JP2006113092A - 電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【目的】 単純な製造プロセスでかつ、低い電気抵抗を有する反射膜あるいは半透過反射膜を備えた電気光学装置の製造方法及び電気光学装置を提供する。
【解決手段】 半透過反射膜8aの主成分であるアルミニウムと比べ、電気陰性度の高い銅を面内で組成分布を持つよう形成した後、電解液であるフォトリソグラフ工程で用いられる現像液に浸す。すると銅が密な分布を持つ領域と、該領域周辺とで電気陰性度の差により、局部電池を形成される。銅が密な分布を持つ領域近傍のみを選択的に電蝕させ、さらに電蝕処理を続けることで添加物が密な分布を持つ領域近傍に光を透過させるための孔をあける。
【選択図】 図7
【解決手段】 半透過反射膜8aの主成分であるアルミニウムと比べ、電気陰性度の高い銅を面内で組成分布を持つよう形成した後、電解液であるフォトリソグラフ工程で用いられる現像液に浸す。すると銅が密な分布を持つ領域と、該領域周辺とで電気陰性度の差により、局部電池を形成される。銅が密な分布を持つ領域近傍のみを選択的に電蝕させ、さらに電蝕処理を続けることで添加物が密な分布を持つ領域近傍に光を透過させるための孔をあける。
【選択図】 図7
Description
本発明は、電気光学物質を保持する基板に反射モードでの表示を可能とする光反射膜を備えた反射型あるいは半透過反射型の電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器に関する。
液晶装置などの電気光学装置のうち、外光による反射モードでの表示が可能な反射型あるいは半透過反射型の液晶装置では、液晶を保持する基板上に光反射膜が形成されている。
このような液晶装置で、半透過モードでの表示を行なうためには、光反射膜に光透過性を持つことが求められる。このため一般的には、金属膜を300nm程度に成膜し、通常のフォトリソグラフ工程を用いて金属膜をエッチングし、裏面からの光を透過させるための孔を形成する方法が知られている。この方法は、金属膜を厚くできるため、電気抵抗を低くできるという利点を有している。また、特許文献1に記載の製造方法では、スパッタ法で10nm以下程度の金属薄膜を成膜し、スパッタ法での成膜時に生じる孔欠陥や凹入欠陥を用いて、裏面からの光を透過させる。この方法は前述のフォトリソグラフ工程を用いる方法と比べ、製造工程が単純化できるという利点を有している。
このような液晶装置で、半透過モードでの表示を行なうためには、光反射膜に光透過性を持つことが求められる。このため一般的には、金属膜を300nm程度に成膜し、通常のフォトリソグラフ工程を用いて金属膜をエッチングし、裏面からの光を透過させるための孔を形成する方法が知られている。この方法は、金属膜を厚くできるため、電気抵抗を低くできるという利点を有している。また、特許文献1に記載の製造方法では、スパッタ法で10nm以下程度の金属薄膜を成膜し、スパッタ法での成膜時に生じる孔欠陥や凹入欠陥を用いて、裏面からの光を透過させる。この方法は前述のフォトリソグラフ工程を用いる方法と比べ、製造工程が単純化できるという利点を有している。
しかしながら、裏面からの光を透過させる孔をフォトリソグラフ工程を用いて形成する方法では、レジスト塗布、露光・現像、配線金属のエッチング、レジスト除去という工程を追加する必要があり、製造プロセスが複雑化し、製造コストの上昇、工程の複雑化に起因する歩留まり低下などの問題が生じていた。
また、特許文献1の製造方法では、金属薄膜を10nm以上に厚くすると孔欠陥や凹入欠陥が塞がってしまい、裏面からの光が透過しなくなってしまうため、反射膜の膜厚は最大でも10nmに制限されてしまう。この金属薄膜上に導体であり、かつ透光性を有するITO(Indium Tin Oxide)膜を形成することで電気的な導通は保たれるが、ITOの比抵抗は200μΩ・cm程度であり、例えば金属アルミニウムの比抵抗である30nΩ・cmと比べた場合、4桁程度高い比抵抗を持っている。そのため、ITO膜を主として導通を取ると、電気抵抗が高くなり、その結果時定数が大きくなり入力信号に対する応答が遅くなり例えば動画表示の品質が落ちるという問題があった。
以上の問題点に鑑みて、本発明の電気光学装置の製造方法は、単純な製造プロセスでかつ、低い電気抵抗を有する反射膜あるいは半透過反射膜を備えた電気光学装置の製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の電気光学装置の製造方法は、電気光学物質を保持する基板に、表面からの入射光の一部を反射させ、かつ裏面からの入射光の一部を透過させる半透過反射膜が設けられている電気光学装置の製造方法において、前記半透過反射膜の形成工程は、前記半透過反射膜を構成する主成分より電気陰性度の高い添加物を、電解液の存在下で前記添加物と前記主成分とが局部電池を形成するよう前記半透過反射膜中の表面および表面近傍に前記添加物の濃度分布を付与して前記半透過反射膜を成膜する成膜工程と、前記局部電池による電蝕反応を用いたエッチングを前記電解液中で行なうことで、前記裏面からの入射光の一部を透過させるための孔をあける前記半透過反射膜のエッチング工程とを含むことを特徴とする。
この製造方法によれば、半透過反射膜の主成分と比べ、電気陰性度の高い添加物が半透過反射膜の少なくとも面内で組成分布を持つよう形成されている。当該半透過反射膜を電解液に浸すことにより、添加物が密な分布を持つ領域と、該領域周辺とでの電気陰性度の差により、局部電池が形成され、添加物が密な分布を持つ領域近傍のみが選択的に電蝕される。
さらに電蝕処理を続けることで添加物が密な分布を持つ領域近傍に光を透過させるための孔をあけることができる。このように電解液に浸す工程を行なうだけで半透過反射膜を作ることができるため、通常のフォトリソグラフ工程を行ない反射膜に孔をあけ半反射透過膜を作る工程と比べ短い工程で半透過反射膜を形成することができる。また、電蝕反応を用いてエッチングしているので、スパッタ法での成膜時に生じる孔欠陥や凹入欠陥を用いる方法と比べ半透過反射膜の膜厚を厚くすることができる。そのため半透過反射膜の電気抵抗を低減することができる。
さらに、半透過反射膜の主成分を腐蝕しない液を用いても、電解液であれば局部電池の効果により電蝕で孔をあけることができる。この場合、電蝕されない部分では、エッチングは殆ど生じないため、局部電池以外の領域では半透過反射膜に損傷を与えることなくエッチングを行なうことができる。そのため、半透過反射膜の光学的性質、特に反射率を損じることなく半透過反射膜を形成することができる。
また、上記した本発明の電気光学装置の製造方法では、前記半透過反射膜の形成工程は、アルミニウム、アルミニウム合金、アルミニウム化合物、銀、銀合金、銀化合物、チタン、チタン合金、チタン化合物、クロム、クロム合金、またはクロム化合物のいずれかを主成分として含む半透過反射膜を用い、また前記添加物には、銅、珪素、モリブデン、タングステン、白金、または金の中から選定され、かつ前記半透過反射膜の主成分となる物質と比べ電気陰性度が高い元素を少なくとも1種類以上を含む物質を用いることを特徴とする。
