JP2005049776A - 電気光学装置用基板、電気光学装置、電子機器、電気光学装置用基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 光散乱用の凹凸を付与するための凹凸形成層を利用して、透過モードで表示したカラー画像の品位を向上可能な電気光学装置用基板、電気光学装置、電子機器、電気光学装置用基板の製造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１の対向基板３０において、凹凸形成層５０は、青色透明の感光性樹脂（透光性カラー樹脂）によって形成されている。青色（Ｂ）のカラーフィルタ層３４Ｂが形成されている画素１１では、光透過窓３３０と平面的に重なる領域では、青色の透光性カラー樹脂からなる凹凸形成層５０と、青色（Ｂ）のカラーフィルタ層３４Ｂとが積層された構造になっている。カラーフィルタ層３４Ｂとしては、光反射層３３と平面的に重なる領域に形成されている反射表示用のカラーフィルタ層３４２Ｂがそのまま、光透過窓３３０と平面的に重なる領域にも形成されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、透過モードおよび反射モードでの表示を可能とする電気光学装置用基板、電気光学装置、電子機器、および電気光学装置用基板の製造方法に関するものである。

代表的な電気光学装置の一つである液晶装置は、薄型、軽量、低消費電力という特長を有していることから、携帯電話機、モバイルコンピュータなどの表示装置として広く用いられている。

この種の電気光学装置では、図１１に示すように、バックライト装置から出射された光Ｌ１によって透過モードでの表示を行え、かつ、外光Ｌ２を利用した反射モードでの表示も行えるように、液晶層１２を保持する一対の基板２０、３０のうちの一方の基板３０に、反射モードでの表示を可能とする光反射層３３、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルタ層３４、オーバーコート層３５、透光性を備えた画素電極３６、および配向膜３７がこの順に形成されている一方、光反射層３３には透過モードでの表示を可能とする光透過窓３３０が各画素１１毎に形成されている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、光反射層３３で反射された光の方向性が強いと、画像をみる角度で明るさが異なるなどの視野角依存性が顕著に出てしまう。そこで、基板３０の表面に塗布したアクリル樹脂などの無色透明な感光性樹脂を選択的に露光した後、現像、焼成して、凹凸形成層５０を形成することにより、光反射層３３の表面に光散乱用の微細な凹凸を付与している。
特開２００２−２５８２７０号（第６頁、図１）

しかしながら、この種の電気光学装置において、反射表示光はカラーフィルタ層３４を２度、通過するが、透過表示光はカラーフィルタ層３４を１度しか通過しないため、透過モードでカラー画像を表示すると、反射モードでカラー画像を表示した場合と比較して、色が薄いという問題点がある。

そこで、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルタ層３４のいずれについても、光反射層３３と平面的に重なる領域には、反射表示用のカラーフィルタ層を形成する一方、光透過窓３３０と平面的に重なる領域には、反射表示用のカラーフィルタ層よりも着色性の強い透過表示用カラーフィルタ層を形成する場合もあるが、このような対策では、透過モードで表示した際のカラー画像の品位を十分に向上できないという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、光散乱用の凹凸を付与するための凹凸形成層を利用して、透過モードで表示したカラー画像の品位を向上可能な電気光学装置用基板、電気光学装置、電子機器、電気光学装置用基板の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、電気光学物質を保持する透光性基板上に、少なくとも、透光性を備えた凹凸形成層、反射モードでの表示を可能とする光反射層、および複数色のカラーフィルタ層がこの順に形成されているとともに、前記光反射層には透過モードでの表示を可能とする光透過窓が多数の画素の各々に形成されている電気光学装置用基板において、前記多数の画素には、対応する色と同一色の透光性カラー樹脂により前記凹凸形成層が形成された画素が含まれ、当該透光性カラー樹脂を備えた画素には、前記光透過窓と平面的に重なる領域に、当該透光性カラー樹脂からなる前記凹凸形成層と前記カラーフィルタ層とが積層されていることを特徴とする。

本発明において、前記光透過窓と平面的に重なる領域に前記透光性カラー樹脂からなる前記凹凸形成層と前記カラーフィルタ層とが積層された画素では、前記光反射層と平面的に重なる領域、および前記光透過窓と平面的に重なる領域に同一材料からなるカラーフィルタ層が形成されていることが好ましい。このように構成すると、カラーフィルタ層の形成工程を簡略化できる。

本発明において、前記多数の画素の各々で、同一色の透光性カラー樹脂により前記凹凸形成層が形成されている場合、前記多数の画素のうち、前記透光性カラー樹脂の色と相違する色に対応する画素では、前記光透過窓と平面的に重なる領域から前記凹凸形成層を除去すればよい。

