JP2005265919A - 液晶表示装置の製造方法、液晶表示装置、及び電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】 樹脂層に対して複数の凹凸部のパターンを一括して形成することが可能となると共に、当該樹脂層上に形成された反射膜の反射光に指向性を付与し、その方向内で一層の明るい反射光を得ることが可能となる液晶表示装置の製造方法、液晶表示装置、及び電子機器を提供する。
【解決手段】 反射層を備えた液晶表示装置の製造方法であって、反射層を形成する工程は、基板2上に感光性樹脂層52を形成する工程と、表面に指向性を示す傾斜面を備えた透光性型80を接触させる工程と、フォトマスク90を用いて露光を行う工程と、露光の後に透光性型80を離脱させる工程と、感光性樹脂層52の表面に反射膜を形成する工程とを有し、フォトマスク90には、透過率が異なる複数の透光量調整部91が設けられており、当該複数の透光量調整部91を介して露光することで、感光性樹脂層52に対する露光量を部分的に異ならせることを特徴とする。
【選択図】 図7

Description

本発明は、液晶表示装置の製造方法、液晶表示装置、及び電子機器に関する。
近年、液晶表示装置においては、外光を利用して画像を表示する反射型液晶表示装置や、外光と照明光を共に利用して画像を表示する半透過反射型液晶表示装置が知られている。このような液晶表示装置においては、反射表示を行う部分に、アルミニウム等の金属膜からなる反射膜が形成されている。また、反射膜の下地には、凹凸状の表面を有する樹脂層が形成されており、当該凹凸状の表面に倣って反射膜が形成されることで、反射膜に光散乱機能を付与している。
このような凹凸状の表面を樹脂層に形成する方法として、指向性を有する傾斜面を備えた透光性の型を感光性樹脂に押し付けながら露光を行うことにより、樹脂層に傾斜面を形成すると共に当該傾斜面に微細な凹凸パターンを形成する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
一方、半透過反射型液晶表示装置は、反射表示部と透過表示部を備えるため、当該液晶表示装置を製造するには、上記のような樹脂層や反射膜を所定のパターンで除去する必要がある。更に、透過表示部においては光が液晶層を1回しか通らないのに対して、反射表示部においては光が液晶層を2回通るために、透過表示部と反射表示部の電気光学特性(透過率−電圧特性、反射率−電圧特性)が同一にならない。そこで、透過表示部と反射表示部における液晶層の層厚を異ならせるための液晶層厚調整層を形成したマルチギャップ構造を採用するのが一般的である。当該マルチギャップ構造を採用することにより、透過表示部と反射表示部における電気光学特性が揃うこととなり、良好な表示特性が得られる。このようなマルチギャップ構造の形成方法としては、樹脂層を基板上に全面に形成した後に、透過表示部及び反射表示部に応じてパターニングすることが知られている(例えば、特許文献2参照。)。
また、半透過反射型液晶表示装置においては、上記のようなマルチギャップ構造を採用したとしても、透過表示ではカラーフィルタを1回しか通らないのに対して、反射表示ではカラーフィルタを2回通るために、透過表示よりも反射表示の色が濃くなってしまい、カラーフィルタの色合いが不均一になる。そこで、透過表示部よりも反射表示部におけるカラーフィルタの膜厚を薄くすることで、カラーフィルタの色合いを略均一にする方法が一般的である。このようなカラーフィルタの膜厚を異ならせるには、カラーフィルタの下層に形成される樹脂層に、透過表示部や反射表示部のパターンに応じた凹凸部を形成する方法が知られている。
特開2004−013060号公報 特開平11−242226号公報
しかしながら、上記のような液晶表示装置においては、樹脂層に凹凸部を形成したり、また、マルチギャップを形成したりするには、各々異なる工程で行われるため、工程数の増加によって液晶表示装置の製造コストを増加してしまうという問題があった。
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、樹脂層に対して複数の凹凸部のパターンを一括して形成することが可能となると共に、当該樹脂層上に形成された反射膜の反射光に指向性を付与し、その方向内で一層の明るい反射光を得ることが可能となる液晶表示装置の製造方法、液晶表示装置、及び電子機器を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の液晶表示装置の製造方法は、反射層を備えた液晶表示装置の製造方法であって、前記反射層を形成する工程は、基板上に感光性樹脂層を形成する工程と、表面に指向性を示す傾斜面を備えた透光性型を、当該傾斜面と前記感光性樹脂層が対向するように接触させる工程と、前記感光性樹脂層及び透光性型を積層した基板に対し、フォトマスクを用いて露光を行う工程と、前記露光の後に前記透光性型を離脱させる工程と、前記感光性樹脂層の表面に反射膜を形成する工程とを有し、前記フォトマスクには、透過率が異なる複数の透光量調整部が設けられており、当該複数の透光量調整部を介して露光することで、前記感光性樹脂層に対する露光量を部分的に異ならせることを特徴としている。
このようにすれば、透光性型の傾斜面と基板面とにより感光性樹脂層を挟圧しながら当該感光性樹脂層及び透光性型が基板上に積層されることで、透光性型の傾斜形状を感光性樹脂層に転写させることができる。また、その積層体に対してフォトマスクを用いて露光を行うことで、当該フォトマスクの透光量調整部のパターンに応じた配列の凹凸部を感光性樹脂層に形成することができる。
更に、フォトマスクの透光部には、透過率が異なる複数の透光量調整部が設けられているので、感光性樹脂層に対して透光部のパターンに応じて露光量を異ならせることが可能となる。従って、感光性樹脂層における露光量が多い部分と、露光量が少ない部分とにおいて、膜厚を異ならせることが可能となり、凹凸部を形成することができる。
また、透光性型に例えばフォトリソグラフィ法等にて指向性を備える傾斜面を形成することで、指向性の傾斜面を感光性樹脂層に転写することができ、一方、フォトマスクの透光量調整部のパターンを例えばランダムに形成することで、感光性樹脂層に対してランダムな凹凸部を形成することができる。
従って、このような凹凸部を有する感光性樹脂層表面に反射膜を形成することで、傾斜面及び凹凸部を備える反射層を得ることができるようになる。
また、このようにすれば、例えば、反射型液晶表示装置において、傾斜面を有する反射面に、複数の高さからなる凹凸部を形成することが可能となる。また、例えば、半透過反射型液晶表示装置において、傾斜面を有する反射面に、複数の高さからなる凹凸部を形成することが可能となると共に、透過表示部と反射表示部における液晶層厚を異ならせる液晶層厚調整層を形成したり、カラーフィルタの膜厚を異ならせるための凹凸部を形成したりすることができる。そして、このような複数の凹凸部や液晶層厚調整層等は、フォトマスクの透光部に設けられた複数の透光量調整部に露光光が透過し、感光性樹脂層を部分的に露光量を異ならせることによって形成されるので、1回の露光工程で各種光学特性を付与するための形状を有する樹脂層を形成することができる。
なお、本発明においては、前記露光後の感光性樹脂層に対して現像を行う工程が含まれてもよい。また、感光性樹脂層の種類としては、ポジ型やネガ型が適宜採用される。
また、前記液晶表示装置の製造方法においては、前記複数の透光量調整部のうちの一つは、マスクパターンの開口部であることを特徴としている。
このようにすれば、露光光を殆ど遮ることなく感光性樹脂層に到達させることができる。従って、感光性樹脂層の面内において、開口部に対応する位置には、露光量を最も多くすることができる。また、例えば、感光性樹脂層の材料として、ポジ型を採用した場合には、開口部を透過した露光光によって照射された感光性樹脂層の部分を、当該感光性樹脂層の他の部分よりも最も多く除去することができる。また、例えば、感光性樹脂層の材料として、ネガ型を採用した場合には、開口部を透過した露光光によって照射された感光性樹脂層の部分を、当該感光性樹脂層の他の部分よりも最も少なく除去することができる。
また、前記液晶表示装置の製造方法においては、前記複数の透光量調整部のうちの一つは、露光光を遮蔽する遮光部であることを特徴としている。
