專利名稱：半透過反射型電光裝置和使用其的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半透過反射型電光裝置和使用該半透過反射型電光裝置的電子設(shè)備以及半透過反射型電光裝置的制造方法。更詳細(xì)而言，就是涉及半透過反射型電光裝置的像素結(jié)構(gòu)。
另外，在液晶裝置中，反射型的部分中，在透光性的像素電極9a的下層一側(cè)形成有用于將從對置基板20一側(cè)入射來的外光向?qū)χ没?0一方反射的光反射膜8a，如

圖12中的箭頭LA所示，在TFT陣列基板10一側(cè)反射從對置基板20側(cè)入射的光，由從對置基板20一側(cè)射出的光顯示圖像(反射模式)。
但是，在反射型的液晶裝置中，如果由光反射膜8a反射的光的方向性強(qiáng)，則顯著地出現(xiàn)亮度隨觀看圖像的角度而不同等的視野角的依賴性。因此，在制造液晶裝置時，在層間絕緣膜4或在其表面形成的表面保護(hù)膜(圖中未示出)的表面，涂布800nm～1500nm厚度的丙烯樹脂等這樣的感光性樹脂之后，通過使用光刻技術(shù)按指定的圖案有選擇地保留由感光性樹脂構(gòu)成的下層側(cè)透光性膜13a，賦予光反射膜8a的表面以凹凸圖案8g。另外，因為這樣下層側(cè)透光性膜13a的邊緣原樣地會露出凹凸圖案8g，所以，通過在下層側(cè)透光性膜13a的上層涂布形成另一層由流動性高的感光性樹脂構(gòu)成的上層側(cè)透光性膜7a，賦予光反射膜8a的表面以沒有邊緣的順滑的形狀的凹凸圖案8g。作為這樣的凹凸圖案的以往例子，有例如特開平10-319422號公報中記載的技術(shù)。
另外，在反射型的液晶裝置中可以進(jìn)行透過模式的顯示的半透過反射型的液晶裝置中，相對于光反射膜8a，在與像素電極9a平面重疊的區(qū)域形成光透過窗8d。與該光透過窗8d相當(dāng)?shù)膮^(qū)域，全面地形成下層側(cè)透光性膜13a或完全不形成下層側(cè)透光性膜13a，所以是平坦面。
在這樣構(gòu)成的半透過反射型的液晶裝置中，在TFT陣列基板10一側(cè)配置后照明燈裝置(圖中未示出)，如果使從該背光裝置射出的光從TFT陣列基板10側(cè)入射，如圖13中的箭頭LB1、LB2所示，則朝向光反射膜8a方向的光就被光反射膜8a遮斷，對顯示沒有貢獻(xiàn)，如圖12和圖13中的箭頭LB0所示，而向未形成光反射膜8a的光透過窗8d入射的光就通過光透過窗8d透過到對置基板20一側(cè)，從而對顯示有貢獻(xiàn)(透過模式)。
關(guān)于這樣的結(jié)構(gòu)的液晶裝置，特愿2001-377304號專利申請中有所記載。
但是，在以往的半透過反射型的液晶裝置中，反射模式的顯示光量和透過模式的顯示光量完全由光反射膜8a和光透過窗8d的面積所規(guī)定，所以，如果提高某一模式的顯示的亮度，就要犧牲另一模式的顯示的亮度，不能使兩個模式的顯示亮度都提高。
為了解決上述問題，本發(fā)明的半透過反射型電光裝置，是在保持電光學(xué)物質(zhì)的透光性基板上具有形成指定的凹凸的透光性的凹凸形成膜和在該凹凸形成膜的上層形成的光反射膜、并在上述光反射膜上形成有光透過窗的半透過反射型電光裝置，其特征在于上述光反射膜的背面，具備在上述光透過窗周邊的一部分區(qū)域、與將上述光透過窗夾在中間與該一部分區(qū)域相對的區(qū)域的上述光反射膜的表面相對的導(dǎo)光反射面，由上述導(dǎo)光反射面反射從上述透光性基板的背面一側(cè)入射的光的一部分并引導(dǎo)到上述透光性基板的表面一側(cè)。
在應(yīng)用本發(fā)明的半透過反射型電光裝置中，由于形成了光反射膜，所以可以進(jìn)行反射模式的顯示，同時，由于在光反射膜上形成了光透過窗，所以也可以進(jìn)行透過模式的顯示。這里，由于光反射膜的背面具有反射從透光性基板的背面一側(cè)入射的光而向?qū)⒐馔高^窗夾在中間而相對的光反射膜的表面導(dǎo)引的導(dǎo)光反射面，所以，從透光性基板的背面?zhèn)热肷涞墓庵幸酝还夥瓷淠ふ跀鄰亩鴮ν高^模式的顯示沒有貢獻(xiàn)的光，在本發(fā)明中它的一部分也由導(dǎo)光反射面反射而導(dǎo)引到光反射膜的背面從而對顯示有貢獻(xiàn)。因此，即使不擴(kuò)大光透過窗的面積也可以增大透過模式的顯示光量，所以，不犧牲反射模式的顯示亮度就可以提高透過模式的顯示亮度。
在本發(fā)明中，優(yōu)選地，上述凹凸形成膜由形成指定圖案的下層側(cè)透光性膜和在該下層側(cè)透光性膜的上層側(cè)形成的上層側(cè)透光性膜構(gòu)成。這樣構(gòu)成時，即使下層側(cè)透光性膜有邊緣等，上層側(cè)透光性膜也會使該邊緣消失。因此，在光反射膜的表面可以形成沒有邊緣的順滑的形狀的凹凸。
