JP4155271B2 - 電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、液晶装置、有機ＥＬ装置等といった電気光学装置及びその製造方法、並びにその電気光学装置を用いて構成される電子機器に関する。

従来から、外光を利用した反射型表示と、バックライト等といった照明装置からの光を利用した透過型表示とのいずれをも視認可能とした半透過反射型の電気光学装置、例えば、液晶装置が知られている。（例えば、特許文献１参照。）この半透過反射型の液晶装置では、外光を反射するための反射層が内部に設けられ、さらに、バックライト等からの照明光がこの反射層を透過できるようになっている。この種の反射層として、従来、液晶装置における表示の最小単位である表示ドット毎に適宜の面積の透過部、例えば開口部、を有する構造のものがある。 図１９は、半透過反射型の液晶装置の従来の一例を示している。この液晶装置１０００においては、基板１００１と基板１００２とがシール材１００３によって貼り合わされ、さらに、基板１００１と基板１００２との間に液晶１００４が封入される。

基板１００１の内面上には、表示ドット毎に透過部としての開口部１０１１ａを備えた反射層１０１１が形成され、この反射層１０１１の上にカラーフィルタ１０１２が形成されている。このカラーフィルタ１０１２は、着色層１０１２ｒ，１０１２ｇ，１０１２ｂ及び表面保護層１０１２ｐを備えている。また、カラーフィルタ１０１２の表面保護層１０１２ｐの表面上には透明電極１０１３が形成される。

一方、基板１００２の内面上には透明電極１０２１が形成される。この透明電極１０２１は、対向する基板１００１上の透明電極１０１３と交差するように構成される。なお、基板１００１上の透明電極１０１３上、及び、基板１００２上の透明電極１０２１の上には、配向膜や硬質透明膜等が必要に応じて適宜に形成される。

また、基板１００２の外面上には位相差板、例えば１／４波長板１００５及び偏光板１００６が順次に配置される。また、基板１００１の外面上には位相差板、例えば１／４波長板１００７及び偏光板１００８が順次に配置される。

以上のように構成された従来の液晶装置１０００は、携帯電話機、携帯型パーソナルコンピュータ等といった電子機器に用いられる場合、その背後にバックライト１００９が配置されることがある。この液晶装置１０００においては、昼間や屋内等といった明るい場所では反射経路Ｒに沿って外光が液晶１００４を通過した後に反射層１０１１で反射し、再び液晶層１０４を通過して外部へ放出される。この光により、反射型表示が視認される。

一方、夜間や野外等といった暗い場所では、バックライト１００９を点灯させることにより、そのバックライト１００９の照明光のうち透過部１０１１ａを通過した光が透過経路Ｔに沿って液晶装置１０００を通過して外部へ放出される。この光により、透過型表示が視認される。

特開２００１−３３７７８号公報（第４頁、図１）

しかしながら、このような半透過反射型の液晶装置１０００には、反射型表示及び透過型表示という異なる二つの表示方式を採用していることに起因して、次のような問題があった。

すなわち、液晶装置１０００を反射型として用いた場合、液晶装置１０００の表示部の前方から入射した外光は液晶層１００４を通過した後、反射層１０１１で反射し、再度、液晶層１００４を通過するため、画像表示をするまでに液晶層１００４を二度通過する。これに対して、透過型として用いた場合は、バックライト１００９から入射する光は液晶層１００４を一度しか通過しない。

このように異なる表示方式を採用すると、液晶層１００４を通過する光に位相差を生じさせ、液晶層のリタデーション値（Δｎ・ｄ、ここでΔｎは屈折率異方性、ｄは液晶層の厚さ）を異ならせることとなる。このリタデーション値は光透過率に影響を及ぼし、それぞれの表示方式によって光の利用効率が異なることとなる。これにより、通常は暗くなり易い反射型表示において、このリタデーション値（Δｎ・ｄ）が最適値になるように液晶層の厚さを決定すると、透過型表示において、透過光の利用効率は低くなってしまい、十分な明るさを得ることができないという問題があった。

また、反射型表示を明るくするために、反射層１０１１の透過部１０１１ａの面積を小さくするという方法もあるが、透過部１０１１ａの面積を減少させると透過型表示の明るさが低下してしまうという問題もあった。

以上のように、反射型表示を明るくすることと、透過型表示を明るくすることとは二律背反の関係にあり、両者を両立させることは極めて困難であるという問題があった。

また、透過部１０１１ａの面積を減少させることで反射型表示を明るく表示させると、透過型表示の明るさを確保するためにバックライト１００９の照明光量を大きくする必要が生じ、その結果、液晶装置の小型化、薄型化、軽量化、消費電力の低減化のような、電子機器、特に、携帯型機器に要請される諸特性を十分に満足させることができないという問題もあった。

本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであって、半透過反射型の電気光学装置、例えば、液晶装置において、反射型表示における画像表示の明るさを低下させることなく、透過型表示における透過光の利用効率を高めることを目的とする。

（１）上記の目的を達成するために、本発明に係る電気光学装置用基板は、透光性の基材と、該基材上に形成されていて反射部と、該反射部よりも透過率の高い透過部とを有する反射層と、該反射層に重ねて前記基材上に形成されていて前記透過部に対して平面的に重なる位置に窪みを有する透光層と、該透光層に重ねて前記基材上に形成されていて、前記窪みに入り込んで凹部を形成する配向膜とを有することを特徴とする。

上記構成において、「窪み」は、例えば、透光層に開口部、すなわち貫通穴を設けたり、あるいは、凹部、すなわち有底穴を設けたりすることによって形成できる。

上記構成の電気光学装置用基板を電気光学装置、例えば、液晶装置に用いる場合を考えれば、反射型表示における画像表示の明るさを低下させることなく、透過型表示における透過光の利用効率を高めることができる。さらに、透過光の利用効率を高めることによって、透過光の明るさを十分に確保できるようになれば、透過部の面積を縮小させること、すなわち、反射部の面積を増加させることができ、通常は暗くなり易い反射型表示をより明るくすることができる。

（２）上記構成の電気光学装置用基板においては、前記透光層と前記配向膜との間であって、前記反射層の反射部に対応する位置に電極を配置することができる。そしてこの場合、該電極は、前記透光層の窪みに入り込んでその表面に凹部を形成するように構成できる。

（３）上記構成の電気光学装置用基板において、前記反射層の透過部は、当該反射層に設けられる開口部、又は当該反射層におけるその他の部分よりも厚さの薄い部分によって形成できる。

（４）上記構成の電気光学装置用基板において、前記透光層は、母材と、該母材中に分散されていて該母材とは屈折率の異なる微粒体とを有することが望ましい。

（５）次に、本発明に係る他の電気光学装置用基板は、透光性の基材と、該基材上に形成されていて窪みを有する下地層と、該下地層に重ねて前記基材上に形成されていて、反射部と、該反射部よりも透過率の高い透過部とを有する反射層と、該反射層に重ねて前記基材上に形成された配向膜とを有し、前記反射層の透過部と前記下地層の窪みは互いに平面的に重なり、前記配向膜は、前記下地層の窪みに入り込んで凹部を形成することを特徴とする。

この構成の電気光学装置用基板を電気光学装置、例えば、液晶装置に用いる場合を考えれば、反射型表示における画像表示の明るさを低下させることなく、透過型表示における透過光の利用効率を高めることができる。さらに下地層が存在することで、反射光の通過距離を短縮することが可能となり、反射表示における反射特性を高めることができる。

（６）上記構成の電気光学装置用基板において、前記反射層の透過部は、該反射層に設けられる開口部によって構成できる。

（７）また、上記構成の電気光学装置用基板においては、前記下地層と前記配向膜との間であって、前記反射層の反射部に対応する位置に電極を配置することができる。そして、この場合、該電極は、前記下地層の窪みに入り込んで凹部を形成するように構成することが望ましい。

（８）また、上記構成の電気光学装置用基板において、前記下地層は、前記反射層側の表面の前記窪み以外の領域に凹凸を有することが望ましい。

（９）次に、本発明に係る他の電気光学装置用基板は、透光性の基材と、該基材上に形成されていて、反射部と、該反射部よりも透過率の高い透過部とを有する反射層と、該反射層に重ねて前記基材上に形成されていて、前記透過部に対して平面的に重なる位置に窪みを有する絶縁層と、該絶縁層に重ねて前記基材上に形成されていて、前記窪みに入り込んで凹部を形成する配向膜とを有することを特徴とする。

この構成の電気光学装置用基板を電気光学装置、例えば、液晶装置に用いる場合を考えれば、配向膜が液晶層の配向を均一化させて、光を有効に偏光させることにより、反射型表示における画像表示の明るさを低下させることなく、透過型表示における透過光の利用効率を高めることができる。

