KR20030025865A

KR20030025865A - 전기 광학 장치 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20030025865A
Application number: KR1020020057149A
Authority: KR
Inventors: 요시다도시아키
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2001-09-20
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2003-03-29
Anticipated expiration: 2022-09-19
Also published as: EP1296176A1; TW550427B; KR100514507B1; CN1184512C; CN2567606Y; CN1405610A; JP2003098538A; US7142770B2; US20030053791A1

Abstract

본 발명에 따르면, 휴대 전화기, 모바일 컴퓨터 등에 바람직하게 이용되는, 액정에 걸리는 실효 전압이 높고, 고계조 표시가 가능하고, 또한 반사 전극의 변질이 방지된 전기 광학 장치 및 그 제조 방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 액정(50)을 봉입, 유지하여 대향 배치된 한 쌍의 기판(10, 20)과, 한 쌍의 기판(10, 20) 중 한쪽의 기판(10)의 액정(50) 측에 형성되어, 한 쌍의 기판(10, 20)중 다른쪽의 기판(20) 측으로부터의 입사광을 반사하고, 또한, 배면 광원으로부터의 광을 투과하는 1 이상의 개구부(14)를 그 소정 개소에 갖는 반사판(8)을 구비한 전기 광학 장치(100)에 있어서, 반사판(8) 위에 투명 전극(9)이 형성되고, 이 투명 전극(9)이 전위 공급선(6b) 또는 반도체층(1)과 전기적으로 접속되어 되는 것을 특징으로 한다.

Description

전기 광학 장치 및 그 제조 방법{ELECTROOPTIC DEVICE AND PRODUCTION METHOD THEREFOR}

본 발명은, 전기 광학 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 휴대 전화기, 모바일 컴퓨터 등에 바람직하게 이용되는, 액정에 걸리는 실효 전압이 높고, 고계조 표시가 가능하고, 또한 반사 전극 및 반사판의 변질이 방지된 전기 광학 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

전기 광학 장치(예컨대, 액정 표시 장치, EL 발광 표시 장치 등)는, 휴대 전화기, 모바일 컴퓨터 등의 각종 전기 기기의 직시형의 표시 장치로서 널리 이용되고 있다. 이러한 전기 광학 장치 중, 예컨대, 액티브 매트릭스 형으로, 반투과·반(半) 반사형의 액정 표시 장치에 있어서는, 대향 배치된 TFT 어레이 기판과 대향기판이 밀봉재로 접합되어 있고, 또한, 기판 사이의 밀봉재로 구획된 영역 내에 전기 광학 물질로서의 액정이 봉입, 유지되어 있다.

또한, TFT 어레이 기판의 표면에, 대향 기판 측으로부터 입사하여 온 외광을 대향 기판의 방향으로 반사하기 위한 반사판이 형성되어 있고, 대향 기판 측으로부터 입사한 광을 TFT 어레이 기판의 반사판으로 반사하여, 대향 기판 측으로부터 출사된 광에 의해서 화상을 표시한다(반사 모드). 또한, 반사판에는 광을 투과하는 개구부가 형성되고, 이 개구부를 덮도록, 반사판의 하층 측에 투명 전극이 형성되어, 백라이트로부터의 광 중 개구부를 투과한 광에 의해서 화상을 표시한다(투과 모드).

이러한 액정 표시 장치에 이용되는 TFT 어레이 기판(120)은, 예컨대, 도 15에 도시하는 바와 같이, 기판(101)상에, 실리콘 산화막(SiO₂막) 등의 하지 보호막(102), 박막 트랜지스터(TFT)(103) 등으로 이루어지는 스위칭 소자, 게이트 절연막(103a), 소스선(104), 층간 절연막(105), 실리콘 질화막 등의 보호막(105a)(이 보호막(105a)은 형성하지 않는 경우가 있다), 후술하는 투명 전극(108)의 하층에 반사용의 요철을 형성하기 위한 아크릴 수지 등의 유기계의 감광성 수지의 2층으로 이루어지는 요철 형성층(106) 및 요철층(107), ITO(Indium Tin Oxide) 막으로 이루어지는 투명 전극(108), 및 알루미늄이나 은, 또는 이들의 합금, 또는 이들의 티탄, 질화 티탄, 몰리브덴, 탄탈 등과의 적층막으로 이루어지는 반사판(109) 등을 적층하여 형성되어 있다. 여기서, 소스선(104)과 투명 전극(108)은, 요철층(107)에 형성된 콘택트 홀(110)에 의해서 전기적으로 접속되어 있다. 한편, 대향 기판(130)에는, 기판(131) 상에, ITO(Indium Tin Oxide) 막으로 이루어지는 투명 전극(132)이 형성되어 있다. 또한, TFT 어레이 기판(120) 및 대향 기판(130)의 각각 액정(50)에 대향하는 쪽에 배향막(111, 133)이 각각 형성되어 있다.

그러나, 이러한 구성의 액정 표시 장치에 있어서는, 액정(50)에 걸리는 전압은, 투명 전극(132)과, 투명 전극(108)을 거친 반사판(109)과의 사이에 인가되기 때문에, 반사판(109) 부분에서 전압 강하가 발생하여, 실효 전압이 저하하며, 표시에 있어서의 계조가 저하한다고 하는 문제가 있었다. 또한, 반사판(109)이 액정에 대향하는 쪽으로 노출된 상태로 드러나기 때문에, 반사판(109)을 구성하는 금속막이 변질되기 쉽다고 하는 문제도 있었다.

본 발명은, 상술의 문제에 감안하여 이루어진 것으로서, 휴대 전화기, 모바일 컴퓨터 등에 바람직하게 이용되는, 액정에 걸리는 실효 전압이 높고, 고계조 표시가 가능하고, 또한 반사 전극의 변질이 방지된 전기 광학 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 전기 광학 장치는, 전기 광학 물질을 봉입, 유지하여 대향 배치된 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판 중 한쪽의 기판의 상기 전기 광학 물질 측에 형성되어, 상기 한 쌍의 기판 중 다른쪽의 기판측으로부터의 입사광을 반사하고, 또한, 배면 광원으로부터의 광을 투과하는 1 이상의 개구부를 그 소정 개소에 갖는 반사판을 구비한 전기 광학 장치로서, 상기 반사판의 위에 투명 전극이 형성되고, 이 투명 전극이, 전위 공급선 또는 반도체 층과 전기적으로 접속되어 되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성함으로써, 액정에 걸리는 실효 전압을 높여, 고계조 표시를 가능하게 하고, 또한, 반사판의 변질을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 전기 광학 장치는, 전기 광학 물질을 봉입, 유지하여 대향 배치된 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판 중 한쪽의 기판의 상기 전기 광학 물질 측에 형성되며, 상기 한 쌍의 기판 중 다른쪽의 기판 측으로부터의 입사광을 반사하고, 또한, 배면 광원으로부터의 광을 투과하는 1 이상의 개구부를 그 소정 개소에 관통하여 갖는 반사판을 구비한 전기 광학 장치로서, 상기 반사판 위에 형성된 투명 전극을 더 구비하고, 또한, 상기 반사판이, 전위 공급선 또는 반도체 층과 전기적으로 접속되어 이루어진 반사 전극인 것을 특징으로 하는 것으로 하여도 좋다.

