JP2004302380A

JP2004302380A - Method for manufacturing electro-optic device, electro-optical device, and electronic equipment

Info

Publication number: JP2004302380A
Application number: JP2003098254A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Koshihara; 健腰原
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-04-01
Filing date: 2003-04-01
Publication date: 2004-10-28

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method capable of efficiently and inexpensively manufacturing a reflection film provided with a plurality of light transmission windows on one surface of a translucent substrate and a translucent reflection having a plurality of microlenses on the other surface. <P>SOLUTION: The manufacturing method has the following processes: While the light transmission film 8a provided with a light transmission window 8d is formed on the front surface side of a TFT array substrate 10 of the electro-optic device of a semi-transmission/reflection type, a photosensitive resin 16 of a negative type is applied on the rear surface side thereof. Next, the photosensitive resin 16 is exposed from the front surface side using the light reflection film 8a as an exposure mask for forming microlenses and is developed to form convex lens-like photosensitive resin layers 16a. The rear surface of the translucent substrate 10' formed with the convex lens-like photosensitive resin layer 16a is etched together with the convex lens-like photosensitive resin layers 16a to form the microlenses 15. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透光性基板の一方の面に複数の光透過窓を備えた反射膜を備え、他方の面に複数のマイクロレンズを有する透光性基板を用いた電気光学装置の製造方法、この方法で製造した電気光学装置、およびこの電気光学装置を用いた電子機器に関するものである。さらに詳しくは、マイクロレンズの形成技術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、反射モードおよび透過モードのいずれのモードでも表示を行うことのできるＴＦＴアクティブマトリクス液晶装置では、図１４に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の表面にマトリクス状に配列された多数の画素１００ａの各々に、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が透明な画素電極９ａの下層側に形成されている。従って、矢印Ｌ１で示すように、対向基板２０側から入射した外光を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反射モードで画像を表示する。また、光反射膜８ａには、光透過窓８ｄが形成されており、バックライト装置から出射された光は、矢印Ｌ２で示すように、光透過窓８ｄを透過して液晶層に入射して対向基板２０側から出射することにより透過モードでも画像を表示する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の液晶装置では、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。
【０００４】
そこで、図１４に一点鎖線で示すようなマイクロレンズ１５を形成しておけば、矢印Ｌ３で示すように、バックライト装置から出射された光のうち、光反射膜８ａの裏面に向かう光の一部を光透過窓８ｄの方に向けて屈折させることができるので、反射モードでの表示光量を減少させることなく、透過モードでの表示光量を増大させることができる。しかしながら、従来から知られている技術を種々組み合わせても、このようなマイクロレンズ１５を効率よく、かつ、安価に形成することができないという問題点がある。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、透光性基板の一方の面に複数の光透過窓を備えた反射膜を有し、他方の面に複数のマイクロレンズを有する透光性反射を効率よく、かつ、安価に製造可能な方法を提供することにある。また、本発明の課題は、このような方法で製造した複数のマイクロレンズを有する透光性基板を用いて形成された電気光学装置、およびこの電気光学装置を用いた電子機器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、透光性基板の第１の面および第２の面のうちの第１の面側に、複数の光透過窓を備えた反射膜を有し、前記第２の面側には前記複数の光透過窓と平面的に重なる位置の各々に当該第２の面側から凸レンズ状に張り出した複数のマイクロレンズを有する透光性基板を用いて形成される電気光学装置の製造方法であって、前記第２の面側にネガタイプの感光性樹脂を塗布するマイクロレンズ用感光性樹脂層塗布工程と、前記第１の面側からマイクロレンズ形成用露光マスクを介して前記ネガタイプの感光性樹脂を露光、現像して前記複数の光透過窓と平面的に重なる位置の各々に前記第２の面側から凸レンズ状に張り出した感光性樹脂層を形成する露光現像工程とを有し、前記凸レンズ状の感光性樹脂層を用いて前記マイクロレンズを形成することを特徴とする。
【０００７】
本発明において、透光性基板の第１の面側に光反射膜が形成されているので、第１の面から照射された光を反射することができる。また、透光性基板の第２の面側には、光反射膜の光透過窓と平面的に重なる位置に凸レンズ状のマイクロレンズが形成されているので、第２の面側に照射された光のうち、光反射膜に向かう光をマイクロレンズで屈折させて光透過窓に向かわせることができる。それ故、反射光量を減少させることなく、透過光量を増大させることができる。また、本発明では、透光性基板の第２の面側にネガタイプの感光性樹脂を塗布しておき、この感光性樹脂を第１の面側からマイクロレンズ形成用露光マスクを介して露光、現像し、必要に応じて、現像した感光性樹脂を加熱するだけで、複数の光透過窓と平面的に重なる位置の各々に第２の面側から凸レンズ状に張り出した感光性樹脂層を形成することができる。従って、この凸レンズ状の感光性樹脂層を用いれば、マイクロレンズを効率よく、かつ、安価に形成することができる。
【０００８】
例えば、前記凸レンズ状の感光性樹脂層を用いて前記マイクロレンズを形成するにあたっては、前記凸レンズ状の感光性樹脂層を形成した前記透光性基板の前記第２の面を前記凸レンズ状の感光性樹脂層とともにエッチングする。このように構成すると、エッチング後、透光性基板の第２の面には、凸レンズ状の感光性樹脂層の形状がそのまま残り、マイクロレンズが形成されることになる。
【０００９】
本発明において、前記マイクロレンズ用感光性樹脂層塗布工程を行う前に前記透光性基板の前記第２の面側に透光性の被エッチング層を形成しておくことにより、前記マイクロレンズ用感光性樹脂層塗布工程では、前記被エッチング層の表面に前記凸レンズ状の感光性樹脂層を形成し、前記凸レンズ状の感光性樹脂層を用いて前記マイクロレンズを形成するにあたっては、前記被エッチング層を前記凸レンズ状の感光性樹脂層とともにエッチングしてもよい。このように構成した場合も、エッチング後、非エッチング層によって、透光性基板の第２の面には、凸レンズ状の感光性樹脂層の形状がそのまま残り、マイクロレンズが形成されることになる。
【００１０】
本発明において、前記凸レンズ状の感光性樹脂層を用いて前記マイクロレンズを形成するにあたっては、前記ネガタイプの感光性樹脂として透光性の感光性樹脂を用いることにより、前記凸レンズ状の感光性樹脂層自身によってマイクロレンズを構成してもよい。このように構成すると、ネガタイプの感光性樹脂として透光性の感光性樹脂を用いるだけで、最も少ない工程数でマイクロレンズを形成することができる。
【００１１】
本発明において、前記透光性基板に対して前記光透過窓を備えた反射膜を形成した後、前記露光現像工程では、前記反射膜を前記マイクロレンズ形成用露光マスクとして前記第１の面側から前記感光性樹脂を露光することにより、前記第２の面側に前記凸レンズ状の感光性樹脂層を形成する。このように構成すると、マイクロレンズ形成用露光マスクとして、専用の露光マスクが不要である。また、マイクロレンズの形成位置が光透過窓の形成位置と完全一致するので、透過表示光量を増大することができる。
【００１２】
本発明において、前記透光性基板に対して前記光透過窓を備えた反射膜を形成する前に、前記露光現像工程では、ポジタイプの感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィ技術により前記光透過窓をエッチング形成するための光透過窓形成用露光マスクを前記マイクロレンズ形成用露光マスクとして用いて前記第１の面側から前記感光性樹脂を露光することにより、前記第２の面側に前記凸レンズ状の感光性樹脂層を形成してもよい。
【００１３】
本発明を適用した複数のマイクロレンズを有する透光性基板を用いて形成される電気光学装置では、前記光反射膜によって反射モードでの表示を行うことができる一方、前記光透過窓によって透過モードでの表示を行うことができる。
【００１４】
また、本発明を適用した複数のマイクロレンズを有する透光性反射を用いて、電気光学装置を構成する場合には、前記複数のマイクロレンズを有する透光性反射と、該複数のマイクロレンズを有する透光性反射の前記第１の面側に対向配置された他の透光性基板との間に電気光学物質が保持する。このように構成した電気光学装置においても、前記光反射膜によって反射モードでの表示が行うことができる一方、前記光透過窓によって透過モードでの表示を行うことができる。
【００１５】
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。
【００１６】
【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。
【００１７】
［実施の形態１］
（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。
【００１８】
