JP2008070507A - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】配向膜を光配向処理する際に反射膜からの紫外線の反射によって配向が乱れることを防止することのできる液晶装置を提供する。
【解決手段】本発明の液晶装置１００は、サブ画素内に反射表示を行う反射表示領域を備えた液晶装置であって、液晶層を保持する一対の基板と、前記サブ画素内の前記反射表示領域に設けられた反射膜４０と、前記反射膜４０の前記液晶層側に設けられた配向膜１６とを備え、前記配向膜１６は、紫外線ＵＶを照射することによって配向処理を施されてなり、前記反射膜４０は、可視光線を反射し前記紫外線ＵＶを透過する誘電体多層膜によって構成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、液晶装置及び電子機器に関し、より詳細には、紫外線照射によって配向処理を行う配向膜の配向処理技術に関するものである。

液晶装置においては、液晶の分子配列の状態を電場等の作用によって変化させて、これに伴う光学的特性の変化を表示に利用している。多くの場合、液晶は、二枚の基板の間隙に挟んだ状態で用いられるが、ここで液晶を特定の方向に配列させるために、基板の内側に配向処理が施される。通常、配向処理は、ガラス等の基板にポリイミド等の高分子の膜を設け、これを一方向に布等で摩擦する、ラビングという方法が用いられる。

しかしながら、ラビング法は製造装置が簡単であるという利点を有するものの、製造工程において静電気や埃が発生するため、配向処理後には洗浄工程が必要となる。また、静電気によりあらかじめ基板に設けられたＴＦＴ素子等が破壊され、製造歩留まりを下げる原因にもなっている。

これに対して、近年、ラビングを行わない配向制御技術が注目されている。とりわけ、偏光紫外線を配向膜に照射して配向処理を行う光配向法は、非接触で静電気が発生せず、洗浄も不要になることから、盛んに研究が行われている（例えば、特許文献１参照）。

光配向法は、有機分子中の光配向機能を発現させる光配向性基、例えばアゾ基等の光異性化によるもの、シンナモイル基、クマリン基、カルコン基等の光二量化によるもの、ベンゾフェノン基等の光架橋やポリイミド樹脂等の光分解によるもの等が報告されている。光異性化、光二量化や光架橋を利用した光配向膜材料としては、ガラス等の基板に塗布した際に均一な膜が得られるように、側鎖や主鎖に前記のような光配向性基を導入した高分子材料が用いられることが多い。
特開２０００−３５６７７６号公報

しかしながら、光配向膜を用いた液晶装置、とりわけ反射型又は半透過反射型の液晶装置では、十分なコントラストが得られないという問題があった。この原因としては次の事柄が考えられる。すなわち、回路部を構成する金属配線や電極上に配向膜を形成し、配向膜に偏光紫外線を照射すると、その光の一部が金属配線や電極等の表面で反射し、再度配向膜に入射するという現象が生じる。配向膜に再度入射した光の偏光方向が本来の偏光方向（配向膜に直接照射する場合の光の偏光方向）と異なる場合には、付与された配向に乱れが生じてしまい、結果として配向膜の初期配向が乱れたり、配向が不十分となって均一な配向が得られず、画像のコントラストが低下するという問題がある。特に、反射型又は半透過反射型の液晶装置では、反射表示を行うための反射膜が１画素内に広い面積で形成されるため、配向の乱れが大きくなる。

