JP3968232B2 - 電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器に関する。さらに詳しくは、携帯電話機、携帯型パーソナルコンピュータ等の電子機器における半透過反射型の電気光学装置として好適に用いられる、反射型における画像表示の明るさを低下させることなく、透過型における画像表示の色濃度及び色純度を向上させることができる電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、携帯電話機、携帯型パーソナルコンピュータ等の電子機器の表示部に電気光学装置が広く用いられるようになっている。この電気光学装置は用途により様々な形態があり、例えば、暗い場所で使用する場合や、画像表示部の輝度を特に必要とする場合等は、電気光学装置の背面光源からの光を入射させて表示を行う透過型の電気光学装置が用いられており、また、使用場所が十分に明るい場合や、特に画像表示部の輝度を必要としない場合は、自然光や室内照明等の外光を電気光学装置前面から入射させ、この光を反射させて表示を行う反射型が用いられている。さらに、これら透過型と反射型の表示の両方が可能な、いわゆる半透過反射型の電気光学装置も用いられている。
【0003】
この半透過反射型の電気光学装置は、着色層を備えることにより、フルカラー表示が可能となるとともに、使用状況に合わせて光源を点灯又は消灯することで消費電力を抑えることができるために、充電池等を電源としている携帯型の電子機器等のフルカラー電気光学装置として有用である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような半透過反射型の電気光学装置は、異なる2つの表示方式を採用していることから、次のような問題があった。
【0005】
半透過反射型の電気光学装置を反射型として用いた場合、画像表示部前面から入射した外光は着色層を通過した後、半透過反射膜で反射し、再度着色層を通過するため、着色層の通過距離が、着色層を一度だけ通過する透過型の場合に比べ二倍以上になり、表示される画像の明るさが低下することになる。このような反射型として用いた場合に十分な明るさの画像表示を得るためには、着色層の厚さを薄くしたり、顔料濃度を減少させる必要があるが、このような条件であると透過型として用いる場合に、十分な色調(色の濃さ)及び色純度の画像表示が得られないことになる。逆に、着色層を厚くしたり、顔料濃度を増加させたりすることによって透過型として十分な色の濃さの画像表示を得るように着色層の条件を設定すると、反射型として十分な明るさの画像表示を得ることができないことになる。このように、反射型として十分な明るさの画像表示を得ることと、透過型で十分な色の濃さ(色濃度)及び色純度の画像表示を得ることとは、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。
【0006】
なお、ここで色純度とは、着色層を透過した光の波長がどの程度特定波長のみ含んでいるかにより定義付けすることができる。これは、例えば、Y軸を透過率、X軸を波長としたグラフを描いたときの透過率曲線におけるピーク波長の半値幅で示すことができる。すなわち、半値幅が小さいほど色純度が高いということになる。
【0007】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであって、携帯電話機、携帯型パーソナルコンピュータ等の電子機器における半透過反射型の電気光学装置として好適に用いられる、反射型における画像表示の明るさを低下させることなく、透過型における画像表示の色濃度及び色純度を向上させることができる電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の電気光学装置は、一対の基板に各々透明電極を設け、前記一対の基板の前記透明電極間に液晶を挟み、前記一対の透明電極が対向する領域毎にドットが形成された電気光学パネルと、前記電気光学パネルに向けて光を照射する光源と、を具備し、外光を利用した反射型表示、及び前記光源からの光を利用した透過型の表示が可能な電気光学装置において、前記一対の基板の一方の基板には、前記光源からの光を透過させる前記ドット毎に設けられ膜が形成されていない透過領域、及び前記膜が形成されて前記外光を反射する反射領域を備えた半透過反射膜と、前記ドットに対応し、前記半透過反射膜の前記透過領域及び前記反射領域上に設けられた第1の着色層と、前記第1の着色層上に形成された前記一対の透明電極の一方を備え、前記一対の基板の他方の基板には、前記液晶を挟んで前記第1の着色層とは反対側に前記透過領域に対応するようにインクジェット法で設けられた第2の着色層と、前記第2着色層上に形成された前記一対の透明電極の他方を備えることを特徴とする。
【0009】
このように構成することによって、光源からの光はドットに対応するように設けられた第1の着色層と、半透過反射膜の透過領域に対応するよう設けられた第2の着色層の両方を通過するため色純度が高い透過型表示が可能となる。
一方、外光は、ドットに対応するように設けられた第1の着色層を往路と復路とで2回通過するため色純度が高く、且つ第2の着色層による光の吸収が必要以上には生じない明るい反射型表示が可能になる。
【0010】
この場合にあって、各ドットに対応する第1及び第2の着色層は同一の系統の色であることが好ましい。さらに、第1の着色層と第2の着色層とが実質的に同一材料を含んでいれば、同一の製造ラインにて第1の着色層と第2の着色層を生産できるので、製造コストの上で有利になる。
【0011】
