JP3879715B2 - 液晶表示装置および電子機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置およびその製造方法ならびに電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自然光や室内照明光等の外光を表面側から入射させ、この光を反射させて表示を行う反射型表示と、光源からの光を裏面側から入射させて表示を行う透過型表示とを必要に応じて切換えることのできる、いわゆる半透過反射型液晶表示装置が知られている。
【０００３】
図９は、上記半透過反射型液晶表示装置の構成を模式的に例示する断面図である。同図に示すように、この半透過反射型液晶表示装置は、前面基板５０１および背面基板５０２と、これらの基板の間隙に封入された液晶５０３と、光源５０４から発せられた光を背面基板５０２の全体に導く導光板５０５と、導光板５０５と背面基板５０２との間に介挿される半透過反射板５０６とにより概略構成される。ここで、半透過反射板５０６は、例えば特開昭５５−８４９７５号公報に開示されているような、樹脂中にパール顔料ビーズを分散したシートであり、入射光の一部を反射し、他の一部を透過するという性質を有している。また、前面基板５０１の外側（液晶５０３とは反対側）には偏光板５０７が貼着され、内側にはカラーフィルタ５０８および透明電極５０９等が形成される。一方、背面基板５０２の外側（液晶５０３とは反対側）には偏光板５１０が貼着され、内側には透明電極５１１等が形成される。
【０００４】
このような構成において、反射型表示を行う場合、太陽光や室内照明等の外光が前面基板５０１側から入射し、偏光板５０７→前面基板５０１→カラーフィルタ５０８→透明電極５０９→液晶５０３→透明電極５１１→背面基板５０２→偏光板５１０→半透過反射板５０６、という経路を辿って半透過反射板５０６によって反射され、上記経路を逆に辿って前面基板５０１側から出射される。
【０００５】
これに対し、透過型表示を行う場合には、光源５０４から発せられた光が導光板５０５によってパネル全体に導かれ、その光の一部が半透過反射板５０６を透過し、偏光板５１０→背面基板５０２→透明電極５１１→液晶５０３→透明電極５０９→カラーフィルタ５０８→前面基板５０１→偏光板５０７、という経路を辿って前面基板５０１側から出射され、ユーザに視認される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記説明の通り、反射型表示の場合には、ユーザによって視認される光（以下、単に「出射光」という）は、カラーフィルタ５０８を２回通過している。これに対し、透過型表示の場合、出射光は、カラーフィルタ５０８を１回しか通過していない。従って、前面基板から入射する光の強さと、光源から背面基板に照射される光の強さとが等しいと仮定すると、例えば透過型表示の場合の出射光の色純度（光の着色の程度）は、反射型表示の場合の出射光の色純度の概ね半分程度となってしまう。カラーフィルタ５０８の色純度を向上させれば、透過型表示の場合の出射光の色純度を向上させることもできるが、このようにした場合には反射型表示の際の明るさが低下するという問題が生じる。このように、従来の半透過反射型液晶表示装置においては、反射型表示の際の色再現性と透過型表示の際の色再現性とを同じにすることができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、反射型表示の場合の色再現性と、透過型表示の場合の色再現性とを同じにすることができる液晶表示装置およびその製造方法ならびに電子機器を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、反射型表示用の領域及び透過型表示用の領域が設けられた複数の画素と、一対の基板間に配置された液晶とを備える液晶表示装置であって、前記一対の基板のうち一方の基板において、前記反射型表示用の領域に形成された樹脂薄膜と、前記一方の基板における前記反射型表示用の領域に配置され、表面に起伏が形成された反射膜と、前記一方の基板における前記透過型表示用の領域と前記反射型表示用の領域とに形成されると共に、前記樹脂薄膜よりも前記液晶側に形成されたカラーフィルタと、を備え、前記カラーフィルタは、前記透過型表示用の領域に形成された厚みの厚い部分と、前記反射型表示用の領域に形成された厚みの薄い部分とを有し、前記カラーフィルタ上には、前記厚い部分及び前記薄い部分に重なるようにオーバーコート層が形成されており、前記オーバーコート層は、複数の前記画素のうち隣接する２つの画素同士の間の領域に、前記カラーフィルタに重なる部分よりも厚く形成されている部分を有することを特徴とする液晶表示装置を提供するものである。
【０００９】
また、この発明は、前記樹脂薄膜の表面に起伏が設けられていると共に、当該樹脂薄膜上に前記反射膜が形成されており、前記カラーフィルタは、前記反射膜を介して前記樹脂薄膜上に形成されていることを特徴とする液晶表示装置を提供するものである。
【００１０】
本発明によれば、反射型表示の場合、第１の基板から入射された光はカラーフィルタの平面部を２回通過した後に出射するので、反射型表示の際の色再現性は、カラーフィルタの平面部の厚さに依存する。一方、透過型表示の場合、光源（バックライト）からの照射光は、第２の基板側から入射し、カラーフィルタの突起部および平面部、すなわち、スペーサ部と反射板の開口部を通過した後に出射するため、透過型表示の場合の色再現性は、カラーフィルタの突起部および平面部の厚さに依存する。従って、カラーフィルタの平面部の厚さと突起部の厚さとをそれぞれ個別に選定することにより、反射型表示の際の色再現性と、透過型表示の際の色再現性とを、それぞれ独立に設定することができる。従って、反射型表示の際の色再現性と、透過型表示の際の色再現性とを同じにすることができる。
【００１１】
そして、突起部の厚さを調節することによって透過型表示を所望の色再現性とすることが可能となるが、突起部の厚さの調節は、スペーサ部の厚さを調節することによって容易に行うことができる。また、透過型表示において所望の色再現性を得るために突起部を比較的厚くする必要がある場合であっても、スペーサ部を所定の厚さに形成することにより、所望の色再現性を得るのに充分な突起部の厚さを確保することができるという利点がある。
【００１２】
ここで、前記第２の基板は、前記各開口部に対応した溝部を有し、前記カラーフィルタの突起部は、前記各反射板およびスペーサ部の開口部を通って前記溝部の底部に至るようにしてもよい。この場合、反射板およびスペーサ部の厚さに加え、前記溝部の深さの分だけさらに突起部を厚く形成することができる。従って、反射型表示において所望の色再現性を得るために突起部を比較的厚くする必要がある場合であっても、スペーサ部をそれほど厚く形成する必要がないから、液晶表示装置が厚くなるのを回避することができる。
【００１３】
また、この発明は、前記樹脂薄膜が、前記透過表示用の領域に開口部を有することを特徴とする液晶表示装置を提供するものである。
【００１４】
また、この発明は、前記カラーフィルタの厚い部分は、前記透過表示用の領域において前記一方の基板側に突出する突起部であり、前記オーバーコート層の厚く形成されている部分が、前記一方の基板側に突出する突起部であることを特徴とする液晶表示装置を提供するものである。
【００１５】
かかる液晶表示装置によれば、カラーフィルタの平面部の厚さと突起部の厚さとをそれぞれ個別に選定することにより、反射型表示の際の色再現性と、透過型表示の際の色再現性とを、それぞれ独立に最適化することができるという利点がある。
【００１６】
さらに、反射型表示において所望の色再現性を得るために突起部を比較的厚くする必要がある場合であっても、スペーサ部を所定の厚さに形成することにより、所望の色再現性を得るのに充分な突起部の厚さを確保することができるという利点がある。
【００１８】
また、前記第１の基板に対向する前記第２の基板の面上に、前記各開口部に対応した溝部を形成してもよい。このような液晶表示装置によれば、反射板およびスペーサ部の厚さに加え、前記溝部の深さの分だけさらに突起部を厚く形成することができる。従って、反射型表示において所望の色再現性を得るために突起部を比較的厚くする必要がある場合であっても、スペーサ部をそれほど厚く形成する必要がないから、液晶表示装置が厚くなるのを回避することができる。
【００１９】
また、本発明は、上記液晶表示装置を、表示部として備えたことを特徴とする電子機器を提供するものである。かかる電子機器によれば、反射型表示の際の色再現性と、透過型表示の際の色再現性とを、それぞれ独立に最適化することができるという利点がある。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更可能である。
【００２１】
