JP4858081B2 - 電気光学装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば液晶表示装置などの電気光学装置及びその製造方法に関する。

従来から、明るい場所では外光を利用し、暗い場所ではバックライトなどの内部の光源を利用して表示を視認可能とした半透過反射型の液晶表示装置が利用されている。この半透過反射型の液晶表示装置では、反射型と透過型とを兼ね備えた表示方式を採用しており、周囲の明るさに応じて反射モードまたは透過モードのいずれかの表示方式に切り替えることにより、消費電力を低減しつつ周囲が暗い場合でも明瞭な表示が行えるようにしたものである。
ところで、このような半透過反射型の液晶表示装置では、１つの画素領域内に透過表示を行う透過表示領域と反射表示を行う反射表示領域とが設けられている。そして、液晶表示装置のうち反射表示領域と対応する領域には、液晶層に入射した外光を入射面に向けて反射する反射膜が設けられている。この反射膜の表面には、反射表示において良好な表示特性を得ることを目的として、光を散乱させながら反射するための凹凸が形成されている。

また、液晶表示装置の広視野角化を図る一手段として、液晶層に対して基板方向の電界を発生させて液晶分子の配向制御を行う方式（以下、横電界方式と称する）を用いることが知られており、このような横電界方式としてＩＰＳ（In-Plane Switching）方式やＦＦＳ（Fringe-Field Switching）方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このような横電界方式を用いた液晶表示装置では、液晶層を挟持する一対の基板の一方に液晶分子を駆動するための一対の電極である画素電極及び共通電極が設けられている。例えば、ＦＦＳ方式の液晶表示装置における画素電極は、共通電極との間で電界を発生させるために間隔をあけて設けられた複数の帯状電極を備えている。
特開２００５−３３８２５６号公報

しかしながら、上記従来の液晶表示装置においても、以下の課題が残されている。すなわち、半透過反射型のＦＦＳ方式を用いた液晶表示装置では、反射表示領域における画素電極が反射表示領域と対応する凹凸面上に設けられることがある。そして、凹凸面上に帯状電極を形成することから、帯状電極の微細加工が困難となり、帯状電極の断線や隣接する他の帯状電極との短絡が発生する場合があるという問題が発生する。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、反射表示領域と対応する領域に形成された帯状電極の断線や短絡を防止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。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかる電気光学装置は、反射表示領域を有する画素領域が設けられた基板と、前記反射表示領域に設けられた反射膜と、該反射膜上に設けられた複数の帯状電極とを備え、前記反射膜が、平面視で前記帯状電極の非形成領域と重なる領域に形成され、かつ散乱反射を行う高凹凸部と、平面視で前記帯状電極と重なる領域に形成され、かつ前記高凹凸部よりも凹凸の小さい低凹凸部とを有することを特徴とする。

この発明では、帯状電極の形成面の平坦性を非形成面よりも高めることで、帯状電極の断線や隣接する他の帯状電極との短絡などの発生を抑制できると共に、散乱反射を行うことで反射表示領域における画像の表示特性を維持できる。
すなわち、反射膜のうち帯状電極の非形成領域と対応する領域に高凹凸部を設けることで、反射膜のうち帯状電極の非形成領域対応する領域に入射した光が散乱反射される。
また、反射膜のうち帯状電極と対応する領域に低凹凸部を設けることで、帯状電極の非形成領域と対応する領域に設けられた高凹凸部と比較して、その表面の平坦性が向上する。これにより、複数の帯状電極のパターニングを精度よく行うことができるので、帯状電極の断線や隣接する他の帯状電極などとの短絡が防止できる。そして、帯状電極が平坦性の高い形成面上に形成されることで、電気光学層内に発生する電界が乱れることを抑制できる。さらに、反射膜のうち帯状電極と対応する領域も平坦面ではない低凹凸部とすることで、反射膜のうち帯状電極と対応する領域に入射した光が散乱反射される。これにより、平坦面とすることと比較して反射表示領域における画像の表示特性が向上する。

また、本発明における電気光学装置は、前記反射膜が、前記高凹凸部及び前記低凹凸部に対応する凹凸形状が付与された下地層上に形成されていることが好ましい。
この発明では、下地層に凹凸形状を設けることで、下地層上に形成された反射膜にも凹凸形状に対応した散乱反射特性を付与することができる。

また、本発明における電気光学装置は、前記下地層が、前記高凹凸部及び前記低凹凸部に対応して形成された複数の凸部と、前記低凹凸部に対応して形成され、かつ前記凸部よりも突出量の小さい複数の微小凸部とを有することが好ましい。
この発明では、高凹凸部に対応して凸部を形成することで、反射膜に高凹凸部が形成される。そして、低凹凸部に対応して凸部よりも突出量の小さい微小凸部を形成し、一部の微小凸部が隣接する凸部や他の微小凸部の縁部と部分的に重なることで、凸部のみの場合よりも微小凸部と重なった凸部または他の微小凸部と間における下地層の凹凸の高低差が小さくなる。これにより、高凹凸部よりも平坦性の高い低凹凸部が形成される。

また、本発明における電気光学装置は、前記下地層が、前記高凹凸部及び前記低凹凸部に対応して形成された複数の凸部と、前記低凹凸部に対応して形成され、かつ前記複数の凸部よりも突出量の小さい平坦部とを有することが好ましい。
この発明では、上述と同様に、高凹凸部に対応して凸部を形成することで、反射膜に高凹凸部が形成される。そして、低凹凸部に対応する凸部の間を充填するように平坦部を形成することで、凸部と平坦部との間における下地層の凹凸の高低差が小さくなる。これにより、高凹凸部よりも平坦性の高い低凹凸部が形成される。

また、本発明における電気光学装置は、前記下地層が、前記高凹凸部に対応して形成された複数の凸部と、前記低凹凸部に対応してその延在方向に沿って形成され、かつ側面に傾斜面が設けられた突条部とを有することが好ましい。
この発明では、上述と同様に、高凹凸部に対応して凸部を形成することで、反射膜に高凹凸部が形成される。そして、低凹凸部に対応して突条部を形成することで、低凹凸部の延在方向に沿った方向における下地層の平坦性が向上する。これにより、高凹凸部よりも凹凸の小さい低凹凸部が形成される。このとき、突条部の両側面に傾斜面が設けられているので、散乱反射特性は維持される。

