JP2005134474A - 半透過反射基板の製造方法、電気光学装置の製造方法、半透過反射基板、電気光学装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 電気光学装置に設けられる半透過反射基板の製造時に、その下地層の部分的な剥離を防止する。
【解決手段】 半透過反射基板の製造工程において、まず、図５（ａ）に示すように第２基板１２０上に感光性樹脂１３２を塗布する。続いて、図５（ｂ）に示すように第１のレチクル１４５にて一回目の露光をした後、図５（ｃ）に示すように第２のレチクル１４８にて二回目の露光を行う。二回の露光を行った後、現像を行い下地層１３０を形成する。このうち、露光処理においては、開口部１２５の側壁面に段部１３０ａが形成されるように、開口用透光部１４６ａと開口用透光部１４９ａの面積を異ならせて露光する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、電気光学装置に関し、特に、観察側からの入射光を反射させて画像の表示を行う反射型表示と、背面側からの入射光を観察側に透過させて画像の表示を行う透過型表示とが可能な半透過反射型の電気光学装置に関する。

電気光学装置の一種である半透過反射型の液晶装置は、液晶層とバックライトユニットとの間に、バックライトユニットの光を透過させると共に、外光を反射させる半透過反射層を有している。この半透過反射層は、バックライトの光を透過させるための開口部を有する一方、観察者が視認する画面に写り込みが生じるのを防ぐために、外光を散乱させるための凹凸状の反射面を有している。

この種の半透過反射層を形成する技術としては、例えば、特許文献１に記載されている技術がある。具体的には、まず、基板５００上に、ポジ型の感光性樹脂を塗布し、図１８に示したようなフォトマスク５５０にて、塗布された感光性材料を露光する。このフォトマスク５５０のうち、略中央に位置する透光部５５２は、下地層５１０の開口部５１２を形成するためのものである。また、このフォトマスク５５０のうち、透光部５５２の周辺にランダムに配置された微少な透光部５５４は、下地層５１０の凹凸面を形成するためのものである。このようなフォトマスク５５０にて感光性樹脂を露光した後、現像処理を施すと、図１９に示すような開口部５１２および凹凸面を有する下地層５１０が形成される。その後、下地層５１０の凹凸面のみに、アルミニウムなどの光反射性を有する材料が積層され、反射層５２０が形成される。
特開２００２−９８９５５号公報

ところで、フォトマスク５５０においては、透光部５５２の縁に凹凸面用の透光部５５４が近接配置されており、図１８中の拡大図に示すように、透光部５５２と連なった状態で光を透過させるものも含まれている。これにより、開口部５１２の側壁面５１２ｅは、図１９の平面図に示すように襞状に形成されることとなるが、このように側壁面５１２ｅが襞状となるように感光性材料が露光されると、その現像工程において、側壁面５１２ｅの凸部が剥離しやすくなる。剥離した樹脂片が現像液中に混合してしまうと、剥離した樹脂片が樹脂層に再付着してしまい、液晶パネルの品質を低下させる要因となっていた。

本発明は、上述した背景の下になされたものであり、剥離を生じさせることなく下地層を形成することを可能とする半透過反射基板の製造方法、該半透過反射基板の製造方法を含む電気光学装置の製造方法、半透過反射基板、該半透過反射基板を用いた電気光学装置、および電子機器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係わる半透過反射基板の製造方法は、光を透過させるための開口部を有すると共に、凹凸状の光反射部を有する半透過反射基板の製造方法であって、基板にポジ型の感光性材料を塗布する塗布工程と、前記開口部と、前記光反射部における凹部に対応した領域とを、前記塗布工程により塗布された感光性材料に形成するべく、該感光性材料の膜厚の深さより浅い深さまで光が作用するように露光する第１の露光工程と、前記第１の露光工程において開口部を形成するべく露光された領域内であって該領域より狭い領域に対して、前記塗布工程により塗布された感光性材料の膜厚の深さ以上に光が作用するように露光する第２の露光工程と、露光が行われた前記感光性材料を現像し、露光時に感光された領域を除去する現像工程と、前記現像工程により現像された感光性材料のうち、前記現像工程により形成された凹凸面上に光反射性を有する反射層を形成する反射層形成工程と、を有することを特徴とする。
また、本発明に係わる半透過反射基板の製造方法は、光を透過させるための開口部を有すると共に、凹凸状の光反射部を有する半透過反射基板の製造方法であって、基板にポジ型の感光性材料を塗布する塗布工程と、前記開口部を前記塗布工程により塗布された感光性材料に形成するべく、該感光性材料の膜厚の深さ以上に光が作用するように露光する第１の露光工程と、前記塗布工程により塗布された感光性材料に、前記光反射部における凹部に対応した領域と、前記開口部とを形成するべく、前記第１の露光工程において前記開口部を形成するために露光された領域より広く且つ該領域を含む領域と、前記光反射部における凹部に対応した領域とに対して、該感光性材料の膜厚より浅い深さまで光が作用するように露光する第２の露光工程と、露光が行われた前記感光性材料を現像し、露光時に感光された領域を除去する現像工程と、前記現像工程により現像された感光性材料のうち、前記現像工程により形成された凹凸面上に光反射性を有する反射層を形成する反射層形成工程と、を有することを特徴とする。
また、本発明に係わる半透過反射基板の製造方法は、光を透過させるための開口部を有すると共に、凹凸状の光反射部を有する半透過反射基板の製造方法であって、基板にネガ型の感光性材料を塗布する塗布工程と、前記開口部と前記光反射部における凹部に対応した領域とを、前記塗布工程により塗布された感光性材料に形成するべく、該感光性材料の膜厚の深さより浅い深さまで光が作用するように露光する第１の露光工程と、前記第１の露光工程において開口部を形成するべく遮光された領域内であって該領域より狭い領域を遮光し、前記塗布工程により塗布された感光性材料の膜厚の深さ以上に光が作用するように露光する第２の露光工程と、露光が行われた前記感光性材料を現像し、露光時に遮光された領域を除去する現像工程と、前記現像工程により現像された感光性材料のうち、前記現像工程により形成された凹凸面上に光反射性を有する反射層を形成する反射層形成工程と、を有することを特徴とする。
この半透過反射基板の製造方法によれば、第１の露光工程と第２の露光工程とで、開口部を形成するために露光する領域を異ならせているため、開口部の側壁面に段部が形成され、側壁面に略平坦となる部分が形成される。この結果、該側壁面の密着強度が増し、感光性材料の現像処理時に、下地層の一部が剥離、再付着するといった不具合が解消される。

