JP2004354507A - 電気光学装置、電子機器、及び、電気光学装置の製造方法、並びに電子機器の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一対の基板を対向させると共に対向面間に液晶を配してなる電気光学装置において、前記一対の基板の一方は、透過表示部310と、反射膜及び透明な保護膜が設けられてなる反射表示部311と、前記透過表示部及び反射表示部を覆う透明電極と、該透明電極の上層に形成される配向膜と、を備え、前記反射表示部311は、前記保護膜に前記透過表示部310から延出された溝300が設けられている。
【選択図】 図5
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は電気光学装置、電子機器、及び、電気光学装置の製造方法、並びに電子機器の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、外光を利用した反射型表示と、バックライト等の照明光を利用した透過型表示とのいずれをも視認可能とした反射半透過型の液晶表示パネルが知られている。この反射半透過型の液晶表示パネルは、そのパネル内に外光を反射するための反射膜を有し、この反射膜をバックライト等の照明光が透過できるように構成したものである。この種の反射膜としては、液晶表示パネルの画素毎に所定面積の開口部(スリット)を備えたものがある。
【0003】
図11及び図12は、従来の反射半透過型の液晶表示装置をアクティブマトリクスタイプの液晶表示装置に適用した例である。図11に示すように、この半透過反射型液晶表示装置は、その断面構造の如く上下に対向配置された透明のガラス等からなる基板1、2の間に液晶層3が挟持された基本構造とされている。なお、図面では省略されているが、実際には基板1、2の周縁部側にシール材が介在されていて、液晶層3を基板1、2とシール材とで取り囲むことにより液晶層3が基板1、2間に封入された状態で挟持されている。また、図11において下方の基板2の更に下方側にはバックライト4が設けられている。図11に示す半透過反射型液晶表示装置Dにおいて基板1の液晶層3側には透明電極5が形成され、基板2の液晶層3側には平面視矩形状の複数の電極6が、図11の紙面左右方向、および、図11の紙面垂直方向に相互に離間して表示領域に対応するように形成されている。なお、前記電極6は図12に示すように光反射性の金属からなる平面視矩形枠状の反射電極部6aとこの反射電極部6aの中央部に形成された透孔6b内に配置された透明電極部6cとから構成されている。
【0004】
この液晶表示装置Dにおいて表示領域は、多数の画素gが集合して構成され、各画素gは例えば図12に示すように電極6を平面視した場合に縦長の3つの電極6が集合した正方形状の部分により区画される。本実施形態の液晶表示装置Dはカラー表示を前提とした構造とされているので、図12に示す3つの電極6で区画される平面視正方形状の1つの画素Gが、3つの分割画素領域g1、g2、g3に分割されている。そして、これらの分割画素領域g1〜g3に対応する電極6の中央部分に個々に長方形状の透孔6bが形成され、これらの透孔6bの内側に透明電極部6cが形成されている。
【0005】
また、図11に示すように電極6の下方に位置する基板2の上面には、透孔6bの位置に合わせて開口凹部2aが形成され、該開口凹部2aが形成された部分の周囲が突部2bとされるとともに、前記凹部2bの内表面に透明電極部6cが形成され、突部2bの上面に光反射性の金属電極からなる反射電極部(反射手段)6aが形成され、反射電極部6aと透明電極部6cが接続一体化されて電極6が構成されている。
【0006】
また、これらの電極6a、6cの上にはこれらの電極とその周囲部分を覆って例えばポリイミドからなる配向膜7が形成されている(特許文献1)。
【0007】
【特許文献1】
特開平10−221995号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記特許文献1にかかる従来の液晶表示装置の各画素はそのマルチギャップの凹凸構造の開口凹部の短いピッチ幅が例えば80μm以上と大きいものであったが、近年の高解像度化のために幅を50μm未満としようとすると、フレキソ印刷法による場合では、配向膜を均一に塗布することができない、という問題がある。
【0009】
この為、スピンコート法による配向膜の塗布では、均一な膜を得ることができるが、配向膜材料の利用効率が悪いと共に、作業効率も悪いという問題がある。均一な配向膜の塗布ができないと、画素毎の輝度むらが生じるという問題がある。
【0010】
