JP2005099464A - 電気光学装置、電子機器及び電気光学装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 半透過反射型の電気光学装置において、透過表示領域において散乱形状により生じるコントラスト低下などの悪影響を防止する。
【解決手段】 電気光学装置は、例えば電気光学物質として液晶を利用した液晶表示パネルとすることができる。基板上には、必要に応じて、電極や着色層その他の層構造が形成される。この電気光学装置はいわゆる半透過反射型であり、太陽光や室内照明光などの外光を反射して画像を表示するための反射表示領域と、例えばバックライトユニットなどの光源からの照明光を透過させて画像を表示する透過表示領域とを備える。ここで、基板に設けられた層構造は、反射表示領域内においてのみ散乱形状を有する。よって、太陽光などの外光は反射表示領域内に設けられた散乱形状により散乱反射され、明るく均一な反射表示が可能となる。一方、透過表示領域には散乱形状は設けられていないので、散乱形状により透過光に光リークが生じるなどの不具合が生じることが防止でき、コントラストの高い透過表示が可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示装置などの電気光学装置に関し、特に半透過反射型の電気光学装置に関する。また、本発明はその電気光学装置の製造方法、及びその電気光学装置を備える電子機器に関する。

近年、反射型液晶表示装置は携帯機器等といった電子機器の表示部に多用されている。この反射型液晶表示装置は、バックライト等といった光源を必要としないため消費電力を削減することができるという利点があるものの、光源として外光を利用しているため、暗い場所では表示を認識することができないという問題があった。このような背景のもとに、明るい場所では反射型液晶表示装置と同様に外光を利用し、暗い場所ではバックライト等といった光源から出射する光により表示を認識できるようにした半透過反射型液晶表示装置が提供されている。

液晶表示パネルは、ガラス基板などの一対の透明基板間にシール材などを介して液晶を封入して構成される。反射型の液晶表示装置では、液晶表示パネルを構成する透明基板のいずれか一方に金属反射膜を設けて、液晶表示パネルに入射した外光を反射することにより、反射型表示を行う。

これに対し、半透過反射型の液晶表示装置では、反射型と同様に透明基板の一方に金属反射膜を設けるとともに、その金属反射膜に部分的に透過表示用の開口を設ける。また、金属反射膜が設けられた透明基板の背面側には光源としてのバックライトユニットが配置される。反射表示の際には、周囲の太陽光や照明光などの外光が液晶表示パネルに入射し、液晶層を通過して金属反射膜で反射され、再度液晶層を通過して観察者の目に至る。一方、透過表示の際には、バックライトユニットから出射された照明光が金属反射膜に形成された開口を通過し、液晶層を通過して観察者の目に至る。

上述のような反射型又は半透過反射型の液晶表示装置では、外光を反射するための金属反射膜の下方に微少な凹凸などの散乱形状を設けて、金属反射膜による外光の反射散乱特性を向上させることが行われている。例えば、ガラスなどの透明基板の内面形状を加工して凹凸などの散乱形状を形成し、その上に金属反射膜を形成する方法や、透明基板上に樹脂層を形成し、その樹脂層の表面に散乱形状を形成し、その上に金属反射膜を形成する方法などが知られている（例えば、特許文献１乃至３を参照）。

しかし、そのような散乱形状を必要とするのは反射表示領域のみであり、透過表示領域においては、散乱形状はその機能上不要である。また、実際には、透過表示領域にそのような散乱形状が存在すると、その凹凸により、黒表示を行う際に光リーク（光漏れ）が発生し、コントラストを低下させてしまうといった悪影響が生じる場合がある。

特開２０００−２２７６１０号公報 特開２００１−３３６０６号公報 特開平１０−１４８８２７号公報

本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、半透過反射型の電気光学装置において、透過表示領域内で散乱形状により生じるコントラスト低下などの悪影響を防止することを課題とする。

本発明の１つの観点では、電気光学物質を有する電気光学装置において、基板は透過表示領域及び反射表示領域にわたって層構造を有し、前記層構造は前記反射表示領域内においてのみ散乱形状を有する。

上記の電気光学装置は、例えば電気光学物質として液晶を利用した液晶表示パネルとすることができる。電気光学装置の基板上には、必要に応じて、電極や着色層その他の層構造が形成される。この電気光学装置はいわゆる半透過反射型であり、太陽光や室内照明光などの外光を反射して画像を表示するための反射表示領域と、例えばバックライトユニットなどの光源からの照明光を透過させて画像を表示する透過表示領域とを備える。ここで、基板に設けられた層構造は、反射表示領域内においてのみ散乱形状を有する。よって、太陽光などの外光は反射表示領域内に設けられた散乱形状により散乱反射され、明るく均一な反射表示が可能となる。一方、透過表示領域には散乱形状は設けられていないので、散乱形状により透過光に光リークが生じるなどの不具合が生じることが防止でき、コントラストの高い透過表示が可能となる。

上記の電気光学装置の一態様では、前記透過表示領域内における前記層構造を平坦とすることができる。これにより、透過表示における光リークなどをより効果的に抑制することができる。

上記の電気光学装置の他の一態様では、前記層構造は、前記反射表示領域内のみに設けられ、表面に散乱形状が形成された樹脂層を含む。この態様では、反射表示領域内の散乱形状は、樹脂層上に形成される。この樹脂層は、例えばアクリルなどの透明な樹脂とすることができる。