上記半透過反射基板の製造方法においては、第１の露光工程により開口部を形成すべく露光された領域の縁端と、前記第２の露光工程により開口部を形成すべく露光された領域の縁端との間の距離が、０．５μｍ以上となるように露光することが望ましく、さらに、前記第１の露光工程により開口部を形成すべく露光された領域の縁端と、前記第２の露光工程により露光された領域の縁端との間の距離が、３μｍ以下となるように露光することが望ましい。
このような態様によれば、感光性材料の現像処理時に、下地層の一部が剥離、再付着するといった不具合を解消することができると共に、半透過反射基板の散乱反射性を十分に確保することができる
また、本発明は、上記半透過反射基板の製造方法を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法を提供する。この電気光学装置の製造方法によれば、その製造工程において、下地層の一部が剥離、再付着するといった不具合が解消される。

また、本発明は、光を透過させるための透光部を有すると共に、凹凸状の光反射層を有する半透過反射基板であって、凹凸面と、前記透光部となる開口部であって、その側壁面に、前記凹凸面が形成されている部分より層の厚さが小である段部を有する開口部とを含む下地層と、前記下地層のうち前記凹凸面上に位置するように設けられ、光反射性を有する光反射層と、を具備することを特徴とする半透過反射基板を提供する。
係る半透過反射基板によれば、下地層において開口部を除いた面を全て反射層として使用できるため、散乱反射性を十分に確保することができる
さらに、本発明は、上記半透過反射基板を含む電気光学装置、および該電気光学装置を表示装置として備えることを特徴とする電子機器を提供する。上述した半透過反射基板は、その製造工程において、下地層の一部が剥離、再付着するといった不具合が生じないため、歩留まりに優れ、製造コストが安価になる。これにより、この半透過反射基板を含む電気光学装置、および該電気光学装置を表示装置として備える電子機器の製造コストを安価にすることが可能となる。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。

［液晶装置の構成］
まず、本発明の実施形態に係わる液晶装置１００の構成について説明する。図１は、本実施形態に係わる液晶装置１００の断面図であり、図２は、同液晶装置１００の大略構成を示す分解斜視図である。なお、図１は、図２におけるＡ−Ａ’線から見た断面に相当する。図１および図２に示したように、液晶装置１００は、電気光学物質の一種である液晶１８０（図２においては図示略）を第１基板１１０および第２基板１２０により狭持する液晶パネル１０２と、当該液晶パネル１０２の第２基板側に配設されたバックライトユニット１０４とを具備している。なお、以下の説明においては、便宜上、図１に示したように、液晶１８０に対して第１基板１１０側を、液晶装置１００による表示画像を視認する観察者が位置する側という意味で「観察側」と表記し、液晶１８０からみて第２基板１２０側を「背面側」と表記する。

バックライトユニット１０４は、例えば、導光板１０６と、冷陰極管などの光源１０５とを具備しており、この光源１０５は、板状部材である導光板１０６の側端面に対して光を照射する。導光板１０６のうち、液晶パネル１０２と対向する面には、導光板１０６からの光を液晶パネル１０２に対して一様に拡散させる拡散板（図示略）が貼着されている。また、この反対側の面には、導光板１０６から背面側に出射しようとする光を液晶パネル１０２側に反射させる反射板（図示略）が貼着されており、その側端面から入射した光を、液晶パネル１０２の第２基板１２０に対して一様に導く。

液晶パネル１０２の第１基板１１０は、ガラスなどの光透過性材料からなる板状部材である。第１基板１１０の観察側の面には、コントラストを改善するための位相差板１１１（図２では図示略）と、入射光を偏光させるための偏光板１１２（図２では図示略）が、第１基板１１０側からこの順で積層されており、第１基板１１０の液晶１８０側（背面側）の面には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜などの画素電極１１４がマトリックス状に配置されている。この各画素電極１１４の間隙には、一方向（図２に示すＹ方向）に延在する複数の走査線１１６が形成されており、各画素電極１１４と各画素電極に隣接する走査線１１６は、非線形な電流−電圧特性を有する二端子型スイッチング素子であるＴＦＤ（Thin Film Diode）素子１１５を介して接続されている。そして、図１に示すように、画素電極１１４、走査線１１６およびＴＦＤ素子１１５が形成された第１基板１１０の表面は、配向膜１１８（図２では図示略）により覆われている。この配向膜１１８は、ポリイミドなどの有機薄膜であり、電圧が印加されていないときの液晶１８０の配向状態を規定するためのラビング処理が施されている。