Ａ：第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態である半透過反射型液晶表示装置の構成を模式的に例示する断面図である。なお、この図１および以下に示す各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせている。また、以下では、図１に示すように、液晶パネルに対してバックライトユニットが設けられた側を背面側、これとは反対側（すなわち、ユーザによって視認される画像が表示される面側）を前面側と呼ぶ。
【００２２】
図１に示すように、この半透過反射型液晶表示装置は、液晶パネル２０とバックライトユニット３０とにより概略構成されている。液晶パネル２０は、前面基板２１（第１の基板）と背面基板２２（第２の基板）とが、スペーサ２４の混入されたシール材２３によって一定の間隙を保った状態で貼付されるとともに、これらの基板の間隙にＴＮ（Twist Nematic）型等の液晶２５が封入された構成となっている。前面基板２１および背面基板２２は、例えば石英やガラス、プラスティック等によって構成される板状部材である。また、前面基板２１の前面側には偏光板２６が、背面基板２２の背面側には偏光板２７がそれぞれ貼着され、その偏光軸は、貼着された基板に形成される配向膜（詳細は後述）のラビング方向に応じて設定されている。
【００２３】
また、背面基板２２の背面側には、シリコンゴム等の緩衝材４０を介してバックライトユニット３０が設けられている。このバックライトユニット３０は、光を照射する線状の蛍光管３１と、蛍光管３１から発せられる光を反射して導光板３３に導く反射板３２と、導光板３３と、この導光板３３に導かれた光を液晶パネル２０の背面基板２２に対して一様に拡散させる拡散板３４と、導光板３３から液晶パネル２０とは反対側に出射される光を液晶パネル２０側へ反射させる反射板３５とを有している。ここで、上記蛍光管３１は、常に点灯しているのではなく、外光がほとんどないような環境において使用される場合に、ユーザからの指示やセンサからの検出信号等に応じて点灯し、これにより透過型表示が行われるようになっている。
【００２４】
次に、図２は、上記液晶パネル２０の一部の構成を示す断面図である。なお、図２においては、図１に示す偏光板２６および２７を省略している。
【００２５】
同図に示すように、前面基板２１の背面側（液晶２５側）表面には、複数の画素電極２１１がマトリクス状に形成される。この画素電極２１１は、例えば透明材料であるＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウムスズ酸化物）により構成される。
【００２６】
ここで、図３（ａ）は、この画素電極２１１およびその付近の部分を、前面基板２１の背面側から見た場合の構成を示す平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＡ−Ａ’線視断面図である。図３（ａ）および（ｂ）に示すように、各画素電極２１１は、ＴＦＤ（Thin Film Diode；薄膜ダイオード）２１２を介して画素電圧供給用の走査線２１３に接続される。ここで、ＴＦＤ２１２は、図３（ｂ）に示すように、第１のＴＦＤ２１２ａおよび第２のＴＦＤ２１２ｂからなる。各ＴＦＤ２１２ａおよびｂは、前面基板２１の表面を覆う絶縁膜２１４の面上に形成され、第１金属膜２１５と、この第１金属膜２１５の表面に陽極酸化によって形成された絶縁体たる酸化膜２１６と、この酸化膜２１６の上面に相互に離間して形成された第２金属膜２１７ａおよび２１７ｂによって構成されている。そして、第２金属膜２１７ａは走査線２１３となり、第２金属膜２１７ｂは画素電極２１１に接続されている。
【００２７】
ここで、第１のＴＦＤ２１２ａは、走査線２１３の側から見ると、第２金属膜２１７ａ／酸化膜２１６／第１金属膜２１５の順に形成され、金属／絶縁体／金属という構造となるため、その電流−電圧特性は正負双方向にわたって非線形となる。一方、第２のＴＦＤ２１２ｂは、走査線２１３の側から見ると、第１金属膜２１５／酸化膜２１６／第２金属膜３２７ｂとなり、第１のＴＦＤ２１２ａとは反対の電流−電圧特性を有することとなる。このように、ＴＦＤ２１２は、２つの素子を相互に逆向きに直列接続した形になるため、１つの素子を用いる場合と比較して、電流−電圧の非線形特性が正負双方向にわたって対称化されることとなる。
【００２８】
再び図２に戻り、画素電極２１１等が形成された前面基板２１の表面は配向膜（図示略）によって覆われている。この配向膜は、ポリイミド等の有機材料によって構成される薄膜であり、一軸配向処理、例えばラビング処理が施されている。両基板間に封入された液晶２５は、画素電極２１１からの電界が印加されていない状態において、配向膜に従った配向状態となる。
【００２９】
一方、背面基板２２の前面側表面であって、上記画素電極２１１と対向する領域にはスペーサ部２２１が形成されている。このスペーサ部２２１は、アクリル樹脂等によって形成される薄膜であり、開口部であるスリット２２０が形成されている。また、スペーサ部２２１の上面にはエッチング等の処理によって複数の起伏が形成されている。
【００３０】
このスペーサ部２２１の上面は反射板２２２で覆われている。この反射膜２２２は、光反射性を有する金属、例えばアルミニウム、銀、ニッケルおよびクロム等によって構成される薄膜であり、前面基板２１側から入射した入射光を反射させ、反射型表示を行うためのものである。反射板２２２には、上記スペーサ部２２１に設けられたスリットと同様のスリットが設けられている。また、反射板２２２には、スペーサ部２２１の上面に形成された起伏に応じた起伏が形成される。そしてこの複数の起伏により、反射板２２２からの反射光は適度に散乱する。
【００３１】
カラーフィルタ２２３は、染料や顔料によってＲ（赤色）、Ｇ（緑色）およびＢ（青色）のいずれかに着色された樹脂材料で形成された膜である。このカラーフィルタ２２３は、反射板２２２の上面全体を覆うように形成される平面部２２３ａと、該平面部２２３ａから背面側に向かって突出した突出部２２３ｂとが一体に形成されたものである。上述したように、反射板２２２およびスペーサ部２２１にはスリット２２０が設けられているが、上記突出部２２３ｂは、このスリット２２０を通って背面基板２２の表面に至るように形成されている。なお、背面基板２１上の、スペーサ部２２１、反射板２２２およびカラーフィルタ２２３が形成された領域以外の領域には、着色パターン間の隙間を遮光するためのブラックマトリクスが形成されているが、図示を省略する。
【００３２】
スペーサ部２２１、反射板２２２およびカラーフィルタ２２３が形成された背面基板２２の表面は、アクリル樹脂やエポキシ樹脂等からなるオーバーコート層２２４によって覆われている。これは、スペーサ部２２１、反射板２２２およびカラーフィルタ２２３によって背面基板２２上に形成された凸部を平坦化するとともに、カラーフィルタ２２３から有機材料が染み出して液晶２５を劣化させるのを防ぐためである。さらに、オーバーコート層２２４の前面側表面には、複数の対向電極２２５がストライプ状に形成されている。この対向電極２２５は、例えば上述した画素電極２１１と同様のＩＴＯにより構成される透明電極である。この対向電極２２５と前面基板２１上の画素電極２１１とにより、ドットマトリクス状の画素が形成される。さらに、対向電極２２５が形成されたオーバーコート層２２４の表面は、配向膜（図示略）によって覆われている。この配向膜は、前面基板２１を覆う配向膜と同様にポリイミド等の有機薄膜であり、一軸配向処理、例えばラビング処理が施されている。
【００３３】
このような構成において、前面基板２１側から液晶パネル２０に外光（すなわち、太陽光や室内照明の光等）が入射した場合、この入射光は反射板２２２によって反射して前面基板２１から出射し、これにより反射型表示を行うことができる。一方、バックライトユニット３０の蛍光管３１が点灯した場合、この照射光は、スペーサ部２２１および反射板２２２に形成されたスリット２２０を通過して前面基板２１から出射し、これにより透過型表示を行うことができる。
【００３４】
さらに詳述すると、反射型表示の場合、前面側からの入射光は、偏光板２６（図２においては図示せず）→前面基板２１→画素電極２１１→液晶２５→対向電極２２５→オーバーコート層２２４→カラーフィルタ２２３の平面部２２３ａ→反射板２２２、という経路を辿って反射板２２２によって反射され、上記経路を逆に辿って前面基板２１から出射される。このように、前面基板２１に入射した光は、ユーザによって視認されるまでに、カラーフィルタ２２３の平面部２２３ａを２回通過することによって着色される。
【００３５】
一方、透過型表示の場合、バックライトユニット３０による照射光は、偏光板２７（図２においては図示せず）→背面基板２２→カラーフィルタ２２３の突起部２２３ｂ（スリット２２０）→カラーフィルタ２２３の平面部２２３ａ→オーバーコート層２２４→対向電極２２５→液晶２５→画素電極２１１→前面基板２１→偏光板２６（図２においては図示せず）、という経路を辿って出射され、ユーザに視認される。このように、バックライトユニット３１による照射光は、ユーザによって視認されるまでに、カラーフィルタ２２３の突起部２２３ｂおよび平面部２２３ａを通過することによって着色される。
