JP2007041185A - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 凹凸パターンを有する絶縁膜に創作を加えることにより、表示に関するコントラストを向上できる液晶装置を提供する。
【解決手段】 素子基板７とカラーフィルタ基板８との間に配置された液晶層１２と、素子基板７の表面に設けられた画素電極２４と、カラーフィルタ基板８の表面に設けられた共通電極４４と、画素電極２４と共通電極４４とが平面視で重なり合う領域である複数のサブ画素Ｄと、素子基板７に設けられた絶縁膜２２と、絶縁膜２２上に設けられた光反射膜２３と、互いに隣り合うサブ画素Ｄ同士の間に設けられた遮光膜４２，３９とを有する液晶装置である。絶縁膜２２の表面上であってサブ画素Ｄに対応する領域には凹凸パターンが形成され、絶縁膜２２の表面上であって互いに隣り合うサブ画素Ｄ同士の間に対応する領域には平坦部３８が形成される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液晶層を通過する光を変調して像を形成する液晶装置に関する。また、本発明は、その液晶装置を用いて構成される電子機器に関する。

現在、携帯電話機、携帯情報端末機等といった各種の電子機器において、当該電子機器に関する各種の情報を視覚的に表示するための表示部として、液晶装置が広く用いられている。液晶装置は、一般に、互いに対向する一対の基板間に液晶層を配置し、その液晶層を通過する光をサブ画素ごとに変調することにより、光の進行方向の下流側に在る基板の外側に、文字、数字、図形等といった像を表示する。

ここで、サブ画素とは、表示の最小単位となるドット状の領域のことである。仮に、３原色を用いたフルカラー表示を行う場合は、３原色の個々の色に対応するサブ画素が３個集まって１つの画素が構成される。また、白黒表示又はその他の２色を用いたモノカラー表示を行う場合は、１つのサブ画素によって１つの画素が構成される。

液晶層を通過する光としては、反射光及び透過光の２種類が考えられる。反射光は、太陽光、室内光等といった外部光が液晶装置の内部で反射して液晶層へ供給される光である。透過光は、液晶装置の構成要素である液晶パネルの背面に設けられた照明装置から出射して液晶層へ供給される光である。反射光を用いた表示は反射型表示と呼ばれ、透過光を用いた表示は透過型表示と呼ばれている。

反射型表示を行うためには、通常、液晶装置の内部に光反射膜を設け、その光反射膜による外部光の反射を用いて表示を行う。この場合、光反射膜の光反射面が鏡面状態であると、光は鏡面反射する。こうなると、液晶装置の表示領域に表示される像に鏡面反射像が写り込んでしまい、正常な表示を行うことが難しくなる。この現象を回避するため、光反射膜の表面に凹凸パターンを設け、反射光を適度に散乱させるという光処理技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の図７では、光反射膜の下層である層間絶縁膜の表面に凹凸パターンを形成することに、その上層の光反射膜に凹凸パターンを形成している。

特許文献１には必ずしも明確には記載されていないが、一般的な液晶装置においては、互いに隣り合うサブ画素同士の間の領域に遮光膜、いわゆるブラックマスクが設けられる。この遮光膜は、サブ画素同士の間の領域から光漏れが発生することを防止して、液晶装置による表示のコントラストが低下することを防止する。

また、従来の液晶装置において、サブ画素同士の間の領域に在る絶縁膜に凸部を形成した後に、その凸部を滑らかにするという技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１０−１３３１９９号公報（第３頁、図７） 特開２００３−２９５１６６号公報（第９頁、第１１頁、図３）

特許文献１の図７に開示された液晶装置では、絶縁膜の表面の全域にわたって凹凸パターンが設けられている。従って、絶縁膜の表面上であってサブ画素同士の間の領域に平面視で重なる領域にも凹凸パターンが設けられている。また、必ずしも明確ではないが、絶縁膜を設けた基板に対向する基板（すなわち、対向基板）上にカラーフィルタが設けられていることを考慮すると、その対向基板上であってサブ画素同士の間の領域に遮光膜が設けられていることが予測される。

このように、一方の基板上のサブ画素同士の間の領域に絶縁膜の凹凸パターンを設け、対向基板上のサブ画素同士の間の領域に遮光膜を設けるという構造を考えれば、その構造は、例えば、図８（ａ）のようになるものと考えられる。図８（ａ）に示す液晶装置では、基板１０１ａ上に設けられた絶縁膜１０２の表面の全域に凹凸パターンが形成されている。つまり、サブ画素Ｄ同士の間の領域にも凹凸パターンが存在している。また、対向基板１０１ｂ上の領域であってサブ画素Ｄ同士の間の領域に、遮光膜１０３が設けられている。

サブ画素Ｄ同士の間の領域に遮光膜１０３が設けられているので、サブ画素Ｄの間から光が漏れ出ることを防止でき、それ故、コントラストの高い表示を行うことができるものと期待されていた。しかしながら、実際には、サブ画素Ｄの周辺の領域でコントラストが低下して表示品質が低下するという現象が見られた。この現象は、本発明者の研究によれば、液晶装置の内部に入射した外部光Ｌ０がサブ画素Ｄ同士の間の領域に進入したときに、その領域に設けられている凹凸パターンによって散乱し、その散乱光が遮光膜１０３の周囲から外部へ漏れ出ることが原因であることが分かった。

また、従来の液晶装置として、図８（ｂ）に示すように、表面に凹凸パターンを有する絶縁膜１０２と遮光膜１０３とが同じ基板１０１ａ上に設けられる構成のものが知られている。この従来装置においても、やはり、液晶装置の内部に入射した外部光Ｌ０がサブ画素Ｄ同士の間の領域に進入したときに、その領域に設けられている凹凸パターンによって散乱し、その散乱光が遮光膜１０３の周囲から外部へ漏れ出ることが原因になって、サブ画素Ｄの周辺領域でコントラストが低下することが分かった。

