説明

液晶装置及び液晶装置の製造方法

【課題】コントラストの高い反射表示を行う液晶装置及び液晶装置の製造方法を提供する。
【解決手段】液晶装置10は、複数の画素領域を含み、画素領域毎に光を反射する反射領域Rと光を透過させる透過領域Tとを有する液晶装置であって、第1基板26と第2基板28との間に設けられた液晶層30と、第1基板26に設けられた第1電極12と、第1基板26に設けられ、第1電極12と平面的に重なって配置された第2電極32と、第1基板26の液晶層30側に画素領域毎の反射領域Rに設けられ、液晶層30側に第1凹凸形状34Aの表面を有する反射層34と、第2基板28の液晶層30側に画素領域毎の反射領域Rに設けられ、液晶層30側に第2凹凸形状52Aの表面を有する位相差板52と、を含み、位相差板52の第2凹凸形状52Aは、反射層34の第1凹凸形状34Aと面対称の凹凸形状を反転してなる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶装置及び液晶装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
液晶装置の一形態として、同一基板平面に形成された2つの電極間で電界を印加して液晶分子の配向制御を行う方式(以下、横或いは斜め電界方式と称する。)のものが知られており、液晶に電界を印加する電極の形態によりIPS(In-Plane Switching)方式、FFS(Fringe-Field Switching)方式等と呼ばれるものが知られている。
【0003】
半反射、半透過の双方表示が可能なIPS方式、FFS方式といった横電界方式を用いる液晶装置においては、その反射表示を行う領域に位相を調整するための位相差板がアレイ基板若しくは対向基板内に作り込まれている。これを一般的に内面位相差板と呼んでいる。例えば、液晶樹脂からなる位相差板をCF基板側に適用することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。又、凹凸形状を有する配向制御膜上に高分子液晶からなる位相差板を適用することが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
【0004】
【特許文献1】特開2005−338256号公報
【特許文献2】特開平5−134244号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1に記載の液晶装置では、位相差板表面は平らであり、アレイ基板の反射領域表面との距離(セルギャップ)は場所毎に異なっている。又、特許文献2に記載の液晶装置では、液相プロセスからそのまま所望の凹凸形状を形成しようとすると、一般的には凹凸は埋められてしまい、特許文献2に記載するように液晶特有の配向処理が必要となってしまう。
【0006】
つまり、位相差板を使用するに当たり、反射領域表面では光の散乱特性を改善するために、凹凸形状を有する反射板を用いているため、反射領域のセルギャップ(d)はこの凹凸形状に応じ、場所毎に異なっている。
【0007】
液晶層のリタデーションは複屈折率Δn×dで決まるため、反射領域では場所毎にこのリタデーションが異なり、理想的には位相差板により補正されている光学構造であっても、微小点毎に見たならこの理想値からずれてしまい、結果として表示状態にムラが生じ、特に黒表示において完全に黒が沈まないところ等が出現し、コントラストの低下に繋がってしまっていた。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【0009】
[適用例1]複数の画素領域を含み、前記画素領域毎に光を反射する反射領域と光を透過させる透過領域とを有する液晶装置であって、第1基板と、前記第1基板に対向して設けられた第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた液晶層と、前記第1基板の前記液晶層側に前記画素領域毎に設けられた第1電極と、前記第1基板の前記液晶層側に設けられ、前記第1電極と平面的に重なって配置された第2電極と、前記第1基板の前記液晶層側に前記画素領域毎の前記反射領域に設けられ、前記液晶層側に第1凹凸形状の表面を有する反射層と、前記第2基板の前記液晶層側に前記画素領域毎の前記反射領域に設けられ、前記液晶層側に第2凹凸形状の表面を有する位相差板と、を含み、前記位相差板の前記第2凹凸形状は、前記反射層の前記第1凹凸形状と面対称の凹凸形状を反転してなることを特徴とする液晶装置。
【0010】
これによれば、反射領域において位相差板の凹凸形状に反射層の第1凹凸形状と面対称の凹凸形状を反転してなる第2凹凸形状を設けることで、位相差板と反射層との間隔は一定となり、液晶によるリタデーションのバラツキが無くなり、コントラストの高い反射表示を行う液晶装置が提供できる。
【0011】
