JP2005292851A - 液晶装置用基板、液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 反射光が不要な視野角方向へ進行することを防止して、希望する視野角方向へ向かう反射光の光量を増大させることにより、希望の方向から見たときの表示の明るさを増大させることのできる液晶装置用基板を提供する。
【解決手段】 液晶を挟持する一対の基板のうち観察側と反対側に位置する液晶装置用基板２ａである。基材６ａの表面に光反射膜としての画素電極９が形成される。光反射膜９の表面には複数の山部１０ｃを並べて成るパターンが形成され、これらの山部１０ｃは、自らを通る直交２軸線Ｘ，Ｙの一方の軸線に沿った立体形状と、他方の軸線に沿った立体形状とが互いに異なるように、長円形状のドーム形状に形成される。光反射膜９は光指向性及び光散乱性の両方の特性を実現する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液晶装置の構成要素である液晶装置用基板に関する。また、本発明は、液晶装置用基板を用いて構成される液晶装置に関する。また、本発明は、液晶装置を用いて構成される電子機器に関する。

近年、携帯電話機、携帯型パーソナルコンピュータ等といった電子機器に液晶装置が広く用いられるようになってきている。この液晶装置の１つとして、反射型表示が可能な液晶装置が知られている。この液晶装置では、自然光や室内光等といった外部光が該液晶装置の内部へ取り込まれ、この光が該液晶装置の内部に設けた光反射膜で反射して再び外部へ出射することにより表示が行われる。

この構成によれば、バックライトすなわち照明装置を用いなくても表示が出来るので、消費電力を低く抑えることができる。また、バックライトを付設しない場合には薄型化及び軽量化を達成できる。

この反射型表示が可能な液晶装置においては、光反射膜の表面が鏡面状であると、観察者が視認する像に背景や室内照明が映ってしまい、表示された像が見難くなるという問題が生じる。この問題を解消するため、従来、上記光反射膜の表面に複数の微細な山部を形成して粗面化して、反射光を適度に散乱させるという技術が知られている。

上記従来の液晶装置用基板における光反射面の粗面化によってもたらされる反射光は、光量が上下左右の全領域で均一になるように設定されていた。例えば、図１７に示すように、液晶装置用基板９１に法線方向から光Ｒ０を照射すると共に、ディテクタ例えばフォトマルチメータ９２を直交２軸線であるＸ軸線及びＹ軸線の各方向へ移動させながら、反射光Ｒ１の光量を測定したところ、図１８に示すように、Ｘ軸線方向における−９０°〜＋９０°の範囲の反射光量プロファイルＱ_Ｘ と、Ｙ軸線方向における−９０°〜＋９０°の範囲の反射光量プロファイルＱ_Ｙ とは同じプロファイルとなっていた。

上記のような方向性の無い反射光は、液晶装置において均一な明るさの像を表示させるという観点から見れば有効であるが、液晶装置の表示面を常に特定の１つの方向から観察するような場合には、不要な視野角方向に光が供給される分だけ、光が無駄に費やされていたと考えられる。

本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、反射光が不要な視野角方向へ進行することを防止して、希望する視野角方向へ向かう反射光の光量を増大させることにより、希望の方向から見たときの表示の明るさを増大させることを目的とする。

まず、本発明を原理的に説明する。今、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように基材８１の表面に光反射膜８２を形成し、その光反射膜８２の表面に正四角錐形状すなわち正ピラミッド形状の複数の山部１０をドットマトリクス状に配列した構造の基板８０を考える。この場合、山部１０は図１５（ａ）に示すように、平面断面Ｔが正方形状で直交２軸線であるＸ軸線及びＹ軸線の両方に関して対称な形状であるとする。また、図１５（ａ）において山部１０の４つの側面を“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”及び“Ｄ”と呼び、また山部１０が載っている基材表面を“Ｅ”と呼ぶことにする。

図１４（ｂ）に矢印Ａで示すように、複数の山部１０を形成した光反射膜８２に対して光を照射したとき、図１５（ａ）のＹ軸線方向に関する反射光量の分布を測定すると、図１６に示すように、面積の広い平面Ｅに対応して光量の大きい反射光ｅが発生し、側面Ａ及び側面Ｂに対応して適宜の角度、例えば±３０°の所にそれらの面積に対応した光量の反射光ａ及びｃが発生する。この光量分布はＸ軸線方向に関しても全く同じであり、この結果、図１４（ａ）の基板８０に光を照射すると、立体空間の全方位に方向性の無い均一な反射光が得られる。

次に、図１５（ａ）における山部１０の側面ＡをＹ軸線方向の外側へ伸ばした形状の図１５（ｂ）に示すような山部１０ｅを考える。すると、この山部１０ｅに関しては側面Ａ'の基材２５に対する傾斜角度θ２は側面Ｃの傾斜角度θ１よりも小さくなり、さらに側面Ａ'の面積は山部１０における側面Ａの面積よりも大きくなる。従って、この山部１０ｅに光が照射されると、図１６において、３０°よりも小さい視野角度、例えば１５°の視野角度の所に側面Ａの場合よりも光量が少し大きい反射光ａ'が現れ、さらに、平面Ｅは面積が狭くなるので反射光ｅ'はそれに対応して反射光の光量が少し小さくなる。

つまり、山部１０の形状をＹ軸線方向に変形させてＸ軸線に関して非対称の形にすると、Ｙ軸線方向に関して特定の不要な視野角方向の反射光量を低減すると同時に、特定の希望する視野角方向の反射光量を意図的に増大させることができる。この結果、例えば本基板８０を液晶装置の反射板として用いる場合を考えれば、観察者による視認方向以外の視野角方向の明るさを抑えた上で、観察者が見る視野角方向の明るさだけを意図的に強めることができる。

（１） 本発明は上記のような原理に基づいて成されたものであって、本発明に係る液晶装置用基板は、液晶を挟持する一対の基板のうち観察側と反対側に位置する液晶装置用基板において、基材と、該基材の表面に形成された光反射膜とを有し、該光反射膜は光指向性及び光散乱性を呈するパターンを有することが望ましい。

今、一般的な光の反射を考えると、図１９に示すように反射面Ｈに角度θ０で入射した光Ｒ０は、等しい角度θ０で反射する。この場合には、反射面Ｈは、光指向性を呈することも無く、光散乱性を呈することも無い。上記構成における「光指向性」とは、図１９において、反射光の主たる成分Ｒ１が入射角度θ０とは異なる角度θ１で反射するという特性である。また、「光散乱性」とは、角度θ２から角度θ３の範囲で散乱光が発生するという特性である。

主反射光の角度θ１は、散乱角度であるθ２からθ３の範囲内に入る場合もあるし、入らない場合もある。しかしながら、多くの場合、主反射角度θ１は散乱角度範囲であるθ２からθ３の内部に入るように設定され、さらに、望ましくは主反射角度θ１は散乱角度θ２からθ３の中心になるように設定される。液晶装置の場合には、θ２からθ３の角度差を約３０°に設定し、全反射光量の６０％以上がこの角度範囲内に存在するように設定することが望ましい。

上記構成の液晶装置用基板によれば、反射光Ｒ１の反射角度θ１が入射角度θ０以外の角度値に設定されるので、希望する視野角方向へ向かう反射光の光量を増大させることができ、これにより、希望の方向から見たときの表示の明るさを増大させることができる。

上記構成の液晶装置において、前記パターンは複数の山部及び／又は複数の谷部を並べて形成できる。また、それらの山部及び／又は谷部は、自らを通る直交２軸線の一方の軸線に沿った立体形状と、他方の軸線に沿った立体形状とが互いに異なるように形成できる。

本発明に関わる液晶装置用基板は、液晶を挟持する一対の基板のうち観察側と反対側に位置する液晶装置用基板において、基材と、該基材上に形成された光反射膜とを有し、該光反射膜は光指向性及び光散乱性を呈するパターンを有し、前記パターンは、尖った一端と緩やかに曲がる他端とを結んだ平面形状を有する液滴形状の複数の山部を並べて設けられてなり、前記山部は、前記基材に直交する面であって、且つそれぞれが前記液滴形状の頂点に接するとともに、互いに直交する２つの面の断面形状が互いに異なることを特徴とする。

本発明に関わる液晶装置用基板は、液晶を挟持する一対の基板のうち観察側と反対側に位置する液晶装置用基板において、基材と、該基材上に形成された光反射膜とを有し、該光反射膜は光指向性及び光散乱性を呈するパターンを有し、前記パターンは液滴形状の複数の谷部を並べて設けられてなり、前記谷部は、前記基材に直交する面であって、且つそれぞれが前記液滴形状の最深部に接するとともに、互いに直交する２つの面の断面形状が互いに異なることを特徴とする。

例えば、光反射膜の表面に多数のドットパターンとして形成する山部は、図１１（ａ）に示すように平面断面が長方形状で例えばＸ軸線方向に長いドーム型の山部１０ａや、図１１（ｂ）に示すように平面断面が長方形状で例えばＸ軸線方向に長い四角錐形状すなわちピラミッド形状の山部１０ｂや、図１２（ｃ）に示すように平面断面が長円形状で例えばＸ軸線方向に長いドーム型の山部１０ｃ等のように形成できる。