一方、第1の着色層と第2の着色層とを異なる材料で形成する場合にあっても各着色層の特性を比較的自由に設定できるという利点がある。例えば、色純度、色濃度、又は透過率等を第1の着色層と第2の着色層とで適宜変化させることにより、用途に応じた所望の表示色を実現できる。
【0012】
また、上記電気光学装置にあっては、複数のドットにより定義される画素を有し、このような画素においては、第1及び第2の着色層の色をドット毎に異ならせるのが一般的である。
【0013】
例えば、加法混色の3原色である赤、青、及び緑の着色層をそれぞれ対応させた3ドットで1画素を形成する、あるいは減法混色の3原色であるシアン、マゼンダ、イエローの着色層をそれぞれ対応させた3ドットで1画素を形成すれば、透過型表示、反射型表示共にフルカラー表示が可能となる。
【0014】
なお、電極としてはITO(Indium Tin Oxide)等の透明電極が用いられる。この透明電極のうちの半透過反射膜側に配置される透明電極は、半透過反射膜と直接積層、或いは透明な絶縁膜を挟んで積層されることが好ましい。
【0015】
これは、例えば、半透過反射膜が電極を兼ねてしまうと、透過領域において電気光学物質に十分な電圧を印加することができなくなるからである。
【0016】
本発明の電気光学装置のより具体的な構成としては、例えば、第1の着色層を半透過反射膜が設けられた側に、第2の着色層を電気光学層を挟んでその反対側に設ける、或いは第2の着色層を半透過反射膜が設けられた側に、第1の着色層を電気光学層を挟んでその反対側に設ける、構成が考えられる。
【0017】
後者にあっては、半透過反射膜が設けられた基板に、透過領域に対応する第2の着色層が形成されている。そのため、電気光学装置を構成する2枚の基板を貼り合わせる際に、透過領域と第2の着色層とを正確に位置合わせする、といった精密な作業が不要となるため、製造歩留まりが向上する、という効果も期待できる。
【0018】
ドット面積に対する反射部と透過部の割合は電気光学装置の用途に応じて任意に設定できるが、透過部をドット面積に対して10%以上80%以下程度の割合に設定する。
【0019】
第1の着色層は、全ドット領域を覆うように、或いはドット面積の80%以上を占めるよう形成し、第2の着色層は、透過部の面積に対して25%以上150%以下程度に形成する。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電気光学装置及びその製造方法の実施の形態を図面を参照しつつ、具体的に説明する。このような実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、本発明を何ら限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更可能である。
【0021】
図1は、本発明の電気光学装置の一の実施の形態を模式的に示す分解斜視図であり、図2は、図1のX−X線における断面図である。なお、図1及び図2に示す電気光学装置は、パッシブマトリクス方式でフルカラー表示を行う半透過反射型の電気光学装置である。
【0022】
図1に示すように、電気光学装置(液晶装置)101は、電気光学パネル(液晶パネル)102に半導体チップ(液晶駆動用IC)103a及び103bを実装し、配線接続要素(可撓性プリント基板(FPC))104を液晶パネル102に接続し、さらに液晶パネル102の裏面側に光源106をバックライトとして設けることによって形成される。
【0023】
液晶パネル102は、基板107aと基板107bとをシール材108によって貼り合わせることによって形成される。
【0024】
図3は、本発明の電気光学装置の一の実施の形態に用いられる液晶パネルを模式的に示す説明図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のY−Y線における断面図である。図3に示すように、液晶パネル102(図1参照)を構成する基板107aと基板107bは、電気光学物質としての液晶材料Lを封入、保持して対向配置される。さらに、基板107aは、基板107b側からの入射光を反射する半透過反射膜112を電気光学物質としての液晶材料L側に有している。半透過反射膜112は、例えば、アルミニウム、銀、アルミニウム及び銀の少なくともいずれかを含む合金、又はこれらのチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等の積層膜からなる光反射性材料によって形成される。
【0025】
基板107a、107bのそれぞれには液晶材料Lに電圧を印加するための一対の電極114a、114bがITOにより形成されており、それらの交差領域毎に液晶材料Lの駆動単位であるドットDが形成されている。
【0026】
図3(b)に示すように、半透過反射膜112には、背面に設置された光源106からの光を透過する透過領域113がドットD毎に形成されるとともに、透過領域113を埋めるように着色層121が形成されている。この場合、着色層121の形成領域の面積が、半透過反射膜112の透過領域113の面積の25〜150%になるように形成されることが好ましいが、図3(b)においては、100%に形成されている。
【0027】
着色層121のそれぞれは、各々色が異なる複数の着色層、赤(R)の121R、緑(G)の121G、及び青(B)の121Bから形成され、これら3色に対応した3ドットで1画素を形成している。
【0028】
図3(b)に示すように、着色層118は、基板107b上に、着色層121に対向した領域に形成される。この着色層118は、それぞれ色が異なる複数の着色層118R、118G、118Bから形成されている。この互いに対向した領域に形成された着色層121及び着色層118は、それぞれ同一色の材料から構成されている。着色層121及び着色層118の材料としては、例えば、アクリル樹脂等の感光性樹脂を挙げることができる。