第２基板１２０は、ガラスなどの光透過性材料からなる板状部材であり、その背面側の面には、第１基板１１０と同様に、位相差板１２１（図２では図示略）および偏光板１２２（図２では図示略）が、第２基板側からこの順で積層されている。一方、第２基板１２０の液晶１８０側（観察側）の面には、下地層１３０、半透過反射層１４０と、３色のカラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０Ｂのうちいずれか一と、データ線１５２と、配向膜１５４（図２では図示略）とが第２基板側からこの順で積層されている。このうち配向膜１５４は、配向膜１１８と同様の有機薄膜であり、ラビング処理が施されている。

複数のデータ線１５２の各々は、ＩＴＯなどの光透過性導電材料により形成された帯状の電極であり、カラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０Ｂの面上に形成されている。図２に示すように、データ線１５２は、上述した走査線１１６と交差する方向（図２中Ｘ方向）に延在し、第１基板１１０上に列をなす複数の画素電極１１４と対向するように位置する。かかる構成の下、第１基板１１０と第２基板１２０とにより狭持された液晶１８０は、画素電極１１４とこれに対向するデータ線１５２との間に電圧が印加されることにより、その配向方向が変化する。図２に示すように、この印加電圧に応じて液晶１８０の配向方向が変化する領域の最小単位１６０はマトリックス状に配列されており、その各々がサブ画素（ドット）として機能する。

カラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０Ｂは、各ドット１６０に対応して設けられた樹脂層である。各カラーフィルタは、顔料などにより赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）のいずれかにそれぞれ着色されており、その色に対応する波長の光を選択的に透過させる。なお、図２における「Ｒ」、「Ｇ」および「Ｂ」は、ドット１６０の各々が、いずれのカラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０Ｂが配置されるドット１６０かを示している。

遮光層１５１は、例えば、カーボンブラックが分散された黒色樹脂材料や、クロム（Ｃｒ）といった金属材料などにより形成されており、隣接するカラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０の側面を遮光するように、各カラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０Ｂの間隙を埋めるように格子状に形成されている。なお、遮光層１５１は、特定の材料によって形成されることに限定されず、例えば、着色層を構成するカラーフィルタ１５０Ｒ，１５０Ｇ，１５０Ｂの各着色層を二色または三色重ねること、すなわち積層することによっても形成することができる。

次に、半透過反射層１４０について説明する。図３は、ひとつのドット１６０に対応する半透過反射層１４０の上面図と、その部分に対応する第２基板１２０、下地層１３０および半透過反射層１４０の部分断面とを示す図である。半透過反射層１４０は、例えばアルミニウムまたは銀などの光反射性を有する材料が、図３の平面図および断面図に示したように、下地層１３０のうち観察側の面上に略一定の膜厚にて薄膜形成されたものであり、その表面形状は下地層１３０の凹凸状の表面形状が反映されたものとなっている（以下、この凹凸状の表面形状を有する面を「散乱反射面」と称する）。下地層１３０は、感光性材料を露光・現像処理することにより造形されたものであり、ドット１６０の中央付近に位置する光透過用の開口部１２５と、観察側に設けられた滑らかな凹凸状の面１３０ｂ（以下、「凹凸面」と称する）とを有している。開口部１２５の縁端（側壁面１３０ｅ）には、側壁面１３０ｅに沿って、幅ｄが一定（例えば、「１μｍ」）である段部１３０ａが形成されている。なお、下地層１３０において、開口部１２５を形成する側壁面１３０ｅは平坦性を有しているが、この点については後ほど詳述する。

このような構成のもと、半透過反射層１４０においては、バックライトユニット１０４（図１参照）から出射された光は、下地層１３０および半透過反射層１４０の開口部１２５を透過して観察側に出射する。一方、観察側から入射した外光は、散乱反射面１４０ｂで、散乱されつつ反射する。なお、説明の便宜上、以降の説明においては、第２基板１２０と、下地層１３０と、半透過反射層１４０とを含む半透過反射性を有する機能性基板を「半透過反射基板１２４」と称する。

以上説明した構成の第１基板１１０および第２基板１２０は、図１に示すように、シール材１７０を介して貼り合わされるとともに、両基板上の構造物と、シール材１７０とによって囲まれた領域に、例えばＴＮ（Twisted Nematic）型などの液晶１８０が封止される。かかる構成のもと、観察側から液晶パネル１０２に外光が入射すると、外光は、半透過反射基板１２４により観察側に向けて散乱反射し、これにより反射型表示が実現される。一方、液晶パネル１０２の背面側から入射したバックライトユニット１０４の光は、下地層１３０および半透過反射層１４０の開口部１２５を通過して観察側に出射し、これにより透過型表示が実現される。

