JP4045878B2 - カラーフィルタ基板、電気光学装置及び電子機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーフィルタ基板及びその製造方法、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、液晶表示装置（特に、反射型液晶表示装置や半透過反射型液晶表示装置）に用いられた場合に、ブラックマスク等の遮光機能及び反射型表示のための散乱機能を簡易な構造で兼ね備え、機能性に優れるとともに安価なカラーフィルタ基板及びその製造方法、液晶表示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に液晶表示装置が広く用いられるようになっている。また、カラーフィルタ基板を用いてカラー表示を行う構造の液晶表示装置も広く用いられるようになっている。
【０００３】
カラーフィルタ基板として、従来、ガラス、プラスチック等によって形成した基板の表面に、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）のそれぞれの着色層を所定の配列、例えば、ストライプ配列、モザイク配列、デルタ配列等に形成してなるものが知られている（図１０参照）。
【０００４】
また、自然光や室内照明光等の外光を観察側から入射させ、この光を反射させて表示を行う反射型表示と、光源からの光を観察側とは反対側から入射させて表示を行う透過型表示とを必要に応じて切換えることができる、いわゆる半透過反射型液晶表示装置が知られている。
【０００５】
図１１は、従来の半透過反射型液晶表示装置の一例を模式的に示す断面図であり、二端子型スイッチング素子であるＴＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）を備えたアクティブマトリックス方式の半透過反射型液晶表示装置の構成を模式的に示している。
【０００６】
図１１に示すように、この液晶表示装置は、シール材５４を挟んで対向する第１基板５１及び第２基板５２の間に液晶５３を挟持してなる液晶パネル５と、この液晶パネル５の第２基板５２側に配設されるバックライトユニット６とを含んで構成される。第１基板５１には、ＴＦＤを介して走査線に接続され（いずれも図示せず）、マトリックス状に配列された画素電極５１１と、配向膜５１２とが形成されている。一方、第２基板５２には、第２基板５２の大部分を覆う反射膜５２１（この反射膜５２１は、図１１に示すようにガラス等からなる第２基板５２の表面をエッチング処理してフロスト化したものの上に直接形成される場合と、表面が凹凸の形状を有するアクリル樹脂等の凹凸層（図示せず）上に形成される場合があり、また、カラー表示の場合には着色層（図示せず）が反射膜５２１の表面上に積層して形成される）と、この反射膜５２１が形成された第２基板５２の表面を覆う平坦化膜５２２と、上記走査線と交差する方向に延在する複数の帯状の対向電極５２３と配向膜５２４とが形成されている。このような構成の下、第１基板５１側から入射した光は、第２基板５２上の反射膜５２１表面において反射して第１基板５１側から出射し、これにより反射型表示がなされるようになっている。さらに、反射膜５２１には、各画素電極５１１に対応して開口部５２１ａが形成されており、バックライトユニット６から出射して第２基板５２側から入射した光は、この開口部５２１ａを通過して第１基板５１側に出射する。これにより透過型表示がなされるようになっている。
【０００７】
図１２に示すように、従来の液晶表示装置においてカラー表示を行う場合、遮光層７００又は基板（図示せず）の表面上に形成された反射膜５２１の表面上には、着色層形成領域を区画するとともに各着色層間の隙間を遮光するための遮光層（ブラックマスクやブラックマトリックス）５２５を形成し、この遮光層（ブラックマスクやブラックマトリックス）５２５によって区画された着色層形成領域に着色層５２６を形成している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の液晶表示装置においては、遮光層７００を形成するとともに、遮光層（ブラックマスクやブラックマトリックス）５２５を形成しなければならず、製造工程が複雑になり、コストの上昇を来すだけでなく、反射膜上に不必要な遮光層（残渣）が残り易く反射率が低下するという機能性の面で問題があった。
【０００９】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、液晶表示装置（特に、反射型液晶表示装置や半透過反射型液晶表示装置）に用いられた場合に、ブラックマスク等の遮光機能及び反射型表示のための散乱機能を簡易な構造で兼ね備え、機能性に優れるとともに安価なカラーフィルタ基板及びその製造方法、液晶表示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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のカラーフィルタ基板は、基板と、基板上に設けられた複数の画素と、を有するカラーフィルタ基板であって、画素の各々は、基板上に設けられた樹脂製の遮光層と、遮光層の上層の一部に設けられた反射膜と、少なくとも反射膜に重なる着色層と、を有し、画素内から隣り合う画素との境界領域に重なるように延在された遮光層は、画素内に光を透過する開口部を備え、着色層は、開口部に設けられるとともに、反射層と重なる領域よりも、開口部において厚く設けられ、断面視において、遮光層は基板に向かって幅広の傾斜面を有し、着色層は、開口部内に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るカラーフィルタ基板によれば、基板の遮光層が設けられる面には、凹凸形状が形成されていることが好ましい。
また、画素の各々において、反射膜は、着色層と、隣り合う画素の着色層とを区画するためのスリットを有し、平面視において、スリットから露出した遮光層が画素を囲っていることが好ましい。
【００１２】
上述のように構成することによって、電気光学装置（特に、反射型液晶表示装置や半透過反射型液晶表示装置）に用いられた場合に、ブラックマスク等の遮光機能及び反射型表示のための散乱機能を簡易な構造で兼ね備え、機能性に優れるとともに安価なカラーフィルタ基板を提供することができる。
【００１３】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、基板上に実質的に光を遮る遮光層を形成する工程と、前記遮光層上に実質的に光を反射させる反射膜を形成する工程と、前記反射膜上に着色層を形成する工程とを含み、前記反射膜を形成する工程では、前記反射膜に開口部を形成することが好ましい。
【００１４】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、実質的に透明な基板上に実質的に光を遮る遮光層を形成する工程と、前記遮光層上に実質的に光を反射する反射膜を形成する工程と、前記基板上に着色層を形成する工程とを含み、前記遮光層を形成する工程では、前記遮光層に開口部を形成し、前記反射膜を形成する工程では、前記反射膜に開口部を形成し、前記着色層を形成する工程では、前記反射膜を前記着色層によって覆うことを特徴とするものであってもよい。
【００１５】
上述のように構成することによって、上述のカラーフィルタ基板を効率的かつ低コストで製造することができる。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明の液晶表示装置（電気光学装置）は、反射表示および透過表示を行う表示領域を備えた半透過反射型の液晶表示装置であって、表示領域は、それぞれが反射表示を行うための反射領域と、透過表示を行うための透過領域とを備えた、複数の画素からなり、画素の各々は、基板上に設けられた樹脂製の遮光層と、遮光層の上層の一部に設けられた反射領域としての反射膜と、少なくとも反射膜に重なる着色層と、を有し、画素内から隣り合う画素との境界領域に重なるように延在された遮光層は、画素内に光を透過する開口部を備え、着色層は、開口部に設けられるとともに、反射層と重なる領域よりも、開口部において厚く設けられ、断面視において、遮光層は基板に向かって幅広の傾斜面を有し、着色層は、開口部内に形成されていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る液晶表示装置（電気光学装置）によれば、基板の遮光層が設けられる面には、凹凸形状が形成されていることが好ましい。
また、画素の各々において、反射膜は、着色層と、隣り合う画素の着色層とを区画するためのスリットを有し、平面視において、スリットから露出した遮光層が画素を囲っていることが好ましい。
【００１８】
上述のように構成することによって、機能性に優れるとともに安価な電気光学装置を提供することができる。
【００１９】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、基板上に実質的に光を遮る遮光層を形成する工程と、前記遮光層上に実質的に光を反射させる反射膜を形成する工程と、前記反射膜上に着色層を形成する工程とを含み、前記反射膜を形成する工程では、前記反射膜に開口部を形成することが好ましい。