上記の電気光学装置の他の一態様では、前記層構造が、前記透過表示領域内には樹脂層を含まないようにするか、又は、前記透過表示領域内に表面が平坦な樹脂層を有するようにすることができる。これにより、透過表示領域を平坦にすることができる。なお、前記透過表示領域内の樹脂層は、前記反射表示領域内の樹脂層と略同一の厚さを有するようにしてもよく、前記反射表示領域内の樹脂層と異なる厚さを有するようにしてもよい。

上記の電気光学装置の他の一態様では、前記樹脂層が設けられた基板には着色層が設けられる。即ち、カラーフィルタなどの着色層が形成された基板側に樹脂層を設け、反射表示領域に散乱形状を形成することができる。また、前記樹脂層の上には、前記反射表示領域内においてのみ金属反射膜を設けることができる。これにより、金属反射膜には樹脂層の散乱形状が反映され、金属反射膜の表面に散乱形状が形成されるので、外光を均一に散乱反射させることができる。

本発明の他の観点では、電気光学物質を有する電気光学装置において、基板に形成された画素部に透過表示領域及び反射表示領域を備え、前記反射表示領域内に散乱層を形成し、前記透過表示領域には前記散乱層が形成されていない。

上記の電気光学装置は、例えば電気光学物質として液晶を利用した液晶表示パネルとすることができる。電気光学装置の基板上には、必要に応じて、電極や着色層その他の層構造が形成される。この電気光学装置はいわゆる半透過反射型であり、太陽光や室内照明光などの外光を反射して画像を表示するための反射表示領域と、例えばバックライトユニットなどの光源からの照明光を透過させて画像を表示する透過表示領域とを備える。ここで、基板に形成された画素部は、反射表示領域内に散乱層を有し、透過表示領域には散乱層が形成されていない。よって、太陽光などの外光は反射表示領域内に設けられた散乱層により散乱反射され、明るく均一な反射表示が可能となる。一方、透過表示領域には散乱層は設けられていないので、散乱層により透過光に光リークが生じるなどの不具合が生じることが防止でき、コントラストの高い透過表示が可能となる。

なお、上記の電気光学装置を表示部として使用した電子機器を構成することができる。

本発明の他の観点では、電気光学物質を有する電気光学装置の製造方法において、基板に対し、反射表示領域においては散乱形状を有する反射膜を含む層構造を形成し、透過表示領域においては平坦な層構造を形成する。

上記の電気光学装置は、例えば電気光学物質として液晶を利用した液晶表示パネルとすることができる。基板上には、必要に応じて、電極や着色層その他の層構造が形成される。この電気光学装置はいわゆる半透過反射型であり、太陽光や室内照明光などの外光を反射して画像を表示するための反射表示領域と、例えばバックライトユニットなどの光源からの照明光を透過させて画像を表示する透過表示領域とを備える。ここで、反射表示領域においては散乱形状を有する反射膜を含む層構造を形成し、透過表示領域においては平坦な層構造を形成する。これにより、反射表示領域においては散乱形状により明るく均一な反射表示が可能になると同時に、透過表示領域においては散乱形状に起因する光リークなどを防止してコントラストの低下を防止することが可能となる。

本発明の他の観点では、電気光学物質を有する電気光学装置の製造方法において、基板上に樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層の表面に散乱形状を形成する工程と、透過表示領域において前記樹脂層を除去する工程と、反射表示領域において前記樹脂層上に金属反射膜を形成する工程と、前記透過表示領域及び前記反射表示領域にわたって、着色層を形成する工程と、を有する。

上記の電気光学装置は、例えば電気光学物質として液晶を利用した液晶表示パネルとすることができる。基板上には、必要に応じて、電極や着色層その他の層構造が形成される。この電気光学装置はいわゆる半透過反射型であり、太陽光や室内照明光などの外光を反射して画像を表示するための反射表示領域と、例えばバックライトユニットなどの光源からの照明光を透過させて画像を表示する透過表示領域とを備える。この方法では、一方の基板上に樹脂層を形成し、その表面に散乱形状を形成した後、透過表示領域における樹脂層が除去される。よって、透過表示領域には散乱形状は形成されない。そして、反射表示領域において樹脂層上に金属反射膜が形成され、さらに全表示領域上に着色層が形成される。これにより、反射表示領域においては散乱形状により明るく均一な反射表示が可能になると同時に、透過表示領域においては散乱形状に起因する光リークなどを防止してコントラストの低下を防止することが可能となる。

本発明の他の観点では、電気光学物質を有する電気光学装置の製造方法において、基板上に樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層の表面に散乱形状を形成する工程と、透過表示領域において前記樹脂層を除去する工程と、前記樹脂層を除去した透過表示領域において、表面が平坦な樹脂層を形成する工程と、反射表示領域において前記樹脂層上に金属反射膜を形成する工程と、前記透過表示領域及び前記反射表示領域にわたって、着色層を形成する工程と、を有する。

上記の電気光学装置は、例えば電気光学物質として液晶を利用した液晶表示パネルとすることができる。基板上には、必要に応じて、電極や着色層その他の層構造が形成される。この電気光学装置はいわゆる半透過反射型であり、太陽光や室内照明光などの外光を反射して画像を表示するための反射表示領域と、例えばバックライトユニットなどの光源からの照明光を透過させて画像を表示する透過表示領域とを備える。この方法では、一方の基板上に樹脂層を形成し、その表面に散乱形状を形成した後、透過表示領域における樹脂層が除去され、さらにその領域に表面が平坦な樹脂層が形成される。そして、反射表示領域において樹脂層上に金属反射膜が形成され、さらに全表示領域上に着色層が形成される。これにより、反射表示領域においては散乱形状により明るく均一な反射表示が可能になると同時に、透過表示領域においては散乱形状に起因する光リークなどを防止してコントラストの低下を防止することが可能となる。