本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、凹凸パターンを有する絶縁膜に創作を加えることにより、表示に関するコントラストを向上できる液晶装置及び電子機器を提供することを目的とする。

本発明に係る液晶装置は、互いに対向する第１基板及び第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置された液晶層と、複数のサブ画素と、前記第１基板又は前記第２基板の前記液晶層側に設けられた樹脂膜と、該樹脂膜上に設けられた光反射膜と、互いに隣接する前記サブ画素同士の間の領域に設けられた遮光膜とを有し、前記樹脂膜の前記サブ画素に対応する領域の表面に設けられた凹凸パターンと、互いに隣接する前記サブ画素同士の間に対応する領域の前記絶縁膜の表面に設けられた平坦部とを有することを特徴とする。

この構成の液晶装置によれば、互いに隣り合うサブ画素同士の間に対応する領域の樹脂膜の表面には凹凸パターンが設けられず、その表面は平坦部であるので、液晶装置の内部に入射した外部光がサブ画素同士の間の領域の樹脂膜上に入射した場合、その光は散乱することなく、狭い角度範囲内に反射又は屈折する。このような反射光又は屈折光は、サブ画素同士の間の領域に設けられた遮光膜によって確実に遮光されて外部へ漏れ出ることを阻止され、これにより、コントラストの低下を防止できる。

次に、本発明に係る液晶装置において、前記遮光膜は、前記樹脂膜と、該樹脂膜が設けられた前記第１基板又は前記第２基板との間に設けることができる。この構成は、凹凸パターンを有する樹脂膜と、遮光膜とが同じ基板上に設けられる構成であると共に、液晶層から見て凹凸パターンの下層に遮光膜が設けられる構成である。この構成の液晶装置においても、サブ画素同士の間の領域に進入した入射光は絶縁膜の表面で散乱することを抑制されるので、遮光膜の周囲から光が外部へ漏れ出ることを防止でき、コントラストの低下を防止できる。

次に、本発明に係る液晶装置においては、前記第１基板又は前記第２基板上に前記サブ画素に対応して設けられた複数色の着色膜をさらに設けることができる。そして、その場合、前記遮光膜は前記複数色の着色膜の少なくとも２色の着色膜を重ねて形成された重ね遮光膜とすることができる。この構成の液晶装置において、遮光膜は、凹凸パターンを有する樹脂膜と同じ基板に設けることもできるし、凹凸パターンを有する樹脂膜に対向する基板に設けることもできる。この構成の液晶装置においても、サブ画素同士の間の領域に進入した入射光は絶縁膜の表面で散乱することを抑制されるので、遮光膜の周囲から光が外部へ漏れ出ることを防止でき、コントラストの低下を防止できる。

次に、着色膜を有する本発明に係る液晶装置においては、前記第１基板と前記第２基板のうち一方の基板に前記重ね遮光膜が設けられ、該基板に対向する他方の基板に第２遮光膜がさらに設けられ、前記重ね遮光膜と前記第２遮光膜とは平面的に重なることが望ましい。この構成によれば、重ね遮光膜と第２遮光膜との協働により、それらの遮光膜から光が漏れ出ることを確実に防止できる。

次に、本発明に係る液晶装置において、前記遮光膜の幅は前記平坦部の幅よりも広いことが望ましい。こうすれば、平坦部において鏡面反射する光を遮光膜によって確実に遮光できる。

次に、本発明に係る液晶装置において、前記樹脂膜の表面の凹凸パターン上には光反射性の金属膜が重ねて設けられ、前記樹脂膜の表面の平坦部上には前記光反射性の金属膜は設けられないことが望ましい。平坦部上に金属膜が設けられると、この平坦部に入射した光は強度の高い反射光として反射することになるので、遮光膜の周辺の輝度が他の部分に比べて強くなって表示が不均一になるおそれがある。これに対し、平坦部には金属膜を設けないことにした本発明の液晶装置によれば、その平坦部の周辺で輝度が強くなりすぎることを防止でき、輝度が均一で鮮明な表示を行うことができる。

次に、本発明に係る電子機器は、以上に記載した構成の液晶装置を有することを特徴とする。本実施形態に係る液晶装置によれば、サブ画素同士の間の領域に在る絶縁膜の表面で光が散乱することを防止して、遮光膜の周囲に光が漏れ出ることを防止でき、これにより、コントラストの低下を防止できる。従って、この液晶装置を用いて構成された電子機器においても、コントラストの高い鮮明な表示を行うことができる。

（液晶装置の第１実施形態）
以下、本発明に係る液晶装置をその一実施形態を挙げて説明する。なお、本発明がこの実施形態に限定されるものでないことは、もちろんである。また、これ以降の説明では図面を用いて各種の構造を例示するが、これらの図面に示される構造は特徴的な部分を分かり易く示すために実際の構造に対して寸法を異ならせて示す場合がある。本実施形態は、スイッチング素子として３端子型のスイッチング素子である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装置に本発明を適用するものである。

図１は、本発明に係る液晶装置の一実施形態の側面構造を示している。図２は、図１の液晶装置における１つの画素部分を拡大して示す図であって、（ａ）は平面図を示し、（ｂ）は（ａ）のＺ１−Ｚ１線に従ってサブ画素の短手側の断面構造を示している。図３は、図２（ａ）のＺ２−Ｚ２線に従ってサブ画素の長手側の断面構造、すなわち図１の矢印Ｚ３で示す部分を示している。

図１において、電気光学装置である液晶装置１は、電気光学パネルである液晶パネル２と、この液晶パネル２に付設された照明装置３とを有する。この液晶装置１に関しては矢印Ａが描かれた側が観察側であり、上記の照明装置３は液晶パネル２に関して観察側と反対側に配置されてバックライトとして機能する。