【0029】
本実施の形態においては、着色層118は、ドットD領域全域を占めるように形成されているが、必ずしも全域を覆う必要性はなく、例えば、ドットD領域の80%以上100%以下を占めるように設計変更可能である。
【0030】
なお、図3においては、着色層121及び着色層118の色として赤(R)、緑(G)及び青(B)を例にとって説明したが、これに限定されることはなく、シアン、マゼンダ、及びイエローの組み合わせであってもよい。
【0031】
また、上述の着色層121及び着色層118を形成する複数の着色層121R、121G、121B、118R、118G、及び118Bの配列パターンとしては図4に示すような、例えば、ストライプ配列、デルタ配列、モザイク配列等のパターンを挙げることができる。
【0032】
図5は、本発明の電気光学装置の他の実施の形態に用いられる液晶パネルを模式的に示す説明図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のZ−Z線における断面図である。各要素の符号は、図3に示す実施の形態における場合と同一の符号を付与した。
【0033】
本実施の形態においては、半透過反射膜112の透過領域113に対応する着色層121が、基板107bに形成され、ドットD領域に対応する着色層118が、基板107a上に形成される点が一の実施の形態とは異なっている。そのほかの点は、図3に示す実施の形態と同様である。
【0034】
図5(b)に示すように、半透過反射膜112には、背面に設置された光源106からの光を透過する透過領域113がドットD毎に形成されるとともに、透過領域113を覆うように着色層118が形成されている。この場合、着色層118の形成領域の面積は、ドットD領域全域を占めるように形成されているが、必ずしも全域を覆う必要性はなく、例えば、ドットD領域の80%以上100%以下を占めるように設計変更可能である。
【0035】
また、基板107bには、透過領域113に対応するように着色層121が形成されている。この場合、着色層121の形成領域の面積が、半透過反射膜112の透過領域113の面積の25〜150%になるように形成されることが好ましいが、図5(b)においては、100%に形成されている。
【0036】
図6は、本発明の電気光学装置に用いられる基板の構成を模式的に示す平面図であり、(a)は、個々の基板に切り出す前のマザーボード全体を示し、(b)は、(a)の一部拡大図で、切り出した後の個々の基板を示す。図6(b)に示すように、基板107a及び基板107bの大きさは、例えば、対角寸法が1.8インチである。また、各ドットの大きさは、例えば、30μm×100μmである。また、各ドット121R、121G、121B間の間隔、いわゆるエレメント間ピッチは、例えば、75μmである。なお、図6(b)においては、各着色層121とドットとを同じ大きさ、形状にて示し、ドット121R、121G、121Bとして表記してある。
【0037】
本発明の電気光学装置をフルカラー表示する場合には、例えば、赤(R)、緑(G)及び青(B)の三色の着色層121R、121G、121Bを一つのユニットとして一つの画素(ピクセル)を形成し、一画素内の赤(R)、緑(G)及び青(B)のいずれか一つ又はそれらの組み合わせに光を選択的に反射及び通過させることにより、フルカラー表示を行うことができる。
【0038】
図2に示すように、基板107aは透明なガラスや、透明なプラスチック等によって形成された板状の基材111aを有する。この基材111aの内側表面(図2における上側表面)には、前述の半透過反射膜112と、その半透過反射膜112の開口部113を覆うように着色層121が形成され、その上に絶縁膜が積層され、その上に電極114aが矢印E方向から見てストライプ状(図1参照)に形成され、さらにその上に配向膜116aが形成されている。
【0039】
図1においては電極114aの配列を分かり易く示すために、それらのストライプ間隔を実際よりも大幅に広く描いており、よって、電極114aの本数を少なく描いているが、実際には、電極114aはより多数本が基材111a上に形成される。
【0040】
図2に示すように、基板107bは透明なガラスや、透明なプラスチック等によって形成された板状の基材111bを有する。この基材111bの内側表面(図2における下側表面)には、前述の着色層118が形成され、その上に電極114bが電極114aと直交する方向へ矢印E方向から見てストライプ状(図1参照)に形成され、さらにその上に配向膜116bが形成されている。
【0041】
電極114a及び電極114bは、例えば、透明導電材であるITOによって形成される。また、配向膜116a及び116bは、ポリイミド系樹脂等を一様な厚さの膜状に付着させることによって形成される。これらの配向膜116a及び116bがラビング処理を受けることにより、基板107a及び基板107bの表面上における液晶材料Lの初期配向が決定される。
【0042】
基板107aと基板107bを貼り合わせるシール材108は、例えば、スクリーン印刷等によってエポキシ系樹脂を基板107a又は基板107bの内側表面に環状に付着させることによって形成される。また、シール材108の内部には、図2に示すように、導電性材料によって球状又は円筒状に形成された導通材109が分散状態で含まれる。
【0043】