【００２０】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、実質的に透明な基板上に実質的に光を遮る遮光層を形成する工程と、前記遮光層上に実質的に光を反射する反射膜を形成する工程と、前記基板上に着色層を形成する工程とを含み、前記遮光層を形成する工程では、前記遮光層に開口部を形成し、前記反射膜を形成する工程では、前記反射膜に開口部を形成し、前記着色層を形成する工程では、前記反射膜を前記着色層によって覆うことを特徴とするものであってもよい。
【００２１】
上述のように構成することによって、機能性に優れた電気光学装置を効率よく低コストで製造することができる。
【００２２】
また、本発明の電子機器は、上述の電気光学装置を備えたことを特徴とする。
【００２３】
このように構成することによって、機能性に優れるとともに安価な電子機器を提供することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、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。
【００２５】
（第１の実施の形態）
図１に示すように、第１の実施の形態におけるカラーフィルタ基板１０は、基板３と、基板３上に設けられた実質的に光を遮る遮光層７と、遮光層７上に設けられた実質的に光を反射させる反射膜５と、反射膜５上に設けられた着色層４とを有し、反射膜５は開口部６を有し着色層４によって覆われている。
【００２６】
なお、図１においては、隣接する着色層４の間に間隙が設けられた場合を示すが、互いに接触し連続して設けられたものであってもよい。また、開口部６は上方から俯瞰的に見た場合、各画素領域を囲っている状態になる。以下の実施の形態の場合においても同様である。
【００２７】
このように、反射膜５は開口部６を有しているため、遮光層７が露出し、遮光層７のコントラスト向上機能を十全に発揮させることができる。
【００２８】
このように構成することによって、外部からの光を反射膜５で反射し、この反射光による画像を表示することが可能であり（反射型表示が可能であり）、機能性に優れるとともに安価な反射型の装置用のカラーフィルタ基板として好適に用いられることができる。
【００２９】
以下、さらに具体的に説明する。
【００３０】
本発明に用いられる基板３としては特に制限はないが、例えば、ガラスや石英、プラスティック等の光透過性を有する板状部材を挙げることができる。本実施の形態においては、必ずしも光透過性を有する基板３を用いる必要はない。
【００３１】
また、着色層４は、通常、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）のそれぞれの着色層を、基板３上の着色層形成領域に、所定の配列、例えば、ストライプ配列、モザイク配列、デルタ配列等の形状に形成される（図１０参照）。具体的には、着色層４は、所定の色の樹脂材料、例えば、Ｒ（赤色）の顔料を分散させたアクリル樹脂によって、例えば、スピンコート法やインクジェット法を用いて、かつ所定のパターニング手法（例えば、フォトリソグラフィ法）を用いて基板３上の着色層形成領域に形成される。この場合、個々の着色層形成領域の平面寸法は、例えば、３０μｍｍ×１００μｍ程度に形成される。
【００３２】
また、反射膜５は、外部からの入射光を反射させるための膜であり、例えば、反射性を有する材料からなる膜（例えば、アルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、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）によって形成される。
【００３３】
また、遮光層は、通常、画像のコントラストを向上させる機能（ブラックマスク等の遮光機能）を発揮させるために用いられるが、本発明における遮光層７は、さらに反射型表示のための散乱機能をも兼ね備えている。
【００３４】
遮光層７は、例えば、実質的に光を遮ることができる樹脂から形成されるが、このような遮光性樹脂としては、例えば、黒色の顔料を分散させたエポキシ樹脂を挙げることができる。
【００３５】
（第２の実施の形態）
図２に示すように、第２の実施の形態におけるカラーフィルタ基板１０は、実質的に透明な基板３ａと、この基板３ａ上に設けられた遮光層７と、遮光層７上に設けられた反射膜５と、基板３ａ上に設けられた着色層４とを有し、遮光層７は開口部８を有し、反射膜５は開口部６を有するとともに、着色層４によって覆われている。
【００３６】
このように、遮光層７は開口部８を有しているため、バックライトユニットからの入射光は、この遮光層７の開口部８を通過するとともに着色層４を透過し、この透過光による画像を表示することも可能であり（透過型表示も可能であり）、反射膜５による反射型表示と相俟って、機能性に優れるとともに安価な半透過・半反射型の装置用のカラーフィルタ基板として好適に用いられることができる。従って、本実施の形態には実質的に透明な基板３ａが用いられるが、その他の構成要素については、第１の実施の形態の場合と同様である。
【００３７】
（第３の実施の形態）
図３に示すように、第３の実施の形態におけるカラーフィルタ基板１０は、第２の実施の形態に用いられた基板３ａに代えて、表面に凹凸を有する基板３ｂを用い、かつ遮光層７及び反射膜５として表面に凹凸を有する遮光層７ａ及び反射膜５ａを用いたものである。すなわち、実質的に透明で表面に凹凸を有する基板３ｂと、この基板３ｂ上に設けられた、基板３ｂの表面の凹凸形状に対応した表面凹凸形状を有する遮光層７ａと、遮光層７ａ上に設けられた、遮光層７ａの表面の凹凸形状に対応した表面凹凸形状を有する反射膜５ａと、基板３ｂに設けられた着色層４とを有し、遮光層７ａは開口部８を有し、反射膜５ａは開口部６を有するとともに、着色層４によって覆われている。
【００３８】
なお、図示はしないが、第２の実施の形態に用いられた基板、遮光層及び反射膜に代えて、第１の実施の形態に用いられた基板、遮光層及び反射膜を用い、これらの表面に凹凸を有するように構成したものであってもよい。
【００３９】
このように構成することによって、基板３ｂの表面凹凸形状に対応して、表面に凹凸を有する遮光層７ａを形成し、また、この遮光層７ａの表面凹凸形状に対応して、表面に凹凸を有する反射膜５ａを形成することができるため、表面に凹凸を有した遮光層７ａ及び反射膜５ａを形成することが容易になる。このように、反射膜５ａの表面に形成された凹凸形状によって、反射光を適度に散乱させることができるため、光学特性を向上させることができる。
【００４０】
なお、図１３に示すように、表面に凹凸を有する基板３ｂを用いずに、表面に凹凸を持たない基板３ｂを用いて、この基板３ｂ上に、直接、表面に凹凸を有する遮光層７ａを形成し、遮光層７ａの表面凹凸形状に対応した形状の表面凹凸形状を有する反射膜５ａを形成したものであってもよい。このように構成しても上述と同様の作用効果を得る事ができ、更には、基板表面に凹凸を形成するプロセスを省略することができ、工程を簡略化することができる。また、選択的に凹凸表面をもつ遮光層７ａを形成することができるので、設計の自由度が高くなり、表面に凹凸を形成したくない領域には凹凸を形成しないようにする事も可能になる。
【００４１】
（第４の実施の形態）
図４に示すように、第４の実施の形態におけるカラーフィルタ基板の製造方法は、基板３上に、実質的に光を遮ることができる樹脂、例えば、黒色の顔料を分散させたエポキシ樹脂をスピンコート法によって塗布し、不要な部分を除去することによって遮光層７を形成する工程（遮光層形成工程）と、遮光層７上にスパッタリング等によって反射膜５を形成する工程（反射膜形成工程）と、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて反射膜５の開口部６を形成する工程（反射膜の開口部形成工程）と、反射膜５上に着色層４を形成する工程（着色層形成工程）とを含んでいる。
【００４２】
このように構成することによって、機能性に優れた反射型の装置用のカラーフィルタ基板を効率よく、かつ低コストで製造することができる。
【００４３】
（第５の実施の形態）
図５に示すように、第５の実施の形態におけるカラーフィルタ基板の製造方法は、実質的に透明な基板３ａ上に実質的に光を遮ることができる樹脂、例えば、黒色の顔料を分散させたエポキシ樹脂をスピンコート法によって塗布し、不要な部分を除去することによって遮光層７を形成する工程と、フォトリソグラフィ技術を用いて遮光層７に開口部８を形成する工程（遮光層の開口部形成工程）と、遮光層７上にスパッタリング等によって反射膜５を形成する工程（反射膜形成工程）と、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて反射膜５の開口部６を形成する工程（反射膜の開口部形成工程）と、基板３ａ上に反射膜５を覆うようにして着色層を形成する工程（着色層形成工程）とを含んでいる。
【００４４】
このように構成することによって、機能性に優れた半透過・半反射型の装置用のカラーフィルタ基板を効率よく、かつ低コストで製造することができる。
【００４５】
（第６の実施の形態）
図６に示すように、第６の実施の形態は、第５の実施の形態におけるカラーフィルタ基板の製造方法に、後述する表面凹凸基板形成工程を加えたものである。すなわち、第６の実施の形態は、エッチング技術を用いて、実質的に透明な基板３ａの表面に凹凸を形成し、表面に凹凸を有する基板３ｂを形成する工程（表面凹凸基板形成工程）と、表面に凹凸を有する基板３ｂ上に実質的に光を遮ることができる樹脂、例えば、黒色の顔料を分散させたエポキシ樹脂をスピンコート法によって塗布し、不要な部分を除去することによって基板３ｂの表面凹凸形状に対応した形状を有する遮光層７ａを形成する工程と、フォトリソグラフィ技術を用いて遮光層７ａに、開口部８を形成する工程（遮光層の開口部形成工程）と、遮光層７ａ上に遮光層７ａの表面凹凸形状に対応した形状を有する反射膜５ａをスパッタリング等によって形成する工程（反射膜形成工程）と、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて反射膜５ａの開口部６を形成する工程（反射膜の開口部形成工程）と、基板３ｂ上に反射膜５ａを覆うようにして着色層４を形成する工程（着色層形成工程）とを含んでいる。