【００３６】
このように、反射型表示の場合には、反射光はカラーフィルタ２２３の平面部２２３ａを２回通過するので、反射型表示の際の色再現性は、カラーフィルタ２２３の平面部２２３ａの厚さに依存する。一方、透過型表示の場合、バックライトユニット３０からの照射光は、カラーフィルタ２２３の突起部２２３ｂおよび平面部２２３ａを通過するので、透過型表示の際の色再現性は、カラーフィルタ２２３の突起部２２３ｂおよび平面部２２３ａの厚さに依存する。従って、カラーフィルタ２２３の平面部２２３ａの厚さと突起部２２３ｂの厚さとをそれぞれ個別に選定することにより、反射型表示の際の色再現性と、透過型表示の際の色再現性とを、それぞれ独立に最適化することができる。
【００３７】
すなわち、例えば、突起部を厚く形成すれば、バックライトユニット３０からの照射光が通過するカラーフィルタ内の光路長を充分に確保することができる。従って、透過型表示の場合であっても、ユーザによって視認される光を充分に着色することができる。
【００３８】
ここで、例えば、カラーフィルタ２２３の平面部２２３ａの厚さと、突起部２２３ｂの厚さとが等しくなるようにスペーサ部２２１の厚さを設定することにより、反射型表示の場合に前面基板２１から入射した光が通過するカラーフィルタ２２３内の光路長（概ね平面部２２３ａの厚さの２倍）と、透過型表示の場合に背面基板２２側からの入射光が通過したカラーフィルタ２２３内の光路長（平面部２２３ａの厚さと突起部２２３ｂの厚さを合わせた長さ）とが、概ね等しくなる。従って、前面基板２１から入射する光の強さとバックライトユニット３０から発せられる光の強さが同一であると仮定した場合、反射型表示の場合の色再現性と透過型表示の場合の色再現性とを概ね等しくすることができる。
【００３９】
ここで、スペーサ部２２１を設けない場合、すなわち、カラーフィルタ２２３と背面基板２２との間に反射板２２２のみを介挿させた場合、反射板２２２はカラーフィルタ２２３の膜厚と比較して非常に薄いから、それほど突起部２２３ｂの厚さを厚くすることはできず、所望の色再現性を得ることができない場合が考えられる。これに対し、本実施形態においては、反射板２２２の厚さとスペーサ部２２１の厚さとを合わせた厚さだけ突起部２２３ｂの厚さを確保することができる。従って、透過型表示において所望の色再現性を得るために突起部２２３ｂを比較的厚くする必要がある場合であっても、スペーサ部２２１を所定の厚さに形成することにより、所望の色再現性を得るのに充分な突起部２２３ｂの厚さを確保することができるという利点がある。
【００４０】
Ｂ：第２実施形態
上記第１実施形態においては、スペーサ部２２１を設けることによって突起部２２３ｂを厚くすることを可能とし、これにより透過型表示の場合の色再現性を任意に設定できるようにした。しかしながら、突起部２２３ｂを厚くするためにスペーサ部２２１をあまりに厚くしすぎると、今度は液晶パネル２０の薄型化の妨げとなる場合も考えられる。そこで、本実施形態においては、スペーサ部２２１をそれほど厚くすることなく、突起部２２３ｂの厚さを充分に確保できる構成となっている。
【００４１】
図４は、本発明の第２実施形態である液晶パネル２０の構成を模式的に例示する断面図である。なお、本実施形態に係る液晶パネル２０の構成要素のうち、前掲図２に示した第１実施形態における構成要素と共通する部分については、図４において同一の符号を用い、その説明を省略する。
【００４２】
本実施形態においては、上記実施形態と同様に反射板２２２およびスペーサ部２２１にスリット２２０が設けられているとともに、このスリット２２０が設けられた領域に対応して、背面基板２２上に溝部２２６が設けられている。そして、カラーフィルタ２２３の平面部２２３ａから突出した突起部２２３ｂは、上記反射板２２２およびスペーサ部２２１に設けられたスリット２２０を通って背面基板２２上に設けられた溝部２２６の底部に至るようになっている。
【００４３】
上記第１実施形態においては、反射板２２２およびスペーサ部２２１を合わせた厚さ分だけ突起部２２３ｂの厚さを確保することができたが、本実施形態においては、この厚さに加え、背面基板２２に設けられた溝部２２６の深さの分だけ、さらに突起部２２３ｂを厚くすることができるという利点がある。従って、選択可能な色再現性の範囲を広くすることができるという利点がある。さらに、背面基板２２自体に溝部２２６を設ける構成となっているため、液晶パネル２０が厚くなってしまうことがない。
【００４４】
Ｃ：液晶パネル２０の製造方法
次に、図５（ａ）〜（ｅ）および図６（ｆ）〜（ｉ）を参照して、上記液晶パネル２０の製造方法について説明する。なお、上記第１実施形態に係る液晶パネル２０は、上記第２実施形態に係る液晶パネル２０の製造工程のうち、背面基板２２に溝部２２６を形成する工程を除くことにより製造可能であるため、以下では第２実施形態に係る液晶パネル２０の製造方法について説明し、これにより第１実施形態に係る液晶パネル２０の製造方法の説明を兼ねるものとする。
【００４５】
まず、背面基板２２の一方の表面を、後にスペーサ部２２１となるアクリル樹脂層２２１’によって覆うとともに、エッチング等の処理によってこのアクリル樹脂層２２１’の表面に複数の起伏（図示略）を形成する。そして、この表面をアルミニウム等の反射層２２２’によって覆う。この結果、反射層２２２’上には複数の起伏が形成される。さらに、複数の起伏が形成された反射層２２２’の面上に、上述した反射板２２２およびスペーサ部２２１に対応した領域を覆うマスク２３０を重ねる。このマスク２３０には、上述したスリット２２０に対応する領域に開口領域が設けられている（図５（ａ））。
【００４６】
次に、マスク２３０で被覆した面に対して異方性エッチングを施した後、マスク２３０を剥離することにより、スリット２２０を有する反射板２２２が形成される（図５（ｂ））。さらに、この反射板２２２が形成された領域以外にあるアクリル樹脂層２２１’を除去するための異方性エッチングを施す。この場合、図５（ａ）に示したようなマスク２３０を新たに重ねてからエッチングを施してもよいが、上記反射板２２２をマスクとして用いてエッチングを施すようにしてもよい。このエッチングの結果、図５（ｃ）に示すように、背面基板２２上にスペーサ部２２１および反射板２２２が形成されることとなる。
【００４７】
さらに、このようにしてスペーサ部２２１および反射板２２２が形成された背面基板２２の面上に、スリット２２０が設けられた領域に開口部を有するマスク２３２を重ね（図５（ｄ））、この面に対して異方性エッチングを施す。これにより、図５（ｅ）に示すように、背面基板２２上に、スリット２２０に対応した溝部２２６が形成される。
【００４８】
次に、図６（ｆ）に示すように、染料または顔料によって赤色、緑色および青色のうちのいずれかに着色された樹脂材料２３１（図６（ｆ）においては緑色の樹脂材料）を塗布・平坦化する。この際、樹脂材料２３１がスリット２２０および溝部２２６に充分に浸透するように塗布を行う。そして、樹脂材料２３１が塗布された面上であって、該樹脂材料２３１の色に対応したカラーフィルタ２２３を形成すべき領域に対してマスク２３３を重ね、異方性エッチングを施す。これにより、図６（ｇ）に示すように、上記３色の内のいずれかの色（図６（ｇ）においては緑色）のカラーフィルタ２２３を形成することができる。この処理を、他の色についても同様に行う。これにより、図６（ｈ）に示すように、スペーサ部２２１と、反射板２２２と、平面部２２３ａおよび突起部２２３ｂを有する各色のカラーフィルタ２２３とが背面基板２２上に形成される。
【００４９】
さらに、これらの各部が形成された面に対して、アクリル樹脂やエポキシ樹脂等を塗布・平坦化し、オーバーコート層２２４を形成するとともに、オーバーコート層２２４の上面で、各カラーフィルタに対応する領域にＩＴＯ等の対向電極２２５を形成する（図６（ｉ））。
【００５０】
こうして作成された基板と、画素電極２１１およびＴＦＤ２１２等が形成された前面基板２１とをシール材によって接合する。この接合の際に、背面基板２２に形成されたカラーフィルタ２２３、反射板２２２およびスペーサ部２２１と、前面基板２１上に形成された画素電極２１１とが、各々対応するように位置合わせを行う。そして、これらの基板の間隙に液晶を封入するとともに、前面基板２１の面上に偏光板２６を、背面基板２２の面上に偏光板２７をそれぞれ貼着する。これにより液晶パネル２０を製造することができる。
【００５１】
なお、上記製造方法はあくまでも一例であり、本発明にかかる液晶パネル２０の製造方法はこれに限られるものではない。例えば、上述した例においては、背面基板２２上にアクリル樹脂層２２１’および反射層２２２’を形成した後に、これらの各層に対して順次エッチングを施していくようにしたが、各層を形成する毎にエッチングを施すようにしてもよい。すなわち、例えば、背面基板２２にエッチングを施すことによって溝部２２６を形成し、その上面にアクリル樹脂層２２１’を形成する。そして、アクリル樹脂層２２１’に対してエッチングを施し、図２に示すスペーサ部２２１を形成する。そして、さらにこの上面に反射層２２２’を形成してエッチングを施し、反射板２２２を形成する、といった具合である。