本発明の他の観点では、電気光学物質を有する電気光学装置の製造方法において、基板上に、表面が平坦な樹脂層を形成する工程と、反射表示領域のみにおいて、前記樹脂層の表面に散乱形状を形成する工程と、前記反射表示領域において前記樹脂層上に金属反射膜を形成する工程と、前記透過表示領域及び前記反射表示領域にわたって、着色層を形成する工程と、を有する。

上記の電気光学装置は、例えば電気光学物質として液晶を利用した液晶表示パネルとすることができる。基板上には、必要に応じて、電極や着色層その他の層構造が形成される。この電気光学装置はいわゆる半透過反射型であり、太陽光や室内照明光などの外光を反射して画像を表示するための反射表示領域と、例えばバックライトユニットなどの光源からの照明光を透過させて画像を表示する透過表示領域とを備える。この方法では、一方の基板上に樹脂層を形成した後、反射表示領域のみにおいて樹脂層の表面に散乱形状が形成される。よって、透過表示領域では樹脂層には散乱形状は形成されない。そして、反射表示領域において樹脂層上に金属反射膜が形成され、さらに全表示領域上に着色層が形成される。これにより、反射表示領域においては散乱形状により明るく均一な反射表示が可能になると同時に、透過表示領域においては散乱形状に起因する光リークなどを防止してコントラストの低下を防止することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下の実施形態では、本発明を、電気光学装置の一例である液晶表示装置に適用した例を示す。

［第１実施形態］
第１実施形態は、本発明の半透過反射型液晶表示装置を、スイッチング素子としてＴＦＤ（Thin Film Diode）素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置に適用したものである。

図１に、第１実施形態に係る液晶表示装置１００の部分断面を示す。液晶表示装置１００は大別して、液晶表示パネル１と、バックライトユニット１２とにより構成される。

まず、液晶表示パネル１の構成について説明する。液晶表示パネル１は、ＴＦＤ素子が設けられた側の透明基板（以下、「第１基板」とも呼ぶ。）２ａと、それと対向する側の透明基板（以下、「第２基板」とも呼ぶ。）２ｂとの間に、図示しないシール材を介して液晶層３を形成して構成される。

第１基板２ａの液晶側表面には、複数のＴＦＤ素子３２と、それらのＴＦＤ素子３２の一方の端子に接続する複数の金属配線３３と、複数のＴＦＤ素子３２の他方の端子に接続する複数の第１電極としての画素電極５とが形成される。また、これらの各要素の上に配向膜１０ａが形成され、この配向膜１０ａに対してラビング処理等といった配向処理が施される。また、第１基板２ａの外側（すなわち、図１の上側）表面には、位相差板８ａが形成され、さらにその上に偏光板７ａが形成される。

複数の金属配線３３は、図２及び図３に示すように、第１基板２ａの表面に互いに平行に、すなわちストライプ状に形成され、それらの金属配線３３に沿って等間隔にＴＦＤ素子３２が形成され、さらに個々のＴＦＤ素子３２に画素電極５が形成される。この結果、複数の画素電極５は第１基板２ａの表面にドットマトリクス状に配列されている。

一般に、カラーフィルタ、すなわち着色層を用いることなく行われる白黒表示においては１つの画素電極５によって１画素が形成される。また、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）やＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）等といった３原色の各色を含む着色層を用いてカラー表示が行われる場合には、１つの画素電極５によって１ドットが形成され、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色ドットによって１つの画素が形成される。

ＴＦＤ素子３２の近傍の構造を示すと、例えば図２に示す通りである。図２に示すのは、いわゆるBack-to-Back（バック・ツー・バック）構造のＴＦＤ素子を用いたものである。図３において、金属配線３３は、例えば、ＴａＷ（タンタル・タングステン）によって形成された第１層３３ａと、例えば陽極酸化膜であるＴａ_２Ｏ_５（酸化タンタル）によって形成された第２層３３ｂと、例えばＣｒによって形成された第３層３３ｃとから成る３層構造に形成されている。

また、ＴＦＤ素子３２を構成する第１ＴＦＤ要素３２ａ及び第２ＴＦＤ要素３２ｂは、それぞれ、ＴａＷによって形成された第１金属層３６と、陽極酸化によって形成されたＴａ_２Ｏ_５の絶縁層３７と、金属配線３３の第３層３３ｃと同一層であるＣｒの第２金属層３８との３層積層構造によって構成されている。

第１ＴＦＤ要素３２ａを金属配線３３側から見ると、第２金属層３８／絶縁層３７／第１金属層３６の積層構造が構成され、他方、第２ＴＦＤ要素３２ｂを金属配線３３側から見ると、第１金属層３６／絶縁層３７／第２金属層３８の積層構造が構成される。このように一対のＴＦＤ部３２ａ及び３２ｂを電気的に逆向きに直列接続してバック・ツー・バック構造のＴＦＤ素子を構成することにより、ＴＦＤ素子のスイッチング特性の安定化が達成されている。画素電極５は、第２ＴＦＤ要素３２ｂの第２金属層３８に導通するように、例えばＩＴＯによって形成される。

図１において、第２基板２ｂの液晶側表面上には樹脂層２９が形成され、その上には金属反射膜２１が形成され、その上にブラックマスク又はブラックマトリクスが遮光膜２２として形成され、その上にカラーフィルタ膜すなわち着色層２３が形成され、その上にオーバーコート膜３８が形成され、その上に対向電極２４が形成され、さらにその上に配向膜１０ｂが形成される。金属反射膜２１のうち画素電極５に対向する交差領域８１内に開口部２１ａが形成される。また、第２基板２ｂの外側表面には位相差板８ｂが形成され、さらにその上に偏光板７ｂが形成される。