이와 같이 구성함으로써, 반사판의 변질을 방지할 수 있다.

이 경우, 상기 반사판으로서는, 알루미늄, 은, 알루미늄 및 은 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 합금, 또는 이들의 티탄, 질화 티탄, 몰리브덴, 탄탈 등과의 적층막으로부터 구성된 것이 바람직하다. 또한, 상기 투명 전극으로서는, ITO (Indium Tin Oxide) 막으로부터 구성된 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 광반사 효율을 높일 수 있다.

또한, 상기 투명 전극으로서는, ITO(Indium Tin Oxide) 막으로부터 구성된 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 투과 모드에 있어서의 표시의 계조를 높일 수 있다.

또한, 상기 투명 전극의 형성 영역은, 상기 반사판의 형성 영역보다도 넓은 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 반사판의 변질을 방지할 수 있다.

또한, 상기 반사판 및 상기 투명 전극의 하층에 형성된, 표면에 요철을 갖는 요철층을 더 구비하고, 상기 반사판이 상기 요철층의 요철에 대응한 반사광을 산란시키는 표면 요철 형상을 갖는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 반사 특성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 전기 광학 장치의 제조 방법은, 전기 광학 물질을 봉입, 유지하여 대향 배치한 한 쌍의 기판 중 한쪽의 기판의 상기 전기 광학 물질 측에, 반사판을 형성하는 공정과, 상기 반사판의 소정 개소에, 상기 한 쌍의 기판 중 다른쪽의 기판측으로부터의 입사광을 반사하고, 또한, 배면 광원으로부터의 광을 투과하는 1 이상의 개구부를 형성하는 공정과, 상기 반사판 위에 투명 전극을 상기 반사판의 상기 개구부에 대응한 영역을 덮도록 형성하는 공정과, 상기 투명 전극을 전위 공급선 또는 반도체 층과 전기적으로 접속하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성함으로써, 액정에 걸리는 실효 전압이 높고, 고계조 표시가 가능하고, 또한, 반사판의 변질이 방지된 전기 광학 장치를 효율적으로 저비용으로 제조할 수 있다.

본 발명의 전기 광학 장치의 제조 방법은, 전기 광학 물질을 봉입, 유지하여 대향 배치한 한 쌍의 기판 중 한쪽의 기판의 상기 전기 광학 물질 측에, 반사판을 형성하는 공정과, 상기 반사판의 소정 개소에, 상기 한 쌍의 기판 중 다른쪽의 기판측으로부터의 입사광을 반사하고, 또한, 배면 광원으로부터의 광을 투과하는 1 이상의 개구부를 형성하는 공정과, 상기 반사판을 전위 공급선 또는 반도체 층과 전기적으로 접속하여, 반사 전극으로 하는 공정과, 해당 반사 전극 위에 투명 전극을 상기 반사 전극의 상기 개구부에 대응한 영역을 덮도록 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이여도 좋다.

이와 같이 구성함으로써, 반사 전극의 변질이 방지된 전기 광학 장치를 효율적으로 저비용으로 제조할 수 있다.

이 경우, 상기 반사 전극으로서, 알루미늄, 은, 알루미늄 및 은의 적어도 어느 하나를 포함하는 합금, 또는 이들의 티탄, 질화 티탄, 몰리브덴, 탄탈 등과의 적층막을 이용하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 광반사 효율을 높인 전기 광학 장치를 효율적으로 저비용으로 제조할 수 있다.

또한, 상기 투명 전극으로서, ITO(Indium Tin Oxide) 막을 이용하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 투과 모드에 있어서의 표시의 계조를 높인 전기 광학 장치를 효율적으로 저비용으로 제조할 수 있다.

또한, 상기 투명 전극을 형성하는 공정에서, 상기 투명 전극의 형성 영역을, 상기 반사 전극의 형성 영역보다도 넓게 형성하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 반사 전극의 변질을 방지한 전기 광학 장치를 효율적으로 저비용으로 제조할 수 있다.

또한, 상기 반사 전극을 형성하는 공정 전에, 상기 한쪽의 기판 위에, 표면에 요철을 갖는 요철층을 형성하는 공정을 더 포함하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 반사 특성을 향상시킨 전기 광학 장치를 효율적으로 저비용으로 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 전기 광학 장치의 일실시예를 대향 기판의 측에서 본 평면도,

도 2는 도 1에 있어서의 H-H’선으로 절단했을 때의 단면도,

도 3은 본 발명의 전기 광학 장치의 일실시예에 있어서, 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소에 형성된 각종 소자, 배선 등의 등가 회로도,

도 4는 본 발명의 전기 광학 장치의 일실시예에 있어서, TFT 어레이 기판에 형성된 각 화소의 구성을 도시하는 평면도,

도 5는 도 4에 있어서의 A-A’선으로 절단했을 때의 화소의 단면도,

도 6은 본 발명의 전기 광학 장치의 다른 실시예에 있어서, TFT 어레이 기판에 형성된 각 화소의 구성을 도시하는 단면도,

도 7은 본 발명의 전기 광학 장치의 제조 방법의 일실시예에 있어서, TFT 어레이 기판의 제조 방법을 공정 순서대로 도시하는 단면도,

도 8은 도 7에 도시하는 공정 이후의 TFT 어레이 기판의 제조 방법을 공정 순서대로 도시하는 단면도,

도 9는 도 8에 도시하는 공정 이후의 TFT 어레이 기판의 제조 방법을 공정 순서대로 도시하는 단면도,

도 10은 도 9에 도시하는 공정 이후의 TFT 어레이 기판의 제조 방법을 공정 순서대로 도시하는 단면도,

도 11은 도 10에 도시하는 공정 이후의 TFT 어레이 기판의 제조 방법을 공정순서대로 도시하는 단면도,

도 12는 본 발명에 따른 전기 광학 장치를 표시 장치로서 이용한 전자 기기의 회로 구성을 도시하는 블럭도,

도 13은 본 발명의 전기 광학 장치를 이용한 전자 기기의 일례로서의 모바일형의 퍼스널 컴퓨터를 도시하는 설명도,

도 14는 본 발명의 전기 광학 장치를 이용한 전자 기기의 다른 예로서의 휴대 전화기의 설명도,

도 15는 종래의 전기 광학 장치에 있어서의 화소의 일부를 모식적으로 도시하는 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 반도체막1a : 고농도 소스 영역

1a’: 채널 형성용 영역1b : 저농도 영역

1c : 고농도 영역1d : 고농도 드레인 영역

1f : 고농도 드레인 영역에서의 연장 부분

2 : 게이트 절연막3a : 주사선

3b : 용량선4 : 제 1 층간 절연막

5 : 제 2 층간 절연막(표면 보호막)

6 : 도전막6a : 데이터선

6b : 드레인 전극7 : 요철층

7a : 요철층을 형성하기 위한 감광성 수지

8 : 반사판8’: 반사 전극

8a : 금속막9 : 투명 전극

9a : ITO 막8g : 요철 패턴(표면 요철 형상)

