JP4154880B2

JP4154880B2 - Electro-optical device and manufacturing method thereof

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Publication number: JP4154880B2
Application number: JP2001294719A
Authority: JP
Inventors: 一郎村井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2021-09-26
Also published as: JP2003107453A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学装置及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、携帯電話機、モバイルコンピュータ等に好適に用いられる、透過窓の部分にも配向処理が十分に施され、画素内の透過モード表示におけるコントラストに優れるとともに、反射特性にも優れた電気光学装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気光学装置（例えば、液晶表示装置、ＥＬ発光表示装置等）は、携帯電話機、モバイルコンピュータ等の各種機器の直視型の表示装置として広く用いられている。このような電気光学装置のうち、例えば、アクティブマトリクス型で、半透過・半反射型の液晶表示装置においては、対向配置されたＴＦＴアレイ基板と対向基板とがシール材で貼り合わされているとともに、基板間のシール材で区画された領域内に電気光学物質としての液晶が封入、保持されている。
【０００３】
また、ＴＦＴアレイ基板の表面に、対向基板の側から入射してきた外光を対向基板の方向に反射するための反射電極が形成されており、対向基板側から入射した光をＴＦＴアレイ基板の反射電極で反射し、対向基板側から出射した光によって画像を表示する（反射モード）。また、反射電極には光を透過する透過窓が形成され、この透過窓を覆うように、反射電極の下層側に透明電極が形成され、バックライトからの光のうち透過窓を透過した光によって画像を表示する（透過モード）。
【０００４】
このような液晶表示装置に用いられるＴＦＴアレイ基板１２０としては、例えば、図１４（Ａ）に示すように、画素１１０の一部に、後述する凹凸層（図示せず）と、この凹凸層上に形成された、外光を反射して画像を表示する反射電極１０８（反射電極１０８には、凹凸層の表面凹凸形状に対応した形状の反射用の凹凸１０９が形成されている）と、反射電極１０８を形成しない部分である透過窓１０７と、透過窓１０７に対応した領域を覆うように形成されたＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）からなる透明電極（図示せず）とを備えたものとし、バックライト（図示せず）からの光を、透過窓１０７から透過させて画像を表示するものが用いられている。このようなＴＦＴアレイ基板１２０は、図１４（Ｂ）に示すように（図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）のＣ−Ｃ’線における断面図である）、基板１０１上に、シリコン酸化膜（ＳｉＯ₂膜）等の下地保護膜１０２、ＩＴＯ等からなる透明電極１０３及びアルミニウムもしくはアルミニウムの合金あるいはアルミニウムの積層膜からなるソース線（図示せず）、薄膜トランジスタ（図示せず）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）等の保護膜１０４（この保護膜１０４は形成しない場合がある）、反射電極１０８の表面に反射用の凹凸１０９を形成するためのアクリル樹脂等の有機系の感光性樹脂の２層からなる凹凸形成層１０５及び凹凸層１０６、及びアルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、又はチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等との積層膜からなり、透過窓１０７を有する反射電極１０８等を積層して形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成の反射電極を用いた液晶表示装置は、外光の明るさに影響されず、視認性に優れた液晶表示装置を提供することを可能にしたが、一方、反射電極１０８の表面に反射用の凹凸１０９を形成するために用いられるアクリル樹脂等からなる凹凸形成層１０５及び凹凸層１０６の膜厚は、２層で最大５μｍにも達するほど大きいため、凹凸形成層１０５及び凹凸層１０６が存在しない透過窓１０７の部分においては、画素全体ではかなり薄い構造（段差を有する構造）になる。このためポリイミド等の配向膜の形成（塗布）時、配向膜は、透過窓１０７の部分には形成（塗布）されず、また、十分な配向処理を施すことが困難になり、表示特性に悪影響を及ぼすことになる。例えば、ノーマリホワイトの場合、電位を加えても、透過窓１０７の部分だけ黒くならず、白く見えてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであって、透過窓の部分にも配向処理が十分に施された、画素内の透過モード表示におけるコントラストに優れるとともに、反射特性にも優れた電気光学装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明の電気光学装置は、複数の画素を含んでなる画像表示領域を有し、各複数の画素が入射光を反射する反射領域、及び入射光を透過する透過領域を含んでなる電気光学装置において、反射領域には反射性を備えた金属膜が形成されてなり、透過領域には透明電極が少なくとも形成されており、反射領域及び透過領域の両領域においては金属膜及び透明電極の上層に配向膜が形成されているとともに、金属膜及び透明電極の下層に金属膜の表面を凹凸形状にする凹凸パターンが形成され、凹凸パターンの凸部分は、透過領域と反射領域との境界部分を跨がないように配設され、透明電極の形成領域は、金属膜の形成領域よりも広いことを特徴とする。
また、金属膜は、透明電極の表面に形成されていることが好ましい。
また、凹凸パターンは、凸部分の基礎となる第１形成層と、第１形成層を覆う第２形成層とからなり、第２形成層は、第１形成層におけるエッジが凹凸パターンに現れないように形成されることが好ましい。
また、複数の画素は、それぞれがスイッチング用のＴＦＴと、画素電極に印加される電圧を保持するための蓄積容量とを有し、ＴＦＴおよび蓄積容量は反射領域に形成され、反射領域におけるＴＦＴおよび蓄積容量が形成された領域には、第２形成層のみが積層されていることが好ましい。
【０００８】
このように構成することによって、反射電極の表面に、反射光を適度に散乱させる表面凹凸形状（反射用の凹凸）を備え、また、透過窓の部分にも配向膜を十分に形成（塗布）して、配向処理を十分に施すことが可能になり、画素内の透過モード表示におけるコントラストに優れるとともに、反射特性にも優れた電気光学装置を提供することができる。
【０００９】
また、本発明の電気光学装置は、前記凹凸層の凸部分が、前記透過窓に対応した領域とそれ以外の領域との境界部分を跨ることなく前記境界部分の内側又は外側のいずれかに位置するように配設されるものであることが好ましい。
【００１０】
このように構成することによって、反射電極にフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて透過窓の形成を行う場合、エッチング剤等が、反射電極と凹凸層の間に侵入するのを有効に防ぐことができる。
【００１１】
また、本発明の電気光学装置は、前記凹凸層が、透光性の感光性樹脂から形成されてなるものであることが好ましい。
【００１２】
このように構成することによって、製造工程を効率化することができるとともに、透過特性の低減を防止することができる。
【００１３】
また、本発明の電気光学装置は、前記凹凸層の下層側に、凹凸形成層がさらに配設されてなるものであることが好ましい。
【００１４】
このように構成することによって、エッジや、平坦部分の少ない滑らかな表面凹凸形状を有する凹凸層を容易に形成することができる。
【００１５】
また、本発明の電気光学装置は、前記凹凸形成層が、透光性の感光性樹脂から形成されてなるものであることが好ましい。
【００１６】
このように構成することによって、所望の位置に、所望の大きさの、表面凹凸形状を有する凹凸層を効率よく形成することができる。
【００１７】
また、本発明の電気光学装置は、前記反射電極が、アルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、又はチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等との積層膜から構成されたものであることが好ましい。
【００１８】
このように構成することによって、光反射効率を高めることができる。
【００１９】
また、本発明の電気光学装置は、前記透明電極が、ＩＴＯ膜から構成されたものであることが好ましい。
【００２０】
このように構成することによって、透過モード表示におけるコントラストを高めることができる。
【００２１】
また、本発明の電気光学装置は、前記透明電極の形成領域が、前記反射電極の形成領域よりも広いものであることが好ましい。
【００２２】
このように構成することによって、透過モード表示におけるコントラストを高めることができる。
【００２３】
また、本発明の電気光学装置は、前記透明電極と前記反射電極とが、電気的に接続されてなるものであることが好ましい。
【００２４】
このように構成することによって、消費電力の低減化を図ることができる。
【００２５】
また、本発明の電気光学装置は、前記透明電極が、前記透過窓の外側で電位供給線と電気的に接続されてなるものであることが好ましい。
【００２６】
このように構成することによって、消費電力の低減化を図ることができる。
【００２７】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、複数の画素を含んでなる画像表示領域を有し、各複数の画素が入射光を反射する反射領域、及び入射光を透過する透過領域を含んでなる電気光学装置の製造方法において、基板の上層に、第１形成層を形成する工程と、第１形成層におけるエッジが表面に現れないように第１形成層を覆う第２形成層を形成する工程と、第１形成層および第１形成層からなる凹凸パターン上に透明電極を形成する工程と、透明電極の表面に金属膜を形成する工程と、金属膜のエッチングを含み、透明電極を露出させた透過領域を有する反射電極を形成する工程と、反射領域及び透過領域の両領域に配向膜を形成する工程と、を具備してなり、凹凸パターンの凸部分は、透過領域と反射領域との境界部分を跨がないように配設されることを特徴とする。
【００２８】
このように構成することによって、反射電極の表面に、反射光を適度に散乱させる表面凹凸形状（反射用の凹凸）を備え、画素内の透過モード表示におけるコントラストに優れるとともに、反射特性にも優れた電気光学装置を効率よくかつ低コストで提供することができる。
【００２９】
この場合、前記凹凸層の凸部分を、前記透過窓に対応した領域とそれ以外の領域との境界部分を跨ることなく前記境界部分の内側又は外側のいずれかに位置するように配設することが好ましい。
【００３０】
このように構成することによって、反射電極にフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて透過窓の形成を行う場合、エッチング剤等が、反射電極と凹凸層の間に侵入するのを有効に防ぐことができる。
【００３１】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、前記凹凸層を、透光性の感光性樹脂から形成することが好ましい。
【００３２】
このように構成することによって、製造工程を効率化することができるとともに、透過特性の低減を防止することができる。
【００３３】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、前記凹凸層の下層側に、凹凸形成層をさらに配設することが好ましい。
【００３４】
このように構成することによって、エッジや、平坦部分の少ない滑らかな表面凹凸形状を有する凹凸層を効率よくかつ低コストで形成することができる。
【００３５】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、前記凹凸形成層を、透光性の感光性樹脂から形成することが好ましい。
【００３６】
このように構成することによって、所望の位置に、所望の大きさの、表面凹凸形状を有する凹凸層を効率よくかつ低コストで形成することができる。
【００３７】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、前記反射電極を、アルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、又はチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等との積層膜から構成することが好ましい。
【００３８】
このように構成することによって、光反射効率の高い電気光学装置を効率よくかつ低コストで提供することができる。
【００３９】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、前記透明電極を、ＩＴＯ膜から構成することが好ましい。
【００４０】
このように構成することによって、透過モード表示におけるコントラストの高い電気光学装置を効率よくかつ低コストで提供することができる。
【００４１】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、前記透明電極の形成領域を、前記反射電極の形成領域よりも広く形成することが好ましい。
【００４２】
このように構成することによって、透過モード表示におけるコントラストの高い電気光学装置を効率よくかつ低コストで提供することができる。
【００４３】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、前記透明電極と前記反射電極とを、電気的に接続することが好ましい。
【００４４】
このように構成することによって、消費電力の低減化を図った電気光学装置を効率よくかつ低コストで提供することができる。
【００４５】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、前記透明電極を、前記透過窓の外側で電位供給線と電気的に接続することが好ましい。
【００４６】
このように構成することによって、消費電力の低減化を図った電気光学装置を効率よくかつ低コストで提供することができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電気光学装置及びその製造方法の実施の形態を図面を参照しつつ、具体的に説明する。