図１および図２において、本形態の電気光学装置１００（液晶装置）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可能な半透過・反射型液晶装置である。この電気光学装置１００では、ＴＦＴアレイ基板１０（マイクロレンズ付き反射基板）と対向基板２０（第２の基板）とがシール材５２によって所定の間隔をあけて貼り合わされ、このシール材５２によって区画された領域（液晶封入領域）内には、電気光学物質としての液晶５０が挟持されている。シール材５２の形成領域の内側領域には、遮光性材料からなる周辺見切り５３が形成されている。シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路１０１、および実装端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路１０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路１０４の間をつなぐための複数の配線１０５が設けられており、更に、周辺見切り５３の下などを利用して、プリチャージ回路や検査回路が設けられることもある。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための基板間導通材１０６が形成されている。
【００１９】
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。
【００２０】
また、電気光学装置１００に対して、ＴＦＴアレイ基板１０の側には偏光板２１０およびバックライト装置２００が配置され、対向基板２０の側には偏光板２２０が配置されている。
【００２１】
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。
【００２２】
このような構造を有する電気光学装置１００の画像表示領域においては、図３に示すように、複数の画素１００ａがマトリクス状に構成されているとともに、これらの画素１００ａの各々には、画素電極９ａ、およびこの画素電極９ａを駆動するための画素スイッチング用のＴＦＴ３０が形成されており、画素信号Ｓ１、Ｓ２・・・Ｓｎを供給するデータ線６ａが当該ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画素信号Ｓ１、Ｓ２・・・Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。また、ＴＦＴ３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
（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。
【００２６】
図４において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、複数の透明なＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）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に電気的に接続している。また、ＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ′に対向するように走査線３ａが延びている。なお、蓄積容量６０（蓄積容量素子）は、画素スイッチング用のＴＦＴ３０を形成するための半導体膜１の延設部分１ｆを導電化したものを下電極とし、この下電極４１に、走査線３ｂと同層の容量線３ｂが上電極として重なった構造になっている。
【００２７】
このように構成した各画素１００ａには、後述するように、画素電極９ａの下層側に、この画素電極９ａと略重なる領域に光反射膜８ａが形成されている。
【００２８】
画素１００ａのＡ−Ａ′線における断面は、図５に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の基体たる透光性基板１０′の表面（第１の面側）に、厚さが３００ｎｍ〜５００ｎｍのシリコン酸化膜（絶縁膜）からなる下地保護膜１１が形成され、この下地保護膜１１の表面には、厚さが５０ｎｍ〜１００ｎｍの島状の半導体膜１ａが形成されている。半導体膜１ａの表面には、厚さが約５０〜１５０ｎｍのシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜２ａが形成され、このゲート絶縁膜２ａの表面に、厚さが３００ｎｍ〜８００ｎｍの走査線３ａがゲート電極として通っている。半導体膜１ａのうち、走査線３ａに対してゲート絶縁膜２ａ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。
【００２９】
画素スイッチング用のＴＦＴ３０の表面側には、厚さが３００ｎｍ〜８００ｎｍのシリコン酸化膜からなる第１層間絶縁膜４、および厚さが１００ｎｍ〜３００ｎｍのシリコン窒化膜からなる第２層間絶縁膜５（表面保護膜）が形成されている。第１層間絶縁膜４の表面には、厚さが３００ｎｍ〜８００ｎｍのデータ線６ａが形成され、このデータ線６ａは、第１層間絶縁膜４に形成されたコンタクトホールを介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続している。第１層間絶縁膜４の表面にはデータ線６ａと同時形成されたドレイン電極６ｂが形成され、このドレイン電極６ｂは、第１層間絶縁膜４に形成されたコンタクトホールを介して高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続している。
【００３０】
第２層間絶縁膜５の上層には、有機系樹脂などの感光性樹脂からなる下層側凹凸形成膜１３ａ、およびポリシラザンや有機系樹脂などからなる上層側凹凸形成膜７ａがこの順に形成され、上層側凹凸形成膜７ａの表面には、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。この光透過膜８ａは、透過モードでの表示を行うための光透過窓８ｄが形成された反射膜である。また、ＴＦＴアレイ基板１０の裏面側（ＴＦＴアレイ基板１０の第２の面側）には、各画素に形成されている光反射膜８ａの光透過窓８ｄと平面的に重なる位置に凸レンズ状のマイクロレンズ１５が形成されている。従って、ＴＦＴアレイ基板１０は、マイクロレンズ付き反射基板として構成されている。
【００３１】
光反射膜８ａの上層には、ＩＴＯ膜からなる透明な画素電極９ａが形成されている。画素電極９ａは、光反射膜８ａの表面に直接、積層され、画素電極９ａと光反射膜８ａとは電気的に接続されている。また、画素電極９ａは、上層側凹凸形成膜７ａおよび第２層間絶縁膜５に形成されたコンタクトホール５ｂを介してドレイン電極６ｂに電気的に接続している。ここで、光反射膜８ａは、コンタクトホール５ｂ内には形成されていないが、画素電極９ａに接しており、実質、画素電極９ａおよびコンタクトホール５ｂを介してドレイン電極６ｂに電気的に接続している状態にある。
【００３２】
画素電極９ａの表面側にはポリイミド膜からなる配向膜１２が形成されている。この配向膜１２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。
【００３３】
また、高濃度ドレイン領域１ｅからの延設部分１ｆ（下電極）に対しては、ゲート絶縁膜２ａと同時形成された絶縁膜（誘電体膜）を介して、走査線３ａと同層の容量線３ｂが上電極として対向することにより、蓄積容量６０が構成されている。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
（凹凸パターン８ｇの構成）
図４および図５において、ＴＦＴアレイ基板１０では、各画素１００ａの反射領域には、光反射膜８ａの表面に凸部８ｂおよび凹部８ｃを備えた凹凸パターン８ｇが形成されている。
【００３７】
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、光反射膜８ａの下層側のうち、光反射膜８ａと平面的に重なる領域には、有機系の感光性樹脂からなる下層側凹凸形成膜１３ａが第２層間絶縁膜５の表面に複数の柱状突起（凹凸）として所定の分布をもって形成され、この下層側凹凸形成膜１３ａの上層には、ポリシラザンや有機系樹脂などといった流動性材料から形成された絶縁膜からなる上層側凹凸形成膜７ａが積層されている。このため、反射膜８ａの表面には、下層側凹凸形成膜１３ａの凹凸に対応する凹凸パターン８ｇが形成され、この凹凸パターン８ｇでは、上層側凹凸形成膜７ａによって、下層側凹凸形成膜１３ａのエッジなどが出ないようになっている。ここで、下層側凹凸形成膜１３ａにおいて凹凸を形成する柱状突起は、円形、あるいは略多角形の平面形状を有している。
【００３８】
なお、上層側凹凸形成膜７ａを形成せずに、下層側凹凸形成膜１３ａを形成した後、ベーク工程を行うことにより、下層側凹凸形成膜１３ａの凹凸（孔１３ｂ）の縁を滑らかにすることもある。
【００３９】
（対向基板の構成）
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。
【００４０】
（本形態の作用・効果）
このように構成した電気光学装置１００では、図５に矢印Ｌ２で示すように、バックライト装置（図２を参照）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、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）。
【００４１】
また、画素電極９ａの下層側には光反射膜８ａが形成されているため、図５に矢印Ｌ１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）。
【００４２】
また、本形態では、光反射膜８ａの下層側のうち、光反射膜８ａと平面的に重なる領域に下層側凹凸形成膜１３ａを形成し、この下層側凹凸形成膜１３ａに対応する凹凸を利用して、光反射膜８ａの表面に光散乱用の凹凸パターン８ｇを形成している。また、凹凸パターン８ｇでは、上層側凹凸形成膜７ａによって、下層側凹凸形成膜１３ａのエッジなどが出ないようになっている。従って、反射モードで画像を表示したとき、散乱反射光で画像を表示するため、視野角依存性が小さい。
【００４３】
さらに、本形態では、ＴＦＴアレイ基板１０の裏面側には、いずれに画素においても、光透過窓８ｄと平面的に重なる位置に凸レンズ状のマイクロレンズ１５が形成されている。このため、図５に矢印Ｌ３で示すように、バックライト装置から出射された光のうち、光反射膜８ａに向かう光の一部は、マイクロレンズ１５によって屈折し、光透過窓８ｄに向かう。従って、ＴＦＴアレイ基板１０の裏面側から入射した光のうち、従来なら光反射膜８ａに向かうため透過モードでの表示に寄与しなかった光も、一部が光透過窓８ｄを抜けて表示に寄与することになる。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。
【００４４】
（ＴＦＴアレイ基板の製造方法）
本形態に係るＴＦＴアレイ基板１０を製造する方法を、図６、図７および９を参照して説明する。但し、本形態のＴＦＴアレイ基板１０を製造するにあたって、ＴＦＴ３０などの製造工程は、いわゆる低温プロセスと称せられる方法が採用され、このような方法については、すでに周知であるため、本形態のＴＦＴアレイ基板１０の特徴と関連する工程のみを説明する。
【００４５】
図６、図７および図８はいずれも、本形態のＴＦＴアレイ基板１１の製造方法を示す工程断面図である。なお、図６および図７には、ＴＦＴ形成領域、および光反射膜形成領域の断面を示してあるが、図８には、光反射膜形成領域の断面のみを示してある。
【００４６】
本形態のＴＦＴアレイ基板１０を製造するにあたっては、図６（Ａ）に示すように、ガラス製等の透光性基板１０′の表面にＴＦＴ３０を形成した以降、第２層間絶縁膜５にコンタクトホール５ｂを形成する。
【００４７】
次に、第２層間絶縁膜５の表面に、有機系の感光性樹脂１３を厚めに塗布した後、感光性樹脂１３を露光マスク５１０を介して露光する。ここで、感光性樹脂１３としてはネガタイプおよびポジタイプのいずれを用いてもよいが、図６（Ａ）には、感光性樹脂１３としてポジタイプの場合を例示してあり、感光性樹脂１３を除去したい部分に対して、露光マスク５１０の透光部分５１１を介して紫外線が照射される。
【００４８】
