JP2003098976A - 電気光学装置及びその製造方法 - Google Patents
電気光学装置及びその製造方法Info
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Abstract
に用いられる、画素領域の面積を変えることなしに反射
率を向上させることができるとともに、光学特性に優
れ、さらに低コストの電気光学装置及びその製造方法を
提供する。 【解決手段】 電気光学物質を封入、保持して対向配置
された一対の基板と、一対の基板のうち、TFT基板側
のガラス基板10’の電気光学物質側に形成され、一対
の基板のうちの対向基板側のガラス基板20’側からの
入射光を反射する反射板8と、反射板8の上層側に形成
された透明電極9とを積層して備えた電気光学装置であ
って、反射板8と透明電極9とが、それぞれの形成領域
の端部8a、9aを一致させた状態で積層されてなるこ
とを特徴とする電気光学装置。
Description
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、画素領域の面積を変えるこ
となしに反射率を向上させることができるとともに、光
学特性に優れ、さらに低コストの電気光学装置及びその
製造方法に関する。
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。図18は、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、反射型の液晶
表示装置の1画素部分を模式的に示す説明図で、図18
(A)は、平面図、図18(B)は、そのE−E’線に
おける断面図である。図19は、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の1画素部分を
模式的に示す説明図で、図19(A)は、平面図、図1
9(B)は、そのF−F’線における断面図である。図
18及び図19に示すように、対向配置されたTFTア
レイ基板110と対向基板120とがシール材(図示せ
ず)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50が
封入、保持されている。
に、TFTアレイ基板110に形成された凹凸を有する
凹凸層107の上に、対向基板120の側から入射して
きた外光を対向基板120の方向に反射するための、凹
凸層107の凹凸に対応した表面凹凸形状108bを有
する反射板108、及び反射板108の全体を覆うよう
に、かつ反射板108の端部108aよりも広い領域を
形成するように透明電極109(その端部109a)が
形成されている。凹凸を形成するために凹凸形成層11
3を感光性樹脂膜により形成するとともに、凹凸形成層
113の上層側には、凹凸のエッジを滑らかにするた
め、凹凸層107が形成されている。また透明電極10
9の上には配向膜112が形成される。このような構成
によって、対向基板120側から入射した光をTFTア
レイ基板110の反射板8で反射し、対向基板120側
から出射した光によって画像を表示する(反射モー
ド)。
に、半透過、半反射型の場合、上述の反射モードで画像
を表示することに加え、反射板108には、反射板10
8を形成しない部分である透過窓103が備えられてお
り、この透過窓103からバックライト(図示せず)か
らの光を透過させて画像を表示する(透過モード)こと
もできる。
表示装置は、図18及び図19に示すように、透明電極
109(その端部109a)が反射板108(その端部
108a)よりも広い領域を形成するように形成され、
反射板108の形成領域が透明電極109に比べ狭いた
め、十分な反射率を確保することができないという問題
があった。
形成領域がそれぞれ異なるため、反射板108と透明電
極109とをそれぞれ別個にパターニングする必要があ
り、コストが増大するという問題があった。
のであって、画素領域の面積を変えることなしに反射率
を向上させることができるとともに、光学特性に優れ、
さらに低コストの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。
めに、本発明の電気光学装置は、電気光学物質を封入、
保持して対向配置された一対の基板と、前記一対の基板
のうちの一方の基板の前記電気光学物質側に形成され、
前記一対の基板のうちの他方の基板側からの入射光を反
射する反射板と、前記反射板の上層側に形成された透明
電極とを積層して備えた電気光学装置であって、前記反
射板と前記透明電極とが、それぞれの形成領域の端部を
一致させた状態で積層されてなることを特徴とする。
域の面積を変えることなしに電気光学装置の反射率を向
上させることができる。
板が、前記一方の基板上に形成された、表面に凹凸を有
する凹凸層の上に形成され、前記反射板の前記表面凹凸
形状が、前記凹凸層の凹凸に対応した形状を有してなる
ことが好ましい。
学装置の光学特性を向上させることができる。
板が、アルミニウムや銀、もしくはその合金、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く、また、前記透
明電極が、ITO(Indium Tin Oxid
e)膜から構成されたものであることが好ましい。
学装置の光学特性を向上させることができる。
光学物質を封入、保持して対向配置した一対の基板のう
ちの、一方の基板の前記電気光学物質側に、前記一対の
基板のうちの他方の基板側からの入射光を反射する反射
板を形成する工程、前記反射板の上に透明電極を形成す
る工程を含む電気光学装置の製造方法であって、前記一
方の基板の前記電気光学物質側に金属膜を積層し、次い
で、前記金属膜の上層側に透明導電性膜を積層し、次い
で、前記金属膜及び前記透明導電性膜の積層体を同時に
それぞれの形成領域の端部が一致するようにパターニン
グして、それぞれの形成領域の端部が一致した所定パタ
ーンの前記反射板及び前記透明電極を同時に形成するこ
とを特徴とする。
域の面積を変えることなしに電気光学装置の反射率を向
上させるとともに、光学特性に優れた電気光学装置を効
率よくかつ低コストで製造することができる。
を積層する前に、前記一方の基板上に凹凸層を形成し、
前記凹凸層の上にその表面形状に対応した入射光を散乱