このような電気光学装置用基板の製造方法においては、前記透光性基板上に塗布した感光性の透光性カラー樹脂を選択的に露光した後、現像して前記凹凸形成層を形成するとともに、前記多数の画素のうち、前記透光性カラー樹脂と同一の色に対応する画素においては前記光透過窓と平面的に重なる領域に前記透光性カラー樹脂を残し、その他の画素においては、前記光透過窓と平面的に重なる領域から前記透光性カラー樹脂を除去し、前記透光性カラー樹脂と同一の色に対応する画素では、前記光透過窓と平面的に重なる領域に、当該透光性カラー樹脂からなる前記凹凸形成層の上層に前記カラーフィルタ層を積層することを特徴とする。

本発明において、各色に対応する画素毎に、対応する色の透光性カラー樹脂により前記凹凸形成層を形成してもよく、この場合、前記多数の画素のいずれにおいても、前記光透過窓と平面的に重なる領域では、当該透光性カラー樹脂からなる前記凹凸形成層と前記カラーフィルタ層とを積層すればよい。

このような電気光学装置用基板の製造方法においては、前記透光性基板上に塗布した感光性樹脂を選択的に露光した後、現像して前記凹凸形成層を形成する際、前記感光性樹脂として、各色に対応する画素毎に、対応する色の透光性カラー樹脂を用い、前記多数の画素の各々に対して、前記光透過窓と平面的に重なる領域には、当該透光性カラー樹脂からなる前記凹凸形成層の上層に前記カラーフィルタ層を積層することを特徴とする。

本発明を適用した電気光学装置用基板については、この基板によって電気光学物質を保持して電気光学装置を構成することができる。例えば、本発明を適用した電気光学装置用基板と、該電気光学装置用基板に対向配置された別の基板との間に、電気光学物質としての液晶を保持すれば、電気光学装置としての液晶装置を構成することができる。

本発明を適用した電気光学装置は、携帯電話機、モバイルコンピュータなどの電子機器において表示部として用いることができる。

本発明では、凹凸形成層を透光性カラー樹脂で形成し、光透過窓と平面的に重なる領域では、透光性カラー樹脂からなる凹凸形成層とカラーフィルタ層とを積層する。従って、透過モードでカラー画像を表示する際、透過表示光は、透光性カラー樹脂からなる凹凸形成層を透過する際に着色され、さらにカラーフィルタ層を透過する際も着色される。従って、凹凸形成層でも着色を行う分、透過表示光に対する着色性を高めることができるので、透過モードで表示したカラー画像の品位を向上することができる。それ故、透過モードでカラー画像を表示した場合と、反射モードでカラー画像を表示した場合との表示品位の差を解消することができる。

図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。図２および図３はそれぞれ、図１に示す電気光学装置の構成を示す分解斜視図、およびその一部を拡大して示す拡大断面図である。図４は、電気光学装置において、ＴＦＤ素子を含む数画素分のレイアウトを示す平面図であり、図５は、そのＡ−Ａ’線に沿って示す断面図である。

本発明を適用した電気光学装置は、ネマチック液晶を用いたアクティブマトリクス型の半透過反射型液晶装置であり、図１に示すように、複数本の走査線３１が行（Ｘ）方向に形成され、複数本のデータ線２１が列（Ｙ）方向に形成されている。また、走査線３１とデータ線２１との各交差部分には、画素１１が形成されている。各画素１１では、ネマチック液晶からなる液晶層１２と、二端子型アクティブ素子たるＴＦＤ素子４０とが直列接続している。ここに示す例では、液晶層１２が走査線３１の側に接続され、ＴＦＤ素子４０がデータ線２１の側に接続されている。各走査線３１は、走査線駆動回路３５０によって駆動される一方、各データ線２１は、データ線駆動回路２５０によって駆動される構成となっている。

図２に示すように、電気光学装置１では、一対の透光性基板を所定の間隙を介して貼り合わされた駆動用液晶セル１０が用いられているとともに、上側偏光板２、第１の上側位相差板３、第２の上側位相差板４、駆動用液晶セル１０、第１の下側位相差板５、第２の下側位相差板６、およびバックライト装置９が上方から下方にこの順に重ねて配置されている。

駆動用液晶セル１０において、一方の透光性基板は、アクティブ素子が形成される素子側基板２０であり、他方の透光性基板は、素子側基板２０に対向する対向基板３０（電気光学装置用基板）である。素子側基板２０と対向基板３０とは、スペーサ（図示省略）を含むシール材１４によって一定の間隙を保って接合されるとともに、この間隙に、液晶層１２が封入、保持された構成となっている。

