JP2004045756A

JP2004045756A - Transflective / reflective electro-optical device and electronic apparatus using the same

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Publication number: JP2004045756A
Application number: JP2002203009A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Takenaka; 竹中　敏
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】反射モードおよび透過モードのいずれにおいても表示光量の増大を図ることのできる半透過・反射型電気光学装置、およびそれを備えた電子機器を提供すること。
【解決手段】反射型電気光学装置１００のＴＦＴアレイ基板１０には、凹凸形成膜１３ａ、画素電極９ａ、上層絶縁膜７ａおよび光反射膜８ａがこの順に形成されている。光反射膜８ａの裏面は、透光性基板１０′の裏面側から入射した光を反射して光透過窓８ｄを挟んで対向する光反射膜８ａの表面に導く導光反射面８ｆを備えている。枠状突起１３ｂで囲まれている領域の上層絶縁膜７ａが除去されているので、反射面８ｆが広い。また、枠状突起１３ｂに対して外側で隣接する部分の上層絶縁膜７ａが除去されて溝１６が形成されているので、導光反射面８ｅが広い。
【選択図】　　　図６An object of the present invention is to provide a semi-transmissive / reflective electro-optical device capable of increasing a display light amount in both a reflection mode and a transmission mode, and an electronic apparatus including the same.
An unevenness forming film, a pixel electrode, an upper insulating film, and a light reflecting film are formed in this order on a TFT array substrate of a reflective electro-optical device. The back surface of the light reflection film 8a includes a light guide reflection surface 8f that reflects light incident from the back surface side of the translucent substrate 10 'and guides the light to the surface of the light reflection film 8a facing the light transmission window 8d. I have. Since the upper insulating film 7a surrounded by the frame-shaped protrusion 13b is removed, the reflection surface 8f is wide. Also, since the upper insulating film 7a on the outer side adjacent to the frame-shaped protrusion 13b is removed to form the groove 16, the light guide reflection surface 8e is wide.
[Selection] Fig. 6