させることが可能な表面凹凸形状を有する前記金属膜を
積層することが好ましい。
性を向上させた電気光学装置を効率よく低コストで製造
することができる。
おいては、前記反射板として、アルミニウムや銀、もし
くはその合金、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したものを用いることが
好ましく、また前記透明電極として、ITO(Indi
um Tin Oxide)膜から構成したものを用い
ることが好ましい。
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。
光学装置の第1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、本実施の形態
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。
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5
2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5
2の外側の領域には、データ線駆動回路101、及び実
装端子102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104が形成されている。TFTアレイ基板1
0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104の間を接続するための複数の配線1
05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
106が配設されている。ここで、図2における符号2
1は対向電極、23は遮光膜、30は画素スイッチング
用のTFTをそれぞれ示す。
駆動回路104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T
FT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。
として構成する場合には、対向基板20において、TF
T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。
0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、反射板8、透明
電極9及びTFT30が形成されており、画素信号S
1、S2、・・・Snを供給するデータ線6aがTFT
30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。反射板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、S
2、・・・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板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。
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。
・・Snがリークするのを防ぐために、反射板8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、反射板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3
b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。
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において斜線
で示す領域(反射板及び透明電極形成領域、すなわち画
素)の具体的な一の態様(反射型)を示す説明図で、図
5(A)は平面図、図5(B)はそのA−A’線におけ
る断面図である。図6は、図4において斜線で示す領域
(反射板及び透明電極形成領域、すなわち画素)の具体
的な他の態様(半透過、半反射型)を示し、図6(A)
は平面図、図6(B)はそのB−B’線における断面図
である。なお、図5及び図6においては、対向基板及び
液晶の図示は省略している。
は、複数の透明なITO(Indium Tin Ox
ide)膜からなる透明電極9がマトリクス状に形成さ
れており、これら各透明電極9に対して画素スイッチン
グ用のTFT30がそれぞれ接続している。また、透明
電極9の縦横の境界に沿って、データ線6a、走査線3
a、及び容量線3bが形成され、TFT30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、コンタクトホールを介してTFT
30の高濃度ソース領域1aに電気的に接続し、透明電
極9は、コンタクト孔15を介してTFT3の高濃度ド
レイン領域1dに電気的に接続している。また、TFT
30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、この下電極に、走査線3b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。
成した各画素100aにおいては、反射板8及び透明電
極9が形成されている領域(この場合、反射板8と透明
電極9とは、それぞれの形成領域の端部8a、9aを一
致させた状態で積層されている)のうち、反射板8に透
過窓14が形成された領域は、透過モードで表示を行う
透過領域であり(図6に示す場合)、反射板8が形成さ
れた領域は反射領域であり、ここでは反射モードで表示
を行う(図5に示す場合)。
上層には、第2層間絶縁膜5が形成され、第2層間絶縁
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、凹凸層7がこの順に形成され、この凹凸
層7の表面に、アルミニウムや銀、もしくはその合金、
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板8及びITO膜から構成さ
れた透明電極9が積層して形成されている。
明電極9は凹凸層7の上に積層して形成されているが、
このような凹凸層7を構成するにあたって、本実施の形