図１において、複数の金属配線３３はそれぞれが図の紙面垂直方向へ延びており、他方、複数の対向電極２４は、それぞれが金属配線３３と交差する図１の左右方向へ延びると共に隣り合うもの同士が互いに平行に並ぶことにより全体としてストライプ状に形成されている。

画素電極５が存在する領域、すなわち電極存在領域は対向電極２４と交差する交差領域を構成する。これらの交差領域の個々がそれぞれ１つのドットを構成し、着色層２３の個々の色パターンがその１ドットに対応する。着色層２３は、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色が１つのユニットとなって１画素を構成する。つまり、３ドットが１つのユニットになって１つの画素を構成している。

第１基板２ａ及び第２基板２ｂは、例えば、ガラス、プラスチック等によって形成される。樹脂層２９はアクリルなどの透明樹脂により形成され、その液晶側表面に散乱形状として機能する凹凸形状が形成される。金属反射膜２１は光反射性の材料、例えば、Ａｌ（アルミニウム）によって形成される。なお、金属反射膜２１によって光透過性及び光反射性の両機能を達成するためには、例えば、金属反射膜２１の膜厚を薄くしたり、金属反射膜２１の適所に光透過用の開口部を開ける等といった処理が施される。本実施形態では、複数の開口部２１ａを設けてある。

着色層２３は、周知の画素形成手法、例えば、インクジェット法、顔料分散法等を用いて顔料を、モザイク配列、ストライプ配列、デルタ配列等といった適宜のパターンに塗布することによって形成される。また、オーバーコート膜３８は、適宜の透光性樹脂材料を、例えばスピンコート法、ロールコート法等によって均一に塗布することによって形成される。

画素電極５及び対向電極２４は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を周知の膜付け法、例えば、スパッタ法、真空蒸着法を用いて膜付けし、さらにフォトエッチング法によって希望のパターンに形成される。配向膜１０ａ，１０ｂは、例えば、ポリイミド溶液を塗布した後に焼成する方法や、オフセット印刷法等によって形成される。

遮光膜２２は、クロム、酸化クロム、又は遮光性の樹脂等といった遮光性材料からなり、光を遮蔽することによりコントラストの低下を防止する役割を担っている。

一方、バックライトユニット１２は、光源としての蛍光管１３と、該蛍光管１３から出射された光を受け取り、平面光として出射する導光体１４とを備える。

次に、液晶表示装置１００による表示について説明する。図１において、交差領域８１のうち、開口部２１ａが形成された領域が透過表示領域となり、それ以外の領域が反射表示領域となる。

反射表示の際には、太陽光や室内照明光などの外光が経路Ｌ１に従って第１基板２ａ側から液晶表示パネル１に入射する。外光は、液晶層３及び着色層２３などを通過して金属反射膜２１に至り、そこで反射されて再度着色層２３や液晶層３を通過して、液晶表示パネル１から外部へ出て観察者７２に至る。こうして反射表示が行われる。なお、反射表示の際には、バックライトユニット１２は消灯される。

一方、透過表示の際にはバックライトユニット１２が点灯される。バックライトユニット１２から出射された光は、経路Ｌ２に従って金属反射膜２１に設けられた開口部２１ａを通過して液晶表示パネル１の内部へ入り、着色層２３、液晶層３などを通過して液晶表示パネル１の外部へ出て観察者７３に至る。こうして、透過表示が行われる。

次に、本実施形態における表示領域の実施例について説明する。本発明では、半透過反射型の液晶表示装置において、透過表示領域には散乱形状を設けないこととして、光リークなどを防止する点に１つの特徴を有する。以下に、そのための具体的な実施例を示す。

（第１実施例）
図１において破線で示す表示領域５０の部分の第１実施例を図４に示す。図示のように、液晶表示パネル１の表示領域５０の部分は、透過表示領域２５と反射表示領域２７とで異なる層構造を有する。なお、透過表示領域２５は金属反射膜２１の開口部２１ａの領域に対応する。反射表示領域２７では、第２基板２ｂ側から、樹脂層２９、金属反射膜２１、着色層２３及びオーバーコート膜３８が順に形成されている。図示のように、樹脂層２９の上面側には凹凸などの散乱形状が形成されており、その上に形成される金属反射膜２１の表面も同様の散乱形状を備えている。なお、図４においては、オーバーコート膜３８上の対向電極２４及び配向膜１０ｂなどは図示を省略している。

一方、透過表示領域２５では、第２基板２ｂ上に着色層２３が形成されているのみであり、樹脂層２９、金属反射膜２１及びオーバーコート膜３８は形成されていない。このように、本実施例では、透過表示領域２５内では、樹脂層２９自体を設けず、第２基板２ｂの上に着色層２３を設けている。ガラスなどの第２基板２ｂの上面は平坦であるので、バックライトユニット１２から出射される透過光Ｌ２が散乱形状を通過することはなく、光リークなどの影響を除去することができる。

次に、図５を参照して表示領域５０の製造方法を説明する。図５において、まず、第２基板２ｂ上にアクリル樹脂などの透明樹脂を塗布して樹脂層２９を形成し、樹脂層２９の上面に小さな凹凸などの散乱形状を形成する（工程Ｓ１）。なお、散乱形状の作製方法としては、例えば、格子状のマスクを利用したフォトリソグラフィーにより透明樹脂層を部分的に除去してマスクの格子に対応した透明樹脂層の凹凸を形成し、それを加熱して凹凸の角を緩やかに成形する方法がある。但し、本発明では、散乱形状の作製方法はこれに限定されるものではなく、一般的に反射型又は半透過反射型の液晶表示装置において散乱形状を形成する各種の方法を採用することができる。