また、山部は、図１２（ｄ）に示すように平面形状が液滴形状の山部１０ｄのように形成できる。ここで、液滴形状というのは、尖った一端Ｅ０と緩やかに曲がる他端Ｅ１とを略直線で結んだ平面形状を有し、且つ尖った先端Ｅ０から緩やかに曲がる他端Ｅ１にかけて徐々に寸法Ｄ、この場合には山の高さＤ、が大きくなる断面形状を有する形状である。

また、光反射膜の表面に多数のドットパターンとして形成する谷部は、図２０（ａ）に示すように平面断面が長方形状で例えばＸ軸線方向に長いドーム型の谷部２０ａや、図２０（ｂ）に示すように平面断面が長方形状で例えばＸ軸線方向に長い四角錐形状すなわちピラミッド形状の谷部２０ｂや、図２１（ｃ）に示すように平面断面が長円形状で例えばＸ軸線方向に長いドーム型の谷部２０ｃ等のように形成できる。

また、谷部は、図２１（ｄ）に示すように平面形状が液滴形状の谷部２０ｄのように形成できる。ここで、液滴形状というのは、尖った一端Ｅ０と緩やかに曲がる他端Ｅ１とを略直線で結んだ平面形状を有し、且つ尖った先端Ｅ０から緩やかに曲がる他端Ｅ１にかけて徐々に寸法Ｄ、この場合は谷の深さＤ、が大きくなる断面形状を有する形状である。

上記構成の液晶装置用基板によれば、光反射膜は入射した光を立体空間の全方位へ均一に反射するのではなく、特定の視野方向の光量又は強度が強くなるように反射する。これにより、反射光が不要な視野角方向へ進行することを防止して、希望する視野角方向へ向かう反射光の光量を増大させることができ、希望の方向から見たときの表示の明るさを増大させることができる。

次に、上記構成の液晶装置用基板において、前記山部及び／又は前記谷部は、自らを通る直交２軸線のうちの少なくとも一方の軸線によって区分される一方の側の立体形状と他方の側の立体形状とが互いに非対称となるように形成できる。

本発明に関わる液晶装置用基板は、液晶を挟持する一対の基板のうち観察側と反対側に位置する液晶装置用基板において、基材と、該基材上に形成された光反射膜とを有し、該光反射膜は光指向性及び光散乱性を呈するパターンを有し、前記パターンは、尖った一端と緩やかに曲がる他端とを結んだ平面形状を有する液滴形状の複数の山部を並べて設けられてなり、前記山部は、前記基材に直交する面であって、且つそれぞれが前記液滴形状の頂点に接するとともに、互いに直交する２つの面のうちの少なくとも一方の面によって区分される一方の側の立体形状と他方の側の立体形状とが互いに非対称であることを特徴とする。

本発明に関わる液晶装置用基板は、液晶を挟持する一対の基板のうち観察側と反対側に位置する液晶装置用基板において、基材と、該基材上に形成された光反射膜とを有し、該光反射膜は光指向性及び光散乱性を呈するパターンを有し、前記パターンは液滴形状の複数の谷部を並べて設けられてなり、前記谷部は、前記基材に直交する面であって、且つそれぞれが前記液滴形状の最深部に接するとともに、互いに直交する２つの面のうちの少なくとも一方の面によって区分される一方の側の立体形状と他方の側の立体形状とが互いに非対称であることを特徴とする。

例えば、光反射膜の山部は、図１５（ｂ）に示すように、１つの側面Ａ'が対向する側面Ｃよりも面積が広く且つ基材２５に対する傾斜角度が側面Ｃよりも小さい大きさの角錐形状すなわちピラミッド形状１０ｅとすることができる。この形状では、Ｘ軸線によって区分される左部の立体形状と右部の立体形状とが互いに非対称になっている。

また、光反射膜の山部は、図１２（ｄ）に示すように、一方の軸線であるＹ軸線によって区分される上部の立体形状と下部の立体形状とが互いに非対称となるように形成することもできる。

また、光反射膜の谷部は、図２２に示すように、１つの側面Ａ'が対向する側面Ｃよりも面積が広く且つ基材２５に対する傾斜角度が側面Ｃよりも小さい大きさの角錐形状すなわちピラミッド形状２０ｅとすることができる。この形状では、Ｘ軸線によって区分される左部の立体形状と右部の立体形状とが互いに非対称になっている。また、光反射膜の谷部は、図２１（ｄ）に示すように、一方の軸線であるＹ軸線によって区分される上部の立体形状と下部の立体形状とが互いに非対称となるように形成することもできる。

上記構成の液晶装置用基板によれば、光反射膜は入射した光を立体空間の全方位へ均一に反射するのではなく、特定の方向の光量又は強度が強くなるように反射する。これにより、反射光が不要な視野角方向へ進行することを防止して、希望する視野角方向へ向かう反射光の光量を増大させることができ、希望の方向から見たときの表示の明るさを増大させることができる。

上記構成の液晶装置用基板において、軸線によって区分される部分の立体形状を該軸線に関して非対称にするという構成要件は、例えば、面積に関して非対称にしたり、基材に対する角度に関して非対称にしたりする等といった具体例が考えられる。面積に関して非対称にすることは、例えば図１５（ｂ）の山部１０ｅのようにＸ軸線の左側面Ｃの面積と右側面Ａ'の面積とを異ならせることや、例えば図２２の谷部２０ｅのようにＸ軸線の左側面Ｃの面積と右側面Ａ'の面積とを異ならせることによって実現できる。

また、角度に関して非対称にすることは、例えば図１５（ｂ）の山部１０ｅのようにＸ軸線の左側面Ｃの基材２５に対する角度θ１と右側面Ａ'の基板２５に対する角度θ２とを異ならせることや、例えば図２２の谷部２０ｅのようにＸ軸線の左側面Ｃの基材２５に対する角度θ１と右側面Ａ'の基板２５に対する角度θ２とを異ならせることによって実現できる。

次に、上記構成の液晶装置用基板においては、山部及び／又は谷部の形状を特定するための直交２軸線の少なくとも一方が前記基材の端辺に平行であることが望ましい。これにより、複数の山部及び／又は複数の谷部の配列から成る光散乱パターンの基材に対する配置が一義的に決められ、その結果、基材をどの方向から見れば明るい表示となるかに関する判断が容易にできるようになる。

次に、上記構成の液晶装置用基板において、前記複数の山部及び／又は前記複数の谷部は互いに同じ方向で且つ平面内で無秩序に並べられることが望ましい。また、本発明の基板において反射光に指向性を持たせるためには、複数の山部が互いに同じ方向を向いていることが重要である。また、光の干渉等といった不要な光学現象の発生を防止するためには、複数の山部を平面内で無秩序、すなわちランダムに並べることが望ましい。

次に、本発明に係る液晶装置用基板は、液晶を挟持する一対の基板のうち観察側と反対側に位置する液晶装置用基板であって、基材と、該基材の表面に形成された光反射膜とを有し、該光反射膜の表面には複数の山部及び／又は谷部を並べて成る光反射パターンが形成され、該光反射パターンで反射する光の光量に関して、前記山部及び／又は谷部を通る直交２軸線の一方に沿った光量プロファイルと、直交２軸線の他方に沿った光量プロファイルとが互いに異なることが望ましい。

本発明に関わる液晶装置用基板は、液晶を挟持する一対の基板のうち観察側と反対側に位置する液晶装置用基板において、基材と、該基材上に形成された光反射膜とを有し、該光反射膜には、尖った一端と緩やかに曲がる他端とを結んだ平面形状を有する液滴形状の複数の山部を並べて成る光反射パターンが形成され、該光反射パターンで反射する光の光量に関して、前記基材に直交する面であって、且つそれぞれが前記液滴形状の頂点に接するとともに、互いに直交する２つの面において、法線方向から入射した光の前記２つの面のうちの一方の面に沿った反射光量の変化と、前記２つの面のうちの他方の面に沿った反射光量の変化とが互いに異なることを特徴とする。
本発明に関わる液晶装置用基板は、液晶を挟持する一対の基板のうち観察側と反対側に位置する液晶装置用基板において、基材と、該基材上に形成された光反射膜とを有し、該光反射膜には液滴形状の複数の谷部を並べて成る光反射パターンが形成され、該光反射パターンで反射する光の光量に関して、前記基材に直交する面であって、且つそれぞれが前記液滴形状の最深部に接するとともに、互いに直交する２つの面において、法線方向から入射した光の前記２つの面のうちの一方の面に沿った反射光量の変化と、前記２つの面のうちの他方の面に沿った反射光量の変化とが互いに異なることを特徴とする。

この構成の液晶装置用基板によれば、光反射膜は入射した光を立体空間の全方位へ均一に反射するのではなく、特定の方向の光量又は強度が強くなるように反射する。これにより、反射光が不要な視野角方向へ進行することを防止して、希望する視野角方向へ向かう反射光の光量を増大させることができ、希望の方向から見たときの表示の明るさを増大させることができる。