液晶パネル２は、矢印Ａ方向から見て長方形又は正方形で環状のシール材６によって互いに貼り合わされた一対の基板７及び８を有する。基板７はスイッチング素子が形成される素子基板である。また、基板８はカラーフィルタが形成されるカラーフィルタ基板である。シール材６は素子基板７とカラーフィルタ基板８との間に間隙、いわゆるセルギャップＧを形成する。シール材６はその一部に液晶注入口（図示せず）を有し、この液晶注入口を介して素子基板７とカラーフィルタ基板８との間に電気光学物質である液晶が注入される。注入された液晶はセルギャップＧ内で液晶層１２を形成する。液晶注入口は液晶の注入が完了した後に樹脂によって封止される。液晶の注入方法としては、上記のような液晶注入口を通して行う方法以外に、液晶注入口を持たない連続する環状のシール材６によって囲まれる領域内に液晶滴を供給する方法も採用できる。

セルギャップＧの間隔、従って液晶層１２の層厚は、セルギャップＧ内に設けられる複数のスペーサ（図示せず）によって一定に維持される。このスペーサは、複数の球状の樹脂部材を素子基板７又はカラーフィルタ基板８の表面上にランダム（すなわち、無秩序）に置くことによって形成できる。また、スペーサは、フォトリソグラフィ処理によって所定の位置に柱状に形成することもできる。

照明装置３は、光源としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）１３と、導光体１４とを有する。光源としては、ＬＥＤのような点状光源以外に、冷陰極管のような線状光源を用いることもできる。導光体１４は、例えば、透光性を有する樹脂を材料とする成形加工によって形成され、ＬＥＤ１３に対向する側面が光入射面１４ａであり、液晶パネル２に対向する面が光出射面１４ｂである。矢印Ａで示す観察側から見て導光体１４の背面には、必要に応じて、光反射層１６が設けられる。また、導光体１４の光出射面１４ｂには、必要に応じて、光拡散層１７が設けられる。

素子基板７は、第１の透光性の基板７ａを有する。この第１透光性基板７ａは、例えば、透光性のガラス、透光性のプラスチック等によって形成される。この第１透光性基板７ａの外側表面には偏光板１８ａが、例えば、貼着によって装着される。必要に応じて、偏光板１８ａ以外の光学要素、例えば位相差板を付加的に設けることもできる。他方、第１透光性基板７ａの内側表面には、矢印Ｚ３で示す部分の拡大図である図３にも示すように、ソース電極線１９が列方向Ｙ（すなわち、紙面左右方向）に延びている。また、ゲート電極線２１が行方向Ｘ（すなわち、紙面垂直方向）に延びている。そして、スイッチング素子として機能するアクティブ素子であるＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子３１がソース電極線１９及びゲート電極線２１に接続して形成されている。

それらのＴＦＴ素子３１、ソース電極線１９及びゲート電極線２１の上に、それらを覆う絶縁膜としての層間絶縁膜２２が形成され、その上に光反射膜２３が形成され、その上に画素電極２４が形成され、その上に配向膜２６ａが形成されている。この配向膜２６ａに配向処理、例えばラビング処理が施され、これにより、素子基板７の近傍における液晶分子の初期配向が決められる。

層間絶縁膜２２は、例えば、透光性、感光性、及び絶縁性を有する樹脂、例えばアクリル樹脂、ポリイミド樹脂等をフォトリソグラフィ処理によってパターニングすることによって形成される。また、光反射膜２３は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｌ合金等といった光反射性材料をフォトエッチング処理によってパターニングすることによって形成される。画素電極２４は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウムスズ酸化物）等といった金属酸化物をフォトエッチング処理によってパターニングすることによって形成される。配向膜２６ａは、例えばポリイミド等を塗布することによって形成される。

光反射膜２３及び画素電極２４は、図１の素子基板７上に矢印Ａ方向から見てドットマトリクス状に複数形成される。これらの光反射膜２３及び画素電極２４は、各ソース電極線１９と各ゲート電極線２１とが交差する位置に設けられていて、個々のＴＦＴ素子３１に接続されている。

図３において、層間絶縁膜２２には、光反射膜２３とＴＦＴ素子３１とを電気的に接続するための開口部としての貫通穴であるコンタクトホール２５が形成されている。このコンタクトホール２５は、平面的に見てすなわち平面視で、ＴＦＴ素子３１の素子本体部分に重ならない位置であって、光反射膜２３と重なる位置に形成される。

本実施形態で用いるＴＦＴ素子３１はアモルファスシリコンＴＦＴであり、このＴＦＴ素子３１は、図２（ｂ）において、ゲート電極３２、ゲート絶縁層３３、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）等によって形成された半導体層３４、ソース電極３５、そしてドレイン電極３６を有する。ドレイン電極３６は、その一端が半導体層３４に接続し、その他端がコンタクトホール２５を介して光反射膜２３及び画素電極２４に接続する。ソース電極３５は図２（ｂ）の紙面垂直方向（列方向Ｙ）に延びるソース電極線１９の一部として形成されている。また、ゲート電極３２は、ソース電極線１９と直角の方向すなわち図２（ｂ）の左右方向（行方向Ｘ）に延びるゲート電極線２１から延びている。

本実施形態では、画素電極２４の下に層間絶縁膜２２を設けることにより、画素電極２４の層とＴＦＴ素子３１の層とを別の層に分けている。この構造は、画素電極２４とＴＦＴ素子３１とを同じ層に形成する構造に比べて、素子基板７の表面を有効に活用することを可能とする。例えば、画素電極２４の面積、すなわち画素面積を大きくすることができ、そのため、液晶装置１において鮮明な表示を行うことができる。