このようにすれば、感光性樹脂層に対して露光光を遮蔽することができる。また、例えば、感光性樹脂層の材料として、ポジ型を採用した場合には、遮光部に対応する感光性樹脂層の部分を除去すること無く残留させることができる。また、例えば、感光性樹脂層の材料として、ネガ型を採用した場合には、遮光部に対応する感光性樹脂層の部分を完全に除去することができる。
また、前記液晶表示装置の製造方法においては、前記複数の透光量調整部のうちの一つは、前記開口部よりも透過率が低い第1低透過率部であることを特徴としている。
このようにすれば、開口部よりも少ない光量の露光光を感光性樹脂層に到達させることができる。従って、感光性樹脂層の面内において、第1低透過率部に対応する位置には、露光量を開口部よりも少なくすることができる。また、例えば、感光性樹脂層の材料として、ポジ型を採用した場合には、第1低過率部を透過した露光光によって照射された感光性樹脂層の部分を、開口部によって露光される部分よりも少なく除去することができる。また、例えば、感光性樹脂層の材料として、ネガ型を採用した場合には、第1低透過率部を透過した露光光によって照射された感光性樹脂層の部分を、開口部によって露光される部分よりも多く除去することができる。
また、前記液晶表示装置の製造方法においては、前記複数の透光量調整部のうちの一つは、前記第1低透過率部よりも透過率が低い第2低透過率部であることを特徴としている。
このようにすれば、第1低透過率部よりも少ない光量の露光光を感光性樹脂層に到達させることができる。従って、感光性樹脂層の面内において、第2低透過率部に対応する位置には、露光量を第1低透過率部よりも少なくすることができる。また、例えば、感光性樹脂層の材料として、ポジ型を採用した場合には、第2低過率部を透過した露光光によって照射された感光性樹脂層の部分を、第1低透過率部によって露光される部分よりも少なく除去することができる。また、例えば、感光性樹脂層の材料として、ネガ型を採用した場合には、第2低透過率部を透過した露光光によって照射された感光性樹脂層の部分を、第1低透過率部によって露光される部分よりも多く除去することができる。
また、前記液晶表示装置の製造方法においては、前記感光性樹脂層に対する露光量を部分的に異ならせることによって、前記感光性樹脂層の傾斜面に当該傾斜面の表面からの高さが異なる凹凸部を形成することを特徴としている。
このようにすれば、感光性樹脂層の傾斜面上に高さが異なる複数の凹凸部を形成することができるので、当該感光性樹脂層上に反射膜を形成することにより凹凸部の形状に倣って反射膜を形成し、良好な光散乱性を有する反射膜を形成することができる。
また、前記液晶表示装置の製造方法においては、前記感光性樹脂層に対する露光量を部分的に異ならせることによって、前記凹凸部を有する前記感光性樹脂層の平均膜厚よりも薄い薄膜部を、当該感光性樹脂層に形成することを特徴としている。
このようにすれば、凹凸部を有する感光性樹脂層の平均膜厚よりも相対的に薄い部分を形成することができる。更に、薄膜部の膜厚を好適に調整することで、感光性樹脂層の上方に形成される各種層膜の膜厚を所望に設定することができる。
また、前記液晶表示装置の製造方法においては、前記感光性樹脂層に対する露光量を部分的に異ならせることによって、前記感光性樹脂層を貫通する貫通部を形成することを特徴としている。
このようにすれば、感光性樹脂層の表面に凹凸部を形成することができると共に、感光性樹脂層の下層に位置する層膜を露出することができる。
また、前記液晶表示装置の製造方法においては、前記感光性樹脂層に対する露光量を部分的に異ならせることによって、前記基板周辺の感光性樹脂層を除去することを特徴としている。
このようにすれば、基板周辺において当該基板の表面が露出するので、当該基板周辺にシール剤を配置することで、液晶表示装置の上基板と下基板のセルギャップが均一になるように貼り合わせることができる。
また、前記液晶表示装置の製造方法においては、前記感光性樹脂層と前記基板との間に能動素子を形成する工程を更に有し、前記貫通部を形成して前記能動素子の一端子又は前記能動素子の一端子と同電位となる導電体を露出させた後に、前記反射膜を形成して当該反射膜と前記能動素子の一端子を導通させることを特徴としている。
このようにすれば、感光性樹脂層に形成された貫通部を介して、反射膜と能動素子の一端子を確実に導通させることができる。また、感光性樹脂層の表面に凹凸部が形成されているので、反射層が光散乱性を有することとなる。
従って、感光性樹脂層に対して、光散乱のための凹凸部と、能動素子の一端子を露出するための貫通部を一括して形成することができる。
また、本発明においては、能動素子の一端子と反射膜を直接的に導通させても、また、能動素子の一端子と反射膜の間に導電体を設け、当該導電体を介して能動素子の一端子と反射膜を導通させてもよい。
また、前記液晶表示装置の製造方法においては、透過表示領域と反射表示領域とを有する半透過反射型の液晶表示装置の製造方法であって、前記透過表示領域に前記薄膜部又は前記貫通部を形成し、前記感光性樹脂層の膜厚差を利用して、前記反射表示領域の前記液晶層厚を前記透過表示領域の前記液晶層厚よりも小さくすることを特徴としている。
ここで、透過表示領域においては光が液晶層を1回しか通らないのに対して、反射表示領域においては光が液晶層を2回通るために、単に液晶層を同一の膜厚で形成した場合には透過表示領域と反射表示領域の電気光学特性が同一にならない。そこで、感光性樹脂層に薄膜部又は貫通部を形成し、透過表示領域と反射表示領域における液晶層の層厚を異ならせて、所謂マルチギャップ構造を形成することにより、透過表示領域と反射表示領域における電気光学特性が揃うことなり、良好な表示特性が得られる。
また、前記液晶表示装置の製造方法においては、透過表示領域と、反射表示領域とを有する半透過反射型の液晶表示装置の製造方法であって、前記感光性樹脂層の上方に、異なる複数色の着色層を形成する工程を有し、前記透過表示領域に前記薄膜部又は前記貫通部を形成し、前記感光性樹脂層の膜厚差を利用して、前記反射表示領域の着色層厚を前記透過表示領域の着色層厚よりも小さくすることを特徴としている。
ここで、透過表示領域では着色層を1回しか通らないのに対して、反射表示領域では着色層を2回通るために、透過表示領域よりも反射表示領域の色が濃くなってしまい、着色層の色合いが不均一になる。そこで、感光性樹脂層に薄膜部又は貫通部を形成し、透過表示領域よりも反射表示領域における着色層の膜厚を薄くすることで、着色層の色合いを略均一にすることができる。
また、前記液晶表示装置の製造方法においては、前記感光性樹脂層に対する露光量を部分的に異ならせることによって、前記着色層の色毎に、前記反射表示領域及び前記透過表示領域における前記感光性樹脂層の膜厚を異ならせることを特徴としている。
ここで、液晶表示装置を好適な色合いでフルカラー表示させるために、着色層の色の種類によってその膜厚を異ならせる場合がある。
従って、本発明のように、着色層の色毎に薄膜部の膜厚や傾斜面が形成される感光性樹脂層の平均膜厚を異ならせることによって、所望の膜厚で各色の着色層を形成することができる。これによって、好適な色合いでフルカラー表示を実現できる液晶表示装置を製造することができる。
また、本発明の液晶表示装置は、先に記載の製造方法によって製造されたことを特徴としている。
このようにすれば、明るい反射光を有する反射型液晶表示装置や、半透過反射型液晶表示装置を実現することができる。また、製造コストが低減された安価な液晶表示装置を実現することができる。
また、本発明の電子機器は、先に記載の液晶表示装置を備えることを特徴としている。
このような電子機器としては、例えば、携帯電話機、移動体情報端末、時計、ワープロ、パソコンなどの情報処理装置等を例示することができる。また、大型の表示画面を有するテレビや、大型モニタ等を例示することができる。このように電子機器の表示部に、本発明の液晶表示装置を採用することによって、明るい画像表示が実現された、安価な電子機器を提供することが可能となる。
(液晶表示装置の第1実施形態)