また、本発明における電気光学装置は、前記下地層が、前記高凹凸部及び前記低凹凸部に対応して形成された複数の凸部を有し、該複数の凸部のうち平面視で前記帯状電極と重なる領域に形成された一部が、前記帯状電極の延在方向に沿って連続して配列されていることが好ましい。
この発明では、上述と同様に、高凹凸部に対応して凸部を形成することで、反射膜に高凹凸部が形成される。そして、低凹凸部に対応して互いに間隔をあけないように連続して凸部を形成し、一部の凸部が隣接する他の凸部の縁部と重なることで、凸部を分散して形成することよりも凸部と重なった他の凸部との間における下地層の凹凸の高低差が小さくなる。これにより、高凹凸部よりも平坦性の高い低凹凸部が形成される。

また、本発明における電気光学装置の製造方法は、反射表示領域を有する画素領域が設けられた基板を備える電気光学装置の製造方法であって、前記反射表示領域に凹凸形状を備えた下地層を形成する凹凸形状付与工程と、前記下地層上に反射膜を形成する反射膜形成工程と、前記反射膜上に帯状電極を形成する電極形成工程とを有し、前記凹凸形状付与工程では、前記下地層のうち平面視で前記帯状電極と重なる領域に、平面視で該帯状電極の非形成領域と重なる領域よりも凹凸の小さい凹凸形状を付与することを特徴とする。

この発明では、下地層に凹凸形状を設けることで、下地層上に形成された反射膜にも凹凸形状に対応した凹凸形状が付与される。ここで、下地層のうち帯状電極と重なる領域に帯状電極の非形成領域と重なる領域よりも凹凸の小さい凹凸形状を付与することで、反射膜のうち帯状電極と重なる領域の平坦性が帯状電極の非形成領域と重なる領域よりも高くなる。これにより、上述と同様に、帯状電極の断線や隣接する他の帯状電極などとの短絡が防止できると共に、電気光学層内に発生する電界が乱れることを抑制できる。また、帯状電極の形成面を平坦面とすることよりも反射表示領域における画像の表示特性が向上する。

［第１の実施形態］
以下、本発明における液晶表示装置（電気光学装置）の第１の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。ここで、図１は液晶表示装置を示す等価回路図、図２はサブ画素領域の平面構成図、図３は図２のＡ−Ａ矢視断面図、図４は図３の部分拡大図、図５は液晶層厚調整層を示す平面図である。

〔液晶表示装置〕
本実施形態における液晶表示装置（電気光学装置）１は、カラー液晶表示装置であって、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を出力する３個のサブ画素領域で１個の画素を構成する液晶表示装置である。ここで、表示を構成する最小単位となる表示領域を「サブ画素領域」と称する。

まず、液晶表示装置１の概略構成について説明する。液晶表示装置１は、図１に示すように、画像表示領域を構成する複数のサブ画素領域がマトリックス状に配置されている。この複数のサブ画素領域には、それぞれ画素電極１１と、画素電極１１をスイッチング制御するためのＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）素子（駆動素子）１２とが形成されている。このＴＦＴ素子１２は、ソースが液晶表示装置１に設けられたデータ線駆動回路１３から延在するデータ線１４に接続され、ゲートが液晶表示装置１に設けられた走査線駆動回路１５から延在する走査線１６に接続され、ドレインが画素電極１１に接続されている。

データ線駆動回路１３は、データ線１４を介して画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを各サブ画素領域に供給する構成となっている。ここで、データ線駆動回路１３は、画像信号Ｓ１〜Ｓｎをこの順で線順次で供給してもよく、互いに隣接する複数のデータ線１４同士に対してグループごとに供給してもよい。
走査線駆動回路１５は、走査線１６を介して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを各サブ画素領域に供給する構成となっている。ここで、走査線駆動回路１５は、走査信号Ｇ１〜Ｇｍを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。

また、液晶表示装置１は、スイッチング素子であるＴＦＴ素子１２が走査信号Ｇ１〜Ｇｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線１４から供給される画像信号Ｓ１〜Ｓｎが所定のタイミングで画素電極１１に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極１１を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１〜Ｓｎは、画素電極１１と後述する共通電極４５との間で一定期間保持される。

次に、液晶表示装置１の詳細な構成について、図２から図５を参照しながら説明する。なお、図２では、対向基板の図示を省略している。また、図２において、平面視でほぼ矩形状のサブ画素領域の長軸方向をＸ軸方向、短軸方向をＹ軸方向とする。さらに、図３において、帯状部１１ｂの図示を適宜省略している。
液晶表示装置１は、各サブ画素領域において、図２及び図３に示すように、サブ画素領域の長軸方向（Ｘ軸方向）の一端部（サブ画素領域のうち長軸方向で二分割した領域のうち当該サブ画素領域と対応して設けられた走査線１６から離間する側）と対応する領域を反射表示領域Ｒとし、他の領域を透過表示領域Ｔとした２つの表示領域を有している。

液晶表示装置１は、図３及び図４に示すように、素子基板（基板）２１と、素子基板２１と対向配置された対向基板２２と、素子基板２１及び対向基板２２の間に挟持された液晶層２３と、素子基板２１の外面側（液晶層２３と反対側）に設けられた偏光板２４と、対向基板２２の外面側に設けられた偏光板２５とを備えている。そして、液晶表示装置１は、素子基板２１の外面側から照明光が照射される構成となっている。
また、液晶表示装置１には、素子基板２１と対向基板２２とが対向する領域の縁端に沿ってシール材（図示略）が設けられており、このシール材、素子基板２１及び対向基板２２によって液晶層２３が封止されている。

