半透過反射基板、その製造方法、電気光学装置および電子機器
【課題】電気光学装置に設けられる半透過反射基板の製造時に、その下地層の部分的な剥離を防止する。
【解決手段】半透過反射基板の製造工程においては、まず、図５（ａ）に示すように第２基板１２０上に感光性樹脂１３２を塗布し、続いて、図５（ｂ）に示すようにフォトマスク１４５にて露光した後、現像して下地層１３０を形成する。このうち、露光処理においては、開口部１２５と凹凸面１３２ｂとが離間するように露光し、それらの間隙が平坦となるような処理を施す。
【解決手段】半透過反射基板の製造工程においては、まず、図５（ａ）に示すように第２基板１２０上に感光性樹脂１３２を塗布し、続いて、図５（ｂ）に示すようにフォトマスク１４５にて露光した後、現像して下地層１３０を形成する。このうち、露光処理においては、開口部１２５と凹凸面１３２ｂとが離間するように露光し、それらの間隙が平坦となるような処理を施す。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気光学装置の一種である半透過反射型の液晶装置に関し、特に該液晶装置に含まれる半透過反射基板の製造方法、電気光学装置の製造方法、半透過反射基板、電気光学装置および電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
いわゆる半透過反射型の液晶装置は、液晶層とバックライトユニットとの間に、光を透過させると共に、外光を反射させる半透過反射層を有する構成が一般である。この半透過反射層の一様態として、開口部を介して光を透過させる一方で、凹凸状の反射面（光反射部）により、外光を散乱させる構成が知られている。ここで、散乱特性を半透過反射層に付与するのは、半透過反射層における外光の鏡面反射を防止して、観察者が視認する画面に背景や室内照明等の写り込みを防ぐためである。
【０００３】
この種の半透過反射層を形成するための技術のひとつとして、感光性樹脂などの造形材料を用いた手法が提案されている。具体的には、図１１に示すように、ガラスなどの基板５００上に、光透過用の開口部５１２を有するとともに、表面が凹凸状の下地層５１０を感光性樹脂により形成し、その後、下地層５１０のうち凹凸面のみに、アルミニウムなどの光反射性を有する材料を積層して、下地層５１０の凹凸形状が反映された半透過反射層５２０を形成する（例えば、特許文献１参照）。なお、仮に下地層５１０が光透過性を有していれば、下地層５１０については開口部５１２を形成しなくとも、透過型表示は実現可能である。しかし、この構成では、下地層５１０おいて光損失が生じるため、下地層５１０についても開口部５１２を形成することが望ましい。
【０００４】
このような開口部５１２を有する下地層５１０は、例えば次のようにして製造される。まず、基板５００上に、ポジ型の感光性樹脂を塗布して、図１２に示すようなフォトマスク５５０にて露光する。このフォトマスク５５０のうち略中央に位置する透光部５５２は、下地層５１０の開口部５１２を形成するためのものであり、その周辺にランダム配置された微小な透光部５５４は、下地層５１０の凹凸面を形成するためのものである。このようなフォトマスク５５０にて感光性樹脂を露光した後、現像処理を施すと、前掲図１１に示すような開口部５１２および凹凸面を有する下地層５１０が形成される。
【０００５】
ところで、フォトマスク５５０においては、開口部５１２用の透光部５５２の縁に、凹凸面用の透光部５５４が近接配置されており、図１２中の拡大図に示すように、それらの中には透光部５５２と連なった状態で光を透過させるものも含まれていた。このため下地層５１０のうち開口部５１２の側壁面５１２ｅは、図１１の平面図に示すように襞状となるように形成されることとなる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−９８９５５号公報（第５頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように側壁面５１２ｅが襞状となるように、感光性材料が露光されると、その現像工程において、側壁面５１２ｅから樹脂片が剥離し、この結果、現像液中に混合した樹脂片が樹脂層に再付着してしまい、液晶パネルに品質低下や不具合を生じさせる要因となっていた。
【０００８】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、剥離などが生じることなく下地層を形成することが可能な半透過反射基板の製造方法、該半透過反射基板の製造方法を含む電気光学装置の製造方法、半透過反射基板、該半透過反射基板を含む電気光学装置および電子機器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明にかかる半透過反射基板の製造方法は、光を透過させるための透光部を有すると共に、凹凸状の光反射部を有する半透過反射基板の製造方法であって、基板に感光性材料を塗布する塗布工程と、前記塗布工程において塗布された前記感光性材料に対する現像処理において、前記透光部となる開口部と、前記開口部の縁端と離間するように位置する凹凸面とが前記感光性材料に形成されるべく、前記感光性材料に対して露光する露光工程と、前記露光工程により露光された感光性材料を現像する現像工程と、前記現像工程により現像された感光性材料のうち、前記露光工程により形成された凹凸面上に光反射性を有する反射層を形成する反射層形成工程と、を有することを特徴とする。
かかる半透過反射基板の製造方法によれば、露光工程において、凹凸面が、開口部の縁端から離間するように露光されているため、開口部を形成する側壁面は、略平坦となるように露光される。この結果、感光性材料の現像処理時に、下地層となる感光性材料の一部が剥離、再付着するといった問題が解消される。
ここで、前記露光工程において、前記開口部の縁端と、前記凹凸面の縁端とが、５μｍ以上離間するように露光することが望ましく、さらに、前記開口部の縁端と、前記凹凸面の縁端とが１２μｍ以下に離間するように露光することが望ましい。このように、開口部の縁端と、凹凸面の縁端とを５μｍ以上離すことにより、開口部を形成する側壁面の平坦性を十分に確保することができる。一方、開口部の縁端と、凹凸面の縁端との間隔を１２μｍ以下とすることにより、半透過反射基板における散乱特性を十分に確保することができる。
【００１０】
好ましい様態において、前記反射層形成工程は、前記感光性材料の前記凹凸面上に、該凹凸形状の一部を吸収する凹凸吸収層を形成する凹凸吸収層形成工程と、前記凹凸吸収層形成工程において形成された凹凸吸収層上に、光反射性を有する表面反射層を形成する表面反射層形成工程とを含む。
このように、凹凸面の凹凸形状を吸収する凹凸吸収層を形成することにより、表面反射層の凹凸形状を滑らかにすることができる。
くわえて、本発明は、上記半透過反射基板の製造方法を含む電気光学装置の製造方法を提供する。
【００１１】
また、本発明は、光を透過させるための透光部を有すると共に、凹凸状の光反射部を有する半透過反射基板であって、感光性材料に対する現像処理により基板上に形成された下地層であり、前記透光部となる開口部と、前記開口部の縁端から離間するように位置する凹凸面とを含む下地層と、前記下地層のうち前記凹凸面上に位置するように設けられ、光反射性を有する反射層とを具備することを特徴とする半透過反射基板を提供する。
かかる半透過反射基板によれば、凹凸面が、開口部の縁端から離間するように露光されているため、開口部を形成する側壁面は略平坦となる。したがって、感光性材料の現像処理時に、下地層となる感光性材料の一部が剥離、再付着するといった不具合が生じない。
さらに、本発明は、上記半透過反射基板を含む電気光学装置、および該電気光学装置を表示部として有することを特徴とする電子機器を提供する。上述したように半透過反射基板は、その製造工程において下地層の一部が剥離、再付着するといった不具合が生じないため、半透過反射基板を備えた電気光学装置および電子機器の品質が改善される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の説明においては、本実施形態にかかる電気光学装置の一例として、アクティブマトリックス方式のカラー表示型液晶装置について説明する。
【００１３】
＜液晶装置の構成＞
まず、本実施形態にかかる液晶装置の構成について説明する。図１は、本実施形態にかかる液晶装置の断面図であり、図２は、同液晶装置の大略構成を示す分解斜視図である。なお、図１は、図２におけるＡ−Ａ’線からみた断面図に相当する。
これらの図に示されるように、液晶装置１００は、電気光学物質の一種である液晶１８０（図２では図示略）を、第１基板１１０および第２基板１２０により狭持する液晶パネル１０２と、当該液晶パネル１０２の第２基板１２０側に配設されたバックライトユニット１０４とを含んで構成される。以下では、図１に示すように、液晶１８０に対して第１基板１１０側を「観察側」と表記する。すなわち、液晶装置１００よる表示画像を視認する観察者が位置する側という意味である。これに対し、液晶１８０からみて第２基板１２０側を「背面側」と表記する。
【００１４】
まず、バックライトユニット１０４に含まれる光源１０５は、例えば冷陰極管などであり、板状部材である導光板１０６の側端面に対して光を照射する。導光板１０６は、その側端面から入射した光源１０５による光を、液晶パネル１０２の第２基板１２０に対して一様に導く。特に図示はしないが、導光板１０６のうち液晶パネル１０２と対向する面には、当該導光板１０６からの光を液晶パネル１０２に対して一様に拡散させる拡散板などが貼着される一方、これと反対側の面には、導光板１０６から背面側に出射した光を液晶パネル１０２側に反射させるための反射板が貼着される。