図2に示すように、基板107a、基板107b及びシール材108によって囲まれる間隙、いわゆるセルギャップ内には液晶材料L、例えば、STN(Super Twisted Nematic)液晶が封入されている。基板107a又は基板107bの内側表面には微小で球形のスペーサ119が多数分散され、これらのスペーサ119がセルギャップ内に存在することによりそのセルギャップの厚さが均一に維持される。
【0044】
また、基材111aの外側表面(図2の下側表面)には偏光板117aが貼着等によって装着される。
【0045】
また、基材111bの外側表面(図2の上側表面)には偏光板117bが貼着等によって装着される。
【0046】
電極114aと電極114bは互いに直交関係に配置され、それらの交差点は図2の矢印E方向から見てドット・マトリクス状に配列される。そして、そのドット・マトリクス状の各交差点が一つのドットを構成する。電気光学装置101は、前述の、着色層118と着色層121からなる、赤(R)、緑(G)及び青(B)の各色を矢印E方向から見て所定のパターン、例えば、ストライプ配列、デルタ配列、モザイク配列等のパターンで配列させることによって形成されている。上記の一つのドットはそれら赤(R)、緑(G)及び青(B)の各一つずつの色に対応しており、そして赤(R)、緑(G)及び青(B)の3層の色の各々に対応する3ドットが一つのユニットになって一画素(ピクセル)が構成される。
【0047】
ドット・マトリクス状に配列される複数の画素(ピクセル)を選択的に反射又は透過させて発光させることにより、液晶パネル102を形成する基板107bの外側に文字、数字等の像が表示される。このようにして像が表示される領域が有効画素(ピクセル)領域であり、図1及び図2において矢印Vによって示される平面的な矩形領域が有効表示領域となっている。
【0048】
図1に示すように、基板107aは、基板107bよりも広い面積に形成されており、これらの基板をシール材108によって貼り合わせたとき、基板107aは基板107bの外側へ張り出す基板張出し部107cを有する。そして、この基板張出し部107cには、電極114aから延び出る引出し配線114c、シール材108の内部に存在する導通材109(図2参照)を介して基板107b上の電極114bと導通する引出し配線114d、液晶駆動用IC103aの入力用バンプ、すなわち入力用端子に接続される配線114e、そして液晶駆動用IC103bの入力用バンプに接続される配線114f等の各種の配線が適切なパターンで形成される。
【0049】
電極114aから延びる引出し配線114c及び電極114bに導通する引出し配線114dはそれらの電極と同じ材料であるITO等の導電性酸化物によって形成される。
【0050】
液晶駆動用IC103a及び液晶駆動用IC103bは、異方性導電膜122(ACF:Anisotropic Conductive Film)によって基板張出し部107cの表面に接着されて実装される。すなわち、本実施の形態では基板上に半導体チップが直接に実装される構造の、いわゆるCOG(Chip On Glass)方式の液晶パネルとして形成されている。このCOG方式の実装構造においては、異方性導電膜122の内部に含まれる導電粒子によって、液晶駆動用IC103a及び103bの入力側バンプと配線114e及び114fとが導電接続され、液晶駆動用IC103a及び103bの出力側バンプと引出し配線114c及び114dとが導電接続される。
【0051】
図1に示すように、可撓性プリント基板(FPC)104は、可撓性の樹脂フィルム123と、チップ部品124を含んで構成された回路126と、金属配線端子127とを有する。回路126は樹脂フィルム123の表面に半田付けその他の導電接続手法によって直接に搭載される。また、金属配線端子127はAg系合金、Cr、Cuその他の導電材料によって形成される。可撓性プリント基板(FPC)104のうち金属配線端子127が形成された部分は、第1基板107aのうち配線114e及び配線114fが形成された部分に異方性導電膜122によって接続される。そして、異方性導電膜122の内部に含まれる導電粒子の働きにより、基板側の配線114e及び114fとFPC側の金属配線端子127とが導通する。
【0052】
可撓性プリント基板(FPC)104の反対側の辺端部には外部接続端子131が形成され、この外部接続端子131が図示しない外部回路に接続される。そして、この外部回路から伝送される信号に基づいて液晶駆動用IC103a及び103bが駆動され、電極114a及び電極114bの一方に走査信号が供給され、他方にデータ信号が供給される。これにより、有効表示領域V内に配列されたドット・マトリクス状の画素(ピクセル)が個々のピクセルごとに電圧制御され、その結果、液晶材料Lの配向が個々のドットごとに制御される。
【0053】
図1に示すいわゆるバックライトとして機能する光源106は、図2に示すように、アクリル樹脂等によって構成された導光体132と、その導光体132の光出射面132bに設けられた拡散シート133と、導光体132の光出射面132bの反対面に設けられた反射シート134と、発光源としてのLED136(Light Emitting Diode)とを有する。
【0054】
LED136は、LED基板137に支持され、そのLED基板137は、例えば、導光体132と一体に形成された支持部(図示せず)に装着される。LED基板137が支持部の所定位置に装着されることにより、LED136が導光体132の側辺端面である光取込み面132aに対向する位置に置かれる。なお、符号138は液晶パネル102に加わる衝撃を緩衝するための緩衝材を示している。
【0055】
LED136が発光すると、その光は光取込み面132aから取り込まれて導光体132の内部へ導かれ、反射シート134や導光体132の壁面で反射しながら伝播する間に光出射面132bから拡散シート133を通して外部へ平面光として出射する。