10 : TFT 어레이 기판10’: 기판

11 : 하지 보호막12 : 배향막

13 : 요철 형성층

13a : 요철 형성층을 형성하기 위한 감광성 수지

14 : 개구부15 : 콘택트 홀

20 : 대향 기판20’: 기판

21 : 대향 전극22 : 배향막

23 : 차광막30 : 화소 스위칭용의 TFT

50 : 액정52 : 밀봉재

53 : 주변테두리60 : 축적 용량

100 : 전기 광학 장치100a : 화소

101 : 기판102 : 하지 보호막

103 : 박막 트랜지스터(TFT)103a : 게이트 절연막

104 : 소스선105 : 층간 절연막

105a : 보호막106 : 요철 형성층

107 : 요철층108 : 투명 전극

109 : 반사판109’: 반사 전극

110 : 콘택트 홀111 : 배향막

120 : TFT 어레이 기판130 : 대향 기판

131 : 기판132 : 투명 전극

133 : 배향막201 : 데이터선 구동 회로

202 : 실장 단자204 : 주사선 구동 회로

205 : 배선206 : 기판간 도통재

이하, 본 발명의 전기 광학 장치 및 그 제조 방법의 실시예를 도면을 참조하여, 구체적으로 설명한다.

(전기 광학 장치의 기본적인 구성)

도 1은, 본 발명의 전기 광학 장치의 일실시예인 액정 표시 장치를 각 구성요소와 동시에 대향 기판의 측에서 본 평면도이며, 도 2는, 도 1에 있어서의 H-H’ 선으로 절단했을 때의 단면도이다. 도 3는, 전기 광학 장치(액정 표시 장치)의 화상 표시 영역에서 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 화소에 있어서의 각종 소자, 배선 등의 등가 회로도이다. 또한, 본 실시예의 설명에 이용한 각 도면에 있어서는, 각 층이나 각 부재를 도면 상에서 인식 가능한 정도의 크기로 하기 위해서, 각 층이나 각 부재마다 축척을 다르게 한다.

도 1 및 도 2에 있어서, 본 실시예의 전기 광학 장치(액정 표시 장치)(100)는, TFT 어레이 기판(10)(제 1 기판)과 대향 기판(20)(제 2 기판)이 밀봉재(52)에 의해서 접합되고, 이 밀봉재(52)에 의해서 구획된 영역(액정 봉입 영역) 내에는, 전기 광학 물질로서의 액정(50)이 봉입, 유지되어 있다. 밀봉재(52)의 형성 영역의 내측 영역에는, 차광성 재료로 이루어지는 주변 테두리(53)가 형성되어 있다. 밀봉재(52)의 외측 영역에는, 데이터선 구동 회로(201), 및 실장 단자(202)가 TFT 어레이 기판(10)의 한변을 따라 형성되어 있고, 이 한변에 인접하는 2변을 따라서 주사선 구동 회로(204)가 형성되어 있다. TFT 어레이 기판(10)의 남은 한변에는, 화상 표시 영역의 양측에 마련된 주사선 구동 회로(204) 사이를 접속하기 위한 복수의 배선(205)이 마련되어 있고, 또한, 주변 테두리(53)의 하측 등을 이용하여, 프리차지 회로나 검사 회로가 마련되는 것도 있다. 또한, 대향 기판(20)의 코너부의 적어도 1개소에 있어서는, TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20) 사이에서 전기적 도통을 만들기 위한 기판간 도통재(206)가 배치되어 있다.

또, 데이터선 구동 회로(201) 및 주사선 구동 회로(204)를 TFT 어레이 기판(10) 위에 형성하는 대신에, 예컨대, 구동용 LSI가 실장된 TAB(Tape Automatic bonding) 기판과 TFT 어레이 기판(10)의 주변부에 형성된 단자 군을 이방성 도전막을 거쳐서 전기적 및 기계적으로 접속하도록 하여도 좋다. 또한, 전기 광학 장치(100)에 있어서는, 사용하는 액정(50)의 종류, 즉, TN(트위스트 네마틱) 모드, STN(supermarket TN) 모드 등의 동작 모드나, 노멀리 화이트(normally white) 모드/노멀리 블랙 모드의 별로 응해서, 편광 필름, 위상판 필름, 편광판 등이 소정의 방향으로 배치되지만, 여기서는 도시를 생략하고 있다.

또한, 전기 광학 장치(100)를 컬러 표시용으로서 구성하는 경우에는, 대향 기판(20)에 있어서, TFT 어레이 기판(10)의 후술하는 각 화소 전극에 대향하는 영역에, 예컨대, 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러 필터를 그 보호막과 함께 형성한다.

이러한 구조를 갖는 전기 광학 장치(100)의 화상 표시 영역에서는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 복수의 화소(100a)가 매트릭스 형상으로 구성되어 있고, 또한, 이들의 화소(100a) 각각에는, 화소 스위칭 용의 TFT(30)가 형성되어 있고, 화소 신호(S1, S2,...Sn)를 공급하는 데이터선(6a)이 TFT(30)의 소스에 전기적으로 접속되어 있다. 데이터선(6a)에 기입하는 화소 신호(S1, S2,...Sn)는, 이 순서대로 순차적으로(선 번호의 순서로) 공급하여도 좋고, 서로 인접하는 복수의 데이터선(6a) 끼리에 대하여, 그룹마다 공급하도록 하여도 좋다. 또한, TFT(30)의 게이트에는 주사선(3a)이 전기적으로 접속되어 있고, 소정의 타이밍으로, 주사선(3a)에 펄스적으로 주사 신호(G1, G2,...Gm)를 이 순서대로 순차적으로(선번호의 순서로) 인가하도록 구성되어 있다. 반사 전극(8) 및 투명 전극(9)은, TFT(30)의 드레인에 전기적으로 접속되어 있고, 스위칭 소자인 TFT(30)를 일정 기간만 온상태로 함으로써, 데이터선(6a)에서 공급되는 화소 신호(S1, S2,...Sn)를 각 화소에 소정의 타이밍으로 기입한다. 이렇게 하여 반사 전극(8) 및 투명 전극(9)을 거쳐서 액정에 기입된 소정 레벨의 화소 신호(S1, S2,...Sn)는, 도 2에 도시하는 대향 기판(20)의 대향 전극(21)과의 사이에서 일정 기간 유지된다.

여기서, 액정(50)은, 인가되는 전압 레벨에 의해서 분자 집합의 배향이나 질서가 변화되므로써, 광을 변조하여, 층조 표시를 가능하게 한다. 노멀리 화이트 모드이면, 인가된 전압에 따라 입사광이 이 액정(50) 부분을 통과하는 광량이 저하하며, 노멀리 블랙 모드이면, 인가된 전압에 따라 입사광이 이 액정(50) 부분을 통과하는 광량이 증대한다. 그 결과, 전체적으로 전기 광학 장치(100)로부터는 화소 신호(S1, S2,...Sn)에 따른 계조를 가지는 광이 출사된다.