【００１５】
液晶パネル１０２において、第１基板１１０は、ガラスなどの光透過性材料からなる板状部材である。第１基板１１０の観察側の面には、コントラストを改善するための位相差板１１１（図２では図示略）と、入射光を偏光させるための偏光板１１２（図２では図示略）が、基板１１０側からこの順で積層されている。一方、第１基板１１０の液晶１８０側（背面側）の面には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜などの画素電極１１４がマトリックス状に配置されており、各画素電極１１４の間隙には、一方向（図２に示すＹ方向）に延在する複数の走査線１１６が形成されている。
【００１６】
図２に示すように各画素電極１１４と、当該画素電極１１４に隣接する走査線１１６とは、ＴＦＤ素子１１５を介して接続されている。このＴＦＤ素子１１５は、非線形な電流−電圧特性を有する二端子型スイッチング素子である。図１に示すように、画素電極１１４、走査線１１６およびＴＦＤ素子１１５が形成された第１基板１１０の表面は、配向膜１１８（図２では図示略）により覆われている。この配向膜１１８は、ポリイミドなどの有機材料であり、電圧が印加されていないときの液晶１８０の配向状態を規定するためのラビング処理が施されている。
【００１７】
一方、第２基板１２０は、ガラスなどの光透過性材料からなる板状部材であり、その背面側の面には、第１基板１１０と同様に、位相差板１２１（図２では図示略）および偏光板１２２（図２では図示略）が、基板側からこの順で積層されている。第２基板１２０の液晶１８０側（観察側）の面には、下地層１３０、半透過反射層１４０と、３色のカラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０Ｂのうちいずれか１と、データ線１５２と、配向膜１５４（図２では図示略）とが基板側からこの順で積層されている。
【００１８】
このうち配向膜１５４は、例えばポリイミドなどによって形成された有機薄膜であり、電圧が印加されていないときの液晶１８０の配向方向を規定するためのラビング処理が施されている。また、複数のデータ線１５２の各々は、ＩＴＯなどの光透過性導電材料により形成された帯状の電極であり、カラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０Ｂの面上に形成されている。図２に示すように、データ線１５２は、上述した走査線１１６と交差する方向（図２中Ｘ方向）に延在し、第１基板１１０上に列をなす複数の画素電極１１４と対向するように位置する。かかる構成の下、第１基板１１０と第２基板１２０とにより狭持された液晶１８０は、画素電極１１４とこれに対向するデータ線１５２との間に電圧が印加されることにより、その配向方向が変化する。図２に示すように、この印加電圧に応じて液晶１８０の配向方向が変化する領域の最小単位１６０はマトリックス状に配列されており、その各々がサブ画素（ドット）として機能する。
【００１９】
カラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０Ｂは、各ドット１６０に対応して設けられた樹脂層であり、顔料などにより赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）のいずれかにそれぞれ着色されており、その色に対応する波長の光を選択的に透過させる。なお、図２における「Ｒ」、「Ｇ」および「Ｂ」は、ドット１６０の各々が、いずれのカラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０Ｂが配置されるドット１６０かを示している。また、遮光層１５１は、各カラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０Ｂの間隙を埋めるように格子状に形成されており、隣接するカラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０の測方を遮光する。この遮光層１５１は、例えばカーボンブラックが分散された黒色樹脂材料や、クロム（Ｃｒ）といった金属などにより形成される。また、遮光層１５１は、特定の材料によって形成されることに限られず、例えば、着色層を構成するカラーフィルタ１５０Ｒ，１５０Ｇ，１５０Ｂの各着色層を二色または三色重ねること、すなわち積層することによっても形成することができる。
【００２０】
ここで、図３は、ひとつのドット１６０に対応する半透過反射層１４０の上面図と、その部分に対応する第２基板１２０、下地層１３０および半透過反射層１４０の部分断面図とを示す図である。断面図において、下地層１３０は、感光性材料が露光・現像処理により造形されたものであり、ドット１６０の中央付近に位置する光透過用の開口部１２５と、観察側に設けられた滑らかな凹凸状の面１３０ｂ（以下、「凹凸面」と称する）とを有している。ここで、凹凸面１３０ｂは、開口部１２５の縁端（側壁面１３０ｅ）から一定の距離ｄ１（例えば「５μｍ」）だけ離れるように形成されており、開口部１２５と凹凸面１３０ｂとの間には、平坦性を有する平坦面１３０ａが設けられている。なお、下地層１３０において、開口部１２５を形成する側壁面１３０ｅは平坦性を有しているが、この点については後ほど詳述する。
【００２１】
図３の平面図および断面図に示されるように、半透過反射層１４０は、例えばアルミニウムなどの光反射性を有する材料が、下地層１３０のうち観察側の面上に略一定の膜厚にて薄膜形成されたものであり、その表面形状は下地層１３０の表面形状が反映されたものとなっている。具体的には、半透過反射層１４０は、滑らかな凹凸状の光反射部１４０ｂ（以下「散乱反射面」と称する）と、この散乱反射面１４０ｂと、開口部１２５の縁端とを隔てるように位置する平坦な部分１４０ａ（以下「鏡面反射面」と称する。）とを有している。
【００２２】
以上の構成のもと、半透過反射層１４０においては、バックライトユニット１０４（図１参照）から出射された光は、下地層１３０および半透過反射層１４０の開口部１２５を透過して観察側に出射する。一方、観察側から入射した外光は、鏡面反射面１４０ａおよび散乱反射面１４０ｂの各々で反射するが、このうち散乱反射面１４０ｂでは、外光を散乱させつつ反射する。なお、説明の便宜上、以降の説明においては、第２基板１２０と、下地層１３０と、半透過反射層１４０とを含む半透過反射性を有する機能性基板を「半透過反射基板１２４」と称する。
【００２３】
以上説明した第１基板１１０および第２基板１２０は、図１に示すように、シール材１７０を介して貼り合わされるとともに、両基板上の構造物と、シール材１７０とによって囲まれた領域に、例えばＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型などの液晶１８０が封止される。かかる構成のもと、観察側から液晶パネル１０２に外光が入射すると、外光は、半透過反射基板１２４により観察側に向けて散乱反射し、これにより反射型表示が実現される。一方、液晶パネル１０２の背面側から入射したバックライトユニット１０４の光は、下地層１３０および半透過反射層１４０の開口部１２５を通過して観察側に出射し、これにより透過型表示が実現される。
【００２４】
＜液晶装置の製造方法＞
次に、液晶装置１００の製造方法について説明する。以下では、液晶装置１００のうち、特に半透過反射基板１２４の製造方法について重点的に説明する。なお、液晶装置１００のうち半透過反射基板１２４以外の構成の製造方法については、本件発明と直接関係しないため、その説明は省略することとする。
【００２５】
図４は、半透過反射基板１２４の製造工程を示すフローチャートである。また、図５は、同製造工程における処理内容を示す第２基板１２０の部分断面図である。なお、図５においては第２基板１２０のうち１つのドット１６０に対応する部分が示されている。この製造工程においては、まず、第２基板１２０上に感光性材料により下地層１３０を形成し、その下地層１３０の表面上に半透過反射層１４０を形成する。
はじめに、第２基板１２０を洗浄した後、乾燥する（図４：プロセスＰ１）。次に、図５（ａ）に示すように、第２基板１２０のうち観察側となる面に、例えばスピンコート法などにより、感光性材料の一種であるポジ型の感光性樹脂１３２を塗布する（図４：プロセスＰ２）。この感光性樹脂１３２としては、例えばＰＣ４０５Ｇ（ＪＳＲ株式会社製）などを用いることができる。その後、第２基板１２０に塗布した感光性樹脂１３２を減圧環境下において乾燥させ（図４：プロセスＰ３）、乾燥した感光性樹脂１３２を１００℃から１０５℃の範囲にてプリベークする（図４：プロセスＰ４）。
【００２６】
次に、プリベークした感光性樹脂１３２を、フォトマスクを用いて露光する（図４：プロセスＰ５）。ここで、図６は、露光に用いられるフォトマスク１４５のパターンを示す図である。この図に示されるように、フォトマスク１４５は、ガラスなどの光透過性を有する基板１４６に、図中斜線で示すクロムなどの遮光層１４７がパターンされたものである。フォトマスク１４５においては、液晶パネル１０２におけるドット１６０の各々に対応して、同一のパターンがマトリックス状に設けられている。したがって、以下、フォトマスク１４５のうち１つのドット１６０に対応する領域に着目して説明する。