［製造方法］
次に、本発明の実施形態に係わる半透過反射基板１２４の製造方法について説明する。図４は、半透過反射基板１２４の製造工程を示すフローチャートであり、図５および図６は、同製造工程における第２基板１２０の部分断面図である。なお、図５および図６においては第２基板１２０のうち１つのドット１６０に対応する部分が示されている。この製造工程においては、まず、第２基板１２０を洗浄した後、洗浄した基板を乾燥させる（図４：プロセスＰ１）。次に、図５（ａ）に示すように、第２基板１２０のうち観察側となる面に、例えばスピンコート法などにより、感光性材料の一種であるポジ型の感光性樹脂１３２を塗布する（図４：プロセスＰ２）。この感光性樹脂１３２としては、例えばＰＣ４０５Ｇ（ＪＳＲ株式会社製）などを用いることができる。その後、第２基板１２０に塗布した感光性樹脂１３２を減圧環境下において乾燥させ（図４：プロセスＰ３）、乾燥した感光性樹脂１３２を８５℃から１０５℃の範囲にてプリベークする（図４：プロセスＰ４）。

次に、プリベークした感光性樹脂１３２を、ステッパにより、図７に示したパターンのレチクル１４５を用いて露光する（図４：プロセスＰ５）。図７に示されるように、レチクル１４５は、ガラスなどの光透過性を有する基板１４６に、クロムなどの遮光層１４７（図中斜線で示す）が設けられたものである。レチクル１４５においては、液晶パネル１０２におけるドット１６０の各々に対応して、同一のパターンがマトリックス状に設けられている。したがって、以下、レチクル１４５のうち１つのドット１６０に対応する領域に着目して説明する。

図７の拡大図に示されるように、レチクル１４５のうち１つのドット１６０に対応する領域には、下地層１３０を形成するための２種類の透光部（遮光層１４７が設けられていない部分）が含まれる。すなわち、中央に設けられた略長方形の開口用透光部１４６ａと、その周辺に設けられる複数の凹凸用透光部１４６ｂとである。このうち開口用透光部１４６ａは、下地層１３０の開口部１２５を形成するためのものである。また、複数の凹凸用透光部１４６ｂの各々は、下地層１３０の凹凸面１３０ｂを形成するための微小な透過領域である。なお、感光性樹脂１３２はポジ型であるため、光が照射されると、その部分は、後述の現像工程において現像液に溶解し除去される。

このようなレチクル１４５にて、例えば、露光時間を１，６００ｍｓｅｃとして露光すると、レチクル１４５の開口用透光部１４６ａと各凹凸用透光部１４６ｂを透過した光は、図５（ｂ）に示すように、感光性樹脂１３２上面のうち図中破線で示される面まで作用する。なお、感光性樹脂１３２において、開口用透光部１４６ａおよび凹凸用透光部１４６ｂを透過した光が作用する深さは、感光性樹脂１３２の材質や、露光時の光の強度に応じて異なるので、露光時間を替えることにより制御することができる。

以上のようなレチクル１４５を用いた露光処理の後、次に、レチクル１４８を用いて露光を行う（図４：プロセスＰ６）。図８は、この二回目の露光に用いられるレチクル１４８のパターンを示す図である。この図に示されるように、レチクル１４８は、レチクル１４５と同様に、ガラスなどの光透過性を有する基板１４６に、遮光層１４７（図中斜線で示す）が設けられている。

レチクル１４８においては、液晶パネル１０２におけるドット１６０の各々に対応して、同一のパターンがマトリックス状に設けられており、図８の拡大図に示されるように、レチクル１４８のうち１つのドット１６０に対応する領域には、開口部１２５を形成するための開口用透光部１４９ａが設けられている。なお、開口用透光部１４９ａの面積は、開口用透光部１４６ａより小となっており、レチクル１４５における開口用透光部１４６が縦「ａμｍ」、横「ｂμｍ」とすると（図中点線の領域）、縦「ａ’μｍ」（ａ＞ａ’）、横「ｂ’μｍ」（ｂ＞ｂ’）となっている。このようなレチクル１４８にて、一回目の露光時間と露光時間を異ならせ、例えば、露光時間を４，０００ｍｓｅｃとして二回目の露光を行うと、レチクル１４８の開口用透光部１４９ａを透過した光は、感光性樹脂１３２のうち開口部１２５に対応する部分に到達し、その光は感光性樹脂１３２の最下部にまで作用する。そして、開口用透光部１４９ａは、開口用透光部１４６ａより面積が小となっているため、図５（ｃ）に示したように、開口用透光部１４６ａを透過した光が作用した部分と、開口用透光部１４９ａを透過した光が作用した部分との間に、幅が「ｄμｍ」の段部１３０ａが生じる。

ここで、感光性樹脂１３２（下地層１３０）において、段部１３０ａの幅をどの程度設けるかについて説明する。側壁面１３２ｅと凹凸面１３０ｂ間の距離、即ち段部１３０ａの幅ｄは、側壁面１３２ｅの平坦性を確保し、樹脂片が剥離するのを防ぐという観点から見ると広い方が好ましいが、一方、半透過反射層１４０における散乱反射性を確保するために、散乱反射面１４０ｂの面積をより広く確保するという観点から見ると狭い方が好ましい。本発明者によれば、距離ｄがおおよそ「０．５μｍ」以上であれば、側壁面１３２ｅの平坦性を十分に確保できることが確認されており、さらに、距離ｄがおおよそ「３μｍ」以下であれば、半透過反射層１４０の散乱反射性を十分に確保できることが確認されている。したがって、半透過反射層１４０の散乱反射性と、側壁面１３２ｅの平坦性との両方を確保するという観点からいうと、距離ｄはおおよそ「０．５〜３μｍ」の範囲内であることが望ましい。なお、距離ｄおよび開口部１２５の面積は、レチクル１４５における開口用透光部１４６ａの寸法と、レチクル１４８における開口用透光部１４９ａの寸法を調整することにより容易に変更することができる。

