JP2007094254A - 電気光学装置、電子機器、及び、電気光学装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 両面表示が可能で、従来よりも薄型化を図ることのできる新規の電気光学装置を提供する。
【解決手段】 本発明の電気光学装置１００は、基板内部に入射した光を偏向させ、一方の面から出射するとともに、当該一方の面から入射した光を一方の面に対向する他方の面から出射可能に構成する複数の光偏向用斜面を当該他方の面上に備えた第１基板１１０と、前記第１基板の前記一方の面に対向し、前記第１基板側から入射した光の一部を反射するとともに、他の一部を透過する第２基板１２０と、前記第１基板に光を照射する光源１３２と、前記第１基板と前記第２基板の間に保持された電気光学物質１３１と、を具備することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は電気光学装置、電子機器、及び、電気光学装置の製造方法に係り、特に、表示を可能にするための光源を備えた電気光学装置の構成に関する。

一般に、各種の電子機器には、表示部として液晶表示体その他の電気光学装置が搭載される場合が多い。特に、携帯電話機、携帯型コンピュータなどの携帯型電子機器では、一対の基板間に電気光学物質を配し、この電気光学物質に所定の電界を印加することにより光の変調状態を制御して表示を実現するものが用いられている。

例えば、液晶表示装置においては、一般的に、一対の基板をシール材を介して貼り合わせ、この基板間に液晶を封入してなる液晶パネルと、この液晶パネルの背後や前面上に光源と導光板とを備えたバックライト若しくはフロントライトを配置し、これらのバックライトやフロントライトから照射された照明光を用いて所望の表示が視認されるように構成している。

また、上記の導光板の機能のうちの一部が液晶パネルを構成する一方の基板によって実現されるように構成することにより、液晶表示装置の厚みを低減した装置構造が知られている（例えば、以下の特許文献１参照）。この種の液晶表示装置では、液晶パネルを構成する一方の基板の外面上に導光体フィルムを貼着し、一方の基板に入射した光を導光体フィルムによって他方の基板側へ出射させるように構成している。

また、近年、折りたたみ式の携帯電話機のように、表示部の表裏両側にそれぞれ表示画面が設けられた両面表示型の機器が出現しており、このような両面表示型の電子機器では、一般的に二つの液晶表示パネルがバックライトを挟んで対向配置された構造を有する。
特開２００３−３３００２０号公報

しかしながら、前述の導光体フィルムを用いた液晶表示装置では、導光体フィルムを用いることによって液晶パネルよりも厚みが増大するため、充分な薄型化を図ることができず、また、基板と導光体フィルムとの境界面等において光の損失が生ずるので、光の利用効率も低下するという問題点がある。

また、上記の両面表示型の電子機器では、別体のバックライトが必要になることはもちろんのこと、二つの液晶表示パネルを重ねて配置する必要があるので、薄型化がきわめて難しいという問題点がある。

そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、従来構造よりもさらに薄型化を図ることのできるとともに光の利用効率を維持できる新規の電気光学装置を提供することにある。また、別の課題は、両面表示が可能で、しかも、従来よりも薄型化を図ることのできる新規の電気光学装置を提供することにある。

斯かる実情に鑑み、本発明の電気光学装置は、基板内部に入射した光を偏向させ、一方の面から出射するとともに、当該一方の面から入射した光を一方の面に対向する他方の面から出射可能に構成する複数の光偏向用斜面を当該他方の面上に備えた第１基板と、前記第１基板の前記一方の面に対向し、前記第１基板側から入射した光の一部を反射するととともに他の一部を透過する第２基板と、前記第１基板に光を照射する光源と、前記第１基板と前記第２基板の間に保持された電気光学物質と、を具備することを特徴とする。

この発明によれば、第１基板の他方の面（外面）上に光偏向用斜面が形成されることによって、第１基板を導光体として用いることができるため、何ら厚みを増大させることなく、第１基板から電気光学物質へ照射される照明光に基づいて表示を行うことが可能になる。したがって、導光体フィルムを基板の外面上に貼着する従来の構造よりもさらに薄型化を図ることができる。

また、第２基板に第１基板側から入射した光の一部を反射するととともに他の一部を透過する光学構造が設けられていることにより、第１基板の一方の面（内面）から出射する照明光の一部は、電気光学物質を通過した後に反射され、再び電気光学物質を通過した後に第１基板の一方の面から入射して他方の面から放出されるため、第１基板側において反射表示を視認することが可能になり、また、上記照明光の他の一部は、電気光学物質を通過した後に第２基板を通過して出射されるため、第２基板側において透過表示を視認することも可能になる。したがって、薄型化ができるだけでなく、表裏両面の表示を実現することも可能になる。

なお、上記第２基板としては、前記第１基板側から入射した光を反射する反射表示領域及び前記第１基板側から入射した光を透過する透過表示領域を有するものを挙げることができる。

本発明において、複数の画素を具備し、前記光偏向用斜面が前記画素に対応した位置にそれぞれ設けられていることが好ましい。第１基板に設けられた複数の光偏向用斜面が画素にそれぞれ対応した位置に設けられることにより、光偏向用斜面と画素との平面的な位置関係を一定に構成することができるので、光偏向用斜面に基づく照明光の照度ムラに起因するモアレ縞の発生を防止することができるとともに、例えば、光偏向用斜面に基づく照明光の照度の高い領域を画素内に一致させるなどの方法で照明光を効率的に画素内に導くことが可能になるため、光の利用効率を高めることができる。