電気光学装置１では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）技術により、素子側基板２０の表面に直接、データ線駆動回路２５０を構成する液晶駆動用ＩＣ（ドライバ）が実装され、対向基板３０の表面にも直接、走査線駆動回路３５０を構成する液晶駆動用ＩＣ（ドライバ）が実装されている。なお、ＣＯＧ技術に限られず、それ以外の技術を用いて、ＩＣチップと電気光学装置とが接続された構成としても良い。例えば、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）技術を用いて、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）の上にＩＣチップがボンディングされたＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）を電気光学装置に電気的に接続する構成としても良い。また、ＩＣチップをハード基板にボンディングするＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）技術を用いても良い。

図３および図４に示すように、素子側基板２０の内側表面には下地膜２５が形成されているとともに、この下地膜２５の表面には、複数本のデータ線２１と、それらのデータ線２１に接続された複数のＴＦＤ素子４０と、それらのＴＦＤ素子４０と１対１に接続される画素電極２３とが形成されている。画素電極２３は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などの透光性導電膜から形成されている。各データ線２１は、直線的に延びている一方、ＴＦＤ素子４０および画素電極２３は、ドットマトリクス状に配列されている。画素電極２３などの表面には、ラビング処理が施された配向膜２４が形成されている。この配向膜２４は、一般にポリイミド樹脂等から形成される。

一方、対向基板３０の内側表面には、後述する凹凸形成層５０の上層側に、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金などの単層膜、あるいは複層膜からなる光反射層３３と、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルタ層３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂと、オーバーコート層３５と、ＩＴＯなどの透光性導電膜からなる帯状の対向電極３６と、ポリイミド樹脂等から配向膜３７とが形成されている。光反射層３３は、反射モードでの表示用であり、この光反射層３３には、透過モードでの表示を可能とする光透過窓３３０が形成されている。

カラーフィルタ層３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂの隙間には、ブラックマトリクス３８が形成されており、カラーフィルタ層３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂの隙間からの入射光を遮蔽する構成となっている。オーバーコート層３５は、カラーフィルタ層３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂ、およびブラックマトリクス３８の表面において、カラーフィルタ層３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂ、およびブラックマトリクス３８の平滑性を高めて、対向電極３６の断線を防止する目的などで形成されている。ここで、対向電極３６は、走査線３１として機能し、データ線２１と直交する方向に形成されている。

図４および図５に示すように、ＴＦＤ素子４０は、第１のＴＦＤ素子４０ａおよび第２のＴＦＤ素子４０ｂからなり、素子基板２０の表面に形成された絶縁膜２５上において、第１金属膜４２と、この第１金属膜４２の表面に陽極酸化によって形成された絶縁体たる酸化膜４４と、この表面に形成されて相互に離間した第２金属膜４６ａ、４６ｂとから構成されている。また、第２金属膜４６ａは、そのままデータ線２１となる一方、第２金属膜４６ｂは、画素電極２３に接続されている。

第１のＴＦＤ素子４０ａは、データ線２１の側からみると順番に、第２金属膜４６ａ／酸化膜４４／第１金属膜４２となって、金属（導電体）／絶縁体／金属（導電体）のサンドイッチ構造を採るため、正負双方向のダイオードスイッチング特性を有することになる。一方、第２のＴＦＤ素子４０ｂは、データ線２１の側からみると順番に、第１金属膜４２／酸化膜４４／第２金属膜４６ｂとなって、第１のＴＦＤ素子４０ａとは、反対のダイオードスイッチング特性を有することになる。従って、ＴＦＤ素子４０は、２つのダイオードを互いに逆向きに直列接続した形となっているため、１つのダイオードを用いる場合と比べると、電流−電圧の非線形特性が正負の双方向にわたって対称化されることになる。なお、このように非線形特性を厳密に対称化する必要がないのであれば、１つのＴＦＤ素子４０のみを用いても良い。

なお、ＴＦＤ素子４０は、ダイオード素子としての一例であり、他に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）バリスタや、ＭＳＩ（Ｍｅｔａｌ Ｓｅｍｉ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）などを用いた素子や、これらの素子を、単体、または、逆向きに直列接続もしくは並列接続したものなどが適用可能である。

（各画素の詳細な構成）
図３および図４において、本形態の電気光学装置１では、バックライト装置９から出射された光は、矢印Ｌ１で示すように、駆動用液晶セル１０に入射した後、光反射層３３の光透過窓３３０から液晶層１２に入射し、素子基板２０の側から出射される。その際に、表示光は、各画素１１において液晶層１２によって光変調されて、透過モードでの画像を表示する。