以下、本発明における液晶表示装置の第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図1は、本実施形態の液晶表示装置の全体構成を示す平面図、図2は同、液晶表示装置の表示領域を示す図であって、図1のB−B'線に沿う断面図(横方向に切断した状態を示す断面図)である。本実施形態は、パッシブマトリクス方式の反射型カラー液晶表示装置の例であり、基板の内面側に指向性を有する反射膜を具備した例を示している。なお、各図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
本実施形態の液晶表示装置1は、図1に示すように平面視矩形状の基板2と対向基板3とがシール材4を介して対向配置されている。シール材4の一部は各基板2、3の一辺(図1における上辺)側で開口して液晶注入口5となっており、双方の基板2、3とシール材4とに囲まれた空間内に液晶が封入され、液晶注入口5が封止材6によって封止されている。本実施形態では、対向基板3よりも基板2の外形寸法の方が大きく、対向基板3と基板2の1辺(図1における上辺)では縁が揃っているが、対向基板3の残りの3辺(図1における下辺、右辺、左辺)からは基板2の周縁部がはみ出すように配置されている。そして、基板2の下辺側の端部に対向基板3、基板2双方の電極を駆動するための駆動用半導体素子7が実装されている。なお、符号8は表示領域の周囲を遮光するための遮光層(周辺見切り)である。
本実施形態の場合、図1に示すように、基板2上に、図中縦方向に延在する複数のセグメント電極10がストライプ状に形成されている。一方、対向基板3上には、セグメント電極10と直交するように図中横方向に延在する複数のコモン電極11がストライプ状に形成されている。カラー表示を行うべく、カラーフィルタのR、G、Bの各着色層は各セグメント電極10の方向に対応して配置(縦ストライプ/RGBのそれぞれがストライプ状に縦に同色で形成配置)されており、横方向に並んだR、G、Bの3個の画素で画面上の1個のドットが構成されている。なお、本実施形態における「画素」とは、セグメント電極10とコモン電極11とが平面的に見て重なり合った各領域のことである。また、「表示領域」とは、遮光層8の内側における多数の画素がマトリクス状に配列された領域であって、実際に表示に寄与する領域のことを言う。
断面構造を見ると、図2に示すように、基板2上には樹脂層(感光性樹脂層)52及び反射層53が形成されている。ここで、基板2は、ガラス又はプラスチック等の材料からなる。更に、反射層53上にはアクリル、ポリイミド等の樹脂層、シリコン酸化膜等の絶縁膜等からなる平坦化膜27が形成され、平坦化膜27上にインジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide, 以下、ITOと略記する)からなるセグメント電極10が紙面を貫通する方向にストライプ状に形成されており、その上に例えば表面にラビング処理が施されたポリイミド等からなる配向膜20が形成されている。
一方、ガラス又はプラスチック等の透明基板からなる対向基板3上に、R、G、Bの各着色層13r、13g、13bからなるカラーフィルタ13が形成され、カラーフィルタ13上には各着色層間の段差を平坦化すると同時に各着色層の表面を保護するための樹脂製のオーバーコート膜21が形成されている。更に、オーバーコート膜21上にITO膜からなるコモン電極11が紙面に平行な方向にストライプ状に形成されており、その上に例えば表面にラビング処理が施されたポリイミド等からなる配向膜22が形成されている。
対向基板3と基板2との間にはSTN(Super Twisted Nematic)液晶等からなる液晶23が挟持されている。また、例えば樹脂ブラックや比較的反射率の低いクロム等の金属などからなるブラックストライプ33が、R、G、Bの各着色層13r、13g、13bの間(境界)を区画するように設けられている。
次に、図3〜図5を参照し、樹脂層52及び反射層53について詳述する。
図3は反射層53及び樹脂層52を部分的に拡大して示す斜視図、図4は図3の反射層53及び樹脂層52の断面を拡大して示す断面模式図、図5は反射層53及び樹脂層52における凸部の高さを説明するための図である。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
図3に示すように、指向性を示す樹脂側傾斜面61、62を備える樹脂層52と、樹脂層52上に形成された反射層53とが、基板2上に形成されている。また、樹脂層52には複数の樹脂側凸部(凹凸部)65a、65bが形成されている。ここで、図5に示すように、樹脂層52の傾斜面61の表面を基準とする樹脂側凸部65a、65bの各々の高さは異なっており、樹脂側凸部65aの高さhaが65bの高さhbよりも高くなっている。
なお、図5においては、樹脂側傾斜面61の表面に形成された樹脂側凸部65a、65bの高さについて説明したが、樹脂側傾斜面62においても樹脂側凸部65a、65bの高さha、hbの相対関係は同様である。
樹脂層52は感光性樹脂にて構成されている。具体的にはネガ型の感光性樹脂からなり、樹脂側凸部65a、65bは露光ないし現像処理に基づいて形成されたものである。本実施形態の場合、樹脂側凸部65a、65bは樹脂層52の表面にランダムな配置にて形成され、指向性傾斜面61、62とは異なるパターン(配列)にて形成されている。
反射層53は、樹脂層52の表層に沿って積層され、樹脂層52の樹脂側凸部65a、65b、及び樹脂側傾斜面61、62の形状に倣って形成された層膜である。従って、反射層53は、反射側凸部75a、75b、及び反射層側傾斜面71、72を備えた構成となっている。ここで、反射層53の表面形状は樹脂層52の表面形状により定まるものとされ、従って、反射側傾斜面71、72は指向性反射面として構成されている。また、反射側凸部75a、75bの各々の高さは、樹脂側凸部65a、65bの高さに応じて決定され、反射側凸部75bよりも反射側凸部75aの高さが高くなっている。樹脂側傾斜面61、62及び反射層側傾斜面71、72は、少なくとも一方向に規則性を有するパターン形状にて形成されてなり、本実施形態では、図3に示すように複数の傾斜面がストライプ状に配列して構成されている。
なお、反射層53はAl等の反射性金属膜にて構成され、例えば厚さ0.05μm〜3.0μm程度の膜厚とされている。
また、樹脂層52及び反射層53においては、傾斜面を第1傾斜面61、71と第2傾斜面62、72とに分けることができ、第1傾斜面61、71の面積が第2傾斜面62、72の面積よりも大きく形成され、第1傾斜面61、71が指向性を示す主体をなしている。なお、第1傾斜面61、71の基板2の板面に対する傾斜角αは、第2傾斜面62、72の基板2の板面に対する傾斜角βよりも小さく形成されており、指向性の主体をなす第1傾斜面61、71がより広い面積で光を反射する構成とされている。
このように樹脂層52上に形成された反射層53においては、指向性を示す樹脂側傾斜面61に倣って反射面(反射側傾斜面71)が指向性を示すこととなり、所定方向に指向性を具備した反射光を得ることが可能となると共に、樹脂層52に樹脂側凸部65a、65bを設け、それに倣う反射側凸部75a、75bが反射層53にも形成されてなるため、反射光を拡散させることが可能となる。従って、所定方向に向いた明るい反射光を得ることが可能となる。
ここで、再び図2に戻り、液晶表示装置1について説明する。
図2に示すように、基板2上に形成された樹脂層52及び反射層53は、図3及び図4に示す複数の第1及び第2傾斜面61、62を備えており、これらは一つの画素内に多数配置されている。そして、このような第1及び第2傾斜面61、62の表面に沿ってアルミニウム等の金属膜が形成されることによって、樹脂層52の傾斜面に沿って反射層53が構成されている。この反射層53は表示領域の縦方向において反射光の指向性があり、例えば縦方向上方から斜めに入射する光を、基板2と垂直方向に指向させることが可能となる。
なお、本実施形態では、樹脂層52に樹脂側凸部を設ける例を示したが、凸部を凹部とし、若しくは凹部及び凸部の双方を樹脂層52の表層に設けた場合にも上記と同様の効果が得られることとなる。また、樹脂層52の材料としてネガ型の感光性樹脂材料を採用したが、これを限定するものではなく、ポジ型の感光性樹脂材料を採用した構成でもよい。
更に、本実施形態では、透過性型の指向性が1方向の例を示したが、指向性の方向を2方向以上設けた場合にも上記と同様の効果が得られることとなる。
