JP2002055333A - 液晶装置用基板、その製造方法、液晶装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射型液晶装置及び半透過反射型液晶装置に
おいて、コントラスト比及び視認性を向上させる。 【解決手段】 液晶装置用基板に液晶層と対向する鏡面
側に粗面領域と平坦領域とを形成する。ここで、粗面領
域には、反射膜を形成する一方、平坦領域には、遮光膜
たるブラックマトリックスを形成する。基板２０２の平
坦領域にブラックマトリックス２２２を設けることで、
該ブラックマトリックスを透過した光を観察者の視線方
向と一致しない方向に正反射させることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶装置用基板、
その製造方法、液晶装置および電子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、反射型液晶装置は携帯機器の表示
部等に多用されている。かかる液晶装置においては、観
察側から入射される外光を反射膜によって反射させて表
示を行うため、バックライト等の光源が不要となり、低
消費電力化を図ることができる。

【０００３】ここで、上記反射膜の表面が鏡面状である
と、観察者が視認する画像に自分の顔や背景が写り込
み、表示画像が見にくくなるといった問題が生じ得る。
このため、上記反射膜の表面を粗面化し、反射光を適度
に散乱させる構成を有した液晶装置が一般的となってい
る。

【０００４】従来は、このような散乱構造を次のように
して作成していた。まず、ガラス等の基板の表面を研磨
剤によって研磨し、この基板の表面に多数の微細な山部
と谷部とを形成する。このように粗面化した基板の表面
に、上述した反射膜を形成する。これにより、反射膜の
表面は、ガラス基板表面の凹凸が反映された粗面とな
り、該反射膜の表面で反射した光は適度に散乱する。こ
のように、従来はガラス基板の全面を粗面化し、該粗面
化した基板上に反射膜、遮光膜、着色層等を形成してい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図１４は、上記方法に
よって反射膜が形成された基板を模式的に示した図であ
る。同図に示すように、基板１０の表面には、反射膜１
１、ブラックマトリックス１３等が順次形成されてい
る。なお、基板１０の表面には着色層等も形成される
が、説明をする上で必要がないため、省略している。

【０００６】ここで、ブラックマトリックス１３は、例
えばクロムや黒色樹脂等の遮光性材料からなり、該ブラ
ックマトリックス１３に入射する光を遮蔽し、表示コン
トラストの低下を防止する役割を担っている。このブラ
ックマトリックス１３は、光学特性上、可視広域（波長
４００〜７００ｎｍ）での光学濃度(Optical Density：
以下適宜ＯＤと略す)が高いこと、すなわち光透過率
（以下、適宜Ｔと略す）が低いことが要求される。な
お、光学濃度ＯＤと透過率Ｔは次式（１）によって表さ
れる。

【０００７】ＯＤ＝−ｌｏｇＴ …（１） ここで、例えば光学濃度が１．４（反射型液晶装置で実
用上十分な遮光性を有すると判断される値）である場合
を想定すると、光線透過率Ｔは約０．０４、すなわちブ
ラックマトリックス１３に入射される光の約４％が該ブ
ラックマトリックス１３を透過することになる。ブラッ
クマトリックス１３を透過した光は、基板表面において
反射するが、ブラックマトリックス１３は粗面化された
基板の表面に形成されているために、該ブラックマトリ
ックス１３を透過した光は粗面化した表面で散乱する。
そして、散乱光の一部の光が観察者の目に到達し（図１
２参照）、これによりコントラストが低下する等の問題
が生じていた。

【０００８】本発明は、以上説明した事情を鑑みてなさ
れたものであり、基板の粗面化に起因した液晶装置への
悪影響を抑制することができる液晶装置用基板、その製
造方法、液晶装置および電子機器を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、液晶層を挟持する一対の基板のうち、
観察側とは反対側に位置する液晶装置用基板であって、
前記液晶層側の表面は、平坦領域と、粗面領域とを有
し、前記平坦領域には、光透過率が０よりも大きな遮光
膜が形成されていることを特徴としている。

【００１０】係る液晶装置用基板によれば、粗面領域と
平坦領域が選択的に形成されるため、粗面領域上には良
好な散乱特性を有する反射膜を形成することができると
共に、平坦領域上には光を遮光し、コントラストの低下
を防止する遮光膜を形成することができる。

【００１１】ここで、黒色樹脂等により形成される遮光
膜は、完全に光を吸収できるわけではなく、所定の光透
過率を有している。すなわち、該遮光膜に光が入射され
ると、数％の光が該遮光膜を透過することとなり、該透
過光が遮光膜の形成された基板表面において反射する。
本発明では基板表面に設けた平坦領域に当該遮光膜を形
成しているため、該遮光膜を透過した光は特定方位の正
反射光となって、観察側に出射する。換言すると、該遮
光膜を透過した光は散乱せずに観察側に出射するため、
反射光の光の進行方向と、観察者の視線方向とが一致し
ないように制御することができる。これにより、コント
ラスト及び視認性の向上を図ることができる。

