｎｍ〜８００ｎｍのシリコン酸化膜からなる第１層間絶縁膜４、および厚さが１００ｎｍ〜８００ｎｍのシリコン窒化膜からなる第２層間絶縁膜５（表面保護膜）が形成されている（この第２層間絶縁膜５（表面保護膜）は形成しなくてもよい）。第１層間絶縁膜４の表面には厚さが１００ｎｍ〜８００ｎｍのデータ線６ａが形成され、このデータ線６ａは、第１層間絶縁膜４に形成されたコンタクトホール８を介して高濃度ソース領域１ａに電気的に接続されている。
【００３４】
第２層間絶縁膜５の上層には、例えばアクリル樹脂等に代表される有機系樹脂等の感光性樹脂からなる凸部形成層７が形成され、凸部形成層７の表面にはなだらかな湾曲面を有する凸部パターンが形成されている。そして、凸部形成層７の上層には、アルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、またはこれらの金属膜とチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等の金属膜との積層膜からなる反射電極９が形成されている。反射電極９の表面には、凸部形成層７の表面形状に対応した複数の凸部パターン９ｇが形成されている。
【００３５】
また、反射電極９の表面側にはポリイミド膜からなる配向膜１２が形成されている。この配向膜１２の表面側には、ラビング処理が施されている。
【００３６】
なお、ＴＦＴ３０は、好ましくは上述のようにＬＤＤ構造（Lightly Doped Drain構造）を持つが、低濃度領域１ｂに相当する領域に不純物イオンの打ち込みを行わないオフセット構造を有していてもよい。また、ＴＦＴ３０は、ゲート電極（走査線３ａの一部）をマスクとして高濃度で不純物イオンを打ち込み、自己整合的に高濃度のソースおよびドレイン領域を形成したセルフアライン型のＴＦＴであってもよい。
【００３７】
また、本実施の形態では、ＴＦＴ３０のゲート電極（走査線３ａ）をソース−ドレイン領域の間に２個配置したデュアルゲート（ダブルゲート）構造としたが、１個配置したシングルゲート構造であってもよく、また、これらの間に３個以上のゲート電極を配置したトリプルゲート以上の構造であってもよい。ゲート電極を複数個配置した場合、各々のゲート電極には同一の信号が印加されるようにする。このようにデュアルゲート（ダブルゲート）、またはトリプルゲート以上でＴＦＴ３０を構成すれば、チャネルとソース−ドレイン領域の接合部でのリーク電流を防止でき、オフ時の電流を低減することができる。これらのゲート電極の少なくとも１個をＬＤＤ構造またはオフセット構造にすれば、さらにオフ電流を低減でき、安定したスイッチング素子を得ることができる。
【００３８】
図４、図５において、ＴＦＴアレイ基板１０における反射電極９の表面のうち、ＴＦＴ３０の形成領域およびコンタクトホール１５から外れた領域には、前述のように凸部パターン９ｇが形成されている。
このような凸部パターン９ｇを構成するにあたって、本実施の形態のＴＦＴアレイ基板１０では、アクリル樹脂等の有機系の透光性の感光性樹脂からなる凸部形成層７が第２層間絶縁膜５上に３．０μｍ以上の厚さで例えばスピンコート法によって塗布され、後述する本発明特有の方法によって露光、現像されることにより表面に凸部パターン９ｇが形成される。
【００３９】
〔対向基板の構成〕
図５に示すように、対向基板２０においては、対向基板側のガラス基板２０’上の、ＴＦＴアレイ基板１０上の反射電極９の縦横の境界領域と対向する領域にブラックマトリクス、またはブラックストライプと称せられる遮光膜２３が形成され、その上層側にはＩＴＯ膜からなる対向電極２１が形成されている。また、対向電極２１の上層側には、ポリイミド膜からなる配向膜２２が形成されている。そして、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、液晶５０が封入されている。
【００４０】
［液晶表示装置の製造方法］
上記構成の液晶表示装置１００を製造する方法を、図６〜図１０を参照しつつ具体的に説明する。図６〜図１０は、本実施の形態のＴＦＴアレイ基板１０の製造方法を工程順に示す断面図である。
【００４１】
まず、図６（Ａ）に示すように、超音波洗浄等により清浄化したＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’を準備した後、基板温度が１５０℃〜４５０℃の温度条件下で、ＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’の全面に、シリコン酸化膜からなる下地保護膜１１をプラズマＣＶＤ法により１００ｎｍ〜５００ｎｍの厚さに形成する。このときの原料ガスとしては、例えば、モノシランと笑気ガス（一酸化二窒素）との混合ガスやＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン：Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄）と酸素、またはジシランとアンモニアを用いることができる。
【００４２】
次に、基板温度が１５０℃〜４５０℃の温度条件下で、ＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’の全面に、非晶質シリコン膜からなる半導体膜１をプラズマＣＶＤ法により３０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さに形成する。このときの原料ガスとしては、例えばジシランやモノシランを用いることができる。次に、半導体膜１に対してレーザ光を照射してレーザアニールを施す。その結果、アモルファスの半導体膜１は、一度溶融し、冷却固化過程を経て結晶化する。
【００４３】
次に、半導体膜１の表面にフォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスク５５１を介して半導体膜１をエッチングすることにより、図６（Ｂ）に示すように、島状の半導体膜１（能動層）を形成するための半導体膜を各々分離した状態に形成する。
【００４４】
次に、３５０℃以下の温度条件下で、半導体膜１の表面を含むＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’の全面に、ＣＶＤ法等によりシリコン酸化膜等からなるゲート絶縁膜２を５０ｎｍ〜１５０ｎｍの厚さに形成する。このときの原料ガスは、例えばＴＥＯＳと酸素ガスとの混合ガスを用いることができる。このゲート絶縁膜２は、シリコン酸化膜に代えて、シリコン窒化膜であってもよい。
【００４５】
次に、図示を省略するが、所定のレジストマスクを介して半導体膜１の延設部分１ｆに不純物イオンを打ち込んで、容量線３ｂとの間に蓄積容量６０を構成するための下電極を形成する（図４および図５参照）。
【００４６】
次に、図６（Ｃ）に示すように、スパッタ法等により、ＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’の全面に、走査線３ａ等を形成するためのアルミニウム、タンタル、モリブデン等からなる金属膜、またはこれらの金属のいずれかを主成分とする合金膜からなる導電膜３を１００ｎｍ〜８００ｎｍの厚さに形成した後、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスク５５２を形成する。
【００４７】
次に、レジストマスクを介して導電膜３をドライエッチングし、図６（Ｄ）に示すように、走査線３ａ（ゲート電極）、容量線３ｂ等を形成する。
【００４８】
次に、画素ＴＦＴ部および駆動回路のＮチャネルＴＦＴ部（図示せず）の側には、走査線３ａやゲート電極をマスクとして、約０．１×１０¹³／ｃｍ²〜約１０×１０¹³／ｃｍ²のドーズ量で低濃度の不純物イオン（リンイオン）を打ち込んで、走査線３ａに対して自己整合的に低濃度領域１ｂを形成する。ここで、走査線３ａの真下に位置し、不純物イオンが導入されなかった部分は半導体膜１のままのチャネル形成用領域１ａ’となる。
【００４９】
次に、図７（Ａ）に示すように、画素ＴＦＴ部では、走査線３ａ（ゲート電極）より幅の広いレジストマスク５５３を形成して高濃度の不純物イオン（リンイオン）を約０．１×１０¹⁵／ｃｍ²〜約１０×１０¹⁵／ｃｍ²のドーズ量で打ち込み、高濃度ソース領域１ａ、高濃度領域１ｃおよび高濃度ドレイン領域１ｄを形成する。
【００５０】
これらの不純物導入工程に代えて、低濃度の不純物の打ち込みを行わずにゲート電極より幅の広いレジストマスクを形成した状態で高濃度の不純物（リンイオン）を打ち込み、オフセット構造のソース領域およびドレイン領域を形成してもよい。また、走査線３ａをマスクにして高濃度の不純物を打ち込んで、セルフアライン構造のソース領域およびドレイン領域を形成してもよい。
【００５１】
次に、図７（Ｂ）に示すように、走査線３ａの表面側に、ＣＶＤ法等により、シリコン酸化膜等からなる層間絶縁膜４を３００ｎｍ〜８００ｎｍの厚さに形成する。このときの原料ガスは、例えば、ＴＥＯＳと酸素ガスとの混合ガスを用いることができる。次に、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスク５５４を形成する。
【００５２】
次に、レジストマスク５５４を介して層間絶縁膜４のドライエッチングを行い、図７（Ｃ）に示すように、層間絶縁膜４においてソース領域およびドレイン領域に対応する部分等にコンタクトホールをそれぞれ形成する。
【００５３】
次に、図７（Ｄ）に示すように、層間絶縁膜４の表面側に、データ線６ａ（ソース電極）等を構成するためのアルミニウム膜、チタン膜、窒化チタン膜、タンタル膜、モリブデン膜、またはこれらの金属のいずれかを主成分とする合金膜、または積層膜からなる金属膜６をスパッタ法等で１００ｎｍ〜８００ｎｍの厚さに形成した後、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスク５５５を形成する。
【００５４】
次に、レジストマスク５５５を介して金属膜６にドライエッチングを行い、図８（Ａ）に示すように、データ線６ａおよびドレイン電極６ｂを形成する。
【００５５】
次に、図８（Ｂ）に示すように、シリコン窒化膜からなる第２層間絶縁膜５を、データ線６ａおよびドレイン電極６ｂの表面側にＣＶＤ法等により１００ｎｍ〜８００ｎｍの膜厚に形成する。
【００５６】
次に、図９（Ａ）に示すように、アクリル樹脂等の有機系の透光性の感光性樹脂７ａを３．０μｍ以上の厚さに例えばスピンコート法で塗布した後、感光性樹脂７ａをフォトリソグラフィー技術を用いてパターニングすることによって、図９（Ｂ）に示すように、表面に複数の凸部パターン７ｇが形成された凸部形成層７を形成する。
