(57)【要約】【課題】      製造工程やスペーサ粒子を変更することなく、スペーサ周囲の光漏れを抑制して表示品位の低下を防止する。【解決手段】  下側基板上に、反射層と、その反射層内にスペーサの直径を３倍した値、即ち光漏れ領域の直径よりも小さい開口幅となる透過部を形成する。次に、反射層上に黒色遮光層ＢＭを形成し、その後、下側基板の透過部上及び反射層上に着色層を形成する。次に、黒色遮光層ＢＭ及び着色層上にアクリル樹脂などからなる保護層を形成する。次に、保護層上に透明電極などを形成する。これにより、カラーフィルタ基板が製造される。次に、そのカラーフィルタ基板上にスペーサを散布する。次に、シール材を介して、そのカラーフィルタ基板と対向する上側基板とを貼り合わせる。こうして、本発明の液晶表示装置が製造される。かかる液晶表示装置は、透過型表示モード時に、各スペーサの光漏れ領域の一部分が反射層により遮光されるので、透過部を通じて各スペーサの光漏れによる輝点を小さく表示することができる。よって、表示品位の低下を防止することができる。【選択図】    図１
2005148135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペーサを介して対向配置されてなる一対の基板に液晶が挟持されてなる液晶装置において、
反射部と透過部を含む画素を有し、
前記透過部は、前記スペーサに起因する光抜け領域の幅よりも狭い部分を備えてなることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
スペーサを介して対向配置されてなる一対の基板に液晶が挟持されてなる液晶装置において、
反射部と透過部を含む画素を有し、
前記透過部は、前記画素内に複数の線分を有し、
各前記線分の幅は、前記スペーサに起因する光抜け領域の幅よりも狭い部分を備えてなることを特徴とする液晶装置。
【請求項３】
前記光抜け領域の幅は、前記スペーサの直径の３倍であることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
【請求項４】
前記透過部は、前記スペーサの直径より狭い部分を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項５】
スペーサを介して対向配置されてなる一対の基板に液晶が挟持されてなる液晶装置において、
反射部と透過部を含む画素を有し、
前記スペーサに起因する光抜け領域は、前記透過部の幅をまたがることを特徴とする液晶装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スペーサ周囲の光漏れによる画質低下を防止した半透過反射型の液晶装置、及びその液晶装置を備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、外光を利用した反射型表示と、バックライト等の照明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液晶表示装置が知られている。半透過反射型の液晶表示装置は、例えば、液晶表示装置を構成する基板上に、開口部を有する反射層を設け、反射層の反射面の背面側にバックライト等の光源を設けて構成される。この構成によると、反射層の反射面側から入射した外光は液晶層を通過し、反射層で反射されて再び液晶層を通過して外部へ出射する。これにより、反射表示が行われる。一方、光源から発せられた照明光は開口部を通じて液晶層を通過し、外部へ出射する。これにより、透過表示が行われる。こうして、半透過反射型の液晶表示装置は、消費電力を低減しつつ、周囲が明るい場合でも暗い場合でも、品位の高い表示を可能にしている。
【０００３】
しかしながら、特に基板間にランダムに配置されたスペーサによって基板を支持する方式の液晶表示装置では、スペーサ周囲に液晶の配向乱れが生じ、その部分では適切な光学補償が行われない。これは特に透過型表示時にスペーサ周囲の光漏れとして目に見え、これにより、表示画像のコントラストの低下、ひいては表示品位の低下を招く。
【０００４】
即ち、液晶表示装置は、液晶層の厚さ（セル厚）を均一にするため一対の基板間にスペーサを保持しており、このスペーサはスペーサ散布装置などにより、一方の基板上にランダムに配置される。このため、反射層の開口部上にもスペーサが配置される。この開口部は透過表示領域を規定するものであり、通常、スペーサの面積よりも大きく形成されている。
【０００５】
したがって、透過型表示の場合、光源から発せられた照明光は開口部を通過し、開口部上に配置されたスペーサ部にも照射される。液晶層内の液晶分子は配向膜により配向が一様に制御されているが、スペーサの存在により、スペーサの周囲には配向乱れが生じるため、スペーサの周囲には配向乱れによる光漏れが生じ、表示品位が低下する。
【０００６】
特に、透過型表示時に黒表示をさせたときには、そのような光漏れによりスペーサの部分が小さな輝点のように表示されてしまい、表示品位が低下してしまうという問題が生じている。
【０００７】
このような問題を解消するために、例えば、スペーサ粒子に皮膜を形成することにより、スペーサ周囲の液晶の配向乱れを抑制し、表示画像に色むらなどが生じないようにした液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。この特許文献１によれば、コア粒子表面にＺrＯ２皮膜層を形成してスペーサ粒子を製造し、そのスペーサ粒子を液晶表示装置に適用することにより、スペーサ粒子周囲の液晶の配向乱れを抑制し、表示画像に色むらなどが生じないようにしている。
【０００８】
また、スペーサを画素と画素の間の領域にのみ配置させることにより、スペーサ周囲の光漏れの問題をなくして表示品質、表示性能を向上させた液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００９】