（１０）次に、本発明に係る電気光学装置の製造方法は、一対の基板に液晶層を挟持してなり、複数の表示ドットが配列されてなるとともに、前記表示ドット内に透過部と反射部とを備え、一方の前記基板が複数の着色層と、前記着色層間に形成された遮光膜と、を有する電気光学装置の製造方法であって、他方の前記基板に前記反射部に反射層を形成する工程と、前記反射層上に透光層を形成する工程と、前記透光層をパターニングする工程と、パターニングされた前記透光層をマスクにして、前記反射層を現像して該反射層に凹形状を形成する工程と、前記透光層上及び前記凹形状の領域に電極を形成する工程と、を有し、前記着色層は、前記反射層に平面的に重なるように形成され、前記遮光膜は、第１の前記着色層側の端辺が前記第１の着色層に対応する前記反射層の端辺と合わされ、前記透過部に対応する位置における前記液晶層の厚さは、前記反射部に対応する位置における前記液晶層の厚さよりも厚いことを特徴とする。

本発明に係る電気光学装置の製造方法は、一対の基板に液晶層を挟持してなり、複数の表示ドットが配列されてなるとともに、前記表示ドット内に透過部と反射部とを備える電気光学装置の製造方法であって、一方の前記基板に前記反射部に反射層を形成する工程と、前記反射層上に透光層を形成する工程と、前記透光層をパターニングして前記反射層と重なる位置に前記透光層が設けられていない領域を形成する工程と、パターニングされた前記透光層をマスクにして、前記反射層を現像して前記透光層が設けられていない領域に対応する位置の該反射層に凹形状を形成する工程と、前記透光層上及び前記反射層の凹形状の領域に電極形成する工程と、を有し、前記電極は、前記透過部において前記反射層に置き換わるように、且つ前記反射層と接触するように形成され、前記透過部に対応する位置における前記液晶層の厚さは、前記反射部に対応する位置における前記液晶層の厚さよりも厚いことを特徴とする。

本発明に係る電気光学装置用基板の製造方法は、反射層上に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層をパターニングする工程と、パターニングされた前記絶縁層をマスクにして、前記反射層を現像して該反射層に開口部を形成する工程と、前記絶縁層上及び前記開口部上に電極を形成する工程とを有することを特徴とする。

この構成の製造方法を電気光学装置、例えば、液晶装置に用いる場合を考えれば、反射型表示における画像表示の明るさを低下させることなく、透過型表示における透過光の利用効率を高めることができる電気光学装置用基板を製造することができる。さらに、また、絶縁層を、反射層の露光時のマスクとして利用することができるので、製造工程を短縮化することができ、それ故、簡便且つ低コストで電気光学装置用基板を製造することができる。

（１１）次に、本発明に係る電気光学装置は、一対の基板に液晶層を挟持してなり、複数の表示ドットが配列されてなるとともに、前記表示ドット内に透過部と反射部を備える電気光学装置であって、一方の前記基板は、前記反射部に備えられる反射層と、該反射層上に形成されていて、前記透過部に凹形状を有する透光層と、を有し、他方の前記基板は、前記反射層に平面的に重なるように設けられた複数の着色層と、前記着色層間に設けられた遮光膜と、を有し、前記遮光膜は、第１の前記着色層側の端辺が前記第１の着色層に対応する前記反射層の端辺と合わされてなり、前記透過部に対応する位置における前記液晶層の厚さは、前記反射部に対応する位置における前記液晶層の厚さよりも厚いことを特徴とする。

本発明に係る電気光学装置の前記透光層の凹形状は、前記透光層が設けられていないことを特徴とする。

本発明に係る電気光学装置の前記透光層は、前記凹形状において、前記反射部に対応する位置における厚みより薄いことを特徴とする。

本発明に係る電気光学装置は、一対の基板に液晶層を挟持してなり、複数の表示ドットが配列されてなるとともに、前記表示ドット内に透過部と反射部を備える電気光学装置であって、一方の前記基板は、前記反射部に備えられる反射層と、該反射層上に形成される透光層と、前記透光層上に形成され、且つ前記透過部において前記反射層に置き換わるように形成されて前記反射層と接触してなる電極と、を有し、前記透過部に対応する位置における前記液晶層の厚さは、前記反射部に対応する位置における前記液晶層の厚さよりも厚いことを特徴とする。

本発明に係る電気光学装置は、以上に記載した構成の電気光学装置用基板と、該電気光学装置用基板に対向して配置された第２基板と、該第２基板内に設けられた第２配向膜とを有し、前記反射層の透過部に対応する位置における前記第１配向膜と前記第２配向膜との間隙は、前記反射層の反射部に対応する位置における前記第１配向膜と前記第２配向膜との間隙よりも大きいことを特徴とする。

（１２）次に、本発明に係る他の電気光学装置は、以上に記載した構成の電気光学装置用基板と、該電気光学装置用基板によって支持される電気光学物質層とを有し、前記反射層の透過部に対応する位置における前記電気光学物質層の厚さは、前記反射層の反射部に対応する位置における前記電気光学物質層の厚さよりも厚いことを特徴とする。

（１３）次に、本発明に係る他の電気光学装置は、本発明に係る電気光学装置は、前記反射部に対応する位置における前記液晶層の厚さを“ａ”とし、前記透過部に対応する位置における前記液晶層の厚さを“ｂ”とするとき、
１．８ａ≦ｂ≦２．４ａ
の関係式が満足されることを特徴とする。

本発明に係る電気光学装置は、以上に記載した構成の電気光学装置用基板と、該電気光学装置用基板に対向して配置された第２基板と、前記電気光学装置用基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層とを有し、前記反射層の反射部に対応する位置における前記液晶層の厚さをａとし、前記反射層の透過部に対応する位置における前記液晶層の厚さをｂとするとき、
１．８ａ≦ｂ≦２．４ａ
の関係式が満足されることを特徴とする。

（１４）上記構成の電気光学装置において、前記液晶層を構成するネマティック液晶の屈折率異方性をΔｎ、前記反射部に対応する位置における前記液晶層の厚さ“ａ”との積をΔｎ・ａ、前記透過部に対応する位置における前記液晶層の厚さ“ｂ”との積をΔｎ・ｂとするとき、
１．８×Δｎ・ａ≦Δｎ・ｂ≦２．４×Δｎ・ａ
の関係式が満足されることを特徴とする。

上記構成の電気光学装置において、前記液晶層を構成するネマティック液晶の屈折率異方性をΔｎ、前記反射層の反射部に対応するの位置における前記液晶層の厚さａとの積をΔｎ・ａ、前記反射層の透過部に対応する位置における前記液晶層の厚さｂとの積をΔｎ・ｂとするとき、
１．８×Δｎ・ａ≦Δｎ・ｂ≦２．４×Δｎ・ａ
の関係式が満足されることが望ましい。

（１５）上記構成の電気光学装置において、前記第２基板は、前記反射層に平面的に重なるように設けられた着色層を有することができる。

（１６）上記構成の電気光学装置において、前記第２基板は、前記着色層に平面的に重なるように配置された電極と、該電極に接続されたスイッチング素子とを有することができる。

（１７）次に、本発明に係る電子機器は、以上に記載した構成の電気光学装置と、該電気光学装置の動作を制御する制御手段とを有することを特徴とする。

以下、本発明に係る電気光学装置用基板及び電気光学装置を、液晶装置用基板及び液晶装置を例にとって図面を参照しつつ具体的に説明する。なお、本実施の形態の説明に用いた各図においては、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しめてある。

（第１実施形態）
まず、図１から図４を参照して本発明の電気光学装置の一実施形態である液晶装置について説明する。図１は、本実施形態の液晶装置の外観構造を示している。図２は、その液晶装置の断面構造を示している。図３は、その液晶装置を構成する液晶装置用基板におけるいくつかの表示ドット部分を拡大して平面的に示している。図４は、図２の要部を拡大して示している。なお、ここに示す液晶装置１は、いわゆる半透過反射型のパッシブマトリクス方式の液晶装置である。

図１に示すように、液晶装置１は、ガラス板や合成樹脂板等から成る透明な、すなわち透光性を有する第１基材１１を基体とする液晶装置用基板１０と、これに対向する同様の第２基材２１を基体とする対向基板２０とを有する。これらの基板１０及び２０は、シール材３０によって互いに貼り合せられる。そして、それらの基板１０及び２０の間であって、シール材３０によって囲まれる領域内に注入口３０ａを通して液晶が注入され、その後、注入口３０ａが封止材３１によって封止される。これにより、液晶層を有したセル構造が形成される。

第１基材１１の内面（すなわち、第２基材２１に対向する表面）上には複数並列したストライプ状の透明電極１６が形成され、第２基材２１の内面上には複数並列したストライプ状の透明電極２２が形成されている。また、透明電極１６は配線１８Ａに導電接続され、透明電極２２は配線２８に導電接続されている。透明電極１６と透明電極２２とは相互に直交し、その交差領域はマトリクス状に配列された多数の表示ドットを構成し、これらの表示ドットの集まりによって表示領域Ａを構成している。