以上のようなレチクル１４５とレチクル１４８を用いた露光処理の後、感光性樹脂１３２に現像処理を施すと（図４：プロセスＰ７）、図５（ｄ）に示すような、段部１３０ａを有する開口部１２５の他、凹凸を有する凹凸面１３０ｂを含む感光性樹脂１３２（下地層１３０）が形成される。なお、二回目の露光工程で使用したレチクル１４８には、開口部１２５および段部１３０ａを形成するための開口用透光部１４９ａが設けられていたため、現像された感光性樹脂１３２においては、凹凸面１３０ｂは、開口部１２５を形成する側壁面１３２ｅから離間するように位置し、該側壁面１３２ｅは平坦性を有するように形成される。

このように本実施形態によれば、感光性樹脂１３２のうち開口部１２５の側壁面１３２ｅが略平坦となるように露光されるため、従来技術と比較して、現像時に側壁面１３２ｅの一部が剥離するといった問題が生じない。したがって、半透過反射基板１２４の品質が向上し、ひいては液晶装置１００の品質を向上させることが可能となる。

さて、感光性樹脂１３２の現像工程が終了すると、次いで、感光性樹脂１３２に、例えば、ｉ線などの紫外線（ultraviolet rays：以下、ＵＶと称する）を照射する。本実施形態で用いた感光性樹脂１３２（ＰＣ４０５Ｇ）は、黄色味を帯びており、ＵＶを照射することにより黄色味が除去され光透過性が向上する。これは、もし仮に下地層１３０が着色されていたとすると、半透過反射基板１２４における外光の反射時に、その色が反射光に反映されてしまうため、その改善を目的としている。なお、この工程は、本実施形態で用いた感光性樹脂１３２についての特有の工程であり、半透過反射基板１２４の製造において必須の工程ではない。この後、感光性樹脂１３２を、例えば「２２０℃」にて５０分間焼成する（図４：プロセスＰ８）。これにより、開口部１２５と、凹凸面１３０ｂとを有する下地層１３０が形成される。

次いで、図６（ａ）に示すように、第２基板１２０のうち下地層１３０が形成された面に、例えばスパッタリングなどにより、半透過反射層１４０となるアルミニウムまたはアルミニウム合金を略一定の厚みにて、下地層１３０を覆うように形成する（図４：プロセスＰ９）。次に、図６（ｂ）に示すように、アルミニウム層のうち開口部分を除去すべく、マスク１４２形成する。具体的には、下地層１３０の開口部１２５に対応する部分以外の領域をマスク１４２で覆う。そして、アルミニウム層のうちマスク１４２で覆われていない部分をエッチングした後、マスク１４２を除去すると、図６（ｃ）に示すように開口部１２５と、凹凸状の散乱反射面１４０ｂとを有する散乱反射型の半透過反射基板１２４が製造される。

引き続き、半透過反射層１４０が形成された第２基板１２０上に構造物を形成する方法について前掲図１を参照して説明する。以上のようにして半透過反射層１４０が形成されると、続いて、第２基板１２０の反射面側（観察側）に、例えばクロムからなる薄膜を、例えばスパッタリング法などにより形成する。この後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて当該薄膜をパターニングすることにより、格子状の遮光層１５１を得る。また、遮光層１５１は、特定の材料によって形成されることに限られず、例えば、着色層を構成するカラーフィルタ１５０Ｒ，１５０Ｇ，１５０Ｂの各着色層を二色または三色重ねること、すなわち積層することによっても形成することができる。

続いて、第２基板１２０における半透過反射層１４０上に赤色、緑色および青色のカラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇおよび１５０Ｂの各々を、マトリックス状に形成する。これらのカラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０Ｂの形成方法としては、例えば、顔料により着色された感光性樹脂により形成することができる。次に、カラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０Ｂおよび遮光層１５１を覆うようにＩＴＯからなる薄膜を形成し、これをパターニングすることによってデータ線１５２を形成する。そして、これらのデータ線１５２を覆うように配向膜１５４を形成し、配向膜１５４の表面にラビング処理を施す。

以上が第２基板１２０上に設けられる各構造物の製造方法である。この製造方法により得られた第２基板１２０と、画素電極１１４、走査線１１６、ＴＦＤ素子１１５および配向膜１１８が形成された第１基板１１０とを、互いの配向膜１１８、１５４を対向させた状態でシール材１７０を介して貼り合わせる。次いで、両基板１１０、１２０とシール材１７０とによって囲まれた空間に液晶１８０を注入し、その後、図示せぬ封止材により液晶１８０が注入された空間を封止する。そして、一体化された第１基板１１０および第２基板１２０の各々の外側の面に、位相差板１１１、１２１と偏光板１１２、１２２とを貼着することによって、液晶表示パネルが完成する。