図１において、素子基板７に対向するカラーフィルタ基板８は、矢印Ａ方向から見て長方形又は正方形の第２の透光性の基板８ａを有する。この第２透光性基板８ａは、例えば、透光性のガラス、透光性のプラスチック等によって形成される。この第２透光性基板８ａの外側表面には偏光板１８ｂが、例えば、貼着によって装着される。必要に応じて、偏光板１８ｂ以外の光学要素、例えば位相差板を付加的に設けることもできる。

第２透光性基板８ａの内側表面には、図３にも示すように、着色膜４１が形成され、その周囲に遮光膜４２が形成され、着色膜４１及び遮光膜４２の上にオーバーコート層４３が形成され、その上に共通電極４４が形成され、その上に配向膜２６ｂが形成されている。配向膜２６ｂは、例えばポリイミド等を塗布することによって形成される。

着色膜４１は矢印Ａ方向から見て長方形又は正方形のドット状に形成されている。また、着色膜４１は複数個が矢印Ａ方向から見て行方向Ｘ（図３の紙面垂直方向）及び列方向Ｙ（図３の左右方向）にマトリクス状に配列されている。遮光膜４２はそれらの着色膜４１を囲む格子状に形成されている。着色膜４１の個々はＢ（青）、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）の１つを通過させる光学的特性に設定され、それらＢ，Ｇ，Ｒの着色膜４１が矢印Ａ方向から見て所定の配列、例えばストライプ配列に並べられている。ストライプ配列とは、列方向ＹにＢ，Ｇ，Ｒの同色が並び、行方向ＸにＢ，Ｇ，Ｒが交互に順番に並ぶ配列である。

なお、着色膜４１の配列はストライプ配列以外の任意の配列とすることができ、例えば、モザイク配列、デルタ配列等とすることもできる。また、着色膜４１の光学的特性はＢ，Ｇ，Ｒの３原色に限られず、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）の３原色を通過させる特性とすることもできる。遮光膜４２は、本実施形態では、Ｂ，Ｇ，Ｒの３原色のうちのいずれか２色を重ねることによって形成されている。しかしながら、遮光膜４２は、Ｂ，Ｇ，Ｒの３色を重ねて形成することもできるし、所定の材料をフォトリソグラフィ処理によってパターニングすることによって形成することもできる。この場合の所定の材料としては、例えば、Ｃｒ（クロム）等といった遮光性の材料が考えられる。なお、本明細書において、複数色の着色膜を重ねて形成された遮光膜は、重ね遮光膜と呼ばれることがある。

着色膜４１及び遮光膜４２の上に形成されたオーバーコート層４３は、着色膜４１及び遮光膜４２の表面を平坦化するものであり、共通電極４４はこうして平坦化されたオーバーコート層４３の上に形成される。共通電極４４は、例えばＩＴＯ等といった金属酸化物をフォトエッチング処理によってパターニングすることによって形成される。共通電極４４の上に形成された配向膜２６ｂには配向処理、例えばラビング処理が施され、これにより、カラーフィルタ基板８の近傍における液晶分子の初期配向が決められる。

図１において、共通電極４４は、カラーフィルタ基板８の表面の全面に設けられている。一方、素子基板７上に設けられた複数の画素電極２４は矢印Ａ方向から平面的に見て、行方向Ｘ及び列方向Ｙにマトリクス状に並んでいる。これらの画素電極２４とカラーフィルタ基板８上に設けられた共通電極４４とは、矢印Ａ方向から平面的に見てドット状に重なっている。このように重なり合った領域が表示のための最小単位であるサブ画素Ｄを形成している。そして、複数のサブ画素Ｄが行方向Ｘ及び列方向Ｙにマトリクス状に並ぶことにより、矢印Ａ方向から見て長方形状又は正方形状の表示領域Ｖが形成され、この表示領域Ｖ内に文字、数字、図形等といった像が表示される。

本実施形態のように、Ｂ，Ｇ，Ｒの３色から成る着色膜４１を用いてカラー表示を行う場合は、Ｂ，Ｇ，Ｒの３色に対応する３つの着色膜４１に対応する３つのサブ画素Ｄによって１つの画素が形成される。他方、白黒又は任意の２色でモノカラー表示を行う場合は、１つのサブ画素Ｄによって１つの画素が形成される。１つの画素部分を平面的に示す図面である図２（ａ）に示すように、サブ画素Ｄは長方形状に形成されている。

図２（ａ）のＺ２−Ｚ２線に従った断面図である図３において、光反射膜２３は、例えばフォトエチング処理によって形成される。この光反射膜２３はサブ画素Ｄのうちの一部の領域Ｒに設けられており、残りの領域Ｔには設けられていない。領域Ｒは図２（ａ）に示すようにサブ画素Ｄ内の一部の長方形状の領域であり、領域Ｔはサブ画素Ｄ内の残りの長方形状の領域である。

個々のサブ画素Ｄの中で光反射膜２３が存在する領域が反射表示領域Ｒであり、光反射膜２３が存在しない領域Ｔが透過表示領域である。図３において矢印Ａで示す観察側から入射した外部光Ｌ０は反射表示領域Ｒで反射する。一方、図１の照明装置３の導光体１４から出射した図３の光Ｌ１は、透過表示領域Ｔを透過する。

層間絶縁膜２２の表面であって個々のサブ画素Ｄ内の反射表示領域Ｒに対応する部分には凸部又は凹部が形成されて凹凸パターンが形成されている。この凹凸パターンは矢印Ａ方向から見てランダム（すなわち、無秩序）なパターンとなっている。光反射膜２３は、そのような凹凸パターンが形成されている層間絶縁膜２２の上に形成されていて、それ自身も同じ凹凸パターンを有している。このように光反射膜２３に凹凸パターンを形成することにより、光反射膜２３で反射する光Ｌ０を、鏡面反射ではなくて、散乱光や指向性を持った光とすることができる。

図２（ｂ）及び図３に示すように、層間絶縁膜２２の表面であって互いに隣り合うサブ画素Ｄ同士の間の領域には、凹凸パターンが設けられることなく、平坦部３８が設けられている。この平坦部３８は、凹凸パターンを持った層間絶縁膜２２をフォトリソグラフィ処理によって形成する際に同時に形成される。