第１基材１１は第２基材２１の外側へ張り出す張出し部１０Ｔを有し、この張出し部１０Ｔ上には、配線１８Ａ、配線２８に対してシール材３０の一部で構成される上下導通部を介して導電接続された配線１８Ｂ、及び独立して形成された複数の配線パターンからなる入力端子部１９が形成されている。また、張出し部１０Ｔ上には、これらの配線１８Ａ、１８Ｂ、及び入力端子部１９に対して導電接続されるように、液晶駆動回路等を内蔵した半導体ＩＣ６９が実装されている。また、張出し部１０Ｔの端部には、入力端子部１９に導電接続されるように、フレキシブル配線基板６８が実装される。

この液晶装置１においては、図２に示すように、第１基材１１の外面に位相差板としての１／４波長板４０及び偏光板４１が配置され、第２基材２１の外面には位相差板としての１／４波長板５０及び偏光板５１が配置される。また、図１及び図２に示すように、液晶装置１の背面には、ＬＥＤ６１等を光源とした照明装置６０が緩衝材６６を介して配設される。

ＬＥＤ６１はＬＥＤ基板６２によって固定される。ＬＥＤ６１から出射した照明光は、導光体６３によって第１基材１１に導入される。導光体６３の液晶層側の表面には拡散シート６５が装着され、導光体６３のその反対側の表面には反射シート６４が装着されている。

（液晶装置用基板の構造）
次に、図２、図３及び図４を参照して、液晶装置用基板１０の構造について具体的に説明する。第１基材１１の表面には、反射層１２が形成されている。反射層１２は、例えば、アルミニウム、銀若しくはこれらの合金、又はアルミニウム、銀若しくはこれらの合金と、チタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等との積層膜から構成される。

この反射層１２には、図４に示すように、表示ドットＤ毎に、外光を反射する反射部１２ｒと、光を透過する透過部１２ａとが設けられている。反射層１２の透過部１２ａは、反射層１２に設けられる開口部、すなわち貫通穴、によって構成することもできるし、あるいは反射層１２におけるその他の部分よりも厚さの薄い部分によって構成することもできる。本実施形態においては、透過部１２ａは開口部、すなわち貫通穴、として形成されている。

なお、透過部１２ａがその他の部分よりも厚さの薄い部分として形成されると、第１基材１１と反射層１２との接合部が外部へ露出せず、従って、水等といった不純物が当該接合部へ侵入することを防止できる。このため、反射層１２を安定した状態に保持できる。

反射層１２の上には、例えば、ＳｉＯ_２やＴｉＯ_２等といった無機材料又はアクリル樹脂やエポキシ樹脂等といった有機樹脂等によって、絶縁層２５が形成される。この絶縁層２５には、反射層１２の透過部１２ａと平面的に重なる領域に窪みとしての開口部、すなわち貫通穴、２５ａが形成されている。

なお、絶縁層２５は、実質的に光を透過する透光層であってもよい。また、絶縁層２５の窪み２５ａは開口部に代えて凹部、すなわち有底穴とすることもできる。また、絶縁層２５が透光層である場合、その絶縁層２５は、母材と、母材中に分散されていて当該母材とは屈折率の異なる微粒体とを有する材料によって形成できる。このように構成すれば、透光層に光散乱機能を持たせることが可能になる。

また、絶縁層２５は、反射層１２の液晶層側の表面（すなわち、反射面）を保護する機能を持つこともできる。例えば、反射層１２としてアルミニウム、銀若しくはこれらの合金、又はアルミニウム、銀若しくはこれらの合金と、チタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等との積層膜を用いる場合には、絶縁層２５を保護膜として機能させることが有効である。

絶縁層２５の上には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等といった透明導電体から成る透明電極１６が形成されている。この電極１６は、反射層１２の反射部１２ｒに対応する位置に配置されると共に、少なくとも絶縁層２５の開口部２５ａに入り込むことにより、反射層１２の透過部１２ａに対応する位置の表面に凹部を有している。

電極１６は、図３の紙面上下方向に延びる帯状に形成され、複数の電極１６が相互に並列してストライプ状に構成されている。これらの電極１６を用いることにより、図２の液晶層４２の表示ドットＤ部分に電圧を印加できる。電極１６上、及び電極１６が形成されていない領域に対応する絶縁層２５上には、ポリイミド樹脂等から成る配向膜１７が形成される。

図４において、絶縁層２５の開口部２５ａは反射層１２の透過部１２ａと平面的に重なる領域に形成されるので、第１基材１１の表面上には、反射層１２の透過部１２ａ及び絶縁層２５の開口部２５ａによって凹形状が形成される。そして、電極１６及び配向膜１７はこの凹形状を再現するように配置されているので、液晶装置用基板１０の表面には凹部１０ａが形成される。

（対向基板の構造）
一方、液晶装置用基板１０と対向する対向基板２０は、第２基材２１上に、反射層１２に平面的に重なるように着色層１４が設けられ、その上をアクリル樹脂やエポキシ樹脂等といった透明樹脂から成る表面保護層、すなわちオーバーコート層、１５が被覆している。この構成により、コントラストに優れたフルカラー表示を実現することができる。

着色層１４は、通常、透明樹脂中に顔料や染料等の着色材を分散させて所定の色調を呈するものとされている。着色層１４の色調の一例としては原色系フィルタとしてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の組合せからなるものがあるが、これに限定されるものではなく、補色系その他の種々の色調で形成することができる。

なお、着色層１４は、通常、第２基材２１の表面上に顔料や染料等といった着色材を含む感光性樹脂からなる着色レジストを塗布し、フォトリソグラフィ法によって不要部分を除去することによって、所定のカラーパターンに形成される。ここで、複数の色調の着色層１４を形成する場合には上記工程を繰り返す。

上記のように表示ドットＤ毎に形成された着色層１４の間のドット間領域には、黒色遮光膜１４ＢＭが形成される。この黒色遮光膜１４ＢＭは、ブラックマトリクス、ブラックマスク等と呼ばれることがある。この黒色遮光膜１４ＢＭとしては、例えば、黒色の顔料や染料等の着色材を樹脂その他の基材中に分散させたものや、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の着色材を共に樹脂その他の基材中に分散させたものや、クロム、酸化クロム又はそれらの積層膜等の金属薄膜等を用いることができる。

なお、着色層１４の配列パターンとして、図３に示す例ではストライプ配列を採用しているが、このストライプ配列の他に、デルタ配列や斜めモザイク配列等の種々のパターン形状を採用することができる。

図４において、対向基板２０上には、さらに、ＩＴＯ等といった透明導電体から成る透明電極２２及びポリイミド樹脂等から成る配向膜２４が順次に積層されている。反射層１２の透過部１２ａに対応する位置の配向膜１７と対向基板２０側の配向膜２４との間隔は、反射層１２の反射部１２ｒに対応する位置の配向膜１７と配向膜２４との間隔よりも大きくなっている。こうすれば、反射層１２の透過部１２ａに対応する位置の液晶層４２の厚さ“ｂ”を、反射層１２の反射部１２ｒに対応する位置の液晶層４２の厚さ“ａ”よりも厚くすることができる。これにより、反射型表示における画像表示の明るさを低下させることなく、透過型表示における透過光の利用効率を高めることができる。この作用効果の詳細については後述する。

対向基板２０上の透明電極２２と、液晶装置用基板１０上の透明電極１６とは、互いに直交するように配置され、それらの交点は図２及び図３に示すようにマトリクス状に配列する。そして、そのマトリクス状の各交点が一つの表示ドットＤを構成する。

（液晶層の構造）
図４において、液晶装置用基板１０と対向基板２０との間には、液晶が充填されて液晶層４２が形成されている。このとき、液晶装置用基板１０の液晶層４２に接する表面には、上述のように表示ドットＤ毎に凹部１０ａが形成されているので、液晶層４２を構成する液晶はこの凹部１０ａ内に入り込んだ状態、すなわち、絶縁層２５の開口部２５ａの内側に入り込んだ状態になる。このため、反射層１２の透過部１２ａに対応する位置の液晶層４２の厚さ“ｂ”は、反射層１２の反射部１２ｒに対応する位置の液晶層４２の厚さ“ａ”よりも厚くなっている。

さらに、出願人の実験によると、反射層１２の反射部１２ｒに対応する位置の液層層４２の厚さ“ａ”と、反射層１２の透過部１２ａに対応する位置の液晶層４２の厚さ“ｂ”とは、１．８ａ≦ｂ≦２．４ａの関係式が満足されるように形成されていることが好ましい。この関係式を満たさない条件では、透過部１２ａにおける透過率が９０％よりも小さくなり、それ故、透過部１２ａにおける透過型表示は暗くなってしまう。

本実施形態の液晶装置１は以上のように構成されているので、反射型表示によって画像表示を行う場合は、対向基板２０側から入射した外光は、着色層１４等から構成されている対向基板２０及び液晶層４２を通過した後に反射部１２ｒで反射し、再び液晶層４２及び対向基板２０を通過して外部へ出射する。このとき、反射光は対向基板２０と液晶装置用基板１０との間の液晶層４２を２回通過する。