次に、露光した感光性樹脂１３を現像して、図６（Ｂ）に示すように、図５を参照して説明した柱状突起、およびコンタクトホール５ｂを備えた下層側凹凸形成膜１３ａを形成する。
【００４９】
次に、図６（Ｃ）に示すように、第２層間絶縁膜５および下層側凹凸形成膜１３ａの表面側に、ペルヒドロポリシラザンまたはこれを含む組成物を塗布した後、焼成して、あるいは有機系樹脂からなる流動性材料７を塗布した後、図６（Ｄ）に示すように、フォトリソグラフィ技術を利用してのパターニング、あるいは露光、現像により、コンタクトホール５ｂを備えた上層側凹凸形成膜７ａを形成する。
【００５０】
なお、ペルヒドロポリシラザンとは無機ポリシラザンの一種であり、大気中で焼成することによってシリコン酸化膜に転化する塗布型コーティング材料である。たとえば、東燃（株）製のポリシラザンは、−（ＳｉＨ_２ＮＨ）−を単位とする無機ポリマーであり、キシレンなどの有機溶剤に可溶である。従って、この無機ポリマーの有機溶媒溶液（たとえば、２０％キシレン溶液）を塗布液としてスピンコート法（たとえば、２０００ｒｐｍ、２０秒間）で塗布した後、４５０℃の温度で大気中で焼成すると、水分や酸素と反応し、ＣＶＤ法で成膜したシリコン酸化膜と同等以上の緻密な非晶質のシリコン酸化膜を得ることができる。
【００５１】
ここで、上層側凹凸形成膜７ａは、流動性を有する材料を塗布したものから形成されるため、上層側凹凸形成膜７ａの表面には、下層側凹凸形成膜１３ａの凹凸を適度に打ち消して、エッジのない、なだらかな形状の凹凸パターン８ｇが形成される。
【００５２】
なお、上層側凹凸形成膜７ａを形成せずに、なだらかな形状の凹凸パターン８ｇを形成する場合には、図６（Ｂ）に示す状態でベーク工程を行って、下層側凹凸形成膜１３ａの縁を滑らかな形状にすればよい。
【００５３】
次に、図７（Ａ）に示すように、スパッタ法などによって、上層側凹凸形成膜７ａの表面にアルミニウム膜などといった反射性を備えた金属膜８を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、ポジタイプの感光性樹脂からなるレジストマスク５５７を形成する。
【００５４】
次に、レジストマスク５５７を介して金属膜８にエッチングを行い、図７（Ｂ）に示すように、所定領域に光透過窓８ｄを備えた光反射膜８ａを残す。このようにして形成した光反射膜８ａの表面には、下層側凹凸形成膜１３ａの孔１３ｂからなる凹凸によって５００ｎｍ以上、さらには８００ｎｍ以上の凹凸パターン８ｇが形成され、かつ、この凹凸パターン８ｇは、上層側凹凸形成膜７ａによって、エッジのない、なだらかな形状になっている。
【００５５】
次に、図７（Ｃ）に示すように、光反射膜８ａの表面側に、厚さが４０ｎｍ〜２００ｎｍのＩＴＯ膜９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レジストマスク５５８を形成する。
【００５６】
次に、レジストマスク５５８を介してＩＴＯ膜９にエッチングを行って、図７（Ｄ）に示すように、ドレイン電極６ｂに電気的に接続する画素電極９ａを形成する。
【００５７】
しかる後には、図５に示すように、画素電極９ａ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。
【００５８】
その結果、ＴＦＴアレイ基板１０が完成するが、本形態では、配向膜１２を形成する前に、図８（Ａ）〜（Ｄ）を参照して説明する工程によってマイクロレンズを形成する。
【００５９】
まず、図８（Ａ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０（透光性基板１０′）の裏面側（第２の面側）にネガタイプの感光性樹脂１６を塗布する（マイクロレンズ用感光性樹脂層塗布工程）。
【００６０】
次に、図８（Ｂ）に示すように、マイクロレンズ形成用露光マスクを介してネガタイプの感光性樹脂１６を露光した後、現像し、さらに必要に応じて熱処理を行って、図８（Ｃ）に示すように、複数の光透過窓８ｄと平面的に重なる位置の各々に裏面側から凸レンズ状に張り出した感光性樹脂層１６ａを形成する（露光現像工程）。
【００６１】
本形態では、透光性基板１０′に対して光透過窓８ｄを備えた光反射膜８ａを形成した後、露光現像工程として、光反射膜８ａをマイクロレンズ形成用露光マスクとして表面側（第１の面側）から感光性樹脂１６を露光する。その結果、光透過窓８ａを介して感光性樹脂１６が選択的に露光されるので、感光性樹脂１６を現像すると、複数の光透過窓８ｄと平面的に重なる位置の各々に凸レンズ状の感光性樹脂層１６ａを形成することができる。
【００６２】
次に、凸レンズ状の感光性樹脂層１６ａを用いてマイクロレンズ１５を形成する。より具体的には、凸レンズ状の感光性樹脂層１６ａを形成した透光性基板１０′の裏面を凸レンズ状の感光性樹脂層１６ａとともにエッチングする。このように構成すると、エッチング後、透光性基板１０′の裏面には、凸レンズ状の感光性樹脂層１６ａの形状がそのまま残り、マイクロレンズ１５が形成されることになる。
【００６３】
このように本形態では、光反射膜８ａをマイクロレンズ形成用露光マスクとして用いて、表面側から光透過窓８ａを介して感光性樹脂１６を露光する。従って、専用の露光マスクを用いなくて、光透過窓８ａと平面的に重なる位置の感光性樹脂１６を選択的に露光することができる。また、マイクロレンズ１５の形成位置が光透過窓８ａの形成位置と完全に一致するという利点がある。
【００６４】
［実施の形態２］
なお、上記形態では、凸レンズ状の感光性樹脂層１６ａを形成した透光性基板１０′の裏面を凸レンズ状の感光性樹脂層１６ａとともにエッチングすることにより、透光性基板１０′の裏面にマイクロレンズ１５を形成したが、図９（Ａ）に示すように、マイクロレンズ用感光性樹脂層塗布工程を行う前に透光性基板１０′の裏面側に透光性の被エッチング層１７、例えば、シリコン膜を形成しておくことにより、マイクロレンズ用感光性樹脂層塗布工程によって、被エッチング層１７の表面に凸レンズ状の感光性樹脂層１６ａを形成してもよい。
【００６５】
このように構成すると、凸レンズ状の感光性樹脂層１６ａを用いてマイクロレンズ１５を形成する際、図９（Ｂ）に示すように、被エッチング層１７を凸レンズ状の感光性樹脂層１６ａとともにエッチングする。このように構成した場合も、エッチング後、被エッチング層１７は、凸レンズ状の感光性樹脂層１６ａの形状のまま残り、マイクロレンズ１５が形成されることになる。
【００６６】
［実施の形態３］
上記形態１、２では、透光性基板１０′の裏面あるいは被エッチング層１７を凸レンズ状の感光性樹脂層１６ａとともにエッチングすることにより、マイクロレンズ１５を形成したが、凸レンズ状の感光性樹脂層１６ａを用いてマイクロレンズ１５を形成する方法として、図１１に示すように、ネガタイプの感光性樹脂１６として透光性の感光性樹脂を用いることにより、凸レンズ状の感光性樹脂層１６ａ自身によってマイクロレンズ１５を構成してもよい。このように構成すると、ネガタイプの感光性樹脂１６として透光性の感光性樹脂を用いるだけで、最も少ない工程数でマイクロレンズ１５を形成することができる。
【００６７】
［実施の形態４］
なお、上記形態１、２、３では、透光性基板１０′の裏面でマイクロレンズ１５が突出した形状になっていたが、実施の形態３を例に図１１に示すように、マイクロレンズ１５を構成する材料よりも屈折率の小さな接着剤１８を介してカバーガラス１９を透光性基板１０′の裏面側に貼ってもよい。このように構成すると、透光性基板１０′の裏面に偏光板２１０を接着固定することができる。
【００６８】
また、カバーガラス１９を省略して、透光性基板１０′の裏面側に偏光板２１０を接着固定してもよい。
【００６９】
［実施の形態５］
また、実施の形態１ないし５では、透光性基板１０′に対して光透過窓８ｄを備えた光反射膜８ａを形成した後、この光反射膜８ａをマイクロレンズ形成用露光マスクとして感光性樹脂１６を露光したが、透光性基板１０′に対して光透過窓８ｄを備えた光反射膜８ａを形成する前に、図７（Ａ）に示すポジタイプのレジストマスクで光透過窓８ｄをエッチング形成するための光透過窓形成用露光マスクをマイクロレンズ形成用露光マスクとして用いて透光性基板１０′の表面側（第１の面側）から感光性樹脂１６を露光してもよい。
【００７０】
この方法を採用する場合には、まず、図１２（Ａ）に示すように、透光性基板１０′の裏面側（第２の面側）にネガタイプの感光性樹脂１６を塗布する（マイクロレンズ用感光性樹脂層塗布工程）。
【００７１】
次に、図１２（Ｂ）に示すように、マイクロレンズ形成用露光マスクとして、図７（Ａ）に示すポジタイプのレジストマスクで光透過窓８ｄをエッチング形成するための光透過窓形成用露光マスク５２０を用い、この光透過窓形成用露光マスク５２０を介して透光性基板１０′の表面側（第１の面側）から感光性樹脂１６を露光する。
【００７２】
次に、ネガタイプの感光性樹脂１６を露光した後、現像し、さらに必要に応じて熱処理を行って、図１２（Ｃ）に示すように、凸レンズ状に張り出した感光性樹脂層１６ａを形成する（露光現像工程）。
【００７３】
次に、凸レンズ状の感光性樹脂層１６ａを用いてマイクロレンズ１５を形成する。例えば、実施の形態１と同様、凸レンズ状の感光性樹脂層１６ａを形成した透光性基板１０′の裏面を凸レンズ状の感光性樹脂層１６ａとともにエッチングして、図１２（Ｄ）に示すように、マイクロレンズ１５を形成する。
【００７４】
しかる後に、ＴＦＴ３０などを形成した後、図６および図７を参照して説明した工程を行って、下層側凹凸形成層１３ａ、上層側凹凸形成層７ａ、および光透過窓８ｄを備えた光反射膜８ａを形成する。その結果、光反射膜８ａの光透過窓８ｄと、マイクロレンズ１５とは平面的に重なることになる。
【００７５】
このような方法でも、光透過窓８ｄをエッチング形成するためレジストマスク５２０（ポジタイプの感光性樹脂層）をフォトリソグラフィ技術を用いて形成するのに用いる光透過窓形成用露光マスク５２０をマイクロレンズ形成用露光マスクとして利用するので、別の露光マスクを準備する必要がないという利点がある。
【００７６】
［その他の実施の形態］
上記のいずれの形態も、画素スイッチング素子としてＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型の液晶装置を例に説明したが、画素スイッチング素子として、ＭＩＭ（ＭｅｔａｌＩｎｓｕｌａｔｏｒＭｅｔａｌ）素子などの薄膜ダイオード素子（ＴＦＤ素子／ＴｈｉｎＦｉｌｍＤｉｏｄｅ素子）を用いたアクティブマトリクス型の液晶装置、あるいはパッシブマトリクス型の液晶装置、さらには液晶以外の電気光学物質を用いた電気光学装置に本発明を適用してもよい。
【００７７】
また、上記形態では、本発明に係る方法で形成したマイクロレンズ付き反射基板を液晶を保持するＴＦＴアレイ基板１０として用いたが、例えば、図１２を参照した方法で製造したマイクロレンズ付き反射基板については、透過型の電気光学装置の裏面側に配置して、半透過・反射型の電気光学装置を構成するのに用いてもよい。
【００７８】
［電気光学装置の電子機器への適用］
このように構成した反射型、あるいは半透過・半反射型の電気光学装置１００は、各種の電子機器の表示部として用いることができるが、その一例を、図１３（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。
【００７９】
図１３（Ａ）は、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を示している。ここに示すパーソナルコンピュータ８０は、キーボード８１を備えた本体部８２と、液晶表示ユニット８３とを有する。液晶表示ユニット８３は、前述した電気光学装置１００を含んで構成される。
【００８０】
図１３（Ｂ）は、本発明に係る電子機器の他の実施形態である携帯電話機を示している。ここに示す携帯電話機９０は、複数の操作ボタン９１と、前述した電気光学装置１００からなる表示部とを有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】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、マトリクス状に配置された複数の画素に形成された各種素子、配線などの等価回路図である。