【００５２】
また、上述した例においては、前掲図５（ｄ）に示したように、スリット２２０が設けられたすべての領域に開口部を有するマスクを重ねて異方性エッチングを施すようにしたため、すべての溝部２２６が同じ深さに形成されたが、これに限らず、例えば対応するカラーフィルタの色に応じて溝部２２６の深さを変えるようにしてもよい。この場合、図５（ｄ）に示した工程に代えて、以下の工程を行うようにすればよい。すなわち、３色（赤色、青色および緑色）のうちのいずれか１色のカラーフィルタに対応したスリット２２０が設けられた領域のみに開口部を有するマスクを重ねて異方性エッチングを施すとともに、その後、他の２色についてもエッチングの程度を異ならせて同様の工程を繰り返すようにすればよい。このようにすることにより、前掲図６（ｆ）〜（ｈ）に示した工程によって形成されるカラーフィルタ２２３の突起部２２３ｂの厚さを、各カラーフィルタの色毎に異ならせることができるから、各色毎に所望の色再現性を実現することができるという利点がある。
【００５３】
Ｄ：応用例
次に、上記各実施形態に係る液晶パネルを各種の電子機器の表示装置として適用する場合について説明する。この場合、電子機器は、図７に例示するように、表示情報出力源３０１、表示情報処理回路３０２、電源回路３０３、タイミングジェネレータ３０４、駆動回路３０５および上述した液晶パネル２０により構成される。
【００５４】
表示情報出力源３０１は、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、各種ディスク等のストレージユニット、ディジタル画像信号を同調出力する同調回路等を備えて構成され、タイミングジェネレータ３０４によって出力される各種のクロック信号に基づき、所定のフォーマットの画像信号などの表示情報を表示情報処理回路３０２に出力する。表示情報処理回路３０２は、増幅・反転回路や、ローテーション回路、ガンマ補正回路およびクランプ回路等、周知の各種回路を備え、供給された表示情報の処理を実行して、その画像信号をクロック信号とともに駆動回路３０５に供給する。駆動回路３０５は、供給される画像信号に従い、図２に示した画素電極２１１や対向電極２２５を駆動する回路である。また、電源回路３０３は、各構成要素に所定の電源を供給する。
【００５５】
上記電子機器の具体例としては、例えば、可搬型パーソナルコンピュータ、携帯電話機、ビューファインダ型また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、タッチパネルを備えた各種装置等が考えられる。
【００５６】
Ｅ：変形例
以上この発明の一実施形態について説明したが、上記実施形態はあくまでも例示であり、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。
【００５７】
＜変形例１＞
上記各実施形態においては、背面基板２２の上面にスペーサ部２２１を設け、その上面に反射板２２２を設けるようにしたが、スペーサ部２２１と反射板２２２との位置は、逆であってもよい。すなわち、図８に示すように、背面基板２２の上面に反射板２２２を設けるとともに、反射板の上面にスペーサ部２２１を設け、これらを貫通するスリット２２０を設ける。そして、スペーサ部２２１の上面に、平面部２２３ａと、スリット２２０を通って背面基板２２に至る突起部２２３ｂとを有するカラーフィルタを形成する。ただし、この場合、スペーサ部２２２が透明であることが必要となる。また、この場合、背面基板２２上の反射板２２２が形成される領域に、エッチング等の処理によって複数の起伏を形成し、この上面に反射板２２２を形成することにより、反射光を適度に散乱させるための複数の起伏を反射版２２２上に形成するようにしてもよい。
【００５８】
このようにしても、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。なお、図８に示した構成とした場合にも、背面基板２２上のスリット２２０に対応する位置に溝部２２６を設け、突起部２２３ｂをこの溝部２２６の底部に至るように形成することができる。
【００５９】
＜変形例２＞
上記第２実施形態においては、反射板２２２およびスペーサ部２２１にスリット２２０を設け、さらに背面基板上にスリット２２０に対応した溝部２２６を形成するようにした。しかしながら、背面基板２２上に溝部２２６を設けることだけで、所望の色再現性を実現可能な厚さを有する突起部２２３ｂを形成することができるのならば、スペーサ部２２１を設ける必要はない。
【００６０】
＜変形例３＞
上記各実施形態においては、スペーサ部２２１の上面に形成された複数の起伏によって反射板２２２に複数の起伏が形成されるようにしたが、これに限らず、例えば、背面基板２２上のスペーサ部２２１および反射板２２２が形成される領域に、エッチング等の処理によって複数の起伏を形成しておき、この上面にスペーサ部２２１または反射板２２２（上記変形例１の場合）を形成するようにしてもよい。このようにしても、反射板２２２上に、反射光を散乱させるための複数の起伏を形成することができる。
【００６１】
＜変形例４＞
上記各実施形態においては、スイッチング素子としてＴＦＤ２１２を用いたが、これに限らず、例えばＭＳＩ（Metal Semi-Insulator）等のダイオード素子構造を持った素子や、薄膜トランジスタ等の３端子型素子を用いてもよい。また、本発明は、これらのスイッチング素子によって画素電極を駆動するアクティブマトリクス方式の液晶パネルのみならず、スイッチング素子を持たないパッシブマトリクス方式の液晶パネルにも適用可能である。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、カラーフィルタの平面部の厚さと突起部の厚さとをそれぞれ個別に選定することにより、反射型表示の際の色再現性と透過型表示の際の色再現性とを同じにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態である液晶パネルを用いた液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図２】 同実施形態における液晶パネルの一部を示す断面図である。
【図３】 （ａ）は同実施形態における各画素電極付近の構成を示す平面図であり、（ｂ）は上記（ａ）におけるＡ−Ａ’線視断面図である。
【図４】 本発明の第２実施形態である液晶パネルの一部を示す断面図である。
【図５】 本発明に係る液晶表示装置の製造方法を示す図である。
【図６】 本発明に係る液晶表示装置の製造方法を示す図である。
【図７】 各実施形態にかかる液晶パネルが適用される電子機器の概略構成を示すブロック図である。
【図８】 本発明の第１実施形態である液晶パネルの変形例の構成を示す断面図である。
【図９】 従来の液晶パネルの構成を例示する断面図である。
【符号の説明】
２０……液晶パネル
２１，５０１……前面基板
２２，５０２……背面基板
２３……シール材
２４……スペーサ
２５，５０３……液晶
２６，２７，５０７，５１０……偏光板
３０……バックライトユニット
３１……蛍光管
３２，３５……反射板
３３……導光板
３４……拡散板
２１１……画素電極
２１２……ＴＦＤ
２１３……走査線
２１４……絶縁膜
２１５……第１金属膜
２１６……酸化膜
２１７ａ，２１７ｂ……第２金属膜
２２０……スリット
２２１……スペーサ部
２２１’……スペーサ層
２２２……反射板
２２２’……反射層
２２３……カラーフィルタ
２２３ａ……平面部
２２３ｂ……突起部
２２４……オーバーコート層
２２５……対向電極
２２６……溝部
２３０，２３２，２３３……マスク
２３１……樹脂材料
３０１……表示情報出力源
３０２……表示情報処理回路
３０３……電源回路
３０４……タイミングジェネレータ
３０５……駆動回路
５０４……光源
５０５……導光板
５０６……半透過反射板
５０８……カラーフィルタ
５０９，５１１……透明電極
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置およびその製造方法ならびに電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自然光や室内照明光等の外光を表面側から入射させ、この光を反射させて表示を行う反射型表示と、光源からの光を裏面側から入射させて表示を行う透過型表示とを必要に応じて切換えることのできる、いわゆる半透過反射型液晶表示装置が知られている。
【０００３】
図９は、上記半透過反射型液晶表示装置の構成を模式的に例示する断面図である。同図に示すように、この半透過反射型液晶表示装置は、前面基板５０１および背面基板５０２と、これらの基板の間隙に封入された液晶５０３と、光源５０４から発せられた光を背面基板５０２の全体に導く導光板５０５と、導光板５０５と背面基板５０２との間に介挿される半透過反射板５０６とにより概略構成される。ここで、半透過反射板５０６は、例えば特開昭５５−８４９７５号公報に開示されているような、樹脂中にパール顔料ビーズを分散したシートであり、入射光の一部を反射し、他の一部を透過するという性質を有している。また、前面基板５０１の外側（液晶５０３とは反対側）には偏光板５０７が貼着され、内側にはカラーフィルタ５０８および透明電極５０９等が形成される。一方、背面基板５０２の外側（液晶５０３とは反対側）には偏光板５１０が貼着され、内側には透明電極５１１等が形成される。