本発明において、複数の画素が周期的に配列され、複数の前記光偏向用斜面が前記画素の配列周期に一致する周期で形成されていることが好ましい。これによれば、複数の画素の配列周期と一致する周期で複数の光偏向用斜面が形成されていることにより、光偏向用斜面の形成周期に起因するモアレ縞の発生を防止することができるとともに、例えば、光偏向用斜面に基づく照明光の照度の高い領域を画素内に一致させるなどの方法で照明光を効率的に画素内に導くことが可能になるため、光の利用効率を高めることができる。

本発明において、前記第１基板の前記一方の面上に、偏光子又は検光子を構成する内面偏光層が形成されていることが好ましい。ＴＮ型液晶やＳＴＮ型液晶等のように偏光子や検光子を必要とする電気光学物質を用いる場合においては、第１基板の一方の面上に内面偏光層を形成することにより、第１基板から出射される照明光に基づく表示を実現可能とすることができる。

本発明において、前記第１基板の前記光源と対向する端面である光取り込み面上に光拡散手段を有することが好ましい。これによれば、光拡散手段によって第１基板への光入射時に光が拡散されるため、第１基板の一方の面から出射される照明光の均一性を高めることができる。特に、本発明では、従来のように導光板とパネルとの間に拡散板を配置することができないので、パネル内に光拡散層を形成する必要がなくなり、製造を容易に行うことが可能になる。

本発明において、前記第１基板の前記光源と対向する端面である光取り込み面以外の端面上に光反射層が形成されていることが好ましい。これによれば、光源から第１基板内に入射した光を端面上の光反射層で反射させることができるため、光の利用効率を高め、照明光の照度を高めることができる。

本発明において、前記第１基板と前記第２基板の間に、前記光源から前記電気光学物質へ向かう光を遮光する遮光部が設けられていることが望ましい。これによれば、光源から第１基板及び第２基板を通過せずに直接に電気光学物質内に入射する光を遮光することができるため、表示品位を高めることが可能になる。また、上記遮光部は第１基板と第２基板を張り合わせるシール材で構成されることが望ましい。すなわち、シール材の少なくとも一部を遮光性とすることにより、構造や製造工程を複雑化させずに遮光部を設けることができる。

また、本発明の別の電気光学装置は、基板内部に入射した光を偏向させ、一方の面から出射するとともに、当該一方の面から入射した光を一方の面に対向する他方の面から出射可能に構成する複数の光偏向用斜面を当該他方の面上に備えた第１基板と、前記第１基板の前記一方の面に対向し、前記第１基板側から入射した光の一部を反射するととともに他の一部を透過する第２基板と、前記第１基板に光を照射する光源と、を具備することを特徴とする。

本発明において、前記光源から前記第１基板を経て電気光学物質を通過し、前記第２基板で反射された後に再び前記電気光学物質を通過して前記第１基板をさらに透過した光により前記第１基板側から観察される反射表示と、前記光源から前記第１基板を経て電気光学物質を通過し、前記第２基板を透過した光により前記第２基板側から観察される透過表示とが構成されることが好ましい。これによれば、反射表示と透過表示によって両面表示が可能になる。

本発明において、前記光偏向用斜面の角度が前記光源から出射された前記一方の面と平行な光に対する臨界角以上の値を有することが好ましい。これによれば、光偏向用斜面によって光を効率的に偏向させることができる。

次に、本発明の電子機器は、上記のいずれかに記載の電気光学装置を表示部として備えていることを特徴とする。電子機器としては特に限定されないが、携帯電話機、携帯型コンピュータ、電子時計等の携帯型電子機器であることが特に望ましい。

次に、本発明の電気光学装置の製造方法は、対向する第１基板及び第２基板を備える電気光学装置の製造方法であって、前記第１基板と対向する前記第２基板の面上に前記第１基板側から入射した光の一部を反射するととともに他の一部を透過する光学構造を形成する基板形成工程と、前記第１基板と前記第２基板の間に電気光学物質を配して電気光学パネルを形成するパネル形成工程と、その後、前記第２基板と対向する前記第１基板の一方の面上に、基板内部に入射した光を偏向させ、一方の面に対向する他方の面から出射するとともに、当該他方の面から入射した光を前記一方の面から出射可能に構成する複数の光偏向用斜面を形成する光偏向用斜面形成工程と、を具備することを特徴とする。

この発明によれば、パネル形成工程後に光偏向用斜面形成工程を実施することにより、光偏向用斜面をパネル構造（特に、光学構造）に合わせて形成できるとともに、光偏向用斜面を傷つけたり、汚染したりする可能性を低減することができる。

また、本発明の別の電気光学装置の製造方法は、対向する第１基板及び第２基板を備える電気光学装置の製造方法であって、
前記第２基板の一方の面上に前記一方の面側から入射した光の一部を反射するととともに他の一部を透過する光学構造を形成する基板形成工程と、前記第１基板の一方の面上に、基板内部に入射した光を偏向させ、前記一方の面に対向する他方の面から出射するとともに、当該他方の面に入射した光を前記一方の面から出射可能に構成する複数の光偏向用斜面を形成する光偏向用斜面形成工程と、その後、前記第１基板の他方の面と前記第２基板の一方の面を対向させた前記第１基板と前記第２基板の間に電気光学物質を配して電気光学パネルを形成するパネル形成工程と、を具備することを特徴とする。

この発明においても、第１基板と第２基板に光学構造を形成した後に、光偏向用斜面形成工程を実施することにより、光偏向用斜面を電極構造及び光学構造に合わせて形成できる。

