JP2007094332A - 電気光学装置、電気光学装置の製造方法、電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】虹色干渉縞の発生を効果的に防ぐことができる電気光学装置を提供する。
【解決手段】一対の基板44a,44b間に液晶層53を挟持してなる液晶装置41であって、一対の基板44a,44bの何れか一方の液晶層53側の面に、色の異なる複数の着色要素58が周期的に配列されてなる着色層60と、一対の基板44a,44bの観察側とは反対側に配置された基板44aの液晶層53側の面に設けられた下地層となる樹脂55と、樹脂層55上に設けられた反射層56とを備え、樹脂層55は、基板44aからの高さを不規則に異ならせた凹凸構造64を有し、反射層56は、樹脂層55の凹凸構造64を反映した形状を備える。
【選択図】 図2
【解決手段】一対の基板44a,44b間に液晶層53を挟持してなる液晶装置41であって、一対の基板44a,44bの何れか一方の液晶層53側の面に、色の異なる複数の着色要素58が周期的に配列されてなる着色層60と、一対の基板44a,44bの観察側とは反対側に配置された基板44aの液晶層53側の面に設けられた下地層となる樹脂55と、樹脂層55上に設けられた反射層56とを備え、樹脂層55は、基板44aからの高さを不規則に異ならせた凹凸構造64を有し、反射層56は、樹脂層55の凹凸構造64を反映した形状を備える。
【選択図】 図2
Description
本発明は、電気光学装置、電気光学装置の製造方法、電子機器に関する。
現在、電気光学装置として液晶装置が広く利用されている。この液晶装置は、液晶層に光を照射すると共に、この液晶層に印加される電圧を表示の最小単位であるドット毎に制御することによって、光を変調しながら、文字や数字、図形等といった画像を表示する。
液晶装置には、太陽光や室内光といった外光を反射させる反射膜をパネル内面に設けて、液晶層に入射した光を制御する反射型の表示方法がある。しかしながら、この方法の場合、反射膜の表面が平滑面(鏡面)であると、画像の背景が鏡像となって表示が見難くなってしまう。これを防止するため、反射膜の表面に細かな凹凸を形成して、反射光が散乱光となるように工夫することが行われている。
ところで、上述した液晶装置などの電気光学装置では、反射膜の表面に光を散乱させるための凹凸を形成する場合に限らず、各種の光学要素の表面に必要に応じて微細な凹凸を形成する場合がある。しかしながら、このような反射膜などの光学要素の表面に凹凸を形成する場合、その凹凸が平面的に規則的な配列状態で設けられていると、反射光に干渉縞が発生して表示が見難くなることがある。このことを防止するため、凹凸の平面的な配列状態をランダムにすることが提案されている(例えば、特許文献1を参照。)。
特開2003−75987号公報
しかしながら、電気光学装置では、最小単位であるドットがマトリックス状に規則的に配列しているために、ある波長で隣接するドットからの反射光が干渉し合って、連続的なスペクトルを持つような虹色干渉縞が発生してしまうことがある。このため、上述した凹凸の平面的な配列状態をランダムにするだけでは、このような干渉縞を完全に防ぐことは困難である。
そこで、本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、干渉縞の発生を効果的に防ぐことができる電気光学装置及びその製造方法を提供することを目的とする。また、このような液晶装置を備えることにより、良好な表示特性を得ることができる電子機器を提供することを目的とする。
この目的を達成するために、本発明に係る電気光学装置は、一対の基板間に電気光学物質が挟持されてなる電気光学装置であって、一対の基板の何れか一方の電気光学物質側の面に、色の異なる複数の着色要素が周期的に配列されてなる着色層と、一対の基板の観察側とは反対側に配置された基板の電気光学物質側の面に設けられた下地層と、下地層上に設けられた反射層とを備え、下地層は、該下地層が設けられた基板からの高さを不規則に異ならせた凹凸構造を有し、反射層は、下地層の凹凸構造を反映した形状を備えることを特徴とする。
この構成によれば、反射層が下地層の凹凸構造を反映した形状、すなわちその高さを不規則に異ならせた凹凸構造を有することになるため、この反射層の厚み方向のランダム性を高めることができる。これにより、虹色干渉縞の発生を防ぐことができる。
この構成によれば、反射層が下地層の凹凸構造を反映した形状、すなわちその高さを不規則に異ならせた凹凸構造を有することになるため、この反射層の厚み方向のランダム性を高めることができる。これにより、虹色干渉縞の発生を防ぐことができる。
また、本発明に係る電気光学装置は、複数の着色要素のうち何れか1つが配置されるドット領域毎に、下地層の厚さが不規則に異なっている構成とすることができる。
この場合、ドット領域毎に下地層の厚さを不規則に異ならせた形状を反射層に反映させることによって、この反射層の厚み方向のランダム性を更に高めることができる。これにより、虹色干渉縞の発生を更に防ぐことができる。
この場合、ドット領域毎に下地層の厚さを不規則に異ならせた形状を反射層に反映させることによって、この反射層の厚み方向のランダム性を更に高めることができる。これにより、虹色干渉縞の発生を更に防ぐことができる。
また、本発明に係る電気光学装置は、複数の着色要素が1つの単位画素を構成する画素領域毎に、下地層の厚さが不規則に異なっている構成とすることができる。