このような液晶表示装置1は、所定の傾斜角度の反射面を有する反射膜53を具備しているため、反射光を所定方向に指向させることが可能となり、その結果、照明環境に依存することなく、明るい反射表示が得られるようになる。また、反射膜53の表面にはランダムなパターンの複数の凸部が形成されているため、所定方向に向いた明るい反射光を得ることが可能となる。
(液晶表示装置の製造方法の第1実施形態)
以下、本発明における液晶表示装置の製造方法の第1実施形態について、図6を参照して説明する。本実施形態は、上記の液晶表示装置を製造する方法を示している。
図6はその製造工程の一部を示す説明図であって、その概略は図6(a)〜図6(d)にかけて、感光性樹脂層形成工程(a)、露光工程(b)、型剥離工程(c)、反射層形成工程(d)を含んでなるものである。
本実施形態の製造方法においては、まず、図6(a)に示すように、基板2上にネガ型の感光性樹脂層52を形成する。この際、図8に示したような断面が略鋸歯状に形成され、当該鋸歯状の傾斜面81が平面視ストライプ状に配列された透光性型80を用い、その鋸歯状の傾斜面81を感光性樹脂層52に押し当てながら感光性樹脂層52及び透光性型80を基板2上に形成する。その押し当ては、回転ロール85により透光性型80を感光性樹脂層52に対してラミネートすることにより行うものとしており、基板2の基板面と傾斜面81との間で感光性樹脂層52を狭圧させながら基板2上に積層する。このような押し当てにより、傾斜面81の形状を感光性樹脂層52に転写させることが可能となる。
続いて、図6(b)に示すように、所定のフォトマスク90を用いて露光を行う。
ここで、図7を参照して、フォトマスクについて詳述する。図7(a)は透光性型上に配置されたフォトマスクを示す斜視図であり、図7(b)はフォトマスクの部分断面図、図7(c)は透光量調整部における透過率の分布を示す図、図7(d)はフォトマスクを用いて露光した後の感光性樹脂層の残膜量を示す図である。
図7(a)に示すように、フォトマスク90には、感光性樹脂層52に対して露光量を部分的に異ならせて露光するための複数の透光量調整部91が形成されている。当該複数の透光量調整部91は、露光光を完全に透過させる開口部92と、当該開口部92よりも露光光の透過率が小さい第1低透過率部93と、当該第1低透過率部93よりも露光光の透過率が小さい第2低透過率部94とからなる。ここで、開口部92、第1低透過率部93、及び第2低透過率部94は、ランダムなパターンで形成されている。
また、図7(b)、(c)に示すように、開口部92、第1低透過率部93、及び第2低透過率部94は各々透過率が異なっており、各透過率部の具体的な透過率は、例えば、開口部92が100%、第1低透過率部93が70%、第2低透過率部94が40%となっている。
このような透光量調整部91を備えるフォトマスク90を介して感光性樹脂層52に露光光を照射すると、開口部92に対応する位置における露光量が最も高くなり、また、第1低透過率部93に対応する位置における露光量が開口部92のそれよりも低くなり、また、第2低透過率部94に対応する位置における露光量が低透過率部93のそれよりも低くなる。
ここで、感光性樹脂層52はネガ型であるので、露光量が多い部分の感光性樹脂層52は現像後に残留し、露光量が少ない部分の感光性樹脂層52は現像後に薄膜化し、全く露光されない部分の感光性樹脂層52は現像後に除去される性質を有している。
従って、フォトマスク90を用いて露光した後に現像処理を施すことによって、開口部92を透過して露光光が照射された感光性樹脂層52は除去されずに残留する。更に、第1低透過率部93を透過して露光光が照射された感光性樹脂層52の膜厚は、露光前の膜厚よりも薄くなり、開口部92におけるそれよりも薄くなる。また、更に第2低透過率部94を透過して露光光が照射された感光性樹脂層52の膜厚は、露光前の膜厚よりも薄くなり、第1低透過率部93におけるそれよりも薄くなる。
このように感光性樹脂層52に対する露光量を部分的に異ならせ、また、3種類の透過率部を透過させて露光するので、感光性樹脂層52は3種類の膜厚で形成される。即ち、開口部92に対応する位置に樹脂側凸部65aが形成され、第1過率部93に対応する位置に樹脂側凸部65bが形成され、第2過率部94に対応する位置に樹脂側傾斜面61の表面が形成される。
更に、樹脂側凸部65aと樹脂側凸部65bにおいては、各々の高さha、hbが異なり、ha>hbとなる。
ここで、再び図6に戻り、液晶表示装置の製造方法について説明する。
上記のように露光工程が終了した後に、図6(c)に示すように透光性型80を剥離する。従って、本実施形態では基板2と樹脂層52との接着力が、樹脂層52と透光性型80との接着力よりも強く構成されている。透光性型80を剥離した後、現像、ポストベークを行い、傾斜面61を備える樹脂層52を基板2上に形成する。
本実施形態では、図7に示したような透光量調整部91を備えたフォトマスク90を用いることにより、ネガ型感光性樹脂を露光しため、樹脂層52にランダムで、高さが異なる樹脂側凸部65a、65b(図4参照)が形成されることとなる。
次に、図6(d)に示すように、樹脂層52上に反射層53を形成する。反射層53はAl等の反射性金属材料からなり、例えばスパッタリング等にて全面ベタ状に成膜する。この反射層53には、樹脂層52に形成された樹脂側凸部65a、65b(図4、図7参照)に対応した反射側凸部75a、75b(図4参照)が形成され、樹脂層52の傾斜面61に対応した傾斜面71が形成される。以上のような図6(a)〜図6(d)に示す工程により、図3に示した反射膜53が形成される。
次に、図1に示すように、反射膜53上に平坦化膜27、当該平坦化膜27上にセグメント電極10、当該セグメント電極10上に配向膜20を順次形成する。
一方、対向基板3上に着色層13r、13g、13bからなるカラーフィルタ13、当該カラーフィルタ13上にオーバーコート膜21、当該オーバーコート膜21上にコモン電極11、当該コモン電極11上に配向膜22を順次形成する。
そして、配向膜20、22間に液晶層23を挟持させることにより、液晶表示装置1が完成となる。
なお、本実施形態においては、回転ロール85を用いてラミネートすることにより、感光性樹脂層52を基板2上に形成しており、また、図8に示すように透光性型80の傾斜面81は略鋸歯状かつ平面視ストライプ状に配列された構造となっており、また、図7に示すようにフォトマスク90のパターンは略円形となっている。このような形態は、本発明を限定するものではなく、例えば、特開2004−013060号公報に記載されたスタンパ法や、各種透光性型、及び各種フォトマスクが適用可能である。
次に、本実施形態の変形例について説明する。
本変形例は、上記実施形態のネガ型の感光性樹脂層52に代えて、ポジ型の感光性樹脂層52を露光するものである。
ここで、図9を参照して、上記同様のフォトマスク90を使用し、ポジ型の感光性樹脂層52を露光した場合について説明する。
図9に示すように、開口部92を透過して露光光が照射した部分においては感光性樹脂層52が完全に除去され、第1低透過率部93を透過して露光光が照射した部分においては感光性樹脂層52が膜厚hcで形成され、第2低透過率部94を透過して露光光が照射した部分においては感光性樹脂層52が膜厚hdで形成される。なお、第1低透過率部93及び、第2低透過率部94は完全に露光光を遮蔽するものではなく、各々70%、40%の透過率で露光光を透過させるので、感光性樹脂層52は露光前の膜厚よりも薄膜化される。また、第1低透過率部93の透過率が第2低透過率部94のそれよりも高いので、感光性樹脂層52の除去量が多くなる。従って、残膜量としてはhc<hdとなる。
このように、ポジ型の感光性樹脂52を用いることにより、当該感光性樹脂52に膜厚hc、hdの部分を形成することによって、樹脂側凸部65a、65bに相当する凹凸部を形成することもできる。
上述したように、本実施形態に示した液晶表示装置の製造方法、及び液晶表示装置においては、透光性型80の傾斜面81と感光性樹脂52を接触させた後に露光するので、透光性型80の傾斜面81と基板2面とにより感光性樹脂層52を挟圧しながら当該感光性樹脂層52及び透光性型80を基板2上に積層することが可能となり、透光性型80の傾斜面81の形状を感光性樹脂層52に転写させることができる。