本発明において、前記第１基板の光取り込み面を研磨加工する工程をさらに具備することが好ましい。これによれば、光取り込み面を研磨加工することで、光源から第１基板への光の入射光率を高めることができる。

［第１実施形態］
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は本実施形態の電気光学装置１００を示す概略平面図、図２は同装置１００の概略縦断面図、図３は同装置１００の概略底面図、図４は同装置１００の光源部分を拡大して示す拡大一部平面図、図５は同装置１００の一部を拡大して示す拡大縦断面図である。なお、各図面中において、配線や素子構造などの細部については適宜に省略して示してある。

電気光学装置１００は、ガラスやプラスチック等で構成された透明基板からなる第１基板１１０と、同様の透明基板からなる第２基板１２０とを有し、第１基板１１０と第２基板１２０とがシール材１３０を介して３〜１０μｍ程度の所定間隔で貼り合わせられ、両基板間に電気光学物質である液晶１３１が封入された液晶パネルを構成している。

第１基板１１０及び第２基板１２０はそれぞれ矩形状の平面形状を有し、第２基板１２０には第１基板１１０の外形よりも外側に張り出してなる基板張出部１２０Ｅが設けられている。本発明においては特に限定されるものではないが、本実施形態では、第１基板１１０の内面（第２基板１２０に向いた面）上に例えば赤、青、緑のような複数色の着色層を配列させ、好ましくはその上に透明な保護膜を形成したカラーフィルタを有し、このカラーフィルタ上にさらに上記画素電極に対向配置される対向電極を有し、第２基板１２０の内面（第１基板１１０に向いた面）上に複数の配線、当該配線に導電接続されたスイッチング素子（例えば、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）やＴＦＤ（薄膜ダイオード）など）、反射層、及び、当該スイッチング素子に導電接続された画素電極を有するアクティブマトリクス型表示体が構成されている。

また、第１基板１１０の端面の一部（図示例の場合には左側の辺に沿った部分、以下、単に「光取り込み面」という。）１１０ａに隣接して、この光取り込み面１１０ａに対向配置される光放出面１３２ａを備えた光源１３２が設けられている。この光源１３２は、ＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（レーザーダイオード）等の発光素子、有機ＥＬ等の発光素子、或いは、冷陰極管等で構成される。光源１３２の光放出面１３２ａは第１基板１１０の光取り込み面１１０ａとほぼ対応する厚みを有することが好ましい。

上記の光源１３２を構成する発光素子としてチップ状ＬＥＤを用いる場合には、現在、光放出面１３２ａの厚みが０．６ｍｍ以上のものを入手できるため、第１基板１１０の厚みが０．６ｍｍ以上であれば、光取り込み面１１０ａと光放出面１３２ａとを対応する厚みとすることができる。

光取り込み面１１０ａは、研磨加工等によって鏡面化されることが好ましい。これによって光の入射効率を向上することができる。また、光取り込み面１１０ａには、図６に示すように、プリズム構造等で構成される光拡散手段１１０ｓが設けられてもよい。これによって第１基板１１０の内面から出射される照明光の均一性を高めることができる。図示例では、略平坦な光取り込み面１１０ａにプリズム加工を施している。このプリズム形状は三角柱状の突起部で構成され、これらの突起部の非平行な二つの斜面が光拡散作用を果たす光拡散手段１１０ｓを構成する。ここで、プリズム加工は、第１基板１１０の光取り込み面１１０ａに対してエッチング等により直接に加工を施したものでもよく、或いは、第１基板１１０の光取り込み面１１０ａ上に他の材料（例えば樹脂材料）を付加して形成したものであってもよい。また、その他、波形状であっても良い。

なお、光拡散手段１１０ｓとしては、光取り込み面１１０ａにブラスト加工を施して微細な凹凸構造を形成したものでもよく、或いは、光取り込み面１１０ａに微細なマイクロレンズ構造を形成したものであってもよい。

光源１３２はフレキシブル配線基板等で構成される配線基板１３３上に実装されており、この配線基板１３３内の図示しない配線を介して光源１３２に電力が供給されるように構成されている。また、光源１３２及び配線基板１３３は、断面コ字状に構成された反射板１３４に囲まれ、光源１３２から放出された光のうち上記光取り込み面１１０ａから第１基板１１０内に入射しなかった光を反射させて光取り込み面１１０ａに向かわせるように構成されている。

反射板１３４の先端部は電気光学パネル（第１基板１１０）に当接し、隙間から光が漏れないように構成されることが好ましい。なお、この反射板１３４は、例えば、電気光学パネルを保持するケース体の一部で構成することも可能である。

本実施形態では、光源１３２の光放出面１３２ａから放出される光は、第１基板１１０の光取り込み面１１０ａばかりでなく、シール材１３０にも照射される場合がある。そこで、本実施形態の場合、シール材１３０の少なくとも光源１３２と対向する領域を遮光性素材で構成している。例えば、通常の半透明なシール樹脂中に黒色樹脂等を分散配置させ、シール材１３０そのもので遮光性を確保する。ただし、シール材１３０の例えば外側に別途遮光材（黒色樹脂等）を付着させてもよい。

上記第２基板１２０の基板張出部１２０Ｅの表面上には、上記画素電極や対向電極、配線等に導電接続された配線が引き出され、これが基板張出部１２０Ｅ上に実装されたフレキシブル配線基板等の配線基板１３５に導電接続されている。配線基板１３５は図示しない制御回路等から走査信号やデータ信号等をパネル構造に供給する。