しかしながら、上記のような液晶表示装置においては、配向を制御する特殊な被膜を有するスペーサを使用したり、スペーサの配置を制御する必要があるため、コスト増や生産効率の低下などを招くという問題がある。
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−９０７５４号公報
【特許文献２】特開平５−２１６０４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、製造工程やスペーサ粒子を変更することなく、スペーサ周囲の光漏れを抑制して表示品位の低下を防止することが可能な半透過反射型の液晶装置、及びその液晶装置を備える電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の１つの観点では、スペーサを介して対向配置されてなる一対の基板に液晶が挟持されてなる液晶装置は、反射部と透過部を含む画素を有し、前記透過部は、前記スペーサに起因する光抜け領域の幅よりも狭い部分を備えてなる。
【００１３】
上記の液晶装置は、各画素領域内、例えばサブ画素内に反射部と透過部を有している。透過部は、スペーサに起因する光抜け領域の幅よりも狭い部分を備えている。その光抜け領域の幅は、スペーサの直径の３倍とすることができる。
【００１４】
よって、この液晶装置によれば、透過型表示の際に、スペーサの周囲に生じる光漏れ領域（光抜け領域、以下同じ）の一部分は反射部などにより遮光され、残りの光漏れ領域の部分が透過部を通じて微小な輝点として表示される。つまり、この場合、光漏れ領域の全体が透過部を通じて表示されるのを抑制できるので、スペーサの光漏れによる輝点を小さくすることができる。よって、表示品位の低下を防止することができる。
【００１５】
透過部の一部分の幅を細くするとその分だけ透過型表示時の表示画像の明るさが低下することになるが、サブ画素内に透過部を複数形成することにより、全体としての透過表示領域の面積を同等とすれば、透過型表示時の表示画像の明るさ不足が生じることはない。
【００１６】
さらに、透過部がスペーサの直径より狭い部分を有すれば、各スペーサの光漏れによる輝点をより一層小さくすることができ、より一層、表示品位の低下を防止することができる。
【００１７】
上記の液晶装置の一態様では、スペーサを介して対向配置されてなる一対の基板に液晶が挟持されてなる液晶装置は、反射部と透過部を含む画素を有し、前記透過部は、前記画素内に複数の線分を有し、各前記線分の幅は、前記スペーサに起因する光抜け領域の幅よりも狭い部分を備えてなる。
【００１８】
この態様によれば、各画素領域内、例えばサブ画素内に透過部は複数の線分を有し、各線分の幅は、スペーサに起因する光抜け領域の幅よりも狭い部分を備えることができる。これにより、透過型表示の際に、スペーサの周囲に生じる光漏れ領域の一部分は反射部などにより遮光され、残りの光漏れ領域の部分が透過部内のスペーサに起因する光抜け領域の幅よりも狭い部分を通じて微小な輝点として表示される。よって、表示品位の低下を防止することができる。
【００１９】
上記の液晶装置の他の一態様では、スペーサを介して対向配置されてなる一対の基板に液晶が挟持されてなる液晶装置は、反射部と透過部を含む画素を有し、前記スペーサに起因する光抜け領域は前記透過部の幅をまたがるようにすることができる。
【００２０】
これにより、透過型表示の際に、スペーサの周囲に生じる光漏れ領域の一部分は反射部などにより遮光され、残りの光漏れ領域の部分が透過部を通じて微小な輝点として表示される。よって、表示品位の低下を防止することができる。
【００２１】
なお、上記の液晶装置を有する電子機器を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。尚、以下の実施形態は、本発明を液晶表示装置に適用したものである。
【００２３】
本実施形態は、製造工程やスペーサを変更することなく、スペーサ周囲の光漏れを抑制して表示品位の低下を防止するものである。
【００２４】
[第１実施形態]
第１実施形態は、サブ画素毎に形成される透過部の幅を適切な値とすることにより、スペーサ周囲に生じる光漏れを抑制して表示品位の低下を防止するものである。
【００２５】
まず、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の構成について、図１及び図２を参照して説明する。ここに、図１は、液晶表示装置１００を模式的に示す概略断面図であり、図２は、図１に示す液晶表示装置１００の平面構造を模式的に示す概略平面図である。図１及び図２に示す液晶表示装置はいわゆるパッシブマトリクス駆動方式である。
【００２６】
図１において、この液晶表示装置１００は、ガラスやプラスチック等の材料からなる上側基板１と、その上側基板１と同様の材料からなる下側基板２とがシール材３を介して貼り合わせられ、内部に液晶が封入されて液晶層４が形成されてなる。
【００２７】
下側基板２の内面上には、ＲＧＢ３色のいずれかのサブ画素（サブピクセル）ＳＧ毎に、所定の厚みを有する反射層５が形成されている。各反射層５内には、矩形状の透過部５０（以下、「透過表示領域」とも呼ぶ。）が複数形成されている。透過部５０の幅Ｄ１は、後述するスペーサ７の直径を３倍した値より小さい。各反射層５は、アルミニウム、アルミニウム合金、銀合金等の薄膜により形成することができる。透過部５０は、下側基板２の内面上に縦横にマトリクス状に配列されたサブ画素ＳＧ毎に、当該サブ画素ＳＧの全面積を基準として所定割合の面積を有するように形成されている。
【００２８】
反射層５上であって且つ各サブ画素ＳＧの間には、サブ画素間に存在する非点灯領域を遮光するため、黒色遮光層ＢＭが形成されている。この黒色遮光層ＢＭは、黒色の樹脂材料、例えば黒色の顔料を樹脂中に分散させたもの等を用いることが可能である。なお、本発明では、これに代えて、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色層が相互に重ね合わされて形成された重ね遮光層（図示略）を用いてもよい。