【００１２】また、液晶装置用基板に着色層を形成し、
平坦領域には前記着色層を複数積層してなる遮光膜を形
成するようにしても良い。具体的には、液晶装置用基板
の平坦領域にＢ、Ｒ、Ｇ色の着色層を順番に積層し、遮
光膜を形成する。Ｂ、Ｒ、Ｇ色の着色層が順番に積層さ
れた部分は、加法混色により黒色となり、遮光膜として
機能する。この構成では、遮光膜として別個の層を設け
る必要がなくなるので、低コスト化を図ることが可能と
なる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態について説明する。かかる実施の形態は、本発
明の一態様を示すものであり、この発明を限定するもの
ではなく、本発明の範囲内で任意に変更可能である。

【００１４】Ａ．第１の実施形態 まず、本発明に係る液晶装置用基板を利用した液晶装置
の構成例を説明する。図１は、本発明に係る液晶装置用
基板を用いたＴＦＤアクティブマトリクス液晶装置２０
０の概略構成を示す斜視図であり、図２は、図１に示す
ＴＦＤアクティブマトリクス液晶装置２００のＡ−Ａ’
断面図である。なお、図１及び図２に示す液晶装置は、
スイッチング素子として二端子型スイッチング素子を代
表するＴＦＤ(Thin Film Diode)素子２０９を用い、観
察側から入射する外光を反射膜１２で反射させて表示を
行う反射型液晶装置を想定している。

【００１５】図１及び図２に示されるように、このＴＦ
Ｄアクティブマトリクス液晶装置２００では、それぞれ
透明性及び絶縁性を有する上側の基板（第１基板）２０
１と下側の基板（第２基板）２０２との間に、所定のツ
イスト角を有するネマチック液晶である液晶層２０３が
枠状のシール材（図示略）によって封止され、これによ
り液晶セル２０４が形成されている。本発明に係る液晶
装置用基板は、下側の基板２０２として用いられてお
り、該下側の基板２０２の内面上には、反射膜１２、ブ
ラックマトリックス１５、カラーフィルタ１６等が形成
されている。この下側の基板２０２構成については、後
に詳述することとし、まずは上側の基板２０１の構成に
ついて説明を行う。

【００１６】上側の基板２０１の内面上には、ＩＴＯな
どの透明性を有する矩形状の画素電極２０５が複数形成
されている（図１参照）。各画素電極２０５は、二端子
型スイッチング（ＴＦＤ）素子２０９を介してデータ線
に接続され、図示せぬデータ線駆動回路によって駆動さ
れる。

【００１７】図３（ａ）は、ＴＦＤ素子２０９を画素電
極２０５等と共に模式的に例示した平面図であり、図３
（ｂ）は、図３（ａ）に示すＴＦＤ素子２０９及び画素
電極２０５のＢ−Ｂ’断面図である。なお、図３におい
ては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさ
にするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてあ
る。

【００１８】ＴＦＤ素子２０９は、基板２０１上に形成
された絶縁膜２０９ａを下地として、その上に形成され
ており、絶縁膜２０９ａの側から順に第１金属膜２０９
ｂ、絶縁層２０９ｃ及び第２金属膜２０９ｄから構成さ
れている。そして、ＴＦＤ素子２０９の第１金属膜２０
９ｂは、基板２０１上に形成されたデータ線に接続され
ており、第２金属膜２０９ｄは、矩形状の画素電極２０
５に接続されている。なお、データ線２０６に代えて走
査線（後述する）を上側の基板２０１に形成した場合に
は、ＴＦＤ素子２０９の第１金属膜２０９ｂは、基板２
０１上に形成された走査線に接続されることとなる。

【００１９】透明性及び絶縁性を有する上側の基板２０
１に形成される絶縁膜２０９ａは、例えば酸化タンタル
からなり、第１金属膜２０９ｂに不純物が拡散しないこ
と及び第２金属膜２０９ｄの堆積後等に行われる熱処理
により第１金属膜２０９ａが剥離しないことを主目的と
して形成される。

【００２０】第１金属膜２０９ｂは、導電性の金属薄膜
からなり、例えばタンタル単体またはタンタル合金等か
らなる。絶縁膜２０９ｃは、例えば化成液中で第１金属
膜２０９ｂの表面に陽極酸化により形成された酸化膜か
らなる。第２金属膜２０９ｄは、導電性の金属薄膜から
なり例えばクロム単体又はクロム合金からなる。

【００２１】再び図２に戻り、これら画素電極２０５、
ＴＦＤ素子２０９、データ線等の液晶層２０３に面する
側には、図示せぬ透明絶縁膜が設けられており、その表
面上には配向膜２１０が形成され所定方向にラビング処
理が施されている。また、基板２０１の外面上には、紙
面上側から順に、偏光板２０７、位相差板２０８が配置
されている。

【００２２】一方、本発明に係る液晶装置用基板を用い
た下側の基板２０２の内面上には、粗面領域２０２ａと
平坦領域２０２ｂが設けられている。基板２０２におけ
る粗面領域２０２ａには、反射膜１２及びＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の３色が所定パターンで配列されたカ
ラーフィルタ１６が形成され、平坦領域２０２ｂにはブ
ラックマトリックス１５が形成されている。また、反射
膜１２、ブラックマトリクス１５、カラーフィルタ１６
が形成された下側の基板２０２の表面には、対向電極２
２４及び配向膜２３０が順次形成されている。