또, 유지된 화소 신호(S1, S2,...Sn)가 누설되는 것을 막기 위해서, 투명 전극(화소 전극)(9)과 대향 전극 사이에 형성되는 액정 용량과 병렬로 축적 용량(60)(도 3참조)을 부가하는 일이 있다. 예컨대, 투명 전극(9)의 전압은, 소스전압이 인가된 시간보다도 3자리수 긴 시간만큼 축적 용량(60)에 의해 유지된다. 이것에 의해, 전하의 유지 특성은 개선되어, 계조비가 높은 전기 광학 장치(100)를 실현할 수 있다. 또, 축적 용량(60)을 형성하는 방법에서는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 축적 용량(60)을 형성하기 위한 배선인 용량선(3b)과의 사이에 형성하는 경우, 및 전단의 주사선(3a)과의 사이에 형성하는 경우 중 어느 하나로 하여도 좋다.

(TFT 어레이 기판의 구성)

도 4은, 본 실시예에 이용한 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도이다. 도 5는, 도 4에 도시하는 전기 광학 장치의 화소의 일부를 도 4에 있어서의 A-A’선으로 절단했을 때의 단면도이다.

도 4에 있어서, TFT 어레이 기판 상에는, 알루미늄, 또는 그 합금, 또는 그 티탄, 질화 티탄, 몰리브덴, 탄탈 등과의 적층막으로 구성된 반사판(8)이 매트릭스 형상으로 형성되어 있고, 이들 각 반사판(8) 위에 투명 전극(9)이 형성되어 있다. 투명 전극(9)은, 화소 스위칭 용의 TFT(30)의 드레인 전극(6b)과 전기적으로 접속하고 있다. 또한, 반사판(8)을 형성하는 영역의 종횡의 경계를 따라서, 데이터선(6a), 주사선(3a), 및 용량선(3b)이 형성되고, TFT(30)는, 데이터선(6a) 및 주사선(3a)에 대하여 접속하고 있다. 즉, 데이터선(6a)은, 콘택트 홀을 거쳐서 TFT(30)에 있어서의 반도체막(1)의 농도 소스 영역(1a)에 전기적으로 접속하며, 투명 전극(9)은, TFT(3)에 있어서의 반도체막(1)의 고농도 드레인 영역(1d)에 전기적으로 접속하고 있다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 이와 같이 구성한 각 화소(100a)에서는, 반사판(8)이 형성되어 있는 영역 중, 개구부(14)가 형성된 영역은, 투명 전극(9)에 의해서 개구부(14)에 대응하는 영역이 덮어져서, 투과 모드로 화상 표시를 하는 투과 영역이며, 그 밖의 영역은, 반사판(8)을 갖춘 반사 영역이며, 여기서는 반사 모드에서 화상 표시를 한다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 도 4에 있어서의 반사 영역의 A-A’선으로 절단했을 때의 단면은, TFT 어레이 기판(10)의 기체(基體)로서의 투명한 기판(10’)의 표면에, 두께가 300 nm ~ 500 nm의 실리콘 산화막(절연막)으로 이루어진 하지 보호막(11)이 형성되고, 이 하지 보호막(11)의 표면에는, 두께가 30 nm ~ 100 nm의 섬형상의 반도체막(1)이 형성되어 있다. 반도체막(1)의 표면에는, 두께가 약 50 ~ 150 nm의 실리콘 산화막으로 이루어지는 게이트 절연막(2)이 형성되고, 이 게이트절연막(2)의 표면에, 두께가 300 nm ~ 800 nm의 주사선(3a)이 게이트 전극으로서 통하여 있다. 반도체막(1) 중, 주사선(3a)에 대하여 게이트 절연막(2)을 거쳐서 대향하는 영역이 채널 형성용 영역(1a’)으로 되어 있다. 이 채널 형성용 영역(1a’)에 대하여 한 측에는, 저농도 영역(1b) 및 고농도 소스 영역(1a)을 구비한 소스영역이 형성되며, 다른 측에는 저농도 영역(1b) 및 고농도 드레인 영역(1d)을 구비한 드레인 영역이 형성되어 있다. 도면 내의 1c은 고농도 영역을 나타내고 있다.

화소 스위칭 용의 TFT(30)의 표면 측에는, 두께가 300 nm ~ 800 nm의 실리콘 산화막으로 이루어지는 제 1 층간 절연막(4)이 형성되어 있다. 제 1 층간 절연막(4)의 표면에는, 두께가 300 nm ~ 800 nm의 데이터선(6a)이 형성되고, 이 데이터선(6a)은, 제 1 층간 절연막(4)에 형성된 콘택트 홀을 거쳐서 고농도 소스 영역(1a)에 전기적으로 접속하고 있다. 제 1 층간 절연막(4)의 표면에는 데이터선(6a)과 동시 형성된 드레인 전극(6b)이 형성되고, 이 드레인 전극(6b)은, 제 1 층간 절연막(4)에 형성된 콘택트 홀을 거쳐서 고농도 드레인 영역(1d)에 전기적으로 접속하고 있다.

제 1 층간 절연막(4)의 상층에는, 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막의 단일막 또는 실리콘 질화막 및 실리콘 산화막의 2개의 막 등으로 이루어진 두께가 100 nm ~ 800 nm의 제 2 층간 절연막(표면 보호막)(5)이 형성되어 있다(이 제 2 층간 절연막(표면 보호막)(5)은 형성하지 않아도 좋다). 이 제 2 층간 절연막(표면 보호막)(5)의 상층에, 유기계 수지등의 감광성 수지로 이루어지는 요철 형성층(13) 및 요철층(7)이 이 순서대로 형성되고, 요철층(7)의 표면에는, 투과용의 개구부(14)를 갖는 알루미늄막 등으로 이루어지는 반사판(8)이 형성되어 있다. 반사판(8)의 표면에는, 요철층(7)의 표면 요철 형상에 대응한 요철 패턴(8g)이 형성되어 있다.

반사판(8) 위에는, ITO 막을 약 50 ~ 200 nm의 두께로 적층한 투명 전극(9)이 형성되어, 이 투명 전극(9)은, 콘택트 홀(15)을 거쳐서 드레인 전극(6b)에 전기적으로 접속하고 있다.

투명 전극(9)의 표면측에는 폴리이미드 막으로 이루어진 배향막(12)이 형성되어 있다. 이 배향막(12)에는 연마 처리가 실시되고 있다.

또한, 고농도 드레인 영역(1d)으로부터의 연장 부분(1f)(하부 전극)에 대하여는, 게이트 절연막(2)과 동시 형성된 절연막(유전체막)을 거쳐서, 주사선(3a)과 동일 층의 용량선(3b)이 상부 전극으로서 대향함으로써, 축적 용량(60)이 구성되어 있다.

또, TFT(30)는, 바람직하게는 상술한 바와 같이 LDD 구조를 갖지만, 저농도 소스 영역(1b), 및 저농도 드레인 영역(1c)에 상당하는 영역에 불순물 이온의 주입을 실행하지 않는 오프셋 구조를 갖고 있어도 좋다. 또한, TFT(30)은, 게이트 전극(주사선(3a)의 일부)을 마스크로서 고농도로 불순물 이온을 주입하여, 자기 정합적으로 고농도의 소스 및 드레인 영역을 형성한 자기 정합형의 TFT으로 하여도 좋다.