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半透過・反射型電気光学装置、およびそれを用いた電子機器に関するものである。さらに詳しくは、半透過・反射型電気光学装置の画素構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶装置などの電気光学装置は、各種機器の直視型の表示装置として用いられている。このような電気光学装置のうち、例えば、画素スイッチング用の非線形素子としてＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型の液晶装置では、図１１および図１２に示すように、電気光学物質としての液晶５０を挟持するＴＦＴアレイ基板１０および対向基板２０のうち、ＴＦＴアレイ基板１０の方には、画素スイッチング用のＴＦＴ（薄膜トランジスタ／Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）３０と、このＴＦＴ３０に電気的に接続するＩＴＯ膜などの透明導電膜からなる画素電極９ａとが形成されている。
【０００３】
また、液晶装置のうち、反射型のものでは、対向基板２０の側から入射してきた外光を対向基板２０の方に向けて反射するための光反射膜８ａが透光性の画素電極９ａの下層側に形成されており、図１２に矢印ＬＡで示すように、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側から出射された光によって画像を表示する（反射モード）。
【０００４】
但し、反射型の液晶装置において、光反射膜８ａで反射された光の方向性が強いと、画像をみる角度で明るさが異なるなどの視野角依存性が顕著に出てしまう。そこで、液晶装置を製造する際、層間絶縁膜４、あるいはその表面に形成した表面保護膜（図示せず）の表面に、アクリル樹脂などといった感光性樹脂を８００ｎｍ〜１５００ｎｍの厚さに塗布した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、感光性樹脂層からなる凹凸形成膜１３ａを所定のパターンで選択的に残すことにより、光反射膜８ａの表面に凹凸パターン８ｇを付与している。また、このままでは、凹凸パターン８ｇに凹凸形成膜１３ａのエッジがそのまま出てしまうので、凹凸形成膜１３ａの上層にもう１層、流動性の高い感光性樹脂層からなる上層絶縁膜７ａを塗布、形成することにより、光反射膜８ａの表面にエッジのない、なだらかな形状の凹凸パターン８ｇを付与している。このような凹凸パターンの従来例としては、例えば特開平１０−３１９４２２号公報に記載された技術が知られている。
【０００５】
また、反射型の液晶装置のうち、透過モードでの表示も可能な半透過・反射型の液晶装置では、光反射膜８ａに対して、画素電極９ａと平面的に重なる領域に光透過窓８ｄが形成されている。この光透過窓８ｄに相当する領域は、凹凸形成膜１３ａが全面に形成されているか、凹凸形成膜１３ａが一切形成されていないため、平坦面である。
【０００６】
このように構成した半透過・反射型の液晶装置においては、ＴＦＴアレイ基板１０の側にバックライト装置（図示せず）を配置し、このバックライト装置から出射された光をＴＦＴアレイ基板１０の側から入射させれば、図１３に矢印ＬＢ１、ＬＢ２で示すように、光反射膜８ａに向かう光は、光反射膜８ａで遮られて表示に寄与しないものの、図１２および図１３に矢印ＬＢ０で示すように、光反射膜８ａが形成されていない光透過窓８ｄに向かう光は、光透過窓８ｄを介して対向基板２０側に透過し、表示に寄与する（透過モード）。
【０００７】
なお、半透過・反射型の液晶装置としては、特願２００１−３７７３０４号などとして特許出願されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の半透過・反射型の液晶装置では、光反射膜８ａおよび光透過窓８ｄの面積によって、反射モードでの表示光量、および透過モードでの表示光量が完全に規定されているため、一方のモードでの表示の明るさを高めると、他方のモードでの表示の明るさが犠牲になってしまい、双方のモードで表示の明るさを向上させることができないという問題点がある。
【０００９】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、反射モードおよび透過モードのいずれにおいても表示光量の増大を図ることのできる半透過・反射型電気光学装置、およびそれを備えた電子機器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、電気光学物質を保持する透光性基板上に、所定の凹凸を形成するための透光性の凹凸形成膜、透光性の画素電極、透光性の上層絶縁膜、および前記光反射膜がこの順に形成され、かつ、前記光反射膜には、該光反射膜の一部を除去してなる光透過窓が形成された半透過・反射型電気光学装置において、前記上層絶縁膜の表面には前記光透過窓の外周縁に沿って枠状凸部が形成され、前記枠状凸部において前記光透過窓を挟んで向かい合う部分のうち、その一方側部分では、当該枠状凸部の前記光透過窓が形成されている側とは反対側の麓部分から頂上部分に被さる前記光反射膜の裏面によって、前記透光性基板の裏面側から入射した光の一部を反射して前記光透過窓を挟んで向かい合う前記光反射膜の表面に導く導光反射面が形成され、他方側部分では、前記枠状凸部の前記光透過窓が形成されている側の麓部分から頂上部分を覆う部分の前記光反射膜の表面が、前記導光反射面に対向し、かつ、前記導光反射面で反射してきた光が導かれてくる反射面が形成され、前記枠状凸部のうち、前記導光反射面が形成されている一方側部分に対して前記光透過窓と反対側で隣接する領域では、前記凹凸形成膜および前記上層絶縁膜が除去されてなる溝が形成されているとともに、当該溝内で前記光反射膜と前記画素電極とが直接、重なっていることを特徴とする。
【００１１】
本発明を適用した半透過・反射型電気光学装置では、光反射膜が形成されているので、反射モードでの表示を行うことができるとともに、光反射膜に光透過窓が形成されているので、透過モードでの表示を行うこともできる。ここで、光反射膜の裏面は、透光性基板の裏面側から入射した光を反射して光透過窓を挟んで対向する光反射膜の表面に導く導光反射面を備えているため、透光性基板の裏面側から入射した光のうち、従来なら光反射膜で遮られて透過モードでの表示に寄与しなかった光も、本発明では、その一部が導光反射面で反射して光反射膜の表面に導かれて表示に寄与することになる。しかも、凹凸形成膜と光反射膜との間には、透光性の上層絶縁膜に加えて、透光性の画素電極が介在しているので、上層絶縁膜の表面には凹凸形成膜の凹凸が丸く反映され、かつ、導光反射面から光反射膜の表面側への導光路を広く確保できる。また、枠状凸部のうち、導光反射面が形成されている一方側部分に対して光透過窓と反対側で隣接する領域に溝が形成されているため、そこに凹凸形成膜および上層絶縁膜が残っている場合と比較して枠状凸部の斜面が広い。従って、導光反射面が広いので、従来なら光反射膜で遮られて透過モードでの表示に寄与しなかった光を効率よく光反射膜の表面に導いて透過表示光として利用できる。それ故、光透過窓の面積を拡大させなくても、透過モードでの表示光量を増大させることができるので、反射モードでの表示の明るさを犠牲にすることなく、透過モードでの表示の明るさを向上することができる。また、光反射膜と画素電極との電気的な接続を溝内で行うことができるので、例えば、ＴＦＴアクティブマトリクス型の半透過・反射型電気光学装置において、画素スイッチング用のＴＦＴの上層側では、ＴＦＴのドレイン領域と画素電極とのコンタクトホールを介しての電気的な接続、および光反射膜と画素電極とのコンタクトホールを介して電気的な接続のうちの前者のみを行えばよい。
【００１２】
本発明において、少なくとも、前記光透過窓の形成領域と平面的に重なる領域では、前記凹凸形成膜および前記上層絶縁膜の双方が除去されていることが好ましい。このように構成すると、導光反射面に対して光透過膜を介して対向部分において、光反射膜の表面が斜面をなして対向する部分が広い。それ故、導光反射面から反射してきた光を光反射膜の表面的で電気的光学物質の層に向けて確実に反射することができる。
【００１３】
本発明において、前記上層絶縁膜は、前記光透過窓の外周縁のうち、前記導光反射面が前記光透過窓を挟んで向かい合う領域では前記光反射膜と前記画素電極とが直接、重なるように除去されていることが好ましい。このように構成すると、光反射膜と画素電極との電気的な接続を光透過窓の周辺でも行うことができる。それ故、光反射膜と画素電極との電気的な接続が確実である。
【００１４】
本発明において、前記導光反射面で反射してきた光に対する前記反射面は、前記導光反射面に対して略平行な面として対向していることが好ましい。
【００１５】
本発明において、前記枠状凸部は、例えば、前記凹凸形成膜と同層に形成された枠状突起が前記上層絶縁膜の表面に反映されてなるからなることが好ましい。
【００１６】
この場合、前記枠状突起および前記凹凸形成膜は、例えば、上面部分が丸みをもって形成されることが好ましい。このように構成すると、光反射膜表面での光散乱性を高めることができる。また、光反射膜の裏面において導光反射面として機能する部分、およびこの導光反射面から光が導かれてくる光反射膜の表面部分は、斜面になっている必要があるが、枠状突起の上面に丸みを付与すると、枠状突起の表面側に形成された光反射膜の裏面および表面において、導光反射面などとして利用できない平坦部分の面積を狭めることができるので、光反射膜の裏面において導光反射面として機能する部分、およびこの導光反射面から光が導かれてくる光反射膜の表面部分を広めることができる。従って、透過モードの際の光の利用効率を高めることができる。なお、ここで言う「上面部分が丸みをもって」とは、上面部分と側面との境目に相当する部分が曲面になっていれば、釣鐘形状のように上面全体が曲面からなる形状、およびお椀形状のように上面の一部に平坦面が残っている形状のいずれであってもよい。
【００１７】
本発明において、前記光反射膜は、前記枠状凸部の高さ寸法より膜厚が薄いことが好ましい。このように構成すると、光反射膜の導光反射面からみると、この導光反射面に対して光透過窓を介して対向する部分を下方に位置させることができる。
【００１８】
本発明において、前記光反射膜には、前記光透過窓が複数、形成されていることが好ましい。このように構成すると、光透過窓の面積を一定とした場合に、大きな光透過窓を１つ形成した場合と比較して、小さな光透過窓を多数、形成した方が導光反射面を広く形成できるので、透過モードの際の光の利用効率を高めることができる。
【００１９】
本発明において、前記光透過窓の平面形状は、例えば、前記導光反射面が形成されている辺に対して平行な辺を備えた多角形である。このように構成すると、光反射膜の導光反射面、およびこの導光反射面に対して光透過窓を介して対向する部分を効率よく形成することができるので、透過モードの際の光の利用効率を高めることができる。
【００２０】
本発明において、前記電気光学物質は、例えば、液晶である。
【００２１】
本発明を適用した電気光学装置は、モバイルコンピュータや携帯電話機などといった電子機器の表示装置として用いることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００２３】
（電気光学装置の基本的な構成）
図１は、本発明を適用した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、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しめてある。
【００２４】
図１および図２において、本形態の電気光学装置１００は、シール材５２により貼り合わされたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に、電気光学物質としての液晶５０が挟持されており、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上下導通材１０６が形成されている。また、データ線駆動回路１０１、及び走査線駆動回路１０４等は、シール材５２と重なってもよいし、シール材５２の内側領域に形成されてもよい。
【００２５】
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、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が、ここでは図示を省略してある。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の各画素電極（後述する）に対向する領域にＲＧＢのカラーフィルタをその保護膜とともに形成する。
【００２６】
このような構造を有する電気光学装置１００の画面表示領域１０ａ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、Ｇ２・・・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、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。
【００２７】
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。
【００２８】
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もいずれであってもよい。
【００２９】
（ＴＦＴアレイ基板の構成）
図４は、本形態の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は、電気光学装置の画素の一部を図４のＡ−Ａ′線に相当する位置で切断したときの断面図である。
【００３０】
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、走査線３ａは、その突出部分がＴＦＴ３０のゲート電極を構成している。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４１に容量線３ｂが上電極として重なった構造になっている。
【００３１】
このように構成した画素領域のＡ−Ａ′線における断面は、図５に示すように表わされ、ＴＦＴアレイ基板１０の基体たる透光性基板１０′の表面には、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１ａが形成されている。この半導体膜１ａは、基板温度が１５０℃〜４５０℃の温度条件下で、透光性基板１０′の全面に、アモルファスのシリコン膜からなる半導体膜をプラズマＣＶＤ法により３０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さに形成した後、半導体膜に対してレーザ光を照射してレーザアニールを施し、アモルファスの半導体膜を一度溶融させた後、冷却固化過程を経て結晶化させたものである。
【００３２】
このように形成した半導体膜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が形成されている。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。
【００３３】
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層間絶縁膜４が形成され、この層間絶縁膜４の表面には、厚さが１００ｎｍ〜３００ｎｍのシリコン窒化膜からなる表面保護膜（図示せず）が形成されることがある。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、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。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、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。
【００３４】
また、層間絶縁膜４の上層（データ線６ａおよびドレイン電極６ｂの上層）には、感光性樹脂からなる凹凸形成膜１３ａが所定のパターンで形成され、本形態では、この凹凸形成膜１３ａの上層にＩＴＯ膜からなる画素電極９ａが形成されている。画素電極９ａは、凹凸形成膜１３ａに形成されたコンタクトホール１３ｍを介してドレイン電極６ｂに電気的に接続している。
【００３５】
画素電極９ａの上層には、感光性樹脂からなる上層絶縁膜７ａが形成され、この上層絶縁膜７ａの上層にアルミニウム膜などからなる光反射膜８ａが形成されている。従って、光反射膜８ａの表面には、凹凸形成膜１３ａの凹凸が画素電極９ａおよび上層絶縁膜７ａを介して凹凸パターン８ｇとして反映されている。
【００３６】
ここで、光反射膜８ａは、後述するように、透過表示領域を構成するための光透過窓の周辺部分で画素電極９ａに電気的に接続しており、ＴＦＴ３０の上層側には、光反射膜８ａと画素電極９ａとを電気的に接続するためのコンタクトホールが形成されていない。
【００３７】
なお、光反射膜８ａ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。
【００３８】
なお、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。
【００３９】
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。
【００４０】
また、本形態では、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としたが、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。このようにデュアルゲート（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。
【００４１】
（凹凸パターンおよび光透過窓周辺の構成）
図６（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明に係る電気光学装置において、ＴＦＴアレイ基板の光透過窓周辺の平面図、および断面図である。
【００４２】
図５を参照して説明したように、ＴＦＴアレイ基板１０において、光反射膜８ａの表面には、凸部８ｂおよび凹部８ｃを備えた凹凸パターン８ｇが形成されており、本形態では、図４に示すように、凸部８ｂ、およびそれを構成する凹凸形成膜１３ａが正六角形の平面形状を有するものとして表してある。但し、凸部８ｂおよび凹凸形成膜１３ａの平面形状については、正六角形に限らず、その他の多角形、円形、楕円形など、種々の形状のものを採用することができる。
【００４３】
このような凹凸パターン８ｇを構成するにあたって、本形態のＴＦＴアレイ基板１０では、図５に示すように、光反射膜８ａの下層側のうち、凹凸パターン８ｇの凸部８ｂに相当する領域に、透光性の感光性樹脂からなる凹凸形成膜１３ａが所定のパターンで選択的に残されており、その上層側に形成される光反射膜８ａの表面に凹凸パターン８ｇを付与している。
【００４４】
また本形態では、凹凸形成膜１３ａの上層に画素電極９ａが形成され、かつ、画素電極９ａの上層にもう１層、流動性の高い透光性の第２の感光性樹脂からなる上層絶縁膜７ａを塗布、形成することにより、光反射膜８ａの表面になだらかな形状の凹凸パターン８ｇを付与している。
【００４５】
さらに本形態では、光反射膜８ａにおいて、画素電極９ａと平面的に重なる領域には、矩形の光透過窓８ｄが複数、形成されている。従って、光透過窓８ｄに相当する部分には、ＩＴＯからなる画素電極９ａは存在するが、光反射膜８ａが存在しない。
【００４６】
図５および図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本形態ではさらに、画素電極９ａの下層側には、上層絶縁膜７ａの表面に対して、複数の光透過窓８ａの各々の外周縁に沿って枠状凸部７ｂを形成する枠状突起１３ｂが形成されている。枠状突起１３ｂは、凹凸形成膜１３ａと同時形成された膜であり、凹凸形成膜１３ａと同様、上面部分が丸みをもっている。
【００４７】
ここで、光透過窓８ｄの２辺８１ｄ、８２ｄに相当する領域では、枠状凸部７ｂの光透過窓８ｄが形成されている側とは反対側の麓部分から頂上部分に被さるように光反射膜８ａが形成されている一方、枠状凸部７ｂの光透過窓８ｄが形成されている側には光透過膜８ａが形成されていない。これに対して、光透過窓８ｄの他の２辺８３ｄ、８４ｄに相当する領域において、光反射膜８ａは、枠状凸部７ｂの光透過窓８ｄが形成されている側の麓部分から頂上部分に被さるように形成されている。また、光反射膜８ａは、枠状凸部７ｂの高さ寸法より膜厚がかなり薄い。
【００４８】
従って、光透過窓８ｄの２辺８１ｄ、８２ｄに相当する領域において、枠状凸部７ｂの光透過窓８ｄが形成されている側とは反対側の麓部分から頂上部分に対して光反射膜８ａが被さることによって、光反射膜８ａの裏面には、透光性基板１０′の裏面側から入射した光を、図６（Ｂ）に矢印ＬＢ１１で示すように反射して、光透過窓８ａを挟んで対向する光反射膜８ａの表面（反射面８ｆ）に導く導光反射面８ｅが形成されている。これに対して、光透過窓８ｄの他の２辺８３ｄ、８４ｄに相当する領域において、枠状凸部７ｂの光透過窓８ｄが形成されている側の麓部分から頂上部分に光反射膜８ａが被さることによって、光反射膜８ａの表面には、導光反射面８ｅで反射してきた光を対向基板２０の側に向けて反射する反射面８ｆが形成されている。ここで、導光反射面８ｅと、この導光反射面８ｅで反射してきた光に対する反射面８ｆとは、略平行な面として対向している。
【００４９】
また、枠状突起１３ｂ（枠状凸部７ｂ）で囲まれた領域のうち、光透過窓８ｄと平面的に重なる領域では、凹凸形成膜１３ａおよび上層絶縁膜７ａの双方が除去されている。しかも、光透過窓８ｄの外周縁のうち、導光反射面８ｅが光透過窓８ｄを挟んで向かい合う領域では光反射膜８ａと画素電極９ａとが直接、重なるように上層絶縁膜７ａが除去されている。
【００５０】
さらに、枠状突起１３ｂ（枠状凸部７ｂ）のうち、光透過窓８ｄの２辺８１ｄ、８２ｄに相当する一方側部分に対して光透過窓８ｄと反対側で隣接する外側領域でも、上層絶縁膜７ａおよび凹凸形成膜１３ａの双方が除去されて溝１６が形成されて、この溝１６の底部においても、光反射膜８ａと画素電極９ａとが直接、重なっている。
【００５１】
従って、光反射膜８ａと画素電極９ａとの電気的な接続は、導光反射面８ｅが光透過窓８ｄを挟んで向かい合う領域で上層絶縁膜７ａが除去された部分、および溝１６の底部で行われ、ＴＦＴ３０の上層側には、光反射膜８ａと画素電極９ａとを電気的に接続するためのコンタクトホールは形成されていない。
【００５２】
（対向基板の構成）
再び図５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、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。
【００５３】
（本形態の作用・効果）
このように構成した半透過・反射型の電気光学装置１００では、画素電極９ａの下層側に光反射膜８ａが形成されているため、図５に矢印ＬＡで示すように、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側から出射された光によって画像を表示する（反射モード）。
【００５４】
また、ＴＦＴアレイ基板１０の裏面側に配置されたバックライト装置（図示せず）から出射された光のうち、光反射膜８ａが形成されていない光透過窓８ｄに向かう光は、矢印ＬＢ０で示すように、光透過窓８ｄを介して対向基板２０側に透過し、表示に寄与する（透過モード）。
【００５５】
また、本形態では、光反射膜８ａの裏面には、透光性基板１０′の裏面側から入射した光を反射して光透過窓８ｄを挟んで対向する光反射膜８ａの表面（反射面８ｆ）に導く導光反射面８ｆを備えている。このため、透光性基板１０′の裏面側から入射した光のうち、従来なら光反射膜８ａで遮られて透過モードでの表示に寄与しなかった光も、本形態では、その一部が、図６（Ｂ）に矢印ＬＢ１１で示すように、導光反射面８ｅで反射して光反射膜８ａの表面側の反射面８ｆに導かれて表示に寄与することになる。
【００５６】
しかも、凹凸形成膜１３ａと光反射膜８ａとの間には、透光性の上層絶縁膜７ａに加えて、透光性の画素電極９ａが介在しているので、その分、上層絶縁膜７ａの表面には凹凸形成膜１３ａの凹凸がより丸く反映され、かつ、導光反射面８ｅから光反射膜８ａの表面側への導光路を広く確保できる。
【００５７】
また、光透過窓８ｄの他の２辺８３ｄ、８４ｄに相当する領域において、光透過窓８ｄでは上層絶縁膜７ａが除去されているので、そこに上層絶縁膜７ａが残っている場合と比較して、枠状凸部７ｂの内側の斜面が広い。このため、導光反射面８ｅで反射してきた光が導かれてくる反射面８ｆが広い。
【００５８】
さらに、光透過窓８ｄの２辺８１ｄ、８２ｄに相当する領域において、枠状凸部７ｂの外側には溝１６が形成されているので、そこに凹凸形成膜１５が残っている場合と比較して、枠状凸部７ｂの外側の斜面が広い。このため、導光反射面８ｅが広い。
【００５９】
従って、本形態によれば、従来なら光反射膜８ａで遮られて透過モードでの表示に寄与しなかった光を効率よく表示に寄与させることができる。それ故、光透過窓８ｄの面積を拡大させなくても、透過モードでの表示光量を増大させることができるので、反射モードでの表示の明るさを犠牲にすることなく、透過モードでの表示の明るさを向上することができる。
【００６０】
さらにまた、光反射膜８ａと画素電極９ａとの電気的な接続を光透過窓８ｄの周辺で行っているため、ＴＦＴ３０の上層側で光反射膜８ａと画素電極９ａとをコンタクトホールを介して電気的に接続する必要がない。
【００６１】
また、本形態において、光反射膜８ａは、枠状凸部７ｂの高さ寸法より膜厚が薄いため、光反射膜８ａの導光反射面８ｅからみると、この導光反射面８ｅに対して光透過窓８ｄを介して対向する部分を下方に位置させることができるので、導光反射面８ｅで反射してきた光を光反射膜８ａの表面側の反射面８ｆに効率よく導くことができる。
【００６２】
また、本形態において、光反射膜８ａには光透過窓５８ｄが複数、形成されている。このため、光透過窓８ｄの面積を同一とした場合に、大きな光透過窓８ｄを１つ形成した場合と比較して、本形態の方が導光反射面８ｅを広く形成できるので、透過モードにおける光の利用効率を高めることができる。
【００６３】