【００２３】対向電極２２４は、上側の基板２０１に形
成される画素電極２０５と同一材料、すなわちＩＴＯ等
の透明性を有する導電層からなり、各画素電極２０５と
交差（紙面左右方向）するように、ストライプ状に形成
されている。この対向電極２２４の表面上には、上述し
た画素電極２０５と同様、所定方向にラビング処理が施
された配向膜２３０が形成されている。

【００２４】このような構成のＴＦＤアクティブマトリ
クス液晶装置２００に外光が入射されると、入射される
外光のうち、下側の基板２０２における粗面領域２０２
ａと対向する位置から入射される外光は、偏光板２０７
→位相差板２１０→基板２０１→画素電極２０５→液晶
層２０３→対向電極２２４→カラーフィルタ１６という
経路を介して反射膜１２に至り、反射した光が前記経路
を逆に辿って偏光板２０７から観察側に出射する。

【００２５】一方、下側の基板２０２における平坦領域
２０２ｂと対向する位置から入射される外光は、大部分
が該平坦領域２０２ｂに設けたブラックマトリックス１
５によって吸収され、吸収されずに該ブラックマトリッ
クス１５を透過した光は、平坦領域２０２ｂで反射す
る。このように外光が入射される場合の基板２０２の光
学的作用について、図４を参照して詳細に説明する。

【００２６】図４は、下側の基板２０２に特定方位の外
光が入射された場合を説明するための図である。なお、
図４では、基板２０２の法線と当該基板２０２に入射す
る入射光線とのなす角を入射角α、基板２０２の法線と
当該基板２０２において反射する光の反射光線とのなす
角を反射角β、基板２０２の法線と観察者の視線とのな
す角を視認角γとする。また、入射角αと視認角γは、
下記条件を満足するものとする。

【００２７】|α|≠|γ| さて、入射角αの外光がブラックマトリクス１５に入射
されると、数％の外光が当該ブラックマトリックス１５
を透過する。そして、ブラックマトリックス１５を透過
した外光が基板２０２の平坦領域２０２ｂに到達する
と、当該外光は平坦領域２０２ｂにおいて反射される
（図４に示す、光路ａ参照）。ここで、入射角αの外光
が反射する反射面は、平坦になっているため、平坦領域
２０２ｂに達した光は正反射光となって反射する。周知
の通り、正反射する場合の入射角αと反射角βは一致す
る。従って、視認角γと反射角βは一致せず、正反射光
が観察者の目に到達することはない。

【００２８】一方、入射角αの外光がカラーフィルタ１
６を透過して反射膜１２に到達すると、当該外光は反射
膜１２によって反射する（図４に示す、光路ｂ参照）。
前述したように、反射膜１２は基板２０２の粗面領域２
０２ａに形成されている（図２参照）。このため、反射
膜１２に達した光は散乱光となって反射し、反射した散
乱光のうち、視認角γと一致する反射角βの光が観察者
の目に到達する。

【００２９】以上説明したように、基板２０２の平坦領
域２０２ａにブラックマトリックス１５を設けること
で、該ブラックマトリックス１５の透過光を観察者の視
線方向と一致しない方向に正反射させることが可能とな
る。これにより、高いコントラスト比を得ることがで
き、視認性を向上させることができる。次に、本発明に
係る液晶装置用基板について説明する。

【００３０】本発明に係る液晶装置用基板には、液晶層
と対向する鏡面側に多数の微細な突起と窪みとを有する
粗面領域と、表面が平坦な平坦領域とが形成される。な
お、以下では粗面領域における微細な突起の各々を山部
といい、粗面領域における微細な窪みの各々を谷部とい
う。以下では、まず、これらの各要素を形成するための
平坦領域の形状を、その製造方法の概要と共に例示す
る。なお、以下の説明は１枚のガラス基板から４枚の液
晶装置用基板が取り出される場合を想定している。

【００３１】図５は、本発明に係る液晶装置用基板の製
造方法を説明するための図である。なお、以下に示す図
５（ａ）〜図５（ｆ）においては、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
ごとに縮尺を異ならせている。

【００３２】まず、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すよ
うに、ガラス基板１の表面のうち、液晶装置の表示領域
に相当する領域を除いた領域をフォトレジスト１３ａで
覆う。フォトレジスト１３ａは、マスク材として形成さ
れるものであり、このフォトレジスト１３ａによって覆
われた領域が、上述した平坦領域となる。なお、フォト
レジスト１３ａの作成には、例えばフレキソ印刷法を用
いることができる。

【００３３】続いて、図５（ｃ）に示すように、ガラス
基板１の表面のうち、フォトレジスト１３ａによって覆
われていない領域が粗面化される。なお、ガラス基板１
表面の粗面化処理については、発明の趣旨とは関係がな
いため、説明を省略する。

【００３４】次に、図５（ｄ）に示されるように、フォ
トレジスト１３ａが除去される。この結果、ガラス基板
１の一方の表面のうち、フォトレジスト１３ａで覆われ
ていた領域は、平坦領域１４となり、それ以外の領域は
粗面領域となる。

【００３５】続いて、図５（ｅ）に示すように、平坦領
域１４と粗面領域１１とを有するガラス基板１の全面
に、反射性を有する金属膜１２ａが形成される。この金
属膜１２ａは、例えばアルミニウムまたは銀等の単体金
属、もしくはアルミニウム、銀またはクロム等を主成分
とする合金等によって形成される。