[適用例2]上記液晶装置であって、前記位相差板は、前記反射層の前記第1凹凸形状と面対称の凹凸形状を反転してなる第3凹凸形状の表面を有する下地層の上に設けられていることを特徴とする液晶装置。
【0012】
これによれば、位相差板自体は液晶樹脂からなるものであるが、これをそのままフォト加工することは難しく、又膜厚も不均一になってしまうため、下地層上に位相差板を設けることにより位相差板の膜厚を均一にすることが容易になる。
【0013】
[適用例3]上記液晶装置であって、前記第2基板の前記液晶層側に設けられたカラーフィルタ層と、前記第2基板の前記液晶層側に設けられたブラックマトリックス層と、前記第2基板の前記液晶層側に、前記カラーフィルタ層と前記ブラックマトリックス層との段差を平坦化するために設けられた平坦化層と、を更に含み、前記下地層は、前記平坦化層であることを特徴とする液晶装置。
【0014】
これによれば、下地層の感光性高分子材料は凹凸形成向けに専用に1レイヤー設けることも可能であるが、一般的に、第2基板においては、そのカラーフィルタ層とブラックマトリックス層とを設けることにより生じる段差をカバーする目的で平坦化層が設けられる。この平坦化層を下地層とすることで凹凸形成向けに追加のレイヤーを設けることなく第2凹凸形状を形成することができる。
【0015】
[適用例4]上記液晶装置であって、前記下地層の前記第3凹凸形状は、凹部の深さ方向の距離が、少なくとも前記反射層の前記第1凹凸形状と反転してなる凹部の深さ方向の距離以上で前記下地層の厚さ以下にあることを特徴とする液晶装置。
【0016】
これによれば、凹部の深さ方向の距離が、少なくとも反射層の第1凹凸形状と反転してなる凹部の深さ方向の距離以上で下地層の厚さ以下とすることで、最終的な位相差板の凹凸として所望の形状を得ることが容易になる。
【0017】
[適用例5]上記液晶装置であって、前記下地層の前記第3凹凸形状は、凹部の開口面積が、少なくとも前記反射層の前記第1凹凸形状と反転してなる凹部の開口面積以上で隣り合う凹部と重なりが生じない範囲にあることを特徴とする液晶装置。
【0018】
これによれば、凹部の開口面積が、少なくとも反射層の第1凹凸形状と反転してなる凹部の開口面積以上で隣り合う凹部と重なりが生じない範囲とすることで、最終的な位相差板の凹凸として所望の形状を得ることが容易になる。
【0019】
[適用例6]複数の画素領域を含み、前記画素領域毎に光を反射する反射領域と光を透過させる透過領域とを有する液晶装置の製造方法であって、第1基板に対向して第2基板を設ける工程と、前記第1基板と前記第2基板との間に液晶層を設ける工程と、前記第1基板の前記液晶層側に前記画素領域毎に第1電極を設ける工程と、前記第1基板の前記液晶層側に前記第1電極と平面的に重なって配置される第2電極を設ける工程と、前記第1基板の前記液晶層側に前記画素領域毎の前記反射領域に、前記液晶層側に第1凹凸形状の表面を有する反射層を設ける工程と、前記第2基板の前記液晶層側に前記画素領域毎の前記反射領域に、前記液晶層側に第2凹凸形状の表面を有する位相差板を設ける工程と、を含み、前記位相差板を設ける工程では、前記位相差板の前記第2凹凸形状は、前記反射層の前記第1凹凸形状と面対称の凹凸形状を反転してなることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【0020】
これによれば、反射領域において位相差板の凹凸形状に反射層の第1凹凸形状と面対称の凹凸形状を反転してなる第2凹凸形状を設けることで、位相差板と反射層との間隔は一定となり、液晶によるリタデーションのバラツキが無くなり、コントラストの高い反射表示を行う液晶装置の製造方法が提供できる。
【0021】
[適用例7]上記液晶装置の製造方法であって、前記位相差板を設ける工程は、前記反射層の前記第1凹凸形状と面対称の凹凸形状を反転してなる第3凹凸形状の表面を有する下地層を設けた後に、前記下地層の上に前記第3凹凸形状をトレースすることにより設けることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【0022】
これによれば、位相差板自体は液晶樹脂からなるものであるが、これをそのままフォト加工することは難しく、又膜厚も不均一になってしまうため、位相差板自体を凹凸にするのではなく、下地の感光性高分子材料の凹凸をトレースすることにより位相差板の膜厚を均一に設けることが容易になる。
【0023】
[適用例8]上記液晶装置の製造方法であって、前記第2基板の前記液晶層側にカラーフィルタ層を設ける工程と、前記第2基板の前記液晶層側にブラックマトリックス層を設ける工程と、前記第2基板の前記液晶層側に、前記カラーフィルタ層と前記ブラックマトリックス層との段差を平坦化するために平坦化層を設ける工程と、を更に含み、前記下地層は、前記平坦化層であることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【0024】