この製造方法によれば、例えばアルミニウムは可視光域では90%以上の反射率を持っているため、入射された光を効率的に反射することができる。また、アルミニウムは電気陰性度が低いため、銅、珪素、モリブデンまたはタングステンなど、液晶製造プロセスで使用実績の高い添加物を用いて半透過反射膜を形成することが可能となる。
そのため、不純物の混入に対して極めて敏感な液晶製造プロセスに新規の物質を導入することなく、局部電池による電蝕反応を用いたエッチングを行なうことができる。また、白金や金は電気陰性度が銀と比べ低いため、半透過反射膜の主成分に銀を用いた場合好適な添加物となる。
また、半透過反射膜の主成分として銀、チタン、クロムを用いた場合でも、アルミニウムを用いた場合と同等の効果が得られる。特に銀は可視光域での反射率が高いため好適である。
また、上記した本発明の電気光学装置の製造方法において、前記半透過反射膜の形成工程は、前記半透過反射膜中の添加物の比率を、重量比率として0.01%以上から50%以下の範囲にすることを特徴とする。
この製造方法によれば、添加物の重量比率が規定される。添加物の重量比率が0.01%未満となると、添加物の重量比率を再現性良く混入することが困難となる。また、50%を超える量の添加物を加えると、局部電池で半透過反射膜が埋め尽くされてしまうため、局部電池によるエッチングが困難となる。
また、上記した本発明の電気光学装置の製造方法において、前記半透過反射膜の形成工程は、前記半透過反射膜中の添加物の比率を、重量比率として0.1%以上から20.0%以下の範囲にすることを特徴とする。
この製造方法によれば、添加物の重量比率としてより望ましい値は、重量比率で0.1%以上から20.0%以下の範囲である。この値の範囲であれば局部電池が適正に分布するため、半透過反射膜の孔分布密度を適正な値にすることができる。また、添加物の量として扱いやすい量であるため、添加物の量を再現性良く混入することができる。
また、上記した本発明の電気光学装置の製造方法において、前記半透過反射膜の形成工程は、前記半透過反射膜の膜厚を500nm以下にすることを特徴とする。
この製造方法によれば、半透過反射膜の主成分と比べ、電気陰性度の高い添加物が半透過反射膜の少なくとも面内で組成分布を持つよう形成されている当該半透過反射膜を、電解液に浸すことにより、添加物が密な分布を持つ領域と、該領域周辺とでの電気陰性度の差により、局部電池が形成され、添加物が密な分布を持つ領域近傍のみが選択的に電蝕される。この際、半透過反射膜の膜厚が500nmを超えると、添加物が密な分布を持つ部分が、電蝕中に取れることで局部電池が形成されなくなってしまい、エッチングが止まる。そのため、凹部が形成されるだけとなり、半透過反射膜を貫通する孔が形成されなくなる。そのため、光の透過性を確保できなくなる。500nm以下の膜厚とした場合は、局部電池による電蝕により、半透過反射膜を貫通する孔部を形成することができる。
また、上記した本発明の電気光学装置の製造方法において、前記半透過反射膜の形成工程は、前記半透過反射膜上に、透光性を有する導体膜を形成することを特徴とする。
この製造方法によれば、半透過反射膜上に設けられた、裏面からの入射光の一部を透過させるための孔部分にも導体膜が形成される。そのため、孔部分にも電位が供給されるようになり、孔部分に導体膜がない場合と比べ、電気光学物質に均一に電界を印加することができるため、表示品質を向上させることができる。
また、上記した本発明の電気光学装置の製造方法において、前記半透過反射膜の形成工程は、前記電気光学物質を保持する基板上に、マトリクス状に構成された複数の画素の各々に、突起又は孔からなる複数の凹凸が分散した状態の凹凸形成膜を形成し、当該凹凸形成膜の表面に前記半透過反射膜を形成することを特徴とする。
この製造方法によれば、凹凸形成膜の表面に半透過反射膜が積層されている。そのため、半透過反射膜は凹凸形成膜の凹凸を反映して、凹凸形状を有することとなる。凹凸形状を有する半透過反射膜の表面から入射された光は、凹凸形状部分で散乱されるため、平らな面に半透過反射膜を積層した場合に発生する正反射を防ぐことができる。
また、上記した本発明の電気光学装置の製造方法は、前記電気光学物質を保持する基板に、他の電気光学物質を保持する基板を対向配置させる工程と、前記2枚の基板の間に前記電気光学物質としての液晶を保持させる工程とを更に有することを特徴とする。
この製造方法によれば、CRTやプラズマディスプレイなどと比べて消費電力の小さい液晶パネルに本発明を適用できるため、携帯電話やモバイルコンピュータなど消費電力を抑えたい機器に適合した表示体を得ることができる。
また、上記した本発明の電気光学装置の製造方法は、前記2枚の基板のうちの少なくとも一方に、カラーフィルタ層を形成する工程を更に有することを特徴とする。
この製造方法によれば、前記第1の基板および前記第2の基板のうちの少なくとも一方に、カラーフィルタ層が形成されるため、反射表示でも、透過表示でもカラーフィルタの色に対応した色が表示できるようになるため、カラー表示を行なう電子機器の表示部として用いることができる。
また、上記した本発明の電気光学装置の製造方法は、電気光学物質を保持する複数の基板の内の少なくとも一方に、全反射膜が設けられている電気光学装置の製造方法において、前記全反射膜を構成する主成分より電気陰性度の高い添加物を、電解液の存在下で前記添加物と前記主成分とが局部電池を形成するよう前記全反射膜中の表面および表面近傍に前記添加物の濃度分布を付与して前記全反射膜を成膜した後、前記複数の基板のうちの一枚以上の前記基板に対して前記局部電池による電蝕反応を用いたエッチングを前記電解液内で行ない、裏面からの入射光の一部を透過させるための孔を前記全反射膜にあけることで、前記全反射膜から半透過反射膜を形成することを特徴とする。
この製造方法によれば、局部電池による電蝕反応を用いたエッチングの有無で、反射型電気光学装置と、半透過反射型電気光学装置を作り分けることができる。そのため、反射型電気光学装置と、半透過反射型電気光学装置との市場での需要変動が不明な場合、電蝕工程手前までの製造工程を終了させた状態で在庫としておくことで、市場での需要変動に対応していくことができる。
また、上記した本発明の電気光学装置の製造方法を用いて製造された電気光学装置は、簡便な方法で画質の高い半透過反射型の電気光学装置を提供できる。そのため各種の電子機器の表示部として応用することができる。
また、本発明による電気光学装置を搭載した電子機器は、例えば液晶を用いたパネルでは、消費電力の小さい携帯電話やモバイルコンピュータを実現できる。
本発明に係る実施形態の半透過反射型電気光学装置の製造方法について図面を参照して説明する。
(半透過反射型電気光学装置の基本的な構成)
図1は、本発明を適用した半透過反射型電気光学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′断面図である。図3は、半透過反射型電気光学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では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