素子基板２１は、例えばガラスや石英、プラスチックなどの透光性材料からなる基板本体３１と、基板本体３１の内側（液晶層２３側）の表面に順次積層されたゲート絶縁膜３２、第１層間絶縁膜３３、液晶層厚調整層（下地層）３４、第２層間絶縁膜３５及び配向膜３６とを備えている。
また、素子基板２１は、基板本体３１の内側の表面に配置された走査線１６と、ゲート絶縁膜３２の内側の表面に配置されたデータ線（図２に示す）１４、半導体層４１、ソース電極４２及びドレイン電極４３と、液晶層厚調整層３４の内側の表面に配置された反射膜４４と、第１層間絶縁膜３３及び反射膜４４の内側の表面に配置された共通電極４５と、第２層間絶縁膜３５の内側の表面に配置された画素電極１１とを備えている。

ゲート絶縁膜３２は、例えばＳｉＯ_２（酸化シリコン）などの透光性材料で構成されており、基板本体３１上に形成された走査線１６を覆うように設けられている。
第１層間絶縁膜３３は、ゲート絶縁膜３２と同様に、例えばＳｉＮ（窒化シリコン）などの透光性材料で構成されており、ゲート絶縁膜３２上に形成されたデータ線１４、半導体層４１、ソース電極４２及びドレイン電極４３を覆うように設けられている。

液晶層厚調整層３４は、図３から図５に示すように、第１層間絶縁膜３３の表面のうち反射表示領域Ｒと対応する部分に設けられており、例えばアクリルなどの樹脂材料をパターニングすることによって形成されている。この液晶層厚調整層３４は、反射表示領域Ｒにおける液晶層２３の層厚と透過表示領域Ｔにおける液晶層２３の層厚とを異なる厚さとし、液晶層２３を透過する光に付与される位相差を反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとのそれぞれで最適化する機能を有する。また、液晶層厚調整層３４は、図４及び図５に示すように、内側の表面が凹凸面となっており、内側の表面に分散して形成された複数の凸部３４ａと、内側の表面のうち平面視で反射膜４４、共通電極４５及び第２層間絶縁膜３５を介して画素電極１１と重なる領域（図４に示す領域Ａ）に形成された複数の微小凸部３４ｂとを有している。
凸部３４ａ及び微小凸部３４ｂは、液晶層厚調整層３４をパターニングすることによって形成されている。また、微小凸部３４ｂは、その突出量が凸部３４ａよりも小さく、一部が隣接する凸部３４ａや他の微小凸部３４ｂの縁部と重なっている。
したがって、液晶層厚調整層３４のうち平面視で画素電極１１と対応する領域は、平坦面ではないが、画素電極１１の非形成領域と対応する領域よりも高い平坦性を有している。

第２層間絶縁膜３５は、図３及び図４に示すように、第１層間絶縁膜３３と同様に、例えばＳｉＮ（窒化シリコン）などの透光性材料で構成されており、第１層間絶縁膜３３及び反射膜４４上に形成された共通電極４５を覆うように設けられている。また、第１及び第２層間絶縁膜３３、３５には、平面視でドレイン電極４３と重なる領域に第１及び第２層間絶縁膜３３、３５を貫通するコンタクトホールＨが形成されている。ここで、第２層間絶縁膜３５の内側の表面には、液晶層厚調整層３４の表面の凹凸面と対応する凹凸面が形成されている。
配向膜３６は、例えばポリイミドなどの樹脂材料で構成されており、第２層間絶縁膜３５上に形成された画素電極１１を覆うように設けられている。また、配向膜３６の表面には、図２に示すサブ画素領域の短軸方向（Ｙ軸方向）を配向方向とする配向処理が施されている。

データ線１４は、図２に示すように、平面視で矩形状のサブ画素領域の長軸方向（Ｘ軸方向）に沿って配置されている。また、走査線１６は、サブ画素領域の短軸方向（Ｙ軸方向）に沿って配置されている。したがって、データ線１４及び走査線１６は、平面視でほぼ格子状に配線されている。

半導体層４１は、図２及び図３に示すように、平面視でゲート絶縁膜３２を介して走査線１６と重なる領域に部分的に形成され、アモルファスシリコンやポリシリコンなどの半導体で構成されている。また、ソース電極４２は、データ線１４から分岐しており、一部が半導体層４１の一部を覆うように形成されている。そして、ドレイン電極４３は、一部が半導体層４１の一部を覆うように形成されており、第１及び第２層間絶縁膜３３、３５を貫通するコンタクトホールＨを介して画素電極１１と導通している。これら半導体層４１、ソース電極４２及びドレイン電極４３によって、ＴＦＴ素子１２が構成されている。また、ＴＦＴ素子１２は、データ線１４及び走査線１６の交差部近傍に設けられている。

反射膜４４は、アルミニウムや銀などの光反射性を有する金属膜をパターン形成したものであって、液晶層厚調整層３４の内側の表面に形成されている。また、反射膜４４には、図４に示すように、液晶層厚調整層３４の表面の凹凸面と対応する凹凸面が形成されている。したがって、反射膜４４のうち平面視で共通電極４５及び第２層間絶縁膜３５を介して画素電極１１の非形成領域と重なる領域には、液晶層厚調整層３４に形成された凸部３４ａによって高凹凸部４４ａが形成されている。また、反射膜４４のうち平面視で共通電極４５及び第２層間絶縁膜３５を介して画素電極１１と重なる領域には、液晶層厚調整層３４に形成された凸部３４ａ及び微小凸部３４ｂによって低凹凸部４４ｂが形成されている。
高凹凸部４４ａは、液晶層厚調整層３４の内側の表面に凸部３４ａが形成されていることから、散乱反射が可能となっている。また、低凹凸部４４ｂは、液晶層厚調整層３４の内側の表面に凸部３４ａ及び微小凸部３４ｂが形成されており、平坦性が高くなっていることから、高凹凸部４４ａよりも狭い散乱反射を行う構成となっている。なお、低凹凸部４４ｂでは、凹凸面となっていることから鏡面反射が行われない。