【００２９】
また、反射層５上及び透過部５０上には、サブ画素ＳＧ毎にＲ、Ｇ、Ｂの三色のいずれかからなる着色層６Ｒ、６Ｇ、及び６Ｂが形成されている。着色層６Ｒ、６Ｇ及び６Ｂによりカラーフィルタが構成される。画素Ｇは、Ｒ、Ｇ、Ｂのサブ画素ＳＧから構成されるカラー１画素分の領域を示している。なお、以下の説明において、色を問わずに着色層を指す場合は単に「着色層６」と記し、色を区別して着色層を指す場合は「着色層６Ｒ」などと記す。また、図１に示すように、透過部５０上に形成された着色層６Ｒ、６Ｇ、及び６Ｂの厚さは、反射層５上に形成された着色層６Ｒ、６Ｇ、及び６Ｂの厚さよりも厚く形成されている。これにより、着色層６は、反射型表示モードと透過型表示モードとにおいて夫々所望の色相及び明るさを呈するように設計されている。
【００３０】
着色層６及び黒色遮光層ＢＭの上には、透明樹脂等からなる保護層８が形成されている。この保護層８は、本実施形態に係るカラーフィルタ基板１０１及び液晶表示装置１００の製造工程中に使用される薬剤等による腐食や汚染から、着色層６を保護する機能を有する。
【００３１】
保護層８の表面上には、ストライプ状のＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）などの透明電極９が形成され、対向する上側基板１の内面上には、そのストライプ状の透明電極９と交差する方向に、やはりストライプ状の透明電極１０が形成されている。
【００３２】
下側基板２上の透明電極９上、及び保護層８上には、配向膜１７が形成されている。また、上側基板１上の透明電極１０上には配向膜１６が形成されている。
【００３３】
配向膜１６と配向膜１７との間には、液晶層４の厚さを均一に保持するために粒子状のスペーサ７がランダムに配置されている。スペーサ７の材料としては、シリカや樹脂などを主成分とするものが好ましい。スペーサ７の直径Ｄ２は、通常、約６μｍ程度であり、設計上の要求セル厚に応じて決定される。
【００３４】
なお、本実施形態では、下側基板２、反射層５、着色層６、保護層８、透明電極９、配向膜１７により構成される部分をカラーフィルタ基板１０１と呼んでいる。
【００３５】
下側基板２の外面上には、位相差板（１／４波長板）１１及び偏光板１２が配置されており、上側基板１の外面上には、位相差板１３及び偏光板１４が配置されている。また、偏光板１２の下側には、冷陰極蛍光管や白色ＬＥＤ等を用いたバックライト１５が配置されている。
【００３６】
本実施形態の液晶表示装置１００において反射型表示がなされる場合、液晶表示装置１００に入射した外光は、図１に示す経路Ｒに沿って進行する。つまり、液晶表示装置１００に入射した外光は、反射表示領域、即ち、反射層５によって反射され、観察者に至る。この場合、その外光は、着色層６が形成されている領域を通過して、その着色層６の下側にある反射層５により反射され、再度着色層６を通過することによって所定の色相及び明るさを呈する。こうして、所望のカラー表示画像が観察者により視認される。
【００３７】
一方、透過型表示がなされる場合、バックライト１５から出射した照明光は、図１に示す経路Ｔに沿って進行し、透過表示領域、即ち、透過部５０上の着色層６を通過して観察者に至る。この場合、その照明光は、着色層６を透過することにより所定の色相及び明るさを呈する。こうして、所望のカラー表示画像が観察者により視認される。
【００３８】
次に、透過型表示モードにおける、透過部５０の幅と、スペーサ７の周囲に生じる光漏れの大きさとの関係について検討する。ここでは、図２に示すように、透過部５０及びスペーサ７を上方から平面視した状態を想定して説明する。
【００３９】
スペーサを有する半透過反射型の液晶表示装置では、透過型表示時にそのスペーサ周囲の液晶の配向状態の乱れに起因してスペーサの周囲に光漏れが生じる。これにより、表示画像のコントラストなどが低下するため、表示品位が低下するという現象が生じる。
【００４０】
かかるスペーサ周囲に生じる光漏れの領域（以下「光漏れ領域」と呼ぶ。）は、図１及び図２に模式的に示すように、一般的に、スペーサの直径の３倍程度の直径を有する円形領域となる。
【００４１】
したがって、従来の半透過反射型の液晶表示装置のように、透過表示領域が光漏れ領域よりも大きく形成されている場合、透過型表示モード時に光漏れ領域において透過光の光漏れが生じ、それが小さな「輝点」のように観察される。このため、特に黒表示のときにコントラストが低下し、表示品位が低下するという問題が生じている。
【００４２】
このような現象を抑制するために、本発明では、全体としての透過表示領域の大きさは変えずに、透過部の幅を光漏れ領域の直径よりも小さくする。即ち、透過表示領域の全体の大きさ自体を変えないで、幅を狭くした複数の透過部により透過表示領域を構成する。よって、光源から透過表示領域を通過する光量は変わらないため、透過型表示時の表示画像の明るさが減少することはない。また、各透過部の幅を光漏れ領域の直径よりも小さくしているので、光漏れ領域の一部分は反射層と重なり合う。このため、透過型表示において、その重なり合った光漏れ領域の一部分は遮光され、透過表示領域内に位置する残りの光漏れ領域の部分のみが微少な輝点として観察される。これにより、透過型表示時に、透過表示領域を通じて表示される各スペーサの光漏れによる輝点を小さくすることができる。
【００４３】
透過表示領域の透過部５０の幅Ｄ１は、具体的に、
（透過部５０の幅：Ｄ１）＜（光漏れ領域７ａの直径：Ｄ３）
＝（スペーサ７の直径：Ｄ２）×３
と規定される。
【００４４】