この場合、画素領域毎に下地層の厚さを不規則に異ならせた形状を反射層に反映させることによって、この反射層の厚み方向のランダム性を更に高めることができる。これにより、虹色干渉縞の発生を更に防ぐことができる。
この場合、画素領域毎に下地層の厚さを不規則に異ならせた形状を反射層に反映させることによって、この反射層の厚み方向のランダム性を更に高めることができる。これにより、虹色干渉縞の発生を更に防ぐことができる。
また、本発明に係る電気光学装置は、下地層の平均厚さが着色要素の色毎に異なっていること構成とすることができる。
この場合、着色要素の色毎に下地層の厚さを不規則に異ならせた形状を反射層に反映させることによって、この反射層の厚み方向のランダム性を更に高めることができる。これにより、虹色干渉縞の発生を更に防ぐことができる。
この場合、着色要素の色毎に下地層の厚さを不規則に異ならせた形状を反射層に反映させることによって、この反射層の厚み方向のランダム性を更に高めることができる。これにより、虹色干渉縞の発生を更に防ぐことができる。
また、本発明に係る電気光学装置は、凹凸構造が下地層の面内方向に不規則に配列されている構成とすることができる。
この場合、反射層が下地層の凹凸構造を反映した形状、すなわちその面内方向に不規則に異ならせた凹凸構造を有することになるため、反射層の厚み方向のランダム性に加えて、この反射層に面内方向のランダム性を加えることによって、虹色干渉縞の発生を効果的に防ぐことができる。
この場合、反射層が下地層の凹凸構造を反映した形状、すなわちその面内方向に不規則に異ならせた凹凸構造を有することになるため、反射層の厚み方向のランダム性に加えて、この反射層に面内方向のランダム性を加えることによって、虹色干渉縞の発生を効果的に防ぐことができる。
ここで、下地層の厚さをドット領域毎に不規則に異ならせた場合には、一対の基板間に挟持されてなる電気光学物質の厚さもドット領域毎に不規則に異なったものとなる。
この場合、下地層の厚さを着色要素の色毎に調整すれば、着色要素の色毎に最適なリタデーション調整を行うことができる。これにより、各着色要素の色純度を高めることができ、コントラストの高いカラー表示を実現することができる。
この場合、下地層の厚さを着色要素の色毎に調整すれば、着色要素の色毎に最適なリタデーション調整を行うことができる。これにより、各着色要素の色純度を高めることができ、コントラストの高いカラー表示を実現することができる。
また、着色層には、赤、緑、青の3原色に対応した3つの着色要素が周期的に配列されると共に、これら3つの着色要素が配置された隣接する3つのドット領域によって1つの画素領域が構成されていることが好ましい。
この場合、虹色干渉縞の発生を防ぐことによって、色純度の高い高コントラストのカラー表示を行うことができる。
この場合、虹色干渉縞の発生を防ぐことによって、色純度の高い高コントラストのカラー表示を行うことができる。
一方、本発明に係る電気光学装置の製造方法は、一対の基板間に電気光学物質が挟持されてなると共に、複数のドット領域が配列されてなる電気光学装置の製造方法であって、一対の基板の観察側とは反対側に配置される基板の電気光学物質側の面に樹脂層を形成した後に、この樹脂層上にフォトマスクを配して、ドット領域毎に露光量を異ならせた露光を樹脂層に対して行う工程と、樹脂層上に反射層を形成する工程とを有することを特徴とする。
この方法によれば、現像された樹脂層の厚さをドット領域毎に不規則に異ならせることができる。これにより、樹脂層上に形成される反射層が樹脂層を反映した形状、すなわちその高さをドット領域毎に不規則に異ならせた形状となるため、この反射層の厚み方向のランダム性を高めることができる。したがって、この方法により作製された電気光学装置では、虹色干渉縞の発生を防ぐことができる。
この方法によれば、現像された樹脂層の厚さをドット領域毎に不規則に異ならせることができる。これにより、樹脂層上に形成される反射層が樹脂層を反映した形状、すなわちその高さをドット領域毎に不規則に異ならせた形状となるため、この反射層の厚み方向のランダム性を高めることができる。したがって、この方法により作製された電気光学装置では、虹色干渉縞の発生を防ぐことができる。
また、本発明に係る電気光学装置の製造方法は、フォトマスクとして、ハーフトーンマスク又はグレートーンマスクを用いることが好ましい。
この場合、ドット領域毎に露光量を異ならせた露光を樹脂層に対して容易に行うことができる。
この場合、ドット領域毎に露光量を異ならせた露光を樹脂層に対して容易に行うことができる。
また、本発明に係る電気光学装置の製造方法は、前記フォトマスクによる露光を行った後に、樹脂層上に、複数の透光部又は不透光部が面内方向に不規則に配列されてなる別のフォトマスクを配して、樹脂層に対する露光を行い、樹脂層の現像を行うことによって、ドット領域毎に樹脂層の厚さを不規則に異ならせると共に、樹脂層の面内方向に不規則に配列されてなる凹凸構造を形成することことができる。
この場合、樹脂層上に形成される反射層が樹脂層を反映した形状、すなわちその厚さをドット領域毎に不規則に異ならせると共に、その面内方向に不規則に配列されてなる凹凸構造を有することになる。したがって、この方法により作製された電気光学装置では、反射層の厚み方向のランダム性に加えて、この反射層に面内方向のランダム性を加えることによって、虹色干渉縞の発生を効果的に防ぐことができる。