在本發(fā)明中，在上述光反射膜的背面形成上述導(dǎo)光反射面時，在例如上述光反射膜的下層側(cè)，形成對于上述凹凸形成膜的表面沿上述光透過窗的外周邊緣構(gòu)成框狀凸部的框狀突起，由從與形成有上述框狀凸部的上述光透過窗大相反一側(cè)的根部分覆蓋到頂部部分的上述光反射膜的背面，形成上述導(dǎo)光反射面。另外，在將上述光透過窗夾在中間而與上述導(dǎo)光反射面相互相對的部分，通過從形成有上述框狀凸部的上述光透過窗一側(cè)的根部分到頂部部分覆蓋上述光反射膜，該光反射膜的表面與上述導(dǎo)光反射面相對，并且形成導(dǎo)引由上述導(dǎo)光反射面反射的光的反射面。
在本發(fā)明中，與由上述導(dǎo)光反射面反射的光相對的上述反射面，優(yōu)選地，作為大致平行的面與上述導(dǎo)光反射面相對。
在本發(fā)明中，優(yōu)選地，上述框狀突起由與上述下層側(cè)透光性膜同層形成的透光性膜構(gòu)成。
這時，上述框狀突起和上述下層側(cè)透光性膜，優(yōu)選地，上面部分具有弧度。這樣構(gòu)成時，可以提高光反射表面的光散射性。另外，在光反射膜的背面起導(dǎo)光反射面的功能的部分和從該導(dǎo)光反射面導(dǎo)引光的光反射膜的表面部分必須成為斜面，但是，如果賦予框狀突起的上面以圓弧狀，在框狀突起的背面?zhèn)刃纬傻墓夥瓷淠さ谋趁婧捅砻?，可以縮小不能作為導(dǎo)光反射面等利用的平坦部分的面積，所以，可以擴(kuò)大在光反射膜的背面起導(dǎo)光反射面的功能的部分和從該導(dǎo)光反射面引導(dǎo)光的光反射膜的表面部分。因此，可以提高透過模式時的光的利用效率。這里所說的“上面部分具有弧度”，是指只要與上面部分和側(cè)面的邊界相當(dāng)?shù)牟糠殖蔀榍婢托?，可以如吊鐘形狀那樣上面整體是由曲面構(gòu)成的形狀，也可以如碗形狀那樣上面的一部分保留平坦面的形狀。
在本發(fā)明中，優(yōu)選地，上述光反射膜的膜厚比上述框狀凸部的高度尺寸薄。這樣構(gòu)成時，如果從光反射膜的導(dǎo)光反射面觀看，可以使通過光透過窗與該導(dǎo)光反射面相對的部分位于下方。
在本發(fā)明中，優(yōu)選地，在上述光反射膜上形成有多個上述光透過窗。這樣構(gòu)成時，在使光透過窗的面積一定時，與形成1個大的光透過窗的情況相比，形成多個小的光透過窗的方法可以大地形成導(dǎo)光反射面，所以，可以提高透過模式時的光的利用效率。
在本發(fā)明中，上述光透過窗的平面形狀是具有例如與上述導(dǎo)光反射面形成的邊大致平行的邊的多邊形。這樣構(gòu)成時，可以有效地形成光反射膜的導(dǎo)光反射面和通過光透過窗與該導(dǎo)光反射面相對的部分，所以，可以提高透過模式時的光的利用效率。
在本發(fā)明中，上述電光學(xué)物質(zhì)例如是液晶。
應(yīng)用了本發(fā)明的電光裝置，可以作為移動計算機(jī)、便攜電話機(jī)等電子設(shè)備的顯示裝置使用。
圖2是沿圖1的H-H’線的剖面圖。
圖3是在電光裝置中形成為矩陣狀的多個像素的元件等的等效電路圖。
圖4是表示本發(fā)明的電光裝置的TFT陣列基板的各像素的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖5是在與圖4的A-A’線相當(dāng)?shù)奈恢脤⒈景l(fā)明的電光裝置切斷的剖面圖。
圖6(A)、(B)分別是本發(fā)明的電光裝置中TFT陣列基板的光透過窗周邊的平面圖和剖面圖。
圖7(A)～(D)是表示本發(fā)明的TFT陣列基板的制造方法的工序剖面圖。
圖8(E)～(H)是表示本發(fā)明的TFT陣列基板的制造方法的工序剖面圖。
圖9是表示將本發(fā)明的電光裝置作為顯示裝置使用的電子設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)的框圖。
圖10(A)、(B)分別是使用本發(fā)明的電光裝置的移動型的個人計算機(jī)的說明圖和便攜電話機(jī)的說明圖。
圖11是表示在以往的電光裝置的TFT陣列基板上形成的各像素的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖12是以往的電光裝置的剖面圖。
圖13是在以往的電光裝置的TFT陣列基板上形成的凹凸圖案和光透過窗的說明圖。
符號說明1a半導(dǎo)體膜