次に、第１基板１１０の内面上の構造をより具体的に説明する。第１基板１１０の内面上には、第１基板１１０よりも屈折率の低い透明材料で構成された、例えばフッ化マグネシウム等の低屈折率層１１１が形成される。このように低屈折率層１１１を形成すると、第１基板１１０に入射した光はやや大きな入射角の光であっても、第１基板１１０と低屈折率層１１１の界面で反射しながら第１基板１１０内を進行するので、第１基板１１０から電気光学物質（液晶）１３１へ向けて出射される照明光の照度を向上させ、或いは、均一にすることができる。この低屈折率層１１１は蒸着法などで形成することができる。

低屈折率層１１１上には内面偏光層１１２が形成されている。この内面偏光層１１２は、水溶性のリオトロピック液晶染料材料、或いは、二色染料を含有するサーモトロピック高分子液晶材料で構成することができる。また、内面偏光層１１２としてワイヤグリッド構造を採用することもできる。このワイヤグリッド構造は、多数の平行導体線を光の波長よりも短いピッチで配列したものである。ワイヤグリッドは、入射光に対しては、平行導体線の方向と一致した偏光面を有する偏光成分を反射し、平行導体線の方向に対して直交する偏光面を有する偏光成分を透過させる。この構造では、平行導体線の幅をａ、ピッチをｄとしたとき、ａ／ｄが約０．６であることが好ましい。また、光の波長をλとしたとき、λ／ｄ≧５であることが好ましい。さらに、導体線の下側の層を反射率の高い膜で構成し、上側の層を反射率の低い膜で構成してもよい。反射率の高い膜としてはＡｇ，Ａｕ，Ａｌなどで構成されたものが挙げられ、反射率の低い膜としてはＣｒ，Ｔｉで構成されたものが挙げられる。低コストの観点、或いは、スパッタリング法で成膜できるという観点では、Ａｌを材料とすることが望ましい。

内面偏光層１１２上には絶縁保護膜１１３が形成され、この絶縁保護膜１１３が内面偏光層１１２を覆っている。絶縁保護膜１１３上にはアクリル樹脂等の透明樹脂基材中に染料や顔料等の着色材を分散させてなる複数色の着色層を配列形成したカラーフィルタ１１５が形成される。カラーフィルタ１１５上にはアクリル樹脂等からなる透明保護膜１１６が形成される。この透明保護膜１１６上には、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）等の透明導電体により対向電極を構成する第１電極１１７が形成される。この第１電極１１７上には必要に応じてポリイミド樹脂等からなる配向膜１１１８が形成される。

一方、第２基板１２０の内面上には、下地層１２１が形成され、この下地層１２１上に上記と同様の内面偏光層１２２が形成される。この内面偏光層１２２も上記の内面偏光層１１２と同様の材質で形成され、その作用も同様である。ただし、液晶１３１の構成によって内面偏光層１１２と内面偏光層１２２の偏光軸の方位関係は適宜に設定される。例えば、ＴＮモードの液晶パネルであれば、典型的には両偏光層の偏光軸はクロスニコル若しくは平行ニコルの関係となるように設定され、ＳＴＮモードの液晶パネルであれば、両偏光層の偏光軸はそれらの中間の角度を有する関係となるように設定される。

上記内面偏光層１２２上には絶縁保護膜１２３が形成され、この絶縁保護膜１２３が内面偏光層１２２を覆っている。絶縁保護膜１２３上には、上記配線及びスイッチング素子が形成された導体層や層間絶縁膜等で構成される配線素子構造１２４が形成される。さらに、この配線素子構造１２４上には、反射層１２５が形成される。反射層１２５はＡｌ、Ａｇ、Ｃｒ等の反射性材料で形成される。反射層１２５は蒸着法やスパッタリング法で成膜されることが好ましい。また、例えば、配線素子構造１２４上に微細な凹凸表面を有する絶縁膜を形成し、この絶縁膜の凹凸表面上に成膜するなどの方法によって、反射層１２５が散乱性反射面を有するように形成することが好ましい。

図５に示すように、反射層１２５は、画素Ｇ内において開口部等の非形成部分１２５ａを有している。そして、画素Ｇ内における反射層１２５の形成部分が反射表示領域を構成し、非形成部分１２５ａが透過表示領域を構成している。

反射層１２５上には、上記と同様の透明導電体で構成される画素電極を構成する第２電極１２７が設けられる。第２電極１２７は、配線素子構造１２４内に設けられた上記スイッチング素子に導電接続される。図示例の場合、スイッチング素子は上記反射層１２５を介して第２電極１２７に導電接続されているが、このような構成に限られるものではない。この第２電極１２７上には必要に応じてポリイミド樹脂等で構成される配向膜１２８が形成される。

第１基板１１０の端面のうち、上記の光取り込み面１１０ａを除いた部分には光反射層１３６が形成されている。すなわち、図示例の場合、第１基板１１０の矩形の平面形状で構成された４辺に各々端面部が設けられ、これらの端面部のうちの光源１３２が配置されている側の一辺の端面部である光取り込み面１１０ａを除いた、残りの３辺の端面部上に全て光反射層１３６が形成されている。この光反射層１３６は、具体的には、アルミニウムや白色樹脂などの反射性素材を上記端面部に被着させたものである。

本実施形態では、第１基板１１０の外面上に、複数の光偏向用斜面１１０ｘが形成されている。これらの光偏向用斜面１１０ｘは、基板外面に設けられた凹溝１１０ｄの内面の一部によって構成される。図示例の場合、複数の凹溝１１０ｄが光取り込み面１１０ａとそれぞれ平行に伸びるように、全体としてストライプ状に形成されている。