【００４６】
この場合、表面凹凸基板形成工程は省略してもよい。すなわち、図１４に示すように、表面に凹凸を有しない基板３ｂ上に、直接、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて表面に凹凸を有する遮光層７ａを形成し、形成された遮光層７ａ上に遮光層７ａの表面凹凸形状に対応した形状を有する反射膜５ａを形成してもよい。このように構成しても上述と同様の作用効果を得る事ができ、更には、基板表面に凹凸を形成するプロセスを省略することができ、工程を簡略化することができる。また、選択的に凹凸表面をもつ遮光層７ａを形成することができるので、設計の自由度が高くなり、表面に凹凸を形成したくない領域には凹凸を形成しないようにする事も可能になる。
【００４７】
このように構成することによって、さらに機能性に優れた半透過・半反射型の装置用のカラーフィルタ基板を効率よく、かつ低コストで製造することができる。
【００４８】
なお、図示はしないが、第４の実施の形態におけるカラーフィルタ基板の製造方法に、前述の表面凹凸基板形成工程を加えたものであってもよい。すなわち、表面凹凸基板形成工程において、第４の実施の形態で用いられた基板を用いてその表面に凹凸を形成するとともに、第４の実施の形態で用いられた遮光層及び反射膜の表面に凹凸を形成するものであってもよい。
【００４９】
反射膜形成工程についての詳細は、本発明の電気光学装置の実施の形態のところで具体的に説明する。
【００５０】
（第７の実施の形態）
図７に示すように、第７の実施の形態における電気光学装置（アクティブマトリックス方式の半透過反射型液晶表示装置として構成した場合であって、スイッチング素子として二端子型スイッチング素子を用いた場合を示す）は、一対の基板１１，１２と、一対の基板１１，１２のうち一方の基板１２上に設けられた実質的に光を遮る遮光層１０７と、遮光層１０７上に設けられた実質的に光を反射する反射膜１０５と、反射膜１０５上に設けられた着色層１０４とを有し、反射膜１０５は開口部１０６を有することを特徴とする。なお、一方の基板１２上に設けられた遮光層１０７、反射膜１０５及び着色層１０４は、図１〜図３に示すもののうちいずれの構成のものであってもよい。
【００５１】
以下、さらに具体的に説明する。
図７に示すように、第７の実施の形態における電気光学装置は、シール材（図示せず）を介して対向する一対の基板（第１基板１１及び第２基板１２）の間に液晶１３を挟持してなる液晶パネル１と、この液晶パネル１の第２基板（一方の基板）１２側に配設されるバックライトユニット２とを含んで構成される。なお、実際には、第１基板１１及び第２基板１２の外側（液晶１３とは反対側）の表面に、入射光を偏光させるための偏光板や位相差板等が貼着されるが、本発明とは直接関係がないため、その説明及び図示を省略する。
【００５２】
バックライトユニット２は、光を照射する線状の蛍光管と、蛍光管から発せられる光を反射して導光板２１に導く反射板と（いずれも図示せず）、蛍光管からの光を液晶パネル１の全面に導く導光板２１と、この導光板２１に導かれた光を液晶パネル１に対して一様に拡散させる拡散板２２と、導光板２１から液晶パネル１とは反対側に出射される光を液晶パネル１側へ反射させる反射板２３とを有している。ここで、上記蛍光管は、常に点灯しているのではなく、外光がほとんどないような環境において使用される場合に、ユーザからの指示やセンサからの検出信号に応じて点灯し、これにより透過型表示が行われるようになっている。
【００５３】
液晶パネル１の第１基板１１は、ガラスや石英、プラスティック等の光透過性を有する板状部材である。この第１基板１１の内側（液晶１３側）表面には、複数の画素電極１１１がマトリックス状に配列して形成される。各画素電極１１１は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電材料によって形成される。
【００５４】
図８は、画素電極１１１等が形成された第１基板１１の表面を拡大して表す斜視図である。なお、図８と図７とでは、上下関係が逆になっている。
【００５５】
図８に示すように、画素電極１１１は、ＴＦＤ１１３を介して画素電圧供給用の走査線（図７においては紙面と垂直方向に延在して形成される）１１４に接続される。また、各ＴＦＤ１１３は、走査線１１４から分岐した部分である第１金属膜１１３ａと、この第１金属膜１１３ａの表面に陽極酸化によって形成された絶縁体たる酸化膜１１３ｂと、この酸化膜１１３ｂの上面に例えばクロム等によって形成された第２金属膜１１３ｃとからなり、非線形な電流−電圧特性を有する二端子型スイッチング素子である。そして、このＴＦＤ１１３の第２金属膜１１３ｃが画素電極１１１に接続された構成となっている。
【００５６】
図７において、画素電極１１１及びＴＦＤ１１３等が形成された第１基板１１の表面は、配向膜１１２によって覆われている。この配向膜１１２は、ポリイミド等の有機薄膜であり、電圧が印加されていないときの液晶１３の配向方向を規定するためのラビング処理が施されている。
【００５７】
一方、第２基板１２は、ガラス基板等の基板１２の表面上に形成した遮光性層１０７と、この遮光層１０７の表面上に形成した開口部１０６を有する反射膜１０５と、この反射膜１０５を覆うように形成されたカラーフィルタ（着色層）１０４とを積層して備えるように構成されている。さらに、オーバーコート層１２４と、対向電極１２５と、配向膜１２６とが形成されている。
【００５８】
反射膜１０５は、前述のように、反射性を有する材料（例えばアルミニウムや銀等）によって形成され、第１基板１１側からの入射光を反射させるための膜である。
【００５９】
図９は、この反射膜１０５の形状を模式的に示す平面図である。なお、図９においては、反射膜１０５のうち、第１基板１１に形成された画素電極１１１と対向する領域を破線で示している。図９に示すように、反射膜１０５は、第２基板１２の全面を覆うように形成されるが、第２基板１２の表面のうち、第１基板１１に形成された各画素電極１１１と対向する領域の一部には開口部１０６が形成された形状となっている。後述するように、バックライトユニット２からの入射光は、この反射膜１０５の開口部１０６を通過して第１基板１１側に出射し、透過型表示をする。
【００６０】
ここで、第２基板１２の内側表面（より詳細には、遮光層１０７の表面）のうち、反射膜１０５によって覆われる領域（以下、「反射領域」という）は、多数の微細な凹凸が形成された粗面となっている。このため、反射膜１０５の表面には、反射領域上の凹凸を反映した凹凸が形成されることとなる。
【００６１】
カラーフィルタ（着色層）１０４は、上述のように、染料や顔料によってＲ（赤色）、Ｇ（緑色）及びＢ（青色）のいずれかに着色された樹脂材料で形成された膜である。また、反射膜１０５、遮光層１０７及びカラーフィルタ（着色層）１０４が形成された第２基板１２の表面は、アクリル樹脂やエポキシ樹脂からなるオーバーコート層１２４によって覆われている。これは、遮光層１０７、反射膜１０５及びカラーフィルタ（着色層）１０４によって第２基板１２上に形成された凸部を平坦化するとともに、カラーフィルタ（着色層）１０４から有機材料が染み出して液晶を劣化させるのを防止する。
【００６２】
さらに、このオーバーコート層１２４の表面には、複数の対向電極１２５が形成されている。各対向電極１２５は、第１基板１１上に列をなす複数の画素電極１１１の各々と対向するように所定の方向に延在して形成された帯状の電極であり、透明導電材料、例えば、ＩＴＯ等によって形成される。第１基板１１と第２基板１２との間に挟持された液晶１３は、画素電極１１１と対向電極１２５との間に電圧が印加されることによってその配向方向が変化する。すなわち、各画素電極１１１と各対向電極１２５とが対向する領域が画素として機能することとなる。
【００６３】
上述した反射膜１０５の開口部１０６は、遮光性樹脂層１２ｂが形成されない領域に対応して形成される。一方、これらの対向電極１２５が形成されたオーバーコート層１２４の表面は、上記配向膜１１２と同様の配向膜１２６によって覆われている。
【００６４】
以上説明した構成により、以下に示す反射型表示及び透過型表示がなされることとなる。
【００６５】
まず、反射型表示の場合、太陽光や室内照明等の外光は、第１基板１１側から入射し、第１基板１１、画素電極１１１、配向膜１１２、液晶１３、配向膜１２６、対向電極１２５、オーバーコート層１２４、カラーフィルタ１０４、反射膜１０５という経路を順に辿り、反射膜１０５に達し、この反射膜１０５の表面で反射した後、上記経路を逆に辿って第１基板１１側から出射して観察者に視認される。ここで、上述したように、反射膜１０５の表面には、第２基板１２の反射領域に形成された凹凸を反映した凹凸が形成されている。このため、第１基板１１側からの入射光は、この反射膜１０５の凹凸によって適度に散乱された後に第１基板１１側から出射するから、観察者によって視認される画像に背景が映り込んだり、室内照明からの光が反射するといった事態を回避することができる。
【００６６】