【００２７】
図６の拡大図に示されるように、フォトマスク１４５のうち１つのドット１６０に対応する領域には、下地層１３０を形成するための２種類の透光部（遮光層１４７が設けられていない部分）が含まれる。すなわち、中央に設けられた略長方形の開口用透光部１４６ａと、その周辺に設けられる複数の凹凸用透光部１４６ｂとである。このうち開口用透光部１４６ａは、下地層１３０の開口部１２５を形成するためのものであり、プリベークされた感光性樹脂１３２のうち開口部１２５に対応する部分に光を照射させるための透過領域である。なお、感光性樹脂１３２はポジ型であるため、光が照射されると、その部分は、後述の現像工程において現像液に溶解し除去される。
【００２８】
一方、複数の凹凸用透光部１４６ｂの各々は、下地層１３０の凹凸面１３０ｂを形成するための微小な透過領域であり、開口用透光部１４６ａの縁から距離「ｄ２」以上離れた領域において分散するように設けられている。言い換えれば、フォトマスク１４５においては、開口用透光部１４６ａの縁から距離「ｄ２」だけ外側に離れた境界線１４５ａを境界として、該境界線１４５ａに囲まれる領域のうち、開口用透光部１４６ａを除く領域は完全に遮光されている。この完全に遮光された領域１４５ｂは、下地層１３０の平坦面１３０ａを確保するために設けられており、これ以降、便宜的に「平坦面形成用領域」と称することとする。
【００２９】
このようなフォトマスク１４５にて露光すると、図５（ｂ）に示すように、フォトマスク１４５の各凹凸用透光部１４６ｂを透過した光は、その強度に斑が生じた状態で、感光性樹脂１３２上面のうち下地層１３０の凹凸面１３０ｂに対応する領域まで到達する。これにより、感光性樹脂１３２においては、図中鎖線で示されるような滑らかな凹凸面まで光が作用する。なお、凹凸用透光部１４６ｂの透過光による強度斑は、フォトマスク１４５と感光性樹脂１３２とのギャップ（間隙）や、凹凸用透光部１４６ｂの形状（大きさ）、また、その数などを調整することにより制御することができる。
【００３０】
一方、開口用透光部１４６ａを透過した光は、感光性樹脂１３２のうち開口部１２５に対応する部分に到達し、その光は感光性樹脂１３２の最下部まで作用する。ここで、フォトマスク１４５には、平坦面形成用領域１４５ｂが設けられている。このため、開口用透光部１４６ａを透過した光と、凹凸用透光部１４６ｂを透過した光とは、互いに干渉することなく、感光性樹脂１３２まで到達し、感光性樹脂１３２のうち下地層１３０の平坦面１３０ａに対応する部分には光が照射されない。これにより、感光性樹脂１３２においては、開口用透光部１４６ａによる透過光が作用する部分と、作用しない部分との境界面１３２ｆが略平坦となるように露光される。
【００３１】
以上のようなフォトマスク１４５を用いた露光処理の後、感光性樹脂１３２に現像処理を施すと（図４：プロセスＰ６）、図５（ｃ）に示すような感光性樹脂１３２が形成される。具体的には、開口部１２５の他、平坦性を有する平坦面１３２ａと、凹凸を有する凹凸面１３２ｂとを含む感光性樹脂１３２が形成される。ここで、露光工程で使用したフォトマスク１４５には、平坦面１３２ａを形成するための平坦面形成用領域１４５ｂが設けられていた。したがって、現像された感光性樹脂１３２においては、凹凸面１３２ｂは、開口部１２５を形成する側壁面１３２ｅから離間するように位置しており、該側壁面１３２ｅは平坦性を有している。
【００３２】
このように本実施形態によれば、感光性樹脂１３２のうち開口部１２５の側壁面１３２ｅが略平坦となるように露光されているため、従来技術と比較して、現像時に側壁面１３２ｅの一部が剥離するといった問題が生じない。したがって、半透過反射基板１２４の品質が向上し、ひいては液晶装置１００の品質を向上させることが可能となる。
【００３３】
ここで、感光性樹脂１３２（下地層１３０）において、側壁面１３２ｅから凹凸面１３２ｂをどの程度離間させるべきかについて説明する。側壁面１３２ｅと凹凸面１３２ｂ間の距離ｄ１は、側壁面１３２ｅの平坦性を確保するという観点から見ると離れている方が好ましいが、逆に、半透過反射層１４０における散乱反射性を確保するという観点から見ると近い方が好ましい。本発明者によれば、距離ｄ１がおおよそ「５μｍ」以上であれば、側壁面１３２ｅの平坦性を十分に確保できることが確認されており、さらに、距離ｄ１がおおよそ「１２μｍ」以下であれば、半透過反射層１４０の散乱反射性を十分に確保できることが確認されている。したがって、半透過反射層１４０の散乱反射性と、側壁面１３２ｅの平坦性との両方を確保するという観点からいうと、距離ｄ１はおおよそ「５〜１２μｍ」の範囲内であることが望ましい。なお、距離ｄ１は、フォトマスク１４５（図６参照）における開口用透光部１４６ａの縁から境界線１４５ａまでの距離ｄ２を調整することにより変更することができる。
【００３４】
このようにして、感光性樹脂１３２の現像工程が終了すると、次いで、感光性樹脂１３２にＵＶを照射する。本実施形態で用いた感光性樹脂１３２（ＰＣ４０５Ｇ）は、黄色味を帯びており、ＵＶを照射することにより黄色味が除去され光透過性が向上する。これは、もし仮に下地層１３０が着色されていたとすると、半透過反射基板１２４における外光の反射時に、その色が反射光に反映されてしまうため、その改善を目的としている。なお、この工程は、本実施形態で用いた感光性樹脂１３２についての特有の工程であり、半透過反射基板１２４の製造において必須の工程ではない。
この後、感光性樹脂１３２を、例えば「２２０℃」にて５０分間焼成する（図４：プロセスＰ７）。これにより、開口部１２５と、凹凸面１３０ｂとを有する下地層１３０が形成される。
【００３５】
次いで、図５（ｄ）に示すように、第２基板１２０のうち下地層１３０が形成された面に、例えばスパッタリングなどにより、半透過反射層１４０となるアルミニウムまたはアルミニウム合金を略一定の厚みにて、下地層１３０を覆うように形成する（図４：プロセスＰ８）。次に、図５（ｅ）に示すように、アルミニウム層のうち開口部分を除去すべく、マスク１４２形成する。具体的には、下地層１３０の開口部１２５に対応する部分以外の領域をマスク１４２で覆う。そして、アルミニウム層のうちマスク１４２で覆われていない部分をエッチングした後、マスク１４２を除去すると、図６（ｆ）に示すように開口部１２５と、凹凸状の散乱反射面１４０ｂとを有する散乱反射型の半透過反射基板１２４が製造される。
【００３６】
引き続き、半透過反射層１４０が形成された第２基板１２０上に構造物を形成する方法について前掲図１を参照して説明する。以上のようにして半透過反射層１４０が形成されると、続いて、第２基板１２０の反射面側（観察側）に、例えばクロムからなる薄膜を、例えばスパッタリング法などにより形成する。この後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて当該薄膜をパターニングすることにより、格子状の遮光層１５１を得る。また、遮光層１５１は、特定の材料によって形成されることに限られず、例えば、着色層を構成するカラーフィルタ１５０Ｒ，１５０Ｇ，１５０Ｂの各着色層を二色または三色重ねること、すなわち積層することによっても形成することができる。
【００３７】
続いて、第２基板１２０における半透過反射層１４０上に赤色、緑色および青色のカラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇおよび１５０Ｂの各々を、マトリックス状に形成する。これらのカラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０Ｂの形成方法としては、例えば、顔料により着色された感光性樹脂により形成することができる。
【００３８】
次いで、カラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０Ｂおよび遮光層１５１を覆うようにＩＴＯからなる薄膜を形成し、これをパターニングすることによってデータ線１５２を形成する。そして、これらのデータ線１５２を覆うように配向膜１５４を形成し、配向膜１５４の表面にラビング処理を施す。
【００３９】
以上が第２基板１２０上に設けられる各構造物の製造方法である。この製造方法により得られた第２基板１２０と、画素電極１１４、走査線１１６、ＴＦＤ素子１１５および配向膜１１８が形成された第１基板１１０とを、互いの配向膜１１８、１５４を対向させた状態でシール材１７０を介して貼り合わせる。次いで、両基板１１０、１２０とシール材１７０とによって囲まれた空間に液晶１８０を注入し、その後、図示せぬ封止材により液晶１８０が注入された空間を封止する。そして、一体化された第１基板１１０および第２基板１２０の各々の外側の面に、位相差板１１１、１２１と偏光板１１２、１２２とを貼着することによって、液晶表示パネルが完成する。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態に係る製造方法によれば、下地層１３０（感光性樹脂１３２）の現像処理時に樹脂片が剥離するおそれがないため、現像工程において、感光性樹脂１３２の側壁面１３２ｅの一部が剥離するといった問題や、一旦剥離した樹脂片が感光性樹脂１３２に再付着するといった問題などの不具合を解消することができる。この結果、下地層１３０の剥離を起因として、液晶装置１００の品質低下や、不具合などが生じることがない。