本実施形態の場合、凹溝１１０ｄの内面の一部として、第１基板１１０の内部に向けて光取り込み面１１０ａ側に斜めに向いた光偏向用斜面１１０ｘが設けられ、これらの光偏向用斜面１１０ｘは、第１基板１１０の内部において、光取り込み面１１０ａ側からその反対に向けて伝播してくる内部伝播光を全反射し、第１基板１１０の内面から出射させるように構成されている。

また、上記光偏向用斜面１１０ｘは、電気光学物質である液晶１３１側から第１基板１１０の内面に入射する光に対してはそのまま（多少の屈折は生ずるが）透過させ、第１基板１１０の外面から光が出射するように構成されている。すなわち、端面（光取り込み面１１０ａ）から入射して外面とほぼ平行に伝播する内部伝播光に対しては光偏向用斜面１１０ｘは全反射角以上の角度となるように構成されているが、第１基板１１０の内面の法線方向に近い方向に透過する光（液晶１３１を通過してくる、第１基板１１０の外面上から視認可能な表示に寄与する光）に対しては光偏向用斜面１１０ｘは全反射角未満の角度になるように構成されている。

なお、上記光偏向用斜面１１０ｘを構成する凹溝１１０ｄは上記図示例のようにストライプ状に構成される場合に限らず、例えば、短冊状の凹溝を第１基板１１０の外面上に分散させて設けてもよい。このようにすると、光源１３２からの距離に応じて光偏向用斜面１１０ｘの密度を変えることができるなど、光偏向作用を適宜に設定することが可能になる。また、上記の光偏向用斜面１１０ｘは光取り込み面１１０ａに向いた平坦な斜面となっているが、第１基板１１０の外面上に凹曲面状若しくは凸曲面状（例えば、球面状）のマイクロレンズ構造を形成し、この光学面を光偏向用斜面として用いてもよい。

第１基板１１０の外面上には、補強膜１１９が形成されている。これらの補強膜１１９は、凹溝１１０ｄの形成による第１基板１１０の剛性不足を補うためのものであり、凹溝１１０ｄの内部に充填され、しかも、外面上に連続した状態に形成される。また、光偏向用斜面１１０ｘの光学特性を損なわないような光学特性を有する素材、例えば、光屈折率が基板材料よりも充分に低い材料、具体的にはフッ化マグネシウム等で構成する。この補強膜１１９は蒸着法などで形成することができる。補強膜１１９の表面は図示例のように平坦に構成することが好ましい。このようにすると、洗浄やふき取り等のような表面の清浄化処理が容易になる。

以上説明した本実施形態では、光源１３２を点灯することにより、光源１３２から放射された光が光取り込み面１１０ａから第１基板１１０の内部に入射し、内部を光取り込み面１１０ａから他の端面部に向かう方向に伝播していく。そして、この光の一部は外面上に構成された光偏向用斜面１１０ｘにて全反射され、第１基板１１０の内面から出射される。なお、光偏向用斜面１１０ｘによって偏向されない光は端面部上に形成された光反射層１３６によって反射され、再び第１基板１１０の内部を伝播し、最終的に上記光偏向用斜面１１０ｘによって内面から出射する。

第１基板１１０の内面から出射された照明光は内面偏光層１１２を通過して所定の偏光状態となり、電気光学物質である液晶１３１を通過して光変調され、その後、反射表示領域に入射した光は反射層１２５によって反射され、再び液晶１３１及び内面偏光層１１２を順次通過した後、第１基板１１０の内面に入射して外面から出射される。この光は第１基板１１０の外面上から視認可能な反射表示を構成する。

一方、透過表示領域に入射した光は非形成部分１２５ａを通過して、さらにもう一方の内面偏光層１２２を通過してから、第２基板１２０の外面上から出射される。この光は、第２基板１２０の外面上から視認可能な透過表示を構成する。したがって、本実施形態の場合、第１基板１１０の外面側から反射表示を視認することができ、また、第２基板１２０の外面側から透過表示を視認することもできる。

本実施形態では、第１基板１１０を導光体として用いることによって、他の導光体を重ねて配置する必要がなくなるので、全体として大幅な薄型化を図ることができる。また、光源１３２から放射されて直接に第１基板１１０に取り込まれた光はそのままパネル内にとどまって表示光として出射されるので、全体として光の利用効率を高めることができる。

［第２実施形態］
次に、上記第１実施形態の製造工程の一例を第２実施形態として説明する。図７は、電気光学装置１００の製造工程の概略を示すフローチャートである。本実施形態では、大面積のマザー基板を用いて複数の電気光学パネル構造を一括して形成し、これらを分割することによって個々の電気光学装置を構成する。ただし、最初から第１基板１１０及び第２基板１２０を用いてパネル構造を構成することで、マザー基板の分割工程を行わずに電気光学装置を製造することも可能である。

本実施形態では、最初に、工程Ｐ０１として、第１基板１１０に相当する複数の基板領域を含むマザー基板を用意し、この一方の面上に、低屈折率層１１１、内面偏光層１１２、保護膜１１３、カラーフィルタ１１５、透明保護膜１１６、第１電極１１７及び配向膜１１８を順次に形成する。