【０００４】
このような構成において、反射型表示を行う場合、太陽光や室内照明等の外光が前面基板５０１側から入射し、偏光板５０７→前面基板５０１→カラーフィルタ５０８→透明電極５０９→液晶５０３→透明電極５１１→背面基板５０２→偏光板５１０→半透過反射板５０６、という経路を辿って半透過反射板５０６によって反射され、上記経路を逆に辿って前面基板５０１側から出射される。
【０００５】
これに対し、透過型表示を行う場合には、光源５０４から発せられた光が導光板５０５によってパネル全体に導かれ、その光の一部が半透過反射板５０６を透過し、偏光板５１０→背面基板５０２→透明電極５１１→液晶５０３→透明電極５０９→カラーフィルタ５０８→前面基板５０１→偏光板５０７、という経路を辿って前面基板５０１側から出射され、ユーザに視認される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記説明の通り、反射型表示の場合には、ユーザによって視認される光（以下、単に「出射光」という）は、カラーフィルタ５０８を２回通過している。これに対し、透過型表示の場合、出射光は、カラーフィルタ５０８を１回しか通過していない。従って、前面基板から入射する光の強さと、光源から背面基板に照射される光の強さとが等しいと仮定すると、例えば透過型表示の場合の出射光の色純度（光の着色の程度）は、反射型表示の場合の出射光の色純度の概ね半分程度となってしまう。カラーフィルタ５０８の色純度を向上させれば、透過型表示の場合の出射光の色純度を向上させることもできるが、このようにした場合には反射型表示の際の明るさが低下するという問題が生じる。このように、従来の半透過反射型液晶表示装置においては、反射型表示の際の色再現性と透過型表示の際の色再現性とを同じにすることができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、反射型表示の場合の色再現性と、透過型表示の場合の色再現性とを同じにすることができる液晶表示装置およびその製造方法ならびに電子機器を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、反射型表示用の領域及び透過型表示用の領域が設けられた複数の画素と、一対の基板間に配置された液晶とを備える液晶表示装置であって、前記一対の基板のうち一方の基板において、前記反射型表示用の領域に形成された樹脂薄膜と、前記一方の基板における前記反射型表示用の領域に配置され、表面に起伏が形成された反射膜と、前記一方の基板における前記透過型表示用の領域と前記反射型表示用の領域とに形成されると共に、前記樹脂薄膜よりも前記液晶側に形成されたカラーフィルタと、を備え、前記カラーフィルタは、前記透過型表示用の領域に形成された厚みの厚い部分と、前記反射型表示用の領域に形成された厚みの薄い部分とを有し、前記カラーフィルタ上には、前記厚い部分及び前記薄い部分に重なるようにオーバーコート層が形成されており、前記オーバーコート層は、複数の前記画素のうち隣接する２つの画素同士の間の領域に、前記カラーフィルタに重なる部分よりも厚く形成されている部分を有することを特徴とする液晶表示装置を提供するものである。
【０００９】
また、この発明は、前記樹脂薄膜の表面に起伏が設けられていると共に、当該樹脂薄膜上に前記反射膜が形成されており、前記カラーフィルタは、前記反射膜を介して前記樹脂薄膜上に形成されていることを特徴とする液晶表示装置を提供するものである。
【００１０】
本発明によれば、反射型表示の場合、第１の基板から入射された光はカラーフィルタの平面部を２回通過した後に出射するので、反射型表示の際の色再現性は、カラーフィルタの平面部の厚さに依存する。一方、透過型表示の場合、光源（バックライト）からの照射光は、第２の基板側から入射し、カラーフィルタの突起部および平面部、すなわち、スペーサ部と反射板の開口部を通過した後に出射するため、透過型表示の場合の色再現性は、カラーフィルタの突起部および平面部の厚さに依存する。従って、カラーフィルタの平面部の厚さと突起部の厚さとをそれぞれ個別に選定することにより、反射型表示の際の色再現性と、透過型表示の際の色再現性とを、それぞれ独立に設定することができる。従って、反射型表示の際の色再現性と、透過型表示の際の色再現性とを同じにすることができる。
【００１１】
そして、突起部の厚さを調節することによって透過型表示を所望の色再現性とすることが可能となるが、突起部の厚さの調節は、スペーサ部の厚さを調節することによって容易に行うことができる。また、透過型表示において所望の色再現性を得るために突起部を比較的厚くする必要がある場合であっても、スペーサ部を所定の厚さに形成することにより、所望の色再現性を得るのに充分な突起部の厚さを確保することができるという利点がある。
【００１２】
ここで、前記第２の基板は、前記各開口部に対応した溝部を有し、前記カラーフィルタの突起部は、前記各反射板およびスペーサ部の開口部を通って前記溝部の底部に至るようにしてもよい。この場合、反射板およびスペーサ部の厚さに加え、前記溝部の深さの分だけさらに突起部を厚く形成することができる。従って、反射型表示において所望の色再現性を得るために突起部を比較的厚くする必要がある場合であっても、スペーサ部をそれほど厚く形成する必要がないから、液晶表示装置が厚くなるのを回避することができる。
【００１３】
また、この発明は、前記樹脂薄膜が、前記透過表示用の領域に開口部を有することを特徴とする液晶表示装置を提供するものである。
【００１４】
また、この発明は、前記カラーフィルタの厚い部分は、前記透過表示用の領域において前記一方の基板側に突出する突起部であり、前記オーバーコート層の厚く形成されている部分が、前記一方の基板側に突出する突起部であることを特徴とする液晶表示装置を提供するものである。
【００１５】
かかる液晶表示装置によれば、カラーフィルタの平面部の厚さと突起部の厚さとをそれぞれ個別に選定することにより、反射型表示の際の色再現性と、透過型表示の際の色再現性とを、それぞれ独立に最適化することができるという利点がある。
【００１６】
さらに、反射型表示において所望の色再現性を得るために突起部を比較的厚くする必要がある場合であっても、スペーサ部を所定の厚さに形成することにより、所望の色再現性を得るのに充分な突起部の厚さを確保することができるという利点がある。
【００１８】
また、前記第１の基板に対向する前記第２の基板の面上に、前記各開口部に対応した溝部を形成してもよい。このような液晶表示装置によれば、反射板およびスペーサ部の厚さに加え、前記溝部の深さの分だけさらに突起部を厚く形成することができる。従って、反射型表示において所望の色再現性を得るために突起部を比較的厚くする必要がある場合であっても、スペーサ部をそれほど厚く形成する必要がないから、液晶表示装置が厚くなるのを回避することができる。
【００１９】
また、本発明は、上記液晶表示装置を、表示部として備えたことを特徴とする電子機器を提供するものである。かかる電子機器によれば、反射型表示の際の色再現性と、透過型表示の際の色再現性とを、それぞれ独立に最適化することができるという利点がある。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更可能である。
【００２１】
Ａ：第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態である半透過反射型液晶表示装置の構成を模式的に例示する断面図である。なお、この図１および以下に示す各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせている。また、以下では、図１に示すように、液晶パネルに対してバックライトユニットが設けられた側を背面側、これとは反対側（すなわち、ユーザによって視認される画像が表示される面側）を前面側と呼ぶ。
【００２２】
図１に示すように、この半透過反射型液晶表示装置は、液晶パネル２０とバックライトユニット３０とにより概略構成されている。液晶パネル２０は、前面基板２１（第１の基板）と背面基板２２（第２の基板）とが、スペーサ２４の混入されたシール材２３によって一定の間隙を保った状態で貼付されるとともに、これらの基板の間隙にＴＮ（Twist Nematic）型等の液晶２５が封入された構成となっている。前面基板２１および背面基板２２は、例えば石英やガラス、プラスティック等によって構成される板状部材である。また、前面基板２１の前面側には偏光板２６が、背面基板２２の背面側には偏光板２７がそれぞれ貼着され、その偏光軸は、貼着された基板に形成される配向膜（詳細は後述）のラビング方向に応じて設定されている。