【００５７】
この際、形成すべき凸部パターン７ｇに対応したパターンを有するフォトマスクを用いるが、仮にポジタイプの感光性樹脂を用いる場合には凸部パターン７ｇの個所が遮光パターンとなったフォトマスクを用いればよい。また、ネガタイプの感光性樹脂を用いる場合には凸部パターン７ｇの個所が透光パターンとなったフォトマスクを用いればよい。このようなフォトマスクを用いて、当該製造プロセスで使用する露光装置が持っている焦点深度を外れた領域にフォーカス位置を設定して感光性樹脂７ａの露光を行う。例えば、焦点深度を外す距離としては数十μｍ程度とするのが望ましい。その後、露光済みの感光性樹脂７ａの現像を行うことにより、感光性樹脂７ａの表面に凸部パターン７ｇが形成される。
【００５８】
次に、図９（Ｃ）に示すように、フォトリソグラフィー技術を利用して感光性樹脂７ａ（図９（Ｃ）参照）をドレイン電極６ｂの表面に達するまで開口させて、コンタクトホール１５を形成する。
【００５９】
次に、図１０（Ａ）に示すように、凸部形成層７およびコンタクトホール１５の表面に、スパッタリング法等によってアルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、またはチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等との積層膜のような反射性を備えた金属膜９ａを形成する。
【００６０】
次に、図１０（Ｂ）に示すように、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて、金属膜９ａをパターニングして反射電極９を形成する。このようにして形成した反射電極９は、ドレイン電極６ｂと電気的に接続されるとともに、その表面には、凸部形成層７表面の凸部パターン７ｇによって平坦部のない、なだらかな形状の凸部パターン９ｇが形成されている。
【００６１】
その後、反射電極９上にポリイミドからなる配向膜１２を形成する。それには、ポリイミド膜を形成した後、ラビング処理を施せばよい。以上の工程を経て、ＴＦＴアレイ基板１０が完成する。
【００６２】
一方、対向基板２０については、ガラス等からなる基板本体２０’を用意し、基板本体２０’表面の画素間に対応する領域に遮光膜２３を形成した後、スパッタリング法等によりＩＴＯ等の透明導電性材料を堆積し、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることにより、基板本体２０’のほぼ全面に共通電極２１を形成する。さらに、共通電極２１の全面に、配向膜形成用の塗布液を塗布した後、ラビング処理を施すことにより、配向膜２２を形成し、対向基板２０が製造される。
【００６３】
上述のようにして製造されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを、配向膜１２，２２が互いに対向するようにシール材を介して貼り合わせ、真空注入法などの方法により両基板間の空間に液晶を注入し、液晶層５０を形成する。最後に、こうしてできた液晶セルの外側に必要に応じて位相差板、偏光板等を貼付し、本実施の形態の液晶表示装置１００が完成する。
【００６４】
本実施の形態の液晶表示装置１００の製造プロセスにおいては、反射電極９の下地となる感光性樹脂７ａを露光する際にフォーカスが合った状態で露光を行うのではなく、その露光装置が持つ焦点深度を外れた領域に意図的にフォーカス位置を設定する、いわゆる意図的にデフォーカスをかけた状態で感光性樹脂７ａの露光を行うようにしている。これにより、下地の段差部の形状がくっきりと再現されずに全体がぼけ、例えば図５における容量線３ｂの上方に位置する凸部パターン９ｇのように、基板上の構造物の形状が感光性樹脂７ａの表面に反映されず、表面がなだらかな湾曲面を形成することができる。
【００６５】
このように、露光装置の焦点深度を外れた領域にフォーカスを設定して感光性樹脂７ａの露光を行い、この感光性樹脂７ａの現像を行って凸部パターン７ｇを形成した後、凸部パターン７ｇの表面を含む全面に反射電極９を形成しているので、３．０μｍ以上といった厚い膜厚に感光性樹脂７ａを形成して露光量を上げ、下地に段差部が存在するような場合であっても、凸部パターン９ｇの表面に平坦面ができにくく、反射電極９の表面で入射光が充分に散乱するため、反射光の散乱特性を従来に比べて向上することができる。その結果、広い視野角で明るい反射表示が得られる液晶表示装置を実現することができる。また、膜厚が非常に厚い感光性樹脂７ａが反射電極９の下に介在することになるため、寄生容量が小さくなることで信号なまり等を防止でき、表示特性に優れた液晶表示装置を得ることができる。
【００６６】
さらに、露光工程において、露光時間内に焦点深度を外れた領域で連続的にフォーカス位置を振るようにしてもよい。露光工程の再現性について考えた時、特に感光性樹脂７ａが厚くなると、ベストフォーカスで露光量を上げて露光を行ったのでは製造バラツキが大きく、再現性の低下が避けられない。その点、本実施の形態の方法によれば、もともとフォーカスが合っていない状態でぼけた形状の凸部パターン７ｇを形成するため、ベストフォーカスの場合と比べて逆に再現性が向上する効果が得られるが、さらに露光時間内に焦点深度を外れた領域で連続的にフォーカス位置を振ると、異なるフォーカス位置での異なる露光光の強度分布が平均化されて感光性樹脂７ａに照射されるため、強度分布の平均化の作用によって再現性をより向上することができる。
【００６７】
また本実施の形態によれば、凸部パターン９ｇの表面が充分になだらかな反射電極９を得ることができるが、反射電極９を形成する前に凸部パターン７ｇを形成した感光性樹脂７ａ付きの基板を熱処理することによって凸部パターン７ｇの表面をよりなだらかな曲面に形状変化させることができる。
なお、本実施の形態においては、図４及び図５に示したように、感光性樹脂により複数の凸部を形成する場合を例として説明したが、複数の凸部の代わりに複数の凹部を形成する場合にも、全く同様に応用することができる。
【００６８】
［電子機器］
上記実施の形態の液晶表示装置を備えた電子機器の例について説明する。
図１１は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１１において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の液晶表示装置を用いた液晶表示部を示している。
【００６９】
図１２は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１２において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は上記の液晶表示装置を用いた液晶表示部を示している。
【００７０】
図１３は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１３において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置本体、符号１２０６は上記の液晶表示装置を用いた液晶表示部を示している。
【００７１】
図１１〜図１３に示す電子機器は、上記実施の形態の液晶表示装置を用いた液晶表示部を備えているので、広い視野角で明るい反射表示が視認可能な液晶表示部を備えた電子機器を実現することができる。
【００７２】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施の形態ではＴＦＴをスイッチング素子としたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置に本発明を適用した例を示したが、その他、ＴＦＤをスイッチング素子としたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置、あるいは一対の基板の各々に走査電極、データ電極を備えたパッシブマトリクス方式の液晶表示装置に本発明を適用することも可能である。また、上記実施の形態では内蔵反射板タイプの液晶表示装置に本発明の反射板を適用した例を示したが、反射板を基板上に単体で形成し、液晶セルの外面に外付けしたタイプの液晶表示装置に本発明を適用することもできる。
【００７３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、特に感光性樹脂膜を厚く形成した場合や下地に段差部が存在する場合であっても、表面がなだらかな湾曲面となった複数の凹凸部を備えた反射板を再現性良く得ることができる。また、このような反射板を備えたことで視野角や明るさ等の反射表示特性に優れた液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の液晶表示装置を各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図である。
【図２】図１のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。
【図３】同、液晶表示装置の画像表示領域においてマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。
【図４】同、液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の一つの画素を示す平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ'線における画素の断面図である。
【図６】同、液晶表示装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図７】同、工程断面図の続きである。
【図８】同、工程断面図の続きである。
【図９】同、工程断面図の続きである。
【図１０】同、工程断面図の続きである。
【図１１】本発明の電子機器の一例を示す斜視図である。
【図１２】同、電子機器の他の例を示す斜視図である。
【図１３】同、電子機器のさらに他の例を示す斜視図である。
【図１４】（Ａ）本発明の反射板の製造方法における露光工程の作用を説明するための図、（Ｂ）従来の方法における露光工程の作用を説明するための図である。
【符号の説明】
７凸部形成層
７ａ感光性樹脂
９反射電極
１０ＴＦＴアレイ基板
２０対向基板
３０ＴＦＴ
５０液晶