【図４】本発明を適用した電気光学装置において、ＴＦＴアレイ基板に形成された各画素の構成を示す平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ′線に相当する位置で切断したときの画素の断面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法において、図６に示す工程に続いて行う各工程の工程断面図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法において、図７に示す工程に続いて行う各工程の工程断面図である。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施の形態２に係る電気光学装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る電気光学装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態４に係る電気光学装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を示す説明図である。
【図１２】（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の実施の形態５に係る電気光学装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を示す説明図である。
【図１３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明に係る電気光学装置を用いた電子機器の一実施形態としてのモバイル型のパーソナルコンピュータ、および携帯電話機の説明図である。
【図１４】従来の電気光学装置に用いた画素の一部の断面図である。
【符号の説明】
１ａ半導体膜、１ａ′ チャネル形成用領域、２ゲート絶縁膜、３ａ走査線、３ｂ容量線、４第１層間絶縁膜、５第２層間絶縁膜、６ａデータ線、６ｂドレイン電極、７ａ上層側凹凸形成膜、８ａ光反射膜（反射膜）、８ｄ光透過窓、８ｇ凹凸パターン、９ａ画素電極、１０ＴＦＴアレイ基板（マイクロレンズ付き透光性基板）、１０′ 透光性基板、１３ａ下層側凹凸形成膜、１５マイクロレンズ、１６ネガタイプの感光性樹脂、１６ａ凸レンズ状の感光性樹脂、１７被エッチング層、１８接着剤、１９カバーガラス、２０対向基板、２１対向電極、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、２００バックライト装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a method of manufacturing an electro-optical device using a light-transmitting substrate having a reflective film having a plurality of light-transmitting windows on one surface of a light-transmitting substrate and having a plurality of microlenses on the other surface. The present invention relates to an electro-optical device manufactured by this method, and an electronic apparatus using the electro-optical device. More specifically, the present invention relates to a microlens forming technique.
[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, in a TFT active matrix liquid crystal device capable of performing display in any of a reflection mode and a transmission mode, as shown in FIG. A light reflecting film 8a for reflecting external light incident from the side of the counter substrate 20 toward the counter substrate 20 is formed on a lower layer side of the transparent pixel electrode 9a in each of the plurality of pixels 100a. ing. Therefore, as shown by the arrow L1, the external light incident from the counter substrate 20 side is reflected on the TFT array substrate 10 side, and an image is displayed in a reflection mode by the light emitted from the counter substrate 20 side. In addition, a light transmission window 8d is formed in the light reflection film 8a, and light emitted from the backlight device passes through the light transmission window 8d and enters the liquid crystal layer as shown by an arrow L2. By emitting light from the counter substrate 20 side, an image is displayed even in the transmission mode.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional 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. However, when the brightness 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.
[0004]
Therefore, if a microlens 15 as shown by a dashed line in FIG. 14 is formed, as shown by an arrow L3, a part of the light emitted from the backlight device toward the back surface of the light reflecting film 8a is removed. Since the portion can be refracted toward the light transmission window 8d, the display light amount in the transmission mode can be increased without reducing the display light amount in the reflection mode. However, there is a problem that such a microlens 15 cannot be efficiently and inexpensively formed even by variously combining conventionally known techniques.
[0005]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a light-transmitting substrate having a reflective film having a plurality of light transmitting windows on one surface and a plurality of microlenses on the other surface. An object of the present invention is to provide a method capable of efficiently producing reflection at a low cost. Another object of the present invention is to provide an electro-optical device formed using a light-transmitting substrate having a plurality of microlenses manufactured by such a method, and an electronic apparatus using the electro-optical device. is there.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the present invention, the light-transmitting substrate has a reflective film having a plurality of light transmission windows on a first surface side of the first surface and the second surface, The second surface side is formed using a light-transmitting substrate having a plurality of microlenses protruding from the second surface side in a convex lens shape at respective positions overlapping the plurality of light transmitting windows in a plane. A method for manufacturing an electro-optical device, comprising: a microlens photosensitive resin layer coating step of coating a negative type photosensitive resin on the second surface side; and a microlens forming exposure mask from the first surface side. Exposure and development for exposing and developing the negative type photosensitive resin through each of the plurality of light transmitting windows so as to form a photosensitive resin layer protruding in a convex lens shape from the second surface side at each of the positions overlapping in a plane. And forming the convex lens-shaped photosensitive resin layer. There and forming the microlenses.