【００４８】
（電気光学装置の基本的な構成）
図１は、本発明の電気光学装置の一の実施の形態である液晶表示装置を、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’線における断面図である。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、本形態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しめてある。
【００４９】
図１及び図２において、本実施の形態の電気光学装置（液晶表示装置）１００は、ＴＦＴアレイ基板１０（第１の基板）と対向基板２０（第２の基板）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（液晶封入領域）内には、電気光学物質としての液晶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、及び実装端子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が設けられており、さらに、周辺見切り５３の下側等を利用して、プリチャージ回路や検査回路が設けられることもある。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。
【００５０】
なお、データ線駆動回路２０１及び走査線駆動回路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（テープオートメイテッドボンディング）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及び機械的に接続するようにしてもよい。なお、電気光学装置１００おいては、使用する液晶５０の種類、すなわち、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーＴＮ）モード等々の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板等が所定の向きに配置されるが、ここでは図示を省略している。
【００５１】
また、電気光学装置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。
【００５２】
このような構造を有する電気光学装置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（線番号の順番で）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（線番号の順番で）印加するように構成されている。反射電極９及び透明電極８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及び透明電極８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。
【００５３】
ここで、液晶５０は、印加される電圧レベルによって分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ノーマリホワイトモードであれば、印加された電圧に応じて入射光がこの液晶５０の部分を通過する光量が低下し、ノーマリブラックモードであれば、印加された電圧に応じて入射光がこの液晶５０の部分を通過する光量が増大する。その結果、全体として電気光学装置１００からは画素信号Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎに応じたコントラストを持つ光が出射される。
【００５４】
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（図３参照）を付加することがある。例えば、反射電極９及び透明電極８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電気光学装置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、及び前段の走査線３ａとの間に形成する場合のいずれであってもよい。
【００５５】
（ＴＦＴアレイ基板の構成）
図４は、本実施の形態に用いたＴＦＴアレイ基板の相互に隣接する複数の画素群の平面図である。図５は、図４のＡ−Ａ’線における画素の断面図である。
【００５６】
図４において、ＴＦＴアレイ基板上には、アルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、又はチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等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（図４においては一画素を示す）、これら各反射電極９に対して、画素スイッチング用のＴＦＴ３０（図３参照）がそれぞれ透明電極８を介して電気的に接続している。また、反射電極９を形成する領域の縦横の境界に沿って、データ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂが形成され、ＴＦＴ３０（図３参照）は、データ線６ａ及び走査線３ａに対して接続している。すなわち、データ線６ａは、コンタクト孔を介してＴＦＴ３０（図３参照）の高濃度ソース領域１ａに電気的に接続し、透明電極８は、コンタクト孔１５及びソース線６ｂを介してＴＦＴ３０（図３参照）の高濃度ドレイン領域１ｄに電気的に接続している。また、ＴＦＴ３０（図３参照）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（図３参照）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。
【００５７】
図４に示すように、このように構成した各画素１００ａにおいては、透過窓１４を有する反射電極９が形成され、それらの表面には、後述する凹凸層（図示せず）が全面に形成されている。透過窓１４に対応する領域は、透明電極８によって覆われ、透過モードで画像表示を行う透過領域であり、その他の領域は、後述する凹凸形成層（図示せず）、凹凸層（図示せず）及び反射電極９を備えた反射領域であり、ここでは反射モードで画像表示を行う。
【００５８】
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３００ｎｍ〜８００ｎｍの走査線３ａがゲート電極として通っている。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及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及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。
【００５９】
画素スイッチング用のＴＦＴ３０（図３参照）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、及び厚さが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３００ｎｍ〜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孔を介して高濃度ソース領域１ａに電気的に接続している。
【００６０】
第２層間絶縁膜（表面保護膜）５の上層には、有機系樹脂等の感光性樹脂からなる凹凸形成層１３及び凹凸層７がこの順に形成され、凹凸層７の表面には、ＩＴＯ膜等からなる透明電極８が形成され、透明電極８の上層には、アルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、又はチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等との積層膜からなる反射電極９が順次形成されている。反射電極９の表面には、凹凸層７の表面凹凸形状に対応した凹凸パターン９ｇが形成されている。
【００６１】
反射電極９及び透明電極８は、コンタクト孔１５を介してソース線６ｂと電気的に接続している。
【００６２】
反射電極９の表面には、背面光源からの光を透過するための透過窓１４が形成されている。
【００６３】
反射電極９の表面側と、透過窓１４の形成によって最上層となった透明電極８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。
【００６４】
また、高濃度ドレイン領域１ｄからの延設部分１ｆ（下電極）に対しては、ゲート絶縁膜２と同時形成された絶縁膜（誘電体膜）を介して、走査線３ａと同層の容量線３ｂが上電極として対向することにより、蓄積容量６０（図３参照）が構成されている。
【００６５】
なお、ＴＦＴ３０（図３参照）は、好ましくは上述のようにＬＤＤ構造（ライトリー・ドープト・ドレイン構造）をもつが、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（図３参照）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及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。
【００６６】
また、本実施の形態では、ＴＦＴ３０（図３参照）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。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）、又はトリプルゲート以上でＴＦＴ３０（図３参照）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構造又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。
【００６７】
図４〜図５において、ＴＦＴアレイ基板１０では、各画素１００ａの反射領域には、反射電極９の表面のうち、ＴＦＴ３０（図３参照）の形成領域及びコンタクト孔１５から外れた領域（凹凸層形成領域）には、前述のように凹凸パターン９ｇが形成されている。
【００６８】
このような凹凸パターン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、前述の凹凸層形成領域には、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凹凸形成層１３が第２層間絶縁膜５の表面に１〜３μｍの厚さで例えば、スピンコートによって形成され、この凹凸形成層１３の上層には、アクリル樹脂等の有機系の透光性の感光性樹脂等のような流動性材料から形成された絶縁膜からなる凹凸層７が１〜２μｍの厚さで例えば、スピンコートによって積層されている。
【００６９】
凹凸形成層１３には、多数の凹凸が形成されている。このため、図５に示すように、反射電極９の表面には、凹凸層７の表面凹凸形状に対応する凹凸パターン９ｇが形成され、この凹凸パターン９ｇでは、凹凸層７によって、凹凸形成層１３のエッジ等が現れないようになっている。なお、凹凸層７を形成せずに、凹凸形成層１３を形成した後、ベーク工程を行うことにより、凹凸形成層１３の凹凸の縁を滑らかにしてもよい。
【００７０】
（対向基板の構成）
図５において、対向基板２０では、対向基板側のガラス基板２０’上の、ＴＦＴアレイ基板１０に形成されている反射電極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、又はブラックストライプ等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が形成される。なお、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、液晶５０が、保持、封入されている。
【００７１】
（本形態の電気光学装置の作用）
このように構成した電気光学装置１００（図１参照）では、アルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、又はチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等との積層膜からなる反射電極９が形成されているため、対向基板２０側から入射した光をＴＦＴアレイ基板１０側で反射し、対向基板２０側から出射することができるので、この間に液晶５０によって各画素１００ａ毎で光変調を行えば、外光を利用して所望の画像を表示することができる（反射モード）。
【００７２】
また、電気光学装置１００（図１参照）においては、図４〜図５において、反射電極９に設けられた透過窓１４を覆うように透明電極８が形成されているため、透過型の液晶表示装置としても機能する。すなわち、ＴＦＴアレイ基板１０の側に配置されたバックライト装置（図示せず）から出射された光は、ＴＦＴアレイ基板１０の側に入射した後、各画素１００ａにおいて反射電極９が形成されている領域のうち、反射電極９が形成されていない透過領域（透明電極８によって覆われた透過窓１４）を経由して対向基板２０側に透過する。このため、液晶５０によって各画素１００ａ毎で光変調を行えば、バックライト装置（図示せず）から出射された光を利用して所望の画像を表示することができる（透過モード）。
【００７３】
また、本実施の形態では、反射電極９の下層側のうち、反射電極９と平面的に重なる領域に凹凸形成層１３を形成し、この凹凸形成層１３の凹凸を利用して、反射電極９の表面に光散乱用の凹凸パターン９ｇを形成している。また、凹凸パターン９ｇでは、凹凸層７によって、凹凸形成層１３のエッジ等が現れないようになっている。従って、反射モードで画像を表示したとき、散乱反射光で画像を表示するため、視野角依存性が小さい。
【００７４】
さらに、透過窓１４の部分にも配向膜１２を十分に形成（塗布）して、かつ配向処理を十分に施すことが可能になり、画素内の透過モード表示におけるコントラストに優れるとともに、反射特性にも優れた電気光学装置を提供することができる。
【００７５】
［ＴＦＴの製造方法］
このような構成のＴＦＴアレイ基板１０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。
【００７６】
図６〜図１０はいずれも、本実施の形態のＴＦＴアレイ基板の製造方法を工程順に示す断面図である。
【００７７】
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、又はジシランとアンモニアを用いることができる。
【００７８】
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。この際には、各領域へのレーザ光の照射時間が非常に短時間であり、かつ、照射領域も基板全体に対して局所的であるため、基板全体が同時に高温に熱せられることがない。それゆえ、ＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’としてガラス基板等を用いても熱による変形や割れ等が生じない。