１００液晶表示装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reflector and a method for manufacturing the same, a liquid crystal display device and a method for manufacturing the same, and an electronic apparatus, and more particularly to a method for manufacturing a reflector having excellent reflection characteristics.
[0002]
[Prior art]
Reflective liquid crystal display devices have low power consumption because they do not have a light source such as a backlight, and are conventionally widely used in various display units attached to various portable electronic devices and devices. However, since a reflective liquid crystal display device performs display using external light such as natural light or illumination light, there is a problem in that display visibility decreases in a dark place where the amount of external light is limited. It was. Therefore, in this type of liquid crystal display device, it is necessary to effectively use limited external light as much as possible. Conventionally, a wide viewing angle is obtained by forming a large number of irregularities on the surface of the reflective film and scattering the reflected light. A technology for obtaining bright display has been adopted.
[0003]
As a method for realizing such a reflector, for example, after applying a photosensitive resin on the substrate, a plurality of protrusions are formed on the substrate by patterning the photosensitive resin film using a photolithography technique, There has been proposed a method in which a second photosensitive resin film is further formed over the entire substrate, a resin film having a plurality of uneven portions on the surface is formed, and then a reflective film is formed. However, this method has a problem that a photosensitive resin film is wasted due to patterning of the first photosensitive resin film, which has a large process load because a two-layer photosensitive resin film must be formed. ing. Therefore, in order to solve this problem, as a method of forming a concavo-convex portion on the surface with one layer of photosensitive resin, half exposure is performed on one layer of the photosensitive resin film, that is, the exposure amount of the photosensitive resin film is increased. There has also been proposed a method of forming a resin film having a plurality of uneven portions on the surface by keeping the amount halfway.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
For example, in a liquid crystal display device, when a concavo-convex portion made of the photosensitive resin film is formed on a substrate and then a reflective film is formed on the concavo-convex portion, a configuration in which the reflective film also serves as an electrode for driving a liquid crystal is adopted. There is. In such a case, there is a demand for thickening the resin film for the purpose of minimizing the parasitic capacitance between the pixel electrode and the conductive film therebelow. As described above, when the thickness of the resin film is increased, the formation of the concavo-convex portion using the half exposure method has a limit in increasing the exposure amount, and a flat portion remains on the surface of the resin film. In addition, there is a problem that manufacturing variation is large and reproducibility is poor.
[0005]
As described above, when the reflective film also serves as an electrode for driving the liquid crystal, for example, in the case of an active matrix type liquid crystal display device, a thin film transistor (hereinafter abbreviated as TFT) is provided below the reflective film. Since switching elements such as thin film diodes (hereinafter abbreviated as TFD) or wirings such as scanning lines and data lines are formed, the base of the reflective film is not flat. There is a step due to the above. Under these circumstances, if the exposure dose is increased to expose a thick resin film, the step shape will be reflected on the surface of the resin film, and the surface will not be a gentle curved surface, but a flat part will be formed. become.
[0006]
From the viewpoint of obtaining a bright reflective display with a wide viewing angle, it is preferable that the surface of the concavo-convex portion is as smooth as possible without being as flat as possible. However, as described above, in particular, when the photosensitive resin film is formed thick or when there is a stepped portion on the base, it is easy to form a flat surface on the surface of the concavo-convex portion. Reflection occurs, and the reflected light is not scattered at this portion, so that there is a problem that the reflective display characteristics are deteriorated.