例えば、図１７に示す測定系で反射光の光量を測定したとき、得られるプロファイルが図１３に示すように、一方の軸線に沿った光量プロファイルＱyは山形状であり、前記他方の軸線に沿った光量プロファイルＱxは直線状であるといったような特性を有する光反射パターンにより、上記構成の液晶装置用基板を実現できる。

本発明の液晶装置用基板は、前記一方の面に沿った反射光量の変化は山形状であり、前記他方の面に沿った反射光量の変化は直線状であることを特徴とする。
図１３に示す特性を有する液晶装置用基板を用いれば、Ｙ方向に沿って目を移動させたときには、中央部が明るく両端部が暗い表示が視認できる。一方、Ｘ方向に沿って目を移動させたときには、一方の端部から他方の端部にわたって均一な明るさの表示を見ることができる。Ｘ方向に沿った見え方とＹ方向に沿った見え方とを比べれば、Ｘ方向に沿った見え方は両端部側、すなわち低角度側から表示面を見たときの明るさが増大する。
前記一方の面に沿った反射光量の変化は山形状であり、前記他方の面に沿った反射光量の変化は直線状であることを特徴とする液晶装置用基板。

また、本発明に関わる液晶装置用基板の液滴形状は、尖った一端と緩やかに曲がる他端とを結んだ平面形状を有することを特徴とする。

本発明に関わる液晶装置用基板の前記山部の頂点は、前記一端よりも前記他端に寄せて配置されてなることを特徴とする。
本発明に関わる液晶装置用基板の前記谷部の最深部は、前記一端よりも前記他端に寄せて配置されてなることを特徴とする。

（２） 次に、本発明に係る液晶装置用基板の製造方法は、液晶を挟持する一対の基板のうち観察側と反対側に位置する液晶装置用基板の製造方法において、基材の表面に光反射膜を形成する工程と、マスクを用いて前記光反射膜の表面に複数の山部及び／又は複数の谷部を形成する工程とを有し、前記複数の山部及び／又は複数の谷部に対応する前記マスクのマスクパターンは、自らを通る直交２軸線の一方の軸線に沿った形状と、他方の軸線に沿った形状とが互いに異なることが望ましい。この構成の液晶装置用基板の製造方法によれば、上記の液晶装置用基板を確実に製造することができる。

次に、本発明に係る液晶装置用基板の製造方法は、液晶を挟持する一対の基板のうち観察側と反対側に位置する液晶装置用基板の製造方法において、基材の表面に光反射膜を形成する工程と、マスクを用いて前記光反射膜の表面に複数の山部及び／又は複数の谷部を形成する工程とを有し、前記複数の山部及び／又は複数の谷部に対応する前記マスクのマスクパターンは、自らを通る直交２軸線のうちの少なくとも一方の軸線によって区分される一方の側の形状と他方の側の形状とが互いに非対称であることが望ましい。この構成の液晶装置用基板の製造方法によれば、上記の液晶装置用基板を確実に製造することができる。

上記構成の液晶装置用基板の製造方法において、前記複数の山部及び／又は複数の谷部に対応する前記マスクのマスクパターンは平面的な液滴形状とすることができる。ここで、平面的な液滴形状とは、尖った一端と緩やかに曲がる他端とを略直線で結んだ平面形状である。また、上記構成の液晶装置用基板の製造方法において、前記複数の山部及び／又は複数の谷部に対応する前記マスクのマスクパターンは互いに同じ方向で且つ平面内で無秩序に並べることができる。

（３） 次に、本発明に係る液晶装置は、液晶を挟持する一対の基板を有する液晶装置において、該一対の基板の一方は、以上に説明した各種構成の液晶装置用基板によって構成されることを特徴とする。

この構成の液晶装置によれば、内部の反射膜で反射して液晶層に供給される光の反射角度を当該光の液晶装置への入射角度以外の角度値に設定できるので、希望する視野角方向へ向かう反射光の光量を増大させることができ、これにより、液晶装置の表示面を希望の方向から見たときの表示の明るさを増大させることができる。

（４） 次に、本発明に係る液晶装置の製造方法は、液晶を挟持する一対の基板を有する液晶装置の製造方法において、以上に説明した液晶装置用基板の製造方法を用いて前記一対の基板の一方を形成する工程を有することが望ましい。

（５） 次に、本発明に係る電子機器は、像を表示する液晶装置と、該液晶装置を収容する筐体と、前記液晶装置を制御する制御回路とを有する電子機器において、前記液晶装置は、以上に記載した構成の液晶装置によって構成されることを特徴とする。この電子機器によれば、液晶装置の表示を見る者にとって、好ましい視野角方向に鮮明な像を形成することができる。

以下、本発明を実施形態に基づいて、より具体的に説明する。

（液晶装置用基板及び液晶装置の第１実施形態）
図１及び図２は、本発明に係る液晶装置用基板を用いた本発明に係る液晶装置の一実施形態の主要部、特に１つの表示ドット部分を拡大して示している。この液晶装置の全体構造は例えば図３に示すように設定できる。なお、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色によってフルカラー表示を行う場合を考えれば、上記の１つの表示ドットはそれら３色の個々に対応するドットであり、これらの表示ドットが３個集まることによって１つの画素が形成される。また、白黒表示を行う場合を考えれば、上記の１つの表示ドットがそのまま１つの画素に相当する。

本実施形態に係る液晶装置は、アクティブ素子として３端子型の能動素子であるＴＦＴ（Thin Film Transistor）を用いたアクティブマトリクス方式の液晶装置であり、自然光等といった外部光を用いて表示を行う方式の反射型液晶装置であり、そして液晶駆動用ＩＣを基板上に直接に実装する方式のＣＯＧ（Chip On Glass）方式の液晶装置である。

図３において、液晶装置１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環状のシール材３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３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することによって形成される。また、本実施形態では、一方の基板２ａの表面に液晶駆動用ＩＣ４ａ及び４ｂが直接に実装されている。

第１基板２ａのシール材３によって囲まれる内部領域には、複数の画素電極が行方向ＸＸ及び列方向ＹＹに関してドットマトリクス状の配列で形成される。また、第２基板２ｂのシール材３によって囲まれる内部領域には、無パターンの面状電極が形成され、その面状電極が第１基板２ａ側の複数の画素電極に対向して配置される。

第１基板２ａ上の１つの画素電極と第２基板２ｂ上の面状電極によって液晶を挟んだ部分が１つの表示ドットを形成し、この表示ドットの複数個がシール材３によって囲まれる内部領域内でドットマトリクス状に配列することによって表示領域Ｖが形成される。液晶駆動用ＩＣ４ａ及び４ｂは複数の表示ドットを形成している対向電極間に選択的に走査信号及びデータ信号を印加することにより、液晶の配向を表示ドット毎に制御する。この液晶の配向制御により該液晶を通過する光が変調されて、表示領域Ｖ内に文字、数字等といった像が表示される。

図１は、液晶装置１において表示領域Ｖを構成する複数の表示ドットのうちの１つの断面構造を拡大して示している。また、図２は、その表示ドットの平面構造を示している。なお、図１は図２におけるＩ−Ｉ線に従った断面構造を示している。

図１において、第１基板２ａは、ガラス、プラスチック等によって形成された基材６ａと、その基材６ａ上に形成された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（Thin Film Transistor）７と、有機絶縁膜８を挟んでＴＦＴ７の上層に形成された画素電極９とを有する。画素電極９の上には配向膜１１ａが形成され、この配向膜１１ａに対して配向処理としてのラビング処理が施される。画素電極９は、例えばＡｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）等といった光反射性の導電材料によって形成される。

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た基材６ｂと、その基材６ｂ上に形成されたカラーフィルタ１２と、そのカラーフィルタ１２の上に形成された透明な電極１３と、その電極１３の上に形成された配向膜１１ｂとを有する。電極１３は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等によって基材６ｂの表面全域に形成された面電極である。

カラーフィルタ１２は、第１基板２ａ側の画素電極９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１２ａを有し、画素電極９に対向しない位置にブラックマスク１２ｂを有する。

図１において、第１基板２ａと第２基板２ｂとの間の間隔、すなわちセルギャップはいずれか一方の基板の表面に分散された球状のスペーサ１４によって寸法が維持され、そのセルギャップ内に液晶Ｌが封入される。

ＴＦＴ７は、基材６ａ上に形成されたゲート電極１６と、このゲート電極１６の上で基材６ａの全域に形成されたゲート絶縁膜１７と、このゲート絶縁膜１７を挟んでゲート電極１６の上方位置に形成された半導体層１８と、その半導体層１８の一方の側にコンタクト電極１９を介して形成されたソース電極２１と、さらに半導体層１８の他方の側にコンタクト電極１９を介して形成されたドレイン電極２２とを有する。