この問題を解決するために、特許文献１では、金属配線のテーパ部の傾き角や金属配線の配線面積等を調節し、配向膜に再度入射する光の強度を所定値以下に制御する方法が提案されている。しかしながら、この方法では、配線幅の狭い金属配線からの反射は抑制できるものの、広い面積で形成された反射膜からの反射は防止できないという問題がある。また、金属配線のテーパ角を制御しても、光を基板に斜めに入射させて配向処理を行う場合には、十分な対策とはならない。例えば、特定のアゾベンゼン誘導体は、非偏光の紫外線の照射によって高いオーダーパラメーターをもって配向し、さらに紫外線の基板に対する入射角度を調節することによって液晶のプレチルト角を制御できることが知られている。このような配向膜を用いた場合には、液晶のプレチルト角に応じて光の入射角度、すなわち金属配線のテーパ部と光の入射角度との関係が変わるため、液晶パネルの設計変更に伴って金属配線の形成方法等も変更しなければならず、実用的ではない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、紫外線照射によって配向膜を配向処理する際に、金属配線や反射膜からの紫外線の反射によって配向が乱れることを防止することのできる液晶装置を提供することを目的とする。また、このような液晶装置を備えることにより、コントラストが高く、表示品質に優れた電子機器を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の液晶装置は、複数のサブ画素を備え、各サブ画素内に反射表示を行う反射表示領域を備えた液晶装置であって、液晶層を保持する一対の基板と、前記サブ画素内の前記反射表示領域に設けられた反射膜と、前記反射膜の前記液晶層側に設けられた配向膜とを備え、前記配向膜は、紫外線を照射することによって配向処理を施されてなり、前記反射膜は、可視光線を反射し前記紫外線を透過する誘電体多層膜によって構成されていることを特徴とする。この構成によれば、反射膜が紫外線を透過する誘電体多層膜によって構成されているため、配向膜を紫外線で配向処理する際に、反射膜で反射した紫外線によって配向膜の配向が乱れることはない。このため、良好な配向状態を実現でき、コントラストの高い液晶装置が提供できる。

本発明においては、前記反射膜は、前記液晶層を透過した光の色付きを補償する分光透過率特性を備えていることが望ましい。この構成によれば、反射表示の色味を調整でき、表示特性を向上することができる。

本発明においては、前記反射膜の前記液晶層とは反対側に金属配線が設けられており、前記金属配線は、前記複数のサブ画素のうち隣接するサブ画素同士の間の領域に設けられていることが望ましい。この構成によれば、金属配線からの紫外線の反射による配向の乱れをサブ画素間の領域に留めることができ、配向の乱れによる表示品質の低下を最小限に抑えることができる。

本発明においては、前記金属配線の前記液晶層側において前記金属配線と平面的に重なる領域に、前記紫外線を吸収する紫外線吸収膜が設けられていることが望ましい。この構成によれば、金属配線からの紫外線の反射によってサブ画素間の配向が乱れることを防止することができる。このため、サブ画素内及びサブ画素間の双方において良好な配向特性を実現でき、高コントラストな液晶装置が提供できる。

本発明においては、前記紫外線吸収膜は、前記金属配線の前記液晶層側の面を覆うように設けられていることが望ましい。この構成によれば、紫外線吸収膜を金属配線とは異なる層に設ける場合に比べて、金属配線への紫外線の入射を確実に防止することができる。また、液晶装置の構成を簡略化できるため、製造が容易になる。

本発明においては、前記複数のサブ画素のうち隣接するサブ画素同士の間の領域には遮光膜が設けられており、前記遮光膜の前記液晶層側における前記遮光膜と平面的に重なる領域に、前記紫外線を吸収する紫外線吸収膜が設けられていることが望ましい。この構成によれば、遮光膜からの紫外線の反射によってサブ画素間の配向が乱れることを防止することができる。このため、サブ画素内及びサブ画素間の双方において良好な配向特性を実現でき、高コントラストな液晶装置が提供できる。

本発明においては、前記紫外線吸収膜は、前記遮光膜の前記液晶層側の面を覆うように設けられていることが望ましい。この構成によれば、紫外線吸収膜を遮光膜とは異なる層に設ける場合に比べて、遮光膜への紫外線の入射を確実に防止することができる。また、液晶装置の構成を簡略化できるため、製造が容易になる。

本発明においては、前記紫外線吸収膜は、前記可視光線をも吸収する膜として構成され、前記サブ画素内の領域を除く領域に設けられていることが望ましい。この構成によれば、紫外線吸収膜を遮光膜（ブラックマトリクス）として用いることができ、コントラストの高い液晶装置が提供される。

本発明においては、前記紫外線吸収膜は、前記可視光線を透過する膜として構成され、前記サブ画素内の領域を含む基板全体に設けられていることが望ましい。この構成によれば、紫外線吸収膜をパターニングする工程が省略でき、製造が容易になる。