[0007]
The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and the surface has a gentle curved surface even when the resin film is formed thick or when there is a stepped portion on the base. It aims at providing the method by which the reflecting plate provided with the several uneven | corrugated | grooved part is obtained with sufficient reproducibility. It is another object of the present invention to provide a reflective liquid crystal display device that is excellent in display characteristics such as viewing angle and brightness by including such a reflector.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a reflector according to the present invention uses a step of forming a photosensitive resin film on a substrate and a photomask having a pattern corresponding to the uneven portions to be formed later. A step of exposing the photosensitive resin film by setting a focus position in a region out of the depth of focus of the exposure apparatus, and developing the exposed photosensitive resin film, thereby removing the photosensitive resin film from the photosensitive resin film; A step of forming an uneven portion, and a step of forming a reflective film on the substrate surface including the surface of the uneven portion.
[0009]
As described above, a method for producing a reflector by forming a concavo-convex portion of a photosensitive resin film on a substrate and then forming a reflective film on the concavo-convex portion is conventionally known. Conventionally, when patterning a photosensitive resin film using a photolithography technique, it is basic to perform exposure with the best focus in the exposure apparatus to be used, or at least with the focus position within the focal depth. In fact, it was working like that. Here, for example, when the exposure amount is increased to some extent in order to expose a thick photosensitive resin film, the exposure apparatus picks up the shape of the stepped portion of the base and performs focusing, so as shown in FIG. In addition, the shape of the structure 71 on the substrate 70 is reflected on the surface of the photosensitive resin film 72 to form the flat surface 72f, and the surface does not become a gentle curved surface.
[0010]
Therefore, the inventors intentionally set the focus position in an area out of the focus depth of the exposure apparatus, instead of performing exposure in a focused state when exposing the photosensitive resin film. When the photosensitive resin film is exposed in a so-called intentionally defocused state, the entire shape of the stepped portion of the base is not reproduced clearly, and the whole is blurred, as shown in FIG. It was actually confirmed that the shape of the structure 71 on the substrate 70 was not reflected on the surface of the photosensitive resin film 72 and the surface became a gentle curved surface. For example, the distance from which the depth of focus is removed is suitably about several tens of μm.
[0011]
As described above, according to the manufacturing method of the reflector of the present invention, a photomask having a pattern corresponding to the concavo-convex portion to be formed later is used to set the focus to an area out of the focus depth of the exposure apparatus and perform photosensitivity. Since the photosensitive resin film is exposed and the exposed photosensitive resin film is developed to form an uneven portion made of a photosensitive resin film, a reflective film is formed on the substrate surface including the surface of the uneven portion. Even if the photosensitive resin film is thickly formed to increase the exposure amount and there is a stepped portion on the base, it is difficult to form a flat surface on the surface of the concavo-convex portion. Since it scatters enough, the scattering characteristic of reflected light can be improved compared with the past.
[0012]
Further, in the exposure step, the focus position may be continuously shifted in a region out of the focal depth within the exposure time.
Considering the reproducibility of the exposure process, especially when the photosensitive resin film is thick, if the exposure is performed with the best focus and the exposure amount is increased, the manufacturing variation is large, and the reproducibility is unavoidable. In that respect, according to the method of the present invention, the uneven portion is originally formed in the out-of-focus state, in other words, the uneven portion having a somewhat blurred shape is formed. Improves. However, if the focus position is continuously moved in a region outside the depth of focus within the exposure time, the intensity distribution of different exposure light at different focus positions is averaged and irradiated to the photosensitive resin film. The effect of further improving reproducibility is obtained by the action of the averaging of the distribution.
[0013]
According to the present invention, a reflector having a sufficiently smooth surface can be obtained, but the surface of the uneven portion can be made more gentle by heat-treating the substrate on which the uneven portion has been formed before forming the reflective film. The shape can be changed to a curved surface. In particular, if the photosensitive resin has a property of being easily reflowed, a resin having good characteristics can be easily obtained using this method.
[0014]
The reflecting plate of the present invention has a concavo-convex portion made of a single layer of a photosensitive resin film having a film thickness of 3.0 μm or more on a substrate, the surface of which is a gentle curved surface. A reflection film is formed on the surface of the substrate to be included.
[0015]
As described above, according to the manufacturing method of the reflector of the present invention, since the exposure is performed in the region out of the focal depth, the uneven portion can be formed even if the photosensitive resin film having a film thickness greater than the focal depth is used. Is possible. At present, the maximum depth of focus at which the reproducibility of the shape can be confirmed with an exposure apparatus used in the manufacturing process of a liquid crystal display device is 3.0 μm at the maximum, so one layer of photosensitivity with a thickness of 3.0 μm or more An uneven portion made of a resin film can be formed. Here, “the film thickness is 3.0 μm or more” means that the height of the highest portion of the uneven portion having a gentle curved surface is 3.0 μm or more.
[0016]
The liquid crystal display device of the present invention is a liquid crystal display device in which liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates, and includes the reflection plate of the present invention on the outer surface of one of the pair of substrates. It is characterized by that. Alternatively, the reflective plate of the present invention is provided on the liquid crystal side surface of one of the pair of substrates.
[0017]
That is, as a form of the liquid crystal display device of the present invention, a so-called external reflection plate type in which the reflection plate is provided on the outer surface of a liquid crystal cell composed of a pair of substrates sandwiching the liquid crystal, and one constituting the liquid crystal cell. Both so-called built-in reflection plate types having the above reflection plate on the inner surface side of the substrate can be considered. In any case, by providing the reflector of the present invention, it is possible to realize a liquid crystal display device capable of obtaining a bright reflective display with a somewhat wide viewing angle. In the case of the external reflection plate type, it may be considered that the reflection plate of the present invention exists alone, but in the case of the built-in reflection plate type, in this specification, a pair of liquid crystal cells is formed. Of the substrates, only the concavo-convex portion made of the photosensitive resin film on one substrate and the portion of the reflective film are defined as “reflecting plate”.
[0018]
In another liquid crystal display device of the present invention, a liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates, and is arranged in a matrix corresponding to a plurality of scanning lines, a plurality of data lines, and intersections of the scanning lines and the data lines. A liquid crystal display device having a pixel electrode and a switching element arranged, wherein at least one of the scanning line, the data line, the pixel electrode, and the switching element of one of the pair of substrates. A resin film having a gentle curved surface uneven portion that does not reflect the shape of the step portion is formed on the step portion due to one shape, and the surface of the resin film including the surface of the uneven portion is formed. A reflective film is formed.
[0019]
In other words, the above liquid crystal display device is a built-in reflection plate type active matrix liquid crystal display device provided with switching elements such as TFTs and TFDs, and the present invention can be applied to this type of liquid crystal display device. In the case of an active matrix type liquid crystal display device, there may be a stepped portion on the base of the reflector due to the presence of various components such as wiring such as scanning lines and data lines, pixel electrodes, and switching elements, Even in such a case, according to the present invention, it is possible to realize a liquid crystal display device that can form a reflective plate with few flat portions and excellent reflected light scattering characteristics, and can obtain a bright reflective display with a wide viewing angle.
[0020]
In another liquid crystal display device of the present invention, liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates, a plurality of scan electrodes are provided on one of the pair of substrates, and the plurality of scan electrodes are provided on the other substrate. A liquid crystal display device provided with a plurality of data electrodes intersecting with each other, wherein the step is caused by the shape of at least one of the scan electrode and the data electrode on one of the pair of substrates A resin film having a gentle curved surface uneven portion that does not reflect the shape of the stepped portion is formed on the surface, and a reflective film is formed on the surface of the resin film including the surface of the uneven portion It is characterized by.