共通電極４５は、図２から図４に示すように、第１層間絶縁膜３３及び反射膜４４を覆うように形成されており、例えばＩＴＯ（酸化インジウムスズ）などの透光性導電材料で構成されている。そして、共通電極４５には、例えば液晶層２３の駆動に用いられる所定の一定の電圧あるいは０Ｖ、または所定の一定の電位とこれと異なる他の所定の一定の電位とが周期的（フレーム期間ごとまたはフィールド期間ごと）に切り替わる信号が印加される。ここで、共通電極４５には、液晶層厚調整層３４の表面の凹凸面と対応する凹凸面が形成されている。

画素電極１１は、第２層間絶縁膜３５上に形成されており、図２に示すように、平面視でほぼ梯子形状であって、共通電極４５と同様に、例えばＩＴＯなどの透光性導電材料で構成されている。そして、画素電極１１は、平面視で矩形の枠状の枠部（帯状電極）１１ａと、ほぼサブ画素領域の短軸方向（Ｙ軸方向）に延在すると共にサブ画素領域の長軸方向（Ｘ軸方向）で間隔をあけて複数（１５本）配置された帯状部１１ｂとを備えている。

枠部１１ａは、２対の帯状電極を平面視でほぼ矩形の枠状となるように接続した構成となっており、互いに対向する２対の辺がそれぞれＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って延在している。
帯状部１１ｂは、互いが平行となるように形成されており、その両端がそれぞれ枠部１１ａのうちＹ軸方向に沿って延在する部分と接続されている。また、帯状部１１ｂは、その延在方向がＹ軸方向と非平行となるように設けられている。すなわち、帯状部１１ｂは、その延在方向が平面視においてデータ線１４から離間する一端から近接する他端に向かうにしたがって走査線１６に近接するように形成されている。ここで、枠部１１ａ及び帯状部１１ｂのうち、反射表示領域Ｒと対応する領域における第２層間絶縁膜３５上に形成された一部は、図４に示すように、反射膜４４の低凹凸部４４ｂと平面視で共通電極４５及び第２層間絶縁膜３５を介して重なるように形成されている。

以上より、液晶表示装置１は、帯状部１１ｂと共通電極４５との間に電圧を印加し、これによって生じる基板平面方向の電界（横電界）によって液晶を駆動する構成となっている。これにより、画素電極１１及び共通電極４５は、ＦＦＳ方式の電極構造を構成している。

一方、対向基板２２は、図３に示すように、例えばガラスや石英、プラスチックなどの透光性材料で構成された基板本体５１と、基板本体５１の内側（液晶層２３側）の表面に順次積層された遮光膜５２、カラーフィルタ層５３及び配向膜５４とを備えている。
遮光膜５２は、基板本体５１の表面のうち平面視でサブ画素領域の縁部と重なる領域に形成されており、サブ画素領域を縁取っている。
また、カラーフィルタ層５３は、各サブ画素領域に対応して配置されており、例えばアクリルなどで構成されて各サブ画素領域で表示する色に対応する色材を含有している。
配向膜５４は、例えばポリイミドなどの透光性の樹脂材料で構成されており、カラーフィルタ層５３を覆うように設けられている。そして、配向膜５４の内側の表面には、配向膜３６の配向方向と同方向のラビング処理が施されている。

液晶層２３を構成する液晶分子は、配向膜３６、５４にサブ画素領域の短軸方向（Ｙ軸方向）を配向方向とする配向処理が施されているため、画素電極１１及び共通電極４５の間に電圧を印加しない状態（オフ状態）において、Ｙ軸方向に沿って水平に配向している。また、液晶分子は、画素電極１１及び共通電極４５の間に電圧を印加した状態（オン状態）において、帯状部１１ｂの延在方向と直交する方向に沿って配向する。したがって、液晶層２３では、オフ状態とオン状態とにおける液晶分子の配向状態の差異に基づく複屈折性を利用して液晶層２３を透過する光に対して位相差を付与している。
ここで、液晶層２３の層厚は、反射表示領域Ｒにおいて液晶層２３を透過する光に付与される位相差が１／４波長分となるような値となり、透過表示領域Ｔにおいて液晶層２３を透過する光に付与される位相差が１／２波長分となるような値となっている。

偏光板２４は、その透過軸がサブ画素領域の長軸方向（図２に示すＸ軸方向）に沿うように設けられており、偏光板２５は、その透過軸がサブ画素領域の短軸方向（図２に示すＹ軸方向）に沿うように設けられている。したがって、偏光板２４、２５は、その透過軸が互いにほぼ直交するように設けられている。
ここで、偏光板２４、２５の一方または双方の内側には、光学補償フィルム（図示略）を配置してもよい。光学補償フィルムを配置することで、液晶表示装置１を斜視した場合の液晶層２３の位相差を補償することができ、光漏れを減少させてコントラストを増加させることができる。光学補償フィルムとしては、負の一軸性媒体と正の一軸性媒体とを組み合わせたものや、各方向の屈折率がｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙである二軸性媒体が用いられる。

〔液晶表示装置の製造方法〕
次に、このような構成の液晶表示装置１の製造方法について説明する。まず、従来の液晶表示装置の製造方法と同様に、基板本体３１上に走査線１６を形成し、これを覆うようにゲート絶縁膜３２を形成する。そして、ゲート絶縁膜３２上にデータ線１４、半導体層４１、ソース電極４２及びドレイン電極４３を形成し、これを覆うように第１層間絶縁膜３３を形成する。