一方、素子基板２０の側から入射した外光は、矢印Ｌ２で示すように、液晶層１２を通って光反射層３３で反射し、再び、液晶層１２を通って素子基板２０の側から出射される。その際に、表示光は、各画素１１において液晶層１２によって光変調されて、反射モードでの画像を表示する。

また、電気光学装置１において、光反射層３３で反射された光の方向性が強いと、画像をみる角度で明るさが異なるなどの視野角依存性が顕著に出てしまう。そこで、対向基板３０の表面側には、光反射層３３の下層側に凹凸形成層５０が形成され、この凹凸形成層５０によって、光反射層３３の表面には光散乱用の微小な凹凸が形成されている。このような凹凸形成層５０は、後述するように、２層あるいは１層の感光性樹脂層により形成される。

ここで、反射モードではカラーフィルタ層３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂを２度、通過するが、透過モードでは光がカラーフィルタ層３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂを１度しか通過しない。このため、透過モードでカラー画像を表示すると、反射モードでカラー画像を表示した場合と比較して、色が薄くなるおそれがある。

そこで、本形態では、いずれの画素１１においても、凹凸形成層５０は、青色透明の感光性樹脂（透光性カラー樹脂）によって形成されている。従って、青色（Ｂ）のカラーフィルタ層３４Ｂが形成されている画素１１において、光透過窓３３０と平面的に重なる領域では、青色の透光性カラー樹脂からなる凹凸形成層５０と、青色（Ｂ）のカラーフィルタ層３４Ｂとを積層し、これら２つの層がカラーフィルタとして機能する構造になっている。

本形態では、カラーフィルタ層３４Ｂとしては、光反射層３３と平面的に重なる領域に形成されている反射表示用のカラーフィルタ層３４２Ｂがそのまま、光透過窓３３０と平面的に重なる領域にも形成されている。

これに対して、赤色（Ｒ）および緑色（Ｇ）のカラーフィルタ層３４Ｒ、３４Ｇが形成されている画素１１において、光透過窓３３０と平面的に重なる領域では、青色透明の感光性樹脂からなる凹凸形成層５０が除去され、凹凸形成層５０の非形成領域５５になっている。また、赤色（Ｒ）および緑色（Ｇ）のカラーフィルタ層３４Ｒ、３４Ｇが形成されている画素１１において、光反射層３３と平面的に重なる領域には、反射表示用のカラーフィルタ層３４１Ｒ、３４１Ｇが形成されている一方、光透過窓３３０と平面的に重なる領域には、反射表示用のカラーフィルタ層３４１Ｒ、３４１Ｇよりも着色性の強い透過表示用のカラーフィルタ層３４２Ｒ、３４２Ｇが形成されている。

（本形態の効果）
このように構成した電気光学装置１において、透過モードでカラー画像を表示する際、赤色（Ｒ）および緑色（Ｇ）のカラーフィルタ層３４Ｒ、３４Ｇが形成されている画素１１では、バックライト装置９から出射された光は、透過表示用のカラーフィルタ層３４２Ｒ、３４２Ｇを透過して液晶層１２に入射する。これに対して、青色（Ｂ）のカラーフィルタ層３４Ｂが形成されている画素１１では、バックライト装置９から出射された光は、青色透明の感光性樹脂からなる凹凸形成層５０を透過した後、カラーフィルタ層３４Ｂ（カラーフィルタ層３４１Ｂ）を透過して液晶層１２に入射する。ここで、凹凸形成層５０については、カラーフィルタ層と比較して厚いので、表示光への着色性が高い。それ故、青色（Ｂ）のカラーフィルタ層３４Ｂが形成されている画素１１では、反射モードで表示した場合の着色度合いと、透過モードで表示した場合の着色度合いとの差を解消できる。それ故、カラー画像の表示の品位を向上することができる。

（電気光学装置の製造方法１）
図６を参照して、本形態の電気光学装置１の製造工程のうち、対向基板３０に対して凹凸形成層５０を形成する工程を中心に説明する。

図６（Ａ）〜（Ｄ）は、本形態の電気光学装置１に用いた対向基板３０に凹凸形成層５０を形成する工程を示す工程断面図である。

まず、図６（Ａ）に示すように、ガラス製等の透光性の対向基板３０の表面に青色透明の感光性樹脂５１（透光性カラー樹脂）を厚めに塗布した後、感光性樹脂５１を露光マスク５１０を介して露光する。ここで、感光性樹脂５１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５１としてポジタイプの場合を例示してあり、感光性樹脂５１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。