図２（ｂ）及び図３において、カラーフィルタ基板８において着色膜４１の周囲に形成された遮光膜４２は、互いに隣り合うサブ画素Ｄ同士の間の領域を埋める状態に形成されている。また、図２（ｂ）において、重ね遮光膜４２に対向する基板である素子基板７内であって、層間絶縁膜２２と透光性基板７ａとの間に第２遮光膜３９が設けられている。この第２遮光膜３９は、遮光性の金属材料（例えば、Ｃｒ）を材料とするフォトエッチング処理によって所定のパターンに形成されている。なお、この第２遮光膜３９は、コストが高くなることを回避するために、ＴＦＴ素子３１を構成する複数の要素のいずれかを形成する際に、それと同じ材料で同時に形成することが望ましい。第２遮光膜３９も、互いに隣り合うサブ画素Ｄ同士の間の領域を埋める状態に形成されている。また、第２遮光膜３９の幅は、それに対向する重ね遮光膜４２と略同じ幅となっている。

図２（ｂ）及び図３に示された重ね遮光膜４２は、図２（ａ）に鎖線で示すように、個々のサブ画素Ｄの周囲を取り囲むように形成されている。また、図２（ｂ）の第２遮光膜３９は、図２（ａ）の列方向Ｙへ延びる重ね遮光膜４２と重ねて示してあるように、ストライプ状に設けられている。重ね遮光膜４２及び第２遮光膜３９は、サブ画素Ｄの周囲から光が漏れ出るのを防止して表示のコントラストを向上させる。

次に、図１において、素子基板７を構成する第１透光性基板７ａはカラーフィルタ基板８の外側へ張り出す張出し部４６を有している。この張出し部４８の表面には、配線４７がフォトエチング処理等によって形成されている。配線４７は矢印Ａ方向から見て複数本形成されており、それらの複数本が紙面垂直方向へ互いに等間隔で平行に並べられている。また、張出し部４６の辺端には複数の外部接続用端子４８が紙面垂直方向へ互いに等間隔で平行に並ぶように形成されている。これらの外部接続用端子４８が設けられた張出し部４６の辺端には、例えば、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit：可撓性プリント回路）基板（図示せず）が接続される。

複数の配線４７は、シール材６に囲まれた領域内に向けて列方向Ｙに延びるように形成されている。これらの配線４７の一部は、素子基板７上のソース電極線１９（図３参照）に直接に繋がってデータ線として機能する。また、複数の配線４７の他の一部は、シール材６に囲まれた領域内において素子基板７の側辺に沿ってＹ方向に延びるように形成され、さらに折れ曲って行方向Ｘに延びるように形成されている。これらの配線４７は、素子基板７上のゲート電極線２１（図３参照）に直接に繋がって走査線として機能する。

図１の張出し部４６の表面には、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film：異方性導電膜）５１を用いたＣＯＧ（Chip On Glass）技術によって、駆動用ＩＣ５２が実装されている。駆動用ＩＣ５２は、ソース電極線１９へデータ信号を伝送し、ゲート電極線２１へ走査信号を伝送する。駆動用ＩＣ５２は１つのＩＣチップで形成しても良いし、必要に応じて複数のＩＣチップで形成しても良い。駆動用ＩＣ５２を複数のＩＣチップによって構成する場合には、それらのＩＣチップは張出し部４６上で図１の紙面垂直方向に並べて実装される。

以上のように構成された液晶装置１によれば、図１において、液晶装置１が明るい室外や明るい室内に置かれる場合は、太陽光や室内光等といった外部光を用いて反射型の表示が行われる。一方、液晶装置１が暗い室外や暗い室内に置かれる場合は、照明装置３をバックライトとして用いて透過型の表示が行われる。

上記の反射型表示を行う場合、図３において、観察側である矢印Ａの方向からカラーフィルタ基板８を通して液晶パネル２内へ入射した外部光Ｌ０は、液晶層１２を通過して素子基板７内へ入った後、反射表示領域Ｒにおいて光反射膜２３で反射して再び液晶層１２へ供給される。他方、上記の透過型表示を行う場合、図１の照明装置３の光源１３が点灯し、それからの光が導光体１４の光入射面１４ａから導光体１４へ導入され、さらに、光出射面１４ｂから面状の光として出射する。この出射光は、図３の符号Ｌ１で示すように透過表示領域Ｔにおいて光反射膜２３が存在しない領域を通って液晶層１２へ供給される。

以上のようにして液晶層１２へ光が供給される間、素子基板７側の画素電極２４とカラーフィルタ基板８側の共通電極４４との間には、走査信号およびデータ信号によって特定される所定の電圧が印加され、これにより、液晶層１２内の液晶分子の配向がサブ画素Ｄごとに制御され、この結果、液晶層１２に供給された光がサブ画素Ｄごとに変調される。この変調された光が、カラーフィルタ基板８側の偏光板１８ｂ（図１参照）を通過するとき、その偏光板１８ｂの偏光特性に従ってサブ画素Ｄごとに通過を許容又は通過を阻止され、これにより、カラーフィルタ基板８の表面に文字、数字、図形等といった像が表示され、これが、矢印Ａ方向から視認される。

次に、本実施形態の液晶装置１では、図２（ｂ）及び図３に示すように、互いに隣り合うサブ画素Ｄ同士の間に対応する領域の絶縁膜２２の表面には凹凸パターンが設けられず、その表面は平坦部３８となっている。仮にこの領域にも凹凸パターンが設けられていると、図８（ａ）に関連して説明したように、サブ画素Ｄ間の領域に進入した外部光Ｌ０が凹凸パターンで散乱して、重ね遮光膜１０３や第２遮光膜１０５の周囲から外部へ漏れ出てしまい、コントラストが低下するおそれがある。