そして、第１層間絶縁膜３３の内側の表面のうち反射表示領域Ｒと対応する領域に液晶層厚調整層３４を形成する（凹凸形状付与工程）。ここでは、第１層間絶縁膜３３上に例えばポジ型の感光性アクリル樹脂（例えばＪＳＲ社製、ＰＣ４０５Ｇ）を第１層間絶縁膜３３上に塗布し、樹脂層（図示略）を形成する。そして、図６に示すような開口パターンを有するマスクＭ１を用いて露光光を照射する。ここで、マスクＭ１の開口パターンは、凸部３４ａ及び微小凸部３４ｂの非形成領域と透過表示領域Ｔと対応する領域に露光光を照射する形状となっている。なお、図６では、マスクＭ１による遮光領域にハッチングを施している。また、帯状部１１ｂの形成領域と対応する領域を領域Ａとして図示している。
その後、樹脂層のうち露光された領域を現像液によって除去する。これにより、ほぼ円柱状の突出部が形成される。さらに、樹脂層に加熱処理を施すことで、上記突出部の上端面を軟化させて凸部３４ａ及び微小凸部３４ｂを形成する。このとき、一部の微小凸部３４ｂは、隣接する凸部３４ａや他の微小凸部３４ｂの縁部と重なるように形成される。このようにして、内側の表面が凹凸面である液晶層厚調整層３４が形成される。ここで、液晶層厚調整層３４のうち凸部３４ａ及び微小凸部３４ｂが形成された領域は、平坦面ではないが、凸部３４ａのみが形成された領域よりも高い平坦性を有している。

続いて、液晶層厚調整層３４上に反射膜４４を形成する（反射膜形成工程）。ここで、液晶層厚調整層３４のうち凸部３４ａのみが形成されている領域上に形成された反射膜４４により、高凹凸部４４ａが形成される。また、凸部３４ａ及び微小凸部３４ｂが形成されている領域上に形成された反射膜４４により、低凹凸部４４ｂが形成される。
そして、第１層間絶縁膜３３及び反射膜４４上に共通電極４５を形成し（電極形成工程）、これを覆うように第２層間絶縁膜３５を形成する。さらに、第１及び第２層間絶縁膜３３、３５を貫通するコンタクトホールＨを形成し、第２層間絶縁膜３５上に画素電極１１を形成する。ここで、凸部３４ａ及び微小凸部３４ｂが形成されていることで平坦性が向上しているので、枠部１１ａ及び帯状部１１ｂが断線なく形成される。その後、これを覆うように配向膜３６を形成する。以上のようにして、素子基板２１を形成する。

また、基板本体５１上に遮光膜５２及びカラーフィルタ層５３を形成し、カラーフィルタ層５３を覆うように配向膜５４を形成する。以上のようにして、対向基板２２を形成する。
その後、上述のように形成した素子基板２１及び対向基板２２をシール材で貼り合わせて液晶を注入、封止することで液晶層２３を形成する。そして、素子基板２１及び対向基板２２のそれぞれの外面に偏光板２４、２５を配置する。以上のようにして液晶表示装置１を製造する。

〔液晶表示装置の動作〕
次に、このような構成の液晶表示装置１の動作について説明する。
まず、透過表示（透過モード）について説明する。素子基板２１の外面側から透過表示領域Ｔに入射した光は、偏光板２４によってサブ画素領域の長軸方向（図２に示すＸ軸方向）に平行な直線偏光に変換されて液晶層２３に入射する。
ここで、オフ状態の場合であれば、液晶層２３に入射した直線偏光は、液晶層２３により入射時と同一の偏光状態で液晶層２３から出射する。そして、この直線偏光は、その偏光方向が偏光板２５の透過軸と直交するため、偏光板２５で遮断され、サブ画素領域が暗表示となる。

一方、オン状態の場合であれば、液晶層２３に入射した直線偏光は、液晶層２３により所定の位相差（１／２波長分）が付与され、入射時の偏光方向と直交する直線偏光に変換されて液晶層２３から出射する。そして、この直線偏光は、その偏光方向が偏光板２５の透過軸と平行であるため、偏光板２５を透過して表示光として視認され、サブ画素領域が明表示となる。

続いて、反射表示（反射モード）について説明する。対向基板２２の外面側から入射した光は、偏光板２５によってサブ画素領域の短軸方向（図２に示すＹ軸方向）に平行な直線偏光に変換されて液晶層２３に入射する。
ここで、オフ状態の場合であれば、液晶層２３に入射した直線偏光は、液晶層２３により所定の位相差（１／４波長分）が付与され、円偏光に変換されて反射膜４４に達する。この円偏光が反射膜４４で反射すると、回転方向が反転する。その後、円偏光は、液晶層２３によりさらに所定の位相差（１／４波長分）が付与され、入射時の偏光方向と直交する直線偏光に変換されて液晶層２３から出射する。そして、この直線偏光は、その偏光方向が偏光板２５の透過軸と直交するため、偏光板２５で遮断され、サブ画素領域が暗表示となる。

一方、オン状態の場合であれば、液晶層２３に入射した直線偏光は、液晶層２３により入射時と同一の偏光状態で反射膜４４に達する。そして、反射膜４４で反射した直線偏光は、入射時と同一の偏光方向で液晶層２３から出射する。その後、この直線偏光は、その偏光方向が偏光板２５の透過軸と平行であるため、偏光板２５を透過して表示光として視認され、サブ画素領域が明表示となる。
ここで、反射膜４４の高凹凸部４４ａに入射した光は、反射膜４４の内側の表面が凹凸面であることから、散乱反射されて液晶層２３に再度入射する。また、反射膜４４の低凹凸部４４ｂに入射した光も、高凹凸部４４ａよりも狭い散乱反射特性ではあるが、散乱反射されて液晶層２３に再度入射する。これにより、オン状態における外光の正反射を防止して視認性に優れた反射表示となる。

〔電子機器〕
以上のような構成の液晶表示装置１は、例えば図７に示すような携帯電話機１００の表示部１０１として適用される。この携帯電話機１００は、複数の操作ボタン１０２、受話口１０３、送話口１０４及び上記表示部１０１を有する本体部１０５を備えている。

以上のように、本実施形態における液晶表示装置１及び液晶表示装置１の製造方法によれば、液晶層厚調整層３４の内側の表面に凸部３４ａを形成すると共に表面のうち枠部１１ａ及び帯状部１１ｂと平面視で重なる領域に微小凸部３４ｂを形成することで、反射表示領域Ｒにおける枠部１１ａ及び帯状部１１ｂの形成面の平坦性が非形成面よりも高くなる。これにより、枠部１１ａ及び帯状部１１ｂの断線や短絡の発生を抑制できると共に、低凹凸部４４ｂにおいて鏡面反射ではなく散乱反射が行われることで、反射表示領域Ｒにおける画像の表示特性が向上する。