【００３６】次に、図５（ｆ）に示すように、表示領域
に相当する領域（すなわち、粗面領域１１）を残して金
属膜１２ａが除去される。この金属膜１２ａのパターニ
ングには、例えばフォトリソグラフィを用いることがで
きる。こうしてパターニングされた金属膜１２ａのう
ち、粗面領域１１上に存在する金属膜が反射膜１２とな
る。この反射膜１２の表面には、粗面領域１１の微細な
山部と谷部とを反映した山と谷が形成される。すなわ
ち、当該反射膜１２に至った光を散乱させた状態で反射
させるための散乱構造が形成される。一方、金属膜１２
ａが除去された平坦領域１４には、遮光膜たるブラック
マトリックスが形成される。

【００３７】図６は、ブラックマトリックス１５及びカ
ラーフィルタ１６の形成工程を説明するための図であ
る。まず、図６（ａ）に示すように、粗面領域１１に反
射膜１２が形成されたガラス基板１の上面に、Ｂ（ブル
ー）色の感光性レジストがコータ等で塗布される。次
に、図６（ｂ）に示すように、Ｂ色の画素となるべき部
分ｂ及びブラックマトリックスとなるべき部分ｂｌ（す
なわち、平坦領域１４）がマスクされた状態で露光され
た後、現像される。これにより、マスクされた部分が残
って、Ｂ色のカラーフィルタ１６が形成される。

【００３８】この一連の工程が、Ｒ（レッド）色、Ｇ
（グリーン）色についても同様に行われ（図６（ｃ）〜
図６（ｆ）参照）、これにより、粗面領域１１における
Ｒ色の画素となるべき部分ｒには、Ｒ色のカラーフィル
タ１６が形成され、Ｇ色の画素となるべき部分ｇには、
Ｇ色のカラーフィルタ１６が形成される。

【００３９】一方、平坦領域１４におけるブラックマト
リックス１５となるべき部分ｂｌについては、Ｂ、Ｒ、
Ｇ色のカラーフィルタ１６が順番に積層される結果、加
法混色によりＢｋ（黒色）となる。なお、ここではガラ
ス基板１の平坦領域１４にブラックマトリックス１５を
形成する一例として、Ｂ、Ｒ、Ｇ色のカラーフィルタ１
６を積層することにより形成する方法を示したが、これ
に限定する趣旨ではなく、例えばクロムやニッケル等の
金属材料、カーボンやチタンをフォトレジストに分散し
た樹脂等からなるブラックマトリックス１５をガラス基
板１の平坦領域１４に形成しても良い。また、カラーフ
ィルタ１６の配列は、ストライプ状や、モザイク状、ト
ライアングル状等、種々のものが適用可能である。

【００４０】このようにしてガラス基板１の表面に反射
膜１２、ブラックマトリックス１５、カラーフィルタ１
６が順次形成された後、さらに保護膜、透明電極、配向
膜等が順次形成される。そして、当該ガラス基板１上
に、各液晶装置の表示領域に相当する部分を囲むように
枠状のシール材が形成され、このシール材を介して当該
ガラス基板１と他のガラス基板とが貼り合わされる。こ
うして貼り合わされた１対のガラス基板間には液晶が封
入され、封入口が封止されて液晶表示パネルが形成され
る。

【００４１】Ｂ：第２の実施形態 上述した第１の実施形態においては、観察側から入射す
る外光を反射膜で反射させて表示を行う反射型のＴＦＤ
アクティブマトリクス液晶装置２００を例に説明を行っ
た。本実施形態では、十分な外光が存在する状況下では
反射型液晶装置と同様に外光を利用して反射型表示を行
う一方、外光が不十分な状況下ではバックライト等の光
源から出射する光を利用して透過型表示を行う半透過反
射型のＴＦＤアクティブマトリクス液晶装置を例に説明
を行う。

【００４２】図７は、半透過反射型のＴＦＤアクティブ
マトリクス液晶装置２００’の構成を示す概略断面図で
ある。液晶装置２００’は、図２に示す液晶装置２００
の基板２０２の外面上に位相差板２２５、偏光板２２
６、バックライトユニット２５０を設けた構成となって
いる。また、下側の基板２０２の内側（すなわち、液晶
層側）表面に形成された粗面領域２０２ａには、前掲図
２に示す反射膜１２に代えて、開口部１２１を有する半
透過反射膜１２ａが設けられている。なお、その他の構
成要素については、図２に示した液晶装置２００と同様
であるため、共通する部分には同一の符号を付し、その
説明を省略する。

【００４３】位相差板２２５及び偏光板２２６は、バッ
クライトユニット２５０から出射される光を所定の偏光
に変換する手段である。バックライトユニット２５０
は、光源たる蛍光管２５０ａと、蛍光管２５０ａからの
光を下側の基板２０２の前面に導く導光板２５０ｂとを
有している。なお、蛍光管２５０ａの代わりにＬＥＤ
（発光ダイオード）やＥＬ（エレクトロルミネンス）等
を適用することも可能である。

【００４４】半透過反射膜１２ａは、透過型表示を可能
とすべく、複数の開口部１２１が設けられている。ただ
し、これは開口部１２１を設けた半透過反射膜１２ａに
限定する趣旨ではなく、例えば開口部１２１を設ける代
わりに膜厚を１５〜２０ｎｍとした半透過反射膜を用い
て、反射率が８５％前後、透過率が１０％前後の半透過
反射板として機能させるようにしても良い。