【００２３】
また、背面基板２２の背面側には、シリコンゴム等の緩衝材４０を介してバックライトユニット３０が設けられている。このバックライトユニット３０は、光を照射する線状の蛍光管３１と、蛍光管３１から発せられる光を反射して導光板３３に導く反射板３２と、導光板３３と、この導光板３３に導かれた光を液晶パネル２０の背面基板２２に対して一様に拡散させる拡散板３４と、導光板３３から液晶パネル２０とは反対側に出射される光を液晶パネル２０側へ反射させる反射板３５とを有している。ここで、上記蛍光管３１は、常に点灯しているのではなく、外光がほとんどないような環境において使用される場合に、ユーザからの指示やセンサからの検出信号等に応じて点灯し、これにより透過型表示が行われるようになっている。
【００２４】
次に、図２は、上記液晶パネル２０の一部の構成を示す断面図である。なお、図２においては、図１に示す偏光板２６および２７を省略している。
【００２５】
同図に示すように、前面基板２１の背面側（液晶２５側）表面には、複数の画素電極２１１がマトリクス状に形成される。この画素電極２１１は、例えば透明材料であるＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウムスズ酸化物）により構成される。
【００２６】
ここで、図３（ａ）は、この画素電極２１１およびその付近の部分を、前面基板２１の背面側から見た場合の構成を示す平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＡ−Ａ’線視断面図である。図３（ａ）および（ｂ）に示すように、各画素電極２１１は、ＴＦＤ（Thin Film Diode；薄膜ダイオード）２１２を介して画素電圧供給用の走査線２１３に接続される。ここで、ＴＦＤ２１２は、図３（ｂ）に示すように、第１のＴＦＤ２１２ａおよび第２のＴＦＤ２１２ｂからなる。各ＴＦＤ２１２ａおよびｂは、前面基板２１の表面を覆う絶縁膜２１４の面上に形成され、第１金属膜２１５と、この第１金属膜２１５の表面に陽極酸化によって形成された絶縁体たる酸化膜２１６と、この酸化膜２１６の上面に相互に離間して形成された第２金属膜２１７ａおよび２１７ｂによって構成されている。そして、第２金属膜２１７ａは走査線２１３となり、第２金属膜２１７ｂは画素電極２１１に接続されている。
【００２７】
ここで、第１のＴＦＤ２１２ａは、走査線２１３の側から見ると、第２金属膜２１７ａ／酸化膜２１６／第１金属膜２１５の順に形成され、金属／絶縁体／金属という構造となるため、その電流−電圧特性は正負双方向にわたって非線形となる。一方、第２のＴＦＤ２１２ｂは、走査線２１３の側から見ると、第１金属膜２１５／酸化膜２１６／第２金属膜３２７ｂとなり、第１のＴＦＤ２１２ａとは反対の電流−電圧特性を有することとなる。このように、ＴＦＤ２１２は、２つの素子を相互に逆向きに直列接続した形になるため、１つの素子を用いる場合と比較して、電流−電圧の非線形特性が正負双方向にわたって対称化されることとなる。
【００２８】
再び図２に戻り、画素電極２１１等が形成された前面基板２１の表面は配向膜（図示略）によって覆われている。この配向膜は、ポリイミド等の有機材料によって構成される薄膜であり、一軸配向処理、例えばラビング処理が施されている。両基板間に封入された液晶２５は、画素電極２１１からの電界が印加されていない状態において、配向膜に従った配向状態となる。
【００２９】
一方、背面基板２２の前面側表面であって、上記画素電極２１１と対向する領域にはスペーサ部２２１が形成されている。このスペーサ部２２１は、アクリル樹脂等によって形成される薄膜であり、開口部であるスリット２２０が形成されている。また、スペーサ部２２１の上面にはエッチング等の処理によって複数の起伏が形成されている。
【００３０】
このスペーサ部２２１の上面は反射板２２２で覆われている。この反射膜２２２は、光反射性を有する金属、例えばアルミニウム、銀、ニッケルおよびクロム等によって構成される薄膜であり、前面基板２１側から入射した入射光を反射させ、反射型表示を行うためのものである。反射板２２２には、上記スペーサ部２２１に設けられたスリットと同様のスリットが設けられている。また、反射板２２２には、スペーサ部２２１の上面に形成された起伏に応じた起伏が形成される。そしてこの複数の起伏により、反射板２２２からの反射光は適度に散乱する。
【００３１】
カラーフィルタ２２３は、染料や顔料によってＲ（赤色）、Ｇ（緑色）およびＢ（青色）のいずれかに着色された樹脂材料で形成された膜である。このカラーフィルタ２２３は、反射板２２２の上面全体を覆うように形成される平面部２２３ａと、該平面部２２３ａから背面側に向かって突出した突出部２２３ｂとが一体に形成されたものである。上述したように、反射板２２２およびスペーサ部２２１にはスリット２２０が設けられているが、上記突出部２２３ｂは、このスリット２２０を通って背面基板２２の表面に至るように形成されている。なお、背面基板２１上の、スペーサ部２２１、反射板２２２およびカラーフィルタ２２３が形成された領域以外の領域には、着色パターン間の隙間を遮光するためのブラックマトリクスが形成されているが、図示を省略する。
【００３２】
スペーサ部２２１、反射板２２２およびカラーフィルタ２２３が形成された背面基板２２の表面は、アクリル樹脂やエポキシ樹脂等からなるオーバーコート層２２４によって覆われている。これは、スペーサ部２２１、反射板２２２およびカラーフィルタ２２３によって背面基板２２上に形成された凸部を平坦化するとともに、カラーフィルタ２２３から有機材料が染み出して液晶２５を劣化させるのを防ぐためである。さらに、オーバーコート層２２４の前面側表面には、複数の対向電極２２５がストライプ状に形成されている。この対向電極２２５は、例えば上述した画素電極２１１と同様のＩＴＯにより構成される透明電極である。この対向電極２２５と前面基板２１上の画素電極２１１とにより、ドットマトリクス状の画素が形成される。さらに、対向電極２２５が形成されたオーバーコート層２２４の表面は、配向膜（図示略）によって覆われている。この配向膜は、前面基板２１を覆う配向膜と同様にポリイミド等の有機薄膜であり、一軸配向処理、例えばラビング処理が施されている。
【００３３】
このような構成において、前面基板２１側から液晶パネル２０に外光（すなわち、太陽光や室内照明の光等）が入射した場合、この入射光は反射板２２２によって反射して前面基板２１から出射し、これにより反射型表示を行うことができる。一方、バックライトユニット３０の蛍光管３１が点灯した場合、この照射光は、スペーサ部２２１および反射板２２２に形成されたスリット２２０を通過して前面基板２１から出射し、これにより透過型表示を行うことができる。
【００３４】
さらに詳述すると、反射型表示の場合、前面側からの入射光は、偏光板２６（図２においては図示せず）→前面基板２１→画素電極２１１→液晶２５→対向電極２２５→オーバーコート層２２４→カラーフィルタ２２３の平面部２２３ａ→反射板２２２、という経路を辿って反射板２２２によって反射され、上記経路を逆に辿って前面基板２１から出射される。このように、前面基板２１に入射した光は、ユーザによって視認されるまでに、カラーフィルタ２２３の平面部２２３ａを２回通過することによって着色される。
【００３５】
一方、透過型表示の場合、バックライトユニット３０による照射光は、偏光板２７（図２においては図示せず）→背面基板２２→カラーフィルタ２２３の突起部２２３ｂ（スリット２２０）→カラーフィルタ２２３の平面部２２３ａ→オーバーコート層２２４→対向電極２２５→液晶２５→画素電極２１１→前面基板２１→偏光板２６（図２においては図示せず）、という経路を辿って出射され、ユーザに視認される。このように、バックライトユニット３１による照射光は、ユーザによって視認されるまでに、カラーフィルタ２２３の突起部２２３ｂおよび平面部２２３ａを通過することによって着色される。
【００３６】
このように、反射型表示の場合には、反射光はカラーフィルタ２２３の平面部２２３ａを２回通過するので、反射型表示の際の色再現性は、カラーフィルタ２２３の平面部２２３ａの厚さに依存する。一方、透過型表示の場合、バックライトユニット３０からの照射光は、カラーフィルタ２２３の突起部２２３ｂおよび平面部２２３ａを通過するので、透過型表示の際の色再現性は、カラーフィルタ２２３の突起部２２３ｂおよび平面部２２３ａの厚さに依存する。従って、カラーフィルタ２２３の平面部２２３ａの厚さと突起部２２３ｂの厚さとをそれぞれ個別に選定することにより、反射型表示の際の色再現性と、透過型表示の際の色再現性とを、それぞれ独立に最適化することができる。
【００３７】
すなわち、例えば、突起部を厚く形成すれば、バックライトユニット３０からの照射光が通過するカラーフィルタ内の光路長を充分に確保することができる。従って、透過型表示の場合であっても、ユーザによって視認される光を充分に着色することができる。
【００３８】