この場合、樹脂層上に形成される反射層が樹脂層を反映した形状、すなわちその厚さをドット領域毎に不規則に異ならせると共に、その面内方向に不規則に配列されてなる凹凸構造を有することになる。したがって、この方法により作製された電気光学装置では、反射層の厚み方向のランダム性に加えて、この反射層に面内方向のランダム性を加えることによって、虹色干渉縞の発生を効果的に防ぐことができる。
一方、本発明に係る電子機器は、上述した電気光学装置又は製造方法により製造されてなる電気光学装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、電気光学装置の虹色干渉縞の発生を防ぐことによって、表示品質に優れた電子機器を提供することができる。
この構成によれば、電気光学装置の虹色干渉縞の発生を防ぐことによって、表示品質に優れた電子機器を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について、本発明を電気光学装置の一例である液晶装置に適用した場合を例に挙げて説明する。なお、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。
(電気光学装置)
先ず、図1〜図4に示す本発明を適用した液晶装置41の構成について説明する。
なお、図1は、本発明を適用した液晶装置41の構成を示す斜視図であり、図2は、図1(a)に示す液晶装置41のE−E線に沿った断面図である。図3は、図1に示す液晶装置41で用いられるアクティブ素子の一例であるTFD素子67を示す斜視図である。図4は、図1に示す液晶装置に用いられる着色層60の各着色要素58の配列状態の一例を示す平面図である。
先ず、図1〜図4に示す本発明を適用した液晶装置41の構成について説明する。
なお、図1は、本発明を適用した液晶装置41の構成を示す斜視図であり、図2は、図1(a)に示す液晶装置41のE−E線に沿った断面図である。図3は、図1に示す液晶装置41で用いられるアクティブ素子の一例であるTFD素子67を示す斜視図である。図4は、図1に示す液晶装置に用いられる着色層60の各着色要素58の配列状態の一例を示す平面図である。
本発明を適用した液晶装置41は、反射型表示と透過型表示の両方を実現できる、いわゆる半透過反射型の液晶装置である。具体的に、この液晶装置41は、図1に示すように、電気光学パネルである液晶パネル42と、それに組みつけられる照明装置43とを備えている。液晶パネル42は、第1基板44aと第2基板44bとを環状のシール材46によって貼り合わせることによって形成されている。第1基板44aと第2基板44bとの間には、スペーサ54によって維持される隙間、いわゆるセルギャップ52が形成され、このセルギャップ52内に液晶が封入されて液晶層53が形成されている。
第1基板44aは、図2に示すように、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た第1基材51aを有し、この第1基材51aの液晶側表面には、樹脂層(下地層)55が形成され、その上に反射層56が形成されている。また、反射層56の上には、遮光層57が形成され、その遮光層57の間にR,G,Bの各着色要素58が矢印H方向から見て所定の平面的な配列で形成される。そして、これら複数の着色要素58によって着色層(カラーフィルタ)60が構成されている。また、遮光層57及び着色要素58の上には、オーバーコート層59が形成され、その上に帯状の透明電極61aが形成され、その上に配向膜62aが形成されている。配向膜62aには、例えばラビング処理による配向処理が施されており、これにより、その配向膜62aの近傍の液晶分子の配向が制御されている。また、第1基材51aの外側表面には、図1に示すように、偏光板63aが貼着等によって装着されている。
樹脂層55の表面には、図2に示すような凹凸構造64が設けられている。このため、樹脂層55の上に積層された反射層56は、この凹凸構造64を反映した形状、すなわち凹凸構造を備えている。そして、反射層56は、この凹凸構造の存在により入射した光を散乱光として反射することになる。
1本の帯状の透明電極61aは、図1の紙面垂直方向へ延びており、隣り合う電極61aの間には遮光層57の幅にほぼ一致する間隔が設けられている。これにより、複数の電極61aは、矢印H方向から見てストライプ状に形成されている。
着色層60は、図2に示すように、カラー表示の3原色であるR(赤),G(緑),B(青)の3色に対応した着色要素58によって構成されている。これらの各着色要素58は、矢印H方向から見たときに所定の平面配列、例えば図4に示すようなストライプ配置とされている。このストライプ配置は、図4の縦方向に同じ色の着色要素58が並べられる配列である。
第1基板44aに対向する第2基板44bは、図2に示すように、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た第2基材51bを有し、その第2基材51bの液晶側表面には、線状のライン配線66、アクティブ素子としてのTFD素子67及び透明なドット電極61bが形成されている。さらに、それらの要素の上には、配向膜62bが形成されている。配向膜62bには、例えばラビング処理による配向処理が施されており、これにより、その配向膜62bの近傍の液晶分子の配向が制御されている。なお、第1基板44a側の配向膜62aのラビング方向と第2基板44b側の配向膜62bのラビング方向は、液晶の特性に応じて適宜の角度で交差するようになっている。また、第2基材51bの外側表面には、偏光板63bが貼着等によって装着されている。