一方、工程Ｐ１１として、第２基板１２０に相当する複数の基板領域を含むマザー基板を用意し、この一方の内面上に、下地層１２１、内面偏光層１２２、保護膜１２３、配線素子構造１２４、反射層１２５、第２電極１２７及び配向膜１２８を順次に形成する。この工程Ｐ１１では、第２基板１２０に反射表示領域と透過表示領域とが形成される。なお、上記工程Ｐ０１とＰ１１は同時に並行して行うことができる。また、少なくともいずれか一方のマザー基板上に固定されたスペーサを形成する工程を設けてもよい。

次に、工程Ｐ０２において、いずれか一方のマザー基板（図示例の場合には第１基板１１０に対応するマザー基板）の上に、上記基板領域毎にシール材１３１を配置する。なお、上記の固定されたスペーサを形成する工程を設けない場合には、シール材１３１中にスペーサを混入するか、或いは、スペーサをいずれか一方の基板上に散布する工程を設けることが好ましい。

次に、工程Ｐ２１において、上記の２枚のマザー基板を、その内面同士を対向させる姿勢で上記シール材１３０を介して貼り合わせる。その後、２枚のマザー基板を加圧して基板間隔を均一化し、シール材１３０を硬化させることによって大判のパネル構造を完成させる。

次に、工程Ｐ２２において、シール材１３０の開口部を露出させるように大判のパネル構造を分割する。この分割はスクライブ・ブレイク法等で行うことができる。その後、工程Ｐ２３において、分割したパネル構造の内部に上記開口部から液晶を注入する。その後、シール材１３０の開口部を封止材等で封鎖する。しかる後に、工程Ｐ２４においてパネル構造をさらに分割して個々の電気光学パネルを形成する。

その後、工程Ｐ２５において第１基板１１０の外面に光偏向用斜面１１０ｘをエッチング法等によって形成する。例えば、第１基板１１０のエッチングが不要な部分にはレジスト等を付着させて覆っておき、レジストで覆われていない外面部分にフッ化水素酸等を用いてエッチング処理を施し、凹溝１１０ｓを形成する。

なお、工程２５では、光偏向用斜面１１０ｘをパネル構造の画素配列に合わせて形成する。例えば、図５に示す画素Ｇに対して光偏向用斜面１１０ｘが常に一定の位置関係にあるように、画素Ｇの位置に合わせて上記の工程Ｐ２５を実施する。実際には、工程Ｐ０１やＰ１１で用いられたアライメントマークと同じものを工程Ｐ２５でも用いることができ、或いは、工程Ｐ０１やＰ１１で形成された第１電極やカラーフィルタ等をアライメントマークとして用いて工程Ｐ２５を実施することもできる。

ここで、光源１３２から放出された光の第１基板１１０内の伝播方向に沿った画素Ｇの配列態様に整合するように、光偏向用斜面１１０ｘが形成されていることが好ましい。特に、図示例のように、上記伝播方向に沿った一つの画素Ｇに必ず一つの光偏向用斜面１１０ｘが配置されるように構成されることが望ましい。このようにすると、照明光の照度分布と画素Ｇの配列態様との関係で生ずるモアレ縞の発生を防止することができる。画素Ｇが上記伝播方向に一定の配列周期で配列されている場合には、光偏向用斜面１１０ｘもまた、上記伝播方向に同じ周期で形成されることが好ましい。

ただし、光偏向用斜面１１０ｘによる照明光の照度分布は一般的には第１基板１１０の法線方向にピークを有するとは限らず、図５に矢印Ｄ１１０で示すようにやや伝播方向へ傾斜した方向にピークを有することが多いので、光偏向用斜面１１０ｘから見て照度分布のピーク方向に画素Ｇ（の中央部）が存在するように、光偏向用斜面１１０ｘと画素Ｇとの位置関係を設定することが好ましい。このようにすると、照明光を効率的に表示に寄与する光となるように用いることが可能になるので、光の利用効率を高めることができる。

なお、上記の工程２５においては、光偏向用斜面１１０ｘを形成した後に補強層１１９を形成することが好ましい。この工程２５において補強層１１９を形成することで、その後の工程における光偏向用斜面１１０ｘの損傷や汚染を防止できる。

次に、工程Ｐ２６において、光取り込み面１１０ａ以外の端面部に光反射層１３６を形成する。この工程では、上記端面部以外の部分をレジスト等で覆い、蒸着法等によって光反射層１３６を端面部上に被着すればよい。

最後に、工程Ｐ２７において、光源１３２、配線基板１３３、反射板１３４、配線基板１３５をパネル構造に取りつけたり実装したりして電気光学装置１００を完成させる。

この実施形態では、パネル構造を完成させてから基板の外面上に光偏向用斜面１１０ｘを形成するので、基板の外面を傷つけたり、汚染したりする可能性を低減することができる。

なお、光取り込み面１１０ａに対する研磨加工、或いは、光拡散手段を形成するためのブラスト加工やエッチング加工等は、光取り込み面１１０ａが露出した状態で任意のタイミングで行うことができる。ただし、損傷や汚染を防止するためには、工程Ｐ２６とＰ２７の間に実施することが好ましい。

［第３実施形態］
次に、上記とは異なる電気光学装置の製造方法を第３実施形態として説明する。図８は、本実施形態の電気光学装置１００の製造工程の概略を示すフローチャートである。本実施形態では、第２実施形態とは異なり、最初にマザー基板に光偏向用斜面を形成し、その後、パネル構造を形成するようにしている。なお、この方法でも、最初から第１基板１１０及び第２基板１２０を用いて製造を行っても構わない。