【００７９】
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。
【００８０】
次に、３５０℃以下の温度条件下で、ＴＦＴアレイ基板用のガラス基板１０’の全面に、ＣＶＤ法等により半導体膜１の表面に、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。ここで形成するゲート絶縁膜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。
【００８１】
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及び図５参照）。
【００８２】
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、又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３００ｎｍ〜８００ｎｍの厚さに形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスク５５２を形成する。
【００８３】
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。
【００８４】
次に、画素ＴＦＴ部及び駆動回路の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の真下に位置しているため、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。
【００８５】
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及び高濃度ドレイン領域１ｄを形成する。
【００８６】
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及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及びドレイン領域を形成してもよい。
【００８７】
なお、図示を省略するが、このような工程によって、周辺駆動回路部のＮチャネルＴＦＴ部を形成するが、この際には、ＰチャネルＴＦＴ部をマスクで覆っておく。また、周辺駆動回路のＰチャネルＴＦＴ部を形成する際には、画素部及びＮチャネルＴＦＴ部をレジストで被覆保護して、ゲート電極をマスクとして、約０．１×１０¹⁵／ｃｍ²〜約１０×１０¹⁵／ｃｍ²のドーズ量でボロンイオンを打ち込むことにより、自己整合的にＰチャネルのソース−ドレイン領域を形成する。
【００８８】
この際、ＮチャネルＴＦＴ部の形成時と同様、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（ボロンイオン）を導入して、ポリシリコン膜に低濃度領域を形成した後、ゲート電極より幅の広いマスクを形成して高濃度の不純物（ボロンイオン）を約０．１×１０¹⁵／ｃｍ²〜約１０×１０¹⁵／ｃｍ²のドーズ量で打ち込んで、ＬＤＤ構造のソース領域及びドレイン領域を形成してもよい。また、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マスクを形成した状態で高濃度の不純物（ボロンイオン）を打ち込み、オフセット構造のソース領域及びドレイン領域を形成してもよい。これらのイオン打ち込み工程によって、ＣＭＯＳ化（相補型化：ＣｏｍｐｌｉｍｅｎｔａｒｙＭＯＳ化）が可能になり、周辺駆動回路の同一基板内への内蔵が可能になる。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
次に、レジストマスク５５４を介して層間絶縁膜４に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及びドレイン領域に対応する部分等にコンタクト孔をそれぞれ形成する。
【００９２】
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、又はこれらの金属のいずれかを主成分とする合金膜又は積層膜からなる金属膜６をスパッタ法等で４００ｎｍ〜８００ｎｍの厚さに形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスク５５５を形成する。
【００９３】
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、及びソース線６ｂを形成する。
【００９４】
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、及びソース線６ｂの表面側にＣＶＤ法等により、１００ｎｍ〜８００ｎｍの膜厚に形成する。
【００９５】
次に、図９（Ａ）、（Ｂ）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１３ａを１〜３μｍの厚さにスピンコートで塗布した後、感光性樹脂１３ａをフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることによって、厚さが１μｍ〜３μｍの凹凸形成層１３を形成する。次いで、角をとるためベーク工程を行ってもよい。
【００９６】
このようなフォトリソグラフィ技術を利用して凹凸形成層１３を形成する際、透光性の感光性樹脂１３ａとしてはネガタイプ及びポジタイプのいずれを用いてもよいが、図９（Ａ）には、感光性樹脂１３ａとしてポジタイプを用いた場合を例示してあり、感光性樹脂１３ａを除去したい部分に対して、所定の露光マスクの透光部分を介して紫外線を照射する。
【００９７】
次に、図９（Ｃ）に示すように、透明電極８及び凹凸形成層１３の表面側に、アクリル樹脂等の有機系の透光性の感光性樹脂７ａをスピンコートで１μｍ〜２μｍの厚さに塗布する。
【００９８】
次に、図９（Ｄ）に示すように、フォトリソグラフィ技術を利用して、感光性樹脂７ａ（図９（Ｃ）参照）をソース線６ｂの表面に達するまで貫通、開口させて、後述するコンタクト孔１５を形成することができるように開口１４ｂを形成するとともに、この開口１４ｂを備えた厚さが１μｍ〜２μｍの凹凸層７を形成する。
【００９９】
ここで、凹凸層７は、流動性を有する材料を塗布したものから形成されるため、凹凸層７の表面には、凹凸形成層１３の凹凸を適度に打ち消して、エッジ等のない、滑らかな形状の凹凸パターンが形成される。
【０１００】
なお、凹凸層７を形成せずに、滑らかな形状の凹凸パターンを形成する場合には、図９（Ｂ）に示す状態でベーク工程を行って、凹凸形成層１３の縁を滑らかな形状にしてもよい。
【０１０１】
次に、図１０（Ａ）に示すように、凹凸層７及びコンタクト孔１５の表面に、スパッタリング法等によって、約５０〜２００ｎｍの厚さのＩＴＯからなる透明導電膜を成膜し、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、所定のパターンの透明電極８を形成する。透明電極８の表面に、アルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、又はチタン、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。
【０１０２】
次に、図１０（Ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、透過窓１４となる部分及び隣接する画素との間を選択的に除去して、透過窓１４を備えた反射電極９を形成する。このようにして形成した反射電極９は、透明電極８を介してドレイン電極６ｂと電気的に接続している。また、反射電極９の表面には、凹凸形成層１３及び凹凸層７からなる凹凸によって５００ｎｍ以上、さらには８００ｎｍ以上の凹凸パターン９ｇが形成され、かつ、この凹凸パターン９ｇは、凹凸層７によって、エッジ等のない、滑らかな形状になっている。
【０１０３】
その後、反射電極９と、透過窓１４の形成によって最上層となった透明電極８との表面側に配向膜（ポリイミド膜）１２を形成する。それには、ブチルセロソルブやｎ−メチルピロリドン等の溶媒に５〜１０重量％のポリイミドやポリアミド酸を溶解させたポリイミド・ワニスをフレキソ印刷した後、加熱・硬化（焼成）する。そして、ポリイミド膜を形成した基板をレーヨン系繊維からなるパフ布で一定方向に擦り、ポリイミド分子を表面近傍で一定方向に配列させる（ラビング処理を施す）。その結果、後で充填した液晶分子とポリイミド分子との相互作用により液晶分子が一定方向に配列する。
【０１０４】
以上のようにして、ＴＦＴアレイ基板１０が完成する。
【０１０５】
上記のいずれの形態も、画素スイッチング素子としてＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置を例に説明したが、画素スイッチング素子としてＴＦＤを用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置、又はパッシブマトリクス型の液晶表示装置、さらには液晶以外の電気光学物質（例えば、ＥＬ発光素子）を用いた電気光学装置に本発明を適用してもよい。
【０１０６】
［電気光学装置の電子機器への応用］
このように構成した半反射・半透過型の電気光学装置１００は、各種の電子機器の表示部として用いることができるが、その一例を、図１１〜図１３を参照しつつ具体的に説明する。
【０１０７】
図１１は、本発明に係る電気光学装置を表示装置として用いた電子機器の回路構成を示すブロック図である。
【０１０８】
図１１において、電子機器は、表示情報出力源７０、表示情報処理回路７１、電源回路７２、タイミングジェネレータ７３及び液晶表示装置７４を有する。また、液晶表示装置７４は、液晶表示パネル７５及び駆動回路７６を有する。液晶装置７４としては、前述した電気光学装置１００を用いることができる。
【０１０９】
表示情報出力源７０は、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等のようなメモリ、各種ディスク等のようなストレージユニット、デジタル画像信号を同調出力する同調回路等を備え、タイミングジェネレータ７３によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等のような表示情報を表示情報処理回路７１に供給する。
【０１１０】
表示情報処理回路７１は、シリアル−パラレル変換回路や、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等のような周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像信号をクロック信号ＣＬＫとともに駆動回路７６へ供給する。電源回路７２は、各構成要素に所定の電圧を供給する。
【０１１１】
図１２は、本発明に係る電子機器の一実施形態であるモバイル型のパーソナルコンピュータを示している。ここに示すパーソナルコンピュータ８０は、キーボード８１を備えた本体部８２と、液晶表示ユニット８３とを有する。液晶表示ユニット８３は、前述した電気光学装置１００を含んで構成される。
【０１１２】
図１３は、他の電子機器である携帯電話機を示している。ここに示す携帯電話機９０は、複数の操作ボタン９１と、前述した電気光学装置１００からなる表示部とを有している。
【０１１３】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によって、携帯電話機、モバイルコンピュータ等に好適に用いられる、透過窓の部分にも配向処理が十分に施された、画素内の透過モード表示におけるコントラストに優れるとともに、反射特性にも優れた電気光学装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気光学装置の一の実施の形態を対向基板の側から見たときの平面図である。
【図２】図１のＨ−Ｈ’線における断面図である。
【図３】本発明の電気光学装置の一の実施の形態において、マトリクス状に配置された複数の画素に形成された各種素子、配線等の等価回路図である。
【図４】本発明の電気光学装置の一の実施の形態において、ＴＦＴアレイ基板に形成された各画素の構成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】本発明の電気光学装置の製造方法の一の実施の形態において、ＴＦＴアレイ基板の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図７】図６に示す工程以降のＴＦＴアレイ基板の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図８】図７に示す工程以降のＴＦＴアレイ基板の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図９】図８に示す工程以降のＴＦＴアレイ基板の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図１０】図９に示す工程以降のＴＦＴアレイ基板の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図１１】本発明に係る電気光学装置を表示装置として用いた電子機器の回路構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の電気光学装置を用いた電子機器の一例としてのモバイル型のパーソナルコンピュータを示す説明図である。
【図１３】本発明の電気光学装置を用いた電子機器の他の例としての携帯電話機の説明図である。
【図１４】従来の電気光学装置における画素の一部を模式的に示す説明図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ’における断面図である。
【符号の説明】
１…半導体膜
１ａ…高濃度ソース領域
１ａ’…チャネル形成用領域
１ｂ…低濃度領域
１ｃ…高濃度領域
１ｄ…高濃度ドレイン領域
１ｆ…半導体膜の延設部分
２…ゲート絶縁膜
３ａ…走査線
３ｂ…容量線
４…第１層間絶縁膜
５…第２層間絶縁膜（表面保護膜）
６…金属膜
６ａ…データ線
６ｂ…ソース線
７…凹凸層
７ａ…凹凸層を形成するための感光性樹脂
８…透明電極
９…反射電極
９ａ…金属膜
９ｇ…凹凸パターン（表面凹凸形状）
１０…ＴＦＴアレイ基板
１０’…ＴＦＴアレイ基板側のガラス基板
１１…下地保護膜
１２…配向膜
１３…凹凸形成層
１３ａ…凹凸形成層を形成するための感光性樹脂
１４…透過窓
１４ａ…スリット形状の透過窓
１４ｂ…凹凸層の開口
１５…コンタクト孔
２０…対向基板
２０’…対向基板側のガラス基板
２１…対向電極
２２…配向膜
３０…画素スイッチング用のＴＦＴ
５０…液晶
５２…シール材
５３…周辺見切り
６０…蓄積容量
７０…表示情報出力源
７１…表示情報処理回路
７２…電源回路
７３…タイミングジェネレータ
７４…液晶表示装置