ドット電極61bは、図1(a)に示すように、正方形又は長方形に近いドット形状に形成されており、TFD素子67を介してライン配線66に接続されている。なお、図1(a)では、第2基板44b側に形成されるドット電極61b等を実線で示し、第1基板44a側に形成される帯状電極61aを鎖線で示している。
第1基板44a側の帯状電極61aは、第2基板44b側のライン配線66と直角の方向に延在し、且つそれと直角な方向に互いに間隔をおいて平行に、すなわち全体としてストライプ状に形成されている。また、個々の帯状電極61aは、ライン配線66と直角の方向に列状に並ぶ複数のドット電極61bに対向するように形成される。そして、ドット電極61bと帯状電極61aとが重なる領域が、表示の最小単位であるドット領域Dを構成する。
反射層56には、図2に示すように、個々のドット領域Dに対応して光通過用の開口68が設けられている。これにより、1つのドット領域Dは、開口68を透過した光により表示を行う透過表示領域と、反射層56で反射した光により表示を行う反射表示領域とを有することになる。また、これらの開口68は、反射層56に光を透過させる機能を持たせるための構成であるが、この開口68を設ける代わりに反射層56の厚さを薄くして、光を反射する機能と光を透過させる機能の両方を持たせるようにすることもできる。
また、個々の着色要素58は、各ドット領域Dに対応して設けられている。着色要素58を用いない白黒表示の場合は1つのドット領域Dによって1つの画素領域が形成されるが、本実施形態のように3色の着色要素58を用いてカラー表示を行う構造の場合には、R,G,Bの3色の着色要素58の集まりによって1つの画素領域が形成される。
TFD素子67は、図3に示すように、第1TFD要素67aと第2TFD要素67bとを直列に接続することによって形成されている。このTFD素子67は、例えば、次のようにして形成される。すなわち、まず、TaW(タンタルタングステン)によってライン配線66の第1層66a及びTFD素子67の第1金属71を形成する。次に、陽極酸化処理によってライン配線66の第2層66b及びTFD素子67の絶縁膜72を形成する。次に、例えばCr(クロム)によってライン配線66の第3層66c及びTFD素子67の第2金属73を形成する。
第1TFD要素67aの第2金属73はライン配線66の第3層66cから延びている。また、第2TFD要素67bの第2金属73の先端に重なるように、ドット電極61bが形成される。ライン配線66からドット電極61bへ向けて電気信号が流れることを考えれば、その電流方向に沿って、第1TFD要素67aでは、第2電極73、絶縁膜72、第1金属71の順に電気信号が流れ、一方、第2TFD要素67bでは、第1金属71、絶縁膜72、第2金属73の順に電気信号が流れる。
すなわち、第1TFD要素67aと第2TFD要素67bとの間では、電気的に逆向きの一対のTFD要素が互いに直列に接続されている。このような構造は、一般に、バック・ツー・バック(Back-to-Back)構造と呼ばれており、この構造のTFD素子は、TFD素子を1個のTFD要素だけによって構成する場合に比べて、安定した特性を得られることが知られている。
第2基板44bは、図1に示すように、第1基板44aの外側に張り出す張出し部47を有し、その張出し部47の第1基板44a側の表面には配線39及び端子38が形成されている。これらの配線39及び端子38が集まる領域に1つの駆動用IC37a及び2つの駆動用IC37bが図示しないACF(Anisotropic Conductive Film:異方性導電膜)によって実装されている。
配線39及び端子38は、第2基板44b上にライン配線66やドット電極61bを形成するときに同時に形成される。なお、ライン配線66は張出し部47の上にそのまま延び出て配線39となって、駆動用IC37aに接続されている。また、第1基板44aと第2基板44bとを接着するシール材46の内部には球形又は円筒形の導通材(図示せず)が混入されている。第1基板44a上に形成された帯状電極61aは、第1基板44aの上でシール材46の所まで引き回された後、シール材46中の導通材を介して第2基板44b上の配線39に接続されている。これにより、第1基板44a上の帯状電極61aは第2基板44b上の駆動用IC37bに接続されている。
液晶パネル42を構成する第1基板44aの外側表面に対向して配設された照明装置43は、例えば図1に示すように、透明なプラスチックによって形成された方形状で板状の導光体81と、点状光源としてのLED82とを備えている。また、導光体81の液晶パネル42と反対側の面には、光反射シート(図示せず)を装着することができる。また、導光体81の液晶パネル42に対向する面には、光拡散シート(図示せず)を装着することができる。さらに、光拡散シートの上には、プリズムシート(図示せず)を装着することもできる。
LED82は、本実施形態では3個使用されているが、必要に応じて1個とすることもでき、或いは、3個以外の複数個とすることもできる。また、LED等といった点状光源に代えて、冷陰極管等といった線状光源を用いることもできる。