【００４１】
＜変形例＞
なお、上述した実施形態はあくまでも例示であり、上記実施形態に種々の変形を加えることが可能である。変形例としては、例えば以下のようなものが考え得る。
【００４２】
上述した実施形態においては、下地層１３０（半透過反射層１４０）に形成された開口部１２５は、各ドット１６０の略中央に位置するように形成されていたが、これに限らない。例えば、図７（ａ）に示すように、ドット１６０の四隅に、開口部１２５を１つずつ形成しても良いし、また、図７（ｂ）に示すように、ドット１６０の両側に沿って開口部１２５を１列ずつ形成しても良い。このように開口部１２５がいずれの位置に形成された場合であっても、開口部１２５の縁端に沿って平坦面１３０ａが形成されるように露光することにより、下地層１３０は、その側壁面１３０ｅが略平坦となるように不溶化される。これにより、上記実施形態と同様に、現像工程において、下地層１３０（感光性材料）の剥離が生じるおそれがない。
【００４３】
また、上記実施形態にかかる半透過反射基板１２４は、第２基板１２０、下地層１３０および半透過反射層１４０の３層構造のものを示したがこれに限られない。例えば、図８は、４層構造の半透過反射基板１２６を示す部分断面図である。この図において、下地層１３０と、半透過反射層１４０との間に設けられた中間層１３５は、下地層１３０の凹凸面１３０ｂの傾斜変化を吸収する役割を果たす。このような中間層１３５を設けることにより、下地層１３０の凹凸面１３０ｂが急峻である場合に、その凹凸形状をなだらかにしつつ、下地層１３０の凹凸形状を半透過反射層１４０の散乱反射面１４０ｂに反映させることができる。これにより、半透過反射基板１２６における散乱反射面の形状を、散乱特性に応じて形成することができる。
【００４４】
くわえて、上記実施形態においては、露光により溶解するポジ型の感光性材料を用いて半透過反射基板１２４を製造したが、露光により不溶化するネガ型の感光性材料を用いることも可能である。図９は、ネガ型の感光性樹脂を用いて形成された半透過反射基板１２８の断面図である。この図に示すように、半透過反射基板１２８は、第２基板１２０と、複数の下地層１３４と、中間層１３６と、半透過反射層１４０とを有する。このうち、下地層１３４の各々は、ネガ型の感光性樹脂により形成されたものであり、基板１２０上において、互いに離間した位置にて突出するように設けられている。中間層１３６は、感光性材料などであり、開口部１２５を除く領域に、第２基板１２０と下地層１３４とを覆うように薄膜形成されている。この中間層１３６の表面は、第２基板１２０の面と、下地層１３４の表面とによる凹凸が反映された凹凸状になっており、さらにその上方に、半透過反射層１４０が積層されている。
ここで、下地層１３４の各々は、その製造工程において、基板１２０面のうち、開口部１２５の端部近傍には形成されないように露光処理されたものである。したがって、開口部１２５と、下地層１３４が形成されている領域との間には、平坦面１２０ａが設けられているといえる。ここで仮に、平坦面１２０ａを考慮せずに露光したとすると、図１３に示すように、下地層５１２が、開口部１２５の端部に近接配置されたり、下地層５１２が、開口部１２５の端部を跨ぐように形成されたりするため、中間層５１４の側壁面５１４ｅ近傍と、基板１２０との密着性が低下するおそれがある。したがって、中間層５１４の形成工程において、開口部１２５を取り除くための現像時に、側壁面５１４ｅの一部が剥離してしまう可能性がある。
これに対し、図９に示す半透過反射基板１２８においては、平坦面１２０ａには、下地層１３４が形成されていないため、その中間層１３６の現像時に、側壁面１３６ｅの一部が剥離するといった不具合が生じることがない。
【００４５】
また、上述した実施形態では、電気光学装置として、液晶装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、エレクトロルミネッセンス装置、特に、有機エレクトロルミネッセンス装置、無機エレクトロルミネッセンス装置等や、プラズマディスプレイ装置、ＦＥＤ（フィールドエミッションディスプレイ）装置、ＬＥＤ（発光ダイオード）表示装置、電気泳動表示装置、薄型のブラウン管、液晶シャッター等を用いた小型テレビ、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いた装置などの各種の電気光学装置に適用できる。
最後に、以上説明した液晶装置１００を搭載した電子機器について説明する。例えば、図１０１０は、液晶装置１００を表示部として有する携帯電話機３００の外観図である。この図において、携帯電話機３００は、複数の操作ボタン３１０の他、受話口３２０、送話口３３０とともに、電話番号などの各種情報を表示する表示部として、上記液晶装置１００を備えている。
また、携帯電話機３００以外にも、液晶装置１００（電気光学装置）は、コンピュータや、プロジェクタ、デジタルカメラ、ムービーカメラ、車載機器、複写機、オーディオ機器などの各種電子機器の表示部として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる液晶装置の断面図である。
【図２】同液晶装置の分解斜視図である。
【図３】同液晶装置に含まれる半透過反射基板の平面および断面を示す図である。
【図４】同半透過反射基板の製造方法を示す工程図である。
【図５】同製造方法における各工程の様子を示す図である。
【図６】同半透過反射基板の製造に用いられるフォトマスクを示す平面図である。
【図７】同実施形態の変形例にかかる下地層の形状を示す図である。
【図８】同実施形態の変形例にかかる半透過反射基板の部分断面図である。
【図９】同実施形態の変形例にかかる半透過反射基板の部分断面図である。
【図１０】同液晶装置を搭載した電子機器の一例を示す図である。
【図１１】従来の半透過反射層およびその周辺構成の図である。
【図１２】従来の半透過反射層の下地層の形成に用いられるフォトマスクを示す平面図である。
【図１３】同実施形態にかかる変形例の対比例を示す断面図である。
【符号の説明】
１００ 液晶装置、１０２ 液晶パネル、１０４ バックライトユニット、１１０ 第１基板、１１４ 画素電極、１１５ ＴＦＤ素子、１１６ 走査線、１１８，１５４ 配向膜、１２０ 第２基板、１２４ 半透過反射基板、１２５ 開口部、１３０ 下地層、１３０ａ，１３２ａ 平坦面、１３０ｂ，１３２ｂ 凹凸面、１３０ｅ 側壁面、１４０ 半透過反射層、１４０ａ 鏡面反射面、１４０ｂ 散乱反射面、１４５ フォトマスク、１４５ｂ 平坦面形成用領域、１４６ａ 開口用透光部、１４６ｂ 凹凸用透光部、１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０Ｂカラーフィルタ、１５２ データ線、１６０ ドット、１８０ 液晶、３００携帯電話機。
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気光学装置の一種である半透過反射型の液晶装置に関し、特に該液晶装置に含まれる半透過反射基板の製造方法、電気光学装置の製造方法、半透過反射基板、電気光学装置および電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
いわゆる半透過反射型の液晶装置は、液晶層とバックライトユニットとの間に、光を透過させると共に、外光を反射させる半透過反射層を有する構成が一般である。この半透過反射層の一様態として、開口部を介して光を透過させる一方で、凹凸状の反射面（光反射部）により、外光を散乱させる構成が知られている。ここで、散乱特性を半透過反射層に付与するのは、半透過反射層における外光の鏡面反射を防止して、観察者が視認する画面に背景や室内照明等の写り込みを防ぐためである。
【０００３】
この種の半透過反射層を形成するための技術のひとつとして、感光性樹脂などの造形材料を用いた手法が提案されている。具体的には、図１１に示すように、ガラスなどの基板５００上に、光透過用の開口部５１２を有するとともに、表面が凹凸状の下地層５１０を感光性樹脂により形成し、その後、下地層５１０のうち凹凸面のみに、アルミニウムなどの光反射性を有する材料を積層して、下地層５１０の凹凸形状が反映された半透過反射層５２０を形成する（例えば、特許文献１参照）。なお、仮に下地層５１０が光透過性を有していれば、下地層５１０については開口部５１２を形成しなくとも、透過型表示は実現可能である。しかし、この構成では、下地層５１０おいて光損失が生じるため、下地層５１０についても開口部５１２を形成することが望ましい。
【０００４】
このような開口部５１２を有する下地層５１０は、例えば次のようにして製造される。まず、基板５００上に、ポジ型の感光性樹脂を塗布して、図１２に示すようなフォトマスク５５０にて露光する。このフォトマスク５５０のうち略中央に位置する透光部５５２は、下地層５１０の開口部５１２を形成するためのものであり、その周辺にランダム配置された微小な透光部５５４は、下地層５１０の凹凸面を形成するためのものである。このようなフォトマスク５５０にて感光性樹脂を露光した後、現像処理を施すと、前掲図１１に示すような開口部５１２および凹凸面を有する下地層５１０が形成される。
【０００５】