[0007]
In the present invention, since the light reflecting film is formed on the first surface side of the translucent substrate, light emitted from the first surface can be reflected. In addition, since a convex lens-shaped microlens is formed on the second surface side of the light transmitting substrate at a position overlapping the light transmission window of the light reflecting film in a plane, the second surface side is irradiated. Of the light, the light directed to the light reflecting film can be refracted by the microlens and directed to the light transmitting window. Therefore, the amount of transmitted light can be increased without reducing the amount of reflected light. Further, in the present invention, a negative type photosensitive resin is applied to the second surface side of the translucent substrate, and the photosensitive resin is exposed from the first surface side through a microlens forming exposure mask, By developing and, if necessary, heating the developed photosensitive resin, a photosensitive resin layer protruding from the second surface into a convex lens shape is formed at each position overlapping the plurality of light transmitting windows in a plane. can do. Therefore, if this convex lens-shaped photosensitive resin layer is used, microlenses can be formed efficiently and at low cost.
[0008]
For example, in forming the microlens using the convex lens-shaped photosensitive resin layer, the second surface of the light-transmitting substrate on which the convex lens-shaped photosensitive resin layer is formed may be formed of the convex lens-shaped photosensitive resin layer. Is etched together with the conductive resin layer. With this configuration, after etching, the microlens is formed on the second surface of the light-transmitting substrate with the shape of the convex lens-shaped photosensitive resin layer remaining as it is.
[0009]
In the present invention, by forming a light-transmitting etched layer on the second surface side of the light-transmitting substrate before performing the microlens photosensitive resin layer coating step, In the photosensitive resin layer coating step, the convex lens-shaped photosensitive resin layer is formed on the surface of the layer to be etched, and the microlens is formed using the convex lens-shaped photosensitive resin layer. The layer may be etched together with the convex lens-shaped photosensitive resin layer. Even in the case of such a configuration, the shape of the convex lens-shaped photosensitive resin layer remains as it is on the second surface of the light-transmitting substrate due to the non-etched layer after etching, and the microlens is formed. .
[0010]
In the present invention, when forming the microlens using the convex lens-shaped photosensitive resin layer, by using a light-transmitting photosensitive resin as the negative type photosensitive resin, the convex lens-shaped photosensitive resin The micro lens may be constituted by the layer itself. With this configuration, a microlens can be formed with the minimum number of steps only by using a light-transmitting photosensitive resin as the negative-type photosensitive resin.
[0011]
In the present invention, after forming the reflection film having the light transmission window on the light transmission substrate, in the exposure and development step, the reflection surface is used as the microlens formation exposure mask on the first surface side. By exposing the photosensitive resin from above, the convex lens-shaped photosensitive resin layer is formed on the second surface side. With this configuration, a dedicated exposure mask is not required as a microlens forming exposure mask. Further, since the formation position of the microlens completely matches the formation position of the light transmission window, the amount of transmission display light can be increased.
[0012]
In the present invention, before forming the reflection film having the light transmission window on the light transmission substrate, in the exposure and development step, the light transmission window is formed by a photolithography technique using a positive type photosensitive resin. By exposing the photosensitive resin from the first surface side using a light transmission window forming exposure mask for etching formation as the microlens forming exposure mask, the convex lens shape is formed on the second surface side. May be formed.
[0013]
In an electro-optical device formed using a light-transmitting substrate having a plurality of microlenses to which the present invention is applied, display in a reflection mode can be performed by the light reflection film, while transmission mode can be performed by the light transmission window. Can be displayed.
[0014]
In the case where an electro-optical device is configured using translucent reflection having a plurality of microlenses to which the present invention is applied, the translucent reflection having the plurality of microlenses and the plurality of microlenses may be used. The electro-optical material is held between the light-transmitting reflection and another light-transmitting substrate disposed to face the first surface side. In the electro-optical device configured as described above, the display in the reflection mode can be performed by the light reflection film, and the display in the transmission mode can be performed by the light transmission window.
[0015]
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.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
[Embodiment 1]
(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.
[0018]
1 and 2, the electro-optical device 100 (liquid crystal device) of the present embodiment is a transflective / reflective liquid crystal device capable of displaying in both a reflection mode and a transmission mode. In the electro-optical device 100, the TFT array substrate 10 (reflection substrate with microlenses) and the opposing substrate 20 (second substrate) are adhered to each other with a predetermined distance by a seal material 52, and are partitioned by the seal material 52. A liquid crystal 50 as an electro-optical material is sandwiched in the region (liquid crystal enclosing region). A peripheral partition 53 made of a light-shielding material is formed in a region inside the region where the sealant 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, an inter-substrate conducting material 106 for establishing electric conduction between the TFT array substrate 10 and the opposing substrate 20 is formed.
[0019]
When the electro-optical device 100 is configured for color display, an RGB color filter is formed on the counter substrate 20 in a region facing each pixel electrode (described later) of the TFT array substrate 10 together with its protective film.
[0020]
In the electro-optical device 100, a polarizing plate 210 and a backlight device 200 are arranged on the TFT array substrate 10 side, and a polarizing plate 220 is arranged on the counter substrate 20 side.
[0021]
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.
[0022]
In the image display area 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, and a data line 6a for supplying pixel signals S1, S2... Sn is electrically connected to the source of the TFT 30. . 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. .
[0023]
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.
[0024]
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.
[0025]
(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.
[0026]
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. The scanning line 3a extends so as to face the channel region 1a 'of the TFT 30. The storage capacitor 60 (storage capacitor element) is a lower electrode made of an extended portion 1f of the semiconductor film 1 for forming the pixel switching TFT 30, which is made conductive, and the lower electrode 41 is connected to the scanning line 3b. The structure is such that the capacitance line 3b of the same layer is overlapped as an upper electrode.
[0027]
In each of the pixels 100a thus configured, a light reflection film 8a is formed below the pixel electrode 9a in a region substantially overlapping with the pixel electrode 9a, as described later.
[0028]
As shown in FIG. 5, the cross section of the pixel 100 a taken along the line AA ′ is formed on the surface (first surface side) of the translucent substrate 10 ′, which is the base of the TFT array substrate 10, with a thickness of 300 nm to 500 nm. An underlying protective film 11 made of a silicon oxide film (insulating film) is formed. On the surface of the underlying protective film 11, an island-shaped semiconductor film 1a having a thickness of 50 nm to 100 nm is formed. A gate insulating film 2a made of a silicon oxide film having a thickness of about 50 to 150 nm is formed on the surface of the semiconductor film 1a, and a scanning line 3a having a thickness of 300 to 800 nm is formed on the surface of the gate insulating film 2a. It passes as an electrode. In the semiconductor film 1a, a region facing the scanning line 3a via the gate insulating film 2a 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.
[0029]
On the surface side of the pixel switching TFT 30, a first interlayer insulating film 4 made of a silicon oxide film having a thickness of 300 to 800 nm and a second interlayer insulating film 5 made of a silicon nitride film having a thickness of 100 to 300 nm ( Surface protective film) is formed. A data line 6 a having a thickness of 300 nm to 800 nm is formed on the surface of the first interlayer insulating film 4, and the data line 6 a is connected to a high-concentration source region via a contact hole formed in the first interlayer insulating film 4. 1d. A drain electrode 6b formed simultaneously with the data line 6a is formed on the surface of the first interlayer insulating film 4, and the drain electrode 6b is formed through a contact hole formed in the first interlayer insulating film 4 through a high-concentration drain region. 1e.
[0030]
In the upper layer of the second interlayer insulating film 5, a lower layer unevenness forming film 13a made of a photosensitive resin such as an organic resin and an upper layer unevenness forming film 7a made of a polysilazane or an organic resin are formed in this order. On the surface of the side unevenness forming film 7a, a light reflecting film 8a made of an aluminum film or the like is formed. The light transmission film 8a is a reflection film on which a light transmission window 8d for performing display in the transmission mode is formed. On the back surface side of the TFT array substrate 10 (the second surface side of the TFT array substrate 10), a convex lens shape is provided at a position that overlaps the light transmission window 8d of the light reflection film 8a formed in each pixel. A micro lens 15 is formed. Therefore, the TFT array substrate 10 is configured as a reflective substrate with microlenses.
[0031]
A transparent pixel electrode 9a made of an ITO film is formed on the light reflection film 8a. The pixel electrode 9a is directly laminated on the surface of the light reflection film 8a, and the pixel electrode 9a and the light reflection film 8a are electrically connected. Further, the pixel electrode 9a is electrically connected to the drain electrode 6b through the contact hole 5b formed in the upper layer unevenness forming film 7a and the second interlayer insulating film 5. Here, the light reflection film 8a is not formed in the contact hole 5b, but is in contact with the pixel electrode 9a, and is substantially electrically connected to the drain electrode 6b via the pixel electrode 9a and the contact hole 5b. In the state of being.