これに対し、サブ画素Ｄ同士の間の領域にある絶縁膜２２の表面を平坦部３８とした本実施形態によれば、サブ画素Ｄ間の領域に進入した外部光は散乱光となることがなく、狭い角度範囲で反射及び屈折する。このような狭い角度範囲内の反射光や屈折光は、重ね遮光膜４２や第２遮光膜３９によって確実に遮光できるので、それらの遮光膜の周囲に光が漏れ出ることを防止でき、それ故、コントラストの低下を防止できる。

なお、本実施形態では、サブ画素Ｄ間に平坦部３８を設けた絶縁膜２２と第２遮光膜３９とが同じ基板７ａ上に設けられ、同時に、絶縁膜２２と重ね遮光膜４２とが異なる基板７ａ，８ａ上に設けられた。しかしながら、平坦部３８と遮光膜との関係には次のような変形例が考えられる。
（１）図２（ｂ）において、第２遮光膜３９を用いることなく、重ね遮光膜４２だけを用いることができる。この場合、遮光膜４２は平坦部３８を備えた絶縁膜２２に対向する基板上だけに設けられることになる。
（２）図２（ｂ）において、重ね遮光膜４２を用いることなく、第２遮光膜３９だけを用いることができる。この場合、遮光膜３９は平坦部３８を備えた絶縁膜２２と共に同じ基板上だけに設けられることになる。
（３）図２（ｂ）において、重ね遮光膜４２に代えて、遮光性の金属材料（例えば、Ｃｒ）を用いることができる。

次に、図２（ｂ）及び図３において、重ね遮光膜４２の幅Ｗ０は、対向する平坦部３８の幅Ｗ１よりも広いことが望ましい。こうすれば、平坦部３８において鏡面反射する光を重ね遮光膜４２によって確実に遮光できる。また、図２（ｂ）において、第２遮光膜３９の幅Ｗ２は、対向する平坦部３８の幅Ｗ１よりも広いことが望ましい。

また、絶縁膜２２の表面の凹凸パターン上には光反射膜２３が重ねて設けられるが、絶縁膜２２の表面の平坦部３８上には光反射膜２３は設けられておらず、絶縁膜２２の材料が露出している。平坦部３８上に光反射膜２３が設けられると、この平坦部３８に入射した光は強度の高い反射光として反射することになるので、遮光膜４２の周辺の輝度が他の部分に比べて強くなって表示が不均一になるおそれがある。これに対し、平坦部３８には光反射膜２３を設けないことにした本実施形態によれば、その平坦部３８の周辺で輝度が強くなり過ぎることを防止でき、輝度が均一で鮮明な表示を行うことができる。

（液晶装置の第２実施形態）
次に、本発明に係る液晶装置の他の実施形態を説明する。本実施形態は、スイッチング素子として２端子型のスイッチング素子である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装置に本発明を適用するものである。本実施形態に係る液晶装置の外観形状は、概ね、図１と同じである。図４は本実施形態に係る液晶装置の１画素部分の構造を示しており、（ａ）は平面構造を示し、（ｂ）は（ａ）のＺ４−Ｚ４線に従ったサブ画素の短手側の断面構造を示している。図５は、図４（ａ）のＺ５−Ｚ５線に従ってサブ画素の長手側の断面構造、すなわち図１の矢印Ｚ３で示す部分を示している。

図１では矢印Ａが描かれた観察側にカラーフィルタ基板８が配置され、背面側に素子基板７が配置されたが、本実施形態では、観察側に素子基板７が配置され、背面側にカラーフィルタ基板８が配置される。また、図１に示す構成と図４及び図５に示す構成との間で異なる構成がある場合は、図４及び図５に示す構成が本実施形態の構成である。

図４（ｂ）において、矢印Ａが描かれた観察側に配置された素子基板７と、背面側に配置されたカラーフィルタ基板８との間にセルギャップＧが形成され、そのセルギャップＧ内に液晶が封入されて液晶層１２が形成されている。素子基板７は第１透光性基板７ａを有し、この第１透光性基板７ａの内側表面には、列方向Ｙに延びるデータ線６１と、スイッチング素子としてのＴＦＤ素子６２と、画素電極６３とが設けられ、それらの上に配向膜６４ａが設けられている。配向膜６４ａには配向処理、例えばラビング処理が施されている。

ＴＦＤ素子６２は、互いに電気的に直列につながれた一対のＴＦＤ要素６５ａ及び６５ｂによって形成されている。第１のＴＦＤ要素６５ａは、第１素子電極６６、絶縁膜６７、そして第２素子電極６８ａをその順で重ねることによって形成されている。また、第２のＴＦＤ要素６５ｂは、第１素子電極６６、絶縁膜６７、そして第２素子電極６８ｂをその順で重ねることによって形成されている。第１素子電極６６は、例えば、Ｔａ（タンタル）又はＴａ合金によって形成される。Ｔａ合金としては、例えば、ＴａＷ（タンタル・タングステン）を用いることができる。絶縁膜６７は、例えば、陽極酸化処理によって形成される。第２素子電極６８ａ，６８ｂは、例えばＣｒ、モリブデン・タングステン合金によって形成される。

第１ＴＦＤ要素６５ａ内の第２素子電極６８ａはデータ線６１から延びている。また、第２ＴＦＤ要素６５ｂ内の第２素子電極６８ｂは画素電極６３に接続されている。データ線６１から画素電極６３へ信号が伝送されることを考えたとき、第１ＴＦＤ要素６５ａと第２ＴＦＤ要素６５ｂは電気的に逆極性である２つのＴＦＤ要素が直列に接続されることになる。この構造はバック・ツー・バック（Back-to-Back）構造と呼ばれることがある。本実施形態では、このようにバック・ツー・バック構造のＴＦＤ素子を用いたが、単一のＴＦＤ要素によってＴＦＤ素子を形成しても良い。