또한, 본 실시예에서는, TFT(30)의 게이트 전극(주사선(3a))을 소스-드레인영역 사이에 2개 배치한 이중 게이트(더블 게이트) 구조로 했지만, 1개 배치한 싱글 게이트 구조로 하여도 좋고, 또한, 이들 사이에 3개 이상의 게이트 전극을 배치한 트리플 게이트 이상의 구조로 하여도 좋다. 복수개 배치한 경우, 각각의 게이트 전극에는 동일 신호가 인가되도록 한다. 이와 같이 이중 게이트(더블 게이트), 또는 트리플 게이트 이상으로 TFT(30)를 구성하면, 채널과 소스-드레인 영역의 접합부에서의 누설 전류를 방지할 수 있어, 오프(OFF)시의 전류를 저감할 수 있다. 이들 게이트 전극의 적어도 1개를 LDD 구조 또는 오프셋 구조로 하면, 또한, 오프전류를 저감할 수 있어, 안정한 스위칭 소자를 얻을 수 있다.

도 4 ~ 도 5에 있어서, TFT 어레이 기판(10)에서는, 각 화소(100a)의 반사 영역에는, 반사판(8)의 표면 중, TFT(30)의 형성 영역 및 개구부(14)로부터 벗어난 영역(반사 전극 형성 영역)에는, 전술한 바와 같이 요철 패턴(8g)이 형성되어 있다.

이러한 요철 패턴(8g)을 구성하는 데 있어서, 본 실시예의 TFT 어레이 기판(10)에서는, 반사판(8)의 하층 측 중, 반사판(8)과 평면적으로 겹치는 영역에는, 아크릴 수지 등의 유기계의 감광성 수지로 이루어지는 요철 형성층(13)이 제 2 층간 절연막(5)의 표면에 1 ~ 3 ㎛의 두께로 예컨대, 스핀 코트에 의해서 형성되고, 이 요철 형성층(13)의 상층에는, 아크릴 수지 등의 유기계의 감광성 수지 등과같은 유동성 재료로부터 형성된 절연막으로 이루어지는 요철층(7)이 1 ~ 2 ㎛의 두께로 예컨대, 스핀 코트에 의해서 적층되어 있다.

요철 형성층(13)에는, 다수의 요철이 형성되어 있다. 이 때문에, 도 5에 도시하는 바와 같이, 반사판(8)의 표면에는, 요철층(7)의 표면 요철 형상에 대응하는 요철 패턴(8g)이 형성되고, 이 요철 패턴(8g)에서는, 요철층(7)에 의해서, 요철 형성층(13)의 에지 등이 나타나지 않게 되어 있다. 또, 요철층(7)을 형성하지 않고서, 요철 형성층(13)을 형성한 후, 베이킹(baking) 공정을 행함으로써, 요철 형성층(13)의 요철의 둘레를 매끄러운 모양으로 하여도 좋다.

(대향 기판의 구성)

도 5에 있어서, 대향 기판(20)에서는, TFT 어레이 기판(10)에 형성되어 있는 투명 전극(9)의 종횡의 경계 영역과 대향하는 영역에 블랙 매트릭스, 또는 블랙 스트라이프 등으로 불리우는 차광막(23)이 형성되고, 그 상층 측에는, ITO 막으로 이루어지는 대향 전극(21)이 형성되어 있다. 또한, 대향 전극(21)의 상층 측에는, 폴리이미드막으로 이루어진 배향막(22)이 형성된다. 또, TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20) 사이에는, 액정(50)이 봉입, 유지되어 있다.

(본 실시예의 전기 광학 장치의 작용)

이와 같이 구성한 전기 광학 장치(100)(도 1참조)에서는, 알루미늄막 등으로 이루어지는 반사 전극(8)이 형성되어 있기 때문에, 대향 기판(20) 측으로부터 입사한 광을 TFT 어레이 기판(10) 측에서 반사하여, 대향 기판(20) 측으로부터 출사할 수 있기 때문에, 그 사이에 액정(50)에 의해서 각 화소(100a) 마다 광변조를 하면, 외광을 이용하여 소망하는 화상을 표시할 수 있다(반사 모드).

또한, 전기 광학 장치(100)에 있어서는, 도 4에 있어서 개구부(14)를 피하도록 반사 전극(8)이 형성되어 있기 때문에, 투과형의 액정 표시 장치로서도 기능한다.

즉, TFT 어레이 기판(10) 측에 배치된 백라이트 장치(도시하지 않음)부터 출사된 광은, TFT 어레이 기판(10) 측에 입사한 후, 각 화소(100a)(도 3 참조)에 있어서 반사판(8)이 형성되어 있는 영역 중, 반사 전극(8)이 형성되어 있지 않은 투과 영역(투명 전극(9)에 의해서 덮어진 개구부(14))을 경유하여 대향 기판(20) 측에 투과한다. 이 때문에, 액정(50)에 의해서 각 화소(100a) 마다 광변조를 하면, 백라이트 장치로부터 출사된 광을 이용하여 소망하는 화상을 표시할 수 있다(투과 모드).

또한, 본 실시예에서는, 반사판(8)의 하층 측 중, 반사판(8)과 평면적으로 겹치는 영역에 요철 형성층(13)을 형성하고, 이 요철 형성층(13)의 요철을 이용하여, 반사판(8)의 표면에 광산란용의 요철 패턴(8g)을 형성하고 있다. 또한, 요철 패턴(8g)에서는, 요철층(7)에 의해서, 요철 형성층(13)의 에지 등이 나타나지 않게 되어 있다. 따라서, 반사 모드에서 화상을 표시했을 때, 산란 반사광으로 화상을 표시하기 때문에, 시야각 의존성이 작다.

또한, 반사판(8)이 투명 전극(9)에 의해서 그 표면을 피복하기 때문에, 반사판(8)의 변질을 방지할 수 있다.

또, 본 실시예에 있어서는, 투명 전극과, 전위 공급선(소스선)을 전기적으로 접속한 경우를 나타내고 있지만, 투명 전극과, 반도체층을 전기적으로 접속한 것이여도 좋다.

도 6는, 본 발명의 전기 광학 장치의 다른 실시예인 액정 표시 장치를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 6에 도시하는 액정 표시 장치가 도 5에 도시하는 액정 표시 장치와 다른 점은, 투명 전극(9) 대신에, 반사 전극(8’)에 의해서, 드레인 전극(6b)과 전기적으로 접속하고 있다는 것이다. 이 경우도, 반사 전극(8’)은 투명 전극(9)에 의해서 그 표면을 피복하기 때문에, 반사 전극(8’)의 변질을 방지할 수 있다.

또, 이 실시예에 있어서도, 반사 전극과, 전위 공급선(소스선)을 전기적으로 접속한 경우를 나타내고 있지만, 반사 전극과, 반도체층을 전기적으로 접속한 것으로 하여도 좋다.

(TFT의 제조 방법)

이러한 구성의 TFT 어레이 기판(10)을 제조하는 방법을, 도 7 ~ 도 11을 참조하면서, 구체적으로 설명한다.

도 7 ~ 도 11는 모두, 본 실시예의 TFT 어레이 기판의 제조 방법을 공정 순서대로 도시하는 단면도이다.