図1は、本発明を適用した半透過反射型電気光学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′断面図である。図3は、半透過反射型電気光学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では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
図1および図2において、本形態の半透過反射型電気光学装置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内には、電気光学物質としての液晶50が挟持されている。
TFTアレイ基板10には、TFT30が形成されている。TFT30を遮光するために、対向基板20には、TFTアレイ基板10に形成されているTFT30の位置と対応させたブラックマトリクス、あるいはブラックストライプなどと称せられる遮光膜23が形成されている。
シール材52の形成領域の内側領域には、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101、および実装端子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104の間をつなぐための複数の配線105が設けられており、更に、周辺見切り53の下などを利用して、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が形成されている。
シール材52の形成領域の内側領域には、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101、および実装端子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104の間をつなぐための複数の配線105が設けられており、更に、周辺見切り53の下などを利用して、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が形成されている。
なお、データ線駆動回路101および走査線駆動回路104をTFTアレイ基板10の上に形成する代わりに、たとえば、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)基板をTFTアレイ基板10の周辺部に形成された端子群に対して異方性導電膜を介して電気的および機械的に接続するようにしてもよい。なお、半透過反射型電気光学装置100では、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、偏光板などが所定の向きに配置される。
また、半透過反射型電気光学装置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の各画素電極(後述する)に対向する領域に、後述するR、G、Bのカラーフィルタ層をその保護膜とともに形成する。
このような構造を有する半透過反射型電気光学装置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、画素電極9a、およびこの画素電極9aを駆動するための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が当該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、この順に線順次に供給しても構わないし、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、2・・・Gmをこの順に線順次で印加するように構成されている。画素電極9aは、TFT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を一定期間だけその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。このようにして画素電極9a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。
ここで、液晶50は、印加される電圧レベルにより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。ノーマリー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、ノーマリー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していく。その結果、全体として半透過反射型電気光学装置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。
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、画素電極9a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を付加することがある。例えば、画素電極9a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半透過反射型電気光学装置100が実現できる。なお、蓄積容量60を形成する方法としては、図3に例示するように、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、あるいは前段の走査線3aとの間に形成する場合のいずれであってもよい。
(TFTアレイ基板10の構成)
図4は、本形態の半透過反射型電気光学装置に用いたTFTアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。図5(A)、(B)はそれぞれ、図4のA−A′線に相当する位置で切断したときの画素の断面図、および半透過反射膜の光透過孔周辺を拡大して示す断面図である。
図4は、本形態の半透過反射型電気光学装置に用いたTFTアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。図5(A)、(B)はそれぞれ、図4のA−A′線に相当する位置で切断したときの画素の断面図、および半透過反射膜の光透過孔周辺を拡大して示す断面図である。
図4において、TFTアレイ基板10上には、複数の透明なITO(Indium Tin Oxide)膜からなる画素電極9aがマトリクス状に形成されており、これら各画素電極9a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、画素電極9aの縦横の境界に沿って、データ線6a、走査線3a、および容量線3bが形成され、TFT30は、データ線6aおよび走査線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TFT30の高濃度ソース領域1dに電気的に接続し、画素電極9aは、コンタクトホールを介してTFT30の高濃度ドレイン領域1eに電気的に接続している。また、TFT30のチャネル領域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は、画素スイッチング用のTFT30を形成するための半導体膜1aの半導体膜を導電化したものを下電極とし、この下電極に、容量線3bが上電極として重なった構造になっている。
