專利名稱：電光裝置用基板及其制造方法、電光裝置和電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶裝置、有機(jī)EL裝置等的電光裝置中使用的基板及該基板的制造方法、液晶裝置等的電光裝置和使用該電光裝置構(gòu)成的電子裝置。
背景技術(shù)：
迄今為止，已知有能看到利用外部光的反射型顯示和利用來自背光源等的照明裝置的光的透射型顯示的任一種顯示的半透射反射型的電光裝置，例如液晶裝置(參照專利文獻(xiàn)1特開2001-33778號(hào)公報(bào))。在該半透射反射型的液晶裝置中，在內(nèi)部設(shè)置了反射外部光用的反射層，再者，使來自背光源等的照明光能透過該反射層。作為這種反射層，以往有在每個(gè)作為液晶裝置中的顯示的最小單位的顯示點(diǎn)中具有適當(dāng)?shù)拿娣e的透射部，例如開口部的結(jié)構(gòu)的反射層。
圖19示出了半透射反射型的液晶裝置的現(xiàn)有的一例。在該液晶裝置1000中，利用密封材料1003貼合基板1001與基板1002，再者，在基板1001與基板1002之間封入液晶1004。
在基板1001的內(nèi)表面上形成具備在每個(gè)顯示點(diǎn)中作為透射部的開口部1011a的反射層1011，在該反射層1011上形成了濾色層1012。該濾色層1012具備著色層1012r、1012g、1012b和表面保護(hù)層1012p。此外，在濾色層1012的表面保護(hù)層1012p的表面上形成透明電極1013。
另一方面，在基板1002的內(nèi)表面上形成透明電極1021。將該透明電極1021構(gòu)成為與相向的基板1001上的透明電極1013交叉。再有，根據(jù)需要在基板1001上的透明電極1013上和基板1002上的透明電極1021上適當(dāng)?shù)匦纬扇∠蚰せ蛴操|(zhì)透明膜等。
此外，在基板1002的外表面上依次配置延遲片，例如1/4波長片1005和偏振片1006。此外，在基板1001的外表面上依次配置延遲片，例如1/4波長片1007和偏振片1008。
在將以上那樣構(gòu)成的現(xiàn)有的液晶裝置應(yīng)用于移動(dòng)電話機(jī)、便攜型個(gè)人計(jì)算機(jī)等的電子裝置的情況下，有時(shí)在其背后配置背光源1009。在該液晶裝置1000中，在白晝或室內(nèi)等明亮的場所，外部光沿反射路徑R通過了液晶1004后被反射層1011反射，再通過液晶層104，向外部發(fā)射。利用這種光可看到反射型顯示。
另一方面，在夜間或野外等暗的場所，通過使背光源1009點(diǎn)亮，該背光源1009的照明光中通過了透射部1011a的光沿透射路徑T通過液晶裝置1000，向外部發(fā)射。利用這種光可看到透射型顯示。
但是，在這樣的半透射反射型的液晶裝置1000中，起因于采用了反射型顯示和透射型顯示這樣不同的二種顯示方式，存在以下那樣的問題。
即，在將液晶裝置1000作為反射型使用的情況下，在從液晶裝置1000的顯示部的前方入射的外部光通過了液晶層1004后，由于被反射層1011反射而再次通過液晶層104，故到進(jìn)行圖像顯示為止，二次通過液晶層1004。與此不同，在作為透射型使用的情況下，從背光源1009入射的光只通過液晶層1004一次。
如果采用這樣不同的顯示方式，則在通過液晶層1004的光中產(chǎn)生相位差，使液晶層的光程差(retardation)值(Δn·d，在此，Δn是折射率各向異性，d是液晶層的厚度)不同。該光程差值對(duì)光透射率有影響，光的利用效率因各自的顯示方式的不同而不同。由此，通常在容易變暗的反射型顯示中，如果這樣來決定液晶層的厚度，即，使該光程差值Δn·d成為最佳值，則在透射型顯示中，透射光的利用效率變低，存在不能得到充分的亮度的問題。
此外，為了使反射型顯示變得明亮，也有減小反射層1011的透射部1011a的面積的方法，但也存在如果使透射部1011a的面積減小則透射型顯示的亮度降低的問題。
如上所述，使反射型顯示變得明亮這一點(diǎn)和使透射型顯示變得明亮這一點(diǎn)存在互相矛盾的關(guān)系，存在使兩者兼顧是極為困難的這樣的問題。
此外，如果通過使透射部1011a的面積減少來使反射型顯示明亮地顯示出來，則為了確保透射型顯示的亮度而必須增加背光源1009的照明光量，其結(jié)果是，也存在不能充分地滿足液晶裝置的小型化、薄型化、輕量化、降低功耗那樣的對(duì)電子裝置、特別是便攜型裝置所要求的諸特性的問題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述的問題而進(jìn)行的，其目的在于，在半透射反射型的電光裝置，例如液晶裝置中提高透射型顯示中的透射光的利用效率而不使反射型顯示中的圖像顯示的亮度下降。
(1)為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明的電光裝置用基板的特征在于，具有透光性的基體材料；反射層，在該基體材料上形成，具有反射部和其透射率比該反射部的透射率高的透射部；透光層，堆疊在該反射層上，在上述基體材料上形成，在與上述反射層的透射部在平面上重疊的位置上具有凹陷；以及取向膜，堆疊在該透光層上，在上述基體材料上形成，進(jìn)入上述凹陷而形成凹部。
在上述結(jié)構(gòu)中，例如通過在透光層中設(shè)置開口部、即貫通孔或設(shè)置凹部、即有底孔來形成「凹陷」。
如果考慮將上述結(jié)構(gòu)的電光裝置用基板使用于電光裝置，例如液晶裝置的情況，則可提高透射型顯示中的透射光的利用效率而不使反射型顯示中的圖像顯示的亮度下降。再者，如果通過提高透射光的利用效率能充分地確保透射光的亮度，則可使透射部的面積縮小、即，使反射部的面積增加，可使通常容易變暗的反射型顯示更明亮。
(2)在上述結(jié)構(gòu)的電光裝置用基板中，可在位于上述透光層與上述取向膜之間且與上述反射層的反射部對(duì)應(yīng)的位置上配置電極。而且，此時(shí)，將該電極構(gòu)成為進(jìn)入上述透光層的凹陷而在其表面上形成凹部。
(3)在上述結(jié)構(gòu)的電光裝置用基板中，可利用在該反射層中設(shè)置的開口部或其厚度比該反射層中的其它的部分的厚度薄的部分形成上述反射層的透射部。
(4)在上述結(jié)構(gòu)的電光裝置用基板中，希望上述透光層具有母體材料和分散在該母體材料中、其折射率與該母體材料的折射率不同的微粒體。
(5)其次，本發(fā)明的另一電光裝置用基板的特征在于，具有透光性的基體材料；基底層，在該基體材料上形成，具有凹陷；反射層，堆疊在該基底層上，在上述基體材料上形成，具有反射部和其透射率比該反射部的透射率高的透射部；以及取向膜，堆疊在該反射層上，在上述基體材料上形成，上述反射層的透射部與上述基底層的凹陷在平面上互相重疊，上述取向膜進(jìn)入上述基底層的凹陷而形成凹部。
如果考慮將該結(jié)構(gòu)的電光裝置用基板使用于電光裝置，例如液晶裝置的情況，則可提高透射型顯示中的透射光的利用效率而不使反射型顯示中的圖像顯示的亮度下降。再者，通過存在基底層，可縮短反射光的通過距離，可提高反射顯示中的反射特性。
(6)在上述結(jié)構(gòu)的電光裝置用基板中，上述反射層的透射部可利用在該反射層中設(shè)置的開口部來構(gòu)成。
(7)此外，在上述結(jié)構(gòu)的電光裝置用基板中，可在位于上述基底層與上述取向膜之間且與上述反射層的反射部對(duì)應(yīng)的位置上配置電極。而且，此時(shí)，希望構(gòu)成為該電極進(jìn)入上述基底層的凹陷而形成凹部。
(8)此外，在上述結(jié)構(gòu)的電光裝置用基板中，希望上述基底層在上述反射層一側(cè)的表面的上述凹陷以外的區(qū)域中具有凹凸。
(9)其次，本發(fā)明的另一電光裝置用基板的特征在于，具有透光性的基體材料；反射層，在該基體材料上形成，具有反射部和其透射率比該反射部的透射率高的透射部；絕緣層，堆疊在該反射層上，在上述基體材料上形成，在與上述反射層的透射部在平面上重疊的位置上具有凹陷；以及取向膜，堆疊在該絕緣層上，在上述基體材料上形成，進(jìn)入上述凹陷而形成凹部。
如果考慮將該結(jié)構(gòu)的電光裝置用基板使用于電光裝置，例如液晶裝置的情況，則通過取向膜使液晶層的取向變得均勻、有效地使光偏振，可提高透射型顯示中的透射光的利用效率而不使反射型顯示中的圖像顯示的亮度下降。