우선, 도 7a에 도시하는 바와 같이, 초음파 세정 등에 의해 청정화한 유리제등의 기판(10’)을 준비한 후, 기판 온도가 150℃ ~ 450℃의 온도 조건하에서, 기판(10’)의 전면에, 실리콘 산화막으로 이루어지는 하지 보호막(11)을 플라즈마 CVD 법에 의해 100 nm ~ 500 nm의 두께로 형성한다. 이 때의 원료 가스로서는, 예컨대, 모노실란과 소기(笑氣) 가스(일산화 이질소)의 혼합 가스나 TEOS(테트라에톡시실란 : Si(OC₂H₅)₄)와 산소, 또는 지실란과 암모니아를 이용할 수 있다.

다음에, 기판 온도가 150℃ ~ 450℃의 온도 조건하에서, 기판(10’)의 전면에, 비정질 실리콘막으로 이루어지는 반도체막(1)을 플라즈마 CVD 법에 의해 30 nm ~ 100 nm의 두께로 형성한다. 이 때의 원료 가스로서는, 예컨대, 지실란 또는 모노실란을 이용할 수 있다. 다음에, 반도체막(1)에 대하여 레이저광을 조사하여 레이저 어닐링을 실시한다. 그 결과, 비정질의 반도체막(1)은, 한번 용융하여, 냉각고화 과정을 거쳐서 결정화한다. 이 때는, 각 영역으로의 레이저광의 조사 시간이 매우 단시간이며, 또한, 조사 영역도 기판 전체에 대하여 국소적이기 때문에, 기판 전체가 동시에 고온으로 뜨겁게 되는 것은 아니다. 그러므로, 기판(10’)으로서 유리 기판 등을 이용하더라도 열에 의한 변형이나 깨짐 등이 발생하지 않는다.

다음에, 반도체막(1)의 표면에 포토리소그래피 기술을 이용하여 레지스트 마스크(551)를 거쳐서 반도체막(1)을 에칭함으로써, 도 7b에 도시하는 바와 같이, 섬형상의 반도체막(1)(능동층), 및 축적 용량부를 형성하기 위한 반도체막을 각각 분리한 상태로 형성한다.

다음에, 350℃ 이하의 온도 조건하에서, 기판(10’)의 전면에, CVD 법 등에의해 반도체막(1)의 표면에, 실리콘 산화막 등으로 이루어지는 게이트 절연막(2)을 50 nm ~ 150 nm의 두께로 형성한다. 이 때의 원료 가스는, 예컨대, TEOS와 산소 가스와의 혼합 가스를 이용할 수 있다. 여기서 형성되는 게이트 절연막(2)은, 실리콘 산화막 대신에 실리콘 질화막으로 하여도 좋다.

다음에, 도시를 생략하지만, 소정의 레지스트 마스크를 거쳐서 반도체막(1)의 연장 부분(1f)에 불순물 이온을 주입하여, 용량선(3b)과의 사이에 축적 용량(60)을 구성하기 위한 하부 전극을 형성한다(도 4 및 도 5 참조).

다음에, 도 7c에 도시하는 바와 같이, 스퍼터링법 등에 의해, 기판(10’)의 전면에, 주사선(3a) 등을 형성하기 위한 알루미늄, 탄탈, 몰리브덴 등으로 이루어지는 금속막, 또는 이들의 금속 중 어느 하나를 주성분으로 하는 합금막으로 이루어지는 도전막(3)을 300 nm ~ 800 nm의 두께로 형성한 후, 포토리소그래피 기술을 이용하여 레지스트 마스크(552)를 형성한다.

다음에, 레지스트 마스크를 거쳐서 도전막(3)을 드라이 에칭하여, 도 7d에 도시하는 바와 같이, 주사선(3a)(게이트 전극), 용량선(3b) 등을 형성한다.

다음에, 화소 TFT부 및 구동 회로의 N 채널 TFT 부(도시하지 않음) 측에는, 주사선(3a)이나 게이트 전극을 마스크로서, 약 0.1×10¹³/cm²~ 약 10×10¹³/cm²의 도우즈 양으로 저농도의 불순물 이온(인 이온)을 주입하여, 주사선(3a)에 대하여 자기 정합적으로 저농도 영역(1b)을 형성한다. 여기서, 주사선(3a)의 바로 아래에 위치하고 있기 때문에, 불순물 이온이 도입되지 않은 부분은 반도체막(1) 그대로의채널 형성용 영역(1a’)으로 된다.

다음에, 도 8a에 도시하는 바와 같이, 화소 TFT 부에서는, 주사선(3a)(게이트 전극)보다 폭이 넓은 레지스트 마스크(553)를 형성하고 고농도의 불순물 이온(인 이온)을 약 0.1×10¹⁵/cm²~ 약 10×10¹⁵/cm²의 도우즈 양으로 주입하여, 고농도 소스 영역(1a) 및 드레인 영역(1d)을 형성한다.

이들 불순물 도입 공정 대신에, 저농도의 불순물의 주입을 실행하지 않고서 게이트 전극보다 폭이 넓은 레지스트 마스크를 형성한 상태로 고농도의 불순물(인 이온)을 주입하여, 오프셋 구조의 소스 영역 및 드레인 영역을 형성하더라도 좋다. 또한, 주사선(3a)을 마스크로 하여 고농도의 불순물을 주입하여, 자기 정합 구조의 소스 영역 및 드레인 영역을 형성하더라도 좋다.

또, 도시를 생략하지만, 이러한 공정에 의해서, 주변 구동 회로부의 N 채널 TFT 부를 형성하지만, 이 때는, P 채널 TFT 부를 마스크로 피복한다. 또한, 주변 구동 회로의 P 채널 TFT 부를 형성할 때는, 화소부 및 N 채널 TFT 부를 레지스트로 피복 보호하고, 게이트 전극을 마스크로서, 약 0.1×10¹⁵/cm²~ 약 10×10¹⁵/cm²의 도우즈 양으로 붕소 이온을 주입함으로써, 자기 정합적으로 P 채널의 소스·드레인 영역을 형성한다.

이 때, N 채널 TFT 부의 형성시와 같이 게이트 전극을 마스크로서, 약 0.1×10¹³/cm²~ 약 10×10¹³/cm²의 도우즈 양으로 저농도의 불순물(붕소 이온)을 도입하여, 폴리 실리콘막에 저농도 영역을 형성한 후, 게이트 전극보다 폭이 넓은 마스크를 형성하고 고농도의 불순물(붕소 이온)을 약 0.1×10¹⁵/cm²~ 약 10×10¹⁵/cm²의 도우즈 양으로 주입하여, LDD 구조(Lightly Doped Drain 구조)의 소스 영역 및 드레인 영역을 형성하더라도 좋다. 또한, 저농도의 불순물의 주입을 실행하지 않고서, 게이트 전극보다 폭이 넓은 마스크를 형성한 상태로 고농도의 불순물(붕소 이온)을 주입하여, 오프셋 구조의 소스 영역 및 드레인 영역을 형성하더라도 좋다. 이들 이온 주입 공정에 의해서, CMOS화(상보형화 : Complimentary MOS화)가 가능하게 되어, 주변 구동 회로의 동일 기판 내의 내장이 가능하게 된다.

다음에, 도 8b에 도시하는 바와 같이, 주사선(3a)의 표면측에 CVD 법 등에 의해, 실리콘 산화막 등으로 이루어지는 제 1 층간 절연막(4)을 300 nm ~ 800 nm의 두께로 형성한다. 이 때의 원료 가스는, 예컨대, TEOS와 산소 가스의 혼합 가스를 이용할 수 있다.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여 레지스트 마스크(554)를 형성한다.

