JP2003075826A - 反射型液晶表示装置およびその製造方法。 - Google Patents
反射型液晶表示装置およびその製造方法。Info
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Abstract
置、及びその製造方法を提供すること。 【解決手段】 絶縁膜を、レーザー光を照射して頂部お
よび底部の高さが多段階に設定された凹凸形状として反
射型液晶表示装置を形成する。具体的には、透過率を適
宜変更したマスクを介してレーザ光をレーザ光の照射で
表面がアブレーション加工される材質(絶縁膜)の表面
に照射する。マスクによってレーザ光の照射強度が異な
るため、マスクに従って絶縁膜の表面に凹凸が形成され
る。このようにレーザ光を用いて絶縁膜(有機膜)の表
面をアブレーション加工させたことにより、反射膜の凹
凸の頂部や底部が多段階に任意に設定でき、不規則な凹
凸構造の反射膜とすることが可能となり、良好な表示特
性を備えた反射型液晶表示装置を得ることができる。ま
た、多段階の有機膜の堆積および露光を行うこと無しに
滑らかな曲面を得ることができるため、反射面の凹凸構
造を少ない作成工程で形成できる。
Description
置に関し、特に表示特性に優れた反射性能の高い反射膜
を有する反射型液晶表示装置、及びその製造方法に関す
る。
軽量化を目的とした反射型液晶表示装置の開発が盛んに
行われている。反射型液晶表示装置は通常、有機膜で凹
凸構造を形成し、その上部に反射電極を形成し、この反
射電極が表側の透明基板から入射した外光を反射し液晶
を表示させる。反射型液晶表示装置の表示性能は、この
反射電極の凹凸形状に依存することが多い。つまり、反
射光に干渉があると明るくかつ白い表示にならないた
め、凹凸形状に規則性が無く、かつ直線部や平面を有せ
ず、表面を滑らかな曲面から形成して反射光の干渉を抑
制する必要がある。
されている。図6(a)に示すようにTFT4を形成し
た絶縁基板2上に、第1の感光性有機膜106を塗布・
焼成する。次に露光・現像を行い、図6(b)に示すよ
うにベース凹凸を作成する。次に、アニールを行うこと
により感光性有機膜106の表面をメルトさせ、図6
(c)に示すようにベース凹凸を曲面化する。次に図6
(d)に示すように、ベース凹凸上に第二の有機膜10
8を塗布・焼成することにより、最終的な凹凸構造を得
る。その後、コンタクトホールを形成し、金属薄膜から
なる反射電極110を形成して、反射型のTFT基板1
11が形成される。
は、異なるマスクを用いた反射型液晶表示装置の製造方
法について記載されている。
射型液晶表示装置では、感光性有機膜106から凹凸を
形成するため、凹凸の頂部および底部は概略一定の高さ
になっていた。そのため、TFT基板111の凹凸の形
状が単調になり、良好な表示特性を得ることが困難であ
った。この問題を解決するために、第1の感光性樹脂膜
の露光時にハーフトーンマスクを用いる方法も開発され
ているが、この方法でも凹凸の高さが概略3個の値を取
るのみで、任意で多段階の高さを有する凹凸を形成する
ことはできなかった。
ぶ有機膜の堆積工程と、露光・現像工程、表面メルト用
アニール工程等が必要であり、TFT基板製造工程の工
程数の増加をもたらしていた。
では、制限された凹凸形状による制限された表示特性
と、多い工程数という問題があった。
性能を有する反射型液晶表示装置、及びその製造方法を
提供することを目的とする。
基板と、表面に凹凸構造が形成された絶縁膜及び該絶縁
膜上に前記凹凸構造に沿って形成された反射部材とを備
えた反射基板との間に液晶層を挟み込んだ反射型液晶表
示装置において、前記絶縁膜を、レーザー光を照射して
頂部および底部の高さが多段階に設定された凹凸形状と
して反射型液晶表示装置を形成した。具体的には、透過
率を適宜変更したマスクを介してレーザ光をレーザ光の
照射で表面が焼失されやすい材質(絶縁膜)の表面に照
射する。マスクによってレーザ光の照射強度が異なるた
め、マスクに従って絶縁膜の表面に凹凸が形成される。
表面を走査したり、一ヶ所に照射される回数を増減させ
ながら絶縁膜の表面を走査する。このようにしても表面
に所定の凹凸を形成できる。