(10)其次，本發(fā)明的電光裝置用基板的制造方法的特征在于，具有下述工序在反射層上形成絕緣層的工序；對(duì)上述絕緣層進(jìn)行構(gòu)圖的工序；以已被構(gòu)圖的上述絕緣層為掩模、對(duì)上述反射層進(jìn)行顯影而在該反射層上形成開口部的工序；以及在上述絕緣層上和上述開口部上形成電極的工序。
如果考慮將該結(jié)構(gòu)的制造方法使用于電光裝置，例如液晶裝置的情況，則可制造能提高透射型顯示中的透射光的利用效率而不使反射型顯示中的圖像顯示的亮度下降的電光裝置用基板。再者，由于可將絕緣層作為反射層的曝光時(shí)的掩模來利用，故可縮短制造工序，因此，可簡便地且以低成本來制造電光裝置用基板。
(11)其次，本發(fā)明的電光裝置的特征在于，具有以上記載的結(jié)構(gòu)中的電光裝置用基板；與該電光裝置用基板相向地配置的第2基板；以及在該第2基板內(nèi)設(shè)置的第2取向膜，與上述反射層的透射部對(duì)應(yīng)的位置上的上述第1取向膜與上述第2取向膜的間隙比與上述反射層的反射部對(duì)應(yīng)的位置上的上述第1取向膜與上述第2取向膜的間隙大。
(12)其次，本發(fā)明的另一電光裝置的特征在于，具有以上記載的結(jié)構(gòu)中的電光裝置用基板；以及由該電光裝置用基板支撐的電光物質(zhì)層，與上述反射層的透射部對(duì)應(yīng)的位置上的上述電光物質(zhì)層的厚度比與上述反射層的反射部對(duì)應(yīng)的位置上的上述電光物質(zhì)層的厚度厚。
(13)其次，本發(fā)明的另一電光裝置的特征在于，具有以上記載的結(jié)構(gòu)中的電光裝置用基板；與該電光裝置用基板相向地配置的第2基板；以及在上述電光裝置用基板與上述第2基板之間設(shè)置的液晶層，在將與上述反射層的反射部對(duì)應(yīng)的位置上的上述液晶層的厚度定為“a”、將與上述反射層的透射部對(duì)應(yīng)的位置上的上述液晶層的厚度定為“b”時(shí)，滿足1.8a≤b≤2.4a的關(guān)系式。
(14)在上述結(jié)構(gòu)的電光裝置中，在將構(gòu)成上述液晶層的向列液晶的折射率各向異性定為Δn、將其與對(duì)應(yīng)于上述反射層的反射部的位置上的上述液晶層的厚度“a”的乘積定為Δn·a、將其與對(duì)應(yīng)于上述反射層的透射部的位置上的上述液晶層的厚度“b”的乘積定為Δn·b時(shí)，希望滿足1.8×Δn·a≤Δn·b≤2.4×Δn·a的關(guān)系式。
(15)在上述結(jié)構(gòu)的電光裝置中，上述第2基板可具有以與上述反射層在平面上重疊的方式設(shè)置的著色層。
(16)在上述結(jié)構(gòu)的電光裝置中，上述第2基板可具有以與上述著色層在平面上重疊的方式配置的電極和連接到該電極上的開關(guān)元件。
(17)其次，本發(fā)明的電子裝置的特征在于，具有以上記載的結(jié)構(gòu)的電光裝置；以及控制該電光裝置的工作的控制裝置。


圖1是示出本發(fā)明的電光裝置用基板和電光裝置的各自的一個(gè)實(shí)施例的液晶裝置的斜視圖。
圖2是示出圖1的液晶裝置的剖面結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖3是放大地示出液晶裝置用基板的一例的主要部分的平面圖。
圖4是放大地示出作為圖2的主要部分的1個(gè)顯示點(diǎn)部分的剖面圖。
圖5是示出圖2的液晶裝置中的顯示原理的圖。
圖6是示出作為本發(fā)明的電光裝置的另一實(shí)施例的液晶裝置的1個(gè)顯示點(diǎn)部分的剖面結(jié)構(gòu)的剖面圖，是沿圖7的X1-X1’線和圖8的X2-X2’線的剖面圖。
圖7是從圖6的Z軸的正方向看構(gòu)成圖6中示出的液晶裝置的液晶裝置用基板的平面圖。
圖8是從圖6的Z軸的正方向看構(gòu)成圖6中示出的液晶裝置的對(duì)置基板的平面圖。
圖9是示出作為本發(fā)明的電光裝置的又一實(shí)施例的液晶裝置的1個(gè)顯示點(diǎn)部分的剖面結(jié)構(gòu)的剖面圖，是沿圖10的X3-X3’線的剖面圖。
圖10是從圖9的Z軸的負(fù)方向看構(gòu)成圖9中示出的液晶裝置的對(duì)置基板的平面圖。
圖11是示出本發(fā)明的電光裝置用基板的制造方法的一個(gè)實(shí)施例的工序圖。
圖12是示出作為本發(fā)明的電光裝置的又一實(shí)施例的液晶裝置的1個(gè)顯示點(diǎn)部分的剖面結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖13是示出圖12的液晶裝置的液晶裝置用基板的平面圖。
圖14是示出作為本發(fā)明的電光裝置的又一實(shí)施例的液晶裝置的1個(gè)顯示點(diǎn)部分的剖面圖。
圖15是示出作為本發(fā)明的電光裝置的又一實(shí)施例的液晶裝置的1個(gè)顯示點(diǎn)部分的剖面圖。
圖16是示出作為本發(fā)明的電光裝置的又一實(shí)施例的液晶裝置的1個(gè)顯示點(diǎn)部分的剖面圖。
圖17是示出本發(fā)明的電子裝置的一個(gè)實(shí)施例的框圖。
圖18是示出作為本發(fā)明的電子裝置的另一實(shí)施例的移動(dòng)電話機(jī)的斜視圖。
圖19是示出作為電光裝置的一例的液晶裝置的現(xiàn)有的一例的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
以下，以液晶裝置用基板和液晶裝置為例，一邊參照附圖，一邊具體地說明本發(fā)明的電光裝置用基板和電光裝置。再有，在使用了本實(shí)施例的說明的各圖中，為了使各層或各構(gòu)件成為在圖面上可識(shí)別的程度的大小，在各層或各構(gòu)件中使比例尺不同。
(第1實(shí)施例)首先，參照?qǐng)D1至圖4，說明作為本發(fā)明的電光裝置一個(gè)實(shí)施例的液晶裝置。圖1示出了本實(shí)施例的液晶裝置的外觀結(jié)構(gòu)。圖2示出了該液晶裝置的剖面結(jié)構(gòu)。圖3在平面上放大地示出了構(gòu)成該液晶裝置的液晶裝置用基板中的幾個(gè)顯示點(diǎn)部分。圖4放大地示出了圖2的主要部分。再有，這里示出的液晶裝置1是所謂的半透射反射型的無源矩陣方式的液晶裝置。
如圖1中所示，液晶裝置1具有以由玻璃板或合成樹脂板等構(gòu)成的透明的、即具有透光性的第1基體材料11為基體的液晶裝置用基板10和以與其相向的同樣的第2基體材料21為基體的對(duì)置基板20。利用密封材料30互相貼合這些基板10和20。而且，在基板10與20之間且在這些被密封材料30包圍的區(qū)域內(nèi)通過注入口30a注入液晶，其后，利用密封材料31密封注入口30a。由此，形成具有液晶層的盒結(jié)構(gòu)。
在第1基體材料11的內(nèi)表面(即，與第2基體材料21相向的表面)上形成了多個(gè)并列的條狀的透明電極16，在第2基體材料21的內(nèi)表面上形成了多個(gè)并列的條狀的透明電極22。此外，透明電極16導(dǎo)電性地連接到布線18A上，透明電極22導(dǎo)電性地連接到布線28上。透明電極16與透明電極22互相正交，其交叉區(qū)域構(gòu)成以矩陣狀排列的多個(gè)顯示點(diǎn)，利用這些顯示點(diǎn)的集合構(gòu)成了顯示區(qū)A。
第1基體材料11具有向第2基體材料21的外側(cè)伸出的伸出部10T，在該伸出部10T上形成了經(jīng)用密封材料30的一部分構(gòu)成的上下導(dǎo)通部與布線18A、布線28導(dǎo)電性地連接的布線18B和由獨(dú)立地形成的多個(gè)布線圖形構(gòu)成的輸入端子部19。此外，在伸出部10T上安裝了內(nèi)置液晶驅(qū)動(dòng)電路等的半導(dǎo)體IC69，使其與這些布線18A、18B和輸入端子部19導(dǎo)電性地連接。此外，在伸出部10T的端部上安裝柔性布線基板68，使其導(dǎo)電性地連接到輸入端子部19上。
在該液晶裝置1中，如圖2中所示，在第1基體材料11的外表面上配置作為延遲片的1/4波長片40和偏振片41，在第2基體材料21的外表面上配置作為延遲片的1/4波長片50和偏振片51。此外，如圖1和圖2中所示，在液晶裝置的背面上經(jīng)緩沖材料66配置以LED61等作為光源的照明裝置60。
利用LED基板62固定LED61。利用導(dǎo)光體63將從LED61射出的照明光導(dǎo)入到第1基體材料11中。在導(dǎo)光體63的液晶層一側(cè)的表面上安裝漫射片65，在導(dǎo)光體63的與其相反一側(cè)的表面上安裝了反射片64。