次に、露光した感光性樹脂５１を現像して、図６（Ｂ）に示すように、柱状の下層側凹凸形成層５１ａを形成する。また、青色（Ｂ）のカラーフィルタ層３４Ｂが形成されている画素１１において、光透過窓３３０と平面的に重なる領域には、下層側凹凸形成層５１ａを表面が平坦な状態で残す。

また、露光マスク５１０は、対向基板３０上にマトリクス状に配列される多数の画素１１のうち、赤色（Ｒ）および緑（Ｇ）のカラーフィルタ層３４Ｒ、３４Ｇが形成される画素１１については、凹凸形成層５０にベタの非形成領域５５を形成可能なマスクパターンを備えている。このため、赤色（Ｒ）および緑（Ｇ）のカラーフィルタ層３４Ｒ、３４Ｇが形成される画素１１では、光反射層３３と平面的に重なる領域には下層側凹凸形成層５１ａが残されるが、光透過窓３３０と平面的に重なる領域からは下層側凹凸形成層５１ａは除去される。これに対して、青色（Ｂ）のカラーフィルタ層３４Ｂが形成される画素１１では、光反射層３３と平面的に重なる領域、および光透過窓３３０と平面的に重なる領域の双方に下層側凹凸形成層５１ａが残される。

次に、図６（Ｃ）に示すように、下層側凹凸形成層５１ａの上層側に青色透明の感光性樹脂５２（透光性カラー樹脂）を塗布した後、感光性樹脂５２を露光マスク５２０を介して露光する。ここでも、感光性樹脂５２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（Ｃ）には、感光性樹脂５２としてポジタイプの場合を例示してあり、感光性樹脂５２を除去したい部分に対して、露光マスク５２０の透光部分５２１を介して紫外線が照射される。

次に、露光した感光性樹脂５２を現像して、図６（Ｄ）に示すように、上層側凹凸形成層５２ａを形成する。ここで、露光マスク５２０も、露光マスク５１０と同様、多数の画素１１のうち、赤色（Ｒ）および緑（Ｇ）のカラーフィルタ層３４Ｒ、３４Ｇが形成される画素１１については、凹凸形成層５０にベタの非形成領域５５を形成可能なマスクパターンを備えている。このため、赤色（Ｒ）および緑（Ｇ）のカラーフィルタ層３４Ｒ、３４Ｇが形成される画素１１では、光反射層３３と平面的に重なる領域に上層側凹凸形成層５２ａが残されるが、光透過窓３３０と平面的に重なる領域からは上層側凹凸形成層５２ａは除去される。これに対して、青色（Ｂ）のカラーフィルタ層３４Ｂが形成される画素１１では、光反射層３３と平面的に重なる領域、および光透過窓３３０と平面的に重なる領域の双方に上層側凹凸形成層５２ａが残される。

このようにして下層側凹凸形成層５１ａおよび上層側凹凸形成層５２ａからなる２層構造の凹凸形成層５０を形成するが、この凹凸形成層５０では、下層側凹凸形成層５１ａの上層にもう１層、流動性の高い感光性樹脂層からなる上層側凹凸形成層５２ａを塗布、形成したため、エッジのない、なだらかな形状の凹凸を備えた凹凸形成層５０を形成することができる。

しかる後には、図３に示すように、成膜工程およびパターニング工程を行って、光透過窓３３０を備えた光反射層３３を形成した後、フォトリソグラフィ技術、フレキソ印刷あるいはインクジェット法を用いて、ブラックマトリクス３８、および赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルタ層３４（反射表示用のカラーフィルタ層３４１、透過表示用のカラーフィルタ層３４２）を形成する。次に、スピンコート法などによりオーバーコート層３５を形成した後、成膜工程およびパターニング工程を行って、対向電極３６を形成し、しかる後に、フレキソ印刷あるいはスピンコート法を利用して、配向膜３７を形成する。その結果、対向基板３０が完成する。

（電気光学装置の製造方法２）
図７を参照して、本形態の電気光学装置１の製造工程のうち、対向基板３０に対して凹凸形成層５０を形成する別の方法を説明する。

図７（Ａ）〜（Ｃ）は、本形態の電気光学装置１に用いた対向基板３０に凹凸形成層５０を形成する別の工程を示す工程断面図である。

まず、図７（Ａ）に示すように、ガラス製等の透光性の対向基板３０の表面に青色透明の感光性樹脂５３（透光性カラー樹脂）を厚めに塗布した後、感光性樹脂５３を露光マスク５３０を介して露光する。ここで、感光性樹脂５３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７（Ａ）には、感光性樹脂５３としてポジタイプの場合を例示してあり、感光性樹脂５３に対して露光マスク５３０の透光部分５３１を介して紫外線を照射し、ハーフ露光を行う。また、凹凸形成層５０のうち、ベタの非形成領域５５とすべき領域には全露光を行う。