【００４５】このような構成において、液晶装置２０
０’に外光が入射されると、外光は、液晶装置２００に
おける場合と同様の経路を介して半透過反射膜１２ａに
至り、反射した光が前記経路を逆に辿って偏光板２０７
から観察側に出射する。これにより、反射型表示が行わ
れる。

【００４６】一方、バックライトユニット２５０から光
が出射されると、当該出遮光は偏光板２２６、位相差板
２２５を通過して所定の偏光となり、半透過反射膜１２
ａに設けられた開口部１２１から、カラーフィルタ１６
→対向電極２２４→液晶層２０３→画素電極２０５→基
板２０１といった経路を介して位相差板２１０及び偏光
板２０７を通過する。これにより、透過表示が行われ
る。この半透過反射型の液晶装置２００’においても、
前述した反射型の液晶装置２００と同様、下側の基板２
０２の平坦領域２０２ｂにブラックマトリックス１５を
設けることにより、下側の基板１０２における平坦領域
２０２ｂと対向する位置から入射される外光は該ブラッ
クマトリックス１５を透過した後、観察者の視線方向と
一致しない方向に正反射する（図３参照）。これにより
コントラスト比を高めることができ、視認性を向上させ
ることが可能となる。

【００４７】なお、上記実施形態では、上側の基板２０
１にＴＦＤ素子２０９を設けた場合について説明を行っ
たが、下側の基板にＴＦＤ素子２０９を設けた場合にも
適用可能である。

【００４８】Ｃ．第３の実施形態 上述した第１及び第２の実施形態では、スイッチング素
子としてＴＦＤ素子を用いたアクティブマトリクス方式
の液晶装置を例に説明を行った。本実施形態では、スイ
ッチング素子としてＴＦＴ素子を用いたアクティブマト
リクス方式の液晶装置を例に説明を行う。

【００４９】図８は、本発明に係る液晶装置用基板を用
いたＴＦＴアクティブマトリクス液晶装置３００の構成
を模式的に例示する断面図である。なお、図８に示す液
晶装置３００は、十分な外光が存在する状況下では外光
を利用して反射型表示を行う一方、外光が不十分な状況
下ではバックライト等の光源から出射する光を利用して
透過型表示を行う半透過反射型液晶装置を想定してい
る。

【００５０】このＴＦＴアクティブマトリクス液晶装置
３００は、上側の基板２０１及び下側の基板２０２に形
成される電極が上述した半透過反射型のＴＦＤアクティ
ブマトリクス液晶装置２００’と異なっている。その他
の構成については、上述したＴＦＤアクティブマトリク
ス液晶装置２００’と同様であるため、対応する部分に
は同一符号を付し、説明を省略する。なお、このＴＦＴ
アクティブマトリクス液晶装置３００においても、上述
したＴＦＤアクティブマトリクス液晶装置２００’と同
様、下側の基板２０２に液晶装置用基板が用いられてい
る。

【００５１】ＴＦＴアクティブマトリクス液晶装置３０
０における上側の基板２０１の内面上には、その全面に
わたって対向電極３１０が形成されている。この対向電
極３１０は、下側の基板２０２上に形成された複数の反
射電極（詳細は後述する）に対向するように、透明導電
材料、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）により形成さ
れている。対向電極３１０が形成された上側の基板２０
１の表面は、ラビング処理が施された配向膜２１０によ
って覆われている。

【００５２】一方、下側の基板２０２の内面上には複数
の反射電極３２４やスイッチング（ＴＦＴ）素子、ブラ
ックマトリックス等が形成され、上記配向膜２１０と同
様の配向膜２３０によって覆われている。ここで、図９
を参照して、下側の基板２０２の各反射電極３２４近傍
の構成について説明する。

【００５３】同図に示すように、下側の基板２０２に
は、所定方向（図９に示す、Ｘ方向）に延在する複数の
走査線３２１と、走査線３２１と交差する方向（図９に
示す、Ｙ方向）に延在する複数のデータ線３２２とが形
成されている。そして、走査線３２１とデータ線３２２
とが交差する部分には、ＴＦＴ素子３２３を介して反射
電極３２４が形成されている。本実施形態における各反
射電極３２４は、反射性を有する導電性材料、例えばア
ルミニウムや銀等によって形成されており、上側の基板
２０１側からの入射光を反射させるための機能のほか、
上記対向電極２２４との間に挟まれた液晶層２０３に対
して電圧を印加するための電極としての機能とを兼ね備
えている。具体的には、上側の基板２０１と下側の基板
２０２との間に挟持された液晶層２０３は、対向電極２
２４と反射電極３２４との間に電圧が印加されることに
よってその配向方向が変化する。また、各反射電極３２
４は、バックライトユニット２５０からの光を透過させ
て透過型表示を行うための開口部３２４ａを有してい
る。

【００５４】図１０は、上述したＴＦＴ素子３２３およ
び反射電極３２４近傍の具体的構成を例示する断面図で
ある。同図に示すように、下側の基板２０２には、下地
層３１２ｂを介してポリシリコンからなる半導体層３２
３１が設けられ、その表面は、熱酸化による絶縁膜３２
３３で覆われている。