(液晶裝置用基板的結(jié)構(gòu))其次，參照?qǐng)D2、圖3和圖4，具體地說明液晶裝置用基板10的結(jié)構(gòu)。在第1基體材料11的表面上形成了反射層12。反射層12例如由鋁、銀或它們的合金、或者鋁、銀或它們的合金與鈦、氮化鈦、鉬、鉭等的層疊膜構(gòu)成。
在該反射層12上，如圖4中所示，在每個(gè)顯示點(diǎn)D中設(shè)置了反射外部光的反射部12r和透過光的透射部12a。反射層12的透射部12a可利用在反射層12中設(shè)置的開口部，即貫通孔來構(gòu)成，也可利用其厚度比反射層12中的其它的部分薄的部分來構(gòu)成。在本實(shí)施例中，透射部12a作為開口部，即貫通孔來形成。
再有，如果將透射部12a作為其厚度比反射層12中的其它的部分薄的部分來形成，則第1基體材料11與反射層12的接合部不向外部露出，因而可防止水等的雜質(zhì)侵入到該接合部中。因此，可將反射層12保持為穩(wěn)定的狀態(tài)。
利用例如SiO2或TiO2等的或無機(jī)材料或丙烯酸樹脂或環(huán)氧樹脂等的有機(jī)樹脂等在反射層12上形成絕緣層25。在該絕緣層25上，在與反射層12的透射部12a在平面上重疊的區(qū)域中形成了作為凹陷的開口部，即貫通孔25a。
再有，絕緣層25也可以是實(shí)質(zhì)上透過光的透光層。此外，絕緣層25的凹陷25a也可作成凹部，即有底孔來代替開口部。此外，在絕緣層25是透光層的情況下，該絕緣層25可利用具有母體材料和分散在母體材料中、其折射率與該母體材料的折射率不同的微粒體的材料來形成。如果這樣來構(gòu)成，則可使透光層具有漫射功能。
此外，絕緣層25也可具有保護(hù)反射層12的液晶層一側(cè)的表面(即，反射面)的功能。例如，在使用鋁、銀或它們的合金、或者鋁、銀或它們的合金與鈦、氮化鈦、鉬、鉭等的層疊膜作為反射層12的情況下，使絕緣層25具有保護(hù)膜的功能是有效的。
在絕緣層25上形成了由ITO(氧化銦錫)等的透明導(dǎo)電體構(gòu)成的透明電極16。將該電極16配置在與反射層12的反射部12r對(duì)應(yīng)的位置上，同時(shí)通過至少進(jìn)入絕緣層25的開口部25a中，在與反射層12的透射部12a對(duì)應(yīng)的位置的表面上具有凹部。
將電極16形成為在圖3的紙面的上下方向上延伸的帶狀，多個(gè)電極16互相并列，構(gòu)成為條狀。通過使用這些電極16，可對(duì)圖2的液晶層42的顯示點(diǎn)D部分施加電壓。在電極16上和在與未形成電極16的區(qū)域?qū)?yīng)的絕緣層25上形成由聚酰亞胺樹脂等構(gòu)成的取向膜17。
在圖4中，由于在與反射層12的透射部12a在平面上重疊的區(qū)域中形成絕緣層25的開口部25a，故在第1基體材料11的表面上利用反射層12的透射部12a和絕緣層25的開口部25a形成凹形狀。而且，由于將電極16和取向膜17配置成再現(xiàn)該凹形狀，故在液晶裝置用基板10的表面上形成凹部10a。
(對(duì)置基板的結(jié)構(gòu))另一方面，與液晶裝置用基板10相向的對(duì)置基板20中在第2基體材料21上以與反射層12在平面上重疊的方式設(shè)置著色層14，在其上覆蓋由丙烯酸樹脂或環(huán)氧樹脂等的透明樹脂構(gòu)成的表面保護(hù)層，即外覆蓋層15。利用該結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)在對(duì)比度方面良好的全色顯示。
通常在透明樹脂中分散了顏料或染料等的著色材料而使著色層14呈現(xiàn)規(guī)定的色調(diào)。作為著色層14的色調(diào)的一例，有由R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))這3色的組合構(gòu)成的色調(diào)作為原色系列濾色層的色調(diào)，但不限定于此，也可用補(bǔ)色系列等各種色調(diào)來形成。
再有，通常在第2基體材料21的表面上涂敷包含顏料或染料等的著色材料的感光性樹脂構(gòu)成的著色抗蝕劑，利用光刻法除去不需要的部分，從而將著色層14形成為規(guī)定的彩色圖形。這里，在形成多種色調(diào)的著色層14的情況下，重復(fù)進(jìn)行上述的工序。
如上所述，在每個(gè)顯示點(diǎn)D中形成的著色層14之間的點(diǎn)間區(qū)域中形成黑色遮光膜14BM。有時(shí)將該黑色遮光膜14BM稱為黑矩陣、黑掩模等。作為該黑色遮光膜14BM，可使用例如使黑色的顏料或染料等的著色材料分散在樹脂等的基體材料中的材料、或使R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))這3色的著色材料一起分散在樹脂等的基體材料中的材料，或者鉻、氧化鉻或它們的層疊膜等的金屬薄膜等。
再有，作為著色層14的排列圖形，在圖3中示出的例子中采用了條狀排列，但除了該條狀排列外，也可采用三角形排列或斜的鑲嵌排列等的各種圖形形狀。
在圖4中，在對(duì)置基板20上還依次層疊了由ITO等的透明導(dǎo)電體構(gòu)成的透明電極22和由聚酰亞胺樹脂等構(gòu)成的取向膜24。與反射層12的透射部12a對(duì)應(yīng)的位置的取向膜17與對(duì)置基板20一側(cè)的取向膜24的間隔比與反射層12的反射部12r對(duì)應(yīng)的位置的取向膜17與取向膜24的間隔大。如果這樣的話，則可使與反射層12的透射部12a對(duì)應(yīng)的位置的液晶層42的厚度“b”比與反射層12的反射部12r對(duì)應(yīng)的位置的液晶層42的厚度“a”厚。由此，可提高透射型顯示中的透射光的利用效率而不使反射型顯示中的圖像顯示的亮度下降。在后面將要詳細(xì)地?cái)⑹鲈撟饔煤托Ч?br> 將對(duì)置基板20上的透明電極22和液晶裝置用基板10上的透明電極16配置成互相正交，這些交點(diǎn)如圖2和圖3中所示，排列成矩陣狀。而且，該矩陣狀的各交點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)顯示點(diǎn)D。
(液晶層的結(jié)構(gòu))在圖4中，在液晶裝置用基板10與對(duì)置基板20之間充填液晶，形成了液晶層42。此時(shí)，在與液晶裝置用基板10的液晶層42相接的表面上，如上所述，由于在每個(gè)顯示點(diǎn)D中形成了凹部10a，故構(gòu)成液晶層42的液晶成為進(jìn)入該凹部10a內(nèi)的狀態(tài)，即進(jìn)入到絕緣層25的開口部25a的內(nèi)側(cè)的狀態(tài)。因此，與反射層12的透射部12a對(duì)應(yīng)的位置的液晶層42的厚度“b”比與反射層12的反射部12r對(duì)應(yīng)的位置的液晶層42的厚度“a”厚。
再者，根據(jù)申請(qǐng)人的實(shí)驗(yàn)，最好將與反射層12的反射部12r對(duì)應(yīng)的位置的液晶層42的厚度“a”和與反射層12的透射部12a對(duì)應(yīng)的位置的液晶層42的厚度“b”形成為滿足1.8a≤b≤2.4a的關(guān)系式。在不滿足該關(guān)系式的條件下，透射部12a中的透射率比90％小，因此，透射部12a中的透射型顯示變暗了。
由于本實(shí)施例的液晶裝置如上述那樣來構(gòu)成，故在利用反射型顯示進(jìn)行圖像顯示的情況下，從對(duì)置基板20一側(cè)入射的外部光在通過了由著色層14等構(gòu)成的對(duì)置基板20和液晶層42后被反射部12r反射，再次通過液晶層42和對(duì)置基板20向外部射出。此時(shí)，反射光通過對(duì)置基板20與液晶裝置用基板10之間的液晶層42二次。
另一方面，在利用透射型顯示進(jìn)行圖像顯示的情況下，來自液晶裝置用基板10的背面一側(cè)配置的照明裝置60的LED61等的照明光的一部分通過反射層12的透射部12a入射到液晶層42上，通過由著色層14等構(gòu)成的對(duì)置基板20向外部射出。此時(shí)，透射光只通過液晶層42一次。