こうして、表示領域全体に散乱形状を有する樹脂層２９が形成されると、次に、透過表示領域２５に対応する大きさの格子状マスクを利用したフォトリソグラフィーなどにより透過表示領域２５における樹脂層２９を除去する（工程Ｓ２）。次に、反射表示領域２７のみにおいて、樹脂層２９上にアルミニウムなどの金属反射膜２１を形成する。形成された金属反射膜２１の表面は、樹脂層２９の凹凸を反映した凹凸形状を有するようになる。

次に、透過表示領域２５及び反射表示領域２７の全体に対して着色層２３を形成し（工程Ｓ４）、さらに反射表示領域２７に対応する領域にアクリル樹脂その他の透明樹脂からなるオーバーコート膜３８を形成する（工程Ｓ５）。こうして、図４に示すような、第１実施例による表示領域５０が作製される。

なお、上記の例では、オーバーコート膜３８を反射表示領域２７のみに設け、透過表示領域２５には設けないようにしている。これは、反射表示領域と透過表示領域のセルギャップを異ならせて反射表示と透過表示の表示特性を調整した、いわゆるマルチギャップ構造を採用しているからであるが、本発明の適用はこれには限られない。即ち、透過表示領域２５にもオーバーコート膜３８を設ける構造としても構わない。

このように、第１実施例によれば、透過表示領域２５内には散乱形状を有する樹脂層２９を設けないこととしたので、透過表示領域２５において散乱形状により光リークなどの悪影響が生じることを防止することができる。

（第２実施例）
次に、第２実施例による表示領域５０ａの構造について説明する。図６に、第２実施例による表示領域５０ａの断面構造を示す。第１実施例の表示領域５０では、透過表示領域２５内では散乱形状を有する樹脂層２９を除去して第２基板２ｂ上に直接着色層２３を形成した。これに対し、第２実施例では図６に示すように、透過表示領域２５内に樹脂層２９ａを形成するが、その樹脂層２９ａが凹凸などの散乱形状を有しないようにした。

具体的には、図６に示すように、反射表示領域２７では、第２基板２ｂ上に、散乱形状を有する樹脂層２９、金属反射膜２１、着色層２３及びオーバーコート膜３８がその順序で形成される。一方、透過表示領域２５では、第２基板２ｂ上には散乱形状を有しない樹脂層２９ａが形成され、その上に着色層２３が形成される。これにより、バックライトユニット１２から出射され、透過表示領域２５を通過する透過光は散乱形状を通過することがないので、散乱形状による光リークなどの悪影響を防止することができる。

また、第２実施例の表示領域５０ａの構造は、第１実施例の表示領域５０の構造と比較して、透過表示領域２５と反射表示領域２７との境界付近における光リークを効果的に防止できるという利点がある。即ち、第１実施例の構造では、図４における透過表示領域２５と反射表示領域２７の境界領域４８において、着色層２３に傾斜部分が生じる。これは、実際には境界領域４８において樹脂層２９や金属反射膜２１の端部を図４に示すように急峻に形成することが難しく、ある程度の傾斜が生じるからである。よって、その上に形成される着色層２３にもある程度の傾斜が生じ、その部分で光漏れなどが発生する可能性が生じる。この点、図６に示す第２実施例の表示領域５０ａの構造では、透過表示領域２５にも散乱形状を有しない樹脂層２９ａが形成されるため、着色層２３の土台はほぼ平坦になり、第１実施例のように段差が生じることはない。このため、透過表示領域２５と反射表示領域２７との境界領域において着色層に段差や傾斜が生じることはなく、その部分において光リークが発生することを防止することができる。

次に、第２実施例に係る表示領域５０ａの製造方法について説明する。図７は、第２実施例に係る表示領域５０ａの製造方法を示す工程図である。図７において、まず、第１実施例と同様に第２基板２ｂ上に透明樹脂の樹脂層２９を形成し、その表面にフォトリソグラフィーなどにより散乱形状を形成し（工程Ｓ１１）、さらに、透過表示領域２５の樹脂層２９を除去する（工程Ｓ１２）。

次に、樹脂層２９を除去した透過表示領域２５に、再度同じ透明樹脂を塗布などして樹脂層２９ａを形成する（工程Ｓ１３）。但し、この樹脂層２９ａの部分は凹凸などの散乱形状を形成しないので、樹脂層２９ａの上面はほぼ平坦となっている。

次に、反射表示領域２７における樹脂層２９上に金属反射膜２１を形成し（工程Ｓ１４）、反射表示領域２７及び透過表示領域２５の全体に着色層２３を形成する（工程Ｓ１５）。そして、第１実施例と同様に、反射表示領域２７にオーバーコート膜３８を選択的に形成する（工程Ｓ１６）。こうして、図６に示す表示領域５０ａの構造が作製される。

以上のように、第２実施例では、透過表示領域２５に形成する樹脂層２９ａの上面に散乱形状を形成しないので、光リークなどの散乱形状による悪影響を除去することができる。また、第１実施例と比較すると、反射表示領域２７と透過表示領域２５の境界領域に段差や傾斜が生じないので、それにより光リークなども防止することができる。