さらに本形態では、枠状突起１３ｂおよび凹凸形成膜１３ａの上面部分が丸みをもって形成されているため、光反射膜８ａの表面での光散乱性を高めることができる。また、光反射膜８ａの裏面において導光反射面８ｅとして機能する部分、およびこの導光反射面８ｅから光が導かれてくる光反射膜の表面部分（反射面８ｆ）は、斜面になっている必要があるが、枠状突起１３ｂの上面に丸みを付与すると、枠状突起１３ｂの表面側に形成された光反射膜８ａの裏面および表面において、導光反射面８ｅなどとして利用できない平坦部分の面積を狭めることができので、光反射膜の裏面において導光反射面８ｅとして機能する部分、およびこの導光反射面８ｅから光が導かれてくる光反射膜の表面部分（反射面８ｆ）を広めることができる。従って、透過モードの際の光の利用効率を高めることができる。
【００６４】
（ＴＦＴの製造方法）
このような構成の電気光学装置１００の製造工程のうち、ＴＦＴアレイ基板１０の製造工程を、図７および図８を参照して説明する。図７および図８はいずれも、本形態のＴＦＴアレイ基板１０の製造方法のうち、画素スイッチング用のＴＦＴ３０を形成した以降の工程を示す工程断面図であり、いずれの図においても、図４のＡ−Ａ′線における断面に対応する。
【００６５】
本形態では、図７（Ａ）に示すように、まず、ガラス製等の基板１０′の上に下地保護膜１１を形成した後、下地保護膜１１の表面に形成した島状の半導体膜１ａを利用して、図４および図５を参照して説明したＴＦＴ３０を形成する。
【００６６】
次に、データ線６ａおよびドレイン電極６ｂの表面側に対して、スピンコート法などを用いて、図７（Ｂ）に示すように、感光性樹脂１３を塗布した後、露光、現像工程を行って、図７（Ｃ）に示すように、感光性樹脂１３を凹凸パターン８ｇの凸部８ｂに相当する領域に凹凸形成膜１３ａを選択的に残す。この際、枠状突起１３ｂも形成する。
【００６７】
次に、加熱処理を行って、凹凸形成膜１３ａ、および枠状突起１３ｂを構成する感光性樹脂１３を溶融させ、図７（Ｄ）に示すように、凹凸形成膜１３ａ、および枠状突起１３ｂの上面を丸くする。なお、凹凸形成膜１３ａは、ＴＦＴ３０の形成領域にも残されるので、凹凸形成膜１３ａには、画素電極９ａとドレイン電極６ｂとを電気的に接続するためのコンタクトホール１３ｍを形成する。
【００６８】
次に、凹凸形成膜１３ａおよび枠状突起１３ｂの表面側に厚さが４０ｎｍ〜２００ｎｍのＩＴＯ膜をスパッタ法などで形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、ＩＴＯ膜にエッチングを行って、図８（Ｅ）に示すように、画素電極９ａを形成する。その結果、画素電極９ａは、コンタクトホール１３ｍを介してドレイン電極６ｂと電気的に接続される。
【００６９】
次に、図８（Ｆ）に示すように、画素電極９ａの表面側に対して、スピンコート法などを用いて、感光性樹脂７を塗布した後、露光、現像工程を行って、図８（Ｇ）に示すように、上層絶縁膜７ａを形成する。その結果、上層絶縁膜７ａの表面には、凹凸形成膜１３ａの有無に対応する凹凸が形成されるとともに、枠状突起１３ｂに対応する枠状凸部７ｂが形成される。ここで、枠状突起１３に対して外側で隣接する領域では、上層絶縁膜７ａを除去して画素電極９ａを露出させ、上層絶縁膜７ａおよび凹凸形成膜１３ａが除去されてなる溝１６を形成する。また、枠状突起１３ｂ（枠状凸部７ｂ）で囲まれた領域のうち、少なくとも、光透過窓８ｄと平面的に重なる領域では、上層絶縁膜７ａを除去し、画素電極９ａを露出させる。
【００７０】
次に、上層絶縁膜７ａの表面にアルミニウムなどの金属膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、金属膜をパターングし、図８（Ｈ）に示すように、光反射膜８ａを形成する。この際、光反射膜８ａに光透過窓８ｄを形成する。このようにして形成した光反射膜８ａでは、凹凸形成膜１３ａの表面形状が上層絶縁膜７ａを介して反映されるので、光反射膜８ａの表面には、エッジのない、なだらかな凹凸パターン８ａが形成される。この際、光反射膜８ａには光透過窓８ｄを形成する。
【００７１】
また、光反射膜８ａを形成する際、図６（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明したように、光透過窓８ｄの２辺８１ｄ、８２ｄに相当する領域では、枠状凸部７ｂの光透過窓８ｄが形成されている側とは反対側の麓部分から頂上部分に被さるように光透過膜８ａを形成して導光反射面８ｅを形成する一方、光透過窓８ｄの他の２辺８３ｄ、８４ｄに相当する領域では、枠状凸部７ｂの光透過窓８ｄが形成されている側とは反対側の麓部分から頂上部分に対して光反射膜８ａを被せて、導光反射面８ｅで反射してきた光を対向基板２０の側に向けて反射する反射面８ｆを形成する。
【００７２】
その結果、光反射膜８ａは、光透過窓８ｄの２辺８３ｄ、８４ｄに相当する領域で画素電極９ａに直接、積層された状態になって画素電極９ａと電気的に接続する。また、光反射膜８ａは、溝１６の底部でも画素電極９ａに直接、積層された状態になって画素電極９ａと電気的に接続する。
【００７３】
しかる後には、図５に示すように、光反射膜８ａの表面側にポリイミド膜（配向膜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。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。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。
【００７４】
［その他の実施の形態］
上記形態では、画素スイッチング用のアクティブ素子としてＴＦＴを用いた例を説明したが、アクティブ素子としてＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ　ＩｎｓｕｌａｔｏｒＭｅｔａｌ）素子などの薄膜ダイオード素子（ＴＦＤ素子／Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｄｉｏｄｅ素子）を用いた場合も同様である。
【００７５】
［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９、および図１０を参照して説明する。
【００７６】
図９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。
【００７７】
図９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、そして液晶装置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、前述した電気光学装置１００を用いることができる。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
図１０（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、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の説明図、および携帯電話機の説明図である。
【００８１】
これらの電子機器のうち、図１０（Ａ）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。また、図１０（Ｂ）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。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明を適用した半透過・反射型電気光学装置では、光反射膜が形成されているので、反射モードでの表示を行うことができるとともに、光反射膜に光透過窓が形成されているので、透過モードでの表示を行うこともできる。ここで、光反射膜の裏面は、透光性基板の裏面側から入射した光を反射して光透過窓を挟んで対向する光反射膜の表面に導く導光反射面を備えているため、透光性基板の裏面側から入射した光のうち、従来なら光反射膜で遮られて透過モードでの表示に寄与しなかった光も、本発明では、その一部が導光反射面で反射して光反射膜の表面に導かれて表示に寄与することになる。しかも、凹凸形成膜と光反射膜との間には、透光性の上層絶縁膜に加えて、透光性の画素電極が介在しているので、上層絶縁膜の表面には凹凸形成膜の凹凸が丸く反映され、かつ、導光反射面から光反射膜の表面側への導光路を広く確保できる。また、枠状凸部のうち、導光反射面が形成されている一方側部分に対して光透過窓と反対側で隣接する領域に溝が形成されているため、そこに凹凸形成膜および上層絶縁膜が残っている場合と比較して枠状凸部の斜面が広い。従って、導光反射面が広いので、従来なら光反射膜で遮られて透過モードでの表示に寄与しなかった光を効率よく光反射膜の表面に導いて透過表示光として利用できる。それ故、光透過窓の面積を拡大させなくても、透過モードでの表示光量を増大させることができるので、反射モードでの表示の明るさを犠牲にすることなく、透過モードでの表示の明るさを向上することができる。また、光反射膜と画素電極との電気的な接続を溝内で行うことができるので、例えば、ＴＦＴアクティブマトリクス型の半透過・反射型電気光学装置において、画素スイッチング用のＴＦＴの上層側では、ＴＦＴのドレイン領域と画素電極とのコンタクトホールを介しての電気的な接続、および光反射膜と画素電極とのコンタクトホールを介して電気的な接続のうちの前者のみを行えばよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される電気光学装置を対向基板の側からみ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】電気光学装置において、マトリクス状の複数の画素に形成された素子などの等価回路図である。
【図４】本発明に係る電気光学装置のＴＦＴアレイ基板の各画素の構成を示す平面図である。
【図５】本発明に係る電気光学装置を、図４のＡ−Ａ′線に相当する位置での切断した断面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明に係る電気光学装置において、ＴＦＴアレイ基板の光透過窓周辺の平面図、および断面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明に係るＴＦＴアレイ基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図８】（Ｅ）〜（Ｈ）は、本発明に係るＴＦＴアレイ基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図９】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１０】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明に係る電気光学装置を用いたモバイル型のパーソナルコンピュータを示す説明図、および携帯電話機の説明図である。
【図１１】従来の電気光学装置の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１２】従来の電気光学装置の断面図である。
【図１３】従来の電気光学装置のＴＦＴアレイ基板に形成した凹凸パターンおよび光透過窓の説明図である。
【符号の説明】
１ａ　半導体膜
２　ゲート絶縁膜
３ａ　走査線
３ｂ　容量線
４　層間絶縁膜
６ａ　データ線
６ｂ　ドレイン電極
７ａ　上層絶縁膜
７ｂ　枠状凸部
８ａ　光反射膜
８ｂ　凹凸パターンの凸部
８ｃ　凹凸パターンの凹部
８ｄ　光透過窓
８ｅ　導光反射面
８ｆ　反射面
８ｇ　光反射膜表面の凹凸パターン
９ａ　画素電極
１０　ＴＦＴアレイ基板
１１　下地保護膜
１３ａ　凹凸形成膜
１３ｂ　枠状突起
１６　溝
２０　対向基板
２１　対向電極
２３　遮光膜
３０　画素スイッチング用のＴＦＴ
５０　液晶
６０　蓄積容量
１００　電気光学装置
１００ａ　画素[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a transflective / reflective electro-optical device and an electronic apparatus using the same. More specifically, the present invention relates to a pixel configuration of a transflective / reflective electro-optical device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Electro-optical devices such as liquid crystal devices are used as direct-view display devices for various devices. Among such electro-optical devices, for example, in an active matrix type liquid crystal device using a TFT as a non-linear element for pixel switching, as shown in FIGS. 11 and 12, a liquid crystal 50 as an electro-optical material is sandwiched. Of the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20, the TFT array substrate 10 has a pixel switching TFT (Thin Film Transistor) 30 and a transparent conductive film such as an ITO film electrically connected to the TFT 30. Is formed.
[0003]
In a reflection type liquid crystal device, a light reflection film 8a for reflecting external light incident from the side of the counter substrate 20 toward the counter substrate 20 is formed of a light-transmitting pixel electrode 9a. As shown by an arrow LA in FIG. 12, the light incident from the counter substrate 20 is reflected by the TFT array substrate 10 and an image is displayed by the light emitted from the counter substrate 20. (Reflection mode).
[0004]
However, in the reflection type liquid crystal device, if the direction of the light reflected by the light reflection film 8a is strong, the viewing angle dependency such as the difference in brightness depending on the angle at which the image is viewed becomes noticeable. Therefore, when a liquid crystal device is manufactured, a photosensitive resin such as an acrylic resin is applied to a thickness of 800 nm to 1500 nm on the surface of the interlayer insulating film 4 or a surface protective film (not shown) formed on the surface. By using a photolithography technique, the concavo-convex pattern 8g is provided on the surface of the light reflecting film 8a by selectively leaving the concavo-convex forming film 13a made of a photosensitive resin layer in a predetermined pattern. In this state, the edge of the concavo-convex forming film 13a is exposed as it is on the concavo-convex pattern 8g. Therefore, another upper layer insulating film 7a made of a photosensitive resin layer having a high fluidity is applied to the upper layer of the concavo-convex forming film 13a. By forming, the surface 8g of the light reflection film 8a is provided with a smooth uneven pattern 8g having no edge. As a conventional example of such a concavo-convex pattern, for example, a technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-319422 is known.
[0005]
Further, among the reflective liquid crystal devices, in a transflective / reflective liquid crystal device capable of displaying in a transmission mode, a light transmitting window 8d is provided on the light reflecting film 8a in a region overlapping the pixel electrode 9a in a plane. Is formed. The region corresponding to the light transmission window 8d is a flat surface because the unevenness forming film 13a is formed on the entire surface or the unevenness forming film 13a is not formed at all.
[0006]
In the transflective / reflective liquid crystal device thus configured, a backlight device (not shown) is disposed on the side of the TFT array substrate 10 and light emitted from the backlight device is transmitted to the TFT array substrate 10. When the light is incident from the side, as shown by arrows LB1 and LB2 in FIG. 13, light traveling toward the light reflecting film 8a is blocked by the light reflecting film 8a and does not contribute to display, but is indicated by arrows LB0 in FIGS. As shown by, light traveling toward the light transmission window 8d where the light reflection film 8a is not formed is transmitted to the counter substrate 20 side via the light transmission window 8d and contributes to display (transmission mode).
[0007]
As a transflective / reflective liquid crystal device, a patent application is filed as Japanese Patent Application No. 2001-377304.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional transflective / reflective liquid crystal device, the display light amount in the reflection mode and the display light amount in the transmission mode are completely defined by the areas of the light reflection film 8a and the light transmission window 8d. If the brightness of the display in one mode is increased, the brightness of the display in the other mode is sacrificed, and there is a problem that the brightness of the display cannot be improved in both modes.
[0009]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a semi-transmissive / reflective electro-optical device capable of increasing a display light amount in both a reflection mode and a transmission mode, and an electronic apparatus including the same. Is to do.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, according to the present invention, a light-transmitting unevenness forming film for forming predetermined unevenness on a light-transmitting substrate holding an electro-optical material, a light-transmitting pixel electrode, and a light-transmitting pixel electrode A semi-transmissive / reflective type in which a transparent upper insulating film and the light reflection film are formed in this order, and the light reflection film has a light transmission window formed by removing a part of the light reflection film. In the electro-optical device, a frame-shaped protrusion is formed on the surface of the upper insulating film along an outer peripheral edge of the light transmission window, and a portion of the frame-shaped protrusion opposed to the light transmission window with the light transmission window interposed therebetween. On one side, by the back surface of the light reflecting film covering the top portion from the foot portion of the frame-shaped convex portion opposite to the side where the light transmission window is formed, from the back surface side of the light transmitting substrate. The light reflection film that reflects a part of incident light and faces the light transmission window. The light guide reflection surface leading to the surface is formed, and in the other side portion, the surface of the light reflection film of the portion covering the top portion from the foot portion on the side where the light transmission window of the frame-shaped protrusion is formed, A reflection surface facing the light guide reflection surface and from which light reflected by the light guide reflection surface is guided is formed, and the light guide reflection surface is formed among the frame-shaped convex portions. In a region adjacent to the one side portion on the side opposite to the light transmission window, a groove formed by removing the unevenness forming film and the upper insulating film is formed, and the light reflection film and the groove are formed in the groove. The pixel electrode directly overlaps the pixel electrode.