これにより、本実施形態の液晶表示装置１００は、図２に示すように、光漏れ領域７ａの一部分が反射層５と重なり合っており、残りの光漏れ領域７ａの部分が透過部５０の位置に配置されている。このため、本実施形態の液晶表示装置１００において、透過型表示がなされる場合、透過部５０を通じて表示される各スペーサの光漏れによる輝点を小さく表示することができる。よって、表示品位の低下を防止することができる。
【００４５】
尚、透過部５０の幅Ｄ１をスペーサ７の直径Ｄ２よりも小さくすれば、透過部５０を通じて表示される各スペーサ７の光漏れによる輝点をさらに小さくすることができ、より一層、表示品位の低下を防止することができる。なお、透過部５０の幅を狭くした領域分だけ、サブ画素ＳＧ内に透過部５０を複数形成しているので透過型表示における表示画像の明るさが減少することはない。
【００４６】
なお、上記の実施形態においては、図２に示すように、矩形のサブ画素ＳＧの長辺方向に沿って、サブ画素ＳＧ内に透過部５０を複数形成している。これに限らず、サブ画素ＳＧの拡大平面図である図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、サブ画素の短辺方向、又は斜め方向に沿って、サブ画素ＳＧ内に透過部５０を複数形成してもよい。このような形態であっても、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、透過部５０の幅Ｄ１は変わらないので、光漏れ領域７ａの一部分は反射層５によって必ず遮光される。また、透過部５０の幅を狭くした領域分だけ複数の透過部５０がサブ画素ＳＧ内に形成されるので、透過型表示における表示画像の明るさが不足することもない。
【００４７】
よって、かかる態様によれば、透過型表示の際に表示画像の明るさの減少が生じることなく、かつ、スペーサ周囲の光漏れによる表示品位の低下を防止することができる。なお、本実施形態では、透過部５０の幅Ｄ１がスペーサ７の光漏れ領域７ａの直径Ｄ３よりも小さければ、透過部５０の形状や位置や数量などは種々の変形が可能である。
【００４８】
次に、上述の液晶表示装置１００の製造方法について説明する。まず、カラーフィルタ基板１０１の製造方法について図４を参照して説明する。図４は、各工程における層構造を示す断面図である。
【００４９】
先ず、カラーフィルタ基板１０１を構成する下側基板２上に、反射層５と、その反射層５内に透過部５０を形成する（工程Ｐ１）。具体的には、アルミニウム、アルミニウム合金、銀合金などの金属を蒸着法やスパッタリング法などによって薄膜状に成膜し、これをパターニングして透過部５０を形成する。
【００５０】
このとき、透過部５０の幅Ｄ１は、本発明に適用するスペーサ７の直径Ｄ２を３倍した値よりも小さく形成される。なお、必要に応じて、透過部５０の幅Ｄ１は、スペーサ７の直径Ｄ２より小さく形成してもよい。但し、この場合、透過部５０の幅Ｄ１はより一層狭くなるので、その狭くした領域の分だけ透過型表示の際に表示画像の明るさが不足する。したがって、この場合、その狭くした領域の分だけ、サブ画素ＳＧ毎に、反射層５内に透過部５０を複数形成すれば、その表示画像の明るさ不足を解消することができる。こうして、下側基板２上に、幅Ｄ１なる透過部５０を有する反射層５が形成される。
【００５１】
次に、反射層５上に黒色遮光層ＢＭを形成し（工程Ｐ２）、その後、下側基板２の透過部５０上、及び反射層５上に着色層６Ｒ、６Ｇ、及び６Ｂを形成する（工程Ｐ３）。具体的には、所定の色相を呈する顔料や染料などを分散させてなる着色された感光性樹脂（感光性レジスト）を塗布し、フォトリソグラフィー法などによってパターニングを行うことにより、反射層５上の所定の領域に黒色遮光層ＢＭを、透過部５０上及び反射層５上の所定の領域に着色層６Ｒ、６Ｇ、及び６Ｂを形成する。なお、透過部５０上に形成される着色層６Ｒ、６Ｇ、及び６Ｂの厚さと、反射層５上に形成される着色層６Ｒ、６Ｇ、及び６Ｂの厚さは前述のように予め決定される。
【００５２】
次に、黒色遮光層ＢＭ及び着色層６上にアクリル樹脂などからなる保護層８を形成する（工程Ｐ４）。次に、保護層８に透明導電体をスパッタリング法により被着し、フォトリソグラフィー法によってパターニングすることにより、透明電極９を形成する（工程Ｐ５）。その後、保護層８上の領域の一部及び透明電極９上にポリイミド樹脂などからなる配向膜１７を形成し、ラビング処理などを施す（工程Ｐ６）。以上の各工程を経て、本発明のカラーフィルタ基板１０１が製造される。
【００５３】
次に、こうして得られたカラーフィルタ側基板１０１を用いて、図１に示す液晶表示
装置１００を製造する方法について図５を参照して説明する。図５は、液晶表示装置１００の製造工程を示す流れ図である。
【００５４】
先ず、上記の方法により、カラーフィルタ基板１０１を製造し（工程Ｓ１）、スペーサ散布装置によりカラーフィルタ基板１０１上に粒子状のスペーサ７を散布する（工程Ｓ２）。
尚、カラーフィルタ基板１０１の構成要素である透明電極９上には、上記したように既に配向膜やラビリング処理などが施されている。一方、カラーフィルタ基板１０１と対向する上側基板１を製造し（工程Ｓ３）、上記同様の方法により透明電極１０を形成し（工程Ｓ４）、さらに透明電極１０上に配向膜１６を形成し、ラビング処理などを施す（工程Ｓ５）。尚、上記においては、カラーフィルタ基板１０１上にスペーサ７を散布するようにしているが、これに限らず、上側基板１上にスペーサ７を散布するようにしてもよい。
【００５５】
そして、シール材３を介して、上記のカラーフィルタ基板１０１と上側基板１を貼り合わせて、パネル構造を構成する（工程Ｓ６）。カラーフィルタ基板１０１と上側基板１とは、基板間に分散配置されたスペーサ７によって、ほぼ規定の基板間隔となるように配置される。
【００５６】
その後、シール材３の開口部から液晶を注入し、シール材３の開口部を紫外線硬化性樹脂などの封止材によって封止する（工程Ｓ７）。こうして主要なパネル構造が完成した後に、位相差板１１、１３や偏光板１２、１４などを必要に応じてパネル構造の外面上に貼着などの方法によって取り付け（工程Ｓ８）、図１に示す液晶表示装置１００が製造される。