［第２の実施形態］
次に、本発明における液晶表示装置の第２の実施形態を、図面に基づいて説明する。ここで、図８はサブ画素領域を示す部分拡大断面図、図９は液晶層厚調整層を示す外観斜視図である。なお、本実施形態では、第１の実施形態とサブ画素領域の構成が異なるため、この点を中心に説明すると共に、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

〔液晶表示装置〕
本実施形態における液晶表示装置１１０では、図８及び図９に示すように、素子基板１１１の液晶層厚調整層１１２の内側の表面に形成された凹凸面が、分散して形成された複数の凸部１１２ａと、平面視で反射膜１１３、共通電極４５及び第２層間絶縁膜３５を介して画素電極１１と重なる領域に形成された平坦部１１２ｂとによって形成されている。
凸部１１２ａ及び平坦部１１２ｂは、液晶層厚調整層１１２をパターニングすることによって形成されている。また、平坦部１１２ｂは、その突出量が凸部１１２ａよりも小さく、凸部１１２ａの間を充填するように形成されている。
したがって、液晶層厚調整層１１２のうち平面視で画素電極１１と対応する領域は、平坦面ではないが、画素電極１１の非形成領域と対応する領域よりも高い平坦性を有している。

反射膜１１３には、液晶層厚調整層１１２の表面の凹凸面と対応する凹凸面が形成されている。したがって、反射膜１１３のうち平面視で共通電極４５及び第２層間絶縁膜３５を介して画素電極１１の非形成領域と重なる領域には、液晶層厚調整層１１２に形成された凸部１１２ａによって高凹凸部１１３ａが形成されている。また、反射膜１１３のうち平面視で共通電極４５及び第２層間絶縁膜３５を介して画素電極１１と重なる領域には、液晶層厚調整層１１２に形成された凸部１１２ａ及び平坦部１１２ｂによって低凹凸部１１３ｂが形成されている。
高凹凸部１１３ａは、液晶層厚調整層１１２の内側の表面に凸部１１２ａが形成されていることから、散乱反射が可能となっている。また、低凹凸部１１３ｂは、液晶層厚調整層１１２の内側の表面に平坦部１１２ｂが形成されており、平坦性が高くなっていることから、高凹凸部１１３ａよりも狭い散乱反射を行う構成となっている。
なお、低凹凸部１１３ｂは、平坦部１１２ｂよりも内側に向けて凸部１１２ａの先端が突出して形成されているために凹凸面となっていることから、鏡面反射を行わない構成となっている。

〔液晶表示装置の製造方法〕
次に、このような構成の液晶表示装置１の製造方法について説明する。まず、上述した実施形態と同様に、第１層間絶縁膜３３を形成した後、第１層間絶縁膜３３の内側の表面のうち反射表示領域Ｒと対応する領域に液晶層厚調整層１１２を形成する。ここでは、第１層間絶縁膜３３上に樹脂層を形成する。そして、図１０に示すような開口パターンを有するマスクＭ２を用いて露光光を照射する。ここで、マスクＭ２の開口パターンは、凸部１１２ａ及び平坦部１１２ｂの非形成領域と透過表示領域Ｔと対応する領域に露光光を照射する形状となっている。また、平坦部１１２ｂと対応する領域を露光するための開口パターンには、ハーフトーン膜１１５が設けられており、露光光の透過率が下げられている。すなわち、本実施形態では、グレースケール法を用いて樹脂層のパターニングを行う。
そして、樹脂層のうち露光された領域を現像液によって除去し、加熱処理を施すことにより、凸部１１２ａ及び平坦部１１２ｂを形成する。このようにして、内側の表面が凹凸面である液晶層厚調整層１１２が形成される。ここで、液晶層厚調整層３４のうち平坦部１１２ｂが形成された領域は、凸部３４ａのみが形成された領域よりも高い平坦性を有している。

その後、上述と同様の手順により、素子基板１１１及び対向基板２２を形成し、液晶層２３を封止した後、偏光板２４、２５を配置することで液晶表示装置１１０を製造する。

以上のように、本実施形態における液晶表示装置１１０及び液晶表示装置１の製造方法においても、上述と同様の作用、効果を奏する。

［第３の実施形態］
次に、本発明における液晶表示装置の第３の実施形態を、図面に基づいて説明する。ここで、図１１はサブ画素領域を示す部分拡大断面図、図１２は液晶層厚調整層を示す外観斜視図である。なお、本実施形態では、第１の実施形態とサブ画素領域の構成が異なるため、この点を中心に説明すると共に、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

〔液晶表示装置〕
本実施形態における液晶表示装置１２０では、図１１及び図１２に示すように、素子基板１２１の液晶層厚調整層１２２の内側の表面に形成された凹凸面が、平面視で反射膜１２３、共通電極４５及び第２層間絶縁膜３５を介して画素電極１１の非形成領域と重なる領域に分散して形成された複数の凸部１２２ａと、画素電極１１と対応して形成された突条部１２２ｂとによって形成されている。
凸部１２２ａ及び突条部１２２ｂは、液晶層厚調整層１２２をパターニングすることによって形成されている。また、突条部１２２ｂは、断面がほぼ半楕円形状であり、その両側面が断面円弧状の傾斜面となっている。そして、突条部１２２ｂは、その突出量が凸部１１２ａと同等であると共に、その延在方向が画素電極１１の枠部１１ａ及び帯状部１１ｂの延在方向と同方向となっている。したがって、液晶層厚調整層１２２のうち平面視で画素電極１１と対応する領域は、画素電極１１の非形成領域と対応する領域よりも高い平坦性を有している。