素子基板７に対向するカラーフィルタ基板８は第２透光性基板８ａを有し、この第２透光性基板８ａの内側表面には、表面に凹凸パターンを備えた樹脂膜７１が設けられ、その上に光反射膜７２が設けられ、その上に着色膜７３及び重ね遮光膜７４が設けられる。また、着色膜７３及び遮光膜７４の上にオーバーコート層７５が設けられ、その上にストライプ電極７６が設けられ、その上に配向膜６４ｂが設けられている。配向膜６４ｂには配向処理、例えばラビング処理が施されている。

光反射膜７２は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｌ合金等といった光反射性材料をフォトエッチング処理によってパターニングすることによって形成される。ストライプ電極７６に関しては、その1本ずつが図４（ｂ）の左右方向へ延びており、図４（ｂ）の紙面垂直方向（列方向Ｙ）に関して複数本が互いに所定間隔をおいて平行に配列されている。ストライプ電極７６は、例えばＩＴＯ等といった金属酸化物をフォトエッチング処理によってパターニングすることによって形成される。

図５において、素子基板７上の画素電極６３とカラーフィルタ基板８上のストライプ電極７６とが平面視で重なり合う領域がサブ画素Ｄである。また、光反射膜７２が設けられた領域が反射表示領域Ｒである。また、光反射膜７２が設けられていない領域が透過表示領域Ｔである。樹脂膜７１の表面であって個々のサブ画素Ｄ内の反射表示領域Ｒに対応する部分には凸部又は凹部が形成されて凹凸パターンが形成されている。光反射膜７２は、そのような凹凸パターンが形成されている樹脂膜７１の上に形成されていて、それ自身も同じ凹凸パターンを有している。このように光反射膜７２に凹凸パターンを形成することにより、光反射膜７２で反射する光Ｌ０を、鏡面反射ではなくて、散乱光や指向性を持った光とすることができる。

次に、本実施形態の液晶装置では、図４（ｂ）及び図５に示すように、互いに隣り合うサブ画素Ｄ同士の間に対応する領域の樹脂膜７１の表面には凹凸パターンが設けられず、その表面は平坦部３８となっている。仮にこの領域にも凹凸パターンが設けられているとすると、図８（ｂ）に関連して説明したように、サブ画素Ｄ間の領域に進入した外部光が凹凸パターンで散乱して、重ね遮光膜１０３の周囲から外部へ漏れ出てしまい、コントラストが低下するおそれがある。

これに対し、サブ画素Ｄ同士の間の領域に在る樹脂膜７１の表面を平坦部３８とした本実施形態によれば、サブ画素Ｄ間の領域に進入した外部光は散乱光となることがなく、狭い角度範囲で反射する。このような狭い角度範囲内の反射光は、重ね遮光膜７４によって確実に遮光できるので、それらの遮光膜の周囲に光が漏れ出ることを防止でき、それ故、コントラストの低下を防止できる。なお、本実施形態では、サブ画素Ｄ間に平坦部３８を設けた樹脂膜７１と重ね遮光膜７４とが同じ基板８ａ上に設けられている。

（液晶装置のその他の実施形態）
以上に説明した実施形態は、２端子型のスイッチング素子であるＴＦＤ素子をスイッチング素子として用いた液晶装置、及び３端子型のスイッチング素子であるアモルファスＴＦＴ素子をスイッチング素子として用いた液晶表置に関するものである。しかしながら本発明は、それらの実施形態以外に、高温ポリシリコンＴＦＴ素子や、低温ポリシリコンＴＦＴ素子等をスイッチング素子として用いる液晶装置にも適用できる。

また、上記の実施形態では、例えば図２（ｂ）及び図３に示すように、反射表示領域Ｒを形成する光反射膜２３を画素電極２４とは別に設けたが、この構成に代えて、画素電極自体を光反射性材料によって形成して光反射膜として兼用し、専用の光反射膜を省略することもできる。

（電子機器の実施形態）
以下、本発明に係る電子機器を実施形態を挙げて説明する。なお、この実施形態は本発明の一例を示すものであり、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

図６は、本発明に係る電子機器の一実施形態を示している。ここに示す電子機器は、液晶装置１２１と、これを制御する制御回路１２０とを有する。制御回路１２０は、表示情報出力源１２４、表示情報処理回路１２５、電源回路１２６及びタイミングジェネレータ１２７によって構成される。そして、液晶装置１２１は液晶パネル１２２及び駆動回路１２３を有する。

表示情報出力源１２４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１２７により生成される各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等といった表示情報を表示情報処理回路１２５に供給する。

次に、表示情報処理回路１２５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１２３へ供給する。ここで、駆動回路１２３は、走査線駆動回路やデータ線駆動回路と共に、検査回路等を総称したものである。また、電源回路１２６は、上記の各構成要素に所定の電源電圧を供給する。

液晶装置１２１は、例えば、図２（ａ）等に示す平坦部３８を備えた液晶装置や、図４（ａ）等に示す平坦部３８を備えた液晶装置を用いて構成できる。これらの液晶装置によれば、サブ画素間の領域に進入した外部光は散乱光となることがなく、狭い角度範囲で反射及び屈折する。このような狭い角度範囲内の反射光や屈折光は、サブ画素間に設けた遮光膜によって確実に遮光できるので、コントラストの高い鮮明な表示を実現できる。従って、この液晶装置を用いた本実施形態に係る電子機器においても、液晶装置を用いて行われる電子機器に関する表示を高い表示品質で行うことができる。

次に、図７は、本発明に係る電子機器の他の実施形態である携帯電話機を示している。ここに示す携帯電話機１３０は、本体部１３１と、これに開閉可能に設けられた表示体部１３２とを有する。液晶装置によって構成された表示装置１３３は、表示体部１３２の内部に配置され、電話通信に関する各種表示は、表示体部１３２において表示画面１３４によって視認できる。本体部１３１には操作ボタン１３６が配列されている。