一方、透過型表示によって画像表示を行う場合は、液晶装置用基板１０の背面側に配設された照明装置６０のＬＥＤ６１等からの照明光の一部が反射層１２の透過部１２ａを通過して液晶層４２へ入射し、着色層１４等によって構成された対向基板２０を通過して外部へ出射する。このとき、透過光は液晶層４２を１回だけ通過する。

このように、液晶層４２を構成する液晶が、液晶装置用基板１０の液晶層４２側の表面に形成された凹部１０ａの中へ入り込むと、液晶層４２の厚さが反射層１２の透過部１２ａと重なる領域において厚くなるため、透過型表示を行っている透過光に作用する液晶層４２のリタデーション（Δｎ・ｄ、ここでΔｎは液晶層の屈折率異方性、ｄは液晶層の厚さ）が増大し、その結果、透過型表示における透過光の利用効率を高めることができる。

つまり、反射型表示における画像表示の明るさを低下させることなく、明るい透過型表示を実現することができる。 図５は、上記のように液晶層の厚さを変えた場合の効果を説明するための図である。図４に示した液晶装置１の場合と同様に、図５において、液晶装置用基板ＴＥ１には、透過部Ｒａを備えた反射層Ｒの上に、絶縁層Ｔが、反射層Ｒの透過部Ｒａ上に開口部を有するように形成されている。液晶装置用基板ＴＥ１の背面には照明装置としてのバックライトＢＬが配置されている。

このとき、透過部Ｒａと平面的に重なる領域の液晶層の厚さ“ｂ”を、それ以外の領域の液晶層の厚さ“ａ”の２倍にしたとする。ここでは、説明の都合上、ホモジニアス方式のネマティック液晶層ＬＣが構成されているとし、さらに、この液晶層ＬＣのリタデーションがΔｎ・ａ＝λ／４、Δｎ・ｂ＝λ／２（Δｎは液晶層ＬＣの屈折率異方性、λは光の波長）であるとする。

上記の状況では、液晶層ＬＣが光透過状態にある場合、透過型表示では、（Ａ）に示すように、バックライトＢＬからの照明光が偏光板Ｐ２を通過して直線偏光となり、さらに、位相差板（例えば、１／４波長板）Ｄ２を通過することにより、例えば、右回りの円偏光となる。この偏光は、厚さ“ｂ”の液晶層を通過することから位相差がさらに１／２波長進んで、左回りの円偏光となる。この円偏光は対向基板ＴＥ２を通過し、位相差板Ｄ１を通過することでさらに１／４波長進んで元の直線偏光になり、偏光板Ｐ１を通過する。

また、上記と同じく液晶層ＬＣが光透過状態にあるとき、反射型表示では、（Ｂ）に示すように、外光が偏光板Ｐ１を通過して直線偏光となり、位相差板（例えば、１／４波長板）Ｄ１を通過することにより、例えば、右回りの円偏光になる。この円偏光は、厚さ“ａ”の液晶層を往復で二度、通過することから位相差がさらに１／２波長進んで左回りの円偏光となり、再び位相差板Ｄ１を通過することにより元の直線偏光に戻って偏光板Ｐ１を通過する。

ここで、（Ｃ）に示すように、透過型表示において、仮に厚さ“ａ”（すなわち、（Ａ）に示す液晶層の厚さ“ｂ”の半分）の液晶層を通過する場合を想定してみると、その液晶層ＬＣのリタデーションはλ／４となるので、照明光が偏光板Ｐ２、位相差板Ｄ２を経て液晶層ＬＣを通過した後の偏光状態は、当初とは直交する方向の直線偏光となり、その後、位相差板Ｄ１を通過して左回りの円偏光となり、さらに、偏光板Ｐ１を通過する。このとき、偏光板Ｐ１を通過することができる偏光成分は、（Ａ）に示した透過型表示の偏光成分のほぼ半分となる。

以上説明したように、本実施形態のような半透過反射型の液晶装置の場合には、反射層Ｒの透過部Ｒａと平面的に重なる領域の液晶層の厚さ“ｂ”がそれ以外の領域の液晶層の厚さ“ａ”より厚くなると、光透過状態における光透過率が高くなり、特に、透過部Ｒａと平面的に重なる領域の液晶層の厚さ“ｂ”がそれ以外の領域の液晶層の厚さ“ａ”のほぼ２倍になると、光透過量も、また、ほぼ２倍になる。

そして、出願人の実験によると、液晶層を構成するネマティック液晶の屈折率異方性をΔｎ、反射部の位置に対応する液晶層の厚さ“ａ”との積をΔｎ・ａ、透過部Ｒａの位置に対応する液晶層の厚さ“ｂ”との積をΔｎ・ｂとすると、
１．８Δｎ・ａ≦Δｎ・ｂ≦２．４Δｎ・ａ
の関係式が満足されるように構成することで、透過型表示を行うときの透過部Ｒａにおける透過率を９０％以上とすることができ、それ故、明るい透過表示を行うことができることが判明した。

液晶層ＬＣがホモジニアス方式ではなく、液晶層ＬＣにツイストが存在すると透過率が向上しない場合もあるが、例えば、４０°ツイストの液晶では、透過部Ｒａと平面的に重なる領域の液晶層の厚さ“ｂ”をそれ以外の領域の液晶層の厚さの２倍にすれば４０％程度の透過率の向上を得ることができる。

この構成によれば、透過型表示に対する透過光の利用効率を向上させ、透過型表示を明るくすることができるので、例えば、バックライト等の照明光量を低減することができ、それ故、バックライトの小型化、薄型化、軽量化や消費電力の低減を達成できる。また、透過型表示の明るさが十分に確保されていれば、透過部Ｒａの開口面積を縮小して、反射部の面積を増加させることにより、反射型表示の明るさを向上させることもできる。

また、図４における絶縁層２５は、反射層１２の透過部１２ａを形成するときにレジストマスクとして利用できるので、従来の液晶装置用基板１０の製造工程を何ら複雑化させることはない。なお、液晶装置用基板１０の製造方法については後述する。

（第２の実施形態）
次に、図６から図８を参照して本発明に係る電気光学装置の他の実施形態である液晶装置について説明する。図６は、その液晶装置１０１の主要部の断面構造を示している。図７は、その液晶装置１０１を構成する液晶装置用基板を図６におけるＺ軸の正方向から見た平面図である。図８は、その液晶装置１０１を構成する対向基板を図６におけるＺ軸の正方向から見た平面である。なお、図６は、図７のＸ１−Ｘ１’線及び図８のＸ２−Ｘ２’線に従った断面図である。

この液晶装置１０１は、アクティブ素子（すなわち、能動素子）としてＴＦＤ（Thin Film Diode）素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶装置であって、図６において、対向基板１２０には、着色層１１４に平面的に重なって配置される透明電極１２２及びその透明電極１２２に接続されるスイッチング素子として機能するアクティブ素子としてのＴＦＤ素子１３０が設けられる。この構成により、消費電力を低減することができると共に、液晶装置の小型化を実現できる。

図６及び図７に示すように、液晶装置用基板１１０においては、第１基材１１１上に反射部１１２r及び透過部１１２ａを備えた反射層１１２が形成され、この反射層１１２上に絶縁層１２５が形成されている。絶縁層１２５には、反射層１１２の透過部１１２ａと重なるように開口部１２５ａ、すなわち貫通穴が形成されている。

また、絶縁層１２５の上には、走査線として機能する透明電極１１６が、反射層１１２が形成されている領域を覆うように形成され、さらに少なくとも透明電極１１６上及び透明電極１１６が形成されない領域に対応する絶縁層１２５上に配向膜１１７が形成される。これらの反射層１１２、絶縁層１２５、透明電極１１６及び配向膜１１７は、図４に示した実施形態において用いたものと同様の素材から構成されている。

図６及び図８に示すように、対向基板１２０は、着色層１１４とＴＦＤ素子１３０とを有するカラーフィルタアレイ基板であって、第２基材１２１の上にＴＦＤ素子１３０が形成されている。ＴＦＤ素子１３０は、第１金属層１３１と、この第１金属層１３１の表面に形成された絶縁層１３２と、この絶縁層１３２の上に形成された第２金属層１３３とによって構成されている。このようにＴＦＤ素子１３０は、第１金属層１３１／絶縁層１３２／第２金属層１３３から成る積層構造、いわゆるＭＩＭ（Metal Insulator Metal）構造によって構成されている。

そして、第１基材１１１上に形成された透明電極１１６と平面的に交差するように、画素信号を供給する信号線１３４が第２基材１２１上に形成され、この信号線１３４がＴＦＤ素子１３０と電気的に接続している。

ＴＦＤ素子１３０を構成する第１金属層１３１は、例えば、タンタル単体、タンタル合金等によって形成される。第１金属層１３１としてタンタル合金を用いる場合には、主成分のタンタルに、所定の元素、例えば、タングステン、クロム、モリブデン、レニウム、イットリウム、ランタン、ジスプロシウム等のような周期律表の第６〜第８族に属する元素を添加する。