図２に示すように、ゲート電極１６はゲートバス配線２３から延びている。また、ソース電極２１はソースバス配線２４から延びている。ゲートバス配線２３は基材６ａ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２４はゲート絶縁膜１７（図１参照）を挟んでゲートバス配線２３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２３は図３の液晶駆動用ＩＣ４ａ及び４ｂの一方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２４は液晶駆動用ＩＣ４ａ及び４ｂの他方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９は、図２に示すように、互いに交差するゲートバス配線２３とソースバス配線２４とによって区画される方形領域のうちＴＦＴ７に対応する部分を除いた領域を覆うように形成される。

ゲートバス配線２３及びゲート電極１６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１７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１８は、例えば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１９は、例えばａ−Ｓｉ等によって形成される。ソース電極２１及びそれと一体なソースバス配線２４並びにドレイン電極２２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１に示す有機絶縁膜８は、ゲートバス配線２３、ソースバス配線２４及びＴＦＴ７を覆って基材６ａ上の全域に形成されている。但し、有機絶縁膜８のドレイン電極２２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９とＴＦＴ７のドレイン電極２２との導通がなされている。有機絶縁膜８のうち画素電極９が形成される領域には、例えば、図１２（ｃ）に示すような長円形状でドーム形状の山部１０ｃが互いに微小間隔で規則的に、本実施形態では規則的なマトリクス状の配列となるように形成されている。この結果、有機絶縁膜８の上に積層される画素電極９も同様にして複数の山部１０ｃの配列から成る光反射パターンを有することになる。

上記の山部１０ｃは、図２において、ソースバス配線２４の延在方向であるＸ軸線方向を長軸とし、それと直角なＹ軸線方向を短軸となるように配列されている。また、山部１０ｃの長軸方向Ｘは図３において基材６ａのＸＸ方向に延びる端辺に対して平行に設定され、短軸方向Ｙは基材６ａのＹＹ方向に延びる端辺に対して平行に設定されている。このように、山部１０ｃを規定するＸ，Ｙ軸線方向と液晶装置１の基板６ａ等の端辺方向ＸＸ，ＹＹとの間に関連付けをしておけば、どの視野角度方向から液晶装置１の表示領域Ｖを見たときに明るい表示を見ることができるかを、容易に判断できる。

本実施形態では、画素電極９を、例えばＡｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）等といった光反射性の導電材料によって形成することにより、当該画素電極９を光反射膜として機能させている。また、その画素電極９の表面に複数の山部１０ｃから成る反射パターンを設けたので、画素電極９は図１９に示すような、光指向性及び光散乱性の両方を呈する反射パターンとして機能する。

本実施形態の液晶装置１は以上のように構成されているので、図１において、観察者側すなわち第２基板２ｂ側から液晶装置１の内部へ入った外部光は、液晶Ｌを通過して光反射性材料によって形成された画素電極９に到達し、該電極９で反射して再び液晶Ｌへ供給される。液晶Ｌは、走査信号及びデータ信号によって選択される画素電極９と対向電極１３との間に印加される電圧によって表示ドット毎にその配向が制御され、これにより、液晶Ｌに供給された反射光は表示ドット毎に変調され、これにより観察者側に文字、数字等といった像が表示される。

本実施形態では、光反射膜として作用する画素電極９の表面に複数の山部１０ｃを規則的に配列して成る反射パターンが形成されると共に、それら複数の山部１０ｃはＸ軸線に沿った立体形状とＹ軸線に沿った立体形状とが互いに異なっているので、一定の視野角方向への反射光量を低く抑えた上で、別の特定の視野角方向への反射光量を増大させることができる。この結果、観察者は、液晶装置１の表示領域Ｖ内に表示される像を特定の視野角方向から非常に明るい表示として観察できる。

（液晶装置の製造方法の第１実施形態）
図４は、図１等に示した液晶装置１の製造方法を工程順に示している。この工程図に基づいて液晶装置１の製造方法を説明すれば、まず、工程Ｐ１において第１基板２ａ（図１参照）を作製し、工程Ｐ２において第２基板２ｂを作製する。通常の製造工程では、図３に示す液晶装置１の１個分の第１基板２ａ及び第２基板２ｂを１個ずつ作製するのではなく、１つの大面積の基材、いわゆるマザーボードの表面に液晶装置の複数個分の第１基板２ａを形成し、他の１つのマザーボードの表面に液晶装置の複数個分の第２基板２ｂを形成する。

その後、複数の第１基板パターンが形成された第１基板マザーボードと、複数の第２基板パターンが形成された第２基板マザーボードとを互いに位置合わせ、すなわちアライメントした状態でシール材３によって貼り合わせて、大面積の空のパネル構造を形成する（工程Ｐ３）。次に、各液晶装置１内のシール材３の一部に形成された液晶注入口３ａ（図３参照）が外部に露出するように、上記大面積のパネル構造をブレイクすなわち切断して、いわゆる短冊状のパネル構造を形成する（工程Ｐ４）。

次に、作製された短冊状のパネル構造の液晶注入口３ａからパネル構造の内部に液晶を注入し、さらに注入完了後の液晶注入口３ａを樹脂によって封止する（工程Ｐ５）。その後、液晶封入後の短冊状のパネル構造を図３に示すような１個の液晶装置１の大きさにブレイクすなわち切断し（工程Ｐ６）、さらに液晶駆動用ＩＣ４ａ及び４ｂを一方の基板の表面に実装する（工程Ｐ７）。さらに、第１基板２ａ及び第２基板２ｂの外側表面に偏光板を貼着し、さらに必要に応じてその他の光学要素、例えば位相差板等を取り付け、これにより、図３の液晶装置１が完成する。

上記のような液晶装置の製造方法において、特に、第１基板形成工程Ｐ１は例えば図５に示す製造方法によって実現される。具体的には、工程Ｐ１１及び図６（ａ）において、ガラス等から成る基材６ａの上に、例えばスパッタリング法によってタンタル金属膜を形成し、この金属膜を例えばフォトリソグラフィー法によってパターニングして、ゲートバス配線２３及びそれと一体なゲート電極１６を形成する。

次に、工程Ｐ１２及び図６（ａ）において、例えばプラズマＣＶＤ法によって窒化シリコンから成るゲート絶縁膜１７を形成する。次に、工程Ｐ１３及び図６（ａ）において、半導体層１８となるａ−Ｓｉ層と、コンタクト電極１９となるｎ^＋型ａ−Ｓｉ層とをこの順で連続的に形成し、さらに、形成されたｎ^＋型ａ−Ｓｉ層及びａ−Ｓｉ層のパターニングを行って半導体層１８及びコンタクト電極１９とを形成する。

次に、工程Ｐ１４及び図６（ａ）において、基材６ａの表面の全域に例えばモリブデン金属をスパッタ法によって形成し、このモリブデン金属層のパターニングを行って、ソース電極２１、ドレイン電極２２及びソースバス配線２４を形成し、これによりＴＦＴ７が完成する。次に、工程Ｐ１５及び図６（ｂ）において、ＴＦＴ７を形成した基材６ａ上の全面に例えばポリイミド樹脂をスピンコートして有機絶縁膜８を形成する。

次に、工程１６及び図６（ｂ）において、フォトリソグラフィー法を用いて有機絶縁膜８にコンタクトホール２６を形成する。次に、工程Ｐ１７及び図６（ｃ）において、有機絶縁膜８の上にフォトレジスト２７を塗布し、図７に示すようなマスク２８を用いて画素電極９の形成領域のフォトレジスト２７をパターニングする。このときに用いるマスク２８には、Ｘ軸線方向に長軸を有し、それと直角なＹ軸線方向に短軸を有する長円形状のマスクパターン２９が形成される。

次に、工程１８及び図６（ｄ）において、フォトレジスト２７の無い部分の有機絶縁膜８をエッチングによって除去して規則的に並ぶ山部１０ｃを形成する。このとき、コンタクトホール２６及びＴＦＴ７の上の有機絶縁膜８はフォトレジスト２７によって保護されてエッチングによって除去されない。エッチング処理後、フォトレジスト２７は薬品や光照射によって除去される。

その後、工程Ｐ１９及び図６（ｅ）において、有機絶縁膜８の上の全域にアルミニウム層を形成し、さらにパターニングして光反射膜を兼ねる画素電極３８を形成する。このとき、画素電極３８の下地となる有機絶縁膜８の表面に山部１０ｃのパターンが形成されているので、画素電極３８も同様の山部１０ｃを有するパターン、すなわち光反射パターンを有することになる。画素電極３８は有機絶縁膜２６に形成されたコンタクトホール２６を介してＴＦＴ７のドレイン電極２２に接続される。

その後、工程Ｐ２０において基材８の表面の全域にポリイミド樹脂を塗布及び焼成することによって配向膜１１ａ（図１参照）を形成し、それにラビング処理を施し、さらに工程Ｐ２１においてスクリーン印刷等を用いてシール材３（図３参照）を形成し、さらに工程Ｐ２２においてスペーサ１４（図１参照）を分散し、これにより第１基板２ａが完成する。