本発明は、前記問題に鑑み、高解像度化を測った場合においても、配向膜の塗布が均一となり、輝度むらのない電気光学装置、電子機器、及び、電気光学装置の製造方法、並びに電子機器の製造方法を提供することを課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明に係る電気光学装置は、一対の基板を対向させると共に対向面間に液晶を配してなる電気光学装置において、前記一対の基板の一方は、透過表示部と、反射膜及び透明な保護膜が設けられてなる反射表示部と、前記透過表示部及び反射表示部を覆う透明電極と、該透明電極の上層に形成される配向膜と、を備え、前記反射表示部は、前記保護膜に前記透過表示部から延出された溝が設けられてなることを特徴とする。この溝を形成することで、透明電極の上に形成される配向膜の塗布を均一とすることができ、表示の輝度ムラを解消することができる。
【0012】
また、前記溝には前記保護膜が設けられていないようにしてもよい。
【0013】
また、前記溝は、前記反射表示部同士を連通してなるようにしてもよい。
【0014】
また、前記反射表示部の形状が矩形状であり、前記溝が反射表示部の長手方向と直交する方向又は同一方向のいずれか又は両方に形成されてなるようにしてもよい。
【0015】
また、前記溝が形成されてなる箇所には前記反射膜が設けられていないようにしてもよい。
【0016】
また、前記配向膜の塗布をフレキソ印刷法によって形成してなるようにしてもよい。
【0017】
また、前記一対の基板の他方に着色層が形成してなるようにしてもよい。
【0018】
また、前記溝を形成した一対の基板の一方に着色層が形成してなるようにしてもよい。
【0019】
前記電気光学装置を用いることにより、表示ムラのない電気光学装置を備える電子機器を得ることができる。
【0020】
電気光学装置の製造方法は、一対の基板を対向させると共に対向面間に液晶を配してなる電気光学装置の製造方法において、前記一対の基板の一方は、透過表示部を形成し、反射膜及び透明な保護膜を積層することによって反射表示部を形成し、前記透過表示部及び反射表示部を覆う透明電極を形成し、該透明電極の上層に配向膜を形成し、前記反射表示部を形成する工程において、前記保護膜は前記透過表示部から延出された溝が形成されてなることを特徴とする。
【0021】
また、上記電気光学装置の製造方法を用いることにより、表示ムラのない電子機器を製造することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の内容を発明の実施形態により詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0023】
図1乃至図4は本実施形態の液晶装置の構成図である。図5乃至図8は、副画素の開口凹部の模式図である。図9はパーソナルコンピュータの斜視図である。図10は携帯電話の斜視図である。
【0024】
まず、図1乃至図4を参照して本実施形態の液晶装置について説明する。
図1は、本発明に係る第1実施形態の液晶装置を構成する液晶パネル200の外観を示す概略斜視図であり、図2は、液晶パネル200の模式的な概略断面図、図3は液晶パネル200における画素内の構造を拡大して示す拡大部分断面図である。図4は、液晶パネル200を構成するカラーフィルタ基板210の拡大部分平面図である。
【0025】
この液晶装置は、いわゆる反射半透過方式のパッシブマトリクス型構造を有する液晶パネル200に対して、必要に応じて図示しないバックライトやフロントライト等の照明装置やケース体などを適宜に取付けてなる。
【0026】
図1に示すように、液晶パネル200は、ガラス板や合成樹脂板等からなる透明な第1基板211を基体とし、第1の配線が形成してなるカラーフィルタ基板210と、これに対向する同様の第2基板221を基体とし、第2の配線が形成してなる対向基板220とがシール材230を介して貼り合わせられ、シール材230の内側に開口部230aから液晶232が注入された後、封止材231にて封止されてなるセル構造を備えている。
【0027】
第1基板211の内面(第2基板221に対向する表面)上には複数並列したストライプ状の透明電極216が形成され、第2基板221の内面上には複数並列したストライプ状の透明電極222が形成されている。また、前記透明電極216は配線218Aに導電接続され、前記透明電極222は配線228に導電接続されている。透明電極216と透明電極222とは相互に直交し、その交差領域はマトリクス状に配列された多数の画素を構成し、これらの画素配列が液晶表示領域Aを構成している。
【0028】
第1基板211は第2基板221の外形よりも外側に張り出してなる基板張出部210Tを有し、この基板張出部210T上には、前記配線218A、前記配線228に対してシール材230の一部で構成される上下導通部を介して導電接続された配線218B、及び、独立して形成された複数の配線パターンからなる入力端子部219が形成されている。また、基板張出部210T上には、これら配線218A,218B及び入力端子部219に対して導電接続されるように、液晶駆動回路等を内蔵した半導体IC261が実装されている。また、基板張出部210Tの端部には、前記入力端子部219に導電接続されるように、フレキシブル配線基板263が実装されている。
【0029】