図5(A)、(B)に示すように、画素100aのA−A′線における断面は、TFTアレイ基板10の基体たる透明な基板10′の表面に、厚さが300nm〜500nmのシリコン酸化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50nm〜100nmの島状の半導体膜1aが形成されている。半導体膜1a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1aのうち、走査線3aに対してゲート絶縁膜2を介して対峙する領域がチャネル領域1a′になっている。このチャネル領域1a′に対して一方側には、低濃度ソース領域1bおよび高濃度ソース領域1dを備えるソース領域が形成され、他方側には低濃度ドレイン領域1cおよび高濃度ドレイン領域1eを備えるドレイン領域が形成されている。
画素スイッチング用のTFT30の表面側には、厚さが300nm〜800nmのシリコン酸化膜からなる第1層間絶縁膜4、および厚さが100nm〜300nmのシリコン窒化膜からなる第2層間絶縁膜5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1d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1eに電気的に接続している。
第2層間絶縁膜5の上層には、有機系樹脂などの感光性樹脂からなる下層側凹凸形成膜13a、およびポリシラザンや有機系樹脂などからなる上層側凹凸形成膜7aがこの順に形成され、上層側凹凸形成膜7aの表面には、反射モードでの表示を行うための重量%で0.5%銅を含むアルミニウムからなる半透過反射膜8aが形成されている。半透過反射膜8aには、透過モードでの表示を行うための光透過孔8dが形成されている。光透過孔8dを介して裏面からの光が透過するため、全体としてある程度の透過率を持った光透過膜として半透過反射膜8aは機能する。また、光透過孔8d以外の部分では表面側からの光を反射するため、全体としてある程度の反射率を持った光反射膜としても半透過反射膜8aは機能する。
半透過反射膜8aの上層には、ITO膜9からなる透明な画素電極9aが形成されている。画素電極9aは、半透過反射膜8aの表面に直接積層され、画素電極9aと半透過反射膜8aとは電気的に接続されている。また、画素電極9aは、上層側凹凸形成膜7aおよび第2層間絶縁膜5に形成されたコンタクトホール5bを介してドレイン電極6bに電気的に接続している。ここで、半透過反射膜8aは、コンタクトホール5b内には形成されていないが、画素電極9aに電気的に接しており、実質、画素電極9aおよびコンタクトホール5bを介してドレイン電極6bに電気的に接続している状態にある。
画素電極9a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には、ポリイミド膜に対してラビング処理が施されている。
また、高濃度ドレイン領域1e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が構成されている。
なお、TFT30は、好ましくは上述のようにLDD構造をもつが、低濃度ソース領域1b、および低濃度ドレイン領域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、TFT30は、ゲート電極(走査線3aの一部)をマスクとして高濃度で不純物イオンを打ち込み、自己整合的に高濃度のソースおよびドレイン領域を形成したセルフアライン型のTFTであってもよい。
また、TFT30のゲート電極(走査線3a)をソース−ドレイン領域の間に1個のみ配置したシングルゲート構造に代えて、これらの間に2個以上のゲート電極を配置してもよい。この際、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。このようにダブルゲート、あるい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出来る。これらのゲート電極の少なくとも1個をLDD構造或い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。
(凹凸パターン8gの構成)
図4および図5(A)、(B)において、TFTアレイ基板10では、各画素100aの反射領域には、半透過反射膜8aの表面のうち、TFT30の形成領域から外れた領域(光反射膜形成領域)には、凸部および凹部を備えた凹凸パターン8gが形成されている。
図4および図5(A)、(B)において、TFTアレイ基板10では、各画素100aの反射領域には、半透過反射膜8aの表面のうち、TFT30の形成領域から外れた領域(光反射膜形成領域)には、凸部および凹部を備えた凹凸パターン8gが形成されている。
このような凹凸パターン8gを構成するにあたって、TFTアレイ基板10では、半透過反射膜8aの下層側のうち、半透過反射膜8aと平面的に重なる領域には、有機系の感光性樹脂からなる下層側凹凸形成膜13aが第2層間絶縁膜5の表面に複数の柱状突起(凹凸)として所定の分布をもって形成され、この下層側凹凸形成膜13aの上層には、ポリシラザンや有機系樹脂などといった流動性材料から形成された絶縁膜からなる上層側凹凸形成膜7aが積層されている。このため、半透過反射膜8aの表面には、下層側凹凸形成膜13aの凹凸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、上層側凹凸形成膜7aによって、下層側凹凸形成膜13aのエッジなどが出ないようになっている。
なお、上層側凹凸形成膜7aを形成せずに、下層側凹凸形成膜13aを形成した後、ベーク工程を行うことにより、下層側凹凸形成膜13aの凹凸の縁を滑らかにすることもある。
ここで、下層側凹凸形成膜13aにおいて凹凸を形成する柱状突起は、円形、あるいは略多角形の平面形状を有している。
なお、上層側凹凸形成膜7aを形成せずに、下層側凹凸形成膜13aを形成した後、ベーク工程を行うことにより、下層側凹凸形成膜13aの凹凸の縁を滑らかにすることもある。
ここで、下層側凹凸形成膜13aにおいて凹凸を形成する柱状突起は、円形、あるいは略多角形の平面形状を有している。
(対向基板20の構成)
図5(A)、(B)において、対向基板20では、TFTアレイ基板10に形成されている画素電極9a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、あるいはブラックストライプなどと称せられる遮光膜23、およびR、B、Gに対応するカラーフィルタ層25が形成され、その上層側には、保護膜(図示せず)、および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、この配向膜22は、ポリイミド膜に対してラビング処理が施された膜である。
図5(A)、(B)において、対向基板20では、TFTアレイ基板10に形成されている画素電極9a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、あるいはブラックストライプなどと称せられる遮光膜23、およびR、B、Gに対応するカラーフィルタ層25が形成され、その上層側には、保護膜(図示せず)、および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、この配向膜22は、ポリイミド膜に対してラビング処理が施された膜である。