[0032]
An alignment film 12 made of a polyimide film is formed on the surface of the pixel electrode 9a. The alignment film 12 is a film obtained by performing a rubbing process on a polyimide film.
[0033]
Further, the capacitance of the same layer as the scanning line 3a is provided to the extension 1f (lower electrode) from the high-concentration drain region 1e via an insulating film (dielectric film) formed simultaneously with the gate insulating film 2a. The storage capacitor 60 is configured by the line 3b facing the upper electrode.
[0034]
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. .
[0035]
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.
[0036]
(Configuration of the uneven pattern 8g)
4 and 5, in the TFT array substrate 10, an uneven pattern 8g having a convex portion 8b and a concave portion 8c on the surface of the light reflecting film 8a is formed in the reflection region of each pixel 100a.
[0037]
In forming such a concavo-convex pattern 8g, in the TFT array substrate 10 of the present embodiment, an area of the lower layer side of the light reflection film 8a that overlaps the light reflection film 8a in a plane is made of organic photosensitive resin. The lower-side unevenness forming film 13a is formed on the surface of the second interlayer insulating film 5 as a plurality of columnar projections (irregularities) with a predetermined distribution, and an upper layer of the lower-side unevenness forming film 13a is formed of polysilazane, an organic resin, or the like. An upper layer unevenness forming film 7a made of an insulating film formed of such a fluid material is laminated. For this reason, an uneven pattern 8g corresponding to the unevenness of the lower layer unevenness forming film 13a is formed on the surface of the reflective film 8a, and in the unevenness pattern 8g, the lower layer unevenness forming film 13a is formed by the upper layer unevenness forming film 7a. Edges and the like do not appear. Here, the columnar projections forming the unevenness in the lower layer unevenness forming film 13a have a circular or substantially polygonal planar shape.
[0038]
After forming the lower layer unevenness forming film 13a without forming the upper layer unevenness forming film 7a, a baking process is performed to smooth the edges of the unevenness (holes 13b) of the lower layer unevenness forming film 13a. Sometimes.
[0039]
(Configuration of counter substrate)
In FIG. 5, in a counter substrate 20, a light shielding film 23 called a black matrix or a black stripe is formed in a region facing a vertical and horizontal boundary region of a pixel electrode 9a formed on a TFT array substrate 10, and an upper layer thereof is formed. On the 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.
[0040]
(Operation and effect of this embodiment)
In the electro-optical device 100 configured as described above, as shown by an arrow L2 in FIG. 5, of the light emitted from the backlight device (see FIG. 2), the light transmission window without the light reflection film 8a is formed. The light traveling toward 8d is transmitted through the light transmission window 8d to the counter substrate 20 side and contributes to display (transmission mode).
[0041]
Further, since the light reflecting film 8a is formed below the pixel electrode 9a, as shown by an arrow L1 in FIG. 5, light incident from the counter substrate 20 is reflected on the TFT array substrate 10 and An image is displayed by light emitted from the substrate 20 side (reflection mode).
[0042]
Further, in the present embodiment, in the lower layer side of the light reflecting film 8a, the lower layer unevenness forming film 13a is formed in a region overlapping with the light reflecting film 8a in a plane, and the unevenness corresponding to the lower layer unevenness forming film 13a is used. Thus, an uneven pattern 8g for light scattering is formed on the surface of the light reflecting film 8a. In the uneven pattern 8g, the upper layer-side unevenness forming film 7a prevents the edge of the lower layer-side unevenness forming film 13a from being exposed. Therefore, when an image is displayed in the reflection mode, the image is displayed with the scattered reflected light, so that the viewing angle dependency is small.
[0043]
Further, in the present embodiment, a microlens 15 in the form of a convex lens is formed on the rear surface side of the TFT array substrate 10 at a position where the pixel overlaps the light transmission window 8d in any plane. For this reason, as indicated by an arrow L3 in FIG. 5, a part of the light emitted from the backlight device toward the light reflection film 8a is refracted by the microlens 15 and travels toward the light transmission window 8d. Accordingly, of the light incident from the back surface side of the TFT array substrate 10, the light that did not contribute to the display in the transmission mode because it was directed to the light reflection film 8 a in the past, partly passes through the light transmission window 8 d and is displayed. Will contribute. 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.
[0044]
(Manufacturing method of TFT array substrate)
A method for manufacturing the TFT array substrate 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. However, in manufacturing the TFT array substrate 10 of the present embodiment, a method called a low-temperature process is employed for a manufacturing process of the TFT 30 and the like. Since such a method is already known, the TFT array of the present embodiment is already known. Only steps related to the characteristics of the substrate 10 will be described.
[0045]
6, 7, and 8 are process cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the TFT array substrate 11 of the present embodiment. FIGS. 6 and 7 show cross sections of the TFT forming region and the light reflecting film forming region, while FIG. 8 shows only the cross section of the light reflecting film forming region.
[0046]
In manufacturing the TFT array substrate 10 of the present embodiment, as shown in FIG. 6A, after the TFT 30 is formed on the surface of a light-transmitting substrate 10 ′ made of glass or the like, the second interlayer insulating film 5 is contacted. A hole 5b is formed.
[0047]
Next, the organic photosensitive resin 13 is applied to the surface of the second interlayer insulating film 5 with a relatively large thickness, and then the photosensitive resin 13 is exposed through an exposure mask 510. Here, as the photosensitive resin 13, either a negative type or a positive type may be used. FIG. 6A illustrates a case where the photosensitive resin 13 is a positive type, and the photosensitive resin 13 is to be removed. The portion is irradiated with ultraviolet light via the light transmitting portion 511 of the exposure mask 510.
[0048]
Next, as shown in FIG. 6B, the exposed photosensitive resin 13 is developed to form the lower-side unevenness forming film 13a having the columnar protrusions and the contact holes 5b described with reference to FIG. I do.
[0049]
Next, as shown in FIG. 6C, perhydropolysilazane or a composition containing the same is applied to the surface side of the second interlayer insulating film 5 and the lower layer unevenness forming film 13a, and then baked or After applying the flowable material 7 made of an organic resin, as shown in FIG. 6D, patterning using a photolithography technique or exposure and development to form upper-layer unevenness having a contact hole 5b The film 7a is formed.
[0050]
Note that perhydropolysilazane is a kind of inorganic polysilazane, and is a coating type coating material that is converted into a silicon oxide film by firing in the air. For example, Tonen Co. polysilazane, - (SiH 2 NH) _- is an inorganic polymer to the unit, is soluble in an organic solvent such as xylene. Therefore, when this inorganic polymer solution in an organic solvent (for example, a 20% xylene solution) is applied as a coating solution by a spin coating method (for example, 2000 rpm, 20 seconds), and baked in the air at a temperature of 450 ° C., moisture and By reacting with oxygen, a dense amorphous silicon oxide film equal to or more than a silicon oxide film formed by a CVD method can be obtained.
[0051]
Here, since the upper layer-side unevenness forming film 7a is formed by applying a material having fluidity, the surface of the upper layer-side unevenness-forming film 7a is formed by appropriately canceling the unevenness of the lower layer-side unevenness forming film 13a. A smooth uneven pattern 8g having no edges is formed.
[0052]
In the case where the gentle uneven pattern 8g is formed without forming the upper-side unevenness forming film 7a, a baking process is performed in the state shown in FIG. 6B to form the lower-side unevenness forming film 13a. The edge may be made smooth.
[0053]
Next, as shown in FIG. 7A, a metal film 8 having reflectivity such as an aluminum film is formed on the surface of the upper layer unevenness forming film 7a by a sputtering method or the like, and then, using a photolithography technique. Then, a resist mask 557 made of a positive type photosensitive resin is formed.
[0054]
Next, the metal film 8 is etched through the resist mask 557 to leave a light reflection film 8a having a light transmission window 8d in a predetermined region, as shown in FIG. 7B. On the surface of the light reflecting film 8a thus formed, an uneven pattern 8g of 500 nm or more, further 800 nm or more is formed by the unevenness formed by the holes 13b of the lower layer unevenness forming film 13a. Due to the upper layer side unevenness forming film 7a, the shape is smooth without edges.
[0055]
Next, as shown in FIG. 7C, an ITO film 9 having a thickness of 40 nm to 200 nm is formed on the surface side of the light reflection film 8a by a sputtering method or the like, and then a resist mask 558 is formed by using a photolithography technique. To form
[0056]
Next, the ITO film 9 is etched through the resist mask 558 to form a pixel electrode 9a electrically connected to the drain electrode 6b as shown in FIG.
[0057]
Thereafter, as shown in FIG. 5, a polyimide film (alignment film 12) is formed on the surface side of the pixel electrode 9a. For this purpose, 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.