態においては、反射板8の下層側のうち、有機系の感光
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の厚さに形成され、この凹凸形成層13
の上層には、有機系樹脂等の感光性樹脂からなる流動性
材料から形成された絶縁膜からなる凹凸層7が積層され
ている。
れている。このため、図5〜図6に示すように、反射板
8の表面には、凹凸形成層13の凹凸に対応する凹凸パ
ターン(表面凹凸形状)8gが形成され、この凹凸パタ
ーン8g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。
及び透明電極9の形成領域の端部8a、9aが一致する
ものである限り、特に制限はなく、図6(A)に示すよ
うな長方形状であってもよく、平行四辺形、台形であっ
てもよく、又はこれらの組み合せであってもよい。その
数も反射効率を低減することがない限り、特に制限はな
い。
が形成される。この配向膜には、ラビング処理が施され
ている。なお、この配向膜は、後述の図7に示すTFT
形成領域における配向膜12に対応する。
のC−C’線で切断したときの断面は、TFTアレイ基
板側のガラス基板10’の表面に、厚さが300nm〜
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50〜1
50nm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300n
m〜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1
a’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
領域が形成されている。
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が形成されている。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ホールを介して高濃
度ソース領域1aに電気的に接続している。第1層間絶
縁膜4の表面にはデータ線6aと同時形成されたドレイ
ン電極6bが形成され、このドレイン電極6bは、第1
層間絶縁膜4に形成されたコンタクトホールを介して高
濃度ドレイン領域1dに電気的に接続している。
化膜もしくはシリコン酸化膜の単膜又はシリコン窒化膜
及びシリコン酸化膜の二つの膜等からなるからなる厚さ
が100nm〜800nmの第2層間絶縁膜(表面保護
膜)5が形成されている(この第2層間絶縁膜(表面保
護膜)5は形成しなくてもよい)。この第2層間絶縁膜
(表面保護膜)5の上層に、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、透過用の透過窓14を有する
アルミニウム膜等からなる反射板8が形成されている。
反射板8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8gが形成されている。
00nmの厚さで積層した透明電極9が形成され、この
透明電極9は、コンタクト孔15を介してドレイン電極
6bに電気的に接続している。
なる配向膜12が形成されている。この配向膜12に
は、ラビング処理が施されている。
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が構成されている。
うにLDD構造をもつが、低濃度領域1b、及び高濃度
領域1c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、TF
T30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。
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。
0では、各画素100aの反射領域には、反射板8の表
面のうち、TFT30(図4参照)の形成領域及び透過
窓14から外れた領域(反射板形成領域)には、前述の
ように凹凸パターン8gが形成されている。
あたって、本実施の形態のTFTアレイ基板10では、
反射板8の下層側のうち、反射板8と平面的に重なる領
域には、アクリル樹脂等の有機系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
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。
れている。このため、図5に示すように、反射板8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8gが形成され、この凹凸パターン8g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。
板20では、対向基板側のガラス基板20’上の、TF
Tアレイ基板10に形成されている透明電極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、T
FTアレイ基板10と対向基板20との間には、液晶5
0が保持、封入されている。
した電気光学装置100(図1参照)においては、反射
型の場合、アルミニウム膜等からなる反射板8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(反射モード)ことができる(図5に示す
反射型の場合)。
いて透過窓14を避けるように反射板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(図6参
照)において反射板8が形成されている領域のうち、反
射板8が形成されていない透過領域(透明電極9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、バックライト装置から出射された光
を利用して所望の画像を表示する(透過モード)ことも
できる。
側のうち、反射板8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、
反射板8の表面に光散乱用の凹凸パターン8gを形成し
ている。また、凹凸パターン8g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。