【００５７】
本発明においては、上記のようなパッシブマトリクス方式の液晶表示装置１００の構成に代えて、一方の基板上にいわゆる画素電極、他方の基板上に対向電極（共通電極）を備えることにより、アクティブマトリクス駆動が可能なアクティブマトリクス方式の液晶表示装置を構成してもよい。
【００５８】
図６に、本発明をＴＦＤ素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置２００に適用した例を示す。図６に示す液晶表示装置２００は、図１に示す液晶表示装置１００における上側基板１が素子基板として構成される。上側基板１の領域２１２の拡大図に示すように、上側基板１上にはＴＦＤ素子２１０と、画素電極２１１とが交互に形成されている。領域２１２の画素電極２１１に対応する下側基板２の領域には、Ｒ（赤）の着色層６Ｒが形成され、領域２１２のＴＦＤ素子２１０に対応する領域には黒色遮光層ＢＭが形成される。また、上側基板１の領域２１３及び領域２１４においても、上記同様に上側基板１上にＴＦＤ素子２１０と、画素電極２１１とが交互に形成されている。領域２１３の画素電極２１１に対応する下側基板２の領域にＧ（緑）の着色層６Ｇが形成され、領域２１３のＴＦＤ素子２１０に対応する領域には黒色遮光層ＢＭが形成される。また、領域２１４の画素電極２１１に対応する下側基板２の領域にＢ（青）の着色層６Ｂが形成され、領域２１４のＴＦＤ素子２１０に対応する領域には黒色遮光層ＢＭが形成される。
【００５９】
また、図７に、本実施形態をＴＦＴ素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置３００に適用した例を示す。図７に示す液晶表示装置３００は、図１に示す液晶表示装置１００における上側基板１が素子基板として構成される。上側基板１の領域３１２の拡大図に示すように、上側基板１上にＴＦＴ素子３１０と、画素電極３１１とが交互に形成されている。領域３１２の画素電極３１１に対応する下側基板２の領域には、Ｒ（赤）の着色層６Ｒが形成され、領域３１２のＴＦＴ素子３１０に対応する領域には黒色遮光層ＢＭが形成される。また、上側基板１の領域３１３及び領域３１４においても、上記同様に上側基板１上にＴＦＴ素子３１０と、画素電極３１１とが交互に形成されている。領域３１３の画素電極３１１に対応する下側基板２の領域にＧ（緑）の着色層６Ｇが形成され、領域３１３のＴＦＴ素子３１０に対応する領域には黒色遮光層ＢＭが形成される。また、領域３１４の画素電極３１１に対応する下側基板２の領域にＢ（青）の着色層６Ｂが形成され、領域３１４のＴＦＴ素子３１０に対応する領域には黒色遮光層ＢＭが形成される。
【００６０】
[第２実施形態]
第２実施形態は、上側基板と下側基板とを貼着させた状態において、上側基板の内面上に形成された黒色遮光膜ＢＭの開口部の周縁と、下側基板の内面上に形成された反射層の外周縁との間隔を所定の長さにすることにより、スペーサ周囲の光漏れを抑制して表示品位の低下を防止するものである。尚、本実施形態において、第１実施形態と同様の部分は省略又は簡略化して説明する。また、第１実施形態と同一の部材は、原則として同一の符号を付して説明する。
【００６１】
まず、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の構成について、図８及び図９を参照して説明する。ここに、図８は、液晶表示装置４００を模式的に示す概略断面図であり、図９は、図８に示す液晶表示装置４００の平面構造を模式的に示す概略平面図である。図８及び図９に示す液晶表示装置はいわゆるパッシブマトリクス駆動方式である。
【００６２】
図８において、この液晶表示装置４００は、ガラスやプラスチック等の材料からなる上側基板１と、その上側基板１と同様の材料からなる下側基板２とがシール材３を介して貼り合わせられ、内部に液晶が封入されて液晶層４が形成されてなる。
【００６３】
下側基板２の内面上には、サブ画素ＳＧ毎に、所定の厚みを有する反射層２５が形成されている。各反射層２５は、アルミニウム、アルミニウム合金、銀合金等などの金属を薄膜状に成膜したものであり、サブ画素ＳＧの電極としても機能する。各反射層２５上には、ストライプ状の透明電極２０が形成されている。下側基板２上の所定の領域、及び透明電極２０上には、保護層２４が形成されている。この保護層２４は、本実施形態に係る液晶表示装置４００の製造工程中に使用される薬剤等による腐食や汚染から、透明電極２０などを保護する機能を有する。保護層２４上には配向膜３０が形成されている。
【００６４】
上側基板１の内面上には、サブ画素ＳＧ毎に、所定の厚みを有する着色層２６Ｒ、２６Ｇ及び２６Ｂが形成されている。着色層２６Ｒ、２６Ｇ及び２６Ｂによりカラーフィルタが構成される。画素Ｇは、Ｒ、Ｇ、Ｂのサブ画素ＳＧから構成されるカラー１画素分の領域を示している。なお、以下の説明において、色を問わずに着色層を指す場合は単に「着色層２６」と記し、色を区別して着色層を指す場合は「着色層２６Ｒ」などと記す。
【００６５】
上側基板１の内面上であって且つ各サブ画素ＳＧの間には、サブ画素間に存在する非点灯領域を遮光するため、黒色遮光層ＢＭが形成されている。
【００６６】
着色層２６及び黒色遮光層ＢＭの上には、透明樹脂等からなる保護層２２が形成されている。この保護層２２は、本実施形態に係る液晶表示装置１００の製造工程中に使用される薬剤等による腐食や汚染から、着色層２６を保護する機能を有する。
【００６７】
保護層２２の表面上には、対向する下側基板２の内面上に形成されたストライプ状の透明電極２０と交差する方向に、やはりストライプ状の透明電極２１が形成されている。透明電極２１上には配向膜２３が形成されている。
【００６８】