以上説明したように、本実施形態に係る製造方法によれば、段部１３０ａを設けたことにより、下地層１３０（感光性樹脂１３２）の現像処理時に樹脂片が剥離するおそれがなくなるため、現像工程において、感光性樹脂１３２の側壁面１３２ｅの一部が剥離するといった問題や、一旦剥離した樹脂片が感光性樹脂１３２に再付着するといった問題などの不具合を解消することができる。この結果、下地層１３０の剥離を起因として、液晶装置１００の品質低下や、不具合などが生じることがなくなる。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。

上述した実施形態においては、下地層１３０（半透過反射層１４０）に形成された開口部１２５は、各ドット１６０の略中央に位置するように形成されていたが、これに限らない。例えば、図９（ａ）に示すように、ドット１６０の四隅に、開口部１２５を１つずつ形成しても良いし、また、図９（ｂ）に示すように、ドット１６０の両側に沿って開口部１２５を１列ずつ形成しても良い。このように開口部１２５がいずれの位置に形成された場合であっても、段部１３０ａが形成されるように露光することにより、下地層１３０は、その側壁面１３０ｅが略平坦となるように不溶化される。これにより、上記実施形態と同様に、現像工程において、下地層１３０（感光性材料）の剥離が生じるおそれがない。

また、上記実施形態にかかる半透過反射基板１２４は、第２基板１２０、下地層１３０および半透過反射層１４０の３層構造のものを示したがこれに限定されるものではない。例えば、図１０は、４層構造の半透過反射基板１２６を示す部分断面図である。この図において、下地層１３０と、半透過反射層１４０との間に設けられた中間層１３５は、下地層１３０の凹凸面１３０ｂの傾斜変化を吸収する役割を果たす。このような中間層１３５を設けることにより、下地層１３０の凹凸面１３０ｂが急峻である場合に、その凹凸形状をなだらかにしつつ、下地層１３０の凹凸形状を半透過反射層１４０の散乱反射面１４０ｂに反映させることができる。これにより、半透過反射基板１２６における散乱反射面の形状を、散乱特性に応じて形成することができる。

上述した実施形態においては、露光により溶解するポジ型の感光性材料を用いて半透過反射基板１２４を製造したが、露光により不溶化するネガ型の感光性材料を用いることも可能である。図１１は、ネガ型の感光性材料を用いた場合の、半透過反射基板の製造工程における第２基板１２０の部分断面図である。なお、図１１においては第２基板１２０のうち１つのドット１６０に対応する部分が示されている。まず、図１１（ａ）に示すように、感光性材料の一種であるネガ型の感光性樹脂１３２Ａが塗布された第２基板１２０を、ステッパにより、レチクル１４５Ａを用いて露光する。図１２は、この露光に用いられるレチクル１４５Ａのパターンを示す図である。ネガ型の感光性樹脂においては、露光された部分がパターンとして残るため、図１２の拡大図に示したように、開口部１２５を形成するための遮光部１４７ａと、凹凸面を形成するための遮光部１４７ｂとを設け、樹脂を除去したい部分を遮光する。このレチクル１４５Ａを用いて一回目の露光を行うと、図１１（ｂ）に示すように、遮光されていない部分を透過した光は、感光性樹脂１３２Ａの上面のうち図中破線で示される面まで作用する。

次に、レチクル１４８Ａを用いて二回目の露光を行う。図１３は、この二回目の露光に用いられるレチクル１４８Ａのパターンを示す図である。この図に示されるように、レチクル１４８Ａには、開口部１２５を形成するための遮光部１４７ｃが設けられており、この遮光部１４７ｃの面積は、遮光部１４７ａより小となっている。このようなレチクル１４８Ａにて、一回目の露光時間と露光時間を異ならせ、二回目の露光を行うと、図１１（ｃ）に示したようにレチクル１４８Ａの遮光部１４７ｃを除いた部分において、感光性樹脂の最下部まで光が作用する。以上のようなレチクル１４５Ａとレチクル１４８Ａを用いた露光処理の後、感光性樹脂１３２に現像処理を施すと、図１１（ｄ）に示すような、段部１３０ａを有する開口部１２５の他、凹凸を有する凹凸面１３０ｂを含む感光性樹脂１３２（下地層１３０）が形成される。このようにネガ型の感光性樹脂を用いた態様でも、感光性樹脂１３２のうち開口部１２５の側壁面１３２ｅが略平坦となるように露光されるため、従来技術と比較して、現像時に側壁面１３２ｅの一部が剥離するといった問題が生じない。したがって、半透過反射基板１２４の品質が向上し、ひいては液晶装置１００の品質を向上させることが可能となる。

上述した実施形態では、露光の時間により、光が感光性材料に作用する深さを制御しているが、光の強度により光が感光性材料に作用する深さを制御するようにしてもよい。
また、上述した実施形態では、二回の露光が行われた後、現像工程が行われるようになっているが、一回目の露光の後に現像工程を行い、この後に二回目の露光と現像を行うようにしてもよい。また、一回目の露光と二回目の露光を行う順番を逆にしてもよい。

図７に例示したレチクル１４５においては、凹凸面１３０ｂを形成するために、微少な透過領域である、複数の凹凸用透光部１４６ｂが設けられていたが、ポジ型の感光性材料に凹凸面１３０ｂを形成するために、図１４に示したように遮光領域と透過領域とを設けてもよい。図１４の拡大図に示されるように、レチクル１４５Ｂには、下地層１３０を形成するための凹凸用遮光部１４７ｄ（図中ハッチングで示した領域）と、開口部１２５を形成するための開口用透光部１４６ａ（図中点線で示した領域）が設けられている。複数の凹凸用遮光部１４７ｄは、下地層１３０の凹凸面１３０ｂを形成するための微小な遮光領域である。このようなレチクル１４５Ｂにて、感光性樹脂の膜厚の深さより浅い深さまで光が作用するように一回目の露光工程で露光を行うと、複数の凹凸用遮光部１４７ｄにて遮光された部分のみが遮光される。そして、二回目の露光を行った後、この露光された感光性材料を現像すると、遮光された部分が現像工程において凸部として残り、凹凸面が形成される。