７５…液晶表示パネル
７６…駆動回路
８０…パーソナルコンピュータ
８１…キーボード
８２…本体部
８３…液晶表示ユニット
９０…携帯電話機
９１…操作ボタン
１００…電気光学装置
１００ａ…画素
１０１…基板
１０２…下地保護膜
１０３…透明電極
１０４…保護膜
１０５…凹凸形成層
１０６…凹凸層
１０７…透過窓
１０８…反射電極
１０９…反射用の凹凸
１１０…画素
１２０…ＴＦＴアレイ基板
２０１…データ線駆動回路
２０２…実装端子
２０４…走査線駆動回路
２０５…配線
２０６…基板間導通材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electro-optical device and a manufacturing method thereof. More specifically, an electro-optic that is suitably used for a mobile phone, a mobile computer, etc., is sufficiently subjected to orientation processing on the transmissive window portion, and has excellent contrast in transmissive mode display in a pixel and excellent in reflection characteristics. The present invention relates to an apparatus and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
Electro-optical devices (for example, liquid crystal display devices, EL light-emitting display devices, etc.) are widely used as direct-view display devices for various devices such as mobile phones and mobile computers. Among such electro-optical devices, for example, in an active matrix type, semi-transmissive / semi-reflective liquid crystal display device, a TFT array substrate and a counter substrate which are arranged to face each other are bonded together with a sealing material, Liquid crystal as an electro-optical material is sealed and held in a region partitioned by a sealing material between the substrates.
[0003]
In addition, a reflective electrode is formed on the surface of the TFT array substrate to reflect external light incident from the counter substrate side in the direction of the counter substrate, and the light incident from the counter substrate side is reflected by the TFT array substrate. An image is displayed by light reflected from the electrode and emitted from the counter substrate side (reflection mode). In addition, a transparent electrode is formed on the reflective electrode to transmit light, and a transparent electrode is formed on the lower layer side of the reflective electrode so as to cover the transparent window, and light from the backlight is transmitted by the light transmitted through the transparent window. Display an image (transparent mode).
[0004]
As a TFT array substrate 120 used in such a liquid crystal display device, for example, as shown in FIG. 14A, a part of the pixel 110 includes a concavo-convex layer (not shown), which will be described later, and the concavo-convex layer. A reflective electrode 108 that reflects external light and displays an image (reflective electrode 108 is formed with reflective unevenness 109 having a shape corresponding to the surface uneven shape of the uneven layer), reflective It is assumed that a transparent window (not shown) made of ITO (Indium Tin Oxide) formed so as to cover a region corresponding to the transparent window 107 and a transparent window 107 which is a portion where the electrode 108 is not formed is provided. A device that displays light by transmitting light from a light (not shown) through a transmission window 107 is used. As shown in FIG. 14B, such a TFT array substrate 120 (FIG. 14B is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG. 14A) is formed on the substrate 101 with silicon oxide. Film (SiO₂Underlayer protective film 102 such as film), transparent electrode 103 made of ITO or the like, source line (not shown) made of aluminum or an aluminum alloy or aluminum laminated film, thin film transistor (not shown), silicon nitride film (SiN film) ) And the like (this protective film 104 may not be formed), and two layers of an organic photosensitive resin such as an acrylic resin for forming the reflection unevenness 109 on the surface of the reflective electrode 108. The concavo-convex forming layer 105 and the concavo-convex layer 106 are formed by laminating a reflective electrode 108 having a transmission window 107, which is formed of a laminated film of aluminum, silver, or an alloy thereof, titanium, titanium nitride, molybdenum, tantalum, or the like. Has been.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The liquid crystal display device using the reflective electrode having such a configuration is capable of providing a liquid crystal display device having excellent visibility without being affected by the brightness of external light. Since the film thickness of the concavo-convex forming layer 105 and the concavo-convex layer 106 made of acrylic resin or the like used for forming the reflective concavo-convex 109 is as large as 2 layers, the concavo-convex forming layer 105 and the concavo-convex layer are large. In the portion of the transmissive window 107 where the 106 does not exist, the entire pixel has a considerably thin structure (structure having a step). For this reason, when an alignment film such as polyimide is formed (applied), the alignment film is not formed (applied) on the portion of the transmission window 107, and it becomes difficult to perform sufficient alignment treatment, which adversely affects display characteristics. Will be affected. For example, in the case of normally white, there is a problem that even if a potential is applied, only the portion of the transmission window 107 does not become black but appears white.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and the alignment processing is sufficiently performed on the transmissive window portion, and the contrast in the transmissive mode display in the pixel is excellent, and the reflection characteristics are also excellent. An object of the present invention is to provide an electro-optical device and a manufacturing method thereof.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the electro-optical device of the present invention includes:In an electro-optical device having an image display area including a plurality of pixels, and each of the plurality of pixels including a reflective area that reflects incident light and a transmissive area that transmits incident light, the reflective area is reflective. A transparent electrode is formed at least in the transmissive region, and an alignment film is formed on the metal film and the transparent electrode in both the reflective region and the transmissive region. The concavo-convex pattern that makes the surface of the metal film concavo-convex shape is formed under the metal film and the transparent electrode, and the convex portion of the concavo-convex pattern is disposed so as not to straddle the boundary portion between the transmission region and the reflection region, The area where the transparent electrode is formed is wider than the area where the metal film is formedIt is characterized by that.