本発明においては、前記反射膜が設けられた基板と対向する基板の前記液晶層とは反対側に、前記可視光線を透過し前記紫外線を反射又は吸収する紫外線保護膜が設けられていることが望ましい。この構成によれば、液晶装置を屋外で使用する場合でも、屋外の紫外線によって配向膜の配向に乱れが生じることがない。例えば、配向膜として、二色性色素のｃｉｓ−ｔｒａｎｓ異性化を利用して配向処理を行う配向膜を用いた場合、配向特性は再度の紫外線照射によって可逆的に変化するため、屋外の自然光によって配向膜に紫外線が照射されると、液晶装置の配向特性が事後的に変化してしまう可能性がある。しかし、本発明の液晶装置では、パネル内の配向膜に屋外の紫外線が入射することがないため、このような配向膜を用いても配向特性が変化することがなく、安定した配向状態が維持される。

本発明においては、前記紫外線保護膜は、前記液晶層を透過した光の色付きを補償する分光透過率特性を備えていることが望ましい。この構成によれば、反射表示の色味を調整でき、表示特性を向上することができる。

本発明の電子機器は、前述した本発明の液晶装置を備えたことを特徴とする。この構成によれば、コントラストが高く、表示品質に優れた電子機器が提供される。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図面において、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。また、以下の説明では、液晶装置の各構成部材における液晶層側を内側と呼び、その反対側を外側と呼ぶことにする。また、画像表示の最小単位となる領域を「サブ画素領域」と呼び、各色カラーフィルタを備えた複数のサブ画素領域の集合を「表示領域」と呼ぶ。また、サブ画素領域の内部において、液晶装置の表示面側から入射する光を利用した表示が可能な領域を「反射表示領域」と呼び、液晶装置の背面側（前記表示面と反対側）から入射する光を利用した表示が可能な領域を「透過表示領域」と呼ぶ。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る液晶装置１００の画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数のサブ画素領域の等価回路図である。同図に示すように、液晶装置１００の複数のサブ画素領域には、画素電極９と当該画素電極９を制御するためのスイッチング素子であるＴＦＴ３０がそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線６ａに対してグループ毎に供給される。また、走査線３ａがＴＦＴ３０のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線３ａに対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極９はＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけオンすることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが所定のタイミングで書き込まれるようになっている。

画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、後述する共通電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークするのを防止するために、画素電極９と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。尚、符号３ｂは容量線である。

次に、図２を用いて、液晶装置１００の１画素の平面構造について説明する。図２は、液晶装置１００の１画素の平面構成図である。同図に示すように、液晶装置１００の画素領域には、図示上下方向に延びる複数のデータ線６ａと、図示左右方向に延びる複数の走査線３ａとが格子状に配線されている。データ線６ａ及び走査線３ａに囲まれた矩形の領域は、表示の最小単位であるサブ画素Ｄ１〜Ｄ３を構成し、該サブ画素が複数個マトリクス状に配列することによって、全体の画像表示領域が構成されている。１つのサブ画素領域には、３原色のうちの１色のカラーフィルタ（着色層）が配置されており、３つのサブ画素領域Ｄ１〜Ｄ３によって、３色のカラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを含む１つの画素領域が構成されている。尚、着色層２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂは、それぞれ図示上下方向に延びるストライプ状に形成され、その延在方向で各々複数のサブ画素領域に跨って形成されるとともに、図示左右方向にて周期的に配列されている。

サブ画素領域Ｄ１〜Ｄ３の中央部には、該サブ画素領域と略同一の平面形状を有する矩形の画素電極９が設けられている。各サブ画素領域Ｄ１〜Ｄ３の図示上半分の領域には、図示左右方向に延びる反射膜４０が３つのサブ画素領域Ｄ１〜Ｄ３に跨ってストライプ状の設けられている。１つのサブ画素領域内において反射膜４０が設けられた図示上半分の領域が反射表示領域Ｒであり、反射膜４０が設けられない図示下側の領域が透過表示領域Ｔである。反射膜４０の表面には不規則な凹凸形状が付与されており、該凹凸により反射光が散乱されることで、外部からの映り込みが防止されるようになっている。