2 柵絕緣膜3a 掃描線3b 電容線4 層間絕緣膜6a 數(shù)據(jù)線6b 漏電極7a 上層側(cè)透光性膜7b 框狀凸部8a 光反射膜8b 凹凸圖案的凸部8c 凹凸圖案的凹部8d 光透過窗8e 導(dǎo)光反射面8f 反射面8g 光反射膜表面的凹凸圖案9a 像素電極10 TFT陣列基板11 基底保護(hù)膜13a 下層側(cè)透光性膜13b 框狀突起15 凹凸形成膜20 對置基板21 對置電極23 遮光膜30 像素開關(guān)用TFT50 液晶60 存儲電容100 電光裝置
100a 像素電光裝置的基本結(jié)構(gòu)圖1是從對置基板一側(cè)看應(yīng)用本發(fā)明的電光裝置連同各構(gòu)成要件的平面圖，圖2是圖1的H-H’剖面圖。圖3是在電光裝置的圖像顯示區(qū)域中形成為矩陣狀的多個像素的各種元件、配線等的等效電路圖。在本實施例的說明中使用的各圖中，為了將各層、各部件等在圖面上表示為可以識別的大小，各層、各部件等的比例尺是不同的。
在圖1和圖2中，本實施例的電光裝置100，將作為電光學(xué)物質(zhì)的液晶50夾在利用密封材料52相互貼合的TFT陣列基板10與對置基板20之間，在密封材料52的形成區(qū)域的內(nèi)側(cè)區(qū)域，形成有由遮光性材料構(gòu)成的邊框53。在密封材料52的外側(cè)的區(qū)域，沿TFT陣列基板10的一邊形成有數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路101和安裝端子102，沿與該一邊相鄰的2邊形成有掃描線驅(qū)動電路104。在TFT陣列基板10的其余的一邊，設(shè)置有用于將在圖像顯示區(qū)域的兩側(cè)設(shè)置的掃描線驅(qū)動電路104之間連接的多個配線105，此外，有時也利用邊框53的下邊等設(shè)置預(yù)充電電路、檢查電路等。另外，在對置基板20的角部的至少1個地方形成有用于使TFT陣列基板10與對置基板20之間獲得電氣導(dǎo)通的上下導(dǎo)通部件106。另外，數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路101和掃描線驅(qū)動電路104等可以與密封材料52重疊，也可以在密封材料52的內(nèi)側(cè)區(qū)域形成。
也可以將例如裝配有驅(qū)動用LSI的TAB(帶式自動鍵合)基板通過各向異性導(dǎo)電膜與在TFT陣列基板10的周邊部形成的端子群電氣地和機(jī)械地連接，取代在TFT陣列基板10上形成數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路101和掃描線驅(qū)動電路104。在電光裝置100中，根據(jù)使用的液晶50的種類即TN(扭曲向列)模式、STN(超扭曲向列)模式等的工作模式、常白模式/常黑模式的不同，偏振薄膜、相位差薄膜、偏振板等配置為指定的方向，這里，省略了圖示。另外，將電光裝置100作為彩色顯示用而構(gòu)成時，在對置基板20中，在與TFT陣列基板10的各像素電極(后面說明)相對的區(qū)域與其保護(hù)膜一起形成RGB彩色濾光器。
在具有這樣的結(jié)構(gòu)的電光裝置100的畫面顯示區(qū)域10a中，如圖3所示，多個像素100a被構(gòu)成為矩陣狀，同時，在這些像素100a的每一個上形成有像素電極9a和用于驅(qū)動該像素電極9a的像素開關(guān)用的TFT30，提供像素信號S1、S2、……、Sn的數(shù)據(jù)線6a與該TFT30的源極電氣連接。寫入數(shù)據(jù)線6a的像素信號S1、S2、……、Sn可以按該順序以線順序逐個供給，也可以對相鄰的多個數(shù)據(jù)線6a按組供給。另外，掃描線3a與TFT30的柵極電氣連接，以指定的定時，脈沖式地將掃描信號G1、G2、……、Gm以該順序供給掃描線3a。像素電極9a與TFT30的漏極電氣連接，通過使作為開關(guān)元件的TFT30在一定期間成為ON(導(dǎo)通)狀態(tài)，以指定的定時將從數(shù)據(jù)線6a供給的像素信號S1、S2、……、Sn寫入各像素。這樣通過像素電極9a寫入液晶的指定電平的像素信號S1、S2、……、Sn，在與圖2所示的對置基板20的對置電極21之間保持一定期間。
這里，液晶50，通過分子集合的取向、秩序等隨所加的電壓電平而變化，對光進(jìn)行調(diào)制，從而可以進(jìn)行色調(diào)顯示。如果是常白模式，則入射光通過該液晶50的部分的光量隨所加的電壓而降低，如果是常黑模式，則入射光通過該液晶50的部分的光量隨所加的電壓為增大。結(jié)果，總體上就從電光裝置100射出具有與像素信號S1、S2、……、Sn對應(yīng)的對比度的光。