表面を被覆されるため、反射板8の変質を防止すること
ができる。
と電位供給線(ソース線)とを電気的に接続した場合を
示しているが、透明電極と半導体層とを電気的に接続し
たものであってもよい。
Tアレイ基板を製造する方法を、図8〜図12を参照し
つつ、具体的に説明する。
TFTアレイ基板の製造方法を工程順に示す断面図であ
る。
浄等により清浄化したガラス製等のTFTアレイ基板側
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アレイ基板側のガラ
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〜500
nm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(OC
2H5)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。
度条件下で、TFTアレイ基板側のガラス基板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
レイ基板側のガラス基板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。
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8(B)に示すよ
うに、島状の半導体膜1(能動層)、及び容量部を形成
するための半導体膜を各々分離した状態に形成する。
Tアレイ基板側のガラス基板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。
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7参照)。
法等により、TFTアレイ基板側のガラス基板10’の
全面に、走査線3a等を形成するためのアルミニウム、
銀、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。
ドライエッチングし、図8(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。
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。
T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10×1
015/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。
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。
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。
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(ライトリー・ド
ープト・ドレイン構造)のソース領域及びドレイン領域
を形成してもよい。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:Complimentary MOS
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。
aの表面側にCVD法等により、シリコン酸化膜等から
なる第1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。
ジストマスク554を形成する。
層間絶縁膜4にドライエッチングを行い、図9(C)に
示すように、第1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ホールをそ
れぞれ形成する。
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からなる導電膜6をスパッ
タ法等で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555
を形成する。
レジストマスクを介して導電膜6にドライエッチングを
行い、データ線6a、及びドレイン電極6bを形成す
る。
間絶縁膜4の上層に、シリコン窒化膜もしくはシリコン
酸化膜の単膜又はシリコン窒化膜及びシリコン酸化膜の
二つの膜等からなるからなる厚さが100nm〜300
nm程度の厚さの第2層間絶縁膜(表面保護膜)5をプ
ラズマCVD法によって成膜することによって形成する
(この第2層間絶縁膜5は形成しなくてもよい)。
に、第2層間絶縁膜(表面保護膜)5の表面に、アクリ
ル樹脂等の有機系の感光性樹脂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、後述する反射板8の下層側に、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。
して凹凸形成層13を形成する際、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11(A)には、感光性樹脂13aとしてポジ
タイプの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。
間絶縁膜(表面保護膜)5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感光性樹脂7aをスピン
コートで1μm〜2μmの厚さに塗布する。
樹脂7aを露光及び現像処理をすることにより、感光性
樹脂7aをパターニングし、第2層間絶縁膜(表面保護
膜)5の表面に達するまで貫通、開口させて(この部分
が最終的にコンタクト孔15を形成することになる)厚
さが1μm〜2μmの凹凸層7を形成する。
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
のない、滑らかな形状の凹凸パターンが形成される。
状の凹凸パターンを形成する場合には、図10(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。
7をマスクとして第2層間絶縁膜(表面保護膜)5をド