これによれば、下地層の感光性高分子材料は凹凸形成向けに専用に1レイヤー設けることも可能であるが、一般的に、第2基板においては、そのカラーフィルタ層とブラックマトリックス層とを設けることにより生じる段差をカバーする目的で平坦化層が設けられる。この平坦化層を、感光性高分子材料を用いて形成し、反射領域についてはフォトリソ工程を行い、凹凸を設ければ、レイヤーは通常の作成と同じで済む。
【0025】
[適用例9]上記液晶装置の製造方法であって、前記下地層の前記第3凹凸形状を、凹部の深さ方向の距離が、少なくとも前記反射層の前記第1凹凸形状と反転してなる凹部の深さ方向の距離以上で前記下地層の厚さ以下に設けることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【0026】
これによれば、凹凸形状の形成に当たり、全くアレイ基板の反射構造と面対称の凹凸形状を反転してなるパターンを下地の感光性高分子材料に形成したならば、液相である液晶樹脂を塗布、焼成した際に凹凸が埋められ、所望の凹凸に対しなだらかなものとなってしまう。そこで、凹部の深さ方向の距離が、少なくとも反射層の第1凹凸形状と反転してなる凹部の深さ方向の距離以上で下地層の厚さ以下とすることで、最終的な位相差板の凹凸として所望の形状を得ることが容易になる。
【0027】
[適用例10]上記液晶装置の製造方法であって、前記下地層の前記第3凹凸形状を、凹部の開口面積が、少なくとも前記反射層の前記第1凹凸形状と反転してなる凹部の開口面積以上で隣り合う凹部と重なりが生じない範囲に設けることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【0028】
これによれば、凹凸形状の形成に当たり、全くアレイ基板の反射構造と面対称の凹凸形状を反転してなるパターンを下地の感光性高分子材料に形成したならば、液相である液晶樹脂を塗布、焼成した際に凹凸が埋められ、所望の凹凸に対しなだらかなものとなってしまう。そこで、凹部の開口面積が、少なくとも反射層の第1凹凸形状と反転してなる凹部の開口面積以上で隣り合う凹部と重なりが生じない範囲とすることで、最終的な位相差板の凹凸として所望の形状を得ることが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0029】
以下、図面を参照し、液晶装置及び液晶装置の製造方法の実施形態について説明する。尚、各実施形態で参照する図面においては、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表示している。
【0030】
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態に係る液晶装置を構成するマトリクス状に形成された複数の画素領域の回路構成図である。
本実施形態の液晶装置10は、同一基板の液晶層側に形成された異なる電極間に生じた液晶駆動電界(横電界或いは斜め電界方式)を用いて、液晶層の液晶分子の配向を制御することにより画像表示を行うFFS方式を採用した液晶装置である。又、基板上にカラーフィルタ層を具備したカラー液晶装置であり、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色光を透過光又は反射光として出力する3個の画素で1個の色画素を構成するものとなっている。従って表示を構成する最小単位となる表示領域を「画素領域」と称する。
【0031】
本実施形態の液晶装置10は、マトリクス状に形成された複数の画素領域により画像表示領域を構成している。複数の画素領域には、それぞれ画素電極(第1電極)12と画素電極12をスイッチング制御するためのTFT14とが形成されており、データ線駆動回路16から延びるデータ線18がTFT14のソースに電気的に接続されている。データ線駆動回路16は、画像信号S1、S2、…、Snを、データ線18を介して各画素に供給する。画像信号S1〜Snはこの順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線18同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。
【0032】
又、TFT14のゲートには、走査線駆動回路20から延びる走査線22Aが電気的に接続されており、走査線駆動回路20から所定のタイミングで走査線22Aにパルス的に供給される走査信号G1、G2、…、Gmが、この順に線順次でTFT14のゲートに印加されるようになっている。画素電極12は、TFT14のドレインに電気的に接続されている。スイッチング素子であるTFT14が走査信号G1、G2、…、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18から供給される画像信号S1、S2、…、Snが所定のタイミングで画素電極12に書き込まれるようになっている。
【0033】