以上のような構造を有する液晶装置41では、例えば太陽光や室内光等といった外部光が十分な場合、図2に矢印Fで示すように、外部光が第2基板44bを通して液晶パネル42の内部へ取り込まれ、この外部光が液晶層53を通過した後に反射層56で反射して液晶層53へ供給される。
一方、外部光が不十分である場合には、照明装置43を構成するLED82を点灯する。このとき、LED82から点状に出た光は導光体81の入光面81aから該導光体81の内部へ導入され、その後、液晶パネル42に対向する面、すなわち光出射面81bから面状に出射する。このようにして光出射面81bの各所から出射する光が、図1において矢印Gで示すように反射層56に形成した開口68を通って面状の光として液晶層53へ供給される。
液晶パネル42では、液晶層53へ光が供給される間に、駆動用IC37a及び37b(図1参照)によって制御されて、ライン配線66にデータ信号が供給されると同時に、帯状電極61aに走査信号が供給される。このとき、データ信号と走査信号との電位差に応じて特定のドット領域Dに付属するTFD素子67が選択状態(すなわち、オン状態)になると、そのドット領域D内の液晶容量に映像信号が書き込まれ、その後、当該TFD素子67が非選択状態(すなわち、オフ状態)になると、その信号は当該ドット領域Dに蓄えられて当該ドット領域D内の液晶層を駆動する。
以上のようにして、液晶層53内の液晶分子がドット領域D毎に制御され、液晶層53を通過する光がドット領域D毎に変調される。そして、このように変調された光が第2基板44b側の偏光板63bを通過することにより、液晶パネル42の有効表示領域内に文字、数字、図形等といった画像が表示される。このうち、反射層56で反射する外部光を利用して行われる表示が反射型表示であり、照明装置43からの光を利用して行われる表示が透過型表示である。この液晶装置41では、反射型表示及び透過型表示を使用者の希望に応じて、或いは外部環境の変化に応じて自動的に選択することができる。
ところで、本発明を適用した液晶装置41において、下地層となる樹脂層55は、図2に示すように、その高さを不規則に異ならせた凹凸構造64を表面部に有している。したがって、この樹脂層55上に形成された反射層56は、樹脂層55の凹凸構造64を反映した形状、すなわちその高さを不規則に異ならせた凹凸構造を表面部に有することになる。この場合、反射層56の厚み方向のランダム性を高めることによって、虹色干渉縞の発生を防ぐことができる。
さらに、この樹脂層55に形成された凹凸構造64は、矢印H方向から見て平面的にランダム、すなわち樹脂層55の面内方向に不規則に配列されている。したがって、この樹脂層55の上に積層された反射層56は、樹脂層55の凹凸構造64を反映した形状、すなわちその高さを不規則に異ならせると共に、その面内方向に不規則に異ならせた凹凸構造を有することになる。この場合、反射層56の厚み方向のランダム性に加えて、この反射層56に面内方向のランダム性を加えることによって、虹色干渉縞の発生を更に効果的に防ぐことができる。
また、本発明を適用した液晶装置41では、R,G,Bの3色の着色要素58のうち何れか1つが配置されるドット領域D毎に、樹脂層55の厚さが不規則に異なっている。この場合、ドット領域D毎に樹脂層55の厚さを不規則に異ならせた形状を反射層56に反映させることによって、この反射層56の厚み方向のランダム性を更に高めることができる。これにより、虹色干渉縞の発生を更に防ぐことができる。
さらに、本発明を適用した液晶装置41では、R,G,Bの3色の着色要素が1つの単位画素を構成する画素領域毎に、樹脂層55の厚さを不規則に異ならせることができる。この場合、画素領域毎に樹脂層55の厚さを不規則に異ならせた形状を反射層56に反映させることによって、この反射層56の厚み方向のランダム性を更に高めることができ、更なる虹色干渉縞の発生を防ぐことができる。
また、この液晶装置41では、樹脂層55の平均厚さをR,G,Bの色毎に異ならせることができる。この場合、R,G,Bの色毎に樹脂層55の厚さを不規則に異ならせた形状を反射層56に反映させることによって、この反射層56の厚み方向のランダム性を更に高めることができ、更なる虹色干渉縞の発生を防ぐことができる。
ここで、樹脂層55の厚さをドット領域D毎に不規則に異ならせた場合には、第1基板44aと第2基板44bの間に挟持される液晶層53の厚さ(セルギャップ)もドット領域D毎に不規則に異なったものとなる。この場合、樹脂層55の厚さをR,G,Bの色毎に調整すれば、これらR,G,Bの色毎に最適なリタデーション調整を行うことができる。
例えば、図5及び表1に示すように、12画素(RGB:36ドット)に対応して、R,G,Bの着色要素58が配置される各ドット領域Dの下地層(樹脂層)55の平均厚さを12種類の異なった厚さに設定し、液晶パネル42の有効表示領域内において、ドット領域D毎に平均厚さを不規則に異ならせたものとする。なお、表1に示す樹脂層55の厚さは、樹脂層55の表面に微細な凹凸構造64が形成されていることから、各着色要素58が配置されるドット領域D内での平均膜厚とする。
ここで、R,G,Bの各着色要素58に対応した樹脂層55の平均厚さは、B>G>Rの順とすることが好ましい。この場合、図2に示すように、R,G,Bの各着色要素58間におけるセルギャップdR,dG,dBは、逆にdR>dG>dBの順となる。これにより、R,G,Bの色毎に最適なリタデーション調整を行うことができ、各着色要素58の色純度を高めることによって、コントラストの高いカラー表示を実現することができる。