  The metal film is preferably formed on the surface of the transparent electrode.
  The concave / convex pattern includes a first formation layer that is a base of the convex portion and a second formation layer that covers the first formation layer, and the second formation layer has an edge in the first formation layer that does not appear in the concave / convex pattern. It is preferable to be formed as follows.
  Each of the plurality of pixels has a switching TFT and a storage capacitor for holding a voltage applied to the pixel electrode. The TFT and the storage capacitor are formed in the reflection region. It is preferable that only the second formation layer is stacked in the region where the storage capacitor is formed.
[0008]
By configuring in this way, the surface of the reflective electrode is provided with a surface uneven shape (reflection unevenness) that scatters reflected light appropriately, and an alignment film is sufficiently formed (applied) on the transmission window portion. Thus, it is possible to sufficiently perform the alignment treatment, and it is possible to provide an electro-optical device that is excellent in contrast in transmissive mode display in a pixel and excellent in reflection characteristics.
[0009]
In the electro-optical device according to the aspect of the invention, the convex portion of the concavo-convex layer is located either inside or outside the boundary portion without straddling the boundary portion between the region corresponding to the transmission window and the other region. It is preferable to be arranged as described above.
[0010]
With this configuration, when a transmissive window is formed on the reflective electrode using photolithography technology and etching technology, it is possible to effectively prevent an etchant or the like from entering between the reflective electrode and the uneven layer. it can.
[0011]
In the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the uneven layer is formed of a light-transmitting photosensitive resin.
[0012]
With this configuration, the manufacturing process can be made more efficient, and the reduction in transmission characteristics can be prevented.
[0013]
In the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that a concavo-convex forming layer is further disposed on the lower layer side of the concavo-convex layer.
[0014]
By comprising in this way, the uneven | corrugated layer which has a smooth surface uneven | corrugated shape with few edges and a flat part can be formed easily.
[0015]
In the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the unevenness forming layer is formed of a light-transmitting photosensitive resin.
[0016]
By comprising in this way, the uneven | corrugated layer which has a surface uneven | corrugated shape of a desired magnitude | size can be efficiently formed in a desired position.
[0017]
In the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the reflective electrode is composed of aluminum, silver, or an alloy thereof, or a laminated film of titanium, titanium nitride, molybdenum, tantalum, or the like.
[0018]
By configuring in this way, the light reflection efficiency can be increased.
[0019]
In the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the transparent electrode is composed of an ITO film.
[0020]
With this configuration, the contrast in the transmissive mode display can be increased.
[0021]
In the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that a region where the transparent electrode is formed is wider than a region where the reflective electrode is formed.
[0022]
With this configuration, the contrast in the transmissive mode display can be increased.
[0023]
In the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the transparent electrode and the reflective electrode are electrically connected.
[0024]
With this configuration, power consumption can be reduced.
[0025]
In the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the transparent electrode is electrically connected to a potential supply line outside the transmission window.
[0026]
With this configuration, power consumption can be reduced.
[0027]
  In addition, the manufacturing method of the electro-optical device of the present invention includes:In a method of manufacturing an electro-optical device having an image display area including a plurality of pixels, each of the pixels including a reflection area that reflects incident light and a transmission area that transmits incident light. A step of forming a first forming layer, a step of forming a second forming layer covering the first forming layer so that an edge of the first forming layer does not appear on the surface, and the first forming layer and the first forming layer. Forming a transparent electrode on the concavo-convex pattern comprising: forming a metal film on the surface of the transparent electrode; forming a reflective electrode having a transparent region that includes the etching of the metal film and exposes the transparent electrode And a step of forming an alignment film in both the reflective region and the transmissive region, and the convex portion of the concavo-convex pattern is disposed so as not to straddle the boundary portion between the transmissive region and the reflective region. RuIt is characterized by that.
[0028]
With this configuration, the surface of the reflective electrode has a surface irregularity shape (reflection irregularity) that scatters reflected light in an appropriate manner, providing excellent contrast in transmissive mode display within the pixel and excellent reflection characteristics. In addition, the electro-optical device can be provided efficiently and at low cost.
[0029]
In this case, the convex portion of the concave-convex layer is disposed so as to be located either inside or outside the boundary portion without straddling the boundary portion between the region corresponding to the transmission window and the other region. Is preferred.
[0030]
With this configuration, when a transmissive window is formed on the reflective electrode using photolithography technology and etching technology, it is possible to effectively prevent an etchant or the like from entering between the reflective electrode and the uneven layer. it can.
[0031]
In the electro-optical device manufacturing method according to the aspect of the invention, it is preferable that the uneven layer is formed of a light-transmitting photosensitive resin.
[0032]
With this configuration, the manufacturing process can be made more efficient, and the reduction in transmission characteristics can be prevented.
[0033]
In the method of manufacturing the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that a concavo-convex forming layer is further disposed on the lower layer side of the concavo-convex layer.
[0034]
By comprising in this way, the uneven | corrugated layer which has a smooth surface uneven | corrugated shape with few edges and a flat part can be formed efficiently and at low cost.
[0035]
In the method for manufacturing the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the unevenness forming layer is formed from a light-transmitting photosensitive resin.
[0036]
By comprising in this way, the uneven | corrugated layer which has a surface uneven | corrugated shape of a desired magnitude | size can be efficiently formed at a desired position at low cost.
[0037]
In the electro-optical device manufacturing method of the present invention, it is preferable that the reflective electrode is made of aluminum, silver, or an alloy thereof, or a laminated film of titanium, titanium nitride, molybdenum, tantalum, or the like.
[0038]
With this configuration, an electro-optical device with high light reflection efficiency can be provided efficiently and at low cost.
[0039]
In the electro-optical device manufacturing method of the present invention, it is preferable that the transparent electrode is made of an ITO film.
[0040]
With this configuration, an electro-optical device with high contrast in transmissive mode display can be provided efficiently and at low cost.
[0041]
In the method of manufacturing the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that a region where the transparent electrode is formed is wider than a region where the reflective electrode is formed.
[0042]
With this configuration, an electro-optical device with high contrast in transmissive mode display can be provided efficiently and at low cost.
[0043]
In the method for manufacturing the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the transparent electrode and the reflective electrode are electrically connected.
[0044]
With this configuration, an electro-optical device with reduced power consumption can be provided efficiently and at low cost.
[0045]
In the method of manufacturing the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the transparent electrode is electrically connected to a potential supply line outside the transmission window.
[0046]
With this configuration, an electro-optical device with reduced power consumption can be provided efficiently and at low cost.
[0047]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an electro-optical device and a manufacturing method thereof according to the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
[0048]
(Basic configuration of electro-optical device)
FIG. 1 is a plan view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the electro-optical device of the present invention as viewed from the counter substrate side together with each component, and FIG. It is sectional drawing in a line. 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). Note that, in each drawing used in the description of the present embodiment, each layer and each member have different scales so that each layer and each member can be recognized on the drawing.
[0049]
1 and 2, the electro-optical device (liquid crystal display device) 100 according to the present embodiment has a TFT array substrate 10 (first substrate) and a counter substrate 20 (second substrate) attached by a sealing material 52. The liquid crystal 50 as an electro-optical material is sealed and held in the region (liquid crystal sealing region) partitioned by the sealing material 52. 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 one side of the TFT array substrate 10, a plurality of wirings 205 for connecting the scanning line driving circuits 204 provided on both sides of the image display area are provided, and the lower side of the peripheral parting line 53 and the like. In some cases, a precharge circuit or an inspection circuit is provided. 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.
[0050]
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 the periphery of the TFT array substrate 10 The terminal group formed in the part may be electrically and mechanically connected via an anisotropic conductive film. In the electro-optical device 100, the type of the liquid crystal 50 to be used, that is, depending on the operation mode such as the TN (twisted nematic) mode, the STN (super TN) mode, and the normally white mode / normally black mode. A polarizing film, a retardation film, a polarizing plate, and the like are arranged in a predetermined direction, but are not shown here.