画素電極12を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、…、Snは、画素電極12と共通電極との間で一定期間保持される。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、共通電極と画素電極12との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量24が付与されている。蓄積容量24はTFT14のドレインと容量線22Bとの間に設けられている。このように、データ線18と走査線22Aとの交差部の近傍にTFT14が設けられている。
【0034】
次に、図2及び図3を参照して液晶装置10の詳細な構成について説明する。
図2は、本実施形態に係る液晶装置の任意の1画素領域における平面構成図である。図3は、図2のIII−III線に沿う部分断面構成図である。
【0035】
液晶装置10の画素領域には、図2に示すように、画素領域の短手方向(X軸方向)に延在した帯状の複数の枝部を備えた共通電極(第2電極)32と、共通電極32と平面的に重なって配置された平面略ベタ状の画素電極12とが設けられている。又、図示の画素領域は反射領域Rと透過領域Tとに区画されており、反射領域Rには、画素領域内で部分的(選択的)に形成された反射層34と、反射層34と平面的に重なって配置された位相差板52とが配置されている。反射層34は、第1凹凸形状34Aの表面を有している。位相差板52は、第2凹凸形状52Aの表面を有している。
【0036】
画素電極12は、透過領域Tと反射領域Rとに跨って形成されている。又、共通電極32は、画素領域内でデータ線18側の端部に形成された基幹部電極32Aと、基幹部電極32Aから延在する複数の枝部電極32Bとを有して構成されている。
【0037】
更に、画素領域の長手方向(Y軸方向)に延びるデータ線18と、X軸方向に延びる走査線22Aと、走査線22Aに隣接して走査線22Aと平行に延びる容量線22B(図1参照)とが形成されている。データ線18と走査線22Aとの交差部の近傍にはTFT14が設けられている。TFT14とデータ線18と走査線22Aとを覆うようにブラックマトリックス層54が設けられている。画素領域には、画素領域毎に所定の一色のカラーフィルタ層36が対応して配置されている。
【0038】
液晶装置10は、図3に示すように、アレイ基板(第1基板)26と対向基板28との間に液晶層30を挟持した構成を備えている。液晶層30は、アレイ基板26と対向基板28との間の対向する領域であって、両基板の縁端に沿って設けられたシール材(図示省略)によって囲まれた領域に封止され、液晶セルを構成している。
【0039】
液晶装置10の画素領域には、帯状の複数の枝部電極32Bを備えた共通電極(第2電極)32と、共通電極32と平面的に重なって配置された平面略ベタ状の画素電極12とが設けられている。液晶装置10は、画素領域毎に光を反射する反射領域Rと光を透過させる透過領域Tとに区画されており、反射領域Rには、画素領域内で部分的(選択的)に形成された反射層34と、反射層34と平面的に重なって配置された位相差板52とが配置されている。液晶装置10は、液晶層30の厚さが反射領域Rと透過領域Tとで異ならされた、いわゆるマルチギャップ構造を備えた液晶装置となっている。
【0040】
画素電極12は、透過領域Tと反射領域Rとに跨って形成されている。反射層34は、アレイ基板26の液晶層30側に画素領域毎の反射領域Rに設けられ、液晶層30側に第1凹凸形状34Aの表面を有している。反射層34と対向する対向基板28の液晶層30側の反射領域Rには、位相差板52が設けられ、反射層34の第1凹凸形状34Aと面対称の凹凸形状を反転してなる第2凹凸形状52Aの表面を有している。
【0041】
凹凸形状の分布は、例えば、図4に示すように、平坦化層48の厚さが2μmであり、平坦化層48の表面から0.3μm内側に入ったところに凹凸面の頂上があり、その最深部は凹凸面の頂上から0.7μmの深さであり、凹凸領域の平均深さが0.25μmになっている。尚、平坦化層48上の各層は、いずれもスパッタ等で成膜され形状をトレースするため省略してある。
図3に戻り、液晶装置10には、アレイ基板26の液晶層30とは反対側(背面側/図示下面側)に、バックライト(照明装置)(図示省略)が設けられている。
【0042】
画素領域には、画素領域毎に所定の一色のカラーフィルタ層36が対応して配置されている。カラーフィルタ層36は、対向基板28の液晶層30側に設けられている。本実施形態においては、画素領域と略同一の平面形状を有するカラーフィルタ層36が設けられている。
【0043】