なお、以上の実施形態では図７のマスクパターン２９として図１２（ｃ）に示す断面長円形ドーム形状の山部１０ｃを形成できるパターンを用いたが、これに代えて、図１１（ａ）に示す断面長方形ドーム形状や、図１１（ｂ）に示す断面長方形ピラミッド形状や、図１２（ｄ）に示す液滴ドーム形状や、図１５（ｂ）に示す断面長方形で偏形のピラミッド形状や、図１３に示すように直交２軸線方向で光量分布が異なるような形状を採用することができる。

（液晶装置用基板及び液晶装置の第２実施形態）
図８は、本発明に係る液晶装置用基板を用いた本発明に係る液晶装置の他の実施形態の主要部、特に数個の表示ドット部分を拡大して示している。この液晶装置の全体構造は例えば図３に示すように設定できる。

本実施形態に係る液晶装置は、アクティブ素子として２端子型の能動素子であるＴＦＤ（Thin Film Diode）を用いたアクティブマトリクス方式の液晶装置であり、自然光等といった外部光を用いた反射表示と照明装置を用いた透過表示を選択的に行うことができる方式の半透過反射型液晶装置であり、そして液晶駆動用ＩＣを基板上に直接に実装する方式のＣＯＧ（Chip On Glass）方式の液晶装置である。

本実施形態においても液晶装置１は、図３において、第１基板２ａと第２基板２ｂとをシール材３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３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することによって形成される。また、一方の基板２ａの表面に液晶駆動用ＩＣ４ａ及び４ｂが直接に実装されている。

第２基板２ｂのシール材３によって囲まれる内部領域には、複数の画素電極が行方向ＸＸ及び列方向ＹＹに関してドットマトリクス状の配列で形成される。また、第１基板２ａのシール材３によって囲まれる内部領域にはストライプ状の電極が形成され、そのストライプ状電極が第２基板２ｂ側の複数の画素電極に対向して配置される。

第１基板２ａ上のストライプ状電極と第２基板２ｂ上の１つの画素電極によって液晶を挟んだ部分が１つの表示ドットを形成し、この表示ドットの複数個がシール材３によって囲まれる内部領域内でドットマトリクス状に配列することによって表示領域Ｖが形成される。液晶駆動用ＩＣ４ａ及び４ｂは複数の表示ドット内の対向電極間に選択的に走査信号及びデータ信号を印加することにより、液晶の配向を表示ドット毎に制御する。この液晶の配向制御により該液晶を通過する光が変調されて、表示領域Ｖ内に文字、数字等といった像が表示される。

図８は、液晶装置１において表示領域Ｖを構成する複数の表示ドットのうちの数個の断面構造を拡大して示している。また、図９は、１つの表示ドット部分の断面構造を示している。

図８において、第１基板２ａは、ガラス、プラスチック等によって形成された基材６ａと、その基材６ａの内側表面に形成された光反射膜３１と、その光反射膜３１の上に形成されたカラーフィルタ１２と、そのカラーフィルタ１２の上に形成された透明なストライプ状電極１３とを有する。そのストライプ状電極１３の上には図９に示すように配向膜１１ａが形成される。この配向膜１１ａに対して配向処理としてのラビング処理が施される。ストライプ状電極１３は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等といった透明な導電材料によって形成される。

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た基材６ｂと、その基材６ｂの内側表面に形成された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ＴＦＤ（Thin Film Diode）３７と、ＴＦＤ３７に接続された画素電極９とを有する。ＴＦＤ３７及び画素電極９の上には図９に示すように配向膜１１ｂが形成され、この配向膜１１ｂに対して配向処理としてのラビング処理が施される。画素電極９は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等といった透明な導電材料によって形成される。

第１基板２ａに属するカラーフィルタ１２は、第２基板２ｂ側の画素電極９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１２ａを有し、画素電極９に対向しない位置にブラックマスク１２ｂを有する。

図９において、第１基板２ａと第２基板２ｂとの間の間隔、すなわちセルギャップはいずれか一方の基板の表面に分散された球状のスペーサ１４によって寸法が維持され、そのセルギャップ内に液晶Ｌが封入される。

ＴＦＤ３７は、図９及び図１０に示すように、第１金属層３４と、その第１金属層３４の表面に形成された絶縁層３６と、その絶縁層３６の上に形成された第２金属層３８とによって構成されている。このようにＴＦＤ３７は、第１金属層／絶縁層／第２金属層から成る積層構造、いわゆるＭＩＭ（Metal Insulator Metal）構造によって構成されている。

第１金属層３４は、例えば、タンタル単体、タンタル合金等によって形成される。第１金属層３４としてタンタル合金を用いる場合には、主成分のタンタルに、例えば、タングステン、クロム、モリブデン、レニウム、イットリウム、ランタン、ディスプロリウム等といった周期律表において第６〜第８族に属する元素が添加される。

第１金属層３４はライン配線３９の第１層３９ａと一体に形成される。このライン配線３９は画素電極９を間に挟んでストライプ状に形成され、画素電極９へ走査信号を供給するための走査線又は画素電極９へデータ信号を供給するためのデータ線として作用する。

絶縁層３６は、例えば、陽極酸化法によって第１金属層３４の表面を酸化することによって形成された酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_３）によって構成される。なお、第１金属層３４を陽極酸化したときには、ライン配線３９の第１層３９ａの表面も同時に酸化されて、同様に酸化タンタルから成る第２層３９ｂが形成される。

第２金属層３８は、例えばＣｒ等といった導電材によって形成される。画素電極９は、その一部が第２金属層３８の先端に重なるように基材６ｂの表面に形成される。なお、基材６ｂの表面には、第１金属層３４及びライン配線の第１層３９ａを形成する前に酸化タンタル等によって下地層を形成することがある。これは、第２金属層３８の体積後における熱処理によって第１金属層３４が下地から剥離しないようにしたり、第１金属層３４に不純物が拡散しないようにしたりするためである。

図８において、基材６ａの外側表面には位相差板３２ａが貼着等によって装着され、さらにその位相差板３２ａの上に偏光板３３ａが貼着等によって装着される。また、基材６ｂの外側表面には位相差板３２ｂが貼着等によって装着され、さらにその位相差板３２ｂの上に偏光板３３ｂが貼着等によって装着される。

例えばＳＴＮ（Super Twisted Nematic）液晶等を用いると、該液晶を通過する光に波長分散が発生して表示像に着色が発生することがある。位相差板３２ａ及び３２ｂはそのような着色を除去するために用いられる光学的異方体であり、例えばポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリエーテルアミド、ポリエチレン等といった樹脂を一軸延伸処理することによって形成されるフィルムによって構成できる。

偏光板３３ａ及び３３ｂは、自然光の入射に対してある一方向の直線偏光を出射する機能を有するフィルム状光学要素であり、例えば、偏光層をＴＡＣ（三酢酸セルロース）の保護層で挟むことによって形成できる。偏光板３３ａ及び３ｂは、通常は、互いの透過偏光軸を異ならせて配置する。

光反射膜３１は、例えば、アルミニウム等といった光反射性の金属によって形成され、第２基板２ｂに属する各画素電極９に対応する位置、すなわち各表示ドットに対応する位置に光透過用の開口４１が形成される。また、光反射膜３１の液晶側表面には、例えば、図１２（ｃ）に示すような長円形状でドーム形状の山部１０ｃが互いに微小間隔で規則的に、本実施形態では規則的なマトリクス状の配列となるように形成されている。

上記の山部１０ｃは、ライン配線３９の延在方向であるＸ軸線方向を長軸とし、それと直角なＹ軸線方向が短軸となるように配列されている。また、山部１０ｃの長軸方向Ｘは図３において基材６ａのＸＸ方向に延びる端辺に対して平行に設定され、短軸方向Ｙは基材６ａのＹＹ方向に延びる端辺に対して平行に設定されている。

本実施形態の液晶装置１は以上のように構成されているので、当該液晶装置１が反射型表示を行う場合には、図８において、観察者側すなわち第２基板２ｂ側から液晶装置１の内部へ入った外部光は、液晶Ｌを通過して光反射膜３１に到達し、該反射膜３１で反射して再び液晶Ｌへ供給される（図９の矢印Ｆ１参照）。液晶Ｌは、画素電極９とストライプ状対向電極１３との間に印加される電圧、すなわち走査信号及びデータ信号によって表示ドット毎にその配向が制御され、これにより、液晶Ｌに供給された反射光は表示ドット毎に変調され、これにより観察者側に文字、数字等といった像が表示される。

他方、液晶装置１が透過型表示を行う場合には、第１基板２ａの外側に配置された照明装置、いわゆるバックライト４２が発光し、この発光が偏光板３３ａ、位相差板３２ａ、基材６ａ、光反射膜３１の開口４１、カラーフィルタ１２、電極１３及び配向膜１１ａを通過した後に液晶Ｌに供給される（図９の矢印Ｆ２参照）。この後、反射型表示の場合と同様にして表示が行われる。