[0011]
In the semi-transmissive / reflective electro-optical device to which the present invention is applied, since the light reflecting film is formed, display in the reflection mode can be performed, and the light transmitting window is formed in the light reflecting film. In addition, display in the transmission mode can be performed. Here, the back surface of the light reflecting film includes a light guide reflecting surface that reflects light incident from the back surface side of the translucent substrate and guides the light to the surface of the opposing light reflecting film across the light transmitting window. In the present invention, of the light incident from the rear side of the light-transmitting substrate, the light that was conventionally blocked by the light reflection film and did not contribute to the display in the transmission mode is partially reflected by the light guide reflection surface in the present invention. Then, the light is guided to the surface of the light reflection film and contributes to display. In addition, a light-transmitting pixel electrode is interposed between the unevenness forming film and the light reflection film in addition to the light-transmitting upper-layer insulating film. The irregularities are reflected in a round shape, and a wide light guide path from the light guide reflection surface to the surface side of the light reflection film can be secured. In addition, since a groove is formed in an area of the frame-shaped protrusion that is adjacent to the one side where the light guide reflection surface is formed on the opposite side to the light transmission window, the unevenness forming film and the upper layer are formed there. The slope of the frame-shaped protrusion is wider than that in the case where the insulating film remains. Therefore, since the light guide reflection surface is wide, light that was conventionally blocked by the light reflection film and did not contribute to display in the transmission mode can be efficiently guided to the surface of the light reflection film and used as transmission display light. Therefore, the display light amount in the transmission mode can be increased without increasing the area of the light transmission window, and the display in the transmission mode can be displayed without sacrificing the brightness of the display in the reflection mode. Brightness can be improved. Further, since the electrical connection between the light reflection film and the pixel electrode can be made in the groove, for example, in a TFT active matrix type semi-transmission / reflection type electro-optical device, the upper layer side of the pixel switching TFT is used. Of the electrical connection via the contact hole between the drain region of the TFT and the pixel electrode and the electrical connection via the contact hole between the light reflection film and the pixel electrode, only the former need be performed.
[0012]
In the present invention, it is preferable that both the unevenness forming film and the upper insulating film are removed at least in a region that overlaps with the light transmission window forming region in a plane. With such a configuration, in a portion opposed to the light guide reflection surface via the light transmission film, a portion where the surface of the light reflection film faces the inclined surface is wide. Therefore, the light reflected from the light guide reflection surface can be surely reflected toward the surface of the light reflection film and toward the layer of the electric optical material.
[0013]
In the present invention, in the upper insulating film, in the outer peripheral edge of the light transmission window, the light reflection film and the pixel electrode directly overlap in a region where the light guide reflection surface faces the light transmission window across the light transmission window. Is preferably removed. With such a configuration, the electrical connection between the light reflection film and the pixel electrode can be made around the light transmission window. Therefore, the electrical connection between the light reflection film and the pixel electrode is ensured.
[0014]
In the present invention, it is preferable that the reflection surface for the light reflected by the light guide reflection surface is opposed to the light guide reflection surface as a substantially parallel surface.
[0015]
In the present invention, it is preferable that the frame-shaped protrusion is formed by, for example, reflecting a frame-shaped protrusion formed in the same layer as the unevenness forming film on the surface of the upper insulating film.
[0016]
In this case, it is preferable that, for example, the upper surface portion of the frame-shaped projection and the unevenness forming film is rounded. With this configuration, the light scattering property on the light reflecting film surface can be improved. In addition, a portion functioning as a light guide reflection surface on the back surface of the light reflection film and a surface portion of the light reflection film from which light is guided from the light guide reflection surface need to be inclined, but a frame shape is required. When the upper surface of the projection is rounded, the area of a flat portion that cannot be used as a light guide reflection surface or the like can be reduced on the back surface and the front surface of the light reflection film formed on the front surface side of the frame-shaped projection. The portion functioning as a light guide reflection surface on the back surface of the light reflection film and the surface portion of the light reflection film from which light is guided from the light guide reflection surface can be widened. Therefore, it is possible to increase the light use efficiency in the transmission mode. Here, "the upper surface portion is rounded" means that if the portion corresponding to the boundary between the upper surface portion and the side surface is a curved surface, the entire upper surface is a curved surface like a bell shape, and a bowl shape And any shape in which a flat surface remains on a part of the upper surface as shown in FIG.
[0017]
In the present invention, it is preferable that the light reflecting film has a thickness smaller than a height dimension of the frame-shaped convex portion. With this configuration, when viewed from the light guide reflection surface of the light reflection film, the portion facing the light guide reflection surface via the light transmission window can be positioned below.
[0018]
In the present invention, it is preferable that a plurality of the light transmission windows are formed in the light reflection film. With such a configuration, when the area of the light transmission window is fixed, compared with the case where one large light transmission window is formed, the formation of a large number of small light transmission windows makes the light guide reflection surface wider. Since it can be formed, the light use efficiency in the transmission mode can be increased.
[0019]
In the present invention, the planar shape of the light transmission window is, for example, a polygon having sides parallel to the side on which the light guide reflection surface is formed. With this configuration, it is possible to efficiently form the light guide reflection surface of the light reflection film and the portion facing the light guide reflection surface via the light transmission window. Usage efficiency can be improved.
[0020]
In the present invention, the electro-optical material is, for example, a liquid crystal.
[0021]
The electro-optical device to which the present invention is applied can be used as a display device of an electronic device such as a mobile computer and a mobile phone.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0023]
(Basic configuration of electro-optical device)
FIG. 1 is a plan view of the electro-optical device to which the present invention is applied, together with each component, as viewed from a counter substrate side, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line HH ′ of FIG. FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of various elements, wirings, and the like in a plurality of pixels formed in a matrix in an image display area of the electro-optical device. In each of the drawings used in the description of the present embodiment, the scale of each layer and each member is made different so that each layer and each member have a size recognizable in the drawings.
[0024]
1 and 2, in the electro-optical device 100 according to the present embodiment, a liquid crystal 50 as an electro-optical material is sandwiched between the TFT array substrate 10 and the opposing substrate 20 bonded by a sealing material 52. A peripheral partition 53 made of a light-shielding material is formed in a region inside the region where the material 52 is formed. In a region outside the sealing material 52, a data line driving circuit 101 and a mounting terminal 102 are formed along one side of the TFT array substrate 10, and a scanning line driving circuit 104 is formed along two sides adjacent to the one side. Is formed. On one remaining side of the TFT array substrate 10, a plurality of wirings 105 for connecting between the scanning line driving circuits 104 provided on both sides of the image display area are provided. Then, a precharge circuit or an inspection circuit may be provided. In at least one of the corners of the opposing substrate 20, a vertical conductive material 106 for establishing electric conduction between the TFT array substrate 10 and the opposing substrate 20 is formed. Further, the data line driving circuit 101, the scanning line driving circuit 104, and the like may overlap with the sealing material 52 or may be formed in an inner region of the sealing material 52.
[0025]
Instead of forming the data line driving circuit 101 and the scanning line driving circuit 104 on the TFT array substrate 10, for example, a TAB (tape automated, bonding) substrate on which a driving LSI is mounted is mounted on the TFT array substrate 10. The terminal group formed in the peripheral portion may be electrically and mechanically connected via an anisotropic conductive film. In the electro-optical device 100, depending on the type of the liquid crystal 50 to be used, that is, an operation mode such as a TN (twisted nematic) mode, an STN (super TN) mode, and a normally white mode / normally black mode. Although a polarizing film, a retardation film, a polarizing plate and the like are arranged in a predetermined direction, they are not shown here. When the electro-optical device 100 is configured for color display, an RGB color filter is formed along with a protective film in a region of the counter substrate 20 facing each pixel electrode (described later) of the TFT array substrate 10. .
[0026]