画素領域のTFT14側に寄せられた平面領域に反射層34が設けられており、反射層34の形成領域に対応して同平面領域(平面視した際に重なる領域)に反射領域Rが構成されることになっている。反射層34は、アルミニウムや銀等の光反射性の金属膜をパターン形成したものである。このように、反射層34は、画素領域内において画素領域の長辺を二分したTFT14側に平面的に配置されており、TFT14が配置される画素領域の短辺側の端部に配置されている。従って、画素領域の平面領域のうち、反射層34が平面的に重なる平面領域が画素領域の反射領域Rであり、残る領域が透過領域Tである。反射層34としては、その表面に凹凸を形成して光散乱性を付与したものを用いることが好ましく、このような構成とすることで反射表示における視認性を向上させることができる。
【0044】
共通電極32は、平面視した状態で透過領域Tと反射領域Rの境界部に対応して配置された基幹部電極32A(図2参照)と、基幹部電極32Aから延出された複数の枝部電極32Bとで構成されている。共通電極32の基幹部電極32Aは、画素領域のエッジに沿って直線的に配置されている。枝部電極32Bは略直線状を成してX軸方向に平行に延在している。
【0045】
画素電極12は、ITO等の透明導電材料からなる平面ベタ状の導電膜であり、画素領域の全面に渡って形成されている。画素電極12は、アレイ基板26の液晶層30側に画素領域毎に設けられている。この画素電極12の上に第3層間絶縁膜50が形成され、その上に共通電極32が形成されている。共通電極32は、アレイ基板26の液晶層30側に設けられ、画素電極12と平面的に重なって配置されている。つまり、共通電極32は画素電極12と平面的に重なる領域に形成されると共に絶縁膜を介して配置された構成となっている。そして、上記構成の共通電極32と画素電極12の間に電圧を印加すると、主に共通電極32の枝部電極32Bと画素電極12との間に、Y軸方向に平行な平面方向の液晶駆動電界が形成されるようになっている。
【0046】
アレイ基板26は、基板本体26Aを基体としてなり、基板本体26Aの内面側(液晶層30側)には、ゲート絶縁膜38が形成されている。ゲート絶縁膜38上に、アモルファスシリコンの半導体層40が形成されている。半導体層40は、ゲート絶縁膜38を介して走査線22A(図2参照)と対向配置されており、対向領域において走査線22Aの一部がTFT14のゲート電極を構成するようになっている。ゲート電極(走査線22A)の上層にはシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、或いはそれらの積層膜からなる第1層間絶縁膜44が形成されている。第1層間絶縁膜44の表面にはデータ線18が形成され、このデータ線18は、第1層間絶縁膜44に形成されたコンタクトホールを介して最もデータ線18側に位置するソース領域に電気的に接続している。又、第1層間絶縁膜44の表面にはドレイン電極42が形成されており、ドレイン電極42は、データ線18と同時形成された導電膜である。ドレイン電極42は、第1層間絶縁膜44に形成されたコンタクトホールを介してドレイン領域に電気的に接続している。
【0047】
データ線18及びドレイン電極42の上層側には、第2層間絶縁膜46が形成されている。第2層間絶縁膜46の表面には、アクリル等からなる平坦化層48が形成されており、平坦化層48上に、アルミニウムや銀等の光反射性の金属膜からなる反射層34が画素領域内で部分的に形成されている。
【0048】
反射層34と平坦化層48とを覆ってITO等の透明導電材料からなる画素電極12が形成されており、画素電極12を覆って、酸化シリコン等からなる第3層間絶縁膜50が形成されている。第3層間絶縁膜50上にITO等の透明導電材料からなる共通電極32がパターン形成されている。又、図示は省略したが、共通電極32及び第3層間絶縁膜50を覆って、ポリイミド等の配向膜が形成されている。
平坦化層48は、反射領域Rに凹凸形状を有しており、これにより、アレイ基板26の反射領域Rの液晶層30側は、第1凹凸形状34Aの表面を有している。
【0049】
一方、対向基板28は、基板本体28Aを基体としてなり、基板本体28Aの内面側(液晶層30側)には、カラーフィルタ層36とブラックマトリックス層54とが設けられており、カラーフィルタ層36とブラックマトリックス層54との上には、平坦化層(下地層)56を介して絶縁膜から構成される位相差板52が形成され、更にその上に図示略のポリイミド等の配向膜が積層されている。
【0050】
平坦化層56は、対向基板28の液晶層30側に、カラーフィルタ層36とブラックマトリックス層54との段差を平坦化するために設けられている。これにより、液晶層30の厚さを均一化し、画素領域内で駆動電圧が不均一になりコントラストが低下するのを防止する。又、平坦化層56は位相差板52の下地層として機能している。平坦化層56は第3凹凸形状56Aの表面を有している。第3凹凸形状56Aの表面は、反射層34の第1凹凸形状34Aと面対称の凹凸形状を反転してなる。
【0051】
以下、図5を参照してかかる構成につき詳細に説明する。