次に、露光した感光性樹脂５３を現像して、図７（Ｂ）に示すように、表面に角張った凹凸を備えた凹凸形成層５３ａを形成する。ここで、凹凸形成層５３ａは、青色（Ｂ）のカラーフィルタ層３４Ｂが形成される画素１１全体、および他の画素１１において光反射層３３と平面的に重なる領域には凹凸形成層５３ａが残されるが、赤色（Ｒ）および緑（Ｇ）のカラーフィルタ層３４Ｒ、３４Ｇが形成される画素１１において、光透過窓３３０と平面的に重なる領域からは凹凸形成層５３ａは除去される。

次に、柱状の凹凸形成層５３ａを加熱、溶融させて、エッジのない、なだらかな形状の凹凸を備えた凹凸形成層５０を形成する。

しかる後には、図３に示すように、成膜工程およびパターニング工程を行って、光透過窓３３０を備えた光反射層３３を形成した後、フォトリソグラフィ技術、フレキソ印刷あるいはインクジェット法を用いて、ブラックマトリクス３８、および赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルタ層３４（反射表示用のカラーフィルタ層３４１、透過表示用のカラーフィルタ層３４２）を形成する。次に、スピンコート法などによりオーバーコート層３５を形成した後、成膜工程およびパターニング工程を行って、対向電極３６を形成し、しかる後に、フレキソ印刷あるいはスピンコート法を利用して、配向膜３７を形成する。その結果、対向基板３０が完成する。

［実施の形態２］
図８および図９は、本発明の実施の形態２に係る電気光学装置の画素構造を示す説明図、およびその画素構造を平面的に示す説明図である。なお、本形態の電気光学装置の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する機能を有する部分には同一の符号を付して図示することにして、それらの説明を省略する。

図８および図９において、本形態の電気光学装置１も、実施の形態１と同様、半透過反射型の液晶装置であり、バックライト装置９から出射された光は、矢印Ｌ１で示すように、駆動用液晶セル１０に入射した後、光反射層３３の光透過窓３３０から液晶層１２に入射し、素子基板２０の側から出射される。その際に、表示光は、各画素１１において液晶層１２によって光変調されて、透過モードでの画像を表示する。また、素子基板２０の側から入射した外光は、矢印Ｌ２で示すように、液晶層１２を通って光反射層３３で反射し、再び、液晶層１２を通って素子基板２０の側から出射される。その際に、表示光は、各画素１１において液晶層１２によって光変調されて、反射モードでの画像を表示する。

また、対向基板３０には、光反射層３３の下層側に凹凸形成層５０が形成され、この凹凸形成層５０によって、光反射層３３の表面には光散乱用の微小な凹凸が形成されている。

このように構成した電気光学装置１において、青色（Ｂ）のカラーフィルタ層３４Ｂが形成されている画素１１では、凹凸形成層５０が青色透明の感光性樹脂５０Ｂ（透光性カラー樹脂）によって形成されている。また、赤色（Ｒ）および緑（Ｇ）のカラーフィルタ層３４Ｒ、３４Ｇが形成されている画素１１では、凹凸形成層５０がそれぞれ、赤色透明の感光性樹脂５０Ｒ、および緑色透明の感光性樹脂５０Ｇ（透光性カラー樹脂）によって形成されている。

また、各色の画素１１において、光透過窓３３０と平面的に重なる領域では、各色の感光性樹脂５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂからなる凹凸形成層５０と、各色のカラーフィルタ層３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂとが積層された構造になっている。

ここで、カラーフィルタ層３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂとしては、光反射層３３と平面的に重なる領域に形成されている反射表示用のカラーフィルタ層３４２Ｒ、３４２Ｇ、３４２Ｂがそのまま、光透過窓３３０と平面的に重なる領域にも形成されている。

このように構成した電気光学装置１では、バックライト装置９から出射された光は、各色の感光性樹脂５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂからなる凹凸形成層５０を透過した後、カラーフィルタ層３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂ（反射表示用のカラーフィルタ層３４１Ｒ、３４１Ｇ、３４１Ｂ）を透過して液晶層１２に入射する。ここで、凹凸形成層５０については、カラーフィルタ層と比較して、厚いので、表示光への着色性が高い。それ故、いずれの色に対応する画素１１においても、反射モードで表示した場合の着色度合いと、透過モードで表示した場合の着色度合いとの差を解消できる。それ故、カラー画像の表示の品位を向上することができる。