(半透過反射膜8aの構成)
このように構成した半透過反射型電気光学装置100において、半透過反射膜8aは、例えば重量%で0.5%の銅を添加物として含んだアルミニウムで構成されており、後述する電蝕反応を用いて光透過孔8dが形成されている。光透過孔8dは、光反射膜形成領域上でランダムに配置され、孔径の中心値は1μm以下である。
このように構成した半透過反射型電気光学装置100において、半透過反射膜8aは、例えば重量%で0.5%の銅を添加物として含んだアルミニウムで構成されており、後述する電蝕反応を用いて光透過孔8dが形成されている。光透過孔8dは、光反射膜形成領域上でランダムに配置され、孔径の中心値は1μm以下である。
なお、半透過反射膜8aの主成分はアルミニウムに限らず、アルミニウム合金あるいはアルミニウム化合物、または銀、銀合金あるいは銀化合物、またはチタン、チタン合金、チタン化合物、またはクロム、クロム合金、クロム化合物などの中から選ぶことができる。
また、添加物は銅に限らず、珪素、モリブデン、タングステン、白金、または金などの中から、半透過反射膜8aより電気陰性度の高い物質の中から少なくとも1種類以上を選択して良い。
また、光透過孔8dの部分にある液晶50にも電位を伝え、光透過孔8dの領域に形成された液晶50も駆動するよう半透過反射膜8a上には40nm〜200nm程度の膜厚を有するITO膜9が形成されている。
(動作)
このように構成した半透過反射型電気光学装置100において、半透過反射膜8aには光透過孔8dが形成されており、TFTアレイ基板10の背面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の光透過孔8dを透過して液晶層に入射して対向基板20の側から出射することにより透過モードでカラー画像を表示する。
このように構成した半透過反射型電気光学装置100において、半透過反射膜8aには光透過孔8dが形成されており、TFTアレイ基板10の背面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の光透過孔8dを透過して液晶層に入射して対向基板20の側から出射することにより透過モードでカラー画像を表示する。
また、対向基板20側から入射した外光をTFTアレイ基板10側の半透過反射膜8aで反射して対向基板20側から出射することにより、反射モードでカラー画像を表示する。
この際、半透過反射膜8aの、光透過孔8dは、アルミニウム中に添加物として混入された銅の面内での濃度分布により、電解液である現像液中で局部電池を形成して電蝕反応を起こすことで、半透過反射膜8a中に光透過孔8dを形成している。そのため、局部電池が形成されていない部分の半透過反射膜8aは全く腐蝕されず、半透過反射膜8a局部電池領域以外の表面は変質しない。
それ故、半透過反射膜8aは光透過孔8dを形成した後でも成膜した時点での初期反射率、あるいはこの初期反射率の少なくとも90%以上の反射率を可視領域全体にわたって有する。それ故、反射モードの際、表示光量を十分確保できるとともに、品位の高いカラー画像を表示できる。
(TFTアレイ基板10の製造方法)
本形態に係るTFTアレイ基板10を製造する方法を、図6および図7を参照して説明する。
本形態に係るTFTアレイ基板10を製造する方法を、図6および図7を参照して説明する。
図6および図7はいずれも、本形態のTFTアレイ基板10の製造方法を示す工程断面図であり、いずれの図においても、TFT形成領域、および光反射膜形成領域の断面を示してある。
なお、本形態のTFTアレイ基板10を製造するにあたって、TFT30などの製造工程は、いわゆる低温プロセスと称せられる方法が採用され、このような方法については、すでに周知であるため、本形態のTFTアレイ基板10の特徴と関連する工程のみを説明する。
本形態のTFTアレイ基板10を製造するにあたっては、図6(A)に示すように、ガラス製等の基板10′の表面にTFT30を形成した以降、第2層間絶縁膜5にコンタクトホール5bを形成する。
次に、第2層間絶縁膜5の表面に、有機系の感光性樹脂13を塗布した後、感光性樹脂13を露光マスク510を介して露光する。ここで、感光性樹脂13としてはネガタイプおよびポジタイプのいずれを用いてもよいが、図6(A)には、感光性樹脂13としてポジタイプの場合を例示してあり、感光性樹脂13を除去したい部分に対して、露光マスク510の透光部分511を介して紫外線が照射される。
次に、露光した感光性樹脂13を現像して、図6(B)に示すように、半透過反射膜8aの下層側のうち、半透過反射膜8aと平面的に重なる領域に、図5(A)、(B)を参照して説明した柱状突起、およびコンタクトホール5bを備えた下層側凹凸形成膜13aを形成する。
次に、図6(C)に示すように、第2層間絶縁膜5および下層側凹凸形成膜13aの表面側に、ペルヒドロポリシラザンまたはこれを含む組成物を塗布した後、焼成して、あるいは有機系樹脂からなる流動性材料7を塗布した後、図6(D)に示すように、フォトリソグラフィ技術を利用してのパターニングにより、コンタクトホール5bを備えた上層側凹凸形成膜7aを形成する。
なお、ペルヒドロポリシラザンとは無機ポリシラザンの一種であり、大気中で焼成することによってシリコン酸化膜に転化する塗布型コーティング材料である。たとえば、東燃(株)製のポリシラザンは、−(SiH2 NH)−を単位とする無機ポリマーであり、キシレンなどの有機溶剤に可溶である。従って、この無機ポリマーの有機溶媒溶液(たとえば、20%キシレン溶液)を塗布液としてスピンコート法(たとえば、2000rpm、20秒間)で塗布した後、450℃の温度で大気中で焼成すると、水分や酸素と反応し、CVD法で成膜したシリコン酸化膜と同等以上の緻密な非晶質のシリコン酸化膜を得ることができる。
ここで、上層側凹凸形成膜7a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、上層側凹凸形成膜7aの表面には、下層側凹凸形成膜13aの凹凸を適度に打ち消して、エッジのない、なだらかな形状の凹凸パターン8gが形成される。
なお、上層側凹凸形成膜7aを形成せずに、なだらかな形状の凹凸パターン8gを形成する場合には、図6(B)に示す状態でベーク工程を行って、下層側凹凸形成膜13aの縁を滑らかな形状にすればよい。
次に、図6(E)に示すように、スパッタ法によって、上層側凹凸形成膜7aの表面にアルミニウム中に銅を添加物として0.5%程度加えた半透過反射膜8aを形成する。スパッタ条件は、ターゲットとして銅を0.5%含むアルミニウムを使用し、典型的な製造条件として、スパッタに用いるガスにアルゴンを用い、反応チャンバの圧力を0.1〜2Pa、スパッタ時に用いるパワーを、0.5〜50W/cm2程度を用いており、100nm〜500nmの膜厚を有するよう形成する。なお、膜厚は若干の電気抵抗の増加が容認できる場合、100nm以下でも良く、例えば10nm程度の膜厚を用いてもよい。
また、添加物の量は重量%で、0.01%以下では添加物量の制御性が悪く実用性に乏しく、50%を超える量では局部電池同士が短絡するためやはり実用性に乏しいものとなるため、添加物の量は重量%で0.01%以上、50%以下の組成範囲をとる必要性がある。さらに、0.1%〜20.0%の間が添加物量の制御性が良く、さらに局部電池同士が短絡するようなこともなく好ましい濃度範囲となる。