図5は、本実施形態の液晶装置10の作用を説明するためのドット領域の部分断面構成図であり、図3を簡略化して示す図である。位相差板52は、図5に示すように、平坦化層56上に設けられ、液晶層30側に第2凹凸形状52Aの表面を有している。第2凹凸形状52Aの表面は、反射層34の第1凹凸形状34Aと面対称の凹凸形状を反転してなる。位相差板52と反射層34との間の距離は、一定である。例えば、透過領域Tの液晶層30の厚さが2.5μmのとき、位相差板52の厚さを1μm一定にすることで、反射領域Rの液晶層30の厚さは2.5μm一定になる。これによれば、位相差板52と反射層34との間の距離を一定に保つことでリタデーションを一定にすることが容易になる。又、位相差板52は、第3凹凸形状56Aの表面を有する平坦化層56の上に設けられている。これによれば、位相差板52自体は液晶樹脂からなるものであるが、これをそのままフォト加工することは難しく、又膜厚も不均一になってしまうため、平坦化層56上に位相差板52を設けることにより位相差板52の膜厚を均一にすることが容易になる。詳細には、図6に示すように、第3凹凸形状56Aの凹部58の深さ方向の距離t2は、少なくとも第1凹凸形状34Aの凸部60が反転してなる凹部62の深さ方向の距離t1以上で平坦化層56の厚さ以下になる値である。これによれば、最終的な位相差板52の第2凹凸形状52Aを所望の形状として得ることが容易になる。
【0052】
(製造方法)
図7は、本実施形態に係る液晶装置の製造方法を示す工程断面図である。本実施形態の液晶装置10のアレイ基板26を作製するためには、先ず、図3に示すように、ガラス基板等の光透過性を有する材料で構成されている基板本体26A上に、TFT14等を常法に従って形成する。
【0053】
次に、反射領域Rに対応する領域の平坦化層48の表面にランダムな凹凸形状をフォトリソグラフィにより形成し、この上に、アルミニウム等の高反射率金属材料を成膜し、パターニングを行うことにより第1凹凸形状34Aの表面を有する反射層34を形成する。又、ITO等を成膜し、パターニングを行うことにより、画素領域(反射領域R及び透過領域T)に画素電極12及び画素電極12と平面的に重なって配置される共通電極32を形成し、図示は省略したが、共通電極32及び第3層間絶縁膜50を覆って、ポリイミド等の配向膜を形成し、ラビング処理を行うことでアレイ基板26が得られる。
【0054】
次に、対向基板28を作製するためには、先ず、図7(A)に示すように、ガラス基板等の光透過性を有する材料で構成されている基板本体28A上に、カラーフィルタ層36、ブラックマトリックス層54、及び平坦化層56を常法に従って形成する。
【0055】
次に、図7(B)に示すように、反射領域Rに対応する領域の平坦化層56の表面に、第3凹凸形状56Aをフォトリソグラフィにより形成する。図6に示すように、第3凹凸形状56Aの凹部58の深さ方向の距離t2は、少なくとも第1凹凸形状34Aの凸部60が反転してなる凹部62の深さ方向の距離t1以上で平坦化層56の厚さ以下の範囲で設ける。これによれば、最終的な位相差板52の第2凹凸形状52Aを所望の形状として得ることが容易になる。これは位相差板52の形成は液相状態であるものを塗布、焼成することから、第2凹凸形状52Aの表面を有する位相差板52の形成にこの手法を用いた場合、そのままでは凹凸パターンが埋められ、所望の第2凹凸形状52Aに対し、なだらかなものとなってしまうことがあることによる。
【0056】
例えば、反射層34の第1凹凸形状34Aの凸部60が反転してなる凹部62の深さ方向の距離t1が0.8μmであったとすれば、平坦化層56に設ける第3凹凸形状56Aの凹部58の深さ方向の距離t2は1.2μmを狙いとする。そして、その上から液相状の高分子膜を塗布、焼成することにより、0.8μmの深さを狙い第2凹凸形状52Aの表面を有する位相差板52を形成する。
【0057】
次に、この上に、図7(C)に示すように、液晶樹脂を成膜し、パターニングを行うことにより第1凹凸形状34Aと面対称であり、その凹凸形状は第1凹凸形状34Aの凹凸形状を反転してなる第2凹凸形状52Aの表面を有する位相差板52を形成する。その際、第3凹凸形状56Aをトレースすることにより設ける。これによれば、平坦化層56の第3凹凸形状56Aをトレースすることにより位相差板52の膜厚を均一に設けることが容易になる。次に、図示は省略したが、平坦化層56及び位相差板52を覆って、ポリイミド等の配向膜を形成し、ラビング処理を行うことで対向基板28が得られる。
【0058】
次に、図3に示すように、アレイ基板26及び対向基板28上の各素子が内側になり、位相差板52と反射層34との間の距離が一定になるように、アレイ基板26と対向基板28とを対向配置し、液晶注入口を残して周縁をシールして貼り合わせる。その後、液晶注入口から液晶材料を注入した後、液晶注入口を封止して得られる液晶セルの外面に光学フィルム等を貼り付け、バックライト等を設置することにより、液晶装置10が得られる。
【0059】