この液晶パネル200において、図2に示すように、第1基板211の外面には位相差板(1/4波長板)240及び偏光板241が配置され、第2基板221の外面には位相差板(1/4波長板)250及び偏光板251が配置されている。
【0030】
<カラーフィルタ基板210の構造>
次に、図2乃至図4を参照して、本発明の液晶装置用基板に相当するカラーフィルタ基板210の構造を詳細に説明する。第1基板211の表面には、反射膜212が形成されている。反射膜212は、アルミニウム、アルミニウム合金、クロム、クロム合金、銀、銀合金などの金属薄膜で構成することができる。反射膜212には、前記画素毎に、反射面を有する反射部212rと、開口部212aとが設けられている。
【0031】
反射膜212の上には画素毎に着色層214が形成され、その上をアクリル樹脂やエポキシ樹脂などの透明樹脂からなる表面保護膜(オーバーコート層)215が被覆している。この着色層214と表面保護膜215とによってカラーフィルタが形成される。
【0032】
着色層214は、通常、透明樹脂中に顔料や染料等の着色材を分散させて所定の色調を呈するものとされている。着色層の色調の一例としては原色系フィルタとしてR(赤)、G(緑)、B(青)の3色の組合せからなるものがあるが、これに限定されるものではなく、補色系その他の種々の色調で形成できる。通常、基板表面上に顔料や染料等の着色材を含む感光性樹脂からなる着色レジストを塗布し、フォトリソグラフィ法によって不要部分を除去することによって、所定のカラーパターンを有する着色層を形成する。ここで、複数の色調の着色層を形成する場合には前記工程を繰り返す。
【0033】
前記のように画素毎に形成された着色層214の間の画素間領域には黒色遮光膜(ブラックマトリクス或いはブラックマスク)214BMが形成されている。この黒色遮光膜214BMとしては、例えば黒色の顔料や染料等の着色材を樹脂その他の基材中に分散させたものや、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色の着色材を共に樹脂その他の基材中に分散させたものなどを用いることができる。
【0034】
なお、着色層の配列パターンとして、図4に示す図示例ではストライプ配列を採用しているが、このストライプ配列の他に、デルタ配列や斜めモザイク配列等の種々のパターン形状を採用することができる。
【0035】
表面保護膜215は、前記画素毎に、前記反射膜212の開口部212aの直上領域(開口部212aと平面的に重なる領域)に開口凹部215aが形成されている。したがって、本実施形態の場合には、着色層214の表面は開口凹部215aにより上層構造に対して露出した状態となっている。
【0036】
表面保護膜215の上には、ITO(インジウムスズ酸化物)等の透明導電体からなる透明電極216が形成されている。透明電極216は図2(b)の図示上下方向に伸びる帯状に形成され、複数の透明電極216が相互に並列してストライプ状に構成されている。透明電極216の上にはポリイミド樹脂等からなる配向膜217が形成されている。
【0037】
透明電極216には、前記表面保護膜215に開口凹部215aが形成されていることにより、その表面に凹部216aが形成される。この凹部216aは配向膜217に覆われているが、その凹部形状はそのままカラーフィルタ基板210の表面に反映し、カラーフィルタ基板210に画素毎に表面凹部210aを形成している。
【0038】
<対向基板220の構造>
一方、前記カラーフィルタ基板210と対向する対向基板220は、ガラス等からなる第2基板221上に、前記と同様の透明電極222、SiO2やTiO2などからなる硬質保護膜223、前記と同様の配向膜224を順次積層させたものである。
【0039】
<液晶層の構造>
図3に示すように、前記のように構成されたカラーフィルタ基板210と対向基板220との間に液晶232が充填されている。このとき、カラーフィルタ基板210の内面上には上述のように画素毎に表面凹部210aが形成されているので、液晶232はこの表面凹部210a内に入り込んだ状態(すなわち、前記表面保護膜215の開口凹部215aの内側に入り込んだ状態)に構成される。このため、液晶層の厚さは、前記表面保護膜215の開口凹部215aの形成された領域(すなわち、反射膜212の開口部212aの形成された領域)において、それ以外の領域(すなわち反射部212rの形成された領域)に較べて厚く構成されていることとなる。
【0040】
以上のように構成された本実施形態において、対向基板220側から入射した外光は液晶232を透過してカラーフィルタを透過した後に反射部212rにて反射し、再び液晶232及び対向基板220を透過して出射する。このとき、反射光はカラーフィルタの着色層214を2回通過する。
【0041】
一方、着色層214は反射膜212の開口部212aを覆っているので、例えばカラーフィルタ基板210の背後にバックライト等を配置して、背後から照明光を照射した場合には、当該照明光の一部が反射膜212の開口部212aを通過して着色層214を透過し、液晶232及び対向基板220を通過して出射する。このとき、透過光は着色層214を1回だけ透過する。