【００５５】上述したように、ＴＦＴ素子３２３は、Ｘ
方向に延在する走査線３２１と、Ｙ方向に延在するデー
タ線３２２との交差に対応して設けられる。ここで、半
導体層３２３１のうち、走査線３２１と重なる部分がチ
ャネル領域３２３１ａとなっている。換言すれば、走査
線３２１のうち、半導体層３２３１と交差する部分がゲ
ート電極３２３２として用いられる。

【００５６】また、半導体層３２３１において、チャネ
ル領域３２３１ａのソース側には、低濃度ソース領域３
２３１ｂ、高濃度ソース領域３２３１ｓが設けられる一
方、ドレイン側には、低濃度ドレイン領域３２３１ｃ、
高濃度ドレイン領域３２３１ｄが設けられて、いわゆる
ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造となっている。

【００５７】このうち、高濃度ソース領域３２３１ｓ
は、絶縁層３２３３および層間絶縁膜３２３６を開孔す
るコンタクトホールＣＨ１を介して、アルミニウム等か
らなるデータ線３２２に接続されている。一方、高濃度
ドレイン領域３２３１ｄは、絶縁膜３２３３および層間
絶縁膜３２３６を開孔するコンタクトホールＣＨ２によ
って、データ線３２２と同一層からなる中間導電膜３２
３５に接続されている。そして、この中間導電膜３２３
５は、樹脂層１２ｃを開孔するコンタクトホール３２３
７を介して反射電極３２４に接続されている。すなわ
ち、反射電極３２４は、中間導電膜３２３５を介して、
半導体層３２３１の高濃度ドレイン領域３２３１ｄに接
続されている。

【００５８】ここで、樹脂膜１２ｃは、感光性アクリル
樹脂等であり、その表面は、多数の微細な凹凸が形成さ
れた粗面領域３３２ａと、凹凸の形成されていない平坦
領域３３２ｂから構成されている。各反射電極３２４
は、かかる樹脂膜１２ｃの粗面領域３３２ａに形成され
る一方、樹脂膜１２ｃの平坦領域３３２ｂには、ブラッ
クマトリックス１５が形成される。

【００５９】このような構成において、ＴＦＴアクティ
ブマトリクス液晶装置３００に外光が入射されると、外
光は、偏光板２０７→位相差板２１０→基板２０１→対
向電極３１０→液晶層２０３→という経路を介して反射
電極３２４に至り、反射した光が前記経路を逆に辿って
観察側に出射する。これにより、反射型表示が行われ
る。

【００６０】一方、バックライトユニット２５０から光
が出射されると、当該出遮光は偏光板２２６、位相差板
２２５を通過して所定の偏光となり、反射電極３２４に
設けられた開口部３２４ａ、液晶層２０３、対向電極３
１０、基板２０１、位相差板２１０及び偏光板２０７を
通過する。これにより、透過表示が行われる。この半透
過反射型のＴＦＴアクティブマトリクス液晶装置３００
においても、前述した半透過反射型のＴＦＤアクティブ
マトリクス液晶装置２００’と同様、下側の基板２０２
の平坦領域２０２ｂにブラックマトリックス１５を設け
ることにより、下側の基板２０２における平坦領域２０
２ｂと対向する位置から入射される外光は該ブラックマ
トリックス１５を透過した後、観察者の視線方向と一致
しない方向に正反射する（図４参照）。これによりコン
トラスト比を高めることができ、視認性を向上させるこ
とが可能となる。

【００６１】なお、本実施形態では、半透過反射型液晶
装置を想定して説明を行ったが、反射型液晶装置に適用
することも可能である。反射型液晶装置に適用した場合
の具体的構成等については、上述した第１の実施形態と
同様に説明することができるため、説明を省略する。ま
た、ＴＦＴアクティブマトリクス液晶装置３００にカラ
ーフィルタを設け、カラー表示を行うようにしても良
い。また、本実施形態では、下側の基板にＴＦＴ素子３
２３を設けた場合について説明を行ったが、上側の基板
にＴＦＴ素子３２３を設けた場合にも適用可能である。

【００６２】Ｄ．第４の実施形態 上述した第１〜第３の実施形態では、アクティブマトリ
クス駆動方式の液晶装置を例に説明を行った。本実施形
態では、パッシブマトリクス駆動方式の液晶装置を例に
説明を行う。

【００６３】図１１は、本発明に係る液晶装置用基板を
用いたパッシブマトリクス液晶装置４００の構成を模式
的に例示する断面図である。なお、図１１に示す液晶装
置は、十分な外光が存在する状況下では外光を利用して
反射型表示を行う一方、外光が不十分な状況下ではバッ
クライト等の光源から出射する光を利用して透過型表示
を行う半透過反射型の液晶装置を想定している。

【００６４】このパッシブマトリクス液晶装置４００
は、上側の基板２０１及び下側の基板２０２に形成され
る電極が上述した半透過反射型のＴＦＤアクティブマト
リクス液晶装置２００’と異なっている。その他の構成
については、上述したＴＦＤアクティブマトリクス液晶
装置２００’と同様であるため、対応する部分には同一
符号を付し、説明を省略する。なお、このパッシブマト
リクス液晶装置４００においても、前掲図２、図７及び
図８に示すアクティブマトリクス液晶装置と同様、下側
の基板２０２に液晶装置用基板が用いられている。