絶縁層１３２は、例えば、陽極酸化法によって第１金属層１３１の表面を酸化することによって形成された酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_３）によって形成され、さらにその上には、第２金属層１３３が、例えば、クロム等といった導電材によって形成される。

このようにしてＴＦＤ素子１３０が形成された第２基材１２１の上には、さらに、着色層１１４が表示ドットＤ毎に形成される。そして、これらの着色層１１４の間のドット間領域には黒色遮光膜１１４ＢＭ、いわゆるブラックマトリクス或いはブラックマスク、が形成されている。本実施形態において、１つの表示ドットとは、第２基材１２１上の１つの透明電極１２２と第１基材１１１上の透明電極１１６とが平面的に重なる領域として定義される。また、これらの着色層１１４及び黒色遮光膜１１４ＢＭは図３に示した実施形態において用いたものと同様の材料から構成されている。

着色層１１４の表面には、ＩＴＯ等といった透明導電体から成る透明電極１２２及びポリイミド樹脂等から成る配向膜１２４が順次に積層され、さらに、透明電極１２２はコンタクトホール１２２ａを介してＴＦＤ素子１３０と電気的に接続している。配向膜１２４は、少なくとも透明電極１２２上、透明電極１２２が形成されない領域に対応する着色層１１４上及び黒色遮光膜１１４ＢＭ上に形成されている。

液晶装置用基板１１０と対向基板１２０との間には液晶が充填されて液晶層１４２が形成される。この液晶層１４２を構成する液晶は、液晶装置用基板１１０の液晶層１４２側の表面に形成された凹部１１０ａ内に入り込んだ状態（すなわち、少なくとも絶縁層１２５の開口部１２５ａの内側に入り込んだ状態）になっている。このとき、反射層１１２の反射部１１２rに対応する位置の液晶層１４２の厚さ“ａ”と、透過部１１２ａに対応する位置の液晶層１４２の厚さ“ｂ”は、
１．８ａ≦ｂ≦２．４ａ
の関係式が満足されるように形成されることが好ましい。

また、液晶層１４２を構成するネマティック液晶の屈折率異方性をΔｎ、反射部１１２rに対応する位置の液晶層の厚さ“ａ”との積をΔｎ・ａ、透過部１１２ａに対応する位置の液晶層の厚さ“ｂ”との積をΔｎ・ｂとすると、
１．８Δｎ・ａ≦Δｎ・ｂ≦２．４Δｎ・ａ
の関係式が満足されるように形成されることが好ましい。

この構成により、図３に示した実施形態と同様の作用効果を得ることができ、反射型表示における画像表示の明るさを低下させることなく、透過型表示における透過光の利用効率を高めることができる。

また、本実施形態では、反射層１１２が形成される第１基材１１１上にＴＦＤ素子１３０を形成しないので、反射層１１２が形成される第１基材１１１上にＴＦＤ素子１３０を形成する場合に比べて、液晶装置用基板１１０の製造工程を簡略化できる。そして、ＴＦＤ素子１３０が形成される第２基材１２１上に着色層１１４及び黒色遮光膜１１４ＢＭを形成するので、着色層１１４及び黒色遮光膜１１４ＢＭをＴＦＤ素子１３０と別の基板上に形成する場合に比べて、対向基板１２０及び液晶装置用基板１１０の貼り合わせ時の組みズレの影響を低減することができる。

（第３実施形態）
次に、図９及び図１０を参照して本発明に係る電気光学装置の他の実施形態である液晶装置について説明する。図９は、その液晶装置２０１の主要部の断面構造を示している。図１０は、その液晶装置２０１を構成する対向基板２２０を図９におけるＺ軸の負方向から見た平面構造を示している。この対向基板２２０は、カラーフィルタアレイ基板と呼ばれることもある。なお、図９は、図１０のＸ３−Ｘ３’線に従った断面図である。本実施形態は、アクティブ素子（すなわち、能動素子）として３端子型の能動素子であるＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子２３０を用いたアクティブマトリクス方式の液晶装置である。

図９において、対向基板２２０は、着色層２１４に平面的に重なって配置される透明電極２２２及びその透明電極２２２に接続されるスイッチング素子が設けられているカラーフィルタアレイ基板である。そして、第２基材２２１の上にスイッチング素子として機能するアクティブ素子としてのＴＦＴ素子２３０が形成されている。

ＴＦＴ素子２３０は、第２基材２２１上に形成されたゲート電極２３１と、このゲート電極２３１の上で第２基材２２１の全域に形成されたゲート絶縁膜２３２と、このゲート絶縁膜２３２を挟んでゲート電極２３１の上方位置に形成された半導体層２３３と、その半導体層２３３の一方の側にコンタクト電極２３４を介して形成されたソース電極２３５と、その半導体層２３３の他方の側にコンタクト電極２３６を介して形成されたドレイン電極２３９とを有する。

ゲート電極２３１はゲートバス配線２３７から延びるように形成されており、また、ソース電極２３５はソースバス配線２３８から延びるように形成されている。図１０において、ゲートバス配線２３７は基材２２１の横方向に延びていて縦方向へ等間隔で平行に複数本形成される。また、ソースバス配線２３８はゲート絶縁膜２３２を挟んでゲートバス配線２３７と交差するように縦方向に延びて横方向へ等間隔で平行に複数本形成される。

ゲートバス配線２３７及びゲート電極２３１は、例えば、クロム、タンタル等によって形成される。ゲート絶縁膜２３２は、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化シリコン（ＳｉＯ_Ｘ）等によって形成される。半導体層２３３は、例えば、Ａ−Ｓｉ、多結晶シリコン、ＣｄＳｅ等によって形成される。ソース電極２３５及びそれと一体なソースバス配線２３８並びにドレイン電極２３９は、例えば、チタン、モリブデン、アルミニウム等によって形成される。ゲートバス配線２３７は走査線として作用し、ソースバス配線２３８は信号線として作用する。

ＴＦＴ素子２３０が形成された第２基材２２１の上には、さらに着色層２１４が表示ドットＤ毎に形成され、これらの着色層２１４の間のドット間領域には黒色遮光膜２１４ＢＭが形成されている。この黒色遮光膜２１４ＢＭは、ブラックマトリクス或いはブラックマスクとも呼ばれる。本実施形態において、１つの表示ドットＤとは、第２基材２２１上の１つの透明電極２２２と第１基材２１１上の透明電極２１６が平面的に重なる領域によって定義される。これら着色層２１４及び黒色遮光膜２１４ＢＭは、図４に示した実施形態で用いたものと同様の材料から構成されている。

着色層２１４の表面には、ＩＴＯ等といった透明導電体から成る透明電極２２２及びポリイミド樹脂等から成る配向膜２２４が順次に積層され、さらに、透明電極２２２はコンタクトホール２２２ａを介してＴＦＴ素子２３０と電気的に接続される。

液晶装置用基板２１０には、図４の実施形態の場合と同様に、反射部２１２ｒ及び透過部２１２ａを備えた反射層２１２が第１基材２１１上に形成され、この反射層２１２上に絶縁層２２５が形成される。また、さらに、絶縁層２２５上には、透明電極２１６及び配向膜２１７が順次に形成される。また、絶縁層２２５には、反射層２１２の透過部２１２ａと重なるように開口部、すなわち貫通穴２２５ａが形成される。これら反射層２１２、絶縁層２２５、透明電極２１６及び配向膜２１７は、図４の実施形態で用いたものと同様の素材から構成されている。

液晶装置用基板２１０と対向基板２２０との間には液晶が充填されて液晶層２４２が形成される。液晶層２４２を構成する液晶は、液晶装置用基板２１０の液晶層２４２側の表面に形成された凹部２１０ａ内に入り込んだ状態、すなわち、少なくとも上記絶縁層２２５の開口部２２５ａの内側に入り込んだ状態になっている。

このとき反射層２１２の反射部２１２ｒに対応する位置の液晶層２４２の厚さ“ａ”と、透過部２１２ａに対応する位置の液晶層２４２の厚さ“ｂ”は、
１．８ａ≦ｂ≦２．４ａ
の関係式が満足されるように形成されることが好ましい。

また、液晶層２４２を構成するネマティック液晶の屈折率異方性をΔｎ、反射部２１２ｒの位置に対応する液晶層の厚さ“ａ”との積をΔｎ・ａ、透過部２１２ａの位置に対応する液晶層の厚さ“ｂ”との積をΔｎ・ｂとすると、
１．８Δｎ・ａ≦Δｎ・ｂ≦２．４Δｎ・ａ
の関係式が満足されるように形成されることが好ましい。

この構成により、図４の実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができ、反射型表示における画像表示の明るさを低下させることなく、透過型表示における透過光の利用効率を高めることができる。また、本実施形態においても、図６の実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、反射層２１２が形成される第１基材２１１上にＴＦＴ素子２３０を形成しないので、反射層２１２が形成される第１基材２１１上にＴＦＴ素子２３０を形成する場合に比べて、液晶装置用基板２１０の製造工程を簡略化できる。