図１２に例示したレチクル１４５Ａにおいては、凹凸面１３０ｂを形成するために、微少な遮光領域である、複数の凹凸用遮光部１４７ａが設けられていたが、ネガ型の感光性材料に凹凸面１３０ｂを形成するために、図１５に示したように遮光領域と透過領域とを設けてもよい。図１５の拡大図に示されるように、レチクル１４５Ｃには、下地層１３０を形成するための凹凸用透光部１４６ｃと、開口部１２５を形成するための開口用遮光部１４７ｅ（図中点線で示した領域）が設けられている。複数の凹凸用透光部１４６ｃは、下地層１３０の凹凸面１３０ｂを形成するための微小な透光領域である。このようなレチクル１４５Ｃにて、感光性樹脂の膜厚の深さより浅い深さまで光が作用するように一回目の露光工程で露光を行うと、複数の凹凸用透光部１４６ｃを透過した光のみが感光性材料に作用し、この微少な透光部を透過した光が当たった部分が不溶化する。そして、二回目の露光を行った後、この露光された感光性材料を現像すると、凹凸用透光部１４６ｃを透過した光が作用した部分が現像工程において凸部として残り、凹凸面が形成される。

上述した実施形態では、図６（ｃ）に示したように、凹凸面１３０ｂにのみ、アルミニウム層が形成されたが、段部１３０ａにもアルミニウム層を形成するようにしてもよい。具体的には、図１６（ａ）に示したように、第２基板１２０のうち下地層１３０が形成された面に、例えばスパッタリングなどにより、アルミニウムまたはアルミニウム合金を略一定の厚みにて、下地層１３０を覆うように形成する。次に、図１６（ｂ）に示すように、アルミニウム層のうち、開口部１２５の最下部と、側壁面１３０ｅに対応する部分以外の領域をマスク１４２で覆う。そして、アルミニウム層のうちマスク１４２で覆われていない部分をエッチングした後、マスク１４２を除去すると、図１６（ｃ）に示すように、凹凸状の散乱反射面１４０ｂに加え、段部１３０ａも反射面として利用できる散乱反射型の半透過反射基板１２４が製造される。このような態様によれば、反射に使用できる領域を増加させることが可能となり、コントラストを向上させることができる。

最後に、以上説明した液晶装置１００を搭載した電子機器について説明する。図１７は、液晶装置１００を表示部として有する携帯電話機３００の外観図である。この図において、携帯電話機３００は、複数の操作ボタン３１０の他、受話口３２０、送話口３３０とともに、電話番号などの各種情報を表示する表示部として、上記液晶装置１００を備えている。また、携帯電話機３００以外にも、液晶装置１００（電気光学装置）は、コンピュータや、プロジェクタ、デジタルカメラ、ムービーカメラ、車載機器、複写機、オーディオ機器などの各種電子機器の表示部として用いることができる。

本発明の実施形態にかかる液晶装置の断面図である。 同液晶装置の分解斜視図である。 同液晶装置に含まれる半透過反射基板の平面および断面を示す図である。 同半透過反射基板の製造方法を示す工程図である。 同製造方法における各工程の様子を示す図である。 同製造方法における各工程の様子を示す図である。 同半透過反射基板の製造に用いられるレチクルを示す平面図である。 同半透過反射基板の製造に用いられるレチクルを示す平面図である。 同実施形態の変形例にかかる下地層の形状を示す図である。 同実施形態の変形例にかかる半透過反射基板の部分断面図である。 同実施形態の変形例にかかる製造方法の工程の様子を示す図である。 同変形例にかかる製造方法に用いられるレチクルを示す平面図である。 同変形例にかかる製造方法に用いられるレチクルを示す平面図である。 同実施形態の変形例に係わるレチクルを示す平面図である。 同実施形態の変形例に係わるレチクルを示す平面図である。 同実施形態の変形例にかかる製造方法の工程の様子を示す図である。 同液晶装置を搭載した電子機器の一例を示す図である。 従来の半透過反射層およびその周辺構成の図である。 従来の半透過反射層の下地層の形成に用いられるフォトマスクを示す平面図である。

符号の説明

１００ 液晶装置（電気光学装置）、１０２ 液晶パネル、１０４ バックライトユニット、１１０ 第１基板、１１４ 画素電極、１１５ ＴＦＤ素子、１１６ 走査線、１１８，１５４ 配向膜、１２０ 第２基板、１２４ 半透過反射基板、１２５ 開口部、１３０ 下地層、１３０ａ 段部、１３０ｂ 凹凸面、１３０ｅ 側壁面、１４０ 半透過反射層、１４０ｂ 散乱反射面、１４５，１４５Ａ，１４５Ｂ，１４５Ｃ，１４８、１４８Ａ レチクル、１４６ａ，１４９ａ 開口用透光部、１４６ｂ，１４６ｃ 凹凸用透光部、１４７，１４７ａ，１４７ｂ，１４７ｃ，１４７ｄ 遮光部、１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０Ｂ カラーフィルタ、１５２ データ線、１６０ ドット、１８０ 液晶、３００ 携帯電話機