配向膜２３と配向膜３０との間には、液晶層４の厚さを均一に保持するために、上記第１実施形態と同様に粒子状のスペーサ７がランダムに配置されている。
【００６９】
上側基板１と下側基板２とがシール材３を介して貼り合わされた状態において、黒色遮光膜ＢＭの開口部の周縁２７と、その周縁２７に隣接する反射層２５の外周縁２５ａとの間は透過部５１を構成する。透過部５１の幅Ｄ４は、スペーサ７の直径Ｄ２を３倍した値、即ち光漏れ領域７ａの直径Ｄ３より小さく形成されている。
【００７０】
本実施形態では、上側基板１、着色層２６、保護層２２、透明電極２１、配向膜２３により構成される部分をカラーフィルタ基板４０１と呼ぶ。
【００７１】
下側基板２の外面上には、位相差板（１／４波長板）１１及び偏光板１２が配置されており、上側基板１の外面上には、位相差板１３及び偏光板１４が配置されている。また、偏光板１２の下側には、冷陰極蛍光管や白色ＬＥＤ等を用いたバックライト１５が配置されている。
【００７２】
さて、本実施形態の液晶表示装置４００において反射型表示がなされる場合、液晶表示装置４００に入射した外光は、図８に示す経路Ｒに沿って進行する。つまり、液晶表示装置４００に入射した外光は、反射表示領域、即ち、反射層２５によって反射され観察者に至る。この場合、その外光は、着色層２６が形成されている領域を通過して、透明電極２０の下側にある反射層２５により反射され、再度透明電極２０及び着色層２６を通過することによって所定の色相及び明るさを呈する。こうして、所望のカラー表示画像が観察者により視認される。
【００７３】
一方、透過型表示がなされる場合、バックライト１５から出射した照明光は、図８に示す経路Ｔに沿って進行し、透過部５１及び着色層２６を通過して観察者に至る。この場合、その照明光は、着色層２６を透過することにより所定の色相及び明るさを呈する。こうして、所望のカラー表示画像が観察者により視認される。
【００７４】
本実施形態の液晶表示装置４００では、透過部５１の幅Ｄ４を光漏れ領域７ａの直径Ｄ３より小さく形成している。このため、図９に示すように、光漏れ領域７ａの一部分は反射層２５又は黒色遮光膜ＢＭと重なり合い、残りの光漏れ領域７ａの部分は透過部５１の位置にある。このため、本実施形態の液晶表示装置４００において透過型表示がなされる場合、透過部５１を通過する各スペーサの光漏れによる輝点を小さくすることができる。よって、表示品位の低下を防止することができる。尚、透過部５１の幅Ｄ４をスペーサ７の直径Ｄ２よりも小さくすれば、透過部５１を通じて各スペーサ７の光漏れによる輝点をより一層小さくすることができる。
【００７５】
なお、上記の第２実施形態においては、図８及び図９に示すように、サブ画素ＳＧ単位毎の反射層２５内に透過部を形成していないが、サブ画素ＳＧの拡大平面図である図１０（ａ）に示すように、透過型表示時の表示画像の明るさの向上を図るために、その反射層２５内に、スペーサ７の光漏れ領域７ａの直径Ｄ３よりも小さい開口幅Ｄ５を有する透過部５３を形成してもよい。尚、その透過部５３の開口幅Ｄ５は、スペーサ７の直径Ｄ２よりも小さく形成してもよい。このとき、所望する明るさの表示画像を得るためにその反射層２５内に透過部５３を複数形成してもよい。第１実施形態と同様に、透過表示領域５３の幅Ｄ５がスペーサ７の光漏れ領域７ａの直径Ｄ３よりも小さければ、反射層２５に形成される透過部５３の形状や位置や数量などは種々の変形が可能である。
なお、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示す透過部５３が形成された反射層２５を液晶表示装置４００に適用したときの、その液晶表示装置４００の部分拡大断面図を示している。
【００７６】
次に、上述の液晶表示装置４００の製造方法について説明する。まず、カラーフィルタ基板４０１、及びそのカラーフィルタ基板４０１に対向する下側基板２の製造方法について図１１及び図１２を参照して説明する。図１１及び図１２は、各工程における層構造を示す断面図である。
【００７７】
先ず、カラーフィルタ基板４０１を構成する上側基板１上に黒色遮光膜ＢＭを形成し（工程Ｐ１１）、その後、上側基板１上の所定の領域に着色層２６Ｒ、２６Ｇ、及び２６Ｂを形成する（工程Ｐ１２）。具体的には、所定の色相を呈する顔料や染料などを分散させてなる着色された感光性樹脂（感光性レジスト）を塗布し、フォトリソグラフィー法などによってパターニングを行う。これにより、上側基板１上の所定の領域に所定の大きさの開口を有する黒色遮光膜ＢＭを形成する。また、上側基板１上であって、その黒色遮光膜ＢＭの開口部内に着色層２６Ｒ、２６Ｇ、及び２６Ｂを形成する。
【００７８】
次に、黒色遮光層ＢＭ及び着色層２６上にアクリル樹脂などからなる保護層２２を形成する（工程Ｐ１３）。次に、保護層２２に透明導電体をスパッタリング法により被着し、フォトリソグラフィー法によってパターニングすることにより、透明電極２１を形成する（工程Ｐ１４）。その後、透明電極２１上にポリイミド樹脂などからなる配向膜２３を形成し、ラビング処理を施す（工程Ｐ１５）。以上の各工程を経て、カラーフィルタ基板４０１が製造される。
【００７９】
次に、上記により製造されたカラーフィルタ基板４０１に対向する下側基板２を製造する方法について図１２を参照して説明する。
【００８０】
先ず、下側基板２上に矩形状の反射層２５を複数形成する（工程Ｐ２１）。具体的には、アルミニウム、アルミニウム合金、銀合金などの金属を蒸着法やスパッタリング法などによって薄膜状に成膜し、これをパターニングして矩形状の反射層２５を複数形成する。尚、このとき、反射層２５のパターニングする領域、換言すれば、形成する反射層２５の領域は、カラーフィルタ基板４０１と下側基板２とを貼り合せたときに、カラーフィルタ基板４０１上に形成された黒色遮光膜ＢＭの開口部の周縁２７と、その周縁２７に隣接する反射層２５の外周縁２５ａとの間隔がスペーサ７の直径Ｄ２の３倍より小さくなるように決定される。
【００８１】