画素電極９と走査線３ａ及びデータ線６ａとの間には、画素スイッチング素子であるＴＦＴ３０が介挿されている。ＴＦＴ３０は、半導体層３３と、半導体層３３の下層側に設けられたゲート電極部３６と、半導体層３３の上層側に設けられたソース電極部３４と、ドレイン電極部３５とを備えている。半導体層３３のゲート電極部３６と対向する領域には、ＴＦＴ３０のチャネル領域が形成されており、その両側の半導体層３３には、ソース領域及びドレイン領域が形成されている。

ゲート電極部３６は、走査線３ａの一部をデータ線６ａの延在方向に分岐して形成されており、その先端側で半導体層３３と図示略の絶縁膜を介して対向している。また、ソース電極部３４は、データ線６ａの一部を走査線３ａの延在方向に分岐して形成されており、図示略のコンタクトホールを介して半導体層３３のソース領域と電気的に接続されている。ドレイン電極部３５の一端側は、図示略のコンタクトホールを介して前記ドレイン領域と電気的に接続されており、ドレイン電極部３５の他端側は、直接又はコンタクトホールＣを介して画素電極９と電気的に接続されている。そして、ＴＦＴ３０は、走査線３ａを介して入力されるゲート信号により所定期間だけオン状態とされることで、データ線６ａを介して供給される画像信号を所定のタイミングで液晶に対して書き込めるようになっている。

次に、図３を用いて、液晶装置１００の１画素の断面構造について説明する。図３は、液晶装置１００の１画素の断面構成図である。同図に示すように、液晶装置１００は、素子基板１０と、該素子基板１０に対向配置された対向基板２５とを備えている。素子基板１０と対向基板２０との間は図示略のギャップ材によって一定間隔に保持されており、該ギャップ材によって保持された空間によってセルギャップが形成されている。セルギャップ内にはネマチック液晶が封入されており、該ネマチック液晶により、液晶層５０が形成されている。素子基板１０の外面側にあたる液晶セルの外側には、照明手段として光源、リフレクタ、導光板などを有するバックライトＢＬが設置されている。

素子基板１０は、石英、ガラス等の透光性材料からなる基板本体１０Ａを基体としてなる。基板本体１０Ａの内面側（液晶層側）には走査線３ａが形成されており、該走査線３ａを覆ってゲート絶縁膜１４が形成されている。また、ゲート絶縁膜１４上には半導体層３３が走査線３ａと対向して形成されており、半導体層３３の走査線３ａ（ゲート電極部３６）と対向する部分にチャネル領域が形成され、その両側にソース領域及びドレイン領域がそれぞれ形成されている。半導体層３３のソース領域及びドレイン領域にはソース電極部３４（データ線６ａ）及びドレイン電極部３５がそれぞれ積層されており、ソース電極部３４及びドレイン電極部３５を覆って層間絶縁膜膜１５が形成されている。層間絶縁膜１５は、第１層間絶縁膜１５ａと第２層間絶縁膜１５ｂとからなる。第２層間絶縁膜１５ｂの表面には、反射表示領域Ｒに対応して、ランダムな凹凸形状が付与された凹凸部１５Ａが形成されている。凹凸部１５Ａ上には反射膜４０が形成されており、反射膜４０の表面には、下地の凹凸部１５Ａに対応したランダムな凹凸面が形成されている。また、層間絶縁膜膜１５上には、反射膜４０を覆ってＩＴＯ等の透光性導電膜からなる画素電極９が形成されており、更に画素電極９及び反射膜４０を覆って配向膜１６が形成されている。また、層間絶縁膜１５には、ドレイン電極部３５に通じるコンタクトホールＣが形成されており、該コンタクトホールＣを介して画素電極９とドレイン電極部３５とが電気的に接続されている。基板本体１０Ａの外面側には偏光板１７が配置されている。