（第３実施例）
次に、第３実施例による表示領域５０ｂの構造について説明する。図８に、第３実施例による表示領域５０ｂの断面構造を示す。第３実施例においても、第２実施例と同様に、透過表示領域２５に散乱形状を有しない樹脂層２９ｂが設けられる。よって、第１実施例と比較すると、透過表示領域２５と反射表示領域２７との境界領域４８において、層構造に段差や傾斜が生じることにより光リークなどが生じることを防止することができる。但し、第３実施例は、その樹脂層２９ｂの製造方法が第２実施例と異なる。

具体的には、図８に示すように、反射表示領域２７では、第２基板２ｂ上に、散乱形状を有する樹脂層２９、金属反射膜２１、着色層２３及びオーバーコート膜３８がその順序で形成される。一方、透過表示領域２５でも第２基板２ｂ上に樹脂層２９ｂが形成されているが、透過表示領域２５では樹脂層２９には散乱形状は形成されない。そして、樹脂層２９の上に着色層２３が形成される。これにより、バックライトユニット１２から出射され、透過表示領域２５を通過する透過光は散乱形状を通過することがないので、散乱形状による光リークなどの悪影響を防止することができる。

次に、第３実施例に係る表示領域５０ｂの製造方法について説明する。図９は、第３実施例に係る表示領域５０ｂの作製方法を示す工程図である。図９において、まず、第１実施例と同様に第２基板２ｂ上に透明樹脂の樹脂層２９を形成する（工程Ｓ２１）。次に、その表面にフォトリソグラフィーなどにより散乱形状を形成するが、その際、透過表示領域２５はマスクなどにより保護して散乱形状が形成されないようにする（工程Ｓ２２）。その結果、図９に示すように、透過表示領域２５の樹脂層２９ｂはその上面が略平坦となる。なお、散乱形状の形成方法として、前述のように格子状のマスクを利用してフォトリソグラフィーにより凹凸形状を形成し、それを加熱して端部を滑らかにして散乱形状を形成する場合、図９に示すように、散乱形状を形成した領域の樹脂層２９は、散乱形状を形成しない領域の樹脂層２９ｂと比較して厚さが幾分減少することとなる。

次に、反射表示領域２７における樹脂層２９上に金属反射膜２１を形成し（工程Ｓ２３）、反射表示領域２７及び透過表示領域２５の全体に着色層２３を形成する（工程Ｓ２４）。そして、第１実施例と同様に、反射表示領域２７にオーバーコート膜３８を選択的に形成する（工程Ｓ２５）。こうして、図８に示す表示領域５０ｂの構造が作製される。

以上のように、第３実施例では、透過表示領域２５に形成する樹脂層２９ａの上面に散乱形状を形成しないので、光リークなどの散乱形状による悪影響を除去することができる。また、第１実施例と比較すると、反射表示領域２７と透過表示領域２５の境界領域に段差や傾斜が生じないので、それにより光リークなどが発生することも防止することができる。また、第２実施例と比較すると、散乱形状を有しない樹脂層を、散乱形状を有する樹脂層と別個に作る必要がないので、製造工程を単純化することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態は、本発明の半透過反射型液晶表示装置を、スイッチング素子として３端子型の能動素子であるＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置に適用したものである。

図１０に第２実施形態に係る液晶表示装置２００の構造を断面図により示す。図１０に示すように、液晶表示装置２００は、第１基板２ａと第２基板２ｂとをそれらの周辺部において図示しないシール材によって貼り合わせ、さらに、第１基板２ａ、第２基板２ｂ及びシール材によって囲まれる間隙すなわちセルギャップ内に液晶を封入して液晶層３を設けることによって形成される。

第１基板２ａはガラス、プラスチック等によって形成され、その第１基板２ａ上には、スイッチング素子として機能するアクティブ素子としてのＴＦＴ素子４２と、透明な絶縁膜４８を挟んでＴＦＴ素子４２の上層に形成された第１電極としての画素電極５とを有する。交差領域８１は、透過表示を行うための透過表示領域２５と、反射表示を行うための反射表示領域２７とを備える。画素電極５はＩＴＯなどにより透明電極として形成される。画素電極５の上には、反射表示領域２７においては反射表示を行うための金属反射膜２１ｃが形成されるが、透過表示領域２５においては金属反射膜２１ｃに開口部２１ｄが形成されている。金属反射膜２１ｃは、例えばＡｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）等といった光反射性材料によって形成される。そして、金属反射膜２１ｃの上には配向膜１０ａが形成され、この配向膜１０ａに対して配向処理としてのラビング処理が施される。

また、第１基板２ａの外側（すなわち、図１０の下側）表面には、位相差板８ｂが形成され、さらにその下に偏光板７ｂが形成される。同様に、第２基板２ｂの外側（すなわち、図１０の上側）表面には、位相差板８ａが形成され、さらにその上に偏光板７ａが形成される。また、第１基板２ａの下方には第１実施形態と同様のバックライトユニット１２（図示を省略）が配置される。

第１基板２ａに対向する第２基板２ｂは、ガラス、プラスチック等によって形成され、その第２基板２ｂ上には、カラーフィルタすなわち着色層２３と、その着色層２３の上に形成された第２電極としての対向電極２４と、その対向電極２４の上に形成された配向膜１０ｂとを有する。対向電極２４は、ＩＴＯ等によって第２基板２ｂの表面全域に形成された面状電極である。着色層２３は、第１基板２ａ側の画素電極５に対向する位置にＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）又はＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）等といった各色のいずれかの色フィルタエレメントを有する。そして、着色層２３の隣りであって、画素電極５に対向しない位置にブラックマスク又はブラックマトリクスすなわち遮光膜２２が設けられる。