また、ＴＦＴ素子２３０が形成される第２基材２２１上に着色層２１４及び黒色遮光膜２１４ＢＭを形成するので、着色層２１４及び黒色遮光膜２１４ＢＭをＴＦＴ素子２３０と別の基板上に形成する場合に比べて、対向基板２２０及び液晶装置用基板２１０の貼り合わせ時の組みズレの影響を低減することができる。

（第４実施形態）
次に、図１１（ａ）〜（ｆ）を参照して、本発明に係る電気光学装置用基板の製造方法の実施形態について、液晶装置用基板の製造方法を例にとって具体的に説明する。本実施形態は、図４に示した液晶装置１に用いられる液晶装置用基板１０の製造方法に関するものである。

まず、図１１（ａ）に示すように、第１基材１１上に、アルミニウム、銀若しくはこれらの合金、又はアルミニウム、銀若しくはこれらの合金と、チタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等の金属を蒸着法やスパッタリング法等によって薄膜状に成膜し、これを公知のフォトリソグラフィ法を用いてパターニングする。これにより、表示ドット毎に区画された厚さ５０ｎｍ〜２５０ｎｍ程度の反射層１２を形成する。

次に、図１１（ｂ）に示すように、反射層１２の全域に厚さ０．５μｍ〜２．５μｍ程度の絶縁膜２５Ｘを形成する。絶縁膜２５Ｘの母材としては、ＳｉＯ_２やＴｉＯ_２等といった無機材料又はアクリル樹脂やエポキシ樹脂等といった有機樹脂等を用いることができる。また、有機樹脂等の母材と屈折率の異なる微粒体を、その母材中に分散して構成された材料を用いて、絶縁層２５Ｘを形成してもよい。この構成により、反射型表示の画像表示に際し、適度な散乱を生じさせ、表示画面に顔等が映り込むのを防止することができる。

次に、図１１（ｃ）に示すように、絶縁膜２５Ｘ（図１１（ｂ）参照）をフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、後述する反射層１２の透過部１２ａに対応する領域に開口部２５ａが配置されるようにパターニングすることにより、絶縁層２５を形成する。

次に、図１１（ｄ）に示すように、絶縁層２５をレジストマスクとして反射層１２をエッチングすることで、反射層１２に開口部、すなわち貫通穴を開けて透過部１２ａを形成する。通常のエッチング工程においては、レジストマスクはエッチング工程が終了した後にアッシング工程等によって除去されるが、本実施形態においては、絶縁層２５をマスクにして反射層１２を露光して当該反射層１２に開口部を形成するため、それらの工程を省略することができる。

次に、図１１（ｅ）に示すように、基材１１上の全域にＩＴＯ等といった透明導電体からなる透明導電層１６’を形成する。この透明導電層はスパッタリング法により成膜することができる。そして、この透明導電層に対してフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いてパターニングをすることにより、透明電極１６を形成する。

次に、図１１（ｆ）に示すように、第１基材１１の全域にポリイミド樹脂等から成る配向膜１７を形成し、さらにこの配向膜１７に対してラビング処理を施す。こうして、液晶装置用基板１０が形成される。

（変形例１）
次に、図１２及び図１３を参照して、図４に示した液晶装置１の変形例について説明する。この変形例は、図１２に示す液晶装置用基板３１０を除いて、図４の液晶装置１と同様に構成されるので、同様の部分には同一符号を付して、それらの説明は省略する。

本変形例では、図１２及び図１３に示すように、第１基材３１１の表面には、ＳｉＯ_２やＴｉＯ_２等といった無機材料又はアクリル樹脂やエポキシ樹脂等といった有機樹脂等によって下地層３２５が形成される。この下地層３２５は、開口部すなわち貫通穴によって構成された透過部３２５ａを表示ドットＤ毎に有する。また、この下地層３２５は、例えば、絶縁性を有する絶縁層であることが好ましい。また、本変形例においても、対向基板２０上の透明電極２２と、液晶装置用基板３１０上の透明電極３１６とは、互いに直交するように配置され、それらの交差点はマトリクス状に配列され、そのマトリクス状の各交差点が１つの表示ドットＤを構成している。

下地層３２５上には反射層３１２が形成され、この反射層３１２には、反射部３１２ｒ及び光を透過する透過部３１２ａが設けられる。この透過部３１２ａは開口部、すなわち貫通穴として形成されている。また、この透過部３１２ａは、下地層３２５の開口部３２５ａと重なるように形成されている。反射層３１２は、アルミニウム、銀若しくはこれらの合金、又はアルミニウム、銀若しくはこれらの合金と、チタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等との積層膜から構成されている。

また、下地層３２５は、反射層３１２の透過部３１２ａに対応する領域以外の領域において、反射層３１２側の表面に凹凸（図示略）を有することが好ましい。下地層３２５の表面に凹凸を設ければ、この上に積層される反射層３１２の反射部３１２ｒの表面にも凹凸が形成され、反射型表示の画像表示に際し適度な散乱が生じ、表示画面に顔等が映り込むことを防止できる。

反射層３１２の上には、ＩＴＯ等といった透明導電体から成る透明電極３１６が形成される。また、透明電極３１６の上には、ポリイミド樹脂等から成る配向膜３１７が形成される。透明電極３１６は、反射層３１２の端部を覆うように形成される。これは、反射層３１２としてアルミニウム、銀若しくはこれらの合金、又はアルミニウム、銀若しくはこれらの合金と、チタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等との積層膜を用い、それにＩＴＯ等を積層させるという層構造においてパターニングを行う場合に、良好にエッチングを行うために有効である。

透明電極３１６は図１３の紙面上下方向に延びる帯状に形成され、複数の透明電極３１６が相互に並列してストライプ状に構成されている。また、透明電極３１６は、反射層３１２の反射部３１２ｒの位置に対応して配置されると共に、少なくとも下地層３２５の開口部３２５ａに入り込む。これにより、反射層３１２の透過部３１２ａに対応する位置の表面に凹部３１０ａが形成される。この構成により、下地層３２５の開口部３２５ａを有効に活用して、明るい透過型の画像表示を実現できる。

このように構成された液晶装置においては、液晶装置用基板３１０の液晶層３４２側の表面に凹部３１０ａが形成され、この凹部３１０ａの中に液晶層３４２を構成する液晶が入り込む。これにより、液晶層３４２の厚さに関しては、反射層３１２の透過部３１２ａと重なる領域において厚くなる。このため、図４の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態では、反射型表示において、光が下地層３２５を通過しないので、光が下地層３２５を透過するときの光量の損失を無くすことができる。これにより、反射型表示の反射率をさらに向上させることができる。

なお、図１２の変形例は、図４のようなパッシブマトリクス方式の液晶装置だけではなく、図６に示したＴＦＤ素子を有するアクティブマトリクス方式の液晶装置や、図９に示したＴＦＴ素子を有するアクティブマトリクス方式の液晶装置においても適用できる。また、ＴＦＤ素子、ＴＦＴ素子等を反射層が設けられる第１基材上に形成するようにしてもよい。

（変形例２）
次に、図１４を参照して、液晶装置の他の変形例について説明する。この変形例は、対向基板４２０を除いて、図４に示した実施形態と同様に構成されているので、同様の部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。

図１４において、第２基材４２１の表面に、着色層４１４が表示ドットＤ毎に形成され、これらの着色層４１４の間のドット間領域には黒色遮光膜４１４ＢＭが形成される。この黒色遮光膜４１４ＢＭは、ブラックマトリクス或いはブラックマスクとも呼ばれる。この黒色遮光膜４１４ＢＭは、アクリル樹脂やエポキシ樹脂等といった透明樹脂から成る表面保護層４１５によって被覆される。

表面保護層４１５の液晶層側には、第２基材４２１に対向して配置された液晶装置用基板１０上の反射層１２の透過部１２ａに対応する領域に、凹部４１５ａが形成されている。

表面保護層４１５の上には、ＩＴＯ等といった透明導電体から成る透明電極４２２が形成され、さらに、この透明電極４２２の上にはポリイミド樹脂等から成る配向膜４２４が形成される。この配向膜４２４の表面には、表面保護層４１５の凹部４１５ａが再現され、これにより、対向基板４２０はその表面に凹部４２０ａをする。対向基板４２０上の透明電極４２２と、液晶装置用基板１０上の透明電極１６とは、互いに直交するように配置され、それらの交点はマトリクス状に配列され、そのマトリクス状の各交点が１つの表示ドットＤを構成する。

本変形例では、対向基板４２０も凹部４２０ａを有するため、液晶層４４２を構成する液晶は、液晶装置用基板１０の凹部１０ａと対向基板４２０の凹部４２０ａとのそれぞれに入り込む。これにより、透過部１２ａと平面的に重なる領域の液晶の厚さ“ｂ”を、それ以外の領域の液晶層の厚さ“ａ”を不変に保持したまま、さらに厚く形成することが可能になる。