【0056】
本発明の電気光学装置101は、以上のように構成されているので、太陽光、室内光等の外部光が十分に明るい場合には、図2及び図3に示すように、外部光が基板107b側から液晶パネル102の内部へ取り込まれ、その光が着色層118を経て、液晶材料Lを通過した後、半透過反射膜112で反射され、再度液晶材料Lへ供給され、その後、着色層118を通過する。液晶材料Lはこれを挟持する電極114a及び114bによって赤(R)、緑(G)及び青(B)の画素(ピクセル)ごとに配向制御されており、よって、液晶材料Lへ供給された光はドットごとに変調され、その変調によって偏光板117bを通過する光と、通過できない光とにわけられ、液晶パネル102の外部に文字、数字等の像が表示される。これにより、反射型の画像表示が行われる。
【0057】
他方、外部光の光量が十分に得られない場合には、LED136が発光して導光体132の光出射面132bから平面光が出射され、その光が半透過反射膜112に形成された透過領域113と、それを覆うようにして形成された着色層121を通過して液晶材料Lへ供給される。この場合、反射型の表示と同様にして、供給された光が配向制御される液晶材料Lによってドットごとに変調された後、着色層118を通過して、外部へ像が表示される。これにより、透過型の画像表示が行われる。
【0058】
このように、本発明の電気光学装置101は、反射型における画像表示の明るさを保持したまま、透過型において、光が着色層121だけでなくの着色層118をも通過するように、すなわち、それぞれの着色層を1回ずつ合計2回通過するように構成されているために、装置全体として、反射型における画像表示の明るさを低下させることなく、透過型における画像表示の色濃度及び色純度を向上させることができる。
【0059】
なお、図5に示す電気光学装置の場合は、反射型として、外部光が基板107b側から液晶材料Lを通過した後、着色層121を通過し、半透過反射膜112で反射され、再度着色層121を通過して、液晶材料Lへ供給され、反射型の画像表示が行われる。また、透過型として、LEDの光が着色層121を通過して液晶材料Lへ供給された後、着色層118を通過して、透過型の画像表示が行われる。この場合も、反射型における画像表示の明るさを保持したまま、透過型において、光が着色層121だけでなく着色層118をも通過するように、すなわち、それぞれの着色層を1回ずつ合計2回通過するように構成されているために、装置全体として、反射型における画像表示の明るさを低下させることなく、透過型における画像表示の色濃度及び色純度を向上させることができる。
なお、上記した実施の形態では、主としてパッシブマトリクス方式の電気光学装置について述べてきたが、本発明はTFT(薄膜トランジスタ)又はTFD(薄膜ダイオード)等のスイッチング素子を各ドット毎に設けたアクティブマトリクス方式の電気光学装置についても応用できることは言うまでも無い。
【0060】
以下、本発明の電気光学装置の製造方法の一の実施の形態を、図7を用いて、具体的に説明する。
【0061】
本発明の電気光学装置の製造方法の実施の形態は、図7(a)に示すように、まず、透明なガラスや透明なプラスチック等によって形成された板状の基板107aの内側表面に半透過反射膜112を形成する(工程P1:半透過反射膜の形成工程)。この場合、半透過反射膜112としては、アルミニウム、銀、アルミニウム及び銀の少なくともいずれかを含む合金、又はこれらのチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等との積層膜からなるものを挙げることができる。その形成方法としては、任意の成膜手法(例えば、スパッタリング方法、蒸着法)によって前述の材料を0.1〜0.3μm程度の均一な厚さで一様に形成する。
【0062】
次いで、図7(b)に示すように、半透過反射膜112の所定箇所に、基板107aの背面に設置される光源からの光を透過するための透過領域113を形成する(工程P2:透過領域の形成工程)。その形成方法としては、適宜のパターニング手法(例えば、フォトリソグラフィ法、エッチング法)によって所定の透過領域113を有するパターンに形成する。
【0063】
次いで、図7(c)に示すように、基板107a上の、半透過反射膜112の透過領域113に対応した領域を覆うように、それぞれ色が異なる複数の着色層121R、121G、121Bからなる着色層121を形成する(工程P3:着色層121の形成工程)。具体的には、所定の色(この場合は赤(R)、緑(G)、青(B))の樹脂材料(例えば、アクリル樹脂等の感光性樹脂)を用い、また、所定の成膜手法(例えば、インクジェット法やスピンコート法)及び所定のパターニング手法(例えば、フォトリソグラフィ法等)を用いることによって、着色層121を矢印A方向から見て所定の厚さの格子状パターンに順次形成する。本例においては、着色層121の形成領域の面積を、半透過反射膜の透過領域113の100%になるように形成している。
【0064】
次いで、図7(d)に示すように、基板107aに対向配置される基板107b上の、着色層121に対向した領域に、それぞれ色が異なる複数の着色層118R、118G、118Bからなる着色層118を形成する(工程P4:着色層118の形成工程)。この場合、互いに対向する着色層121R、121G、121Bと同一色の材料から形成する。その着色材料としては、例えば、アクリル樹脂等の感光性樹脂を用いることができる。また、所定の成膜手法(例えば、インクジェット法やスピンコート法)及び所定のパターニング手法(例えば、フォトリソグラフィ法等)を用いることによって形成することができる。