次に、図7(A)に示すように、裏面からの光を透過させるための光透過孔8dを半透過反射膜8aに形成するためのエッチングを行なう。エッチング液には、フォトリソグラフィ工程で用いているTMAH(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)を主成分とする現像液を用いる。
現像液は、本来レジストのみを溶かし現像するものであり、通常、アルミニウムを腐蝕しない。しかしながら、アルミニウム中に添加物として銅が混入されていると銅の面内での濃度分布により、電解液である現像液中で局部電池が形成されるため電蝕反応を起こし、アルミニウムのエッチングが進行し、光透過孔8dが形成される。
このとき、電蝕されない部分では、エッチング等の現象を起こさないため、エッチングされていない領域のアルミニウムは殆ど腐蝕されない。そのため、極めて低ダメージでアルミニウムのエッチングを行なうことができ、アルミニウムの高い反射率を損ねることなく半透過反射膜8aを形成することができる。このエッチング処理で形成される光透過孔8dの直径の中心値は、1μm以下程度である。また、銅の濃度分布を用いて局部電池を形成しているため、光透過孔の位置はランダムに発生する。そのため、半透過反射型電気光学装置100にとって好ましくない干渉色などは発生しない。
また、このエッチング工程で用いられている現像液は半透過反射型電気光学装置100の製造工程ですでに用いられているものであり、製造工程で実績のある物質で処理できるため、液晶装置製造時に悪影響を与える可能性を持つ新規の物質を用いる必要がない。
次に、水洗、乾燥した後、図7(B)に示すように、半透過反射膜8a上にITO膜9を形成する。ITO膜9は主に半透過反射膜8aの孔部分に電位を伝えるために形成されるもので、スパッタ法により形成されている。
次に、図7(C)に示すように、ITO膜9の表面に対して、レジストマスク557を形成する。
次に、レジストマスク557を介してITO膜9、および半透過反射膜8aのエッチングを行い、所定領域に半透過反射膜8aおよびITO膜9を残す。
この際、ITO膜9、および半透過反射膜8aに対するエッチングでは、同一のエッチングガスを用いたドライエッチング、あるいは同一のエッチング液を用いたウエットエッチングにより、ITO膜9、および半透過反射膜8aを一括してパターニングする。また、ITO膜9に対するエッチングガスあるいはエッチング液と、半透過反射膜8aに対するエッチングガスあるいはエッチング液とを変えて、2回のエッチングにより、ITO膜9、および半透過反射膜8aを各々パターニングしてもよい。
このようにして形成した半透過反射膜8aおよびITO膜9の表面には、下層側凹凸形成膜13a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、上層側凹凸形成膜7aによって、エッジのない、なだらかな形状になっている。
次に、レジストマスク557を除去して、図7(D)に示すように、半透過反射膜8aとドレイン電極6bとを電気的に繋げ、不要部分を除去した構造を形成する。
上記構成を形成した後、図5(A)、(B)に示すように、画素電極9aの表面側に配向膜12としてのポリイミド膜を形成する。それには、ブチルセロソルブやn−メチルピロリドンなどの溶媒に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。次に、ポリイミド膜を形成した基板10´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。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。これにより、TFTアレイ基板10が完成する。
このように本形態の半透過反射型電気光学装置100の製造方法では、TFTアレイ基板10の表面側に半透過反射膜8aを局部電池を用いて、フォトリソグラフ工程で用いられている現像液でエッチングするため、半透過反射膜8aの反射部分では殆どエッチングされず、現像液による損傷を受けることがない。そのため、成膜時の高い反射率を維持したままで半透過反射膜8aを形成することができる。それ故、反射モードの際、表示光量を十分確保できるとともに、品位の高いカラー画像を表示できる。
また半透過反射膜8aは、添加物としての銅濃度の面内分布によるアルミニウム中での局部電池を用いて光透過部を開孔するため、レジストマスクを用いて光透過部を形成する場合と比べ、短工程で光透過部を形成することができる。
さらに、現像液に浸すエッチング工程を行なわなければ半透過反射膜8aは反射膜となるので、1工程の有無のみで半透過反射膜8aと単純な反射膜という2種類の液晶パネルを形成することができる。
(変形例1)本実施形態では、半透過反射膜8aは、アルミニウムを主成分とし、添加物として銅を加えたターゲットを用いて、スパッタ法によりTFTアレイ基板10上に銅の面内分布を持つアルミニウム薄膜を形成し、局部電池によって開孔し半透過反射膜8aを形成したが、これはアルミニウム薄膜を形成した後、アルミニウム薄膜中に銅を添加物としてイオン注入して銅の面内分布を持つアルミニウム薄膜を形成してもよい。
また、この際用いられる薄膜の主成分はアルミニウムに限定する必要はなく、例えばアルミニウム合金あるいはアルミニウム化合物、または銀、銀合金あるいは銀化合物、またはチタン、チタン合金、チタン化合物、またはクロム、クロム合金、クロム化合物を用いても良い。また、薄膜の主成分としては今述べた物質に限らず、光を反射する物質であれば用いることができる。
また、この際用いられる添加物は銅に限定する必要はなく、これは珪素、モリブデン、タングステン、白金、または金の中から、前記薄膜の主成分よりも電気陰性度が高い物質を用いても良い。また、添加物としては今述べた物質に限らず、前記薄膜の主成分よりも電気陰性度が高い物質であれば用いることができる。
(変形例2)本実施形態では、半透過反射膜8aはアルミニウム中に銅を添加物として加えた状態で成膜しているが、これは、アルミニウム薄膜を形成した後、銅の平均膜厚が20nm以下になるようにスパッタ法を用いて添加物としての銅を導入しても良い。平均膜厚が薄くなるよう添加物を導入すると、面内で島状に分布するため、局部電池を形成することができる。なお、添加物の平均膜厚は5nm以下程度が局部電池の密度が適正になるためより望ましい。
また、この際用いられる薄膜の主成分はアルミニウムに限定する必要はなく、例えばアルミニウム合金あるいはアルミニウム化合物、または銀、銀合金あるいは銀化合物、またはチタン、チタン合金、チタン化合物、またはクロム、クロム合金、クロム化合物を用いても良い。また、薄膜の主成分としては今述べた物質に限らず、光を反射する物質であれば用いることができる。
また、この際用いられる添加物は銅に限定する必要はなく、これは珪素、モリブデン、タングステン、白金、または金の中から、前記薄膜の主成分よりも電気陰性度が高い物質を用いても良い。また、添加物としては今述べた物質に限らず、前記薄膜の主成分よりも電気陰性度が高い物質であれば用いることができる。