這樣，如果構(gòu)成液晶層42的液晶進(jìn)入液晶裝置用基板10的液晶層42一側(cè)的表面上形成的凹部10a中，則由于液晶層42的厚度在與反射層12的透射部12a重疊的區(qū)域中變厚，故作用于進(jìn)行了透射型顯示的透射光的液晶層42的光程差(retardation)(Δn·d，在此，Δn是折射率各向異性，d是液晶層的厚度)增大，其結(jié)果是，可提高透射型顯示中的透射光的利用效率。即，可實(shí)現(xiàn)明亮的透射型顯示而不使反射型顯示中的圖像顯示的亮度下降。
圖5是說明如上所述改變了液晶層的厚度的情況的效果用的圖。與圖4中示出的液晶裝置1的情況相同，在圖5中，在液晶裝置用基板TE1上，在具備透射部Ra的反射層R上，將絕緣層T形成為在反射層R的透射部Ra上具有開口部。在液晶裝置用基板TE1的背面上配置了作為照明裝置的背光源BL。
此時(shí)，將與透射部Ra在平面上重疊的區(qū)域的液晶層的厚度“b”定為除此以外的區(qū)域的液晶層的厚度“a”的2倍。這里，為了說明的方便起見，假定構(gòu)成了沿面排列方式的向列液晶層LC，再者，假定該液晶層LC的光程差Δn·a＝λ/4，Δn·b＝λ/2(Δn是液晶層LC的折射率各向異性，λ是光的波長)。
在上述的狀況下，在液晶層LC處于光透過狀態(tài)的情況下，在透射型顯示中，如(A)中所示，來自背光源BL的照明光通過偏振片P2，成為線偏振光，再者，通過延遲片(例如，1/4波長片)D2，例如，成為右旋圓偏振光。該偏振光因?yàn)橥ㄟ^厚度“b”的液晶層，故相位差再超前1/2波長而成為左旋圓偏振光。該圓偏振光因通過對(duì)置基板TE2并通過延遲片D1，故相位差再超前1/4波長而成為原來的線偏振光，通過偏振片P1。
此外，在與上述相同地液晶層LC處于光透過狀態(tài)時(shí)，在反射型顯示中，如(B)中所示，外部光通過偏振片P1，成為線偏振光，因通過延遲片(例如，1/4波長片)D1，例如成為右旋圓偏振光。因?yàn)樵搱A偏振光往返二次通過厚度為“a”的液晶層，故相位差再超前1/2波長而成為左旋圓偏振光，因再次通過延遲片D1，故返回到原來的線偏振光，通過偏振片P1。
在此，如(C)中所示，在透射型顯示中，如果設(shè)想假定通過厚度為“a”(即，(A)中示出的液晶層的厚度“b”的一半)的液晶層的情況，則由于該液晶層LC的光程差為λ/4，故照明光經(jīng)偏振片P2、延遲片D2通過了液晶層LC后的偏振狀態(tài)成為與起初正交的方向的線偏振光，其后，通過延遲片D1成為左旋圓偏振光，再通過偏振片P1。此時(shí)，能通過偏振片P1的偏振光分量大致為(A)中示出的透射型顯示的偏振光分量的一半。
如以上所說明的那樣，在本實(shí)施例那樣的半透射反射型的液晶裝置的情況下，如果與反射層R的透射部Ra在平面上重疊的區(qū)域的液晶層的厚度“b”比除此以外的區(qū)域的液晶層的厚度“a”厚，則光透過狀態(tài)中的光透射率提高了，特別是，如果與透射部Ra在平面上重疊的區(qū)域的液晶層的厚度“b”為除此以外的區(qū)域的液晶層的厚度“a”的大致2倍，則光透過量也大致為2倍。
而且，根據(jù)申請(qǐng)人的實(shí)驗(yàn)，如果將構(gòu)成液晶層的向列液晶的折射率各向異性定為Δn，將其與反射部的位置對(duì)應(yīng)的液晶層的厚度“a”的乘積定為Δn·a，將其與透射部Ra的位置對(duì)應(yīng)的液晶層的厚度“b”的乘積定為Δn·b，則通過構(gòu)成為滿足1.8×Δn·a≤Δn·b≤2.4×Δn·a的關(guān)系式，可使進(jìn)行透射型顯示時(shí)的透射部Ra中的透射率為90％以上，因此，判明了可進(jìn)行明亮的透射顯示。
如果液晶層LC不是沿面排列方式，在液晶層LC中存在扭曲，則透射率也往往沒有提高，但在例如40°扭曲的液晶中，如果將與透射部Ra在平面上重疊的區(qū)域的液晶層的厚度“b”定為除此以外的區(qū)域的液晶層的厚度的2倍，則可得到約40％的透射率的提高。
按照該結(jié)構(gòu)，由于可提高對(duì)于透射型顯示的透射光的利用效率，使透射型顯示變得明亮，故例如可減少背光源等的照明光量，因此，可實(shí)現(xiàn)背光源的小型化、薄型化、輕量化及功耗的降低。此外，如果充分地確保了透射型顯示的亮度，則通過縮小透射部Ra的開口面積，使反射部的面積增加，也可提高反射型顯示的亮度。
此外，由于圖4中的絕緣層25在形成反射層12的透射部12a時(shí)可作為抗蝕劑掩模來利用，故不會(huì)使現(xiàn)有的液晶裝置用基板10的制造工序變得有多復(fù)雜。再有，在后面將要敘述液晶裝置用基板10的制造方法。
(第2實(shí)施例)其次，參照?qǐng)D6至圖8，說明作為本發(fā)明的電光裝置的另一實(shí)施例的液晶裝置。圖6示出了該液晶裝置101的主要部分的剖面結(jié)構(gòu)。圖7是從圖6中的Z軸的正方向看構(gòu)成該液晶裝置101的液晶裝置用基板的平面圖。圖8是從圖6中的Z軸的正方向看構(gòu)成該液晶裝置101的對(duì)置基板的平面圖。再有，圖6是沿圖7的X1-X1’線和圖8的X2-X2’線的剖面圖。
該液晶裝置101是使用了TFD(薄膜二極管)元件作為有源元件(即，能動(dòng)元件)的有源矩陣方式的液晶裝置，在圖6中，在對(duì)置基板120上設(shè)置與著色層114在平面上重疊地配置的透明電極122和具有連接到該透明電極122上的開關(guān)元件的功能的有源元件的TFD元件130。利用該結(jié)構(gòu)可降低功耗，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)液晶裝置的小型化。
如圖6和圖7中所示，在液晶裝置用基板110中，在第1基體材料11上形成具備反射部112r和透射部112a的反射層112，在該反射層112上形成了絕緣層125。在該絕緣層125上形成了開口部125a，即貫通孔，使其與反射層112的透射部112a重疊。
此外，在絕緣層125上以覆蓋形成了反射層112的區(qū)域的方式形成具有掃描線的功能的透明電極116，再者，至少在透明電極116上和與未形成透明電極116的區(qū)域?qū)?yīng)的絕緣層125上形成取向膜117。由與圖4中示出的實(shí)施例中使用的同樣的材料構(gòu)成了這些反射層112、絕緣層125、透明電極116和取向膜117。
如圖6和圖8中所示，對(duì)置基板120是具有著色層114和TFD元件130的濾色陣列基板在第2基體材料121上形成了TFD元件130。TFD元件130由第1金屬層131、在該第1金屬層131的表面上形成的絕緣層132和在該絕緣層132上形成的第2金屬層133構(gòu)成。這樣，利用由第1金屬層131/絕緣層132/第2金屬層133構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)，即所謂的MIM(金屬-絕緣-體金屬)結(jié)構(gòu)構(gòu)成了TFD元件130。
而且，在第2基體材料121上形成供給像素信號(hào)的信號(hào)線134，使其與在第1基體材料111上形成的透明電極116在平面上交叉，該信號(hào)線134與TFD元件130導(dǎo)電性地連接。
例如利用鉭單質(zhì)、鉭合金等形成構(gòu)成TFD元件130的第1金屬層131。在使用鉭合金作為第1金屬層131的情況下，在主成分的鉭中添加規(guī)定的元素，例如鎢、鉻、鉬、錸、釔、鑭、鏑等那樣的屬于周期表的第6～第8族的元素。
例如利用陽極氧化法，利用通過使第1金屬層131的表面氧化形成的氧化鉭(Ta2O3)來形成絕緣層132，再在其上利用鉻等的導(dǎo)電材料形成第2金屬層133。
在以這種方式形成了TFD元件130的第2基體材料121上，再在每個(gè)顯示點(diǎn)D中形成著色層114。然后，在這些著色層114之間的點(diǎn)間區(qū)域中形成了黑色遮光膜114BM、所謂的黑矩陣或黑掩模。在本實(shí)施例中，將1個(gè)顯示點(diǎn)定義為第2基體材料121上的1個(gè)透明電極122與第1基體材料111上的透明電極116在平面上重疊的區(qū)域。此外，用與圖3中示出的實(shí)施例中使用的同樣的材料來構(gòu)成這些著色層114和黑色遮光膜114BM。
在著色層114的表面上依次層疊由ITO等的透明導(dǎo)電體構(gòu)成的透明電極122和由聚酰亞胺樹脂等構(gòu)成的取向膜124，再者，透明電極122經(jīng)接觸孔122a與TFD元件130導(dǎo)電性地連接。至少在透明電極122上和與未形成透明電極122的區(qū)域?qū)?yīng)的著色層114上和黑色遮光膜114BM上形成取向膜124。