[0058]
As a result, the TFT array substrate 10 is completed. In this embodiment, before forming the alignment film 12, a microlens is formed by the steps described with reference to FIGS.
[0059]
First, as shown in FIG. 8A, a negative-type photosensitive resin 16 is applied to the back surface (second surface side) of the TFT array substrate 10 (light-transmitting substrate 10 ') (photosensitivity for microlenses). Resin layer coating step).
[0060]
Next, as shown in FIG. 8 (B), after exposing the negative type photosensitive resin 16 through a microlens forming exposure mask, developing it, and further performing heat treatment as needed, FIG. As shown in ()), a photosensitive resin layer 16a projecting in a convex lens shape from the rear surface side is formed at each of the positions overlapping the plurality of light transmitting windows 8d in a plane (exposure and development step).
[0061]
In this embodiment, after the light reflecting film 8a having the light transmitting window 8d is formed on the light transmitting substrate 10 ', in the exposure and development step, the light reflecting film 8a is used as an exposure mask for forming a microlens, and the surface side (the second side) is used. The photosensitive resin 16 is exposed from the first surface side). As a result, the photosensitive resin 16 is selectively exposed through the light transmission window 8a. Therefore, when the photosensitive resin 16 is developed, a convex lens-shaped photosensitive resin is formed at each of the positions overlapping the plurality of light transmission windows 8d in a plane. The conductive resin layer 16a can be formed.
[0062]
Next, the microlens 15 is formed using the photosensitive resin layer 16a having a convex lens shape. More specifically, the back surface of the transparent substrate 10 'on which the convex lens-shaped photosensitive resin layer 16a is formed is etched together with the convex lens-shaped photosensitive resin layer 16a. With such a configuration, after etching, the microlens 15 is formed on the rear surface of the light-transmitting substrate 10 ′ with the shape of the convex lens-shaped photosensitive resin layer 16 a remaining as it is.
[0063]
As described above, in the present embodiment, the photosensitive resin 16 is exposed from the front side through the light transmission window 8a using the light reflection film 8a as an exposure mask for forming a microlens. Therefore, the photosensitive resin 16 at a position overlapping the light transmitting window 8a in a plane can be selectively exposed without using a dedicated exposure mask. Further, there is an advantage that the formation position of the microlens 15 completely matches the formation position of the light transmission window 8a.
[0064]
[Embodiment 2]
In the above embodiment, the back surface of the light-transmitting substrate 10 'on which the convex-lens-shaped photosensitive resin layer 16a is formed is etched together with the convex-lens-shaped photosensitive resin layer 16a, so that the rear surface of the light-transmitting substrate 10' is micro-etched. Although the lens 15 is formed, as shown in FIG. 9A, the light-transmitting etching target layer 17 such as the light-transmitting etching layer 17 is formed on the rear surface side of the light-transmitting substrate 10 ′ before performing the microlens photosensitive resin layer coating step. By forming a silicon film in advance, a convex lens-shaped photosensitive resin layer 16a may be formed on the surface of the layer 17 to be etched by a microlens photosensitive resin layer coating step.
[0065]
With this configuration, when the microlens 15 is formed using the convex lens-shaped photosensitive resin layer 16a, the layer 17 to be etched is etched together with the convex lens-shaped photosensitive resin layer 16a as shown in FIG. 9B. I do. Even in the case of such a configuration, after the etching, the layer 17 to be etched remains in the shape of the photosensitive resin layer 16a having a convex lens shape, and the microlens 15 is formed.
[0066]
[Embodiment 3]
In the first and second embodiments, the microlens 15 is formed by etching the back surface of the light-transmitting substrate 10 'or the layer 17 to be etched together with the convex lens-shaped photosensitive resin layer 16a. As a method of forming the microlens 15 using the 16a, as shown in FIG. 11, by using a light-transmitting photosensitive resin as the negative photosensitive resin 16, the microlens 15 is formed by the convex lens-shaped photosensitive resin layer 16a itself. The lens 15 may be configured. With this configuration, the microlens 15 can be formed with the minimum number of steps only by using a light-transmitting photosensitive resin as the negative-type photosensitive resin 16.
[0067]
[Embodiment 4]
In the first, second, and third embodiments, the microlens 15 protrudes from the rear surface of the light-transmitting substrate 10 ′. However, as shown in FIG. The cover glass 19 may be attached to the back surface of the light-transmitting substrate 10 ′ via an adhesive 18 having a smaller refractive index than the material constituting the light-transmitting substrate. With this configuration, the polarizing plate 210 can be bonded and fixed to the back surface of the light-transmitting substrate 10 '.
[0068]
Further, the cover glass 19 may be omitted, and the polarizing plate 210 may be bonded and fixed to the back surface side of the translucent substrate 10 '.
[0069]
[Embodiment 5]
In the first to fifth embodiments, the light reflecting film 8a having the light transmitting window 8d is formed on the light transmitting substrate 10 ', and the light reflecting film 8a is used as a microlens forming exposure mask. The resin 16 was exposed, but before the light reflecting film 8a having the light transmitting window 8d was formed on the light transmitting substrate 10 ', the light transmitting window 8d was formed with a positive resist mask shown in FIG. The photosensitive resin 16 may be exposed from the front side (first surface side) of the light-transmitting substrate 10 ′ by using a light-transmitting window forming exposure mask for etching formation as a microlens forming exposure mask.
[0070]
In the case of employing this method, first, as shown in FIG. 12A, a negative photosensitive resin 16 is applied to the rear surface side (second surface side) of the translucent substrate 10 '(microlens). For applying photosensitive resin layer).
[0071]
Next, as shown in FIG. 12B, a light-transmitting window forming exposure mask for etching forming the light-transmitting window 8d with a positive resist mask shown in FIG. Using 520, the photosensitive resin 16 is exposed from the front side (first surface side) of the light transmitting substrate 10 'through the light transmitting window forming exposure mask 520.
[0072]
Next, the photosensitive resin 16 of the negative type is exposed, developed, and further subjected to a heat treatment as necessary, thereby forming a photosensitive resin layer 16a projecting into a convex lens shape as shown in FIG. (Exposure development step).
[0073]
Next, the microlens 15 is formed using the photosensitive resin layer 16a having a convex lens shape. For example, as in Embodiment 1, the back surface of the light-transmitting substrate 10 'on which the convex lens-shaped photosensitive resin layer 16a is formed is etched together with the convex lens-shaped photosensitive resin layer 16a, as shown in FIG. Then, a micro lens 15 is formed.
[0074]
Thereafter, after forming the TFT 30 and the like, the steps described with reference to FIGS. 6 and 7 are performed to perform light reflection including the lower-side unevenness forming layer 13a, the upper-side unevenness forming layer 7a, and the light transmission window 8d. The film 8a is formed. As a result, the light transmission window 8d of the light reflection film 8a and the microlens 15 are planarly overlapped.
[0075]
Even in such a method, the light transmission window forming exposure mask 520 used for forming the resist mask 520 (positive type photosensitive resin layer) using photolithography technology to form the light transmission window 8d by etching is formed by forming a micro lens. There is an advantage that it is not necessary to prepare another exposure mask since it is used as a light exposure mask for use.
[0076]
[Other embodiments]
In each of the above embodiments, an active matrix type liquid crystal device using a TFT as a pixel switching element has been described as an example. However, as a pixel switching element, a thin film diode element (TFD element / Thin) such as an MIM (Metal Insulator Metal) element is used. The present invention may be applied to an active matrix type liquid crystal device using a film diode element), a passive matrix type liquid crystal device, or an electro-optical device using an electro-optical material other than liquid crystal.
[0077]
In the above embodiment, the reflective substrate with microlenses formed by the method according to the present invention is used as the TFT array substrate 10 for holding liquid crystal. For example, the reflective substrate with microlenses manufactured by the method shown in FIG. May be arranged on the back side of the transmissive electro-optical device to be used to form a semi-transmissive / reflective electro-optical device.
[0078]
[Application of electro-optical device to electronic equipment]
The reflective or semi-transmissive / semi-reflective electro-optical device 100 configured as described above can be used as a display unit of various kinds of electronic devices. One example of the electro-optical device 100 is shown in FIGS. It will be described with reference to FIG.
[0079]
FIG. 13A illustrates a mobile personal computer which is an embodiment of an electronic device according to the present invention. The personal computer 80 shown here has 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.
[0080]
FIG. 13B shows a mobile phone as another embodiment of the electronic apparatus according to the present invention. The mobile phone 90 shown here has a plurality of operation buttons 91 and a display unit including the electro-optical device 100 described above.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view when an electro-optical device 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 various elements and wirings formed in a plurality of pixels arranged in a matrix in the electro-optical device.
FIG. 4 is a plan view showing a configuration of each pixel formed on a TFT array substrate in the electro-optical device to which the present invention is applied.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the pixel when cut at a position corresponding to line AA ′ in FIG. 4;
FIGS. 6A to 6D are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a TFT array substrate of the electro-optical device according to Embodiment 1 of the present invention.