(変形例3)本実施形態では、半透過反射膜8a上にITO膜9を積層することで孔部に電位を伝えているが、これはITOに限定する必要はなく、光透過性を有する導電体、例えば金属薄膜を用いてもよい。
[その他の実施の形態]
本発明は、全反射型の電気光学装置に適用してもよい。このような全反射型の電気光学装置については、半透過反射膜8aに光透過孔8dを形成しない点を除き、半透過反射型電気光学装置100と構成が同一であるため、その説明を省略する。
本発明は、全反射型の電気光学装置に適用してもよい。このような全反射型の電気光学装置については、半透過反射膜8aに光透過孔8dを形成しない点を除き、半透過反射型電気光学装置100と構成が同一であるため、その説明を省略する。
また、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装置、あるいはパッシブマトリクス型の液晶装置、さらには液晶以外の電気光学物質を用いた半透過反射型電気光学装置に本発明を適用してもよい。
[半透過反射型電気光学装置の電子機器への適用]
このように構成した半透過反射型電気光学装置100、あるいは反射型の電気光学装置は、各種の電子機器の表示部として用いることができ、その一例を、図8、図9(A)、(B)を参照して説明する。
このように構成した半透過反射型電気光学装置100、あるいは反射型の電気光学装置は、各種の電子機器の表示部として用いることができ、その一例を、図8、図9(A)、(B)を参照して説明する。
図8は、実施形態の半透過反射型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8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、液晶装置74を有する。また、液晶装置74は、液晶表示パネル75および駆動回路76を有する。液晶装置74としては、前述した半透過反射型電気光学装置100を用いることができる。
表示情報出力源70は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等といったメモリ、各種ディスク等といった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といった表示情報を表示情報処理回路71に供給する。
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、クランプ回路等といった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。
図9(A)は、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、前述した半透過反射型電気光学装置100を含んで構成される。
図9(B)は、電子機器の他の実施形態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、前述した半透過反射型電気光学装置100からなる表示部とを有している。
[発明の効果]
次に、本実施形態を用いることで得られる効果について記述する。
次に、本実施形態を用いることで得られる効果について記述する。
(1)半透過反射膜8aの主成分であるアルミニウムと比べ、電気陰性度の高い銅を面内で組成分布を持つよう形成して、電解液である現像液に浸すことにより、銅が密な分布を持つ領域と、該領域周辺とでの電気陰性度の差により、局部電池が形成され、銅が密な分布を持つ領域近傍のみが選択的に電蝕される。
さらに電蝕処理を続けることで添加物が密な分布を持つ領域近傍に光を透過させるための孔をあけることができる。このように電解液に浸す工程を行なうだけで半透過反射膜を作ることができるため、通常のフォトリソグラフ工程を行ない反射膜に孔をあけ半反射透過膜を作る工程と比べ短い工程で半透過反射膜を形成することができる。
また、電蝕反応を用いてエッチングしているので、スパッタ法での成膜時に生じる孔欠陥や凹入欠陥を用いる方法と比べ反射膜の膜厚を厚くすることができる。そのため反射膜の電気抵抗を低減することができる。
また、エッチング液として、フォトリソグラフ工程で用いられているアルミニウムを腐蝕しない現像液を用いたため、局部電池以外の領域では半透過反射膜8aは殆ど損傷を受けることなくエッチングが行なわれる。そのため、光反射率を損じることなく半透過反射膜8aを形成することができる。
(2)アルミニウムを主成分とした半透過反射膜8aを用いたため、可視光域では90%以上の反射率を持っているアルミニウムの特性を生かして、入射された光を効率的に反射する半透過反射膜8aを形成することができる。また、アルミニウムと比べ電気陰性度の高い銅を添加物として用いたため、効果的に局部電池を形成することができ、局部電池領域以外では半透過反射膜8aに殆ど損傷を受けることなく半透過反射膜8aを形成することができる。
(3)半透過反射膜8a中の添加物である銅を、重量比率として0.01%よりも大きな値で添加したため、スパッタ用ターゲットとして、扱いやすい濃度範囲にあるため、添加物である銅の濃度が再現性良く作れる。そのためターゲットを交換しても銅の重量比率を安定して保つことができる。
また、重量比率として50%以下の値で銅を添加したため、局部電池間のショートに起因するエッチング不良を防ぐことができる。
また、重量比率として50%以下の値で銅を添加したため、局部電池間のショートに起因するエッチング不良を防ぐことができる。
(4)半透過反射膜8a中の添加物である銅を、重量比率として0.5%となるよう添加したため、局部電池を適正な密度で発生させることができる。また、スパッタ用ターゲットとして、扱いやすい濃度範囲にあるため、添加物である銅の濃度が再現性良く作れるため、ターゲットを交換しても銅の重量比率を安定して保つことができる。
(5)半透過反射膜8aを、膜厚を500nm以下の範囲で形成したため、半透過反射膜8aの電蝕中に局部電池を構成する銅の濃度が高い部分が、電蝕中に外れることなく、半透過反射膜8a中に光透過孔を開孔することができる。
(6)半透過反射膜8a上に設けられた、裏面からの入射光の一部を透過させるための孔部分にもITO膜9が形成される。そのため、孔部分にも電位が供給されるようになり、孔部分にITO膜9がない場合と比べ、液晶50に均一な電界を印加することができるため、表示品質を向上させることができる。
(7)凹凸パターン8gの表面に半透過反射膜が積層されているため、半透過反射膜8aは凹凸パターン8gの凹凸を反映して、凹凸形状を有することとなる。凹凸形状を有する半透過反射膜8aの表面から入射された光は散乱されるため、平らな面に半透過反射膜を積層した場合に発生する正反射を防ぐことができる。
(8)電子機器の液晶パネル74にカラーフィルタ層25を形成したため、反射表示でも、透過表示でもカラーフィルタの色に対応した色が表示され、カラー表示を行なう半透過反射型電気光学装置100を形成することができる。
(9)局部電池による電蝕反応を用いたエッチングの有無で、反射型電気光学装置と、半透過反射型電気光学装置100とを作り分けることができる。そのため、反射型電気光学装置と、半透過反射型電気光学装置との市場での需要変動が不明な場合、電蝕工程手前までの製造工程を終了させた状態で在庫としておくことで、市場での需要変動に対応できる。