[0051]
In the case where the electro-optical device 100 is configured for color display, for example, red (R), green (G), A blue (B) color filter is formed together with the protective film.
[0052]
In the image display area of the electro-optical device 100 having such a structure, as shown in FIG. 3, a plurality of pixels 100a are arranged in a matrix, and each of these pixels 100a has a pixel switching area. 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. The pixel signals S1, S2,... Sn written to the data line 6a may be supplied line-sequentially (in the order of line numbers) in this order, and each group of data lines 6a adjacent to each other may be supplied. You may make it supply to. Further, the scanning line 3a is electrically connected to the gate of the TFT 30, and the scanning signals G1, G2,... Gm are pulse-sequentially applied to the scanning line 3a in this order (line number) at a predetermined timing. (In order). The reflective electrode 9 and the transparent electrode 8 are electrically connected to the drain of the TFT 30, and by turning on the TFT 30 serving as a switching element for a certain period, the pixel signals S1, S2,. ... Sn is written to each pixel at a predetermined timing. The pixel signals S1, S2,... Sn at a predetermined level written in the liquid crystal through the reflective electrode 9 and the transparent electrode 8 in this way are constant between the counter electrode 21 of the counter substrate 20 shown in FIG. Hold for a period.
[0053]
Here, the liquid crystal 50 modulates light and enables gradation display by changing the orientation and order of the molecular assembly depending on the applied voltage level. In the normally white mode, the amount of incident light passing through the portion of the liquid crystal 50 is reduced according to the applied voltage. In the normally black mode, the incident light is changed according to the applied voltage. The amount of light passing through the portion of the liquid crystal 50 increases. As a result, light having a contrast corresponding to the pixel signals S1, S2,... Sn is emitted from the electro-optical device 100 as a whole.
[0054]
In order to prevent the retained pixel signals S1, S2,... Sn from leaking, a storage capacitor 60 (see FIG. 3) is provided in parallel with the liquid crystal capacitor formed between the reflective electrode 9 and the counter electrode. May be added. For example, the voltages of the reflective electrode 9 and the transparent electrode 8 are 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. As a result, the charge retention characteristics are improved, and the electro-optical 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, and between the scanning line 3a in the previous stage. Any of the above may be used.
[0055]
(Configuration of TFT array substrate)
FIG. 4 is a plan view of a plurality of pixel groups adjacent to each other on the TFT array substrate used in the present embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view of the pixel taken along line A-A ′ of FIG. 4.
[0056]
In FIG. 4, on the TFT array substrate, reflecting electrodes 9 made of a laminated film of aluminum, silver, or an alloy thereof, or titanium, titanium nitride, molybdenum, tantalum, or the like are formed in a matrix ( In FIG. 4, one pixel is shown), and a pixel switching TFT 30 (see FIG. 3) is electrically connected to each reflective electrode 9 via the transparent electrode 8. Further, the data line 6a, the scanning line 3a, and the capacitor line 3b are formed along the vertical and horizontal boundaries of the region where the reflective electrode 9 is formed. The TFT 30 (see FIG. 3) is connected to the data line 6a and the scanning line 3a. Connected. That is, the data line 6a is electrically connected to the high concentration source region 1a of the TFT 30 (see FIG. 3) through the contact hole, and the transparent electrode 8 is connected to the TFT 30 (FIG. 3) through the contact hole 15 and the source line 6b. The high-concentration drain region 1d is electrically connected. Further, the scanning line 3a extends so as to face the channel forming region 1a 'of the TFT 30 (see FIG. 3). In addition, the storage capacitor 60 (storage capacitor element) uses a conductive portion of the extended portion 1f of the semiconductor film 1 for forming the pixel switching TFT 30 (see FIG. 3) as a lower electrode. The capacitor line 3b in the same layer as the scanning line 3a is overlapped as an upper electrode.
[0057]
As shown in FIG. 4, in each pixel 100a configured in this manner, a reflective electrode 9 having a transmissive window 14 is formed, and a concavo-convex layer (not shown) described later is formed on the entire surface thereof. ing. A region corresponding to the transmissive window 14 is a transmissive region that is covered with the transparent electrode 8 and displays an image in the transmissive mode, and the other regions are a concavo-convex forming layer (not shown) and a concavo-convex layer (not shown). ) And the reflective electrode 9, and here, image display is performed in the reflective mode.
[0058]
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. On the surface of the base protective film 11, an island-shaped semiconductor film 1 having a thickness of 30 nm to 100 nm is formed. 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 300 nm to 800 nm is formed on the surface of the gate insulating film 2. It passes as an electrode. In the semiconductor film 1, a region facing the scanning line 3a via the gate insulating film 2 is a channel forming 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 formation 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.
[0059]
On the surface side of the pixel switching TFT 30 (see FIG. 3), a first interlayer insulating film 4 made of a silicon oxide film having a thickness of 300 nm to 800 nm and a second layer made of a silicon nitride film having a thickness of 100 nm to 800 nm. An interlayer insulating film 5 (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 300 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 through a contact hole formed in the first interlayer insulating film 4. It is electrically connected to 1a.
[0060]
On the upper surface of the second interlayer insulating film (surface protective film) 5, a concavo-convex forming layer 13 and a concavo-convex layer 7 made of a photosensitive resin such as an organic resin are formed in this order, and an ITO film is formed on the surface of the concavo-convex layer 7. A transparent electrode 8 made of, for example, is formed, and a reflective electrode 9 made of a laminated film of aluminum, silver, or an alloy thereof, or titanium, titanium nitride, molybdenum, tantalum, or the like is sequentially formed on the transparent electrode 8. ing. On the surface of the reflective electrode 9, a concavo-convex pattern 9 g corresponding to the surface concavo-convex shape of the concavo-convex layer 7 is formed.
[0061]
The reflective electrode 9 and the transparent electrode 8 are electrically connected to the source line 6 b through the contact hole 15.
[0062]
A transmission window 14 for transmitting light from the back light source is formed on the surface of the reflective electrode 9.
[0063]
An alignment film 12 made of a polyimide film is formed on the surface side of the reflective electrode 9 and the surface side of the transparent electrode 8 which is the uppermost layer by forming the transmission window 14. A rubbing process is performed on the surface side of the alignment film 12.
[0064]
Further, the extension portion 1f (lower electrode) extending from the high-concentration drain region 1d has a capacitance in the same layer as the scanning line 3a through an insulating film (dielectric film) formed simultaneously with the gate insulating film 2. The storage capacitor 60 (see FIG. 3) is configured by the line 3b facing as an upper electrode.
[0065]
The TFT 30 (see FIG. 3) preferably has an LDD structure (lightly doped drain structure) as described above, but has an offset structure in which impurity ions are not implanted into a region corresponding to the low concentration region 1b. You may have. The TFT 30 (see FIG. 3) is 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. It may be.
[0066]
In this embodiment, a dual gate (double gate) structure in which two gate electrodes (scanning lines 3a) of the TFT 30 (see FIG. 3) are arranged between the source and drain regions is used. It may be a gate structure, or a triple gate or more structure in which three or more gate electrodes are arranged between them. When a plurality of gate electrodes are arranged, the same signal is applied to each gate electrode. If the TFT 30 (see FIG. 3) 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 off-time current is reduced. be able to. 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.
[0067]
4 to 5, in the TFT array substrate 10, the reflective region of each pixel 100 a includes the region where the TFT 30 (see FIG. 3) and the region outside the contact hole 15 (uneven layer) on the surface of the reflective electrode 9. In the formation region), the uneven pattern 9g is formed as described above.
[0068]
In constructing such a concavo-convex pattern 9g, in the TFT array substrate 10 of the present embodiment, the concavo-convex formation layer made of an organic translucent photosensitive resin such as an acrylic resin is formed in the above-described concavo-convex layer formation region. 13 is formed on the surface of the second interlayer insulating film 5 with a thickness of 1 to 3 μm, for example, by spin coating, and an organic translucent photosensitive resin such as an acrylic resin is formed on the unevenness forming layer 13. The uneven | corrugated layer 7 which consists of an insulating film formed from fluid materials like this is laminated | stacked by the spin coat, for example by the thickness of 1-2 micrometers.
[0069]
A large number of irregularities are formed in the irregularity forming layer 13. For this reason, as shown in FIG. 5, a concavo-convex pattern 9 g corresponding to the surface concavo-convex shape of the concavo-convex layer 7 is formed on the surface of the reflective electrode 9. No edges appear. In addition, after forming the uneven | corrugated formation layer 13 without forming the uneven | corrugated layer 7, you may smooth the edge of the unevenness | corrugation of the uneven | corrugated formation layer 13 by performing a baking process.
[0070]
(Configuration of counter substrate)
In FIG. 5, in the counter substrate 20, a black matrix or a black stripe or the like is formed in a region facing the vertical and horizontal boundary regions of the reflective electrode 9 formed on the TFT array substrate 10 on the glass substrate 20 ′ on the counter substrate side. A light-shielding film 23 is formed, and a counter electrode 21 made of an ITO film is formed on the upper layer side. 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 held and sealed between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20.