本実施形態では、光反射膜３１の表面に複数の山部１０ｃを規則的に配列して成る反射パターンが形成されると共に、それら複数の山部１０ｃはＸ軸線に沿った立体形状とＹ軸線に沿った立体形状とが互いに異なっているので、一定の視野角方向への反射光量を低く抑えた上で、別の特定の視野角方向への反射光量を増大させることができる。この結果、観察者は、光反射膜３１を用いて行われる反射型表示の際に、液晶装置１の表示領域Ｖ内に表示される像を特定の視野角方向に関して非常に明るい表示として観察できる。

本実施形態の液晶装置１は、既に説明した図４に示す製造方法によって製造することができる。また、第１基板２ａ及び第２基板２ｂの形成方法も従来周知の方法を採用できる。なお、図８において第１基板２ａの表面に光反射膜３１を形成し、さらにその光反射膜に開口４１及び反射パターンとしての山部１０ｃを形成する際には、例えば、図７に示すような長円形状のマスクパターン２９を縦横のマトリクス状に配列して成るマスク２８を用いて行われるフォトリソグラフィー法を採用することができる。

なお、上記実施形態では図７のマスクパターン２９として図１２（ｃ）に示す平面断面が長円形状でドーム形状の山部１０ｃを形成できるパターンを用いたが、これに代えて、図１１（ａ）に示すような平面断面が長方形状でドーム形状の山部１０ａや、図１１（ｂ）に示すような平面断面が長方形状でピラミッド形状の山部１０ｂや、図１２（ｄ）に示すような液滴ドーム形状の山部１０ｄや、図１５（ｂ）に示すような平面断面が長方形状で偏ったピラミッド形状の山部や、図１３に示すように直交２軸線方向で光量分布が異なるような山部等を形成できる各種パターンを採用することができる。

なお、図１に示す実施形態では、光反射膜として作用する画素電極９の表面状態に関して、隣り合う山部１０ｃ同士の間に、図面上、鮮明な平坦部が形成されている。また、図９に示す実施形態では、光反射膜３１の表面状態に関して、隣り合う山部１０ｃ同士の間に、図面上、鮮明な平坦部が形成されている。しかしながら、実際の山部形成工程においては、そのような鮮明な平坦部が形成されることは稀であり、多くの場合は図２５に示すように、山部１０ｃ同士の間は平坦でない湾曲形状に形成されると考えられる。本発明のように、光反射膜によって光指向性及び光散乱性を実現しようとする場合、特に光散乱性を達成するためには、山部同士の間が鮮明な平坦面であるよりは、かえって上記のように山部同士の間が湾曲形状になっていた方が好ましいと考えられる。平坦面では鏡面反射が生じるので光散乱の程度が低くなるからである。

（液晶装置用基板及び液晶装置の第３実施形態）
図１に示した液晶装置１では、光反射膜として作用する画素電極９に図１２（ｃ）に示した山部１０ｃのような山部を複数個並べて成るパターンを、光指向性及び光散乱性を呈するパターンとして形成した。また、図８に示した液晶装置１では、そのような山部を複数個並べて成るパターンを光指向性及び光散乱性を呈するパターンとして光反射膜３１に形成した。

しかしながら、本発明に係る液晶装置用基板、液晶装置、電子機器及びそれらの製造方法においては、光指向性及び光散乱性を呈するパターンとして、複数の山部を並べて成るパターンに代えて、複数の谷部を並べて成るパターンを光指向性及び光散乱性を呈するパターンとして光反射膜に形成することができる。

具体的には、例えば、図２０（ａ）に示すような平面断面が長方形状でドーム形状の谷部２０ａや、図２０（ｂ）に示すような平面断面が長方形状でピラミッド形状の谷部２０ｂや、図２１（ｃ）に示すような平面断面が長円形状でドーム形状の谷部２０ｃや、図２１（ｄ）に示すような液滴形状の谷部２０ｄや、図２２に示すような平面断面が長方形状でＹ軸線方向に偏ったピラミッド形状の谷部２０ｅや、図１３に示すように直交２軸線方向で光量分布が異なるような谷部等といった各種の谷部を複数個並べることによって光指向性及び光散乱性を呈するパターンを形成することができる。

なお、図２０、図２１及び図２２において、Ｘ軸線及びＹ軸線は、図１１等に示した山部１０ａ等の場合と同様にして、それぞれが、図３のＸＸ方向及びＹＹ方向に一致していることが望ましい。

また、図２１（ｄ）に示した液滴形状の谷部２０ｄは、尖った一端Ｅ０と緩やかに曲がる他端Ｅ１とを略直線で結んだ平面形状を有し、且つ尖った先端Ｅ０から緩やかに曲がる他端Ｅ１にかけて徐々に寸法Ｄ、この場合は谷の深さＤ、が大きくなる断面形状を有する形状である。

この液滴形状の谷部２０ｄに関しては、先端Ｅ０から他端Ｅ１にかけて存在する領域Ｗにおいて、光源Ｓから出た光が角度２θで反射する傾向があり、これが、光反射膜の光指向性を決定する大きな因子となっている。そして、この場合のθは、とりもなおさず、先端Ｅ０から他端Ｅ１にかけての傾斜角度θということである。

以上の結果、光源Ｓを太陽光、室内光等といった外部光と考え、反射角度２θの反射光の先（パネル表示面の法線方向）に観察者の目が位置すると考えれば、液晶装置の表示面を観察者が見たときに外部光によって最も効率良く表示された、明るくて鮮明な像を観察者によって視認できると考えられる。

今、携帯電話機やその他の電子機器において、外部光と視認角度との間の上記の２θの反射角度を考えると、２θ＝１５°程度が実用的な角度であると思われる。このような２θ角度を実現するためには、谷部２０ｄにおける先端Ｅ０から他端Ｅ１にかけての傾斜角度θをθ＝１５°／２＝７．５°に設定すれば良い。

また、発明者の実験によれば、液滴形状の谷部２０ｄに関しては、その深さＤ０が約１μｍ、その幅Ｗ０が約９μｍ、そして、その長さＬ０が約１４μｍの場合に、好ましい光指向性及び光散乱性が得られた。なお、谷部２０ｄ等は一般にはフォトリソグラフィー法等といったパターニング法を用いて形成されるものであり、その深さＤ０等に関しては、全ての谷部２０ｄについて全く等しい寸法に仕上げることは不可能であり、その寸法にばらつきが生じることは避けられない。

発明者がこのことに関して観察を行ったところ、図２４に示すように、目標とする１μｍの深さＤ０を得ようとする場合、半値幅における寸法幅が０．８μｍ〜１．２μｍであるような正規分布が得られた。つまり、谷部２０ｄの深さの目標を１μｍとした場合でも、６０〜８０％程度の数の谷部はその深さがＤ０＝０．８μｍ〜１．２μｍに形成され、さらに、２０〜４０％程度の数の谷部はその深さがＤ０＝０．８μｍ〜１．２μｍを外れる寸法に形成される。このような寸法のばらつきがある場合でも、光反射膜から良好な光指向性及び光散乱性が得られることが確認できた。

（液晶装置用基板及び液晶装置の第４実施形態）
図２３は、本発明に係る液晶装置の他の実施形態の主要部を示しており、先に説明した図２に対応する構造を示している。ここに示す実施形態では、光指向性及び光散乱性を有するパターンである、複数の山部１０又は谷部２０が平面内で規則的に並べられるのではなく、平面内で無秩序、すなわちランダムに並べられている。なお、各山部１０又は谷部２０の延在方向は、図２に示した実施形態の場合と同様に、各山部間又は谷部間で互いに同じ方向となっている。

図２に示したように、複数の山部又は谷部を規則的なマトリクス状に並べると、光の干渉等といった不都合な光学現象が発生するおそれがある。これに対し、本実施形態のように、山部又は谷部等といった反射パターンを平面内で無秩序に並べれば、反射パターンの規則性によって誘起される不都合な光学現象を回避することができる。

なお、山部１０又は谷部２０の互いに隣り合うもの同士のＸ方向の間隔Ｇx は、山部１０又は谷部２０のＸ方向の長さをＬx としたとき、
Ｌx ≦ Ｇx ≦ Ｌx＋αx ：但しａ＜αx＜ｂ
に設定する。また、山部１０又は谷部２０の互いに隣り合うもの同士のＹ方向の間隔Ｇy は、山部１０又は谷部２０のＹ方向の長さをＬy としたとき、
Ｌy ≦ Ｇy ≦ Ｌy＋αy ：但しａ＜αy＜ｂ
に設定する。

ここで、“ａ”はパターン同志がパターン形状を維持して最も近接できる距離であり、２μｍ程度である。これ以下になると隣り合う山部１０又は谷部２０同士の間隔が狭くなり過ぎて谷部等の形が崩れて、光指向性及び光散乱性を実現する上で不十分になる。一方、“ｂ”はパターン同志が隔離される最大距離を示すものであり、１０μｍ程度である。これ以上になると、隣り合う山部１０又は谷部２０同士の間隔が広くなり過ぎて平坦な部分が多くなるので、光指向性及び光散乱性を実現する上で不十分になる。これに対し、Ｇx 及びＧy の寸法を上記のように設定すれば、そのような心配が無くなる。