ＴＦＴ素子４２は、第１基板２ａ上に形成されたゲート電極４６と、このゲート電極４６の上で第１基板２ａの全域に形成されたゲート絶縁膜４７と、このゲート絶縁膜４７と、このゲート絶縁膜４７を挟んでゲート電極４６の上方位置に形成された半導体層４９と、その半導体層４９の一方の側にコンタクト電極４５を介して形成されたソース電極４４と、さらに半導体層４９の他方の側にコンタクト電極４４を介して形成されたドレイン電極４３とを有する。

図１１に示すように、ゲート電極４６はゲートバス配線２９から延びている。また、ソース電極４４はソースバス配線２８から延びている。ゲートバス配線２９は第１基板２ａの横方向に延びていて縦方向へ等間隔で平行に複数本形成される。また、ソースバス配線２８はゲート絶縁膜４７（図１１参照）を挟んでゲートバス配線２９と交差するように縦方向へ延びていて横方向へ等間隔で平行に複数本形成される。

ゲートバス配線２９は液晶駆動用ＩＣ（図示せず）に接続されて例えば走査線として作用し、他方、ソースバス配線２８は他の液晶駆動用ＩＣ（図示せず）に接続されて例えば信号線として作用する。また、画素電極５は、図１１に示すように、互いに交差するゲートバス配線２９とソースバス配線２８とによって区画される方形領域のうちＴＦＴ素子４２に対応する部分を除いた領域に形成される。

ゲートバス配線２９及びゲート電極４６は、例えばクロム、タンタル等によって形成される。ゲート絶縁膜４７は、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ_Ｘ）、酸化シリコン（ＳｉＯ_Ｘ）等によって形成される。半導体層４９は、例えばドープトａ−Ｓｉ、多結晶シリコン、ＣｄＳｅ等によって形成される。コンタクト電極４５は、例えばａ−Ｓｉ等によって形成される。ソース電極４４及びそれと一体なソースバス配線２８並びにドレイン電極４３は、例えばチタン、モリブデン、アルミニウム等によって形成される。

図１０に示す有機絶縁膜４８は、ゲートバス配線２９、ソースバス配線２８及びＴＦＴ素子４２を覆って第１基板２ａ上の全域に形成されている。但し、有機絶縁膜４８のドレイン電極４３に対応する部分にはコンタクトホール２６が形成され、このコンタクトホール２６の所で画素電極５とＴＦＴ素子４２のドレイン電極４３との導通がなされている。

有機絶縁膜４８のうち、反射表示領域２７に対応する領域には、散乱形状として、山部と谷部との規則的な又は不規則的な繰り返しパターンから成る凹凸パターンが形成されている。この結果、有機絶縁膜４８の上に積層される画素電極５も同様にして凹凸パターンから成る光反射パターンを有することになる。但し、この凹凸パターンは、金属反射膜２１ｃの開口部２１ｄに相当する透過表示領域２５には形成されていない。

上記の構造を有する液晶表示装置２００において、反射表示の際には、太陽光や室内照明光などの外光が経路Ｌ３に従って第２基板２ｂ側から液晶表示パネル１ａに入射する。外光は、着色層２３や液晶層３などを通過して金属反射膜２１ｃに至り、そこで反射されて再度液晶層３や着色層２３などを通過して、液晶表示パネル１ａから外部へ出て観察者７２に至る。こうして反射表示が行われる。なお、反射表示の際には、バックライトユニット１２は消灯される。

一方、透過表示の際にはバックライトユニット１２が点灯される。バックライトユニット１２から出射された光は、経路Ｌ４に従って金属反射膜２１ｃに設けられた開口部２１ｄを通過し、着色層２３、液晶層３などを通過して液晶表示パネル１ａの外部へ出て観察者７３に至る。こうして、透過表示が行われる。

第２実施形態の液晶表示装置２００においては、前述のように、透過表示領域２５においては絶縁層４８に凹凸パターンなどの散乱形状が形成されておらず、略平坦となっている。よって、透過表示の際の透過光が散乱形状によりリークするなどの不具合を排除することができる。

第２実施形態における表示領域は基本的に第１実施形態と同様に作製することができる。即ち、第１基板２ａ上にＴＦＴ素子４２などを形成した後、アクリルなどの透明樹脂により絶縁層４８を形成することができる。このとき、第１実施形態の第２実施例のように、ＴＦＴ素子部分を除いて平坦な絶縁層４８を形成し、反射表示領域２７及び透過表示領域２５の全体に散乱形状を形成した後、透過表示領域２５の絶縁層を一旦除去し、そこに平坦な樹脂層を形成することとしてもよい。また、第１実施形態の第３実施形態のように、ＴＦＴ素子部分を除いて平坦な絶縁層４８を形成した後、反射表示領域２７のみに選択的に凹凸パターンの散乱形状を形成することとしてもよい。

［電子機器］
次に、本発明による液晶表示装置１００又は２００を電子機器の表示装置として用いる場合の実施形態について説明する。

図１２は、本実施形態の全体構成を示す概略構成図である。ここに示す電子機器は、上記の液晶表示装置１００又は２００を構成する液晶表示パネル４００と、これを制御する制御手段４１０を有する。ここでは、液晶表示パネル４００を、パネル構造体４００Ａと、半導体ＩＣなどで構成される駆動回路４００Ｂとに概念的に分けて描いてある。また、制御手段４１０は、表示情報出力源４１１と、表示情報処理回路４１２と、電源回路４１３と、タイミングジェネレータ４１４と、を有する。