また、フォトマスク90を用いて感光性樹脂層52を露光し、感光性樹脂層52に対する露光量を部分的に異ならせるので、当該フォトマスク90の透光部のパターンに応じた配列の樹脂側凸部65a、65bを感光性樹脂層52に形成することができる。
更に、フォトマスク90は、透過率が異なる複数の透光量調整部91が設けられているので、感光性樹脂層52に対して透光量調整部91のパターンに応じて露光量を異ならせることが可能となる。従って、感光性樹脂層52における露光量が多い部分と、露光量が少ない部分とにおいて、膜厚を異ならせることが可能となり、当該樹脂側凸部65a、65bを形成することができる。
また、透光性型80に例えばフォトリソグラフィ法等にて指向性を備える傾斜面81を形成することで、指向性の傾斜面81を感光性樹脂層52に転写することができ、一方、フォトマスク90の透光量調整部91のパターンを例えばランダムに形成することで、感光性樹脂層52に対してランダムな樹脂側凸部65a、65bを形成することができる。
従って、このような樹脂側凸部65a、65bを有する感光性樹脂層52の表面に反射膜53を形成することで、反射層側傾斜面71、72及び反射側凸部75a、75bを備える反射層53を得ることができるようになる。
また、透光量調整部91の一つは、開口部92であるので、当該開口部92を透過した露光光は殆ど遮られることなく感光性樹脂層52に到達する。従って、感光性樹脂層52の面内において、開口部92に対応する位置には、露光量を最も多くすることができる。また、例えば、感光性樹脂層52の材料として、ポジ型を採用した場合には、開口部92を透過した露光光によって照射された感光性樹脂層52の部分を、当該感光性樹脂層52の他の部分よりも最も多く除去することができる。また、例えば、感光性樹脂層52の材料として、ネガ型を採用した場合には、開口部を透過した露光光によって照射された感光性樹脂層52の部分を、当該感光性樹脂層52の他の部分よりも最も少なく除去する、又は完全に残留させることができる。
また、透光量調整部91の一つは、第1低透過率部93であるので、開口部92よりも少ない光量の露光光を感光性樹脂層52に到達させることができる。従って、感光性樹脂層52の面内において、第1低透過率部93に対応する位置には、露光量を開口部92よりも少なくすることができる。また、例えば、感光性樹脂層52の材料として、ポジ型を採用した場合には、第1低過率部93を透過した露光光によって照射された感光性樹脂層52の部分を、開口部92によって露光される部分よりも少なく除去することができる。また、例えば、感光性樹脂層52の材料として、ネガ型を採用した場合には、第1低透過率部93を透過した露光光によって照射された感光性樹脂層52の部分を、開口部92によって露光される部分よりも多く除去することができる。
また、透光量調整部91の一つは、第2低透過率部94であるので、第1低透過率部93よりも少ない光量の露光光を感光性樹脂層52に到達させることができる。従って、感光性樹脂層52の面内において、第2低透過率部94に対応する位置には、露光量を第1低透過率部93よりも少なくすることができる。また、例えば、感光性樹脂層52の材料として、ポジ型を採用した場合には、第2低過率部94を透過した露光光によって照射された感光性樹脂層52の部分を、第1低透過率部93によって露光される部分よりも少なく除去することができる。また、例えば、感光性樹脂層52の材料として、ネガ型を採用した場合には、第2低透過率部94を透過した露光光によって照射された感光性樹脂層52の部分を、第1低透過率部93によって露光される部分よりも多く除去することができる。
また、上記のように透光量調整部91を備えるフォトマスクを用いて感光性樹脂層52に対する露光量を部分的に異ならせることによって、感光性樹脂層52の樹脂側傾斜面61、62に、当該樹脂側傾斜面61、62の表面からの高さが異なる樹脂側凸部65a、65bを形成するので、樹脂側傾斜面61、62上に高さが異なる複数の樹脂側凸部65a、65bを形成することができる。従って、当該樹脂側凸部65a、65b上に反射膜53を形成すれば、良好な光散乱性を有する反射膜53を形成することができる。
また、このような実施形態を反射型の液晶表示装置に適用することにより、反射層側傾斜面71、72に、複数の高さからなる反射側凸部75a、75bを形成することが可能となる。また、このような実施形態を半透過反射型液晶表示装置に適用することにより、反射層側傾斜面71、72に、複数の高さからなる反射側凸部75a、75bを形成することが可能となると共に、透過表示部と反射表示部における液晶層厚を異ならせる液晶層厚調整層を形成することができる。また、カラーフィルタ13の膜厚を異ならせるための凹凸部を形成したりすることができる。そして、このような複数の凹凸部や液晶層厚調整層等は、フォトマスクの透光部に設けられた複数の透光量調整部に露光光が透過して感光性樹脂層52を部分的に露光量を異ならせることによって形成されるので、1回の露光工程で各種光学特性を付与するための形状を有する樹脂層52を形成することができる。
(液晶表示装置の第2実施形態)
以下、本発明における液晶表示装置の第2実施形態について説明する。
本実施形態と上記第1実施形態とは、樹脂層52のみが異なっている。
図10は、本実施形態を説明するための図であって、基板2上に形成された感光性樹脂層52の平面図である。図10において、図10(a)は基板2に多数形成される液晶表示装置の1つの全体を示す平面図、図10(b)は図10(a)の符号Aの拡大図である。なお、図10(a)、(b)においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。また、本実施形態においては、上記第1実施形態と異なる部分についてのみ説明し、同一構成には同一符号を付して説明を簡略化する。
図10(a)に示すように、基板2の周辺部には基板2と対向基板3とをシールする接着剤が配置される接着剤形成領域2aが形成されており、また、周辺部の内側には複数の樹脂側凸部65a、65bが設けられる樹脂側凸部形成領域2bが形成されている。
ここで、接着剤形成領域2aには樹脂側凸部65a、65bが形成されていない。また、樹脂側凸部形成領域2bにおいては、図10(b)を示すように、樹脂側凸部65a、65bはランダムなパターンで配置されていると共に、樹脂側凸部65a、65bを除く部分に基板2が露出している露出部2cが形成されている。また、樹脂側凸部65a、65bは、ポジ型の感光性樹脂を上記の露光工程によって露光し、その後に現像工程を行うことによって形成されている。
(液晶表示装置の製造方法の第2実施形態)
以下、本発明における液晶表示装置の製造方法の第2実施形態について説明する。
本実施形態は、上記の液晶表示装置を製造する方法を示している。
ここでは、図11を参照して、上記の接着剤形成領域2a及び樹脂側凸部形成領域2bを形成する方法について説明する。
図11は、本実施形態の製造方法で使用するフォトマスクを説明する図であって、図11(a)はフォトマスクの部分断面図、図11(b)は透光量調整部における透過率の分布を示す図、図11(c)はフォトマスクを用いて露光した後の感光性樹脂層の残膜量を示す図である。
まず、基板2の全面にポジ型の感光性樹脂層52を全面に形成する。
その後、当該感光性樹脂層52に対向させて図11に示すフォトマスク90aを配置する。当該フォトマスク90aは、その周辺部に開口部92を有している。また、当該周縁部の内側には、複数の開口部92、第1透過率部93、及び第2透過率部94を有している。
次に、フォトマスク90aを用いてポジ型の感光性樹脂層52を露光する。
すると、開口部92を透過して露光光が照射した部分においては感光性樹脂層52が完全に除去され、第1低透過率部93を透過して露光光が照射した部分においては感光性樹脂層52が膜厚haで形成され、第2低透過率部94を透過して露光光が照射した部分においては感光性樹脂層52が膜厚hbで形成される。ここで、第1低透過率部93の透過率が第2低透過率部94のそれよりも高いので、感光性樹脂層52の除去量が多くなる。従って、膜厚を比較するとha>hbとなり、樹脂側凸部65a、65bがそれぞれ形成される。また、樹脂側凸部65a、65bに隣接するように、露出部2cが形成される。これによって、樹脂側凸部形成領域2bが形成される。