In the screen display area 10a 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 the pixels 100a has a pixel electrode. 9a and a pixel switching TFT 30 for driving the pixel electrode 9a are formed. A data line 6a for supplying pixel signals S1, S2,... Sn is electrically connected to a source of the TFT 30. I have. The pixel signals S1, S2,... Sn to be written to the data lines 6a may be supplied line-sequentially in this order, or may be supplied to a plurality of adjacent data lines 6a for each group. Good. The scanning line 3a is electrically connected to the gate of the TFT 30, and the scanning signals G1, G2,... Gm are applied in a pulsed manner to the scanning line 3a in this order at a predetermined timing. It is configured. The pixel electrode 9a is electrically connected to the drain of the TFT 30, and by turning on the TFT 30 as a switching element for a certain period of time, the pixel signals S1, S2,. Is written into each pixel at a predetermined timing. The predetermined-level pixel signals S1, S2,... Sn written in the liquid crystal via the pixel electrodes 9a in this manner are held for a certain period between the counter electrodes 21 of the counter substrate 20 shown in FIG. .
[0027]
Here, the liquid crystal 50 modulates light by changing the orientation and order of the molecular assembly according to the applied voltage level, thereby enabling gray scale display. In the case of the normally white mode, the amount of incident light passing through the portion of the liquid crystal 50 decreases in accordance with the applied voltage. In the case of the normally black mode, the amount of incident light decreases in accordance with 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.
[0028]
Note that a storage capacitor 60 may be added in parallel with a liquid crystal capacitor formed between the pixel electrode 9a and the counter electrode in order to prevent the held pixel signals S1, S2,..., And Sn from leaking. . For example, the voltage of the pixel electrode 9a is 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. Thereby, the charge retention characteristics are improved, and the electro-optical device 100 having a high contrast ratio can be realized. As a method of forming the storage capacitor 60, as illustrated in FIG. 3, when 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, or when the storage capacitor 60 is formed with the preceding scanning line 3a. Any case may be formed between them.
[0029]
(Configuration of TFT array substrate)
FIG. 4 is a plan view of a plurality of pixel groups adjacent to each other on a TFT array substrate used in the electro-optical device according to the embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view when a part of the pixel of the electro-optical device is cut at a position corresponding to the line AA ′ in FIG.
[0030]
4, a plurality of pixel electrodes 9a made of a transparent ITO (Indium Tin Oxide) film are formed in a matrix on a TFT array substrate 10, and a pixel switching TFT 30 is provided for each of the pixel electrodes 9a. Are connected respectively. A data line 6a, a scanning line 3a, and a capacitance line 3b are formed along the vertical and horizontal boundaries of the pixel electrode 9a, and the TFT 30 is connected to the data line 6a and the scanning line 3a. That is, the data line 6a is electrically connected to the high-concentration source region 1d of the TFT 30 via the contact hole, and the protruding portion of the scanning line 3a forms the gate electrode of the TFT 30. The storage capacitor 60 has a structure in which the extended portion 1f of the semiconductor film 1 for forming the pixel switching TFT 30 is made conductive, and the lower electrode is used as the lower electrode, and the capacitor line 3b is overlapped with the lower electrode 41 as the upper electrode. It has become.
[0031]
A cross section taken along line AA ′ of the pixel region thus configured is shown in FIG. 5, and the thickness of the TFT array substrate 10 is 300 nm or less on the surface of the light transmitting substrate 10 ′. A base protective film 11 made of a silicon oxide film (insulating film) having a thickness of 500 nm is formed. On the surface of the base protective film 11, an island-shaped semiconductor film 1a having a thickness of 30 nm to 100 nm is formed. The semiconductor film 1a is formed by forming a semiconductor film made of an amorphous silicon film on the entire surface of the light-transmitting substrate 10 'to a thickness of 30 nm to 100 nm by plasma CVD under a substrate temperature condition of 150 ° C. to 450 ° C. After the formation, the semiconductor film is irradiated with laser light to perform laser annealing to melt the amorphous semiconductor film once and then crystallize it through a cooling and solidification process.
[0032]
On the surface of the semiconductor film 1a thus formed, a gate insulating film 2 made of a silicon oxide film having a thickness of about 50 to 150 nm is formed, and on the surface of the gate insulating film 2, a gate insulating film 2 having a thickness of 300 to 800 nm is formed. The scanning line 3a is formed. In the semiconductor film 1a, a region facing the scanning line 3a via the gate insulating film 2 is a channel region 1a '. A source region having a low-concentration source region 1b and a high-concentration source region 1d is formed on one side of the channel region 1a ', and a drain region having a low-concentration drain region 1c and a high-concentration drain region 1e is formed on the other side. An area is formed.
[0033]
An interlayer insulating film 4 made of a silicon oxide film having a thickness of 300 nm to 800 nm is formed on the surface side of the TFT 30 for pixel switching, and a silicon nitride film having a thickness of 100 nm to 300 nm is formed on the surface of the interlayer insulating film 4. A surface protection film (not shown) made of a film may be formed. A data line 6a having a thickness of 300 nm to 800 nm is formed on the surface of the interlayer insulating film 4, and the data line 6a is electrically connected to the high-concentration source region 1d through a contact hole formed in the interlayer insulating film 4. Connected to A drain electrode 6b formed simultaneously with the data line 6a is formed on the surface of the interlayer insulating film 4, and the drain electrode 6b is electrically connected to the high-concentration drain region 1e via a contact hole formed in the interlayer insulating film 4. Connected to
[0034]
On the upper layer of the interlayer insulating film 4 (the upper layer of the data line 6a and the drain electrode 6b), a concave / convex forming film 13a made of a photosensitive resin is formed in a predetermined pattern. Is formed with a pixel electrode 9a made of an ITO film. The pixel electrode 9a is electrically connected to the drain electrode 6b via a contact hole 13m formed in the unevenness forming film 13a.
[0035]
An upper insulating film 7a made of a photosensitive resin is formed on the pixel electrode 9a, and a light reflection film 8a made of an aluminum film or the like is formed on the upper insulating film 7a. Therefore, the unevenness of the unevenness forming film 13a is reflected on the surface of the light reflecting film 8a as the unevenness pattern 8g via the pixel electrode 9a and the upper insulating film 7a.
[0036]
Here, as described later, the light reflection film 8a is electrically connected to the pixel electrode 9a at a peripheral portion of a light transmission window for forming a transmission display area. No contact hole for electrically connecting the film 8a and the pixel electrode 9a is formed.
[0037]
Note that an alignment film 12 made of a polyimide film is formed on the surface side of the light reflection film 8a. The alignment film 12 is a film obtained by performing a rubbing process on a polyimide film.
[0038]
It should be noted that the capacitor line 3b faces the extension 1f (lower electrode) from the high-concentration drain region 1e as an upper electrode via an insulating film (dielectric film) formed simultaneously with the gate insulating film 2. Thereby, the storage capacitor 60 is configured.
[0039]
The TFT 30 preferably has the LDD structure as described above, but may have an offset structure in which impurity ions are not implanted into regions corresponding to the low-concentration source region 1b and the low-concentration drain region 1c. . In addition, the TFT 30 may be a self-aligned TFT in which impurity ions are implanted at a high concentration using the gate electrode (a part of the scanning line 3a) as a mask, and high-concentration source and drain regions are formed in a self-aligned manner. .
[0040]
In the present embodiment, the TFT 30 has a single gate structure in which only one gate electrode (scanning line 3a) is arranged between the source and drain regions. However, two or more gate electrodes may be arranged between them. Good. At this time, the same signal is applied to each gate electrode. If the TFT 30 is configured with a dual gate (double gate) or triple gate or more as described above, a leak current at a junction between a channel and a source-drain region can be prevented, and a current in an off state can be reduced. If at least one of these gate electrodes has an LDD structure or an offset structure, the off-state current can be further reduced and a stable switching element can be obtained.
[0041]
(Structure around the uneven pattern and light transmission window)
FIGS. 6A and 6B are a plan view and a cross-sectional view, respectively, around the light transmitting window of the TFT array substrate in the electro-optical device according to the present invention.
[0042]
As described with reference to FIG. 5, in the TFT array substrate 10, an uneven pattern 8g having a convex portion 8b and a concave portion 8c is formed on the surface of the light reflecting film 8a. As shown in FIG. 7, the projection 8b and the unevenness forming film 13a constituting the projection 8b are shown as having a regular hexagonal planar shape. However, the planar shape of the projection 8b and the unevenness forming film 13a is not limited to a regular hexagon, but may be various shapes such as other polygons, circles, and ellipses.
[0043]
In forming such a concavo-convex pattern 8g, in the TFT array substrate 10 of the present embodiment, as shown in FIG. 5, a region corresponding to the convex portion 8b of the concavo-convex pattern 8g on the lower layer side of the light reflection film 8a An unevenness forming film 13a made of a light-transmitting photosensitive resin is selectively left in a predetermined pattern, and an unevenness pattern 8g is provided on the surface of the light reflecting film 8a formed on the upper layer side.
[0044]
Further, in the present embodiment, the pixel electrode 9a is formed on the upper and lower layers of the unevenness forming film 13a, and another upper layer insulating film made of a highly fluid light-transmitting second photosensitive resin is formed on the upper layer of the pixel electrode 9a. By applying and forming 7a, a gentle uneven pattern 8g is provided on the surface of the light reflection film 8a.
[0045]
Further, in the present embodiment, a plurality of rectangular light transmission windows 8d are formed in a region of the light reflection film 8a that overlaps the pixel electrode 9a in a plane. Therefore, the pixel electrode 9a made of ITO exists in a portion corresponding to the light transmission window 8d, but the light reflection film 8a does not exist.
[0046]
As shown in FIG. 5 and FIGS. 6A and 6B, in the present embodiment, further, each of the plurality of light transmitting windows 8a is provided below the pixel electrode 9a with respect to the surface of the upper insulating film 7a. A frame-like projection 13b that forms the frame-like protrusion 7b is formed along the outer peripheral edge. The frame-shaped protrusion 13b is a film formed at the same time as the unevenness forming film 13a, and has a rounded upper surface similarly to the unevenness forming film 13a.
[0047]