[0021]
In other words, the above-described liquid crystal display device is a built-in reflector-type passive matrix liquid crystal display device provided with scanning electrodes (also referred to as common electrodes) and data electrodes (also referred to as segment electrodes) on each substrate. The present invention can also be applied to other liquid crystal display devices. In this case as well, a liquid crystal display device capable of forming a reflective plate with few flat portions and excellent scattered light scattering characteristics even when a step portion is formed on the base of the reflective plate, and providing a bright reflective display with a wide viewing angle. Can be realized.
[0022]
In any of the above cases, the reflective film can also serve as a liquid crystal driving electrode (a pixel electrode in the active matrix system, a scanning electrode or a data electrode in the passive matrix system). In that case, a very thick photosensitive resin film is interposed between the electrode and the conductive film underneath it, so that the parasitic capacitance is reduced, so that signal rounding can be prevented and display characteristics are excellent. A liquid crystal display device can be obtained.
[0023]
The method for producing a liquid crystal display device according to the present invention includes the method for producing a reflector according to the present invention.
In the manufacturing method of the liquid crystal display device of the present invention, a reflecting plate is manufactured using the manufacturing method of the reflecting plate of the present invention, so that a reflecting plate having excellent characteristics can be obtained only by using one layer of the photosensitive resin film. Therefore, the number of processes is not increased, and the waste of the photosensitive resin can be reduced.
[0024]
An electronic apparatus according to the present invention includes the liquid crystal display device according to the present invention.
According to the present invention, it is possible to realize an electronic apparatus including a liquid crystal display unit in which a bright reflective display can be visually recognized with a wide viewing angle.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In this embodiment mode, an example of a built-in reflector type active matrix liquid crystal display device in which a pixel electrode on an element substrate also serves as a reflector will be described.
FIG. 1 is a plan view of the liquid crystal display device according to the present embodiment as viewed from the counter substrate side together with each component, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line HH ′ of FIG. FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of various elements and wirings in a plurality of pixels formed in a matrix in the image display region of the electro-optical device (liquid crystal display device). In each drawing used in the following description, the scale is different for each layer and each member so that each layer and each member can be recognized on the drawing.
[0026]
[Overall configuration of liquid crystal display]
1 and 2, in the liquid crystal display device 100 of the present embodiment, the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 are bonded together by a sealing material 52, and the liquid crystal 50 is enclosed in a region partitioned by the sealing material 52. Is retained. A peripheral parting 53 made of a light shielding material is formed in a region inside the region where the sealing material 52 is formed. A data line driving circuit 201 and a mounting terminal 202 are formed along one side of the TFT array substrate 10 in a region outside the sealing material 52, and the scanning line driving circuit 204 is formed along two sides adjacent to the one side. Is formed. On the remaining side of the TFT array substrate 10, a plurality of wirings 205 are provided for connecting between the scanning line driving circuits 204 provided on both sides of the image display area. Further, at least one corner of the counter substrate 20 is provided with an inter-substrate conductive material 206 for establishing electrical continuity between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20.
[0027]
Instead of forming the data line driving circuit 201 and the scanning line driving circuit 204 on the TFT array substrate 10, for example, a TAB (Tape Automated Bonding) substrate on which a driving LSI is mounted and a peripheral portion of the TFT array substrate 10 The terminal group formed in the above may be electrically and mechanically connected via an anisotropic conductive film. In the liquid crystal display device 100, depending on the type of the liquid crystal 50 to be used, that is, depending on the operation mode such as TN (Twisted Nematic) mode, STN (Super Twisted Nematic) mode, or normally white mode / normally black mode. A retardation plate, a polarizing plate, and the like are arranged in a predetermined direction, but the illustration is omitted here.
[0028]
Further, when the liquid crystal display device 100 is configured for color display, in the counter substrate 20, for example, red (R), green (G), A blue (B) color filter is formed together with the protective film.
[0029]
In the image display region of the liquid crystal display device 100 having such a structure, as shown in FIG. 3, a plurality of pixels 100a are configured in a matrix, and each of these pixels 100a has a pixel switching region. TFT 30 is formed, and a data line 6 a for supplying pixel signals S 1, S 2,..., Sn is electrically connected to the source of the TFT 30. Pixel signals S1, S2,..., Sn to be written to the data lines 6a may be supplied line-sequentially in this order, or may be supplied for each group to a plurality of adjacent data lines 6a. . Further, the scanning line 3a is electrically connected to the gate of the TFT 30, and the scanning signals G1, G2,..., Gm are applied to the scanning line 3a in a pulse-sequential manner in this order at a predetermined timing. It is configured. The reflective electrode 9 is electrically connected to the drain of the TFT 30, and the pixel signals S 1, S 2,... Sn supplied from the data line 6 a are turned on by turning on the TFT 30 as a switching element for a certain period. Write to each pixel at a predetermined timing. The pixel signals S1, S2,..., Sn written in the liquid crystal via the reflective electrode 9 in this way are held for a certain period with the counter electrode 21 of the counter substrate 20 shown in FIG.
[0030]
In order to prevent the retained pixel signals S1, S2,..., Sn from leaking, a storage capacitor 60 is added in parallel with the liquid crystal capacitor formed between the reflective electrode 9 and the counter electrode. For example, the voltage of the reflective electrode 9 is held by the storage capacitor 60 for a time that is three orders of magnitude longer than the time when the source voltage is applied. Thereby, the charge retention characteristics are improved, and the liquid crystal display device 100 with a high contrast ratio can be realized. As a method of forming the storage capacitor 60, as shown in FIG. 3, the storage capacitor 60 is formed between the storage capacitor 60 and the capacitor line 3b, which is a wiring for forming the storage capacitor 60, or between the previous scanning line 3a. Any of the above may be used.
[0031]
[Configuration of TFT array substrate]
FIG. 4 is a plan view showing one pixel of the TFT array substrate used in the present embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view of the pixel taken along line AA ′ in FIG. 4 and 5 show an example in which a plurality of convex portions are formed using a photosensitive resin.
In FIG. 4, on the TFT array substrate 10, a reflective electrode 9 composed of aluminum, silver, or an alloy thereof, or a laminated film of the above metal film and a metal film of titanium, titanium nitride, molybdenum, tantalum or the like. Are formed in a matrix, and pixel switching TFTs 30 are electrically connected to the reflective electrodes 9, respectively. A data line 6a, a scanning line 3a, and a capacitor line 3b are formed along the vertical and horizontal boundaries of the region where the reflective electrode 9 is formed, and the TFT 30 is connected to the data line 6a and the scanning line 3a. That is, the data line 6a is electrically connected to the high concentration source region 1a of the TFT 30 through the contact hole 8, and the reflective electrode 9 is connected to the high concentration drain region 1d of the TFT 30 through the contact hole 15 and the drain electrode 6b. Electrically connected. Further, the scanning line 3 a extends so as to face the channel formation region 1 a ′ of the TFT 30. Note that the storage capacitor 60 (storage capacitor element) is obtained by making the extended portion 1f of the semiconductor film 1 for forming the pixel switching TFT 30 conductive, and using the lower electrode 1f as a scanning line 3a. The capacitor line 3b in the same layer is overlapped as the upper electrode. As shown in FIG. 4, the reflection electrode 9 is formed for each pixel 100a configured as described above, and the surface thereof is not flat, and a plurality of convex patterns 9g having a circular shape in plan view, which will be described later, are randomly formed. Yes.