為了防止保持的像素信號S1、S2、……、Sn泄漏，有時與在像素電極9a和對置電極之間形成的液晶電容并聯(lián)地附加存儲電容60。例如，像素電極9a的電壓，由存儲電容60保持比施加源電壓的時間長3個數(shù)量級的時間。由此，改善電荷的保持特性，可以實現(xiàn)對比度高的電光裝置100。進(jìn)而，作為形成存儲電容60的方法，如圖3所示，可以在與作為用于形成存儲電容60的配線的電容線3b間形成，或者在與前級的掃描線3a間形成。
TFT陣列基板的結(jié)構(gòu)圖4是本實施例的電光裝置中使用的TFT陣列基板的相鄰的多個像素群的平面圖。圖5是在與圖4的A-A’線相當(dāng)?shù)奈恢脤㈦姽庋b置的像素的一部分切斷時的剖面圖。
在圖4中，在TFT陣列基板10上，多個由透明的ITO(Indium TinOxide)膜構(gòu)成的像素電極9a被形成為矩陣狀，像素開關(guān)用的TFT30分別與這些各像素電極9a連接。另外，沿像素電極9a的縱橫的邊界形成數(shù)據(jù)線6a、掃描線3a和電容線3b，TFT30與數(shù)據(jù)線6a和掃描線3a連接。即，數(shù)據(jù)線6a通過接觸孔與TFT30的高濃度源極區(qū)域1d電氣連接，掃描線3a的突出部分構(gòu)成TFT30的柵電極。存儲電容60是將用于形成像素開關(guān)用的TFT30的半導(dǎo)體膜1的延伸部分1f導(dǎo)電化而作為下電極、在該下電極41上將電容線3b作為上電極重疊的結(jié)構(gòu)。
這樣構(gòu)成的像素區(qū)域的A-A’線處的剖面，如圖5所示，在作為TFT陣列基板10的基體的透光性基板10’的表面，形成由厚度300nm～500nm的硅氧化膜(絕緣膜)構(gòu)成的基底保護(hù)膜11，在該基底保護(hù)膜11的表面，形成厚度30nm～100nm的島狀的半導(dǎo)體膜1a。該半導(dǎo)體膜1a是在基板溫度為150℃～450℃的溫度條件下在透光性基板10’的整個面上通過等離子體CVD法形成厚度30nm～100nm的由非晶體的硅膜構(gòu)成的半導(dǎo)體膜之后，對半導(dǎo)體膜照射激光實施激光退火、使非晶體的半導(dǎo)體膜一度熔融之后經(jīng)過冷卻固化過程而結(jié)晶形成的。
在這樣形成的半導(dǎo)體膜1a的表面，形成厚度約50～150nm的由硅氧化膜構(gòu)成的柵極絕緣膜2，在該柵極絕緣膜2的表面，形成厚度30nm～800nm的掃描線3a。在半導(dǎo)體膜1a中，通過柵極絕緣膜2與掃描線3a相對的區(qū)域成為溝道區(qū)域1a’。對于該溝道區(qū)域1a’，在其一側(cè)形成具有低濃度源極區(qū)域1b和高濃度源極區(qū)域1d的源極區(qū)域，在另一側(cè)形成具有低濃度漏極區(qū)域1c和高濃度漏極區(qū)域1e的漏極區(qū)域。
在像素開關(guān)用的TFT30的表面一側(cè)，形成由厚度300nm～800nm的硅氧化膜構(gòu)成的層間絕緣膜4，有時在該層間絕緣膜4的表面形成由厚度100nm～300nm的硅氮化膜構(gòu)成的表面保護(hù)膜(圖中未示出)。在層間絕緣膜4的表面，形成厚度300nm～800nm的數(shù)據(jù)線6a，該數(shù)據(jù)線6a通過在層間絕緣膜4上形成的接觸孔與高濃度源極區(qū)域1d電氣連接。在層間絕緣膜4的表面，形成與數(shù)據(jù)線6a同時形成的漏電極6b，該漏電極6b通過在層間絕緣膜4上形成的接觸孔與高濃度漏極區(qū)域1e電氣連接。
另外，在層間絕緣膜4的上層，以指定的圖案形成由感光性樹脂構(gòu)成的下層側(cè)透光性膜13a，在該下層側(cè)透光性膜13a的表面形成由感光性樹脂構(gòu)成的上層側(cè)透光性膜7a。另外，在上層側(cè)透光性膜7a的表面，形成由鋁膜等構(gòu)成的光反射膜8a。因此，在光反射膜8a的表面，在由下層側(cè)透光性膜13a和上層側(cè)透光性膜7a構(gòu)成的凹凸形成膜15的表面形成的凹凸就作為凹凸圖案8g反映出來。
此外，在光反射膜8a的上層，形成有由ITO膜構(gòu)成的像素電極9a。像素電極9a直接層積在光反射膜8a的表面，像素電極9a與光反射膜8a電氣連接。另外，像素電極9a通過在感光性樹脂7a和層間絕緣膜4上形成的接觸孔與漏電極6b電氣連接。
在像素電極9a的表面一側(cè)，形成有由聚酰亞胺膜構(gòu)成的取向膜12。該取向膜12是對聚酰亞胺膜進(jìn)行摩擦處理后的膜。
另外，電容線3b作為上電極通過與柵極絕緣膜2同時形成的絕緣膜(電介質(zhì)膜)，與來自高濃度漏極區(qū)域1e的延伸部分1f(下電極)相對，構(gòu)成存儲電容60。