ところで、フォトマスク５５０においては、開口部５１２用の透光部５５２の縁に、凹凸面用の透光部５５４が近接配置されており、図１２中の拡大図に示すように、それらの中には透光部５５２と連なった状態で光を透過させるものも含まれていた。このため下地層５１０のうち開口部５１２の側壁面５１２ｅは、図１１の平面図に示すように襞状となるように形成されることとなる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−９８９５５号公報（第５頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように側壁面５１２ｅが襞状となるように、感光性材料が露光されると、その現像工程において、側壁面５１２ｅから樹脂片が剥離し、この結果、現像液中に混合した樹脂片が樹脂層に再付着してしまい、液晶パネルに品質低下や不具合を生じさせる要因となっていた。
【０００８】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、剥離などが生じることなく下地層を形成することが可能な半透過反射基板の製造方法、該半透過反射基板の製造方法を含む電気光学装置の製造方法、半透過反射基板、該半透過反射基板を含む電気光学装置および電子機器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明にかかる半透過反射基板の製造方法は、光を透過させるための透光部を有すると共に、凹凸状の光反射部を有する半透過反射基板の製造方法であって、基板に感光性材料を塗布する塗布工程と、前記塗布工程において塗布された前記感光性材料に対する現像処理において、前記透光部となる開口部と、前記開口部の縁端と離間するように位置する凹凸面とが前記感光性材料に形成されるべく、前記感光性材料に対して露光する露光工程と、前記露光工程により露光された感光性材料を現像する現像工程と、前記現像工程により現像された感光性材料のうち、前記露光工程により形成された凹凸面上に光反射性を有する反射層を形成する反射層形成工程と、を有することを特徴とする。
かかる半透過反射基板の製造方法によれば、露光工程において、凹凸面が、開口部の縁端から離間するように露光されているため、開口部を形成する側壁面は、略平坦となるように露光される。この結果、感光性材料の現像処理時に、下地層となる感光性材料の一部が剥離、再付着するといった問題が解消される。
ここで、前記露光工程において、前記開口部の縁端と、前記凹凸面の縁端とが、５μｍ以上離間するように露光することが望ましく、さらに、前記開口部の縁端と、前記凹凸面の縁端とが１２μｍ以下に離間するように露光することが望ましい。このように、開口部の縁端と、凹凸面の縁端とを５μｍ以上離すことにより、開口部を形成する側壁面の平坦性を十分に確保することができる。一方、開口部の縁端と、凹凸面の縁端との間隔を１２μｍ以下とすることにより、半透過反射基板における散乱特性を十分に確保することができる。
【００１０】
好ましい様態において、前記反射層形成工程は、前記感光性材料の前記凹凸面上に、該凹凸形状の一部を吸収する凹凸吸収層を形成する凹凸吸収層形成工程と、前記凹凸吸収層形成工程において形成された凹凸吸収層上に、光反射性を有する表面反射層を形成する表面反射層形成工程とを含む。
このように、凹凸面の凹凸形状を吸収する凹凸吸収層を形成することにより、表面反射層の凹凸形状を滑らかにすることができる。
くわえて、本発明は、上記半透過反射基板の製造方法を含む電気光学装置の製造方法を提供する。
【００１１】
また、本発明は、光を透過させるための透光部を有すると共に、凹凸状の光反射部を有する半透過反射基板であって、感光性材料に対する現像処理により基板上に形成された下地層であり、前記透光部となる開口部と、前記開口部の縁端から離間するように位置する凹凸面とを含む下地層と、前記下地層のうち前記凹凸面上に位置するように設けられ、光反射性を有する反射層とを具備することを特徴とする半透過反射基板を提供する。
かかる半透過反射基板によれば、凹凸面が、開口部の縁端から離間するように露光されているため、開口部を形成する側壁面は略平坦となる。したがって、感光性材料の現像処理時に、下地層となる感光性材料の一部が剥離、再付着するといった不具合が生じない。
さらに、本発明は、上記半透過反射基板を含む電気光学装置、および該電気光学装置を表示部として有することを特徴とする電子機器を提供する。上述したように半透過反射基板は、その製造工程において下地層の一部が剥離、再付着するといった不具合が生じないため、半透過反射基板を備えた電気光学装置および電子機器の品質が改善される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の説明においては、本実施形態にかかる電気光学装置の一例として、アクティブマトリックス方式のカラー表示型液晶装置について説明する。
【００１３】
＜液晶装置の構成＞
まず、本実施形態にかかる液晶装置の構成について説明する。図１は、本実施形態にかかる液晶装置の断面図であり、図２は、同液晶装置の大略構成を示す分解斜視図である。なお、図１は、図２におけるＡ−Ａ’線からみた断面図に相当する。
これらの図に示されるように、液晶装置１００は、電気光学物質の一種である液晶１８０（図２では図示略）を、第１基板１１０および第２基板１２０により狭持する液晶パネル１０２と、当該液晶パネル１０２の第２基板１２０側に配設されたバックライトユニット１０４とを含んで構成される。以下では、図１に示すように、液晶１８０に対して第１基板１１０側を「観察側」と表記する。すなわち、液晶装置１００よる表示画像を視認する観察者が位置する側という意味である。これに対し、液晶１８０からみて第２基板１２０側を「背面側」と表記する。
【００１４】
まず、バックライトユニット１０４に含まれる光源１０５は、例えば冷陰極管などであり、板状部材である導光板１０６の側端面に対して光を照射する。導光板１０６は、その側端面から入射した光源１０５による光を、液晶パネル１０２の第２基板１２０に対して一様に導く。特に図示はしないが、導光板１０６のうち液晶パネル１０２と対向する面には、当該導光板１０６からの光を液晶パネル１０２に対して一様に拡散させる拡散板などが貼着される一方、これと反対側の面には、導光板１０６から背面側に出射した光を液晶パネル１０２側に反射させるための反射板が貼着される。
【００１５】
液晶パネル１０２において、第１基板１１０は、ガラスなどの光透過性材料からなる板状部材である。第１基板１１０の観察側の面には、コントラストを改善するための位相差板１１１（図２では図示略）と、入射光を偏光させるための偏光板１１２（図２では図示略）が、基板１１０側からこの順で積層されている。一方、第１基板１１０の液晶１８０側（背面側）の面には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜などの画素電極１１４がマトリックス状に配置されており、各画素電極１１４の間隙には、一方向（図２に示すＹ方向）に延在する複数の走査線１１６が形成されている。
【００１６】
図２に示すように各画素電極１１４と、当該画素電極１１４に隣接する走査線１１６とは、ＴＦＤ素子１１５を介して接続されている。このＴＦＤ素子１１５は、非線形な電流−電圧特性を有する二端子型スイッチング素子である。図１に示すように、画素電極１１４、走査線１１６およびＴＦＤ素子１１５が形成された第１基板１１０の表面は、配向膜１１８（図２では図示略）により覆われている。この配向膜１１８は、ポリイミドなどの有機材料であり、電圧が印加されていないときの液晶１８０の配向状態を規定するためのラビング処理が施されている。
【００１７】
一方、第２基板１２０は、ガラスなどの光透過性材料からなる板状部材であり、その背面側の面には、第１基板１１０と同様に、位相差板１２１（図２では図示略）および偏光板１２２（図２では図示略）が、基板側からこの順で積層されている。第２基板１２０の液晶１８０側（観察側）の面には、下地層１３０、半透過反射層１４０と、３色のカラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０Ｂのうちいずれか１と、データ線１５２と、配向膜１５４（図２では図示略）とが基板側からこの順で積層されている。
【００１８】
このうち配向膜１５４は、例えばポリイミドなどによって形成された有機薄膜であり、電圧が印加されていないときの液晶１８０の配向方向を規定するためのラビング処理が施されている。また、複数のデータ線１５２の各々は、ＩＴＯなどの光透過性導電材料により形成された帯状の電極であり、カラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０Ｂの面上に形成されている。図２に示すように、データ線１５２は、上述した走査線１１６と交差する方向（図２中Ｘ方向）に延在し、第１基板１１０上に列をなす複数の画素電極１１４と対向するように位置する。かかる構成の下、第１基板１１０と第２基板１２０とにより狭持された液晶１８０は、画素電極１１４とこれに対向するデータ線１５２との間に電圧が印加されることにより、その配向方向が変化する。図２に示すように、この印加電圧に応じて液晶１８０の配向方向が変化する領域の最小単位１６０はマトリックス状に配列されており、その各々がサブ画素（ドット）として機能する。
【００１９】
カラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０Ｂは、各ドット１６０に対応して設けられた樹脂層であり、顔料などにより赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）のいずれかにそれぞれ着色されており、その色に対応する波長の光を選択的に透過させる。なお、図２における「Ｒ」、「Ｇ」および「Ｂ」は、ドット１６０の各々が、いずれのカラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０Ｂが配置されるドット１６０かを示している。また、遮光層１５１は、各カラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０Ｂの間隙を埋めるように格子状に形成されており、隣接するカラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０の測方を遮光する。この遮光層１５１は、例えばカーボンブラックが分散された黒色樹脂材料や、クロム（Ｃｒ）といった金属などにより形成される。また、遮光層１５１は、特定の材料によって形成されることに限られず、例えば、着色層を構成するカラーフィルタ１５０Ｒ，１５０Ｇ，１５０Ｂの各着色層を二色または三色重ねること、すなわち積層することによっても形成することができる。
【００２０】
ここで、図３は、ひとつのドット１６０に対応する半透過反射層１４０の上面図と、その部分に対応する第２基板１２０、下地層１３０および半透過反射層１４０の部分断面図とを示す図である。断面図において、下地層１３０は、感光性材料が露光・現像処理により造形されたものであり、ドット１６０の中央付近に位置する光透過用の開口部１２５と、観察側に設けられた滑らかな凹凸状の面１３０ｂ（以下、「凹凸面」と称する）とを有している。ここで、凹凸面１３０ｂは、開口部１２５の縁端（側壁面１３０ｅ）から一定の距離ｄ１（例えば「５μｍ」）だけ離れるように形成されており、開口部１２５と凹凸面１３０ｂとの間には、平坦性を有する平坦面１３０ａが設けられている。なお、下地層１３０において、開口部１２５を形成する側壁面１３０ｅは平坦性を有しているが、この点については後ほど詳述する。
【００２１】
図３の平面図および断面図に示されるように、半透過反射層１４０は、例えばアルミニウムなどの光反射性を有する材料が、下地層１３０のうち観察側の面上に略一定の膜厚にて薄膜形成されたものであり、その表面形状は下地層１３０の表面形状が反映されたものとなっている。具体的には、半透過反射層１４０は、滑らかな凹凸状の光反射部１４０ｂ（以下「散乱反射面」と称する）と、この散乱反射面１４０ｂと、開口部１２５の縁端とを隔てるように位置する平坦な部分１４０ａ（以下「鏡面反射面」と称する。）とを有している。
【００２２】
以上の構成のもと、半透過反射層１４０においては、バックライトユニット１０４（図１参照）から出射された光は、下地層１３０および半透過反射層１４０の開口部１２５を透過して観察側に出射する。一方、観察側から入射した外光は、鏡面反射面１４０ａおよび散乱反射面１４０ｂの各々で反射するが、このうち散乱反射面１４０ｂでは、外光を散乱させつつ反射する。なお、説明の便宜上、以降の説明においては、第２基板１２０と、下地層１３０と、半透過反射層１４０とを含む半透過反射性を有する機能性基板を「半透過反射基板１２４」と称する。
【００２３】
以上説明した第１基板１１０および第２基板１２０は、図１に示すように、シール材１７０を介して貼り合わされるとともに、両基板上の構造物と、シール材１７０とによって囲まれた領域に、例えばＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型などの液晶１８０が封止される。かかる構成のもと、観察側から液晶パネル１０２に外光が入射すると、外光は、半透過反射基板１２４により観察側に向けて散乱反射し、これにより反射型表示が実現される。一方、液晶パネル１０２の背面側から入射したバックライトユニット１０４の光は、下地層１３０および半透過反射層１４０の開口部１２５を通過して観察側に出射し、これにより透過型表示が実現される。
【００２４】
＜液晶装置の製造方法＞
次に、液晶装置１００の製造方法について説明する。以下では、液晶装置１００のうち、特に半透過反射基板１２４の製造方法について重点的に説明する。なお、液晶装置１００のうち半透過反射基板１２４以外の構成の製造方法については、本件発明と直接関係しないため、その説明は省略することとする。
【００２５】
図４は、半透過反射基板１２４の製造工程を示すフローチャートである。また、図５は、同製造工程における処理内容を示す第２基板１２０の部分断面図である。なお、図５においては第２基板１２０のうち１つのドット１６０に対応する部分が示されている。この製造工程においては、まず、第２基板１２０上に感光性材料により下地層１３０を形成し、その下地層１３０の表面上に半透過反射層１４０を形成する。
はじめに、第２基板１２０を洗浄した後、乾燥する（図４：プロセスＰ１）。次に、図５（ａ）に示すように、第２基板１２０のうち観察側となる面に、例えばスピンコート法などにより、感光性材料の一種であるポジ型の感光性樹脂１３２を塗布する（図４：プロセスＰ２）。この感光性樹脂１３２としては、例えばＰＣ４０５Ｇ（ＪＳＲ株式会社製）などを用いることができる。その後、第２基板１２０に塗布した感光性樹脂１３２を減圧環境下において乾燥させ（図４：プロセスＰ３）、乾燥した感光性樹脂１３２を１００℃から１０５℃の範囲にてプリベークする（図４：プロセスＰ４）。
【００２６】
次に、プリベークした感光性樹脂１３２を、フォトマスクを用いて露光する（図４：プロセスＰ５）。ここで、図６は、露光に用いられるフォトマスク１４５のパターンを示す図である。この図に示されるように、フォトマスク１４５は、ガラスなどの光透過性を有する基板１４６に、図中斜線で示すクロムなどの遮光層１４７がパターンされたものである。フォトマスク１４５においては、液晶パネル１０２におけるドット１６０の各々に対応して、同一のパターンがマトリックス状に設けられている。したがって、以下、フォトマスク１４５のうち１つのドット１６０に対応する領域に着目して説明する。
【００２７】
図６の拡大図に示されるように、フォトマスク１４５のうち１つのドット１６０に対応する領域には、下地層１３０を形成するための２種類の透光部（遮光層１４７が設けられていない部分）が含まれる。すなわち、中央に設けられた略長方形の開口用透光部１４６ａと、その周辺に設けられる複数の凹凸用透光部１４６ｂとである。このうち開口用透光部１４６ａは、下地層１３０の開口部１２５を形成するためのものであり、プリベークされた感光性樹脂１３２のうち開口部１２５に対応する部分に光を照射させるための透過領域である。なお、感光性樹脂１３２はポジ型であるため、光が照射されると、その部分は、後述の現像工程において現像液に溶解し除去される。
【００２８】
一方、複数の凹凸用透光部１４６ｂの各々は、下地層１３０の凹凸面１３０ｂを形成するための微小な透過領域であり、開口用透光部１４６ａの縁から距離「ｄ２」以上離れた領域において分散するように設けられている。言い換えれば、フォトマスク１４５においては、開口用透光部１４６ａの縁から距離「ｄ２」だけ外側に離れた境界線１４５ａを境界として、該境界線１４５ａに囲まれる領域のうち、開口用透光部１４６ａを除く領域は完全に遮光されている。この完全に遮光された領域１４５ｂは、下地層１３０の平坦面１３０ａを確保するために設けられており、これ以降、便宜的に「平坦面形成用領域」と称することとする。
【００２９】
このようなフォトマスク１４５にて露光すると、図５（ｂ）に示すように、フォトマスク１４５の各凹凸用透光部１４６ｂを透過した光は、その強度に斑が生じた状態で、感光性樹脂１３２上面のうち下地層１３０の凹凸面１３０ｂに対応する領域まで到達する。これにより、感光性樹脂１３２においては、図中鎖線で示されるような滑らかな凹凸面まで光が作用する。なお、凹凸用透光部１４６ｂの透過光による強度斑は、フォトマスク１４５と感光性樹脂１３２とのギャップ（間隙）や、凹凸用透光部１４６ｂの形状（大きさ）、また、その数などを調整することにより制御することができる。
【００３０】
一方、開口用透光部１４６ａを透過した光は、感光性樹脂１３２のうち開口部１２５に対応する部分に到達し、その光は感光性樹脂１３２の最下部まで作用する。ここで、フォトマスク１４５には、平坦面形成用領域１４５ｂが設けられている。このため、開口用透光部１４６ａを透過した光と、凹凸用透光部１４６ｂを透過した光とは、互いに干渉することなく、感光性樹脂１３２まで到達し、感光性樹脂１３２のうち下地層１３０の平坦面１３０ａに対応する部分には光が照射されない。これにより、感光性樹脂１３２においては、開口用透光部１４６ａによる透過光が作用する部分と、作用しない部分との境界面１３２ｆが略平坦となるように露光される。
【００３１】
以上のようなフォトマスク１４５を用いた露光処理の後、感光性樹脂１３２に現像処理を施すと（図４：プロセスＰ６）、図５（ｃ）に示すような感光性樹脂１３２が形成される。具体的には、開口部１２５の他、平坦性を有する平坦面１３２ａと、凹凸を有する凹凸面１３２ｂとを含む感光性樹脂１３２が形成される。ここで、露光工程で使用したフォトマスク１４５には、平坦面１３２ａを形成するための平坦面形成用領域１４５ｂが設けられていた。したがって、現像された感光性樹脂１３２においては、凹凸面１３２ｂは、開口部１２５を形成する側壁面１３２ｅから離間するように位置しており、該側壁面１３２ｅは平坦性を有している。
【００３２】