ライエッチング技術を用いて除去してコンタクト孔15
を形成し、後述する透明電極9とドレイン電極6bとが
電気的に接続できるようにする。ここでは、感光性樹脂
で構成された凹凸層7をマスクとして第2層間絶縁膜
(表面保護膜)5をエッチングするプロセスを例にとっ
て説明したが、図11(A)において、アクリル樹脂等
の有機系の感光性樹脂13aを塗布する前にフォトリソ
グラフィ法によって、前記第2層間絶縁膜(表面保護
膜)5にコンタクト孔15を、あらかじめ形成しておい
ても良い。
タリング法等によって、50nm〜200nmの厚さ
の、前述のアルミニウム膜等のような反射性を備えた金
属膜8bを形成する。
タリング法等によって、ITO膜9bを約50〜200
nmの厚さで成膜する。
リソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、所定の
パターンの反射板8及び透明電極9を同時に形成する。
この場合、反射板8の形成領域の端部8aと透明電極9
の形成領域の端部9aとを一致させた状態でパターニン
グする。このようにして形成した反射板8及び透明電極
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8gが形成され、かつ、この凹凸パターン
8gは、凹凸層7によって、エッジのない、滑らかな形
状になっている。
イ基板の平面図である。図13のD−D’線における断
面図が図12(D)に該当している。図13に示すよう
に、反射板8の形成領域の端部と透明電極9の形成領域
の端部とが一致した状態でパターニングされ、かつ凹凸
パターン8gが形成されていることがわかる。
リイミド膜)12(図7参照)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。このラビング処理の方向は、前述のように、
スリットの長手方向の向きと一致させることが好まし
い。
(図7参照)が完成する。
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。
グラフィ技術及びエッチング技術を用いて、所定のパタ
ーンの反射板8及び透明電極9を同時に形成したが、後
に、図14を用いて説明するように、反射板8及び透明
電極9のパターニングをそれぞれフォトリソグラフィ技
術及びエッチング技術を用いることによって個別に行っ
てもよい。
電気光学装置の第2の実施の形態である液晶表示装置を
模式的に示す断面図で、図14(A)は反射型の場合、
図14(B)は半透過、半反射型の場合をそれぞれ示
す。いずれの場合も、反射板8の形成領域の端部と透明
電極9の形成領域の端部とが一致した状態でパターニン
グされ、かつ凹凸パターン8gが形成されている。
施の形態の液晶表示装置(反射型)は、第1の実施の形
態の液晶表示装置の場合と同様に、透明なTFTアレイ
基板側のガラス基板10’の表面に、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、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、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、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、他方側には高濃度領域1c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
れている。
には、シリコン酸化膜からなる第1層間絶縁膜(表面保
護膜)4、が形成されている。第1層間絶縁膜4の表面
には、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を介し
て高濃度ソース領域1aに電気的に接続している。第1
層間絶縁膜4の表面にはデータ線6aと同時形成された
ドレイン電極6bが形成され、このドレイン電極6b
は、第1第1層間絶縁膜4に形成されたコンタクトホー
ルを介して高濃度ドレイン領域1dに電気的に接続して
いる。
化膜もしくはシリコン酸化膜の単膜又はシリコン窒化膜
及びシリコン酸化膜の二つの膜等からなる第2層間絶縁
膜(表面保護膜)5が形成されている。この第2層間絶
縁膜(表面保護膜)5の上層に、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、アルミニウム膜等からな
る反射板8が形成されている。反射板8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8gが形
成されている。次に、フォトリソグラフィ技術を利用し
てパターン形成を行う。このときデータ線6a(ソース
電極)と画素電極のコンタクト領域は反射板を除去す
る。
明電極9が形成され、この透明電極9は、コンタクト孔
15を介してドレイン電極6bに電気的に接続してい
る。
ーニングをそれぞれフォトリソグラフィ技術及びエッチ
ング技術を用いることによって個別に行っている。
なる配向膜12が形成されている。この配向膜12に
は、ラビング処理が施されている。
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が構成されている。
形態の液晶表示装置(半透過、半反射型)は、反射板8
に透過用の透過窓14が形成されていること以外は、反
射型の液晶表示装置の場合と実質的に同一である。
かかる実効電圧が高く、高コントラスト表示が可能で、
かつ反射板の変質が防止された電気光学装置を提供する
ことができる。
ように構成した反射型、又は半透過・半反射型の電気光
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15〜図17を参照し
つつ具体的に説明する。
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。
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。
Only Memory)、RAM(Random
Access Memory)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。