ここで、反射膜４０は、屈折率１．７以下の低屈折率の誘電体薄膜（低屈折率膜）と、屈折率が１．８以上の高屈折率の誘電体薄膜（高屈折率膜）とを交互且つ多層に積層した誘電体多層膜によって構成されている。低屈折率膜としては、酸化シリコン（屈折率１．４６）、フッ化マグネシウム（屈折率１．３９）等を用いることができる。高屈折率膜としては、酸化ハフニウム（屈折率２．０）、酸化ジルコニウム（屈折率２．０５）、酸化タンタル（屈折率１．９５）等を用いることができる。低屈折率膜及び高屈折率膜の１層当たりの膜厚ｄは、およそｄ＝λ／（４・ｎ）である。ここで、λは反射波長、ｎは屈折率である。例えば、赤色光を反射する場合にはλ＝５４０ｎｍ、緑色光を反射する場合にはλ＝６２０ｎｍ、青色光を反射する場合にはλ＝４６０ｎｍとする。実際に設計を行う場合には、特定波長に急激な透過や反射が生じないように、各層の膜厚を調整する必要がある。

反射膜４０は、赤色光を選択的に反射する赤色反射層、緑色光を選択的に反射する緑色反射層、青色光を選択的に反射する青色反射層を備えている。これにより、反射膜４０は、可視光線を反射し且つ紫外線を透過する広帯域の反射膜となっている。表１〜表３に、誘電体多層膜の設計の一例を示す。表１は青色光を反射する青色反射層の設計例、表２は緑色光を反射する緑色反射層の設計例、表３は赤色光を反射する赤色反射層の設計例を示している。なお、各表において、誘電体膜の層数は２３層としているが、これに限定されるものではない。多く積層すれば光の反射率は１００％に近い値となる。誘電体膜の層数は、積層の製造コストと求める特性により決定される。

図４は、赤色反射層、緑色反射層、青色反射層の３つの反射層を備えた反射膜４０の分光透過率特性の一例を示している。この反射膜４０では、配向膜１６及び１９の配向処理に用いられる波長の紫外線は略全て透過され、可視光線の波長の光は略全て反射されるようになっている。

配向膜１６は、光反応性を有する有機薄膜からなる。配向膜１６には、偏光紫外線等を照射することによって配向処理を施されており、液晶層５０の液晶分子を基板面に対して略水平に配向させるようになっている。光配向処理としては、配向膜材料中の光配向機能を発現させる光配向性基、例えばシンナモイル基、クマリン基、カルコン基、ベンゾフェノン基等の光二量化によるもの、アゾ基等の光異性化によるもの、ポリイミド樹脂等の光分解によるもの等を用いることができる。また、特開２００６−０１８１０６号公報、特開２００２−２５０９２４号公報、特開平１１−１２２４２号公報又は特開２００５−１７３５４８号公報に開示されたように非偏光紫外線を照射することにより配向膜材料の再配列を行う公知の配向膜材料及び光配向処理を用いることもできる。

図５は、素子基板１０をデータ線６ａの延在方向に対して垂直な断面で切断した断面図である。同図に示すように、サブ画素領域の中央部には、反射膜４０及び画素電極９が形成されており、画素電極９の外側には、金属配線であるデータ線６ａ、６ａが設けられている。データ線６ａ、６ａは、サブ画素間の領域に配置されており、反射膜４０とは平面的に重ならないように配置されている。また、図示を省略したが、金属配線である走査線３ａ及び容量線３ｂ（図１を参照）もサブ画素間の領域に配置されており、反射膜４０とは平面的に重ならないように配置されている。そして、これにより、反射膜４０と対向するサブ画素領域の素子基板１０は、紫外線に対して透明な透明層のみで構成されるようになっている。

素子基板１０において配向膜１６に光配向処理を行う場合、配向膜１６に対して反射膜４０と反対側から紫外線ＵＶを照射する。このとき、配向膜１６を透過した光は反射膜４０を透過するため、反射膜４０で反射した紫外線が配向膜１６の配向を乱すことはない。また、反射膜４０の下層側にはデータ線等が形成されていないため、反射膜４０を透過した紫外線ＵＶがデータ線等で反射され再度反射膜４０を透過して配向膜１６に入射することもない。なお、データ線６ａ等によって反射した紫外線によってサブ画素間の配向が乱れる可能性があるが、サブ画素間の領域は表示に寄与しないため、表示上問題となることはない。また、ＴＦＴ３０からの反射は生じるが、このような領域はサブ画素全体から見れば小さな領域であるため、表示に大きな影響を及ぼすことはない。