【0065】
この場合、着色層118を、半透過反射膜112の透過領域113に対応した領域に形成することが好ましく、さらに、着色層118の形成領域の面積を、半透過反射膜112の透過領域113の25%以上150%以下となるように形成している。
【0066】
なお、図7においては着色層118及び着色層121の色として赤(R)、緑(G)及び青(B)を例にとって説明したが、これに限定されることはなく、それぞれシアン、マゼンダ、及びイエローの組み合わせでもよい。
【0067】
また、上述の着色層118及び着色層121からの配列パターンとしては図4に示すような、例えば、ストライプ配列、デルタ配列、モザイク配列等のパターンを挙げることができる。
【0068】
工程P3〜工程P4において、インクジェット法を用いて、赤(R)、緑(G)及び青(B)の着色層118及び着色層121を形成するには、インクジェットヘッドを移動させて基板107a及び基板107bの表面を走査させながら、インクジェットヘッドに設けたノズルから色ドット材料を配列パターンに対応した所定のタイミングでインク滴として吐出して基板107a、107b上に付着させる。そして、熱成処理、紫外線照射処理、又は真空乾燥処理により着色層材料を乾燥、固化させて着色層118及び着色層121を形成する。この処理を着色層118及び着色層121の各色ドットごとに繰り返すことによって、バラツキ(ムラ)のない、所望の色調を有するフルカラーの画像表示を実現することが可能な、着色層118及び着色層121のパターンを形成することができる。
【0069】
なお、インクジェット法を用いる場合、着色層118及び着色層121の各色ごとにインクジェットヘッドの走査を繰り返して着色層118及び着色層121を形成してもよく、一つのインクジェットヘッドに赤(R)、緑(G)及び青(B)の3色のノズルを配備しておいて一回の走査によって赤(R)、緑(G)及び青(B)の3色を同時に形成してもよい。
【0070】
インクジェット法の具体例としては、例えば、ピエゾ素子方式、熱エネルギーを利用した方式等、何でも利用できる。但し、50pl以下の流体を±30μm以内の吐出精度で吐出できることが望ましい。
【0071】
次いで、図7(e)に示すように、基板107a、107bをシール材108により接着するとともに、一対の基板間に電気光学物質としての液晶材料Lを注入、封止して液晶パネル102を作製する(工程P5:液晶パネル作製工程)。まず、基板107a、107bに配向膜を塗布し、この配向膜に対しラビング処理を施す。ラビング処理は、配向膜の表面を綿の布等で一方向に擦ることにより、微妙な溝を形成する工程である。これにより電気光学装置に封入される液晶材料Lの配向方向を制御することができる。この配向膜の材料としてはポリイミド系樹脂等を用いることができる。次いで、電気光学装置を構成する基板107a、107bを接着するためのシール材108を印刷し、基板107a、107bをシール材108により接着するとともに、一対の基板107a、107b間に液晶材料Lを注入、封止して液晶パネル102を作製する。本発明の電気光学装置に用いられる液晶材料Lとしては、例えば、STN(Super Twisted Nematic)液晶又はTN(Twisted Nematic)液晶である。基板107a、107bの内側表面には微小で球形のスペーサ119が多数分散され、これらのスペーサ119がセルギャップ内に存在することによりそのセルギャップの厚さが均一に維持される。
【0072】
図6(a)に示すように、本発明の電気光学装置の基板107a及び基板107bは、大面積のマザー基材150上に作製することができる。具体的には、まず、マザー基材150内に設定された複数の基板形成領域151のそれぞれの表面に基板107a、107bの一個分のパターンを形成する。さらに、それらの基板形成領域151の周りに切断用の溝を形成し、さらにそれらの溝に沿ってマザー基材150を切断することにより、個々の基板107a、107bを形成することができる。切断は、共通電極基板を貼り合わせて一対の基板を形成した後であってもよい。
【0073】
次いで、図7(f)に示すように、電気光学装置101の組立てを行う(工程P6:組立て工程)。液晶パネル102の表面に偏光板117a、117bを貼り付けた後、液晶パネル102、液晶駆動用IC103a、可撓性プリント基板(FPC)104等を接続し、さらに液晶パネル102の裏面側に光源106をバックライトとして設置する。
【0074】
バックライトとして機能する光源106は、アクリル樹脂等によって構成された導光体と、その導光体の光出射面に設けられた拡散シートと、導光体の光出射面の反対面に設けられた反射シートと、発光源としてのLED(Light Emitting Diod)とを有している。
【0075】
LEDは、LED基板に支持され、そのLED基板は、例えば、導光体と一体に形成された支持部に装着される。LED基板が支持部の所定位置に装着されることにより、LEDが導光体の側辺端面である光取込み面に対向する位置に配置される。
【0076】
このようにして構成された電気光学装置の製造方法により製造された電気光学装置は、反射型における画像表示の明るさを低下させることなく、透過型における画像表示の色濃度及び色純度を向上させることができる。
【0077】
以下、本発明の電気光学装置の製造方法の他の実施の形態を、図8を用いて、具体的に説明する。
【0078】