另外，TFT30優(yōu)選地如上述那樣具有LDD結(jié)構(gòu)，但是，也可以具有不將雜質(zhì)離子注入與低濃度源極區(qū)域1b和低濃度漏極區(qū)域1c相當(dāng)?shù)膮^(qū)域的偏置(オフセツト)結(jié)構(gòu)。另外，TFT30也可以是將柵電極(掃描線3a的一部分)作為掩模以高濃度注入雜質(zhì)離子從而形成自整合的高濃度的源極和漏極區(qū)域的自調(diào)整型的TFT。
另外，在本實施例中，TFT30采用在源極—漏極區(qū)域之間僅配置1個柵電極(掃描線3a)的單柵極結(jié)構(gòu)，但是，也可以它們之間配置2個以上的柵電極。這時，在各個柵電極上加上相同的信號。這樣，如果用雙柵極或3柵極或以上構(gòu)成TFT30，則可防止溝道與源極一漏極區(qū)域的接合部的泄漏電流，從而可以降低OFF(截止)時的電流。如果將這些柵電極中的至少1個采用LDD結(jié)構(gòu)或偏置結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步降低OFF電流，從而可以得到穩(wěn)定的開關(guān)元件。
凹凸圖案和光透過窗周邊的結(jié)構(gòu)圖6(A)、(B)分別是本發(fā)明的電光裝置中TFT陣列基板的光透過窗周邊的平面圖和剖面圖。
如參照圖5說明的那樣，在TFT陣列基板10中，在光反射膜8a的表面，形成具有凸部8b和凹部8c的凹凸圖案8g，在本實施例中，如圖4所示，凸部8b和構(gòu)成該凸部8b的下層側(cè)透光性膜13a具有圓形的平面形狀。但是，對于凸部8b和下層側(cè)透光性膜13a的平面形狀，不限于圓形，可以采用橢圓形成六邊形、方形等這樣的多邊形等各種形狀。
在構(gòu)成這樣的凹凸圖案8g時，在本實施例的TFT陣列基板10中，如圖5所示，在光反射膜8a的下層側(cè)中，在與凹凸圖案8g的凸部8b相當(dāng)?shù)膮^(qū)域，按指定的圖案有選擇地保留由透光性的感光性樹脂構(gòu)成的下層側(cè)透光性膜13a，對在其上層側(cè)形成的光反射膜8a的表面賦予凹凸圖案8g。
另外，在本實施例中，通過在下層側(cè)透光性膜13a的上層涂布形成另1層由流動性高的透光性的第2感光性樹脂(第2透光性材料)構(gòu)成的上層側(cè)透光性膜7a，對光反射膜8a的表面賦予順滑的形狀的凹凸圖案8g。
此外，在本實施例中，在光反射膜8a中，在與像素電極9a平面重疊的區(qū)域，形成多個矩形的光透過窗8d。因此，在與光透過窗8d相當(dāng)?shù)牟糠?，存在由ITO構(gòu)成的像素電極9a，但不存在光反射膜8a。
如圖5和圖6(A)、(B)所示，在本實施例中，進(jìn)而在光反射膜8a的下層側(cè)，與上層側(cè)透光性膜7a的表面相對，形成框狀突起13b，該框狀突起13b沿多個光透過窗8a的各個外周邊緣形成框狀凸部7b?？驙钔黄?3b是與下層側(cè)透光性膜13a同時形成的膜，與下層側(cè)透光性膜13a一樣，上面部分具有弧度。
這里，在與光透過窗8d的2邊81d、82d相當(dāng)?shù)膮^(qū)域，形成從與形成有框狀凸部7b的光透過窗8d相反一側(cè)的根部分覆蓋到頂部部分的光反射膜8a，另一方面，在形成有框狀凸部7b的光透過窗8d一側(cè)不形成光透過膜8a。與此相反，在與光透過窗8d的其他2邊83d、84d相當(dāng)?shù)膮^(qū)域，光反射膜8a被形成為從形成有框狀凸部7b的光透過窗8d一側(cè)的根部分覆蓋到頂部部分。另外，光反射膜8a的膜厚比框狀凸部7b的高度尺寸薄很多。
因此，在與光透過窗8d的2邊81d、82d相當(dāng)?shù)膮^(qū)域，通過從與形成有框狀凸部7b的光透過窗8d相反一側(cè)的根部分到頂部部分被覆光反射膜8a，在光反射膜8a的背面形成有將從透光性基板10’的背面?zhèn)热肷涞墓馊鐖D6(B)中的箭頭L11所示的那樣反射從而向?qū)⒐馔高^窗8a夾在中間而相對的光反射膜8a的背面導(dǎo)引的導(dǎo)光反射面8e。與此相反，在與光透過窗8d的其他2邊83d、84d相當(dāng)?shù)膮^(qū)域，通過從形成有框狀凸部7b的光透過窗8d一側(cè)的根部分到頂部部分被覆光反射膜8a，在光反射膜8a的表面形成有將由導(dǎo)光反射面8e反射來的光向?qū)χ没?0一側(cè)反射的反射面。這里，導(dǎo)光反射面8e和與由該導(dǎo)光反射面8e反射來的光相對的反射面8f，作為大致平行的面進(jìn)行對置。
此外，凸部8b和構(gòu)成該凸部8b的下層側(cè)透光性膜13a也可以在光透過窗8d的內(nèi)側(cè)區(qū)域形成。
對置基板的結(jié)構(gòu)再次回到圖5，在對置基板20中，在與TFT陣列基板10上形成的像素電極9a的縱橫的邊界區(qū)域相對的區(qū)域中，形成稱為黑矩陣或黑條紋等的遮光膜23，在其上層側(cè)形成由ITO膜構(gòu)成的對置電極21。另外，在對置電極21的上層側(cè)形成由聚酰亞胺膜構(gòu)成的取向膜22，該取向膜22是對聚酰亞胺膜進(jìn)行摩擦處理后的膜。