膜)の表面を焼失、昇華させたことにより、反射膜の凹
凸の頂部や底部が多段階に任意に設定でき、不規則な凹
凸構造の反射膜とすることが可能となり、良好な表示特
性を備えた反射型液晶表示装置を得ることができる。ま
た、多段階の有機膜の堆積および露光を行うこと無しに
滑らかな曲面を得ることができるため、反射面の凹凸構
造を少ない作成工程で形成できる。
かかる反射型液晶表示装置、及びその製造方法の一実施
形態を説明する。
クティブ素子としてのa-SiTFT4を形成後、ポリイミ
ド樹脂を膜厚が3μmとなるように塗布、焼成した。こ
こで焼成条件は、温度90℃、時間は10分である。
尚、a-SiTFT4は通常の形成方法で形成し、説明は省
略する。
膜6に波長248nmのKrFエキシマレーザ光24を
照射した。レーザ光24のエネルギー密度プロファイル
は、TFTコンタクト部12に相当するところは300
mJ/cm2、画素領域に相当するところは誘電体マス
クを用い、60〜200mJ/cm2の範囲の所定の波
形を有するエネルギー密度となるように整形されてい
る。
ーザ照射装置20を示す。光源22より発振されたパル
スレーザ光24は、フライアイレンズや折り返しミラー
25等を有する光学系26により一旦、定エネルギー領
域を有するフラットトップ型のプロファイルとなるよう
に整形される。
光24を、誘電体マスク28に透過させる。誘電体マス
ク28は、例えば、誘電体膜を島状化することにより、
所定の形状に透過率を設定してある。すなわち、誘電体
マスク28は、石英基板に種々の誘電体膜を任意に堆積
し、堆積させる誘電体膜の材質や膜厚等を適宜変えるこ
とにより透過率の分布を任意に設定できる。したがっ
て、レーザ光24を、誘電体マスク28に透過させるこ
とにより任意のビーム形状30に整形され、所定の強度
分布のレーザ光がガラス基板2に照射される。
ルに依存して、ポリイミド膜6はアブレーション(焼
失、昇華等)により除去される。上記のレーザ光を12
パルス照射した後のポリイミド膜6は、図1(c)に示
すように、頂部および底部いずれも4段階以上となる多
段階の頂部および底部を有する滑らかな凹凸構造に整形
される。ここで、エネルギー密度が60〜200mJ/
cm2、照射パルス数が10のとき、アブレーションの
膜厚は0.04〜2.1μmの範囲内であった。また、エ
ネルギー密度300mJ/cm2では、10パルスでポ
リイミド膜6が全て除去され、コンタクトホール12が
形成された。
間のアニールを施す。アニールによりポリイミド膜6の
表面が溶解し、ポリイミド膜6の表面がさらに不規則で
滑らかな凹凸構造となる。その後、図1(d)に示すよ
うにAl薄膜をポリイミド膜6の表面にほぼ均等な厚さ
に堆積、島状化して反射電極8を作成する。これによ
り、TFT基板1が完成する。
明基板(図示せず)を重ね、その間に液晶を注入して反
射型液晶表示装置を形成する。尚、上記例ではポリイミ
ド膜6を用いたが、本発明は、レーザ光を照射すること
により、レーザ光の照射強度、回数等に応じて焼失、昇
華する材質であればよい。またレーザ光もエキシマレー
ザでなく、YAGレーザなど他の紫外線レーザ、その他
でよい。
て本発明の第2の実施形態を説明する。図3(a)に示
すように、第1の実施形態と同様にTFT4を形成した
ガラス基板2上に、アクリル樹脂膜7を膜厚3μmとな
るように塗布・焼成した。焼成条件は150℃で1時間
とした。
XeClエキシマレーザ光(波長308nm)34をア
クリル樹脂膜7に照射した。図4に示すように、スポッ
トレーザ光のビームプロファイルはガウス分布を示し、
その半値幅における口径は5μmφであった。レーザ光
34の頂部におけるエネルギー密度が40〜190mJ
/cm2となるようにレーザの発振電圧を制御し、ガラ
ス基板2を移動させながらアクリル樹脂膜7に任意のエ
ネルギー密度および照射パルス数でもってレーザ照射す
ることにより、画素領域内の凹凸形状を形成した。その
結果、図3(c)に示すように多段階の頂部および底部
を有する凹凸が形成された。また、コンタクト部はスポ
ットレーザ光34の頂部を300mJ/cm2として8
パルス照射して、コンタクトホール12を得た。その
後、第一の実施例と同様に反射電極8を形成して、TF