[0032]
As shown in FIG. 5, the cross-section of the reflection region taken along the line AA ′ has a thickness on the surface of a glass substrate 10 ′ for a transparent TFT array substrate as a substrate of the TFT array substrate 10. A base protective film 11 made of a silicon oxide film (insulating film) having a thickness of 100 nm to 500 nm is formed, and an island-like semiconductor film 1 having a thickness of 30 nm to 100 nm is formed on the surface of the base protective film 11. A gate insulating film 2 made of a silicon oxide film having a thickness of about 50 to 150 nm is formed on the surface of the semiconductor film 1, and a scanning line 3 a having a thickness of 100 nm to 800 nm is formed on the surface of the gate insulating film 2. It is formed as an electrode. In the semiconductor film 1, a region facing the scanning line 3a via the gate insulating film 2 is a channel formation region 1a ′. A source region including a low concentration region 1b and a high concentration source region 1a is formed on one side of the channel forming region 1a ', and a drain including a low concentration region 1b and a high concentration drain region 1d on the other side. A region is formed, and a high-concentration region 1c that does not belong to either the source or drain region is formed in the middle.
[0033]
On the surface side of the pixel switching TFT 30, a first interlayer insulating film 4 made of a silicon oxide film having a thickness of 300 nm to 800 nm and a second interlayer insulating film 5 made of a silicon nitride film having a thickness of 100 nm to 800 nm ( (Surface protective film) is formed (the second interlayer insulating film 5 (surface protective film) may not be formed). A data line 6 a having a thickness of 100 nm to 800 nm is formed on the surface of the first interlayer insulating film 4, and the data line 6 a is connected to the high concentration source region via a contact hole 8 formed in the first interlayer insulating film 4. It is electrically connected to 1a.
[0034]
A convex portion forming layer 7 made of a photosensitive resin such as an organic resin typified by an acrylic resin is formed on the second interlayer insulating film 5, and the convex portion forming layer 7 has a gentle curve on the surface. A convex pattern having a surface is formed. A reflective electrode 9 made of a laminated film of aluminum, silver, or an alloy thereof, or a metal film of these and a metal film of titanium, titanium nitride, molybdenum, tantalum, or the like is formed on the upper layer of the projection forming layer 7. Has been. On the surface of the reflective electrode 9, a plurality of convex pattern 9g corresponding to the surface shape of the convex forming layer 7 is formed.
[0035]
An alignment film 12 made of a polyimide film is formed on the surface side of the reflective electrode 9. A rubbing process is performed on the surface side of the alignment film 12.
[0036]
The TFT 30 preferably has an LDD structure (Lightly Doped Drain structure) as described above, but may have an offset structure in which impurity ions are not implanted into a region corresponding to the low concentration region 1b. Further, the TFT 30 may be a self-aligned TFT in which impurity ions are implanted at a high concentration using a gate electrode (a part of the scanning line 3a) as a mask to form high-concentration source and drain regions in a self-aligned manner. .
[0037]
In this embodiment, the dual gate (double gate) structure in which two gate electrodes (scanning lines 3a) of the TFT 30 are arranged between the source and drain regions is used. Alternatively, a triple gate or more structure in which three or more gate electrodes are arranged between them may be used. When a plurality of gate electrodes are arranged, the same signal is applied to each gate electrode. If the TFT 30 is configured with dual gates (double gates) or triple gates or more in this way, leakage current at the junction between the channel and the source-drain region can be prevented, and the current during OFF can be reduced. If at least one of these gate electrodes has an LDD structure or an offset structure, the off-current can be further reduced and a stable switching element can be obtained.
[0038]
4 and 5, the convex pattern 9g is formed in the surface of the reflective electrode 9 in the TFT array substrate 10 in the region where the TFT 30 is formed and the region outside the contact hole 15, as described above.
In constructing such a convex pattern 9g, in the TFT array substrate 10 of the present embodiment, the convex forming layer 7 made of an organic translucent photosensitive resin such as an acrylic resin is used as the second interlayer insulating film. 5 is applied by a spin coating method, for example, with a thickness of 3.0 μm or more, and exposed and developed by a method specific to the present invention described later, thereby forming a convex pattern 9g on the surface.
[0039]
[Configuration of counter substrate]
As shown in FIG. 5, in the counter substrate 20, a black matrix or a black stripe is formed in a region facing the vertical and horizontal boundary regions of the reflective electrode 9 on the TFT array substrate 10 on the glass substrate 20 ′ on the counter substrate side. A so-called light shielding film 23 is formed, and a counter electrode 21 made of an ITO film is formed on the upper layer side thereof. An alignment film 22 made of a polyimide film is formed on the upper layer side of the counter electrode 21. A liquid crystal 50 is sealed between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20.
[0040]
[Method for manufacturing liquid crystal display device]
A method for manufacturing the liquid crystal display device 100 having the above configuration will be specifically described with reference to FIGS. 6-10 is sectional drawing which shows the manufacturing method of TFT array substrate 10 of this Embodiment in order of a process.
[0041]
First, as shown in FIG. 6 (A), after preparing a glass substrate 10 ′ for a TFT array substrate cleaned by ultrasonic cleaning or the like, the TFT array is subjected to temperature conditions of 150 ° C. to 450 ° C. A base protective film 11 made of a silicon oxide film is formed on the entire surface of a glass substrate 10 ′ for a substrate to a thickness of 100 nm to 500 nm by plasma CVD. As the source gas at this time, for example, a mixed gas of monosilane and laughing gas (dinitrogen monoxide) or TEOS (tetraethoxysilane: Si (OC ₂ H _Five ) _Four ) And oxygen, or disilane and ammonia.
[0042]
Next, the semiconductor film 1 made of an amorphous silicon film is formed on the entire surface of the glass substrate 10 ′ for the TFT array substrate under a temperature condition of 150 ° C. to 450 ° C. by a plasma CVD method to a thickness of 30 nm to 100 nm. To form. As source gas at this time, for example, disilane or monosilane can be used. Next, laser annealing is performed by irradiating the semiconductor film 1 with laser light. As a result, the amorphous semiconductor film 1 is once melted and crystallized through a cooling and solidifying process.
[0043]
Next, the semiconductor film 1 is etched on the surface of the semiconductor film 1 through the resist mask 551 using a photolithography technique, so that the island-shaped semiconductor film 1 (active layer) is formed as shown in FIG. The semiconductor films for forming are separated from each other.
[0044]
Next, a gate insulating film 2 made of a silicon oxide film or the like is formed on the entire surface of the glass substrate 10 ′ for the TFT array substrate including the surface of the semiconductor film 1 under a temperature condition of 350 ° C. or less by a CVD method or the like to 50 nm to 150 nm. The thickness is formed. As the source gas at this time, for example, a mixed gas of TEOS and oxygen gas can be used. The gate insulating film 2 may be a silicon nitride film instead of the silicon oxide film.
[0045]
Next, although not shown, impurity ions are implanted into the extended portion 1f of the semiconductor film 1 through a predetermined resist mask, and a lower electrode for forming the storage capacitor 60 is formed between the capacitor line 3b. (See FIG. 4 and FIG. 5).