本実施形態では、最初に、工程Ｑ０１において、第１基板１１０を形成するためのマザー基板の一方の面に光偏向用斜面１１０ｘを形成する。形成方法は第２実施形態と同様である。また、工程Ｑ０２において第２実施形態の工程Ｐ０１と同様の処理をマザー基板の他方の面（第１基板では光偏向用斜面１１０ｘを形成した面とは逆の面）上で実施する。

一方、工程Ｑ１１では、第２基板１２０を形成するためのマザー基板の一方の面上に反射層１２５を形成し、画素毎に反射表示領域と透過表示領域を設けるとともに、反射層１２５上に電極等を形成する。この工程は第２実施形態の工程Ｐ１１と同様である。

そして、いずれか一方のマザー基板、図示例では第１基板１１０を形成するためのマザー基板上にシール材１３０を配置した後、第２実施形態の工程Ｐ２１と同様の工程Ｑ２１、工程Ｐ２２と同様の工程Ｑ２２、工程Ｐ２３と同様の工程Ｑ２３、工程Ｐ２４と同様の工程Ｑ２４を実施し、パネル構造を完成させる。

その後、工程Ｑ２５において上記工程Ｐ２６と同様に光反射層を形成し、最後に、工程Ｑ２６において上記工程Ｐ２７と同様に配線基板等を接続する。

この実施形態では、先に工程Ｑ０１において形成した光偏向用斜面１１０ｘを基準として、工程Ｑ０２において内面構造を形成することにより、第２実施形態と同様に、光偏向用斜面１１０ｘを画素Ｇに整合させることができる。

［第４実施形態］
次に、図９を参照して本発明に係る別の実施形態について説明する。この電気光学装置では、第１実施形態と対応する部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。

本実施形態では、第１基板１１０′に第２基板１２０の外形よりも外側へ張り出した基板張出部１１０Ｅが設けられ、この基板張出部１１０Ｅ上（第１基板１１０の内面上）に光源１３２′が固定されている。光源１３２′は基板張出部１１０Ｅの表面に対向する（好ましくは密着する）光放出面１３２ａ′を有している。

光源１３２′はＬＥＤ（発光ダイオード）や有機ＥＬ発光体等で構成できる。光源１３２′は、第１基板１１０′の表面上に半導体層やＥＬ発光層を直接に積層することによって、光放出面１３２ａ′が第１基板１１０′の表面に密着した状態に形成することができるため、第１基板１１０′の内部への光の取り込み効率を高めることができる。

第１基板１１０′の外面上には、第１実施形態と同様の光偏向用斜面１１０ｘと、上記光源１３２′の光放出面１３２′に対向配置される光偏向用斜面１１０ｙとが設けられている。光偏向用斜面１１０ｙは、光源１３２′から放出された光（第１基板１１０の法線方向に入射する光）を、第１基板１１０の内面にほぼ沿った方向に近づくように偏向させる。偏向角が大きいと光偏向用斜面１１０ｙのみでは全反射が実現できない場合もあるので、光偏向用斜面１１０ｙ上に反射膜１１０ｚを形成することが好ましい。

第１基板１１０′の内面上には、第１実施形態と同様の、低屈折率層１１１、内面偏光層１１２、保護層１１３が順次に形成される。また、その上には配線素子構造１１４が設けられ、さらに、第１電極１１７及び配向膜１１８が形成される。

一方、第２基板１２０′の内面上には、下地層１２１′、反射層１２２′、カラーフィルタ１２３′、透明保護膜１２４′が形成され、その上にさらに第２電極１２７及び配向膜１２８が形成される。この実施形態では、第２基板１２０′の内面上に第１実施形態で形成された内面偏光層１２２が形成されておらず、その代わりに、第２基板１２０′の外面上に偏光板１２９′が貼着されている。このように、第２基板１２０′側においては、偏光層は内面上に配置されていても、外面上に配置されていてもよい。

本実施形態では、光源１３２′の光放出面１３２ａ′から放出された光は光偏向用斜面１１０ｙによって基板面に平行な方向に近づくように偏向され、その後、この偏向された内部伝播光が光偏向用斜面１１０ｘによって再度偏向されて、照明光として第１基板１１０′の内面から出射される。その後は、第１実施形態と同様に、反射表示領域に入射した光は第２基板１２０′の反射層１２２′で反射されて第１基板１１０′の外面上から視認される反射表示を構成し、透過表示領域に入射した光はそのまま透過して第２基板１２０′の外面上から視認される透過表示を構成する。

［第５実施形態］
最後に、上記各実施形態の電気光学装置１００を搭載した電子機器の実施形態について説明する。図１０は、本実施形態の電子機器の一例としての携帯電話機３００を示している。ここに示す携帯電話機３００は、複数の操作ボタン３０１ａ，３０１ｂ及び送話口などを備えた操作部３０１と、表示画面３０２ａ、３０２ｂや受話口などを備えた表示部３０２とを有し、表示部３０２の内部に上記の電気光学装置１００が組み込まれてなる。

そして表示部３０２の表示画面３０２ａにおいて電気光学装置１００により形成された表示画像を視認することができるようになっている。また、表示部３０２の上記表示画面３０２ａとは反対側の面にも表示画面３０２ｂが設けられている。これらの表示画面３０２ａ，３０２ｂは、上記電気光学装置１００の表面上及び裏面上に形成され、例えば、第２基板１２０から出射される光によって構成される透過表示が表示画面３０２ａで視認可能とされ、第１基板１１０から出射される光によって構成される反射表示が表示画面３０２ｂで視認可能とされる。この場合、携帯電話機３００の内部には、上記電気光学装置１００を制御する表示制御回路が設けられる。この表示制御回路は、電気光学装置１００に対して映像信号その他の入力データや所定の制御信号を送り、その動作態様を決定するように構成されている。