以上のように、本発明を適用した液晶装置41では、上述したR,G,Bの3色の着色要素58が配置されるドット領域D毎に、樹脂層55に面内方向のランダム性に加えて、厚み方向のランダム性を加えることで、虹色干渉縞の発生を防ぐと共に、色純度の高い高コントラストのカラー表示を行うことができる。
(電気光学装置の製造方法)
次に、上記液晶装置41の製造方法について、図6のフローチャートを参照して説明する。
なお、図6において、工程P31から工程P34が図1の第2基板44bを形成するための工程である。また、工程P41から工程P48が図1の第1基板44aを形成するための工程である。また、工程P51から工程P58がそれらの基板を組み合わせて液晶装置41を完成させるための工程である。
次に、上記液晶装置41の製造方法について、図6のフローチャートを参照して説明する。
なお、図6において、工程P31から工程P34が図1の第2基板44bを形成するための工程である。また、工程P41から工程P48が図1の第1基板44aを形成するための工程である。また、工程P51から工程P58がそれらの基板を組み合わせて液晶装置41を完成させるための工程である。
なお、この製造方法では、図1に示す第1基板44a及び第2基板44bを1つずつ形成するのではなく、第1基板44aに関しては、複数の第1基板44aを形成できる大きさの面積を有する第1マザー基板を用いて複数の第1基板44aを同時に形成する。また、第2基板44bに関しては、複数の第2基板44bを形成できる大きさの面積を有する第2マザー基板を用いて複数の第2基板44bを同時に形成する。第1マザー基板及び第2マザー基板は、例えば、透明なガラス、透明なプラスチック等によって形成される。
先ず、図6の工程P31において、第2マザー基板の表面に図1(a)のTFD素子67及びライン配線66を形成する。次に、工程P32において、図1(a)のドット電極61bをITOを材料としてフォトリソグラフィ処理及びエッチング処理によって形成する。次に、工程P33において、図2の配向膜62bを塗布や印刷等によって形成し、さらに工程P34において、その配向膜62bに配向処理、例えばラビング処理を施す。以上により、第2マザー基材の上に複数の第2基板44bが形成される。
次に、図6の工程P41において、第1マザー基板の表面上に図2の下地層となる樹脂層55を、例えば感光性樹脂を材料としてフォトリソグラフィ処理によって形成する。なお、この樹脂層55の形成方法については詳細を後述する。
次に、図6の工程P42において、図2の反射層56を、例えばAlやAl合金等を材料としてフォトリソグラフィ処理及びエッチング処理によって形成する。このとき、表示ドットD毎に開口68を形成することにより、光反射部Rと透光部Tを形成する。
次に、図6の工程P43において、図2の遮光層57を、例えばCrを材料としてフォトリソグラフィ処理及びエッチング処理によって所定のパターン(例えば、複数の表示ドットDの周りを埋めるような格子状パターン)に形成する。
次に、図6の工程P44において、図2の着色要素58をR,G,Bの各色ごとに順々に形成する。例えば、各色の顔料や染料を感光性樹脂に分散させて成る着色材料をフォトリソグラフィ処理によって所定の配列に形成する。
次に、図6の工程P45において、図2のオーバーコート層59を、例えばアクリル樹脂、ポリイミド樹脂等といった感光性樹脂を材料としてフォトリソグラフィ処理によって形成する。
次に、図6の工程P46において、図2の帯状電極61aをITOを材料としてフォトリソグラフィ処理及びエッチング処理によって形成する。次に、工程P47において、図2の配向膜62aを形成し、さらに、工程P48において、配向処理としてのラビング処理を行う。以上により、第1マザー基材の上に複数の第1基板44aが形成される。
次に、図6の工程P51において、第1マザー基板と第2マザー基板とを貼り合わせる。これにより、第1マザー基板と第2マザー基板とが個々の液晶装置の領域において図1のシール材46を挟んで貼り合わされた構造の大面積のパネル構造体が形成される。
次に、以上のようにして形成された大面積のパネル構造体に含まれるシール材46を、工程P52において、硬化させて両マザー基板を接着する。次に、工程P53において、パネル構造体を1次切断、すなわち1次ブレイクして、図1の液晶パネル42の複数が1列に並んだ状態で含まれる中面積のパネル構造体、いわゆる短冊状のパネル構造体を複数形成する。シール材46には予め適所に開口46aが形成されており、上記の1次ブレイクによって短冊状のパネル構造体が形成されると、そのシール材46の開口46aが外部に露出する。
次に、図6の工程P54において、上記のシール材の開口46aを通して各液晶パネル部分の内部へ液晶を注入し、その注入の完了後、その開口46aを樹脂によって封止する。次に、工程P55において、2回目の切断、すなわち2次ブレイクを行い、短冊状のパネル構造体から図1に示す個々の液晶パネル42を切り出す。
次に、図6の工程P56において、図1の液晶パネル42に偏光板63a及び63bを貼着によって装着する。次に、工程P57において、図1の駆動用IC37a及び37bを実装し、さらに工程P58において、図1の照明装置43を取り付ける。これにより、液晶装置41が完成する。
以上のような液晶装置41の製造方法において、本発明の特徴部分である樹脂層55を形成する工程P41は、図7に示すフローチャートに従って行われる。