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と共に駆動回路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。
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。
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。
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、画素領域の面積を変えることなしに反射率を向
上させることができるとともに、光学特性に優れ、さら
に低コストの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。
対向基板の側から見たときの平面図である。
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。
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。
(反射型)において、TFTアレイ基板に形成された各
画素の構成を示す説明図で、図5(A)は平面図、図5
(B)は図5(A)のA−A’線における断面図であ
る。
(半透過、半反射型)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説明図で、図6(A)は平
面図、図6(B)は図6(A)のB−B’線における断
面図である。
おいて、TFT形成領域を模式的に示す断面図である。
製造方法を工程順に示す断面図である。
す断面図である。
示す断面図である。
に示す断面図である。
に示す断面図である。
面図である。
において、TFTアレイ基板に形成された各画素の構成
を模式的に示す断面図で、図14(A)は反射型の場
合、図14(B)は半透過、半反射型の場合をそれぞれ
示す。
て用いた電子機器の回路構成を示すブロック図である。
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。
他の例としての携帯電話機の説明図である。
を模式的に示す説明図で、図18(A)は平面図、図1
8(B)はそのE−E’線における断面図である。
1画素部分を模式的に示す説明図で、図19(A)は平
面図、図19(B)はそのF−F’線における断面図で
ある。
Claims (9)
- 【請求項1】 電気光学物質を封入、保持して対向配置
された一対の基板と、前記一対の基板のうちの一方の基
板の前記電気光学物質側に形成され、前記一対の基板の
うちの他方の基板側からの入射光を反射するとともに、
背面光源からの光を透過する一以上の透過窓をその所定
箇所に貫通して有する反射板と、前記反射板の上層側に
形成された透明電極とを積層して備えた電気光学装置で
あって、 前記反射板と前記透明電極とが、それぞれの形成領域の
端部を一致させた状態で積層されてなることを特徴とす
る電気光学装置。 - 【請求項2】 前記反射板が、入射光を散乱させること
が可能な表面凹凸形状を有してなる請求項1に記載の電
気光学装置。 - 【請求項3】 前記反射板が、前記一方の基板上に形成
された、表面に凹凸を有する凹凸層の上に形成され、前
記反射板の前記表面凹凸形状が、前記凹凸層の凹凸に対
応した形状を有してなる請求項1又は2に記載の電気光
学装置。 - 【請求項4】 前記反射板が、アルミニウムや銀、もし
くはその合金、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請求項1〜3の
いずれかに記載の電気光学装置。 - 【請求項5】 前記透明電極が、ITO(Indium
Tin Oxide)膜から構成された請求項1〜4
のいずれかに記載の電気光学装置。 - 【請求項6】 電気光学物質を封入、保持して対向配置
した一対の基板のうちの、一方の基板の前記電気光学物
質側に、前記一対の基板のうちの他方の基板側からの入
射光を反射する反射板を形成する工程、前記反射板の上
に透明電極を形成する工程を含む電気光学装置の製造方
法であって、 前記一方の基板の前記電気光学物質側に金属膜を積層
し、次いで、前記金属膜の上層側に透明導電性膜を積層
し、次いで、前記金属膜及び前記透明導電性膜の積層体
を同時にそれぞれの形成領域の端部が一致するようにパ
ターニングして、それぞれの形成領域の端部が一致した
所定パターンの前記反射板及び前記透明電極を同時に形
成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。 - 【請求項7】 前記一方の基板上に前記金属膜を積層す
る前に、前記一方の基板上に凹凸層を形成し、前記凹凸
層の上にその表面形状に対応した入射光を散乱させるこ
とが可能な表面凹凸形状を有する前記金属膜を積層する
請求項6に記載の電気光学装置の製造方法。 - 【請求項8】 前記反射板として、アルミニウムや銀、
もしくはその合金、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したものを用いる請
求項6又は7に記載の電気光学装置の製造方法。 - 【請求項9】 前記透明電極として、ITO(Indi
um Tin Oxide)膜から構成したものを用い
る請求項6〜8のいずれかに記載の電気光学装置の製造
方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001287398A JP2003098976A (ja) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | 電気光学装置及びその製造方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110310962A (zh) * | 2014-06-13 | 2019-10-08 | 株式会社半导体能源研究所 | 显示装置 |
-
2001
- 2001-09-20 JP JP2001287398A patent/JP2003098976A/ja active Pending
Cited By (1)
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