다음에, 레지스트 마스크(554)를 거쳐서 제 1 층간 절연막(4)에 드라이 에칭을 실행하여, 도 8c에 도시하는 바와 같이, 제 1 층간 절연막(4)에 있어서 소스 영역 및 드레인 영역에 대응하는 부분 등에 콘택트 홀을 각각 형성한다.

다음에, 도 8d에 도시하는 바와 같이, 제 1 층간 절연막(4)의 표면측에, 데이터선(6a)(소스 전극) 등을 구성하기 위한 알루미늄막, 티탄막, 질화 티탄막, 탄탈막, 몰리브덴막, 또는 이들 금속 중 어느 하나를 주성분으로 하는 합금막으로 이루어지는 도전막(6)을 스퍼터링법 등으로 300 nm ~ 800 nm의 두께로 형성한 후, 포토리소그래피 기술을 이용하여 레지스트 마스크(555)를 형성한다.

다음에, 도 9a에 도시하는 바와 같이, 소정의 레지스트 마스크를 거쳐서 도전막(6)에 드라이 에칭을 실행하여, 데이터선(6a), 및 드레인 전극(6b)을 형성한다.

다음에, 도 9b에 도시하는 바와 같이, 제 1 층간 절연막(4)의 상층에, 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막의 단일 막 또는 실리콘 질화막 및 실리콘 산화막의 2개의 막 등으로 이루어진 두께가 100 nm ~ 300 nm 정도의 두께의 제 2 층간 절연막(표면 보호막)(5)을 플라즈마 CVD 법에 의해서 성막함으로써 형성한다(이 제 2 층간 절연막(5)은 형성하지 않더라도 좋다).

다음에, 도 10a, 도 10b에 도시하는 바와 같이, 제 2 층간 절연막(표면 보호막)(5)의 표면에, 아크릴 수지 등의 유기계의 감광성 수지(13a)를 1 ~ 3㎛의 두께로 스핀 코트로 도포한 후, 감광성 수지(13a)를 포토리소그래피 기술을 이용하여 패터닝함으로써, 후술하는 반사 전극(8)의 하층 측에, 두께가 1 ㎛ ~ 3㎛의 요철 형성층(13)을 형성한다. 이어서, 각을 만들기 위해서 베이킹 공정을 행하더라도 좋다.

이러한 포토리소그래피 기술을 이용하여 요철 형성층(13)을 형성할 때, 감광성 수지(13a)로서는 네가티브 타입 및 포지티브 타입 중 어느 하나를 이용하더라도 좋지만, 도 10a에는, 감광성 수지(13a)로서 포지티브 타입의 경우를 예시하고 있고, 감광성 수지(13a)를 제거하고 싶은 부분에 대하여, 소정의 노광 마스크의 투광 부분을 거쳐서 자외선을 조사한다.

다음에, 도 10c에 도시하는 바와 같이, 제 2 층간 절연막(표면 보호막)(5) 및 요철 형성층(13)의 표면측에, 아크릴 수지 등의 유기계의 감광성 수지(7a)를 스핀 코트로 1 ㎛ ~ 2㎛의 두께로 도포한다.

다음에, 도 10d에 도시하는 바와 같이, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 제 2 층간 절연막(표면 보호막)(5)의 표면에 도달할 때까지 관통, 개구시킨(이 부분이 최종적으로 콘택트 홀(15)을 형성하게 된다) 두께가 1 ㎛ ~ 2 ㎛의 요철층(7)을 형성한다.

여기서, 요철층(7)은, 유동성을 갖는 재료를 도포한 것으로 형성되기 때문에, 요철층(7)의 표면에는, 요철 형성층(13)의 요철을 적절히 상쇄하여, 에지가 없고, 매끄러운 형상의 요철 패턴이 형성된다.

또, 요철층(7)을 형성하지 않고서, 매끄러운 형상의 요철 패턴을 형성하는 경우에는, 도 10b에 도시한 상태로 베이킹 공정을 행하고, 요철 형성층(13)의 둘레를 매끄러운 형상으로 하여도 좋다.

다음에, 도 11a에 도시하는 바와 같이, 요철층(7)을 마스크로서 제 2 층간 절연막(표면 보호막)(5)을 드라이 에칭 기술을 이용하여 제거하여 콘택트 홀(15)을 형성하여, 후술하는 투명 전극(9)과 드레인 전극(6b)이 전기적으로 접속할 수 있도록 한다.

다음에, 도 11b에 도시하는 바와 같이, 스퍼터링법 등에 의해서, 50 nm ~ 200 nm의 두께의, 전술한 알루미늄막 등와 같은 반사성을 갖춘 금속막(8a)을 형성한다.

다음에, 도 11c에 도시하는 바와 같이, 미세 가공법을 이용하여 개구부(14)부분과 인접하는 화소와의 사이를 선택적으로 제거하여, 개구부(14)를 갖는 반사판(8)을 형성한다.

다음에, 도 11d에 도시하는 바와 같이, 스퍼터링법 등에 의해서, ITO 막(9a)을 약 50 ~ 200 nm의 두께로 성막한다.

다음에, 도 11e에 도시하는 바와 같이, 포토리소그래피 기술 및 에칭 기술을 이용하여, 소정 패턴의 투명 전극(9)을 형성한다. 이 경우, 반사판(8)의 형성 영역보다도 넓게 형성하는 것이 바람직하다. 이렇게 하여, 투명 전극(9)과 드레인 전극(6b)이 전기적으로 접속된다. 이렇게 하여 형성한 반사판(8) 및 투명 전극(9)의 표면에는, 요철 형성층(13) 및 요철층(7)으로 이루어지는 요철에 의해서 500 nm이상, 또는 800 nm 이상의 요철 패턴(8g)이 형성되고, 또한, 이 요철 패턴(8g)은, 요철층(7)에 의해서, 에지가 없고, 매끄러운 형상으로 되어 있다.

그 후, 투명 전극(9)의 표면측에 배향막(폴리이미드막)(12)을 형성한다. 그것에는, 부틸셀로솔부나 n-메틸피롤리돈 등의 용매에 5 ~ 10 중량%의 폴리이미드나 폴리아미드산을 용해시킨 폴리이미드·와니스를 플렉소 인쇄(flexography)한 후, 가열·경화한다. 그리고, 폴리이미드막을 형성한 기판을 레이온계 섬유로 이루어지는 퍼프천으로 일정 방향으로 문질러, 폴리이미드 분자를 표면 근방으로 일정 방향으로 배열시킨다(연마 처리를 실시한다). 그 결과, 후에 충전한 액정 분자와 폴리이미드 분자와의 상호 작용에 의해 액정 분자가 일정 방향으로 배열된다.

이상과 같이 하여, TFT 어레이 기판(10)이 완성된다.

상기 어느 쪽의 형태도, 화소 스위칭 소자로서 TFT를 이용한 액티브 매트릭스 형의 액정 표시 장치를 예로 설명했지만, 화소 스위칭 소자로서 TFD를 이용한 액티브 매트릭스형의 액정 표시 장치, 또는 패시브 매트릭스 형의 액정 표시 장치, 또한 액정 이외의 전기 광학 물질(예컨대, EL 발광소자)를 이용한 전기 광학 장치에 본 발명을 적용하더라도 좋다.