具体的に、樹脂層55を形成する際は、先ず、図6に示す塗布工程S1として、第1マザー基板の表面上に、感光性の樹脂材料を塗布した後にプリベークを行い、樹脂層55となる塗膜を形成する。
次に、図7に示す第1の露光工程S2として、この塗膜上にフォトマスクを配して、R,G,Bの着色要素のうち何れか1つが配置されるドット領域D毎に露光量を異ならせた露光を樹脂層55に対して行う。この第1の露光工程は、形成される樹脂層55の厚さをドット領域D毎に不規則に異ならせるためのものであり、フォトマスクとしては、ハーフトーンマスク又はグレートーンマスクを用いることが好ましい。このようなフォトマスクを用いることによって、ドット領域D毎に露光量を異ならせた露光を樹脂層55に対して容易に行うことができる。次に、第1の現像工程S3として、樹脂層55の現像を行う。
次に、図7に示す第2の露光工程S4として、複数の透光部又は不透光部が面内方向に不規則に配列されてなる別のフォトマスクを配して樹脂層55に対する露光を行う。この第2の露光工程は、樹脂層55の表面に形成される凹凸の平面的な配列状態をランダムにするためのものである。さらに、複数の透光部と不透光部との濃淡を不規則に異ならせることによって、樹脂層55の表面に形成される凹凸の立体的な配列状態をランダムにすることができる。次に、図7に示す第2の現像工程S5として、樹脂層55の現像を行う。
以上のような工程を経ることにより、上述したドット領域D毎に樹脂層55の厚さを不規則に異ならせた凹凸構造64と共に、樹脂層55の表面に面内方向に不規則に配列された凹凸構造64を形成することができる。
この方法によれば、樹脂層55上に形成される反射層56が樹脂層55を反映した形状、すなわちその厚さをドット領域D毎に不規則に異ならせると共に、その面内方向に不規則に配列されてなる凹凸構造を有することになる。したがって、この方法により作製された液晶装置41では、反射層56の厚み方向のランダム性に加えて、この反射層56に面内方向のランダム性を加えることによって、虹色干渉縞の発生を効果的に防ぐことができる。
また、前記第1の露光工程S2では、複数の着色要素58が1つの単位画素を構成する画素領域毎に露光量を異ならせた露光を樹脂層55に対して行うことができる。
また、前記第1の現像工程S3の後に焼成、再度感光性の樹脂材料を塗布し、前記第2の露光工程S4後に、前記第2の現像工程S5を行う方法も可能である。
また、前記第1の現像工程S3の後に焼成、再度感光性の樹脂材料を塗布し、前記第2の露光工程S4後に、前記第2の現像工程S5を行う方法も可能である。
なお、上記液晶装置41では、着色要素58をR,G,Bの3色としたが、このような組合せに限らず、例えば着色要素58の組合せをC(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー)とすることもできる。
また、各色着色要素58の配列の仕方に関しては、上述したストライプ配列に限らず、縦方向及び横方向の両方向で着色要素58の色が順々に循環的に変化するモザイク配列や、着色要素58が三角形の頂点に位置するように配列されると共に横方向の色が順々に循環的に変化するデルタ配列とすることもできる。また、これ以外にも種々の配列が提案されているので、必要に応じて配列を適宜選択することができる。
また、上記液晶装置41は、TFD素子をアクティブ素子とするアクティブマトリクス方式の液晶装置であるが、本発明は、アクティブ素子を用いない単純マトリクス方式の液晶装置や、TFT等といった3端子型のスイッチング素子をアクティブ素子として用いるアクティブマトリクス方式の液晶装置にも適用できる。また、上記液晶装置41は、半透過反射型としたが、このような構成に限らず、反射型表示のみを行う反射型の液晶装置にも適用できる。
(電子機器)
次に、本発明を適用した電子機器の一具体例として、図8に示す携帯電話機1000について説明する。
図8は、携帯電話機1000の外観を示す斜視図である。この携帯電話機1000の表示部1001には、上述した液晶装置41が採用されている。したがって、この携帯電話機1000では、表示品質に優れた画像表示を得ることが可能である。
次に、本発明を適用した電子機器の一具体例として、図8に示す携帯電話機1000について説明する。
図8は、携帯電話機1000の外観を示す斜視図である。この携帯電話機1000の表示部1001には、上述した液晶装置41が採用されている。したがって、この携帯電話機1000では、表示品質に優れた画像表示を得ることが可能である。
なお、本発明の液晶表示装置(電気光学装置)は、上記携帯電話機に限らず、例えば、電子ブックや、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるい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、POS端末、タッチパネルなどの電子機器の表示部(画像表示手段)として好適に用いることができる。
なお、本発明において、電気光学物質、電気光学パネル、電気光学装置とは、電界により物質の屈折率が変化して光の透過率を変化させる電気光学効果を有するものの他、電気エネルギーを光学エネルギーに変換するもの等も含んで総称している。
以上、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの例に限定されないことは言うまでもない。すなわち、上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々の変更が可能である。