尚、本発明の電気光学装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では、画素毎に反射表示領域と透過表示領域を設けた光学構造、具体的には非形成部分を備えた反射層を第２基板に設けているが、本発明では、ハーフミラーを設けたり、偏光分離手段を設けるなど、第１基板側から入射した光の一部を反射するととともに他の一部を透過する光学構造が設けてあればよい。

第１実施形態の概略平面図。 第１実施形態の概略縦断面図。 第１実施形態の概略底面図。 第１実施形態の拡大一部平面図。 第１実施形態の拡大一部縦断面図。 第１実施形態の基板の光取り込み面の形状を示す拡大部分斜視図。 第２実施形態の製造工程を示す概略フローチャート。 第３実施形態の製造工程を示す概略フローチャート。 第４実施形態の概略縦断面図。 電子機器の一例を示す概略斜視図（ａ）及び（ｂ）。

符号の説明

１００…電気光学装置、１１０…第１基板、１１０ａ…光取り込み面、１１１…低屈折率層、１１２…内面偏光層、１１５…カラーフィルタ、１１７…第１電極、１２０…第２基板、１２５…反射層、１２５ａ…非形成部分、１２７…第２電極、１３２…光源

Claims (15)

1. 基板内部に入射した光を偏向させ、一方の面から出射するとともに、当該一方の面から入射した光を一方の面に対向する他方の面から出射可能に構成する複数の光偏向用斜面を当該他方の面上に備えた第１基板と、
   前記第１基板の前記一方の面に対向し、前記第１基板側から入射した光の一部を反射するととともに他の一部を透過する第２基板と、
   前記第１基板に光を照射する光源と、
   前記第１基板と前記第２基板の間に保持された電気光学物質と、
   を具備することを特徴とする電気光学装置。
2. 前記第２基板は、前記第１基板側から入射した光を反射する反射表示領域及び前記第１基板側から入射した光を透過する透過表示領域を有することを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 複数の画素を具備し、前記光偏向用斜面が前記画素に対応した位置にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
4. 複数の画素が周期的に配列され、複数の前記光偏向用斜面が前記画素の配列周期に一致する周期で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
5. 前記第１基板の前記一方の面上に、偏光子又は検光子を構成する偏光層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
6. 前記第１基板の前記光源と対向する端面である光取り込み面上に光拡散手段を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電気光学装置。
7. 前記第１基板の前記光源と対向する端面である光取り込み面以外の端面上に光反射層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電気光学装置。
8. 前記第１基板と前記第２基板の間に、前記光源から前記電気光学物質へ向かう光を遮光する遮光部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電気光学装置。
9. 基板内部に入射した光を偏向させ、一方の面から出射するとともに、当該一方の面から入射した光を一方の面に対向する他方の面から出射可能に構成する複数の光偏向用斜面を当該他方の面上に備えた第１基板と、
   前記第１基板の前記一方の面に対向し、前記第１基板側から入射した光の一部を反射するととともに他の一部を透過する第２基板と、
   前記第１基板に光を照射する光源と、
   を具備することを特徴とする電気光学装置。
10. 前記光源から前記第１基板を経て電気光学物質を通過し、前記第２基板で反射された後に再び前記電気光学物質を通過して前記第１基板をさらに透過した光により前記第１基板側から観察される反射表示と、
    前記光源から前記第１基板を経て電気光学物質を通過し、前記第２基板を透過した光により前記第２基板側から観察される透過表示とが構成されることを特徴とする請求項９に記載の電気光学装置。
11. 前記光偏向用斜面の角度が前記光源から出射された前記一方の面と平行な光に対する臨界角以上の値を有することを特徴とする請求項９又は１０に記載の電気光学装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の電気光学装置を表示部として備えていることを特徴とする電子機器。
13. 対向する第１基板及び第２基板を備える電気光学装置の製造方法であって、
    前記第１基板と対向する前記第２基板の面上に前記第１基板側から入射した光の一部を反射するととともに他の一部を透過する光学構造を形成する基板形成工程と、
    前記第１基板と前記第２基板の間に電気光学物質を配して電気光学パネルを形成するパネル形成工程と、
    その後、前記第２基板と対向する前記第１基板の一方の面上に、基板内部に入射した光を偏向させ、一方の面に対向する他方の面から出射するとともに、当該他方の面から入射した光を前記一方の面から出射可能に構成する複数の光偏向用斜面を形成する光偏向用斜面形成工程と、
    を具備することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
14. 対向する第１基板及び第２基板を備える電気光学装置の製造方法であって、
    前記第２基板の一方の面上に前記一方の面側から入射した光の一部を反射するととともに他の一部を透過する光学構造を形成する基板形成工程と、
    前記第１基板の一方の面上に、基板内部に入射した光を偏向させ、前記一方の面に対向する他方の面から出射するとともに、当該他方の面に入射した光を前記一方の面から出射可能に構成する複数の光偏向用斜面を形成する光偏向用斜面形成工程と、
    その後、前記第１基板の他方の面と前記第２基板の一方の面を対向させた前記第１基板と前記第２基板の間に電気光学物質を配して電気光学パネルを形成するパネル形成工程と、
    を具備することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
15. 前記第１基板の光取り込み面を研磨加工する工程をさらに具備することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の電気光学装置の製造方法。
    

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