このような構成の電気光学装置１の製造方法は、図６および図７を参照して説明した工程を色毎に行う以外、実施の形態１と略同様であるため、説明を省略するが、いずれの画素１１においても、カラーフィルタ層３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂとして、反射表示用のカラーフィルタ層３４１Ｒ、３４１Ｇ、３４１Ｂを形成すればよい。従って、画素毎に各色の感光性樹脂５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂからなる凹凸形成層５０を形成する場合でも、工程数の増加を抑えることができる。

［その他の実施の形態］
実施の形態１では、カラーフィルタがストライプ配列された対向基板３０において、青色（Ｂ）のカラーフィルタ層３４Ｂが形成されている画素１１については、光透過窓３３０と平面的に重なる領域で凹凸形成層５０とカラーフィルタ層３４Ｂを積層したが、凹凸形成層５０を形成するのに他の色の透光性樹脂を用いた場合には、この色に対応する画素１１において、光透過窓３３０と平面的に重なる領域で凹凸形成層５０とカラーフィルタ層３４Ｂとを積層してもよい。

また、上記形態では、カラーフィルタがストライプ配列された対向基板３０に本発明を適用したが、カラーフィルタがデルタ配列あるいはモザイク配列された対向基板３０に本発明を適用してもよい。

なお、上記形態では、アクティブ素子としてＴＦＤ素子４０を用いた例であったが、アクティブ素子としてＴＦＴを用いた電気光学装置、さらにはパッシブマトリクス型の電気光学装置に本発明を適用してよい。

さらに、エレクトロルミネッセンス表示装置や、プラズマディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイなどといった電子放出素子を用いた表示装置等々の電気光学装置に本発明を適用してもよい。

［電子機器への搭載例］
図１０は、本形態の電気光学装置１を搭載した電子機器の一例としての携帯電話の構成を示す斜視図である。

図１０において、携帯電話１４００は、複数の操作ボタン１４０２のほか、受話口１４０４、送話口１４０６とともに、電気光学装置１を備えるものである。この電気光学装置１にも、必要に応じてその背面にバックライト装置が設けられる。

なお、本形態の電気光学装置１を搭載可能な電子機器としては、携帯電話機の他、モバイルコンピュータ、液晶テレビや、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、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機器等などが挙げられる。

本発明では、凹凸形成層を透光性カラー樹脂で形成し、光透過窓と平面的に重なる領域では、透光性カラー樹脂からなる凹凸形成層とカラーフィルタ層とを積層する。従って、透過モードでカラー画像を表示する際、透過表示光は、透光性カラー樹脂からなる凹凸形成層を透過する際に着色され、さらにカラーフィルタ層を透過する際も着色される。従って、凹凸形成層で着色を行う分、透過表示光に対する着色性を高めることができるので、透過モードで表示したカラー画像の品位を向上することができる。それ故、透過モードでカラー画像を表示した場合と、反射モードでカラー画像を表示した場合との表示品位の差を解消することができる。

本発明の実施の形態１に係る電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。 図１に示す電気光学装置の構成を示す分解斜視図である。 図１に示す電気光学装置の一部を拡大して示す拡大断面図である。 図１に示す電気光学装置において、ＴＦＤ素子を含む数画素分のレイアウトを示す平面図である。 図４のＡ−Ａ’線に沿って示す断面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、本発明に係る電気光学装置に用いた対向基板に凹凸形成層を形成する工程を示す工程断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、本発明に係る電気光学装置に用いた対向基板に凹凸形成層を形成する別の工程を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態２に係る電気光学装置の画素構造を示す説明図である。 図８に示す電気光学装置の画素構造を平面的に示す説明図である。 本発明を適用した電気光学装置を搭載した電子機器の一例としての携帯電話の構成を示す斜視図である。 従来の電気光学装置の一部を拡大して示す拡大断面図である。

符号の説明

１ 電気光学装置、９ バックライト装置、１０ 駆動用液晶セル、１１ 画素、１２ 液晶層、２０ 素子側基板、２１ データ線、２３ 画素電極、３０ 対向基板（電気光学装置用基板）、３１ 走査線、３３ 光反射層、３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂ カラーフィルタ層、３６ 対向電極、４０ ＴＦＤ素子（アクティブ素子）、５０ 凹凸形成層、５５ 凹凸形成層の非形成領域、３３０ 光透過窓、３４１Ｒ、３４１Ｇ、３４１Ｂ 反射表示用のカラーフィルタ層、３４２Ｒ、３４２Ｇ、３４２Ｂ 透過表示用のカラーフィルタ層