本實施例的作用和效果在這樣構(gòu)成的半透過反射型的電光裝置100中，由于在像素電極9a的下層側(cè)形成有光反射膜8a，所以，如圖5中的箭頭LA所示，在TFT陣列基板10側(cè)反射從對置基板20側(cè)入射的光，由從對置基板20側(cè)射出的光顯示圖像(反射模式)。
另外，從配置在TFT陣列基板10的背面一側(cè)的背光裝置(圖中未示出)射出的光中，向沒有形成光反射膜8a的光透過窗8d入射的光，如箭頭LB0所示，通過光透過窗8d透過到對置基板20一側(cè)，從而對顯示有貢獻(xiàn)(透過模式)。
另外，在本實施例中，在光反射膜8a的背面，具備將從透光性基板10’的背面?zhèn)热肷涞墓夥瓷鋸亩驅(qū)⒐馔高^窗8d夾在中間而相對的光反射膜8a的表面(反射面8f)導(dǎo)引的導(dǎo)光反射面8e。因此，從透光性基板10’的背面?zhèn)热肷涞墓庵?，以往被光反射?a遮斷而對透過模式的顯示沒有貢獻(xiàn)的光，在本實施例中它的一部分也如圖6(B)中的箭頭LB11所示的那樣，由導(dǎo)光反射面8e反射，向光反射膜8a的表面?zhèn)鹊姆瓷涿?f導(dǎo)引，從而對顯示有貢獻(xiàn)。因此，即使不擴(kuò)大光透過窗8d的面積也可以增大透過模式的顯示光量，所以，可以不犧牲反射模式的顯示亮度而提高透過模式的顯示亮度。
另外，在本實施例中，因為光反射膜8a的膜厚比框狀凸部7b的高度尺寸薄，從光反射膜8a的導(dǎo)光反射面8e觀看時，可以使通過光透過窗8d與該導(dǎo)光反射面8e相對的部分位于下方，所以，可以有效地將由導(dǎo)光反射面8e反射的光引導(dǎo)到光反射膜8a的表面?zhèn)鹊姆瓷涿?f。
另外，在本實施例中，在光反射膜8a上形成有多個光透過窗8d。因此，使光透過窗8d的面積相同時，與形成1個大的光透過窗8d的情況相比，因為本實施例可以寬大地形成導(dǎo)光反射面8e，所以，可以提高透過模式中光的利用效率。
此外，在本實施例中，框狀突起13b和下層側(cè)透光性膜13a的上面部分被形成得具有弧度，所以，可以提高光反射膜8a的表面的光散射性。另外，在光反射膜8a的背面起導(dǎo)光反射面8e的功能的部分和從該導(dǎo)光反射面8e導(dǎo)引光的光反射膜的表面部分(反射面8f)，必須成為斜面，但是，如果對框狀突起13b的上面賦予弧度，在框狀突起13b的表面?zhèn)刃纬傻墓夥瓷淠?a的背面和表面，可以縮小不能作為導(dǎo)光反射面8e等利用的平坦部分的面積，所以，可以擴(kuò)大在光反射膜的背面起導(dǎo)光反射面8e的功能的部分和從該導(dǎo)光反射面8e導(dǎo)引光的光反射膜的表面部分(反射面8f)。因此，可以提高透過模式時的光的利用效率。
TFT的制造方法下面，參照圖7和圖8說明這種結(jié)構(gòu)的電光裝置100的制造工序中TFT陣列基板10的制造工序。圖7和圖8都是表示本實施例的TFT陣列基板10的制造方法中形成像素開關(guān)用的TFT30以后的工序的工序剖面圖，都與沿圖4的A-A’線的剖面對應(yīng)。
在本實施例中，如圖7(A)所示，首先，在玻璃制等的基板10’上形成基底保護(hù)膜11之后，利用在基底保護(hù)膜11的表面形成的島狀的半導(dǎo)體膜1a，形成參照圖4和圖5說明的TFT30。
其次，對數(shù)據(jù)線6a和漏電極6b的表面?zhèn)龋褂眯D(zhuǎn)涂敷法等，如圖7(B)所示的那樣涂布感光性樹脂13后，進(jìn)行曝光、顯影工序，如圖7(C)所示，在使感光性樹脂13與凹凸圖等8g的凸部8b相當(dāng)?shù)膮^(qū)域有選擇地保留下層側(cè)透光性膜13a。這時，也形成框狀突起13b。
然后，進(jìn)行加熱處理，使構(gòu)成下層側(cè)透光性膜13a和框狀突起13b的感光性樹脂13熔融，如圖7(D)所示的那樣，使下層側(cè)透光性膜13a和框狀突起13b的上面變圓。進(jìn)而，下層側(cè)透光性膜13a因為在TFT30的形成區(qū)域也被保留，所以在下層側(cè)透光性膜13a形成用于將像素電極9a與漏電極6b電氣連接的接觸孔。
然后，如圖8(E)所示，對下層側(cè)透光性膜13a和框狀突起13b的表面?zhèn)?，使用旋轉(zhuǎn)涂敷法等，涂布感光性樹脂7后，進(jìn)行曝光、顯影工序，如圖8(F)所示，形成上層側(cè)透光性膜7a。結(jié)果，在上層側(cè)透光性膜7a的表面，形成與下層側(cè)透光性膜13a的有無對應(yīng)的凹凸的同時，形成與框狀突起13b對應(yīng)的框狀凸部7b。這時，在上層側(cè)透光性膜7a上形成用于將像素電極9a與漏電極6b電氣連接的接觸孔。