【0042】
本実施形態では、第1基板211上に形成されたカラーフィルタの表面保護膜215には、反射膜212の開口部212aと重なる領域に、開口凹部215aが形成されていることにより、カラーフィルタ基板210に表面凹部210aが設けられ、この表面凹部210a内に液晶232が入り込んでいることにより液晶層の厚さが反射膜の開口部212aと重なる領域において厚く構成されているため、透過型表示を構成する透過光に作用する液晶層のリタデーション(Δn・d、ここでΔnは屈折率異方性、dは厚さ)が増大し、その結果、透過型表示における透過光の利用効率を高めることができる。
【0043】
ここで、図4に示すように、本実施の形態では、前記開口凹部215a内に形成される透過表示部310と、反射膜212及び透明な保護膜215が設けられてなる反射表示部311とが形成されている。
そして、図4及び図5に示すように、本実施の形態では、前記反射表示部311は、前記保護膜に前記透過表示部310から延出された溝300が設けられている。この溝300は、前記保護膜215の一部であってもよいし、該保護膜215がないものであってもよい。
また、前記溝300は、反射表示部311同士を連通するように形成されている。
すなわち、図4を模式的に示す図5に示すように、副画素301R,301G,301Bを構成する各開口凹部215a同士を連通するように溝300を形成することによって、高解像度化のために開口部の開口幅dを小さくした場合(例えば60μm以下)においても、セル組立時のフレキソ印刷法による塗布方法を用いて例えばポリイミド等の配向膜217の塗布性を向上させることができると共に、配向膜のレベリング性を向上させることができる。この結果、配向膜217が均一に塗布されるので、画素毎の輝度ムラが解消され表示性能の向上を図ることができる。
【0044】
例えば、D(40μm)×L(120μm)の副画素の場合において、その開口凹部215aがd(20μm)×l(40μm)の場合であっても、10μmの溝302を形成することで、配向膜217の塗布性を向上させることができた。なお、この際の開口凹部215aの開口高さは液晶による反射と透過の最適な制約があるが、本実施の形態においては、1.5〜3.0μm程度、好適には1.8〜2.7μm程度とした。なお、透明電極216の膜厚は1500〜3000Å、配向膜の膜厚は約700Åとした。
【0045】
また、図6に示すように、副画素の開口凹部215aの長手方向と同一方向にスリット状の溝300を形成するようにしてもよい。このように反射表示部311同士を連通することにより、配向膜217が均一に塗布されるので、画素毎の輝度ムラが解消され表示性能の向上を図ることができる。
【0046】
また、図7に示すように、副画素の開口凹部215aの長手方向と同一方向及び直交する方向にスリット状の溝300を形成するようにしてもよい。
この場合には、図5及び図6の場合の実施の形態における溝300よりもその溝幅を小さくすることができる。
【0047】
また、図8に示すように、スリット状の溝と開口凹部215aの幅dとを同一径するようにしてもよい。この場合には透過表示が優先となる。
【0048】
なお、本実施の形態では、図2に示すように、前記開口凹部215aを形成した基板側に着色層が形成してなるものを説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図11に示すように、前記凹部と対向する基板側に着色層が形成してなるに適用することができることはいうまでもない。
【0049】
なお、上述した説明はパッシブマトリックス型について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、アクティブ型であってもよい。
【0050】
[第2の実施の形態]
次に、本発明に係る液晶表示パネルを適用可能な電子機器の具体例について図9及び図10を参照して説明する。
【0051】
まず、本発明に係る液晶表示パネルを、可搬型のパーソナルコンピュータ(いわゆるノート型パソコン)の表示部に適用した例について説明する。図9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。同図に示すように、パーソナルコンピュータ91は、キーボード911を備えた本体部912と、本発明に係る液晶表示パネルを適用した表示部913とを備えている。
【0052】
続いて、本発明に係る液晶表示パネルを、携帯電話機の表示部に適用した例について説明する。図10は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。
同図に示すように、携帯電話機92は、複数の操作ボタン921のほか、受話口922、送話口923とともに、本発明に係る液晶表示パネルを適用した表示部924を備える。
【0053】