一方、本変形例によれば、透過部１２ａに対応する領域の液晶層４４２の厚さ“ｂ”を図４の実施形態の場合と同じに設定しようとする場合、液晶装置用基板１０に設けられる凹部１０ａ及び対向基板４２０に設けられる凹部４２０ａのそれぞれの深さを、図４の実施形態においける凹部１０ａの深さよりも小さくすることができる。これにより、凹部１０ａにおける段差に起因して透明電極１６に断線が生じることを低減できる。

また、本変形例によれば、凹部１０ａ及び凹部４２０ａの深さを、それぞれ、図４の実施形態における凹部１０ａの深さと比較して小さくすることができるので、表面保護層４１５の凹部４１５ａの内側面に透明電極４２２をスパッタによって形成する場合、及び絶縁層２５の開口部２５ａの内側面に透明電極１６をスパッタによって成する場合に、凹部４１５ａの内側面及び開口部２５ａの内側面に、それぞれ、透明電極４２２及び透明電極１６が良好に形成されないという不具合が生じることを低減できる。

また、本変形例によれば、凹部１０ａ及び凹部４２０ａの深さをそれぞれ図４の実施形態における凹部１０ａの深さと比較して小さくすることができるので、凹部１０ａ及び凹部４２０ａのそれぞれの内側面に形成されるテーパを、図４の実施形態における凹部１０ａのテーパよりも、より９０°に近い値にすることができる。これにより、テーパが平面的に占める領域を小さくすることができ、テーパが平面的に占める領域に起因する表示の不具合を低減することができる。

なお、図１４の変形例は、図４のようなパッシブマトリクス方式の液晶装置だけではなく、図６に示したＴＦＤ素子を有するアクティブマトリクス方式の液晶装置や、図９に示したＴＦＴ素子を有するアクティブマトリクス方式の液晶装置においても適用できる。また、ＴＦＤ素子、ＴＦＴ素子等を反射層が設けられる第１基材上に形成するようにしてもよい。

また、液晶装置用基板１０の凹部１０ａは、反射部１２ｒの形成領域に対応する液晶装置用基板１０の表面から凹部１０ａの底までの深さｂ１を有する。一方、対向基板４２０の凹部４２０ａは、反射部１２ｒの形成領域に対応する対向基板４２０の表面から凹部４２０ａの底までの深さｂ２を有する。そして、本変形例では、ｂ１＞ｂ２となるように凹部１０ａ及び凹部４２０ａを設定している。 これは、液晶装置用基板１０はその構造が簡単であるので、深さの大きな凹部を形成するのに適しており、その反面、着色層４１４を備えていて構造が複雑な対向基板４２０は深い凹部を形成するのに適していないからである。本変形例のように、構造の簡単な液晶装置用基板１０における凹部１０ａの深さｂ１を大きく形成し、さらに、構造の複雑な対向基板４２０における凹部４２０ａの深さｂ２を小さく形成すれば、液晶装置用基板１０及び対向基板４２０の製造時における歩留まりを向上できる。

（変形例３）
次に、図１５を参照して、液晶装置の他の変形例について説明する。この変形例は、図１２に示した液晶装置用基板３１０と図１４に示した対向基板４２０とを用いた液晶装置である。

この構成の液晶装置においては、液晶装置用基板３１０と対向基板４２０のそれぞれに凹部３１０ａ及び凹部４２０ａが設けられるので、液晶層５４２を構成する液晶はそれらの凹部３１０ａ及び凹部４２０ａのそれぞれに入り込む。これにより、開口部、すなわち貫通穴として構成された透過部３１２ａに対して平面的に重なる領域の液晶層５４２の厚さ“ｂ”を、それ以外の領域の液晶層５４２の厚さ“ａ”を不変に保持したまま、さらに厚く形成することが可能になる。

また、透過部３１２ａに対応する領域の液晶層５４２の厚さ“ｂ”を図４の実施形態の場合と同じ値に設定しようとする場合、液晶装置用基板３１０に設けられる凹部３１０ａ及び対向基板４２０に設けられる凹部４２０ａのそれぞれの深さは、図４の実施形態における凹部１０ａの深さよりも小さくすることができる。このため、凹部３１０ａにおける段差に起因して透明電極３１６に断線が生じることを低減できる。

また、本変形例によれば、凹部３１０ａ及び凹部４２０ａの深さを、それぞれ、図４の実施形態における凹部１０ａの深さと比較して小さくできるので、表面保護層４１５の凹部４１５ａの内側面に透明電極４２２をスパッタによって形成する場合、及び下地層３２５の開口部３２５ａの内側面に透明電極３１６をスパッタによって形成する場合に、凹部４１５ａの内側面及び開口部３２５ａの内側面のそれぞれに透明電極が良好に形成されないという不具合が生じるのを低減できる。

また、本変形例によれば、凹部３１０ａ及び凹部４２０ａの深さをそれぞれ図４の実施形態における凹部１０ａの深さと比較して小さくできるので、凹部３１０ａ及び凹部４２０ａのそれぞれの内側面に形成されるテーパを、図４の実施形態における凹部１０ａのテーパよりも、より９０°に近い値とすることができ、テーパが平面的に占める領域を小さくすることができる。これにより、テーパが平面的に占める領域に起因する表示の不具合を低減できる。

さらに、本変形例では、下地層３２５が底上げ層としての機能を有するため、反射型表示における光の通過距離を短くでき、その結果、反射型表示の透過率をさらに向上できる。

なお、本変形例は、図４のようなパッシブマトリクス方式の液晶装置だけではなく、図６に示したＴＦＤ素子を有するアクティブマトリクス方式の液晶装置や、図９に示したＴＦＴ素子を有するアクティブマトリクス方式の液晶装置においても適用できる。また、ＴＦＤ素子、ＴＦＴ素子等を反射層が設けられる第１基材上に形成するようにしてもよい。

また、液晶装置用基板３１０の凹部３１０ａは、反射部３１２ｒの形成領域に対応する液晶装置用基板３１０の表面から凹部３１０ａの底までの深さｂ１を有する。一方、対向基板４２０の凹部４２０ａは、反射部３１２ｒの形成領域に対応する対向基板４２０の表面から凹部４２０ａの底までの深さｂ２を有する。そして、本変形例では、ｂ１＞ｂ２となるように凹部３１０ａ及び凹部４２０ａを設定している。

これは、液晶装置用基板３１０はその構造が簡単であるので、深さの大きな凹部を形成するのに適しており、その反面、着色層４１４を備えていて構造が複雑な対向基板４２０は深い凹部を形成するのに適していないからである。本変形例のように、構造の簡単な液晶装置用基板３１０における凹部３１０ａの深さｂ１を大きく形成し、さらに、構造の複雑な対向基板４２０における凹部４２０ａの深さｂ２を小さく形成すれば、液晶装置用基板３１０及び対向基板４２０の歩留まりを向上できる。

（変形例４）
次に、図１６を参照して、液晶装置のさらに他の変形例について説明する。この変形例は、液晶装置用基板６１０の構造を除いて、上記の図４の実施形態と同様に構成されているので、同様の部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。

図１６において、第１基材６１１の表面に反射層６１２が形成される。この反射層６１２は、例えば、アルミニウム、銀若しくはこれらの合金、又はアルミニウム、銀若しくはこれらの合金と、チタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等との積層膜から構成される。また、この反射層６１２には、光を透過する透過部６１２ａが開口部、すなわち貫通穴として表示ドットＤ毎に設けられている。 反射層６１２の上には、ＳｉＯ_２やＴｉＯ_２等といった無機材料又はアクリル樹脂やエポキシ樹脂等といった有機樹脂等から構成される絶縁層６２５が形成され、この絶縁層６２５は、反射層６１２の透過部６１２ａと平面的に重なる領域に、その他の領域よりも厚さの薄い領域６２５ａが設けられている。

また、絶縁層６２５の上には、ＩＴＯ等といった透明導電体から成る透明電極６１６が形成され、この透明電極６１６の上にはポリイミド樹脂等から成る配向膜６１７が形成されている。

この構成の液晶装置は、液晶装置用基板６１０の凹部６１０ａに液晶層６４２を構成する液晶が入り込むので、液晶層６４２の厚さが反射層６１２の透過部６１２ａと重なる領域において厚くなる。これにより、図４の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、絶縁層６２５の厚さの薄い領域６２５ａの厚さを調節することで、液晶層の厚さ“ｂ”を調節することが可能であり、これによって、透過光の利用効率が最も高くなるように液晶層６４２の厚さを設定することができる。

なお、図１６の変形例は、図４のようなパッシブマトリクス方式の液晶装置だけではなく、図６に示したＴＦＤ素子を有するアクティブマトリクス方式の液晶装置や、図９に示したＴＦＴ素子を有するアクティブマトリクス方式の液晶装置においても適用できる。また、ＴＦＤ素子、ＴＦＴ素子等を反射層が設けられる第１基材上に形成するようにしてもよい。