其次，在上層側(cè)透光性膜7a的表面形成鋁等的金屬膜之后，使用光刻技術(shù)對金屬膜形成圖案，如圖8(G)所示，形成光反射膜8a。這時，在光反射膜8a上形成光透過窗8d。在這樣形成的光反射膜8a中，下層側(cè)透光性膜13a的表面形狀通過上層側(cè)透光性膜7a反映出來，所以，在光反射膜8a的表面形成沒有邊緣的順滑的凹凸圖案8a。
另外，在形成光反射膜8a時，如參照圖6(A)、(B)說明的那樣，在與光透過窗8d的2邊81d、82d相當(dāng)?shù)膮^(qū)域，如從與形成有框狀凸部7b的光透過窗8d的一側(cè)相反一側(cè)的根部分覆蓋到頂部部分那樣形成光透過膜8a，從而形成導(dǎo)光反射面8e，另一方面，在與光透過窗8d的其他2邊83d、84d相當(dāng)?shù)膮^(qū)域，從與形成有框狀凸部7b的光透過窗8d的一側(cè)相反一側(cè)的根部分到頂部部分覆蓋光反射膜8a，形成將由導(dǎo)光反射面8e反射來的光向?qū)χ没?0一側(cè)反射的反射面8f。
接著，在光反射膜8a的表面一側(cè)利用濺射法等形成厚度40nm～200nm的ITO膜后，使用光刻技術(shù)對ITO膜進(jìn)行蝕刻處理，如圖8(H)所示，形成像素電極9a。
然后，如圖5所示，在像素電極9a的表面?zhèn)刃纬删埘啺纺?取向膜12)。將5～10重量％的聚酰亞胺、聚酰胺酸等溶解到丁基溶纖劑或甲基吡咯烷酮等溶劑中的聚酰亞胺漆苯胺印刷到其上后，進(jìn)行加熱、固化(燒制)處理。并且，用由人造絲系纖維構(gòu)成的膨松布沿一定方向摩擦形成有聚酰亞胺膜的基板，使聚酰亞胺分子在表面附近沿一定方向排列。結(jié)果，由于以后填充的液晶分子與聚酰亞胺分子的相互作用，液晶分子沿一定方向排列。
其他實施例。
另外，在上述實施例中，雖然說明了作為像素開關(guān)用的有源元件使用TFT的例子，但是，作為有源元件，使用MIM(Metal Insulator Metal)元件等薄膜二極管元件(TFD元件/Thin Film Diode元件)的情況也是一樣。
電光裝置應(yīng)用于電子設(shè)備這樣構(gòu)成的半透過反射型的電光裝置100，可以作為各種電子設(shè)備的顯示部使用，下面，參照圖9和圖10說明其一例。
圖9是表示將本發(fā)明的電光裝置作為顯示裝置使用的電子設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)的框圖。
在圖9中，電子設(shè)備具有顯示信息輸出源70、顯示信息處理電路71、電源電路72、定時發(fā)生器73和液晶裝置74。另外，液晶裝置74具有液晶顯示面板75和驅(qū)動電路76。作為液晶裝置74，可以使用上述電光裝置100。
顯示信息輸出源70具備ROM(Read Only Memory)及RAM(RandomAccess Memory)等存儲器、各種盤等存儲單元、調(diào)諧輸出數(shù)字圖像信號的調(diào)諧電路等，根據(jù)由定時發(fā)生器73生成的各種時鐘信號，將指定格式的圖像信號等顯示信息供給顯示信息處理電路71。
顯示信息處理電路71具備串—并變換電路、放大·反轉(zhuǎn)電路、旋轉(zhuǎn)電路、伽馬修正電路、箝位電路等這樣的眾所周知的各種電路，進(jìn)行輸入的顯示信息的處理，并將該圖像信號與時鐘信號一起供給驅(qū)動電路76。電源電路72向各結(jié)構(gòu)要件供給指定的電壓。
圖10(A)、(B)分別是作為本發(fā)明的電子設(shè)備的一個實施例的移動型的個人計算機(jī)的說明圖和便攜電話機(jī)的說明圖。
這些電子設(shè)備中，圖10(A)所示的個人計算機(jī)80具有包括鍵盤81的主體部82和液晶顯示單元83。液晶顯示單元83包含上述電光裝置100構(gòu)成。另外，圖10(B)所示的便攜電話機(jī)90具有多個操作按鈕91和由上述電光裝置100構(gòu)成的顯示部。
如上所述，在應(yīng)用本發(fā)明的半透過反射型電光裝置中，因為形成有光反射膜，所以，可以進(jìn)行反射模式的顯示，同時因為在光反射膜上形成有光透過窗，所以，可以進(jìn)行透過模式的顯示。這里，因為光反射膜的背面具有反射從透光性基板的背面?zhèn)热肷涞墓獠⑾驅(qū)⒐馔高^窗夾在中間而相對的光反射膜的表面導(dǎo)引的導(dǎo)光反射面，所以，從透光性基板的背面?zhèn)热肷涞墓庵幸酝还夥瓷淠ふ跀鄰亩鴮ν高^模式的顯示沒有貢獻(xiàn)的光，在本發(fā)明中由導(dǎo)光反射面反射其一部分并導(dǎo)引到光反射膜的表面，從而對顯示有貢獻(xiàn)。因此，不擴(kuò)大光透過窗的面積也可以增大透過模式的顯示光量，所以，可以不犧牲反射模式的顯示亮度而提高透過模式的顯示亮度。