表示体部１３２の一端部にはアンテナ１３７が伸縮自在に取付けられている。表示体部１３２の上部に設けられた受話部１３８の内部には、図示しないスピーカが配置される。また、本体部１３１の下端部に設けられた送話部１３９の内部には図示しないマイクが内蔵されている。表示装置１３３の動作を制御するための制御部は、携帯電話機の全体の制御を司る制御部の一部として、又はその制御部とは別に、本体部１３１又は表示体部１３２の内部に格納される。

表示装置１３３は、例えば、図２（ａ）等に示すように絶縁膜２２の表面上に平坦部３８を備えた液晶装置や、図４（ａ）等に示すように樹脂膜７１の表面上に平坦部３８を備えた液晶装置を用いて構成できる。これらの液晶装置によれば、サブ画素間の領域に進入した外部光は散乱光となることがなく、狭い角度範囲で反射及び屈折する。このような狭い角度範囲内の反射光や屈折光は、サブ画素間に設けた遮光膜によって確実に遮光できるので、コントラストの高い鮮明な表示を実現できる。従って、この液晶装置を用いた本実施形態に係る電子機器においても、液晶装置を用いて行われる電子機器に関する表示を高い表示品質で行うことができる。

（電子機器に関する他の実施形態）
本発明に係る電子機器としては、以上に説明した携帯電話機等の他にも、パーソナルコンピュータ、液晶テレビ、ビューファインダ型又は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、テレビ電話機、ＰＯＳ端末器等が挙げられる。

本発明に係る液晶装置の一実施形態を示す断面図である。 図１の装置における１つの画素部分を示す図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のＺ１−Ｚ１線に従って画素の短手側断面を示す断面図である。 図２（ａ）のＺ２−Ｚ２線に従って画素の長手側断面を示す断面図である。 本発明に係る液晶装置の他の実施形態の主要部を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＺ４−Ｚ４線に従った行部分の断面図である。 図４（ａ）のＺ５−Ｚ５線に従った列部分の断面図である。 本発明に係る電子機器の一実施形態を示すブロック図である。 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。 従来の液晶装置の要部を示す断面図である。

符号の説明

１．液晶装置、 ２．液晶パネル、 ３．照明装置、 ６．シール材、 ７．素子基板、
７ａ．第１透光性基板、 ８．カラーフィルタ基板、 ８ａ．第２透光性基板、
１２．液晶層、 １３．ＬＥＤ、 １４．導光体、 １８ａ，１８ｂ．偏光板、
１９．ソース電極線、 ２１．ゲート電極線、 ２２．層間絶縁膜（樹脂膜）、
２３．光反射膜、 ２４．画素電極、 ２５．コンタクトホール、
２６ａ，２６ｂ．配向膜 ３１．ＴＦＴ素子、 ３２．ゲート電極、
３３．ゲート絶縁層、 ３４．半導体層、 ３５．ソース電極、 ３６．ドレイン電極、
３８．平坦部、 ３９．第２遮光膜、 ４１．着色膜、 ４２．遮光膜、
４３．オーバーコート層、 ４４．共通電極、 ４６．張出し部、 ６１．データ線、
６２．ＴＦＤ素子、 ６３．画素電極、 ６４ａ，６４ｂ．配向膜、
６５ａ，６５ｂ．ＴＦＤ要素、 ６６．第１素子電極、 ６７．絶縁膜、
６８ａ，６８ｂ．第２素子電極、 ７１．樹脂膜、 ７２．光反射膜、 ７３．着色膜、
７４．重ね遮光膜、 ７５．オーバーコート層、 ７６．ストライプ電極、
Ｄ．サブ画素、 Ｇ．セルギャップ、 Ｌ０，Ｌ１．光、 Ｖ．表示領域、
Ｗ０，Ｗ１，Ｗ２．幅

Claims (7)

1. 互いに対向する第１基板及び第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に配置された液晶層と、
   複数のサブ画素と、
   前記第１基板又は前記第２基板の前記液晶層側に設けられた樹脂膜と、
   該樹脂膜上に設けられた光反射膜と、
   互いに隣接する前記サブ画素同士の間の領域に設けられた遮光膜と、を有し、
   前記樹脂膜の前記サブ画素に対応する領域の表面に設けられた凹凸パターンと、
   互いに隣接する前記サブ画素同士の間に対応する領域の前記絶縁膜の表面に設けられた平坦部と
   を有することを特徴とする液晶装置。
2. 請求項１記載の液晶装置において、前記遮光膜は、前記樹脂膜と、該樹脂膜が設けられた前記第１基板又は前記第２基板との間に設けられることを特徴とする液晶装置。
3. 請求項１記載の液晶装置において、
   前記第１基板又は前記第２基板上に前記サブ画素に対応して設けられた複数色の着色膜をさらに有し、
   前記遮光膜は前記複数色の着色膜の少なくとも２色の着色膜を重ねて形成された重ね遮光膜である
   ことを特徴とする液晶装置。
4. 請求項３記載の液晶装置において、
   前記第１基板と前記第２基板のうち一方の基板に前記重ね遮光膜が設けられ、該基板に対向する他方の基板に第２遮光膜がさらに設けられ、前記重ね遮光膜と前記第２遮光膜とは平面的に重なることを特徴とする液晶装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の液晶装置において、前記遮光膜の幅は前記平坦部の幅よりも広いことを特徴とする液晶装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の液晶装置において、
   前記樹脂膜の表面の凹凸パターン上には光反射性の金属膜が設けられ、
   前記樹脂膜の表面の平坦部上には前記光反射性の金属膜は設けられない
   ことを特徴とする液晶装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の液晶装置を有することを特徴とする電子機器。
   

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