JP2004302380A - 電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】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。
【解決手段】半透過・反射型の電気光学装置のＴＦＴアレイ基板１０の表面側に光透過窓８ｄを備えた光透過膜８ａを形成する一方、その裏面側にネガタイプの感光性樹脂１６を塗布する。次に、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から感光性樹脂１６を露光、現像し、凸レンズ状の感光性樹脂層１６ａを形成する。次に、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、マイクロレンズ１５を形成する。
【選択図】 図８
【解決手段】半透過・反射型の電気光学装置のＴＦＴアレイ基板１０の表面側に光透過窓８ｄを備えた光透過膜８ａを形成する一方、その裏面側にネガタイプの感光性樹脂１６を塗布する。次に、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から感光性樹脂１６を露光、現像し、凸レンズ状の感光性樹脂層１６ａを形成する。次に、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、マイクロレンズ１５を形成する。
【選択図】 図８
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（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、−（ＳｉＨ２ ＮＨ）−を単位とする無機ポリマーであり、キシレンなどの有機溶剤に可溶である。従って、この無機ポリマーの有機溶媒溶液（たとえば、２０％キシレン溶液）を塗布液としてスピンコート法（たとえば、２０００ｒｐｍ、２０秒間）で塗布した後、４５０℃の温度で大気中で焼成すると、水分や酸素と反応し、ＣＶＤ法で成膜したシリコン酸化膜と同等以上の緻密な非晶質のシリコン酸化膜を得ることができる。
【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（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）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、１０ ＴＦＴ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
【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（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、−（ＳｉＨ２ ＮＨ）−を単位とする無機ポリマーであり、キシレンなどの有機溶剤に可溶である。従って、この無機ポリマーの有機溶媒溶液（たとえば、２０％キシレン溶液）を塗布液としてスピンコート法（たとえば、２０００ｒｐｍ、２０秒間）で塗布した後、４５０℃の温度で大気中で焼成すると、水分や酸素と反応し、ＣＶＤ法で成膜したシリコン酸化膜と同等以上の緻密な非晶質のシリコン酸化膜を得ることができる。
【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（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）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、１０ ＴＦＴ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
Claims (9)
- 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。 - 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。
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|---|---|---|---|
| JP2003098254A JP2004302380A (ja) | 2003-04-01 | 2003-04-01 | 電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器 |
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| JP2004302380A true JP2004302380A (ja) | 2004-10-28 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7345821B2 (en) | 2005-09-01 | 2008-03-18 | Seiko Epson Corporation | Microlens substrate, a method for manufacturing the microlens substrate, a liquid crystal panel, and a projection type display apparatus |
| US9331099B2 (en) | 2013-08-08 | 2016-05-03 | Seiko Epson Corporation | Substrate for electro-optical apparatus, electro-optical apparatus, and electronic equipment with improved light efficiency and contrast |
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2003
- 2003-04-01 JP JP2003098254A patent/JP2004302380A/ja not_active Withdrawn
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