更に、フォトマスク90aの周辺部に設けられた開口部92に対応して、感光性樹脂層52が完全に除去されるので、基板2上に接着剤形成領域2aが形成される。
上述したように、本実施形態に示した液晶表示装置の製造方法、及び液晶表示装置においては、感光性樹脂層52に対する露光量を部分的に異ならせることによって、基板2の周辺の感光性樹脂層52を除去するので、基板2の周辺において基板表面が露出する。このような露出面に接着剤を配置することで、基板2と対向基板3のセルギャップが均一になるように貼り合わせることができる。
(液晶表示装置の第3実施形態)
以下、本発明における液晶表示装置の第3実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
先に記載した第1及び第2実施形態においては、パッシブマトリクス方式の液晶表示装置について説明したが、本実施形態はアクティブマトリクス方式の液晶表示装置について説明する。
図12は、本実施形態を説明するための図であって、図12(a)は基板上に形成された薄膜ダイオード(能動素子)、感光性樹脂、及び反射膜を示す断面図、図12(b)は反射膜側から見た平面図である。ここで、図12(a)は図12(b)のC−C’面に沿う断面図を示している。また、図12(b)は3つの画素の平面図である。
なお、各図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。また、本実施形態においては、上記第1及び第2実施形態と異なる部分についてのみ説明し、同一構成には同一符号を付して説明を簡略化する。
図12に示すように、アクティブマトリクス方式の液晶表示装置においては、基板2上に、薄膜ダイオードTFDと、樹脂層52と、反射層53を備えた構成となっている。
ここで、樹脂層52にはコンタクトホール(貫通部)Cが形成されており、当該コンタクトホールCを介して反射層53と薄膜ダイオードTFD(Thin Film Diode)の一部が導通している。
また、薄膜ダイオードTFDは、MIM構造(Metal-Insulator-Metal)を有している。なお、本実施形態においては、能動素子として薄膜ダイオードTFDからなるスイッチング素子を採用しているが、薄膜ダイオードTFDに代えて薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor)を採用してもよい。
このようなアクティブマトリクス方式の液晶表示装置においては、対向基板3に形成される透明電極をストライブ形状に形成する必要はなく、全面ベタの電極を形成すればよい。また、反射膜53自体が基板2側の電極として機能するので、上記実施形態に記載したセグメント電極10を設ける必要がない。
(液晶表示装置の製造方法の第3実施形態)
以下、本発明における液晶表示装置の製造方法の第3実施形態について説明する。
本実施形態は、上記のアクティブマトリクス方式の液晶表示装置を製造する方法を示している。
ここでは、図13及び図14を参照して、上記の薄膜ダイオードTFD、樹脂層52、及び反射層53を形成する方法について説明する。なお、図13及び図14の(a)、(b)、(c)の各々においては、上側に断面図、下側に平面図を示しており、これは図12(a)、(b)に示した断面図及び平面図に対応している。
図13(a)に示すように、まず、基板2上に薄膜ダイオードTFDを形成する。
薄膜ダイオードTFDは、スパッタ法等によって形成したTaからなる第1導電膜と、当該第1導電膜の表面を酸化処理することで形成したTaからなる絶縁膜と、当該絶縁膜の表面にスパッタ法等によって形成したCrからなる第2導電膜とを備えてなるものである。また、第1及び第2導電膜は、公知のフォトリソグラフィ法によって形成される。
なお、基板2上に予め下地絶縁膜を形成し、当該下地絶縁膜上に薄膜ダイオードTFDを形成してもよい。
次に、図13(b)に示すように、薄膜ダイオードTFDを覆うように、感光性樹脂層52を形成する。当該感光性樹脂層としてはネガ型が採用される。
次に、図13(c)に示すように、感光性樹脂層52に対して透光性型80を押し付け、回転ロール85により透光性型80を感光性樹脂層52に対してラミネートし、基板2の基板面と傾斜面81との間で感光性樹脂層52を狭圧させながら基板2上に積層する。
これによって、感光性樹脂層52に樹脂側傾斜面61、62が形成される。
次に、図14(a)に示すように、透光性型80上にフォトマスク90を配置し、露光工程を行う。ここで、フォトマスク90には、前述の開口部92、第1低透過率部93、第2低透過率部94、及び遮光部95が形成されている。当該遮光部95は、露光光を完全に遮蔽するので、遮光部95に対応する位置の感光性樹脂52には露光光が照射されることがない。
次に、図14(b)に示すように、感光性樹脂層52を現像することにより、樹脂側凸部65a、65b等の複数の凹凸部を形成すると共に、感光性樹脂層52を貫通するコンタクトホールCが形成される。
ここで、開口部92に対応する部分に樹脂側凸部65a、第1低透過率部93に対応する部分に樹脂側凸部65b、第2低透過率部94に対応する部分に樹脂側凸部65c、遮光部95に対応する部分にコンタクトホールCが形成される。これによって、薄膜ダイオードTFDの導電膜が露出する。
また、樹脂側凸部65cとは樹脂側凸部65bよりも高さが低い凸部を意味している。従って、現像工程によって樹脂側凸部65a、65b、65cが形成された凹凸部が感光性樹脂52に形成される。
このように感光性樹脂52を形成した後に、図12に示す反射膜53を形成する。当該反射膜53は、樹脂側凸部65a、65b、65cの形状に倣って形成されると共に、コンタクトホールC内において、薄膜ダイオードTFDの導電膜と導通することとなり、同電位となる。
上述したように、本実施形態に示した液晶表示装置の製造方法、及び液晶表示装置においては、フォトマスク90は露光光を完全に遮蔽する遮光部95を有しているので、当該遮光部95に対応する感光性樹脂層52に対して露光光を完全に遮蔽することができる。また、感光性樹脂層52はネガ型であるので、遮光部95に対応する感光性樹脂層52の部分を完全に除去することができる。なお、例えば、感光性樹脂層52の材料としてポジ型を採用した場合には、遮光部95に対応する感光性樹脂層52の部分を残留させることができる。
また、上記のフォトマスク90を用いることにより、感光性樹脂層52に対する露光量を部分的に異ならせるので、感光性樹脂層52を貫通するコンタクトホールCを形成し、薄膜ダイオードTFDの導電膜を露出することができる。更に、当該薄膜ダイオードTFDの導電膜と反射膜53を確実に導通させることができる。
なお、本実施形態においては、薄膜ダイオードTFDの導電膜と反射膜53を直接的に導通させて、薄膜ダイオードTFDの一端子と反射膜53を直接的に導通させているが、本発明は、これを限定するものではない。薄膜ダイオードTFDと反射膜53の間に中継導電体を設けて、当該中継導電体を介して薄膜ダイオードTFDの一端子と反射膜53を導通させて、同電位にしてもよい。
(液晶表示装置の第4実施形態)
以下、本発明における液晶表示装置の第4実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
先に記載した第1〜第3実施形態においては、反射型の液晶表示装置について説明したが、本実施形態は半透過反射型の液晶表示装置について説明する。
図15は、本実施形態を説明するための図であって、半透過反射型の液晶表示装置の要部を示す断面図である。
なお、各図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。また、本実施形態においては、上記第1〜第3実施形態と異なる部分についてのみ説明し、同一構成には同一符号を付して説明を簡略化する。
図15に示すように、本実施形態の半透過反射型の液晶表示装置においては、基板2上に、樹脂層52と、反射層53と、配向膜20、22と、液晶層23と、カラーフィルタ13とを備えた構成となっている。
ここで、樹脂層52が形成されている部分は、外光を利用して画像表示を行う反射表示領域100となっている。また、樹脂層52が形成されていない部分は、不図示のバックライト(光源)の出射光を利用して画像表示を行う透過表示領域200となっている。このような反射表示領域100と透過表示領域200においては、樹脂層52の膜厚が異なることによって、液晶層23の膜厚が異なっている。即ち、液晶層23は、反射表示領域100において膜厚23aで形成されており、透過表示領域200において膜厚23bで形成されている。更に、膜厚23aは膜厚23bの2倍程度となっている。