表示情報出力源４１１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などからなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスクなどからなるストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、タイミングジェネレータ４１４によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号などの形で表示情報を表示情報処理回路４１２に供給するように構成されている。

表示情報処理回路４１２は、シリアル−パラレル変換回路、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路などの周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号ＣＬＫとともに駆動回路４００Ｂへ供給する。駆動回路４００Ｂは、走査線駆動回路、データ線駆動回路及び検査回路を含む。また、電源回路４１３は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する。

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１３を参照して説明する。

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１３（ａ）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７１０は、キーボード７１１を備えた本体部７１２と、本発明に係る液晶表示パネルを適用した表示部７１３とを備えている。

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１３（ｂ）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７２０は、複数の操作ボタン７２１のほか、受話口７２２、送話口７２３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７２４を備える。

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１３（ａ）に示したパーソナルコンピュータや図１３（ｂ）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る。

なお、本発明の電気光学装置は、上述のＴＦＤ素子やＴＦＴ素子を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示パネルのみならず、パッシブマトリクス型の液晶表示パネルにおいても同様に適用することが可能である。

また、本発明は、液晶表示装置のみでなく、無機エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動ディスプレイ装置、フィールド・エミッション・ディスプレイ（電界放出表示装置（Field Emission Display 及び Surface-Conduction Electron-Emitter Display 等））などの各種の電気光学装置においても本発明を同様に適用することが可能である。

第１実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。 図１に示す液晶表示装置の１画素領域の斜視図である。 図１に示す液晶表示装置の１画素領域の平面図である。 第１実施形態の第１実施例に係る液晶表示装置の層構造を示す。 図４に示す層構造の作製方法を示す工程図である。 第１実施形態の第２実施例に係る液晶表示装置の層構造を示す。 図６に示す層構造の作製方法を示す工程図である。 第１実施形態の第３実施例に係る液晶表示装置の層構造を示す。 図８に示す層構造の作製方法を示す工程図である。 第２実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。 図１０に示す液晶表示装置の１画素領域の平面図である。 本発明の液晶表示装置を適用した電子機器の回路構成を示す図である。 本発明の液晶表示装置を適用した電子機器の例を示す。

符号の説明

１ 液晶表示パネル、 ２ 基板、 ３ 液晶層、 ５ 画素電極、 ７ 偏光板、
１０ 配向膜、 ２１ 金属反射膜、 ２２ 遮光膜、 ２３ 着色層、
３２ ＴＦＤ素子、 ４２ ＴＦＴ素子、 １００、２００ 液晶表示装置

Claims (15)

1. 電気光学物質を有する電気光学装置において、基板は透過表示領域及び反射表示領域にわたって層構造を有し、前記層構造は前記反射表示領域内においてのみ散乱形状を有することを特徴とする電気光学装置。
2. 前記透過表示領域内における前記層構造は平坦であることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記層構造は、前記反射表示領域内のみに設けられ、かつ、表面に散乱形状が形成された樹脂層を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
4. 前記層構造は、前記透過表示領域内には樹脂層を含まないことを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
5. 前記層構造は、前記透過表示領域内に表面が平坦な樹脂層を有することを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
6. 前記透過表示領域内の樹脂層は、前記反射表示領域内の樹脂層と略同一の厚さを有することを特徴とする請求項５に記載の電気光学装置。
7. 前記透過表示領域内の樹脂層は、前記反射表示領域内の樹脂層と異なる厚さを有することを特徴とする請求項５に記載の電気光学装置。
8. 前記樹脂層が設けられた基板には着色層が設けられていることを特徴とする請求項３乃至７のいずれか一項に記載の電気光学装置。
9. 前記樹脂層の上には、前記反射表示領域内においてのみ金属反射膜が設けられていることを特徴とする請求項３乃至８のいずれか一項に記載の電気光学装置。
10. 電気光学物質を有する電気光学装置において、基板に形成された画素部に透過表示領域及び反射表示領域を備え、前記反射表示領域内に散乱層を形成し、前記透過表示領域には前記散乱層が形成されていないことを特徴とする電気光学装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の電気光学装置を表示部として備える電子機器。
12. 電気光学物質を有する電気光学装置の製造方法において、
    基板に対し、反射表示領域においては散乱形状を有する反射膜を含む層構造を形成し、透過表示領域においては平坦な層構造を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
13. 電気光学物質を有する電気光学装置の製造方法において、
    基板上に樹脂層を形成する工程と、
    前記樹脂層の表面に散乱形状を形成する工程と、
    透過表示領域において前記樹脂層を除去する工程と、
    反射表示領域において前記樹脂層上に金属反射膜を形成する工程と、
    前記透過表示領域及び前記反射表示領域にわたって、着色層を形成する工程と、を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
14. 電気光学物質を有する電気光学装置の製造方法において、
    基板上に樹脂層を形成する工程と、
    前記樹脂層の表面に散乱形状を形成する工程と、
    透過表示領域において前記樹脂層を除去する工程と、
    前記樹脂層を除去した透過表示領域において、表面が平坦な樹脂層を形成する工程と、
    反射表示領域において前記樹脂層上に金属反射膜を形成する工程と、
    前記透過表示領域及び前記反射表示領域にわたって、着色層を形成する工程と、を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
15. 電気光学物質を有する電気光学装置の製造方法において、
    基板上に、表面が平坦な樹脂層を形成する工程と、
    反射表示領域のみにおいて、前記樹脂層の表面に散乱形状を形成する工程と、
    前記反射表示領域において前記樹脂層上に金属反射膜を形成する工程と、
    前記透過表示領域及び前記反射表示領域にわたって、着色層を形成する工程と、を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
    

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