Claims (10)

1. 電気光学物質を保持する透光性基板上に、少なくとも、透光性を備えた凹凸形成層、反射モードでの表示を可能とする光反射層、および複数色のカラーフィルタ層がこの順に形成されているとともに、前記光反射層には透過モードでの表示を可能とする光透過窓が多数の画素の各々に形成されている電気光学装置用基板において、
   前記多数の画素には、対応する色と同一色の透光性カラー樹脂により前記凹凸形成層が形成された画素が含まれ、
   当該透光性カラー樹脂を備えた画素には、前記光透過窓と平面的に重なる領域に、当該透光性カラー樹脂からなる前記凹凸形成層と前記カラーフィルタ層とが積層されていることを特徴とする電気光学装置用基板。
2. 請求項１において、前記光透過窓と平面的に重なる領域に前記透光性カラー樹脂からなる前記凹凸形成層と前記カラーフィルタ層とが積層された画素では、前記光反射層と平面的に重なる領域、および前記光透過窓と平面的に重なる領域に同一材料からなるカラーフィルタ層が形成されていることを特徴とする電気光学装置用基板。
3. 請求項１または２において、前記多数の画素の各々で、同一色の透光性カラー樹脂により前記凹凸形成層が形成され、
   前記多数の画素のうち、前記透光性カラー樹脂の色と相違する色に対応する画素では、前記光透過窓と平面的に重なる領域から前記凹凸形成層が除去されていることを特徴とする電気光学装置用基板。
4. 請求項１または２において、各色に対応する画素毎に、対応する色の透光性カラー樹脂により前記凹凸形成層が形成され、
   前記多数の画素のいずれにおいても、前記光透過窓と平面的に重なる領域では、当該透光性カラー樹脂からなる前記凹凸形成層と前記カラーフィルタ層とが積層されていることを特徴とする電気光学装置用基板。
5. 請求項１ないし４のいずれかに規定された電気光学装置用基板によって、電気光学物質が保持されていることを特徴とする電気光学装置。
6. 請求項１ないし４のいずれかに規定された電気光学装置用基板と、該電気光学装置用基板に対向配置された別の基板との間に、電気光学物質としての液晶が保持されていることを特徴とする電気光学装置。
7. 請求項５または６に規定する電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器。
8. 電気光学物質を保持する透光性基板上に、少なくとも、透光性を備えた凹凸形成層、反射モードでの表示を可能とする光反射層、および複数色のカラーフィルタ層がこの順に形成されているとともに、前記光反射層には透過モードでの表示を可能とする光透過窓が多数の画素の各々に形成されている電気光学装置用基板の製造方法において、
   前記透光性基板上に塗布した感光性の透光性カラー樹脂を選択的に露光した後、現像して前記凹凸形成層を形成するとともに、
   前記多数の画素のうち、前記透光性カラー樹脂と同一の色に対応する画素においては前記光透過窓と平面的に重なる領域に前記透光性カラー樹脂を残し、その他の画素においては、前記光透過窓と平面的に重なる領域から前記透光性カラー樹脂を除去し、
   前記透光性カラー樹脂と同一の色に対応する画素では、前記光透過窓と平面的に重なる領域に、当該透光性カラー樹脂からなる前記凹凸形成層の上層に前記カラーフィルタ層を積層することを特徴とする電気光学装置用基板の製造方法。
9. 電気光学物質を保持する透光性基板上に、少なくとも、透光性を備えた凹凸形成層、反射モードでの表示を可能とする光反射層、および複数色のカラーフィルタ層がこの順に形成されているとともに、前記光反射層には透過モードでの表示を可能とする光透過窓が多数の画素の各々に形成されている電気光学装置用基板の製造方法において、
   前記透光性基板上に塗布した感光性樹脂を選択的に露光した後、現像して前記凹凸形成層を形成する際、前記感光性樹脂として、各色に対応する画素毎に、対応する色の透光性カラー樹脂を用い、
   前記多数の画素の各々に対して、前記光透過窓と平面的に重なる領域には、当該透光性カラー樹脂からなる前記凹凸形成層の上層に前記カラーフィルタ層を積層することを特徴とする電気光学装置用基板の製造方法。
10. 請求項８または９において、前記光透過窓と平面的に重なる領域で前記透光性カラー樹脂からなる前記凹凸形成層の上層に前記カラーフィルタ層を積層する画素では、前記光反射層と平面的に重なる領域、および前記光透過窓と平面的に重なる領域に同一材料からなるカラーフィルタ層を形成することを特徴とする電気光学装置用基板の製造方法。

Images