Here, in a region corresponding to the two sides 81d and 82d of the light transmitting window 8d, light is applied so as to cover the foot portion from the foot portion of the frame-shaped convex portion 7b opposite to the side where the light transmitting window 8d is formed. While the reflection film 8a is formed, the light transmission film 8a is not formed on the side of the frame-shaped protrusion 7b where the light transmission window 8d is formed. On the other hand, in a region corresponding to the other two sides 83d and 84d of the light transmission window 8d, the light reflection film 8a is formed from the bottom of the frame-shaped convex portion 7b on the side where the light transmission window 8d is formed. It is formed so as to cover the portion. The thickness of the light reflection film 8a is considerably smaller than the height of the frame-shaped protrusion 7b.
[0048]
Therefore, in a region corresponding to the two sides 81d and 82d of the light transmitting window 8d, a light reflecting film is formed from the foot portion to the top portion of the frame-shaped convex portion 7b on the side opposite to the side where the light transmitting window 8d is formed. 8A, the light incident from the rear surface of the light-transmitting substrate 10 'is reflected on the rear surface of the light reflecting film 8a as shown by an arrow LB11 in FIG. A light guide reflection surface 8e is formed to guide the light reflection film 8a to the surface (reflection surface 8f) opposed to the light reflection film 8a. On the other hand, in a region corresponding to the other two sides 83d and 84d of the light transmitting window 8d, the light reflecting film 8a extends from the foot portion to the top portion of the frame-shaped convex portion 7b on the side where the light transmitting window 8d is formed. Is formed on the surface of the light reflection film 8a to form a reflection surface 8f that reflects the light reflected on the light guide reflection surface 8e toward the counter substrate 20 side. Here, the light guide reflection surface 8e and the reflection surface 8f for the light reflected by the light guide reflection surface 8e face each other as substantially parallel surfaces.
[0049]
In the region surrounded by the frame-shaped projections 13b (frame-shaped protrusions 7b), in the region overlapping the light transmission window 8d in a plane, both the unevenness forming film 13a and the upper insulating film 7a are removed. Moreover, in the outer peripheral edge of the light transmission window 8d, in the region where the light guide reflection surface 8e faces the light transmission window 8d, the upper insulating film 7a is removed so that the light reflection film 8a and the pixel electrode 9a directly overlap. ing.
[0050]
Further, in the frame-shaped projection 13b (frame-shaped projection 7b), the upper layer is also formed in the outer region adjacent to the one side corresponding to the two sides 81d and 82d of the light transmission window 8d on the side opposite to the light transmission window 8d. Both the insulating film 7a and the concavo-convex forming film 13a are removed to form the groove 16, and the light reflection film 8a and the pixel electrode 9a also directly overlap at the bottom of the groove 16.
[0051]
Therefore, the electrical connection between the light reflection film 8a and the pixel electrode 9a is made at the part where the upper insulating film 7a is removed in the region where the light guide reflection surface 8e faces the light transmission window 8d and the bottom of the groove 16. In this case, no contact hole for electrically connecting the light reflection film 8a and the pixel electrode 9a is formed on the upper layer side of the TFT 30.
[0052]
(Configuration of counter substrate)
Referring to FIG. 5 again, in the counter substrate 20, a light shielding film 23 called a black matrix or a black stripe is formed in a region facing the vertical and horizontal boundary regions of the pixel electrodes 9a formed on the TFT array substrate 10. On the upper layer side, a counter electrode 21 made of an ITO film is formed. Further, an alignment film 22 made of a polyimide film is formed on the upper layer side of the counter electrode 21, and the alignment film 22 is a film obtained by subjecting the polyimide film to a rubbing process.
[0053]
(Operation and effect of this embodiment)
In the semi-transmissive / reflective electro-optical device 100 configured as described above, since the light reflecting film 8a is formed below the pixel electrode 9a, as shown by the arrow LA in FIG. The incident light is reflected on the TFT array substrate 10 side, and an image is displayed by the light emitted from the counter substrate 20 side (reflection mode).
[0054]
Also, of the light emitted from a backlight device (not shown) arranged on the back side of the TFT array substrate 10, the light traveling toward the light transmission window 8d where the light reflection film 8a is not formed is indicated by an arrow LB0. As shown, the light passes through the light transmission window 8d to the counter substrate 20 side and contributes to display (transmission mode).
[0055]
Further, in the present embodiment, on the back surface of the light reflection film 8a, the surface (reflection surface) of the light reflection film 8a that reflects the light incident from the back surface side of the light-transmitting substrate 10 'and faces the light reflection film 8a with the light transmission window 8d interposed therebetween. 8f) is provided. For this reason, in the present embodiment, of the light incident from the rear surface side of the light-transmitting substrate 10 ′, the light that was conventionally blocked by the light reflection film 8 a and did not contribute to the display in the transmission mode is partially used in the present embodiment. As shown by an arrow LB11 in FIG. 6B, the light is reflected by the light guide reflection surface 8e and guided to the reflection surface 8f on the front side of the light reflection film 8a to contribute to display.
[0056]
In addition, since the translucent pixel electrode 9a is interposed between the unevenness forming film 13a and the light reflecting film 8a in addition to the translucent upper insulating film 7a, the upper insulating film 7a On the surface of the light reflecting film 8a, the unevenness of the unevenness forming film 13a is more roundly reflected, and a wide light guide path from the light guide reflecting surface 8e to the surface side of the light reflecting film 8a can be secured.
[0057]
Further, in a region corresponding to the other two sides 83d and 84d of the light transmitting window 8d, since the upper insulating film 7a is removed in the light transmitting window 8d, the upper insulating film 7a is left there. Thus, the slope inside the frame-shaped convex portion 7b is wide. For this reason, the reflection surface 8f from which the light reflected by the light guide reflection surface 8e is guided is wide.
[0058]
Further, in the region corresponding to the two sides 81d and 82d of the light transmitting window 8d, the groove 16 is formed outside the frame-shaped convex portion 7b, so that the unevenness forming film 15 remains there. Thus, the outer slope of the frame-shaped protrusion 7b is wide. For this reason, the light guide reflection surface 8e is wide.
[0059]
Therefore, according to the present embodiment, light that has conventionally been blocked by the light reflection film 8a and has not contributed to display in the transmission mode can be efficiently contributed to display. Therefore, the display light amount in the transmission mode can be increased without increasing the area of the light transmission window 8d, and the display in the transmission mode can be performed without sacrificing the brightness of the display in the reflection mode. Brightness can be improved.
[0060]
Furthermore, since the electrical connection between the light reflection film 8a and the pixel electrode 9a is made around the light transmission window 8d, the light reflection film 8a and the pixel electrode 9a are connected via the contact hole on the upper layer side of the TFT 30. There is no need to connect electrically.
[0061]
Further, in the present embodiment, since the light reflecting film 8a is thinner than the height dimension of the frame-shaped convex portion 7b, the light reflecting film 8a has a smaller thickness than the light guide reflecting surface 8e of the light reflecting film 8a. The light-reflecting surface 8e can efficiently guide the light reflected by the light-guiding reflection surface 8e to the reflection surface 8f on the front surface side of the light reflection film 8a. .
[0062]
In this embodiment, a plurality of light transmission windows 58d are formed in the light reflection film 8a. Therefore, when the area of the light transmission window 8d is the same, the light guide reflection surface 8e can be formed wider in the present embodiment than in the case where one large light transmission window 8d is formed. , The light use efficiency can be improved.
[0063]
Further, in the present embodiment, since the upper surface portions of the frame-shaped protrusion 13b and the unevenness forming film 13a are formed with roundness, the light scattering property on the surface of the light reflecting film 8a can be improved. In addition, a portion functioning as the light guide reflection surface 8e on the back surface of the light reflection film 8a and a surface portion (reflection surface 8f) of the light reflection film from which light is guided from the light guide reflection surface 8e are inclined. However, if the upper surface of the frame-shaped projection 13b is rounded, a flat portion that cannot be used as the light guide reflection surface 8e on the back and front surfaces of the light reflection film 8a formed on the front side of the frame-shaped projection 13b Can be reduced, so that a portion functioning as the light guide reflection surface 8e on the back surface of the light reflection film and a surface portion (reflection surface 8f) of the light reflection film from which light is guided from the light guide reflection surface 8e Can be spread. Therefore, it is possible to increase the light use efficiency in the transmission mode.
[0064]
(TFT manufacturing method)
The manufacturing process of the TFT array substrate 10 among the manufacturing processes of the electro-optical device 100 having such a configuration will be described with reference to FIGS. 7 and 8 are cross-sectional views showing the steps after the formation of the pixel switching TFT 30 in the method of manufacturing the TFT array substrate 10 of the present embodiment. This corresponds to a cross section taken along line AA '.
[0065]
In this embodiment, as shown in FIG. 7A, first, a base protective film 11 is formed on a substrate 10 ′ made of glass or the like, and then the island-shaped semiconductor film 1 a formed on the surface of the base protective film 11 is formed. Is used to form the TFT 30 described with reference to FIGS.
[0066]
Next, as shown in FIG. 7B, a photosensitive resin 13 is applied to the surface side of the data line 6a and the drain electrode 6b by using a spin coating method or the like, and then, exposure and development steps are performed. Then, as shown in FIG. 7C, the photosensitive resin 13 is selectively left in the region corresponding to the convex portion 8b of the concave / convex pattern 8g. At this time, the frame-shaped projection 13b is also formed.
[0067]
Next, a heat treatment is performed to melt the photosensitive resin 13 forming the concavo-convex forming film 13a and the frame-shaped protrusion 13b, and as shown in FIG. 7D, the concavo-convex forming film 13a and the frame-shaped protrusion 13b Round the top of Since the unevenness forming film 13a is also left in the formation region of the TFT 30, a contact hole 13m for electrically connecting the pixel electrode 9a and the drain electrode 6b is formed in the unevenness forming film 13a.