反射膜１２３には、液晶層厚調整層１２２の表面の凹凸面と対応する凹凸面が形成されている。したがって、反射膜１２３のうち平面視で共通電極４５及び第２層間絶縁膜３５を介して画素電極１１の非形成領域と重なる領域には、液晶層厚調整層１２２に形成された凸部１２２ａによって高凹凸部１２３ａが形成されている。また、反射膜１２３のうち平面視で共通電極４５及び第２層間絶縁膜３５を介して画素電極１１と重なる領域には、液晶層厚調整層１２２に形成された突条部１２２ｂによって低凹凸部１１３ｂが形成されている。
高凹凸部１２３ａは、液晶層厚調整層１２２の内側の表面に凸部１２２ａが形成されていることから、散乱反射が可能となっている。また、低凹凸部１２３ｂは、液晶層厚調整層１２２の内側の表面に突条部１２２ｂが形成されており、平坦性が高くなっていることから、高凹凸部１２３ａよりも狭い散乱反射を行う構成となっている。
なお、低凹凸部１２３ｂは、突条部１２２ｂの両側面が断面円弧状の傾斜面となっているために凹凸面となっていることから、鏡面反射を行わない構成となっている。

このような構成の液晶表示装置１２０においても、上述した実施形態と同様の手順にて製造することができる。ここでは、上記樹脂層に対して、例えばグレースケール法を用いた露光を行うことで突条部１２２ｂを形成する。

以上のように、本実施形態における液晶表示装置１２０及び液晶表示装置１２０の製造方法においても、上述と同様の作用、効果を奏する。

［第４の実施形態］
次に、本発明における液晶表示装置の第４の実施形態を、図面に基づいて説明する。ここで、図１３はサブ画素領域を示す部分拡大断面図、図１４は液晶層厚調整層を示す外観斜視図である。なお、本実施形態では、第１の実施形態とサブ画素領域の構成が異なるため、この点を中心に説明すると共に、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態における液晶表示装置１３０では、図１３及び図１４に示すように、素子基板１３１の液晶層厚調整層１３２の内側の表面に形成された凹凸面が、平面視で反射膜１３３、共通電極４５及び第２層間絶縁膜３５を介して画素電極１１の非形成領域と重なる領域に分散して形成された複数の凸部１３２ａによって形成されている。

凸部１３２ａは、液晶層厚調整層１３２をパターニングすることによって形成されている。また、複数の凸部１３２ａのうち平面視で画素電極１１と対応して形成された一部の凸部１３２ａは、枠部１１ａ及び帯状部１１ｂの延在方向に沿って連続して配列されており、一部が隣接する他の凸部１３２ａの縁部と重なっている。したがって、液晶層厚調整層１３２のうち平面視で画素電極１１と対応する領域は、平坦面ではないが、画素電極１１の非形成領域と対応する領域よりも高い平坦性を有している。

反射膜１３３は、液晶層厚調整層１３２の表面に凹凸面と対応する凹凸面が形成されている。したがって、反射膜１３３のうち平面視で共通電極４５及び第２層間絶縁膜３５を介して画素電極１１の非形成領域と重なる領域には、液晶層厚調整層１３２に形成された凸部１３２ａによって高凹凸部１３３ａが形成されている。また、反射膜１３３のうち平面視で共通電極４５及び第２層間絶縁膜３５を介して画素電極１１と重なる領域には、液晶層厚調整層１３２に連続して配置された複数の凸部１３２ａによって低凹凸部１３３ｂが形成されている。なお、低凹凸部１３３ｂでは、液晶層厚調整層１３２の内側の表面に凸部１３２ａが形成されているために凹凸面となっていることから、鏡面反射は行われない。

このような構成の液晶表示装置１３０においても、上述した実施形態と同様の手順にて製造することができる。

以上のように、本実施形態における液晶表示装置１３０及び液晶表示装置１３０の製造方法においても、上述と同様の作用、効果を奏する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、液晶表示装置は、上記第１から第４の実施形態における構成を適宜組み合わせてもよい。
また、液晶表示装置は、液晶層厚調整層によって両表示領域において液晶層により付与される位相差を調整して両表示領域を共にノーマリブラックモードでそろえており、液晶層厚調整層の上面を凹凸面として上面に反射膜を形成しているが、液晶層厚調整層とは別に他の下地層を形成してその上面を凹凸面として上面に反射膜を形成する構成としてもよい。ここで、別途下地層を設ける場合には、液晶層厚調整層を設けずに、素子基板の外側に波長板を設けることで両表示領域をノーマリブラックモードでそろえてもよい。そして、液晶表示装置は、ノーマリブラックモードを採用しているが、ノーマリホワイトモードを採用してもよい。
そして、液晶層厚調整層に付与される凹凸形状は、低凹凸部と対応する領域において高凹凸部と対応する領域よりも高い平坦性を有していれば、他の形状であってもよい。
さらに、液晶表示装置は、液晶層厚調整層の上面を凹凸面とすることで、反射膜に凹凸形状を付与しているが、液晶層厚調整層の上面を平坦面として反射膜のみに凹凸形状を付与してもよい。

また、感光性樹脂材料で構成された下地層に対して開口パターンを有するマスクを用いることや、グレースケール法を用いることにより凹凸形状を付与しているが、複数のマスクを用いて複数回露光することによって凹凸形状を付与してもよく、これらを組み合わせてもよい。
そして、感光性樹脂材料で構成された下地層に対して露光光を照射するフォトリソグラフィ技術を用いて下地層の上面に凹凸形状を付与して液晶層厚調整層を形成しているが、他の方法によって下地層に凹凸形状を付与してもよい。