權(quán)利要求
1.一種半透過反射型電光裝置，是在保持電光學(xué)物質(zhì)的透光性基板上具有形成指定的凹凸的透光性的凹凸形成膜和在該凹凸形成膜的上層形成的光反射膜、并在上述光反射膜上形成有光透過窗的半透過反射型電光裝置，其特征在于上述光反射膜的背面，具備在上述光透過窗周邊的一部分區(qū)域、與將上述光透過窗夾在中間與該一部分區(qū)域相對的區(qū)域的上述光反射膜的表面相對的導(dǎo)光反射面，由上述導(dǎo)光反射面反射從上述透光性基板的背面一側(cè)入射的光的一部分并引導(dǎo)到上述透光性基板的表面一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半透過反射型電光裝置，其特征在于上述凹凸形成膜，由形成為指定的配置圖案的下層側(cè)透光性膜和在該下層側(cè)透光性膜的上層一側(cè)形成的上層側(cè)透光性膜構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半透過反射型電光裝置，其特征在于在上述光反射膜的下層一側(cè)，形成有對上述凹凸形成膜的表面構(gòu)成沿上述光透過窗的外周邊緣的框狀凸部的框狀突起；由從與形成有上述框狀凸部的上述光透過窗一側(cè)相反一側(cè)的根部分覆蓋到頂部部分的上述光反射膜的背面形成上述導(dǎo)光反射面；在將上述光透過窗夾在中間而與上述導(dǎo)光反射面相對的部分中，通過從形成有上述框狀凸部的上述光透過窗的一側(cè)的根部分到頂部部分覆蓋上上述光反射膜，該光反射膜的表面與上述導(dǎo)光反射面相對，并且形成導(dǎo)引由上述導(dǎo)光反射面反射過來的光的反射面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半透過反射型電光裝置，其特征在于與由上述導(dǎo)光反射面反射過來的光相對的上述反射面，作為大致平行的面與上述導(dǎo)光反射面相對。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的半透過反射型電光裝置，其特征在于上述框狀突起，由與上述下層側(cè)透光性膜同層地形成的透光性膜構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半透過反射型電光裝置，其特征在于上述框狀突起和上述下層側(cè)透光性膜，上面部分被形成得具有弧度。
7.根據(jù)權(quán)利要求3～6的任意一項所述的半透過反射型電光裝置，其特征在于上述光反射膜，膜厚比上述框狀凸部的高度尺寸薄。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7的任意一項所述的半透過反射型電光裝置，其特征在于在上述光反射膜上形成有多個上述光透過窗。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～6的任意一項所述的半透過反射型電光裝置，其特征在于上述光透過窗的平面形狀是具有與形成有上述導(dǎo)光反射面的邊大致平行的邊的多邊形。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～9的任意一項所述的半透過反射型電光裝置，其特征在于上述電光學(xué)物質(zhì)是液晶。
11.一種電子設(shè)備，其特征在于將權(quán)利要求1～10的任意一項所述的半透過反射型電光裝置作為顯示裝置使用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在反射模式和透過模式中都可以實現(xiàn)顯示光量的增大的半透過反射型電光裝置和具備該電光裝置的電子設(shè)備。在反射型電光裝置100的TFT陣列基板10中，光反射膜8a的背面具有反射從透光性基板10’的背面?zhèn)热肷涞墓獠⑾驅(qū)⒐馔高^窗8d夾在中間而相對的光反射膜8a的表面導(dǎo)引的導(dǎo)光反射面8f。因此，從透光性基板10’的背面?zhèn)热肷涞墓庵幸酝还夥瓷淠?a遮斷從而對透過模式的顯示沒有貢獻(xiàn)的光也由導(dǎo)光反射面8e反射其一部分，從而對顯示有貢獻(xiàn)。
文檔編號G02F1/1335GK1470916SQ03145910
公開日2004年1月28日 申請日期2003年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月11日
發(fā)明者竹中敏 申請人:精工愛普生株式會社