在液晶裝置用基板110與對(duì)置基板120之間充填液晶，形成液晶層142。構(gòu)成該液晶層142的液晶成為進(jìn)入在液晶裝置用基板110的液晶層142一側(cè)的表面上形成的凹部110a內(nèi)的狀態(tài)(即，至少進(jìn)入絕緣層125的開口部125a的內(nèi)側(cè)的狀態(tài))。此時(shí)，最好將與反射層112的反射部112r對(duì)應(yīng)的位置的液晶層142的厚度“a”和與透射部112a對(duì)應(yīng)的位置的液晶層142的厚度“b”形成為滿足1.8a≤b≤2.4a的關(guān)系式。
此外，如果假定構(gòu)成液晶層142的向列液晶的的折射率各向異性定為Δn，將其與反射部112r的位置對(duì)應(yīng)的液晶層的厚度“a”的乘積定為Δn·a，將其與透射部112a的位置對(duì)應(yīng)的液晶層的厚度“b”的乘積定為Δn·b，則最好構(gòu)成為滿足1.8×Δn·a≤Δn·b≤2.4×Δn·a的關(guān)系式。
利用這樣的結(jié)構(gòu)，可得到與圖3中示出的實(shí)施例同樣的作用和效果，可提高透射型顯示中的透射光的利用效率而不使反射型顯示中的圖像顯示的亮度下降。
此外，在本實(shí)施例中，由于在形成反射層112的第1基體材料111上不形成TFD元件130，故與在形成反射層112的第1基體材料111上形成TFD元件130的情況相比，可簡化液晶裝置用基板110的制造工序。而且，由于在形成TFD元件130的第2基體材料121上形成著色層114和黑色遮光膜114BM，故與在與TFD元件130分開的基板上形成著色層114和黑色遮光膜114BM的情況相比，可減少對(duì)置基板120和液晶裝置用基板110的貼合時(shí)的組裝偏移的影響。
(第3實(shí)施例)其次，參照?qǐng)D9和圖10，說明作為本發(fā)明的電光裝置的另一實(shí)施例的液晶裝置。圖9示出了該液晶裝置201的主要部分的剖面結(jié)構(gòu)。圖10示出了從圖9中的Z軸的負(fù)方向看構(gòu)成該液晶裝置201的對(duì)置基板220的平面結(jié)構(gòu)。將該對(duì)置基板220稱為濾色陣列基板。再有，圖9是沿圖10的X3-X3’線的剖面圖。本實(shí)施例是使用了3端子型的有源元件，即TFT(薄膜晶體管)元件230作為有源元件(即，能動(dòng)元件)的有源矩陣方式的液晶裝置。
在圖9中，對(duì)置基板220是設(shè)置了與著色層214在平面上重疊地配置的透明電極222和連接到該透明電極222上的開關(guān)元件的濾色陣列基板。而且，在第2基體材料221上形成了作為具有開關(guān)元件的功能的有源元件的TFT元件230。
TFT元件230具有在第2基體材料221上形成的柵電極231；在該柵電極231上在第2基體材料221的整個(gè)區(qū)域上形成的柵絕緣膜232；夾住該柵絕緣膜232在柵電極231的上方位置上形成的半導(dǎo)體層233；在該半導(dǎo)體層233的一側(cè)經(jīng)接點(diǎn)電極234形成的源電極235；以及在該半導(dǎo)體層233的另一側(cè)經(jīng)接點(diǎn)電極236形成的漏電極239。
將柵電極231形成為從柵總線布線237延伸，將源電極235形成為從源總線布線238延伸。在圖10中，柵總線布線237在基體材料221的橫方向上延伸，向縱方向以等間隔平行地形成多條柵總線布線237。此外，源總線布線238夾住柵絕緣膜232以與柵總線布線237交叉的方式在縱方向上延伸，向橫方向以等間隔平行地形成多條源總線布線238。
例如用鉻、鉭等形成柵總線布線237和柵電極231。例如用氮化硅(SiN)、氧化硅(SiOx)等形成柵絕緣膜232。例如用A-Si、多晶硅、CdSe等形成半導(dǎo)體層233。例如用鈦、鉬、鋁等形成源電極235和與其成為一體的源總線布線238以及漏電極239。柵總線布線237起到掃描線的作用，源總線布線238起到信號(hào)線的作用。
在形成了TFT元件230的第2基體材料221上，再在每個(gè)顯示點(diǎn)D中形成著色層214，在這些著色層214之間的點(diǎn)間區(qū)域中形成了黑色遮光膜214BM。該黑色遮光膜214B也稱為黑矩陣或黑掩模。在本實(shí)施例中，將1個(gè)顯示點(diǎn)定義為第2基體材料221上的1個(gè)透明電極222與第1基體材料211上的透明電極216在平面上重疊的區(qū)域。用與圖4中示出的實(shí)施例中使用的同樣的材料來構(gòu)成這些著色層214和黑色遮光膜214BM。
在著色層214的表面上依次層疊由ITO等的透明導(dǎo)電體構(gòu)成的透明電極222和由聚酰亞胺樹脂等構(gòu)成的取向膜224，再者，透明電極222經(jīng)接觸孔222a與TFT元件230導(dǎo)電性地連接。
在液晶裝置用基板210中，與圖4的實(shí)施例的情況相同，在第1基體材料211上形成具備反射部212r和透射部212a的反射層212，在該反射層212上形成絕緣層225。此外，再在絕緣層225上依次形成透明電極216和取向膜217。此外，在絕緣層225中形成開口部，即貫通孔225a，使其與反射層212的透射部212a重疊。用與圖4中示出的實(shí)施例中使用的同樣的材料來構(gòu)成這些反射層212、絕緣層225、透明電極216和取向膜217。
在液晶裝置用基板210與對(duì)置基板220之間充填液晶，形成液晶層242。構(gòu)成液晶層242的液晶成為進(jìn)入在液晶裝置用基板210的液晶層242一側(cè)的表面上形成的凹部210a內(nèi)的狀態(tài)，即，至少進(jìn)入上述絕緣層225的開口部225a的內(nèi)側(cè)的狀態(tài)。
此時(shí)，最好將與反射層212的反射部212r對(duì)應(yīng)的位置的液晶層242的厚度“a”和與透射部212a對(duì)應(yīng)的位置的液晶層242的厚度“b”形成為滿足1.8a≤b≤2.4a的關(guān)系式。
此外，如果假定構(gòu)成液晶層242的向列液晶的的折射率各向異性定為Δn，將其與反射部212r的位置對(duì)應(yīng)的液晶層的厚度“a”的乘積定為Δn·a，將其與透射部212a的位置對(duì)應(yīng)的液晶層的厚度“b”的乘積定為Δn·b，則最好構(gòu)成為滿足1.8×Δn·a≤Δn·b2.4×Δn·a的關(guān)系式。
利用這樣的結(jié)構(gòu)，可得到與圖4中示出的實(shí)施例同樣的作用和效果，可提高透射型顯示中的透射光的利用效率而不使反射型顯示中的圖像顯示的亮度下降。此外，在本實(shí)施例中，也可得到與圖6的實(shí)施例的情況同樣的作用和效果。即，由于在形成反射層212的第1基體材料211上不形成TFT元件230，故與在形成反射層212的第1基體材料211上形成TFT元件230的情況相比，可簡化液晶裝置用基板210的制造工序。
此外，由于在形成TFT元件230的第2基體材料221上形成著色層214和黑色遮光膜214BM，故與在與TFT元件230分開的基板上形成著色層214和黑色遮光膜214BM的情況相比，可減少對(duì)置基板220和液晶裝置用基板210的貼合時(shí)的組裝偏移的影響。
(第4實(shí)施例)其次，參照?qǐng)D11(a)～(f)，以液晶裝置用基板的制造方法為例，具體地說明本發(fā)明的電光裝置用基板的制造方法的實(shí)施例。本實(shí)施例涉及圖4中示出的液晶裝置1中使用的液晶裝置用基板10的制造方法。
首先，如圖11(a)中所示，在第1基體材料11上，利用蒸鍍法或?yàn)R射法將鋁、銀或它們的合金、或者鋁、銀或它們的合金、鈦、氮化鈦、鉬、鉭等的金屬成膜為薄膜狀，使用熟知的光刻法對(duì)其進(jìn)行構(gòu)圖。由此，形成在每個(gè)顯示點(diǎn)中被區(qū)分的厚度約為50nm～250nm的反射層12。
其次，如圖11(b)中所示，在反射層12的整個(gè)區(qū)域中形成厚度約為0.5微米～2.5微米的絕緣膜25X。作為絕緣膜25X的母體材料，可使用SiO2或TiO2等的無機(jī)材料或丙烯酸樹脂或環(huán)氧樹脂等的有機(jī)樹脂等。此外，也可使用將其折射率與有機(jī)樹脂等的母體材料的折射率不同的微粒體分散在該母體材料中而構(gòu)成的來形成絕緣膜25X。利用該結(jié)構(gòu)，在反射型顯示的圖像顯示時(shí)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)穆洌煞乐姑娌康扔橙腼@示畫面。