FIGS. 7A to 7D are process cross-sectional views of respective processes performed after the process shown in FIG. 6 in the method of manufacturing the TFT array substrate of the electro-optical device according to the first embodiment of the present invention. is there.
FIGS. 8A to 8D are cross-sectional views of respective steps performed after the step shown in FIG. 7 in the method of manufacturing the TFT array substrate of the electro-optical device according to the first embodiment of the present invention. is there.
FIGS. 9A and 9B are explanatory diagrams illustrating a method for manufacturing a TFT array substrate of an electro-optical device according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory view illustrating a method for manufacturing a TFT array substrate of the electro-optical device according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a method for manufacturing a TFT array substrate of an electro-optical device according to Embodiment 4 of the present invention.
FIGS. 12A to 12E are explanatory diagrams illustrating a method for manufacturing a TFT array substrate of an electro-optical device according to Embodiment 5 of the present invention.
FIGS. 13A and 13B are explanatory views of a mobile personal computer and a mobile phone as an embodiment of an electronic apparatus using the electro-optical device according to the invention.
FIG. 14 is a cross-sectional view of a part of a pixel used in a conventional electro-optical device.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1a semiconductor film, 1a 'channel formation region, 2 gate insulating film, 3a scanning line, 3b capacitor line, 4th interlayer insulating film, 5th interlayer insulating film, 6a data line, 6b drain electrode, 7a upper surface side unevenness Forming film, 8a Light reflection film (reflection film), 8d Light transmission window, 8g Concavo-convex pattern, 9a Pixel electrode, 10 TFT array substrate (light transmission substrate with microlens), 10 'Light transmission substrate, 13a Lower side irregularity Film, 15 microlenses, 16 negative type photosensitive resin, 16a convex lens type photosensitive resin, 17 layer to be etched, 18 adhesive, 19 cover glass, 20 counter substrate, 21 counter electrode, 30 pixel switching TFT, 50 liquid crystal, 60 storage capacity, 100 electro-optical device, 100a pixel, 200 backlight device

Claims

透光性基板の第１の面および第２の面のうち、第１の面側に、光を透過する複数の光透過窓を備えた反射膜を有し、前記第２の面側には前記複数の光透過窓と平面的に重なる位置の各々に当該第２の面側から凸レンズ状に張り出した複数のマイクロレンズを有する透光性基板を用いて形成される電気光学装置の製造方法であって、
前記第２の面側にネガタイプの感光性樹脂を塗布するマイクロレンズ用感光性樹脂層塗布工程と、
前記第１の面側からマイクロレンズ形成用露光マスクを介して前記ネガタイプの感光性樹脂を露光、現像して前記複数の光透過窓と平面的に重なる位置の各々に前記第２の面側から凸レンズ状に張り出した感光性樹脂層を形成する露光現像工程と、
前記凸レンズ状の感光性樹脂層を用いて前記マイクロレンズを形成する工程とを有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。The first surface and the second surface of the light-transmitting substrate have a reflection film provided with a plurality of light transmission windows for transmitting light on the first surface side, and the second surface side has a reflection film provided on the second surface side. A method of manufacturing an electro-optical device formed using a light-transmitting substrate having a plurality of microlenses protruding in a convex lens shape from the second surface side at positions overlapping the plurality of light transmitting windows in a plane. So,
A microlens photosensitive resin layer applying step of applying a negative photosensitive resin on the second surface side;
Exposing and developing the negative-type photosensitive resin from the first surface side through a microlens forming exposure mask, and from the second surface side to each of the positions overlapping the plurality of light transmitting windows in a plane. An exposure and development step of forming a photosensitive resin layer protruding into a convex lens shape,
Forming the microlens using the convex lens-shaped photosensitive resin layer.

請求項１において、前記凸レンズ状の感光性樹脂層を用いて前記マイクロレンズを形成するにあたっては、前記凸レンズ状の感光性樹脂層を形成した前記透光性基板の前記第２の面を前記凸レンズ状の感光性樹脂層とともにエッチングすることを特徴とする電気光学装置の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein, when forming the microlens using the convex lens-shaped photosensitive resin layer, the second surface of the light-transmitting substrate on which the convex lens-shaped photosensitive resin layer is formed is the convex lens. A method of manufacturing an electro-optical device, comprising etching with a photosensitive resin layer having a shape.

請求項１において、前記マイクロレンズ用感光性樹脂層塗布工程を行う前に前記透光性基板の前記第２の面側に透光性の被エッチング層を形成しておくことにより、前記マイクロレンズ用感光性樹脂層塗布工程では、前記被エッチング層の表面に前記凸レンズ状の感光性樹脂層を形成し、
前記凸レンズ状の感光性樹脂層を用いて前記マイクロレンズを形成するにあたっては、前記被エッチング層を前記凸レンズ状の感光性樹脂層とともにエッチングすることを特徴とする電気光学装置の製造方法。2. The microlens according to claim 1, wherein a light-transmitting layer to be etched is formed on the second surface side of the light-transmitting substrate before performing the microlens photosensitive resin layer coating step. In the photosensitive resin layer coating step for, forming the convex lens-shaped photosensitive resin layer on the surface of the layer to be etched,
When forming the microlens using the convex lens-shaped photosensitive resin layer, the layer to be etched is etched together with the convex lens-shaped photosensitive resin layer.

請求項１において、前記凸レンズ状の感光性樹脂層を用いて前記マイクロレンズを形成するにあたっては、前記ネガタイプの感光性樹脂として透光性の感光性樹脂を用いることにより、前記凸レンズ状の感光性樹脂層自身によってマイクロレンズを構成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。2. The convex lens-shaped photosensitive resin according to claim 1, wherein the microlens is formed using the convex lens-shaped photosensitive resin layer by using a light-transmitting photosensitive resin as the negative type photosensitive resin. A method for manufacturing an electro-optical device, wherein a microlens is constituted by the resin layer itself.

請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記透光性基板に対して前記光透過窓を備えた反射膜を形成した後、前記露光現像工程では、前記反射膜を前記マイクロレンズ形成用露光マスクとして前記第１の面側から前記感光性樹脂を露光することにより、前記第２の面側に前記凸レンズ状の感光性樹脂層を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。5. The method according to claim 1, wherein after forming a reflection film having the light transmission window on the light-transmitting substrate, in the exposure and development step, the reflection film is used as the microlens formation exposure mask. A method of manufacturing an electro-optical device, comprising: forming the convex lens-shaped photosensitive resin layer on the second surface side by exposing the photosensitive resin from the first surface side.

請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記透光性基板に対して前記光透過窓を備えた反射膜を形成する前に、前記露光現像工程では、
ポジタイプの感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィ技術により前記光透過窓をエッチング形成するための光透過窓形成用露光マスクを前記マイクロレンズ形成用露光マスクとして用いて前記第１の面側から前記感光性樹脂を露光することにより、前記第２の面側に前記凸レンズ状の感光性樹脂層を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。In any one of claims 1 to 4, before forming a reflection film having the light transmission window on the light transmission substrate, in the exposure and development step,
Using the light-transmitting window forming exposure mask for etching the light-transmitting window by a photolithography technique using a positive type photosensitive resin as the microlens forming exposure mask, the photosensitive surface is exposed from the first surface side. A method of manufacturing an electro-optical device, comprising forming the convex lens-shaped photosensitive resin layer on the second surface side by exposing a resin.

請求項１ないし６のいずれかに規定する方法で製造した電気光学装置であって、
前記光反射膜によって反射モードでの表示を行う一方、前記光透過窓によって透過モードでの表示を行うことを特徴とする電気光学装置。An electro-optical device manufactured by the method according to any one of claims 1 to 6,
An electro-optical device, wherein display in a reflection mode is performed by the light reflection film, and display in a transmission mode is performed by the light transmission window.

請求項１ないし６のいずれかに規定する方法で製造した電気光学装置であって、
前記複数のマイクロレンズを有する透光性反射と、複数のマイクロレンズを有する透光性反射の前記第１の面側に対向配置された他の透光性基板との間に電気光学物質が保持され、
前記光反射膜によって反射モードでの表示を行う一方、前記光透過窓によって透過モードでの表示を行うことを特徴とする電気光学装置。An electro-optical device manufactured by the method according to any one of claims 1 to 6,
An electro-optical material is held between the light-transmitting reflection having the plurality of microlenses and another light-transmitting substrate facing the first surface of the light-transmitting reflection having the plurality of microlenses. And
An electro-optical device, wherein display in a reflection mode is performed by the light reflection film, and display in a transmission mode is performed by the light transmission window.

請求項７または８に規定する電気光学装置を表示装置として用いたことを特徴とする電子機器。An electronic apparatus using the electro-optical device defined in claim 7 or 8 as a display device.