[0046]
Next, as shown in FIG. 6C, a metal film made of aluminum, tantalum, molybdenum or the like for forming the scanning lines 3a and the like on the entire surface of the glass substrate 10 'for the TFT array substrate by sputtering or the like. Alternatively, after the conductive film 3 made of an alloy film containing either of these metals as a main component is formed to a thickness of 100 nm to 800 nm, a resist mask 552 is formed using a photolithography technique.
[0047]
Next, the conductive film 3 is dry-etched through a resist mask to form a scanning line 3a (gate electrode), a capacitor line 3b, and the like as shown in FIG.
[0048]
Next, on the side of the pixel TFT portion and the N-channel TFT portion (not shown) of the drive circuit, about 0.1 × 10 6 using the scanning line 3a and the gate electrode as a mask. ¹³ / Cm ² ~ About 10 × 10 ¹³ / Cm ² The low concentration region 1b is formed in a self-aligned manner with respect to the scanning line 3a by implanting low concentration impurity ions (phosphorus ions) at a dose of. Here, the portion that is located immediately below the scanning line 3 a and into which the impurity ions are not introduced becomes the channel forming region 1 a ′ that remains the semiconductor film 1.
[0049]
Next, as shown in FIG. 7A, in the pixel TFT portion, a resist mask 553 wider than the scanning line 3a (gate electrode) is formed, and high-concentration impurity ions (phosphorus ions) are about 0.1 ×. 10 ¹⁵ / Cm ² ~ About 10 × 10 ¹⁵ / Cm ² Then, a high concentration source region 1a, a high concentration region 1c, and a high concentration drain region 1d are formed.
[0050]
In place of these impurity introduction steps, high concentration impurities (phosphorus ions) are implanted in a state where a resist mask wider than the gate electrode is formed without implanting the low concentration impurities, and the source and drain regions of the offset structure May be formed. Alternatively, a high concentration impurity may be implanted using the scanning line 3a as a mask to form a source region and a drain region having a self-aligned structure.
[0051]
Next, as shown in FIG. 7B, an interlayer insulating film 4 made of a silicon oxide film or the like is formed to a thickness of 300 nm to 800 nm on the surface side of the scanning line 3a by a CVD method or the like. As the source gas at this time, for example, a mixed gas of TEOS and oxygen gas can be used. Next, a resist mask 554 is formed using a photolithography technique.
[0052]
Next, dry etching is performed on the interlayer insulating film 4 through the resist mask 554, and contact holes are formed in portions corresponding to the source region and the drain region in the interlayer insulating film 4, as shown in FIG. 7C. To do.
[0053]
Next, as shown in FIG. 7D, an aluminum film, a titanium film, a titanium nitride film, a tantalum film, and a molybdenum film for forming the data line 6a (source electrode) and the like on the surface side of the interlayer insulating film 4 Or a metal film 6 made of an alloy film or a laminated film containing any one of these metals as a main component is formed to a thickness of 100 nm to 800 nm by sputtering or the like, and then a resist mask 555 is formed using a photolithography technique. Form.
[0054]
Next, dry etching is performed on the metal film 6 through the resist mask 555 to form the data line 6a and the drain electrode 6b as shown in FIG.
[0055]
Next, as shown in FIG. 8B, a second interlayer insulating film 5 made of a silicon nitride film is formed to a thickness of 100 nm to 800 nm on the surface side of the data line 6a and the drain electrode 6b by a CVD method or the like. .
[0056]
Next, as shown in FIG. 9A, an organic translucent photosensitive resin 7a such as an acrylic resin is applied to a thickness of 3.0 μm or more by, for example, spin coating, and then the photosensitive resin 7a. As shown in FIG. 9 (B), a convex portion forming layer 7 having a plurality of convex portion patterns 7g formed on the surface is formed.
[0057]
At this time, a photomask having a pattern corresponding to the convex pattern 7g to be formed is used. However, if a positive type photosensitive resin is used, a photomask in which the convex pattern 7g is a light shielding pattern is used. Good. Further, when using a negative type photosensitive resin, a photomask in which the convex pattern 7g is a translucent pattern may be used. Using such a photomask, the photosensitive resin 7a is exposed by setting a focus position in a region out of the depth of focus of the exposure apparatus used in the manufacturing process. For example, the distance from which the depth of focus is removed is preferably about several tens of μm. Thereafter, by developing the exposed photosensitive resin 7a, a convex pattern 7g is formed on the surface of the photosensitive resin 7a.
[0058]
Next, as shown in FIG. 9C, the photosensitive resin 7a (see FIG. 9C) is opened using the photolithography technique until the surface of the drain electrode 6b is reached, and the contact hole 15 is formed. To do.
[0059]
Next, as shown in FIG. 10 (A), aluminum, silver, or an alloy thereof, or titanium, titanium nitride, molybdenum, tantalum, or the like is formed on the surface of the convex portion forming layer 7 and the contact hole 15 by sputtering or the like. A metal film 9a having reflectivity like the laminated film is formed.
[0060]
Next, as shown in FIG. 10B, the reflective film 9 is formed by patterning the metal film 9a using a photolithography technique and an etching technique. The reflection electrode 9 formed in this way is electrically connected to the drain electrode 6b, and has a smooth convex shape without a flat portion due to the convex pattern 7g on the surface of the convex portion forming layer 7. A part pattern 9g is formed.
[0061]
Thereafter, an alignment film 12 made of polyimide is formed on the reflective electrode 9. For this purpose, a polyimide film is formed and then a rubbing treatment is performed. The TFT array substrate 10 is completed through the above steps.
[0062]
On the other hand, for the counter substrate 20, a substrate body 20 ′ made of glass or the like is prepared, and a light shielding film 23 is formed in a region corresponding to the pixels on the surface of the substrate body 20 ′. A common electrode 21 is formed on almost the entire surface of the substrate body 20 ′ by depositing a conductive material and patterning it using a photolithography method. Furthermore, after applying a coating solution for forming an alignment film over the entire surface of the common electrode 21, the alignment film 22 is formed by performing a rubbing process, and the counter substrate 20 is manufactured.
[0063]
The TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 manufactured as described above are bonded together with a sealing material so that the alignment films 12 and 22 face each other, and a space between the two substrates is obtained by a method such as vacuum injection. A liquid crystal layer 50 is formed by injecting liquid crystal into the liquid crystal layer. Finally, a retardation plate, a polarizing plate, and the like are attached to the outside of the liquid crystal cell thus formed as necessary to complete the liquid crystal display device 100 of the present embodiment.
[0064]
In the manufacturing process of the liquid crystal display device 100 of the present embodiment, when the photosensitive resin 7a that is the base of the reflective electrode 9 is exposed, the exposure is not performed in a focused state, but the focus of the exposure device. The photosensitive resin 7a is exposed in a state where a focus position is intentionally set in a region out of the depth, that is, in a state where defocus is intentionally applied. As a result, the shape of the stepped portion of the base is not clearly reproduced and the whole is blurred. For example, the shape of the structure on the substrate is photosensitive like the convex pattern 9g located above the capacitance line 3b in FIG. A curved surface with a gentle surface can be formed without being reflected on the surface of the resin 7a.