また、ＴＦＴ素子に接続される画素電極が第２層間絶縁膜を介して共通電極よりも液晶層側に形成されているが、共通電極が第２層間絶縁膜を介して画素電極よりも液晶層側に形成した構成としてもよい。このとき、共通電極が上記実施形態における画素電極と同様に帯状電極を有することとなる。
そして、画素電極及び共通電極によってＦＦＳ方式の電極構造を形成しているが、ＩＰＳ方式の電極構造を形成してもよい。この場合、画素電極及び共通電極が平面視でそれぞれ櫛歯形状を有しており、それぞれが互いに帯状部（帯状電極）を有している。ここで、画素電極を構成する帯状部と共通電極を構成する帯状部とは、それぞれが互いに噛み合うように配置されている。
さらに、画素電極が帯状電極を有していれば、ＦＦＳ方式やＩＰＳ方式のようないわゆる横電界方式の液晶表示装置に限らず、液晶層を挟持する素子基板及び対向基板の間で発生する電界によって駆動するＴＮ（Twisted Nematic）モードや負の誘電率異方性を有するＶＡＮ（Vertically Aligned Nematic）モード、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モード、ＯＣＢ（Optical Compensated Bend）モードなど、他のモードで動作する液晶を用いた液晶表示装置であってもよい。

また、液晶表示装置は、反射表示領域と透過表示領域とを有する半透過反射型の液晶表示装置としているが、反射表示領域のみを有する反射側の液晶表示装置であってもよい。
そして、液晶表示装置は、画素電極をスイッチング制御する駆動素子としてＴＦＴ素子を用いているが、ＴＦＴ素子に限らず、ＴＦＤ（Thin Film Diode：薄膜ダイオード）素子など、他の駆動素子を用いてもよい。
さらに、液晶表示装置は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の色表示を行うカラー液晶表示装置としているが、他の色表示を行うサブ画素領域を備える構成としてもよく、単色の色表示を行う構成としてもよい。ここで、対向基板にカラーフィルタ層を設けずに、素子基板にカラーフィルタ層を設けてもよい。

また、液晶表示装置を備える電子機器としては、携帯電話機に限らず、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant：携帯情報端末機）やパーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、ワークステーション、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、カーナビゲーション装置、ヘッドアップディスプレイ、デジタルビデオカメラ、テレビジョン受像機、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、ページャ、電子手帳、電卓、電子ブックやプロジェクタ、ワードプロセッサ、テレビ電話機、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備える機器、照明装置などのような他の電子機器であってもよい。

そして、電気光学装置としては、一対の電極の間に電界を発生させることにより電気光学層の光学特性を変化させるものであって反射表示領域を有するものであれば、液晶表示装置に限らず、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置など他の装置であってもよい。

第１の実施形態における液晶表示装置を示す等価回路図である。 サブ画素領域を示す平面構成図である。 図２のＡ−Ａ矢視断面図である。 図３の部分拡大図である。 図４の液晶層厚調整層を示す平面図である。 液晶層厚調整層の形成に用いられるマスクを示す部分拡大平面図である。 液晶表示装置を備える携帯電話機を示す概略斜視図である。 第２の実施形態におけるサブ画素領域を示す概略部分拡大断面図である。 図８の液晶層厚調整層を示す概略斜視図である。 液晶層厚調整層の形成に用いられるマスクを示す部分拡大平面図である。 第３の実施形態におけるサブ画素領域を示す概略部分拡大断面図である。 図１１の液晶層厚調整層を示す概略斜視図である。 第４の実施形態におけるサブ画素領域を示す概略部分拡大断面図である。 図１３の液晶層厚調整層を示す概略斜視図である。

符号の説明

１，１１０，１２０，１３０ 液晶表示装置（電気光学装置）、１１ａ 枠部（帯状電極）、１１ｂ 帯状部（帯状電極）、２１，１１１，１２１，１３１ 素子基板（第１基板）、３４，１１２，１２２，１３２ 液晶層厚調整層（下地層）、３４ａ，１１２ａ，１２２ａ，１３２ａ 凸部、３４ｂ 微小凸部、４４，１１３，１２３，１３３ 反射膜、４４ａ，１１３ａ，１２３ａ，１３３ａ 高凹凸部、４４ｂ，１１３ｂ，１２３ｂ，１３３ｂ 低凹凸部、１００ 携帯電話機（電子機器）、１１２ｂ 平坦部、１２２ｂ 突条部

Claims (7)

1. 反射表示領域を有する画素領域が設けられた基板と、
   前記反射表示領域に設けられた反射膜と、
   該反射膜上に設けられた複数の帯状電極とを備え、
   前記反射膜が、平面視で前記帯状電極の非形成領域と重なる領域に形成され、かつ散乱反射を行う高凹凸部と、平面視で前記帯状電極と重なる領域に形成され、かつ前記高凹凸部よりも凹凸の小さい低凹凸部とを有することを特徴とする電気光学装置。
2. 前記反射膜が、前記高凹凸部及び前記低凹凸部に対応する凹凸形状が付与された下地層上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記下地層が、前記高凹凸部及び前記低凹凸部に対応して形成された複数の凸部と、前記低凹凸部に対応して形成され、かつ前記凸部よりも突出量の小さい複数の微小凸部とを有することを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
4. 前記下地層が、前記高凹凸部及び前記低凹凸部に対応して形成された複数の凸部と、前記低凹凸部に対応して形成され、かつ前記複数の凸部よりも突出量の小さい平坦部とを有することを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
5. 前記下地層が、前記高凹凸部に対応して形成された複数の凸部と、前記低凹凸部に対応してその延在方向に沿って形成され、かつ側面に傾斜面が設けられた突条部とを有することを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
6. 前記下地層が、前記高凹凸部及び前記低凹凸部に対応して形成された複数の凸部を有し、
   該複数の凸部のうち平面視で前記帯状電極と重なる領域に形成された一部が、前記帯状電極の延在方向に沿って連続して配列されていることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
7. 反射表示領域を有する画素領域が設けられた基板を備える電気光学装置の製造方法であって、
   前記反射表示領域に凹凸形状を備えた下地層を形成する凹凸形状付与工程と、
   前記下地層上に反射膜を形成する反射膜形成工程と、
   前記反射膜上に帯状電極を形成する電極形成工程とを有し、
   前記凹凸形状付与工程では、前記下地層のうち平面視で前記帯状電極と重なる領域に、平面視で該帯状電極の非形成領域と重なる領域よりも凹凸の小さい凹凸形状を付与することを特徴とする電気光学装置の製造方法。

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