【００６５】液晶装置における上側の基板２０１の内面
上には、透明電極４０５が設けられている。この透明電
極４０５は、所定の方向に延在して形成された帯状の電
極であり、透明導電材料、例えばＩＴＯ等によって形成
されている。これらの透明電極４０５が形成された表面
には配向膜２１０が形成され、所定方向にラビング処理
が施されている。

【００６６】一方、下側の基板２０２の内面上には、粗
面領域２０２ａと平坦領域２０２ｂが設けられおり、該
粗面領域２０２ａには開口部１２１を有する半透過反射
膜１２ａ及びＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色が所
定パターンで配列されたカラーフィルタ１６が形成さ
れ、該平坦領域２０２ｂにはブラックマトリックス１５
が形成されている。また、半透過反射膜１２、ブラック
マトリクス１５、カラーフィルタ１６が形成された下側
の基板２０２の表面には、カラーフィルタ１６上の山部
と谷部とを平坦化する保護層及び密着性向上層（図示
略）を下地として複数の透明電極４１０が形成されてい
る。各透明電極４１０は、上側の基板２０１に形成され
た透明電極４０５と交差する方向に延在するものであ
り、例えばＩＴＯ等によって形成されている。この透明
電極４１０の表面にも配向膜２３０が形成され、所定方
向にラビング処理が施されている。

【００６７】このような構成のパッシブマトリクス液晶
装置４００に外光が入射されると、外光は、偏光板２０
７→位相差板２１０→基板２０１→透明電極４０５→液
晶層２０３→透明電極４１０→カラーフィルタ１６とい
う経路を介して半透過反射膜１２ａに至り、反射した光
が前記経路を逆に辿って偏光板２０７から観察側に出射
する。これにより、反射型表示が行われる。

【００６８】一方、バックライトユニット２５０から光
が出射されると、当該出遮光は偏光板２２６、位相差板
２２５を通過して所定の偏光となり、半透過反射膜１２
ａに設けられた開口部１２１、カラーフィルタ１６、液
晶層２０３、基板２０２、基板２０１等を介して位相差
板２１０及び偏光板２０７を通過する。これにより、透
過表示が行われる。

【００６９】このように、半透過反射型のパッシブマト
リクス液晶装置４００においても上述した半透過反射型
のアクティブマトリクス液晶装置と同様、基板２０２の
平坦領域２０２ｂにブラックマトリックス１５を設ける
ことにより、下側の基板１０２における平坦領域２０２
ｂと対向する位置から入射される外光は該ブラックマト
リックス１５を透過した後、観察者の視線方向と一致し
ない方向に正反射する（図４参照）。これによりコント
ラスト比を高めることができ、視認性を向上させること
が可能となる。

【００７０】なお、本実施形態においては、半透過反射
型液晶装置を想定して説明を行ったが、上述したアクテ
ィブマトリクス液晶装置と同様に、反射型液晶装置にも
適用可能である。また、本発明に係る液晶装置用基板
は、以上説明したアクティブマトリクス液晶装置、パッ
シブマトリクス液晶装置に限定されず、あらゆる液晶装
置に適用可能である。

【００７１】Ｃ：電子機器 次に、上述した液晶装置を適用した電子機器について説
明する。なお、説明の重複を避けるため、半透過反射型
のＴＦＤアクティブマトリクス液晶装置２００’を電子
機器に適用した場合を例に説明を行う。

【００７２】＜その１：モバイル型コンピュータ＞ま
ず、この半透過反射型液晶装置２００をモバイル型のパ
ーソナルコンピュータに適用して例について説明する。
図１２は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜
視図である。同図において、パーソナルコンピュータ１
２００は、キーボード１２０２を備えた本体部１２０４
と、液晶表示ユニット１２０６とから構成されている。
この液晶表示ユニット１２０６は、バックライトを備え
た半透過反射型液晶装置２００’によって構成されてい
る。これにより、外光が全くない場所でも、バックライ
トを点灯させることにより表示が視認できるようになっ
ている。

【００７３】＜その２：携帯電話＞さらに、この半透過
反射型液晶装置２００を携帯電話に適用した例について
説明する。図１３は、携帯電話１３００の構成を示す斜
視図である。同図において、携帯電話１３００は、複数
の操作ボタン１３０２と、上述した半透過反射型液晶装
置２００’とを具備している。この半透過反射型液晶装
置２００’もバックライトを備えている。なお、図１２
及び図１３を参照して説明した電子機器の他にも、液晶
テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテ
ープレコーダ、カーナビゲーション装置、携帯電話、ペ
ージャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークス
テーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを
備えた装置等が挙げられる。なお、これら各種電子機器
においても同様に、反射型液晶装置を適用することがで
きることは、言うまでもない。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ブラックマトリックスを平坦領域に設けることにより、
外光がブラックマトリックスを透過し、透過光が反射膜
等において反射した場合であっても、反射した光が観察
者の目に到達することはない。これにより、高いコント
ラスト比を得ることができ、視認性を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る液晶装置用基板を適用したＴＦ
Ｄアクティブマトリクス液晶装置の構成を示す斜視図で
ある。