このように本実施形態によれば、感光性樹脂１３２のうち開口部１２５の側壁面１３２ｅが略平坦となるように露光されているため、従来技術と比較して、現像時に側壁面１３２ｅの一部が剥離するといった問題が生じない。したがって、半透過反射基板１２４の品質が向上し、ひいては液晶装置１００の品質を向上させることが可能となる。
【００３３】
ここで、感光性樹脂１３２（下地層１３０）において、側壁面１３２ｅから凹凸面１３２ｂをどの程度離間させるべきかについて説明する。側壁面１３２ｅと凹凸面１３２ｂ間の距離ｄ１は、側壁面１３２ｅの平坦性を確保するという観点から見ると離れている方が好ましいが、逆に、半透過反射層１４０における散乱反射性を確保するという観点から見ると近い方が好ましい。本発明者によれば、距離ｄ１がおおよそ「５μｍ」以上であれば、側壁面１３２ｅの平坦性を十分に確保できることが確認されており、さらに、距離ｄ１がおおよそ「１２μｍ」以下であれば、半透過反射層１４０の散乱反射性を十分に確保できることが確認されている。したがって、半透過反射層１４０の散乱反射性と、側壁面１３２ｅの平坦性との両方を確保するという観点からいうと、距離ｄ１はおおよそ「５〜１２μｍ」の範囲内であることが望ましい。なお、距離ｄ１は、フォトマスク１４５（図６参照）における開口用透光部１４６ａの縁から境界線１４５ａまでの距離ｄ２を調整することにより変更することができる。
【００３４】
このようにして、感光性樹脂１３２の現像工程が終了すると、次いで、感光性樹脂１３２にＵＶを照射する。本実施形態で用いた感光性樹脂１３２（ＰＣ４０５Ｇ）は、黄色味を帯びており、ＵＶを照射することにより黄色味が除去され光透過性が向上する。これは、もし仮に下地層１３０が着色されていたとすると、半透過反射基板１２４における外光の反射時に、その色が反射光に反映されてしまうため、その改善を目的としている。なお、この工程は、本実施形態で用いた感光性樹脂１３２についての特有の工程であり、半透過反射基板１２４の製造において必須の工程ではない。
この後、感光性樹脂１３２を、例えば「２２０℃」にて５０分間焼成する（図４：プロセスＰ７）。これにより、開口部１２５と、凹凸面１３０ｂとを有する下地層１３０が形成される。
【００３５】
次いで、図５（ｄ）に示すように、第２基板１２０のうち下地層１３０が形成された面に、例えばスパッタリングなどにより、半透過反射層１４０となるアルミニウムまたはアルミニウム合金を略一定の厚みにて、下地層１３０を覆うように形成する（図４：プロセスＰ８）。次に、図５（ｅ）に示すように、アルミニウム層のうち開口部分を除去すべく、マスク１４２形成する。具体的には、下地層１３０の開口部１２５に対応する部分以外の領域をマスク１４２で覆う。そして、アルミニウム層のうちマスク１４２で覆われていない部分をエッチングした後、マスク１４２を除去すると、図６（ｆ）に示すように開口部１２５と、凹凸状の散乱反射面１４０ｂとを有する散乱反射型の半透過反射基板１２４が製造される。
【００３６】
引き続き、半透過反射層１４０が形成された第２基板１２０上に構造物を形成する方法について前掲図１を参照して説明する。以上のようにして半透過反射層１４０が形成されると、続いて、第２基板１２０の反射面側（観察側）に、例えばクロムからなる薄膜を、例えばスパッタリング法などにより形成する。この後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて当該薄膜をパターニングすることにより、格子状の遮光層１５１を得る。また、遮光層１５１は、特定の材料によって形成されることに限られず、例えば、着色層を構成するカラーフィルタ１５０Ｒ，１５０Ｇ，１５０Ｂの各着色層を二色または三色重ねること、すなわち積層することによっても形成することができる。
【００３７】
続いて、第２基板１２０における半透過反射層１４０上に赤色、緑色および青色のカラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇおよび１５０Ｂの各々を、マトリックス状に形成する。これらのカラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０Ｂの形成方法としては、例えば、顔料により着色された感光性樹脂により形成することができる。
【００３８】
次いで、カラーフィルタ１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０Ｂおよび遮光層１５１を覆うようにＩＴＯからなる薄膜を形成し、これをパターニングすることによってデータ線１５２を形成する。そして、これらのデータ線１５２を覆うように配向膜１５４を形成し、配向膜１５４の表面にラビング処理を施す。
【００３９】
以上が第２基板１２０上に設けられる各構造物の製造方法である。この製造方法により得られた第２基板１２０と、画素電極１１４、走査線１１６、ＴＦＤ素子１１５および配向膜１１８が形成された第１基板１１０とを、互いの配向膜１１８、１５４を対向させた状態でシール材１７０を介して貼り合わせる。次いで、両基板１１０、１２０とシール材１７０とによって囲まれた空間に液晶１８０を注入し、その後、図示せぬ封止材により液晶１８０が注入された空間を封止する。そして、一体化された第１基板１１０および第２基板１２０の各々の外側の面に、位相差板１１１、１２１と偏光板１１２、１２２とを貼着することによって、液晶表示パネルが完成する。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態に係る製造方法によれば、下地層１３０（感光性樹脂１３２）の現像処理時に樹脂片が剥離するおそれがないため、現像工程において、感光性樹脂１３２の側壁面１３２ｅの一部が剥離するといった問題や、一旦剥離した樹脂片が感光性樹脂１３２に再付着するといった問題などの不具合を解消することができる。この結果、下地層１３０の剥離を起因として、液晶装置１００の品質低下や、不具合などが生じることがない。
【００４１】
＜変形例＞
なお、上述した実施形態はあくまでも例示であり、上記実施形態に種々の変形を加えることが可能である。変形例としては、例えば以下のようなものが考え得る。
【００４２】
上述した実施形態においては、下地層１３０（半透過反射層１４０）に形成された開口部１２５は、各ドット１６０の略中央に位置するように形成されていたが、これに限らない。例えば、図７（ａ）に示すように、ドット１６０の四隅に、開口部１２５を１つずつ形成しても良いし、また、図７（ｂ）に示すように、ドット１６０の両側に沿って開口部１２５を１列ずつ形成しても良い。このように開口部１２５がいずれの位置に形成された場合であっても、開口部１２５の縁端に沿って平坦面１３０ａが形成されるように露光することにより、下地層１３０は、その側壁面１３０ｅが略平坦となるように不溶化される。これにより、上記実施形態と同様に、現像工程において、下地層１３０（感光性材料）の剥離が生じるおそれがない。
【００４３】
また、上記実施形態にかかる半透過反射基板１２４は、第２基板１２０、下地層１３０および半透過反射層１４０の３層構造のものを示したがこれに限られない。例えば、図８は、４層構造の半透過反射基板１２６を示す部分断面図である。この図において、下地層１３０と、半透過反射層１４０との間に設けられた中間層１３５は、下地層１３０の凹凸面１３０ｂの傾斜変化を吸収する役割を果たす。このような中間層１３５を設けることにより、下地層１３０の凹凸面１３０ｂが急峻である場合に、その凹凸形状をなだらかにしつつ、下地層１３０の凹凸形状を半透過反射層１４０の散乱反射面１４０ｂに反映させることができる。これにより、半透過反射基板１２６における散乱反射面の形状を、散乱特性に応じて形成することができる。
【００４４】
くわえて、上記実施形態においては、露光により溶解するポジ型の感光性材料を用いて半透過反射基板１２４を製造したが、露光により不溶化するネガ型の感光性材料を用いることも可能である。図９は、ネガ型の感光性樹脂を用いて形成された半透過反射基板１２８の断面図である。この図に示すように、半透過反射基板１２８は、第２基板１２０と、複数の下地層１３４と、中間層１３６と、半透過反射層１４０とを有する。このうち、下地層１３４の各々は、ネガ型の感光性樹脂により形成されたものであり、基板１２０上において、互いに離間した位置にて突出するように設けられている。中間層１３６は、感光性材料などであり、開口部１２５を除く領域に、第２基板１２０と下地層１３４とを覆うように薄膜形成されている。この中間層１３６の表面は、第２基板１２０の面と、下地層１３４の表面とによる凹凸が反映された凹凸状になっており、さらにその上方に、半透過反射層１４０が積層されている。
ここで、下地層１３４の各々は、その製造工程において、基板１２０面のうち、開口部１２５の端部近傍には形成されないように露光処理されたものである。したがって、開口部１２５と、下地層１３４が形成されている領域との間には、平坦面１２０ａが設けられているといえる。ここで仮に、平坦面１２０ａを考慮せずに露光したとすると、図１３に示すように、下地層５１２が、開口部１２５の端部に近接配置されたり、下地層５１２が、開口部１２５の端部を跨ぐように形成されたりするため、中間層５１４の側壁面５１４ｅ近傍と、基板１２０との密着性が低下するおそれがある。したがって、中間層５１４の形成工程において、開口部１２５を取り除くための現像時に、側壁面５１４ｅの一部が剥離してしまう可能性がある。