なお、本発明に係る液晶表示パネルを適用可能な電子機器としては、図9に示したパーソナルコンピュータや図10に示した携帯電話機の他にも、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、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、ディジタルスチルカメラなどが挙げられ、特に限定されるものではない。
【0054】
また、上述した実施形態では、電気光学装置として、液晶装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、エレクトロルミネッセンス装置、特に、有機エレクトロルミネッセンス装置、無機エレクトロルミネッセンス装置等や、プラズマディスプレイ装置、FED(フィールドエミッションディスプレイ)装置、LED(発光ダイオード)表示装置、電気泳動表示装置、液晶シャッター等を用いた小型テレビ、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を用いた装置などの各種の電気光学装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1実施形態の液晶パネルの外観を示す概略斜視図である。
【図2】第1実施形態のパネル構造を模式的に示す概略断面図である。
【図3】第1実施形態の液晶パネルにおける画素内の構造を拡大して示す拡大部分断面図である。
【図4】カラーフィルタ基板の平面構造を示す拡大部分平面図である。
【図5】副画素の開口部の模式図である。
【図6】他の副画素の開口部の模式図である。
【図7】他の副画素の開口部の模式図である。
【図8】他の副画素の開口部の模式図である。
【図9】パーソナルコンピュータの斜視図である。
【図10】携帯電話の断面図である。
【図11】液晶パネルの内部構造概略図である。
【図12】副画素の開口部の概略図である。
【符号の説明】
200 液晶パネル210 カラーフィルタ基板210a 表面凹部211 第1基板212 反射膜212a 開口部214 着色層215 表面保護膜215a 開口凹部216 透明電極220 対向基板221 第2基板222 透明電極 300 溝 301R,301G,301B 副画素
Claims (11)
- 一対の基板を対向させると共に対向面間に液晶を配してなる電気光学装置において、
前記一対の基板の一方は、
透過表示部と、
反射膜及び透明な保護膜が設けられてなる反射表示部と、
前記透過表示部及び反射表示部を覆う透明電極と、該透明電極の上層に形成される配向膜と、を備え、
前記反射表示部は、前記保護膜に前記透過表示部から延出された溝が設けられてなることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1において、前記溝には前記保護膜が設けられていないことを特徴とする電気光学装置。
- 請求項1又は2において、前記溝は、前記反射表示部同士を連通してなることを特徴とする電気光学装置。
- 請求項1乃至3のいずれか1つにおいて、
前記反射表示部の形状が矩形状であり、
前記溝が反射表示部の長手方向と直交する方向又は同一方向のいずれか又は両方に形成されてなることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1つにおいて、
前記溝が形成されてなる箇所には前記反射膜が設けられていないことを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1つにおいて、
前記配向膜の塗布をフレキソ印刷法によって形成してなることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1において、
前記一対の基板の他方に着色層が形成してなることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1において、
前記溝を形成した一対の基板の一方に着色層が形成してなることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1乃至8のいずれか1つに記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
- 一対の基板を対向させると共に対向面間に液晶を配してなる電気光学装置の製造方法において、
前記一対の基板の一方は、
透過表示部を形成し、
反射膜及び透明な保護膜を積層することによって反射表示部を形成し、
前記透過表示部及び反射表示部を覆う透明電極を形成し、
該透明電極の上層に配向膜を形成し、
前記反射表示部を形成する工程において、前記保護膜は前記透過表示部から延出された溝が形成されてなることを特徴とする電気光学装置の製造方法。 - 請求項10に記載の電気光学装置の製造方法を用いたことを特徴とする電子機器の製造方法。
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