一方、透過型表示の場合、バックライトユニット２による照射光は、第２基板１２、遮光層１０７の開口部８、反射膜１２１の開口部１２２、カラーフィルタ（着色層）１２３、オーバーコート層１２４、対向電極１２５、配向膜１２６、液晶１３、配向膜１１２、画素電極１１１、第１基板１１という経路を順に辿って出射して観察者に視認される。
【００６７】
（第８の実施の形態）
第８の実施の形態における電気光学装置の製造方法は、基板上に実質的に光を遮る遮光層を形成する工程（遮光層形成工程）と、遮光層上に実質的に光を反射させる反射膜を形成する工程（反射膜形成工程）と、反射膜に開口部を形成する工程（反射膜の開口部形成工程）と、反射膜上に着色層を形成する工程（着色層形成工程）とを含んでいる。
【００６８】
（第９の実施の形態）
第９の実施の形態における電気光学装置の製造方法は、実質的に透明な基板上に実質的に光を遮る遮光層を形成する工程（遮光層形成工程）と、遮光層に開口部を形成する工程（遮光層の開口部形成工程）と、遮光層上に反射膜を形成する工程（反射膜形成工程）と、反射膜に開口部を形成する工程（反射膜の開口部形成工程）と、基板上に反射膜を覆うように着色層を形成する工程（着色層形成工程）とを含んでいる。
【００６９】
上記各工程は既に説明をしたので重複を避けるため、説明を割愛する。以下、上記各工程後の工程を、図７を参照しつつ説明する。
【００７０】
上記各工程を経て形成された第２基板１２の全面にアクリル樹脂等の樹脂材料を塗布し、その後焼成してオーバーコート層１２４を形成する。さらに、こうして形成されたオーバーコート層１２４の表面に、スパッタリング法等によってＩＴＯの薄膜を形成し、この薄膜に対してエッチングやフォトリソグラフィ等を施すことにより、複数の帯状の対向電極１２５を形成する。次に、これらの対向電極１２５が形成されたオーバーコート層１２４の表面にポリイミド等の有機材料を塗布・焼成して配向膜１２６を形成した後、この配向膜１２６に対して、用いる液晶１３のツイスト角に応じた一軸配向処理（例えばラビング処理）を施す。
【００７１】
一方、第１基板１１の表面に、走査線１１４、ＴＦＤ１１３及び画素電極１１１を形成する。これらの各部は、公知の各種方法を用いて形成することができる。
【００７２】
次に、上記のようにして得られた第２基板１２上に、この第２基板１２の縁部を囲む形状のシール材を印刷するとともに、この第２基板１２と、画素電極１１１等が形成された第１基板と１１をシール材を介して接合し、液晶１３を封入して液晶パネル１が得られる。この後、液晶パネル１の第２基板１２側にバックライトユニット２を配設して、図７に示す電気光学装置が完成する。
【００７３】
［変形例］
以上、本発明の電気光学装置の一実施の形態について説明したが、上記実施の形態はあくまでも例示であり、上記実施の形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。変形例としては、例えば、以下のようなものが考えられる。
【００７４】
＜変形例１＞
上記各実施の形態においては、二端子型スイッチング素子を用いたアクティブマトリックス方式の液晶表示装置を示したが、本発明は、例えば、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；薄膜トランジスタ）に代表される三端子型スイッチング素子を用いた液晶表示装置又はパッシブマトリックス方式の液晶表示装置にも適用可能である。これらの電気光学装置の場合も、上記各実施の形態におけると同様、液晶を挟持する一対の基板のうちの観察側とは反対側の基板に、遮光層、開口部を有する反射膜及びカラーフィルタ（着色層）を形成すればよい。また、上記各実施の形態においては、観察側の第１基板１１に画素電極１１１及びＴＦＤ１１３等を設ける一方、観察側とは反対側の第２基板１２に画素電極１１１と対向する対向電極１２５を設ける構成としたが、これとは逆に、第１基板１１に対向電極を、第２基板１２に画素電極及びスイッチング素子等を設ける構成としてもよい。一方、ＴＦＴ等の三端子型スイッチング素子を用いた場合にあっても、観察側の基板をスイッチング素子が設けられた素子基板とし、他方の基板を対向電極が形成された対向基板としてもよいし、これとは逆に、観察側の基板を対向電極とし、観察側とは反対側の基板を素子基板としてもよい。また、本発明の電気光学装置は、液晶表示装置だけでなく、エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動ディスプレイ装置、フィールド・エミッション・ディスプレイ（電界放出表示装置）などの各種の電気光学装置においても本発明を同様に適用することが可能である。
【００７５】
＜変形例２＞
上記各実施の形態においては、第２基板１２側に反射膜１０５と対向電極１２５とを別個に設ける構成としたが、反射膜１０５及び対向電極１２５の機能を兼ね備える反射電極を形成するようにしてもよい。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によって、電気光学装置（特に、反射型液晶表示装置や半透過反射型液晶表示装置）に用いられた場合に、ブラックマスク等の遮光機能及び反射型表示のための散乱機能を簡易な構造で兼ね備え、機能性に優れるとともに安価なカラーフィルタ基板及びその製造方法、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】本発明のカラーフィルタ基板の実施の形態（第１の実施の形態）を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明のカラーフィルタ基板の実施の形態（第２の実施の形態）を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明のカラーフィルタ基板の実施の形態（第３の実施の形態）を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明のカラーフィルタ基板及びその製造方法の実施の形態（第４の実施の形態）を工程順に模式的に示す断面図である。
【図５】本発明のカラーフィルタ基板及びその製造方法の実施の形態（第５の実施の形態）を工程順に模式的に示す断面図である。
【図６】本発明のカラーフィルタ基板及びその製造方法の実施の形態（第６の実施の形態）を工程順に模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の電気光学装置の実施の形態（第７の実施の形態）を模式的に示す断面図である。
【図８】図７に示す電気光学装置の第１基板における画素電極近傍の構成を模式的に示す斜視図である。
【図９】図７に示す電気光学装置の反射膜の構成を模式的に示す平面図である。
【図１０】カラーフィルタ（着色層）におけるＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）三色の絵素の配列例を示す平面図である。
【図１１】従来の半透過・半反射型液晶表示装置の一例を模式的に示す断面図である。
【図１２】従来の液晶表示装置に用いられる遮光層（ブラックマスクやブラックマトリックス）の一例を模式的に示す断面図である。
【図１３】本発明のカラーフィルタ基板の実施の形態（第３の実施の形態）の変形例を模式的に示す断面図である。
【図１４】本発明のカラーフィルタ基板及びその製造方法の実施の形態（第６の実施の形態）の変形例を工程順に模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１…液晶パネル
１０…カラーフィルタ基板
１１…第１基板
１０５…反射膜
１０６…開口部
１０７…カラーフィルタ（着色層）
１１１…画素電極
１１２…配向膜
１１３…ＴＦＤ
１１４…走査線
１２…第２基板
１２４…オーバーコート層
１２５…対向電極
１２６…配向膜
１２７…反射電極
１２７ａ…開口部
１３…液晶
２…バックライトユニット
２１…導光板
２２…拡散板
２３…反射板
３…基板
３ａ…実質的に透明な基板
３ｂ…表面に凹凸を有する基板
４…着色層（カラーフィルタ）
５…反射膜
５ａ…表面に凹凸を有する反射膜
６…反射膜の開口部
７…遮光層
７ａ…表面に凹凸を有する樹脂層
８…遮光層の開口部
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーフィルタ基板及びその製造方法、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、液晶表示装置（特に、反射型液晶表示装置や半透過反射型液晶表示装置）に用いられた場合に、ブラックマスク等の遮光機能及び反射型表示のための散乱機能を簡易な構造で兼ね備え、機能性に優れるとともに安価なカラーフィルタ基板及びその製造方法、液晶表示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に液晶表示装置が広く用いられるようになっている。また、カラーフィルタ基板を用いてカラー表示を行う構造の液晶表示装置も広く用いられるようになっている。
【０００３】
カラーフィルタ基板として、従来、ガラス、プラスチック等によって形成した基板の表面に、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）のそれぞれの着色層を所定の配列、例えば、ストライプ配列、モザイク配列、デルタ配列等に形成してなるものが知られている（図１０参照）。
【０００４】
また、自然光や室内照明光等の外光を観察側から入射させ、この光を反射させて表示を行う反射型表示と、光源からの光を観察側とは反対側から入射させて表示を行う透過型表示とを必要に応じて切換えることができる、いわゆる半透過反射型液晶表示装置が知られている。