其次，如圖11(c)中所示，通過使用光刻技術(shù)和刻蝕技術(shù)，對(duì)絕緣膜25X進(jìn)行構(gòu)圖(參照?qǐng)D11(b))，以便在與后述的反射層12的透射部12a對(duì)應(yīng)的區(qū)域中配置開口部25a，形成絕緣層25。
其次，如圖11(d)中所示，通過將絕緣層25作為抗蝕劑掩模來刻蝕反射層12，在反射層12中開出開口部，即貫通孔，形成透射部12a。在通常的刻蝕工序中，在刻蝕工序結(jié)束后利用灰化工序等來除去抗蝕劑掩模，但在本實(shí)施例中，由于以絕緣層25為掩模對(duì)反射層12進(jìn)行曝光，在該反射層12中形成開口部，故可省略這些工序。
其次，如圖11(e)中所示，在基體材料11的整個(gè)區(qū)域中形成由ITO等的透明導(dǎo)電體構(gòu)成的透明導(dǎo)電層16’?？衫脼R射法對(duì)該透明導(dǎo)電層成膜。然后，通過使用光刻技術(shù)和刻蝕技術(shù)對(duì)該透明導(dǎo)電層進(jìn)行構(gòu)圖，形成透明電極16。
其次，如圖11(f)中所示，在第1基體材料11的整個(gè)區(qū)域中形成由聚酰亞胺樹脂等構(gòu)成的取向膜17，并對(duì)該取向膜17進(jìn)行摩擦處理。這樣，便形成了液晶裝置用基板10。
(變例1)其次，參照?qǐng)D12和圖13，說明圖4中示出的液晶裝置1的變例。由于該變例除了圖12中示出的液晶裝置用基板310外，與圖4的液晶裝置1的結(jié)構(gòu)相同，故對(duì)同樣的部分標(biāo)以同一符號(hào)而省略其說明。
在本變例中，如圖12和圖13中所示，在第1基體材料311的表面上利用SiO2或TiO2等的無機(jī)材料或丙烯酸樹脂或環(huán)氧樹脂等的有機(jī)樹脂等形成基底層325。該基底層325在每個(gè)顯示點(diǎn)D中具有由開口部即貫通孔構(gòu)成的透射部325a。另外，該基底層325最好是例如具有絕緣性的絕緣層。此外，在本變例中，也以互相正交的方式配置對(duì)置基板20上的透明電極22和液晶裝置用基板310上的透明電極316，將這些交叉點(diǎn)配置成矩陣狀，該矩陣狀的各交叉點(diǎn)構(gòu)成了1個(gè)顯示點(diǎn)D。
在基底層325上形成反射層312，在該反射層312上設(shè)置反射部312r和透過光的透射部312a。將該透射部312a作為開口部即貫通孔形成。此外，將該透射部312a形成為與基底層325的開口部325a重疊。由鋁、銀或它們的合金、或者鋁、銀或它們的合金與鈦、氮化鈦、鉬、鉭等的層疊膜構(gòu)成了反射層312。
此外，在與反射層312的透射部312a對(duì)應(yīng)的區(qū)域以外的區(qū)域中，基底層325最好在反射層312一側(cè)的表面上具有凹凸(省略圖示)。如果在基底層325的表面上設(shè)置凹凸，則在其上層疊的反射層312的反射部312r的表面上也形成凹凸，在反射型顯示的圖像顯示時(shí)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)穆洌煞乐姑娌康扔橙腼@示畫面。
在反射層312上形成由ITO等的透明導(dǎo)電體構(gòu)成的透明電極316。此外，在透明電極316上形成由聚酰亞胺樹脂等構(gòu)成的取向膜317。以覆蓋反射層312的端部的方式形成透明電極316。在使用鋁、銀或它們的合金、或者鋁、銀或它們的合金與鈦、氮化鈦、鉬、鉭等的層疊膜作為反射層312并在其上層疊ITO等的層結(jié)構(gòu)中進(jìn)行構(gòu)圖的情況下，這一點(diǎn)對(duì)于良好地進(jìn)行刻蝕是有效的。
將透明電極316形成為在圖13的紙面上下方向上延伸的帶狀，多個(gè)透明電極316互相并列，被構(gòu)成為條狀。此外，將透明電極316與反射層312的反射部312r的位置對(duì)應(yīng)地配置，同時(shí)至少進(jìn)入基底層325的開口部325a中。由此，在與反射層312的透射部312a對(duì)應(yīng)的位置的表面上形成凹部310a。利用該結(jié)構(gòu)，可有效地利用基底層325的開口部325a，可實(shí)現(xiàn)明亮的透射型的圖像顯示。
在以這種方式構(gòu)成的液晶裝置中，在液晶裝置用基板310的液晶層342一側(cè)的表面上形成凹部310a，構(gòu)成液晶層342的液晶進(jìn)入到該凹部310a中。由此，關(guān)于液晶層34 2的厚度，在與反射層312的透射部312a重疊的區(qū)域中變厚。因此，可得到與圖4的實(shí)施例同樣的效果。此外，在本實(shí)施例中，由于在反射型顯示中光不通過基底層325，故可消除光透過基底層325時(shí)的光量的損耗。由此，可使反射型顯示的反射率進(jìn)一步提高。
再有，圖12的變例不僅可適用于圖4那樣的無源矩陣方式的液晶裝置，而且也可適用于圖6中示出的具有TFD元件的有源矩陣方式的液晶裝置或圖9中示出的具有TFT元件的有源矩陣方式的液晶裝置。此外，也可在設(shè)置反射層的第1基體材料上形成TFD元件、TFT元件等。
(變例2)其次，參照?qǐng)D14，說明液晶裝置的另一變例。由于該變例除了對(duì)置基板420外，與圖4的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相同，故對(duì)同樣的部分標(biāo)以同一符號(hào)而省略其說明。
在圖14中，在第2基體材料421的表面上，在每個(gè)顯示點(diǎn)D中形成著色層414，在這些著色層414之間的點(diǎn)間區(qū)域中形成黑色遮光膜414BM。該黑色遮光膜414BM也稱為黑矩陣或黑掩模。利用由丙烯酸樹脂或環(huán)氧樹脂等的透明樹脂等構(gòu)成的表面保護(hù)層415覆蓋該黑色遮光膜414BM。
在表面保護(hù)層415的液晶層一側(cè)，在與相向于第2基體材料421配置的液晶裝置用基板10上的反射層12的透射部12a對(duì)應(yīng)的區(qū)域中形成了凹部415a。
在表面保護(hù)層415上形成由ITO等的透明導(dǎo)電體構(gòu)成的透明電極422，并在該透明電極422上形成由環(huán)氧樹脂等構(gòu)成的取向膜424。在該取向膜424的表面上再現(xiàn)表面保護(hù)層415的凹部415a，由此，對(duì)置基板420在其表面上形成凹部420a。將對(duì)置基板420上的透明電極422和液晶裝置用基板10上的透明電極16配置成互相正交，將這些交點(diǎn)排列成矩陣狀，該矩陣狀的各交點(diǎn)構(gòu)成1個(gè)顯示點(diǎn)D。
在本變例中，由于對(duì)置基板420也具有凹部420a，故構(gòu)成液晶層442的液晶分別進(jìn)入到液晶裝置用基板10的凹部10a和對(duì)置基板420的凹部420a中。由此，可將與透射部12a在平面上重疊的區(qū)域的液晶的厚度“b”、在除此以外的區(qū)域的液晶層的厚度“a”保持為不變的狀態(tài)下形成得更厚。
另一方面，按照本發(fā)明，在打算將與透射部12a對(duì)應(yīng)的區(qū)域的液晶層442的厚度“b”設(shè)定為與圖4的實(shí)施例的情況相同的情況下，可使液晶裝置用基板10上設(shè)置的凹部10a和對(duì)置基板420上設(shè)置的凹部420a的各自的深度比圖4的實(shí)施例中的凹部10a的深度小。由此，可減少起因于凹部10a中的臺(tái)階差而在透明電極16中產(chǎn)生斷線的情況。
此外，按照本變例，由于與圖4的實(shí)施例中的凹部10a的深度相比，可分別減小凹部10a和凹部420a的深度，故在表面保護(hù)層415的凹部415a的內(nèi)側(cè)面上利用濺射法形成透明電極422的情況下和在絕緣層25的開口部25a的內(nèi)側(cè)面上利用濺射法形成透明電極16的情況下，可減少分別在凹部415a的內(nèi)側(cè)面和開口部25a的內(nèi)側(cè)面上產(chǎn)生不能良好地形成透明電極422和透明電極16這樣的不良情況。
此外，按照本變例，由于與圖4的實(shí)施例中的凹部10a的深度相比，可分別減小凹部10a和凹部420a的深度，故與圖4的實(shí)施例中的凹部10a的錐形相比，可使凹部10a和凹部420a的各自的內(nèi)側(cè)面上形成的錐形成為更接近于90°的值。。由此，可減小錐形在平面上所占的區(qū)域，可減少因錐形在平面上所占的區(qū)域引起的顯示的不良情況。