次に、反射層２５を覆うようにして、下側基板２上の所定領域及び反射層２５上に透明導電体をスパッタリング法により被着し、フォトリソグラフィー法によってパターニングすることにより、透明電極２０を形成する（工程Ｐ２２）。
【００８２】
次に、透明電極２０上にアクリル樹脂などからなる保護層２４を形成し（工程Ｐ２３）、その後、保護膜２４上にポリイミド樹脂などからなる配向膜３０を形成し、ラビング処理などを施す（工程Ｐ２４）。以上の各工程を経て、カラーフィルタ基板４０１に対向する下側基板２が製造される。
【００８３】
次に、こうして得られたカラーフィルタ側基板４０１、及びそのカラーフィルタ基板４０１に対向する下側基板２を用いて、図８に示す液晶表示装置４００を製造する方法について図１３を参照して説明する。図１３は、液晶表示装置４００の製造工程を示す流れ図である。
【００８４】
先ず、上記の方法により、カラーフィルタ基板４０１を製造する（工程Ｓ１１）。また、上記の方法により、そのカラーフィルタ基板４０１に対向する下側基板２を製造し（工程Ｓ１２）、スペーサ散布装置により、その下側基板２上に粒子状のスペーサ７を散布する（工程Ｓ１３）。尚、上記においては、下側基板２上にスペーサ７を散布するようにしているが、これに限らず、カラーフィルタ基板４０１上にスペーサ７を散布するようにしてもよい。
【００８５】
そして、シール材３を介して、上記のカラーフィルタ基板１０１と下側基板２を貼り合わせて、パネル構造を構成する（工程Ｓ１４）。カラーフィルタ基板４０１と下側基板２とは、基板間に分散配置されたスペーサ７によって、ほぼ規定の基板間隔となるように補配置される。
【００８６】
その後、シール材３の開口部から液晶を注入し、シール材３の開口部を紫外線硬化性樹脂などの封止材によって封止する（工程Ｓ１５）。こうして主要なパネル構造が完成した後に、位相差板１１、１３や偏光板１２、１４などを必要に応じてパネル構造の外面上に貼着などの方法によって取り付け（工程Ｓ１６）、図８に示す液晶表示装置４００が製造される。
【００８７】
本発明においては、上記のようなパッシブマトリクス方式の液晶表示装置４００の構成に代えて、一方の基板上にいわゆる画素電極、他方の基板上に対向電極（共通電極）を備えることにより、アクティブマトリクス駆動が可能なアクティブマトリクス方式の液晶表示装置を構成してもよい。
【００８８】
図１４に、本発明をＴＦＤ素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置５００に適用した例を示す。図１４に示す液晶表示装置５００は、図８に示す液晶表示装置４００における下側基板２が素子基板として構成される。下側基板２の領域６１２の拡大図に示すように、下側基板２上にはＴＦＤ素子６１０と、画素電極６１１とが交互に形成されている。領域６１２の画素電極６１１に対応する上側基板１の領域には、Ｒ（赤）の着色層２６Ｒが形成され、領域６１２のＴＦＤ素子６１０に対応する領域には黒色遮光層ＢＭが形成される。また、下側基板２の領域６１３及び領域６１４においても、上記同様に下側基板２上にＴＦＤ素子６１０と、画素電極６１１とが交互に形成されている。領域６１３の画素電極６１１に対応する上側基板１の領域にＧ（緑）の着色層２６Ｇが形成され、領域６１３のＴＦＤ素子６１０に対応する領域には黒色遮光層ＢＭが形成される。また、領域６１４の画素電極６１１に対応する上側基板１の領域にＢ（青）の着色層２６Ｂが形成され、領域６１４のＴＦＤ素子６１０に対応する領域には黒色遮光層ＢＭが形成される。
【００８９】
また、図１５に、本実施形態をＴＦＴ素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置６００に適用した例を示す。図１５に示す液晶表示装置６００は、図８に示す液晶表示装置４００における下側基板２が素子基板として構成される。下側基板２の領域７１２の拡大図に示すように、下側基板２上にＴＦＴ素子７１０と、画素電極７１１とが交互に形成されている。領域７１２の画素電極７１１に対応する上側基板１の領域には、Ｒ（赤）の着色層２６Ｒが形成され、領域７１２のＴＦＴ素子７１０に対応する領域には黒色遮光層ＢＭが形成される。また、下側基板２の領域７１３及び領域７１４においても、上記同様に下側基板２上にＴＦＴ素子７１０と、画素電極７１１とが交互に形成されている。領域７１３の画素電極７１１に対応する上側基板１の領域にＧ（緑）の着色層２６Ｇが形成され、領域７１３のＴＦＴ素子７１０に対応する領域には黒色遮光層ＢＭが形成される。また、領域７１４の画素電極７１１に対応する上側基板１の領域にＢ（青）の着色層２６Ｂが形成され、領域７１４のＴＦＴ素子７１０に対応する領域には黒色遮光層ＢＭが形成される。
【００９０】
［電子機器］
次に、本発明による液晶表示装置１００乃至６００を電子機器の表示装置として用いる場合の実施形態について説明する。
【００９１】
図１６は、本実施形態の全体構成を示す概略構成図である。ここに示す電子機器は、上記の液晶表示装置１００乃至６００と、これを制御する制御手段４１０を有する。ここでは、液晶表示装置１００乃至６００を、パネル構造体４０３と、半導体ＩＣなどで構成される駆動回路４０２とに概念的に分けて描いてある。また、制御手段４１０は、表示情報出力源４１１と、表示情報処理回路４１２と、電源回路４１３と、タイミングジェネレータ４１４と、を有する。
【００９２】
表示情報出力源４１１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などからなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスクなどからな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備え、タイミングジェネレータ４１４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などの形で表示情報を表示情報処理回路４１２に供給するように構成されている。