対向基板２５は、石英、ガラス等の透光性材料からなる基板本体２５Ａを基体としてなる。基板本体２５Ａの内面側には、反射表示領域Ｒ及び透過表示領域Ｔに跨ってカラーフィルタ層２２が設けられている。カラーフィルタ層２２は互いに色の異なる複数種類の着色層２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂからなり、各着色層２２Ｒ〜２２Ｂの間には、必要に応じて黒色樹脂等からなる遮光層が配置されている。カラーフィルタ層２２の内面側には、反射表示領域Ｒに対応して位相差層３４０が選択的に形成されている。位相差層３４０及びカラーフィルタ層２２の内面側には、対向電極３１が形成されており、該対向電極３１を覆って配向膜１９が形成されている。基板本体２５Ａの外面側には偏光板３７が配置されている。

配向膜１９は、光反応性を有する有機薄膜からなる。配向膜１９には、偏光紫外線等を照射することによって配向処理を施されており、液晶層５０の液晶分子を基板面に対して略水平に配向させるようになっている。配向膜１９の材料及び光配向処理の方法については、配向膜１６と同じである。配向膜１９の配向方向は配向膜１６の配向方向と平面視直交しており、これにより、基板１０，２５間で液晶分子が９０°捩れた捩れネマチック（ＴＮ）液晶層が形成されるようになっている。

以上のように、本実施形態の液晶装置１００によれば、反射膜４０が紫外線を透過する誘電体多層膜によって構成されているため、配向膜１６を光配向処理する際に、反射膜４０で反射した紫外線によってサブ画素内の配向膜１６の配向が乱れることはない。また、データ線６ａ、走査線３ａ、容量線３ｂ等の金属配線がサブ画素間の領域に設けられているため、かかる金属配線からの反射によってサブ画素内の配向膜１６の配向が乱れることもない。このため、サブ画素内の領域で良好な配向状態を実現でき、コントラストの高い液晶装置が提供できる。

なお、本実施形態では、１画素領域内に反射表示を行う反射表示領域Ｒと透過表示を損なう透過表示領域Ｔとを備えた半透過反射型の液晶装置について説明したが、本発明の液晶装置は必ずしもこのようなものに限定されず、１画素領域内に反射表示を行う反射表示領域のみを備えた反射型の液晶装置に本発明を適用することもできる。また、本実施形態では、ＴＮ型の液晶装置について説明したが、本発明の液晶装置は必ずしもこのようなものに限定されず、ＥＣＢ型の液晶装置やＩＰＳ方式等の横電界方式の液晶装置に本発明を適用することもできる。また、反射膜４０として、液晶層５０を透過した光の色付きを補償する分光透過率特性を備えたものを用いた場合、反射表示の色味を調整でき、表示特性を向上することができる。
［第２の実施の形態］
図６は、本発明の第２実施形態に係る液晶装置１１０の断面構成図である。同図に示す液晶装置１１０の基本構成は第１実施形態の液晶装置１００と同じであり、異なるのは、素子基板１０に形成されたデータ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂ等の金属配線の液晶層５０側において該金属配線と平面的に重なる領域に、紫外線を吸収する紫外線吸収膜３９が設けられている点である。この液晶装置１１０において、素子基板１０上には、金属配線６ａの液晶層５０側の面（上面）及び側面を覆って紫外線吸収膜３９が設けられている。そして、この紫外線吸収膜３９によって、配向膜１６及び１９の配向処理に用いられる波長の紫外線が吸収されるようになっている。紫外線吸収膜３９としては、フィルムの上に紫外線吸収剤をコーティングすることにより製造される紫外線吸収性のポリエステルフィルムや、紫外線を吸収する作用がある酸化チタンの薄膜等を用いることができる。図７は、紫外線吸収膜３９の分光透過率特性の一例を示す図である。