[0071]
(Operation of the electro-optical device of this embodiment)
In the electro-optical device 100 (see FIG. 1) configured as described above, the reflective electrode 9 made of a laminated film of aluminum, silver, or an alloy thereof, or titanium, titanium nitride, molybdenum, tantalum, or the like is formed. Since light incident from the counter substrate 20 side can be reflected from the TFT array substrate 10 side and emitted from the counter substrate 20 side, if light modulation is performed for each pixel 100a by the liquid crystal 50 during this period, external light can be transmitted. It is possible to display a desired image by using it (reflection mode).
[0072]
Further, in the electro-optical device 100 (see FIG. 1), since the transparent electrode 8 is formed so as to cover the transmissive window 14 provided in the reflective electrode 9 in FIGS. It also functions as a device. That is, light emitted from a backlight device (not shown) arranged on the TFT array substrate 10 side is incident on the TFT array substrate 10 side, and then the reflective electrode 9 is formed in each pixel 100a. Of the region, the light passes through the transmissive region where the reflective electrode 9 is not formed (the transmissive window 14 covered with the transparent electrode 8) and transmits to the counter substrate 20 side. For this reason, if light modulation is performed for each pixel 100a by the liquid crystal 50, a desired image can be displayed using light emitted from a backlight device (not shown) (transmission mode).
[0073]
Further, in the present embodiment, the concavo-convex forming layer 13 is formed in a region that overlaps the reflective electrode 9 in the lower layer side of the reflective electrode 9, and the concavo-convex of the concavo-convex forming layer 13 is used to make the reflective electrode 9 An uneven pattern 9g for light scattering is formed on the surface. In the uneven pattern 9g, the uneven layer 7 prevents the edges of the uneven forming layer 13 from appearing. Therefore, when an image is displayed in the reflection mode, the image is displayed with scattered reflected light, and thus the viewing angle dependency is small.
[0074]
Further, the alignment film 12 can be sufficiently formed (coated) on the transmission window 14 and the alignment process can be sufficiently performed. The contrast in the transmission mode display in the pixel is excellent, and the reflection characteristic is improved. In addition, an excellent electro-optical device can be provided.
[0075]
[TFT manufacturing method]
A method of manufacturing the TFT array substrate 10 having such a configuration will be specifically described with reference to FIGS.
[0076]
6 to 10 are all cross-sectional views showing the manufacturing method of the TFT array substrate of this embodiment in the order of steps.
[0077]
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 (OC₂H_Five)_Four) And oxygen, or disilane and ammonia.
[0078]
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 the 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. At this time, the irradiation time of the laser beam to each region is very short, and the irradiation region is also local to the entire substrate, so that the entire substrate is not simultaneously heated to a high temperature. Therefore, even when a glass substrate or the like is used as the glass substrate 10 'for the TFT array substrate, deformation or cracking due to heat does not occur.
[0079]
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.
[0080]
Next, under a temperature condition of 350 ° C. or less, 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 on the surface of the semiconductor film 1 by a CVD method or the like. 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 formed here may be a silicon nitride film instead of the silicon oxide film.
[0081]
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 FIGS. 4 and 5).
[0082]
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 300 nm to 800 nm, a resist mask 552 is formed using a photolithography technique.
[0083]
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. 6D.
[0084]
Next, on the side of the pixel TFT portion and the N-channel TFT portion (not shown) of the driving circuit, about 0.1 × 10 6 using the scanning line 3a and the gate electrode as a mask.¹³/ Cm²~ About 10 × 10¹³/ Cm²The 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, since it is located directly below the scanning line 3 a, the portion where the impurity ions are not introduced becomes the channel forming region 1 a ′ that remains in the semiconductor film 1.
[0085]
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 ×. 10¹⁵/ Cm²~ About 10 × 10¹⁵/ Cm²Then, a high concentration source region 1a, a high concentration region 1c, and a high concentration drain region 1d are formed.
[0086]
Instead of these impurity introduction steps, a high concentration impurity (phosphorus ion) is implanted in a state where a resist mask wider than the gate electrode is formed without implanting the low concentration impurity, and the source region and drain region of the offset structure May be formed. Alternatively, a source region and a drain region having a self-aligned structure may be formed by implanting high concentration impurities using the scanning line 3a as a mask.
[0087]
Although not shown, the N-channel TFT portion of the peripheral drive circuit portion is formed by such a process. In this case, the P-channel TFT portion is covered with a mask. Further, when forming the P-channel TFT portion of the peripheral drive circuit, the pixel portion and the N-channel TFT portion are covered and protected with a resist, and the gate electrode is used as a mask to provide about 0.1 × 10¹⁵/ Cm²~ About 10 × 10¹⁵/ Cm²By implanting boron ions with a dose amount of P, a P-channel source-drain region is formed in a self-aligned manner.
[0088]
At this time, similarly to the formation of the N-channel TFT portion, about 0.1 × 10 10 using the gate electrode as a mask.¹³/ Cm²~ About 10 × 10¹³/ Cm²After introducing a low concentration impurity (boron ions) at a dose of a low concentration region in the polysilicon film, a mask wider than the gate electrode is formed to reduce the high concentration impurities (boron ions). 0.1 × 10¹⁵/ Cm²~ About 10 × 10¹⁵/ Cm²The source region and the drain region of the LDD structure may be formed by implanting with a dose amount of. Alternatively, a source region and a drain region having an offset structure may be formed by implanting high-concentration impurities (boron ions) in a state where a mask wider than the gate electrode is formed without implanting low-concentration impurities. . By these ion implantation processes, CMOS (complementary: Complementary MOS) can be realized, and a peripheral drive circuit can be built in the same substrate.
[0089]
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.
[0090]
Next, a resist mask 554 is formed using a photolithography technique.
[0091]
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.
[0092]
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 either of these metals as a main component is formed to a thickness of 400 nm to 800 nm by sputtering or the like, and then a resist mask 555 is formed using a photolithography technique. To do.
[0093]
Next, dry etching is performed on the metal film 6 through the resist mask 555 to form the data line 6a and the source line 6b as shown in FIG.
[0094]
Next, as shown in FIG. 8B, the 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 source line 6b by a CVD method or the like. Form.
[0095]
Next, as shown in FIGS. 9A and 9B, an organic translucent photosensitive resin 13a such as an acrylic resin is applied to a thickness of 1 to 3 μm by spin coating, and then the photosensitive resin is applied. The concavo-convex formation layer 13 having a thickness of 1 μm to 3 μm is formed by patterning 13 a using a photolithography technique. Next, a baking process may be performed to take corners.
[0096]
When the concavo-convex forming layer 13 is formed using such a photolithography technique, either a negative type or a positive type may be used as the light-transmitting photosensitive resin 13a, but FIG. The case where a positive type is used as the photosensitive resin 13a is illustrated, and ultraviolet light is irradiated to a portion where the photosensitive resin 13a is desired to be removed through a light transmitting portion of a predetermined exposure mask.
[0097]
Next, as shown in FIG. 9C, an organic translucent photosensitive resin 7a such as an acrylic resin is spin coated on the surface side of the transparent electrode 8 and the unevenness forming layer 13 to a thickness of 1 μm to 2 μm. Apply it.
[0098]
Next, as shown in FIG. 9D, the photosensitive resin 7a (see FIG. 9C) is penetrated and opened until reaching the surface of the source line 6b by using a photolithography technique, which will be described later. The opening 14b is formed so that the contact hole 15 can be formed, and the concavo-convex layer 7 having a thickness of 1 μm to 2 μm including the opening 14b is formed.
[0099]
Here, since the concavo-convex layer 7 is formed by applying a material having fluidity, the surface of the concavo-convex layer 7 is appropriately smoothed out by eliminating the concavo-convex of the concavo-convex formation layer 13 appropriately. A concavo-convex pattern is formed.
[0100]
In addition, when forming a concavo-convex pattern with a smooth shape without forming the concavo-convex layer 7, a baking process is performed in the state shown in FIG. 9B to make the edge of the concavo-convex formation layer 13 a smooth shape. May be.
[0101]
Next, as shown in FIG. 10A, a transparent conductive film made of ITO having a thickness of about 50 to 200 nm is formed on the surface of the concavo-convex layer 7 and the contact hole 15 by sputtering or the like, and photolithography is performed. The transparent electrode 8 having a predetermined pattern is formed using the technique and the etching technique. On the surface of the transparent electrode 8, a reflective metal film 9a such as a laminated film of aluminum, silver, or an alloy thereof, or titanium, titanium nitride, molybdenum, tantalum, or the like is formed.
[0102]
Next, as illustrated in FIG. 10B, the transmissive window 14 is provided by selectively removing a portion that becomes the transmissive window 14 and the adjacent pixels by using a photolithography technique and an etching technique. A reflective electrode 9 is formed. The reflective electrode 9 formed in this way is electrically connected to the drain electrode 6b through the transparent electrode 8. In addition, a concavo-convex pattern 9g of 500 nm or more, further 800 nm or more is formed on the surface of the reflective electrode 9 by the concavo-convex formed by the concavo-convex forming layer 13 and the concavo-convex layer 7, and the concavo-convex pattern 9g is formed by the concavo-convex layer 7. It has a smooth shape with no edges.