再有，圖14的變例不僅可適用于圖4那樣的無源矩陣方式的液晶裝置，而且也可適用于圖6中示出的具有TFD元件的有源矩陣方式的液晶裝置或圖9中示出的具有TFT元件的有源矩陣方式的液晶裝置。此外，也可在設(shè)置反射層的第1基體材料上形成TFD元件、TFT元件等。
此外，液晶裝置用基板10的凹部10a具有從與反射部12r的形成區(qū)域?qū)?yīng)的液晶裝置用基板10的表面起到凹部10a的底部為止的深度b1。另一方面，對(duì)置基板420的凹部420a具有從與反射部12r的形成區(qū)域?qū)?yīng)的對(duì)置基板420的表面起到凹部420a的底部為止的深度b2。而且，在本變例中，這樣來設(shè)定凹部10a和凹部420a，使得b1＞b2。
這是因?yàn)椋捎谝壕аb置用基板10的結(jié)構(gòu)簡單，故適合于形成深度大的凹部，相反，具備著色層414且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的對(duì)置基板420不適合于形成深的凹部。如果像本變例那樣將結(jié)構(gòu)簡單的液晶裝置用基板10中的凹部10a的深度b1形成得較深，再者，將結(jié)構(gòu)復(fù)雜的對(duì)置基板420中的凹部420a形成得較淺，則可提高液晶裝置用基板10和對(duì)置基板420的制造時(shí)的成品率。
(變例3)其次，參照?qǐng)D15，說明液晶裝置的另一變例。該變例是使用了圖12中示出的液晶裝置用基板310和圖14中示出的對(duì)置基板420的液晶裝置。
在該結(jié)構(gòu)的液晶裝置中，由于在液晶裝置用基板310和對(duì)置基板420上分別設(shè)置凹部310a和凹部420a，故構(gòu)成液晶層442的液晶分別進(jìn)入到液晶裝置用基板310的凹部310a和對(duì)置基板420的凹部420a中。由此，可將與作為開口部，即貫通孔構(gòu)成的透射部312a在平面上重疊的區(qū)域的液晶層542的厚度 “b”、在除此以外的區(qū)域的液晶層542的厚度“a”保持為不變的狀態(tài)下形成得更厚。
此外，在打算將與透射部312a對(duì)應(yīng)的區(qū)域的液晶層542的厚度“b”設(shè)定為與圖4的實(shí)施例的情況相同值的情況下，可使液晶裝置用基板310上設(shè)置的凹部310a和在對(duì)置基板420上設(shè)置的凹部420a的各自的深度比圖4的實(shí)施例中的凹部10a的深度小。由此，可減少起因于凹部310a中的臺(tái)階差而在透明電極316中產(chǎn)生斷線的情況。
此外，按照本變例，由于與圖4的實(shí)施例中的凹部10a的深度相比，可分別減小凹部310a和凹部420a的深度，故在表面保護(hù)層415的凹部415a的內(nèi)側(cè)面上利用濺射法形成透明電極422的情況下和在基底層325的開口部325a的內(nèi)側(cè)面上利用濺射法形成透明電極316的情況下，可減少產(chǎn)生分別在凹部415a的內(nèi)側(cè)面和開口部325a的內(nèi)側(cè)面上不能良好地形成透明電極這樣的不良情況。
此外，按照本變例，由于與圖4的實(shí)施例中的凹部10a的深度相比，可分別減小凹部310a和凹部420a的深度，故與圖4的實(shí)施例中的凹部10a的錐形相比，可使凹部310a和凹部420a的各自的內(nèi)側(cè)面上形成的錐形成為更接近于90°的值，可減小錐形在平面上所占的區(qū)域。由此，可減少因錐形在平面上所占的區(qū)域引起的顯示的不良情況。
再者，在本變例中，由于基底層325具有作為使底部上抬的層的功能，故可縮短反射型顯示中的光的通過距離，其結(jié)果是，可進(jìn)一步提高反射型顯示的透射率。
再有，本變例不僅可適用于圖4那樣的無源矩陣方式的液晶裝置，而且也可適用于圖6中示出的具有TFD元件的有源矩陣方式的液晶裝置或圖9中示出的具有TFT元件的有源矩陣方式的液晶裝置。此外，也可在設(shè)置反射層的第1基體材料上形成TFD元件、TFT元件等。
此外，液晶裝置用基板310的凹部310a具有從與反射部312r的形成區(qū)域?qū)?yīng)的液晶裝置用基板310的表面起到凹部310a的底部為止的深度b1。另一方面，對(duì)置基板420的凹部420a具有從與反射部312r的形成區(qū)域?qū)?yīng)的對(duì)置基板420的表面起到凹部420a的底部為止的深度b2。而且，在本變例中，這樣來設(shè)定凹部310a和凹部420a，使得b1＞b2。
這是因?yàn)?，由于液晶裝置用基板310的結(jié)構(gòu)簡單，故適合于形成深度大的凹部，相反，具備著色層414且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的對(duì)置基板420不適合于形成深的凹部。如果像本變例那樣將結(jié)構(gòu)簡單的液晶裝置用基板310中的凹部310a的深度b1形成得較深，并將結(jié)構(gòu)復(fù)雜的對(duì)置基板420中的凹部420a的深度b2形成得較淺，則可提高液晶裝置用基板310和對(duì)置基板420的成品率。
(變例4)其次，參照?qǐng)D16，說明液晶裝置的又一變例。由于該變例除了液晶裝置用基板610的結(jié)構(gòu)外，與上述的圖4的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相同，故對(duì)同樣的部分標(biāo)以同一符號(hào)而省略其說明。
在圖16中，在第1基體材料611的表面上形成反射層612。該反射層612由例如鋁、銀或它們的合金、或者鋁、銀或它們的合金與鈦、氮化鈦、鉬、鉭等的層疊膜構(gòu)成。此外，在該反射層612上，在每個(gè)顯示點(diǎn)D中作為開口部，即貫通孔設(shè)置了透過光的透射部612a。
在反射層612上形成了由SiO2或TiO2等的無機(jī)材料或丙烯酸樹脂或環(huán)氧樹脂等的有機(jī)樹脂等構(gòu)成的絕緣層625，在該絕緣層625中，在與反射層612的透射部612a在平面上重疊的區(qū)域中設(shè)置了其厚度比其它的區(qū)域的厚度薄的區(qū)域625a。
此外，在絕緣層625上形成了由ITO等的透明導(dǎo)電體構(gòu)成的透明電極616，在該透明電極616上形成了由聚酰亞胺樹脂等構(gòu)成的取向膜617。
在該結(jié)構(gòu)的液晶裝置中，由于構(gòu)成液晶層642的液晶進(jìn)入到液晶裝置用基板610的凹部610a中，故液晶層642的厚度在與反射層612的透射部612a重疊的區(qū)域中變厚。由此，可得到與圖4的實(shí)施例同樣的效果。此外，通過調(diào)節(jié)絕緣層625的厚度的薄的區(qū)域625a的厚度，可調(diào)節(jié)液晶層的厚度“b”，由此，可將液晶層642的厚度設(shè)定成使透射光的利用效率為最高。
再有，圖16的變例不僅可適用于圖4那樣的無源矩陣方式的液晶裝置，而且也可適用于圖6中示出的具有TFD元件的有源矩陣方式的液晶裝置或圖9中示出的具有TFT元件的有源矩陣方式的液晶裝置。此外，也可在設(shè)置反射層的第1基體材料上形成TFD元件、TFT元件等。
(電于裝置的實(shí)施例)其次，說明將迄今為止已說明的液晶裝置用作顯示部的電子裝置的實(shí)施例。圖17利用框圖示出了本實(shí)施例的電子裝置的整體結(jié)構(gòu)。這里示出的電子裝置具有液晶裝置1和控制該液晶裝置1的控制裝置700。液晶裝置1具有面板結(jié)構(gòu)體701和用半導(dǎo)體IC等構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路702。此外，控制裝置700具有顯示信息輸出源703；顯示信息處理電路704；電源電路706；以及時(shí)序發(fā)生器707。
顯示信息輸出源703包含由ROM(只讀存儲(chǔ)器)或RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)等構(gòu)成的存儲(chǔ)器；由磁記錄盤或光記錄盤等構(gòu)成的存儲(chǔ)單元；以及對(duì)數(shù)字圖像信號(hào)進(jìn)行調(diào)諧并輸出的調(diào)諧電路等。構(gòu)成為根據(jù)由時(shí)序發(fā)生器707生成的各種時(shí)鐘信號(hào)，以預(yù)定格式的圖像信號(hào)等的形態(tài)將顯示信息供給顯示信息處理電路704。