この液晶装置１１０によれば、データ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂ等の金属配線からの紫外線の反射によってサブ画素間の配向が乱れることを防止することができる。このため、サブ画素内及びサブ画素間の双方において良好な配向特性を実現でき、高コントラストな液晶装置が提供できる。

なお、本実施形態では、紫外線吸収膜３９をデータ線６ａ等の金属配線の表面に設けたが、紫外線吸収膜３９は必ずしも金属配線の表面に設ける必要はない。例えば、図８に示すように、金属配線６ａの液晶層側に層間絶縁膜１５ａを介して紫外線吸収膜３９を設けても良い。この場合、金属配線に対して斜めに入射する紫外線を吸収するために、紫外線吸収膜３９を金属配線の平面領域よりも若干大きく形成すると共に、紫外線吸収膜３９と金属配線６ａとの距離を短く（すなわち層間絶縁膜１５ａの厚みを薄く）することが望ましい。

また、本実施形態では、紫外線吸収膜を金属配線の表面に設けたが、サブ画素間の領域に遮光膜（ブラックマトリクス）が設けられている場合には、この遮光膜の表面にも紫外線吸収膜を設けることが望ましい。これにより、遮光膜からの紫外線の反射によってサブ画素間の配向が乱れることを防止することができる。この場合も、紫外線吸収膜は遮光膜の液晶層側において該遮光膜と平面的に重なる領域に設けられていれば良く、必ずしも遮光膜の表面に設ける必要はない。例えば、遮光膜の液晶層側に層間絶縁膜等を介して紫外線吸収膜を設けることも可能である。

また、図７では、紫外線吸収膜３９を紫外線のみ吸収し可視光線を反射する構成としたが、紫外線吸収膜３９は、紫外線と可視光線の双方を吸収する構成であっても良い。この場合、紫外線吸収膜３９をサブ画素内の領域を除く領域に形成することで、紫外線吸収膜３９を遮光膜（ブラックマトリクス）として用いることができ、コントラストの高い液晶装置が提供される。また、図６では、紫外線吸収膜３９を金属配線の設けられた部分にのみ設けたが、図７のように紫外線吸収膜３９が可視光線を透過する膜として構成されている場合には、紫外線吸収膜３９をサブ画素内の領域を含む基板全体に設けても良い。これにより、紫外線吸収膜３９をパターニングする工程を省略でき、製造が容易になる。
［第３の実施の形態］
図９は、本発明の第３実施形態に係る液晶装置１２０の１画素の断面構成図である。同図に示す液晶装置１２０の基本構造は第１実施形態の液晶装置１００と同じであり、異なるのは、液晶装置１２０の表示側の面に、屋外の紫外線から配向膜１６及び１９を保護する紫外線保護膜３８が設けられている点である。この液晶装置１２０において、対向基板２５の基板本体２５Ａの液晶層５０とは反対側の面には、可視光線を透過し紫外線を反射又は吸収する紫外線保護膜３８が設けられている。そして、この紫外線保護膜３８によって、配向膜１６及び１９の配向処理に用いられる波長の紫外線が反射又は吸収されるようになっている。図１０は、紫外線保護膜３８の分光透過率特性の一例を示している。

この液晶装置１２０によれば、紫外線保護膜３８によって配向膜１６及び１９が紫外線から保護されるため、液晶装置１２０を屋外で使用する場合でも、屋外の紫外線によって配向膜１６及び１９の配向が乱されることがない。例えば、配向膜１６及び１９として、二色性色素のｃｉｓ−ｔｒａｎｓ異性化を利用して配向処理を行う配向膜を用いた場合、配向特性は再度の紫外線照射によって可逆的に変化するため、屋外の自然光によって配向膜１６及び１９に紫外線が照射されると、液晶装置の配向特性が事後的に変化してしまう可能性がある。しかし、本実施形態の液晶装置１２０では、パネル内の配向膜１６及び１９に屋外の紫外線が入射することがないため、このような配向膜を用いても配向特性が変化することがなく、安定した配向状態が維持される。また、紫外線保護膜３８として、液晶層５０を透過した光の色付きを補償する分光透過率特性を備えたものを用いた場合、反射表示の色味を調整でき、表示特性を向上することができる。
［電子機器］
図１１は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。同図の携帯電話１３００は、本発明の液晶装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。上記各実施の形態の表示装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいは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、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器においても、明るく、高コントラストであり、かつ広視野角の画像表示が可能になっている。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