[0103]
Thereafter, an alignment film (polyimide film) 12 is formed on the surface side of the reflective electrode 9 and the transparent electrode 8 which is the uppermost layer by forming the transmission window 14. For this purpose, flexographic printing is performed on a polyimide varnish in which 5 to 10% by weight of polyimide or polyamic acid is dissolved in a solvent such as butyl cellosolve or n-methylpyrrolidone, followed by heating and curing (firing). Then, the substrate on which the polyimide film is formed is rubbed in a certain direction with a puff cloth made of rayon fibers, and polyimide molecules are arranged in a certain direction in the vicinity of the surface (rubbing is performed). As a result, the liquid crystal molecules are aligned in a certain direction by the interaction between the liquid crystal molecules filled later and the polyimide molecules.
[0104]
As described above, the TFT array substrate 10 is completed.
[0105]
In any of the above embodiments, an active matrix type liquid crystal display device using TFT as a pixel switching element has been described as an example. However, an active matrix type liquid crystal display device using TFD as a pixel switching element, or a passive matrix type liquid crystal display device. The present invention may be applied to a liquid crystal display device, and an electro-optical device using an electro-optical material other than liquid crystal (for example, an EL light emitting element).
[0106]
[Application of electro-optical device to electronic equipment]
The semi-reflective / semi-transmissive electro-optical device 100 configured as described above can be used as a display unit of various electronic apparatuses, and an example thereof will be specifically described with reference to FIGS. .
[0107]
FIG. 11 is a block diagram illustrating a circuit configuration of an electronic apparatus using the electro-optical device according to the invention as a display device.
[0108]
In FIG. 11, the electronic device includes a display information output source 70, a display information processing circuit 71, a power supply circuit 72, a timing generator 73, and a liquid crystal display device 74. The liquid crystal display device 74 includes a liquid crystal display panel 75 and a drive circuit 76. As the liquid crystal device 74, the above-described electro-optical device 100 can be used.
[0109]
The display information output source 70 includes a memory such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory), a storage unit such as various disks, a tuning circuit that tunes and outputs a digital image signal, and the like. Display information such as an image signal of a predetermined format is supplied to the display information processing circuit 71 based on the various clock signals generated by 73.
[0110]
The display information processing circuit 71 includes various known circuits such as a serial-parallel conversion circuit, an amplification / inversion circuit, a rotation circuit, a gamma correction circuit, and a clamp circuit, and executes processing of input display information, The image signal is supplied to the drive circuit 76 together with the clock signal CLK. The power supply circuit 72 supplies a predetermined voltage to each component.
[0111]
FIG. 12 shows a mobile personal computer which is an embodiment of the electronic apparatus according to the present invention. The personal computer 80 shown here has a main body 82 provided with a keyboard 81 and a liquid crystal display unit 83. The liquid crystal display unit 83 includes the electro-optical device 100 described above.
[0112]
FIG. 13 illustrates a mobile phone which is another electronic device. A cellular phone 90 shown here includes a plurality of operation buttons 91 and a display unit including the electro-optical device 100 described above.
[0113]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the present invention is suitable for a mobile phone, a mobile computer, etc. An electro-optical device excellent in reflection characteristics and a method for manufacturing the same can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of an electro-optical device according to an embodiment of the present invention as viewed from a counter substrate side.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line H-H ′ of FIG.
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of various elements and wirings formed in a plurality of pixels arranged in a matrix in an embodiment of the electro-optical device of the invention.
FIG. 4 is a plan view showing a configuration of each pixel formed on a TFT array substrate in one embodiment of the electro-optical device of the invention.
5 is a cross-sectional view of a pixel taken along line A-A ′ in FIG. 4;
6 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a TFT array substrate in the order of steps in an embodiment of a method of manufacturing an electro-optical device according to the invention. FIG.
7 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a TFT array substrate subsequent to the step shown in FIG. 6 in the order of steps.
8 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing the TFT array substrate after the step shown in FIG. 7 in order of steps.
9 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing the TFT array substrate subsequent to the step shown in FIG. 8 in order of steps.
10 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing the TFT array substrate after the step shown in FIG. 9 in order of steps.
FIG. 11 is a block diagram illustrating a circuit configuration of an electronic apparatus using the electro-optical device according to the invention as a display device.
FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating a mobile personal computer as an example of an electronic apparatus using the electro-optical device of the invention.
FIG. 13 is an explanatory diagram of a mobile phone as another example of an electronic apparatus using the electro-optical device of the invention.
14A and 14B are explanatory views schematically showing a part of a pixel in a conventional electro-optical device, in which FIG. 14A is a plan view and FIG. 14B is a sectional view taken along line C-C ′ in FIG.
[Explanation of symbols]
1 ... Semiconductor film
1a: High concentration source region
1a ': Channel forming region
1b ... low concentration region
1c: High concentration region
1d: High concentration drain region
1f: Extension portion of semiconductor film
2 ... Gate insulation film
3a ... scan line
3b ... Capacity line
4. First interlayer insulating film
5. Second interlayer insulating film (surface protective film)
6 ... Metal film
6a ... Data line
6b ... Source line
7 ... Uneven layer
7a: Photosensitive resin for forming an uneven layer
8 ... Transparent electrode
9 ... Reflective electrode
9a ... Metal film
9g ... Uneven pattern (surface uneven shape)
10 ... TFT array substrate
10 '... TFT array substrate side glass substrate
11 ... Underlying protective film
12 ... Alignment film
13: Concavity and convexity formation layer
13a: Photosensitive resin for forming the unevenness forming layer
14 ... Transparent window
14a: slit-shaped transmission window
14b ... Opening of the uneven layer
15 ... Contact hole
20 ... Counter substrate
20 '... glass substrate on the opposite substrate side
21 ... Counter electrode
22 ... Alignment film
30 ... TFT for pixel switching
50 ... Liquid crystal
52 ... Sealing material
53.
60 ... Storage capacity
70: Display information output source
71 ... Display information processing circuit
72. Power supply circuit
73 ... Timing generator
74 ... Liquid crystal display device
75 ... Liquid crystal display panel
76 ... Drive circuit
80 ... Personal computer
81 ... Keyboard
82 ... Body part
83 ... Liquid crystal display unit
90 ... mobile phone
91 ... Operation buttons
100: Electro-optical device
100a ... Pixel
101 ... Board
102: Base protective film
103 ... Transparent electrode
104 ... Protective film
105: Concavity and convexity formation layer
106 ... uneven layer
107 ... Transparent window
108: Reflective electrode
109 ... irregularities for reflection
110 ... pixel
120 ... TFT array substrate
201: Data line driving circuit
202 ... Mounting terminal
204 Scanning line drive circuit
205 ... Wiring
206 ... Inter-substrate conductive material

Claims

In an electro-optical device having an image display area including a plurality of pixels, each of the plurality of pixels including a reflection area that reflects incident light, and a transmission area that transmits incident light.
Wherein the reflection region becomes formed metal film having a reflectivity, it said in the transmissive region are formed at least a transparent electrode,
In both the reflective region and the transmissive region, an alignment film is formed on the metal film and the transparent electrode, and the surface of the metal film is formed in an uneven shape below the metal film and the transparent electrode. An uneven pattern is formed,
The convex part of the concavo-convex pattern is arranged so as not to straddle the boundary part between the transmission region and the reflection region,
The electro-optical device is characterized in that a formation region of the transparent electrode is wider than a formation region of the metal film .

The electro-optical device according to claim 1, wherein the metal film is formed on a surface of the transparent electrode.

The concavo-convex pattern is composed of a first forming layer serving as a basis of the convex portion, and a second forming layer covering the first forming layer,
3. The electro-optical device according to claim 1, wherein the second formation layer is formed such that an edge of the first formation layer does not appear in the uneven pattern.

Each of the plurality of pixels includes a switching TFT and a storage capacitor for holding a voltage applied to the pixel electrode,
The TFT and the storage capacitor are formed in the reflective region,
4. The electro-optical device according to claim 1, wherein only the second formation layer is stacked in a region where the TFT and the storage capacitor are formed in the reflective region. 5. .

In the method of manufacturing an electro-optical device having an image display area including a plurality of pixels, each of the plurality of pixels including a reflection area that reflects incident light and a transmission area that transmits incident light.
Forming a first formation layer on the upper layer of the substrate ;
Forming a second forming layer covering the first forming layer so that an edge of the first forming layer does not appear on the surface;
Forming a transparent electrode on the concavo-convex pattern comprising the first forming layer and the first forming layer;
Forming a metal film on the surface of the transparent electrode;
Forming the reflective electrode including the transmissive region exposing the transparent electrode, including etching the metal film;
Forming an alignment film in both the reflective region and the transmissive region, and
The method of manufacturing an electro-optical device, wherein the convex portion of the concave-convex pattern is disposed so as not to straddle a boundary portion between the transmission region and the reflection region.