ここで、例えば、カラーフィルタ２２３の平面部２２３ａの厚さと、突起部２２３ｂの厚さとが等しくなるようにスペーサ部２２１の厚さを設定することにより、反射型表示の場合に前面基板２１から入射した光が通過するカラーフィルタ２２３内の光路長（概ね平面部２２３ａの厚さの２倍）と、透過型表示の場合に背面基板２２側からの入射光が通過したカラーフィルタ２２３内の光路長（平面部２２３ａの厚さと突起部２２３ｂの厚さを合わせた長さ）とが、概ね等しくなる。従って、前面基板２１から入射する光の強さとバックライトユニット３０から発せられる光の強さが同一であると仮定した場合、反射型表示の場合の色再現性と透過型表示の場合の色再現性とを概ね等しくすることができる。
【００３９】
ここで、スペーサ部２２１を設けない場合、すなわち、カラーフィルタ２２３と背面基板２２との間に反射板２２２のみを介挿させた場合、反射板２２２はカラーフィルタ２２３の膜厚と比較して非常に薄いから、それほど突起部２２３ｂの厚さを厚くすることはできず、所望の色再現性を得ることができない場合が考えられる。これに対し、本実施形態においては、反射板２２２の厚さとスペーサ部２２１の厚さとを合わせた厚さだけ突起部２２３ｂの厚さを確保することができる。従って、透過型表示において所望の色再現性を得るために突起部２２３ｂを比較的厚くする必要がある場合であっても、スペーサ部２２１を所定の厚さに形成することにより、所望の色再現性を得るのに充分な突起部２２３ｂの厚さを確保することができるという利点がある。
【００４０】
Ｂ：第２実施形態
上記第１実施形態においては、スペーサ部２２１を設けることによって突起部２２３ｂを厚くすることを可能とし、これにより透過型表示の場合の色再現性を任意に設定できるようにした。しかしながら、突起部２２３ｂを厚くするためにスペーサ部２２１をあまりに厚くしすぎると、今度は液晶パネル２０の薄型化の妨げとなる場合も考えられる。そこで、本実施形態においては、スペーサ部２２１をそれほど厚くすることなく、突起部２２３ｂの厚さを充分に確保できる構成となっている。
【００４１】
図４は、本発明の第２実施形態である液晶パネル２０の構成を模式的に例示する断面図である。なお、本実施形態に係る液晶パネル２０の構成要素のうち、前掲図２に示した第１実施形態における構成要素と共通する部分については、図４において同一の符号を用い、その説明を省略する。
【００４２】
本実施形態においては、上記実施形態と同様に反射板２２２およびスペーサ部２２１にスリット２２０が設けられているとともに、このスリット２２０が設けられた領域に対応して、背面基板２２上に溝部２２６が設けられている。そして、カラーフィルタ２２３の平面部２２３ａから突出した突起部２２３ｂは、上記反射板２２２およびスペーサ部２２１に設けられたスリット２２０を通って背面基板２２上に設けられた溝部２２６の底部に至るようになっている。
【００４３】
上記第１実施形態においては、反射板２２２およびスペーサ部２２１を合わせた厚さ分だけ突起部２２３ｂの厚さを確保することができたが、本実施形態においては、この厚さに加え、背面基板２２に設けられた溝部２２６の深さの分だけ、さらに突起部２２３ｂを厚くすることができるという利点がある。従って、選択可能な色再現性の範囲を広くすることができるという利点がある。さらに、背面基板２２自体に溝部２２６を設ける構成となっているため、液晶パネル２０が厚くなってしまうことがない。
【００４４】
Ｃ：液晶パネル２０の製造方法
次に、図５（ａ）〜（ｅ）および図６（ｆ）〜（ｉ）を参照して、上記液晶パネル２０の製造方法について説明する。なお、上記第１実施形態に係る液晶パネル２０は、上記第２実施形態に係る液晶パネル２０の製造工程のうち、背面基板２２に溝部２２６を形成する工程を除くことにより製造可能であるため、以下では第２実施形態に係る液晶パネル２０の製造方法について説明し、これにより第１実施形態に係る液晶パネル２０の製造方法の説明を兼ねるものとする。
【００４５】
まず、背面基板２２の一方の表面を、後にスペーサ部２２１となるアクリル樹脂層２２１’によって覆うとともに、エッチング等の処理によってこのアクリル樹脂層２２１’の表面に複数の起伏（図示略）を形成する。そして、この表面をアルミニウム等の反射層２２２’によって覆う。この結果、反射層２２２’上には複数の起伏が形成される。さらに、複数の起伏が形成された反射層２２２’の面上に、上述した反射板２２２およびスペーサ部２２１に対応した領域を覆うマスク２３０を重ねる。このマスク２３０には、上述したスリット２２０に対応する領域に開口領域が設けられている（図５（ａ））。
【００４６】
次に、マスク２３０で被覆した面に対して異方性エッチングを施した後、マスク２３０を剥離することにより、スリット２２０を有する反射板２２２が形成される（図５（ｂ））。さらに、この反射板２２２が形成された領域以外にあるアクリル樹脂層２２１’を除去するための異方性エッチングを施す。この場合、図５（ａ）に示したようなマスク２３０を新たに重ねてからエッチングを施してもよいが、上記反射板２２２をマスクとして用いてエッチングを施すようにしてもよい。このエッチングの結果、図５（ｃ）に示すように、背面基板２２上にスペーサ部２２１および反射板２２２が形成されることとなる。
【００４７】
さらに、このようにしてスペーサ部２２１および反射板２２２が形成された背面基板２２の面上に、スリット２２０が設けられた領域に開口部を有するマスク２３２を重ね（図５（ｄ））、この面に対して異方性エッチングを施す。これにより、図５（ｅ）に示すように、背面基板２２上に、スリット２２０に対応した溝部２２６が形成される。
【００４８】
次に、図６（ｆ）に示すように、染料または顔料によって赤色、緑色および青色のうちのいずれかに着色された樹脂材料２３１（図６（ｆ）においては緑色の樹脂材料）を塗布・平坦化する。この際、樹脂材料２３１がスリット２２０および溝部２２６に充分に浸透するように塗布を行う。そして、樹脂材料２３１が塗布された面上であって、該樹脂材料２３１の色に対応したカラーフィルタ２２３を形成すべき領域に対してマスク２３３を重ね、異方性エッチングを施す。これにより、図６（ｇ）に示すように、上記３色の内のいずれかの色（図６（ｇ）においては緑色）のカラーフィルタ２２３を形成することができる。この処理を、他の色についても同様に行う。これにより、図６（ｈ）に示すように、スペーサ部２２１と、反射板２２２と、平面部２２３ａおよび突起部２２３ｂを有する各色のカラーフィルタ２２３とが背面基板２２上に形成される。
【００４９】
さらに、これらの各部が形成された面に対して、アクリル樹脂やエポキシ樹脂等を塗布・平坦化し、オーバーコート層２２４を形成するとともに、オーバーコート層２２４の上面で、各カラーフィルタに対応する領域にＩＴＯ等の対向電極２２５を形成する（図６（ｉ））。
【００５０】
こうして作成された基板と、画素電極２１１およびＴＦＤ２１２等が形成された前面基板２１とをシール材によって接合する。この接合の際に、背面基板２２に形成されたカラーフィルタ２２３、反射板２２２およびスペーサ部２２１と、前面基板２１上に形成された画素電極２１１とが、各々対応するように位置合わせを行う。そして、これらの基板の間隙に液晶を封入するとともに、前面基板２１の面上に偏光板２６を、背面基板２２の面上に偏光板２７をそれぞれ貼着する。これにより液晶パネル２０を製造することができる。
【００５１】
なお、上記製造方法はあくまでも一例であり、本発明にかかる液晶パネル２０の製造方法はこれに限られるものではない。例えば、上述した例においては、背面基板２２上にアクリル樹脂層２２１’および反射層２２２’を形成した後に、これらの各層に対して順次エッチングを施していくようにしたが、各層を形成する毎にエッチングを施すようにしてもよい。すなわち、例えば、背面基板２２にエッチングを施すことによって溝部２２６を形成し、その上面にアクリル樹脂層２２１’を形成する。そして、アクリル樹脂層２２１’に対してエッチングを施し、図２に示すスペーサ部２２１を形成する。そして、さらにこの上面に反射層２２２’を形成してエッチングを施し、反射板２２２を形成する、といった具合である。
【００５２】
また、上述した例においては、前掲図５（ｄ）に示したように、スリット２２０が設けられたすべての領域に開口部を有するマスクを重ねて異方性エッチングを施すようにしたため、すべての溝部２２６が同じ深さに形成されたが、これに限らず、例えば対応するカラーフィルタの色に応じて溝部２２６の深さを変えるようにしてもよい。この場合、図５（ｄ）に示した工程に代えて、以下の工程を行うようにすればよい。すなわち、３色（赤色、青色および緑色）のうちのいずれか１色のカラーフィルタに対応したスリット２２０が設けられた領域のみに開口部を有するマスクを重ねて異方性エッチングを施すとともに、その後、他の２色についてもエッチングの程度を異ならせて同様の工程を繰り返すようにすればよい。このようにすることにより、前掲図６（ｆ）〜（ｈ）に示した工程によって形成されるカラーフィルタ２２３の突起部２２３ｂの厚さを、各カラーフィルタの色毎に異ならせることができるから、各色毎に所望の色再現性を実現することができるという利点がある。