【０００５】
図１１は、従来の半透過反射型液晶表示装置の一例を模式的に示す断面図であり、二端子型スイッチング素子であるＴＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）を備えたアクティブマトリックス方式の半透過反射型液晶表示装置の構成を模式的に示している。
【０００６】
図１１に示すように、この液晶表示装置は、シール材５４を挟んで対向する第１基板５１及び第２基板５２の間に液晶５３を挟持してなる液晶パネル５と、この液晶パネル５の第２基板５２側に配設されるバックライトユニット６とを含んで構成される。第１基板５１には、ＴＦＤを介して走査線に接続され（いずれも図示せず）、マトリックス状に配列された画素電極５１１と、配向膜５１２とが形成されている。一方、第２基板５２には、第２基板５２の大部分を覆う反射膜５２１（この反射膜５２１は、図１１に示すようにガラス等からなる第２基板５２の表面をエッチング処理してフロスト化したものの上に直接形成される場合と、表面が凹凸の形状を有するアクリル樹脂等の凹凸層（図示せず）上に形成される場合があり、また、カラー表示の場合には着色層（図示せず）が反射膜５２１の表面上に積層して形成される）と、この反射膜５２１が形成された第２基板５２の表面を覆う平坦化膜５２２と、上記走査線と交差する方向に延在する複数の帯状の対向電極５２３と配向膜５２４とが形成されている。このような構成の下、第１基板５１側から入射した光は、第２基板５２上の反射膜５２１表面において反射して第１基板５１側から出射し、これにより反射型表示がなされるようになっている。さらに、反射膜５２１には、各画素電極５１１に対応して開口部５２１ａが形成されており、バックライトユニット６から出射して第２基板５２側から入射した光は、この開口部５２１ａを通過して第１基板５１側に出射する。これにより透過型表示がなされるようになっている。
【０００７】
図１２に示すように、従来の液晶表示装置においてカラー表示を行う場合、遮光層７００又は基板（図示せず）の表面上に形成された反射膜５２１の表面上には、着色層形成領域を区画するとともに各着色層間の隙間を遮光するための遮光層（ブラックマスクやブラックマトリックス）５２５を形成し、この遮光層（ブラックマスクやブラックマトリックス）５２５によって区画された着色層形成領域に着色層５２６を形成している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の液晶表示装置においては、遮光層７００を形成するとともに、遮光層（ブラックマスクやブラックマトリックス）５２５を形成しなければならず、製造工程が複雑になり、コストの上昇を来すだけでなく、反射膜上に不必要な遮光層（残渣）が残り易く反射率が低下するという機能性の面で問題があった。
【０００９】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、液晶表示装置（特に、反射型液晶表示装置や半透過反射型液晶表示装置）に用いられた場合に、ブラックマスク等の遮光機能及び反射型表示のための散乱機能を簡易な構造で兼ね備え、機能性に優れるとともに安価なカラーフィルタ基板及びその製造方法、液晶表示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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のカラーフィルタ基板は、基板と、基板上に設けられた複数の画素と、を有するカラーフィルタ基板であって、画素の各々は、基板上に設けられた樹脂製の遮光層と、遮光層の上層の一部に設けられた反射膜と、少なくとも反射膜に重なる着色層と、を有し、画素内から隣り合う画素との境界領域に重なるように延在された遮光層は、画素内に光を透過する開口部を備え、着色層は、開口部に設けられるとともに、反射層と重なる領域よりも、開口部において厚く設けられ、断面視において、遮光層は基板に向かって幅広の傾斜面を有し、着色層は、開口部内に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るカラーフィルタ基板によれば、基板の遮光層が設けられる面には、凹凸形状が形成されていることが好ましい。
また、画素の各々において、反射膜は、着色層と、隣り合う画素の着色層とを区画するためのスリットを有し、平面視において、スリットから露出した遮光層が画素を囲っていることが好ましい。
【００１２】
上述のように構成することによって、電気光学装置（特に、反射型液晶表示装置や半透過反射型液晶表示装置）に用いられた場合に、ブラックマスク等の遮光機能及び反射型表示のための散乱機能を簡易な構造で兼ね備え、機能性に優れるとともに安価なカラーフィルタ基板を提供することができる。
【００１３】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、基板上に実質的に光を遮る遮光層を形成する工程と、前記遮光層上に実質的に光を反射させる反射膜を形成する工程と、前記反射膜上に着色層を形成する工程とを含み、前記反射膜を形成する工程では、前記反射膜に開口部を形成することが好ましい。
【００１４】
また、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、実質的に透明な基板上に実質的に光を遮る遮光層を形成する工程と、前記遮光層上に実質的に光を反射する反射膜を形成する工程と、前記基板上に着色層を形成する工程とを含み、前記遮光層を形成する工程では、前記遮光層に開口部を形成し、前記反射膜を形成する工程では、前記反射膜に開口部を形成し、前記着色層を形成する工程では、前記反射膜を前記着色層によって覆うことを特徴とするものであってもよい。
【００１５】
上述のように構成することによって、上述のカラーフィルタ基板を効率的かつ低コストで製造することができる。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明の液晶表示装置（電気光学装置）は、反射表示および透過表示を行う表示領域を備えた半透過反射型の液晶表示装置であって、表示領域は、それぞれが反射表示を行うための反射領域と、透過表示を行うための透過領域とを備えた、複数の画素からなり、画素の各々は、基板上に設けられた樹脂製の遮光層と、遮光層の上層の一部に設けられた反射領域としての反射膜と、少なくとも反射膜に重なる着色層と、を有し、画素内から隣り合う画素との境界領域に重なるように延在された遮光層は、画素内に光を透過する開口部を備え、着色層は、開口部に設けられるとともに、反射層と重なる領域よりも、開口部において厚く設けられ、断面視において、遮光層は基板に向かって幅広の傾斜面を有し、着色層は、開口部内に形成されていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る液晶表示装置（電気光学装置）によれば、基板の遮光層が設けられる面には、凹凸形状が形成されていることが好ましい。
また、画素の各々において、反射膜は、着色層と、隣り合う画素の着色層とを区画するためのスリットを有し、平面視において、スリットから露出した遮光層が画素を囲っていることが好ましい。
【００１８】
上述のように構成することによって、機能性に優れるとともに安価な電気光学装置を提供することができる。
【００１９】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、基板上に実質的に光を遮る遮光層を形成する工程と、前記遮光層上に実質的に光を反射させる反射膜を形成する工程と、前記反射膜上に着色層を形成する工程とを含み、前記反射膜を形成する工程では、前記反射膜に開口部を形成することが好ましい。
【００２０】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、実質的に透明な基板上に実質的に光を遮る遮光層を形成する工程と、前記遮光層上に実質的に光を反射する反射膜を形成する工程と、前記基板上に着色層を形成する工程とを含み、前記遮光層を形成する工程では、前記遮光層に開口部を形成し、前記反射膜を形成する工程では、前記反射膜に開口部を形成し、前記着色層を形成する工程では、前記反射膜を前記着色層によって覆うことを特徴とするものであってもよい。
【００２１】
上述のように構成することによって、機能性に優れた電気光学装置を効率よく低コストで製造することができる。
【００２２】
また、本発明の電子機器は、上述の電気光学装置を備えたことを特徴とする。
【００２３】
このように構成することによって、機能性に優れるとともに安価な電子機器を提供することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、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。
【００２５】
（第１の実施の形態）
図１に示すように、第１の実施の形態におけるカラーフィルタ基板１０は、基板３と、基板３上に設けられた実質的に光を遮る遮光層７と、遮光層７上に設けられた実質的に光を反射させる反射膜５と、反射膜５上に設けられた着色層４とを有し、反射膜５は開口部６を有し着色層４によって覆われている。
【００２６】
なお、図１においては、隣接する着色層４の間に間隙が設けられた場合を示すが、互いに接触し連続して設けられたものであってもよい。また、開口部６は上方から俯瞰的に見た場合、各画素領域を囲っている状態になる。以下の実施の形態の場合においても同様である。