(液晶表示装置の製造方法の第4実施形態)
以下、本発明における液晶表示装置の製造方法の第4実施形態について説明する。
本実施形態は、上記の半透過反射型の液晶表示装置を製造する方法を示している。
まず、図15に示すように、基板2上に樹脂層52を形成する。更に、上記の実施形態に記載したように、透光量調整部91を有するフォトマスク90を用いて露光工程を行い、その後に現像処理を行うことで樹脂層52の表面に凹凸部65を形成する。ここで、同時に基板2を露出する穴部(貫通部)52aを形成する。次に、反射層53を全面に形成した後に、フォトリソグラフィによって穴部52aの反射層53を除去する。更に、反射層53の表面及び穴部52a内に配向膜20を形成する。
一方、対向基板3(図15内では不図示)側においては、カラーフィルタ13を形成し、配向膜22を形成する。
最後に、配向膜20、22を対向させつつ、両者間に液晶層23を形成する。
このような半透過反射型の液晶表示装置においては、反射表示領域100に凹凸状の表面を有する樹脂層52が形成され、透過表示領域200に穴部52aが形成されているので、膜厚23a、23bの異なる膜厚の液晶層23が形成される。従って、反射表示領域100における液晶層23の膜厚が透過表示領域200のそれよりも小さくなる。
上述したように、本実施形態に示した液晶表示装置の製造方法、及び液晶表示装置においては、樹脂層52に穴部52aを設けることにより、液晶層厚調整層を形成することができ、所謂マルチギャップ構造が得られるので、反射表示領域100と透過表示領域200における液晶層23の膜厚を好適に決定することができる。従って、透過表示領域200と反射表示領域100の電気光学特性が揃うことなり、良好な表示特性が得られる。
(液晶表示装置の第5実施形態)
以下、本発明における液晶表示装置の第5実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
先に記載した第4実施形態においては、マルチギャップ構造の半透過反射型の液晶表示装置について説明したが、本実施形態においては、カラーフィルタの膜厚を異ならせた半透過反射型の液晶表示装置について説明する。
図16は、本実施形態を説明するための図であって、半透過反射型の液晶表示装置の要部を示す断面図である。
なお、各図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。また、本実施形態においては、上記第1〜第4実施形態と異なる部分についてのみ説明し、同一構成には同一符号を付して説明を簡略化する。
図16に示すように、本実施形態の半透過反射型の液晶表示装置においては、基板2上に、樹脂層52と、反射層53と、カラーフィルタ(着色層)13と、配向膜20、22と、ギャップ層24と、液晶層23と、を備えた構成となっている。
ここで、樹脂層52には、その膜厚52cが薄い薄膜部52bが形成されている。当該薄膜部52bは、不図示のバックライトの出射光を利用して画像表示を行う透過表示領域200となっている。
また、樹脂層52にはその表面に凹凸部65を有しており、当該凹凸部65は平均膜厚52dで形成されている。このような凹凸部65が形成されている部分は、外光を利用して画像表示を行う反射表示領域100となっている。
また、このような反射表示領域100と透過表示領域200においては、樹脂層52の膜厚が異なることによって、カラーフィルタ13の膜厚が異なっている。即ち、カラーフィルタ13は、反射表示領域100において平均膜厚tbで形成されており、透過表示領域200において膜厚taで形成されている。更に、膜厚taは膜厚tbの2倍程度となっている。
また、カラーフィルタ13の上方には、反射透過領域100のみにおいてギャップ層24が形成されており、反射透過領域100と透過表示領域200における液晶層23の膜厚を異ならせており、電気光学特性が揃うようになっている。
(液晶表示装置の製造方法の第5実施形態)
以下、本発明における液晶表示装置の製造方法の第5実施形態について説明する。
本実施形態は、上記の半透過反射型の液晶表示装置を製造する方法を示している。
まず、図16に示すように、基板2上に樹脂層52を形成する。更に、上記の実施形態に記載したように、透光量調整部91を有するフォトマスク90を用いて露光工程を行い、その後に現像処理を行うことで樹脂層52の表面に凹凸部65を形成する。ここで、同時に凹凸部65が形成されている部分の平均膜厚52dよりも、薄い膜厚を有する薄膜部52bを形成する。次に、反射層53を全面に形成した後に、フォトリソグラフィによって薄膜部52bの反射層53を除去する。更に、反射層53の表面及び穴部52a内にカラーフィルタ13を形成する。ここで、カラーフィルタは、薄膜部52b及び凹凸部65の形状に倣うので、透過表示領域200においては膜厚ta、反射表示領域においては平均膜厚tbで形成される。次に、反射表示領域100に応じてギャップ層24を形成する。ここで、透過表示領域200においてはギャップ層24を形成しない。
一方、対向基板3(図16内では不図示)側においては配向膜22を形成する。
最後に、配向膜20、22を対向させつつ、両者間に液晶層23を形成する。
このような半透過反射型の液晶表示装置においては、反射表示領域100に凹凸状の表面を有する樹脂層52が形成され、透過表示領域200に穴部52aが形成されているので、膜厚ta、tbの異なる膜厚のカラーフィルタ13が形成される。従って、反射表示領域100におけるカラーフィルタ13の膜厚が透過表示領域200のそれよりも小さくなる。
上述したように、本実施形態に示した液晶表示装置の製造方法、及び液晶表示装置においては、樹脂層52に対する露光量を部分的に異ならせることによって、薄膜部52bを形成するので、樹脂層52において凹凸部65の平均膜厚よりも相対的に薄い部分を形成することができる。更に、薄膜部52bの膜厚を好適に調整することで、樹脂層52bの上方に形成される各種層膜の膜厚を所望に設定することができる。
また、このような薄膜部52bを樹脂層52に設けることにより、反射表示領域100と透過表示領域200におけるカラーフィルタ13の膜厚を好適に決定することができる。そして、反射表示領域100におけるカラーフィルタ13の膜厚を透過表示領域200のそれよりも薄くすることで、カラーフィルタ13の色合いを略均一にすることができる。
(液晶表示装置の第5実施形態の変形例)
次に、本実施形態の液晶表示装置の第5実施形態の変形例について説明する。
上記の第5実施形態においては、半透過反射型の液晶表示装置において、カラーフィルタ13の膜厚を反射表示領域と透過表示領域とで異ならせる形態について説明した。本変形例においては、更に、カラーフィルタ13の各色に応じて、反射表示領域と透過表示領域における膜厚を異ならせる形態について説明する。
図17は、本変形例を説明するための図であって、R、G、Bの各色画素を示している。また、図17(a)は断面図であり、図17(b)は平面図である。
図17においては、着色層13r、13g、13b毎に反射表示領域100又は透過表示領域200の膜厚を異ならせている。
このようにすれば、所望の膜厚で各色の着色層13r、13g、13bを形成することができ、好適な色合いでフルカラー表示を実現できる液晶表示装置を製造することができる。
(電子機器)
次に、本発明の上記実施形態の液晶表示装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図18は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図18において、符号1000は携帯電話本体を示し、符号1001は上記液晶表示装置を用いた表示部を示している。このような携帯電話等の電子機器の表示部に、上記実施形態の液晶表示装置を用いた場合、コントラストが高くて広視野角が達成され、表示特性が優れる液晶表示部を備えた電子機器を実現することができる。
なお、上述した例に加えて、他の例として、液晶テレビ、ビューファインダ型やモニタ