本発明の第１実施形態に係る液晶装置の回路構成図である。 同液晶装置の１画素の平面構成図である。 同液晶装置の１画素の断面構成図である。 同液晶装置に備えられる反射膜の分光透過率特性の一例である。 同液晶装置の配向処理の方法を説明する説明図である。 本発明の第２実施形態に係る液晶装置の断面構成図である。 同液晶装置に備えられる紫外線吸収膜の分光透過率特性の一例である。 同液晶装置の他の構成例を示す断面構成図である。 本発明の第３実施形態に係る液晶装置の１画素の断面構成図である。 同液晶装置に備えられる紫外線保護膜の分光透過率特性の一例である。 本発明の電子機器の一例である携帯電話の斜視構成図である。

符号の説明

３ａ…走査線（金属配線）、３ｂ…容量線（金属配線）、６ａ…データ線（金属配線）、１０…素子基板、１６，１９…配向膜、２５…対向基板、３８…紫外線保護膜、３９…紫外線吸収膜、４０…反射膜、５０…液晶層、１００，１１０，１２０…液晶装置、１３００…携帯電話（電子機器）、Ｒ…反射表示領域、Ｔ…透過表示領域、ＵＶ…紫外線

Claims (12)

1. 複数のサブ画素を備え、各サブ画素内に反射表示を行う反射表示領域を備えた液晶装置であって、
   液晶層を保持する一対の基板と、
   前記サブ画素内の前記反射表示領域に設けられた反射膜と、
   前記反射膜の前記液晶層側に設けられた配向膜とを備え、
   前記配向膜は、紫外線を照射することによって配向処理を施されてなり、
   前記反射膜は、可視光線を反射し前記紫外線を透過する誘電体多層膜によって構成されていることを特徴とする液晶装置。
2. 前記反射膜は、前記液晶層を透過した光の色付きを補償する分光透過率特性を備えていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記反射膜の前記液晶層とは反対側に金属配線が設けられており、
   前記金属配線は、前記複数のサブ画素のうち隣接するサブ画素同士の間の領域に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置。
4. 前記金属配線の前記液晶層側において前記金属配線と平面的に重なる領域に、前記紫外線を吸収する紫外線吸収膜が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の液晶装置。
5. 前記紫外線吸収膜は、前記金属配線の前記液晶層側の面を覆うように設けられていることを特徴とする請求項４に記載の液晶装置。
6. 前記複数のサブ画素のうち隣接するサブ画素同士の間の領域には遮光膜が設けられており、
   前記遮光膜の前記液晶層側における前記遮光膜と平面的に重なる領域に、前記紫外線を吸収する紫外線吸収膜が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の液晶装置。
7. 前記紫外線吸収膜は、前記遮光膜の前記液晶層側の面を覆うように設けられていることを特徴とする請求項６に記載の液晶装置。
8. 前記紫外線吸収膜は、前記可視光線をも吸収する膜として構成され、前記サブ画素内の領域を除く領域に設けられていることを特徴とする請求項４〜７のいずれかの項に記載の液晶装置。
9. 前記紫外線吸収膜は、前記可視光線を透過する膜として構成され、前記サブ画素内の領域を含む基板全体に設けられていることを特徴とする請求項４〜７のいずれかの項に記載の液晶装置。
10. 前記反射膜が設けられた基板と対向する基板の前記液晶層とは反対側に、前記可視光線を透過し前記紫外線を反射又は吸収する紫外線保護膜が設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかの項に記載の液晶装置。
11. 前記紫外線保護膜は、前記液晶層を透過した光の色付きを補償する分光透過率特性を備えていることを特徴とする請求項１０に記載の液晶装置。
12. 請求項１〜１１のいずれかの項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。

Images