【００２７】
このように、反射膜５は開口部６を有しているため、遮光層７が露出し、遮光層７のコントラスト向上機能を十全に発揮させることができる。
【００２８】
このように構成することによって、外部からの光を反射膜５で反射し、この反射光による画像を表示することが可能であり（反射型表示が可能であり）、機能性に優れるとともに安価な反射型の装置用のカラーフィルタ基板として好適に用いられることができる。
【００２９】
以下、さらに具体的に説明する。
【００３０】
本発明に用いられる基板３としては特に制限はないが、例えば、ガラスや石英、プラスティック等の光透過性を有する板状部材を挙げることができる。本実施の形態においては、必ずしも光透過性を有する基板３を用いる必要はない。
【００３１】
また、着色層４は、通常、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）のそれぞれの着色層を、基板３上の着色層形成領域に、所定の配列、例えば、ストライプ配列、モザイク配列、デルタ配列等の形状に形成される（図１０参照）。具体的には、着色層４は、所定の色の樹脂材料、例えば、Ｒ（赤色）の顔料を分散させたアクリル樹脂によって、例えば、スピンコート法やインクジェット法を用いて、かつ所定のパターニング手法（例えば、フォトリソグラフィ法）を用いて基板３上の着色層形成領域に形成される。この場合、個々の着色層形成領域の平面寸法は、例えば、３０μｍｍ×１００μｍ程度に形成される。
【００３２】
また、反射膜５は、外部からの入射光を反射させるための膜であり、例えば、反射性を有する材料からなる膜（例えば、アルミニウムや銀、もしくはこれらの合金、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）によって形成される。
【００３３】
また、遮光層は、通常、画像のコントラストを向上させる機能（ブラックマスク等の遮光機能）を発揮させるために用いられるが、本発明における遮光層７は、さらに反射型表示のための散乱機能をも兼ね備えている。
【００３４】
遮光層７は、例えば、実質的に光を遮ることができる樹脂から形成されるが、このような遮光性樹脂としては、例えば、黒色の顔料を分散させたエポキシ樹脂を挙げることができる。
【００３５】
（第２の実施の形態）
図２に示すように、第２の実施の形態におけるカラーフィルタ基板１０は、実質的に透明な基板３ａと、この基板３ａ上に設けられた遮光層７と、遮光層７上に設けられた反射膜５と、基板３ａ上に設けられた着色層４とを有し、遮光層７は開口部８を有し、反射膜５は開口部６を有するとともに、着色層４によって覆われている。
【００３６】
このように、遮光層７は開口部８を有しているため、バックライトユニットからの入射光は、この遮光層７の開口部８を通過するとともに着色層４を透過し、この透過光による画像を表示することも可能であり（透過型表示も可能であり）、反射膜５による反射型表示と相俟って、機能性に優れるとともに安価な半透過・半反射型の装置用のカラーフィルタ基板として好適に用いられることができる。従って、本実施の形態には実質的に透明な基板３ａが用いられるが、その他の構成要素については、第１の実施の形態の場合と同様である。
【００３７】
（第３の実施の形態）
図３に示すように、第３の実施の形態におけるカラーフィルタ基板１０は、第２の実施の形態に用いられた基板３ａに代えて、表面に凹凸を有する基板３ｂを用い、かつ遮光層７及び反射膜５として表面に凹凸を有する遮光層７ａ及び反射膜５ａを用いたものである。すなわち、実質的に透明で表面に凹凸を有する基板３ｂと、この基板３ｂ上に設けられた、基板３ｂの表面の凹凸形状に対応した表面凹凸形状を有する遮光層７ａと、遮光層７ａ上に設けられた、遮光層７ａの表面の凹凸形状に対応した表面凹凸形状を有する反射膜５ａと、基板３ｂに設けられた着色層４とを有し、遮光層７ａは開口部８を有し、反射膜５ａは開口部６を有するとともに、着色層４によって覆われている。
【００３８】
なお、図示はしないが、第２の実施の形態に用いられた基板、遮光層及び反射膜に代えて、第１の実施の形態に用いられた基板、遮光層及び反射膜を用い、これらの表面に凹凸を有するように構成したものであってもよい。
【００３９】
このように構成することによって、基板３ｂの表面凹凸形状に対応して、表面に凹凸を有する遮光層７ａを形成し、また、この遮光層７ａの表面凹凸形状に対応して、表面に凹凸を有する反射膜５ａを形成することができるため、表面に凹凸を有した遮光層７ａ及び反射膜５ａを形成することが容易になる。このように、反射膜５ａの表面に形成された凹凸形状によって、反射光を適度に散乱させることができるため、光学特性を向上させることができる。
【００４０】
なお、図１３に示すように、表面に凹凸を有する基板３ｂを用いずに、表面に凹凸を持たない基板３ｂを用いて、この基板３ｂ上に、直接、表面に凹凸を有する遮光層７ａを形成し、遮光層７ａの表面凹凸形状に対応した形状の表面凹凸形状を有する反射膜５ａを形成したものであってもよい。このように構成しても上述と同様の作用効果を得る事ができ、更には、基板表面に凹凸を形成するプロセスを省略することができ、工程を簡略化することができる。また、選択的に凹凸表面をもつ遮光層７ａを形成することができるので、設計の自由度が高くなり、表面に凹凸を形成したくない領域には凹凸を形成しないようにする事も可能になる。
【００４１】
（第４の実施の形態）
図４に示すように、第４の実施の形態におけるカラーフィルタ基板の製造方法は、基板３上に、実質的に光を遮ることができる樹脂、例えば、黒色の顔料を分散させたエポキシ樹脂をスピンコート法によって塗布し、不要な部分を除去することによって遮光層７を形成する工程（遮光層形成工程）と、遮光層７上にスパッタリング等によって反射膜５を形成する工程（反射膜形成工程）と、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて反射膜５の開口部６を形成する工程（反射膜の開口部形成工程）と、反射膜５上に着色層４を形成する工程（着色層形成工程）とを含んでいる。
【００４２】
このように構成することによって、機能性に優れた反射型の装置用のカラーフィルタ基板を効率よく、かつ低コストで製造することができる。
【００４３】
（第５の実施の形態）
図５に示すように、第５の実施の形態におけるカラーフィルタ基板の製造方法は、実質的に透明な基板３ａ上に実質的に光を遮ることができる樹脂、例えば、黒色の顔料を分散させたエポキシ樹脂をスピンコート法によって塗布し、不要な部分を除去することによって遮光層７を形成する工程と、フォトリソグラフィ技術を用いて遮光層７に開口部８を形成する工程（遮光層の開口部形成工程）と、遮光層７上にスパッタリング等によって反射膜５を形成する工程（反射膜形成工程）と、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて反射膜５の開口部６を形成する工程（反射膜の開口部形成工程）と、基板３ａ上に反射膜５を覆うようにして着色層を形成する工程（着色層形成工程）とを含んでいる。
【００４４】
このように構成することによって、機能性に優れた半透過・半反射型の装置用のカラーフィルタ基板を効率よく、かつ低コストで製造することができる。
【００４５】
（第６の実施の形態）
図６に示すように、第６の実施の形態は、第５の実施の形態におけるカラーフィルタ基板の製造方法に、後述する表面凹凸基板形成工程を加えたものである。すなわち、第６の実施の形態は、エッチング技術を用いて、実質的に透明な基板３ａの表面に凹凸を形成し、表面に凹凸を有する基板３ｂを形成する工程（表面凹凸基板形成工程）と、表面に凹凸を有する基板３ｂ上に実質的に光を遮ることができる樹脂、例えば、黒色の顔料を分散させたエポキシ樹脂をスピンコート法によって塗布し、不要な部分を除去することによって基板３ｂの表面凹凸形状に対応した形状を有する遮光層７ａを形成する工程と、フォトリソグラフィ技術を用いて遮光層７ａに、開口部８を形成する工程（遮光層の開口部形成工程）と、遮光層７ａ上に遮光層７ａの表面凹凸形状に対応した形状を有する反射膜５ａをスパッタリング等によって形成する工程（反射膜形成工程）と、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて反射膜５ａの開口部６を形成する工程（反射膜の開口部形成工程）と、基板３ｂ上に反射膜５ａを覆うようにして着色層４を形成する工程（着色層形成工程）とを含んでいる。
【００４６】
この場合、表面凹凸基板形成工程は省略してもよい。すなわち、図１４に示すように、表面に凹凸を有しない基板３ｂ上に、直接、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて表面に凹凸を有する遮光層７ａを形成し、形成された遮光層７ａ上に遮光層７ａの表面凹凸形状に対応した形状を有する反射膜５ａを形成してもよい。このように構成しても上述と同様の作用効果を得る事ができ、更には、基板表面に凹凸を形成するプロセスを省略することができ、工程を簡略化することができる。また、選択的に凹凸表面をもつ遮光層７ａを形成することができるので、設計の自由度が高くなり、表面に凹凸を形成したくない領域には凹凸を形成しないようにする事も可能になる。
【００４７】
このように構成することによって、さらに機能性に優れた半透過・半反射型の装置用のカラーフィルタ基板を効率よく、かつ低コストで製造することができる。
【００４８】