T基板1が完成する。
第3の実施形態を説明する。図5(a)に示すように、
第一の実施例同様にTFT4を形成したガラス基板2上
に、レジスト膜9を膜厚2μmとなるように塗布・焼成
した。焼成条件は110℃、10分とした。
9上に誘電体マスク28により整形されたKrFエキシ
マレーザ光36を照射した。エネルギー密度は30〜2
50mJ/cm2の範囲とし、照射パルス数は10とし
た。ここで、画素内において一部定エネルギー領域を設
けた。その結果、図5(c)に示すように画素内で平坦
な領域11と凹凸を有する領域13とが形成された。
極8を形成した。但し、レジスト膜9が平坦な領域11
のCrは全て除去した。次にITO薄膜を堆積し、レジ
スト膜9が平坦な領域11を覆い、かつ周辺のCr電極
と接触する様に島状化し、透明電極15を形成した。な
お、反射電極8と透明電極15との間に絶縁膜を設け、
コンタクトホールを介して両者を接続させてもよい。
1は透過型の表示領域となり、レジスト膜9が凹凸構造
の領域13は反射型の表示領域となり、反射光でも、バ
ックライトによる照明でも画面を見ることができる、い
わゆる半透過型液晶表示装置用のTFT基板3が完成す
る。この場合には、半透過型液晶表示装置の裏面側に発
光体を設置する。
製造方法によれば、規則性のない複雑な凹凸形状の反射
膜を形成できるので、高い表示性能を有する反射型液晶
表示装置を提供することができる。
少ない工程数で形成でき、反射型液晶表示装置の製造コ
スト、手間等を大幅に低減することができる。
る。
る。
Claims (8)
- 【請求項1】 透明性電極を備えた透明基板と、表面
に凹凸構造が形成された絶縁膜及び該絶縁膜上に前記凹
凸構造に沿って形成された反射部材とを備えた反射基板
との間に液晶層を挟み込んだ反射型液晶表示装置におい
て、 前記絶縁膜は、レーザ光を照射して頂部および底部の高
さが多段階に設定された凹凸形状に形成されていること
を特徴とする反射型液晶表示装置。 - 【請求項2】 透明性電極を備えた透明基板と、基板上
に表面が凹凸に形成された絶縁膜及び該絶縁膜上に前記
凹凸に沿って形成された反射膜とを備えた反射基板との
間に液晶層を挟み込んだ反射型液晶表示装置の製造方法
において、 前記基板上に絶縁膜をほぼ平坦に形成し、前記ほぼ平坦
な絶縁膜に所定強度のレーザ光を照射し、前記絶縁膜を
頂部および底部の少なくともいずれか一方の高さが多段
階である凹凸構造に形成し、該絶縁膜上に前記反射膜を
前記凹凸構造に沿って形成することを特徴とする反射型
液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項3】 前記レーザ光を所定の透過率に形成され
た誘電体マスクに通過させることにより、前記絶縁膜上
で所定の強度分布にし、前記絶縁膜を前記凹凸構造に形
成することを特徴とする請求項2に記載の反射型液晶表
示装置の製造方法。 - 【請求項4】 レーザ光のエネルギー密度および照射回
数の少なくともいずれか一方を変更して前記絶縁膜に照
射することを特徴とする請求項2に記載の反射型液晶表
示装置の製造方法。 - 【請求項5】 前記レーザ光を照射した後、アニールを
行うことを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記
載の反射型液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項6】 前記絶縁膜にコンタクトホールを前記凹
凸構造の形成とともに形成することを特徴とする請求項
2〜5のいずれか1項に記載の反射型液晶表示装置の製
造方法。 - 【請求項7】 前記絶縁膜を透明樹脂とし、該絶縁膜の
一部を平坦とし、該平坦部分は前記反射膜に代えて透明
部材を形成することを特徴とする請求項2〜6のいずれ
か1項に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項8】 前記レーザ光は、エキシマレーザ光であ
ることを特徴とする請求項2〜7のいずれか1項に記載
の反射型液晶表示装置の製造方法。
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