（液晶装置用基板の製造方法の第２実施形態）
図２６は、本発明に係る液晶装置用基板の製造方法の他の実施形態の主要工程を示しており、特に、図９に示すようにガラス等から成る基材６ａ上に谷部を備えた光反射膜を形成する場合の形成方法の一実施形態を示している。

ここに示す光反射膜の形成工程では、まず、図２６の工程Ｐ３１及び図２７（ａ）において、ガラス等から成る基材６ａ上に第１層４６を一様な厚さで塗布する。例えば、粘度９ｃｐのアクリル樹脂を８００ｒｐｍで１０秒間のスピンコートによって１．６μｍ程度で塗布した。

次に、工程Ｐ３２においてプリベークを行って第１層を固定した。例えば、ホットプレート上で１００℃、２分でプリベークを行った。次に、工程Ｐ３３及び図２７（ｂ）において、目標とする谷部に対応したマスクパターン４７が形成されたマスク４８を通して第１層４６をｉ線（すなわち、波長３６５ｎｍの光）で露光した。このとき、マスク４８と第１層４６との間の距離、すなわちプロキシミティ・ギャップＧp はＧp ＝６０μmとした。また、ｉ線の露光量は一括露光で８０ｍＪ、４秒とした。

第１層４６を形成するアクリル樹脂はポジ型の感光性樹脂であり、上記の露光により、第１層４６のうちマスクパターン４７に対応する部分が可溶性を呈することになった。次に、工程Ｐ３４において現像処理を行うことにより、図２７（ｃ）に示すように第１層４６がパターニングされた。このパターニングによって第１層４６が除去された部分Ｋが後で光反射膜の谷部となる部分である。

次に、工程Ｐ３５においてポスト露光、例えばｉ線を３００ｍＪで短時間全面照射することにより、第１層４６を形成するアクリル樹脂の色を消去した。またその後、工程Ｐ３６においてポストベーク、例えばホットプレートで２２０℃、５０分間の加熱を行うことにより、第１層４６を固めた。

次に、工程Ｐ３７及び図２７（ｄ）において、第１層４６の上に第２層４９を一様に塗布した。この第２層４９は、例えば第１層４６と同じアクリル樹脂を、１０００ｒｐｍで１０秒間スピンコートすることによって、厚さ１．３μｍ程度に形成した。

次に、工程Ｐ３８においてプリベークを行って第２層を固定した。例えば、ホットプレート上で１００℃、２分でプリベークを行った。次に、工程Ｐ３９及び図２７（ｄ）において、周辺部分が開口したマスク５１を通して第２層４９をｉ線（すなわち、波長３６５ｎｍの光）で露光した。このとき、マスク４９と第２層４９との間の距離、すなわちプロキシミティ・ギャップＧp はＧp ＝１２０μｍとした。また、ｉ線の露光量は一括露光で１００ｍＪ、５秒とした。このときの露光により、駆動用ＩＣ等を実装するための周辺領域の第２層４９を除去した。

第２層形成時のｉ線露光におけるプロキシミティ・ギャップＧp はＧp ＝１２０μｍである。一方、第１層形成時のｉ線露光におけるプロキシミティ・ギャップＧp はＧp ＝６０μｍである。つまり、谷部を形成するための第１層の露光時におけるプロキシミティ・ギャップＧp は、第２層の周辺露光を行う際のプロキシミティ・ギャップＧp よりも小さく設定している。

原理的に言えば、プロキシミティ・ギャップＧp は、それを小さくすればする程、パターンを精密に形成することができる。ところが、プロキシミティ・ギャップＧp を小さくし過ぎると、マスクと露光対象物との間に異物が存在するときにマスク等がその異によって損傷するおそれがあるので、プロキシミティ・ギャップＧp を小さくすることについては限界がある。

以上の理由から、本実施形態では、谷部の基礎となる第１層４６の露光時におけるプロキシミティ・ギャップＧp はできる限り小さく、本実施形態では６０μｍに設定し、それ程精密さを必要としない第２層の露光時におけるプロキシミティ・ギャップＧp はできる限り大きく、本実施形態では１２０μｍに設定してある。

次に、工程Ｐ４０において現像処理を行って周辺部に存在する第２層４９を除去することにより、図２７（ｅ）に示すように、谷部に対応する部分が窪んだ状態の第２層４９が得られた。次に、工程Ｐ４１においてポスト露光、例えばｉ線を３００ｍＪで短時間全面照射することにより、第２層４９を形成するアクリル樹脂の色を消去した。またその後、工程Ｐ４２においてポストベーク、例えばクリーンオーブンで２２０℃、５０分間の加熱を行うことにより、第２層４９を固めた。

その後、工程Ｐ４３において、反射膜材料、例えばＡｌ（アルミニウム）を例えばスパッタ法によって０．２μｍ程度の一様な厚さで成膜し、さらに、工程Ｐ４４においてフォトエッチング処理を行って、図２７（ｆ）において所定模様の反射膜５２を形成した。このときのパターニングは、液晶装置においてバックライトを用いた透過方式の表示を行うときの光透過用の開口を形成したり、液晶パネルの周辺部に電子部品等を実装するための領域を確保したりする等のために行われるものである。

以上により、図２８に示すように、谷部２０が目標のパターン、例えば無秩序に配列された状態の反射膜５２が形成された。本実施形態のように、反射膜５２の下地層を第１層４６及び第２層４９から成る２段の積層構造とすれば、谷部２０同士の間の領域を平坦でない湾曲面又は粗面に形成することができ、これにより、反射膜５２において鏡面反射が発生することを防止して、希望する光散乱を確実に得ることができる。

なお、以上の説明では、図９に示すような半透過反射型の液晶装置において、スイッチング素子が形成された基板と反対側の基板に光反射膜を形成する場合を例示したが、図２６に示す反射膜の形成工程は、図１に示すような液晶装置、すなわちスイッチング素子が形成される基板と同じ基板上に光反射膜を形成する場合にも、もちろん、適用できる。但し、図１に示す光反射膜を形成する場合には、コンタクトホール２６を形成するための工程等が別途必要になる。

（電子機器の実施形態）
図２９は、本発明に係る電子機器の一例である携帯電話機の一実施形態を示している。この携帯電話機１００は、表示部としての液晶装置１０１と、アンテナ１０２と、スピーカ１０３と、キースイッチ群１０４と、マイクロホン１０５とを有する。

液晶装置１０１は、筐体としての外装ケースに収納されると共に、外装ケースの内部に設けた制御回路１０６によって制御されて、電話通信内容やインターネット情報等を表示する。この液晶装置１０１は、例えば、図３に示した液晶装置１を用いて構成できる。

図３０は、本発明に係る電子機器の一例である腕時計の一実施形態を示している。この腕時計１１０は表示部として液晶装置１１１を有している。この液晶装置１１１は、筐体としての外装ケースに収納されると共に、外装ケースの内部に設けた制御回路１１２によって制御されて、時刻、日付等を情報として表示する。この液晶装置１１１は、例えば、図３に示した液晶装置１を用いて構成できる。

図３１は、本発明に係る電子機器の一例である携帯型情報処理装置の一実施形態を示している。この携帯型情報処理装置１２０は、例えば、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ等として提供されるものである。ここに示す携帯型情報処理装置１２０は、本体１２１の表面に設けられたキーボード等といった入力装置１２２と、表示部としての液晶装置１２３とを有する。本体１２１の内部に配設されたプロセッサの処理により、キーボード１２２を通して入力された情報や、その情報に基づく何等かの演算処理の結果が液晶装置１２３に表示される。

図３２は、本発明に係る電子機器の他の実施形態を示している。ここに示す電子機器は、表示情報出力源１３０、表示情報処理回路１３１、電源回路１３２、タイミングジェネレータ１３３、液晶装置１３４、及び駆動回路１３６により構成される。

このうち、表示情報出力源１３０は、ＲＡＭ(Random Access Memory)等といったメモリや、各種ディスク等といったストレージユニットや、ディジタル画像信号を同調出力する同調回路等を備え、タイミングジェネレータ１３３により生成される各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマット画像信号等といった表示情報を表示情報処理回路１３１に供給する。

次に、表示情報処理回路１３１は、増幅・反転回路や、ローテーション回路や、ガンマ補正回路や、クランプ回路等といった周知の回路を多数備え、入力した表示情報の処理を実行して、画像信号をクロック信号ＣＬＫと共に駆動回路１３６へ供給する。ここで、駆動回路１３６は、走査線駆動回路（図示せず）やデータ線駆動回路（図示せず）と共に、検査回路等を総称したものである。また、電源回路１３２は、上記の各構成要素に所定の電源電圧を供給する。

（その他の実施形態）
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。

例えば、以上に説明した実施形態では反射パターンを構成する山部や谷部を規定する直交２軸を液晶装置１の基板の端辺が延在する方向ＸＸ及びＹＹに平行となるように設定したが、これに代えて、反射パターンに関する直交２軸方向と基板の端辺方向とに適宜の角度を持たせても良い。