なお、図示はしないが、第４の実施の形態におけるカラーフィルタ基板の製造方法に、前述の表面凹凸基板形成工程を加えたものであってもよい。すなわち、表面凹凸基板形成工程において、第４の実施の形態で用いられた基板を用いてその表面に凹凸を形成するとともに、第４の実施の形態で用いられた遮光層及び反射膜の表面に凹凸を形成するものであってもよい。
【００４９】
反射膜形成工程についての詳細は、本発明の電気光学装置の実施の形態のところで具体的に説明する。
【００５０】
（第７の実施の形態）
図７に示すように、第７の実施の形態における電気光学装置（アクティブマトリックス方式の半透過反射型液晶表示装置として構成した場合であって、スイッチング素子として二端子型スイッチング素子を用いた場合を示す）は、一対の基板１１，１２と、一対の基板１１，１２のうち一方の基板１２上に設けられた実質的に光を遮る遮光層１０７と、遮光層１０７上に設けられた実質的に光を反射する反射膜１０５と、反射膜１０５上に設けられた着色層１０４とを有し、反射膜１０５は開口部１０６を有することを特徴とする。なお、一方の基板１２上に設けられた遮光層１０７、反射膜１０５及び着色層１０４は、図１〜図３に示すもののうちいずれの構成のものであってもよい。
【００５１】
以下、さらに具体的に説明する。
図７に示すように、第７の実施の形態における電気光学装置は、シール材（図示せず）を介して対向する一対の基板（第１基板１１及び第２基板１２）の間に液晶１３を挟持してなる液晶パネル１と、この液晶パネル１の第２基板（一方の基板）１２側に配設されるバックライトユニット２とを含んで構成される。なお、実際には、第１基板１１及び第２基板１２の外側（液晶１３とは反対側）の表面に、入射光を偏光させるための偏光板や位相差板等が貼着されるが、本発明とは直接関係がないため、その説明及び図示を省略する。
【００５２】
バックライトユニット２は、光を照射する線状の蛍光管と、蛍光管から発せられる光を反射して導光板２１に導く反射板と（いずれも図示せず）、蛍光管からの光を液晶パネル１の全面に導く導光板２１と、この導光板２１に導かれた光を液晶パネル１に対して一様に拡散させる拡散板２２と、導光板２１から液晶パネル１とは反対側に出射される光を液晶パネル１側へ反射させる反射板２３とを有している。ここで、上記蛍光管は、常に点灯しているのではなく、外光がほとんどないような環境において使用される場合に、ユーザからの指示やセンサからの検出信号に応じて点灯し、これにより透過型表示が行われるようになっている。
【００５３】
液晶パネル１の第１基板１１は、ガラスや石英、プラスティック等の光透過性を有する板状部材である。この第１基板１１の内側（液晶１３側）表面には、複数の画素電極１１１がマトリックス状に配列して形成される。各画素電極１１１は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電材料によって形成される。
【００５４】
図８は、画素電極１１１等が形成された第１基板１１の表面を拡大して表す斜視図である。なお、図８と図７とでは、上下関係が逆になっている。
【００５５】
図８に示すように、画素電極１１１は、ＴＦＤ１１３を介して画素電圧供給用の走査線（図７においては紙面と垂直方向に延在して形成される）１１４に接続される。また、各ＴＦＤ１１３は、走査線１１４から分岐した部分である第１金属膜１１３ａと、この第１金属膜１１３ａの表面に陽極酸化によって形成された絶縁体たる酸化膜１１３ｂと、この酸化膜１１３ｂの上面に例えばクロム等によって形成された第２金属膜１１３ｃとからなり、非線形な電流−電圧特性を有する二端子型スイッチング素子である。そして、このＴＦＤ１１３の第２金属膜１１３ｃが画素電極１１１に接続された構成となっている。
【００５６】
図７において、画素電極１１１及びＴＦＤ１１３等が形成された第１基板１１の表面は、配向膜１１２によって覆われている。この配向膜１１２は、ポリイミド等の有機薄膜であり、電圧が印加されていないときの液晶１３の配向方向を規定するためのラビング処理が施されている。
【００５７】
一方、第２基板１２は、ガラス基板等の基板１２の表面上に形成した遮光性層１０７と、この遮光層１０７の表面上に形成した開口部１０６を有する反射膜１０５と、この反射膜１０５を覆うように形成されたカラーフィルタ（着色層）１０４とを積層して備えるように構成されている。さらに、オーバーコート層１２４と、対向電極１２５と、配向膜１２６とが形成されている。
【００５８】
反射膜１０５は、前述のように、反射性を有する材料（例えばアルミニウムや銀等）によって形成され、第１基板１１側からの入射光を反射させるための膜である。
【００５９】
図９は、この反射膜１０５の形状を模式的に示す平面図である。なお、図９においては、反射膜１０５のうち、第１基板１１に形成された画素電極１１１と対向する領域を破線で示している。図９に示すように、反射膜１０５は、第２基板１２の全面を覆うように形成されるが、第２基板１２の表面のうち、第１基板１１に形成された各画素電極１１１と対向する領域の一部には開口部１０６が形成された形状となっている。後述するように、バックライトユニット２からの入射光は、この反射膜１０５の開口部１０６を通過して第１基板１１側に出射し、透過型表示をする。
【００６０】
ここで、第２基板１２の内側表面（より詳細には、遮光層１０７の表面）のうち、反射膜１０５によって覆われる領域（以下、「反射領域」という）は、多数の微細な凹凸が形成された粗面となっている。このため、反射膜１０５の表面には、反射領域上の凹凸を反映した凹凸が形成されることとなる。
【００６１】
カラーフィルタ（着色層）１０４は、上述のように、染料や顔料によってＲ（赤色）、Ｇ（緑色）及びＢ（青色）のいずれかに着色された樹脂材料で形成された膜である。また、反射膜１０５、遮光層１０７及びカラーフィルタ（着色層）１０４が形成された第２基板１２の表面は、アクリル樹脂やエポキシ樹脂からなるオーバーコート層１２４によって覆われている。これは、遮光層１０７、反射膜１０５及びカラーフィルタ（着色層）１０４によって第２基板１２上に形成された凸部を平坦化するとともに、カラーフィルタ（着色層）１０４から有機材料が染み出して液晶を劣化させるのを防止する。
【００６２】
さらに、このオーバーコート層１２４の表面には、複数の対向電極１２５が形成されている。各対向電極１２５は、第１基板１１上に列をなす複数の画素電極１１１の各々と対向するように所定の方向に延在して形成された帯状の電極であり、透明導電材料、例えば、ＩＴＯ等によって形成される。第１基板１１と第２基板１２との間に挟持された液晶１３は、画素電極１１１と対向電極１２５との間に電圧が印加されることによってその配向方向が変化する。すなわち、各画素電極１１１と各対向電極１２５とが対向する領域が画素として機能することとなる。
【００６３】
上述した反射膜１０５の開口部１０６は、遮光性樹脂層１２ｂが形成されない領域に対応して形成される。一方、これらの対向電極１２５が形成されたオーバーコート層１２４の表面は、上記配向膜１１２と同様の配向膜１２６によって覆われている。
【００６４】
以上説明した構成により、以下に示す反射型表示及び透過型表示がなされることとなる。
【００６５】
まず、反射型表示の場合、太陽光や室内照明等の外光は、第１基板１１側から入射し、第１基板１１、画素電極１１１、配向膜１１２、液晶１３、配向膜１２６、対向電極１２５、オーバーコート層１２４、カラーフィルタ１０４、反射膜１０５という経路を順に辿り、反射膜１０５に達し、この反射膜１０５の表面で反射した後、上記経路を逆に辿って第１基板１１側から出射して観察者に視認される。ここで、上述したように、反射膜１０５の表面には、第２基板１２の反射領域に形成された凹凸を反映した凹凸が形成されている。このため、第１基板１１側からの入射光は、この反射膜１０５の凹凸によって適度に散乱された後に第１基板１１側から出射するから、観察者によって視認される画像に背景が映り込んだり、室内照明からの光が反射するといった事態を回避することができる。
【００６６】
一方、透過型表示の場合、バックライトユニット２による照射光は、第２基板１２、遮光層１０７の開口部８、反射膜１２１の開口部１２２、カラーフィルタ（着色層）１２３、オーバーコート層１２４、対向電極１２５、配向膜１２６、液晶１３、配向膜１１２、画素電極１１１、第１基板１１という経路を順に辿って出射して観察者に視認される。
【００６７】
（第８の実施の形態）
第８の実施の形態における電気光学装置の製造方法は、基板上に実質的に光を遮る遮光層を形成する工程（遮光層形成工程）と、遮光層上に実質的に光を反射させる反射膜を形成する工程（反射膜形成工程）と、反射膜に開口部を形成する工程（反射膜の開口部形成工程）と、反射膜上に着色層を形成する工程（着色層形成工程）とを含んでいる。
【００６８】
（第９の実施の形態）
第９の実施の形態における電気光学装置の製造方法は、実質的に透明な基板上に実質的に光を遮る遮光層を形成する工程（遮光層形成工程）と、遮光層に開口部を形成する工程（遮光層の開口部形成工程）と、遮光層上に反射膜を形成する工程（反射膜形成工程）と、反射膜に開口部を形成する工程（反射膜の開口部形成工程）と、基板上に反射膜を覆うように着色層を形成する工程（着色層形成工程）とを含んでいる。
【００６９】
上記各工程は既に説明をしたので重複を避けるため、説明を割愛する。以下、上記各工程後の工程を、図７を参照しつつ説明する。
【００７０】