（電子機器の実施形態）
次に、今までに説明した液晶装置を表示部に用いた電子機器の実施形態について説明する。図１７は、本実施形態の電子機器の全体構成をブロック図によって示している。ここに示す電子機器は、液晶装置１と、これを制御する制御手段７００とを有する。液晶装置１は、パネル構造体７０１と、半導体ＩＣ等で構成される駆動回路７０２とを有する。また、制御手段７００は、表示情報出力源７０３と、表示情報処理回路７０４と、電源回路７０６と、タイミングジェネレータ７０７とを有する。

表示情報出力源７０３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等から成るメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等から成るストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを有する。タイミングジェネレータ７０７によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等の形で表示情報を表示情報処理回路７０４に供給するように構成されている。

表示情報処理回路７０４は、シリアル−パラレル変換回路、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等といった周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号ＣＬＫと共に駆動回路７０２へ供給する。駆動回路７０２は、走査線駆動回路、データ線駆動回路及び検査回路を含む。また、電源回路７０６は、上記の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する。

図１８は、本発明に係る電子機器の一実施形態である携帯電話機を示している。この携帯電話機７１０では、ケース体７１１の内部に回路基板７１２が配置され、この回路基板７１２に対して上記の液晶装置１が実装されている。この液晶装置１の表示面、すなわち図１の画像表示領域Ａは、表示窓７１８を通して外部から視認できる。

ケース体７１１の前面には操作ボタン７１３が配列され、また、一端部からアンテナ７１４が出没自在に取付けられている。受話部７１６の内部にはスピーカが配置され、送話部７１７の内部にはマイクが内蔵されている。

（その他の実施形態）
本発明の電気光学装置は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、図１に示した液晶装置は、ＩＣチップを基板上に直接に実装する構造、いわゆるＣＯＧ（Chip On Glass）方式の構造を有するが、これに代えて、例えば、フレキシブル配線基板やＴＡＢ基板を介してＩＣチップを液晶装置に実装する構造を採用することもできる。さらに、本発明は、液晶以外の電気光学物質、例えば、ＥＬ発光素子等を電気光学物質として用いた電気光学装置にも適用できる。

本発明に係る電気光学装置用基板及び電気光学装置のそれぞれの一実施形態を示す液晶装置の斜視図である。 図１の液晶装置の断面構造を示す断面図である。 液晶装置用基板の一例の主要部を拡大して示す平面図である。 図２の要部である１つの表示ドット部分を拡大して示す断面図である。 図２の液晶装置における表示原理を示す図である。 本発明に係る電気光学装置の他の実施形態である液晶装置の１つの表示ドット部分の断面構造を示す断面図であり、図７のＸ１−Ｘ１’線及び図８のＸ２−Ｘ２’線に従った断面図である。 図６に示す液晶装置を構成する液晶装置用基板を図６のＺ軸の正方向から見た平面図である。 図６に示す液晶装置を構成する対向基板を図６のＺ軸の正方向から見た平面図である。 本発明に係る電気光学装置のさらに他の実施形態である液晶装置の１つの表示ドット部分の断面構造を示す断面図であり、図１０のＸ３−Ｘ３’線に従った断面図である。 図９に示す液晶装置を構成する対向基板を図９のＺ軸の負方向から見た平面図である。 本発明に係る電気光学装置用基板の製造方法の一実施形態を示す工程図である。 本発明に係る電気光学装置のさらに他の実施形態である液晶装置の１つの表示ドット部分の断面構造を示す断面図である。 図１２の液晶装置の液晶装置用基板を示す平面図である。 本発明に係る電気光学装置のさらに他の実施形態である液晶装置の１つの表示ドット部分を示す断面図である。 本発明に係る電気光学装置のさらに他の実施形態である液晶装置の１つの表示ドット部分を示す断面図である。 本発明に係る電気光学装置のさらに他の実施形態である液晶装置の１つの表示ドット部分を示す断面図である。 本発明に係る電子機器の一実施形態を示すブロック図である。 本発明に係る電子機器の他の実施形態である携帯電話機を示す斜視図である。 電気光学装置の一例である液晶装置の従来の一例を示す断面図である。

符号の説明

１、１０１、２０１：液晶装置、１０、１１０、２１０、３１０、６１０：液晶装置用基板、１０ａ、１１０ａ、２１０ａ、３１０ａ、６１０ａ：凹部、１１、１１１、２１１、３１１、６１１：第１基材、１２、１１２、２１２、３１２、６１２：反射層、１２ａ、１１２ａ、２１２ａ、３１２ａ、６１２ａ：透過部、１２ｒ、１１２r、２１２ｒ、３１２ｒ：反射部、１４、１１４、２１４、４１４：着色層、１４ＢＭ、１１４ＢＭ、２１４ＢＭ、４１４ＢＭ：黒色遮光膜、１５：表面保護層、１６、１１６、２１６、３１６、６１６：透明電極、１７、１１７、２１７、３１７、６１７：配向膜、２０、１２０、２２０、４２０：対向基板、２１、１２１、２２１、４２１：第２基材、２２、１２２、２２２、４２２：透明電極、２４、１２４、２２４、４２４：配向膜、２５、１２５、２２５、６２５：絶縁層、２５Ｘ：絶縁膜、２５ａ、１２５ａ、２２５ａ：開口部、４０：位相差板（１／４波長板）、４１：偏光板、４２、１４２、２４２、３４２、４４２、５４２、６４２：液晶層、５０：位相差板（１／４波長板）、５１：偏光板、６０：明装置、６１：ＬＥＤ、６２：ＬＥＤ基板、６３：導光体、６４：反射シート、６５：拡散シート、６６：緩衝材、６８：フレキシブル配線基板、６９：半導体ＩＣ、１２２ａ、２２２ａ：コンタクトホール、１３０：ＴＦＤ素子、１３１：第１金属層、１３２：絶縁層、１３３：第２金属層、２３０：ＴＦＴ素子、２３１：ゲート電極、２３２：ゲート絶縁膜、２３３：半導体層、２３４：コンタクト電極、２３５：ソース電極、２３６：コンタクト電極、２３７：ゲートバス配線、２３８：ソースバス配線、２３９：ドレイン電極、３２５：下地層、３２５ａ：透過部、４２０ａ：凹部、６２５ａ：薄い領域、７００：制御手段、７０１：パネル構造体、７１０：携帯電話機、７１１：ケース体、７１２：回路基板、７１３：操作ボタン、７１６：受話部、７１７：送話部、７１８：表示窓、ＢＬ：バックライト、Ｄ１，Ｄ２：位相差板（１／４波長板）、Ｐ１，Ｐ２：偏光板、ＬＣ：液晶層、Ｒ：反射層、Ｒａ：透過部、Ｔ：絶縁層、ＴＥ１：液晶装置用基板、ＴＥ２：対向基板、Ｄ：表示ドット

Claims (2)

1. 一対の基板に液晶層を挟持してなり、複数の表示ドットが配列されてなるとともに、前記表示ドット内に透過部と反射部とを備え、一方の前記基板が複数の着色層と、前記着色層間に形成された遮光膜と、を有する電気光学装置の製造方法であって、
   他方の前記基板に前記反射部に反射層を形成する工程と、
   前記反射層上に透光層を形成する工程と、
   前記透光層をパターニングする工程と、
   パターニングされた前記透光層をマスクにして、前記反射層を現像して該反射層に凹形状を形成して前記透過部を形成する工程と、
   前記透光層上及び前記凹形状の領域に電極を形成する工程と、
   を有し、
   前記着色層は、前記反射層に平面的に重なるように形成され、
   前記遮光膜は、第１の前記着色層側の端辺が前記第１の着色層に対応する前記反射層の端辺と合わされ、
   前記透過部に対応する位置における前記液晶層の厚さは、前記反射部に対応する位置における前記液晶層の厚さよりも厚いことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
2. 一対の基板に液晶層を挟持してなり、複数の表示ドットが配列されてなるとともに、前記表示ドット内に透過部と反射部とを備える電気光学装置の製造方法であって、
   一方の前記基板に前記反射部に反射層を形成する工程と、
   前記反射層上に透光層を形成する工程と、
   前記透光層をパターニングして前記反射層と重なる位置に前記透光層が設けられていない領域を形成する工程と、
   パターニングされた前記透光層をマスクにして、前記反射層を現像して前記透光層が設けられていない領域に対応する位置の該反射層に凹形状を形成して前記透過部を形成する工程と、
   前記透光層上及び前記反射層の凹形状の領域に電極を形成する工程と、
   を有し、
   前記電極は、前記透過部において前記反射層に置き換わるように、且つ前記反射層と接触するように形成され、
   前記透過部に対応する位置における前記液晶層の厚さは、前記反射部に対応する位置における前記液晶層の厚さよりも厚いことを特徴とする電気光学装置の製造方法。

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