本発明の電気光学装置の製造方法の実施の形態は、図8(a)に示すように、まず、透明なガラスや透明なプラスチック等によって形成された板状の基板107aの内側表面に半透過反射膜112を形成する(工程S1:半透過反射膜の形成工程)。この場合、半透過反射膜112としては、アルミニウム、銀、アルミニウム及び銀の少なくともいずれかを含む合金、又はこれらのチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等との積層膜からなるものを挙げることができる。その形成方法としては、任意の成膜手法(例えば、スパッタリング)によって前述の材料を0.1〜0.3μm程度の均一な厚さで一様に形成する。
【0079】
次いで、図8(b)に示すように、半透過反射膜112の所定箇所に、基板107aの背面に設置される光源からの光を透過するための透過領域113を形成する(工程S2:透過領域の形成工程)。その形成方法としては、適宜のパターニング手法(例えば、フォトリソグラフィ法、エッチング法)によって所定の透過領域113を有するパターンに形成する。
【0080】
次いで、図8(c)に示すように、基板107a上の、半透過反射膜112上に、ドット領域全体を覆うように、それぞれ色が異なる複数の着色層118R、118G、118Bからなる着色層118を形成する(工程S3:着色層118の形成工程)。具体的には、所定の色(この場合は赤(R)、緑(G)、青(B))の樹脂材料(例えば、アクリル樹脂等の感光性樹脂)を用い、また、所定の成膜手法(例えば、インクジェット法やスピンコート法)及び所定のパターニング手法(例えば、フォトリソグラフィ法等)を用いることによって、着色層118を矢印A方向から見て所定の厚さの格子状パターンに順次形成する。
【0081】
次いで、図8(d)に示すように、107aに対向配置される基板107b上の、着色層118に対向した領域に、それぞれ色が異なる複数の着色層121R、121G、121Bからなる着色層121を形成する(工程S4:着色層121の形成工程)。この場合、互いに対向する着色層118R、118G、118Bと同一色の材料から形成する。その着色材料としては、例えば、アクリル樹脂等の感光性樹脂を用いることができる。また、所定の成膜手法(例えば、インクジェット法やスピンコート法)及び所定のパターニング手法(例えば、フォトリソグラフィ法等)を用いることによって形成することができる。
【0082】
この場合、着色層121を、半透過反射膜112の透過領域113に対応した領域に形成することが好ましく、ここでは、着色層121の形成領域の面積を、半透過反射膜112の透過領域113の100%になるように形成している。
【0083】
これ以降の工程S5、及び工程S6は、前述の工程P5及び工程P6と同様にして行われる。
【0084】
このようにして構成された電気光学装置の製造方法により製造された電気光学装置は、反射型における画像表示の明るさを低下させることなく、透過型における画像表示の色濃度及び色純度を向上させることができる。
【0085】
[電気光学装置の電子機器への応用]
このように構成した半透過反射型の電気光学装置101は、各種の電子機器の表示部として用いることができるが、その一例を、図9〜図11を参照しつつ具体的に説明する。
【0086】
図9は、本発明に係る電気光学装置を表示装置として用いた電子機器の回路構成を示すブロック図である。
【0087】
図9において、電子機器は、表示情報出力源70、表示情報処理回路71、電源回路72、タイミングジェネレータ73、及び液晶装置74を有する。また、液晶装置74は、液晶パネル75及び駆動回路76を有する。液晶装置74としては、前述した液晶装置101を用いることができる。
【0088】
表示情報出力源70は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等のようなメモリ、各種ディスク等のようなストレージユニット、デジタル画像信号を同調出力する同調回路等を備え、タイミングジェネレータ73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ような表示情報を表示情報処理回路71に供給する。
【0089】
表示情報処理回路71は、シリアル−パラレル変換回路や、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等のような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、その画像信号をクロック信号CLKと共に駆動回路76へ供給する。電源回路72は、各構成要素に所定の電圧を供給する。
【0090】
図10は、本発明に係る電子機器の一実施形態であるモバイル型のパーソナルコンピュータを示している。ここに示すパーソナルコンピュータ80は、キーボード81を備えた本体部82と、液晶表示ユニット83とを有する。液晶表示ユニット83は、前述した電気光学装置101を含んで構成される。
【0091】
図11は、他の電子機器である携帯電話機を示している。ここに示す携帯電話機90は、複数の操作ボタン91と、前述した電気光学装置101からなる表示部とを有している。
【0092】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によって、携帯電話機、携帯型パーソナルコンピュータ等の電子機器における半透過反射型の電気光学装置として好適に用いられる、反射型における画像表示の明るさを低下させることなく、透過型における画像表示の色濃度及び色純度を向上させることができる電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電気光学装置の一の実施の形態を模式的に示す分解斜視図である。
【図2】図1におけるX−X線での断面図である。