(전기 광학 장치의 전자 기기에의 응용)

이와 같이 구성한 반반사·반투과형의 전기 광학 장치(100)는, 각종 전자 기기의 표시부로서 이용할 수 있는데, 그 일례를 도 12 내지 도 14을 참조하면서 구체적으로 설명한다.

도 12는, 본 발명에 따른 전기 광학 장치를 표시 장치로서 이용한 전자 기기의 회로 구성을 도시하는 블럭도이다.

도 12에 있어서, 전자 기기는, 표시 정보 출력원(70), 표시 정보 처리 회로(71), 전원 회로(72), 타이밍 발생기(73), 및 액정 표시 장치(74)를 갖는다.

또한, 액정 표시 장치(74)는, 액정 표시 패널(75) 및 구동 회로(76)를 갖는다. 액정 장치(74)로서는, 전술한 전기 광학 장치(100)를 이용할 수 있다.

표시 정보 출력원(70)은, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory) 등와 같은 메모리, 각종 디스크 등과 같은 저장 유닛, 디지털 화상 신호를 동조 출력하는 동조 회로 등을 구비하고, 타이밍 발생기(73)에 의해서 생성된 각종 클럭 신호에 근거하여, 소정 형태의 화상 신호 등와 같은 표시 정보를 표시 정보처리 회로(71)에 공급한다.

표시 정보 처리 회로(71)는, 직렬-병렬 변환 회로나, 증폭·반전 회로, 회전 회로, 감마 보정 회로, 클램프 회로 등과 같은 주지의 각종 회로를 구비하고, 입력한 표시 정보의 처리를 실행하여, 그 화상 신호를 클럭 신호(CLK)와 함께 구동 회로(76)에 공급한다. 전원 회로(72)는, 각 구성 요소에 소정의 전압을 공급한다.

도 13는, 본 발명에 따른 전자 기기의 일실시예인 모바일 형의 퍼스널 컴퓨터를 도시하고 있다. 여기에 도시한 퍼스널 컴퓨터(80)는, 키보드(81)를 갖춘 본체부(82)와, 액정 표시 유닛(83)을 갖는다. 액정 표시 유닛(83)은, 전술한 전기 광학 장치(100)를 포함하여 구성된다.

도 14는, 다른 전자 기기인 휴대 전화기를 도시하고 있다. 여기에 도시한 휴대 전화기(90)는, 복수의 조작 버튼(91)과, 전술한 전기 광학 장치(100)로 이루어지는 표시부를 갖고 있다.

이상, 설명한 바와 같이, 본 발명에 의해서, 휴대 전화기, 모바일 컴퓨터 등에 바람직하게 이용되는, 액정에 걸리는 실효 전압이 높고, 고계조 표시가 가능하고, 또한 반사 전극의 변질이 방지된 전기 광학 장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

Claims

전기 광학 물질을 봉입, 유지하여 대향 배치된 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판 중 한쪽의 기판의 상기 전기 광학 물질측에 형성되어, 상기 한 쌍의 기판 중 다른 한쪽의 기판측으로부터의 입사광을 반사하고, 또한, 배면 광원으로부터의 광을 투과하는 1개 이상의 개구부를 소정 개소에 갖는 반사판을 구비한 전기 광학 장치에 있어서,

상기 반사판 위에 투명 전극이 형성되고, 이 투명 전극이 전위 공급선 또는 반도체층과 전기적으로 접속되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
전기 광학 물질을 봉입, 유지하여 대향 배치된 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판 중 한쪽의 기판의 상기 전기 광학 물질측에 형성되어, 상기 한 쌍의 기판 중 다른 한쪽의 기판측으로부터의 입사광을 반사하고, 또한, 배면 광원으로부터의 광을 투과하는 1개 이상의 개구부를 소정 개소에 관통하여 갖는 반사 전극을 구비한 전기 광학 장치에 있어서,

상기 반사 전극 위에 형성된 투명 전극을 더 구비하고, 또한, 상기 반사 전극이 전위 공급선 또는 반도체층과 전기적으로 접속되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 반사 전극 및 반사판이, 알루미늄, 은, 알루미늄 및 은의 적어도 어느 하나를 포함하는 합금, 또는 이들의 티탄, 질화 티탄, 몰리브덴, 탄탈 등과의 적층막으로 구성된 전기 광학 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 투명 전극이 ITO(Indium Tin Oxide) 막으로 구성된 전기 광학 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 투명 전극의 형성 영역이 상기 반사 전극 및 반사판의 형성 영역보다도 넓은 전기 광학 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 반사 전극 내지 반사판 및 상기 투명 전극의 하층에 형성된, 표면에 요철을 갖는 요철층을 더 구비하며, 상기 반사 전극이 상기 요철층의 요철에 대응한 반사광을 산란시키는 표면 요철 형상을 갖는 전기 광학 장치.
전기 광학 물질을 봉입, 유지하여 대향 배치된 한 쌍의 기판 중 한쪽의 기판의 상기 전기 광학 물질측에 반사판을 형성하는 공정과,

상기 반사판의 소정 개소에, 상기 한 쌍의 기판 중 다른 한쪽의 기판측으로부터의 입사광을 반사하고, 또한, 배면 광원으로부터의 광을 투과하는 1개 이상의 개구부를 형성하는 공정과,

상기 반사판 위에, 투명 전극을, 상기 반사판의 상기 개구부에 대응한 영역을 덮도록 형성하는 공정과,

상기 투명 전극을 전위 공급선 또는 반도체층과 전기적으로 접속하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
전기 광학 물질을 봉입, 유지하여 대향 배치된 한 쌍의 기판 중 한쪽의 기판의 상기 전기 광학 물질측에 반사 전극을 형성하는 공정과,

상기 반사 전극의 소정 개소에, 상기 한 쌍의 기판 중 다른 한쪽의 기판측으로부터의 입사광을 반사하고, 또한, 배면 광원으로부터의 광을 투과하는 1개 이상의 개구부를 형성하는 공정과,

상기 반사 전극을 전위 공급선 또는 반도체층과 전기적으로 접속하는 공정과,

상기 반사 전극 위에, 투명 전극을, 상기 반사 전극의 상기 개구부에 대응한영역을 덮도록 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기광학 장치의 제조 방법.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

상기 반사 전극 및 반사판으로서, 알루미늄, 은, 알루미늄 및 은의 적어도 어느 하나를 포함하는 합금, 또는 이들의 티탄, 질화 티탄, 몰리브덴, 탄탈 등과의 적층막을 이용하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 투명 전극으로서, ITO(Indium Tin Oxide) 막을 이용하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 투명 전극을 형성하는 공정에서, 상기 투명 전극의 형성 영역을 상기 반사 전극 및 반사판의 형성 영역보다도 넓게 형성하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 반사 전극 및 반사판을 형성하는 공정 이전에, 상기 한쪽의 기판 위에, 표면에 요철을 갖는 요철층을 형성하는 공정을 더 포함하는 전기 광학 장치의 제조 방법.