【図２】 図１に示すＴＦＤアクティブマトリクス液晶
装置のＡ−Ａ’断面図である。

【図３】 （ａ）は、ＴＦＤ素子を画素電極等と共に模
式的に例示した平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す
ＴＦＤ素子等のＢ−Ｂ’断面図である。

【図４】 本発明に係る液晶装置用基板に外光が入射さ
れた場合を説明するための図である。

【図５】 （ａ）〜（ｆ）は、本発明に係る液晶装置用
基板の製造方法を説明するための図である。

【図６】 ブラックマトリックス及びカラーフィルタの
形成工程を説明するための図である。

【図７】 本発明に係る液晶装置用基板を適用したＴＦ
Ｄアクティブマトリクス液晶装置の構成を示す断面図で
ある。

【図８】 本発明に係る液晶装置用基板を適用したＴＦ
Ｔアクティブマトリクス液晶装置の構成を示す断面図で
ある。

【図９】 同液晶装置の反射電極近傍の構成を例示する
平面図である。

【図１０】 同液晶装置の反射電極及びＴＦＴ素子の構
成を例示する断面図である。

【図１１】 発明に係る液晶装置用基板を適用したパッ
シブマトリクス液晶装置の構成を示す断面図である。

【図１２】 本発明に係る液晶装置を電子機器に適用し
た例を示す図である。

【図１３】 本発明に係る液晶装置を電子機器に適用し
た例を示す図である。

【図１４】 従来の反射膜が形成された基板の構成を示
す平面図である。

【符号の説明】

２０１、２０２…基板 １２…反射膜 １２ａ…半透過反射膜 １６…カラーフィルタ １２１…開口部 １５…ブラックマトリックス ２０２ａ…粗面領域 ２０２ｂ…平坦領域 ２０３…液晶層 ２００、２００’…ＴＦＤアクティブマトリクス液晶装
置 ３００…ＴＦＴアクティブマトリクス液晶装置 ４００…パッシブマトリクス液晶装置

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｆ 9/00 ３４２ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３４２Ｚ 9/30 ３４９ 9/30 ３４９Ｄ ３４９Ｃ ３４９Ｂ Ｆターム(参考） 2H090 HA04 HB06X HB13X HC12 HD03 HD06 JA03 JC03 LA04 LA15 LA20 2H091 FA02Y FA15Y FA16Y FA35Y FB04 FB08 FC01 FC02 FD04 FD05 GA02 GA07 GA13 LA03 LA17 2H092 JA03 JA24 JB08 JB52 JB58 KB22 MA14 MA15 NA01 PA08 PA09 PA12 5C094 AA01 AA06 BA03 BA43 CA19 CA24 DA13 EA04 EA07 EB02 ED03 ED11 ED15 FB12 FB15 HA08 HA10 5G435 AA01 AA02 BB12 BB15 BB16 CC12 EE27 EE33 FF03 FF08 FF13 GG12 GG24 LL07 LL08

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶層を挟持する一対の基板のうち、観
   察側とは反対側に位置する液晶装置用基板であって、 前記液晶層側の表面は、平坦領域と、粗面領域とを有
   し、 前記平坦領域には、光透過率が０よりも大きな遮光膜が
   形成されていることを特徴とする液晶装置用基板。
2. 【請求項２】 前記遮光膜を覆うように形成された着色
   層をさらに具備し、前記遮光膜は、前記着色層が複数積
   層されてなることを特徴とする請求項１に記載の液晶装
   置用基板。
3. 【請求項３】 前記粗面領域には、観察側から入射する
   光を反射する反射膜が形成されることを特徴とする請求
   項１又は２に記載の液晶装置用基板。
4. 【請求項４】 前記反射膜は、前記観察側とは反対側か
   ら入射する光を透過する開口部を備えることを特徴とす
   る請求項３に記載の液晶装置用基板。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１の請求項に記
   載の液晶用基板と他の基板との間に、液晶層を挟持して
   なることを特徴とする液晶装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の液晶装置を表示部とし
   て備えることを特徴とする電子機器。
7. 【請求項７】 液晶層を挟持する一対の基板のうち、観
   察側とは反対側に位置する液晶装置用基板の製造方法で
   あって、 前記液晶層側の表面の一部をマスク材によって覆い、前
   記表面のうち、前記マスク材によって覆われた領域以外
   の領域を粗面化する粗面化処理工程と、 前記粗面化の後に前記マスク材を除去し、当該マスク材
   によって覆われていた領域に光透過率が０よりも大きな
   遮光膜を形成する遮光膜形成工程とを具備することを特
   徴とする液晶装置用基板の製造方法。
8. 【請求項８】 液晶層を挟持する一対の基板のうち、観
   察側とは反対側に位置する液晶装置用基板の製造方法で
   あって、 前記液晶層側の表面の一部をマスク材によって覆い、前
   記表面のうち、前記マスク材によって覆われた領域以外
   の領域を粗面化する粗面化処理工程と、 前記粗面化の後に前記マスク材を除去し、当該マスク材
   によって覆われていた領域以外の領域に着色層を形成す
   る一方、当該当該マスク材によって覆われていた領域に
   前記着色層を複数積層してなる光線透過率が０よりも大
   きな遮光膜を形成する着色層・遮光膜形成工程とを具備
   することを特徴とする液晶装置用基板の製造方法。