また、図３に示した液晶装置１は単なる例示であり、本発明に係る液晶装置用基板を適用できる液晶装置は図３に示す構造以外の任意の液晶装置とすることができる。
（発明の効果）

本発明に係る液晶装置用基板、液晶装置及びそれらの製造方法並びに電子機器によれば、液晶装置の内部に入射した光を光反射膜によって反射させる際に、立体空間の全方位へ均一に反射するのではなく、特定の視野方向の光量又は強度が強くなるように反射できる。これにより、反射光が不要な視野角方向へ進行することを防止して、希望する視野角方向へ向かう反射光の光量を増大させることができ、これにより、希望の方向から見たときの表示の明るさを増大させることができる。

本発明に係る液晶装置用基板の一実施形態及びその液晶装置用基板を用いて構成される液晶装置の一実施形態の主要部の断面構造を示す断面図である。 図１で用いられる液晶装置用基板の主要部の平面図である。 本発明に係る液晶装置の一実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る液晶装置の製造方法の一実施形態を示す工程図である。 本発明に係る液晶装置用基板の製造方法の一実施形態を示す工程図である。 図５に示す工程図に対応する基板の形成手順を示す図である。 図５の製造方法で用いられるマスクの一例を示す平面図である。 本発明に係る液晶装置用基板の他の実施形態及びその液晶装置用基板を用いて構成される液晶装置の他の実施形態の主要部の構造を示す斜視図である。 図８の主要部の断面構造を示す断面図である。 図８の液晶装置で用いられるアクティブ素子の一例であるＴＦＤ素子を示す斜視図である。 光反射膜の表面に形成する山部の例を示す図である。 光反射膜の表面に形成する山部の他の例を示す図である。 光反射膜の表面に形成する山部又は谷部によってもたらされる反射光の光量分布の一例を示すグラフである。 従来の液晶装置用基板の一例を示す図である。 本発明に係る液晶装置用基板に形成する山部を説明するための図である。 図１５に示す山部を備えた反射パターンによってもたらされる反射光の光量分布の一例を示すグラフである。 反射光の光量分布を測定するための測定系の一例を示す斜視図である。 図１７の測定系を用いて得られる反射光の光量分布の従来の一例を示すグラフである。 反射光の指向性及び散乱性を説明するための模式図である。 光反射膜の表面に形成する谷部の例を示す図である。 光反射膜の表面に形成する谷部の他の例を示す図である。 光反射膜の表面に形成する谷部のさらに他の例を示す図である。 本発明に係る液晶装置用基板の他の実施形態の平面構造の主要部を示す平面図である。 光反射膜の表面に形成する山部の高さ又は谷部の深さの寸法の分布状態を示す分布図である。 山部が形成された光反射面の現実の表面状態を模式的に示す断面図である。 本発明に係る液晶装置用基板の製造方法の他の実施形態を示す工程図である。 図２６の工程図に対応して光反射膜の形成過程を示す図である。 完成した光反射膜の一例の断面構造を示す断面図である。 本発明に係る電子機器の一実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る電子機器の他の実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る電子機器のさらに他の実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る電子機器のさらに他の実施形態の電気制御系を示すブロック図である。

符号の説明

１ 液晶装置
２ａ，２ｂ 基板
３ シール材
４ａ，４ｂ 液晶駆動用ＩＣ
６ａ，６ｂ 基板
７ ＴＦＴ
８ 有機絶縁膜
９ 画素電極
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ 山部
１３ 電極
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ 谷部
２８ マスク
２９ マスクパターン
３１ 光反射膜
３７ ＴＦＤ
４６ 第１層
４７ マスクパターン
４８ マスク
４９ 第２層
５１ マスク
５２ 反射膜
１００ 携帯電話機（電子機器）
１１０ 腕時計（電子機器）
１２０ 携帯型情報処理装置（電子機器）
Ｌ 液晶
Ｓ 光源

Claims (13)

1. 液晶を挟持する一対の基板のうち観察側と反対側に位置する液晶装置用基板において、 基材と、該基材上に形成された光反射膜とを有し、
   該光反射膜は光指向性及び光散乱性を呈するパターンを有し、
   前記パターンは、尖った一端と緩やかに曲がる他端とを結んだ平面形状を有する液滴形状の複数の山部を並べて設けられてなり、
   前記山部は、前記基材に直交する面であって、且つそれぞれが前記液滴形状の頂点に接するとともに、互いに直交する２つの面の断面形状が互いに異なることを特徴とする液晶装置用基板。
2. 液晶を挟持する一対の基板のうち観察側と反対側に位置する液晶装置用基板において、 基材と、該基材上に形成された光反射膜とを有し、
   該光反射膜は光指向性及び光散乱性を呈するパターンを有し、
   前記パターンは、尖った一端と緩やかに曲がる他端とを結んだ平面形状を有する液滴形状の複数の山部を並べて設けられてなり、
   前記山部は、前記基材に直交する面であって、且つそれぞれが前記液滴形状の頂点に接するとともに、互いに直交する２つの面のうちの少なくとも一方の面によって区分される一方の側の立体形状と他方の側の立体形状とが互いに非対称であることを特徴とする液晶装置用基板。
3. 液晶を挟持する一対の基板のうち観察側と反対側に位置する液晶装置用基板において、 基材と、該基材上に形成された光反射膜とを有し、
   該光反射膜には、尖った一端と緩やかに曲がる他端とを結んだ平面形状を有する液滴形状の複数の山部を並べて成る光反射パターンが形成され、
   該光反射パターンで反射する光の光量に関して、前記基材に直交する面であって、且つそれぞれが前記液滴形状の頂点に接するとともに、互いに直交する２つの面において、法線方向から入射した光の前記２つの面のうちの一方の面に沿った反射光量の変化と、前記２つの面のうちの他方の面に沿った反射光量の変化とが互いに異なることを特徴とする液晶装置用基板。
4. 請求項３において、前記一方の面に沿った反射光量の変化は山形状であり、前記他方の面に沿った反射光量の変化は直線状であることを特徴とする液晶装置用基板。
5. 請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記山部の頂点は、前記一端よりも前記他端に寄せて配置されてなることを特徴とする液晶装置用基板。
6. 液晶を挟持する一対の基板のうち観察側と反対側に位置する液晶装置用基板において、 基材と、該基材上に形成された光反射膜とを有し、
   該光反射膜は光指向性及び光散乱性を呈するパターンを有し、
   前記パターンは液滴形状の複数の谷部を並べて設けられてなり、
   前記谷部は、前記基材に直交する面であって、且つそれぞれが前記液滴形状の最深部に接するとともに、互いに直交する２つの面の断面形状が互いに異なることを特徴とする液晶装置用基板。
7. 液晶を挟持する一対の基板のうち観察側と反対側に位置する液晶装置用基板において、
   基材と、該基材上に形成された光反射膜とを有し、
   該光反射膜は光指向性及び光散乱性を呈するパターンを有し、
   前記パターンは液滴形状の複数の谷部を並べて設けられてなり、
   前記谷部は、前記基材に直交する面であって、且つそれぞれが前記液滴形状の最深部に接するとともに、互いに直交する２つの面のうちの少なくとも一方の面によって区分される一方の側の立体形状と他方の側の立体形状とが互いに非対称であることを特徴とする液晶装置用基板。
8. 液晶を挟持する一対の基板のうち観察側と反対側に位置する液晶装置用基板において、 基材と、該基材上に形成された光反射膜とを有し、
   該光反射膜には液滴形状の複数の谷部を並べて成る光反射パターンが形成され、
   該光反射パターンで反射する光の光量に関して、前記基材に直交する面であって、且つそれぞれが前記液滴形状の最深部に接するとともに、互いに直交する２つの面において、法線方向から入射した光の前記２つの面のうちの一方の面に沿った反射光量の変化と、前記２つの面のうちの他方の面に沿った反射光量の変化とが互いに異なることを特徴とする液晶装置用基板。
9. 請求項８において、前記一方の面に沿った反射光量の変化は山形状であり、前記他方の面に沿った反射光量の変化は直線状であることを特徴とする液晶装置用基板。
10. 前記液滴形状は、尖った一端と緩やかに曲がる他端とを結んだ平面形状を有することを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の液晶装置用基板。
11. 請求項６乃至１０のいずれかにおいて、前記谷部の最深部は、前記一端よりも前記他端に寄せて配置されてなることを特徴とする液晶装置用基板。
12. 液晶を挟持する一対の基板を有する液晶装置において、該一対の基板の一方は、請求項１乃至１１のいずれかに記載した液晶装置用基板によって構成されることを特徴とする液晶装置。
13. 像を表示する液晶装置と、該液晶装置を収容する筐体と、前記液晶装置を制御する制御回路とを有する電子機器において、前記液晶装置は、請求項１２に記載した液晶装置によって構成されることを特徴とする電子機器。
    

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