[0068]
Next, after forming an ITO film having a thickness of 40 nm to 200 nm on the surface side of the concavo-convex forming film 13a and the frame-shaped protrusions 13b by a sputtering method or the like, the ITO film is etched by using a photolithography technique. As shown in FIG. 8E, a pixel electrode 9a is formed. As a result, the pixel electrode 9a is electrically connected to the drain electrode 6b via the contact hole 13m.
[0069]
Next, as shown in FIG. 8 (F), the photosensitive resin 7 is applied to the surface side of the pixel electrode 9a by using a spin coating method or the like, and then, exposure and development steps are performed. As shown in (G), an upper insulating film 7a is formed. As a result, unevenness corresponding to the presence or absence of the unevenness forming film 13a is formed on the surface of the upper insulating film 7a, and a frame-shaped protrusion 7b corresponding to the frame-shaped protrusion 13b is formed. Here, in a region outside and adjacent to the frame-shaped protrusion 13, the upper insulating film 7a is removed to expose the pixel electrode 9a, and a groove 16 formed by removing the upper insulating film 7a and the unevenness forming film 13a is formed. I do. At least in the region surrounded by the frame-shaped protrusion 13b (frame-shaped protrusion 7b), at least in a region overlapping the light transmission window 8d in a plane, the upper insulating film 7a is removed to expose the pixel electrode 9a.
[0070]
Next, after a metal film such as aluminum is formed on the surface of the upper insulating film 7a, the metal film is patterned by using a photolithography technique to form a light reflection film 8a as shown in FIG. . At this time, a light transmission window 8d is formed in the light reflection film 8a. In the light reflecting film 8a thus formed, the surface shape of the unevenness forming film 13a is reflected via the upper insulating film 7a, and therefore, the surface of the light reflecting film 8a has no edge and a gentle unevenness pattern 8a. Is formed. At this time, a light transmission window 8d is formed in the light reflection film 8a.
[0071]
When the light reflecting film 8a is formed, as described with reference to FIGS. 6A and 6B, in the region corresponding to the two sides 81d and 82d of the light transmitting window 8d, the frame-shaped convex portion 7b is formed. The light transmitting film 8a is formed so as to cover from the foot portion to the top portion on the side opposite to the side where the light transmitting window 8d is formed to form the light guiding reflection surface 8e, while the other light transmitting window 8d is formed. In regions corresponding to the two sides 83d and 84d, the light-reflecting film 8a covers the bottom to top portions of the frame-shaped convex portion 7b from the side opposite to the side where the light-transmitting window 8d is formed, thereby guiding the light. A reflection surface 8f that reflects the light reflected by the reflection surface 8e toward the counter substrate 20 is formed.
[0072]
As a result, the light reflection film 8a is directly stacked on the pixel electrode 9a in a region corresponding to the two sides 83d and 84d of the light transmission window 8d, and is electrically connected to the pixel electrode 9a. The light reflection film 8a is also directly laminated on the pixel electrode 9a even at the bottom of the groove 16, and is electrically connected to the pixel electrode 9a.
[0073]
Thereafter, as shown in FIG. 5, a polyimide film (alignment film 12) is formed on the surface side of the light reflection film 8a. To this end, a polyimide varnish obtained by dissolving 5 to 10% by weight of a polyimide or polyamic acid in a solvent such as butyl cellosolve or n-methylpyrrolidone is subjected to flexographic printing, 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-based fiber, and the polyimide molecules are arranged in a certain direction near the surface. As a result, the liquid crystal molecules are arranged in a certain direction by the interaction between the liquid crystal molecules and the polyimide molecules that are filled later.
[0074]
[Other embodiments]
In the above embodiment, an example in which a TFT is used as an active element for pixel switching has been described. However, the same applies to a case in which a thin film diode element (TFD element / Thin Film Diode element) such as an MIM (Metal Insulator Metal) element is used as an active element. It is.
[0075]
[Application of electro-optical device to electronic equipment]
The transflective / reflective electro-optical device 100 configured as described above can be used as a display unit of various electronic devices. One example of the electro-optical device 100 will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
[0076]
FIG. 9 is a block diagram showing a circuit configuration of an electronic apparatus using the electro-optical device according to the invention as a display device.
[0077]
9, 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 device 74. The liquid crystal device 74 has 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.
[0078]
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 for tuning and outputting a digital image signal, and the like. Based on the various clock signals, display information such as an image signal in a predetermined format is supplied to the display information processing circuit 71.
[0079]
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. The 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.
[0080]
FIGS. 10A and 10B are an explanatory view of a mobile personal computer as an embodiment of the electronic apparatus according to the present invention and an explanatory view of a mobile phone, respectively.
[0081]
Among these electronic devices, a personal computer 80 illustrated in FIG. 10A includes a main body 82 having a keyboard 81 and a liquid crystal display unit 83. The liquid crystal display unit 83 includes the electro-optical device 100 described above. Further, the mobile phone 90 illustrated in FIG. 10B includes a plurality of operation buttons 91 and a display unit including the electro-optical device 100 described above.
[0082]
【The invention's effect】
As described above, in the transflective / reflective electro-optical device to which the present invention is applied, since the light reflection film is formed, display in the reflection mode can be performed, and the light reflection window has the light transmission window. Since it is formed, display in the transmission mode can be performed. Here, the back surface of the light reflecting film includes a light guide reflecting surface that reflects light incident from the back surface side of the translucent substrate and guides the light to the surface of the opposing light reflecting film across the light transmitting window. In the present invention, of the light incident from the rear side of the light-transmitting substrate, the light that was conventionally blocked by the light reflection film and did not contribute to the display in the transmission mode is partially reflected by the light guide reflection surface in the present invention. Then, the light is guided to the surface of the light reflection film and contributes to display. In addition, a light-transmitting pixel electrode is interposed between the unevenness forming film and the light reflection film in addition to the light-transmitting upper-layer insulating film. The irregularities are reflected in a round shape, and a wide light guide path from the light guide reflection surface to the surface side of the light reflection film can be secured. In addition, since a groove is formed in an area of the frame-shaped protrusion that is adjacent to the one side where the light guide reflection surface is formed on the opposite side to the light transmission window, the unevenness forming film and the upper layer are formed there. The slope of the frame-shaped protrusion is wider than that in the case where the insulating film remains. Therefore, since the light guide reflection surface is wide, light that was conventionally blocked by the light reflection film and did not contribute to display in the transmission mode can be efficiently guided to the surface of the light reflection film and used as transmission display light. Therefore, the display light amount in the transmission mode can be increased without increasing the area of the light transmission window, and the display in the transmission mode can be displayed without sacrificing the brightness of the display in the reflection mode. Brightness can be improved. Further, since the electrical connection between the light reflection film and the pixel electrode can be made in the groove, for example, in a TFT active matrix type semi-transmission / reflection type electro-optical device, the upper layer side of the pixel switching TFT is used. Of the electrical connection via the contact hole between the drain region of the TFT and the pixel electrode and the electrical connection via the contact hole between the light reflection film and the pixel electrode, only the former need be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view when an electro-optical device to which the present invention is applied is viewed from a counter substrate side.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line HH ′ of FIG.
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of elements formed in a plurality of pixels in a matrix in the electro-optical device.
FIG. 4 is a plan view showing a configuration of each pixel of a TFT array substrate of the electro-optical device according to the present invention.
5 is a cross-sectional view of the electro-optical device according to the present invention, taken along a line corresponding to line AA ′ in FIG.
FIGS. 6A and 6B are a plan view and a cross-sectional view, respectively, around a light transmission window of a TFT array substrate in the electro-optical device according to the present invention.
FIGS. 7A to 7D are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a TFT array substrate according to the present invention.
FIGS. 8E to 8H are cross-sectional views showing the steps of a method for manufacturing a TFT array substrate according to the present invention.
FIG. 9 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.
10A and 10B are an explanatory view showing a mobile personal computer using an electro-optical device according to the present invention, and an explanatory view showing a mobile phone, respectively.
FIG. 11 is a plan view showing a configuration of each pixel formed on a TFT array substrate of a conventional electro-optical device.
FIG. 12 is a cross-sectional view of a conventional electro-optical device.
FIG. 13 is an explanatory diagram of a concavo-convex pattern and a light transmitting window formed on a TFT array substrate of a conventional electro-optical device.
[Explanation of symbols]
1a Semiconductor film 2 Gate insulating film 3a Scanning line 3b Capacitance line 4 Interlayer insulating film 6a Data line 6b Drain electrode 7a Upper layer insulating film 7b Frame-shaped convex portion 8a Light reflecting film 8b Concavo-convex pattern convex portion 8c Concavo-convex pattern concave portion 8d Light transmission Window 8e Light-guiding reflection surface 8f Reflection surface 8g Concavo-convex pattern 9a on light-reflecting film surface Pixel electrode 10 TFT array substrate 11 Underlayer protective film 13a Concavo-convex forming film 13b Frame-shaped protrusion 16 Groove 20 Opposite substrate 21 Counter electrode 23 Light-shielding film 30 Pixel switching TFT for
Reference numeral 50 Liquid crystal 60 Storage capacitance 100 Electro-optical device 100a Pixel