[0065]
In this way, after setting the focus to the area out of the depth of focus of the exposure apparatus, the photosensitive resin 7a is exposed, the photosensitive resin 7a is developed to form the convex pattern 7g, and then the convex pattern Since the reflective electrode 9 is formed on the entire surface including the surface of 7 g, the photosensitive resin 7a is formed in a thick film thickness of 3.0 μm or more to increase the exposure amount, and there is a step portion on the base. Even in such a case, it is difficult to form a flat surface on the surface of the convex pattern 9g, and incident light is sufficiently scattered on the surface of the reflective electrode 9, so that the scattering characteristic of the reflected light can be improved as compared with the conventional case. As a result, a liquid crystal display device capable of obtaining a bright reflective display with a wide viewing angle can be realized. Further, since the photosensitive resin 7a having a very large film thickness is interposed under the reflective electrode 9, the parasitic capacitance is reduced, so that signal rounding can be prevented and a liquid crystal display device having excellent display characteristics is obtained. be able to.
[0066]
Further, in the exposure step, the focus position may be continuously shifted in a region out of the focal depth within the exposure time. When considering the reproducibility of the exposure process, particularly when the photosensitive resin 7a is thick, if the exposure is performed with the best focus and the exposure amount is increased, the manufacturing variation is large, and the reproducibility is unavoidable. In that respect, according to the method of the present embodiment, the convex pattern 7g having a blurred shape is originally formed in the out-of-focus state, so that the reproducibility is improved compared to the best focus. Although it is obtained, if the focus position is continuously shifted in a region out of the focal depth within the exposure time, the intensity distribution of different exposure light at different focus positions is averaged and irradiated to the photosensitive resin 7a. The reproducibility can be further improved by the action of averaging the intensity distribution.
[0067]
Further, according to the present embodiment, it is possible to obtain the reflective electrode 9 having a sufficiently smooth surface of the convex pattern 9g, but with the photosensitive resin 7a in which the convex pattern 7g is formed before the reflective electrode 9 is formed. By subjecting the substrate to heat treatment, the shape of the surface of the convex pattern 7g can be changed to a gentle curved surface.
In the present embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, the case where a plurality of convex portions are formed by a photosensitive resin has been described as an example, but a plurality of concave portions are used instead of the plurality of convex portions. In the case of forming, it can be applied in exactly the same way.
[0068]
[Electronics]
Examples of electronic devices provided with the liquid crystal display device of the above embodiment will be described.
FIG. 11 is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 11, reference numeral 1000 denotes a mobile phone main body, and reference numeral 1001 denotes a liquid crystal display unit using the above liquid crystal display device.
[0069]
FIG. 12 is a perspective view showing an example of a wristwatch type electronic apparatus. In FIG. 12, reference numeral 1100 indicates a watch body, and reference numeral 1101 indicates a liquid crystal display unit using the liquid crystal display device.
[0070]
FIG. 13 is a perspective view showing an example of a portable information processing apparatus such as a word processor or a personal computer. In FIG. 13, reference numeral 1200 denotes an information processing apparatus, reference numeral 1202 denotes an input unit such as a keyboard, reference numeral 1204 denotes an information processing apparatus body, and reference numeral 1206 denotes a liquid crystal display unit using the above liquid crystal display device.
[0071]
Since the electronic apparatus shown in FIGS. 11 to 13 includes a liquid crystal display unit using the liquid crystal display device of the above-described embodiment, the electronic apparatus includes a liquid crystal display unit capable of visually recognizing bright reflection display with a wide viewing angle. Can be realized.
[0072]
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to an active matrix liquid crystal display device using a TFT as a switching element has been described. However, an active matrix liquid crystal display device using a TFD as a switching element, or a pair of The present invention can also be applied to a passive matrix liquid crystal display device provided with a scan electrode and a data electrode on each of the substrates. Moreover, although the example which applied the reflecting plate of this invention to the liquid crystal display device of a built-in reflecting plate type was shown in the said embodiment, the type which formed the reflecting plate independently on the board | substrate and was attached to the outer surface of the liquid crystal cell. The present invention can also be applied to such liquid crystal display devices.
[0073]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, even when the photosensitive resin film is formed thick or when there is a stepped portion on the base, a plurality of surfaces with gentle curved surfaces are formed. A reflector having a concavo-convex portion can be obtained with good reproducibility. Further, by providing such a reflector, it is possible to provide a liquid crystal display device excellent in reflective display characteristics such as viewing angle and brightness.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention as viewed from the side of a counter substrate together with components.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line HH ′ of FIG.
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of various elements and wirings in a plurality of pixels formed in a matrix in the image display region of the liquid crystal display device.
FIG. 4 is a plan view showing one pixel of the TFT array substrate of the liquid crystal display device.
5 is a cross-sectional view of a pixel taken along line AA ′ in FIG. 4. FIG.
FIG. 6 is a process sectional view showing the method of manufacturing the liquid crystal display device.
FIG. 7 is a continuation of the process cross-sectional view.
FIG. 8 is a continuation of the process cross-sectional view.
FIG. 9 is a continuation of the process cross-sectional view.
FIG. 10 is a continuation of the process cross-sectional view.
FIG. 11 is a perspective view illustrating an example of an electronic apparatus according to the invention.
FIG. 12 is a perspective view showing another example of the electronic apparatus.
FIG. 13 is a perspective view showing still another example of the electronic apparatus.
FIGS. 14A and 14B are diagrams for explaining the action of the exposure step in the manufacturing method of the reflector of the present invention, and FIG. 14B is a diagram for explaining the action of the exposure step in the conventional method.
[Explanation of symbols]
7 Convex formation layer
7a Photosensitive resin
9 Reflective electrode
10 TFT array substrate
20 Counter substrate
30 TFT
50 liquid crystal
100 Liquid crystal display device

Claims

Liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates, a plurality of scanning lines, a plurality of data lines, and reflective electrodes, switching elements, and storages arranged in a matrix corresponding to the intersections of the scanning lines and the data lines A method of manufacturing a liquid crystal display device having a capacity,
Forming the scanning line, the data line, the switching element, and the storage capacitor on any one of the pair of substrates;
Forming a photosensitive resin film on a step portion resulting from at least one of the shape of the scanning line, the data line, the switching element, and the storage capacitor ;
A step of exposing the photosensitive resin film by setting a focus position in a region out of the focal depth of the exposure apparatus using a photomask having a pattern corresponding to the uneven portion to be formed later;
By developing the exposed photosensitive resin film to form a gently curved uneven surface on the surface of the photosensitive resin film that does not reflect the shape of the stepped portion ;
A metal film is formed on the substrate surface including the surface of the uneven portion, by patterning the metal film, a liquid crystal display characterized by having a step of forming a reflective electrode made of the patterned the metal film, the Device manufacturing method.

The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, wherein in the step of forming the photosensitive resin film, the thickness of the photosensitive resin film is set to 3.0 μm or more.

After the step of forming the concavo-convex portion, a step of forming a contact hole in which the photosensitive resin film is opened until reaching the switching element,
In the step of forming the reflective electrode, the metal film is formed on the inner surface of the contact hole in addition to the surface of the concavo-convex portion, and the reflective electrode is formed so as to cover an upper portion of the switching element. A method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1.

In the step of performing the exposure, The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that shake continuously focus position in the region outside the depth of focus in the exposure time .

According to any one of claims 1 to 4, characterized in that to shape change of the surface of the uneven portion on a gentle curved surface by heat-treating the substrate formed with the uneven portion before forming the reflective layer Liquid crystal display device manufacturing method.