顯示信息處理電路704具備串-并變換電路；放大、反轉(zhuǎn)電路；旋轉(zhuǎn)電路；灰度系數(shù)(γ)校正電路；以及箝位電路等眾所周知的各種電路，它執(zhí)行所輸入的顯示信息的處理，將該圖像信息與時(shí)鐘信號(hào)CLK一起供給驅(qū)動(dòng)電路702。驅(qū)動(dòng)電路702包含掃描線驅(qū)動(dòng)電路、數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路和檢查電路。此外，電源電路706分別將預(yù)定的電壓供給上述的各構(gòu)成要素。
圖18示出了作為本發(fā)明的電子裝置的一個(gè)實(shí)施例的移動(dòng)電話機(jī)。在該移動(dòng)電話機(jī)710中，在機(jī)殼711的內(nèi)部配置了電路基板712，在該電路基板712上安裝了上述的液晶裝置1?？赏ㄟ^顯示窗718從外部觀察該液晶裝置1的顯示面，即圖1的圖像顯示區(qū)A。
在機(jī)殼711的正面排列了操作按鈕713，此外，從一個(gè)端部以可拉出的方式安裝了天線714。在受話部716的內(nèi)部配置了揚(yáng)聲器，在送話部717的內(nèi)部內(nèi)置了話筒。
(其它的實(shí)施例)本發(fā)明的電光裝置不限定于上述的實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，當(dāng)然可增加各種變更。例如，圖1中示出的液晶裝置具有在基板上直接安裝IC芯片的結(jié)構(gòu)，即所謂的COG(芯片鍵合在玻璃上)方式的結(jié)構(gòu)，但也可代之以采用例如經(jīng)柔性布線基板或TAB基板在液晶裝置上安裝IC芯片的結(jié)構(gòu)。再者，本發(fā)明也可適用于將液晶以外的電光物質(zhì)、例如EL發(fā)光元件等作為電光物質(zhì)使用的電光裝置。
權(quán)利要求
1.一種電光裝置用基板，其特征在于，具有透光性的基體材料；反射層，在該基體材料上形成，具有反射部和其透射率比該反射部的透射率高的透射部；透光層，堆疊在該反射層上，在上述基體材料上形成，在與上述反射層的透射部在平面上重疊的位置上具有凹陷；以及取向膜，堆疊在該透光層上，在上述基體材料上形成，進(jìn)入上述凹陷而形成凹部。
2.如權(quán)利要求1中所述的電光裝置用基板，其特征在于具有在上述透光層與上述取向膜之間且與上述反射層的反射部對(duì)應(yīng)的位置上配置的電極，該電極進(jìn)入上述透光層的凹陷而形成凹部。
3.如權(quán)利要求1中所述的電光裝置用基板，其特征在于利用在該反射層中設(shè)置的開口部或其厚度比該反射層中的其它部分的厚度薄的部分形成上述反射層的透射部。
4.如權(quán)利要求1中所述的電光裝置用基板，其特征在于上述透光層具有母體材料和分散在該母體材料中、其折射率與該母體材料的折射率不同的微粒體。
5.一種電光裝置用基板，其特征在于具有透光性的基體材料；基底層，在該基體材料上形成，具有凹陷；反射層，堆疊在該基底層上，在該基體材料上形成，具有反射部和其透射率比該反射部的透射率高的透射部；以及取向膜，堆疊在該反射層上，在上述基體材料上形成，上述反射層的透射部與上述基底層的凹陷在平面上互相重疊，上述取向膜進(jìn)入上述基底層的凹陷而形成凹部。
6.如權(quán)利要求5中所述的電光裝置用基板，其特征在于上述反射層的透射部是在該反射層中設(shè)置的開口部。
7.如權(quán)利要求6中所述的電光裝置用基板，其特征在于具有在上述基底層與上述取向膜之間且與上述反射層的反射部對(duì)應(yīng)的位置上配置的電極，該電極進(jìn)入上述基底層的凹陷而形成凹部。
8.如權(quán)利要求6中所述的電光裝置用基板，其特征在于上述基底層在上述反射層一側(cè)的表面的上述凹陷以外的區(qū)域中具有凹凸。
9.一種電光裝置用基板，其特征在于，具有透光性的基體材料；反射層，在該基體材料上形成，具有反射部和其透射率比該反射部的透射率高的透射部；絕緣層，堆疊在該反射層上，在上述基體材料上形成，在與上述透射部在平面上重疊的位置上具有凹陷；以及取向膜，堆疊在該絕緣層上，在上述基體材料上形成，進(jìn)入上述凹陷而形成凹部。
10.一種電光裝置用基板的制造方法，其特征在于，具有下述工序在反射層上形成絕緣層的工序；對(duì)上述絕緣層構(gòu)圖的工序；以已被構(gòu)圖的上述絕緣層為掩模、對(duì)上述反射層進(jìn)行顯影而在該反射層上形成開口部的工序；以及在上述絕緣層上和上述開口部上形成電極的工序。
11.一種電光裝置，其特征在于具有在權(quán)利要求1至權(quán)利要求9的任一項(xiàng)中所述的電光裝置用基板；與該電光裝置用基板相向地配置的第2基板；以及在該第2基板內(nèi)設(shè)置的第2取向膜，與上述反射層的透射部對(duì)應(yīng)的位置上的上述第1取向膜與上述第2取向膜的間隙比與上述反射層的反射部對(duì)應(yīng)的位置上的上述第1取向膜與上述第2取向膜的間隙大。
12.一種電光裝置，其特征在于具有在權(quán)利要求1至權(quán)利要求9的任一項(xiàng)中所述的電光裝置用基板；以及由該電光裝置用基板支撐的電光物質(zhì)層，與上述反射層的透射部對(duì)應(yīng)的位置上的上述電光物質(zhì)層的厚度比與上述反射層的反射部對(duì)應(yīng)的位置上的上述電光物質(zhì)層的厚度厚。
13.一種電光裝置，其特征在于具有在權(quán)利要求1至權(quán)利要求9的任一項(xiàng)中所述的電光裝置用基板；與該電光裝置用基板相向地配置的第2基板；以及在上述電光裝置用基板與上述第2基板之間設(shè)置的液晶層，在將與上述反射層的反射部對(duì)應(yīng)的位置上的上述液晶層的厚度定為“a”、將與上述反射層的透射部對(duì)應(yīng)的位置上的上述液晶層的厚度定為“b”時(shí)，滿足1.8a≤b≤2.4a的關(guān)系式。
14.如權(quán)利要求13中所述的電光裝置，其特征在于在將構(gòu)成上述液晶層的向列液晶的折射率各向異性定為Δn、將其與對(duì)應(yīng)于上述反射層的反射部的位置上的上述液晶層的厚度“a”的乘積定為Δn·a、將其與對(duì)應(yīng)于上述反射層的透射部的位置上的上述液晶層的厚度“b”的乘積定為Δn·b時(shí)，滿足1.8×Δn·a≤Δn·b≤2.4×Δn·a的關(guān)系式。
15.如權(quán)利要求11至權(quán)利要求13的任一項(xiàng)中所述的電光裝置，其特征在于上述第2基板具有以與上述反射層在平面上重疊的方式設(shè)置的著色層。
16.如權(quán)利要求15中所述的電光裝置，其特征在于上述第2基板具有以與上述著色層在平面上重疊的方式配置的電極和連接到該電極上的開關(guān)元件。
17.一種電子裝置，其特征在于，具有如權(quán)利要求11至權(quán)利要求16的任一項(xiàng)中所述的電光裝置；以及控制該電光裝置的工作的控制裝置。
全文摘要
本發(fā)明的課題是在半透射反射型的電光裝置，例如液晶裝置中，提高透射型顯示中的透射光的利用效率而不使反射型顯示中的圖像顯示的亮度下降。本發(fā)明是一種液晶裝置用基板10，即電光裝置用基板，具有透光性的基體材料11；反射層12，在基體材料11上形成，具有反射部12r和其透射率比該反射部的透射率高的透射部12a；透光層25，堆疊在反射層12上，在基體材料11上形成，在與透射部12a在平面上重疊的位置上具有凹陷25a；以及取向膜17，堆疊在透光層25上，在基體材料11上形成，進(jìn)入凹陷25a而形成凹部10a。與凹部10a對(duì)應(yīng)的液晶層42的厚度“b”比其它的液晶層42的厚度“a”厚。
文檔編號(hào)G02F1/1337GK1427287SQ02157009
公開日2003年7月2日 申請(qǐng)日期2002年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月17日
發(fā)明者小田切賴廣, 瀧澤圭二, 中野智之, 金子英樹, 田中千浩 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社