41…液晶装置、44a,44b…基板、53…液晶層、55…樹脂層(下地層)、56…反射層、58…着色要素、60…着色層、64…凹凸構造
Claims (11)
- 一対の基板間に電気光学物質が挟持されてなる電気光学装置であって、
前記一対の基板の何れか一方の前記電気光学物質側の面に、色の異なる複数の着色要素が周期的に配列されてなる着色層と、
前記一対の基板の観察側とは反対側に配置された基板の前記電気光学物質側の面に設けられた下地層と、
前記下地層上に設けられた反射層とを備え、
前記下地層は、該下地層が設けられた基板からの高さを不規則に異ならせた凹凸構造を有し、
前記反射層は、前記下地層の凹凸構造を反映した形状を備えることを特徴とする電気光学装置。 - 前記複数の着色要素のうち何れか1つが配置されるドット領域毎に、前記下地層の厚さが不規則に異なっていることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
- 前記複数の着色要素が1つの単位画素を構成する画素領域毎に、前記下地層の厚さが不規則に異なっていることを特徴とする請求項1又は2の何れか一項に記載の電気光学装置。
- 前記下地層の平均厚さが前記着色要素の色毎に異なっていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の電気光学装置。
- 前記凹凸構造が前記下地層の面内方向に不規則に配列されていることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の電気光学装置。
- 前記電気光学物質は、前記下地層の厚さを反映して、その厚さが前記ドット領域毎に不規則に異なっていることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の電気光学装置。
- 前記着色層には、赤、緑、青の3原色に対応した3つの着色要素が周期的に配列されると共に、これら3つの着色要素が配置された隣接する3つのドット領域によって1つの画素領域が構成されていることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の電気光学装置。
- 一対の基板間に電気光学物質が挟持されてなると共に、複数のドット領域が配列されてなる電気光学装置の製造方法であって、
前記一対の基板の観察側とは反対側に配置される基板の前記電気光学物質側の面に樹脂層を形成した後に、この樹脂層上にフォトマスクを配して、前記ドット領域毎に露光量を異ならせた露光を前記樹脂層に対して行う工程と、
前記樹脂層上に前記反射層を形成する工程とを有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。 - 前記フォトマスクとして、ハーフトーンマスク又はグレートーンマスクを用いることを特徴とする請求項8に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記フォトマスクによる露光を行った後に、前記樹脂層上に、複数の透光部又は不透光部が面内方向に不規則に配列されてなる別のフォトマスクを配して、前記樹脂層に対する露光を行い、前記樹脂層の現像を行うことによって、前記ドット領域毎に前記樹脂層の厚さを不規則に異ならせると共に、前記樹脂層の面内方向に不規則に配列されてなる凹凸構造を形成することを特徴とする請求項8又は9に記載の電気光学装置の製造方法。
- 請求項1〜7の何れか一項に記載の電気光学装置又は請求項8〜10の何れか一項に記載の製造方法により製造されてなる電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005287149A JP2007094332A (ja) | 2005-09-30 | 2005-09-30 | 電気光学装置、電気光学装置の製造方法、電子機器 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009078198A1 (ja) | 2007-12-18 | 2009-06-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | 液晶表示装置 |
JP2014188843A (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Dainippon Printing Co Ltd | カバーパネル、タッチパネルおよびタッチパネル一体型カバーパネルとこれらの製造方法 |
-
2005
- 2005-09-30 JP JP2005287149A patent/JP2007094332A/ja not_active Withdrawn
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JP2014188843A (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Dainippon Printing Co Ltd | カバーパネル、タッチパネルおよびタッチパネル一体型カバーパネルとこれらの製造方法 |
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