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、電子ペーパー、タッ
チパネルを備えた機器等が挙げられる。本発明の電気光学装置は、こうした電子機器の表
示部としても適用できる。
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
本発明の第1実施形態の液晶表示装置の全体構成を示す平面図。 本発明の第1実施形態の液晶表示装置の表示領域を示す断面図。 本発明の第1実施形態の液晶表示装置における反射層及び樹脂層の斜視図。 本発明の第1実施形態の液晶表示装置における反射層及び樹脂層の断面図。 本発明の第1実施形態の液晶表示装置における反射層及び樹脂層の説明図。 本発明の第1実施形態の液晶表示装置の製造方法を説明するための説明図。 本発明の第1実施形態のフォトマスクを説明するための図。 本発明の第1実施形態の透光性型を示す斜視図。 本発明の第1実施形態の変形例を説明するための図。 本発明の第2実施形態の液晶表示装置における感光性樹脂層を示す図。 本発明の第2実施形態の液晶表示装置の製造方法を説明するための説明図。 本発明の第3実施形態の液晶表示装置の要部を示す図。 本発明の第3実施形態の液晶表示装置の製造方法を説明するための説明図。 本発明の第3実施形態の液晶表示装置の製造方法を説明するための説明図。 本発明の第4実施形態の液晶表示装置を示す断面図。 本発明の第5実施形態の液晶表示装置を示す断面図。 本発明の第5実施形態の液晶表示装置の変形例を説明するための図。 本発明の液晶表示装置を備える電子機器を示す図。
符号の説明
1…液晶表示装置、2…基板、13…着色層、13r…着色層、13g…着色層、13b…着色層、23…液晶層、52…樹脂層(感光性樹脂層)、52a…穴部(貫通部)、52d…平均膜厚、52b…薄膜部、53…反射層、61、62…樹脂側傾斜面(傾斜面)、65a、65b…樹脂側凸部(凹凸部)、80…透光性型、81…傾斜面、90…フォトマスク、91…透光量調整部、92…開口部(透光量調整部)、93…第1低透過率部(透光量調整部)、94…第2低透過率部(透光量調整部)、95…遮光部、100…反射表示領域、200…透過表示領域、1000…携帯電話本体(電子機器)、C…コンタクトホール(貫通部)、TFD…薄膜ダイオード(能動素子)



Claims (17)

  1. 反射層を備えた液晶表示装置の製造方法であって、
    前記反射層を形成する工程は、
    基板上に感光性樹脂層を形成する工程と、
    表面に指向性を示す傾斜面を備えた透光性型を、当該傾斜面と前記感光性樹脂層が対向するように接触させる工程と、
    前記感光性樹脂層及び透光性型を積層した基板に対し、フォトマスクを用いて露光を行う工程と、
    前記露光の後に前記透光性型を離脱させる工程と、
    前記感光性樹脂層の表面に反射膜を形成する工程と、
    を有し、
    前記フォトマスクには、透過率が異なる複数の透光量調整部が設けられており、当該複数の透光量調整部を介して露光することで、前記感光性樹脂層に対する露光量を部分的に異ならせることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  2. 前記複数の透光量調整部のうちの一つは、マスクパターンの開口部であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の製造方法。
  3. 前記複数の透光量調整部のうちの一つは、露光光を遮蔽する遮光部であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の製造方法。
  4. 前記複数の透光量調整部のうちの一つは、前記開口部よりも透過率が低い第1低透過率部であることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置の製造方法。
  5. 前記複数の透光量調整部のうちの一つは、前記第1低透過率部よりも透過率が低い第2低透過率部であることを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置の製造方法。
  6. 前記感光性樹脂層は、ポジ型であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の製造方法。
  7. 前記感光性樹脂層は、ネガ型であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の製造方法。
  8. 前記感光性樹脂層に対する露光量を部分的に異ならせることによって、前記感光性樹脂層の傾斜面に、当該傾斜面の表面からの高さが異なる凹凸部を形成することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
  9. 前記感光性樹脂層に対する露光量を部分的に異ならせることによって、前記凹凸部を有する前記感光性樹脂層の平均膜厚よりも薄い薄膜部を、当該感光性樹脂層に形成することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
  10. 前記感光性樹脂層に対する露光量を部分的に異ならせることによって、前記感光性樹脂層を貫通する貫通部を形成することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
  11. 前記感光性樹脂層に対する露光量を部分的に異ならせることによって、前記基板周辺の感光性樹脂層を除去することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
  12. 前記感光性樹脂層と前記基板との間に能動素子を形成する工程を更に有し、
    前記貫通部を形成して、前記能動素子の一端子又は前記能動素子の一端子と同電位となる導電体を露出させた後に、
    前記反射膜を形成して、当該反射膜と前記能動素子の一端子を導通させることを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置の製造方法。
  13. 透過表示領域と反射表示領域とを有する半透過反射型の液晶表示装置の製造方法であって、
    前記透過表示領域に前記薄膜部又は前記貫通部を形成し、前記感光性樹脂層の膜厚差を利用して、前記反射表示領域の前記液晶層厚を前記透過表示領域の前記液晶層厚よりも小さくすることを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の液晶表示装置の製造方法。
  14. 透過表示領域と、反射表示領域とを有する半透過反射型の液晶表示装置の製造方法であって、
    前記感光性樹脂層の上方に、異なる複数色の着色層を形成する工程を有し、
    前記透過表示領域に前記薄膜部又は前記貫通部を形成し、前記感光性樹脂層の膜厚差を利用して、前記反射表示領域の着色層厚を前記透過表示領域の着色層厚よりも小さくすることを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の液晶表示装置の製造方法。
  15. 前記感光性樹脂層に対する露光量を部分的に異ならせることによって、前記着色層の色毎に、前記反射表示領域及び前記透過表示領域における前記感光性樹脂層の膜厚を異ならせることを特徴とする請求項14に記載の液晶表示装置の製造方法。
  16. 請求項1から請求項15のいずれかに記載の製造方法によって製造されたことを特徴とする液晶表示装置。
  17. 請求項16に記載の液晶表示装置を備えることを特徴とする電子機器。



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JP2009042636A (ja) * 2007-08-10 2009-02-26 Dainippon Printing Co Ltd 半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法および半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ形成用モールド

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