上記各工程を経て形成された第２基板１２の全面にアクリル樹脂等の樹脂材料を塗布し、その後焼成してオーバーコート層１２４を形成する。さらに、こうして形成されたオーバーコート層１２４の表面に、スパッタリング法等によってＩＴＯの薄膜を形成し、この薄膜に対してエッチングやフォトリソグラフィ等を施すことにより、複数の帯状の対向電極１２５を形成する。次に、これらの対向電極１２５が形成されたオーバーコート層１２４の表面にポリイミド等の有機材料を塗布・焼成して配向膜１２６を形成した後、この配向膜１２６に対して、用いる液晶１３のツイスト角に応じた一軸配向処理（例えばラビング処理）を施す。
【００７１】
一方、第１基板１１の表面に、走査線１１４、ＴＦＤ１１３及び画素電極１１１を形成する。これらの各部は、公知の各種方法を用いて形成することができる。
【００７２】
次に、上記のようにして得られた第２基板１２上に、この第２基板１２の縁部を囲む形状のシール材を印刷するとともに、この第２基板１２と、画素電極１１１等が形成された第１基板と１１をシール材を介して接合し、液晶１３を封入して液晶パネル１が得られる。この後、液晶パネル１の第２基板１２側にバックライトユニット２を配設して、図７に示す電気光学装置が完成する。
【００７３】
［変形例］
以上、本発明の電気光学装置の一実施の形態について説明したが、上記実施の形態はあくまでも例示であり、上記実施の形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。変形例としては、例えば、以下のようなものが考えられる。
【００７４】
＜変形例１＞
上記各実施の形態においては、二端子型スイッチング素子を用いたアクティブマトリックス方式の液晶表示装置を示したが、本発明は、例えば、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；薄膜トランジスタ）に代表される三端子型スイッチング素子を用いた液晶表示装置又はパッシブマトリックス方式の液晶表示装置にも適用可能である。これらの電気光学装置の場合も、上記各実施の形態におけると同様、液晶を挟持する一対の基板のうちの観察側とは反対側の基板に、遮光層、開口部を有する反射膜及びカラーフィルタ（着色層）を形成すればよい。また、上記各実施の形態においては、観察側の第１基板１１に画素電極１１１及びＴＦＤ１１３等を設ける一方、観察側とは反対側の第２基板１２に画素電極１１１と対向する対向電極１２５を設ける構成としたが、これとは逆に、第１基板１１に対向電極を、第２基板１２に画素電極及びスイッチング素子等を設ける構成としてもよい。一方、ＴＦＴ等の三端子型スイッチング素子を用いた場合にあっても、観察側の基板をスイッチング素子が設けられた素子基板とし、他方の基板を対向電極が形成された対向基板としてもよいし、これとは逆に、観察側の基板を対向電極とし、観察側とは反対側の基板を素子基板としてもよい。また、本発明の電気光学装置は、液晶表示装置だけでなく、エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動ディスプレイ装置、フィールド・エミッション・ディスプレイ（電界放出表示装置）などの各種の電気光学装置においても本発明を同様に適用することが可能である。
【００７５】
＜変形例２＞
上記各実施の形態においては、第２基板１２側に反射膜１０５と対向電極１２５とを別個に設ける構成としたが、反射膜１０５及び対向電極１２５の機能を兼ね備える反射電極を形成するようにしてもよい。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によって、電気光学装置（特に、反射型液晶表示装置や半透過反射型液晶表示装置）に用いられた場合に、ブラックマスク等の遮光機能及び反射型表示のための散乱機能を簡易な構造で兼ね備え、機能性に優れるとともに安価なカラーフィルタ基板及びその製造方法、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】本発明のカラーフィルタ基板の実施の形態（第１の実施の形態）を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明のカラーフィルタ基板の実施の形態（第２の実施の形態）を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明のカラーフィルタ基板の実施の形態（第３の実施の形態）を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明のカラーフィルタ基板及びその製造方法の実施の形態（第４の実施の形態）を工程順に模式的に示す断面図である。
【図５】本発明のカラーフィルタ基板及びその製造方法の実施の形態（第５の実施の形態）を工程順に模式的に示す断面図である。
【図６】本発明のカラーフィルタ基板及びその製造方法の実施の形態（第６の実施の形態）を工程順に模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の電気光学装置の実施の形態（第７の実施の形態）を模式的に示す断面図である。
【図８】図７に示す電気光学装置の第１基板における画素電極近傍の構成を模式的に示す斜視図である。
【図９】図７に示す電気光学装置の反射膜の構成を模式的に示す平面図である。
【図１０】カラーフィルタ（着色層）におけるＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）三色の絵素の配列例を示す平面図である。
【図１１】従来の半透過・半反射型液晶表示装置の一例を模式的に示す断面図である。
【図１２】従来の液晶表示装置に用いられる遮光層（ブラックマスクやブラックマトリックス）の一例を模式的に示す断面図である。
【図１３】本発明のカラーフィルタ基板の実施の形態（第３の実施の形態）の変形例を模式的に示す断面図である。
【図１４】本発明のカラーフィルタ基板及びその製造方法の実施の形態（第６の実施の形態）の変形例を工程順に模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１…液晶パネル
１０…カラーフィルタ基板
１１…第１基板
１０５…反射膜
１０６…開口部
１０７…カラーフィルタ（着色層）
１１１…画素電極
１１２…配向膜
１１３…ＴＦＤ
１１４…走査線
１２…第２基板
１２４…オーバーコート層
１２５…対向電極
１２６…配向膜
１２７…反射電極
１２７ａ…開口部
１３…液晶
２…バックライトユニット
２１…導光板
２２…拡散板
２３…反射板
３…基板
３ａ…実質的に透明な基板
３ｂ…表面に凹凸を有する基板
４…着色層（カラーフィルタ）
５…反射膜
５ａ…表面に凹凸を有する反射膜
６…反射膜の開口部
７…遮光層
７ａ…表面に凹凸を有する樹脂層
８…遮光層の開口部
Claims (7)
- 基板と、前記基板上に設けられた複数の画素と、を有するカラーフィルタ基板であって、
前記画素の各々は、
前記基板上に設けられた樹脂製の遮光層と、
前記遮光層の上層の一部に設けられた反射膜と、
少なくとも前記反射膜に重なる着色層と、を有し、
前記画素内から隣り合う画素との境界領域に重なるように延在された前記遮光層は、前記画素内に光を透過する開口部を備え、
前記着色層は、前記開口部に設けられるとともに、前記反射層と重なる領域よりも、前記開口部において厚く設けられ、
断面視において、前記遮光層は基板に向かって幅広の傾斜面を有し、
前記着色層は、前記開口部内に形成されていることを特徴とするカラーフィルタ基板。 - 前記基板の前記遮光層が設けられる面には、凹凸形状が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ基板。
- 前記画素の各々において、前記反射膜は、前記着色層と、隣り合う前記画素の着色層とを区画するためのスリットを有し、
平面視において、前記スリットから露出した前記遮光層が前記画素を囲っていることを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタ基板。 - 反射表示および透過表示を行う表示領域を備えた半透過反射型の液晶表示装置であって、
前記表示領域は、それぞれが前記反射表示を行うための反射領域と、前記透過表示を行うための透過領域とを備えた、複数の画素からなり、
前記画素の各々は、
前記基板上に設けられた樹脂製の遮光層と、
前記遮光層の上層の一部に設けられた前記反射領域としての反射膜と、
少なくとも前記反射膜に重なる着色層と、を有し、
前記画素内から隣り合う画素との境界領域に重なるように延在された前記遮光層は、前記画素内に光を透過する開口部を備え、
前記着色層は、前記開口部に設けられるとともに、前記反射層と重なる領域よりも、前記開口部において厚く設けられ、
断面視において、前記遮光層は基板に向かって幅広の傾斜面を有し、
前記着色層は、前記開口部内に形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記基板の前記遮光層が設けられる面には、凹凸形状が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
- 前記画素の各々において、前記反射膜は、前記着色層と、隣り合う前記画素の着色層とを区画するためのスリットを有し、
平面視において、前記スリットから露出した前記遮光層が前記画素を囲っていることを特徴とする請求項４または５に記載の液晶表示装置。 - 請求項４〜６のいずれか一項に記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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