Claims

On a light-transmitting substrate holding an electro-optical material, a light-transmitting unevenness forming film for forming predetermined unevenness, a light-transmitting pixel electrode, a light-transmitting upper insulating film, and the light reflecting film are formed. In a semi-transmissive / reflective electro-optical device in which a light transmitting window formed by removing a part of the light reflecting film is formed on the light reflecting film in this order,
A frame-shaped protrusion is formed on the surface of the upper insulating film along an outer peripheral edge of the light transmission window,
Of the portions facing each other across the light transmitting window in the frame-shaped convex portion, at one side portion, a portion from the foot portion of the frame-shaped convex portion opposite to the side on which the light transmitting window is formed is a top portion. By the back surface of the light reflecting film covering the light guide reflection surface that reflects a part of the light incident from the back surface side of the light transmitting substrate and guides the light to the surface of the light reflecting film facing the light transmission window. In the other side portion, the surface of the light reflection film of the portion covering the top portion from the foot portion of the frame-shaped convex portion on the side where the light transmission window is formed faces the light guide reflection surface. And, a reflection surface from which light reflected by the light guide reflection surface is guided is formed,
In the frame-shaped convex portion, in a region adjacent to the one side portion on which the light guide reflection surface is formed on the opposite side to the light transmission window, the unevenness forming film and the upper insulating film are removed. A semi-transmissive / reflective electro-optical device, wherein the light reflecting film and the pixel electrode directly overlap each other in the groove.

2. The semi-transmissive / reflective electro-optic according to claim 1, wherein at least a region overlapping the formation region of the light transmission window in a plane is removed from both the unevenness forming film and the upper insulating film. apparatus.

In claim 2, in the upper insulating film, of the outer peripheral edge of the light transmission window, the light reflection film and the pixel electrode are directly in a region where the light guide reflection surface faces the light transmission window therebetween. A transflective / reflective electro-optical device characterized by being removed so as to overlap.

The transflective surface according to any one of claims 1 to 3, wherein the reflection surface for the light reflected by the light guide reflection surface faces substantially parallel to the light guide reflection surface.・ Reflection type electro-optical device.

5. The semi-transmissive device according to claim 1, wherein the frame-shaped protrusion is formed by reflecting a frame-shaped protrusion formed in the same layer as the unevenness forming film on the surface of the upper insulating film.・ Reflection type electro-optical device.

6. The semi-transmissive / reflective electro-optical device according to claim 5, wherein the frame-shaped protrusion is formed of a light-transmitting film formed in the same layer as the unevenness forming film.

7. The semi-transmissive / reflective electro-optical device according to claim 6, wherein the frame-shaped protrusions and the concavo-convex forming film have rounded upper surfaces.

The transflective / reflective electro-optical device according to claim 1, wherein the light reflecting film has a thickness smaller than a height of the frame-shaped protrusion.

9. The semi-transmissive / reflective electro-optical device according to claim 1, wherein a plurality of the light transmitting windows are formed in the light reflecting film.

10. The semi-transmissive device according to claim 1, wherein a plane shape of the light transmitting window is a polygon having a side parallel to a side on which the light guide reflection surface is formed.・ Reflection type electro-optical device.

The transflective electro-optical device according to any one of claims 1 to 10, wherein the electro-optical material is a liquid crystal.

An electronic apparatus, wherein the transflective electro-optical device defined in claim 1 is used as a display device.