これに対し、図９に示す半透過反射基板１２８においては、平坦面１２０ａには、下地層１３４が形成されていないため、その中間層１３６の現像時に、側壁面１３６ｅの一部が剥離するといった不具合が生じることがない。
【００４５】
また、上述した実施形態では、電気光学装置として、液晶装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、エレクトロルミネッセンス装置、特に、有機エレクトロルミネッセンス装置、無機エレクトロルミネッセンス装置等や、プラズマディスプレイ装置、ＦＥＤ（フィールドエミッションディスプレイ）装置、ＬＥＤ（発光ダイオード）表示装置、電気泳動表示装置、薄型のブラウン管、液晶シャッター等を用いた小型テレビ、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いた装置などの各種の電気光学装置に適用できる。
最後に、以上説明した液晶装置１００を搭載した電子機器について説明する。例えば、図１０１０は、液晶装置１００を表示部として有する携帯電話機３００の外観図である。この図において、携帯電話機３００は、複数の操作ボタン３１０の他、受話口３２０、送話口３３０とともに、電話番号などの各種情報を表示する表示部として、上記液晶装置１００を備えている。
また、携帯電話機３００以外にも、液晶装置１００（電気光学装置）は、コンピュータや、プロジェクタ、デジタルカメラ、ムービーカメラ、車載機器、複写機、オーディオ機器などの各種電子機器の表示部として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる液晶装置の断面図である。
【図２】同液晶装置の分解斜視図である。
【図３】同液晶装置に含まれる半透過反射基板の平面および断面を示す図である。
【図４】同半透過反射基板の製造方法を示す工程図である。
【図５】同製造方法における各工程の様子を示す図である。
【図６】同半透過反射基板の製造に用いられるフォトマスクを示す平面図である。
【図７】同実施形態の変形例にかかる下地層の形状を示す図である。
【図８】同実施形態の変形例にかかる半透過反射基板の部分断面図である。
【図９】同実施形態の変形例にかかる半透過反射基板の部分断面図である。
【図１０】同液晶装置を搭載した電子機器の一例を示す図である。
【図１１】従来の半透過反射層およびその周辺構成の図である。
【図１２】従来の半透過反射層の下地層の形成に用いられるフォトマスクを示す平面図である。
【図１３】同実施形態にかかる変形例の対比例を示す断面図である。
【符号の説明】
１００ 液晶装置、１０２ 液晶パネル、１０４ バックライトユニット、１１０ 第１基板、１１４ 画素電極、１１５ ＴＦＤ素子、１１６ 走査線、１１８，１５４ 配向膜、１２０ 第２基板、１２４ 半透過反射基板、１２５ 開口部、１３０ 下地層、１３０ａ，１３２ａ 平坦面、１３０ｂ，１３２ｂ 凹凸面、１３０ｅ 側壁面、１４０ 半透過反射層、１４０ａ 鏡面反射面、１４０ｂ 散乱反射面、１４５ フォトマスク、１４５ｂ 平坦面形成用領域、１４６ａ 開口用透光部、１４６ｂ 凹凸用透光部、１５０Ｒ、１５０Ｇ、１５０Ｂカラーフィルタ、１５２ データ線、１６０ ドット、１８０ 液晶、３００携帯電話機。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を透過させるための透光部を有すると共に、凹凸状の光反射部を有する半透過反射基板の製造方法であって、
基板に感光性材料を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程において塗布された前記感光性材料に対する現像処理において、前記透光部となる開口部と、前記開口部の縁端と離間するように位置する凹凸面とが前記感光性材料に形成されるべく、前記感光性材料に対して露光する露光工程と、
前記露光工程により露光された感光性材料を現像する現像工程と、
前記現像工程により現像された感光性材料のうち、前記露光工程により形成された凹凸面上に光反射性を有する反射層を形成する反射層形成工程と、
を有することを特徴とする半透過反射基板の製造方法。
【請求項２】
前記露光工程において、前記開口部の縁端と、前記凹凸面の縁端とが、５μｍ以上離間するように露光する
ことを特徴とする請求項１に記載の半透過反射基板の製造方法。
【請求項３】
前記露光工程において、前記開口部の縁端と、前記凹凸面の縁端とが、１２μｍ以下に離間するように露光する
ことを特徴とする請求項２に記載の半透過反射基板の製造方法。
【請求項４】
前記反射層形成工程は、
前記感光性材料の前記凹凸面上に、該凹凸形状の一部を吸収する凹凸吸収層を形成する凹凸吸収層形成工程と、
前記凹凸吸収層形成工程において形成された凹凸吸収層上に、光反射性を有する表面反射層を形成する表面反射層形成工程とを含む
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半透過反射基板の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の半透過反射基板の製造方法を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項６】
光を透過させるための透光部を有すると共に、凹凸状の光反射部を有する半透過反射基板であって、
感光性材料に対する現像処理により基板上に形成された下地層であり、前記透光部となる開口部と、前記開口部の縁端から離間するように位置する凹凸面とを含む下地層と、
前記下地層のうち前記凹凸面上に位置するように設けられ、光反射性を有する反射層と、
を具備することを特徴とする半透過反射基板。
【請求項７】
請求項６に記載の半透過反射基板を含むことを特徴とする電気光学装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電気光学装置を、表示部として有することを特徴とする電子機器。
【請求項１】
光を透過させるための透光部を有すると共に、凹凸状の光反射部を有する半透過反射基板の製造方法であって、
基板に感光性材料を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程において塗布された前記感光性材料に対する現像処理において、前記透光部となる開口部と、前記開口部の縁端と離間するように位置する凹凸面とが前記感光性材料に形成されるべく、前記感光性材料に対して露光する露光工程と、
前記露光工程により露光された感光性材料を現像する現像工程と、
前記現像工程により現像された感光性材料のうち、前記露光工程により形成された凹凸面上に光反射性を有する反射層を形成する反射層形成工程と、
を有することを特徴とする半透過反射基板の製造方法。
【請求項２】
前記露光工程において、前記開口部の縁端と、前記凹凸面の縁端とが、５μｍ以上離間するように露光する
ことを特徴とする請求項１に記載の半透過反射基板の製造方法。
【請求項３】
前記露光工程において、前記開口部の縁端と、前記凹凸面の縁端とが、１２μｍ以下に離間するように露光する
ことを特徴とする請求項２に記載の半透過反射基板の製造方法。
【請求項４】
前記反射層形成工程は、
前記感光性材料の前記凹凸面上に、該凹凸形状の一部を吸収する凹凸吸収層を形成する凹凸吸収層形成工程と、
前記凹凸吸収層形成工程において形成された凹凸吸収層上に、光反射性を有する表面反射層を形成する表面反射層形成工程とを含む
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半透過反射基板の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の半透過反射基板の製造方法を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項６】
光を透過させるための透光部を有すると共に、凹凸状の光反射部を有する半透過反射基板であって、
感光性材料に対する現像処理により基板上に形成された下地層であり、前記透光部となる開口部と、前記開口部の縁端から離間するように位置する凹凸面とを含む下地層と、
前記下地層のうち前記凹凸面上に位置するように設けられ、光反射性を有する反射層と、
を具備することを特徴とする半透過反射基板。
【請求項７】
請求項６に記載の半透過反射基板を含むことを特徴とする電気光学装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電気光学装置を、表示部として有することを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００４−２７２００６（Ｐ２００４−２７２００６Ａ）
【公開日】平成１６年９月３０日（２００４．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００３−６４０３３（Ｐ２００３−６４０３３）
【出願日】平成１５年３月１０日（２００３．３．１０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１６年９月３０日（２００４．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年３月１０日（２００３．３．１０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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