本実施形態によれば、反射領域Rにおいて対向基板28とアレイ基板26とが面対称であり、その凹凸形状は反転してなる凹凸を設けることで、位相差板52と反射層34との間隔は一定となり、液晶によるリタデーションのバラツキが無くなり、コントラストの高い反射表示を行う液晶装置が提供できる。従って本実施形態の液晶装置10によれば、反射表示と透過表示の双方で良好な表示を得ることができる。
【0060】
(第2の実施形態)
第2の実施形態について説明する。本実施形態は、平坦化層56の第3凹凸形状56A及びその製造方法が上記の実施形態と異なり、その他の点は上記の実施形態と同様である。
【0061】
本実施形態の液晶装置10は、第3凹凸形状56Aの凹部58の開口面積が、少なくとも反射層34の第1凹凸形状34Aの凸部60が反転してなる凹部62の開口面積以上で隣り合う凹部と重なりが生じない範囲にある。これによれば、最終的な位相差板52の第2凹凸形状52Aを所望の形状として得ることが容易になる。
【0062】
本実施形態の液晶装置の製造方法は、図7(B)に示すように、反射領域Rに対応する領域の平坦化層56の表面に、第3凹凸形状56Aをフォトリソグラフィにより形成する。図8に示すように、第3凹凸形状56Aの凹部58の開口面積は、少なくとも反射層34の第1凹凸形状34Aと反転してなる凹部62の開口面積以上で隣り合う凹部と重なりが生じない範囲で設ける。これによれば、最終的な位相差板52の第2凹凸形状52Aを所望の形状として得ることが容易になる。
例えば、反射層34の第1凹凸形状34Aの凸部面積が、直径2μmの12.4μm2であったとすれば、平坦化層56に設ける第3凹凸形状56Aの凹部の面積は、直径3μmの28.3μm2を狙いとする。そして、その上から液相状の高分子膜を塗布、焼成することにより、直径2μmの12.4μm2の凹部の第2凹凸形状52Aの表面を有する位相差板52を形成する。
【0063】
(電子機器)
図9は、本実施形態に係る電子機器の一例を示す斜視図である。図9に示す携帯電話100は、上記実施形態の液晶装置を小サイズの表示部102として備え、複数の操作ボタン104、受話口106、及び送話口108を備えて構成されている。
上記実施形態に係る液晶装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、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或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、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器においても、高輝度、高コントラスト、広視野角の透過表示及び反射表示が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0064】
【図1】第1の実施形態に係る液晶装置を構成するマトリクス状に形成された複数の画素領域の回路構成図。
【図2】第1の実施形態に係る液晶装置の任意の1画素領域における平面構成図。
【図3】図2のIII−III線に沿う部分断面構成図。
【図4】第1凹凸形状を説明する断面図。
【図5】第1の実施形態の液晶装置の作用を説明するための画素領域の部分断面構成図。
【図6】第1の実施形態の液晶装置の作用を説明するための画素領域の部分断面構成図。
【図7】本実施形態に係る液晶装置の製造方法を示す工程断面図。
【図8】第2の実施形態の液晶装置の作用を説明するための画素領域の部分断面構成図。
【図9】本実施形態に係る電子機器の一例を示す斜視図。
【符号の説明】
【0065】
10…液晶装置 12…画素電極(第1電極) 14…TFT 16…データ線駆動回路 18…データ線 20…走査線駆動回路 22A…走査線 22B…容量線 24…蓄積容量 26…アレイ基板(第1基板) 26A…基板本体 28…対向基板(第2基板) 28A…基板本体 30…液晶層 32…共通電極(第2電極) 32A…基幹部電極 32B…枝部電極 34…反射層 34A…第1凹凸形状 36…カラーフィルタ層 38…ゲート絶縁膜 40…半導体層 42…ドレイン電極 44…第1層間絶縁膜 46…第2層間絶縁膜 48…平坦化層 50…第3層間絶縁膜 52…位相差板 52A…第2凹凸形状 54…ブラックマトリックス層 56…平坦化層(下地層) 56A…第3凹凸形状 58…凹部 60…凸部 62…凹部 100…携帯電話 102…表示部 104…操作ボタン 106…受話口 108…送話口。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の画素領域を含み、前記画素領域毎に光を反射する反射領域と光を透過させる透過領域とを有する液晶装置であって、
第1基板と、
前記第1基板に対向して設けられた第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた液晶層と、
前記第1基板の前記液晶層側に前記画素領域毎に設けられた第1電極と、