(10)半透過反射型電気光学装置100、あるいは反射型の電気光学装置に代表される各種の電子機器の表示部として消費電力がCRT等と比べ小さい液晶パネル74を用いたため、携帯電話やモバイルコンピュータなどに適合した表示部が形成できる。
(11)アクティブマトリクス型の電気光学装置100を、上述した電気光学装置の製造方法を用いた液晶表示装置として製造したため、画質の高い表示装置を提供することができる。
(12)前述した電気光学装置100を搭載した電子機器は、例えば前述した液晶表示装置を用いているため、液晶表示装置の特徴である低消費電力での表示が可能となり、消費電力の小さい携帯電話やモバイルコンピュータを実現できる。
100…液晶装置としての半透過反射型電気光学装置、10…電気光学物質を保持する基板としてのTFTアレイ基板、10′…基板、101…データ線駆動回路、102…実装端子、104…走査線駆動回路、105…配線、106…基板間導通材、100a…画素、1a…半導体膜、1a′…チャネル領域、1b…低濃度ソース領域、1c…低濃度ドレイン領域、1d…高濃度ソース領域、1e…高濃度ドレイン領域、1f…下電極としての延設部分、11…下地保護膜、12…配向膜、13…感光性樹脂、13a…下層側凹凸形成膜、20…他の電気光学物質を保持する基板としての対向基板、2…ゲート絶縁膜、21…対向電極、22…配向膜、23…遮光膜、25…カラーフィルタ層、30…TFT、3a…走査線、3b…容量線、4…第1層間絶縁膜、5…表面保護膜としての第2層間絶縁膜、5b…コンタクトホール、50…液晶、52…シール材、53…周辺見切り、510…露光マスク、511…透光部分、557…レジストマスク、60…蓄積容量、6a…データ線、6b…ドレイン電極、7…流動性材料、7a…上層側凹凸形成膜、70…表示情報出力源、71…表示情報処理回路、72…電源回路、76…駆動回路、8a…半透過反射膜、8d…光透過孔、8g…凹凸パターン、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、9…ITO膜、9a…画素電極、90…携帯電話機、91…操作ボタン。
Claims (12)
- 電気光学物質を保持する基板に、表面からの入射光の一部を反射させ、かつ裏面からの入射光の一部を透過させる半透過反射膜が設けられている電気光学装置の製造方法において、
前記半透過反射膜の形成工程は、
前記半透過反射膜を構成する主成分より電気陰性度の高い添加物を、電解液の存在下で前記添加物と前記主成分とが局部電池を形成するよう前記半透過反射膜中の表面および表面近傍に前記添加物の濃度分布を付与して前記半透過反射膜を成膜する成膜工程と、
前記局部電池による電蝕反応を用いたエッチングを前記電解液中で行なうことで、前記裏面からの入射光の一部を透過させるための孔をあける前記半透過反射膜のエッチング工程とを含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。 - 前記半透過反射膜の形成工程は、アルミニウム、アルミニウム合金、アルミニウム化合物、銀、銀合金、銀化合物、チタン、チタン合金、チタン化合物、クロム、クロム合金、またはクロム化合物のいずれかを主成分として含む半透過反射膜を用い、
また前記添加物には、銅、珪素、モリブデン、タングステン、白金、または金の中から選定され、かつ前記半透過反射膜の主成分となる物質と比べ電気陰性度が高い元素を少なくとも1種類以上を含む物質を用いることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置の製造方法。 - 前記半透過反射膜の形成工程は、前記半透過反射膜中の添加物の比率を、重量比率として0.01%以上から50%以下の範囲にすることを特徴とする請求項1または2に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記半透過反射膜の形成工程は、前記半透過反射膜中の添加物の比率を、重量比率として0.1%以上から20.0%以下の範囲にすることを特徴とする請求項3に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記半透過反射膜の形成工程は、前記半透過反射膜の膜厚を500nm以下にすることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記半透過反射膜の形成工程は、前記半透過反射膜上に、透光性を有する導体膜を形成することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記半透過反射膜の形成工程は、前記電気光学物質を保持する基板上に、マトリクス状に構成された複数の画素の各々に、突起又は孔からなる複数の凹凸が分散した状態の凹凸形成膜を形成し、当該凹凸形成膜の表面に前記半透過反射膜を形成することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記電気光学物質を保持する基板に、他の電気光学物質を保持する基板を対向配置させる工程と、前記2枚の基板の間に前記電気光学物質としての液晶を保持させる行程とを更に有することを特徴とする請求項7に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記2枚の基板のうちの少なくとも一方に、カラーフィルタ層を形成する行程を更に有することを特徴とする請求項8に記載の電気光学装置の製造方法。
- 電気光学物質を保持する複数の基板の内の少なくとも一方に、全反射膜が設けられている電気光学装置の製造方法において、
前記全反射膜を構成する主成分より電気陰性度の高い添加物を、電解液の存在下で前記添加物と前記主成分とが局部電池を形成するよう前記全反射膜中の表面および表面近傍に前記添加物の濃度分布を付与して前記全反射膜を成膜した後、
前記複数の基板のうちの一枚以上の前記基板に対して前記局部電池による電蝕反応を用いたエッチングを前記電解液内で行ない、裏面からの入射光の一部を透過させるための孔を前記全反射膜にあけることで、前記全反射膜から半透過反射膜を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1ないし10のいずれか一項に記載された電気光学装置の製造方法を用いて製造された電気光学装置。
- 請求項11に記載された電気光学装置を搭載した電子機器。
Priority Applications (1)
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JP2004297204A JP2006113092A (ja) | 2004-10-12 | 2004-10-12 | 電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010079240A (ja) * | 2008-08-26 | 2010-04-08 | Mitsubishi Electric Corp | 反射防止膜及びその製造方法、並びに表示装置 |
-
2004
- 2004-10-12 JP JP2004297204A patent/JP2006113092A/ja not_active Withdrawn
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