【図3】本発明の電気光学装置の一の実施の形態に用いられる液晶パネルを模式的に示す説明図であり、(a)は平面図、(b)は断面図である。
【図4】電気光学装置における赤(R)、緑(G)及び青(B)の三色の色ドットからなる画素(ピクセル)の配列例を示す平面図である。
【図5】本発明の電気光学装置の他の実施の形態に用いられる液晶パネルを模式的に示す説明図であり、(a)は平面図、(b)は断面図である。
【図6】本発明の電気光学装置に用いられる基板の構成を模式的に示す平面図であり、(a)は、個々の基板に切り出す前のマザーボード全体を示し、(b)は、(a)の一部拡大図で、切り出し後の個々の基板を示す。
【図7】本発明の電気光学装置の製造方法の一の実施の形態を製造工程順に模式的に示す断面図である。
【図8】本発明の電気光学装置の製造方法の他の実施の形態を製造工程順に模式的に示す断面図である。
【図9】本発明に係る電気光学装置を表示装置として用いた電子機器の回路構成を示すブロック図である。
【図10】本発明の電気光学装置を用いた電子機器の一例としてのモバイル型のパーソナルコンピュータを示す説明図である。
【図11】本発明の電気光学装置を用いた電子機器の他の例としての携帯電話機の説明図である。
【符号の説明】
70…表示情報出力源
71…表示情報処理回路
72…電源回路
73…タイミングジェネレータ
74…液晶装置
75…液晶パネル
76…駆動回路
80…パーソナルコンピュータ
81…キーボード
82…本体部
83…液晶表示ユニット
90…携帯電話機
91…操作ボタン
101…電気光学装置(液晶装置)
102…電気光学パネル(液晶パネル)
103a,103b…半導体チップ(液晶駆動用IC)
104…配線接続要素(可撓性プリント基板(FPC))
106…光源
107a,107b…基板
107c…基板張出し部
108…シール材
109…導通材
111a、111b…基材
112…半透過反射膜
113…透過領域
114a,114b…電極
114c,114d…引出し配線
114e,114f…配線
116a,116b…配向膜
117a,117b…偏光板
118…着色層
118R,118G,118B…着色層
119…スペーサ
121…着色層
121R,121G,121B…着色層
122…異方性導電膜(ACF)
123…樹脂フィルム
124…チップ部品
126…回路
127…金属配線端子
131…外部接続端子
132…導光体
132a…光取込み面
132b…光出射面
133…拡散シート
134…反射シート
136…LED
137…LED基板
150…マザー基材
151…基板形成領域
D…ドット
L…液晶材料
V…有効表示領域
Claims (5)
- 一対の基板に各々透明電極を設け、前記一対の基板の前記透明電極間に液晶を挟み、前記一対の透明電極が対向する領域毎にドットが形成された電気光学パネルと、前記電気光学パネルに向けて光を照射する光源と、を具備し、外光を利用した反射型表示、及び前記光源からの光を利用した透過型の表示が可能な電気光学装置において、
前記一対の基板の一方の基板には、前記光源からの光を透過させる前記ドット毎に設けられ膜が形成されていない透過領域、及び前記膜が形成されて前記外光を反射する反射領域を備えた半透過反射膜と、前記ドットに対応し、前記半透過反射膜の前記透過領域及び前記反射領域上に設けられた第1の着色層と、前記第1の着色層上に形成された前記一対の透明電極の一方を備え、
前記一対の基板の他方の基板には、前記液晶を挟んで前記第1の着色層とは反対側に前記透過領域に対応するようにインクジェット法で設けられた第2の着色層と、前記第2着色層上に形成された前記一対の透明電極の他方を備えることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1に記載の電気光学装置において、
前記第1の着色層と前記第2の着色層とが実質的に同一材料を含むことを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1に記載の電気光学装置において、
複数の前記ドットにより定義される画素を有し、
前記画素においては、前記第1及び第2の着色層の色がドット毎に異なることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の電気光学装置を表示部として備えた電子機器。
- 一対の基板に各々透明電極を設け、前記一対の基板の前記透明電極間に液晶を挟み、前記一対の透明電極が対向する領域毎にドットが形成された電気光学パネルと、前記電気光学パネルに向けて光を照射する光源と、を具備し、外光を利用した反射型表示、及び前記光源からの光を利用した透過型の表示が可能な電気光学装置を製造する方法において、
前記一対の基板の一方の基板に、膜が形成されてなく前記光源からの光を透過させる透過領域、及び前記膜が形成されて前記外光を反射する反射領域を備えた半透過反射膜を、前記透過領域が前記ドット毎に対応するように形成する工程、
前記ドットに対応し、前記半透過反射膜の前記透過領域及び前記反射領域上に第1の着色層を形成する工程、
前記第1の着色層上に前記一対の透明電極の一方を形成する工程、
前記一対の基板の他方の基板に、前記液晶を挟んで前記第1の着色層とは反対側に、前記透過領域に対応するようにインクジェット法で第2の着色層を形成する工程、
前記第2着色層上に前記一対の透明電極の他方を形成する工程、
を具備することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
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