【００９３】
表示情報処理回路４１２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、クランプ回路などの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とともに駆動回路４０２へ供給する。駆動回路４０２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４１３は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する。
【００９４】
次に、本発明に係る液晶表示装置１００乃至６００を適用可能な電子機器の具体例について図１７を参照して説明する。
【００９５】
まず、本発明に係る液晶表示装置１００乃至６００を、可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）の表示部に適用した例について説明する。図１７（ａ）は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ７１０は、キーボード７１１を備えた本体部７１２と、本発明に係る液晶表示パネルを適用した表示部７１３とを備えている。
【００９６】
続いて、本発明に係る液晶表示装置１００乃至６００を、携帯電話機の表示部に適用した例について説明する。図１７（ｂ）は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機７２０は、複数の操作ボタン７２１のほか、受話口７２２、送話口７２３とともに、本発明に係る液晶表示装置１００乃至６００を適用した表示部７２４を備える。
【００９７】
なお、本発明に係る液晶表示装置１００乃至６００を適用可能な電子機器としては、図１７（ａ）に示したパーソナルコンピュータや図１７（ｂ）に示した携帯電話機の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型・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、ディジタルスチルカメラなどが挙げられる。
【００９８】
[変形例]
上記実施形態では、球状のスペーサを液晶表示装置１００乃至６００に適用しているが、これに限らず、各種の形状を有するスペーサを液晶表示装置１００乃至６００に適用することができる。
【００９９】
上記第１実施形態の液晶表示装置１００乃至３００は、サブ画素ＳＧ毎に、反射層５内にスペーサ７の直径Ｄ２を３倍した値より小さい、幅Ｄ１なる透過部５０を複数有している。また、上記第２実施形態の液晶表示装置４００乃至６００は、サブ画素ＳＧ毎に、スペーサ７の直径Ｄ２を３倍した値より小さい、幅Ｄ４なる透過部５１を有している。加えて、かかる液晶表示装置４００乃至６００は、サブ画素ＳＧ毎に、反射層２５内にスペーサ７の光漏れ領域７ａの直径Ｄ３よりも小さい、幅Ｄ５なる透過部５３を１又は複数有することも可能としている。
【０１００】
しかし、これに限らず、上記の第１及び第２実施形態の液晶表示装置１００乃至６００において、透過部５０、透過部５１、及び透過部５３は、各々スペーサ７の光漏れ領域７ａよりも狭い部分を有し、且つ、光漏れ領域７ａよりも広い部分を有していてもよい。また、これに代えて、透過部５０、透過部５１、及び透過部５３は、各々スペーサ７の直径Ｄ２よりも狭い部分を有し、且つ、光漏れ領域７ａよりも広い部分を有していてもよい。これにより、少なくとも光漏れ領域よりも狭い部分においては、光漏れによる輝点を小さくし、表示品位の低下を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図２】第１実施形態に係るカラーフィルタ基板の平面図を示す。
【図３】第１実施形態に係る透過部の他の態様を示す平面図である。
【図４】第１実施形態に係るカラーフィルタ基板の製造工程の断面図である。
【図５】第１実施形態に係る液晶表示装置の製造方法のフローチャートを示す。
【図６】ＴＦＤ素子を利用した第１実施形態の液晶表示装置への適用例を示す。
【図７】ＴＦＴ素子を利用した第１実施形態の液晶表示装置への適用例を示す。
【図８】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図９】第２実施形態に係るカラーフィルタ基板の平面図を示す。
【図１０】第２実施形態に係る透過部の他の態様を示す平面図である。
【図１１】第２実施形態に係るカラーフィルタ基板の製造工程の断面図である。
【図１２】第２実施形態に係る対向基板の製造工程の断面図である。
【図１３】第２実施形態に係る液晶表示装置の製造方法のフローチャートを示す。
【図１４】ＴＦＤ素子を利用した第２実施形態の液晶表示装置への適用例を示す。
【図１５】ＴＦＴ素子を利用した第２実施形態の液晶表示装置への適用例を示す。
【図１６】本発明の液晶表示装置を適用した電子機器の回路ブロック図である。
【図１７】本発明の液晶表示装置を適用した電子機器の例である。
【符号の説明】
【０１０２】
１  上側基板、  ２  下側基板、  ３  シール材、  ４  液晶層、  ５、２５  反射層、  ６、２６  着色層、  ７  スペーサ、  ８、２２、２４  保護層、  ９、１０、２０、２１  透明電極、  １６、１７、２３、３０  配向膜、  １０１、４０１  カラーフィルタ基板、  １００、２００、３００、４００、５００、６００  液晶表示装置
【図１】
2005148135.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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