前記第1基板の前記液晶層側に設けられ、前記第1電極と平面的に重なって配置された第2電極と、
前記第1基板の前記液晶層側に前記画素領域毎の前記反射領域に設けられ、前記液晶層側に第1凹凸形状の表面を有する反射層と、
前記第2基板の前記液晶層側に前記画素領域毎の前記反射領域に設けられ、前記液晶層側に第2凹凸形状の表面を有する位相差板と、
を含み、
前記位相差板の前記第2凹凸形状は、前記反射層の前記第1凹凸形状と面対称の凹凸形状を反転してなることを特徴とする液晶装置。
【請求項2】
請求項1に記載の液晶装置において、
前記位相差板は、前記反射層の前記第1凹凸形状と面対称の凹凸形状を反転してなる第3凹凸形状の表面を有する下地層の上に設けられていることを特徴とする液晶装置。
【請求項3】
請求項2に記載の液晶装置において、
前記第2基板の前記液晶層側に設けられたカラーフィルタ層と、
前記第2基板の前記液晶層側に設けられたブラックマトリックス層と、
前記第2基板の前記液晶層側に、前記カラーフィルタ層と前記ブラックマトリックス層との段差を平坦化するために設けられた平坦化層と、
を更に含み、
前記下地層は、前記平坦化層であることを特徴とする液晶装置。
【請求項4】
請求項2又は3に記載の液晶装置において、
前記下地層の前記第3凹凸形状は、凹部の深さ方向の距離が、少なくとも前記反射層の前記第1凹凸形状と反転してなる凹部の深さ方向の距離以上で前記下地層の厚さ以下にあることを特徴とする液晶装置。
【請求項5】
請求項2又は3に記載の液晶装置において、
前記下地層の前記第3凹凸形状は、凹部の開口面積が、少なくとも前記反射層の前記第1凹凸形状と反転してなる凹部の開口面積以上で隣り合う凹部と重なりが生じない範囲にあることを特徴とする液晶装置。
【請求項6】
複数の画素領域を含み、前記画素領域毎に光を反射する反射領域と光を透過させる透過領域とを有する液晶装置の製造方法であって、
第1基板に対向して第2基板を設ける工程と、
前記第1基板と前記第2基板との間に液晶層を設ける工程と、
前記第1基板の前記液晶層側に前記画素領域毎に第1電極を設ける工程と、
前記第1基板の前記液晶層側に前記第1電極と平面的に重なって配置される第2電極を設ける工程と、
前記第1基板の前記液晶層側に前記画素領域毎の前記反射領域に、前記液晶層側に第1凹凸形状の表面を有する反射層を設ける工程と、
前記第2基板の前記液晶層側に前記画素領域毎の前記反射領域に、前記液晶層側に第2凹凸形状の表面を有する位相差板を設ける工程と、
を含み、
前記位相差板を設ける工程では、
前記位相差板の前記第2凹凸形状は、前記反射層の前記第1凹凸形状と面対称の凹凸形状を反転してなることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項7】
請求項6に記載の液晶装置の製造方法において、
前記位相差板を設ける工程は、前記反射層の前記第1凹凸形状と面対称の凹凸形状を反転してなる第3凹凸形状の表面を有する下地層を設けた後に、前記下地層の上に前記第3凹凸形状をトレースすることにより設けることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項8】
請求項7に記載の液晶装置の製造方法において、
前記第2基板の前記液晶層側にカラーフィルタ層を設ける工程と、
前記第2基板の前記液晶層側にブラックマトリックス層を設ける工程と、
前記第2基板の前記液晶層側に、前記カラーフィルタ層と前記ブラックマトリックス層との段差を平坦化するために平坦化層を設ける工程と、
を更に含み、
前記下地層は、前記平坦化層であることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項9】
請求項7又は8に記載の液晶装置の製造方法において、
前記下地層の前記第3凹凸形状を、凹部の深さ方向の距離が、少なくとも前記反射層の前記第1凹凸形状と反転してなる凹部の深さ方向の距離以上で前記下地層の厚さ以下に設けることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項10】
請求項7又は8に記載の液晶装置の製造方法において、
前記下地層の前記第3凹凸形状を、凹部の開口面積が、少なくとも前記反射層の前記第1凹凸形状と反転してなる凹部の開口面積以上で隣り合う凹部と重なりが生じない範囲に設けることを特徴とする液晶装置の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2009−122307(P2009−122307A)
【公開日】平成21年6月4日(2009.6.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−295194(P2007−295194)
【出願日】平成19年11月14日(2007.11.14)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】