【００５３】
Ｄ：応用例
次に、上記各実施形態に係る液晶パネルを各種の電子機器の表示装置として適用する場合について説明する。この場合、電子機器は、図７に例示するように、表示情報出力源３０１、表示情報処理回路３０２、電源回路３０３、タイミングジェネレータ３０４、駆動回路３０５および上述した液晶パネル２０により構成される。
【００５４】
表示情報出力源３０１は、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、各種ディスク等のストレージユニット、ディジタル画像信号を同調出力する同調回路等を備えて構成され、タイミングジェネレータ３０４によって出力される各種のクロック信号に基づき、所定のフォーマットの画像信号などの表示情報を表示情報処理回路３０２に出力する。表示情報処理回路３０２は、増幅・反転回路や、ローテーション回路、ガンマ補正回路およびクランプ回路等、周知の各種回路を備え、供給された表示情報の処理を実行して、その画像信号をクロック信号とともに駆動回路３０５に供給する。駆動回路３０５は、供給される画像信号に従い、図２に示した画素電極２１１や対向電極２２５を駆動する回路である。また、電源回路３０３は、各構成要素に所定の電源を供給する。
【００５５】
上記電子機器の具体例としては、例えば、可搬型パーソナルコンピュータ、携帯電話機、ビューファインダ型また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、タッチパネルを備えた各種装置等が考えられる。
【００５６】
Ｅ：変形例
以上この発明の一実施形態について説明したが、上記実施形態はあくまでも例示であり、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。
【００５７】
＜変形例１＞
上記各実施形態においては、背面基板２２の上面にスペーサ部２２１を設け、その上面に反射板２２２を設けるようにしたが、スペーサ部２２１と反射板２２２との位置は、逆であってもよい。すなわち、図８に示すように、背面基板２２の上面に反射板２２２を設けるとともに、反射板の上面にスペーサ部２２１を設け、これらを貫通するスリット２２０を設ける。そして、スペーサ部２２１の上面に、平面部２２３ａと、スリット２２０を通って背面基板２２に至る突起部２２３ｂとを有するカラーフィルタを形成する。ただし、この場合、スペーサ部２２２が透明であることが必要となる。また、この場合、背面基板２２上の反射板２２２が形成される領域に、エッチング等の処理によって複数の起伏を形成し、この上面に反射板２２２を形成することにより、反射光を適度に散乱させるための複数の起伏を反射版２２２上に形成するようにしてもよい。
【００５８】
このようにしても、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。なお、図８に示した構成とした場合にも、背面基板２２上のスリット２２０に対応する位置に溝部２２６を設け、突起部２２３ｂをこの溝部２２６の底部に至るように形成することができる。
【００５９】
＜変形例２＞
上記第２実施形態においては、反射板２２２およびスペーサ部２２１にスリット２２０を設け、さらに背面基板上にスリット２２０に対応した溝部２２６を形成するようにした。しかしながら、背面基板２２上に溝部２２６を設けることだけで、所望の色再現性を実現可能な厚さを有する突起部２２３ｂを形成することができるのならば、スペーサ部２２１を設ける必要はない。
【００６０】
＜変形例３＞
上記各実施形態においては、スペーサ部２２１の上面に形成された複数の起伏によって反射板２２２に複数の起伏が形成されるようにしたが、これに限らず、例えば、背面基板２２上のスペーサ部２２１および反射板２２２が形成される領域に、エッチング等の処理によって複数の起伏を形成しておき、この上面にスペーサ部２２１または反射板２２２（上記変形例１の場合）を形成するようにしてもよい。このようにしても、反射板２２２上に、反射光を散乱させるための複数の起伏を形成することができる。
【００６１】
＜変形例４＞
上記各実施形態においては、スイッチング素子としてＴＦＤ２１２を用いたが、これに限らず、例えばＭＳＩ（Metal Semi-Insulator）等のダイオード素子構造を持った素子や、薄膜トランジスタ等の３端子型素子を用いてもよい。また、本発明は、これらのスイッチング素子によって画素電極を駆動するアクティブマトリクス方式の液晶パネルのみならず、スイッチング素子を持たないパッシブマトリクス方式の液晶パネルにも適用可能である。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、カラーフィルタの平面部の厚さと突起部の厚さとをそれぞれ個別に選定することにより、反射型表示の際の色再現性と透過型表示の際の色再現性とを同じにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態である液晶パネルを用いた液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図２】 同実施形態における液晶パネルの一部を示す断面図である。
【図３】 （ａ）は同実施形態における各画素電極付近の構成を示す平面図であり、（ｂ）は上記（ａ）におけるＡ−Ａ’線視断面図である。
【図４】 本発明の第２実施形態である液晶パネルの一部を示す断面図である。
【図５】 本発明に係る液晶表示装置の製造方法を示す図である。
【図６】 本発明に係る液晶表示装置の製造方法を示す図である。
【図７】 各実施形態にかかる液晶パネルが適用される電子機器の概略構成を示すブロック図である。
【図８】 本発明の第１実施形態である液晶パネルの変形例の構成を示す断面図である。
【図９】 従来の液晶パネルの構成を例示する断面図である。
【符号の説明】
２０……液晶パネル
２１，５０１……前面基板
２２，５０２……背面基板
２３……シール材
２４……スペーサ
２５，５０３……液晶
２６，２７，５０７，５１０……偏光板
３０……バックライトユニット
３１……蛍光管
３２，３５……反射板
３３……導光板
３４……拡散板
２１１……画素電極
２１２……ＴＦＤ
２１３……走査線
２１４……絶縁膜
２１５……第１金属膜
２１６……酸化膜
２１７ａ，２１７ｂ……第２金属膜
２２０……スリット
２２１……スペーサ部
２２１’……スペーサ層
２２２……反射板
２２２’……反射層
２２３……カラーフィルタ
２２３ａ……平面部
２２３ｂ……突起部
２２４……オーバーコート層
２２５……対向電極
２２６……溝部
２３０，２３２，２３３……マスク
２３１……樹脂材料
３０１……表示情報出力源
３０２……表示情報処理回路
３０３……電源回路
３０４……タイミングジェネレータ
３０５……駆動回路
５０４……光源
５０５……導光板
５０６……半透過反射板
５０８……カラーフィルタ
５０９，５１１……透明電極
Claims (5)
- 反射型表示用の領域及び透過型表示用の領域が設けられた複数の画素と、一対の基板間に配置された液晶とを備える液晶表示装置であって、
前記一対の基板のうち一方の基板において、前記反射型表示用の領域に形成された樹脂薄膜と、
前記一方の基板における前記反射型表示用の領域に配置され、表面に起伏が形成された反射膜と、
前記一方の基板における前記透過型表示用の領域と前記反射型表示用の領域とに形成されると共に、前記樹脂薄膜よりも前記液晶側に形成されたカラーフィルタと、を備え、
前記カラーフィルタは、前記透過型表示用の領域に形成された厚みの厚い部分と、前記反射型表示用の領域に形成された厚みの薄い部分とを有し、
前記カラーフィルタ上には、前記厚い部分及び前記薄い部分に重なるようにオーバーコート層が形成されており、
前記オーバーコート層は、複数の前記画素のうち隣接する２つの画素同士の間の領域に、前記カラーフィルタに重なる部分よりも厚く形成されている部分を有することを特徴とする液晶表示装置。 - 前記樹脂薄膜の表面に起伏が設けられていると共に、当該樹脂薄膜上に前記反射膜が形成されており、
前記カラーフィルタは、前記反射膜を介して前記樹脂薄膜上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。 - 前記樹脂薄膜は、前記透過表示用の領域に開口部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
- 前記カラーフィルタの厚い部分は、前記透過表示用の領域において前記一方の基板側に突出する突起部であり、
前記オーバーコート層の厚く形成されている部分が、前記一方の基板側に突出する突起部であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１の請求項に記載の液晶表示装置。 - 請求項１から４のいずれか１の請求項に記載の液晶表示装置を表示部として備えることを特徴とする電子機器。
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