Claims (10)

1. 光を透過させるための開口部を有すると共に、凹凸状の光反射部を有する半透過反射基板の製造方法であって、
   基板にポジ型の感光性材料を塗布する塗布工程と、
   前記開口部と、前記光反射部における凹部に対応した領域とを、前記塗布工程により塗布された感光性材料に形成するべく、該感光性材料の膜厚の深さより浅い深さまで光が作用するように露光する第１の露光工程と、
   前記第１の露光工程において開口部を形成するべく露光された領域内であって該領域より狭い領域に対して、前記塗布工程により塗布された感光性材料の膜厚の深さ以上に光が作用するように露光する第２の露光工程と、
   露光が行われた前記感光性材料を現像し、露光時に感光された領域を除去する現像工程と、
   前記現像工程により現像された感光性材料のうち、前記現像工程により形成された凹凸面上に光反射性を有する反射層を形成する反射層形成工程と、
   を有することを特徴とする半透過反射基板の製造方法。
2. 光を透過させるための開口部を有すると共に、凹凸状の光反射部を有する半透過反射基板の製造方法であって、
   基板にポジ型の感光性材料を塗布する塗布工程と、
   前記開口部を前記塗布工程により塗布された感光性材料に形成するべく、該感光性材料の膜厚の深さ以上に光が作用するように露光する第１の露光工程と、
   前記塗布工程により塗布された感光性材料に、前記光反射部における凹部に対応した領域と、前記開口部とを形成するべく、前記第１の露光工程において前記開口部を形成するために露光された領域より広く且つ該領域を含む領域と、前記光反射部における凹部に対応した領域とに対して、該感光性材料の膜厚より浅い深さまで光が作用するように露光する第２の露光工程と、
   露光が行われた前記感光性材料を現像し、露光時に感光された領域を除去する現像工程と、
   前記現像工程により現像された感光性材料のうち、前記現像工程により形成された凹凸面上に光反射性を有する反射層を形成する反射層形成工程と、
   を有することを特徴とする半透過反射基板の製造方法。
3. 前記現像工程は、
   前記第２の露光工程より前の工程であって、前記第１の露光工程で感光された領域を除去する第１の現像工程と、
   前記第２の露光工程の後の工程であって、前記第２の露光工程で感光された領域を除去する第２の現像工程と
   を有することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の半透過反射基板の製造方法。
4. 光を透過させるための開口部を有すると共に、凹凸状の光反射部を有する半透過反射基板の製造方法であって、
   基板にネガ型の感光性材料を塗布する塗布工程と、
   前記開口部と前記光反射部における凹部に対応した領域とを、前記塗布工程により塗布された感光性材料に形成するべく、該感光性材料の膜厚の深さより浅い深さまで光が作用するように露光する第１の露光工程と、
   前記第１の露光工程において開口部を形成するべく遮光された領域内であって該領域より狭い領域を遮光し、前記塗布工程により塗布された感光性材料の膜厚の深さ以上に光が作用するように露光する第２の露光工程と、
   露光が行われた前記感光性材料を現像し、露光時に遮光された領域を除去する現像工程と、
   前記現像工程により現像された感光性材料のうち、前記現像工程により形成された凹凸面上に光反射性を有する反射層を形成する反射層形成工程と、
   を有することを特徴とする半透過反射基板の製造方法。
5. 前記第１の露光工程により開口部を形成すべく露光された領域の縁端と、前記第２の露光工程により開口部を形成すべく露光された領域の縁端とが離間し、両縁端間の距離が０．５μｍ以上になるように露光すること
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれかの請求項に記載の半透過反射基板の製造方法。
6. 前記第１の露光工程により開口部を形成すべく露光された領域の縁端と、前記第２の露光工程により露光された領域の縁端とが離間し、両縁端間の距離が３μｍ以下になるように露光すること
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれかの請求項に記載の半透過反射基板の製造方法。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の半透過反射基板の製造方法を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
8. 光を透過させるための透光部を有すると共に、凹凸状の光反射層を有する半透過反射基板であって、
   凹凸面と、前記透光部となる開口部であって、その側壁面に、前記凹凸面が形成されている部分より層の厚さが小である段部を有する開口部とを含む下地層と、
   前記下地層のうち前記凹凸面上に位置するように設けられ、光反射性を有する光反射層と、
   を具備することを特徴とする半透過反射基板。
9. 相互に対向して電気光学物質を挟持する一対の基板と、前記一対の基板のうち一方の基板に設けられ、一方の基板側からの入射光を透過させるための透光部を有すると共に、他の基板側からの入射光を反射する凹凸状の光反射層を有する半透過反射基板と、を有する電気光学装置であって、
   前記半透過反射基板は、凹凸面と、前記透光部となる開口部であって、その側壁面に、前記凹凸面が形成されている部分より層の厚さが小である段部を有する開口部とを含む下地層と、
   前記下地層のうち前記凹凸面上に位置するように設けられ、光反射性を有する光反射層と
   を具備することを特徴とする電気光学装置。
10. 請求項９に記載の電気光学装置を表示装置として備えることを特徴とする電子機器。

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